JP2012175589A

JP2012175589A - コンバータ

Info

Publication number: JP2012175589A
Application number: JP2011037764A
Authority: JP
Inventors: Yoshikazu Ino; 義一伊野
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2011-02-24
Filing date: 2011-02-24
Publication date: 2012-09-10

Abstract

【課題】空調機システムで使用される通信速度変換用コンバータにおいて、高速ネットワークからのデータを間引いて低速ネットワークへ中継する場合、低速ネットワークで室内機の温度に関する状態変化を早く認識できるようにデータを中継するコンバータを提供する。
【解決手段】制御部が変換データＡを低速ネットワークへ変換データＢを送信している間に、データＡ、Ｃを受信した場合、制御部はこれらのデータを高速側送信データバッファに記憶する。そして各データ内の設定温度と室温のデータとから温度差を算出して温度差テーブルに記憶する。そして制御部は、データＡ：３℃、データＣ：５℃の温度差により、温度差が大きいデータＣを次の変換データとして決定し、このデータを低速ネットワーク内の機器に中継する。
【選択図】図５

Description

本発明は、空調機システムにおいて通信速度の異なるネットワークに接続された機器の送受信データを変換して中継するコンバータに係わり、より詳細には、高速通信ネットワーク側から低速通信ネットワーク側へ送信されるデータの間引き処理に関する。

従来、通信速度の異なるネットワークに接続された機器の送受信データを変換して中継するコンバータにおいて、高速通信ネットワーク側から低速通信ネットワーク側へ送信されるデータは、原理上、すべてのデータを中継することができない。このため何らかの方法で高速通信ネットワーク側から来たデータを間引いて低速通信ネットワーク側へ中継しなければならない。

例えば図７の通信処理の説明図に示すように、低速側へ中継されるデータの送信中に高速側から周期的に来る送信データＡ〜Ｄを監視し、低速側へ中継されるデータの送信が終了した時点で、監視中に来たデータの中から１つのデータを選択し、このデータを次に低速側へ中継送信する。なお、監視期間は低速側への１つの通信データの送信開始から送信終了までとする。
このようにして中継するデータの選択と、その選択データの送信処理を繰り返せば、高速側からのデータは間引かれるが低速側へは連続してデータを中継できる。ただし、いつも同じデータが間引かれると問題なので、できるだけ均一に間引く工夫がされている。

例えば図７の例の場合、高速側からデータが周期的に来るため、まず最初に高速側から来る送信データＡを中継し、次に送信データＢ、送信データＣ、送信データＤを順次選択することで均等にデータを間引くようになっている。ただし、いつも高速側からデータが周期的に来るとは限らないので、間引かれたデータの数をカウントし、このカウント値が大きいデータ、つまり優先度が低いデータを一時的に優先度を上げて送信することで、優先度の低いデータが全く送信されない現象を回避している（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、複数の室内機や室外機が通信接続された空調機システムでは、複数の室内機を一括して制御するグループリモコンが複数用いられる。このグループリモコンの通信速度が室内機や室外機で用いられる通信速度よりも低速であるため、グループリモコンが通信接続される低速ネットワークと室外機や室内機が接続される高速ネットワークとの間に、コンバータを設け、このコンバータでデータを相互に中継することで通信速度が異なるネットワークを通信接続している。

このようなシステムではグループ化された各室内機へのグループリモコンからの指示データ、例えば、室内機の運転開始指示や設定温度の変更などのデータは、通信速度が低速側から高速側への送信となるため通信速度に関する問題はない。
一方、グループリモコンから指示された室内機はこの指示で運転を開始した後、指示された設定温度、風向、風量などに加え、さらに現在の室温が室内機の状態データとして定期的、例えば９０秒周期で各室内機から空調機システム内の各管理装置、例えばグループリモコンや集中管理装置へ送信されている。これらのデータは各室内機から個別に送信されるため、室内機の台数が多い場合や短い期間に複数の室内機からのデータが集中する場合にトラフィック量が増加してコンバータの処理限界を越える場合がある。このような場合はコンバータで高速側から低速側への通信データを間引く必要がある。

