专利名称：2线式电力收发通信装置及其方法
技术领域：
本发明涉及电力收发通信的方法和装置，特别涉及用2根输电线进行输电、馈电和相互通信的2线式电力收发通信方法。
背景技术：
以往，作为用2根输电线进行输电、馈电和相互通信的2线式电力传输的一种方法，存在将高频信号叠加在输电线上进行发送的高频叠加方式。该高频叠加方式通过接收装置设置高频带通滤波器，仅检测高频信号。公知的还有将调相脉冲信号叠加在直流2线的输电线上进行发送的方式，使直流2线的一方周期性通断或短路并且将直流电力变换成脉冲状进行发送的方式等。
另一方面，日本特公昭54-40304号公报揭示以时分方式发送电源电力和信号的系统。该系统从发送方以时分方式发送电源电力和信号，并且在接收方用电容器等使电源电力平滑，成为直流电压后，启动逻辑电路、继电器驱动电路等，检测电源电力和信号的宽度、高度等的不同，将其分开，在1对传输线上传送电源和信号。该系统与上述高频叠加方式相比，电路简洁且能以低成本实现电力收发和通信。以时分方式发送电源电力的系统中，还公知的系统是通过赋予发送的信号地址，能指定处理信号的接收装置或能区别发送信号的发送方的可双向通信的系统。
然而，上述高频叠加方式为了改善信号泄漏和抗噪性，解调必须使用复杂的电路结构和高价的电路部件，成本高。上述叠加调相脉冲信号进行发送的方式在传输速度上有限，使直流2线的一方周期性通断或短路的方式存在总带有噪声的问题。这两种方式都由于传输效率的影响，不能连接多个接收装置。上述以时分方式发送电源电力和信号的系统在电压等方面不能区别来自发送方的信号和来自接收方的信号，必须接收方全部收入来自发送方的信号和来自其他接收方的信号，以判别是否发给本端的有效数据，接收方的处理复杂，附加费用非常高。于是，进行电力接收方处理的软件等造价也高。
因此，本发明的目的是提供成本低、传输效率良好且减轻接收方处理负荷的2线式电力收发通信装置及其方法。
发明内容
为了达到上述目的，本发明包括以下所述的特征。
本发明的第1方面的电力收发通信装置，在通过2根输电线连接的发送装置和至少1个接收装置之间进行馈电和相互通信，发送装置，包括输出具有第1电平的电力的发送方电源部，产生对接收装置提供指示的发送数据而且接收来自接收装置的回答数据并进行处理的发送方数据处理部，以时分方式控制电力的馈电周期、对发送数据进行发送的数据发送周期和受理回答数据的回答数据受理周期的发送方周期控制部，以及发送方组合部，该组合部在馈电周期对输电线供给发送方电源部输出的具有第1电平的电力，并且在数据发送周期将发送数据变换成具有第2电平的发送数据后，发送到输电线；接收装置，包括积蓄通过输电线供给的具有所述第1电平的电力的接收方电源部，接收并处理来自发送装置的具有第2电平的发送数据并产生回答发送装置的回答数据的接收方数据处理部，在回答数据受理周期将接收方数据处理部输出的回答数据变换成具有第3电平的回答数据送回到输电线的接收方发送部，以及检测输电线的电平并将电平检测结果输出到接收方数据处理部的电平检测部；接收方数据处理部根据来自电平检测部的电平检测结果，从输电线选择并收入数据。
根据上述本发明的结构，能以时分方式收发对接收装置的电源电力供给和发送装置与接收装置之间的通信数据，并且将来自发送装置的发送数据和来自接收装置的回答数据的电平设置成不同电平，使接收装置能仅用电平检测区别数据类型，因而能用硬件处理选去不需要的数据，减轻CPU的处理负荷。由此，能使接收装置的软件处理简化，降低软件成本。
最好为上述接收方数据处理部根据电平检测部的所述电平检测结果，从输电线选择并收入具有第2电平的数据。据此，接收装置仅用电压检测就区分来自其他接收装置的回答数据，不收入该数据，因而能用硬件处理选去不需要的数据，减轻CPU的处理负荷。由此，能使接收装置的软件简化，降低软件成本。
最好为上述发送方组合部还将具有在回答数据受理周期预先设定的电平的数据受理信号发送到输电线；接收方数据处理部根据电平检测部的电平检测结果，检测数据受理信号的接收，并通过数据受理信号的接收将回答数据输出到接收方发送部。据此，接收装置能从发送装置知道发送回答数据的定时，因而能检测该定时，并在发送装置要求的时间发送回答数据。
最好为上述发送方数据处理部还在发送数据添加接收装置的地址作为指示的对端的接收地址，接收方数据处理部仅处理发送数据中添加的地址发给本装置的数据。据此，在发送装置发送的数据提供接收装置的地址，使得能指定处理发送数据的接收装置，因而能减轻不需要上述数据接收的接收装置的处理。
最好为上述接收方数据处理部还在回答数据添加本装置的地址作为发送源进行回答。据此，能用回答数据区别进行回答的接收装置，因而发送装置的数据处理能每一接收装置区分并处理回答数据。
