JP2019176208A - 通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】放射状にノードが接続される通信システムにおいて、バスラインの終端をいずれのノードで終端するかテーブルを用いることなく自動的に設定できる通信システムを提供する。【解決手段】本体ユニット２と各センサユニット２０−１〜２０−４とを、平衡信号伝送線と電源線とで接続する。本体ユニット２は、各センサユニットに対してデータフレームを送信し、センサユニット内での電源線の電圧を示す値を要求する。センサユニットは、それぞれ電源線の電圧と自己のＩＤ含むデータフレームを本体ユニット２に送信する。本体ユニット２は、電源電圧の一番低いセンサユニット２０−１と電源電圧の２番目に低いセンサユニット２０−２で、バスラインが終端されるよう、データフレームを送信する。【選択図】図１

Description

この発明は、２本の信号線を用い電圧の差動により信号が送信される通信機器を複数用いる通信システムにおいて、信号線の終端を最適かつ自動的に行うことができる通信システムに関する。

２本の信号線（以下バスラインと呼ぶ）を用い、バスライン間の電圧の差で信号を伝送する通信方式（差動伝送方式）が知られている。電圧の差をとることによりノイズの影響を低減するこの通信方式は、例えばコントロールエリアネットワーク（Control Area Network、以下「ＣＡＮ」という）が自動車等で用いられており、複数のＥＣＵ（Electronic Control Unit）をバスラインに接続し、ＥＣＵ間でデータを送受信する構成がとられている。

バスラインの端部で信号が反射すると伝送エラーが生じやすくなるため、バスラインの両端を抵抗で終端する必要がある。この抵抗のことを終端抵抗と呼び、ＣＡＮの場合には、１２０Ωで終端することとなっている。図７（ａ）には、２つの通信機器（以下
「ノード」と呼ぶＮ１、Ｎ２）が、バスラインＬで接続された例を示している。この場合には、各ノードＮ１，Ｎ２でそれぞれバスラインＬを終端抵抗Ｒｔ１、Ｒｔ２で終端する。

図７（ｂ）では、バスラインＬの一端にノードＮ１が接続されバスラインを終端抵抗Ｒｔ１で終端している。ノードＮ１から伸びるバスラインＬ上に複数のノードＮ２、…、Ｎｎが接続された例を示している。この場合には、ノードＮ１から最も遠いノードであるノードＮｎでバスラインを終端抵抗Ｒｔ２で終端する。このために、各ノードＮ２、…、Ｎｎに終端抵抗Ｒｔを持たせておき、終端するかをバスラインとは別の制御線で遠隔から設定できるようにしておき、ノードＮ２、…、ＮｎがノードＮ１から遠方に位置する順をテーブル化して記憶し、このテーブルに従って最も遠いノードでバスラインを終端する技術が下記の特許文献１に記載されている。

また、図７（ｃ）では、２つＮ２、Ｎ３のノードがバスラインＬで接続され、その中間にノードＮ１が接続する場合には、ノードＮ２、Ｎ３でバスラインを終端することが、下記の特許文献２に開示されている。

特開２０１６−０５４３６２号 実開平０２−０１６６２８号

上記特許文献１では、ノードＮ２、…、Ｎｎが遠方に位置する順が判っている場合には有効であるが、その場合でも最も遠いノードＮｎを終端するためにバスラインとは別の制御線を必要としている。また、図６に示すように、一つのノードＮ１から、各ノードＮ２、…、Ｎｎへ放射状にバスラインＬ２、…、Ｌｎが接続している場合を想定する。この場合ノードＮ１でバスラインを終端するとは限られないという第１の問題点、各バスラインＬ２、…、Ｌｎの長さ（実際にはケーブルの長さ）を把握するのが困難であるいう第２の問題点がある。第２の問題点に関しては、ノードＮ２、…ノードＮｎが設置する場所は決まっているが、ケーブルは構造物等に沿う様に配線されるので、ノードＮ１とノードＮ２、…、Ｎｎとの直線距離が各ケーブルの長さにそのまま反映されるわけではないところに難しさがある。従って、図６に示した場合に特許文献１のテーブルを用いた終端抵抗の設定方法を適用することが困難となっている。

