JPH07131869A - 双方向データ通信方式及び双方向データ通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 中央制御装置と端末コントローラを結ぶ電源
線を電力供給と双方向通信の両方に利用する。 【構成】 電源線１４により結ばれた散水制御盤１２と
ＳＶコントローラ１３との間で、駆動電圧波形を半波ご
とに２４Ｖと３０Ｖの電圧に変動することにより形成し
た駆動指令信号と、駆動電圧波形の半波ごとに位相角０
°から３０°の範囲の部分をカットし、このカットした
部分を復調することにより形成した検知信号をもって双
方向通信できるようにし、電源線１４を電力供給と双方
向通信の両方に利用する。これにより、既設の電源線１
４を利用して高度な遠隔制御とデータ回収が同時に可能
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、中央制御装置と端末コ
ントローラを結ぶ電源線を電力供給と双方向通信の両方
に利用するようにした双方向データ通信方式及び双方向
データ通信システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】ゴルフ場の芝生や植木は定期的な散水が
不可欠であり、殆どのゴルフコースには散水配管やスプ
リンクラが敷設されている。しかし、散水作業に伴うグ
リーンキーパーの労務負担は多大であるため、スプリン
クラを定期的に作動させるなど散水作業を省力化する試
みがなされている。例えば、図７に示す緑地管理システ
ム１は、ゴルフ場のコースレイアウトに沿って配設した
スプリンクラ２に通ずる散水配管に設けた電磁弁３を、
電源線４を介して管理棟室内の散水制御盤５に接続し、
手動又は自動のスイッチ操作により遠隔的に電磁弁３を
通電励磁し、定期的に或いは必要に応じて随時散水でき
るようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の緑地管理システ
ム１は、オペレータの経験に従うか又はタイマ等により
通算の散水時間を監視しながら散水制御する構成である
ため、希望散水量と実際になされた散水量との乖離が避
けられず、このため給水量を正確に把握した上で散水制
御しようとすると、各ホールごとに設けた屋外ピットに
例えば端末コントローラを設置し、各端末コントローラ
が端末機器としてそれぞれ最低でも３個の電磁弁と２個
の流量計を管理するなどの対策が必要である。しかし、
新設のゴルフコースは別として、現に営業中のゴルフコ
ースの場合は、端末機器の設置工事や電線の埋設工事な
どの追加工事に際し、芝生の生えているコース内を一部
掘削しなければならず、無闇に営業を中断するわけにい
かないだけに、本格的な散水制御システムが導入しにく
い等の問題があった。

【０００４】これに対し、既設の電源線をデータ通信路
を兼用するシステムが、例えば特開平２−１８７５１９
号「給湯システム用通信方法」に開示されている。この
ものは、ベースユニット（中央制御装置）とリモートユ
ニット（端末コントローラ）との間を結ぶ二芯線からな
る電源線を利用して双方向通信を行うものであり、すべ
てのユニットに固有の識別番号を与え、番号順にデータ
送信機会を与えることにより、複数のユニットが同時に
送信して混信を招くことがないよう構成されている。し
かしながら、このシステムは、電源線を給電とデータ送
信に共用するのはよいが、複数のユニットが発するデー
タどうしの衝突を避けるため、電源線上には同一時間帯
に複数のデータが共存しないよう配慮しており、このた
め全てのユニットが一通り送信を完了するまでに要する
サイクルタイムが非常に長く、通信効率が悪いといった
欠点があった。

【０００５】一方また、既設の電源線を利用して情報通
信を行うのに適した方式として、例えば特開昭６３−１
８８３０号「スペクトラム拡散通信方式」に開示された
通信方式が知られている。このスペクトラム拡散通信方
式は、狭帯域の情報信号を所定周期の拡散符号により拡
散変調して広帯域化し、受信側では受信データに対して
送信側と同じ拡散符号を乗算（逆拡散）することによ
り、情報信号だけを抽出するものであり、伝送過程で混
入したノイズは逆拡散時に拡散してしまうため、ノイズ
に強く伝送路の伝送特性に影響されにくい等の利点を有
する。しかしながら、この種の通信方式は、送信側の拡
散符号のクロック信号と受信側の拡散符号のクロック信
号とが正確に同期することが前提となるため、受信側に
最大相関を検出する符号相関器を設けて同期を図るか、
又は送信側から受信側にデータ信号の外にクロック信号
を送信するなど、正確なデータ復調を実現するのに必要
な付帯回路が複雑で製造コストも高くつく等の課題があ
った。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、既設の電源線を利用し、比較的簡単な変調方法
を利用して中央制御装置と端末コントローラとの間で駆
動指令信号と検知信号の双方向通信が同時に行えるよう
にすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、複数のアクチ
ュエータとセンサとを接続した端末コントローラを、電
源線を介して中央制御装置に接続し、該中央制御装置か
ら前記アクチュエータに該電源線を介して伝送する駆動
電圧波形に、該アクチュエータの駆動に支障のない範囲
で半波ごとに電圧を変動させて形成した駆動指令信号を
重畳する一方、前記アクチュエータの駆動に支障のない
範囲において前記駆動電圧波形の位相角を半波ごとにカ
ットし、このカットされた位相角の部分を復調すること
により形成した前記センサの検知信号を重畳することを
特徴とする双方向データ通信方式を提供することによ
り、前記目的を達成するものである。

