JP2006317993A - 機器監視制御システム - Google Patents

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茂 相原
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保徳 浜井
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Abstract

【課題】制御対象となる機器側には,後付の通信機能や監視を行う手段が不要で,機器監視制御システムを容易に構築でき、さらにインターネットを介して当該システムの監視制御を行うことができる機器監視制御システムを提供する。
【解決手段】ネットワークを介して情報を授受する通信手段と,複数の電気機器等に電源を供給又は遮断するスイッチ部と,複数の電気機器との間で動作制御信号を送受信する送受信部と,電気機器の動作状態を掌握する動作状態確認部とを少なくとも備え,ネットワークを介して選択した電気機器の動作状態を確認及び動作を変更する機能と,電路に流れる電流を計測監視し,予め設定した所定の設定電流値と計測された電流値との割合に応じて段階的な報知を行い,計測された電流値が設定電流値を超えた場合には予め定められた機器への電源供給を停止させるとともに停止させたことを報知する機能とを備えて機器監視制御システムを構成した。
【選択図】図1

Description

本件の発明は,ネットワークを介して電気機器の状態監視や操作が行え,電流の使用状態に応じて制御を行うデマンドコントロール機能を備えた機器監視制御システムに関する。
従来,家電機器を制御するネットワークシステムとしては,特許文献1に示されたように,家電機器制御ネットワークシステムにおいて,新たな家電機器の導入毎のコントローラの動作状態データの取得方法を変更する必要のない技術の開発,また,各家電機器相互の連携動作の制御に際しては,アドレス等の設定が容易かつ消費電力が少なくて済む技術の開発,また,結構消費電力の大きいコントローラなしに各家電機器の連携制御をなしうる技術の開発,を課題の解決とし,アプリケーションソフトと下位通信ソフトとを結ぶ通信ミドルウェアにて通信定義オブジェクトを定め,これにより各機器の連携しての動作,制御を行わしめ得ることに着目してなされたものが公知である。図9に特許文献1の第4図を示した。
特開2001−86572号
しかしながら,特許文献1における家電機器制御システムにおいては,使用する家電機器自体にネットワークを介してコントローラと通信を行うための通信機能を備えておく必要がある。このため,個々の家電機器に通信機能を付加するコストが上乗せとなり,ネットワークシステムを構築するにあたりコストがかかるという問題があった。もしくは,当該ネットワークシステムの通信仕様に合った通信機能を最初から備えた家電機器を導入する必要があり,同じくネットワークシステムの構築にあたり利用者にとってコストが増大するという問題があった。
また,個々の家電機器の動作状態を監視するためには,監視を行う手段を該個々の家電機器全てに動作状態を監視する手段を備える必要が生じ,前記通信機能の搭載と合わせてネットワークシステムの構築にあたり,コストが増大するとともに,高度な処理は行えるがシステムが複雑になり,利用者側で高い管理能力が必要となり,使用方法が複雑になるおそれがあるという課題があった。
また,ネットワークシステムのコントローラとして,エアコン,テレビジョン受像機,ビデオデッキ等の共通のリモートコントローラ(ユーザーの遠隔操縦装置)にホームネットワークシステムのための集中制御装置を組み込んだものが示されているが,宅内からだけではなく,携帯電話や外出先のコンピュータから手軽に家電機器制御ネットワークシステムの監視や制御処理を行いたいという要望がなされている。また,環境保護に関する意識が重要視されるなか,手軽に省エネ意識を得られ,省エネを実践できるシステムが望まれている。
そこで本件の発明は,このような課題や実情に鑑みてなされたものであり,制御対象となる機器側には通信機能や監視を行う手段といった後付手段が不要で,コストの増大を抑えることができるとともに,機器監視制御システムを構築する際に複雑化せず容易に管理が可能で,さらにはインターネットを経由して当該システムにアクセスを行ったり,システムからの情報の取得を行い,監視制御ならびに省エネ意識の高揚を行うことができる利便性の高い機器監視制御システムを提供することを目的としている。
上記目的を達成するために,請求項1の発明では,複数の電気機器等を監視制御対象とした機器監視制御システムにおいて,ネットワークを介して情報を授受する通信手段と,複数の電気機器に電源を供給する電路に介在し電源を供給若しくは遮断するスイッチ部と,複数の電気機器が接続されて該電気機器との間で動作制御信号を送受信する送受信部と,電気機器の動作状態を掌握する動作状態確認部とを少なくとも備え,ネットワークを介して選択した電気機器の動作状態を確認及び該電気機器の動作を変更する機能と,電路に流れる電流を計測監視する電流監視手段により電流を計測監視し,予め設定した所定の設定電流値と前記電流監視手段により計測された電流値との割合に応じて段階的な報知を行い,計測された電流値が設定電流値を超えた場合には予め定められた機器への電源供給を停止させるとともに停止させたことを報知する機能とを備えたことを特徴として機器監視制御システムを構成している。
本発明によれば,電気機器の監視や動作制御をシステム側に設けられたスイッチ部若しくは送受信部から行い,またデマンドコントロールにより電源供給を停止させた場合には,そのことを報告するため利用者は的確にコントロール状態を掌握でき,インターネットに接続して用いる通信端末から簡易にシステムからの情報を取得できるため利用場所が限定されることがなく利便性が高い機器監視制御システムを提供することができる。
また,本発明の機器監視制御システムにおける報知は,本体及び報知部に設けられた無線通信部により該本体と報知部との間で無線通信を用いて行われ,該報知部には本体から送信される電流監視手段により計測された電流値の割合データに基づいて電流の使用状態を表示する表示部と,電子音や音声メッセージを発するスピーカ部とを備えた報知部から行われるとともに,前記通信手段を介して,予め定められた所定のメールアドレスに宛てて,接続された電気機器への電源供給を停止したことを示す電子メールを送信する機能により成されることを特徴としてもよい。
