JP2008524918A - 電力線および無線周波数で通信を行うインテリジェント・デバイスのメッシュ・ネットワーク - Google Patents

Abstract

低価格のインテリジェント制御・通信デバイスは、電力線または無線周波数帯域などの物理的媒体を通じて相互に通信を行うように構成されている。いずれの装置もマスタ、スレーブ、または中継器として機能するため、ネットワーク制御装置は不要である。通信再送および再試行のプロトコルが簡単なので、装置数が多いほど、システムが強固になる。

Description

発明の背景

１．発明の分野
本発明は、１つ以上の物理的媒体を通じて相互に通信を行い、ネットワーク制御装置が不要なインテリジェント・デバイスに関するものである。
２．関連技術の説明
低価格機器間での通信はさまざまな用途に役立つ。例えば住環境では、部屋の使用感知器、電灯のスイッチ、照明器具の調光器、およびインターネットのゲートウェイが通信しあっていれば、これらすべてを統合的に機能させることができる。人が部屋にいるときは部屋を照明し、そうでない場合は、遠隔コンピュータで実行されるプログラムによって設定された条件に応じて警報を発することもできる。

通信機器のネットワークは、さまざまな物理的通信媒体を利用して構築できる。光ファイバ、同軸ケーブル、ツイストペアケーブル、および他の配線構体が、パーソナル・コンピュータ、プリンタ、およびその他のコンピュータ機器からなる比較的高性能なローカルエリア・ネットワークに一般的に使用される。赤外線信号は、手元リモコンの場合のように、同じ室内での近距離使用が可能である。携帯電話、携帯無線呼出し器、および長距離マイクロ波通信は、免許を受けた無線周波数（RF）帯域を使用する。

こういった物理的媒体はすべて、家屋など、既存の建物に低価格機器の通信網を築くために使用する場合、欠点を有する。既設のほとんどの家屋には配線構体が存在せず、配線の追加は混乱を招き費用もかかる。赤外線信号は家全体をカバーできない。免許を受けたRFは、通常、利用者が利用料金を支払わなければならない。

既存の電力線配線や免許不要のRF帯域では、このような問題はない。これらはユビキタスであり、誰もが自由に利用できる。しかしながら、別の問題がある。電力線に接続された機器は、相当の雑音が混入したり、電力線で給電される機器による減衰を受けたり、機器間で干渉が起こったりする中で通信を行わなければならない。免許不要のRF帯域を使用する機器は低電力で送信しなくてはならず、免許不要帯域は多数の利用者でしばしば混雑する。

電力線で通信するあまたの既存の機器は、X10として知られているプロトコルを使用する（1980年4月29日付与の米国特許第4,200,862号を参照）。信号の授受は、電力線波形のゼロ交差と同期した120KHz周期の低振幅バーストを使用して行われる。ほとんどのX10機器は、送信または受信の片方向であり、両方向ではない。X10送信機は、確認応答を求めないコマンドを送信するため、ほとんどの制御が開ループである。ユーザは通常、受信機器の「宅内コード」および「装置コード」機械スイッチを手動で設定してX10システムを構築しなければならない。

RFからX10への変換装置を追加すると、RF携帯型遠隔制御装置から発信されるコマンドで、電力線に接続されたX10受信機を操作できる。RF中継装置を使用すれば、こういったシステムの到達距離を広げることができる。RF遠隔制御の信号方式プロトコルは、一般的にX10の信号方式プロトコルとは別個で、むしろ赤外線遠隔制御装置で使用する信号方式プロトコルに類似している。

基本的なX10装置の改良品は市場で入手できる（Smarthomeproカタログ、63D、2004年春号を参照）。コマンドを確認して必要に応じて再試行を行うタイプの双方向通信であれば、はるかに信頼性の高い動作が可能になる。中継器および位相ブリッジは、信号の減衰問題を解決できる。EEPROMなどの不揮発性記憶装置をシステム制御装置とともに使用することで、システムのセットアップを簡略化できる。

スペクトル拡散技術を用いた電力線およびRF信号方式は、X10のような狭帯域信号方式より高速で信頼性も高い。1992年2月18日付与の米国特許第5,090,024号はこのようなシステムを開示し、また、1998年7月7日付与の米国特許第5,777,544号は、狭帯域信号方式と組み合わせたスペクトル拡散を開示している。スペクトル拡散信号の符号化および復号は狭帯域処理より複雑であり、複雑であるということはコストの割高を意味する。

物理的媒体での信号方式に用いる方法の如何によらず、複数の機器を含むシステムは相互干渉問題に対処しなければならない。この問題に対し、さまざまな解決法が一般的に使用されている。

周波数分割多重化（FDM）方式では、各狭帯域装置は、利用可能な周波数域内で異なる帯域に同調して通話を保持する。スペクトル拡散方式は、符号分割多重化（CDM）に異なる拡散シーケンスを使用でき、あるいは、異なる周波数ホッピングパターンを使用できる。これらの方法を用いて、ネットワーク上の各装置は、他のすべての装置との接続の仕方を個別に識別する必要がある。全部の装置に一斉に同報通信するのは不可能である。

すべての装置で同じ通信チャネルを共有すれば、複雑さが減少し、利用しやすくなる。電力線またはRF帯域内での狭帯域通信は、周波数アジャイル方式より安価である。装置間干渉は、通常、時分割多重化（TDM）方式または搬送波検出多重アクセス（CSMA）方式を用いて管理する。

TDMでは、媒体上の各装置は、特定のタイムスロット内でのみデータを送信できる。タイムスロットはさまざまな方法で割り当てることができる。

IEEE802.5のトークンリング・ネットワークは、トークンと呼ばれる特殊なパケットを巡回させて、送信を行おうとする装置に対し動的にタイムスロットを割り当てる。装置は、トークンを取得したときのみ送信を行える。送信が完了すると、その装置は次の装置のためにトークンを解放する。このようなネットワークに関するより詳細な説明は以下を参照されたい。http://www.pulsewan.com/data101/token_ring_basics.htm
LutronElectronics社に譲渡された米国特許第5,838,226号、第5,848,054号、第5,905,442号、および第6,687,487号は、照明制御システムを開示し、このシステムは、RFでも電力線でも通信できるマスタ、スレーブ、および中継器を含んでいる。

とくに、複数のRF中継装置をシステムに配備することで、信号授受の信頼性を高めることができる。中継器相互の干渉問題を回避するために、これらのLutron特許では、インストーラによって１つの中継器を主中継器とし、その他を第２中継器、第３中継器などと設定する必要がある。この指定は、各中継器に対する厳格なタイムスロット割当てを意味し、例えば、個々の中継器は、あらかじめ割り当てられた自己のタイムスロット内でのみ送信を許可される。さらに、システム内の複数のスレーブ装置は、その動作状態をマスタの制御装置に返信することができる。これらスレーブ装置はまた、各装置の設定工程中に確立したタイムスロットを利用することも可能である。

CSMAネットワークは、リッスン・ビフォー・トーク方式を基本としている。トーカはメッセージを短いパケットに分割する。そして、媒体が無信号であることを確認してから、パケットを送出する。それでもなおデータの衝突が起きることがあるため、CSMA-CD-CR（衝突検出、衝突解決）方式がたびたび用いられる。衝突検出には、パケット受信先が送信する特殊な肯定応答／否定応答（ACK/NAK）パケットを使用する閉ループ通信を必要とするかもしれない。衝突解決は、無作為に遅延させた後に送信の再試行を必要とするかもしれない。

TDMシステムおよびCSMAシステムのどちらも、利用可能な通信チャネルを常時１つの装置のみが使用可能とすることを目的としている。したがって、チャネルの信号強度は、現在どの一台の装置が送信中であるかに左右される。

発明の実施形態の概要

本発明は、簡単で廉価な複数の装置を、電力線、無線周波数帯、または両方を使用してネットワークに接続できるようにすることを目的とする。これらの装置は対等であり、これは、どの装置も、簡単なプロトコルに従って、マスタ制御装置を必要とすることなく送信し、受信し、または他のメッセージを中継することができることを意味する。このプロトコルは、複数の装置を単一の媒体に接続し、参加する装置が増えれば、装置間の通信が強固になり信頼性が増すものである。電力線に接続すれば、本発明による装置は、既存のX10装置と両立するのみならず、後者の性能も高める。

発明の実施形態の詳細な説明

概 説
図面を参照すると、図１は本発明の教示に基づいて構築された制御・通信装置のネットワークを示し、これらの装置は以下、Insteon（商標）装置と称する。INSTEONは、本願の譲受人が所有する商標である。電力は、北米では220ボルトの二相交流電圧（220VAC）として、ビルや住宅にもっとも一般的に給電されるものである。建物の主接続箱において、三線式の220VAC電力線が、第１相および第２相と呼ばれる２本の二線式110VAC電力線に分配される。図１では、第１相は符号10で示し、第２相は符号11で示す。第１相の配線は一般的に建物内の線路の半分に使用され、第２相は他の半分に使用される。

以下において、本発明における装置はInsteon（商標）装置を意味する。Insteon（商標）装置20、21、22、および23は、図に示すように電力線の相10および11に接続されている。各Insteon（商標）装置は、Insteon（商標）電力線用プロトコル30を使用して、電力線を通じて相互に通信する。その詳細を以下に述べる。

やはり図示されているが、X10装置51および52が電力線に接続されている。各X10装置は、電力線を通じてX10プロトコル50を使用して通信する。Insteon（商標）プロトコル30は、X10プロトコル50との互換性を有し、これは、Insteon（商標）装置がX10プロトコル50を用いてX10装置に対して送受信可能なことを意味する。しかし、X10装置はInsteon（商標）電力線プロトコル30には応動しない。

Insteon（商標）装置には、Insteon（商標）装置20および21と同様に、任意でRF通信手段を含めてもよい。Insteon（商標）RF装置は、Insteon（商標）RFプロトコル60を使用して別のInsteon（商標）RF装置と通信できる。Insteon（商標）電力線プロトコル30およびInsteon（商標）RFプロトコル60の両方を使用できるInsteon（商標）装置では、電力線でのみ通信を行う装置にみられる重大な問題を解決することができる。電力線の両相10および11における電力線信号はかなり減衰するが、それは、信号を運ぶための直接接続回路がないためである。この問題に対する従来の解決法では、相間接続装置を接続箱内で配線して、または220VACのコンセントに差し込んで、電力線の両相間に接続することである。本発明は、Insteon（商標）電力線30とInsteon（商標）RF60の両プロトコルが可能なInsteon（商標）装置を使用することで、このような装置を両相に接続すると自動的に電力線の相間接続問題を解決するものである。図１に示すように、Insteon（商標）装置20は電力線を介して電力線の第１相10上の全装置と通信できるだけでなく、電力線を介して電力線の第２相11上の全装置とも通信可能である。これは、Insteon（商標）RFプロトコル60を媒介としてInsteon（商標）装置21と通信できるためであり、後者の装置はその先、電力線の第２相11に直接接続されている。

例えば、RS232、USB、またはイーサネットなど、付加的な通信専用手段を適宜備えていると、Insteon（商標）装置はコンピュータおよび他のデジタル機器と接続することができる。図示するように、Insteon（商標）装置20は、シリアルリンク70を用いてパーソナル・コンピュータ71と通信可能である。シリアル通信70は、建物内のInsteon（商標）装置のネットワークを、互換性のなかったはずの装置ネットワークに接続したり、コンピュータに接続したり、ローカルエリア・ネットワーク（LAN）上でノードの機能を果たしたり、あるいは世界規模のインターネットに接続できるようにする手段である。新たなソフトウェアをInsteon（商標）装置にダウンロードする機能を加えると、上述の接続によってInsteon（商標）装置のネットワークで非常に高度な新機能の実行が可能となる。この新機能には、製造時や設定時には想定されていなかった機能も含まれる。

図２は、各々がInsteon（商標）メッセージを中継できる複数のInsteon（商標）装置が高信頼性の通信ネットワークをどのように形成するかを示す。本図において、SignaLinc（商標）装置と呼ばれる装置110および111は、Insteon（商標）電力線通信およびInsteon（商標）RF通信のどちらも可能である。装置120、121、122、および123はInsteon（商標）RF通信のみ行える。その他の装置31、32、33、34、および40、41、42、43は、Insteon（商標）電力線通信のみ可能である。

各Insteon（商標）装置は、以下に詳述するとおり、本発明のInsteon（商標）プロトコルを使用してInsteon（商標）メッセージを中継できる。装置数が多いほど、メッセージを運ぶことのできる径路の数が増加する。多重径路によって、メッセージが所期の宛先に到達する確率が高まるので、ネットワーク内のInsteon（商標）装置数は、多い方がよい。

