JP2012244377A - 複数子機同時制御システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 子機のそれぞれには該子機のみを特定するための識別データ及び該子機が所属する任意のグループを特定するための識別データが記録されており、制御信号には識別データを使用して構成され制御対象となる子機を指定する指定データが含まれており、制御信号の全部又は一部は複数の子機の全てに対してブロードキャスト送信されるものであり、制御信号を受信した子機は制御信号に含まれる指定データと自己に記録された識別データとを比較・演算することにより自己が制御信号による制御対象であるか否かを判別し、自己が制御対象であると判別した場合には制御信号に基づいて被制御機器の制御を行うもの。
【選択図】図1
Description
既に説明したように、従来の制御システムの場合には、各照明器具を個別に制御することは可能であり、又、全ての照明器具或いは各電力系統に接続されている全ての照明器具を同時に制御することも可能であるが、それ以外の組み合わせ、例えば、異なる電力系統に接続されている任意の照明器具の組み合わせで(例えば、任意の電力系統に接続されている照明器具の一部と隣接する別の電力系統に接続されている照明器具の一部との組み合わせ)、これらを同時に制御することはできないという問題があった。
この場合には、その組み合わせに含まれる照明器具に対応する複数の子機を個別に制御することになるが、制御に長い時間を要してしまうという問題があった。特に、「ZigBee」、「802.15.4G」、「低速PLC」等の通信速度が遅い通信手段や、周囲の状況により通信速度が遅くなる通信手段を用いた場合に顕著であった。
又、厳密には同時制御ではないので、対象となっている複数の照明器具を同時に点灯させることはできず、見た目が悪くなってしまうという問題もあった。
又、請求項2に記載された複数子機同時制御システムは、請求項1記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記指定データは論理式であり、該論理式には論理演算を行うための演算子が含まれていることを特徴とするものである。
又、請求項3に記載された複数子機同時制御システムは、請求項1又は請求項2記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記制御信号は1つのパケットに収められていることを特徴とするものである。
又、請求項4に記載された複数子機同時制御システムは、請求項1〜請求項3の何れかに記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記制御信号には上記被制御機器を制御するための動作指示データが含まれていて、上記動作指示データには動作を目標データとして一旦子機に記録させるものがあり、上記目標データを記録した上記子機は自身が対象となる動作指示データが含まれブロードキャスト送信された新たな制御信号を受信した場合に上記目標データに基づいて上記被制御機器を制御することを特徴とするものである。
又、請求項5に記載された複数子機同時制御システムは、請求項1〜請求項4の何れかに記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記子機にはセンサが接続されており、上記制御信号には上記センサにより測定された測定値を子機に記録するように指示する測定制御信号や、該記録された測定値を上記親機に送信するように指示する送信制御信号があることを特徴とするものである。
又、請求項6に記載された複数子機同時制御システムは、請求項5記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記子機に上記測定値が記録される際、上記測定値を取得した時刻も上記測定値とともに記録され、上記測定値が上記親機に送信される際、上記測定値を取得した時刻もともに送信されることを特徴とするものである。
また、請求項2記載の複数子機同時制御システムによると、請求項1記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記指定データは論理式であり、該論理式には論理演算を行うための演算子が含まれている構成になっているので、短い制御信号により複数の子機を同時に制御できるとともに、その子機の選択パターンをより複雑なものとすることができる。
