台湾专利TW201322711A 通信系統及用於它之傳送單元

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本發明之目的在於提供一種既能確保傳送單元之傳送信號的通信速度，又能於傳送單元取得較大較大資料量資訊的通信系統及用於它之傳送單元。本發明的傳送單元係於傳送信號的送信段自疊加要求部對第2監視終端傳送疊加要求資料。第2監視終端在接收到疊加要求資料時，於傳送信號的回信段，並利用疊加至傳送信號的疊加信號，將對應於來自感測機器的監視輸入之監視資料做為疊加回送資料傳送至傳送單元，而對其進行回應。傳送單元在疊加通信部接收到由監視資料構成的疊加回送資料時，對在控制表上與該監視資料有對應關係的第2控制終端或第1控制終端傳送控制資料。
公开号:TW201322711A
申请号:TW101139901
申请日:2012-10-29
公开日:2013-06-01
发明作者:Yuichi Yoshimura；Tadashi Matsumoto；Shinji Sakasegawa
申请人:Panasonic Corp；
IPC主号:H04L43-00

专利说明:
通信系統及用於它之傳送單元
本發明係關於一種將使用傳送信號進行通信的第1終端及使用疊加至傳送信號的疊加信號進行通信的第2終端連接至同個通信線而構成的通信系統及用於它之傳送單元。
一直以來，人們非常普遍地使用將傳送單元(母機)及複數台終端裝置(子機)連接至傳送線路，在各終端裝置與傳送單元間進行通信的通信系統。例如，有種通信系統係由傳送單元定期地監視終端裝置的狀態，當終端裝置的狀態出現變化時，便從傳送單元傳送信號給其他終端裝置，以進行因應該狀態變化的處理(參照例如日本特許第1180690號公報、日本特許第1195362號公報、日本特許第1144477號公報)。
然而，上述構成的通信系統原本是使用在照明燈具等裝置的開/關(on/off)控制等用途上的系統，通信速度慢，並不適合用於例如類比量這類較大資料量資訊的傳送上。
因此，有人提出一種混合式的通信系統，混合了各終端裝置彼此間係經由傳送單元進行通信的既設的通信系統和各終端裝置彼此間係以點對點(Peer to Peer；P2P)方式直接進行通信的通信系統(例如參照日本特許公開2009-225328號公報)。在此種通信系統中，經由傳送單元(母機)進行通信的第1終端(第1通信終端)與彼此直接進行通信的第2終端(第2通信終端)是共用通信線(傳送線路)的，因此很容易就能在既設的通信系統增設第2終端。第1終端係利用從傳送單元反複送出至通信線的傳送信號(第1協定的信號)進行通信，第2終端係利用疊加至傳送信號的疊加信號(第2協定的信號)進行更高速的通信。
此處，傳送信號是一種時間分割方式信號，每一訊框(frame)均沿著時間軸方向被分割成多個區段(期間)，一部分的區段被分配為可以疊加疊加信號的可疊加段(適合通信期間)。亦即，第2終端係於分配自傳送信號的一部分的可疊加段，利用傳送在與傳送信號共用的通信線上的疊加信號進行通信。
在上述的日本特許公開2009-225328號公報所記載的通信系統中，第1終端與第2終端雖然共有通信線，但並不會互相干涉，各第1終端彼此間和各第2終端彼此間分別獨立進行通信，並未設想到第1終端與第2終端之間的資料授受。然而，近年來人們要求更靈活的系統應用，例如，傳送單元要能夠根據例如圖像感測器和電力測量單元等感測機器所提供的資料這類較大資料量的資訊進行機器的控制。在這樣的應用裡，必須由傳送單元取得較大資料量的資訊，但使用傳送單元的傳送信號來取得大資料量的資訊，會有通信速度不夠快的問題。
有鑒於此，本發明之目的在於提供一種既能確保傳送單元的傳送信號的通信速度，又能由傳送單元取得較大資料量資訊的通信系統及用於它之傳送單元。
本發明的通信系統係有反複送出傳送信號至通信線的傳送單元、使用前述傳送信號進行通信的第1終端、及使用疊加至前述傳送信號的疊加信號進行通信的第2終端連接至前述通信線者；前述傳送信號係由每一訊框均沿著時間軸方向被分割成複數個區段的時間分割方式信號組成，前述複數個區段包括傳送資料至前述第1終端用的送信段及接收來自前述第1終端的回送資料用的時槽之回信段；前述傳送單元係具備：疊加要求部，其係對前述第2終端傳送疊加要求資料；及疊加通信部，其係接收前述第2終端回應前述疊加要求資料而於前述回信段利用前述疊加信號傳送的疊加回送資料。
在該通信系統中，較佳為前述疊加要求部係於前述送信段對前述第2終端利用前述傳送信號傳送前述疊加要求資料；前述第2終端具備終端側傳送通信部，其係接收利用前述傳送信號傳送的前述疊加要求資料。
在該通信系統中，更佳為前述疊加要求部係於前述回信段對前述第2終端利用前述疊加信號傳送前述疊加要求資料。
在該通信系統中，更佳為前述疊加通信部係於前述疊加要求部傳送前述疊加要求資料的前述回信段的下一個前述回信段，接收來自前述第2終端的前述疊加回送資料。
在該通信系統中，更佳為前述傳送單元復具備區段確保部，其係以前述疊加要求資料做為觸發信號，於前述送信段利用前述傳送信號來傳送藉由禁止前述回送資料在前述回信段的傳送而將該回信段確保為前述疊加信號的疊加用之確保資料。
在該通信系統中，更佳為前述第1終端至少具備根據從前述傳送單元傳送的前述傳送信號所含的控制資料而控制一至複數個第1負載的第1控制終端；前述第2終端係具備：第2監視終端，其係回應來自前述傳送單元的前述疊加要求資料，產生較大資料量的監視資料，做為前述疊加回送資料傳送給前述傳送單元；及第2控制終端，其係根據從前述傳送單元傳送的前述疊加信號所含的控制資料而控制一至複數個第2負載；前述傳送單元係具備建立有前述第2監視終端的位址與前述第2控制終端的位址之對應關係的控制表，使用該控制表判定從前述第2監視終端接收的前述疊加回送資料所含的控制資料的傳送對象終端是前述第1控制終端還是前述第2控制終端。
