JP2011176422A - 制御装置および通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のチャネルから一のチャネルを選択し、選択したチャネルで複数の装置と通信を行う際に、各装置に対して同じチャネルで通信を行い、電波干渉を回避する。
【解決手段】宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲは、複数のチャネル毎にチャネルの通信状態を検知し、検知した通信状態をチャネル毎に記憶する。宅内制御装置ＺＣは、家電制御アダプタＺＲから、チャネル毎の通信状態を取得する。宅内制御装置ＺＣは、記憶しているチャネル毎の通信状態と、家電制御アダプタＺＲから取得したチャネル毎の通信状態から、通信状態が良好なチャネルを選別する。宅内制御装置ＺＣは、選別したチャネルの中から一のチャネルを選択し、選択したチャネルで家電制御アダプタＺＲとの通信ネットワークを構築する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信で使用するチャネルを決定する技術に関する。

無線通信で使用するチャネルを決定する発明として、特許文献１に開示された発明がある。この発明に係る無線通信装置は、無線通信で使用中のチャネルの通信状態が悪化すると、使用する周波数が一番高いチャネルに切り替え、チャネルを指定する情報を受信するのを待つ。無線通信装置は、チャネルを指定する情報を受信すると、通信で使用するチャネルを受信した情報で指定されるチャネルに切り替えて通信を行う。

特開２００９−４４３８４号公報

特許文献１に開示された発明においては、使用しているチャネルで通信状態が悪化してもチャネルを切り替えて通信を続けることができる。しかしながら、特許文献１に開示されている発明においては、以下のような問題が発生する虞がある。例えば、複数の通信装置と通信を行う場合、ある通信装置に対しては通信状態が良好であるが、他の通信装置に対しては通信状態が悪化して通信が行えなくなる場合がある。ここで、チャネルを切り替え、通信が行えなくなった通信装置との通信を再開するという方法もあるが、一方、良好に通信を行えていた通信装置においては、切り替えたチャネルにおいて電波干渉があると通信が行えなくなることがある。

本発明は、上述した背景の下になされたものであり、複数のチャネルから一のチャネルを選択し、選択したチャネルで複数の装置と通信を行う際に、各装置に対して同じチャネルで通信を行い、電波干渉を回避することを目的とする。

本発明は、複数のチャネルを使用可能であり、前記複数のチャネルのいずれかで無線通信を行う通信手段と、前記複数のチャネル毎にチャネルの通信状態を検知する検知手段と、前記検知手段で検知した通信状態を表す情報を、前記複数のチャネル毎に記憶する記憶手段と、前記通信手段の通信相手となるデバイスが検知した前記複数の各チャネルの通信状態を示す情報を、前記通信手段で取得する取得手段と、前記記憶手段に記憶されている前記情報と前記取得手段で取得した前記情報とから、前記複数のチャネルにおいて通信に使用するチャネルを選別する選別手段と、前記選別手段で選別されたチャネルのいずれかを選択し、選択したチャネルで前記通信手段に通信を行わせる制御手段とを有する制御装置を提供する。

本発明の制御装置においては、前記通信手段が前記デバイスと通信を行えない場合、前記選別手段は、通信が行えなかった時に使用していたチャネルを、通信に使用するチャネルに選別しない構成としてもよい。
また、本発明の制御装置においては、前記検知手段は、検知した通信状態を表す数値を前記複数のチャネル毎に生成し、前記記憶手段は、前記検知手段が生成した前記数値を前記複数のチャネル毎に記憶し、前記取得手段は、前記デバイスが検知した前記通信状態を表す数値を前記デバイスから取得し、前記選別手段は、前記記憶手段に記憶された数値と前記取得手段が取得した数値との演算結果から、チャネルの選択の順位を決定し、前記制御手段は、前記選択の順位に従ってチャネルを選択する構成としてもよい。
また、本発明に制御装置においては、前記通信手段は、繰り返し前記情報を受信する構成としてもよい。

また、本発明は、複数のチャネルを使用可能であり、前記複数のチャネルのいずれかで無線通信を行う第１通信手段と、前記複数のチャネル毎にチャネルの通信状態を検知する第１検知手段と、前記第１検知手段で検知した通信状態を表す情報を、前記複数のチャネル毎に記憶する第１記憶手段と、前記通信手段の通信相手となるデバイスが検知した前記複数の各チャネルの通信状態を示す情報を、前記第１通信手段で取得する取得手段と、前記第１記憶手段に記憶されている前記情報と前記取得手段で取得した前記情報とから、前記複数のチャネルにおいて通信に使用するチャネルを選別する選別手段と、前記選別手段で選別されたチャネルのいずれかを選択し、選択したチャネルで前記第１通信手段に通信を行わせる制御手段と、を有する制御装置と、前記複数のチャネルを使用可能であり、前記複数のチャネルのいずれかで無線通信を行う第２通信手段と、前記複数のチャネル毎にチャネルの通信状態を検知する第２検知手段と、前記第２検知手段で検知した通信状態を表す情報を前記複数のチャネル毎に記憶する第２記憶手段と、前記第２記憶手段に記憶された情報を、前記第２通信手段で前記制御装置へ提供する提供手段と、前記第１通信手段が使用しているチャネルで前記第２通信手段に通信を行わせる第２制御手段と、を有するデバイスとを有する通信システムを提供する。

