DE2812896C2 - Datenerfassungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Datenerfassungseinrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art.

Bei einer aus der DE-OS 25 21388 bekannten Datenerfassungseinrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art wird mindestens eine entfernte Unterstation über den Leitungsbus auch mit einem Speisestrom versorgt, wobei dieser Speisestrom jedoch z. B. bei der Übertragung einer Adresse impulsförmig unterbrochen wird. Dadurch ist eine kontinuierliche Speisung der Unterstationen nicht gewährleistet, was zu Schwierigkeiten führen kann.

Bei einer aus der DE-OS 24 22 089 bekannten Datenerfassungseinrichtung werden die entfernten Stationen von der Hauptstation aus mit einem Wechselspannungssignal gespeist, dessen jeweils erste Halbperiode sowohl zur Speisung einer in der entfernten Station vorhandenen Abfühleinrichtung als auch zur Aufladung eines Kondensators dient, um die Abfühleinrichtung auch während der zweiten Halbperiode durch die im Kondensator gespeicherte Ladung speisen zu können, während der eine Speisung der entfernten Station von der Hauptstation aus nicht erfolgt. Vielmehr wird jeweils während der Dauer der zweiten Halbperiode des Wechselspannungssignals das Datensignal von der Abfühleinrichtung zur Hauptstation hin übertragen. Die Übertragung des Wechselspannungssignals von der Hauptstation zu der jeweiligen entfernten Station stellt gleichzeitig das Abfragesignal dar, da nur dann eine bei der bekannten Datenerfassungseinrichtung in der entfernten Station vorgesehene Lichtschranke und ein mit ihr verbundener Ausgangsverstärker gespeist wird, um z. B. das Hindurchlaufen eines Gegenstandes durch die Lichtschranke bei einer Förderanlage zu überwachen. Bei der bekannten Datenerfassungseinrichtung erhält die jeweils abzufragende entfernte Station Speiseenergie nur während jeweils jeder zweiten Halbperiode eines Wechselspannungssignals, um während der jeweils anderen jeweils zweiten Halbperiode die Datensignale an die Hauptstation übertragen zu können. Es hat sich nun aber herausgestellt, daß eine solche diskontinuierliche Speisung der entfernten Station auch während der gerade erfolgenden Abfrage keine zuverlässige Abfrage bestimmter Abfühleinrichtungen bzw. integrierender Meßgeräte zuläßt, da diese während der Abfrage durch

die Hauptstation eine konstante und keinen Schwankungen unterworfene Speisespannung benötigen.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Datenerfassungseinrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß die jeweils abgefragte entfernte Station von der Hauptstation aus so gespeist wird, daß während der Abfragezeitdauer an der entfernten Station eine konstante kontinuierliche Speisespannung zur Verfügung steht

Bei einer Datenerfassungseinrichtung ist diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst

Während der Abfragezeitdauer einer entfernten Station werden von der Hauptstation aus über die erste und dritte Leitung mit Hilfe der in der Hauptstation vorgesehenen Schaltereinrichtungen Spannungssignale erster und zweiter Amplitude, jedoch gleicher Polarität übe/tragen, so daß durch den Wechsel zwischen der ersten und zweiten Amplitude die Abf■ agesignale gebildet werden. Da beide Amplituden gleiche Polarität haben, erhält die entfernte Station während der Abfragezeitdauer kontinuierlich eine bestimmte Mindestspannung, aus der in der entfernten Station z. B. mit Hilfe einer Zenerdiode eine kontinuierliche und konstante Speisespannung abzuleiten ist, die Vorzugsweise etwas geringer als die niedrigere Amplitude der beiden Amplituden des von der Hauptstation übertragenen Spannungssignals ist Diese Übertragung sowohl der Speisespannung als auch der Abfragesignale über die erste und dritte Leitung an die entfernte Station kann dabei kontinuierlich und ungestört von einer gleichzeitigen Übertragung der Datensignale von der entfernten Station an die Hauptstation über die zweite und dritte Leitung erfolgen. In diesem Fall ist die dritte Leitung z. B. eine Erdpotential als Bezugspotential führende Leitung. Die kontinuierliche Speisung der jeweiligen entfernten Station während der Abfragezeitdauer ermöglicht z. B. auch die Abfrage des jeweiligen Zählerstandes von mechanischen Zählern, die in den jeweiligen entfernten Stationen z. B. von Motoren eines Elektrizitätszählers oder aber Gaszählers angetrieben sind. Andererseits ermöglicht die Datenerfassungseinrichtung aber auch die Abfrage von integrierenden elektronischen Meßgeräten, so daß sie in Versorgungsnetzen zur Abfrage von entfernten Stationen benutzt werden kann, die teilweise noch mit mechanischen Meßgeräten und teilweise bereits mit elektronischen Meßgeräten ausgerüstet sind.

Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. so

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine teilweise als Blockschaltbild dargestellte elektrische Schaltung der Ferndaten-Erfassungseinrichtung,

Fig.2 eine detaillierte Schaltung der Erfassungseinrichtung und

F i g. 3 eine modifizierte Ausführungsforn; der Erfassungseinrichtung.

In F i g. 1 umfaßt eine Ferndaten-Erfassungseinrichtung 11 eine Hauptstation 12 und eine entfernte Station 13. In der Praxis ist eine große Anzahl entfernter Stationen bei entsprechenden Meß- und Zähleinrichtungen in verschiedenen Wohnungen und Geschäften vorgesehen, jedoch ist in der Zeichnung zwecks Vereinfachung der Darstellung nur eine einzige entfernte Station 13 gezeigt. Die Einrichtungen zum Adressieren einer speziellen entfernten Station 13 von der Hauptstation 12 aus sind nicht Gegenstand der Erfindung, daher nicht dargestellt

Die Hauptstation 12 ist mit der entfernten Station 13 über eine erste, zweite und dritte Übertragungsleitung 14,16 bzw. 17 verbunden. Die Übertragungsleitung 17 stellt eine gemeinsame Leitung dar und ist geerdet Die Hauptstation 12 umfaßt eine Energiequelle 18, die den Kollektoren von NPN-Transistoren 19 und 21 positive Gleichspannungen Vl bzw. V2 zuführt Die Emitter der Transistoren 12 und 21 sind mit dem Kollektor eines NPN-Transistors 22 verbunden, der die Funktion eines Ein/Aus-Schalters hat Der Emitter des Transistors 22 ist mit der ersten Übertragungsleitung 14 verbunden. Eine Steuereinheit 23 ist mit den Basiselektroden der Transistoren 19, 21 und 22 so verbunden, wie es im folgenden beschrieben wird.

Die entfernte Station 13 umfaßt einen Widerstand 24 und eine Zenerdiode 26, die in Serie zwischen der ersten und dritten Übertragungsleitung 14 und 17 geschaltet sind und einen Nebenschluß-Spannungsregler bilden. Ein Filterkondensator 27 ist der Zenerdiode 26 parallelgeschaltet Die Zenerspannung der Zenerdiode 26 wird so ausgewählt daß sie kleiner ist als die Spannung Vl und V2, und sie wird mit V3 bezeichnet Vorzugsweise ist die Spannung Vi größer als die Spannung V2, und die Spannung V2 ist etwas höher als die Spannung V3. Die Spannung V3 bildet eine Speisespannungsversorgung für die entfernte Station 13, und sie ist nur während der Datenübertragung erforderlich.

Die entfernte Station 13 umfaßt eine Zählereinheit oder ein Meßgerät 28, um den Verbrauch von beispielsweise Gas, Elektrizität, Wasser und dgl. zu messen. Das Meßgerät 28 liegt parallel zu der Zenerdiode 26. Parallel zu der Zenerdiode 26 liegt eine Serienschaltung aus einem Widerstand 29 und einem NPN-Fototransistor 31. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 29 und des Fototransistors 31 ist mit dem Meßgerät 28 verbunden. Der Ausgang des Meßgerätes 28 ist über die zweite Übertragungsleitung 16 mit einer Recheneinheit 32 in der Hauptstation 12 verbunden. Ausgänge der Recheneinheit 32 sind mit der Steuereinheit 23 und einer Anzeigeeinrichtung 33, beispielsweise einer Kathodenstrahlröhre, einem Drucker oder dgl., verbunden.

Ein Widerstand 34, eine lichtemittierende Diode (LED) 36 als Lichtquelle und Spannungsabfall-Dioden 37 und 38 liegen als Serienschaltung parallel zu dem Widerstand 24. Die LED 36 ist optisch mit dem Fototransistor 31 als Fotosensor gekoppelt und bildet somit mit letzterem einen Optokoppler.

