KR101268556B1 - 통신 시스템 및 통신 방법 - Google Patents

Abstract

통신 장치(1)는 전송 신호 수신부(10)에서 수신한 전송 신호(Vs)의 스테이트를 해석하는 제1 프로토콜 해석부(11)를 포함한다. 전송 제어부(14)는 해석 결과에 따라, 통신 적합 기간과 통신 부적합 기간의 판정을 행한다. 통신 적합 기간이라고 판정되면, 전송 제어부(14)는 방식 신호 송신부(12)로 하여금 제2 프로토콜에 따라 패킷을 신호선(Ls)에 송신하도록 한다. 그 결과, 단순하게 캐리어 상태만을 판단하여 전송 신호(Vs)에 중첩되는 종래예에 비해, 캐리어 상태 변화에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 억제하면서 상대적으로 많은 데이터를 전송할 수 있다. 따라서, 시분할 다중 전송 시스템과 신호선(Ls)을 공유하면서 데이터 전송의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

통신 시스템 및 통신 방법{COMMUNICATION SYSTEM AND COMMUNICATION METHOD}

본 발명은 통신 시스템 및 통신 방법에 관한 것이며, 특히 기존의 시분할 다중 전송 시스템과의 사이에 신호선을 공동으로 사용하도록 된 통신 시스템 및 통신 방법에 관한 것이다.

종래, 마스터 기기에 대해서 하나 내지 복수개의 슬레이브 기기가 2선식의 신호선(two-wire signal line)에 의해 병렬 접속된, 일본 특허출원 공개번호 2005-73075호에 개시된 것과 같은, 시분할 다중 전송 시스템이 제안되어 있다. 이러한 시분할 다중 전송 시스템은, 마스터 기기와 슬레이브 기기 사이에서의 데이터 전송을 행하는 것이다.

이러한 시분할 다중 전송 시스템으로서, 도 11에 나타낸 바와 같은 원격 감시 및 제어 시스템이 제안되어 있다. 이 원격 감시 및 제어 시스템은 마스터 기기인 전송 유닛(21)에, 2선식의 신호선(Ls)을 통하여, 슬레이브 기기인 입력 단말(22)과 제어 단말(23)을 접속한 것이다. 원격 감시 및 제어 시스템은 입력 단말(22)에 설치한 스위치나 센서 등으로부터의 감시 입력에 따라, 제어 단말(23)에 설치한 부하(L)를 제어한다. 입력 단말(22) 및 제어 단말(23)에는 각각 어드레스가 설정되어 있다.

전송 유닛(21)은 전송 신호(Vs)에 포함된 어드레스 데이터를 사이클에 따라 변화시켜, 입력 단말(22) 및 제어 단말(23)을 차례로 액세스하는 상시 폴링(constant polling)을 행한다. 한편, 입력 단말(22)에 감시 입력이 입력되면, 감시 입력에 대응하는 감시 데이터(monitoring data)가 전송 유닛(21)에 전송된다. 전송 유닛(21)은, 감시 데이터를 수신하면, 어드레스에 의해 입력 단말(22)과 대응 관계가 설정된 제어 단말(23)에 대해서, 감시 데이터에 대응하는 제어 데이터를 전송하고, 제어 단말(23)을 통하여 부하(L)를 제어한다. 입력 단말(22)에 감시 입력을 부여하는 수단으로서는, 스위치뿐만 아니라, 스위치와 등가로 취급할 수 있는 센서를 사용할 수 있다. 이하에서는, 스위치의 조작에 의해 입력 단말(22)에 감시 입력이 부여되는 것으로 설명한다. 즉, 감시 입력이 스위치의 조작에 대응하여 발생하기 때문에, 감시 입력을 조작 입력이라고 한다.

전술한 바와 같은 시분할 다중 전송 시스템에서는, 폴링/셀렉팅 방식(polling/selecting system)의 프로토콜(이하, "제1 프로토콜"이라고 함)에 따라, 마스터 기기[전송 유닛(21)]를 통해 슬레이브 기기[입력 단말(22)과 제어 단말(23)]끼리 통신을 행한다. 그러므로, 통신 속도가 비교적 저속이며, 예를 들면 전력량의 계측 값이나 통화용의 음성과 같이 감시 데이터나 제어 데이터에 비해 통신량이 더 많은 데이터의 전송에는 적합하지 않다.

그래서, 전송 신호(Vs)에 음성 신호를 변조하여 중첩하는 것에 의해, 시분할 다중 전송 시스템과 신호선(Ls)을 공동으로 사용하면서 고속 통신을 행하는 통신 시스템 및 통신 방법이 제안되어 있다(예를 들면, 일본 특허출원 공개번호 1996- 274742호 참조). 일본 특허출원 공개번호 1996-274742호에 기재되어 있는 종래 예에서는, 전송 신호(Vs)가 상승 에지 및 하강 에지에서 발생하는 노이즈(고조파 노이즈)의 영향을 회피하기 위해, 캐리어(carrier)로서의 펄스 열이 하이 레벨 및 로우 레벨로 안정되어 있는 기간에만 음성 신호를 중첩되도록 하고 있다.

그러나, 일본 특허출원 공개번호 1996-274742호에 기재되어 있는 종래 예와 같이, 시분할 다중 전송 시스템에서의 캐리어(펄스 열)가 하이 레벨 및 로우 레벨에서 안정되어 있는 기간을 고속 통신의 통신 기간으로 한 경우, 전송 신호(Vs)의 상태(제1 프로토콜의 전송 상황)에 따라, 통신 기간이 매우 짧아질 수 있어서, 고속 통신의 신호를 전송하는데에는 적합하지 않은 경우가 있다. 그리고, 이와 같이 신호 전송에 적합하지 않은 기간에 데이터 전송을 행하면, 캐리어의 상승 에지나 하강 에지에 발생하는 노이즈의 영향을 받기 쉽게 되어, 데이터 전송의 신뢰성이 저하될 우려가 있다.

본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 시분할 다중 전송 시스템과 신호선을 공유하면서 데이터 전송의 신뢰성을 향상시키는 통신 시스템 및 통신 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 통신 시스템은, 시분할 다중 전송 시스템과 신호선을 공유하는 통신 시스템이다. 시분할 다중 전송 시스템에서, 하나 이상의 슬레이브 기기는 마스터 기기에 2선식의 신호선에 의해 병렬로 접속되고, 마스터 기기와 슬레이브 기기 사이의 데이터 전송은 제1 프로토콜에 따라 시분할로 수행된다.

본 발명의 통신 시스템은, 신호선에 병렬로 접속된 복수개의 통신 장치를 포함한다. 각각의 통신 장치는, 제1 프로토콜에 따라, 시분할 다중 전송 시스템에서의 마스터 기기와 슬레이브 기기 사이에서 전송되는 전송 신호를 수신하는 전송 신호 수신 수단; 다른 통신 장치에 전송할 데이터를 포함하는 패킷을, 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜에 따라 전송 신호에 중첩하여 송신하는 송신 수단; 제2 프로토콜에 따라 다른 통신 장치로부터 신호선을 통해 전송되는 패킷을 수신하는 수신 수단; 및 송신 수단으로 하여금 패킷을 송신하도록 하는 제어 수단을 포함한다. 본 발명의 통신 시스템은 전송 신호 수신 수단에 의해 수신되고 제1 프로토콜에 따라 전송된 전송 신호를 해석하여, 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송 상태를 구하는 제1 프로토콜 해석 수단을 포함한다.

통신 장치는, 제1 프로토콜 해석 수단에 의해 해석된 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태가 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능한 상태인지 여부를 판정하고, 이러한 상태가 전송에 이용가능한 것으로 판정된 경우에, 송신 수단으로 하여금 패킷을 송신하도록 한다.

이 구성에 의하면, 시분할 다중 전송 시스템의 마스터 기기와 슬레이브 기기 사이에서 전송되는 제1 프로토콜의 전송 신호를 수신 수단에 의해 수신하고, 수신한 전송 신호로부터 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태를 제1 프로토콜 해석 수단에 의해 해석한 경우에, 해석된 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태가 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능한 상태인지 여부를 판정하고, 전송에 이용가능하다고 판정한 경우에, 다른 통신 장치에 전송해야 할 데이터를 포함한 패킷을, 송신 수단으로 하여금 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜에 따라 전송 신호에 중첩하여 송신한다. 따라서, 단순하게 파형만을 판단하여 전송 신호에 신호를 중첩되는 종래 예에 비해, 전송 신호 상태 변화에 의해 발생하는 노이즈의 영향이나, 신호의 전압 반전에 의한 과도 응답의 영향을 억제하면서, 상대적으로 많은 데이터를 전송할 수 있다. 그 결과, 시분할 다중 전송 시스템과 신호선을 공유하면서 데이터 전송의 신뢰성이 향상된 통신 시스템을 제공할 수 있다.

