JPH09505198A - 通信装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 通信装置は、制御素子（１２）と、両方向性通信リンク（２６）と、このリンク（２６）に結合された１つ若しくはそれ以上のデバイス（４２）とを含む。制御素子（１２）は、駆動回路（１６）を介して、リンク（２６）に対し、１つ若しくはそれ以上のデバイス（４２）との通信に加えてそれらのデバイスにエネルギーを供給することを目的として、所定の電位を可逆的に付与する。デバイス（４２）は、適当な時間間隔で応答することができる。応答時間間隔の間中、制御素子（１２）は電力をデバイス（４２）に供給し続けることができる。

Description

【発明の詳細な説明】 通信装置及び方法 産業上の利用分野 本発明は、共通制御ユニットから離間された複数のデバイスと通信を行うため の装置および方法に関する。更に言えば、本発明は、共通制御ユニットと通信を 行うために離間デバイスによって使用される共通通信リンクを組み込んでいる通 信装置に関する。 従来の技術 商用若しくは工業用建築物における潜在的火災状態を検出するための監視装置 は、しばしば、各建築物の様々なフロア、若しくは、領域中に分配される。検出 若しくは制御ユニットは、潜在的火災状態の存在の有無をできるだけ早期に決定 できることが所望される様々なフロアー上の、若しくは、デバイスの、複数位置 に配置される。 検出器若しくは制御デバイスは、従来、１つ若しくはそれ以上の通信ラインの セットによって通信制御パネルにリンクされていた。この制御パネルは、離間さ れた検出器若しくは制御デバイスから情報を受け取るものであり、また、これは 、しばしば、１つ若しくはそれ以上の検出器が潜在的火災状態を報告するか否か を決定するようにされている。 通信装置および方法の一形態が、本発明の譲受人に譲渡された“Smoke and Fi re Detection System Communication”と題されたTice等の米国特許第4,916,432 号に開示されている。このTice等の特許に開示されたタイプの装置は、個別の時 間間隔を提供するものであり、この時間間隔の間に、通信リンクと通信制御パネ ルを通じて遠隔ユニットに電気エネルギーが供給され得る。装置の他のユニット に加えて離間検出器や制御デバイスに電力を供給するためにも通信リンクを用い ることにより、離間ユニットにサービスを提供するために備えつけることが必要 なライン数を最小とする。 既知の通信装置では、離間ユニットへ電気エネルギーを与えるために利用でき る時間長が重要な事項となり得る。検出器若しくは他のユニット数が増加すると 、通信リンクを通じて供給することが必要な電気エネルギーの量も増加する。 通信リンクは数千フィート長となることもあり、しばしば、比較的小さなワイ ヤ直径、例えば、１８ゲージ、で実施される。ワイヤの長さと大きさは、所定の 時間間隔に供給され得る電気エネルギーの量を制限する。更に、検出器若しくは 制御ユニットの数が増大するため、通信ラインの長さも増大し得る。これは付加 的な損失を引き起こし、この損失が、共通通信素子から最も遠くに位置付けられ た検出器や他のユニットに電力を適当に供給することを不可能なものとすること もある。 通信ループ上の検出器の数が増加したときに発生し得る他の困難な問題として 、検出器若しくは制御ユニットへ送信している情報、若しくは、それらから受け 取っている情報を適当に検出する能力を妨げてしまうような電気ノイズも含まれ 得る。 このため、これまで可能であった検出器以上により多数の検出器を支持するの にも十分な量のエネルギーを提供することができる通信装置が必要であるといっ た、不適当な必要性が存在し続けている。更に、より長いワイヤを、且つ、より 多数の検出器を、備え付けることが必要であるにもかかわらず、現在の建築物に 対する要望を満足するには、それらの装置の雑音免疫性を増加させることができ るのが望ましい。 このような装置のコスト若しくはその複雑さのいずれをも実質的に増加させず に、雑音免疫性の増加に加えてエネルギーレベルをも増加させることができるの が望ましい。