最好为上述发送方数据处理部还在发送数据添加将连接输电线的全部接收装置作为对象的识别码，并将其作为指示的对端的接收地址；连接输电线的全部接收方数据处理部利用发送数据添加的识别码处理发送数据。据此，发送装置能用发送1次数据对输电线连接的全部接收装置进行指示，因而可减轻对发送数据进行发送的处理。
本发明第2方面的电力接收通信装置，从通过2根输电线连接的发送装置馈电，并与该发送装置之间进行相互通信，包括积蓄通过输电线从发送装置供给的具有第1电平的电力的接收方电源部，接收并处理来自发送装置的具有第2电平的发送数据并且产生回答发送装置的回答数据的接收方数据处理部，在发送装置以时分方式指定的回答数据受理周期将接收方数据处理部输出的回答数据变换成具有第3电平的回答数据送回到输电线的接收方发送部，以及检测输电线的电平并将电平检测结果输出到接收方数据处理部的电平检测部，接收方数据处理部根据电平检测部的电平检测结果，从输电线选择并收入数据。
最好为上述接收方数据处理部，根据所述电平检测部的电平检测结果从输电线选择并收入具有第2电平的数据。
最好为发送装置将具有在回答数据受理周期预先设定的电平的数据受理信号发送到输电线；接收方数据处理部根据电平检测部的电平检测结果检测数据受理信号所接收，并通过数据受理信号的接收将回答数据输出到接收方发送部。
本发明第3方面的电力发送通信装置，与通过2根输电线连接的至少1个接收装置之间进行馈电和相互通信，包括输出具有第1电平的电力的发送方电源部，产生对接收装置提供指示的发送数据而且接收来自接收装置的回答数据并进行处理的发送方数据处理部，以时分方式控制电力的馈电周期、对发送数据进行发送的数据发送周期和受理回答数据的回答数据受理周期的发送方周期控制部，以及发送方组合部，该组合部在馈电周期对输电线供给发送方电源部输出的具有第1电平的电力，并且在数据发送周期将发送数据变换成具有第2电平的发送数据后，发送到输电线；发送方数据处理部将具有第3电平的回答数据与其他电平区分开，并对其进行接收。
最好为发送方组合部还通过输电线将具有回答数据受理周期设定电平的数据受理信号发送到接收装置。
本发明第4方面的电力收发通信方法，在通过2根输电线连接的发送装置和至少1个接收装置之间进行馈电和相互通信，发送方包括下述步骤输出具有第1电平的电力的发送方馈电步骤，产生对接收装置提供指示的发送数据而且接收来自接收装置的回答数据并进行处理的发送方数据处理步骤，以时分方式控制电力的馈电周期、对发送数据进行发送的数据发送周期和受理回答数据的回答数据受理周期的发送方周期控制步骤，以及发送方组合步骤，该组合步骤在馈电周期对输电线供给发送方电源部输出的具有第1电平的电力，并且在数据发送周期将发送数据变换成具有第2电平的发送数据后，发送到输电线；接收方包括下述步骤积蓄通过输电线供给的具有第1电平的电力的接收方蓄电步骤，接收并处理来自发送装置的具有所述第2电平的发送数据并产生回答发送装置的回答数据的接收方数据处理步骤，在回答数据受理周期将接收方数据处理部输出的回答数据变换成具有第3电平的回答数据送回到输电线的接收方发送步骤，以及检测输电线的电平并将电平检测结果输出到接收方数据处理部的电平检测步骤；接收方数据处理步骤根据来自电平检测步骤的电平检测结果，从输电线选择并收入数据。
最好为上述接收方数据处理步骤根据电平检测步骤的电平检测结果，从输电线选择并收入具有第2电平的数据。
最好为发送方组合步骤还将具有回答数据受理周期预先设定的电平的数据受理信号发送到输电线；接收方数据处理步骤根据电平检测步骤的电平检测结果，检测数据受理信号的接收，并通过数据受理信号的接收将回答数据输出到接收方发送步骤。
最好为发送方数据处理步骤还在发送数据添加接收装置的地址作为指示的对端的接收地址，接收方数据处理步骤仅处理发送数据中添加的地址发给本装置的数据。
最好为接收方数据处理步骤还在回答数据添加本装置的地址作为发送源进行回答。
最好为发送方数据处理步骤还在发送数据添加将连接输电线的全部接收端作为对象的识别码，并将其作为指示的对端的接收地址；连接输电线的全部接收方利用发送数据添加的识别码处理发送数据。
图1表示本发明一实施形态的电力收发通信装置基本组成部分的框图。
图2表示本发明一实施形态的电力收发通信装置中发送装置的功能组成部分的框图。
图3表示本发明一实施形态的电力收发通信装置中接收装置的功能组成部分的框图。
图4表示本发明一实施形态的电力收发通信装置中发送装置组成的电路的电路图。
图5表示本发明一实施形态的电力收发通信装置中接收装置组成的电路的电路图。
图6表示本发明一实施形态的电力收发通信装置中发送装置的运作的流程图。