例えば、RF装置120からRF装置123にメッセージを送信したいが、RF装置123が送信圏外であったとする。それでも、装置120の通信圏内の装置、つまり装置110および121がメッセージを受信して、これらの装置の通信圏内の別の装置に中継するので、メッセージは届く。本図では、装置110は装置121、111、および122と通信でき、装置111および121は受信対象の装置123の通信圏内である。したがって、メッセージを伝送径路は多数あり、例えば、装置120から121、そして123へ伝送（２ホップ）、装置120から110、111、そして123へ伝送（３ホップ）、装置120から110、121、111、そして123へ伝送（４ホップ）といった径路が挙げられる。

メッセージを最終宛先に到達する際にとるホップ数を制限するなんらかの機構がない限り、メッセージは、ネットワーク内で、入れ子状に連続した循環ループの中を延々と伝搬していくことは明白であろう。メッセージの反復によるネットワークの飽和は、「データ・ストーム」として知られている。Insteon（商標）プロトコルは、個々のメッセージのホップ数をある小さい値、例えば４ホップに限定することで、この問題を回避する。

図２はまた、電力線の多重径路が、同様の有益な効果をどのように有するかも示す。例えば、図示のとおり、電力線装置40は、信号の減衰問題のために、または電気配線の直接経路が存在しないために、装置43と直接通信できない。しかし、装置40のメッセージは、装置40から装置111、43を通る径路（２ホップ）か、装置40、41、111、43の径路（３ホップ）か、装置40、41、42、43の径路（４ホップ）を選ぶことで、装置43に到達できる。

また、図２は、建物配線における別々の相に配設された各電力線装置の間をメッセージがどのように伝送されるかを示す。相接続を実現するには、少なくとも１つのInsteon（商標）電力線・RF複合装置を電力線の各相に配設する必要がある。本図では、SignaLinc（商標）装置110が相Ａに、SignaLinc（商標）装置111が相Ｂに配設されている。装置110と111の間のRF直接径路（１ホップ）、または装置110、121および111あるいは装置110、122および111を使用する間接径路（２ホップ）によって、メッセージを電力線の相間で伝搬できる。

Insteon（商標）装置はすべてが対等であり、つまりは、どの装置もマスタ（メッセージを送信する）、スレーブ（メッセージを受信する）、または中継器（メッセージを中継する）の役割を果たす。この関係は図３に例示してあり、同図中では、Insteon（商標）装置210がマスタの役割を果たし、スレーブとして機能する複数のInsteon（商標）装置220、221、および222にメッセージを送信する。マスタ230、231、および232として機能する複数のInsteon（商標）装置は、スレーブ221の役割を果たす単一のInsteon（商標）装置にメッセージを送信できる。いずれのInsteon（商標）装置も、SwitchLinc（商標）装置250のように、スレーブおよびマスタとして機能することで、メッセージを中継できる。ここでは、装置250は、スレーブの役割を果たすLampLinc（商標）装置260のマスタとして機能するControLinc（商標）装置240からのメッセージを中継している。
Insteon（商標）メッセージ
各Insteon（商標）装置は、メッセージを送信することで交信する。電力線を通じて送信されるメッセージは、複数パケットに分割され、各パケットは電力線の電圧のゼロ交差に関連して送信される。図４に示すように、Insteon（商標）メッセージには、標準メッセージ310と拡張メッセージの320の２種類がある。標準メッセージは５パケットで構成され、拡張メッセージは11パケットで構成される。各パケットは24ビットの情報を含むが、この情報は２通りに解釈される。標準パケット330は、標準メッセージ310および拡張メッセージ320の符号331として図示されるように、Insteon（商標）メッセージ中の一番目のパケットとして表示される。メッセージ中の残りのパケットは、標準メッセージ310および拡張メッセージ320の符号341として図示されるように、ロングパケット340である。

電力線のパケットは、一連の同期ビットで始まる。標準パケット330には８同期ビット332含まれ、ロングパケット340中には２同期ビット342が含まれる。同期ビットの次に４つのスタートコードビットが続き、このビットは標準パケット330における符号333およびロングパケット340における符号343として図示されている。パケットの残りのビットは、データビットである。標準パケット330には12データビット334が含まれ、ロングパケット340には18データビット344含まれる。

標準メッセージ310に含まれるデータビットの総数は12＋(4×18)、すなわち、84ビットすなわち10バイト半である。標準メッセージの最後の４データビットは無視されるため、利用可能なデータは10バイトである。拡張メッセージ320に含まれるデータビットの総数は12＋(10×18)、すなわち、192ビットすなわち24バイトである。

図５は、RFを使用して送信されるInsteon（商標）メッセージの内容を示す。Insteon（商標）RFメッセージングは電力線メッセージングより速いため、RFメッセージを小さいパケットに分割する必要がない。図中では、RF標準メッセージは符号410で、RF拡張メッセージは符号420で示す。どちらの場合も、メッセージは２同期バイト411または421で始まり、その次に１開始コードバイト412または422が後に続く。RF標準メッセージ410は、10データバイト（80ビット）413を含み、RF拡張メッセージ420は、24データバイト（192ビット）423含む。

標準メッセージにおけるデータバイトの意味を図６に、拡張メッセージにおける意味を図７に示す。この２つの図を比較すると、図７の拡張メッセージは、図６の標準メッセージには含まれていない14ユーザデータ・バイト550を含んでいる点が唯一異なっている。どちらのタイプのメッセージも、その他の情報領域はまったく同じであり、両図における参照符号も同じであるため、以下の説明は図６および図７の両方に有効である。

Insteon（商標）メッセージのバイトは、最上位バイトを先頭として送信され、ビットに関しては最上位ビットを先頭として送信される。

Insteon（商標）メッセージ中の１番目の領域は送信元アドレス510を示し、メッセージを発信するInsteon（商標）装置を、24ビット（３バイト）の数値で一意的に識別する。３バイトの数値で16,777,216台のInsteon（商標）装置を識別できる。この数値は、Insteon（商標）装置の識別コード、あるいは同等のアドレスとみなされる。製造時に、固有の識別コードが各装置の不揮発性メモリに記憶される。

Insteon（商標）メッセージの２番目の領域は送信先アドレス520を示し、送信元と同様に、24ビット（３バイト）の数値で表される。ほとんどのInsteon（商標）メッセージは直接型すなわちポイント・ツー・ポイント（P2P）型で、対象となる受信者は、固有の別な１台のInsteon（商標）装置である。３番目の領域はメッセージフラグバイト530を示し、Insteon（商標）メッセージの種類を判別する。メッセージが実際に直接型であれば、送信先アドレス520は３バイトの対象となる受信者の固有識別コードを含んでいる。しかし、Insteon（商標）メッセージは、圏内のすべての受信者に同報メッセージとして送信することもでき、または、一装置グループ内のメンバ全員にグループ同報メッセージとして送信することもできる。同報メッセージの場合、送信先領域520には、装置タイプ・バイト、装置のサブタイプ・バイト、およびファームウェアのバージョン・バイトが含まれる。グループ同報メッセージの場合、送信先領域520にはグループ番号が含まれる。グループ番号は０から255までをとることができ、１バイトで付与されるため、３バイトの領域の上位側２バイトは０となる。

メッセージフラグバイト530であるInsteon（商標）メッセージの３番目の領域は、メッセージタイプを示すだけでなく、メッセージに関する他の情報も含んでいる。同報通信／NAKフラグ532（ビット７）、グループフラグ533（ビット６）、およびACKフラグ534（ビット５）の上位側３ビットは、ともにメッセージタイプ531を示している。メッセージタイプについては後ほど詳細に述べる。ビット４は拡張フラグ535であり、メッセージが拡張メッセージの場合、すなわち14ユーザデータ・バイトを含む場合は１に設定され、メッセージがユーザデータを含まない標準メッセージであれば０に設定される。下位ニブルは、ホップ残数536（ビット３および２）と最大ホップ数537（ビット１および０）の２つの２ビット領域を含む。この２つの領域は、以下に述べるように、メッセージの再送を制御する。

Insteon（商標）メッセージの４番目の領域は、２バイトのコマンド540を示し、第１コマンド541および第２コマンド542で構成される。この領域の使用法は、以下に詳述するメッセージタイプで決まる。

メッセージが、拡張フラグ535が１に設定される拡張メッセージである場合のみ、図７に示すように、14バイトのユーザデータ領域550が含まれる。ユーザデータは任意に定義できる。15バイト以上のユーザデータを送信したい場合、複数のInsteon（商標）拡張メッセージを送信しなければならない。ユーザはデータをパケット化する方法を設定できるので、受信装置は長いメッセージを確実に再組立てできる。ユーザデータを暗号化すれば、セキュリティシステムなどの機密を要する用途において、非公開の安全な通信が可能となる。

Insteon（商標）メッセージの最後の領域は、１バイトのCRC、すなわち、巡回冗長検査560を示す。Insteon（商標）送信装置は、送信元アドレス510で始まるメッセージにおけるすべてのバイトに対してCRCを計算する。CRCの計算方法は、技術的に周知のものである。Insteon（商標）では、上位側２ビットにタップを有するソフトウェア方式の７ビット線形フィードバック・シフトレジスタを使用する。CRCの計算対象は、標準メッセージでは９バイトまで、拡張メッセージでは23バイトである。Insteon（商標）受信装置は、受信したメッセージと同じメッセージ・バイト分、装置自体のCRCを計算する。メッセージが破損している場合、受信側のCRCは送信されたCRCと一致しない。メッセージの完全性を検出することで、信頼性の高い、認証された通信が可能となる。この検出方法に基づくInsteon（商標）ACK/NAK（肯定応答、否定応答）閉ループメッセージング・プロトコルを、以下に開示する。

図８は、図６および図７におけるメッセージフラグバイト530のビット領域の意味を列挙した表である。同報通信／NAKフラグ611（ビット７）、グループフラグ612（ビット６）、およびACKフラグ613（ビット５）はともに、可能性のある８つのメッセージタイプ610を示す。

種々のメッセージタイプを十分に理解するために、Insteon（商標）メッセージには４分類あることを考慮されたい。すなわち、同報メッセージ、グループ同報メッセージ、直接メッセージ、および確認応答メッセージである。

同報メッセージは、送付先が特定されていない全体情報を含む。これらのメッセージは、圏内の装置群に向けて発せられる。同報メッセージは確認応答がなされない。

グループ同報メッセージは、あらかじめ送信機に接続されている装置グループに対して発せられる。グループ同報メッセージは、直接的な確認応答はなされない。これらのメッセージは、複数の装置を対象としたコマンドに対する応答速度を向上させる手段にすぎない。送信機は、装置グループにグループ同報メッセージを送信した後、直接型の「グループ・クリーンアップ」メッセージをグループの各メンバに個別に送信し、各装置からの確認応答を待つ。

直接メッセージはポイント・ツー・ポイント（P2P）メッセージとも呼ばれ、特定のひとつの受信者を対象とする。受信者は、確認応答メッセージを返信することで直接メッセージに応答する。

確認応答メッセージ（ACKまたはNAK）は、受信者が直接メッセージに応じて発信者に送るメッセージである。同報またはグループ同報メッセージに対しては確認応答しない。ACKまたはNAKメッセージは、確認応答を行う装置の状態情報を含んでいてもよい。

なお、図８において、メッセージが同報メッセージまたはグループ同報メッセージの場合、必ず同報通信／NAKフラグ611が設定される。どちらの場合も、肯定応答フラグ613は消去される。肯定応答フラグ613が設定されたならば、そのメッセージは確認応答メッセージである。その場合、確認応答メッセージがNAKであれば同報通信／NAKフラグ611が設定され、確認応答メッセージがACKならばこのフラグは消去される。

グループフラグ612は、メッセージがグループ同報メッセージまたはグループ・クリーンアップ通話の一部であることを示している。このフラグは、全体の同報メッセージおよび直接対話では消去される。

以下に、メッセージタイプ610の８種類すべてを列挙する。ここでは、ビット７、ビット６、ビット５の順で３ビットの領域を割り当てる。同報メッセージは、メッセージタイプ100である。直接（P2P）メッセージは000である。直接メッセージの肯定応答は001で、直接メッセージの否定応答は101である。グループ同報メッセージは110である。グループ同報通信に続いて、一連のグループ・クリーンアップ直接メッセージ010がグループの各メンバに送られる。グループ・クリーンアップ直接メッセージの各受信者は、グループ・クリーンアップ肯定応答011またはグループ・クリーンアップ否定応答111の確認応答を返信する。

図８の符号621のビット４は、拡張メッセージフラグ620である。上述のように、このフラグは、14バイトのユーザデータ領域を含む24バイトの拡張メッセージに対して設定され、ユーザデータを含まない10バイトの標準メッセージでは消去される。

