JP3161308B2

JP3161308B2 - 監視装置

Info

Publication number: JP3161308B2
Application number: JP30564695A
Authority: JP
Inventors: 秀孝香東
Original assignee: 株式会社田村電機製作所
Priority date: 1995-11-24
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 2001-04-25
Anticipated expiration: 2015-11-24
Also published as: JPH09147274A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各センサの検出状
況を監視する監視装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】複数のセンサの状態を監視するこの種の
監視装置は、主装置と各センサとから構成されている。
ここで、主装置は複数のポートを有しており、主装置と
各センサ間は、主装置の各ポートに各センサが各個に接
続されるいわゆるスター配線で接続されている。この場
合、主装置はそれぞれの線路を介して各センサとデータ
伝送を行い、各センサによる検出状況を監視するように
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしスター配線の場
合、主装置のポート数及び主装置からの出線数がセンサ
の数だけ必要になり、主装置が大型になると共に配線工
事の複雑化を招くという問題がある。また、ビル内の既
設の配管を利用して配線する場合に配管の容量が不足し
て配線が不可能になるという問題もある。

【０００４】このため、スター配線を行わずにバス配線
やループ配線等により主装置と各センサ間の配線数を少
なくすることも考えられるが、このようにするとデータ
伝送の際に各センサから主装置側へ送信するデータに対
しセンサを識別するための識別コードを付加しなければ
ならず、従って各センサから送信されるデータの数が多
くなることから、収容したセンサの数が多くなると伝送
速度を高速にする必要が生じる。しかし、主装置と各セ
ンサ間の距離が数百メートルという長距離伝送の場合
は、高速でデータを送受するためにはモデム等を用いて
データを送受する必要があり、この結果、伝送コストが
上昇するという問題がある。従って本発明は、主装置と
各センサの間で信号を長距離伝送を行う場合に、信号線
の数を少なくし、かつデータ伝送のための部品コストを
削減することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために本発明は、主装置と各センサ間に共通の一対の
信号線からなる第１の電流ループを形成し、主装置は第
１の電流ループの通電及び非通電により各センサに信号
を送信する一方、各センサに、第１の電流ループに並列
接続されかつ第１の電流ループの電流極性と逆極性の電
流極性を有する第２の電流ループを設け、各センサは主
装置から信号が送信された後の第１の電流ループの非通
電時にこの第１の電流ループの電流極性が主装置側から
の送信方向と逆極性となるように第２の電流ループの通
電及び非通電を行って主装置に信号を送信する。従っ
て、一対の信号線からなる第１の電流ループにより信号
の伝達が可能になるため、長距離伝送を行う場合に最少
の信号線で信号を伝送できる。また、各センサにおいて
は、信号の送信時と受信時では第１の電流ループの電流
極性が異なるため、主装置１に対して他のセンサがデー
タを送信しているときには、この送信データの回り込み
が防止され、従ってその回り込みデータの誤認識が未然
に回避できることから、データフォーマットを単純化し
データ数を少なくして送信できる。従って、データの伝
送速度を高速にする必要が無く、簡単かつ安価な構成に
より長距離伝送を可能にすることができる。

【０００６】また、主装置に、第１ないし第４のスイッ
チング素子を設け、第１及び第２のスイッチング素子を
直列接続すると共に、第３及び第４のスイッチング素子
を直列接続し、第１及び第２のスイッチング素子間の接
続点である第１の接続点と第３及び第４のスイッチング
素子間の接続点である第２の接続点間を結んで第１の電
流ループを形成し、第１及び第４のスイッチング素子を
オフして第２及び第３のスイッチング素子をオン・オフ
することにより各センサに信号を送信し、かつ第２の接
続点と第４のスイッチング素子の間に第１のフォトカプ
ラを設け、第２及び第３のスイッチング素子をオフする
と共に第１及び第４のスイッチング素子をオンすること
により第１のフォトカプラの出力から各センサの信号を
受信する一方、各センサに、第１の電流ループの電流の
有無を検出する第２のフォトカプラを設け、第２のフォ
トカプラの出力に基づき主装置からの信号を受信すると
共に、第２の電流ループに第３のフォトカプラを設け、
第３のフォトカプラの出力により主装置へ信号を送信す
る。この結果、簡単な構成でかつ最少の信号線により確
実に信号を伝送できると共に、主装置と各センサとを異
なる電源系で動作させることができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。図２は本発明に係る監視装置の構成を示
すブロック図である。監視装置は、主装置１と、主装置
１に接続される複数のセンサ３1 〜３n とからなる。こ
こで、主装置１は、電話回線（加入回線）を収容すると
共に、本電話機も接続できるようになっており、着信検
出回路１１、本電話機による回線の直流ループ閉結の有
無を検出するループ検出回路１２、回線と本電話機との
切り換えを行う切換リレー１３、ダイヤル送出回路１
４、ハイブリッド回路１５、各センサとの伝送インタフ
ェースであるＩ／Ｆ部１７、及び以上の各部を制御する
制御部１８等からなる。

