專利名稱：控制多個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用一個(gè)主控制器控制多個(gè)設(shè)備的系統(tǒng)，每個(gè)設(shè)備都通過一單信號(hào)線連接到一多點(diǎn)線。
背景技術(shù)：
通常，實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)必須根據(jù)周圍環(huán)境的變化及時(shí)修改或改變其操作。而且，在嚴(yán)格實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)中，與實(shí)時(shí)處理系統(tǒng)相比，更強(qiáng)調(diào)及時(shí)性。
在這種情況下，在一例如工業(yè)設(shè)備或機(jī)器人的機(jī)電(mechatoronics)設(shè)備的控制系統(tǒng)中，為了保持機(jī)電(mechatoronics)設(shè)備的性能和安全，需要采用嚴(yán)格實(shí)時(shí)處理。簡(jiǎn)明地說，在機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)中，從預(yù)定事件的發(fā)生到事件的處理所允許的時(shí)間間隔是很短的。
因此，在機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)中，為了保持嚴(yán)格及時(shí)處理，一主控制器以及由其控制的多個(gè)設(shè)備由設(shè)置到各設(shè)備的租用信號(hào)線連接。具體來說，一控制信號(hào)包括一廣播信號(hào)或一中斷信號(hào)，通過每一設(shè)備的租用信號(hào)線傳輸。例如，本技術(shù)由以下兩個(gè)參考例揭露。
(1)Journal of the Robotics Society of Japan，Vol.20，No.1，pp.89～97，Zhanget al.”Mathematical Model for binocular Movements Mechanism andConstruction of Eye Axes control System”(2)Electronics technology，Vol.44，No.4，pp.14～16，”A characteristics ofultrasonic motor and its driving control technology”，Kenichi Kataoka然而，在最近的機(jī)電設(shè)備控制系統(tǒng)中，由于要求了高級(jí)功能和高性能，所以控制系統(tǒng)包含了大量的設(shè)備。另一方面，在機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)中，主控制器以及多個(gè)由其控制的設(shè)備由各個(gè)設(shè)備的租用信號(hào)線連接。因此，在機(jī)電設(shè)備的控制系統(tǒng)中，信號(hào)線的數(shù)量需要與連接到主控制器上的設(shè)備的數(shù)量成比例。因此，大量的信號(hào)線是實(shí)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備小型化、低價(jià)格以及便攜性的障礙。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種減少主控制器與多個(gè)設(shè)備連接的信號(hào)線的數(shù)量的控制系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種控制系統(tǒng)，包括主控制器，其設(shè)置為連接到一單信號(hào)線并用一頻段向信號(hào)線發(fā)送控制信號(hào)；以及多個(gè)設(shè)備，分別設(shè)置為連接到一多點(diǎn)線，每條多點(diǎn)線都從單信號(hào)線上分支而出。給每一設(shè)備都分配了唯一的頻率或一頻段中的子波段頻率。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供一種控制系統(tǒng)，包括主控制器，其設(shè)置為連接到一單信號(hào)線；以及多個(gè)設(shè)備，分別設(shè)置為連接到一多點(diǎn)線，每一多點(diǎn)線都從單信號(hào)線上分支而出，并用一頻段向多點(diǎn)線上發(fā)送一控制信號(hào)。所述主控制器用該頻段從單信號(hào)線上接收每個(gè)設(shè)備的控制信號(hào)。給每一設(shè)備都分配了唯一的頻率或一頻段中的子波段頻率。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的框圖。
圖2是根據(jù)本實(shí)施例中圖1的控制系統(tǒng)的接口電路10的框圖。
圖3是根據(jù)本實(shí)施例中圖1的控制系統(tǒng)的接口電路20a的框圖。
圖4是根據(jù)本實(shí)施例的表示頻段分配的示意圖。
圖5A和圖5B是根據(jù)本實(shí)施例，示出設(shè)置一中斷信號(hào)優(yōu)先程度的一種方法的示意圖。
圖6A和圖6B是設(shè)置一個(gè)中斷信號(hào)優(yōu)先程度的另外一種方法的示意圖。
圖7是該控制系統(tǒng)的一個(gè)具體例子的示意圖。
圖8是該控制系統(tǒng)的另一例子的示意圖。