図８中の残り２つの領域は、最大ホップ数640およびホップ残数630で、メッセージ再送を管理する。上述のとおり、すべてのInsteon（商標）装置が、メッセージを受信して再送することでメッセージの中継を行える。メッセージの再送回数を制限する機構がないと、延々と中継されるメッセージによる無制御の「データ・ストーム」でネットワークが飽和してしまう恐れがある。この問題を解決するために、Insteon（商標）メッセージは、２ビットの最大ホップ数領域640の値を０、１、２、または３に設定し、２ビットのホップ残数領域630も同様に設定して発信される。最大ホップ数が０のとき、送信圏内の他の装置にメッセージを再送しないように命じる。最大ホップ数の値がこれより高い場合、ホップ残数領域630の値に応じてメッセージを再送するように、メッセージを受信する装置に命令する。ホップ残数の値が１以上ならば、受信装置はホップ残数を１つ減少させ、新たなホップ残数を付与したメッセージを再送する。ホップ残数が０のメッセージを受信した装置は、そのメッセージを再送しない。また、対象となるメッセージの宛先装置は、ホップ残数の値に関係なく、メッセージの再送を行わない。

なお、指示子「最大ホップ数」は、実際の最大可能再送数のことである。どのInsteon（商標）メッセージも少なくとも１回は「ホップ」するため、最大ホップ数領域640の値は、メッセージがある装置から別の装置に実際にホップする回数より１回分少ない。この領域の最大値は３なので、実際には、最初の送信と３回の再送を含めた４ホップとなる。４ホップで一連の５つの装置にわたることができる。この状態を図９に概略的に示す。

図１０のフローチャートは、Insteon（商標）装置がメッセージを受信して、そのメッセージを再送するか処理するかを判断する様子を示す。Insteon（商標）装置は、ステップ710でメッセージを受信すると、ステップ715でそのメッセージの処理を行うべきか判断する。この装置が宛先であれば直接メッセージを処理し、この装置がグループメンバならばグループ同報メッセージを処理し、また同報メッセージは全部処理する必要がある。メッセージの処理を要する場合、その装置はステップ740にて処理を行い、次に、このメッセージが直接メッセージあるいはグループ・クリーンアップ・メッセージであることがステップ745で判明したら、この装置は、ステップ750において確認応答メッセージをメッセージ発信者に返信し、ステップ755に進んで処理を終了する。ステップ745において、メッセージが同報またはグループ同報メッセージであると判明した場合、ステップ720でレジューム処理を行って、メッセージを再送すべきかを判断する。ステップ720では、メッセージフラグバイトの最大ホップ数ビット領域を検査する。最大ホップ数が０ならば、ステップ755に進んで処理は終了となり、０以外であれば、ステップ725でホップ残数ビット領域を検査する。ホップ残数が０ならば、ステップ755に進んで処理は終了となり、０以外ならば、装置はステップ730においてホップ残数の値を１つ減少させて、ステップ735でメッセージを再送する。

図１１のフローチャートは、Insteon（商標）装置が１つのグループに属する複数の受信装置に対し、どのようにメッセージを送信するかを示す。事前の登録処理に従って、装置のデータベースにグループ構成を記憶する。装置は、ステップ810において、最初に、あるグループの全メンバ宛にグループ同報メッセージを送信する。メッセージフラグバイトのメッセージタイプ領域にはグループ同報メッセージを示す値110が設定され、送信先アドレスには０から255の間のグループ番号が設定される。送信装置は、グループ同報メッセージの次に、データベースに記憶されているグループの各メンバに対して、直接グループ・クリーンアップ・メッセージを送信する。ステップ815では、装置はまず１番目のグループメンバ宛の送信先アドレス・メッセージを設定し、次に、ステップ820で、この宛先に対してグループ・クリーンアップ・メッセージを送信する。ステップ825における判断に従ってグループ・クリーンアップ・メッセージをそのグループ内の全メンバに送ってしまうと、ステップ835に進んで送信処理を完了する。それ以外の場合は、グループ内の次のメンバ宛に送信先アドレス・メッセージを設定し、ステップ820において、この宛先に次のグループ・クリーンアップ・メッセージを送る。

図１２のフローチャートは、宛先から所期の肯定応答を受け取っていない場合に、直接メッセージをどのようにして複数回再送するかを示す。装置は、ステップ910から開始して、ステップ915で直接メッセージまたは直接グループ・クリーンアップ・メッセージを宛先に送信する。次に装置は、ステップ920において、宛先からの確認応答メッセージを待つ。このステップにおける正確なタイミングは以下のとおりである。ステップ925で確認応答メッセージを受信し、そのメッセージに所期の状態の肯定応答が含まれていれば、ステップ945に進んで処理は終了となる。ステップ925で確認応答メッセージを受信できないか、または不十分な場合、ステップ930で再試行カウンタをチェックする。すでに再試行を最大回数行っている場合、ステップ945に進み、処理は不成功に終わる。Insteon（商標）装置では、再試行の最大回数の規定値は５である。ステップ930において再試行回数が５回未満である場合、装置はステップ935で再試行カウンタの値を歩進させる。ステップ940で装置はまた、メッセージフラグバイトの最大ホップ数領域の値を歩進させ、装置数を増やしてメッセージを再送回数を増すことでメッセージの到達範囲を広げようとするが、歩進の最大値は３である。メッセージはステップ915で再送される。

図１３は、各種のInsteon（商標）メッセージについて全領域をまとめたものである。標準メッセージ1050については行1051〜1058に列挙し、拡張メッセージについては行1061〜1068に列挙する。本図から明らかなように、標準メッセージと拡張メッセージの違いは、拡張フラグ1021が標準メッセージでは消去され拡張メッセージでは設定されている点と、拡張メッセージは14バイトのユーザデータ領域1070を有する点である。送信元アドレス1010、送信先アドレス1015、メッセージフラグ1020、ならびにCRC1040および1045は、上述のとおりである。

第１コマンド領域1030および第２コマンド領域1035は、８種類のInsteon（商標）メッセージ1051〜1058または1061〜1068の各種の情報を含んでいる。同報メッセージ1051または1061の場合、これらの２領域とも、可能性のある65,536種類のコマンドから選択され全装置に一斉送信するのに適した２バイトのコマンドを含んでいる。例えば、同報コマンドを全装置に送って、システム・セットアップモードにはいることができる。どの受信装置も、実行可能な同報コマンドのデータベースを備えている。

ポイント・ツー・ポイント（直接）メッセージ1056または1066の場合、コマンド領域1030および1035の２つとも、65,536種類の可能性のあるコマンドから選択され一つの装置に送信するのに適した２バイトのコマンドを含んでいる。例えば、直接コマンドは、LampLinc（商標）照明器具操作装置に対して、その装置に接続されている照明器具を点灯させるように命令することもできよう。どの受信装置も、実行可能な直接コマンドのデータベースを備えている。

システムの信頼性を極力高めるために、Insteon（商標）プロトコルでは直接メッセージの確認応答を要求する。受信装置は、通信の成功および処理の完了を確認する応答、すなわち行1057または1067の肯定応答を発する。それ以外の場合には、行1058または1068における、何らかの失敗を示す否定応答を発する。受信装置が送信元装置に肯定応答または否定応答を送信できなかった場合、送信元装置は、図１２に示すように、メッセージの再送を行うことができる。

肯定応答または否定応答するために、受信装置は、受信したメッセージ中の送信元アドレス1010と送信先アドレス1015を入れ替えて、メッセージタイプ・ビットを、肯定応答を示す001または否定応答を示す101に設定する。コマンド領域1030および1035で受けるコマンドに応じて、受信装置は、肯定応答用の２バイトの状態応答コードまたは否定応答用の２バイトの理由コードを作成し、そのコードをコマンド領域1030および1035に書き込む。これら応答コードは、装置のソフトウェアにコード化されている一連の規則に従って作成される。例えば、照明器具の調光器が、第１コマンド領域1030の設定輝度コードとして発せられ照明器具をある輝度レベルに設定するコマンド、および第２コマンド領域1035における256個の値の１つとして発せられる所望の輝度レベルを受信すると、調光器は、コマンド領域1030および1035の２バイトと同じものを含む肯定応答メッセージを返信して、コマンドの実行が成功したことを示すことができる。

残りのInsteon（商標）メッセージタイプは、装置グループに対応するためのものである。グループ同報メッセージは、パフォーマンスを向上させるためのものである。装置グループの全メンバに、同一コマンド（例えば、電源投入）の直接メッセージを個別に送ることは可能であるが、すべてのメッセージを次々と送信すれば、かなりの時間がかかってしまうであろう。グループの各メンバがコマンドを一斉に実行するのではなく、受信したものから実行する。Insteon（商標）は、最初にグループ同報メッセージを送信して、その後で個別の直接「グループ・クリーンアップ」メッセージを送ることで、この問題を解決する。

図１３の行1052および1062に示すグループ同報メッセージは、送信先アドレス領域1015にグループ番号を、コマンド領域1030および1035にはグループ・コマンドを含む。後続の直接グループ・クリーンアップ・メッセージの送信中に、グループ・コマンドが第１コマンド領域1030に送信され、グループ番号は第２コマンド領域1035に送信される。これらはどちらも１バイトの領域なので、256種類のグループ・コマンドと256個のグループ番号しか有さない。グループ同報通信は複数の装置から迅速で同期した応答が問題となる場合にのみ行う必要があることを考えると、この制限は妥当である。いずれにせよ、この数値的制限は、拡張メッセージを使用しユーザデータ領域に追加コマンドまたはグループメンバ構成基準を組み込むことで、克服できる。

グループ同報メッセージの受信側では、送信先アドレス領域1015のグループ番号を、データベースに記憶されている受信者のグループメンバ構成と照合する。このデータベースは、好ましくは不揮発性メモリ内に、グループの事前登録処理時に構築される。受信者が同報通信を受けるグループのメンバならば、第１コマンド領域1030のコマンドを実行する。グループ・コマンドは１バイトしか占めないため、領域1035内の他のバイトは、パラメータまたはサブコマンドに当てることができる。

グループ同報コマンドの受信側装置は、次に、個別にアドレス指定された直接グループ・クリーンアップ・メッセージを待つ。受信側がすでに領域1030のグループ・コマンドを実行しているならば、二度目のコマンドは実行しない。しかし、受信側がなんらかの理由からグループ同報コマンドを見落とすと、そのコマンドは実行されていないため、受信側は、直接グループ・クリーンアップ・メッセージの受信後にそのコマンドを実行することになる。

直接グループ・クリーンアップ・メッセージを受信してグループ・コマンドを実行した後、受信側装置はグループ・クリーンアップ肯定応答メッセージを返信する。または、何か不具合があった場合は、グループ・クリーンアップ否定応答メッセージを返信する。どちらの場合も、第１コマンド領域1030は、受信した直接グループ・クリーンアップ・メッセージ受信時に受け取ったのと同じ、１バイトのグループ・コマンドを含む。第２コマンド領域1035の他のバイトは、肯定応答ならば１バイトの肯定応答状態コードを、否定応答ならば１バイトの否定応答理由コードを含む。これら１バイトコードは、直接肯定応答メッセージおよび直接否定応答メッセージで使用される、対応する２バイト長コードのサブセットでよい。
Insteon（商標）信号方式
Insteon（商標）装置は、電力線の電圧に信号を加えることで、電力線で通信を行う。米国では、電力線の電圧は実効値が110VACで、60Hz交流である。以下の開示ではこれらの数値を使用するが、当業者は他の電力線基準に調整可能である。

Insteon（商標）電力線信号は、131.65KHzの搬送周波数を公称最大振幅間電圧4.64ボルトにて５オーム負荷で使用する。実際には、電力線のインピーダンスは、電力線の配線状態およびその接続物に応じて大きく変化するため、実測のInsteon（商標）電力線信号は、サブミリボルトから５ボルト余りの間で変化する。

Insteon（商標）データは、二位相偏移変調方式、すなわちBPSK方式によって131.65KHzの搬送波に変調される。この方式は、雑音が含まれる状態において信頼性の高いパフォーマンスを実現するために選んだ。

図１４は、交互BPSKビット変調をしたInsteon（商標）の131.65KHz電力線搬送波信号を示す。Insteon（商標）規格は、１ビットあたり10周期の搬送波を使用する。第１ビット1110は１と解釈され、搬送波周期の立上りで始まる。第２ビット1120は０と解釈され、搬送波周期の立下りで始まる。第３ビット1130は搬送波周期の立上りで始まるため、１と解釈する。ビットの解釈の意味は選択事項である。すなわち、解釈が一貫していれば、１と０を逆にしてもよい。位相遷移は、ビットストリームが０から１または１から０に変わったときにだけ起きる。１の次が別の１であったり、０の次が別の０であったりしても、位相遷移は起こらない。この種のコーディングは、NRZ、すなわち非ゼロ復帰として知られている。

図１４は、ビット境界1115および1125における180度の急激な位相遷移を示す。急激な位相遷移は、厄介な高周波成分を信号スペクトルに誘起する。位相同期検出器では、このような信号の追従に問題が発生することがある。この問題を解決するために、Insteon（商標）規格は滑らか位相変化を行って不要な高周波成分を減少させる。

