CN111869117B - 电力布线网络装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种电力布线网络装置，其能够构建便携性优异的电力布线网络而无需配备基础设施。本发明的电力布线网络装置(1(2))的特征在于具有：布线构件(10(10'))，其具有多个第一连接器(12)和使多个第一连接器(12)之间以能供给电力的方式导通的导电部(11)；以及多个电路元件，其分别具有与多个第一连接器(12)中的任意的第一连接器进行机械且电拆装的第二连接器(21(31、41))，多个电路元件包括：环境发电元件(20)，其作为能够从第二连接器(21)输出由环境发电所产生的电力的电路元件；和负载元件(30)，其作为能消耗从第二连接器(21)输入的电力的电路元件，环境发电元件(20)和负载元件(30)的至少一部分能经由包含第一连接器(12)和导电部(11)的电力线进行电力线数据通信。

Description

电力布线网络装置
关联申请的相互参照
本申请基于2018年3月30日提交的日本专利申请第2018-69845号要求优先权，通过参照在本申请说明书中引用该专利申请的说明书全文。
技术领域
本发明涉及电力布线网络装置。
背景技术
近年来，通过电力线将高频信号作为通信信号进行传输的通信方式的开发不断发展。例如，在专利文献1中公开了一种太阳能发电用监视系统，在汇集来自多个太阳能电池板的输出并发送至电力转换装置的太阳光发电系统中，下位侧通信装置和上位侧通信装置具有电力线通信功能，所述下位侧通信装置发送来自测量太阳能电池板的发电量的测量装置的测量数据，所述上位侧通信装置接收从该下位侧通信装置发送的测量数据。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-205078号说明书
发明内容
发明要解决的问题
但是，在专利文献1所记载的系统中，由于必须将通信装置与作为基础设施的太阳光发电系统的电力线进行连接，所以若要使便携式设备进行电力线通信，则设备的便携性受到损害，因此不能说便利性良好。
因此，本发明的目的是解决上述问题，提供一种电力布线网络装置，其能够构建便携性优异的电力布线网络而无需配备基础设施。
用于解决课题的方案
本发明的目的在于有利地解决上述课题，本发明的电力布线网络装置具有：布线构件，其具有多个第一连接器和使该多个第一连接器之间以能够供给电力的方式导通的导电部；以及多个电路元件，其分别具有与所述多个第一连接器中的任意的第一连接器进行机械且电拆装的第二连接器，所述多个电路元件包括：环境发电元件，其作为能够从所述第二连接器输出由环境发电所产生的电力的电路元件；以及负载元件，其作为能够消耗从所述第二连接器输入的电力的电路元件，所述电力布线网络装置的特征在于，所述环境发电元件和所述负载元件的至少一部分能够经由包含所述第一连接器和所述导电部的电力线进行电力线数据通信。通过采用这样的结构，能够构建便携性优异的电力布线网络而无需配备基础设施。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述环境发电元件具有经由所述第二连接器发送数据的第一发送部。通过采用这种结构，能够经由第一发送部向其他电路元件通知环境发电元件已与网络连接。另外，由于能够将环境发电元件的状态向其他电路元件发送，所以能够高效地利用来自环境发电元件的发电电力。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述负载元件的至少一个具有经由所述第二连接器发送数据的第二发送部和/或接收数据的接收部。通过采用这种结构，能够经由第二发送部向其他电路元件通知该负载元件已与网络连接。另外，由于负载元件能够经由接收部接收指令，所以使用者能够通过电力线通信来操作负载元件。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述第一发送部或所述第二发送部通过将对发送数据进行数字调制后的信号经由所述第二连接器叠加在所述电力线，从而能够向其他电路元件发送。通过采用这种结构，能够进行使用了电力布线网络的高速通信。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述接收部经由所述第二连接器接收叠加在所述电力线的数字调制后的信号，解调并生成接收数据。通过采用这种结构，能够进行使用了电力布线网络的高速通信。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述负载元件中的至少一个能够生成同步信号，并将该同步信号向其他电路元件发送，该同步信号用于决定所述环境发电元件或所述负载元件向其他电路元件通知自身的存在的通知信号的产生定时。通过采用这种结构，网络管理设备能够容易地检测网络内的电路元件。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述环境发电元件或所述负载元件接收所述同步信号，在检测出以该同步信号为基准的规定期间内没有信号的情况下，在所述规定期间内将自身的所述通知信号向其他电路元件发送。通过采用这种结构，即使在网络的工作中追加电路元件，也能够进行与状况相对应的稳定的通信。另外，即使在网络的工作中电路元件被移除的情况下，网络管理设备也能够容易地检测出该电路元件的删除。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述通知信号包含所述环境发电元件或所述负载元件的属性数据，该属性数据是固定长度调制数据。通过采用这种结构，各电路元件能够将在接收到同步信号后检测出的固定长度的无信号期间作为自身的固定长度的属性数据发送期间来占有。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述负载元件的至少一个发送具有所述环境发电元件或所述负载元件的控制信息的可变长度数据。通过采用这种结构，能够由多个电路元件高效地共享电力线通信环境。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述环境发电元件或所述负载元件中的至少一个发送具有自身的状态信息的可变长度数据。通过采用这种结构，能够由多个电路元件高效地共享电力线通信环境。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述电路元件包括能够切换多个所述电力线彼此的导通和非导通的开关元件。通过采用这种结构，能够将电力线分离为多个本地网络，或者合并为一个网络。因此，能够将本地网络全部追加到其他网络中。另外，通过使多个本地网络始终交流耦合，能够构成为通过开关元件切断了相互的直流电力，并且能够相互进行网络通信。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，所述开关元件具有发送数据的第二发送部和/或接收数据的接收部。通过采用这种结构，能够经由第二发送部向其他电路元件通知该开关元件已与网络连接。另外，由于开关元件能够经由接收部接收指令，所以使用者能够通过电力线通信来操作开关元件。
另外，在本发明的电力布线网络装置中，优选的是，能够生成所述同步信号的所述负载元件还能进行基于蓝牙(Bluetooth，注册商标)的无线通信。通过采用这种结构，使用者从智能手机等外部设备以无线通信的方式与网络管理设备进行通信，从而能够利用与电力布线网络连接的电路元件。
发明效果
根据本发明，能够提供一种电力布线网络装置，其能够构建便携性优异的电力布线网络而无需配备基础设施。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的电力布线网络装置的概略图。
图2A是表示作为图1所示的电力布线网络装置所具有的电路元件的环境发电元件的第一结构例的概略图。
图2B是表示作为图1所示的电力布线网络装置所具有的电路元件的环境发电元件的第二结构例的概略图。
图3A是表示作为图1所示的电力布线网络装置所具有的电路元件的负载元件的第一结构例的概略图。
图3B是表示作为图1所示的电力布线网络装置所具有的电路元件的负载元件的第二结构例的概略图。
图4是表示作为图1所示的电力布线网络装置所具有的电路元件的二次电池元件的结构例的概略图。
图5是本发明的第二实施方式的电力布线网络装置的概略图。
图6是表示作为图5所示的电力布线网络装置所具有的负载元件的网络管理设备的结构例的概略图。
图7是表示图6所示的网络管理设备所具有的逻辑数据处理部的结构例的概略图。
图8是表示图7所示的逻辑数据处理部所具有的定时生成器的结构例的概略图。
图9是表示作为图5所示的电力布线网络装置所具有的环境发电元件的环境发电设备的结构例的概略图。
图10是表示图9所示的环境发电设备所具有的逻辑数据处理部的结构例的概略图。
图11是表示图10所示的逻辑数据处理部所具有的定时生成器的结构例的概略图。
图12是表示作为图5所示的电力布线网络装置所具有的开关元件的通/断设备的结构例的概略图。
图13是表示图12所示的通/断设备所具有的逻辑数据处理部的结构例的概略图。
图14是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中使用的定时生成器所生成的各种定时信号和同步信号的例子的时序图。
图15是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中使用的同步信号和数据信号的一个码的头部和尾部的例子的图。
图16是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中使用的各设备的属性数据的收发情形的图。
图17是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中一个设备新连接到网络时的属性数据的收发情形的图。
图18是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中一个设备从网络断开时的属性数据的收发情形的图。
图19是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中的属性数据、指令和状态的收发的情形的图。
图20A是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中的网络管理设备(设备0)中的数据的收发的情形的流程图。
图20B是表示本发明的第二实施方式的电力布线网络装置中的无线电设备(设备3)中的数据的收发的情形的流程图。
图21A是本发明的第三实施方式的电力布线网络装置的概略图(后视图)。
图21B是本发明的第三实施方式的电力布线网络装置的概略图(俯视图)。
图22是本发明的第四实施方式的电力布线网络装置的概略图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。在各附图中，对共同的结构部标注相同的标记。
(第一实施方式)
图1是本发明的第一实施方式的电力布线网络装置1的概略图。如图1所示，电力布线网络装置1具有布线构件10和多个电路元件。如图1所示，多个电路元件至少包括环境发电元件20和负载元件30。细节将在后面描述，多个电路元件分别具有能够与布线构件10所具有的多个第一连接器12a、12b、12c中的任意的第一连接器进行机械且电拆装的第二连接器(例如，环境发电元件20所具有的第二连接器21、或者负载元件30所具有的第二连接器31)。多个电路元件通过布线构件10相互并联地电连接。在图1中，为了便于说明而规定了电力布线网络装置1的各结构的形状，各结构的形状不限于这些形状。这一点在以下的各附图中也同样。
