JP2006166272A - 電力・情報一元管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】既設の集合住戸・店舗施設において、大がかりな工事を必要とせずに、簡単かつ安価にインターネット環境を構築することができ、かつ監視システムの情報も一元的に管理が可能となる電力・情報一元管理システムを提供する。
【解決手段】建物内の電力線に接続し、高速電力線通信によるＬＡＮを構成するリモートユニットと、通信ラインとして電力線を使用し、監視システムを構成するセンサまたは制御機器類と、複数の電源系統に各々少なくとも１台設置され、電力線通信を制御するヘッドエンド装置を備えている。このヘッドエンド装置は電力線通信に接続するインターフェースの他に少なくともひとつのヘッドエンド相互間およびセンター装置との間で通信を行う手段を持っている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビルまたはマンション等のようなオフィス・店舗施設・集合住戸において使用する電力線を用いて情報信号を搬送する電力・情報一元管理システムに関するものである。

近年、ビルまたはマンション等のようなオフィス・店舗施設・集合住戸において、各オフィス・店舗・住居内にローカルエリアネットワークやインターネット環境を構築することが必須となりつつある。そのローカルエリアネットワークやインターネットの配線方法として各オフィス・店舗・住戸へ至る有線ＬＡＮ配線を行ったり、無線ＬＡＮのためのステーションを設置したり、電力線を用いた方法（電力線搬送通信）が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

一方ビルまたはマンション等では設備管理のための監視システムの設置は従来から行われており、最近では特に防犯のためのセキュリティ監視システムの必要性が高まっている。
特開２００４−１５３５００号公報

しかしながら、それらの監視システムのセンサや制御機器類の接続は、ローカルエリアネットワークやインターネット環境とは別に、センサ用の専用通信ラインとして配線されており、ローカルエリアネットワークやインターネット環境とは分離されているため、ＬＡＮシステムと監視システムは別に設置され、管理を分けて行う必要のあるものであった。

また、その監視システムが既設の場合は、そのセンサや制御機器類の配置変更や追加などに対して、既設専用通信ラインの配線経路などの制約で、変更の自由度が低く、新たな通信ラインの敷設が必要とされる。

この新規通信ラインの敷設や既設の集合住戸・店舗施設に新規にシステムを導入するためには、大がかりな工事が必要となる。そのため、営業中のビル等の既設の集合住戸・店舗施設においては、営業を一時中断しなければならず、またコスト的に高くつくため、既設の集合住戸・店舗施設にそれらの環境を構築するのは、容易でなかった。

さらに、例えばオフィスビルの場合、照明やコンセントを接続する電灯系やエアコンなどを接続する動力系などトランスが異なる複数の電源系統が存在する場合があり、電力線を用いた通信を行う場合、そういった系統を超えて通信を行うことができない問題がある。

したがって、本発明の目的は、既設の集合住戸・店舗施設において、大がかりな工事を必要とせずに、簡単かつ安価にインターネット環境を構築することができ、かつ監視システムの情報も一元的に管理が可能となる電力・情報一元管理システムを提供することにある。

本発明の電力・情報一元管理システムは、上記課題を解決するために、建物内の電力線に接続し、高速電力線通信によるＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）を構成するリモートユニットと、通信ラインとして電力線を使用し、監視システムを構成するセンサまたは制御機器類と、複数の電源系統に各々少なくとも１台設置され、電力線通信を制御するヘッドエンドを備えている。このヘッドエンドは電力線通信に接続するインターフェースの他に少なくともひとつのヘッドエンド相互間およびセンター装置との間で通信を行う手段を持っている。

そして、この構成によれば、既設の電力線を経由してデジタル情報通信を行うことができ、したがって、専用の信号線を設けることなしにデジタル情報通信を行うことができるようになる。さらにヘッドエンド間通信機能により電力線の系統を超えた通信ができるので、建物全体の情報系システムと監視システムを一括して扱う一元管理が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１から図４を用いて説明する。
（実施の形態１）
本発明の電力・情報一元管理システムの第１の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の電力・情報一元管理システムの第１の実施の形態を示すブロック図である。図１において、１００は、ホテル、ビル等、複数群の集合住戸・店舗からなる集合住戸・店舗施設を模式的に表している。図１では、集合住戸・店舗施設１００は、例として３系統の電源を持つ建物であり、高圧電力線１０１が建物外部から取り込まれ、コンセント・電灯用トランス１０２と動力用トランス１０３に配線されている。低圧系として低圧配電盤１０４からコンセント用電力線１０６Ａおよび電灯用電力線１０６Ｂが設けられており、もうひとつの動力配電盤１０５から動力用電力線１０６Ｃが設けられている。

