JP2008034911A

JP2008034911A - 端末機制御システム

Info

Publication number: JP2008034911A
Application number: JP2006202844A
Authority: JP
Inventors: Junro Nanahara; 淳郎七原; Kazufumi Nagasoe; 和史長添
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】端末機制御システムにおいて、通信の安定性を高くし、また、コストを低くする。
【解決手段】端末機制御システム１は、システム全体を制御する制御親機２と、制御親機２と専用通信線５によって接続された制御子機３と、制御子機３と電力線６によって接続された複数の端末機４とを備え、制御子機３と端末機４との間の通信頻度を、制御親機２と制御子機３との間の通信頻度よりも少なくする。制御子機３と端末機４との間の通信頻度が少ないので、制御子機３と端末機４との間の電力線における通信状態の混雑が解消し、通信の安定性を高くすることができ、また、通信の安定のために、特別な構成を必要とせず、コストアップになることがない。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力線搬送通信を使用する端末機制御システムに関するものである。

従来から、電力線に信号を重畳する電力線搬送通信を使用して端末機を制御する端末機制御システムが知られている。電力線搬送通信を使用すると、既存の建物に端末機制御システムを設置する場合にも、各階に設けられた端末機の電気配線を通信線としてそのまま利用することができることから、設置コストを抑制することができる。しかし、電力線搬送通信は、専用通信線を用いた通信とは異なり、その電力線に接続された機器の影響を受け、確実に通信ができない虞がある。

図８は、従来の端末機制御システムの構成を示す。端末機制御システムは、システム全体を制御する制御親機２と、制御親機２に繋がる複数の制御子機３（３１，３２）と、制御子機３に繋がる複数の端末機４（４１，４２，・・・）を備えている。制御親機２と制御子機３とは、専用通信線５によって接続されており、制御子機３と端末機４とは、端末機４に給電を行なう電力線６によって接続されている。そして、制御親機２と制御子機３との間の専用通信線５は、バス配線になっている。制御親機２と制御子機３との間の通信は、ポーリング方式によって行なわれ、制御親機２は、各制御子機３に各端末機４の運転状況の問合せを次のように、１台ずつ順に行なう。

制御親機２は、制御子機３１に端末機４１の運転状況の問合せＬ１を行なう。問合せを受けた制御子機３１は、端末機４１に運転状況の問合せＭ１を行う。端末機４１は、制御子機３１に運転状況の返信Ｎ１を行い、制御子機３１は、制御親機２に端末機４１の運転状況の返信Ｐ１を行なう。制御親機２は、次に端末機４２の運転状況の問合せＬ２を行い、以下同様に制御子機３１に接続された各端末機４の運転状況の問合せを順に行う。制御親機２は、制御子機３１に接続された端末機４の問合せが終了すると、次に制御子機３２に接続されている端末機４の運転状況の問合せを順に行なう。

しかしながら、この構成においては、制御親機２からの問合せを、例えば１秒に１回の頻度によって、順に実施しようとすると、制御子機３から端末機４への問合せと端末機４から制御子機３への返信を１秒以内に行なわなければならない。１秒に１回の頻度では、専用通信線５で接続された制御親機２と制御子機３との間の通信には、問題は生じない。しかし、電力線６で接続された制御子機３と端末機４との間の電力線搬送通信においては、法規制により周波数が１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚ帯域を越えることができないという制約もあり、正常時には１秒以内に通信ができても、例えばノイズ等により通信に失敗したときには再度通信することにより、１秒以上かかることがある。そして、端末機４からの返信が終了するまで、次の制御子機３からの問合せは、待たねばならず、制御子機３と端末機４との間の通信に１秒以上かかるときには、制御子機３と端末機４との間の通信状態が混雑し、通信の安定性が低下する。また、制御子機３と端末機４との間の電力線搬送通信の安定性が得られるように、制御親機２と制御子機３との間の通信頻度を少なくすると、通信の即応性が低下し、システム全体の効率が低下する。また、通信の安定性を高めるために、ノイズ除去等の機器を配置するとコスト高となる。

また、端末機制御システムにおいて、制御子機に信号ルータを設置し、信号の種類を区分して、不必要な通信を遮断することにより、通信の混雑を減少させ、通信の安定性を高めるものが知られている（例えば特許文献１参照）。

