KR20120041176A - 전자 장치를 위한 통신 시스템 및 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 전자 장치가 접속되어 있는 전기 에너지 공급 장치의 잠재적인 장애 이벤트(potential failure event)에 면역성이 있는 전자 장치로의 응용을 위한 통신 시스템을 언급하고 있다. 상기 시스템은, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)을 구비하고 있고, 여기서 적어도 하나의 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 처리 장치(5)를 갖고 있으며, 적어도 하나의 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 처리 장치(5)에 의해 제어가능한 장치(6, 7)를 갖고 있다. 이들 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은, 전기 에너지 공급 장치(8)에 의해 공급된 미리 정해진 주파수에서 교류 전압에 의해 전기적으로 전력이 공급된다. 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 각각 전원 버스(9, 10) 및 통신 버스(11, 10)를 매개로 서로 병렬로 전기적으로 동작가능하게 연결된다. 처리 장치(5)는 적어도 하나의 통신 신호(13)를 통신 버스(11, 10)에 공급하도록 배열되고, 통신 신호(13)는 전기 에너지 공급 장치에 의해 공급되는 전압의 주파수보다 실질적으로 큰 미리 정해진 반복 주파수에서 반복되도록 배열된 고주파 펄스(14)의 복수의 세트를 통해 기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이에서 작동되는 상호작용을 허용할 수 있으며, 고주파 펄스(14)의 각 세트는 통신 프로토콜의 적어도 하나의 비트에 대응하는 정보 펄스(15)를 형성하도록 배열되어 있다. 이 시스템은 또한 전기 에너지 공급 장치와 기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이에 배치되어 전기 에너지 공급 장치(8)의 전압 주파수보다 큰 전기 신호의 주파수 성분의 통과만을 허용할 수 있는 주파수 필터(12)도 구비하고 있다. 본 발명은 또한 위에서 설명한 시스템에 의해 실행되는 통신 방법도 언급하고 있다.

Description

전자 장치를 위한 통신 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD OF COMMUNICATION FOR ELECTRONIC APPARATUSES}

본 발명은, 전자 장치의 복수의 기능 모듈(functional module)간의 통신을 허용할 수 있고, 이들 기능 모듈에 의해 구성되는 내부 구성요소에 대한 손상을 회피하기 위해 상기 전자 장치가 접속되어 있는 전기 에너지 공급 장치의 잠재적인 장애 이벤트(potential failure event)에 면역성이 있는 시스템에 관한 것이다.

본 발명은 또한 상기 전자 장치가 접속되어 있는 전기 공급 장치의 장애의 발생 시에 이들 기능 모듈에 의해 구성되는 내부 구성요소에 대한 손상을 회피하는 전자 장치의 복수의 기능 모듈간의 통신 방법에 관한 것이다.

예를 들어, 냉각 장비 및 홈 어플라이언스(home appliances, 가전 제품) 등과 같은 전자 장치는, 일반적으로 그 장치가 설계 사양에 따라 기능을 실행하도록 적당한 논리적 순서(logical sequence)에 따라 제어되는 다수의 전기/전자기계 부하(load) 및 센서를 구비하고 있다.

센서에 의해 캡처(capture)된 진폭(magnitude) 및 각종 부하의 구동을 모니터링(monitering, 감시), 처리 및 제어하는 것은, 일반적으로 각 장치의 특정하면서 특별한 특성에 따라 프로그램된 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서 등과 같은 제어 장치(control unit)에 의해 수행된다.

일반적으로, 상기 제어 장치는 또한 그것과 함께 올바르게 작동하도록 특별하게 전용적으로 설계된 메인 전자 보드(main electronic board)에 포함되어야 했다. 이러한 이유로, 그 장치를 개발하는데 높은 비용과 긴 시간이 필요했고, 한층 더 깊이 생각해야 할 것은 일반적으로 시장에서의 제품의 출시(launch)에 대한 임계 경로를 나타내는 장치 및 사용자의 안전을 맡고 있는 국가 및/또는 국제 기관(agency)에 의해 결정된 표준에서 수립된 시험에 승인을 받아야 한다는 점이다.

