JP2014229362A - 無線機器制御システムおよび無線機器ペアリング方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 正確なペアリングを簡便な方法により行なうことが可能な無線機器制御システムおよび無線機器ペアリング方法の提供。【解決手段】 複数色を用いる点灯規則と機器識別子を含む認証データを生成可能なＩＤ生成部、ＩＤ生成部が生成する点灯規則に従って複数色による点灯が可能な発光部、及び前記ＩＤ生成部が生成した認証データを無線媒体により送信可能な無線通信部を備える機器２ａ，２ｂと、第１の無線通信部が送信する認証データを受信可能な第２の無線通信部、第２の無線通信部が受信する認証データに含まれる点灯規則を表示可能な表示部、及び表示部に表示された点灯規則を選択可能な操作部を備える端末１を具備する無線機器制御システム。【選択図】 図１

Description

本発明は、機器と端末を無線でペアリングする無線機器制御システムおよび無線機器ペアリング方法に関する。

天井や壁等に取り付けられた複数の照明器具をリモートコントロール装置（以下、リモコンという）により遠隔制御する際に、リモコンから発信した信号の各照明器具における受信強度を利用して、照明器具の選択・制御を行なう方法が知られている（特許文献１参照）。より具体的には、リモコンからの赤外線信号の照明器具における受信強度を検出し、この強度値をリモコンに送信する。リモコンでは、強度値と照明器具のアドレスを対応付けることで、一つのリモコンで複数の照明器具を個別に選択・制御することができる。

特開２００１−２４４０８４号公報

無線通信を行なう機器同士は、無関係の機器と通信しないよう、セキュリティ維持や正確な操作を実現するために互いを認証し合う作業を要する（ペアリング）。一度ペアリングが済むと必要情報が互いの機器に保存され、その後の通信に利用される。従って、操作者が予定していないペアリングが行なわれると、その後の通信に悪影響が生じる。

特許文献１記載が開示するペアリング方法では、ビーム角や通信距離など赤外線等の光通信に特徴的な制約が存在する。また、赤外線通信機能を持たない制御機器についてペアリングを行なうことはできない。本発明の課題は、正確なペアリングを簡便な方法により行なうことが可能な無線機器制御システムおよび無線機器ペアリング方法を提供することにある。

本発明の一実施形態による無線機器制御システムは、複数色を用いる点灯規則と機器識別子を含む認証データを生成可能なＩＤ生成部、ＩＤ生成部が生成する点灯規則に従って複数色による点灯が可能な発光部、及びＩＤ生成部が生成した認証データを無線媒体により送信可能な無線通信部を備える機器と、第１の無線通信部が送信する認証データを受信可能な第２の無線通信部、第２の無線通信部が受信する認証データに含まれる点灯規則を表示可能な表示部、及び表示部に表示された点灯規則を選択可能な操作部を備える端末と、を具備することを特徴とする。
また、本発明の一実施形態による無線機器ペアリング方法は、複数色を用いる点灯規則と機器識別子とを含む認証データを生成し、点灯規則に従って外部から視認可能なように複数色の点灯を行い、認証データを無線媒体により送信し、送信された認証データを受信し、受信した認証データに含まれる点灯規則を表示し、表示した認証データの選択入力を受けることを特徴とする。

上記の無線機器制御システムおよび無線機器ペアリング方法によれば、正確なペアリングを簡便な方法で行なうことが可能である。

本発明の第１の実施形態に係る無線照明制御システムを説明するためのブロック図である。 第１の実施形態における無線照明制御システムにおける機器ペアリング方法を説明するフローチャートである。 第１の実施形態における無線機器ペアリング方法における点灯順序を示す図である。 第１の実施形態における端末１の画面表示例を含む正面図である。 本発明の第２の実施形態に係る無線空調制御システムを説明するためのブロック図である。 第２の実施形態における空調装置の正面模式図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施形態として、無線照明制御システムとそのペアリング方法について説明する。ＬＥＤ等の光源を用いた照明装置をスマートフォン等の携帯端末を用いて遠隔制御する技術が提案されている。例えば、スマートフォンと照明装置との間に無線通信を確立して、スマートフォンに保存された音楽データを照明装置に内蔵されたスピーカーに送出し、スピーカーから音楽を再生することができる。他には、無線通信を確立したスマートフォンから照明装置の色や照度、照明シークエンス（連続／不連続照射・照射タイミング・照射光色・照射強度・照射方向等）を制御することも考えられる。

