缆线长度计算系统、控制器和缆线长度计算方法与流程

本发明涉及计测连接通信设备之间的缆线的长度的技术。

背景技术：

控制器、多个空调机、多个照明以及多个传感器为了控制和状态监视这样的目的通过有线网络连接。近年来，通过对空调机这样的设备进行综合控制来提高节能性的想法尽人皆知。因此，要求能够高速地、施工性和维护性良好地取得与大厦构造对应的灵活结构的网络。

特别是在施工后实施的试验和发生异常时的点检中，为了确定缆线的断线位置这样的目的，要求能够正确地在线测定设备之间的缆线的长度。

此外，在工厂的fa(factoryautomation：工厂自动化)设备及受配电设备、生产线的仪表设备、公共基础设施等中，控制器、致动器和传感器这样的设备也通过有线网络连接。由于这些设备中的缆线断线影响大，因此，要求能够正确地在线测定设备之间的缆线的长度。

在专利文献1中记载有如下技术：将信号发送到对方装置，对直到接收到从对方装置返回来的信号为止的时钟数进行计数，测定缆线的长度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-172117号公报

技术实现要素：

发明要解决的课题

在通过专利文献1记载的技术求出缆线的长度的情况下，没有考虑从对方装置接收信号到送回的时间。还可考虑通过将接收到的信号原样折返发送，尽量减小折返的时间。但是，在半双工系统中，由于在信号的接收中不能发送，因此，不能折返发送。此外，在全双工系统中，如果不进行信号处理而发送接收到的信号，则由于信号劣化而无法发挥本来的通信性能。

本发明的目的在于，能够通过简便的结构，正确地在线测定设备之间的缆线的长度。

用于解决课题的手段

本发明的缆线长度计算系统是具有经由缆线连接的控制器和多个通信设备的缆线长度计算系统，其中，

计测主设备对在从向所述缆线发送测定分组到从所述缆线接收到响应分组为止的期间由振荡器输出的时钟信号的数量进行计数作为第1数量，所述计测主设备是所述多个通信设备中的某个通信设备，

计测从设备对在从所述缆线接收到由所述计测主设备发送的所述测定分组到将所述响应分组发送到所述缆线为止的期间由振荡器输出的时钟信号的数量进行计数作为第2数量，所述计测从设备是所述多个通信设备中的与所述计测主设备不同的通信设备，

所述控制器根据由所述计测主设备计数出的所述第1数量和由所述计测从设备计数出的所述第2数量，计算所述计测主设备与所述计测从设备之间的所述缆线的长度。

发明效果

在本发明中，计测主设备对在从发送测定分组到接收到响应分组为止的期间由振荡器输出的时钟信号的数量进行计数作为第1数量，计测从设备对在从接收到测定分组到发送响应分组为止的期间由振荡器输出的时钟信号的数量进行计数作为第2数量。然后，根据第1数量和第2数量计算计测主设备与计测从设备之间的缆线的长度。由此，能够正确地在线测定设备之间的缆线的长度。

附图说明

图1是实施方式1的缆线长度计算系统10的结构图。

图2是实施方式1的控制器20的结构图。

图3是实施方式1的通信设备30的结构图。

图4是表示实施方式1的缆线长度计算系统10的动作的流程图。

图5是实施方式1的计测主设备的第1数量的计数处理的说明图。

图6是实施方式1的计测从设备的第2数量的计数处理的说明图。

图7是变形例2的控制器20的结构图。

图8是表示实施方式2的缆线长度计算系统10的动作的流程图。

具体实施方式

实施方式1

***结构的说明***

参照图1说明实施方式1的缆线长度计算系统10的结构。

缆线长度计算系统10具有经由缆线40连接的控制器20和多个通信设备30。在图1中，作为多个通信设备30，缆线长度计算系统10具有通信设备30a、通信设备30b和通信设备30c。

参照图2说明实施方式1的控制器20的结构。

控制器20是计算机。

控制器20具有处理器21、内存22、存储器23和通信接口24这样的硬件。处理器21经由信号线而与其它硬件连接，控制这些其它硬件。

处理器21是进行处理的ic(integratedcircuit：集成电路)。作为具体例子，处理器21是cpu(centralprocessingunit：中央处理单元)、dsp(digitalsignalprocessor：数字信号处理器)和gpu(graphicsprocessingunit：图形处理单元)。