また、請求項3記載の複数子機同時制御システムによると、上記制御信号は1つのパケットに収められているため、親機と子機との通信に要する時間を短縮することができ、本発明による複数子機同時制御システムの操作性を高めることができる。
また、請求項4記載の複数子機同時制御システムによると、請求項1〜請求項3の何れかに記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記制御信号には上記被制御機器を制御するための動作指示データが含まれていて、上記動作指示データには動作を目標データとして一旦子機に記録させるものがあり、上記目標データを記録した上記子機は自身が対象となる動作指示データが含まれブロードキャスト送信された新たな制御信号を受信した場合に上記目標データに基づいて上記被制御機器を制御するように構成されているので、まず、一つ一つの子機に対して目標データを送信し、その後、動作指示データを送信することにより、制御対象となる複数の子機を目標データに基づいて同時に制御することができる。この様な制御は、動作対象となる個々の子機を指定した制御信号を順次送信することで制御させていく場合に生じる通信ラグによる影響を回避することができ、確実に全ての子機を同時に動作させることができる。特に、子機に設定された識別番号を用いても制御対象となる子機を簡潔な指定データによって指定できない場合でも、制御対象となる子機を同時に制御させることが可能となる。
また、請求項5記載の複数子機同時制御システムによると、制御対象となる子機にセンサによる測定値を記録・蓄積するように指示する測定指示データを含む制御信号と、制御対象となる子機に記録・蓄積された測定値を親機に送信するように指示する送信指示データを含む制御信号が用いられるので、まず、複数の子機を対象とする測定指示データを含む制御信号を送信しておくことにより、その複数の子機のセンサによる測定を同時に行うことができ、センサの測定値を用いる制御が容易となる。
また、請求項6記載の複数子機同時制御システムによると、請求項5記載の複数子機同時制御システムにおいて、上記子機が上記測定値を記録・蓄積する際、上記測定値を取得した時間も上記測定値とともに記録・蓄積され、上記測定値が上記親機に送信される際、上記測定値を取得した時間も共に送信されるため、測定データとその測定データが取得された時間を用いることにより、測定データの補正等を行うことができる。
尚、本実施の形態においては1台の親機1を用いているが、複数台の親機1を用いることも考えられる。
上記親機1は、図1(a)に示されるように、親機用マイクロコンピュータ5と、この親機用マイクロコンピュータ5に接続された親機用無線通信モデム7と、親機用データ記憶装置9と、親機用プログラム記憶装置11と、操作インターフェース13とから構成されている。また、上記親機用無線通信モデム7には親機用アンテナ15が接続されている。
なお、1つの固有番号に対応する子機は1つしか存在しない。
また、上記複数の子機3の内、固有番号が「25」〜「36」のものは、上記識別番号テーブル28の第1識別番号メモリには「100」と記憶され、上記識別番号テーブル28の第2識別番号メモリには「103」と記憶され、上記識別番号テーブル28の第3識別番号メモリには「104」と記憶され、上記識別番号テーブル28の第4識別番号メモリには個々の子機3の固有番号が記憶されている。
また、上記複数の上記子機3の内、固有番号が「49」のものは、上記識別番号テーブル28の第1識別番号メモリには「100」と記憶され、上記識別番号テーブル28の第2識別番号メモリ及び第3識別番号メモリには何も記憶されず、上記識別番号テーブル28の第4識別番号メモリには子機3の固有番号「49」が記憶されている。
尚、図3は全ての子機3の識別番号テーブル28の中身を一つの表に纏めたものである。例えば、固有番号が「1」の子機3の識別番号テーブル28には、第1識別番号メモリに「100」と記憶され、第2識別番号メモリには「101」と記憶され、第3識別番号メモリには「104」と記憶され、第4識別番号メモリには「1」が記憶されている。以下、同様に、個々の子機3の識別番号テーブル28には、自身に該当する4種類の識別番号が記憶されているものである。
