DE3317320C2 - Verfahren zur Erkennung der Kollision von Informations-Übertragungssystemen und Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Ein Informations-Übertragungssystem mit einer Zentralstation (1) und mindestens einer Unterstation (2) arbeitet zusammen mit anderen Informations-Übertragungssystemen gleicher Art auf einen Datenbus (3). Dabei enthalten die in jedem Informations-Übertragungssystem übermittelten Telegramme einen systemeigenen Kennungscode. Bei übereinstimmenden Kennungscodes ist eine gegenseitige Beeinflussung der Informations-Übertragungssysteme möglich. Um dies zu verhindern, sendet jede Zentralstation (1, 1') zumindest bei Anschluß an den Datenbus (3) vor einem ersten Informationstelegramm ein Betriebsmeldungstelegramm mit systemeigenem Kennungscode. Eine gegebenenfalls am Datenbus angeschlossene weitere Zentralstation (1, 1') mit demselben Kennungscode antwortet auf dieses Betriebsmeldungstelegramm mit einem Zurückweisungstelegramm. Aufgrund dieses Zurückweisungstelegrammes erkennt die angeschlossene Zentralstation, daß ein weiteres Informations-Übertragungssystem mit demselben Kennungscode auf den Datenbus 3 arbeitet. Der Kennungscode kann dann entsprechend geändert werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung der Kollision von Informations-Übertragungssystemen mit je einer Zentralstation und je mindestens einer Unterstation, die mit einem gemeinsamen Datenbus arbeiten, wobei die in jedem Informationsüüertragungssystem übermittelten Telegramme einen systemeigenen Kennungscode enthalten sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.

Geräte, die nach dem eingangs genannten Verfahren arbeiten, sind im Handel erhältlich. Als Datenbus wirkt das Stromnetz, an das mehrere Zentralstationen und Unterstationen angeschlossen werden können. Dabei unterscheidet sich eine Zentralstation von einer Unterstation dadurch, daß die Zentralstation in der Lage ist, einen Datenaustausch mittels eines Telegramms zu beginnen. Eine Unterstation führt daraufhin eine Aktion aus und meldet ggf. die Durchführung dieser Aktion mittels eines Quittierungstelegramms an die Zentralstation zurück.

An ein Stromnetz werden im allgemeinen viele unabhängige Informationsübertragungssysteme, jeweils mit Zentralstationen und Unterstationen angeschlossen sein. Die Reichweite derartiger Informationsübertragungssysteme ist zwar begrenzt, es ist aber ohne weitere Maßnahmen nicht auszuschließen, daß der Sendebereich eines Informationsübertragungssystems in den Bereich eines weiteren Informationsübertragungssystems, beispielsweise in einem anderen Haushalt, hineinreicht. Um eine unerwünschte Informationsübertragung in fremde Informationsübertragungssysteme zu vermeiden, wird jedes übermittelte Telegramm mit einem systemeigenen Kennungscode versehen. Zentralstationen und Unterstationen werten nur Telegramme aus, die mit dem systemeigenen Kennungscode versehen sind. Es besteht jedoch die Möglichkeit, daß zufällig oder durch böswilligen Eingriff der Kennungscode zweier unabhängiger Informationsübertragungssysteme übereinstimmt. Wenn dabei die Reichweite eines Informationsübertragungssystems in den Bereich des anderen Informationsübertragungssystems hineinreicht, so hat dies zur Folge, daß zwischen den beiden Informationsübertragungssystemen Telegramme ausgetauscht werden können, was im folgenden auch als Kollision der Informationsübertragungssysteme bezeichnet wird. Beispielsweise können in diesem Fall mit einer Zentralstation Unterstationen in einem fremden Haushalt gesteuert werden, was natürlich in höchstem Maße unerwünscht ist.

Um eine Kollision von Informationsübertragungssystemen zu verhindern, wird bei einer bekannten Anordnung jeder einem Informationsübertragungssystem zugeordnete Netzabschnitt, beispielsweise ein Haushaltsnetz, mit einer Trägerfrequenzsperre, abgeschottet. Eine derartige Trägerfrequenzsperre muß jedoch im Starkstromkreis angeordnet sein und ist daher sehr aufwendig. Außerdem kann eine derartige Trägerfrequenzsperre nur von einem Fachmann installiert werden.

