JP2010503307A - 位置決めのための基準ノードを探す技術 - Google Patents

Abstract

【課題】無線ネットワーク内の実際のデバイスを、かかるデバイスの設計図（１）に示された対応するデバイスにマッチングさせること。
【解決手段】無線ネットワーク内の実際のデバイスを、かかるデバイスの設計図（１）に示された対応するデバイスにマッチングさせるための方法が提供されている。この方法は、照明制御ネットワーク（２）またはホーム自動化ネットワークのためのコミッショニングプロセスを開始するのに適し、この方法によって、システムを制御するプログラムは多数の基準ノードを確立することができ、エンジニアが基準ノードの識別詳細をマニュアルでコンピュータシステムに入力することなく、ネットワーク内の残りのノードの座標をこれら基準ノードに対して設定できる。この方法は、設計図内の他のデバイスと比較してユニークな特徴を有する、設計図（１）内のデバイス（３ａ〜３ｃ、４、５ａ〜５ｂ、６ａ〜６ｃ、７ａ〜７ｄ、８ａ〜８ｆ、９ａ〜９ｆ、１０、１１ａ、１１ｂ）を識別するステップと、前記無線ネットワークから前記実際のデバイスの前記特徴を含むデータを受信するステップと、前記ユニークな特徴を含む前記実際のデバイスの前記特性に応答し、前記実際のデバイスと前記識別されたデバイスとをマッチングさせるステップとを備える。受信されたデータは、実際のデバイスのユニークなＩＤ（１０１〜１１５）を含み、このＩＤをコンピュータシステム内の識別されたデバイスのための記録に記憶できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ネットワークにおけるデバイスコンフィギュレーションに関し、より詳細には、無線ネットワーク内の実際のデバイスを、かかるデバイスの設計図における対応するデバイスにマッチング（一致又は整合）させるための方法および装置に関する。

照明制御システムは、商業施設および住居において一般的なものとなりつつある。これらシステムの多くは無線で通信できるデバイスを備える。これによって、すべてのリンクを完全にプログラムできるので、システム内のフレキシビリティが高くなっている。これら照明制御システムは、一般に各デバイスのロケーションを示す詳細な建築設計図に従って設置される。建築設計図における情報は、システムを制御するためのプログラムによって使用されるデータベース内の記録に記憶される。これら記録は、各デバイスの機能も含み、この機能はマニュアルで入力されるか、またはプログラムのアルゴリズムを使って導かれる。プログラムがネットワークのノードと通信するには、各ノードの識別番号（ＩＤ）を、そのノードに対応する記録に追加しなければならない。コンピュータプログラムに記憶されている各ノードと、ネットワーク内の実際のノードのＩＤとをマッチングさせるプロセスは、一般にシステムの設置が完了した後に行われる。このマッチングプロセスでは、一般に照明エンジニアが、設置された各デバイスのバーコードを読み取り、グラフィカルユーザーインターフェースを使ってシステム内の各デバイスに対するＩＤをマニュアルで入力する。ＩＤを入力する時点でどのＩＤまたはバーコードが各デバイスに対応していたかを覚えておくために、後にプロセス内にＩＤを入力できるよう、建物設計図のプリント出力に一般にバーコードを糊付けする。

しかしながら、このプロセスは時間がかかり、誤りを生じやすい。したがって、このプロセスを自動化する必要がある。

国際特許出願第IB2006/050721号は、ネットワーク内の既知のデバイスからの距離測定値を三角法で測定し、システム内のこれらデバイスを建築設計図内の対応する記録にマッチングさせることにより、無線照明システムを自動的にコミッショニングすることについて記述している。新しいデバイスの位置が一旦確立されると、この位置を追加基準ポイントとして使用できる。このプロセスは、全フロアまたはビル内のすべてのデバイスが識別されるまで続けることができる。しかしながら、このプロセスを開始するにはコミッショニングは一般に既知の座標を有するシステム内の少なくとも３つのデバイスを必要とし、これら既知の座標は他のデバイスを探すのに使用できる基準ポイントとして働くことができる。これら基準ポイントは、従来の方法を使用して設置エンジニアによって通常確立される。例えばエンジニアは３つの基準ポイントに対するバーコードを入手し、コミッショニングを実行するのに使用されるコンピュータのメモリ内のデバイスに対する記録を探し、ＩＤを対応する記録内に記憶する。基準ポイントが確立した後に、自動的なコミッショニングをスタートできる。

更に、例えば基準ポイントの一部が特定のデバイスの送信距離の圏外に位置している場合、４つ以上の基準ポイントを設けたいことがときどきある。基準ポイントを確立するためのステップは時間がかかり、誤りを生じやすい。更に、必要な基準ポイントの数が多くなればなるほど、誤りを犯す可能性が高くなる。
米国特許出願第2005/0228613号も、ネットワーク内に既知の位置を有する基準ノードに対するネットワーク内のノードの位置を決定する方法を開示している。
したがって、本発明は上記課題を解決せんとするものである。

本発明によれば、無線ネットワーク内の実際のデバイスの設計図に表示された対応するデバイスに対して、無線ネットワーク内の実際のデバイスをマッチングさせる方法であって、前記設計図内の他のデバイスと比較してユニークな特徴を有する、設計図内のデバイスを識別するステップと、前記無線ネットワークから前記実際のデバイスの前記特徴を含むデータを受信するステップと、前記ユニークな特徴を含む前記実際のデバイスの前記特性に応答し、前記実際のデバイスと前記識別されたデバイスとをマッチングさせるステップとを備える方法が提供される。

前記設計図は、座標系内の各デバイスの座標を示す、各デバイスの記録を含むことができる。前記受信されたデータは、前記デバイスのユニークなＩＤを含むことができ、本方法は、前記識別されたデバイスの前記記録内の前記ユニークなＩＤを記憶するステップを更に含むことができる。

したがって、本発明は、ユーザーがノードのバーコードを読み取り、それらのＩＤをコンピュータシステムにマニュアルで入力することなく、基準ノードを確立する方法を提供する。

