JP2008166249A - 電気設備の制御装置およびその電源ソケット - Google Patents

Abstract

【目的】電源線通信を利用して弾力性のある配置によりランプソース等の電気設備のオンオフ（開閉）を制御できる電気設備の制御装置および方法を提供する。
【解決手段】電気設備の制御装置を提供するものであって：入力ユニットを含み、使用者の操作に基づいてデジタル制御信号を発生させるとともに、このデジタル制御信号を搬送波として電源線上に載せて、電源ソケットに伝送するものであり、この電源ソケットが電源線を介してデジタル制御信号を受信するとともに、このデジタル制御信号に基づいて電源を電源ソケットに供給するか否かを決定するものである。
【選択図】図３

Description

この発明は、電気設備の制御技術（制御装置）に関し、特に、電源線通信（Power Line Communication）を利用した電気設備の制御装置に関する。

従来のランプ（ライト）制御システムにおいて、同一光源が多数個の異なる位置に設置されたスイッチにより制御できる。例えば、１つの廊下において、同一なランプソース（ライトソース）の制御スイッチを廊下の両端に設置することができる。これによって、通行人がこの廊下を通過する時、先ず廊下に進入する一端のスイッチによりランプソースをオンとし、廊下を通過した後、もう一端のスイッチを使用してランプソースをオフとして、電源の消耗を節約する。

図１は、従来のランプ（ライト）制御システムを示す回路図である。図１において、従来のランプ制御システム１００中、多数個のスイッチ、例えばＳ１およびＳ２を含むことができ、ランプ（ライト）ソースＬのオンオフ（開閉）を制御することができる。そのうち、スイッチＳ１，Ｓ２は、互いに直列である。スイッチＳ１，Ｓ２がそれぞれ位置１，４または、それぞれ位置２，３にある時、ランプ制御システム１００は、回路オープン状態であるから、ランプ（ライト）ソースＬは、消灯状態である。

仮に初期の状態時に、スイッチＳ１，Ｓ２がそれぞれ位置１，４にあり、使用者がスイッチＳ１を位置１から位置２に切り換える、あるいはスイッチＳ２を位置４から位置３に切り換える時、ランプ制御システム１００が電源ＡＣ１とループを形成して、ランプ（ライト）ソースＬを発光させる。使用者がスイッチＳ１またはスイッチＳ２の位置を切り換えてランプ（ライト）ソースＬをオンとした時、スイッチＳ１またはスイッチＳ２のいずれか１つの位置を切り換えるだけで、ランプ（ライト）ソースＬをオフとすることができる。

しかしながら、図１中に示したランプ（ライト）制御システム１００は、非常に簡略であるが、実際上は、非常に複雑なものである。図２は、従来のランプ（ライト）制御システムの実際の配線を示す説明図である。図２から分かるように、従来のランプ（ライト）制御システム１００は、配線が非常に煩雑であるとともに、スイッチの数量が多ければ多いほど、配線の複雑度が倍数として増大する。また、従来のランプ（ライト）制御システム１００中、スイッチＳ１，Ｓ２の配置が完了した後には、新しいスイッチを増加させることができない。もしも新しいスイッチを増加しようとすれば、ランプ（ライト）制御システム１００全体を全部取り外し、新しい配管配線を設置して初めて１つのスイッチを増加させることができるので、経済効率に全く適さないものとなる。

そこで、この発明の目的は、簡単な配線を利用してランプ（ライト）ソースの制御を実現できるランプ（ライト）ソース制御装置を提供することにある。また、この発明の別な目的は、弾力性のある配置により電気設備のオンオフ（開閉）を制御できる電気設備の制御装置および方法を提供することにある。この発明の他の目的は、電気設備のオンオフ（開閉）を制御できる電源ソケットを提供することにある。

この発明は、ランプ（ライト）ソース制御装置を提供するものであって：入力ユニットを含み、使用者の操作に基づいてデジタル制御信号を発生させるとともに、このデジタル制御信号を搬送波として電源線上に載せて、ランプソケットに伝送するものである。そして、このランプソケットが電源線を介してデジタル制御信号を受信するとともに、このデジタル制御信号に基づいて電源をランプ（ライト）ソースに供給するか否かを決定するものである。

別な観点から言えば、この発明は、電気設備の制御装置を提供するものであって：このデジタル制御信号を搬送波として電源線上に載せて、ランプソケットに伝送するものである。そして、このランプソケットが電源線を介してデジタル制御信号を受信するとともに、このデジタル制御信号に基づいて電源を電気設備に供給するか否かを決定するものである。

