專利名稱:具有至少兩個運動信號裝置單元的主/從系統(tǒng)和運行這樣的主/從系統(tǒng)的方法
技術領域:
本發(fā)明涉及一種具有至少兩個運動信號裝置單元的主/從系統(tǒng)以及一種用于運 行這種主/從系統(tǒng)的方法。
背景技術:
從DE 10 2006 033 765 B3得知一種具有多個調光器(Dimmer)的調光系統(tǒng),所述 調光器可以自動地和臨時地承擔作為主調光器、作為從調光器和作為分站的功能。對任意 的多調光器的操作自動地導致臨時地承擔作為主調光器的功能,由此操作元件的控制信號 預先規(guī)定該調光系統(tǒng)的當前額定值并以所希望的方式與此相應地改變相角。調光系統(tǒng)的其 他多調光器通過其處理和控制裝置識別目前的和重新調定的相角之間的差。所以它們自動 地和臨時地承擔從調光器的功能,并再調節(jié)其相角。當暗裝開關裝置(例如,運動信號裝置、百頁窗開關、通風機開關)或者調光器作 為主站或主機被運行時,便有可能使該裝置/調光器附加地也通過分站線路由安裝在遠處 的分站鍵控器(Nebenstellentaster)或者由(電子)分站裝置操縱。在此,主站或主機用 來通斷(schalten)或對電負載、特別是照明單元、百頁窗電機或通風機調光(dimmen),并 且在空間上遠隔的分站(分站鍵控器或者電子分站裝置或從機)只產(chǎn)生分站信號來控制主 站。在大多情況下傳統(tǒng)的分站裝置的基準電位是零線或者是交流電壓網(wǎng)的連接在主 站或主機上的主相(Netzphase)。主站可以通過分站線路同時與多個分站鍵控器或電子分 站裝置連接。在此,通過分站線路的信號流動單向地進行,亦即,只能向主站或主機的方向 發(fā)送分站的信號。分站信號通常以所連接的電網(wǎng)電壓的形式產(chǎn)生。在此,只能傳輸二進制 信息,亦即,分站電壓開/關,在最好的情況下,可以通過不同長度的信號時間來提高信息 內容。
發(fā)明內容
本發(fā)明所基于的任務在于,說明一種具有至少兩個運動信號裝置單元的優(yōu)化的主 /從系統(tǒng)。另外,應該說明一種用于運行這樣的主/從系統(tǒng)的方法。這個任務通過主/從系統(tǒng)解決,所述主/從系統(tǒng) 具有帶有主機和運動信號裝置的第一運動信號裝置單元,其中該主機連接在交 流電壓網(wǎng)的主相上,并具有用于通斷或對外部電負載、尤其是照明單元、百葉窗電機或者通 風機調光的負載開關單元; 具有帶有作為有源分站的從機的至少一個第二運動信號裝置單元,其中該從機 接在交流電壓網(wǎng)的主相和零線上,并通過分站線路與主機連接; 其中該主機具有以電壓信號發(fā)送器形式所構造的主機發(fā)送級,用以傳輸與照明設備的當前開關狀態(tài)對應的信號; 其中該主機具有以電流信號接收器形式所構造的主機接收級,用以接收至少一 個分站的信號; 其中該從機具有以電壓信號接收器形式所構造的從機接收級,用以接收與該照 明設備的當前開關狀態(tài)對應的信號;和 其中該從機具有以電流信號發(fā)送器形式所構造的從機發(fā)送級,用以傳輸用來操 縱主機的信號。該任務通過用于運行主/從系統(tǒng)的方法解決, 其中信號以異步串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问嚼米鳛榛鶞孰娢坏闹飨嗤ㄟ^分站線路 被傳輸; 其中在不進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵o止狀態(tài)下,永久存在邏輯狀態(tài)“高”,其中在該分站 線路和該主相之間施加預先給定的正的直流電壓;和 其中邏輯狀態(tài)“低”形式的數(shù)據(jù)位的傳輸以“下拉(Pull-Down)方法”進行,其 中所施加的直流電壓被拉到地電位。