JP2007142774A - 監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源工事が不要で、施工性に優れた監視装置を提供することにある。
【解決手段】監視装置１は、ＰｏＥに対応したハブ５に通信線３ｂを介してＰｏＥ対応の受電機能を備えたインターフェース部１３を備え、このインターフェース部１３の電力・データ分離部１３ｂによりデータと電力とを分離し、分離した電力を電源部１４に入力するようになっている。電源部１４は入力した電力を所定の直流電圧に変換した後、監視装置１内の各部の動作電源として供給する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビルの設備等を遠隔監視する監視装置に関するものである。

従来、照明器具のような監視制御対象の装置を制御・監視する通信系（伝送系）と、上位のネットワーク用通信系とを接続する端末制御装置を設け、この端末制御装置で、監視制御対象の装置を制御・監視するとともに制御・監視の情報を上位の管理者用等の端末へ送信するような端末制御システムが提供されている（例えば、特許文献１，２，３）。
特開２００５−１４１６２３公報（段落番号００２７〜００２９、図１） 特開２００５−１４３０５５公報（段落番号０００８〜００１６） 特開２００３−１３４１２０公報（段落番号００１７〜００１８）

特許文献１〜特許文献３に開示されているシステムに用いられる監視装置（端末制御装置）は、監視対象となる装置との通信を行うための通信線と、監視装置に電力を供給する電力線と、監視した情報（Ｗｅｂ画面）などを提供するための通信線とが夫々必要となるため、監視装置の設置場所に制限あり、電源工事や配線工事が別途必要で、施工コストも高くなるという問題があった。

本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、電源工事が不要で、施工性に優れた監視装置を提供することにある。

上述の目的を達成するために、請求項１の発明では、監視対象装置を接続した監視制御系の第１の通信線に接続する第１の通信部と、該第１の通信部で受信する前記監視対象装置の監視情報を収集する監視部と、該監視部で収集した前記監視情報を記憶する記憶部と、第２の通信線に接続されたネット端末との間で情報の授受を行う第２の通信部と、該第２の通信部を介して前記ネット端末から前記監視情報に対応した閲覧要求を受け取ると、前記記憶部に記憶している前記監視情報を閲覧するための閲覧情報を前記第２の通信線を介して当該ネット端末へ送出させる処理部とを備えるとともに、前記第１の通信線、前記第２の通信線の一方から電力を得て、装置内の各部の動作電源を供給する電源部とを備えていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、通信線を通じて電力を取得するため、電源供給のための電源工事や配線が不要となって、施工性に優れ、また設置場所も制限されることがなくなり、設置の自由度も高くなるという効果がある。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記電源部は、前記第１の通信線及び／又は前記第２の通信線の内の複数系統から電力を切り替えにより取得可能としていることを特徴とする。

請求項２の発明によれば、電源供給に冗長性を持たせることによって、使用システムの安定性を向上させることができる。

本発明は、通信線を通じて電力を取得するため、電源供給のための電源工事や配線が不要となって、施工性に優れ、また設置場所も制限されることがなくなり、設置の自由度も高くなるという効果がある。

以下、本発明を実施形態により説明する。
（実施形態１）
図２は本実施形態の監視装置１を用いたシステム構成を示しており、監視装置１は時分割多重伝送を用いた監視対象装置である例えばビルの設備装置（例えば端末機能付き照明装置２ａ）を遠隔監視するための監視制御系の第１の通信線３ａと、例えばイーサネット（登録商標）による通信規格を用いたネットワークに対応する第２の通信線３ｂとを接続している。

そして、監視装置１は、第１の通信線３ａを通じて監視制御系の端状態を示す監視情報を取得し、その取得した監視情報を、ネットワーク（イントラネットやインターネット）ＮＴに接続されているクライアントパソコン６ａからの閲覧要求に応じて第２の通信線３ｂを介してクライアントパソコン６ａにＷｅｂページとして送るＷｅｂサーバ部を後述するように備えているものである。