図１５は、同様の滑らか位相シフトが行われるBPSK信号を示す。送信機は、搬送波の1.5周期を131.65KHzの周波数の1.5倍で挿入して、位相変化を与える。したがって、131.65KHzの１周期の時間内に半周期３つ分の搬送波が生じるから、半周余分なため、搬送波の位相はその周期の終わりで反転する。なお、図には、円滑な遷移1115および1125が示されている。

すべてのInsteon（商標）電力線パケットは、図４に示すように24ビットである。１ビットは131.65KHzの搬送波10周期分なので、１つのInsteon（商標）パケットは搬送波の240周期分であり、すなわち１パケットは1.823ミリ秒である。電力線環境は雑音の抑制がないことでよく知られ、とくに、モータ、調光器、および小型の蛍光灯が発生させる振幅の大きなスパイクが挙げられる。この雑音は、電力線の電流方向が変わる期間、つまり電力線のゼロ交差と呼ばれる期間に、最小になる。したがって、Insteon（商標）パケットは、図１６に示すように、ゼロ交差間際に送信される。

図１６は、一つの電力線周期1205を示し、この周期は２つのゼロ交差1210および1215を有する。Insteon（商標）パケット1220がゼロ交差1210に示され、第２のInsteon（商標）パケット1225はゼロ交差1215に示されている。Insteon（商標）パケットはゼロ交差の800マイクロ秒手前から始まり、ゼロ交差以降、1023ミリ秒間持続する。

図１６はまた、どのようにしてX10信号を電力線に乗せるかも示す。X10は、世界中ですでに導入されている、あまたの装置に用いられる信号方式である。X10との互換性がInsteon（商標）装置の主要な特徴である。Insteon（商標）装置はX10信号の受信、X10信号の送信、ならびにX10信号の増強を行える。X10信号は、電力線のゼロ交差から始まって、約1000マイクロ秒間持続する、120KHzの搬送波が最大120周期のバーストを使用する。後続のバーストがないバースト状態は１ビットを意味し、次にバーストがくるまでの無バースト状態は０ビットを意味する。X10メッセージは、１ビットが後に続く２連続のバーストで始まり、その後を９データビットが続く。図１６は、２つのゼロ交差1210および1215における、２回のX10バースト1230および1235を示す。

なお、X10規格ではまた、電源周期の半周期にわたる期間の1/3および2/3の時点で、さらに２回のバーストが必要である。これらの時点は、三相電源における他の２相のゼロ交差にあたる。Insteon（商標）は、これらの付加的なX10バーストには応動せず、X10バーストを送信する際にこれらのバーストを転送しない。

Insteon（商標）パケット1250の拡大図1240は、X10バースト1260を重ね合わせて示している。X10信号1260はゼロ交差1270から始まり、これは、Insteon（商標）パケット1250の開始から800マイクロ秒後である。どちらの信号も、ゼロ交差から1023マイクロ秒後に、ほぼ同時に終了する。

Insteon（商標）装置は、ゼロ交差の800マイクロ秒前に始まるInsteon（商標）信号を聴取することで、X10との互換性を実現している。ソフトウェアで実行されるInsteon（商標）受信機は、感度をかなり高くできるものの、真のInsteon（商標）パケットの受信を確認できるまでに、パケットのかなりの部分を受信しなければならない。Insteon（商標）装置が引き続きゼロ交差時点において予測されるX10バーストを聴取し始めても、ゼロ交差からだいたい450マイクロ秒後までは、信頼性の高い確認が得られないことがある。Insteon（商標）受信機は、450マイクロ秒時点において、Insteon（商標）パケットを受信していないがX10バーストが存在すると確認すれば、Insteon（商標）受信機はX10モードに切り換わり、次の11電源周期の期間にわたって、X10メッセージを最後まで受信する。Insteon（商標）装置がInsteon（商標）パケットの受信を検出した場合、この装置はInsteon（商標）モードを維持して、Insteon（商標）メッセージの残りを全部受信するまでX10を受信しない。

必要に応じてInsteon（商標）装置は、X10信号を再送することでこの信号を増強できるが、Insteon（商標）受信機がソフトウェアで実現されていれば、X10バーストは最大で450マイクロ秒遅れて再送される。X10受信機は、信号が強いほうが性能が向上するが厳密な信号タイミングに対する反応は鈍くなるので、たとえX10バーストが遅れても、X10信号を増強することで全体的なX10の性能は向上する。

実質的に多くの信号検出ハードウェアを使用して実現されるInsteon（商標）装置は、二次位相同期ループを備えた特定用途向け集積回路（ASIC）において達成されるように、ゼロ交差までの800マイクロ秒の間に有効なInsteon（商標）パケットの存在を検出できる。X10を単独かつ一斉に聴取できるような装置は、ほんのわずかなハードウェアX10検出器遅延の後にX10バーストを増幅できる。

図１６はまた、Insteon（商標）の未処理ビットの転送速度は、X10よりInsteon（商標）のほうがはるかに速いことも示している。Insteon（商標）ビット1280は１ビットに131.65KHzの搬送波の10周期分、すなわち75.96マイクロ秒要するのに対し、X10ビットは、120KHzである120周期バースト1285の２回分が必要である。１回のX10バースト1285に1000マイクロ秒かかるが、それぞれのX10バーストはゼロ交差で送信されるため、１ビット分の２バーストを送信するには16,667マイクロ秒かかり、毎秒60ビットの定常ビット転送速度となる。Insteon（商標）パケットは24ビットであり、Insteon（商標）パケットはゼロ交差毎に１パケット送信可能なため、Insteon（商標）の定常ビット転送速度の公称値は毎秒2880ビットとなり、X10の48倍速い。

実際にInsteon（商標）では、メッセージの送信後、Insteon（商標）RF装置によるメッセージの再送の可能性を考慮して、さらに１回または２回のゼロ交差を待つ。図１７は、電力線信号1305を介して送信される、一連の５パケットのInsteon（商標）標準メッセージ1310を示す。Insteon（商標）は、標準パケットの送信毎に、次のパケットを送信する前に１回のゼロ交差1320を待つ。図１８は、電力線信号1305で送信される、一連の11パケットのInsteon（商標）拡張メッセージ1330を示す。Insteon（商標）は、拡張パケットの送信毎に、次のパケットを送信する前に２回のゼロ交差1340を待つ。

Insteon（商標）標準メッセージは120ビットの未処理データビットを含み、送信に６回のゼロ交差、すなわち50マイクロ秒かかる。拡張メッセージは264ビットの未処理データビットを含み、送信に13回のゼロ交差、すなわち108.33ミリ秒かかる。したがって、Insteon（商標）における実際の未処理データの転送速度は、標準メッセージで毎秒2400ビット、あるいは拡張メッセージで毎秒2437ビットで、余分なゼロ交差を待機しなければ毎秒2880ビットである。

Insteon（商標）標準メッセージは９バイト（72ビット）の有効データを含み、これにはパケット同期バイトおよび開始コードバイトも、メッセージCRCバイトも含まれない。拡張メッセージは、同条件で、23バイト（184ビット）の有効データを含む。したがって、有効データのビット転送速度は、標準メッセージでは毎秒1440ビット、拡張メッセージでは毎秒1698ビットまで減少する。拡張メッセージにおける14バイト（112ビット）のユーザデータを考慮するだけで、ユーザデータのビット転送速度は毎秒1034ビットである。

Insteon（商標）RF装置は、電力線上のメッセージと同じものを送受信することができる。しかし、電力線メッセージとは違って、無線周波数で送信されるメッセージはゼロ交差で送信される小さなパケットには分割されず、代わりに、図５に示すようにそのままの状態で送信される。電力線と同様、RFメッセージの長さは２種類ある。すなわち、標準タイプの10バイトメッセージおよび拡張タイプの24バイトメッセージである。

図１９は、Insteon（商標）RF信号方式の仕様を示す。中心周波数は902〜924MHzの帯域であり、これは米国で免許不要で扱えるとして許容されている。各ビットはマンチェスタ符号化され、これはビット毎に２つのシンボルを送信することを意味する。シンボル１の後にシンボル０が続く場合はビット１を意味し、シンボル０の後にシンボル１が続く場合はビット０を意味する。各シンボルは、周波数偏移変調（FSK）を利用して搬送波に変調される。すなわち、シンボル０は、FSK偏移周波数の半分下降させて搬送波を変調し、シンボル１は、FSK偏移周波数の半分上昇させて搬送波を変調する。Insteon（商標）方式で選択するFSK偏移周波数は、64KHzである。各シンボルは、毎秒38,400シンボルで搬送波に変調され、未処理データの転送速度はその半分、すなわち毎秒19,200ビットである。自由空間における一般的な受信範囲は150フィートであり、この範囲は壁や他のRFエネルギー吸収材があれば減少する。

Insteon（商標）装置は、最上位ビット側からデータを送信する。図５を参照すると、RFメッセージは、16進法でAAAAとなる２同期バイト411または421で始まり、その後に16進法でC3となる開始コードバイト412または422が続く。標準メッセージでは10データバイト413が続き、拡張メッセージでは24データバイト423が続く。メッセージ中の最後のデータバイトは、上述のとおり、そのデータバイトに対するCRCである。

104ビットの標準メッセージを送信するのに5.417ミリ秒かかり、216ビットの拡張メッセージを送信するには11.250ミリ秒かかる。電力線のゼロ交差は8.333ミリ秒毎に発生するので、標準のRFメッセージは電源半周期の１つ分で送信可能であり、拡張型のRFメッセージは電源半周期の２つ分で送信可能である。電力線メッセージ送信後の待機時間は、図１７および図１８に示すように、Insteon（商標）RF装置がある場合に、その装置が電力線メッセージを再送するのに十分な時間を持たせるためにある。
Insteon（商標）メッセージの再送
信頼性を高めるために、Insteon（商標）メッセージング・プロトコルはメッセージの再送、すなわち他のInsteon（商標）装置のメッセージ中継を補助してメッセージの送信範囲を拡大する手順を含む。データ・ストームの無限中継を回避するために、メッセージは最大で３回まで再送できる。ただし、再送回数が増えれば、メッセージの送信完了までの時間も長くなる。

送信、再送、およびInsteon（商標）メッセージの送信時に行われる確認応答には、図２０に示すように、特定のパターンがある。電力線上のInsteon（商標）メッセージは、６回または13回のゼロ交差期間があり、これはメッセージが標準型であるか拡張型であるかで異なる。この電源半周期６または13個分のメッセージ送信時間は、以下の説明ではタイムスロットと称す。

１回のタイムスロット中、例えば参照符号1420中に、Insteon（商標）メッセージの送信、再送、または確認応答が行える。Insteon（商標）メッセージの通信工程全体は、再送および確認応答を含んでもよく、タイムスロットの整数倍にわたって行われる。

参照符号1401の例１はもっとも単純な例であり、再送を行わない同報メッセージを示す。Tは、送信者が一つのメッセージを作成、送信することを表す。対象となる受信者がメッセージを聴取した旨の確認応答はいらない。メッセージを完了するには、６または13個の電力線ゼロ交差からなるタイムスロットが１つ必要である。

参照符号1402の例２は、最大ホップ数が１回の同報メッセージを示す。最大ホップ数は、上述の図９に関連して説明したとおり０から３の範囲でよい。送信者は、Tで示すように、同報メッセージを送信する。他のInsteon（商標）装置は中継器の役割を果たし、Lで示すように、メッセージを聴取すると、Rで示すように次のタイムスロットでメッセージを再送する。

１つのメッセージで３回まで再送が可能である。参照符号1403の例３は、最初の送信者と３つの中継器との間におけるメッセージの行程を示す。例３では、中継器間の距離は、隣接する中継器同士のみが相互に聴取できる程度であることを前提とする。また、中継器１のみが送信者を聴取することができる。なお、送信者は、自身が発したメッセージを再送しない。

送信者が直接（すなわちポイント・ツー・ポイント）メッセージを送る場合、受信者に確認応答を求める。参照符号1404の例４は、最大ホップ数が０のときどうなるかを示す。Aはタイムスロットを表し、受信者が直接メッセージの確認応答を行う。Cは、送信者がメッセージの確認応答を検出したときのタイムスロットを表す。

最大ホップ数が１に設定されている場合、直接メッセージは、参照符号1405の例５で示すように伝搬する。中継器１は、元の直接メッセージも、受信者からの確認応答も再送する。

