TW201604559A - 共線多單元辨識裝置與方法 - Google Patents

Abstract

一種共線多單元辨識裝置與方法，係採用單一電纜線對，在不同的距離點串接附掛信號單元或是採用星狀連接的方式所組成。利用所附掛的信號單元形成電氣迴路。所附掛的信號單元，常態下不發送信號，觸動狀態下將發送可供源頭端辨識該單元已啟動的訊息。源頭端除了供給該電纜線對所有附掛單元正常運作的電力來源之外，亦具備辨識線上那一單元已啟動的能力以及該迴路是否有斷線的情況發生。運用佈放此種架構下的多條電纜線對，並收容各纜線源頭端形成集中監控，將可做到使用少量電纜芯線對即可構成大面積廣範圍監控的應用目地。

Description

共線多單元辨識裝置與方法

本發明係有關於一種共線多單元辨識裝置與方法，尤其是有關於一種判定電信機房至用戶端所佈放的架空電纜線是否有垂落或被盜剪之裝置與方法。

由於用戶迴路的佈建遍及城市與鄉村，許多的原因使得佈線電纜無法完全地下化，利用電桿架空佈線的方式隨處可見。經常因為人為與天候的因素發生電桿傾斜、傾倒與纜線垂落的現象，屢次引發人車意外事故的安全問題。為能提高公共安全與降低這項危害，以往均由外線查修人員以巡勘的方式解決。近年採用於佈放的用戶電纜線中利用無配置用戶的空線，以一空線配置一遠端監控開關的單點對單點模式，達成自動監控的目的。但如此一來在空線比例低、高密度用戶群的都會區將出現無法安裝的情況，然而此類地區的意外事件發生率卻是相對較高的地區。由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。

本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經多年苦心孤詣潛心研究後，提出本案之共線多單元辨識裝置與方法。

本發明之一目的在於提供一種共線多單元辨識裝置與方法，利用同一電纜芯線對上不同距離處串接附掛信號單元或是採用星狀連接的方式所組成，並利用所附掛的信號單元形成電氣迴路，而可以在測量台利用少量的電纜芯線對，正確而有效率的監控廣區域範圍的電信架空佈纜是否有發生垂落或被盜剪的情形。

為達成上述目的，本發明提供一種共線多單元辨識裝置，包括：一主控端以及複數個信號單元，其中該主控端透過至少一電纜線對輸出，每一電纜線對搭配至少一該複數個信號單元，該複數個信號單元可以藉由串接或是星狀連接的方式連接，其中，該主控端包括：一供電轉換單元，利用電源變壓轉換的方式，提供給本裝置所使用穩定的電壓準位，並提供隔離式直流電壓準位予該複數個信號單元；一供電傳輸保護與訊息耦合單元，提供該複數個信號單元具安全性運作之線路電源，同時兼具線上各單元啟動後回傳該單元辨識訊息至該主控端的通訊路徑與信號重整功能；一頻率偵測單元，可將監控線上傳來的數位或類比頻率信號，正確解析是屬於那一個信號單元所傳來的；一迴路斷線偵測單元，可偵測所佈放的各監控線上電流量，獲知該電纜線對是否呈現斷路的狀態；一雙向通訊與控制單元，接收與回應上層應用網命令，並將迴路是否斷線、信號單元是否動作的狀態資訊回應給上層應用網；其中，該複數個信號單元包括：一觸動單元，做為是否觸動所搭配之線上信號單元的依據，同時本單元的啟動將使附掛在本信號單元之後或是星狀連接下的其它信號單元不啟動；一信號致能單元，決定所搭配之信號單元是否致能啟動之作用；以及一頻率產生單元，發出可供主控端辨識該附掛單元已啟動的數位或類比頻率信號。

