JP2001502864A

JP2001502864A - 分散型直列制御システム

Info

Publication number: JP2001502864A
Application number: JP10519173A
Authority: JP
Inventors: ビンダー，イエフダ
Original assignee: セルコネツト・リミテツド
Priority date: 1996-10-21
Filing date: 1997-06-16
Publication date: 2001-02-27
Anticipated expiration: 2017-06-16
Also published as: JP5143876B2; JP2010283887A; EP0932959B1; JP2008148340A; JP4359860B2; DE69711904D1; EP0932959A1; JP2013042515A; JP4355028B2; DE69711904T2; JP5607122B2; JP2009159642A; JP4633784B2

Abstract

(57)【要約】電源と、電源に結合され、かつ少なくとも２つの導電体を具備するそれぞれの通信チャンネルを介して相互に結合されている複数のラインーパワード直列インテリジェントセル（ＰＳＩＣ）とを具備する、分散型検出、制御、通信を可能にするネットワークトポロジー。それぞれのＰＳＩＣは固有に、好ましくはリアルタイムで「その場で」、アドレスされ、少なくとも一つのペイロード素子はＰＳＩＣの一つに結合されて、対応するＰＳＩＣに埋設されるかこれに供給される制御論理にしたがって作動する。通信チャンネルは、別の一組の隣接ＰＳＩＣ間の同時通信とは無関係に、隣接ＰＳＩＣ間のいずれか一方向または双方向のデータ伝送を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】分散型直列制御システム発明の分野本発明は、布線通信（wired communication）と制御システムに関し、特に、複数のセンサー、アクチュエータ、処理素子(processing element)を持つネットワークにおいて同一線にそって電力とメッセージ情報の同時分配（simultaneous distribution）をもたらす装置に関する。発明の背景分散型制御システム（distribted control system）として知られるものは、電力とデータの供給が行われるいくつかのインテリジェント「セル」を具備し、このセルには一つまたはそれ以上のセンサー、アクチュエーターなどの外部ペイロード素子が結合（coupled）され、またセルにおいて、アクチュエーターはプロセッサーが生成する制御信号に呼応して作動し、プロセッサー自体はデータ信号とセンサーで生成されるセンサー信号に反応（responsive）する。かかるネットワークは例えば、Echelon Corporationに譲渡された米国特許４, ９１８,６９０（Markkula，Jr.ら）にみられるが、この技術に関してEchelon Co rporation名義の米国特許がこれら以外にもいくつかある。プログラム可能なセルには、それぞれ製造過程で、固有（unique）の４８ビットの識別番号（ＩＤ）が与えられており、この番号はセルにおいて不変に保たれる。セルは電力線（po wer line）、撚線対、無線周波数（radio frequency）など、異なる媒体に結合されてネットワークを形成することができる。ネットワーク内のセルはグループを形成して、特定の機能を果たし、それぞれのＩＤを介してアドレスされる。セルの一部（アナウンサー）は例えばスイッチの状態を検出するタスクを与えられ、他のセル（リスナー））は照明（light）の制御などの制御をタスクとする。これらセルは複数のタスクを実行でき、ネットワーク内の異なるグループのメンバーになることができる。例えば、あるセルは、あるグループについてはリピーター（repeater）として、また他のグループについてはリスナーとして機能することができる。図１に、Echelon Corporationに譲渡された米国特許５,４５４,００８（Bauma nnら）に記載されるような、典型的なネットワーク・コンフィギュレーション１を示す。セルは複数のノード２によって示し、ノードは撚線対３によって互いに接続している。線は多数の分岐を形成し、それぞれに単一のノードが接続されて、すべて中央の電力サプライ４から撚線対を通って電力を受ける。電力サプライ４は電源結合器５（source coupler）を通ってネットワークと接続する。このような配置においては、それぞれのノードは有効な線成端（line termination）を形成するため、追加分岐を必要に応じて接続して、新しいノードでそれぞれの分岐を終端させれば、より多くのノードをネットワーク内に収める（accommodated ）ことができる。このネットワーク・コンフィギュレーションでは、既知の星型トポロジー（st ar topologies）に比べ、ケーブリング・オーバーヘッド（cabling overhead）を少なくすることで、追加ノードを収納するための拡張（extension）が比較的容易にできる。しかし、図１に示すバス・トポロジーの場合、それぞれのセルあるいはノードを個々にアドレスするには、複雑なアドレス操作（addressing）が必要である。さらに、伝送ノード（transmis tting node）は全ネットワークをつなぐ（ties up）ため、２つ以上のノードが同時にデータ伝送を行うのを妨げることになる。さらに、上記米国特許４,９１８,６９０ならびにその他の先行技術のノードあるいはセルは一般に中央管理方式（centralized management）を採用しており、そのため各ノードはノード自体にとっては外部の論理に従って作動している。記述したような制御ネットワークの展開は、これもEchelon Corporationに譲渡された米国特許５,１４８,１４４（Sutterlinら）に記載される方式によるデータの電力信号へのスーパーインポジション（superimposition of data on a p ower signal）に端を発している。このようなトポロジーは、各電力出口（power outlet）が中央分電盤（central distribution board）に放射状に接続される、放射状すなわち星型トポロジーを主として採用してきた家庭用ならびに産業用配線分配システム（wiring distribution system）のトポロジーによって決まる。したがって、このようなシステムにおいては、それぞれのセルをそれぞれの電力出口に結合するようにすると、星型トポロジーをもつ非分散型ネットワークを必然的に形成することになる。先行技術のコンフィギュレーションにいくつかの欠点があることは明白であろう。一般に、通信はあるセルの出力（output）と、これに接続された複数のセルの対応する入力（input）との間で成立（effected）する。これはシステム内での限定的なデータ伝送（limited data trans fer）という結果をもたらす。さらに、ネットワークの一部に結合されたノイズなど（noise coupled to a part of the network）、通信に問題がある場合、いくつかのセルが並列接続していて、ノイズがネットワーク全体の劣化をもたらすため、問題の出所を突き止めるのがより困難になる。加えて、このようなコンフィギュレーションでは、隣りあう分岐間の接合部（ junction）で入手可能な電力が分割（split）され、各分岐に届くのは電源から供給されるパワーの一部にすぎないため、コンフィギュレーションは電力不足（ power-limited）になる。最後に、先に述べたように、製造過程でセルに焼き付けるか（burnt into）あるいは設置時に手で取り付けるかした固有ＩＤを用いてアドレスしなければならない。これには、各セルのネットワーク内での位置があらかじめコントローラーにわかるようにコントローラーをプログラムしなければならないため、ネットワークの柔軟性が失われる。そのため、セルを互いに交換する、追加する、取り除くなどすると、それに応じてコントローラを再度プログラムし直さなければならず、この種のトポロジーではリアルタイムで処理中に「その場で」（“on the f ly”）アドレスを割り当てるための用意がない。