この発明は上記に鑑みなされたもので、放射状にノードが接続される通信システムにおいて、バスラインの終端をいずれのノードで終端するかテーブルを用いることなく自動的に設定できる通信システムの提供を目的としている。

この発明の一観点にかかる通信システムは、主ノードと、３以上の数の副ノードから構成され、各副ノードが平衡伝送信号線と電源線により前記主ノードにそれぞれ接続される通信システムにおいて、
前記主ノードは、前記電源線に電源を供給する電源回路と、前記平衡伝送信号線からデータフレームを受信すると共に、前記平衡伝送信号線にデータフレームを送信する第１の送受信回路と、前記平衡伝送信号線を終端する第１の終端抵抗と、前記第１の終端抵抗を平衡伝送信号線間に接続するか非接続とするかを切り替える第１のスイッチ回路と、第１の送受信回路と第１のスイッチ回路を制御する第１の制御部を備え、前記各副ノードは、電源線の電圧を測定するアナログ／デジタル変換部と、前記平衡伝送信号線からデータフレームを受信すると共に、前記平衡伝送信号線にデータフレームを送信する第２の送受信回路と、前記平衡伝送信号線を終端する第２の終端抵抗と、前記第２の終端抵抗を平衡伝送信号線間に接続するか非接続とするかを切り替える第２のスイッチ回路と、前記第２の送受信回路と第２のスイッチ回路を制御する第２の制御部を備えている。

第１の制御部は、各副ノードからの第１のデータフレームを受信し、第１のデータフレームから抽出した識別情報により前記副ノードの数を判定し、副ノードの数が３以上の場合には、前記電源電圧を示すデータを前記主ノードに送信するよう、各副ノードに第２のデータフレームを送出し、各副ノードから前記電源電圧を示すデータと前記識別情報を含む第３のデータフレームを受信し、前記副ノードの内、最も電源電圧の低い第１の副ノードと、その次に電源電圧の低い第２の副ノードが平衡伝送信号線を終端するよう第４のデータフレームを前記各副ノードに送信するよう構成される。

第２の制御部は、ノードの識別情報を含む第１のデータフレームを前記主ノードに送信し、前記主ノードから第２のデータフレームを受信すると、前記アナログ／デジタル変換部から出力された電源電圧を示す値と前記識別情報を含む第３のデータフレームを前記主ノードに送信し、前記主ノードから、平衡伝送信号線を終端するか否かの情報を含む第４のデータフレームを受信し、第２のスイッチを動作させて副ノードで平衡伝送信号線の終端状態を設定するよう構成される

副ノードで電源線の電圧は、同じケーブルを用いているならばケーブルが長くなるほど低下する。従って、検出される電源電圧の最も低い第１の副ノードと、その次に電源電圧の低い第２の副ノードで平衡伝送信号線を終端すれば、平衡伝送信号線上で最も離れた副ノード間で平衡伝送信号線が自動的に終端され、最適な通信を行うことができる。

この発明の第２の観点に係る発明の通信システムでは、初期状態では前記主ノード及び各副ノードで平衡伝送信号線が終端されており、第１の制御部は、第１の副ノードと第２の副ノード以外の少なくとも一つの第３の副ノードの識別情報と、平衡伝送信号線から第２の終端抵抗を切り離す指示を含む第４のデータフレームを平衡伝送信号線に送出するよう構成され、第２の制御部は、第４のデータフレームを受信し、自己の識別情報が含まれると判定した場合には、前記指示に従い第２の終端抵抗が平衡伝送信号線から切り離されるよう第２のスイッチ回路を動作させるよう構成される。

この発明の第３の観点に係る発明の通信システムでは、初期状態では前記主ノードと前記各副ノードで平衡伝送信号線が終端されておらず、第１の制御部は、前記各副ノードの内、最も電源電圧の低い第１の副ノードと、その次に電源電圧の低い第２の副ノードに、その第１及び第２の副ノードの識別情報と、平衡伝送信号線から第２の終端抵抗を接続する指示を含む第４のデータフレームを平衡伝送信号線に送出するよう構成され、第２の制御部は、第４のデータフレームを受信し、自己の識別情報が含まれると判定した場合には、前記指示に従い第２の終端抵抗が平衡伝送信号線に接続するよう第２のスイッチ回路を動作させるよう構成される。