前記ユニークな特徴は、前記デバイスのユニークなタイプまたは前記無線ネットワーク内の別のデバイスまでのユニークな距離を含むことができる。前記実際のデバイスから受信したデータは、前記実際のデバイスのタイプおよび前記実際のデバイスと隣接デバイスとの間のより測定値を含むことができる。前記タイプは、前記実際のデバイスの製品、モデル、エンドポイントの番号のうちの１つを含むことができる。

例えば１つのデバイスは、システム内の特定モデルの照明設備にすぎないので、これを識別でき、更にスイッチはシステム内のすべてのスイッチのうちから識別された照明設備に最も近いスイッチであるので、このスイッチを識別できる。

前記距離測定値は、前記実際のデバイスから、その隣接するデバイスに送られた信号または前記隣接するデバイスから前記実際のデバイスへ送られた信号を分析することによって得ることができる。

本発明によれば、プロセッサによって実行される際に、プロセッサに前記方法を実行させる、コンピュータで実行可能な命令を含むコンピュータプログラムも提供される。

更に、本発明によれば、更に本発明によれば、無線ネットワークに接続するための手段と、前記無線ネットワーク内のデバイスの設計図に対応する情報を記憶するためのメモリと、前記設計図内の他のデバイスと比較してユニークな特性を有する、前記設計図内のデバイスを識別するための手段と、前記無線ネットワークから前記実際のデバイスの前記特性を含むデータを受信するための手段と、前記実際のデバイスからの前記受信したデータ内に示された前記特性が、前記ユニークな特性を含む場合に、前記実際のデバイスを前記識別されたデバイスにマッチングさせるための手段を含む装置も提供される。

デバイスの設計図に対応する情報は、座標系内の各デバイスの座標を示す、各デバイスのための記録を含むことができる。前記受信したデータは、前記実際のデバイスのユニークなＩＤを含み、マッチングさせるための前記手段は、前記識別されたデバイスの前記記録内の前記ユニークなＩＤを記憶することができる。

前記ユニークな特性は、前記デバイスのユニークなタイプ、または前記無線ネットワーク内の別のデバイスまでのユニークな距離レンジを含むことができる。前記実際のデバイスから受信した前記データは、前記実際のデバイスの前記タイプおよび前記実際のデバイスと前記実際のデバイスの隣接するデバイスとの間の距離測定値を含むことができる。

前記無線システムは、照明システムまたはホーム自動化ネットワークとすることができる。前記装置は、パソコンとすることができる。

この装置は、無線ネットワーク内に接続された複数のデバイスとを備えるシステムの一部を形成でき、前記複数のデバイスは、前記装置と通信するように作動できる少なくとも１つのゲートウェイを含むことができる。前記ゲートウェイは、ＬＡＮリンクを通して前記装置と通信でき、前記複数のデバイスは、複数のジグビーデバイスを含むことができる。

次に、添付図面を参照し、例として本発明の実施形態について説明する。

照明制御システムのための建築設計図の略図である。 照明制御システムのうちの照明設備、スイッチまたは存在検出器の略図である。 システムのゲートウェイの略図である。 照明制御システムを制御するための中央処理デバイスの略図である。 照明制御システムに関連する手順を示す。 照明制御システムのノードのディスカバリープロセスを示す。 本発明に係わるコミッショニングプロセスを開始する方法を示す。 ノードの一部を略図で示し、これらノードの間で図７に示された方法を実行するためのメッセージが送られる。 システム内のノードの間の距離測定値をリストアップしたテーブルを示す。 建築設計図内に表示されたノード間の計算された距離をリストアップしたテーブルを示す。 本発明に係わる基準ノードを確立するプロセスを示す。 多数の基準ノードに対し、システム内のノードの座標を確立するための１つの方法を示す。 照明制御システムをコミッショニングするためのグラフィカルインターフェースの一例である。

図１には、照明制御システム２の建物設計図１が示されている。このシステムは、多数のゲートウェイデバイス３ａ〜３ｃと、スイッチ４、５ａ、５ｂ、６ａ〜６ｃと、存在検出器７ａ〜７ｄと、照明設備８ａ〜８ｆ、９ａ〜９ｆ、１０、１１ａおよび１１ｂを備え、これらは無線ネットワーク内で互いに通信するようになっている。ゲートウェイ３ａ〜３ｃは、無線ネットワークを外部ネットワークに接続するための機能を含む。このシステムは、多数のフロアにわたって拡張できるが、図１には１つのフロアに位置するデバイスしか示されていない。

建物設計図はオフィスを示しており、このオフィスはオープンエリア１２と、多数の個人オフィス１３ａ〜１３ｃと、サーバールーム１４と、キッチン１５と、トイレ１６と、階段室を含むホール通路１７を含む。システム内のデバイスは多数の異なるタイプとなっており、これらタイプは、例えば機能、製品、モデルおよびエンドポイントの数によって定められる。エンドポイントとは、システム内の他のコンポーネント、例えば共に接続された多数のライトの電球または他の端部ポイントを制御するコンポーネント、例えばスイッチデバイス上に設けられている多数のボタンから離間した状態で制御しなければならないデバイスのコンポーネントのことである。システム内の異なるタイプのデバイスは、異なる番号によって表示されているが、同じタイプのデバイスはアルファベットの異なる文字で表示されている。

システム２内のスイッチには３つの異なるタイプがある。すなわちフロアにあるライトをオンオフ切り換えするのに使用できる、フロアの入口のうちの１つにあるスイッチ４と、キッチンおよび階段にあるライトを制御するための、キッチンおよび階段にそれぞれある２つのスイッチ５ａおよび５ｂと、オフィスのまわりの種々の位置に位置する３つのディマースイッチ６ａ〜６ｃがある。キッチンおよびオープンエリア用の天井ライト８ａ〜８ｆと、個人オフィスおよび階段用の天井ライト９ａ〜９ｆと、サーバールーム１０のための特殊ランプと、トイレ内の２つの天井ライト１１ａおよび１１ｂを含む異なるタイプの照明設備も設けられている。