【０００８】また、本発明は、複数のアクチュエータと
センサとを接続した端末コントローラと、電源線を介し
て前記端末コントローラに接続した中央制御装置と、該
中央制御装置に設けられ、前記アクチュエータに電源線
を介して伝送する駆動電圧波形に、該アクチュエータの
駆動に支障のない範囲で半波ごとに電圧を変動させて駆
動指令信号を形成して重畳する、駆動信号発生手段と、
前記駆動電圧波形の位相角を半波ごとに前記アクチュエ
ータの駆動に支障のない範囲でカットし、このカットさ
れた位相角の部分を復調することにより前記センサの検
知信号を形成して重畳する検知信号送付手段とを具備す
ることを特徴とする双方向データ通信システムを提供す
ることにより前記目的を達成するものである。

【０００９】

【作用】本発明によれば、電源線により結ばれた中央制
御装置と端末コントローラとの間で、駆動電圧波形をア
クチュエータの駆動に支障のない範囲で半波ごとに電圧
を変動させて形成して重畳させた駆動指令信号と、駆動
電圧波形の位相角を半波ごとにアクチュエータの駆動に
支障のない範囲でカットし、このカットされた位相角の
部分を復調することによりセンサの検知信号を形成して
重畳する検知信号により双方向に同時に通信できるよう
にし、電源線を電力供給と双方向通信の両方に利用す
る。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図１ないし
図６を参照して説明する。図１は本発明の双方向データ
通信システムの一実施例を示す概略システム構成図、図
２は中央制御装置側である、散水制御盤のブロック図、
図３は散水制御盤側に設けられた駆動信号発生手段のブ
ロック図、図４は端末コントローラであるＳＶコントロ
ーラのブロック図、図５は駆動電圧波形に重畳させた駆
動指令信号と検知信号の関係を示す図、図６は駆動指令
信号の入力時における、端末コントローラであるＳＶコ
ントローラの動作を説明するフローチャート、図７は検
知信号の出力時における、端末コントローラであるＳＶ
コントローラの動作を説明するフローチャートである。

【００１１】図１に示す双方向通信システム１１は、中
央制御装置である散水制御盤１２と、１６箇所に設けた
端末コントローラであるＳＶコントローラ１３とをそれ
ぞれ二芯線式の電源線１４で結び、交流電流を搬送波と
して駆動指令信号と検知信号を重畳させることにより、
端末コントローラであるＳＶコントローラ１３への給電
と双方向通信を可能にするものである。

【００１２】各ＳＶコントローラ１３には、それぞれ端
末機器１３ａとして３個の散水制御用の電磁弁Ｖと２個
の流量計Ａが接続されており、システム内の計４８個の
電磁弁Ｖと計３２個の流量計Ａにはそれぞれ通しで固有
の識別番号Ｖ１〜Ｖ４８，Ａ１〜Ａ３２が付されてお
り、所定周期のサイクルタイム（ここでは０．５秒）内
に１回ずつ識別番号順に１ビットのデータビットを送信
又は受信できるようになっている。