最大ホップ数が１に設定されていても、受信者が送信者の通信圏内にいるために再送が不要な場合、メッセージは、参照符号1406の例６に示すように流れる。送信者および受信者の列にあるWは、待機を表す。受信者は通信圏内にいるため、送信者を直接聴取することができる。しかし、受信者は確認応答を送信するのに１タイムスロット待たなければならない。これは、中継器が、送信者のメッセージを再送する可能性があるためである。受信者は、中継器がなくても待機しなくてはならいが、本例では中継器１が中継を行っていることを示している。予想される送信者メッセージの再送がすべて完了すると、ようやく受信者は確認応答を送信できる。通信圏内であれば、送信者は確認応答を直接聴取するが、やはり予想される確認応答の再送が完了するまで、次のメッセージの送信を待たなければならない。

参照符号1407の例７は、最大ホップ数が３で、メッセージが受信者に届くまでに実際に３回の再送が必要な場合にどういう状態になるかを示す。なお、送信者または受信者が、図示されているよりも早い時点で相手のメッセージを聴取しようとしても、メッセージ発信後に最大ホップ数タイムスロットが発生するまで待たなければならず、その後、自身のメッセージを自由に送信する。各装置が待機しないとすれば、それぞれのメッセージを同じタイムスロット内で送信してしまい、互いに輻輳してしまうであろう。各装置は、メッセージを受信するまでにいくつのタイムスロットが経過したかを、受信したメッセージの最大ホップ数からホップ残数を差し引くことで計算できる。

Insteon（商標）メッセージ・トラフィックをモニタすることで、Insteon（商標）装置は、すべてのInsteon（商標）メッセージの予測される再送および確認応答が、上述のプロトコルに従っていつ完了するかを判断できる。同様に、Insteon（商標）装置は、X10メッセージ・トラフィックをモニタすることで、X10コマンドの送信がいつ完了するかを予測できる。送信前に、先行のメッセージ・トラフィックが終了するのを待つことで、メッセージを発信したいInsteon（商標）装置は、実行中のInsteon（商標）またはX10通信で起こり得る輻輳を防止できる。このリッスン・ビフォー・トーク形式は、「ポライトネス」と呼ばれる。

Insteon（商標）装置が連続して１つ以上のメッセージを送信したい場合、ポライトネスがさらに延長される。その場合、装置は、後続のメッセージを発信する前に、電力線ゼロ交差をもう１周期分待つ。この追加時間は、メッセージ・トラフィックが終了するのを待っている他のInsteon（商標）装置に送信の機会を与えるための時間であり、また、１つの装置が長期にわたるメッセージ送信で通信路を独占するのを防ぐためである。
Insteon（商標）同時通信
上述のメッセージ伝達の規則に従って、Insteon（商標）システムは通信の信頼性の顕著な向上を実現している。これは、複数のInsteon（商標）装置が、同一のメッセージを、あるタイムスロット内で同時に送信できるからである。そのため、互いの圏内にあるInsteon（商標）装置は「相互支援」する。たいがいの共用物理媒体のネットワーキング・プロトコルは、従来技術の説明の段で述べたように、複数の装置が同一帯域内で同時に送信を行うことを禁止している。これに対し、Insteon（商標）は、同時に送信する各装置が相互に同期して同一メッセージを送出することを確実にすることで、通常は問題となる事を利点に変えている。

電力線に接続された複数のInsteon（商標）装置は、互いに向上しあうよりも、容易に互いを相殺してしまうと思われがちである。実際には、信号を相殺させようとしても、複数の装置による信号相殺は実現が非常に困難である。それは、ある受信機で２つの信号を相殺させるには、２つの送信機が搬送波を送出して、当該受信機で２つの信号は振幅が全く同じで位相がほとんど180度ずれていると判断するようにしなければならないからである。この状態が発生して長期間存続する確率は低い。一般的なInsteon（商標）装置に使用される、131.65KHzの電力線搬送波の周波数を発生させる水晶振動子は互いに独立して動作し、その周波数許容誤差は数パーミルである。そのため、複数の電力線搬送波間で位相関係が変動する。ただし、Insteon（商標）パケットの存続時間が1823マイクロ秒であるのに対して、遅いものではある。２つの送信機の位相が偶然に相殺されても、振幅が等しい可能性は極めて低いため、過渡的位相関係が最悪であっても、受信機は何らかの信号を確認できるであろう。Insteon（商標）受信機は数ミリボルトから５ボルトほどの広いダイナミックレンジを有し、このダイナミックレンジによって、信号が一時的に弱まっても信号の追従が可能となる。送信機を増やすことで、信号相殺の確率がさらに低下する。それどころか、信号がすべて総和されることで信号強度が高まる可能性が非常に増大する。

Insteon（商標）電力線搬送波は、二位相偏移変調（BPSK）方式で変調される。すなわち、受信機は搬送波における180度の位相シフトを探して、一連のビットにおける１から０またはその逆の遷移を検出する。複数の送信機は、それぞれの搬送波の絶対位相に関係なく信号を生成し、この信号は、その総和がビット遷移の境界においてもなお180度の位相反転を有しつつ、相対的搬送波周波数が１パケット時間にわたって数度を超えてシフトしないものである。当然のことながら、各送信機のビットタイミングをきちんと同期させる必要があるため、Insteon（商標）送信機は電力線のゼロ交差と同期している。Insteon（商標）ビットは、131.65KHzの電力線搬送波10周期分、すなわち76マイクロ秒間持続する。電力線のゼロ交差検出器は、誤差が１または２搬送波周期以内でなければならず、複数の送信機から受信したビットが相互に重なるようにする。

実際に、複数のInsteon（商標）電力線送信機が同一メッセージの同時通信を行えば、建物全体にわたって電力線信号の強度が向上する。RF信号方式は電力線信号方式の延長として用いることから、RF信号方式もまた同時通信方式に基づいている。しかし、RFでは、搬送波とデータが理想的に同期しても、搬送波信号が相殺されると干渉パターンが生じる。電力線の場合と同様、相殺が生ずる間は、２つの搬送波は180度位相がずれていなくてはならず、振幅は同じでなければならない。完全に相殺するのは事実上不可能である。一般に、周波数が同一で位相関係がランダム、かつアンテナ偏波が同一な、同位置にある２つの搬送波は、合計電力レベルが、送信機を１つだけ用いる場合より67％しか上昇しない。どちらか一方の送信機を受信機から遠ざけると、相殺できる確率はさらに低下する。送信機の数が増えると、相殺の確率は０に近くなる。

手元リモコンなどの携帯式のInsteon（商標）RF装置は、電池駆動である。節電のために、携帯型装置はRF中継器としては構成されていず、メッセージ発信器としてのみ構成されているため、同時通信の対象とならない。RFメッセージを中継しないInsteon（商標）装置は電力線に接続されるため、ほとんどの装置は、最初の設置以降、移設されることがない。設定時に、RF装置を配設してそのアンテナを調整できるため、信号相殺は生じない。送信機のその取付け位置で、相殺を行わない設定が無限に維持される。

電力線に接続されたInsteon（商標）RF装置は、メッセージの同期をとるためにゼロ交差を利用する。これらの装置は、電力線上で同期して、RF中継器からのRFを介して同期して、または、場合によっては携帯型RF装置からのRFを介して非同期で、Insteon（商標）メッセージを受信する。再送が必要なメッセージは、総ホップ残数が０より多い。Insteon（商標）装置は、このようなメッセージを電力線を通して受信すると、電力線メッセージの最後のパケットを受け取り次第、RFを使用してメッセージを再送し、次のタイムスロットで電力線を通じてメッセージを再送する。RFを通じてメッセージを受信した場合は、次のタイムスロットで電力線を介してメッセージを再送し、電力線メッセージの最終パケットを送信すると、RFを使用してメッセージを再送する。
Insteon（商標）エンジン
Insteon（商標）エンジンは、Insteon（商標）装置でのInsteon（商標）メッセージの送受信を可能とするハードウェアおよびファームウェアを含んでいる。図２１は、Insteon（商標）エンジンを経由する情報の全体的な流れを示す。受信した信号1510は、電力線またはRFを介して送られてくる。信号調整回路1515は、未処理信号を処理して、デジタルビットストリームに変換する。メッセージ受信器ファームウェア1520は、必要に応じてビットストリームを処理し、メッセージ・ペイロードデータをバッファ1525に格納し、これは、Insteon（商標）装置上で実行されるアプリケーションに使用できる。メッセージ制御部1550は、制御フラグ1555を使用して、データの利用可能をアプリケーションに伝える。

Insteon（商標）メッセージを送信するために、アプリケーションはメッセージデータをバッファ1545に格納した後、メッセージ制御部1550に、制御フラグ1555を使用してデータを送信するように伝える。メッセージ送信器ファームウェア1540は、メッセージを未処理ビットストリーム形式に処理して、モデム1535の送信部に送る。モデム送信部は、ビットストリームを電力線またはRF信号1530として送信する。
Insteon（商標）エンジン電力線インターフェース
図２１のメッセージ送信器1540の詳細を図２２に示す。図２２は、Insteon（商標）エンジンがどのようにしてInsteon（商標）メッセージを電力線で送信するかを示している。Insteon（商標）アプリケーションはまず、送信したいメッセージをCRCバイト以外について作成し、そのメッセージデータを送信バッファ1615に入力する。アプリケーションは次に、適切な制御フラグ1620を設定してメッセージを送信するよう、送信制御部1625に伝える。送信制御部1625は、多重化部1635を使用してメッセージデータをパケット化し、発生器1630から送られてくる同期ビットおよび開始コードをパケットの先頭に入れ、その後ろに先入れ先出し（FIFO）送信バッファ1615からシフトアウトするデータを続ける。メッセージデータはFIFO 1615からシフトアウトされるについて、CRC発生器1630はCRCバイトを計算して、得られた値をメッセージの最終パケットの最終バイトとして多重化部1635でビットストリームに加える。ビットストリームは、シフトレジスタ1640にバッファリングして、ゼロ交差検出器1645が検出した電力線ゼロ交差と同期して読み出す。BPSK変調器1655は、搬送波発生器1650で生成した131.65KHzの搬送波の位相をビット０については180度ずらし、搬送波をビット１については無変調のままにする。なお、図１５に関して述べたように、位相は搬送波の１周期間にわたって滑らかにずれる。最後に、変調した搬送波信号を、図２１のモデム送信回路1535を介して電力線に乗せる。

図２１のメッセージ受信器1520の詳細を図２３に示す。本図は、Insteon（商標）エンジンが電力線を通して送られてくるInsteon（商標）メッセージをどのように受信するかを示す。図２１のモデム受信回路1515は、電力線上の信号を調整して、信号をデジタルのデータストリームに変換し、図２３のファームウェアがInsteon（商標）メッセージの読出し処理を行えるようにする。電力線から送られてくる未処理データ1710は一般的に雑音がかなり多い。これは、受信したInsteon（商標）信号の振幅が数ミリボルト程度の低さであるためと、電力線が、たいてい高エネルギーのスパイクノイズまたはその他の電力線自体の雑音を伴っているためである。したがって、実施例では、ファームウェアで実現するコスタス位相同期クループ（PLL）1720を用いて、雑音中のBPSK方式のInsteon（商標）信号を検出する。コスタスPLLは、広く知られている技術であり、信号を同相にも直交にも位相同期させる。位相同期検出器1725は、ウインドウタイマ1745に入力を１回与える。このタイマはまた、ゼロ交差信号1750と、開始コード検出器1740がパケット中の開始コードを検出したという通知とを受信する。

コスタスPLL 1720は、位相同期されていようとなかろうと、データをビット同期検出器1730に送る。パケットの先頭に１と０が交互に連なる同期ビット列が到来すると、ビット同期検出器1730はビットクロックを再生することができ、このクロックを利用してデータをデータシフトレジスタ1735に移動させる。開始コード検出器1740は同期ビットの後に続く開始コードを探し、コードを見つけるとウインドウタイマ1745に検出信号を出力する。ウインドウタイマ1745は、データストリームが電力線のゼロ交差の800マイクロ秒前から始まり、位相同期検出器1725が同期を示し、検出器1740が有効な開始コードを検出したときに、有効なInsteon（商標）パケットを受信したか確認する。その時、ウインドウタイマ1745は開始検出フラグ1790を設定して、受信バッファ制御部1755がパケットデータをシフトレジスタ1735から取り出してFIFO受信バッファ1760に蓄積できるようにする。記憶制御部1755は、FIFO 1760がメッセージ中のデータバイトのみを蓄積して、同期ビットまたは開始コードは蓄積しないようにさせる。この制御部は、メッセージフラグバイトの拡張メッセージビットを調べて、適正な個数のバイトを記憶する。その個数は、標準メッセージで10、拡張メッセージでは24である。適正個数のバイトが蓄積されると、メッセージを受信したことを示すメッセージ受信フラグ1765が設定される。