【０００８】なお、制御部１８は、ＣＰＵ１８Ａ、ＰＩ
Ｏ部１８Ｂ、データバスバッファ１８Ｃ、アドレスデコ
ーダ１８Ｄ、アドレスラッチ１８Ｅ及びリセット部１８
Ｆからなり、データを記憶するＳＲＡＭ１９及び時計Ｉ
Ｃ２０が接続されている。一方、各センサ３1 〜３n は
接続部２１及び一対の信号線２２を介して主装置１に接
続されている。各センサ３1 〜３n は、それぞれ、接続
部３１、主装置１とのインタフェースであるＩ／Ｆ部、
ＣＰＵ３３、センサ自身の識別コードを設定するＩＤ設
定部３４部から構成されている。センサのＣＰＵ３３
は、主装置からコマンド信号を受信すると、例えば各戸
のドアの開閉等、各戸の戸締まりの状況を接点部４０を
介して検出し主装置１にレスポンス信号として返送す
る。この場合、主装置１はそのレスポンスの内容を加入
回線を介して図示しないセンタ側へ通報するようにして
いる。

【０００９】次に図１は本発明の要部構成を示す回路図
であり、主装置１のＩ／Ｆ部１７及びセンサ３のＩ／Ｆ
部３２の各構成を示すものである。図１において、主装
置１のＩ／Ｆ部１７は、直列接続されたトランジスタＱ
１，Ｑ２、フォトカプラＰＣ１を介して同様に直列接続
されたトランジスタＱ３，Ｑ４、バッファＩＣ１，ＩＣ
２、及び抵抗Ｒ１〜Ｒ１２からなる。ここで、主装置１
と各センサ間を接続する一対の信号線２２のうち、一方
の一方の信号線２２1 はトランジスタＱ１，Ｑ２の接続
点から抵抗Ｒ５を通って各センサに共通に接続され、他
方の信号線２２2 はトランジスタＱ３とフォトカプラＰ
Ｃ１との接続点から抵抗Ｒ１２を通って各センサに共通
に接続される。

【００１０】各センサ内ではこうした信号線２２1 ，２
２2 に対し直列に、抵抗及びフォトカプラが接続され
る。即ち、例えばセンサ３1 の場合は抵抗Ｒ１３とフォ
トカプラＰＣ２とが直列に接続され、センサ３n の場合
は抵抗Ｒ１７とフォトカプラＰＣ４とが直列に接続され
る。そして、主装置１側で各センサに信号を送信するた
めに、トランジスタＱ２及びＱ３をオンすると、トラン
ジスタＱ３から信号線２２2 に電流が流れ、この電流は
例えばセンサ３1 内の抵抗Ｒ１３，フォトカプラＰＣ２
を通って信号線２２1 に達し、さらにトランジスタＱ２
に流れ込む電流ループ（第１の電流ループ）が形成され
る。こうした信号線２２の通電状況がセンサ３1 ではフ
ォトカプラＰＣ２に流れる電流として検出されバッファ
ＩＣ３を介してＣＰＵ３３に伝達される。

【００１１】また、センサ３n 内においては、同様に、
信号線２２2 に流れた電流がセンサ３n 内の抵抗Ｒ１
７，フォトカプラＰＣ４を通って信号線２２1 に達し、
主装置１のトランジスタＱ２に流れ込む。そして、セン
サ３n ではフォトカプラＰＣ４に流れる電流を検出して
バッファＩＣ５を介しＣＰＵ３３に伝達する。このよう
にして主装置１からは、送信信号を各センサに一斉に与
えるいわゆる放送形式で信号が伝達される。そして、こ
の場合の信号電流は上述したように信号線２２2 から信
号線２２1 の方向に流れる。

