JP2008300940A - 通信装置、設備機器及び設備機器通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】一つの伝送路上で複数種類の通信方式の信号による通信を行う際、各通信方式での干渉による再送回数を低減することができる通信装置等を得る。
【解決手段】通信線からなる伝送路２００を介して伝送される第１通信方式による信号の送受信処理を行う第１通信手段１１０と、伝送路２００を介して伝送される、第１通信方式による信号と通信方式が異なる第２通信方式による信号の送受信処理を行う第２通信手段１２０と、伝送路２００における状況を監視し、伝送路２００が第２通信方式による信号におけるデータの信頼性が低下する状態であるかどうかを通信状況に基づいて判断し、信頼性が低下する状態であると判断すると第２通信手段１２０に送信禁止信号を送信する第１伝送路監視手段１５０とを備え、第１伝送路監視手段１５０からの送信禁止信号を受信している間、第２通信手段１２０は、第２通信方式による信号の送信を停止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、同一の通信線上で複数の通信方式の信号による通信（信号の送受信）を行うための通信装置等に関するものである。

空気調和機、照明、集中コントローラ等の設備機器を通信線（有線）で接続して、信号の伝送路を構成する設備機器システムにおいては、各設備機器同士が信号通信により連携しながら設備機器の制御（以下、機器制御という）を行なっている。従来、設備機器間の通信は、例えば低速なパルス信号（ここでは方形波とする）を用いて通信を行っている。一方で、近年、設備機器システムとホストＰＣ（コンピュータ）とをシステム外部の電気通信回線により通信接続し、ホストＰＣによる遠隔監視等を行うこともできる。設備機器の監視に必要なデータを含む信号を多く通信し、高度なサービスを提供するために、より高速な通信を行うことができる通信方式の導入が進められている。

そこで、例えば従来より行なってきた機器制御用には低速なパルス信号を用いた通信方式をそのまま利用し、一方で遠隔監視用等の新サービスには高速な通信方式を利用して、二種類の通信方式の信号を機器制御用に使用していた既設の伝送路で伝送する設備機器システムが構築されている。既設の伝送路を用いて二種類の通信方式の信号の通信を行うことは、遠隔監視用等の新サービスに係る導入コストを抑えることができるというメリットがある。

ここで、空気調和機システムにおいて、空気調和機制御用の信号と、例えばホストＰＣ等、空気調和器以外の設備機器との通信用の高周波信号を重畳して通信する有線通信装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００６−３０８１５０号公報

しかしながら、例えば特許文献１のように、二種類の通信方式の信号を単に重畳させて伝送路で伝送を行う場合、干渉により信号が歪んでしまい、正常なデータを通信できない、通信先の通信装置が処理するために十分なレベルの信号を受信できない等のエラーが多発し、再送回数が増加する可能性が高くなるという課題がある。

例えば、機器制御用に利用するパルス信号を用いた通信方式として、ＲＺ(Return to Zero)方式、ＡＭＩ符号（Alternate Mark Inversion code ）方式、マンチェスタ符号方式等がある。そして、パルス信号の通信手段では、パルス信号の制御にスイッチング回路を用いている。スイッチング回路がオン状態であると伝送路に電流が流れ、オフ状態であると電流が流れない。これにより、伝送路（通信装置間）における電圧が変化する。スイッチング回路による電流発生制御により、パルス信号による通信を行うことができる。

ここで、スイッチング回路がオン状態である間、伝送路を構成する通信線は、電源又はグラウンドに接続された状態になるため、入力インピーダンスが通常より低くなる。このとき高周波信号を伝送路に伝送すると、高周波信号もインピーダンスの低い電源又はグラウンドに流入することになり、高周波信号の通信回路では十分なレベルの高周波信号を受信できなくなり、再送等をしなければならない。

また、パルス信号の立ち上がり又は立ち下がりの際、信号が急峻に変化する。立ち上がり、立ち下がりにおけるパルス信号の周波数成分が高周波信号の周波数成分と一致する等の場合、高周波信号が歪んでしまい、信号が乱れて受信できなくなる。

上記のような課題は、例えば、システム上に制御局となる通信制御装置を設け、当該制御局が制御信号により、パルス信号と高周波信号の送信許可期間を周期的に切り替えて時分割多重通信を実現し、信号を重複させないことにより干渉を低減することができる。しかし、機器制御用として利用する信号を処理する通信装置が時分割多重通信に対応できる機能を有していなければならず、機能を有していなければ当該通信方式を変更しなければならない。また、制御局の制御信号による時分割多重通信は、特に低速側の信号通信におけるトラフィック低下を招く可能性があり、そのため、設備機器の動作に影響を及ぼす可能性がある。

そこで、本発明は、一つの伝送路上で複数種類の通信方式の信号による通信を行う際、機器制御用に用いていた通信方式を変更することなく、各通信方式での干渉による再送回数を低減することができる通信装置等を得ることを目的とする。

本発明に係る通信装置は、通信線からなる伝送路を介して伝送される第１通信方式による信号の送受信処理を行う第１通信手段と、伝送路を介して伝送される、第１通信方式による信号と通信方式が異なる第２通信方式による信号の送受信処理を行う第２通信手段と、伝送路の状況を監視し、伝送路が第２通信方式による信号におけるデータの信頼性が低下する状態であるかどうかを状況に基づいて判断し、信頼性が低下する状態であると判断すると第２通信手段に送信禁止信号を送信する第１伝送路監視手段とを備え、第１伝送路監視手段からの送信禁止信号を受信している間、第２通信手段は、第２通信方式による信号の送信を停止するものである。