コスタスPLLは、同相の信号とでも、逆位相の信号とでも等しく同期できることから、180度の位相多義性を有する。したがって、PLL 1720からの検出データは、そのデータの実際の方向とは逆でもよい。開始コード検出器1740は、16進法で3Cとなる真の開始コードと、16進法で3Cとなる補数とを探してその多義性を解消する。この検出器が補数を検出すると、PLLは逆位相に同期され、データビットが反転される。開始コード検出器1740からの信号は、データの反転を戻すか否かを、データ補数器1770に伝える。CRCチェッカ1775は、受信データのCRCを計算して、受信メッセージのCRCと比較する。両者が一致したら、CRC承認フラグ1780を設定する。

補数器1770から送られてくるデータは、径路1785から、アプリケーションバッファ（図示せず）に流れる。アプリケーションは、メッセージ受信フラグ1765とCRC承認フラグ1780の両方が設定されていたら、有効メッセージを受信する。
Insteon（商標）エンジンRFインターフェース
図２４は、Insteon（商標）エンジンがRFを介してどのようにメッセージを送受信するかを示す。実施例において、電力線対応のInsteon（商標）装置に、装置の機能を拡張するドータボードを装着できる。図２４に示すドータボード1850は、ホスト1810にRFインターフェースを提供する。ドータボードは、内蔵型RF送受信機および独自のマイクロコントローラ・ユニット（MCU）を備える。このMCUは、ホストMCUのスレーブとして機能する。ホストMCUとスレーブMCUは、公知のRS232シリアル・プロトコルを使用して、TTL論理レベルで通信する。

ホストMCU上で作動しているInsteon（商標）エンジンがRFメッセージを送信する必要がある場合、ステップ1812で始まる手順を実行する。最初にステップ1814で、RFドータボードに接続されたスレーブMCUに送信コマンドを送り、次にステップ1816で、コマンドが受信され、スレーブMCU側の送信準備が整っている旨の確認応答を待つ。スレーブMCUの準備ができると、ホストはステップ1818において、Insteon（商標）メッセージのデータをスレーブMCUに送る。スレーブMCUはRFメッセージ送信の全工程を処理するので、ホストはステップ1820に進み、他の作業を再開できる。

RFメッセージを受信したら、ホストは、検査のためにステップ1822で始まる手順を実行する。ホストはステップ1824においてRS232受信バッファを確認して、スレーブがRFメッセージを利用可能である旨の通知を行ったかどうかを判断する。通知が行われていなければ、ホストはステップ1830に進んで他の処理を再開するが、RFメッセージがある場合、ホストはステップ1826でスレーブに確認応答を送る。スレーブは、ステップ1828においてメッセージのデータをホストに送り、ホストはステップ1830で処理を再開する。

RFドータボード1850のスレーブMCUは、図２４の右側のフローチャートに示されるタスク処理を行う。スレーブMCUはステップ1852で、ホストからコマンドが送られてきていないかどうか、一定期間ごとにRS232受信バッファを確認する。スレーブは、ステップ1854でRFメッセージを送信するコマンドをホストから受け取ると、ステップ1856でコマンドの確認応答を行い、ステップ1858でホストからメッセージデータを受信して、ステップ1859でRFメッセージを作成して送信する。

スレーブMCUは、ステップ1854でホストから送信コマンドを受信していないことを確認した場合、ステップ1860に進んで内蔵のRF送受信器からRFデータを受け取ろうと試みる。ステップ1862で有効なRFメッセージを受信できなかった場合、スレーブはステップ1852においてポーリングループに再度はいって再試行する。一方、有効RFメッセージを受信した場合、スレーブMCUはステップ1864でホストに通知を行い、ステップ1866でホストのデータ受信準備が整ったことを知らせる確認応答を待つ。ホストが確認応答を送ると、スレーブはステップ1868においてメッセージのデータをホストに送信し、その後、ステップ1852でポーリングループを再開する。

図２５は、スレーブMCU 1925が、図２４のステップ1859におけるRFメッセージをどうやって作成、送信するかを詳細に示す。本図の工程は、RFメッセージが単一のパケットで一斉に送信される以外は、図２２に示した電力線メッセージの送信工程とほぼ同じである。図２５において、ホストMCUは、送信したいメッセージをCRCバイト以外について作成し、作成したメッセージデータをRS232シリアル通信1920でスレーブMCU 1925に送信する。スレーブはメッセージデータを送信バッファ1915に入力する。スレーブMCU 1925は、多重化部1935を用いて、発生器1930から送られてきた同期ビットおよび開始コードをRFメッセージの先頭に入れ、その後に先入れ先出し（FIFO）送信バッファ1915からシフトアウトするデータを続ける。メッセージデータはFIFO 1915からシフトアウトされるにつれ、CRC発生器1930はCRCバイトを計算して、得られた値をメッセージの最終バイトとして多重化部1935でビットストリームに加える。ビットストリームはシフトレジスタ1940にバッファリングして、RF送受信器1955にクロック同期出力させる。送受信器はRF搬送波を生成し、メッセージのビットをマンチェスタ符号に変換する。周波数変調は搬送波をシンボルストリームで変調し、そこで得られたRF信号をアンテナ1960を使って送信する。実施例において、RF送受信器1955は単一チップ型ハードウェア・デバイスであり、本図の他のブロックはスレーブMCU 1925上で作動するファームウェアで実現される。

図２６は、スレーブMCUが図２４のステップ1860におけるRFメッセージをどうやって受信するかを詳細に示す。本図の工程は、RFメッセージが単一のパケットで一斉に送信される以外は、図２３に示した電力線メッセージの受信工程とほぼ同じである。図２６において、RF送受信器2015はアンテナ2010から送られてくるRF送信を受信し、周波数変調で復調してベースバンドのマンチェスタ符号に戻す。送受信器は、メッセージの先頭にある同期ビットからビットクロックを再生でき、このクロックを利用してマンチェスタ符号からデータビットに戻す。送受信器は、ビットクロックおよび再生したデータビットを、メッセージのビットストリームを蓄積するシフトレジスタ2020に出力する。

開始コード検出器2025は、メッセージの先頭に含まれる同期ビットの後ろの開始コードを探し、コードを見つけると、スレーブMCU 2065に検出信号2060を出力する。開始検出フラグ2060は、受信バッファ制御部2030がシフトレジスタ2020からメッセージデータを取り出してFIFO受信バッファ2035に蓄積できるようにする。記憶制御部2030は、FIFO 2035がメッセージ中のデータバイトのみを蓄積して、同期ビットまたは開始コードは蓄積しないようにさせる。この制御部は、メッセージフラグバイトの拡張メッセージビットを調べて、適正な個数のバイトを記憶する。その個数は、標準メッセージで10、拡張メッセージでは24である。適正個数のバイトが蓄積されると、メッセージを受信したことを示すメッセージ受信フラグ2055が設定される。CRCチェッカ2040は、受信データのCRCを計算して、受信メッセージのCRCと比較する。両者が一致したら、CRC承認フラグ2045を設定する。メッセージ受信フラグ2055およびCRC承認フラグ2045の双方が設定されると、RS232通信2070でホストにメッセージデータを送信する準備が整ったことになる。実施例において、RF送受信器2015は単一チップ型ハードウェア・デバイスであり、本図の他のブロックはスレーブMCU 2065上で作動するファームウェアで実行される。
Insteon（商標）ハードウェア
図２７は、一般的なInsteon（商標）装置を構成するハードウェア回路のブロック図を示す。実施例において、Insteon（商標）装置は、ドータボード2120を任意で備えるメインサーキットボード2110を含む。一般的なドータボード2120は、さまざまなタイプの通信インターフェースを増設することで、Insteon（商標）装置に追加機能を持たせることができる。メインボードとドータボードは、RS232シリアル・プロトコル2130を使用して、TTL論理レベルで通信を行う。

Insteon（商標）メインボードは、メインボードが設置されている装置によって、電力線にプラグ接続または配線接続される。電源2140は、電力線からエネルギーを得て適宜調整し、メインボードおよび任意のドータボードの論理回路および通信ハードウェアに電力を供給する。マイクロコントローラ・ユニット（MCU）2133は、製造時に装置にあらかじめ導入されているすべてのファームウェアプログラミングと、使用段階でダウンロードされるであろうソフトウェアプログラムとを実行する。任意の不揮発性ランダムアクセスメモリ（NVRAM）2170は、ローカル・データベース情報、演算パラメータ、およびダウンロードしたアプリケーションプログラミング用の記憶領域を提供する。このようなメモリチップ2170は、通常、シリアルリンク2175を介してMCU 2133と通信する。このリンクは、集積回路間（I2C）リンクとして図示されている。

電力線インターフェース2150は、電力線用の送信器2152および受信器2154を含み、これらは、Insteon（商標）信号とX10信号のどちらでも、電力線を通じて送信および受信できる。負荷制御部2156がある場合、制御部は通常、トライアックまたは中継器を含む。トライアックは、電灯などを調光するために、これらの抵抗性負荷に可変電力を供給できる。誘導性負荷または高電力負荷は、機械的な中継器を使用してスイッチを入れたり切ったりできる。一部の負荷制御モジュールは、制御対象負荷が手動でオン・オフされたかどうかを感知することもできる。例えば、電灯がInsteon（商標）照明器具操作装置にプラグ接続され、人が電灯のスイッチを使って電灯をつけると、負荷制御モジュールが電流の引き込みを感知し、トライアックを導通させて電灯を点灯する。反対に、トライアックは導通しているが電灯のスイッチはオフである場合、負荷制御モジュールが問題を検知でき、Insteon（商標）装置は適切なエラーメッセージを表示できる。

ユーザインターフェース・モジュール2160は、メインボード2110が組み込まれている装置の種類に応じて変更可能である。配電盤に接続された壁面スイッチ様のSwitchLinc（商標）装置などの単純な場合では、可塑性の調整パドルの下に設けられた２つの瞬時接点スイッチがユーザ入力を検出する。ユーザがパドルの上部を押すと一方のスイッチが回路をつなぎ、パドルの下部を押すと他方のスイッチが回路をつなぐ。このような装置は、通常、１つ以上の発光ダイオード（LED）を備え、制御対象負荷の状態を示したり、ユーザに設定手順を示したりする。この目的のために、多くのInsteon（商標）装置は白色LEDを使用しているが、任意の色フィルタを使うことで、ユーザはLEDが表示する色を好みに合わせて変更できる。ユーザによるLEDの輝度調整は、Insteon（商標）装置によく採り入れられるもう１つの特徴である。通常、LEDの出力を変調するデューティサイクルを調整することで、輝度を調整する。

もっと複雑なInsteon（商標）装置には、携帯電話機、携帯情報端末、またはパーソナル・コンピュータで使用されるような、白黒またはカラー液晶ディスプレイなどの表示装置を組み込むことができる。装置には、キーパッドあるいはキーボードとして複数の押しボタンが設けられていてもよく、あるいは、近接感知器などの別種の検出装置が設けられていてもよい。言うまでもなく、Insteon（商標）技術を組み込めることのできる装置は多岐にわたって想定でき、また、本明細書に開示する実施例は他のさまざまな実施形態の１つにすぎない。

図２８は、MCU 2215を備えたInsteon（商標）メインボード2210を示し、このボードは、RS232 2230でRFドータボード2220に接続している。この構成は上記で詳述してある。RFドータボードは、RF送受信チップ2224と通信する独自のMCU 2222を含む。RF送受信機は回路2226を含み、アンテナ2228を使用してRF信号の送信および受信を行う。

図２９は、MCU 2315を備えたInsteon（商標）メインボード2310を示し、このボードはユニバーサル・シリアル・バス（USB）ドータボード2320と接続している。図に示すように、USBボードはオンチップUSBインターフェースを備えた独自のスレーブMCU 2322と、リアルタイムクロック（RTC）2324と、追加の不揮発性ランダムアクセスメモリ（NVRAM）2326とを含んでいる。スレーブMCU 2322は、RS232シリアル2330を利用してホストMCU 2315と通信する。RTCおよびNVRAMは、I2Cバス2335を通じてホストMCUに接続している。USBインターフェース2328は、USBポートを有する他の装置とInsteon（商標）装置がインターフェース接続できるようにする。

図３０は、MCU 2415を備えたInsteon（商標）メインボード2410を示し、このボードはRS232ドータボード2420と接続している。図に示すように、RS232ボードはレベル変換器2423を有するRS232送受信器2422と、リアルタイムクロック（RTC）2424と、追加の不揮発性ランダムアクセスメモリ（NVRAM）2426とを含んでいる。RTCおよびNVRAMは、I2Cバス2435を介してホストMCUに接続している。ホストMCU 2415は、RS232シリアルリンク2430を経由してRS232インターフェース2428に接続し、Insteon（商標）装置はRS232ポートを備える他の装置とインターフェース接続できる。