추가적으로, 더 진보된 버전 또는 장치의 후속 세대(generation)에 임의의 변경이나 기능적인 개선이 필요하거나, 또는 새로운 기능, 센서 또는 부하가 거기에 추가될 때, 제어 장치 및/또는 메인 전자 보드에 필요하게 되는 변경을 수행하는데 그만큼 더 시간과 추가적인 비용이 필요하게 될 것이다. 또한, 새로운 시험를 받게 되기 때문에 그만큼 더 추가적인 비용이 필요하게 되는 장치에 대해 제품 및 사용자 안전을 맡고 있는 기관에서 다시 평가하게 될 것이다. 추가적으로, 그 장치에 대한 제조 공정 및 조정/튜닝(tuning, 조율) 루틴도 또한 높은 비용을 포함하는 주요한 적응(adaptation)을 필요로 하게 된다.

위에서 설명한 문제를 고려하여, 국제 특허 문서 WO 2005/106,359는 추가적인 부하 및 센서가 메인 보드 또는 제어 장치 프로그램을 중요한 방법으로 변경할 필요 없이 시스템에 포함될 수 있도록, 전원 버스(power bus) 및 통신 버스를 매개로 서로 병렬로 접속된 기능 모듈을 갖추고 있기 때문에, 모듈성(modularity) 및 확장성(expandability) 수용능력(capacity)을 갖는 전자 장치에 사용할 수 있는 시스템을 개시하고 있다. 따라서, 부하 또는 센서가 추가될 때 새로운 안전 시험에 장치를 제공할 필요성을 가지고 분배하는 것을 제외하고, 장치에 대한 개선 및 기능 변경에 관한 비용 및 개발 시간/시험을 저감할 수 있다.

그러나, 예를 들어 접촉 불량이나 연속성 중단 등과 같은 문서 WO 2005/106,359에 개시된 시스템에서의 어떤 예기치 못한 전기적 장애가 있는 경우는, 그 기능 모듈에 서지(surge)를 일으키게 되고, 따라서 제어 장치, 센서 및/또는 부하 등과 같은 중요한 시스템 구성요소가 영구적으로 손상될 수 있어 장치에 치유할 수 없는 손상을 초래하고 사용자에게 주요한 손해(prejudice)를 초래할 수 있다.

따라서, 그 시스템에 발생할 수 있는 전기적 장애에 대한 면역성의 수용능력과 결합되는 모듈성 및 확장성 수용능력을 가진 시스템은 아직까지 알려지고 있지 않다.

따라서, 이 발명의 제1 목적은, 모듈성 및 확장성 수용능력을 갖는 다중 센서와 전자 장치 부하를 감시하고 제어하며, 또한 그 시스템에 발생할 수 있는 전기적 장애(예컨대 서지)에 대한 면역성이 있는 시스템을 제공하는 것이다.

이 발명의 제2 목적은, 발생할 수 있는 잠재적인 전기적 장애(예컨대 서지)에 면역성이 있고, 제품이 변경 또는 개선될 때 제품 안전을 맡고 있는 기관에 의해 결정된 표준에서 수립된 새로운 시험에 장치를 제공할 필요성을 가지고 분배하기 위해, 시간, 비용을 절감하고 장치를 개발하고 확인하는 과정을 상당히 간단화하기 위해, 또한 모듈성 및 확장성을 갖는 다중 센서와 전자 장치의 부하를 모니터링 및 제어할 수 있는 시스템을 제공하는 것이다.

이 발명의 제3 목적은, 발생할 수 있는 잠재적인 전기적 장애(예컨대 서지)에 면역성이 있고, 시스템의 기능 모듈의 동작 상태에 관한 정보(예컨대 진단 정보)의 외부 네트워크로의 공급을 가능하게 할 뿐만 아니라 외부 네트워크에 의해 동작하는 로직(logic)의 부분적인 또는 전체적인 제어를 가능하게 하기 위해, 다중 센서와 전자 장치의 부하를 모니터링 및 제어할 수 있고, 간단하고 쉬운 방법으로 외부 정보 네트워크로의 접속을 허용(허가)하는 시스템을 제공하는 것이다.

이 발명의 제4 목적은, 발생할 수 있는 잠재적인 전기적 장애(예컨대 서지)에 면역성이 있고, 상당히 절감된 비용으로 제품이 빠른 속도로 진화하는 것을 허용하기 위해, 다중 센서와 전자 장치의 부하를 모니터링 및 제어할 수 있고, 간단하고 쉬운 방법으로 센서와 부하 또는 기능 모듈의 추가를 허용하는 시스템을 제공하는 것이다.