In der älteren Anmeldung DE-OS 32 15 081 wurde eine Anordnung vorgeschlagen, bei der eine Zentralstation jeden nicht von ihr ausgelösten Telegrammverkehr derart stört, daß die daraus resultierenden Telegramme keine Operationen bei den Unterstationen auslösen ίο können. Eine derartige Anordnung greift bei jedem, eine Kollision darstellenden, Telegramm ein und belegt dabei den Bus, der dann auch für erlaubte Schalthandlungen nicht verfügbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kollision von Informationsübertragungssystemen ohne Sperrfilter zu erkennen bzw. zu unterbinden, wobei nur ein einmaliger Signalaustausch zwischen zwei kollidierenden Stationen erforderlich sein soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

a) Jede Zentralstation sendet zumindest bei Anschluß an den Datenbus vor einem ersten Informationstelegramm ein Betriebsmeldungstelegramm mit systemeigenem Kennungscode.

b) Jede Zentralstation überprüft ankommende fremde Telegramme, ob diese Betriebsmeldungstelegramme mit systemeigenem Kennungscode sind.

c) Jede Zentralstation sendet bei Empfang eines fremden Betriebsmeldungstelegramms mit systemeige nem Kennungscode ein Zurückweisungstelegramm mit systemeigenem Kennungscode.

d) Jede Zentralstation überwacht ankommende TeIegramme, ob diese fremde Zurückweisungstelegram- me mit systemeigenem Kennungscode sind und wertet diese als Kollisionserkennung aus.

Bevor eine an einem Datenbus angeschlossene Zentralstation ein erstes Informationstelegramm an die Unterstationen absetzt, überprüft sie also, ob eine weitere Zentralstation gleicher Art mit demselben Kennungscode am Datenbus ist. Über eine derartige Doppelbelegung wird die neu angeschlossene Zentralstation durch ein Zurückweisungstelegramm informiert. Auf grund des Zurückweisungstelegramms können geeig nete Maßnahmen, beispielsweise eine Abschaltung der neu angeschlossenen Zentralstation, ausgelöst werden. Für das entsprechende Informationsübertragungssystem kann dann ein neuer Kennungscode gewählt wer- den, mit dem dann eine störungsfreie Betriebsaufnahme möglich ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist nur zwischen systemgleichen Zentralstationen wirksam. Eine gegenseitige Störung unterschiedlicner Zentralstationen ist jedoch ohnehin äußerst unwahrscheinlich, da diese im allgemeinen mit unterschiedlichen Trägerfrequenzen und unterschiedlichen Befehlscodes arbeitet.

Zweckmäßigerweise blockiert eine Zentralstation, die nach einem Betriebsmeldungstelegramm ein Zurückweisungstelegramm empfängt, ihre Informationstelegrammabgabe auf den Datenbus, während sie ansonsten ihre Betriebsbereitschaft speichert und alle folgenden Informationstelegramme normal absetzt. Damit wird sichergestellt, daß eine Zentralstation, die mit einer bereits betriebsbereiten Zentralstation kollidiert, keine Informationstelegramme absetzen kann.

Eine ein Betriebsmeldungstelegramm empfangende Zentralstation, die ihrerseits noch kein Betriebsmel-

dungstelegramm abgesetzt hat, blockiert nach Absetzen des Zurückweisungstelegramms zweckmäßigerweise alle Befehlstelegramme. Wenn eine Zentralstation ein Betriebsmeldungstelegramm empfängt, so hängt also ihr Verhalten davon ab, ob sie selbst bereits betriebsangemeldet ist. Ist dies nicht der Fall, so geht sie außer Betrieb. Wenn jedoch die ein Betriebsmeldungstelegramm empfangende Zentralstation bereits ein Betriebsmeldungstelegramm abgesetzt und damit ihre Betriebsberechtigung festgestellt hat, so bleibt sie weiterhin in Betrieb,

In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann eine Zentralstation Vorrang-Befehle als Informationstelegramme auch ohne Betriebsberechtigung abgeben. Derartige Vorrang-Befehle können beispielsweise Gefahrmeldungen sein, wobei zugunsten der gesicherten Abgabe solcher Vorrang-Befehle eine Übertragung in ein benachbartes Informationsübertragungssystem in Kauf genommen werden muß.

Bei einem Verfahren, bei dem ein Stromnetz als Datenbus verwendet wird, gibt zweckmäßigerweise jede Zentralstation nach Auftreten einer Netzspannung an ihrem Datenbusanschluß unmittelbar vor dem ersten Informationstelegramm ein Betriebsmeldungstelegramm ab. Das Auftreten der Netzspannung stellt in diesem Fall ein einfach zu erfassendes Signal für den Anschluß an den Datenbus dar.

Das erste Informationstelegramm nach Anschluß an den Datenbus kann für eine Verzögerungszeit zurückgestellt und in der Verzögerungszeit ein Betriebsmeldungstelegramm gesendet werden, wobei die Verzögerungszeit länger als die zum Absenden des Betriebsmeldungstelegramms und Empfang des Zurückweisungstelegramms normalerweise benötigte Zeit ist. Damit wird sichergestellt, daß einerseits kein Informationstelegramm abgegeben wird, bevor die Kollision mit einer anderen Zentraleinheit überprüft wurde und daß andererseits kein Informationstelegramm verloren geht.