システムの各デバイスは、デバイスが無線ネットワーク内のノードとして作動できるようにする無線トランシーバを含む。この無線トランシーバは、例えばジグビー（ＺｉｇＢｅｅ（登録商標））プロトコルに従って作動できる。ジグビー（登録商標）規格によれば、１つのネットワークを形成するように、何万個ものデバイスを無線で接続できる。しかしながら、作動をより容易にするためには、デバイスを多数の別個のネットワークとなるように分割することが望ましい場合もある。一般に各フロアに対して１つの別個のネットワークが使用される。ジグビープロトコルに従って作動するデバイスは、２.４ＧＨｚ、９１５ＭＨｚおよび／または８６８ＭＨｚ無線周波数バンドで作動し、毎秒２５０キロビット（ｋｂｐｓ）、４０ｋｂｐｓおよび２０ｋｂｐｓの未処理データの転送レートをサポートし、送信距離は、一般に１０ｍ〜７５ｍとなっている。しかしながら、ノードの価格を下げるために、送信距離を２ｍ〜５ｍとすることができる。ジグビーデバイスには３つのメインタイプがある。すなわちネットワークコントローラと、ルーターと、エンドデバイスとがある。ネットワークには何千個ものルーターおよびエンドデバイスが存在し得るが、ネットワークコントローラを１つだけにすることができる。ルーターは、あるノードから別のノードへのメッセージをルーティングできる。エンドデバイスは、会話を開始したノードだけに応答できる。エンドデバイスは、少ない電力しか必要とせず、バッテリーで作動できるので、幹線電源に接続されていないシステムのデバイスをエンドデバイスとして設けることができる。図１のシステムでは、少なくともすべてのゲートウェイ３ａ〜３ｃは、ルーター能力を有するが、ルーターのうちの１つだけがネットワークコーディネータとして作動する。

別の実施形態では、ネットワークをより小さいサブネットワークに分割でき、この場合、各ゲートウェイはサブネットワークのコーディネータとなる。この場合、ゲートウェイのうちの１つがマスターコーディネータとして作動できる。

無線トランシーバによってシステムのうちのデバイスは、ゲートウェイ３ａ〜３ｃを介して中央処理デバイス１８と通信することが可能となっている。中央処理デバイスは、サーバールーム１４内に位置するＰＣまたはラップトップでもよい。中央処理デバイスは、オフサイトに位置していてもよい。中央処理デバイスおよびゲートウェイの双方は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、例えばイーサネット（登録商標）に接続されている。しかしながら、ＰＣとゲートウェイの間のリンクを無線、例えばＷｉＦｉネットワーク、ジグビーネットワークまたは他の任意の適当なネットワークの一部としてもよいことは明らかであろう。以下、ＰＣおよびゲートウェイが通信するときに使用するネットワークをイーサネット（登録商標）ワークとして説明するが、このことは単なる例にすぎないと理解すべきである。

図２を参照する。スイッチ４、５ａ、５ｂ、６ａ〜６ｃ、存在検出器７ａ〜７ｄまたは照明設備８ａ〜８ｆ、９ａ〜９ｆ、１０、１１ａ、１１ｂとすることができるシステムのデバイスは、メモリ１９と、プロセッサ２０と、クロック２１と、ジグビープロトコルに従って作動する短距離トランシーバ２２と、電源２３と、アプリケーションユニット２４とを備える。アプリケーションユニット２４は、デバイスが照明設備であるか、スイッチであるか、存在検出器であるかを判断する。このユニットは、照明設備、スイッチまたは存在検出器がどのタイプであるか、例えばモデル、型およびエンドポイントの数も判断する。例えば装置が照明設備である場合、アプリケーションユニット２４は光源となり。装置がスイッチである場合、アプリケーションユニットはスイッチング機能を奏し、装置が存在検出器である場合、アプリケーションユニット２４は検出機能を奏する。

システム内で作動するための命令および設定、例えばスイッチが制御する照明設備のＩＤは、デバイスがスイッチである場合、デバイスのメモリ１９内に記憶される。しかしながら、ゲートウェイが命令のほとんどを記憶し、例えばデバイスが電力の制限を受ける場合にデバイスのための処理のほとんどを実行するようにすることも可能である。プロセッサをマイクロプロセッサとすることができる。しかしながら、任意の適当なプロセッサを使用できる。電源はデバイスのタイプおよびロケーションに応じてバッテリーでもよいし、幹線電源への接続でもよい。

図３を参照する。ゲートウェイ３ａ〜３ｂは、メモリ２５と、プロセッサ２６と、クロック２７と、短距離トランシーバユニット２８と、電源２９も含む。しかしながら、ゲートウェイのメモリおよびプロセッサの処理パワーは、図２に示されているメモリおよびデバイスの処理パワーよりも良好にしなければならないことが多い。その理由は、ゲートウェイは複数のノードのための情報を取り扱い、処理しなければならないからである。電源は一般に幹線電源への接続であり、ゲートウェイは、イーサネット（登録商標）へ接続するためのネットワークインターフェース３０も備える。

図４を参照すると、パソコンの形態をした処理デバイスは、メモリ３２、例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）および記憶装置３３、例えばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）に接続されたプロセッサ３１を備える。プロセッサ３１は、取り外し自在な記憶インターフェース３４、例えばＣＤドライブまたはフロッピー（登録商標）ディスクドライブにも接続している。プロセッサは、１つ以上のユーザー入力デバイス、例えばマウスまたはキーパッドからのユーザー命令を受信し、ディスプレイ３６を使用するユーザーへ情報を伝送する。プロセッサはネットワークインターフェース３７、例えばイーサネット（登録商標）ワークカードリーダーにも接続できる。プロセッサ、メモリ、記憶装置、取り外し自在な記憶インターフェース、ユーザー入力デバイス、ディスプレイおよびネットワークインターフェースのいずれも、バス３８を使って互いに通信する。

