(57)【要約】【課題】  ＲＳ２３２Ｃインタフェースを使用することなく、ＰＣやＰＬＣ間でデジタルデータの送受信を行う方法、前記方法を使用する送受信機及び送信システムを提供する。【解決手段】  送信機において、第１の信号線をオン状態にすると同時に、第２の信号線を送信するデータに応じてオン状態又はオフ状態に設定するステップと、受信機において、第２の信号線の値を受信データとして取り込み、第３の信号線をオン状態に設定するステップと、送信機において、前記第１の信号線及び前記第２の信号線をオフ状態にするステップと、受信機において、前記第３の信号線をオフ状態にするステップと、送信機において、第３の信号線のオフ状態を検出することで送信が正常に終了したことを確認するステップとを有する。【選択図】  図４
2006014018.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信機から受信機へ、３種類の信号線によりデジタルデータを送信する方法において、
送信機において、第１の信号線をオン状態にすると同時に、第２の信号線を送信するデータに応じてオン状態又はオフ状態に設定するステップと、
受信機において、第１の信号線がオン状態になった場合、第２の信号線の値を受信データとして取り込み、第３の信号線をオン状態に設定するステップと、
送信機において、前記第３の信号線が所定の時間内にオン状態となった場合、前記第１の信号線及び前記第２の信号線をオフ状態にするステップと、
受信機において、第１の信号線及び第２の信号線がオフ状態となった場合、前記第３の信号線をオフ状態にするステップと、
送信機において、第３の信号線のオフ状態を検出することで送信が正常に終了したことを確認するステップとを有することを特徴とする送信方法。
【請求項２】
第１のドライバと、第２のドライバと、レシーバと、送信制御手段とを有し、
前記第１のドライバ及び前記第２のドライバは、送信制御手段からの指示によりオン状態又はオフ状態を出力し、
前記レシーバは、入力がオン状態であるかオフ状態であるかを送信制御手段に通知し、
前記送信制御手段は、送信データがない場合は、前記第１のドライバ及び前記第２のドライバをオフ状態に設定し、
送信データが入力された場合は、前記第１のドライバをオン状態にすると同時に、第２のドライバを前記送信データに応じオン状態又はオフ状態に設定して前記レシーバからオン状態が通知されるのを待ち、
前記レシーバからオン状態が通知された場合は、前記第１のドライバ及び前記第２のドライバをオフ状態として前記レシーバからオフ状態が通知されるのを待ち、
前記レシーバからオフ状態が通知されることで送信が正常に終了したことを確認することを特徴とするデジタルデータ送信機。
【請求項３】
ドライバと、第１のレシーバと、第２のレシーバと、受信制御手段とを有し、
前記ドライバは、受信制御手段からの指示によりオン状態又はオフ状態を出力し、
前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバは、入力がオン状態であるかオフ状態であるかを受信制御手段に通知し、
前記受信制御手段は、前記第１のレシーバからオン状態が通知された場合、前記第２のレシーバのオン又はオフ状態に応じ０又は１を受信データとして取り込み、
受信したことを送信側に伝える為に、前記ドライバをオン状態とし、前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバからオフ状態が通知されるのを待ち、
前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバからオフ状態が通知された場合は、前記ドライバをオフ状態とすることを特徴とするデジタルデータ受信機。
【請求項４】
請求項２に記載のデジタルデータ送信機と、請求項３に記載のデジタルデータ受信機とを有するデジタルデータ送信システムにおいて、
デジタルデータ送信機の第１のドライバは、デジタルデータ受信機の第１のレシーバと接続され、デジタルデータ送信機の第２のドライバは、デジタルデータ受信機の第２のレシーバと接続され、デジタルデータ送信機のレシーバは、デジタルデータ受信機のドライバと接続されていることを特徴とする送信システム。