如图1所示，布线构件10具有长条状的导电部11和三个第一连接器12a、12b、12c，是整体上为长条状的构件。在本实施方式中，由导电部11和第一连接器12a、12b、12c构成了能够从环境发电元件20向负载元件30进行电力供给的电力线。电力线例如能够采用双线式。布线构件10也可以具有覆盖导电部11的周围的覆盖部。
导电部11能够沿着延伸方向例如在整个长度上通电。导电部11包含导电体。作为导电部11所包含的导电体，没有特别限定，但可以举出例如由铜、铝、金、银、镍及铁等金属材料以及包含这些金属材料的合金材料形成的导电体。导电部11可以是能够在沿着延伸方向的任意位置反复折弯的具有挠性的导电部，也可以是具有刚性的导电部。从使布线构件10的形状可变来提高电力布线网络装置1整体的设置自由度的观点出发，优选导电部11具有挠性。
三个第一连接器12a、12b、12c分别与导电部11连接。因此，三个第一连接器12a、12b、12c通过导电部11相互导通，即相互电连接。在本实施方式中，三个第一连接器12a、12b、12c沿着布线构件10的延伸方向以相互分离的方式配置。
在图1中，示出了布线构件10具有三个第一连接器12a、12b、12c的例子，但布线构件10只要具有多个第一连接器即可。即，布线构件10可以具有两个第一连接器，也可以具有四个以上的第一连接器。在该情况下，多个第一连接器相互导通。另外，多个第一连接器也可以沿着布线构件10的延伸方向以相互分离的方式配置。多个第一连接器例如可以是彼此相同的形状。以下，在不区分三个第一连接器12a、12b、12c而表示任意一个的情况下，也记载为第一连接器12。
如图1所示，环境发电元件20具有第二连接器21。环境发电元件20能够从第二连接器21输出由环境发电所产生的电力。虽然在图1中仅示出一个环境发电元件20，但是电力布线网络装置1也可以具有多个环境发电元件20。在具有多个环境发电元件20的情况下，多个环境发电元件20各自的发电能力也可以互不相同。
第二连接器21能够与布线构件10所具有的任意的第一连接器12进行机械且电拆装。在此，在本说明书中，两个连接器“能够机械且电拆装”是指能够将一方的连接器安装在另一方的连接器，而且能够从已安装的状态脱离的意思。在一方的连接器安装在另一方的连接器的状态下，该两个连接器相互进行机械且电连接。另外，在一方的连接器从另一方的连接器脱离的状态下，该两个连接器成为彼此机械且电非连接。
图2是表示作为电力布线网络装置1所具有的电路元件的环境发电元件20的结构例的概略图。具体地，图2A是作为环境发电元件20的第一结构例的环境发电元件20a的概略图。另外，图2B是作为环境发电元件20的第二结构例的环境发电元件20b的概略图。
如图2A所示，作为环境发电元件20的第一结构例的环境发电元件20a除了上述的第二连接器21之外，还具有环境发电部22和逆电流防止部23。第二连接器21和逆电流防止部23经由电布线彼此电连接。逆电流防止部23和环境发电部22经由电布线彼此电连接。此外，第二连接器21与逆电流防止部23之间的电连接、以及逆电流防止部23与环境发电部22之间的电连接也可以分别不经由电布线而彼此直接连接。
环境发电部22能够生成由环境发电所产生的电力。即，环境发电部22产生与外部环境对应的电力。因此，由环境发电部22产生的电力根据外部环境而变化。环境发电部22具有利用例如太阳光、室内光等光能进行发电的太阳能电池。或者，环境发电部22具有利用例如地热等热能进行发电的热电转换元件。环境发电部22将所生成的电力经由逆电流防止部23输出到第二连接器21。
本实施方式的环境发电部22具有由太阳能电池构成的太阳能电池板。太阳能电池板是包含对太阳光、室内光等入射光进行光电转换而输出电力的太阳能电池的构件。作为太阳能电池板所包含的太阳能电池的种类，大致可举出使用无机系材料的无机系太阳能电池和使用有机系材料的有机系太阳能电池。作为无机系太阳能电池，可举出使用硅(Si)的Si系和使用化合物的化合物系等。另外，作为有机系太阳能电池，可举出使用有机颜料的低分子蒸镀系、使用导电性高分子的高分子涂布系、使用转换型半导体的涂布转换系等的薄膜系，由二氧化钛、有机色素及电解质构成的染料敏化系等。另外，在太阳能电池板所包含的太阳能电池中，还能够包括有机无机杂化太阳能电池、使用钙钛矿系化合物的太阳能电池。太阳能电池板可以是薄型面板状，在该情况下，从容易成型为薄型的观点出发，优选制作成塑料薄膜等的染料敏化太阳能电池。另外，在太阳能电池板为薄型面板状的情况下，并不限定于制作成上述塑料薄膜等的太阳能电池板，当然只要是同样的薄型则可以为任意方式。在太阳能电池板为薄型面板状的情况下，例如从制造技术方面出发，其厚度优选为10μm以上且3mm以下。
逆电流防止部23抑制来自第二连接器21的电流流入到环境发电部22中。逆电流防止部23能够包括二极管等电路元件。在使用二极管作为逆电流防止部23的情况下，以阳极位于环境发电部22侧、阴极位于第二连接器21侧的方式进行连接。逆电流防止部23也可以将晶体管的集电极和基极端子连接，将对发射极间用作二极管。
如图2B所示，作为环境发电元件20的第二结构例的环境发电元件20b除了上述的第二连接器21以外，还具有逆电流防止部23和发电部连接用连接器24。不同点在于，环境发电元件20a具有环境发电部22，而环境发电元件20b不具有环境发电部22。
环境发电元件20b所具有的逆电流防止部23抑制来自第二连接器21的电流流入到发电部连接用连接器24，但其他结构与上述环境发电元件20a所具有的逆电流防止部23相同。
发电部连接用连接器24是能够与外部的环境发电部25进行机械且电连接的连接器。发电部连接用连接器24也可以对外部的环境发电部25进行机械且电拆装。发电部连接用连接器24可以使用一般的连接器，没有特别限定，但能够使用符合规定标准的连接器、例如使用了USB(Universal Serial Bus：通用串行总线)接口的连接器。
外部的环境发电部25是除了具有连接器26以外，与上述的环境发电元件20a所具有的环境发电部22同样的结构。连接器26是能够与发电部连接用连接器24进行机械且电连接的连接器。连接器26与发电部连接用连接器24同样，没有特别限定。
如图1所示，负载元件30包括第二连接器31。负载元件30能够消耗从第二连接器31输入的电力。第二连接器31与环境发电元件20所具有的第二连接器21同样地，能够与布线构件10所具有的任意的第一连接器12进行机械且电拆装。虽然在图1中仅示出了一个负载元件30，但是电力布线网络装置1可以包括多个负载元件30。在具有多个负载元件30的情况下，多个负载元件30各自的功耗可以互不相同。
图3是表示作为电力布线网络装置1所具有的电路元件的负载元件30的结构例的概略图。具体而言，图3A是作为负载元件30的第一结构例的负载元件30a的概略图。另外，图3B是作为负载元件30的第二结构例的负载元件30b的概略图。
如图3A所示，作为负载元件30的第一结构例的负载元件30a除了上述第二连接器31之外，还具有负载32和电压控制部33。第二连接器31和电压控制部33经由电气布线相互电连接。电压控制部33和负载32经由电气布线相互电连接。此外，第二连接器31与电压控制部33之间的电连接以及电压控制部33与负载32之间的电连接分别也可以相互不经由电气布线而直接连接。
负载32是能够消耗电力的任意的负载。负载32例如是无线电等电子设备、LED照明等。负载32所消耗的电力能够根据负载32的驱动状态等而变化。
电压控制部33将从第二连接器31输入的电力控制为规定电压并向负载32输出。详细地说，电压控制部33将从第二连接器31输入的电力降压或升压到负载32的额定电压等适合于负载32的驱动的规定电压，并输出到负载32。
如图3B所示，作为负载元件30的第二结构例的负载元件30b除了上述第二连接器31之外，还具有电压控制部33和负载连接用连接器34。
负载元件30b所具有的电压控制部33将从第二连接器31输入的电力控制为规定电压并向负载连接用连接器34输出。详细地说，电压控制部33将从第二连接器31输入的电力降压或升压到符合负载连接用连接器34的标准的额定电压等的规定电压，并输出到负载连接用连接器34。
负载连接用连接器34是能够与外部的负载35进行机械且电连接的连接器。负载连接用连接器34也可以与外部的负载35进行机械且电拆装。负载连接用连接器34没有特别限定，但能够使用符合规定标准的连接器、例如使用了用USB接口的连接器。
外部的负载35是除了具有连接器36以外，与上述的负载元件30a所具有的负载32相同的结构。连接器36是能够与负载连接用连接器34进行机械且电连接的连接器。连接器36与负载连接用连接器34同样地，没有特别限定，但能够使用符合规定标准的连接器、例如使用了USB接口的连接器。外部的负载35只要是经由连接器36能够与负载连接用连接器34连接的负载即可，例如可以是智能手机、便携电话、个人计算机等普通的电子设备。
电力布线网络装置1可以还具有作为电路元件的二次电池元件40。图4是表示作为电力布线网络装置1所具有的电路元件的二次电池元件40的结构例的概略图。
如图4所示，二次电池元件40具有第二连接器41。第二连接器41与图1等所示的环境发电元件20所具有的第二连接器21、以及负载元件30所具有的第二连接器31同样地，能够与布线构件10所具有的任意的第一连接器12进行机械且电拆装。电力布线网络装置1也可以具有多个二次电池元件40。在具有多个二次电池元件40的情况下，多个二次电池元件40各自的充电时的输入电力以及供电时的输出电力也可以互不相同。
如图4所示，二次电池元件40除了上述的第二连接器41之外，还具有二次电池42、切换部43、电压控制部44和逆电流防止部45。
二次电池42是能够充放电的二次电池。二次电池42例如是锂离子电池、镍氢电池等。
切换部43能够对充电状态和供电状态进行切换，所述充电状态是将从第二连接器41输入的电力向二次电池42进行充电的状态，所述供电状态是将来自二次电池42的电力从第二连接器41输出的状态。切换部43例如包括在第二连接器41与二次电池42之间与它们电连接的开关元件。
电压控制部44将从第二连接器41输入的电力控制为规定电压并向二次电池42输出。详细地说，电压控制部44将从第二连接器41输入的电力降压或升压到二次电池42的额定电压等适合于二次电池42充电的规定电压，并输出到二次电池42。另外，电压控制部44将从二次电池42输入的电力控制为规定电压并向第二连接器41输出。详细地说，电压控制部44将从二次电池42输入的电力升压或降压到适合于其他负载元件30等电路元件的规定电压，并输出到第二连接器41。电压控制部44在切换部43与二次电池42间与它们电连接。
逆电流防止部45在切换部43为供电状态的情况下，抑制来自第二连接器41的电流流入到二次电池42。逆电流防止部45能够包括二极管等电路元件。在使用二极管作为逆电流防止部45的情况下，以阳极位于二次电池42侧、阴极位于第二连接器41侧的方式进行连接。逆电流防止部45位于在切换部43为供电状态的情况下通电、在充电状态下不通电的布线上。