為達成上述目的，本發明提供一種共線多單元辨識方法，包括以下步驟： a.使用單一電纜線於不同間距處串接或是同一地點採用星狀連接的方式，附掛一動作開關與可產生辨識該點單元的信號裝置，並利用所附掛的信號單元形成電氣迴路，經由該各點之動作開關的啟動使該信號裝置發出訊息，藉以得知不同安裝點的狀態，並藉由迴路電流量的大小得知是否出現斷路情況；b.主控端同時接受來自各監控纜線的信號，過濾與篩選判斷是否為設定之信號單元頻率，藉以得知各單元的狀態；c.主控端定時掃瞄偵測各監控纜線的線上電流量大小，藉以判斷是否為斷線的狀態；d.主控端整合步驟b與c的訊息，以設定好之封包格式定時回報或依上層應用網的指令要求予以回應；以及e.主控端亦接受上層應用網的指令要求，對主控端外設接點做接通、斷路或狀態讀取回覆之動作。

1‧‧‧供電轉換單元

2‧‧‧供電傳輸保護與訊息耦合單元

3‧‧‧觸動單元

4‧‧‧信號致能單元

5‧‧‧頻率產生單元

6‧‧‧頻率偵測單元

7‧‧‧迴路斷線偵測單元

8‧‧‧雙向通訊與控制單元

21‧‧‧限電流式供電器

22‧‧‧電壓突波保護器

23‧‧‧線路通訊耦合器

24‧‧‧信號波形重整器

81‧‧‧RS232/IP送收器

82‧‧‧核心控制CPU晶片

83‧‧‧節能控制器

84‧‧‧接點應用區

85‧‧‧通路狀態讀取器

91‧‧‧信號單元1

92‧‧‧信號單元2

93‧‧‧信號單元3

9N‧‧‧信號單元N

A‧‧‧電纜線對

B‧‧‧電纜線對

為讓本創作之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。其中：圖一為本發明共線多單元辨識裝置之架構圖；圖二為本發明共線多單元辨識裝置之信號單元之功能方塊圖；圖三為本發明共線多單元辨識裝置之供電傳輸保護與訊息耦合單元之功能方塊圖；以及圖四為本發明共線多單元辨識裝置之雙向通訊與控制單元方塊圖。

本發明係提供一種共線多單元辨識裝置與方法，利用同一電纜芯線對上不同距離處串接附掛信號單元或是採用星狀連接的方式所組成，並利用所附掛的信號單元形成電氣迴路，而可以在測量台利用少量的電纜芯線對，正確而有效率的監控廣區域範圍的電信架空佈纜是否有發生 垂落或被盜剪的情形。為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉數個實施例，並配合所附圖式，其詳細說明如下：為說明本發明之要義，請參閱圖一，其係為本發明共線多單元辨識裝置之架構圖。在本發明之一具體實施例中，共線多單元辨識裝置包括一主控端以及複數個信號單元91…9N，其中該主控端透過至少一電纜線對A與B輸出。每一電纜線對A與B搭配至少一該複數個信號單元91…9N，該複數個信號單元91…9N可以藉由串接或是星狀連接的方式連接。

在本發明之一具體實施例中，主控端包括：一供電轉換單元1、一供電傳輸保護與訊息耦合單元2、一頻率偵測單元6、一迴路斷線偵測單元7、以及一雙向通訊與控制單元8。

其中，供電轉換單元1，係利用AC市電電源(110V或其它電壓準位)或DC供電系統，變壓轉換提供給本裝置各單元所使用穩定的電壓準位，並提供隔離式DC電壓準位予所有線上信號單元91…9N。

供電傳輸保護與訊息耦合單元2提供該複數個信號單元91…9N具安全性運作之線路電源，同時兼具線上各單元啟動後回傳該單元辨識訊息至該主控端的通訊路徑與信號重整功能。

頻率偵測單元6，由頻率解碼IC電路或帶通濾波電路組成之數組偵測電路所構成，各偵測電路分別依所對應之信號單元調整其解析頻率，並將解頻後的結果以高電位或低電位的型式呈現。