圖9是主控制器向兩個(gè)設(shè)備發(fā)送一廣播信號(hào)的操作順序的示意圖。
圖10是兩個(gè)設(shè)備向主控制器發(fā)送中斷信號(hào)的操作順序的示意圖。
圖11是根據(jù)本實(shí)施例的一個(gè)變型的圖1的控制系統(tǒng)的接口電路10的框圖。
圖12是根據(jù)本實(shí)施例的一個(gè)變型的圖1的控制系統(tǒng)的接口電路20a的框圖。
圖13是根據(jù)本實(shí)施例的變型的頻段分配示意圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖詳細(xì)解釋本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的控制系統(tǒng)的框圖。如圖1所示，在本實(shí)施例的控制系統(tǒng)中，主控制器1通過接口電路10連接到單信號(hào)線3上，并且設(shè)備2a～2n分別連接到從單信號(hào)線3分支出的多點(diǎn)線4a～4n。在這種情況下，單信號(hào)線3和多點(diǎn)線4a～4n之間的關(guān)系是多點(diǎn)線4a～4n是從單信號(hào)線3分支出的組成部分。多點(diǎn)線可以以總線類型分配而分出。此外，作為一種線，單信號(hào)線和多點(diǎn)線可以設(shè)置為普通信號(hào)線，光纖或同軸光纜。
主控制器1控制設(shè)備2a～2n。在下文中，將解釋接口電路10的組件。
圖2是根據(jù)實(shí)施例中圖1的控制系統(tǒng)的接口電路10的方框圖。如圖2所示，接口電路10包括調(diào)制器11a～11n，調(diào)制器12，混合電路13，分路器/疊加電路14，濾波器15a～15n，濾波器16，解調(diào)器17a～17n，以及解調(diào)器18。
調(diào)制器11a～11n分別調(diào)制從主控制器1輸出給設(shè)備2a～2n的模擬信號(hào)(A～N)。在這種情況下，模擬信號(hào)(A)是輸出到設(shè)備2a的模擬信號(hào)，模擬信號(hào)(B)是輸出到設(shè)備2b的模擬信號(hào)。
調(diào)制器12調(diào)制主控制器1輸出給設(shè)備2a～2n的廣播信號(hào)(X)。
混合電路13將調(diào)制器11a～11n所調(diào)制的模擬信號(hào)(A～N)以及調(diào)制器12所調(diào)制的廣播信號(hào)(X)混合。
分路器/疊加電路14分別疊加由混合電路13在一預(yù)定頻段(fda～fdn，fdx)上混合的模擬信號(hào)(A～N)和廣播信號(hào)(X)。每個(gè)頻段分為多個(gè)子頻段或多個(gè)頻率。如普通技術(shù)人員所明白的，一頻率可以根據(jù)應(yīng)用和設(shè)備指一個(gè)頻段，反之亦然。在這種情況下，將頻率(fda)分配給設(shè)備2a，并且將頻率(fdb)分配給設(shè)備2b。
而且，分路器/疊加電路14從設(shè)備2a～2n輸出給主控制器12的信號(hào)中分離出模擬信號(hào)(a～n)和中斷信號(hào)(x)。模擬信號(hào)(a～n)和中斷信號(hào)(x)已由分路器/疊加電路24a疊加，如下面圖3中的解釋。
濾波器15a～15n分別能夠通過用預(yù)定頻率傳輸?shù)男盘?hào)。具體來說，濾波器15a～15n分別截取從分路器/疊加電路14所分離的模擬信號(hào)(a～n)中用頻段(fua～fun)發(fā)送的各模擬信號(hào)。例如，濾波器15a截取設(shè)備2a輸出給主控制器1的模擬信號(hào)(a)。模擬信號(hào)(a)用分配給設(shè)備2a的頻率(fua)傳送。
濾波器16可通過用預(yù)定頻段發(fā)送的信號(hào)。具體來說，濾波器16截取由分路器/疊加電路14所分離的中斷信號(hào)(x)中用頻率(fux)所發(fā)送的中斷信號(hào)(x)。若分路器/疊加電路14能僅分離中斷信號(hào)(x)，則可以省略濾波器16。
解調(diào)器17a～17n分別解調(diào)濾波器15a～15n所截取的模擬信號(hào)(a～n)。調(diào)解器18調(diào)解濾波器16所截取的中斷信號(hào)(x)。
簡(jiǎn)要地說，接口電路10是一發(fā)送裝置，它用分配給第一裝置2a的頻率(fda)向單信號(hào)線3發(fā)送第一裝置2a的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(A))，并且用分配給第二裝置2b的頻率(fdb)向單信號(hào)線3發(fā)送第二裝置2b的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(B))。
而且，接口電路10是一接收裝置，它從單信號(hào)線3上接收用分配給第一裝置2a的頻率(fda)發(fā)送的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(a))以及用分配給第二裝置2b的頻率(fdb)發(fā)送的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(b))。
圖3是根據(jù)本實(shí)施例接口電路20a的框圖。接口電路20a～20n具有相同的元件。因此，接口電路20a只作為一個(gè)例子加以解釋。
如圖3所示，接口電路20a包括調(diào)制器21a，調(diào)制器22a，混合電路23a，分路器/疊加電路24a，濾波器25a，濾波器26a，解調(diào)器27a，以及解調(diào)器28a。