本発明によれば、複数のチャネルから一のチャネルを選択し、選択したチャネルで複数の装置と通信を行う際に、各装置に対して同じチャネルで通信を行い、電波干渉を回避することができる。

本発明の一実施形態に係る装置を示した図。 宅内制御装置ＺＣのハードウェア構成を示した図。 家電制御アダプタＺＲのハードウェア構成を示した図。 電源が入れられた時の動作を説明するための図。 状態テーブルの内容を示した図。 チャネルを選択する時の動作を説明するための図。 状態テーブルの内容を示した図。 状態テーブルの内容を示した図。 チャネルを選択する時の動作を説明するための図。 通信不可テーブルの内容を示した図。 状態テーブルの内容を示した図。 本発明の変形例に係る状態テーブルの内容を示した図。

［実施形態］
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る装置を示した図である。宅内制御装置ＺＣは、通信回線ＮＷ（例えば、インターネットや電話回線）に接続され、通信回線ＮＷに接続された他の装置とデータ通信を行う装置である。宅内制御装置ＺＣは、家屋内に設置される。
家電制御アダプタＺＲ１と家電制御アダプタＺＲ２は、空気調節装置（所謂エアコン）や照明器具などの家電製品を制御する装置である。家電制御アダプタＺＲ１と家電制御アダプタＺＲ２は、家電製品に接続され、接続されている家電製品の電源のオン／オフを制御する。また、家電制御アダプタＺＲ１と家電制御アダプタＺＲ２は、無線通信により宅内制御装置ＺＣと通信を行う。また、家電制御アダプタＺＲ１や家電制御アダプタＺＲ２は、その他の家電制御アダプタと宅内制御装置ＺＣとの間の通信を中継する機能を備える。なお、家電制御アダプタＺＲ１と家電制御アダプタＺＲ２は同じハードウェア構成であるため、以下、各々を特に区別する必要がない場合には、符号の末尾の数字を省略する。

本実施形態においては、宅内制御装置ＺＣは、データ通信が可能な携帯電話機と通信回線ＮＷを介して通信を行い、家電製品の電源をオンさせる指示やオフさせる指示を携帯電話機から受信する。宅内制御装置ＺＣは、携帯電話機から指示を受け取ると、電源のオンまたはオフを指示された家電製品が接続されている家電制御アダプタＺＲと通信を行い、電源のオンまたはオフの指示を家電制御アダプタＺＲに送信する。この指示を受信した家電制御アダプタＺＲは、接続されている家電製品の電源のオン／オフを家電製品に対して指示する。

なお、本実施形態においては、無線通信の物理層とデータリング層は、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４に従い、ネットワーク層以上の層は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）と呼ばれる通信規格に従う。また、本実施形態においては、無線通信で使用される周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯であり、各装置は、１１チャネルから２６チャネルまでの１６のチャネルを使用して通信を行う。また、宅内制御装置ＺＣは、ＺｉｇＢｅｅの通信ネットワークにおけるコーディネータとして機能し、家電制御アダプタＺＲは、ＺｉｇＢｅｅの通信ネットワークにおけるルータとして機能する。また、図１においては、２つの家電制御アダプタＺＲが示されているが、一つの宅内制御装置ＺＣと通信を行う家電制御アダプタＺＲの数は、２つに限定されるものではなく３つ以上とすることも可能である。

（宅内制御装置ＺＣの構成）
図２は、宅内制御装置ＺＣのハードウェア構成を示したブロック図である。宅内制御装置ＺＣは、制御部１１、第１通信部１２、第２通信部１３、および記憶部１４を有しており、制御部１１には、第１通信部１２と第２通信部１３および記憶部１４が接続されている。

第１通信部１２は、通信回線ＮＷに接続され、通信回線ＮＷを介したデータ通信を行うインターフェースとして機能する。第１通信部１２は、通信相手となる携帯電話機からの情報を受信すると、受信した情報を制御部１１へ供給する。
第２通信部１３は、上記規格に従った無線通信を行うインターフェースとして機能する。第２通信部１３は、制御部１１の制御の下、家電制御アダプタＺＲと無線通信を行い、各種情報を授受する。
また、第２通信部１３は、無線通信に使用する各チャネルの通信状態を検知する機能を有している。なお、チャネルの通信状態を検知する機能は、各チャネルのＳＮ比、各チャネルに干渉する電波（以下、干渉電波という）の有無および干渉電波の電界強度などを検知する電界強度スキャン機能（Energy Detection Scan）がある。
記憶部１４は、不揮発性メモリーであり、各家電制御アダプタＺＲを一意に識別する装置識別子を記憶している。

制御部１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを有する所謂マイクロコントローラである。宅内制御装置ＺＣの電源がオンにされ、ＲＯＭに記憶されているプログラムが実行されると、宅内制御装置ＺＣにおいては、通信回線ＮＷを介して携帯電話機と通信を行う機能や、家電制御アダプタＺＲと通信を行う機能などが実現する。