これにより,システムからの情報を報知部の表示部における表示により視認できるとともに,音により聴取でき,また,報知部の付近にいなくとも,電子メールにより情報の認知ができ,利便性が高まるとともに複数の形態で報知を行うことにより報知の確実性が増加し,利用者がシステムからの情報を取得しやすくなるという効果がある。
また,機器監視制御システムは,周囲情報を取得し,該出力信号出力判定手段得した情報を伝送したり,外部から受信した制御信号に基づき所定の動作を行うセンサー群と無線通信を行う無線通信部を備え,該センサー群の動作状態を前記通信手段を介してネットワークを経由して掌握できる機能を備えるとともに,該センサー群の動作状態に変化があった場合には,機器監視制御システムに接続された所定の電気機器を駆動させるとともに,予め定められた所定のメールアドレスに宛てて,センサー群の動作状態に変化があったことと,電気機器を駆動させたことを示す電子メールを送信する機能を備えたことを特徴として構成してもよい。
これにより,機器監視制御システムとセンサーとの間の配線が不要で,システムの構築が有線を用いて行う場合と比べてより簡単に行え,センサーの場所を変更する際にも配線をやり直す手間が不要となり利用者にとって利便性が高い上,センサーの増設を行う場合や,取り外す際においてもより簡単にシステムの変更が行え,さらに,センサーの動作状態に変化があった場合には,まず機器を駆動若しくは停止させてからメールを送信することにより,システムにおいて決められた動作を行ったことを外部に宛てて知らせることができ,利用者がシステムの周囲にいなくとも状況を把握できるという優れた効果がある。
また,機器監視制御システムにおけるデジタル信号入力部若しくはアナログ信号入力部に接続された機器の動作状態に変化があった場合に,機器監視制御システムに接続された所定の電気機器を駆動させることとともに,予め定められた所定のメールアドレスに宛てて,デジタル信号入力部若しくはアナログ信号入力部に接続された機器の動作状態に変化があったことと,電気機器を駆動させたことを示す電子メールを送信する機能を備えたことを特徴として機器監視制御システムを構成してもよい。
これにより,前述のセンサー群の場合と同様,デジタル信号入力部若しくはアナログ信号入力部に接続された機器の動作状態に変化があった場合には,まず所定の機器を駆動若しくは停止させてからメールを送信することにより,システムにおいて決められた動作を行ったことを外部に宛てて知らせることができ,利用者がシステムの周囲にいなくとも状況を把握できるという優れた効果がある。
また,ネットワークはゲートウエイを介してインターネットに接続されており,インターネットに接続された通信端末から機器監視制御システムにアクセスを行うことを特徴としてもよい。
これにより,機器監視制御システムを既存のLAN内に容易に組み込むことができるとともに,インターネット側から機器監視制御システムに向けてアクセスを行うよう構成することができるため,携帯電話やコンピュータなどから容易にアクセスを行うことができ,機器監視制御システムが発信した電子メールを受けて,機器監視制御システムにアクセスを行いより詳細な情報を得ることが可能となる。
また,前記通信手段はインターネット接続手段であり,ネットワークはインターネットであることを特徴として構成してもよい。
これにより,既存のLANがない場合においても新たにインターネット環境を設けることにより機器監視制御システムを構築でき,また,新たにインターネット環境を設けずとも通信手段にインターネットに接続するためのモデムなどを用いることにより容易に機器監視制御システムをインターネットに接続することが可能となる。
本発明によれば,制御対象となる機器側には通信機能や監視を行う手段といった後付手段が不要で,コストの増大を抑えることができるとともに,機器監視制御システムを構築する際に複雑化せず容易に管理が可能で,さらにはインターネットを経由して当該システムにアクセスを行ったり,システムからの情報の取得を行ったりすることができる利便性の高い機器監視制御システムを提供することが可能となる。
以下に本件発明の実施の形態に係る機器監視制御システムについて,図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は,本件発明の機器監視制御システムと,該機器監視制御システムから電子メールが送信される,もしくは機器監視制御システムにアクセスを行うクライアント端末とのネットワーク接続概略図を示したものである。
1は機器監視制御システム,2は該機器監視制御システム1が接続されるネットワーク,3はネットワーク2と接続されて機器監視制御システム1と通信が可能なクライアント端末(1〜n)である。本実施の形態では,ネットワーク2はインターネット網を想定しており,クライアント端末3としては,ウェブブラウザを実装したインターネット網に接続可能なコンピュータや携帯電話やPDA(パーソナルデジタルアシスタント:携帯情報端末)などを用いる。クライアント端末3はインターネット網を介して機器監視制御システム1にアクセスし該機器監視制御システム1の所定の情報を閲覧したり所望の操作を行う。
また,機器監視制御システムには報知部が設けられており,クライアント端末を用いなくとも,機器監視制御システムの周辺において,該機器監視制御システムが監視する所定の情報を報知部により掌握することを可能としている。
図2には,機器監視制御システム1のブロック構造図を示している。101は通信手段で,ネットワーク2を接続するための端子部を含んでいる。本実施の形態では,一般的な規格IEEE802.3のイーサネット(Ethernet(TM))規格を用いて通信を行うため,コネクタ形状がRJ45に合った端子を用いている。なお,ネットワーク端子に直接ケーブルを接続してネットワーク接続を行う方法以外に,ネットワーク接続端子部分を無線化して,無線でネットワークへの接続を行うようにしてもよい。また,イーサネット規格以外に,例えばFDDIやToken Ring方式を用いて通信を行ってもよい。
また,LAN経由ではなく,インターネットに直接接続する形態として,インターネット接続手段としてモデムを接続し,グローバルIPアドレスを割り当てて使用してもよい。
102は演算手段である。演算手段102は後述する各種ソフトウエアの実行処理や,接続される機器からの入力信号,出力信号を入出力制御するためのもので,中央演算処理プロセッサ(CPU)を用いて構成している。103は前記演算手段102と接続され,該演算手段102からの要求によりデータの書き込みや読み込みを行われるメモリからなる記憶手段である。記憶手段103には各種ソフトウエアやデータが記憶され,随時ソフトウエアやデータの読み出しや,データの書き込みが行われる。
