JP2005354159A

JP2005354159A - 通信モジュール

Info

Publication number: JP2005354159A
Application number: JP2004169706A
Authority: JP
Inventors: Hisatomi Fujiki; 寿富藤木
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】従来の通信モジュールでは、電灯線通信方式か無線通信方式のどちらか一方しか選択できない構成をとる為に、使用環境に応じて最適な通信方式を簡単に選択／変更が出来なかった。
【解決手段】通信モジュール内に、電灯線通信部と無線通信部とを設け、どちらか一方を選択ができる手段と、それぞれの通信内容を相互に変換することができる通信信号変換部とを有する通信モジュール構成とした。外部との通信を無線で行う無線通信部と電灯線通信で行う電灯線通信部と、これらを切り替える部分とを設けることで、使用ノイズ環境に応じて通信方式を切り替え可能となり、信頼性のある最適な通信ネットワークシステムを現場で簡単に構築することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気機器ネットワークに必要な通信モジュールに関するものである。

近年、情報化社会が進展するにつれ工場／ビル／店舗／家庭などでのIT化が急務となってきている。その中でも、省エネシステム／ビルオートメーション／ホームオートメーションなどに関連したネットワーク対応要求が増え、既存設備に対して簡単・ローコストでしかも信頼性が高いネットワークシステムを構築することが必要となってきている。

従来例として、家庭内の電力管理／省エネなどを目的として電灯線通信を用いたホームネットワークシステムが上げられる（例えば特許文献１参照）。
図４は上記従来の構成を示したもので、１ａ〜１ｂが通信モジュール群でありこの実施例では電灯線通信方式を用いている。１２ａ〜１２ｃが家電機器で、１ａ〜１ｂの通信モジュール群を介して商用電源に接続されている。１１の中央監視装置(この実施例では通常ホームゲートウェイと呼ばれる)は、１ｄの通信モジュール群を介して通信を行う。なお、７ａは商用電源である。
この様な電灯線通信を用いたホームネットワークシステムにより、家電機器のｏｎ／ｏｆｆ制御や電力情報管理／省エネ制御などを、商用電源を用いたネットワークシステムで実現することが出来る。
特開２００３−８８００４号公報

しかし、従来の省施工を目的としたネットワークシステム(従来例では電灯線通信を用いたシステム)では、電灯線通信か無線通信かのどちらかを選択することが多く、使用するノイズ環境によっては通信が旨く出来ない通信方式の場合が存在するという課題を有していた。また、作業現場にて柔軟に電灯線通信と無線通信と簡単に切換えて使用することが出来ないという課題も有している。

本発明は、現場にて設置する最適な通信モジュールを、別方式の通信モジュールに取替え／変更する必要もなく、簡単で且つ信頼性の高いネットワークシステムを提供することを目的とする。

本発明の通信モジュールは、上記課題を解決するために外部と通信する通信モジュールであって、外部との通信を無線で行う無線通信部と、電灯線通信で行う電灯線通信部とを備える。

以上のように、本発明は、外部との通信を無線で行う無線通信部と電灯線通信で行う電灯線通信部と、これらを切り替える部分とを設けることで、使用ノイズ環境に応じて通信方式を切り替え可能となり、信頼性のある最適な通信ネットワークシステムを現場で簡単に構築することができる。

また、全体処理部には電灯線通信部で受信した電灯線通信仕様の信号を、無線通信部で通信する無線通信仕様に変換する信号変換部と、無線通信部で受信した無線通信仕様の
信号を、電灯線通信部で通信する電灯線通信仕様に変換する信号変換部の機能を有しており、どちらの信号でも信号変換部を通して通信可能となる。

また、切り替えスイッチが新たに追加されたことで、無線通信を有効にするか
電灯線通信を有効にするかを選択可能となる。

また、他の遠隔装置からの切り替え信号を、無線通信か電灯線通信を介して受信
し、この遠隔操作切り替え処理部にてどちらを有効にするかを遠隔設定可能となる。
また、ノイズ等で通信が旨く出来なかった時に再度通信を行う回数（再送回数）をカ
ウントし、その回数で通信状態を監視することができる。

