JP2014113002A - エネルギーマネージメントシステム - Google Patents

Abstract

【課題】中小規模の地方都市への展開を容易に実現し得るエネルギーマネージメントシステムを提供する。
【解決手段】屋内システム１０の屋内制御装置２０では、最上位ノード、中間ノード等の上位システムから所定の目標値を受信すること以外、リモコン付きタグ５０やインテリジェントタップ６０等の機器制御装置に関する制御情報を最上位ノード等の上位システムから得ることなくこれらの各上位システムから独立して、リモコン付きタグ５０等の機器制御装置に送信する各制御信号を生成する。そして、エアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ等のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量やエネルギー消費量の総和に関する情報を最上位ノード１４０等の上位システムに送信しない。
【選択図】図１

Description

本発明は、省エネルギー（以下「省エネ」という）を目指すエネルギーマネージメントシステム（以下「ＥＭＳ」と称する場合もある）に関するものである。

省エネを目指したＥＭＳに関する技術として、従来より様々なものが提案されている。例えば、下記特許文献１に開示される「集中管理システム」や、特許文献２に開示される「エネルギー計測・管理システム」がある。特許文献１では、旧来設備が残存する建物を保有する事業者、需要家等が導入しやすく使い勝手を向上させる技術が開示され、また特許文献２では、効率よく各拠点での消費エネルギーのデータを集計することが可能であり必要な機能を安価に実現可能な技術が開示されている。

特開２００８−９２３２０号公報 特開２０１１−１９２０１０号公報

しかしながら、上記特許文献１，２に開示される技術は、いずれも法人等の事業拠点や個人の家庭等を対象としたもので、中小規模の地方都市への展開を考慮したＥＭＳではない。そのため、都市規模にＥＭＳを展開した場合における諸問題が考慮されていない。

例えば、本来、エネルギーは、個々人や組織の意向あるいは戦略に沿って使用するものであり、同じエネルギー量でも、その価値は使う人や組織、さらには装置により異なる。したがって、一律かつ一方的に供給側でエネルギー量を削減するべきではなく、末端の使用者がその意思に沿って削減量や削減対象とする装置の種別等を段階的に手順化できることが望ましい。ところが、ＥＭＳの規模を地方都市程度に拡大すると、集中管理の限界等から、下記の諸問題の発生が考えられる。

(1) ＥＭＳ単位でのエネルギー消費の特性および使用者の意思を取り込んだ「きめ細かい制御」が実現し難くなる。
(2) 集中管理システムの機能面、管理面、運用面における規制や制限が、ＥＭＳの柔軟な「拡張性」の妨げになる。
(3) ＥＭＳ内の情報通信にインターネット等の既存の通信インフラを利用した場合、通信データの急増による輻輳等の通信障害の発生によって既存の通信網に影響を与え得る。
(4) ＥＭＳの構築においては、地方自治体等の地域財政の圧迫を伴い、また「使用者負担」に与える影響も小さくない。

本発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、中小規模の地方都市への展開を容易に実現し得るエネルギーマネージメントシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、特許請求の範囲の請求項１に記載されたエネルギーマネージメントシステムは、複数のエネルギー消費機器が設置された建物内に前記複数のエネルギー消費機器に対してそれぞれ別体に設けられ、前記建物内の温度、湿度もしくは照度等の環境物理量または前記複数のエネルギー消費機器のうちの特定のエネルギー消費機器が消費するエネルギー消費量を、前記エネルギー消費機器の外部から検出しその検出データを前記建物内に構築される屋内通信ネットワークに送信する複数の検出装置と、前記屋内通信ネットワークを介して前記複数の検出装置から受信した検出データと所定の目標値とに基づいて、予め設定された制御情報に従って前記複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を前記所定の目標値以下にする制御信号を前記複数のエネルギー消費機器に対してそれぞれ生成し、その生成した各制御信号を前記屋内通信ネットワークに送信する屋内制御装置と、前記建物内に前記複数のエネルギー消費機器に対してそれぞれ別体に設けられ、前記複数のエネルギー消費機器のうちの特定のエネルギー消費機器を、前記屋内通信ネットワークを介して前記屋内制御装置から受信した前記制御信号のうちの前記特定のエネルギー消費機器に対応する制御信号に従って、前記特定のエネルギー消費機器の外部から制御する複数の機器制御装置と、を備え、前記所定の目標値は、建物外に構築される屋外通信ネットワークを介して前記建物外に存在する上位システムから送信されるものであり、前記屋内制御装置は、前記所定の目標値を前記上位システムから受信すること以外、前記複数の機器制御装置に関する制御情報を前記上位システムから得ることなく前記上位システムから独立して、前記複数の機器制御装置に送信する前記各制御信号を生成し、かつ、前記複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量およびその総和に関する情報を前記上位システムに送信しないことを特徴とする。

また、特許請求の範囲の請求項２に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項１に記載のエネルギーマネージメントシステムと前記上位システムとの間には、１つ以上の中間システムが存在しており、前記上位システムを最上位システムとし前記エネルギーマネージメントシステムを最下位システムとする論理的に階層化された構造でこの最下位システムを複数含む階層構造を形成し、前記所定の目標値は、前記最下位システムのそれぞれの上位に位置するシステムから、複数の前記最下位システムのそれぞれの前記屋内制御装置に送られることを特徴とする。

さらに、特許請求の範囲の請求項３に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項２に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記屋外通信ネットワークは、近距離無線通信のマルチホップ通信による無線アドホックネットワークであり、前記階層構造の階層間および各階層のシステム（論理システムネットワーク）が前記無線アドホックネットワークにより論理的に構築されており、前記最上位システム、前記中間システムおよび前記最下位システムは、前記無線アドホックネットワークにおけるメッシュポイントの組み合わせで構成されていることを特徴とする。

また、特許請求の範囲の請求項４に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項１〜３のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記屋内通信ネットワークは、前記複数の検出装置、前記屋内制御装置および前記複数の機器制御装置に駆動電力を供給する電力線を介した電力線通信、または近距離無線通信により接続されていることを特徴とする。

また、特許請求の範囲の請求項５に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項１〜４のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記機器制御装置による前記無線通信は、前記エネルギー消費機器を操作する際に使用されるワイヤレスリモコン装置によるリモコン信号と同様のリモコン信号を用いた通信（前記エネルギー消費機器を操作する際に使用されるワイヤレスリモコン装置によるリモコン信号と同一の空間伝送信号を送受信する通信）であることを特徴とする。例えば、ワイヤレスリモコン装置が赤外線リモコンの場合、無線通信は赤外線通信となり、またワイヤレスリモコン装置がBluetoothリモコンの場合には、無線通信は電波による通信になる。なお、Bluetoothは登録商標である。

また、特許請求の範囲の請求項６に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項５に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記機器制御装置は、前記特定のエネルギー消費機器に対する前記制御を前記通信を介して行い、前記複数のエネルギー消費機器にそれぞれ対応する複数の制御信号に基づいて単独でこれら複数の特定のエネルギー消費機器を制御することを特徴とする。

また、特許請求の範囲の請求項７に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項１〜６のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記予め設定された制御情報は、前記屋内制御装置に接続された入力装置から前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御、または前記屋内通信ネットワークを介して前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御によって、前記屋内制御装置に予め記憶された他の複数の制御情報の中から任意選択可能な１つに置き換えられることを特徴とする。

また、特許請求の範囲の請求項８に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項７に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記予め記憶された他の複数の制御情報は、前記屋内制御装置に接続された入力装置から前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御、または前記屋内通信ネットワークを介して前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御によって、制御情報の内容を変更可能であることを特徴とする。

また、特許請求の範囲の請求項９に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項１〜８のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記屋内制御装置は、前記エネルギー消費機器が有する機能について、前記建物の利用者による前記機能の使用または設定の状態を学習する学習機能を備えており、前記予め設定された制御情報は、前記学習機能による学習内容に基づいて前記利用者による前記機能の使用または設定の頻度の高い状態に調整または更新されることを特徴とする。

また、特許請求の範囲の請求項１０に記載されるエネルギーマネージメントシステムは、請求項１〜９のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステムにおいて、前記屋内制御装置は、前記複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を前記所定の目標値以下にすることについて、前記目標値に対する達成度合いを算出してその情報を前記上位システムに送信することを特徴とする。

本発明のエネルギーマネージメントシステムでは、屋内制御装置は、所定の目標値を上位システムから受信すること以外、複数の機器制御装置に関する制御情報を上位システムから得ることなく上位システムから独立して、複数の機器制御装置に送信する各制御信号を生成し、かつ、前記複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量およびその総和に関する情報を前記上位システムに送信しない。これにより、屋内制御装置は、所定の目標値以外、上位システムに拘束されることなく、予め設定された制御情報に従って複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を所定の目標値以下にする制御信号を複数のエネルギー消費機器に対してそれぞれ生成して屋内通信ネットワークを介して複数の機器制御装置に送信する。つまり、所定の目標値を受信した後は、上位システムから自律した制御が可能になる。そのため、この屋内制御装置によって管理されるＥＭＳ単位でのエネルギー消費の特性および使用者の意思を取り込んだ「きめ細かい制御」を実現し得るシステムの構築が可能になる。

例えば、「予め設定された制御情報」は、屋内制御装置に接続された入力装置から屋内制御装置に入力されるコマンド制御、または屋内通信ネットワークを介して屋内制御装置に入力されるコマンド制御によって、屋内制御装置に予め記憶された他の複数の制御情報の中から任意選択可能な１つに置き換えられ、また「予め記憶された他の複数の制御情報」は、屋内制御装置に接続された入力装置から屋内制御装置に入力されるコマンド制御、または屋内通信ネットワークを介して屋内制御装置に入力されるコマンド制御によって、制御情報の内容を変更可能に構成する。これにより、「きめ細かい制御」に使用者の意思をより具体的に反映させることが可能になる。さらに、屋内制御装置が、エネルギー消費機器が有する機能について、建物の利用者による機能の使用または設定の状態を学習する学習機能を備え、この学習機能によって「予め設定された制御情報」が、学習機能による学習内容に基づいて利用者による機能の使用または設定の頻度の高い状態に調整または更新されることで、より一層、使用者の意思や好みといった使用者の意向が尊重されたＥＭＳの実現が可能となる。

また、本発明のエネルギーマネージメントシステムでは、検出装置および機器制御装置は、いずれもエネルギー消費機器に対して別体に設けられ、検出装置にあってはエネルギー消費機器の環境物理量またはエネルギー消費量を外部から検出し、機器制御装置においてはエネルギー消費機器を外部から制御する。これにより、検出装置および機器制御装置は、エネルギー消費機器に対して「後付け（アドオン）」可能に構成されるため、建物内に予め設けられたエネルギー消費機器、例えば、既存の家電機器を改造や改修することなく、これらを「後付け」にしても、本発明のエネルギーマネージメントシステムによる制御対象になり得る。したがって、末端の使用者に対して、エネルギーマネージメントシステムに対応した家電機器の購入や、改造、改修等を強いることなく当該システムを実現できるため、「使用者負担」を軽くすることができる。

さらに、本発明のエネルギーマネージメントシステムでは、エネルギーマネージメントシステムと上位システムとの間には、１つ以上の中間システムが存在しており、上位システムを最上位システムとしエネルギーマネージメントシステムを最下位システムとする論理的に階層化された構造でこの最下位システムを複数含む階層構造を形成し、所定の目標値は、最下位システムのそれぞれの上位に位置するシステムから、複数の最下位システムのそれぞれの屋内制御装置に送られる。これにより、自律分散型のエネルギーマネージメントシステムが構築されるので、集中管理システムを必要とすることなく、中小規模の地方都市への展開を容易に実現することができる。また、集中管理システムを必要としないため、集中管理システムによる機能面、管理面、運用面における規制や制限に拘束されることなく、エネルギーマネージメントシステムの柔軟な「拡張性」を可能にする。

例えば、屋外通信ネットワークを近距離無線通信のマルチホップ通信による無線アドホックネットワークとして、階層構造の階層間および各階層のシステムを無線アドホックネットワークにより構成する。即ち、最上位システム、中間システムおよび最下位システムを、物理的な無線アドホックメッシュネットワークにより論理的に構成する。つまり、エネルギーマネージメントシステムは、独自の通信ネットワークを形成する。このため、エネルギーマネージメントシステムの柔軟な「拡張性」がさらに高まり、しかも既存の通信インフラを利用することなく、エネルギーマネージメントシステムを構成する階層構造の階層間および各階層のシステムの情報通信が可能となる。これにより、既存の通信網は、特に通信データが急増することもないので、エネルギーマネージメントシステムを地方都市規模に拡張しても、既存の通信網に与える影響はない。なお、上位システムから受信するデータは所定の目標値のみであるため、非常にデータ量が少ない。このため、屋外通信ネットワークが、通信容量が少ないマルチホップ通信による無線アドホックネットワークにより構築可能であり、かつアドホックによる柔軟な「拡張性」を得られるメリットが大きい。

また、「近距離無線通信のマルチホップ通信による無線アドホックネットワーク」によって屋外通信ネットワークを構成することにより、エネルギーマネージメントシステムの規模の拡大を低コストで実現できるため、地方自治体等の地域財政の圧迫も最小限に抑えることが可能となる。近距離無線通信としては、例えば、ZigBee（登録商標）がある。

さらにまた、本発明のエネルギーマネージメントシステムでは、屋内通信ネットワークは、複数の検出装置、屋内制御装置および複数の機器制御装置に駆動電力を供給する電力線を介した電力線通信、または近距離無線通信により接続されている。これにより、建物内にＬＡＮケーブル等の通信ケーブルを敷設することなく、屋内通信ネットワークを構築することが可能となり、この点においても「使用者負担」が軽くなる。