最初に、本実施の形態による親機1において行われる処理について説明する。まず、照明制御プログラムについて説明する。この照明制御プログラムとは、ユーザ17の入力に基づいて、親機1が制御対象の照明器具29及びそれに対応する子機3を特定して、照明制御信号をブロードキャスト送信するまでの処理を意味する。以下、図4のフローチャートと図5及び図6を参照して説明する。
((102&103)|49)&(!41)―――(I)
この論理式(I)は、複数の子機3の内の上記制御指示による制御対象を表している。すなわち、論理式(I)には、制御対象となる子機3を指定する識別番号、複数の識別番号が含まれる場合にこれらを論理演算するための論理演算子、論理演算の優先順位を決定する記号、等が含まれている。
この論理式(I)による識別番号の指定や論理演算についての詳細は、後述する。
尚、上記動作指示データとは、照明器具29を点灯させるための指示データ或いは消灯させる等の指示データを意味している。例えば、ユーザ17から「エントランスと南東部のみの照明器具29を点灯したいが固有番号「41」の子機3に対応する照明器具29のみ点灯したくない」と入力されたのであれば、上記動作指示データは「点灯せよ」という内容のものになる。
また、前述のステップS4の処理においては、照明制御信号(例えば、直接実行制御信号)のブロードキャスト送信のみを行っているが、処理の内容によっては、ステップS4において、ある種類の照明制御信号(例えば、目標設定制御信号)をユニキャスト送信した後に他の種類の照明制御信号(例えば、目標実行制御信号)をブロードキャスト送信する場合もある。
以上が照明制御プログラムの内容である。
尚、ここでいう変数kとは、子機3を特定するための固有番号に相当する任意の数字を意味している。
そして、ステップS14に移行する。このステップS14において、上記変数kと同一の固有番号を有する子機3に対して、自己の固有番号と記憶された温度データと測定時刻データの送信を指示する温度送信制御信号をユニキャスト送信する。上記温度送信制御信号とは、固有番号がkである子機を指定する指定データと、その子機の固有番号と温度データと測定時刻データの送信を命令する動作指示データとを組み合わせた制御信号である。また、上記温度送信制御信号は一つのパケットに収められて送信されるものである。
以上が温度取得リクエストプログラムの内容である。
例えば、全ての子機3を指定する指定データ「100」を含む温度送信制御信号をブロードキャスト送信によって全ての子機3に送信する場合を想定する。この場合、上記親機1からブロードキャスト送信された温度送信制御信号が親機1と全ての子機3との間のネットワーク経路に同時に流れることになり、ネットワークに大きな負荷を掛けてしまう。その上、上記温度送信制御信号を受け受信した全ての子機3が温度データ等を一斉に親機1に送信するため、ネットワーク上で子機3が送信した信号同士の衝突が起こり、それによって、子機3から親機1への温度データ等の送信に不具合が生じてしまうことが予想される。
本実施の形態の場合には、そのような事情に鑑みて、前述したようなユニキャスト送信を採用しているものであり、その場合、温度送信制御信号は親機1と特定の子機3との間にしか流れないので、ネットワークへの負荷を軽くすることができる。また、温度送信制御信号を受信した個々の子機3が順次温度データを送信することになるため、子機3から送信される温度データ等を含んだ信号の衝突を防止し、子機3から親機1への信号の伝達を確実なものとすることができる。
なお、上記子機3からの信号を受信していないのであれば、ステップS21を繰り返し、子機3からの信号が受信されるまで待機する。
なお、ステップS26による表示が終了した場合や、上記ステップS23で受信した信号が温度通知信号ではないと判断された場合は、ステップS21に戻り、子機3からの信号の受信があるまで待機する。
以上が温度表示プログラムの内容である。
なお、ここでいう制御信号とは、図4及び図7を参照して既に説明した各種の制御信号を意味している。
次に、ステップS32に移行する。このステップS32においては、受信した制御信号が照明制御信号(図4にて説明した照明制御信号)であるか否かを判別する。ステップS32において、受信した制御信号が照明制御信号であると判別された場合には、ステップS33に移行する。