〔作用〕
この発明は、電源線を利用してデジタル制御信号を電源ソケットへ伝送し、電源ソケットが電源を電気設備に供給するか否かを制御するものであるから、ここ発明の配線は、比較的簡単であるとともに、弾力性を備えるものとなる。

この発明は、少なくとも以下の利点を有する：この発明の配線は、簡単かつ使用に置いて比較的弾力性があるので、入力ユニットの個数を随時増加させることができる。また、この発明は、多種類の制御モード、例えば、一対一制御または多対一制御あるいは多対多制御を有するものである。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
なお、明細書中に用いた「結合」「連接」「連結」などの用語は、２つの構成要素を直接連接、あるいは何かの素子、例えばキャパシターを介しての連接、もしくは２構成要素間の電気信号の伝送を指している。

図３は、この発明の第１実施例にかかる電気設備の制御装置を示すシステム構成図である。図３において、この発明の提供する制御装置３００は、入力ユニット３０２と、電源ソケット３０４とを含むとともに、電源線３０６により相互連結されている。そのうち、電源線３０６は、電源ＡＣ２に連結されており、この実施例中、電源ＡＣ２は、交流電源であるが、この発明は、それに限定されるものではない。

同じく、図３において、入力ユニット３０２は、使用者の入力に基づいてデジタル制御信号を発生させるとともに、その搬送波を電源線３０６上に伝送させる。これにより、電源ソケット３０４が電源線３０６上を伝送されるデジタル制御信号を取り出すことができるとともに、このデジタル制御信号に基づいて電源ＡＣ２を電気設備３２０に供給するか否かを決定する。

例えば、使用者が電気設備３２０をオンとしたい時、入力ユニット３０２を操作して、オンのデジタル制御信号を発生させるだけで良い。電源ソケット３０４がこのオンであるデジタル制御信号を取り出した時、電源ＡＣ２を電気設備３２０に供給して、正常に運用させる。同様に、もしも電気設備３２０をオフにしたければ、入力ユニット３０２を操作してオフのデジタル制御信号を送り出して電源ソケット３０４へ与えるだけで、電源ソケット３０４が電源を電気設備３２０へ供給することを停止して、その運用を中止する。

図４Ａは、この発明の好適な実施例にかかる入力ユニットを示す回路ブロック図である。図４Ａにおいて、入力ユニット３０２は、プロセッサー４０２と、伝送インターフェース４０４と、スイッチ４０６とを含む。そのうち、プロセッサー４０２が伝送インターフェース４０４に結合されるとともに、スイッチ４０６を介して電源線３０６に結合される。

使用者がスイッチ４０６をターンオン（Turn On）する時、プロセッサー４０２がオンのデジタル制御信号を送り出して伝送インターフェース４０４に与える。この時、伝送インターフェース４０４は、伝送インターフェース４０４の出力したデジタル制御信号を搬送波として電源線３０６上に伝送する。同様に、使用者がスイッチ４０６をターンオフ（Turn Off）する時、プロセッサー４０２がオフのデジタル制御信号を送り出すとともに、伝送インターフェース４０４を介して搬送波として電源線３０６上に伝送する。

図４Ｂは、この発明の入力ユニットの構造図を開示しているものの、この領域において通常の知識を有する者であれば分かるように、この発明は、これに限定されるものではない。図４Ｂにおいて、この発明の別な実施例にかかる入力ユニットの回路ブロック図を示している。図４Ｂ中、スイッチ４０６は、使用者の操作に基づいて、プロセッサー４０２のファンクションピンを参考電位に連接することができる。

また、別の選択可能な実施例中、入力ユニット３０２もまた電源線３０６に直接結合されるのではなく、電源延長装置、例えば、延長コード、プラグなどの装置を介して電源線３０６に連接することができる。

図４Ｃは、この発明の実施例にかかる電源ソケットを示す回路ブロック図である。図４Ｃにおいて、電源ソケット３０４は、プロセッサー４１２と、伝送インターフェース４１４と、スイッチ４１６と、コネクターモジュール４１８とを含む。そのうち、プロセッサー４１２が伝送インターフェース４１４を介して電源線３０６に結合される。また、電源線３０６もまたスイッチ４１６を介してコネクターモジュール４１８に連接される。この実施例中、コネクターモジュール４１８は、例えば図３中の電気設備３２０を連接するために用いられる。そのうち、コネクターモジュール４１８は、各種の形態、例えば、一般のプラグに適合するソケット（コンセント）、ビスで固定した電線あるいは特殊なジョイントを有することができるが、この発明は、これらに限定されるものではない。