【００１２】このような主装置１側からの信号の伝送に
対し、各センサから主装置１側には次のようにして信号
が送信される。即ち、例えばセンサ３1 では、まずフォ
トカプラＰＣ２及び抵抗Ｒ１３に対し並列にフォトカプ
ラＰＣ３，抵抗Ｒ１４及びダイオードＤ１を接続し第２
の電流ループを形成する。そして、バッファＩＣ４を制
御してフォトカプラＰＣ３をオン・オフすることにより
信号を主装置１側へ伝達する。この場合、主装置１側の
トランジスタＱ１，Ｑ４はともにオン状態になっている
ため、トランジスタＱ１から抵抗Ｒ５を通って信号線２
２1 に流れる電流を、センサ３1 内の第２の電流ループ
であるフォトカプラＰＣ３，抵抗Ｒ１４及びダイオード
Ｄ１を介して信号線２２2 に送出し、さらに主装置１内
の抵抗Ｒ１２，Ｒ１０，及びフォトカプラＰＣ１を介し
てトランジスタＱ４に流出させるようにする。

【００１３】また、センサ３n においても同様にフォト
カプラＰＣ５をオン・オフすると、主装置１側から信号
線２２1 を介する電流を、センサ３n 内のフォトカプラ
ＰＣ５，抵抗Ｒ１８及びダイオードＤ２を介して信号線
２２2 に出力し、主装置１内の抵抗Ｒ１２，Ｒ１０，及
びフォトカプラＰＣ１を通ってトランジスタＱ４に流出
させる。このようにして、各センサから主装置１へ信号
を伝送する場合は、主装置１からセンサに信号を送信す
る場合と逆の方向（つまり、信号線２２1 から信号線２
２2 の方向）に電流が流れる。従って、信号を送信しな
いセンサには信号を送信しているセンサからの送信信号
の回り込みを防止することができる。

【００１４】なお、各センサから主装置１に信号を送信
する場合は、各センサでは同時に信号を送信せずに何れ
かのセンサが送信を行うように構成する。即ち、主装置
１からセンサに信号を送信するときには、主装置１では
センサの識別コードを送信する。すると、各センサでは
この送信信号を受信してＩＤ設定部３４で設定された識
別コードを参照し該当する識別コードのセンサのみが主
装置１側に信号を返送する。

【００１５】次に、図１を参照し本発明の要部動作につ
いてさらに詳細に説明する。主装置は、状態を検出した
いセンサが存在する場合は、上述したように該当するセ
ンサの識別コードと該当のコマンドを各センサに対し一
斉に送信する。即ち、この場合まずＣＰＵ１８Ａからの
出力としてデータ「１」（「Ｈ」レベル）を出力する。
すると、トランジスタＱ１がオフ、トランジスタＱ２が
オンとなる。また、このときバッファＩＣ２の出力が
「Ｌ」レベルとなることからトランジスタＱ３がオン、
トランジスタＱ４はオフとなる。

【００１６】この結果、オンしたトランジスタＱ３及び
抵抗Ｒ１２を通って信号線２２2 に電流が流れ、各セン
サ内の抵抗及びフォトカプラ（例えばセンサ３1 の場合
は抵抗Ｒ１３及びフォトカプラＰＣ２、センサ３n の場
合は抵抗Ｒ１７及びフォトカプラＰＣ４）を通って信号
線２２1 に流出し、さらに主装置１内の抵抗Ｒ５及びオ
ンしたトランジスタＱ２を通ってグランドに流出する。
この結果、例えばセンサ３1 ，３n ではそれぞれフォト
カプラＰＣ２，ＰＣ４がオンし、それぞれバッファＩＣ
３，ＩＣ５を介して各ＣＰＵ３３にデータ「１」が伝達
される。