이 발명의 제5 목적은, 상기 전자 장치가 접속되는 전기 공급 장치(electric power source, 전원)에 장애(예컨대 서지)가 있는 경우에 이들 기능 모듈에 의해 구비되는 내부 구성요소에 대한 손상을 방지하는 전자 장치의 복수의 기능 모듈의 통신 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1, 제2, 제3 및/또는 제4 목적은,

- 적어도 하나의 기능 모듈이 처리 장치를 갖고 적어도 하나의 기능 모듈이 처리 장치에 의해 제어가능한 장치를 갖는 다수의 기능 모듈;

- 미리 정해진 주파수에서 상기 기능 모듈에 교류 전압을 공급하도록 배열된 적어도 하나의 전기 에너지 공급 장치(소스);

- 전기 에너지 공급 장치를 상기 기능 모듈에 전기적으로 연결하도록 배열된 적어도 하나의 전원 버스;

- 상기 기능 모듈을 서로 병렬로 동작가능하게 연결하도록 배열된 적어도 하나의 통신 버스;

- 상기 전기 에너지 공급 장치와 상기 기능 모듈 사이에 배치되어 상기 전기 에너지 공급 장치 전압 주파수보다 큰 전기 신호의 주파수 성분의 통과만을 허용(허가)할 수 있는 주파수 필터를 구비하여 구성되되,

상기 처리 장치는 적어도 하나의 통신 신호를 통신 버스에 공급하도록 배열되고, 상기 통신 신호는 서로 상기 기능 모듈의 작동되는 상호작용(operative interaction)을 허용할 수 있으며, 상기 통신 신호는 고주파 펄스의 복수의 세트로 구성되고, 상기 고주파 펄스는 미리 정해진 반복 주파수에서 반복되도록 배열되며, 상기 반복 주파수는 상기 전기 에너지 공급 장치에 의해 공급되는 전압의 주파수보다 실질적으로 크고, 고주파 펄스의 각 세트는 통신 프로토콜의 적어도 하나의 비트에 대응하는 정보 펄스를 형성하도록(어떤 모양으로 만들도록) 배열된 전자 장치를 위한 통신 시스템을 제공함으로써 달성된다.

따라서, 본 발명의 시스템은 새로운 프로젝트를 수행하기 위한 필요성 없이 설치되는 센서의 수뿐만 아니라 구동되는 부하의 수 및 프로그램(소프트웨어)의 작업도 또한 확장, 축소 및 변경하거나, 또는 제품이나 장치의 원래의 설계에 중요한 변경을 구현할 수 있다. 상기 시스템은 또한 모니터링, 유지 보수 및 제어를 위해 예를 들어 인터넷과 같은 외부 네트워크와 그 장치의 상호작용을 허가할 수 있는 인터페이스 유형(interface kind)의 기능 모듈의 접속을 가능하게 한다. 이들 특성은, 안전 및 신뢰성 요구에 관한 새로운 승인 검사를 반드시 받아야 할 필요가 없기 때문에, 본 발명이 새로운 모델 및 같은 제품의 더 개선된 버전이 출시될 때 시간 및 비용의 현저한 절감과 같은 중요한 장점을 갖는 솔루션(solution)이 되게 한다.

본 발명의 제5 목적은, 전자 장치가 단일의 전원 버스에 의해 서로 전기적으로 연결된 기능 모듈을 갖추고 있고, 상기 전원 버스는 전기 에너지 공급 장치에 전기적으로 연결되며, 상기 전기 에너지 공급 장치는 미리 정해진 주파수에서 기능 모듈에 교류 전압을 공급하도록 배열된 전자 장치를 위한 통신 방법을 통해 달성되는데, 상기 방법은 다음 단계,

i) 단일의 통신 버스를 매개로 서로 동작가능하게 기능 모듈을 연결하는 단계; ii) 전기 에너지 공급 장치 전압 주파수보다 실질적으로 큰 미리 정해진 반복 주파수에서 반복하는 복수의 고주파 펄스를 통신 버스에 공급하는 단계; iii) 단계 ii)에서 공급된 고주파 펄스를 복수의 정보 펄스를 형성하도록(어떤 모양으로 만들도록) 세트로 배열하는 단계; iv) 단계 iii)에서 형성된 정보 펄스를 통신 신호를 형성하도록(어떤 모양으로 만들도록) 세트로 배열하는 단계; v) 전기 에너지 공급 장치 전압 주파수보다 낮거나 그 주파수와 같은 통신 신호의 주파수 성분을 통과시키도록 필터링하는 단계를 구비함으로써 특징지워진다.

