NO313169B1 - Metode for flerveis datakommunikasjon - Google Patents
Metode for flerveis datakommunikasjon Download PDFInfo
- Publication number
- NO313169B1 NO313169B1 NO20002758A NO20002758A NO313169B1 NO 313169 B1 NO313169 B1 NO 313169B1 NO 20002758 A NO20002758 A NO 20002758A NO 20002758 A NO20002758 A NO 20002758A NO 313169 B1 NO313169 B1 NO 313169B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- central unit
- station
- measuring probe
- alternating voltage
- single conductor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 238000004891 communication Methods 0.000 title claims description 18
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 19
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 3
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 claims description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 13
- 230000004913 activation Effects 0.000 claims 4
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 9
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08C—TRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
- G08C15/00—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path
- G08C15/02—Arrangements characterised by the use of multiplexing for the transmission of a plurality of signals over a common path simultaneously, i.e. using frequency division
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B3/00—Line transmission systems
- H04B3/02—Details
- H04B3/44—Arrangements for feeding power to a repeater along the transmission line
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
- H04L5/00—Arrangements affording multiple use of the transmission path
- H04L5/14—Two-way operation using the same type of signal, i.e. duplex
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Communication Control (AREA)
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte slik som angitt i den innledende del av det vedføyde krav 1. Fremgangmåten er for en- eller flerveis datakommunikasjon mellom en sentralenhet og et antall stasjoner, og kommunikasjonen foregår via en enkelt enleder med sentralenheten og stasjonene plassert etter hverandre langs linjen . Alle enhetene må i tillegg til linjen være tilkoblet et felles, fast, vekselstrømsmessig "jordpunkt"
Et spesifikt eksempel på anvendelse av oppfinnelsen er overvåking av parametere i samtlige enkeltceller i et stort batteri, eksempelvis et nødstrøms-batteri eller et fremdriftsbatteri i en ubåt.
Rent prinsipielt representerer imidlertid foreliggende oppfinnelse et helt generelt system for, med mange stasjoner tilknyttet samme enleder, å både sende og motta signaler mellom en felles sentralenhet, og enkeltstasjoner tilknyttet enlederen , eventuelt også signaler mellom stasjonene. Systemet kan utføres slik at det blir galvanisk skille mellom enhetene. Oppfinnelsen muliggjør også forskjellige, meget effektive metoder for støykansellering og feiloppretting av støy-ødelagte data.
TEKNIKKENS STILLING
Fra US patent nr. 5,260,701 er kjent et system for samtidig overføring av data mellom to stasjoner, der en sentralenhet sender ut et amplitudemodulert vekselspenningssignal, og der en slavestasjon mottar både krafttilførsel og styresignaler fra sentralenheten og sender svar tilbake ved å modulere sin komplekse impedans. Overføringslinken er en induktiv kopling over en avstand på bare noen få centimeter, slik at sender- og mottakerantennene nærmest kan ses på som primær- og sekundærviklinger i en transformator.
Fra US patent nr. 5,657,324 er videre kjent et system for samtidig overføring av data mellom flere stasjoner over en enkeltleder, der en sentralenhet sender ut et modulert likespenningssignal, og der slavestasjoner hver for seg mottar både krafttilførsel og styresignaler fra sentralenheten og sender svar tilbake ved å modulere sin motstandsverdi over linjen.
Norsk patentsøknad nr. 1995 1291 beskriver en fremgangsmåte for samtidig overføring av data mellom stasjoner over en totråds-forbindelse, der en sentralenhet sender ut et amplitudemodulert vekselspenningssignal ved å amplitudemodulere bare den ene halvperioden av signalet, og der de øvrige stasjonene mottar både krafttilførsel, synkronisering og styresignaler fra sentralenheten og sender svar tilbake ved å modulere sin impedans på linjen i de andre halvperiodene. Denne norske patentsøknaden beskriver med andre ord en slags tidsmultipleksing, der signalene hver vei på kommunikasjonslinjen prinsipielt ikke er til stede samtidig, men i forskjellige, meget tett på hverandre følgende tidsluker.