発明の要旨したがって本発明の目的は、外部の制御マネジャーのかわりに、あるいはこれに加えて、セル内に一体的に記憶させた（stored integrally therein）制御論理によって各セルを制御できるようにし、かつセルを直列接続させてケーブル配線（cabling）を少なくできるようにした、分散型トポロジー（distributed top ology）を提供することにある。これらの目的は、分散型検出、制御、通信（distributed sensing，control a nd communication）を可能にするネットワークトポロジーにより、本発明の好ましい実施例にしたっがて実現できるものであり、電源と、少なくとも２つの電導体（electrical conductors）を具備する通信チャンネルを介して電源ならびに相互がつながれる（coupled to the power source and to each other）、複数のラインパワード直列インテリジェントセル（line-Powe red，Serially connected Intelligent Cells（ＰＳＩＣｓ））と、各ＰＳＩＣに固有に参照符をつける（uniquely referencing）ためのアドレス手段と、前記ＰＳＩＣのひとつに埋設したもしくは供給される制御論理にしたがって作動するためにＰＳＩＣのひとつに結合された、少なくとも一つのペイロード素子（payload element）と、を具備する。セルの直列接続を可能にするこのようなトポロジーを用いることで、一つのセルと隣接するセルとの間でいずれの方向にもデータを送ることができる。さらに、ある一組の隣接セル間の通信は、他の隣接セル間で同時に行われる通信とは独立している。これは星型あるいはバストポロジー（bus topology）を用いる従来システムではもちろん不可能である。本発明の一実施例によれば、制御データは電力信号にスーパーインポーズされ、各セル内においてネットワーク内の先行セル（preceding cell）から受取られる電力信号から抽出されて、同じようにネットワーク内の後続セル（succeeding cell）に供給される電力信号にスーパーインポーズされる。あるいは、バス型配置のネットワークの全セルに直接電力を供給し、データだけ直列式にセルからセルへ、いずれか一方または双方向に供給してもよい。図面の簡単な説明本発明を理解し、実地での実施方法を知るために、ここで好ましい実施例をいくつか非制限的な例を通して、かつ添付図面を参照して、説明する。図中、図１は、典型的な従来技術による分散型ネットワークを概略的に示す。図２は、本発明による分散型ネットワークを概略的に示す。図３は、図１のネットワークで用いられるＰＳＩＣの主要構成部品を機能的に示すブロック図である。図４は、かかるネットワークにおける個々のＰＳＩＣのアドレス操作を行うための主要操作ステップを示すフロー図である。好ましい実施例の詳細な説明図２は、全体を１０で表す分散型インテリジェントネットワークを示すもので、ネットワークはラインパワード直列インテリジェントセル（ＰＳＩＣ）１３と、撚線対１２を介してこれに電力を供給する電源１１を具備し、ＰＳＩＣ１３はそれぞれ（双方向通信チャンネルを構成する）撚線対１８、１９、１０を介して他のＰＳＩＣ１４、１５、１６、１７と直列に接続している。以下の説明の目的上、ＰＳＩＣ１３、１４、１５、１６、１７はそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５ＰＳＩＣとするが、事実、ＰＳＩＣはこの順序で個別にアドレスされ、その結果撚線対によって構成される双方向通信チャンネルに沿っていずれかの方向に逐次伝送されるデータは、適切なＰＳＩＣとの間で正しくやりとりされる。センサー２２が、第１ＰＳＩＣ１３の入力に接続され、一対のセンサー２３、２４が、第３ＰＳＩＣ１５のそれぞれの入力に、センサー２５が第４ＰＳＩＣ１５の入力の一つに接続される。同様に、一対のアクチュエータ２６、２７が第２ＰＳＩＣ１４のそれぞれの出力に、アクチュエータ28が第５ＰＳＩＣ１７の出力に接続される。マネジャー２９は第３ＰＳＩＣ１５の入力に結合されて、ネットワーク内の他のＰＳＩＣに制御データを経由させる方法ならびに、これに結合されているアクチュエータを制御する方法をＰＳＩＣに指示（direct）するために、所定（predetermined）の論理をネットワークに供給し、またネットワークのＰＳＩＣ、アクチュエータ、センサーの状態をモニターする、外部論理制御とモニター素子を構成している。ＰＳＩＣの動作（operation）とアドレス操作（addressing）を説明する前に、図２を参照してＰＳＩＣの一般的な特長をいくつか明記しておく。まず、ＰＳＩＣ１３乃至１７は必ずしも同一ではない。たとえば、第１のＰＳＩＣ１３は、第２ＰＳＩＣの入力に接続する出力と第４ＰＳＩＣ１６の入力に接続する出力の２つの出力を持つ。他方、ＰＳＩＣはすべて、単一の電力入力しか持たないことを特徴とする。第２に、ＰＳＩＣに任意でセンサーまたはアクチュエータを接続してもよく、あるいはまた第４ＰＳＩＣ１６のようにまったく何も接続しなくてもよい。ＰＳＩＣにペイロード素子が接続されていない場合は、そのＰＳＩＣは通信チャンネル上の電力／データ信号を増幅して、長大な通信線上で信号が減衰するのを補償（compensate for）するための中継器（repeater）として機能する。普通長大な通信チャンネル全体に間隔を置いて設けられるこうした中継器は、それ自体公知であり、例えば上記で引用したBaumannらに対する米国特許５４５４００８に記載されている。前記米国特許の内容は言及により本書に組み込まれる。第３に、マネジャー２９により構成される外部論理制御ユニットは、任意でネットワーク１０のＰＳＩＣの一つに接続することができる点に注目されたい。その場合、マネジャー２９は各ＰＳＩＣに記憶されたディスクリート論理（discre te logic）を補完（supplement）することができ、あるいは必要であれば、ＰＳＩＣ内に設けるべき内部論理を省くこともできる。非常に単純なシステムでは、例えば、センサー２２を光依存抵抗子（lilght dependent resistor）とし、アクチュエーター２８をＰＳＩＣ１７によって制御される照明灯（illumination l ight）にして、センサー２２に投下される照明レベルの関数としての照明灯照度（brightness of illumination lamp）を制御することもできる。その場合、アクチュエーター２８は必要な照明レベルを表す制御信号に呼応することになり、この信号はＰＳＩＣ１７に内包される(contained the rein)ローカル論理（loca l logic）、またはマネジャー２９からネットワーク１０を通って伝送される論理、あるいはまたこれらの組合せに基づいて第５ＰＳＩＣ１７により生成される。いずれのアプローチによる場合でも、センサー２２で生成されセンサー信号を表すデータは、第２、第３ＰＳＩＣ１４、１５をそれぞれ介して、第１ＰＳＩＣ１３によってマネジャー２９に、また第４ＰＳＩＣ１６を介して第５ＰＳＩＣ１７に供給される。このようにして、マネジャー２９およびアクチュエーター２８が接続された第５ＰＳＩＣ１７は、センサー２２の照明レベルに呼応してアクチュエーター２８を制御するための正しい制御信号を生成する。第５ＰＳＩＣ１７がマネジャー２９によって制御される場合は、制御信号は撚線対１９と１８に沿って、第１ＰＳＩＣ１３に逐次供給され、第１ＰＳＩＣ１３から撚線対２０、２１に沿って、逐次第５ＰＳＩＣ１７に供給される。いずれの場合も、状態データ（status data）がネットワーク内の各ＰＳＩＣによってマネジャー２９に供給されることで、マネジャー２９はネットワーク１０内のすべてのセンサーとアクチュエーターの状態をモニターすることができる。したがって、このような単純なシステムの場合、アクチュエーター２８はセンサー信号に呼応するが、この信号自体はアクチュエーター２８から離れた場所で生成されるものでもよいことに留意されたい。他方、必要であれば、アクチュエーターをアクチュエーターと同じＰＳＩＣに接続したセンサーに呼応するようにしてもよい。