また、分配ユニットから共通制御素子へより大きなピークピーク電 圧情報を提供し、そのような装置における雑音免疫性と信頼性をより増大させる ことができるのが望ましい。 発明の概要 本発明による通信装置は、検出器若しくは制御ユニットが含まれ得る複数の離 間されたデバイスに使用することができる。この装置は、制御素子および両方向 性通信リンクを含む。 このリンクは、１つ若しくはそれ以上のデバイスに接続することができる。制 御素子は、印加された電位値の２倍のオーダで電位変化するように、リンクの両 端に所定の電位を可逆的に与える平衡若しくはダブルエンド駆動回路を含む。 制御素子は、情報シーケンスを用いて電位を変調する回路素子を含む。この変 調回路素子は、パルス継続時間変調機構(pulse duration modular scheme)を使 用することができる。他のタイプの変調として周波数変調のようなものを使用す ることもできる。 １つ若しくはそれ以上の離間デバイスが、変調され可逆的に印加された電位を 検出する受信回路素子を含むことができる。これらのデバイスは各々、変調波形 によって連続的にエネルギーが付与される局部源を提供するために全波整流器を 含むことができる。 離間デバイスには、煙、温度、若しくは、ガス検出器のような周囲状態検出器 が含まれ得る。また、ＰＩＲ、紫外線、若しくは、赤外線ビーム検出器のような 押し込み検出器も使用され得る。本発明の通信システムは、また、手動操作スイ ッチや、キーパッド、若しくは、カードリーダー型のエントリ制御装置を用いて も使用され得る。更に、加熱、循環、冷却、若しくは、表示装置のような環境制 御デバイスを、本発明による通信システムを用いて、結合し、若しくは、制御す ることが可能である。 制御素子と１つ若しくはそれ以上の離間デバイスとの間で両方向通信を行う方 法には、所定の電位を有する電源を提供する段階が含まれる。この電源は、所定 の電位の２倍のオーダの大きさを有する変調パルスシーケンスを発生するよう可 逆的に付与される。 変調パルスシーケンスは離間デバイスに送信される。パルスシーケンスは、パ ルス幅変調され得る。電気エネルギーを変調パルスシーケンスを通じて付与し、 デバイスに電力を供給することができる。この変調パルスシーケンスは、少なく とも１つのデバイスで検出され得る。 図面の簡単な説明 図１は、本発明による装置のブロック図である。 図２は、本発明に使用することができるデバイスを示す図である。 図３は、本発明の通信システムの特性を更に示したタイミング図である。 図４は、通信システムの他の特徴を示すタイミング図である。 実施例 本発明は多くの異なる形態で実施可能であるが、本発明の開示は本発明の原理 を例示したものと考えるべきものであって本発明をここに開示された特別な実施 例に限定する意図はない、という理解の下で、本発明の特別な実施例を図示し且 つ明細書に詳述する。 図１は、本発明によるシステム１０のブロック図である。システム１０は、共 通制御素子、若しくは、パネル１２を含む。この素子、若しくは、パネル１２は 、プログラムされたプロセッサ１４によって、その一部を実施され得る。プロセ ッサ１４は、関連するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）やランダムアクセスメモリ （ＲＡＭ）を有したマイクロプロセッサであってもよい。 素子１２は、出力のために平衡駆動回路１６と受信回路１８を含む。素子１２ は、出力電位“Ｖ”を有するバッテリ２０として表示された従来タイプの電源か ら電力の供給を受ける。 素子１２は、駆動回路１６と受信回路１８を介して、両方向通信リンク２６に 結合される。通信リンク２６は、複数の拡張型電気導線を含むことができる。リ ンク２６の部材のサイズ、型、および、数は、本発明では制限されない。 リンク２６には、複数の検出素子２８と複数の制御素子３０が結合されている 。検出器２８ａのような複数の２８の部材を、煙検出器、ガス検出器、温度検出 器、不法侵入者検出器、若しくは、そのようなものとして実施することができる 。 