本發明的傳送單元係用於有使用傳送信號進行通信的第1終端與使用疊加至前述傳送信號的疊加信號進行通信的第2終端連接至通信線的通信系統，該傳送單元係具備：傳送通信部，其係反複送出前述傳送信號至前述通信線，前述傳送信號係由每一訊框均沿著時間軸方向被分割成複數個區段的時間分割方式信號組成，前述複數個區段包括傳送資料至前述第1終端用的送信段及接收來自前述第1終端的回送資料用的時槽之回信段；疊加要求部，其係對前述第2終端傳送疊加要求資料；及疊加通信部，其係接收前述第2終端回應前述疊加要求資料而於前述回信段利用前述疊加信號傳送的疊加回送資料。
本發明係具有既能確保傳送單元的傳送信號的通信速度，又能於傳送單元取得較大資料量資訊的優點。
以下，詳細說明本發明的較佳實施形態。由以下的詳細說明及附圖可更進一步了解本發明的其他特徵和優點。 (實施形態1)
本實施形態的通信系統係例如圖1所示，具備有皆連接至兩線式通信線10，做為母機的傳送單元1及做為子機的第1終端21與第2終端22。在圖1(圖2、4、6中亦同)中，第1終端21係記載為第1監視終端或第1控制終端，第2終端22係記載為第2監視終端或第2控制終端，關於詳情於後說明。在此通信系統中，基本上第1終端21係利用傳送在通信線10上的傳送信號(第1協定的信號)進行通信，第2終端22係利用疊加至傳送信號的疊加信號(第2協定的信號)進行通信。
圖2顯示通信系統在辦公大樓等建築物中應用於控制照明燈具3用的照明系統的例子。在圖2的例子中，傳送單元1係於每一區(例如每一樓層)各設置一台，而在連接各傳送單元1的通信線10各連接有一至複數台的第1終端21及第2終端22。此外，通信線10還連接有對照明控制系統進行集中監視控制用的辦公室控制器4。
此外，傳送單元1係連接至其上位裝置的節能控制器5。節能控制器5係每一區(例如每一層樓)都有設置，且除了對應用上述通信系統的照明系統之外，對空調裝置6亦進行進行全面性的監視控制。複數個區的節能控制器5係構成為經由網際網路(internet)等網路8或LAN(Local Area Network；區域網路)而與具有瀏覽器(browser)功能的電腦(個人電腦)7連接，能夠從電腦7進行監視。另外，在圖2的例子中，有一台第2監視終端221有電力測量單元91連接，該電力測量單元91係透過監視器(monitor)92測量連接至PLC(Power Line Communication；電力線通信)分接插座(tap)93的機器的消耗電力。
複數台的第1終端21係透過通信線10而與傳送單元1並聯連接。傳送單元1及第1終端21係建構時間分割多工傳送系統(以下稱為「基本系統」)，以時間分割的方式進行從傳送單元1往第1終端21的資料傳送及從第1終端21往傳送單元1的資料傳送。以下首先針對基本系統的概略構成進行說明。
在基本系統中，第1終端21分成兩種類，一種是第1監視終端211，監視牆壁開關(switch)等開關(未圖示)的監視輸入；另一種是第1控制終端212，具有繼電器(relay)(未圖示)，進行負載(第1負載，此處係照明燈具3)的開/關控制等。此處，第1終端係將自己預先個別分配到的位址(address)記憶於各自的記憶體(未圖示)。另外，第1監視終端211的構成並不僅限於監視開關的監視輸入，亦可為監視利用人體感測器等感測機器自動產生的監視輸入。
如圖1所示，傳送單元1係具備：傳送通信部11，將傳送信號送出至通信線10；回送要求部12，將回送要求資料傳送給第1終端21；回送受信部13，自第1終端21接收回送資料；記憶部14；及控制部15。另外，傳送單元1還具備疊加通信部16、疊加要求部17及區段確保部18，但疊加通信部16、疊加要求部17及區段確保部18並非基本系統中會用到的功能，詳細內容於後說明。控制部15係控制回送要求部12、回送受信部13、疊加通信部16、疊加要求部17及區段確保部18的動作。在本實施形態中，傳送單元1係以微電腦(micro-computer)為主構成，藉由執行記憶於記憶部14的程式來實現各部功能。
傳送單元1係在記憶部14記憶有以位址將第1監視終端211與第1控制終端212建立起對應關係的控制表。此處，例如第1監視終端211具有複數個電路的開關，這時第1監視終端211固有的終端位址即代表了此第1監視終端211的所有開關，無法特定出實際受到操作的唯一開關是哪個。
因此，為了能夠特定出實際受到操作的唯一開關是哪個，在第1監視終端211中係為每一個開關分配各自的負載編號，使用在第1監視終端211的終端位址後面附加負載編號而組成的位址做為開關固有位址(識別符)。同樣地，在第1控制終端212中係為每一個繼電器分配各自的負載編號，使用在第1控制終端212的終端位址後面附加負載編號而組成的位址做為繼電器固有位址(識別符)。在控制表中，開關固有位址與繼電器固有位址則建立一對一或一對多的對應關係。
接著，針對基本系統的動作進行說明。
傳送單元1係對通信線10反複傳送時間分割方式的傳送信號，該傳送信號係如圖3所示，由沿時間軸方向被分割成複數個區段之形式的電壓波形所組成。亦即，傳送信號係為由預備中斷段101、預備段102、送信段103、回信段104、中斷段105、短路偵測段106、休止段107這七個區段所組成之雙極性(±24V)的時間分割多工信號。另外，圖例的傳送信號中，係以傳送信號中從中斷段105開始至回信段104結束的各區間為1個訊框(frame)(F1、F2、…)。但1個訊框的定義並不以此為限，例如亦可以從回信段104開始至送信段103結束為1個訊框。
預備中斷段101是用來偵測有無二次中斷之期間，預備段102是配合中斷段105及短路偵測段106進行設定之期間，送信段103是傳送資料至第1終端21用之期間。回信段104是接收來自第1終端21的回送資料之時槽(time slot)，中斷段105是用來偵測有無後述的中斷信號之期間，短路偵測段106是用於偵測短路之期間。休止段107是處理來不及進行時使用之期間。