Das Betriebsmeldungstelegramm kann mit einer fest einstellbaren Verzögerungszeit verzögert sein. Diese festeingestellte Verzögerungszeit kann von Zentralstation zu Zentralstation variieren. Denn wenn zwei Zentralstationen Informationstelegramme gleichzeitig abgeben, so kann eine Koliision nicht festgestellt werden, da beide Zentralstationen auf Senden geschaltet sind. Es ist im Normalfall äußerst unwahrscheinlich, daß zwei an den Datenbus angeschlossene Zentralstationen ihr erstes Informationstelegramm und damit das Betriebsmeldungstelegramm gleichzeitig abgeben. Denkbar wäre jedoch, daß nach einem Netzausfall Informationstelegramme synchron abgegeben werden. In diesem Fall wird durch eine von Gerät zu Gerät variierende Verzögerungszeit des Zusammenfallen zweier Betriebsmeldungstelegramme wieder unwahrscheinlich gemacht. Derselbe Effekt wird auch erreicht, wenn das Betriebsmeldungstelegramm mit einer durch einen Zufallsgenerator gesteuerten Verzögerungsstufe verzögert wird.

Bei einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens, bei der jede Zentraleinheit eine Sendestufe und eine Empfangsstufe aufweist, enthält jede Zentraleinheit ferner mindestens einen Betriebsmeldungstelegrammspeicher und mindestens einen Zurückweisungstelegrammspeicher, wobei zumindest nach Anschluß der Zentraleinheit an den Datenbus über eine Ansteuerstufe der Lesesteuereingang des mit der Sendestufe verbundenen Betriebsmeldungstelegrammspeichers angesteuert wird, wobei die Empfangsstufe jeweils mit dem ersten Eingang zweier Vergleichsstufen verbunden ist, wobei der zweite Eingang der ersten Vergleichsstufe mit einem Betriebsmeldungstelegrammspeicher und der zweite Eingang der zweiten Vergleichsstufe mit einem Zurückweisungstelegrammspeicher verbunden ist und wobei der Ausgang der ersten Vergleichsstufe mit dem Lesesteuereingang des mit der Sendestufe gekoppelten Zurückweisungstelegrammspeichers verbunden ist. Damit kann das erfindungsgemäße Verfahren mit weni gen, handelsüblichen Bauelementen hardwaremäßig realisiert werden.

Die Ansteuerstufe kann ein erstes Flip-Flop enthalten, dessen Setzeingang über einen Impulsgeber mit dem Datenbusanschluß der Zentralstation verbunden ist und dessen Setz-Ausgang mit einem ersten Eingang eines ersten UND-Gatters verbunden ist, wobei der zweite Eingang des ersten UND-Gatters mit einem Befehlsgeber verbunden ist und wobei der Ausgang des ersten UND-Gatters mit einem Lesesteuereingang des mit der Sendestufe verbundenen Betriebsmeldungstelegrammspeichers und mit einem Rücksetzeingang des Flip-Flops verbunden ist. Mit dieser Schaltung wird erreicht, daß mit dem ersten Befehl nach dem Datenbusanschluß ein Betriebsmeldungstelegramm abgege- ben wird.

Jede Zentralstation enthält zweckmäßigerweise eine Kollisionserfassungsstufe mit einem zweiten und einem dritten UND-Gatter, deren Ausgänge über ein ODER-Gatter verknüpft sind, wobei der erste Eingang des zweiten UND-Gatters mit dem Setz-Ausgang des ersten Fhp-Flops, der zweite Eingang des zweiten UND-Gatters mit der ersten Vergleichsstufe, der erste Eingang des dritten UND-Gatters über eine Ausschaltverzögerungsstufe mit dem Ausgang des ersten UND-Gatters und der zweite Eingang des dritten UND-Gatters mit dem Ausgang der zweiten Vergleichsstufe verbunden ist. Damit kann eine Kollision von Zentralstationen erfaßt werden.

Jede Zentralstation kann ein zweites Flip-Flop ent-

halten, dessen Rücksetzeingang mit dem Impulsgeber, dessen Setzeingang mit dem Ausgang des ODER-Gatters und dessen Setzausgang mit einem ersten Schalter zur Unterbrechung der abzusetzenden Befehle verbunden ist. Mit diesem zweiten Flip-Flop wird die bei Kollision mit einer anderen Zentralstation erforderlichen Befehlsunterbrechung bis zu einem Neuanschluß an den Datenbus gespeichert.