また、ＲＯＭに記憶されているプログラムが実行されると、無線通信に使用する各チャネルの状態を検知し、検知結果を示す情報をＲＡＭに記憶する機能や、家電制御アダプタＺＲとの通信で取得した情報をＲＡＭに記憶する機能、検知結果の情報と、家電制御アダプタＺＲから取得した情報とをマージする機能、ＲＡＭに記憶した情報に基づいて、家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルを選択する機能などが実現する。

（家電制御アダプタＺＲの構成）
図３は、家電制御アダプタＺＲのハードウェア構成を示したブロック図である。家電制御アダプタＺＲは、制御部２１、第１通信部２２および第２通信部２３を有しており、制御部２１には、第１通信部２２と第２通信部２３が接続されている。

第１通信部２２は、家電製品に接続される端子（例えば、日本電機工業会の規格に適合したＨＡ（ホームオートメーション）端子）を備えており、制御部２１の制御の下、家電製品のオン／オフを制御する信号を出力する。また。第１通信部２２はＨＡ端子のほかにも、商用電源のオン／オフを行うリレーの接点制御を行う端子、およびリレーや各種センサの接点状態を検出する端子を備える。
第２通信部２３は、上記ＺｉｇＢｅｅ規格に従った無線通信を行うインターフェースとして機能する。第２通信部２３は、制御部２１の制御の下、宅内制御装置ＺＣと無線通信を行い、各種情報を授受する。なお、第２通信部２３も、宅内制御装置ＺＣの第２通信部１３と同様に、無線通信に使用する各チャネルの状態を検知する機能を有している。

制御部２１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性メモリーなどを有する所謂マイクロコントローラである。不揮発性メモリーには、上述した装置識別子が記憶されている。家電制御アダプタＺＲの電源がオンにされ、ＲＯＭに記憶されているプログラムが実行されると、家電制御アダプタＺＲにおいては、宅内制御装置ＺＣと通信を行う機能や、第１通信部２２に接続されている家電製品の電源の制御を行う機能などが実現する。また、ＲＯＭに記憶されているプログラムが実行されると、無線通信に使用する各チャネルの状態を検知し、検知結果を示す情報をＲＡＭに記憶する機能や、装置識別子や検知結果を示す情報を宅内制御装置ＺＣへ送信する機能などが実現する。

［実施形態の動作］
本実施形態においては、宅内制御装置ＺＣは、通信に使用可能な１６のチャネルの中から一つのチャネルを選択し、選択したチャネルで家電制御アダプタＺＲとの通信を行う。以下、この通信に使用するチャネルを選択する時の動作について説明する。

（電源が入れられた時の動作）
まず、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲの電源が入れられた時の動作について、図４を用いて説明する。
宅内制御装置ＺＣは、電源が入れられて装置各部の初期化を行った後、無線通信で使用可能な１６のチャネル毎に、干渉電波の有無と干渉電波の電界強度を検知する（ステップＳＡ１）。宅内制御装置ＺＣは、干渉電波の有無と干渉電波の電界強度を検知すると、検知結果を基に各チャネルの通信状態を判定し、判定した通信状態を格納した状態テーブルＴＢ１をＲＡＭに作成する（ステップＳＡ２）。

具体的には、宅内制御装置ＺＣは、例えば、チャネル番号が「１１」のチャネルについて、干渉電波が検知されなかった場合、または干渉電波があるものの干渉電波の電界強度が予め定められた第１閾値未満である場合には、通信状態が良好であると判定し、図５（ａ）に示したように「１１」というチャネル番号に対応付けて通信状態の欄に「○」を格納する。
また、宅内制御装置ＺＣは、チャネル番号が「１５」のチャネルについて、干渉電波が検知され、干渉電波の電界強度が予め定められた第２閾値未満で且つ第１閾値以上である場合（第２閾値＞第１閾値）、通信状態が悪いものと判定し、図５（ａ）に示したように「１５」というチャネル番号に対応付けて通信状態の欄に「△」を格納する。
また、宅内制御装置ＺＣは、チャネル番号が「１６」のチャネルについて、干渉が検知され、干渉電波の電界強度が予め定められた第２閾値以上である場合、このチャネルでの通信は不可であると判定し、図５（ａ）に示したように「１６」というチャネル番号に対応付けて通信状態の欄に「×」を格納する。

また、家電制御アダプタＺＲ１は、電源が入れられて各部の初期化を行った後、１６のチャネル毎に、宅内制御装置ＺＣと同様に干渉電波の有無と干渉電波の電界強度を検知する（ステップＳＡ３）。また、家電制御アダプタＺＲ１は、干渉電波の有無と干渉電波の電界強度を検知すると、宅内制御装置ＺＣと同様に検知結果を基に各チャネルの通信状態を判定し、判定結果を格納した状態テーブルＴＢ２をＲＡＭに作成する（ステップＳＡ４）。