傳送單元1平常是進行常態輪詢(polling)，係傳送模式資料(mode data)設為通常模式的傳送信號，令此傳送信號的送信段103所含的位址資料循環變化，依序存取第1終端21。在常態輪詢中，送信段103所含的位址資料與自己的位址一致的第1終端21會接收該送信段103所含的資料，並於接下來的回信段104(亦即該送信段103後面的第一個回信段104)傳送回送資料給傳送單元1。此處，第1終端21係利用與傳送信號的回信段104同步的電流模式的信號(透過適當的低阻抗將通信線10短路而送出的信號)傳送回送資料。另外，關於第1終端21的內部電路的電源，係採用將經由通信線10傳送的傳送信號予以整流使之穩定化的方式來供給。
另一方面，第1監視終端211之第1終端21係在偵測到監視輸入時，便同步於傳送信號的中斷段105產生中斷信號。以下，針對在圖1的通信系統中，第1監視終端211產生中斷信號時的基本系統的動作，參照圖3及圖4進行說明。
傳送單元1係於傳送信號的第1訊框F1的中斷段105偵測出第1監視終端211產生的中斷信號時(圖3及圖4的S11)，便將傳送信號的送信段103所含的模式資料從通常模式切換為中斷輪詢模式。在中斷輪詢模式中，傳送單元1係由回送要求部12於傳送信號的送信段103傳送由位址的高位位元組成的回送要求資料(S12)，一邊令位址(高位位元)循環變化一邊進行位址查找(address search)。產生中斷信號的第1監視終端211係只要當回送要求資料中的位址(高位位元)和自己的位址的高位位元一致，就於第1訊框F1的回信段104，以自己的位址的低位位元做為回送資料傳送給傳送單元1(S13)。藉此，在第1訊框F1，傳送單元1係由回送受信部13接收產生中斷信號的第1監視終端211的位址做為回送資料。
傳送單元1係在取得產生中斷信號的第1監視終端211的位址後，便於第1訊框F1接下來的第2訊框F2的送信段103，指定該位址自回送要求部12對第1監視終端211傳送回送要求資料(S14)。第1監視終端211係在接收到含有自己的位址的回送要求資料後進行回應，於第2訊框F2的回信段104，以對應於監視輸入之含有開關的負載編號及開或關的狀態之監視資料做為回送資料傳送給傳送單元1(S15)。
傳送單元1係在回送受信部13接收到由監視資料組成的回送資料後，便於第2訊框F2接下來的第3訊框F3的送信段103，對控制表中與該監視資料對應的第1控制終端212傳送控制資料(S16)。藉此，接收到控制資料的第1控制終端212遵照控制資料對照明器具3進行開/關控制。
如上所述，在基本系統中，各第1終端(第1監視終端211、第1控制終端212)21彼此間係遵照輪詢/選擇(polling/selecting)方式的協定(第1協定)，經由傳送單元1進行通信。
另外，在本實施形態的通信系統中，第2終端22係與上述基本系統共用通信線10，並利用疊加至傳送信號的疊加信號進行通信。在本實施形態中，傳送單元1係具備疊加通信部16(參照圖1)，其進行使用疊加信號的第2協定之通信，因此不僅各第2終端22彼此間，傳送單元1與第2終端22之間也能進行第2協定的通信。
和第1終端21同樣地，第2終端22也分成兩種類，分別是監視來自感測器等的監視輸入的第2監視終端221及進行負載(第2負載，此處係照明燈具3)的控制的第2控制終端222。此處，第2終端22係將自己預先個別分配到的位址記憶於各自的記憶體(未圖示)。但第1終端21與第2終端22的可設定位址範圍有做區分。以下的說明是假設整個通信系統的可用位址範圍為「1」至「128」，其中「1」至「64」為分配給第1終端21的位址範圍，「65」至「128」為分配給第2終端22的位址範圍。
另外，關於第2終端22，當1台第2終端22連接有複數個感測器和負載時，並不是分配予第2終端22固有位址，而是每個感測器和負載分配有各自的固有位址。亦即，例如連接有4個負載的第2控制終端222，便會被分配到「65」、「66」、「67」、「68」合計4個位址。
如圖1所示，第2終端22係具備：(終端側)疊加通信部23，係進行利用疊加信號的通信；(終端側)傳送通信部24，係至少能夠接收傳送信號；介面(interface)部25；及(終端側)控制部26。於介面部25係連接後述的感測機器和照明器具3。控制部26係控制疊加通信部23、傳送通信部24及介面部25的動作。在本實施形態中，第2終端22係以微電腦為主構成，藉由執行記憶於記憶體(未圖示)的程式來實現各部功能。
此處，相較於傳送信號，疊加信號乃是頻率非常高的信號，(傳送信號的)1個訊框可以傳送的資料量非常多。因此，相較於以第1協定進行的通信，以第2協定進行的通信能使通信速度更加高速化，適合例如類比量這類較大資料量資訊的傳送。
因此，如圖1所示，第2監視終端221係連接圖像感測器(未圖示)或電力測量單元91(參照圖2)等感測機器9，用於較大資料量的監視資料的通信上。第2控制終端222並非用於照明器具3單純的開/關控制的資料通信上，而是用於例如調光控制和調色控制這類資料量比較大的控制資料的通信上。亦即，第2控制終端222係連接可進行例如調光控制和調色控制的照明器具3，遵照利用疊加信號傳送的控制資料進行照明器具3的控制。
本實施形態的第2終端22係構成為藉由傳送通信部24而與第1終端21同樣能和傳送單元1之間利用傳送信號進行雙向通信。亦即，第2終端22係不僅能進行利用疊加信號的通信，也能夠與第1終端21同樣回應來自回送要求部12的回送要求資料，利用傳送信號傳送回送資料給傳送單元1。在第2監視終端221連接有由例如照度感測器構成的感測機器9的情形中，感測機器9的測量值(照度)的傳送是利用疊加信號，而測量值是否達預定臨限值以上等資料量較小的監視資料的傳送則是利用傳送信號。