第２の観点では、前記主ノード及前記各副ノードが初期状態で平衡伝送信号線を終端するよう構成されている場合に適用できる。また、第３の観点では、前記主ノード及び前記各副ノードが初期状態で平衡伝送信号線を終端しないよう構成されている場合に適用できる。いずれの場合においても、平衡伝送信号線を自動かつ最適に終端することができる。

平衡伝送信号線で主ノードから放射状に３以上の副ノードが接続される通信システムにおいて、バスラインの終端をいずれの副ノードで終端するかを自動的に設定できる。

発明の実施の形態にかかる通信システムの概要を説明する図である。 同通信システムの主ノードである本体ユニットのブロック図である。 同通信システムの副ノードであるセンサユニットのブロック図である。 同通信システムの終端抵抗の設定を説明するフロー図の前半である。 同通信システムの終端抵抗の設定を説明するフロー図の後半である。 発明の課題を説明する図である。 従来技術を説明する図である。

発明の実施の形態を、図１〜図５を参照しながら以下に説明する。まず、この通信システム１の概要を、図１を参照しながら説明する。図１の通信システム１は、本体ユニット２（主ノード）と３以上のセンサユニット（副ノード）２０、カメラ３０から構成され、生産拠点や搬送拠点において、温度、振動、騒音などをセンサユニット２０で検出し、得られた情報を本体ユニット１に集める。また、カメラ３０で画像を撮影し、その画像信号も本体ユニット１に収集される。

本体ユニット２は、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル１２を介して、拠点内のＬＡＮ１３に接続される。センサユニット２０で収集したデータ、カメラ３０で撮影した画像データは、ＬＡＮ１３に接続された上位のサーバ等に送信される。また、本体ユニット２は、無線ＬＡＮ（ＩＥＥＥ(The Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１１ａ，ａｃ，ｂ，ｇ，ｎ等）を用いて、ワイヤレスで通信することもできる。

図１では、４つのセンサユニット２０−１、２０−２、２０−３及び２０−４が本体ユニット２に接続されている。各センサユニット２０−１、２０−２、２０−３及び２０−４は、それぞれケーブル１９−１、１９−２、１９−３及び１９−４で本体ユニット２と接続されている。ケーブル１９−１、１９−２、１９−３及び１９−４は電源線と平衡伝送信号線を含んでいる。なお、同じものが複数ある要素については、例えばセンサユニット２０−１、２０−２、２０−３及び２０−４を総称する場合には、センサユニット２０のように表すこととする。

この実施の形態では、平衡伝送信号方式としてＣＡＮ（Controller Area Network、ＩＳＯ（International Organization for Standardization）１１８９８及び１１５１９）を使用している。平衡伝送信号線としては２本の信号線を用いており、一本の信号線に元の信号を、もう一本の信号線に元の信号の位相を反転した信号を送る。ノイズは２本の平衡伝送信号線に同じようにのるので、２本の信号線の差をとればノイズがキャンセルされる仕組みである。以下、平衡伝送信号線をバスラインとよぶ。

次に図２を参照しながら本体ユニット２の構成を説明する。ＣＡＮトランシーバ３は、ＣＡＮのデータフレームを生成してバスラインに送出し、バスラインから受信したデータフレームからデータを抽出する回路である。バスラインＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ−Ｌ間には、終端抵抗Ｒｔ１（第１の終端抵抗）とアナログスイッチ４（第１のスイッチ回路）の直列回路が接続される。なお、図面上では「スイッチ」を「ＳＷ」と略記する。アナログスイッチ４をオン／オフすることにより、バスラインＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ―Ｌを終端する／終端しないを選択することができる。終端抵抗Ｒｔ１の値はＣＡＮの場合には１２０Ωと定まっている。

ＣＡＮトランシーバ３は、ＳｏＣ（System on Chip）５に接続されている。ＳｏＣ５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）コア、周辺回路、各種Ｉ/Ｆを一つのダイの上に形成したものである。ＣＡＮトランシーバ３は、データ送信線ＴｘＤ、データ受信線ＲｘＤとでＳｏＣ５と接続されており、ＳｏＣ５はＣＡＮドライバソフトウェアを動作させることによりＣＡＮトランシーバ３を制御し通信を行わせる。また、ＳｏＣ５の出力ポートＰＯがアナログスイッチ４に接続されており、ＳｏＣ５によりバスラインを終端するかしないかを切り替えることができる。

