JP2012138741A - 通信システム及びそれに用いられる通信ノード - Google Patents

Abstract

【課題】通信装置内の内部回路の一部を停止させるのみならず、通信ユニットまでも停止させて、省電力化を図る。
【解決手段】通信ケーブルを通じてマルチドロップ接続される中央装置と端末装置が、各々通常モードと省電力モードとを有する通信システムで、各端末装置は、ケーブルを介して中央装置との通信の制御を行う第１制御手段と、第１制御手段で行わない制御を担当する第２制御手段と、第１制御手段に動作クロックのクロック供給手段と、省電力モードから通常モードに切替える割込スイッチとを有し、第１制御手段は、中央装置から省電力モード切替信号の受信手段と、中央装置に対してモード切替の信号を送信する送信手段と、送信手段に対してモード切替することを示す信号を送信するように指示するとともにクロック供給手段にモード切替を指示する状態遷移手段と、通信ケーブルの電圧変化が所定の閾値を越えたかを検知する検知手段とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、マルチドロップ接続の通信を行う通信システム及びそれに用いられる通信ノードに関し、特に、省電力モードを有する通信システム及びそれに用いられる通信ノードに関する。

特許文献１には、通信装置の内部回路を適切に停止させることができ、また、起動パケットによってネットワーク機器を起動することができる技術が開示されている。

特開２０１０−０１１３４１号公報の００４９段落

しかし、特許文献１に開示されている技術は、通信装置の内部回路の停止が限定的である。すなわち、たとえば、特許文献１に開示されている技術を採用したネットワーク機能付きのデジタル複合機の場合には、ネットワークを通じて印刷データを受信するために、常に、通信装置内の通信ユニットを起動しておく必要がある。かかる場合には、消費電力を、数１００ｍＷ未満にすることができない。

そこで、本発明は、通信装置内の内部回路の一部を停止させるのみならず、通信装置内の通信ユニット（本発明における第１制御手段）までも停止させて、更なる省電力化を図ることを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、
相互に通信ケーブルを通じてマルチドロップ接続されている中央装置と複数の端末装置とが、各々が通常モードと省電力モードとを有する通信システムにおいて、
前記各端末装置は、
前記通信ケーブルを介して前記中央装置との間で行う通信の制御を担当する第１制御手段と、
前記第１制御手段で担当しない制御を担当する第２制御手段と、
前記第１制御手段に対して動作クロックを供給するクロック供給手段とを有し、
前記第１制御手段は、
前記中央装置から送信される省電力モード切替信号を受信する受信手段と、
前記受信手段によって省電力モード切替信号が受信されたときに前記中央装置に対して省電力モードに切り替わる旨を通知する第１通知手段と、
前記受信手段によって省電力モード切替信号が受信されたときに前記クロック供給手段に対して動作クロックの供給を停止するように指示する第１指示手段と、
前記通信ケーブルの電圧変化が所定の閾値を越えたか否かを検知する検知手段と、
前記検知手段によって前記電圧変化が所定の閾値を越えたことが検知されたときに前記クロック供給手段に対して動作クロックの供給を再開するように指示する第２指示手段と、
前記中央装置を省電力モードから通常モードに切り替えたい場合に当該中央装置宛てに通常モード切替パケットを送信する送信手段と、を備える。

前記中央装置は、前記各端末装置に対して、順次、省電力モード切替信号を出力することによって、前記各端末装置からモード切替することを示す信号を順次受信したことを条件として、自装置を省電力モードから通常モードに切り替えるとよい。

前記中央装置又は前記各端末装置のいずれかによって、通信システム全体が省電力モードから通常モードに切り替えられることができる。

さらに、本発明のいずれかの装置は、上記通信システムに用いられる。

本発明の通信システムによれば、省電力モード中には、通信装置内の内部回路の一部を停止させるのみならず、通信装置内の通信ユニット（本発明における第１制御手段）までも停止させるため、特許文献１のものに比して、更なる省電力化を図ることができる。

本発明の実施形態の通信システムを備えた自動販売機６００の模式的な構成を示すブロック図である。 図１に示す通信システムの端末装置３００Ａの模式的な構成を示すブロック図である。 図２に示す端末装置３００Ａを通常モードから省電力モードに切り替えるときの動作説明図である。 図２に示す端末装置３００Ａを省電力モードから通常モードに切り替えるときの動作説明図である。 図２に示す端末装置３００Ａを省電力モードから通常モードに切り替えるときの動作説明図である。

