JP2005016846A - ワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤレスセンサを用いた従来の空調制御システムでは、特定の区分空調領域を担当する空調ユニットとワイヤレスセンサが予め定められていて、他の区分空調領域に使用することはできず、柔軟性のある運用ができない。
【解決手段】そこで本発明では測定手段と無線通信手段を設けたワイヤレスセンサ３に、制御要素に対する設定手段と識別信号記憶手段を設け、複数個所に設置されたアンテナ１３を介してワイヤレスセンサと通信して、その設定情報に基づいて制御対象機器２を制御する制御装置９には、ワイヤレスセンサの情報取得手段と、識別する手段と、位置を検出する手段を設けて、ワイヤレスセンサの位置に対応する制御対象機器を制御する構成とした屋内環境の制御システムを提案する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般の建物の事務室（一般執務スペース）や会議室／応接室、又は商業施設、展示場、工場、研究所等におけるワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空調用のセンサを設けたワイヤレスセンサにより空調機器を制御する空調制御システムが従来から提案されている。
【０００３】
例えば特許文献１には、空調空間の温度、湿度、照度等を測定するセンサと、このセンサが測定を担当する区分空調領域を表示するエリア対応表示部と、このセンサの識別コ―ドを記憶するコ―ド記憶部と、デ―タを無線により発信する無線変換部と、このセンサが測定する値を、当該コ―ド記憶部の記憶する識別コ―ドと共に、当該無線変換部にデ―タとして送る制御部とを設けた空調用ワイヤレスセンサと、このワイヤレスセンサにより測定した値と設定値とを比較して空調機器に制御信号を送る制御ユニットからなる空調制御システムが記載されている。
【０００４】
この特許文献１の空調用制御システムでは、空調空間を、区分された領域に分割し、特定の区分空調領域を担当する空調ユニットとワイヤレスセンサを定めており、制御ユニットは、ワイヤレスセンサからの信号を受信した場合、識別信号により、対応する空調ユニットを特定して、その空調ユニットに制御信号を送る構成である。
【０００５】
そして、この特許文献１のシステムでは、上述したとおり空調ユニットおよびセンサには、定められた区分空調領域に応じた識別コ―ドが付与されているのであるが、区分空調領域の変更に応じて、付与されている識別コ―ドを新たな識別コ―ドに更新することにより配線工事を行うことなく対処できるというものである。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−３１８１４４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり特許文献１に示されるような従来技術では、特定の区分空調領域を担当する空調ユニットとワイヤレスセンサが予め定められていて、ある区分空調領域のワイヤレスセンサを他の区分空調領域に使用することはできず、柔軟性のある運用ができない。
そこで、本発明はこのような課題を解決することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために本発明では、請求項１において、屋内環境の制御要素に対する測定手段と無線通信手段を設けたワイヤレスセンサに、制御要素に対する設定手段と識別信号記憶手段を設け、このワイヤレスセンサと、複数個所に設置されたアンテナを介して通信して前記制御要素に関する制御対象機器を制御する制御装置に、前記ワイヤレスセンサとの無線通信手段と、ワイヤレスセンサの測定手段と設定手段の情報を取得する手段と、前記識別信号記憶手段の識別信号によりワイヤレスセンサを識別する手段と、ワイヤレスセンサとの無線通信によりワイヤレスセンサの位置を検出する手段を設けて、検出手段により検出したワイヤレスセンサの位置に対応する制御対象機器を制御する構成としたワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システムを提案する。
【０００９】
また本発明では、請求項２において、識別信号記憶手段は、ＲＦ−ＩＤとすることを提案する。