图7表示图6中的步骤S111的子程序的流程图。
图8表示本发明一实施形态的电源收发通信装置中接收装置的运作的流程图。
图9表示图8中的步骤S307的子程序的流程图。
图10是按电压变化与时间的关系示出本发明一实施形态的电源收发通信装置中发送装置与接收装置之间进行的馈电和通信数据的图。
实施发明的最佳形态图1表示一本发明实施形态的电力收发通信装置基本组成部分的框图。下面用图1说明该实施形态。
图1中，用一对传输线3a和3b连接发送装置1和多个接收装置2-1～n。输电线3a连接发送装置1的端子a和接收装置2-1～n的端子c-1～n，输电线3b连接发送装置1的端子b和接收装置2-1～n的端子d-1～n。由该传输线3a和3b从发送装置1对接收装置2-1～n供给电力，并且在发送装置1与接收装置2-1～n之间进行相互通信。
图2表示该电力收发通信装置的发送装置1的功能组成部分的框图。为了简便，图2仅示出本发明涉及的功能块。下面，用图2说明发送装置1的功能组成部分。
图2中，发送装置1具有CPU10、电力与发送数据的组合电路11、回答数据接收电路12、电源电路13、显示部14、输入部15和存储器16。CPU10进行对接收装置2发送的数据的编制和来自接收装置2的回答数据的处理。CPU10为了以时分方式处理对接收装置2的馈电、上述发送数据的发送和上述回答数据的接收，调整进行各处理的定时。CPU10还将要传给用户的内容输出到显示部14，并且在有来自用户的指示时，根据输入部15输入的内容进行处理。电力与发送数据的组合电路11根据CPU10调整的所述定时，在CPU10输出给接收装置2的发送数据时，将该发送数据放大后，发送到接收装置2，而在输出电力供给指示时，将来自电源电路13的电力供给接收装置2。回答数据接收电路12取出接收装置2发送的回答数据，输出到CPU10。显示部14通常采用液晶显示器等显示设备，输入部15通常采用键盘、十数字键等设备。
图3表示该电源收发通信装置的接收装置2的功能组成部分的框图。为了简便，图3仅示出本发明涉及的功能块。下面，用图3说明接收装置2的功能组成部分。
图3中，接收装置1具有CPU20、电力与发送数据的分离电路21、回答数据发送电路22、内部电源电路23、电压检测部24、显示部25、输入部26和存储器27。CPU20进行给发送装置1的回答数据的编制和来自发送装置1的发送数据的处理。CPU20还配合发送装置调整的回答数据发送定时，输出CPU20编制的数据。CPU20又将要传给用户的内容输出到显示部25，并且在有来自用户的指示和数据时，根据输入部输入的内容进行处理。电力与发送数据分离电路21将发送装置1供给的电力和发送数据分开，将电力输出到内部电源电路23，将发送数据输出到CPU20。回答数据发送电路22将接收装置2发送到发送装置1的回答数据从CPU20输出到发送装置1。电压检测部24检测接收装置2输入输出的电压，根据该电压判断输入输出的数据的类型，并将其结果输出到CPU20。显示部25通常采用液晶显示器、数字显示器等显示设备，输入部26通常采用开关、传感器、扫描器等设备。
下面说明构成发送装置1的CPU10、电力与发送数据的组合电路11、回答数据接收电路12和电源电路13的电路结构。图4表示发送装置1的CPU10与输电线3之间组成的电路和电路图。下面，用图4说明发送装置1的电路。
图4中，在发送装置1的CPU10与端子a之间构成发送电路。发送电路设置+12V电源101、+5V电源102-1和102-2、场效应晶体管(Field EffectTransistor下文称为FET)103、晶体管104、光耦合器105、二极管106、恒流电路107和电阻108-1～5。端子b是接地端GND，在发送装置1的内部接地。
FET103在栅极连接CPU10的端子I/O1，源极连接电源101，漏极连接端子a。晶体管104在基极通过电阻108-2连接CPU10的端子T×D，集电极通过电阻108-1连接端子a，发射极接地。光耦合器105在集电极通过CPU10的端子R×D和电阻108-5连接电源102-2，发射极接地。光耦合器105还在阴极连接端子a，阳极则通过恒流电路107和二极管106连接电源102-1。电阻108-4与光耦合器105的二极管部分并联，端子108-3与恒流电路107和电阻108-4并联。
首先，在从发送装置1对接收装置2供给电力时，CPU10由端子I/O1输出使FET103导通的信号。FET103根据该信号进行导通，因而电源101的+12V直流电压加到端子a，并且通过输电线3供给各接收装置2。