像这样，电力布线网络装置1通过具有二次电池元件40，例如在对负载元件30进行的电力供给不足的情况下使二次电池元件40成为供电状态，在对负载元件30进行的电力供给充分的情况下使二次电池元件40成为充电状态等，根据状况切换二次电池元件40的充电状态和供电状态，从而能够向负载元件30稳定地供给电力。
(第二实施方式)
图5示出了本发明的第二实施方式的电力布线网络装置2的结构。在此，使用第二实施方式的电力布线网络装置2的结构，对物理层的更详细的结构以及逻辑层的结构进行说明。如图5所示，电力布线网络装置2具有两个布线构件10'，各布线构件10'除了第一连接器12a、12b、12c以外还具有第三连接器13和第四连接器14。
第三连接器13设置在布线构件10'的一端(图5中的左端)。另外，第四连接器14设置在布线构件10'的另一端(图5中的右端)。第四连接器14能够与第三连接器13进行机械且电拆装。另外，布线构件10'通过导电部11使所有的第一连接器12、第三连接器13及第四连接器14相互导通。在本实施方式中，由导电部11、第一连接器12a、12b、12c、第三连接器13以及第四连接器14构成了能够从环境发电元件20向负载元件30进行电力供给的电力线。电力线例如能够采用双线式。
在一方的布线构件10'(图5的左侧)的第一连接器12a、12b、12c分别连接有一个负载元件30、一个环境发电元件20和一个二次电池元件40。另外，在另一方的布线构件10'(图5的右侧)的第一连接器12a、12b、12c分别连接有一个负载元件30、一个环境发电元件20和一个负载元件30。
如本实施方式那样，通过使用两个布线构件10'，能够得到比一个布线构件10'更长的布线构件，并且能够增加能够插拔电路元件的第一连接器12的总数。因此，能够提高配置的自由度。
另外，在本实施方式中，两个布线构件10'构成为能够通过开关元件50进行连接。
开关元件50具有第五连接器51、第六连接器52和切换部53。第五连接器51是能够与布线构件10'所具有的第三连接器13进行机械且电拆装的连接器。第六连接器52是能够与布线构件10'所具有的第四连接器14进行机械且电拆装的连接器。在本实施方式中，第五连接器51和第六连接器52设置在图5中的开关元件50的左右方向端部。并且，通过连接第五连接器51和布线构件10'的第三连接器13，连接第六连接器52和布线构件10'的第四连接器14，由此两个布线构件10'配置在大致同一直线上。像这样如果用开关元件50连结多个布线构件10'，则能够将多个布线构件10'处理成在外形上宛如1条布线构件10'那样。
切换部53能够切换第五连接器51与第六连接器52之间的电连接以及非电连接。切换部53包括例如在第五连接器51和第六连接器52之间与它们电连接的开关元件。此外，切换部53也可以构成为在第五连接器51和第六连接器52之间，切换用于例如直流电力的电力供给的电连接以及非电连接，另一方面，始终维持用于基于交流电力的信号传输的电连接(所谓的C耦合等)。
如本实施方式那样，通过经由开关元件50对至少两个布线构件10'进行机械连接，从而能够通过开关元件50的切换部53的切换来切换多个布线构件10'彼此的电连接和非电连接。因此，例如在要优先向与图5的右侧的布线构件10'连接的负载元件30进行电力供给的情况下，当与右侧的布线构件10'连接的环境发电元件20的供给电力充足时，将切换部53切换为非连接，从与右侧的布线构件10'连接的环境发电元件20向负载元件30进行电力供给。另外，当与右侧的布线构件10'连接的环境发电元件20的供给电力不充足时，能够将切换部53切换为连接，将来自与左侧的布线构件10'连接的环境发电元件20及二次电池元件40的电力向与右侧的布线构件10'连接的负载元件30进行供给。像这样，能够根据环境发电元件20的发电电力，优先向电力供给的优先级高的负载元件30进行电力供给。通过将切换部53切换为非连接，能够按每个布线构件10'配置环境发电元件20及负载元件30，能够将任意数量的环境发电元件20和任意数量的负载元件30作为一个组合而构成多个独立的系统。
接着，对经由由布线构件10'所具有的导电部11和第一连接器12构成的电力线进行数据通信的电力线通信进行说明。在图5所示的例子中，与左右的布线构件10'的第一连接器12a连接的负载元件30是进行电力布线网络装置2的网络管理的电路元件。该电路元件具有由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等构成的控制部101，作为网络管理设备100发挥功能，该网络管理设备100作为从电力线接受电力供给的负载元件30。
图6是表示作为负载元件30的网络管理设备100的结构的框图。网络管理设备100包括：控制部101，其进行设备整体的控制；逻辑数据处理部103，其进行在电力线之间所收发的数据的处理；无线通信部105，其用于与外部设备700之间进行蓝牙或Wi-Fi(注册商标)等无线通信；以及存储部106，其具有ROM(Read-Only Memory：只读存储器)107、RAM(RandomAccessMemory：随机存取存储器)108和可改写的闪存ROM109。此外，控制部101、逻辑数据处理部103、无线通信部105以及存储部106从图6中未图示的电压控制部33(参照图3A)接受电力供给而工作。即，控制部101、逻辑数据处理部103、无线通信部105以及存储部106构成了图3A所示的负载32。
控制部101进行后述的逻辑数据处理部103、无线通信部105、存储部106等的控制。控制部101能够由一个以上的CPU、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、PLD(ProgrammableLogic Device：可编程逻辑器件)、FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程逻辑门阵列)或微控制器等构成。
逻辑数据处理部103进行经由电力线的数据的收发处理、和用于数据的收发的同步信号S1～S4的生成等。以下，更详细地说明逻辑数据处理部103的结构。
图7是表示逻辑数据处理部103的结构的框图。逻辑数据处理部103具有：滤波器170，其从包含通过电力线供给的数据信号的电力中去除直流成分；数据接收部140，其接收去除直流成分后的数据信号并进行解调，生成接收数据；数据发送部120，其对发送数据进行调制，生成叠加在电力线的数据信号；收发数据处理部110，其对接收到的接收数据进行信号处理，并且生成发送数据；定时生成器130，其生成用于生成同步信号S1～S4的定时信号等；以及同步信号发生部150，其生成决定发送数据的发送定时等的同步信号S1～S4。
滤波器170具有从包含通过电力线来供给的数据信号的电力中去除直流成分的功能。滤波器170能够例如具有通过电容器将电力线、数据接收部140以及数据发送部120进行耦合的所谓“C耦合”的结构。滤波器170除了能够具有像这样使用了无源元件的高通滤波器的结构以外，也可以具有仅使特定频带的信号通过的带通滤波器的结构，还可以是包含运算放大器、晶体管等有源元件的结构。
数据接收部140接收去除直流成分后的数据信号并进行解调，从而生成接收数据。数据接收部140具有调整信号电平的信号电平调整器141和在调整电平后进行解调并生成接收数据的接收数据解调部142。
信号电平调整器141以来自电力线的数据信号的信号电平收敛在规定的范围内的方式调整信号振幅，该电力线仅包含通过滤波器170后的交流成分。信号电平调整器141能够通过自动增益控制电路来实现，该自动增益控制电路能够通过反馈例如最大信号电平从而使增益相对于输入信号电平调整到适当的范围。接收数据解调部142基于来自定时生成器130的定时信号读出电平调整后的数据信号，并将由其他电路元件调制后的数据信号解调成原来的信号。该数据信号的解调可以通过专用的硬件来实现，也可以通过基于控制部101等的软件处理来实现。
数据发送部120对由收发数据处理部110生成的发送数据进行调制，经由滤波器170叠加于电力线。数据发送部120具有根据规定的调制方式对发送数据进行调制的发送数据调制部121和调整信号电平的信号电平调整器122。
发送数据调制部121根据规定的调制方式对由收发数据处理部110生成的发送数据进行数字调制。调制方式例如能够使用正交频分复用方式(OFDM方式)、扩频方式(SS方式)等，但不限于这些。发送数据调制部121基于来自定时生成器130的定时信号，在适当的定时输出调制后的发送数据，并输入到信号电平调整器122。信号电平调整器122针对被发送数据调制部121调制了的发送数据来调整信号振幅以使成为适合于在电力线叠加的信号电平。
收发数据处理部110对由数据接收部140接收到的接收数据进行处理，并且生成成为通过数据发送部120叠加在电力线的数据信号的源数据的发送数据。在收发数据处理部110中，作为进行接收数据的处理的功能部，具有接收数据存储部116、接收数据解析部117和设备控制信息生成部118。另外，在收发数据处理部110中，作为进行发送数据的处理的功能部，具有设备属性信息生成部111、指令信息生成部112、状态信息生成部113和发送数据发生部115。
由数据接收部140解调的接收数据根据需要存储在接收数据存储部116内。接收数据存储部116可以构成为接收数据专用的存储部，也可以使用例如存储部106的RAM108内的一部分区域。
存储在接收数据存储部116中的接收数据通过接收数据解析部117进行解析。接收数据的解析是判断接收数据是来自其他电路元件的属性信息、指令信息、状态信息中的哪一个。接收数据的解析在接收数据是属性信息的情况下，确定属性信息的发送源设备、属性信息的参数等。接收数据的解析在接收数据是指令信息的情况下，确定指令信息的发送源设备、指令的种类(表2所示的“指令码”)、参数等。接收数据的解析在接收数据是状态信息的情况下，确定状态信息的发送源设备、状态的种类(表3所示的“状态码”)、参数等。该接收数据的解析可以通过专用的硬件来实现，也可以通过基于控制部101等的软件处理来实现。
由接收数据解析部117得到接收数据的解析结果在设备控制信息发生部118中被处理。例如，在接收数据的解析结果是后述的无线电设备400的状态信息情况下，设备控制信息发生部118通过基于无线通信部105的蓝牙通信将无线电设备400的状态信息发送到智能手机等的外部设备700。由此，外部设备700的使用者能够通过接收来自无线电设备400的状态信息来确认自身的操作是否反映在无线电设备400的状态上。
在收发数据处理部110中，作为用于执行发送数据处理的功能部，具有设备属性信息发生部111、指令信息发生部112、状态信息发生部113和发送数据发生部115。以下说明的发送数据处理可以通过硬件来实现，也可以通过基于控制部101等的软件处理来实现。
设备属性信息发生部111是用于使设备属性信息以发送数据的形式产生的功能部。设备属性信息是设备的制造商、设备的类型、设备标识符、设备的特征等。设备属性信息例如能够从ROM107读出相关信息，通过根据需要转换成发送数据的形式来产生。
指令信息发生部112是用于使指令信息以发送数据的形式产生的功能部。指令信息包含发送对象设备序号、指令码、指令参数等信息。指令信息发生部112在由例如智能手机等外部设备700执行的应用程序中，通过蓝牙通信接收根据使用者的操作而发出的指令，产生与该指令对应的电力线通信指令。例如，在外部设备700中使用者进行了提高无线电的音量的操作的情况下，指令信息发生部112例如与通过蓝牙通信接收到的提高无线电的音量的指令对应地，向作为网络管理设备100所管理的负载元件30之一的无线电设备400(在图5中与右侧的布线构件10'的第一连接器12c连接)产生提高无线电的音量的指令。