HERVÆRENDE OPPFINNELSE
Det er behov for en mer effektiv kommunikasjonsform enn det som fremgår av den kjente teknikk. I herværende oppfinnelse vil informasjon fra sentralenheten moduleres inn på datalinjen som en amplitudemodulasjon av et grunnsignal, mens signalet fra stasjonen moduleres inn på linjen som en kombinasjon av strøm- og fase- modulasjon. En amplitudemodulasjon fra sentralenheten vil føre til en strømendring i linjen, fordi strømtrekket i stasjonen øker ved økt amplitude på signallinjen.
Fordi, som vi vil beskrive senere, sentralenhet og stasjon har samme klokke, er det mulig å skille en fasemodulasjon som skyldes signalering fra stasjonen, fra vekslende strømtrekk som skyldes vekslende spenningsamplituder på linjen. Dette betyr at det på datalinjen kan ligge både en amplitudemodulasjon og en strø m/fasemodulasjon samtidig , eller i de samme halvperioder i grunnsignalet..
Oppfinnelsens konstruksjon muliggjør altså en toveis kommunikasjon mellom en felles sentralenhet og mange stasjoner tilknyttet en felles enleder datalinje. Alle enhetene må i tillegg til felles enleder datalinje være tilkoblet en felles ac-jord. I eksempelvis et batteri vil alle tilkoblingspoler liggende på forskjellige likespenningspotensial, representere et slikt felles vekselstrømsmessig jordpunkt.
I henhold til foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebrakt en fremgangsmåte slik som innledningsvis nevnt, og hvor fremgangsmåten kjennetegnes ved de trekk som fremgår av den karakteriserende del av det vedføyde krav 1. Spesielle utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de tilknyttede uselvstendige kravene.
FIGURFORTEGNELSE
I det følgende skal oppfinnelsen beskrives i nærmere detalj, og det vises i denne sammenheng til de vedføyde figurene, som belyser spesielle utførelses-former på ikke-begrensende måte.
Fig. 1 viser skjematisk en foretrukket utførelsesform av en sentralenhet som kan benyttes i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,
fig. 2 viser en foretrukket utførelsesform av en av flere stasjoner tilknyttet en sentralenhet, her i form av en målestasjon, til bruk i fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen,
fig. 3 illustrerer kurveformer ved modulasjon i henhold til en foretrukket utførelsesform av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, og
fig. 4 skisserer et eksempel på en demodulert datastrøm fra en stasjon.
DETALJERT BESKRIVELSE
Alle stasjonene i systemet får på en i og for seg kjent måte sin matespenning og klokkesignal fra den felles datalinje. Stasjonen kan modulere strømtrekket på linjen, på en i og for seg kjent måte. Men, de kretstekniske løsninger muliggjør en fasemodulasjon i tillegg til en strømmodulasjon. Dette åpner for nye , forbedrede egenskaper.
I en praktisk konstruksjon vil både sentralenheten og alle stasjonene ha en mikrokontroller for å styre kommunikasjon og andre funksjoner. Kommunikasjonen mellom stasjon og sentralenhet må nødvendigvis være seriell. At sentralenhet og stasjon har felles klokkesignal under en seriell kommunikasjon på en enleders datalinje, gir muligheter for en meget god datasikring og feilretting . Ved seriell signaloverføring i støybelastede områder vil tradisjonelle overføringsystemer, eksempelvis RS 232, lettere være utsatt for feil enn oppfinnelsens system. Når sender og mottaker i en seriell overføring er styrt fra samme klokkesignal, vil mottaker, når kommunikasjonen først er etablert, alltid vite når neste databit skal komme. Det vil beskrives metoder for å kansellere støy, og også til å lage meget enkle, men effektive, rutiner for automatisk feiloppretting.
I det følgende gjennomgås eksempler på foretrukne utførelsesformer av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, i form av virkemåte-beskrivelser tilknyttet figurene.
VIRKEMÅTE, SENTRALENHET
Figur 1 viser skjematisk en sentralenhet.
O er en oscillator, eksempelvis sinusoscillator med frekvens i området
100-500kHz.
T er en transformator
R1 er en motstand
A1 er en forsterker
GND er et fast likespenningspotensial, eksempelvis sentralenhetens 0-volt
Ude er et vekselstrømsmessig fast potensial. Likespenningskomponenten kan
eventuelt endres.
