DE60131197T2

DE60131197T2 - Netzwerk-steuersystem für haushaltsgeräte

Info

Publication number: DE60131197T2
Application number: DE60131197T
Authority: DE
Inventors: Sam-Chul Ha; Seung-Myun Baek; Koon-Seok Lee; Jeong-Hyun Lim; Hwan-Jong Changwon-shi CHOI; Ja-In Koo; Dae-Woong Kim; Sung-Hwan Kang
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2001-05-30
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2021-07-06
Also published as: DE60137979D1; EP1390817B1; EP1443709B1; EP1863189A3; ES2295179T3; ES2320214T3; ES2395559T3; EP1863189A2; KR100434270B1; KR20020091312A; US7873699B2; AU2001269567A1; EP1390817A2; WO2002097555A2; US20040158333A1; US20040243684A1; DE60131197D1; US7853662B2; US20040249903A1; EP1443708A3

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Netzsteuervorrichtung und ein Netzsteuerverfahren, und im Spezielleren auf ein Netzsteuersystem für Hausgeräte.
Stand der Technik
Gegenwärtig ist die Heimautomation zur automatischen Steuerung von zu Hause oder an einer abgesetzten Stelle befindlichen Hausgeräten weitgehend kommerzialisiert. Im Anfangsstadium der Heimautomation wurden die jeweiligen Geräte separat unter Verwendung von Telefonen oder Infrarotstrahlen ohne gegenseitige Verbindung zwischen den Geräten gesteuert. Gegenwärtig wird mittels einer Kommunikationseinrichtung ein Netz zwischen den Geräten aufgebaut, und es wird ein Steuergerät zum Steuern des Netzes vorgesehen, um die Geräte im Verbund zu bedienen.
Mikrocomputer, mit denen die Geräte ausgestattet sind, besitzen eine eingebaute serielle Kommunikationsfunktion und können mit anderen Mikrocomputern oder Geräten kommunizieren. Dieser Mikrocomputer besitzt unterschiedlich bemessene Betriebsmittel, die bei den Kommunikationsabläufen verwendet werden können, wie etwa einen Speicher, welcher den Charakteristika des Geräts entspricht. Im Falle vom Multimediaprodukten wie etwa Personalcomputern (PCs), Fernsehempfängern (TV-Geräten), Audiogeräten, usw., werden hochleistungsfähige Hardware-Spezifikationen übernommen, um diverse Grundfunktionen ablaufen zu lassen, und es ist der Kommunikationsstandard zum Verarbeiten einer großen Datenmenge mit hoher Geschwindigkeit erforderlich.
Hingegen sind im Falle von Kühlschränken, Waschmaschinen, Mikrowellenherden, Lampen, Rauch-/Gasmeldern, Schreibtischlampen, Boilern usw. deren Funktionen im Vergleich zu den vorstehend erwähnten PCs oder Multimediaprodukten sehr einfach, und somit wird im Allgemeinen ein für geringe Leistung ausgelegter Mikrocomputer von 8 Bit oder weniger verwendet. Im Falle der Hausgeräte, die den für geringe Leistung ausgelegten Mikrocomputer übernehmen, ist die Grundlage bil dende Fernsteuerung oder Überwachung des Betriebszustands der Hauptgegenstand der Kommunikationsabläufe, und somit ist der Kommunikationsstandard erforderlich, der sich klein bemessener Mikrocomputer-Betriebsmittel bedient.
Im Falle der Kommunikationsprotokolle, die momentan verwendet werden, oder der Vorgehensweise zu Kommunikationszwecken zwischen den Geräten, werden separate Kommunikationsmodule, wie etwa Modems, zusätzlich in die jeweiligen Geräte eingebaut, um den Hochleistungskommunikationsstandard, der auf PCs oder Multimediageräte angewandt wird, so zu verwenden wie er ist, oder der Hochleistungskommunikationsstandard wird teilweise modifiziert.
Die herkömmlichen Hausgeräte übernehmen den bei PCs oder Multimediageräten verwendeten Hochleistungskommunikationsstandard und haben somit aufgrund der Übernahme des unnötigen Kommunikationsstandards, der höher ist, als es ihre eigentlichen Funktionen bräuchten, Ineffizienz- und Kostensteigerungsprobleme, weil ein separater Hardware-Kommunikationsbaustein, wie etwa ein Modem, zusätzlich in jedes Gerät eingebaut werden muss.
Die US-A 5 255 185 offenbart eine Videoanzeige für ein Bowling Center. Sie umfasst ein Datenübertragungsprotokoll, das einen synchronen Datenübertragungssteuerungsstandard (SDLC-Standard) nutzt. Information wird zwischen einer Hauptstation und Unterstationen übertragen, die den SDLC-Standard als vorgegebenes Protokoll verwenden.
Offenbarung der Erfindung
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, die Probleme zu lösen, die mit dem Stand der Technik zu tun haben, und ein Netzsteuersystem für Hausgeräte bereitzustellen, das die Merkmale niedrige Kosten und hohe Effizienz im Hinblick auf die gegenwärtig verwendeten Geräte erfüllt, die einen für geringe Leistung ausgelegten Mikrocomputer übernehmen.
Die vorliegende Erfindung ist im beigefügten unabhängigen Anspruch 1 definiert.
Um die vorstehend erwähnte Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein Netzsteuersystem für mit einem für geringe Leistung ausgelegten Mikrocomputer mit einer seriellen Kommunikationsfunktion ausgestattete Hausgeräte bereit, das eine Kommunikationsstruktur von der Art Master/Slave im Hinblick auf die jeweiligen Geräte bildet; einen Kommunikationsstandard bestimmt, der sich entsprechend der Kommunikationsstruktur aus einer Anwendungsschicht, einer Datenübermittlungsschicht und einer physikalischen Schicht zusammensetzt; ein Netz aufbaut, indem die Geräte über die serielle Kommunikationsfunktion verbunden werden; und es den Geräten ermöglicht, miteinander in der Einheit eines fest umrissenen Pakets entsprechend der Kommunikationsstruktur und dem Kommunikationsstandard zu kommunizieren, wenn ein vorbestimmtes Kommunikationsereignis stattfindet.
Einige bevorzugte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die vorstehende Aufgabe, weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen deutlicher:
1 ist eine Ansicht, die ein Netz von Hausgeräten darstellt.
2 ist eine Ansicht, die eine Kommunikationsstruktur zwischen Geräten der Art Master/Slave nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist eine Ansicht, die einen detaillierten Aufbau einer Kommunikationsstruktur der Art Master/Slave nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
4 ist eine Ansicht, die eine Kommunikationsstruktur der Art Halbduplexbetrieb nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine Ansicht, die einen Kommunikationszyklus der Art eine Anfrage/eine Antwort darstellt.
6 ist eine Ansicht, die einen Kommunikationszyklus darstellt, wenn ein Paketfehler entsteht.
7 ist eine Ansicht, die einen Kommunikationszyklus der Art eine Anfrage/viele Antworten darstellt.
8 ist eine Ansicht, die einen eine Anfrage-Kommunikationszyklus darstellt.
9 ist eine Ansicht, die eine Aufteilungsart für Kommunikationsschichten darstellt.
10 ist eine Ansicht, die eine Paketkommunikationsstruktur zwischen Schichten darstellt.
11 ist eine Ansicht, welche die gesamte Paketstruktur darstellt.
12 ist eine Ansicht, die ein Anfrage-/Mitteilungspaket darstellt.
13 ist eine Ansicht, welche die Struktur eines Antwortpakets darstellt.
14 ist eine Ansicht, die eine Adressenstruktur darstellt.
15 ist eine Ansicht, die ein Netzcode-Aufteilungsverfahren darstellt.
16 ist eine Ansicht, die eine Gruppenadresse darstellt, die einer Art eines Produkts entspricht.
17 ist eine Ansicht, die eine Gruppenadresse darstellt, die einem Einbauplatz entspricht.
18 ist eine Ansicht, die eine Gruppenadresse darstellt, die einem Einbauort und einer Produktart entspricht.
19 ist eine Ansicht, die eine Anfangsblockstruktur einer Ereignisdatei darstellt.
20 ist eine Ansicht, die eine Grundstruktur einer Ereignisdatei darstellt.
21 ist eine Ansicht, die den Aufbau eines Antwortpakets darstellt, wenn ein Fehler entsteht.
Beste Art und Weise zur Umsetzung der Erfindung
Nun wird das Netzsteuersystem für Hausgeräte nach bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Zunächst kann das Netz nach der vorliegenden Erfindung, wie in 1 gezeigt, Multimediageräte wie einen Fernsehempfänger (TV), Audiogeräte, usw., die über einen an ein externes Internet angeschlossenen Netzübergang an ein Audio-/Video-Netz (A/V-Netz) angeschlossen sind; PC-nachgeordnete Geräte wie einen Drucker, einen Scanner, eine PC-Kamera, usw., die an ein Personalcomputer-Netz (PC-Netz) angeschlossen sind; und nachgeordnete Geräte wie einen Kühlschrank, eine Klimaanlage, eine Waschmaschine, einen Staubsauger, einen Mikrowellenherd, einen Luftbefeuchter, eine Lampe, eine Schreibtischlampe, einen Rauch-/Gasmelder, usw. umfassen, die über einen Netzverwalter an ein Wohnraumnetz angeschlossen sind.
Das Netzsteuersystem für Hausgeräte nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird nun erklärt.
Die Erfindung übernimmt ein Master/Slave-System.
Das heißt, alle Kommunikationszyklen beginnen ausgehend von einem Master und enden mit einer Master-Vorrichtung. Jedes Gerät kann ein Master sein, sollte dazu aber über eine Funktion zur Steuerung des Datenstroms in Übertragungsleitungen, der Information in Geräten, die an ein Netz angeschlossen sind, und eines Steuercodes verfügen. Nach der vorliegenden Erfindung, die auf das Netz zwischen Hausgeräten mit relativ gering ausgelegten Leistungsanforderungen angewendet wird, führt nur ein Gerät, das über eine Benutzeroberflächenfunktion verfügt, wie etwa ein PC, sämtliche Funktionen des Masters aus, und die anderen Vorrichtungen dienen nur als Master mit eingeschränkten Funktionen, wie etwa zur Kommunikation mit einem vorbestimmten Slave oder zur Kommunikation unter Verwendung eines einfachen Steuercodes.
Auch bilden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung, in der Master und Slave logisch nebeneinander bestehen, so dass eine direkte Kommunikation zwischen Vorrichtungen, d. h. eine Kommunikation zwischen gleichberechtigten Netzelementen (Peer-to-Peer) möglich ist, während gleichzeitig das grundlegende Master/Slave-Kommunikationssystem aufrechterhalten bleibt. Und zwar wird, wie in 2 gezeigt, eine Vorrichtung (nachstehend als P2P-Vorrichtung bezeichnet) gebildet, bei der es sich um eine physikalische Vorrichtung handelt, die aber logisch in einen unabhängigen Master und Slave unterteilt ist.
