JP3152324U - Current / voltage input recognition circuit - Google Patents

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雄一 森岡
雄一 森岡
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Abstract

【課題】種々の計測装置等を互換性良く接続することができる様に、入力電流、電圧を自動的に認識する入力認識回路を提供する。【解決手段】入力端子に接続された逆接続防止用のダイオードD1と、プルダウン抵抗R1と、電流−電圧変換用基準抵抗R2と、電流−電圧変換用基準抵抗R2への通電を制御する4−20mA切り替えリレー回路2とを有しており、入力端子より電流入力がなされた場合には、電圧入力状態で受けると、プルダウン抵抗R1並びに逆接続防止用ダイオードD1の電圧降下分により規定される電圧が所定電圧以上であれば、電流入力がなされているものと認識し、切り替えリレー回路2をオンして、電流−電圧変換用基準抵抗R2に電流を流し、該電流を電圧に変換し、デジタル変換して出力する。【選択図】図1An input recognition circuit for automatically recognizing an input current and voltage so that various measuring devices can be connected with good compatibility. A diode D1 for preventing reverse connection, a pull-down resistor R1, a current-voltage conversion reference resistor R2, and a current-voltage conversion reference resistor R2 connected to an input terminal are controlled. 20 mA switching relay circuit 2, and when a current is input from the input terminal, the voltage defined by the voltage drop of pull-down resistor R 1 and reverse connection prevention diode D 1 when received in the voltage input state. Is equal to or higher than a predetermined voltage, it is recognized that a current is input, the switching relay circuit 2 is turned on, a current is passed through the current-voltage conversion reference resistor R2, the current is converted into a voltage, and digital Convert and output. [Selection] Figure 1

Description

本考案は、工場や管理区域などの広い範囲における各種データを測定器で計測して集められたデータを集中管理するテレメータシステムに好適な回路に関し、特に継続的な監視が必要な部分から所定の通信によりデータを集めるようなテレメータシステムの子機に好適で、例えばセンサ等からの4−20mA信号や1−5V信号の入力を認識する電流・電圧入力認識回路に関する。   The present invention relates to a circuit suitable for a telemeter system for centrally managing data collected by measuring various data in a wide range such as a factory or a management area, and in particular, from a portion requiring continuous monitoring to a predetermined range. The present invention relates to a current / voltage input recognition circuit which is suitable for a slave unit of a telemeter system that collects data by communication and recognizes input of a 4-20 mA signal or a 1-5 V signal from a sensor or the like, for example.

従来、水処理施設や各種製品の生産現場などでは、水質や水流、温度や湿度などを所定の範囲に維持しながら製造する必要があるものが多い。その場合には、これらの環境条件を監視するためのセンサやセンサからの情報を送受信する設備、さらには集中的に監視するための設備などが設けられ、これらの設備により遠隔での監視をするテレメータシステムが構築されることがある。   2. Description of the Related Art Conventionally, many water treatment facilities and production sites for various products need to be manufactured while maintaining water quality, water flow, temperature, humidity, and the like within a predetermined range. In such a case, sensors for monitoring these environmental conditions, facilities for transmitting and receiving information from the sensors, and facilities for centralized monitoring are provided, and these facilities are used for remote monitoring. A telemeter system may be constructed.

そして、今日では、遠隔での監視をするテレメータシステムとして無線通信によりネットワークを構築するシステムが注目されており、所定の計測を行うための観測機器と、観測機器からのアナログ信号をアナログ−デジタル変換し、所定のデータ信号を作成するCPUと、そのデータ信号を無線送信するための無線部を具備するセンサーネットシステムも知られている(例えば、特許文献1参照。)。   Nowadays, as a telemetering system for remote monitoring, a system for building a network by wireless communication is attracting attention, and an observation device for performing a predetermined measurement and an analog signal from the observation device are converted from analog to digital. A sensor network system including a CPU that generates a predetermined data signal and a wireless unit that wirelessly transmits the data signal is also known (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−122550号JP 2007-122550 A

前述したような従来のテレメータシステムでは、遠隔地に置かれた子機がセンサや外部装置からのアナログ信号を受けてアナログ−デジタル変換して出力することになるが、アナログ信号としては4−20mA信号や1−5V信号が使用されることが多い。   In the conventional telemeter system as described above, a slave unit placed at a remote place receives an analog signal from a sensor or an external device and performs analog-to-digital conversion and outputs the analog signal, but the analog signal is 4-20 mA. Signals and 1-5V signals are often used.

一般的に、アナログ信号をアナログ−デジタル変換する場合には、電流を電圧に変換する必要があるが、アナログ入力端子がある子機では、電流入力あるいは電圧入力のいずれか一方にしか対応していない場合もあり、ジャンパなどによって入力の設定を行っているのが実情である。従って、従来のテレメータシステムでは、子機において種々の計測装置を互換性良く接続することができないといった問題がある。   Generally, when analog-to-digital conversion of an analog signal, it is necessary to convert current to voltage. However, a slave unit with an analog input terminal supports only one of current input and voltage input. The actual situation is that the input is set by jumpers. Therefore, the conventional telemeter system has a problem that various measuring devices cannot be connected with good compatibility in the slave unit.