状态信息发生部113是用于使状态信息以发送数据的形式产生的功能部。状态信息包含发送源设备序号、状态码、状态参数等信息。状态信息发生部113使例如网络管理设备100已经正常接收到其他电路元件(环境发电元件20、负载元件30等)的属性数据的意思作为状态信息而产生。
发送数据发生部115基于来自后述的定时生成器130的定时信号，以适当的顺序和定时输出由设备属性信息发生部111、指令信息发生部112和状态信息发生部113生成的各发送数据，并输入到数据发送部120。
同步信号发生部150具有：同步信号发生器151，其基于来自定时生成器130的定时信号产生同步信号S1～S4；信号电平调整器152，其以从同步信号发生器151输出的同步信号S1～S4成为适于叠加在电力线的信号电平的方式调整信号振幅。
图8是表示定时生成器130的结构的框图。定时生成器130具有：调制频率发生器132，其产生以规定的频率调制的调制波；分频器134，其用于以规定的分频比对来自调制频率发生器132的调制波进行分频从而得到各种定时信号。
在本实施方式中，调制频率发生器132输出的调制波具有与1比特(Bit)期间对应的周期。因此，对来自调制频率发生器132的调制波进行8分频而得到的定时信号a的一个周期与一个字节(Byte)期间对应。另外，通过对定时信号a进行10分频而得到的定时信号b的一个周期与后述的由10个字节长度构成的一个单元(Unit)期间对应。另外，通过将定时信号b进一步进行4096分频而得到的定时信号c的一个周期与后述的由4096个单元长度构成的一个时隙(Slot)期间对应。另外，通过将定时信号c进一步进行4分频而得到的定时信号d的一个周期与后述的由四个时隙长度构成的一个数据周期期间对应。此外，调制频率发生器132输出的调制波的频率例如能够设为100kHz(因此，1比特期间为0.01msec)，但并不限定于该方式。图7所示的同步信号发生器151生成与定时生成器130输出的时隙定时信号(定时信号c)同步地上升并具有一个单元长度的脉冲(同步信号S1～S4)。
此外，调制频率发生器132输出的调制波可以通过专用硬件生成，也可以根据构成控制部101的CPU等的基准时钟来生成。
无线通信部105具有依照蓝牙、WiFi等无线通信标准进行无线通信的功能。无线通信部105与智能手机、平板PC(Personal Computer：个人计算机)等外部设备700进行通信，将与从外部设备700接收到的指令对应的电力线通信指令发送到由网络管理设备100管理的其他设备。另外，无线通信部105还能够将从该其他设备接收到的状态信息发送到外部设备700。
存储部106具有ROM(Read-Only Memory：只读存储器)107、RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)108、可改写且可编程的闪存ROM109等。ROM107和闪存ROM109都是只读存储器，而闪存ROM109能够改写，能够存储使CPU执行的程序等。RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)108是保存用存储器，由DRAM(Dynamic Random Access Memory：动态随机存取存储器)等构成。RAM108也可以具有DRAM以外的易失性存储器或非易失性存储器。此外，网络管理设备100可以仅具有图6所示的存储部106的一部分，还可以采用不具有存储部106的结构。
图9是表示作为环境发电元件20的环境发电设备200的结构的框图。环境发电设备200具有：发电部201，其包含环境发电部22；逻辑数据处理部203，其进行在与电力线之间所收发的数据的处理。
发电部201具有作为环境发电部22的太阳能电池、和抑制来自第二连接器21的电流流入到环境发电部22的逆电流防止部23。在本实施方式中，逆电流防止部23由以阴极位于第二连接器21侧的方式连接的二极管构成。
逻辑数据处理部203经由电力线进行数据的收发处理等。图10表示逻辑数据处理部203的结构。逻辑数据处理部203的结构与图7所示的逻辑数据处理部103的结构相比，除了定时生成器230的结构不同、以及不具有同步信号发生部150以外，与逻辑数据处理部103的结构近似。
逻辑数据处理部203具有定时生成器230，所述定时生成器230具有一部分与图7所示的定时生成器130不同的结构。图11表示定时生成器230的结构。
定时生成器230具有：信号电平调整器231，其对从电力线经由滤波器270接收到的去除直流成分后的数据信号的信号电平进行调整；同步信号检测器232，其根据调整电平后的数据信号来检测出同步信号S1～S4；电压控制振荡器(VCO：Voltage-controlledoscillator)233；分频器234；相位比较器235；以及低通滤波器(LPF：Low pass filter)236。根据该结构，能够构成将数据信号上的同步信号S1～S4作为输入基准信号的PLL(Phase Locked Loop：锁相环)电路。即，通过对成为输入基准信号的数据信号上的同步信号S1～S4与所得到的定时信号进行相位比较，能够得到与数据信号上的同步信号S1～S4同步的定时信号以及以规定的分频比进行了分频的定时信号a'～d'。此时，进行8分频而获得的定时信号a'的一个周期对应于一个字节(Byte)期间。另外，通过对定时信号a'进行10分频而得到的定时信号b'的一个周期与后述的由10个字节长度构成的一个单元(Unit)期间对应。另外，通过将定时信号b'进一步进行4096分频而得到的定时信号c'的一个周期与后述的由4096个单元长度构成的一个时隙(Slot)期间对应。另外，通过将定时信号c'进一步进行4分频而得到的定时信号d'的一个周期与后述的由四个时隙长构成的一个数据周期期间对应。
逻辑数据处理部203内的收发数据处理部210可以构成为例如在状态信息发生部213中生成环境发电部22的发电电力作为状态信息，并作为发送数据发送到其他设备。由此，其他电路元件能够高效地利用来自环境发电元件20的发电电力。
作为能够向负载元件30进行电力供给的二次电池元件40的二次电池设备300具有将图9中的发电部201替换为具有逆电流防止部45、切换部43、电压控制部44以及二次电池42的电池部301的结构，并构成为通过由搭载于二次电池设备300的逻辑数据处理部203的设备控制信息发生部218控制切换部43，从而能够切换二次电池42的充电状态和放电状态。另外，设备控制信息发生部218也可以进行电压控制部44的控制等。逻辑数据处理部203内的收发数据处理部210可以构成为例如在状态信息发生部213中生成二次电池42的蓄电电力作为状态信息，并作为发送数据发送到其他设备。由此，其他电路元件能够高效地利用二次电池42的蓄电电力。
另外，作为负载元件30的无线电设备400构成为将图9中的发电部201替换为无线电部401，通过搭载在无线电设备400的逻辑数据处理部203的设备控制信息发生部218控制无线电部401从而进行选台、音量调整。
接着，对作为开关元件50的通/断设备500的结构进行说明。图12是表示作为开关元件50的通/断设备500的结构的框图。通/断设备500具有：控制部501，其进行设备整体的控制；逻辑数据处理部503，其进行在与电力线之间所收发的数据的处理；存储部506，其具有ROM(Read-Only Memory：只读存储器)507和RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)508等；切换部53，其切换通过通/断设备500的2根电力线的导通；I/O处理部505，其向切换部53供给切换信号；第五连接器51及第六连接器52，其与布线构件10'(电力线)连接。第五连接器51和第六连接器52能够在开关元件50(通/断设备500)的内部经由切换部53进行电连接。此外，在图12中，仅示出连接第五连接器51和第六连接器52的双线式的导电部中的一方的导电部。此外，控制部501、逻辑数据处理部503以及存储部506从电力线接受电力供给而工作(电源的供给路径未图示)。另外，通/断设备500可以仅具有图12所示的存储部506的一部分，还可以采用不具有存储部506的结构。
在此，主要说明在通/断设备500的结构中与环境发电设备200的不同点。
控制部501进行后述的逻辑数据处理部503、存储部506、I/O处理部505等的控制。在图12的例子中，控制部501可以构成为通过I/O处理部505的控制来控制切换部53，而直接控制切换部53。控制部501能够由一个以上的CPU、ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit：专用集成电路)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、PLD(Programmable Logic Device：可编程逻辑器件)、FPGA(Field ProgrammableGate Array：现场可编程逻辑门阵列)或微控制器等构成。
逻辑数据处理部503进行经由电力线的数据的收发处理等。如图13所示，逻辑数据处理部503具有与环境发电设备200所具有的逻辑数据处理部203近似的结构。逻辑数据处理部503能够在图5的左侧的布线构件10'(电力线)与右侧的布线构件10'(电力线)中的任一方或双方之间进行信号数据的交换。即，在通过切换部53的切换，左右的布线构件10'成为未连接状态的情况下，逻辑数据处理部503与图5的左侧的布线构件10'(电力线)或右侧的布线构件10'(电力线)中的任一方之间进行信号数据的交换。逻辑数据处理部503与左右哪一方的布线构件10'进行信号数据的交换，能够构成为根据例如被I/O处理部505控制的未图示的开关元件来进行切换。逻辑数据处理部503与左右哪一方的布线构件10'进行信号数据的交换的选择，可以构成为例如使用者在外部设备700上通过应用程序来选择并进行切换，也可以构成为每隔一定时间进行切换。在使用者在外部设备700上进行选择的情况下，经由网络管理设备100向通/断设备500发送指令。另一方面，在通过切换部53的切换，左右的布线构件10'处于连接状态的情况下，在左右的布线构件10'叠加有相同的信号数据，因此逻辑数据处理部503与左右的布线构件10'之间进行信号数据的交换。此外，即使在通过切换部53的切换而左右的布线构件10'间的直流电力处于切断状态的情况下，在维持了用于通过左右的布线构件10'间的基于交流电力的信号传输的电连接的情况下，逻辑数据处理部503也能够在与左右的布线构件10'之间进行信号数据的交换。
在图5中，在左右的布线构件10'通过切换部53处于连接状态的情况下，或者在左右的布线构件10'始终交流耦合的情况下，在左右的布线构件10'叠加相同的数据信号。在这种情况下，图5的与左侧的布线构件10'连接的网络管理设备100和与右侧的布线构件10'连接的网络管理设备100被控制成仅一方用作网络管理设备而另一方不发挥功能。
