DE3317545C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein rechnergestütztes Zeitmulti­ plex-Übertragungssystem der im Oberbegriff des Anspru­ ches 1 angegebenen Art.

Ein derartiges Übertragungssystem ist aus der DE-OS 28 23 856 bekannt. Die Zahl der angeschlossenen einzeln adressierbaren Datenstationen kann hierbei nicht größer als die Anzahl verfügbarer unterschiedlicher Adressen, bei einer Kodierung auf 8 Bit nicht größer als 256 sein. Zwar läßt sich die Zahl verfügbarer Adressen beispielsweise durch Einführung eines weiteren Adressen­ bits und damit die Anzahl anschließbarer, einzeln adressierbarer Datenstationen erhöhen, jedoch erhöht sich dann (bei gleichbleibender Übertragungsgeschwindig­ keit) die Zykluszeit proportional.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zeitmulti­ plex-Übertragungssystem der einleitend angegebenen Gat­ tung zu schaffen, bei dem mehr Datenstationen an die Zentraleinheit angeschlossen werden können als Adressen verfügbar sind.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kenn­ zeichen des Anspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung vorgeschlagene Unterteilung des Quittungszeitschlitzes in eine Anzahl von Blöcken er­ laubt es, je nach der Bedeutung, die man diesen Blöcken zuordnet, in der zentralen Steuereinheit entweder die unter der gleichen Adresse antwortenden Datenstationen einzel zu identifizieren oder, sofern gleiche Ein­ gänge dieser Datenstationen gleicher Adresse mit gleich­ artigen zu überwachenden Größen beschaltet sind, die Antwortsignale den einzelnen Größen zuzuordnen. Bevor­ zugte Ausführungsformen des Übertragungssystems sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist das Übertragungssystem nach der Erfindung in einer beispielsweise gewählten Ausführungs­ form schematisch vereinfacht dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 ein Blockschaltbild des Übertragungs­ systems,

Fig. 2 ein Zeitdiagramm der Quittungssignale der Datenstationen in Fig. 1,

Fig. 3 ein Blockschaltbild einer im Rahmen der Erfindung verwendeten zentralen Steuereinheit,

Fig. 4 erlautende Signaldiagramme,

Fig. 5 ein Flußdiagramm zur Beschreibung des Programmablaufes in der zentralen Steuereinheit,

Fig. 6 einen Schaltplan eines Ausführungs­ beispiels einer Datenstation,

Fig. 7 ein Blockschaltbild eines Quittungs­ signalgebers gemäß Fig. 6,

Fig. 8 die Quittungssignale eines Schiebe­ registers gemäß Fig. 7,

Fig. 9 ein anderes Ausführungsbeispiel einer Datenstation,

Fig. 10 ein Blockschaltbild eines anderen Quittungssignalgebers,

Fig. 11 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Datenstation,

Fig. 12 ein Zeitdiagramm der Quittungssignale der in Fig. 11 dargestellten Daten­ stationen,

Fig. 13 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels des Quittungs­ signalgebers und

Fig. 14 die Quittungssignale eines Schiebe­ registers gemäß Fig. 13.

Gemäß Fig. 1 sind an eine zentrale Steuereinheit 3 über eine Signalleitung 6 eine Anzahl von Daten­ stationen 51 bis 56 angeschlosen. Die Datenstationen 51 bis 54 haben dieselbe Adresse A. Die übrigen Daten­ stationen 55 und 56 haben dieselbe Adresse B. Jede der Datenstationen 51 bis 56 hat einen Wahlschalter S 11 bis S 15 (bzw. S 21 bis S 25 usw.) zur Auswahl eines Quittungsblocks innerhalb eines Quittungszeitschlitzes. In dem gewählten Quittungs­ block wird das Quittungssignal RS 1 bi RS 6 der betref­ fenden Datenstation gesendet. Außerdem hat jede Daten­ station Ausgänge zur Abgabe von Steuersignalen RD 11 bis RD 15 bzw. RD 21 bis RD 25 usw., sowie Eingänge für zu überwachende Größen I 11 bis I 15 bzw I 21 bis I 25 usw. Die Abgabe der Steuersignale RD 11 bis Rd 15 usw. wird von der zentralen Steuereinheit 3 durch Senden eines Übertragungssignals SS ausgelöst. In der Datenstation RS 1 ist der Wahlschalter S 11 geschlossen, alle übrigen sind geöffnet. In der Datenstation RS 2 sind die Wahl­ schalter S 22 und S 23 geschlossen, alle übrigen sind geöffnet, und so weiter, wie im einzelnen in der Figur dargestellt.