迴路斷線偵測單元7，由耦合電路與類比轉數位IC所組成，並利用所附掛的信號單元形成電氣迴路的電流量大小或是以終端電阻做為初始電流量大小的設定值，透過迴路電流量的大小判定是否發生斷線之狀態，其中耦合電路係可使用耦合變壓器或光隔離型IC的電路設計實施方式。

雙向通訊與控制單元8接收與回應上層應用網命令，並將迴路是否斷線、信號單元是否動作的狀態資訊回應給上層應用網。

在本發明之一具體實施例中，如圖二所示，信號單元91…9N包括：一觸動單元3、一信號致能單元4以及一頻率產生單元5。

其中，觸動單元3係依使用目的之要求，可為手動觸發式按鍵開關或自動啟閉式滾珠開關、水銀開關、磁性開關，做為是否觸動所搭配之線上信號單元的依據，同時本單元的啟動(例如92)將使串接附掛在本信號單元之後93…9N或是星狀連接下的其它信號單元91、93…9N不啟動。信號致能單元4決定所搭配之信號單元是否致能啟動之作用，由橋式整流電路整併線上電源正、反極性，並利用光耦合或是解多工的方式使串接附掛在本信號單元之後(例如啟動單元為92，之後的單元為93…9N)或是星狀連接下的其它信號單元(例如啟動單元為92其它單元為91、93…9N)不啟動。頻率產生單元5，由振盪電路所構成，取用來自線上的電力轉化成本電路所需之電源，透過被動式RC元件或振盪晶體與積體IC組成之振盪電路或由電晶體為本體組合而成之振盪電路，依不同的附掛安裝點位置，調整不同的輸出頻率做為信號單元辨識之用。

為進一步詳細說明供電傳輸保護與訊息耦合單元2，請參閱圖三，其係為本發明共線多單元辨識裝置之供電傳輸保護與訊息耦合單元2之功能方塊圖。在圖三中，供電傳輸保護與訊息耦合單元2包含限電流式供電器21、電壓突波保護器22、線路通訊耦合器23及信號波形重整器24。引入來自供電轉換單元1的隔離式DC電源，經限電流式供電器21與電壓突波保護器22提供本裝置的電源保護，線上信號單元啟動後所傳回的波形透過線路通訊耦合器23進入到主控制卡，經由信號波形重整器24還原成可供解析的信號頻率。

為進一步詳細說明雙向通訊與控制單元8，請參閱圖四，其係為本發明共線多單元辨識裝置之雙向通訊與控制單元8之功能方塊圖。在圖四中，雙向通訊與控制單元8，包含RS232/IP送收器81、核心控制CPU晶片82、節能控制器83、接點應用區84及通路狀態讀取器85。核心控制CPU晶片82利用節能控制器83控制頻率偵測器單元6的啟閉，同時透過通路狀態讀取器85將迴路與線上信號單元的狀態做判讀後，經由RS232/IP送收器81回報給上層應用網做進一步的處理，同時亦接受上層應用網的命令動作，操控啟閉或讀取接點應用區84的外在接點。本單元係由單晶片 CPU、CPU重置電路、RS232轉IP模組、繼電器驅動IC與繼電器群組所構成。

因此，本發明更提供一種共線多單元辨識方法，包括以下步驟。首先，步驟a，使用單一電纜線於不同間距處串接或是同一地點採用星狀連接的方式，附掛一動作開關與可產生辨識該點單元的信號裝置，並利用所附掛的信號單元形成電氣迴路，經由該各點之動作開關的啟動使該信號裝置發出訊息，藉以得知不同安裝點的狀態，並藉由迴路電流量的大小得知是否出現斷路情況。