また、本発明のエネルギーマネージメントシステムでは、機器制御装置による無線通信は、エネルギー消費機器を操作する際に使用されるワイヤレスリモコン装置によるリモコン信号と同様のリモコン信号を用いた通信である。機器制御装置は、特定のエネルギー消費機器に対する制御をワイヤレス通信を介して行い、複数のエネルギー消費機器にそれぞれ対応する複数の制御信号に基づいて単独でこれら複数の特定のエネルギー消費機器を制御する。これにより、１つの機器制御装置で２以上のエネルギー消費機器を制御することができるので、「使用者負担」を軽くする。

さらに、本発明のエネルギーマネージメントシステムでは、屋内制御装置は、複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を所定の目標値以下にすることについて、目標値に対する達成度合いを算出してその情報を上位システムに送信する。つまり、屋内制御装置は、複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量およびその総和に関する情報ではなく、目標値に対する達成度合いの情報を上位システムに送信する。例えば、「達成度合いの情報」として、達成できたか否かのみを送る場合には、１ビットの情報で足り、また達成度合いを０〜７の８段階評価で表現して送る場合でも３ビットの情報で足りる。したがって、上位システムに送信するデータ量は非常に少ないため、屋外通信ネットワークとして、既存の通信インフラを利用するとしてもその影響を抑制することができる。また、屋外通信ネットワークを近距離無線通信のマルチホップ通信による無線アドホックネットワークとする場合には、伝送速度が低速であることや多数の中継を経由することによる影響を受け難い。

本発明のエネルギーマネージメントシステムは、中小規模の地方都市への展開を容易に実現することができる。

本発明の実施形態に係るエネルギーマネージメントシステムの屋内システムの構成例を示す説明図である。 図１に示す屋内制御装置の構成例を示すブロック図である。 図１に示すセンサタグの構成例を示すブロック図である。 図１に示すカメラタグの構成例を示すブロック図である。 図１に示すリモコン付きタップのリモコン部の構成例を示すブロック図である。 図１に示すインテリジェントタップの構成例を示すブロック図である。 本実施形態のエネルギーマネージメントシステムによる自律分散処理の階層構造（レイヤ０〜４）の概念を示す説明図である。 レイヤ１におけるメッシュネットワークの概念を示す説明図である。 図８に示すメッシュネットワークにおける周波数繰り返しの例を示す説明図である。 図１に示す屋内制御装置により実行されるメインルーチンのフローチャートである。 図１に示す屋内制御装置により実行される目標値取得処理のフローチャートである。 図１０に示すパターン設定処理のフローチャートである。 省エネパターンの例を示す説明図である。 図１０に示す機器監視処理のフローチャートである。 図７に示すレイヤ１〜３の中間ノードの中間制御装置により実行される目標値取得処理のフローチャートである。 本発明の実施形態に係るエネルギーマネージメントシステムの改変例を示すフローチャートで、図１６(A) は屋内制御装置により実行される達成度情報生成処理、図１６(B) は、レイヤ２，３の中間ノードの中間制御装置により実行される達成度情報取得処理のフローチャートである。 本発明の他の実施形態に係るエネルギーマネージメントシステムの構成例を示す説明図である。

以下、本発明のエネルギーマネージメントシステムの実施形態（以下「本ＥＭＳ」という）について図を参照して説明する。まず、本ＥＭＳの基本的な構成（最小構成）について図１〜図６を参照して説明する。図１には、本ＥＭＳの屋内システムの最小構成として構成例が図示されている。また図２〜図６には、図１に示す各装置の構成例が図示されている。

本ＥＭＳは、屋内空間における制御を最小構成（最小の制御単位）とする下位のＥＭＳを複数有する中間のＥＭＳを複数構成して、さらに上位のＥＭＳがこれらを束ねて制御をするといった、ＥＭＳの制御対象を論理的な階層構造にする。これにより、個々のＥＭＳにおける個別の動作をレイヤ間で吸収しながら全体としてエネルギー消費量を抑制可能にする。図１に示す本ＥＭＳの屋内システム１０は、下位のＥＭＳに相当する。本ＥＭＳがエネルギー管理をするエネルギーは、電気、ガス、水道等の生活必需エネルギーを対象とするが、ここでは電気（電力供給）に関する場合を例示して説明する。

ここでいう「屋内空間」とは、建物内の空間であれば任意に設定される概念で、当該建物の所有者や利用者（以下「ユーザ」という）がエネルギー管理を望む空間の最小単位である。そのため、図１に示すように、建物の全体空間を１つの「屋内空間」に設定した場合には、当該建物を単位としてエネルギー管理が行われる。また、建物内の各部屋ごとをそれぞれ「屋内空間」に設定した場合には、各部屋ごとのエネルギー管理が可能になる。なお、イベントホール等のように、床面積が非常に大きく壁等で区切られていない空間を有する建物の場合には、仮想的な壁を設定して、それにより区切られた空間をここでいう「屋内空間」にしてもよい。

＜屋内システム１０＞
図１に示すように、屋内システム１０は、屋内制御装置２０を中心に、ZigBee（登録商標）や Bluetooth（登録商標）等による近距離無線ネットワークで接続される、センサタグ３０、カメラタグ４０、リモコン付きタグ５０やインテリジェントタップ６０等により構成されている。屋内システム１０は、既存装置として屋内に存在するエアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ等の家電機器や、ガスまたは水道のメータＧＭ等の既存計測器に対して、手を加えることなく、これらに対する制御やエネルギー消費量のモニタを可能にしている。なお、屋内制御装置２０に接続されているパソコンＰＣは、屋内制御装置２０に対する操作入力やモニタ画面等の出力に使用される。なお、屋内システム１０による近距離無線ネットワークは、特許請求の範囲に記載の「屋内通信ネットワーク」に相当し得るものである。

センサタグ３０、カメラタグ４０、リモコン付きタグ５０およびインテリジェントタップ６０は、いずれも既存の家電機器に対して後付け可能である。即ち、既存の家電機器を改造や改修することなく、これらを「後付け（アドオン）」にしても、屋内システム１０によるＥＭＳの制御対象になり得るように、これらが構成されている。以下、屋内制御装置２０、センサタグ３０、カメラタグ４０等の構成を図２〜図６に基づいて説明する。なお、図１において、符号「ＰＬ」は電源ライン、符号「ＰＴ」は電源タップ、符号「ＳＢ」は分電盤、をそれぞれ示している。

＜屋内制御装置２０＞
図２に示すように、屋内制御装置２０は、ＭＰＵ２１、メモリ２２、入出力インタフェース２３、システムバス２４、無線ユニット２５等により構成されている。屋内制御装置２０は、屋内空間の温度等の環境物理量に関する情報やエアコンＡＣ等のエネルギー消費機器が消費するエネルギー量の情報を、無線ユニット２５による無線ネットワークを介してセンサタグ３０等から収集（センサタグ３０等からタグ信号を受信）するとともに、これらの情報と後述するように上位システムから取得する所定の目標値とに基づいて制御信号を生成し、この制御信号を無線ユニット２５によりリモコン付きタグ５０等に送信する機能を有する。

ＭＰＵ２１は、屋内制御装置２０を制御するマイクロプロセッサで、システムバス２４を介してメモリ２２や入出力インタフェース２３に接続されている。このＭＰＵ２１は、コンピュータを構成する演算処理装置であることから、ＣＰＵと称される場合もある。

メモリ２２は、いわゆるＲＡＭ、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ等の半導体記憶装置で、システムバス２４を介してＭＰＵ２１に接続されている。メモリ２２のプログラム領域（例えば、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ）には、ＭＰＵ２１や無線ユニット２５を制御するシステムプログラムのほかに、後述する各制御処理を可能にする制御プログラムが格納（記憶）されている。ＭＰＵ２１は、これらをメモリ２２のワーク領域（例えばＲＡＭ）に読み出して逐次実行することによって、後述する各制御処理を可能にしている。

入出力インタフェース２３は、次に説明する無線ユニット２５や外部接続されるパソコンＰＣとＭＰＵ２１等との間において、データや信号のやり取りを仲介する装置で、システムバス２４に接続されている。本実施形態の場合、無線ユニット２５やパソコンＰＣに対しては、例えば、シリアル接続可能にＵＳＢ規格に準拠した信号仕様で接続される。入出力インタフェース２３に接続されるパソコンＰＣは、屋内制御装置２０に対する操作入力をキーボードやマウス等のポインティングデバイスにより可能にしたり、液晶ディスプレィにより屋内制御装置２０が出力する画像表示を可能にしたりする。

システムバス２４は、ＭＰＵ２１、メモリ２２および入出力インタフェース２３を相互に接続するパラレル信号バスで、ＭＰＵ２１やメモリ２２のハードウェア仕様に準拠したバス幅を有する。

無線ユニット２５は、数メートルから数１０メートル程度の距離において無線通信を可能にする、いわゆる近距離無線ネットワークを構築可能な無線モジュールである。無線ユニット２５は、入出力インタフェース２３を介してＭＰＵ２１に接続されている。本実施形態では、通信方式や通信プロトコルとして、例えば、ZigBee（登録商標）の通信規格（物理層/MAC層はIEEE802.15.4）やZigBeeアライアンスの規格に準拠したものを用いる。

ZigBeeは、無線ＬＡＮに比べると、伝送速度が低速（２．４ＧHz帯では２５０Ｋbps ）ではあるが、本実施形態では、後述するように伝送データ量が２０バイト程度で少ない。そのため、伝送速度の遅さは問題になることはなく、また通信時間がミリ秒オーダで非常に短いことから、ネットワークに対する負荷も軽い。２．４ＧHz帯を使用する場合には、通信時の占有帯域が２ＭHz程度で、チャネル数も１６であることから、輻輳も生じ難い。なお、伝送データのフレーム構造はIEEE802.15.4に準拠している。

なお、無線ユニット２５は、図１に示すように、屋内空間の各タグ等との通信を行うとともに、後述する最下位ＥＭＳの一段上位となる外部ＥＭＳとの通信も行う。この場合、無線ユニット２５は同一である必要はなく、屋内用の無線ユニットと屋外用の無線ユニットとをそれぞれ別個に設けてもよい。また、１つの無線ユニット内に異なる無線回路を２回路備えてもよい。通信方式も、屋内外で異なる通信方式（例えば、屋内はZigbee、屋外は無線ＬＡＮ）を用いてもよい。

ZigBeeによるネットワークは、ノードごとに付与されるアドレス（最大６５５３６アドレス；２バイト）によって各ノードを識別する。このアドレスは、例えば、当該無線ユニットを有するノードの種類（屋内制御装置、センサタグ、カメラタグ、リモコン付きタップ、インテリジェントタップ等）と、そのノードがセンサユニットを有する場合にはそのセンサの種類（温度センサ、湿度センサ、照度センサ、電流センサ、電力センサまたはセンサユニットなし）とからなる一意的なユニークな番号により構成されている。そのため、このアドレスから、これらの情報を得ることが可能となる。

また、ZigBeeのノードは中継機能を備えている。このため、中継の繰り返し、つまりマルチホップ通信により前述した距離を超えて情報の伝達が可能になる。また、ZigBeeのノードは、自律的なルーティング機能も備えているため、アドホックネットワークも容易に構成できる。なお、伝送データ量がＭＢ（メガバイト）オーダである場合には、 Bluetooth（登録商標）の通信規格（IEEE802.15.1）や無線ＬＡＮの通信規格（IEEE802.11シリーズ）に準拠可能な無線モジュールを、無線ユニット２５に使用する。

なお、パソコンＰＣが無線ＬＡＮや Bluetoothに対応している場合には、無線ＬＡＮや Bluetoothを介して、パソコンＰＣと屋内制御装置２０とを接続してもよい。この場合、屋内制御装置２０は、パソコンＰＣと入出力インタフェース２３との間に、無線ＬＡＮユニットまたは Bluetoothの無線モジュールを介在させる構成を採る必要がある。

＜センサタグ３０＞
図３に示すように、センサタグ３０は、ＭＰＵ３１、メモリ３２、入出力インタフェース３３、システムバス３４、無線ユニット３５、センサユニット３６等により構成されている。センサタグ３０は、センサユニット３６によって検出した環境物理量（屋内空間の温度等）やエアコンＡＣ等が消費するエネルギー量を、検出データとして無線ユニット３５を介して屋内制御装置２０に送信する機能を有する。送信は、所定時間（例えば１秒）ごとに行われる。

ＭＰＵ３１、メモリ３２、入出力インタフェース３３、システムバス３４および無線ユニット３５は、それぞれ前述した屋内制御装置２０の、ＭＰＵ２１、メモリ２２、入出力インタフェース２３、システムバス２４および無線ユニット２５と同様に構成される。このためこれらの説明を省略する。なお、メモリ３２のプログラム領域（例えば、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ）には、ＭＰＵ３１や無線ユニット３５を制御するシステムプログラムのほかに、センサユニット３６による検出データを生成し無線ユニット３５を介して無線ネットワークにタグ信号として送信する制御プログラムが格納（記憶）されている。

センサユニット３６は、温度、湿度もしくは照度等の環境物理量、またはエアコンＡＣ等の家電機器に流れる電流量もしくは家電機器が消費する電力量を検出するもので、入出力インタフェース３３を介してＭＰＵ３１に接続されている。センサユニット３６は、例えば、センサタグ３０が設置された周囲空間の温度を検出する温度センサ、同空間の湿度を検出する湿度センサや、同空間の照度（明るさ）を検出する照度センサであったり、電源ラインＰＬを流れる交流電流を検出する電流センサや、センサユニット３６の取り付けられた家電機器で消費される電力を検出する電力センサであったりする。つまり、検出対象に応じたセンサ素子を備えており、これらの各センサを、適宜、組み合わせた複合タイプのセンサであってもよい。これにより、異なった情報（例えば、温度と湿度、温度と電流、温度と電流と照度等）を効率良く検出することが可能となる。

