JP2015082783A - 機器制御システムおよび家電機器 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＳＬ通信を開始する前に時刻情報を取得してサーバとのセキュアな通信を実現することができる機器制御システムおよび家電機器を得る。
【解決手段】外部接続部２は、サーバ５を経由せずに操作端末７との通信を行う宅内モードと、サーバ５経由で操作端末７との通信を行う宅外モードとを選択可能に構成され、ネットワークに接続されたとき宅内モードでサーバ５に対してＨＴＴＰ通信で時刻情報の送信要求を行い、サーバ５から時刻情報を取得した後にＨＴＴＰＳ通信でサーバ５との通信を行うように構成されている。
【選択図】図１０

Description

本発明は、機器制御システムおよび家電機器に関する。

公開鍵暗号や秘密鍵暗号、デジタル証明書などのセキュリティ技術を組み合わせることで、データの盗聴や改ざん、なりすましを防ぐための通信プロトコルとしてＳＳＬ（Secure Sockets Layer）がある。特に、インターネットで広く使われているＷＷＷ（World Wide Web）やＦＴＰ（File Transfer Protocol）などにおいてはＳＳＬによりデータを暗号化することにより、プライバシーに関わる情報やクレジットカード番号、企業秘密などを安全に送受信することができる。このＳＳＬによる通信を行うためには通信する両者での時刻同期が必要であり、例えばネットワーク端末とこの端末に接続されるサーバとが各々持つ時刻の時間差が一定時間以内となるようにしなければならない。そのため、例えばネットワーク端末の電源が投入されてからサーバとの間でＳＳＬ通信を開始するまでには、両者が持つ時刻の時間差を一定時間よりも小さくなるように補正しなければならない。

例えば下記特許文献１に示される従来技術では、時刻補正の方法として、ネットワーク端末とサーバとの間で常にＳＳＬ通信を行うためにネットワーク端末の電源投入時と定期的なタイミングにおいて、ネットワーク端末がサーバからの時刻情報を取得して時刻を同期させてＳＳＬ通信を行うことが開示されている。

特開２００５−３５２９４０号公報

しかしながら、上記特許文献１に代表される従来技術は、スマートフォンなどの操作端末が宅内のＬＡＮ環境にあるときにはサーバを経由せずに家電機器との通信を行い、操作端末が宅内のＬＡＮ環境にないときにはサーバ経由で家電機器との通信を行うように構成されたシステムにおけるＳＳＬ通信を想定しているものではないため、このようなシステムにおいて家電機器とサーバとが各々持つ時刻の時間差が一定時間以上にずれた場合にはＳＳＬ証明が不正なものとしてサーバに接続することができないという課題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＳＳＬ通信を開始する前に時刻情報を取得してサーバとのセキュアな通信を実現することができる機器制御システムおよび家電機器を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ネットワークに接続されたサーバと宅内の機器をネットワークに接続する接続部とを備え、前記機器をネットワーク経由で操作端末から制御する機器制御システムであって、前記接続部は、前記サーバを経由せずに前記操作端末との通信を行う第一の通信モードと、前記サーバ経由で前記操作端末との通信を行う第二の通信モードとを選択可能に構成され、前記ネットワークに接続されたとき前記第一の通信モードで前記サーバに対してＨＴＴＰ通信で時刻情報の送信要求を行い、前記サーバから時刻情報を取得した後にＨＴＴＰＳ通信で前記サーバとの通信を行うことを特徴とする。

この発明によれば、ＳＳＬ通信を開始する前に時刻情報を取得してサーバとのセキュアな通信を実現することができる、という効果を奏する。

図１は、本発明の実施の形態に係る機器制御システムを模式的に示す図である。 図２は、被制御機器および外部接続部の内部構成図である。 図３は、操作端末に表示される操作画面の一例を示す図である。 図４は、機器制御システムに適用される通信モードを説明するための第１の図である。 図５は、機器制御システムに適用される通信モードを説明するための第２の図である。 図６は、操作端末が無線ＬＡＮ通信をできる環境にあるときの動作を説明するための図である。 図７は、操作端末が無線ＬＡＮ通信をできない環境にあるときの動作を説明するための図である。 図８は、機器制御システムの動作を示すシーケンス図である。 図９は、操作権管理部における操作権管理動作のフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態に係る機器制御システムにおいて無線ＬＡＮルータに接続されるデバイスの情報を操作端末に登録する際のシーケンス図である。 図１１は、図１０に示される時刻要求動作の変更例を説明するための図である。