其次，从发送装置1对接收装置2进行发送数据发送时，CPU10使端子I/O1的输出阻断，从而使+12V直流电压阻断。这时，对端子a提供电源102-1的+5V直流电压。其后，CPU10从端子T×D输出脉冲状发送数据(后文说明发送数据的结构)。利用该发送数据的脉冲状电压变化，使晶体管104通断，因而晶体管104导通时，端子a的电压为0V，而晶体管104阻断时，端子a的电压为+5V。即，端子a的电压进行与上述发送数据相适应的电压变化，因而上述发送数据变成0V至+5V的脉冲状输出波形，并通过输电线3输出到各接收装置2。
另一方面，发送装置接收来自接收装置2的回答数据时，用与上文所述相同的方法对端子a提供+5V直流电压。接收装置2检测出该+5V直流供电后，使电压+3.5V至+5V脉冲状变化，作为回答数据(后文说明接收装置2的运作)。端子a的电压为+3.5V时，光耦合器105阴极端的电压为+3.5V，光耦合器105的阳极端与阴极端之间产生电位差，因而光耦合器105的二极管部分流通电流。此电流使光耦合器105的晶体管部分导通，CPU10的端子R×D的电压为0V。另一方面，端子a的电压为+5V时，光耦合器105的阳极端与阴极端之间的电位差消失，光耦合器105的二极管部分无电流通过。因此，光耦合器105的晶体管部分为阻断状态，CPU的端子R×D的电压为+5V。CPU10通过输入这种端子R×D的电压变化，从接收装置2接收回答数据。
接着，说明构成接收装置2的CPU20、电力与发送数据的分离电路21、回答数据发送电路22、内部电源电路23和电压检测部24的电路组成。图5表示接收装置2的CPU20与输电线3之间构成的电路的电路图。下面用图5说明接收装置2的电路。
图5中，接收装置2的CPU20与端子c之间构成发送电路。发送电路设置+5V的内部电源201、电压检测部202、调节器203、电容器204、二极管205、晶体管206和电阻207-1～4。端子d为接地线GND，在接收装置2内部接地。
调节器203的一端连接电源201，另一端连接电容器204和二极管205。电容器204的另一端接地，二极管205的另一端连接端子c。晶体管206在基极通过端子207-1连接CPU20的端子T×D，集电极通过电阻207连接端子c，发射极接地。电阻207-3的一端连接端子c，另一端连接电阻207-4、电压检测部202和CPU20的端子R×D。电阻204的另一端接地，电压检测部202连接CPU20的端子IN。
首先，从发送装置1对接收装置2供给电力时，如上文所述，通过输电线3将+12V直流电压作为电力供给端子c，该+12V直流电压通过防反向电流二极管205积蓄到电容器204中，+12V直流电压也加到调节器203，变换成+5V直流电压后，供给电源201。该电源201用作接收装置2的工作电源，在后文所述的不供给+12V直流电压时，用调节器203将电容器204积蓄的+12电压变换成+5V电压，作为工作电源供给。
由端子c供给的+12V直流电压用电阻207-3和207-4分压后，输入电压检测部202。该电压检测部202相对于预先设定的基准值，判断上述分压后的电压是否大于上述基准值，并将其结果输出到CPU20的端子IN。CPU20根据电压检测部202的结果判断为端子c的电压是供电电压，不从CPU20的端子R×D输入数据。
接着，在接收装置2接收来自发送装置1的发送数据时，如上文所述，上述发送数据通过输电线3在端子c成为0V至+5V脉冲状电压变化，并输入到接收装置2。该发送数据用电阻207-3和207-4分压后，输入到电压检测部202。如上文所述，电压检测部202相对于预先设定的基准值，判断上述分压后的电压是否大于上述基准值，并将其结果输出到CPU20的端子IN。CPU20根据电压检测部202的结果，判断为端子c输入来自发送装置1的发送数据，从CPU20的端子R×D输入发送数据。上述发送数据是0V至+5V脉冲状电压变化，电容器204未积蓄+12V电压，因而不通过二极管205。该+5V直流电压用电阻207-3和207-4分压后，输入电压检测部202。如上文所述，电压检测部202相对于预先设定的基准值，判断上述分压后的电压是否大于上述基准值，并将其结果输出到CPU20的端子IN。CPU20根据电压检测部202的结果，判断为从发送装置1指示发送回答数据，并从端子T×D输出脉冲状回答数据(后文说明回答数据的结构)。该回答数据的脉冲状电压变化使晶体管206通断，因而在晶体管206导通时，端子c的电压为+3.5V(通过预先调整电阻207-2的电阻值，将晶体管206导通时端子c的电压调整为+3.5V)，而晶体管206阻断时，端子c的电压为+5V。即，端子c的电压进行与上述回答数据相适应的变化，因而上述回答数据成为+3.5V至+5V的脉冲输出波形，并通过输电线输出电发送装置1。