本発明によれば、第１伝送路監視手段が、伝送路における通信状況に基づいて第２通信方式による信号におけるデータの信頼性が低下する状態であるかどうかを判断し、その判断に基づいて送信される送信禁止信号を受信している間、第２通信手段は、第２通信方式による信号の送信を停止するようにしたので、伝送路上の信号同士の干渉を低減でき、通信において信頼性向上を確保した装置を得ることができる。

また、第１通信手段については機器構成、処理等に関して特別な変更を要しない。そのため、例えば、第１通信手段を設備機器の機器制御のデータを含む信号の通信に用いれば、設備機器の動作に支障をきたすことなく、遠隔監視等のサービス用のデータを含む信号を同じ伝送路上で利用することができ、設備機器システムを容易に実現できる。

図１は本発明に係る設備機器システムを表す図である。図１の設備機器システムは、例えばビル等の１つのフロアにおいて構成されるシステムを表している。図１の設備機器システムにおいて、集中コントローラ、空気調和機、照明機器等の設備機器本体（以下、設備機器という）３１０（３１０ａ〜３１０ｅ）は、それぞれ通信装置１００（１００ａ〜１００ｅ）を有している。ここで、図１では、設備機器３１０ａ及び３１０ｄが照明機器、３１０ｃ及び３１０ｅが空気調和機、３１０ｂが集中コントローラとなっている。

通信装置１００（通信装置１００ａ〜１００ｅ）は、それぞれ伝送路２００に接続されており、各通信装置１００は伝送路２００を介して通信を行うことができる。ここで、各設備機器３１０に係る機器制御のための通信は、データの転送速度（転送効率）が低速のパルス信号を用いて行う。これにより、各設備機器３１０は連携しながら機器を動作することができる。ここで、各通信装置１００は各設備機器３１０に組み込まれているものとして説明するが、之に限定するものではなく、独立した装置であってもよい。

また、集中コントローラである設備機器３１０ｂの通信装置１００ｂについては、例えばインターネットに代表される公衆電気通信回線網２１０とも、さらに接続されているものとする。そして、公衆電気通信回線網２１０を介してホストＰＣ３００との間で通信を行うことができるようになっている。例えば、ホストＰＣ３００からの指示が信号として送信されると、設備機器３１０ｂの通信装置１００ｂは当該指示に基づいて処理を行い、他の設備機器３１０との間で、指示に基づく遠隔監視のための通信を、高周波信号を用いて行なう。

ホストＰＣ３００は、遠隔対象となる設備機器３１０に対して状態モニタ、遠隔操作等の処理を要求する旨等を含む遠隔監視情報のデータを信号に含め、公衆電気通信回線網２１０を介して通信装置１００ｂ（後述する公衆網通信手段１７０ｂ）に送信する。また、要求に対する応答に係る遠隔監視情報のデータを含む信号に基づく処理を行う。以降の各実施の形態は、図１に示すような設備機器システムで用いられる通信について説明するものである。

実施の形態１．
図２は本発明の実施の形態１に係る、通信装置１００の構成を中心とした設備機器システムを表す図である。本実施の形態では、主として、図１の設備機器システムにおける、設備機器３１０ａに付された通信装置１００ａと設備機器３１０ｂに付された通信装置１００ｂとの間で行う通信について説明する。

前述したように、設備機器３１０ｂ（集中コントローラ）が有する通信装置１００ｂと設備機器３１０ａが有する通信装置１００ａとは伝送路２００に接続され、通信を行うことができる。そして、通信装置１００ａとホストＰＣ３００とは公衆電気通信回線網２１０に接続され、通信を行うことができる。

図２において、通信装置１００ａは、第１通信方式（ここではパルス信号）による通信を行うための信号処理を行う第１通信手段１１０ａと、第２通信方式（ここでは高周波信号）による通信を行うための信号処理を行う第２通信手段１２０ａと、第１通信手段１１０ａが送信する信号と第２通信手段１２０ａが送信する信号とを伝送路２００に送信するための結合手段１３０ａと、例えばバンドパスフィルタで構成し、受信した信号から高周波信号の周波数成分を抽出する分離手段１４０ａと、伝送路２００上のパルス信号の通信状況を監視し、パルス信号と高周波信号とが干渉することにより、特に高周波信号におけるデータの信頼性が低下する可能性があるものと判断すると、第２通信手段１２０ａに送信禁止信号を送信する第１伝送路監視手段１５０ａとを備えている。

図３は本実施の形態の第１通信手段１１０及び第２通信手段１２０における信号を表す図である。本実施の形態においては、図３（ａ）に示すように、第１通信手段１１０が処理する第１通信方式を、ＲＺ方式のパルス信号とし、そのパルス信号によるデータの転送速度を９６００ｂｐｓとする。以下、第１通信手段１１０の代表として第１通信手段１１０ａについて説明するが他も同様である。

第１通信手段１１０ａは、設備機器３１０ａが他の設備機器３１０に送信しようとする機器制御情報のデータに基づいてＲＺ方式によるシリアル（直列）のパルス信号を生成するための処理を行う。また、他の設備機器３１０から伝送路２００を介して送信されたパルス信号から機器制御情報のデータを得るための処理を行う。ここで、機器制御情報のデータには、信号の通信先、通信元に関するデータが、機器制御をするためのデータとともに含まれているものとし、それらのデータは論理値“０”、“１”の二値（バイナリ）のデータの組み合わせで表されるものとする。そして、第１通信手段１１０ａは、所定のタイミング（周期）毎に信号の電圧が規定値（例えば３Ｖ）以上と判断した場合を論理値“１”とし、それ以外の場合を論理値“０”として、パルス信号の生成、受信に係るデータの判断を行う。また、パルスのデューティ率（デューティ比。１周期におけるパルス幅の割合となる）を５０％とする。

