JP7175136B2 - Wiring length measuring device and wiring length measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、配線長計測装置、及び、配線長計測方法に関する。 The present invention relates to a wire length measuring device and a wire length measuring method.
ビルや住宅で用いられる空調システムは、室外機、室内機、リモコンなどの機器を備え、これらの機器は、例えば、一対の通信線を含むケーブルにより相互に接続され、このケーブルを介して相互に通信する。ここで、機器間の距離が遠くなると、機器同士を接続するケーブルの長さである配線長も長くなる。そして、一般的に、配線長が長くなると、信号の減衰が大きくなり、通信品質が低下する。このため、配線長が長くなりすぎないように、配線トポロジやケーブルの長さが設計される。 Air-conditioning systems used in buildings and houses are equipped with devices such as an outdoor unit, an indoor unit, and a remote control. connect. Here, as the distance between devices increases, the wiring length, which is the length of the cable connecting the devices, also increases. In general, the longer the wiring length, the greater the signal attenuation, and the lower the communication quality. Therefore, the wiring topology and cable length are designed so that the wiring length does not become too long.
ここで、施工者は、機器同士をケーブルで接続するときに、誤った長さのケーブルを使用したり、ケーブルの接続先を誤ったりすることがある。このため、施工後に、機器同士が適切な長さのケーブルで適切に接続されていることを確認したいという要望がある。現在、このような要望に関連する技術として、機器間の距離や機器間の配線長を計測する種々の技術が知られている。例えば、特許文献１には、無線通信機能を備えた距離計測部を各端末に設け、無線通信により端末間の距離を計測する技術が記載されている。
Here, when connecting devices with cables, the installer may use cables of the wrong length or connect the cables to the wrong destination. For this reason, there is a demand after construction to confirm that the devices are properly connected to each other with cables of appropriate lengths. Currently, various techniques for measuring the distance between devices and the wiring length between devices are known as technologies related to such demands. For example,
しかしながら、無線通信により計測される端末間の距離と、端末間の配線長とは異なる。また、無線通信機能を備えた距離計測部を各端末に設けると、コストや手間を要する。このため、特許文献１に記載された技術では、低コストで容易に端末間の配線長を計測することができなかった。そこで、低コストで容易に基準位置から機器までの配線長を計測する技術が望まれている。
However, the distance between terminals measured by wireless communication is different from the wiring length between terminals. In addition, if each terminal is provided with a distance measuring unit having a wireless communication function, it is costly and time-consuming. Therefore, with the technique described in
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、低コストで容易に基準位置から機器までの配線長を計測する配線長計測装置、及び、配線長計測方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a wiring length measuring apparatus and a wiring length measuring method for easily measuring the wiring length from a reference position to a device at low cost. .
上記目的を達成するために、本発明に係る配線長計測装置は、
一対の通信線上における基準位置から、前記一対の通信線に接続された１又は複数の機器のうち第１の機器までの配線長を計測する配線長計測装置であって、
前記第１の機器によるデータの送信中において、前記一対の通信線上における前記第１の機器の接続位置において前記一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているときに、前記基準位置において前記一対の通信線間に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
前記基準位置において前記一対の通信線間の電圧波形を測定する波形測定手段と、
前記第１の機器により前記データが送信された場合、前記第１の機器を示す情報と、前記電圧波形上における前記電圧パルスの先頭位置から前記電圧パルスの反射波の先頭位置までの長さに対応する配線長を示す情報と、を対応付けて表示する表示手段と、を備える。
In order to achieve the above object, the wiring length measuring device according to the present invention includes:
A wiring length measuring device for measuring a wiring length from a reference position on a pair of communication lines to a first device among one or more devices connected to the pair of communication lines,
during data transmission by the first device, at the reference position when the pair of communication lines are connected at a connection position of the first device on the pair of communication lines with low impedance; a pulse applying means for applying a voltage pulse between the pair of communication lines;
waveform measuring means for measuring a voltage waveform between the pair of communication lines at the reference position;
When the data is transmitted by the first device, the information indicating the first device and the length from the top position of the voltage pulse on the voltage waveform to the top position of the reflected wave of the voltage pulse and display means for displaying information indicating corresponding wiring lengths in association with each other.
本発明では、第１の機器の接続位置において一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているときに、基準位置において一対の通信線間に電圧パルスが印加され、基準位置において測定された電圧波形上における電圧パルスの先頭位置から電圧パルスの反射波の先頭位置までの長さに対応する配線長が計測される。従って、本発明によれば、低コストで容易に基準位置から機器までの配線長を計測することができる。 In the present invention, when the pair of communication lines are connected at the connection position of the first device with low impedance, a voltage pulse is applied between the pair of communication lines at the reference position, and the voltage measured at the reference position A wiring length corresponding to the length from the top position of the voltage pulse on the waveform to the top position of the reflected wave of the voltage pulse is measured. Therefore, according to the present invention, it is possible to easily measure the wiring length from the reference position to the device at low cost.
本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
（実施形態１）
まず、図１を参照して、本発明の実施形態１に係る配線長計測装置１００が適用される空調システム１０００について説明する。空調システム１０００は、１又は複数の機器が一対の通信線により接続されたシステムである。一対の通信線は、一対の通信線間の電圧によりデータを送受信するためのものである。一対の通信線は、第１の電位に設定される通信線と、第２の電位に設定される通信線と、を備える。この一対の通信線には、途中で分岐するものも含まれる。
(Embodiment 1)
First, referring to FIG. 1, an
配線長計測装置１００は、配線長計測装置１００から、空調システム１０００に含まれる１又は複数の機器のうち計測対象の機器までの配線長を計測する装置である。以下、計測対象の機器を、適宜、第１の機器という。配線長計測装置１００は、上記一対の通信線のうち、配線長計測装置１００と第１の機器とを接続する部分の長さを計測する装置である。配線長計測装置１００は、第１の機器がデータを送信するときに一対の通信線上における第１の機器の接続位置において一対の通信線間が低インピーダンスで接続されることを利用し、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）計測により配線長を計測する。
The wiring
図１に示すように、空調システム１０００は、室外機２００と、室内機３００と、室内機４００と、室内機５００と、ケーブル６１０と、ケーブル６２０と、ケーブル６３０と、負荷抵抗７００と、を備える。室外機２００と室内機３００と室内機４００と室内機５００とを、適宜、機器という。各機器は、一対の通信線を介して、ＡＭＩ（Alternate Mark Inversion cord）、ＮＲＺ（Non Return to Zero）、ＣＭＩ（Code Mark Inversion code）などの伝送路符号を用いたベースバンド変調方式で相互に通信する。本実施形態では、伝送路符号として、デューティ比が５０％のＡＭＩが採用されるものとする。本実施形態では、１を送信するときに一対の通信線間の電圧を０Ｖに設定し、０を送信するときにデューディ比５０％で一対の通信線間の電圧を５Ｖと－５Ｖとで極性を切り替えながら交互に設定する。
As shown in FIG. 1, the
各機器は、ケーブル６１０，６２０，６３０により相互に接続される。具体的には、室外機２００と室内機３００とはケーブル６１０により接続され、室内機３００と室内機４００とはケーブル６２０により接続され、室内機４００と室内機５００とはケーブル６３０により接続される。このように、本実施形態では、各機器は、直列に接続される。このため、本実施形態では、ケーブル６１０，６２０，６３０の接続により構成される一対の通信線は、基本的に、機器との接続部分以外では分岐しない。
Each device is interconnected by
室外機２００は、室外に設置される空調機である。室外機２００は、一対の通信線が接続される端子２０１，２０２を備える。室内機３００，４００，５００は、室内に設置される空調機である。室内機３００は、一対の通信線が接続される端子３０１，３０２を備える。室内機４００は、一対の通信線が接続される端子４０１，４０２を備える。室内機５００は、一対の通信線が接続される端子５０１，５０２を備える。室外機２００および室内機３００，４００，５００は、通信に関する構成に関しては、基本的に同様である。
The
ケーブル６１０，６２０，６３０は、ベースバンド変調方式の通信に用いられるケーブルである。本実施形態では、ケーブル６１０，６２０，６３０は、シールドが施されたツイストペアケーブル、つまり、ＳＴＰ（Shielded Twisted Pair）ケーブルである。ただし、ケーブル６１０，６２０，６３０は、シールドが施されていないツイストペアケーブル、つまり、ＵＴＰ（Unshielded Twisted Pair）ケーブルであってもよいし、平行ケーブルであってもよい。以下、図２を参照して、ケーブル６１０の構成について説明する。
ケーブル６１０は、芯線６１１と、芯線６１２と、絶縁部材６１３と、絶縁部材６１４と、シールド線６１５と、絶縁部材６１６とを備える。芯線６１１と芯線６１２とは、電力や電気信号を送信するための電線であり、例えば、銅やアルミニウムにより構成される。絶縁部材６１３は、芯線６１１を被覆する絶縁体である。絶縁部材６１４は、芯線６１２を被覆する絶縁体である。絶縁部材６１３，６１４は、例えば、塩化ビニール樹脂などにより構成される。
Cable 610 includes
シールド線６１５は、芯線６１１と芯線６１２とを被覆して遮蔽する。つまり、シールド線６１５は、外部空間から放射されたノイズが芯線６１１，６１２に進入することを防止する。また、シールド線６１５は、芯線６１１，６１２から外部空間にノイズが放射されることを防止する。また、シールド線６１５は、機器のシャーシに接続され、接地される。シールド線６１５は、例えば、銅やアルミニウムにより構成される。絶縁部材６１６は、シールド線６１５を被覆する絶縁体である。
The
ケーブル６２０，６３０の構成は、長さを除き、基本的には、ケーブル６１０の構成と同様である。本実施形態では、ケーブル６１０の長さをＬ１とし、ケーブル６２０の長さをＬ２とし、ケーブル６３０の長さをＬ３とする。ケーブル６２０は、芯線６２１と、芯線６２２と、を備える。ケーブル６３０は、芯線６３１と、芯線６３２と、を備える。
The configurations of
端子２０１と端子３０１とは芯線６１１により接続され、端子２０２と端子３０２とは芯線６１２により接続される。端子３０１と端子４０１とは芯線６２１により接続され、端子３０２と端子４０２とは芯線６２２により接続される。端子４０１と端子５０１とは芯線６３１により接続され、端子４０２と端子５０２とは芯線６３２により接続される。芯線６１１と芯線６２１と芯線６３１とは、直列に接続されて通信線１５を構成する。芯線６１２と芯線６２２と芯線６３２とは、直列に接続されて通信線１６を構成する。通信線１５と通信線１６とは、通信に用いられる一対の通信線を構成する。
The