スマートフォンによる照明装置の正確な選択・制御を実現するためには、スマートフォンと照明装置をペアリングする必要がある。例えば、一つのスマートフォンを複数の照明装置と無線通信によりペアリングすることを考える。この場合、まず各照明装置をペアリング可能状態にした後に、スマートフォンから無線技術を使って各照明装置の検出信号を送出し、検出信号を受信した各照明装置は、その応答として自己の無線通信用物理アドレスとローカル名を含む情報を無線により送出する。

照明装置からの応答を受信したスマートフォンは応答を受信した照明機器の一覧をディスプレイ上に表示する。しかし、この方法によれば、例えば、同じ型番の照明装置について同じローカル名が複数表示されることとなり、設定者が正確な選択をなしえないという不具合が想定される。そこで、本実施形態では、以下に述べる構成や方法に使い、より正確なペアリングを図る。

無線照明制御システムの構成例
図１は、第１の実施形態に係る無線照明制御システムを説明するためのブロック図である。図１中の破線は、この照明システムが存在する空間を模式的に示している。図１の１は、このシステムにおける端末である。図１の２は、このシステムにおける照明装置であり、ここでは例として２台の照明装置２ａ，２ｂを示している。同一空間内における照明装置は３台以上であってもよい。

端末１は、照明装置２ａ，２ｂの制御に用いるユーザー端末である。端末１は照明装置２ａ，２ｂとの間で夫々ペアリングを行なうものであり、例えば、リモコン、携帯電話、多機能携帯端末（スマートフォン）、タブレット型コンピュータ、ＰＣ等、種々の遠隔制御端末を用いることができる。リモコンの例としては、照明装置２ａ，２ｂ専用リモコンの他、照明装置２ａ，２ｂと他の電気機器も含めたリモコン等も考えられる。

ペアリングした後に必要なソフトウェアプログラムやソフトウェアデータ等を照明装置２ａ，２ｂに送信することを想定することもできる。この場合は、端末１は当該ソフトウェアやデータの外部からの入手と照明装置２ａ，２ｂへの送信に好適な機能を搭載していることが望ましく、端末１としては携帯電話や多機能携帯端末、タブレット型コンピュータやＰＣ等が好適である。

例えば、インターネット上にある照明装置の制御ソフトを照明装置２ａ，２ｂで実行することを想定すると、端末１は、インターネットに接続可能であり、かつ、照明制御プログラムをインターネットから受信し、照明装置２ａ，２ｂに転送するユニットを備えることが望ましい。また、インターネット上にある音楽ソフトを照明装置２ａ，２ｂに設けたスピーカーにより再生する場合には、端末１は、インターネットに接続可能であり、かつ、音楽プログラムをインターネットから受信し、照明装置２ａ，２ｂに転送するユニットを備えることが望ましい。さらに、照明と音楽再生とを連動させる制御プログラムについても同様である。

照明や音楽などの比較的軽量のプログラムソフトを扱う際は、携帯性・操作性に優れた携帯電話や多機能携帯端末が望ましい。例えば、映画やＴＶ番組等の映像と音楽、映像と照明、あるいは映像と音楽と照明を連動させて楽しむことも考えられる。この場合は、端末１にも相応の一時記憶容量やデータ処理能力が必要である。この場合には、端末１はタブレット型コンピュータやＰＣ等が望ましい。