１００ 通信ケーブル
２００ 中央装置
３００Ａ〜３００Ｄ 端末装置
６００ 自動販売機

発明の実施の形態

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態の通信システムを備えた自動販売機６００の模式的な構成を示すブロック図である。この通信システムは、マルチドロップ接続で通信を行うものである。図１には、各々がセンサ・ランプ・モータ・ソレノイドなどの制御対象に接続されていて当該制御対象を制御する端末装置３００Ａ〜３００Ｄと、端末装置３００Ａ〜３００Ｄに対して上記制御対象の制御に必要な命令を出力するとともに端末装置３００Ａ〜３００Ｄから出力される制御結果を入力する中央装置２００と、中央装置２００と端末装置３００Ａ〜３００Ｄとを接続する通信ケーブル１００とを備えた自動販売機６００を示している。

なお、中央装置２００とは、説明の都合上、規定したものであり、後述する省電力モード切替信号の送信元の装置の意味である。したがって、本実施形態の通信システムは、ハードウェア構成の面からみて、中央装置と端末装置とが１台：Ｎ台で接続されているという意味ではない。つまり、符号３００Ａ〜３００Ｄが付されている装置が、ある条件下では中央装置となることがある一方で、符号２００が付されている装置が、ある条件下では端末装置となることがある点に留意されたい。

図２は、図１に示す通信システムの端末装置３００Ａの模式的な構成を示すブロック図である。なお、ここでは、端末装置３００Ａの構成を説明するが、本実施形態では、中央装置２００、端末装置３００Ｂ〜３００Ｄの構成も図２に示すものと同様の構成としている。

図２に示す端末装置３００Ａは、通信ケーブル１００を介して中央装置２００との間で行う通信の制御を担当する第１制御手段６１０と、第１制御手段６１０で担当しない制御を担当する第２制御手段６２０と、第１制御手段６１０に対して動作クロックを供給するクロック供給手段６３０と、端末装置３００Ａひいては図１の通信システムを省電力モードから通常モードに切り替えるための割込スイッチ６４０とに大別される。

第１制御手段６１０は、中央装置２００から送信される省電力モード切替信号を受信する受信手段６１１と、中央装置２００に対してモード切替することを示す信号を送信する送信手段６１２と、送信手段６１２に対してモード切替することを示す信号を送信するように指示するとともにクロック供給手段６３０に対してモード切替を指示する状態遷移手段６１３と、通信ケーブル１００の電圧変化が所定の閾値を越えたか否かを検知する検知手段６１４とを備える。

なお、例えば、受信手段６１１及び送信手段６１２は、いわゆる通信ユニットとして構成することができ、状態遷移手段６１３及び検知手段６１４は、ＣＰＵ及びメモリなどの汎用的なハードウェアで構成してもよいし、ステートマシーンのように専用ＬＳＩで構成してもよい。また、ＣＰＵ及びメモリ又は専用ＬＳＩと、通信ユニットとは、同一チップに搭載してもよいし、個別のチップに搭載してもよい。

図３は、図２に示す端末装置３００Ａを通常モードから省電力モードに切り替えるときの動作説明図である。まず、受信手段６１１は、中央装置２００から送信される省電力モード切替信号を受信すると（ステップＳ１：図面では丸数字で示す。以下同じ。）、状態遷移手段６１３に対してその旨を示す信号を出力する（ステップＳ２）。

状態遷移手段６１３は、受信手段６１１からの信号を入力すると、送信手段６１２に対して、中央装置２００へモード切替することを示す信号を送信するように指示をする（ステップＳ３）。

送信手段６１２は、状態遷移手段６１３からの指示に従って、中央装置２００へモード切替することを示す信号を送信する（ステップＳ４）。

また、状態遷移手段６１３は、受信手段６１１からの信号を入力してから一定期間経過すると、クロック供給手段６３０に対してモード切替を指示する（ステップＳ５）。ここで、一定期間とは、中央装置２００から端末装置３００Ａ〜３００Ｄに対して、順次、省電力モード切替信号を出力してから、端末装置３００Ａ〜３００Ｄから中央装置２００に対して、順次、モード切替することを示す信号を送信するまでの時間をいい、当該時間は状態遷移手段６１３等に設定されている。

クロック供給手段６３０は、状態遷移手段６１３からの指示に従って、第１制御手段６１０に対するクロックの供給を停止する（ステップＳ６）。

以上の説明したように、第１制御手段６１０は、中央装置２００から送信される省電力モード切替信号を受信すると、クロック供給手段６３０からのクロックの供給が停止されるので、その結果、省電力モードに切り替えられる。

