202007. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés kétvezetékes kétirányú jelátvitel céljára
1 HU 202007 B 2 egyszerű 4 vagy 8 bites CMOS kivitelű mikroprocesszor, CMOS UART, valamint szintén CMOS technológiájú, 5 V-os táplálást igénylő kapcsoló. A fenti elemeket olcsón lehet beszerezni. A központi számítógép céljára megfelel egy egyszerű személyi számítógép, amelynek ára alacsonyabb, szerviz- és programellátása jobb, mint a célgépé. A 10 negatív soros vonal és a 11 pozitív soros vonal egyetlen kábelben futhatnak. A gyakorlati mérések szerint 2 km adatátviteli távolságig és max. 7 kbit/s adatátviteli sebesség mellett még ipari környezetben sem kell árnyékolt kábelt használni. A rendszer működése a következő: az A központi egység feszültség alá helyezés után feszültséget juttat a soros adat és tápfeszültség vonalán a B alállomásókba. A feszültség alá helyezés hatására mind az A központi egység, mind pedig a B alállomások alapállapotba kerülnek. A rendszer működésének elindulásakor az 1 központi számítógép a 4 központi vonali kapcsolót tartósan rövidzárba vezérli, miáltal a B alállomások tápfeszültsége megszűnik, tehát a tápfeszültség ismételt megjelenésekor indulási (reset) állapotba mennek át. Az A központi egység kezdeményezi a kommunikációt azáltal, hogy az 1 számítógép a 3 központi soros-párhuzamos átalakítón keresztül működteti a 4 központi vonali kapcsolót, amely impulzuszszerűen rövidre zárja a 10 negatív soros vonalat és a 11 pozitív soros vonalat. A soros vonalra kapcsolódó, egymással párhuzamosan kapcsolt B alállomások egyszerre érzékelik a bemeneteiken a soros vonalon érkező digitális jeleket. Mivel a B alállomások intelligensek, képesek arra, hogy az adatokból felismerjék azokat, amelyek nekik szólnak és csak azokra válaszolnak. Ehhez az adatok megfelelő fejléccel vannak ellátva, amely tartalmazza az adatot küldő (al)állomás, illetve a megcímzett (al)állomás adatait. Ily módon az A központi egység a B alállomásokat sorban le tudja kérdezni. Az adatátviteli protokollt az 1 központi számítógép és a 8 terepi mikroszámítógép programja határozza meg. Egyik lehetséges megoldás szerint az adatátvitel lekérdezéses rendszerű. Az A központi egység kiadja a vonalra a kívánt B alállomás azonosító (sor)számát, mire az felfogja az üzenetet és leadja adatait. A B alállomások sorszámát vagy a 8 terepi mikroszámítógép programjába írjuk be, vagy a kártyán elhelyezett kézi kapcsolóval állítjuk be. Dy módon az alállomások „ismerik" a saját számukat, tehát csak a nekik szóló üzenetre válaszolnak. A B alállomások és az A központi egység intelligenciája lehetővé teszi a hibás adatok kiszűrését, illetve az esetlegesen meghibásodott alállomások megkeresését. A kétirányú adatforgalom lehetővé teszi azt is, hogy az A központi egységből adatokat, vagy programrészieteket küldjünk a B alállomásoknak. A leírt megoldást több irányban ki lehet egészíteni, vagy továbbfejleszteni. Az ábrán a 3 központi sorospárhuzamos átalakító és a 4 központi vonali kapcsoló között a közvetlen összeköttetést helyettesíthetjük galvanikus leválaszt ókkal, így az 1 központi számítógép és a B alállomások között galvanikusan nincs kapcsolat. További kiegészítés lehet például, hogy a 8 terepi mikroszámítógépet a bemeneti jelek fogadásán kívül más feladatra is alkalmassá tesszük, pl. kimeneti vezérlő egységgel stb. Az ismeretett megoldás előnyei a következők: szigorúan kétvezetékes kivitel, egyszerűbb felépítés és az a tulajdonság, hogy az adatátviteli feladatok legnagyobb részét a 8 terepi mikroszámítógépre, valamint az 1 központi számítógépre lehet áthárítani. Másképp kifejezve, az ismertetett megoldás egyesíti magában az egyszerű adatgyűjtők alacsony költségét a számítógépvezérelt nagyobb rendszerek komplexitásával. A szükséges elektronikus elemek olcsó kategóriájú, nagy megbízhatóságú alkatrészek. A találmány szerinti megoldás alapvető műszakigazdasági hasznossága abban rejlik, hogy minimális kábelezéssel, rendkívül olcsó alkatrészek felhasználásával lehet mérésadatgyűjtő berendezést készíteni, így számítógépvezérelt rendszert tudunk felépíteni az egyszerűbb felépítésű berendezések áráért. Habár az ismertetett előnyök elsősorban gazdasági oldalon jelentkeznek, az egyszerű felépítés lehetővé tesz olyan alkalmazásokat is, amelyeknél az eddig ismert berendezések nem jöhettek szóba, pl. egy 16 alállomásból álló rendszer az alacsony energiafogyasztás miatt gyújtószikramentes kivitelben is készülhet, tehát robbanásveszélyes helyen alkalmazható. A kétvezetékes kábel előnyösen használható felújításoknál, meglévő érpár felhasználásával. Az alacsony ár olyan helyeken is lehetővé teszi az alkalmazást, ahova eddig csak kézi méréseket lehetett betervezni. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Kapcsolási elrendezés kétvezetékes kétirányú jelátvitel céljára, előnyösen mikroszámítógépet is tartalmazó mérésadatgyűjtő rendszerekhez, amely központi egységből és legalább egy alállomásból áll, és ahol a központi egység központi számítógépet és ahhoz csatlakozó soros-párhuzamos átalakítót, az alállomások pedig terepi mikroszámítógépet és ahhoz kapcsolódó soros-párhuzamos átalakítót, Uletve bármüyen ismert felépítésű jelfogadó egységet tartalmaznak, ahol a központi egységeket és az alállomásokat két vezeték, a központi egység és az alállomások földpontjára kötött negatív soros vonal, valamint a központi soros-párhuzamos átalakító kimenetére és a terepi soros-párhuzamos átalakító(k) bemenetére kötött pozitív soros vonal köti össze, továbbá a negatív soros vonal (10) és a pozitív soros vonal (11) közé a központi egységbe (A) központi vonali kapcsoló (4), az alállomásoknál (B) pedig terepi vonali kapcsoló (5) van beiktatva úgy, hogy a központi vonali kapcsoló (4) vezérlő bemenetére a központi soros-párhuzamos átalakító (3) kimenete, a terepi vonali kapcsoló (5) vezérlő bemenetére pedig a terepi soros-párhuzamos átalakító (7) kimenete van kötve, azzal jellemezve, hogy a központi egységben (A) a pozitív soros vonalra (11) a soros vonalon keresztül az alállomásokat (B) is tápfeszültséggel ellátó feszültségforrás (2), az alállomásoknál (B) pedig a soros vonalon érkező feszültségimpulzusokat egyenirányító és azok energiáját tároló áramkör (6) van csatlakoztatva. 2. Az 1. igénypont szerinti kapcsolási elrendezés, azzal jellemezve, hogy a központi soros-párhuzamos átalakító (3) kimenete és a központi vonali kapcsoló (4) vezérlő bemenete, valamint a pozitív soros 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