이제, 본 발명은 도면을 바탕으로 더 상세히 설명된다:
도 1은 본 발명의 전자 장치를 위한 통신 시스템의 블록 다이어그램을 나타낸 것이고,
도 2는 본 발명의 전자 장치를 위한 통신 시스템의 간단화된 전기적 구조(electrical scheme)를 나타낸 것이고,
도 3은 도 1과 도 2에 나타낸 시스템에 의해 구비되는 기능 모듈 사이의 통신 신호의 그래프로서, 고주파 펄스를 강조해서 나타낸 것이고,
도 4는 도 1과 도 2에 나타낸 시스템에 의해 구비되는 기능 모듈 사이의 통신 신호의 그래프로서, 단지 도 3에 나타낸 고주파 펄스에 의해 형성되는 포락선(envelope)을 강조해서 나타낸 것이다.

전자 장치를 위한 통신 시스템(장비 또는 어플라이언스), 본 발명의 목적은, 도 1에 개략적으로 나타내어져 있다.

상기 시스템은, 적어도 하나의 기능 모듈(1, 2, 3, 4)이 처리 장치(5)를 가진 복수의 기능 모듈(1, 2, 3, 4)을 구비하고 있다. 추가적으로, 적어도 하나의 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 센서(6) 또는 미리 정해진 임피던스를 갖는 부하(7)로 이루어진 제어가능한 장치(6, 7)를 갖고 있다. 처리 장치(5)는 어떤 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 배치될 수 있는 적어도 하나의 제어가능한 장치(6, 7)를 제어할 수 있는 프로그램가능한 마이크로 컨트롤러 또는 마이크로 프로세서로 구성되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 상기 시스템은 복수의 처리 장치(5)와 제어가능한 장치(6, 7)를 구비하고 있다. 추가적으로, 상기 시스템은 또한 미리 정해진 주파수에서 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 교류 전압을 공급하도록 배열된 전기 에너지 공급 장치(소스; 8)를 구비하고 있다. 일반적으로, 이 공급 전압의 신호의 주파수는 전자 장비의 설치 사이트에 따라 50Hz와 60Hz 사이에서 달라진다. 분명히, 진폭(magnitude)의 이러한 단위에서 다른 주파수 값이 국부적인 설치 조건 및 장비의 응용 분야에 따라 사용될 수 있다.

기능 모듈(1, 2, 3, 4)은, 전기 에너지 공급 장치(8)를 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 전기적으로 연결하도록 차례로 배열되어 있는 적어도 하나의 전원 버스(power bus; 9, 10)에 의해 서로 전기적으로 연결되어 있다. 따라서, 전원 버스(9, 10)는 전기 에너지 공급 장치(8)의 전류를 기능 모듈(1, 2, 3, 4)로 전도하는 것을 담당한다. 전원 버스(9, 10)는 위상 컨덕터(phase conductor; 9) 및 기준 컨덕터(reference conductor; 10)를 구비하고 있다. 바람직하게는, 이 시스템은 추가 기능 모듈(확장성)의 구현을 간단화하고 촉진하는 것 외에, 비용을 절감하고 그 성능을 최적화하기 위해 단일의 전원 버스(9, 10)를 구비하고 있다. 추가적으로, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 또한 이들 기능 모듈(1, 2, 3, 4)이 서로 병렬 연결(parallel association)을 허용하도록 배열된 통신 버스(11)를 매개로 서로 동작가능하게 연결된다. 통신 버스(11, 10)는 데이터 컨덕터(11) 및 기준 컨덕터(10)를 구비하고 있다. 바람직하게는, 이 시스템은 또한 추가 기능 모듈(확장성)의 구현을 간단화하고 촉진하는 것 외에, 비용을 절감하고 그 성능을 최적화하기 위해 단일의 통신 버스(11, 10)를 구비하고 있다.

따라서, 그 시스템에 부하 또는 추가적인 센서를 구현할 필요가 있을 때는, 단지 부하 유형 또는 센서 유형의 장치를 전원 버스(9, 10) 및 통신 버스(11, 10)에 연결하고, 이들 추가적인 구성요소가 시스템에 적절하고 통합된 방식으로 동작할 수 있도록 적절한 매개 변수 및 명령과 함께 시스템 가동(behavior)을 제어하는 프로그램을 제공하는 것이 필요하게 된다.

