JP2007329781A

JP2007329781A - 監視装置

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Publication number: JP2007329781A
Application number: JP2006160396A
Authority: JP
Inventors: Akira Taguchi; 亮田口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-06-09
Filing date: 2006-06-09
Publication date: 2007-12-20

Abstract

【課題】配線工事が不要で、簡易かつ安価に設置することができ、警備・防災機器の普及に資する監視装置等を提供する。
【解決手段】電力線Ｌを流れる電流に負荷を付与して管理装置２に送信して情報を伝達する監視装置３であって、電力線に着脱可能な接続部３１と、監視装置に接続される装置４に電源を供給する電源供給部３３と、装置４から情報を取得する情報取得部（接点入力部）３６と、取得した情報に基づき電力線を流れる電流に負荷を付与して管理装置に送信する負荷信号送信部３４とを備える監視装置。この監視装置をコンセント等を介して電力線に接続し、接続した人感センサー等に電源を供給し、人感センサー等から情報を得て、負荷信号送信部を介して得られた情報に基づいて、電力線を流れる電流に負荷を付与して管理装置に送信するため、人感センサー等を設置する際に配線工事が不要となり、簡単に設置可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、監視装置に関し、特に、既設の電灯線や配電線等の電力線を通して負荷を付与して通信する電力線通信を利用した監視装置に関する。

従来、警備や消防の業界の発展は、人感センサーや、煙感知センサー等のセンサー技術の進歩によるところが大きく、これらのセンサーの開発に平衡して業界の規模が拡大されたといっても過言ではない。ここで、各種センサーには、配線が不要な電池で作動する簡易型のものと、常に電源を供給する必要があって電気配線が不可欠なものとが存在するが、能力及び信頼性等の見地から後者が選択されることが多い。

しかし、上記従来の電気配線を要するセンサーを備えた監視装置においては、配線工事に伴って配線の引き回しや、配線の隠蔽等の工事が必要となるため、装置の設置費用が高額になり、警備・防災機器の普及を妨げる要因になっていた。

そこで、本発明は、上記従来の監視装置等における問題に鑑みてなされたものであって、配線工事が不要で、簡易かつ安価に設置することができ、警備・防災機器の普及に資する監視装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、電力線を流れる電流に負荷を付与して管理装置に送信することによって情報を伝達する監視装置であって、前記電力線に着脱可能な接続部と、該監視装置に接続される装置に電源を供給する電源供給部と、該監視装置に接続される装置から情報を取得する情報取得部と、該情報取得部で取得された情報に基づいて、前記電力線を流れる電流に負荷を付与して前記管理装置に送信する負荷信号送信部とを備えることを特徴とする。

そして、本発明によれば、プラグ等の接続部を介して該監視装置を電力線のコンセント等に接続し、電源供給部から該監視装置に接続される人感センサーや火災（煙）感知センサー等の装置に電源を供給することにより人感センサー等を設置することができ、情報取得部によって人感センサー等から情報を得て、負荷信号送信部を介して得られた情報に基づいて、電力線を流れる電流に負荷を付与して管理装置に送信するため、人感センサー等を設置する際に配線工事が不要となり、容易に設置することができる。

前記監視装置において、前記情報取得部が取得した情報に基づいて、該監視装置に接続された装置の状態を判定する演算処理部を備え、前記負荷信号送信部は、該演算処理部の判定結果を含む情報を前記電力線を流れる電流に負荷を付与して前記管理装置に送信することができる。これによって、例えば、監視装置に接続された装置が長時間待機状態にあることや、何らかの異常状態にあることなどを判定し、判定結果を含む情報を電力線を介して管理装置に送信することができる。

前記監視装置において、前記演算処理部の判定結果に基づいて、該監視装置に接続された装置を操作する操作部を備えることができる。これによって、例えば、監視装置に接続された装置が長時間待機状態にあること検出して、該装置の電源を断としたり、異常状態にある場合には、安定した運転を可能とするための措置を取ることなどが可能となる。