ここで、監視制御系の制御監視の動作は次の通りに行われる。まず２線からなる信号線３ａには、制御対象となる照明装置２ａの端末機能と、照明装置２ａの照明負荷を操作する操作スイッチ２ｂの端末機能とが接続されるとともに、各端末機能毎に固有のアドレスが設定され、操作スイッチ２ｂと照明装置２ａとの対応関係を夫々の端末機能のアドレスにより対応付けたテーブルを伝送ユニット４に持たせてある。

伝送ユニット４は、図３に示すようにスタートパルスＳＴ、アドレスデータ、制御データ等のデータ、返送待機期間設定用の長パルス信号ＷＴ等からなる伝送信号Ｖｓを複極（例えば±２４Ｖ）のベースバンドの電圧信号により信号線３ａ上にサイクリックに伝送するようになっており、通常時にはアドレスデータをダミーアドレスとしている伝送信号Ｖｓをサイクリックに伝送するようになっている。

一方、照明装置２ａに付設している端末機能や照明装置２ａの照明負荷を操作するための操作スイッチ２ｂの端末機能では、上述の伝送信号Ｖｓを整流して動作用の電源として取り込むようになっている。

そして、操作スイッチ２ｂで操作があった場合には当該操作スイッチ２ｂの端末機能が、割り込み処理等を経て伝送信号Ｖｓに含まれる返送待機期間設定用の長パルス信号ＷＴの受信期間において、インピーダンスを介して通信線３ａをオン・オフすることで電流モードの操作データを信号線３ａ上に送出するようになっている。

これに対応して、伝送ユニット４では操作データを受け取ると、当該操作スイッチ２ｂの端末機能のアドレスに対応付けてある照明装置２の端末機能のアドレス宛に通信線３ａを介して制御データを伝送信号Ｖｓにより伝送する。

この伝送信号Ｖｓによりアクセスされる照明装置２ａの端末機能では伝送されてきた自己アドレス宛の伝送信号Ｖｓの制御データに基づいて照明装置２ａの照明負荷を制御する処理を行う。そして照明負荷の制御状態に対応し監視情報（監視データ）を伝送信号Ｖｓの返送待機期間用の長パルス信号ＷＴに対応する期間において、上述と同様に電流モードの信号により伝送ユニット４へ返送する処理を行う。そして伝送ユニット４では返送されてきた監視情報を受け取ると、対応する操作スイッチ２ｂの端末機能のアドレス宛に操作スイッチ２ｂに設けた動作表示用ＬＥＤ（図示せず）を照明負荷の動作に応じて点灯／消灯させる制御データを送るようになっている。

一方、イーサネット（登録商標）の通信規格に対応する第２の通信線３ｂは、ＰｏＥ（Power over Ethernet（登録商標））＜ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ＞に対応した給電機能を備えたハブ５（或いはルータ）などを介してネットワークＮＴに接続されている。ハブ５はその給電機能により所定の直流電力を監視装置１やネットワークＮＴ上のＰｏＥ対応のＷｅｂカメラ６ｂ等のネット端末に供給するようになっている。

本実施形態の監視装置１は、図１に示すように監視制御系の通信線３ａ上に伝送される伝送信号Ｖｓを受信して伝送信号Ｖｓ上の上述の監視情報を常時受信してモニタしたり、必要に応じて負荷操作のための操作データを伝送信号Ｖｓに含まれる返送待機期間設定用の長パルス信号ＷＴの受信期間において上述と同様に送信する送受信機能を備えた第１の通信部１０と、上述のネットワークＮＴに通信線３ｂを介して接続するために、通信線３ｂにコネクタ１１を介して接続されるＩＥＥＥ８０２．３ａｆ＜ＰｏＥ＞に対応する受電機能付きのインターフェース部１３とを備えている。

