Пристрій контролю та управління з інтерфейсом комунікаційної шини еів або lonworks

1. Пристрій для контролю та управління, що містить інтерфейсний блок до комунікаційної шини ЕІВ або до комунікаційної шини LonWorks, який відрізняється тим, що на комунікаційній шині ЕІВ або LonWorks при інформаційному обміні з іншими пристроями використані не більше 4-х стандартизованих асоціацією ЕІВА або асоціацією LonMark нижніх рівнів взаємодії, згідно з 7-рівневою еталонною моделлю OSI, а решта верхніх рівнів реалізуються довільним чином за допомогою мікропроцесорного блока, працюючого під управлінням мікропрограми. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що містить інтерфейси для підключення зчитувачів ідентифікаційних кодів. 3. Пристрій за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що містить інтерфейси параметричних, логічних та аналогових входів для підключення датчиків, а також виходи цифрові та аналогові для підключення виконавчих пристроїв. Корисна модель відноситься до такої галузі техніки, як сигналізації про різні відхилення від наперед заданих умов та виконання певних дій на основі аналізу даних відхилень. Вона може бути застосована для організації різноманітних розподілених систем контролю та управління. На сьогоднішній день всесвітнього розповсюдження набули системи автоматизації, побудовані на основі стандартів Європейської Інсталяційної Шини - ЕІВ та шини LonWorks. У таких системах кожний пристрій (датчик або кінцевий виконавчий пристрій) має в своєму складі комунікаційний контролер шини ЕІВ або LonWorks, який забезпечує механічне та електричне з'єднання та обмін данними між шиною та шинним пристроєм, та мікропроцесор з програмою, яка підтримує встановлений асоціацією ЕІВА (для шини ЕІВ) або асоціацією LonMark (для шини LonWorks) протокол взаємодії, що дозволяє йому обмінюватися інформаційними командами з іншими пристроями (датчиками і кінцевими виконавчими пристроями), виробленими компаніями -членами асоціації ЕІВА або асоціації LonMark. Всі пристрої, які беруть участь в інформаційному обміні на шині, мають центральні процесори і пам'ять і запрограмовані відповідним чином для виконання заданих користувачем системи сценаріїв автоматизації. Стандарти ЕІВ та LonWorks згідно з 7рівневою еталонною моделлю OSI (надалі - "мо деллю OSI") включають в себе описи окремих рівнів взаємодії, а саме: 1. Фізичний рівень, який описує фізичне середовище передачі інформації (для ЕІВ та LonWorks це вита пара - два сплетені дроти) та топологію прокладання шини. Для ЕІВ використовується вільна топологія прокладання шини, а для LonWorks - в залежності від швидкості передачі інформації. 2. Комунікаційний рівень, який описує принципи передачі електричних сигналів та виявлення колізій, для ЕІВ та LonWorks це CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), тобто всі пристрої можуть передавати інформацію в будь-який момент часу і не потребують спеціального дозволу. 3. Мережевий рівень описує розмір інформаційних пакетів та технологію підтвердження їх доставки. 4. Транспортний рівень описує адресацію на шині та принципи передачі інформації одному окремому пристрою, групі пристроїв, або всім пристроям одночасно. 5. Сессійний рівень описує сеанси обміну даними між кінцевими пристроями. 6. Презентаційний рівень описує кодування даних (компресія, кодування). 7. Прикладний рівень описує протокол інформаційного обміну, коди команд, вмістимо пакетів, тощо. О) 00 8991 Отже, перші 4 рівня відносяться до нижніх фізичних (комунікаційних) рівнів, та являють собою лише засоби для інформаційного обміну, останні З рівня відносяться до верхніх логічних (протокольних) рівнів та являють собою описи протоколів взаємодії між пристроями. Найближчим аналогом даної корисної моделі є пристрої, вироблені компаніями-членами асоціації ЕІВА або компаніями-членами асоціації LonMark, які підтримують всі 7 вищевказаних рівнів взаємодії, стандартизовані своїми асоціаціями. Принцип побудови систем на основі даних пристроїв детально розкритий в стандартах ЕІВ (www.eiba.com), розробленому компанією Siemens та LonWorks (www.lonworks.com), розробленому компанією Echelon. Самі стандартні ЕІВ-пристрої детально описані на веб-сайті www.eibmarkt.com, а LonWorks-пристрої на веб-сайті www.echelon.com/productdb. Недоліками стандартизованого інформаційного обміну на шинах ЕІВ та LonWorks є: - доступність протоколів верхніх рівнів тільки тим компаніям, які входять в асоціацію ЕІВА або в асоціацію LonMark; - висока вартість протоколів верхніх рівнів, а також вступу та перебування у вищевказаних асоціаціях; - складні