KR101471438B1

KR101471438B1 - 양방향 통신루프에 결합된 아이솔레이터를 포함하는 통신 복구 기능을 구비한 환경감지 시스템

Info

Publication number: KR101471438B1
Application number: KR1020130128699A
Authority: KR
Inventors: 김영수; 김상륜; 김제륜
Original assignee: 김영수
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2014-12-10
Also published as: CN106063143A; JP2016538802A; CN106063143B; US9691267B2; US20160247386A1; JP6277284B2; WO2015064918A1

Abstract

본 발명은 육상 및 해상 설비에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법에 관한 것으로, 선박 내/외부, 플랜트 또는 건물의 내/외부와 같이 대규모 공간에서 화재나 가스의 감지 및 경보를 하기 위한 설비에 있어서 통신 선로의 일부가 단선되거나 단락되는 등의 상황을 신속하게 감지하여 통신 선로를 복구할 수 있는 육상 및 해상 설비의 파워 라인을 통한 통신에서 아이솔레이터(isolator)를 이용한 통신 복구 방법을 제공하고자 하는 목적은, 상기 감지장치는 자신의 주소 정보를 전송하고, 단락, 접지 또는 단선의 감지 시, 통신 선로를 차단하는 아이솔레이팅 기능을 수행하는 아이솔레이터를 포함하고, 상기 시스템은 두 선로를 포함하고, 시작 선로 및 끝단 선로에 각기 두 단자를 갖는 통신 루프에서 상기 시작 선로의 한 단자에서 상기 끝단 선로의 한 단자로의 일 방향 통신과, 상기 끝단 선로의 다른 단자로부터 상기 시작 선로의 다른 단자로의 양방향 통신을 수행하고, 상기 아이솔레이터는 상기 한 통신 루프의 임의의 한 지점에서 단락, 접지 또는 단선과 같은 장애가 감지된 경우, 하나의 감지장치가 장애 발견 지점 이전의 루프에서 자신의 주소정보와 상태 정보를 상기 시작선로의 상기 한 단자로 전송하고, 상기 장애 발견 지점 이후의 루프에서는 다른 감지장치가 자신의 주소 정보와 루프의 상태 정보를 상기 끝단 선로의 상기 한 단자로 전송하여 단락, 접지, 단선과 같은 장애에도 불구하고 이상 없이 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 통신에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법에 의해 달성된다.

Description

양방향 통신루프에 결합된 아이솔레이터를 포함하는 통신 복구 기능을 구비한 환경감지 시스템{System Having Function for Repairing Communication with Isolator Coupled to Bi-directional Communication Loop}

본 발명은 파워 라인을 통한 통신에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법에 관한 것으로, 특히 선박 내/외부, 플랜트 또는 건물의 내/외부와 같이 대규모 공간에서 화재나 가스의 감지 및 경보를 하기 위한 설비에 있어서 통신 선로의 일부가 단선되거나 단락되는 등의 상황을 신속하게 감지하여 통신 선로를 복구할 수 있는 육상 및 해상 설비의 파워 라인을 통한 통신에서 아이솔레이터(isolator)를 이용한 통신 복구 방법에 관한 것이다.

선박 내/외부, 플랜트 또는 건물의 내/외부와 같이 대규모 공간에 대한 화재나 가스 등의 감지 및 경보 대책으로 연기의 발생을 감지하는 연기 감지기, 주변 온도를 감지하기 위한 온도 감지기, 화염의 발생을 감지하기 위한 화염 감지기 등을 다수 개 배치하고, 각 감지기의 동작에 따라 화재의 발생을 감지할 수 있도록 하는 시스템이 사용되고 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 구현을 위한 화재 발생 감지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 적용되는 화재 감지 경보 시스템은 시스템 전체의 제어를 위한 메인 컨트롤 패널(10), 제1 파워 서플라이(A), 제2 파워 서플라이(B) 및 비상용의 직류 파워 서플라이(C), 연기 감지기, 열 감지지, 복합 감지기, 카메라 모듈 유닛, VO 유닛, 컨벤셔널 감지기, 어드레셔블 유닛, 수동 콜 포인트, 화염 감지기, I.S 베리어(barrier) 유닛 등과 같은 각종 감지기와 경보를 위한 알람 사운더를 포함하는 감지장치(20), 상기 메인 컨트롤 패널(10)에 각종 정보의 중계를 위한 리피터 패널(60), 상기 메인 컨트롤 패널(10)과 가스 메인 패널(40), 및 상기 감지장치(20) 등의 스위칭을 위한 8채널 표준 릴레이, 8채널 프로그래머블 릴레이를 포함하는 주변장치(50), 그리고 상기 메인 컨트롤 패널(10), 상기 파워 서플라이들(A, B, C), 상기 감지장치(20), 상기 서브 패널(40), 상기 주변 장치(50) 등과의 인터페이스를 위한 인터페이스 유닛(30)을 포함한다.