DM er en fase- og strøm-demodulasjonskrets
K1 er enhetens mikrokontroller
Mikrokontrolleren K1 kan amplitudemodulere signalet fra oscillatoren.
R1 og A1 forsterker strømmen i primærsiden av transformator T til et lesbart signal for demodulasjonskretsen DM. DM beregner fase-awiket mellom oscillatorens spenning og strømmen i transformatoren. DM kan eksempelvis gi ut et digitalt av/på signal som indikerer når fasevridningen er over en bestemt grense ( altså når en stasjon sender databit). Figur 3 viser et tidsdiagram av fasemodulasjon. Dette diagram vil kommenteres senere. Enhetene på transformatorens primærside må være tilkoblet felles jord eller 0-volt. Dette er avmerket GND. Transformatorens sekundærsides ene tilkobling er datalinjen, mens den andre tilkobling må kobles til et fast vekselspenningspotensial (Ude). Ved at Ude vekselstrømsmessig er koblet til samme potensial som stasjonene på datalinjen, vil stasjonene vekselstrømsmessig kunne sette opp en strøm i linjen.
VIRKEMÅTE, MÅLESTASJON
Figur 2 viser en målestasjon.
Vf er et felles potensial, eksempelvis en battericelles negative poltilkobling.
C1 er en kondensator som kobler stasjonen til datalinjen
SL er datalinjen
D2 er en likeretterdiode for generering av matespenning i stasjonen
C2 er en kondensator for strømforsyning til stasjonens kretser.
D1 er en diode, som lader opp C1 i halvperioden etter at det går strøm i D2
T1 er en transistorkobling som omformer linjevekselspenningen til et digitalt
klokkesignal
K2 er stasjonens mikrokontroller eller logiske styring.
R3 er en motstand , basemotstand for kontrollerens styring av T2
T2 er en transistor som ved modulasjon av logisk "1" drar strøm
R2 er en motstand som sammen med T2 og C3 forårsaker fase dreiing av
strømmen
C3 er en kondensator/kompleks impedans som kobler modulasjon inn på linjen D3 er en diode som lader opp C3 i halvperioden etter at det går strøm i T2
R4 er en motstand, eksempelvis 1 Mohm
VK er en komparator som gir ut signal til K2 når likespenning på SL er i bestemt område
Stasjonen får sin matespenning ved likeretting av vekselspenningen mellom datalinjen og stasjonens faste potensial Vf. Vekselspenningen kobles inn i stasjonen via C1, dioden D2 enkelt-likeretter signalet, og kondensatoren C2 lagrer så en matespenning til stasjonen.
I en enkelt transistorkobling T1 blir vekselspenning-signalet over D1 rettet opp, slik at mikrokontrolleren K2 på sin klokkeinngang ser firkantpulser, med samme amplitude som likespenningen over C2.
Mikrokontrolleren (K2) kan ha analoge og digitale innganger som avleses. Resultatene fra avlesningene konverteres til egnet seriell kode, og moduleres inn som komplekse strømendringer på den felles datalinje via T2, R2, R3, C3 og D3.
Utdypende forklaring av konsekvensene ved denne modulasjon beskrives senere.
Målestasjonen har også en amplitude-målekrets (AM) som kan avgjøre om amplituden på signalet på linjen er over eller under en på forhånd valgt verdi. Denne kretsen måler relativt, det vil si at den eksempelvis avgjør om momentan-verdier av amplituden er større/mindre enn en prosentdel av gjennomsnittet av maksimal-amplituden i en lengre forutgående tidsperiode.
VIRKEMÅTE, INNKOBLING AV STASJONENE
Systemet forutsetter at kun sentralenhet og en stasjon kommuniserer samtidig. Stasjonene må altså kunne adresseres selektivt. Stasjonene tar også sin matestrøm fra datalinjen . Denne strømmen vil ved sentralenhetens demodulasjon av fase/strøm-modulasjonen vise seg som en "bakgrunnsstrøm". Det er ønskelig at forholdet mellom denne bakgrunnsstrømmen og modulasjons-signalet er så stort som mulig. Derfor er det ønskelig at kun en stasjon trekker strøm om gangen.