次に電気機器を接続する端子部について説明を行う。104はHA(ホームオートメーション)機器を接続し制御するためのHA端子(日本電機工業会により定められたJEM-A端子)である。105は各種電気機器,特にセンサ機器を接続しセンサ入力を受信するためのアナログ信号入力端子,105’は同じくデジタル信号入力端子である。センサはガスセンサ,熱・煙センサ,ON−OFF信号を発生する機械的なスイッチまたは電子的スイッチなどのセンサ出力がHighもしくはLow信号となるセンサを用い,該センサやスイッチからの出力信号を得る。また,サーミスタや変流器などセンサ出力がアナログ的に増減するセンサを入力することも可能としている。
107は直流もしくは交流で動作する電気機械器具及び部品等と接続される接続端子である。該接続端子107はリレー106を介して電源入力部109と接続されている。リレー106の制御信号入力部は演算手段102と接続され,該演算手段102からの制御信号を受けて駆動し,電源入力部109と接続端子107とを電気的に入切することで,リレー106の2次側即ち該接続端子107に接続された電気機械器具や部品に電源を供給する。
また,リレー106の二次側において,接続されている電気機器が動作しているかどうかを,動作状態確認部108により行っている。これは,リレー106の二次側端子間の電圧値が電源入力部109の印加電圧と等しいか若しくはゼロ電位となっているかを測定することにより判断している。具体的にはリレー106の二次側端子間に分圧抵抗を設けて,該分圧抵抗の両端の電位を測定することにより行っている。即ち,電気機器に電源が供給され動作している場合は前記二次側端子間の電圧値はゼロ電位となり,電気機器に電源が供給されず停止している場合は前記二次側端子間の電圧値は電源入力部109の印加電圧と等しくなる。なお,動作状態確認部108の出力は演算手段102に入力される。
HA端子に接続されている機器については,それらの動作状態の判断は,JEM-A規格に,機器の動作/停止を行うための制御信号と,機器の動作状態を示すフィードバック信号が定められており,それを用いて動作状態の判断を行っている。
これらのHA端子104,接点入力端子105,また,接続端子107においてはリレー106に接続された動作状態確認部を介して演算手段102に接続されており,演算手段102は,該端子を経由して接続された機器の情報データを得るとともに,機器の制御操作を行う。なお,リレー106の代替手段として,演算手段102から制御信号を受けて駆動するため例えばSSRを用いて構成してもよい。
109は電源入力部である。これは機器監視制御システム1に電源を供給するための入力であり,交流電源もしくは直流電源に接続して用いる。該電源入力部109は,交流−直流変換手段もしくは直流−直流変換手段により本機器監視制御システム1に適した直流電源を生成する端末内直流電源109’に接続されており,機器監視制御システム1を構成する演算手段102や記憶手段103等へ駆動電源を供給する。なお,電源入力部109は端末内直流電源109’とリレー106に接続されて用いるため,例えばリレー106の駆動にて動作される接続機器の必要電圧が,該端末内直流電源109’の許容電圧以上の場合など,即ち入力電源を2種類接続したい場合にも対応できるよう,電源入力部109の入力端子を2系統設けて配設してもよい。この場合,接続端子107用の電源はリレー106に直接供給されるよう,端末内直流電源109’用の電源経路とは分けて構成しておく。
110は電流監視部であり,変流器(CT)により構成されている。該変流器110の出力は,該変流器110が接続された電流検出部111により増幅され,さらに演算手段102に入力される。変流器110は電流を測定したい電路の電線を貫通させるよう装着して用いる。また,変流器は分割型でもよいし非分割型でもよい。なお電流検出部111はオペアンプを用いて変流器からの出力信号を増幅して演算手段に入力できるよう構成している。
112は無線通信部である。該無線通信部112は後述する報知部113と無線通信を行い,該報知部113に対して機器監視制御システム1の所定の情報を出力し報知部にて該所定の情報を表示及び発報を周囲に対して行うことが可能である。
また,該無線通信部は,IEEEにより定められたIEEE802.15.4を物理インターフェースに用いた短距離無線通信規格に基づいた通信が可能で,ZigBee規格に対応した通信を無線センサー群と行う。これにより,種々の無線センサーが発する所定の情報を受信できるとともに,特定のセンサーに対して情報を発信して決められた処理を伝達することができ,双方向通信を行うことができる。
監視電流レベル設定手段114はロータリースイッチを用いており,複数の監視電流レベルを手動により択一的に設定できるよう構成され,選択された監視電流レベルの情報は演算手段102に入力される。監視電流レベルは,20A,30A,40A,50A,60Aの設定が行えるようになっている。機器監視制御システム1は,この監視電流レベル設定手段114で定めた監視電流レベルを基準として,監視する電路における通電電流の状態を監視する。なお,監視電流レベルは,この他の値の設定が行えるようにしたり,無断開に設定できるように設けてもよい。
演算手段102は,電流監視部110から得られる電流値に対応する信号を取り出し,監視電流レベル設定手段114により定められた監視電流レベルに対する通電電流の状態を演算求出する。演算の際に使用するプログラムは記憶部103に予め記憶されており,演算時に読み出して演算処理を行う。
ここで,監視電流レベルに対する通電電流の状態とは,監視電流レベルに対する現在の通電電流の割合を意味している。例えば,監視電流レベルが20Aで,通電電流が12Aであった場合には,監視電流レベルに対する現在の通電電流の割合は百分率換算では60%となる。監視電流レベルが20Aで,通電電流が22Aであった場合には,監視電流レベルに対する現在の通電電流の割合は百分率換算では110%となる。
次に報知部113について説明を行う。報知部113は機器監視制御システム本体の周辺に配置され本体を無線通信を行うことにより,所定の情報の表示や音または音声にて報知を行うものである。
図3は機器監視制御システム1における報知部113のブロック図で,無線受信部1131と信号処理部1132と表示部1133と警報発生部1134と電源プラグ部1135とコンセント部1136と伝導体1137と電源部1138と無線受信部1131に接続されるアンテナ部1139とを有して構成されている。報知部113への電源供給は通常の電源コンセントから行われる。