步驟b，主控端同時接受來自各監控纜線的信號，過濾與篩選判斷是否為設定之信號單元頻率，藉以得知各單元的狀態。

步驟c，主控端定時掃瞄偵測各監控纜線的線上電流量大小，藉以判斷是否為斷線的狀態。

步驟d，主控端整合步驟b與c的訊息，以設定好之封包格式定時回報或依上層應用網的指令要求予以回應。

步驟e，主控端亦接受上層應用網的指令要求，對主控端外設接點做接通、斷路或狀態讀取回覆之動作。

在本發明之一具體實施例中，在於共線的多單元中，任何一點的信號裝置啟動後，串接附掛在該信號單元之後或是星狀連接下的其它信號單元將不啟動，係屬共線單一啟動的方式。該各電纜線的各點狀態，係依據多條電纜線監控架構，以輪流掃描的方式或採用中斷觸發處理的方式偵測而得。

雖然本創作已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習此技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視本案所附之申請專利範圍所界定者為準。

1‧‧‧供電轉換單元

2‧‧‧供電傳輸保護與訊息耦合單元

6‧‧‧頻率偵測單元

7‧‧‧迴路斷線偵測單元

8‧‧‧雙向通訊與控制單元

91‧‧‧信號單元1

92‧‧‧信號單元2

93‧‧‧信號單元3

9N‧‧‧信號單元N

A‧‧‧電纜線對

B‧‧‧電纜線對

Claims (20)