ここで、例えば家電制御アダプタＺＲ１の近くに干渉電波の発生源があり、例えば、チャネル番号が「１１」のチャネルについて干渉電波が検知され、干渉電波の電界強度が予め定められた第２閾値未満で且つ第１閾値以上である場合、家電制御アダプタＺＲ１は、このチャネルの通信状態が悪いものと判定し、図５（ｂ）に示したように「１１」というチャネル番号に対応付けて通信状態の欄に「△」を格納する。

家電制御アダプタＺＲ１は、状態テーブルＴＢ２の作成が終了すると、アクティブスキャンを行い（ステップＳＡ５）、宅内制御装置ＺＣへの接続を試みる。なお、アクティブスキャンの機能は、ＩＥＥＥ ８０２．１５．４で提供される。家電制御アダプタＺＲ１は、一のチャネルで宅内制御装置ＺＣに接続できなかった場合には、チャネル番号を変更してアクティブスキャンを行う動作を繰り返す。

また、家電制御アダプタＺＲ２は、電源が入れられて各部の初期化を行った後、１６のチャネル毎に、宅内制御装置ＺＣと同様に干渉電波の有無と干渉電波の電界強度を検知する（ステップＳＡ６）。また、家電制御アダプタＺＲ２は、干渉電波の有無と干渉電波の電界強度を検知すると、宅内制御装置ＺＣと同様に検知結果を基に各チャネルの通信状態を判定し、判定結果を格納した状態テーブルＴＢ３をＲＡＭに作成する（ステップＳＡ７）。

ここで、例えば家電制御アダプタＺＲ２の近くに干渉電波の発生源があり、例えば、チャネル番号が「１２」のチャネルについて干渉電波が検知され、干渉電波の電界強度が予め定められた第２閾値以上である場合、家電制御アダプタＺＲ２は、このチャネルでの通信が不可であると判定し、図５（ｃ）に示したように「１２」というチャネル番号に対応付けて通信状態の欄に「×」を格納する。

家電制御アダプタＺＲ２は、状態テーブルＴＢ３の作成が終了すると、アクティブスキャンを行い（ステップＳＡ８）、宅内制御装置ＺＣへの接続を試みる。なお、家電制御アダプタＺＲ２も、一のチャネルで宅内制御装置ＺＣに接続できなかった場合には、チャネル番号を変更してアクティブスキャンを行う動作を繰り返す。

（無線通信に使用するチャネルを選択する時の動作（１））
次に、各装置に電源が入れられた後に通信に使用するチャネルを選択する時の動作例について、図６を用いて説明する。

まず、宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１を参照し、ＰＡＮ（Personal Area Network）の構築に使用するチャネルを決定する（ステップＳＢ１）。ここで宅内制御装置ＺＣは、小さいチャネル番号から大きいチャネル番号へ通信状態を参照し、通信状態が「○」となっているチャネルを通信に使用するチャネルとして選択する。なお、図５（ａ）に示したように、状態テーブルＴＢ１においては、上述した動作によってチャネルが「１１」のチャネルの通信状態が「○」となっているため、宅内制御装置ＺＣは、このチャネルを通信に使用するチャネルとする。宅内制御装置ＺＣは、使用するチャネルを選択すると、選択したチャネルでＰＡＮの構築を開始する（ステップＳＢ２）。

ここで、家電制御アダプタＺＲ１においては、状態テーブルＴＢ２においてチャネル番号が「１１」のチャネルの通信状態が「△」であり、このチャネルでアクティブスキャンを行うため、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ１とが接続処理を行う（ステップＳＢ３）。
また、家電制御アダプタＺＲ２においては、状態テーブルＴＢ３においてチャネル番号が「１１」のチャネルの通信状態が「○」であり、このチャネルでアクティブスキャンを行うため、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ２とが接続処理を行う（ステップＳＢ４）。

宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ１とが接続処理を行い、宅内制御装置ＺＣがコーディネータであるＰＡＮへ家電制御アダプタＺＲ１が参加すると、家電制御アダプタＺＲ１は、記憶している装置識別子と、作成した状態テーブルＴＢ２を宅内制御装置ＺＣへ送信する（ステップＳＢ５）。
また、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ２とが接続処理を行い、宅内制御装置ＺＣがコーディネータであるＰＡＮへ家電制御アダプタＺＲ２が参加すると、家電制御アダプタＺＲ２は、記憶している装置識別子と、作成した状態テーブルＴＢ３を宅内制御装置ＺＣへ送信する（ステップＳＢ６）。

宅内制御装置ＺＣは、家電制御アダプタＺＲから状態テーブルを受信すると、自身が作成した状態テーブルＴＢ１と、受信した状態テーブルを併合（マージ）する（ステップＳＢ７）。
具体的には、宅内制御装置ＺＣは、まず、状態テーブルＴＢ１と状態テーブルＴＢ２とについてチャネル毎に通信状態を比較する。ここで、宅内制御装置ＺＣは、一のチャネルについて通信状態が同じであれば、状態テーブルＴＢ１において、このチャネルの通信状態を変更しない。例えば、「１２」というチャネル番号について、図５（ａ）の状態テーブルＴＢ１と図５（ｂ）の状態テーブルＴＢ２の通信状態を比較すると、どちらも通信状態は「○」であるため、状態テーブルＴＢ１において、「１２」というチャネル番号の通信状態を「○」のままとする。