在逻辑数据处理部503中，由接收数据解析部517解析来自数据接收部540的接收数据，在设备控制信息发生部518中产生设备控制信息。设备控制信息例如是I/O处理部505、ROM507、RAM508等的控制信息。设备控制信息也可以是用于对逻辑数据处理部503与左右的哪一方的布线构件10'进行信号数据的交换进行决定的开关元件的控制信息。
I/O处理部505通过在High/Low之间切换输出电压来控制切换部53等开关元件，或者基于输入电压来判断各种设备的状态等。I/O处理部505除了例如作为控制部501的微型计算机的输入输出端口等之外还能由专用的硬件构成。
接着，说明由定时生成器130、230、530生成的各种定时信号和同步信号S1～S4。图14是表示由调制频率发生器132生成的调制波，以及由这些生成的各种定时信号以及同步信号S1～S4的时序图。
在通过本实施方式的电力布线网络装置2实现的电力线通信中，在也被称为“设备0”的网络管理设备100内生成同步信号S1～S4，该同步信号S1～S4叠加在电力线上的直流电力。在基于该同步信号S1～S4的定时，各设备(网络管理设备100、环境发电设备200、二次电池设备300、无线电设备400、通/断设备500等)发送属性数据、指令码、状态码等发送数据，接收来自其他设备的接收数据。此外，在本实施方式中，记载为仅网络管理设备100(设备0)发送同步信号S1～S4和指令码。
网络管理设备100(设备0)在逻辑数据处理部103内的定时生成器130中，通过调制频率发生器132产生调制波。如图14的最上部所示，该调制波是具有与数据信号的一个比特期间对应的周期的脉冲信号。定时生成器130根据该调制波，生成与一个字节期间对应的字节定时信号(图8和图11的定时信号a、a')、与一个单元期间对应的单元定时信号(图8和图11的定时信号b、b')、与一个时隙期间对应的时隙定时信号(图8和图11的定时信号c、c')、与一个数据周期期间对应的数据周期定时信号(图8和图11的定时信号d、d')。
图14的时序图中的一个单元对应于10个字节的数据长度。如图14的最下部所示，本实施方式的电力线通信以10个字节的数据即一个单元为最小单位进行收发，一个单元由两个字节的空位(space)、两个字节的头部和尾部、以及六个字节的数据构成。此外，在图15中示出了头部和尾部的结构例，但不限于该方式。
在图14的时序图中，一个时隙对应于4096个单元的数据长度。在本实施方式的电力线通信中，按每个时隙即4096个单元，依次从网络管理设备100(设备0)发送同步信号S1～S4。各设备能够在一个时隙内继在具有一个单元长度的同步信号S1～S4之后发送4095个单元的数据信号。
作为同步信号S1～S4以及一个单元内的头部和尾部的规格，例如能够如图15的例子所示那样来确定。在图15的例子中，对各信号都分配了起始位和终止位为1的码。由此，能够根据数据信号而容易地识别码的起始位置和终止位置。
在本实施方式中，向继同步信号S1之后的4095个单元内发送各设备的属性数据，向继同步信号S2之后的4095个单元内发送面向各设备的指令数据，向继同步信号S3之后的4095个单元内发送来自各设备的状态数据。因此，各设备在检测到与图15所示的S1对应的同步信号时，能够识别继S1之后发送各设备的属性信号。同样地，当检测到与图15所示的S2对应的同步信号时，能够识别继S2之后发送面向各设备的指令码。此外，当检测到与图15所示的S3对应的同步信号时，能够识别继S3之后发送来自各设备的状态码。
接着，说明各设备发送的属性数据。图16表示在除了网络管理设备100(设备0)以外至少三个设备与布线构件10连接的情况下收发属性数据的情况。图16中的设备1、2、3…表示网络管理设备100(设备0)以外的设备。
各设备发送的属性数据被分配到输出了同步信号S1后的4095个单元长度的区域(即时隙1)，在该时间区域中从各设备被发送。在图16中，刚产生同步信号S1之后的一个单元长度被分配给网络管理设备100(设备0)，仅网络管理设备100(设备0)能够在刚产生同步信号S1之后的一个单元内发送其自身的属性数据(在图16中，网络管理设备100(设备0)不发送其自身的属性数据)。
在图16的例子中，经过了分配给网络管理设备100(设备0)的一个单元长度后的一个单元长度分配给设备1。设备1在分配给自身的该一个单元长度的期间发送自身的属性数据，并将其作为数据信号叠加在电力线上。其他设备(设备0、设备2、设备3等)接收从该设备1发送来的属性数据，识别设备1作为继设备0之后的设备而被分配的情况以及设备1的属性。因此，来自该设备1的属性数据起到了设备1向其他设备通知自身的存在的通知信号的作用。特别是，网络管理设备100(设备0)总是接收同步信号S1之后的4095个单元内的数据信号，并监视存在于网络中的所有设备。并且，检测各设备的存在的有无、属性数据。因此，网络管理设备100(设备0)在存在设备的插拔的情况下能够快速地检测到这些情况。表1示出设备的属性数据的一例。
[表1]
单元位置 字节位置 项目 码 字节数
1 1 设备制造商 10h 1
1 2 设备类型 40h 1
1 3 设备标识符 11h 1
1 4 6 设备的特征 00 00 00h 3
项目“设备制造商”具有与各设备的制造商对应的码作为属性数据。项目“设备类型”具有与设备类型(例如，太阳能电池、二次电池、无源负载、有源负载等)对应的码作为属性数据。项目“设备标识符”具有与设备标识符(例如，扬声器、无线电等)对应的码作为属性数据。项目“设备的特征”具有与其他设备的特征对应的码作为属性数据。
此外，在将电力布线网络装置2用作网络系统的情况下，必须使用网络管理设备100(设备0)，但在仅使用物理层的情况下，也可以不存在网络管理设备100(设备0)。在本实施方式中，网络管理设备100总是被分配为设备0(设备序号：0)。
在图16的例子中，经过分配给设备1的用于发送属性数据的一个单元长度之后的一个单元长度被分配给设备2。设备2在分配给自身的1单元长度的期间发送自身的属性数据，并使其作为数据信号叠加在电力线上。其他设备(设备0、设备1、设备3等)能够接收从该设备2发送来的属性数据。特别是网络管理设备100(设备0)识别设备2作为继设备1之后的设备而被分配的情况以及设备2的属性。因此，来自该设备2的属性数据起到了设备2向其他设备通知自身的存在的通知信号的作用。以下，对于设备3也同样。
各设备在分配给自身的定时持续输出属性数据，直到从布线构件10′断开为止。
此外，在时隙1时的属性数据的分配区域不足的情况下，也可以扩展到其他时隙区域。
接着，使用图17说明各设备发送属性数据的定时的分配。在图17中，如图的上部所示，示出了从在电力线上仅连接有网络管理设备100(设备0)和设备1的状态到新连接设备2时的工作。如图17所示，在输出连接了设备2后的第一次的同步信号S1后，仅设备1的属性数据发送到电力线上。网络管理设备100(设备0)在输出同步信号S1后仅检测出设备1的属性数据，因此识别为在网络上仅连接有设备1。新连接的设备2在接收到自身被连接后的第一次的同步信号S1后，仅接收设备1的属性数据，并且检测出设备1的属性数据的下一个单元是无信号期间。设备2接收第二次的同步信号S1，进而在接收到设备1的属性数据的下一个单元即无信号期间，发送自身(设备2)的属性数据。网络管理设备100(设备0)在设备1的属性数据的下一个单元中接收设备2的属性数据，识别为在网络上除了设备1之外还连接有设备2。
像这样，新连接到网络的设备(在上述例子中为设备2)检测出接收到同步信号S1之后的与S1最接近的无信号期间(但是，除了刚分配给网络管理设备100(设备0)的同步信号S1之后的一个单元期间)，将该无信号期间作为自身的属性数据发送期间来占有。网络管理设备100(设备0)通过新接收来自新连接的设备(在上述例子中为设备2)的属性数据来识别新连接的设备。
此外，在网络管理设备100(设备0)正在工作中，设备1以后的设备变成未连接的情况下，该设备的属性数据发送期间成为无信号期间，但之后新连接的设备检测出该无信号期间，作为自身的属性数据发送期间来重新占有。
另外，如图17的上部所示，插入设备的连接器位置与设备序号不对应。关于该设备序号，当各设备在时隙1内检测到无信号期间时，将最接近S1的无信号期间作为自身的属性数据发送期间来占有，取得与该无信号期间的时隙1内的时间位置对应的设备序号。然而，设备0总是被分配给网络管理设备100。
在本实施方式中，各设备的属性数据构成为固定长度调制数据。通过像这样采用固定长度调制数据，各设备能够将在接收到同步信号S1之后检测到的固定长度的无信号期间作为自身的固定长度的属性数据发送期间来占有。另外，网络管理设备100(设备0)由于属性数据为固定长度，所以仅根据接收到同步信号S1后经过的时间，就能够确定各属性数据为哪个设备序号的数据。
图18示出了从图17所示的状态起到仅设备1变成未连接的状态。在图18所示的时序图中，在发送了第一次的同步信号S1之后，网络管理设备100(设备0)同时接收设备1的属性数据和设备2的属性数据，识别为设备1和设备2存在于网络上。然而，在图18中发送第二次的同步信号S1之后，网络管理管理装置100(设备0)只能接收设备2的属性数据，因此识别为设备1不存在于网络上。但是，由于识别为设备2存在于网络上，所以与设备2继续进行数据的收发。
图19示出了在如图上部所示网络管理设备100(设备0)以及设备1～3连接在电力线的状态下，在接收到同步信号S2之后收发指令码，并且在接收到同步信号S3之后收发状态码的情形。此外，假设设备1～3是网络管理设备100以外的设备，设备3是作为负载元件30的无线电设备400。另外，在图19中省略了设备1、2的时序图。
在图19的上部所示的网络中，网络管理设备100(设备0)与设备1～3连接，因此在发送同步信号S1后(时隙1)的电力线上叠加有来自各设备1～3的属性数据。当发送同步信号S1之后经过4095个单元长度时，从网络管理设备100(设备0)发送同步信号S2，并叠加在电力线上。
各设备发送的(在本实施方式中为网络管理设备100(设备0)发送的)指令码被分配给输出同步信号S2后的4095个单元长度的区域(即，时隙2)，在该时间区域中从网络管理设备100(设备0)发送。在图19的例子中，在发送了同步信号S2之后的第三个单元的时间位置处从网络管理设备100(设备0)发送了两个单元长度的指令。表2示出了指令信息的一例。
表2
单元位置 字节位置 项目 码 字节数
1 1-2 指令发送对象 0003h 2
1 3-4 指令分配单元序号 0003h 2
1 5-6 指令长度 0002h 2
2 1-2 指令码 0800h 2
2 3-6 指令参数 0h-FFFFFFFFh 4
项目“指令发送对象”是用设备序号来指定指令目的地的项目。项目“指令分配单元序号”是指定将指令发送到时隙2中的第几个单元的项目。“指令长度”是用单元数来指定指令的长度的项目。“指令码”是与针对各设备的命令(控制信息)对应的码，是可变长度数据。“指令参数”是将指令附带的参数与指令同时发送的项目。在表2的例子中，对设备3发送指令，指令被发送到时隙2的第三个单元，指令长度为两个单元，指令码为“0800h”。
在本实施方式中，作为能够对无线电设备400发送的指令，例如是“接通电源”、“断开电源”、“AM选择”、“FM选择”、“音量调整”等。另外，在发送“AM选择”或“FM选择”作为指令的情况下，能够通过一并发送指令参数来提高或降低选台频率。另外，在发送“音量调整”作为指令的情况下，能够通过一并发送指令参数来提高或降低音量。