事実、多重センサー（multiple sensors）と多重アクチュエーター（multiple actuators）を同一ＰＳＩＣに接続することもできるが、ただし十分なセンサーと、アクチュエーターインターフェースがその中に設けられていることが条件であることは言うまでもない。第１ＰＳＩＣ１３ならびに第３、第５ＰＳＩＣ１５、１７（これらはそれぞれの分岐の最後のＰＳＩＣである）を除き、ネットワーク内のすべてのＰＳＩＣは先行ＰＳＩＣ（a preceding ＰＳＩＣ）から電力ならびにデータを受取り、電力とデータを後続ＰＳＩＣ（a succeeding ＰＳＩＣ）に供給する。第３、第５ＰＳＩＣ１５、１７はもちろん、それぞれ別のＰＳＩＣと接続するためのインターフェースを具備していてよいが、実際にはこのインターフェースは使われない。しかし、第ＩＰＳＩＣ１３は、電力を電源１１から受けるものの、データはここから受けないという点で他のＰＳＩＣとは異なっている。同じように、後続ＰＳＩＣから受取るデータを電源１１に供給することはない。このことから、第１ＰＳＩＣ１３は一般的なＰＳＩＣアーキテクチャーを完全に具現しておらず、このアーキテクチャーについては第２ＰＳＩＣ１４についてよりよく説明されている。図３は、電力とデータが一緒に伝送される場合に、ＰＳＩＣ１４に設けられる機能構成部品（functional components）を示すブロック図である。データ通信ネットワーク内で電力とデータを同一ケーブル束（cable bundle）によりデータ通信ネットワーク内の複数の通信ノードに送る方法そのものは既知であり、先に説明し言及により本書に組み込まれるSutterlinらの米国特許５,１４８,１４４の冒頭部分に記述される電話方式でも長年用いられている。第２ＰＳＩＣ１４は、第１ＰＳＩＣ１３と結合することで、ここから第１の入力電力とデータ信号をうけとる第１のポートを構成するラインインターフェース３０を含む。入力する結合信号（incoming combined signal）は、入力電力信号からの第１の入力データ信号を減結合（decouple）させる電力／データ結合器／減結合器３１に送られる。分離された（separated）第１のデータ信号は、モデム３２に送られ、直流または交流電力信号そのものは電力ハンドリングユニット３３に送られて、ここから第１の出力電力信号を生成して、これに結合された電力サプライ３４に電力を供給し、電力サプライ３４は必要に応じていくつかの出力チャンネルを持っていて、ＰＳＩＣ１４内のローカル回路（local ci rcuitry）に電力を与える（powering）。モデム３２で受取った第１の入力データ信号はアナログであり、デジタルの形に変換されて処理制御ユニット３５に送られ、処理制御ユニット３５はこの第１入力データ信号を、ユニットに記憶させた制御論理に従って、あるいはこれに代えてまたはこれに加えて、処理制御ユニット３５に結合された通信ポート３６を介して３６マネジャー２９によって、処理制御ユニット３５に供給される外部論理に従って、処理する。同様に、処理制御ユニット３５はそれぞれのセンサーインターフェース３７を介してユニット３５に送られるさまざまなセンサー信号に呼応することもでき、上記で説明したように、それぞれのアクチュエーターを処理制御ユニット結合させるために、複数のアクチュエーターインターフェース３８に処理制御ユニット３５を結合させてもよい。処理制御ユニット３５は第１の入力データ信号を処理して、第１の出力データ信号を生成し、この信号はモデム３９によってアナログ信号に変換されて第２の電力／データ結合器／減結合器４０（第２の結合／減結合手段を構成する）に送られ、第２の電力／データ結合器／減結合器４０は、交流又は直流電力信号を第２の電力／データ結合器／減結合器４０が結合されている電力ハンドリングユニット３３から受取り、第１の出力データ信号を第１の出力電力信号と結合して(c ombines)、第１の出力電力／データ信号を生成し、この信号はラインインターフェース４１に送られる。ラインインターフェース４１は第２のポートを構成していて、ＰＳＩＣ１４と対応する後続ＰＳＩＣとの接続を可能にしている。必要であれば、それぞれがモデム３９と第２の電力／データ結合器／減結合器４０に接続させたラインインターフェース４１を具備した、対応する第２のポートを介して、多数のＰＳＩＣをＰＳＩＣ１４に結合させることもできる。上記の配置では、センサーインターフェース３７とアクチュエーターインターフェース３８はそれぞれペイロードポートを構成していて、それぞれのペイロード素子を処理制御ユニット３５に接続することを可能にしている。それぞれのアクチュエーターインターフェース３８を介して処理制御ユニット３５に接続されるさまざまなアクチュエーターと、場合によっては（possibly）、それぞれのセンサーインターフェース３７を介してこれに接続されるセンサーの少なくともいくつかに対しても、効果的な操作のために処理制御ユニット３５によって生成されるデータ信号に加え、電力信号も供給する必要があることが明らかであろう。この目的のために、センサーインターフェース３７とアクチュエーターインターフェース３８はそれぞれ、対応するペイロードパワーインターフェース４２と関連しており（associated）、ペイロードパワーインターフェース４２自体は、電力ハンドリングユニット３３と結合するとともに、処理制御ユニット３５から制御信号を受取ってモニター信号をこのユニット３５に送信するために処理制御ユニット３５に作動可能に（operatively）結合されている。このような手段により、各センサー、アクチュエーターの要件に対応するさまざまな電圧レベルが、処理制御ユニット３５内の制御論理にしたがって、あるいは外部からマネジャー２９を介してユニットに印加される制御論理にしたがって、対応するインターフェースに正しく与えられる。上記説明では、ラインインターフェース３０は第１入力電力とデータ信号が供給される受信インターフェース（receiving interface）とみなされており、一方ラインインターフェース４１は対応する第１出力電力とデータ信号を、これに接続される後続ＰＳＩＣに供給する。しかし、上記でみてきたように、ネットワーク１０内の通信チャンネルは双方向性であり、ＰＳＩＣ１４はそのため、同じように後続ＰＳＩＣからの第２の入力データ信号を受取るのに適している。この場合、電力／データ結合器／減結合器４０は、第１の出力電力信号からの第２の入力データ信号を減結合させ、モデム３９は、処理制御ユニットに供給するために、アナログの第２入力データ信号をデジタル信号に変換する。モデム３２はついで、デジタル信号をアナログ信号に再変換し、電力／データ結合器／減結合器３１がアナログ信号を入力電力信号にスーパーインポーズして、第２出力信号をラインインターフェース３０に供給する。したがって、第１モデム３２が第１入力データ信号と第２出力データ信号の同時二重ハンドリング（full duplex handling）を可能にする一方、同時に、第２モデム３９が第１出力データ信号と第２入力データ信号の同時二重ハンドリングを可能にすることがわかる。したがって、ＰＳＩＣ１４は４種類の独立した通信を同時に実行できる。本発明はＰＳＩＣを直列接続することで、ＰＳＩＣの一つから前後いずれかの方向に隣り合うＰＳＩＣにデータを送ることができるという特徴を持つが、データを電力信号にスーパーインンポーズさせることは要件ではない。必要であれば、電力は共通の電力バスを介してネットワークのＰＳＩＣそれぞれに供給することもでき、あるいは、既知の星型トポロジーを用いて放射状に各ＰＳＩＣに供給してもよい。いずれの場合も、電力信号、データ信号はディスクリートに扱われる（discretely h andled）ため、電力／データ結合器／減結合器３１、４０は省略することができる。事実、データと電力が同じ撚線対によって供給される場合でも、第１ＰＳＩＣ１３は電源１１から電力のみをうけとり、一方データは第２ＰＳＩＣ１４を介してのみ第１ＰＳＩＣ１３に供給されることがわかる。この目的のために、先に指摘したように、第１ＰＳＩＣ１３の内部アーキテクチャーの一部は、他のＰＳＩＣのものとは異なっている。特に、電力信号は電カハンドリングユニット３３に直接供給されるため、電力／データ結合器／減結合器３１は省略してもよい。