1. 一種共線多單元辨識裝置，包括：一主控端以及複數個信號單元，其中該主控端透過至少一電纜線對輸出，每一電纜線對搭配至少一該複數個信號單元，該複數個信號單元可以藉由串接或是星狀連接的方式連接，其中，該主控端包括：一供電轉換單元，利用電源變壓轉換的方式，提供給本裝置所使用穩定的電壓準位，並提供隔離式直流電壓準位予該複數個信號單元；一供電傳輸保護與訊息耦合單元，提供該複數個信號單元具安全性運作之線路電源，同時兼具線上各單元啟動後回傳該單元辨識訊息至該主控端的通訊路徑與信號重整功能；一頻率偵測單元，可將監控線上傳來的數位或類比頻率信號，正確解析是屬於那一個信號單元所傳來的；一迴路斷線偵測單元，可偵測所佈放的各監控線上電流量，獲知該電纜線對是否呈現斷路的狀態；一雙向通訊與控制單元，接收與回應上層應用網命令，並將迴路是否斷線、信號單元是否動作的狀態資訊回應給上層應用網；其中，該複數個信號單元包括：一觸動單元，做為是否觸動所搭配之線上信號單元的依據，同時本單元的啟動將使附掛在本信號單元之後或是星狀連接下的其它信號單元不啟動；一信號致能單元，決定所搭配之信號單元是否致能啟動之作用；以及一頻率產生單元，發出可供主控端辨識該附掛單元已啟動的數位或類比頻率信號。
2. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該供電轉換單 元可使用AC市電轉DC電源的供應器模組，直接獲取裝置中所須DC電壓。
3. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該供電轉換單元可使用AC市電轉DC之轉接器(Adapter)降壓之後，再利用穩壓IC的方式製作出所須DC電壓。
4. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該供電轉換單元可使用變壓器將AC市電降壓之後，再利用整流電路與穩壓元件，製作出所須DC電壓。
5. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該供電轉換單元可使用DC轉DC的電源模組，直接製作出所須DC電壓。
6. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該觸動單元開關可使用手動按鍵開關，或滾珠開關，或水銀開關或磁性開關。
7. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該信號致能單元係使用無極性式的電路安裝，使用光耦合IC或是解多工隔離的方式做信號致能動作，並且在信號致能啟動後，串接附掛在本信號單元之後或是星狀連接下的其它信號單元將不啟動。
8. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該頻率產生單元可使用晶體振盪型電路，或內建頻率產生型積體IC，或積體IC外接RC元件所產生之數位或類比頻率信號。
9. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該頻率產生單元與監控纜線間的信號傳遞，可使用通訊變壓器間接耦合，或電晶體直接耦合，或電容耦合。
10. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該頻率偵測單元，可直接使用對應頻率之解碼積體IC，或由帶通濾波電路組成之頻率偵測電路。
11. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該迴路斷線偵測單元，可由耦合電路與類比轉數位IC所組成，並利用所附掛的信號單元形成電氣迴路的電流量大小或是以終端電阻做為初始電流量大小的設 定值，透過偵測迴路電流量的大小來判定是否發生斷線之狀態，其中耦合電路係可使用耦合變壓器或光隔離型IC。
12. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該雙向通訊與控制核心單元，包含：一RS232/IP送收器，使用外接獨立型RS232轉乙太網路(Ethernet)介面，或RS232轉乙太網路(Ethernet)介面晶片，做為上層應用網路與內部控制CPU晶片之間的溝通；一核心控制CPU晶片，可接收上層應用網路所傳來的命令控制接點應用區對外接點或讀取接點狀態，可啟動節能控制器做信號頻率之偵測，可讀取迴路電流狀態並判斷是否有斷線的情況，並將上述結果做回應；一節能控制器，接受核心控制CPU晶片的命令，啟動或關閉供電給頻率偵測單元，常態情況下不供電以節能，以驅動繼電器接通供電，或功率晶體接通電源的方式使用；一通路狀態讀取器，透過迴路電流與類比轉數位IC的讀取，判斷迴路是否為斷路的方式；以及一接點應用區，由繼電器群、其驅動IC和乾接點所組成，核心控制CPU晶片控制繼電器群啟閉對外接點，或讀取外在接點電壓準位狀態。
13. 如申請專利範圍第12項所述之共線多單元辨識裝置，其中該核心控制CPU晶片更包含CPU重置電路，其可使用手動重置之按壓型開關由硬體控制，再加上由軟體控制之獨立型看門狗(Watch-Dog)IC，或手動重置之按壓型開關與內建看門狗功能的單晶片CPU。
14. 如申請專利範圍第12項所述之共線多單元辨識裝置，其中該接點應用區繼電器可使用雙刀雙擲(DPDT)，或單刀單擲(SPST)，或光電型IC通路開關，或電晶體開關。
15. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該供電傳輸保護與訊息耦合單元的線路通訊耦合器，可使用通訊變壓器間接耦合，或電容直接耦合。
16. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該供電傳輸保護與訊息耦合單元的限電流式供電器，更包含一自復型正溫度係數電阻(PTCR)的突波保護電路，係可使用熔斷型保險絲。
17. 如申請專利範圍第1項所述之共線多單元辨識裝置，其中該供電傳輸保護與訊息耦合單元的電壓突波保護器，係可使用避雷管(Gas-Tube)的突波保護電路，或突波吸收器，或過電壓保護IC，或二極體。
18. 一種共線多單元辨識方法，包括以下步驟：a.使用單一電纜線於不同間距處串接或是同一地點採用星狀連接的方式，附掛一動作開關與可產生辨識該點單元的信號裝置，並利用所附掛的信號單元形成電氣迴路，經由該各點之動作開關的啟動使該信號裝置發出訊息，藉以得知不同安裝點的狀態，並藉由迴路電流量的大小得知是否出現斷路情況；b.主控端同時接受來自各監控纜線的信號，過濾與篩選判斷是否為設定之信號單元頻率，藉以得知各單元的狀態；c.主控端定時掃瞄偵測各監控纜線的線上電流量大小，藉以判斷是否為斷線的狀態；d.主控端整合步驟b與c的訊息，以設定好之封包格式定時回報或依上層應用網的指令要求予以回應；e.主控端亦接受上層應用網的指令要求，對主控端外設接點做接通、斷路或狀態讀取回覆之動作。
19. 如申請專利範圍第18項所述之共線多單元辨識方法，其中，在於共線的多單元中，任何一點的信號裝置啟動後，串接附掛在該信號單元之後或是星狀連接下的其它信號單元將不啟動，係屬共線單一啟動的方式。
20. 如申請專利範圍第18項所述之共線多單元辨識方法，其中該各電纜線的各點狀態，係依據多條電纜線監控架構，以輪流掃描的方式或採用中斷觸發處理的方式偵測而得。