ＳｏＣ５には、ＤＤＲＳＤＲＡＭ(Double Date Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory、以下ＳＤＲＡＭと略称する)６とフラッシュメモリ７が接続される。ＳＤＲＡＭ５は、ＳｏＣ５のＣＰＵコアの作業領域となり、ＯＳ（オペレーティング・システム）や前記ＣＡＮドライバなどの各種ソフトウェアが記憶される。フラッシュメモリ７は、前記ＯＳや各種ソフトウェアを圧縮した状態で格納している。また、フラッシュメモリ７は、後述の識別情報ＩＤ０を記憶している。本体ユニット２の起動時にＳｏＣ５により、ＯＳや各種ソフトウェアが読みだされ、実行可能にＳＤＲＡＭ６上に展開される。

ＳｏＣ５には、さらに無線ＬＡＮ通信部８及び有線ＬＡＮ通信部９が接続される。符号８ａ、８ｂは、無線ＬＡＮ通信部８のアンテナ接続端子であり、図１に示すようにスリーブアンテナ１１ａ、１１ｂが取り付けられる。符号９ａは、有線ＬＡＮケーブル１２のレセプタクルである。レセプタクル９ａには、ＬＡＮケーブル１２のモジューラジャック（図示せず）が挿入され、本体ユニット２がＬＡＮ１３に接続される。

ＳｏＣ５には、カメラ画像処理回路１０が接続されている。カメラ画像処理回路１０は、図１のカメラＣ１〜Ｃ４で撮影された画像信号を処理し、カメラＣ１〜Ｃ４の４つの画像を一つの画面に合成した画像信号をＳｏＣ５に出力する。符号１０−１、１０−２、１０−３、１０−４は、カメラＣ１〜Ｃ４からのケーブル１７を接続するレセプタクルである。なお、カメラは最大４台接続可能ということであり、必要数なだけのカメラを本体ユニット２に接続すればよい。

電源回路１５は、電源端子１５ａ、１５ｂから供給される電源（例えば直流２４Ｖ）を、本体ユニット２内の各回路要素に供給する電圧に変換する（Ｖｃｃ）。さらに、センサユニット２０に供給する５Ｖの直流電圧を、電源線１５ｃ、１５ｄにより供給する。前記ＣＡＮのバスラインＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ−Ｌと電源線１５ｃ、１５ｄとが、それぞれＣＡＮのレセプタクル１６−１、・・・、１６−４に接続される。

レセプタクル１６−１、・・・、１６−４には、ケーブル１９−１、・・・、１９−４の図示しないプラグが挿入され、ケーブル１９−１、・・・、１９−４を介してセンサユニット２０−１、・・・２０−４が本体ユニット２に接続される。センサユニット２０についても必要な数だけ、本体ユニット２に接続すればよい。センサユニット２０の数により、本体ユニット、センサユニットの何れでＣＡＮのバスラインを終端するかが異なるが、詳細は後述する。この実施例ではセンサユニット２０−１、・・・、２０−４は同じ構成を有しているものとする。

図３は、センサユニット２０の構成を示している。センサユニット２０は、ＣＡＮトランシーバ２３（第２の送受信回路）、終端抵抗Ｒｔ２（第２の終端抵抗）、アナログスイッチ２４（第２のスイッチ回路）、１チップマイクロプロコンピュータ２５（第２の制御部、以下マイクロコンピュータという）、電界効果トランジスタ（Field Effect Transistor、以下ＦＥＴという）２８、電源回路２９、マイクロホンモジュール３０，センサ３１、３２から構成される。

ＣＡＮトランシーバ２３は、ＣＡＮのデータフレームを生成してバスラインに送出し、バスラインから受信したデータフレームからデータを抽出する回路である。バスラインＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ−Ｌ間には、アナログスイッチ２４及び終端抵抗Ｒｔ２が直列に接続される。この終端抵抗Ｒｔ２も１２０Ωである。アナログスイッチ２４は、マイクロコンピュータ２５の出力ポートＰＯ−０に接続され、マイクロコンピュータ２５によりオン／オフが制御される。