また、１回の送信に係るパルス信号の群（データとしてまとまったもの）を第１通信フレームとする。本実施の形態の設備機器システムにおいては、例えば通信装置１００ａが第１通信フレームのパルス信号を送信している間及び送信後、少なくとも４ｍｓの間は他の通信装置１００は伝送路２００を介して第１通信フレームを送信できないものと規定されているものとする。したがって、伝送路２００上を伝送する当該第１通信フレームが伝送される間隔は少なくとも４ｍｓ空いていることになる。

次にパルス信号に含まれるデータについて説明する。本実施の形態では、先頭１ビット分をデータの開始を表すスタートビットとし、次の８ビット分を機器制御情報のデータの一部又は全部を表すデータビット、最終１ビット分をデータの終了を表すストップビットとする。このビット列のデータを１つの単位とする。そして、１又は複数単位のデータを含む信号が第１通信フレームとして伝送路２００上を伝送する。ここで、スタートビットは論理値“１”の固定データ、ストップビットは論理値“０”の固定データとする。

図４は通信装置１００ａの詳細な構成を表す図である。ここでは通信装置１００ａについて説明するが他の通信装置１００についても同様の構成である。まず、第１通信手段１１０ａは、主として、第１受信処理手段（ＰＲＸ）１１１ａ、第１送信処理手段（ＰＴＸ）１１２ａ及びトランジスタ等の素子からなるスイッチング回路１１３ａで構成されている。そして、通信に関する電源供給を電源１８０ａから受けている。

ここで、図４に基づいて通信装置１００ａによるパルス信号（第１通信フレーム）の送信について説明する。第１通信手段１１０ａにおいて、第１送信処理手段１１２ａは、パルス信号として送信しようとするデータに基づいて、スイッチング回路１１３ａのベース電流を操作することによりスイッチング回路１１３ａのオン・オフを制御する。ここで、論理値“１”を表す信号を送信する場合、デューティ率が５０％であることからパルス周期の半分の時間（９６００ｂｐｓでは約５２μｓとなる）、スイッチング回路４００をオン状態にする。このとき電源１８０ａから結合手段１３０ａに向かって電流が流れる。一方、論理値“０”を表す信号を送信する場合は、約１０４μｓ間、スイッチング回路４００をオフ状態にする。このときは電流が流れない。このようにして電流の流れに基づいて発生した電圧がパルス信号となって伝送路２００を伝送する。なお、パルス信号（第１通信フレーム）が送信されていない状態ではスイッチング回路４００はオフ状態となっている。

また、第１受信処理手段１１１ａは結合手段１３０ａを介して送信された第１通信フレームを受信する。受信した第１通信フレームを処理し、通信先（宛先）のデータとして例えば自身のアドレスが含まれているかどうかを判断する。含まれていなければ受信した第１通信フレームについて処理を行わなず、例えば破棄等を行う。含まれていれば、第１通信フレームに含まれる機器制御情報のデータを取り出し、機器制御情報のデータを含む信号を設備機器３１０ａに送信する。ここで、第１受信処理手段１１１ａは、第１送信処理手段１１２ａが送信した第１通信フレームも受信することができるため、信号が正常に送信されているかどうかを監視（モニタ）することもできる。

一方、第２通信手段１２０ａによる高周波信号を用いた通信方式について説明する。高周波信号となる搬送波として、基本的には約１〜１０ＭＨｚの信号を利用することができるものと考えられるが、本実施の形態では１０ＭＨｚの高周波信号を搬送波として用いるものとする。第２通信手段１２０ａは、図３（ｂ）に示すように、遠隔監視情報のデータに基づいてＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）方式により変調した高周波信号で通信を行うものとする。ここで、遠隔監視情報のデータも、監視のためのデータとともに、通信先、通信元に関するデータも含まれているものとし、それらのデータが論理値“０”、“１”の二値（バイナリ）のデータとして、表されるものとする。そして、変調による高調波信号におけるデータ転送速度は２００ｋｂｐｓであるものとする。１回の送信に係る高周波信号の群（データとしてまとまったもの）を第２通信フレームとする。なお、図３（ｂ）では、１つの信号が二値を表しているがこれに限定するものではない。例えば四値“００”、“０１”、“１０”“１１”を表すように変調することもできる。

図４に示すように、第２通信手段１２０ａの第２受信処理手段（ＨＲＸ）１２１ａは、分離手段１４０ａによって分離された第２通信フレームである高周波信号を受信し、当該信号に基づいて自己宛のものであるかどうかを判断する。自己宛であると判断すると、その遠隔監視情報のデータ含む信号を設備機器３１０ａに送信する。

また、第２送信処理手段（ＰＴＸ）１２２ａは、設備機器３１０ａから、他の設備機器３１０（通信装置１００）に遠隔監視情報のデータを信号送信を要求されると、第１伝送路監視手段１５０ａから送信禁止信号が送信されていないこと（送信禁止信号を受信していないこと）を確認した後、当該遠隔監視情報をＰＳＫ方式で変調した第２通信フレームを送信する。また、第１伝送路監視手段１５０ａからの送信禁止信号を受信している間は、第２通信フレームの送信を停止する。第２通信フレームを送信中に送信禁止信号を受信した場合は送信を中断する。そして、当該送信禁止信号が送信されていない（受信しなくなった）ことを確認した後、同一の第２通信フレームを再送する。

結合手段１３０ａは、第１通信手段１１０ａから送信されたパルス信号と第２通信手段１２０ａから送信された高調波信号とを伝送路２００に送信する。一方、伝送路２００を介して送信された信号については、第１通信手段１１０ａと分離手段１４０ａに送信する。

