具有識別號碼的自動設定功能的通信系統的製作方法
2023-07-03 10:35:11
具有識別號碼的自動設定功能的通信系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供一種具有識別號碼的自動設定功能的通信系統。在同一通信線路上連接了多臺通信單元的情況下，具有能夠自動地對通信單元設定識別號碼的自動設定功能。通信系統（10）具有短路連接器（12）、通過同一通信線路（14）與短路連接器（12）串聯連接的多個分支單元（16a～16d）、分別連接至分支單元（16a～16d）的通信單元（18a～18d）。將信號線（26、28、30、32）分別與用於生成個別的ID設定信號的比特串ID0～ID3關聯，且這些信號線經由第二連接器（22a）配線至第一分支單元（16a）。在分支單元（16a）中，在輸入的比特串ID0～ID3中，相當於預先確定的2個比特的信號線（26、32），經由第一連接器（20a）連接至通信單元（18a）。
【專利說明】具有識別號碼的自動設定功能的通信系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及具有對構成網絡的多個通信單元的每一個自動地設定識別號碼的功能的通信系統。
【背景技術】
[0002]在同一通信線路上連接多臺通信單元的通信系統中，有時要求對各通信單元設定個別的識別號碼(ID)。在這樣的通信系統中，有連接多種通信單元的情況，也有連接多臺同一種類的通信單元的情況。
[0003]例如，在日本特開平08-037538號公報中記載了一種LAN系統，其通過在LAN設備之間交換管理信息來進行系統整體管理，設置與網絡用數據線不同的管理用數據線，使用該管理用數據線發送用於從主LAN設備向從動LAN設備分配ID的信號。這裡，設為使用管理專用的數據線傳輸用於從主LAN設備向從動LAN設備分配ID的信號，在從動LAN設備中，在ID未分配的狀態下，為了不使信號流入至連接於下位的從動LAN設備的管理用數據線，因此按照與主LAN設備從近到遠的順序對從動LAN設備分配ID。
[0004]在以往的通信系統中，大多情況下用戶使用開關等手動地對每個通信單元設定ID，但是為了不使ID重複，要進行全部的ID設定很煩雜。並且，對實施了防水、防塵的設備設置這樣的開關，由於需要設置用於保持該開關部分的防水、防塵的機構，因此成本升高。
[0005]此外，在使用串行通信規格之一的RS-485通信方式的系統中，可應用ID的自動分配方式,在該方式中，從動設備請求ID時，主設備發行ID並自動地將該ID分配給該從動設備。在存在來自多個從動設備的ID的請求時，主設備能夠使用隨機數等調整再發送信號，並對各從動設備自動地分配個別的ID。此外，在乙太網(Ethernet (註冊商標))中，在工廠出貨時，將稱作MAC地址的固有ID寫入至通信單元的ROM中，並根據該固有ID進行通信。但是，在這些方式中，存在無法將在同一通信線路上連接的通信單元的位置與ID之間相關聯的缺點。
[0006]日本特開平08-037538號公報中記載的方法是對串聯排列的通信單元從上遊開始依次(按照與主身邊從近到遠的順序)來決定ID的方法。在該方法中，可以將串聯連接的通信單元的位置與ID相關聯，但是對於各通信單元需要用於設定ID的軟體處理、用於實現該處理的電路。此外，通信單元為了對通信信號進行中繼，在想要在使系統動作的狀態下進行通信單元的更換的情況下，需要中斷該上遊與下遊之間的通信。
【發明內容】
[0007]因此，為了解決上述課題，本發明的目的在於提供一種通信系統，具有在同一通信線路上連接了多臺通信單元的情況下，能夠對通信單元自動地設定識別號碼(ID)的自動設定功能。