マイクロコンピュータ２５は、センサユニット２０の動作を制御する。マイクロコンピュータ２５は、ＣＰＵコア２５ａと、フラッシュメモリ２５ｂ及びＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）２５ｃを含んでいる。ＳＲＡＭ２５ｃは、ＣＰＵコア２５ａの作業エリアとして機能する。ＳＲＡＭ２５ｃはＣＰＵコア２５ａのワークエリアであり、処理データ等が記憶される。フラッシュメモリ２５ｂは、プログラムや設定データを記憶しており、ＣＰＵコア２５ａはフラッシュメモリ２５ｂからプログラムを読み出し実行する。またフラッシュメモリ２５ｂは後述の識別情報も記憶している。

マイクロコンピュータ２５は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）入力ポートＡ／Ｄ、シリアルポートＳＰ−０、ＳＰ−１、ＳＰ−２を有している。このうち、ＳＰ−０には、マイクロホンモジュール３０が接続される。マイクロホンモジュール３０は、マイクロホン２６及びＡ／Ｄコンバータ２７を含み、マイクロホン２６が捉えた音声信号をＡ／Ｄコンバータ２７がデジタル信号に変換し、Ｉ２Ｓ（Inter-IC Sound）規格のシリアル転送規格によりシリアルポートＳＰ−０へ音声信号データを出力する。シリアルポートＳＰ−１，ＳＰ−２には、それぞれセンサ３１、３２が接続される。センサ３１、３２は、用途に応じて必要な物理量を測定するセンサを選択する。例えば、温度センサ、湿度センサ、加速度センサ、傾斜センサなどである。これらのセンサは、Ｉ２Ｃ（Inter-Integrated Circuit）、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）などのシリアル転送規格を用いて測定データをマイクロコンピュータ２５に出力する。

電源回路２９は、本体ユニット２からケーブル１９を介して受電した電源電圧を適切な電圧、例えば３Ｖに変換し、ＣＡＮトランシーバ２３、アナログスイッチ２４、マイクロコンピュータ２５等のセンサユニッ２０の各要素に供給する。電源線の＋側には、ＦＥＴ２８のソースＳが接続される。ＦＥＴ２８のドレインＤは、Ａ／Ｄ入力ポートＡ／Ｄ−０に接続される。ＦＥＴ２８のゲートＧは、マイクロコンピュータ２５の出力ポートＰＯ−１に接続される。マイクロコンピュータ２５が、出力ポートＰＯ−１の出力を制御することにより、ソースＳとドレインＤ間に電流が流れ、電源線＋の電圧がＡ／Ｄ入力ポートＡ／Ｄ−０に入力される。

ＣＡＮのバスラインＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ−Ｌ、電源線（＋）、（−）は、一つのレセプタクル３４にまとめられ、ケーブル１９の図示しないプラグが結合される。

次に、本体ユニット２とセンサユニット２０の動作を、図４を参照しながら説明する。図４の左半分は本体ユニット２の動作を示し、右半分はセンサユニット２０の動作を示している。本体ユニット２は、電源が投入されると、ＳｏＣ５の初期化処理を行い、フラッシュメモリ７から、ＯＳ、ＣＡＮドライバ等の各種プログラムを読み出し、ＳＤＲＡＭ６上に実行可能に展開する（図示せず）。初期化が終了した後、ＳｏＣ５は、出力ＰＯより信号を出力し、アナログスイッチ４をオンにし、バスラインＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ−Ｌを終端抵抗Ｒｔ１で終端する（ステップ（以下ＳＴと略称する）１）。

次に、ＳｏＣ５はＣＡＮトランシーバ３を起動し（ＳＴ２）、タイマＴをスタートさせる（ＳＴ３）。ＳｏＣ５は、ＣＡＮトランシーバ３を介して、センサユニット２０からのデータフレームＤＦ１（第１のデータフレーム）を受信する（ＳＴ４）。ＳｏＣ５は、タイマＴがタイムアップするまでデータフレームの受信を続ける（ＳＴ５、ＮＯ）。

センサユニット２０は、電源が投入されると、マイクロコンピュータ２５を初期化する。ＣＰＵコア２５ａは、フラッシュメモリ２５ｂからプログラムを読み出し実行する。そして、マイクロコンピュータ２５は、出力ポートＰＯ＿０より信号を出力し、アナログスイッチ２４をオンにし、バスラインＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ−Ｌを終端抵抗Ｒｔで終端する（ＳＴ２１）。