デバイスが設置されている部屋のタイプ、一日のうちの時刻および季節によっては、デバイスの異なる機能が必要となる場合がある。例えば設置時に、キッチン８ｅ、８ｆ内の天井ランプは、オフィスのオープンエリア１２にいる人を存在検出器７ａが検出したことに応答して、オンとなるように構成できる。しかしながら、後日、キッチン１５内のスイッチ５ａによってしか天井ランプを制御できないように再構成してもよい。更に、就業日の午前８時〜午後６時にホール内のライトを常時オンにし、午後６時以降はスイッチ５ｂが操作されたときにしかオンとならず、更に、再びオフに切り換えられなければ、１０分間だけオンとなるように構成してもよい。

サーバールーム１４内のコンピュータ１８で作動するコンピュータプログラムを使って機能を指定できる。これとは異なり、別のロケーションで機能を指定したり、コンピュータ１８の取り外し可能なインターフェース３４またはネットワークインターフェース３４を使って、機能をコンピュータへ転送してもよい。プログラムはシステムのクラスター、例えば特定のスイッチによってどの照明設備が制御されるかを自動的に推論するためのアルゴリズムも作動できる。機能を実施するための命令は、コンピュータ１８からイーサネット（登録商標）およびゲートウェイ３ａ〜３ｃを介してネットワーク内のデバイスへ送られる。

図５を参照すると、照明制御システムに関連する処理は、システムを設計するステップ５.１と、システムを設置するステップ５.２と、システムをコミッショニングするステップ５.３と、システムを作動させるステップ５.４と、システムを補正するステップ５.５とを備える。システムが補正された後は、システムを補正されたように再び作動させることができる（ステップ５.４）。

図５のプロセスすべてに対して、一般に単一のソフトウェアスイートが使用される。このプログラムは、一般にユーザーがシステム内のデバイスおよびシステム内に記憶されているデータとより容易かつ集中的に相互対話できるようにするためのグラフィカルユーザーインターフェースも提供する。ソフトウェアは、従来のソフトウェア、例えばAutoCAD（登録商標）またはLonMaker（登録商標）に基づくことができる。システムの設計は、ビルの建築図面をグラフィカルユーザーインターフェースにインポートし、建築図面に対してデバイスの位置を定めることを含むことができる。次に、図面に対して座標系を確立し、各デバイスの座標系を計算できる。グラフィカルユーザーインターフェースを使って各デバイスに対して機能をマニュアルで定め、および／またはソフトウェアスイートの一部を形成するアルゴリズムを使って自動的に機能を定めることができる。例えばアルゴリズムは、特定のスイッチまたは存在検出器の最も近くに位置する照明設備を識別し、照明設備とスイッチ／存在検出器との間のリンクを確立できる。システムのインストールは、建築設計図に従ってデバイスをエンジニアが設置するステップを含む。デバイスを設置した後にシステムをコミッショニングすることができる。図６〜１１を参照し、以下、このコミッショニングプロセスについてより詳細に説明する。コミッショニングプロセスが完了すると、システムを操作できる。ゲートウェイには命令および設定が記憶され、無線ネットワークはコンピュータに記憶されているデータおよびプログラムとは独立して作動できる。しかしながら、後日必要な場合には、オペレーティングシステムの機能を補正するために、ソフトウェアスイートが使用される。例えば新しいロケーションで必要とされる機能を提供するのに、デバイスの一部を移動させ、新しい命令が必要となる場合がある。更に、新しい機能を提供するのにシステムを更新してもよい。補正を行った後に、ネットワークへ新しい命令を送り、ネットワークは補正されたように作動し続けることができる。

次に図６〜図１１を参照して、システムをコミッショニングするプロセスについて説明する。すべてのデバイスが設置された後に、一般にコミッショニングプロセスがスタートする。サイト内またはサイト外のいずれかにいるエンジニアがコミッショニングプロセスをスタートさせる。生じ得る問題をマニュアルで解決するには、このエンジニアはサイトにいることが好ましい。しかしながら、例えばＬＡＮまたはインターネットを通してサイトのコンピュータ１８に接続することによって、エンジニアはシステムを遠隔的にコミッショニングすることも可能である。システムをコミッショニングするためにエンジニアによって照明システムをコミッショニングし、制御するためのプログラムが使用される。以下、プログラムは記録および設定と共にサイト上のコンピュータ１８にロードされるものとして説明する。しかしながら、プログラムは、サイト上のコンピュータ１８に接続されたリモートコンピュータで、または可能な場合には監督ネットワークノード、例えばゲートウェイデバイスによって作動させることも可能であると理解すべきである。

図６を参照する。ステップ６.１にてノードがパワーアップされる。このパワーアップは、システムへの電源をオンに切り換えることによって通常実行され、このスイッチのオンは、マニュアルで行うか、またはシステムを制御するためのコンピュータプログラムのグラフィカルユーザーインターフェースを使って行うことができる。パワーアップ時に、すべてのノードは制御チャンネルに戻り、ディスカバリープロセスが開始される。ステップ６.２において、各ノードはその存在を目立たせるためのメッセージを送る。このメッセージは、例えばエンドポイントの機能および数、並びにメッセージを発信したノードのＩＤを含むタイプを含む。このメッセージは、更に自らを識別するための他のノードに対するリクエストも含む。各ノードはステップ６.３にて、ランダムに選択された期間の後で、その識別、エンドポイントの機能および数で応答する。次に各ノードは、ステップ６.４にて、利用できるすべてのノードのビンディングテーブルおよびそれらノードのタイプを作成する。ノードの一部が圏外にあり得るので、特定のノードがシステム内の一部のノードにしか直接コンタクトできない可能性がかなりある。しかしながら、すべてのノードは隣接ノードに関するデータを転送し、このデータを使って、特定のノードにコンタクトするための最適ルートを決定できる。ビンディングテーブルがコンパイルされた後に、新しいノードが生じた場合、ノードは一般に一定インターバルで新しいディスカバリーメッセージを送り続ける。