制御素子３０ａのような複数の３０の部材は、入力デバイス、若しくは、出力 デバイスに対するインターフェースを提供する。入力デバイスは、プルスイッチ や、アクセス制御ユニットを含むことができる。出力デバイスは、電気作動され るドアロックや、電気制御可能な火災ドア、照明、および、環境制御デバイスを 含むことができる。複数の２８若しくは３０の部材は、他のタイプの検出器、若 しくは、制御デバイスを、なんら制限なく含むことができる。 複数の２８、３０の部材に共通の細部が、説明用として示したデバイス３２に 示されている。デバイス３２は、通信リンク２６に結合されており、該デバイス ３２は、全波整流ブリッジ３４、受信回路３６、および、平衡駆動回路３８を含 む。ユニット３２は、適当な検出器、若しくは、制御回路インターフェース４０ も含む。 回路４０は、検出器、若しくは、制御可能デバイス４２へ／から、インターフ ェースすることができる。デバイス４２は、電離、若しくは、光電子タイプの煙 検出器、又は、ドア、若しくは、窓状態センサのような、状態、又は、事象検出 器のそれぞれを含むことができる。 制御素子１２と複数の２８、３０の部材との間の通信は、平衡駆動回路１６、 ３６のぞれぞれを用いて、両方向リンク２６上で実行され得る。駆動回路１６は 、制御素子１２で発する通信のため、変調切換え電圧をリンク２６に発生し、与 える。 変調切換え波は、２Ｖボルトのオーダのピークピーク振幅を有する。２Ｖボル トは、例えば、２４ボルトに相当し得る。第１の極性Ｐ１を有する第１の振幅＋ Ｖは、初期時間間隔の間に、同一振幅で生成される。同じ振幅であるが逆極性Ｐ ２を有する“Ｖ”は、第２の時間間隔の間に生成される。 平衡駆動回路１６を使用する通信リンク２６を駆動した結果、リンク２６の図 示の部材２６ａと２６ｂの両端に付与されるピークピーク切換え電圧は、２Ｖボ ルトのオーダにある振幅を有する。 駆動回路１６によって発生される波形は対照的なデジタル波形である。複数の ２８、３０から受信される通信も対照的なデジタル波形の形態となり得る。この 代わりに、複数の２８、３０の１つ若しくはそれ以上の部材によってアナログ信 号処理が使用されてもよい。 システム１０の利点として、複数の２８、３０の部材における零交差エッジ検 出回路の使用が含まれる。この回路は、比較的高レベルの雑音排除性を提供する 。更に、平衡駆動プロトコルにより、より高レベルの電力を複数の２８、３０へ 連続的に分配することが可能とされ、また、このプロトコルにより、比較的高抵 抗の電話線をリンク２６ａ、２６ｂに使用することが可能とされる。 複数の２８、３０の部材からの電圧送信の振幅が、ライン電圧とラインインピ ーダンスの表示を制御素子１２に与える。更に、駆動装置３６のような平衡駆動 回路を使用することにより、制御素子１２に対する送信の雑音排除性を強化する ことができる。 平衡駆動プロトコルは、例えば、パルス幅変調、若しくは、周波数変調のよう な、複数の変調技術を用いて使用され得る。変調のタイプは、本発明では制限さ れないことは理解されよう。 図２は、ユニット３２の一部の配線図である。図２において、全波ブリッジ３ ４は、通信リンク２６に結合されたものとして示してある。局部直流電圧Ｖ_Dが 、ユニット３２にエネルギーの供給を行うために生成され得る。平衡駆動回路３ ６は、検出器／制御インターフェース回路４０に結合されたものとして示されて いる。更に、図２は、検出器／制御回路４０へ結合された受信回路３８を示す。 制御素子１２で使用される平衡駆動回路１６は、図２に示された駆動回路３６ と同じものであってもよい。 図３は、通信シーケンスの一例を示すものであり、この通信シーケンスは、制 御素子１２によって複数の２８、３０の１つ若しくはそれ以上の部材へ送信され るメッセージ１００と、デバイス３２のようなアドレス指定されたデバイスから それらの部材への応答１０２を含む。この通信の第１の部分１００は、制御素子 １２からリンク２６に結合されたデバイスへの、２Ｖのオーダにあるピークピー ク振幅を有した、平衡送信である。第２の部分１０２は、デバイス３２のような デバイスからの応答を示す。ピークピーク値は２Ｖ_Dのオーダにある。 