通信システム全体としてみれば、中央装置２００は、
（１）まず、端末装置３００Ａに対して省電力モード切替信号を出力することによって、端末装置３００Ａからモード切替することを示す信号を受信し、
（２）それから、端末装置３００Ｂに対して省電力モード切替信号を出力することによって、端末装置３００Ｂからモード切替することを示す信号を受信し、
（３）つづいて、端末装置３００Ｃに対して省電力モード切替信号を出力することによって、端末装置３００Ｃからモード切替することを示す信号を受信してから、
（４）その後、端末装置３００Ｄに対して省電力モード切替信号を出力することによって、端末装置３００Ｄからモード切替することを示す信号を受信していくことになる。
（５）そして、最後に、中央装置２００は、自装置２００を通常モードから省電力モードに切り替える。

仮に、ステップＳ５に係る一定期間内に、端末装置３００Ａ〜３００Ｄの全てを省電力モードに切り替えられなかった場合には、後述する方法で端末装置３００Ａ〜３００Ｄの全てを、一度、通常モードに遷移させてから、改めて、上記ステップＳ１〜Ｓ５を実行すればよい。

つぎに、端末装置３００Ａを省電力モードから通常モードに切り替える動作について説明する。ここで、端末装置３００Ａを省電力モードから通常モードに切り替えるには、
（１）中央装置２００から何らかの信号が送信された場合と、
（２）端末装置３００Ｂ〜３００Ｄの何れかから、何らかの信号が送信された場合と、
（３）自装置３００Ａに設けられている割込スイッチ６４０からの信号を受信した場合と、
の何れの場合であっても実現することができる。

図４は、図２に示す端末装置３００Ａを中央装置２００又は端末装置３００Ｂ〜３００Ｄの何れかから、何らかの信号が送信された場合に省電力モードから通常モードに切り替えるときの動作説明図である。

まず、検知手段６１４は、中央装置２００又は端末装置３００Ｂ〜３００Ｄの何れかから、何らかの信号が送信された場合（ステップＳ１）、すなわち、通信ケーブル１００の電圧変化が所定の閾値を越えたことを検知した場合には、状態遷移手段６１３に対して、当該検知をした旨を示す信号を出力する（ステップＳ２）。

状態遷移手段６１３は、検知手段６１４からの信号を入力すると、クロック供給手段６３０に対してモード切替を指示する（ステップＳ３）。

クロック供給手段６３０は、状態遷移手段６１３からの指示に従って、第１制御手段６１０に対するクロックの供給を再開する（ステップＳ４）。

以上の説明したように、第１制御手段６１０は、通信ケーブル１００の電圧変化が所定の閾値を越えたことを検知すると、クロック供給手段６３０からのクロックの供給が再開されるので、その結果、通常モードに切り替えられる。

図５は、図２に示す端末装置３００Ａを自装置３００Ａに設けられている割込スイッチ６４０からの信号を受信した場合に省電力モードから通常モードに切り替えるときの動作説明図である。ここでは、端末装置３００Ａに設けられている割込スイッチ６４０から第２制御手段６２０に対して割込信号が出力された場合に、図１に示す通信システムを省電力モードから通常モードに切り替えるときの動作について説明する。

まず、第２制御手段６２０は、割込スイッチ６４０から割込信号が出力された場合には、（ステップＳ１）、状態遷移手段６１３に対して、当該検知をした旨を示す信号を出力する（ステップＳ２）。

状態遷移手段６１３は、第２制御手段６２０からの信号を入力すると、クロック供給手段６３０に対してモード切替を指示する（ステップＳ３）。

クロック供給手段６３０は、状態遷移手段６１３からの指示に従って、第１制御手段６１０に対するクロックの供給を再開する（ステップＳ４）。

なお、状態遷移手段６１３は、第２制御手段６２０からの信号を入力してから一定期間経過すると、送信手段６１２に対して、中央装置２００へモード切替することを示す信号を送信するように指示をする（ステップＳ５）。

ここで、一定期間とは、第１制御手段６１０が、クロック供給手段６３０からのクロックの供給が再開された後、その機能を発揮しうる状態となるまでに十分な期間をいい、この期間は、例えば内部タイマーを用いて計時すればよい。あるいは、第１制御手段６１０がその機能を発揮しうる状態となったときに、状態遷移手段６１３に対して初期化完了信号を出力するようにしておき、状態遷移手段６１３は、初期化完了信号を入力してから、クロック供給手段６３０に対してモード切替を指示すればよい。