しかしながら、前述したように室内機からの状態データを均一に間引いた場合、グループリモコン側で欲しい情報の伝達が遅れてしまう場合がある。グループリモコン側で欲しい情報とは設定温度と室温との情報である。これらの温度差が小さい場合は室内機が快適に運転されていると考えられるが、この温度差が大きい場合は、設定温度が極端な値に設定されていたり、該当する室内機の部屋の窓やドアが開放されていると考えられる。従って設定温度と室温との差が大きい場合のデータはできるだけ早くグループリモコン側へ伝達することで、グループリモコン側で室内機の温度に関する状態変化を早く認識させる必要がある。

特開２０００−３５４０６５号公報（第５頁、図３）

本発明は以上述べた問題点を解決し、空調機システムで使用される通信速度変換用コンバータにおいて、高速ネットワークからのデータを間引いて低速ネットワークへ中継する場合、低速ネットワークで室内機の温度に関する状態変化を早く認識できるようにデータを中継するコンバータを提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決するため、請求項１に係わる発明は、複数の室内機が接続された第１ネットワークと、同第１ネットワークよりも通信速度が遅い第２ネットワークとを備えた空調機システムに備えられ、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとの間に接続され、これらのネットワーク間でデータを変換中継するコンバータであって、
前記コンバータは、前記室内機から送信され、設定温度と室温と前記室内機の識別情報とを含む状態データを監視し、
予め定められた所定時間内に送信された前記状態データにおける前記設定温度と前記室温との温度差によって優先順位を決定し、所定時間内に送信された前記状態データの中で前記優先順位が最も高い前記状態データを前記第１ネットワークから前記第２ネットワークへ変換中継することを特徴とする。

請求項２に係わる発明は、前記コンバータは、前記室内機が送信する前記状態データを変換中継する順位を記憶する優先順位テーブルを備えており、前記状態データを変換中継した時、変換中継された前記状態データと対応する室内機の優先順位を前記優先順位テーブルの最下位に繰り下げる処理を実行し、
前記温度差が予め定められた所定値以内の場合、前記所定時間内に受信した前記状態データの中で、前記優先順位テーブルの優先順位が最も高い室内機と対応する前記状態データを変換中継することを特徴とする。

以上の手段を用いることにより、本発明によるコンバータによれば、請求項１に係わる発明は、室内機から送信される状態データにおける設定温度と室温との差である温度差に従って中継する状態データの優先順位を決定して中継するため、通信速度が遅いネットワーク側で室内機の温度に関する状態変化を早く認識することができる。

請求項２に係わる発明は、温度差が小さい場合は各室内機の状態データを均一に間引いて中継することができる。

本発明によるコンバータを備えた空調機システムを示すブロック図である。本発明によるコンバータを示すブロック図である。本発明によるコンバータに記憶されるデータを示す説明図である。本発明によるコンバータの第１の動作を説明する説明図である。本発明によるコンバータの第２の動作を説明する説明図である。本発明によるコンバータの処理を示すフローチャートである。従来のコンバータの動作を説明する説明図である。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面に基づいた実施例として詳細に説明する。

図１は本発明によるコンバータを備えた空調機システムを示すブロック図である。この空調機システムは複数の冷媒系統Ａ、冷媒系統Ｂ・・・で構成されている。
冷媒系統Ａは室外機１０と、この室外機１０に図示しない冷媒管で接続された室内機２０〜室内機７０で構成されている。また、この冷媒系統Ａ内の室内機をグループ化して制御するグループリモコン１２が備えられている。グループリモコン１２と各室内機や室外機とはコンバータ１１を介して通信接続されている。
本実施例では複数の室内機をグループ化して一括で制御するグループ機能を備えたリモコンをグループリモコンと呼称する。

また、冷媒系統Ｂには室外機８０と、図示しないが冷媒系統Ａと同様な複数の室内機やグループリモコンが備えられている。そして、空調機システムには、このシステム内のすべての機器を制御する集中管理装置１が備えられており、この集中管理装置１とシステム内のすべての機器は通信線２で接続されている。従って空調機システム内の各機器は相互に通信を行うことができる。