【００１３】図５に示すように、実施例では、電磁弁Ｖ
を開閉制御するため散水制御盤１２からＳＶコントロー
ラ１３に送信される駆動指令信号は、実効値にして３０
Ｖと２４Ｖの大小２値の振幅情報として半波ごとに振幅
変調により駆動交流電圧波形に重畳される。また、流量
計Ａの計量出力を伝送するためＳＶコントローラ１３か
ら散水制御盤１２に送信される検知信号である流量信号
については、駆動交流電圧波形の半波ごとに予め位相角
度０°から３０°の部分（或いは１５０°から１８０°
の部分）をカットし、このカットされた位相角度の部分
を通電して波形を復調するという形式によって、駆動交
流電圧波形に重畳される。一方、各ＳＶコントローラ１
３側では、駆動指令信号が重畳する交流半波を一定レベ
ルでカットし、２値振幅信号のオン／オフ時間比Ｔｒの
違いとして、実効値３０Ｖ（Ｔｒ＜１）の半波をビット
「１」と判断し、実効値２４Ｖ（Ｔｒ＞１）の半波をビ
ット「０」と判断する。また、散水制御盤１２側では、
ゼロクロス点である位相角０°から３０°の範囲の位相
カットの有無に応じて、位相カットの無い交流半波をビ
ット「１」と判断し、位相カットされた交流半波をビッ
ト「０」と判断する。このようにして複数の電磁弁Ｖへ
の駆動指令信号と複数の流量計Ａからの流量信号が、デ
ータ間で干渉することなく双方向に通信される。

【００１４】また、端末機器１３ａは、０．５秒の１サ
イクルタイム（ＡＣ５０Ｈｚの５０半波分、またＡＣ６
０Ｈｚの６０半波分に相当）内で１回ずつ識別番号順に
１ビットのデータビットを送信又は受信するよう時分割
で通信するため、識別番号が例えばＶ５とＶ８の電磁弁
Ｖに対する開弁指令は、図５に示すようにスタートビッ
ト「１」が重畳された半波から５番目と８番目の半波に
ビット「１」として重畳される。同様にまた、識別番号
が例えばＡ５とＡ７の流量計Ａからの流量パルスは、ス
タートビット「１」が重畳された半波から７番目と１０
番目の半波にビット「１」として重畳される。

【００１５】なお、地域によって異なる電源周波数に対
応するため、１サイクルタイムの末期に２種類の待機時
間を用意し、５０Ｈｚ地域に対してはデータ搬送に用い
る交流半波４９波の後にデータ搬送とは無関係な待機波
を１半波挿入し、６０Ｈｚ地域に対してはデータ搬送に
用いる交流半波４９波の後に待機波を１１波設け、サイ
クルタイムの違いが吸収できるよう配慮してある。ま
た、使用する流量計Ａは、積算流量に応じて一定流量を
計量するごとに流量パルスを出力する構成であるため、
１パルス当たり例えば１．９１２ｃｃの分解能を有する
が、測定対象である流量は毎分０〜４０００ｃｃの範囲
にあり、しかも１サイクルタイムが０．５秒であるた
め、全部で３２個ある流量計Ａには１ビットの上りデー
タ転送期間として０．５秒しか与えられないという制約
がある。そこで、流量計Ａの出力パルスを３２分周器
（図示せず）にて３２分周し、１パルス当たりが６１．
２ｃｃを示す流量パルスに変換し、こうして変換された
流量パルスを毎分１２０パルス送信できるようにするこ
とで、最大で毎分７３４２ｃｃの計量を可能にしてあ
る。

【００１６】ここで、散水制御盤１２内に引き込まれた
商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）は、図３に示したように
トランス２０の一次側に接続される。このトランス２０
の二次側には、３０Ｖタップと２４Ｖタップにそれぞれ
トライアックＴ１，Ｔ２を接続してある。ＺＣ１，ＺＣ
２は、トライアックＴ１，Ｔ２をオンオフ制御するゼロ
クロストリガ回路であり、ともに駆動指令信号発生器２
１のビット出力の「１」，「０」に応じて相補的に導通
指令を発する。すなわち、ゼロクロストリガ回路ＺＣ１
がビット「１」を受けてトライアックＴ１を導通させる
ときは、ゼロクロストリガ回路ＺＣ２が反対にビット
「０」を受けてトライアックＴ２を非導通とし、３０Ｖ
の交流電圧が出力され、ゼロクロストリガ回路ＺＣ２が
ビット「１」を受けてトライアックＴ２を導通させると
きは、ゼロクロストリガ回路ＺＣ１が反対にビット
「０」を受けてトライアックＴ１を非導通とし、２４Ｖ
の交流電圧が出力される。こうして、トランス２０によ
って降圧された交流は、駆動指令信号送信器２２が発す
るデータビットに応じて、半波単位で実効値３０Ｖと２
４Ｖの２値に振幅変調される。