Her er mange muligheter, kun noen få oppsummeres kort:
En moderne mikrokontroller trekker svært lite strøm dersom eksempelvis ikke analog/digital-konvertere benyttes. Stasjonens kontroller kan ligge i en slags hvilemodus, og vente på at sentralenheten skal sende stasjonens identitetsnummer ut på datalinjen. Da utfører stasjonen sine strømtrekkende måleoppgaver, og sender data tilbake, enten i en bestemt tid, eller til et identitetsnummer som legges inn på datalinjen fra sentralenheten.
Denne metodikk forutsetter at stasjonene er forhåndsprogrammerte med et identitetsnummer.
Man kan tenke seg en datalinje nummer to. Sentralenheten gir første stasjon i rekken beskjed om å starte. Stasjonen utfører sin oppgave, og gir neste stasjon i rekken beskjed om å starte, for selv igjen å gå i sove-modus. Dette er en kjent teknikk, også kalt "Daisy -Chain". Spesielt når oppfinnelsen er et system som brukes som overvåking på et batteri, er dette en metodikk som er meget kosteffektiv. En stasjon er tilkoblet hver celle i et batteri bestående av mange enkeltceller. Alle stasjonene ligger derfor på forskjellige, stigende potensialer. Stasjonene vil normalt være i en sovemodus.
Figur 2 viser en vindus-komparator VK i stasjonen som måler spennings-forskjellen mellom stasjonens tilkoblingspunkt og datalinjens likespenningspotensial. Når denne spenningen er innenfor et forutbestemt område, eksempelvis 0.2 til 1.0 volt, vil komparatoren VK gi et signal til mikrokontrolleren K2, som så utfører de bestemte oppgaver. Inngangsmotstanden R4 til VK kan gjøres meget høyohmig, eksempelvis 1 Mohm. Det betyr at det fortsatt vil være en tilnærmet "galvanisk skille" mellom stasjon og datalinje. I figur 1 er transformator T tilkoblet et fast potensial Ude. Anta at Ude kan variere, eksempelvis i løpet av 10 sekunder, fra batteriets laveste potensial til batteriets høyeste potensial (fra 0 volt til 48 volt). Ved et slikt gjennomløp vil nå alle stasjonene suksessivt koble seg inn og ut.
VIRKEMÅTE, SIGNAL FRA STASJON TIL SENTRALENHET
Anta at en stasjon er adressert, og sender tilbake informasjon. Kontrolleren (K2) kan som modulasjon/signalering styre strømtrekket på linjen via R3, T2 ,R2 og C3.
Dette modulasjonssignal kan prinsipielt kobles inn på linjen via C1 , men det gir en begrensing i hvilken fasedreining det er mulig å sette opp. Trekkes for mye strøm i modulasjonen over en felles kondensator C1, vil matespenningen til stasjonen, og klokkesignalet bli ødelagt. Bruk av to separate kondensatorer skiller denne oppfinnelse vesentlig fra norsk søknad 1995 1291.
Når strømtrekket kobles inn på linjen via en kondensator eller en kompleks impedans, vil strømtrekket i gruppeinterfacet ikke bare få en større amplitude, men også kunne bli fase-forskjøvet meget betydelig i forhold til oscillatorens signal. Modulasjonen styres fra mikrokontroller K2 slik at selve endringen i strøm/fase skjer når vekselspenningsignalet på datalinjen er null. Derved vil utstrålt støyspekter bli et minimum.
Datalinjen kan samtidig være amplitudemodulert fra sentralenheten. Da vil strømmen i datalinjen endre seg proporsjonalt og i takt med denne amplitude. Men, da stasjonen i seg selv, når den ikke strøm/fasemodulerer, er tilnærmet ohmsk, vil en amplitudemodulasjon på datalinjen forårsake kun en liten fasemodulasjon. Sentralenheten vil derfor enkelt kunne skille ut den informasjonsbærende fasemodulasjonen.
Figur 3 illustrerer kurveformer ved modulasjon. Kurve (a) er signalet fra oscillatoren i gruppeinterfacet (dvs. sentralenheten), (b) er et digitalisert signal basert på a, og ligger i tid på samme sted i forhold til signal a , (c) er signalet ut fra A1 når stasjonen ikke modulerer med økt strømtrekk, og (d) er signalet med økt strømtrekk. Når det strøm/fasemoduleres, vil kurve d ha en betydelig spenning i tidsluken b. Demodulasjonskretsen (DM) i gruppeinterfacet detekterer på basis av dette både strøm og fase-endringer.