調(diào)制器21a對(duì)裝置2a輸出給主控制器1的模擬信號(hào)(a)進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制器22a對(duì)裝置2a輸出給主控制器1的中斷信號(hào)(x)進(jìn)行調(diào)制。
混合電路23a將調(diào)制器21a調(diào)制過的模擬信號(hào)(a)與調(diào)制器22a調(diào)制后的中斷信號(hào)(x)進(jìn)行混合。
分路器/疊加電路24a分別在預(yù)定的頻段(fua，fux)上將混合電路23a混合后的模擬信號(hào)(a)和中斷信號(hào)(x)疊加。而且，分路器/疊加電路24a將每一個(gè)主控制器1發(fā)送給設(shè)備2a的模擬信號(hào)(A～N)和廣播信號(hào)(X)分離。
濾波器25a通過一個(gè)用預(yù)定頻段傳送的信號(hào)。具體來說，濾波器25a從分路器/疊加電路24a所分離的模擬信號(hào)(A～N)中截取用頻率(fda)傳送的模擬信號(hào)(A)。
濾波器26a通過用預(yù)定頻率段發(fā)送的信號(hào)。具體來說，濾波器26a從分路器/疊加電路24a所分離的廣播信號(hào)(X)中截取用頻率(fdx)發(fā)送的廣播信號(hào)(X)。若分路器/疊加電路24a能僅分離廣播信號(hào)(X)，則濾波器26a可以省去。
解調(diào)器27a解調(diào)濾波器25a截取的模擬信號(hào)(A)。調(diào)解器28a調(diào)解濾波器26a截取的廣播信號(hào)(X)。
簡(jiǎn)單地說，在本實(shí)施例中，接口電路20a是第一接收裝置，它從多點(diǎn)線4a上接收一用分配給第一設(shè)備2a的頻率(fda)發(fā)送的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(A))。此外，接口電路20a是第一發(fā)送裝置，它發(fā)送一用分配給第一設(shè)備2a的頻率(fua)發(fā)送的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(a))到在多點(diǎn)線4a上用。
同樣的，接口電路20b是第二接收裝置，它從多點(diǎn)線4b上接收一用分配給第一設(shè)備2b的頻率(fdb)發(fā)送的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(B))。此外，接口電路20b是第二發(fā)送裝置，它把一用分配給第二設(shè)備2b的頻率(fub)發(fā)送的控制信號(hào)(模擬信號(hào)(b))發(fā)送到多點(diǎn)線4b上。
圖4是本實(shí)施例的頻段分配的示意圖。如圖4所示，將預(yù)定頻段(fda～fdn)分配給從主控制器1輸出到設(shè)備2a～2n的模擬信號(hào)(A～N)，將預(yù)定頻段(fua～fun)分配給從設(shè)備2a～2n輸出到主控制器1的模擬信號(hào)(a～n)。此外，將預(yù)定頻率(fdx)分配給從主控制器1輸出到設(shè)備2a～2n的廣播信號(hào)(X)，并且將預(yù)定頻率(fux)分配給從設(shè)備2a～2n輸出到主控制器1的中斷信號(hào)(x)。
圖5A和圖5B是設(shè)置中斷信號(hào)優(yōu)先程度方法的一個(gè)例子的示意圖。如圖5A所示，從設(shè)備2a～2n到主控制器1的中斷信號(hào)的優(yōu)先程度與振幅值成比例增加。
具體來說，如圖5B所示，在從設(shè)備2a到主控制器1的中斷信號(hào)的振幅是“VL”且從設(shè)備2b到主控制器1的中斷信號(hào)的振幅是“VH”的情況下，接收到中斷的時(shí)刻，以來自于設(shè)備2b的具有較大振幅的中斷信號(hào)較為優(yōu)先。
圖6A和圖6B是設(shè)置中斷信號(hào)優(yōu)先程度的另外一種方法的例子的示意圖。如圖6A所示，從設(shè)備2a～2n到主控制器1的中斷信號(hào)的優(yōu)先程度與中斷信號(hào)的持續(xù)時(shí)間成比例增加。
具體來說，如圖6B所示，在從設(shè)備2a到主控制器1的中斷信號(hào)的持續(xù)時(shí)間是“TL”且從設(shè)備2b到主控制器1的中斷持續(xù)時(shí)間是“TH”的情況下，接收到中斷的時(shí)刻，以來自于設(shè)備2b的具有較長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間的中斷較為優(yōu)先。
圖7是該控制系統(tǒng)的一個(gè)具體例子。如圖7所示，本發(fā)明的控制系統(tǒng)是，例如，應(yīng)用于機(jī)械臂的。在這種情況下，主控制器1控制機(jī)械臂50及設(shè)置在機(jī)械臂末端的手60的位置和速度和在時(shí)間過程中驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂50及手60的能量動(dòng)力。具體來說，對(duì)于驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂50的每個(gè)關(guān)節(jié)的設(shè)備2a～2c，主控制器1通過單信號(hào)線3用分配給每個(gè)設(shè)備2a～2c的頻段(fda～fdc)發(fā)送一模擬信號(hào)。此外，設(shè)備2a～2c分別接收用頻段(fda～fdc)并通過從單信號(hào)線3分支出來的多點(diǎn)線4a～4c傳送的模擬信號(hào)。
