JP2022541713A - デイジーチェーン2線式センサの測定システム及びその測定方法 - Google Patents
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Abstract
Description
1つまたは複数のセンサに接続され、その信号を検出した後、検出されたセンサ信号を対応する電流信号に変調する1つまたは複数のスレーブモジュールと、
前記1つまたは複数のスレーブモジュールのうちの第1スレーブモジュールとの間、上位スレーブモジュールと下位スレーブモジュールとの間には、デイジーチェーンラインを介して順次カスケード接続されてデイジーチェーン式センサネットワークを構成するために用いられ、通信回線を介してホストコンピュータに相互接続されるメインモジュールと、
電力を供給するとともに前記スレーブモジュールにより変調された電流信号を伝送するために用いられ、それにより、前記メインモジュールがその電流信号を取得した後、復号して対応するセンサデータを得るデイジーチェーンラインと、を備える。
前記スレーブ上位インタフェースとスレーブ下位インタフェースとの間にスレーブ下位バススイッチが接続され、後段のスレーブモジュールのオンを制御するために用いられ、
前記スレーブ上位インタフェースとスレーブコントローラとの間に前記スレーブ電圧安定化回路が接続され、デイジーチェーンバスにより入力された電圧を安定化した後にスレーブコントローラ及びその周辺回路に出力して電力を供給し、スレーブモジュールがデータを伝送する時、信号送信によるスレーブコントローラへの干渉を遮蔽するために用いられ、
前記スレーブ上位インタフェースとスレーブコントローラとの間に前記信号変調回路が接続され、センサ信号を対応する電流信号に変調し、デイジーチェーンラインを介してメインモジュールを伝送するために用いられる。
システムを初期化し、センサ信号のサンプリングを起動し、収集されたセンサ信号を符号化するステップS1と、
センサ信号を対応する電流信号に変調した後にデイジーチェーンラインに送信するステップS2と、
S3における電流信号を復号し、対応するセンサデータを取得するステップS3と、
センサデータに基づいてスレーブモジュールの故障又はセンサデータの異常が存在するか否かを判断するステップS4と、を含む。
T0はバスオフ状態であり、メインモジュールにより制御され、この期間に、メインモジュールはメイン下位スイッチをオフにし、全てのスレーブモジュールは電源オフ状態にある状況と、
T1は同期フィールドであり、メインモジュールは既にメイン下位スイッチを起動し、スレーブモジュールは順次給電され、その時間長さはスレーブモジュールにより決定され、スレーブモジュールはT1時間帯内に給電、起動及びセンサのサンプリング処理を完了した後、データを伝送する準備を行い、ここでT1の時間長さの上限はT1maxである状況と、
T2はデータ伝送期間であり、即ちスレーブモジュールがセンサデータを収集し、データを処理した後、データを伝送する過程であり、T2の時間長さの上限はT2maxである状況と、を含む。
メインモジュールはメイン下位スイッチをオンオフし、T0期間を終了し、T1期間の計時を開始し、n=1に設定する状況S1と、
メインモジュールは計時してT1max時間内にデータを受信しないと、n個のスレーブモジュールの読み取りに失敗し、SEに移行する状況S2と、
メインモジュールはデータを受信してから、T2の計時を開始して、全てのデータを終了してデータ伝送の完了を待つ状況S3と、
T2>T2maxの場合、第Nスレーブモジュールデータがエラーであると認定され、SEに移行する状況S4と、
データにはチェックエラーが発生すると、SEに移行し、データにはセンサが開路し又は短絡する故障が表示される場合、S6に移行する状況S5と、
n=n+1とし、T1期間の計時を開始する状況S6と、
S2に移行する状況S7と、
n=N+1の場合、全てのスレーブモジュールデータが受信され、データセンシングが完了することを説明し、メインモジュールはメイン下位スイッチをオフにし、n<N+1の場合、n番目のスレーブモジュールのデータ通信が故障した状況SEと、を含む。
1つまたは複数のセンサに接続され、その信号を検出した後、検出されたセンサ信号を対応する電流信号に変調する1つまたは複数のスレーブモジュールと、
1つまたは複数のスレーブモジュールのうちの第1スレーブモジュールとの間、上位スレーブモジュールと下位スレーブモジュールとの間には、デイジーチェーンラインを介して順次カスケード接続されてデイジーチェーン式センサネットワークを構成するために用いられ、通信回線を介してホストコンピュータに相互接続されるメインモジュールと、
電力を供給するとともにスレーブモジュールにより変調された電流信号を伝送するために用いられ、それにより、メインモジュールがその電流信号を取得した後、復号して対応するセンサデータを得るデイジーチェーンラインと、を備える。
スレーブ上位インタフェースとスレーブ下位インタフェースとの間にスレーブ下位バススイッチが接続され、後段のスレーブモジュールのオンを制御するために用いられ、
スレーブ上位インタフェースとスレーブコントローラとの間にスレーブ電圧安定化回路が接続され、デイジーチェーンバスにより入力された電圧を安定化した後にスレーブコントローラ及びその周辺回路に出力して電力を供給し、スレーブモジュールがデータを伝送する時、信号送信によるスレーブコントローラへの干渉を遮蔽するために用いられ、
スレーブ上位インタフェースとスレーブコントローラとの間に信号変調回路が接続され、センサ信号を対応する電流信号に変調し、デイジーチェーンラインを介してメインモジュールを伝送するために用いられる。