Fig. 2 zeit das Zeitdiagramm der von den Daten­ stationen in Fig. 1 abgegebenen Quittungssignale RS 1 bis RS 4 sowie das von der zentralen Steuereinheit 3 empfangene Quittungssignal RS. Einem langen Impuls ist hierbei der logische Wert "1", einem kurzen Impuls der logische Wert "0" zugeordnet. Der Quittungszeitschlitz ist in aufeinanderfolgende Quittungsblöcke B 1 bis B 5 gleicher Länge unterteilt. Jede dieser Blöcke ent­ spricht genau einer der zu überwachenden Größen I 11 bis I 45. Die Zuordnung erfolgt über die Wahlschalter, so daß beispielsweise die Datenstation 52, bei der die Wahlschalter S 22 und S 23 geschlossen sind, nur während des Quittungsblocks B 2 einen der überwachten Größe I 22 entsprechenden Wert "0" und nur während des Quittungs­ blocks B 3 einen der überwachten Größe I 23 entsprechen­ den Wert "1" liefert. Die zentrale Steuereinheit 3 vermag daher zu erkennen, daß der in dem Quittungssignal RS innerhalb des Quittungsblocks B 1 auftretende Impuls von der Datenstation 51 stammt und der überwachten Größe I 11 zuzuordnen ist.

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Steuereinheit 3. Ein Zentralrechner 31 ist mit einer Übertragungseinheit 32 verbunden, die ihrerseits mit einem Empfänger 34 und einem Sender 35 verbunden ist. Außerdem ist an die Übertragungs­ einheit 32 ein Zähler 33 angeschlossen.

Die Fig. 4 und 5 verdeutlichen den Programmablauf in der zentralen Steuereinheit 3.

In Fig. 4 ist in der ersten Zeile das Übertragungssignal SS und in der zweiten Zeile das anschließend empfangene Quittungssignal RS dargestellt. Gemäß Fig. 5 wird im Schritt ST 1 das Übertragungssignal SS auf den logischen Wert "0" gebracht, eine Zeitgeberkennung wird auf "0" ge­ setzt und dadurch der Zeitgeber TS gesetzt. Im Schritt ST 2 wird geprüft, ob die Zeitgeberkennung "1" ist. Wenn ja, fährt das Programm mit dem Schritt ST 3 fort, in welchem das Übertragungssignal SS auf "1" und die Zeitgeberkennung auf "0" gebracht und damit der Zeitgeber TS gesetzt wird. Im Schritt ST 4 ruft die Übertragungseinheit 32 die Übertragungsdaten von dem Zentralrechner 31 ab und erhält sie im Schritt ST 5. Im Schritt ST 6 wird geprüft, ob die Zeitgeberkennung "1" ist. Bejahendenfalls folgt der Schritt ST 7, in welchem das Übertragungssignal SS ein­ schließlich der Adreßdaten AD und der Steuerdaten CD von der Übertragungseinheit 32 durch schrittweises Er­ höhen der Anzahl P der Signalimpulse gesendet wird. Im Schritt ST 8 wird geprüft, ob P seinen Endwert er­ reicht hat und bejahendenfalls folgt der Schritt ST 9, in welchem das Übertragungssignal SS auf "1" gesetzt wird, die Zeitgeberkennung auf "0" gesetzt wird und der Zeitgeber TB gesetzt wird. Im Schritt ST 10 wird das Quittungssignal AS empfangen. Im Schritt ST 11 wird ge­ prüft, ob die Zeitgeberkennung gleich "1" ist, bejahenden­ falls folgt der Schritt ST 12, bei dem die Anzahl N der Empfangsblöcke in Einerschritten erhöht wird. Im Schritt ST 13 wird geprüft, ob N seinen Maximalwert er­ reicht hat. Bejahendenfalls folgt Schritt ST 14. Verneinen­ denfalls geht das Programm zurück auf den Schritt ST 9. Die empfangenen Daten werden im Schritt ST 14 in "1" oder "0" umgewandelt und dem Schritt ST 15 an den Zentralrech­ ner 31 abgegeben. Dann kehrt das Programm nach ST 1 zurück. Auf diese Weise sendet die zentrale Steuereinheit 3 das Übertragungssignal SS und empfängt das Quittungssignal SR.