送信手段６１２は、状態遷移手段６１３からの指示に従って、中央装置２００へモード切替することを示す信号を送信する（ステップＳ６）。

以上の動作によって、端末装置３００Ａのみならず中央装置２００も端末装置３００Ｂ〜３００Ｄも、省電力モードから通常モードに切り替わるため、結局は、図１に示す通信システムが省電力モードから通常モードに切り替わる。

以上、本実施形態では、自動販売機６００内のネットワーク構成例を説明したが、本実施形態の通信システムは、空調機、プリンタ、貯水タンク付保温給湯器などを制御対象とすることができる。この場合にも、これらに通常モードと省電力モードとを用意して、適宜切り替えられるようにすればよい。

例えば、貯水タンク付保温給湯器に本実施形態の通信システムを適用した場合には、以下のような手法が好適である。すなわち、まず、端末装置３００Ａの第２制御手段６２０に温度センサを接続し、端末装置３００Ｂに加熱機を接続しておく。端末装置３００Ａの第２制御手段６２０は、定期的にウェイクアップタイマなどで起動する。端末装置３００Ａの第２制御手段６２０は、起動時に、温度センサの測定結果を収集し、所定温度未満となった場合、図５のステップＳ１〜Ｓ５を実行することによって、通信システムを省電力モードから通常モードに切り替えればよい。こうすると、給湯器内の湯を所定温度以上に保温することができ、かつ、保温のための加熱作業時以外は、端末装置３００Ａ〜３００Ｄを省電力モードとすることができる。

また、本実施形態の通信システムは、ビニールハウスなどの温度計測システムにも適用することができる。すなわち、例えば、管理室内に中央装置２００を設置し、複数のビニールハウス内の各々に制御対象である温度センサ及び端末装置３００Ａ〜３００Ｄを設けておく。そして、通常時に端末装置３００Ａ〜３００Ｄを省電力モードに遷移させておき、例えば１０分毎に、中央装置２００から端末装置３００Ａ〜３００Ｄを、省電力モードから通常モードに切り替えて各温度センサによる測定結果を収集し、その後、中央装置２００から端末装置３００Ａ〜３００Ｄに対して、省電力モード切替信号を出力するということも可能である。こうすると、中央装置２００では、ビニールハウス内の温度を１０分毎に収集することができ、その収集時以外は、端末装置３００Ａ〜３００Ｄを省電力モードとすることができる。

Claims (4)

1. 相互に通信ケーブルを通じてマルチドロップ接続されている中央装置と複数の端末装置とが、各々が通常モードと省電力モードとを有する通信システムにおいて、
   前記各端末装置は、
   前記通信ケーブルを介して前記中央装置との間で行う通信の制御を担当する第１制御手段と、
   前記第１制御手段で担当しない制御を担当する第２制御手段と、
   前記第１制御手段に対して動作クロックを供給するクロック供給手段とを有し、
   前記第１制御手段は、
   前記中央装置から送信される省電力モード切替信号を受信する受信手段と、
   前記受信手段によって省電力モード切替信号が受信されたときに前記中央装置に対して省電力モードに切り替わる旨を通知する第１通知手段と、
   前記受信手段によって省電力モード切替信号が受信されたときに前記クロック供給手段に対して動作クロックの供給を停止するように指示する第１指示手段と、
   前記通信ケーブルの電圧変化が所定の閾値を越えたか否かを検知する検知手段と、
   前記検知手段によって前記電圧変化が所定の閾値を越えたことが検知されたときに前記クロック供給手段に対して動作クロックの供給を再開するように指示する第２指示手段と、
   前記中央装置を省電力モードから通常モードに切り替えたい場合に当該中央装置宛てに通常モード切替パケットを送信する送信手段と、
   を備える通信システム。
2. 前記中央装置は、前記各端末装置に対して、順次、省電力モード切替信号を出力することによって、前記各端末装置からモード切替することを示す信号を順次受信したことを条件として、自装置を省電力モードから通常モードに切り替える、請求項１記載の通信システム。
3. 前記中央装置又は前記各端末装置のいずれかによって、通信システム全体が省電力モードから通常モードに切り替えられる、請求項１記載の通信システム。
4. 請求項１記載の通信システムに用いられるいずれかの装置。

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