JP2008003895A

JP2008003895A - 通信システム

Info

Publication number: JP2008003895A
Application number: JP2006173583A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kunii; 保夫國井; Atsushi Komuro; 篤史小室; Nobuji Yasue; 伸示安江
Original assignee: Rinnai Corp
Current assignee: Rinnai Corp
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】共通の通信線に親機と複数の子機とが接続され、各子機における親機からの信号の受信レベルを容易に確認することができる通信システムを提供する。
【解決手段】共通の通信線５に接続された親機１と複数の子機１０（１０ａ〜１０ｄ）との間で、通信線５を介して相互に信号の送受信を行う通信システムにおいて、各子機１０は、信号の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、親機１から出力される親機信号Ｍr（Ｍr1〜Ｍr2）を他の子機１０から出力される子機信号Ｓa（Ｓa1〜Ｓa4）から識別して受信する信号識別手段と、該信号識別手段により親機信号Ｍrが受信されたときに、前記受信レベル検出手段により検出された該親機信号Ｍrの受信レベルを表示する手段とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、共通の通信線により並列に接続された親機と複数の子機との間で、該通信線を介して相互に信号を送受信する通信システムに関する。

従来より、親機と子機との間で無線通信を行う通信システムにおいて、子機における無線信号の受信レベルの良否を判定して報知し、また、親機における無線信号の受信レベルの良否を判定して報知するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる通信システムによれば、使用者や設置作業者は、子機側の無線信号の受信レベルと親機側の無線信号の受信レベルとを報知の内容によって確認することができる。そのため、使用者や設置作業者は、親機と子機間で正常に通信が行われているか否かを容易に確認することができる。

ここで、有線により親機と複数の子機を並列に接続した通信システムも知られており、かかる通信システムにおいても、設置時に親機と子機間で正常に通信を行うことができるように接続されていることを確認する必要がある。

そして、例えば校舎において、各教室に設置された空調機を子機とし、各空調機の作動を制御する集中コントローラを親機とする通信システムにおいては、子機の台数が多くなると共に通信線がかなり長くなる。そのため、子機の設置状況によっては、子機における信号の受信レベルの規定値に対する余裕度が小さくなる場合があり、この場合には、設置後の状況の変化（追加された他の通信システムとの干渉や、増設された電力線との干渉等）によって通信が不良となり易いという不都合があった。
特開２００５-３４６５３３号公報

上記不都合を解消するため、通信システムの設置時に、各子機に測定器を接続して受信レベルを測定することが考えられるが、その作業には多大な労力を要する。また、測定された受信レベルが必ずしも適切なものとはならない場合もある。そこで、本発明は、各子機における受信レベルを容易かつ適切に判断することができる通信システムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、共通の通信線に接続された親機と複数の子機との間で、該通信線を介して相互に信号の送受信を行う通信システムにおいて、前記各子機は、信号の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、前記親機から出力される親機信号を他の子機から出力される子機信号から識別して受信する信号識別手段と、該信号識別手段により該親機信号が受信されたときに、前記受信レベル検出手段により検出された該親機信号の受信レベルを報知する第１の受信レベル報知手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記各子機に備えられた前記信号識別手段は、前記親機から送信される前記親機信号と他の子機から送信される前記子機信号とを識別して受信する。ここで、前記信号識別手段により受信される前記親機信号のレベルと前記子機信号のレベルは、前記親機及び他の子機の設置場所や、前記親機及び他の子機との間の前記通信線の長さ等によって相違する。そして、ここで問題となるのは前記親機信号の受信レベルであって、前記子機信号の受信レベルを検出したのでは、前記親機と各子機間の通信状況を正しく検知することができない。

そこで、前第１の受信レベル報知手段は、前記信号識別手段によって前記親機信号が識別して受信されたときに、前記受信レベル検出手段により検出された該親機信号の受信レベルを報知する。これにより、通信システムの設置作業者は、前記複数の子機を設置する際に、各子機における前記第１の受信レベル報知手段の報知内容によって、前記親機信号の受信レベルを容易に認識して、通信状況の良否を判断することができる。