Jeder Befehl kann über einen Umschalter geführt werden, mit dem er wahlweise über ein Verzögerungsso glied oder direkt dem ersten Schalter zuführbar ist, wobei der Ausgang des ersten Schalters mit dem Lesesteuereingang eines zugeordneten, mit der Sendestufe gekoppelten Informationstelegrammspeichers verbunden ist und wobei die Verzögerungszeit der Verzöge- rungsstufe länger ist als die zum Absenden eines Betriebsmeldungstelegramms und ggf. Empfang eines Zurückweisungstelegramms normalerweise benötigte Zeit. Mit dieser Anordnung wird der erste Befehl nach einem Busanschluß der Zentralstation zurückgestellt, bis eine Kollision mit einer weiteren Zentralstation überprüft ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Fig. 1 bis 3 näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Anordnung zweier Informationsübertragungssysteme A, B, die mit demselben Datenbus 3 arbeiten. Jedes Informationsübertragungssystem enthält eine Zentraleinheit 1 bzw. Γ und Untereinheiten 2 bzw. 2'. Jede Zentraleinheit 1 bzw. 1'

soll nur mit Untereinheiten 2 bzw. 2' des ihr zugeordneten Informationsübertragungssystems A bzw. B Signale in Form von Telegrammen austauschen können. Wie bereits eingangs erläutert, enthält daher jedes Telegramm an seinem Beginn einen systemeigenen Kennungscode, wobei Zentralstationen 1,1' und Unterstationen 2, 2' nur auf Telegramme mit systemeigenem Kennungscode reagieren. Da die Anzahl der wählbaren Kennungscodes jedoch begrenzt ist, besteht die Möglichkeit, daß zwei benachbarte Informationsübertragungssysteme A, B zufällig oder durch böswilligen Eingriff dennoch den gleichen Kennungscode aufweisen. Um auch in diesem Fall einen Signalaustausch zwischen den verschiedenen Informationsübertragungssystemen A, B auszuschließen, wird das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzt, das im folgenden anhand des Blockdiagramms nach Fig. 2 näher erläutert wird.

Fig. 2 zeigt den Aufbau einer Zentralstation 1. An den Datenbus 3 ist über eine Umschaltstufe 4 wahlweise eine Sendestufe 5 oder ein Empfänger 8 anschaltbar. Die Sendestufe 5 wird über einen Decoder 6 von einem Speicher 7 angesteuert. Dieser enthält einen Betriebsmeldungstelegrammspeicher la mit einem noch zu erläuternden Betriebsmeldungstelegramm, mehrere Informationstelegrammspeicher Tb, 7c für vorgegebene Informationstelegramme und einen Zurückweisungstelegrammspeicher Td mit einem noch zu erläuternden Zurückweisungstelegramm. Wenn man an die Lesesteuereingänge der jeweiligen Speicher ein Signal anlegt, so wird das abgespeicherte Telegramm über die Codierstufe 6 codiert und über die Sendestufe 5 auf den Bus 3 übertragen.

Ist mit dem Umschalter 4 dagegen die Zentralstation auf Empfang gestellt (das ist immer der Fall, wenn nicht gesendet wird), so werden die mit dem Empfänger 8 empfangenen Telegramme über einen nachgeschalteten Decoder 9 decodiert und jeweils einem Eingang zweier Vergleichsstufen 10a und 10c zugeführt. Mit dem Vergleicher 10a wird das empfangene Telegramm mit dem in einem weiteren Betriebsmeldungstelegrammspeicher lOfc abgespeicherten Betriebsmeldungstelegramm verglichen. Der Ausgang des Vergleichers 10c ist über einen noch zu erläuternden Schalter 23 mit dem Lesesteuereingang des Zurückweisungstelegrammspeichers Td verbunden. Mit dem Vergleicher 10c wird das empfangene Telegramm mit dem in einem weiteren Zurückweisungstelegrammspeicher VAd abgespeicherten Zurückweisungstelegramm verglichen. Die in den Betriebsmeldungstelegrammspeichern Ta und lOfe abgespeicherten Telegramme sind ebenso wie die in den Zurückweisungstelegrammspeichem Td und 1Od abgespeicherten Telegramme identisch, so daß prinzipiell auch jeweils ein Speicher für das Betriebsmeldungstelegramm und das Zurückweisungstelegramm ausreichen würde. Wenn die Zentralstation auch Rückmeldungen von den Unterstationen empfangen soll, so müssen selbstverständlich weitere Vergleichsstufen vorgesehen werden, die in Fig. 2 der Übersichtlichkeit wegen nicht dargestellt sind.

Der Busanschluß der Zentralstation 1 ist mit einem Impulsgeber 22 gekoppelt, der ausgangsseitig einen kurzen Nadelimpuls abgibt, wenn am Busanschluß eine Spannung auftritt. Dem Impulsgeber 22 ist der Setzeingang S eines ersten Flip-Hops 12 nachgeschaltet. Der Setzausgang Q des ersten Flip-Flops 12 ist mit dem ersten Eingang eines UND-Gatters 11 verbunden, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang eines ODER-Gatters 20 verbunden ist. Mit dem ODER-Gatter 20 werden alle Ausgänge des Befehlsgebers 14, der beispielsweise eine Befehlstastatur sein kann, verknüpft. Der Ausgang des UND-Gatters 11 ist - ggf. über eine gestrichelt eingezeichnete Verzögerungsstufe 24 - mit dem Lesesteuereingang des Befehlstelegrammspeichers und mit dem Rücksetzeingang R des ersten Flip-Flops 12 verbunden.