設(shè)備2a～2c具有相同的組成。因此，在下文中，只以設(shè)備2a為例加以解釋。
圖8是設(shè)備2a的框圖。如圖8所示，設(shè)備2a包括關(guān)節(jié)控制器30a以及關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)·傳感器40a。
關(guān)節(jié)控制器30a通過控制關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器傳來40來控制關(guān)節(jié)的位置和速度。具體來說，關(guān)節(jié)控制器30a包括接口電路20a和基于用分配給設(shè)備2a的頻率(fda)傳送來模擬信號(hào)的控制關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)·傳感器40a。
關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)·器傳感器40a包括制動(dòng)器41a，用以阻止關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)42a，用于驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)，一轉(zhuǎn)矩傳感器43a，用于測(cè)量關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)矩，以及編碼器44a，用于測(cè)量關(guān)節(jié)的角度和位置。
在下文中，將解釋主控制器1向設(shè)備2a～2c傳送廣播信號(hào)的例子。
主控制器1基于預(yù)定的時(shí)間軸(隨時(shí)間流逝)控制設(shè)備2a～2c。因此，若每個(gè)設(shè)備2a～2c的時(shí)間軸不一致，就會(huì)出現(xiàn)問題(例如，每個(gè)設(shè)備掌握工作對(duì)象變化的計(jì)時(shí))。因此，對(duì)于每個(gè)設(shè)備2a～2c來說，主控制器1在每個(gè)設(shè)備2a～2c的時(shí)間軸一致時(shí)觸發(fā)，用分配給每個(gè)設(shè)備2a～2c的公共頻率(fdx)發(fā)送廣播信號(hào)。
經(jīng)過計(jì)算機(jī)械臂50上每個(gè)關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)矩傳感器43a～43c的測(cè)量值，決定加到手60上的能量。然而，轉(zhuǎn)矩是隨時(shí)間改變的功率信息。為了能夠準(zhǔn)確計(jì)算手60上的功率，每一關(guān)節(jié)上的轉(zhuǎn)矩傳感器的值都需在同一時(shí)刻進(jìn)行測(cè)量。因此，主控制器在同一時(shí)刻給每一關(guān)節(jié)控制器30a～30c傳送轉(zhuǎn)矩測(cè)量的廣播信息。
此外，在機(jī)械臂50或手60的運(yùn)動(dòng)要緊急停止時(shí)(例如不尋常時(shí)刻或緊急時(shí)刻)的情況下，對(duì)于設(shè)備2a～2c來說，主控制器1用分配給每個(gè)設(shè)備2a～2c的頻率(fdx)發(fā)送一廣播信號(hào)，使每個(gè)關(guān)節(jié)停止運(yùn)動(dòng)。
此外，在控制機(jī)器人(機(jī)電設(shè)備)時(shí)，為了使主控制器1選擇一適合機(jī)器人工作的控制模式，每個(gè)設(shè)備2a～2c的控制模式經(jīng)常同時(shí)改變(例如，位置控制模式變?yōu)楣β士刂颇Ｊ?。在這種情況下，主控制器1用分配給每個(gè)設(shè)備2a～2c的公共頻率(fdx)給設(shè)備2a～2c傳送一廣播信號(hào)以對(duì)其重置或設(shè)置參數(shù)。
如上所述，對(duì)機(jī)器人(機(jī)電設(shè)備)的嚴(yán)格實(shí)時(shí)處理所需的系統(tǒng)進(jìn)行控制時(shí)，對(duì)于多個(gè)設(shè)備而言(每一設(shè)備2a～2c)，主控制器1要傳送一模擬信號(hào)來指定一預(yù)定的工作。此外，在多個(gè)設(shè)備中，編碼器的出現(xiàn)或模擬信號(hào)的偏置過程需要同步起來。因此，對(duì)于多個(gè)設(shè)備而言，主控制器1用分配給每個(gè)設(shè)備的公共頻段發(fā)送廣播信號(hào)。
(控制系統(tǒng)的操作過程)在下文中，將解釋控制系統(tǒng)的操作過程。圖9是根據(jù)本實(shí)施例的主控制器1向兩個(gè)設(shè)備2a和2b發(fā)送一廣播信號(hào)的操作順序表。
如圖9所示，在S11，主控制器1向設(shè)備2a用分配給設(shè)備2a的頻率(fda)發(fā)送一同步信息(模擬信號(hào)(A))。在這種情況下，設(shè)備2a等待同步，直到接收到主控制器1的廣播信號(hào)。
在S12，主控制器1向設(shè)備2b用分配給設(shè)備2b的頻率(fdb)發(fā)送一同步信息(模擬信號(hào)(B))。在這種情況下，設(shè)備2b等待同步，直到接收到主控制器的廣播信號(hào)。
在S13，主控制器1向設(shè)備2a和2b用分配給設(shè)備2a和2b的公共頻率(fdx)發(fā)送一廣播信號(hào)(x)。