前記監視装置において、前記負荷信号送信部が前記管理装置に前記電力線を流れる電流に負荷を付与して送信したか否か、又は前記演算処理部の判定結果を表示する表示部を備えることができる。これによって、電力線負荷付与通信を行ったか否か、又は、該監視装置に接続された装置の状態を把握することができる。

前記監視装置において、前記情報取得部は、該監視装置の前記電源供給部を介して前記装置に供給された電力又は該装置を流れる電流の変化を含む情報を取得することができる。これによって、例えば、工場内の機器の電力消費量等の情報を管理装置に伝送して管理することができる。

前記監視装置において、前記情報取得部は、該監視装置に接続された装置に供給された電力、又は該装置を流れる電流の変化が所定の閾値を超える時間に関する情報を取得することができる。これによって、例えば、工場内の機器の切り忘れなどを判断することができる。

前記監視装置において、前記情報取得部が、該監視装置に接続された装置に供給された電力、又は該装置を流れる電流が所定の値を下回る時間が所定の時間を超える情報を取得した場合には、前記操作部は、前記電源供給部から前記装置への電源の供給を停止することができる。これによって、例えば、工場内の機器を流れる電流が待機電流値となったことを把握することができるとともに、電源供給部からこの機器への電源の供給を停止することで省エネルギーにも資することができる。

前記監視装置において、前記情報取得部は、該監視装置が備える検知部又は測定部を介して該監視装置に接続された装置から前記情報を取得することができる。監視装置に検知部又は測定部としての各種センサーを一体化することにより、さらに機能性を高め、センサー等の設置を従来に比較して格段に容易に行うことができ、例えば、人感センサーを具備した監視装置、赤外線受光部や温度計等を備えた監視装置等により、提供可能なサービスが多様化する。

一例を挙げると、人感センサーを備えた監視装置をコンセントに差し込むだけで、該監視装置の近傍が監視対象となり、人の出入りの有無を監視することが可能で、配線工事が不要な簡易警備システムを実現することができる。また、赤外線受光部を具備した上記監視装置をコンセントに差し込むことにより、テレビ受像器のリモコン操作の有無や既存の赤外線商品の利用の有無を確認することのできる管理商品を実現することができ、コンセント回路から分電盤を通じて、親機に伝送され様々な動きの検知や機器の運行管理にも使用することができる。

前記監視装置において、情報通信用コネクタ端子を備え、前記情報取得部は、該情報通信用コネクタ端子から入力される監視対象機器の状況を取得することができる。パーソナルコンピュータ等を利用した様々な機器の監視には、通常は別途用意されるモニター装置等が必要となるが、本発明によって、配線不要で、簡単に上記機器の状況を監視することができる。

また、本発明は、電気機器に前記いずれかの監視装置を内部機能部品として備えるようにすることができ、例えば、壁面コンセントや家電製品の内部に上記機能部品を内蔵し、前記機能を発揮させることができる。

以上のように、本発明によれば、配線工事が不要で、簡易かつ安価に設置することができ、警備・防災機器の普及に資する監視装置等を提供することができる。

次に、本発明にかかる監視装置の第１の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、本発明にかかる監視装置を、一般家屋内において人の出入りの有無を監視する人感センサーを備えた監視システムに適用した場合を例にとって説明する。

図１は、本発明にかかる監視装置を用いた監視システムの機器構成を示すものであって、この監視システムは、一般家屋に引き込まれた商用電源を供給する分電盤１の二次側電力線Ｌを介して接続された管理装置（以下、「親機」という）２と、監視装置（以下、「子機」という）３（３Ａ、３Ｂ）とで構成され、親機２によって子機３からの情報を管理する。尚、同図では、親機２が分電盤１の下流側に配置されているが、親機２を分電盤１の上流側の二次側電力線に接続してもよい。

子機３は、一般家屋内等のコンセントに差し込んで使用することのできるプラグ３１を有して電力線Ｌに着脱可能に設置され、一般家屋内等に複数設置することができる。親機２は、子機３の最上流側に設置されている。分電盤１は、引込み線を介して電柱等に接続され、１００Ｖの商用電力の給電を受ける。