Alle Produkte, die an das Netz angeschlossen sind, sind im Grunde P2P-Vorrichtungen, können aber, wie in 3 gezeigt, je nach den Hardware-Leistungsmerkmalen, als Master, Slave, zweckgebundener Sender und zweckgebundener Empfänger definiert werden.
Speziell im Fall des Masters arbeitet dieser, um einen neuen Kommunikationszyklus anlaufen zu lassen, so, dass die Kommunikation mit dem entsprechenden Slave beginnt und endet, wenn ein Kommunikationsbeginnereignis durch den letzten Benutzer oder aufgrund der internen Zustandsveränderung der Vorrichtung stattgefunden hat.
Im Falle des Slaves befindet sich dieser immer in einem Empfangsbereitschaftszustand und kann für sich selbst die Kommunikation mit anderen Vorrichtungen nicht anfordern.
Die P2P-Vorrichtung ist eine Vorrichtung, in der Master und Slave logisch nebeneinander bestehen, und die als Master dient, um den Kommunikationszyklus einzuleiten, wenn ein Kommunikationsbeginnereignis durch den letzten Benutzer oder aufgrund der internen Zustandsveränderung der Vorrichtung stattgefunden hat. Nach Beendigung der entsprechenden Kommunikation dient die P2P-Vorrichtung als Slave, der sich im Empfangsbereitschaftszustand zu befinden hat.
Der zweckgebundene Sender ist eine Vorrichtung nur zum Senden entsprechend seiner Hardware-Leistungsmerkmale, und kann ein Fernsteuerungsgerät sein.
Der zweckgebundene Empfänger ist eine Vorrichtung nur zum Empfangen entsprechend seiner Hardware-Leistungsmerkmale, und kann ein Produkt sein, das mit einem IR-Empfänger ausgestattet ist und durch eine Trockenbatterie betrieben wird.
Wie in 4 gezeigt ist, führt das Netzsteuersystem für Hausgeräte nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Halbduplex-Signalübertragung unter Nutzung eines Busses durch.
Speziell empfängt die Vorrichtung im Übertragungsfall keine Daten, die von anderen Vorrichtungen übertragen werden, und schickt im Empfangsfall keine Daten an andere Vorrichtungen. Dies ist zum Minimieren der Speichernutzung für die Kommunikation gedacht, und gleichzeitig, um dem Netz, das mit einem Bus aufgebaut ist, unter Verwendung der seriellen Kommunikationsfunktion wie etwa dem Netz für Hausgeräte nach der vorliegenden Erfindung gerecht zu werden.
Entsprechend kann im Falle des Masters oder Slaves der Speicher für den gesamten Sende- und Empfangsbetrieb gemeinsam genutzt werden, und im Falle der P2P-Vorrichtung kann der Speicher für den Sende- und Empfangsbetrieb auch gemeinsam genutzt werden, weil Master und Slave nicht gleichzeitig in Betrieb sind. Somit ist es nicht notwendig, den ganzen Sende-/Empfangsprozess zu unterbrechen, und dies bewirkt, dass der Freiheitsgrad zum Programmieren der Funktion des Produkts erhöht wird.
Als Nächstes führt das Netzsteuersystem für Hausgeräte nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Kommunikation von der Art Ein-Zyklus durch. Die Ein-Zyklus-Art lässt sich einstufen in die Art eine Anfrage/eine Antwort, die Art eine Anfrage/viele Antworten, und die Art eine Anfrage.
Dabei überträgt entsprechend der Kommunikation von der Art eine Anfrage/eine Antwort, wie in 5 gezeigt, ein Master ein Paket zu einem Slave, und im Ansprechen darauf überträgt der Slave ein Paket zum Master, um die Kommunikation zu beenden. Nach der Kommunikation von der Art eine Anfrage/viele Antworten überträgt ein Master, wie in 7 gezeigt, ein Paket an mehrere Slaves, und im Ansprechen darauf übertragen die jeweiligen Slaves ein Paket an den Master. Der Master wartet ständig auf die Antwort, und wenn eine vorbestimmte längste Wartezeit verstrichen ist, beendet der Master die Kommunikation. Dabei überträgt ein Master entsprechend der Kommunikation von der Art eine Anfrage, wie in 8 gezeigt, eine Anfrage im Hinblick auf einen Slave oder mehrere Slaves, und beendet dann die Kommunikation, ohne auf die Antwort zu warten. Wenn dabei Daten übertragen werden, die sich aus mehreren Paketen zusammensetzen, unterteilt der Master die Daten in Pakete mit der Größe, die zum entsprechenden Slave passt, und überträgt die Daten zum Slave in der Einheit eines Pakets. 6 zeigt die Kommunikationsart, wobei, wenn ein Antwortfehler im Slave entsteht, der Master die Anfrage erneut überträgt und die entsprechende Antwort empfängt, um die Kommunikation zu beenden.
Als Nächstes verfügt das Netzsteuersystem für Hausgeräte nach der vorliegenden Erfindung über ein Protokoll, das sich aus einer physikalischen Schicht, einer Datenübermittlungsschicht und einer Anwendungsschicht zusammensetzt.
Im Falle eines TCP/IP-Protokolls, das gegenwärtig als Internet-Protokoll verwendet wird, sind dessen Kommunikationsschichten in eine Anwendungsschicht, eine Transportschicht, eine Vermittlungsschicht, eine Datenübermittlungsschicht und eine physikalische Schicht unterteilt. Im Falle des Protokolls für andere Hausgeräte oder Fertigungsstättenautomation ist dieses grundsätzlich mit einer Anwendungs schicht, einer Datenübermittlungsschicht, einer physikalischen Schicht ausgestattet, und ist zusätzlich mit einer Transportschicht oder Vermittlungsschicht ausgestattet. Da jedoch die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dazu gedacht sind, den vorstehend beschriebenen Kommunikationsarten im Hinblick auf Hausgeräte gerecht zu werden, die für geringe Leistungsanforderungen ausgelegt sind, setzt sich ihre Kommunikationsschicht nur aus der physikalischen Schicht, der Datenübermittlungsschicht und der Anwendungsschicht zusammen. Auch sind nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die physikalische Schicht und die Datenübermittlungsschicht weitestgehend vereinfacht, und viele Teile zum Betreiben des Produkts sind der Anwendungsschicht zugeteilt, um die Belastung des Mikrocomputers auf ein Mindestmaß zu senken, und zwar so, dass er an den Master/Slave- und Halbduplex-Betrieb angepasst ist.
Wie in 9 gezeigt ist, umfasst die Kommunikationsschicht im Falle des Slaves eine Anwendungsschicht, die sich aus den Bereichen Anwendungs-Software, Nachrichtenerstellung, Nachrichtenausführung, Nachrichtenzusammenfassung und Nachrichtenredundanzprüfung zusammensetzt; die Datenübermittlungsschicht setzt sich aus den Bereichen Paketstrukturierung, Paketübertragung, CSMA/CD, Paketprüfung, Adressenprüfung und Paketdatenempfang zusammen; und eine physikalische Schicht, die aus einem UART besteht. Dabei kann die physikalische Schicht einen Adapter umfassen, der gewählt wird, wenn eine stromnetzgebundene Kommunikation verwendet wird.
Im Falle des Masters umfasst die Kommunikationsschicht eine Anwendungsschicht, die sich aus den Bereichen Anwendungssoftware, Nachrichtenaufteilung und Nachrichtenzusammenfassung zusammensetzt; eine Datenübermittlungsschicht, die sich aus den Bereichen Paketstrukturierung, Paketübertragungsbestätigung, CSMA/CD, Paketprüfung, Adressenprüfung und Paketdatenempfang zusammensetzt; und eine physikalische Schicht, die aus einem UART besteht. Die physikalische Schicht des Masters kann auch einen Adapter umfassen, der gewählt wird, wenn eine stromnetzgebundene Kommunikation verwendet wird.
Dabei dient die physikalische Schicht dazu, Bitsignale in Übertragungsleitungen zu empfangen oder das von der Datenübermittlungsschicht her empfangene Paket im Bitsignal zu transportieren, um es über die Übertragungsleitungen zu übertragen.
Die Datenübermittlungsschicht erstellt das Paket unter Verwendung von Daten, die von der Anwendungsschicht her eingehen, um das Paket an die physikalische Schicht zu schicken, oder verarbeitet das von der physikalischen Schicht her eingegangene Paket, um es an die Anwendungsschicht zu schicken. Die Rolle der Datenübermittlungsschicht des Masters unterscheidet sich ein wenig von derjenigen des Slave. Die Datenübermittlungsschicht des Masters umfasst den Prozess des Sicherstellens der Paketübertragungen an die physikalische Schicht. Bei den als Slave dienenden Produkten haben die physikalische Schicht und die Datenübermittlungsschicht denselben Aufbau.
Die Anwendungsschicht umfasst Nachrichtensätze und dient dazu, die Nachricht zu analysieren und zu verarbeiten. Bei den als Slave dienenden Produkten umfasst die Nachricht ein Laststeuerungs- oder Speichersteuerungsverfahren, und der Master dient dazu, die Slaves zu verwalten, indem Ergebnisse der Nachrichtenverarbeitung der Slaves verwendet werden, oder das ganze Netz zu steuern. Dementsprechend umfasst die Anwendungsschicht für jedes Produkt verschiedene Inhalte. Die Anwendungsschicht des Masters dient auch als Übertragungsschicht, welche die Daten in Pakete aufteilt, wenn die zu übertragenden Daten umfangreicher sind als ein Paket, das die aufgeteilten Pakete übertragen soll, oder fasst die aufgeteilten Pakte zusammen und verarbeitet sie, wenn diese eingehen.
Der Grund, warum die Übertragungsschicht nicht getrennt, sondern in der Anwendungsschicht enthalten ist, liegt darin, dass die Aufteilung und Zusammenfassung der Pakete nur im Hinblick auf eine fest umrissene Nachricht und nicht auf alle Daten erfolgt.