【請求項５】
デジタルデータ送信機の第１のドライバ及び第２のドライバ並びにデジタルデータ受信機のドライバは、接点出力であり、
デジタルデータ送信機のレシーバ並びにデジタルデータ受信機の第１のレシーバ及び第２のレシーバは、接点入力であることを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルデータを３種類の信号線により送信する方法、前記方法を使用する送受信機及び送信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、プログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）を用いた制御システムにおいて、ＰＬＣとの簡易な通信のためにＲＳ２３２Ｃインタフェースが用いられてきた。しかし、近年のＬＡＮインタフェースやＵＳＢインタフェースの普及により、市販ＰＣにおいてＲＳ２３２Ｃインタフェースを実装しないものが増えてきている。またＰＬＣ側においても、安価なＰＬＣはＲＳ２３２Ｃが標準で実装はされていない。
【０００３】
一方、安価なＰＬＣであっても、電圧が印加されているか否かにより入力のありなしを判断する入力ユニットや、オープンコレクタやリレーによる出力ユニットは実装されており、また、前記入力ユニットや出力ユニットをＰＣに実装するための計測用ＩＯモジュール等も、一般に販売されており、制御システム等に広く用いられている。
【非特許文献１】「トランジスタ技術ＳＰＥＣＩＡＬ  Ｎｏ．８」、ＣＱ出版社
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したように、既にＲＳ２３２Ｃを実装したＰＣ及びＰＬＣがない場合に、ＲＳ２３２Ｃを増設することは、コストがかかることとなる。
【０００５】
また、ＰＣにＲＳ２３２Ｃインタフェースモジュールを増設する場合、割り込みレベルなどの制約を受ける場合もある。
【０００６】
更に、ＲＳ２３２Ｃは、その規格上の通信距離は１５ｍであり、使用するケーブル等により実際の距離は伸ばせるとしても、送信電圧をユーザ側で変更し距離を伸ばすことは不可であり、ノイズの大きい環境化においては、通信が正常に終了しない場合がある。
【０００７】
従って、本発明は、ＲＳ２３２Ｃインタフェースを使用することなく、ＰＣやＰＬＣ間でデジタルデータの送受信を行う方法、前記方法を使用する送受信機及び送信システムを提供することを目的とする。
【０００８】
更に、送信電圧をユーザ側で変更できる送受信機を提供することも目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明におけるデジタルデータ送信方法によれば、
送信機において、第１の信号線をオン状態にすると同時に、第２の信号線を送信するデータに応じてオン状態又はオフ状態に設定するステップと、受信機において、第１の信号線がオン状態になった場合、第２の信号線の値を受信データとして取り込み、第３の信号線をオン状態に設定するステップと、送信機において、前記第３の信号線が所定の時間内にオン状態となった場合、前記第１の信号線及び前記第２の信号線をオフ状態にするステップと、受信機において、第１の信号線及び第２の信号線がオフ状態となった場合、前記第３の信号線をオフ状態にするステップと、送信機において、第３の信号線のオフ状態を検出することで送信が正常に終了したことを確認するステップとを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明におけるデジタルデータ送信機によれば、