負荷抵抗７００は、一対の通信線間、つまり、通信線１５と通信線１６との間に、電圧が印加されるときに、負荷電流が流れる抵抗である。従って、いずれかの機器により一対の通信線間に５Ｖの電圧が印加された場合、負荷抵抗７００の両端間に５Ｖの電圧が印加される。負荷抵抗７００の抵抗値は、例えば、数十Ωから数百Ωである。なお、本実施形態では、通信線１６の電位よりも通信線１５の電位の方が高いことが、一対の通信線間に正の極性の電圧が印加されたことを意味し、通信線１６の電位よりも通信線１５の電位の方が低いことが、一対の通信線間に負の極性の電圧が印加されたことを意味する。従って、例えば、通信線１６の電位よりも通信線１５の電位の方が５Ｖ高いことは、一対の通信線間に＋５Ｖが印加されたことを意味し、通信線１６の電位よりも通信線１５の電位の方が５Ｖ低いことは、一対の通信線間に－５Ｖが印加されたことを意味する。
The
本実施形態では、負荷抵抗７００の一端は、電線１３を介して端子２０１に接続され、負荷抵抗７００の他端は、電線１４を介して端子２０２に接続される。このように本実施形態では、負荷抵抗７００が、一対の通信線上における室外機２００の接続部分に接続される例について説明する。
In this embodiment, one end of the
本実施形態では、端子１２１と端子２０１とは、電線１１を介して接続され、端子１２２と端子２０２とは、電線１２を介して接続される。このように、本実施形態では、配線長計測装置１００が、一対の通信線上における室外機２００の接続部分に接続される例について説明する。
In this embodiment, the
本実施形態では、電線１１，１２の長さは、Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３に比べて、十分に短い。従って、配線長計測装置１００は、第１の機器を室外機２００とした場合、極めて短い長さ（例えば、数十ｃｍ）を配線長として計測し、第１の機器を室内機３００とした場合、Ｌ１を配線長として計測し、第１の機器を室内機４００とした場合、Ｌ１＋Ｌ２を配線長として計測し、第１の機器を室内機５００とした場合、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３を配線長として計測する。
In this embodiment, the lengths of the
次に、図３を参照して、配線長計測装置１００の機能について説明する。図３に示すように、配線長計測装置１００は、機能的には、操作受付部１０１と、送信部１０２と、検知部１０３と、パルス印加部１０４と、波形測定部１０５と、受信部１０６と、アドレス特定部１０７と、記憶部１０８と、波形比較部１０９と、配線長算出部１１０と、表示部１１１と、を備える。送信手段は、例えば、送信部１０２に対応する。検知手段は、例えば、検知部１０３に対応する。パルス印加手段は、例えば、パルス印加部１０４に対応する。波形測定手段は、例えば、波形測定部１０５に対応する。受信手段は、例えば、受信部１０６に対応する。アドレス特定手段は、例えば、アドレス特定部１０７に対応する。記憶手段は、例えば、記憶部１０８に対応する。配線長算出手段は、例えば、配線長算出部１１０に対応する。表示手段は、例えば、表示部１１１に対応する。
Next, functions of the wiring
操作受付部１０１は、ユーザから各種の操作を受け付ける。操作受付部１０１は、例えば、配線長計測処理の開始指示、計測対象となる機器の指定を受け付ける。操作受付部１０１の機能は、例えば、タッチスクリーン（図示せず）、ボタン（図示せず）、マウス（図示せず）、キーボード（図示せず）の機能により実現される。
The
送信部１０２は、第１の機器に応答データを送信することを要求する要求データを、一対の通信線を介して第１の機器に送信する。要求データは、例えば、送信元のアドレスとして配線長計測装置１００のアドレスを含み、送信先のアドレスとして第１の機器のアドレスを含む。要求データは、応答データを送信することを第１の機器に要求するデータである。送信部１０２は、要求データの内容に応じて一対の通信線間に印加する電圧を変化させる。一対の通信線間に印加される電圧は、５Ｖ、０Ｖ、－５Ｖのいずれかである。以下、図４を参照して、一対の通信線を介して送受信されるデータの構成について説明する。
The
データは、フレーム単位で送受信される。図４に示すように、１つのフレームは、例えば、送信元のアドレスを示すフィールドと、送信先のアドレスを示すフィールドと、コマンドの内容を示すフィールドと、データの内容を示すフィールドとを備える。１つのフィールドは、例えば、スタートビットに対応するビット（ＳＴ）と、８ビットのデータに対応するビット（Ｄ０－Ｄ７）と、パリティビットに対応するビット（Ｐ）と、ストップビットに対応するビット（ＳＰ）とを備える。本実施形態では、通信速度が９６００ｂｐｓであり、１ビット期間が約１０４μｓｅｃである。 Data is transmitted and received in units of frames. As shown in FIG. 4, one frame includes, for example, a field indicating a source address, a field indicating a destination address, a field indicating command contents, and a field indicating data contents. One field includes, for example, a bit (ST) corresponding to a start bit, bits (D0 to D7) corresponding to 8-bit data, a bit (P) corresponding to a parity bit, and a bit corresponding to a stop bit. (SP). In this embodiment, the communication speed is 9600 bps and the 1-bit period is approximately 104 μsec.
０に対応するビットデータを送信するときの信号波形は、今回の極性が正である場合、前半の５２μｓｅｃが５Ｖであり、後半の５２μｓｅｃが０Ｖである電圧波形となり、今回の極性が負である場合、前半の５２μｓｅｃが－５Ｖであり、後半の５２μｓｅｃが０Ｖである電圧波形となる。なお、０に対応するビットデータを送信する場合、前回の極性とは逆の極性で電圧が印加される。１に対応するビットデータを送信するときの信号波形は、１０４μｓｅｃの期間０Ｖである電圧波形となる。 The signal waveform when transmitting bit data corresponding to 0 is a voltage waveform in which the first half of 52 μsec is 5V and the second half of 52 μsec is 0V if the current polarity is positive, and the current polarity is negative. In this case, the voltage waveform is −5 V for the first half of 52 μsec and 0 V for the second half of 52 μsec. When transmitting bit data corresponding to 0, a voltage is applied with a polarity opposite to the previous polarity. A signal waveform when transmitting bit data corresponding to 1 is a voltage waveform of 0 V for a period of 104 μsec.
図４には、１ビット目の０を送信するときに、前半（ｔ０－ｔ１）が５Ｖであり、後半（ｔ１－ｔ２）が０Ｖであり、２ビット目の０を送信するときに、前半（ｔ２－ｔ３）が－５Ｖであり、後半（ｔ３－ｔ４）が０Ｖであり、３ビット目の１を送信するときに、前半（ｔ４－ｔ５）と後半（ｔ５－ｔ６）とが０Ｖであり、４ビット目の０を送信するときに、前半（ｔ６－ｔ７）が５Ｖであり、後半（ｔ７－ｔ８）が０Ｖである例を示す。ここで、一対の通信線間の電圧が５Ｖ又は－５Ｖとなる期間（Ｔｌｏｗ）は、データを送信する機器により、一対の通信線間が低インピーダンスで接続される。以下、図５を参照して、その理由を説明する。
In FIG. 4, when the
図５は、室内機３００がデータを送信するときに、一対の通信線上における室内機３００の接続位置において、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されることを説明するための図である。図５には、室内機３００が備える構成のうち、通信に関する構成のみを示している。なお、通信に関する構成（トランシーバの構成）は、基本的に、室外機２００、室内機３００，４００，５００の間で大きな差はない。図５に示すように、室内機３００は、通信に関する構成として、送信部３１０と、受信部３２０と、制御部３３０と、電源部３４０とを備える。
FIG. 5 is a diagram for explaining that when the
送信部３１０は、制御部３３０による制御に従ってデータを送信する回路である。具体的には、送信部３１０は、制御部３３０による制御信号に従って、一対の通信線間に印加する電圧を変化させる。一対の通信線間に印加される電圧は、５Ｖ、０Ｖ、－５Ｖのいずれかである。送信部３１０は、スイッチング素子３１１と、スイッチング素子３１２と、スイッチング素子３１３と、スイッチング素子３１４とを備える。
The
スイッチング素子３１１の電流路の一端は電源端子に接続され、スイッチング素子３１１の電流路の他端は通信線１５に接続され、スイッチング素子３１１の制御端子は制御部３３０に接続される。スイッチング素子３１２の電流路の一端は通信線１５に接続され、スイッチング素子３１２の電流路の他端は接地端子に接続され、スイッチング素子３１２の制御端子は制御部３３０に接続される。スイッチング素子３１３の電流路の一端は電源端子に接続され、スイッチング素子３１３の電流路の他端は通信線１６に接続され、スイッチング素子３１３の制御端子は制御部３３０に接続される。スイッチング素子３１４の電流路の一端は通信線１６に接続され、スイッチング素子３１４の電流路の他端は接地端子に接続され、スイッチング素子３１４の制御端子は制御部３３０に接続される。
One end of the current path of the
スイッチング素子３１１，３１２，３１３，３１４は、例えば、ＮＰＮ（Negative Positive Negative）トランジスタである。この場合、例えば、コレクタが電流路の一端であり、エミッタが電流路の他端であり、ベースが制御端子である。
The switching
受信部３２０は、データを受信し、受信したデータを示す信号を制御部３３０に供給する回路である。具体的には、受信部３２０は、一対の通信線間に印加されている電圧を検出し、検出した電圧に応じた信号を制御部３３０に供給する。より詳細には、受信部３２０は、通信線１５と通信線１６との間に印加されている電圧が、５Ｖ、０Ｖ、－５Ｖのいずれであるのかを検出し、５Ｖ、０Ｖ、－５Ｖのいずれかを示す信号を制御部３３０に供給する。受信部３２０は、例えば、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器（図示せず）を備える。
The receiving
制御部３３０は、通信に関わる制御を実行する。具体的には、制御部３３０は、送信部３１０を制御して、送信するデータに応じた電圧を、通信線１５と通信線１６との間に印加する。また、制御部３３０は、通信線１５と通信線１６との間に印加された電圧に応じた信号を、受信部３２０から受信する。制御部３３０は、受信部３２０により要求データが受信された場合、送信部３１０を制御して応答データを配線長計測装置１００に送信する。応答データは、例えば、送信元のアドレスとして室内機３００のアドレスを含み、送信先のアドレスとして配線長計測装置１００のアドレスを含む。制御部３３０の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）の機能により実現される。
The
電源部３４０は、通信用の直流電圧であるＶｃｃを供給する回路である。本実施形態では、Ｖｃｃは５Ｖである。電源部３４０は、内部インピーダンスが０である理想的な直流電源である直流電源３４１と、電源部３４０に内在するインピーダンスである内部インピーダンス３４２と、を備えるものと見做すことができる。内部インピーダンス３４２は、基本的に、電源部３４０に内在する内部抵抗である。内部インピーダンス３４２の値は、例えば、負荷抵抗７００の値よりも十分に低く、低インピーダンスと言える。内部インピーダンス３４２の値は、例えば、数Ω以下である。
The
次に、室内機３００がデータを送信するときの送信部３１０及び制御部３３０の動作について説明する。上述したように、制御部３３０は、送信部３１０を制御して、送信するデータに応じた電圧を、通信線１５と通信線１６との間に印加する。ここで、通信線１５と通信線１６との間に印加する電圧は、５Ｖ、０Ｖ、－５Ｖのいずれかである。
Next, operations of the
制御部３３０は、５Ｖを印加する場合、図５に示すように、スイッチング素子３１１，３１４をＯＮし、スイッチング素子３１２，３１３をＯＦＦにする。この場合、図５に太い実線の矢印で示すように、電源部３４０から供給される電流は、電源端子、スイッチング素子３１１、通信線１５、負荷抵抗７００、通信線１６、スイッチング素子３１４、接地端子の順で流れる。ここで、スイッチング素子３１１，３１４がＯＮにされると、図５に太い破線の矢印で示すように、通信線１５と通信線１６とが電源部３４０を介して接続される。このため、スイッチング素子３１１，３１４がＯＮにされると、通信線１５と通信線１６とが内部インピーダンス３４２により接続され、通信線１５と通信線１６とが低インピーダンスで接続される。
When applying 5 V, the
制御部３３０は、－５Ｖを印加する場合、スイッチング素子３１２，３１３をＯＮし、スイッチング素子３１１，３１４をＯＦＦにする。この場合、電源部３４０から供給される電流は、電源端子、スイッチング素子３１３、通信線１６、負荷抵抗７００、通信線１５、スイッチング素子３１２、接地端子の順で流れる。ここで、スイッチング素子３１２，３１３がＯＮにされると、通信線１５と通信線１６とが電源部３４０を介して接続されるため、通信線１５と通信線１６とが内部インピーダンス３４２を介して接続される。従って、通信線１５と通信線１６とが低インピーダンスで接続され、通信線１５と通信線１６とがほぼ短絡された状態となる。
When applying −5 V, the
一方、制御部３３０は、０Ｖを印加する場合、スイッチング素子３１１，３１２，３１３，３１４をＯＦＦにする。この場合、通信線１５と通信線１６とが電源部３４０を介して接続されないため、通信線１５と通信線１６とが内部インピーダンス３４２により接続されず、通信線１５と通信線１６とが低インピーダンスで接続されない。
On the other hand, the
以上説明したように、室内機３００により通信線１５と通信線１６との間に５Ｖ又は－５Ｖが印加される場合、室内機３００により通信線１５と通信線１６との間が低インピーダンスで接続される。一方、室内機３００により通信線１５と通信線１６との間に０Ｖが印加される場合、室内機３００により通信線１５と通信線１６との間が低インピーダンスで接続されない。
As described above, when 5 V or -5 V is applied between the
ここで、一対の通信線間の電圧が０Ｖとなる期間（Ｔｈｉ）は、いずれの機器によっても、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されない期間である。一対の通信線間の電圧が０Ｖとなる期間（Ｔｈｉ）は、いずれの機器もデータを送信していない期間、いずれかの機器がビットデータとして１を送信している期間、又は、いずれかの機器がビットデータとして０を送信している期間のうち後半の期間である。 Here, the period (Thi) in which the voltage between the pair of communication lines is 0 V is a period in which the pair of communication lines is not connected with low impedance by any device. The period (Thi) in which the voltage between the pair of communication lines is 0 V is a period in which neither device transmits data, a period in which one device transmits 1 as bit data, or any This is the latter half of the period during which the device transmits 0 as bit data.