Die Paketübertragungsstruktur zwischen den Kommunikationsschichten ist in 10 gezeigt. Die Schnittstelle zwischen der Anwendungsschicht und der Datenübermittlungsschicht ist in der Einheit einer Nachricht ausgeführt, während die Schnitt stelle zwischen der Datenübermittlungsschicht und der physikalischen Schicht in der Einheit eines vollen Pakets ausgeführt ist. Zwischen der Datenübermittlungsschicht und der physikalischen Schicht brauchen die Pakete nicht separat erstellt zu werden, sondern die Übertragung erfolgt in der Einheit des vollen Pakets, so dass die Pakete so wie sie sind verwendet werden können. Da jedoch die Länge eines Anfangsblocks, der zur Datenübermittlungsschicht und physikalischen Schicht hinzukommt, in der Anwendungsschicht nicht bekannt sein kann, ist es schwierig, die Daten in der Einheit eines vollen Pakets zu koppeln, und statt dessen werden die Daten von der Anwendungsschicht in der Einheit einer Nachricht zur Datenübermittlungsschicht übertragen. Das Paket sollte die gesamte zu übertragende Information enthalten und einen Aufbau haben, welcher einer späteren Erweiterung der Kommunikationsfunktion gerecht werden kann.
Das wie in 11 gezeigte Paket umfasst grundsätzlich einen Anfangsblockbereich, der aus einem Paketanfangsblockfeld und einem Feld zum späteren Einfügen der Paketfunktion besteht; einen Hauptbereich, der aus einem Nachrichtenanfangsblockfeld, einem Feld zum späteren Einfügen der Paketfunktion und einem Nachrichtenfeld besteht; und einen Endblockbereich.
Auch besteht, wie in 12 gezeigt ist, das im Master verwendete Anforderungs-/Mitteilungspaket aus mindestens 17 Bytes und höchstens 255 Bytes und umfasst einen aus 8 Bits bestehenden Haus-Code (HC), um ein Haus/eine Wohnung zu klassifizieren, in dem bzw. in der das Netz aufgebaut ist; eine aus 16 Bits bestehende Empfängeradresse (RA), um den Empfänger anzugeben, eine aus 16 Bits bestehende Absenderadresse (SA), um den Absender anzugeben, eine aus 8 Bits bestehende Paketlänge, um die Länge des Paktes anzugeben, eine aus 3 Bits bestehende Zugriffspriorität, um eine Übertragungspriorität anzugeben, eine aus 5 Bits bestehende Paketanfangsblocklänge (PHL), um die Länge des Paketanfangsblocks anzugeben, eine aus 8 Bits bestehende Protokollversion (PV), um die Version des Protokolls anzugeben, eine aus 4 Bits bestehende Paketart, um die Art des Pakets anzugeben, einen aus 2 Bits bestehenden Übertragungswiederholungszähler (RC), um die Übertragungswiederholungsanzahl anzugeben, eine aus 2 Bits bestehende Paketnummer (PN), um die Übertragung eines neuen Pakets anzugeben, ei ne aus 8 Bits bestehende Nachrichtenlänge (ML), eine aus 8 Bits bestehende Nachrichtenanfangsblocklänge (MHL), eine aus 8 Bits bestehende Portnummer (PO), einen aus 8 Bits bestehenden Befehlscode (CC), ein Argument (ARG) mit einer variablen Anzahl von Bits, eine aus 16 Bits bestehende zyklische Redundanzprüfung, und ein aus 8 Bits bestehendes Textende (ETX), um das Ende des Pakets anzugeben.
Auch ist, wie in 13 gezeigt, das Antwortpaket, das im Slave verwendet wird, identisch zum Anfrage-/Mitteilungspaket, mit der Ausnahme, dass sein Hauptbereich einen Block ACK/NAK aus 8 Bits umfasst.
Dabei ist der Hauscode (HC) ein Code, um das Haus/die Wohnung logisch einzustufen, in dem bzw. in der das Netz aufgebaut ist. Insbesondere im Fall, dass die Übertragungsleitungen zwischen den jeweiligen Häusern, wie etwa Stromleitungen, nicht klassifiziert sind, werden Hexagonalwerte im Bereich von 0x03~0xFE zum Klassifizieren der jeweiligen Häuser/Wohnungen verwendet.
Die Empfängeradresse (RA), die sich vor der Absenderadresse (SA) befindet, ist zur frühen Beurteilung bestimmt, ob der Empfänger das Paket kontinuierlich empfängt oder es beim Eingang nicht zur Kenntnis nimmt. Die oberen beiden Bits sind zur Angabe der Art des Netzes, und die darauffolgenden 6 Bits sind zum Klassifizieren der Produkte, die eine unabhängige Funktion haben, wie etwa eine Waschmaschine, ein Kühlschrank, usw. Die unteren 8 Bits werden zugeteilt, um das Produkt dann zu klassifizieren, wenn es mehrere Produkte derselben Art gibt.
Die Paketlänge (PL) besteht aus 1 Byte, um eine Nummer zu speichern, welche die Paketlänge angibt, die in der Einheit eines Bytes aus dem Hauscode zum EXT des Pakets berechnet wird. Nach Eingang des Paketlängendatenwerts (PL-Datenwerts) empfängt der Empfänger nur die Daten, die dem Paketlängendatenwert entsprechen, und lässt die anschließenden Prozesse ablaufen. Dementsprechend wird der Paketlängenwert (PL-Wert) dazu verwendet, die Größe eines Empfangspufferspeichers vorab auszuweisen und einen Fehler der empfangenen Paketdaten zu erfas sen. Und zwar wird das letzte Byte des Pakets ausgelesen, und wenn es sich dabei nicht um EXT handelt, wird dies als Paketfehler beurteilt.
Die Zugriffspriorität (AP) ist ein Feld zur Angabe einer Übertragungspriorität, die der Nachricht, wie etwa einer dringenden Nachricht, einem Paket, das aufgrund fehlgeschlagener Übertragung erneut übertragen werden muss, oder einer Nachricht, die weniger wichtig ist als eine allgemeinen Mitteilungsnachricht eingeräumt wird, so dass die physikalische Schicht die CSMA/CD-Funktion entsprechend der eingeräumten Priorität erfüllen kann. Dieses Feld ist dann von Bedeutung, wenn der Adapter, der die CSMA/CD-Funktion erfüllt, die Nachricht entsprechend der Übertragungspriorität übertragen kann, und wird andernfalls ignoriert. Die den jeweiligen Übertragungen entsprechenden Zugriffsprioritätswerte sind wie folgt:

0: im Falle einer Übertragungswiederholung aufgrund vom Kollision oder in einem Notfallzustand
1: im Falle der Massenübertragung von Daten durch die Nachrichtenaufteilung
2: im Falle einer normalen Übertragung
3: im Falle, dass der Netzverbindungszustand aufgelistet wird (auch im Falle der Kollision bleibt die Priorität mit 3 aufrechterhalten).

Die Paketanfangsblocklänge (PHL) ist ein Feld zur Erweiterung des Paketanfangsblocks. Wenn ein Erweiterungsfeld zum vorliegenden Paketanfangsblock hinzugefügt wird, wird die Paketanfangsblocklänge entsprechend verändert. Im Falle keiner Veränderung beträgt er 9 Bytes und kann auf maximal 32 Bytes erweitert werden.
Die Protokollversion (PV) ist ein 1 Byte-Feld, das die Version des übernommenen Protokolls angibt. Version und Unterversion nehmen in der Reihenfolge ihrer Aktualisierung die Werte 0~15 an.

Die Paketart (PT) setzt sich aus 4 Bits zusammen, die bestimmt werden, wenn das Paket übertragen und in ein Anfragepaket, Antwortpaket und Mitteilungspaket unterteilt wird. Das Antwortpaket wird weiter in eine erfolgreiche Antwort und eine fehlgeschlagene Antwort unterteilt. Der Master bestimmt das Anfragepaket und der Slave bestimmt das Antwortpaket. Wenn die Vorrichtung nur als Slave wirkt, verarbeitet sie nur das Anfragepaket. Der Grund, warum das Antwortpaket in zwei Antwortarten unterteilt ist, ist der, dass das Paket nicht an die Anwendungsschicht übertragen wird, sondern sofort erneut übertragen wird, wenn das Paketartfeld (PT-Feld) im Paketanfangsblock die fehlgeschlagene Antwort angibt, auch wenn der Inhalt der Nachricht in der Datenübermittlungsschicht nicht bekannt ist. Ein Mitteilungspaket stellt das Paket dar, das keine Antwort anfordert. Ein Paket in Array-Form wird verwendet, um sämtliche Daten ohne irgendeine Antwort an das jeweilige Paket zu unterteilen und zu verschicken, wenn die Massendatendatei mit einer hohen Übertragungsgeschwindigkeit übertragen wird, und seine Hexagonalwerte sind wie folgt:

0:	Anfragepaket
1~3:	reserviert
4:	erfolgreiches Antwortpaket
5:	fehlgeschlagenes Antwortpaket
6~7:	reserviert
8:	Rundsendemitteilungspaket
9:	Array-Paket
10:	Endpaket von Array-Daten
11~15:	reserviert

Der übertragungswiederholungszähler (RC) ist ein 2 Bit-Feld, um einen Doppelprozess für dieselbe Nachricht zu verhindern, wenn ein Übertragungsfehler entsteht. Wenn ein CRC-Fehler im eingegangenen Antwortpaket enthalten ist, das eingegangene Paket den CRC-Fehler enthält oder die Empfangs-Byte-Zeit vorüber ist, kann der Master das Paket höchstens dreimal wieder übertragen, während der Slave nur einmal übertragen kann.
Die Paketnummer (PN) ist auch ein 2 Bit-Feld, um den Doppelprozess für dieselbe Nachricht zu verhindern, wenn ein Übertragungsfehler entsteht. Der Master erhöht die Paketnummer jedes Mal um 1, wenn ein neues Paket übertragen wird, und im Falle, dass dasselbe Paket erneut übertragen wird, behält der Master die vorherige Paketnummer bei. Entsprechend speichert der Slave die Paketnummer und die Übertragungsadresse der vorherigen Nachricht, und wenn dieselbe Nachricht erneut eingeht, ignoriert er das Nachrichtenduplikat. Wenn sich die eingegangene Nachricht von der vorherigen Nachricht unterscheidet, verarbeitet der Slave die Nachricht. Der Slave kopiert die Paketnummer der eingegangenen Nachricht und erstellt das Antwortpaket, wenn er auf die eingegangene Nachricht antwortet.
Die Nachrichtenlänge (ML) ist eine Information, um die Länge des Nachrichtenfelds auszuweisen, da die Länge des Nachrichtenfelds variabel ist. Dementsprechend weist die Anwendungsschicht die Länge des Nachrichtenfelds anhand der Nachrichtenlänge aus.
Die Nachrichtenanfangsblocklänge (MHL) ist ein Feld, um das Nachrichtenfeld später zu erweitern, und kann zusätzlich einen Nachrichtenanfangsblock enthalten, im Falle, dass das Nachrichtenfeld codiert, das Anwendungsprotokoll verändert wird, usw.