바람직하게는, 제어 수단이, 펄스 열로 이루어지는 상기 전송 신호의 상승 에지 또는 하강 에지로부터 소정의 대기 시간만큼 대기한 후에 송신 수단으로 하여금 제2 프로토콜에 따라 패킷을 송신하도록 할 수 있다. 이 구성에 의하면, 전송 신호의 상승 에지 및 하강 에지 시에 발생하는 노이즈의 영향을 덜 받게 되어, 데이터 전송의 신뢰성이 더욱 향상된다.

바람직하게는, 송신 수단이 캐리어를 데이터로 변조하여 이루어지는 패킷을 전송 신호에 중첩하여 송신하고, 수신 수단이 전송 신호에 중첩된 패킷을 수신하는 동시에, 패킷으로부터 데이터를 복조하고, 또한 전송 신호에 캐리어가 중첩되어 있는지 아닌지의 여부를 검출하도록 구성할 수 있다. 송신 수단은, 수신 수단에 의해 캐리어가 검출되지 않으면, 즉시 패킷을 송신하고, 캐리어가 검출되고 소정 시간이 경과한 후에 패킷을 송신하도록 구성할 수 있다. 제어 수단은, 제2 프로토콜에 따라 패킷에 의한 데이터가 전송되는 동안에는, 송신 수단으로 하여금 대기 시간에 캐리어를 전송 신호에 중첩시키도록 구성될 수 있다. 이 구성에 의하면, 통신을 행하고 있는 통신 장치가 대기 시간에 캐리어를 전송 신호에 중첩시키므로, 새롭게 통신을 개시하고자 하는 다른 통신 장치는 통신을 개시하지 않으므로, 통신의 충돌을 회피할 수 있다.

바람직하게는, 제어 수단은, 제2 프로토콜에 의한 데이터의 전송이 개시될 때까지, 대기 시간보다도 긴 제2 대기 시간이 경과한 후에, 송신 수단으로 하여금 제2 프로토콜에 따라 패킷을 송신하도록 할 수 있다. 이 구성에 의하면, 통신을 행하고 있는 다른 통신 장치가, 전송 신호에 중첩된 제2 캐리어를 검출할 수 없는 경우라도, 제2 대기 시간이 경과할 때까지는 새로운 통신을 개시하지 않으므로, 통신의 충돌을 확실하게 회피할 수 있다.

바람직하게는, 제어 수단은, 패킷의 길이가 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송 동안, 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능한 기간보다 더 긴 경우에, 송신 수단으로 하여금, 데이터 전송이 패킷의 전송에 이용가능하지 않은 타이밍과 동기하여, 패킷에 무효 데이터를 포함하여 송신하도록 해도 된다. 이 구성에 의하면, 제1 프로토콜의 데이터 전송이 패킷의 전송에 적합하지 않은 기간의 양끝에서도 패킷을 송신할 수 있어서, 데이터 전송에 필요한 패킷의 수를 줄여 통신 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 다른 형태로서, 제어 수단은, 송신 수단이 하나의 메시지를 분할한 복수개의 데이터를 각각 연속된 복수개의 패킷으로 송신할 때에, 제1 프로토콜의 데이터 전송이 제2 프로토콜의 패킷의 전송에 이용가능하지 않은 기간이 복수개의 패킷 사이에 존재하고, 또한 상기 기간을 포함하는 패킷의 송신 간격이 소정의 타임아웃 시간보다 길어진다고 예측했을 경우에, 상기 상태로 되는 기간의 개시 전에 최후에 송신하는 제2 프로토콜의 패킷의 송신 타이밍을 늦추어도 된다. 이 구성에 의하면, 수신측의 통신 장치에서, 패킷의 수신 간격이 타임아웃 시간을 초과할 확률을 감소시켜, 데이터의 전송 효율을 향상시킬 수 있다.

바람직하게는, 제1 프로토콜에는 슬레이브 기기로부터 마스터 기기에의 데이터 전송의 개시를 요구하기 위한 중간 개입 신호를 전송하는 중간 개입 요구 기간과 중간 개입 요구를 한 슬레이브 기기가 우선적으로 데이터 전송을 행하는 우선 기간이 규정되어 있도록 할 수 있다. 통신 장치는, 신호선을 통하여 중간 개입 신호를 마스터 기기에 전송하는 중간 개입 신호 전송 수단을 구비한다. 제어 수단은, 중간 개입 신호 전송 수단에 중간 개입 신호를 전송시킨 후, 송신 수단으로 하여금 제2 프로토콜의 패킷을 우선 기간에 송신하도록 할 수 있다. 이 구성에 의하면, 제1 프로토콜에 규정되어 있는 중간 개입 신호를 중간 개입 신호 전송 수단으로부터 신호선을 통하여 마스터 기기에 전송하고, 중간 개입 신호를 전송시킨 후, 중간 개입 신호에 대응하는 제1 프로토콜의 우선 기간에 제2 프로토콜의 패킷을 송신하므로, 제2 프로토콜의 패킷을 확실하고 또한 신속하게 전송할 수 있다.

또한, 다른 형태로서, 제1 프로토콜에는 마스터 기기로부터 슬레이브 기기에 대해서 데이터 전송을 요구하기 위한 데이터 전송 요구 커맨드를 전송하는 커맨드 전송 기간과 상기 커맨드에 따라 요구를 받은 슬레이브 기기가 데이터 전송을 행하는 데이터 전송 기간이 규정되어 있어도 된다. 제어 수단은, 제1 프로토콜 해석 수단의 해석 결과로부터 커맨드 전송 기간에 데이터 전송 요구 커맨드가 전송되고 있지 않다고 판단했을 경우에, 송신 수단으로 하여금 제2 프로토콜의 패킷을 데이터 전송 기간에 송신하도록 할 수 있다. 이 구성에 의하면, 제2 프로토콜의 패킷이 전송가능한 기간을 연장할 수 있다.

바람직하게는, 통신 장치가, 제1 프로토콜의 전송 신호가 소정 시간 이상 수신되지 않은 경우에, 제2 프로토콜 전용 모드로 설정하는 모드 설정부를 구비하도록 구성될 수 있다. 제어 수단은, 모드 설정부에 의해 제2 프로토콜 전용 모드에 설정되면, 상기 제2 프로토콜의 패킷 전송을 이용할 수 있는지 여부를 판정하지 않고, 송신 수단으로 하여금 패킷을 송신하도록 한다. 이 구성에 의하면, 통신 장치를 교체하지 않고도, 제2 프로토콜만을 사용하여 통신하는 통신 시스템에 자동으로 이행하는 것이 가능하다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 관한 통신 방법은, 시분할 다중 전송 시스템과 신호선을 공유하는 통신 방법이다. 시분할 다중 전송 시스템은, 마스터 기기에 대해서 복수개의 슬레이브 기기가 2선식의 신호선에 의해 병렬 접속되고, 마스터 기기로부터 슬레이브 기기에의 데이터 전송과 슬레이브 기기로부터 마스터 기기에의 데이터 전송을 제1 프로토콜에 따라 시분할로 행한다.

본 발명의 통신 방법은, 상기 신호선에 병렬 접속된 복수개의 통신 장치를 사용하여, 제1 프로토콜에 따라 시분할 다중 전송 시스템의 마스터 기기와 슬레이브 기기의 사이에서 전송되는 전송 신호를 수신하는 단계와, 제1 프로토콜에 관한 제1 프로토콜 데이터 전송 상태를 구하기 위해, 수신한 전송 신호를 해석하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 통신 방법은, 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태가 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능한지 여부를 판정해서, 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태가 패킷의 전송이 이용가능하다고 판정되면, 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜에 따라 하나의 통신 장치로부터 다른 통신 장치로 전송 신호에 중첩해서 패킷을 송신한다.

본 발명의 방법에 의하면, 시분할 다중 전송 시스템의 마스터 기기와 슬레이브 기기의 사이에서 전송되는 제1 프로토콜에 따른 전송 신호를 수신 수단에 의해 수신하고, 수신한 전송 신호로부터 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태를 제1 프로토콜 해석 수단에서 해석한 경우에, 해석된 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태가 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 적절한 상태인지 여부를 판정해서, 전송에 적합한 것으로 판정되면, 송신 수단으로 하여금 하나의 통신 장치로부터 다른 통신 장치에 전송해야 할 데이터를 포함한 패킷을, 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜에 따라 전송 신호에 중첩하여 송신하므로, 단순하게 파형만을 판정하여 전송 신호에 신호를 중첩되는 종래 예에 비해, 전송 신호 상태 변화에 의해 발생하는 노이즈의 영향을 억제하면서 상대적으로 많은 데이터를 전송할 수 있다. 그 결과, 시분할 다중 전송 시스템과 신호선을 공유하면서 데이터 전송의 신뢰성이 향상된 통신 방법을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 것으로서, (a)는 전체적인 시스템 구성도이고, (b)는 통신 장치의 블록도이다.