空調機システムでは任意の機器と通信を行うため各機器固有のアドレスを備えている。例えば集中管理装置１は＃９９であり、室外機１０は＃００、室外機８０は＃１０、室内機２０から室内機７０まで順に＃０１から＃０６が、また、グループリモコン１２は＃０８、がそれぞれ割り当てられている。このようなアドレスの割り当てはシステムの設置時に行われる。

この空調機システムは通信速度の異なる２つのネットワークで構成されている。第１ネットワークは集中管理装置１、各室外機、各室内機が通信接続される高速ネットワークであり、第２ネットワークはグループリモコンが接続された低速ネットワークである。
コンバータ１１は低速ネットワークと高速ネットワークとの間で相互に通信速度を変換してデータを中継するものである。この実施例では高速側の通信速度は低速側の４倍であるとして説明する。

図２は本発明によるコンバータ１１のブロック図である。このコンバータ１１は、高速ネットワークの通信ラインに接続された高速側受信部１１ａ及び高速側送信部１１ｂと、低速ネットワークの通信ラインに接続された低速側受信部１１ｄ及び低速側送信部１１ｃと、各種のデータを記憶する記憶部１１ｅと、これらを制御する制御部１１ｆとを備えている。

制御部１１ｆは、低速側受信部１１ｄで受信したデータを一旦記憶部１１ｅに記憶させ、記憶させたデータを高速側送信部１１ｂから順次送信する。また、高速側受信部１１ａで受信したデータを一旦記憶部１１ｅに記憶させ、記憶させたデータを低速側送信部１１ｃから順次送信することで、高速側送信部１１ｂからは高速の通信速度で、低速側送信部１１ｃからは低速の通信速度でそれぞれ送信されるため、相互に通信速度を変換してデータを中継している。

図３は本発明によるコンバータ１１に記憶されるデータを示す説明図である。なお、説明の都合上、記憶部１ｅに区画されるバッファ領域をバッファと呼称する。
図３（１）は低速ネットワークから高速ネットワークへの低速側送信データバッファを、図３（２）は高速ネットワークから低速ネットワークへの高速側送信データバッファを、図３（３）はデータを中継する時の優先順位を決定するテーブルを、図３（４）は所定時間内に高速ネットワークから低速ネットワークへ送られる各データ内に格納されている設定温度と室温との差の値を記憶するテーブルである。

図３（１）において低速側送信データバッファには、宛先（アドレス）、送信元（アドレス）、運転指示、設定温度、運転モード、風量、風向を室内機に指示するデータが順次格納されており、これらを１つの室内機送信データとして最大４つのデータを格納する。なお、前述したようにアドレスとは各室内機や各室外機などの機器を識別する識別情報である。

図３（２）において、高速側送信データバッファは、宛先（なし）、送信元（アドレス）、室温、設定温度、運転モード、風量、風向に関する室内機の現在の状態をグループリモコンに通知するデータが順次格納されており、これらを１つの室内機の状態データとして最大４つのデータを格納する。

図３（３）において、データを中継する時の優先順位を決定する優先順位テーブルは、高速ネットワークから低速ネットワークへ中継されるデータについての優先順位を決定するものであり、優先順位が高い室内機から順にそのアドレスが格納されている。このテーブルに格納されるアドレスの数は室内機の台数と同じであるため、アドレスのデータ量×室内機台数のデータ領域が必要になる。

図３（４）において温度差テーブルは、所定時間内に高速ネットワークから低速ネットワークへ送られる各送信データ内に格納されている設定温度の値と室温の値との差を記憶する。例えば図３（２）のデータの場合、室温：２０℃で設定温度：２２℃であるため、このデータにおける温度差は２℃となる。これは送信元の室内機に設定されている設定温度と、この室内機が検出している室温の値である。