其中，產生監視資料的是感測機器9，第2監視終端221則是發揮轉接器(adapter)的作用，將自感測機器9輸入的監視資料進行轉換後傳送至通信線10上。同樣的，產生控制資料的是傳送單元1，第2控制終端222則是發揮轉接器的作用，將自通信線10接收的控制資料配合照明器具3的規格進行轉換後輸出給照明器具3。另外，以連接於第2控制終端222的照明器具3的規格的一例而言，有DALI(Digital Addressable Lighting Interface；數位可定址照明介面)等。
此外，第2終端22及傳送單元1係具有對基本系統所用的傳送信號進行監視，並對傳送信號的資料傳送狀況(以下稱為狀態(state))進行解析的功能。此處，在第2終端22係由傳送通信部24監視傳送信號，在傳送單元1係由傳送通信部11監視傳送信號。第2終端22及疊加通信部16係判斷狀態是否適於進行疊加信號的疊加，在判斷為適於傳送的時間點將疊加信號疊加至傳送信號。
在本實施形態中，第2終端22及疊加通信部16係以傳送信號之中的回信段104(參照圖3)做為可疊加段，用於疊加信號的疊加。亦即，回信段104即使讓疊加信號疊加也不會影響到第1協定的通信，疊加信號也不易受到傳送信號的影響。此外，回信段104相較於預備中斷段101、預備段102、休止段107，傳送信號穩定在高位準(high level)或低位準(low level)的時間長，佔傳送信號的1個訊框的比例大，所以適於疊加信號的疊加。
至於其他的區段(送信段103、中斷段105、短路偵測段106)，傳送信號穩定在高位準或低位準的時間相對較短，若讓疊加信號疊加會容易對第1協定的通信造成影響。此外，若於該些其他的區段讓疊加信號疊加，疊加信號也會容易受到在傳送單元1與第1終端21之間授受的信號(中斷信號和送信資料)的影響。因此，在本實施形態中係令回信段104以外的區段為非用於疊加信號的疊加之區段(以下稱為「不可疊加段」)。
另外，在傳送信號的上升邊緣及下降邊緣的期間，會有高次諧波雜訊的影響和在信號電壓反轉時伴隨的瞬態響應的影響等，也不適於疊加疊加信號。因此，傳送信號的區段的切換(上升邊緣)後的預定時間(例如300微秒(μs))內不可做為疊加段，即使是在回信段104裡也是。
第2終端22及疊加通信部16係構成為根據傳送信號的狀態的解析結果進行是可疊加段還是不可疊加段的判斷，只有在判斷為是可疊加段時才會將疊加信號送出。第2終端22及疊加通信部16係如上述同步於傳送信號使疊加信號只會疊加至傳送信號的可疊加段，藉此，將使用共同的通信線10的第1協定的通信與第2協定的通信彼此的干涉迴避掉。
此處，第2終端22及疊加通信部16係當要傳送之資料的資料量太大，無法於1次可疊加段(回信段104)裡傳送完時，配合該可疊加段的結束將通信中斷，於下一個可疊加段再傳送剩餘的資料。亦即，第2終端22及疊加通信部16係當接收到的疊加信號是被分割傳送時將之結合成一筆資料，於疊加信號的傳送時將資料分割成能夠疊加至可疊加段的長度。
另外，對第2終端22的電源供給係和第1終端21的電源供給相同，採用將從傳送單元1經由通信線10傳送的傳送信號予以整流使之穩定化的方式來供給(集中供電方式)。但並不限於此構成，對第2終端22的電源供給亦可採用將商用電源予以整流使之穩定化的方式來供給(本地供電方式)。
此外，在本實施形態的通信系統中，第1終端21與第2終端22之間並非只是共有通信線10，還能經由傳送單元1進行資料的授受。具體而言，在傳送單元1的記憶部12內的控制表中，第2監視終端221的位址(感測器固有位址)和第1控制終端212的位址(繼電器固有位址)建立有對應關係。藉此，傳送單元1能夠遵照第2監視終端221產生的監視輸入來控制連接至第1控制終端212的負載(照明器具3)。另外，在控制表中，第1監視終端211的位址和第2控制終端222的位址也建立有對應關係。
但以下係以在控制表中建立有第2監視終端221的位址和第2控制終端222的位址的對應關係，遵照第2監視終端221產生的監視輸入來控制連接於第2控制終端222的負載(照明器具3)時的情形為例進行說明。
此處，傳送單元1為了利用疊加信號從第2監視終端221取得資料(疊加回送資料)，係由疊加要求部17對第2監視終端221傳送疊加要求資料，並由疊加通信部16接收疊加回送資料。在本實施形態中，傳送單元1係定期(例如每5分鐘)從第2監視終端221取得連接至第2監視終端221的感測機器(圖像感測器和電力測量單元91等)9的輸出資料做為疊加回送資料。此處所說的疊加回送資料，除了做為監視輸入的感測機器9的輸出資料(圖像、電力資訊、溫度、溼度、CO₂量、是否有人等)之外，還包括送信來源第2監視終端221的位址資訊、表示資料長度的長度(length)資訊、時間資訊、位置資訊等。
也就是說，疊加要求部17係定期對第2監視終端221傳送用來要求疊加回送資料的疊加要求資料。疊加要求部17係透過傳送通信部11利用傳送信號傳送疊加要求資料。具體而言，從回送要求部12傳送的回送要求資料含有疊加回信旗標(flag)，而疊加要求部17在要求疊加回送資料時會開啟(on)疊加回信旗標。亦即，回送要求資料與疊加要求資料的基本資料形式是共通的，兩者係藉由疊加回信旗標做區分，當疊加回信旗標是關閉(off)時就是回送要求資料，當疊加要求旗標是開啟時就是疊加要求資料。
如上述，以疊加回信旗標區分回送要求資料與疊加要求資料，藉此，第2監視終端221係依據疊加回信旗標的開啟/關閉來判斷要傳送疊加回送資料(疊加信號)還是回送資料(傳送信號)。另外，若第2終端22不具備利用傳送信號傳送回送資料的功能，第2監視終端221只能傳送疊加回送資料時，疊加要求部17可以使用由第2監視終端221的位址組成的位址資料做為疊加要求資料。