センサユニット３６による検出データは、検出対象（温度、湿度、照度等）の種類に関係なく、通常、電圧信号として取り出すことができる。例えば、電圧信号がアナログ値である場合には、Ａ／Ｄコンバータによりディジタルデータに変換されたものがＭＰＵ３１によって情報処理され、また電気信号がディジタル値である場合には、そのディジタルデータがＭＰＵ３１により情報処理される。情報処理された検出データは、タグ信号として無線ユニット３５を介して屋内制御装置２０に送信される。

センサユニット３６による検出データは、検出対象の種類に関係なくいずれも数値データで、その桁数もせいぜい４桁前後である。そのため、無線ユニット３５により送信されるデータ長（ペイロード長）は、バイナリデータであれば３バイト、テキストデータであっても１文字＝１バイトの換算で５バイトに収まる。したがって、無線ネットワークに送出される伝送データ量は、送信ヘッダ等の通信制御部分（約１５バイト）とアドレスを含めても２０バイト前後にしかならないため、無線ネットワークの伝送速度が２５０Ｋbps であっても瞬時に検出データ（タグ信号）を屋内制御装置２０に伝送することができる。

＜カメラタグ４０＞
図４に示すように、カメラタグ４０は、ＭＰＵ４１、メモリ４２、入出力インタフェース４３、システムバス４４、無線ユニット４５、カメラユニット４６等により構成されている。カメラタグ４０は、カメラユニット４６により撮影した画像データに基づいて画像解析をすることにより当該屋内空間に人が存在するか否かを検出して、無線ユニット４５を介して検出データをタグ信号として屋内制御装置２０に送信する機能を有する。また、画像データに含まれる文字情報を認識してテキストデータに変換してそれを検出データ（タグ信号）として屋内制御装置２０に送信する機能を有する。文字情報の認識は、水道やガスメータＧＭのカウンタ表示の検出に用いられる。なお、これらの送信は、所定時間（例えば１０秒）ごとに行われる。

ＭＰＵ４１、メモリ４２、入出力インタフェース４３、システムバス４４および無線ユニット４５は、それぞれ前述した屋内制御装置２０の、ＭＰＵ２１、メモリ２２、入出力インタフェース２３、システムバス２４および無線ユニット２５と同様に構成されるため、これらの説明を省略する。なお、メモリ４２のプログラム領域（例えば、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ）には、ＭＰＵ４１や無線ユニット４５を制御するシステムプログラムのほかに、画像解析により検出された人の有無や人数に関する情報または画像解析により認識された文字に関する情報を、検出データとして生成し無線ユニット４５を介して無線ネットワークに送信する制御プログラムが格納（記憶）されている。

カメラユニット４６は、ＣＭＯＳやＣＣＤによるイメージセンサ（固体撮像素子）と光学レンズとにより画角内の所定範囲に含まれる画像情報を逐次取得して、ＭＰＵ４１に定期的に画像データを出力するものである。カメラユニット４６は、入出力インタフェース４３を介してＭＰＵ４１に接続されている。ＭＰＵ４１は、受け取った画像データに基づいて前述した制御プログラムにより画像解析を行う。

なお、人の有無だけを検出する人感センサの機能だけを必要とする場合には、カメラユニット４６に代えて、赤外線方式のモーションセンサユニットを用いてもよい。赤外線を照射する反射型は、照射した赤外線のうち人等に反射した赤外線を検出して人の存在を検知する。また、赤外線を受光する受光型は、人の体温とその周囲温度との差を赤外線で検出して人の存在を検知する。

カメラユニット４６から出力されるデータは画像データであることから、そのデータ量は膨大である。しかし、ＭＰＵ４１による画像解析によって検出された人の有無や人数に関する情報は、人の有無や人数であることから、バイナリデータであれば１バイト（人の有無だけであれば１ビット（１：有／０：無））、またテキストデータであっても２バイトのデータ量で足りる。一方、画像解析により認識された文字に関する情報は、文字数により左右されるものの、水道やガスメータの表示桁数は７桁以下である。そのため、文字に関する情報は、バイナリデータであれば３バイト、またテキストデータであっても７バイトのデータ量で足りる。したがって、送信データのペイロード長は、最大でも７バイトであることから、伝送データ量は、約１５バイトの送信ヘッダ等の通信制御部分とアドレスを含めても２０バイト前後に留まる。このため、カメラタグ４０も、センサタグ３０の場合と同様に、無線ネットワークの伝送速度が２５０Ｋbps であっても瞬時に検出データ（タグ信号）を屋内制御装置２０に伝送することができる。

＜リモコン付きタグ５０＞
図５に示すように、リモコン付きタグ５０は、エアコンＡＣやテレビＴＶ等の複数種類の家電機器に対して遠隔操作可能なワイヤレスリモコン（多機能リモコン）の機能を有するもので、例えば、建物の壁に設けられる埋め込み型コンセントをベースに構成されている。本実施形態では、ワイヤレスの方式として、例えば、赤外線方式のものを例示して以下説明する。リモコン付きタグ５０は、センサタグ３０と異なり、情報を取得するのではなく、屋内制御装置２０から制御信号を受けて外部から家電機器（エアコンＡＣ、シーリングライトＣＬやテレビＴＶ等）を制御するものである。

リモコン付きタグ５０は、ＭＰＵ５１、メモリ５２、入出力インタフェース５３、システムバス５４、無線ユニット５５、赤外線通信ユニット５６、レセプタクル等により構成されており、典型的には、上下に２口設けられるレセプタクル（コンセント）の間に赤外線通信ユニット５６の発光窓（図１に示す枠内（符号５０）の黒丸）が設けられている。そのため、リモコン付きタグ５０は、図示されていない電源ラインＰＬ用の接続端子や２口分のレセプタクルも備えている。なお、図５には、主にリモコン部が図示され、それ以外の部分は図示されていないことに注意されたい。

ＭＰＵ５１、メモリ５２、入出力インタフェース５３、システムバス５４および無線ユニット５５は、それぞれ前述した屋内制御装置２０の、ＭＰＵ２１、メモリ２２、入出力インタフェース２３、システムバス２４および無線ユニット２５と同様である。そのためこれらの説明は省略する。なお、メモリ５２のプログラム領域（例えば、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ）には、ＭＰＵ５１や無線ユニット５５を制御するシステムプログラムのほかに、屋内制御装置２０から送信されてくる制御信号に従って赤外線通信ユニット５６を制御する制御プログラムが格納（記憶）されている。

赤外線通信ユニット５６は、ＭＰＵ５１からシステムバス５４を介して入力される制御信号に基づいて、例えばＰＰＭ（Pulse Position Modulation）信号を生成し赤外線ＬＥＤを点滅させて制御コマンドを出力するもので、システムバス５４を介してＭＰＵ５１に接続されている。このＰＰＭ信号は、家電機器の赤外線リモコンによるリモコン信号に用いられており、エアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ等の家電機器は、このようなリモコン信号による制御コマンドを受信すると、それが自分に対するものであるか否かを判断し、自分に対するものである場合には、制御コマンドに従った動作、例えば、主電源のオンオフや、エアコンＡＣであれば設定温度の上げ下げ等を行う。また、シーリングライトＣＬであれば、照明光の明るさの制御（調光制御）を行う。

これらのリモコン信号による制御コマンドは、エアコンＡＣ等の家電機器に付属するそれぞれの専用リモコンから学習をして得る。制御コマンドの学習は、例えば、専用リモコンから出力される赤外線信号を受信して得られるＰＰＭ信号をデコードし記憶することにより行われる。このようにリモコン付きタグ５０は多機能リモコンの機能を備えることから、リモコン付きタグ５０単独で、エアコンＡＣとテレビＴＶとシーリングライトＣＬといった複数のエネルギー消費機器を制御することができる。なお、このような制御コマンドに対応する制御信号（制御データ）は、機器監視処理において後述するように、２バイト前後で構成されるため、リモコン付きタグ５０と屋内制御装置２０との間で無線ネットワークを介してやり取りされる伝送データ量は、送信ヘッダ等の通信制御部分（約１５バイト）とアドレスを含めても２０バイトに満たない。リモコン付きタグ５０では、屋内制御装置２０から送られてくる制御信号もデータ量が少ない。そのため、これらのデータの送受信は、例えばZigbee等の無線方式でよい。

なお、リモコン付きタグ５０のワイヤレス方式は、エアコンＡＣやテレビＴＶ等の家電機器を操作するために用いられるリモコン装置に対応するものであれば、電波や音波（超音波を含む）等、赤外線以外の情報伝送媒体を用いた方式や、さらには赤外線や電波以外の電磁波を用いたものでもよい。

＜インテリジェントタップ６０＞
図６に示すように、インテリジェントタップ６０は、ＭＰＵ６１、メモリ６２、入出力インタフェース６３、システムバス６４、無線ユニット６５、電流センサユニット６６、スイッチユニット６７、レセプタクル等により構成されており、エアコンＡＣ等の家電機器を制御するとともに電流センサタグとしても機能する。インテリジェントタップ６０は、電流センサユニット６６により検出された電源ラインＰＬの電流値を無線ユニット６５を介して無線ネットワークに送出するとともに、無線ネットワークから受信した制御信号に従ってスイッチユニット６７をオンオフ制御し当該インテリジェントタップ６０のレセプタクルに接続された装置への電源供給の制御を行い得るものである。検出された電流値の送信は、所定時間（例えば１秒）ごとに行われる。なお、図６には、レセプタクルは図示されていないことに注意されたい。

ＭＰＵ６１、メモリ６２、入出力インタフェース６３、システムバス６４および無線ユニット６５は、それぞれ前述した屋内制御装置２０の、ＭＰＵ２１、メモリ２２、入出力インタフェース２３、システムバス２４および無線ユニット２５と同様である。そのためこれらの説明は省略する。なお、メモリ６２のプログラム領域（例えば、ＲＯＭやＥＥＰＲＯＭ）には、ＭＰＵ６１や無線ユニット６５を制御するシステムプログラムのほかに、電流センサユニット６６による検出データを生成し無線ユニット６５を介して無線ネットワークに送信したり、屋内制御装置２０から受信する制御信号に従ってスイッチユニット６７をオンオフ制御したりする制御プログラムが格納（記憶）されている。

電流センサユニット６６は、レセプタクルに接続された家電機器に流れる電流量を検出するもので、入出力インタフェース６３を介してＭＰＵ６１に接続されている。また、スイッチユニット６７は、レセプタクルを介して供給される交流電力をオンオフ制御し得る半導体スイッチで、例えば、ＩＧＢＴやパワーＭＯＳＦＥＴ等の大電力用のスイッチング素子とこれを駆動可能なドライバ回路等により構成されている。スイッチユニット６７もシステムバス６４を介してＭＰＵ６１に接続されている。電流センサユニット６６による検出データは４桁前後の数値データであり、また屋内制御装置２０から送られてくる制御信号（制御データ）は、機器監視処理において後述するように、単なるオンオフであれば１ビットで足りる。そのため、無線ネットワークに送出される伝送データ量は、送信ヘッダ等の通信制御部分（約１５バイト）とアドレスを含めても２０バイトに満たない。なお、インテリジェントタップ６０では、屋内制御装置２０から送られてくる制御信号もデータ量が少ないことから、これらのデータの送受信は、例えばZigbee等の無線方式でよい。

＜論理的な階層構造＞
このように構成される屋内システム１０は、ＥＭＳによる最小の制御単位であり、本ＥＭＳにおける位置づけでは最下位に位置して、その上位には数々のノードが存在する。即ち、図７に示すように、本ＥＭＳは、屋内システム１０の屋内制御装置２０を最下位ノード１００とするレイヤＬｙ０から、最上位ノード１４０を頂点とするレイヤＬｙ４のまで、５つのレイヤＬｙ０〜レイヤＬｙ４によって論理的な階層構造を構成している。この階層構造は、実際に電力供給される電力伝送系、つまり配電網を構成するそれぞれの配電系統に基づいて決められており、例えば、同じ配電系統により電力供給される地域や町は、レイヤ内で同じグループに属する。なお、これらの各ノード間は、後述するように、物理的には近距離無線ネットワークによる無線メッシュネットワークにより構成されている。この無線メッシュネットワークは、特許請求の範囲に記載の「屋外通信ネットワーク」に相当し得るものである。

頂点のレイヤＬｙ４は、例えば、レイヤＬｙ３の地域や地区等を複数集めた地方都市（例えば、○○市）に設けられる最上位ノード１４０で、配下のレイヤ３以下の全体制御を行っている。最上位ノード１４０は、レイヤＬｙ３，Ｌｙ２，Ｌｙ１に向けて枝分かれする配電網の基幹部分に相当する。そのため、最上位ノード１４０を構成する上位制御装置２０”は、レイヤＬｙ３以下に供給可能な総電力量を把握している最上位システムに接続されて、本ＥＭＳに関して市の全体制御を行う。なお、「市の全体制御」とは、ここでは、例えば、季節や時間帯ごとに予め設定された各地域に対する節電目標（省エネ目標）に従って得られる所定の目標値を各地域ごとの下位レイヤＬｙ３の中間ノード１３０ａ等に送ることを意味する。