Wenn also die dargestellte Zentralstation 1 in Betrieb genommen, d. h. an den Datenbus 3 angeschlossen

ίο wird, so wird durch den dabei über den Impulsgeber 22 ausgelösten Impuls das erste Flip-Flop 12 in Setzstellung gebracht. Damit ist eine Verknüpfungsbedingung des UND-Gatters 11 erfüllt. Wenn nunmehr über den Befehlsgeber 14 der erste Befehl ausgelöst wird, so ist auch die zweite Verknüpfungsbedingung erfüllt und es wird das im Betriebsmeldungstelegrammspeicher Ta abgespeicherte Betriebsmeldungstelegramm gesendet. Das Verhalten der ebenfalls an den Datenbus 3 angeschlossenen weiteren, identisch aufgebauten Zentral-Stationen kann ebenfalls anhand von Fig. 2 betrachtet werden. Diese Zentralstationen stehen in ihrer Ruhestellung auf Empfang. Das empfangene Signal wird durch die Vergleichsstufe 10a mit dem vorgegebenen Betriebsmeldungstelegramm und durch die Vergleichsstufe 10c mit dem vorgegebenen Zurückweisungstelegramm verglichen. Dabei erfolgt auch jeweils ein Vergleich des systemeigenen Kennungscodes. Wenn der Kennungscode des eingegangenen Betriebsmeldungstelegramms nicht mit dem systemeigenen Kennungscode übereinstimmt, erfolgt keine weitere Reaktion, da keine Kollision der Zentralstationen vorliegt. Wenn dagegen ein Betriebsmeldungstelegramm mit systemeigenem Kennungscode empfangen wird, d. h. eine Kollision vorliegt, wird über den Vergleicher 10a der Lese-Steuereingang des Zurückweisungstelegrammspeichers Td angesteuert und damit ein Zurückweisungstelegramm ausgesendet. Dabei wird zunächst davon ausgegangen, daß der Schalter 23 geschlossen ist. Außerdem wird das Signal einer noch zu erläuternden Ansteuerstufe 13 zugeführt.

Die das Betriebsmeldungstelegramm aussendende Zentralstation empfängt das Zurückweisungstelegramm und erhält damit eine Information, daß eine Kollision mit einer weiteren, an den Datenbus 3 angeschlossenen Zentralstation vorliegt. Die erstgenannte Zentralstation darf daher ihren Betrieb am Bus 3 mit dem gewählten Kennungscode nicht aufnehmen.

Um die fehlende Betriebsberechtigung zu erkennen, ist eine Kollisionserfassungsstufe 13 vorgesehen. Diese

so enthält zwei UND-Gatter 13a und 13fc, wobei der erste Eingang des UND-Gatters 13a mit dem Setzausgang Q des Flip-Flops 12, der zweite Eingang des UND-Gatters 13a mit dem Ausgang der ersten Vergleichsstufe 10a, der erste Eingang des UND-Gatters 136 über ein Ausschaltverzögerungsglied 13c mit dem UND-Gatter U und der zweite Eingang des UND-Gatters 13b mit dem Ausgang der Vergleichsstufe 10c verbunden ist. Den beiden UND-Gattern 13a und 13fe ist ein ODER-Gatter 13d nachgeschaltet. Am Ausgang des ODER-Gatters 13d steht ein Signal für die Kollision an.

Wenn über das UND-Gatter 11 ein Betriebsmeldungstelegramm angeregt wird, so wird für eine bestimmte, durch das Ausschaltverzögerungsglied 13c vorgegebene Zeitspanne abgefragt, ob eine weitere Zentralstation mit einem Zurückweisungstelegramm antwortet. Wird ein solches Zurückweisungstelegramm innerhalb der eingestellten Zeit von der Vergleichsstufe 10c erkannt, so ist die Verknüpfungsbedingung des