Im Betrieb führt die Steuereinheit 23 der Basis des Transistors 22 eine hohe Spannung zu, um den Transistor leitend zu schalten. Dann führt die Steuereinheit 23 den Basiselektroden der Transistoren 19 und 21 abwechselnd hohe Spannungen zu, um diese leitend zu schalten. Demzufolge werden die Spannungen Vi und V2 abwechselnd der ersten Übertragungsleitung 14 zugeführt, um hierdurch Abfrageimpulse zu bilden. Da die Spannungen Vl und V2 größer sind als die Spannung V3, ist die Versorgungsspannung an der Zenerdiode 26 fortwährend verfügbar, um der entfernten Station 13 Energie zuzuführen. Die LED 36 jedoch emittiert nur dann Licht, wenn auf der Leitung 14 die höhere Spannung Vl ansteht. Der Fototransistor 31 wird durch das von der LED 36 abgestrahlte Licht leitend geschaltet, so daß im wesentlichen eine Spannung von Null an dem Kollektor des Fototransi-

stors 31 entsteht und dem Meßgerät 28 zugeführt wird. Wird der Übertragungsleitung 14 die Spannung V2 zugeführt, so sendet die lichtemittierende Diode 36 kein Licht aus, der Fototransistor 31 wird gesperrt, und dem Meßgerät 28 wird im wesentlichen die Spannung V3 zugeführt

Auf diese Weise werden dem Zähler 28 Signalimpulse zugeführt, deren Amplitude zwischen Null und V3 wechselt, wenn auf die Übertragungsleitung 14 die Spannung Vi bzw. V 2 gegeben wird.

Als Antwort auf die Impulse sendet der Zähler 28 Datensignalimpulse, die dem Ablesewert des Zählers entsprechen, über die zweite Übertragungsleitung 16 an die Recheneinheit 32, welche aus den Datenimpulsen den Ablesewert rekonstruiert. Der Ablesewert wird von der Recheneinheit 32 der Anzeigeeinrichtung 33 zugeführt, um den Ablesewert für die Bedienungsperson in der Hauptstation J2 sichtbar zu machen.

Es versteht sich, daß die Versorgungsspannung für die entfernte Station 13 und die Abfragesignale von der Hauptstation 12 zu der entfernten Station 13 über die erste und dritte Übertragungsleitung 14 bzw. 17 geleitet werden. Als Antwort auf die Abfragesignale schickt die entfernte Station 13 die Datensignale, die dem Ablesewert entsprechen, über die zweite und dritte Übertragungsleitung 16 bzw. 17 zu der Hauptstation 12. Die entfernte Station 13 ist im einzelnen in Fig.2 dargestellt Sie umfaßt einen Teiler-Neun-Zähler 41, dessen Ausgang mit einem Zähleingang eines Zwei-Bit-Zähler-Dekoders 42 verbunden ist Letzterer erzeugt hohe Ausgangssignale auf den Leitungen, die mit 10°, 10¹, 10² und 10³ bezeichnet sind, und zwar als Antwort auf in ihm eingestellte Zählerstände von 00, 01, 10 und 11.

Der Zähler 28 umfaßt vier zehnstufige Schalter 28a, 2Sb, 28c und 28c/, die den Einerstellen (10°), Zehnerstellen (10¹), Hunderterstellen (10²) und Tausenderstellen (ΙΟ³) der Ablesewerte entsprechen. Der Zähler 28 gibt somit einen vierstelligen Ablesewert mit einem Maximalwert von 9999 ab.

Die Schalter 28a bis 28c/ weisen bewegliche Kontakte 28e bis 28Λ auf, die mit den Leitungen 10° bis 10³ entsprechend verbunden sind. Die Kontakte 28e bis 28Λ werden durch eine nichtgezeigte Motoreinheit nach Maßgabe des zu messenden Verbrauchs angetrieben. Jeder der Schalter 28a bis 28c/ umfaßt zehn feste Kontakte, mit denen die beweglichen Kontakte 28e bis 28Λ jeweils in Eingriff bringbar sind. Obwohl zur Vereinfachung der Zeichnung die zehn Kontakte nicht bezeichnet sind, entsprechen sie den Werten 0 bis 9 der entsprechenden Ziffcrsteile des Ableseweries.