同じような理由から、必要であれば、最後のＰＳＩＣ（すなわち、図２に示す例では第５ＰＳＩＣ１７）には後続ＰＳＩＣが接続されていないので、この中の電力／データ結合器／減結合器４０は省略できる。他方、ネットワークを拡張する必要がある場合は、簡略化した第５ＰＳＩＣ１７は電力／データ結合器／減結合器４０に接続したラインインターフェース４１を持つものと交換する必要がある。ＰＳＩＣの内部アーキテクチャーを説明し終わったところで、そのアドレス操作を説明する。アドレスを行うと、受取り側ＰＳＩＣ（receiving PSIC）はデータをどの後続ＰＳＩＣを経由（to route）させればよいかがわかり、またどのセンサーからデータが送られたのかを特定する。この目的のために、各データパケット（data packet）は、本技術分野で周知の通り、所定のプロトコールに従って発信源（source）と目的地（destination）アドレスを定義するヘッダーを含んでいる。図４は、ネットワークのトポロジーに従って、ネットワーク１０に示すＰＳＩＣのそれぞれを、ディスクリート（discretely）にかつ個別にアドレスする際の主要ステップをフロー図として示す。ネットワークトポロジーによって、第１、第２、第３ＰＳＩＣ１３、１４、１５で構成される主分岐のＰＳＩＣの数が決まる。第１ＰＳＩＣ１３は電源１１に直接接続されていることを「確かめ」（“sees”）、自らに内部アドレスＩ＝１を割り当てる(ass igns)。これに続く（subsequent）ＰＳＩＣは、ＰＳＩＣが先行ＰＳＩＣの第１出力に、あるいは分岐が２つしかない単純なケースではその第２出力に、接続されているかどうかによって作動する。この場合、先行ＰＳＩＣの第１出力に接続されているＰＳＩＣは、先行ＰＳＩＣのインデックス＋１、すなわちＩ_N-1＋１に等しい内部アドレスＩ_Nを自らに割り当てる。他方、現行ＰＳＩＣが先行ＰＳＩＣの第１出力に接続されていない場合、図２に示すネットワーク１０の場合のように分岐が２つしかないと仮定して、現行ＰＳＩＣのインデックスＩ_Nは１プラス主分岐のＰＳＩＣの数に設定される。その結果、主分岐に３つのＰＳＩＣ（１３、１４、１５）を持つネットワーク１０では、第４ＰＳＩＣのインデックスは（１＋３）すなわち４に設定される。図４に示す論理が、図２に示す特定ネットワーク構成に適合させたものであるが、しかし追加分岐が設けられる場合、簡単な適応構造（simple adaptation）に修正可能であることが明らかであろう。このプロセスは、たとえばシステムのパワリングアップに当たって（on powering up the system）独立して実施できる。図４に関連して説明したような論理を採用することの利点は、アドレス操作論理（addressing logic）を変える必要が全くないまま、第４、第５ＰＳＩＣ１６、１７からなる第２分岐にＰＳＩＣを追加したり除去したりできる点である。事実、分岐が一つしかないより単純な場合では、上記のようなアドレス論理を用いることで、単一の分岐からＰＳＩＣを容易に追加したり除去したりでき、ネットワークが完全にフレキシブルになる。アドレス操作論理を得る他の方法として、各ＰＳＩＣにエンコーダを設け、マネジャー２９が設けられている場合はマネジャー２９にも知られている（known also to the Manager 29）ディスクリートアドレスに手動で設定する。エンコーダはネットワークカード（network cards）で普通に用いられるＤＩＰスイッチの形式を取ってもよく、あるいＲＯＭに記憶させた固有のアドレスコードの形式であってもよい。必要であれば、組み合わせを用いることで、アドレスコードの一部をＰＳＩＣ内部に記憶させるとともに、他のアドレスを図４に示す論理に従ってネットワークトポロジーに基づいて「その場で」（on the fly）割り当てることもできる。このような配置は多数の分岐が用いられているような場合に特に好適であって、その結果、たとえば各分岐の第ＩＰＳＩＣは、これに続く分岐における第ＩＰＳＩＣのそれぞれのアドレスと矛盾することなく、ＰＳＩＣをさらに追加できるように適切にオフセットされた特定アドレスをプログラムしたハードウェアとすることができる。たとえば、第１分岐の第１ＰＳＩＣ１３には通常の方法で１というアドレスを与える一方、第２分岐の第１ＰＳＩＣ１６には１００に等しいアドレスを与えることができる。これにより、第２分岐の第１ＰＳＩＣ１６にあらかじめ設定したアドレスと矛盾することなく、最大９６の追加ＰＳＩＣを主分岐に接続することができる。ここまで終えたところで、各分岐のＰＳＩＣそれぞれのアドレス操作（addressing of each of the PSICs）を、図４に関連して説明した上記ネットワークトポロジーに基づいて決定することができる。マネジャー２９の形式で外部制御ユニットが設けられている場合は、マネジャー２９はあらかじめプログラムしておくことで、マネジャー２９がＰＳＩＣのぞれぞれについていかなる行動（action）を取るべきかを知ること、その目的のためには、各分岐の第ＩＰＳＩＣについて知っている（is aware of the first PS IC）ことが必要であることは明らかである。しかし、マネジャー２９が省略されているような場合には、それぞれのＰＳＩＣは自身のアドレスを知っているだけでよく、各ＰＳＩＣに接続されている１つ又はそれ以上のアクチュエーターを作動させるために各ＰＳＩＣに送られるデータは、正しいＰＳＩＣアドレスによって適切にエンコードされる。多数のセンサーやアクチュエーターをＰＳＩＣに接続することについて、典型的なネットワークを通して一般性をもたせて説明してきた。しかし、本発明は発明の精神から逸脱することなく修正を行うことを想定していることが理解される。たとえば、最も単純な形をとった場合、ネットワークにはペイロード素子を一つ設けるだけでよい。これをアクチュエーターにして、このアクチュエーターが接続されるＰＳＩＣ、あるいはその中に論理が記憶されたＰＳＩＣに供給される論理に呼応するようにしてもよい。あるいは、このペイロード素子としてセンサーを用い、このセンサーが生成するセンサー信号によってネットワーク中の異なるＰＳＩＣに、それぞれの制御信号を中継する（for relaying a respective co ntrol signal）ようにしてもよい。このような配置は、たとえば、ネットワークで生成される制御信号に呼応するアクチュエーターをもつ遠隔システムにネットワークを結合させるのに有用であろう。また、センサーはセンサーの状態に従って１つ以上の固定出力信号を生成するものであればどのような装置（device）でもよい。したがってたとえば、センサーはどのスイッチ位置が選択されたかによって出力が決まる手動セレクタースイッチでもよい。処理制御ユニットによって生成される制御信号は、ネットワークに直接あるいは間接に接続されたデータベースに最終的に入力されるデータによって、その一部又は全部を構成されていてもよいことは理解される。また、本発明は特に双方向データ通信に適しているが、必要であれば、一方向のみにデータを供給するためにネットワークを利用できることも理解される。さらにまた、本発明と添付のクレームの文脈内において、ＰＳＩＣについて用いられる「先行する」という語句は隣接ＰＳＩＣに結合され、これに電力を供給するＰＳＩＣを表すことに留意されたい。同じように、ＰＳＩＣについて用いられる「後続」なる語句は、隣接するＰＳＩＣに結合されてこれから電力を受取るためのＰＳＩＣを表す。本発明はこのように、複数のインテリジェントセルが双方向通信チャンネルを介して直列に接続されて、データ（ならびに任意で電力）をネットワークに沿ってＰＳＩＣの一つから他のＰＳＩＣに任意でいずれの方向にも供給できるようになっているインテリジェント分散型ネットワーク（intelligent,distributed ne twork）を提供する。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１０年９月２４日（１９９８．９．２４）【補正内容】米国特許５,５３５,３３６(Smithら)にも、基本的には電力とデータをネットワーク中の別個の線に沿って通信するためのバストポロジーを用いるコンピューターネットワークが記載されている。