利用本發(fā)明可實現(xiàn)的優(yōu)點尤其在于,信號(數(shù)據(jù)、信息、指令)在唯一的主站或主 機和一個或多個分站或從機之間的雙向傳輸是可能的,而在此不提高安裝耗費。在此,信號 的信息內容可以在最小協(xié)議持續(xù)時間時被擴展。實現(xiàn)分站電子設備(微處理器)的附加技 術耗費遠低于諸如Powernet或者EIB之類的已知總線系統(tǒng)。此外,附加地使用簡單建立的 機械鍵控器(Taster)作為無源分站也是可能的。所建議的具有多個運動信號裝置和雙向分站通信的主/從系統(tǒng)的優(yōu)點在于以下 可能性主機能夠把有關由其操縱的電負載的目前開關狀態(tài)的反饋以信號的形式傳輸?shù)剿?述一個從機或多個從機。因此,能夠實現(xiàn),無關緊要是否主機還是從機,能夠彼此無關地參 數(shù)化在每個安裝地點處對運動信號裝置重要的“環(huán)境亮度”的接通準則。本發(fā)明有益的擴展方案在從屬權利要求中表示。
現(xiàn)根據(jù)在附圖中所示的實施例闡述本發(fā)明。其中圖1、2示出分別具有至少兩個運動信號裝置單元的主/從系統(tǒng)的兩個實施例;圖3示出按照圖1的實施例的詳細電路布置;而圖4、5示出用于解釋從機發(fā)送級的工作方法的兩個示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明基于通過分站線路IO利用作為基準電位的交流電壓網(wǎng)的主相L以信號的 形式的異步串行數(shù)據(jù)傳輸。在靜止狀態(tài)下(無傳輸數(shù)據(jù),邏輯狀態(tài)持續(xù)地為邏輯“高”),在 分站線路IO和主相L之間施加約為18至26V、優(yōu)選24V的直流電壓。數(shù)據(jù)位(邏輯“低”) 的傳輸以下拉方法進行,亦即所施加的直流電壓被拉到OV或地電位。作為數(shù)據(jù)格式,例如 可以使用在微處理器處可簡單處理的UART格式,具有起始位、八個數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和 停止位,數(shù)據(jù)速率為600波特。由于電網(wǎng)線路上的電情況(瞬態(tài)干擾)和線路長度達百米,在信號傳輸(傳輸數(shù)據(jù))時可預期有干擾。例如,連接在主相L和分站線路IO之間的分站鍵控器可能干擾連續(xù) 的傳輸數(shù)據(jù)。下面數(shù)據(jù)也稱為指令或一般地稱為信號。以適當?shù)能浖f(xié)議的形式設置用于避免信號傳輸時的數(shù)據(jù)損失的下列可能性a)以低時間優(yōu)先權周期地重復指令(信號)。b)以高時間優(yōu)先權針對指令(信號)的反饋指令(確認信號)。在否定的或缺乏 的確認信號時指令重復。c必要時設計自動同步過程,該自動同步過程(一旦初始化)為每個從機和主機提 供時間窗口并從而防止異步數(shù)據(jù)沖突。d)位冗余和附加地漢明編碼,有差錯的位可以被重構。下面該唯一的主站總是稱為主機,而(多個)有源分站稱為從機。設置主/從系 統(tǒng),具有通常一個主機和一個從機直至八個并聯(lián)的從機(有源分站)。此外,至少一個分站 鍵控器可作為無源分站使用。在圖1中顯示第一實施例, 具有第一運動信號裝置單元1,由作為主機2的具有插上的運動信號裝置31的 暗裝(UP)調光器組成; 具有第二運動信號裝置單元7,由具有插上的運動信號裝置32的從機8(有源分 站)組成; 具有帶有機械鍵控器17的分站鍵控器16作為無源分站。這三個單元1、7、16是在家用裝置中彼此遠離地分別安裝在暗線插座中,通過傳 統(tǒng)的安裝線路(主相L、零線N)彼此連接并被供以電壓。尤其,這三個單元1、7、16連接在 分站線路IO上。主機2用其負載開關單元5在輸出側通斷作為負載的電負載19、特別是照 明單元或百頁窗電機或通風機。