在第2監視終端221係由傳送通信部24接收來自傳送單元1利用傳送信號傳送的疊加要求資料。第2監視終端221係在接收到疊加要求資料時進行回應，透過疊加通信部23利用疊加信號將疊加回送資料傳送給傳送單元1。
疊加通信部16係於可疊加段(回信段104)接收從第2監視終端221利用疊加信號傳送的疊加回送資料。總而言之，傳送單元1係由疊加通信部16接收第2監視終端221回應疊加要求資料於傳送信號的回信段104利用疊加信號傳送的疊加回送資料。結果，傳送單元1便能夠定期取得連接於第2監視終端221的感測機器9的輸出資料(監視輸入)做為疊加回送資料。
此外，傳送單元1係根據從第2監視終端221取得的疊加回送資料對第2控制終端222傳送控制資料而控制連接於第2控制終端222的負載(照明器具3)。第2監視終端221與第2控制終端222間的對應關係基本上是設定在控制表中，但並不以此為限，亦可於疊加回送資料內包含控制對象負載(照明器具3)的位址。此外，疊加回送資料內亦可包含例如與調光控制和調色控制等相關的具體控制內容。
此處，傳送單元1在對第2控制終端222傳送控制資料時係利用疊加至傳送信號的回信段104的疊加信號，因此在回信段104必須迴避來自第1終端21的回送資料與控制資料(疊加信號)間的干涉。因此，在本實施形態的通信系統中，傳送單元1具有區域確保部18，其係於傳送信號的送信段103傳送用來將接下來的回信段104(即該送信段103後面的第一個回信段104)確保為疊加信號的疊加用之確保資料。
區段確保部18係以特定的疊加回送資料或回送資料做為觸發信號(trigger)，同步於傳送信號的送信段103從傳送通信部11傳送確保資料。此處所說的確保資料係指藉由禁止回送資料在接下來的回信段104(即該確保資料後面的第一個回信段104)的傳送而將該回信段104確保為疊加信號的疊加用之資料，例如由不具特定意義的空封包所組成的虛擬資料(dummy data)。亦即，由於第1終端21只會在送信段103含有自己的位址(或高位位元)時傳送回送資料，所以任何第1終端21都不會於有確保資料傳送的送信段103接下來的回信段104傳送回送資料。因此，於有確保資料從區段確保部18傳送的送信段103接下來的回信段104，不會有回送資料從第1終端21傳送，使該回信段104確保為疊加信號的疊加用。
此外，就用來令區段確保部18傳送確保資料所需的觸發信號而言，係使用來自第2終端22的疊加回送資料或來自第1終端21的回送資料之中與以第2終端22為對象的控制資料有對應關係的資料。在本實施形態中，區段確保部18係以控制表中與第2控制終端222建立有對應關係的疊加回送資料或回送資料做為觸發信號而傳送確保資料。
換言之，傳送單元1係根據疊加回送資料或回送資料判斷控制資料的傳送對象終端是第1終端21還是第2終端22，若是第2終端22的話便於接下來的送信段103(即之後的第一個送信段103)自區段確保部18傳送確保資料。總而言之，傳送單元1係當疊加回送資料或回送資料在控制表中有與第2終端22的位址範圍(「65」至「128」)對應時，以該疊加回送資料或回送資料做為觸發信號，於接下來的送信段103(即之後的第一個送信段103)傳送確保資料。藉此，傳送單元1便能夠確保住用來對第2控制終端222傳送控制資料的回信段104。
疊加通信部16係於藉由確保資料所確保住的回信段104，亦即有確保資料傳送的送信段103接下來的回信段104，利用疊加信號對第2控制終端222傳送控制資料。因此，於該回信段104，能夠在來自第1終端21的回送資料與疊加信號之間不會產生干涉之下從傳送單元1傳送控制資料給第2控制終端222。
以下，針對在圖1的通信系統中，遵照第2監視終端221產生的監視輸入對連接於第2控制終端222的照明器具3進行控制時的動作，參照圖5及圖6進行說明。
傳送單元1係於傳送信號的第1訊框F1的送信段103，自疊加要求部17對第2監視終端221傳送疊加要求資料(圖5及圖6的S21)。第2監視終端221係當接收到含有自己的位址的疊加要求資料時進行回應，於第1訊框F1的回信帶104，以對應於來自感測機器9的監視輸入之監視資料做為疊加回送資料，利用疊加信號傳送至傳送單元1(S22)。
傳送單元1係當疊加通信部16接收到由監視資料組成的疊加回送資料時，判斷在控制表中與該監視資料建立有對應關係的是第1控制終端212還是第2控制終端222。若此時係判斷有對應關係的是第2控制終端222，傳送單元1係於第1訊框F1接下來的第2訊框F2的送信段103，自區段確保部18傳送確保資料(S23)。
藉此，有確保資料傳送的送信段103接下來的回信段104便被確保為疊加信號的疊加用，傳送單元1係於該(第2訊框F2的)回信段104，利用疊加信號對第2控制終端222傳送控制資料(S24)。接收到控制資料的第2控制終端222係遵照控制資料對照明器具3進行調光控制、調色控制。
依據以上所說明的通信系統，傳送單元1係具備傳送疊加要求資料的疊加要求部17及從第2終端22利用疊加信號接收疊加回送資料的疊加通信部16，因此能夠於傳送單元1取得較大資料量的資訊。也就是說，在本實施形態的通信系統中，由於第2監視終端221能夠利用疊加信號將監視資料傳送給傳送單元1，所以既能確保傳送單元1的傳送信號的通信速度，又能傳送感測機器9的測量值等較大資料量的監視資料。因此，依據此通信系統，能有更靈活的系統應用，例如傳送單元1就能夠根據較大資料量的資訊來控制機器。
此外，傳送單元1係於傳送信號的送信段103對第2監視終端221傳送疊加要求資料，於回信段104接收疊加回送資料，因此能在同個訊框裡進行疊加要求資料的傳送信與疊加回送資料的接收。因此，傳送單元1能夠縮短取得來自第2監視終端221的疊加回送資料所需的時間。