도 2는 상기 도 1에서 인터페이스 유닛의 구성을 상세하게 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 각종의 감지장치(20)는 하나의 통신 루프(70)에 접속되는데, 구체적으로 살펴보면 통신 루프(70)는 인터페이스 유닛(30)에 양단이 접속된 적어도 2개의 병렬 선로(11, 12)를 구성하고, 이 라인의 각각에 감지기(20)를 포함하는 장치들의 (+)단자 및 (-)단자를 접속하여 각 장치들을 접속한다. 통신 루프(70)에 연결될 수 있는 감지장치(20)의 예로는 연기의 발생을 감지하는 연기 감지기, 주변 온도를 감지하기 위한 온도 감지기, 화염의 발생을 감지하기 위한 화염 감지기, 비상상황 발생 시, 수동으로 조작할 수 있는 비상 수동누름 스위치, 설정된 시간을 카운트하는 타이머, 경보기, I/O 유닛 등이 있다. 통신 루프(70)는 인터페이스 유닛(30)에서 예컨대, 루프 카드를 여러 개 구비하는 경우, 다수 개로 확장될 수 있으며, 통신 루프(70)에는 그 자신이 식별가능한 범위 내에서 감지장치들이 접속되고, 예컨대 통신 루프(70)에서 7비트 신호로 감지기 등과 같은 각종의 각 장치들을 구별할 수 있는 경우 약 127개의 장치가 접속될 수 있다. 상기 인터페이스 유닛(30)은 루프 1-A 단자(31), 루프 1-B 단자(32), 통신 인터페이스(35), 전원 단자(36) 및 MCU(38)를 포함하고, 메인 컨트롤 패널(10)과 통신하며, 상기 통신 루프(70)를 구성하는 선로(11, 12)와 접속되어 있으며, 통신 루프(70)에 대하여 상기 메인 컨트롤 패널(10)로 부터 감지장치(20)를 제어를 위한 신호를 수신하여 출력한다. 또한, 상기 인터페이스 유닛(30)은 각 감지장치(20)로부터 전류를 수신하여 메인 컨트롤 패널(10)로 전송한다.

도 3(a) 및 (b)는 상기 도 2에서 종래 기술의 존 디텍팅 방식의 아이솔레이터 사용방법을 설명하기 위한 도면이다.

여기서는 전력선 통신을 사용하여 (+) 라인으로 신호를 실어 보내고, (-) 라인으로 감지기의 신호를 수신하는 방식을 사용한다. 도면 3(a)을 참조하면, 루프 1-A 단자(31)의 아이솔레이터(200-1)에서 아이솔레이터(200-2) 구간의 존(zone) 마다 즉, 감지지(20) 3 개 내지 4개의 존 마다 아이솔레이터가 설치되어 있다. 여기서는 편의상 3 개 내지 4개의 감지기 마다 아이솔레이터가 설치되어 있는 것으로 도시했지만, 실제로는 이 수는 8 개 내지 12 개 정도로 더 많을 수 있다.

도 3(b)을 참조하면, 도면의 A 부분에서와 같이 선로의 단락이 있는 경우에 이 단락 구간을 포함하는 존에서는 아이솔레이터(200-2)와 아이솔레이터(200-2)가 선로를 차단하므로 상기 존 내에서는 감지기가 동작을 하지 못하게 되는 문제가 있었다.