内存22是临时存储数据的存储装置。作为具体例子，内存22是sram(staticrandomaccessmemory：静态随机存取存储器)和dram(dynamicrandomaccessmemory：动态随机存取存储器)。

存储器23是保管数据的存储装置。作为具体例子，存储器23是hdd(harddiskdrive：硬盘驱动器)。此外，存储器23也可以是sd(注册商标，securedigital：安全数字)存储卡、cf(compactflash，注册商标)、nand闪存、软盘、光盘、紧凑盘、蓝光(注册商标)光盘、dvd(digitalversatiledisk：数字多功能盘)等可移动记录介质。

通信接口24是用于与外部装置进行通信的接口。作为具体例子，通信接口24是ethernet(以太网，注册商标)、usb(universalserialbus：通用串行总线)、hdmi(注册商标，high-definitionmultimediainterface：高清晰多媒体接口)的端口。

作为功能结构要素，控制器20具有设定部211、第1数量取得部212、第2数量取得部213和缆线长度计算部214。控制器20的各功能结构要素的功能通过软件实现。

在存储器23存储有实现控制器20的各功能结构要素的功能的程序。该程序由处理器21读入到内存22，由处理器21执行。由此，实现控制器20的各功能结构要素的功能。

参照图3说明实施方式1的通信设备30的结构。

通信设备30具有通信控制电路31、phy(physicallayer：物理层)芯片32和mac(mediumaccesscontrol：介质访问控制)芯片33。

通信控制电路31具有cpu311、期间检测电路312、计数器313和振荡器314。phy芯片32具有发送电路321、接收电路322、发送机323和接收机324。

***动作的说明***

参照图4～图6，说明实施方式1的缆线长度计算系统10的动作。

实施方式1的缆线长度计算系统10的动作相当于实施方式1的缆线长度计算方法。

在步骤s101中，控制器20的设定部211确定与缆线40连接的全部通信设备30。

具体地，设置部211使用基于ping(packetinternatgroper：因特网包探索器)的循环确认和基于dhcp(dynamichostconfigurationprotocol：动态主机配置协议)的ip(internetprotocol：因特网协议)地址借出序列这样的手段，确定与缆线40连接的全部通信设备30。

在步骤s102中，控制器20的设定部211从在步骤s101中确定的通信设备30选择确定设备之间的缆线的长度的2个通信设备30的组合。

作为具体例子，设定部211受理用户对经由缆线40连接的输入装置的操作，选择通过操作而指定的2个通信设备30的组合。这里，将2个通信设备30的一方称作计测主设备，将另一方称作计测从设备。

在步骤s103中，控制器20的设定部211将作为在步骤s102中确定的2个通信设备30中的一方的计测主设备指定为主设备，将作为另一方的计测从设备指定为从设备，向在步骤s101中确定的全部通信设备30发送消息，该消息通知测定主设备与从设备之间的缆线40的长度。

具体而言，设定部211通过广播发送消息，从而通知全部通信设备30测定计测主设备与计测从设备之间的缆线40的长度。

在步骤s104中，在步骤s103中发送的消息中既未被指定为主设备也未被指定为从设备的通信设备30的cpu311将动作模式切换到等待模式。即，在步骤s102中选择出的计测主设备和计测从设备以外的通信设备30将动作模式切换到等待模式。

当切换到等待模式时，通信装置30在基准期间内停止向缆线40发送分组。基准期间是执行后述的步骤s105～步骤s110的处理的期间以上的期间，是从计测主设备发送测定分组到接收到响应分组为止的期间以上的期间。能够根据缆线长度计算系统10具有的缆线40的长度和信号传输速度等，确定将最多何种程度的期间设定成基准期间即可。

在步骤s105中，作为在步骤s103中发送的消息中被指定为主设备的通信装置30的计测主设备的cpu311将动作模式切换到计测主设备模式。

当切换到计测主设备模式时，计测主设备的cpu311向期间检测电路312发送模式信号51，在从测定分组被发送到缆线40到从缆线40接收到响应分组为止的期间，对期间检测电路312设定成输出使能信号52。此外，计测主设备的cpu311向计数器313发送复位信号53，将计数值复位成0。