ここで、データには、ＡＣＫコード以外のデータである通常のデータと、ＡＣＫコードとがある。ＡＣＫコードは、通常のデータを正常に受信したことを送信元の機器に通知するためのデータである。ＡＣＫコードは、通常のデータの送信が完了した時刻から予め定められた時間であるＴｗ１が経過した時刻に返信が開始される。一方、通常のデータは、前のデータの送信が完了した時刻から予め定められた時間であるＴｗ２が経過した時刻に返信が開始される。ここで、Ｔｗ１は、基本的に、Ｔｗ２よりも短い。従って、ＡＣＫコードは、通常のデータよりも優先して送信される。 Here, data includes normal data other than ACK code and ACK code. The ACK code is data for notifying the transmission source device that normal data has been received normally. The ACK code starts to be returned at the time Tw1, which is a predetermined time, has elapsed since the normal data transmission was completed. On the other hand, normal data starts to be returned when Tw2, which is a predetermined time, has elapsed since the transmission of the previous data was completed. Here, Tw1 is basically shorter than Tw2. Therefore, the ACK code is transmitted with priority over normal data.
ＡＣＫコードは、送信元の機器のアドレスと送信先の機器のアドレスとを含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。ＡＣＫコードは、通常のデータと同様に、０又は１のビットデータにより構成される。ＡＣＫコードは、例えば、０ｘ０９である。本実施形態では、理解を容易にするため、ＡＣＫコードでなく通常のデータのみが用いられるものとする。 The ACK code may or may not include the address of the source device and the address of the destination device. The ACK code is composed of 0 or 1 bit data, like normal data. The ACK code is, for example, 0x09. In this embodiment, for ease of understanding, it is assumed that only normal data is used instead of the ACK code.
送信部１０２は、基本的に、送信部３１０と制御部３３０と電源部３４０とを組み合わせた構成である。つまり、送信部１０２は、例えば、４つのスイッチング素子（図示せず）を備え、４つのスイッチング素子の状態を制御することにより、通信線１５と通信線１６との間に電圧を印加する。具体的には、送信部１０２は、通信線１５と通信線１６との間に５Ｖ又は－５Ｖを印加する場合、２つのスイッチング素子をＯＮし、２つのスイッチング素子をＯＦＦすることにより、通信線１５と通信線１６とのうち一方の通信線の電位を５Ｖにし、他方の通信線の電位を０Ｖにする。また、送信部１０２は、通信線１５と通信線１６との間に０Ｖを印加する場合、４つのスイッチング素子をＯＦＦすることにより、通信線１５と通信線１６との間の電圧を０Ｖにする。
検知部１０３は、一対の通信線間に第１の電圧が印加されたことを検知する。第１の電圧は、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されるときの一対の通信線間の電圧であり、例えば、５Ｖ（又は、－５Ｖ）である。検知部１０３は、第１の電圧以外の電圧から第１の電圧に変化するエッジを検知する。本実施形態では、検知部１０３は、０Ｖから５Ｖに変化するエッジを検知する。検知部１０３の機能は、例えば、コンパレータ（図示せず）の機能により実現される。
The
パルス印加部１０４は、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているときに、一対の通信線上における基準位置において一対の通信線間に電圧パルスを印加する。なお、基準位置は、一対の通信線上における配線長計測装置１００が接続される位置である。ここで、第１の機器がデータを送信する際に、第１の機器により一対の通信線間に第１の電圧が印加されているときに、第１の機器により一対の通信線間が低インピーダンスで接続される。
The
本実施形態では、第１の機器が送信するデータには、第１の機器のアドレスが含まれているものとする。電圧パルスは、例えば、図６に示すように、電圧の振幅がＶｐの矩形パルスである。Ｖｐは、例えば、５Ｖ以下であり、数Ｖ程度の電圧である。また、電圧パルスのパルス幅は、１ビット期間の半分よりも短い。例えば、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３が１０００ｍ程度であり、絶縁部材６１６がポリ塩化ビニルである場合、電圧パルスのパルス幅は、１２μＳ程度であることが好適である。パルス印加部１０４の機能は、例えば、直流電源（図示せず）とスイッチング素子（図示せず）と制御回路（図示せず）とが協働することにより実現される。
In this embodiment, it is assumed that the data transmitted by the first device includes the address of the first device. The voltage pulse is, for example, a rectangular pulse with a voltage amplitude of Vp, as shown in FIG. Vp is, for example, 5 V or less, and is a voltage of about several volts. Also, the pulse width of the voltage pulse is shorter than half of one bit period. For example, when L1+L2+L3 is approximately 1000 m and the insulating
波形測定部１０５は、基準位置において一対の通信線間の電圧波形を測定する。測定される電圧波形は、基本的に、図６に示すように、図４に示す信号波形に電圧パルスが重畳された電圧波形である。ただし、測定される電圧波形上では、重畳されている電圧パルスは、反射波の影響を受けた波形として観測される。つまり、電圧パルスは、反射波により干渉された干渉波として観測される。この反射波は、基本的に、一対の通信線上における第１の機器の接続位置で発生する反射波である。波形測定部１０５の機能は、例えば、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）の機能により実現される。
受信部１０６は、一対の通信線間の電圧を検出し、第１の機器のアドレスを含むデータを受信する。本実施形態では、受信部１０６は、波形測定部１０５により測定された電圧波形から１フレーム分のデータを再構成することにより、第１の機器からデータを受信する。受信部１０６の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）の機能により実現される。
The receiving
アドレス特定部１０７は、受信部１０６により受信されたデータから、このデータを送信した機器のアドレスを特定する。アドレス特定部１０７は、例えば、１フレーム分のデータに含まれる送信元のアドレスを示すフィールドのデータから、このデータを送信した機器のアドレスを特定する。このように、アドレス特定部１０７は、受信部１０６によりデータが受信された場合、このデータに含まれる第１の機器のアドレスを、このデータの送信元の機器のアドレスとして特定する。アドレス特定部１０７の機能は、例えば、プロセッサの機能により実現される。
The
記憶部１０８は、モデル波形を示す情報（以下、適宜「モデル波形情報」という。）を記憶する。モデル波形は、電圧パルスに電圧パルスの反射波が重畳された波形の一部分のモデル波形である。つまり、モデル波形は、電圧パルスに電圧パルスの反射波が重畳されるときに波形測定部１０５により測定される電圧波形のモデルである。また、モデル波形は、反射波の先頭位置、つまり、反射波の重畳開始位置を含み、第１の時間長を有する。記憶部１０８の機能は、例えば、フラッシュメモリ（図示せず）の機能により実現される。以下、図６と図７とを参照して、反射波とモデル波形とについて説明する。
The
まず、図６に示すように、ｔ０からｔ１までの期間に一対の通信線間に５Ｖが印加される場合において、ｔ１０からｔ１２までの期間に電圧パルスが印加された場合を想定する。この場合、ｔ０からｔ１０までの期間に測定される電圧は、５Ｖである。また、ｔ１０からｔ１１までの期間に測定される電圧は、５Ｖ＋Ｖｐである。ここで、ｔ１１は、ｔ１０において配線長計測装置１００から出力された電圧パルスが、第１の機器である室内機３００で反射し、この反射により発生した反射波が配線長計測装置１００に到達した時刻である。従って、ｔ１０からｔ１１までの時間であるＴｒは、電圧パルスが配線長計測装置１００と室内機３００との間を往復するのに要する時間（以下、適宜「パルス往復時間」という。）である。
First, as shown in FIG. 6, it is assumed that a voltage pulse of 5 V is applied between a pair of communication lines from t0 to t1 and a voltage pulse is applied from t10 to t12. In this case, the voltage measured from t0 to t10 is 5V. Also, the voltage measured during the period from t10 to t11 is 5V+Vp. Here, at t11, the voltage pulse output from the wiring
ここで、配線長計測装置１００から出力された電圧パルスが室内機３００で反射する理由について説明する。まず、一対の通信線は、長さ以外は同様の構成である、ケーブル６１０，６２０，６３０が直列に接続されて構成される。従って、一対の通信線を分布定数回路とみなしたとき、特性インピーダンスは、基本的に、一対の通信線のどの部分においても同程度である。ここで、分布定数回路に電圧パルスを印加した場合、特性インピーダンスが整合していない位置で、反射が生じる。具体的には、特性インピーダンスが急激に増大する位置では正の反射が生じ、特性インピーダンスが急激に減少する位置では負の反射が生じる。
Here, the reason why the voltage pulse output from the wiring
室内機３００がデータを送信する場合において、一対の通信線間に５Ｖを印加する場合、一対の通信線上における室内機３００の接続位置において、一対の通信線間が電源部３４０の内部インピーダンスで接続される。この内部インピーダンスは、非常に小さいため、一対の通信線間は、室内機３００の接続位置において短絡されたような状態となる。その結果、室内機３００の接続位置では、一対の通信線の特性インピーダンスが低くなり、室内機３００の接続位置において、負の反射が生じる。このため、図６に示すように、ｔ１１からｔ１２の間、電圧パルスは電圧パルスの反射波により干渉された波形として観測される。ｔ１１により示される反射波の先頭位置は、電圧値の低下が開始される位置を示し、電圧値が変化する位置を示すため、適宜、変化点という。
When the
ここで、特に、電圧パルスが反射波により干渉されたときの電圧の低下の仕方は、基本的に、ケーブル６１０の種類や室内機３００が備えるトランシーバ（例えば、送信部３１０、受信部３２０、制御部３３０、電源部３４０）の種類に依存するが、ケーブル６１０の長さにはあまり依存しない。つまり、ケーブル６１０の長さが変わっても、基本的に、測定される電圧波形上において電圧パルスが反射波により干渉され始める部分の電圧波形はあまり変わらない。そこで、新たに測定される電圧波形上において電圧パルスが反射波により干渉され始める部分を特定するために、この部分の電圧波形をモデル波形として予め用意しておくことが好適である。
Here, in particular, how the voltage drops when the voltage pulse is interfered by a reflected wave basically depends on the type of
モデル波形は、例えば、配線長計測装置１００により測定された電圧波形、つまり、図６に示す電圧波形から抽出することができる。ここで、ユーザは、例えば、巻き尺によりケーブル６１０の長さを測定し、ケーブル６１０の長さに対応するパルス往復時間であるＴｒを求める。そして、測定された電圧波形から、電圧パルスの立ち上がり時刻であるｔ１０からＴｒだけ経過した時刻であるｔ１１を中心として、第１の時間長であるＴ１分の電圧波形をモデル波形として抽出することができる。
The model waveform can be extracted from, for example, the voltage waveform measured by the wiring
なお、ケーブル６２０，６３０は、ケーブル６１０と同様の種類であり、長さ以外は、ケーブル６１０と同様の構成である。また、室外機２００、室内機４００，５００は、室内機３００が備えるトランシーバと同様の構成を備える。従って、どの機器が第１の機器であっても、測定される電圧波形上において電圧パルスが反射波により干渉され始める部分の電圧波形はあまり変わらない。このため、ケーブル６１０の種類とトランシーバの種類との組み合わせ毎に、１つのモデル波形を用意しておけばよい。
波形比較部１０９は、記憶部１０８に記憶されたモデル波形情報により示されるモデル波形と、波形測定部１０５により測定された電圧波形から抽出される第１の時間長分の部分波形（以下、適宜「抽出波形」という。）と、を比較する。波形比較部１０９は、測定された電圧波形から抽出される抽出波形のうち、モデル波形に最も類似する抽出波形を特定する。そして、波形比較部１０９は、特定した抽出波形の抽出位置を特定し、特定した抽出位置から電圧パルスの先頭位置までの長さをパルス往復時間として特定する。この抽出位置は、特定された抽出波形の中心位置である。
どのような抽出波形をモデル波形に最も類似する抽出波形とみなすのかは、適宜、調整することができる。例えば、波形比較部１０９は、測定された電圧波形から抽出される抽出波形のうち、モデル波形との相関係数が最も大きい抽出波形を、モデル波形に最も類似する抽出波形とみなすことができる。この場合、波形比較部１０９は、例えば、抽出位置の初期値を電圧パルスの先頭位置にして、抽出波形とモデル波形との相関係数を求める処理と、抽出位置をＴ１よりも短いＴ２だけシフトする処理とを、抽出位置が電圧パルスの末尾位置になるまで繰り返す。そして、波形比較部１０９は、相関係数が最大となる抽出位置を特定する。波形比較部１０９の機能は、例えば、プロセッサの機能により実現される。
It is possible to appropriately adjust what kind of extracted waveform is regarded as the extracted waveform most similar to the model waveform. For example, the
