JP2020072400A - 信号処理装置、および情報書換装置 - Google Patents
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Abstract
Description
(重畳信号対応の電気機器および通信装置の構成)
本開示の一側面に係る電気機器等について説明する前に、まずは動作素子に関する信号をデータ信号に重畳させた重畳信号を用いた通信に対応する電気機器等の構成について図2を用いて説明する。図2は、重畳信号対応の電気機器と通信装置である入力ユニットの回路構成の一例を示すブロック図である。ここでは、電気機器6(リミットスイッチ)と入力ユニット4とを例に挙げて説明する。電気機器6と入力ユニット4とは、1対の信号線21、22によって互いに接続されている。信号線21は、入力ユニット4の第1入力端子31と、電気機器6の第1端子11とに接続される。信号線22は、入力ユニット4の第2入力端子32と、電気機器6の第2端子12とに接続される。信号線21の経路には、電源20が設けられている。電源20は、所定の電圧(ここでは24V)を発生させる直流電源である。
図3は、重畳信号対応の電気機器6を備える通信システムの構成を示すブロック図である。通信システム1は、PC2(パーソナルコンピュータ、情報処理装置)、コントローラ3、入力ユニット4、出力ユニット5、および、電気機器6〜10を備える。PC2は、コントローラ3に接続されている。PC2は、コントローラ3から電気機器6〜10の関する情報を受信し、かつ、コントローラ3に制御命令を送信する。コントローラ3は、入力ユニット4および出力ユニット5に接続されている。コントローラ3は、制御命令に従って、電気機器6〜10を動作させるまたは制御するための信号を入力ユニット4および出力ユニット5に送信する。コントローラ3は、入力ユニット4または出力ユニット5を介して受信した電気機器6〜10からの信号を、PC2に送信する。
重畳信号を用いた通信における電気機器および通信装置の動作について、電気機器6および入力ユニット4の動作の一例を、図4を用いて説明する。なお、図4は、電気機器7および入力ユニット4の組み合わせ、および電気機器8〜10のいずれかと出力ユニット5の組み合わせであっても同様に説明することができる。図4は、信号波形の一例を模式的に示す図である。図4における(a)は、出力信号(動作信号)の周期がデータ信号の周期より長い場合を示し、(b)は、出力信号の周期がデータ信号の周期より短い場合を示す。出力信号とデータ信号とが重畳されたものが重畳信号である。重畳信号の波形は、出力信号の波形と、データ信号の波形とを重畳したものになる。出力信号の振幅は、データ信号の振幅より大きい。そのため、重畳信号から、元の出力信号の値およびデータ信号の値を知ることができる。ここで、電気機器6のスイッチがONの場合、出力信号はHとなり、電気機器6のスイッチがOFFの場合、出力信号はLとなる。
重畳信号を用いた通信では、出力信号にデータ信号が重畳して送信されるので、例えば重畳信号対応の入力ユニット4に重畳信号非対応の電気機器6を接続した場合、該電気機器はデータ信号を入力ユニット4に送信しない。この場合、入力ユニット4は重畳信号からデータ信号を抽出できないので、重畳信号非対応の入力ユニット4と同等の処理しか実行することができない。そこで、本開示の一側面に係る信号処理装置は、予め記憶しておいた電気機器6に関する所定の情報をデータ信号として、該電気機器6の動作信号に重畳させた重畳信号を生成して入力ユニット4に送信する。
本開示の一側面に係る信号処理装置100および情報書換装置200の構成を示すブロック図である。なお、以下の説明において入力ユニット4は重畳信号を用いた通信に対応しているものとする。また、以下では、重畳信号を用いた通信に対応した電気機器6および入力ユニット4に関して説明しているが、同様の技術思想により、重畳信号を用いた通信に対応した電気機器8、9、10および出力ユニット5にも適用することが可能である。
通信装置側端子120を介して入力ユニット4に送信することができる。
図5は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および情報書換装置200の構成を示す回路図である。なお、図示の例では図2を用いて説明済みである一部回路の記載を省略している。
図6は、本開示の一側面の信号処理装置100および情報書換装置200を用いた情報の書換および検証の具体例を示す図である。なお、以下の説明において情報書換装置200には、予め入力端末300を用いて書き換える情報が入力済みであるものとする。
(処理の流れ)
図7の各図は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および情報書換装置200が実行する処理の流れの一例を示すフローである。図7の(a)は信号処理装置100のフローを示し、図7の(b)は情報書換装置200のフローを示す。なお、以下の説明において信号処理装置100および情報書換装置200は、図5と同様に電源20に接続されており、情報書換装置200には予め入力端末300を用いて書き換える情報が入力済みであるものとする。
前記構成例において信号処理装置100は、情報記憶部140に記憶されている情報の書き換え後に重畳信号の送信を開始する構成であった。しかしながら信号処理装置100は、例えば重畳信号の送信中に情報の書き換えが可能な構成であってもよい。
本開示の一側面に係る信号処理装置100および情報書換装置200について、図1を用いて説明する。なお、情報書換装置200は、前記構成例における情報書換装置200と同一である。