バンドパスフィルタを有する分離手段１４０ａは、結合手段１３０ａを介して入力された信号から高周波信号を抽出し、第２通信手段１２０ａに送信する。第２通信手段１２０ａから送信された高調波信号については、結合手段１３０ａに送信する。

第１伝送路監視手段１５０ａは、伝送路２００上に伝送する第１通信フレーム（第１送信処理手段１１２ａが送信する第１通信フレームも含む）の通信状況を監視する。そして、その通信状況に基づいて判断を行い、第２通信手段１２０ａに送信禁止信号を送信する。ここでは、伝送路２００上を伝送している第１通信フレームを検出し、第１通信フレームが伝送している間、送信禁止信号を第２通信手段１２０ａに送信するものとする。

図５は伝送路２００上の通信状態を表す図である。上述したように、伝送路２００上で第１通信フレームが伝送されているときには、第１伝送路監視手段１５０ａは送信禁止信号を第２通信手段１２０ａに送信しているため、第２通信フレームが伝送されない。そして、第１通信フレームが伝送されていないときに第２通信フレームを伝送することができる。したがって、本実施の形態では図５のような形で伝送路２００上に第１通信フレームと第２通信フレームとが伝送することになる。

次に図２に基づいて通信装置１００ｂについて説明する。通信装置１００ｂは、第１通信手段１１０ｂ、結合手段１３０ｂ、分離手段１４０ｂ、第１伝送路監視手段１５０ｂ及び公衆網通信手段１７０ｂで構成されている。第１通信手段１１０ｂ、結合手段１３０ｂ、分離手段１４０ｂ及び第１伝送路監視手段１５０ｂについては、それぞれ第１通信手段１１０ａ、結合手段１３０ａ、分離手段１４０ａ、第１伝送路監視手段１５０ａと同様の動作を行うので説明を省略する。

公衆網通信手段１７０ｂは、ホストＰＣ３００と第２通信手段１２０ｂの間で通信を行うインターフェースとなる。ホストＰＣ３００から公衆電気通信回線網２１０を介して遠隔監視情報のデータを含む信号を受信すると、第２通信手段１２０ｂに送信する。また、第２通信手段１２０ｂからの信号を受信すると公衆電気通信回線網２１０を介してホストＰＣ３００に送信する。そのため、第２通信手段１２０ｂは、第２通信手段１２０ａが行う処理動作だけでなく、遠隔監視情報のデータに係る通信を公衆網通信手段１７０ｂとの間で行うことができる。

次に図２等に基づいて本実施の形態におけるシステムにおける動作の一例について説明する。ここでは、ホストＰＣ３００が設備機器３１０ａに対して行った遠隔監視情報のデータを含む第２通信フレームを第２通信手段１２０ｂが送信している最中に、設備機器３１０ａ（第１通信手段１１０ａ）から設備機器３１０ｂ（第１通信手段１１０ｂ）に対する機器制御情報のデータを含む信号を送信した場合の処理に関して説明する。

（Ｓ１）ホストＰＣ３００が、設備機器３１０ａに対して電源状態のモニタ要求を行うため、その旨の遠隔監視情報のデータを含む信号を、公衆電気通信回線網２１０を介して通信装置１００ｂに送信する。
（Ｓ２）通信装置１００ｂの公衆網通信手段１７０ｂは、ホストＰＣ３００からの遠隔監視情報のデータを含む信号を第２通信手段１２０ｂに送信する。
（Ｓ３）第２通信手段１２０ｂは、当該遠隔監視情報のデータに基づいてＰＳＫ方式により変調を行い、生成した第２通信フレームを結合手段１３０ｂを介して伝送路２００に送信する。

（Ｓ４）第２通信手段１２０ｂから第２通信フレームを送信している最中、設備機器３１０ａが、設備機器３１０ｂへの機器制御情報のデータを含む信号の送信を第１通信手段１１０ａに要求する。
（Ｓ５）第１通信手段１１０ａは、その機器制御情報のデータに基づく第１通信フレームを結合手段１３０ａを介して伝送路２００に送信する。
（Ｓ６）第１伝送路監視手段１５０ａ及び第１伝送路監視手段１５０ｂは、第１通信手段１１０ａの送信に係る伝送路２００上の第１通信フレームをそれぞれ検出する。そして、それぞれ第２通信手段１２０ａと第２通信手段１２０ｂとに送信禁止信号を送信する（伝送路２００に接続された他の通信装置１００についても同様の処理が行われる）。
（Ｓ７）第２通信手段１２０ｂは第２通信手段１２０ｂからの送信禁止信号を受信すると、第２通信フレームの送信を中断する。一方、送信が中断した第２通信フレームを処理している第２通信手段１２０ａは、第２通信手段１２０ａからの送信禁止信号を受信すると、中断に係る第２通信フレームを破棄する。また、新たな第２通信フレームの送信を行わない。