モデル波形及び抽出波形がｎ個の要素（ｎ個の電圧値）を含む場合、相関係数は、例えば、相関係数をｒ、モデル波形を構成するｉ番目の要素をｘｉ、抽出波形を構成するｉ番目の要素をｙｉ、モデル波形を構成するｎ個の要素の平均値をｍｘ、抽出波形を構成するｎ個の要素の平均値をｍｙとして、式（１）により表すことができる。 When the model waveform and the extracted waveform include n elements (n voltage values), the correlation coefficient is, for example, r is the correlation coefficient, x i is the i-th element constituting the model waveform, and x i is the extracted waveform. Let y i be the i-th element, m x be the average value of the n elements that make up the model waveform, and m y be the average value of the n elements that make up the extracted waveform. can be done.
配線長算出部１１０は、波形比較部１０９により特定されたパルス往復時間から、配線長を算出する。配線長は、例えば、配線長（ｍ）をＤ、真空中における光速（ｍ／ｓｅｃ）をＶｃ、パルス往復時間（ｓｅｃ）をＴｒ、ケーブル６１０，６２０，６３０の実効比誘電率をεｒとして、式（２）により表すことができる。配線長算出部１１０は、第１の機器を示す情報（以下、適宜「機器識別情報」という。）と算出した配線長を示す情報（以下、適宜「配線長情報」という。）と、を対応付けた情報（以下、適宜「対応付け情報」という。）を、記憶部１０８に記憶させる。配線長算出部１１０の機能は、例えば、プロセッサの機能により実現される。
The
表示部１１１は、受信部１０６により応答データが受信された場合、記憶部１０８に記憶された対応付け情報を取得し、第１の機器を示す機器識別情報と、配線長計測装置１００から第１の機器までの配線長を示す配線長情報と、を対応付けて表示する。なお、機器識別情報は、例えば、第１の機器の名称、第１の機器の型番、第１の機器のアドレス、第１の機器の設置位置を示す情報である。表示部１１１の機能は、例えば、プロセッサ（図示せず）とタッチスクリーン（図示せず）とが協働することにより実現される。
When the response data is received by the receiving
次に、図８に示すフローチャートを参照して、配線長計測装置１００が実行する配線長計測処理について説明する。この配線長計測処理は、配線長計測方法を実現するための処理である。配線長計測処理は、配線長計測装置１００の電源が投入されると開始される。
Next, the wiring length measuring process executed by the wiring
まず、配線長計測装置１００は、計測開始指示があるか否かを判別する（ステップＳ１０１）。例えば、配線長計測装置１００は、操作受付部１０１に対して、配線長の計測の開始を指示する操作がユーザによりなされたか否かを判別する。なお、ユーザは、一対の通信線上における室外機２００の接続位置に配線長計測装置１００を接続した後に、上記操作を実行する。配線長計測装置１００は、計測開始指示がないと判別すると（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ステップＳ１０１に処理を戻す。
First, the wiring
配線長計測装置１００は、計測開始指示があると判別すると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、第１の機器を選択する（ステップＳ１０２）。例えば、配線長計測装置１００は、第１の機器として、空調システム１０００が備える全ての機器（室外機２００、室内機３００，４００，５００）の中から１つの機器を選択する。以下、第１の機器として、室内機３００が選択されるものとして説明する。
When determining that there is an instruction to start measurement (step S101: YES), the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０２の処理を完了すると、要求データを送信する（ステップＳ１０３）。具体的には、送信部１０２は、送信元の機器のアドレスとして配線長計測装置１００のアドレスを含み、送信先の機器のアドレスとして室内機３００のアドレスを含み、コマンドとしてデータの返信を要求するコマンドを含む要求データを送信する。一方、室内機３００は、要求データを受信すると、応答データを送信する。応答データは、例えば、送信元の機器のアドレスとして室内機３００のアドレスを含み、送信先の機器のアドレスとして配線長計測装置１００のアドレスを含む。
After completing the processing of step S102, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０３の処理を完了すると、エッジを検出する（ステップＳ１０４）。具体的には、検知部１０３は、室内機３００による応答データの送信に伴って一対の通信線間の電圧が０Ｖから５Ｖに変化したことを検知する。
After completing the processing of step S103, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０４の処理を完了すると、電圧波形の測定を開始する（ステップＳ１０５）。つまり、波形測定部１０５は、検知部１０３によりエッジが検知されたことに応答して、一対の通信線間の電圧波形の測定を開始する。
After completing the process of step S104, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０５の処理を完了すると、電圧パルスを印加する（ステップＳ１０６）。つまり、パルス印加部１０４は、波形測定部１０５により電圧波形の測定が開始されたことに応答して、一対の通信線間に電圧パルスを印加する。
After completing the process of step S105, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０６の処理を完了すると、データを受信する（ステップＳ１０７）。具体的には、受信部１０６は、波形測定部１０５により測定された電圧波形をビットデータに変換する処理を、１フレーム分のデータが取得されるまで繰り返す。
The wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０７の処理を完了すると、電圧波形の測定を終了する（ステップＳ１０８）。具体的には、波形測定部１０５は、受信部１０６により１フレーム分のデータが取得されたことに応答して、電圧波形の測定を終了する。
After completing the processing of step S107, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０８の処理を完了すると、データを送信した機器を特定する（ステップＳ１０９）。具体的には、アドレス特定部１０７は、受信部１０６により受信された１フレーム分のデータに含まれる送信元アドレスから、データを送信した機器を特定する。なお、データを送信した機器は、基本的には、要求データの送信先の機器であるが、他の機器である可能性もある。この場合、例えば、第１の機器は、他の機器に置き換えられると好適である。
After completing the processing of step S108, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１０９の処理を完了すると、測定された電圧波形とモデル波形とを比較する（ステップＳ１１０）。具体的には、波形比較部１０９は、抽出波形の抽出位置を電圧パルスの先頭位置に設定した後、抽出波形とモデル波形との相関係数を算出する処理と、抽出位置をシフトする処理とを、抽出位置が電圧パルスの末尾位置に至るまで繰り返す。
After completing the process of step S109, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１１０の処理を完了すると、パルス往復時間を算出する（ステップＳ１１１）。具体的には、波形比較部１０９は、測定された電圧波形上において、相関係数が最大である抽出位置から電圧パルスの先頭位置までの長さを特定し、特定した長さをパルス往復時間として算出する。
After completing the processing of step S110, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１１１の処理を完了すると、配線長を算出する（ステップＳ１１２）。具体的には、配線長算出部１１０は、式（２）を用いて、波形比較部１０９により特定されたパルス往復時間から配線長を算出する。
After completing the processing of step S111, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ１１２の処理を完了すると、未選択の機器があるか否かを判別する（ステップＳ１１３）。具体的には、配線長計測装置１００は、空調システム１０００に含まれる機器のうち第１の機器として選択されていない機器があるか否かを判別する。配線長計測装置１００は、未選択の機器があると判別すると（ステップＳ１１３：ＹＥＳ）、ステップＳ１０２に処理を戻し、第１の機器として選択済みでない機器を選択する。
After completing the process of step S112, the wiring
配線長計測装置１００は、未選択の機器がないと判別すると（ステップＳ１１３：ＮＯ）、機器識別情報と配線長情報とを対応付けて表示する（ステップＳ１１４）。例えば、表示部１１１は、図９に示す画面９００を表示する。
When determining that there is no unselected device (step S113: NO), the wiring
図９に示すように、画面９００は、機器毎に機器識別情報と配線長情報とを対応付けて提示する画面である。具体的には、画面９００は、室外機２００から配線長計測装置１００までの配線長が５０ｃｍであり、室内機３００から配線長計測装置１００までの配線長が２０ｍであり、室内機４００から配線長計測装置１００までの配線長が３０ｍであり、室内機５００から配線長計測装置１００までの配線長が５０ｍであることを提示する画面である。
As shown in FIG. 9, a
図９に示すように、画面９００には、画像９１１，９１２，９１３，９１４，９２１，９２２，９２３，９２４が表示される。画像９１１，９１２，９１３，９１４は、それぞれ、室外機２００、室内機３００，４００，５００を示す機器識別情報を示す画像である。画像９２１，９２２，９２３，９２４は、それぞれ、配線長計測装置１００から室外機２００、室内機３００，４００，５００までの配線長を示す配線長情報を示す画像である。
As shown in FIG. 9,
画像９１１と画像９２１とは、「室外機」という名称により識別される室外機２００が第１の機器として選択されたときに、配線長計測装置１００から室外機２００までの配線長が５０ｃｍであることを示す。画像９１２と画像９２２とは、「室内機Ａ」という名称により識別される室内機３００が第１の機器として選択されたときに、配線長計測装置１００から室内機３００までの配線長が２０ｍであることを示す。画像９１３と画像９２３とは、「室内機Ｂ」という名称により識別される室内機４００が第１の機器として選択されたときに、配線長計測装置１００から室内機４００までの配線長が３０ｍであることを示す。画像９１４と画像９２４とは、「室内機Ｃ」という名称により識別される室内機５００が第１の機器として選択されたときに、配線長計測装置１００から室内機５００までの配線長が５０ｍであることを示す。
配線長計測装置１００は、ステップＳ１１４の処理を完了すると、ステップＳ１０１に処理を戻す。
After completing the process of step S114, the wiring
以上説明したように、本実施形態では、配線長計測装置１００の接続位置から第１の機器の接続位置（一対の通信線間が低インピーダンスで接続された位置）までの配線長が計測される。具体的には、本実施形態では、第１の機器がデータを送信し、第１の機器の接続位置において一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているときに、基準位置において一対の通信線間に電圧パルスが印加され、基準位置において測定された電圧波形上における電圧パルスの先頭位置から電圧パルスの反射波の先頭位置までの長さに対応する配線長が求められる。このため、本実施形態によれば、低コストで容易に基準位置から第１の機器までの配線長を求めることができる。
As described above, in the present embodiment, the wiring length from the connection position of the wiring
なお、一対の通信線上における基準位置からみて、一対の通信線上において特定インピーダンスが低下する位置は、一対の通信線上における第１の機器（データ送信中の機器）の接続位置だけである。このため、配線長計測装置１００は、基準位置から第１の機器の接続位置までの配線長を適切に特定することができる。
Note that, when viewed from the reference position on the pair of communication lines, the position where the specific impedance drops on the pair of communication lines is only the connection position of the first device (the device that is transmitting data) on the pair of communication lines. Therefore, the wiring
また、本実施形態では、第１の機器を示す機器識別情報と配線長情報とが対応付けられて表示される。このため、本実施形態によれば、配線長計測装置１００から第１の機器までの配線長を、ユーザに分かりやすく知らせることができる。
Further, in this embodiment, the device identification information indicating the first device and the wiring length information are displayed in association with each other. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to inform the user of the wiring length from the wiring
また、本実施形態では、第１の機器から送信されたデータは、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されていることを検知するためのトリガとして用いられる他、第１の機器を特定するためにも用いられる。このため、本実施形態によれば、配線長の計測対象である第１の機器を、容易に特定することができる。 Further, in the present embodiment, the data transmitted from the first device is used as a trigger for detecting that the pair of communication lines are connected with low impedance, and is used to identify the first device. Also used for Therefore, according to the present embodiment, it is possible to easily identify the first device whose wiring length is to be measured.