Die Portnummer (PO) ist ein Feld, um den Nachrichtensatz zu erweitern, und der Nachrichtensatz kann für jeden Port klassifiziert werden. Für die Versionsaktualisierung des Nachrichtensatzes oder die Kompatibilität mit anderen Anwendungsprotokollen kann der Nachrichtensatz in jeden Port eingestellt werden.
Die Nachricht umfasst einen Befehlscode für die an den Slave gerichtete Anforderung des Masters nach Funktionserfüllung, Eingangsfaktoren, die zur Durchführung des Befehls erforderlich sind, und Faktoren, die an den Master übertragen werden, nachdem der Slave den Befehl ausgeführt hat. Auch sollte die Nachricht so aufgebaut und definiert sein, dass die Programmierung im 8 Bit-Mikrocomputer erleichtert ist. Speziell sollte die Nachricht, auch wenn sie korrigiert ist, so modulprogrammiert sein, dass sich die Korrektur der Nachricht ohne Weiteres reflektieren lässt. Dazu haben sämtliche Nachrichten jeweils unabhängige Funktionen. Dies bedeutet, dass sämtliche Nachrichten keinerlei entsprechende niederrangige Nachrichten und keine kausale Verknüpfungen zwischen den jeweiligen Programmroutinen in der Software-Implementierung enthalten. Wenn die Nachrichten voneinander unabhängige Funktionen haben, können die Funktionen zur Steuerung und Überwachung des Produkts über die Kombination von Nachrichten erweitert werden. Wenn der Slave den Befehl normal ausgeführt hat, sind die an den Master übertragenen Faktoren (ACK + Rückargumente), und sind andernfalls (NAK + Fehlercode). Maximal 256 Befehle können in jeder Vorrichtung enthalten sein. Das Vorhandensein/Nichtvorhandensein und die Byte-Anzahl von eingegebenen Argumenten und Rückargumenten werden entsprechend dem Befehlscode bestimmt.
Dabei sind die Datentypen der Argumente wie folgt:
Boolesch: 1 Byte
char, char ohne Vorzeichen: 1 Byte
int, int ohne Vorzeichen, short int, short int ohne Vorzeichen: 2 Bytes
long, long ohne Vorzeichen: 4 Bytes
string: Senden/Empfangen, wobei NULL enthalten ist.
Um auch den Befehlscode zu klassifizieren, wird das folgende Konzept eingesetzt:
Obwohl alle Produkte unabhängig 256 Befehlscodes im Bereich von 0x00~0xFF verwenden, werden gemeinsame Codes als Befehle verwendet, die in sämtlichen Produkten gemeinsam verwendet werden. Die Korrektur der Terme wird durch die Aufnahme der Funktion des Produkts in den generalisierten Aufbau erleichtert. Alle Befehlscodes werden in essentielle Befehlscodes und optionale Befehlscodes eingestuft. Die essentiellen Befehlscodes sind die Befehle für die Grundinformation der Vorrichtung, und sind Befehle, die für die Kommunikation erforderlich sind. Sie sind in temporäre Befehle (als I angegeben) und Programmbefehle (als P angegeben) eingestuft. Der temporäre Befehl kann sofort ausgeführt werden, wenn ihn der Slave empfängt, und der Programmbefehl macht eine Sequenz zum Durchführen des Befehls notwendig. Befehlscodes in einem Algorithmusbereich sind nicht durch die für alle Produkte standardisierten Codes bezeichnet. Da die Produkte derselben Art je nach ihren Modellnummern oder Herstellern miteinander unter Verwendung verschiedener Algorithmen kommunizieren können, können sie die verschiedenen Funktionen unter Nutzung desselben Befehlscodes erfüllen. Dementsprechend sollten alle Befehlscodes dieses Bereichs die Eigennummern der Produktmodelle zugeteilt haben und diese sollten als Faktoren mit eingebunden sein. Auch unterscheidet sich die Nachrichtenstruktur, wenn der Master die Nachricht mit dem Protokoll zur Verarbeitung der Nachricht in der Anwendungsschicht überträgt, von derjenigen, wenn der Slave dem Master antwortet. Wenn die Nachricht vom Master aus übertragen wird, setzt sie sich aus einem Befehlscode und Eingangsfaktoren zum Durchführen des Befehlscodes, d. h. Argumenten (ARG), zusammen. Die Anzahl und der Datentyp der Faktoren verändern sich je nach dem Befehlscode. Die Struktur der Nachricht, die vom Slave, der ein Paket vom Master erhalten hat, übertragen wird, wird in ein Paket mit einem Fehler und eine anderes ohne Fehler aufgeteilt, wenn der Paketfehler oder der Befehlscode, der vom Master her eingegangen ist, ausgeführt wird. Wenn das vom Master her eingegangene Paket keinen Fehler aufweist und der Befehlscode normal ausgeführt wird, setzt sich die Nachrichtenstruktur aus einem Befehlscode, ACK, und Faktoren (ARG) zusammen, die sich aus der befehlscodierten Ausführung ergaben. Die Anzahl von sich ergebenden Faktoren und der Datentyp unterscheiden sich entsprechend dem Befehlscode. Wenn ein Fehler in dem Paket entsteht, das vom Master her eingeht, setzt sich die Nachricht aus einem Befehlscode, NAK, und einem Paketfehlercode zusammen. Falls das Paket normal ist, aber während der Ausführung des Befehlscodes ein Fehler entsteht, setzt sich die Nachricht aus einem Befehlscode, NAK, und einem Fehlercode zusammen.
Der CRC ist ein Wert zum Erfassen eines Fehlers des empfangenen Pakets, oder um den Empfänger den Paketfehler während der Übertragung erfassen zu lassen. Der CRC setzt sich aus 16 Bits zusammen, und sein Wert wird hergestellt oder ein Fehler wird erfasst, indem die Daten ab ETX bis zu dem Byte genau vor dem CRC-Feld verwendet werden.
ETX(0x03) ist eine Kommunikationsschreibweise, die das Ende des Pakets bedeutet und ein Verfahren zum Erfassen des Paketfehlers bereitstellt, ohne das CRC- zusammen mit dem Paketlängenfeld während des Empfangs zu verwenden. Und zwar können die Byte-Daten, solange die Paketlänge eingeht, als Paketfehler beurteilt werden, wenn es sich beim letzten Byte nicht um EXT handelt. Dabei kann die Paketfehlerprüfung unter Verwendung des CRC entfallen.
Die Adresse der vorstehend beschriebenen Paketstruktur wird nun im Detail erläutert.
Jeder Master oder Slave im Netz wird als eine Adresse erkannt. Das jeweilige System hat eine aus 2 Bytes bestehende Adresse zugeteilt und kann das Paket über die zugeteilte Adresse zur entsprechenden Gegenpartei übertragen. Wie in 14 gezeigt ist, ist die Adresse in eine physikalische Adresse, die sich aus einem Netzcode von 3 Bits und einem Produktcode von 5 Bits zusammensetzt und unveränderbar feststeht, wenn das Produkt ausgeliefert wird, und eine logische Adresse von 8 Bits unterteilt, die zum Klassifizieren der Produkte von derselben Art oder als Gruppenadresse verwendet wird, und während der Übertragung usw. veränderbar ist.
Das zu Hause befindliche Netz kann kurzgefasst in eine PC-Gruppe, eine A/V-Gruppe und eine Wohnraumgruppe, d. h. eine Hausgerätegruppe eingestuft werden, und es wird ein 3 Bit-Netzcode für diese Einstufung verwendet. Selbst wenn im Kommunikationsprotokoll das Hausgerätenetz sich von anderen zu Hause befindlichen Teilnetzen unterscheidet, ist das Netzklassifizierungsfeld zur Kommunikation mit den PC-Gruppen- oder A/V-Gruppenprodukten notwendig. Ein Beispiel für die Netzcodeklassifizierung ist in 15 gezeigt.
Dem Netzcode entsprechend werden 5 Bits für einen Produktcode zugeteilt, d. h. den Produktnamen (z. B. Waschmaschine, Kühlschrank, Sanitärprodukt, Lampe, Sicherheitsprodukt, usw.) und 8 Bits werden für die Klassifizierung der Produkte derselben Art zugeteilt. Dies soll der Bedingung in einem Gästehaus, einem Hotel, usw. Rechnung tragen.
Das 8 Bit-Feld zum Klassifizieren der Produkte derselben Art wird auch als Gruppenadresse verwendet, die entsprechend dem Einbau- oder Aufstellort des Produkts eingestuft wird. Ein Benutzer gibt den Einbau- oder Aufstellort des Produkts ein, wenn der Netzmanager das Produkt im Netz registriert.
Dabei wird die Produktgruppe auf zweierlei Weisen bestimmt. Entsprechend der ersten Gruppenadresse können alle Objekte, die dem unteren Feld entsprechen, dadurch bestimmt werden, dass in die Werte von jeweiligen Feldern jeweils '1' eingetragen wird. Dabei bedeutet die Gruppe die Produkte, die zur selben Art oder zum selben Netz gehören. Lautet der Netzcodewert beispielsweise '111', gibt er sämtliche zu Hause befindliche Netze an, und wenn der Produktcodewert '1111' lautet, gibt er alle Produkte des entsprechenden Netzes an. Wie in 16 gezeigt ist, wird die Produktgruppe einer fest umrissenen Art entsprechend der Gruppenadresse ausgewählt, und wenn der Gruppenadressenwert '11111111' lautet, gibt er alle Produkte des entsprechenden Netzes und Produktcodes an. Entsprechend der zweiten Gruppenadresse wird, wie in 17 gezeigt, die Produktgruppe eines genau angegebenen Orts ausgewählt. Dabei wird der Produktcode zu '11111', um alle Produkte zu bestimmen, und der logische Adressenwert wird entsprechend dem Einbau- oder Aufstellort bestimmt. Wenn der Netzcode '111' und der Produktcode '11111 lautet, gibt das logische Adressenfeld den Ortscode an. Auch kann, wie in 18 gezeigt, eine fest umrissene Produktgruppe, die sich an einem fest umrissenen Ort befindet, ausgewählt werden, indem die Gruppenadresse bestimmt wird.
Als Nächstes wird ein Plug-and-Plag-Prozess erklärt, wobei die Geräte über das Netz verbunden sind, den Geräten anfängliche Hauscodes und Adressen zugeteilt sind, und das Kommunikationsumfeld bestimmt wird.