[0008]為了實現上述目的，本發明提供了一種具有對在同一通信線路上連接的多臺通信單元的每一個自動地設定個別的識別號碼的識別號碼自動設定功能的通信系統，其特徵在於，所述通信系統具有短路連接器、與該短路連接器串聯連接的多個分支單元、分別與該分支單元連接的多個通信單元，其中，所述短路連接器，具有輸出成為對所述通信單元設定個別的識別號碼時的基礎的比特串的初始值的比特串輸出功能；各所述分支單元，具有用於與對應的通信單元連接的第一連接器、用於與所述短路連接器或者上遊側的分支單元連接的第二連接器、用於與下遊側的分支單元連接的第三連接器、將從所述第二連接器輸入的比特串的一部分作為識別號碼設定信號而從所述第一連接器輸出、並且替換所述比特串而從所述第三連接器輸出的配線構造；所述通信單元，具有將從對應的所述分支單元的第一連接器輸出的所述識別號碼設定信號設定為自己的識別號碼的設定功能。
[0009]在優選的實施方式中，所述多個分支單元的每一個中的所述配線構造互相為同一構造。
[0010]在優選的實施方式中，所述比特串的串數與可以與所述通信系統連接的通信單元的最大數相同，所述配線構造是某分支單元中最上位的比特成為下一個下遊側的分支單元中的最下位的比特的同時，其他各比特各自依次進位至上一個上位的比特的配線構造，或者，某分支單元中最下位的比特成為下一個下遊側的分支單元中的最上位的比特的同時，其他各比特各自依次退位至下一個下位的比特的配線構造。
[0011 ] 在優選的實施方式中，所述短路連接器是主單元，所述通信單元是從動單元。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是表示本發明的第I實施方式的通信系統的基本結構的圖。
[0013]圖2是表示本發明的第2實施方式的通信系統的基本結構的圖。
[0014]圖3是說明通信單元數為4臺的情況下的識別號碼的設定步驟的圖。
[0015]圖4是說明通信單元數為8臺的情況下的識別號碼的設定步驟的圖。
【具體實施方式】
[0016]圖1是表示本發明的第一實施方式的通信系統10的基本結構的圖。通信系統10具有短路連接器12、通過同一通信線路14 (以雙重線表示)與短路連接器12串聯連接的多個(這裡為4個)分支單元16a至16d、分別連接至分支單元16a至16d的多個(與分支單元同數量)通信單元18a至18d。分支單元16a至16d分別具有第一連接器20a至20d，且分支單元16a至16d經由第一連接器20a至20d而分別與通信單元18a至18d連接。
[0017]位於短路連接器12的直接下遊的分支單元16a，具有第二連接器22a和第三連接器24a，分支單元16a與短路連接器12經由第二連接器22a連接，分支單元16a與位於分支單元16a的直接下遊的分支單元16b經由第三連接器24a連接。此外,位於分支單元16a的直接下遊的分支單元16b，具有第二連接器22b和第三連接器24b，分支單元16b與分支單元16a經由第二連接器22b連接,分支單元16b與位於分支單元16b的直接下遊的分支單元16c經由第三連接器24b連接。如此，各分支單元具有用於與上遊側的分支單元或者短路連接器相連接的第二連接器、用於與下遊側的分支單元相連接的第三連接器。此外，最下遊的分支單元(這裡是分支單元16d)，也可以不具備第三連接器24d。
[0018]預先決定通信系統中的通信單元的最大連接數，且成為對各通信單元設定固有的識別號碼(以下，也稱為ID)時的基礎的比特串與通信單元的最大連接數相等。對於連接至各通信單元的、發送識別號碼設定信號(ID設定信號)的信號線的條數N，因為識別號碼最大地能夠表現2的N次方，因此設定2的N次方成為通信單元的最大連接數以上。例如，在第一實施方式中，通信單元的最大臺數為4臺，成為對各通信單元設定固有的識別號碼時的源的比特串(串)為4比特，連接至各通信單元的分支單元的ID設定信號的信號線的條數為2條。