（Ｓ８）第１伝送路監視手段１５０ａ及び第１伝送路監視手段１５０ｂは、伝送路２００上において第１通信フレームが検出できなくなったものと判断すると、送信禁止信号の送信を停止する。
（Ｓ９）また、第１通信手段１１０ａは、受信した第１通信フレームを処理し、機器制御情報のデータを含む信号を設備機器３１０ａに送信する。設備機器３１０ｂは、機器制御情報のデータに基づいて機器制御の動作を行う。
（Ｓ１０）第２通信手段１２０ｂは、送信を中断した第２通信フレームを再送する。
（Ｓ１１）第２通信手段１２０ａは、第２通信フレームを受信して処理を行い、通信先が自己宛であると判断すると、さらに遠隔監視情報のデータを得るための処理を行う。
（Ｓ１２）第２通信フレームにおける遠隔監視情報のデータにおける監視内容は、設備機器３１０ａの電源状態のモニタ要求である。そこで、第２通信手段１２０ａは、その応答である当該電源状態（例えばオン状態）に係る遠隔監視情報のデータを含む第２通信フレームを結合手段１３０ａを介して伝送路２００に送信する。このときも、伝送路２００上に第１通信フレームの伝送を検出すると、第２通信手段１２０ａは、第２通信フレームの送信を中断する。
（Ｓ１３）第２フレームを受信した第２通信手段１２０ｂは、遠隔監視情報のデータを含む信号を公衆網通信手段１７０ｂに送信し、公衆網通信手段１７０ｂは公衆電気通信回線網２１０を介してホストＰＣ３００に送信する。

以上のように実施の形態１によれば、通信装置１００において、伝送路２００に接続されたいずれかの通信装置１００の第１通信手段１１０から送信された第１通信フレームが伝送路２００上を伝送していることを検出している間、第１伝送路監視手段１５０が送信禁止信号を送信し、この送信禁止信号を受信している間、第２通信手段１２０は、第２通信フレームの送信を停止又は中断して第２通信フレームを送信しないようにしたので、第１通信フレームであるパルス信号におけるパルスの立ち上がり又は立ち下がり成分に高周波信号と同じ周波数成分が含まれることによる高周波信号の歪み等といった、パルス信号から高周波信号への干渉の機会を低減できる。また、第１通信フレームが伝送路２００上を伝送していなければ、どの第１通信手段１１０のスイッチング回路４００もオフ状態であり、その間に伝送された第２通信フレームを第２通信手段１２０は十分な信号レベルで受信することができる。以上のことから、本実施の形態の通信装置１００は、第２通信フレームを通信する際における高い信頼性を確保することができる。

また、第２通信フレームの送信中にいずれかの通信装置１００が第１通信フレームの送信を開始し、当該第２通信フレームへ干渉したとしても、同一の第２通信フレームを再送するため、高い通信信頼性を確保できる。

さらに、従来より設備機器３１０の機器制御をパルス信号の通信により行なっている設備機器システムにおいて、例えばホストＰＣ３００からの遠隔監視という新しい機能を高周波信号により行なわせる場合であっても、パルス信号での通信方法、通信手段となる第１通信手段１１０には変更は加えなくてもよいため、設備機器３１０の制御に支障をきたすことを防ぐことができる。

実施の形態２．
図６は本発明の実施の形態２に係る伝送路２００上のパルス信号と高周波信号の状態を表す図である。次に、実施の形態２における通信方式が異なる複数の信号通信について説明する。本実施の形態における設備機器システム等の構成については、図１、図２等で説明した構成と同様であるので説明を省略する。

次に本実施の形態における通信装置１００が行う通信について、通信装置１００ａを代表として説明する。本実施の形態の通信装置１００ａにおける第２通信手段１２０ａは、他の設備機器３１０（通信装置１００）に対して遠隔監視情報のデータを含む信号の送信を設備機器３１０ａに要求された場合、当該遠隔監視情報のデータを複数に分割処理する。そして、分割した遠隔監視情報のデータに、パケット番号を含むヘッダのデータを付したデータ（以下、このデータをパケットデータという）に基づいて、ＰＳＫ（Phase Shift Keying：位相偏移変調）方式により変調した高周波信号で通信を行う。一方、高周波信号を受信した場合、第２通信手段１２０ａは通信先が自己宛のものであるかどうかを判断する。そして、自己宛のものであると判断すると、パケット番号に基づいて、分割した遠隔監視情報のデータを元の遠隔監視情報のデータにして、遠隔監視情報のデータを含む信号を設備機器３１０ａに送信する。

ここで、１つのパケットデータのデータ長については固定長であるか可変長であるかは問わない。ただ、デューティ率との関係等を考慮し、例えばデューティ率が５０％である場合には、最大、パルス周期の５０％（１／２）の時間内に第２通信パケットによる送信が行える長さであることが望ましい。理論的には、パルス周期の１／４、１／６、…の時間で１つの第２通信パケットの通信を行えるようにすると、効率よくパケット通信を行うことができる。さらに、パルス信号の立ち上がり、立ち下がりの時間を含めて長さを考慮するとさらに望ましい。

図７は伝送路２００上を伝送する信号の一例を表す図である。例えば、伝送路２００に接続した通信装置１００の第１伝送路監視手段１５０は、伝送路２００上の電圧レベルを監視する。そして、当該電圧レベルに基づいて、ある第１通信手段１１０からの第１通信フレーム（パルス信号）送信開始を検出する。例えば、第１通信手段１１０による第１通信フレームにおけるパルス周期、デューティ率、データ（ビット）数は決まっているものとする。例えば、データの転送速度が９６００ｂｐｓのパルス信号の場合、周期は約１０４μｓである。デューティ率が５０％であるため、実質的に信号として扱う部分は約５２μｓとなる。ここではパルス周期の前半部分が実質的に信号として扱う部分となる。

そこで、第１伝送路監視手段１５０は、第１通信フレーム送信開始と共に、１０４μｓの周期で、５２μｓ間、第１通信フレームのビット数分の回数、送信禁止信号を第２通信手段１２０に送信する。送信禁止信号を受信している間、第２通信手段１２０は第２通信パケットの送信を行わないため、本実施の形態では図７のような形で伝送路２００上に信号が伝送することになる。