また、前記第１の受信レベル報知手段は、前記受信レベル検出手段により検出された前記親機信号の受信レベルが、予め設定された複数段階の受信レベル域のいずれに属するかを判定する受信レベル判定手段と、該受信レベル判定手段により該親機信号が属すると判定された受信レベル域を表示する表示手段とからなることを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記通信システムの設置作業者は、前記表示手段の表示を視認することで、前記親機信号の受信レベルを直感的に容易に認識することができる。

また、前記各子機は、前記受信レベル検出手段により検出された前記親機信号の受信レベルを示す受信レベル検出信号を前記親機に送信する受信レベル送信手段を備え、前記親機は、前記各子機から受信した前記受信レベル検出信号に基いて、前記各子機における前記親機信号の受信レベルを報知する第２の受信レベル報知手段を備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記各子機で受信された前記親機の受信レベルを示す前記受信レベル検出信号が、前記各子機から前記親機に送信される。そして、前記親機に備えられた前記第２の受信レベル報知手段は、前記各子機から受信した前記受信レベル検出信号に基いて、前記各子機における前記親機信号の受信レベルを報知する。そのため、通信システムの管理者等は、前記親機側で前記各子機における前記親機信号の受信レベルを一括して確認することができる。

また、前記各子機は、前記受信レベル検出手段により検出された前記親機信号の受信レベルを記憶する記憶手段と、前記受信レベル検出手段により新たな前記親機信号の受信レベルが検出されたときに、該新たな前記親機信号の受信レベルと該記憶手段に記憶された受信レベルとを比較して、小さい方の受信レベルを該記憶手段に記憶する最低受信レベル更新手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記通信システムの管理者等は、前記記憶手段に記憶された前記親機信号の受信レベルを確認することで、前記親機と各子機との間の通信状況の変化を検知することができ、該変化に応じて通信システムのメンテナンスを実施することができる。

本発明の実施の形態について、図１〜図４を参照して説明する。図１は本発明の通信システムの接続態様と通信仕様の説明図、図２は図１に示した子機の構成図、図３は図１に示した子機の外観図、図４は図１に示した子機における受信レベルの表示処理のフローチャートである。

図１（ａ）を参照して、本発明の通信システムは、親機１と４台の子機１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を共通の通信線５で接続して構成されている。例えば、子機１０は校舎の各教室に設置された暖房装置であり、親機１は各暖房装置の運転を一括して制御する集中管理ユニットである。なお、子機１０の台数はさらに増設することが可能である。

親機１と各子機１０には固有のアドレスが割り当てられている。図１（ａ）の例では、親機１には（００）、子機１０ａには（０１）、子機１０ｂには（０２）、子機１０ｃには（０３）、子機１０ｄには（０４）が、それぞれ割り当てられている。そして、親機１と各子機１０は、親機１側からのポーリング方式による通信を行う。

図１（ｂ）は親機１と各子機１０間の通信タイミングを示したものであり、横軸が時間（ｔ）に設定されている。図１（ｂ）を参照して、親機１は、親機１のアドレス（００）を送信元データとし、送信相手とする子機１０のアドレス（０１〜０４のうちのいずれか）を送信先データとして含む親機データＭr1，Ｍr2，Ｍr3，Ｍr4を信号線５に出力する。Ｍr1は子機１０ａに対する親機データであり、送信先データとして子機１０ａのアドレス（０１）を含む。

同様に、Ｍr2は子機１０ｂに対する親機データであり、送信先データとして子機１０ａのアドレス（０２）を含む。また、Ｍr3は子機１０ｃに対する親機データであり、送信先データとして子機１０ｃのアドレス（０３）を含む。また、Ｍr4は子機１０ｄに対する親機データであり、送信先データとして子機１０ｄのアドレス（０４）を含む。そして、親機１は、定期的に信号線５に親機信号Ｍr1，Ｍr2，Ｍr3，Ｍr4を出力する。

各子機１０は、親機信号Ｍrを受信したときに、その親機信号Ｍrが自局宛であるか否かを親機信号Ｍrの送信先データを解析して判断し、自局宛であったときは、親機１のアドレス（００）を送信先データとする子機データＳaを通信線５に出力する。Ｓa1は子機１０ａから通信線５に出力される子機信号であり、送信元データとして子機１０ａのアドレス（０１）を含む。