まず、温度センサの異常を選別し、温度センサが開路すると、Tn=Tmaxとし、温度センサが短絡すると、Tn=0とし、(0,Tmax)区間の値は温度センサの実測値であり、例えばTn=1の場合、対応する温度は-40℃であり、Tn=160の場合、対応する温度は120℃である。
2、Q22aをオフにし、Q22をオンにし、28信号変調モジュールの総出力電流がR21の電流に等しく、I1と記し、
3、Q22aをオンにし、Q22をオフにし、28信号変調モジュールの総出力電流がR21aの電流に等しく、I2と記し、
4、Q22aをオンにし、Q22をオンにし、28信号変調モジュールの総出力電流は、R21aの電流にR21の電流を加算したものに等しく、I3と記す。
温度信号を取得するための温度センサと、
温度伝送上位インタフェースと温度伝送下位インタフェースとの間に接続され、後段の温度検出スレーブモジュールのオンを制御するためのスレーブ下位バススイッチと、
温度センサ、スレーブ下位バススイッチ及び温度伝送下位インタフェースに接続され、温度センサ、スレーブ下位バススイッチ及び温度伝送下位インタフェースを制御するためのスレーブコントローラと、
温度伝送上位インタフェースとスレーブコントローラとの間に接続され、温度信号を対応する電流信号に変調するための信号変調モジュールと、を備える。
温度検出スレーブモジュールは、温度サンプリングを開始し、温度信号を符号化するステップS1と、
温度検出スレーブモジュールは、信号変調モジュールにより温度信号を対応する電流信号に変調して電源線に送信するステップS2と、
電流信号は、信号復調モジュールによって復号されて、対応する温度データを取得するステップS3と、
メインコントローラは、温度データに基づいて、温度検出スレーブモジュールの故障または温度異常があるか否かを判断するステップS4と、を含む。
S1としては、メインモジュールはメイン下位スイッチをオンオフし、T0期間を終了し、T1期間の計時を開始し、n=1に設定する。
S2としては、メインモジュールは計時してT1max時間内にデータを受信しないと、n個のスレーブモジュールの読み取りに失敗し、SEに移行する。
S3としては、メインモジュールはデータを受信してから、T2の計時を開始して、全てのデータを終了してデータ伝送の完了を待つ。
S4としては、T2>T2maxの場合、第Nスレーブモジュールデータがエラーであると認定され、SEに移行する。
S5としては、データにはチェックエラーが発生すると、SEに移行し、データにはセンサが開路し又は短絡する故障が表示される場合、S6に移行する。
S6としては、n=n+1とし、T1期間の計時を開始する。
S7としては、S2に移行する。
SEとしては、n=N+1の場合、全てのスレーブモジュールデータが受信され、データセンシングが完了することを説明し、メインモジュールはメイン下位スイッチをオフにし、n<N+1の場合、n番目のスレーブモジュールのデータ通信が故障した。
Claims (13)
- デイジーチェーン2線式センサの測定システムであって、
1つまたは複数のセンサに接続され、その信号を検出した後、検出されたセンサ信号を対応する電流信号に変調する1つまたは複数のスレーブモジュールと、
前記1つまたは複数のスレーブモジュールのうちの第1スレーブモジュールとの間、上位スレーブモジュールと下位スレーブモジュールとの間には、デイジーチェーンラインを介して順次カスケード接続されてデイジーチェーン式センサネットワークを構成するために用いられ、通信回線を介してホストコンピュータに相互接続されるメインモジュールと、
電力を供給するとともに前記スレーブモジュールにより変調された電流信号を伝送するために用いられ、それにより、前記メインモジュールがその電流信号を取得した後、復号して対応するセンサデータを得るデイジーチェーンラインと、を備える
ことを特徴とするデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記メインモジュールは電源インタフェース、メイン下位スイッチ、メイン下位インタフェース、信号復調回路、メイン電圧安定化回路、メインコントローラ及び通信インタフェースを備える
ことを特徴とする請求項1に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記電源インタフェースは外部電源とメイン電圧安定化回路に接続され、前記メイン電圧安定化回路は前記メインコントローラに接続され、入力された電源電圧を安定化した後にメインコントローラ及びその周辺回路に出力するために用いられる
ことを特徴とする請求項2に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記メイン下位スイッチは前記メインコントローラに接続され、デイジーチェーンラインに直列接続され、前記メイン下位インタフェースを介して第1スレーブモジュールのスレーブ上位インタフェースのオンを制御する
ことを特徴とする請求項2に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記信号復調モジュールは前記メインコントローラに接続され、デイデジーチェーンライン上の電流信号を復号して対応するセンサデータを取得するために用いられる
ことを特徴とする請求項2に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記通信インタフェースは上位コンピュータに接続され、センサデータを前記上位コンピュータに伝送する