このインターフェース部１３は第２の通信部を構成するもので、イーサネット（登録商標）に対応してデータ信号の授受を行うためのデータ通信部１３ａと、データ通信部１３ａで受信データ信号からデータと直流の電力とを分離する電力・データ分離部１３ｂとから構成され、電力・データ分離部１３ｂの受電機能により得られた直流電力は電源部１４により監視装置１内の各回路の動作電源用として所定の直流電圧に変換される。

また監視装置１は、装置の中枢として機能する監視・制御処理部１５を備えている。この監視・制御処理部１５は、情報解析部１５ａと、Ｗｅｂサーバ部１５ｂと、ＲＳ４８５ＩＦ部１５ｃと、センター通信部１５ｄと、パソコン通信部１５ｅとから構成されている。

ここで、情報解析部１５ａは、第１の通信部１０との間でデータの授受を行い、監視制御系の照明装置２ａの状態を示す伝送信号Ｖｓ上の監視情報をモニタすることで収集し、この収集した監視情報から照明装置２ａの状態を解析し、その解析結果を含めて当該照明装置２ａの監視情報を記憶部１６に記憶させるとともに、後述する照明装置２ａの消費電力を計測する電力計１７の計測データと、照明装置２ａの動作状態から電力量を解析して電力量情報として記憶部１６に記憶させる機能を備えている。

Ｗｅｂサーバ部１５ｂは、情報解析部１５ａと、ネットワークＮＴに接続されているネット端末たるクライアントパソコン６ａのＷｅｂブラウザを通じて送られてくる閲覧要求に応じて記憶部１６に記憶させている監視情報を搭載したＷｅｂページを閲覧情報として当該クライアントパソコン６ａに送る機能を備えている。

ＲＳ４８５ｉ／Ｆ部１５ｃは、ＲＳ４８５通信部１８を通じて照明装置２ａでの消費電力の計測を行う電力計１７からの測定データを取り込み、上述の情報解析部１５ａへ渡すためのものである。

センター通信部１５ｄは、上述のインターフェース部１３からインターネットを通じて遠隔地に設置されている設備の情報を収集するためのものである。

パソコン通信部１５ｅは、後述する動作プログラムのメンテナンス等を行う場合に、外部のパソコン２０をパソコンＩ／Ｆ部１９を介して接続するためのものである。

尚記憶部１６には監視・制御処理部１５の動作プログラムを格納している。

而して本実施形態の監視装置１では、ＰｏＥ対応のハブ５の給電機能により通信線３ｂを介して給電される電力をインターフェース部１３で受電し、その受電した電力を電源部１４が入力して所定の直流電圧に変換後、該直流電圧を通信部１０，インターフェース部１３，監視・制御処理部１５，ＲＳ４８５通信部１８，パソコンＩ／Ｆ部１９に動作電源として供給するとともに、フラッシュメモリからなる記憶部１６の読み書き用の電源として供給するようになっている。

つまり、本実施形態の監視装置１を用いれば、電源供給のための電源（電源トランスの設置）工事や配線が不要となって、施工性に優れ、また設置場所も制限されることがなくなり、設置の自由度も高くなる。

以上のように、通信線３ｂを介して電力供給（電源供給）を受ける監視装置１では通信部１０により監視制御系の伝送信号Ｖｓの監視情報を取得し、監視・制御処理部１５の情報解析部１５ａで各照明装置２ａの状態を解析してその解析結果を監視情報として記憶部１６に記憶させる監視情報の収集動作を常時行う。

また同時に、監視・制御処理部１５は、電力計１７の計測データをＲＳ４８５通信部１８とＲＳ４８５Ｉ／Ｆ部１５ｃを介して取り込み、この計測データと各照明装置２ａの監視情報に基づいて夫々の照明装置２ａの消費電力を解析処理して記憶部１６に電力量情報として記憶させる処理を行う。