如上所述，在本实施方式中能够改变指令长度。即，能够发送具有设备的控制信息的指令码作为可变长度数据。因此，除了能够根据针对设备的命令(控制信息)的种类等灵活地应对之外，还能够由多个电路元件高效地共享电力线通信环境。
当发送同步信号S2之后经过4095个单元长度时，从网络管理设备100(设备0)发送同步信号S3，并叠加在电力线上。
各设备发送的状态码被分配给输出同步信号S3后的4095个单元长度的区域(即，时隙3)，并在该时间区域中从各设备(在图19的例子中是设备0～设备3)被发送。在图19的例子中，在发送了同步信号S3之后，在第三个单元的时间位置从设备3发送了两个单元长度的状态码。表3示出了状态信息的一例。
表3
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项目“状态发送源”是用设备序号来指定状态信息的发送源的项目。项目“状态分配单元序号”是指定将状态信息发送到时隙3中的第几个单元的项目。“状态长度”是用单元数来指定状态的长度的项目。“状态码”是与来自各设备的状态信息对应的码，是可变长度数据。“状态参数”是将与状态附带的参数与状态同时发送的项目。在表3的例子中，从设备3发送状态，状态被发送到时隙3的第三个单元，状态长度是两个单元，状态码是“0800h”。
在本实施方式中，作为能够从各设备发送的状态，例如为“正常执行”、“执行错误”等。另外，在状态为“执行错误”的情况下，也可以与状态码同时发送错误码作为状态参数。
如上所述，在本实施方式中，能够改变状态长度。即，能够发送具有设备的状态信息的状态码作为可变长度数据。因此，除了能够根据设备的状态的种类等灵活地应对之外，还能够由多个电路元件高效地共享电力线通信环境。
图20A和图20B是示出在网络管理设备100(设备0)和无线电设备400(设备3)之间的指令和状态的收发的流程的流程图。
网络管理设备100(设备0)在进行了控制部101的初始化等初始设定(步骤S101)之后，发送同步信号S1(步骤S103)。在发送同步信号S1之后，网络管理设备100(设备0)判断有无来自时隙1中的其他设备的属性数据(步骤S105)，当判断为存在属性数据时，接收时隙1中的所有属性数据(步骤S107)。此外，在步骤S105中判断为没有属性数据的情况下，不进行属性数据的接收。
网络管理设备100(设备0)在发送同步信号S1后，经过4095个单元长度后发送同步信号S2(步骤S109)。通过同步信号S2的发送，从时隙1转移到时隙2，从而能够进行指令的收发。网络管理设备100(设备0)确认有无从外部设备700经由无线通信部105发送来的用户指令(步骤S111)，在确认了存在用户指令的情况下，将与用户指令对应的面向设备3的电力线通信指令发送到时隙2(步骤S113)。
网络管理设备100(设备0)在发送了同步信号S2之后，在经过4095个单元长度后发送同步信号S3(步骤S115)。通过同步信号S3的发送，从时隙2转移到时隙3，从而能够进行状态的收发。网络管理设备100(设备0)在时隙3期间、即直到发送了同步信号S3之后经过4095个单元长度为止监视状态。网络管理设备100(设备0)在检测到状态时(步骤S117)，接收状态，并且经由无线通信部105将该状态信息发送到外部设备700(步骤S119)。
另一方面，无线电设备400(设备3)通过将第二连接器31插入到第一连接器12而与电力线连接时(步骤S201)，搜索时隙1中的无信号期间(步骤S203)。无线电设备400(设备3)在检测出无信号期间时，占有在接收到同步信号S1后的与S1最接近的无信号期间作为自身的属性数据发送期间，取得与该无信号期间的时间位置对应的设备序号，决定为自身的设备序号(步骤S205)。
无线电设备400(设备3)在下一次接收到同步信号S1时，则在同步信号S1后的作为自身的属性数据发送期间而占有的时间位置处发送自身的属性数据(步骤S207)。另外，此后也搜索时隙1中的作为自身的属性数据发送期间而占有的第三个单元位置(步骤S209)，发送自身的属性数据(步骤S211)。
无线电设备400(设备3)在发送了自身的属性数据后的时隙2中，监视有无发给自身的指令(步骤S213)。是否为发给自身的指令的确认是根据是否在表2的项目“指令发送对象”中指定了自身的设备序号来进行的。无线电设备400(设备3)在检测出发给自身的指令时，则接收该指令，并在时隙3中将指令执行结果作为状态进行发送(步骤S215)。
如上所述，在本实施方式中，具有：布线构件10'，其具有多个第一连接器12和使多个第一连接器12之间以能供给电力的方式导通的导电部11；以及多个电路元件，其分别具有能够与多个第一连接器12中的任意的第一连接器12进行机械且电拆装的第二连接器21、31、41，多个电路元件包括：环境发电元件20，其作为能够从第二连接器21输出由环境发电所产生的电力的电路元件；和负载元件30，其作为能消耗从第二连接器31输入的电力的电路元件，环境发电元件20和负载元件30的至少一部分构成为能够经由包含第一连接器12和导电部11的电力线进行电力线数据通信。通过采用这样的结构，能构建便携性优异的电力布线网络而无需配备基础设施。
另外，在本实施方式中，环境发电元件20(环境发电设备200)构成为具有经由第二连接器21发送数据的数据发送部220。通过采用这种结构，能够经由数据发送部220向其他电路元件通知环境发电元件20已与网络连接。另外，由于能够将环境发电元件20的状态向其他电路元件发送，所以能够高效地利用来自环境发电元件20的发电电力。
另外，在本实施方式中，负载元件30中的至少一个(网络管理设备100)构成为具有经由第二连接器31发送数据的数据发送部120以及接收数据的数据接收部140。通过采用这种结构，能够经由数据发送部120向其他电路元件通知负载元件30已与网络连接。另外，由于负载元件30能够经由数据接收部140接收指令，所以使用者能够通过电力线通信来操作负载元件30。
另外，在本实施方式中，数据发送部120、220构成为通过将对发送数据进行数字调制后的信号经由第二连接器21、31叠加在电力线上，由此能够向其他电路元件发送。通过采用这种结构，能够进行使用电力布线网络的高速通信。
另外，在本实施方式中，数据接收部140构成为经由第二连接器31接收叠加在电力线上的数字调制后的信号，并进行解调从而生成接收数据。通过采用这种结构，能够进行使用了电力布线网络的高速通信。
另外，在本实施方式中，负载元件30的至少一个(网络管理设备100)构成为能够生成用于决定环境发电元件20或负载元件30向其他电路元件通知自身的存在的通知信号的产生定时的同步信号S1，并将同步信号S1向其他电路元件发送。通过采用这种结构，网络管理设备100能够容易地检测网络内的电路元件。
另外，在本实施方式中，环境发电元件20或负载元件30构成为接收同步信号S1，在检测出以同步信号S1为基准的时隙1内的规定期间内没有信号的情况下，在规定期间向其他电路元件发送自身的通知信号。通过采用这种结构，即使在网络的工作中追加电路元件，也能够进行与状况对应的稳定的通信。此外，即使在网络的工作中电路元件被移除的情况下，网络管理设备100也能容易地检测出该电路元件的删除。
另外，在本实施方式中，通知信号构成为包含环境发电元件20或负载元件30的属性数据，属性数据是固定长度调制数据。通过采用这种结构，各电路元件能够将接收到同步信号S1之后检测出的固定长度的无信号期间作为自身的固定长度的属性数据发送期间来占有。
另外，在本实施方式中，负载元件30的至少一个(网络管理设备100)构成为发送具有环境发电元件20或负载元件30的控制信息的可变长度数据。通过采用这种结构，能够由多个电路元件高效地共享电力线通信环境。
另外，在本实施方式中，环境发电元件20或负载元件30的至少一个构成为发送具有自身的状态信息的可变长度数据。通过采用这种结构，能够由多个电路元件高效地共享电力线通信环境。
另外，在本实施方式中，电路元件构成为包括能够切换多条电力线彼此的导通以及非导通的开关元件50。通过采用这种结构，能够将电力线分离为多个本地网络，或者合并为一个网络。因此，能够将本地网络全部追加到其他网络。另外，通过使多个本地网络始终交流耦合，能够构成为通过开关元件50切断彼此的直流电力，并且能够相互进行网络通信。
另外，在本实施方式中，开关元件50构成为具有发送数据的数据发送部520和接收数据的数据接收部540。通过采用这种结构，能够经由数据发送部520向其他电路元件通知该开关元件50已与网络连接。另外，由于开关元件50能够经由数据接收部540接收指令，所以使用者能够通过电力线通信来操作开关元件50。
另外，在本实施方式中，能够生成同步信号S1的负载元件30(网络管理设备100)进一步构成为能进行基于蓝牙的无线通信。通过采用这种结构，使用者从智能手机等的外部设备700以无线通信的方式与网络管理设备100进行通信，由此能够利用连接在电力布线网络的电路元件。
(第三实施方式)
图21A和21B是本发明的第三实施方式的电力布线网络装置61的概略图(后视图和俯视图)。本实施方式示出了与第一实施方式、第二实施方式不同的电力布线网络装置的物理层的其他方式。如图21B所示，电力布线网络装置61具有布线构件70和电路元件80。如图21A及图21B所示，布线构件70形成为板状且平面形状，具有多个第七连接器72。电力布线网络装置61在至少任一个电路元件80内包括至少一个环境发电元件。电路元件80形成为板状，具有能够与布线构件70所具有的多个第七连接器72中的任意的第七连接器72进行机械且电拆装的第八连接器81。多个第七连接器72通过导电部71B相互电连接，安装在多个第七连接器72的电路元件80彼此通过导电部71B相互电连接。在图21A和图21B中，为了便于说明而规定了电力布线网络装置61的各结构的形状，各结构的形状不限于这些形状。这一点在以下的各附图中也同样。
此外，在本实施方式中，布线构件70及电路元件80的面方向是指与图21B中的纸面平行的方向，布线构件70及电路元件80的厚度方向是指与图21B中的纸面垂直的方向。另外，布线构件70及电路元件80的上表面是指在图21B所示的俯视图中能看到的面。即，在布线构件70的上表面设置有第七连接器72和边缘部保持构件74A。另外，布线构件70和电路元件80的左右方向是图21B中的左右方向。
如图21B所示，布线构件70具有：由绝缘性材料形成的基板主体71A、两个第七连接器72、将第七连接器72彼此电连接的导电部71B、保持电路元件80的边缘部的边缘部保持构件74A、以及第九连接器73。本实施方式的布线构件70是俯视时具有矩形形状的平面形状构件。布线构件70也可以具有由覆盖导电部71B的周围的绝缘性材料形成的覆盖部。布线构件70能够由具有作为导电部71B的布线的、例如玻璃环氧基板、纸酚醛基板等刚性基板、或聚酰亚胺膜等构成的具有挠性的柔性印刷基板(Flexible Printed Circuits)构成。在对布线构件70使用柔性印刷基板的情况下，优选在搭载电子零件、后述的边缘部保持构件74A等构件的区域设置加强板来确保基板主体71A的刚性。另外，在对布线构件70使用刚性基板或柔性基板时，从设计性、环境耐受性的观点出发，优选用布、树脂等覆盖材料来覆盖表面。
导电部71B能够沿着延伸方向通电。导电部71B包括导电体。作为导电部71B所包含的导电体，没有特别限定，但可举出例如由铜、铝、金、银、镍及铁等金属材料、及包含这些金属材料的合金材料形成的导电体。导电部71B可以是能够在沿着延伸方向的任意位置处反复折弯的具有挠性的导电部，也可以是具有刚性的导电部。从使布线构件70的形状可变来提高电力布线网络装置61整体的设置自由度的观点出发，优选导电部71B具有挠性。