圖10是根據(jù)本實(shí)施例，設(shè)備2a和2b向主控制器1發(fā)送中斷信號(hào)的操作順序表。
如圖10所示，在S21，設(shè)備2a用分配給設(shè)備2a和2b的公共頻率(fux)向主控制器1發(fā)送一中斷信號(hào)(x)。
在S22，由于主控制器1在此時(shí)沒有接收到其它中斷信號(hào)，因此主控制器1用分配給設(shè)備2a的頻率(fda)向設(shè)備2a發(fā)送一中斷服務(wù)(模擬信號(hào)(A))。
此外，在S23，設(shè)備2a用分配給設(shè)備2a和2b的公共頻率(fux)向主控制器1傳送一中斷信號(hào)(x)。
在S24，設(shè)備2b用分配給設(shè)備2a和2b的公共頻率(fux)向主控制器1發(fā)送一中斷信號(hào)(x)。如圖10所述，該中斷信號(hào)的優(yōu)先等級(jí)比在S23由設(shè)備2a發(fā)送的中斷信號(hào)的高。
在S25，由于設(shè)備2b發(fā)送的中斷信號(hào)的優(yōu)先等級(jí)比設(shè)備2a發(fā)送的中斷信號(hào)的高，因此主控制器1用分配給設(shè)備2b的頻率(fdb)向設(shè)備2b發(fā)送中斷服務(wù)信號(hào)(模擬信號(hào)(B))。
(控制系統(tǒng)的操作過程和效果)在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中，主控制器1用分配給每個(gè)設(shè)備2a～2n的頻段(fda～fdn)通過單信號(hào)線3向每一設(shè)備2a～2n分別發(fā)送模擬信號(hào)(A～N)。因此，與主控制器1以及每一設(shè)備2a～2n分別用租用線連接的情況相比，主控制器1與每個(gè)設(shè)備2a～2n間的信號(hào)連接線的數(shù)量得以減少。
此外，主控制器1同時(shí)向每個(gè)設(shè)備2a～2n發(fā)送模擬信號(hào)。因此，控制系統(tǒng)可保持及時(shí)性(嚴(yán)格實(shí)時(shí)性能)。
此外，在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中，主控制器1通過單信號(hào)線3，分別用分配給每個(gè)設(shè)備2a～2n的公共頻率(fdx)向每個(gè)設(shè)備2a～2n發(fā)送廣播信號(hào)(X)。因此，主控制器1可以使每個(gè)設(shè)備2a～2n同步執(zhí)行(例如，每個(gè)設(shè)備的內(nèi)部時(shí)鐘同步)，也可以同時(shí)改變每個(gè)設(shè)備2a～2n的控制模式(例如從位置控制模式變?yōu)楣β士刂颇Ｊ?。
而且，在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中，主控制器1通過單信號(hào)線3，分別接受每個(gè)設(shè)備2a～2n發(fā)送的模擬信號(hào)(a～n)。因此，與主控制器1以及每一設(shè)備2a～2n分別用租用線連接的情況相比，連接主控制器1與每個(gè)設(shè)備2a～2n所需的信號(hào)線的數(shù)量可以減少。
而且，在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中，主控制器1通過單信號(hào)線3，接收到用分配給每個(gè)設(shè)備2a～2n的公共頻率(fux)發(fā)送的中斷信號(hào)(x)。因此，設(shè)備2a～2b可以向主控制器1以中斷信號(hào)(x)發(fā)送緊急信號(hào)(例如，危險(xiǎn)信息信號(hào))。
(變型)在上述實(shí)施例中，主控制器1通過單信號(hào)線3，用分配給設(shè)備2a～2n的頻段(fda～fdn)向每個(gè)設(shè)備2a～2n分別發(fā)送模擬信號(hào)(A～N)。然而，在這種變型中，主控制器1通過單信號(hào)線3發(fā)送一包括設(shè)備2a～2n的地址的數(shù)字信號(hào)(D)。數(shù)字信號(hào)(D)包括多個(gè)位(1～n)。將一頻段(fd1～fdn)分別分配給每一位(1～n)。當(dāng)主控制器1發(fā)送數(shù)字信號(hào)(D)時(shí)，數(shù)字信號(hào)(D)的每一位都由分配的頻段(fd1～fdn)分別調(diào)制，并且通過單信號(hào)線3發(fā)送。
此外，在該變型中，當(dāng)設(shè)備分別接收到通過單信號(hào)線3發(fā)送的調(diào)制后的數(shù)字信號(hào)時(shí)，每一位調(diào)制過的數(shù)字信號(hào)都分別由分配的頻段(fd1～fdn)解調(diào)。數(shù)字信號(hào)(D)經(jīng)解調(diào)后，每個(gè)設(shè)備2a～2n判斷數(shù)字信號(hào)(D)中包含的地址是否是自己的地址。若地址是指向自己的地址，設(shè)備2a～2n截取數(shù)字信號(hào)(D)中所包含的數(shù)據(jù)。在這個(gè)變型中，數(shù)字信號(hào)(D)包含設(shè)備2a～2n的地址，總線控制信號(hào)，輸出數(shù)據(jù)等。本變型的操作過程在下面進(jìn)一步解釋。
圖11是根據(jù)變型的實(shí)施例中的主控制器1的接口電路10(圖1)的框圖。