図4は機器監視制御システム1を住戸内に適用した一例を示している。住戸内においてインターネット網に接続する場合には、有線、無線など種々の通信媒体が用いられ、またインターネットサービスプロバイダ(ISPという)への接続方式もPPPoE、PPPoA、IPoA、DHCP等、種々の方式があるが、図4には昨今よく用いられる接続形態を示している。まず、ネットワークに接続された経路について説明を行うと、住戸内においては、制御機能付情報端末1とルータ5、及び該ルータ5とモデム4とがLAN(ローカルエリアネットワーク)で接続されている。ここで、モデム4はISPへ接続するための接続機器であり、PPPoE、PPPoA、IPoA、DHCPいずれにおいても使用される。ルータ5は住戸内において複数のネットワーク機器からインターネット網へアクセスすることを可能とするもので、複数のネットワーク機器を接続することができるようにHUB(ハブ)を設けている。
またルータにはネットワーク接続が可能なカメラ6が接続されており,該カメラ6には人間などの動きを感知して出力信号を出力する人感センサ7が接続されている。
モデムはISP網を介してネットワーク2(インターネット網)に接続されており、機器監視制御システム1は、住戸外においてインターネット網に接続可能なクライアント端末3(コンピュータや携帯電話など)から、接続することが可能である。
被制御機器8と、信号入力機器9は、先に説明を行ったHA機器や各種センサ、各種負荷機器を表している。制御機能付情報端末1をルーター5に接続するように構成しているために、ユーザー側における既存のインターネット接続環境において後付けで制御機能付情報端末1を設置導入することが可能である。
また,電流監視部110が住戸内の電力分電盤内に設けられており,電路に流れる電流の大きさに応じた出力を常に電流検出部111に出力している。
次に、クライアント端末3から、ネットワーク(インターネット網)を介して機器監視制御システム1にアクセスし、接続された電気機器等の制御を行う場合の流れについて説明する。
機器監視制御システム1の記憶手段103には、クライアント端末からの操作要求を受付けるウェブサーバーと、ネットワークカメラ6から出力されるデータファイルを受信し記憶手段に書き込み記憶するFTPサーバー(ファイルトランスファープロトコルサーバー)と、所定のメールアドレスに向けてメールを送信するメール送信プログラムと、該ウェブサーバーの要求によりHTMLデータを生成するプログラムと、接続されている機器の状態データと、ユーザーの設定情報データとが記憶されている。
ここで、機器監視制御システム1へアクセスする方法を示すURL(ユニフォームリソースロケーター)として、http://www.example.jpを用いているとする。なお、機器監視制御システム1は、URLに使用されるドメイン名とISPから割り当てられたIPアドレスとを動的に対応付けるようIETFによってRFC2136として規格化されているDNS UPDATEを用いてインターネット網からのアクセスを行うよう構成されている。なお,グローバルIPアドレスが固定のもので,URLと静的に対応付けられている通常のDNSを用いる場合でもなんら構わない。
図5は、機器の操作を表したフローチャートである。クライアント端末3に搭載されたウェブブラウザによって本制御機能付情報端末1のウェブサーバーのURLにアクセスを行うと(ステップS1)、ウェブサーバーは所定の演算処理の後でHTTPセッションを確立させ、記憶手段に記憶されたプログラムにより、現在の接続された機器の状態データを元に操作画面データを生成し、アクセス元のクライアント端末3に操作画面データを送信する(ステップS11)。
該操作画面データを受信したクライアント端末3のウェブブラウザは操作画面を表示し、ユーザーは操作機器の選択を行い、希望する操作内容を選択して機器操作データをウェブサーバーに向けて送信する(ステップS2)。
該機器操作データを受信したウェブサーバーは、該データから操作対象機器及び操作内容を抽出処理し、操作対象機器及び操作内容の認識を行う(ステップS12)。そして演算手段により対象となる機器の状態データの把握処理を行う(ステップS13)。先の操作内容と、前記状態データが適当である場合、即ち操作内容が機器をONする内容で、制御対象機器の状態がOFFである場合には該制御対象機器に対して操作信号を出力する(ステップS14)。制御対象機器の状態変化(OFFからON)が完了すると、ウェブサーバーはプログラムにより操作結果画面データを生成し、該操作結果画面データをクライアント端末3に向けて送信する(ステップS15)。
操作結果画面データを受信したクライアント端末3のウェブブラウザは、操作結果画面を表示し、ユーザーは操作の結果の確認を行う(ステップS3)。
図6はデータ閲覧の流れを示したフローチャートである。ここでネットワークカメラ6は図4で説明したネットワークに接続可能なカメラである。ネットワークカメラ6に接続された人感センサ7が人間等を感知し出力した出力信号を受信すると(ステップS31a)、カメラはそのときの映像を撮影し(ステップS32a)、映像データファイルを生成し、予め定められた制御機能付情報端末1の記憶手段に記憶されたFTPサーバーに向けて該データファイルをする(ステップS33a)。
機器監視制御システム1のFTPサーバーは該データファイルを受信し(ステップS21a)、記憶手段103にデータを書き込み記憶する(ステップS22a)。
次に、データ表示を行うためにクライアント端末3に搭載されたウェブブラウザによって機器監視制御システム1のウェブサーバーのURLにアクセスを行うと(ステップS1a)、ウェブサーバーはプログラムにより記憶手段に記憶されたデータファイルをサーチするとともにサーチの結果得られたデータのリストを示したリスト表示画面データを生成し、クライアント端末3に向けて送信する(ステップS11a)。
該リスト表示画面データを受信したクライアント端末3のウェブブラウザはリスト表示画面を表示し、ユーザーにより表示させたいデータが選択されると、該データの選択要求データをウェブサーバーへ送信する(ステップS2a)。
ウェブサーバーは該選択要求データを受信すると(ステップS12a)、対象となるデータファイルを記憶手段から読み出し(ステップS13a)、該対象となるデータファイルをクライアント端末3に向けて送信する(ステップS14a)。該データファイルを受信したクライアント端末3のウェブブラウザは、選択されたデータファイルを表示し、ユーザーは所望した映像データを閲覧することができる(ステップS3a)。プログラムにより現在の画像のみならず,記憶手段に記憶された過去のデータ、例えば数時間前、数日前の機器の状態や、カメラの映像データなどを読み出し表示もしくは検索して表示するようにしておけばユーザーはより便利に参照することが可能である。