引き続き、図４Ｃにおいて、プロセッサー４１２は、伝送インターフェース４１４を介して電源線３０６からデジタル制御信号を取り出すことができる。この実施例中、伝送インターフェース４１４をフィルターとすることができる。一般的に言って、交流電源ＡＣ２信号の周波数は、ほぼ５０〜６０Ｈｚの間である。従って、伝送インターフェース４１４は、交流電源ＡＣ２信号上に搭載されているデジタル制御信号を濾波するとともに、プロセッサー４１２へ伝送することができる。これにより、プロセッサー４１２が伝送インターフェース４１４の取り出したデジタル制御信号に基づいてスイッチ４１６を導通するか否かを決定できる。

伝送インターフェース４１４の取り出したデジタル制御信号をオフのデジタル制御信号とする時、プロセッサー４１２は、スイッチ４１６を導通させるため、電源ソケット３０４がコネクターモジュール４１８により電源ＡＣ２を供給できる。反対に、もしもプロセッサー４１２の受信したのがオフのデジタル制御信号であれば、プロセッサー４１２は、スイッチ４１６をオフにして、電源ソケット３０４が電源ＡＣ２供給を停止してしまう。

また、選択可能な実施例中、電源ソケット３０４もまた伝送インターフェース４１４を介して結果を実行することができ、デジタル制御信号を搬送波として電源線３０６上に載せて返送し、入力ユニット３０２が伝送インターフェース４１４から受信したこの信号に基づいて、電源ソケット３０４が確実にデジタル信号を受信したことを確認するとともに、ターンオンまたはターンオフの任務を完成することができる。

図５は、この発明の実施例にかかるデジタル制御信号のフォーマットを示す説明図である。図５において、デジタル制御信号のフォーマットは、標準的な802.3フォーマット（米国電気電子委員会IEEE802.3規格）とすることができ、媒体アクセス制御（Media Access Control = MAC）フィールド（「欄」とも言う）５０２と、ＬＬＣフィールド５０４と、サブネットワークアクセスプロトコル（Sub-Network Access Protocol = SNAP）フィールド５０６と、データフィールド５１０と、ビット無欠検査（Bit Integrity Checkまたは巡回冗長検査Cyclic Redundancy Check = CRC）フィールド５１２とを含む。そのうち、電気設備のオンオフを制御する情報は、データフィールド５１０中の領域５０８に保存されている。

図６は、この発明の実施例にかかるプロセッサーユニットが制御信号を処理するステップを示すフローチャートである。図４Ｂから図６において、プロセッサー４１２が伝送インターフェース４１４からデジタル制御信号を受信した後に、ステップ６０１中でデジタル制御信号中のＭＡＣフィールド５０２内のデータを検査する。ＭＡＣフィールド５０２内のデータは唯一なものであるから、電源線３０６上に多くのデジタル制御信号が伝送されている時、プロセッサー４１２は、デジタル制御信号中のＭＡＣフィールド５０２内のデータに基づくことができ、間違ったデジタル制御信号を受信することがない。また、この実施例中で提供するデジタル制御信号が行き先ＭＡＣおよび出所ＭＡＣを備えて住所確認と識別とを行うから、トランスネットワーク通信（trans-network communication）に適用することができる。

プロセッサー４１２がＭＡＣフィールド５０２を検査して不適合と認識する時（即ちステップ６０１中の「いいえ」である時）、終結（エンド）となる。反対に、もしもプロセッサー４１２がＭＡＣフィールド５０２を検査して適切と認識する時（即ちステップ６０１中の「はい」である時）、データフィールド５１０内の領域５０８に保存された情報に基づいてスイッチ４１６を導通させて、電源ソケットにより電源を供給するか否かを決定する。

プロセッサー４１２は、また、特定の出所ＭＡＣが発信したデジタル制御信号だけを処理するよう前もって設定して、他の出所ＭＡＣが発信したデジタル制御信号を無視することができる。

この実施例中、領域５０８に保存された情報を「ＮＯＴ」指令とすることができる。従って、プロセッサー４１２がデジタル制御信号は正しいと認識した後、この「ＮＯＴ」指令に基づいてスイッチ４１６に対して反転操作を行うことができる。例えば、スイッチ４１６が導通である時、それをオフとし、その逆もまた同様にする。

また、この発明中、各電源ソケットに別名、例えば「第１電源ソケット」「第２電源ソケット」などを設定することができ、これらの別名をデータフィールド５１０中に保存することができる。プロセッサー４１２がデジタル制御信号を受信した時、データフィールド５１０中の別名を判読して、正確なデジタル制御信号を受信したかどうか確定することができる。