除此之外，在本實施形態中，傳送單元1具備區段確保部18，其係以特定的疊加回送資料或回送資料做為觸發信號，傳送用來將接下來的回信段104(即之後的第一個回信段104)確保為疊加信號的疊加用之確保資料。因此，疊加通信部16係能夠於回信段104，在迴避自第1終端21傳送的回送資料與疊加信號間的干涉下，對第2控制終端222傳送控制資料(疊加信號)。
而第2終端22也能夠由傳送通信部24進行利用傳送信號的通信，所以也能夠和第1終端21同樣藉由產生中斷信號，自發性地啟動與傳送單元1間的通信。例如，在連接於第2監視終端221的感測機器9為照度感測器，因百葉窗的開閉等原因使測量值(照度)急遽變化至預定的臨限值以下或以上的情形中，較佳為立刻對照明燈具3進行調控。因此，在這種情形中，第2監視終端221便不需要等待定期傳送而來的疊加要求資料，而是藉由產生中斷信號自發性地將疊加回送資料傳送給傳送單元1。
以下，針對在圖1的通信系統中，第2監視終端221產生中斷信號時的動作，參照圖7及圖8進行說明。其中圖7及圖8的「S34」至「S37」的步驟由於與圖5及圖6的「S21」至「S24」相同，故省略這部分的說明。
傳送單元1係當於傳送信號的第1訊框F1的中斷段105偵測出第2監視終端221產生的中斷信號時(圖7及圖8的S31)，便將傳送信號的送信段103所含的模式資料從通常模式切換為中斷輪詢模式。在中斷輪詢模式中，傳送單元1係由回送要求部12於傳送信號的送信段103傳送由位址的高位位元組成的回送要求資料(S32)，一邊令位址(高位位元)循環變化一邊進行位址查找。產生中斷信號的第2監視終端221係只要當回送要求資料中的位址(高位位元)和自己的位址的高位位元一致，就於第1訊框F1的回信段104，以自己的位址的低位位元做為回送資料傳送給傳送單元1(S33)。藉此，在第1訊框F1，傳送單元1係由回送受信部13接收產生中斷信號的第2監視終端221的位址做為回送資料。
傳送單元1係在取得產生中斷信號的第2監視終端221的位址後，於第1訊框F1接下來的第2訊框F2的送信段103，指定該位址自疊加要求部17對第2監視終端221傳送疊加要求資料(S34)。另外，中斷信號產生後，直到傳送單元1取得第2監視終端221的位址為止的第2監視終端221與傳送單元1間的通信係皆利用傳送信號進行。
依據此構成，第2監視終端221不需等待來自傳送單元1的輪詢(定期傳送而來的疊加要求資料)，能自發性地對傳送單元1傳送疊加回送資料。因此，依據此通信系統，具有加快對事件(event)的應變之優點，當連接於第2監視終端221的感測機器9有事件產生，能早點對負載(照明器具3)進行與該事件相關的控制。
此外，在本實施形態中，第2監視終端221係當於傳送信號的送信段103從傳送單元1接受到疊加要求資料時，便於接下來的(同個訊框的)回信段104將疊加回送資料傳送給傳送單元1，但並不此構成為限。亦即，第2監視終端221亦可不於接收到疊加要求資料的送信段103接下來的回信段104傳送疊加回送資料，而是於下一個(下個訊框的)回信帶104傳送疊加回送資料。
圖9係顯示於第1訊框F1的送信段103自傳送單元1傳送疊加要求資料(圖9的S41)，於第1訊框F1接下來的第2訊框F2的回信段104自第2監視終端221傳送疊加回送資料(S43)之例。惟在此例的情形中，於回信段104必須迴避自第1終端21傳送至傳送單元1的回送資料與自第2監視終端221傳送至傳送單元1的疊加回送資料間的干涉。
因此，區段確保部18係構成為不僅以特定的疊加回送資料或回送資料，還以來自疊加要求部17的疊加要求資料做為觸發信號，自傳信通信部11傳送確保資料。亦即，區段確保部18係以於第1訊框F1的送信段103傳送的疊加要求資料做為觸發信號，於第2訊框F2的送信段103傳送確保資料(S42)。
藉此，傳送單元1係能夠在第2訊框F2中確保用於從第2監視終端221接收疊加回送資料的回信段104。因此，疊加通信部16係能夠於回信段104，在迴避自第1終端21傳送至傳送單元1的回送資料與自第2監視終端221傳送至傳送單元1的疊加回送資料間的干涉下，傳送疊加回送資料。
此外，亦如前所述，第2終端22係當要傳送之資料的資料量太大，無法以1次回信段104傳送完時，於下一個回信段104再傳送剩餘的資料。因此，區段確保部18係根據要疊加回送資料的資料量，變動確保資料的傳送次數，以令要從第2監視終端221接收的疊加回送資料的資料量愈大時確保愈長的回信段104。亦即，區段確保部18係在一至複數次的範圍內決定確保資料的傳送次數，以將接收來自第2監視終端221的疊加回送資料需要的傳送次數的回信段104全都確保為疊加信號的疊加用。另外，區段確保部18係以例如疊加回送資料所含的長度資訊來判斷疊加回送資料的資料量。
例如，若是以1次回信段104就能傳送完的資料量的話，區段確保部18便將確保資料的傳送次數定為1次，若是要以2次回信段104才能傳送完的資料量的話，區段確保部18便將確保資料的傳送次數定為2次。藉此，就算以1次回信段104無法傳送完，疊加通信部16還是能夠於回信段104迴避自第1終端21傳送至傳送單元1的回送資料與自第2監視終端221傳送至傳送單元1的疊加回送資料間的干涉。 (實施形態2)
本實施形態的通信系統與實施形態1的通信系統之相異處在於本實施形態的通信系統的疊加要求部17在傳送疊加要求資料時不是利用傳送信號而是利用疊加信號。在以下的說明裡，與實施形態1相同構成的部分係標註共通的元件符號並適當省略其說明。
在本實施形態中，疊加要求部17係於傳送信號的回信段104，透過疊加通信部16利用疊加信號對第2終端(第2監視終端221)22傳送疊加要求資料。疊加信號係如前述，(傳送信號的)1個訊框可以傳送的資料量比傳送信號多很多，因此，依據本實施形態的構成，便提高疊加要求資料的可傳送資料量的上限。