次に、端末１の構成について説明する。端末１は照明装置２ａ，２ｂと通信するための無線通信部を備える。無線通信の媒体としては、後に述べるペアリングの際に照明装置２ａ，２ｂの光色を視認できる距離の通信に適した方式が好ましい。例としては、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Bluetooth（登録商標）等のいわゆる無線ＬＡＮの他、赤外光等の光無線通信等がある。但し、無線ＬＡＮは通信角が広いことから望ましい。

端末１は無線通信部の他に、配線等により無線通信部と通信可能に接続され、無線通信部が受信したデータを処理する処理部、配線等により処理部と通信接続され、処理部により処理されたデータを少なくとも一時的に記憶する記憶部、配線等により処理部と通信可能に接続され、処理部で表示用に加工されたデータを表示する表示部を備える。図１では、例として、送受信データの処理部と表示データ加工用の処理部をまとめて表示したが、夫々を分けた個別の処理回路としてもよい。尚、端末１の内部構成は後に説明するペアリングが可能な範囲で、種々変形可能であり、また、様々な機能部を付加することが可能である。

次に、照明装置２ａ，２ｂの構成について説明する。照明装置２ａ，２ｂは、無線通信部の他に少なくとも処理部、ＩＤ生成部、発光部を備える。処理部は、配線等により無線通信部と通信可能に接続されており、端末１とのペアリングの際に必要となる認証データ（認証ＩＤ）の生成指示をＩＤ生成部に送出し、認証データ生成部から受けた認証ＩＤを無線通信部に送出する。

ＩＤ生成部は、配線等により処理部と通信可能に接続されており、処理部からの要求を受けて、照明装置固有の認証ＩＤを生成して処理部へ送出する。発光部は、照明装置２ａ，２ｂの光源部分であり、複数色の点灯が可能である。点灯色としては、青、緑、黄、橙、赤、紫、白等がある。端末１と照明装置２ａ，２ｂのペアリングの際にはこれらの機能部を用いる。

照明装置２ａ，２ｂは、ユーザーの制御により発光部が点灯・調光・調色・消灯等する機能を備えてもよい。さらに、照明装置２ａ，２ｂには、照明ソフトや音楽ソフトのソフトウェアプログラムのデータ処理機能を備えさせることも可能である。例えば、照明装置２ａ，２ｂは、端末１から無線により送出された照明ソフトのデータを無線通信部で受信し、処理部に転送する。処理部は、受信したデータを発光用信号に変換し、発光部に送出する。発光部は受信したデータに従い、発光する。

また、例えば、端末１から無線により送出された音楽ソフトのデータを無線通信部で受信し、処理部に転送する。処理部は音楽データであることを判別したら、音声データ再生部に送出する。音声データ再生部は受信した音楽データをスピーカー再生用に復号して、スピーカーに送出する。スピーカーは受信した再生用復号データに基づいて音楽を再生する。尚、照明ソフトや音楽ソフトのデータ処理を予定しない照明装置２ａ，２ｂについては、処理部におけるデータ処理用の機能や、音声データ再生部やスピーカー等の機能部を搭載する必要はない。

無線機器ペアリング方法
次に、端末１と照明装置２ａ，２ｂとのペアリング（無線接続設定）について、図２を参照しつつ説明する。端末１と照明装置２ａのペアリング、端末１と照明装置２ｂのペアリングは同じ工程を踏むため、ここでは端末１と照明装置２ａのペアリングを例に説明する。

まず、端末１とペアリングする照明装置２ａに対し、ペアリングモードに移行するよう指示する（Ｓ１）。ペアリングモードへの移行は、例えば、端末１設けられたペアリング専用ボタンを押下する方法、ペアリング専用ボタンにかえて特定のボタンを数秒間長押しする方法、または壁スイッチを短時間に所定回数繰り返し押下する方法等がある。尚、端末１とは別に照明装置２ａ専用リモコン（図示せず）を使いペアリングモードへ移行させてもよい。