도 2는 제1 실시예에 따른 통신 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 3은 제1 실시예에 따른 통신 장치의 동작을 나타내는 타임차트이다.

도 4는 제2 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.

도 5는 제2 실시예에 따른 통신 장치의 동작을 나타내는 타임차트이다.

도 6은 제2 실시예에 따른 통신 장치의 동작을 나타내는 타임차트이다.

도 7은 제2 실시예에 따른 통신 장치의 동작을 나타내는 흐름도이다.

도 8은 제3 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.

도 9는 제4 실시예에 따른 통신 장치의 블록도이다.

도 10은 제4 실시예에 따른 통신 장치의 동작을 나타내는 타임차트이다.

도 11은 종래의 시분할 다중 전송 시스템의 시스템 구성도이다.

도 12는 시분할 다중 전송 시스템에서의 전송 신호의 신호 포맷을 나타내는 도면이다.

이하, 종래 예에서 설명한 시분할 다중 전송 시스템(원격 감시 및 제어 시스템)과 신호선(Ls)을 공유하는 통신 시스템에 본 발명의 기술적 사상을 적용한 실시예에 대하여 설명한다. 다만, 본 발명에 관한 통신 시스템은 신호선을 공유할 수 있는 시분할 다중 전송 시스템의 실시예로 한정되는 것은 아니다.

<제1 실시예>

도 1의 (a)에 본 실시예에 따른 통신 시스템과, 통신 시스템과 신호선(Ls)을 공유하는 시분할 다중 전송 시스템의 시스템 구성을 나타낸다. 시분할 다중 전송 시스템에서는, 마스터 기기[전송 유닛(21)]에 대해서 복수개의 슬레이브 기기[입력 단말(22) 및 제어 단말(23)]가 2선식의 신호선(Ls)에 의해 병렬 접속되어, 도 12의 (a) 및 (b)에 나타낸 전송 신호(Vs)를 마스터 기기(21)와 슬레이브 기기(22, 23)의 사이에서 시분할 다중 전송하도록 되어 있다.

마스터 기기[전송 유닛(21)]는, 신호선(Ls)에 대해서, 도 12의 (a) 및 (b)와 같은 형식의 전송 신호(Vs)를 송출한다. 즉, 전송 신호(Vs)는, 쌍극(±24V)의 시분할 다중 신호이다. 이 전송 신호(Vs)는, 신호 송출 개시를 나타내는 스타트 펄스(SY), 전송 신호(Vs)의 모드를 나타내는 모드 데이터(MD), 입력 단말(22)과 제어 단말(23)을 별개로 호출하기 위한 어드레스 데이터(AD), 부하를 제어하기 위한 제어 데이터(CD), 전송 에러를 검출하기 위한 체크섬 데이터(CS), 및 입력 단말(22)이나 제어 단말(23)로부터의 반송 신호를 수신하는 타임슬롯인 신호 반송 기간(WT)으로 이루어져 있다. 본 실시예의 시분할 다중 전송 시스템에서는, 펄스 열로 이루어진 캐리어가 펄스 폭 변조된 전송 신호(Vs)에 의해 데이터가 전송되도록 되어 있다.

각 입력 단말(22) 및 제어 단말(23)에서는, 신호선(Ls)을 통하여 수신한 전송 신호(Vs)의 어드레스 데이터가, 각각에 설정되어 있는 어드레스 데이터(개별의 어드레스 데이터)와 일치하면, 전송 신호(Vs)로부터 제어 데이터가 다운로드되고, 전송 신호(Vs)의 신호 반송 기간(WT)에 동기하여 감시 데이터를 전류 모드의 신호[신호선(Ls)을 적절한 저임피던스를 통하여 단락시킴으로써 송출되는 신호]로서 반송한다. 또한, 입력 단말(22) 및 제어 단말(23)의 내부 회로의 전원은, 신호선(Ls)을 통하여 전송되는 전송 신호(Vs)를 정류해서 안정화시켜서 공급된다.

마스터 기기(21)는, 전송 신호(Vs)에 포함되는 어드레스 데이터를 항상 주기적으로 변화시켜 입력 단말(22) 및 제어 단말(23)을 차례로 액세스하는 상시 폴링(continuous polling)을 행한다. 이러한 상시 폴링이 행해질 때에, 전송 신호(Vs)에 포함되는 어드레스 데이터가 일치하는 입력 단말(22) 또는 제어 단말(23)에서는, 전송 신호(Vs)에 제어 데이터가 포함되어 있으면, 제어 데이터를 판독하여 동작하고, 입력 단말(22) 또는 제어 단말(23)의 동작 상태를 감시 데이터로서 마스터 기기(21)에 반송한다.

한편, 마스터 기기(21)는 어느 하나의 입력 단말(22)에서 스위치로부터의 조작 입력에 대응하여 발생한, 도 12의 (c)에 나타낸 것과 같은 중간 개입 신호(Si)를 수신한 경우에, 중간 개입 신호(Si)를 발생한 입력 단말(22)을 검출한 후, 그 입력 단말(22)에 액세스하여 조작 입력에 대응하는 감시 데이터를 반송시키도록 하는 중간 개입 폴링(interrupt polling)도 행한다. 그리고, 중간 개입 신호(Si)는 스타트 펄스(SY)의 기간 중 일부의 기간[도 12에서는 스타트 펄스(SY)의 전반기 기간]에 발생한다.

더 구체적으로 말하면, 마스터 기기(21)에서는, 어드레스 데이터를 주기적으로 변경하는 전송 신호(Vs)를 신호선(Ls)에 상시 송출하는 상시 폴링을 행한다. 마스터 기기(21)는, 입력 단말(22)로부터 발생한 중간 개입 신호(Si)를 전송 신호(Vs)의 스타트 펄스(SY)에 동기하여 검출하면, 모드 데이터(MD)를 중간 개입 폴링 모드로 설정한 전송 신호(Vs)를 전송 유닛(21)으로부터 송출한다. 중간 개입 신호(Si)를 발생한 입력 단말(22)은, 중간 개입 폴링 모드에서 설정된, 전송 신 호(Vs)에서의 어드레스 데이터의 상위 비트와 일치하면, 입력 단말(22)에 설정되어 있는 어드레스 데이터의 하위 비트를 회신 데이터로서 전송 신호(Vs)의 신호 반송 기간(WT)에 동기하여 반송한다. 이와 같이 하여, 전송 유닛(21)에서는 중간 개입 신호(Si)를 발생한 입력 단말(22)의 어드레스를 획득한다.

따라서, 중간 개입 신호(Si)를 발생한 입력 단말(22)의 어드레스를 전송 유닛(21)이 획득하면, 마스터 기기(21)에서는, 감시 데이터의 반송을 요구하는 전송 신호(Vs)를 입력 단말(22)에 송출한다. 입력 단말(22)은 조작 입력에 대응하는 감시 데이터를 마스터 기기(21)에 반송한다. 마스터 기기(21)는, 감시 데이터를 수신하면, 대응하는 입력 단말(22)의 조작 입력을 클리어(clear)하도록 하는 지시를 부여한다. 입력 단말(22)은 조작 입력의 클리어를 나타내는 정보를 반송한다. 즉, 마스터 기기(21)에서는, 중간 개입 신호(Si)를 검출하는 전송 신호(Vs)를 포함하여, 4개의 전송 신호(Vs)에 의해 조작 입력을 수신하게 된다.

감시 데이터를 수신한 마스터 기기(21)는, 어드레스의 대응 관계에 의해 입력 단말(22)에 미리 대응하고 있는 제어 단말(23)에 대한 제어 데이터를 생성하고, 이 제어 데이터를 포함하는 전송 신호(Vs)를 신호선(Ls)에 송출하여, 제어 단말(23)에 설치된 부하(L)를 제어한다.

제1 실시예의 통신 시스템은, 신호선(Ls)에 서로 병렬로 접속된 복수개(도시한 예에서는 2개)의 통신 장치(1, 1)와, 각 통신 장치(1, 1)에 대해서 송신 데이터를 출력하며 통신 장치(1, 1)로부터 수신 데이터를 입력하는 단말 장치(2, 2)를 포함하여 구성된다. 즉, 통신 장치(1, 1)는 신호선(Ls)을 통한 통신(데이터 전송)을 행하며, 단말 장치(2, 2)는 송신할 데이터를 생성하거나 수신한 데이터를 처리한다. 다만, 이와 같은 단말 장치(2, 2)는 일반적인 컴퓨터 장치 등으로 실현이 가능하므로, 상세한 구성이나 동작에 대한 설명은 생략한다.

