FI97585C - Digitaalinen signaalinsiirtojärjestelmä sisäjohdintekniikkaa varten - Google Patents

Description

97585

Digitaalinen signaalinsiirtojärjestelmä sisäjohdintekniik-kaa varten

Keksinnön kohteena on digitaalinen signaalinsiir-5 to j ärj estelmä yhteyttä pitäville laitteille kytkentää, ohjausta, säätöä, mittausta ja/tai valvontaa varten, käytettäväksi etenkin sisäjohdintekniikassa laiteasemien avulla, jotka on liitetty toisiinsa yhdysjohtoverkoston, esim. puurakenteisen verkoston välityksellä, josta jokai-10 nen johdinpää on erotettu aina yhdellä laiteasemalla, joka pystyy tuottamaan ja lähettämään tai vastaanottamaan ja tulkitsemaan signaalisähkeen.

DE-OS 28 32 942:sta tunnetaan sisäjohdinjärjestelmä tiedon ja signaalien siirtämiseksi tuloaseman ja vähintään 15 yhden laiteaseman välillä. Tässä tunnetussa järjestelmässä sekä syöttöasema että kukin laiteasema sisältää syöttö-/tulostusosan ja lähetys-/vastaanotto-osan syöt-töä/tulostusta sekä modulaatiota/demodulaatiota sekä sähkeiden valikointia varten. Tietojen ja signaalien siirto 20 tapahtuu talon sähkövoimajärjestelmän välityksellä.

Ensi alkuun saattaa vaikuttaa siltä, että jo olemassa olevien sähkövoimajärjestelmän ottaminen mukaan siirtotieksi on eduksi, sillä täten säästytään johtoverkoston kaksoiskäytön asenukselta. Asiaa lähemmin tarkas-: 25 teltaessa tarvitaan tällöin kuitenkin toiminta- ja häiriö- varmuuden suhteen huomattavia muutoksia.

Jos tarkastellaan teknisistä yksityiskohdista riippumatta tunettua järjestelmää yksikkönä, niin kulloisetkin verkkopistokkeet muodostavat järjestelmäliitännät passii-30 visten kytkentäelementtien muodossa, joiden välityksellä syöttöasema ja laiteasemat ovat yhteydessä toisiinsa.

DE-OS 29 46 177:sta tunnetaan informaationsiirto-järjestelmä kotilaitetta varten, joka on signaalinsiirtoa varten varustettu erillisellä johdinverkolla, jonka avulla 35 useat osanottaja-asemat ovat liittyneinä toisiinsa, joi- 2 97585 loin jokainen osanottaja-asema on varustettu oleellisilta osiltaan identtisestä rakennetulla, suurintegroidulla piirillä, johon on liitetty yksittäiset halutut toimintalohkot kuten kutsupainikkeet tai tilanilmaisimet. Sähköisten 5 liitosrakenneosien, kuten oikosulkusiltojen, diodien tai koodauskytkimien avulla voidaan halutut toiminnot ohjelmoida.

Toisin kuin ensimmäisessä esimerkissä tässä systeemissä ei ole toiminnosta riippumattomia liitäntöjä, vaan 10 se muodostaa huolimatta sen variaatiomahdollisuuksista yhteydessä osanottaja-asemiin ennalta annettujen toimintojen puitteissa toiminnasta riippuvaisen kokonaisjärjestelmän, jossa jokainen osanottaja-asema muodostaa täydellisen rakenneyksikön.

15 Keksinnön tarkoituksena on aikaansaada rakenteel lisesti ja toiminnallisesti erillisistä yksittäisjärjes-telmistä koottu signaalinsiirtojärjestelmä, joka käsittää infrastruktuurisen väyläjärjestelmän erilaisten sähkeiden kohdistetuksi (osoitetuksi) vaihtamiseksi minkä hyvänsä 20 pisteiden välillä sekä modulaarisen sovitusjärjestelmän, joka tietyn järjestyskaavion mukaan ottaa sähkeistä niiden kulloinkin sisältämien laitetoimintojen välittömän järjestyksen, jolloin väyläjärjestelmää voidaan sovitusjärjestelmän avulla laajentaa toiminnasta riippuvaiseksi ko-25 konaisjärjestelmäksi.

Tehtävä ratkaistaan signaalinsiirtojärjestelmän kohdalla patenttivaatimuksen 1 lajimääritelmän mukaan pää-vaatimuksen tunnusmerkeissä annettujen toimenpiteiden avulla. Keksinnön edelleen kehitettyjä versioita kuvataan 30 alivaatimuksissa.

Keksinnön etuna on se, että ensiksi toiminnosta riippumaton perusasennus on vielä täysin avoin mille hyvänsä sovellukselle, eli vasta toisessa laajennusvaiheessa voidaan vahvistaa, mitä laitteita ja mitä toimintoja 35 (kytkentä-, ohjaus-, säätö, mittaus- tai valvontatoimin- « ♦ 3 97585 not) varten siirtojärjestelmää käytetään ja mistä paikasta mihin siirron tulee tapahtua.