【００１０】
また本発明では、請求項３において、制御手段には、同一の制御対象機器に対応する位置に複数のワイヤレスセンサが存在する場合の制御ルールを登録する登録手段を設けることを提案する。
【００１１】
そしてこの制御ルールとして、請求項４では、ワイヤレスセンサ毎に設定された優先順序に基づき、優先されたワイヤレスセンサの設定情報により制御対象機器を制御するものとすることを提案する。
【００１２】
また請求項５では、制御ルールとして、時間的優先に基づき、先に存在するワイヤレスセンサの設定情報により制御対象機器を制御するものとすることを提案する。
【００１３】
また請求項６では、制御ルールとして、複数のワイヤレスセンサの設定情報の平均値による制御対象機器を制御するものとすることを提案する。
【００１４】
また本発明では、請求項７において、制御手段には、複数の制御対象機器を関連付ける制御ルールを登録する登録手段を設けることを提案する。
【００１５】
そして、この制御ルールとして、請求項８では、照明機器のＯＦＦを検出した場合に、空調機器を制御して空調を停止するものとすることを提案する。
【００１６】
本発明においては、ワイヤレスセンサを持っている人が、例えば室やゾーンのように、屋内環境の制御区分を移動した場合には、制御装置は、アンテナを介してワイヤレスセンサと通信して、識別信号により当該ワイヤレスセンサを識別すると共に、その位置を検出する。更に制御装置は、ワイヤレスセンサから、制御要素の測定値と、その設定値の情報を取得して、上記検出した位置に対応する制御対象機器を制御する。
【００１７】
このため、ワイヤレスセンサを持っている人が、屋内環境の制御区分を移動した場合には、移動先の屋内環境が、ワイヤレスセンサに設定されている屋内環境に移行され、屋内環境を常にワイヤレスセンサを持っている人の希望する条件に設定することが出来る。
【００１８】
同室又は同ゾーンのように、屋内環境の同一制御区分に、ワイヤレスセンサを保有している人が複数存在している場合には、制御装置は、各ワイヤレスセンサを識別すると共に、自体の登録手段に登録されている制御ルールに基づいて制御を行うことにより、複数のワイヤレスセンサによる制御の衝突を防ぐことが出来る。
【００１９】
例えば、制御ルールは、ワイヤレスセンサ毎に設定された優先順序に基づき、優先されたワイヤレスセンサの設定情報により制御対象機器を制御したり、又は時間的優先に基づき、先に存在するワイヤレスセンサの設定情報により制御対象機器を制御したり、又は複数のワイヤレスセンサの設定情報の平均値による制御対象機器を制御するようにすることができる。
【００２０】
また本発明では、制御装置は、複数の制御対象機器を関連付ける制御ルールに基づいて制御を行うことができ、例えば照明機器のＯＦＦを検出した場合に、空調機器を制御して空調を停止するものとすれば、無駄な空調を継続することを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
次に本発明のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システムの実施の形態を図１、図２を参照して説明する。
図１は本発明の構成を屋内空間を含めて概念的に表した説明図であり、また図２は本発明の構成の一例を示すブロック図である。
これらの図において、符号１は本発明を適用する建物の室等の屋内空間を示すもので、この屋内空間１は、異なった制御区分のエリアＡ１，Ａ２，Ａ３，…を有している。これらの夫々のエリアＡ（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…）には、屋内環境の制御要素に対応する制御対象機器２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，…）を設けている。即ち、図において、２ａはＶＡＶ、２ｂは空調往きダクト、２ｃは空調還りダクト、２ｄは照明機器である。
【００２２】
制御対象機器２は、当該屋内空間において制御の対象である環境の対象要素に応じて適宜に設置されるもので、即ち、対象要素は、温度、湿度、気流速度、輻射強度、照度等、適宜に適数を選択することができ、これらの対象要素に応じて制御対象機器を設置する。
【００２３】