Damit die über das Netz verbundenen Geräte miteinander kommunizieren können, wird festgelegt, dass sämtliche Geräte dieselbe Kommunikationsgeschwindigkeit haben sollen, und ihre eindeutigen Adressen werden im physikalischen Netz zugeteilt. Dabei sollte der Master mit einer Datenbank der Namen und Adressen aller Geräte ausgestattet sein. Auch sollten für den Fall, dass die Übertragungsleitungen zwischen den jeweiligen Häusern/Wohnungen nicht wie die Stromleitungen klassifiziert sind, die jeweiligen Häuser/Wohnungen klassifiziert werden. Dazu bestimmt der Netzverwalter, der für den Plug-and-Plag-Prozess verantwortlich ist, Hauscodes, um die jeweiligen Häuser/Wohnungen zu klassifizieren, wenn eine Erstversorgung mit Strom stattfindet. Nachdem die Hauscodes bestimmt wurden, erhält der Netzverwalter die Eingabe der Information über das Gerät vom Benutzer, wenn das Gerät zum ersten Mal im Netz zugeschaltet ist, und führt einen Nachweis- und Adressierprozess durch, um dem jeweiligen Gerät eine Adresse zuzuweisen. Nach dem Abschluss dieses Prozesses erfolgt ein Voranfrageprozess zum Ändern von Produktinformation wie etwa der Modellnummer oder der Steuergeräteversion des kommunikationsgegenständlichen Geräts, der Größe eines Pufferspeichers für die Paketerstellung oder der Übertragungsgeschwindigkeit. Dieser Voranfrageprozess ist nicht immer notwendig, wird aber je nach Bedarf durchgeführt. Die Produktinformation ist nötig, um den Namen des angeschlossenen Produkts auszuweisen, und die Anfrage nach der Pufferspeichergröße erfolgt, wenn die Größe des Pakets bestimmt wird, damit der Master Massendaten an den Slave schicken kann. Der Master fordert die Geschwindigkeitsänderung zum Slave an, wenn die Massendaten übertragen/empfangen werden oder die Übertragung/der Empfang der Daten beendet ist. Nach dem Abschluss des Voranfrageprozesses, läuft eine allgemeine Übertragungsbetriebsart ab. Im Hinblick auf die Position des Benutzers sollte der Plug-and-Plag-Prozess ohne eine zusätzliche Einbau- oder Eingabearbeit des Benutzers unmittelbar dann erfolgen, wenn Strom in das Gerät eingespeist wird. Nachdem das Gerät im Netz zugeschaltet ist, wird jedoch die Information über das Gerät unter der Maßgabe, dass die Stromleitungen als Netzmedien verwendet werden, in den Netzverwalter eingegeben. Im Falle der Stromleitungen werden die Übertragungsleitungen zwischen Nachbarn nicht klassifiziert. Somit kann, wenn der Netzverwalter auch im Nachbarhaus installiert ist, in einem Zustand, in dem das Gerät im Netz zugeschaltet ist, der Netzverwalter im Nachbarhaus dem Gerät die Adresse zuteilen. Um dieses Problem zu lösen, fordert der Netzverwalter zuerst eine Registrierung der Adresse für das Gerät so an, dass das Gerät die Geräteinformation für den Netzverwalter eingibt.
Entsprechend dem vorstehend beschriebenen Hauscodebestimmungsprozess überträgt der Netzverwalter im anfänglichen Stromeinspeisestadium eine Hauscodebestätigungsnachricht an alle Geräte, um die eigenen Hauscodes zur Unterscheidung der jeweiligen Häuser zu bestimmen. Dabei ist der Faktor der Wert, der sich als bestimmter Hauscode im Bereich von 0x00–0xFF ergibt. Falls keine Antwort eingeht, bestimmt der Netzverwalter den entsprechenden Hauscode als seinen eigenen Hauscode, da der Hauscode ein in dem physikalischen Netz, an das der Netzverwalter angeschlossen ist, nur einmal vergebener Wert ist. Falls die Antwort eingeht, bedeutet dies, dass der entsprechende Hauscode nicht der nur einmal vergebene Wert ist, und der Netzverwalter erzeugt wieder einen bestimmten Hauscode, um den vorstehenden Prozess zu wiederholen. Da die vorstehend beschriebenen Hauscodes im Hinblick auf die jeweiligen Produkte gleichzeitig bestimmt werden, wenn der Netzverwalter über die Adressen der jeweiligen Produkte entscheidet, wird derselbe Hauscode den Produkten im selben Haus zugeteilt, wodurch die jeweiligen Häuser klassifiziert werden können.
Allerdings wird die adressenbezogene Information einschließlich des Hauscodes in einem nichtflüchtigen Speicher des jeweiligen Produkts gespeichert und kann somit zu einem Problem werden, wenn der Benutzer nach der Adressenzuteilung für die jeweiligen Produkte den Wohnort wechselt. Speziell wenn irgendein anderes Haus oder irgendeine andere Wohnung denselben Hauscode verwendet wie das Haus oder die Wohnung, aus dem oder der gerade ausgezogen wird, können die jeweiligen Häuser oder Wohnungen aufgrund der Hauscodekollision nicht klassifiziert werden. Dementsprechend sollte im Falle eines Auszugs die Hauscodekollision bei einer anfängliche Hauscodebestimmung wiederholt bestätigt werden, indem der Netzverwalter nur in einem Zustand mit Strom versorgt wird, in dem die Stromversorgung zu allen Produkten abgeschaltet ist. Falls keine Kollision auftritt, können sie, so wie sie sind, ohne Hauscodeveränderung verwendet werden, wohingegen, wenn die Kollision auftritt, die Hauscodes aller Produkte rückgesetzt und dann neu bestimmt werden sollten. Um dabei die Hausprodukte zu unterscheiden, deren Hauscodes sich in Kollision befinden, wird eine Benutzer-ID als Faktor verwendet. Die Benutzer-ID wird über den Netzverwalter eingegeben, wenn das Gerät dem Netz das erste Mal zugeschaltet wird.
Als Nächstes gibt der Benutzer im Nachweis- und Adressierungsprozess in den Netzverwalter, der das Netz verwalten kann, den Produktnamen, die Nummer von Produkten, den Einbau-/Aufstellort und die Benutzer-ID des Geräts ein, das mit Strom versorgt werden soll, wenn das Gerät dem Netz zum ersten Mal zugeschaltet wird. Dann fordert der Netzverwalter die Registrierung des dem Netz zum ersten Mal zugeschalteten Geräts an und teilt die Adresse zu, wenn eine Registrierungsnachricht einer temporären Adresse vom Gerät her eingeht. Auch wenn es mehrere Produkte derselben Art gibt, bestimmt der Netzverwalter dabei neue Adressen für die jeweiligen Produkte, um jegliche Adressenkollision zu vermeiden. Der Grund, warum die Produktnummer eingegeben wird, ist, dass wenn mehrere Produkte derselben Art gleichzeitig dem Netz zugeschaltet sind, der Netzverwalter erkennen muss, ob die Registrierungsnachrichten von allen angeschlossenen Produkten her eingegangen sind. Auch liegt der Grund dafür, dass der Einbau-/Aufstellort eingegeben wird, darin, dass der Benutzer das Produkt über die Standortinformation des Produkts, die auf dem Bildschirm des Netzverwalters einscheint, mühelos ausmachen kann. Die Benutzer-ID ist dazu vorgesehen, das Produkt während des wie vorstehend beschriebenen Hauscode-Resets zu bestätigen. Die Adresse des Netzverwalters ist ungeachtet des Ein-/Ausschaltzustands des Stroms auf 0x00 festgesetzt. Jedoch haben andere Vorrichtungen, bei denen es sich um Master oder Slaves handeln kann, repräsentative Produktadressen während ihrer Auslieferung zugeteilt bekommen, als der Strom ausgeschaltet war. Der Netzverwalter bestimmt einen Bereich zusätzlicher Adressen, der durch die Produkte unter Verwendung eines 'Teilnahmeanfrage' genannten Befehls ausgewählt werden kann, und fordert die Geräte auf (d. h. die als repräsentative Produktadressen bestimmt sind), deren Adressen nicht durch die Eingabe des Benutzers bestimmt sind, mit den temporären Adressen registriert zu werden. Im Falle einer Klimaanlage wird 0x20 als die Nummer des Empfängers ausgewählt, und die zusätzliche Adresse hat den Faktor im Bereich 0x21~0x2E. Der Befehl 'Teilnahmeanfrage' kann nur das Produkt erkennen, dessen Adresse nicht festliegt. Die aufgerufenen Produkte bestimmen ihre Adressen (d. h. temporären Adressen), indem sie die zusätzlichen Adressen durch Ablaufenlassen eines Zufallszahlengenerators optional auswählen und ihre Adressenwerte dem Netzverwalter mitteilen. Falls 0x25 aus 0x21~0x2E ausgewählt wird, wird dies an den Netzverwalter übertragen. Die temporäre Adresse fungiert als Adresse des entsprechenden Produkts, bis sie der Netzverwalter oder Master unter Verwendung eines Befehls 'Adressenänderung' ändert oder die Stromversorgung zum Produkt abgeschaltet wird. Der Netzverwalter setzt die Adressenduplikate der Produkte jeweils unter Verwendung des Befehls 'Adressenänderung' auf die repräsentativen Adressen zurück und bestimmt die Adressen der Produkte, deren temporäre Adressen nicht dupliziert sind, in der Reihenfolge der zusätzlichen Adressen, um die entsprechenden Produkte wieder aufzurufen. Dabei bestimmt der Netzverwalter die Hauscodes der jeweiligen Produkte und die Benutzer-ID, indem sowohl ein eigener Hauscode als auch die vom Benutzer eingegebene Benutzer-ID übertragen wird. Wenn die nicht duplizierten Adressen 0x2A, 0x25 und 0x23 lauten und die zusätzlichen Adressen im Bereich von 0x21~0x2E liegen, werden die Produkte mit den temporären Adressen 0x23, 0x25 und 0x2A als 0x21, 0x25 bzw. 0x23 bestimmt. Fall irgendein temporäres Adressenduplikat besteht, wird der vorstehende Prozess wiederholt. Der vorstehend beschriebene Nachweis- und Adressierungsprozess wird im Hinblick auf alle Arten von Produkten (d. h. 0x01~0x0F) 14 Mal wiederholt.