이러한 의미에서, 다른 복잡도(degrees of complexity), 다른 수의 부하 및 센서를 갖는 장치/시스템은 새로운 특정의 전자 제어 설계를 위한 필요성 없이 이 발명에서 제안된 솔루션에 의해 제어될 수 있다.

기준 컨덕터(10)가 전원 버스(9, 10) 및 통신 버스(11, 10)에 의해 공유된다는 것이 중요하다. 도 1에 나타낸 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 전자 장비가 4개의 기능 모듈(1, 2, 3, 4), 즉

- 시스템의 중앙 모니터링 및 제어 장치로 구성되고, 어느 기능 모듈(2, 3, 4)이 동작을 실행하고 데이텀(datum, 자료)을 다른 기능 모듈(1, 2, 3, 4)로 송신해야 하는지를 지시하기 위해 정보 패키지가 통신 버스(11, 10)에 인가되는 순간을 주기적으로 표시할 수 있으며, 상기 기능이 처리 장치(5)의 동작에 의해 가능하게 되는 주요 기능 모듈(1);

- 적어도 벤틸레이터(ventilator, 환기장치), 램프, 전기 저항, 전자 기계 액추에이터 및 그 중에서 하나로 구성될 수 있는 부하(7)를 갖추고, 바람직하게는 처리 장치(5)도 갖춘 기능 작동 모듈(functional actuation module; 2);

- 적어도 온도 게이지, 압력 게이지, 진동 또는 음향 압력 게이지, 근접 센서, 및 그 중에서 하나로 구성될 수 있는 센서(6)를 갖추고, 바람직하게는 처리 장치(5)도 갖춘 기능 측정 모듈(functional measuring module; 3); 및

- 유지 보수/시험 및/또는 원격 제어 작업을 위한 인터넷, 적외선, 블루투스, 지그비(Zigbee), 와이파이 또는 이동 전화 네트워크를 매개로 한 외부 장비와의 로컬 접속(local connection) 또는 원격 접속(remote connection)을 가능하게 하기 위해, 전자 장비와 적어도 모니터링하는 수단 사이의 작동되는 상호작용(operative interaction) 및/또는 외부 제어를 허용하도록 배열된 기능 인터페이스 모듈(4)

을 구비하고 있다.

따라서, 주요 기능 모듈(1)은, 어떤 다른 기능 모듈(2, 3, 4)이 예를 들어 전력이 전원 버스(9, 10)로부터 부하(7)로 흘러야 하는 순간과 같은 정해진 동작을 실행해야 하는 순간, 또는 기능 측정 모듈(3)이 센서(6)에서 측정된 진폭값을 알려야 하는 순간 또는 기능 인터페이스 모듈(4)이 정보를 요청하고 통신 버스(11, 10)를 경유해서 다른 외부 장치로부터 입력되는 정보를 공급해야 하는 순간을 앞서 자세히 설명한 적절한 전압 신호에 의해 주기적으로 지시한다.

도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 상기 시스템은 또한 전기 에너지 공급 장치(8)와 기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이에 배치되어 전기 에너지 공급 장치(8)의 전압 주파수보다 실질적으로 큰 주파수를 갖는 전기 신호의 성분만의 통과를 허용할 수 있는 주파수 필터(12)도 구비하고 있다. 따라서, 주파수 필터(12)는 전원 버스(9, 10)에서 발생할 수 있는 서지에 대해, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)과 그들의 구성요소 및 예를 들어 제어가능한 장치(6, 7)와 같은 내부 요소(internal element)를 간접적으로 보호하는 기능을 가진다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 주파수 필터(12)는 전기 에너지 공급 장치(8)의 전압 주파수보다 큰 주파수를 갖는 전기 신호의 성분만의 통과를 허용할 수 있는 특정값을 갖는 디커플링 캐패시터(decoupling capacitor, 감결합 콘덴서)로 구성된다. 주파수 필터(12)는, 회로의 전류를 제한하도록 크기가 조정된 저항(16)에 연결되어 각 기능 모듈(1, 2, 3, 4)의 구성요소와 내부 요소의 손상을 회피한다.