人感センサー４は、例えば、発光素子及び受光素子を備えて人の出入りを検知する構成を備えたものであって、この人感センサー４に子機３のＡＣ／ＤＣ変換部３３を介して電源が供給され、人の出入りの有無に関する情報を接点入力部（情報取得部）３６を介して子機３に送信する。

次に、図１を参照しながら上記監視システムの親機２及び子機３の構成について詳細に説明する。

親機２は、負荷信号受信部２１と、演算処理部２２と、記憶部２３と、電源部２４とを備える。負荷信号受信部２１は、複数の子機３から二次側電力線Ｌを介して負荷が付与された波形を含む交流を受信し、演算処理部２２へ送信する。演算処理部２２は、負荷信号受信部２１からの負荷が付与された波形を受信したことと、そのタイミングを記憶部２３へ送信する。記憶部２３は、子機３のアドレス番号、演算処理部２２から送信された負荷データ等を記憶する。電源部２４は、親機２の各部を動作させるため電源を供給する。

子機３（図１の例では３Ａ）は、プラグ（接続部）３１と、電源部３２と、ＡＣ／ＤＣ変換部３３と、負荷信号送信部３４と、演算処理部３５と、接点入力部３６と、記憶部３７とを備える。

プラグ３１は、この子機３Ａを電力線Ｌに着脱可能とするための接続部として機能する。電源部３２は、二次側電力線Ｌを介して得た電源を子機３Ａ内で用いるとともに、ＡＣ／ＤＣ変換部３３を介してＡＣ／ＤＣ変換部３３に接続された人感センサー４に電源を供給するために備えられる。

接点入力部３６は、人感センサー４からのアナログ信号をデジタル信号に変換して演算処理部３５へ送信する。記憶部３７には、このデジタル信号に変換された情報が記録される。

負荷信号送信部３４は、演算処理部３５からの指令信号及び負荷量を示す演算信号に基づいてアドレス信号及び負荷量に即した負荷信号を発生し、この負荷信号を電力周波数のタイミングに合わせて二次側電力線Ｌに付与する。

負荷信号には、例えば、図２（ａ）に示すように１．０Ａ（アンペア）の従前の一定期間の移動平均値からなる交流電流（以下、「基準電流」と称す。）が二次側電力線Ｌを流れ、その基準移動平均値の交流波形（以下、「基準波形」と称す。）が同図に示すように１．０Ａの正弦波形を示していると仮定すると、子機３Ａからの電力周波数のタイミングに合わせた負荷信号により、基準波形のうちの半波長分だけ電流値αＡ（アンペア）が上乗せされて、同図の（ｂ）に示すように基準波形の振幅が半波長分だけ部分的に高くなった負荷付与波形を含む交流が流れ、情報信号が親機２へ送信される。

次に、上記構成を有する通信システムの動作について、図１を参照しながら説明する。

ＡＣ／ＤＣ変換部３３及び接点入力部３６を介して子機３Ａに人感センサー４を接続し、プラグ３１を二次側電力線Ｌのコンセントに挿入し、子機３Ａの電源をオンすると、演算処理部３５は、子機３Ａの電源をオンした時点からゼロクロスを計数し、現在が何半波目に該当するかをカウントし、初期設定送信として、予め定められたＮ半波目に情報を送信する子機３Ａというアドレスの設定を親機２に行うため、子機３Ａから所定のタイミングで負荷信号送信部３４から負荷信号を親機２へ送信する。

負荷信号受信部２１を介して上記子機３Ａの負荷信号を受けた親機２は、演算処理部２２によって子機３Ａのアドレス、及びこのアドレスに対応する子機３ＡがＮ半波目に情報を送信することを記憶部２３に記憶し、初期設定送信が完了する。

次に、定期送信として、親機２からの指令信号を子機３が受信すると、演算処理部３５は、接点入力部３６を介して記憶部３７に記録した情報を送信するため、予め定められたＮ半波目に負荷を付与して送信する。ここで、記憶部３７で記録した情報とは、人感センサー４によって人の出入りを検知したか否かの情報であって、例えば、半端番号Ｎに負荷が付与されていれば、人の出入りを検知したことを、半端番号Ｎに負荷が付与されていなければ、人感センサー４が人の出入りを検知していないという情報を送ることができる。