また、本実施形態では、測定された電圧波形から抽出される抽出波形のうち、反射波の先頭位置を含むモデル波形との相関係数が最大である抽出波形の抽出位置から、電圧パルスの先頭位置までの長さであるパルス往復時間に対応する配線長が特定される。このため、本実施形態によれば、配線長を正確に求めることができる。 Further, in the present embodiment, among the extracted waveforms extracted from the measured voltage waveform, from the extraction position of the extracted waveform having the maximum correlation coefficient with the model waveform including the top position of the reflected wave, the top of the voltage pulse A wire length is identified that corresponds to the pulse round-trip time, which is the length to the location. Therefore, according to this embodiment, the wiring length can be obtained accurately.
また、本実施形態では、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されたことが、一対の通信線間に第１の電圧が印加されたことの検知により検知される。このため、本実施形態によれば、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されたことを、容易に検知することができる。 Further, in the present embodiment, the low impedance connection between the pair of communication lines is detected by detecting that the first voltage is applied between the pair of communication lines. Therefore, according to the present embodiment, it can be easily detected that the pair of communication lines are connected with low impedance.
また、本実施形態では、データを送信することを要求する要求データが第１の機器に送信される。このため、本実施形態によれば、速やかに配線長を求めることができる。 Also, in the present embodiment, request data requesting transmission of data is transmitted to the first device. Therefore, according to this embodiment, the wiring length can be obtained quickly.
なお、本実施形態において求められた配線長は、様々な用途に用いることができる。例えば、ユーザは、求められた配線長から信号波形をシミュレーションすることにより、通信品質を推定することが可能である。つまり、ユーザは、求められた配線長から、通信エラーの発生確率が高い機器を推定したり、再現性の低い通信不具合を洗い出したり、通信不具合への対策を立案したり、サンプリング位置を決定したりすることができる。 Note that the wiring length obtained in this embodiment can be used for various purposes. For example, the user can estimate the communication quality by simulating the signal waveform from the determined wiring length. In other words, the user can estimate devices with a high probability of communication errors from the obtained wiring length, identify communication problems with low reproducibility, plan countermeasures against communication problems, and determine sampling positions. can be
（実施形態２）
実施形態１では、測定された電圧波形のうち電圧パルスの重畳部分である部分波形から、一対の通信線上における第１の機器の接続位置で発生した反射波の先頭位置を特定する例について説明した。しかしながら、電圧パルスの反射波は、厳密には、第１の機器の接続位置以外の位置でも発生する。例えば、第１の機器が室内機３００である場合、電圧パルスの反射波は、室内機３００の接続位置だけでなく、室内機４００の接続位置、及び、室内機５００の接続位置でも発生する。このため、測定された電圧波形上において、室内機３００の接続位置以外の位置においても、電圧値の低下が観測される可能性が高い。この場合、上記部分波形から、単純に、室内機３００の接続位置で発生した反射波の先頭位置を特定することが難しい。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, an example was described in which the top position of the reflected wave generated at the connection position of the first device on the pair of communication lines is specified from the partial waveform that is the superimposed portion of the voltage pulse in the measured voltage waveform. . Strictly speaking, however, the reflected wave of the voltage pulse also occurs at positions other than the connection position of the first device. For example, when the first device is the
そこで、本実施形態では、第１の機器の接続位置以外の位置で発生した反射波の影響を減らして、第１の機器の接続位置で発生した反射波の先頭位置を特定する手法について説明する。以下、主に、実施形態１と差異がある点について説明する。 Therefore, in the present embodiment, a method of reducing the influence of reflected waves generated at positions other than the connection position of the first device and specifying the head position of the reflected wave generated at the connection position of the first device will be described. . In the following, differences from the first embodiment are mainly described.
本実施形態では、検知部１０３は、一対の通信線間に第１の電圧が印加されたことと一対の通信線間に第１の電圧とは異なる第２の電圧が印加されたこととを検知する。第１の電圧は、例えば、５Ｖ、又は、－５Ｖである。第２の電圧は、例えば、０Ｖである。
In this embodiment, the
パルス印加部１０４は、第１の機器によりデータが送信され、一対の通信線上における第１の機器の接続位置において一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているときに、基準位置において一対の通信線間に第１の電圧パルスを印加する。また、パルス印加部１０４は、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されていないときに、基準位置において一対の通信線間に第２の電圧パルスを印加する。
When data is transmitted by the first device and the pair of communication lines are connected with low impedance at the connection position of the first device on the pair of communication lines, the
つまり、パルス印加部１０４は、一対の通信線間に第１の電圧が印加されたことに応答して、一対の通信線間に第１の電圧パルスを印加し、一対の通信線間に第２の電圧が印加されたことに応答して、一対の通信線間に第２の電圧パルスを印加する。第１の電圧パルスと第２の電圧パルスとは、いずれも、実施形態１で説明した電圧パルスである。つまり、基本的に、第１の電圧パルスの振幅と第２の電圧パルスの振幅とは等しく、第１の電圧パルスのパルス幅と第２の電圧パルスのパルス幅とも等しい。
That is, the
一対の通信線間が低インピーダンスで接続されていないことは、一対の通信線上におけるいずれの機器の接続位置においても、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されていないことを意味する。つまり、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されていないときは、一対の通信線間の電圧が０Ｖであるときである。なお、一対の通信線間の電圧が０Ｖであるときは、いずれの機器もデータを送信していないとき、いずれかの機器がビットデータとして１を送信しているとき、又は、いずれかの機器がビットデータとして０を送信している期間のうち後半の期間に対応するときである。 The fact that the pair of communication lines are not connected with low impedance means that the pair of communication lines is not connected with low impedance at any connection position of the device on the pair of communication lines. That is, when the pair of communication lines are not connected with low impedance, the voltage between the pair of communication lines is 0V. When the voltage between the pair of communication lines is 0 V, when neither device is transmitting data, when one of the devices is transmitting 1 as bit data, or when one of the devices corresponds to the latter half of the period during which 0 is transmitted as bit data.
記憶部１０８は、モデル波形を示す情報（以下、適宜「モデル波形情報」という。）を記憶する。モデル波形は、差分波形の一部分のモデル波形である。モデル波形は、反射波の先頭位置を含み、第１の時間長を有する。差分波形は、第１の部分波形と第２の部分波形との差分波形である。第１の部分波形は、測定された電圧波形のうち第１の電圧パルスの重畳部分である。第２の部分波形は、測定された電圧波形のうち第２の電圧パルスの重畳部分である。差分波形は、具体的には、第１の部分波形と第２の部分波形とを、第１の電圧パルスの先頭位置と第２の電圧パルスの先頭位置とを重ねて電圧値の差分をとった波形である。
The
波形比較部１０９は、記憶部１０８に記憶されたモデル波形情報により示されるモデル波形と、測定された電圧波形から求められた差分波形から抽出される第１の時間長分の部分波形（以下、適宜「抽出波形」という。）と、を比較する。波形比較部１０９は、差分波形から抽出される抽出波形のうち、モデル波形に最も類似する抽出波形を特定する。そして、波形比較部１０９は、特定した抽出波形の抽出位置を特定する。この抽出位置は、特定された抽出波形の中心位置である。そして、波形比較部１０９は、差分波形上における、第１の電圧パルスの先頭位置から、特定した抽出位置までの長さをパルス往復時間として特定する。
どのような抽出波形をモデル波形に最も類似する抽出波形とみなすのかは、適宜、調整することができる。例えば、波形比較部１０９は、差分波形から抽出される抽出波形のうち、モデル波形との相関係数が最も大きい抽出波形を、モデル波形に最も類似する抽出波形とみなすことができる。なお、抽出波形とモデル波形との相関係数を求める手法は、実施形態１で示した通りである。
It is possible to appropriately adjust what kind of extracted waveform is regarded as the extracted waveform most similar to the model waveform. For example, the
ここで、配線長算出部１１０は、電圧波形上における電圧パルスの先頭位置から反射波の先頭位置までの長さに対応する配線長として、以下の配線長を算出する。具体的には、配線長算出部１１０は、差分波形上における、第１の電圧パルスの先頭位置から反射波の先頭位置までの長さ、に対応する配線長を算出する。より詳細には、配線長算出部１１０は、差分波形上における、第１の電圧パルスの先頭位置から、差分波形から抽出される第１の時間長分の抽出波形のうちモデル波形との相関係数が最大である抽出波形の抽出位置までの長さ、に対応する配線長を算出する。
Here, the
次に、図１０を参照して、本実施形態において測定される電圧波形について説明する。本実施形態では、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているとき、つまり、一対の通信線間に５Ｖ又は－５Ｖが印加されているときに、一対の通信線間に第１の電圧パルスが印加される。また、本実施形態では、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されていないとき、つまり、一対の通信線間に０Ｖが印加されているときに、一対の通信線間に第２の電圧パルスが印加される。 Next, voltage waveforms measured in this embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, when the pair of communication lines are connected with low impedance, that is, when 5 V or −5 V is applied between the pair of communication lines, the first voltage is applied between the pair of communication lines. A pulse is applied. Further, in the present embodiment, when the pair of communication lines are not connected with low impedance, that is, when 0 V is applied between the pair of communication lines, the second voltage pulse is applied between the pair of communication lines. is applied.