UND-Gatters 13b erfüllt und es wird ein Kollisionssignal gegeben. Empfängt eine Zentralstation dagegen ein Betriebsmeldungstelegramm, so hängt ihr Verhalten davon ab, ob sie bereits eine Betriebsmeldung durchgeführt hat. Solange eine am Datenbus 3 angeschlossene s Zentralstation noch keine Betriebsmeldung durchgeführt hat, steht am Setzausgang des Flip-Flops 12 ein »1«-Signal an. Damit ist bei Empfang eines Betriebsmeldungstelegramms die Verknüpfungsbedingung des UND-Gatters 13e erfüllt und es wird eine Kollision ίο gemeldet. Außerdem wird ein Zurückweisungstelegramm abgeschickt. In diesem Fall, wo also die eine Betriebsmeldung durchführende Zentralstation eine kollidierende, noch nicht betriebsangemeldete Zentralstation am Datenbus 3 erkennt, kann nicht entschie- is den werden, welche der beiden Zentralstationen nunmehr die betriebsberechtigte sein soll. Es werden daher beide Zentralstationen blockiert. Hat dagegen eine ein Betriebsmeldungstelegramm empfangende Zentralstation bereits eine Betriebsmeldung durchgeführt, so ist das Ausgangssignal am Setzausgang des Flip-Flops 12 Null und die Bedingung für eine Kollision ist nicht erfüllt. Das Betriebsmeldungstelegramm wird lediglich mit einem Zurückweisungstelegramm quittiert. In diesem Fall bleibt also die Zentralstation, die bereits erfolgreich eine Betriebsmeldung durchgeführt hat, weiter in Funktion. Dagegen wird die nunmehr neu eine Betriebsmeldung durchführende Zentralstation blokkiert. Um eine Blockierung aller Befehle bei einer nicht betriebsberechtigten Zentralstation durchzuführen, ist ein Flip-Flop 19 vorgesehen, dessen Rücksetzeingang mit dem Impulsgeber 22 und dessen Setzeingang mit dem Ausgang der Kollisionserfassungsstufe 13 verbunden ist. Der Setzausgang des Flip-Flops 19 ist mit Schaltern 18 verbunden, die jedem Befehlseingang des Speichers 7 vorgeschaltet sind. In Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit wegen nur ein Schalter 18 für einen Befehl dargestellt.

Das Flip-Flop 19 wird also bei der Inbetriebnahme der Anlage zunächst zurückgesetzt, d. h. die Schalter 18 <to werden geschlossen. Führt nun die Betriebsmeldung zu einem Kollisionssignal, so wird das Flip-Flop 19 gesetzt und alle Schalter 18 werden geöffnet, so daß kein Befehl mehr abgegeben werden kann.

Um zu verhindern, daß der erste Befehl, der vor der Betriebsmeldung erfolgt, möglicherweise unberechtigt gesendet wird, ist jedem Ausgang des Befehlsgebers 14 ein Umschalter 15 nachgeschaltet. Die Umschalter 15 werden vom Setzausgang Q des Flip-Flops 12 gesteuert. Ein Ausgang jedes Umschalters 15 ist über ein Verzöge- so rungsglied 16 und ein ODER-Gatter 17 mit dem Eingang des Schalters 18 verbunden. Der zweite Ausgang des Umschalters 15 ist über dasselbe ODER-Gatter 17 ebenfalls mit dem Eingang des Schalters 18 verbunden.

Nach Inbetriebnahme der Zentraleinheit steht am Setzausgang des Flip-Flops 12 ein Ein-Signal an, so daß über den Umschalter 15 der Befehlsgeber 14 über das Verzögerungsglied 16 und den Schalter 18 mit dem Speicher 7 in Verbindung steht. Der erste Befehl wird also verzögert weitergegeben, wobei die Verzögerungszeit des Verzögerungsgliedes 16 so gewählt ist, daß in dieser Verzögerungszeit die Betriebsberechtigung der Zentralstation überprüft wurde. Ist diese betriebsberechtigt, so wird der Befehl nach Ablauf der Verzögerungszeit abgesetzt, erlangt dagegen die Zentralstation keine Betriebsberechtigung, so wird vor Ablauf der Verzögerungszeit der Schalter 18 unterbrochen und der Befehl blockiert. Sobald die Betriebsanmeldung erfolgt ist, d. h. daß das Flip-Flop 12 wieder in Rücksetzstellung ist, nehmen die Umschalter 15 ihre Ruhestellung ein und die Befehle werden unverzögert dem Speicher 7 zugeführt.

Zusammenfassend ist also festzustellen, daß bei dem dargestellten System für jeden Kennungscode nur eine Zentralstation innerhalb der Senderreichweite am Datenbus 3 betrieben werden kann. Als betriebsberechtigt gilt dabei im allgemeinen die Zentralstation, die als erste einen Befehl absendet. Wenn bei einer derartigen Betriebsmeldung eine kollidierende Zentralstation, die noch keine Betriebsmeldung durchgeführt hat, am Datenbus 3 ist, so kann ein Vorrang der Betriebsberechtigung nicht festgestellt werden und beide Zentralstationen werden blockiert. In keinem der Fälle ist jedoch die Auslösung eines Befehls in einem fremden Informationsübertragungssystem möglich.

Gelegentlich kann es erwünscht sein, in einem Informationssystem mehrere Zentralstationen zu betreiben, die dieselben Unterstationen ansteuern. In diesem Fall werden bei den entsprechenden Zentralstationen die Schalter 23 geöffnet. Diese antworten dann bei Empfang eines Betriebsmeldungstelegramms nicht mehr mit einem Zurückweisungstelegramm, so daß der gleichzeitige Betrieb mehrerer Zentralstationen mit gleichem Erkennungscode möglich ist.