VIRKEMÅTE, SIGNAL FRA SENTRALENHET TIL STASJONENE
Sentralenheten kan amplitudemodulere oscillatoren "O" på helt vanlig måte. Stasjonens demodulasjonskrets er utformet slik at den gir et digitalt signal ut ved høy amplitude. AM er utført slik at grensen for høy/lav ikke er bestemt av absolutte verdier av linjespenningen, men baserer seg på eksempelvis et avvik fra gjennomsnittet av linjens maksimalamplitude over en periode . Dette gjør demodulasjonskretsen meget ufølsom for eksempelvis endringer i den generelle linjeamplitude
STØYKANSELLERING
Systemet muliggjør en meget spesiell og kraftig metode for datasikring, støykansellering og automatisk feilretting. Figur 4 skisserer et eksempel på en demodulert datastrøm fra en stasjon. Figuren viser en byte informasjon, med en litt spesiell synkroniseringsbit (SB)i forkant. I tiden T som en byte overføring tar, vil oscillatoren O ha gjennomløpt et betydelig høyere antall sykluser enn antall databit. Tiden T og oscillatorfrekvensen må tilpasses slik at en databit minimum blir 3 perioder av oscillatorfrekvensen. I praksis vil man velge et høyere antall, eksempelvis 16 eller 32. Figuren indikerer 8 databit mellom hver synkroniseringsbit (SB), hvor heltrukne topper viser faktiske logiske "1 "-biter, mens stiplede topper bare indikerer posisjoner for biter satt til logisk "0", som ligger på nedre nivå. Skissen viser at det er valgt å legge tidsluker mellom databitene. Det er ingen nødvendighet. Synkroniseringsbit har en spesiell form, to korte og en lang puls.
Det finnes en rekke kjente teknikker for støykansellering og dataoppretting.
I det følgende vil det beskrives metodikk som er meget effektiv for oppfinnelsens system, på grunn av det felles klokkesignal i sentralenhet og stasjonen, samt den egenskap at overføringen gjøres i sann tid, og ikke er en tidsmultipleksing.
Figur 4 beskrives i det følgende som kommunikasjon fra stasjon til sentralenhet, men kunne prinsipielt også vært den andre veien.
Synkroniseringsbit er valgt med to meget korte og en lang puls. Sentralenheten leser eksempelvis SB på 6-8 forskjellige steder, for å få en meget sikker verifikasjon av både tilstedeværelse og nøyaktig posisjon i tid for SB.
Vi antar at en SB er lest feilfritt. Derved er det opprettet en 100% synkronisering mellom stasjon og sentralenhet. Sentralenheten vet nå nøyaktig hvor databitene kommer i tid. Det er bestemt av koden i stasjonen, som selvfølgelig er kjent av sentralenheten.
Kontrolleren K1 i sentralenheten kan nå telle utover i meldingen, og avlese første databit-lokasjon på eksempelvis 3 steder. Fordi det er en synkronoverføring, vil disse 3 punktene være der databiten er, eller skulle vært dersom databiten er ødelagt av støy.
Dersom K1 ikke leser 3 like verdier, velges den verdi det er flest av, som riktig. Slik fortsetter tellingen og eventuell feilretting utover i databyten.
Stasjonen kan være programmert til eksempelvis å sende måleverdier fra kanal 1-4, og så gjenta den samme melding igjen og igjen helt til stasjonen blir skrudd av via adresseringsmetodikken. I en slik syklus kan sentralenhetens mikrokontroller, når den må feilrette en eller flere databit, forsøke å måle de samme databitene om igjen feilfritt når meldingen for kanalene 1-4 mottas i neste gjennomløpning.
Synkroniseringsbiten SB er valgt vanskelig å lese, på grunn av sine 4 korte pulsbredder ("1" og "0"). SB er ikke informasjonsbærer, slik at så lenge SB er lesbart, er databitene lesbare med bedre signal/støy-forhold.