一方、宅内制御装置ＺＣは、比較した一のチャネルについて通信状態が異なる場合、状態テーブルＴＢ１において、このチャネルの通信状態を変更する。例えば、「１１」というチャネル番号について、図５（ａ）の状態テーブルＴＢ１の通信状態と図５（ｂ）の状態テーブルＴＢ２の通信状態を比較すると、状態テーブルＴＢ１においては通信状態が「○」となっているが、状態テーブルＴＢ２においては、通信状態が「△」となっており、通信状態が異なっている。この場合、宅内制御装置ＺＣは、悪いほうの通信状態を状態テーブルＴＢ１に格納し、状態テーブルＴＢ１において、「１１」というチャネル番号の通信状態を「△」とする。このように、チャネル毎に通信状態を併合した結果、状態テーブルＴＢ１の内容は、図７（ａ）に示したようになる。

次に宅内制御装置ＺＣは、ＲＡＭに記憶されている状態テーブルＴＢ１と、受信した状態テーブルＴＢ３を併合（マージ）する。
ここで、「１２」というチャネル番号について、図７（ａ）の状態テーブルＴＢ１と図５（ｃ）の状態テーブルＴＢ３の通信状態を比較すると、状態テーブルＴＢ１においては通信状態が「○」となっているが、状態テーブルＴＢ３においては、通信状態が「×」となっており、通信状態が異なっている。この場合、宅内制御装置ＺＣは、悪いほうの通信状態を状態テーブルＴＢ１に格納し、「１２」というチャネル番号の通信状態を「×」とする。このように、チャネル毎に通信状態を併合した結果、状態テーブルＴＢ１の内容は、図７（ｂ）に示したようになる。
ここで、各チャネルの通信状態は、「○」、「△」、「×」に選別される。本実施形態においては、通信状態が「×」ではないチャネルを通信に使用するので、ここで、通信に使用するチャネルが選別されたこととなる。

次に宅内制御装置ＺＣは、記憶部１４に記憶されている家電制御アダプタＺＲ１の識別子と、家電制御アダプタＺＲ２の識別子の両方を受信したか否か判断する。ここで、上述した動作により両方の識別子が受信されていると、宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１を参照し、家電制御アダプタＺＲ１および家電制御アダプタＺＲ２との通信に使用するチャネルを選択する（ステップＳＢ８）。
具体的には、宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１において、チャネル番号の小さいチャネルからチャネル番号の大きいチャネルへ通信状態を参照し、通信状態が「○」となっているチャネルを家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルとして選択する。例えば、図７（ｂ）の状態テーブルＴＢ１（通信状態の併合が終了した後の状態テーブルＴＢ１）を見ると、「１１」というチャネル番号について通信状態が「△」であるため、宅内制御装置ＺＣは、このチャネルを家電制御アダプタＺＲとの通信には使用しない。また、図７（ｂ）の状態テーブルＴＢ１を見ると、「１２」というチャネル番号について通信状態が「×」となっているため、宅内制御装置ＺＣは、このチャネルも家電制御アダプタＺＲとの通信には使用しない。

次に、「１３」というチャネル番号については、通信状態が「○」であるため、宅内制御装置ＺＣは、このチャネルを家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルとして選択する。宅内制御装置ＺＣは、家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルを選択すると、選択したチャネルでＰＡＮの構築を開始する（ステップＳＢ９）。
なお、ＰＡＮを構築する際には、宅内制御装置ＺＣが選択したチャネルのチャネル番号を家電制御アダプタＺＲへ通知してからチャネルを変更してもよい。また、宅内制御装置ＺＣは、選択したチャネル番号を家電制御アダプタＺＲへ通知せずにチャネルを変更してＰＡＮの構築を開始してもよい。この場合、家電制御アダプタＺＲにおいては、アクティブスキャンにより、チャネルを変更して宅内制御装置ＺＣと接続処理を行うようにしてもよい。

以上説明したように本実施形態によれば、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲとでＰＡＮを構成する場合、どの装置に対しても通信状態が良好なチャネルを選択するため、干渉電波があっても良好な通信状態を確保することができる。

（無線通信に使用するチャネルを決定する時の動作（２））
次に、各装置に電源が入れられた後に通信に使用するチャネルを決定する時の他の動作例について説明する。なお、以下の説明においては、まず、宅内制御装置ＺＣの状態テーブルＴＢ１が図５（ａ）に示した状態であり、家電制御アダプタＺＲ１の状態テーブルＴＢ２については、図８（ａ）に示したように、「１１」というチャネル番号の通信状態が「×」となっている状態を想定して動作説明を行う。また、家電制御アダプタＺＲ２の状態テーブルＴＢ３については、図５（ｃ）に示した状態である場合を想定する。