一方、記憶部１６に記憶される監視情報及び電力量情報を所定のＷｅｂページで提供するようにＷｅｂサーバ部１５ｂはＷｅｂページへの各情報の書き込み処理する。またＷｅｂサーバ部１５ｂはネットワークＮＴ上のクライアントパソコン６ａのＷｅｂブラウザを通じて所定のＵＲＬへの閲覧要求があると、インターフェース部１３のデータ通信部１３ａを通じて前記Ｗｅｂページデータを当該クライアントパソコン６ａに送出する処理を行う。

このようにして、ユーザーはネットワークＮＴ上のクライアントパソコン６ａのＷｅｂブラウザによってＷｅｂサーバ部１５ｂが提供するＷｅｂページを閲覧することで、監視制御系の制御対象装置である照明装置２ａの状態を随時知ることができるのである。

尚外部のパソコン２０は監視・制御処理部１５の動作プログラムのメンテナンス（デバッグ処理）などに用いるもので、通常は接続されない。また動作プログラムのメンテナンス等が不要な場合にはパソコンＩ／Ｆ部１９や、監視・制御処理部１５内のパソコン通信部１５ｅは不要となる。

またインターフェース部１３の受電はＩＥＥＥ８０２．３ａｆで規格化されている「パターンＡ」に対応しているものであるが、データ通信を行わないペア線を用いて電力給電を行う「パターンＢ」では、電力・データ分離部１３ｂが不要となる。また両パターンに対応させて自動切り替えを行う受電機能を備えていても良い。
（実施形態２）
実施形態１では監視装置１の電力供給をＰｏＥ対応のハブ５から受けているが、本実形態では通信線３ａ上の監視制御系の伝送信号Ｖｓから電力を得るようにしたものである。

つまり、監視制御系の各端末機能では、通常信号線３ａ上の複極の伝送信号Ｖｓをダイオードブリッジ回路により全波整流して電源を得るようになっている。またダイオードブリッジ回路の出力端間を返送待機期間用長パルス信号ＷＴの受信期間中にインピーダンスを介してオンオフすることで、返送信号を電流モードで返送し、更に伝送信号Ｖｓの片極のベースバンド信号でスイッチ素子をオンオフすることでベースバンドの伝送信号Ｖｓにより伝送されてくるデータを取り込むようになっている。

そこで本実施形態の監視装置１では、図４に示すように通信部１０に内蔵されるダイオードブリッジ回路ＤＢの全波整流出力を取り込み、所定の直流電圧に変換する電源部１４’を備えて、上述の電源部１４と同様に各部の動作電源を得るようにした点に特徴がある。そのため本実施形態では、イーサネット（登録商標）のインターフェース部１３には受電機能を持たない送受信機能を備えたデータ通信部１３ａ’を備えたもの用いる。またハブ６もＰｏＥ対応のハブを使用しなくても良くなる。勿論ネットワークＮＴ側にＰｏＥ対応のネット端末が存在する場合にはその限りではない。

而して、本実施形態の監視装置１では、監視制御系の伝送信号Ｖｓから通信部１０内のダイオードブリッジ回路の全波整流出力を電源部１４’が取り込んで所定の直流電圧に変換し、この変換した直流電圧を、通信部１０，インターフェース部１３，監視・制御処理部１５，ＲＳ４８５通信部１８，パソコンＩ／Ｆ部１９の動作電源として供給するとともに、フラッシュメモリからなる記憶部１６の読み書き用の電源として供給するようになっている。

つまり、本実施形態の監視装置１も、電源供給のための電源（電源トランスの設置）工事や配線が不要となって、施工性に優れ、また設置場所も制限されることがなくなり、設置の自由度も高くなる。

尚電源供給を受ける構成以外の構成及び動作は実施形態１と同じであるので説明は省略する。
（実施形態３）
実施形態１，２は監視制御系の信号線３ａ或いはネットワーク３ｂに対応する通信線３ｂを通じて電源供給を受けるものであるが、給電側にトラブルが発生して電源供給がなくなると、監視装置１の動作が停止するため、本実施形態では、給電を受ける系統を２系統設けて、一方が給電を停止した場合に、他方に切り替えることで、電源を確保するようにした点に特徴がある。