以下に、本発明に係る機器制御システムおよび家電機器の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る機器制御システムを模式的に示す図である。機器制御システムは、被制御機器１、外部接続部２、無線ＬＡＮルータ３、手元操作端末４、サーバ５、および操作端末７で構成されている。サーバ５はネットワーク６を介して無線ＬＡＮルータ３と操作端末７に接続され、無線ＬＡＮルータ３には外部接続部２が接続されている。外部接続部２には被制御機器１が接続される。以下の説明では、特に言及しない限り被制御機器１は「機器１」、外部接続部２は「接続部２」、無線ＬＡＮルータ３は「ルータ３」、操作端末７は「端末７」と省略して説明する。

機器１は、空気調和機、冷蔵庫、テレビなどの家電機器である。機器１から出力される情報としては、機器１の機種を特定するための機種情報、機器１の運転状態や運転モードなどを表す動作状態情報、機器１を特定するための型名や製造番号などの識別情報などである。以下、特に言及しない限りこれらの情報は被制御機器情報１ａと称する。なお、本実施の形態に係る機器制御システムでは、機器１に接続部２が接続されているが、後述する遠隔通信部２４に接続部２の機能を持たせるように構成してもよい。また、機器１の機種は空気調和機、冷蔵庫、およびテレビに限定されるものではなく遠隔操作を行うことができる家電機器であればどのような機器でもよい。また、接続部２に接続される機器１は複数であってもよい。

端末７は、機器１を制御可能な端末であり、機器１を制御するための専用の制御端末でもよいし、機器１を制御する機能を実行するアプリケーションソフトウェアを携帯電話やタブレット端末、スマートフォン等に実装することで制御端末として使用するようにしてもよい。

端末７は２種類の通信モードを選択可能に構成されており、一方の通信モードは接続部２が接続されたルータ３の電波が届く無線ＬＡＮ環境下にあるときの宅内モードであり、他方の通信モードは接続部２が接続されたルータ３の電波が届かない環境下にあるときの宅外モードである。

端末７のモード切替は、予め端末７に登録されたルータ３（接続部２が接続されたルータ３）の電波が届く範囲（例えば宅内）にあるときには自動的に宅内モードが選択され、接続部２が接続されたルータ３の電波が届く範囲にないときには自動的に宅外モードが選択される。宅内モードが選択された端末７は、無線ＬＡＮ通信機能（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信）によってルータ３にアクセスし、ルータ３、および接続部２を経由して機器１を制御することができる。端末７が無線ＬＡＮ通信機能で機器１を制御（モニタおよび操作）することを宅内操作と呼ぶ。宅外モードが選択された端末７は、インターネット通信機能によって３Ｇ、４Ｇ、ＬＴＥなどの通信規格に準拠した通信網やインターネットなどの公共無線通信網（以下単に「ネットワーク６」と称する）にアクセスし、サーバ５、ルータ３、および接続部２を経由して機器１を制御することができる。端末７がインターネット通信機能で機器１を制御することを宅外操作と呼ぶ。

一般にルータ３には、ルータ３に接続されるデバイスのＩＰアドレスをＤＨＣＰによって決める機能があり、ルータ３に接続されるデバイスである接続部２および端末７には固有のＩＰアドレスが割り当てられる。なお図示省略されているが、ルータ３とネットワーク６との間にはルータ３をネットワーク６に接続するための光回線あるいはＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）のモデムが設置されている。

手元操作端末４は機器１に標準で付属する赤外リモコンなどであり、例えば３８ｋＨｚの近赤外線を搬送波として用い、近赤外線の伝播特性から、機器１と同一室内での使用に向いている。機器制御システムにおいては、宅外にある端末７からの操作よりも宅内にある手元操作端末４からの操作が優先される。また手元操作端末４は端末７に操作権が与えられている場合でも優先して操作を反映できるため、仮に端末７やネットワーク６が故障した場合でも手元操作端末４から機器１の設定が可能である。一方、端末７はルータ３との間で無線ＬＡＮ通信ができない場合でもネットワーク６を使用して遠距離での通信ができるため、機器１との間の障害物の有無に拘わらず通信ができるというメリットがある。

サーバ５には、端末７が接続されるＷｅｂサーバ５−１と、Ｗｅｂサーバ５−１が処理したデータを格納するデータベースサーバ５−２などがある。データベースサーバ５−２内の固有エリアは機器１ごとに割り当てられており、端末７は予め登録された機器１の固有エリアにだけアクセスすることができる。またサーバ５の操作権管理部５−３は、例えば端末７が操作に関するアプリケーションを立上げたときにその端末７に対して操作権を与えることで、操作権が与えられた端末７による遠隔操作のみを許可する。操作権が与えられた端末７は、サーバ５にアクセスすることによりデータベースサーバ５−２内の固有エリアにある被制御機器情報１ａを取得する以外にも機器１の設定を変更する場合、操作権が与えられた端末７がサーバ５にアクセスしてデータベースサーバ５−２内の固有エリアの設定を端末７から変更する。操作権管理部５−３における操作権の管理動作に関しての詳細は後述する。