본 발명은 상기 기술한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 인식하여 개발된 것으로, 선박 내/외부, 플랜트 또는 건물의 내/외부와 같이 대규모 공간에서 화재나 가스의 감지 및 경보를 하기 위한 설비에 있어서 통신 선로의 일부가 단선되거나 단락되는 등의 상황을 신속하게 감지하여 통신 선로를 복구할 수 있는 육상 및 해상 설비의 파워 라인을 통한 통신에서 아이솔레이터(isolator)를 이용한 통신 복구 방법 제공하려는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 파워라인을 통한 통신에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법은, 시스템 전체의 제어를 위한 메인 컨트롤 패널, 파워 서플라이, 연기, 열, 화염을 감지하고 경보하는 다수의 감지장치, 정보의 중계를 위한 리피터 패널, 상기 메인 컨트롤 패널과 이중으로 구성된 서브 패널, 및 주변장치, 그리고 상기 장치들과의 인터페이스를 위한 인터페이스 유닛을 포함하는 시스템의 파워라인을 통한 통신에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법으로서,

상기 감지장치는 자신의 주소 정보를 전송하고, 단락, 접지 또는 단선의 감지 시, 통신 선로를 차단하는 아이솔레이팅 기능을 수행하는 아이솔레이터를 포함하고,

상기 시스템은 두 선로를 포함하고, 시작 선로 및 끝단 선로에 각기 두 단자를 갖는 통신 루프에서 상기 시작 선로의 한 단자에서 상기 끝단 선로의 한 단자로의 일 방향 통신과, 상기 끝단 선로의 다른 단자로부터 상기 시작 선로의 다른 단자로의 양방향 통신을 수행하고,

상기 아이솔레이터는 상기 한 통신 루프의 임의의 한 지점에서 단락, 접지 또는 단선과 같은 장애가 감지된 경우, 하나의 감지장치가 장애 발견 지점 이전의 루프에서 자신의 주소정보와 상태 정보를 상기 시작선로의 상기 한 단자로 전송하고, 상기 장애 발견 지점 이후의 루프에서는 다른 감지장치가 자신의 주소 정보와 루프의 상태 정보를 상기 끝단 선로의 상기 한 단자로 전송하여 단락, 접지, 단선과 같은 장애에도 불구하고 이상 없이 통신을 수행하는 것을 특징으로 하는 파워라인을 통한 통신에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법을 제공한다.

상기 실시예에 있어서, 상기 양방향 통신은 상기 시작 선로의 상기 한 단자에서 상기 끝단 선로의 한 단자로 또한 상기 끝단 선로의 상기 한 단자에서 상기 시작 선로의 다른 단자로 동시에 또는 번갈아서 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 파워라인을 통한 통신에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법은, 시스템 전체의 제어를 위한 메인 컨트롤 패널, 파워 서플라이, 연기, 열, 화염을 감지하고 경보하는 다수의 감지장치, 정보의 중계를 위한 리피터 패널, 상기 메인 컨트롤 패널과 이중으로 구성된 서브 패널, 및 주변장치, 그리고 상기 장치들과의 인터페이스를 위한 인터페이스 유닛을 포함하는 시스템의 파워라인을 통한 통신에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법으로서,

자신의 주소 정보를 갖고 있으며, 단락, 접지 또는 단선의 감지 시, 통신 선로를 차단하는 아이솔레이팅 기능을 수행하는 아이솔레이터를 내장한 루프 베이스 유닛을 포함하고,

상기 다른 실시예에 있어서, 상기 양방향 통신은 상기 시작 선로의 상기 한 단자에서 상기 끝단 선로의 한 단자로 또한 상기 끝단 선로의 상기 한 단자에서 상기 시작 선로의 다른 단자로 동시에 또는 번갈아서 수행되는 것을 특징으로 한다.