ネットワーク中のノードを電気的に相互に区別できないことから生じる、バストポロジーにまつわるアドレス操作の問題に対応するために、追加の「デージーチェーン」接続ネットワークを設けて、初期化中のパワーオン時に（up on powe-on during initilization）ネットワーク中のすべてのセルに対する「１回きり」（one time only）の制御信号伝送を可能にする。これにより、ネットワークセルに論理的アドレス（logical addresses）を割り付ける（assign）ことができ、製造時あるいはシステムインスタレーションの一環として手動で、固有アドレスをあらかじめ割り付ける（pre-assign）必要がなくなる。Ｓｍｉｔｈらが記述するネットワークや、その他バストポロジーに基づくデータ伝送など、類似のネットワークにまつわる主な欠点は、２つのセル間の通信が、ワイヤ不足（short in the wires）あるいは過剰誘導ノイズ（exessive induc ed noise）のために落ちる（fall）場合、ネットワーク全体が崩壊することである。このことはネットワークの通信経路（communication paths）間の依存性を強めることになり、その結果ネットワークの異なる区分（different segments o f the network)が独立の動作ができなくなる。従来技術によるネットワークは、ある特定のセルが独立して１つ以上の隣接セルと通信できるようにするために、２つの独立した通信経路(communication rou tes)を同時に採用できるような仕組みになっていない。これら欠点はネットワークの無防備性（vulnerability）にさらに衝撃を加える（further impinges on the network vulnerability）。ネットワーク中のいずれか２つの導電体にまたがる単一のショートの場合(single short across the two conductors anywhere in the network)、Ｓｍｉｔｈらのネットワークは崩壊し、そのシステムではそれ以上通信ができなくなる。さらに、既知の従来ネットワークでは、誤りの箇所を切り離す（isolate）のが難しい。図２は、全体を１０で表す分散型インテリジェントネットワークを示すもので、ネットワークはラインパワード直列インテリジェントセル（ＰＳＩＣ）１３と、撚線対１２を介して来れに電力を供給する電源１１を具備し、ＰＳＩＣ１３はそれぞれ（双方向通信チャンネルを構成する）撚線対１８、１９、１０を介して他のＰＳＩＣ１４、１５、１６、１７と直列に接続している。以下の説明の目的上、ＰＳＩＣ１３、１４、１５、１６、１７はそれぞれ第１、第２、第３、第４、第５ＰＳＩＣとするが、事実、ＰＳＩＣはこの順序で個別にアドレスされ、その結果撚線対によって構成される双方向通信チャンネルに沿っていずれかの方向に逐次伝送されるデータは、適切なＰＳＩＣとの間で正しくやり取りされるセンサー２２が、第１ＰＳＩＣ１３の入力に接続され、一対のセンサー２３、２４が、第３ＰＳＩＣ１５のそれぞれの入力に、センサー２５が第４ＰＳＩＣ１５の入力の一つに接続される。同様に、一対のアクチュエータ２６、２７が第２ＰＳＩＣ１４のそれぞれの出力に、アクチュエータ２８が第５ＰＳＩＣ１７の出力に接続される。マネジャー２９は第３ＰＳＩＣ１５の入力に結合されて、ネットワーク内の他のＰＳＩＣに制御データを経由させる方法ならびに、これに結合されているアクチュエータを制御する方法をＰＳＩＣに指示（direct）するために、所定（predetermined）の論理をネットワークに供給し、またネットワークのＰＳＩＣ、アクチュエータ、センサーの状態をモニターする、外部論理制御とモニター素子を構成している。ＰＳＩＣの動作（operation）とアドレス操作（addressing）1を説明する前に、図２を参照してＰＳＩＣの一般的な特長をいくつか明記しておく。まず、ＰＳＩＣ１３乃至１７は必ずしも同一ではない。たとえば、第１のＰＳＩＣ１３は、第２ＰＳＩＣの入力に接続する出力と第４ＰＳＩＣ１６の入力に接続する出力の２つの出力を持つ。他方、ＰＳＩＣはすべて、単一の電力入力しか持たないことを特徴とする。第２に、ＰＳＩＣに任意でセンサーまたはアクチュエータを接続してもよく、あるいはまた第４ＰＳＩＣ１６のようにまったく何も接続しなくてもよい。ＰＳＩＣにペイロード素子が接続されていない場合は、そのＰＳＩＣは通信チャンネル上の電力／データ信号を増幅して、長大な通信線上で信号が減衰するのを補償（compensate for）するための中継器（repeater ）として機能する。普通長大な通信チャンネル全体に間隔を置いて設けられるこうした中継器は、それ自体公知であり、例えば上記で引用したBaumannらに対する米国特許５,４５４,００８に記載されている。第３に、マネジャー２９により構成される外部論理制御ユニットは、任意でネットワーク１０のＰＳＩＣの一つに接続することができる点に注目されたい。その場合、マネジャー２９は各ＰＳＩＣに記憶されたディスクリート論理（discre te logic）を補完（supplement）することができ、あるいは必要であれば、ＰＳＩＣ内に設けるべき内部論理を省くこともできる。非常に単純なシステムでは、例えば、センサー２２を光依存抵抗子（lilght dependent resistor）とし、アクチュエーター２８をＰＳＩＣ１７によって制御される照明灯（illumination l ight）にして、センサー２２に投下される照明レベルの関数としての照明灯照度（brightness of illumination lamp）を制御することもできる。その場合、アクチュエーター２８は必要な照明レベルを表す制御信号に呼応することになり、この信号はＰＳＩＣ１７に内包される(contained the rein)ローカル論理（local logic）、またはマネジャー２９からネットワーク１０を通って伝送される論理、あるいはまたこれらの組合せに基づいて第５ＰＳＩＣ１７により生成される。いずれのアプローチによる場合でも、センサー２２で生成されセンサー信号を表すデータは、第２、第３ＰＳＩＣ１４、１５をそれぞれ介して、第１ＰＳＩＣ１３によってマネジャー２９に、また第４ＰＳＩＣ１６を介して第５ＰＳＩＣ１７に供給される。このようにして、マネジャー２９およびアクチュエーター２８が接続された第５ＰＳＩＣ１７は、センサー２２の照明レベルに呼応してアクチュエーター２８を制御するための正しい制御信号を生成する。第５ＰＳＩＣ１７がマネジャー２９によって制御される場合は、制御信号は撚線対１９と１８に沿って、第１ＰＳＩＣ１３に逐次供給され、第１ＰＳＩＣ１３から撚線対２０、２１に沿って、逐次第５ＰＳＩＣ１７に供給される。いずれの場合も、状態データ（status data）がネットワーク内の各ＰＳＩＣによってマネジャー２９に供給されることで、マネジャー２９はネットワーク１０内のすべてのセンサーとアクチュエーターの状態をモニターすることができる。したがって、このような単純なシステムの場合、アクチュエーター２８はセンサー信号に呼応するが、この信号自体はアクチュエーター２８から離れた場所で生成されるものでもよいことに留意されたい。他方、必要であれば、アクチュエーターをアクチュエーターと同じＰＳＩＣに接続したセンサーに呼応するようにしてもよい。事実、多重センサー（multiple sensors）と多重アクチュエーター（multiple actuators）を同一ＰＳＩＣに接続することもできるが、ただし十分なセンサーと、アクチュエーターインターフェースがその中に設けられていることが条件であることは言うまでもない。第１ＰＳＩＣ１３ならびに第３、第５ＰＳＩＣ１５、１７（これらはそれぞれの分岐の最後のＰＳＩＣである）を除き、ネットワーク内のすべてのＰＳＩＣは先行ＰＳＩＣ（a preceding ＰＳＩＣ）から電力ならびにデータを受取り、電力とデータを後続ＰＳＩＣ（a succeeding ＰＳＩＣ）に供給する。第３、第５ＰＳＩＣ１５、１７はもちろん、それぞれ別のＰＳＩＣと接続するためのインターフェースを具備していてよいが、実際にはこのインターフェースは使われない。しかし、第ＩＰＳＩＣ１３は、電力を電源１１から受けるものの、データはここから受けないという点で他のＰＳＩＣとは異なっている。同じように、後続ＰＳＩＣから受取るデータを電源１１に供給することはない。このことから、第１ＰＳＩＣ１３は一般的なＰＳＩＣアーキテクチャーを完全に具現しておらず、このアーキテクチャーについては第２ＰＳＩＣ１４についてよりよく説明されている。