また,センサ7に焦電センサを用い,センサ9に人感センサを用いた場合には,人感センサが反応したときには,電気機器8(例えばテレビジョン,照明など)を駆動し,明るさが変化したことによりカメラに接続された焦電センサ7が駆動することによりカメラ6が周囲を撮影し,カメラ6により得られた画像を機器監視制御システム1に転送し,記憶手段に記憶するとともに,機器監視制御システム1は所定のメールアドレスに宛てて電子メールを送信し,電子メールを受け取ったクライアント端末は住戸内の様子をメールを介して掌握することが可能である。
図7は制御機能付情報端末1に接続された機器の状態変化があった場合に所定の電気機器を駆動させて,所定のメールアドレスに向けてメールを送信する流れを示したフローチャートである。接続機器として温度センサを用い,所定の電気機器としてリレー106に接続された換気扇及びHA端子104に接続されたエアコンを用いた場合について説明を行う。
接続された温度センサが動作した場合(ステップS21b)、機器監視制御システム1の演算手段102は動作信号を受信し(ステップS11b)、記憶手段103に記憶された所定のプログラムを読み込み(ステップS111b),プログラムに基づいて予め定められた電気機器を駆動し(ステップS112b),記憶手段103に記憶されたメール送信プログラムを読み込み起動する(ステップS12b)。
予め定められた電気機器の駆動は演算手段102からHA端子に向けて制御信号を送信したり,またリレー106に制御信号を送って二次側に接続された電気機器に対して電源の供給を行うことで行う。
演算手段102は予め設定されたメールアドレスに向けて、記憶手段にユーザー設定データとして記憶してある所定のメール本文、例えば「温度センサが動作しました。換気扇を回してエアコンを運転状態にしました。URLはhttp://www.example.net/sensor/condです。」というメール本文を付加したうえで送信する(ステップS13b)。
クライアント端末3が該メールを受信した場合(ステップS1b)、ユーザーはメールを確認し(ステップS2b)、所定のURLにアクセスを行う(ステップS3b)。ウェブサーバーが該クライアント端末3からのアクセスを受信すると、ウェブサーバーはプログラムを読み出し,該当するデータファイルや動作した機器のデータを収集し、動作した機器の確認画面データを生成するとともにクライアント端末3に向けて確認画面データを送信する(ステップS14b)。
クライアント端末3は該動作した機器の確認画面データを受信すると、ウェブブラウザは画像及び動作した機器の確認画面を表示し(ステップS4b)、ユーザーは動作した機器を確認することができる。このように、メールアドレスを利用者の利用するメールアドレスに設定しておけば、接続された機器の動作状態が変化した場合には、メールを送信することにより、変化したことを自発的に知らせるためより使い勝手の良い制御機能付情報端末を提供することが可能である。
この他にも,電気機器として照明を用いて,外部接点入力端子を有するネットワークカメラ6に機器監視制御システム1の演算手段102から出力される接点出力を入力することにより,センサが駆動した場合に照明を点灯したうえでカメラで周囲を撮影し撮影したデータを電子メールに添付ファイルとして添付したり,電子メールに記載されたURLにリンクさせることにより,センサが動作したときの状態をユーザーが視覚的に認知することが可能となる。また,記憶手段103に画像データを蓄積していくことで過去に遡って履歴を閲覧することができるなどユーザーの想定する使用に合わせて種々組み合わせて実現することができる。
なお、本フローチャートは接点入力端子105への接続機器としてセンサを用いて説明を行ったが、その他にも、接続機器として無電圧接点装置1053を使用した場合には、例えば該無電圧接点装置としてa接点やb接点などにより回路を開状態もしくは閉状態にせしめる手元開閉スイッチなどを用いると、該手元開閉スイッチを入切した場合には、その接点出力が演算手段102で受信され、該演算手段102は、記憶手段103に記憶されたメール送信プログラムを起動し、所定のメールアドレスに向けてメールの送信を行うことが可能なように構成できる。すなわち、センサーなどによる自動的なメール送信に加え、手動入力においてもメール送信を行うことができ、メール送信を所望する場合には意図的にメールの送信を行うことが可能である。
次に電流監視について動作の説明を行う。処理の流れを図8に示している。
まず,機器監視制御システム1の監視電流レベル設定手段114を操作して,監視したい電流レベルを設定する(ステップSD001)。演算手段102は,設定された電流レベルを基準として,以後,この電流レベルに対する通電電流の割合を演算求出する。
次に,電流監視部110から,通電電流に対応する信号(CTに発生する誘導電流)が電流検出部111に入力され,演算手段102にに入力されると(ステップSD002),演算手段102は,記憶部103に記憶されている所定のプログラムに基づき,前記電流レベルに対する通電電流の割合を演算する(ステップSD003)。例えば監視電流レベルが20Aで,通電電流が12Aであった場合には,監視電流レベルに対する現在の通電電流の割合は百分率換算では60%である。
次に,演算手段102は,記憶部103に予め記憶された,電流使用の割合を予め所定の階級で区分けした区分データ,本実施例では,20%未満,20%以上40%未満,40%以上60%未満,60%以上80%未満,80%以上100%未満,100%以上110%未満,110%以上120%未満,120%以上140%未満,140%以上,の9区分のなかから,ステップSD003で求出した割合がどの区分に該当しているか演算を行い,該当する区分データを抽出する(ステップSD004)。
例えば,
区分データ:0=20%未満
区分データ:1=20%以上40%未満
区分データ:2=40%以上60%未満
区分データ:3=60%以上80%未満
区分データ:4=80%以上100%未満
区分データ:5=100%以上110%未満
区分データ:6=110%以上120%未満
区分データ:7=120%以上140%未満
区分データ:8=140%以上