しかしながら、上記特許文献１に示されるような端末機制御システムにおいても、制御親機と制御子機の間における端末機の運転状況の問合せは、対象となる制御子機では遮断されないので、問合せの頻度が多いと、通信の安定性が低下する。

また、システム全体を制御する制御親機と、制御親機に専用通信線によって接続された制御子機と、制御子機に電力線によって接続され、照明器具を有する端末機とを備える端末機制御システムであって、通信の安定性を高めるために、各端末機が、通信の中継機能を有するものが知られている（例えば特許文献２参照）。このシステムにおいては、制御子機から離れた端末機への通信は、離れた端末機までの途中にある端末機が通信の中継を行うことにより、通信の安定性を高めている。

しかしながら、上記特許文献２に示されるような端末機制御システムにおいても、制御親機からの制御子機への問合せの度に、制御子機は端末機と通信を行なうので、制御親機からの問合せの頻度が多いと、従来の端末機制御システムと同様に制御子機と端末機との間の通信の安定性が低下する虞がある。
特開２００５-１１００９０号公報特開２００３-３４７０６６号公報

本発明は、上記従来の問題を解決するものであり、通信の安定性が高く、しかも低コストな端末機制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、電力線に接続された複数の端末機を電力線搬送通信により制御する端末機制御システムにおいて、システム全体を制御する制御親機と、前記制御親機と専用通信線によって接続された制御子機と、前記制御子機と電力線によって接続された複数の端末機と、を備え、前記制御子機と前記端末機との間の通信頻度が、前記制御親機と前記制御子機との間の通信頻度よりも少なくなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１に記載の端末機制御システムにおいて、前記制御子機と前記端末機との間の通信は、該端末機に異常が発生したときに該端末機がその状況を前記制御子機に報告するイベントドリブン方式により行なうものである。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の端末機制御システムにおいて、前記制御子機は、所定のタイミングで前記端末機に対して、該端末機の運転状況の問合せを行い、該端末機から返信される運転状況を端末機毎に記憶し、前記制御親機からの制御のための指示信号に応じて、前記記憶しておいた端末機の運転状況を返信するものである。

請求項１の発明によれば、制御子機と端末機との間の通信頻度が、制御親機と制御子機との間の通信頻度よりも少なくなるので、制御子機と端末機との間の電力線における通信状態の混雑が解消し、通信の安定性が高くなる。また、通信の安定のために、特別な構成を必要とせず、コストアップになることがない。

請求項２の発明によれば、制御子機と端末機との通信が、イベントドリブン方式であるので、制御子機と端末機との間の電力線における通信頻度が少なくなり、通信の安定性が更に高くなる。

請求項３の発明によれば、制御子機が、端末機に所定のタイミングで運転状況の問合せを行い、返信された運転状況を記憶し、制御親機からの指示信号に応じて記憶しておいた端末機の運転状況を返信するので、制御子機と端末機との間の電力線における通信頻度が少なくなり、通信の安定性が高くなる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る端末機制御システムについて図１乃至図４を参照して説明する。図１は、本実施形態に係る端末機制御システム１の構成を示す。端末機制御システム１は、システム全体を制御する制御親機２と、制御親機２に接続され建物の各階に配置された複数の制御子機３と、制御子機３に接続され、例えば誘導灯を有する複数の端末機４とを備えている。端末機４は、誘導灯に限らず照明器具やスピーカ等を有してもよい。制御親機２と制御子機３とは、専用通信線５で接続されており、制御子機３と端末機４とは、端末機４に給電を行なう電力線６によって接続されている。

制御親機２と各階に配置されている制御子機３との間の通信は、専用通信線５で行なうようにしている。その理由は、もしこの通信を電力線搬送通信によって行なうとすると、建物の階毎の分電盤を繋ぐ主幹電力線によって行なうことになるが、主幹電力線には接続されている機器が多く、機器より発生するノイズ等により、通信の安定性が低下する虞があるからである。