そこで、本考案は、上述の技術的な課題に鑑み、親機に対して複数のデータ計測が可能な子機を所定の無線通信によって接続して測定データを集めるようなテレメータシステムの子機に好適な回路であって、種々の計測装置等を互換性良く接続することができ、例えば4−20mA信号や1−5V信号による電流・電圧入力を自動的に認識することができる電流・電圧入力認識回路を提供することを目的とする。   Therefore, in view of the above technical problems, the present invention is a telemeter system child device that collects measurement data by connecting a child device capable of measuring a plurality of data to the parent device by predetermined wireless communication. This is a suitable circuit, and various measuring devices can be connected with good compatibility. For example, a current / voltage input capable of automatically recognizing a current / voltage input by a 4-20 mA signal or a 1-5 V signal. An object is to provide a recognition circuit.

上述の技術的な課題を解決するため、本考案の第1の態様に係る電流・電圧入力認識回路は、入力端子に接続された逆接続防止用のダイオードと、プルダウン抵抗と、電流−電圧変換用基準抵抗と、電流−電圧変換用基準抵抗への通電を制御する切り替えリレー回路とを有し、入力端子より電流入力がなされた場合には、電圧入力状態で受けると、プルダウン抵抗並びに逆接続防止用ダイオードの電圧降下分により規定される電圧が所定電圧以上であれば、電流入力がなされているものと認識し、切り替えリレー回路をオンして、電流−電圧変換用基準抵抗に電流を流し、該電流を電圧に変換して出力することを特徴とする。   In order to solve the above technical problem, a current / voltage input recognition circuit according to the first aspect of the present invention includes a reverse connection prevention diode connected to an input terminal, a pull-down resistor, and a current-voltage conversion. And a switching relay circuit that controls energization of the reference resistor for current-voltage conversion. When current is input from the input terminal, pull-down resistor and reverse connection when received in the voltage input state If the voltage specified by the voltage drop of the prevention diode is equal to or higher than the specified voltage, it recognizes that a current is being input, turns on the switching relay circuit, and passes the current through the reference resistor for current-voltage conversion. The current is converted into a voltage and output.

本考案の第2の態様に係る電流・電圧入力認識回路は、入力端子にアノードが接続されカソードが保護回路に接続された逆接続防止用ダイオードと、その一端が上記逆接続防止用ダイオードのカソードと保護回路との間にある第1のノードに接続され他端が接地されたプルダウン抵抗と、その一端が第1のノードと保護回路との間にある第2のノードに接続された電流―電圧変換用基準抵抗と、該電流―電圧変換用基準抵抗の他端に接続された切り替えリレー回路とを備え、入力端子より電流入力がなされた場合には、電圧入力状態で受けると、プルダウン抵抗並びに逆接続防止用ダイオードの電圧降下分により規定される電圧が所定電圧以上であれば、電流入力がなされているものと認識し、切り替えリレー回路をオンして、電流−電圧変換用基準抵抗に電流を流し、該電流を電圧に変換して出力することを特徴とする。   A current / voltage input recognition circuit according to a second aspect of the present invention includes a reverse connection prevention diode having an anode connected to an input terminal and a cathode connected to a protection circuit, and one end of which is the cathode of the reverse connection prevention diode. A pull-down resistor connected to the first node between the first node and the protection circuit, the other end of which is grounded, and a current connected to the second node between the first node and the protection circuit. A voltage conversion reference resistor and a switching relay circuit connected to the other end of the current-voltage conversion reference resistor. When a current is input from the input terminal, a pull-down resistor If the voltage specified by the voltage drop of the reverse connection prevention diode is equal to or higher than the predetermined voltage, it is recognized that the current is being input, the switching relay circuit is turned on, and the current-voltage change is detected. Current flows to use the reference resistor, and outputs by converting said current into a voltage.

本考案の電流・電圧入力認識回路によれば、種々の計測装置等を互換性良く接続することができ、例えば4−20mA信号や1−5V信号による電流・電圧入力を自動的に認識することが可能となる。   According to the current / voltage input recognition circuit of the present invention, various measuring devices and the like can be connected with good compatibility. For example, a current / voltage input by a 4-20 mA signal or a 1-5 V signal can be automatically recognized. Is possible.

本考案の第1の実施形態に係る電流・電圧入力認識回路の構成図である。1 is a configuration diagram of a current / voltage input recognition circuit according to a first embodiment of the present invention. FIG. 本考案の第1の実施形態に係る電流・電圧入力認識回路が適用された子機の詳細な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the detailed structure of the subunit | mobile_unit to which the electric current / voltage input recognition circuit which concerns on the 1st Embodiment of this invention is applied. 本考案の第1の実施形態に係る電流・電圧入力認識回路が適用された子機を用いたテレメータシステムの構成を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the structure of the telemeter system using the subunit | mobile_unit to which the electric current / voltage input recognition circuit concerning the 1st Embodiment of this invention was applied.