Fig. 6 zeigt einen Schaltplan eines Ausführungsbeispiels einer Datenstation. An die Signalleitung 6 ist ein Inter­ face 22 angeschlossen, auf den ein Schwingkreis 14, ein Quittungssignalgeber 17, ein Steuerdatenvergleicher 18 und ein Adressenvergleicher 19 folgen. An den Schwingkreis 14 ist wiederum ein Zähler 15 angeschlossen, der sowohl mit einer Steuerlogik 16 als auch mit dem Quittungssignal­ geber 17 verbunden ist. Die Steuerlogik 16 ist an den Steuerdatenvergleicher 18 und an den Adressenvergleicher 19 angeschlossen. Auf den Steuerdatenvergleicher 18 folgt ein Ausgabespeicher 20. Der Adressenvergleicher 19 ist mit einem Adressenprogrammierschalter SW verbunden. Das Interface 22 umfaßt einen Brückengleichrichter 9 und eine Sieb- und Glättungsschaltung mit den Bauteilen 21, 23, 10, 11, 13 und 12 zur Erzeugung der Versorgungs­ spannung +V _DD für die Datenstation 5. Der Schwingkreis 14 schwingt bei hoher Eingangsspannung auf seiner Eigen­ frequenz. Bei niedriger Eingangsspannung reißen die Schwingungen ab. Der Zähler 15 zählt die Schwingungen des Schwingkreises 14 und liefert Taktsignale für die Steuerlogik 16 und ein Taktsignal CKB für den Quittungs­ signalgeber 17. Der Steuerdatenvergleicher 18 entnimmt dem Übertragungssignal SS, gesteuert von der Steuerlogik 16, die Steuerdaten CD. Der Ausgabespeicher 20 formt hieraus die Steuersignale RD 1 bis RD 5. Der Adressenprogrammier­ schalter SW legt über die Kontakte SW 1 bis SW 8 die Adresse der Datenstation fest. Der Adressenvergleicher 19 prüft die gesendete Adresse auf Übereinstimmung mit der gespeicherten Adresse und aktiviert bejahendenfalls über die Steuerlogik 16 den Steuerdatenvergleicher 18. An­ schließend liefert der Quittungssignalgeber entsprechend der Stellung der Wahlschalter S 1 bis S 5 die den zu über­ wachenden Größen I 1 bis I 5 entsprechenden Daten usw. in Form eines langen Impulses für den logischen Wert "1" und in Form eines kurzen Impulses für den logischen Wert "0". Hierzu ist der Ausgang des Quittungssignalgebers 17 mit der Basis des Transistors 21 des Interface 22 ver­ bunden. Die ansteigende Flanke des Quittungssignals RS schaltet den Transistor 21 durchlässig, so daß die Signalleitung 6 von der Zentrale aus gesehen eine nied­ rige Impedanz über den Transistor 21 und den Widerstand 23 hat und das Quittungssignal RS in Form eines Stromimpulses übertragen wird. Solange in Datenstationen mit derselben Adresse unterschiedliche Wahlschalter eingeschaltet sind, tritt auf der Signalleitung 6 keine Überlappung der Quittungssignale auf.