Det er ønskelig at dersom det er mye støy på linjen, skal K1 ha vanskelighet med å gjenkjenne SB før selve databitene er vanskelige å lese.
Men, dersom SB er vanskelig eller umulig å lese feilfritt, så vet telleren i K1 hvor SB burde være, og kan fortsatt holde synkroniseringen i overføringen. Det kan legges inn kriterier, eksempelvis at inntil 3-4 SB kan mangle før K1 begynner å forkaste en bytemelding. Så snart en SB igjen leses feilfritt, er igjen en full synkronisering opprettet. Denne metodikk legges inn for å sikre at eventuelle feiltellinger i stasjonens kontroller K2, som følge av støy på datalinjen, elimineres. Støy på datalinjen kan resultere i manglende eventuelt ekstra klokkepulser til stasjonens kontroller.
Spesielt for oppfinnelsen anvendt på et batteri er det skissert en metodikk for støykansellering som er meget effektiv. På et batteri er forventet støymønster kjent. Eksempelvis kan det forekomme støypulser fra en 3-500Hz vekselretter som lader eller utlader batteriet.
Når en stasjon er innkoblet, vil den måle, og deretter sende data tilbake . Dataene sendes tilbake igjen og igjen, helt til stasjonen skrus av.
Ved å velge oscillatorfrekvens, samt antall pulser pr. databit på en tilpasset måte, vil følgende kunne oppnås: Det vil aldri kunne være mer enn en støypuls mellom to SB. Videre kan man påse at avstanden mellom SB og støypulser aldri er den samme, eller multiplum av hverandre. Da vil ikke støypulser kunne ødelegge samme SB eller samme
databit i to på hverandre følgende byte med samme informasjon. Dette er en mulighet for feilretting som skiller oppfinnelsen fra metodikken beskrevet i norsk patentsøknad 1995 1291.
4-VEIS KOMMUNIKASJON
I figur 4 vises en primær datastrøm , en primærkommunikasjon, der det er kontrollerte mellomrom mellom de informasjons-bærende databiter. I disse mellomrom kan det selvfølgelig legges inn en sekundær datastrøm som er synkronisert fra den felles oscillator "0"". Derved er det mulig å få to datastrømmer hver vei, i en blanding av amplitudemodulasjon, fasemodulasjon og tidsmultipleksing. Datastrømmene, opp til 4 stykker, behøver ingen "handshake", de kan sendes helt asynkront og uavhengig av hverandre. Dette er også en egenskap som klart skiller oppfinnelsen fra metodikken beskrevet i norsk patentsøknad 1995 1291.
KOMMUNIKASJON MELLOM STASJONENE
Fordi systemet tillater to datastrømmer samtidig, en i hver retning, kan informasjon sendes fra stasjon til stasjon i sann tid. En stasjon kan sende ut en bestemt kode, som anmoder om kommunikasjon med en annen stasjon. Sentralenheten vil da begynne å sende all innkommet fasemodulert informasjon ut på linjen som samme informasjon, men amplitudemodulert. I denne informasjon må det ligge adresseringsbeskjeder samt beskjeder om hvor lenge sentralenheten skal operere i denne "speil-modus".