図３１は、MCU 2515を備えたInsteon（商標）メインボード2510を示し、このボードはインターネット・プロトコル（IP）ドータボード2520と接続して、Insteon（商標）装置がローカルエリア・ネットワーク（LAN）またはインターネットと通信を行うのを可能にしている。IPボード2520は独自のスレーブMCU 2522を有し、このMCUは、動的ホスト構成プロトコル（DHCP）クライアント、アドレス解決プロトコル（ARP）クライアント、およびハイパーテキスト転送プロトコル（HTTP）スタックを実行する。MCU 2522は、イーサネット制御部2528および物理インターフェース2529を介してイーサネットLAN 2540に接続している。LANは、ルータ2542経由でインターネット2544に接続可能である。Insteon（商標）装置は、一度インターネットに接続すると、世界中どこにいてもコンピュータ2546とインターフェース接続できる。
Insteon（商標）アプリケーションおよび装置
Insteon（商標）技術はさまざまな種類の装置に組み込め、Insteon（商標）以外のいろいろな装置と通信用ブリッジを通してインターフェース接続できる。Insteon（商標）方式を使用可能な装置用のアプリケーションは各種多様にある。

アプリケーションの一部に含まれるものとして、（1）センサ、冷暖房空調設備（HVAC）、電気製品、照明およびセキュリティを組み込んだ家庭管理、（2）家庭管理と組み合わせた音声／画像（A/V）の遠隔制御、（3）エネルギー管理、（4）インターネットを介した遠隔監視、および（5）音声確認応答、カメラ、その他の検出モダリティの相互運用が挙げられる。

Insteon（商標）技術を利用することで改善される製品として、（1）差し込み式または電線接続式の調光器、スイッチまたはコンセントなどの電気機器、（2）家庭用電化製品、（3）表示器、温度自動調節器、アクセス制御装置、（4）プール／スパおよび灌水制御装置、（5）環境センサ、装置状態センサ、動作センサ、部屋使用センサ、または接触センサ、および（6）パーソナル・コンピュータ、タッチスクリーン、キーパッド、携帯型コンピュータ、またはキーフォブの制御装置が挙げられる。

他のネットワーク規格との間でブリッジ接続することで、Insteon（商標）装置は、WiFi（IEEE802.11）、BrueTooth、ZigBee、ZWave、HomePlug、HomeRF、Intellon、Echelon、CEBus、またはその他の次世代技術を使用して通信を行う他の装置と相互運用できる。

USB、RS232、またはイーサネット通信機能を備えた装置を少なくとも１つ含む、複数のInsteon（商標）装置からなるネットワークは、パーソナル・コンピュータまたはインターネットのアクセスポイントに接続可能である。新たなソフトウェアをInsteon（商標）装置にダウンロードすることができ、それにより、将来的にこれらの装置を新たな機能にアップグレードできる。同様の接続性で、Insteon（商標）装置のローカルネットワーク間の遠隔処理による情報のやりとりも可能となる。アップグレードができ、遠隔インターフェース接続が可能な、低価格で信頼性の高い装置などの産業基盤は、実にさまざまな方法で使用できるが、そのすべてを予測することは不可能である。

Insteon（商標）技術を取り入れた、初期の一連の装置をここに紹介する。図３２は、電線接続式の壁面スイッチ2610を示す。ユーザは、パドル2640の上部または下部を押すことで、その下に設けられた瞬時押しボタン式スイッチの上部または下部を押すことができる。パドル2640および飾り板2645は嵌めこんであるため、簡単に違う色のものと取り替えられる。プラスチック導光路2620および2630は、その下の白色LEDで照明される。導光路は、違う色のものと替えることもできるため、ユーザ側から見える色を変更できる。部材2650は複合LED導光路、瞬時押しボタン式スイッチ、および引き出し式の空隙スイッチである。これを押下すると装置が設定モードになり、引き出せば、電力線接続が切断されて装置が使用できなくなる。

図３３は、壁面スイッチの代わりに接続箱に接続されるInsteon（商標）装置2710を示す。この装置は８個の押しボタン2720を有し、これらのボタンは、任意の色のフィルタをかけることのできる白色LEDによって、後方から照明される。レーザープリンタで印刷可能な透過性の表示は、ボタンの裏側に印刷してボタンを標示する。部材2750は、図３２の部材2650と同じ用途を果たす。

図３４は、調光器またはリレースイッチとなる、差し込み式のInsteon（商標）装置2810を示す。操作したい電気製品をコンセント2820にプラグ接続する。任意のコネクタ2830は、内部Insteon（商標）ドータボードに適したUSB、RS232、またはイーサネット接続を確保するように構成することができる。部材2850は、図３２の部材2650と同じ用途を果たす。

図３５は、図３４と同様の差し込み式Insteon（商標）装置2910を示す。本装置は、内部RFドータボードに対応している点のみが異なる。RFアンテナ2915は、RFドータボードのRF送受信器と接続している。ユーザは、多関節アンテナを回したりたたんだりして高い性能を実現できる。

図３６は、押しボタン3020を備えた押しボタン式操作装置3010を示す。レーザープリント可能な表示を透過性の細片3030の裏側に印刷して、ボタンの機能を標示する。LED 3040は、ユーザに応答を返す。

図３７は、比較的多くのボタン3120を備えた、違う種類の押しボタン式操作装置3110を示す。カバー3130を閉めると、８個のボタン以外は全部覆ってしまうので、図３６の装置のような、簡素ですっきりした接続装置をユーザに提供する。

図３８は、タッチスクリーン式液晶ディスプレイ（LCD）3230と、６個の押しボタン3220とを備えたInsteon（商標）操作装置3210を示す。タッチスクリーンLCDは白黒またはカラーで、任意でバックライトを付けることができる。LED 3240は、別な応答をユーザに返す。

いろいろなスナップ式の背面を、図３６、図３７、または図３８の操作装置の本体3010、3110、および3210に用いることができる。あるスナップ式の背面を用いると、操作装置を独立型デスクトップ装置として使用できる。別のスナップ式の背面ならば、その操作装置を壁掛け式の装置に転用できる。
Insteon（商標）メッセージの用途
当業者は、Insteon（商標）メッセージング技術が、さまざまな種類の装置で多様に使用できることを認識できるであろう。図１３に示された可能性のあるInsteon（商標）メッセージタイプのすべてを活用するには、１または２バイトのコマンド、２バイトの装置タイプ／サブタイプ、１または２バイトの肯定応答状態、および１または２バイトの否定応答理由に対して前もって割り当てられた、共通の一組の値を装置間で共有しなければならない。Insteon（商標）装置は、製造段階において個々に３バイトのアドレスをあらかじめ割り当てられている。

Insteon（商標）拡張メッセージに関し、プログラマは、装置間で交換可能なユーザデータのすべての意味を自由に考案できる。例えば、デバイス・ファームウェアは、トークン文字列に準拠した、拡張メッセージを使用して装置にダウンロードされる高度な言語の解釈プログラムを含むこともできよう。

プログラマがInsteon（商標）装置で実現できるユーザインターフェースは無数にある。以下の例は、ファームウェアで実現可能な１ユーザインターフェースを示す。ユーザが図３２に示すようなスイッチモジュールで、例えば図３４に示す２つのランプモジュールを操作したい場合を例にとってみる。スイッチモジュールはInsteon（商標）アドレス00003Eを有し、ランプモジュールAはアドレス000054を有し、ランプモジュールBはアドレス000051を有しているとする。本例では、すべての数値が16進数で与えられている。

ランプモジュールを操作するスイッチに関し、装置同士を共通グループのメンバとして接続できるファームウェアが各装置に備わっていなければならない。このファームウェアは、パーソナル・コンピュータからUSBまたはRS232インターフェース装置を通じて送信される一連のInsteon（商標）メッセージに応答するか、またはユーザがボタンを押して手動で装置を接続できるようにするとよい。

ユーザが手動で前述のグループ登録を実行できるようにするファームウェアの、考えうる設計は、以下のようなものであろう。最初に、ユーザは図３２のスイッチモジュールの設定ボタン2650を押し続ける。スイッチモジュールは、メッセージを同報送信して、装置タイプおよび「設定ボタンが押された」というコマンドを発する。二番目に、ユーザはスイッチパドル2640の上部を押して、装置がグループに加わることを知らせる。（パドルのボタンを押して、装置がグループから外されることを知らせることもできる。）三番目に、ユーザは図３４のランプモジュールAの設定ボタン2850を押す。ランプモジュールAは装置アドレス、装置タイプ、および「設定ボタンが押された」というコマンドを同報送信する。スイッチモジュールは、「グループに参加」というコマンドを、グループ番号（仮にグループ番号１とする）と共に直接メッセージでランプモジュールAに送信する。ランプモジュールAは直接メッセージの確認応答を行うと、グループメンバ・データベースを更新して、このモジュールがグループ１のメンバであることを示す。スイッチモジュールは確認応答を受け取ると、グループメンバ・データベースを更新して、ランプモジュールAがグループ１のメンバであることを示す。四番目に、ユーザはランプモジュールBの設定ボタンを押して、ランプモジュールAのときと同じメッセージング手順に従って、装置をグループ１に登録する。最後に、ユーザはスイッチモジュールのスイッチパドルの上部を押して、グループ登録作業を終了する。

一度グループ登録を行ってしまえば、ユーザは、スイッチモジュールを使用してランプモジュールを２つ同時に操作することができる。ファームウェア設計に応じて、いろいろなユーザインターフェースが可能である。例えば、パドルの上部に触れて照明器具を点灯し、パドルの下部を押して照明器具を消すことができる。パドルの上部を押し続けると、ユーザが押すのを止めるまで、照明器具を徐々に明るくできる。照明器具の明かりを落とすには、パドルの下部を使って同じようにすればよい。

２つのランプモジュールを起動するために、ユーザがスイッチパドルの上部に触れると、図３９に示すInsteon（商標）メッセージが送信される。行3310は、グループ１の作動を命じるグループ同報メッセージである。送信元アドレスは00003Eで、スイッチモジュールのアドレスである。送信先アドレスは000001で、グループ番号である。CFまたは２進法で11001111のフラグは、グループ同報の標準メッセージを意味し、ホップ残数は３、最大ホップ数も３である。コマンド１は、グループ・コマンド01で、「作動」を意味し、コマンド２はパラメータで00である。２つのランプモジュールはこのメッセージを受信して、各々のグループデータベースを調べ、グループ１のメンバであることを確認すると、それぞれのロードをオンにする。他のメッセージ受信者はグループ１のメンバではないため、メッセージを無視する。

行3320では、スイッチモジュールは、ランプモジュールAに対する直接グループ・クリーンアップ・メッセージを伴うグループ同報コマンドに応答し、「作動」コマンドを中継する。ここでも送信元アドレスは00003Eであるが、送信先アドレスは000054、またはランプモジュールAである。フラグは00で、直接の標準メッセージを意味し、ホップ残数は０、最大ホップ数も０である。コマンド１は41で、「グループ・クリーンアップを作動する」ことを意味し、コマンド２はグループ番号で、１である。

行3330は、ランプモジュールAからの確認応答である。送信元アドレスの000054はランプモジュールAであり、送信先アドレスの00003Eはスイッチモジュールである。フラグは20または２進法の00100000で、肯定応答の標準メッセージで、ホップ残数０、最大ホップ数０であることを示す。コマンド１およびコマンド２は、直接メッセージの同領域の繰り返しであり、41および01である。

行3340および行3350は、直接メッセージおよびランプモジュールBに対する肯定応答である。ランプモジュールAのアドレスである000054は、ランプモジュールBのアドレス000051に置き換えられる。

上述の記載から、本発明のInsteon（商標）制御・通信装置およびInsteon（商標）プロトコルを使用する通信・制御システムは多くの利点を有していることが明らかであり、そのいくつかを上述したが、その他も本発明固有のものである。

また、本発明の通信制御システムならびに装置を、本発明の教示から逸脱することなく変更できることは言うまでもない。したがって、本発明は、本願特許請求の範囲で必要とされる範囲に限定される。