ここで、パルス印加部１０４により一対の通信線間に印加される第１の電圧パルスの形状と、パルス印加部１０４により一対の通信線間に印加される第２の電圧パルスの形状とは同じである。しかしながら、分布定数回路とみなされる一対の通信線の特性インピーダンスの分布状況は、第１の電圧パルスの印加時と第２の電圧パルスの印加時とで異なる。従って、第１の電圧パルスによって発生する反射波の形状と、第２の電圧パルスによって発生する反射波の形状とは異なる。
Here, the shape of the first voltage pulse applied between the pair of communication lines by the
具体的には、第１の電圧パルスの印加時には、一対の通信線間が第１の機器の接続位置において低インピーダンスで接続されている。従って、第１の電圧パルスの印加時には、第１の機器の接続位置において特性インピーダンスが低下し、第１の機器の接続位置において負の反射が発生する。一方、第２の電圧パルスの印加時には、一対の通信線間が第１の機器の接続位置において低インピーダンスで接続されていない。従って、第２の電圧パルスの印加時には、第１の機器の接続位置において特性インピーダンスが低下せず、第１の機器の接続位置において負の反射が発生しない。 Specifically, when the first voltage pulse is applied, the pair of communication lines are connected with low impedance at the connection position of the first device. Therefore, when the first voltage pulse is applied, the characteristic impedance is lowered at the connection position of the first device, and negative reflection occurs at the connection position of the first device. On the other hand, when the second voltage pulse is applied, the pair of communication lines are not connected with low impedance at the connection position of the first device. Therefore, when the second voltage pulse is applied, the characteristic impedance does not decrease at the connection position of the first device, and negative reflection does not occur at the connection position of the first device.
このように、第１の機器の接続位置においては、第１の電圧パルスの印加時と第２の電圧パルスの印加時とで、特性インピーダンスの変化の仕方が大きく異なる。従って、第１の電圧パルスの印加時と第２の電圧パルスの印加時とで、第１の機器の接続位置における反射波の発生状況が大きく異なる。 As described above, at the connection position of the first device, the characteristic impedance varies greatly between when the first voltage pulse is applied and when the second voltage pulse is applied. Therefore, the state of reflected waves generated at the connection position of the first device greatly differs between when the first voltage pulse is applied and when the second voltage pulse is applied.
一方、第１の機器の接続位置以外の位置においては、第１の電圧パルスの印加時と第２の電圧パルスの印加時とで、特性インピーダンスの変化の仕方があまり変わらない。従って、第１の電圧パルスの印加時と第２の電圧パルスの印加時とで、第１の機器の接続位置以外の位置における反射波の発生状況はあまり変わらない。そこで、第１の電圧パルスの重畳部分である第１の部分波形と第２の電圧パルスの重畳部分である第２の部分波形との差分波形上において、反射波の影響を強く受けている位置を、第１の機器の接続位置に対応する位置と見做すことが好適である。 On the other hand, at positions other than the connection position of the first device, there is not much difference in how the characteristic impedance changes between when the first voltage pulse is applied and when the second voltage pulse is applied. Therefore, there is not much difference between the application of the first voltage pulse and the application of the second voltage pulse in the occurrence of reflected waves at positions other than the connection position of the first device. Therefore, on the differential waveform between the first partial waveform, which is the superimposed portion of the first voltage pulse, and the second partial waveform, which is the superimposed portion of the second voltage pulse, the position strongly affected by the reflected wave is preferably regarded as the position corresponding to the connection position of the first device.
図１０に示すように、ｔ０からｔ１までの期間に５Ｖが印加され、ｔ１からｔ２までの期間に０Ｖが印加され、ｔ１０からｔ１２までの期間に第１の電圧パルスが印加され、ｔ２１からｔ２３までの期間に第２の電圧パルスが印加された場合を想定する。 As shown in FIG. 10, 5 V is applied during the period from t0 to t1, 0 V is applied during the period from t1 to t2, the first voltage pulse is applied during the period from t10 to t12, and t21 to t23. Assume that the second voltage pulse is applied during the period up to .
この場合、ｔ１０からＴｒが経過した時刻であるｔ１１以降、第１の機器の接続位置において発生した、第１の電圧パルスの反射波が観測される。Ｔｒは、第１の電圧パルスが配線長計測装置１００と第１の機器との間を往復するのに要するパルス往復時間である。この反射波は、負の反射波であるため、観測される電圧値は、ｔ１１を境にして低下する。一方、ｔ２１からＴｒが経過した時刻であるｔ２２以降、第１の機器の接続位置において第２の電圧パルスの反射波は発生しないため、反射波が観測されない。従って、観測される電圧値は、ｔ２２を境にして低下しない。
In this case, after t11 when Tr has passed from t10, a reflected wave of the first voltage pulse generated at the connection position of the first device is observed. Tr is the pulse round-trip time required for the first voltage pulse to go back and forth between the wiring
つまり、ｔ１１直後の期間における電圧波形の形状と、ｔ２２直後の期間における電圧波形の形状とは、大きく異なる。一方、ｔ１１直後以外の期間における電圧波形の形状と、ｔ２２直後以外の期間における電圧波形の形状とは、大きく異ならない。このため、差分波形は、ｔ１１及びｔ２２直後の期間に対応する期間でのみ形状が大きく変化する波形となる。 That is, the shape of the voltage waveform in the period immediately after t11 and the shape of the voltage waveform in the period immediately after t22 are significantly different. On the other hand, the shape of the voltage waveform in periods other than immediately after t11 and the shape of the voltage waveform in periods other than immediately after t22 are not significantly different. Therefore, the difference waveform becomes a waveform whose shape changes greatly only in the period corresponding to the period immediately after t11 and t22.
次に、図１１を参照して、差分波形について説明する。図１１において、第１の部分波形を太線２１で示し、第２の部分波形を細線２２で示し、差分波形を破線２３で示す。なお、モデル波形は、基本的に、破線２３で示される差分波形のうち、破線２４で囲まれた領域内の波形と同様の波形である。第１の部分波形は、第１の電圧パルスの先頭位置を縦軸に合わせている。第２の部分波形は、第２の電圧パルスの先頭位置を縦軸に合わせている。差分波形は、第１の電圧パルスの先頭位置及び第２の電圧パルスの先頭位置に対応する位置を縦軸に合わせている。
Next, the differential waveform will be described with reference to FIG. In FIG. 11, a
また、第１の部分波形、第２の部分波形、差分波形、抽出波形などの波形は、基本的に、相関係数を求めるために用いられる。ここで、相関係数は、基本的に、波形の形状に依存し、波形全体が電圧軸方向にオフセットされていても変化しない。そこで、本実施形態では、第１の部分波形及び差分波形として、５Ｖ分のオフセット電圧を除外した波形を採用している。また、理解を容易にするため、図１１では、第２の部分波形を１００ｍＶ分、下方向にオフセットし、差分波形を１００ｍＶ分、上方向にオフセットしている。 Waveforms such as the first partial waveform, the second partial waveform, the differential waveform, and the extracted waveform are basically used to obtain the correlation coefficient. Here, the correlation coefficient basically depends on the shape of the waveform and does not change even if the entire waveform is offset in the voltage axis direction. Therefore, in the present embodiment, waveforms from which an offset voltage of 5 V is excluded are employed as the first partial waveform and differential waveform. Also, for ease of understanding, in FIG. 11, the second partial waveform is offset downward by 100 mV, and the differential waveform is offset upward by 100 mV.
第１の部分波形は、０から０．２までの期間に電圧値が低下し、０．２からｔ３までの期間に電圧値が上昇し、ｔ３以降に電圧値がなだらかに低下する波形である。第２の部分波形は、０から０．２までの期間に電圧値が低下し、０．２からｔ３までの期間に電圧値が上昇し、ｔ３以降に電圧値がなだらかに上昇したり低下したりする波形である。差分波形は、０からｔ３までの期間に電圧値がほぼ一定値に維持され、ｔ３以降に電圧値が低下する波形である。このように、差分波形は、第１の部分波形と第２の部分波形とが同様に変化する期間は、電圧値がほぼ一定値に維持され、第１の部分波形の変化と第２の部分波形の変化とが異なる期間は、電圧値が変化する波形となる。 The first partial waveform is a waveform in which the voltage value decreases during the period from 0 to 0.2, the voltage value increases during the period from 0.2 to t3, and the voltage value gradually decreases after t3. . In the second partial waveform, the voltage value decreases in the period from 0 to 0.2, the voltage value increases in the period from 0.2 to t3, and the voltage value gently increases and decreases after t3. It is a waveform that The difference waveform is a waveform in which the voltage value is maintained at a substantially constant value during the period from 0 to t3, and the voltage value decreases after t3. In this way, the differential waveform maintains a substantially constant voltage value during the period in which the first partial waveform and the second partial waveform change similarly, and the difference between the change in the first partial waveform and the second partial waveform. A period in which the change in the waveform is different has a waveform in which the voltage value changes.
従って、差分波形は、第１の部分波形の変化と第２の部分波形の変化とが大きくなる位置であるｔ３を特定するのに好適な波形である。なお、ｔ３は、第１の機器の接続位置に対応する時刻であり、第１の機器の接続位置において発生した反射波の影響が出始める時刻である。一方、第１の部分波形は、ｔ３以降に電圧値が低下するが、０から０．２までの期間にも電圧値が低下する。このため、第１の部分波形は、第１の機器の接続位置において発生した反射波の影響が出始める時刻を特定することが困難である可能性がある波形である。 Therefore, the difference waveform is a suitable waveform for specifying t3, which is the position at which the change in the first partial waveform and the change in the second partial waveform become large. Note that t3 is the time corresponding to the connection position of the first device, and is the time when the influence of the reflected wave generated at the connection position of the first device begins to appear. On the other hand, the voltage value of the first partial waveform decreases after t3, and the voltage value also decreases during the period from 0 to 0.2. Therefore, the first partial waveform is a waveform for which it may be difficult to identify the time when the reflected wave generated at the connection position of the first device begins to have an effect.