制御親機２と制御子機３の間の専用通信線５は、バス配線になっており、１対複数の通信が可能な、例えばＲＳ−４８５の規格によって接続されている。そして、制御親機２と制御子機３との間の通信は、ポーリング方式によって行なわれ、制御親機２は、各制御子機３に各端末機４の運転状況の問合せを１台ずつ順に行なっていく。制御子機３と端末機４とは、電力線６に信号を重畳させて電力線搬送通信を行う。制御子機３に接続することができる端末機４の台数は、電力線６の電流容量によって制限されている。

図２は、制御親機２の構成を示す。制御親機２は、システム全体を制御する親機制御部２ａと、ユーザが端末機制御システムを操作する親機操作部２ｂと、端末機４（図１参照）の運転状況等を記憶する親機記憶部２ｃと、端末機４の運転状況等を表示する親機表示部２ｄと、専用通信線５に接続された親機専用線通信部２ｅとを備えている。親機制御部２ａは、親機操作部２ｂからの操作や、内蔵しているプログラムに従ってシステム全体を制御する。親機操作部２ｂは、スイッチやタッチパネル等であり、ユーザが運転を指示する。親機記憶部２ｃは、例えばＥＥＰＲＯＭやＦＬＡＳＨメモリなどの揮発性記憶デバイスであり、端末機４の運転状況等を記憶している。親機表示部２ｄは、例えばＬＥＤや液晶であり、親機制御部２ａからの指示により端末機４やシステム全体の運転状況等を表示する。親機専用線通信部２ｅは、専用通信線５に繋がり制御子機３との通信インターフェースとなる。

図３は、制御子機３の構成を示す。制御子機３は、制御子機３を制御する子機制御部３ａと、端末機４（図１参照）の運転状況等を記憶する子機記憶部３ｂと、専用通信線５と接続された子機専用線通信部３ｃと、電力線６と接続された子機電力線通信部３ｄとを備えている。子機制御部３ａは、内蔵しているプログラムに従い、所定のタイミングで端末機４の運転状況を、子機電力線通信部３ｄを介して端末機４に問合せ、端末機４から返信された運転状況のデータを子機記憶部３ｂに記憶する。子機制御部３ａは、子機専用線通信部３ｃを介して制御親機２から、端末機４の運転状況の問合せを受けると、子機記憶部３ｂに記憶している該当する端末機４の運転状況のデータを制御親機２に返信する。子機専用線通信部３ｃは、制御親機２との通信インターフェースとなり、子機電力線通信部３ｄは、端末機４との通信インターフェースとなる。

図４は、端末機４の構成を示す。端末機４は、非常口や廊下に設置された誘導灯４ａと、誘導灯４ａの運転状況を検知する誘導灯状態検知部４ｂと、端末機４全体を制御する端末機制御部４ｃと、電力線６（図１参照）と接続された端末機電力線通信部４ｄとを備えている。誘導灯４ａは、ランプや停電時の電源であるバッテリー等を備えている。誘導灯状態検知部４ｂは、誘導灯４ａの点灯／消灯の状態や、誘導灯４ａが備えるランプやバッテリーの正常／異常等の状態を検知する。端末機制御部４ｃは、端末機電力線通信部４ｄを介して制御子機３から端末機４の運転状況の問合せを受けると、誘導灯状態検知部４ｂに誘導灯４ａの運転状況を検知させ、検知した運転状況を端末機電力線通信部４ｄを介して、制御子機３に返信する。端末機電力線通信部４ｄは、制御子機との通信インターフェースとなる。

上記のように構成された本実施形態に係る端末機制御システム１の動作について図１乃至図４を参照して説明する。各制御子機３は、各制御子機３に繋がる各端末機４の運転状況の問合せを、例えば１分に１回の頻度によって順に行なう。例えば、制御子機３１は、最初に制御子機３１に繋がる端末機４１に運転状況の問合せＡ１を行い、問合せを受けた端末機４１は、誘導灯４ａの運転状況の返信Ｂ１を制御子機３１に行なう。端末機４１から返信Ｂ１を受けた制御子機３１は、端末機４１の運転状況を子機記憶部３ｂに記憶する。制御子機３１は、次に端末機４１への問合せから１分後に次の端末機４２に問合せＡ２を行い、以下同様に制御子機３１に繋がる全ての端末機４に順に問合せを行う。全ての端末機４の運転状況の問合せが終了すると、端末機４１に戻り問合せを繰り返す。