本考案のテレメータシステムに好適な電流・電圧入力認識回路に係る一実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、この考案の一実施形態に係る電流・電圧入力認識回路が適用される子機を備えたテレメータシステムは、例えば食品、薬品、化学製品、半導体などの各種製品を作る工場、農場、マンションやビル等で使用されるシステムであり、所定の敷地(以下、管理区域と称する。)に概ね無人で自動運転されるような比較的に規模の大きな製造設備に用いて好適である。   An embodiment of a current / voltage input recognition circuit suitable for a telemeter system of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the telemeter system provided with the subunit | mobile_unit to which the electric current / voltage input recognition circuit which concerns on one Embodiment of this invention is applied is a factory, a farm, an apartment, etc. which produce various products, such as a foodstuff, a chemical | medical agent, a chemical product, and a semiconductor, for example. It is a system used in a building or the like, and is suitable for use in a relatively large-scale manufacturing facility that is automatically operated unattended on a predetermined site (hereinafter referred to as a management area).

先ず、図1には本考案の一実施形態に係る電流・電圧入力認識回路1の構成を示し説明する。図1に示されるように、電流・電圧入力認識回路1の入力端子は逆接続防止用ダイオードD1を介して抵抗R3の一端に接続されている。即ち、逆接続防止用ダイオードのアノードは入力端子に接続され、カソードは抵抗R3に接続されている。この抵抗R3の他端はダイオードD2,D3の接続端に接続され、該接続端は出力端子に続いている。逆接続防止用ダイオードD1のカソードと抵抗R3との間にあるノードN1は、プルダウン抵抗R1の一端に接続されており、該プルダウン抵抗R1の他端は接地されている。ノードN1と抵抗R3の間にあるノードN2は、電流―電圧変換用基準抵抗R2の一端に接続されており、該抵抗R2の他端は4−20mA切り替えリレー回路2に接続されている。この例では、抵抗R1,R2,R3の抵抗値は、それぞれ1MΩ、250Ω、1KΩとなっている。これはあくまでも一例であって、この値に限定されない。   First, FIG. 1 shows and describes the configuration of a current / voltage input recognition circuit 1 according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the input terminal of the current / voltage input recognition circuit 1 is connected to one end of a resistor R3 via a reverse connection prevention diode D1. That is, the anode of the reverse connection preventing diode is connected to the input terminal, and the cathode is connected to the resistor R3. The other end of the resistor R3 is connected to the connection end of the diodes D2 and D3, and the connection end continues to the output terminal. A node N1 between the cathode of the reverse connection prevention diode D1 and the resistor R3 is connected to one end of the pull-down resistor R1, and the other end of the pull-down resistor R1 is grounded. A node N2 between the node N1 and the resistor R3 is connected to one end of the current-voltage conversion reference resistor R2, and the other end of the resistor R2 is connected to the 4-20 mA switching relay circuit 2. In this example, the resistance values of the resistors R1, R2, and R3 are 1 MΩ, 250Ω, and 1 KΩ, respectively. This is merely an example, and is not limited to this value.

ここで、上記構成により4−20mA信号による電流入力を自動認識する原理を説明する。通常の待ち受け状態では、電圧入力に設定されている。そして、電流入力がなされた場合には、電圧入力状態で受けると、プルダウン抵抗R1(1MΩ)により、5μA以上であれば端子電圧が5V以上となる。しかしながら、電圧が印加されているときは、逆接続防止用ダイオードD1の電圧降下(VFとする)分だけ入力電圧が降下されるので、最大で5V−VFとなる。従って、電圧入力状態で所定電圧(この例では5V)が検出されれば、ほぼ電流が入力されているものとみなすことができ、入力された電流が4−20mAの範囲であれば、電流入力がなされたものと断定することができる。即ち、以上の原理により、4−20mA信号による電流入力を自動的に認識することが可能となる。   Here, the principle of automatically recognizing a current input by a 4-20 mA signal with the above configuration will be described. In the normal standby state, voltage input is set. When a current is input and received in a voltage input state, the terminal voltage becomes 5 V or more if it is 5 μA or more due to the pull-down resistor R1 (1 MΩ). However, when a voltage is applied, the input voltage is reduced by the voltage drop (referred to as VF) of the reverse connection prevention diode D1, so that the maximum is 5V-VF. Therefore, if a predetermined voltage (5 V in this example) is detected in the voltage input state, it can be considered that a current is almost input, and if the input current is in the range of 4-20 mA, the current input Can be determined to have been made. That is, according to the above principle, it becomes possible to automatically recognize a current input by a 4-20 mA signal.