통신 장치(1)는, 도 1의 (b)에 나타낸 바와 같이, 시분할 다중 전송 시스템의 마스터 기기(21)와 슬레이브 기기(22, 23)의 사이에서 전송되는 제1 프로토콜에 따른 전송 신호(Vs)를 수신하는 전송 신호 수신부(10)와, 제1 프로토콜에 따라 전송되고 전송 신호 수신부(10)에서 수신한 전송 신호(Vs)를 해석하여 제1 프로토콜 데이터 전송 상태(이하, "스테이트"라고 함)를 구하는 제1 프로토콜 해석부(11)를 구비한다. 또한, 통신 장치(1)는 다른 통신 장치(1)에 전송해야 할 데이터를 포함하는 패킷을, 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜에 따라, 전송 신호(Vs)에 중첩하여 송신하는 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)와, 다른 통신 장치(1)가 송신한 제2 프로토콜의 패킷을 신호선(Ls)으로부터 수신하는 제2 프로토콜 방식 신호 수신부(13)를 구비한다. 또한, 통신 장치(1)는, 제1 프로토콜 해석부(11)에 의해 해석된 스테이트가 제2 프로토콜의 패킷의 전송에 적절한 상태인지 여부를 판정해서, 전송에 이용가능한 것으로 판정되면, 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로 하여금 패킷을 송신하도록 하는 전송 제어부(14)를 포함한다. 각 부분에의 전원 공급은, 시분할 다중 전송 시스템의 슬레이브 기기[입력 단말(22) 및 제어 단말(23)]와 마찬가지로, 마스터 기기[전송 유닛(21)]로부터 신호선(Ls)을 통하여 전송되는 전송 신호(Vs)를 정류해서 안정화시키는 것에 의해 공급하는 방법(이하, "집중 전원공급 방식"이라고 한다)이나, 상용 전원을 정류해서 안정화시키는 것에 의해 공급하는 방법(이하, "로컬 전원공급 방식"이라고 한다) 중 어느 하나의 방법에 따라 행해진다.

전술한 바와 같이, 시분할 다중 전송 시스템에 의해 사용하는 제1 프로토콜에서는, 펄스 열로 이루어지는 캐리어를 펄스 폭 변조한 전송 신호(Vs)를 전송한다. 전송 신호(Vs)에 제2 프로토콜의 패킷을 중첩하는 경우에는, 전송 신호(Vs)가 하이 레벨 또는 로우 레벨에서 안정되어 있는 기간에 중첩을 행하는 것이 바람직하다. 전송 신호(Vs)는, 도 12의 (a) 및 (b)에 나타낸 바와 같은 신호 포맷을 구비한다. 스타트 펄스(SY)의 기간과 신호 반송 기간(WT)은, 전송 신호(Vs)가 하이 레벨 또는 로우 레벨에서 안정되어 있는 시간이 상대적으로 길기 때문에, 이들 기간이 패킷을 중첩하여 전송하는데 적합한 기간(이하, "통신 적합 기간"이라고 한다)으로 고려된다. 그러나, 모드 데이터(MD)로부터 체크섬 데이터(CS)까지의 기간은, 전송 신호(Vs)가 하이 레벨 또는 로우 레벨에서 안정되어 있는 시간이 상대적으로 매우 짧아지므로, 이 기간은 패킷을 중첩하여 전송하는데 적합하지 않은 기간(이하, "통신 부적합 기간"이라고 한다)으로 고려된다. 또한, 펄스 열의 상승 및 하강의 기간도 전송 신호(Vs)에 고조파 노이즈가 중첩되기 때문에, 통신 부적합 기간으로 간주할 수 있다.

본 실시예의 통신 장치(1)에서는, 전송 신호 수신부(10)가 수신한 전송 신호(Vs)의 스테이트[스타트 펄스(SY), 모드 데이터(MD), 어드레스 데이터(AD), 제어 데이터(CD), 및 체크섬 데이터(CS)의 각 기간 및 신호 반송 기간(WT)]가, 제1 프로토콜 해석부(11)에서 해석한다. 더 구체적으로 설명하면, 제1 프로토콜 해석부(11) 는 소정 시간 이하의 펄스 폭을 가지는 펄스를 카운트한다. 그 후, 제1 프로토콜 해석부(11)는, 상기 소정 시간 이상, 전송 신호(Vs)의 레벨이 변화하지 않는 기간을 검출하면, 상기 레벨이 변화하지 않는 기간부터 신호 반송 기간(WT)의 개시를 인식한다. 예를 들면, 모드 데이터(MD), 어드레스 데이터(AD), 제어 데이터(CD), 및 체크섬 데이터(CS)에서, "0"을 나타내는 펄스의 펄스 폭이 125㎛로 설정되고, "1"을 나타내는 펄스의 펄스 폭이 250㎛로 설정된 경우, 상기 소정 시간을 상기 펄스 폭보다 큰 350㎛로 하면, 제1 프로토콜 해석부(11)는, 350㎛ 이하의 펄스 폭을 가지는 펄스를 28개 이상 연속하여 카운트한 후에, 350㎛ 이상 동안 전송 신호(Vs)의 레벨이 변화하지 않는 기간을 검출하면, 이 기간을 신호 반송 기간(WT)으로 인식한다. 이에 의해, 제1 프로토콜 해석부(11)는 전송 신호(Vs)의 스테이트(state)를 해석할 수 있다.

전송 제어부(14)는, 제1 프로토콜 해석부(11)의 해석 결과[전송 신호(Vs)의 스테이트]에 따라, 통신 적합 기간과 통신 부적합 기간의 판별을 행한다. 즉, 전송 제어부(14)는, 전송 신호(Vs)의 스타트 펄스(SY)의 기간이나 신호 반송 기간(WT)을 통신 적합 기간으로서 인식한다. 또한, 전송 제어부(14)는, 어느 전송 신호(Vs)와 다음의 전송 신호(Vs) 사이의 휴지 기간(rest period)도 통신 적합 기간으로서 인식한다. 전송 제어부(14)는, 통신 적합 기간이라고 판별하는 경우에, 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로 하여금 제2 프로토콜의 패킷을 신호선(Ls)에 송신하도록 하고 있다.

전송 신호(Vs)에 따라, 스타트 펄스(SY)와 유사한 펄스 배열을 갖는 엔드 펄 스(end pulse)를 신호 반송 기간(WT)의 다음에 포함하는 경우가 있다. 이와 같은 전송 신호(Vs)의 경우, 전송 제어부(14)는, 엔드 펄스의 기간도 통신 적합 기간으로 인식할 수 있다. 한편, 전송 제어부(14)는 스타트 펄스(SY)의 기간, 신호 반송 기간(WT), 또는 엔드 펄스의 기간이라도, 중간 개입 신호(Si)나 회신 데이터가 발생할 가능성이 높은 기간[예를 들면, 도 12의 스타트 펄스(SY)의 전반부 기간 등]을 통신 적합 기간이 아닌 통신 부적합 기간으로 인식해도 된다.

다음으로, 도 2의 흐름도를 참조하여, 통신 장치(1)의 동작을 상세하게 설명한다.

먼저, 전원을 공급하여 통신 장치(1)가 기동하면(단계 S1), 전송 신호 수신부(10)가 신호선(Ls)으로부터 전송 신호(Vs)를 수신한다(단계 S2). 전송 제어부(14)는, 단말 장치(2)로부터 입력되는 송신 데이터의 유무를 판단하고(단계 S3), 송신 데이터가 입력되지 않았으면, 전송 신호 수신부(10)를 수신 상태로 유지하는 대기 상태로 한다(단계 S4). 한편, 송신 데이터가 있으면, 전송 신호 수신부(10)가 수신한 전송 신호(Vs)를 제1 프로토콜 해석부(11)에 의해 해석하고, 전송 제어부(14)가 그 해석 결과에 따라 통신 적합 기간과 통신 부적합 기간의 판정을 행한다(단계 S5). 전송 제어부(14)는, 현재 통신 부적합 기간으로 설정된 것으로 판정하면, 통신 적합 기간으로 될 때까지 대기하고(단계 S6), 통신 적합 기간이 설정된 것으로 판정하면, 제2 프로토콜 방식 신호 수신부(13)로 하여금 제2 프로토콜의 패킷 전송에 사용하는 캐리어(제2 캐리어)의 유무를 검출하도록 한다(단계 S7). 제2 프로토콜 방식 신호 수신부(13)가 제2 캐리어를 검출하면, 전송 제어부(14)는 소정 시간 동안 대기한 후(단계 S8), 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로 하여금 제2 프로토콜의 패킷을 신호선(Ls)에 송신하도록 한다(단계 S9). 또한, 제2 프로토콜 방식 신호 수신부(13)가 제2 캐리어를 검출하지 못하면, 전송 제어부(14)는 소정 시간을 대기하지 않고, 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로 하여금 제2 프로토콜의 패킷을 신호선(Ls)에 송신하도록 한다(단계 S8 및 S9). 다만, 전송 신호(Vs)의 스테이트가 변화된 직후[전송 신호(Vs)의 상승 및 하강 직후]에는 고조파 노이즈가 중첩되어 있을 가능성이 높기 때문에, 제2 캐리어가 검출되지 않은 경우라도, 고조파 노이즈가 감쇠하는데 충분한 시간(이하, "대기 시간"이라고 한다)이 경과한 후에 제2 프로토콜의 패킷을 송신한다.