接着，说明发送装置1的运作。图6表示发送装置1的运作的流程图，图7表示图6的步骤S111的子程序的流程图。下面用图6和图7说明发送装置1的运作。
图6中，发送装置1通过输电线3供给+12V电压作为接收装置2的电力(步骤S101)。该供电连续进行，直到积蓄输电线3所连接各接收装置2运作所需的蓄电量。这里，依据需要的蓄电量最大的接收装置2设定充电时间，并连续进行供电，直到经历该充电时间(步骤S102)。接着，CPU10判断给接收装置2的发送数据是否为1段完整的电文(步骤S103)。发送数据为1段完整电文时，CPU10使+12V的供电阻断(步骤S1-4)，然后使+5V的直流输出导通，在5μs的期间保持+5V(步骤S105)。接着，从上述数据的1段电文取出1字节的数据，发送到输电线3(步骤S106)。
该发送数据按1字节的整数倍组成，可按地址在发送目的处个别指定相当的接收装置2。还可将以全部接收装置2为发送目的处的对象的识别码指定为发送目的处。发送数据的第1字节添加表示1段电文的始端的数据(下文称为STX数据)，发送数据的最后1字节添加表示1段电文的末尾的数据(下文称为ETX)，各个1字节的数据分别添加起始位和结束位。
然后，CPU10用检测ETX数据等，判断上述发送数据的1段电文是否全部发送(步骤S107)。步骤S107中残留发送数据时，CPU10返回步骤S106，从残留的发送数据发送1字节的数据。反之，步骤S107中发送全部发送数据时，CPU10在步骤S105使导通的+5V直流输出阻断(步骤S108)，并使+12V直流供电导通(步骤S109)。接着，CPU10判断步骤S103的发送数据是否要求来自发送目的处的接收装置2的回答数据(步骤S110)。步骤S110中判断为要求回答数据时，CPU10进行来自接收装置2的回答数据的接收处理(步骤S111)。步骤S110判断为不要求回答数据时，CPU10继续进行+12V的供电。
图7中，说明上述步骤S111的来自接收装置2的数据的接收处理。首先，CPU10判断+12V供电是否经历预先设定的各接收装置2蓄电中需要的上述充电时间(步骤S201)。经历上述充电时间前，CPU10连续进行+12V供电。经过所述充电时间时，使+12V供电阻断(步骤S202)，+5V直流输出导通(步骤S203)。接着，CPU10等待来自接收装置2的回答数据(步骤S204)，并且判断是否检测出1字节回答数据始端添加的起始位(步骤S205)。检测出起始位时，CPU10判断是否接收全部回答数据的1字节部分(步骤S206)，并且继续进行接收，直到确定回答数据的1字节部分。步骤S206判断为收到回答数据的1字节时，CPU10根据上述ETX数据等，判断接收的回答数据是否1段电文全部收到(步骤S207)。步骤S207中，CPU10判断为收到的回答数据不够时，返回步骤S204，继续等待回答数据。接着，步骤S207判断为接收的回答数据1段电文全部收到时，CPU10使+5V直流输出阻断(步骤S208)，+12V导通(步骤S209)。其后，CPU10进行对上述回答数据的处理(步骤S210)，并结束回答数据接收处理。
另一方面，步骤S205中未检测出起始位时，CPU10判断步骤S203的经历时间是否长于预先设定的时间(步骤S211)。上述经历时间短于预先设定的时间时，CPU10返回步骤S204，继续等待数据。上述经历时间长于预先设定的时间时，CPU10判断为接收装置2的回答出错，并使+5V直流输出阻断(步骤S212)，+12V供电导通(步骤S213)后，根据要求回答的时间的类型，进行回答出错处理，要求重发回答数据等(步骤S214)。
接着，说明接收装置2的运作。图8表示接收装置2的运作的流程图，图9表示图8的步骤S307的子程序的流程图。下面用图8和图9说明接收装置2的运作。
图8中接收装置2在电压检测部202检测输电线3的电压(步骤S301)。电压检测部202按预先设定的电压范围判断输电线3的电压是否+5V(步骤S302)和是否+12V(步骤S309)，并输出符合各情况的输出给CPU20。
步骤S302中判断为输电线3的电压是+5V时，CPU20判断为发送装置1或其他接收装置2发送数据。进而，电压检测部202检测接收的脉冲状数据的电压范围，与上文所述相同，按预先设定的电压范围检测数据的电压范围是否0V至+5V(步骤S303)，并将其结果输出到CPU20。CPU20在接收的数据的电压范围为0V至+5V时，判断为来自发送装置1的发送数据，并从端子R×D收入发送数据(步骤S304)。接着，CPU20判断是否收到1字节部分的发送数据(步骤S305)。步骤S305判断为收到1字节部分的发送数据时，CPU20用ETX数据等，判断接收的发送数据是否1段电文全部收到(步骤S306)。步骤S305和步骤S306中，CPU20判断为收到的发送数据不够时，返回步骤S304，继续收入发送数据。接着，步骤S306判断为接收的发送数据1段电文全部收到时，CPU20进行对接收的发送数据的处理(步骤S307)。