ペアリングモードに移行した照明装置２ａでは、処理部がＩＤ生成部に対して照明装置２ａの機器識別用の識別データを生成するよう指示し（Ｓ２）、ＩＤ生成部が認証ＩＤを生成する（Ｓ３）。この認証ＩＤは、照明装置２ａの機器名を示すデータ、照明装置２ａのペアリング用の点灯規則を示すデータ、及び照明装置２ａの通信用アドレスを示すデータを含んでいる。照明装置２ａの機器名には型番等の番号等を加えてもよい。

照明装置２ａの点灯規則は、処理部を介して点灯パターンデータを受信した発光部がペアリング用に点灯する動作を示す。このペアリングには可視光の点灯色を用いる。ペアリング用の点灯パターンの詳細については図３を用いて後述する。

照明装置２ａの通信用アドレスには、端末１との無線通信の際に用いる通信用アドレスを用いることが望ましい。例えば、端末１との通信にBluetoothを用いる場合にはBluetoothアドレスであり、Ｗｉ−Ｆｉを用いる場合にはＭＡＣアドレスを用いることができる。ＩＤ生成部は、生成した認証ＩＤを照明装置２ａの処理部へ送信する（Ｓ４）。

照明装置２ａのペアリングモード指示後に、端末１は外部からの無線機器検索指示を受けて（Ｓ５）、無線機器の検索リクエストを送信する（Ｓ６）。照明装置２ａの無線通信部は、端末１から受信した検索リクエストを処理部に送出するとともに、この応答として処理部から受信した認証ＩＤを端末１に対し無線送信する（Ｓ７）。また、検索リクエストを受けた処理部は、機器識別データの中の点灯パターンを示すデータを発光部に送信する（Ｓ８）。

端末１の無線通信部は、認証ＩＤ、すなわち、照明装置２ａの機器名を示すデータ、照明装置２ａの点灯パターンを示すデータ、及び照明装置２ａの通信用アドレスを示すデータを受信すると、このデータを端末１の処理部に送る。認証ＩＤを受信した処理部は、認証ＩＤから照明装置２ａの機器名、点灯パターン、通信用アドレスを示す表示データを生成し、端末１の表示部に送る。表示データを受領した表示部は、認証ＩＤの表示データを表示する（Ｓ１０）。

この表示データは、例えば、機器名、点灯パターン、通信用アドレス等の文字列である。点灯パターンは、文字表示ではなく画像表示によるものでもよい。例えば、点灯パターンは、図４に示すような図や、あるいは、点灯色と同色の図形（円形や角形の環状体や盤状体）の配列等によって、表示するのが端末１操作者の便宜である。図４については後に詳述する。

照明装置２ａでは、点灯パターンを示すデータを受領した発光部がデータに従って点灯する（Ｓ１１）。ここで、点灯パターンの一例を図３に示す。図３（ａ）、（ｂ）は、夫々、点灯パターン（一周期）を示す図である。

図３（ａ）に示す点灯例は、照明装置２ａの発光部の動作例として、ＯＦＦ状態から始まって順次、点灯１（赤点灯）、ＯＦＦ、点灯２（青点灯）、ＯＦＦ、点灯３（黄点灯）、ＯＦＦ、点灯４（橙点灯）、ＯＦＦ、消灯の順である。これに対し、図３（ｂ）は、別の点灯例として、ＯＦＦ状態から順次、点灯１（赤点灯）、ＯＦＦ、点灯２（青点灯）、ＯＦＦ、点灯３（赤点灯）、ＯＦＦ、点灯４（青点灯）、ＯＦＦ、消灯の順の態様である。

図３の例では、点灯とＯＦＦを一定期間Ｔ１内で行ない、一周期は５回のＴ１を含んでいる。Ｔｉ内のＯＦＦ期間を省略したり、一周期の中のＴ１の数を４回未満にしたり、６回以上にしたりすることも可能である。尚、端末１操作者（ペアリング実行者）の便宜のため、１周期を複数回繰り返し行なうことが望ましい。

図４は、端末１の正面図の一例である。端末１の正面には、表示部と操作部が備えられている。表示部は、液晶や有機ＥＬ等の表示画面である。操作部はハードウェアの入力部でもよいし、タッチパネル方式の入力部であってもよい。