Yleisliitännän avulla voidaan tuottaa ja lähettää tai vastaavasti vastaanottaa ja tulkita signaalisähke.

5 Liitäntä sisältää lähtö- ja kohdeosoitteen käsittävän osoituskentän. Yleisliitännässä siis vahvistetetaan, mihin paikkaan lähetetyn sähkeen tulee joutua (kohde) tai mistä paikasta sähke on lähetetty (lähde). Osoitteiden vahvistaminen voi tapahtua yleisliitännän etupuolella sijaitse-10 van säätimen välityksellä (patenttivaatimus 6).

Laitesovitin on sovitettu kulloiseenkiin päätetyyppiin ja se työstää tulevan kytkentä-, merkinanto- tai ky-selykäskyn tai muuntaa analogisen arvon muotoon, jota yleisliitäntä ymmärtää ja joka voi muodostaa siitä vastaa-15 van sähkeen (patenttivaatimus 2).

Myös muut laitesovittimet pystyvät ottamaan talteen vastaanotetun sähkeen merkityksen ja muuntamaan sen signaaliksi, jota niihin liitetty pääte ymmärtää (patenttivaatimus 3).

20 Laitesovitin voi olla lisäksi muodostettu siten, että edellä kuvatun tyyppinen signaalivirta kulkee molempiin suuntiin (patenttivaatimus 4).

Näin ollen voidaan käyttää erilaisia laite- ja toi-mintomäärääviä laitesovittimia, jotka valinnan mukaan lii-25 tetään vasta myöhemmin eli perusasennuksen jälkeen yleis- liitäntään. Sikäli kuin laitesovittimet eivät itse toimi käskynantajina (kytkin, näppäin) tai esim. näyttöyksikköi-nä - eli tavallaan päätteenä, voidaan päätteet patenttivaatimuksen 5 mukaisesti liittää sovittimeen pistoliitän-30 nän välityksellä.

Sikäli kuin oheislaitteessa jo on sähkeentuotto-ja osoituslaite, voidaan infrastruktuurista väyläjärjestelmää syöttää suoraan sivuliitännän välityksellä (patenttivaatimukset 7 ja 8).

97585 4

Yleisliitännät eivät toimi, kuten kuvattu, passiivisina kytkentäelementteinä väyläjohtimen ja päätteiden välillä. Pikemminkin ne pystyvät vastaavan ulkopuolisen alustuksen jälkeen tuottamaan ja lähettämään sähkeitä tai 5 päinvastaiseen suuntaan ottamaan vastaan väyläsähkeiteä ja muuntamaan nämä liitetylle laitteelle ymmärrettäviksi käskyiksi.

Patenttivaatimuksen 9 mukaisesti tähän tarvittava jännite saadaan keskussähkövoimajärjestelmästä.

10 Seuraavassa kuvataan tarkemmin keksinnön suoritus- muotoesimerkkiä piirustuksen perusteella.

Kuvio 1 on perusasennuksen kytkentäkaavio kuvio 2 on raappauksen alla oleva yleisliitäntä kuvio 3 on kuvion 2 mukaisen yleisliitännän osoit-15 teensäädin kuvio 4 on yleisliitännän toimintakaavio kuvio 5 on yleisliitäntä jossa on laitesovitin. Suurten sovellusalueiden "kytkentä, ohjaus, säätö, mittaus", "turvallisuus", ja "energiahuolto" perusteelli-20 nen tarkastelu osoittaa, että vastaavien säätö-, merkinanto- tai tilasignaalien siirrossa on hyvin usein kyse "päälle/päältä pois -kytkentäsignaaleista" tai "analogisista arvoista (esim. °C, 1, kg jne.)", joita väyläjärjes-telmän välityksellä vaihdetaan kahden paikan välillä, eli 25 konkreettisesti ilmaistuna, siirretään toiselta laitteelta toiselle.

Siirron kulku tapahtuu lisäksi usein seuraavalla tavalla: A 0 -» 0 B A lähettää päälle/päältä poiskytkentäkäs- 30 kyn, jonka B toteuttaa C 0 ♦- O D D ilmoittaa C:lle toteutetun kytkentäkäs- kyn tai C tekee kyselyn D:n kulloisestakin kytkentätilasta E 0 -♦ 0 F E lähettää käskyn, F:n tulee lisätä va- 35 loisuutta 500 luxilla, laskea huoneen lämpötilaa 3°C:lla jne 5 97585 G O *- O H H ilmoittaa G:lie, mahdollisesti vasta G:n kyselyn jälkeen, esim. kuinka monta litraa on vielä säiliössä, montako kWh:a on kulutettu jne.