따라서, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)간의 통신은 전력 소스(electrical power source)로부터 입력되는 전압 피크(서지)로서 그러한 높은 전압 레벨의 격리를 허용하도록 적절하게 크기가 조정된 주파수 필터(12; 디커플링 캐패시터)를 통과해야한다. 따라서, 전원 버스(9, 10)에 대한 연결이 실패한 경우에는, 필터(12)를 통해 순환하는 전류가 비교적 낮기 때문에, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)의 요소 및 구성요소가 서지에 의해 손상되지 않게 되어 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 대해 어떤 유형의 손상도 회피한다. 위상 컨덕터(9)의 중단의 경우에 있어서, 상기 손상은 데이터 컨덕터(11)에 연결된 전자 회로에서 발생할 것이고, 기준 컨덕터(10)와 데이터 컨덕터(11) 사이의 전압 레벨은 접속된 부하(7) 또는 센서(6)의 어느 것인가를 통한 전류 전도로 인해 전기 에너지 공급 장치(8)에 의해 공급되는 것에 가깝거나 그와 같은 값(일반적으로 5볼트의 단위)으로 상승하도록 강요될 것이다.

기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이의 통신 방법에 관해서는, 서로 기능 모듈(1, 2, 3, 4)의 작동되는 상호작용(operative interaction)을 허용하기 위해 그 프로그래밍을 통해 처리 장치(5)가 적어도 통신 신호(13)를 통신 버스(11, 10)로 공급하도록 배열되어 있다. 보다 구체적으로는, 처리 장치(5)는 통신 신호(13)를 다른 기능 모듈(1, 2, 3, 4)로 보내도록 배열된 데이터 출력 단자(19)를 갖추고 있다. 추가적으로, 처리 장치(5)는 통신 신호(13)를 다른 기능 모듈(1, 2, 3, 4)로부터 수신하도록 배열된 데이터 입력 단자(20)를 갖추고 있다.

도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 통신 신호(13)는 전기 에너지 공급 장치에 의해 공급되는 전압의 주파수보다 실질적으로 큰 미리 정해진 반복 주파수에서 반복되도록 배열된 고주파 펄스(14)의 복수의 세트로 구성되고, 여기서 상기 고주파 펄스의 반복 주파수의 값은 실질적으로는 60Hz보다 큰 값, 바람직하게는 kHz?MHz의 단위로 이루어진다.

고주파 펄스(14)의 각 세트는 미리 수립된 통신 프로토콜의 적어도 하나의 비트에 대응하는 정보 펄스(15)를 형성하도록(어떤 모양으로 만들도록) 배열되어 있고, 여기서 정보 펄스(15)는 결정된 기능 모듈(1, 2, 3, 4)이 다른 기능 모듈(1, 2, 3, 4)로 보내는 데이텀(비트)으로 유효하게 이루어진다. 정보 비트의 세트는 앞서 언급한 통신 프로토콜을 따르는 정보 패키지를 형성한다는 것이 중요하다.

도 3에 있어서, 정보 펄스(15)는 그래프 상의 실선 곡선(continuous line curve)으로 표시된 고주파 펄스(14)를 외면적으로 포함하는 점선 곡선(dotted line curve)으로 이루어진다. 도 4는 처리 장치(5)에 의해 실행되는 프로그램에 의해 수립된 미리 정해진 특정 통신 프로토콜을 따르는 정보 펄스(15)의 예를 나타낸 것이다.

이런 이유로, 정보 패키지를 형성하는 정보 펄스(15)는 데이터 컨덕터(11)와 기준 컨덕터(10) 사이에 가해진 전압 변조에 의해 형성된다. 이 변조는, 정보 패키지를 형성하는 디지털 펄스(전압 포락선)로부터의 구별을 명백하게 허용하기 위해 충분히 높은 주파수의 최대 및 최소 레벨 사이의 전압의 변동으로 이루어진다.

따라서, 적어도 2개의 기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이의 상호작용은, 처리 장치(5)에 의해 실행되는 프로그램(소프트웨어)을 통해 제어되는 고주파 펄스(14)로 구성된 순차적인 전압 포락선(정보 펄스(15))에 의해 인에이블(enable)되는 교환이나 그들 사이의 양방향 디지털 정보 흐름을 허용한다.

도 2에 따르면, 하드웨어에 관해서는, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 전압 포락선의 정보를 허용하기 위해 통신 신호(13)를 지원하도록 서로 결합된 캐패시터(21) 와 저항(22)을 갖고 있다. 추가적으로, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 통신 신호(13)의 데이터 입력 단자(20)로의 공급을 허용할 수 있는 한 세트의 정류 다이오드(23, 24)도 갖추고 있다.