図４の表示部には、認証ＩＤが表示されている。すなわち、検索により取得した認証ＩＤから生成した照明装置の名称や型名（図４ではシーリングライト）、その点灯パターン、及びその無線通信用アドレスが対応付けられて（図４の例では一行の中に）表示されている。また、同じ検索リクエストに対して、識別データを受信した他の照明装置がある場合には、その名称や型名（図４ではシーリングライト）と点灯パターンと無線通信用アドレスが表示されている。

ここで、照明装置２ａの認証ＩＤに含まれる点灯パターンが、図３（ａ）の点灯パターンである場合には、表示部の照明装置２ａに対応する行の点灯パターンには、赤、青、黄、橙、の四色の円（図４では有色の点灯は全て黒塗り円で表示）と消灯を示す中抜きの円がこの順に並べて表示される。すると、操作者が点灯パターンを目視確認した照明装置２ａは、図４表示部における最初の行のシーリングライトであることが判る。

また、端末１の無線通信範囲は、通信媒体や通信強度によって半径１０メートルから半径１００メートル圏内まで様々であり、その通信圏内に照明装置２ａとは別の照明装置が同時期にペアリングモードにある場合、端末１が発する検索リクエストに対して照明装置２ａと同様に自己の識別データを送信してくる。例えば、集合住宅や集合施設等では、複数の空間において同時に照明装置の無線ペアリングを行なう場合である。その際に、端末１は受信した認証ＩＤを順次表示部に表示する。図４の例では、照明装置２ａ以外の３台から受信した認証ＩＤに基づいて、夫々の検索装置名、点灯パターン、通信アドレスを表示している。

操作者は、照明装置２ａの発光部の点灯パターンを目視確認し、操作部の上下キー等を操作して、目視確認した点灯パターンと同じ点灯パターンが表示された検索装置（図４の例では最初の行のシーリングライト）を選択し、照明装置２ａと紐付けする（Ｓ１２）。すると、端末１は、選択された検索装置の無線通信用アドレスを照明装置２ａの識別アドレスとして自己の記憶領域に格納する（Ｓ１３）。端末１は照明装置２ａの無線通信用アドレスと自己の無線通信用アドレスを示す信号を自己の無線通信部から送信する（Ｓ１４）。

この信号を受けた照明装置２ａは、自己の無線通信用アドレスを確認し、このアドレスと共に送られてきた端末１の無線通信用アドレスを自己のペアリング対象のアドレスとして記憶領域に格納する（Ｓ１５）。同時にペアリング状態にある他の照明装置（図４の２番目から４番目に表示された３台の装置）も端末１からの無線信号を受信するが、受信した無線信号の中に自己の無線通信用アドレスが含まれていないと判断すると、この信号を破棄する。以上により、端末１と照明装置２ａのペアリングが完了する。

本実施形態によれば、赤外線通信に特徴的な制約を回避することができる。また、赤外線通信機能を持たない端末とのペアリングを行なうことが可能となる。さらに、本実施形態によれば、操作者の想定する範囲外に存在する照明装置とのペアリングを防ぐことができ、その後の照明装置の誤選択・誤動作を回避することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施形態として、無線空調制御システムとそのペアリング方法について説明する。図５は、この無線空調制御システムの構成を示すブロック図である。端末１１は、第１の実施形態における端末１１と同様である。

空調装置１２ａ，１２ｂは、空気調整機構を備え、これらが配置された空間の温度や湿度などを調整する機構である。空調装置１２ａ，１２ｂの無線通信部、処理部、ＩＤ生成部は第１の実施形態と同様である。空調装置１２ａ，１２ｂの発光部は、空調装置１２ａ，１２ｂの表面下部等、外部から視認容易な位置に設けられ、多色点灯が可能である。多色点灯の例としては、多色点灯する一つの点灯部が設置されているもの、互いに異なる色で点灯する単一色点灯部が複数設置されているものなどがある。