図３は、電力とデータが一緒に伝送される場合に、ＰＳＩＣ１４に設けられる機能構成部品（functional components）を示すブロック図である。データ通信ネットワーク内で電力とデータを同一ケーブル束（cable bundle）によりデータ通信ネットワーク内の複数の通信ノードに送る方法そのものは既知であり、先に説明したSutterlinらの米国特許５,１４８,１４４の冒頭部分に記述される電話方式でも長年用いられている。第２ＰＳＩＣ１４は、第１ＰＳＩＣ１３と結合することで、ここから第１の入力電力とデータ信号をうけとる第１のポートを構成するラインインターフェース３０を含む。入力する結合信号（incoming combined signal）は、入力電力信号からの第１の入力データ信号を減結合（decouple）させる電力／データ結合器／減結合器３１に送られる。分離された（separated）第１のデータ信号は、モデム３２に送られ、直流または交流電力信号そのものは電力ハンドリングユニット３３に送られて、ここから第１の出力電力信号を生成して、これに結合された電力サプライ３４に電力を供給し、電力サプライ３４は必要に応じていくつかの出力チャンネルを持っていて、ＰＳＩＣ１４内のローカル回路（ local circuitry）に電力を与える（powering）。モデム３２で受取った第１の入力データ信号はアナログであり、デジタルの形に変換されて処理制御ユニット３５に送られ、処理制御ユニット３５はこの第１入力データ信号を、ユニットに記憶させた制御論理に従って、あるいはこれに代えてまたはこれに加えて、処理制御ユニット３５に結合された通信ポート３６を介して３６マネジャー２９によって、処理制御ユニット３５に供給される外部論理に従って、処理する。【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】平成１１年１月１８日（１９９９．１．１８）【補正内容】発明の要旨したがって本発明の目的は、外部の制御マネジャーのかわりに、あるいはこれに加えて、セル内に一体的に記憶させた（stored integrally therein）制御論理によって各セルを制御できるようにし、かつセルを直列接続させてケーブル配線（cabling）を少なくできるようにした、分散型トポロジー（distributed top ology）を提供することにある。これらの目的は、分散型検出、制御、通信（distributed sensing，control a nd communication）を可能にするネットワークトポロジーにより、本発明の好ましい実施例にしたっがて実現できるものであり、電源と、少なくとも３つのラインパワード直列インテリジェントセル（line-Powered， Serially connected Intelligent Cells（ＰＳＩＣｓ））であって、そのうち少なくとも一つは電源によって直接付勢（energized）され、前記ＰＳＩＣはそれぞれ少なくとも２つの導電体（electrical conductors）を具備する通信チャンネルを介してデージーチェーンフォーメーションをなして互いに結合される（co upled to the power source and to each other）インテリジェントセルと、各ＰＳＩＣ内にあって、固有に参照符をつける（uniquely referencing）ためのアドレス手段と、ＰＳＩＣの少なくとも一つは、前記ＰＳＩＣの一つに埋設されるか、又は供給される制御論理に従って作動するためにＰＳＩＣに結合されたペイロード素子を１つ以上持ち、ＰＳＩＣの少なくとも一つは、それぞれ隣接するＰＳＩＣとは相互に独立した通信を、それぞれの通信チャンネルを介して実行するために、個別に制御される専用通信ポートを２つ以上持ち、通信チャンネルの少なくとも一つは、双方向通信が可能であることを特徴とする。セルの直列接続を可能にするこのようなトポロジーを用いることで、一つのセルと隣接するセルとの間でいずれの方向にもデータを送ることができる。さらに、ある一組の隣接セル間の通信は、他の隣接セル間で同時に行われる通信とは独立している。これは星型あるいはバストポロジー（bus topology）を用いる従来システムではもちろん不可能である。本発明の一実施例によれば、制御データは電力信号にスーパーインポーズされ、各セル内においてネットワーク内の先行セル（preceding cell）から受取られる電力信号から抽出されて、同じようにネットワーク内の後続セル（succeeding cell）に供給される電力信号にスーパーインポーズされる。あるいは、バス型配置のネットワークの全セルに直接電力を供給し、データだけ直列式にセルからセルへ、いずれか一方または双方向に供給してもよい。２９はあらかじめプログラムしておくことで、マネジャー２９がＰＳＩＣのぞれぞれについていかなる行動（action）を取るべきかを知ること、その目的のためには、各分岐の第ＩＰＳＩＣについて知っている（is aware of the first PSIC ）ことが必要であることは明らかである。しかし、マネジャー２９が省略されているような場合には、それぞれのＰＳＩＣは自身のアドレスを知っているだけでよく、各ＰＳＩＣに接続されている１つ又はそれ以上のアクチュエーターを作動させるために各ＰＳＩＣに送られるデータは、正しいＰＳＩＣアドレスによって適切にエンコードされる。多数のセンサーやアクチュエーターをＰＳＩＣに接続することについて、典型的なネットワークを通して一般性をもたせて説明してきた。しかし、本発明は発明から逸脱することなく修正を行うことを想定していることが理解される。たとえば、最も単純な形をとった場合、ネットワークにはペイロード素子を一つ設けるだけでよい。これをアクチュエーターにして、このアクチュエーターが接続されるＰＳＩＣ、あるいはその中に論理が記憶されたＰＳＩＣに供給される論理に呼応するようにしてもよい。あるいは、このペイロード素子としてセンサーを用い、このセンサーが生成するセンサー信号によってネットワーク中の異なるＰＳＩＣに、それぞれの制御信号を中継する（for relaying a respective control signal）ようにしてもよい。このような配置は、たとえば、ネットワークで生成される制御信号に呼応するアクチュエーターをもつ遠隔システムにネットワークを結合させるのに有用であろう。また、センサーはセンサーの状態に従って１つ以上の固定出力信号を生成するものであればどのような装置（device）でもよい。したがってたとえば、センサーはどのスイッチ位置が選択されたかによって出力が決まる手動セレクタースイッチでもよい。処理制御ユニットによって生成される制御信号は、ネットワークに直接あるいは間接に接続されたデータベースに最終的に入力されるデータによって、その一部又は全部を構成されていてもよいことは理解される。請求の範囲１．分散型検出、制御および通信を可能にするネットワークトポロジー（１０）であって、電源（１１）と、少なくとも３つのラインーパワード直列インテリジェントセル（ＰＳＩＣｓ）（１３、１４、１５、１６、１７）であって、少なくともその一つは電源によって直接付勢されていて、前記ＰＳＩＣはそれぞれ少なくとも２つの導電体を具備する通信チャンネル（１２、１８、１９、２０、２１）を介してデージーチェーン構成として互いに結合されるＰＳＩＣと、各ＰＳＩＣ内にあって前記ＰＳＩＣのそれぞれを固有に参照するアドレス手段と、からなり、ＰＳＩＣの少なくとも一つは、前記ＰＳＩＣの一つに埋設されるかあるいは供給される制御論理に従って作動するためにＰＳＩＣに結合されたペイロード素子（２３、２４、２５、２６、２７、２８）を１つ以上持ち、ＰＳＩＣの少なくとも一つは、それぞれの通信チャンネルを介して、それぞれ隣接するＰＳＩＣと相互に独立した通信を実行するために、別個に制御される専用通信ポートを２つ以上持ち、通信チャンネルの少なくとも一つは、双方向通信を可能にする、ことを特徴とする、ネットワークトポロジー。２．少なくとも一つのペイロード素子は、制御論理が呼応して制御データをネットワーク中の少なくとも一つの他のＰＳＩＣを経由させるセンサー信号を与えるためのセンサー（２３、２４、２５）である、請求項１によるネットワークトポロジー。３．