宅内制御装置ＺＣは、電源が入れられた後で状態テーブルＴＢ１の作成が終了すると、状態テーブルＴＢ１を参照し、ＰＡＮの構築に使用するチャネルを選択する（ステップＳＣ１）。ここで宅内制御装置ＺＣは、小さいチャネル番号から大きいチャネル番号へ通信状態を参照し、通信状態が「○」となっているチャネルを通信に使用するチャネルとして選択する。なお、図５（ａ）に示したように、状態テーブルＴＢ１においては、「１１」というチャネル番号の通信状態が「○」となっているため、宅内制御装置ＺＣは、このチャネルを通信に使用するチャネルとする。宅内制御装置ＺＣは、使用するチャネルを選択すると、選択したチャネルでＰＡＮの構築を開始する（ステップＳＣ２）。

ここで、家電制御アダプタＺＲ１においては、電波干渉により「１１」というチャネル番号のチャネルの通信状態が「×」となっており、家電制御アダプタＺＲ１は、このチャネルでは宅内制御装置ＺＣと接続処理を行うことができない。一方、家電制御アダプタＺＲ２においては、このチャネルの通信状態が「○」となっているため、家電制御アダプタＺＲ２は、宅内制御装置ＺＣとの接続処理を行い（ステップＳＣ３）、ＰＡＮへ参加する。家電制御アダプタＺＲ２は、宅内制御装置ＺＣを含むＰＡＮへ参加すると、記憶している装置識別子と、作成した状態テーブルＴＢ３を宅内制御装置ＺＣへ送信する（ステップＳＣ４）。

宅内制御装置ＺＣは、予め定められた一定期間において、受信していない装置識別子で特定される家電制御アダプタＺＲ１と接続処理を行えなかった場合、選択したチャネルで通信を行えないものと判断する。ここで宅内制御装置ＺＣは、通信が不可と判断したチャネルの情報を格納した通信不可テーブルＴＢ４において、通信が行えなかったチャネル番号に、通信が行えなかったことを示す情報を対応付ける。なお、ここでは、「１１」というチャネル番号のチャネルで通信が行えなかったため、図１０に示したように「１１」というチャネル番号に対応付けて「×」が格納される（ステップＳＣ５）。なお、通信不可テーブルＴＢ４は、宅内制御装置ＺＣの電源が入れられた時には、どのチャネルの欄にも「−」が格納されている。

次に宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１と通信不可テーブルＴＢ４をマージする（ステップＳＣ６）。これにより、宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１について、家電制御アダプタＺＲ１と通信が行えなかったチャネルの通信状態を「×」に書き換える。次に宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１と、家電制御アダプタＺＲ２から受信した状態テーブルＴＢ３をマージする（ステップＳＣ７）。これにより、状態テーブルＴＢ１は、図８（ｂ）に示したように「１１」というチャネル番号と、「１２」というチャネル番号の通信状態が「×」となる。

次に宅内制御装置ＺＣは、マージ後の状態テーブルＴＢ１において、チャネル番号の小さいチャネルからチャネル番号の大きいチャネルへ通信状態を参照し、通信状態が「○」となっているチャネルを家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルとして選択する（ステップＳＣ８）。ここで、状態テーブルＴＢ１においては、「１１」と「１２」のチャネル番号の通信状態が「×」となっているため、「１３」というチャネル番号のチャネルを家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルとして選択する。宅内制御装置ＺＣは、使用するチャネルを選択すると、選択したチャネルでＰＡＮの構築を開始する（ステップＳＣ９）。

ここで、家電制御アダプタＺＲ１においては、状態テーブルＴＢ２において「１３」というチャネル番号の通信状態が「○」であり、このチャネルでアクティブスキャンを行うため、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ１とが接続処理を行う（ステップＳＣ１０）。また、家電制御アダプタＺＲ２においては、状態テーブルＴＢ３において「１３」というチャネル番号の通信状態が「○」であり、このチャネルでアクティブスキャンを行うため、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ２とが接続処理を行う（ステップＳＣ１１）。

以上説明したように、本実施形態によれば、あるチャネルで電波干渉により宅内制御装置ＺＣと通信を行えない家電制御アダプタＺＲがあっても、通信状態が良好なチャネルを選択して全ての家電制御アダプタとＰＡＮを構築するため、良好な通信状態を確保することができる。

（ＰＡＮ構築後に通信状態が悪化した時の動作）
次に、宅内制御装置ＺＣが構築するＰＡＮに家電制御アダプタＺＲ１および家電制御アダプタＺＲ２とが接続された後に、通信状態が悪化した時の動作について説明する。なお、以下の説明においては、宅内制御装置ＺＣは、上述した動作によって「１３」というチャネル番号のチャネルでＰＡＮを構築したことにより、状態テーブルＴＢ１が図８（ｂ）の状態であり、通信不可テーブルＴＢ４が、図１０に示した状態である場合を想定して動作説明を行う。