次に、図１２に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る配線長計測装置１００が実行する配線長計測処理について説明する。
Next, the wiring length measuring process executed by the wiring
まず、配線長計測装置１００は、計測開始指示があるか否かを判別する（ステップＳ２０１）。配線長計測装置１００は、計測開始指示がないと判別すると（ステップＳ２０１：ＮＯ）、ステップＳ２０１に処理を戻す。配線長計測装置１００は、計測開始指示があると判別すると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、第１の機器を選択する（ステップＳ２０２）。
First, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２０２の処理を完了すると、データを送信する（ステップＳ２０３）。このように、本実施形態では、配線長計測装置１００は、第１の機器に応答データを送信させるための要求データではなく、第１の機器にＡＣＫコードを送信させるためのデータである通常のデータを送信する。配線長計測装置１００は、ステップＳ２０３の処理を完了すると、電圧波形の測定を開始する（ステップＳ２０４）。
After completing the process of step S202, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２０４の処理を完了すると、低インピーダンス期間を検出する。（ステップＳ２０５）。例えば、配線長計測装置１００は、データの送信が完了した時刻から、Ｔｗ１が経過したことを検出する。或いは、配線長計測装置１００は、一対の通信線間の電圧が０Ｖから５Ｖに変化したことを検知してもよい。配線長計測装置１００は、ステップＳ２０５の処理を完了すると、第１の電圧パルスを印加する（ステップＳ２０６）。
After completing the process of step S204, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２０６の処理を完了すると、高インピーダンス期間を検出する。（ステップＳ２０７）。例えば、配線長計測装置１００は、データの送信が完了した時刻から、Ｔｗ１が経過し、更に、１ビット期間の半分の時間が経過したことを検出する。或いは、配線長計測装置１００は、一対の通信線間の電圧が５Ｖから０Ｖに変化したことを検知してもよい。配線長計測装置１００は、ステップＳ２０７の処理を完了すると、第２の電圧パルスを印加する（ステップＳ２０８）。
After completing the process of step S206, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２０８の処理を完了すると、ＡＣＫコードを受信する（ステップＳ２０９）。配線長計測装置１００は、ステップＳ２０９の処理を完了すると、電圧波形の測定を終了する（ステップＳ２１０）。
After completing the process of step S208, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２１０の処理を完了すると、差分波形を生成する（ステップＳ２１１）。具体的には、配線長計測装置１００は、測定された電圧波形から第１の電圧パルスが重畳された第１の部分波形と第２の電圧パルスが重畳された第２の部分波形とを抽出する。そして、配線長計測装置１００は、第１の部分波形と第２の部分波形とを時間軸を合わせた上で、電圧値の差分をとる。例えば、配線長計測装置１００は、第１の部分波形及び第２の部分波形を構成する全ての電圧値に対して、第１の部分波形を構成する電圧値から第２の部分波形を構成する電圧値を除算する処理を実行する。
After completing the process of step S210, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２１１の処理を完了すると、差分波形とモデル波形とを比較する（ステップＳ２１２）。具体的には、波形比較部１０９は、抽出波形の抽出位置を第１の電圧パルスの先頭位置に設定した後、抽出波形とモデル波形との相関係数を算出する処理と、抽出位置をシフトする処理とを、抽出位置が第１の電圧パルスの末尾位置に至るまで繰り返す。
After completing the process of step S211, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２１２の処理を完了すると、パルス往復時間を算出する（ステップＳ２１３）。具体的には、配線長計測装置１００は、差分波形上において、相関係数が最大である抽出位置から第１の電圧パルスの先頭位置までの長さを特定し、特定した長さをパルス往復時間として算出する。
After completing the process of step S212, the wiring
配線長計測装置１００は、ステップＳ２１３の処理を完了すると、配線長を算出する（ステップＳ２１４）。配線長計測装置１００は、ステップＳ２１４の処理を完了すると、未選択の機器があるか否かを判別する（ステップＳ２１５）。配線長計測装置１００は、未選択の機器があると判別すると（ステップＳ２１５：ＹＥＳ）、ステップＳ２０２に処理を戻し、第１の機器として選択済みでない機器を選択する。
After completing the process of step S213, the wiring
配線長計測装置１００は、未選択の機器がないと判別すると（ステップＳ２１５：ＮＯ）、機器識別情報と配線長情報とを対応付けて表示する（ステップＳ２１６）。配線長計測装置１００は、ステップＳ２１６の処理を完了すると、ステップＳ２０１に処理を戻す。
If the wiring
本実施形態では、第１の機器の接続位置以外の位置において発生した反射波の影響がほぼキャンセルされた差分波形に基づいて、第１の機器の接続位置において発生した反射波の先頭位置が特定され、この反射波の先頭位置から配線長が特定される。このため、本実施形態によれば、低コストで容易に基準位置から第１の機器までの配線長を正確に求めることができる。 In this embodiment, the leading position of the reflected wave generated at the connection position of the first device is specified based on the difference waveform in which the influence of the reflected wave generated at the position other than the connection position of the first device is substantially canceled. and the wiring length is specified from the head position of this reflected wave. Therefore, according to the present embodiment, the wiring length from the reference position to the first device can be obtained accurately at low cost and easily.
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明を実施するにあたっては、種々の形態による変形及び応用が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, various modifications and applications are possible in carrying out the present invention.
本発明において、上記実施形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、本発明において、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。 In the present invention, any part of the configurations, functions, and operations described in the above embodiments may be adopted. Further, in addition to the configurations, functions, and operations described above, further configurations, functions, and operations may be employed in the present invention.
（変形例１）
実施形態１では、一対の通信線上における室外機２００の接続位置に配線長計測装置１００が接続される例について説明した。配線長計測装置１００が接続される位置は、この例に限定されない。例えば、図１３に示すように、一対の通信線上における室内機３００の接続位置に配線長計測装置１００が接続されてもよい。なお、変形例１では、空調システム１０００自体は、実施形態１に係る空調システム１０００と同様であり、配線長計測装置１００の接続位置だけが実施形態と異なる。
(Modification 1)
In the first embodiment, an example has been described in which the wiring
変形例１では、端子１２１と端子３０１とは、電線１１を介して接続され、端子１２２と端子３０２とは、電線１２を介して接続される。配線長計測装置１００は、第１の機器を室外機２００とした場合、Ｌ１を配線長として計測し、第１の機器を室内機３００とした場合、極めて短い長さ（例えば、数十ｃｍ）を配線長として計測し、第１の機器を室内機４００とした場合、Ｌ２を配線長として計測し、第１の機器を室内機５００とした場合、Ｌ２＋Ｌ３を配線長として計測する。
In Modified Example 1, the
変形例１においても、配線長計測装置１００の接続位置から第１の機器の接続位置（一対の通信線間が低インピーダンスで接続された位置）までの配線長が適切に計測される。
Also in
（変形例２）
実施形態１及び変形例１では、室外機２００と室内機３００と室内機４００と室内機５００とが直列に接続された空調システム１０００に適用する例について説明した。適用する空調システムの配線トポロジは、この例に限定されない。変形例２では、図１４を参照して、室内機３００に対して、室外機２００と室内機４００と室内機５００とが並列に接続された空調システム１１００に適用する例について説明する。
(Modification 2)
In
変形例２では、室外機２００と室内機３００とがケーブル６１０により接続され、室内機３００と室内機４００とがケーブル６２０により接続され、室内機３００と室内機５００とがケーブル６３０により接続される。つまり、端子２０１と端子３０１とは芯線６１１により接続され、端子２０２と端子３０２とは芯線６１２により接続される。端子３０１と端子４０１とは芯線６２１により接続され、端子３０２と端子４０２とは芯線６２２により接続される。端子３０１と端子５０１とは芯線６３１により接続され、端子３０２と端子５０２とは芯線６３２により接続される。
In
芯線６１１と芯線６２１と芯線６３１とは、スター型に接続されて通信線１５を構成する。芯線６１２と芯線６２２と芯線６３２とは、スター型に接続されて通信線１６を構成する。通信線１５と通信線１６とは、通信に用いられる一対の通信線を構成する。また、変形例２では、変形例１と同様に、一対の通信線上における室内機３００の接続位置に配線長計測装置１００が接続される。
The
配線長計測装置１００は、第１の機器を室外機２００とした場合、Ｌ１を配線長として計測し、第１の機器を室内機３００とした場合、極めて短い長さ（例えば、数十ｃｍ）を配線長として計測し、第１の機器を室内機４００とした場合、Ｌ２を配線長として計測し、第１の機器を室内機５００とした場合、Ｌ３を配線長として計測する。
When the
変形例２においても、配線長計測装置１００の接続位置から第１の機器の接続位置（一対の通信線間が低インピーダンスで接続された位置）までの配線長が適切に計測される。
Also in
（他の変形例）
実施形態１では、負荷抵抗７００が、一対の通信線上における室外機２００の接続部分に接続される例について説明した。負荷抵抗７００の接続箇所は、この例に限定されない。例えば、負荷抵抗７００が、一対の通信線上における室内機５００の接続部分に接続されてもよい。また、負荷抵抗７００の個数は、複数個であってもよい。例えば、室外機２００の接続部分と室内機５００の接続部分とのそれぞれに負荷抵抗７００が接続されてもよい。
(Other modifications)
In the first embodiment, an example has been described in which the
実施形態１では、空調システムに適用する例について説明した。適用する通信システムは、空調システムに限定されない。ベースバンド変調方式を採用する種々の通信システムに適用することができる。例えば、照明機器と照明制御装置とを備える照明システムに適用することができる。
実施形態１では、伝送路符号として、デューティ比が５０％のＡＭＩを採用する例について説明した。本発明において、ＡＭＩにおけるデューティ比は、５０％でなくてもよい。また、ＡＭＩ以外の伝送路符号を採用することができる。例えば、ＮＲＺ（Non Return to Zero）、ＣＭＩ（Code Mark Inversion code）などの伝送路符号を採用することができる。どのような伝送路符号を採用する場合であっても、データを送信する機器のみが、通信用の電源の内部インピーダンスにより、一対の伝送路間を低インピーダンスで接続する構成であればよい。 In the first embodiment, an example in which AMI with a duty ratio of 50% is used as the transmission line code has been described. In the present invention, the duty ratio in AMI does not have to be 50%. Also, a transmission line code other than AMI can be adopted. For example, transmission line codes such as NRZ (Non Return to Zero) and CMI (Code Mark Inversion code) can be adopted. No matter what transmission line code is adopted, it is sufficient that only the device that transmits data has a configuration in which a pair of transmission lines is connected with low impedance by the internal impedance of the power supply for communication.
実施形態１では、通信用の電源電圧が５Ｖであり、一対の通信線間に印加される電圧が、５Ｖ、０Ｖ、－５Ｖのいずれかである例について説明した。通信用の電源電圧が５Ｖに限定されないことは勿論である。例えば、通信用の電源電圧は、１２Ｖであってもよい。この場合、一対の通信線間に印加される電圧は、１２Ｖ、０Ｖ、－１２Ｖのいずれかとなる。また、伝送路符号によっては、一対の通信線間に印加される電圧のレベルの個数が、３つではなく、２つであってもよい。例えば、通信用の電源電圧が５Ｖである場合、一対の通信線間に印加される電圧が、５Ｖ、０Ｖのいずれかであってもよい。また、例えば、通信用の電源電圧が１２Ｖである場合、一対の通信線間に印加される電圧が、１２Ｖ、０Ｖのいずれかであってもよい。なお、３つのレベル、又は、２つのレベルのうち、少なくとも１つのレベルにおいて、一対の通信線間が低インピーダンスで接続されればよい。 In the first embodiment, an example has been described in which the power supply voltage for communication is 5V and the voltage applied between the pair of communication lines is any one of 5V, 0V and -5V. Of course, the power supply voltage for communication is not limited to 5V. For example, the power supply voltage for communication may be 12V. In this case, the voltage applied between the pair of communication lines is either 12V, 0V, or -12V. Also, depending on the transmission line code, the number of voltage levels applied between the pair of communication lines may be two instead of three. For example, if the power supply voltage for communication is 5V, the voltage applied between the pair of communication lines may be either 5V or 0V. Further, for example, when the power supply voltage for communication is 12V, the voltage applied between the pair of communication lines may be either 12V or 0V. It is sufficient that the pair of communication lines are connected with low impedance in at least one of the three levels or the two levels.