여기서, 송신 데이터의 데이터량이 많은 경우에는, 한 번의 통신 적합 기간 내에 모든 데이터를 송신하지 못하는 경우가 있다. 따라서, 미송신의 데이터가 있는지의 여부를 전송 제어부(14)에서 판단해서(단계 S10), 미송신의 데이터가 남아 있지 않으면, 전송 제어부(14)가 제2 프로토콜의 패킷 송신을 완료하고(단계 S11), 새로운 송신 데이터가 단말 장치(2)로부터 입력될 때까지 대기 상태로 된다(단계 S4). 한편, 미송신 데이터가 남아 있는 경우에는, 통신 부적합 기간 또는 스테이트가 변화하는 기간[전송 신호(Vs)의 상승 및 하강의 기간]을 넘어 다음 회의 통신 적합 기간에 송신을 행하지만, 다음 회의 통신 적합 기간에 다른 통신 장치(1)가 제2 프로토콜의 패킷을 송신하면, 패킷끼리 충돌이 일어나 정상적으로 송신할 수 없게 될 가능성이 있다. 그래서, 전송 제어부(14)에서는, 미송신의 데이터가 남아 있을 경우, 제1 프로토콜 해석부(11)의 해석 결과로부터 다음 회의 통신 적합 기간 을 판단해서, 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로 하여금 제2 캐리어를 신호선(Ls)에 송출하도록 한 후(단계 S12), 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로 하여금 제2 프로토콜의 패킷을 신호선(Ls)에 송신하도록 한다(단계 S9). 이와 같이 미송신의 데이터를 송신하기 위한 패킷의 이전에 제2 캐리어를 신호선(Ls)에 송출하면, 패킷 송신을 개시하도록 하고 있는 다른 통신 장치(1)에서는 통신 적합 기간의 개시 직후에 제2 캐리어를 검출하여 패킷 송신을 중지하기 때문에, 충돌에 의해 패킷이 송신될 수 없게 되는 것을 방지할 수 있다.

여기서, 전송 신호(Vs)의 상승 및 하강의 직후에 중첩한 고조파 노이즈가 대기 시간(t1)을 경과해도 충분히 감쇠되지 않은 경우, 전술한 바와 같이 미송신 데이터를 계속하여 송신하는 위해 대기 시간(t1)에 송출된 제2 캐리어를 다른 통신 장치(1)가 검출할 수 없게 될 수 있다. 그래서, 미송신 데이터의 송신 중에 있는 통신 장치(1)에서는, 대기 시간(t1)의 경과를 기다린 후에, 제2 프로토콜의 패킷을 송신한다. 한편, 제2 프로토콜의 패킷 송신을 개시하는 통신 장치(1)에서는, 도 3에 나타낸 바와 같이 대기 시간(t1)보다 긴 시간(t1+t2)이 경과할 때까지 제2 프로토콜의 패킷을 송신하지 않도록 한다. 이와 같이 하면, 전자의 통신 장치(1)가 송신한 패킷의 제2 캐리어를 후자의 통신 장치(1)가 검출하여 자신의 패킷 송신을 대기시킴으로써, 충돌을 회피할 수 있다.

그런데, 전술한 바와 같이 전송 신호(Vs)의 통신 적합 기간에 맞추어 송신 데이터를 분할하고 복수개의 패킷으로 송신하는 대신에, 다음과 같은 방법으로 송신해도 된다. 예를 들면, 본 실시예에서 예시한 시분할 다중 전송 시스템에서는, 전송 신호(Vs)를 주기적으로 상시 전송하므로, 동기 신호(Vs)의 선두에서의 통신 적합 기간[스타트 펄스(SY)의 기간]과 동기 신호(SY)의 말미에서의 통신 적합 기간[신호 반송 기간(WT)]이 스테이트의 변화[전송 신호(Vs)의 상승 에지 및 하강 에지]의 양측에 연속으로 생기게 되어, 이와 같은 스테이트 변화의 양측에서 연속하여 생기는 복수개의 통신 적합 기간에 걸쳐 제2 프로토콜의 패킷을 송신하면, 송신 데이터의 분할 횟수를 줄여 효율적으로 전송할 수 있다. 다만, 전송 신호(Vs)의 스테이트가 변화하는 기간에서는, 전송 신호(Vs)에 중첩되는 고조파 노이즈의 영향으로, 제2 프로토콜의 패킷이 정확하게 전송되지 않을 가능성이 크다. 그러므로, 전송 신호(Vs)의 스테이트가 변화하는 타이밍에 동기한 기간에서는 제2 프로토콜의 패킷에 무효 데이터(더미 데이터)를 포함하여 송신하도록 하면, 하나의 패킷으로 일괄적으로 송신할 수 있는 데이터(유효 데이터)의 양을 증가시킬 수 있고, 또한 송신 데이터를 분할하여 다수의 패킷으로 송신하는 경우에 비해, 데이터 전송에 필요한 패킷의 수를 줄여 통신 효율을 향상시킬 수 있다. 즉, 제2 프로토콜의 패킷에 포함되는 헤더 및 푸터(footer)에 해당하는 양만큼 통신 효율이 저하되므로, 패킷의 수를 줄이는 것으로, 헤더 및 푸터의 양만큼 통신 효율이 향상된다.

<제2 실시예>

제2 실시예에서의 통신 장치(1)의 블록도를 도 4에 나타낸다. 다만, 기본적인 구성은 제1 실시예에서의 통신 장치(1)와 공통이므로, 공통의 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 적당히 설명을 생략한다.

제2 실시예의 통신 시스템에서는, 의미가 있는 일련의 데이터(이하, "메시 지"라고 함)를 복수개로 분할한 송신 데이터를 단말 장치(2)로부터 통신 장치(1)에 송출하고, 수취한 송신 데이터를 통신 장치(1)에서 차례대로 패킷에 저장하여 송신하고, 수신측의 단말 장치(2)에서는, 패킷을 수신한 통신 장치(1)로부터 수신 데이터를 차례로 받아 원래의 메시지를 재구성하고 있다. 또한, 이러한 통신 시스템에서는, 단말 장치(2)로부터 통신 장치(1)에 입력하는 송신 데이터 및 통신 장치(1)로부터 단말 장치(2)에 출력하는 수신 데이터의 시간 간격이 소정의 타임아웃 시간을 넘었을 때에, 단말 장치(2)가 메시지의 완료라고 판단한다. 예를 들면, 송신측의 단말 장치(2)에서, 하나의 메시지를 6개의 데이터(D1∼D6)로 분할하여 통신 장치(1)에 송출하면, 도 5에 나타낸 바와 같이 단말 장치(2)로부터는 각각의 데이터(D1, …)가 비동기로 송출되어 데이터 송출의 시간 간격 Tn(n=1, 2, …, 6)이 규정된 타임아웃 시간(Tout)을 넘으면, 메시지가 완료된 것으로 된다. 그런데, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이, 통신 부적합 기간을 넘어 복수개의 통신 적합 기간에 제2 프로토콜의 패킷을 전송하는 경우, 통신 적합 기간부터 통신 부적합 기간으로 변화하기 전에 최후에 송신된 패킷으로부터 수취하는 수신 데이터와, 재차 통신 적합 기간이 되어 최초에 송신되는 패킷으로부터 수취하는 수신 데이터와의 시간 간격이 타임아웃 시간을 넘어, 수신측의 단말 장치(2)에서는 타임아웃 시간을 넘은 것으로 메시지의 종료를 잘못 판단할 우려가 있다. 그리고, 이와 같이 메시지의 종료를 잘못 판단하면, 도중까지만 수신한 메시지는 불완전한 메시지이므로 수신측의 단말 장치(2)에서 파기되고, 송신측의 단말 장치(2)에 대해서 메시지의 재송신(재시도)의 요구가 행해져, 통신 효율이 저하된다.