또한 도 2에서 알 수 있는 바와 같이, 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 그 구성요소 및 내부 요소에 전기적으로 전력을 공급할 수 있는 연속적인 전압 소스(18)를 구비하고 있다. 이 연속적인 전압 소스(18)는 차례로 통신 신호(13) 자체 및/또는 전기 에너지 공급 장치(8)로부터 입력되는 교류 주전압의 정류된 전기 신호에 의해 전력이 공급될 수 있다.

따라서, 본 발명에 의해 드러난 시스템의 하드웨어-소프트웨어 조합이 통신 신호(13)의 형성뿐만 아니라 서로에 대해 기능 모듈(1, 2, 3, 4)의 작동되는 상호작용을 허용한다.

위에서 설명한 시스템에 의해 실행되는 통신의 방법도 또한 본 발명의 보호의 대상이며, 다음과 같은 단계: i) 단일의 통신 버스(11, 10)를 매개로 서로 동작가능하게 기능 모듈(1, 2, 3, 4)을 연결하는 단계; ii) 전기 에너지 공급 장치(8)의 전압 주파수보다 실질적으로 큰 미리 정해진 반복 주파수에서 반복하는 고주파 펄스(14)를 통신 버스(11, 10)에 공급하는 단계; iii) 단계 ii)에서 공급된 고주파 펄스(14)를 복수의 정보 펄스(15)를 형성하도록 세트로 배열하는 단계; iv) 단계 iii)에서 형성된 정보 펄스(15)를 통신 신호(13)를 형성하도록 세트로 배열하는 단계; v) 전기 에너지 공급 장치(8)의 전압 주파수보다 낮거나 그 주파수와 같은 통신 신호(13)의 주파수 성분을 통과시키도록 필터링하는 단계를 구비한다.

기존의 통신 시스템 및 방법에서는, 고주파 펄스가 전압 포락선 자체(정보 펄스(15))로 구성된다는 점, 즉 각 전압 펄스가 송신하기를 원하는 사용자에게 비트 자체(정보)를 나타내도록 전압 포락선이 고주파에서 반복하도록 배열된 고주파 펄스를 갖추지 않는다는 점을 강조하는 것이 중요하다. 따라서, 기존의 통신 시스템에서는, 분명히 바람직하지 않은 정보 데이터(비트)를 필터링할 수 있는 것처럼 주파수 필터를 구현하는 것은 불가능하다. 예를 들어, 전원 버스의 위상 컨덕터에 접촉 장애 또는 연속성 손실이 있는 경우는, 여전히 전원 공급 장치에 연결된 모든 기능 모듈에 있어서 위상 컨덕터(9)와 기준 컨덕터(10) 사이에 높은 전압(예를 들어 110V 또는 220V)이 발생되는데, 시스템이 면역 능력을 갖고 있기 않기 때문에, 이 고전압에 의해 그 구성요소 및 내부 요소가 손상될 수 있다.

그에 반해, 본 발명의 시스템의 중요한 특징은 주파수 필터(12)의 존재로 인해 전원 버스에서의 임의의 설치 실패와 접촉 결함에 대해 그 면역성이 있다는 점이고, 이러한 특징은 이전에 설명한 바와 같이 기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이의 통신(정보 흐름)은 고주파 펄스에 의한 것이기 때문에, 그 정확한 작업을 구비하는 일없이 시스템에 있어서 적절히 구현될 수 있다.

따라서, 본 발명은 로컬 및/또는 원격 장비에 의한 모니터링/외부 제어를 가능하게 할 뿐만 아니라 그 모듈러(modular) 및 확장성 수용능력과 관련된 상기 면역 특성을 전례 없는 방식으로 공급한다.

예시적인 바람직한 실시예를 설명했는데, 본 발명의 범위는 여기에 첨부된 청구의 범위의 내용에 의해서만 한정되는 다른 가능한 변형을 포함하고, 잠재적인 등가물은 그 안에 포함됨을 이해해야 한다.