各系統の電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃがそれぞれ各住戸・店舗１０８へ配線されている。ヘッドエンド装置（ＨＥ）１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃは、それぞれ各住戸・店舗１０８に対して配線された電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃに結合し高速電力線通信制御を行う装置である。ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃは通常、配電盤１０４、１０５の近傍に設置され、ヘッドエンド相互間通信手段１０９で接続されている。なお、１４０Aは電力線ヘッドエンド、１４０Ｂは低圧系ヘッドエンド、１４０Ｃは動力系ヘッドエンドである（総称してヘッドエンド装置と呼ぶ）。

ここで上述のヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃについて図を参照しながら詳細に説明する。
図２はヘッドエンド装置の構成を示すブロック図である（便宜上ヘッドエンド装置を符号１４０で示している）。

図２において、３１０はデジタル情報信号を処理するＣＰＵであり、３２０はＣＰＵ３１０に接続されたフラッシュメモリ、３３０はＣＰＵ３１０に接続されたＳＤＲＡＭであり、これらがデジタル情報信号を処理するデジタル信号処理部を構成している。３４０はＣＰＵ３１０に接続された電力線モデム、３５０は電力線モデム３４０に接続されたカプラである。カプラ３５０によりデジタル信号は電力線に接続される。

３６０はＣＰＵ３１０に接続されたイーサネット（登録商標）コントローラ、３７０はイーサネット（登録商標）コントローラ３６０に接続されたイーサネット（登録商標）インターフェース回路である。

ヘッドエンド装置は、イーサネット（登録商標）インターフェース回路３７０を介して、イーサネット（登録商標）等を用いたヘッドエンド間通信手段１０９に接続し、他のヘッドエンド装置や既設のイーサネット（登録商標）網１６０、管理用パソコンと通信を行う。

上記した電力線モデム３４０は、デジタル信号処理部を構成するＣＰＵ３１０で処理されたデジタル情報信号を電力線に乗せるための変調を行いカプラ３５０へ入力するとともに、カプラ３５０から出力される電力線キャリアからデジタル情報信号を復調してデジタル信号処理部のＣＰＵ３１０へ入力する。この際、ＣＰＵ３１０では、デジタル情報信号を暗号化した上で、電力線モデム３４０へ送り、電力線から漏洩する電磁波から情報が漏れるのを防止している。また、電力線モデム３４０から入力された信号を復号化した上で処理するようになっている。

その他、ヘッドエンド装置は、ヘッドエンド相互間通信手段１０９にある他のヘッドエンド装置との間のデータ伝送を適切に行うための処理機能を有している。特に、このヘッドエンド装置には、電力線側のリモートユニットに対する情報配信経路を選択制御するルーティング機能と、ヘッドエンド相互間通信手段１０９側のイーサネット（登録商標）網１６０に対するデジタル情報通信と電力線側のリモートユニットに対するデジタル情報通信との橋渡しをするブリッジ機能と、電力線側のリモートユニットに接続されるパーソナルコンピュータ等を管理するリモートメンテナンス機能と、電力線側のリモートユニットの接続・切り離しに即時に対応するプラグアンドプレイ機能とを有している。

既存のイーサネット（登録商標）網１６０は、光ファイバー等を利用してインターネットに接続可能なネットワークである。
リモートユニット（ＲＵ）１１０は、複数群の集合住戸・店舗を構成する各住戸・店舗１０８に設けられて電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃの分岐配線に各々結合され情報システムを構成する。

監視制御端末１２０は監視制御システムで使用される温湿度測定用センサや人体検知センサなどセンサ類や照明のＯＮ・ＯＦＦなどの制御を行う端末である。
動力系監視制御用端末１３０はエアコンなどの動力系電源を使用する機器に外部接続された、または組み込まれた端末である。