つまり、本実施形態の監視装置１は、２系統のネットワークＮＴを接続する構成であって、図５に示すように２系統のネットワークＮＴに対応するように内部には２組のＰｏＥ対応の受電機能を備えたインターフェース部１３１，１３２を備えており、各インターフェース部１３１，１３２の受電機能である電力・データ分離部１３ｂで受電された電力は、検出部２１を介して電源部１４に取り込まれるようになっている。

一方ネットワークＮＴ側では図６に示すように夫々の系統にＰｏＥ対応のハブ５１，５２を設置し、監視装置１の各インターフェース部１３１，１３２は対応するコネクタ１１，１１に接続した通信線３ｂ１，３ｂ２を介してハブ５１、５２に接続することでネットワークＮＴに接続するとともに、ハブ５１，５２から給電されるようになっている。尚図６中６ｃはインターネットやイントラネット等のネットワークＮＴに接続されるサーバを示す。

而して本実施形態の監視装置１では、ＰｏＥ対応のハブ５１，５２の給電機能により給電される電力を通信線３ｂ１，３ｂ２を介してＰｏＥ対応のインターフェース部１３１，１３２で受電する。そして検出部２１は、図７のフローチャートで示すように動作を行う。 つまり、予めプライマリ側としたインターフェース部１３１からの電力出力が検出されている場合には”通常状態１”の動作として当該インターフェース部１３１の電力出力を電源部１４に接続する（ステップＳ１）。

この”通常状態１”の動作中にインターフェース部１３１から電力出力が何らかの原因で”断”となれば（ステップＳ２）、セカンダリ側としたインターフェース部１３２の電力出力を電源部１４に切り替え接続し’ステップＳ３）、”通常状態２”の動作状態に入る（ステップＳ４）。

この”通常状態２”の動作中においてインターフェース部１３１の電力出力の復旧が検出されると（ステップＳ５）、プライマリ側のインターフェース部１３１の電力出力を電源部１４に切り替え接続し（ステップＳ６）、ステップ１の”通常状態１”の動作に戻る。 つまり、検出部２１はインターフェース部１３１、１３２の電力出力をインターフェース部１３１の出力状態に応じて電源部１４に切り替え接続するのである。

かようにして本実施形態の監視装置１は実施形態１，２と同様に電源線の接続のための配線や電源トランスの設置を不要とするとともに、監視装置１へ給電する系が２系統あるため、インターフェース部１３１側からの給電がなくなっても、インターフェース部１３２側からの給電で電源を確保し、システムの安定性を高めることができるのである。

尚電源供給以外の構成、動作は実施形態１と同じであるので、説明は省略する。
（実施形態４）
実施形態３は、給電する系統として２つのネットワークＮＴ系を利用しているが、本実施形態は、ネットワークＮＴ系と、監視制御系の２つの系統を利用する点で実施形態３と相違する。

つまり、本実施形態では図８に示すように監視制御系の通信部１０のダイオードブリッジ回路（図示せず）からの全波整流出力、つまり電力出力を検出するとともに、インターフェース部１３の電力出力を検出する検出部２１を備え、インターフェース部１３側をプライマリ側とし、通信部１０の全波整流出力側をセカンダリ側としたもので、電源部１４”はプライマリ側、セカンダリ側の電力の何れを入力しても同じ直流電圧を出力する定電圧機能を備えているものを使用する。

而して、本実施形態の監視装置１も実施形態３と同様に検出部２１によりプライマリ側での電力出力の有無の検出と電力出力の電源部１４”への切り替え接続とを行うことで、プライマリ側のインターフェース部１３１側からの給電がなくなっても、監視制御系の通信部１０の全波整流出力をセカンダリ側の電力として利用することで電源を確保し、システムの安定性を高めることができるのである。