また、通信状態監視手段で比較した比較結果から通信に用いる通信手段を自動的
に切り替えることが可能となる。
また、無線通信と電灯線通信のいずれかに設定するデフォルト記憶手段を有してい
るため、電源投入時には設定した通信方式へ自動的に設定される。
また、子機通信モジュールに対して親機通信モジュールが、無線及び電灯線で
通信を順次行い、通信状態監視手段にて良好と思われる通信方式に自動的に設
定できる。

また、通信手段を無線通信か電灯線通信のどちらに設定したかを予め設定された時間毎に記憶する設定履歴記憶手段を有し、過去の通信状況を取り出すことが可能となるので、中央監視装置にて工場内のノイズ環境の変化などを監視できる。
また、動作中の通信モジュールが無線通信で動作しているのか電灯線通信で動作しているのかを表示する表示手段を有することで、外部より目視で通信方式が確認できる。

（実施の形態１）
図１は、本発明の通信モジュール実施例である。図１において、１は本発明の通信モジュール群であり、２は無線通信部、３は電灯線通信部、４は全体処理部、５は切り替えスイッチ、６は表示器、７は商用電源のコンセント群、８は外部通信インターフェイス、９は記憶部を示す。

以上のように構成された、図１の通信モジュールについて、その動作を説明する。まず、２の無線モジュールは外部からの無線電波を受信し、搬送波に重畳されている信号をフィルタ等の信号検出部（図示せず）で検出しデータ列にデコードをしたり、または、デコード前の状態で全体処理部４に送信したりする。あるいは、このような無線モジュールとして特小電力無線モジュールまたはブルートゥースなどを用いることも可能である。、無線モジュール２で受信さえた信号は全体処理部４で信号のもつ送信先に関するデータから送信先を特定されたり、データとして正しいかの検証をされたり等データ処理される。

その後これらの信号は外部通信インターフェイス８（ＲＳ-２３２Ｃなどで実現）を介してパソコンや通信対象となる設備機器などに送信される。
電灯線通信部３は商用電源のコンセント７を介して電灯線に接続され、電灯線を通るSS無線方式の搬送波からデータ信号を検出する等の信号処理を行う。

この電灯線通信処理部３でデコードされたデータは、無線モジュールと同様に全体処理部４でデータ処理加工、８の外部通信インターフェイス（ＲＳ-２３２Ｃなどで実現）を介してパソコンや通信対象となる設備機器などに接続される。
また、全体処理部４には電灯線通信部で受信した電灯線通信仕様の信号、本実施の形態においてはスペクトラム拡散方式の信号を、スペクトラム拡散方式に変換する前の信号にデ
コードし、デーコード後の信号を無線通信部で通信する無線通信仕様、例えば特定省電力無線方式の信号、に変換する第１の信号変換部と、その反対を行う第２の信号変換部の機能を有している。

この第１、第２の信号変換部としては、全体処理部４のである記憶部９に予め格納されたスペクトラム拡散方式から、特定省電力無線あるいはブルートゥースの形式に変換するプログラム、及び、その反対の変換を行うプログラムを実行する領域をそれぞれ設けておき、全体処理部４からの変換命令信号に従ってそのプログラムが実行されるように予めプログラムしておけば、その２つの領域がそれぞれ第１の信号変換部、第２の信号変換部となる。あるいは、それぞれのプログラムを実行する領域を共通する領域として、信号変換部を１つとしてもよい。

なお、プログラム実行領域も含んでこの記憶部９を全体処理部４内に構成しても良い。以上のように、外部との通信を無線で行う無線通信部と電灯線通信で行う電灯線通信部とを有し且つそれぞれの通信部での信号を変換する機能も有するので、無線通信か電灯線通信かを選択して通信できたり、無線通信からのデータを電灯線通信に変換して送信したり、電灯線通信からのデータを無線に変換して送信することが可能となる。

