JP7084593B2

JP7084593B2 - Ｔ－ｎｅｔフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システム

Info

Publication number: JP7084593B2
Application number: JP2020542561A
Authority: JP
Inventors: 俊華匡; 微微 ▲デン▼; 偉高; 胤先陳
Original assignee: Beijing Jingtou Xin'an Technology Development Co ltd; Beijing Jingtou Zhuoyue Technology Development Co Ltd
Current assignee: Beijing Jingtou Xin'an Technology Development Co ltd; Beijing Jingtou Zhuoyue Technology Development Co Ltd
Priority date: 2019-06-05
Filing date: 2019-11-28
Publication date: 2022-06-15
Anticipated expiration: 2039-11-28
Also published as: CN110166340A; JP2021521661A; WO2020244175A1

Description

本発明は、産業用バスの分野に関し、特にＴ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムに関する。

従来の有線通信は、ベースバンド通信と搬送波通信に分けられる。ベースバンド通信は、二値又は多値レベル（ＰＡＭ３、ＰＡＭ５など）の時間領域パルスシンボルを基本的な情報単位とする通信伝送形式であり、典型的には、イーサネット、４８５及び類似する制御バス伝送形式である。搬送波通信は、周波数分割多重化技術を基にして発展されたマルチチャネル通信技術であり、一般的には、狭帯域搬送波と広帯域搬送波に分けられる。

有線チャネルの接続形式は、バス型及びポイントツーポイント型を基本的なタイプとするほか、スター型、ツリー型、デイジーチェーン型、及びメッシュ型などが派生されている。バス型とは、すべての通信ノードが連通する同じ物理ラインに接続され、簡単に言うと、一本のメインラインとその分岐によって付近の各ノードを接続するものである。ポイントツーポイント型とは、一本の通信ラインが２つの端点のみを接続し、典型的なものがイーサネットであり、スイッチの各ポートが一本の専用ラインを介して１つの端末装置のみに接続される。

ローカルエリアにおいて多数のノードが存在するモノのインターネットの場合、バス型トポロジー構造は、単純でダイレクトであるため、最適な配線方式であり、スター接続がケーブルの全長を大幅に増加させ、配線が複雑になり、また、広帯域搬送波技術は、複雑な回路と接続トポロジーの関係を解決する効果的な方法である。

バス型とポイントツーポイント型のベースバンド通信は、現在のモノのインターネットの発展の傾向を満たすことができない。

ポイントツーポイント型接続では、ベースバンド通信は、非常に高い速度に達するが、モノのインターネットに適しない。イーサネットは代表例であり、ギガビットのイーサネットが１００メートルの距離で１０００Ｍｂｐｓの伝送速度に達することができ、等化補償、クロックリカバリ及び適応フィルタリングなどの技術を活用する。しかしながら、ポイントツーポイント型は、非常に大きな制限があり、ポイントツーポイント伝送しかサポートできず、バス型回路は、多数の分岐とコネクタを有し、ラインインピーダンスの変化が複雑であり、複雑な反射とマルチパス信号を生成し、ベースバンドフィルタリング及び等化技術は効果的に対応することができず、これは、ポイントツーポイントで通信するイーサネットがワンポイントツーマルチポイントのバスで動作できない理由である。

バス型接続の場合、ベースバンド通信は、低速度伝送しかできない。ベースバンドバス通信には、４８５、Ｃａｎ、１５５３Ｂ、Ｍｏｄｂｕｓ、Ｐｒｏｆｉｔ－Ｂｕｓが含まれ、以下の制限がある。
１）受信をする時の信号対雑音比に対する高要求：ベースバンド通信は、ステップのレベルを区別することを受信判定条件とし、信号対雑音比に対する要求が高く、４０ｄＢ以上の信号対雑音比が必要である。
２）短通信距離：受信には信号対雑音比の閾値が高いため、信号伝送の減衰に敏感であり、伝送距離が制限され、通常、１００メートルの距離以内である。
３）低通信速度：バストポロジーへのサポートが不十分であり、且つ受信による信号対雑音比に対する要求が高いため、その通信帯域幅が大きく制限され、数十メートルの範囲でマルチノードを接続する場合、通常、１Ｍｂｐｓ未満の通信速度が提供される。