上記したヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃは、インターネット接続可能な既存のイーサネット（登録商標）網１６０に、ヘッドエンド相互間通信手段１０９により接続されている。また、各リモートユニット１１０は、住戸・店舗１０８内でパーソナルコンピュータネットワーク（図示せず）に接続されるコネクタ（図示せず）を有している。コネクタは、イーサネット（登録商標）配線を接続するためのコネクタまたはＵＳＢ配線を接続するためのコネクタ等からなる。

そして、この電力・情報一元管理システムは、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃとリモートユニット１１０との間で電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃを通してデジタル情報通信を行うことにより、パーソナルコンピュータネットワークをイーサネット（登録商標）網１６０に接続可能とし、パーソナルコンピュータネットワークをインターネットに接続可能としている。

また、この電力・情報一元管理システムは、それぞれの用途により系統の異なる電力線に接続された監視制御端末１２０および動力系監視制御端末１３０がセンサおよび機器状態の監視データの収集および制御情報の出力を行っている。それらの情報は電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃを通して各ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃとデジタル情報通信を行うことにより、ヘッドエンド相互間通信手段の１０９を経由して監視システムセンター装置１５０で集約され、監視制御を可能としている。

上記のヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃは、各リモートユニット１１０や各監視制御端末１２０、１３０に対する情報配信経路を選択制御するルーティング機能および、監視システムセンター装置１５０に対するデジタル情報通信と、各監視制御端末１２０、１３０や各リモートユニット１１０に対するデジタル情報通信との橋渡しをするブリッジ機能を有している。

上記した既存のイーサネット（登録商標）網１６０は、例えば図３に示すような構成を有している。すなわち、このイーサネット（登録商標）網１６０は、光ファイバー１０７を介してインターネット接続を行うための変換装置である電気・光変換器２１０と、例えば各オフィス等で使用されるファイルサーバー２２０と、通信管理用パソコン２３０とがイーサネット（登録商標）配線２５０に接続された構成であり、このイーサネット（登録商標）配線２５０がルーター２６０を介してヘッドエンド相互間通信手段１０９に接続される。上記のイーサネット（登録商標）網では、たとえば、１００ＭＢｐｓ等のような高速データ通信が可能な構成となっている。

また、このイーサネット（登録商標）網の中に監視システムセンター装置１５０がイーサネット（登録商標）配線２５０に接続された構成も考えられる。
なお、上記の監視情報は、電気・光変換器２１０からインターネットを介してイーサネット（登録商標）網１６０とは別に設けられたリモートセンター１７０へ送ることで、リモートセンター１７０で管理することもできる。

この実施の形態の電力・情報一元管理システムによれば、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃおよび各リモートユニット１１０および各監視制御端末１２０、１３０を使用することによって、各住戸・店舗１０８まで既に敷設されている電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃを経由してデジタル情報通信を行うので、既設のイーサネット（登録商標）網１６０から集合住戸・店舗施設１００内の各住戸・店舗１０８までインターネット接続のための専用線や監視システムのための専用線を新たに敷設することなしに、住戸・店舗１０８内のパーソナルコンピュータネットワークを既設のイーサネット（登録商標）網１６０を使ってインターネット接続することが可能となる。同時に監視制御端末１２０、１３０が専用線の配線上の制約も無く配置可能となる。

したがって、大規模な配線工事等を行うことなしに既設の集合住戸・店舗施設１００の各住戸・店舗１０８をインターネット対応可能とすることができたり、新規に監視システムを導入したりすることが可能となる。そのために、リニューアルによる建物の付加価値が上昇する。

また、この電力・情報一元管理システムによれば、各住戸・店舗１０８に設けられるリモートユニット１１０や監視制御端末１２０、１３０については、必要に応じて電力線に接続するだけで、機器に必要な電源の取得と同時に通信ラインが接続され、リモートユニットや監視制御端末の設置のための配線工事等は大幅に削減が可能である。

ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃについては、電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃに結合させるための配線工事が必要となるが、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃの個数は電力線の系統の数しか必要なく、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃが各々配電盤１０４、１０５の近傍に設置された場合、ヘッドエンド相互間通信手段１０９は無線ＬＡＮなど配線の必要ない手段に変更も可能であり、設置の工事は短時間に簡単に終えることができる。