次に、実施の形態１と同様に、図２を用いて本実施の形態における通信装置１００が行う処理動作の一例について説明する。本動作はホストＰＣ３００が設備機器３１０ａに対して行った遠隔監視に係る第２通信フレームの送信中に、設備機器３１０ａから設備機器３１０ｂに対して機器制御情報のデータを含む信号送信を発生させた場合の処理動作に関するものである。

（Ｔ１）ホストＰＣ３００が、設備機器３１０ａに対して電源状態のモニタ要求を行うための遠隔監視情報のデータを含む信号を、公衆電気通信回線網２１０を介して通信装置１００ｂに送信する。
（Ｔ２）通信装置１００ｂの公衆網通信手段１７０ｂは、ホストＰＣ３００からの遠隔監視情報のデータを含む信号を第２通信手段１２０ｂに送信する。
（Ｔ３）第２通信手段１２０ｂは、当該遠隔監視情報のデータを分割処理し、パケットデータを生成する。さらにパケットデータに基づいて、ＰＳＫ方式により変調を行って生成した第２通信パケットを結合手段１３０ｂを介して伝送路２００に送信する。
（Ｔ４）第２通信手段１２０ａは、第２通信パケットを受信して処理を行い、自己宛のものであると判断すると、記憶手段（図示せず）に記憶する。

（Ｔ５）第２通信手段１２０ｂから第２通信パケットを送信している途中、設備機器３１０ａにおいて、設備機器３１０ｂへの機器制御情報のデータを含む信号の送信要求が発生する。
（Ｔ６）第１通信手段１１０ａは、機器制御情報のデータに基づく第１通信フレームを結合手段１３０ａを介して伝送路２００に送信する。
（Ｔ７）第１伝送路監視手段１５０ａと第１伝送路監視手段１５０ｂは、第１通信手段１１０ａの送信に係る伝送路２００上の第１通信フレームの送信開始をそれぞれ検出する。そして、あらかじめ定められた周期で所定の回数及び所定の時間、それぞれ第２通信手段１２０ａ、第２通信手段１２０ｂに送信禁止信号を送信する（これは伝送路２００により接続された他の通信装置１００についても同様である）。
（Ｔ８）第２通信手段１２０ｂは第２通信手段１２０ｂからの送信禁止信号を受信すると、第２通信パケットの送信を中断する。また、第２通信手段１２０ａからの送信禁止信号を受信した第２通信手段１２０ａは中断に係る第２通信パケットを破棄する。また、新たな第２通信パケットの送信を行わない。

（Ｔ９）第２通信手段１２０ｂは、送信禁止信号を受信しなくなったものと判断すると、送信を中断した第２通信パケットから再送する。
（Ｔ１０）第２通信手段１２０ｂは、送信禁止信号を受信していない間、さらに第２通信パケットを送信する。
（Ｔ１１）第２通信手段１２０ａは、受信した第２通信パケットに基づいて処理を行い、自己宛のものであると判断したパケットデータを記憶する。そして、すべての第２通信パケットの送信が完了したものと判断すると、記憶したすべてのパケットデータに基づいて遠隔監視情報のデータを再構築（再構成）する。そして、遠隔監視情報のデータを含む信号を設備装置３１０ａに送信する。
（Ｔ１２）再構築した遠隔監視情報のデータの内容は、設備機器３１０ａの電源状態のモニタ要求である。そこで、第２通信手段１２０ａは、その応答である当該電源状態（例えばオン状態）の遠隔監視情報のデータを含む第２通信パケットを結合手段１３０ａを介して伝送路２００に送信する。
（Ｔ１３）第２フレームを受信した第２通信手段１２０ｂは、遠隔監視情報のデータを含む信号を公衆網通信手段１７０ｂに送信し、公衆網通信手段１７０ｂは公衆電気通信回線網２１０を介してホストＰＣ３００に送信する。

以上のように、実施の形態２によれば、通信装置１００において、伝送路２００に接続されたいずれかの通信装置１００の第１通信手段１１０から送信されたパルス信号による通信開始を判断すると、あらかじめ定められた周期で所定の回数及び所定の時間、第１伝送路監視手段１５０が送信禁止信号を送信する。そして、送信禁止信号を受信している間、第２通信手段１２０は、高周波信号の送信を停止又は中断するようにしたので、パルス信号におけるパルスの立ち上がり又は立ち下がり成分に高周波信号と同じ周波数成分が含まれることによる高周波信号の歪み等といった、パルス信号から高周波信号への干渉の機会を低減できる。また、第２通信手段１２０は十分な信号レベルで高周波信号を受信することができ、また、干渉し、送信中断した第２通信パケットを再送することができる。そのため、特に高周波信号を通信する際における高い信頼性を確保することができる。

また、第２通信手段１２０はパケット通信により、遠隔監視情報のデータを含む信号に係る処理を行うようにしたので、実質的にパルス信号が伝送路２００上を伝送していない期間を有効に利用して、高周波信号を用いた通信を行うことができる。そして、第２通信手段１２０は、第２通信パケットが干渉したとしても、同一の第２通信パケットを再送するため、高い通信信頼性を確保できる。

さらに、実施の形態１と同様に、従来より設備機器３１０の機器制御をパルス信号の通信により行なっている設備機器システムにおいて、例えばホストＰＣ３００からの遠隔監視という新しい機能を高周波信号により行なわせる場合であっても、パルス信号での通信方法、通信手段となる第１通信手段１１０には変更は加えなくてもよいため、設備機器３１０の制御に支障をきたすことを防ぐことができる。