그래서, 본 실시예에서는, 하나의 메시지를 분할한 데이터를 각각 포함하는 패킷을, 통신 부적합 기간을 넘어 복수개의 통신 적합 기간에 송신할 때, 상기 통신 부적합 기간을 포함하는 패킷의 송신 간격이 단말 장치(2)에서 메시지의 끝이라고 판단하는 타임아웃 시간보다 길게 된다고 예측했을 경우, 전송 제어부(14)가 통신 부적합 기간의 개시 전에 최후에 송신하는 제2 프로토콜의 패킷의 송신 타이밍을 지연시킴으로써, 통신 부적합 기간을 넘은 2개의 패킷의 송신 간격이 타임아웃 시간을 초과할 확률을 낮춘다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 통신 장치(1)에는, 단말 장치(2)에서의 타임아웃 시간을 취득하는 타임아웃 시간 취득부(15)가 설치되어 있다. 이 타임아웃 시간 취득부(15)는, 단말 장치(2)로부터 송출되어 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)에 입력되는 데이터 Dm(m=1, 2, …)의 시간 간격을 계측한다. 또한, 타임아웃 시간 취득부(15)는, 상기 계측치(도 5에서의 Tn)와 기준값을 비교하고, 계측값 쪽이 크면(시간적으로 길면), 상기 계측 값을 새롭게 기준값으로 함으로써 계측 값의 최대값을 구하고, 그 최대값을 단말 장치(2)에서의 타임아웃 시간(Tout)으로서 취득한다. 그리고, 타임아웃 시간 취득부(15)가 취득한 타임아웃 시간(Tout)의 정보는 전송 제어부(14)에 전달된다.

또한, 전송 제어부(14)는 제1 프로토콜 해석부(11)의 해석 결과로부터 통신 적합 기간의 시점 및 종점의 시간을 구한다. 또한, 전송 제어부(14)는, 도 6에 나타낸 바와 같이 통신 적합 기간의 시점[통신 부적합 기간(Tx)으로부터 통신 적합 기간으로 전환된 시점]의 시간을 기점으로 했을 때의 타임아웃 시간(Tout)의 개시 시간을 구하고, 상기 타임아웃 시간(Tout)의 개시 시점을 종점으로 하고, 또한 패킷의 전송에 필요한 시간과 동일한 시간을 송신 금지 기간(Tm)으로서 도출한다. 그리고, 전송 제어부(14)에서는 송신 금지 기간(Tm)에 패킷을 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로부터 송신시키지 않고, 송신 금지 기간(Tm)이 지나고 나서 패킷을 송신시킨다. 즉, 전술한 예에서는 송신측의 단말 장치(2)에서 하나의 메시지를 분할한 6개의 데이터(D1∼D6)가 각각 패킷(P1∼P6)에 저장되어 송신되지만, 예를 들면 통신 부적합 기간(Tx)를 넘어 3번째의 패킷(P3)과 4번째의 패킷(P4)을 송신해야만 할 때, 통신 부적합 기간(Tx)을 포함하는 2개의 패킷(P3, P4)의 송신 간격이 타임아웃 시간(Tout)보다 길어진다고 예측되는 경우, 전송 제어부(14)는 통신 부적합 기간(Tx)의 개시 전에 최후에 송신하는 패킷(P3)의 송신 타이밍을 T2'에서 T2로 지연시킴으로써, 2개의 패킷(P3, P4)의 송신 간격(T3)을 타임아웃 시간(Tout)보다 짧게 하는 것이다.

다음으로, 도 7의 흐름도를 참조하면서, 통신 장치(1)의 동작을 상세하게 설명한다.

먼저, 전원을 투입해서 통신 장치(1)를 기동시키면(단계 S1), 전송 신호 수신부(10)가 신호선(Ls)으로부터 전송 신호(Vs)를 수신한다(단계 S2). 전송 제어부(14)는 단말 장치(2)로부터 입력되는 송신 데이터의 유무를 판단하고(단계 S3), 송신 데이터가 없으면 전송 신호 수신부(10)를 수신 상태로 하는 대기 상태로 한다(단계 S4). 한편, 송신 데이터가 있으면, 전송 제어부(14)는 송신 금지 기간(Tm)에 해당하는지 여부를 판단하고(단계 S5), 송신 금지 기간(Tm)이 아니면, 즉시 송 신 처리(단계 S7∼단계 S14)로 이행하지만, 송신 금지 기간(Tm)에 해당되면, 송신 금지 기간(Tm)이 경과할 때까지 대기하고나서 송신 처리로 이행한다. 그리고, 단계 S7∼단계 S14의 송신 처리는 제1 실시예에서의 도 2의 흐름도의 송신 처리(단계 S5∼단계 S12)와 동일하므로 설명은 생략한다.

전술한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 의하면, 수신측의 통신 장치(1)에서 패킷의 수신 간격이 타임아웃 시간을 초과할 확률을 줄여, 데이터의 전송 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.

<제3 실시예>

제3 실시예에서의 통신 장치(1)의 블록도를 도 8에 나타낸다. 다만, 기본적인 구성은 제1 실시예에서의 통신 장치(1)와 공통이므로, 공통의 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 적절하게 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 제1 실시예에서의 전송 신호 수신부(10)를 대신하여, 전송 신호 송수신부(10a)를 구비한 점에 특징이 있다. 전송 신호 송수신부(10a)는, 신호선(Ls)으로부터 제1 프로토콜의 전송 신호(Vs)를 수신할 뿐만 아니라, 신호선(Ls)을 적절한 저임피던스를 통하여 단락함으로써 전류 모드의 중간 개입 신호(Si)를 송출하는 기능을 가진다.

본 실시예에서 예시하고 있는 시분할 다중 전송 시스템의 제1 프로토콜에서는, 전송 신호(Vs)의 스타트 펄스(SY)에 동기하여 송출된 중간 개입 신호(Si)가 마스터 기기[전송 유닛(21)]에서 수신되면, 종래 기술에서 설명한 바와 같이 모드 데이터(MD)를 중간 개입 폴링 모드로 한 전송 신호(Vs)가 마스터 기기(21)로부터 송 출되어 중간 개입 신호(Si)를 발생한 슬레이브 기기(22)에 대해서 상기 전송 신호(Vs)의 신호 반송 기간(WT)에 동기하여 상기 슬레이브 기기(22)의 어드레스 데이터를 회신 데이터로서 반송시키는 것으로 마스터 기기(21)가 중간 개입 신호(Si)를 발생한 슬레이브 기기(22)의 어드레스를 획득하도록 되어 있다.

따라서, 제1 프로토콜 해석부(11)의 해석 결과에 따라, 전송 제어부(14)가 전송 신호(Vs)의 스타트 펄스(SY)에 동기하여 전송 신호 송수신부(10a)로부터 신호선(Ls)에 중간 개입 신호(Si)를 송출시키면, 마스터 기기(21)로부터는 모드 데이터(MD)를 중간 개입 폴링 모드로 한 전송 신호(Vs)가 송출되지만, 실제로 중간 개입 신호(Si)를 송출하는 것은 시분할 다중 전송 시스템의 슬레이브 기기(22)가 아니기 때문에, 상기 전송 신호(Vs)의 신호 반송 기간(WT)에 슬레이브 기기(22)로부터의 반송 신호가 송신되지 않고, 이러한 신호 반송 기간(WT) 전체를 통신 적합 기간으로서 확보할 수 있다. 또한, 신호 반송 기간(WT)은 전송 신호(Vs)의 신호 포맷 중 상대적으로 긴 기간을 차지하고 있기 때문에, 이 기간에 신호를 송신하면 데이터 길이의 긴 패킷을 중단하지 않고 송신하는 것이 가능하다.

여기서, 마스터 기기(21)가 상시 행하고 있는 폴링에 대해서도 신호 반송 기간(WT)에 슬레이브 기기(22, 23)로부터 신호가 반송되지 않으므로, 제1 프로토콜 해석부(11)의 해석 결과로부터 상시 폴링이라고 판단할 수 있는 경우에, 전송 제어부(14)는 상기 전송 신호(Vs)의 신호 반송 기간(WT)에서 패킷을 송신하는 것이 가능하다.

<제4 실시예>

그런데, 제1 실시예∼제3 실시예에서는 시분할 다중 전송 시스템과 본 발명에 관한 통신 시스템이 신호선(Ls)을 공유하는 것을 전제로 하였지만, 시분할 다중 전송 시스템을 제거하고 본 발명에 관한 통신 시스템만을 운용할 수도 있다. 예를 들면, 통신 장치(1)를 사용하여 통신하는 단말 장치(2)에 시분할 다중 전송 시스템의 마스터 기기 및 슬레이브 기기의 기능(부하의 감시 및 제어 기능 등)을 갖게 해도 된다. 다만, 시분할 다중 전송 시스템을 제거하여 본 발명에 관한 통신 시스템으로 이행할 때, 각 통신 장치(1)를 교체해야만 된다면, 시공 작업에 많은 수고와 비용이 든다.