また、この電力・情報一元管理システムによれば、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃがルーティング機能を備えているため、センサ情報や制御情報を各住戸・店舗１０８のパーソナルコンピュータネットワーク内のパーソナルコンピュータに簡易監視制御機能として付加することが可能で、監視システムセンター装置１５０が各住戸・店舗１０８に個別におかれて、ユーザーのニーズに合った設備管理が可能となる。

（実施の形態２）
本発明の電力・情報一元管理システムの第２の実施の形態を図面を参照しながら説明する。

図４は本発明の電力・情報一元管理システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図である。この第２の実施の形態と先述した第１の実施の形態との違いは、映像情報の入力手段としてカメラ装置１８０を用いた、映像によるセキュリティシステムを構成したことである。その他の構成は、図１と同様である。

上記したヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃは、ヘッドエンド相互間通信手段１０９を介して、インターネット接続可能な既存のイーサネット（登録商標）網１６０に接続されている。また、各リモートユニット１１０は、住戸・店舗１０８内でパーソナルコンピュータネットワーク（図示せず）に接続されるコネクタ（図示せず）を有している。このコネクタは、イーサネット（登録商標）配線を接続するためのコネクタまたはＵＳＢ配線を接続するためのコネクタ等からなる。

そして、この電力・情報一元管理システムは、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃと各リモートユニット１１０との間で電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃを通してデジタル情報通信を行うことにより、パーソナルコンピュータネットワークをイーサネット（登録商標）網１６０に接続可能とし、パーソナルコンピュータネットワークをインターネットに接続可能としている。

また、この電力・情報一元管理システムは、それぞれの用途により系統の異なる電力線に接続された監視制御端末１２０および動力系監視制御端末１３０がセンサおよび機器状態の監視データの収集および制御情報の出力および映像情報のストリーム出力を行っている。それらの情報は電力線１０６Ａ、１０６Ｂ、１０６Ｃを通して各ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃとデジタル情報通信を行うことにより、ヘッドエンド相互間通信手段の１０９を経由して管理装置である監視システムセンター装置１５０で集約され、監視制御を可能としている。

上記のヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃは、各リモートユニット１１０や各監視制御端末１２０、１３０に対する情報配信経路を選択制御するルーティング機能および、監視システムセンター装置１５０に対するデジタル情報通信と、各監視制御端末１２０、１３０や各リモートユニット１１０に対するデジタル情報通信と、ストリームデータとの橋渡しをするブリッジ機能を有している。

上記した既存のイーサネット（登録商標）網１６０の構成は、第１の実施の形態で説明したとおりである。
また、この電力・情報一元管理システムによれば、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃがルーティング機能を備えているため、映像ストリーム情報を各住戸・店舗１０８のパーソナルコンピュータネットワーク内のパーソナルコンピュータへ配信して各パーソナルコンピュータで監視することが可能で、例えば集合住宅の共用部エントランスやエレベータホールの監視セキュリティが各住戸・店舗１０８個別で可能となり、セキュリティ性を高めることも可能となる。

また、この電力・情報一元管理システムによれば、ヘッドエンド装置１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃが電力系統を超えた通信を可能にしているため、電源の系統を気にすることなく監視カメラ１８０の設置が可能であり、大幅な配線工事等の削減が可能であり、また、一時的に監視カメラ１８０の配置も可能となり、ホテルなどのイベント開催時の監視カメラ１８０設置が簡単に可能となり、セキュリティ性を高めることができる。

本発明の電力・情報一元管理システムは、既設の電力線を経由してデジタル情報通信を行うことができ、したがって、専用の信号線を設けることなしにデジタル情報通信を行うことができるようになる。さらにヘッドエンド相互間通信機能により電力線の系統を超えた通信ができるので、建物全体の情報系システムと監視システムを一括して扱う一元管理が可能となり、ビルまたはマンション等のようなオフィス・店舗施設・集合住戸において使用する電力線を用いた電力線搬送通信（ＰＬＣ）システムとして産業上有用である。