このような構成において、不図示のセンサや外部装置から4−20mA信号による電流入力がなされた場合には、4−20mA切り替えリレー回路2をONする。これにより電流−電圧変換用基準抵抗R2に電流が流れ、該電流を電圧に変換し、デジタル変換して出力することができる。このときの電圧は、電流−電圧変換用基準抵抗R2に流れる電流と該基準抵抗の抵抗値(この例では、250Ω)の積となる。一方、不図示のセンサや外部装置から1−5V信号による電圧入力がなされた場合には、4−20mA切り替えリレー回路2をOFFし、そのままデジタル変換して出力する。後段に続く抵抗R3とダイオードD2,D3は一般的に使用されている入力電圧の保護回路を構成し、4−20mAの電流が入力された場合に電圧入力状態(4−20mA切り替えリレー回路2がOFF状態のとき)では電圧が大きくなってしまう場合と、1−5Vの規定以上の電圧が入力された場合に、更に後段に続く不図示のデジタル変換回路を保護するためのものである。   In such a configuration, when a current input by a 4-20 mA signal is made from a sensor (not shown) or an external device, the 4-20 mA switching relay circuit 2 is turned on. As a result, a current flows through the current-voltage conversion reference resistor R2, and the current can be converted into a voltage, digitally converted, and output. The voltage at this time is the product of the current flowing through the current-voltage conversion reference resistor R2 and the resistance value of the reference resistor (in this example, 250Ω). On the other hand, when a voltage input by a 1-5 V signal is made from a sensor (not shown) or an external device, the 4-20 mA switching relay circuit 2 is turned off, and the digital conversion is performed as it is. The resistor R3 and the diodes D2 and D3 following the latter stage constitute a commonly used input voltage protection circuit. When a 4-20 mA current is input, the voltage input state (the 4-20 mA switching relay circuit 2 is This is for protecting a digital conversion circuit (not shown) that follows the subsequent stage when the voltage increases in the OFF state) and when a voltage exceeding 1-5 V is input.

次に、図2には図1の電流・電圧入力認識回路1が採用された子機の回路構成を示し説明する。この図2に示されるように、子機10は、中央演算処理装置(CPU; Central Processing Unit)11と、本電流・電圧入力認識回路1を備える4−20mAデジタル変換部12、RS232Cインタフェース部13、シリアル変換部14、ROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)等のメモリ15、無線通信モジュール16、電源17、アンテナ18を備えている。そして、4−20mAデジタル変換部12は、センサ21や外部装置22と接続されており、RS232Cインタフェース部13はカメラ23や外部装置24、設定パーソナルコンピュータ(以下、PCと称する)25と接続されている。尚、RS232Cインタフェース部13に接続される子機設定用の設定PC25としては、ノート型パーソナルコンピュータでも良く、専用の電子機器であっても良い。   Next, FIG. 2 shows and describes the circuit configuration of a slave unit in which the current / voltage input recognition circuit 1 of FIG. 1 is adopted. As shown in FIG. 2, the slave unit 10 includes a central processing unit (CPU) 11, a 4-20 mA digital conversion unit 12 including the current / voltage input recognition circuit 1, and an RS232C interface unit 13. A serial conversion unit 14, a memory 15 such as a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory), a wireless communication module 16, a power source 17, and an antenna 18. The 4-20 mA digital conversion unit 12 is connected to the sensor 21 and the external device 22, and the RS232C interface unit 13 is connected to the camera 23, the external device 24, and a setting personal computer (hereinafter referred to as a PC) 25. Yes. The setting PC 25 for setting the slave unit connected to the RS232C interface unit 13 may be a notebook personal computer or a dedicated electronic device.

このような構成において、4−20mAデジタル変換部12は、例えば測定器等の出力信号として標準的な4−20mA直流信号を受けて、デジタルデータに変換するための回路であり、先に図1に示した電流・電圧入力認識回路1が適用される。即ち、4−20mAデジタル変換部12は、4−20mA直流信号を出力とするセンサ21等に直接接続することもでき、種々の測定機器の如き外部装置22に接続してデータを取得することも可能である。この4−20mA直流信号の入力端子は、単数でも良くまた複数個設けることもできる。この4−20mAデジタル変換部12にセンサ21等からの4−20mA直流信号が入力された場合には、図1の電流・電圧入力認識回路1により、電流入力が自動的に認識され、デジタル変換して出力されることになる。   In such a configuration, the 4-20 mA digital conversion unit 12 is a circuit for receiving a standard 4-20 mA DC signal as an output signal of a measuring instrument or the like and converting it into digital data. The current / voltage input recognition circuit 1 shown in FIG. That is, the 4-20 mA digital conversion unit 12 can be directly connected to the sensor 21 or the like that outputs a 4-20 mA DC signal, or can be connected to an external device 22 such as various measuring devices to acquire data. Is possible. The input terminal for the 4-20 mA DC signal may be singular or plural. When a 4-20 mA DC signal from the sensor 21 or the like is input to the 4-20 mA digital converter 12, the current input is automatically recognized by the current / voltage input recognition circuit 1 in FIG. Will be output.

RS232Cインタフェース部13は、データを入出力するための信号入出力端子として機能すると共に、子機設定用のPC25などを子機だけに接続してアドホックモードでの通信設定や機能設定などが可能である。例えば、厳密な温度管理が必要な工場では、温度センサからの温度データを4−20mAデジタル変換部12で受け付けて、CPU11を介して親機及びパーソナルコンピュータに温度についてのデータ信号を無線送信し、自動制御であれば、パーソナルコンピュータからの制御データを子機が無線で受信して、CPU11からRS232Cインタフェース部13に接続した空調機などの外部装置24に制御信号を送って温度の制御を図るようにしても良い。また、市販されているようなRS232Cのシリアル接続が可能なカメラ23をRS232Cインタフェース部13に接続して、静止画や動画の配信を行うと共に、パンやズームなどのカメラ操作を遠隔制御でパーソナルコンピュータ側から行うことも可能である。   The RS232C interface unit 13 functions as a signal input / output terminal for inputting / outputting data, and it is possible to set a communication setting or a function in an ad hoc mode by connecting a slave unit setting PC 25 or the like only to the slave unit. is there. For example, in a factory that requires strict temperature control, the temperature data from the temperature sensor is received by the 4-20 mA digital conversion unit 12, and a data signal about the temperature is wirelessly transmitted to the master unit and the personal computer via the CPU 11. In the case of automatic control, the slave unit wirelessly receives control data from a personal computer, and sends a control signal from the CPU 11 to an external device 24 such as an air conditioner connected to the RS232C interface unit 13 to control the temperature. Anyway. Further, a commercially available camera 23 capable of serial connection with RS232C is connected to the RS232C interface unit 13 to distribute still images and moving images, and to remotely control camera operations such as panning and zooming with a personal computer. It can also be done from the side.