次に図７および８を参照する。通常、何秒かしかかからなりディスカバリープロセスの後で、コミッショニングエンジニアはステップ７.１で、物理的デバイスからの信号をデータベース内に記憶されているデバイスにマッチングさせるプロセスをスタートさせるための命令をシステムに入力する。この命令は、図８に示されるように、ネットワークのデスクリプションを得るためのリクエストを、システムのうちのゲートウェイ３ａ、３ｂまたは３ｃのうちの１つに送るためのコンピュータプログラムをコンピュータが作動させることをトリガーする。ゲートウェイはステップ７.２において、ネットワーク内の各ノードのエンドポイントのＩＤ、機能および数で応答する。プログラムはステップ７.３において、デバイスの数およびタイプと建築設計図が表示している数およびタイプとを比較する。すべてのデバイスが評価されるとはいえない場合に、エンジニアに対してエラーメッセージを出力できる。

すべてのデバイスが評価された場合、プログラムは次にノードのＩＤおよびタイプを含む、ネットワークによってレポートされるようなノードのリストをコンパイルする。例えばこのリストは、ＩＤの昇順とすることができる。ステップ７.４にて、プログラムはノードのリスト内の最初のノードを選択し、そのノードに対する処理測定をするリクエストを送信する。このリクエストは、図８に略図で示されるように、ステップ７.６において、ゲートウェイによって受信され、関連するノードに転送される。受信したノードはリクエストの受信に応答し、ステップ７.６にて送信圏内にあるシステムの他のすべてのノードとの距離測定を実行する。極めて巨大なすべてのネットワークでは、ネットワーク内の他のすべてのノードの送信圏内に１つのノードが存在し得る。したがって、ネットワーク内のこのノードと他のすべてのノードとの間の距離測定値が得られる。

多数の方法で距離測定を行うことができるが、本明細書では詳細は説明しない。一般的な方法は、第１ノードからの信号の送信時間と第２ノードへの信号の到達時間とを測定する方法である。到達時間と送信時間の間の時間差に光の速度を乗算することによって、ノード間の距離を計算できる。第２ノードから第１ノードに送信される第２の信号がかかる時間を測定し２つの測定値を平均化することによっても２つのノードのクロック２１と２７との間の遅延時間に対して測定を改善し、補正することができる。このようにすると、クロック間の遅延時間をキャンセルすることができる。無線システムにおける距離測定値を得る別の既知の方法は、受信時の信号のパワーを測定することである。信号のパワーの減衰量は、信号が進んだ距離に関連しているので、このようなことが可能である。

これらノードはステップ７.７にて、任意の周知の方法を使って、隣接ノードの各々までの距離を計算し、図８に示されるように、ステップ７.８でゲートウェイに距離測定値を送信する。ノードの処理能力が低い場合、ノードは測定したデータをゲートウェイに送信し、ゲートウェイがノードとその隣接ノードとの間の距離を計算する。

ステップ７.９にて、選択されたノードとそれに最も近い隣接ノードとの間の距離を示す信号がコンピュータ１８へ送信される。コンピュータが距離測定値を受信すると、コンピュータは、テーブル（表）の第１列と第１行がネットワーク内のノードのＩＤおよびタイプのリストが記載されたテーブルを作成する。次にこの距離テーブルは、ステップ７.１０にて、距離測定値により更新される。すなわち第１ノードのＩＤを含む行と第２ノードのＩＤを含む列との交点において、第１ノードと第２ノードの間の距離測定値が得られる。図９には、かかるテーブルの一部の一例が略図で示されており、これについては、以下により詳細に説明する。

その後、コンピュータは、選択されたノードの数とステップ７.３で決定されたリスト内のノードの総数とを比較する。このノードの数がノードの総数よりも少ない場合、プロセスは７.１２に進み、ｎを１だけインクリメントする。次に、すべてのノードに対する距離測定が得られ、図９のテーブル内に記憶されるまで、次のノードに対してステップ７.５から７.１０が繰り返される。図８は、１つのノードによって実行される距離測定しか示していない。図７のステップ７.５〜７.１２によって定められるループを１回通過する結果実行された距離測定しか示していない。システムがループを繰り返すごとに、新しいノードとそれに隣接するすべてのノードとの間の距離測定値が計算される。

すべてのノードは距離測定を行うので、２つのノードの間の距離は２回測定される。すなわち第１ノードに対するリクエスト時と、第２ノードに対するリクエスト時の双方で２回測定される。これによってすべての測定値をチェックすることができ、誤差を検出することができる。例えば２つの測定値が一致しない場合、測定を繰り返すことができる。

すべてのノードに対する距離測定値が得られたとステップ７.１１で判断されたとき、プロセスはステップ７.１３まで進み、プログラムは、無線システムにおける距離測定値に基づくのではなく、建築設計図から計算されたノード間の距離の値を含む、図９のテーブルに対応するテーブルを作成する。図１０には、かかるテーブルの一部の例が示されている。このノードはそれらのタイプに応じた順序となっている。次に、ステップ７.１４にて、２つのテーブルが比較され、第１テーブル内のデバイスのＩＤと建築設計図に表示され、第２テーブルに含まれるデバイスとを照合する。この比較は一般に２つのメインプロセスを含む。第１に、基準ノードの最初の数を設定し、第２に、既にマッチングしたノードの座標に対する残りのすべてのノードの座標を得る。一部のシススムでは、基準ノードの初期の数を設定するのに使用される方法を使って、システム内のすべてのノードをマッチングできる。この場合、第２のメインプロセスは実行しない。

次に、図９および１０のテーブルについて、より詳細に説明する。上記のように、図９のテーブルはシステムのデバイスのＩＤおよびタイプをリストアップした第１行と、システムのデバイスのＩＤおよびタイプをリストアップした第１列とを含む。次にテーブルの他の部分は、距離測定値が示すようなシステムのそれぞれのデバイスの間の距離をリストアップしている。ノードがテーブル内にリストアップされている順序は、各ノードに対するデータがコンピュータ１８にどのように受信されたかに応じて決めることができる。例えばＩＤの昇順でリストする可能性が高い。デバイスのタイプも含まれる。図９では、図１で使用された基準番号と共にタイプが表示されている。すなわち３はゲートウェイを示し、４、５、６は異なるタイプのスイッチを示し、７は存在検出器を示し、８、９、１０および１１は異なるタイプの照明設備を示す。