如果唯一的運動信號裝置的作用半徑對于當前的房間大小太小或者空間性的平 面圖要求這點(如這例如彎彎曲曲的樓梯就是這種情況),則一起作用于共同的電負載19 的多個運動信號裝置單元1、7的聯(lián)網(wǎng)是有意義的。所建議的具有雙向分站通信的多個運動信號裝置單元1、7的主/從系統(tǒng)的決定性 優(yōu)點是以下可能性主機2可以把關于電負載19的其當前開關狀態(tài)"光開(Licht-Ein) ” 或“光關(Licht-Aus) ”的反饋以信號(電壓信號)的形式傳輸?shù)綇臋C8或多個從機。因此 可能的是,無所謂是否主機2或從機8能彼此無關地參數(shù)化在每個安裝地點處的接通準則 “環(huán)境亮度”。在此,接通準則“環(huán)境亮度”通常借助于晨昏設定(Dammerungseinstellung
)來預先給定,利用所述晨昏設定確定光值,在該光值時,裝置應該開始其功能。可以選擇環(huán) 境亮度的任意閾值,以便確定該裝置是否即使在白天也應該工作,或者是否只在昏暗時該 裝置才應該開始其功能 主機2具有開關狀態(tài)“光關”:在主機2處借助于運動信號裝置31識別運動和如 果在主機2處亮度準則“環(huán)境亮度”得到滿足(亦即,如果足夠黑暗并因此運動信號裝置處 于工作),由主機2通過負載開關單元5接通電負載19。接著,“光開信息”信號通過主機2 的以電壓信號發(fā)送器或電壓信號輸出級形式所構造的主機發(fā)送級25通過分站線路IO發(fā)送 到從機8的以電壓信號接收器或電壓信號接收級形式所構造的從機接收級28 (以及必要時 發(fā)送到其他存在的從機的從機接收級)。
主機2具有開關狀態(tài)“光關”在從機8處借助于運動信號裝置32識別運動,并 且如果在從機8處亮度準則“環(huán)境亮度”得到滿足(亦即,如果足夠黑暗),則通過以電流信 號發(fā)送器或電流信號輸出級形式所構造的從機發(fā)送級27和分站線路IO把信號“接通指令” 發(fā)送給主機2的以電流信號接收器或電流信號輸出級形式所構造的主機接收級26。接著, 由主機2通過負載開關單元5接通電負載19。 主機2具有開關狀態(tài)“光開”在從機8處借助于運動信號裝置32識別運動,并 把信號“再觸發(fā)(Nachtrigger)指令”(電流信號)通過從機發(fā)送級27發(fā)送到主機2的主 機接收級26。由于對從機8存在的信號“光開”,在此在參與的從機8處不考慮亮度準則“環(huán) 境亮度”(“足夠黑暗?”)。對上面解釋的自動運動信號裝置功能性附加地并與之無關地,通過所設置的分站 鍵控器16 (無源分站)可進行電負載19的手動開關狀態(tài)改變,亦即,信號“接通指令”通過 分站線路IO到達主機接收級26。接著,通過負載開關單元5進行電負載19的接通。在圖2中顯示第二實施例, 具有第一運動信號裝置單元1,由具有插上的運動信號裝置31的作為主機2的 暗裝(UP)調光器組成; 具有第二運動信號裝置單元7,由具有插上的運動信號裝置32的從機8組成; 具有計時器單元12,由具有插上的計時器操作元件14的從機13組成, 具有帶有鍵控器17的分站鍵控器16 (無源分站)。這四個單元1、7、12、16在家用裝置中彼此遠離地分別安裝在暗線插座中,并通過 傳統(tǒng)的安裝線路(主相L,零線N)彼此連接,并被供以電壓。特別是這四個單元1、7、12、16 連接在分站線路IO上。主機2利用負載開關單元5在其輸出側通斷作為負載的電負載19。從按照圖1的實施例出發(fā),因此在按照圖2的示例中附加地設置具有插上的計時 器操作元件14的暗裝從機13。該計時器操作元件14由終端用戶編程并彼此無關地產(chǎn)生兩 個時區(qū)A和B。時區(qū)A和/或時區(qū)B或兩者中沒有一個是否剛好是激活的信息,以周期性信 號(電流信號)“時區(qū)指令”的形式由從機發(fā)送級29發(fā)送到主機2的主機接收級26。