상기 일 실시예 또는 다른 실시예에 있어서, 상기 아이솔레이터는 VDD 전원을 입력받는 트랜지스터 1(TR1), 상기 트랜지스터 1(TR1)과 직렬 접속된 부하 저항2(R2), 상기 저항과 병렬 접속된 저항1(R1), 상기 저항1(R1)과 직렬 접속된 다른 저항3(R3), - 전원 입력단 즉 -VDD(-IN)와 직렬 접속된 전계 효과 트랜지스터 1(F1), 상기 저항2(R2)와 병렬 접속되고 출력단(-OUT)과 직렬 접속된 전계효과 트랜지스터2(F2), 상기 출력단(-OUT)과 순방향 직렬 접속된 다이오드1(D1) 및 상기 - 전원 입력단(-VDD)과 순방향 직렬 접속된 다이오드 2(D2)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 육상 및 해상 설비에서, 아이솔레이터를 이용하여 단락, 접지, 단선 등과 같은 선로 이상의 경우에도 이상이 있는 부분 이후의 선로를 차단시키도록 하고 이상이 있는 부분 이전의 선로들만을 동작시켜 개별적으로 자신의 루프 내에서만 신호의 송수신을 가능하게 할 뿐만 아니라 이상을 검출한 아이솔레이터에서 자신의 주소를 루프로 전송하여 결과적으로 선로의 단선에도 불구하고 단선의 지점을 명확하게 알 수 있게 함으로써 신속하게 고장에 대처할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 방법의 구현을 위한 화재 발생 감지 시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 상기 도 1에서 인터페이스 유닛의 구성을 상세하게 나타낸 블록도이다.
도 3(a) 및 (b)는 상기 도 2에서 종래 기술의 존 방식의 아이솔레이터 사용방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 아이솔레이터를 구비한 통신 루프의 라인 구성에서 노멀 상태와 단락 및 과전류 시의 상태를 각각 도시한 도면이다.
도 5(a) 및 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 3(a) 및 3(b)의 아이솔레이터에 대한 상세 구성을 나타낸 블록도이다.
도 6(a)는 상기 도 5(a)에 도시된 아이솔레이터에서의 단락, 접지 또는 회로 단선 등과 같은 선로 이상의 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6(b)는 상기 도 6(a)를 설명하기 위한 도면이다.
도 7(a)는 상기 도 5(b)에 도시된 아이솔레이터에서의 단락, 접지 또는 회로 단선 등과 같은 선로 이상의 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 7(b)는 상기 도 7(a)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8(a) 및 (b) 그리고 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이솔레이터 회로도를 도시한다.
도 11(a) 및 도 11(b)는 도 9에 도시된 본 발명의 아이솔레이터 회로의 + VDD와 -VDD에 정상적으로 전원이 걸리는 경우와 + VDD와 출력단자(-OUT)가 단선 또는 단락된 경우에 상기 도 9의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 및 해상 설비에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법을 첨부 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 도면 전체에 걸쳐서 동일 또는 유사의 부분에 대해서는 동일 또는 유사의 도면 부호를 부여하기로 한다.

도 4(a) 및 4(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 아이솔레이터를 구비한 통신 루프의 라인 구성에서 노멀 상태와 단락 및 과전류 시의 상태를 각각 도시한 도면이다.

도면을 참조하면, 도 4(a)에서는 선로(11, 12)가 정상적으로 연결되어 있는 상태를 볼 수 있고, 도 4(b)에서는 선로가 단락(short)되어 있는 상태를 볼 수 있다. 도 4(a)의 경우에는 상기 아이솔레이터(20a)는 상기 메인 컨트롤 패널(10)을 통해 인터페이스 유닛(30)으로부터 아이솔레이트 확인 신호를 수신하여 자신이 위치하고 있는 어드레스와 선로(11', 12')의 상태를 상기 인터페이스 유닛(30)으로 전송한다. 상기 아이솔레이터(20a)는 상기 감지장치(20)에 포함될 수 있으며, 전술한 루프 베이스 유닛에 구비될 수도 있다. 여기서, 상기 아이솔레이터(20a) 내에는 신호의 송/수신을 위한 통신 회로 및 제어를 위한 CPU 등을 구비할 수 있다. 그러면 상기 인터페이스 유닛(30)으로 전송된 어드레스와 상태 신호는 상기 메인 컨트롤 패널(10)로 전달되어 상기 아이솔레이터(20a)의 주소와 상태를 확인하여 수많은 선로 중에서 어떤 선로가 지금 어떤 상태에 있다는 것을 확인할 수 있다.

도 5(a) 및 5(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 도 4(a) 및 4(b)의 아이솔레이터에 대한 상세 구성을 나타낸 블록도이다.

도 5(a)를 참조 하면, 상기 감지장치(20) 내에는 연기, 열, 화염 등의 감지를 위한 디텍터 회로(20b)와 상기 아이솔레이터(20a)가 구비되어 있다. 상기 인터페이스 유닛(30)에서 선로(11', 12')의 상태를 확인하기 위한 전압 신호를 송출하면, 상기 감지장치(20)의 아이솔레이터(20a)에서는 상기 디텍터 회로(20b)로부터 수신된 연기, 열, 화염 등의 감지 상태에 대한 정보를 갖고 있는 신호와 상기 자신이 위치한 감지장치(20)의 주소에 대한 정보를 갖고 있는 신호를 상기 인터페이스 회로(30)에 전류 신호로서 전송한다. 그러면 메인 컨트롤 회로(10)에서는 상기 인터페이스 유닛(30)로부터 전송된 상기 전류 신호의 신호 값과 자신의 데이터베이스에 저장된 전류 값의 내용을 비교하여 이 전류 신호가 어떤 정보를 포함하고 있는 지를 분석한다.