Fig. 7 zeigt das Blockschaltbild des Quittungssignal­ gebers 17 in Fig. 6. Dieser Quittungssignalgeber ent­ hält einen Zähler 171, der mit dem Zähler 15 in Fig. 6 verbunden ist, Multiplexer 172 und 173, die mit dem Zähler 171 verbunden sind und ein Schieberegister 175, das an die Multiplexer 172 und 173 angeschlossen ist. Am Eingang IN des Multiplexers 172 liegen die zu überwachenden Daten I 1 bis I 5 parallel an. Am Eingang IN des Multiplexers 173 liegen die Pegel entsprechend der Stellung der Wahlschalter S 1 bis S 5 parallel an. Der Zähler 171 erhält den Takt CKB und das Schiebe­ register 175 erhält ein Taktsignal P/S zur Parallel/ Serien-Umschaltung sowie ein Taktsignal CK. Diese Signale sind in der dritten bis fünften Zeile der Fig. 4 dargestellt. Die Multiplexer 172 und 173 liefern entsprechend dem Quittungsblock-Takt CKB für jeden Quittungsblock ein serielles Ausgangssignal entsprechend den anliegenden Eingangsdaten. Wenn beispielsweise nur der Wahlschalter S 1 geschlossen ist, liefert der Ausgang OUT des Multiplexers 173 während des Quittungsblockes B 1 ein Signal mit dem logischen Wert "1" an einen Inverter 174, dessen Ausgang mit dem Rücksetzeingang R des Schieberegisters 175 verbunden ist. Dieses wird daher nicht auf den Anfangswert zurückgesetzt. Wenn gleichzei­ tig die überwachte Größe I 1 den Wert "1" hat, gibt der Multiplexer 172 über seinen Ausgang OUT während des Quittungsblocks B 1 ein Signal "1" an den Eingang i 2 des Schieberegisters 175. An dessen Ausgang erscheint dann ein Quittungssignal RS mit dem logischen Wert "1100". Die zugehörige Signalform ist unter A in Fig. 8 darge­ stellt. Wenn umgekehrt die überwachte Größe I 1 den Wert "0" hat, erscheint entsprechend am Ausgang OUT des Schie­ beregisters 175 ein Signal mit dem Wert "1000", das ge­ mäß Fig. 8B die Form eines Impulses mit einer gegenüber Fig. 8A geringeren Impulsbreite hat. Da die Wahlschalter S 2 bis S 5 offen sind, wird das Schieberegister 175 während der Quittungsblöcke B 2 bis B 5 nicht auf den Anfangswert zurückgesetzt, so daß das Schieberegister 175 auch kein Quittungssignal RS abgibt.