до виконання умови сертифікації, що обмежує доступ в ассоціацію виробників обладнання ЕІВ або LonMark; - обмеженість можливостей стандартизованих протоколів верхніх рівнів та неможливість вносити зміни та поправки під конкретну задачу. В основу корисної моделі поставлена задача використання в стандартах ЕІВ та LonWorks лише найкращого - їх комунікаційних шин, тобто 4-х нижніх рівнів взаємодії (фізичного, комунікаційного, мережевого, транспортного), згідно зі 7-рівневою "моделлю OSI", та створення власних протоколів верхніх рівнів, які відрізняються від стандартизованих асоціаціями ЕІВА і LonMark та спеціально розраховані на вирішення конкретних задач при побудові будь-якої системи контролю та управління. Крім того, необхідно було розробити універсальний пристрій для контролю та керування, який би містив в собі більшість відомих інтерфейсів для підключення зчитувачів ідентифікаційних кодів, а також різноманітних датчиків та кінцевих виконавчих пристроїв. Суть корисної моделі пояснює креслення, на якому зображена на фіг. 1 - структурна схема пристрою контролю та управління, який може здійснювати інформаційний обмін на комунікаційній шині ЕІВ або на комунікаційній шині LonWorks за допомогою власних альтернативних, не стандартизованих асоціаціями ЕІВА або LonMark протоколів (3-х верхніх рівнів взаємодії, згідно "моделі OSI"), найбільш пристосованих до задачі, та який містить інтерфейси для підключення зчитувачів ідентифікаційних кодів (проксіміті-зчитувачів, зчи тувачів штрих-кодів, зчитувачів TouchMemory, тощо), а також цифрових та аналогових датчиків (датчиків освітлення, руху, напруги, тощо) та цифрових та аналогових кінцевих виконавчих пристроїв (релейних модулей, семистроних модулей, електромеханічних замків, тощо). Поставлена задача вирішується тим, що при побудові власних електронних систем контролю та управління, в яких присутні пристрої, які фізично розташовуються на віддалі один від одного, але потребують інформаційного обміну, в якості комунікаційної шини застосовується шина ЕІВ або шина LonWorks, тобто пристрої контролю та управління містять інтерфейсні блоки шини ЕІВ або шини LonWorks 1 (наприклад, для шини ЕІВ це: TP-UART-EIB, FZE1065E, FZE1066, тощо, а для шини LonWorks це мікросхеми типу NeuronChip). Але відмінність полягає в тому, що при цьому використовуються власні створені протоколи інформаційного обміну (3-х верхніх рівнів взаємодії, згідно "моделі OSI"), пристосовані під потреби системи, а не стандартизовані асоціаціями ЕІВА та LonMark, які реалізуються за допомогою мікропроцесорного блоку 2. Крім того, реалізуються блоки інтерфейсів параметричних входів 3, логічних входів 4 та аналогових входів 5, цифрових та аналогових виходів 6 та зчитувачів ідентифікаційних кодів 7, які зв'язані з мікропроцесорним блоком 2. Таким чином, в корисній моделі впроваджена можливість використовувати найкраще від стандартів ЕІВ та LonWorks, а саме - комунікаційну шину (до 4-х нижніх рівнів взаємодії, згідно "моделі OSI"), разом з тим побудувавши свої власні протоколи інформаційного обміну (3 верхні рівні взаємодії, згідно "моделі OSI"), що наділяє створені таким чином електронні системи контролю та управління наступними властивостями: - вільна топологія мереж; - принципи передачі даних CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance), тобто всі пристрої можуть передавати інформацію в будь-який момент часу; - доступність контролерів комунікаційної шини, що апаратно реалізують до 4-х нижніх рівнів взаємодії, згідно "моделі OSI"; - можливість створення власних систем контролю та управління з використанням комунікаційних шин ЕІВ або LonWorks без підтримки стандартизованих протоколів верхніх рівнів та без вступу в асоціації ЕІВА або LonMark; - можливість застосування власних протоколів інформаційного обміну (3-х верхніх рівнів взаємодії, згідно "моделі OSI"). Присутність різноманітних інтерфейсів у корисній моделі дозволяє підключати до пристроїв контролю та управління та використовувати у системі безліч кінцевого обладнання (датчиків, кінцевих виконавчих пристроїв та зчитувачів ідентифікаційних кодів). 8991 Параметри* ВХОДИ Логічні входи Аналогові входи 1Ммг ЇМ М ' Інтерфейс rrapaimp. входів 3 Інтерфейс логічних входів 4 Інтерфейс аналогов. вході© S Мікропроцесорний блок в Інтерфейс цифрових та аналогов виходів цифро»! та аналогові 7 Інтерфейс зчитувачів ідентифікац ійких кодів 1 інтерфейс комунікац. шини ШШ або LonWorks ЕІВ або LonWaHts С > Зчитувачі кодів, клавіатур* Фіг.1 Комп'ютерна верстка М. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ - 4 2, 01601