도 5(b)를 참조하면, 이 경우는 루프 베이스 유닛(200) 내에 주소 전송기능을 갖는 아이솔레이터가 포함된다. 상기 인터페이스 유닛(30)에서 선로(11', 12')의 상태를 확인하기 위한 전압 신호를 송출하면, 상기 루프 베이스 유닛(200)의 아이솔레이터(20a)에서는 상기 디텍터 회로(20b)로부터 수신된 연기, 열, 화염 등의 감지 상태에 대한 정보를 갖고 있는 신호와 상기 자신이 위치한 감지장치(20)의 주소에 대한 정보를 갖고 있는 신호를 상기 인터페이스 회로(30)에 전류 신호로서 전송한다. 그러면 메인 컨트롤 회로(10)에서는 상기 인터페이스 유닛(30)로부터 전송된 상기 전류 신호의 신호 값과 자신의 데이터베이스에 저장된 전류 값의 내용을 비교하여 이 전류 신호가 어떤 정보를 포함하고 있는 지를 분석한다.

도 6(a)은 상기 도 5(a)에 도시된 아이솔레이터에서의 단락과 같은 선로 이상의 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 6(b)은 상기 도 6(a)의 회로의 등가회로를 도시한다.

도 6(a)를 참조하면, 루프 즉 선로(11, 12)에 단락과 같은 선로의 이상이 있는 경우에는 상기 원으로 표시한 단락 부분 바로 전단의 아이솔레이터(20a)를 포함하는 감지장치(20)가 동작하여 선로를 아이솔레이팅함으로써 이전단의 루프, 즉 단락 이전단만이 동작하고 그 후단의 선로(11', 12')는 동작을 하지 않게 된다. 상기 아이솔레이터(20a)의 아이솔레이팅 동작은 전력차단 방식을 적용하지만 이에 한정되는 것은 아니고 다른 방식도 적용할 수 있음은 물론이다.

위의 방식에 따라 선로(11', 12')의 단락에도 불구하고 선로는 이상 없이 동작하게 된다. 그러나 본 발명에서는 양방향의 통신을 하고 있으므로 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 상기 루프 1-B 단자(32)에서도 (+) 단자로부터 전압신호가 출력되고, 원으로 도시한 단락 부분 이전 단에서 폐회로가 형성되어 (-) 단자로 전류 신호가 입력되는데 이 전류 신호에는 아이솔레이트 상태 데이터와 아이솔레이터(20a)의 주소 데이터가 포함된다.

도 7(a)은 상기 도 5(b)에 도시된 아이솔레이터에서의 단락과 같은 선로 이상의 경우의 동작을 설명하기 위한 도면이고, 도 7(b)은 7(a)에서 선로가 이상이 있는 경우를 도시한다.

도 7(a)을 참조하면, 루프 즉 선로(11, 12)에 단락과 같은 선로의 이상이 있는 경우에는 상기 원으로 표시한 단락 부분 바로 전단의 아이솔레이터(200a)가 동작하여 선로를 아이솔레이팅함으로써 이전단의 루프만이 단락 이전단만이 동작하고 그 후단의 선로(11', 12')는 동작을 하지 않게 된다. 그런데 도 6(a)와 다른 점은 아이솔레이팅 기능 및 주소 전송 기능을 갖는 상기 아이솔레이터(200a)는 루프 베이스 유닛(200)에 내장된 것으로서 중앙처리장치(CPU) 등으로 될 수 있으며, 이외에도 루프 베이스 유닛(200)에는 아이솔레이트 상태를 감지장치(20)로 전송하기 위한 통신회로가 구비된다. 전술한 바에 의하면, 선로(11, 12)의 단락에도 불구하고 선로는 이상 없이 동작하게 된다. 그러나 본 발명에서는 양방향의 통신을 하고 있으므로 도 7(b)에 도시한 바와 같이, 상기 루프 1-B 단자(32)에서도 (+) 단자로부터 전압신호가 출력되고, 원으로 도시한 단락 부분 이전 단에서 폐회로가 형성되어 (-) 단자로 전류 신호가 입력되는데 이 전류 신호에는 아이솔레이트 상태 데이터와 아이솔레이터(200a)의 주소 데이터가 포함된다.