第１のドライバと、第２のドライバと、レシーバと、送信制御手段とを有し、前記第１のドライバ及び前記第２のドライバは、送信制御手段からの指示によりオン状態又はオフ状態を出力し、前記レシーバは、入力がオン状態であるかオフ状態であるかを送信制御手段に通知し、前記送信制御手段は、送信データがない場合は、前記第１のドライバ及び前記第２のドライバをオフ状態に設定し、送信データが入力された場合は、前記第１のドライバをオン状態にすると同時に、第２のドライバを前記送信データに応じオン状態又はオフ状態に設定して前記レシーバからオン状態が通知されるのを待ち、前記レシーバからオン状態が通知された場合は、前記第１のドライバ及び前記第２のドライバをオフ状態として前記レシーバからオフ状態が通知されるのを待ち、前記レシーバからオフ状態が通知されることで送信が正常に終了したことを確認することを特徴とする。
【００１１】
本発明におけるデジタルデータ受信機によれば、
ドライバと、第１のレシーバと、第２のレシーバと、受信制御手段とを有し、前記ドライバは、受信制御手段からの指示によりオン状態又はオフ状態を出力し、前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバは、入力がオン状態であるかオフ状態であるかを受信制御手段に通知し、前記受信制御手段は、前記第１のレシーバからオン状態が通知された場合、前記第２のレシーバのオン又はオフ状態に応じ０又は１を受信データとして取り込み、受信したことを送信側に伝える為に、前記ドライバをオン状態とし、前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバからオフ状態が通知されるのを待ち、前記第１のレシーバ及び前記第２のレシーバからオフ状態が通知された場合は、前記ドライバをオフ状態とすることを特徴とする。
【００１２】
本発明におけるデジタルデータ送信システムによれば、
前記デジタルデータ送信機と、前記デジタルデータ受信機とを有し、デジタルデータ送信機の第１のドライバは、デジタルデータ受信機の第１のレシーバと接続され、デジタルデータ送信機の第２のドライバは、デジタルデータ受信機の第２のレシーバと接続され、デジタルデータ送信機のレシーバは、デジタルデータ受信機のドライバと接続されていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のデジタルデータ送信システムにおける他の実施形態によれば、
デジタルデータ送信機の第１のドライバ及び第２のドライバ並びにデジタルデータ受信機のドライバは、接点出力であり、デジタルデータ送信機のレシーバ並びにデジタルデータ受信機の第１のレシーバ及び第２のレシーバは、接点入力であることも好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
ＰＣ間や、ＰＣ−ＰＬＣ間でＲＳ２３２Ｃインタフェースによらず、データ伝送を信頼性高く行うことができる。更に、ＲＳ２３２Ｃに比べて比較的高い送信電圧等を使用することが可能であり、ノイズ環境化での信頼性の高い伝送や、伝送距離の長距離化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明を実施するための最良の実施形態について、以下では図面を用いて詳細に説明する。
【００１６】
図１は、本発明の送信機及び受信機のブロック図である。送信機１と受信機２が、電線３１、電線３２及び電線３３により接続されている。
【００１７】
図１によると、送信機１は、ドライバ１１と、ドライバ１２と、レシーバ１３と、送信制御部１４とを有する。
【００１８】
ドライバ１１は、送信制御部１４からの制御により、電線３１に第１の電圧又は第２の電圧を印加する。同様にドライバ１２は、送信制御部１４からの制御により、電線３２に第３の電圧又は第４の電圧を印加する。レシーバ１３は、電線３３の電圧を監視し、予め決められた閾値以上であるか否かに応じて、０又は１を送信制御部１４に通知する。
【００１９】
ドライバ１１、ドライバ１２は、ドライバ自身で電圧を発生させ電線３１や電線３２に電圧を印加するもののみならず、図示しないドライバへ接続されている、電圧が印加された線と、電線３１や電線３２とを単に接続／切断するだけの機能を持つ、いわゆる接点出力をも含む。尚、接点出力とは、機械的な接点のみならず、トランジスタ等を用いた電子的な接点、いわゆる無接点出力により接続／切断を行うものも含むものとする。接点出力の例としては、ＰＬＣの出力ユニットや、ＰＣ用計測ＩＯモジュールの接点出力や、オープンコレクタ等がある。レシーバの例としては、同様にＰＬＣの入力ユニットや、ＰＣ用計測ＩＯ増設モジュールの接点入力等がある。