尚システム構成及び監視装置１内での電源供給以外の構成、動作は実施形態１と同じであるので、説明は省略する。

ところで、エミット（ＥＭＩＴ（Embedded Micro Internetworking Technology）)と称する機器組み込み型ネットワーク技術（機器に簡単にミドルウェアを組み込んでネットワークに接続できる機能を備えるネットワーク技術、以降、ＥＭＩＴ技術と称する。）を用いることで、携帯電話、ＰＣ（Personal Computer）、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ＰＨＳ（Personal Handy phone System）等の外部端末（図示せず）から様々な設備機器（照明装置、空調装置、動力装置、センサ、電気錠、ウェブカメラ等、以降、ＥＭＩＴ端末と称する。）＜図示せず＞にアクセスして、ＥＭＩＴ端末を遠隔監視・制御することができるシステムがある。

尚、ＥＭＩＴ端末は、マイコン搭載の組み込み機器であり、機器組み込み型のネット接続用ミドルウェアでありＥＭＩＴ技術を実現するＥＭＩＴソフトウェアが搭載されている。

上述のＥＭＩＴ技術を応用したシステム（以降、ＥＭＩＴシステムと称する。）としては、外部端末がインターネット上に設けられたセンタサーバ（図示せず）経由でＥＭＩＴ端末を遠隔監視・制御する構成のものや、センタサーバを介することなく、例えばＥＭＩＴソフトウェアが搭載された外部端末から、直接各ＥＭＩＴ端末にアクセスしてＥＭＩＴ端末を遠隔監視・制御する構成のものを挙げることができる。

そして、ＥＭＩＴシステムによって、例えば、建物（戸建住宅、マンション、ビル、工場用等）＜図示せず＞内に上述のＥＭＩＴ端末を分散配置させて、外部端末からＥＭＩＴ端末の状態を遠隔から監視することで、建物全体のエネルギー管理や、建物内のガス、水道、電気の遠隔検針を行うことも可能となる。

そこで、本発明の監視装置１を集合住宅、ビル等の設備監視に採用する場合、該監視装置１のインターネット側をＥＭＩＴ技術によって構成しても良い。

実施形態１の監視装置の回路構成図である。 実施形態１のシステム構成図である。 監視制御系に用いる伝送信号の説明図である。 実施形態２の監視装置の回路構成図である。 実施形態３の監視装置の回路構成図である。 実施形態３のシステム構成図である。 実施形態３の検出部の動作説明用フローチャートである。 実施形態４の監視装置の回路構成図である。

符号の説明

１ 監視装置
３ａ、３ｂ 通信線
１０ 通信部
１１ コネクタ
１３ インターフェース部
１３ａ 通信部
１３ｂ 電力・データ分離部
１４ 電源部
１５ 監視・制御処理部
１５ａ 情報解析部
１５ｂ Ｗｅｂサーバ部
１５ｃ ＲＳ４８５Ｉ／Ｆ部
１５ｄ センター通信部
１５ｅ パソコン通信部
１６ 記憶部
１７ 電力計
１８ ＲＳ４８５通信部
１９ パソコンＩ／Ｆ部
２０ パソコン

Claims (2)

1. 監視対象装置を接続した監視制御系の第１の通信線に接続する第１の通信部と、該第１の通信部で受信する前記監視対象装置の監視情報を収集する監視部と、該監視部で収集した前記監視情報を記憶する記憶部と、第２の通信線に接続されたネット端末との間で情報の授受を行う第２の通信部と、該第２の通信部を介して前記ネット端末から前記監視情報に対応した閲覧要求を受け取ると、前記記憶部に記憶している前記監視情報を閲覧するための閲覧情報を前記第２の通信線を介して当該ネット端末へ送出させる処理部とを備えるとともに、前記第１の通信線、前記第２の通信線の一方から電力を得て、装置内の各部の動作電源を供給する電源部とを備えていることを特徴とする監視装置。
2. 前記電源部は、前記第１の通信線及び／又は前記第２の通信線の内の複数系統から電力を切り替えにより取得可能としていることを特徴とする請求項１記載の監視装置。
   

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