本発明の電力・情報一元管理システムの第１の実施の形態の構成を示すブロック図 本発明の電力・情報一元管理システムの第１の実施の形態に用いるヘッドエンド装置のブロック図 本発明の実施の形態における既存のイーサネット（登録商標）網の構成を示す図 本発明の電力・情報一元管理システムの第２の実施の形態の構成を示すブロック図

符号の説明

１００ 集合住宅・店舗施設
１０１ 高圧電力線
１０２ コンセント及び電灯用トランス
１０３ 動力用トランス
１０４ 低圧配電盤
１０５ 動力配電盤
１０６Ａ 電灯用電力線
１０６Ｂ コンセント用電力線
１０６Ｃ 動力用電力線配線
１０７ 光ファイバー
１０８ 住戸・店舗
１１０ リモートユニット
１２０ 監視制御端末
１３０ 動力系監視制御端末
１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃ ヘッドエンド装置
１５０ 監視システムセンター装置
１６０ イーサネット（登録商標）網
１７０ リモートセンター
１８０ カメラ装置
２１０ 電気・光変換器
２２０ ファイルサーバー
２３０ 通信管理用パソコン
２５０ イーサネット（登録商標）配線
２６０ ルーター
３１０ ＣＰＵ
３２０ フラッシュメモリ
３３０ ＳＤＲＡＭ
３４０ 電力線モデム
３５０ カプラ
３６０ イーサネット（登録商標）コントローラ
３７０ イーサネット（登録商標）インターフェース

Claims (10)

1. 建物内のコンセントと接続する電力線を介し、前記コンセントに接続する電気機器と高速電力線通信制御を行なう電力線ヘッドエンド部と、前記ヘッドエンド部と接続し、建物内の低圧系電力線系統に対して高速電力線通信制御を行なう低圧系ヘッドエンド部と、建物内の動力系電力線系統に対して高速電力線通信制御を行なう動力系ヘッドエンド部と、前記電力線ヘッドエンド部から建物外との通信を行ない、前記建物全体の情報網および設備管理システムを一元管理する電力・情報一元管理システム。
2. 建物外との通信を光ファイバーを用いる請求項１記載の電力・情報一元管理システム。
3. 建物内の高速電力線通信と建物外の光ファイバー通信との通信形態を変換する変換装置を備える請求項２記載の電力・情報一元管理システム。
4. 建物内に、電力線ヘッドエンド部、低圧系ヘッドエンド部および動力系ヘッドエンド部を総括して監視する管理装置を備える請求項１から３のいずれかに記載の電力・情報一元管理システム。
5. 電力線ヘッドエンド部から建物外の管理センターとの通信を行ない、前記管理センターで、電力線ヘッドエンド部、低圧系ヘッドエンド部および動力系ヘッドエンド部を総括して監視する請求項１から４のいずれかに記載の電力・情報一元管理システム。
6. 建物内のコンセントと接続する電力線を介し、前記コンセントに接続する電気機器と高速電力線通信制御を行なう電力線ヘッドエンド部と、前記ヘッドエンド部と接続し、建物内の低圧系電力線系統に対して高速電力線通信制御を行なう低圧系ヘッドエンド部と、建物内の動力系電力線系統に対して高速電力線通信制御を行なう動力系ヘッドエンド部と、前記電力線ヘッドエンド部から建物外との通信を行ない、前記建物全体の情報網と映像データによるセキュリティ監視を一元的に行う電力・情報一元管理システム。
7. 建物外との通信を光ファイバーを用いる請求項６記載の電力・情報一元管理システム。
8. 建物内の高速電力線通信と建物外の光ファイバー通信との通信形態を変換する変換装置を備える請求項７記載の電力・情報一元管理システム。
9. 建物内に、電力線ヘッドエンド部、低圧系ヘッドエンド部および動力系ヘッドエンド部を総括して監視する管理装置を備える請求項６から８のいずれかに記載の電力・情報一元管理システム。
10. 電力線ヘッドエンド部から建物外の管理センターとの通信を行ない、前記管理センターで、電力線ヘッドエンド部、低圧系ヘッドエンド部および動力系ヘッドエンド部を総括して監視する請求項５から９のいずれかに記載の電力・情報一元管理システム。
    

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