従来のバスの応用現状は、以下のとおりである。産業制御の場合、一般的に、ＲＳ－４８５、ＭＯＤ－ＢＵＳ、ＰＲＯＦＩ－ＢＵＳなどのバス技術が応用され、車載及びリアルタイム制御の要求が高い場合、ＣＡＮバス技術が利用され、軍需産業では、主に１５５３Ｂバス技術が利用される。

現在、中国国内で様々なバスの応用のボトルネックは、通信距離＜１００メートル、通信速度＜１Ｍｂｐｓ、ネットワーキングノードの数＜１２８である。

中国特許出願公開第１０８２５９２８８号明細書

本発明は、ワンマスター－マルチスレーブバスタイプの有線データ収集ネットワーク通信プロトコルに関し、マスターステーションは、バスタイプの有線ネットワークの端点に位置し、スレーブステーションは、バスタイプの有線ネットワークに均等に分散されており、バスにおける任意の隣接するステーションは、信号を受信してメッセージを正しくデコードすることができる。

本発明は、従来の有線通信技術がモノのインターネットに応用されるときの問題を解決するために、Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムを提供することを目的とする。

本発明が上記技術的課題を解決するために用いられる技術案は、以下のとおりである。Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムは、高性能のモノのインターネットバスシステムであり、モノのインターネットアドホックネットワーク技術の高集積チップに基づいて開発して設計されたシステムであり、従来の有線通信技術がモノのインターネットに応用されるときの問題を解決することを目的とする。

Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムは、高集積チップが搭載されている２つのモノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置、及びＳＴＡ通信ノードを備える。

モノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置、及びＳＴＡ通信ノードは、
通信伝送速度が０．５Ｍ～３Ｍｂｐｓであり、通信距離の最大伝送距離が２０００メートルに達し、ネットワーク容量が大きく、最大６５５３６個のノードをサポートすることができ、
受信感度が－８５ｄＢｍに達し、様々な複雑なチャネルに対して優れた適応性及びノイズ抑制能力を有し、
交流と直流給電ラインを伝送チャネルとして共有でき、特に配線するのが不要であり、配線コストを節約すると同時に便利に施工でき、ケーブルのタイプとして、電源ツイストペア、同軸ライン、電話ラインなどをサポートし、
アドホックネットワーク技術をサポートして、ノード自動検出、自動ネットワークアクセスの機能を有し、
マルチホップリレールーティング技術を利用して、動的ルーティング管理をサポートし、ネットワーキング通信能力をさらに向上させ、
３２ビットＭＣＵプロセッサ、６４ＭＢメモリーを有し、Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステムをサポートし、
ＡＥＳ－１２８ｂｉｔの暗号化をサポートし、クラウド管理、リモート診断、オンラインアップグレードをサポートし、
バス型、ツリー型、スター型、メッシュ型などを含む様々な複雑なライントポロジーシーンに対応できる、という特徴を有する。

ＣＣＯモノのインターネット中央制御装置の長さ＊幅＊高さが１１１．５ｍｍ＊９６．４ｍｍ＊１８ｍｍであり、ＳＴＡ通信ノードの長さ＊幅＊高さが７１．９ｍｍ＊４０．６ｍｍ＊１８ｍｍである。

高集積チップは、２芯ケーブルにおける広帯域高速通信に基づく高集積度・高信頼性のモノのインターネット及び新型制御バスチップであり、アナログフロントエンド送受信、ベースバンド変調及び復調、デジタル信号処理、ＭＣＵコア制御、及び周辺インタフェース機能を一体に統合し、物理層、媒体アクセス層、アプリケーション層などの完全な通信解決策を提供することができ、すべてのもの相互接続のために確実で安全且つ効率的な通信及び制御用の物理的接続チャンネルを提供する。