少なくとも一つのペイロード素子は、ＰＳＩＣに供給される制御データに呼応して作動するためにＰＳＩＣの一つに結合されたアクチュエーター（２６、２７、２８）を含む、請求項１によるネットワークトポロジー。４．制御論理が、少なくとも部分的にＰＳＩＣの一つに接続されるディスクリートマネジメントユニット（２９）に含まれていることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。５．制御論理が、全面的にＰＳＩＣ内に含まれることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。６．アドレス手段が、少なくとも部分的にＰＳＩＣ内でエンコードされることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。７．アドレス手段が、固有アドレスコードを設定するための手動で設定可能なスイッチをＰＳＩＣ内に含む、請求項６によるネットワークトポロジー。８．アドレス手段が、ネットワークトポロジーによって決まることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。９．アドレス手段が、ネットワークトポロジーによって部分的に決まることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。１０．電源にもっとも近い位置にあって電力を直接電源から受取るＰＳＩＣが、第１のアドレスを割り当てられ、後続の（successive）ＰＳＩＣがそれぞれ電源に対して接続されている順序に従って後続アドレスを割り当てられることを特徴とする、請求項８によるネットワークトポロジー。１１．電力とデータがともに共通のチャンネルによって供給され、少なくともＰＳＩＣの一つが、電源に結合することで入力電力信号を受取る第１のポート（３０）と、所定の論理に従って制御信号を生成するための処理手段（３５）と、それぞれの後続ＰＳＩＣと結合するための少なくとも一つの第２のポート（４１）と、第２のポートのそれぞれと処理手段とに結合されて、入力データ信号と、入力電力信号から発生する出力電力信号を受取り、データ信号を出力電力信号にスパーインポーズさせることにより、出力電力／データ信号を生成し、前記出力電力／データ信号をそれぞれの第２のポートに供給し、それぞれの第２のポートから前記入力データ信号を受取り、出力電力信号から入力データ信号を減結合するための各データ結合／減結合手段（４０）と、からなる、請求項１によるネットワークトポロジー。１２．請求項１１によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、それぞれのアクチュエーターまたはセンサーに結合し、処理手段に結合されることで、制御信号を受取り、それぞれのアクチュエーターに制御信号を供給するか、もしくはそれぞれのセンサーからのセンサー信号を受取るためのペイロード素子（３７、３８）を少なくとも一つ含む、ネットワークトポロジー。１３．請求項１１によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、前記所定論理を処理手段に供給するために処理手段に結合された通信ポート（３６）を含む、ネットワークトポロジー。１４．請求項１１によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポート（３６）と、これに結合されたペイロード素子を含む、ネットワークトポロジー。１５．請求項１１によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給するために、また処理手段の状態をモニターするために、処理手段に結合された通信ポート（３６）と、これに結合されたペイロード素子を含む、ネットワークトポロジー。１６．請求項１によるネットワークトポロジーであって、電力とデータがともに共通のチャンネルに供給され、少なくともＰＳＩＣの一つが、先行ＰＳＩＣと結合して、第１の入力電力／データ信号を受取り、第２の出力データ信号を伝送するための第１のポート（３０）と、第１の入力電力／データ信号から第１の入力データ信号と入力電力信号を減結合させるため、また第２の出力データ信号を入力電力信号にスーパーインポーズして第２の出力電力／データ信号を生成するために、第１ポートに結合された第１のデータ結合／減結合手段（３１）と、それぞれ後続ＰＳＩＣに結合するための、それぞれ少なくとも一つの第２のポート（４１）と、第１の出力データ信号と入力電力信号から得られた出力電力信号を受取り、第１の出力データ信号を出力電力信号にスーパーインポーズして第１の出力電力／データ信号を生成し、前記第１の出力電力とデータ信号とをそれぞれの第２ポートに供給し、それぞれ第２ポートから第２の入力データ信号を受取り、第２の入力データ信号を出力電力信号から減結合するために第２ポートのそれぞれに結合された第２のデータ結合／減結合手段（４０）と、第１と第２の入力データ信号を受取り、所定の論理に従って制御信号を生成するために第１と第２のデータ結合／減結合手段に結合された処理手段（３５）と、を含む、ネットワークトポロジー。１７．請求項１６によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、それぞれのアクチュエーターまたはセンサーに結合し、制御信号を受取って、制御信号をそれぞれのアクチュエーターに供給するか、またはそれぞれのセンサーからセンサー信号を受取るために処理手段に結合された少なくとも一つのペイロードポート（３７、３８）を含む、ネットワークトポロジー。１８．請求項１６によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給するために、処理手段に結合された通信ポート（３６）をさらに含む、ネットワークトポロジー。１９．請求項１６によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポート（３６）と、これに結合されたペイロード素子をさらに含む。２０．請求項１６によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給し、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポート（３６）と、これに結合されたペイロード素子を含む、ネットワークトポロジー。２１．請求項１によるネットワークトポロジーであって、電力とデータが異なるチャンネル上のＰＳＩＣに供給され、ＰＳＩＣの少なくとも一つが、先行ＰＳＩＣに結合してこれから第１の入力データ信号を受取り、これに対して第２の出力データ信号を送信するための第１のポート（３０）と、前記第１のデータ信号を受取り、所定の論理に従って制御信号を生成するために第１のポートに結合された処理手段（３５）と、それぞれのアクチュエーターまたはセンサーに結合し、処理手段に結合されることで制御信号を受取り、制御信号をそれぞれのアクチュエーターに供給するか、またはセンサー信号をそれぞれのセンサーから受取るために、それぞれ少なくとも一つのペイロード素子（３７、３８）と、それぞの後続ＰＳＩＣに結合するために、それぞれ少なくとも一つの第２のポート（４１）と、電源に結合して、電力を処理手段とセンサーおよび／またはアクチュエーターのそれぞれに供給するための第４のポート（４２）とを含む、ネットワークトポロジー。２２．請求項２１によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給するために処理手段に結合された通信ポート（３６）を含む、ネットワークトポロジー。２３．請求項２１によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポート（３６）と、これに結合されたペイロード素子を含む、ネットワークトポロジー。２４．請求項２１によるネットワークトポロジーであって、ＰＳＩＣがさらに、外部論理制御素子に結合して、前記処理論理を処理手段に供給し、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポート（３６）と、これに結合させたペイロード素子を含む、ネットワークトポロジー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】１．