Claims (14)
1. Fremgangsmåte for datakommunikasjon via en enkelt elektrisk leder mellom en mikrokontroller-styrt sentralenhet og et antall stasjoner med styreenhet av logisk type eller med mikrokontroller, hvor sentralenheten genererer en variabel, periodisk vekselspenning mellom lederen og et fast ac-potensial, hvilken vekselspenning medfører en variabel strøm i enlederen,
karakterisert ved at
sentralenheten varierer vekselspenningens amplitude for å modulere digital informasjon ut til stasjonene på enlederen, mens en stasjon varierer strømmens amplitude via innkopling av en enhet med kompleks impedans på enlederen, eksempelvis en kondensator, hvorved digital tilbake-informasjon fra stasjonen detekteres av sentralenheten som både en strømamplitude-modulasjon og en fasedreining av forholdet mellom spenning og strøm på enlederen.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at stasjonene benytter vekselspenningen fra sentralenheten som effektmatespenning og klokkesignal for utførelse av tidssty-ring av stasjonenes funksjoner.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at en andre kondensator kopler matespenningen og klokkesignalet inn i en stasjon, hvilken andre kondensator er forskjellig fra enheten med kompleks impedans som modulasjonen koples ut på enlederen med.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at serielle datastrømmer i begge retninger synkroni-seres av vekselspenningen.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at informasjonsbiter som kodes inn på vekselspenningen både fra sentralenhet og stasjon, hver har en varighet på flere svingninger, at hver eneste bit leses minst tre ganger, styrt av vekselspenningens frekvens, og
at ved lesingen velger sentralenheten/styreenheten for hver bit den digitale verdi som det er flest av.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at meldinger som sendes over enlederen, inneholder synkroniseringsbiter med spesiell utforming og med konstant antall vekselspen-nings-perioder mellom seg i tid, og at eventuelle av støy bortkomne synkronerings-biter genereres av avlesende styreenhet eller sentralenhet, med bruk av en teller som kjenner intervallet mellom hver synkroniseringsbit.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at vekselspenningens frekvens og antall vekselspen-nings-perioder i hver enkelt bit velges basert på kjennskap til karakteristisk, elektrisk støy i området hvor fremgangsmåten skal utøves.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det mellom databitene i begge retninger, i tidsluker som ikke brukes til primærkommunikasjon, legges to ytterligere datastrøm-mer, en hver vei.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at det på et elektrisk batteri er lokalisert en stasjon på hver enkeltcelle eller delblokk i batteriet for å måle individuelle celleparametere, og at det faste ac-potensial defineres av de respektive battericellers pol-tilkoplingspunkter.
10. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-9, hvor en stasjon utgjøres av en mikroprosessor-kontrollert måleprobe for minst én fysisk parameter, karakterisert ved at måleprobens mikroprosessor, som har lagret stasjonens adresse, avgir svar inneholdende måledata når informasjon utsendt fra sentralenheten inneholder stasjonens adresse.
11. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-9, hvor en stasjon utgjøres av en mikroprosessor-kontrollert måleprobe for minst én fysisk parameter, karakterisert ved at måleprobene avspørres suksessivt slik at en første måleprobe mottar et aktiveringssignal fra sentralenheten på en særskilt aktiveringsinngang via en spesiell linje, kommuniserer i en på forhånd bestemt tid med sentralenheten, og utsender ved utløpt tid et andre aktiveringssignal til neste måleprobes tilsvarende, særskilte aktiveringsinngang via en særskilt linje, denne neste måleproben kommuniserer så med sentralenheten på tilsvarende måte, og avspørringen fortsetter så videre fra måleprobe til måleprobe.
12. Fremgangsmåte ifølge et av kravene 1-9, hvor en stasjon utgjøres av en mikroprosessor-kontrollert måleprobe for minst én fysisk parameter, og hvor hver stasjon er tilknyttet et særskilt, elektrisk potensial,
karakterisert ved at enlederens likespenningspotensial reguleres sep-arat med en fra sentralenheten styrbar spenningsgenerator koplet mellom enlederen og et referansepunkt, f.eks. jord, at en komparator i måleproben bestemmer likespenningsforskjellen mellom enlederen og måleprobens tilknyttede særskilte potensial, og at måleproben aktiveres for måling og kommunikasjon når denne for-skjellen ligger i et forhåndsbestemt verdiområde.
13. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at vekselspenningen som genereres i sentralenheten, er hovedsakelig sinusformet, og at endring i all modulasjon, både fra sentralenhet og stasjoner, foretas i sinusformens nullgjennomgang.