同様に、Ｓa2は子機１０ｂから通信線５に出力される子機信号であり、送信元データとして子機１０ｂのアドレス（０２）を含む。また、Ｓa3は子機１０ｃから信号線５に出力される子機信号であり、送信元データとして子機１０ｃのアドレス（０３）を含む。また、Ｓa4は子機１０dから信号線５に出力される子機信号であり、送信元データとして子機１０ｄのアドレス（０４）を含む。

親機１は、子機信号Ｓa（Ｓa1，Ｓa2，Ｓa3，Ｓa4）を受信したときに、その子機信号Ｓaがどの子機１０から送信されたものであるかを否かを子機信号Ｓaの送信元データを解析して判断する。

図１（ｂ）では、親機信号Ｍr1（ｔ₁〜ｔ₂）を受信した子機１０ａから子機信号Ｓa1（ｔ₃〜ｔ₄）が返信され、親機信号Ｍr2（ｔ₅〜ｔ₆）を受信した子機１０ｂから子機信号Ｓa2（ｔ₇〜ｔ₈）が返信されている。また、親機信号Ｍr3（ｔ₉〜ｔ₁₀）を受信した子機１０ｃから子機信号Ｓa3（ｔ₁₁〜ｔ₁₂）が返信され、親機信号Ｍr4（ｔ₁₃〜ｔ₁₄）を受信した子機１０ｄから子機信号Ｓa4（ｔ₁₅〜ｔ₁₆）が返信されている。

ここで、親機信号Ｍrには子機１０に対して暖房運転の開始／停止を指示するコマンドデータ等が含まれ、子機信号Ｓaには親機信号Ｍrを受信したことを示す応答データ等が含まれる。また、親機信号Ｍrと子機信号ＳaはＨｉｇｈ／Ｌｏｗレベルのデジタル信号をＦＭ信号に変調して送信される。

次に、図２を参照して、子機１０は、子機１０の全体的な作動を制御するＣＰＵ２０、信号線５に出力される親機信号Ｍr及び子機信号Ｓaを入力し、これらの信号の周波数成分のみを分離してＦＭ信号を出力するバンドパスフィルタ３０、該ＦＭ信号をＨｉｇｈ／Ｌｏｗレベルのデジタル信号に復調してＣＰＵ２０に出力するＦＭ信号復調回路３１、該ＦＭ信号を整流して出力する全波整流回路３２、及び、該全波整流回路３２の出力を平均化してＣＰＵ２０のＡ／Ｄ端子（アナログ／デジタル変換用端子）に出力する平均化回路３３を備えている。

さらに、子機１０は、受信レベルを判定するための判定レベルのデータ４１及び過去の受信レベルの最低値のデータ４２とが記憶されたメモリ４０（本発明の記憶手段に相当する）と、親機信号Ｍrの受信レベルを表示する７セグメントＬＥＤ５３及びＬＥＤランプ５４（本発明の表示手段に相当する）と、７セグメントＬＥＤ５３及びＬＥＤランプ５４の駆動信号を出力する表示回路５０と、子機１０のアドレスを設定するアドレススイッチ５２とを備えている。

また、ＣＰＵ２０は、ＲＯＭ（図示しない）に記憶されたプログラムの実行により、ＦＭ信号復調回路３１を介して入力された信号の種別を識別して受信する信号識別手段２１と、Ａ／Ｄ端子に入力される電圧のレベルによって検知される親機信号Ｍrの受信レベルに応じて、７セグメントＬＥＤ５３及びＬＥＤランプ５４の表示内容を変更する表示制御手段２２（本発明の第１の受信レベル報知手段及び受信レベル判定手段に相当する）と、親機信号Ｍrの受信レベルを新たに検知したときにメモリ４０に記憶された最低受信レベル４２と比較し、該新たに検知した受信レベルの方が小さいときには該受信レベルを最低受信レベル４２としてメモリ４０に記憶する最低受信レベル更新手段２３として機能する。

次に、図３は各子機１０の外観図であり、前面にロータリースイッチであるアドレススイッチ５２と、７セグメントＬＥＤ５３と、緑・オレンジ・赤の三色に表示色が変更可なＬＥＤランプ５４とが備えられている。表示制御手段２２は、親機信号Ｍrの受信レベルを７セグメントＬＥＤ５４により１〜Ｆの１６進表記で表示する。また、ＬＥＤランプ５４の表示色を、受信レベルが良好域であるときは緑とし、受信レベルが中間域であるときはオレンジとし、受信レベルが不良域であるときは赤とする。なお、表示制御手段２２は、親機信号Ｍrが受信できないときには、ＬＥＤランプ５４と７セグメントＬＥＤ５３を消灯する。