符号３はワイヤレスセンサであり、このワイヤレスセンサ３は、図２に示すように、上述したような屋内環境の制御要素に対する測定手段４と無線通信手段５を設けると共に、制御要素に対する設定手段６と識別信号記憶手段７を設けている。尚、符号８は無線通信手段５のアンテナを示すものである。
【００２４】
図においては無線通信手段５は、測定手段４、設定手段６及び識別信号記憶手段７に共通な構成として示しているが、測定手段４と設定手段６の情報の通信に関する無線通信手段と、識別信号記憶手段７の識別信号の通信に関する無線通信手段は別に構成することもできる。
【００２５】
例えば、識別信号記憶手段７としては、ＲＦ−ＩＤ又はＩＣタグと称されるトランスポンダ等の識別用手段を利用することができ、この場合には、この識別信号記憶手段７は専用の無線通信手段を利用することができる。
【００２６】
次に符号９は上記制御要素に関する制御対象機器２を制御する制御装置であり、この制御装置９は前記ワイヤレスセンサ３との無線通信手段１０と上記制御対象機器２の制御手段１１と、制御装置本体１２とから構成されている。
【００２７】
無線通信手段１０は上記エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，…に対応して屋内空間の適所に設置されたアンテナ１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，…）に接続されている。尚、アンテナ１３は上記エリアＡ１，Ａ２，Ａ３，…毎に一つ設ける他、各エリアの広さ等に応じてエリアに複数を設けることもできる。
【００２８】
次に制御装置本体１２は、図２に示すように、ワイヤレスセンサ３の測定手段４と設定手段６の情報を取得する手段１４と、前記識別信号記憶手段７の識別信号によりワイヤレスセンサ３を識別する手段１５と、ワイヤレスセンサ３との無線通信により、当該ワイヤレスセンサ３の位置を検出する手段１６と、制御ルールを登録する登録手段１７と、制御装置９が管理、制御する全ての制御対象機器２やワイヤレスセンサ３のデータを記憶するデータベース１８を設けている。
【００２９】
ここで、登録手段１７には、同一の制御対象機器２に対応する位置、即ち上記同一のエリアＡに複数のワイヤレスセンサ３が存在する場合の制御ルールや、複数の制御対象機器を関連付ける制御ルール、例えば照明機器のＯＦＦを検出した場合に、空調機器を制御して空調を停止するというような制御ルールを登録する。
【００３０】
以上の構成において、ワイヤレスセンサ３を持っている人が、例えば上記エリアＡを移動した場合には、制御装置９は、アンテナ１３を介してワイヤレスセンサ３と通信し、ワイヤレスセンサ３の識別信号記憶手段７から発せられる識別信号を、識別手段１５によりデータベース１８に登録されているものと照合して当該ワイヤレスセンサ３を識別する。また制御装置９は位置検出手段１６により、ワイヤレスセンサ３の位置を検出する。位置検出手段１６によるワイヤレスセンサ３の位置の検出は、各アンテナ１３における信号強度を比較して、最も信号強度の高いアンテナ１３が設置されているエリアＡとして検出する手法を利用したり、又は例えば無線ＬＡＮ信号を利用した三辺測量の手法を用いて位置を高精度に検出する手法を利用したり、少なくとも、現在ワイヤレスセンサ３が存在する位置の制御対象機器２に対応する位置を検出可能な手法であれば、適宜の検出手法を適用することができる。
【００３１】
以上のとおり、ワイヤレスセンサ３を識別すると共に、その位置を検出した制御装置９は、情報取得手段１４により取得したワイヤレスセンサ３の測定手段４と設定手段６の情報から、対応する制御対象機器２に対する制御量を演算して、その信号を制御手段１１を介して、当該制御対象機器２に送って制御を行う。
【００３２】、
このため、ワイヤレスセンサ３を持っている人が、屋内環境の制御区分、この場合、エリアＡを移動した場合には、移動先の制御対象機器２が制御されることにより、移動先の屋内環境が、当該ワイヤレスセンサ３に設定されている屋内環境に移行され、従って、エリアＡを移動しても、その屋内環境を常にワイヤレスセンサ３を持っている人の希望する条件に設定することが出来る。
【００３３】
以上の制御の一例を説明すると、以下の通りである。
ワイヤレスセンサ３（及びエリアＡ１）の現在の情報
位置情報：エリアＡ１