親機２は、負荷信号受信部２１によって上記負荷が付与された半波を受信し、演算処理部２２によって記憶部２３に予め記憶された子機３のアドレスに対応する半波番号Ｎに負荷が付与されているか否かで前記情報を得ることができる。

以上のように、上記実施の形態においては、人感センサー４を子機３Ａに接続するとともに、子機３Ａのプラグ３１を二次側電力線Ｌのコンセントに挿入するだけで、人感センサー４を備えた監視システムを簡単に構築することができ、従来必要であった人感センサー４回りの配線工事を完全に不要とすることができる。

尚、上記実施の形態においては、人感センサー４を子機３Ａに接続して監視システム構築する場合を例にとって説明したが、人感センサー４に限らず、火災（煙）センサーを備えた防火システム、その他直流電源を必要とするセンサーを含むシステム等にも上記本発明にかかる監視装置を適用することができる。

また、上記実施の形態においては、人感センサー４を子機３Ａに接続して監視システム構築する場合を例にとって説明したが、人感センサー４等を別体とせずに子機３に一体化し、さらに機能性を高めることもできる。例えば、赤外線受光部を具備した子機３をコンセントに挿入し、テレビ受像器のリモコン操作の有無や、既存赤外線商品の利用の有無を確認することのできる管理商品とし、コンセント回路から分電盤１を通じて、親機２に情報を伝送し、様々な動きの検知や機器の運行管理に利用することができる。

次に、本発明にかかる監視装置の第２の実施の形態について、図１及び図３を参照しながら説明する。尚、以下の説明においては、本発明にかかる監視装置を、工場等に設置された電気機器等（以下、「工場内機器」という）の電流値等を監視するシステムに適用した場合を例にとって説明する。

図３は、上記システムに用いられる監視装置（以下、「子機」という）４０を示し、この子機４０は、図１に示した分電盤１の二次側電力線Ｌを介して接続された管理装置２（以下、「親機」という）とに接続され、これらによって監視システムを構成する。

子機４０は、プラグ（接続部）４１と、電源部４２と、制御部４３と、負荷信号送信部４４と、演算処理部４５と、記憶部４６と、計測部４７とを備える。

プラグ４１は、この子機４０を電力線Ｌに着脱可能とするための接続部として機能する。電源部４２は、二次側電力線Ｌを介して得た電源を子機４０内で用いるために備えられる。尚、工場内機器５０に対しては、プラグ４１及び二次側電力線Ｌを介して直接電源が供給される。

制御部４３は、演算処理部４５からの指令により工場内機器５０を制御するために備えられ、計測部４７の工場内機器５０の電流値等を計測する。演算処理部４５は、計測部４７の計測結果に基づき工場内機器５０の状態を判定するなどの処理を行う。記憶部４６は、子機４０のアドレス番号、演算処理部４５から送信された負荷データ等を記憶する。

負荷信号送信部４４は、演算処理部４５からの指令信号及び負荷量を示す演算信号に基づいてアドレス信号及び負荷量に即した負荷信号を発生し、この負荷信号を電力周波数のタイミングに合わせて二次側電力線Ｌに付与する。ここで、負荷信号には、上述の第１の実施の形態と同様、図２（ｂ）に示すような基準波形の振幅が半波長分だけ部分的に高くなった負荷付与波形を含む交流を使用することができる。

次に、上記構成を有する監視システムの動作について、図１及び図３を参照しながら説明する。

プラグ４１を二次側電力線Ｌのコンセントに挿入し、工場内機器５０を子機４０のプラグ４１を介して分電盤１の二次側電力線Ｌに接続するとともに、工場内機器５０の電流値を測定するための信号線を計測部４７に接続し、子機４０の電源をオンすると、演算処理部４５は、子機４０の電源をオンした時点からゼロクロスを計数し、現在が何半波目に該当するかをカウントし、初期設定送信として、予め定められたＮ半波目に情報を送信する子機４０というアドレスの設定を親機２に行うため、子機４０から所定のタイミングで負荷信号送信部３４から負荷信号を親機２へ送信する。