【００１７】次に主装置１のＣＰＵ１８Ａがデータ
「０」（「Ｌ」レベル）を送信する場合は、トランジス
タＱ１がオン、トランジスタＱ２はオフする。また、こ
のときバッファＩＣ２の出力は「Ｈ」レベルであること
から、トランジスタＱ３はオフ、トランジスタＱ４はオ
ンする。この場合、信号線２２には電流が流れないこと
から、センサ３1 ，３n ではそれぞれフォトカプラＰＣ
２，ＰＣ４はオフ状態となり、従って、それぞれバッフ
ァＩＣ３，ＩＣ５を介して各ＣＰＵ３３にデータ「０」
が伝達される。こうして、信号線２２の電流の有無によ
り各センサにデータが伝達される。

【００１８】そして、主装置１のＣＰＵ１８Ａから各セ
ンサにデータが送信された後では、ＣＰＵ１８Ａは、各
トランジスタＱ１〜Ｑ４を上述のデータ「０」の送信時
と同様の状態に設定し、センサ側からのデータを受信す
る。即ち、トランジスタＱ１，Ｑ４をオン状態、トラン
ジスタＱ２，Ｑ３をオフ状態にする。ここで、主装置１
側からのコマンド送信時に送信された識別コードに合致
するセンサが例えばセンサ３1 であるとすると、センサ
３1 のＣＰＵ３３は、接点部４０の状況を検出してこの
接点データをバッファＩＣ４に出力する。

【００１９】この場合、ＣＰＵ３３からデータ「１」
（「Ｈ」レベル）が出力されたとすると、バッファＩＣ
４の出力が「Ｌ」レベルとなることから、フォトカプラ
ＰＣ３がオンする。すると、トランジスタＱ１→抵抗Ｒ
５→信号線２２1 →フォトカプラＰＣ３→抵抗Ｒ１４→
ダイオードＤ１→信号線２２2 →抵抗Ｒ１２→抵抗Ｒ１
０→フォトカプラＰＣ１→トランジスタＱ４の方向に電
流が流れる。この結果、主装置１のＣＰＵ１８Ａはフォ
トカプラＰＣ１に流れる電流を、バッファＩＣ１を介し
て「Ｈ」レベルの信号として検出する。従って、センサ
３1 の出力データ「１」をデータ「１」として受信する
ことができる。

【００２０】また、センサ３1 からデータ「０」が出力
される場合は、センサ３1 内のフォトカプラＰＣ３がオ
ンしないことから信号線２２には電流が流れず、従って
主装置１内のＣＰＵ１８ＡはバッファＩＣ１を介してデ
ータ「０」を受信する。このようにして主装置１と各セ
ンサ間でデータ伝送が行われる。この場合、主装置側及
び各センサ側では、自身がデータ「１」を送信するとき
以外は、データの出力ポートを常に「Ｌ」レベルに設定
しておけば良く、従って、特に送信及び受信の切り替え
を意識しなくても双方向の伝送を実現することができ、
制御が簡素化されると共に送受切り替えためのポートを
不要にすることができる。

【００２１】また、この例のように主装置１側から各セ
ンサに電源を供給する必要が無い場合（即ち、各センサ
が電池等で動作している場合）は、フォトカプラを利用
して最少の２本の信号線２２1 ，２２2 により信号を送
受信できると共に、これらの信号線２２1 ，２２2 はそ
れぞれ電源線及びグランド線ではないことから、信号伝
送に与えるコモンモードノイズの影響を軽減することが
できる。また、フォトカプラにより主装置１と各センサ
間が電気的に絶縁されているため、主装置１と各センサ
間とを異なった電源系で動作させることができる。

【００２２】また、主装置１に対して他のセンサがデー
タを送信しているときには、このデータの回り込みが防
止されているため、その回り込みデータの誤認識が未然
に回避できることから、データフォーマットを単純化し
データ数を少なくして送信することができる。この結
果、データの伝送速度を高速にする必要が無く、従って
簡単かつ安価な構成により長距離伝送を可能にすること
ができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、主
装置と各センサ間に共通の一対の信号線からなる第１の
電流ループを形成し、主装置は第１の電流ループの通電
及び非通電により各センサに信号を送信する一方、各セ
ンサに、第１の電流ループに並列接続されかつ第１の電
流ループの電流極性と逆極性の電流極性を有する第２の
電流ループを設け、各センサは第１の電流ループの非通
電時に第２の電流ループを通電及び非通電することによ
り第１の電流ループを逆極性に通電及び非通電を行って
主装置に信号を送信するようにしたので、長距離伝送を
行う場合に最少の信号線で信号を伝送できる。また、各
センサにおいては、信号の送信時と受信時では第１の電
流ループの電流極性が異なるため、主装置に対して他の
センサがデータを送信しているときには、この送信デー
タの回り込みが防止され、従ってその回り込みデータの
誤認識が未然に回避できることから、データフォーマッ
トを単純化しデータ数を少なくして送信できる。従っ
て、データの伝送速度を高速にする必要が無く、簡単か
つ安価な構成により長距離伝送を可能にすることができ
る。