本実施例において所定時間とは、制御部１１ｆによって低速側送信部１１ｃから低速ネットワーク内へ送信される室内機の状態データの開始から終了までの時間を示している。高速側に対する低速側の速度差は４倍であるため、この所定時間内には高速ネットワーク内の室内機から高速側受信部１１ａへ最大４つの状態データが送られて来る可能性がある。制御部１１ｆはこの所定時間毎に受信した１番目から４番目のデータの各温度差を計算して格納する。なお、本実施例では説明の都合上、送信元アドレス：０１〜０４の室内機をこの１番目から４番目のテーブル位置に対応させている。室内機の台数が多い場合は、受信したアドレス値と温度差の値とをペアにして順次１番目からｎ番目のデータにするとよい。

本実施例では高速ネットワークのデータで示される設定温度と室温との温度差の条件により、高速ネットワークのデータを選択して低速ネットワークへ優先的に中継することが特徴である。なお、背景技術で説明したデータの均一間引き送信よりも温度差による優先送信の方が優先される。なお、温度差は２℃以上ある場合に温度差による優先順位が決定され、温度差が２℃未満の場合はデータの均一間引き送信を行う。

図４は本発明によるコンバータの第１の動作を説明する説明図である。図４においてデータの均一間引き送信の動作を説明する。図４は縦軸方向に、通信データの欄、温度差テーブルの欄、優先順位テーブルの欄に別れている。通信データの欄は横軸が時間を表しており、右向きの実線矢印が低速ネットワークへの変換データの送信を示している。また、斜めの実線は高速ネットワークからの定期通信データを示している。なお、温度差テーブルと優先順位テーブルとは前述した通りである。なお、説明の都合上、現在運転中の室内機２０〜室内機５０から送信されるデータをデータＡ〜データＤ、また、これに対応して低速ネットワークへ送信されるデータを変換データＡ〜変換データＤと呼称する。

図２、及び図４において、制御部１１ｆが変換データＡを低速側送信部１１ｃを介して低速ネットワークへ送信している間に、データＢ、Ｃ、Ｄを高速側受信部１１ａを介して受信した場合、制御部１１ｆはこれらのデータを高速側送信データバッファに記憶する。そして各データ内の設定温度と室温のデータとから温度差を算出して温度差テーブルに記憶する。ここではデータＢ、Ｃがそれぞれ１℃、データＤが温度差なしであり、全ての温度差は２℃未満である。従って温度差による優先処理は行わない。

次に制御部１１ｆは、現在送信中のデータ送信が完了した時、直前で送信した変換データの元データがＡであるため、優先順位テーブルの最初、つまり優先順位が最も高い場所にＡを記憶する。そして、高速側送信データバッファ内のデータの送信元を確認し、３つのデータＢ、Ｃ、Ｄの送信元アドレスＢ、Ｃ、Ｄ（実際は０２、０３、０４）を抽出する。そして優先順位テーブルの優先度が高い方から検索し、これらの送信元が優先順位テーブルに未登録である場合、最初に来たデータＢを次の変換データに決定し、このデータを高速側送信データバアッファから取り出して変換データＢとして送信する。

同様にこの変換データＢを低速側送信部１１ｃを介して低速ネットワークへ送信している時、データＡ、Ｂ、Ｄ、Ｃが高速側受信部１１ａを介して受信した場合、制御部１１ｆはこれらのデータを高速側送信データバッファに記憶する。そして各データ内の設定温度と室温のデータとから温度差を算出して温度差テーブルに記憶する。ここではデータＡ、Ｄがそれぞれ１℃、データＢ、Ｃが温度差なしである。従って温度差による優先処理は行わない。

次に制御部１１ｆは、前回送信した変換データがＢであるため、優先順位テーブルのＡの次にＢを記憶する。そして、高速側送信データバッファ内のデータの送信元を確認し、４つのデータの送信元のＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄを抽出する。そして優先順位テーブルの優先度が高い方から検索し、これらの送信元が優先順位テーブルに未登録である場合、最初に来たデータＤを次の変換データに決定し、このデータを高速側送信データバッファから取り出して変換データＤとして送信する。