まず、宅内制御装置ＺＣは、家電制御アダプタＺＲ１および家電制御アダプタＺＲ２とＰＡＮを構築した後、定期的に家電制御アダプタＺＲ１および家電制御アダプタＺＲ２との接続を試みる。
ここで、例えば、家電制御アダプタＺＲ２において電波干渉が発生し、家電制御アダプタＺＲ２が「１３」というチャネル番号のチャネルで通信を行えなくなると、宅内制御装置ＺＣは、通信が行えなかったチャネルの通信状態を通信不可テーブルＴＢ４に格納する。ここでは、「１３」というチャネル番号のチャネルで通信が行えなかったため、通信不可テーブルＴＢ４において、「１３」というチャネル番号について「×」を格納する。次に宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１と、通信不可テーブルＴＢ４をマージする。これにより、状態テーブルＴＢ１は、図１１に示したよう「１３」というチャネル番号の通信状態が「×」となる。
また、宅内制御装置ＺＣは、家電制御等のコマンド送信を目的として、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ１または家電制御アダプタＺＲ２が通信を試みた際に、通信が行えなかった場合も同様の処理を行う。

次に宅内制御装置ＺＣは、状態テーブルＴＢ１において、チャネル番号の小さいチャネルからチャネル番号の大きいチャネルへ通信状態を参照し、通信状態が「○」となっているチャネルを家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルとして選択する。ここで、状態テーブルＴＢ１においては、「１１」というチャネル番号から「１３」というチャネル番号まで通信状態が「×」となっているため、「１４」というチャネル番号のチャネルを家電制御アダプタＺＲとの通信に使用するチャネルとして選択する。

ここで、家電制御アダプタＺＲ１の状態テーブルＴＢ２と、家電制御アダプタＺＲ２の状態テーブルＴＢ３において、「１４」というチャネル番号の通信状態が「○」であると、宅内制御装置ＺＣと家電制御アダプタＺＲ１および家電制御アダプタＺＲ２は、接続処理を行い、ＰＡＮが構築されて通信を良好に行うことができる。
このように、本実施形態によれば、ＰＡＮが構築された後で電波干渉が発生しても、良好な通信状態のチャネルを選択して通信を行うことができる。

［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。例えば、上述の実施形態を以下のように変形して本発明を実施してもよく、各変形例を組み合わせて実施してもよい。

上述した実施形態においては、通信に使用される周波数帯は２．４ＧＨｚ帯であるが、９１５ＭＨｚ帯であってもよい。
また、上述した実施形態では、ＺｉｇＢｅｅの通信ネットワークにおけるコーディネータに対応する宅内制御装置ＺＣとルータに対応する家電制御アダプタＺＲが通信を行っているが、ＺｉｇＢｅｅの通信ネットワークにおけるエンドデバイスとして機能する装置も、家電制御アダプタＺＲと同様に動作して宅内制御装置ＺＣと通信を行うようにしてもよい。
また、上述した実施形態では、無線通信は、ＺｉｇＢｅｅと呼ばれる通信規格に従っているが、複数のチャネルを使用可能な通信規格であれば他の通信規格であってもよい。
また、無線通信に使用するチャネル数は、１６チャネルに限定されるものではなく、１５以下のチャネル数又は１７以上のチャネル数であってもよい。
また、上述した実施形態においては、通信状態は、「○」、「△」、「×」の三種類となっているが、○と×の２種類のみでもよいし、四種類以上の状態で管理してもよい。
また、上述した実施形態では、状態テーブルをマージした後で、通信状態が「○」のチャネルを通信に使用するチャネルとして選択しているが、通信状態が「△」のチャネルも通信に使用するチャネルとして選択してもよい。
また、チャネルの選択順序について、チャネル番号の小さいほうから選択するだけでなく、チャネル番号の大きいほうから選択してもよく、また、同じ通信状態のチャネルの中からランダムに選択してもよい。
また、宅内制御装置ＺＣおよび家電制御アダプタＺＲは、通信を行っている間でも、全チャネルスキャンを行い、状態テーブルを更新してもよい。さらに、宅内制御装置ＺＣおよび家電制御アダプタＺＲは、通信中のチャネルの通信状態の悪化を検知したときには、新たなチャネルによる通信路の確立を行い、通信を再開してもよい。
また、各装置には無線通信部を複数具備してもよい。この場合、ある無線通信部で通信中のとき別の無線通信部で定期的にチャネルスキャンして状態テーブルを更新することができる。さらに、通信中のチャネルの通信状態の悪化を検知したときには、スキャンを行った無線通信部で新たなチャネルによる通信路の確立を行い、使用する通信部を切り替えてもよい。

本発明においては、各装置で各チャネルの通信品質（ＳＮ比や電界強度）を検知し、状態テーブルにおいて、チャネル番号にチャネルの通信品質を表す数値を格納するようにしてもよい。この場合、図１２（ａ）に示したように、チャネル番号に対応付けて通信品質の値が格納される。
また、通信品質の数値について、ある瞬間に検知した瞬時値を格納するだけでなく、任意の一定期間の間で検知した結果の平均値や、一定期間の中で最も状態の悪い数値を検知した最悪値を格納してもよい。
また、通信品質の値が格納された状態テーブルをマージする場合、通信品質の値を加算して状態テーブルＴＢ１に格納するようにしてもよい。
また、通信品質の値を加算した場合、加算結果の数値に基づいて、通信に使用するチャネルについて、選択の優先順位をつけるようにしてもよい。例えば、状態テーブルをマージした結果、図１２（ｂ）に示したように「１７」と「１８」のチャネル番号のチャネルの通信状態が「○」である場合、チャネルを選択する際に、通信品質の値が大きい「１８」というチャネル番号のチャネルを先に選択するようにしてもよい。