領域１００は、対照的な同期パルス１１０を含むものであり、これらの同期パ ルス１１０は、複数の２８、３０の全てのユニットが自身をメッセージシーケン ス１００の残りと同期することができるようにするために、比較的長い時間間隔 を有している。対照的な同期パルス１１０の後に、パルス幅変調デジタルシーケ ンスが送信される。 このデジタルシーケンスは、システム識別コード１１２と、デバイスアドレス コード１１４と、制御コード１１６を含む。制御コード１１６は、命令、若しく は、他の制御情報を、アドレス１１４に対応するユニットに与える。制御ビット １１６の後に、パリティビット１１８を設けることができる。 メッセージ１００の要素は全て、図３の実施例では、対照的なパルス幅変調信 号として送信される。説明上、送信アドレス１１４は、２進ビットパターン １００００１００に対応する。制御シーケンス１１６は、１００のビットパター ンに対応する。パリティビット１１８は、１として送信される。 アドレス１１４に対応するユニットは、その後、ユニット応答時間間隔１０２ の間、制御素子１２と通信を行うことができる。ユニット応答は、制御素子１２ に対する平衡デジタル送信の形態を取ることができる。戻り信号は、約２Ｖ_Dの 振幅を有する。制御素子１２におけるこの値の検出は、返答デバイスに分配され ているライン電圧の表示となる。この値が所定のスレッショルド以下に降下した 場合、除去する必要のある余計なライン負荷が存在する。また、制御素子１２に 対するユニット送信は、情報のデジタルおよびアナログ表示の両方を含む。 図３に示されているように、このデバイス応答はデジタルシーケンス１３０を 含むことができる。このシーケンスは、アドレス指定されたデバイスから戻され たパラメータ値、若しくは、他のいづれかの徴候（indicium）を表示することが できる。アドレス指定されたデバイスが状態センサである場合、戻り値は、００ １００００のビットパターンに対応する検出状態を表示することができる。 返答ユニットが制御ユニットに通信を行っている時間間隔の間、この返答ユニ ットは、それらの内部電力容量を用いてラインを正および負に代わる代わる駆動 している。また、返答ユニットは、正若しくは負のいづれかの、たった１つの極 性でラインを駆動することができる。 アドレス指定されたユニットは、パリティビット１３４に続くインターバル１ ３２におけるタイプコードのデジタル表示を与えることによって、それ自身を識 別することもできる。 制御素子１２からの通信の間中、デバイス駆動装置は遮断され得る。デバイス からの通信の間、１）制御素子駆動装置は遮断され得るため、ラインはフローテ ィング（floating）しており（高インピーダンス）、且つ、平衡化され、２）全 てのデバイス視覚出力(device visual outputs)、ＬＥＤ駆動装置が遮断され得 る。 検出測定は全て、正の遷移上でなされ、「零」ボルト基準（波形の中間）に対 して比較される。この発明の重要な特徴は、各ビットの高時間および低時間が同 じである（対照的である）ことである。故に、コンデンサと抵抗（ＲＣ）による 歪みは「零」交差に補償され、データ時間の測定に影響を及ぼさない。この歪み はデータの位相遅延を生じさせるだけである。 また、図４に示されているように、所望ならば、制御ユニット１２は、デバイ スが制御ユニットに通信を戻している時間間隔の間中、電力をデバイス２８、３ ０に供給し続けることができる。制御ユニット１２は、返答ユニットがライン電 圧をいづれかの極性に駆動したときを検出し、所定の時間量Ａの間、その駆動を 同一極性に同時にターンオンして、ライン上のユニットの電力供給を補充する。 この情報は、制御ユニット１２によって時間Ｂの間測定される。電圧Ｂにおける ピークピーク電圧は、返答ユニットにおける電圧レベルを表示する。 以上の記載から、本発明の意図及び範囲から逸脱することなく、様々な変更や 変形に影響を与えることが明らかであろう。本明細書に記載された特別な装置に 限定する意図はないことを理解すべきである。