例えば、指定データが前述した論理式(I)である場合、上記識別番号テーブル28に、識別番号「102」と「103」の両方又は識別番号「49」があり、且つ、識別番号「41」がないことを確認することによって、上記ステップS35における指定データと上記識別番号テーブル28との比較が行われる。
また、上記ステップS41における上記被制御機器4の操作としては、上記スイッチ31のオン/オフを行わせるもののほか、上記照明器具29を所定の照度に制御するものなども考えられる。
なお、ステップS36〜ステップS39においては、目標設定制御信号、目標実行制御信号、直接実行制御信号の順で判別しているが、判別の順序についてはそれに限定されるものではない。
その後、ステップS30に戻り、親機1からの制御信号の受信があるまで待機する。
以上が子機プログラムの内容である。
まず、図2に示すように配置された子機3の全てに接続された照明装置4の照明器具29を、消灯状態から点灯状態に移行する場合について説明する。 この場合、ユーザ17は親機1の操作インターフェース13を操作して全ての子機3に対応する照明器具29を点灯させる指示を行う。そして、図4に示されたフローチャートのステップS1において、その入力された指示が取り込まれる。そして、図4に示されたフローチャートのステップS2とステップS3によって、上記取り込まれた指示に基づいて、例えば、図10に示すような「指定データ」と「動作指示データ」が作成される。次に、ステップS4において、上記「指定データ」と「動作指示データ」が組み合わされた照明制御信号(直接実行制御信号)が全ての子機3にブロードキャスト送信される。
このようにして、図14に示されている照明制御信号(直接実行制御信号)によって、エントランスと南東部(図2中右下側)に配置された子機3のうち、固有番号「41」以外の子機3に接続された照明装置4の照明器具29が点灯されることになる。
そのため、偶数の固有番号を有する個々の子機3の全てに、まず、目標設定制御信号をユニキャスト送信し目標データを順次記憶させ、その後、全ての子機3に目標制御信号をブロードキャスト送信することで偶数の固有番号を有する個々の子機3の全てに照明器具29の点灯を同時に行わせるという方法を採用しているものである。
まず、親機1は、図16(b)に示されるような「指定データ」と「動作指示データ」からなる温度送信制御信号を順次ユニキャスト送信していく。この温度送信制御信号は、全ての子機3を個別に指定した「指定データ」と、自身の固有番号と子機用データ記憶装置23に記憶された「温度データ」と「測定時刻データ」とを親機1に送信する旨の「動作指示データ」とからなるものである。これが、図7のフローチャートにおけるステップS13からステップS16において行われる動作である。
dT=a÷b―――(II)
一方、実際に温度データ2′が測定された測定時刻2′と本来の温度データ2の測定時刻2との差はb′である。よって、実際に測定された温度データ2′と本来予定されていた測定時刻2における温度データ2との差(a′)は次の式(III)に示すようなものとなる。
a′=dT×b′―――(III)
そして、温度データ2′から上記差(a′)を減算することにより、本来予定されていた測定時刻2における温度データ2を推定することができる。
なお、前述の温度データ1〜温度データ3から温度の単位時間当たりの変化(dT)を求めることもでき、この場合は補正の精度をより高いものとすることができる。また、前述の例では、実際に測定された温度データから、温度の直線的な変化を求めることで補正を行ったが(直線補間)、その他の補正手段を用いる場合も考えられる。
まず、任意の複数の子機3を同時に制御しようとする場合の制御信号を短くすることができる。これは、子機3を特定するための識別番号として、子機3固有の識別番号だけではなく、任意の複数の子機3が含まれるグループを特定する識別番号も設定されているからである。そのため、任意の複数の子機3を同時に制御したい場合には、そのグループを特定する識別データを使用することにより、親機1から送信される制御信号を短くすることができるものである。
このように、制御信号を短くすることができるので、親機用無線通信モデム7や子機用無線通信モデム21が低速なものであっても、通信時間や子機3が動作を開始するまでの時間を短縮させることができる。
また、親機1と子機3との間の通信の信頼性が高くなり確実な動作を担保することができる。