在步骤s106中，作为在步骤s103中发送的消息中被指定为从设备的通信设备30的计测从设备的cpu311将动作模式切换到计测从设备模式。

当切换到计测从设备模式时，计测从设备的cpu311向期间检测电路312发送模式信号51，在从缆线40接收到测定分组到向缆线40发送响应分组为止的期间，对期间检测电路312设定成输出使能信号52。此外，计测从设备的cpu311向计数器313发送复位信号53，将计数值复位成0。

在步骤s107中，计测主设备的cpu311对mac芯片33发送指示开始计测的控制信号54。于是，基于mac芯片33的控制，phy芯片32的发送电路321经由发送机323向缆线40发送发往计测从设备的计测分组。此时，发送电路321将发送定时信号55发送给期间检测电路312。

假设在接收到发送定时信号55时，计测主设备的期间检测电路312已发送计测分组，按照步骤s105中的设定，开始输出使能信号52。如图5所示，在输出使能信号52的期间，计测主设备的计数器313对由振荡器314输出的时钟信号57的数量(计数值58)进行计数作为第1数量。

在步骤s108中，计测从设备的phy芯片32的接收电路322经由接收机324接收在步骤s107中由计测主设备发送的计测分组。于是，接收电路322对期间检测电路312发送接收定时信号56。

假设在接收到接收定时信号56时，计测从设备的期间检测电路312已接收到计测分组，按照步骤s106中的设定，开始输出使能信号52。如图6所示，在输出使能信号52的期间，计测从设备的计数器313对由振荡器314输出的时钟信号57的数量(计数值58)进行计数作为第2数量。

在步骤s109中，计测从设备的cpu311对mac芯片33发送指示发送响应的控制信号54。于是，基于mac芯片33的控制，phy芯片32的发送电路321经由发送机323向缆线40发送发往计测主设备的响应分组。此时，发送电路321将发送定时信号55发送给期间检测电路312。

假设在接收到发送定时信号55时，计测从设备的期间检测电路312已发送响应分组，按照步骤s106中的设定，停止输出使能信号52。如图6所示，在停止输出使能信号52时，计测从设备的计数器313结束计数。

在步骤s110中，计测主设备的phy芯片32的接收电路322经由接收机324接收在步骤s109中由计测从设备发送的响应分组。于是，接收电路322对期间检测电路312发送接收定时信号56。

假设在接收到接收定时信号56时，计测主设备的期间检测电路312已接收到响应分组，按照步骤s105中的设定，停止输出使能信号52。如图5所示，在停止输出使能信号52时，计测主设备的计数器313结束计数。

在步骤s111中，计测主设备的cpu311从计数器313读出作为计数值58的第1数量。cpu311对mac芯片33发送包含第1数量的控制信号54。于是，基于mac芯片33的控制，phy芯片32的发送电路321将包含第1数量的分组发送到控制器20。

于是，控制器20的第1数量取得部212通过接收包含第1数量的分组，取得第1数量。

在步骤s112中，计测从设备的cpu311从计数器313读出作为计数值58的第2数量。cpu311对mac芯片33发送包含第2数量的控制信号54。于是，基于mac芯片33的控制，phy芯片32的发送电路321将包含第2数量的分组发送到控制器20。

于是，控制器20的第2数量取得部213通过接收包含第2数量的分组，取得第2数量。

在步骤s113中，控制器20的缆线长度计算部214根据在步骤s111中取得的第1数量和在步骤s112中取得的第2数量，计算计测主设备与计测从设备之间的缆线40的长度。

具体地，缆线长度计算部214通过对从第1数量减去第2数量而得到的值乘以振荡器314的振荡周期和缆线40的信号传播速度后除以2，计算计测主设备与计测从设备之间的缆线40的长度。另外，假设振荡器314的振荡周期和缆线40的信号传播速度是事先确定的。

在步骤s114中，控制器20的设定部211在作为计测对象的2个通信设备30的组合中残留有尚未计测缆线40的长度的组合的情况下，使处理返回到步骤s102。而且，对于尚未计测缆线40的长度的组合，将2个通信设备30的一方设为计测主设备，将另一方设为计测从设备来执行处理。另一方面，设定部211在对于作为计测对象的2个通信设备30的组合，计测全部完成的情况下，结束处理。

***实施方式1的效果***

如上所述，在实施方式1的缆线长度计算系统10中，计测主设备对在从发送测定分组到接收到响应分组为止的期间由振荡器输出的时钟信号57的数量进行计数作为第1数量，计测从设备对在从接收到测定分组到发送响应分组为止的期间由振荡器输出的时钟信号57的数量进行计数作为第2数量。然后，根据第1数量和第2数量计算计测主设备与计测从设备之间的缆线的长度。由此，能够正确地在线测定通信设备30之间的缆线的长度。