【００１７】また、ＳＶコントローラ１３側では、搬送
波である駆動電圧波形のうち、位相角０°から３０°の
部分を常時カットしており、例えば流量計Ａ５から出力
された流量信号がある場合、送信できるタイミング、す
なわちスタートビットから８番目の半波がくると（図５
参照）、カット動作を行わず、負荷電流が自然に流れる
ようにして駆動電圧波形を復調するようにしている。

【００１８】本実施例では、駆動指令信号を形成するた
めに駆動交流電圧波形を半波ごとに３０Ｖと２４Ｖに振
幅変調し、また流量信号を形成するために駆動交流電圧
波形の位相角０°から３０°の部分を半波ごとに常時カ
ットしているが、この振幅変調の幅、位相角の範囲は、
いずれも端末機器１３ａである電磁弁の動作に支障のな
い範囲で設定したものであり、端末機器の種類によって
はこれらの値は変わるものである。

【００１９】次に、散水制御盤１２とＳＶコントローラ
１３について図２、図４を参照して詳細に説明する。

【００２０】散水制御盤１２は、図２に示すようにメイ
ン・コントローラ等の他の機器と接続するためのＩ／Ｆ
インターフェース２２と、散水制御盤１２全体の制御を
行うＣＰＵ２３と、該ＣＰＵ２３の制御内容等を記憶し
たＲＡＭ、ＲＯＭ等のメモリ２４と、ＳＶコントローラ
から送信される流量信号等のデータの入力タイミング信
号を発生するデータ入力タイミング発生回路２５と、駆
動指令信号等のデータの出力タイミング信号を発生する
データ出力タイミング発生回路２６と、駆動指令信号発
生器２１を有し、トランス２０を駆動する駆動回路２７
と、ＳＶコントローラから送信される流量信号を検知す
る入力検知回路２８と、ＣＰＵ２３とデータ入力タイミ
ング発生回路２５等とを接続するＩ／Ｏインターフェー
ス２９を具備し、メイン・コントローラからの指令を受
けて、前述のように駆動指令信号を形成し、これをＳＶ
コントローラ１３に送信する一方、ＳＶコントローラ１
３側からの送信された流量信号を受信し、これを図示し
ないメイン・コントローラやデイスプレイ等に送出する
ように構成されている。

【００２１】ＳＶコントローラ１３は、主スイッチング
回路３０と、バイパス回路３１と、位相カット信号発生
回路３２と、制御用直流電源３３と、Ｌｏ／Ｈｉ判別回
路３４と、スタート記憶回路３５と、計数パルス発生回
路３６と、ビット番号カウンタ３７と、端末番号カウン
タ３８と、合致検出回路３９と、ビット指示回路４０
と、駆動指令信号保持回路４１と、流量信号保持回路４
２と、電磁弁駆動回路４３等を具備し、図６及び図７に
示すフローチャートの内容にしたがって動作するように
構成されている。

【００２２】ここで、主スイッチング回路３０とバイパ
ス回路３１は、ＳＶコントローラ１３の入出端側に互い
に並列に接続されている。主スイッチング回路３０は、
位相カット信号発生回路３２の位相カット信号に応じて
電源線１４を導通又は遮断する。ここで、電源を立ち上
げた直後はＳＶコントローラ１３内の回路への通電がな
されない状態にあるため、電源が投入されてから回路が
作動開始するまでの一瞬の間、バイパス回路３１は、そ
の常閉接点を通じてバイパス通電を行い、その後は電源
が切れるまで電磁リレーにより常閉接点を開成状態に保
つようにしている。

【００２３】制御用直流電源３３は、ＳＶコントローラ
１３のロジックを作動させるためのもので、ＳＶコント
ローラ１３内への通電の間、充電動作をしており、主ス
イッチング回路３０が開く電源立ち上げ時の数ｍ秒の間
でも回路が停止しないようにする。

【００２４】位相カット信号発生回路３２は、電圧の極
性を判別し、その極性が入れ替わる瞬間（ゼロクロス
点）から所定時間の間、トリガ信号を主スイッチング回
路３０に送り、該スイッチング回路３０を開く。これに
より、搬送波である駆動電圧波形の位相角０°から３０
°の部分がカットされる。この位相カット信号発生回路
３０は、流量信号保持回路４２に返送タイミングで流量
信号がある場合、すなわち流量信号保持回路４２から禁
止信号を入力した場合、トリガ信号の出力を停止する。
これにより、駆動電圧波形の位相角０°から３０°の部
分に自然な状態で電流が流れ、駆動電圧波形の復調がな
される（流量信号が駆動電圧波形に重畳され、散水制御
盤１３に送出される）。