また、制御信号の「指定データ」に書き込まれる論理式には、識別番号同士の論理演算を行う論理演算子や、論理演算の優先順位を規定する括弧記号等を含めることもできるので、さらに複雑な組み合わせの複数の子機3の同時制御を短い制御信号によって行うことができる。
なお、これは照明制御信号に限られたものではなく、その他の様々な制御信号に関しても同様にいえることである。
例えば、親機1や子機3の数、子機3の識別番号テーブル28に設けられた識別番号メモリの数、識別番号テーブル28に設定された識別番号の組み合わせ等は、この限りではない。
また、識別番号がどのような子機3のグループを示すかについてもこの限りではなく、前記一実施の形態で挙げた以外の子機3のグループを同時に制御することも可能である。
また、被制御機器としては、照明装置4に限られず、空調装置、冷蔵庫、冷凍機など、様々な機器が考えられる。
また、親機1から送信される「動作指示データ」としても、スイッチのオン/オフだけではなく、例えば、照明装置の制御であれば照度の調整や、空調・冷凍・冷蔵装置であれば温度の設定など、様々なパラメータを制御する動作を示すデータが考えられる。
また、前記一実施の形態においては、親機1と子機3との通信手段として無線通信を例に挙げて説明したが有線であってもよい。
また、前記一実施の形態においては、図7に示す温度取得リクエスト処理において、ステップS14〜ステップS16に示すようなユニキャスト送信を採用しているが、温度データを取得したい子機3の組み合わせによっては、これをブロードキャスト送信によって行うようにしてもよい。
その他、図示した構成はあくまで例である。
3 子機
4 照明装置(被制御機器)
27 温度センサ
28 識別番号テーブル
29 照明器具
31 スイッチ
Claims (6)
- 制御信号を送信する1つ以上の親機と、
上記制御信号を受信する複数の子機と、
上記子機に接続され上記子機が受信した上記制御信号に基づいて制御される被制御機器と、を具備し、
上記子機のそれぞれには該子機のみを特定するための識別データ及び該子機が所属する任意のグループを特定するための識別データが記録されており、
上記制御信号には上記識別データを使用して構成され制御対象となる上記子機を指定する指定データが含まれており、
上記制御信号の全部又は一部は上記複数の子機の全てに対してブロードキャスト送信されるものであり、
上記制御信号を受信した上記子機は上記制御信号に含まれる指定データと自己に記録された識別データとを比較・演算することにより自己が上記制御信号による制御対象であるか否かを判別し、自己が制御対象であると判別した場合には上記制御信号に基づいて上記被制御機器の制御を行うことを特徴とする複数子機同時制御システム。 - 請求項1記載の複数子機同時制御システムにおいて、
上記指定データは論理式であり、該論理式には論理演算を行うための演算子が含まれていることを特徴とする複数子機同時制御システム。 - 請求項1又は請求項2記載の複数子機同時制御システムにおいて、
上記制御信号は1つのパケットに収められていることを特徴とする複数子機同時制御システム。 - 請求項1〜請求項3の何れかに記載の複数子機同時制御システムにおいて、
上記制御信号には上記被制御機器を制御するための動作指示データが含まれていて、
上記動作指示データには動作を目標データとして一旦子機に記録させるものがあり、
上記目標データを記録した上記子機は自身が対象となる動作指示データが含まれブロードキャスト送信された新たな制御信号を受信した場合に上記目標データに基づいて上記被制御機器を制御することを特徴とする複数子機同時制御システム。 - 請求項1〜請求項4の何れかに記載の複数子機同時制御システムにおいて、
上記子機にはセンサが接続されており、
上記制御信号には上記センサにより測定された測定値を子機に記録するように指示する測定制御信号や、該記録された測定値を上記親機に送信するように指示する送信制御信号があることを特徴とする複数子機同時制御システム。 - 請求項5記載の複数子機同時制御システムにおいて、
上記子機に上記測定値が記録される際、上記測定値を取得した時刻も上記測定値とともに記録され、
上記測定値が上記親機に送信される際、上記測定値を取得した時刻もともに送信されることを特徴とする複数子機同時制御システム。
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