14. Fremgangsmåte ifølge krav 1,
karakterisert ved at sentralenheten ved mottak av en særskilt kodet datamelding fra en stasjon, går inn i en refleksjons-driftsmodus hvor etterfølgende strøm-modulasjoner gjentas direkte av sentralenheten som amplitudemodulasjon, dvs. som informasjon ut på enlederen igjen, f.eks. til en annen stasjon.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20002758A NO313169B1 (no) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Metode for flerveis datakommunikasjon |
PCT/NO2001/000223 WO2001093450A1 (en) | 2000-05-30 | 2001-05-29 | Two-way data communicating method |
AU2001262812A AU2001262812A1 (en) | 2000-05-30 | 2001-05-29 | Two-way data communicating method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
NO20002758A NO313169B1 (no) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Metode for flerveis datakommunikasjon |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20002758D0 NO20002758D0 (no) | 2000-05-30 |
NO20002758L NO20002758L (no) | 2001-12-03 |
NO313169B1 true NO313169B1 (no) | 2002-08-19 |
Family
ID=19911204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20002758A NO313169B1 (no) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | Metode for flerveis datakommunikasjon |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
AU (1) | AU2001262812A1 (no) |
NO (1) | NO313169B1 (no) |
WO (1) | WO2001093450A1 (no) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2853171A1 (fr) * | 2003-03-24 | 2004-10-01 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Routage des liaisons electriques entre appareils electriques equipant un vehicule de transport. |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1153908A (en) * | 1966-11-07 | 1969-06-04 | London Electricity Board | Information Transmission Systems |
US3938129A (en) * | 1974-08-21 | 1976-02-10 | General Electric Company | Power line data transmission system |
FR2589654B1 (fr) * | 1985-10-30 | 1993-09-10 | Bendix Electronics Sa | Procede et dispositif de transmission simultanee de deux informations sur une meme ligne electrique suivant des sens opposes |
US5260701A (en) * | 1990-01-19 | 1993-11-09 | Societe Bertin & Cie | Bidirectional inductive transmission of data with slave station supplied by the master |
GB2291769A (en) * | 1994-07-27 | 1996-01-31 | Motorola Inc | Bidirectional communication system using volatage and current signals |
NO951291L (no) * | 1995-04-04 | 1996-10-07 | Einar Gotaas | Fremgangsmåte og system for toveis datakommunikasjon mellom en sentralenhet og et antall stasjoner |
-
2000
- 2000-05-30 NO NO20002758A patent/NO313169B1/no unknown
-
2001
- 2001-05-29 AU AU2001262812A patent/AU2001262812A1/en not_active Abandoned
- 2001-05-29 WO PCT/NO2001/000223 patent/WO2001093450A1/en active Application Filing
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU2001262812A1 (en) | 2001-12-11 |
NO20002758D0 (no) | 2000-05-30 |
WO2001093450A1 (en) | 2001-12-06 |
NO20002758L (no) | 2001-12-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6465880B2 (ja) | バス上にパルス電力とデータを供給するための方法およびシステム | |
US20100104031A1 (en) | System for electrical power supply and for transmitting data without electrical contact | |
KR940000953B1 (ko) | 상호 통신 및 제어 네트워크용 디지탈 메시지 포오맷 | |
NO801033L (no) | Anordning for informasjonsoverfoering paa en vekselstroemsledning | |
US7598720B2 (en) | Method and system for detecting the phase of wiring of an unknown phase voltage relative to a reference phase voltage | |
US5525962A (en) | Communication system and method | |
CN108599812A (zh) | 基于电力线的通信方法、节点设备及系统 | |
US9345113B2 (en) | Method and device for programming a microcontroller | |
WO2010117340A1 (en) | Power line carrier data systems and methods | |
NO334860B1 (no) | Fremgangsmåte for styring av minst en elektronisk forbruker forbundet med en styringsanordning, samt en tilhørende krets | |
EP1938467B1 (en) | Method, devices and system for transmitting information on power supply electric line | |
US20150235552A1 (en) | Method and apparatus for controlling electrical devices through ac power line | |
US4090184A (en) | Touch controlled switch system operable by touch inputs and coded message signals transmitted over power line | |
NO313169B1 (no) | Metode for flerveis datakommunikasjon | |
EP0872030B1 (en) | Two-way data communicating method and system | |
DK161227B (da) | Apparat til synkronisering af tyveridetektorer | |
JPS60152157A (ja) | マイクロプロセツサ−周波数シフト・キ−・デ−タ通信モジユ−ル及びデイジタル情報通信方法 | |
JP6554237B2 (ja) | 符号化光送信機、符号化光受信機、符号化光送信方法、及び符号化光受信方法 | |
JP3014142B2 (ja) | 誘導性結合された情報検索システム | |
AU733334B1 (en) | Power and data communications transmission system | |
EP4164191A1 (en) | Coding circuit, decoding circuit, voltage information system | |
NO972088L (no) | Elektrisk signaleringsanordning |