CPU11には、プログラムやデータなどを格納し、測定データや画像データ等を一時的に蓄積するためのメモリ15が接続されており、また、CPU11は信号変換部であるシリアル変換部14を介して無線通信モジュール16に接続される。   The CPU 11 is connected to a memory 15 for storing programs, data, and the like and temporarily storing measurement data, image data, and the like. The CPU 11 is connected via a serial conversion unit 14 that is a signal conversion unit. Connected to the wireless communication module 16.

無線通信モジュール部16には、種々の無線LAN用のモジュールを採用することが可能であり、例えばIEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers.)によるIEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11n、IEEE802.15.1(Bluetooth(登録商標))、IEEE 802.15.3 (UWB(Ultra-WideBand))、IEEE802.15.4(ZigBee(登録商標))、IEEE802.16 (WiMAX(登録商標))の如き各種規格の無線通信を実現するためのチップなどにより構成され、後述する親機と子機の間の距離や処理すべきデータの種類などに応じて所定の無線通信方式が選択される。   Various wireless LAN modules can be adopted as the wireless communication module unit 16, for example, IEEE802.11, IEEE802.11a, IEEE802.11b, IEEE802.11 by IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). 11g, IEEE802.11n, IEEE802.15.1 (Bluetooth (registered trademark)), IEEE 802.15.3 (UWB (Ultra-WideBand)), IEEE802.15.4 (ZigBee (registered trademark)), IEEE802.16 (WiMAX (registered trademark)) ), And a predetermined wireless communication method is selected according to the distance between the parent device and the child device described later, the type of data to be processed, and the like. .

本実施形態においては、無線通信モジュール16は、ZigBee(登録商標)規格に準拠する信号を作成するチップであり、アンテナ18を介してデータの送受信を行うことができる。無線通信モジュール16では、所定の周波数(例えば2.4GHz)によるDSSS(Direct Sequence Spread Spectrum)変調方式などが採用され、帯域が例えば16チャンネルに分割されて、無線通信が行われる。また、無線通信モジュール16が採用するZigBee規格は、IEEE 802.15.4に準拠しており共通鍵暗号アルゴリズムのAES(Advanced Encryption Standard)による暗号化も行われる。   In the present embodiment, the wireless communication module 16 is a chip that creates a signal compliant with the ZigBee (registered trademark) standard, and can transmit and receive data via the antenna 18. The wireless communication module 16 employs a DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) modulation method using a predetermined frequency (for example, 2.4 GHz), and the wireless communication is performed by dividing the band into, for example, 16 channels. The ZigBee standard adopted by the wireless communication module 16 is compliant with IEEE 802.15.4, and encryption is also performed by the common key encryption algorithm AES (Advanced Encryption Standard).

CPU11等には電源17が接続される。電源17は電灯線などの給電手段の他、太陽電池、乾電池、蓄電池、燃料電池、或いはその他の無停電電源などの給電手段を用いることもできる。本実施形態のテレメータシステムにおける子機では、前述の如きZigBee(登録商標)規格が採用されていることから、長時間の運転においても低消費電力化が可能であり、太陽電池や乾電池などの独立した給電手段でも機能することになる。   A power source 17 is connected to the CPU 11 and the like. The power source 17 may be a power supply means such as a power line, or a power supply means such as a solar battery, a dry battery, a storage battery, a fuel cell, or other uninterruptible power supply. Since the slave unit in the telemeter system of the present embodiment adopts the ZigBee (registered trademark) standard as described above, it is possible to reduce power consumption even during long-time operation, and independent solar cells, dry cells, etc. Even the power supply means will function.

なお、図2を用いて無線通信モジュール16を1つのチップとして説明したが、CPUやメモリを含めてチップ化した回路構成とすることも可能であり、また、外部機器とのインタフェース部をRS232Cではなく、イーサネット(登録商標)などの有線LANケーブル、USBやその他の接続方式にすることも可能である。   The wireless communication module 16 has been described as a single chip with reference to FIG. 2, but a circuit configuration including a CPU and a memory is also possible, and an interface unit with an external device is an RS232C. Alternatively, a wired LAN cable such as Ethernet (registered trademark), USB, or another connection method may be used.

図3には本考案の一実施形態に係る電流・電圧入力認識回路1が適用された子機を用いたテレメータシステムの概略構成図を示し説明する。先に図2に示したような構成の子機10は、この図3においては子機52乃至54に相当する。   FIG. 3 shows a schematic configuration diagram of a telemeter system using a slave unit to which the current / voltage input recognition circuit 1 according to an embodiment of the present invention is applied. The slave unit 10 having the configuration as shown in FIG. 2 corresponds to the slave units 52 to 54 in FIG.