高集積チップを備えたＣＣＯモノのインターネット中央制御装置及びＳＴＡ通信ノードに基づいて、バス型、ツリー型などのトポロジーシーン、すなわち、Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムを開発することは、モノのインターネット及び産業制御用バスの応用に適する物理層、リンク層及びネットワーク層プロトコルを研究して開発すること、生産に関連する通信とネットワークチップ及びＳｏＣシステムを研究して開発すること、さまざまなシーンや業界に対する応用解決策及びサービスを提供することを可能にする。

Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムは、従来又は専用の配線を利用してノードの間の通信を実現し、且つ相当の帯域幅を有し、リアルタイムで大容量の情報伝送をサポートし、回路品質がばらつきであるという実際な状況に効果的に対応することができ、各種の接続トポロジー構造により引き起こされるチャネル変化や信号歪みにより引き起こされる悪影響を効果的に解消することができ、ラインにおける様々な装置によって生成された時変ノイズと干渉を効果的にフィルタリングして除去することができ、連通した上、すべてのノードが互いに通信可能なネットワークを自動的に構成し、直接的な経路がない任意の２つのノードについて連通する他の中間ノードを介して通信経路を作成する。そのコアは、ノードをユーザーのニーズに応じて給電ラインの任意の位置に接続することができ、オアスイッチを自由に増減することができ、ネットワークが自動的に検出して更新することができ、端末情報に対する自動収集、分析及びフィードバック、及びユーザーがインターネット及び移動端末を介していつでもどこでもアクセス及び制御を行うことを含むインテリジェント化を実現する。以上のようなモノのインターネットの幅広い連通、ネットワーキング及びインテリジェント化特性のため、その安全性を確保しなければならず、偽造されないようにネットワークノードとユーザーの身元を確認し、通信内容を盗難や改竄から保護し、安全メカニズムである１２８ビットＡＥＳにより確実な暗号化伝送を実現する。

本発明の有益な効果は、以下のとおりである。Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムは、各種の接続トポロジー構造により引き起こされるチャネル変化や信号歪みにより引き起こされる悪影響を効果的に解消することができ、ラインにおける様々な装置によって生成された時変ノイズと干渉を効果的にフィルタリングして除去することができ、オアスイッチを自由に増減少することができ、ネットワークが自動的に検出して更新することができ、インテリジェントな収集、分析及びフィードバックを実現して、確実な暗号化伝送を実現する。

Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムのＣＣＯモノのインターネット中央制御装置の原理ブロック図である。Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムのＳＴＡ通信ノードの原理ブロック図である。Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムの典型的な応用模式図である。Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムの実現可能なバス型トポロジー図である。Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムの実現可能なツリー型トポロジー図である。

実施例１
以下、図３を参照しながら本発明の実施例を説明する。

Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムは、高性能のモノのインターネットバスシステムであり、モノのインターネットアドホックネットワーク技術の高集積チップに基づいて開発して設計されたシステムであり、従来の有線通信技術がモノのインターネットに応用されるときの問題を解決することを目的とする。

モノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置、及びＳＴＡ通信ノードは、
通信伝送速度が０．５Ｍｂｐｓであり、通信距離の最大伝送距離が２０００メートルに達し、ネットワーク容量が大きく、最大６５５３６個のノードをサポートすることができ、
受信感度が－８５ｄＢｍに達し、様々な複雑なチャネルに対して優れた適応性及びノイズ抑制能力を有し、
交流と直流給電ラインを伝送チャネルとして共有でき、特に配線するのが不要であり、配線コストを節約すると同時に便利に施工でき、ケーブルのタイプとして、電源ツイストペア、同軸ライン、電話ラインなどをサポートし、
アドホックネットワーク技術をサポートして、ノード自動検出、自動ネットワークアクセスの機能を有し、
マルチホップリレールーティング技術を利用して、動的ルーティング管理をサポートし、ネットワーキング通信能力をさらに向上させ、
３２ビットＭＣＵプロセッサ、６４ＭＢメモリーを有し、Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステムをサポートし、
ＡＥＳ－１２８ｂｉｔの暗号化をサポートし、クラウド管理、リモート診断、オンラインアップグレードをサポートし、
バス型、ツリー型、スター型、メッシュ型などを含む様々な複雑なライントポロジーシーンに対応できる、という特徴を有する。