Claims (8)

1. - 적어도 하나의 기능 모듈(1, 2, 3, 4)이 처리 장치를 갖고 적어도 하나의 기능 모듈(1, 2, 3, 4)이 처리 장치(5)에 의해 제어가능한 장치(6, 7)를 갖는 다수의 기능 모듈(1, 2, 3, 4);
   - 미리 정해진 주파수에서 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 교류 전압을 공급하도록 배열된 적어도 하나의 전기 에너지 공급 장치(8);
   - 상기 전기 에너지 공급 장치(8)를 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 전기적으로 연결하도록 배열된 적어도 하나의 전원 버스(9, 10);
   - 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)을 서로 병렬로 동작가능하게 연결하도록 배열된 적어도 하나의 통신 버스(11, 10);
   - 상기 전기 에너지 공급 장치와 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이에 배치되어 상기 전기 에너지 공급 장치 전압 주파수보다 큰 전기 신호의 주파수 성분의 통과만을 허용할 수 있는 주파수 필터(12)를 구비하여 구성되되,
   상기 처리 장치(5)는 적어도 하나의 통신 신호(13)를 통신 버스(11, 10)에 공급하도록 배열되고, 상기 통신 신호(13)는 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4) 사이에서 작동되는 상호작용을 허용할 수 있으며, 상기 통신 신호(13)는 고주파 펄스(14)의 복수의 세트로 구성되고, 상기 고주파 펄스(14)는 미리 정해진 반복 주파수에서 반복되도록 배열되며, 상기 반복 주파수는 상기 전기 에너지 공급 장치에 의해 공급되는 전압의 주파수보다 실질적으로 크고, 고주파 펄스(14)의 각 세트는 통신 프로토콜의 적어도 하나의 비트에 대응하는 정보 펄스(15)를 형성하도록 배열된 것을 특징으로 하는 전자 장치를 위한 통신 시스템.
   
2. 제1항에 있어서, 상기 처리 장치(5)에 의해 제어가능한 장치(6, 7)는 센서(6) 또는 부하(7)로 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
   
3. 선행하는 청구항의 어느 하나에 있어서, 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 전기 에너지 공급 장치(8)를 전기적으로 연결하도록 배열된 단일의 전원 버스(9, 10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
   
4. 선행하는 청구항의 어느 하나에 있어서, 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)을 서로 동작가능하게 연결하도록 배열된 단일의 통신 버스(11, 10)를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
   
5. 선행하는 청구항의 어느 하나에 있어서, 상기 주파수 필터(12)는 전기 에너지 공급 장치 전압 주파수보다 큰 주파수를 갖는 전기 신호의 성분만의 통과를 허용할 수 있는 특정값을 갖는 디커플링 캐패시터로 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
   
6. 선행하는 청구항의 어느 하나에 있어서, 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 전자 장치와 모니터링 및/또는 외부 제어의 적어도 하나의 수단 사이에서 작동되는 상호작용을 허용하도록 배열된 기능 인터페이스 모듈(4)로 구성되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
   
7. 선행하는 청구항의 어느 하나에 있어서, 상기 기능 모듈(1, 2, 3, 4)은 그 구성요소와 내부 요소에 전기적으로 전력을 공급할 수 있는 연속적인 전압 소스 (18)를 구비하고 있고, 상기 연속적인 전압 소스(18)는 상기 통신 신호(13) 자체 및/또는 상기 전기 에너지 공급 장치(8)로부터 입력되는 교류 전압의 정류된 전기 신호에 의해 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 통신 시스템.
   
8. 전자 장치가 단일의 전원 버스(9, 10)에 의해 서로 전기적으로 연결된 기능 모듈(1, 2, 3, 4)을 갖추고 있고, 상기 전원 버스(9, 10)는 전기 에너지 공급 장치(8)에 전기적으로 연결되며, 상기 전기 에너지 공급 장치(8)는 미리 정해진 주파수에서 기능 모듈(1, 2, 3, 4)에 교류 전압을 공급하도록 배열된 전자 장치를 위한 통신 방법으로서, 상기 방법은 다음 단계,
   i) 단일의 통신 버스(11, 10)를 매개로 서로 동작가능하게 기능 모듈(1, 2, 3, 4)을 연결하는 단계;
   ii) 전기 에너지 공급 장치 전압 주파수보다 실질적으로 큰 미리 정해진 반복 주파수에서 반복하는 복수의 고주파 펄스(14)를 통신 버스(11, 10)에 공급하는 단계;
   iii) 단계 ii)에서 공급된 고주파 펄스(14)를 복수의 정보 펄스(15)를 형성하도록 세트로 배열하는 단계;
   iv) 단계 iii)에서 형성된 정보 펄스(15)를 통신 신호(13)를 형성하도록 세트로 배열하는 단계; 및
   v) 전기 에너지 공급 장치 전압 주파수보다 낮거나 그 주파수와 같은 통신 신호(13)의 주파수 성분을 통과시키도록 필터링하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 통신 방법.
   

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