Die festen Kontakte aller Schalter 28a bis 2Sd, welche dem Wert 0 entsprechen, sind über eine Leitung, die mit 0 bezeichnet ist, mit einem Digital-Binär-Wandler 43 verbunden. In ähnlicher Weise sind die Kontakte aller Schalter 28a bis 28c/ entsprechend ihren Werten über jeweils eine der neuen Leitungen, die mit 1 bis 9 bezeichnet sind, mit dem Wandler 43 verbunden. Obwohl dieses in der Zeichnung nicht dargestellt ist sind die beweglichen Kontakte 28e bis 28Λ über fortschreitende 10 : !-Untersetzungsgetriebe miteinander verbunden. Anders ausgedrückt für jede vollständige Umdrehung des beweglichen Kontaktes 28e, bei welcher dieser nacheinander die zehn festen Kontakte des Schalters 28a berührt wird der bewegliche Kontakt 28/des Schalters 2Sb um V10 Umdrehung gedreht usw. Die Schaltereinheit 28 stellt einen vierstelligen Dezimalzähler dar.

Der Wandler 43 besitzt vier binäre Ausgänge, die mit 2°, 2¹, 2² und 2³ bezeichnet sind. Die Ausgänge sind mit einem binären Vier-Bit-Abwärtszähler 44 verbunden. Das binäre Äquivalent der Eingänge 0 bis 9 des Wandlers 43 tritt an den Ausgängen 2° bis 2³ auf. Ein Ausgang des Zählers 44, der nur dann einen logisch niedrigen Pegel aufweist, wenn der Zählerstand des Zählers 44 Null ist, ist mit einem Eingang eines UND-Gliedes 46 verbunden. Ein anderer Eingang des UND-Gliedes 46 ist mit dem Kollektor des Fototransistors 31 verbunden. Die Kollektorspannung des Fototransistors 31 ist mit V4 bezeichnet

Der Ausgang des UND-Gliedes 46 ist mit der Basiselektrode eines NPN-Transistors 47 verbunden, dessen Emitter wiederum mit der Leitung 17 in Verbindung steht. Der Kollektor des Transistors 47 ist direkt mit der Leitung 16 sowie über einen Widerstand 48 mit dem Verbindungspunkt des Widerstandes 24 und der Zenerdiode 26 verbunden, um die Spannung V3 zu empfangen. Ein Widerstand 50 und ein Kondensator 49 liegen in Serie parallel zu der Zenerdiode 26. Der Verbindungspunkt des Widerstandes 50 und des Kondensators 49 ist mit dem Eingang eines Inverters 51 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines ODER-Gliedes 52 und den Rücksetzeingängen der Zähler 41 und 42 verbunden ist Der Ausgang des ODER-Gliedes 52 ist mit einem Setzeingang des Zählers 44 verbunden. Ein Ausgangszähler 41 ist mit dem anderen Eingang des ODER-Gliedes 52 verbunden. Der Ausgang des UND-Gliedes 46 ist mit einem Abwärtszähl-Eingang des Zählers 44 verbunden. Die Spannung V 4 vom Kollektor des Fototransistors 31 wird ferner einem Zähleingang des Zählers 41 zugeführt.

Beim Betrieb führt die Steuereinheit 23 der Hauptstation 12 zuerst hohe Signale an die Basiselektroden der Transistoren 19 und 22, um diese leitend zu schalten. Dann wird die Spannung V1 auf die Leitung 14 gegeben, was die lichtemittierende Diode 36 veranlaßt Licht auszusenden, und die Kollektorspannung V4 des Fototransistors 31 geht auf Null. Die Spannung V3 an der Zenerdiode 26 lädt den Kondensator 49 über den Widerstand 48 auf. Im Augenblick der Zuführung der Spannung V3 ist die Spannung am Kondensator 49 Null. Jedoch steigt diese Spannung exponentiell mit dem Aufladen des Kondensators 49 an. Somit geht der Eingang des Negators 51 von »niedrig« auf »hoch«.

Im Augenblick der Zuführung der Spannung V3 erzeugt der Inverter 51 ein Ausgangssignal hohen Pegels. Die Anstiegsspannung am Kondensator 49 jedoch veranlaßt daß der Ausgang des Inverters 5! von »hoch« auf »niedrig« wechselt Dieses abfallende Signal wird den Rücksetzeingängen des Zählers 41 und des Zähler-Dekoders 42 zugeführt was zur Folge hat daß diese auf einen Zählerstand von Null zurückgesetzt werden.