実施例２
以下、図４を参照しながら本発明の実施例を説明する。

モノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置、及びＳＴＡ通信ノードは、
通信伝送速度が２Ｍｂｐｓであり、通信距離の最大伝送距離が２０００メートルに達し、ネットワーク容量が大きく、最大６５５３６個のノードをサポートすることができ、
受信感度が－８５ｄＢｍに達し、様々な複雑なチャネルに対して優れた適応性及びノイズ抑制能力を有し、
交流と直流給電ラインを伝送チャネルとして共有でき、特に配線するのが不要であり、配線コストを節約すると同時に便利に施工でき、ケーブルのタイプとして、電源ツイストペア、同軸ライン、電話ラインなどをサポートし、
アドホックネットワーク技術をサポートして、ノード自動検出、自動ネットワークアクセスの機能を有し、
マルチホップリレールーティング技術を利用して、動的ルーティング管理をサポートし、ネットワーキング通信能力をさらに向上させ、
３２ビットＭＣＵプロセッサ、６４ＭＢメモリーを有し、Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステムをサポートし、
ＡＥＳ－１２８ｂｉｔの暗号化をサポートし、クラウド管理、リモート診断、オンラインアップグレードをサポートし、
バス型、ツリー型、スター型、メッシュ型などを含む様々な複雑なライントポロジーシーンに対応できる、という特徴を有する。

高集積チップを備えたＣＣＯモノのインターネット中央制御装置及びＳＴＡ通信ノードに基づいて、バス型トポロジーシーン、すなわち、Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムを開発することは、モノのインターネット及び工業制御バスの応用に適する物理層、リンク層及びネットワーク層プロトコルを研究して開発すること、生産に関連する通信とネットワークチップ及びＳｏＣシステムを研究して開発すること、さまさまｎシーン及び業界に対する応用解決策とサービスを提供することを可能にする。

Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムは、各種の接続トポロジー構造により引き起こされるチャネル変化や信号歪みにより引き起こされる悪影響を効果的に解消することができ、ラインにおける様々な装置によって生成された時変ノイズと干渉を効果的にフィルタリングして除去することができ、オアスイッチを自由に増減することができ、ネットワークが自動的に検出して更新することができ、インテリジェントな収集、分析及びフィードバックを実現して、確実な暗号化伝送を実現する。

実施例３
以下、図５を参照しながら本発明の実施例を説明する。

モノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置、及びＳＴＡ通信ノードは、
通信伝送速度が３Ｍｂｐｓであり、通信距離の最大伝送距離が２０００メートルに達し、ネットワーク容量が大きく、最大６５５３６個のノードをサポートすることができ、
受信感度が－８５ｄＢｍに達し、様々な複雑なチャネルに対して優れた適応性及びノイズ抑制能力を有し、
交流と直流給電ラインを伝送チャネルとして共有でき、特に配線するのが不要であり、配線コストを節約すると同時に便利に施工でき、ケーブルのタイプとして、電源ツイストペア、同軸ライン、電話ラインなどをサポートし、
アドホックネットワーク技術をサポートして、ノード自動検出、自動ネットワークアクセスの機能を有し、
マルチホップリレールーティング技術を利用して、動的ルーティング管理をサポートし、ネットワーキング通信能力をさらに向上させ、
３２ビットＭＣＵプロセッサ、６４ＭＢメモリーを有し、Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステムをサポートし、
ＡＥＳ－１２８ｂｉｔの暗号化をサポートし、クラウド管理、リモート診断、オンラインアップグレードをサポートし、
バス型、ツリー型、スター型、メッシュ型などを含む様々な複雑なライントポロジーシーンに対応できる、という特徴を有する。