以下同様に処理を行うが、データＡ、Ｂ、Ｄ、Ｃを順次送り終わった時、図４では変換データＣの送信直後、優先順位テーブルはＡ、Ｂ、Ｄ、Ｃの順になっている。そして、変換データＣを送信中に来たデータＢ、Ｄについて優先順位テーブルの優先度が高い方から検索する。最優先はＡであるがデータＡは来ていないので、その次の優先順位Ｂを次の変換データと決定する。このようにしてデータＡ〜Ｄが順不動となっても、また、必ずしも来ない場合であっても、優先順位テーブルにおいてすでにデータの中継が終了した送信元が最下位の優先順序になり、それ以外の送信元の優先順序が繰り上がるため均一にデータを間引くことができる。

図５は本発明によるコンバータの第２の動作を説明する説明図である。図５を用いて温度差による優先順位を用いた場合を説明する。図５は縦軸方向に、通信データの欄、温度差テーブルの欄、優先順位テーブルの欄に別れている。各項目は図４で説明しているので詳細な説明を省略する。

制御部１１ｆが変換データＡを低速側送信部１１ｃを介して低速ネットワークへ変換データＢを送信している間に、データＡ、Ｃを高速側受信部１１ａを介して受信した場合、制御部１１ｆはこれらのデータを高速側送信データバッファに記憶する。そして各データ内の設定温度と室温のデータとから温度差を算出して温度差テーブルに記憶する。ここではデータＡが３℃、データＣが５℃であり、温度差が２℃以上のデータがあるため、温度差による優先処理を均等に間引く処理よりも優先して行う。

このため制御部１１ｆは、データＡ：３℃、データＣ：５℃の温度差により、温度差が大きいデータＣを次の変換データとして決定する。そして制御部１１ｆが変換データＣを送信している間に、データＡ、データＢ、データＣを高速側受信部１１ａを介して受信した場合、これらのデータを高速側送信データバッファに記憶する。そして各データ内の設定温度と室温のデータとから温度差を算出して温度差テーブルに記憶する。ここではデータＡが３℃、データＢが２℃、データＣが１℃であり、温度差が２℃以上のデータがあるため、温度差による優先処理を均等に間引く処理よりも優先して行う。このため制御部１１ｆは、３つのデータの中で一番温度差が大きいデータＡを次の変換データとして決定する。そして、高速側送信データバッファからＡと対応する宛先アドレスを持つ状態データを抽出し、低速側送信部１１ｃを介して低速ネットワーク内へ送信する。

このため、室温と設定温度との温度差が大きいデータが優先的に低速ネットワークへ送信され、温度差が所定の値：２℃よりも小さい場合は、データが均等に間引かれて低速ネットワークへ送信されるので、室内機の監視に必要な情報を確実にグループリモコンへ伝達することができる。なお、全ての状態データは室内機の監視に必要な情報であるが定期的に送信されるデータである。従って、これらの必要度を考えた場合、温度の変化がないデータより変化があるデータの方が重要である。上記の例では３つのデータの中で一番温度差が大きいデータＡが重要なデータである。

以上説明したように、室内機から送信される状態データにおける設定温度と室温との差である温度差に従って中継する状態データの優先順位を決定して中継するため、通信速度が遅いネットワーク側の機器では、室内機の温度に関する状態変化が大きい重要なデータを早く認識することができる。
また、図４で説明したように優先順位テーブルを用いて次に送る変換データが選択される。このため、温度差が小さい場合は各室内機の状態データを均一に間引いて中継することができる。

次に、コンバータ１１の動作を図６に示す制御部１１ｆの制御フローチャートを用いて説明する。この図６に記載のＳＴはステップを表し、これに続く数字はステップ番号を、また、ＹはＹｅｓを、ＮはＮｏをそれぞれ表している。

なお、前述したようにコンバータ１１は、高速ネットワークのデータを低速ネットワークへ中継する処理と、低速ネットワークのデータを高速ネットワークへ中継する処理とを並行して同時に実行しているが、低速ネットワークのデータを高速ネットワークへ変換する処理については、通信速度に関する問題がないのでデータのバッファリング処理だけであるためここでは説明を省略する。図６では本発明による高速ネットワークのデータを低速ネットワークへ中継する処理についてのみ記載している。