負荷信号受信部２１を介して上記子機４０の負荷信号を受けた親機２は、演算処理部２２によって子機４０のアドレス、及びこのアドレスに対応する子機４０がＮ半波目に情報を送信することを記憶部２３に記憶し、初期設定送信が完了する。

次に、定期送信として、親機２からの指令信号を子機４０が受信すると、演算処理部４５は、計測部４７によって測定された電流値を示すデータを送信するため、予め定められたＮ番目から開始され、連続する所定の数の半波に負荷を付与して送信することによって電流値に関するデータを送信する。

親機２は、負荷信号受信部２１によって上記負荷が付与された半波を受信し、演算処理部２２によって記憶部２３に予め記憶された子機４０のアドレスに対応する半波番号Ｎに負荷が付与されているか否か、及びそれに引き続く所定の数の半波の各々に負荷が付与されているか否かによって電流値に関するデータを得ることができる。

また、上記電流値に加え、演算処理部４５において計測部４７によって計測される電流値が所定の閾値を超えた時間を計測し、この時間が予め定められた時間を超えた場合に、負荷信号送信部４４を介してその旨親機２に伝送することにより、工場内機器５０の電源を切り忘れていることを知らせることもできる。

さらに、上述の場合に、制御部４３によって、工場内機器５０への分電盤１の二次側電力線Ｌからの電源の供給を遮断し、電源を遮断したことを親機２に通知することもでき、また、その旨、親機２に表示させるようにすることもできる。また、上記計測部４７によって計測される電流値、制御部４３によって行った工場内機器５０の制御内容、負荷信号送信部４４を介して親機２に伝送を行ったか否か等を図示しない表示部を介して子機４０に表示するようにしてもよい。

以上のように、上記実施の形態においては、工場内機器５０を子機４０を介して分電盤１の二次側電力線Ｌに接続することで、工場内機器５０の電流値の監視システムを簡単に構築することができ、親機２において、工場内機器５０の電流値及び工場内機器５０の状態を管理し、子機４０の制御部４３によって工場内機器５０の状態に応じて工場内機器５０を制御することができる。

尚、上記実施の形態においては、工場内機器５０の電流値を管理する場合を例にとって説明したが、電力量を管理してもよい。また、工場内の各機器を上記子機４０に接続し、個々の機器の状態を管理するとともに、ブロック毎の機器の管理を子機４０及び親機２を介して行うこともできる。この際、子機４０に外部から制御信号を入力し、一定時間の間隔、作動開始からの一定時間、又はその信号入力からの一定の時間経過で計測された電力量等を二次側電力線Ｌを介して親機２に伝送することもできる。

さらに、上記子機４０に、ＲＳ−２３２Ｃ（Ｄ）方式等のコンピューター同士やその周辺装置を接続してデータ交換をするためのインターフェイス規格に適合するコネクタを設け、監視される機器の情報信号を計測部４７に入力し、その情報に基づいて監視される機器の状況を演算処理部４５で判断し、判断結果を負荷信号送信部４４を介して親機２に伝送することで、パーソナルコンピュータ等を利用した様々な機器の監視を行うこともできる。

また、上記子機３、４０を、壁面埋め込み型のコンセントや、露出型のコンセント等とすることもでき、子機３、４０と同等の機能を有する部品を、家電製品や工場等で使用される電気機器に内蔵するようにしてもよい。

次に、本発明にかかる監視装置の実施例について、図４を参照しながら説明する。

この監視装置（以下、「子機」という）６０は、図４（ｂ）に示すように、電源入力側（電力線側）のコンセントに挿入されるプラグ６０ａと、監視機器（電流値等が監視される機器）７０のプラグが挿入されるコンセント６０ｂとを備え、電源入力側と監視機器７０との間に配置される。また、電源入力側には、図１に示した管理装置（親機）２が接続される。

子機６０は、図４（ａ）に示すように、トライアック６１と、変圧器６２と、フォトカプラ６３と、ＣＰＵ６４と、レギュレータ６５と、増幅器６６と、Ａ／Ｄコンバータ６７等で構成される。