また、５は無線通信のみを行う場合に電灯線通信処理部３を機能させず、また、電灯線通信のみ行う場合に無線モジュール２を機能させないよう切り替える切り替えスイッチである。この切り替えスイッチ５は、無線モジュールあるいは、電灯線通信処理部３に対する駆動電力を遮断することができる。無
また、この切り替えスイッチは、無線モジュール２あるいは電灯線通信処理部３が接続されているエアコン等の電気機器のリモコンを用いて切り替え制御をすることも可能である。

また、全体処理部４にて所定の外部との通信経路での無線通信と電灯線通信の通信状態を監視する通信状態監視機能も有している。
この通信状態監視は、無線モジュール２、あるいは、電灯線通信処理部３で受信した搬送波信号の波長、振幅、周波数等をモニタリングすることで実現している。無線モジュール２あるいは電灯線通信処理部３は、他の電気機器に接続されている無線モジュールあるいは電灯線通信モジュールとの間で通信を行うが、受信側の電気機器が発生する電磁波によるノイズで受信ができなかった場合に、受信側の無線モジュール２あるいは電灯線通信処理部３はアンサー信号を発信することができないので、送信側は送信後一定期間アンサー信号を受け取らなかったことで送信に失敗したことを認識し、再送信を行う。この度通信を行う回数（再送回数）をカウンタにてカウントし、その回数で通信状態を監視する。

また、本実施の形態においては、通信状態監視手段において、無線モジュール２で他の電気機器に対して通信を行った場合と、電灯線通信処理部を通じて電灯線を介し通信を行った場合の通信成功率を比較した比較結果から通信に用いる通信手段を自動的に切り替える自動切り替え手段を有する。

まず、利用者が他の電気機器との間での通信方法を無線モジュール２による無線通信を選択するか、電灯線通信処理部３を用いた電灯線通信を選択するかをスイッチ５によって選択する。

無線モジュール２による通信が選択された場合は、他の電気機器に接続されている無線モジュールとの間で通信が行われるが、この受信側の電気機器は発生させる電磁波によるノイズ等の影響で、受信できない場合は前述のように受信側電気機器はアンサー信号を返信できず、従って、送信後所定期間アンサー信号を受信できない送信側の無線モジュール
２は、通信が失敗したことを認識し、再度信号を送信し、再送信の送信回数のカウントもあわせて行う。

この無線モジュール２を用いた無線通信の再送信のカウント数が多い場合であって、その受信側電気機に対して、利用者が電灯線通信を選択した場合の電灯線通信の再送信のカウント数が少ない場合には、その受信側の機器は電灯線通信処理部３を用いた電灯線通信の方が通信成功率が高いこととなる。この成功率の比較を、予め格納されたプログラムを実行することは全体処理部４によって行われる。

全体処理部４には、過去の通信結果から演算された、受信側電気機器毎に無線通信の成功率と電灯線通信による成功率とが格納されており、送信先（受信電気機器）の設定をした後に、この自動切換え手段により、無線が電灯線いずれかの通信方法が自動的に選択される。

また、全体処理部４は、デフォルトの通信手段を無線通信と電灯線通信のいずれかに設定するデフォルト設定手段および前記デフォルト手段で設定したデフォルトの通信手段を記憶するデフォルト記憶手段を有する。デフォルト値は、９の記憶部(不揮発性メモリ)にて実現し、パソコンなどで８の外部通信インターフェイスと４の全体処理部を介して設定され、電源投入時にこのデフォルト値に従って設定が行われる。

図２は、本発明を工場に適用した場合の実施例である。図２において、１は本発明の通信モジュール群であり、７は商用電源のコンセント、１０は設備機器郡、１１は中央監視装置を示す。通信モジュール群の１ａ、１ｂ、１ｃを子機通信モジュールとして、１ｄを親機通信モジュールとすると、親機の１ｄはそれぞれの子機に対して無線及び電灯線で通信を順次行い、通信状態監視手段にて良好と思われる通信方式に自動的に設定できる。工場においては、各棟においてノイズ状況が異なり、電灯線通信でいける場合、無線通信でいける場合、それぞれの場合が存在するので、この発明が現場にて有効となる。