그래서 본 실시예에서는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 제1 프로토콜의 전송 신호(Vs)가 소정 시간 이상 수신되지 않았던 경우에 제2 프로토콜 전용 모드로 설정하는 모드 설정부(16)를 각 통신 장치(1)에 구비하고 있다. 모드 설정부(16)에 의해 제2 프로토콜 전용 모드로 설정되어 있을 때, 전송 제어부(14)가 제2 프로토콜의 패킷 전송에 적절한 상태인지의 여부를 판정하지 않고 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로부터 패킷을 송신시킴으로써, 통신 장치(1)를 교체하지 않고 제2 프로토콜만을 통신하는 통신 시스템에 자동으로 이행 가능하게 하고 있다. 다만, 기본적인 구성은 제1 실시예에서의 통신 장치(1)와 공통이므로, 공통의 구성 요소에는 동일한 부호를 부여하여 적절하게 설명을 생략한다.

모드 설정부(16)는, 제1 프로토콜 해석부(11)에 의한 제1 프로토콜의 해석 결과에 따라, 예를 들면 제1 프로토콜 해석부(11)에 의해 전송 신호(Vs)의 스테이트가 검출되지 않은 상태가 상시 폴링의 수 주기 내지 수십 주기에 상당하는 시간 이상 계속된 경우에, 제2 프로토콜 전용 모드를 온(ON) 상태로 하는 신호를 전송 제어부(14)에 송신한다.

전송 제어부(14)에서는, 모드 설정부(16)로부터 상기 온(ON) 신호를 받으면, 제1 프로토콜 해석부(11)에서 해석된 스테이트가 제2 프로토콜의 패킷의 전송에 적절한 상태인지 여부를 판정하지 않고, 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로부터 제2 프로토콜의 패킷을 신호선(Ls)에 송신시킨다. 다만, 후술하는 바와 같이 모드 설정부(16)로부터 제2 프로토콜 전용 모드를 오프(OFF)로 하는 신호가 송신되면, 전송 제어부(14)는 재차 제1 프로토콜 해석부(11)에서 해석된 스테이트가 제2 프로토콜의 패킷의 전송에 적합한 상태인지 여부를 판정하고, 전송에 적합하다고 판정한 경우에만 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로부터 제2 프로토콜의 패킷을 송신시킨다.

다음으로, 도 10의 흐름도를 참조하면서, 통신 장치(1)의 동작을 상세하게 설명한다.

먼저, 전원을 투입해서 통신 장치(1)를 기동시키면(단계 S1), 모드 설정부(16)에서 소정 시간 내에 전송 신호(Vs)를 수신했는지 여부를 판정한다(단계 S2). 그리고, 소정 시간 내에 전송 신호(Vs)를 수신하면, 전송 제어부(14)는 단말 장치(2)로부터 입력되는 송신 데이터의 유무를 판단하고(단계 S3), 송신 데이터가 없으면 전송 신호 수신부(10)를 수신 상태로 하는 대기 상태로 된다(단계 S4). 한편, 송신 데이터가 있으면, 제1 프로토콜 해석부(11)에 의해 전송 신호 수신부(10)가 수신한 전송 신호(Vs)를 해석하고, 전송 제어부(14)가 그 해석 결과에 따라 통 신 적합 기간과 통신 부적합 기간의 판정을 행한다(단계 S5). 전송 제어부(14)는 통신 부적합 기간이라고 판단되면, 통신 적합 기간으로 될 때까지 대기한다(단계 S6). 그리고, 단계 S7∼단계 S11의 송신 처리는 제1 실시예에서의 도 2의 흐름도의 송신 처리(단계 S7∼단계 S11)와 공통이므로 설명은 생략한다.

한편, 소정 시간 내에 전송 신호(Vs)를 수신하지 못하면, 제2 프로토콜 전용 모드를 온(ON)으로 하는 신호가 모드 설정부(16)로부터 전송 제어부(14)에 송신되고, 전송 제어부(14)가 제2 프로토콜 전용 모드로 설정된다(단계 S13). 다만, 모드 설정부(16)에서는 제1 프로토콜 해석부(11)의 해석 결과에 따라, 계속 전송 신호(Vs)의 수신 유무를 판정하고, 일단 제2 프로토콜 전용 모드를 온(ON)으로 하는 신호를 송신한 후에 전송 신호(Vs)를 수신한 것이라고 판정하면, 제2 프로토콜 전용 모드를 오프(OFF)로 하는 신호를 전송 제어부(14)에 송신하여 전송 제어부(14)의 제2 프로토콜 전용 모드를 해제하고, 단계 S4의 대기 상태로 되돌아온다. 즉, 시분할 다중 전송 시스템의 마스터 기기(21)에 고장이 생겨, 전송 신호(Vs)를 신호선(Ls)에 송출하지 않아서 제2 프로토콜 전용 모드로 설정된 경우, 마스터 기기(21)가 복구되었을 때에는, 각 통신 장치(1)에서의 전송 제어부(14)의 제2 프로토콜 전용 모드를 해제할 필요가 있다. 다만, 이와 같은 처리를 필요로 하는 것은, 각 통신 장치(1)가 로컬 전원공급 방식으로 전원이 공급되는 경우로 한정된다.

제2 프로토콜 전용 모드로 설정된 전송 제어부(14)는, 단말 장치(2)로부터 입력되는 송신 데이터의 유무를 판단하고(단계 S15), 송신 데이터가 없으면 전송 신호 수신부(10)를 수신 상태로 하는 대기 상태로 한다(단계 S17). 한편, 송신 데 이터가 있으면, 전송 제어부(14)는 통신 적합 기간인가 아닌가의 여부에 대한 판별을 행하지 않고, 제2 프로토콜의 패킷을 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로부터 신호선(Ls)에 송신시키고(단계 S16), 제2 프로토콜의 패킷 송신을 완료한다(단계 S18).

전술한 바와 같이 본 실시예에 의하면, 통신 장치(1)의 전송 제어부(14)가 모드 설정부(16)에 의해 제2 프로토콜 전용 모드로 설정되어 있을 때는 제2 프로토콜의 패킷 전송에 적절한 상태인지 여부를 판정하지 않고, 제2 프로토콜 방식 신호 송신부(12)로부터 제2 프로토콜의 패킷을 송신시키므로, 통신 장치(1)를 교체하지 않고 제2 프로토콜만을 통신하는 통신 시스템으로 자동으로 이행하는 것이 가능하다. 다만, 통신 장치(1)에의 전원 공급이 집중 전원공급 방식으로 행해지고 있는 경우, 시분할 다중 전송 시스템의 마스터 기기[전송 유닛(21)] 대신에, 신호선(Ls)을 통하여 각 통신 장치(1)에 전원을 공급하는 전원공급 장치(도시하지 않음)를 통신 시스템에 추가할 필요가 있다.

Claims (16)

1. 마스터(master) 기기와 하나 이상의 슬레이브(slave) 기기 사이에서의 데이터 전송을 제1 프로토콜에 따라 2선식의 신호선(two-wire signal line)에 의해 시분할로 행하는 시분할 다중 전송 시스템(time-division multiplexing transmission system)과 상기 신호선을 공유하는 통신 시스템으로서,

   상기 신호선에 병렬로 접속된 복수개의 통신 장치를 구비하며,

   상기 통신 장치는,

   상기 제1 프로토콜에 따라, 상기 시분할 다중 전송 시스템에서의 상기 마스터 기기와 상기 슬레이브 기기 사이에서 전송되는 전송 신호를 수신하는 전송 신호 수신 수단;

   다른 통신 장치에 전송할 데이터를 포함하는 패킷을, 상기 제1 프로토콜과 다른 제2 프로토콜에 따라 상기 전송 신호에 중첩하여 송신하는 송신 수단;

   상기 제2 프로토콜에 따라 상기 다른 통신 장치로부터 상기 신호선을 통해 전송되는 상기 패킷을 수신하는 수신 수단;

   제1 프로토콜의 데이터 전송 상태를 구하기 위해, 상기 전송 신호 수신 수단에 의해 수신되고 상기 제1 프로토콜에 따라 전송된 상기 전송 신호를 해석(analyze)하는 제1 프로토콜 해석 수단; 및

   상기 제1 프로토콜 해석 수단에 의해 해석된 상기 제1 프로토콜의 데이터 전송 상태가 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷의 전송에 이용가능한 상태인지 여부를 판정하고, 상기 상태가 전송에 이용가능한 것으로 판정된 경우에, 상기 송신 수단으로 하여금 상기 패킷을 송신하도록 하는 제어 수단

   을 포함하고,

   상기 제어 수단은, 펄스 열로 이루어지는 상기 전송 신호의 상승 에지 또는 하강 에지로부터 소정의 대기 시간만큼 대기한 후에, 상기 송신 수단으로 하여금 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷을 송신하도록 하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 송신 수단은, 캐리어(carrier)를 데이터로 변조하여 이루어지는 상기 패킷을 상기 전송 신호에 중첩하여 송신하고,