[0019]在通信單元中，作為成為對個別的ID進行設定時的源的比特串的替換方法，例如，可列舉:利用了某分支單元中最上位的比特在下一個(下一個下遊側的)分支單元中成為最下位的比特的同時，其他比特各自依次進位至上一個上位的比特的配線構造的方法；或者，利用了某分支單元中最下位的比特在下一個(下一個下遊側的)分支單元中成為最上位的比特的同時，其他比特各自依次退位至下一個下位的比特的配線構造的方法。但是，針對根據成為設定個別的ID時的基礎的比特串來選擇向分支單元的ID設定信號的選擇方法，如果選擇經常決定的位置的比特，則不受特別的限制。
[0020]用於生成個別的ID設定信號的比特串，從短路連接器12輸出。具體地，在圖1所示的短路連接器12中，設定了 4比特的比特串IDO至ID3，設在IDO和ID3中輸入0V。另一方面，IDl和ID2無電壓、或者施加OV以外的外部電壓。將信號線26、28、30和32分別與IDO至ID3相關聯，這些信號線經由第二連接器22a配線至第一分支單元16a。在分支單元16a中，在所輸入的比特串IDO至ID3中，與預先決定的2個(這裡為IDl和ID3)比特相當的信號線26和32 (以粗線表示)經由第一連接器20a連接至通信單元18a。
[0021]各通信單元具備ID設定功能，並具備在輸入了 OV電壓的情況下為「0」，在無電壓輸入的情況下、在存在OV以外的輸入的情況下，輸出「I」的信號變換電路等，並決定各通信單元的識別號碼。因此，在圖1的情況下，對第一臺通信單元18a設定識別號碼「00」。
[0022]此外，各通信單元中的外部輸入信號可以不是0V，而施加外部電壓來進行設定，在通信信號中包含電源電壓的情況下，也可利用其來進行設定。在任一種的情況下，進行配線，以便將成為設定個別的ID時的源的比特串的初始值所對應的預定電壓輸入至與分支電纜的最上遊連接的短路連接器12。
[0023]接著，信號線26、28、30和32連接至第二臺分支單元16b的第二連接器22b，但是在這之前，進行信號線的更換，如在圖1的例中，在到分支單元16a的第三連接器24a之前、或者在第三連接器24a中，進行使最後部的信號線32移動至最前部，並將其他信號線依次後退至下一個信號線的位置的這樣的更換。通過進行這樣的更換，在分支單元16b中是與分支單元16a同樣的結構，同時將IDO至ID3中的、與ID3和ID2的比特相當的信號線32和30，經由第一連接器20b連接至通信單元18b。因此，在圖1的情況下，對第二臺通信單元18b設定識別號碼「10」。
[0024]以下，通過重複同樣的處理，對第三臺通信單元18c設定識別號碼「11」，並對第四臺通信單元18d設定識別號碼「01」。這樣，各通信單元關於信號線的配線構造具備相互同一的結構，並能夠取得固有的識別號碼。此外，在各分支單元中，通過使配線構造為同一構造，信號線、分支單元之間的電纜以及通信單元可以分別使用同一種類的部件，並可實現成本的低減和部件管理的容易化。此外，在單元故障時、電纜斷線時等的情況下，即使在通信系統工作的狀態取下通信單元，或者進行更換，也不會對其他通信單元間的通信產生影響。
[0025]此外，在各單元之間的通信方式沒有特別的限制，但是優選根據多點連接可進行雙向通信的RS-485通信方式。此外，根據通信信號的規格，存在需要終端電阻的情況，但是在該情況下，將具備終端電阻的短路連接器等連接至相當於端點的分支電纜的末端。
[0026]在此，在第一實施方式中，設從上遊側開始數第一臺通信單元16a是可編程序控制器，第二臺通信單元16b是數字I/O輸入輸出裝置，第三臺通信單元16c是機器人控制裝置，第四臺通信單元16d是顯示器，來說明通信系統的動作。
[0027]如上述，對可編程序控制器16a分配ID 「00」，對數字I/O的輸入輸出裝置16b分配ID 「10」，對機器人控制裝置16c分配ID 「11」，對顯示器16d分配ID 「01」。此外，可編程序控制器16a、機器人控制裝置16c和顯示器16d作為主裝置進行動作，數字I/O的輸入輸出裝置16b作為從動裝置進行動作。