Wie vorstehend beschrieben, wurden nach Abschluss des Nachweis- und Adressierungsprozesses die Namen, Adressen und Einbau-/Aufstellorte der Geräte in der Datenbank des Netzverwalters gespeichert. Die an den Netzverwalter angeschlossenen Geräte beginnen zum ersten Mal als Master oder Slaves zu arbeiten, wenn ihre Adressen durch den Netzverwalter vollständig bestimmt wurden. Dabei lesen die als Master fungierenden Geräte die Namen und Adressen der Geräte aus der Datenbank des Netzverwalters aus, um sie in ihrem eigenen Speicher abzuspeichern, und beginnen, mit den Slaves zu kommunizieren. Vor der Adressenzuteilung können alle Geräte nur als Slaves handeln. Die Geräte, die mit ihren zugeteilten Adressen versehen sind, verschicken periodisch eine Rundsendenachricht, um über ihre Existenz zu informieren, weil die Master, welche die jeweiligen Geräte steuern können, wissen sollten, ob die Geräte dem Netz zugeschaltet sind. Wenn die zugeschalteten und nicht zugeschalteten Geräte nicht unterschieden werden, wird es schwierig, herauszufinden, ob eine nicht mögliche Kommunikation durch die Abschaltung oder ein Problem des Geräts verursacht ist. Auch werden die nicht zuge schalteten Geräte zur Information für den Benutzer in einem inaktiven Zustand am Bildschirm des Netzverwalters angezeigt. Alle mit den Adressen versehenen Geräte verschicken periodisch direktübertragene Rundsendenachrichten, um ihre Existenz mitzuteilen, und dabei ist es notwendig, die Periode einzustellen. Wenn die Anzahl von Geräten gering ist, ist dies nicht von Belang, ist jedoch die Anzahl von Geräten hoch, bewirkt eine zu kurze Periode, dass zu viele Direktnachrichten übertragen werden, wodurch die Leistung des Netzes herabgesetzt wird. Die Anfangsperiode wird als lang bestimmt und dann anteilig zur Anzahl von Geräten eingestellt. Das heißt, wenn die Anzahl von Geräten gering ist, wird die Periode als kurz bestimmt, wohingegen, wenn die Anzahl von Geräten hoch ist, die Periode als lang bestimmt wird, und dies bewirkt, dass die Leistung des Netzes aufrechterhalten bleibt. Dabei bestimmt der Netzverwalter die Periode, und das jeweilige Gerät verschickt seine eigene Periode als Faktor der Direktnachricht in einer Rundsendung. Der Netzverwalter empfängt die Direktnachricht vom jeweiligen Gerät, und wenn sich die Direktnachricht von der durch den Netzverwalter bestimmten Periode unterscheidet, bestimmt dieser die Periode des entsprechenden Geräts als seine eigene Periode.
Als Nächstes wird das Ereignis erläutert, das die Kommunikationszustände des Geräts bewirkt.
Das Ereignis bedeutet den Fall, bei dem eine gewisse Zustandsveränderung im Gerät hervorgerufen wird, und kann entsprechend den Entstehungsursprüngen in die folgenden 5 Arten eingestuft werden. Da gibt es ein Benutzerereignis, das eintritt, wenn der Benutzer dem Gerät über eine Taste einen direkten Befehl erteilt, ein periodisches Ereignis, das in vorbestimmten Abständen automatisch eintritt (zum Beispiel eine direktübertragene Mitteilungsnachricht, die vom Netzverwalter eine vorbestimmte Zeitdauer lang übertragen wird), ein Statusereignis, das aufgrund einer selbstbewirkten Zustandsveränderung des Geräts während der Überwachung des Systemzustands eintritt (zum Beispiel Temperatur-, Feuchtigkeits- Waschgangänderung, usw.), ein Fehlerereignis, das eintritt, wenn ein Fehler in Bezug auf den Betrieb des Systems auftritt, und ein externes Ereignis, das bei einer von außerhalb des Systems wie etwa von einem Web-Server usw. kommenden Aufforderung eintritt (zum Beispiel eine Kommunikationsanfrage von einer abgesetzten Stelle her, wenn der Netzverwalter als Haus-Server dient).
Ein Gerät, das mit einer Benutzeroberfläche ausgestattet ist, wie etwa einer Tastatur, einer Maus und einem Bildschirm, kann durch alle 5 Ereignisse eine Peer-to-Peer-Kommunikation durchführen. Jedoch sollte für die Vorrichtung, der es an einer Benutzeroberfläche zur Durchführung der Peer-to-Peer-Kommunikation mangelt, die Bedingung zum Durchführen der Kommunikation bereits im Vorfeld bestimmt werden, oder die Peer-to-Peer-Kommunikation ist nur durch die Ereignisse möglich, die durch interne Faktoren des Geräts herbeigeführt werden.
Wenn nach der vorliegenden Erfindung ein Ereignis stattfindet, führt das entsprechende Gerät die Kommunikation durch, indem es allen Geräten unter Verwendung eines Mitteilungspakets seine eigene Zustandsveränderung mitteilt. Der Grund, warum das Ereignis eine wichtige Bedeutung hat, ist der, dass im Falle, dass der Benutzer den Zustand des Geräts überwacht, es viel effektiver ist, wenn das Gerät seine Zustandsveränderung für sich selbst mitteilt, als wenn der Benutzer den Zustandswert des Geräts jedes Mal dann abfragt, wenn er den Zustand des Geräts wissen möchte. Da auch ein Problem des Geräts oder ein auftretender Fehler gleich bei seinem Auftreten unverzüglich mitgeteilt werden sollte, ist der Prozess des sofortigen Mitteilens der Zustandsveränderung beim Eintreten des Ereignisses notwendig.
Das Ereignis, das durch das jeweilige Gerät umgesetzt wird, wird durch einen Ereigniscode von 1 Byte dargestellt und ist in ein gemeinsames Ereignis, das sich in allen Geräten auswirkt, und ein privates Ereignis unterteilt, das sich für jedes Produkt auswirkt. Als Codeklassifizierung wird eine Bereichsklassifizierung und keine Feldklassifizierung verwendet, da die Anzahl von Codes, die später hinzugefügt werden können, für jeden Term eine andere ist.
Das gemeinsame Ereignis kann weiter in einen Ereignisbereich, der sich auf die Betätigung durch den Benutzer bezieht, und ein Fehlerbereichsereignis unterteilt werden, der allen Geräten gemeinsam ist. Das Ereignis, das sich auf die Betätigung durch den Benutzer bezieht, kann eine Tasten- oder Wähleingabe, ein Türöffnungs-/Türschließvorgang, ein Lasteingang, usw., sein und hat einen Ereigniscodewert von 0x11~0x2F. Das gemeinsame Ereignis kann ein Türöffnungsvorgang während des Betriebs, usw., sein und hat einen Ereigniscodewert von 0x30~0x4F. Das private Ereignis kann in ein Fehlerereignis für jedes Produkt und ein Statusereignis für jedes Produkt eingestuft werden. Das Fehlerereignis für jedes Produkt stellt einen Eigenfehlerzustand oder Problemzustand jedes Produkts dar und hat einen Ereigniscodewert von 0x70~0xAF. Das Betriebsstatusereignis ist ein Ereignis, das immer dann eintritt, wenn sich der Status des Produkts während des Betriebs des Produkts verändert, und hat einen Ereigniscodewert von 0xB0~0xFF.
Der Ereigniscode kann in einen essentiellen Ereigniscode, der im Wesentlichen von allen Geräten umgesetzt wird (zum Beispiel einen Problemereigniscode) und einen optionalen Ereigniscode eingestuft werden, der von den Geräten optional umgesetzt wird. Der essentielle Ereigniscode bewirkt, dass die Zustandsveränderung als Mitteilungspaket rundgesendet wird, wenn das Ereignis eintritt, so dass ein anderes Gerät die Zustandsveränderung überwachen kann. Dabei ist der verwendete Befehlscode der Mitteilungsbefehl und hat einen Ereigniscode von 1 Byte und einen Ereigniscodezustandswert von 4 Bytes als Faktoren. Wenn ein Ereignis in einem Gerät eintritt, kann es durch einfaches Rundsenden des Mitteilungspakets mitgeteilt werden, befiehlt aber den Betrieb eines anderen Geräts. Wenn zum Beispiel der Waschgang einer Waschmaschine zu Ende ist, erfolgt der Befehl zum Einschalten einer Lampe auf einer Veranda, oder dass eine Klimaanlage eine Textnachricht anzeigt. Dazu sollte jedes Gerät Information über eine Adresse, einen Betriebsbefehlscode und Faktoren des kommunikationsgegenständlichen Geräts, jedes Mal, wenn der Ereigniscode vorliegt, abspeichern. Da sich eine solche Information jedoch je nach den Vorlieben der Benutzer unterscheidet, sollte die Kommunikationsbedingung im jeweiligen Gerät beim Eintritt des Ereignisses durch den Netzverwalter bestimmt werden. Dabei sollte im Falle, dass nicht nur der Befehl zum Betrieb eines anderen Geräts, sondern auch zum Rundsenden des Ereignisses erteilt wird, der Benutzer die Optionen bestimmen. Noch etwas, was bei der Bestimmung der Ereigniskommunikationsbedingung berücksichtigt werden sollte, ist ein Zeitintervall zur Bekanntmachung des Ereignisses. Wenn sich der Temperaturzu stand oder Sensorzustand, bei dem die Ereigniskommunikation bestimmt wird, schnell verändert, kann die Leistung des Netzes aufgrund zu vieler Ereigniskommunikationspakete schlechter werden, und somit ist ein Mindestereigniseintrittsintervall notwendig. Dementsprechend sollte der Benutzer bei der Bestimmung der Kommunikationsbedingung für das eingetretene Ereignis durch den Netzverwalter den Ereigniscode, das kommunikationsgegenständliche Gerät, einen Ereigniseintrittsmindestintervall, eine Mitteilungsnachricht, usw. bestimmen.
Die Ereigniskommunikationsbedingung wird im nichtflüchtigen Speicher des jeweiligen Geräts als eine Ereignisdatei abgespeichert werden, die sich aus einem in 19 gezeigten Anfangsblock und einem in 20 gezeigten Hauptteil zusammensetzt. Der Benutzer kann die Ereigniskommunikationsbedingung durch den Netzverwalter neu bestimmen. Im Falle einer anfänglichen Bestimmung bestimmt der Benutzer die Ereigniskommunikationsbedingung über einen Pufferspeichergrößenauslesebefehl nach einer Bestätigung, ob die Größe des nichtflüchtigen Speichers ausreicht. Da auch die Größe des nichtflüchtigen Speichers begrenzt ist, sollte die Information über eine unnötige Ereigniskommunikationsbedingung gelöscht werden. Zu diesem Zweck gibt es eine Nachricht, und der Benutzer kann unter Verwendung dieser Nachricht (d. h. einen Ereigniscodelöschbefehlscode) die unnötige Ereigniskommunikationsbedingung löschen.
Um den Ereigniscode ablaufen zu lassen, werden die auszuführende Gesamtereignisanzahl (total_event_no) und die Ereigniscodes aus dem Anfangsblock der im nichtflüchtigen Speicher gespeicherten Ereignisdatei ausgelesen. Wenn der Zustand der definierten Variablen während des Betriebs verändert wird, speichert ein Systemhauptprogramm diese Information im entsprechenden Speicher. Eine Ereigniscodeausführungsprogrammroutine entscheidet, ob ausgeführt werden soll, indem der Systemzustandswert mit dem aus der Ereignisdatei ausgelesenen Ereigniscode verglichen wird. Um zu verhindern, dass die Betriebsmittel des Mikrocomputers aufgrund der kontinuierlichen Ausführung des Ereigniscodes ständig in Anspruch genommen werden, wenn die verschiedenen Zustände des Systems gleichzeitig verändert werden, führt die Ereigniscodeausführungsprogrammroutine immer nur einen Ereigniscode auf einmal aus.