図１０のテーブルはシステム内に記憶されている建築設計図に表示されたノードの参照番号をリストアップする第１列と、設計図内の各ノードの番号をリストアップしている第１行を有する。このテーブルの残りは建築設計図から計算されたシステム内のそれぞれのデバイス間の距離をリストアップしており、これらノードは建築設計図の参照番号の順にリストされている。まず最初に、すべてのゲートウェイがリストされ、次にすべてのスイッチがリストされ、次に存在検出器がリストされ、最後にすべての照明設備がリストされている。

図９および１０のテーブルは、すべてのノード間の測定または計算された距離を含んでいない。２つのノードが送信圏外にある場合、２つのデバイス間の距離の代わりにテーブル内にはＸが示されている。別の実施形態では、互いに直接通信しない２つのデバイス間の距離およびテーブルにも記憶されているデバイス間の距離を計算するのに、アルゴリズムが使用される。

本発明によれば、図９のテーブル内のノードと図１０のテーブル内のノードとをマッチングさせるための方法は、システム内の基準ノードを設定することを含む。未知のデバイスの位置が確立されると、これらデバイスは別のデバイスの位置を探すための基準ポイントとして使用できる。

初期基準ノードを確立するためのプロセスは、ユニークな特徴を有するノードを識別することを含む。例えばシステムが特定タイプの単一ノードを含む場合、図９のテーブルと図１０のテーブルの双方で、そのノードを容易に識別でき、これらノードをマッチングさせることができる。図１１を参照すると、ステップ１１.１にて、システム内の基準ノードを確立するためのアルゴリズムがリセットされる。例えば基準ノードの数を０にセットする。ステップ１１.２において、システムをコミッショニングするためのソフトウェアは、建築設計図を分析し、システム内のユニークなタイプのノード、例えばフロアへの入口に位置するスイッチ４を識別する。システムは次に、ステップ１１.３にて、図９のテーブル内に記憶されている情報を分析し、建築設計図内のノード４と同じタイプのノードを識別する。図９のテーブル内の情報は、その特定ノードに対するユニークなＩＤ、すなわち１０６も含む。システムはステップ１１.４にて、図９のテーブルからＩＤをコピーし、ステップ１１.５にて、プログラム内のノード４に対する記録内にそのＩＤを記憶する。したがって、ステップ１１.６にて第１基準ノードが確立され、ｎは１だけインクリメントされる。

ステップ１１.７にて、システムはｎがシステム内のノードの総数Ｎよりも小さいかどうかをチェックする。ｎがＮ以上であれば、システム内のすべてのノードはマッチングしており、システムはステップ１１.８まで進み、このステップでノードをマッチングさせるためのプロセスが終了する。逆に、ｎがＮよりも小であれば、システムはステップ１１.２まで戻り、システム内にユニークなタイプの更に別のノードがあるかどうかを判断するためのチェックを実行する。

ステップ１１.２において、システム内にユニークなタイプのノードが更にあると判断された場合、ユニークなタイプのすべてのノードが見つかるまで、ステップ１１.３〜１１.７を繰り返し、ノードに対する対応する記録内にノードのＩＤを記憶する。図１のシステムでは、ユニークなタイプのノード４と離間した他の１つのノード、すなわちノード１０が存在する。このノード１０は、このタイプの唯一の照明設備である。図９のテーブルからは、タイプ１０のノードのＩＤは１０９であることが明らかである。したがって、このＩＤはステップ１１.５にてシステム内のランプ１０に対する記録内に記憶される。

ステップ１１.２において、システム内にユニークなタイプのデバイスがそれ以上存在しないと判断された場合、システムはステップ１１.９へ進む。次にシステムは、ユニークな関係にあるシステム内の２つのデバイスがあるかどうかを判断する。例えば存在検出器７ｃは、ゲートウェイ、すなわちゲートウェイ３ｃに最も近いネットワーク内の存在検出器である。より詳細には、図１０のテーブル内のデバイス間の計算された距離は、第１存在検出器７ａがゲートウェイ３ａから５.２０ｍ離間しており、第２存在検出器７ｂが第１ゲートウェイ３ａから５.７３ｍ離間しており、更に第２ゲートウェイ３ｂからは６.５０ｍ離間しており、第３存在検出器７ｃがゲートウェイ３ｃから０.１ｍ離間しており、第４存在検出器がゲートウェイ３ｂから２.５０ｍ離間していることを示す。距離測定値に誤差がある場合でも、ゲートウェイから０.１ｍ離間している存在検出器とゲートウェイから２.５ｍまたはそれ以上離間している存在検出器とを区別することは、容易であるはずである。したがって、ノード７ｃおよび３ｃは、図９のテーブル内の情報から識別することが容易であるはずである。したがってステップ１１.１０にて存在検出器７ｃおよびゲートウェイ３ｃを識別する。

ステップ１１.１１では、存在検出器７ｃおよびゲートウェイ３ｃを探すために、距離測定値および図９にリストされているデバイスのタイプを分析する。ステップ１１.１０にて、ＩＤ１０８を有する存在検出器は、ＩＤ１１１を有するゲートウェイから０.１０ｍ離間していることが認識されよう。したがって、システムは、ＩＤ１０８を有するノードは存在検出器７ｃに対応し、ＩＤ１１１を有するノードはゲートウェイ３ｃに対応しているはずであると推定する。したがって、ステップ１１.１２において存在検出器７ｃおよびゲートウェイ３ｃの記録内にそれぞれＩＤ番号１０８および１１１が記憶される。次に、発見された参照ノードの番号をステップ１１.１３にて、２だけインクリメントする。

ステップ１１.１４では、既に確立された基準ノードの数は、システム内のノードの総数よりも少ないかどうかをチェックする。確立されている基準ノードの数がＮよりも小であれば、プロセスはステップ１１.８に戻る。基準ノードの数がＮ以上であれば、プロセスはステップ１１.８で終了する。