親機51から例えば数十メートルから2、300メートルの範囲に子機52〜54が設置され、常時継続的な測定データの送信をするように設定されている。親機51と子機52〜54は、本実施形態ではZigBee(登録商標)通信規格に準拠した通信モジュールを搭載しており、2.4GHz帯を利用した無線通信が可能である。特に、ZigBee(登録商標)規格に準拠することで、他の無線通信規格ではできない低消費電力での作動が可能となり、十分な給電が困難な子機に対しても例えば太陽電池65などの給電手段により無理なく作動させることもできる。   For example, the slave units 52 to 54 are installed in the range of several tens of meters to 2,300 meters from the master unit 51, and are set to constantly transmit measurement data. In this embodiment, the parent device 51 and the child devices 52 to 54 are equipped with a communication module compliant with the ZigBee (registered trademark) communication standard, and can perform wireless communication using the 2.4 GHz band. In particular, by conforming to the ZigBee (registered trademark) standard, it becomes possible to operate with low power consumption, which is not possible with other wireless communication standards, and for example, a solar cell 65 or the like can be fed even to a handset that is difficult to sufficiently feed. It can also be operated without difficulty by means.

親機51側の構成について説明すると、親機51は所定の測定データを集中的に監視するためのパーソナルコンピュータ55に接続されており、子機52〜54からの測定データはパーソナルコンピュータ55内のハードディスクに格納されると共に、パーソナルコンピュータ55に接続されたモニター57により子機52〜54からの測定データが表示され、異常などが発生した場合には、警告音や警告メッセージの表示を行って異常事態を監視者に伝えることができる。パーソナルコンピュータ55には、入力のためのキーボード58も接続され、不図示のマウスなどのポインティングデバイスも接続されている。親機51やパーソナルコンピュータ55は、例えば工場の監視室や事業所の事務所などの監視者がいる場所に設置されることになるが、更にパーソナルコンピュータ55が受け取ったデータを通信網であるインターネット64を介して例えば本社の監視センターや、メンテナンス或いは警備会社の監視用の端末56にデータ送信することも可能である。   The configuration of the master unit 51 will be described. The master unit 51 is connected to a personal computer 55 for centrally monitoring predetermined measurement data, and the measurement data from the slave units 52 to 54 is stored in the personal computer 55. In addition to being stored in the hard disk, the monitor 57 connected to the personal computer 55 displays the measurement data from the slave units 52 to 54. If an abnormality occurs, an alarm is displayed and a warning message is displayed. The situation can be communicated to the observer. A keyboard 58 for input is also connected to the personal computer 55, and a pointing device such as a mouse (not shown) is also connected. The parent device 51 and the personal computer 55 are installed in a place where a supervisor is present, such as a factory monitoring room or a business office. For example, the data received by the personal computer 55 is transmitted to the Internet as a communication network. For example, data can be transmitted to the monitoring center of the headquarters or the terminal 56 for maintenance or monitoring of the security company via 64.

親機51に接続するパーソナルコンピュータ55には、子機52〜54からの測定データを監視するためのアプリケーションがインストールされており、このアプリケーションにより、基本設定、通信設定や各種の子機機能の設定などが可能であり、監視画面や異常事態における警告表示や障害情報表示なども実行される。本実施形態のテレメータシステムでは、子機52、54に接続されたカメラ59、62が捉えた画像をパーソナルコンピュータ55に送信してモニター57で見ることができ、アプリケーションでは警告表示や障害情報表示を行う場合に、これらのカメラ59、62が捉えた画像を所定のボタンをクリックすることで表示するように構成されている。   An application for monitoring measurement data from the slave units 52 to 54 is installed in the personal computer 55 connected to the master unit 51. With this application, basic settings, communication settings, and various slave unit function settings are set. Etc., and a warning screen or fault information display in a monitoring screen or abnormal situation is also executed. In the telemeter system of the present embodiment, images captured by the cameras 59 and 62 connected to the slave units 52 and 54 can be transmitted to the personal computer 55 and viewed on the monitor 57, and warning display and failure information display are displayed in the application. When performing, the image captured by these cameras 59 and 62 is configured to be displayed by clicking a predetermined button.

本実施形態のテレメータシステムは、このような親機51側の構成に対して子機52〜54はそれぞれ異なる測定データを送信するように構成されている。なお、これら子機52〜54の設置例は例示に過ぎず、さらに多くの台数の子機を設置することもでき、例えば水質センサなどの検知器を複数個所に設置することも可能である。また、図示した例では、そのトポロジーはスター型ネットワークとなっているが、ZigBee(登録商標)規格の特長を活用して本実施形態のテレメータシステムをツリー型やメッシュ型ネットワークとすることも可能である。   The telemeter system of the present embodiment is configured such that the slave units 52 to 54 transmit different measurement data to the configuration on the master unit 51 side. In addition, the installation example of these subunit | mobile_units 52-54 is only an illustration, and can also install many more subunit | mobile_units, for example, can also install detectors, such as a water quality sensor, in several places. In the illustrated example, the topology is a star network, but the telemeter system of this embodiment can be a tree type or mesh type network by utilizing the features of the ZigBee (registered trademark) standard. is there.