ことを特徴とする請求項2に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記スレーブモジュールは、スレーブ上位インタフェース及びスレーブ下位インタフェース、逆接続防止回路、スレーブ電圧安定化回路、信号変調回路、スレーブコントローラ及びスレーブ下位スイッチを備える
ことを特徴とする請求項1に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記スレーブモジュールにおいて、後段のスレーブモジュールにあるスレーブ上位インタフェースは前段のスレーブモジュールの前記スレーブ下位インタフェースに接続され、又は第1スレーブモジュールにあるスレーブ上位インタフェースはメインモジュールのメイン下位インタフェースに接続され、
前記スレーブ上位インタフェースとスレーブ下位インタフェースとの間にスレーブ下位バススイッチが接続され、後段のスレーブモジュールのオンを制御するために用いられ、
前記スレーブ上位インタフェースとスレーブコントローラとの間に前記スレーブ電圧安定化回路が接続され、デイジーチェーンバスにより入力された電圧を安定化した後にスレーブコントローラ及びその周辺回路に出力して電力を供給し、スレーブモジュールがデータを伝送する時、信号送信によるスレーブコントローラへの干渉を遮蔽するために用いられ、
前記スレーブ上位インタフェースとスレーブコントローラとの間に前記信号変調回路が接続され、センサ信号を対応する電流信号に変調し、デイジーチェーンラインを介してメインモジュールに伝送するために用いられる
ことを特徴とする請求項7に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記信号変調回路は発光ダイオード素子を信号変調に用い、データを送信するとともに、スレーブモジュールの動作状態を表示する
ことを特徴とする請求項8に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 前記スレーブモジュールは内部センサ及び外部センサを備え、前記内部センサ及び外部センサはスレーブコントローラに接続され、外部センサ、内部センサの検出に用いられ、前記内部センサは前記スレーブモジュールの内部パラメータを取得するために用いられ、前記外部センサは、温度センサ、超音波センサ、加速度センサ、ガス煙センサ、湿度センサ、振動センサ、感光センサ又はホールスイッチセンサの1つ又は複数を含むが、それらに限定されない
ことを特徴とする請求項1に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システム。 - 請求項1~10のいずれか1項に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定システムを使用する、デイジーチェーン2線式センサの測定方法であって、
システムを初期化し、センサ信号のサンプリングを起動し、収集されたセンサ信号を符号化するステップS1と、
センサ信号を対応する電流信号に変調した後にデイジーチェーンラインに送信するステップS2と、
S3における電流信号を復号し、対応するセンサデータを取得するステップS3と、
センサデータに基づいてスレーブモジュールの故障又はセンサデータの異常が存在するか否かを判断するステップS4と、を含む
ことを特徴とするデイジーチェーン2線式センサの測定方法。 - 前記方法において、単一のスレーブモジュールのデータ伝送及び故障位置決めの場合は、
T0はバスオフ状態であり、メインモジュールにより制御され、この期間に、メインモジュールはメイン下位スイッチをオフにし、全てのスレーブモジュールは電源オフ状態にある状況と、
T1は同期フィールドであり、メインモジュールは既にメイン下位スイッチを起動し、スレーブモジュールは順次給電され、その時間長さはスレーブモジュールにより決定され、スレーブモジュールはT1時間帯内に給電及びセンサのサンプリング処理を完了した後、データを伝送する準備を行い、ここでT1の時間長さの上限はT1maxである状況と、
T2はデータ伝送期間であり、スレーブモジュールがセンサデータを収集し、データを処理した後、データを伝送する過程であり、T2の時間長さの上限はT2maxである状況と、を含む
ことを特徴とする請求項11に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定方法。 - 前記方法において、N個のスレーブモジュールのデータ伝送及び故障位置決めの場合は、
メインモジュールはメイン下位スイッチをオンオフし、T0期間を終了し、T1期間の計時を開始し、n=1に設定する状況S1と、
メインモジュールは計時してT1max時間内にデータを受信しないと、n個のスレーブモジュールの読み取りに失敗し、SEに移行する状況S2と、
メインモジュールはデータを受信してから、T2の計時を開始して、全てのデータを終了してデータ伝送の完了を待つ状況S3と、
T2>T2maxの場合、第Nスレーブモジュールデータがエラーであると認定され、SEに移行する状況S4と、
データにはチェックエラーが発生すると、SEに移行し、データにはセンサが開路し又は短絡する故障が表示される場合、S6に移行する状況S5と、
n=n+1とし、T1期間の計時を開始する状況S6と、
S2に移行する状況S7と、
n=N+1の場合、全てのスレーブモジュールデータが受信され、データセンシングが完了することを説明し、メインモジュールはメイン下位スイッチをオフにし、n<N+1の場合、n番目のスレーブモジュールのデータ通信が故障した状況SEと、を含む
ことを特徴とする請求項12に記載のデイジーチェーン2線式センサの測定方法。
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