次に、マイクロコンピュータ２５は、ＣＡＮトランシーバ２３を起動し（ＳＴ２２）、所定の周期でデータフレームＤＦ１をバスラインに送出する（ＳＴ２３）。なお、複数のセンサユニット２０が同時にデータフレームを出すことはできない。そこで、本体ユニット２、センサユニット２０−１、２０−２、２０−３及び２０−４にそれぞれ識別情報ＩＤ０、ＩＤ１，ＩＤ２，ＩＤ３、ＩＤ４を持たせている。ここで、番号の小さいＩＤが優先されものとする。例えば、センサユニット２０−１とセンサユニット２０−２では、ＩＤ１のセンサユニット２０−１が優先される。センサユニット２０−１のデータフレームの送信後、ＩＤ２のセンサユニット２０−２はデータフレームを送信することができる。前記タイマＴは、４つのセンサユニット２０からデータフレームが少なくとも１回は受信できる時間に設定されている。

タイマＴがタイムアップすると（ＳＴ５、ＹＥＳ）、ＳｏＣ５は、何個のセンサユニット２０からデータフレームを受信したか判定する（ＳＴ６）。データフレームのＩＤの数ｍが１つの場合には、接続するセンサユニット２０は一つであるから、本体ユニット２と一つのセンサユニット２０のそれぞれでバスラインを終端すればよい（図７（ａ）の状態）。本体ユニット２はＳＴ１で終端抵抗を接続しており、センサユニット２０もＳＴ２１で終端抵抗を接続しているので、そのまま通信を開始する。

ＳＴ６の判定でＩＤの数ｍが２の場合には、２つのセンサユニット２０が本体ユニット２に接続されている。この場合は図７（ｃ）の状態に相当し、本体ユニット２でＣＡＮババスラインを終端する必要はないので、ＳｏＣ５は出力ポートＰＯ−０の信号でアナログスイッチ４をオフとし、終端抵抗Ｒｔ１をバスラインより切り離し（ＳＴ１０）、通信を開始する。

次に、ＳＴ６の判定でＩＤの数ｍが３以上である場合について説明する。ここでは、図１に示すように本体ユニット２に４つのセンサユニット２０−１、２０−２、２０−３及び２０−４が接続されている例で説明する。各センサニット２０を接続しているケーブル１９−１、１９−２、１９−３、１９−４の長さ（以下、ケーブル長という）をそれぞれＬ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４とし、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４の関係にあるとする。

ＳｏＣ５は、各センサユニット２０に電源電圧を示す値を要求するデータフレームＤＦ２（第２のデータフレーム）をＣＡＮトランシーバ３からバスラインに送信する（ＳＴ７）。各センサユニット２０は、このデータフレームＤＦ２を受信すると（ＳＴ２４）、各センサユニット２０のマイクロコンピュータ２５は、出力ポートＰＯ−１の出力を切り替え、ＦＥＴ２８を導通状態とし、Ａ／Ｄ−０入力ポートから電源電圧を取り込み、電源電圧を示すデジタル信号に変換する。

マイクロコンピュータ２５は、このデジタル信号と自己のＩＤとを含むデータフレームを生成し、ＣＡＮトランシーバ２３よりバスラインにデータフレームＤＦ３（第３のデータフレーム）を送出する（ＳＴ２５）。本体ユニット２は、ＣＡＮトランシーバ３で各センサユニット２０のデータフレームを受信し、ＳｏＣ５は受信したデータフレームから、ＩＤと電源電圧を示す値を抽出する（ＳＴ８）。

ＳｏＣ５は、最も電源電圧の低いセンサユニット（第１の副ノード）のＩＤと、その次に電源電圧の低いセンサユニット（第２の副ノード）のＩＤを決定する。図１に示した例では、センサユニット２０−１のケーブル１９−１のケーブル長Ｌ１が最も長く、電源電圧を示す値が最も低くなる。そして、センサユニット２０−２のケーブル長Ｌ２がＬ１の次に長いので、電源電圧を示す値が次に低くなる。