制御親機２は、端末機４の運転状況の問合せを各制御子機３に、例えば１秒に１回の頻度によって順に行なう。制御親機２は、最初に制御子機３１に端末機４１の運転状況の問合せＣ１を行なう。制御子機３１は、子機記憶部３ｂに記憶している端末機４１の運転状況を制御親機２に返信する（Ｄ１）。返信を受けた制御親機２は、端末機４１の運転状況を親機記憶部２ｃに記憶する。制御親機２は、次に端末機４１の運転状況の問合せから１秒後に制御子機３１に端末機４２の運転状況の問合せＣ２を行い、以下同様に制御子機３１に繋がる全ての端末機４の運転状況の問合せを順に行う。制御子機３１に繋がる全ての端末機４の運転状況の問合せが終了すると、制御親機２は、次に制御子機３２に端末機４５の運転状況の問合せＣ５を行なう。以下同様に問合せを行い、全ての端末機４の運転状況の問合せが終了すると、制御親機２は、親機記憶部２ｃに記憶している各端末機４の運転状況を親機表示部２ｄに表示する。制御親機２は、次に最初に戻り制御子機３１に端末機４１の運転状況の問合せを行なう。こうして、制御親機２は、端末機４の運転状況の問合せを繰り返す。

このように、制御子機３は、制御親機２からの問合せに対し、その都度に、端末機４に問合せることなく、子機制御部３ｂに記憶している端末機４の運転状況を返答するので、端末機４との間の通信頻度を制御親機２と制御子機３との間の通信頻度の１秒間に１回よりも少ない、例えば１分間に１回にすることができる。制御子機３と端末機４との間の電力線における通信状態の混雑が解消し、また、制御子機３と端末機４との間の問合せ及び返信を１分以内に行なえばよいので、通信の安定性を良くすることができる。また、専用通信線５の高速な通信速度に制御親機２と制御子機３との間の通信頻度を合わせることが可能となり、システム全体の効率を高くすることができる。また、通信の安定のために、特別な構成を必要とせず、コストアップになることがない。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る端末機制御システムについて図５及び図６を参照して説明する。図５（ａ）は、本実施形態に係る端末機制御システムの制御子機３と端末機４の構成を示す。同図においては、制御親機の図示を省略している。図５（ｂ）は、子機記憶部３ｂの構成を、図６は、本実施形態に係る端末機制御システム１の構成を示す。端末機制御システム１の構成は、第１の実施形態に係る端末機制御システムと同じであるが、制御子機３と端末機４との間の通信方法が、第１の実施形態に係る端末機制御システムと異なり、端末機４の運転状況に変化が生じたときに端末機４が制御子機３に報告を行なうイベントドリブン方式により行なう。

本実施形態に係る端末機制御システム１の動作について説明する。端末機４において、端末機制御部４ｃは、誘導灯状態検知部４ｂを介し誘導灯４ａの運転状態を常に監視しており、誘導灯４ａの運転状況に変化が生じると、端末機４の番号と変化の内容を端末機電力線通信部４ｄから電力線６を介して制御子機３に報知する。例えば、端末機４１の誘導灯４ａが、正常に点灯していたのにランプに異常が発生すると、端末機４１の端末機制御部４ｃは、端末機の番号「４１」とランプに異常が発生したことの報告Ｅを、制御子機３１へ行なう。制御子機３１の子機制御部３ａは、子機電力線通信部３ｄを介して電力線６の状態を常に監視しており、端末機４からの報告があると、その端末機４の番号と変化の内容を子機記憶部３ｂに記憶する。そして、子機制御部３ａは、制御親機２から端末機４１の運転状況の問合せがあると、子機記憶部３ｂに記憶している「ランプ異常」を制御親機２に返信する。

図６において、制御親機２と制御子機３１との間の通信は、１秒毎に各端末機４の運転状況の問合せと、それに対応する返信が順に行なわれる。制御親機２から制御子機３１に端末機４１の運転状態の問合せＦ１が行なわれ、問合せを受けた制御子機３１は、子機記憶部３ｂに記憶している端末機４１の運転状況を制御親機２に返信する（Ｇ１）。以下同様に端末機４２の運転状況の問合せＦ２に対し返信Ｇ２が行なわれ、端末機４３の運転状況の問合せＦ３に対し返信Ｇ３というように順に行なわれる。