[0028]主裝置使用在乙太網(Ethernet (註冊商標))等中使用的CSMA/⑶、其他的調停功能，在得到通信路的總線權之後，將通過「發送目的地的識別號碼、發送源的識別號碼、命令、數據大小、數據、CRC」等構成的數據包發送至其他設備。對應於發送目的地的識別號碼的通信單元，進行根據該數據包的命令的回信。另一方面，從動裝置本身得不到總線權，僅對來自主裝置的數據包進行回信。
[0029]例如，可以進行如下操作:通過依次重複總線權的取得和釋放，可編程序控制器16a控制數字I/O的輸入輸出裝置16b，機器人控制裝置16c從可編程序控制器16a接收數據來進行所期望的動作，此外，顯示器16d得到各通信單元的信息，將操作者所期望的信息顯示在顯示器16d中。
[0030]圖2是表示本發明的第2實施方式的通信系統110的基本結構的圖。通信系統110與第I實施方式中的通信系統10不同之處在於，作為具有短路連接器的功能的裝置而具有一個主單元112,相當於通信單元18a至18d的單元118a至118d都是從動單元。關於其他的結構要素與第I實施方式相同，因此對圖2中具備與第I實施方式同樣的功能的結構要素賦予標記100，並省略了詳細的說明。
[0031]如上述，第2實施方式的通信系統110具有一個主單元112和多臺分支單元116a至116d。例如，主單元112是機器人控制裝置，連接至各分支單元的從動單元118a至IlSd是多臺數字I/O的輸入輸出裝置。這裡，從上遊側對第一臺數字I/O的輸入輸出裝置118a分配ID 「00」，對第二臺數字I/O的輸入輸出裝置118b分配ID 「10」，對第三臺數字I/O的輸入輸出裝置118c分配ID 「11」，對第四臺數字I/O的輸入輸出裝置118d分配ID 「01」。
[0032]在通信系統110中，機器人控制裝置112將數據包發送至第一臺數字I/O輸入輸出裝置118a，且第一臺數字I/O輸入輸出裝置118a對此進行回信。同樣地，進行與各數字I/O的輸入輸出裝置的通信，與全部數字I/O的輸入輸出裝置的通信結束。機器人控制裝置112可進行對此定期地重複的操作。
[0033]此外，在通信系統110中，由於接收來自從動單元的數據的僅是主單元，因此數據包中不需要「發送源的識別號碼」的信息。因此，在第2實施方式中，無需對主單元設定識別號碼。此外，各從動單元可以是僅對來自主單元的請求信號進行回信這樣的簡單結構，因此與存在多個主單元的情況相比，能夠構建低價的通信系統。
[0034]以上，說明了 2種實施方式，但是對於在各個實施方式中的成為設定個別的ID時的源的比特串的初始值，需要將適當的值設定為初始值。以下，說明本發明中構成ID設定信號的生成用比特串的方法。簡言之，ID設定信號，每次通過通信單元時，即如移位寄存器這樣的，值發生變化。
[0035](I)設ID設定信號的初始值全部為零(全O)。
[0036]例如，在最大通信單元數為4的情況下，滿足2N≥4的最小的N是2，因此，生成2比特串「00」作為初始值。該初始值相當於第一臺通信單元的識別號碼。同樣地，最大通信單元數為8、16或者32的情況下，分別生成3比特串「000」、「0000」或者「00000」作為初始值。
[0037](2)對於(I)中獲得的初始值，在將下一級的最下位比特設為I的情況下，如果其比特串是作為上遊的ID設定信號還未設定的比特串，則將其決定為下一級的ID設定信號。
[0038]在最大通信單元數為4的情況下，將緊跟在「00」後的第3列比特串設為「I」的情況下，接著的2比特串成為「01」。其與已出的「00」不同，因此將第3列比特串決定為「I」。接著，將緊跟在「001」後的第4列比特串設為「I」的情況下，接著的2比特串成為「11」。其也與已出的「00」和「01」不同，因此將第4列比特串決定為「I」。這樣所獲得的第2個和第3個比特串「01」和「11」分別成為第2臺和第3臺通信單元的識別號碼。
[0039](3)另一方面，如果該比特串是作為上遊的ID設定信號已經設定了的比特串，則將最下位的比特的值設為0，並將其決定為下一級的ID設定信號。