実施形態１では、送信部１０２や送信部３１０が備えるスイッチング素子が、ＮＰＮトランジスタである例について説明した。スイッチング素子は、ＰＮＰ（Positive Negative Positive）トランジスタであってもよい。また、スイッチング素子は、バイポーラトランジスタでなくてもよい。例えば、スイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。つまり、スイッチング素子は、データの送信時に、一対の通信線間を、通信用の電源の内部インピーダンスで接続するものであれば、どのようなものでもよい。
In the first embodiment, an example has been described in which the switching elements included in the
実施形態１では、受信部１０６は、波形測定部１０５により測定された電圧波形から、データを再構成する例について説明した。受信部１０６は、受信部３２０と同様に、一対の通信線間の電圧を直接検出して、データを受信してもよい。
In the first embodiment, an example in which the receiving
実施形態１では、空調システム１０００が備える全ての機器に対して、配線長が算出される例について説明した。特定の機器のみに対して、配線長が算出されてもよい。この場合、例えば、操作受付部１０１が、配線長の計測の開始を指示する操作とともに特定の機器を指定する操作をユーザから受け付けることが好適である。
In the first embodiment, the example in which the wiring length is calculated for all the devices included in the
実施形態１では、配線長計測装置１００が、第１の機器に対して要求データを送信することにより、第１の機器に応答データを送信させる例について説明した。配線長計測装置１００は、第１の機器に対して要求データを送信しなくてもよい。この場合、配線長計測装置１００は、第１の機器が自発的又は他の機器による要求に従ってデータを送信したことを検知したことに応答して、配線長を計測する処理（例えば、ステップＳ１０４からステップＳ１１２までの処理）を実行すればよい。
In the first embodiment, the wiring
実施形態１では、ケーブル６１０，６２０，６３０が２本の芯線を含む例について説明した。ケーブル６１０，６２０，６３０に含まれる芯線の本数は３本以上であってもよい。この場合、３本以上の電線芯線から選択される２本の芯線を上述した一対の通信線を構成する芯線とみなして、上述した配線長計測処理を実行することができる。
In
本発明に係る配線長計測装置の動作を規定する動作プログラムを既存のパーソナルコンピュータ又は情報端末装置に適用することで、当該パーソナルコンピュータ又は情報端末装置を本発明に係る配線長計測装置として機能させることも可能である。また、このようなプログラムの配布方法は任意であり、例えば、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disk Read-Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、メモリカードなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布してもよいし、インターネットなどの通信ネットワークを介して配布してもよい。 By applying an operation program that defines the operation of the wiring length measuring device according to the present invention to an existing personal computer or information terminal device, the personal computer or information terminal device functions as the wiring length measuring device according to the present invention. is also possible. Any method of distributing such a program may be used. For example, the program may be distributed by storing it in a computer-readable recording medium such as a CD-ROM (Compact Disk Read-Only Memory), a DVD (Digital Versatile Disk), or a memory card. or distributed via a communication network such as the Internet.
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。 The present invention is capable of various embodiments and modifications without departing from the broader spirit and scope of the invention. Moreover, the above-described embodiments are for explaining the present invention, and do not limit the scope of the present invention. In other words, the scope of the present invention is indicated by the claims rather than the embodiments. Various modifications made within the scope of the claims and within the meaning of equivalent inventions are considered to be within the scope of the present invention.
本出願は、２０１７年８月２４日に出願された、日本国特許出願特願２０１７－１６１０８０に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願２０１７－１６１０８０の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。 This application is based on Japanese Patent Application No. 2017-161080 filed on August 24, 2017. The entire specification, claims, and drawings of Japanese Patent Application No. 2017-161080 are incorporated herein by reference.
本発明は、ベースバンド変調方式の通信システムに適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to baseband modulation communication systems.
１１，１２，１３，１４ 電線、１５，１６ 通信線、２１ 太線、２２ 細線、２３，２４ 破線、１００ 配線長計測装置、１０１ 操作受付部、１０２，３１０ 送信部、１０３ 検知部、１０４ パルス印加部、１０５ 波形測定部、１０６，３２０ 受信部、１０７ アドレス特定部、１０８ 記憶部、１０９ 波形比較部、１１０ 配線長算出部、１１１ 表示部、１２１，１２２，２０１，２０２，３０１，３０２，４０１，４０２，５０１，５０２ 端子、２００ 室外機、３００，４００，５００ 室内機、３１１，３１２，３１３，３１４ スイッチング素子、３３０ 制御部、３４０ 電源部、３４１ 直流電源、３４２ 内部インピーダンス、６１０，６２０，６３０ ケーブル、６１１，６１２，６２１，６２２，６３１，６３２ 芯線、６１３，６１４，６１６ 絶縁部材、６１５ シールド線、７００ 負荷抵抗、９００ 画面、９１１，９１２，９１３，９１４，９２１，９２２，９２３，９２４ 画像、１０００，１１００ 空調システム
11, 12, 13, 14 electric wire, 15, 16 communication line, 21 thick line, 22 thin line, 23, 24 dashed line, 100 wiring length measuring device, 101 operation reception unit, 102, 310 transmission unit, 103 detection unit, 104
Claims (9)
前記第１の機器によるデータの送信中において、前記一対の通信線上における前記第１の機器の接続位置において前記一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているときに、前記基準位置において前記一対の通信線間に電圧パルスを印加するパルス印加手段と、
前記基準位置において前記一対の通信線間の電圧波形を測定する波形測定手段と、
前記第１の機器により前記データが送信された場合、前記第１の機器を示す情報と、前記電圧波形上における前記電圧パルスの先頭位置から前記電圧パルスの反射波の先頭位置までの長さに対応する配線長を示す情報と、を対応付けて表示する表示手段と、を備える、
配線長計測装置。 A wiring length measuring device for measuring a wiring length from a reference position on a pair of communication lines to a first device among one or more devices connected to the pair of communication lines,
during data transmission by the first device, at the reference position when the pair of communication lines are connected at a connection position of the first device on the pair of communication lines with low impedance; a pulse applying means for applying a voltage pulse between the pair of communication lines;
waveform measuring means for measuring a voltage waveform between the pair of communication lines at the reference position;
When the data is transmitted by the first device, the information indicating the first device and the length from the top position of the voltage pulse on the voltage waveform to the top position of the reflected wave of the voltage pulse and display means for displaying information indicating the corresponding wiring length in association with
Wiring length measuring device.
前記一対の通信線間の電圧を検出し、前記データを受信する受信手段と、
前記受信手段により前記データが受信された場合、前記データに含まれる前記第１の機器のアドレスを、前記データの送信元の機器のアドレスとして特定するアドレス特定手段と、を更に備える、
請求項１に記載の配線長計測装置。 the data includes an address of the first device;
receiving means for detecting the voltage between the pair of communication lines and receiving the data;
an address specifying means for specifying, when the data is received by the receiving means, the address of the first device included in the data as the address of the source device of the data;
The wiring length measuring device according to claim 1.
前記電圧波形上における、前記電圧パルスの先頭位置から、前記電圧波形から抽出される前記第１の時間長分の抽出波形のうち前記モデル波形との相関係数が最大である抽出波形の抽出位置までの長さ、に対応する配線長を算出する配線長算出手段と、を更に備える、
請求項１又は２に記載の配線長計測装置。 storage means for storing information indicating a model waveform that is a part of a waveform in which the reflected wave is superimposed on the voltage pulse and that includes a head position of the reflected wave and has a first time length;
An extraction position of an extraction waveform having a maximum correlation coefficient with the model waveform among extraction waveforms of the first time length extracted from the voltage waveform from the leading position of the voltage pulse on the voltage waveform. a wiring length calculation means for calculating a wiring length corresponding to the length up to
The wiring length measuring device according to claim 1 or 2.
前記パルス印加手段は、前記一対の通信線間に前記第１の電圧が印加されたことに応答して、前記一対の通信線間に前記電圧パルスを印加する、
請求項１から３のいずれか１項に記載の配線長計測装置。 Further comprising detection means for detecting that a first voltage is applied between the pair of communication lines,
The pulse applying means applies the voltage pulse between the pair of communication lines in response to the application of the first voltage between the pair of communication lines.
The wiring length measuring device according to any one of claims 1 to 3.
前記電圧波形上における前記電圧パルスの先頭位置から前記反射波の先頭位置までの長さに対応する配線長として、前記電圧波形のうち前記第１の電圧パルスの重畳部分である第１の部分波形と前記電圧波形のうち前記第２の電圧パルスの重畳部分である第２の部分波形とを、前記第１の電圧パルスの先頭位置と前記第２の電圧パルスの先頭位置とを重ねて電圧値の差分をとった波形である差分波形上における、前記第１の電圧パルスの先頭位置から前記反射波の先頭位置までの長さ、に対応する配線長を算出する配線長算出手段を更に備える、
請求項１又は２に記載の配線長計測装置。 When the pair of communication lines are connected with low impedance at the connection position of the first device on the pair of communication lines, the pulse applying means applies the pulse between the pair of communication lines at the reference position. applying a first voltage pulse, which is a voltage pulse, and applying a second voltage pulse between the pair of communication lines at the reference position when the pair of communication lines are not connected with low impedance;
A first partial waveform of the voltage waveform, which is a superimposed portion of the first voltage pulse, as a wiring length corresponding to the length from the leading position of the voltage pulse to the leading position of the reflected wave on the voltage waveform. and a second partial waveform, which is a superimposed portion of the second voltage pulse, of the voltage waveform, and a voltage value obtained by overlapping the leading position of the first voltage pulse and the leading position of the second voltage pulse A wiring length calculation means for calculating a wiring length corresponding to the length from the leading position of the first voltage pulse to the leading position of the reflected wave on the differential waveform, which is a waveform obtained by taking the difference between
The wiring length measuring device according to claim 1 or 2.
前記配線長算出手段は、前記差分波形上における、前記第１の電圧パルスの先頭位置から、前記差分波形から抽出される前記第１の時間長分の抽出波形のうち前記モデル波形との相関係数が最大である抽出波形の抽出位置までの長さ、に対応する配線長を算出する、
請求項５に記載の配線長計測装置。 storage means for storing information indicating a model waveform that is a model waveform of a part of the differential waveform, includes a leading position of the reflected wave, and has a first time length;
The wiring length calculating means calculates the correlation between the model waveform and the extracted waveform for the first time length extracted from the differential waveform from the leading position of the first voltage pulse on the differential waveform. Calculate the wiring length corresponding to the length to the extraction position of the extracted waveform with the largest number,
The wiring length measuring device according to claim 5.
前記パルス印加手段は、前記一対の通信線間に前記第１の電圧が印加されたことに応答して、前記一対の通信線間に前記第１の電圧パルスを印加し、前記一対の通信線間に前記第２の電圧が印加されたことに応答して、前記一対の通信線間に前記第２の電圧パルスを印加する、
請求項５又は６に記載の配線長計測装置。 The apparatus further comprises detecting means for detecting application of a first voltage between the pair of communication lines and application of a second voltage different from the first voltage between the pair of communication lines. ,
The pulse applying means applies the first voltage pulse between the pair of communication lines in response to the application of the first voltage between the pair of communication lines, and applying the second voltage pulse across the pair of communication lines in response to the second voltage being applied therebetween;
The wiring length measuring device according to claim 5 or 6.
請求項１から７のいずれか１項に記載の配線長計測装置。 Further comprising transmission means for transmitting request data requesting transmission of the data to the first device to the first device via the pair of communication lines,
The wiring length measuring device according to any one of claims 1 to 7.
前記第１の機器によるデータの送信中において、前記一対の通信線上における前記第１の機器の接続位置において前記一対の通信線間が低インピーダンスで接続されているときに、前記基準位置において前記一対の通信線間に電圧パルスを印加し、
前記基準位置において前記一対の通信線間の電圧波形を測定し、
前記第１の機器により前記データが送信された場合、前記電圧波形上における前記電圧パルスの先頭位置から前記電圧パルスの反射波の先頭位置までの長さに対応する配線長を求める、
配線長計測方法。 A wiring length measuring method for measuring a wiring length from a reference position on a pair of communication lines to a first device among one or more devices connected to the pair of communication lines,
during data transmission by the first device, at the reference position when the pair of communication lines are connected at a connection position of the first device on the pair of communication lines with low impedance; applying a voltage pulse between the pair of communication lines;
measuring a voltage waveform between the pair of communication lines at the reference position;
When the data is transmitted by the first device, obtain the wiring length corresponding to the length from the leading position of the voltage pulse on the voltage waveform to the leading position of the reflected wave of the voltage pulse;
Wiring length measurement method.
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