KR910004807B1 - Digital data transmission line interface for telemetering system - Google Patents
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Abstract
Description
제 1 도는 일반적인 텔레메터링 시스템의 구성도.1 is a schematic diagram of a general telemetering system.
제 2 도는 종래의 모기와 자기간에 통신 접합회로도.2 is a communication junction circuit between a conventional mosquito and its own.
제 3 도는 본 발명에 따른 모기와 자기간에 통신 정합회로도.3 is a communication matching circuit diagram between a mosquito and a self according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
LD1-LD4 : 발광 다이오드 PQ1-PQ4 : 포토 트랜지스터LD1-LD4: Light emitting diode PQ1-PQ4: Phototransistor
R1-R4 : 저항R1-R4: Resistance
본 발명은 직렬 데이타 통신회로에 관한 것으로, 특히 텔레메터링 시스템에서 모기와 자기간에 결선수를 감소하는 동시에 전기적으로 절연시켜 직렬 데이타를 전송할 수 있는 회로에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
제 1 도는 일반적인 텔레메터링 시스템(Telemetering system)의 구성을 도시하고 있다. 상기와 같은 텔레메터링 시스템의 동작을 살펴보면, 호스트 컴퓨터(60)가 교환기 정합장치(50)를 통해 교환기(40)로 임의 가입자 전화기(30)에 병렬 연결된 모기(10)를 호출하도록 명령어를 출력한다. 그러면 상기 교환기(40)는 전화라인(TEL)을 통해 해당 모기(10)를 인에이블시키기 위한 명령어를 송출하며, 모기(10)의 CPU(11)는 전화정합회로(13)를 통해 이를 인지하고, 통신 정합회로(14)를 통해 자기(20)의 동작 수행을 위한 명령어를 송출한다. 그러면 상기 자기(20)의 CPU(21)는 통신 정합회로(24)를 통해 이를 인지하고, 계량기 정합회로(23)를 구동하여 계량기의 내용을 판독한다. 이후 상기 자기(20)의 CPU(21)는 상기 계량값인 메터링 데이타를 통신 정합회로(24)를 통해 모기(10)측으로 출력한다. 그러면 상기 모기(10)의 CPU(11)는 통신 정합회로(14)를 통해 상기 메터링 데이타를 수신하여 전화 정합회로(13)를 통해 전화라인(TEL)으로 출력한다. 이후 상기 교환기(40)는 상기 모기(10)로부터 출력된 메터링 데이타를 교환기 정합장치(50)를 통해 호스트 컴퓨터(60)로 출력하며, 호스트 컴퓨터(60)는 이를 해당 가입자 영역에 저장하여 원격 텔레메터링 동작을 구현하게 되는 것이다.1 shows the configuration of a general telemetering system. Referring to the operation of the telemetering system as described above, the
이때 상기 자기(20)는 옥내에 설치되는 다수개의 계량기들을 판독하기 위한 기능을 수행하며, 상기 모기(10)는 상기 자기(20)와 교환기(40)간에 텔레메터링에 의한 가입자 인터페이싱 기능을 수행하게 된다. 상기 모기(10)와 자기(20)간의 데이타 통신은, 상기 모기(10)와 자기(20)가 옥내와 같이 서로 근거리에 위치되므로, 저속도의 디지탈 통신방식을 사용하게 된다.At this time, the
제 2 도는 텔레메터링 시스템에서 모기(10)와 자기(20)간에 직렬 통신방식으로 데이타를 전송하는 통신 정합회로(14,24)의 구성도로서, 제 1드라이버(U1) 및 제 1리시버(U4)는 모기(10)의 통신 정합회로(14)가 되고, 제 2드라이버(U3) 및 제 2리시버(U2)는 자기(20)의 통신 정합회로(24)가 된다. 이때 상기 모기(10)는 호스트 컴퓨터(60)의 제어에 의해 자기(20)측으로부터 발생되는 데이타를 수집하며, 상기 자기(20)는 상기 모기(10)의 제어하에 연결된 계량기의 메터링 데이타를 판독하여 모기(10)측으로 전송한다.2 is a configuration diagram of
먼저 모기(10)의 CPU(11)로부터 통신 정합회로(14)로 메터링 데이타를 보내라는 데이타를 출력하면, 상기 제 1드라이버(U1)는 통신라인을 통해 상기 데이타를 자기(20)측에 드라이버 해야하므로, 디지탈 레벨(TTL level)보다 높은 전원(V11)으로 데이타를 드라이버하여 출력한다. 그러면 상기 통신 정합회로(24)의 제 2리시버(U2)는 상기 제 1드라이버(U1)의 출력을 디지탈 레벨(V13)로 변환하여 CPU(21)로 인가한다. 그러면 상기 자기(20)의 CPU(21)는 모기(10)의 송신 데이타에 따라 해당 계량기에 의한 메터링 데이타 및 해당 자기(20)의 식별번호(Identification)를 제 2드라이버(U3)를 통해 전송선로상으로 출력한다. 이후 상기 모기(10)는 제 1리시버(U4)를 통해 자기의 메터링 데이타 및 식별번호를 받는다. 상기 제 2드라이버(U3) 및 제 1리시버(U4)는 상기 제 1드라이버(U1) 및 제 2리시버(U2)와 동일한 기능을 수행한다.First, when data to send metering data from the