なお、記憶部９は前述した機能以外に、通信手段を無線通信か電灯線通信のどちらに設定したかを予め設定された時間毎に記憶する設定履歴記憶手段を有する。この記録により、過去の通信状況を取り出すことが可能となり、１１などの中央監視装置にて、工場内のノイズ環境の変化などを監視できる。

また、表示手段６は動作中の通信モジュールが無線通信で動作しているのか電灯線通信で動作しているのかを表示する。具体的には、無線通信の場合は赤に点灯し、電灯線通信の場合は青に点灯し、無線通信と電灯線通信が両方動作しているときは黄に点灯する様な表示装置を用いる。これにより、外部より目視で通信方式が確認できる。
また、図３に本発明の通信モジュール外観例を示す。

本発明の通信モジュールは、既設設備での通信ケーブル工事なしで、住宅やオフィス、工場などでの電気設備及び電気機器の最適な通信ネットワークシステムを構築するのに有用である。

本発明の一実施の形態にかかる通信モジュールのブロック図本発明の一実施の形態の通信モジュール工場に適用した場合の図本発明の一実施の形態に係る通信モジュール外観例を示す外観斜視図電灯線通信を用いた家庭での従来実施例を示す図

符号の説明

１ａ通信モジュールａ群
１ｂ通信モジュールｂ群
１ｃ通信モジュールｃ群
１ｄ通信モジュールｄ群
２無線通信部
３電灯線通信部
４全体処理部
５切り替えスイッチ
６表示器
７ａコンセントａ群
７ｂコンセントｂ群
７ｃコンセントｃ群
８外部通信インターフェイス
９記憶部
１０ａ設備機器ａ群
１０ｂ設備機器ｂ群
１０ｃ設備機器ｃ群
１１中央監視装置
１２ａ家電機器ａ群
１２ｂ家電機器ｂ群
１２ｃ家電機器ｃ群

Claims

外部と通信する通信モジュールであって、外部との通信を無線で行う無線通信部と、電灯線通信で行う電灯線通信部とを備える通信モジュール。
電灯線通信部で受信した電灯線通信仕様の信号を無線通信部で通信する無線通信仕様に変換する第1の信号変換部を有する請求項１記載の通信モジュール。
無線通信部で受信した無線通信仕様の信号を電灯線通信部で通信する電灯線通信仕様に変換する第２の信号変換部を有する請求項１または請求項２記載の通信モジュール。
外部と通信する通信手段を無線通信と電灯線通信のどちらを用いるかを切り替える切り替えスイッチを備えた請求項１から３のいずれかに記載の通信モジュール。
請求項４記載の切り替えスイッチを遠隔で操作するための遠隔操作切り替え処理部を有する請求項４記載の通信モジュール。
所定の外部との通信経路での無線通信と電灯線通信の通信状態を監視する通信状態監視手段を備えた請求項１から５のいずれかに記載の通信モジュール。
通信状態監視手段で比較した比較結果から通信に用いる通信手段を、自動的に切り替える自動切り替え手段を備えた請求項６記載の通信モジュール。
デフォルトの通信手段を無線通信と電灯線通信のいずれかに設定するデフォルト設定手段、および前記デフォルト手段で設定したデフォルトの通信手段を記憶するデフォルト記憶手段を備えた請求項１から７のいずれかに記載の通信モジュール。
複数の通信モジュールを備え、前記通信モジュール間もしくは外部と通信を行う通信装置であって、前記通信モジュールのうち少なくとも１台は、1台または複数の子機通信モジュールの有する通信手段に合わせて無線通信と電灯線通信のいずれでも通信できる親機通信モジュールである通信装置。
各通信モジュールは少なくとも電力消費量情報を通信する請求項１０記載の通信装置。
通信手段を無線通信か電灯線通信のどちらに設定したかを、予め設定された時間毎に記憶する設定履歴記憶手段を備えた請求項１〜１１のいずれかに記載の通信モジュール。
動作中の通信モジュールが、無線通信で動作しているのか、電灯線通信で動作しているのかを表示する表示手段を有する請求項１〜１１のいずれかに記載の通信モジュール。