本発明においては、通信不可テーブルＴＢ４において、全てのチャネルに「×」が対応付けされた場合、通信不可テーブルＴＢ４を初期化し、宅内制御装置ＺＣにおいて、ステップＳＡ１の処理とステップＳＡ２の処理を行い、家電制御アダプタＺＲ１と家電制御アダプタＺＲ２から状態テーブルを取得して状態テーブルをマージするようにしてもよい。

上述した実施形態においては、宅内制御装置ＺＣは、通信回線ＮＷを介して携帯電話機と通信を行うが、通信回線ＮＷを介して行う通信の相手は、携帯電話機に限定されるものではなく、データ通信機能を備えた装置であれば、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）や携帯型のゲーム機、パーソナルコンピュータなど、他の装置であってもよい。

宅内制御装置ＺＣで実行されるプログラムと家電制御アダプタＺＲで実行されるプログラムは、磁気記録媒体（磁気テープ、磁気ディスク（ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＦＤ（Flexible Disk））など）、光記録媒体（光ディスク（ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk））など）、光磁気記録媒体、半導体メモリーなどのコンピュータ読取り可能な記録媒体に記憶した状態で提供し、宅内制御装置ＺＣや家電制御アダプタＺＲにインストールしてもよい。また、このプログラムを通信回線を介してダウンロードしてインストールしてもよい。

１１・・・制御部、１２・・・第１通信部、１３・・・第２通信部、１４・・・記憶部、２１・・・制御部、２２・・・第１通信部、２３・・・第２通信部、ＺＣ・・・宅内制御装置、ＺＲ、ＺＲ１、ＺＲ２・・・家電制御アダプタ、ＮＷ・・・通信回線

Claims (5)

1. 複数のチャネルを使用可能であり、前記複数のチャネルのいずれかで無線通信を行う通信手段と、
   前記複数のチャネル毎にチャネルの通信状態を検知する検知手段と、
   前記検知手段で検知した通信状態を表す情報を、前記複数のチャネル毎に記憶する記憶手段と、
   前記通信手段の通信相手となるデバイスが検知した前記複数の各チャネルの通信状態を示す情報を、前記通信手段で取得する取得手段と、
   前記記憶手段に記憶されている前記情報と前記取得手段で取得した前記情報とから、前記複数のチャネルにおいて通信に使用するチャネルを選別する選別手段と、
   前記選別手段で選別されたチャネルのいずれかを選択し、選択したチャネルで前記通信手段に通信を行わせる制御手段と
   を有する制御装置。
2. 前記通信手段が前記デバイスと通信を行えない場合、前記選別手段は、通信が行えなかった時に使用していたチャネルを、通信に使用するチャネルに選別しないこと
   を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記検知手段は、検知した通信状態を表す数値を前記複数のチャネル毎に生成し、
   前記記憶手段は、前記検知手段が生成した前記数値を前記複数のチャネル毎に記憶し、
   前記取得手段は、前記デバイスが検知した前記通信状態を表す数値を前記デバイスから取得し、
   前記選別手段は、前記記憶手段に記憶された数値と前記取得手段が取得した数値との演算結果から、チャネルの選択の順位を決定し、
   前記制御手段は、前記選択の順位に従ってチャネルを選択すること
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の制御装置。
4. 前記通信手段は、繰り返し前記情報を受信することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の制御装置。
5. 複数のチャネルを使用可能であり、前記複数のチャネルのいずれかで無線通信を行う第１通信手段と、
   前記複数のチャネル毎にチャネルの通信状態を検知する第１検知手段と、
   前記第１検知手段で検知した通信状態を表す情報を、前記複数のチャネル毎に記憶する第１記憶手段と、
   前記通信手段の通信相手となるデバイスが検知した前記複数の各チャネルの通信状態を示す情報を、前記第１通信手段で取得する取得手段と、
   前記第１記憶手段に記憶されている前記情報と前記取得手段で取得した前記情報とから、前記複数のチャネルにおいて通信に使用するチャネルを選別する選別手段と、
   前記選別手段で選別されたチャネルのいずれかを選択し、選択したチャネルで前記第１通信手段に通信を行わせる制御手段と、
   を有する制御装置と、
   前記複数のチャネルを使用可能であり、前記複数のチャネルのいずれかで無線通信を行う第２通信手段と、
   前記複数のチャネル毎にチャネルの通信状態を検知する第２検知手段と、
   前記第２検知手段で検知した通信状態を表す情報を前記複数のチャネル毎に記憶する第２記憶手段と、
   前記第２記憶手段に記憶された情報を、前記第２通信手段で前記制御装置へ提供する提供手段と、
   前記第１通信手段が使用しているチャネルで前記第２通信手段に通信を行わせる第２制御手段と、
   を有するデバイスと
   を有する通信システム。

Images