【００２５】Ｌｏ／Ｈｉ判別回路３４は、入力した駆動
電圧波形のピーク値からビット「１」かビット「０」を
判断し、これを指示信号としてスタート記憶回路３５と
駆動信号保持回路４１にそれぞれ送出する。ここで、ビ
ット「１」かビット「０」かの判断の基準となる基準電
圧は、判断前にＳＶコントローラ１３が入力した駆動電
圧波形の平均電圧（ロウレベルＬｏの電圧とハイレベル
Ｈｉの電圧との間の中間電圧）である。

【００２６】スタート記憶回路３５は、Ｌｏ／Ｈｉ判別
回路３４からハイレベルＨｉの信号を入力したとき、こ
れをスタートビットと判別して回路がスタートしたこと
を記憶保持し、計数パルス発生回路３６から受け取る信
号の立ち上がりでビット番号カウンタ３７、端末番号カ
ウンタ３８及びビット指示回路４０に対して作動許可信
号を供給し、その状態を続ける。ただし、１サイクルタ
イムが完了した後は、端末番号カウンタ３８からのリセ
ット信号により記憶値をリセットし、スタートビットを
入力待機する状態に復帰する。

【００２７】計数パルス発生回路３６は、駆動電圧波形
の極性を検出し、位相カット信号発生回路３０と同様、
数ｍｓのパルスを発生してスタート記憶回路３５に対す
る許可出力タイミング信号とし、同時にまたビット番号
カウンタ３７のカウントアップタイミング信号として出
力する。

【００２８】ビット番号カウンタ３７は、スタート記憶
回路３５から作動許可信号が供給されているときに、計
数パルス発生回路３６から計数パルスを受けたときに現
在値をインクリメントし、計数値を１だけ増加させる。
ただし、スタートビットに続くデータビットは、作動許
可信号がスタート記憶回路３５を通過するときに数十ナ
ノ秒程度遅れるため、スタートビット直後はビット番号
カウンタ３４も端末番号カウンタ３８も計数値「０」か
ら動作開始する。また、動作開始したビット番号カウン
タ３７は、１，２．０，１．２．０，．．．のごとく、
インクリメントによって計数値が「２」から「０」に切
り替わるときに、桁上がり信号を端末番号カウンタ３８
に供給して端末番号カウンタ３８の計数値（ＳＶコント
ローラ１３の番号に対応する０〜１５までのいずれかの
値）をインクリメントする。なお、ビット番号カウンタ
３６の出力である０，１，２の計数値は、デコードデー
タの形で流量信号保持回路４２と駆動指令信号保持回路
４０に用いられる。

【００２９】端末番号カウンタ３８は、スタート記憶回
路３５から作動を許可されている期間中に、ビット番号
カウンタ３６からの桁上がり信号を入力して計数値をイ
ンクリメントし、計数値をバイナリ４ビットデータ００
００〜１１１１として、合致検出回路３９に常時出力す
る。

【００３０】合致検出回路３９には、端末番号カウンタ
３８の外に端末番号設定スイッチ回路４４が接続されて
いる。この端末番号設定スイッチ回路４４は、内蔵する
４個のスイッチを適宜組み合わせることにより、各ＳＶ
コントローラ１３にバイナリ４ビットデータからなる端
末番号を設定する。すなわち、１６個のＳＶコントロー
ラ１３に０〜１５（００００〜１１１１）までの端末番
号を付与して、駆動指令信号や流量信号の所属端末の識
別を行う。合致検出回路３９は、端末番号カウンタ３８
から受け取るデータ（現在値）と端末番号設定スイッチ
回路４４から受け取る４ビットバイナリデータとを比較
し、両データが一致している間に限って、ビット指示回
路４０に対して出力許可信号を供給する。

【００３１】ビット指示回路４０は、スタート記憶回路
３５から供給される作動許可信号と合致検出回路３９か
らの出力許可信号との論理積をとり、両信号が一致して
いることを条件に、ビット番号カウンタ３７が出力する
ビットデータをビット指示信号として駆動指令信号保持
回路４１と流量信号保持回路４２に供給する。