というように区分データと割合の区分が対応付けられている。ステップS3で演算された割合が60%であれば,該当する区分データは「3」ということになる。
次に演算手段102は,無線通信手段112に,ステップSD004で得られた区分データ「3」を出力し(ステップS005),無線通信手段は報知部113に向けて所定のヘッダー情報と共に区分データを無線発信する。
また,設定電流に対して100%を超えて電流が使用される場合,電力分電盤に設けられている遮断器や電流制限器の動作により住戸内が全停電になることを防止するために,それらが動作する可能性がある電流使用の領域については,機器監視制御システム1に接続された電気機器への電源供給の制御を行う。
即ち,ステップSD003で演算された電流使用の割合が,
110%以上120%未満の場合には,45秒で機器監視制御システム1に接続された電気機器への電源供給を停止する。具体的には,演算手段102により区分データが「6」である秒数をカウントし,10秒ごとに「電気を使い過ぎているいること」を報知部113に報知させる(詳細は後述する)。そして,40秒経過後「まもなく電源の供給を停止すること」を同じく報知部113に報知させ,45秒経過後に電源の供給を停止し「電源の供給を停止したこと」を報知させる。なお,100%以上110%未満の場合には,180秒ごとに報知部113から「電気を使い過ぎていること」を報知させることのみ行う。これは配線保護の目的で遮断器が動作するまでに数十分から数時間を要する場合がある電流使用領域であるため,利用者には電気を使い過ぎていることを報知し電気の使用を抑えることを促すことのみを行っている。
次に,ステップSD003で演算された電流使用の割合が,
120%以上140%未満の場合には,15秒で機器監視制御システム1に接続された電気機器への電源供給を停止する。具体的には,演算手段102により区分データが「7」である秒数をカウントし,5秒ごとに「電気を使い過ぎているいること」を報知部113に報知させる(詳細は後述する)。そして,10秒経過後「まもなく電源の供給を停止すること」を同じく報知部113に報知させ,15秒経過後に電源の供給を停止し「電源の供給を停止したこと」を報知させる。
次に,ステップSD003で演算された電流使用の割合が,
140%以上の場合には,配線保護のため遮断器の動作開始時間が早く行われるため,時事前の報知なしに2秒経過後電源の供給を停止し,「電源の供給を停止したこと」を報知させる。
なお,図1には,電流監視部110を電力分電盤内の電路を貫通するように装着しており,住戸内で使用する電流が設定電流に対してどの程度の使用割合であるかを掌握する目的で,特定の分岐開閉器の二次側に取付けてもよいし,主開閉器の二次側若しくは一時側に取付けてもよい。
また,監視対象の電路を,分岐開閉器側の電路から,主開閉器側の電路に変更する場合には,分割型CTの取外し装着と併せて,監視電流レベル設定手段のロータリースイッチを主開閉器の定格電流に見合った電流値に設定することが必要である。例えば分岐開閉器は通常20Aで動作するが,主開閉器は分岐開閉器よりも大きな電流,60A等で動作するからである。
報知部113の働きを集約して説明すると,次のようになる。報知部113は,機器監視制御システム1本体からの無線信号(区分データ)をアンテナ部1139を介して無線送受信部1131で受信後,信号処理部1132で区分データに対応する所定の処理(表示部1133への表示や警報発生部1134への出力など)を行う(動作仕様については後述する)。
表示部1133は複数のLEDから成り,監視電流レベルに対する現在使用電流の割合(%)を段階的に発光表示し,あとどれぐらい電流を使えるかといった余裕情報を視覚的に表示する。本実施例では,該表示部703はLEDを6個用いて,電流の使用状態を表示している。LEDをそれぞれL1,L2,L3,L4,L5,L6としたときに,
L1は通電電流の割合が20%未満のときに点灯し,
L2は通電電流の割合が20%以上40%未満のときに点灯し,
L3は通電電流の割合が40%以上60%未満のときに点灯し,
L4は通電電流の割合が60%以上80%未満のときに点灯し,
L5は通電電流の割合が80%以上100%未満のときに点灯し,
L6は通電電流の割合が100%以上のときに点灯するようになっている。
電流の使用量が大きくなるにつれて点灯の個数を段階的に増やし,レベル表示が行えるようになっている。
警報発生部1134は,所定の警報(音・音声)を発生させるためのもので,小型のスピーカを用いている。監視電路における通電電流の割合に応じて信号処理部1132からの指示により音声警報を発生する。通電電流の割合が100%以上である場合にはLEDで発光表示を行うとともに,100%超過の割合に応じて,音声発生部から「電気の使い過ぎです」,「まもなく電源を切ります」,「電源を切りました」,「電源を復帰しました」,「電気が使えます」などと報知が行われる。
子機は,使用者の居場所に応じて,自由に持ち運びができるようにコンセントに差込み装着可能な電源プラグ1135を設けており,使用したいコンセントの場所で使用が行えるようにしている。またその際に,機器監視制御システム1から発信される無線信号を適切に受信できているか利用者が簡単に把握できるよう無線信号が到達しているかどうかを表示する手段が表示部1133のLEDに設けられている。
本実施例では,L1にこの機能を持たせてあり,L1は監視電流レベルに対する通電電流の割合が20%未満の場合と,本体が動作していて,なおかつ無線信号を適切に受信できている場合には点灯するようになっている。すなわち,本体が正常に動作している間はこのLEDは常に点灯状態となっている。
信号処理部1132の処理により,受信感度が良好であるときにはLEDを常時点灯としているが,受信感度が適切でない場合には,該LEDを点滅表示させることで,受信感度が良い状態ではないことを示す。すなわち,情報表示部1133のLEDのうち,一番下側のLEDが点滅表示している場合には無線信号が受信できていないことを意味する。
使用に際し,報知部113の一番下側のLEDが連続点灯していれば,機器監視制御システム1からの無線信号が良好に受信できていることが容易に視認できる機能を持たせている。点滅している場合には,LEDが連続点灯するように無線信号が適切に受信できるコンセントへ移動させて用いる。
次に,表示部1133のLED,及び警報発生部(スピーカ部)1134の動作について説明を行う。
信号処理部1132は機器監視制御システム1から受信した区分データに応じて,それぞれ以下に示すようにLEDの点灯消灯の制御を行う。