도 8(a) 및 (b) 그리고 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 방법을 설명하기 위한 도면이다.

정상적인 동작의 경우에는 도 8(a)에 도시한 바와 같이, 루프 1-A 단자(31)의 (+) 단자에서 에서 루프 B 단자(32)의 (+) 단자로 전압 신호를 보내면, 루프 1-B 단자(32)의 (-) 단자로부터 루프 1-A 단자(31)의 (-) 단자로 전류 응답 신호가 입력된다.

그러나 도 8(b)와 같이 선로가 단선된 경우에는 루프 1-A 단자(31)에만 연결된 디텍터 즉, 아이솔레이터(20a) 에서만 신호가 입력되고, 단선 후단에서는 어떤 신호도 입력되지 않는다. 즉 루프 1-B 단자(32)로부터는 신호가 입력되지 않는다. 이 경우에는 도 9에 도시한 바와 같이, 루프 1-B 단자(32)의 (+) 단자에서 전압 신호를 출력하고, 단선이 있으므로 루프 1-A 단자(31)로부터는 리턴되는 신호가 없고, 루프 1-B 구역에서 바로 전류 응답신호가 루프 1-B 단자(32)의 (-)로 입력되도록 한다. 이렇게 구성하면, 선로가 단선이 되어도 루프 1-A와 루프 1-B에서 번갈아서 신호를 송수신함으로써 단선에도 불구하고 통신에 영향을 주지 않게 된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 아이솔레이터 회로도를 도시한다.

도면을 참조하면, 상기 아이솔레이터 회로는 VDD 전원을 입력받는 트랜지스터 1(TR1), 상기 트랜지스터1(TR1)과 직렬 접속된 부하 저항2(R2), 상기 저항과 병렬 접속된 저항1(R1), 상기 저항1(R1)과 직렬 접속된 다른 저항(R3), - 전원 입력단 즉 -VDD(-IN)와 직렬 접속된 전계효과 트랜지스터(FET)1(F1), 상기 저항2(R2)와 병렬 접속되고 출력단(-OUT)과 직렬 접속된 전계효과 트랜지스터(FET)2(F2), 상기 출력단(-OUT)과 순방향 직렬 접속된 다이오드1(D1) 및 상기 - 전원 입력단(-VDD)과 순방향 직렬 접속된 다이오드 2(D2)를 포함한다.

도 11(a) 및 도 11(b)는 도 10에 도시된 본 발명의 아이솔레이터 회로의 + VDD와 -IN에 정상적으로 전원이 걸리는 경우와 + VDD와 출력단자(-OUT)가 단락된 경우에 상기 도 10의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

먼저, 도 11(a)을 참조하면, 즉 + VDD와 - IN 단자에 정상적인 전원이 걸리는 정상 상태를 도시한다. 먼저, + VDD 단자로 + VDD 전압이 인가되고, - IN 단자 및 - OUT 단자로 예를 들면 - VDD가 인가되면, (1)스위칭소자(F1)(예를 들면, N채널 FET)를 통해 - VDD가 인가되어, 스위칭소자(F1)의 소스측 선로가 - VDD가 된다. (2)스위칭소자(TR1)(예를 들면, PNP 트랜지스터)의 에미터측에 걸리는 전압은 회로를 통해 저항(R1) 및 저항(R2)을 거쳐 약한 전류가 흐르게 된다. (3)스위칭소자(TR1)의 회로에 약한 전류가 흐르면, 저항(R3)에 전압이 걸리게 된다. (4)스위칭소자(F1)와 스위칭소자(F2)(예를 들면, N채널 FET)의 게이트에도 전압이 걸리게 되며, 스위칭소자(F1)와 스위칭소자(F2)는 온상태가 된다. (5)스위칭소자(F1)에 인가된 - VDD는 온되어 있는 스위칭소자(F2)를 통하여 - OUT 단자로 흐르게 된다.