在圖11中，調(diào)制器11a～11n分別調(diào)制從主控制器1輸出到設(shè)備2a～2n的數(shù)字信號(hào)(D)。如上所述，數(shù)字信號(hào)(D)包含多個(gè)位(1～n)。將一頻段(fd1～fdn)分別分配給數(shù)字信號(hào)(D)的每一位。換句話說，將一頻段(fd1～fdn)分別分配給每個(gè)調(diào)制器11a～11n。因此，調(diào)制器11a用頻率(fd1)調(diào)制數(shù)字信號(hào)(D)的第一位，調(diào)制器11n用頻率(fdn)調(diào)制數(shù)字信號(hào)(D)的第n位。
調(diào)制器12用頻率(fdx)調(diào)制從主控制器1輸出到設(shè)備2a～2n的廣播信號(hào)(X)。
混合電路13將調(diào)制器11a～11n調(diào)制后的數(shù)字信號(hào)(D)與調(diào)制器12調(diào)制后的廣播信號(hào)(X)混合。
分路器/疊加電路14在一預(yù)定的頻段(fda～fdn，fdx)上將混合電路13所混合的數(shù)字信號(hào)(D)和廣播信號(hào)(X)疊加。此外，分路器/疊加電路14將在預(yù)定頻段(fua～fun，fux)上疊加的數(shù)字信號(hào)(D)和中斷信號(hào)(x)分離。
濾波器15a～15n分別能夠通過用分配給每一位的預(yù)定頻率傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)(d)的一位。在這種情況下，數(shù)字信號(hào)(d)包括多個(gè)位(1～n)。具體來說，每一濾波器15a～15n截取從分路器/疊加電路14所分離的數(shù)字信號(hào)(d)分配給位的頻段(fua～fun)發(fā)送的一位。
濾波器16只通過以預(yù)定頻率發(fā)送的信號(hào)。具體來說，濾波器16截取由分路器/疊加電路14所分離的中斷信號(hào)(x)中的用頻率(fux)發(fā)送的中斷信號(hào)(x)。若分路器/疊加電路14能僅分離中斷信號(hào)(x)，則可以省略濾波器16。
解調(diào)器17a～17n分別解調(diào)通過每一濾波器15a～15n的數(shù)字信號(hào)(d)的每一位。如上所述，數(shù)字信號(hào)(d)包括多個(gè)位(1～n)。頻段(fu1～fun)分別分給數(shù)字信號(hào)(d)中的每一位。換句話說，頻段(fu1～fun)中的一個(gè)頻率分別分配給每一解調(diào)器17a～17n。因此，解調(diào)器17a用頻率(fu1)解調(diào)數(shù)字信號(hào)(d)的第一位，解調(diào)器17n用頻率(fun)解調(diào)數(shù)字信號(hào)(d)的第n位。
解調(diào)器18解調(diào)用頻率(fux)通過濾波器16的中斷信號(hào)(x)。
圖12是根據(jù)本變型實(shí)施例的設(shè)備2a中的接口電路20(圖1)的框圖。
在圖12中，調(diào)制器21a～21n分別調(diào)制設(shè)備2a輸出到主控制器1的數(shù)字信號(hào)(d)。如上所述，數(shù)字信號(hào)(d)包括多個(gè)位(1～n)。頻段(fu1～fun)分別分配給數(shù)字信號(hào)(d)的每一位。換句話說，頻段(fu1～fun)分別分配給每一個(gè)調(diào)制器21a～21n。因此，調(diào)制器21a用頻率(fu1)調(diào)制數(shù)字信號(hào)(d)的第一位，調(diào)制器21n用頻率(fun)調(diào)制數(shù)字信號(hào)(d)的第n位。
調(diào)制器22a用頻率(fux)調(diào)制從設(shè)備2a輸出到主控制器1的中斷信號(hào)(x)。
混合電路23a將調(diào)制器21a調(diào)制過的數(shù)字信號(hào)(d)與調(diào)制器22a調(diào)制后的中斷信號(hào)(x)進(jìn)行混合。
分路器/疊加電路24a在一預(yù)定的頻段(fua～fun，fux)上將混合電路23a混合的數(shù)字信號(hào)(d)和中斷信號(hào)(x)疊加。此外，分路器/疊加電路24a在預(yù)定頻段(fda～fdn，fdx)上將疊加的數(shù)字信號(hào)(D)和中斷信號(hào)(x)分離。
濾波器25a～25n分別通過用分配給每一位的預(yù)定頻率傳輸?shù)臄?shù)字信號(hào)(D)的一位。在這種情況下，數(shù)字信號(hào)(D)包括多個(gè)位(1～n)。具體來說，每一濾波器25a～25n分別截取從分路器/疊加電路24a所分離的數(shù)字信號(hào)(D)分配給位的頻段(fda～fdn)發(fā)送的一位。
濾波器26a只可通過用預(yù)定頻率發(fā)送的信號(hào)。具體來說，濾波器26a截取由分路器/疊加電路24a所分離的廣播信號(hào)(x)中的用預(yù)定頻率(fdx)所發(fā)送的廣播信號(hào)(x)。若分路器/疊加電路24a僅能分離廣播信號(hào)(x)，則可以省略濾波器26a。
解調(diào)器27a～27n分別解調(diào)通過濾波器25a～25n的數(shù)字信號(hào)(D)的每一位。如上所述，數(shù)字信號(hào)(D)包括多個(gè)位(1～n)。將一頻段(fd1～fdn)分別分配給數(shù)字信號(hào)(D)中的每一位。換句話說，將頻段(fd1～fdn)分別分配給每一解調(diào)器27a～27n。因此，解調(diào)器27a用頻率(fd1)解調(diào)數(shù)字信號(hào)(D)的第一位，解調(diào)器27n用頻率(fdn)解調(diào)數(shù)字信號(hào)(D)的第n位。數(shù)字信號(hào)(D)的每一位都被解調(diào)后，設(shè)備2a判斷數(shù)字信號(hào)(D)中的地址是否為它自己的地址。如果地址是它自己的地址，設(shè)備2a就截取數(shù)字信號(hào)(D)中的數(shù)據(jù)。