Ein Problem könnte auftreten, wenn zwei kollidierende Zentralstationen zur selben Zeit ein Betriebsmeldungstelegramm absenden. Dann sind nämlich beide Zentralstationen auf Senden geschaltet und empfangen das jeweils andere Betriebsmeldungstelegramm nicht. Im allgemeinen ist die Wahrscheinlichkeit für ein derartiges Zusammentreffen von Betriebsmeldungstelegrammen vernachlässigbar gering. Es sind jedoch Anwendungsfälle denkbar, wo z. B. nach einem Netzausfall alle Zentralstationen gleichzeitig Befehle abgeben, die dann ohne weitere Maßnahmen auch zu gleichzeitigen Betriebsmeldungstelegrammen führen wurden. Ein Zusammentreffen von Betriebsmeldungstelegrammen kann man jedoch auch in diesem Fall hinreichend unwahrscheinlich machen, indem man dem UND-Gatter 11 jeder Zentralstation eine in Fig. 2 gestrichelt eingezeichnete Verzögerungsstufe 24 mit unterschiedlicher Verzögerungszeit nachschaltet. Unterschiedliche Verzögemngszeiten kann man beispielsweise durch Steuerung der Verzögerungsstufen 24 mit einem Zufallsgenerator oder durch eine von Zentraleinheit zu Zentraleinheit variierende, aber fest eingestellte Verzögerungszeit erreichen.

In manchen Fällen hat das gesicherte Absenden eines Befehls Vorrang vor einer evtl. möglichen Kollision am Datenbus. Dies gilt z. B. für Zentralstationen, die Gefahrmeldungen senden. Für derartige Zentralstationen kann eine abgewandelte Ausführung nach Fig. 3 vorgesehen werden. Gegenüber der Schaltung nach Fig. 2 sind hierbei die Schalter 18 zur Befehlsunterbrechung und das Flip-Flop 19 weggelassen. Der Ausgang der Kollisionserfassungsstufe 13 ist lediglich mit einer Meldeeinheit 21 verbunden, d. h. Kollisionen führen hier nicht zu einer Blockierung der Zentralstation, sondern lediglich zu einer Meldung.

Im Unterschied zu Fig. 2 ist dem Setzeingang des Flip-Flops 12 außerdem ein ODER-Gatter 24 vorgeschaltet, mit dessen Eingängen der Impulsgeber 22 und der Ausgang des UND-Gatters üb verbunden ist. Wenn daher ein Betriebsmeldungstelegramm von einer kollidierenden Zentralstation mit einem Zurückweisungstelegramm quittiert wird, wird das Flip-Flop 12

wieder gesetzt und der nächste Befehl löst wieder eine
Betriebsmeldung aus.

Das beschriebene Verfahren eignet sich auch sehr gut
zur Realisierung mit einem Mikrocomputer. In diesem
Fall müssen lediglich die beschriebenen Verfahrens- s schritte in Programmschritte umgesetzt werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Li 15

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Claims (13)

Pateniansprüche:

1. Verfahren zur Erkennung der Kollision von Informationsübertragungssystemen mit je einer Zentralstation und je mindestens einer Unterstation, die mit einem gemeinsamen Datenbus arbeiten, wobei die in jedem Informationsübertragungssystem übermittelten Telegramme einen systemeigenen Kennungscode enthalten, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Jede Zentralstation (1, 1') sendet zumindest bei Anschluß an den Datenbus (3) vor einem ersten Informationstelegramm ein Betriebsmeldungstelegramm mit systemeigenem Kennungscode.

b) Jede Zentralstation (1,1') überprüft ankommende fremde Telegramme, ob diese Betriebsmeldungstelegramme mit systemeigenem Kennungscode sind.

c) Jede Zentralstation (1, 1') sendet bei Empfang eines fremden Betriebsmeldungstelegramms mit systemeigenem Kennungscode ein Zurückweisungstelegramm mit systemeigenem Kennungscode.

d) Jede Zentralstation (1,1') überwacht ankommende Telegramme, ob diese fremde Zurückweisungstelegramme mit systemeigenem Kennungscode sind und wertet diese als Kollisionserken nung aus.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentralstation (2, 1'), die nach einem Betriebsmeldungstelegramm ein Zurückweisungstelegramm empfängt, ihre Informationstele- grammabgabe auf den Datenbus (3) blockiert, während sie ansonsten ihre Betriebsbereitschaft speichert und alle folgenden Informationstelegramme normal absetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine ein Betriebsmeldungstelegramm empfangende (Zentralstation (1, 1'), die ihrerseits noch kein Betriebsmeldungstelegramm abgesetzt hat, nach Absetzen des Zurückweisungstelegramms alle Befehlstelegramme blockiert.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zentralstation (1, 1') Vorrangbefehle als Informationstelegramme auch ohne Betriebsbereitschaft abgeben kann.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Stromnetz als Datenbus verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zentralstation (1, 1') nach Auftreten einer Netzspannung an ihrem Datenbusanschluß unmittelbar vor dem ersten Informationstelegramm ein Betriebsmeldungstelegramm abgibt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Informationstelegramm nach Anschluß an den Datenbus für eine