図8は、重畳信号の送信中である信号処理装置100および情報書換装置200を用いた情報の書換および検証の具体例を示す図である。なお、以下の説明において情報書換装置200には、予め入力端末300を用いて書き換える情報が入力済みであるものとし、図6と同名の項目についてはその説明を省略する。また、情報書換装置200の動作は図6と同一であるため、その説明を省略する。
図9は、本開示の一側面に係る信号処理装置100が実行する処理の流れの一例を示すフローである。なお、以下の説明において図7の(a)と同一の処理についてはその説明を省略する。また、情報書換装置200のフローは図7の(b)と完全に同一である。
前記構成例および変形例1において、情報書換装置200は書き換える情報を、投光部210を用いた投光によって信号処理装置100に入力する構成であった。しかしながら情報書換装置200は、例えば書き換える情報を重畳信号の送受信に用いる経路を通して信号処理装置100に送信可能な構成であってもよい。
図10は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および情報書換装置200の構成を示すブロック図である。
図11は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および情報書換装置200の構成を示す回路図である。なお、以下の説明において、図5にて説明済みの項目については、その説明を省略する。
図12は、書換用電流信号の概要を示す模式図である。図示の例において、縦軸の「供給電流」は、情報書換装置200から信号処理装置100に供給された書換用電流信号の電流値を示している。また、「SW=OFF」は図4における重畳信号のL範囲に相当し、「SW=ON」は図4における重畳信号のH範囲に相当する。「所定の閾値」は、重畳信号のH範囲と比較して十分大きな値である。
図13は、信号処理装置100および情報書換装置200を用いた情報の書換および検証の具体例を示す図である。なお、以下の説明において情報書換装置200には、予め入力端末300を用いて書き換える情報が入力済みであるものとし、図6と同名の項目についてはその説明を省略する。
図14の各図は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および情報書換装置200が実行する処理の流れの一例を示すフローである。図14の(a)は信号処理装置100のフローを示し、図14の(b)は情報書換装置200のフローを示す。なお、以下の説明において図7の(a)および(b)と同一の処理についてはその説明を省略する。
前記変形例2において、信号処理装置100と情報書換装置200との間の通信は、通信装置側端子120に接続される、重畳信号を送受信可能な通信ケーブルによって行われていた。入力ユニット4は通信ケーブルによって信号処理装置100と接続可能であるので、前記変形例2において情報書換装置200が備えていた各種機能について、例えば入力ユニット4が内蔵してもよい。
図15は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および入力ユニット4の構成を示すブロック図である。なお、信号処理装置100の構成は図10に示した構成と同一であるため、その説明を省略する。
図16は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および入力ユニット4の構成を示す回路図である。信号処理装置100の回路構成は図11と同一であり、入力ユニット4の回路構成は図11における情報書換装置200と同一である。入力ユニット4の書換回路220は、PC2から入力された所定の情報について、コントローラ3を介して受け付ける。
本開示の一側面に係る信号処理装置100および入力ユニット4が実行する処理は、情報書換装置200の代わりに入力ユニット4を用いる点を除き、図14の(a)および(b)に示した内容と同一であるため、その説明を省略する。
図4を用いて説明したように、重畳信号はH範囲およびL範囲といった広がりを持った電流値を備える。そのため、重畳信号非対応の入力ユニット4を信号処理装置100に接続した場合、該入力ユニット4は重畳信号を出力信号として受け付けるのでH範囲およびL範囲を適切に判断することができず、誤検知のおそれがある。
図17は、本開示の一側面に係る信号処理装置100および入力ユニット4の構成を示すブロック図である。なお、入力ユニット4の構成は図15に示した構成と同一である。
図18の各図は、信号処理装置100および入力ユニット4を用いた情報の書き換えおよび動作モードの切り替えの具体例を示す図である。図18の(a)は情報の書き換えを示し、図18の(b)は動作モードの切り替えを示す。図18の(c)は切替指示と書換データの具体例を示す。
図19は、本開示の一側面に係る信号処理装置100が実行する処理の流れの一例を示すフローである。なお、以下の説明において図7の(a)と同一の処理についてはその説明を省略する。
図20は、本開示の一側面に係る入力ユニット4が実行する処理の流れの一例を示すフローである。なお、以下の説明において図14の(b)と同一の処理についてはその説明を省略する。
図21は、本開示の一側面に係る入力ユニット4が実行する処理の流れの一例を示すフローである。なお、以下の説明において図14の(b)と同一の処理についてはその説明を省略する。
信号処理装置100、情報書換装置200、および入力ユニット4の制御ブロックは、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
130 受光部
140 情報記憶部
150 送信制御回路
151 監視部
153 情報書換部
155 重畳信号送信部
157 動作モード切替部
160 電流検知部
200 情報書換装置
210 投光部
220 書換回路
221 情報取得部
223 情報検証部
4 入力ユニット
41 動作信号処理部
42 データ信号処理部
Claims (16)