ここで、本実施の形態において説明した第１伝送路監視手段１５０ａ、１５０ｂは、第１通信フレームの伝送開始から所定の周期、回数、時間だけ送信禁止信号を送信する処理を行うようにしているが、この処理に限定するものではない。例えば、伝送路２００における電圧レベルが規定範囲外であるものと判断すると、送信禁止信号を送信する等、パルス信号伝送によって変化する伝送路２００の電圧に基づいて判断するようにしてもよい。

この場合には、例えば、伝送路２００のインダクタンスの影響によりパルス信号が各ビットの前半５０％より遅延する等、周期等について伝送開始からのずれが生じたとしても、パルス信号が第２通信パケット（高周波信号）に干渉する機会を低減することができる。また、この判断に基づいた処理を行うようにすれば、例えば、論理値“０”のパルス信号が送信されている期間についても、第２通信パケット（高周波信号）による通信を行うことができる。また、伝送路２００における第１通信フレーム伝送以外にデータの信頼性が低下する要因（例えばノイズ等）が発生しても、第２通信手段１２０の通信を中断、停止することができ、信頼性向上につながる。

実施の形態３．
図８は本発明の実施の形態３に係る通信装置１００ｃを表す図である。本実施の形態においては、通信装置１００ｃを代表として説明するが、他の通信装置１００にも適用することができる。図８において、第２通信手段１２０ｃ、結合手段１３０ｃ、分離手段１４０ｃ及び第１伝送路監視手段１５０ｃは実施の形態１又は実施の形態２における通信手段１２０ａ、結合手段１３０ａ、分離手段１４０ａ及び第１伝送路監視手段１５０ａと同様の動作を行うので説明を省略する。

本実施の形態の通信装置１００ｃは、第２伝送路監視手段１６０ｃを有している。第２伝送路監視手段１６０ｃは、伝送路２００における第２通信フレーム、第２通信パケット等、通信装置１００ｃ又は他の通信装置１００の第２通信手段１２０の送信に係る信号（例えば実施の形態１、２における第２通信フレーム、第２通信パケット）の通信状況を監視する。そして、その通信状況に基づく判断により第１通信手段１１０ｃに送信禁止信号を送信する。

そして、第１通信手段１１０ｃは、結合手段１３０ｃを介して送信される信号を受信し、当該信号から自己宛の第１通信フレームを検出する。そして第１通信フレームに含まれる機器制御情報に従い設備機器３１０ａを動作させる。また、他の設備機器または通信装置に対し機器制御情報を通信する要求を設備機器３１０ｃから受け付けた場合、第２伝送路監視手段１６０ｃから送信禁止信号を受信していなければ、第１通信フレームを送信する。第１通信フレーム送信中に送信禁止信号を受信した場合、当該第１通信フレームの送信を中断し、当該送信禁止信号を受信しなくなった後に同一の第１通信フレームを再送する。ここで、第１伝送路監視手段１５０ｃと第２伝送路監視手段１６０ｃとの間で通信等を行う等の処理を行い、どちらかの送信禁止信号を優先させるようにしてもよい。

以上のように実施の形態３のような通信装置１００によれば、第２伝送路監視手段１６０ｃを設け、伝送路２００上を伝送する第２通信手段１２０の送信に係る信号の通信状況を監視し、その通信状況に基づく判断により第１通信手段１１０に送信禁止信号を送信し、この送信禁止信号を受信している間、第１通信手段１１０は、第１通信フレームの送信を停止又は中断して第１通信フレームを送信しないようにしたので、パルス信号から高周波信号への干渉の機会を低減できる。また、第２通信手段１２０は十分な信号レベルで信号を受信することができる。そのため、第２通信フレームを通信する際における高い信頼性を確保することができる。

実施の形態４．
図９は本発明の実施の形態４に係る通信装置１００ｄを表す図である。本実施の形態においては、通信装置１００ｄを代表として説明するが、他の通信装置１００にも適用することができる。図９において、第１通信手段１１０ｄ、第２通信手段１２０ｄ、結合手段１３０ｄ、分離手段１４０ｄ、第１伝送路監視手段１５０ｄ及び第２伝送路監視手段１６０ｄは、上述の実施の形態３における第１通信手段１１０ｃ、通信手段１２０ｃ、結合手段１３０ｃ、分離手段１４０ｃ、第１伝送路監視手段１５０ｃ及び第１伝送路監視手段１５０ａと同様の動作を行うので説明を省略する。

第３通信手段１９０ｄは、第１通信手段１１０ｄ及び第２通信手段１２０ｄとは異なる通信方式による信号の送受信処理を行う手段である。そして、第１伝送路監視手段１５０ｄ又は第２伝送路監視手段１６０ｄから送信される送信禁止信号を受信すると、信号を送信中の場合には、第１通信手段１１０ｄ及び第２通信手段１２０ｄと同様に送信を中断する。信号を受信中の場合には、中断に係る信号を破棄等する。第３通信手段１９０ｄのように、本発明に係る通信装置１００は、伝送路２００上で伝送する信号及びその信号の処理を行う通信手段を２種に限定するものではなく、１又は複数の通信手段を設けて通信を行うことができる。なお、例えば伝送路２００に接続したすべての通信装置１００がそれぞれ同じ通信手段を備える必要はなく、例えば特定の通信装置１００だけが、特定の通信方式の信号で通信するための通信手段を有していてもよい。

実施の形態５．
上述の実施の形態では、第１通信手段１１０はＲＺ方式のパルス信号の通信を行い、第２通信手段１２０はＰＳＫ方式により変調した高周波信号の通信を行うようにしたが、之に限定するものではない。例えば、第１通信手段１１０はＡＭＩ符号のパルス信号等、他の方式のパルス信号で通信を行ってもよいし、パルス信号ではなく、他の方式の信号を用いてもよい。また、第２通信手段１２０についても変調方式はＰＳＫのような位相変調だけに限らず、振幅変調、周波数変調等を用いてもよい。