另一方面，步骤S303中，数据不是0V至+5V时(例如+3.5V至+5V的脉冲状数据时)，CPU20判断为其他接收装置2对发送装置1的回答数据等，不从输电线3收入数据(步骤S308)。
步骤S309判断为输电线3的电压是+12V时，CPU20判断为来自发送装置1的电力供给，不进行从输电线3到CPU20的收入(步骤S310)，并且对接收装置2的内部电源电路23进行蓄电(步骤S311)。步骤S309判断为输电线3的电压不是+12V时，电压检测部202继续检测输电线2的电压。
图9中，说明上述步骤S307的来自发送装置1的发送数据的接收处理。首先，CPU20根据表示发送数据接收处的地址等，判断发送数据是否发给本端(步骤S401)。发送数据不是发给本端时，CPU20删除发送数据(步骤S408)，结束处理。发送数据是发给本端时，CPU20进行该发送数据对应的处理(步骤S402)。然后，CPU20判断发送数据是否要求给发送装置1的回答数据(步骤S403)。发送数据不要求回答数据时，CPU20结束发送数据接收处理。
反之，步骤S403中，发送数据要求回答数据时，电压检测部202检测输电线3的电压(步骤S404)，以便检测出从接收装置2发送回答数据的定时。电压检测部202按预先设定的电压范围判断输电线3的电压，并对CPU20输出符合各情况的输出。CPU20根据来自电压检测部202的信号，判断输电线3的电压是否+5V(步骤S405)，并且连续检测电压，直到输电线3的电压为+5V。步骤S405判断为输电线3的电压为+5V时，CPU20发送1字节回答数据给发送装置1(步骤S406)。
与上述发送数据相同，该回答数据也按1字节的整数倍组成，发送源能按个别地址添加相当的本端接收装置2。回答数据的第1字节添加STX数据，发送数据的最后字节添加ETX数据，各1字节的数据分别添加起始位和结束位。
接着，CPU20判断是否发送全部回答数据(步骤S407)。残留回答数据时，CPU20返回步骤S406，继续发送回答数据。全部发送回答数据时，CPU20结束处理。
图9的流程图中，接收装置2在步骤S402的对应于发送数据的处理后，在步骤S406发送回答数据，但也可根据CPU20中继续处理的内容，同时进行步骤S402和S406，还可继续进行步骤S402的处理。
接着，说明发送装置1与接收装置2之间进行的馈电和通信。图10按电压变化与时间的关系示出发送装置1与接收装置2之间进行的馈电和通信数据，图10(a)示出发送装置1不要求接收装置2的回答数据的情况。，图10(b)示出要求该回答数据的情况。下面，用图10说明电压变化与时间的关系。
图10(a)以横轴为时间、纵轴为电压，示出发送装置1与接收装置2通过输电线3进行的馈电和收发数据。图10(a)中，首先在区间A1从发送装置1将+12V直流电压供给输电线3。这里，区间A1连续进行以需要的蓄电量最大的接收装置2为基准的充电时间以上。然后，发送装置1在区间T将+5V直流电压供给输电线3，以便对各接收装置2通知发送数据的发送。于是，发送装置1在区间D1～n发送n字节的发送数据。各数据D1～n具有0V至+5V脉冲状电压变化，各数据D1～n的第1位表示起始位。发送数据第1字节的数据D1如上文所述，是表示1段电文数据的开头的STX数据，数据Dn是表示1段电文数据的末尾的ETX数据。结束发送数据的发送后，发送装置1在区间A2将+12V直流电压供给各接收装置2。
图10(b)以横轴为时间，纵轴为电压示出发送装置1与接收装置2之间通过输电线3进行的馈电和收发的数据。图10(b)中，区间A1～Dn与上述图10(a)中相同，因而省略说明。如上文所述，在区间A2连续进行+12V馈电，其时间为以需要的蓄电量最大的接收装置2为基准的充电时间以上。然后，区间U中，发送装置1将+5V直流电压供给输电线3，以催促从接收装置2发送回答数据。发送回答数据的接收装置2检测该+5V电压，并发送m字节的数据R1～Rm。该数据R1～m具有+3.5V至+5V的脉冲状电压变化，各数据R1～m的第1位表示起始位。回答数据第1字节的数据R1如上文所述，是表示1段电文数据开头的STX数据，数据Rm是表示1段电文数据末尾的ETX数据。结束回答数据的接收后，发送装置1在区间A3将+12V直流电压供给各接收装置2。