两个第七连接器72分别与导电部71B连接。因此，两个第七连接器72通过导电部71B相互导通并电连接。在本实施方式中，两个第七连接器72沿着布线构件70的长度方向(图21B的左右方向)以相互分离的方式配置。布线构件70也可以如图21B所示那样在边缘部设置第九连接器73。在布线构件70设置有第九连接器73的情况下，两个第七连接器72均通过导电部71B与第九连接器73电连接。
在图21A及图21B中，示出了布线构件70具有两个第七连接器72的例子，但布线构件70只要具有多个第七连接器72即可。即，布线构件70也可以具有三个以上的第七连接器72。在该情况下，多个第七连接器72相互导通。另外，多个第七连接器72也可以沿着布线构件70的长度方向以相互分离的方式配置，但不限于该方式。多个第七连接器72例如可以是彼此相同的形状。
如图21B所示，在布线构件70的俯视图中包围电路元件80的区域设置有边缘部保持构件74A。边缘部保持构件74A具有沿着该第八连接器81的插拔方向(在图21B中用箭头来表示)收容电路元件80的边缘部的收容部75A。如图21A所示，收容部75A构成为覆盖电路元件80的左右方向的边缘部的上表面和侧面。由此，当在俯视时使第八连接器81与第七连接器72相向的状态下，将电路元件80的左右方向边缘部收容在收容部75A时，则电路元件80的边缘部的上表面与边缘部保持构件74A抵接来限制电路元件80的厚度方向的位移。另外，通过电路元件80的左右方向侧面与边缘部保持构件74A抵接，由此电路元件80相对于边缘部保持构件74A的左右方向位置被定位。由此，第八连接器81可安装地定位到第七连接器72。此外，示出了在图21B的左侧的边缘部保持构件74A的收容部75A中已经收容有电路元件80的边缘部，第八连接器81安装到第七连接器72的状态。
在图21A及图21B所示的例子中，收容部75A不仅延伸到电路元件80的左右方向的边缘部的区域，还延伸到与第七连接器72的左右相邻的边缘部的区域、以及关于电路元件80与第七连接器72相向的边缘部的区域。因此，构成为具有矩形形状的电路元件80的四个边缘部全部能够收容在收容部75A中。但是，对于在将电路元件80插入到边缘部保持构件74A时成为插入侧的收容部75A(图21B中的上侧，即与第七连接器72相向的一侧的收容部75A)，没有在面方向上限制电路元件80，电路元件80能够从图21B中的与第七连接器72相向的一侧插入到边缘部保持构件74A。并且，如图21B所示，在边缘部保持构件74A的面方向中央位置处形成有矩形形状的开口部74A1。在电路元件80中搭载有作为环境发电元件的太阳能电池的情况下，太阳光能够通过该开口部74A1入射到太阳能电池而使其发电。
像这样地，通过收容部75A对在俯视时具有矩形形状的电路元件80的四个边缘部的全部进行收容，从而可靠地限制电路元件80的厚度方向的位移。因此，即使在以将电路元件80安装在布线构件70的状态来搬运电力布线网络装置61的情况下，也能够以使电路元件80不离开布线构件70的上表面的方式使两者在平行的状态下稳定地保持。另外，通过电路元件80的左右方向侧面与边缘部保持构件74A抵接，电路元件80相对于边缘部保持构件74A的左右方向位置被定位，因此能够将第八连接器81可安装地定位到第七连接器72。像这样地，通过将电路元件80的边缘部收容在边缘部保持构件74A的收容部75A中，能够使电路元件80与布线构件70平行地移动，从而将第八连接器81容易地安装到第七连接器72。另外，能够减小在将第八连接器81安装到第七连接器72时施加于各构件的应力。
在本实施方式中，将电路元件80的外形设为在俯视下为矩形形状，但不限于该方式。电路元件80只要至少左右方向边缘部的一部分形成为直线状即可。其原因是，通过将该直线部分收容在边缘部保持构件74A中，从而能够在将电路元件80维持为与布线构件70平行的状态下使第八连接器81相对于第七连接器72进行定位并安装。另外，在仅得到限制电路元件80相对于布线构件70的厚度方向的位移的作用的情况下，电路元件80的外形可以不需要在边缘部具有直线部分，而具有仅由圆形状等曲线构成的形状。另外，对于边缘部保持构件74A的收容部75A的形状，也可以使其与电路元件80的边缘部的形状对应地形成为适当具有曲线的形状。
另外，布线构件70上的载置电路元件80的区域并不一定需要在整个面配置布线构件70(基板主体71A)，以轻型化为目的时，为了支承电路元件80，例如可以仅在电路元件80的与周缘部接触的部分配置有布线构件70(基板主体71A)。
如图21B所示，电路元件80包括第八连接器81。图21B示出了在左侧的第七连接器72已经安装了电路元件80的第八连接器81，要在右侧的第七连接器72安装电路元件80的第八连接器81的状态。在图21B所示的例子中，第八连接器81设置在电路元件80的边缘部。当第八连接器81中与第七连接器72抵接的部分的厚度方向的中心位置、与电路元件80中配置有第八连接器81的边缘部的厚度方向的中心位置大致一致时，则能够抑制在插拔时施加弯曲应力等过大的应力，因此是优选的。在本实施方式中，第八连接器81相对于第七连接器72的插拔方向是图21B中的上下方向，与电路元件80的面方向平行。由此，电路元件80在拆装时不会向厚度方向突出，能够使考虑了电路元件80的拆装的电力布线网络装置61的厚度变薄。另外，在拆装电路元件80时，只要使力作用在电路元件80的面方向即可，能够抑制对各构件施加弯曲应力等过大的应力。此外，在图21B的例子中，第八连接器81相对于第七连接器72的插拔方向也与布线构件70的面方向平行。
电路元件80能够具有例如环境发电元件。环境发电元件能够从第八连接器81输出由环境发电所产生的电力。在布线构件70安装有多个具有环境发电元件的电路元件80的情况下，多个环境发电元件各自的发电能力也可以互不相同。
在本实施方式中，与图21B的两个第七连接器72连接的两个电路元件80中的至少一个电路元件80具有环境发电元件。由此，能够从第八连接器81输出由环境发电所产生的电力，能够向与布线构件70连接的负载元件供给电力。
第八连接器81能够与布线构件70所具有的任意的第七连接器72进行机械且电拆装。在此，在本说明书中，两个连接器“能够进行机械且电拆装”是指能够将一方的连接器安装在另一方的连接器上，而且能够从已安装的状态脱离的意思。在一方的连接器安装在另一方的连接器的状态下，该两个连接器相互进行机械且电连接。另外，在一方的连接器从另一方的连接器脱离的状态下，该两个连接器相互进行机械且电非连接。
搭载于电路元件80的环境发电元件能够构成为例如具有未图示的能够生成由环境发电所产生的电力的环境发电部和逆电流防止部。在这种情况下，环境发电部是产生与外部环境对应的电力的元件，具有利用例如太阳光、室内光等光能进行发电的太阳能电池。或者，环境发电部也可以具有利用例如地热等热能进行发电的热电转换元件。环境发电部将所生成的电力经由逆电流防止部输出到第八连接器81。
逆电流防止部抑制来自第八连接器81的电流流入到环境发电部。逆电流防止部能够包括二极管等电路元件。在使用二极管作为逆电流防止部的情况下，以阳极位于环境发电部侧、阴极位于第八连接器81侧的方式进行连接。逆电流防止部也可以将晶体管的集电极和基极端子连接，将对发射极间用作二极管。
此外，环境发电部也可以是经由电路元件80连接的其他电路元件中包含的环境发电部。
电路元件80能够具有负载元件和环境发电元件。负载元件能消耗从第八连接器81输入的电力。在图21B中，经由两个第七连接器72安装的两个电路元件80中的一方的电路元件80可以具有环境发电元件，另一方的电路元件80可以具有负载元件。另外，至少一方的电路元件80也可以同时具有环境发电元件和负载元件。另外，为了补充来自环境发电元件的电力，电路元件80可以具有后述的已充电的二次电池元件，也可以构成为经由第九连接器73从其他装置向负载元件供给辅助电力。在电路元件80具有多个负载元件的情况下，多个负载元件各自的功耗可以互不相同。
在负载元件安装在电路元件80的情况下，电路元件80除了具有第八连接器81之外，还能够具有负载和电压控制部。第八连接器81和电压控制部彼此经由电布线或直接电连接。另外，电压控制部和负载彼此经由电布线或直接电连接。
电压控制部将从第八连接器81输入的电力控制为规定电压并向负载输出。详细地说，电压控制部将从第八连接器81输入的电力降压或升压到负载的额定电压等适合于负载的驱动的规定电压，并输出到负载。
电力布线网络装置61还可以具有作为电路元件的二次电池元件。在电路元件80包含二次电池元件的情况下，电路元件80除了上述第八连接器81之外，还能够具有例如二次电池、切换部、电压控制部和逆电流防止部。
切换部能够切换将从第八连接器81输入的电力向二次电池充电的充电状态和将来自二次电池的电力从第八连接器81输出的供电状态。切换部例如包含在第八连接器81与二次电池之间与它们电连接的开关元件。
电压控制部将从第八连接器81输入的电力控制为规定电压并向二次电池输出。详细地说，电压控制部将从第八连接器81输入的电力降压或升压到二次电池的额定电压等适合于二次电池的充电的规定电压，并向二次电池输出。另外，电压控制部将从二次电池输入的电力控制为规定电压并向第八连接器81输出。详细地说，电压控制部将从二次电池输入的电力升压或降压到适合于其他负载元件等电路元件的规定电压，并向第八连接器81输出。
逆电流防止部在切换部为供电状态的情况下，抑制来自第八连接器81的电流流入到二次电池。逆电流防止部能够包含二极管等电路元件。在使用二极管作为逆电流防止部的情况下，以阳极位于二次电池侧、阴极位于第二连接器81侧的方式进行连接。
像这样，通过电路元件80具有二次电池元件，例如在对负载元件进行的电力供给不足的情况下使二次电池元件成为供电状态，在对负载元件进行的电力供给充分的情况下使二次电池元件成为充电状态等，根据状况切换二次电池元件的充电状态和供电状态，由此能够向负载元件稳定地供给电力。
(第四实施方式)
图22是本发明的第四实施方式的电力布线网络装置90的概略图(立体图)。电力布线网络装置90是图21A和图21B所示的电力布线网络装置61的变形例，在布线构件70C的上表面，以在图22的左右方向配置四个第七连接器72、在上下方向配置三个第七连接器72的方式配置成矩阵状，合计配置有12个第七连接器72。在左右方向相邻的两个第七连接器72之间的位置即未配置电路元件80的面内位置，划定了在图22的上下方向延伸的折弯位置70b2。在图22的左右方向相邻的两个第七连接器72处于一方使另一方绕着与布线构件70C的面方向垂直的中心轴线旋转180度的关系。因此，当使用者将布线构件70C在折弯位置70b2处以峰谷交替的方式折弯时，相向的第七连接器72在图22的上下方向大致隔开电路元件80的上下方向的长度，第七连接器72彼此不会完全叠加。即，与折弯位置70b2相邻的两个第七连接器72配置于在该折弯位置70b2处折弯布线构件70C时与面方向不叠加的面内位置。因此，能够减小折叠电力布线网络装置90时的叠加方向的厚度，因此能够提高电力布线网络装置90的便携性。
上述电力布线网络装置90的结构能够通过如下方式来实现：例如利用柔性印刷基板形成布线构件70C，在配置有电路元件80的区域设置加强板来确保布线构件70C的刚性，并且在折弯位置70b2处不设置加强板。另外，电力布线网络装置90的结构也能够通过如下方式来实现：使用刚性基板部和柔性印刷基板部一体化的电路基板，在折弯位置70b2处配置柔性印刷基板部。