第１の実施形態では、照明装置２ａ，２ｂの照明機能を担う発光部が端末１とのペアリングにおける点灯機能も担っていた。しかし、第２の実施形態の発光部はペアリングにおける点灯機能を担うが、照明機能は備えていない。端末１１と空調装置１２ａ，１２ｂとのペアリング方法は第１の実施形態におけるものと同様であり、詳細な説明を省略する。

図６（ａ），（ｂ）は、空調装置１２の正面図の例を示す。発光部は、操作者による目視が容易なように、例えば、空調装置１２の正面下部に配置されている。図６（ａ）の発光部は一つの点灯部を備える。この場合には図３を用いて説明した点灯順序に従って、点灯部が発光する。

図６（ｂ）の発光部は互いに異なる色の複数の点灯部を備える。この場合には、点灯部毎に発光色が異なり、各色の配置によってペアリングすることとなる。つまり、６個の点灯部を互いに異なる固定色の発光部とし、夫々のＯＮ／ＯＦＦの組合せパターンを本実施形態における点灯規則とすることもできる。

例えば、発光部の左側から青、緑、黄、赤、紫、白の固定色とし、夫々ＯＮ／ＯＦＦを青ＯＮ、緑ＯＦＦ、黄ＯＮ、赤ＯＮ、紫ＯＦＦ、白ＯＦＦという点灯規則とする。発光部はこの規則通り、一定期間だけ点灯し、端末１１の表示部では一定期間内に、左から青中塗り○、中抜き○、黄中塗り○、赤中塗り○、中抜き○、中抜き○の行を表示する。操作者は発光部による点灯規則を目視により確認し、これと同じ態様の表示行を選択することで、ペアリングを行なうことができる。

第１の実施形態の点灯規則によれば、一つの点灯部のシリアル発光によるためコストを削減できる。一方、図６（ｂ）による点灯規則では、複数の点灯部によるパラレル表示によるため操作者による視認がより確実であり、また容易である。

第１の実施形態では無線照明制御システムについて、第２の実施形態では無線空調制御システムについて説明したが、本発明はその他の無線機器制御システムへの適用も可能である。無線機器制御システムの例としては、照明や空調の他、給湯器、床暖房、ドアホン、電子錠等の様々な機器を無線で制御するシステムがある。これらの無線機器制御システムのうち、機器本来の機能部（例えば、給湯器であれば給湯機能部）とその無線通信部を分離して、無線通信部を搭載したアダプタや子機部分にペアリングに用いる発光部を設けることが望ましい。

以上、本発明の実施形態を説明したが、これら実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１、１１…端末、２ａ、２ｂ…照明装置、１２ａ，１２ｂ・・・空調装置

Claims (4)

1. 複数色を用いる点灯規則と機器識別子を含む認証データを生成可能なＩＤ生成部、前記ＩＤ生成部が生成する点灯規則に従って複数色による点灯が可能な発光部、及び前記ＩＤ生成部が生成した認証データを無線媒体により送信可能な無線通信部を備える機器と、
   前記第１の無線通信部が送信する認証データを受信可能な第２の無線通信部、前記第２の無線通信部が受信する認証データに含まれる点灯規則を表示可能な表示部、及び前記表示部に表示された前記点灯規則を選択可能な操作部を備える端末と、を具備することを特徴とする無線機器制御システム。
2. 前記表示部は認証データに含まれる点灯規則を、点灯色を示す文字列もしくは色付き記号により表示することを特徴とする請求項１記載の無線機器制御システム。
3. 前記点灯規則は、一定期間内に点灯と消灯を行い、前記一定期間毎に点灯色を変え、最後に消灯することを特徴とする請求項１または２記載の無線機器制御システム。
4. 複数色を用いる点灯規則と機器識別子とを含む認証データを生成し、
   前記点灯規則に従って外部から視認可能なように複数色の点灯を行い、
   前記認証データを無線媒体により送信し、
   送信された前記認証データを受信し、
   受信した前記認証データに含まれる点灯規則を表示し、
   表示した前記認証データの選択入力を受けることを特徴とする無線機器ペアリング方法。

Images