- 動作素子の状態に応じた動作信号を外部の通信装置に送信する、または、動作素子を制御する動作信号を前記通信装置から受信するとともに、所定の情報を示すデータ信号を前記動作信号に重畳させた重畳信号として前記通信装置に送信する重畳信号送信部と、
前記所定の情報を記憶する情報記憶部と、
外部からの指示入力に基づき、前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える情報書換部とを備える信号処理装置。 - 前記動作素子を備える外部の電気機器と、前記動作信号の送信または受信を行う電気機器側端子と、
前記通信装置と、前記動作信号の送信または受信を行う通信装置側端子と、をさらに備える請求項1に記載の信号処理装置。 - 外部からの光信号を受光する受光部をさらに備え、
前記情報書換部は、前記受光部が受光した前記光信号に基づき、前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える請求項1または2に記載の信号処理装置。 - 前記光信号の受光を監視する監視部をさらに備え、
前記監視部によって前記光信号が検知された場合、前記重畳信号送信部による前記重畳信号の送信が行われずに、前記情報書換部が前記光信号に基づき前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換え、
前記情報書換部による書き換え処理が完了した後に、前記重畳信号送信部は前記重畳信号の送信を行う請求項3に記載の信号処理装置。 - 前記通信装置と接続される信号線から供給される電流値を検知する電流検知部をさらに備え、
前記情報書換部は、前記電流検知部によって検知された電流値の変動で示される書換用電流信号に基づき、前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える請求項1または2に記載の信号処理装置。 - 前記動作信号がオン・オフ信号であるとともに、
前記情報書換部は、前記電流検知部によって、前記動作信号のオン信号における電流値よりも高い電流値が検知された場合に、該電流値の変動を書換用電流信号として認識する請求項5に記載の信号処理装置。 - オフ信号である前記動作信号の送信または受信を行っている間、前記情報書換部は、前記電流値によって、前記動作信号のオフ信号における電流値よりも高い電流値が検知された場合に、該電流値の変動を書換用電流信号として認識する請求項6に記載の信号処理装置。
- 前記重畳信号の送信が行われる通常動作モードと、前記重畳信号の送信が行われない低消費電流モードとを切り替える動作モード切替部をさらに備え、
前記動作モード切替部は、前記低消費電流モードにおいて前記電流検知部が所定の閾値以上の電流を所定のパルス幅以上で検知した場合に、前記通常動作モードに切り替える請求項5から7のいずれか1項に記載の信号処理装置。 - 前記低消費電流モードで動作中に、前記電流検知部が検知した前記書換用電流信号が所定のデータ列である場合に、前記情報書換部は前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える書換モードに移行する請求項8に記載の信号処理装置。
- 請求項3または4に記載の信号処理装置に対して、前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える指示を行う情報書換装置であって、
書き換える情報を取得する情報取得部と、
前記情報に応じた前記光信号を、前記信号処理装置が備える前記受光部に対して投光する投光部とを備える情報書換装置。 - 請求項5〜9のいずれか一項に記載の信号処理装置に対して、前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える指示を行う情報書換装置であって、
書き換える情報を取得する情報取得部と、
前記情報に応じて前記書換用電流信号を生成する電流制御部とを備える情報書換装置。 - 請求項6に記載の信号処理装置に対して、前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える指示を行う情報書換装置であって、
書き換える情報を取得する情報取得部と、
前記情報に応じて前記書換用電流信号を生成する電流制御部とを備え、
前記動作信号がオン・オフ信号であるとともに、
前記電流制御部は、前記動作信号のオン信号における電流値よりも高い電流値によって前記書換用電流信号を生成する情報書換装置。 - 前記信号処理装置がオフ信号である前記動作信号の送信または受信を行っている間、前記電流制御部は、前記動作信号のオフ信号における電流値よりも高い電流値によって前記書換用電流信号を生成する請求項12に記載の情報書換装置。
- 動作素子の状態に応じた動作信号を検出する動作信号処理部と、
所定の情報を示すデータ信号を前記動作信号に重畳させた重畳信号から前記データ信号を抽出するデータ信号処理部とをさらに備える請求項11から13のいずれか1項に記載の情報書換装置。 - 請求項8に記載の信号処理装置に対して、前記情報記憶部に記憶されている情報を書き換える指示を行う情報書換装置であって、
書き換える情報を取得する情報取得部と、
前記情報に応じて前記書換用電流信号を生成する電流制御部とを備え、
前記電流制御部は、前記信号処理装置の起動後に、前記所定の閾値以上の電流値を有する電流が所定のパルス幅で流れるように該信号処理装置に電流を供給する情報書換装置。 - 前記電流制御部は、前記低消費電流モードで動作中の前記信号処理装置に対して、所定のデータ列である前記書換用電流信号を供給し、その後、書き換える情報に応じた前記書換用電流信号を供給する、請求項15に記載の情報書換装置。
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