Fig. 9 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Datenstation 5. Die Wahlschalter S 1 bis S 5 umfassen je einen Transistor in Kollektorschaltung. Die Basis jedes Transistors ist mit einem der Eingänge für die zu überwachenden Größen I 1 bis I 5 so verbunden, daß dann, wenn alle zu überwachen Größen den Wert "0" haben, die Datenstation 5 kein Quittungssignal RS abgibt. Hat hingegen eine der zu überwachenden Größen den Wert "1", so wird der zugehörige Transistor durch­ lässig und der betreffende Wahlschalter dementsprechend geschlossen, so daß ein Impuls großer Impulsbreite (entsprechend "1") während des entsprechenden Quittungs­ blocks abgegeben wird. Diese Ausführungsform ist vor allem dann vorteilhaft, wenn an unterschiedlichen Orte gleiche Größen zu überwachen sind. Wenn bei­ spielsweise die Datenstationen 5, denen dieselbe Adresse zugeordnet ist, in den Zimmern eines Hotels abgebracht sind, können die jeweiligen Eingänge für die zu überwachende Größe I 2 mit den Brandmeldern in den entsprechenden Räumen, die Eingänge für die zu überwachende Größe I 3 mit den jeweiligen Kurz­ schlußmeldern und die Eingänge für die zu über­ wachende Größe I 4 mit den jeweiligen Alarmschaltern in den entsprechenden Zimmern verbunden werden. Im Normalzustand gibt keine der Datenstationen 5 ein Quittungssignal RS ab. Bricht dagegen beispielsweise ein Brand aus, so nimmt die zu überwachende Größe I 2 den Wert "1" an und während des ersten Quittungsblocks wird ein Quittungssignal RS gesendet. Die zentrale Steuer­ einheit 3 kann somit durch einmaliges Adressieren aller Datenstationen 5 gleicher Adresse erkennen, ob und ge­ gebenenfalls welche Abweichung vom Normalzustand vorliegt. Eine Voreinstellung der Wahlschalter ist nicht erfor­ derlich.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Quittungssignalgebers 17, der sich für die Datenstation nach Fig. 9 eignet. Erläutert werden nur die Unterschie­ de zu dem in Fig. 7 dargestellten Quittungssignalgeber 17. Die zu überwachenden Größen I 1 bis I 5 liegen parallel an dem Eingang IN des Multiplexers 173 an. Wenn alle zu überwachenden Größen den Wert "0" haben, wird das Schieberegister 175 während aller Quittungsblöcke auf den Anfangswert zurückgesetzt, ohne daß ein Quittungs­ signal RS abgeht. Wenn jedoch irgendeine Größe den Wert "1" hat, dann liefert das Schieberegister 175 das Quittungs­ signal RS mit dem Wert "1", usw. während des entsprechen­ den Quittungsblocks.

Eine weitere Ausführungsform einer Datenstation 5 ist in Fig. 11 dargestellt. Hierbei bestehen die zu überwachenden Größen I 2, I 4, I 6 aus der mittels der Inverter 30, 31, 32 erzeugten, logischen Umkehrung der zu überwachenden Größen I 1, I 3, I 5. Die Wahlschalter S 2, S 4, S 6 entfallen. Ihre Funktionen werden von den Wahlschaltern S 1, S 3 und S 5 übernommen.

Fig. 12 zeigt das von einer solchen Datenstation gelie­ ferte Quittungssignal. Beispielshalber sei angenommen, daß drei Datenstationen gleicher Adresse in der in Fig. 11 dargestellten Ausführungsform an die Signalleitung 6 angeschlossen sind. In der ersten Datenstation ist der Wahl­ schalter S 1 geschlossen, in der zweiten Datenstation ist der Wahlschalter S 3 geschlossen und in der dritten Daten­ station ist der Wahlschalter S 5 geschlossen. Wenn die zu überwachenden Größen I 1, I 3 und I 5 jeweils die Werte "1", "0" und "1" haben, hat das während der Quittungs­ blöcke B 1 und B 2 von der ersten Datenstation an die zentra­ le Steuereinheit gesendete Quittungssignal RS 1 den Wert "10", das während der Quittungsblöcke B 3 und B 4 von der zweiten Datenstation gesendete Quittungssignal RS 2 den Wert "01" und das während der Quittungsblöcke B 5 und B 6 von der dritten Datenstation gesendete Quittungssignal RS 3 den Wert "10". Die Quittungssignale der Datenstationen überlappen sich mithin nicht. Die zentrale Steuereinheit 3 bewertet die Summe der logischen Werte während der Quit­ rungsblöcke B 1 und B 2, die Summe der logischen Werte während der Quittungsblöcke B 3 und B 4 und die Summe der logischen Werte während der Quittungsblöcke B 5 und B 6. Wenn jede dieser Summen ungerade ist, erhält die zen­ trale Steuereinheit 3 während der Quittungsblöcke B 1, 3 und B 5 die tatsächlichen Werte der überwachten Größen. Wenn jedoch irgendeine der Summen geradzahlig ist, for­ dert die zentrale Steuereinheit 3 die Datenstation auf, die Quittungssignale erneut zu senden. Hierdurch werden Übertragungsfehler auf ein Minimum reduziert.