区分データ0を受信した場合には,L1のみ点灯を行う。これは割合が20%未満であることを示す。
区分データ1を受信した場合には,L1とL2の点灯を行う。これは割合が20%以上40%未満であることを示す。
区分データ2を受信した場合には,L1とL2とL3の点灯を行う。これは割合が40%以上60%未満であることを示す。
区分データ3を受信した場合には,L1とL2とL3とL4の点灯を行う。これは割合が60%以上80%未満であることを示す。
区分データ4を受信した場合には,L1とL2とL3とL4とL5の点灯を行う。これは割合が80%以上100%未満であることを示す。
区分データ5を受信した場合には,L1とL2とL3とL4とL5とL6全ての点灯を行う。またこの場合は,割合が100%以上110%未満の場合である。
区分データ6を受信した場合には,L1とL2とL3とL4とL5とL6全ての点灯を行う。またこの場合は,割合が110%以上120%未満の場合である。
区分データ7及び8を受信した場合には,L1とL2とL3とL4とL5とL6全ての点灯を行う。またこの場合は,割合が120%以上の場合である。
また,区分データ4以下を受信した場合,即ち割合が100%未満では信号処理部1132は警報発生部1134への制御を行わない。区分データ5以上を受信した場合,即ち割合が100%以上である場合には警報発生部1134に制御を行い警報を発生する。
割合が100%以上110%未満の場合には180秒間隔で警報発生の制御信号を送出し,「電気の使い過ぎです」と報知する。
割合が110%以上120%未満の場合には10秒間隔で警報発生の制御信号を送出し,「電気の使い過ぎです」と報知するとともに,40秒経過後「まもなく電源を切ります」と報知し,45秒経過後「電源を切りました」と報知する。
割合が120%以上140%未満の場合には5秒間隔で警報発生の制御信号を送出し「電気の使い過ぎです」と報知するとともに,10秒経過後「まもなく電源を切ります」と報知し,15秒経過後「電源を切りました」と報知する。
割合が140%以上の場合には,2秒後に電源が供給停止された後,「電源を切りました」と報知する。
以上のように,信号処理部1132はLEDの点灯制御や警報発生部1134の制御を行う。100%より大きな電流の割合では,制御の区分を細かく分けているが,これは100%以上の電流使用量では電路の開閉器が一定の時限を持って動作するためその時限内で使用電流を低減させることを目的としているためである。
例えば開閉器は電流比率が100%の場合には動作しないが,120%になると数分から数時間で動作し,200%では数十秒から数分で動作を行う。電流比率が100%を超えた状態で,さらに負荷機器の使用が行われると開閉器の動作時間が急激に短くなるため,100%を超えた状態では警報発生の頻度を多くして電気機器の使用の低減を促し,全停電を防止する目的で機器監視制御システム1により所定の電気機器に対して電源の供給が停止される。
また,電源供給を停止する制御対象の電気機器は複数設けることができるが,例えば1台目の電気機器への電源供給を停止した後も使用電流の割合が100%を超えているようであれば,1台目の電気機器への電源供給を停止した後から3秒以内に2台目の電気機器への電源供給を停止する。このように,段階的に電気機器への電源供給を停止することにより効果的に設定電流に対する使用電流の割合を100%以下に抑えるよう制御することができる。
なお,電流使用の割合が小さくなり,所定の時間が経過した場合にはリレーやHA端子の制御により,電源の供給を再開する。電源の再開は設定電流の大きさに対して,
20Aの設定電流の場合には10A,
30Aの設定電流の場合には21A,
40Aの設定電流の場合には32A,
50Aの設定電流の場合には42A,
60Aの設定電流の場合には52A,を下回る状態が1分間継続した場合には自動的に行われる。合わせて警報の発生も停止する。
また,複数台の電気機器への電源供給を停止していた場合には,1台目の電気機器に電源を供給したあと,さらに設定電流に対して余裕があるようであれば,10秒後には2台目の電気機器に対して電源を供給するように復帰動作を行う。
このように制御することで,住戸内の全停電を防止しながらも,利用者にとって電気機器が使えないことによる不便さを極力低減できるような制御が可能である。
また,所定の電気機器への電源供給を停止した場合には,そのことを電子メールで送信するようプログラムを設けているため,利用者が報知部113の報知が認知できない場所にいる場合や外出しているような場合でも,住戸内の状態に変化があったことを有効に認知することができる。
なお,報知部113は複数台使用することが可能である。報知部113を複数台利用する場合にあたっては,機器監視制御システム1から送信される区分データを受信することができれば,通電電流の情報が表示・警報できるため,報知部113は,その無線仕様が同一のものを追加するだけでよい。
通常,無線通信を行う場合,送信元からみて受信先(クライアント)が複数ある場合において,受信先の識別を行う場合には無線データには識別IDなどを含める必要がある。そのため,通信プロトコルが煩雑になり,転送データ量も増加するため混信防止の対応を行うなどコストの増加につながる。
また,受信先には,種々の識別IDが重複しないように予めソフトウエア的・ハードウエア的に設定する必要が生じ,コストの増加につながる。
しかしながら,本機器監視制御システム1においては,該機器監視制御システム1からは特定の区分データを送信し,しかも周囲に向けてブロードキャストするために,簡易な通信プロトコルで,転送データ量も少なく,複数台の報知部113の識別を行うことなく,無線通信が可能である。そのため,子機においても種々のIDを設定する必要なく,同一の仕様のものを追加するだけで,本電流監視装置に適用することができる。ただし,アパートやマンションなどの集合住宅などで使用する際には,近隣との区別を行うために,無線チャンネルの変更は必要である。
このように報知部113を複数台設置し,予め使用者が移動する場所に設置しておくことで,使用者が部屋を移動する際に,その都度,報知部113をコンセントから取り外して持ち運ぶ手間を省くことができる。また,報知部113を移動する際に持ち忘れたりした場合でも,移動先で通電電流の情報の表示を確認でき,また,警報発声時には,その警報を聞き逃したりするおそれがなくなる。