接続部２とルータ３との間の通信は無線通信であっても有線通信であってもよく、無線通信としては例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）のようなＩＥＥＥ８０２．１１シリーズの無線ＬＡＮ通信方式に準拠した信号や、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）もしくは９００ＭＨｚ帯の特定小電力通信を用いることができる。ただし、必ずしもこれらの規格に準拠している必要はなく、それ以外の通信方式に準拠した無線通信でもよい。また、有線通信についてもＩＥＥＥ８０２．３のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＲＳ４８５通信などがよく利用されているがこれ以外の通信方式でもよい。

接続部２は、機器１の通信方式とルータ３の通信方式とを相互に変換する機能を有する。例えば、機器１がもつ独自の通信方式で機器１から送信された被制御機器情報１ａを、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）などの無線通信方式に準拠した通信データに変換してルータ３へ送信する。また、無線通信方式でルータ３から送信された設定情報を、機器１の通信方式に準拠した通信データに変換して機器１へ送信する。設定情報は機器１をモニタおよび操作するための情報であり、端末７が操作されたとき接続部２を介して機器１に対して送信される。

また接続部２は、宅外モードと宅内モードを選択可能に構成されている。接続部２のモード切替は、端末７の操作により切替えられ、または接続部２に設けられたモード切替用スイッチを選択することにより切替えられる。

宅内モードが選択された接続部２は、機器１に一定周期でアクセスして被制御機器情報１ａの送信を要求し、機器１からの被制御機器情報１ａを記憶する。このとき接続部２に格納される被制御機器情報１ａは最新の情報だけでもよいが、例えば１分周期で過去５分のデータを接続部２に保存しておき、それらのデータを端末７に送信するように構成してもよい。そして、接続部２は、例えば端末７からの送信要求を受信したとき、記憶した被制御機器情報１ａを、ルータ３を介して端末７に送信する。また、端末７からの設定情報はルータ３を介して接続部２に送信され、接続部２は受信した設定情報を機器１に転送する。

このように、宅内モードに切替えられた接続部２および端末７ではサーバ５を介さずに通信が行われるため、接続部２とサーバ５との間の通信周期Ｔ１（図８参照）に依存することなく、即座に機器１をモニタおよび操作することができる。また、サーバ５にアップロードされる情報量が低減されるためサーバ５の負担増を抑制することができる。

なお、機器１は手元操作端末４でも操作することができるが、接続部２を用いることにより、機器１の通信方式が汎用的な通信方式、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）やＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの通信方式に変換される。そのため、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）に対応した端末７が宅内にある場合にはルータ３との無線ＬＡＮ通信で機器１をモニタおよび操作することができる。

一方、接続部２は、宅外モードが選択されているときの通信モードとして宅内通信または宅外通信（図５参照）がある。宅内通信とは、操作権が与えられ宅内モードで動作中の端末７で宅内操作が行われた際、端末７と接続部２との間でサーバ５を経由せずに行われる通信である。宅外通信とは、操作権が与えられ宅外モードで動作中の端末７で宅外操作が行われた際、端末７と接続部２との間でサーバ５を経由して行われる通信である。

端末７がルータ３と無線ＬＡＮ通信をしている場合、接続部２はルータ３を介して、宅内通信にて端末７からの通信を受けつける。宅内通信中の接続部２では、機器１に一定周期（例えば１秒間隔）でアクセスして被制御機器情報１ａの送信を要求し、機器１からの被制御機器情報１ａを記憶する。被制御機器情報１ａを記憶した接続部２は、例えば端末７からの送信要求を受信したとき、記憶した被制御機器情報１ａをルータ３経由で端末７に送信する。また、端末７からの設定情報はルータ３経由で接続部２に送信され、接続部２は受信した設定情報を機器１に転送する。このように接続部２は、宅外モードが選択されている場合でも端末７が無線ＬＡＮ環境にあるとき、サーバ５を経由しない通信（宅内通信）を行うように構成されている。

端末７が無線ＬＡＮ通信でルータ３と通信していない場合、接続部２では、機器１に一定周期でアクセスして被制御機器情報１ａの送信を要求し、機器１からの被制御機器情報１ａを記憶する。そして、宅外通信中の接続部２は通信周期Ｔ１（例えば５分間隔）でデータベースサーバ５−２内の固有エリアにアクセスし、記憶した被制御機器情報１ａをアップロードすると共に、データベースサーバ５−２内の固有エリアに格納されている設定情報をダウンロードして機器１に送信する。設定情報をダウンロードすることによって、宅外にある端末７は、サーバ５経由で機器１の操作を間接的に行うことができる。インターネット経由で機器１にアクセスするためには専用の通信経路（ＩＰアドレス）を持つ必要がある。一般にはプロバイダとの契約は１契約であり、専用経路のための費用を削減するため使用中のインターネット契約を変更させることなく機器１のモニタおよび操作を行う通信方式が望ましい。そこで本実施の形態の機器制御システムは、宅外操作される端末７と接続部２とがサーバ５経由で情報の伝送を行うように構成されている。