Fig. 13 zeigt ein Schaltbild eines Quittungssignal­ gebers, der solche Quittungssignale erzeugt. Erläutert wird nur der Unterschied zu den in den Fig. 7 und 10 dargestellten Quittungssignalgebern. Der Eingang i 2 eines Schieberegisters 176 ist mit dem Ausgang OUT des Multiplexers 172 (vergleiche Fig. 10) verbunden. Der Ein­ gang des Inverters 174 ist mit dem Ausgang OUT des Multiplexers 173 (vergleiche Fig. 7 und 10) verbunden. Der Eingang B 2 des Schieberegisters 176 ist außerdem über einen Inverter 177 mit dem Eingang i 3 verbunden. Wenn ein von dem Multiplexer 172 geliefertes Signal den Wert "1" hat, liefert der Ausgang OUT des Schieberegisters 176 den Wert "11010" als Quittungssignal RS. Dieses Signal ist in Fig. 14A dargestellt. Wenn umgekehrt das Signal des Multiplexers 172 den Wert "0" hat, hat das von dem Schieberegister 176 abgegebene Quittungssignal den Wert "10110". Dieses Signal ist in Fig. 14B dargestellt.

Claims (6)

1. Rechnergestütztes Zeitmultiplex-Übertragungssystem, bestehend aus einer zentralen Steuereinheit, die über eine zweidrähtige Signalleitung mit mehreren Daten­ stationen verbunden ist und an diese ein Übertragungs­ signal sendet, das eine Adresse, Steuersignale für mittels der Datenstationen zu steuernde Größen und einen Zeitschlitz für ein Quittungssignal enthält, wobei jede Datenstation einen Empfänger für das Übertragungssignal, einen Adressenspeicher, einen Adressenvergleicher und einen Quittungssignalgeber umfaßt, der durch die Datenstation zu überwachende Größen in Quittungssignale umformt, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehreren Datenstationen (51-54; 55, 56) die gleiche Adresse (A; B) zugewiesen ist, daß der Quittungszeitschlitz (RS) in eine Anzahl von Blöcken (B 1-B 5) unterteilt ist, die größer als die Zahl der Datenstationen mit der gleichen Adresse ist, daß jede Datenstation (z. B. 51) eine Wahl­ schaltung (S 11-S 15) enthält die dieser Datenstation mindestens einen bestimmten Quittungszeitblock (z. B. (B 1) zuordnet, und daß die Steuereinheit (3) Schaltungen zur getrennten Auswertung der in den einzelnen Quittungs­ zeitblöcken enthaltenen Informationen umfaßt.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahlschaltung (z. B. S 11-S 15) voreinstellbar ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wahlschaltung (S 1-S 5 in Fig. 9) durch die zu über­ wachenden Größen (I 1-I 5) für den zugeordneten Quittungszeitblock aktivierbar ist.

4. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Quittungssignalgeber (17) das Quittungssignal in Form des Binärwertes der zu überwachenden Größen und deren logischem Komplement liefert.

5. System nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Quittungssignalgeber (17) einen ein Taktsignal (CKB) erhaltenden Zähler (171), einen an diesen ange­ schlossenen, ersten Multiplexer (172), an dem die zu überwachenden Größen (I 1-I 5) parallel anliegen, sowie ein dem Multiplexer (172) nachgeschaltetes Schiebe­ register (175) enthält, das das Quittungssignal (RS) erzeugt und dessen Rücksetzeingang (173) verbunden ist, an des­ sen Paralleleingängen die Signale (S 1-S 5) der Wahl­ schaltung zur Festlegung des Quittungszeitblocks zur Übertragung des Quittungssignals anliegen (Fig. 7).

6. Abwandlung des Systems nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Paralleleingänge des zweiten Multiplexers (173) mit den Paralleleingängen des ersten Multiplexers (172) verbunden sind (Fig. 10).