以上のように、HA対応機器や電気機器,および各種センサ機器などとの接続を複合して行うよう機器監視制御システムを構成するとともにネットワークとの通信手段を設けて構成し、なおかつ使用電流の監視を行う機能を設けて,設定電流に対する使用電流の割合を監視するとともに報知する機能を設けて,電気の使い過ぎを防止できるよう構成し,さらには,センサなどが反応した場合には所定の電気機器を駆動させ,電子メールを所定のメールアドレスに宛てて送信するよう機器監視制御システムを構成したために,容易に導入でき、ネットワークを介した負荷機器の制御や、状態の監視が可能で、なおかつ利用者にとって使い勝手のよい制御機能付情報端末を提供することができる。
なお、本機器監視制御システム1に接続する機器やセンサーなどについては実施例に記載されたもの以外にも、HA端子、接点入力端子、負荷機器接続端子各々に対する入力、制御条件を満たしているものであれば使用することが可能であり、記載した機器やセンサーに限定されるものではないことを付記しておく。
本発明は,ネットワークを介して電流の使用状態や接続された各種電気機器およびセンサの使用状態を掌握できるとともに,センサの動作に連携させて所定の電気機器を駆動させて,そのことを電子メールで報知したり,さらに電流の使用状態を周囲に音声や光で報知することができる機器監視制御システムであるので,住戸内における使用のみならず企業や病院での使用が行える可能性があり,また,機器監視制御システムに接続する機器には特に通信機能が不要であるため通常の電気機器が使用でき,無人状態の倉庫や人間が居住できないような悪環境下における情報収集システムとして利用できる可能性がある。
本発明の実施の形態に係る機器監視制御システムのネットワーク接続図である。 機器監視制御システムを表すブロック構成図である。 報知部を表すブロック構成図である。 機器監視制御システムを住戸内に設けたブロック構成図である。 クライアント端末とウエブサーバーとの動作ステップを示すフローチャートである。 カメラの動作と報知の動作ステップを示したフローチャートである。 センサの動作と報知の動作ステップを示したフローチャートである。 電流監視の動作ステップを示したフローチャートである。 従来の監視制御システムを示す図である。
符号の説明
1 機器監視制御システム
101 通信手段
102 演算手段
103 記憶部
104 HA端子
105 アナログ入力端子
105’ デジタル入力端子
106 リレー
107 接続端子
108 動作状態確認部
109 電源入力部
109’ 端末内直流電源
110 電流監視部
111 電流検出部
112 無線通信手段
113 報知部
1131 無線送受信部
1132 信号処理部
1133 表示部
1134 警報発生部(スピーカ部)
1135 プラグ部
1136 コンセント部
1137 伝導体
1138 電源部
1139 アンテナ部

Claims (7)

  1. 複数の電気機器等を監視制御対象とした機器監視制御システムにおいて,
    ネットワークを介して情報を授受する通信手段と,
    複数の電気機器に電源を供給する電路に介在し電源を供給若しくは遮断するスイッチ部と,複数の電気機器が接続されて該電気機器との間で動作制御信号を送受信する送受信部と,電気機器の動作状態を掌握する動作状態確認部とを少なくとも備え,
    ネットワークを介して選択した電気機器の動作状態を確認及び該電気機器の動作を変更する機能と,
    電路に流れる電流を計測監視する電流監視手段により電流を計測監視し,
    予め設定した所定の設定電流値と前記電流監視手段により計測された電流値との割合に応じて段階的な報知を行い,
    計測された電流値が設定電流値を超えた場合には予め定められた機器への電源供給を停止させるとともに停止させたことを報知する機能とを
    備えた機器監視制御システム。
  2. 前記機器監視制御システムにおける報知は,
    本体及び報知部に設けられた無線通信部により該本体と報知部との間で無線通信を用いて行われ,
    該報知部には本体から送信される電流監視手段により計測された電流値の割合データに基づいて電流の使用状態を表示する表示部と,
    電子音や音声メッセージを発するスピーカ部とを備えた報知部から行われるとともに,

    前記通信手段を介して,予め定められた所定のメールアドレスに宛てて,接続された電気機器への電源供給を停止したことを示す電子メールを送信する機能により成されることを特徴とする請求項1記載の機器監視制御システム。
  3. 前記機器監視制御システムは,デジタル信号入力部及びアナログ信号入力部を備え,
    該デジタル信号入力部若しくはアナログ信号入力部に接続された機器の動作状態を前記通信手段を介しネットワークを経由して掌握できる機能を有することを特徴とする請求項1または請求項2記載の機器監視制御システム。
  4. 前記機器監視制御システムは,周囲情報を取得し,該出力信号出力判定手段得した情報を伝送したり,外部から受信した制御信号に基づき所定の動作を行うセンサー群と無線通信を行う無線通信部を備え,該センサー群の動作状態を前記通信手段を介してネットワークを経由して掌握できる機能を備えるとともに,
    該センサー群の動作状態に変化があった場合には,機器監視制御システムに接続された所定の電気機器を駆動させるとともに,予め定められた所定のメールアドレスに宛てて,センサー群の動作状態に変化があったことと,
    電気機器を駆動させたことを示す電子メールを送信する機能を備えたことを特徴とする請求項2記載の機器監視制御システム。
  5. 前記デジタル信号入力部若しくはアナログ信号入力部に接続された機器の動作状態に変化があった場合に,機器監視制御システムに接続された所定の電気機器を駆動させることとともに,
    予め定められた所定のメールアドレスに宛てて,デジタル信号入力部若しくはアナログ信号入力部に接続された機器の動作状態に変化があったことと,
    電気機器を駆動させたことを示す電子メールを送信する機能を備えたことを特徴とする請求項3記載の機器監視制御システム。
  6. 前記ネットワークはゲートウエイを介してインターネットに接続されており,インターネットに接続された通信端末から機器監視制御システムにアクセスを行うことを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3または請求項4記載の機器監視制御システム。
  7. 前記通信手段はインターネット接続手段であり,前記ネットワークはインターネットであることを特徴とする請求項1または請求項2または請求項3または請求項4記載の機器監視制御システム。
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