例えば、中間制御装置２０’が制御αを行っている地域単位の中間ノード１３０ａは、所定の目標値として１０％、また中間制御装置２０’が制御βを行っている地域単位の中間ノード１３０ｂには、所定の目標値として５％というように、地域単位ごとに異なった所定の目標値が設定されたり、また同じ目標値が設定されたりする。各地域における目標値を総合すると、当該市の全体制御として設定された所定の目標値を満たすか、または下回るように、それぞれの中間ノード１３０ａ，１３０ｂ，…，１３０ｚにおける各目標値が設定される。

なお、最上位ノード１４０を構成する上位制御装置２０”や、中間ノード１３０ａ等を構成する中間制御装置２０’は、基本的には、図２を参照して説明をした屋内制御装置２０と同様に構成されている。即ち、ＭＰＵ２１、メモリ２２、入出力インタフェース２３、システムバス２４および無線ユニット２５を備えている。また、必要に応じて入出力インタフェース２３を介してパソコンＰＣ等が接続されている。以下説明をするレイヤＬｙ２，１における中間制御装置２０’も同様である。

最上位ノード１４０を構成する上位制御装置２０”には、パソコンＰＣ、または配電系統の電力供給を管理するコンピュータ等が接続されており、これらを介して所定の目標値（目標値データ）が入力される。この所定の目標値は、例えば、省エネが考慮されていない通常時の全エネルギー消費量を１００％とした場合における省エネ分の割合で、例えば、１０％の省エネを促すときには目標値として１０％を表すデータが設定される。なお、この目標値は、パソコンＰＣを介してオペレータ等により入力される場合、当該パソコンＰＣや電力供給を管理するコンピュータ等から所定の制御プログラムやアプリケーションプログラムを介して自動的に入力される場合、等がある。

また、例えば、温度、湿度、気圧、天気、日付、時間等の各環境情報をインターネット等から取得してこれらを入力することにより、最適な目標値を得られるニューラルネットワークを構成しこの最適な目標値を所定の目標値として入力してもよい。

最上位ノード１４０の上位制御装置２０”から送信される所定の目標値は、その下位のレイヤＬｙ３に属する中間ノード１３０ａ，１３０ｂ，…，１３０ｚの各中間制御装置２０’によりそれぞれ受信される。例えば、中間ノード１３０ａの地域と同じ配電系統により電力供給される町として、中間ノード１２０ａの町と中間ノード１２０ｂの町とが同じグループに属する場合、これらの中間ノード１２０ａ，１２０ｂは同じ地域単位に包含されて上位の中間ノード１３０ａにより制御される（制御α）。同様に、中間ノード１３０ｚの地域と同じ配電系統により電力供給される町として、中間ノード１２０ｚ等の町は同じ地域単位に包含されて上位の中間ノード１３０ｚにより制御される（制御ω）。

上位の中間ノード１３０ａ等は、下位の中間ノード１２０ａ等の中間制御装置２０’に付与されるアドレスによりこれらを識別して制御する。レイヤＬｙ３でいう「制御」とは、図１５を参照して後述するように、中間ノード１３０ａ等の中間制御装置２０’が、予め設定されている制御情報に従って、これら各町に対する所定の目標値をそれぞれ町ごとに設定し、各町ごとの下位レイヤＬｙ２の中間ノード１２０ａ等に送ることを意味する。

中間ノード１３０の中間制御装置２０’から送信される所定の目標値は、その下位のレイヤＬｙ２に属する中間ノード１２０ａ，１２０ｂ，…，１２０ｚの各中間制御装置２０’によりそれぞれ受信される。例えば、中間ノード１２０ａの町と同じ配電系統により電力供給される家庭として、下位ノード１１０ａの家庭と下位ノード１１０ｂの家庭とが同じグループに属する場合、これらの下位ノード１１０ａ，１１０ｂは同じ町単位に包含されて上位の中間ノード１２０ａにより制御される（制御Ａ）。同様に、中間ノード１２０ｚの町と同じ配電系統により電力供給される家庭して、下位ノード１１０ｚ等の家庭は同じ町単位に包含されて上位の中間ノード１２０ｚにより制御される（制御Ｚ）。

中間ノード１２０ａ等は、下位ノード１１０ａ等の中間制御装置２０’に付与されるアドレスによりこれらを識別して制御する。レイヤＬｙ２でいう「制御」とは、図１５を参照して後述するように、中間ノード１２０ａ等の中間制御装置２０’が、予め設定されている制御情報に従って、これら各家庭に対する所定の目標値をそれぞれ家庭ごとに設定し、各家庭ごとの下位レイヤＬｙ１の下位ノード１１０ａ等に送ることを意味する。

中間ノード１２０の中間制御装置２０’から送信される所定の目標値は、その下位のレイヤＬｙ１に属する下位ノード１１０ａ，１１０ｂ，…，１１０ｚの各中間制御装置２０’によりそれぞれ受信される。例えば、下位ノード１１０ａの家庭と同じ配電系統により電力供給される各フロアとして、最下位ノード１００ａのフロア１階と最下位ノード１００ｂのフロア２階とが同じグループに属する場合、これらの最下位ノード１００ａ，１００ｂは同じ家庭単位に包含されて下位ノード１１０ａにより制御される（制御ａ）。

即ち、最下位のレイヤＬｙ０は、レイヤＬｙ１に含まれる建物内における各部屋や各フロア（階）ごとの空間、における各制御のグループに相当し、例えば、戸建て住宅の１階と２階、ビルの各フロア、あるいはイベントホール等のような広大な空間を仮想的な壁で区切った場合における、各階または各フロアごとに設けられた各屋内制御装置２０による制御 I、II、…、＊の集まりになる。これらは、原則的に同じ配電系統により電力供給されるため、レイヤＬｙ０の同じグループに含まれる。また、これらも、最下位ノード１００ａ等の屋内制御装置２０に付与されるアドレスにより識別されて制御される。

また、例えば、図１に示す２階のない平屋造りの建物においては、屋内における制御単位が複数に分けられていない限り、屋内システム１０である最下位ノード１００ａがそのままレイヤＬｙ１の下位ノード１１０になる。そのため、レイヤＬｙ０の最下位ノード１００ａを有しない下位ノード１１０も存在し得ることに留意されたい。この場合、レイヤＬｙ１の下位ノード１１０が最下位ノードになる。

なお、屋内制御装置２０を設ける位置が建物内の奧になり、屋外から電波が到来し難い位置になる場合には、建物の窓際に中継機能を担う中間制御装置２０’を設ける構成を採ることがある。このような場合、物理的には建物奥の屋内制御装置２０が最下位ノード１００ａになり、窓際の中間制御装置２０’が下位ノード１１０となって、下位ノード１１０の下に最下位ノード１００ａが１つだけ属する階層構造になる。しかし、論理的にはこれらは１つのノードとして動作して同じレイヤに属する。

なお、レイヤＬｙ１でいう「制御」とは、図１５を参照して後述するように、下位ノード１１０ａ等の中間制御装置２０’が、予め設定されている制御情報に従って、これら各フロアに対する所定の目標値をそれぞれフロアごとに設定し、各フロアごとの最下位レイヤＬｙ０の最下位ノード１００ａ等に送ることを意味する。

このように各レイヤＬｙ４〜Ｌｙ１において、送信されて下位の各レイヤＬｙ３〜Ｌｙ０に届く「所定の目標値」は、前述したように、例えば、省エネが考慮されていない通常時の全エネルギー消費量を１００％とした場合における省エネ分の割合（１％〜９９％）であることから、テキストデータで表現をしても２バイトで足り、またバイナリデータであれば７ビットで表現できる。つまり、所定の目標値は、そのデータ量が非常に少ないことから、次に説明をするZigBeeの中継機能による無線メッシュネットワークを形成しても、遅延による影響を受け難い。

＜無線メッシュネットワーク＞
次に、図８および図９を参照して、ZigBeeの中継機能による無線メッシュネットワークについて説明する。図８には、レイヤ１におけるメッシュネットワークの概念を示す説明図が図示されており、また図９には、メッシュネットワークにおける周波数繰り返しの例を示す説明図が図示されている。

本ＥＭＳでは、前述したように、論理的には階層構造を形成するが、物理的には、図８に示すような無線メッシュネットワークを形成する。この無線メッシュネットワークは、ZigBeeの中継機能を利用したもので、マルチホップ通信による無線アドホックネットワークを形成する。このため、論理的な階層構造とは異なった経路で所定の目標値（目標値データ）が送られる。

例えば、図８(B) に示すように、住宅規模（家庭）の下位ノード１１０ａ等が複数存在する町の中間ノード１２０ａと、ビル規模の下位ノード１１０ａ等が複数存在する町の中間ノード１２０ｂと、中間ノード１２０ａと同様に住宅規模（家庭）の下位ノード１１０ａ等が複数存在する町の中間ノード１２０ｃと、が地理的にそれぞれ隣接して存在している場合、これらは図７を参照して説明したように、論理的には同じレイヤＬｙ２に属する。このため、上位レイヤＬｙ３の中間ノード１３０ａから送信されてきた所定の目標値は、論理的には、これらの各ノードにそれぞれ並行して届くことになる。

ところが、例えば、図８(B) に示す楕円で囲まれたビルに、上位レイヤＬｙ３の中間ノード１３０ａから送信されてきた所定の目標値が届いた場合、この所定の目標値は、当該中間ノード１２０ａのほかに、中間ノード１２０ｂや中間ノード１２０ｃにも送られる必要があるため、物理的にはこの中間ノード１２０ａを経由してこれらに送信されることがある。例えば、中間ノード１２０ｂを宛先にする所定の目標値は、図８に示す太実線の経路を経由して中間ノード１２０ｂに届き、また中間ノード１２０ｃを宛先にする所定の目標値は、図８に示す太破線の経路を経由して中間ノード１２０ｃに届く。

このようにZigBeeでは、受信したデータの宛先が自分に対するものでない場合には、他のノードに転送をする中継機能があるため、これを利用して無線メッシュネットワークを形成することにより、無線アドホックネットワークを構成することができる。またこのような無線アドホックネットワークは、その参加や脱退に時間を要することなく容易に追加や削除が可能であるため、拡張性に優れている。

なお、マルチホップ通信によるメッシュネットワークは伝送速度が遅いが、これまでに説明したように、本ＥＭＳでは、最上位ノード１４０等の各ノード１３０，１２０，１１０から送られてくる所定の目標値はそのデータ長が２バイト未満で、ヘッダ等を含めても数バイト程度と短いことから、伝送速度が遅いことによる伝送遅延を考慮しても制御に問題はない。また、最上位のレイヤＬｙ４の最上位ノード１４０が送信する所定の目標値の送信間隔を、数秒〜数１０秒あるいは数分間隔にすることで、制御間隔が時間的に緩やかになるため、伝送速度が遅いことによる弊害はさらに抑えられる。これは、各ＥＭＳが自律分散的に制御を行っていることにより実現できる。

マルチホップ通信は、図８に示すように、レイヤＬｙ３〜Ｌｙ１の各中間ノードや各下位ノードを構成する複数の中間制御装置２０’によるデータの中継により実現されているが、中小規模の地方都市を想定した場合、例えば、レイヤ３に属する住宅件数は数万個に及び、メッシュネットワークを構成するメッシュポイントもほぼ同数になることが想定される。このため、本ＥＭＳでは、例えばZigBeeによる通信可能範囲、つまりセルの形状を図９に例示する、いずれかまたはそれらの組み合わせに設定することで周波数の有効利用を可能にし、また数万個存在するメッシュポイントの周波数割り当てを可能にしている。

ZigBeeでは、セルの半径は数メートルから数１０メートルであり、レイヤ２の町規模であってもメッシュポイントの密度は高い。そのため、高い密度で集積するセルを、例えば、図９に示す形状に設定する。図９(A) に示す正三角形セルの場合にはセルの繰り返しパターンは６種類、図９(B) に示す正方形セルの場合にはセルの繰り返しパターンは４種類、図９(C) に示す正六角形セルの場合にはセルの繰り返しパターンは３種類、でそれぞれ済むことから、３種類〜６種類の異なる周波数を用いて隣接するセルの周波数が異なるように各セルの周波数を割り当てる。これにより、効率的な周波数繰り返しが可能になり、メッシュポイントが膨大な数であっても隣合うセル同士が同じ周波数にならない。なお、これらのセルは、その中心に中間制御装置２０’が存在しかつ中間制御装置２０’から放射される電波が無指向性アンテナによることを前提にしている。そのため、アンテナが指向性を持つ場合には、これらとは異なったセルの配置や周波数繰り返しが可能である。

また、既存の無線ＬＡＮやBluetooth（登録商標）等に影響を与えることのないように、例えば、コグニティブ通信技術やＭＩＭＯ（Multiple Input Multiple Output）技術を用いて、これらとの混信を回避する。具体的には、例えば、送信をする前に使用予定のチャネルが空いているか否かを検知して空いていれば送信を行うＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access /Collision Avoidance）方式によるキャリアセンスを行う。もし、既存の無線ＬＡＮやBluetoothによりチャネルが使用中である場合には、所定時間経過してから再度キャリアセンスを行いチャネルの空き状態を確認してから送信をする。

さらに、ビル等の建物間における電波伝搬を測定し、その測定値に基づいて伝搬解析を行いその解析結果に基づいて、外部アンテナとして有指向性アンテナを配置したり、そのビーム方向を設定する。このような外部アンテナを中間制御装置２０’の無線ユニット２５に接続することで、建物間における無線通信を良好に行うことも可能になり、前述したセル配置の自由度を高められる。