本实施形态中，供给各接收装置2的电压为+12V，从发送装置1发送的发送数据的电压为0V至+5V，并且从接收装置2发送的回答数据的电压为3.5V至+5V，但不是这样的电压也可以。只要通过检测电压能区分所述馈电、所述发送数据和所述回答数据，任何电压都能实现本电力收发通信装置。
这样，本发明的电力收发通信装置能以时分方式收发对接收装置的电源电力供给和收发装置之间的通信数据，而且通过在收发的数据中提供接收装置的地址，可进行能指定处理发送数据的接收装置或能区分送回回答数据的接收装置的双向通信。又通过将来自发送装置的发送数据和来自接收装置的回答数据的电压设定成不同的电压，接收装置仅检测电压就能区分来自其他接收装置的回答数据，因而能用硬件处理选去不需要的数据，减轻CPU的处理负荷。由此，能使接收装置的软件处理简化，降低软件成本。
工业上的实用性综上所述，本发明在电力收发通信装置及其方法中，尤其在用2根输电线进行输电、馈电和相互通信的2线式电力收发通信装置及其方法中，能达到成本低、传输效率良好且接收方处理负荷减轻。
权利要求
1.一种电力收发通信装置，在通过2根输电线连接的发送装置和至少1个接收装置之间进行馈电和相互通信，其特征在于，所述发送装置，包括输出具有第1电平的电力的发送方电源部，产生对所述接收装置提供指示的发送数据、而且接收来自所述接收装置的回答数据并进行处理的发送方数据处理部，以时分方式控制所述电力的馈电周期、发送所述发送数据的数据发送周期和受理所述回答数据的回答数据受理周期的发送方周期控制部，以及发送方组合部，该组合部在所述馈电周期对所述输电线供给所述发送方电源部输出的具有所述第1电平的电力，并且在所述数据发送周期将所述发送数据变换成具有第2电平的发送数据后，发送到所述输电线；所述接收装置，包括积蓄通过所述输电线供给的具有所述第1电平的电力的接收方电源部，接收并处理来自所述发送装置的具有所述第2电平的发送数据、并产生回答所述发送装置的所述回答数据的接收方数据处理部，在所述回答数据受理周期将所述接收方数据处理部输出的所述回答数据变换成具有第3电平的回答数据送回到所述输电线的接收方发送部，以及检测所述输电线的电平并将电平检测结果输出到所述接收方数据处理部的电平检测部；所述接收方数据处理部根据来自所述电平检测部的所述电平检测结果、从所述输电线选择并收入数据。
2.如权利要求1所述的电力收发通信装置，其特征在于，所述接收方数据处理部根据所述电平检测部的所述电平检测结果、从所述输电线选择并收入具有所述第2电平的数据。
3.如权利要求1所述的电力收发通信装置，其特征在于，所述发送方组合部还将具有在所述回答数据受理周期预先设定的电平的数据受理信号发送到所述输电线，所述接收方数据处理部根据所述电平检测部的所述电平检测结果、检测所述数据受理信号的接收，并通过所述数据受理信号的接收将所述回答数据输出到所述接收方发送部。
4.如权利要求1所述的电力收发通信装置，其特征在于，所述发送方数据处理部还在所述发送数据添加所述接收装置的地址作为指示的对端的接收地址，所述接收方数据处理部仅处理所述发送数据中添加的所述地址发给本装置的数据。
5.如权利要求1所述的电力收发通信装置，其特征在于，所述接收方数据处理部还在所述回答数据添加本装置的地址作为发送源进行回答。
6.如权利要求1所述的电力收发通信装置，其特征在于，所述发送方数据处理部还在所述发送数据添加将连接所述输电线的全部接收装置作为对象的识别码，并将其作为指示的对端的接收地址，连接所述输电线的全部所述接收方数据处理部利用所述发送数据添加的所述识别码、处理所述发送数据。
7.一种电力接收通信装置，从通过2根输电线连接的发送装置馈电，并与该发送装置之间进行相互通信，其特征在于，包括积蓄通过所述输电线从所述发送装置供给的具有第1电平的电力的接收方电源部，接收并处理来自所述发送装置的具有第2电平的发送数据、并且产生回答所述发送装置的所述回答数据的接收方数据处理部，在所述发送装置以时分方式指定的回答数据受理周期、将所述接收方数据处理部输出的所述回答数据变换成具有第3电平的回答数据、并送回到所述输电线的接收方发送部，以及检测所述输电线的电平并将电平检测结果输出到所述接收方数据处理部的电平检测部；所述接收方数据处理部根据所述电平检测部的所述电平检测结果、从所述输电线选择并收入数据。
8.如权利要求7所述的电力接收通信装置，其特征在于，所述接收方数据处理部根据所述电平检测部的所述电平检测结果、从所述输电线选择并收入具有所述第2电平的数据。