因此，疊加要求部17就能夠以對來自第2監視終端221的疊加回送資料的內容做詳細指定的資料做為疊加要求資料傳送給第2監視終端221。具體而言，疊加要求資料係除了由第2監視終端221的位址所組成的位址資料之外，還包括時間資訊(何時至何時的資料)、位置資訊(在何處取得的資料)等詳細指定的資訊。
此外，在本實施形態中，於回信段104必須迴避自第1終端21傳送至傳送單元1的回送資料與自傳送單元1傳送至第2監視終端221的疊加要求資料間的干涉。因此，區段確保部18係構成為於疊加要求部17傳送疊加要求資料的回信段104前面的(同個訊框的)送信段103，也自傳送通信部11傳送確保資料。
此外，在本實施形態中，疊加要求資料傳送於回信段104，疊加回送資料傳送於下一個回信段104(亦即，有疊加要求資料傳送的回信段104的訊框的下一個訊框的回信段104)，因此於回信段104必須迴避自第1終端21傳送至傳送單元1的回送資料與疊加回送資料間的干涉。因此，區段確保部18係與圖9的例子一樣，構成為以來自疊加要求部17的疊加要求資料做為觸發信號，自傳送通信部11傳送確保資料。
以下，針對在本實施形態的通信系統中，遵照第2監視終端221產生的監視輸入對連接於第2控制終端222的照明器具3進行控制時的動作，參照圖10及圖11進行說明。
傳送單元1係於第1訊框F1的送信段103，自區段確保部18傳送確保資料(圖10及圖11的S51)。藉此，有確保資料傳送的送信段103接下來的(第1訊框F1的)回信段104便被確保為疊加信號的疊加用，傳送單元1係於該回信段104利用疊加信號對第2監視終端221傳送疊加要求資料(S52)。
此外，傳送單元1係以於第1訊框F1的回信段104傳送的疊加要求資料做為觸發信號，於第2訊框F2的送信段103，自區段確保部18傳送確保資料(S53)。於第2訊框F2的回信段104，接收到含有自己的位址的疊加要求資料的第2監視終端221係進行回應，以對應於來自感測機器9的監視輸入之監視資料做為疊加回送資料，利用疊加信號傳送至傳送單元1(S54)。
傳送單元1係當疊加通信部16接收到由監視資料組成的疊加回送資料時，判斷在控制表中與該監視資料建立有對應關係的是第1控制終端212還是第2控制終端222。若此時係判斷有對應關係的是第2控制終端222，傳送單元1係於第2訊框F2接下來的第3訊框F3的送信段103，自區段確保部18傳送確保資料(S55)。
藉此，有確保資料傳送的送信段103接下來的回信段104便被確保為疊加信號的疊加用，傳送單元1係於該(第3訊框F3的)回信段104利用疊加信號對第2控制終端222傳送控制資料(S56)。接收到控制資料的第2控制終端222係遵照控制資料對照明器具3進行調光控制、調色控制。
以下以另一個例子進行說明，係針對第2監視終端221產生中斷信號時的動作，參照圖12及圖13進行說明。其中圖12及圖13的「S66」至「S69」的步驟由於與圖10及圖11的「S53」至「S56」相同，故省略這部分的說明。
傳送單元1係當於傳送信號的第1訊框F1的中斷段105偵測出第2監視終端221產生的中斷信號時(圖12及圖13的S61)，將傳送信號的送信段103所含的模式資料從通常模式切換為中斷輪詢模式。在中斷輪詢模式中，傳送單元1係由回送要求部12於傳送信號的送信段103傳送由位址的高位位元組成的回送要求資料(S62)，一邊令位址(高位位元)循環變化一邊進行位址查找。產生中斷信號的第2監視終端221係只要當回送要求資料中的位址(高位位元)和自己的位址的高位位元一致，就於第1訊框F1的回信段104，以自己的位址的低位位元做為回送資料傳送給傳送單元1(S63)。藉此，在第1訊框F1，傳送單元1係由回送受信部13接收產生中斷信號的第2監視終端221的位址做為回送資料。
傳送單元1係在取得產生中斷信號的第2監視終端221的位址後，於第1訊框F1接下來的第2訊框F2的送信段103，自區段確保部18傳送確保資料(S64)。此外，傳送單元1係於被確保為疊加信號的疊加用的第2訊框F2的回信段104，指定在「S63」取得的位址，自疊加要求部17傳送疊加要求資料給第2監視終端221(S65)。另外，中斷信號產生後，直到傳送單元1取得第2監視終端221的位址為止的第2監視終端221與傳送單元1間的通信係皆利用傳送信號進行。
依據上述說明構成的通信系統，疊加要求部17係利用疊加信號傳送疊加要求資料，因而提高疊加要求資料可傳送至第2終端22的資料量的上限。因此，傳送單元1能夠以疊加要求資料對必要的疊加回送資料的內容做比較詳細的指定。
此外，本實施形態的第2監視終端221係於疊加要求部17傳送疊加要求資料的回信段104的下一個訊框的回信段104傳送疊加回送資料，但並不以此為限，亦可於和疊加要求資料同一個訊框的回信段104傳送疊加回送資料。亦即，在疊加要求資料的資料量較小等情形中，若僅以局部的回信段104就能完成疊加要求資料的傳送，則第2監視終端221可利用該回信段104的剩餘時間傳送疊加回送資料。
此時，只要以1次回信段104就能完成自傳送單元1對第2監視終端221的疊加要求資料的傳送及自第2監視終端221對傳送單元1的疊加回送資料的傳送兩者。因此，具有能夠縮短傳送單元1從第2監視終端221取得疊加回送資料所需時間的優點。另外，此時，區段確保部18不需要於有疊加要求資料傳送的回信段104下一輪的送信段103再度傳送確保資料。
其他的構成及功能係與實施形態1裡的相同。
在上述各實施形態中雖然例示了遵照第2監視終端221產生的監視輸入對連接於第2控制終端222的負載(照明器具3)進行控制時的通信系統的動作，但負載之控制並不是通信系統不可或缺的構成。亦即，例如通信系統是運用於僅收集感測機器9的監視輸入時，傳送單元1只要構成為能夠從第2監視終端221取得疊加回送資料即可，不需要進行控制資料的傳送。