該信 號傳輸實現(xiàn)如下 當在運動信號裝置檢測范圍內沒有檢測到運動時或當跟蹤時間結束時,在激活 的時區(qū)A期間通過主機2不完全關斷電負載19。更確切地說,在這種情況下照明裝置19的 亮度從“全亮度”值降低到由用戶確定的中等至較低的亮度值。在檢測運動時自動地再次 調高到“全亮度”值,這是由負載開關單元5進行的。對此,應用情況例如是旅館走廊的照 明,其中有利地防止旅館客人必須在時區(qū)A期間進入不被照明的黑暗的走廊。 在激活的時區(qū)B期間,通過主機2當在運動信號裝置檢測范圍內檢測到運動之 后不將電負載19接通到“全亮度”值,而是只接通到由用戶確定的中等亮度值,這是通過負 載開關單元5進行的。對此應用情況例如是私人住宅的走廊范圍的照明,其中優(yōu)選地防止 在上述的時間間隔(時區(qū)B)中在夜間從臥室走到洗手間時由受操縱的走廊照明以全亮度 使住戶目眩。在圖3中示出了按照圖1的實施例用的詳細的電路布置。可以看出 第一運動信號裝置單元1,其具有主機2及插于其上的運動信號裝置31,所述運 動信號裝置31具有運動信號裝置傳感系統(tǒng)3和微處理器6 ;
第二運動信號裝置單元7,其具有從機8和插于其上的運動信號裝置32,所述運 動信號裝置32具有運動信號裝置傳感系統(tǒng)9和微處理器11 ; 具有鍵控器17的分站鍵控器16 (無源分站); 電負載19,這里是照明單元。微處理器6、11的端子(如通常常見的那樣)表示如下VCC:供電電壓端子TX 微處理器的發(fā)送輸出端RX 微處理器的接收輸入端GND 地端子(基準電位)S 微處理器的傳感器信號輸入端電阻一般用R和后跟的數(shù)字表示,電容用C和后跟的數(shù)字表示,晶體管用Q和后跟 的數(shù)字表示,而二極管用D和后跟的數(shù)字表示。作為引線21,交流電壓網(wǎng)的主相L與主機 2、從機8和分站鍵控器16連接,以及交流電壓網(wǎng)的零線N與從機8、電負載19和可選地與 主機2連接。分站線路IO與主機2、從機8和分站鍵控器16連接。另外,與主相L、零線N 和分站線路IO的連接23用來連接其他從機(有源分站)或者分站鍵控器(無源分站)主機2有電源部分4和負載開關單元5,所述負載開關單元例如可以以繼電器或半 導體開關(調光器)的形式被構造,并且一方面與主相L連接,另一方面與電負載19連接。 從機7有電源部分10。作為供電電壓,電源部分5、10優(yōu)選地產(chǎn)生+24V和+3. 3V。由于抗干擾性和用于運行電子設備的可供支配的小能量,相應的發(fā)送單元和接收 單元如下被建立在主機2中低歐姆推挽級起作用,該低歐姆推挽級由兩個晶體管Q10/Q12作為數(shù) 據(jù)發(fā)送器(電壓信號發(fā)送器、電壓信號輸出級)或主機發(fā)送級(見圖1和2中的數(shù)字25)組 成。分流電阻R41與兩個晶體管Q16和Q19相結合作為主機接收級(電流信號接收器、電 流信號輸入級)(見圖1和2中的數(shù)字26)起作用。該主機發(fā)送級發(fā)送電壓信號。在分站 線路IO中的PTC電阻R42與Z 二極管D15相結合地作為對誤連接(無意地把完全的230V 電網(wǎng)電壓接在分站線路IO上)和對瞬間能量充足的干擾脈沖(浪涌)的保護元件。在從機8中晶體管Q14與由兩個電阻R39+R36形成總工作電阻結合作為“下拉輸 出級”或從機發(fā)送級(電流信號發(fā)送器、電流信號輸出級)(見圖1和2中的數(shù)字27、29)工 作。在發(fā)送情況下,晶體管Q9在輸出信號的正邊沿的時刻接通,使得輸出阻抗相應地減少 了電阻R36。因此,輸出阻抗 在發(fā)送“低位”時對應于電阻R43,而 在“高位”時對應于兩個電阻R43和R39之和。所建議的從機發(fā)送級的設計(見圖1和2中的數(shù)字27、29)具有以下優(yōu)點在發(fā) 送情況下,存在足夠小的輸出阻抗,以便使信號可以通過所出現(xiàn)的電網(wǎng)阻抗(線路電容)傳 輸。