制御子機３と端末機４との間の通信は、端末機４の運転状況に変化があった場合であり、全ての端末機４における運転状況の変化が端末機４１における「ランプ異常」だけであったときは、端末機４１の「ランプ異常」の報告Ｈ１の１回のみが行なわれるだけである。端末機４から制御子機３へ報告する対象を、端末機４のランプ異常やバッテリー切れ等の比較的頻度の少ない状態変化にすると、制御子機３と端末機４との間の通信頻度は非常に少なくなり、通信の安定性を更に高くすることができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る端末機制御システムについて図７を参照して説明する。図７は、本実施形態に係る端末機制御システム１の構成を示す。本実施形態に係る端末機制御システム１の構成は、第２の実施形態に係る端末機制御システムと同じであるが、制御子機３と端末機４との間の通信方法が第２の実施形態に係る端末機制御システムと異なる。第２の実施形態に係る端末機制御システムにおける制御子機３と端末機４との間の通信方法は、イベントドリブン方式であるが、本実施形態に係る制御子機３と端末機４との間の通信方法は、イベントドリブン方式に加えて、制御子機３が所定のタイミングによって端末機４の運転状況の問合せを行なう。

本実施形態に係る端末機制御システム１の動作について説明する。制御子機３は、例えば、１時間に１回の頻度によって各端末機４に順に運転状況の問合せを、次のように行なう。制御子機３１は、端末機４１に運転状況の問合せＩを行ない、問合せを受けた端末機４１は、制御子機３１に運転状況の返信Ｊを行なう。制御子機３１は、返信された運転状況と子機記憶部３ｂに記憶している運転状況とを比較する。そして、返信された運転状況と記憶していた運転状況が異なる場合には、制御子機３１は、端末機４１との間のイベントドリブン方式による通信に異常が発生していると判断し、制御親機２に報告Ｋを行ない、制御親機２は親機表示部２ｄに異常発生の表示を行なう。

制御子機３から端末機４に所定のタイミングによって問合せを行うので、イベントドリブン方式による通信に異常が生じても端末機４の運転状況を検知することができ、また、イベントドリブン方式による通信における異常が検知されるので、通信の信頼性が高くなる。また、制御子機３から端末機４への問合せの頻度が少ないので、制御子機３と端末機４との間の通信に影響を与えることがない。

なお、本発明は、上記各種実施形態の構成に限られず、発明の趣旨を変更しない範囲で種々の変形が可能である。制御親機２と制御子機３との間の通信は、ＲＳ−４８５の規格に拠らずとも、例えばＲＳ−４２２に拠ってもよい。

本発明の第１の実施形態に係る端末機制御システムの構成図。同システムの制御親機の構成図。同システムの制御子機の構成図。同システムの端末機の構成図。（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る端末機制御システムの制御子機と端末機の構成図、（ｂ）は子機記憶部の構成図。本発明の第２の実施形態に係る端末機制御システムの構成図。本発明の第３の実施形態に係る端末機制御システムの構成図。従来の端末機制御システムの構成図。

符号の説明

１端末機制御システム
２制御親機
３制御子機
４端末機
５専用通信線
６電力線

Claims

電力線に接続された複数の端末機を電力線搬送通信により制御する端末機制御システムにおいて、
システム全体を制御する制御親機と、
前記制御親機と専用通信線によって接続された制御子機と、
前記制御子機と電力線によって接続された複数の端末機と、を備え、
前記制御子機と前記端末機との間の通信頻度が、前記制御親機と前記制御子機との間の通信頻度よりも少なくなるようにしたことを特徴とする端末機制御システム。
前記制御子機と前記端末機との間の通信は、該端末機に異常が発生したときに該端末機がその状況を前記制御子機に報告するイベントドリブン方式により行なうことを特徴とする請求項１に記載の端末機制御システム。
前記制御子機は、所定のタイミングで前記端末機に対して、該端末機の運転状況の問合せを行い、該端末機から返信される運転状況を端末機毎に記憶し、前記制御親機からの制御のための指示信号に応じて、前記記憶しておいた端末機の運転状況を返信することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の端末機制御システム。