Als Nächstes wird ein Verfahren zum Kontrollieren verschiedener Arten von Fehlern erläutert.
Der Übertragungsfehler wird eingestuft in einen Datenbitfehler aufgrund eines Rauschens der Übertragungsleitungen, einen Fehler, der durch die verschiedenen Übertragungsfrequenzen verursacht wird, einen Datenbitfehler aufgrund von Datenkollision, einen Fehler, der durch die Sendesignaldämpfung verursacht wird, wenn Impedanzen zwischen den Leitungen und Geräten nicht abgeglichen sind, und einen Fehler, der durch Übertragen/Empfangen von Daten verursacht wird, die vom Empfangsgerät nicht verarbeitet werden können, obwohl kein Datenbitfehler besteht. Das Rauschen der Übertragungsleitungen erzeugt einen Rahmenfehler der physikalischen Schicht auf der Empfängerseite, d. h. einen UART-Rahmenfehler, oder trägt zur Veränderung des Datenwerts bei. Wenn sich die Übertragungsfrequenzen der Sende-/Empfangsgeräte unterscheiden, entsteht der UART-Rahmenfehler meistens auf der Empfangsseite. Wenn verschiedene Geräte gleichzeitig senden, entsteht der UART-Rahmenfehler meistens auf der Empfangsseite. Wenn die Impedanzen zwischen den Leitungen und Geräten nicht abgeglichen sind, geht auf der Empfängerseite kein Signal ein.
Wenn der Master das Anfragepaket an den Slave schickt, empfängt der Slave das Paket und erfasst die definierten Fehler. Wenn der Slave den Fehler aus den empfangenen Datenbits erfasst, schickt er ein Antwortpaket an den Master, das den Codewert des erfassten senderseitigen Fehlers enthält, wie in 21 gezeigt ist, und der Master lässt entsprechend dem Fehlercode die übertragungswiederholungs- oder Fehlerverarbeitungsfunktion ablaufen.
Dabei besteht der Fehlercode aus 1 Byte und wird in einen gemeinsamen Fehlercode, der dem Bereich 0x00~0x9F zugeteilt ist, der von allen Geräten gemeinsam verwendet wird, und einen Störungscode unterteilt, der dem Bereich 0xA0~0xFF zugeteilt ist, der von den Geräten unabhängig verwendet wird. Der gemeinsame Fehlercode gibt Werte des Übertragungsfehlers an, und der Störungscode gibt Werte zum Diagnostizieren des Problems der Eigenfunktionen des Geräts, wie etwa des Sensors an, die von der Übertragungsfunktion getrennt sind. Jedes Gerät verfügt über 96 Codes, die in Paketfehler, Empfängerfehler, ungültiger Befehl, unzulässige Argumente, unzulässiger Zugriff und Störungscodes eingestuft sind. Deren Einzelheiten sind wie folgt.
Zuerst wird der Paketfehler in einen CRC-Fehler des Eingangspakets, 1 Byte-Empfangszeitüberschreitung, und eine Antwortwartezeitüberschreitung unterteilt.
Der CRC-Fehler des Eingangspakets entsteht, wenn der CRC-Wert, der im Empfangspaket sowohl des Masters als auch Slaves enthalten ist, sich vom berechneten CRC-Wert unterscheidet. Wenn der CRC-Fehler im Antwortpaket entsteht, das beim Slave eingeht, schickt der Slave das Antwortpaket einschließlich des CRC-Fehlerwerts an den Master. Wenn der Master das Antwortpaket erhalten hat, wird die erneute Übertragung des Pakets höchstens dreimal wiederholt.
Der Fehler 1 Byte-Empfangszeitüberschreitung entsteht, wenn der Zeitintervall zwischen den empfangenen Bytes wegen Rauschens oder anderer Gründe in den Übertragungsleitungen von 2BTU (d. h. Mindestzeit 3 msec: 9600 bps-Basis) abweicht. Dabei sollte jedoch auch das Paketlängenfeld auf der Empfängerseite eingehen. Wenn der Byte-Zeitintervall vor dem Eingang des Paketlängenfelds größer wird als ein vorbestimmter Wert, werden die Empfangsdaten ignoriert. Wenn der Fehler 1 Byte-Empfangszeitüberschreitung entsteht, stoppt der Empfänger den Empfang, füllt den restlichen Bereich des Paketempfangszwischenspeichers mit 0 auf, und überträgt das Paket an die obere Schicht. Im Ergebnis liegt der Fehler im Empfänger vor. Wenn ein Fehler im Slave aufgrund des Rauschens der Leitungen. entsteht, wenn der Master das Anfragepaket an den Slave schickt, wird das Antwortpaket einschließlich des CRC-Fehlers an den Master übertragen. Wenn der Master das Antwortpaket normal erhalten hat, wird das Paket höchstens dreimal erneut übertragen. Wenn der Fehler 1 Byte-Empfangszeitüberschreitung beim Master entsteht, auch wenn der Slave das Anfragepaket normal empfangen hat und ein normales Antwortpaket übertragen hat, verschickt der Master das Paket höchstens dreimal erneut. Obwohl der Fehler Byte-Empfangszeitüberschreitung sowohl beim Master als auch Slave entstehen kann, ist der Fehlercode nur zwischen den jewei ligen Kommunikationsschichten notwendig, und die Information über den Fehler 1 Byte-Empfangszeitüberschreitung wird nicht an den Sender weitergegeben. Und zwar ist der Fehler Byte-Empfangszeitüberschreitung ein Wert für den geräteinternen Prozess und wird zwischen dem Master und Slave nicht übertragen. Die Zeitgrenze der Empfangszeitüberschreitung bezieht sich auf die Belegtzustandsprüfung. Da nach der vorliegenden Erfindung die Übertragung/der Empfang in der Einheit eines Pakets erfolgt, sollte der Zeitintervall der Byte-Übertragung verkürzt werden, um die Busbelegung während der durch ein anderes Gerät durchgeführten Belegtzustandsprüfung mitzuteilen. Wenn die Zeitgrenze der Empfangszeitüberschreitung weitgefasst ist, kann eine Zeitverzögerung während der Übertragung eines Pakets auftreten. Dabei kann ein anderes Gerät, das eine Übertragung versucht, den vorliegenden Zustand während der Belegtzustandsprüfung als Ruhezustand beurteilen und die Übertragung sofort beginnen, wodurch eine Datenkollision hervorgerufen wird.
Der Antwortwartezeitüberschreitungsfehler entsteht, wenn keine Daten eingehen, nachdem der Master das Anfragepaket übertragen hat. Das heißt, er entsteht, wenn kein kommunikationsgegenständlicher Slave vorhanden ist. Die physikalische Schicht des Masters wartet höchstens 2 Sekunden, und wenn keine Daten eingehen, stellt sie ein Paket her und schickt es an die Datenübermittlungsschicht, das einen Antwortwartezeitüberschreitungscode enthält. Die Datenübermittlungsschicht schickt eine Nachricht an die Anwendungsschicht, und somit erkennt diese, dass das entsprechende Gerät nicht existiert.
Als Nächstes wird der Empfängerfehler unterteilt in Speichermangel, Übertragungszurückweisung, Fernsteuerungsablehnung, Protokollversionsfehlabgleich und Nachrichtenportfehlabgleich.
Der Speichermangelfehler entsteht, wenn der Slave über keinen übrigen Speicher verfügt, um die empfangenen Daten abzuspeichern, wenn der Master einen Befehlscode an den Slave, wie etwa einen Speicher-, LCD-, EEPROM-Schreibbefehl, usw. schickt.
Der Übertragungszurückweisungsfehler entsteht, wenn der Slave bevorzugt eine andere Funktion als die Übertragung durchführen möchte, auch wenn er das Anfragepaket normal vom Master erhalten hat. Der Master, der den Übertragungszurückweisungsfehler empfangen hat, kann nach mindestens 5 Sekunden (d. h. der Höchstwartezeit des Masters) eine erneuten Versuch starten.
Der Fernsteuerungsablehnungsfehler entsteht, wenn der Slave eine Steuerbefehlsnachricht in einem Zustand empfängt, bei dem keine Fernsteuerung des Slaves möglich ist.
Als Nächstes wird ein ungültiger Befehl in einen Befehlscode, der nicht umgesetzt werden kann, und in Faktorwerte unterteilt, die nicht umgesetzt werden können.
Der Befehlscodefehler, der nicht umgesetzt werden kann, entsteht dann, wenn der Slave das Anfragepaket normal empfangen hat, dieses aber einen Befehlscode enthält, den der Slave nicht umsetzen kann.
Der Faktorwertfehler, der nicht umgesetzt werden kann, entsteht dann, wenn der Befehlscode, der umgesetzt werden kann, eingeht und die Faktoren in einem definierten Bereich definiert werden, der Wert aber vom Gerät nicht umgesetzt werden kann. Wenn sich zum Beispiel im Falle eines Einschalt-/Ausschaltbefehls für einen Mikrowellenherd der Eingabewert auf eine Abzugshaube bezieht, der Mikrowellenherd aber gar keine Abzugshaube besitzt, entsteht der Faktorwertfehler, der nicht umgesetzt werden kann.
Als Nächstes werden die unzulässigen Argumente in einen Faktoranzahlfehler, der sich von der definierten Anzahl unterscheidet, und einen Bereichsüberschreitungsfehler unterteilt.
Der Faktoranzahlfehler, der sich von der definierten Anzahl unterscheidet, entsteht dann, wenn der Slave das Anfragepaket vom Master normal erhalten hat, die Anzahl der Eingangsfaktoren zum Umsetzen des Befehlscodes sich aber von der im Nachrichtensatz definierten Anzahl unterscheidet. Dabei ist die Anzahl der Fakto ren die Anzahl der Bytes. Wenn der Eingangsfaktor eine Variable ist, die als "int ohne Vorzeichen" definiert ist, wird die Anzahl der Eingangsfaktoren zu 2, da jeder Faktor aus 2 Bytes besteht.
Der Bereichsüberschreitungsfehler entsteht dann, wenn der Slave das Paket vom Master normal empfangen hat, aber der Eingangsfaktorwert zum Umsetzen des Befehlscodes von einem im Nachrichtensatz definierten Bereich abweicht.