設定温度及び測定温度：２２℃
設定湿度及び測定湿度：４０％
設定照度及び測定照度：６００Ｌｘ
エリアＡ２の現在の情報
設定温度：２４℃
設定湿度：４５％
設定照度：３００Ｌｘ
以上の状態において、ワイヤレスセンサ３がエリアＡ２に移動すると、制御装置９は、アンテナ１３ａを介してワイヤレスセンサ３を検出し、その位置を位置検出手段１６が検出すると共に、アンテナ１３ｂを介して情報取得手段１４により、エリアＡ２の現在の情報、即ち、エリアＡ２のそれまでの設定値であった、（測定温度：２４℃，測定湿度：４５％，測定照度：３００Ｌｘ）の情報と、ワイヤレスセンサ３に設定されている（設定温度：２２℃，設定湿度：４０％，設定照度：６００Ｌｘ）の情報が、ワイヤレスセンサ３から取得される。
そこで、測定装置９は、上記ワイヤレスセンサ３の現在位置である、エリアＡ２に対応する制御対象機器２を特定し、上記測定情報と設定情報とから制御量を演算して、特定した制御対象機器２を制御するため、エリアＡ２は、それまで当該ワイヤレスセンサ３を持っている人が、それまで居たエリアＡ１の環境に移行する。
【００３４】
上述したとおり、この実施の形態では、ワイヤレスセンサ３を識別し、位置を検出するためのアンテナと、環境に関する情報を取得するアンテナとを異ならせているが、共通のものを使用することもできる。
【００３５】
また、ワイヤレスセンサ３がエリアＡを移動したことの検出は、ワイヤレスセンサ３側から信号を連続的又は間欠的に送信するように構成することもできるし、制御装置９側から各アンテナを介してポーリング信号を連続的又は間欠的に送って、その応答によりワイヤレスセンサ３を検出するように構成することもできる。
【００３６】
次に制御の他例を説明すると、次のとおりである。
例えば、エリアＡ２に居る人が、そのエリアの照明を消灯すると、ワイヤレスセンサ３の照度センサが消灯された状態を検出し、この情報が制御装置９に送信される。
制御装置９は、エリアＡ２の消灯の情報を受け、そのエリアの他の制御対象機器２である空調機器を停止する制御を行う。
このように、制御装置９は、ワイヤレスセンサ３からの情報に対して、制御対象機器の制御内容を予め設定することができる。
【００３７】
以上の例では、一つのエリアＡ内に、一つのワイヤレスセンサ３が存在することを前提としているが、複数存在している場合には、それらの設定値が衝突して円滑な制御が行えなくなる。このため、制御装置９は、一つのエリアＡ内に複数のワイヤレスセンサ３の存在を検出したら、それらのワイヤレスセンサ３を識別すると共に、自体の制御ルール登録手段１７に登録されている制御ルールに基づいて制御を行うことにより、複数のワイヤレスセンサによる制御の衝突を防ぐことが出来る。
【００３８】
この制御ルールは、上述したように、ワイヤレスセンサ３毎に設定された優先順序に基づき、優先されたワイヤレスセンサ３の設定情報により制御対象機器２を制御したり、又は時間的優先に基づき、先に存在するワイヤレスセンサ３の設定情報により制御対象機器２を制御したり、又は複数のワイヤレスセンサ３の設定情報の平均値による制御対象機器２を制御するようにすることができる。そして、これらの制御ルールは、本システムを適用する施設等に応じて適宜に選択することができる。
【００３９】
また本発明では、制御装置９は、登録手段１７に登録されている複数の制御対象機器を関連付ける制御ルールに基づいて制御を行うことができ、例えば照明機器のＯＦＦを検出した場合に、空調機器を制御して空調を停止することができ、従って人が居ないエリアの照明は消灯するということを自動的に行え、無駄な電力を削減し、省エネルギーに寄与することができる。
【００４０】
尚、本発明における制御装置には、以上の機能の他、制御している制御対象機器２の異常を検出して警報を発する機能や、屋内環境のデータを記録する機能や、各制御対象機器の運転状況を記録する機能等を持たせることもできる。
【００４１】
【発明の効果】
本発明は以上のとおりであるので、次のような効果がある。
ａ．本発明に係るワイヤレスセンサは、予め定められた制御区分のみの制御しかできないのではなく、それを持っている人が、屋内環境の制御区分を移動した場合には、移動先の屋内環境が、ワイヤレスセンサに設定されている屋内環境に移行され、屋内環境を常にワイヤレスセンサを持っている人の希望する条件に設定することが出来る。