與此相反,在靜止狀態(tài)(待機狀態(tài))下從機發(fā)送級呈現(xiàn)盡可能大的輸入阻抗,亦即兩個 電阻R36+R39之和,以便僅最小地使并聯(lián)用戶(主機2和從機8或者也有多個從機)的發(fā) 送信號負載,并使從機發(fā)送級27、29的耗用電流(Stromaufnahme)在發(fā)送狀態(tài)下最小。該從機發(fā)送級(見圖1和2中的數(shù)字27/29)在當前布置中作為電流發(fā)送級或電 流信號發(fā)送器作用于主機2的低歐姆輸出級。發(fā)送電流主要
在“高位”時受電阻R42+R43+R39限制, 在“低位”時受電阻R42+R43限制。從機接收級28、30(電壓信號接收器、電壓信號輸入級)基本上由構成施密特觸發(fā) 器的兩個晶體管Q17、Q18以及構成輸入電壓分壓器的兩個電阻R55、R65形成。PTC電阻R43與Z 二極管D16結合用作對誤連接(無意地把完全的230V電網(wǎng)電壓 接在分站線路IO上)和對瞬間能量充足的干擾脈沖(浪涌)的保護元件。在圖4和5中顯示兩個示意圖,用來解釋從機發(fā)送級27、29的工作方法。圖4表示 圖3的從機發(fā)送級27、29的感興趣的電路片段,具有兩個晶體管Q9、Q14和電阻R36、R39、 R43。圖5表示邏輯“1”- “0”- “1”轉變。在靜止狀態(tài)下,兩個晶體管Q9、Q14開路,而分 站線路IO通過電阻R43、R39、R36處于在預先給定的正的直流電壓或供電電壓+24V,這對 應于邏輯狀態(tài)“1”或“高”。為發(fā)送,首先使晶體管Q14導通(輸出信號的負邊沿),所以分 站線路IO通過電阻R43處于地電位或0V,這對應于邏輯狀態(tài)“0”或“低”。在預先給定的 時間區(qū)間結束之后使晶體管Q14開路,而同時使晶體管Q9導通(輸出信號的正邊沿),所以 分站線路IO通過電阻R43、R39相對快速地重處于供電電壓+24V。正邊沿之后短時間地, 使晶體管Q9開路,以便再次達到損耗小的靜止狀態(tài)。
1第一運動信號裝置單元2 主機3運動信號裝置傳感系統(tǒng)4電源部分5負載開關單元(繼電器或半導體開關)6第一微處理器7第二運動信號裝置單元8從機(有源分站)9運動信號裝置傳感系統(tǒng)10電源部分11第二微處理器12計時器單元13 從機14計時器操作元件(插上的)15—16分站鍵控器(無源分站)17機械鍵控器18—19電負載,特別是照明單元、百頁窗電機、通風機20—21 引線L,N22—
23到其他從機或分站鍵控器的連接10,L,N24--25主機發(fā)送級26主機接收級27從機發(fā)送級28從機接收級29從機發(fā)送級30從機接收級 31第一運動信號裝置32第二運動信號裝置IO分站線路L 主相N 零線
權利要求
主/從系統(tǒng),●具有帶有主機(2)和運動信號裝置(31)的第一運動信號裝置單元(1),其中該主機(2)接在交流電壓網(wǎng)的主相(L)上和具有負載開關單元(5)用以通斷或對外部電負載(19)、特別是照明單元或者百頁窗電機調光;●具有帶有作為有源分站的從機(8)的至少一個第二運動信號裝置單元(7),其中該從機(8)接在交流電壓網(wǎng)的主相(L)和零線(N)上并通過分站線路(IO)與主機(2)連接,●其中該主機(2)具有以電壓信號發(fā)送器形式構造的主機發(fā)送級(25),用來傳輸與照明設備(9)的當前開關狀態(tài)對應的信號,●其中該主機(2)具有以電流信號接收器形式構造的主機接收級(26),用以接收至少一個分站的信號,●其中該從機(8)具有以電壓信號接收器形式構造的從機接收級(28,30),用以接收與照明設備(9)的當前開關狀態(tài)對應的信號,和●其中該從機(8)具有以電流信號發(fā)送器形式構造的從機發(fā)送級(27,29),用以傳輸用于操縱主機(2)的信號。