【００３２】駆動指令信号保持回路４１は、ビット指示
回路４０からビット指示信号を供給されている状態にお
いて、Ｌｏ／Ｈｉ判別回路３４の出力がハイレベルＨｉ
であれば、これを自己保持して電磁弁Ｖのための駆動回
路４３に開弁指令を出力する。また、その逆に、Ｌｏ／
Ｈｉ判別回路３２の出力がロウレベルＬｏであれば、自
己保持状態をリセットし、駆動回路４３に対して閉弁指
令を出力する。なお、散水制御盤１２とＳＶコントロー
ラ１３との間の通信ずれや或いはなんらかのトラブルが
原因で、電磁弁Ｖに対する開弁指令があった次のサイク
ルタイムでスタートビットや閉弁指令が受信されない場
合に、電磁弁Ｖが半永久的に開弁状態に固定されてしま
う不都合を防止するため、駆動指令信号保持回路４０は
開閉弁指令を１サイクルタイムごとに受け付けるワンシ
ョット回路で構成してあり、このため開閉弁指令が中断
しても一定時間（約１秒）後に電磁弁Ｖは自動的に閉弁
し、二次災害が防止される。

【００３３】流量信号保持回路４２は、流量計Ａの流量
パルスをデータ転送タイミングが到来するまで保持して
おり、ビット指示回路３９の出力指示信号が存在すると
きに、保持した流量パルスを作動禁止信号として位相カ
ット信号発生回路３２に供給し、駆動電圧波形の位相カ
ットを禁止する。そして、次の瞬間に、それまで保持し
ていた流量パルスをリセットし、次の入力に備えて待機
する。また、この流量信号保持回路４２は、流量計Ａの
出力流量パルスがロウレベルからハイレベルに立ち上が
るときのエッジにのみ反応して流量パルスを保持するた
め、仮に流量パルスがハイレベルのまま停滞しても、不
必要なパルスの取り込みがなされることはない。

【００３４】ところで、緑地に対する散水制御は、電磁
弁Ｖを開弁した時点から一定時間が経過した時点で散水
を停止するタイマ管理方式か、又は電磁弁Ｖを開弁した
時点から積算流量が一定値に達した時点で散水を停止す
る流量管理方式によって可能であるが、ここでは主とし
て流量管理方式が用いられる。

【００３５】次に、ＳＶコントローラ１３が散水制御盤
１２から駆動指令信号を入力したときの動作を説明す
る。

【００３６】電源を投入すると、散水制御盤１２から電
源線１４を介して電流がＳＶコントローラ１３に供給さ
れ、ＳＶコントローラ１３は動作を開始する。そして、
Ｌｏ／Ｈｉ判別回路３４が駆動電圧波形からビット
「１」、「０」を判別して、ビット「１」を検出する
と、スタート記憶回路３５がセットされる。スタートビ
ットである第１波が検出された時点で、ビット番号カウ
ンタ３７が計数値「０」から、また端末番号カウンタ３
８は計数値「０」から、それぞれ計数を開始する。以
下、第２番目のゼロクロス点（第２波開始時点）ではビ
ット番号は「１」で端末番号は「０」であり、第３番目
のゼロクロス点（第３波開始時点）ではビット番号は
「２」で端末番号は「０」である。ところで、第４番目
のゼロクロス点でビット番号カウンタ３７の計数値は
「３」にインクリメントしようとするが、このときの桁
上がり信号によってビット番号カウンタ３７はリセット
され、同時に端末番号カウンタ３８はインクリメントさ
れる。その結果、ビット番号カウンタ３６の計数値は
「０」に戻り、端末番号カウンタ３８の計数値は「１」
となる。

【００３７】いま、ビット番号カウンタ３７の計数値が
「０」に戻り、端末番号カウンタ３８の計数値は「１」
となった時点で、端末番号カウンタ３８の出力が、端末
番号設定スイッチ回路４４の設定値に一致し、合致検出
回路３９が出力許可信号を出力したとする。このとき、
ビット指示回路４０は既にスタート記憶回路３５から作
動許可信号を受けており、加えて合致検出回路３９から
出力許可信号を受けることで出力条件が揃うため、ビッ
ト番号カウンタ３７の出力（デコードデータ）が駆動指
令信号保持回路４１に送り出される。これにより、端末
番号第１番のＳＶコントローラ１３の傘下にある電磁弁
Ｖ（番号Ｖ４）に対して開弁指令が発される。