此外，在上述各實施形態中，雖然所例示之構成係將疊加通信部16內建於傳送單元1，但並不以此為限，疊加通信部亦可與傳送單元1分開設置再與傳送單元1連接。
以上所述僅是本發明的一些較佳實施形態，所屬技術領域中具有通常知識者當可在不脫離本發明原本之精神及範圍(亦即申請專利範圍)之下進行修正及變化。
1‧‧‧傳送單元
3‧‧‧照明燈具
4‧‧‧辦公室控制器
5‧‧‧節能控制器
6‧‧‧空調裝置
7‧‧‧電腦(個人電腦)
8‧‧‧網路
9‧‧‧感測機器
10‧‧‧通信線
11‧‧‧傳送通信部
12‧‧‧回送要求部
13‧‧‧回送受信部
14‧‧‧記憶部
15‧‧‧控制部
16‧‧‧疊加通信部
17‧‧‧疊加要求部
18‧‧‧區段確保部
21‧‧‧第1終端
22‧‧‧第2終端
23‧‧‧(終端側)疊加通信部
24‧‧‧(終端側)傳送通信部
25‧‧‧介面部
26‧‧‧(終端側)控制部
91‧‧‧電力測量單元
92‧‧‧監視器
93‧‧‧PLC分接插座
101‧‧‧預備中斷段
102‧‧‧預備段
103‧‧‧送信段
104‧‧‧回信段
105‧‧‧中斷段
106‧‧‧短路偵測段
107‧‧‧休止段
211‧‧‧第1監視終端
212‧‧‧第1控制終端
221‧‧‧第2監視終端
222‧‧‧第2控制終端
F1‧‧‧第1訊框
F2‧‧‧第2訊框
F3‧‧‧第3訊框
F4‧‧‧第4訊框
圖1係顯示實施形態1的通信系統的概略構成的方塊圖。
圖2係使用實施形態1的通信系統之照明系統的構成圖。
圖3係實施形態1的通信系統的基本系統的動作的說明圖。
圖4係實施形態1的通信系統的基本系統的動作的說明圖。
圖5係實施形態1的通信系統的動作的說明圖。
圖6係實施形態1的通信系統的動作的說明圖。
圖7係實施形態1的通信系統的其他動作的說明圖。
圖8係實施形態1的通信系統的其他動作的說明圖。
圖9係實施形態1的通信系統的又其他動作的說明圖。
圖10係實施形態2的通信系統的動作的說明圖。
圖11係實施形態2的通信系統的動作的說明圖。
圖12係實施形態2的通信系統的其他動作的說明圖。
圖13係實施形態2的通信系統的其他動作的說明圖。
1‧‧‧傳送單元
3‧‧‧照明燈具
9‧‧‧感測機器
10‧‧‧通信線
11‧‧‧傳送通信部
12‧‧‧回送要求部
13‧‧‧回送受信部
14‧‧‧記憶部
15‧‧‧控制部
16‧‧‧疊加通信部
17‧‧‧疊加要求部
18‧‧‧區段確保部
21‧‧‧第1終端
22‧‧‧第2終端
23‧‧‧(終端側)疊加通信部
24‧‧‧(終端側)傳送通信部
25‧‧‧介面部
26‧‧‧(終端側)控制部
212‧‧‧第1控制終端
221‧‧‧第2監視終端
222‧‧‧第2控制終端

权利要求:
Claims (7)
[1] 一種通信系統，其係有反複送出傳送信號至通信線的傳送單元、使用前述傳送信號進行通信的第1終端、及使用疊加至前述傳送信號的疊加信號進行通信的第2終端連接至前述通信線之通信系統，前述傳送信號係由每一訊框均沿著時間軸方向被分割成複數個區段的時間分割方式信號組成，前述複數個區段包括傳送資料至前述第1終端用的送信段及接收來自前述第1終端的回送資料用的時槽之回信段，且前述傳送單元係具備：疊加要求部，其係對前述第2終端傳送疊加要求資料；及疊加通信部，其係用於接收前述第2終端回應前述疊加要求資料而於前述回信段利用前述疊加信號傳送的疊加回送資料。
[2] 如申請專利範圍第1項之通信系統，其中前述疊加要求部係於前述送信段利用前述疊加信號對前述第2終端傳送前述疊加要求資料，前述第2終端係具備用於接收利用前述傳送信號傳送的前述疊加要求資料之終端側傳送通信部。
[3] 如申請專利範圍第1項之通信系統，其中前述疊加要求部係於前述回信段利用前述疊加信號對前述第2終端傳送前述疊加要求資料。
[4] 如申請專利範圍第3項之通信系統，其中前述疊加通信部係於前述疊加要求部傳送前述疊加要求資料的前述回信段的下一個前述回信段，接收來自前述第2終端的前述疊加回送資料。
[5] 如申請專利範圍第1至4項中任一項之通信系統，其中前述傳送單元復具備區段確保部，其係以前述疊加要求資料做為觸發信號，於前述送信段利用前述傳送信號來傳送藉由禁止前述回送資料在前述回信段的傳送而將該回信段確保為前述疊加信號的疊加用之確保資料。
[6] 如申請專利範圍第1項之通信系統，其中前述第1終端至少具備根據從前述傳送單元傳送的前述傳送信號所含的控制資料而控制一至複數個第1負載的第1控制終端，前述第2終端係具備：第2監視終端，其係回應來自前述傳送單元的前述疊加要求資料，產生較大資料量的監視資料，做為前述疊加回送資料傳送給前述傳送單元；及第2控制終端，其係根據從前述傳送單元傳送的前述疊加信號所含的控制資料而控制一至複數個第2負載，前述傳送單元係具備建立有前述第2監視終端的位址與前述第2控制終端的位址之對應關係的控制表，使用前述控制表來判定從前述第2監視終端接收的前述疊加回送資料所含的控制資料的傳送對象終端是前述第1控制終端還是前述第2控制終端。
[7] 一種傳送單元，其係用於有使用傳送信號進行通信的第1終端與使用疊加至前述傳送信號的疊加信號進行通信的第2終端連接至通信線的通信系統，且前述傳送單元係具備：傳送通信部，其係反複送出前述傳送信號至前述通信線，前述傳送信號係由每一訊框均沿著時間軸方向被分割成複數個區段的時間分割方式信號組成，前述複數個區段包括傳送資料至前述第1終端用的送信段及接收來自前述第1終端的回送資料用的時槽之回信段；疊加要求部，其係對前述第2終端傳送疊加要求資料；及疊加通信部，其係用於接收前述第2終端回應前述疊加要求資料而於前述回信段利用前述疊加信號傳送的疊加回送資料。

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