子機52は管理区域の監視用カメラ59の画像を送信することができる装置であり、子機52のRS232C端子に監視用カメラ59を接続して、例えば設定した秒毎に1フレーム程度の静止画像データを子機52から親機51に送信することができる。監視用カメラ59は、関係者以外立ち入り禁止などのセキュリティを確保する必要のある部分に設置されるものとされ、例えば天井などから部屋や廊下を出入りする者の画像を親機51に送信し、画像解析により異常があれば警告を促すなどのプログラムを実行させるように機能する。   The slave unit 52 is a device capable of transmitting an image of the surveillance camera 59 in the management area. The surveillance camera 59 is connected to the RS232C terminal of the slave unit 52, and, for example, a stationary frame of about one frame is set every second. Image data can be transmitted from the slave unit 52 to the master unit 51. Surveillance camera 59 is assumed to be installed in a part that needs to ensure security such as entry prohibition except for related persons. For example, an image of a person entering or exiting a room or hallway from the ceiling or the like is transmitted to base unit 51. It functions to execute programs such as prompting a warning if there is an abnormality by image analysis.

子機53は測定器60に接続され、その測定器60には温度センサ61が取り付けられており、これら子機53、測定器60、および温度センサ61によって、製品の製造工程における温度検出を行ってその温度を監視することが可能である。子機53の電源としては、特に太陽電池65が使用されており、電灯線の引き回しが容易でないような場所でも太陽光による給電が可能であり、特にZigBee(登録商標)規格に準拠するシステムでは低消費電力での作動が保証されていることから、設置場所の自由度が増すことになる。測定器60は温度センサ61からの測定データを4−20mAの電流信号に変換する増幅器として機能する装置であり、子機53に設定された時間間隔ごとに親機51側にデータを無線送信する。   The subunit | mobile_unit 53 is connected to the measuring device 60, The temperature sensor 61 is attached to the measuring device 60, The temperature detection in the manufacturing process of a product is performed by these subunit | mobile_unit 53, the measuring device 60, and the temperature sensor 61. The temperature can be monitored. As a power source for the slave unit 53, a solar battery 65 is used in particular, and power can be supplied by sunlight even in places where it is not easy to route the power line. In particular, in a system compliant with the ZigBee (registered trademark) standard Since operation with low power consumption is guaranteed, the degree of freedom of installation location is increased. The measuring device 60 is a device that functions as an amplifier that converts the measurement data from the temperature sensor 61 into a 4-20 mA current signal, and wirelessly transmits the data to the parent device 51 side for each time interval set in the child device 53. .

子機54は水質データを送るための装置であり、給水パイプ66の周縁部に水質プローブ63が取り付けられており、この水質プローブ63からの4−20mA電流信号のデータを子機54は取り込むことができる。子機54は水質プローブ63への接続に加えてカメラ62にも接続されており、カメラ62は給水パイプ66の例えば硝子材などで透過して監視することのできる部分の画像を継続的に送ることができ、異物などの通過というような異常事態を画像の形式で子機54を介して親機51乃至パーソナルコンピュータ55まで通知するように機能する。   The handset 54 is a device for sending water quality data. A water quality probe 63 is attached to the peripheral portion of the water supply pipe 66, and the handset 54 takes in data of a 4-20 mA current signal from the water quality probe 63. Can do. The handset 54 is connected to the camera 62 in addition to the connection to the water quality probe 63, and the camera 62 continuously sends images of a portion of the water supply pipe 66 that can be transmitted through, for example, a glass material and monitored. It functions so as to notify the parent device 51 to the personal computer 55 via the child device 54 in the form of an image.

子機52〜54については、図3のシステムでは、水質や温度のモニターをするように説明したが、測定できるデータはこれらに限定されず種々の測定データを得るように構成することができる。また、電源に関しても太陽電池65に限らず、乾電池や、蓄電池、燃料電池、或いはその他の無停電電源などを用いることもできる。更に上述の子機52、54ではカメラ59、62をそれぞれ接続して、画像を送るように構成したが、マイクなどで集音し、音声データを親機51に送信することも可能である。   Although about the subunit | mobile_unit 52-54 demonstrated to monitor the water quality and temperature in the system of FIG. 3, the data which can be measured are not limited to these, It can comprise so that various measurement data can be obtained. Further, the power source is not limited to the solar cell 65, and a dry cell, a storage battery, a fuel cell, or another uninterruptible power source can also be used. Further, in the above-described slave units 52 and 54, the cameras 59 and 62 are connected to send images, respectively, but it is also possible to collect sound with a microphone or the like and transmit voice data to the master unit 51.

なお、上述の実施形態においては、通信規格としてZigBee(登録商標)規格のものを例として説明したが、他の無線規格のものを一部若しくは全部の通信部分に採用することも可能であり、測定器やセンサ、カメラなどの周辺機器と子機の間の接続も無線通信とすることも可能である。   In the above-described embodiment, the ZigBee (registered trademark) standard is described as an example of the communication standard, but another wireless standard can be used for part or all of the communication part. Connections between peripheral devices such as measuring instruments, sensors, and cameras and the slave units can also be wireless communication.