次に、図４に示したフローチャートに従って、子機１０における親機信号Ｍrの受信レベルの検出と該受信レベルの表示処理について説明する。

子機１０は、先ず、ＳＴＥＰ１でＦＭ信号復調回路３１から復調信号（親機信号Ｍr又は他の子機１０から出力される子機信号Ｓaの復調信号）が入力されるのを待つ。そして、信号が入力されたときにＳＴＥＰ２に進み、信号の入力が終了するまで、Ａ／Ｄ端子に入力されるアナログ電圧を信号の受信レベルとして所定のタイミングで複数回取り込んで平均化し、平均化した受信レベルをメモリ４０に記憶する。

続くＳＴＥＰ３で、信号識別手段２１は、復調信号のデータを解析して送信元データと送信先データを確認し、該復調データが自局宛の親機信号Ｍrであるか否かを判断する。そして、受信した信号が自局宛の親機信号Ｍrであったときは、ＳＴＥＰ４に進んでメモリ４０に記憶した受信レベルが、良好域と中間域と不良域のいずれの領域に属するかを判定する。

次のＳＴＥＰ５で、表示制御手段２２は、受信レベルを７セグメントＬＥＤ５３に１６進表示し、判定した領域（良好域、中間域、不良域のいずれか）に応じた表示色でＬＥＤランプ５４を点灯する。一方、受信した信号が自局への親機信号Ｍrでなかったときには、ＳＴＥＰ３からＳＴＥＰ１０に分岐し、メモリに記憶した受信レベルのデータを廃棄してＳＴＥＰ６に進む。この場合は、７セグメントＬＥＤ５３及びＬＥＤランプ５４による受信レベルの表示は行われない。

ここで、各子機１０は親機１との間で制御信号等の送受信を行うものであるため、問題となるのは親機信号Ｍrの受信レベルであり、他の子機１０から送信される子機信号Ｓaの受信レベルを表示しても意味はない。そこで、ＳＴＥＰ３で自局宛の親機信号Ｍrを受信したときにのみ、その受信レベルを表示することによって、親機１との通信状態を確実に報知することができる。

このように、各子機１０は、図４のフローチャートを実行して、自局宛の親機信号Ｍrの受信レベルを７セグメントＬＥＤ５３とＬＥＤランプ５４により表示する。そのため、親機１と各子機１０を設置する作業者は、親機１と各子機１０を通信ケーブル５で接続した後、各子機１０の７セグメントＬＥＤ５３とＬＥＤランプ５４の表示状態を視認することで、親機１と各子機１０とが正常に接続されて通信が可能な状態となっていることを容易に確認することができる。

また、各子機１０において、親機信号Ｍrの受信レベルに応じて７セグメントＬＥＤ５３とＬＥＤランプ５４の表示を切替えているので、設置作業者は、単に親機１と子機１０間の通信が可能な状態になっているか否かを確認できるだけでなく、通信状態の良否まで確認することができる。

そのため、子機１０における親機信号Ｍrの受信レベルが低く、親機１と子機１０間の通信状態に余裕度が小さい状態で通信システムの設置工事を完了し、その後通信システムの稼動を開始したときに、ノイズの影響等により頻繁に通信不良が発生する状況となることを防止することができる。

また、各子機１０の７セグメントＬＥＤ５３とＬＥＤランプ５４の表示状態を確認することで、設置作業者は、通信ケーブル５と子機１０との接続不良や通信ケーブル５の不良（断線、短絡）が生じている箇所を推定することができる。例えば、図１（ａ）を参照して、子機１０ｄで表示される受信レベルが、子機１０ｃで表示される受信レベルから急激に低下したときは、子機１０ｃと子機１０ｄ間で短絡が生じていると推認することができる。

また、子機１０ａ、子機１０ｂ、子機１０ｃでは、良好な受信レベルが表示されているが、子機１０ｄで７セグメントＬＥＤ５３とＬＥＤランプ５４が消灯していたときには、子機１０ｃと子機１０ｄとの間で、通信線５の断線が生じていると推認することができる。