2.按照權利要求1的主/從系統(tǒng),其特征在于,設置具有作為有源分站的從機(13)的 至少一個計時器單元(12)。
3.按照權利要求1或2的主/從系統(tǒng),其特征在于,在主機(2)中,低歐姆推挽級(Q10/ Q12)用作主機發(fā)送級(25)和分流電阻(R41)與兩個晶體管(Q16,Q19)結合用作主機接收 級(26)。
4.按照上述權利要求之一的主/從系統(tǒng),其特征在于,在主機(2)中,PTC電阻(R42) 與Z 二極管(D15)結合作為對誤連接和對瞬間能量充足的干擾脈沖的保護元件起作用。
5.按照上述權利要求之一的主/從系統(tǒng),其特征在于,在從機(8,13)中,晶體管(Q14) 與總工作電阻(R39+R36)結合作為從機發(fā)送級(27,29)或“下拉輸出級”工作。
6.按照上述權利要求之一的主/從系統(tǒng),其特征在于,在從機(8,13)中,PTC電阻 (R43)與Z 二極管(D16)結合作為對誤連接和對瞬間能量充足的干擾脈沖的保護元件起作 用。
7.按照上述權利要求之一的主/從系統(tǒng),其特征在于至少一個分站鍵控器(16)作為無 源分站。
8.用于運行按照上述權利要求之一的主/從系統(tǒng)的方法,其特征在于,眷信號以異步串行數(shù)據(jù)傳輸?shù)男问酵ㄟ^分站線路(10)利用作為基準電位的主相(L) 被傳輸, 在不進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)撵o止狀態(tài)下,邏輯狀態(tài)“高”永久存在,其中在分站線路(IO)和 主相(L)之間施加預先給定的正的直流電壓,和 以邏輯狀態(tài)“低”的形式用“下拉方法”傳輸數(shù)據(jù)位,其中所施加的直流電壓被拉到 地電位(OV)。
9.按照權利要求8的方法,其特征在于,從機發(fā)送級(27)作為用來傳輸電流信號的電 流發(fā)送級作用于主機(2)的低歐姆輸出級。
10.按照權利要求8的方法,其特征在于,為了避免數(shù)據(jù)損失,以低的時間優(yōu)先權進行信號的周期性重復。
11.按照權利要求8的方法,其特征在于,為了避免數(shù)據(jù)損失,以高的時間優(yōu)先權產(chǎn)生 信號的反饋指令,并在否定的或未到的反饋指令時進行信號重復。
12.按照權利要求8的方法,其特征在于,為了避免數(shù)據(jù)損失,進行一次性自動的同步 過程,其分別為主機(2)和從機(8,13)提供時間窗口。
13.按照權利要求8的方法,其特征在于,為了避免數(shù)據(jù)損失,進行漢明編碼,利用所述 漢明編碼能夠重構有差錯的位。
全文摘要
本發(fā)明涉及主/從系統(tǒng)和其運行方法,其有帶有主機和運動信號裝置的第一運動信號裝置單元,其中主機接在交流電壓網(wǎng)的主相上和有負載開關單元來通斷或對外部電負載、尤其照明單元或百頁窗電機調光;有帶有作為有源分站的從機的至少一個第二運動信號裝置單元,其中從機接在交流電壓網(wǎng)的主相和零線上并通過分站線路與主機連接;主機有以電壓信號發(fā)送器形式構造的主機發(fā)送級來傳輸與照明設備的當前開關狀態(tài)對應的信號;主機有以電流信號接收器形式構造的主機接收級來接收至少一個分站的信號,從機有以電壓信號接收器形式構造的從機接收級來接收與照明設備的當前開關狀態(tài)對應的信號,和從機有以電流信號發(fā)送器形式構造的從機發(fā)送級來傳輸操縱主機的信號。
文檔編號H05B37/02GK101888728SQ20101020726
公開日2010年11月17日 申請日期2010年3月12日 優(yōu)先權日2009年3月14日
發(fā)明者F·西梅克, H·B·裴, P·魯梅納普夫 申請人:Abb股份公司