【００２４】また、主装置に、第１ないし第４のスイッ
チング素子を設け、第１及び第２のスイッチング素子を
直列接続すると共に、第３及び第４のスイッチング素子
を直列接続し、第１及び第２のスイッチング素子間の接
続点である第１の接続点と第３及び第４のスイッチング
素子間の接続点である第２の接続点間を結んで前記第１
の電流ループを形成し、第１及び第４のスイッチング素
子をオフして第２及び第３のスイッチング素子をオン・
オフすることにより各センサに信号を送信し、かつ前記
第２の接続点と第４のスイッチング素子の間に第１のフ
ォトカプラを設け、第２及び第３のスイッチング素子を
オフすると共に第１及び第４のスイッチング素子をオン
することにより第１のフォトカプラの出力から各センサ
の信号を受信する一方、各センサに、第１の電流ループ
の電流の有無を検出する第２のフォトカプラを設け、第
２のフォトカプラの出力に基づき主装置からの信号を受
信すると共に、第２の電流ループに第３のフォトカプラ
を設け、第３のフォトカプラの出力により主装置へ信号
を送信するようにしたので、簡単な構成でかつ最少の信
号線により確実に信号を伝送できると共に、主装置と各
センサとを異なる電源系で動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る監視装置の要部構成を示す回路
図である。

【図２】監視装置の概略の構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

１…主装置、３1 〜３n …センサ、１８…制御部、１８
Ａ，３３…ＣＰＵ、１７，３２…Ｉ／Ｆ部、２２，２２
1 ，２２2 …信号線、３４…ＩＤ設定部、４０…接点
部、Ｑ１〜Ｑ４…トランジスタ、ＰＣ１〜ＰＣ５…フォ
トカプラ、Ｄ１，Ｄ２…ダイオード、ＩＣ１〜ＩＣ６…
バッファ、Ｒ１〜Ｒ２０…抵抗。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】主装置と複数のセンサとからなり、主装
置は各センサと信号の伝送を行うことにより各センサに
よる検出状況を監視する監視装置において、主装置と各センサ間に共通の一対の信号線からなる第１
の電流ループを形成し、主装置は前記第１の電流ループ
の通電及び非通電により各センサに信号を送信する一
方、各センサに、第１の電流ループに並列接続されかつ
第１の電流ループの電流極性と逆極性の電流極性を有す
る第２の電流ループを設け、各センサは主装置からの信
号が送信された後の第１の電流ループの非通電時にこの
第１の電流ループの電流極性が主装置側からの送信方向
と逆極性となるように第２の電流ループの通電及び非通
電を行って主装置へ信号を送信することを特徴とする監
視装置。
【請求項２】請求項１において、主装置に、第１ないし第４のスイッチング素子を設け、
第１及び第２のスイッチング素子を直列接続すると共
に、第３及び第４のスイッチング素子を直列接続し、第
１及び第２のスイッチング素子間の接続点である第１の
接続点と第３及び第４のスイッチング素子間の接続点で
ある第２の接続点間を結んで前記第１の電流ループを形
成し、第１及び第４のスイッチング素子をオフして第２
及び第３のスイッチング素子をオン・オフすることによ
り各センサに信号を送信し、かつ前記第２の接続点と第
４のスイッチング素子の間に第１のフォトカプラを設
け、第２及び第３のスイッチング素子をオフすると共に
第１及び第４のスイッチング素子をオンすることにより
各センサからの信号を前記第１のフォトカプラの出力に
基づいて受信する一方、各センサに、第１の電流ループ
の電流の有無を検出する第２のフォトカプラを設け、第
２のフォトカプラの出力に基づき主装置からの信号を受
信すると共に、第２の電流ループに第３のフォトカプラ
を設け、第３のフォトカプラの出力により主装置へ信号
を送信することを特徴とする監視装置。