この発明は、使用するプロトコルの種類を限定するものではなく、実施例は、802.3プロトコルを使用して電気設備を制御する運用方式を説明するものである。

この発明は、図５においてデジタル制御信号の好適なフォーマットを提供するものの、この発明は、これに限定されるものではない。この領域において通常の知識を有する者であれば分かるように、異なる要求に対して異なるフォーマットのデジタル制御信号を発展させる、あるいはデジタル制御信号を暗号化することもできる。

この実施例は、衝突処理機能を備えるネットワーク構成で通信を行うが、もちろん、マスタースレーブ（主従）式またはトークン（token）式など公知の通信ネットワークも使用することができる。

図７は、この発明の第２実施例にかかる電気設備の制御装置を示す回路ブロック図である。図７において、この実施例中、多数個の入力ユニットを利用して単一の電源ソケットを制御することができる。例えば、入力ユニット７０２，７０４を利用してデジタル制御信号を発生させるとともに、搬送波として電源線７０８上に伝送し、電源ソケット７０６が電源ＡＣ２を電気設備７２０に供給するか否かを決定する。

入力ユニット７０２，７０４の発生させるデジタル制御信号は、上述の通りであることができるから、データフィールド内に「ＮＯＴ」指令を記述して、電源ソケット７０６へ伝送するが、たとえ電源ソケット７０６の受信したデジタル制御信号のデータフィールド内の指令が同一であったとしても、デジタル制御信号のデータフィールド内の出所ＭＡＣに基づいて、電源ソケット７０６は、これは異なるデジタル制御信号の出所を識別することができる。これにより、この発明は、多数個の入力ユニットを利用して単一の電源ソケットを制御することができる。また、この実施例から分かるように、この発明は、電源線を利用してデジタル制御信号を伝送するから、もしも新しい入力ユニットを増加して電源ソケットを制御したければ、新しく配線する必要がなく、新しい入力ユニットを電源線７０８上に直列するだけで良く、この発明の使用弾力性を増大させるものである。

図８は、この発明の第３実施例にかかる電気設備の制御装置を示す回路ブロック図である。図８において、この実施例は、多数個の入力ユニットにより多数個の電源ソケットを制御する実施例を提供するものである。この実施例中、入力ユニット８０２，８０４は、使用者の操作に基づいて、それぞれ異なるデジタル制御信号を発生させるとともに、搬送波として電源線８０６上を伝送し、それぞれ電源ソケット８０８，８１０を制御して電源ＡＣ２を電気設備８２０，８２２に供給するか否かを制御する。

入力ユニット８０２，８０４の発生させるデジタル制御信号は、いずれも上述のＭＡＣフィールドを備えているので、多数のデジタル制御信号が電源線８０６上を伝送される時、異なる電源ソケットがそのデジタル制御信号に属さないものに依拠して誤動作を発生させることがない。

上述したように、それぞれ一対一、多対一および多対多の制御構成を提供するものであるが、この発明は、これらに限定されるものではない。この領域において通常の知識を有する者であれば分かるように、この発明は、さらに一対多の制御をサポートすることができる。

また、上述した電気設備の範囲は、非常に広範であり、例えば、ランプソース、ドアチャイム、ポンプモーターなど、入力ユニットを利用して設備のオンオフを制御することが必要なものでさえあれば、この発明の範囲として開示されるものであり、以下、ランプソースを例として、この発明の応用を説明するものである。

好適な実施例中、上述したプロセッサー４０２，４１２は、さらに通信・タイマー・最長通電時間制限設定・最大電流制限設定なども備えることができる。また、プロセッサー４０２，４１２は、さらにカレンダーを内蔵するとともに、所在地の経度緯度に基づいて日の出・日没の時間を計算して、いつ電気設備に給電するか決定することができる。例えば、日没時間を計算して、庭園のランプソースに給電する時間を決定することで、電源の浪費を節制することができる。

図９Ａは、この発明の実施例にかかるランプ制御装置の実際の配線図である。図９Ａにおいて、スイッチＳ３は、電源線９０２を介して電源ＡＣ２およびランプソケット９０４に連接されている。これにより、使用者がスイッチＳ３を操作することによってランプソケット９０４が電源ＡＣ２をランプソースＬに提供するか否かを制御して、ランプソースＬをオンオフすることができる。

図９Ｂは、この発明の実施例にかかるランプ制御装置の実際の配線図である。使用者が別なスイッチを増加してランプソケット９０４を制御したい時、図９Ａに示したように、新しいスイッチＳ４を電源線９０２上に直列するだけで良い。