一解調(diào)器28a解調(diào)用頻率(fdx)通過濾波器26a的廣播信號(hào)(X)。
圖13是根據(jù)本變型實(shí)施例的頻段分配的示意圖。如圖13所示，將預(yù)定頻段(fda～fdn)分別分配給從主控制器1輸出到設(shè)備2a～2n的數(shù)字信號(hào)(D)的每一位，將預(yù)定頻段(fua～fun)分別分配給從設(shè)備2a～2n輸出到主控制器1的數(shù)字信號(hào)(d)的每一位。此外，將預(yù)定頻率(fdx)分配給從主控制器1輸出到設(shè)備2a～2n的廣播信號(hào)(X)，預(yù)定頻率(fux)分配給從設(shè)備2a～2n輸出到主控制器1的中斷信號(hào)(x)。
如上所述，在本發(fā)明的控制系統(tǒng)中，嚴(yán)格實(shí)時(shí)性能得以保持，所需連接主控制器和每個(gè)設(shè)備的信號(hào)線數(shù)量也得以減少。
通過考慮本發(fā)明在此所披露的詳述及實(shí)踐，本發(fā)明的其它實(shí)施例對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說也是顯而易見的。該詳述及例子只能是作為可效仿的，本發(fā)明真正的范圍和精神在如下權(quán)利要求中指出。
權(quán)利要求
1.一種控制系統(tǒng)，包括主控制器，其設(shè)置為連接于一單信號(hào)線，并用一頻段向單信號(hào)線發(fā)送一控制信號(hào)；以及多個(gè)設(shè)備，其分別設(shè)置為連接于一多點(diǎn)線，每一多點(diǎn)線都從單信號(hào)線分支而出；其中每一設(shè)備用該頻段接收來自于多點(diǎn)線的控制信號(hào)；以及其中給每一設(shè)備分配該頻段中唯一的頻率或子波段頻率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制系統(tǒng)，其中所述主控制器使用分配給多個(gè)設(shè)備的公共頻率向單信號(hào)線發(fā)送一廣播信號(hào)；以及其中所述每個(gè)設(shè)備使用分配給多個(gè)設(shè)備的公共頻率接收來自于多點(diǎn)線的廣播信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制系統(tǒng)，其中所述主控制器包括多個(gè)調(diào)制器，每一調(diào)制器分別設(shè)置為使用分配給每一設(shè)備的頻率不同地調(diào)制控制信號(hào)，及一調(diào)制器，其設(shè)置為使用分配給每一設(shè)備的公共頻率調(diào)制廣播信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制系統(tǒng)，其中每一設(shè)備都具有一濾波器，其設(shè)置為對(duì)使用分配給每個(gè)設(shè)備的頻率調(diào)制的控制信號(hào)進(jìn)行濾波，以及一解調(diào)器，其設(shè)置為用來對(duì)使用分配給每一設(shè)備的頻率而從濾波器通過的控制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制系統(tǒng)，其中所述每一設(shè)備都具有一濾波器，其設(shè)置為對(duì)使用分配給每個(gè)設(shè)備的公共頻率調(diào)制的控制信號(hào)進(jìn)行濾波，以及一解調(diào)器，其設(shè)置為用來對(duì)使用分配給每一設(shè)備的公共頻率而從濾波器通過的控制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
6.一種控制系統(tǒng)，包括設(shè)置為連接于一單信號(hào)線的主控制器；以及多個(gè)設(shè)備，其分別設(shè)置為連接于一多點(diǎn)線，每一多點(diǎn)線都從單信號(hào)線分支而出，并用一頻段向多點(diǎn)線發(fā)送一控制信號(hào)；其中所述主控制器用該頻段從單信號(hào)線接收每一設(shè)備的控制信號(hào)；以及其中給每一設(shè)備分配該頻段中唯一的頻率或子波段頻率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制系統(tǒng)，其中所述每一設(shè)備都用分配給每一設(shè)備的公共頻率向多點(diǎn)線發(fā)送一中斷信號(hào)；以及其中所述主控制器用分配給每一設(shè)備的公共頻率從單信號(hào)線上接收中斷信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中所述每一設(shè)備都具有調(diào)制器，其設(shè)置為用分配給每一設(shè)備的頻率對(duì)控制信號(hào)進(jìn)行調(diào)制，以及一調(diào)制器，其設(shè)置為用分配給每個(gè)設(shè)備的公共頻率對(duì)中斷信號(hào)進(jìn)行調(diào)制。