Das abfallende Ausgangssignal des Inverters 51 wird ferner über das ODER-Glied 52 dem Setzeingang des Zählers 44 zugeleitet was zur Folge hat daß die Signale auf den Leitungen 2° bis 2³ an die entsprechenden Stufen des Zählers 44 gegeben werden.

Der Zählerstand Null des Zählers 42 erzeugt auf der Leitung 10° ein Ausgangssignal hohen Pegels, welches dem beweglichen Kontakt 28e des Einerstellen-Schalters 28a zugeführt wird. Im dargestellten Beispiel liegt der bewegliche Kontakt 28e an dem festen Kontakt des Schalters 28a, welcher mit der Leitung 9 verbunden ist was anzeigt daß die Einerstelle des Ablesewertes Neun

ist. Das hohe Ausgangssignal auf der Leitung 10° wird über den beweglichen Kontakt 28e durch den der Neun entsprechenden festen Kontakt des Schalters 28a und die Leitung 9 dem Wandler 43 zugeleitet, welcher auf den Leitungen 2° bis 2³ die Ausgangssignale »hoch«, »niedrig«, »niedrig« und »hoch« erzeugt (dezimal 9 = binär 1001). Der Wert 1001 wird im Zähler 44 bei Erhalt des abfallenden Signals vom ODER-Glied 52 eingestellt. Der Kondensator 49 und der Widerstand 50 bilden einen Integratorschaltkreis, der eine geringfügige to Verzögerung erzeugt und somit die richtige sequentielle Betriebsweise des Zählers 44 gewährleistet.

Dann nimmt die Steuereinheit 23 das hohe Signal von der Basiselektrode des Transistors 19 fort und führt der Basiselektrode des Transistors 21 ein hohes Signal zu. Die niedrigere Spannung V2 wird hierdurch auf die Leitung 14 gegeben. Solche Übergänge von Vl auf V2 erzeugen Abfrageimpulse. Die Spannung V2 veranlaßt, daß die lichtemittierende Diode 36 erlischt und daß der Fototransistor 31 eine hohe Kollektorspannung erzeugt Diese Spannung V 4 wird über das UND-Glied 46 dem Zähler 44 zugeführt, wodurch der Zähler 44 seinen Zählerstand vermindert. Der hohe Ausgang des UND-Gliedes 46 schaltet den Transistor 47 leitend, so daß die niedrige Kollektorspannung dieses Transistors der Leitung 16 zugeführt wird und von der Rechenschaltung 32 der Hauptstation 12 empfangen wird.

Zum Lesen jeder Ziffer des Ablesewertes werden der entfernten Station 13 neun Abfrageimpulse zugeführt Im vorliegenden Fall, in dem die Einerstelle des Ablesewertes den Wert Neun hat, wird der Zählerstand des Zählers 44 nicht auf Null reduziert, bis diesem über das UND-Glied 46 neun Abfrageimpulse zugeführt werden. Auf diese Weise werden alle neun Abfrageimpulse von der Hauptstation 12 über die Leitung 14 durch die lichtemittierende Diode 36, den Fototransistor 31, das UND-Glied 46 und den Transistor 47 und über die Leitung 16 zurück zur Hauptstation 12 geführt. Die am Kollektor des Transistors 47 erzeugten Impulse stellen die Datenimpulse dar. Die Recheneinheit 32 zählt die Datenimpulse, um die Einerstelle des Ablesewertes zu rekonstruieren und führt den rekonstruierten Wert der Anzeigeeinrichtung 33 zur Anzeige zu. Zusammengefaßt, es werden neun VI—V2-Übergänge von der Hauptstation 12 an die entfernte Station 13 als Abfrageimpulse gegeben. Diese Impulse werden von der entfernten Station 13 verarbeitet und als Datenimpulse an die Hauptstation 12 zurückgegeben. Jeder Hoch-Niedrig-Obergang eines Abfrageimpulses erzeugt einen Hoch-Niedrig-Obergang eines Datenimpulses aufgrund der doppelten Inversion des Fototransistors 31 und des Transistors 47.

Der Zähler 41 erzeugt ein positives Ausgangssignal als Antwort auf jeden neunten Abfrageimpuls. Die Impulsbreite des Ausgangsimpulses des Zählers 41 ist so ausgewählt, daß sie länger ist als die Impulsbreite des Abfrageimpulses, jedoch kürzer als deren Impulswiederholungsrate. Anders ausgedrückt, die Vorderflanken jedes neunten Abfrageimpulses und der Ausgangsimpuls des Zählers 41 koinzidieren, jedoch die Vorderflanke des Ausgangsimpulses des Zählers 41 fällt zwischen die Rückflanke des entsprechenden Abfrageimpulses und die Vorderflanke des anschließenden Abfrageimpulses.