【００３８】次にＳＶコントローラ１３から流量信号を
散水制御盤１２に送出する動作を説明する。

【００３９】ビット指示回路４０の出力指示値（ビット
番号カウンタの計数値が「０」）を受けた流量信号保持
回路４２に、流量計Ａ（番号Ａ３）に対応した計量パル
スが保持されている場合は、位相カット信号発生回路３
２に対して位相カット禁止信号が供給され、流量信号と
して散水制御盤１２に送出される。位相カット禁止信号
を発した流量信号保持回路３１は、流量パルスの保持を
解除し、新たな流量パルス入力が受けられる状態にリセ
ットされ、また位相カット信号発生回路３２は、第４波
開始時点で位相カット禁止信号を発生した後、再びトリ
ガ信号を発して中断された位相カットを再開する。

【００４０】こうして、第５番目のゼロクロス点でビッ
ト番号は１で端末番号は１に、また第６番目のゼロクロ
ス点でビット番号は２で端末番号は１となる。さらに、
第７番目のゼロクロス点でビット番号は０で端末番号は
２となり、以下同様に、第４８番目のゼロクロス点でビ
ット番号が２で端末番号は１５となり、第４９番目のゼ
ロクロス点で、ビット番号が０となるが、端末番号カウ
ンタ３８が桁上がり信号を発してスタート記憶回路３５
をリセットする。その結果、スタート記憶回路３５のス
タート記憶解除とともに、電源投入直後の状態に復帰す
る。

【００４１】なお、スタート記憶が解除されたのち、交
流５０Ｈｚでは１半波分の待機時間を経て、また交流６
０Ｈｚでは１１半波分の待機時間を経て、１サイクルタ
イムを終了する。

【００４２】一方、散水制御盤１２の側では、データ入
力タイミング発生回路２５がゼロクロス点から一定時間
だけＣＰＵ２３の入力ポートに向けてパルスを出力す
る。そして、このパルスの終了（立ち下がり）でＳＶコ
ントローラ１３の入力ポートが電流の状態をラッチす
る。これと同時に、ＣＰＵ２３に対して割り込みがかか
り、ＣＰＵ２３はデータ入力ルーチンに移行し、入力ポ
ートの状態をすべてメモリ２４に取り込む。ただし、入
力ビットは全部で１２８ビットあり、８ビットずつ１６
回に分けて実行する。ＣＰＵは、ビットの立っているこ
とろの流量カウンタをインクリメントして積算流量を計
算し、割り込み前のルーチンに復帰する。

【００４３】このように、上記システム１１によれば、
電源線１４により結ばれた散水制御盤１２とＳＶコント
ローラ１３との間で、駆動電圧波形に半波ごとに重畳し
た駆動指令信号と、駆動電圧波形に半波ごとに重畳した
流量信号をもって双方向通信するようにしたから、既設
の電源線１４以外に散水制御盤１２とＳＶコントローラ
１３との間に電線敷設や埋設が困難な場合に、電源線１
４を利用して散水制御盤１２から端末コントローラ１３
への給電は勿論、散水制御盤１２とＳＶコントローラ１
３との間で双方向の通信が可能であり、散水制御盤１２
からＳＶコントローラ１３に送信するデータと、ＳＶコ
ントローラ１３から散水制御盤１２に送信するデータと
が、電源線１４上で同時に通信が可能であり、これによ
り優れた通信能率を確保することができる。

【００４４】また、上記システム１１によれば、散水制
御盤１２からＳＶコントローラ１３に送信する駆動指令
信号は、トランス２０の二次側の３０Ｖのタップと２４
Ｖのタップを切り替えることで形成するものであるか
ら、従来技術に比して非常に簡単であり、特別な回路を
使用しなくても済み、コストがかからない。また、ＳＶ
コントローラ１３から散水制御盤１２に送信する流量信
号は、駆動電圧波形の位相角０°から３０°の範囲の部
分をカットしておき、このカットされた部分に電流を通
して波形を復調することで形成するもののであるから、
同様に簡単であり、特別な回路を使用しなくても済み、
コストがかからない上に、駆動指令信号と干渉し合うこ
とがないから、信頼性が高い。