本発明によって電力線、RF信号方式、または双方を用いてInsteon（商標）装置として知られる装置をネットワークに接続する様子を示すブロック図である。 電力線対応、RF対応、および両用の装置を複数台、ネットワーク内で使用する様子、ならびに電力線の相ブリッジをRFを用いて実現する仕方を示す。 任意のInsteon（商標）装置がマスタ、スレーブ、またはその両方として機能する様子を示すブロック図である。 電力線を介して送信されるInsteon（商標）メッセージに使用されるパケット構造を示す。 RFを利用して送信されるInsteon（商標）メッセージの構成を示す。 Insteon（商標）標準メッセージに含まれる10バイトのデータを示す。 Insteon（商標）拡張メッセージに含まれる24バイトのデータを示す。 メッセージフラグバイト中の各ビットの意味を示す。 Insteon（商標）装置のメッセージ再送方法を示す。 Insteon（商標）装置のメッセージ受信方法を示すフローチャートである。 メッセージのInsteon（商標）装置グループへの送信方法を示すフローチャートである。 Insteon（商標）装置における直接メッセージの送信方法を再試行とともに示すフローチャートである。 全種類のInsteon（商標）メッセージを示す。 BPSK方式のInsteon（商標）信号を示す。 滑らかに遷移するBPSK方式のInsteon（商標）信号を示す。 電力線へのInsteon（商標）およびX10信号方式の適用方法を示す。 電力線への標準メッセージパケットの適用方法を示す。 メッセージパケットを電力線に乗せる期間を示す。 Insteon（商標）RF信号方式の仕様を示す。 Insteon（商標）メッセージの送信、再送、および確認応答方法を示す。 Insteon（商標）エンジンのメッセージ送信および受信方法を示すブロック図である。 Insteon（商標）エンジンの電力線へのメッセージ送信方法を示すブロック図である。 Insteon（商標）エンジンの電力線からのメッセージ受信方法を示すブロック図である。 Insteon（商標）RFドータボードのInsteon（商標）マザーボードとの通信方法を示すフローチャートである。 Insteon（商標）RFドータボードのRFによるメッセージ送信方法を示すフローチャートである。 Insteon（商標）RFドータボードのRFによるメッセージ受信方法を示すフローチャートである。 追加のドータボードを備えたInsteon（商標）メインボードのブロック図である。 RFドータボードを備えたInsteon（商標）メインボードのブロック図である。 USBドータボードを備えたInsteon（商標）メインボードのブロック図である。 RS232ドータボードを備えたInsteon（商標）メインボードのブロック図である。 イーサネットドータボードを備えたInsteon（商標）メインボードのブロック図である。 電線接続式のInsteon（商標）壁面スイッチを示す。 電線接続式のInsteon（商標）キーパッド式操作装置を示す。 差し込み式のInsteon（商標）照明器具調光器、電気機器操作装置、または通信インターフェース装置を示す。 RF通信による差し込み式のInsteon（商標）照明器具調光器を示す。 卓上用または壁掛け型のInsteon（商標）押しボタン式操作装置を示す。 蝶番式ボタンカバーを開けた状態のInsteon（商標）押しボタン式操作装置を示す。 卓上用または壁掛け型のInsteon（商標）タッチスクリーン式操作装置を示す。 Insteon（商標）の利用セッションの一例として、一定の前提条件に基づいて送信できる具体的なInsteon（商標）メッセージの構成を示す。

Claims (18)

1. 複数の通信モジュールを備えるシステムで使用する通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、
   該通信モジュールのアドレスを示すモジュール・アドレスと呼ばれる数を記憶する回路と、
   少なくとも１つの通信媒体を介してメッセージを送受信する回路と、
   メッセージを生成し、メッセージを受信して解読する回路およびソフトウェアとを含み、
   該メッセージはそれぞれ、メッセージを発信するモジュールのモジュール・アドレスを表す発信者アドレスと呼ばれる第１の数値領域と、対象となる受信モジュールのモジュール・アドレスを表す受信者アドレスと呼ばれる第２の数値領域と、メッセージの種類を示すメッセージフラグと呼ばれる第３の数値領域と、該メッセージを再送できる最大回数を示す最大再送数と呼ばれる第４の数値領域と、該メッセージがすでに何回再送されたかを示す現再送数と呼ばれる第５の数値領域と、動作を指定するコマンド領域と呼ばれる第６の数値領域と、メッセージの整合性検証を示すメッセージ検証部と呼ばれる第７の数値領域とを含み、
   前記通信モジュールはさらに、
   前記メッセージフラグを検査し、前記受信者アドレスを前記モジュール・アドレスと比較して、受信メッセージが対象とする受信者すべてに届いたか判断する回路およびソフトウェアと、
   前記最大再送数を前記現再送数と比較して、前記受信メッセージがすでに最大回数再送されているか判断する回路およびソフトウェアと、
   前記受信メッセージが対象とする全受信者には届いていず、かつ最大回数分再送されていなければ、前記現再送数を１つ歩進させて該受信メッセージを再送する回路およびソフトウェアとを含むことを特徴とする通信モジュール。
2. 請求項１に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、メッセージを交流電力線および／または解放されている非制限の無線周波数を含む無線周波数上で送受信するよう構築、設定されることを特徴とする通信モジュール。
3. 請求項１に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、前記メッセージのうち、前記受信者アドレスが前記モジュール・アドレスと一致するメッセージを受信すると、該受信者アドレスおよび前記発信者アドレスを入れ換えて、該メッセージを発信したモジュールに確認応答メッセージを送信する回路およびソフトウェアを含むことを特徴とする通信モジュール。
4. 請求項２に記載の通信モジュールにおいて、前記メッセージは複数の信号パケットを含み、該信号パケットはそれぞれ前記交流電力線の交流のゼロ交差に同期することを特徴とする通信モジュール。
5. 請求項４に記載の通信モジュールにおいて、前記メッセージを含む前記信号パケットの数は前記メッセージフラグ中の１ビットによって決まり、該メッセージは該１ビットの状態に応じた任意のデータ領域を有し、該データ領域は望ましくは14バイトを含むことを特徴とする通信モジュール。
6. 請求項４に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、前記メッセージの１つを送信または受信したら、他のメッセージを送信する前に少なくとももう１回ゼロ交差を待つ回路およびソフトウェアを含むことを特徴とする通信モジュール。
7. 請求項４に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、前記メッセージの対象となる受信者から確認応答メッセージを得られなかった場合、メッセージ送信を一定回数再試行し、該メッセージ送信を再試行するたびに前記最大再送数を１回分増加させ、該最大再送数がメッセージ再送の可能最大数を上回るときは増加させない回路およびソフトウェアを含むことを特徴とする通信モジュール。
8. 請求項４に記載の通信モジュールにおいて、前記パケットは前記交流のゼロ交差の前から始まってゼロ交差後に終わり、好ましくは、前記パケットは該交流のゼロ交差の800マイクロ秒前から始まって1023マイクロ秒後に終わることを特徴とする通信モジュール。
9. 請求項４に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、交流電力線に乗せる搬送波信号の二位相偏移変調を用いて信号パケットの送信および受信を行い、１周期半の信号を前記搬送波信号の周波数の1.5倍で挿入して該搬送波信号の位相を滑らかにシフトさせる回路およびソフトウェアを含み、該搬送波信号の周波数は、好ましくは131.65キロヘルツであることを特徴とする通信モジュール。
10. 請求項４に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、X10通信プロトコルに準拠するX10メッセージを送信および受信し、また、前記交流電力線における交流のゼロ交差後、450マイクロ秒以内に他の二位相偏移変調信号を受信しなければ、前記X10メッセージを受信し、該X10メッセージのうちの１つのX10メッセージを、該メッセージが完了するまで受信し続ける回路およびソフトウェアを含むことを特徴とする通信モジュール。
11. 請求項１に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、別の信号方式プロトコルを使用して、および／または外部のデジタル機器を用いて他のネットワークと通信するシリアル通信インターフェース回路およびソフトウェアを含み、該シリアル通信インターフェース回路およびソフトウェアは、ユニバーサル・シリアル・バス・リンクおよび／またはRS232リンクおよび／またはイーサネット・リンクおよび／またはインターネット・プロトコル接続を含むことを特徴とする通信モジュール。
12. 請求項１に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、該モジュールに関連する装置を操作する制御回路を含み、該関連する装置は、
    可変量の電流を負荷に与える回路、および／または、
    負荷が消費する電流の量を検出する回路、および／または、
    複数のコマンド機能を開始する複数の押しボタン式スイッチ、および／または、
    グラフィック表示部、および／または、
    タッチスクリーンを有するグラフィック表示部、および／または、
    環境状況を判断するセンサ、および／または、
    音声応答および／または音声認識回路およびソフトウェア、および／または、
    画像取り込み処理回路およびソフトウェア、ならびに／または、
    発光ダイオードの可視色を変えるための交換可能なカラーフィルタを備えた、少なくとも１つの白色発光ダイオードを含むことを特徴とする通信モジュール。
13. 通信モジュール間でデジタル情報を含むメッセージを送受信する方法において、該方法は、
    各モジュールに、モジュール・アドレスと呼ばれるアドレスを付与する工程と、
    各メッセージに、該メッセージを発信するモジュールのモジュール・アドレスを示す、発信者アドレスと呼ばれる第１の数値領域を割り当てる工程と、
    各メッセージに、対象となる受信モジュールのモジュール・アドレスを示す、受信者アドレスと呼ばれる第２の数値領域を割り当てる工程と、
    各メッセージに、メッセージの種類を示す、メッセージフラグと呼ばれる第３の数値領域を割り当てる工程と、
    各メッセージに、該メッセージを再送できる最大回数を示す、最大再送数と呼ばれる第４の数値領域を割り当てる工程と、
    各メッセージに、該メッセージがすでに何回再送されたかを示す、現再送数と呼ばれる第５の数値領域を割り当てる工程と、
    各メッセージに、動作を指定するコマンド領域と呼ばれる第６の数値領域を割り当てる工程と、
    各メッセージに、メッセージの整合性検証を示す、メッセージ検証部と呼ばれる第７の数値領域を割り当てる工程と、
    受信メッセージが対象となる受信者すべてに届いたかを、前記メッセージフラグを検査し、前記受信者アドレスを前記モジュール・アドレスと比較して、判断する工程と、
    前記最大再送数を前記現再送数と比較して、受信メッセージがすでに最大回数再送されているか判断する工程と、
    前記受信メッセージが対象とする受信者すべてには届いていず、かつ最大回数分再送されていなければ、前記現再送数を１つ歩進させて該受信メッセージを再送する工程とを含むことを特徴とするメッセージ送受信方法。
14. 複数の通信モジュールを備えるシステムで使用する通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、
    交流電力線を通じてメッセージを送受信する回路と、
    メッセージを生成し、メッセージを受信して解読する回路およびソフトウェアとを含み、
    該メッセージはそれぞれ複数の信号パケットを含み、該信号パケットはそれぞれ交流電力線の交流のゼロ交差に同期し、該メッセージを送信する際の該ゼロ交差の周期数は、メッセージの長さに対して決まり、
    該モジュールはさらに、
    前記受信メッセージのうちの１つを、メッセージ・タイムスロットと呼ばれる前記決定されたゼロ交差の周期数の整数倍の時点を起点として再送する回路およびソフトウェアと、
    前記通信モジュールのうちの他のモジュールが同一メッセージを送信すると同時に、再送されたメッセージを送信する回路およびソフトウェアとを含むことを特徴とする通信モジュール。
15. 請求項１４に記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、
    無線周波数でメッセージを送受信するRF送受信装置と、
    前記交流電力線を介してメッセージを受信または送信した後に、該交流電力線の次のゼロ交差を起点として前記無線周波数でメッセージを送受信し、該無線周波数を通じて送信および受信された該メッセージは、前記交流電力線で送信および受信されたメッセージと同一である回路およびソフトウェアと、
    前記通信モジュールのうちの他のモジュールが前記無線周波数で同一メッセージを送信すると同時に、該無線周波数で前記メッセージを送信する回路およびソフトウェアとを含むことを特徴とする通信モジュール。
16. 前記請求項のいずれかに記載の通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、前のメッセージが発信元通信モジュールによって送信された後に経過する前記メッセージ・タイムスロットの数が、新規メッセージ・タイムスロット遅延と呼ばれる、前記最大再送数に１を加えた数と同じになった場合、および、対象となる前記前のメッセージの受信先モジュールが該前のメッセージの送信者に確認応答メッセージを送信できて、前記最大再送数に１を加えることで前記新規メッセージ・タイムスロット遅延が増した場合のみ、新しいメッセージを作成して送信する回路およびソフトウェアを含むことを特徴とする通信モジュール。
17. 複数の通信モジュールにおいて、各通信モジュールは、交流電力線を介して、および無線周波数を介して、該交流電力線の他の相に接続された少なくとも１つの通信モジュールを使用して、該交流電力線の一つの相を伝達されるメッセージが、前記無線周波数を使って遅延された後に、該交流電力線の他の相に伝達されるようにメッセージを送受信する回路を含むことを特徴とする通信モジュール。
18. 複数の通信モジュールを含むシステムで使用される通信モジュールにおいて、該通信モジュールは、
    該通信モジュールのアドレスを示す、モジュール・アドレスと呼ばれる数値を記憶する回路と、
    少なくとも１つの通信媒体を通してメッセージを送受信する回路と、
    メッセージを生成し、メッセージを受信して解読する回路およびソフトウェアと、
    他の通信モジュールのグループ番号と複数の前記モジュール・アドレスとの間のグループメンバの関連付けを含むデータベースを管理する回路およびソフトウェアと、
    グループ同報メッセージと呼ばれるメッセージを複数の通信モジュールに送信する回路およびソフトウェアと、
    前記グループ同報メッセージの後に、グループ・フォローアップ・メッセージと呼ばれる複数のメッセージを前記複数の通信モジュールのそれぞれに送信する回路およびソフトウェアとを含むことを特徴とする通信モジュール。

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