【００２０】
ドライバ１１が出力する第１の電圧と、第２の電圧の差は設計事項であり、伝送距離との関係で決められるが、５Ｖ以上とすることが望ましい。また、ノイズの多い環境化や、長距離を伝送したい場合は、制御機器でよく利用される１２Ｖや、２４Ｖ以上の値を使用することが望ましい。ドライバ１２についても同様である。
【００２１】
送信制御部１４には、送信データが、図示しない他のブロックより入力される。送信制御部１４は、送信データが入力された場合、後述する方法に基づきドライバ１１及びドライバ１２を制御し、レシーバ１３の状態を監視しながら、前記送信データの送信を行う。
【００２２】
図１によると、受信機２は、レシーバ２１と、レシーバ２２と、ドライバ２３と、受信制御部２４とを有する。
【００２３】
レシーバ２１は、電線３１の電圧を監視し、予め決められた閾値以上であるか否かに応じて、０又は１を受信制御部２４に通知する。同様に、レシーバ２２は、電線３２の電圧を監視し、予め決められた閾値以上であるか否かに応じて、０又は１を受信制御部２４に通知する。ドライバ２３は、受信制御部２４からの制御により、電線３３に第５の電圧又は第６の電圧を印加する。ドライバやレシーバの例、及び電圧については、送信機側と同様である。
【００２４】
受信制御部２４は、後述する方法に基づき、レシーバ２１及びレシーバ２２の状態を監視しながら、ドライバ２３を制御し、送信機からの送信データを受信する。
【００２５】
尚、簡単のため、ドライバ１１、ドライバ１２及びドライバ２３が出力する２つの電圧状態をオン状態及びオフ状態と表現し、ドライバ１１の出力を通知信号と、ドライバ１２の出力をビット信号と、ドライバ２３の出力を受信確認信号と呼ぶ。各ドライバが出力する２つの電圧とオン状態及びオフ状態の対応関係は任意である。
【００２６】
また、各レシーバは、閾値により出力がオン状態であるかオフ状態であるかを判定し、オン状態の場合は１を、オフ状態の場合は０を、送信制御部１４又は受信制御部２４に通知するものとする。
【００２７】
図２は、送信制御部１４で行われる送信処理のフローチャートである。
【００２８】
(S21, S22)  データの送受信が行われていない場合は、通知信号、ビット信号及び受信確認信号はオフ状態とする。レシーバ１３から受信確認信号がオンである状態が、予め決められた時間Ｔ１以上継続した場合は、エラー処理を行う。エラー処理とは、データ送信が正常に行われなかった旨を、ＬＥＤの点灯や警告音の発生等により利用者に通知することや、送受信機の初期化等であり、具体的な方法は任意である。
【００２９】
(S23)  送信データが入力された場合、送信処理を開始する。
【００３０】
(S24)  受信側にデータを出力していることを伝えるために、ドライバ１１を制御し通知信号をオン状態とする。同時に、ドライバ１２を制御し、送信すべきデータが１であればオン状態、０であればオフ状態にビット信号を設定する。
【００３１】
(S25, S26)  受信側では、送信したデータの取り込み後、受信確認信号をオン状態とするため、送信制御部１４は、レシーバ１３から通知される受信確認信号の状態を監視し、予め決められた時間Ｔ２以上たっても受信確認信号がオン状態とならない場合は、エラー処理を行う。
【００３２】
(S27)  受信確認信号がオン状態となった場合は、ドライバ１１及び１２を制御し、通知信号及びビット信号を共にオフ状態とする。
【００３３】
(S21)  通知信号及びビット信号のオフ状態を受信側で検出すると、初期状態に戻るために受信側では受信確認信号をオフ状態とするので、送信制御部１４は、レシーバ１３から通知される受信確認信号の監視を行い、Ｔ１時間以上オン状態が継続した場合はエラー処理を行い、オフ状態となれば送信は正常に終了したものと判断し１ビットの送信を終了し、待機又は次のデータの送信を行う。
【００３４】
図３は、受信制御部２４で行われる本発明の受信処理のフローチャートである。
【００３５】