上記構成により、子機６０を介して監視機器７０が電源入力側に接続されると、トライアック６１を介して監視機器７０に電源が供給され、監視機器７０を流れる電流は、増幅器６６で増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ６７によって検出される。この検出結果に基づき、ＣＰＵ６４は、フォトカプラ６３を制御して負荷信号を発生させ、変圧器６２を介して電源入力側に電力周波数に同期した負荷付与信号を送信する。

上記負荷付与信号を受信した親機２は、予め記憶された子機６０のアドレスに対応する半波番号Ｎに負荷が付与されているか否か、及びそれに引き続く所定の数の半波の各々に負荷が付与されているか否かによって電流値に関するデータを得ることができ、親機２側で計測した電圧値とで監視機器６３の消費電力量を算出することができる。

本発明にかかる監視装置の第１の実施の形態を含む監視システムの全体構成図である。図１の監視システムにおいて使用する負荷信号の一例を示す図である。本発明にかかる監視装置の第２の実施の形態を示す機能構成図である。本発明にかかる監視装置の実施例を示す構成図である。

符号の説明

１分電盤
２親機
３（３Ａ、３Ｂ）子機
４人感センサー
２１負荷信号受信部
２２演算処理部
２３記憶部
２４電源部
３１プラグ
３２電源部
３３ＡＣ／ＤＣ変換部
３４負荷信号送信部
３５演算処理部
３６接点入力部
３７記憶部
４０子機
４１プラグ
４２電源部
４３制御部
４４負荷信号送信部
４５演算処理部
４６記憶部
４７計測部
５０工場内機器
６０子機
６０ａプラグ
６０ｂコンセント
６１トライアック
６２変圧器
６３フォトカプラ
６４ＣＰＵ
６５レギュレータ
６６増幅器
６７Ａ／Ｄコンバータ
７０監視機器
Ｌ電力線

Claims

電力線を流れる電流に負荷を付与して管理装置に送信することによって情報を伝達する監視装置であって、
前記電力線に着脱可能な接続部と、
該監視装置に接続される装置に電源を供給する電源供給部と、
該監視装置に接続される装置から情報を取得する情報取得部と、
該情報取得部で取得された情報に基づいて、前記電力線を流れる電流に負荷を付与して前記管理装置に送信する負荷信号送信部とを備えることを特徴とする監視装置。
前記情報取得部が取得した情報に基づいて、該監視装置に接続された装置の状態を判定する演算処理部を備え、前記負荷信号送信部は、該演算処理部の判定結果を含む情報を前記電力線を流れる電流に負荷を付与して前記管理装置に送信することを特徴とする請求項１に記載の監視装置。
前記演算処理部の判定結果に基づいて、該監視装置に接続された装置を操作する操作部を備えることを特徴とする請求項２に記載の監視装置。
前記負荷信号送信部が前記管理装置に前記電力線を流れる電流に負荷を付与して送信したか否か、又は前記演算処理部の判定結果を表示する表示部を備えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の監視装置。
前記情報取得部は、該監視装置に接続された装置に供給された電力又は該装置を流れる電流の変化を含む情報を取得することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の監視装置。
前記情報取得部は、該監視装置に接続された装置に供給された電力、又は該装置を流れる電流の変化が所定の閾値を超える時間に関する情報を取得することを特徴とする請求項５に記載の監視装置。
前記情報取得部が、該監視装置に接続された装置に供給された電力、又は該装置を流れる電流の変化が所定の閾値を超える時間が所定の閾値を超える情報を取得した場合には、前記操作部は、前記電源供給部から前記装置への電源の供給を停止することを特徴とする請求項６に記載の監視装置。
前記情報取得部は、該監視装置が備える検知部又は測定部を介して該監視装置に接続された装置から前記情報を取得することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の監視装置。
情報通信用コネクタ端子を備え、前記情報取得部は、該情報通信用コネクタ端子から入力される監視対象機器の状況を取得することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の監視装置。
請求項１乃至９のいずれかに記載の監視装置を内部機能部品として備えたことを特徴とする電気機器。