Als Nächstes entsteht der Fehler unzulässiger Zugriff, der durch die Erfassung einer untersagten Handlung verursacht wird, dann, wenn der Slave das Paket vom Master normal empfangen hat, aber der Eingangsfaktorwert zur Umsetzung des Befehlscodes einen verbotenen Speicherbereich oder eine Last angibt, deren Steuerung untersagt ist.
Als Nächstes wird der Störungscode erläutert.
Außer der Kommunikation besitzen sämtliche Geräte ihre Eigenfunktionen, und irgendwelche Störungen derartiger Funktionen können von fern diagnostiziert werden. Wenn die Funktion des Geräts gestört ist, wird der Störungscode in das Antwortpaket mit aufgenommen, das an den Master geschickt werden soll. Wenn beispielsweise festgestellt wird, dass ein Temperatursensor gestört ist, wenn der Slave das Antwortpaket mit dem Befehlscode zum Auslesen des Werts des Temperatursensors empfängt, nimmt der Slave den Störungscodewert des Temperatursensors zusammen mit 'NAK' in das Antwortpaket mit auf, um dieses einschließlich des Störungscodes an den Master zu schicken. Alle Geräte bestimmen den Wert des Störungscodes unter Nutzung des gemeinsamen Bereichs.
Falls die das Paket bildenden Datenbits gestört sind, d. h. ein Empfängeradressen-, Absenderadressen-, Sende-/Empfangsadressen- oder Paketlängenfehler vorliegt, verarbeiten die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diese als CRC-Fehler. Die ausführliche Erklärung dafür ist wie folgt.
Zuerst wird der Empfängeradressenfehler erläutert.
Wenn ein Fehler bei den Bits des Empfängeradressenfelds entsteht, empfängt ein nicht aufgerufenes Gerät das Paket. Dabei erfasst das Gerät den CRC-Fehler aufgrund des Fehlers bei den Bits des Empfängeradressenfelds.
Wenn erstens ein Fehlerpaket von einem Master A zu einem Slave A übertragen wird und ein anderer Slave B das Fehlerpaket erhält, überträgt der Slave B ein Antwortpaket einschließlich des CRC-Fehlerwerts an den Master A. Der Master A, der das Antwortpaket vom Slave B erhalten hat, ignoriert die Absenderadresse und geht davon aus, dass der ursprünglich aufgerufene Slave A geantwortet hat, obwohl ein anderes Gerät geantwortet hat, bei dem es sich nicht um den Slave A handelt. Speziell erachtet der Master ein Paket, das eingegangen ist, nachdem der Master ein Paket übertragen hatte, als das Antwortpaket von dem Gerät, das aufgerufen worden war. Der Master A, der das Antwortpaket erhalten hat, schickt das Paket höchstens dreimal erneut an den Slave A. Wenn zweitens ein anderer Slave B das Antwortpaket, das an den Master A geschickt wurde, und zwar vom Slave A, der das Anfragepaket vom Master A erhalten hat, aufgrund des Fehlers des Empfängeradressenfeld erhält, überträgt der Slave B das Antwortpaket einschließlich des CRC-Fehlers an den Slave A. Falls dabei kein Paketfehler besteht, kann der Slave A das Antwortpaket aus dem Paketartfeld erkennen und ignoriert somit das erhaltene Paket. Der Master A wartet höchstens 10 Sekunden lang kontinuierlich auf das Antwortpaket vom Slave A. Nach dem Verstreichen von 10 Sekunden wird die Kommunikation, die mit dem vom Master A zum Slave A übertragenen Anfragepaket begann, beendet, ohne dass durch den Slave irgendein Befehlscode umgesetzt wird.
Als Nächstes wird der Absenderadressenfehler erläutert.
Wenn ein Fehler bei den Bits des Absenderadressenfelds entsteht, erhält das Gerät, das durch den Absender aufgerufen wird, das Paket und erfasst den CRC-Fehler aufgrund des Fehlers bei den Bits des Absenderadressenfelds. Erstens, falls ein Fehler im Absenderadressenfeld entsteht, wenn der Master A das Anfragepaket an den Slave A überträgt, überträgt der Slave A, der das Paket erhalten hat, das Antwortpaket an das Gerät (d. h. den Master oder Slave) mit dem Adressenwert im Absenderadressenfeld. Wenn dieses Antwortpaket ohne Fehler übertragen wird und ein anderer Slave B das Antwortpaket erhält, kann der Slave B das Antwortpaket aus dem Paketartfeldwert erkennen und ignoriert somit das erhaltene Paket. Wenn ein anderer Master B dieses Antwortpaket erhält, ignoriert er das erhaltene Paket entsprechend der Regel 1-Paket-Übertragung/1-Paket-Empfang, da er das Anfragepaket nicht übertragen hat. Der Master A wartet höchstens 10 Sekunden lang auf das Antwortpaket vom Slave A. Nach dem Verstreichen von 10 Sekunden setzt der Slave keinerlei Befehlscode um, und die Kommunikation ist beendet. Bei zweitens handelt es sich um den Fall, dass der Master A das Anfragepaket normal an den Slave A übertragen hat und ein Fehler im Absenderadressenfeld des vom Slave A zum Master A übertragenen Antwortpakets entstanden ist. Falls in diesem Fall das Antwortpaket ohne Fehler übertragen wurde und ein andere Slave Was Antwortpaket erhalten hat, kann der Slave B das Antwortpaket aus dem Paketartfeldwert erkennen und ignoriert das erhaltene Paket. Falls ein anderer Master B dieses Antwortpaket erhalten hat, ignoriert er das erhaltene Paket entsprechend der Regel 1-Paket-Übertragung/1-Paket-Empfang, da er das Anfragepaket nicht übertragen hat. Der Master A wartet höchstens 10 Sekunden lang auf das Antwortpaket vom Slave A. Nach dem Verstreichen von 10 Sekunden setzt der Slave keinerlei Befehlscode um, und die Kommunikation ist beendet.
Als Nächstes wird der Sende-/Empfangsadressenfehler erläutert.
Falls ein Fehler bei den Bits des Empfängeradressenfelds und des Absenderadressenfelds entsteht, erhält ein anderes Gerät, das durch den Absender nicht aufgerufen wurde, das Paket, erfasst aber den CRC-Fehler. In diesem Fall erfolgt die Kommunikation zwischen den Geräten in derselben Abfolge wie der Empfängeradressenfehler und der Absenderadressenfehler und wird dann beendet.
Zuletzt wird der Paketlängenfehler erläutert.
Der Empfänger baut einen Empfangspaketpufferspeicher auf, indem er die Anzahl der Bytes verwendet, die dem Wert des Paketlängenfelds entsprechen. Zuerst war tet der Empfänger, im Falle dass der Paketlängenfeldwert größer ist als der eigentliche Wert, kontinuierlich auf die Daten, obwohl er das eigentliche Paket erhalten hat. Falls kein weiteres Byte mehr eingeht und die Empfangsgrenzzeit zwischen Bytes verstrichen ist, liegt der Zeitüberschreitungsfehler vor, und der Empfänger füllt den übrigen Teil des Empfangspaketpufferspeichers mit bestimmten Daten auf, was dazu führt, dass der CRC-Fehler entsteht. Entsprechend überträgt der Master das Paket höchstens dreimal erneut. Zweitens erfasst der Empfänger den CRC-Fehler auch dann, wenn das Paketlängenfeld kleiner ist als der eigentliche Wert.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, hat das Netzsteuersystem nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die folgenden Wirkungen.
Erstens wird nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Netz dadurch aufgebaut, dass ein Kommunikationssystem von der Art Master/Slave, Einzyklus- und Halbduplexbetrieb und die serielle Verbindung eines für geringe Leistung ausgelegten, in Hausgeräten verwendeten Mikrocomputers mit einem vereinfachten und standardisierten Protokoll verwendet wird, und somit ein preisgünstiges und optimiertes Netz für die Hausgeräte implementiert werden kann.
Da zweitens nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Betriebszustandsveränderung eines Geräts unter den Hausgeräten, die dem Netz zugeschaltet sind, dem Benutzer über ein anderes Gerät mitgeteilt werden kann, und die Kommunikationsbedingung und das kommunikationsgegenständliche Gerät durch den Benutzer ausgewählt werden kann, kann die Benutzerfreundlichkeit maximiert werden.
Da drittens nach den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Stromleitungen als Übertragungsmittel verwendet werden können, wird ein Netzanschluss dadurch möglich, dass einfach nur der Stromstecker des Hausgeräts ohne irgendwelche weitere Betätigungsmaßnahme in die Steckdose eingesteckt wird.

Claims

Netzsteuersystem für ein Netz angeschlossener Hausgeräte, wobei das Netzsteuersystem die angeschlossenen Hausgeräte umfasst, wobei die angeschlossenen Hausgeräte jeweils mit einem über acht Bit oder weniger verfügenden Mikrocomputer mit einer seriellen Kommunikationsfunktion ausgestattet sind, wobei das Netzsteuersystem eine Kommunikationsstruktur der Art Master/Slave im Hinblick auf die Hausgeräte bildet, wobei: jedes der angeschlossenen Hausgeräte dazu ausgelegt ist, unter Verwendung eines vorbestimmten Kommunikationsstandards zu kommunizieren, wobei sich der Kommunikationsstandard der Kommunikationsstruktur der Art Master/Slave entsprechend aus einer Anwendungsschicht, einer Datenübermittlungsschicht und einer physikalischen Schicht zusammensetzt; die angeschlossenen Hausgeräte dazu ausgelegt sind, das Netz über ihre seriellen Kommunikationsfunktionen zwischen sich aufzubauen; und jedes einzelne der angeschlossenen Hausgeräte dazu ausgelegt ist, ein Paket zu übertragen, wenn ein vorbestimmtes Kommunikationsergebnis in ihm stattfindet, wobei das Paket der Kommunikationsstruktur der Art Master/Slave und dem Kommunikationsstandard entsprechend ist; und wobei: eines der angeschlossenen Hausgeräte als Master definiert und seine entsprechende Anwendungsschicht dazu ausgelegt ist, eine Anwendungssoftware, eine Nachrichtenerstellung und eine Nachrichtenaufteilung, und eine Nachrichtenzusammenfassung ablaufen zu lassen; seine entsprechende Datenübermittlungsschicht dazu ausgelegt ist, eine Paketstrukturierung, eine Paketübertragungsbestätigung, eine CSMA/CD, eine Paketprüfung, Adressenprüfung und einen Paketdatenempfang ablaufen zu lassen; und seine entsprechende physikalische Schicht mit einem UART implementiert ist.
Netzsteuersystem nach Anspruch 1, wobei die physikalische Schicht zusätzlich mit einem Adapter zur stromnetzgebundenen Kommunikation implementiert ist.