9.如权利要求7所述的电力接收通信装置，其特征在于，从所述发送装置将具有在所述回答数据受理周期预先设定的电平的数据受理信号、发送到所述输电线，所述接收方数据处理部根据所述电平检测部的所述电平检测结果检测所述数据受理信号的接收，并通过所述数据受理信号的接收将所述回答数据输出到所述接收方发送部。
10.一种电力发送通信装置，与通过2根输电线连接的至少1个接收装置之间进行馈电和相互通信，其特征在于，包括输出具有第1电平的电力的发送方电源部，产生对所述接收装置提供指示的发送数据、而且接收来自所述接收装置的回答数据并进行处理的发送方数据处理部，以时分方式控制所述电力的馈电周期、发送所述发送数据的数据发送周期和受理所述回答数据的回答数据受理周期的发送方周期控制部，以及发送方组合部，该组合部在所述馈电周期对所述输电线供给所述发送方电源部输出的具有所述第1电平的电力，并且在所述数据发送周期将所述发送数据变换成具有第2电平的发送数据后，发送到所述输电线；所述发送方数据处理部将具有第3电平的所述回答数据与其他电平区分开，并对其进行接收。
11.如权利要求10所述的电力发送通信装置，其特征在于，所述发送方组合部还通过所述输电线将具有所述回答数据受理周期设定电平的数据受理信号发送到所述接收装置。
12.一种电力收发通信方法，在通过2根输电线连接的发送装置和至少1个接收装置之间进行馈电和相互通信，其特征在于，发送方包括下述步骤输出具有第1电平的电力的发送方馈电步骤，产生对所述接收装置提供指示的发送数据、而且接收来自所述接收装置的回答数据并进行处理的发送方数据处理步骤，以时分方式控制所述电力的馈电周期、发送所述发送数据的数据发送周期和受理所述回答数据的回答数据受理周期的发送方周期控制步骤，以及发送方组合步骤，该组合步骤在所述馈电周期对所述输电线供给所述发送方电源部输出的具有所述第1电平的电力，并且在所述数据发送周期将所述发送数据变换成具有第2电平的发送数据后，发送到所述输电线；接收方包括下述步骤积蓄通过所述输电线供给的具有所述第1电平的电力的接收方蓄电步骤，接收并处理来自所述发送装置的具有所述第2电平的发送数据、并产生回答所述发送装置的所述回答数据的接收方数据处理步骤，在所述回答数据受理周期将所述接收方数据处理部输出的所述回答数据变换成具有第3电平的回答数据送回到所述输电线的接收方发送步骤，以及检测所述输电线的电平、并将电平检测结果输出到所述接收方数据处理部的电平检测步骤；所述接收方数据处理步骤根据来自所述电平检测步骤的所述电平检测结果、从所述输电线选择并收入数据。
13.如权利要求12所述的电力收发通信方法，其特征在于，所述接收方数据处理步骤根据所述电平检测步骤的所述电平检测结果、从所述输电线选择并收入具有所述第2电平的数据。
14.如权利要求12所述的电力收发通信方法，其特征在于，所述发送方组合步骤还将具有所述回答数据受理周期预先设定的电平的数据受理信号发送到所述输电线，所述接收方数据处理步骤根据电平检测步骤的所述电平检测结果，检测所述数据受理信号的接收，并通过所述数据受理信号的接收将所述回答数据输出到所述接收方发送步骤。
15.如权利要求12述的电力收发通信方法，其特征在于，所述发送方数据处理步骤还在所述发送数据添加所述接收装置的地址作为指示的对端的接收地址，所述接收方数据处理步骤仅处理所述发送数据中添加的所述地址发给本装置的数据。
16.如权利要求12所述的电力收发通信方法，其特征在于，所述接收方数据处理步骤还在所述回答数据添加本装置的地址作为发送源进行回答。
17.如权利要求12所述的电力收发通信方法，其特征在于，所述发送方数据处理步骤还在所述发送数据添加将连接所述输电线的全部接收端作为对象的识别码，并将其作为指示的对端的接收地址，连接所述输电线的全部所述接收方利用所述发送数据添加的所述识别码、处理所述发送数据。
全文摘要
从发送装置(1)供给电力时，FET(103)导通，将电源(101)的+12V直流电压供给各接收装置。从发送装置(1)发送数据时，将电源(102－1)的+5V直流电压供给端子(a)，利用发送数据的脉冲状电压变化使晶体管(104)通断，因而发送数据成为OV至+5V的脉冲状输出波形，输出到各接收装置。发送装置(1)接收来自接收装置的回答数据时，接收装置使电压+3.5V至+5V脉冲状变化。发送装置(1)通过光耦合器(105)检测出该电压变化，接收来自接收装置的回答数据。
文档编号H04B3/54GK1493116SQ02805478
公开日2004年4月28日 申请日期2002年2月26日 优先权日2001年2月27日
发明者山崎宏夫, 水田喜也, 宫垣光男, 也, 男 申请人:积水树脂株式会社, 格罗利艾哲系统株式会社