高集積チップを備えたＣＣＯモノのインターネット中央制御装置及びＳＴＡ通信ノードに基づいて、ツリー型トポロジーシーン、すなわち、Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムを開発することは、モノのインターネット及び工業制御バスの応用に適する物理層、リンク層及びネットワーク層プロトコルを研究して開発すること、生産に関連する通信とネットワークチップ及びＳｏＣシステムを研究して開発すること、さまざまなシーン及び業界に対する応用解決策とサービスを提供することを可能にする。

Ｔ－ＮＥＴフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムは、各種の接続トポロジー構造により引き起こされるチャネル変化や信号歪みにより引き起こされる悪影響を効果的に克服することができ、ラインにおける様々な装置によって生成された時変ノイズと干渉を効果的にフィルタリングして除去することができ、オアスイッチを自由に増減することができ、ネットワークが自動的に検出して更新することができ、インテリジェントな収集、分析及びフィードバックを実現して、確実な暗号化伝送を実現する。

以上は、本発明の好適実施例に過ぎず、以上の実施例の説明は、本発明の方法及びその主な趣旨を理解するためのものであり、本発明の保護範囲を限定するものではなく、本発明の趣旨及び原則から逸脱しない限り、行われる全ての修正や同等置換等は、本発明の保護範囲に含まれるべきである。

Claims

Ｔ－ＮＥＴ（ＴＨＩＮＧＳ－ＮＥＴ）技術分野におけるフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システムであって、
高集積チップが搭載されている２つのモノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置、及びＳＴＡ通信ノードを備え、
前記モノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置は、
ａ）通信伝送速度が０．５Ｍ～３Ｍｂｐｓであり、通信距離の最大伝送距離が２０００メートルであり、
ｂ）受信感度が－８５ｄＢｍであり、
ｃ）交流と直流給電ラインを伝送チャネルとして共有し、
ｄ）アドホックネットワーク技術をサポートして、ノード自動検出、自動ネットワークアクセスの機能を有し、
ｅ）マルチホップリレールーティング技術を利用して、動的ルーティング管理をサポートし、ネットワーキング通信能力をさらに向上させ、
ｆ）３２ビットＭＣＵプロセッサ、６４ＭＢメモリーを有し、Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステムをサポートし、
ｉ）モノのインターネット通信モジュールＣＣＯモノのインターネット中央制御装置の長さ＊幅＊高さが１１１．５ｍｍ＊９６．４ｍｍ＊１８ｍｍであること、
前記モノのインターネット通信モジュールＳＴＡ通信ノードは、
ａ）通信伝送速度が０．５Ｍ～３Ｍｂｐｓであり、通信距離の最大伝送距離が２０００メートルであり、
ｂ）受信感度が－８５ｄＢｍであり、
ｃ）交流と直流給電ラインを伝送チャネルとして共有し、
ｄ）アドホックネットワーク技術をサポートして、ノード自動検出、自動ネットワークアクセスの機能を有し、
ｅ）マルチホップリレールーティング技術を利用して、動的ルーティング管理をサポートし、ネットワーキング通信能力をさらに向上させ、
ｆ）３２ビットＭＣＵプロセッサ、６４ＭＢメモリーを有し、Ｌｉｎｕｘオペレーティングシステムをサポートし、
ｉ）モノのインターネット通信モジュールＳＴＡ通信ノードの長さ＊幅＊高さが７１．９ｍｍ＊４０．６ｍｍ＊１８ｍｍである、
ことを特徴とするフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システム。
前記高集積チップは、２芯ケーブルにおける広帯域高速通信に基づく高集積度・高信頼性のモノのインターネット及び新型制御バスチップであり、アナログフロントエンド送受信、ベースバンド変調及び復調、デジタル信号処理、ＭＣＵコア制御、及び周辺インタフェース機能を一体に統合し、物理層、媒体アクセス層、アプリケーション層などの完全な通信解決策を提供することができ、すべてのもの相互接続のために確実で安全且つ効率的な通信及び制御用の物理的接続チャンネルを提供する、ことを特徴とする請求項１に記載のフルスペックのシングルライン・マルチソースデータ収集伝送システム。