상기와 같은 종래의 방식은 공통선, 수신선(Rx line), 송신선(Tx line)의 3선으로 구성되어 있어 선로가 복잡했고, 모기(10)와 자기(20)가 전기적으로 연결되어 있으므로 외부 낙뢰등에 의해 양쪽 기기의 주요부가 동시에 손상될 가능성이 있었으며, 기기의 접속부가 TTL 또는 CMOS로 구성되어 있어 한쪽 기기의 고장이 발생하면 드라이버 또는 리시버를 통해서 다른쪽 기기의 내부회로에 방해 또는 충격을 줄 수 있는 문제점 등이 있었다.Since the conventional method is composed of three lines of common line, Rx line, and Tx line, the line is complicated, and the
따라서 본 발명의 목적은 텔레메터링 시스템에서 모기와 자기간을 광결합 방식으로하여 전기적으로 절연시킬 수 있는 데이타 통신방식을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a data communication method capable of electrically insulated by the optical coupling method between the mosquito and magnetic in the telemetering system.
본 발명의 또다른 목적은 텔레메터링 시스템의 모기와 자기간의 데이타 전송을 그 선로로 수행하여 결선수를 감축할 수 있는 직렬 데이타 통신회로를 제공함에 있다.It is still another object of the present invention to provide a serial data communication circuit capable of reducing defects by performing data transmission between a mosquito and a self of a telemetering system on its track.
이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
제 3 도는 본 발명에 따른 모기와 자기간의 직렬 데이타 통신회로도로서, 호스트 컴퓨터의 제어하에 텔레메터링에 데이타를 수집하여 호스트 컴퓨터로 전송하는 모기(10)와, 다수개의 계량기를 접속하고 있으며, 상기 모기(10)의 제어하에 해당 메터링 데이타를 판독하여 상기 모기(10)로 전송하는 자기(20)와, 제 1 및 제 2접속노드(N1,N2)와, 상기 제 1 및 제 2접속노드(N1,N2) 사이에 연결되는 통신라인(T/RL)과, 제 1전원(V1)과 상기 제 1접속노드(N1) 사이에 연결되며, 상기 모기(10)의 송신 포트로 출력되는 데이타를 상기 제 1전원(V1) 레벨로 변환하여 상기 통신라인(T/RL)으로 출력하는 제 1광결합기(PC1)와, 상기 제 2접속노드(N2)와 제 2전원(GND) 사이에 연결되며, 상기 통신라인(T/RL)의 제 1전원(V1) 레벨의 데이타를 상기 자기(20)의 수신 포트로 인가하는 제 3광결합기(PC3)와, 상기 제 2접속노드(N2)와 제 2전원(GND) 사이에 연결되며, 상기 자기(20)의 송신 포트로 출력되는 데이타를 상기 제 2전원(GND) 레벨로 변환하여 상기 통신라인(T/RL)으로 출력하는 제 4광결합기(PC4)와, 상기 제 1접속노드(N1)과 제 3전원(V3)에 연결되며, 상기 통신라인(T/RL)의 제 2전원(GND) 레벨의 데이타를 상기 모기(20)의 수신 포트로 인가하는 제 2광결합기(PC2)로 구성된다.3 is a diagram of a serial data communication circuit between a mosquito and a self according to the present invention, which connects a plurality of meters with a
여기서 상기 제 1-제 4광결합기(PC1-PC4)의 접속관계를 보다 구체적으로 살펴본다. 여기서 제 1전원(V1)은 양전원이고, 제 3전원(V3)은 음전원이며, 제 2전원(GND)는 접지전위(ground level)를 갖는다. 또한 제 1접지(G1)는 모기(10)측의 접지가 되고, 제 2접지(G2)는 자기(20)측의 접지가 된다. 먼저 제 1광결합기(PC1)는 모기(10)측의 송신 포트에 발광 다이오드(LD1)의 애노드가 연결되는 동시에 캐소드가 제 1접지(G1)에 연결되며, 상기 발광 다이오드(LD1)에 의해 제어되는 포트 트랜지스터(PQ1)의 컬렉터가 저항(R3)을 통해 제 1전원(V1)에 연결되는 동시에 이미터가 제 1접속노드(N1)에 연결된다. 또한 제 2광결합기(PC2)는 상기 발광 다이오드(LD2)의 애노드가 상기 제 1접속노드(N1)에 연결되는 동시에 캐소드가 저항(R1)을 통해 제 3전원(V3)에 연결되고, 상기 발광 다이오드(LD2)에 의해 제어되는 포토 트랜지스터(PQ1)의 켈렉터가 모기(10)측의 수신포트에 연결되는 동시에 이미터가 제 1접지(G1)에 연결된다. 즉, 상기 제 1 및 제 2광결합기(PC1,PC2)는 모기(10)의 송수신 포트에 연결된다.Here, the connection relationship between the first and fourth optical couplers PC1 to PC4 will be described in more detail. Here, the first power source V1 is a positive power source, the third power source V3 is a negative power source, and the second power source GND has a ground level. In addition, the first ground (G1) is the ground on the
통신라인(T/RL)은 상기 제 1접속노드(N1)와 제 2접속노드(N2) 사이에 연결된다.The communication line T / RL is connected between the first connection node N1 and the second connection node N2.