特别地，实施方式1的缆线长度计算系统10能够通过由一般的phy芯片32输出的计测分组和能够低成本简单地实现的控制器20，正确地在线测定通信设备30之间的缆线的长度。

***其它构成***

<变形例1>

在实施方式1中，说明了计测通信设备30之间的缆线40的长度的情况。但是，通过同样的方法，也能够计测控制器20与通信设备30之间的缆线40的长度。该情况下，控制器20可以成为计测主设备，也可以成为计测从设备。

<变形例2>

在实施方式1中，各功能结构要素由软件实现。但是，作为变形例2，各功能结构要素也可以由硬件实现。关于该变形例2，说明与实施方式1的不同点。

参照图7说明变形例2的控制器20的结构。

在各功能结构要素由硬件实现的情况下，控制器20具有电子电路25来代替处理器21、内存22和存储器23。电子电路25是实现各功能结构要素和内存22、存储器23的功能的专用电路。

作为电子电路25，假设是单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、逻辑ic、ga(gatearray：门阵列)、asic(applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)、fpga(field-programmablegatearray：现场可编程门阵列)。

各功能结构要素可以由1个电子电路25实现，也可以使各功能结构要素分散到多个电子电路25来实现。

<变形例3>

作为变形例3，也可以是，一部分的各功能结构要素由硬件实现，其它的各功能结构要素由软件实现。

将处理器21、内存22、存储器23和电子电路25称作处理电路。即，各功能结构要素的功能通过处理电路实现。

实施方式2

实施方式2与实施方式1的不同点在于，控制器20从计测主设备和计测从设备取得振荡器314的振荡周期。在实施方式2中，对该不同点进行说明，对于相同点省略说明。

***动作的说明***

参照图8说明实施方式2的缆线长度计算系统10的操作。

实施方式2的缆线长度计算系统10的动作相当于实施方式2的缆线长度计算方法。

步骤s201～步骤s210的处理与图4的步骤s101～步骤s110的处理相同。此外，步骤s214的处理与图4的步骤s114的处理相同。

在步骤s211中，计测主设备的cpu311对mac芯片33发送包含第1数量和作为振荡器314的振荡周期的第1周期的控制信号54。于是，基于mac芯片33的控制，phy芯片32的发送电路321将包含第1数量和第1周期的分组发送到控制器20。

于是，控制器20的第1数量取得部212通过接收包含第1数量和第1周期的分组，取得第1数量和第1周期。

在步骤s212中，计测从设备的cpu311对mac芯片33发送包含第2数量和作为振荡器314的振荡周期的第2周期的控制信号54。于是，基于mac芯片33的控制，phy芯片32的发送电路321将包含第2数量和第2周期的分组发送到控制器20。

于是，控制器20的第2数量取得部213通过接收包含第2数量和第2周期的分组，取得第2数量和第2周期。

在步骤s213中，控制器20的缆线长度计算部214从对第1数量乘以第1周期而得到的值减去对第2数量乘以第2周期而得到的值。缆线长度计算部214对通过相减而计算出的值乘以缆线40的信号传播速度后除以2，从而计算计测主设备与计测从设备之间的缆线40的长度。

***实施方式2的效果***

如上所述，在实施方式2的缆线长度计算系统10中，控制器20能够正确地在线测定通信设备30之间的缆线的长度，而不必预先掌握通信设备30的振荡器314的振荡周期。

因此，不需要设置用于测定缆线40的长度的专用振荡器314，因此，能够容易地扩充通信设备30的门类。

标号说明

10：缆线长度计算系统；20：控制器；21：处理器；22：内存；23：存储器；24：通信接口；25：电子电路；211：设定部；212：第1数量取得部；213：第2数量取得部；214：缆线长度计算部；30：通信设备；31：通信控制电路；311：cpu；312：期间检测电路；313：计数器；314：振荡器；32：phy芯片；321：发送电路；322：接收电路；323：发送机；324：接收机；33：mac芯片；40：缆线；51：模式信号；52：使能信号；53：复位信号；54：控制信号；55：发送定时信号；56：接收定时信号；57：时钟信号；58：计数值。