ステップ１１.９では、ユニークな関係を有するデバイスの他のペアが存在するかどうかが判断される。システムが、そのような特徴を有するデバイスをそれ以上発見できなかった場合、プロセスは１１.１５まで進み、基準ノードとユニークな距離関係を有するデバイスがあるかどうかを判断する。存在検出器のうちの１つ、例えば７ｄが、他の存在検出器７ａ〜７ｃよりも基準ノード１０に実質的に近いことを、図１の建築設計図は示している。したがって、基準ノードとユニークな距離関係を有するデバイスがシステム内に存在していることが、ステップ１１.１５で確立され、ステップ１１.１６にてノード７ｄが識別される。図９のテーブル内の情報は、システム内に４つの存在検出器１０３、１０７、１０８および１１３が存在することを示す。更に、図９内の距離測定値は、これらノードのうちの２つ、すなわちノード１０３および１０８がノード１０の送信圏外にあることを示している。更にノード１０８は、既にノード７ｃに対応するものと確立されている。したがって、ノード１０３もノード１０８も、ノード７ｄに対応することはできない。残りのノードのうちの１つ、例えばＩＤ１０７を有するノードは、ノード１０から７.８ｍ離間し、他方、他の残りのノード、例えばＩＤ１１３を有するノードは、ノード１０から１.２ｍしか離間していない。したがって、距離測定値に大きな誤差があった場合でも、ＩＤ１１３を有するノードはノード７ｄに対応すると、妥当に見なすことができる。したがって、ステップ１１.１７にて、システムは、ノード７ｄがＩＤ１１３を有するノードに対応しているはずであると推定し、ステップ１１.１８にて、ノード７ｄのための記録内にそのＩＤを記憶する。追加基準ノード、例えばノード７ｄが、次に確立されるので、ステップ１１.１９にて、ｎを１だけインクリメントする。

ステップ１１.２０にて、まだすべてのノードがマッチングしているわけではないので、ステップ１１.１５が繰り返される。そうでない場合、このプロセスはステップ１１.８で終了する。図１のシステムのノードはすべてマッチングしているわけではない。したがって、システムは１１.１５まで戻り、ステップ１１.１５にて、システム内では基準ノードにユニークな距離関係を有する別のデバイスが存在していることが確立され、したがって、ステップ１１.１６〜１１.１９が繰り返される。結果として、少なくともディマースイッチ６ｂ、ゲートウェイ３ｂおよびゲートウェイ３ａが基準ノードとして確立される。ディマースイッチ６ｂおよびゲートウェイ３ｂは、それぞれ基準ノード１０に最も近いディマースイッチおよびゲートウェイである。更に、他のゲートウェイのどれよりも基準ノード４に近いのはゲートウェイ３ａであるので、ゲートウェイ３ａを識別できる。

次に、システムがステップ１１.１５に達すると、基準ノードのいずれかとユニークな関係にあるデバイスはもうないと認識できる。次にシステムは１１.２１に進み、基準ノードに対し、残りのノードの座標を確立するためのプロセスをスタートする。残りのノードは特定の基準ノードに対して明らかに、かつミスを起こさないユニークな関係にはないことがある。しかしながら、ノードと確立された多数の基準ノードとの間の計算された距離測定値と実際の距離測定値を比較することにより、ノードをマッチングさせなければならない。システムは８つの基準ノード、例えばＩＤ暗号１０６（４）、１０９（１０）、１０８（７ｃ）、１１１（３ｃ）、１１３（７ｄ）、１１５（６ｂ）、１１４（３ｂ）および１０５（３ａ）を有するノードを既に確立している。これら基準ノードを使用することにより、システム内の残りのノードの座標を確立できる。新しいノードの座標が見つかるとすぐに、残りのデバイスをマッチングさせるのにこのノードを基準ノードとして使用できる。

既知の座標を有するノードを基準として、あるノードの座標を確立するための方法は、当技術分野で公知であるので、本明細書では詳細には説明しない。一般に各ノードに対し、少なくとも４つの基準ノードに対する距離測定値が必要である。システムは４つのノードの各々のまわりの球体（その表面にノードが位置できる）を計算する。球体が交差しているノードの座標を発見する。これらノードのすべてが天井の高さにある場合、３つの距離測定値だけでよい。更に、ある状況では、３つの測定値だけでよい。例えば図２を参照すると、ノード４（ＩＤ１０６）とＩＤ１０１を有するノードとの間の距離測定値は、ＩＤ１０１を有するノードはノード４を中心とする球体３９上の任意の場所に位置できることを示している。更にノード３ａ（ＩＤ１０５）とＩＤ１０１を有するノードとの間の距離測定値は、ＩＤ１０１を有するノードはノード３ａを中心とする球体４０の表面のいずれかの場所に位置していなければならないことを示している。球体３４と４０とは円４１上で交差するが、この円には１つのランプしか位置していない。すなわち建築設計図に８ａとして示されている照明設備しか位置していない。したがって、ＩＤ１０１を有するノードはノード８ａに対応していなければならない。更にノード８ａの計算された座標は既知であるので、これら座標はノード１０１の座標でなければならない。

次に図１３を参照する。照明制御システムをコミッショニングし、更新し、作動させるためのグラフィカルユーザーインターフェースの一例は、多数のメニューおよびボタン４２と、建築設計図を示すためのメインビュー４３と、システムによって作動中のそのときのプロセスをリストアップするより小さいビュー４４とを含むことができる。メインビュー４３には建築設計図１が示されており、建築設計図でマッチングした各ノードのまわりには、円のハッチングされたアウトラインが示されている。グラフィカルユーザーインターフェースは、既に識別されている各デバイス、更に識別された時点の各デバイスのまわりに円を提供できる。したがって、ユーザーはコミッショニングステップの進行をチェックできる。システム内の１つのノードをクリックすると、メニュー４５のオープンをトリガーし、更にデバイスの設定をカットし、コピーし、コンフィギュアし、変更するオプションをユーザーに提供できる。

トップメニュー内のメニューオプションうちの１つは、システムをコミッショニングするためのメニューを含む。メニュー上をクリックすると、コミッショニングプロセスの別個のプロセスを開始し、作動させるためのサブメニュー（図示せず）を明らかにすることができる。上記方法の代わりに、または上記方法に加えて、サブメニュー内のオプションのうちの１つを選択する結果として、プロセスのすべてを順にトリガーできる。底部ウィンドー４４内には実行中のそのときのプロセスが示されている。