삭제

한편, 도 11(b)를 참조하면, + VDD와 - OUT이 단락되어 - OUT단자에서도 + VDD 전압이 동시에 감지되는 경우, 즉, 제1 선로와 제2 선로가 임의의 부분에서 단락된 비정상 상태에서의 아이솔레이터의 작용을 설명한다. (1)+ VDD 전압이 인가되는 제1 선로와 - VDD가 연결된 제2 선로가 단락되면, 다이오드(D1)를 통해 단락된 전압, 즉, + VDD 전압이 인가된다. (2)저항(R1)을 통해 스위칭소자(TR1)로 + VDD 전압이 인가되면서 스위칭소자(TR1)의 에미터에서 회로로 전류가 흐르지 않게 된다. (3)따라서, 저항(R2)으로 전류가 흐르지 않아서 전압이 인가되지 않으므로 스위칭소자(F2)는 오프상태가 된다. (4)- VDD가 - IN단자로부터 - OUT 단자로 흐르지 않게 되므로 - OUT 단자는 - IN 단자와 격리되는 효과를 나타낸다. 물론, - OUT 단자는 + VDD 단자와도 직접 연결되어 있는 것이 아니므로, 양 단자들도 서로 격리된 상태이다.

지금까지 기술한 본 발명에 따르면 육상 및 해상 설비에서, 아이솔레이터를 이용하여 단락과 같은 선로 이상의 경우에도 이상이 있는 부분 이후의 선로를 차단시키도록 하고 이상이 있는 부분 이전의 선로들만을 동작시켜 개별적으로 자신의 루프 내에서만 신호의 송수신을 가능하게 할 뿐만 아니라, 이상을 검출한 아이솔레이터에서 자신의 주소를 루프로 전송하여 결과적으로 선로의 단락에도 불구하고 단락의 지점을 명확하게 알 수 있게 함으로써 신속하게 고장에 대처할 수 있는 효과를 얻을 수 있게 된다.

이상의 설명에서는 한 통신 루프의 한 단자에서 다른 단자 사이의 통신만을 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 한 통신 루프와 다른 통신 루프 사이의 통신에도 적용될 수 있음은 물론이다.

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 육상 및 해상 설비에서 아이솔레이터를 이용한 통신 복구 방법을 도면을 참조로 하여 상세히 설명하였으나 이와 같은 설명은 예시 목적이지 전술한 바로 본 발명을 한정하는 것이 아님을 이해해야 할 것이며, 본 발명의 범위는 전술한 상세한 설명이라기보다는 이하의 부속 특허청구범위에 의해 특정되어 지며, 이러한 본 발명의 특허청구범위는 그 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형 형태 또한 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 하며, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

10: 메인 컨트롤 패널 11, 12: 선로
11', 12': 이상 선로
20: 감지장치 20a: 아이솔레이터
20b: 디텍터 회로 30: 인터페이스 유닛
31: 루프 1-A 단자 32: 루프 1-B 단자
311, 321: (+) 단자 312, 322: (-) 단자
35: 통신 인터페이스 36: 전원 단자
38: MCU 40: 서브 패널
50: 주변 장치 60: 리피터 패널
200: 루프 베이스 유닛 200a: 아이솔레이터
200-1, 200-2, 200-3, 200-4: 아이솔레이터
TR1: 트랜지스터 1 R1, R2, R3: 저항 1, 2, 3
D1, D2: 다이오드 1, 2
F1, F2: 전계효과 트랜지스터 1, 2