次に図１０〜図１５を参照して本ＥＭＳにより実行される各制御処理について説明する。まず、屋内制御装置２０により実行されるメインルーチンを説明する。図１０には、メインルーチンによる処理の流れが図示されている。なお、このメインルーチンが起動される前提として、屋内制御装置２０には、操作入力装置および画面出力装置として、ＥＭＳアプリケーションプログラム（以下「ＥＭＳアプリ」という）を実行するパソコンＰＣが接続されているものとする。

＜メインルーチン＞
メインルーチンは、屋内制御装置２０の電源投入直後に、メモリ２２から読み出されて起動される制御プログラムである。最初のステップＳ１０１では初期化処理が行われる。この処理は、メモリ２２のワーク領域をクリアしたり各フラグに所定値を設定したり、また入出力インタフェース２３を初期化するもので、一般的なアプリケーションプログラムが起動時に行うものに相当する。

続くステップＳ１０２ではメニュー画面表示処理が行われる。この処理は、屋内制御装置２０に接続されているパソコンＰＣの表示画面（例えば液晶ディスプレィ）に、ＥＭＳアプリによって幾つかの選択項目を表示して、それらのうちから任意の１項目を屋内システム１０のユーザに選択させるためのものである。ＥＭＳアプリにより表示される選択項目には、例えば、「設定」、「監視」および「終了」がある。「設定」は省エネパターンを選択するため、「監視」はＥＭＳによる監視を開始するため、また「終了」は屋内制御装置２０による一連の制御を終了するため、にそれぞれ選択可能に表示される。

ステップＳ１０３は選択入力の判断処理である。即ち、ステップＳ１０２によるパソコンＰＣの画面表示に対して、ユーザがどの項目を選択したか、あるいは未だ選択されていないか、を判断する。ユーザによる選択入力はパソコンＰＣから行われる。例えば、パソコンＰＣにマウスやタッチパネル等のポインティングデバイスが設けられている場合にはＥＭＳアプリから送られてくるポインタ情報や番号情報により、いずれの項目が選択されたか、または未選択であるかを判断する。未選択の場合には（Ｓ１０３；入力なし）、ステップＳ１０２に戻り、再度、メニュー画面表示を行う。

「設定」が選択されている場合には（Ｓ１０３；「設定」）、ステップＳ２００に処理を移行してパターン設定処理を行う。また「監視」が選択されている場合には（Ｓ１０３；「監視」）、ステップＳ３００に処理を移行して機器監視処理を行う。もし、「終了」が選択されている場合には（Ｓ１０３；「終了」）、本メインルーチンを終了して（ＥＮＤ）、屋内制御装置２０による処理を終了する。なお、パターン設定処理は図１２を参照して、また機器監視処理は図１４を参照して、それぞれ後述する。

ステップＳ１０５は、パターン設定処理（Ｓ２００）や機器監視処理（Ｓ３００）からメインルーチンへの戻り時に行われる判断処理である。後述するように、パターン設定処理（Ｓ２００）や機器監視処理（Ｓ３００）では、ユーザによる「終了」の選択を可能にしている。そのため、これらの処理中に「終了」が選択された場合には（Ｓ１０５；Ｙｅｓ）、前述したステップＳ１０３により「終了」が選択されたと判断されたときと同様に、本メインルーチンを終了して（ＥＮＤ）、屋内制御装置２０による処理を終了する。

一方、「終了」が選択されていない場合には（Ｓ１０５；Ｎｏ）、メニュー画面をパソコンＰＣに表示するため、ステップＳ１０２に処理を戻す。これにより、メインルーチンは、パターン設定処理（Ｓ２００）や機器監視処理（Ｓ３００）に処理を移行しない場合には（Ｓ１０３；「なし」、Ｓ１０５；Ｎｏ）、ユーザによって「終了」が選択されるまで、ステップＳ１０２によってメニュー画面がパソコンＰＣに表示され続ける。

このようにしてパソコンＰＣの表示画面には、屋内制御装置２０のメニュー画面等が表示されるが、屋内制御装置２０では、メインルーチンの起動とほぼ同時期またはメインルーチンの起動後の所定時間（例えば、数秒〜数１０秒）経過後に、目標値取得処理も起動する。この処理は、上位システムのノード（以下「上位ノード」という）から所定の目標値を待ち受けて取得するもので、例えば、所定時間（例えば、数秒〜数１０秒）ごとに発生するタイマ割り込みによっても繰り返し起動される。図１１に、この目標値取得処理の流れが図示されているので、ここで同図を参照して目標値取得処理を説明する。

＜目標値取得処理＞
図１１に示すように、目標値取得処理では、まずステップＳ５０１により上位ノード信号受信処理が行われる。この処理は、上位ノード（または中間ノード）の制御装置から無線ネットワークを介して送られてくる所定の目標値（目標値データ）を無線ユニット２５により受信するものである。所定の目標値は、例えば、省エネが考慮されていない通常時の全エネルギー消費量を１００％とした場合における省エネ分の割合で、例えば、１０％の省エネを促すときには所定の目標値（目標値データ）として１０％を表すデータが上位ノードから送られてくる。

このような所定の目標値を上位ノードから受信した場合には（Ｓ５０３；Ｙｅｓ）、当該屋内制御装置２０が管理するエネルギー消費機器による全エネルギー消費量をその受信した所定の目標値以下に抑制するため、当該所定の目標値を保存する（Ｓ５０７）。また前回の受信により目標値が既に保存されている場合には前回保存した所定の目標値を今回受信した当該所定の目標値に更新する（Ｓ５０７）。

一方、所定の目標値を受信していない場合には（Ｓ５０３；Ｎｏ）、本目標値取得処理を一旦終了して次の起動に備える。なお、所定の目標値は、デフォルト値として、例えば３０％を予め設定してもよい。つまり、既定値として３０％の省エネを促す。この場合、所定の目標値が初めから設定されているため、ステップＳ５０７による処理では、デフォルトの所定の目標値を新たに受信した所定の目標値に更新する。

このように目標値取得処理では、所定時間（例えば、数秒〜数１０秒）ごとに上位ノード（または中間ノード）から所定の目標値を取得して更新する。このため、屋内制御装置２０は、上位システムから届く最新の所定の目標値を常に保持することが可能になる。

＜パターン設定処理＞
次に、パターン設定処理を図１２および図１３を参照して説明する。図１２には、図１０に示すパターン設定処理（Ｓ２００）の流れが図示されている。また、図１３には、省エネパターンの例が図示されている。パターン設定処理は、ＥＭＳアプリにより表示される選択項目の中から、ユーザによって「設定」が選択された場合に行われるもので、この処理による画面表示や操作入力もＥＭＳアプリを介して行われる。

最初にステップＳ２０１により、設定パターン一覧画面表示処理が行われる。この処理では、予め設定された複数種類の省エネパターンの一覧を、ＥＭＳアプリによりパソコンＰＣの画面に表示する。例えば、図１３に示す省エネパターンＰ１〜Ｐ４の４パターンの名称とその特徴が表示される。例えば、「パターンＰ１：ノーマル」、「パターンＰ２：エアコン優先」「パターンＰ３：テレビ優先」および「パターンＰ４：照明優先」等が、所定のアイコンとともにパソコンＰＣの画面に表示される。なお、省エネパターンは、特許請求の範囲に記載の「予め設定された制御情報」に相当し得るものである。

省エネパターンＰ１（ノーマル）は、例えば標準的なパターンで、目標値の％値が大きくなる（省エネの度合いが高まる）ほど、エアコンＡＣの設定温度がその時の設定温度よりも上がり（夏期の場合）または下がり（冬期の場合）、またテレビＴＶやシーリングライトＣＬについても省エネの度合いが高まる。これに対し、省エネパターンＰ２〜Ｐ４は、特定のエネルギー消費機器に対する省エネ設定を緩やかにしている。例えば、省エネパターンＰ２（エアコン優先）ではエアコンＡＣ、省エネパターンＰ３（テレビ優先）ではテレビＴＶ、省エネパターンＰ４（照明優先）ではシーリングライトＣＬ、のそれぞれの省エネ設定を緩和し、他のエネルギー消費機器に対する省エネ設定を厳しくしている。これにより、ユーザは、自分の好みに応じた省エネパターンの選択が可能になる。

なお、夏期および冬期は、屋内制御装置２０またはパソコンＰＣが有する日付け機能による日付情報に基づいて判断する。例えば、夏期は５月１日〜１０月３１日、冬期は１１月１日〜４月３０日にそれぞれ設定して夏期および冬期を判断する。なお、１年を四季に対応させて４分割（例えば、春期を３月１日〜５月３１日、夏期を６月１日〜８月３１日、秋期を９月１日〜１１月３０日、冬期を１２月１日〜２月２８日（または２９日））し季節を判断してもよい。

パソコンＰＣの画面には、このような「省エネパターン」のほかに、ユーザが、このパターン設定処理を終わりたい場合に選択をする「取消」や、屋内制御装置２０による制御処理のすべてを止めたい場合に選択をする「終了」も表示される。表示される複数種類の「省エネパターン」やその他の選択には、例えば、それぞれを特定可能な任意の番号または記号（以下「パターン番号」という）がソフトウェア的に関連付けられている。そのため、ユーザがパソコンＰＣのポインティングデバイス等により選択した「省エネパターン」等の選択情報として、このパターン番号がＥＭＳアプリから送られてくるので、次のステップＳ２０３ではこのパターン番号に基づいて、ユーザの選択項目を判断する。

「省エネパターン」には、例えば、(1) 上位システムから送られてくる所定の目標値に従ってエネルギー消費を抑制する場合にエネルギー消費機器によるエネルギー消費を制御するものと、(2) 上位システムから送られてくる所定の目標値に関係なくエネルギー消費機器によるエネルギー消費を制御するものと、がある。前者(1) は、例えば、図１３に示す省エネパターンＰ１〜Ｐ４である。省エネパターンＰ１〜Ｐ４は、いずれも目標値ごとに、エアコンＡＣ、テレビＴＶおよびシーリングライトＣＬに許容される制御が設定されている。これに対して後者(2) は、例えば、「屋内に人が存在しない場合には、エアコンＡＣ、テレビＴＶおよびシーリングライトＣＬの電源をすべてオフにする」というように、上位システムから送られてくる目標値に関係なくエネルギー消費を最小限に抑えるもので、図１３に示す省エネパターンＰ９がこれに相当する。

これらの省エネパターンは、例えば、当該屋内制御装置２０の出荷時（または出荷前）に予め設定される。また、ユーザにより設定される場合もある。ユーザにより設定される場合には、図１０を参照して説明をしたメインルーチンによるメニュー画面表示処理（Ｓ１０２）において、パソコンＰＣで画面表示する選択項目として、例えば「オプション」を追加する。そして、この「オプション」が選択された場合には、ステップＳ１０３により「オプション処理」を起動し、当該オプション処理によって省エネパターンの編集を可能にするように（例えば、メモリ２２のＲＡＭに記憶されたテーブル（図１３に示す一覧表に相当するもの）を編集かつ更新可能にする）、メインルーチンの処理およびオプション処理を構成する。これにより、ユーザ個々の好みに合致した省エネパターンの編集および設定が可能になる。

なお、ユーザによるエネルギー消費機器の使用状態や設定状態を、温度、湿度、気圧、天気、日付、時間等の各環境情報とともにパターン化したもの等を機械学習するように屋内制御装置２０を構成し、この学習結果に基づいて省エネパターンを生成してもよい。または、既に設定もしくは生成されている省エネパターンを、このような学習結果に基づいて調整したり更新したりしてもよい。省エネパターンは、例えば、省エネが考慮されていない通常時のエネルギー消費量のうちの最大消費量を１００％として、全体のエネルギー消費量がこれの９０％時のエアコンＡＣ等の各設定状態を、所定の目標値が１０％であるときの各エネルギー消費機器に対する省エネパターンとして設定する。所定の目標値が２０％であるときには、全体のエネルギー消費量が先の８０％時におけるエアコンＡＣ等の各設定状態を各エネルギー消費機器に対する省エネパターンとして設定する。所定の目標値が３０％、４０％等についても、同様に各エネルギー消費機器に対する省エネパターンを設定する。

エネルギー消費機器の使用状態は、エアコンＡＣ等の電源オンオフや消費電流（消費電力）をセンサタグ３０による消費電流の検出データにより得る。また、エネルギー消費機器の設定状態も、センサタグ３０による消費電流の検出データや室内の照度の検出データにより得られるが、エアコンＡＣ等に向けて送信されるリモコン信号による制御コマンドの内容を検出してもよい。例えば、エアコンＡＣ等の赤外線リモコンから送信されるリモコン信号を受信可能な受信ユニットをセンサユニット３６の代わりに設けたセンサタグ３０をエアコンＡＣ等の近傍に設けて、エアコンＡＣ等に向けて送信されるリモコン信号を受信する。受信したリモコン信号のデコード結果から制御コマンドを検出できるため、その検出データからエアコンＡＣやシーリングライトＣＬの設定状態を得る。

これにより、ユーザ個々の好みに合致した省エネパターンの自動設定が可能になる。なお、前記の１００％とする、省エネが考慮されていない通常時のエネルギー消費量の最大消費量や各省エネパターンは、通年におけるものではなく、例えば、四季に対応して４箇月ごとに区切った期間のそれぞれにおいて作成し設定してもよい。これにより、きめ細かくユーザの好みに合致した省エネパターンの自動設定が可能になる。