【００４５】さらに、２４Ｖから３０Ｖへの変調や、位
相角０°から３０°の範囲における電圧波形のカット
は、電磁弁Ｖの駆動に実質的に支障を与えるものではな
い。

【００４６】さらにまた、複数の端末機器１３ａに、そ
れぞれ固有の識別番号を与え、所定周期のサイクルタイ
ム内で識別番号順に１ビットのデータビットを送信又は
受信する構成としたから、散水制御盤１２は１サイクル
タイム内で複数の端末機器１３ａに対して順番に１ビッ
トの制御情報を与え、かつまた複数の端末機器１３ａか
ら順番に１ビットの情報を回収することができ、例えば
商用交流電源を利用した場合には、半波単位で１秒間に
１００波又は１２０波の交流半波の利用が可能であり、
これらの波数を端末機器１３ａの数で除して得られる値
の逆数を１サイクルタイムとすることができるため、各
々１００個に満たない端末機器であれば１秒以下のサイ
クルタイムをもって端末コントローラ１３の制御及び情
報回収が可能である。

【００４７】なお、上記実施例において、上記システム
１１は、ゴルフ場等の緑地管理システムに限定されるこ
となく、ビニルハウスでの野菜の栽培等の給水、施肥シ
ステムにも適用できるものである。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電源線により結ばれた中央制御装置と端末コントローラ
との間で、駆動電圧波形を半波ごとに半波ごとに端末機
器の駆動に支障のない範囲で電圧を変動させて形成した
駆動指令信号と、端末機器の駆動に支障のない位相角の
範囲で駆動電圧波形をカットし、このカットした位相角
の部分を復調することにより形成したセンサの検知信号
をもって双方向通信するようにしたから、既設の電源線
以外に中央制御装置と端末コントローラとの間に電線敷
設や埋設が困難な場合に、電源線を利用して中央制御装
置から端末コントローラへの給電は勿論、中央制御装置
と端末コントローラとの間で双方向の通信が可能であり
（電源線上で同時に２種類のデータによる双方向通信が
可能であり）、優れた通信能率を確保することができる
等の優れた効果を奏する。また、信号の形成に特殊な回
路を必要とせず、従来技術のようにコストがかからず、
非常に廉価で提供することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の双方向データ通信システムの一実施例
を示す概略システム構成図である。

【図２】中央制御装置側である、散水制御盤のブロック
図である。

【図３】散水制御盤側に設けられた駆動信号発生手段の
ブロック図である。

【図４】端末コントローラであるＳＶコントローラのブ
ロック図である。

【図５】駆動電圧波形に重畳させた駆動指令信号と検知
信号（流量信号）の関係を示す図である。

【図６】駆動指令信号の入力時におけるＳＶコントロー
ラの動作を説明するフローチャートである。

【図７】検知信号（流量信号）の出力時におけるＳＶコ
ントローラの動作を説明するフローチャートである。

【図８】従来の緑地管理システムの一例を示す概略シス
テム構成図である。

【符号の説明】

１１ 双方向通信システム １２ 散水制御盤 １３ 端末コントローラ １３ａ 端末機器 １４ 電源線 ２０ トランス ２５ データ入力タイミング発生回路 ２６ データ出力タイミング発生回路 ３２ 位相カット信号発生回路 ３４ Ｌｏ／Ｈｉ判別回路 ４１ 駆動指令信号保持回路 ４２ 流量信号保持回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアクチュエータとセンサとを接続
   した端末コントローラを、電源線を介して中央制御装置
   に接続し、該中央制御装置から前記アクチュエータに該
   電源線を介して伝送する駆動電圧波形に、該アクチュエ
   ータの駆動に支障のない範囲で半波ごとに電圧を変動さ
   せて形成した駆動指令信号を重畳する一方、前記アクチ
   ュエータの駆動に支障のない範囲において前記駆動電圧
   波形の位相角を半波ごとにカットし、このカットされた
   位相角の部分を復調することにより形成した前記センサ
   の検知信号を重畳することを特徴とする双方向データ通
   信方式。
2. 【請求項２】 複数のアクチュエータとセンサとを接続
   した端末コントローラと、電源線を介して前記端末コン
   トローラに接続した中央制御装置と、該中央制御装置に
   設けられ、前記アクチュエータに電源線を介して伝送す
   る駆動電圧波形に、該アクチュエータの駆動に支障のな
   い範囲で半波ごとに電圧を変動させて駆動指令信号を形
   成して重畳する、駆動信号発生手段と、前記駆動電圧波
   形の位相角を半波ごとに前記アクチュエータの駆動に支
   障のない範囲でカットし、このカットされた位相角の部
   分を復調することにより前記センサの検知信号を形成し
   て重畳する検知信号送付手段とを具備することを特徴と
   する双方向データ通信システム。