制御部１１ｆはまず最初に、高速ネットワークからの通信データがあるか確認する（ＳＴ１）。高速ネットワークからの通信データがある場合（ＳＴ１−Ｙ）、高速側受信部１１ａを介して受信した高速ネットワークからの通信データを高速側送信データバッファに格納する（ＳＴ１０）。そしてＳＴ１へジャンプする。

高速ネットワークからの通信データが無い場合（ＳＴ１−Ｎ）、次に高速側送信データバッファにデータがあるか確認する（ＳＴ２）。高速側送信データバッファにデータが無い場合（ＳＴ２−Ｎ）、ＳＴ１へジャンプする。

一方、高速側送信データバッファにデータが有る場合（ＳＴ２−Ｙ）、低速ネットワークへデータを送信中か確認する（ＳＴ３）。低速ネットワークへデータを送信中の場合（ＳＴ３−Ｙ）、ＳＴ１へジャンプする。低速ネットワークへデータを送信中でない場合（ＳＴ３−Ｎ）、高速側送信データバッファ内のデータの各温度差を算出する（ＳＴ４）。各温度差とは設定温度と室温との差である。次に優先順位テーブルを更新する（ＳＴ５）。これは、直前に送信されたデータの送信元のアドレスを優先順位テーブルの最下位にすることである。

次に、算出した温度差で２℃以上のデータがあるか確認する（ＳＴ６）。算出した温度差で２℃以上のデータがある場合（ＳＴ６−Ｙ）、温度差が最大の高速側送信データを次の低速側送信データに選択し、このデータの低速ネットワークへの送信を開始するＳＴ７）。なお、温度差が最大のデータが複数ある場合は、優先順位テーブルにおいて優先度が高い方のデータを選択する。そして、高速側送信データバッファと温度差テーブルとをクリアしてＳＴ１へジャンプする。

一方、算出した温度差で２℃以上のデータが無い場合（ＳＴ６−Ｎ）、優先順位テーブルをサーチして次の低速側送信データを選択し、このデータの低速ネットワークへの送信を開始する（ＳＴ９）。そして、ＳＴ８へジャンプする。なお、次の低速側送信データの選択処理とは、優先順位テーブルの最優先の室内機アドレスから順に低い優先順位を検索し、高速側送信データバッファ内に格納されているデータの宛先アドレスに一致するものがあれば、このデータを次の低速側送信データにする処理を示す。

なお、本実施例では、設定温度と室温との温度差により中継の優先順位を決定しているが、これに限るものでなく、状態データの中のデータ、例えば風量の大小や風向の状態によって優先順位を決定するようにしてもよい。

１集中管理装置
２通信線
１０、８０室外機
１１コンバータ
１１ａ高速側受信部
１１ｂ高速側送信部
１１ｃ低速側送信部
１１ｄ低速側受信部
１１ｅ記憶部
１１ｆ制御部
１２グループリモコン
２０、３０、４０、５０、６０、７０室内機

Claims

複数の室内機が接続された第１ネットワークと、同第１ネットワークよりも通信速度が遅い第２ネットワークとを備えた空調機システムに備えられ、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとの間に接続され、これらのネットワーク間でデータを変換中継するコンバータであって、
前記コンバータは、前記室内機から送信され、設定温度と室温と前記室内機の識別情報とを含む状態データを監視し、
予め定められた所定時間内に送信された前記状態データにおける前記設定温度と前記室温との温度差によって優先順位を決定し、所定時間内に送信された前記状態データの中で前記優先順位が最も高い前記状態データを前記第１ネットワークから前記第２ネットワークへ変換中継することを特徴とするコンバータ。
前記コンバータは、前記室内機が送信する前記状態データを変換中継する順位を記憶する優先順位テーブルを備えており、前記状態データを変換中継した時、変換中継された前記状態データと対応する室内機の優先順位を前記優先順位テーブルの最下位に繰り下げる処理を実行し、
前記温度差が予め定められた所定値以内の場合、前記所定時間内に受信した前記状態データの中で、前記優先順位テーブルの優先順位が最も高い室内機と対応する前記状態データを変換中継することを特徴とする請求項１記載のコンバータ。