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rungszeit ein Betriebsmeldungstelegramm gesendet wird, wobei die Verzögerungszeit langer als die zum Absenden des Betriebsmeldungstelegramms und Empfang des Zurückweisungstelegramms normalerweise benötigte Zeit ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsmeldungstelegramm mit einer fest einstellbaren Verzöge

rungsstufe verzögert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Betriebsmeldungstelegramm mit einer durch einen Zufallsgenerator gesteuerten Verzögerungsstufe verzögert wird.

9. Schaltungsanordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei jede Zentraleinheit eine Sendestufe und eine Empfangsstufe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zentraleinheit (1, 1') ferner mindestens einen Betriebsmeldungstelegrammspeicher (7a, 106) und mindestens einen Zurückweisungstelegrammspeicher (7d, IQd) enthält, daß zumindest nach Anschluß der Zentraleinheit (1,1') an den Datenbus (3) über eins Ansteuerstufe (11, 12) der Lesesteuereingang des mit der Sendestufe (5) verbundenen Betriebsmeldungstelegrammspeichers (7a) angesteuert wird, daß die Empfangsstufe (8) mit jeweils einem ersten Eingang zweier Vergleichsstufen (10a, 10c) verbunden ist, daß der zweite Eingang der ersten Vergleichsstufe (10a) mit einem Betriebsmeldungstelegrammspeicher (10b) und der zweite Eingang der zweiten Vergleichsstufe (10c) mit einem Zurückweisungstelegrammspeicher (Wd) verbunden ist und daß der Ausgang der ersten Vergleichsstufe (10a) mit dem Lesesteuereingang des mit der Sendestufe (5) gekoppelten Zurückweisungstelegrammspeicher (7d) verbunden ist.

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerstufe (11, 12) ein erstes Flip-Flop (12) enthält, dessen Setzeingang (S) über einen Impulsgeber (22) mit dem Datenbusanschluß der Zentralstation (1,1') verbunden ist und dessen Setzausgang (Q) mit einem ersten Eingang eines ersten UND-Gatters 11 verbunden ist, daß der zweite Eingang des ersten UND-Gatters (11) mit einem Befehlsgeber (14) verbunden ist und daß der Ausgang des ersten UND-Gatters (U) mit einem Lesesteuereingang des mit der Sendestufe (5) verbundenen Betriebsmeldungstelegrammspeichers (7a) und mit einem Rücksetzeingang des Flip-Flops (12) verbunden ist.

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zentralstation (1, 1') eine Koüisionserfassungsstufe (13) mit einem zweiten und einem dritten UND-Gatter (13a, 136) enthält, deren Ausgänge über ein ODER-Gatter (13<f) verknüpft sind, wobei der erste Eingang des zweiten UND-Gatters (13a) mit dem Setzausgang (Q) des ersten Flip-Flops (12), der zweite Eingang des zweiten UND-Gatters (13a) mit der ersten Vergleichsstufe (10a), der erste Eingang des dritten UND-Gatters (136) über eine Ausschaltverzögerungsstufe (13c) mit dem Ausgang des ersten UND-Gatters (11) und der zweite Eingang des dritten UND-Gatters (136) mit dem Ausgang der zweiten Vergleichsstufe (10c) verbunden ist.

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zentralstation (1, 1') ein 7.wp.itp.s F'ip-FInp (19) enthält, dessen Riicksetzeingang (R) mit dem Impulsgeber (22), dessen Setzeingang (S) mit dem Ausgang des ODER-Gatters (13if) und dessen Setzausgang (ß) mit einem ersten Schalter (15) zur Unterbrechung der abzusetzenden Befehle verbunden ist.

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Befehl über einen Umschalter (15) geführt wird, mit dem er

wahlweise über ein Verzögerungsglied (16) oder direkt dem ersten Schalter (18) zuführbar ist, wobei der Ausgang des ersten Schalters (18) mit dem Lesesteuereingang eines zugeordneten, mi·; der Sendestufe (6) gekoppelten Informationstelegrammspeichers (76, 7c) verbunden ist und wobei die Verzögerungszeit der Verzögerungsstufe (16) langer ist als die zum Absenden eines Betriebsmeldungstelegramms und ggf. Empfang eines Zurückweisungstelegrarnrns normalerweise benötigte Zeil.