1 電流・電圧入力認識回路
2 4−20mA切り替えリレー回路
R1 プルダウン抵抗
R2 電流−電圧変換用基準抵抗
R3 抵抗
D1 逆接続防止用ダイオード
D2,D3 ダイオード
11 CPU
12 4−20mAデジタル変換部
13 RS232Cインタフェース部
14 シリアル変換部
15 メモリ
16 無線通信モジュール
17 電源
18 アンテナ
21 センサ
22 外部装置
23 カメラ
24 外部装置
25 設定PC
51 親機
52〜54 子機
55 パーソナルコンピュータ
56 端末
57 モニター
58 キーボード
59 監視用カメラ
60 測定器
61 温度センサ
62 カメラ
63 水質プローブ
64 インターネット
65 太陽電池
66 給水パイプ
1 current / voltage input recognition circuit 2 4-20 mA switching relay circuit R1 pull-down resistor R2 current-voltage conversion reference resistor R3 resistor D1 reverse connection prevention diode D2, D3 diode 11 CPU
12 4-20 mA digital conversion unit 13 RS232C interface unit 14 serial conversion unit 15 memory 16 wireless communication module 17 power supply 18 antenna 21 sensor 22 external device 23 camera 24 external device 25 setting PC
51 Master unit 52 to 54 Slave unit 55 Personal computer 56 Terminal 57 Monitor 58 Keyboard 59 Monitoring camera 60 Measuring instrument 61 Temperature sensor 62 Camera 63 Water quality probe 64 Internet 65 Solar cell 66 Water supply pipe

Claims (5)

入力端子に接続された逆接続防止用のダイオードと、
プルダウン抵抗と、
電流−電圧変換用基準抵抗と、
上記電流−電圧変換用基準抵抗への通電を制御する切り替えリレー回路と、
を有し、上記入力端子より電流入力がなされた場合には、電圧入力状態で受けると、上記プルダウン抵抗並びに上記逆接続防止用ダイオードの電圧降下分により規定される電圧が所定電圧以上であれば、電流入力がなされているものと認識し、上記切り替えリレー回路をオンして、電流−電圧変換用基準抵抗に電流を流し、該電流を電圧に変換して出力することを特徴とする電流・電圧入力認識回路。
A diode for preventing reverse connection connected to the input terminal;
A pull-down resistor;
A reference resistor for current-voltage conversion;
A switching relay circuit for controlling energization to the current-voltage conversion reference resistor;
If the voltage input state receives a current input from the input terminal and the voltage specified by the voltage drop of the pull-down resistor and the reverse connection prevention diode is not less than a predetermined voltage, , Recognizing that a current is input, turning on the switching relay circuit, passing a current through a current-voltage conversion reference resistor, converting the current into a voltage, and outputting the current Voltage input recognition circuit.
上記検知される電流入力は、4−20mA直流信号であることを特徴とする請求項1に記載の電流・電圧入力認識回路。   2. The current / voltage input recognition circuit according to claim 1, wherein the detected current input is a 4-20 mA DC signal. 抵抗並びにダイオードにより構成された保護回路を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の電流・電圧入力認識回路。   The current / voltage input recognition circuit according to claim 1, further comprising a protection circuit configured by a resistor and a diode. 入力端子にアノードが接続されカソードが保護回路に接続された逆接続防止用ダイオードと、その一端が上記逆接続防止用ダイオードのカソードと上記保護回路との間にある第1のノードに接続され他端が接地されたプルダウン抵抗と、その一端が上記第1のノードと上記保護回路との間にある第2のノードに接続された電流―電圧変換用基準抵抗と、該電流―電圧変換用基準抵抗の他端に接続された切り替えリレー回路とを備え、
上記入力端子より電流入力がなされた場合には、電圧入力状態で受けると、上記プルダウン抵抗並びに上記逆接続防止用ダイオードの電圧降下分により規定される電圧が所定電圧以上であれば、電流入力がなされているものと認識し、上記切り替えリレー回路をオンして、電流−電圧変換用基準抵抗に電流を流し、該電流を電圧に変換して出力することを特徴とする電流・電圧入力認識回路。
A reverse connection prevention diode whose anode is connected to the input terminal and whose cathode is connected to the protection circuit, and one end of which is connected to the first node between the cathode of the reverse connection prevention diode and the protection circuit. A pull-down resistor having one end grounded, a current-voltage converting reference resistor having one end connected to a second node between the first node and the protection circuit, and the current-voltage converting reference A switching relay circuit connected to the other end of the resistor,
When a current is input from the input terminal, when the voltage is input, if the voltage defined by the voltage drop of the pull-down resistor and the reverse connection prevention diode is equal to or higher than a predetermined voltage, the current input is A current / voltage input recognition circuit, wherein the switching relay circuit is turned on, a current is passed through a reference resistor for current-voltage conversion, the current is converted into a voltage and output. .
上記検知される電流入力は、4−20mA直流信号であることを特徴とする請求項4に記載の電流・電圧入力認識回路。   5. The current / voltage input recognition circuit according to claim 4, wherein the detected current input is a 4-20 mA DC signal.
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