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制系統(tǒng)，其中所述主控制器包括多個(gè)濾波器，每一個(gè)都設(shè)置為分別對(duì)用分配給每一設(shè)備的頻率調(diào)制的控制信號(hào)進(jìn)行濾波，以及多個(gè)解調(diào)器，每一個(gè)都設(shè)置為對(duì)用分配給每一設(shè)備的頻率而從濾波器通過的控制信號(hào)分別進(jìn)行解調(diào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的控制系統(tǒng)，其中所述主控制器包括一濾波器，其設(shè)置為對(duì)用分配給每一設(shè)備的公共頻率所調(diào)制的中斷信號(hào)進(jìn)行濾波，以及解調(diào)器，其設(shè)置為對(duì)用分配給每一設(shè)備的公共頻率而通過濾波器的中斷信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的控制系統(tǒng)，其中每一設(shè)備的中斷信號(hào)的優(yōu)先權(quán)等級(jí)與中斷信號(hào)的振幅成比例。
12.根據(jù)權(quán)得要求7所述的控制系統(tǒng)，其中每一設(shè)備的中斷信號(hào)的優(yōu)先等級(jí)與中斷信號(hào)的持續(xù)時(shí)間成比例。
13.一種控制系統(tǒng)。包括主控制器，其設(shè)置為連接于一單信號(hào)線，并用一頻段向單信號(hào)線發(fā)送一數(shù)字信號(hào)，該數(shù)字信號(hào)包括至少一個(gè)設(shè)備的地址；以及多個(gè)設(shè)備，其分別設(shè)置為連接到一多點(diǎn)線，每一多點(diǎn)線都從單信號(hào)線分支而出；其中每一設(shè)備用該頻段從多點(diǎn)線接收包含設(shè)備地址的數(shù)字信號(hào)；以及其中給組成數(shù)字信號(hào)的每一位分配該頻段中唯一的頻率或子波段頻率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制系統(tǒng)，其中主控制器包括多個(gè)調(diào)制器，每一個(gè)調(diào)制器都設(shè)置為用分配給每一位的頻率對(duì)數(shù)字信號(hào)的每一位分別進(jìn)行調(diào)制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的控制系統(tǒng)，其中每一設(shè)備都包括多個(gè)濾波器，每一個(gè)濾波器都設(shè)置為用以分別對(duì)數(shù)字信號(hào)的每一位進(jìn)行濾波。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的控制系統(tǒng)，其中每一設(shè)備都具有多個(gè)解調(diào)器，分別設(shè)置為用分配給每一位的頻率對(duì)數(shù)字信號(hào)的每一位進(jìn)行解調(diào)。
17.一種控制系統(tǒng)，包括主控制器，其設(shè)置為連接于一單信號(hào)線；以及多個(gè)設(shè)備，其分別設(shè)置為連接于一多點(diǎn)線，每一多點(diǎn)線都從單信號(hào)線分支而出，并用一頻段向多點(diǎn)線發(fā)送包含設(shè)備地址的數(shù)字信號(hào)；其中所述主控制器用該頻段接收來自于單信號(hào)線的數(shù)字信號(hào)；以及其中給組成數(shù)字信號(hào)的每一位分配該頻段中唯一的頻率或子波段頻率。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的控制系統(tǒng)，其中每一設(shè)備具有多個(gè)調(diào)制器，每一個(gè)都設(shè)置為分別用分配給每一位的頻率對(duì)數(shù)字信號(hào)的每一位進(jìn)行調(diào)制。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的控制系統(tǒng)，其中所述主控制器個(gè)有多個(gè)濾波器，其分別設(shè)置為用以對(duì)數(shù)字信號(hào)的每一位進(jìn)行濾波。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的控制系統(tǒng)，其中所述主控制器具有多個(gè)解調(diào)器，每一個(gè)都設(shè)置為分別用分配給每一位的頻率對(duì)數(shù)字信號(hào)的每一位進(jìn)行解調(diào)。
全文摘要
主控制器連接于一單信號(hào)線。多個(gè)設(shè)備分別連接于一多點(diǎn)線。每一多點(diǎn)線都從單信號(hào)線分支而出。主控制器通過單信號(hào)線用一頻段向每一設(shè)備發(fā)送一控制信號(hào)。每一設(shè)備通過多點(diǎn)線用該頻段接收來自于主控制器的控制信號(hào)。給每一設(shè)備都分配了該頻段中的一個(gè)特定頻率。
文檔編號(hào)H04Q9/12GK1592263SQ20041008495
公開日2005年3月9日 申請(qǐng)日期2004年8月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月8日
發(fā)明者佐藤廣和, 橋本英昭, 大明準(zhǔn)治, 尾崎文夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