ここで、図１３に示す一覧表について簡単に説明する。制御対象となる機器がエアコンＡＣである場合の表記として、例えば、「↑１／↓１」は、夏期（／の左側）においては温度設定を１℃上げ、冬期（／の右側）においては温度設定は１℃下げることを表す（夏期／冬期における温度設定の上げ温度／下げ温度を表す）。図１３には例示されてないが、「↑１／↓２」は、夏期は１℃上げ冬期は２℃下げることを表す。また「ＯＦＦ」は、電力供給を強制的に遮断するかまたは電源をオフにするため、使用できない旨、を表す。例えば、「↑３／ＯＦＦ」は、夏期は３℃上げ、冬期は使用できないことを表す。なお、１年を四季に対応させて４分割した場合には、季節に対応した順番に温度の上げ下げを、例えば、春、夏、秋、冬の順に「↓１／↑１／↑１／↓１」というように表してもよい。

また、制御対象となる機器がテレビＴＶである場合には、「ＯＮ」は電源をオンにすることが可能である旨、「ＯＦＦ」は電力供給の遮断等により使用できない旨、をそれぞれ表す。さらに、制御対象となる機器がシーリングライトＣＬである場合、調光制御により許容される照度を示す。例えば、「Ｈ」であれば、最高照度を許容し、また「Ｍ」であれば、最高照度よりも照度が低い中間照度までを許容する。「Ｌ」であれば、照度が最も低い最低照度に限り許容する。なお、「ＯＦＦ」は、電力供給の遮断等によりシーリングライトＣＬが使用できない旨を表す。

なお、このような各制御は、後述するように、リモコン付きタグ５０またはインテリジェントタップ６０により行われる。

ステップＳ２０３はパターン番号入力の判断処理である。即ち、ステップＳ２０１によるパソコンＰＣの画面表示に対して、ユーザにより選択されたパターン番号の判断処理が行われる。ユーザによる入力はパソコンＰＣから行われる。前述したように、ユーザの選択情報としてパターン番号がＥＭＳアプリから送られてくるため、このパターン番号に基づいてユーザの選択項目を判断する。省エネパターンが選択されている場合には（Ｓ２０３；入力あり）、続くステップＳ２０５に処理を移行して個別目標値設定処理を行う。一方、省エネパターン等、何も選択されていない場合には（Ｓ２０３；入力なし）、ステップＳ２０１に戻り、再度、省エネパターンの一覧画面の表示を行う（Ｓ２０１）。

また、「取消」が選択されている場合には（Ｓ２０３；「取消」）、本パターン設定処理を終了し（ＲＥＴ）、「終了」が選択されている場合には（Ｓ２０３；「終了」）、ステップＳ２０７により終了フラグを設定した後、本パターン設定処理を終了する（ＲＥＴ）。本パターン設定処理を終了するとメインルーチン（図１０）に処理が戻る（Ｓ２００）。終了フラグが設定されている場合には、図１０を参照して説明したように、判断処理（Ｓ１０５）によってユーザによる「終了」の選択であると判断して（Ｓ１０５；Ｙｅｓ）、本メインルーチンを終了し（ＥＮＤ）、屋内制御装置２０による処理を終了する。また、終了フラグが設定されていない場合（Ｓ２０３；「取消」）には、ステップＳ１０５による判断処理（Ｓ１０５；Ｎｏ）の後、ステップＳ１０２に戻り、再度、メニュー画面表示を行う（Ｓ１０２）。

ステップＳ２０５による個別目標値設定処理では、ユーザにより選択された省エネパターンが屋内制御装置２０に設定される。具体的には、選択された省エネパターンに関する情報として、各目標値に対するエネルギー消費機器の制御情報がメモリ２２のワーク領域に設定される。例えば、省エネパターンＰ１が選択された場合、エアコンＡＣに関しては、目標値が１０％のとき、夏期では温度設定を１℃上げ冬期では１℃下げる制御情報がメモリ２２のワーク領域に記憶される。同様に、目標値が２０％のときには夏期では温度設定を２℃上げ冬期では２℃下げ、目標値が３０％や４０％のときには夏期では温度設定を３℃上げ冬期では３℃下げ、目標値が５０％のときにはエアコンＡＣをオフにするか、電源供給を止める制御情報がメモリ２２のワーク領域に記憶される。

＜機器監視処理＞
続いて、機器監視処理を図１４を参照して説明する。図１４には、図１０に示す機器監視処理（Ｓ３００）の流れが図示されている。機器監視処理は、ＥＭＳアプリにより表示される選択項目の中から、ユーザによって「監視」が選択された場合に行われるもので、この処理による画面表示や操作入力もＥＭＳアプリを介して行われる。

まずステップＳ３０１により、モニタ画面表示処理が行われる。この処理は、ＥＭＳモニタとして、所定の表示形式に従ってエネルギー消費機器によるエネルギー消費量を時間経過とともに数字やグラフによりグラフィカルに表示するもので、ＥＭＳアプリによりパソコンＰＣの画面に表示する。例えば、現在の電力消費量（エネルギー消費量）をエアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ（エネルギー消費機器）ごとに異なる表示色が設定される棒グラフと数値によりリアルタイムに表示する。また、エネルギー消費機器ごとの対応をＸ軸、時間をＹ軸、エネルギー消費量をＺ軸にした３次元グラフ等により、エネルギー消費機器ごとのエネルギー消費量を視覚的に容易に把握可能にＥＭＳモニタに表示する。さらに、これらエネルギー消費機器が設置される屋内の現在の温度や湿度のデータを、電力消費量に加えて、数字やグラフにより表示してもよい。なお、パソコンＰＣの画面には、このような「ＥＭＳモニタ」のほかに、ユーザが、この機器監視処理を終わりたい場合に選択をする「取消」や、屋内制御装置２０による制御処理のすべてを止めたい場合に選択をする「終了」も表示される。

センサユニット３６として電流センサを有するセンサタグ３０や、電流センサユニット６６を有するインテリジェントタップ６０からは、ほぼリアルタイム（例えば１秒間隔）に電流データ（電流値）が送信されてくる。またセンサユニット３６として温度センサや湿度センサを有するセンサタグ３０からも、温度データや湿度データが送信されてくる。そのため、後述するように、屋内制御装置２０では、各センサタグ３０から電流データ（電流値）Ｉｃ、温度データや湿度データを受信し（Ｓ３０５）、これに基づいて各エネルギー消費機器ごとに電力消費量Ｐｃ（Ｐｃ(Ｗ)＝Ｉｃ(Ａ)×１００(Ｖ；電源電圧)）を算出して（Ｓ３０６，Ｓ３０７）、これらのデータを前述のグラフ表示に用いるため、パソコンＰＣのＥＭＳアプリに出力している。

ステップＳ３０２は入力の判断処理である。即ち、ステップＳ３０１によるパソコンＰＣの画面表示において、ユーザが「終了」を選択したか否かの判断処理が行われる。ユーザによる入力はパソコンＰＣから行われる。例えば、パソコンＰＣにマウスやタッチパネル等のポインティングデバイスが設けられている場合にはＥＭＳアプリから送られてくるポインタ情報や番号情報により、「取消」または「終了」のいずれが選択されたか、または何も入力されていないかを判断する。未入力の場合には（Ｓ３０２；入力なし）、続くステップＳ３０３に処理を移行する。

また、「取消」が選択されている場合には（Ｓ３０２；「取消」）、本機器監視処理を終了し（ＲＥＴ）、「終了」が選択されている場合には（Ｓ３０２；「終了」）、ステップＳ３１１により終了フラグを設定した後、本機器監視処理を終了する（ＲＥＴ）。本機器監視処理を終了してメインルーチン（図１０）に処理が戻った後の処理の流れについては、前述したパターン設定処理の場合と同様である（Ｓ３００→ＥＮＤ、またはＳ３００→Ｓ１０５→Ｓ１０２）。

ステップＳ３０３ではタグ信号受信処理が行われる。この処理は、センサタグ３０から無線ネットワークを介して送られてくるタグ信号（検出データ）を無線ユニット２５により受信する処理で、無線ユニット２５がタグ信号を受信した場合にはメモリ２２のワーク領域に検出データが一時的に格納（記憶）される。タグ信号（検出データ）には、送信元のセンサタグ３０のアドレス情報（識別情報）と宛先のアドレス情報（宛先情報）が付加されているため、当該屋内制御装置２０の無線ユニット２５を宛先とするタグ信号でないものは、受信をしてもその後に破棄される。

続くステップＳ３０４により、タグ信号を受信していると判断された場合には（Ｓ３０４；Ｙｅｓ）、次のステップＳ３０５により送信ノード識別処理が行われる。一方、タグ信号を受信していないと判断された場合には（Ｓ３０４；Ｎｏ）、新たな検出データは届いていないため、ステップＳ３０１に処理を戻して、再度、モニタ画面表示処理を行う。

ステップＳ３０５では送信ノード識別処理が行われる。この処理は、検出データに付加されている送信元のアドレス情報（識別情報）に基づいて送信したセンサタグ３０を識別して特定するものである。センサタグ３０の特定は、屋内制御装置２０が予め持っているアドレス帳に基づいて行われる。

このアドレス帳は、メモリ２２のワーク領域に記憶されているデータによるソフトウェア的なもので、無線ネットワークに新たなセンサタグ３０等のノードが接続されたときに行われるアドレス情報の交換時に新たなそのノードのアドレスが追加（記憶）される。また、最後のタグ信号（検出データ）を受信してから所定期間を経過しても新たなタグ信号（検出データ）が届かない送信ノードは、無線ネットワークに接続されていない可能性が高い。そのため、当該送信ノードのアドレスはアドレス帳から削除される。

ステップＳ３０５により送信ノードが識別され特定されると、次のステップＳ３０６により検出データ記憶処理が行われる。即ち、前述したように、アドレス情報から、送信元のノードの種類やそのノードがセンサユニットを有する場合にはそのセンサの種類等がわかる。そのため、受信した検出データを、送信元のノードごとに区別されたワーク領域の所定領域に記憶する。この所定領域は、前述したＥＭＳモニタをパソコンＰＣに画面表示させるＥＭＳアプリによって参照され、エネルギー消費機器ごとのエネルギー消費量の表示データの生成に使用される。

次のステップＳ３０７ではモニタ画面更新処理が行われる。この処理は、ステップＳ３０５により所定領域に記憶された新たな検出データによって、前述したパソコンＰＣによるＥＭＳモニタの表示を最新のものに更新するものである。この処理はＥＭＳアプリを介して行われる。パソコンＰＣによる表示態様等については、＜機器監視処理＞の冒頭およびその次の段落で説明したとおりである。

続くステップＳ３０８では個別目標読出処理が行われ、さらにステップＳ３０９により対象機器制御処理が行われる。この２つのステップによる処理は、屋内制御装置２０が管理するエネルギー消費機器、例えば、エアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬに対して、省エネパターンに基づく制御を行うものである。そのため、モニタ画面更新処理の際に算出した現在の電力消費量（エネルギー消費量）Ｐｃを、例えば省エネが考慮されていない通常時の電力消費量（エネルギー消費量）Ｐｎと比較して、現在の省エネ分の割合（＝１００−（Ｐｃ／Ｐｎ）×１００(％)）を算出する。そして、現在の省エネ分の割合から、目標値取得処理によって上位システムから取得した最新の目標値を減算することによって、実際の目標値を算出する。

例えば、現在の省エネ分の割合が１０％で、最新の目標値が２０％の場合には、実際の削減目標値は１０％（＝２０％−１０％）になる。また、現在の省エネ分の割合が−１０％で、最新の目標値が１０％の場合には、実際の削減目標値は２０％（＝１０％−（−１０％））になる。これらに対し、現在の省エネ分の割合と最新の目標値とがほぼ同じ場合や、現在の省エネ分の割合の方が最新の目標値よりも大きい場合には、現状を維持すべきであることから、実際の削減目標値を０（ゼロ）％に設定する。なお、図１３に示す削減目標値においては、０（ゼロ）％は、「−」と表記されている。

このようにして削減目標値を求めた後、前述したように、パターン設定処理（図１２に示すＳ２０５）によって屋内制御装置２０のメモリ２２のワーク領域に記憶された省エネパターンから個別目標を読み出し（Ｓ３０８）、その個別目標に基づいて対応するエネルギー消費機器を制御する（Ｓ３０９）。

例えば、屋内制御装置２０に設定されている省エネパターンが図１３に示すパターンＰ１（ノーマル）であって、先に求めた削減目標値が、例えば２０％である場合には、エアコンＡＣに対しては、夏期であれば現在の設定温度よりも２℃上げ、また冬期であれば現在の設定温度よりも２℃下げる制御が行われる（図１３に示す網掛枠内の「↑２／↓２」）。また、テレビＴＶに対しては電源オンを許容し（図１３に示す網掛枠内「ＯＮ」）、シーリングライトＣＬに対しては中間照度までを許容する（図１３に示す網掛枠内「Ｍ」）。これらの制御は、リモコン付きタグ５０による赤外線リモコンによって行われる。そのため、ステップＳ３０９による対象機器制御処理では、エアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬに対するそれぞれの制御コマンドに対応する制御信号（制御データ）を、無線ユニット２５による無線ネットワークを介してリモコン付きタグ５０に送信する。

このとき、温度センサを有するセンサタグ３０から受信した温度データに基づいて、屋内の温度、つまり室温が所定の温度を超えている（夏期）、または下回っている（冬期）場合には、設定温度の上げ下げを中止したり、緩和したりしてもよい。例えば、夏期であれば室温３２℃を超えている場合には、先に求めた削減目標値がたとえ２０％であっても、現在の設定温度よりも２℃上げる制御をすることなく、室温の上昇を回避する。同様に、冬期であれば室温が１３℃を下回っている場合には、先に求めた削減目標値がたとえ２０％であっても、現在の設定温度よりも２℃下げる制御をすることなく、室温の降下を回避する。これにより、屋内のユーザに対して、省エネ偏重による過酷な温度環境を強いる弊害を防止することができる。