ＳｏＣ５は、センサユニット２０−１、２０−２以外のセンサユニット、すなわちセンサユニット２０−３、２０−４（第３の副ノード）の識別情報を含み、バスラインの終端抵抗Ｒｔ２を切り離すコマンドとＩＤを含むデータフレームＤＦ４（第４のデータフレーム）をバスラインに送出する。センサユニット２０は、ＣＡＮトランシーバ２４で受信したデータフレームをマイクロコンピュータ２５に出力し、マイクロコンピュータ２５は、データフレームよりＩＤと終端抵抗を切り離すコマンドを抽出する。抽出したＩＤが自己のＩＤと一致する場合には（ＳＴ２６、ＹＥＳ）、マイクロコンピュータ２５は、出力ポートＰＯ−０を制御し、アナログスイッチ２４をオフとして、終端抵抗Ｒｔ２をバスラインより切り離す（ＳＴ２７）。抽出されたＩＤが自己のＩＤと一致しない場合には、マイクロコンピュータ２５は現在の状態、すなわち終端抵抗Ｒｔ２の接続状態を維持する。この例では、センサユニット２０−３及びセンサユニット２０−４で終端抵抗Ｒｔ２がバスラインから切り離される。

センサユニット２０−１、２０−２で終端抵抗Ｒｔの接続が維持されるので、本体ユニット２ではバスラインを終端するが必要なくなる。ＳｏＣ５は出力ポートＰＯを制御して、アナログスイッチ４をオフとし、終端抵抗Ｒｔをバスラインより切り離す（ＳＴ１０）。その後、本体ユニット２及び各センサユニット２０は通信を開始する。すなわち、センサユニット２０は、マイクロホンモジュール３０で取得された音声データ、センサ３１，３２で測定されたデータを含むデータフレームを定期的に本体ユニット２に送信する。本体ユニット２は、センサユニット２０からのデータを有線ＬＡＮ又は無線ＬＡＮを介して図示しない上位サーバ等に転送する。

上述の終端抵抗の設定処理は電源投入時に毎回行ってもよいが、終端抵抗接続の有無を本体ユニット２のフラッシュメモリ７、センサユニット２０のフラッシュメモリ２７に記憶しておき、２回目以降の終端抵抗の設定処理を省略することができる。但し、本体ユニットやセンサユニットの配置の変更（ケーブル長の変更）や、センサユニットの数の増減時には、終端抵抗の設定が必要となる。そこで、ユーザの指示によりいつでも終端抵抗の設定処理ができるようにするのが好ましい。例えば、本体ユニット２にＷＥＢサーバ機能を持たせ、ＬＡＮ１３に接続した図示しないコンピュータのブラウザを用いて、ＷＥＢＵＩ（ＷＥＢ User Interface）により終端抵抗の設定を指示することができる。

上記実施の形態では、本体ユニット２、センサユニット２０が電源投入時にバスラインを終端している場合について説明した。本発明は、電源投入時にバスラインが終端されていない場合においても適用可能である。この場合には、
（１）センサユニット２０が一つの場合（ｍ＝１）
本体ユニット２とセンサユニット２０で、バスラインに終端抵抗を接続する。
（２）センサユニット２０が２つの場合（ｍ＝２）
２つのセンサユニット２０で、バスラインに終端抵抗を接続する。
（３）センサユニット２０が３つ以上の場合（ｍ≧３）
電源電圧の最も低いセンサユニット２０−１と、その次に電源電圧の低いセンサユニット２０−２で、バスラインに終端抵抗を接続することによって、バスラインを適切に終端することができる。

１ 通信システム
２ 本体ユニット（主ノード）
３ ＣＡＮトランシーバ（第１の送受信回路）
４ アナログスイッチ（第１のスイッチ回路）
５ ＳｏＣ（第１の制御部）
６ ＤＤＲＳＤＲＡＭ
７ フラッシュメモリ
８ 無線ＬＡＮ通信部
９ 有線ＬＡＮ通信部
１０ カメラ画像処理回路
１５ 電源回路
１５ｃ、１５ｄ 電源線
１９−１、１９−２、１９−３，１９−４ ケーブル
２０−１、２０−２、２０−３、２０−４ センサユニット（副ノード）
２３ ＣＡＮトランシーバ（第２の送受信回路）
２４ アナログスイッチ（第２のスイッチ回路）
２５ マイクロコンピュータ（第２の制御部）
２６ マイクロホン
２７ Ａ／Ｄコンバータ
２８ ＦＥＴ
２９ 電源回路
３０ マイクロホンモジュール
３１，３２ センサ
ＣＡＮ−Ｈ、ＣＡＮ−Ｌ バスライン（平衡伝送信号線）
ＤＦ１ 第１のデータフレーム
ＤＦ２ 第２のデータフレーム
ＤＦ３ 第３のデータフレーム
ＤＦ４ 第４のデータフレーム
Ｒｔ１、Ｒｔ２ 終端抵抗