Die Vorderflanke des Ausgangsimpulses des Zählers 41, die als Antwort auf den neunten Abfrageimpuls erzeugt wird, veranlaßt, daß der Zähler-Dekoder 42 seinen Zählerstand erhöht und daß dieser ein hohes Ausgangssignal auf der Leitung 10' erzeugt Dieses wird dem beweglichen Kontakt 28/des Zehnerstellenschalters 28ö zugeführt. Im dargestellten Beispiel berührt der bewegliche Kontakt 28/den Null-Kontakt des Schalters 2Sb, und auf der Leitung 0 erscheint ein hohes Signal.

Die Vorderflanke des Ausgangsimpulses des Zählers 41 wird durch das ODER-Glied 52 hindurchgelassen, um den Eingang des Zählers 44 zu setzen. Dieses hat zur Folge, daß die Ausgangsgrößen des Wandlers 43 an den Zähler 44 gegeben werden. Da die Zehnerstelle des Ablesewertes Null ist, wird in den Zähler 44 ein binärer Wert 0000 eingestellt. Da der Zählerstand des Zählers 44 Null beträgt, nimmt der Ausgang des Zählers 44, der mit dem Eingang des UND-Gliedes 46 verbunden ist, einen niedrigen Pegel an, was das UND-Glied 46 sperrt. Obwohl also die zweite Folge der neun Abfrageimpulse den Zähler 41 zyklisch durchläuft, wird demnach keiner der Impulse durch das UND-Glied 46 an die Hauptstation 12 geleitet. Die Zehnerstelle des Ablesewertes beträgt Null, und es wird kein Datenimpuls erzeugt.

Der achtzehnte Abfrageimpuls erzeugt am Zähler 41 ein Ausgangssignal, welches den Zählerstand des Zähler-Dekoders 42 erhöht, so daß dieser auf der Leitung 10² ein hohes Ausgangssignal bildet. Dieses wählt den beweglichen Kontakt 28^ des Hunderterstellen-Schalters 28c aus. Im dargestellten Beispiel hat die Hunderterstelle den Wert Zwei, so daß im Zähler 44 ein binärer Wert 0010 eingestellt wird. Die dritte Folge der neun Abfrageimpulse erzeugt zwei Datenimpulse, da der Zähler 44 durch den zweiten Abfrageimpuls auf Null dekrementiert wird, was das UND-Glied 46 sperrt und verhindert, daß die dritten bis neunten Impulse hindurchgelangen. _n

Der siebenundzwanzigste Abfrageimpuls erzeugt wieder einen Ausgangsimpuls des Zählers 41, um den Zählerstand des Zähler-Dekoders 42 zu erhöhen und auf der Leitung 10³ ein hohes Ausgangssignal zu erzeugen. Da die Tausenderstelle den Wert 8 aufweist, wird im Zähler 44 ein binärer Wert 1000 eingestellt und es werden acht Datenimpulse erzeugt In dem gezeigten Beispiel beträgt der Ablesewert 8209 und dieser Wert kann den Verbrauch von Gas in Kubikmetern, von Elektrizität in Kilowattstunden, von Wasser in Litern, usw, darstellen.

Zusammengefaßt: Vier Folgen von je neun Abfrageimpulsen werden von der Hauptstation 12 der entfernten Station 13 über die Leitungen 14 und 17 zugeführt Als Antwort auf die erste Folge von neun Impulsen werden von der entfernten Station 13 neun Datenimpulse an die Hauptstation 12 über die Leitungen 16 und 17 gesendet. Als Antwort auf die zweite, dritte und vierte Folge der jeweils neun Abfrageimpulse werden 0, 2 und 8 Datenimpulse entsprechend erzeugt