[0040]例如，在上述(2 )中，將緊跟在「 0011」後的第5列比特串設為「 I」的情況下，接著的(第4個)2比特串成為「11」。其與第3個的「11」相重複，因此將第5列的比特串決定為「O」而不是「I」。由此，第4個比特串成為「10」，這成為第4臺通信單元的識別號碼。
[0041](4)通過重複上述(2)至(3)的處理，得到按照最大通信單元數的ID設定信號的生成比特串。
[0042]此外，根據上述處理，最大通信單元數為4的情況的ID設定信號的生成比特串成為「00110」，但是，如使用圖1所說明的那樣，最上位的比特由於可以在下一級中設為最下位比特的這樣的配線，因此，該生成比特串可以設為「0011」。
[0043]此外，上述(I)至(4)的處理說明了將第I符號設為「0」，將第2符號設為「I」的情況，但是也可以將兩符號置換來進行。即，可以是這樣的處理:將(I)中ID設定信號的初始值全部設為I (全1)，將(2)中下一級的最下位比特設為「O」的情況下，如果該比特串是作為上遊的ID設定信號而還未設定的比特串，則將其決定為下一級ID設定信號，另一方面，在(3)中，如果該比特串是作為上遊的ID設定信號而已經設定了的比特串，則將最下位比特的值設為1，將其決定為下一級ID設定信號，並重複(2)和(3)。
[0044]表1是使用上述處理分別求出最大通信單元數為4、8、16或者32的情況的生成比特串的結果。此外，生成比特串中附帶的下劃線部(全O)表示ID設定信號的初始值。在所有情況下，比特串數等於最大通信單元數。
[0045]表1
【權利要求】
1.一種通信系統(10、110)，具有對在同一通信線路(14、114)上連接的多個通信單元(18a?18d、118a?118d)的每一個自動地設定個別的識別號碼的識別號碼自動設定功能，其特徵在於， 所述通信系統，具有短路連接器(12、112)、與該短路連接器串聯連接的多個分支單元(16a?16d、116a?116d)、分別與該分支單元連接的多個通信單元， 其中，所述短路連接器，具有輸出成為對所述通信單元設定個別的識別號碼時的基礎的比特串的初始值的比特串輸出功能， 所述分支單元的每一個，具有:用於與對應的通信單元連接的第一連接器(20a?20d、120a?120d);用於與所述短路連接器或者上遊側的分支單元連接的第二連接器(22a?22d、122a?122d);用於與下遊側的分支單元連接的第三連接器(24a?24d、124a?124d);將從所述第二連接器輸入的比特串的一部分作為識別號碼設定信號而從所述第一連接器輸出、並且替換所述比特串，從所述第三連接器輸出的配線構造， 所述通信單元，具有將從對應的所述分支單元的第一連接器輸出的所述識別號碼設定信號設定為自己的識別號碼的設定功能。
2.根據權利要求1所述的通信系統，其特徵在於， 所述多個分支單兀(16a?16d、116a?116d)的每一個中的所述配線構造互相為同一構造。
3.根據權利要求1所述的通信系統，其特徵在於， 所述比特串的串數與可與所述通信系統連接的通信單元的最大數相同，所述配線構造具有在某分支單元中最上位的比特成為下一個下遊側的分支單元中的最下位比特的同時，其他比特各自依次進位至上一個上位的比特的配線構造，或者，在某分支單元中最下位的比特成為下一個下遊側的分支單元中的最上位的比特的同時，其他比特各自依次退位至下一個下位的比特的配線構造。
4.根據權利要求1至3中任一項所述的通信系統，其特徵在於， 所述短路連接器是主單元(112)，所述通信單元是從動單元(118a?118d)。
【文檔編號】H04L29/12GK103685595SQ201310397391
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月4日 優先權日:2012年9月4日
【發明者】高橋精吾 申請人:發那科株式會社