(S31, S32, S33)  データの送受信が行われていない場合は、通知信号、ビット信号及び受信確認信号はオフ状態とする。レシーバ２１から通知信号がオフ状態で、かつ、レシーバ２２からビット信号がオフ以外の状態が、予め決められた時間Ｔ３以上継続した場合は、エラー処理を行う。また、ドライバ２３を制御し、受信確認信号をオフ状態に設定する。
【００３６】
(S34)  レシーバ２１から通知される通知信号の状態を監視し、オン状態となった場合は送信側より送信データがビット信号に出力されているため受信処理を開始する。
【００３７】
(S35)  ビット信号の状態を読み込む。つまり、レシーバ２２がオン状態を通知していれば１を、オフ状態を通知していれば０を受信データとして取り込む。あわせて、送信側に送信データを受信したことを通知するため、ドライバ２３を制御し受信確認信号をオン状態とする。
【００３８】
(S31)  送信側で受信確認信号がオン状態であることを確認した場合は、通知信号とビット信号を共にオフ状態とするため、受信制御部２４は、レシーバ２１及びレシーバ２２の状態を監視する。
【００３９】
(S33)  レシーバ２１及びレシーバ２２から、共にオフ状態であることが通知された場合は、ドライバ２３の出力をオフ状態とし、受信処理を終了する。
【００４０】
図４は、本発明のデジタルデータの送信方法を表すタイミングチャートである。
【００４１】
時刻ｔ１からｔ４でデータ０が送信され、時刻ｔ５からｔ８でデータ１が送信される様子をしめしている。
【００４２】
時刻ｔ１で送信機は、データ０を送信するため通知信号をオン状態とし、ビット信号はオフ状態、即ち０としている。受信側は、通知信号がオン状態であることを認識したのち、ビット信号の値を取り込み、時刻ｔ２で取り込み完了を示すため受信確認信号をオン状態とする。送信機は受信確認信号がオン状態であることを確認し、時刻ｔ３で通知信号とビット信号を共にオフ状態とし、受信側は、通知信号とビット信号が共にオフ状態であることを確認した後、時刻ｔ４で受信確認信号をオフ状態とし、１ビットの送信が完了する。時刻ｔ５からｔ８の処理も同じである。
【００４３】
各時刻ｔ１からｔ２、ｔ２からｔ３、ｔ３からｔ４の各遷移時間は、それぞれ、エラー処理への閾値Ｔ２，Ｔ３，Ｔ１により最大値が規定される。しかし、前記エラー処理への各閾値は、比較的大きな値とすることができ、遷移時間毎の比較的大きな時間変動を許容することができる。つまり、各ビットの送信時間が、ビット毎に異なることを許容することで、１ビット毎に送受信を送信機及び受信機で確認し確実に伝送を行う。
【００４４】
更に、ドライバ及びレシーバとして、ＰＬＣの出力ユニットや入力ユニット等の接点出力や接点入力を使用する場合、ドライバ側の出力電圧は、外部電源により調整可能であり、所望の伝送距離に応じた出力電圧を使用できる。更に、最大４０Ｖから５０Ｖ程度の電圧を出力電圧として使用でき、前記１ビット毎に送受信を確認する方法とあいまって、ノイズの大きな環境化でも比較的、信頼性の高いデータ伝送が可能となる。なお、一般的な、ＰＬＣ入力ユニットの最大入力電圧は２４Ｖ程度であるが、入力ユニット等の前に、リレーや抵抗器を設置し、入力電圧範囲内に調整することで対処可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の送信機及び受信機のブロック図である。
【図２】本発明の送信処理のフローチャートである。
【図３】本発明の受信処理のフローチャートである。
【図４】本発明のデジタルデータの送信方法を表すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００４６】
１  送信機
２  受信機
１１、１２、２３  ドライバ
１３、２１、２２  レシーバ
１４  送信制御部
２４  受信制御部
３１，３２，３３  電線
【図１】
2006014018.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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