상기 제 3광결합기(PC3)는 상기 제 2접속노드(N2)에 저항(R2)을 통해 발광 다이오드(LD3)의 애노드가 연결되는 동시에 캐소드가 제 1접지(G1)에 연결되며, 상기 발광 다이오드(LD3)에 의해 제어되는 포토 트랜지스터(PQ3)의 컬렉터가 자기(20)측의 수신 포트에 연결되는 동시에 이미터가 제 2접지(G2)에 연결된다. 또한 제 4광결합기(PC4)는 자기(20)측의 송신 포트가 발광 다이오드(LD4)의 애노드에 연결되는 동시에 캐소드가 제 2접지(G2)에 연결되며, 상기 발광 다이오드(LD4)에 의해 제어되는 포토 트랜지스터(PQ4)의 컬렉터가 제 1접지(G1)에 연결되는 동시에 이미터가 상기 제 2접속노드(N2)에 연결된다. 즉, 상기 제 3 및 제 4광결합기(PC3,PC4)는 상기 자기(20)의 송수신 포트에 연결된다.The third optical coupler PC3 has an anode of the light emitting diode LD3 connected to the second connection node N2 through a resistor R2, and a cathode thereof is connected to the first ground G1. The collector of the photo transistor PQ3 controlled by the LD3 is connected to the receiving port on the
그리고 상기 통신라인(T/RL)과 평행으로 접지라인이 연결된다.And a ground line is connected in parallel with the communication line (T / RL).
먼저 모기(10)와 자기(20)간의 데이타 전송과정을 설명한다. 상기 구성에서 설명한 바와 같이 발광 다이오드와 포토 트랜지스터는 광결합구성(LD1-PQ1, LD2-PQ2, LD3-PQ3, LD4-PQ4)을 갖는 소자로 전류 전달율이 큰 소자이다. 이때 모기(10)와 자기(20)간에 데이타 전송이 없을시에는 발광 다이오드(LD1-LD4)에는 전류가 흐르지 않게 되므로, 포토 트랜지스터(PQ1-PQ4)가 동작하지 않게 되어 통신라인(T/RL)에는 데이타가 실리지 못한다.First, the data transmission process between the
모기(10)측에서 자기(20)측으로 데이타를 송신하는 과정을 설명한다. 상기 모기(10)측에서 데이타가 송신되면, 발광 다이오드(LD1)가 온스위칭 되어 발광다이오드(LD1)가 구동되며, 상기 발광 다이오드(LD1)에 의해 포토 트랜지스터(PQ1)가 턴온되므로, 포토 트랜지스터(PQ1)는 이미터단으로 제 1전원(V1)레벨을 갖는 데이타로 변환 출력한다. 이때 상기 포토 트랜지스터(PQ1)의 이미터출력은 제 1접속노드(N1)로 출력되어 통신라인(T/RL)으로 공급된다. 이때 상기 제 1접속노드(N1)의 출력은 발광 다이오드(LD2) 및 저항(R1)을 통해 제 3전원(V3)측으로 흐르기도 하지만, 동시에 통신라인(T/RL)을 통해 저항(R2) 및 발광 다이오드(LD3)를 통해 제 1접지(G1)로 흐르게 된다. 상기 모기(10)측의 송신데이타에 따라 상기 발광 다이오드(LD3)가 구동되면 포토 트랜지스터(PQ3)가 턴온되어 자기(20)측의 수신 포트로 모기(10)측에 발생하는 직렬 데이타를 공급하게 된다.A process of transmitting data from the
반대로 자기(20)측에서 모기(10)측으로 메터링 데이타를 송신하는 과정을 살펴본다. 상기 자기(20)측에서 메터링 데이타를 송신할시에는 모기(10)측의 송신 포트는 대기상태이므로 포토 트랜지스터(PQ1)는 턴오프상태에 있게 된다. 이때 상기 자기(20)측에서 발광 다이오드(LD4)의 애노드로 메터링 데이타를 디지탈 레벨로 출력하면 발광 다이오드(LD4)가 구동되며, 상기 발광 다이오드(LD4)에 의해 포토 트랜지스터(PQ4)가 턴온되어 모기측의 제 1접지(G1)전원이 제 2접속노드(N2)에 나타난다. 그러면 상기 제 2접속노드(N2)의 제 2전원(GND)는 상기 포토 트랜지스터(P1)가 오프상태이므로 통신라인(T/RL)을 통해 제 1접속노드(N1)에도 동일하게 나타난다. 이때 상기 제 1접속노드(N1)에 애노드가 접속된 상기 발광 다이오드(LD2)는 캐소드가 저항(R1)을 통해 제 3전원(V3)에 연결되어 있으므로, 온스위칭 된다. 그러면 상기 발광 다이오드(LD2)의 구동에 의해 포토 트랜지스터(PQ2)가 턴온되어 모기(10)측의 수신 포트로는 상기 자기(20)측에서 출력하는 메터링 데이타가 공급됨을 알 수 있다.On the contrary, a process of transmitting metering data from the magnetic 20 side to the