   상기 수신 수단은, 상기 전송 신호에 중첩된 상기 패킷을 수신하고, 상기 패킷으로부터 상기 데이터를 복조하며, 상기 전송 신호에 상기 캐리어가 중첩되어 있는지 아닌지의 여부를 검출하고,

   상기 송신 수단은, 상기 수신 수단에 의해 상기 캐리어가 검출되지 않으면 즉시 상기 패킷을 송신하고, 상기 캐리어가 검출되면 소정 시간이 경과한 후에 상기 패킷을 송신하며,

   상기 제어 수단은, 상기 제2 프로토콜을 사용하는 패킷에 의한 데이터의 전송이 완료될 때까지, 상기 대기 시간 내에 상기 송신 수단으로 하여금 상기 캐리어를 상기 전송 신호에 중첩시키도록 하는, 통신 시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 제2 프로토콜에 따른 데이터의 전송을 개시하기 전에, 상기 대기 시간보다도 긴 제2 대기 시간이 경과한 후에, 상기 송신 수단으로 하여금 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷을 송신하도록 하는, 통신 시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송이 상기 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능한 기간보다 상기 패킷의 길이가 긴 경우에, 상기 데이터 전송이 상기 패킷의 전송에 이용가능하지 않은 타이밍과 동기하여 상기 패킷에 무효 데이터(invalid data)를 포함하여 상기 송신 수단으로 하여금 송신하도록 하는, 통신 시스템.
5. 제1항에 있어서,

   상기 제어 수단은, 상기 송신 수단이 하나의 메시지를 분할한 복수개의 데이터를 각각 연속된 복수개의 패킷으로 송신할 때에, 상기 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송이 상기 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능하지 않은 기간이, 상기 복수개의 패킷의 사이에 존재하고 또한 상기 기간을 포함하는 패킷의 송신 간격이 소정의 타임아웃(timeout) 시간보다 길어질 것으로 예측하고, 예측한 상태로 되는 기간의 개시 전에 최후로 패킷을 송신하는 타이밍을 지연시키는, 통신 시스템.
6. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 프로토콜에는, 상기 슬레이브 기기로부터 상기 마스터 기기에의 데이터 전송의 개시를 요구하기 위한 중간 개입 신호(interrupt signal)를 전송하는 중간 개입 요구 기간과, 중간 개입 요구를 한 슬레이브 기기가 우선적으로 데이터 전송을 행하는 우선 기간이 규정되어 있고,

   상기 통신 장치는, 상기 신호선을 통하여 상기 중간 개입 신호를 전송하는 중간 개입 신호 전송 수단을 구비하며,

   상기 제어 수단은, 상기 중간 개입 신호 전송 수단으로 하여금 상기 중간 개입 신호를 전송하도록 한 후에, 상기 송신 수단으로 하여금 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷을 상기 우선 기간에 송신하도록 하는, 통신 시스템.
7. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제1 프로토콜에는, 상기 마스터 기기로부터 상기 슬레이브 기기에 대해서 데이터 전송을 요구하기 위한 데이터 전송 요구 커맨드를 전송하는 커맨드 전송 기간과, 상기 커맨드에 따라 요구를 받은 상기 슬레이브 기기로 하여금 데이터 전송을 행하도록 하는 데이터 전송 기간이 규정되어 있고,

   상기 제어 수단은, 상기 제1 프로토콜 해석 수단의 해석 결과로부터 상기 커맨드 전송 기간에 상기 데이터 전송 요구 커맨드가 전송되지 않은 것으로 판단했을 경우에, 상기 송신 수단으로 하여금 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷을 상기 데이터 전송 기간에 송신하도록 하는, 통신 시스템.
8. 제1항 내지 제3항 및 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 통신 장치는, 상기 제1 프로토콜에 따른 전송 신호가 소정 시간 이상 수신되지 않은 경우에, 제2 프로토콜 전용 모드로 설정하는 모드 설정부를 구비하고,

   상기 제어 수단은, 상기 모드 설정부에 의해 상기 제2 프로토콜 전용 모드로 설정되면, 상기 제2 프로토콜에 따른 패킷 전송을 이용할 수 있는지 여부를 판정하지 않고, 상기 송신 수단으로 하여금 상기 패킷을 송신하도록 하는, 통신 시스템.
9. 마스터 기기와 하나 이상의 슬레이브 기기 사이에서의 데이터 전송을 제1 프로토콜에 따라 2선식의 신호선(two-wire signal line)에 의해 시분할로 행하는 시분할 다중 전송 시스템과 상기 신호선을 공유하는 통신 방법으로서,

   상기 통신 방법은, 상기 신호선에 병렬로 접속된 복수개의 통신 장치를 사용하며,

   상기 제1 프로토콜에 따라, 상기 시분할 다중 전송 시스템에서의 상기 마스터 기기와 상기 슬레이브 기기 사이에서 전송되는 전송 신호를 수신하는 단계;

   상기 제1 프로토콜에 대한 전송 상태를 구하기 위해 수신한 상기 전송 신호를 해석하는 단계;

   제2 프로토콜에 따라, 상기 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송이 이용가능한지 여부를 판정하는 단계; 및

   상기 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송이 상기 패킷의 전송에 대해 이용가능하다고 판정되면, 상기 패킷을, 상기 제1 프로토콜과 다른 상기 제2 프로토콜에 따라, 상기 통신 장치 중의 하나의 통신 장치로부터 다른 통신 장치로, 상기 전송 신호에 중첩해서 송신하는 단계

   를 포함하고,

   상기 송신하는 단계에서,

   펄스 열로 이루어지는 상기 전송 신호의 상승 에지 또는 하강 에지로부터 소정의 대기 시간만큼 대기한 후에, 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷을 송신하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
10. 제9항에 있어서,

    상기 송신하는 단계에서,

    상기 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송이 상기 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능한 기간보다 상기 패킷의 길이가 긴 경우에, 상기 데이터 전송이 상기 패킷의 전송에 이용가능하지 않은 타이밍과 동기하여 상기 패킷에 무효 데이터(invalid data)를 포함하여 송신하는 것

    을 특징으로 하는 통신 방법.
11. 제9항에 있어서,

    상기 송신하는 단계에서,

    하나의 메시지를 분할한 복수개의 데이터를 각각 연속된 복수개의 패킷으로 송신할 때에, 상기 제1 프로토콜에 따른 데이터 전송이 상기 제2 프로토콜에 따른 패킷의 전송에 이용가능하지 않은 기간이, 상기 복수개의 패킷의 사이에 존재하고 또한 상기 기간을 포함하는 패킷의 송신 간격이 소정의 타임아웃(timeout) 시간보다 길어질 것으로 예측하고, 예측한 상태로 되는 기간의 개시 전에 최후로 패킷을 송신하는 타이밍을 지연시키는 것

    을 특징으로 하는 통신 방법.
12. 제9항 또는 제11항에 있어서,

    상기 제1 프로토콜에는, 상기 슬레이브 기기로부터 상기 마스터 기기에의 데이터 전송의 개시를 요구하기 위한 중간 개입 신호(interrupt signal)를 전송하는 중간 개입 요구 기간과, 중간 개입 요구를 한 슬레이브 기기가 우선적으로 데이터 전송을 행하는 우선 기간이 규정되어 있고,

    상기 송신하는 단계에서는,

    상기 신호선을 통하여 상기 중간 개입 신호를 전송하도록 한 후에, 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷을 상기 우선 기간에 송신하는 것

    을 특징으로 하는 통신 방법.
13. 제9항 또는 제11항에 있어서,

    상기 제1 프로토콜에는, 상기 마스터 기기로부터 상기 슬레이브 기기에 대해서 데이터 전송을 요구하기 위한 데이터 전송 요구 커맨드를 전송하는 커맨드 전송 기간과, 상기 커맨드에 따라 요구를 받은 상기 슬레이브 기기로 하여금 데이터 전송을 행하도록 하는 데이터 전송 기간이 규정되어 있고,

    상기 송신하는 단계에서는,

    상기 해석하는 단계의 해석 결과로부터 상기 커맨드 전송 기간에 상기 데이터 전송 요구 커맨드가 전송되지 않은 것으로 판단했을 경우에, 상기 제2 프로토콜에 따라 상기 패킷을 상기 데이터 전송 기간에 송신하는 것

    을 특징으로 하는 통신 방법.
14. 제9항 또는 제11항에 있어서,

    상기 통신 장치는, 상기 제1 프로토콜에 따른 전송 신호가 소정 시간 이상 수신되지 않은 경우에, 제2 프로토콜 전용 모드로 설정하고,

    상기 송신하는 단계에서는,

    상기 제2 프로토콜 전용 모드로 설정되면, 상기 제2 프로토콜에 따른 패킷 전송을 이용할 수 있는지 여부를 판정하지 않고, 상기 패킷을 송신하는 것

    을 특징으로 하는 통신 방법.
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