なお、本実施の形態では、図４のＳＴＥＰ３で、親機１から自局宛の親機信号Ｍrを受信したときの受信レベルを表示したが、自局宛の親機信号Ｍrに限定せずに、いずれかの子機１０を送信先とする親機信号Ｍrを受信したときに、その受信レベルを表示するようにしてもよい。

また、各子機１０から親機信号Ｍrの受信レベルを示すデータ（本発明の受信レベル検出信号に相当する）を送信し、親機１側で、各子機１０における親機信号Ｍrの受信レベルを表示する（この表示をするための構成が本発明の第２の受信レベル報知手段に相当する）ようにしてもよい。これによれば、設置作業者は、親機１の表示を視認して各子機１０の受信レベルを確認することができるため、子機１０が設置されている場所に行って受信レベルを確認する必要がない。

また、最低受信レベル更新手段２３によりメモリ４０に記憶された最低受信レベルのデータ４２は、子機１０に表示してもよく、子機１０から親機１に送信して親機１に表示してもよい。或いは、子機１０又は親機１に通信ポートを設けてパソコン等の通信端末と接続可能に構成し、該通信端末に最低受信レベルデータ４２を送信して親機信号Ｍrの最低受信レベルを表示するようにしてもよい。これによれば、通信システムのメンテナンス作業者は、各子機１０における過去の最低受信レベルを確認して通信状況の変化を把握することができる。そして、通信状況の変化に応じて、通信ケーブル５の交換や通信ケーブル５と子機１０の接続の確認等の対応措置をとることができる。

また、本実施の形態では、本発明の表示手段としてＬＥＤ５４を備え、ＬＥＤランプ５４の表示色を変えることで親機信号Ｍrの受信レベルを表示したが、表示色の変更ではなく、ＬＥＤランプを複数個備えて点灯するＬＥＤランプの個数を変えることにより親機信号Ｍrの受信レベルを表示するようにしてもよい。

また、本実施の形態では、本発明の表示手段として７セグメントＬＥＤ５３及びＬＥＤランプ５４を備え、表示により親機信号Ｍrの受信レベルを報知したが、音声或いはブザーの音色や音量を変えて親機信号の受信レベルを報知するようにしてもよい。

また、各子機１０に、例えば通信システムの運用開始時やメンテナンス時に、メモリ４０に記憶された過去の受信レベルの最低値のデータ４２をクリアするためのスイッチを設けてもよい。

本発明の通信システムの接続態様と通信仕様の説明図。図１に示した子機の構成図。図１に示した子機の外観図。図１に示した子機における受信レベルの表示処理のフローチャート。

符号の説明

１…親機、５…通信ケーブル、１０…子機、２１…信号識別手段、２２…表示制御手段、２３…最低受信レベル更新手段

Claims

共通の通信線に接続された親機と複数の子機との間で、該通信線を介して相互に信号の送受信を行う通信システムにおいて、
前記各子機は、信号の受信レベルを検出する受信レベル検出手段と、前記親機から出力される親機信号を他の子機から出力される子機信号から識別して受信する信号識別手段と、該信号識別手段により該親機信号が受信されたときに、前記受信レベル検出手段により検出された該親機信号の受信レベルを報知する第１の受信レベル報知手段とを備えたことを特徴とする通信システム。
前記第１の受信レベル報知手段は、前記受信レベル検出手段により検出された前記親機信号の受信レベルが、予め設定された複数段階の受信レベル域のいずれに属するかを判定する受信レベル判定手段と、該受信レベル判定手段により該親機信号が属すると判定された受信レベル域を表示する表示手段とからなることを特徴とする請求項１記載の通信システム。
前記各子機は、前記受信レベル検出手段により検出された前記親機信号の受信レベルを示す受信レベル検出信号を前記親機に送信する受信レベル送信手段を備え、
前記親機は、前記各子機から受信した前記受信レベル検出信号に基いて、前記各子機における前記親機信号の受信レベルを報知する第２の受信レベル報知手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の通信システム。
前記各子機は、前記受信レベル検出手段により検出された前記親機信号の受信レベルを記憶する記憶手段と、前記受信レベル検出手段により新たな前記親機信号の受信レベルが検出されたときに、該新たな前記親機信号の受信レベルと該記憶手段に記憶された受信レベルとを比較して、小さい方の受信レベルを該記憶手段に記憶する最低受信レベル更新手段とを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の通信システム。