5 Näillä suoristuspiirteillä varustetussa siirtojär jestelmässä on tunnistettavissa talouksia varten suunniteltujen tieto-, ohjaus- ja valvontajärjestelmien periaatteellinen rakenne ja toimintatapa.

Kuvion 1 mukainen kiinteä asennusjärjestelmä muo-10 dostaa monella tavalla hyväksikäytettävän, ensiksi toiminnosta riippumattoman signaalinsiirtojärjestelmän. Se koostuu puurakenteisesta (esim. kierretty parijohto) yhdysjohdosta BLV, jonka jokaisen johdinpään sulkee yleisliitäntä UI, joka varmistaa kaikille osallistuville laitteille 15 ymmärrettävän signaaliliikenteen. Laitteet on toteutettu ylös-laitteina, joiden käyttäjäpuolen sulkee tukilevy 1 (kuvio 2). Ne ovat perusasennusta, joka muodostaa talon sisjähdintekniikka-infrastruktuurin. Tämä perusasennus on vielä täysin avoin mille hyvänsä sovellukselle (laitteet, 20 toiminnot).

Yleisliitäntä UI pystyy tuottamaan ja lähettämään tai vastaavasti vastaanottamaan ja tulkitsemaan signaali-sähkeen. Liitäntä sisältää lähtö- ja kohdeosoitteen käsittävän osoituskentän. Yleisliitännässä UI siis vahviste-25 taan, mihin paikkaan lähetetyn sähkeen tulee päätyä (kohde) tai mistä paikasta sähke on lähetetty (lähde). Osoitteiden vahvistaminen tapahtuu tukilevyalueella sijaitsevien säätimien 2,3 välityksellä (kuvio 3).

Yleisliitäntä UI sisältää lisäksi sivuliitännän 4, 30 jonka välityksellä ulkoisesti (esim. päätteen avulla) tuotetut sähkeet (mukaan lukien osoitus) voidaan syöttää suoraan väyläjärjestelmään. Toisin päin tämän liitännän välityksellä voidaan ottaa väyläsähkeitä, joita ei jatkossa muokkaa tai tulkitse yleisliitäntä UI, vaan pääte (ku-35 vio 4).

6 97585 Tähän astisen määrittelyn mukaan yleisliitäntä UI ei ole pelkkä passiivinen kytkentäelementti väylämedian ja päätteen välillä; sen tulee myös pystyä vastaavan ulkopuolisen alustuksen jälkeen tuottamaan ja lähettämään 5 sähkeitä tai päinvastaiseen suuntaan vastaanottamaan väy-läsähkeitä ja muuntamaan nämä oheislaitteelle ymmärrettäviksi käskyiksi. Tähän tarvittava elektroniikka tarvitsee jännitettä, joka toimitetaan pääjohdosta. Pääjohto on siis osa perusasennusta ja se syöttää kaikkia yleisliitäntöjä 10 UI (A-F; kuvio 1). Tarvittaessa täytyy määritellä liitettävien yleisliitäntöjen UI suurin sallittu lukumäärä. Kokonaisjärjestelmä muodostuisi siis useista erikseen syötetyistä alueista, jotka kuitenkin toiminnallisesti muodostavat yhden kokonaisuuden.

15 Väyläjärjestelmän puurakenne edellyttää haaroitus- pisteitä. Tätä tarkoitusta varten järjestelmä on varustettu kuvion 1 mukaisesti sopivilla kaapelin haaroitusra-sioilla AD.

Tähän mennessä kuvatun perusasennuksen avulla on 20 tosin mahdollista vaihtaa erilaisia sähkeitä kohdistetusti (osoitetusti) minkä hyvänsä kahden pisteen välillä, mutta kulloisestakin sähkeestä ei välittömästi voi päätellä, minkä laitetoiminnon se sisältää. Tämän vuoksi vasta kokonaisjärjestelmään pätevän järjestyskaavion mukaan täytyy 25 määrittää, onko kyse (sähkeen vastaanotto) tai tuleeko kyse olemaan (sähkeen lähettäminen) esim. kytkentäkäskys-tä, tilailmoituksesta, analogisen arvon ilmoituksesta, hätäsoitosta tai hälytysilmoituksesta jne. Tämän määrityksen suorittaa laitesovitin GA.

30 Laitesovitin on sovitettu kulloinkin kyseessä ole vaan päätetyyppiin, se työstää tulevan kytkentä-, merkinanto- tai kyselykäskyn tai muuntaa analogisen arvon muotoon, jota yleisliitäntä UI ymmärtää ja josta tämä voi muodostaa vastaavan sähkeen. Myös muut laitesovittimet 35 voivat ottaa talteen vastaanotetun sähkeen merkityksen ja muuttaa sen signaaliksi, jonka liitetty pääte ymmärtää.

li 7 97585

Kolmas laitesovittimien ryhmä mahdollistaa vastaavan sig-naalivirran molempiin suuntiin.