以上で、ジグビー規格に従って作動する照明制御システムに基づき、本発明について説明したが、本発明はコンピュータシステムに記憶されているかかるデバイスの建築設計図における対応するデバイスに関連する情報とマッチングさせるべきデバイスを含む任意の無線ネットワークで実現でき、かつこれらデバイスは任意の適当な無線プロトコルによって作動できることは、当業者には認識できるはずである。

本願では特許請求の範囲を特徴事項の特別な組み合わせに記載したが、本発明の開示の範囲は、その範囲が請求項に現時点で請求されている発明と同じ発明であるか否かにかかわらず、更にその範囲が本発明と同じ技術的課題のいずれかまたはすべてを緩和するか否かにかかわらず、本明細書に明示的または暗黙に開示した任意の新規な特徴事項または特徴事項の任意の新規な組み合わせ、またはそれらの任意の一般化された事項も含むことを認識しなければならない。本願出願人は、本願の手続き中、または本願から生じる任意の別の出願の手続き中に、かかる特徴事項および／またはかかる特徴事項の組み合わせに新しい請求項を記載できることを表明するものである。

１９ メモリ
２０ プロセッサ
２１ クロック
２２ 短距離トランシーバ
２３ 電源
２４ アプリケーションユニット
２５ メモリ
２６ プロセッサ
２７ クロック
２８ 短距離トランシーバ
２９ 電源
３０ ネットワークインターフェース
３１ プロセッサ
３４ 取り外し可能な記憶インターフェース
３５ ユーザー入力デバイス
３６ ディスプレイ
３７ ネットワークインターフェース

Claims (20)

1. 無線ネットワーク内の実際のデバイスの設計図に表示された対応するデバイスに対して、無線ネットワーク内の実際のデバイスをマッチングさせる方法であって、
   設計図内の他のデバイスと比較してユニークな特徴を有する、設計図内のデバイスを識別するステップと、
   前記無線ネットワークから前記実際のデバイスの前記特徴を含むデータを受信するステップと、
   前記ユニークな特徴を含む前記実際のデバイスの前記特性に応答し、前記実際のデバイスと前記識別されたデバイスとをマッチングさせるステップとを備える方法。
2. 前記設計図は、座標系内の各デバイスの座標を示す、各デバイスの記録を含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記受信されたデータは、前記デバイスのユニークなＩＤを含み、本方法は、前記識別されたデバイスの前記記録内の前記ユニークなＩＤを記憶するステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
4. 前記ユニークな特徴は、前記デバイスのユニークなタイプまたは前記無線ネットワーク内の別のデバイスまでのユニークな距離を含む、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載の方法。
5. 前記実際のデバイスからの前記受信したデータは、前記実際のデバイスの前記タイプおよび前記実際のデバイスと前記実際のデバイスに隣接するデバイスとの間の距離測定値を含む、請求項４または５に記載の方法。
6. 前記距離測定値は、前記実際のデバイスから、その隣接するデバイスに送られた信号および／または前記隣接するデバイスから前記実際のデバイスへ送られた信号を分析することによって得られたものである、請求項５に記載の方法。
7. 前記タイプは、前記実際のデバイスの製品、モデル、エンドポイントの番号のうちの１つを含む、請求項５または６に記載の方法。
8. プロセッサによって実行される際に、プロセッサに前記請求項１〜７のうちのいずれか１項の方法を実行させる、コンピュータで実行可能な命令を含むコンピュータプログラム。
9. 実際のデバイスにどのデバイスがマッチングしているかを示すグラフィカル表示を含むグラフィカルインターフェースを提供するための方法を含む、請求項８に記載のコンピュータプログラム。
10. 無線ネットワークに接続するための手段と、
    前記無線ネットワーク内のデバイスの設計図に対応する情報を記憶するためのメモリと、
    前記設計図内の他のデバイスと比較してユニークな特性を有する、前記設計図内のデバイスを識別するための手段と、
    前記無線ネットワークから前記実際のデバイスの前記特性を含むデータを受信するための手段と、
    前記実際のデバイスからの前記受信したデータ内に示された前記特性が、前記ユニークな特性を含む場合に、前記実際のデバイスを前記識別されたデバイスにマッチングさせるための手段を含む装置。
11. デバイスの設計図に対応する情報は、座標系内の各デバイスの座標を示す、各デバイスのための記録を含む、請求項１０に記載の装置。
12. 前記受信したデータは、前記実際のデバイスのユニークなＩＤを含み、マッチングさせるための前記手段は、前記識別されたデバイスの前記記録内の前記ユニークなＩＤを記憶する、請求項１１に記載の装置。
13. 前記ユニークな特性は、前記デバイスのユニークなタイプ、または前記無線ネットワーク内の別のデバイスまでのユニークな距離レンジを含む、得られた１０〜１２のいずれか１項に記載の装置。
14. 前記実際のデバイスから受信した前記データは、前記実際のデバイスの前記タイプおよび前記実際のデバイスと前記実際のデバイスに隣接するデバイスとの間の距離測定値を含む、請求項１０〜１３のうちのいずれか１項に記載の装置。
15. 前記無線システムは、照明システムを含む、請求項１０〜１４のうちのいずれか１項に記載の装置。
16. 前記無線システムは、ホーム自動化ネットワークである、請求項１０〜１５のうちのいずれか１項に記載の装置。
17. パソコンを含む、請求項１０〜１６のうちのいずれか１項に記載の装置。
18. 請求項１０〜１７のうちのいずれか１項に記載の装置と、
    無線ネットワーク内で接続された複数のデバイスとを備え、前記複数のデバイスは前記装置と通信するように作動できる少なくとも１つのゲートウェイを含むシステム。
19. 前記少なくとも１つのゲートウェイは、ＬＡＮリンクを通して前記装置と通信するように作動できる、請求項１８に記載のシステム。
20. 前記複数のデバイスは、複数のジグビーデバイスを含む、請求項１８または１９記載のシステム。

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