Claims (3)

1. 主ノードと、３以上の数の副ノードから構成され、各副ノードが平衡伝送信号線と電源線により前記主ノードにそれぞれ接続される通信システムにおいて、
   前記主ノードは、
   前記電源線に電源を供給する電源回路と、前記平衡伝送信号線からデータフレームを受信すると共に、前記平衡伝送信号線にデータフレームを送信する第１の送受信回路と、前記平衡伝送信号線を終端する第１の終端抵抗と、前記第１の終端抵抗を平衡伝送信号線間に接続するか非接続とするかを切り替える第１のスイッチ回路と、第１の送受信回路と第１のスイッチ回路を制御する第１の制御部を備え、
   前記各副ノードは、
   電源線の電圧を測定するアナログ／デジタル変換部と、前記平衡伝送信号線からデータフレームを受信すると共に、前記平衡伝送信号線にデータフレームを送信する第２の送受信回路と、前記平衡伝送信号線を終端する第２の終端抵抗と、前記第２の終端抵抗を平衡伝送信号線間に接続するか非接続とするかを切り替える第２のスイッチ回路と、前記第２の送受信回路と第２のスイッチ回路を制御する第２の制御部を備え、
   第１の制御部は、
   各副ノードからの第１のデータフレームを受信し、第１のデータフレームから抽出した識別情報により前記副ノードの数を判定し、副ノードの数が３以上の場合には、前記電源電圧を示すデータを前記主ノードに送信するよう、各副ノードに第２のデータフレームを送出し、各副ノードから前記電源電圧を示すデータと前記識別情報を含む第３のデータフレームを受信し、前記副ノードの内、最も電源電圧の低い第１の副ノードと、その次に電源電圧の低い第２の副ノードが平衡伝送信号線を終端するよう第４のデータフレームを前記各副ノードに送信するよう構成され、
   第２の制御部は、ノードの識別情報を含む第１のデータフレームを前記主ノードに送信し、前記主ノードから第２のデータフレームを受信すると、前記アナログデジタル変換部から出力された電源電圧を示す値と前記識別情報を含む第３のデータフレームを前記主ノードに送信し、前記主ノードから、平衡伝送信号線を終端するか否かの情報を含む第４のデータフレームを受信し、第２のスイッチを動作させて副ノードで平衡伝送信号線の終端状態を設定するよう構成されることを特徴とする通信システム。
2. 請求項１記載の通信システムにおいて、
   初期状態では前記主ノード及び各副ノードで平衡伝送信号線が終端されており、
   第１の制御部は、
   第１の副ノードと第２の副ノード以外の少なくとも一つの第３の副ノードの識別情報と、平衡伝送信号線から第２の終端抵抗を切り離す指示を含む第４のデータフレームを平衡伝送信号線に送出するよう構成され、
   第２の制御部は、
   第４のデータフレームを受信し、自己の識別情報が含まれると判定した場合には、前記指示に従い第２の終端抵抗が平衡伝送信号線から切り離されるよう第２のスイッチ回路を動作させるよう構成される。
3. 請求項１記載の通信システムにおいて、
   初期状態では前記主ノードと前記各副ノードで平衡伝送信号線が終端されておらず、
   第１の制御部は、
   前記各副ノードの内、最も電源電圧の低い第１の副ノードと、その次に電源電圧の低い第２の副ノードに、その第１及び第２の副ノードの識別情報と、平衡伝送信号線から第２の終端抵抗を接続する指示を含む第４のデータフレームを平衡信号線に送出するよう構成され、
   第２の制御部は、第４のデータフレームを受信し、自己の識別情報が含まれると判定した場合には、前記指示に従い第２の終端抵抗が平衡伝送信号線に接続するよう第２のスイッチ回路を動作させるよう構成される。

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