Erilaisia laite- ja toimintomäärääviä sovittimia voidaan siis käyttää, jotka valinnan mukaan vasta myöhem-5 min eli perusasennuksen tapahduttua täydentävät yleislii-täntöjä UI (kuvio 5). Laitesovittimissa GA on mekaanisia ja sähköisiä liitoselementtejä, joiden avulla ne on tuki-levyllä 1 liitetty yleisliitäntään UI. Sikäli kuin laite-sovittimet eivät itse ole käskynantajia (kytkimiä, näppäi-10 miä) tai esim. näyttöyksiköitä, eli tavallaan päätteitä, on niissä pistokosketin 5, johon ulkoinen pääte voidaan johtimen avulla liittää.

Mikäli pääte omii sovitetoiminnot, koostuu laite-sovitin ainoastaan liitoslevystä, joka sisältää pistokos-15 kettimen, jonka välityksellä alkuperäinen väyläsähke voidaan syöttää suoraan siirtojärjestelmään tai ottaa siitä pois.

Jos yleisliitäntää ei tilapäisesti tarvita, voi muotoon sovitettu sokkosuoja muodostaa tilapäisen 20 päätteen.

Claims (9)

1. Digitaalinen signaalinsiirtojärjestelmä yhteyttä pitäville laitteille kytkentää, ohjausta, säätöä, mit- 5 tausta ja/tai valvontaa varten, käytettäväksi etenkin sisä johdintekniikassa laiteasemien avulla, jotka on liitetty toisiinsa yhdysjohtoverkoston välityksellä ja joiden kytkentäkaaviot ovat identtiset, joihin yksittäiset halutut toimintayksiköt on liitetty signaalisähkeen tuottamiseksi 10 ja lähettämiseksi tai vastaanottamiseksi ja tulkitsemiseksi, tulevien kytkentä-, merkinanto- tai kyselykäskyjen muokkaamiseksi tai muuntamiseksi analogiseksi tai digitaaliseksi arvoksi, tunnettu siitä, että signaalinsiirtojärjestelmä muodostuu toiminnosta riippumattomana 15 perusasennuksena yhdysjohtoverkostosta (BLV) ja aina johtimien päihin liitetyistä yleisliitännnöistä (UI), jotka mahdollistavat kaikkien muiden yleisliitäntöjen kanssa sovitetun, eli kaikkien osallistuvien laitteiden ymmärtämän signaalisähkeliikenteen, ja perusasennusta voidaan 20 täydentää erilaisilla yleisliitäntöjen (UI) kanssa valinnan mukaan yhdistettävillä, toiminnon määräävillä laite-sovittimilla (GA), joiden avulla kunkin sähkeen sisältämät laitetoiminnot voidaan saada selville.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen signaalinsiir-25 tojärjestelmä, tunnettu siitä, että laitesovit- timet (GA) on sovitettu kuhunkin päätteeseen (kytkentälaite, ohjauslaite, säätölaite, mittauslaite, valvontalaite) ja että ne muuntavat tulevat kytkentä-, ohjaus-, säätö-tai mittaussignaalit sellaiseen muotoon, jota yleisliitän-30 tä (UI) ymmärtää.

", 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen signaalin siirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että laite-sovitin (GA) tulkitsee saapuvien sähkeiden koodin siten, että kulloinkin kyseessä oleva pääte sen ymmärtää.

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen sig naalinsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että 9 97585 laitesovitin (GA) sisältää muuntimen, joka muuntaa tulevat signaalit sellaiseen muotoon, jota yleisliitäntä ymmärtää, ja lisäksi toisen muuntimen, joka tulkitsee saapuvien sähkeiden koodin siten, että kulloinen pääte ymmärtää sen.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen sig- naalinsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että laitesovitin (GA) sisältää pistokoskettimen (5) päätettä varten.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen sig- 10 naalinsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että yleisliitäntä (UI) sisältää osoituskentän (2,3) lähtö- ja kohdeosoitteiden säätämistä varten.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen sig-naalinsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että 15 yleisliitäntä (UI) sisältää sivuliitännän (4), jonka välityksellä ulkoisesti, esim. päätteen tuottamat sähkeet syötetään suoraan yhdysjohtoverkostoon.

8. Jonkin patenttivaatimuksen 1-7 mukainen sig-naalinsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että 20 sivuliitännän (4) kautta siirretään sähkeitä, jotka pääte suoraan tulkitsee tai tuottaa.

8 97585

9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen sig-naalinsiirtojärjestelmä, tunnettu siitä, että perusasennus sisältää keskussähkövoimajärjestelmän (ZSV). I « • · « 10 97585