이때 상기 저항(R1, R2)은 각각 발광 다이오드(LD2, LD3)에 흐르는 전류를 제한하기 위해 사용하며, 모기(10) 및 자기(20)에는 전송하는 데이타의 논리가 "하이"일시에는 발광 다이오드(LD1,LD4)에 전류를 흘리게 되며, 논리가 "로우"일시에는 전류가 차단된다. 상기와 같은 방식으로 데이타를 전송하면 모기(10)와 자기(20)간에 2선으로 직렬 데이타 통신이 가능해진다.In this case, the resistors R1 and R2 are used to limit the current flowing through the light emitting diodes LD2 and LD3, respectively, and when the logic of the data to be transmitted to the
상기와 같이 모기와 자기는 데이타 송신 및 수신부가 포토 커플러(LD1 - PQ1, LD2 - PQ2, LD3 - PQ3, LD4 - PQ4)로 이루어진 광학적 결합방식을 사용하였으므로 전기적으로 완전히 절연되어 있어 어느 한쪽 기기에 가해지는 전기적 충격이 다른쪽 기기로 영향을 주지않게 된다.As described above, the mosquito and magnet are electrically insulated because the data transmission and reception unit uses an optical coupling method consisting of photo couplers (LD1-PQ1, LD2-PQ2, LD3-PQ3, LD4-PQ4). The electrical shock will not affect the other device.
또한 모기(10)의 드라이버 구동전원인 제 1전원(V1)과 제 3전원(V3)이 모기(10)의 논리회로 구동전원과 분리될 경우, 어느 한쪽기기의 고장은 다른쪽 기기의 내부회로 동작에 영향을 주지않게 되므로, 전송선로에 인가된 고전압에 의한 모기(10)와 자기(20)간의 접속부의 부품이 고장이 발생하더라도 상대측 기기의 내부회로에 영향을 주지 않게 된다. 이것은 모기와 자기의 접속부가 광학적으로 결합되어 있기 때문에 광학적 결합을 파괴할 수 없는 범위내에서는 포토 트랜지스터(PQ1, PQ4) 및 발광 다이오드(LD2-LD3)를 제외한 발광 다이오드(LD1, LD4) 및 포토 트랜지스터(PQ2, PQ3)와 내부회로는 영향을 받지 않으므로, 모기(10)와 자기(20)는 선로로부터의 고장 감내성이 좋아지게 된다.In addition, when the first power source (V1) and the third power source (V3), which are the driver driving power of the
그리고 전류 루프를 이용한 데이타 전송방식이므로 두 선로에 가해지는 동상 잡음에 대한 내잡음성이 강하다.And because of the data transmission method using the current loop, the noise resistance against in-phase noise applied to two lines is strong.
상술한 바와 같이 모기와 자기간에 데이타 전송을 2선식으로 할 수 있어 결선비용을 감소할 수 있는 동시에 결선의 간단화를 이룰 수 있으며, 광학적 결합방식에 의해 모기와 자기를 전기적 절연시키는 동시에 전기적 절연에 의해 모기와 자기가 선로로부터의 고장 및 전기적 충격으로부터 보호됨으로서 고전압들에 의한 기기의 손실을 대폭 줄일수 있고, 고장시에도 접속부를 제외한 내부회로는 영향을 받지 않아 시스템 효율을 극대화 시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, data can be transferred between the mosquito and the magnet in two wires, which reduces wiring costs and simplifies the wiring. By protecting the mosquito and magnetism from the fault and electric shock from the line, the loss of equipment due to high voltages can be greatly reduced, and the internal circuits except the connection part are not affected even in the event of failure, thereby maximizing system efficiency. have.
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