本発明は、異なる通信方式の信号を同一の伝送路で伝送する場合に、互いの通信方式の干渉を低減できるので、例えば機器制御と遠隔監視のそれぞれで異なる通信方式を利用する設備機器システムに好適である。

本発明における設備機器システムの構成を表す図である。 実施の形態１に係る通信装置１００の構成中心のシステムを表す図である。 第１通信手段１１０及び第２通信手段１２０における信号を表す図である。 通信装置１００ａの詳細な構成を表す図である。 伝送路２００上の通信状態を表す図である。 実施の形態２に係るパルス信号と高周波信号の状態を表す図である。 伝送路２００上を伝送する信号の一例を表す図である。 実施の形態３に係る通信装置１００ｃを表す図である。 実施の形態４に係る通信装置１００ｄを表す図である。

符号の説明

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，１００ｄ，１００ｅ 通信装置、１１０，１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ，１１０ｄ 第１通信手段、１１１ａ 第１受信処理手段、１１２ａ 第１送信処理手段、１１３ａ スイッチング回路、１２０，１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ，１２０ｄ 第２通信手段、１２１ａ 第２受信処理手段、１２２ａ 第２送信処理手段、１３０，１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ 結合手段、１４０，１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ 分離手段、１５０，１５０ａ，１５０ｂ，１５０ｃ，１５０ｄ 第１伝送路監視手段、１６０ｃ，１６０ｄ 第２伝送路監視手段、１７０ｂ 公衆網通信手段、１８０ａ 電源、１９０ｄ 第３通信手段、２００ 伝送路、２１０ 公衆電気通信回線網、３００ ホストＰＣ、３１０，３１０ａ，３１０ｂ，３１０ｃ，３１０ｄ，３１０ｅ 設備機器。

Claims (13)

1. 通信線からなる伝送路を介して伝送される第１通信方式による信号の送受信処理を行う第１通信手段と、
   前記伝送路を介して伝送される、前記第１通信方式による信号と通信方式が異なる第２通信方式による信号の送受信処理を行う第２通信手段と、
   前記伝送路の状況を監視し、前記伝送路が前記第２通信方式による信号におけるデータの信頼性が低下する状態であるかどうかを前記状況に基づいて判断し、信頼性が低下する状態であると判断すると前記第２通信手段に送信禁止信号を送信する第１伝送路監視手段とを備え、
   前記第１伝送路監視手段からの前記送信禁止信号を受信している間、前記第２通信手段は、前記第２通信方式による信号の送信を停止することを特徴とする通信装置。
2. 前記第１伝送路監視手段は、前記伝送路を伝送する前記第１通信方式による信号を検出している間、前記送信禁止信号を前記第２通信手段に送信することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記第１通信手段は、前記第１通信方式による信号として、あらかじめ定められたデューティ比及び通信速度のパルス信号による通信を行い、
   前記第１伝送路監視手段は、前記伝送路上の第１通信方式による信号が前記伝送路に伝送されたものと判断すると、前記デューティ比及び前記通信速度に基づいて設定した周期、時間及び回数で、前記送信禁止信号を前記第２通信手段に送信することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の通信装置。
4. 前記第１通信手段は、前記第１通信方式による信号としてパルス信号による通信を行い、
   前記第１伝送路監視手段は、前記伝送路における電圧値に基づいて、前記伝送路上の前記第１通信方式による信号の伝送を監視することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の通信装置。
5. 前記伝送路における第２通信方式による信号の通信状況を監視し、第２通信方式による信号での通信が行われている間、送信禁止信号を前記第１通信手段に送信する第２伝送路監視手段をさらに備え、
   前記第２伝送路監視手段からの前記送信禁止信号を受信している間、前記第１通信手段は、前記第１通信方式による信号の送信を停止することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の通信装置。
6. 前記第１通信手段は、第１通信方式による信号を送信中に、前記第２伝送路監視手段からの前記送信禁止信号を受信すると送信を中断し、当該送信禁止信号を受信しなくなると、中断に係る前記第１通信方式による信号を再送することを特徴とする請求項５記載の通信装置。
7. 前記第２通信手段は、第２通信方式による信号を送信中に、前記第１伝送路監視手段からの前記送信禁止信号を受信すると送信を中断し、当該送信禁止信号を受信しなくなると、中断に係る前記第２通信方式による信号を再送することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の通信装置。
8. 前記第２通信手段は、前記第２通信方式による信号をパケット通信することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の通信装置。
9. 前記第２通信手段は、パケット単位で第２通信方式による信号を送信中に、前記第１伝送路監視手段からの前記送信禁止信号を受信すると送信を中断し、当該送信禁止信号を受信しなくなると、中断に係るパケットの前記第２通信方式による信号を再送することを特徴とする請求項８記載の通信装置。
10. 前記伝送路を介して伝送される、前記第１通信方式による信号及び前記第２通信方式による信号と異なる通信方式による信号の送受信処理を行い、前記送信禁止信号を受信している間、前記異なる通信方式による信号の送信を停止する１又は複数の通信手段をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の通信装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれかに記載の通信装置を備えることを特徴とする設備機器。
12. 請求項１１記載の設備機器を複数備え、前記設備機器の信号の伝送する伝送路を構成する通信線で複数の前記設備機器を接続することを特徴とする設備機器通信システム。
13. 前記第１通信方式による信号は前記設備機器を制御するためのデータを含み、前記第２通信方式による信号は前記設備機器を監視するためのデータを含むことを特徴とする請求項１２記載の設備機器通信システム。

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