ｂ．同室又は同ゾーンのように、屋内環境の同一制御区分に、ワイヤレスセンサを保有している人が複数存在している場合には、制御装置は、各ワイヤレスセンサを識別すると共に、自体の登録手段に登録されている制御ルールに基づいて制御を行うことにより、複数のワイヤレスセンサによる制御の衝突を防ぐことが出来る。
ｃ．屋内環境のセンサ機能と設定機能を、ワイヤレスで実現することができ、施設等の建築計画変更等に柔軟に対応が可能である。
ｄ．温湿度制御等、屋内環境の適正な制御をエリア毎に確実に行うことができ、例えば制御ルールにより、人が居ないエリアの照明は消灯するというようにすることができ、無駄な電力を削減し、省エネルギーに寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の構成を屋内空間を含めて概念的に表した説明図である。
【図２】本発明の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３，…） エリア
１ 屋内空間（室）
２（２ａ，２ｂ，２ｃ，…） 制御対象機器
３ ワイヤレスセンサ
４ 測定手段
５ 無線通信手段
６ 設定手段
７ 識別信号記憶手段
８ アンテナ
９ 制御装置
１０ 通信手段
１１ 制御手段
１２ 制御装置本体
１３（１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，…） アンテナ
１４ 情報取得手段
１５ 識別手段
１６ 位置検出手段
１７ 制御をルール登録手段
１８ データベース

Claims (8)

1. 屋内環境の制御要素に対する測定手段と無線通信手段を設けたワイヤレスセンサに、制御要素に対する設定手段と識別信号記憶手段を設け、このワイヤレスセンサと、複数個所に設置されたアンテナを介して通信して前記制御要素に関する制御対象機器を制御する制御装置に、前記ワイヤレスセンサとの無線通信手段と、ワイヤレスセンサの測定手段と設定手段の情報を取得する手段と、前記識別信号記憶手段の識別信号によりワイヤレスセンサを識別する手段と、ワイヤレスセンサとの無線通信によりワイヤレスセンサの位置を検出する手段を設けて、検出手段により検出したワイヤレスセンサの位置に対応する制御対象機器を制御する構成としたことを特徴とするワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム
2. 識別信号記憶手段はＲＦ−ＩＤであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム
3. 制御手段には、同一の制御対象機器に対応する位置に複数のワイヤレスセンサが存在する場合の制御ルールを登録する登録手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム
4. 制御ルールは、ワイヤレスセンサ毎に設定された優先順序に基づき、優先されたワイヤレスセンサの設定情報により制御対象機器を制御するものであることを特徴とする請求項３に記載のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム
5. 制御ルールは、時間的優先に基づき、先に存在するワイヤレスセンサの設定情報により制御対象機器を制御するものであることを特徴とする請求項３に記載のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム
6. 制御ルールは、複数のワイヤレスセンサの設定情報の平均値による制御対象機器を制御するものであることを特徴とする請求項３に記載のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム
7. 制御手段には、複数の制御対象機器を関連付ける制御ルールを登録する登録手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム
8. 制御ルールは、照明機器のＯＦＦを検出した場合に、空調機器を制御して空調を停止するものであることを特徴とする請求項７に記載のワイヤレスセンサを用いた屋内環境の制御システム

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