Es sind viele Abwandlungen der Datenerfassungseinrichtung 11 möglich. Beispielsweise kann der Zähler 44 so ausgelegt sein, daß er als Antwort auf eine Rückwärtszählung über den Wert Null hinaus, ein niedriges Ausgangssignal oder ein niedriges Borgesignal erzeugt Dieses Borgesignal kann dem UND-Glied 46 zugeführt werden, um dieses zu sperren, sobald in dem Zähler 44 eine Borge-Operation stattgefunden hat In diesem Fall würden zehn statt neun Abfrageimpulse an die entfernte Station 13 für jede Ziffernstelleirdes Ablesewertes gesendet werden. Die Anzahl der Datenimpulse, die für jede Ziffernstelle erzeugt werden, würde dem Wert der Ziffer +1 entsprechen. War

beispielsweise der Zählerstand 5, so würden sechs Datenimpulse erzeugt. War der Zählerstand 0, so würde ein Datenimpuls erzeugt. Im letztgenannten Fall würde der erste Abfrageimpuls einen Datenimpuls erzeugen. Der erste Abfrageimpuls jedoch würde im Zähler 44 eine Borge-Operation bewirken und somit das UND-Glied 46 sperren. Somit würde der zweite bis zehnte Abfrageimpuls keine Datenimpulse erzeugen.

F i g. 3 zeigt eine modifizierte Ausführungsform. In Fig.3 sind die gleichen Bauelemente mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, und Bauelemente, die ähnliche Funktionen haben, sind mit gestrichenen Bezugszeichen versehen.

In einer Einrichtung 11' mißt oder zählt ein Meßgerät 28' den Verbrauch zweier Verbrauchsgrößen, beispielsweise den Verbrauch von Elektrizität oder Gas. Der Ablesewert für den Verbrauch von Elektrizität wird in der oben beschriebenen Weise erhalten, in dem Abfrageimpulse auf die Leitung 14 gegeben werden. Jedoch ist bei dieser Ausführungsform eine andere Einrichtung vorgesehen, um das Ablesen des Gasverbrauches zu bewerkstelligen.

Die Einrichtung 1Γ umfaßt einen NPN-Transistor61, dessen Emitter mit der Leitung 17 verbunden ist und dessen Kollektor mit der Leitung 16 in Verbindung steht. Die Basiselektrode des Transistors 61 ist mit einer Steuereinheit 23' verbunden. Eine zwischen den Emitter des Transistors 47 und die Leitung 17 geschaltete Zenerdiode 62 bildet eine feste Emitter-Vorspannung. Ein Widerstand 63 und eine lichtemittierende Diode (LED) 64 sind in Serie zu der Zenerdiode 26 parallelgeschaltet. Eine umgekehrt gepolte Sperrdiode 66 liegt zwischen dem Verbindungspunkt des Widerstandes 63 mit der lichtemittierenden Diode 64 und der Leitung 16, wobei die Kathode der Diode 66 mit der Leitung 16 verbunden ist.

Weiterhin sind ein Widerstand 67 und ein NPN-Fototransistor 68 in Serie geschaltet und liegen parallel zu der Zenerdiode 26, wobei der Kollektor des Fototransistors 68 mit dem Meßgerät 28' verbunden ist. Die lichtemittierende Diode 64 ist optisch mit dem Fototransistor 68 gekoppelt.

Zum Ablesen des Elektrizitätsverbrauchs führt die Steuereinheit 23' ein niedriges Signal an den Transistor 61, wodurch dieser abgeschaltet wird. Die lichtemittierende Diode 64 strahlt fortlaufend Licht ab, was zur Folge hat, daß der Fototransistor 68 leitend geschaltet wird und eine niedrige Kollektorspannung erzeugt. Die Kombination aus Zenerdiode 62 und Diode 66 verhindert, daß die Kollektorspannung des Transistors 47 die lichtemittierende Diode 64 beeinflußt.