Claims

소정의 공간 내에 서로 평행하게 연장된 제1선로 및 제2선로를 포함하는 통신루프;
상기 제1선로 및 상기 제2선로 각각의 일측 단부와 연결되는 루프A 단자와, 상기 제1선로 및 상기 제2선로 각각의 타측 단부와 연결되는 루프B 단자를 포함하고, 소정의 동작 전압 및 특정의 장치를 호출하는 디지털 호출 신호를 상기 루프A 단자 및 상기 루프B 단자 중 적어도 하나를 이용하여 상기 제1선로를 통해 출력하고, 상기 제2선로에서 나타나는 전류 변화를 상기 루프A 단자 및 상기 루프B 단자 중 적어도 하나를 이용하여 수신한 후 수신신호로 변환하는 인터페이스 유닛;
상기 제1선로 및 상기 제2선로에 연결되어 상기 제1선로의 상기 동작전압에 의해 구동하여 환경상태를 감지하여 소정의 측정값을 생성하고, 상기 디지털 호출 신호에 응답하여 자신의 주소 데이터 및 상기 측정값을 상기 제2선로의 전류를 변화시킴으로써 전송하는 복수의 감지기;
상기 제1선로 및 상기 제2선로에 연결되어, 상기 제2선로를 절단하고 절단으로 생성된 양단을 서로 연결시키거나(즉, 상기 제2선로의 연속성을 유지하는 정상연결 상태) 또는 오프시키도록(즉, 상기 제2선로를 절단된 상태로 유지하는 아이솔레이팅 상태) 구성되며, 평상시에는 상기 제2선로를 정상연결 상태로 유지하고, 상기 통신루프의 상기 제1선로 및 상기 제2선로의 일부가 서로 단락되는 이상상태가 감지되는 경우에는 상기 제2선로의 절단된 양단을 오프시켜 아이솔레이팅 상태로 전환하는 아이솔레이터; 및
상기 인터페이스 유닛에 복수의 상기 감지기 중 적어도 하나를 호출하기 위한 상기 디지털 호출 신호를 제공하고, 상기 인터페이스 유닛의 상기 수신신호로부터 추출된 상기 측정값에 기초하여 상기 감지기 주변의 환경상태를 판단하는 메인 컨트롤 패널을 포함하는 양방향 통신루프에 결합된 아이솔레이터를 포함하는 통신 복구 기능을 구비한 환경감지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 인터페이스 유닛에 있어서,
상기 동작전압 및 상기 디지털 호출 신호는 상기 루프A 단자를 통해 상기 제1선로의 일측에 출력되고,
상기 제2선로에서 나타나는 전류 변화를 상기 루프A 단자와 상기 루프B 단자에서 동시에 수신하고,
만일, 상기 루프A 단자 및 상기 루프B 단자 중 어느 하나의 상기 제2선로에서 상기 전류 변화가 수신되지 않는 경우, 상기 루프B 단자를 통해 상기 제1선로의 타측으로 상기 동작전압 및 상기 디지털 호출 신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신루프에 결합된 아이솔레이터를 포함하는 통신 복구 기능을 구비한 환경감지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 아이솔레이터는 자신을 호출하는 상기 제1선로의 상기 디지털 호출 신호에 응답하여 자신의 주소 데이터 및 아이솔레이팅 상태로의 전환여부를 표시하는 아이솔레이팅 상태 데이터를 상기 제2선로의 전류를 변화시킴으로써 상기 메인 컨트롤 패널에 전송하고,
상기 메인 컨트롤 패널은, 상기 수신신호로부터 상기 아이솔레이팅 상태 데이터가 추출되면 상기 아이솔레이터의 배치 위치의 상기 통신루프에서 이상상태의 발생을 판단하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신루프에 결합된 아이솔레이터를 포함하는 통신 복구 기능을 구비한 환경감지 시스템.
제1항에 있어서,
상기 아이솔레이터는,
상기 제1선로가 분기되어 결합되는 +VDD단자와, 상기 제2선로를 절단하고 절단으로 생성된 일단이 결합되는 -IN단자와, 절단으로 생성된 타단이 결합되는 -OUT단자와, 상기 +VDD단자로 상기 동작전압이 인가되면 상기 -IN단자와 상기 -OUT단자를 서로 연결(short)시키고 만일 상기 +VDD단자로 상기 동작전압이 감지되면서 동시에 상기 -OUT단자에서도 상기 동작전압이 감지되면 상기 -OUT단자를 상기 -IN 단자와 오프시키는 구동회로부를 포함하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신루프에 결합된 아이솔레이터를 포함하는 통신 복구 기능을 구비한 환경감지 시스템.
제4항에 있어서,
상기 아이솔레이터의 상기 구동회로부는,
상기 -OUT단자에 애노드가 결합된 제1다이오드와,
상기 -IN단자에 애노드가 결합되고 상기 제1다이오드와 캐소드끼리 결합된 제2다이오드와,
상기 제1 및 제2다이오드의 캐소드에 일단들이 각각 결합된 제1저항 및 제3저항과,
베이스에 제1저항의 타단이 결합되고, 에미터는 +VDD단자에 결합된 제1 PNP 트랜지스터와,
상기 -IN단자에 드레인이 결합되고, 소스는 상기 제3저항의 타단에 결합된 제1 N채널 FET와,
상기 -OUT단자에 드레인이 결합되고, 소스는 상기 제3저항의 타단에 결합된 제2 N채널 FET와, 및
일단은 상기 제1 PNP 트랜지스터의 콜렉터에 결합되고, 타단은 상기 제1 N채널 FET의 게이트와 상기 제2 N채널 FET의 게이트에 공통으로 결합된 제2저항을 구비하는 것을 특징으로 하는 양방향 통신루프에 결합된 아이솔레이터를 포함하는 통신 복구 기능을 구비한 환경감지 시스템.