勿論、そのような全ての変更が、 添付の特許請求の範囲によって当該特許請求の範囲内に含まれる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数の離間デバイスを用いて使用することができる通信装置において、 制御素子と、 １つ若しくはそれ以上のデバイスに結合することができる両方向性通信リン クとを備え、 前記制御素子は、前記リンクの両端に所定の電位を可逆的に付与するための 駆動回路を含み、１つ若しくはそれ以上の返答デバイスは両方向性通信リンク上 の電圧を駆動するための回路を含んでいる、ことを特徴とする装置。 ２．請求項１記載の通信装置において、前記制御素子およびデバイスは、前記電 位を情報シーケンスを用いて変調するための回路を含む装置。 ３．請求項２記載の通信装置において、前記変調回路はパルス継続時間変調回路 を含む装置。 ４．請求項１記載の通信装置において、少なくとも１つのデバイスと、前記制御 素子の各々が、前記可逆的に付与された電位を検出するための受信回路を含む装 置。 ５．請求項１記載の通信装置において、少なくとも１つのデバイスが周囲状態検 出器である装置。 ６．請求項１記載の通信装置において、少なくとも１つのデバイスが、前記可逆 的に付与された電位を整流する整流回路を含み、これによって少なくとも各デバ イスにエネルギーの供給を行う局部電源を与える装置。 ７．請求項５記載の通信装置において、前記周囲状態検出器は、隣接する周囲状 態の徴候を前記リンクに結合することによって、前記可逆的に付与された電位に 応答することが可能であり、前記素子は徴候検出回路を含んでいる装置。 ８．請求項７記載の通信装置において、前記徴候には、周囲状態のデジタル表示 が含まれる装置。 ９．監視装置において、 制御素子と、 １つ若しくはそれ以上のデバイスに結合することができる両方向性通信リン クであって、前記制御素子は所定の電位を該両方向性通信リンクの両端に可逆的 に付与する駆動回路を含んでいる、両方向性通信リンクと、 前記両方向性通信リンクに結合された複数の監視デバイスであって、該監視 デバイスの少なくとも幾つかは前記可逆的に付与された電位を整流することがで きる全波整流回路を含んでいる、監視デバイスとを備え、 １つ若しくはそれ以上の整流デバイスは、前記両方向性通信リンク上の電圧 を駆動するための回路を含んでいる、ことを特徴とする監視装置。 10．請求項９記載の通信装置において、前記デバイスの少なくとも幾つかは周囲 状態検出器を含んでいる装置。 11．制御素子と１つ若しくはそれ以上の離間デバイスとの間の両方向性通信方法 において、 所定の電位を有する電源を設ける段階と、 前記電位を時間の関数として逆転し、これにより前記所定の電位の２倍のオ ーダにある振幅を有した変調パルスシーケンスを発生する段階と、 変調パルスシーケンスを離間デバイスへ送信する段階と、を備え、 １つ若しくはそれ以上の返答デバイスは、両方向性通信リンク上の電圧を駆 動するための回路を含んでいる、ことを特徴とする通信方法。 12．請求項１１記載の方法において、該方法は、前記逆転段階において、パルス シーケンスを変調するパルス幅を含んでいる方法。 13．請求項１１記載の方法において、電力を供給するために変調パルスシーケン スを通じてデバイスに電気エネルギーを与えることを含む方法。 14．請求項１１記載の方法において、変調パルスシーケンスを少なくとも１つの デバイスで検出することを含む方法。 15．請求項１３記載の方法において、少なくとも１つのデバイスからの変調パル スシーケンスに応答を付与することを含む方法。 16．請求項１４記載の方法において、前記付与された応答はデジタルシーケンス を含む方法。 17．請求項１１記載の方法において、少なくとも１つのデバイスに隣接する周囲 状態を検出することを含む方法。 18．請求項１１記載の方法において、デバイスが送信パルスシーケンスに返答し ている間中、１つ若しくはそれ以上のデバイスに電気エネルギーを与えることを 含む方法。 19．請求項１記載の方法において、少なくとも１つのデバイスが前記制御素子に 返答している間中、前記制御素子は、電気エネルギーを１つ若しくはそれ以上の デバイスに与える回路を含む方法。