Um das Ablesen des Gaszählers zu bewerkstelligen, sendet die Hauptstation 12' Sekundär-Abfrageimpulse an die entfernte Station 13', indem sie positive Impulse an den Transistor 61 legt. Immer wenn die Basisspannung des Transistors 61, die von der Steuereinheit 23' zugeführt wird, einen hohen Pegel hat, wird der Transistor 61 leitend geschaltet und schließt die Leitung 16 mit der Leitung 17 kurz. Aufgrund der Ableitung durch die Diode 66 fällt die Spannung an der lichtemittierenden Diode 64 auf fast Null ab, und die LED 64 strahlt kein Licht ab. Hierdurch wird der Fototransistor 68 gesperrt, so daß die Kollektorspannung dieses Transistors einen hohen Pegel annimmt. Durch Verschwinden des hohen Signals an der Basiselektrode des Transistors 61 wird dieser gesperrt, wodurch die lichtemittierende Diode 64 Licht aussendet und den Fototransistor 68 leitend schaltet. Somit nimmt die Kollektorspannung des Fototransistors 68 einen niedrigen Wert an. Auf diese Weise veranlassen positive Impulse, die dem Transistor 61 zugeführt werden, daß dem Meßgerät 28' von dem Kollektor des Fototransistors 68 positive Impulse zugeführt werden. Diese Impulse können in bekannter Weise durch den Zähler 28' verarbeitet werden. Er erzeugt und sendet Sekundär-Datenimpulse, die den Ablesewert des Gaszählers darstellen, über die Leitungen 16 und 17 an die Hauptstation 12'.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Datenerfassuhgseinrichtung mit einer Hauptstation und mindestens einer entfernten Unterstation, wobei ein Leitungsbus mit drei Leitungen vorgesehen ist, über die die elektrische Speisung und Abfragesignale an die Unterstation und Daterisigna-Ie als Antwort auf die Abfragesignale an die Hauptstation übertragbar sind, wobei über die zweite zusammen mit der dritten Leitung die Datensignale und über die erste zusammen mit der dritten Leitung die Abfragesignale übertragbar sind und die Hauptstation eine Schaltereinrichtung aufweist, die die erste Leitung abwechselnd mit einem Potential erster und zweiter Größe jedoch gleicher Polarität verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstation (13,13') zwischen der ersten und dritten Übertragungsleitung (14, 17) eine aus einem Widerstand (24) und einer Zenerdiode (26) bestehende Serienschaltung aufweist, daß sowohl die erste als auch die zweite Größe des Potentials größer als die Zenerspannung der Zenerdiode sind, daß die Zenerspannung der Zenerdiode die Speisespannung für die Unterstation bildet und daß die Potentialänderung zwischen erster und zweiter Größe das impulscodierte Abfragesignal darstellt.

2. Datenerfassungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterstation (13, 13') einen Optokoppler (31, 36) aufweist, dessen Lichtquelle parallel zu dem der Zenerdiode (26) zugeordneten Widerstand (24) geschaltet ist und dessen optisch gekoppelter Fotosensor (31) in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Größe elektrische Signale erzeugt, die ein abzufragendes Meßgerät (28, 28') steuern, das seinerseits die Datensignale an die Hauptstation (12,12') überträgt.

3. Datenerfassungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotosensor (31) die elektrischen Signale mit einer dritten und vierten Größe in Abhängigkeit von der ersten und zweiten Größe erzeugt.

4. Datenerfassungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zenerspannung der Zenerdiode (26) die Speisespannung für die entfernte Station (13,13') darstellt.

5. Datenerfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptstation (12') eine weitere Schaltereinrichtung (61) hat, mit der zur Erzeugung von Sekundär-Abfragesignalen für die entfernte Station (13') die zweite und dritte Leitung (16,17) abwechselnd miteinander zu verbinden und nicht zu verbinden sind, und daß die entfernte Station die Sekundär-Datensignale der Hauptstation über die zweite und dritte Leitung als Antwort auf die Sekundär-Abfragesignale zuführt.

6. Datenerfassungseinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernte Station einen weiteren Optokoppler (64, 68) aufweist, der mit der zweiten und dritten Übertragungsleitung (16, 17) verbunden ist.

7. Datenerfassungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Optokoppler eine Lichtquelle (64), die zwischen die zweite und dritte Übertragungsleitung (16, 17) geschaltet und über den Widerstand (24) gespeist ist, und einen Fotosensor (68) aufweist, der optisch mit der

Lichtquelle gekoppelt ist.

8. Datenerfassungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die entfernte Station (13, 13') einen Zähler (28, 43, 44) aufweist, und daß die Datensignale einen Ablesewert des Zählers darstellen.

9. Datenerfassungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zähler (28,43,44) einen Abwärtszähler (44) und eine Einrichtung (28, 43) zum Einstellen des Ablesewertes als Zählerstand in dem Abwärtszähler aufweist, daß die Abfragesignale den Zählerstand vermindern und daß die entfernte Station (13, 13') wsiterhin eine Verknüpfungsschaltung (46) aufweist, die mit dem Ausgang des Abwärtszählers so verbunden ist und außerdem die Abfragesignale erhält, daß sie diese so lange als Datensignale hindurchläßt, wie der Zählerstand des Abwärtszählers größer als Null ist