另外，在图22中示出了在列方向以一维进行折弯的情况，但当然也可以以行方向/列方向的2维进行折弯。
以上所述的第一实施方式、第三实施方式以及第四实施方式的电路元件所具有的环境发电元件均能够作为第二实施方式所记载的环境发电设备200进行工作。另外，第一实施方式、第三实施方式以及第四实施方式的电路元件所具有的负载元件均能够作为第二实施方式所记载的网络管理设备100、无线电设备400等进行工作。另外，第一实施方式、第三实施方式及第四实施方式的电路元件所具有的二次电池元件均能够作为第二实施方式所记载的二次电池设备300进行工作。
虽然已基于各附图和实施例描述了本发明，但是应当注意，只要是本领域技术人员则容易基于本发明进行各种变形和修改。因此，应当注意，这些变形和修改包含在本发明的范围内。例如，各结构部所包含的功能等能够以在逻辑上不矛盾的方式进行重新配置，能够将多个结构部组合为一个或者进行分割。应当理解为在本发明的范围也包含这些。
例如，上述各连接器只要彼此能够相互拆装的组合即可，例如，一方为公型连接器，另一方为母型连接器。在第一连接器12为公型连接器的情况下，能够与第一连接器12进行拆装的第二连接器(例如第二连接器21、31及41)为母型连接器。另一方面，在第一连接器12是母型连接器的情况下，能够与第一连接器12进行拆装的第二连接器是公型连接器。在第三连接器13是公型连接器的情况下，能够与第三连接器13进行拆装的第四连接器14及第五连接器51是母型连接器，能够与第四连接器14进行拆装的第六连接器52是公型连接器。另一方面，在第三连接器13为母型连接器的情况下，能够与第三连接器13进行拆装的第四连接器14及第五连接器51为公型连接器，能够与第四连接器14进行拆装的第六连接器52为母型连接器。
可以是第三连接器13和第一连接器12相同，第四连接器14和第二连接器相同，或者也可以是第三连接器13和第二连接器相同，第四连接器14和第一连接器12相同。
另外，第三连接器13和第四连接器14也可以双方都与第一连接器12相同，在该情况下，第五连接器51及第六连接器52也可以与第二连接器相同。
另外，第三连接器13和第四连接器14也可以双方都与第二连接器相同，在该情况下，第五连接器51及第六连接器52也可以与第一连接器12相同。
另外，环境发电元件20也可以不具有逆电流防止部23。但是，如果环境发电元件20具有逆电流防止部23，则能够抑制来自其他环境发电元件20等电路元件的电流流入到环境发电部22或外部的环境发电部25，从这方面来说是优选的。另外，环境发电元件20也可以具有将输出电压控制为恒定的电压控制部。
另外，负载元件30也可以不具有电压控制部33。但是，如果负载元件30具有电压控制部33，则能够抑制来自环境发电元件20等电路元件的电力例如超过额定电压地输入到负载32或外部的负载35，从这方面来说是优选的。
另外，二次电池元件40也可以不具有电压控制部44。但是，如果二次电池元件40具有电压控制部44，则能够控制从二次电池42输入输出的电力的电压，从这方面来说是优选的。
另外，二次电池元件40也可以不具有逆电流防止部45。但是，如果二次电池元件40具有逆电流防止部45，则在切换部43为供电状态的情况下，能够抑制来自其他环境发电元件20等电路元件的电流流入到二次电池42，从这方面来说是优选的。
另外，负载元件30、环境发电元件20、二次电池元件40以及开关元件50能够任意地组合。例如，负载元件30(网络管理设备100)和环境发电元件20(环境发电设备200)可以在物理上构成为一个设备。
另外，在图6的示例中，负载元件30(网络管理设备100)中的控制部101、逻辑数据处理部103、无线通信部105和存储部106构成为不同的结构元件，但不限定于此方式。控制部101也可以构成为能执行其他结构元件(例如逻辑数据处理部103)的功能的一部分或全部。其他负载元件30(无线电设备400等)、环境发电元件20、二次电池元件40、开关元件50等也是同样。
另外，在本实施方式(电力布线网络装置2)中，构成为所有的电路元件具有逻辑数据处理部103、203、503，并具有数据收发功能，但不限于该方式。只要构成为与电力线连接的环境发电元件20以及负载元件30的至少一部分能够进行电力线通信即可。
另外，在本实施方式(电力布线网络装置2)中，构成为负载元件30(网络管理设备100)具有无线通信部105，但不限于该方式，也可以构成为不具有无线通信部105的结构。另外，无线通信部105不限定于蓝牙或Wi-Fi，也可以是与经由基站的无线通信对应的无线通信部。
工业实用性
根据本发明，能够提供一种电力布线网络装置1、2，其能够构建便携性优异的电力网络而无需配备基础设施。
附图标记说明
1、2、61、90：电力布线网络装置
10、10'：布线构件
11：导电部
12、12a、12b、12c、12d：第一连接器
13：第三连接器
14：第四连接器
20、20a、20b：环境发电元件
21：第二连接器
22：环境发电部
23：逆电流防止部
24：发电部连接用连接器
25：外部环境发电部
26：连接器
30、30a、30b：负载元件
31：第二连接器
32：负载
33：电压控制部
34：负载连接用连接器
35：外部负载
36：连接器
40：二次电池元件
41：第二连接器
42：二次电池
43：切换部
44：电压控制部
45：逆电流防止部
50：开关元件
51：第五连接器
52：第六连接器
53：切换部
70：布线构件
70b2：折弯位置
70C：布线构件
71A：基板主体
71B：导电部
72：第七连接器
73：第九连接器
74A：边缘部保持构件
74A1：开口部
75A：收容部
80：电路元件
81：第八连接器
100：网络管理设备
101：控制部
103：逻辑数据处理部
105：无线通信部
106：存储部
107：ROM
108：RAM
109：闪存ROM
110：收发数据处理部
111：设备属性信息发生部
112：指令信息发生部
113：状态信息发生部
115：发送数据发生部
116：接收数据存储部
117：接收数据解析部
118：设备控制信息发生部
120：数据发送部(第二发送部)
121：发送数据调制部
122：信号电平调整器
130：定时生成器
132：调制频率发生器
134：分频器
140：数据接收部(接收部)
141：信号电平调整器
142：接收数据解调部
150：同步信号发生部
151：同步信号发生器
152：信号电平调整器
170：滤波器
200：环境发电设备
201：发电部
203：逻辑数据处理部
210：收发数据处理部
211：设备属性信息发生部
212：指令信息发生部
213：状态信息发生部
216：接收数据存储部
217：接收数据解析部
218：设备控制信息发生部
220：数据发送部(第一发送部)
221：发送数据调制部
222：信号电平调整器
230：定时生成器
231：信号电平调整器
232：同步信号检测器
233：电压控制振荡器
234：分频器
235：相位比较器
236：低通滤波器
240：数据接收部
241：信号电平调整器
242：接收数据解调部
270：滤波器
300：二次电池设备
301：电池部
400：无线电设备
401：无线电部
500：通/断设备
501：控制部
503：逻辑数据处理部
505：I/O处理部
506：存储部
507：ROM
508：RAM
510：收发数据处理部
511：设备属性信息发生部
512：指令信息发生部
513：状态信息发生部
515：发送数据发生部
516：接收数据存储部
517：接收数据解析部
518：设备控制信息发生部
520：数据发送部(第二发送部)
521：发送数据调制部
522：信号电平调整器
530：定时生成器
540：数据接收部
541：信号电平调整器
542：接收数据解调部
570：滤波器
700：外部设备
S1、S2、S3、S4：同步信号

Claims (13)

1.一种电力布线网络装置，其为便携式电力布线网络装置，具有：
布线构件，其具有多个第一连接器和使该多个第一连接器之间以能够供给电力的方式导通的导电部；以及
多个电路元件，其分别具有与所述多个第一连接器中的任意的第一连接器进行机械且电拆装的第二连接器，
所述多个电路元件包括：
两个以上的环境发电元件，其作为能够从所述第二连接器输出由环境发电所产生的电力的电路元件；以及
负载元件，其作为能够消耗从所述第二连接器输入的电力的电路元件，
所述环境发电元件经由逆电流防止部将环境发电所产生的电力从所述第二连接器输出，并且，
通过所述第二连接器，将用于电力线数据通信的数据输入逻辑数据处理部或从所述逻辑数据处理部输出，所述逻辑数据处理部与所述逆电流防止部并联，
所述负载元件作为仅消耗来自所述电力布线网络装置中的其他电路元件产生的电力的电路元件，
在所述环境发电元件和所述负载元件的至少一部分电路元件彼此之间能够经由包含所述第一连接器和所述导电部的电力线进行所述电力线数据通信，
所述电力布线网络装置还包括能够切换多个所述布线构件彼此的电连接和非电连接的开关元件。
2.根据权利要求1所述的电力布线网络装置，其中，
所述环境发电元件具有经由所述第二连接器发送数据的第一发送部。
3.根据权利要求1所述的电力布线网络装置，其中，
所述负载元件中的至少一个具有经由所述第二连接器发送数据的第二发送部和/或接收数据的接收部。
4.根据权利要求2所述的电力布线网络装置，其中，
所述负载元件中的至少一个具有经由所述第二连接器发送数据的第二发送部和/或接收数据的接收部。
5.根据权利要求3或4中任意一项所述的电力布线网络装置，其中，
所述环境发电元件的第一发送部或所述负载元件的第二发送部通过对发送数据进行数字调制并将数字调制后的信号经由所述第二连接器叠加在所述电力线，从而能够向其他电路元件发送。
6.根据权利要求3所述的电力布线网络装置，其中，
所述接收部经由所述第二连接器接收叠加在所述电力线的数字调制后的信号，并进行解调从而生成接收数据。
7.根据权利要求1所述的电力布线网络装置，其中，
所述负载元件的至少一个能够生成同步信号，将该同步信号向其他电路元件发送，所述同步信号用于决定所述环境发电元件或所述负载元件向其他电路元件通知自身的存在的通知信号的产生定时。
8.根据权利要求7所述的电力布线网络装置，其中，
所述环境发电元件或所述负载元件接收所述同步信号，在检测出以该同步信号为基准的规定期间内没有信号的情况下，在所述规定期间内将自身的所述通知信号向其他电路元件发送。
9.根据权利要求7所述的电力布线网络装置，其中，
所述通知信号包含所述环境发电元件或所述负载元件的属性数据，该属性数据是固定长度调制数据。
10.根据权利要求1所述的电力布线网络装置，其中，
所述负载元件的至少一个发送具有所述环境发电元件或所述负载元件的控制信息的可变长度数据。
11.根据权利要求1所述的电力布线网络装置，其中，
所述环境发电元件或所述负载元件中的至少一个发送具有自身的状态信息的可变长度数据。
12.根据权利要求1所述的电力布线网络装置，其中，
所述开关元件具有发送数据的第二发送部和/或接收数据的接收部。
13.根据权利要求7所述的电力布线网络装置，其中，
能够生成所述同步信号的所述负载元件还能进行基于蓝牙的无线通信。
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