なお、エアコンＡＣ等とともにエネルギー消費機器として、当該屋内に加湿器が設置されている場合、湿度センサを有するセンサタグ３０から受信した湿度データに基づいて、屋内の湿度が所定の湿度を超えている（夏期）、または下回っている（冬期）ときには、例えば、削減目標に対する通常制御の例外として、加湿器の運転を中止したり、緩和したりしてもよい。

ステップＳ３０９による対象機器制御処理を終了すると、ステップＳ３０１に処理を戻して、再度、モニタ画面表示処理を行う。なお、対象機器制御処理（Ｓ３０９）により、シーリングライトＣＬの電源制御（供給（ＯＮ）または遮断（ＯＦＦ））を行う場合には、これらの制御を行う制御信号（制御データ）を、無線ユニット２５による無線ネットワークを介してインテリジェントタップ６０に送信する。

このように機器監視処理では、ＥＭＳモニタによるエネルギー消費量をパソコンＰＣの画面に表示するとともに、ユーザの好み等に基づいた省エネパターンに従って、エアコンＡＣ等のエネルギー消費機器を制御する。これにより、屋内システム１０によるＥＭＳ単位でのエネルギー消費の特性およびユーザの意思を取り込んだ「きめ細かい制御」を実現することが可能になる。

＜中間制御装置による目標値取得処理＞
次に、中間制御装置２０’による目標値取得処理を図１５を参照して説明する。図１５には、図７に示すレイヤＬｙ１の下位ノード１１０ａやレイヤＬｙ２，Ｌｙ３の中間ノード１２０ａ等の中間制御装置２０’により実行される目標値取得処理の流れが図示されている。この処理は、前述したレイヤＬｙ１〜Ｌｙ３に属する、下位ノード１１０ａ，１１０ｂ，…，１１０ｚや中間ノード１２０ａ，１２０ｂ，…，１２０ｚ，１３０ａ，１３０ｂ，…，１３０ｚの中間制御装置２０’によって行われるもので、当該装置の電源投入後から、例えば所定時間（例えば、数秒〜数１０秒）ごとに発生するタイマ割り込みによって繰り返し起動されて実行されるものである。

図１５に示すように、まずステップＳ７０１により上位ノード信号受信処理が行われる。この処理では、上位ノードの制御装置から無線ネットワークを介して送られてくる所定の目標値（目標値データ）を無線ユニット２５により受信する。「上位ノードの制御装置」は、当該目標値取得処理を実行する中間制御装置２０’が、中間ノード１３０ａ，１３０ｂ，…，１３０ｚの制御装置である場合には最上位ノード１４０の上位制御装置２０”になり、また中間ノード１２０ａ，１２０ｂ，…，１２０ｚの制御装置である場合には中間ノード１３０の中間制御装置２０’になり、さらに下位ノード１１０ａ，１１０ｂ，…，１１０ｚの制御装置である場合には中間ノード１２０の中間制御装置２０’になる。

そして、所定の目標値を上位ノードから受信した場合には（Ｓ７０３；Ｙｅｓ）、当該中間制御装置２０’が管理する配下の各ノードによるエネルギー消費量をその受信した所定の目標値以下に抑制するため、予め設定されている制御情報に従って、新たな所定の目標値を各ノードごとに設定する（Ｓ７０５）。制御情報は、例えば、各ノードが有するグループに含まれる、地域、町、家庭等の属性に従って、新たな所定の目標値を決定可能に構成されている。ただし、新たなに設定される所定の目標値は、それにより各ノードが消費するエネルギー量の総和が、上位ノードから受信した所定の目標値により予定されるエネルギー消費量の総和を超えないように、設定されている。

例えば、その地域等による電力消費量（エネルギー消費量）とその時間的な変化（昼間、夜間、曜日、季節等）とに基づいて、電力消費量が大きい時間帯や季節においては比較的緩やかな値を該当グループを含むノードの新たな所定の目標値に設定し、電力消費量が小さい時間帯や季節においては比較的厳しい値をそのノードの新たな所定の目標値として設定し得るように、制御情報が構成されている。また、工業団地のような平日（月曜日〜土曜日）の電力消費量が大きく、休日（日曜、祝日）および平日の夜間の電力消費量が小さい地域に対しては、平日の昼間は比較的緩やかに、また休日および平日の夜間は比較的厳しくなるように、当該地域が属するグループのノードに新たな所定の目標値を設定し得るように、制御情報が構成されている。

町や家庭についても、地域の場合と同様に、電力消費量（エネルギー消費量）とその時間的な変化（昼間、夜間、曜日、季節等）とに基づいて、電力消費量が大きい時間帯や季節においては比較的緩やかな値を、また電力消費量が小さい時間帯や季節においては比較的厳しい値を、そのノードの新たな所定の目標値として設定し得るように、制御情報が構成されている。なお、このような電力消費量（エネルギー消費量）の時間的な変化に関係なく、上位ノードから受信した所定の目標値をそのまま新たな所定の目標値を設定するように、制御情報を構成してもよい。

既に、新たな所定の目標値が設定されている場合には、今回、新たなに設定する所定の目標値に更新する（Ｓ７０５）。なお、「中間制御装置２０’が管理する配下の各ノード」は、当該中間制御装置２０’が例えば中間ノード１３０ａの制御装置である場合には、中間ノード１２０ａ，１２０ｂ等になり、当該中間制御装置２０’が例えば中間ノード１２０ａの制御装置である場合には、下位ノード１１０ａ，１１０ｂ等になる。また、当該中間制御装置２０’が、例えば下位ノード１１０ａの制御装置である場合には、配下の各ノードは最下位ノード１００ａ，１００ｂ等になる。

一方、所定の目標値を受信していない場合には（Ｓ７０３；Ｎｏ）、本目標値取得処理を一旦終了して次の起動に備える。

ステップＳ７０７では、ステップＳ７０５により設定または更新した新たな所定の目標値を中間制御装置２０’が管理する配下の各ノードに送信する。これにより、中間ノード１２０ａ，１２０ｂ等や下位ノード１１０ａ，１１０ｂ等、あるいは最下位ノード１００ａ，１００ｂ等に、新たな所定の目標値が送られる。

このように中間制御装置２０’による目標値取得処理では、所定時間（例えば、数秒〜数１０秒）ごとに上位ノード（または中間ノード）から所定の目標値を取得し、それに基づいて新たな所定の目標値を下位の中間ノードや下位ノードに送信する。このため、これを受信した中間制御装置２０’や屋内制御装置２０は、上位システムから届く最新の所定の目標値を常に保持することが可能になる。

このように本ＥＭＳでは、最小制御単位である屋内システム１０の屋内制御装置２０は、最上位ノード１４０、中間ノード１３０、中間ノード１２０等の上位システムから所定の目標値を受信すること以外、リモコン付きタグ５０やインテリジェントタップ６０等の機器制御装置に関する制御情報を最上位ノード１４０等の上位システムから得ることなくこれらの各上位システムから独立して、リモコン付きタグ５０等の機器制御装置に送信する各制御信号を生成する。そして、エアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ等のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量やエネルギー消費量の総和に関する情報を最上位ノード１４０等の上位システムに送信しない。

これにより、屋内制御装置２０は、所定の目標値以外、最上位ノード１４０等の上位システムに拘束されることなく、エアコンＡＣ等のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を所定の目標値以下にする制御信号を予め設定された制御情報に従って生成し、エアコンＡＣ等のエネルギー消費機器に送信する。つまり、所定の目標値を受信した後は、最上位ノード１４０等の上位システムから自律した制御が可能になる。そのため、この屋内制御装置２０によって管理されるＥＭＳ単位でのエネルギー消費の特性およびユーザの意思を取り込んだ「きめ細かい制御」を実現し得るシステムの構築が可能になる。

また、センサタグ３０、カメラタグ４０、リモコン付きタグ５０、インテリジェントタップ６０は、いずれもエアコンＡＣ等のエネルギー消費機器に対して別体に設けられ、センサタグ３０やカメラタグ４０にあってはエアコンＡＣ等のエネルギー消費機器の温度、湿度、照度等の環境物理量または電流量、電力量等のエネルギー消費量を外部から検出し、リモコン付きタグ５０やインテリジェントタップ６０においてはエアコンＡＣ等のエネルギー消費機器を外部から制御する。これにより、センサタグ３０、カメラタグ４０、リモコン付きタグ５０、インテリジェントタップ６０は、エアコンＡＣ等のエネルギー消費機器に対して「後付け（アドオン）」可能に構成されるため、建物内に予め設けられたエアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ等の家電機器を改造や改修することなく、これらを「後付け」にしても、本ＥＭＳによる制御対象になり得る。したがって、末端のユーザに対して、ＥＭＳに対応した家電機器の購入や、改造、改修等を強いることなく本ＥＭＳを実現できるため、「使用者負担」を軽くすることができる。

さらに、本ＥＭＳと上位システムとの間には、下位ノード１１０ａ，１１０ｂ，…，１１０ｚ、中間ノード１２０ａ，１２０ｂ，…，１２０ｚ、中間ノード１３０ａ，１３０ｂ，…，１３０ｚ等の１つ以上の中間システムが存在しており、上位システムを最上位ノード１４０（最上位システム）とし本ＥＭＳを最下位ノード１００ａ，１００ｂ，…，１００ｚ（最下位システム）とする論理的に階層化された構造で、この最下位ノード１００，１００ｂ，…，１００ｚを複数含む階層構造を形成する。そして、所定の目標値は、最下位ノード１００ａ，１００ｂ，…，１００ｚのそれぞれの上位に位置するシステムから、それぞれの屋内制御装置２０に送られる。

これにより、自律分散型の本ＥＭＳが構築されるので、集中管理システムを必要とすることなく、中小規模の地方都市への展開を容易に実現することができる。また、集中管理システムを必要としないため、集中管理システムによる機能面、管理面、運用面における規制や制限に拘束されることなく、本ＥＭＳの柔軟な「拡張性」を可能にする。例えば、図８に示したように、屋外通信ネットワークにおいては、ZigBeeのマルチホップ通信による無線アドホックネットワークにより、階層構造の階層間および各階層のシステムを接続する。これにより、本ＥＭＳの柔軟な「拡張性」がさらに高まる。また、既存の通信インフラを利用することなく、本ＥＭＳの階層間および各階層のシステムの情報通信が可能となるため、本ＥＭＳを地方都市規模に拡張しても、既存の通信網に与える影響を最小限に抑えることができる。さらに、上述したように、最上位ノード１４０等の上位システムから受信する所定の目標値は、２桁の数値データであることから、テキストデータでも２バイト程度で足りるため、送信ヘッダ等を含めても２０バイト程度でデータ量が少ない。このため、屋外通信ネットワークがマルチホップ通信による無線アドホックネットワークであっても、遅延等による影響は少なく、むしろアドホックによる柔軟な「拡張性」を得られるメリットの方が大きい。

なお、上述した実施形態では、本ＥＭＳは、屋内通信ネットワークや屋外通信ネットワークとして、ZigBeeによる近距離無線ネットワークを採用したが、これに限られるものではなく、Bluetooth や無線ＬＡＮ等、他の無線ネットワークを構築してもよい。また、屋内システム１０については、屋内制御装置２０、センサタグ３０、カメラタグ４０、リモコン付きタグ５０、インテリジェントタップ６０等が、電源ラインＰＬ（電灯線）により駆動電力の供給を受ける場合には、当該電源ラインＰＬを介した電力線通信（ＰＬＣ）によって、屋内通信ネットワークを構築してもよい。同様に、論理的に階層化された構造（図７に示すレイヤＬｙ０〜Ｌｙ４）についても、各レイヤのノードを構成する中間制御装置２０’や上位制御装置２０”等が、電源ラインＰＬ（電灯線）により駆動電力の供給を受ける場合には、当該電源ラインＰＬを介した電力線通信（ＰＬＣ）によって、屋外通信ネットワークを構築してもよい。これにより、建物内にＬＡＮケーブル等の通信ケーブルを敷設することなく、屋内通信ネットワークを構築することが可能となり、この点においても「使用者負担」が軽減できる。また、電力線通信は、建物間における電波伝搬障害や、無線通信に特有の混信や干渉等による通信障害の影響を受けることがないため、無線ネットワークに比べて回線品質が安定した屋外通信ネットワークの構築が可能となる。

また、上述した実施形態では、本ＥＭＳがエネルギー管理をする生活必需エネルギーのうち、電気（電力供給）に関する場合を例示して説明したが、ガス、水道等についても、ほぼ同様に管理することができる。例えば、エネルギー消費機器として、ガスによる温水式床暖房システムや、水道水による水冷式エアコン等がある。ガスや水道の使用量は、ガスメータＧＭや水道メータのカウンタ表示（数値表示）をカメラタグ４０により読み取ることにより検出する（図１参照）。所定の目標値は、ガスや水道水を供給する事業者による上位システムから送られてくるため、上述した本ＥＭＳのエアコンＡＣ等と同様に、図１３に示すような省エネパターンに従って、床暖房システムや水冷式エアコンの温度設定やオンオフ制御を行う。これらの設定や制御は、床暖房システムや水冷式エアコンに対しても、「後付け（アドオン）」を可能にするため、ワイヤレスリモコンにより行い、例えば、屋内制御装置２０からリモコン付きタグ５０を介して制御する。このように構成することによって、ガス、水道等についても上述した本ＥＭＳによる制御が可能になる。