分散型検出、制御および通信を可能にするネットワークトポロジーであって、電源と、電源に結合され、少なくとも２つの導電体を具備するぞれぞれの通信チャンネルを介して互いに結合する、複数のラインーパワード直列インテリジェントセル（ＰＳＩＣｓ）と、前記ＰＳＩＣのそれぞれを固有に参照するアドレス手段と、前記ＰＳＩＣの一つに埋設されるかあるいは供給される制御論理に従って作動するためにＰＳＩＣの一つに結合される少なくとも一つのペイロード素子とからなるネットワークトポロジー。２．少なくとも一つのペイロード素子は、制御論理が呼応して制御データをネットワーク中の少なくとも一つの他のＰＳＩＣを経由させるセンサー信号を与えるためのセンサーである、請求項１によるネットワークトポロジー。３．少なくとも一つのペイロード素子は、ＰＳＩＣに供給される制御データに呼応して作動するためにＰＳＩＣの一つに結合されたアクチュエーターを含む、請求項１によるネットワークトポロジー。４．制御論理が、少なくとも部分的にＰＳＩＣの一つに接続されるディスクリートマネジメントユニットに含まれていることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。５．制御論理が、全面的にＰＳＩＣ内に含まれることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。６．アドレス手段が、少なくとも部分的にＰＳＩＣ内でエンコードされることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。７．アドレス手段が、固有アドレスコードを設定するための手動で設定可能なスイッチをＰＳＩＣ内に含む、請求項６によるネットワークトポロジー。８．アドレス手段が、ネットワークトポロジー内で固有（inherent）であることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。９．アドレス手段が、ネットワークトポロジー内で部分的に固有であることを特徴とする、請求項１によるネットワークトポロジー。１０．電源にもっとも近い位置にあって電力を直接電源から受取るＰＳＩＣが、第１のアドレスを割り当てられ、後続の（successive）ＰＳＩＣがそれぞれ電源に対して接続されている順序に従って後続アドレスを割り当てられることを特徴とする、請求項８によるネットワークトポロジー。１１．電力とデータがともに共通のチャンネルによって供給され、少なくともＰＳＩＣの一つが、電源に結合することで入力電力信号を受取る第１のポートと、所定の論理に従って制御信号を生成するための処理手段と、それぞれの後続ＰＳＩＣと結合するための少なくとも一つの第２のポートと、第２のポートのそれぞれと処理手段とに結合されて、入力データ信号と、入力電力信号から発生する出力電力信号を受取り、データ信号を出力電力信号にスパーインポーズさせることにより、出力電力／データ信号を生成し、前記出力電力／データ信号をそれぞれの第２のポートに供給し、それぞれの第２のポートから前記入力データ信号を受取り、出力電力信号から入力データ信号を減結合するための各データ結合／減結合手段と、からなる、請求項１によるネットワークトポロジー。１２．それぞれのアクチュエーターまたはセンサーに結合し、処理手段に結合されることで、制御信号を受取り、それぞれのアクチュエーターに制御信号を供給するか、もしくはそれぞれのセンサーからのセンサー信号を受取るためのペイロード素子をさらにそれぞれ少なくとも一つ含む、請求項１１によるネットワークトポロジー。１３．外部論理制御素子に結合して、前記所定論理を処理手段に供給するために処理手段に結合された通信ポートをさらに含む、請求項１１によるＰＳＩＣ。１４．外部論理制御素子に結合して、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポートと、これに結合されたペイロード素子をさらに含む、請求項１１によるＰＳＩＣ。１５．外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給するために、また処理手段の状態をモニターするために、処理手段に結合された通信ポートと、これに結合されたペイロード素子をさらに含む、請求項１１によるＰＳＩＣ。１６．電力とデータがともに共通のチャンネルに供給され、少なくともＰＳＩＣの一つが、先行ＰＳＩＣと結合して、第１の入力電力／データ信号を受取り、第２の出力データ信号を伝送するための第１のポートと、第１の入力電力／データ信号から第１の入力データ信号と入力電力信号を減結合させるため、また第２の出力データ信号を入力電力信号にスーパーインポーズして第２の出力電力／データ信号を生成するために、第１ポートに結合された第１のデータ結合／減結合手段と、それぞれ後続ＰＳＩＣに結合するための、それぞれ少なくとも一つの第２のポートと、第１の出力データ信号と入力電力信号から得られた出力電力信号を受取り、第１の出力データ信号を出力電力信号にスーパーインポーズして第１の出力電力／データ信号を生成し、前記第１の出力電力とデータ信号とをそれぞれの第２ポートに供給し、それぞれ第２ポートから第２の入力データ信号を受取り、第２の入力データ信号を出力電力信号から減結合するために第２ポートのそれぞれに結合された第２のデータ結合／減結合手段と、第１と第２の入力データ信号を受取り、所定の論理に従って制御信号を生成するために第１と第２のデータ結合／減結合手段に結合された処理手段と、を含む、請求項１によるネットワークトポロジー。１７．それぞれのアクチュエーターまたはセンサーに結合し、制御信号を受取って、制御信号をそれぞれのアクチュエーターに供給するか、またはそれぞれのセンサーからセンサー信号を受取るために処理手段に結合された少なくとも一つのペイロードポートをさらに含む、請求項１６によるＰＳＩＣ。１８．外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給するために、処理手段に結合された通信ポートをさらに含む、請求項１６によるＰＳＩＣ。１９．外部論理制御素子に結合して、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポートと、これに結合されたペイロード素子をさらに含む請求項１６によるＰＳＩＣ。２０．外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給し、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポートと、これに結合されたペイロード素子をさらに含む、請求項１６によるＰＳＩＣ。２１．電力とデータが異なるチャンネル上のＰＳＩＣに供給され、少なくともＰＳＩＣの一つが、先行ＰＳＩＣに結合してこれから第１の入力データ信号を受取り、これに対して第２の出力データ信号を送信するための第１のポートと、前記第１のデータ信号を受取り、所定の論理に従って制御信号を生成するために第１のポートに結合された処理手段と、それぞれのアクチュエーターまたはセンサーに結合し、処理手段に結合されることで制御信号を受取り、制御信号をそれぞれのアクチュエーターに供給するか、またはセンサー信号をそれぞれのセンサーから受取るために、それぞれ少なくとも一つのペイロード素子と、それぞの後続ＰＳＩＣに結合するために、それぞれ少なくとも一つの第２のポートと、電源に結合して、電力を処理手段とセンサーおよび／またはアクチュエーターのそれぞれに供給するための第４のポートと、を含む、請求項１によるネットワークトポロジー。２２．外部論理制御素子に結合して、前記所定の論理を処理手段に供給するために処理手段に結合された通信ポートをさらに含む、請求項２１によるＰＳＩＣ。２３．外部論理制御素子に結合して、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポートと、これに結合されたペイロード素子を、さらに含む請求項２１によるＰＳＩＣ。２４．外部論理制御素子に結合して、前記処理論理を処理手段に供給し、処理手段の状態をモニターするために処理手段に結合された通信ポートと、これに結合させたペイロード素子をさらに含む、請求項２１によるＰＳＩＣ。