以上のごとく、この発明を最良の実施形態により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

従来のランプ（ライト）制御システムを示す回路図である。 従来のランプ（ライト）制御システムの実際の配線を示す説明図である。 この発明の第１実施例にかかる電気設備の制御装置を示すシステム構成図である。 この発明の好適な実施例にかかる入力ユニットを示す回路ブロック図である。 この発明の好適な他の実施例にかかる入力ユニットを示す回路ブロック図である。 この発明の実施例にかかる電源ソケットを示す回路ブロック図である。 この発明の実施例にかかるデジタル制御信号のフォーマットを示す説明図である。 この発明の実施例にかかるプロセッサーユニットが制御信号を処理するステップを示すフローチャートである。 この発明の第２実施例にかかる電気設備の制御装置を示す回路ブロック図である。 この発明の第３実施例にかかる電気設備の制御装置を示す回路ブロック図である。 この発明の実施例にかかるランプ制御装置の実際の配線図である。 この発明の実施例にかかるランプ制御装置の実際の配線図である。

符号の説明

１００ ランプ制御システム
３００ 制御装置
３０２，７０２，７０４，８０２，８０４ 入力ユニット
３０４，７０６，８０８，８１０ 電源ソケット
３０６，７０８，８０６，９０２ 電源線
３２０，７２０，８２０，８２２ 電気設備
４０２，４１２ プロセッサー
４０４，４１４ 伝送インターフェース
４０６，４１６ スイッチ
４１８ コネクターモジュール
５０２ ＭＡＣフィールド
５０４ ＬＬＣフィールド
５０６ ＳＮＡＰフィールド
５０８ （保存）領域
５１０ データフィールド
５１２ ＣＲＣフィールド
ＡＣ１，ＡＣ２ 電源
Ｌ ランプソース
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ スイッチ

Claims (8)

1. ランプソース制御装置であって：
   使用者の操作に基づいてデジタル制御信号を発生させる入力ユニットと；
   ランプソースに連接されるランプソケットと；
   電源を受電するとともに、前記入力ユニットおよび前記ランプソケットに連接される電源線と
   を含むものであり；
   そのうち、前記ランプソケットが前記電源線を介して前記デジタル制御信号を受信するとともに、前記デジタル制御信号に基づいて前記電源を前記ランプソースに供給するか否かを決定するものである、ランプソース制御装置。
2. 前記入力ユニットが：
   第１スイッチと；
   前記第１スイッチの状態に基づいて前記デジタル制御信号を発生させる第１プロセッサーと；
   前記第１プロセッサーに結合されて、前記デジタル制御信号を前記電源線上への搬送波とし、前記電源線を介して前記ランプソースを制御する第１伝送インターフェースと
   を含むものである請求項１記載のランプソース制御装置。
3. 前記ランプソケットが：
   前記ランプソースを連接するコネクターモジュールと；
   前記コネクターモジュールを前記電源線に連接する第２スイッチと；
   前記電源線から前記デジタル制御信号を取り出す第２伝送インターフェースと；
   前記第２伝送インターフェースに連結され、前記デジタル制御信号に基づいて前記第２スイッチを導通させるか否か制御する第２プロセッサーと
   を含む請求項１記載のランプソース制御装置。
4. 前記電源が、交流電源である請求項１記載のランプソース制御装置。
5. 電気設備の制御装置であって：
   使用者の操作に基づいてデジタル制御信号を発生させる入力ユニットと；
   前記電気設備に連接される電源ソケットと；
   電源を受電するとともに、前記入力ユニットおよび前記電源ソケットに連接される電源線と
   を含むものであり：
   そのうち、前記電源ソケットが前記電源線を介して前記デジタル制御信号を受信するとともに、前記デジタル制御信号に基づいて前記電源を前記電気設備に供給するか否かを決定するものである、電気設備の制御装置。
6. 前記入力ユニットが：
   第１スイッチと；
   前記第１スイッチの状態に基づいて前記デジタル制御指令（信号）を発生させる第１プロセッサーと；
   前記第１プロセッサーに結合されて、前記デジタル制御信号を前記電源線上への搬送波とし、前記電源線を介して前記ランプソースを制御する第１伝送インターフェースと
   を含むものである請求項５記載の電気設備の制御装置。
7. 前記電源ソケットが：
   前記電気設備に連接するコネクターモジュールと；
   前記コネクターモジュールを前記電源線に連接する第２スイッチと；
   前記電源線を介して前記デジタル制御信号を受信する第２伝送インターフェースと；
   前記第２伝送インターフェースに結合されて、前記デジタル制御信号に基づいて前記第２スイッチを導通させるか否か制御する第２プロセッサーと
   を含むものである請求項５記載の電気設備の制御装置。
8. 前記電源が、交流電源である請求項５記載の電気設備の制御装置。

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