なお、このようなガス、水道等に関するＥＭＳと、上述した電力供給に関するＥＭＳとは、それぞれが独立に動作するのではなく、互いに連携している。即ち、例えば、図１に示す屋内システム１０のＥＭＳにおいては、屋内制御装置２０は、ガス、水道等の制御も電力と統合して行う。これにより、屋内システム１０よりも上位のレイヤにおける目標値は、各レイヤの中間制御装置２０’ごとに異なるが、「使用者」はこれらの目標値を達成するうえにおいて、電気、ガス、水道等を含めた自分にとって最適な省エネパターンを構築することが可能となる。

なお、上述した本ＥＭＳでは、エネルギー消費機器の例として、エアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ等の家電機器を挙げたが、生活必需エネルギーを消費する物以外に、例えば、工場であれば、プレス、旋盤等の加工機械、工作機械、工業用ロボット、運搬ライン設備機械、自動倉庫用設備、照明機器、空調設備機器等々、電気エネルギーを消費するものが含まれる。また、競技場のナイター照明設備等の屋外照明設備や道路や歩道を照らす街灯も含まれる。ネオンサイン、ＬＥＤ看板、デジタルサイネージ等の屋外看板電気設備も含まれる。

ここで、本ＥＭＳの改変例を図１６に基づいて説明する。図１６(A) には、屋内制御装置２０により実行される達成度情報生成処理の流れが図示されている。また、図１６(B) には、レイヤ２，３の中間ノードの中間制御装置２０’により実行される達成度情報取得処理の流れが図示されている。

まず、屋内制御装置２０により実行される達成度情報生成処理から説明する。この処理は、例えば、前述した機器監視処理（例えばＳ３０９の後でＳ３０１に戻る前）において行われる。また、これらの処理とは独立して、例えば、当該装置の電源投入後から所定時間（例えば、数秒〜数１０秒）ごとに発生するタイマ割り込みによって繰り返し起動して実行してもよい。

図１６(A) に示すように、屋内制御装置２０により実行される達成度情報生成処理では、まず、ステップＳ８０１により、エアコンＡＣ、テレビＴＶ、シーリングライトＣＬ等のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を所定の目標値以下にすることについて、目標値に対する達成度を算出する。例えば、（（１−（エネルギー消費量の総和／省エネが考慮されていない通常時の全エネルギー消費量））×１００(％)／所定の目標値(％)）×１００により、達成度(％)が求められる。また、この達成度(％)を８倍して１００で割った値の整数値（小数点第１位で四捨五入）を、０〜７の８段階評価による達成度にしてもよい。さらに、（（１−（エネルギー消費量の総和／省エネが考慮されていない通常時の全エネルギー消費量））×１００(％)）≧（所定の目標値(％)）を満たすか否か（Ｙｅｓ／Ｎｏ）により、単に、所定の目標値を達成できた（Ｙｅｓ）か否か（Ｎｏ）を判断し、その結果を達成度として１ビットで表現してもよい。これにより得られた達成度は、ステップＳ８０３により上位システムに送信される。

これに対し、図１６(B) に示すように、その上位システム（例えば、レイヤＬｙ２の中間ノード１２０ａ）の中間制御装置２０’では、ステップＳ９０１による下位ノード受信処理により、下位ノード信号を受信する（Ｓ９０３；Ｙｅｓ）。そして、下位ノード信号を受信した場合には（Ｓ９０３；Ｙｅｓ）、受信した達成度データを、他の下位ノードから受信した達成度データとともに合算して達成度データの平均を算出する（ステップＳ９０５）。算出された達成度の平均値は、当該中間ノード１２０ａの達成度データとして、ステップＳ９０７により上位システムに送信される（Ｓ９０７）。下位ノード信号を受信しない場合（Ｓ９０３；Ｎｏ）、本達成度情報取得処理を一旦終了し次の起動に備える。

このように、本ＥＭＳの改変例では、所定の目標値に対する達成度データ（達成度合いの情報）は上位システムに送信するが、エアコンＡＣ等の複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量やその総和に関しては上位システムに送信しない。これにより、例えば、エアコンＡＣ等の複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量を上位システムに送信する場合には、エネルギー消費機器の台数分のデータを毎回上位システムに送信するか、または複数回に分けて上位システムに送信することになるのに対して、達成度データは、最小で１ビット（所定の目標値を達成できたか否か）、最大でも３バイト（０〜１００(％)の数値部分のテキストデータ表現）で足りるため、エネルギー消費機器の台数に関係なく上位システムに送信するデータ量は非常に少ない。したがって、屋外通信ネットワークとして、ZigBeeによる無線メッシュネットワークを用いても、伝送速度が低速であることや、多数の中継を経由するによる影響を受け難い。

また、本ＥＭＳを適用した他の実施形態を図１７に基づいて説明する。図１７には、他の実施形態に係るＥＭＳの構成例を示す説明図が図示されている。図１７(A) に示すように、多様な自然エネルギー（太陽光／風力等）による発電装置と、小型蓄電器や電気自動車（蓄電器）とを、住宅やビル等に導入した例においては、これらは直流機器であると同時にその電気特性（電圧、電流）も一定ではない。このため、既存の交流電力系統とは別に直流電力線を設置し、各機器の状態（発電量、蓄電量）に応じた制御を行う必要がある。特に、太陽光発電では、日光の照射量による発電量変化に応じた最適な負荷をかけないと効率が低下する（最適負荷制御機）。また、蓄電池も蓄電量で負荷を制御したり、複数の蓄電池（ＥＶ（電気自動車）等）がある場合は適切なものを充電したりする必要がある（充電モニタ）。

そこで、最適負荷制御機、充電モニタ、電力系切替スイッチ（ＳＷ）、さらには外部電力系と内部発電系とによる電力供給バランスを調整する電力制御機、を外部から監視したり制御したりし得る構成を前述の屋内制御装置２０（図１）に付加した屋内制御装置２２０を設ける。上述したように本ＥＭＳでは、「後付け（アドオン）」により、容易に屋内通信ネットワークが構築できるため、これらの諸機能を有する屋内制御装置２２０による制御も「使用者負担」を抑えながら可能にする。

また、図１７(B) に示すように、地域の随所に自然エネルギーによる発電装置が設置され、これらを含めた地域での最適制御と各地域で生産されたエネルギーをその地域で有効活用するコミュニティの例においては、制御系が、地域の自然エネルギーによる発電装置と街灯等の地域のエネルギー消費機器、公民館等に設置される地域の蓄電装置や商業施設等に集合する電気自動車（ＥＶ）への充電装置等を一体化して、地域単位で制御を行う。この場合、住民の居住地域と電力伝送系における配電地域単位（送配電線の接続形態）は必ずしも一致しない。

そこで、上述したように屋外通信ネットワークをメッシュネットワークにより構成する本ＥＭＳをこのような地域の制御系に適用することによって、住民の居住地域を１つの論理ネットワークの単位として制御することが可能になる（図１７(B) に示す符号２２０’）。

さらに、図１７(C) に示すように、大規模な自然エネルギーによる発電所が国内各地に設置されて、直流超伝導技術による基幹伝送路を導入した例においては、これらは、大都市や主な地方都市に直流で送電され、既存の交流基幹網と併存することになる。このような電力供給システムでは、既存の交流配電綱を前提とした地域単位のＥＭＳと、直流送電網を含めた上位レイヤＬｙ４および全国レベルのＥＭＳと、を制御系に要する。直流超伝導技術による送配電では、遠距離であっても抵抗損失が殆どないことから、発電所と消費／蓄電装置との間が地理的に離れている場合でも制御系による制御上の障害にならない。そのため、このような超伝導伝送路で繋がっている地域間においては、両地域を論理ネットワークによる上位レイヤに包含した制御が可能になる。ただし、一般家庭等のレイヤＬｙ１に含まれる下位ノード１１０ａ（図７参照）等は、既存の交流配電綱により電力供給を受けることから、地域単位での制御が必要になる。

そこで、既存の通信インフラから独立した通信ネットワークにより屋外通信ネットワークを構築する本ＥＭＳを、このように各地域ごとに電力の供給条件や供給状態が異なる制御系に適用することによって、各地域ごとに電力の供給条件や供給状態に適合した柔軟な制御が可能になる（図１７(C) に示す符号２２０”）。

１０…屋内システム
２０…屋内制御装置
２０’…中間制御装置
２０”…上位制御装置
３０…センサタグ（検出装置）
４０…カメラタグ（検出装置）
５０…リモコン付きタグ（機器制御装置）
６０…インテリジェントタップ（機器制御装置）
１００…最下位ノード（最下位システム）
１１０…下位ノード（上位に位置するシステム）
１２０，１３０…中間ノード（中間システム）
１４０…最上位ノード（最上位システム）
ＡＣ…エアコン（エネルギー消費機器）
ＣＬ…シーリングライト（エネルギー消費機器）
Ｌｙ０，Ｌｙ１，Ｌｙ２，Ｌｙ３，Ｌｙ４…レイヤ
ＰＣ…パソコン
ＰＬ…電源ライン（電力線）
ＴＶ…テレビ（エネルギー消費機器）

Claims (10)

1. 複数のエネルギー消費機器が設置された建物内に前記複数のエネルギー消費機器に対してそれぞれ別体に設けられ、前記建物内の温度、湿度もしくは照度等の環境物理量または前記複数のエネルギー消費機器のうちの特定のエネルギー消費機器が消費するエネルギー消費量を、前記エネルギー消費機器の外部から検出しその検出データを前記建物内に構築される屋内通信ネットワークに送信する複数の検出装置と、
   前記屋内通信ネットワークを介して前記複数の検出装置から受信した検出データと所定の目標値とに基づいて、予め設定された制御情報に従って前記複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を前記所定の目標値以下にする制御信号を前記複数のエネルギー消費機器に対してそれぞれ生成し、その生成した各制御信号を前記屋内通信ネットワークに送信する屋内制御装置と、
   前記建物内に前記複数のエネルギー消費機器に対してそれぞれ別体に設けられ、前記複数のエネルギー消費機器のうちの特定のエネルギー消費機器を、前記屋内通信ネットワークを介して前記屋内制御装置から受信した前記制御信号のうちの前記特定のエネルギー消費機器に対応する制御信号に従って、前記特定のエネルギー消費機器の外部から制御する複数の機器制御装置と、を備え、
   前記所定の目標値は、建物外に構築される屋外通信ネットワークを介して前記建物外に存在する上位システムから送信されるものであり、
   前記屋内制御装置は、前記所定の目標値を前記上位システムから受信すること以外、前記複数の機器制御装置に関する制御情報を前記上位システムから得ることなく前記上位システムから独立して、前記複数の機器制御装置に送信する前記各制御信号を生成し、かつ、前記複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量およびその総和に関する情報を前記上位システムに送信しないことを特徴とするエネルギーマネージメントシステム。
2. 請求項１に記載のエネルギーマネージメントシステムと前記上位システムとの間には、１つ以上の中間システムが存在しており、前記上位システムを最上位システムとし前記エネルギーマネージメントシステムを最下位システムとする論理的に階層化された構造でこの最下位システムを複数含む階層構造を形成し、前記所定の目標値は、前記最下位システムのそれぞれの上位に位置するシステムから、複数の前記最下位システムのそれぞれの前記屋内制御装置に送られることを特徴とするエネルギーマネージメントシステム。
3. 前記屋外通信ネットワークは、近距離無線通信のマルチホップ通信による無線アドホックネットワークであり、前記階層構造の階層間および各階層のシステムが前記無線アドホックネットワークにより論理的に構築されており、前記最上位システム、前記中間システムおよび前記最下位システムは、前記無線アドホックネットワークにおけるメッシュポイントの組み合わせで構築されていることを特徴とする請求項２に記載のエネルギーマネージメントシステム。
4. 前記屋内通信ネットワークは、前記複数の検出装置、前記屋内制御装置および前記複数の機器制御装置に駆動電力を供給する電力線を介した電力線通信、または近距離無線通信により接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。
5. 前記機器制御装置による前記無線通信は、前記エネルギー消費機器を操作する際に使用されるワイヤレスリモコン装置によるリモコン信号と同様のリモコン信号を用いた通信であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。
6. 前記機器制御装置は、前記特定のエネルギー消費機器に対する前記制御を前記通信を介して行い、前記複数のエネルギー消費機器にそれぞれ対応する複数の制御信号に基づいて単独でこれら複数の特定のエネルギー消費機器を制御することを特徴とする請求項５に記載のエネルギーマネージメントシステム。
7. 前記予め設定された制御情報は、前記屋内制御装置に接続された入力装置から前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御、または前記屋内通信ネットワークを介して前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御によって、前記屋内制御装置に予め記憶された他の複数の制御情報の中から任意選択可能な１つに置き換えられることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。
8. 前記予め記憶された他の複数の制御情報は、前記屋内制御装置に接続された入力装置から前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御、または前記屋内通信ネットワークを介して前記屋内制御装置に入力されるコマンド制御によって、制御情報の内容を変更可能であることを特徴とする請求項７に記載のエネルギーマネージメントシステム。
9. 前記屋内制御装置は、前記エネルギー消費機器が有する機能について、前記建物の利用者による前記機能の使用または設定の状態を学習する学習機能を備えており、前記予め設定された制御情報は、前記学習機能による学習内容に基づいて前記利用者による前記機能の使用または設定の頻度の高い状態に調整または更新されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。
10. 前記屋内制御装置は、前記複数のエネルギー消費機器によるエネルギー消費量の総和を前記所定の目標値以下にすることについて、前記目標値に対する達成度合いを算出してその情報を前記上位システムに送信することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のエネルギーマネージメントシステム。

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