なお、一般的に接続部２は機器１に接続されて使用されるが、給電用の電源線、グラウンド線、通信線などを用いて接続することにより機器１からの給電により駆動するように構成してもよい。また、通信データについては端末７が機器１の通信プロトコルを認識する必要があり、接続部２は汎用通信プロトコルに変換するものであっても、機器１の独自の通信プロトコルに変換するものであってもよく、機器１の機能が拡張されたとしても端末７の機能も合わせて拡張すればよい。また、端末７のユーザが機器１を制御する場合、端末７が操作された時点での操作および応答が要求される。そのため、接続部２は端末７からの通信を常時受け付けることができるように構成されている。

図２は、機器１および接続部２の内部構成図である。機器１は、機器１の全体の制御を行う制御部１０と、手元操作端末４や接続部２との通信を行う通信部２０と、上下フラップや左右ベーンなどを操作して室内空間に向かって吹き出す気流の風向（室内空間の上下、左右等の方向）を変更する風向変更部３０と、ラインフローファンを制御して気流の風速を変更する風速変更部４０と、機器１の冷凍サイクルの動作を制御して吹き出す気流の温度を変更する出力温度変更部５０とを備えている。

制御部１０は、風向変更部３０を操作して機器１から吹き出す気流の風向を制御する風向制御部１１と、風速変更部４０を操作して吹き出し気流の風速を制御する風速制御部１２と、出力温度変更部５０を操作して吹き出し気流の温度を制御する温度制御部１３と、通信部２０を操作して機器１以外の機器との通信を行う通信制御部１４と、を備えている。

温度制御部１３は、機器１の室内機の内部や手元操作端末４に設置されたサーミスタを用いて室内温度を検出する温度検出部１３−１と、手元操作端末４や端末７で設定された設定温度を通信部経由で入力する設定温度入力部１３−２と、温度検出部１３−１で検出された室内温度と設定温度入力部１３−２に入力された設定温度とを比較して温度差分を検出する温度差分検出部１３−３と、温度差分検出部１３−３で検出された温度差分に基づいて出力温度変更部５０を操作して吹き出し気流温度を制御する出力温度制御部１３−４とで構成される。

通信部２０は、機器１の室内機と室外機との間の通信を行う室内−室外機間通信部２１と、手元操作端末４との間の通信を行うリモコン間通信部２２と、外部通信部２３または遠隔通信部２４とで構成される。

外部通信部２３は、機器１の通信に汎用性を持たせるためのインターフェイスであり、例えば汎用の通信アダプタ（接続部２）を接続して外部との通信を行う場合に用いられる。外部通信部２３は、接続部２に電源を供給する電源供給部２３−１と、接続部２との間で被制御機器情報１ａや設定情報の通信を行う外部通信処理部２３−２とで構成される。遠隔通信部２４は外部通信部２３の機能と接続部２の機能とを併せ持ち、接続部２を使わずに通信を行うためのインターフェイスである。従って端末７で機器１のモニタおよび操作を行うためには、外部通信部２３または遠隔通信部２４のいずれか一方を用いればよい。ただし遠隔通信部２４を使わない場合、外部通信部２３に接続部２を接続する必要がある。

接続部２は、電源供給部２３−１から供給される電源を接続部２の内部で使用する電圧レベルの電圧に変換する電源変換部２−１と、外部通信処理部２３−２と通信する外部通信処理部２−２と、外部通信処理部２−２が受信した機器１からのデータを無線通信方式に準拠した通信データに変換すると共に、無線通信部２−４で受信されたルータ３からの通信データを機器１の通信方式に準拠した通信データに変換する通信変換部２−３と、通信変換部２−３で変換された通信データを無線通信方式でルータ３へ送信すると共に、ルータ３から送信された通信データを通信変換部２−３へ送信する無線通信部２−４とで構成される。電源供給部２３−１と電源変換部２−１との間は電源配線で接続され、外部通信処理部２３−２と外部通信処理部２−２との間は通信用配線で接続される。電源配線は接続部２が消費する電力を供給するための配線であるため、一般には通信用配線と同じ仕様の配線を使用してよい。

なお、電源供給部２３−１は必ずしも機器１内に搭載する必要は無く、ＡＣアダプタを用意してこのＡＣアダプタから接続部２に給電するようにしてもよい。ただし一般的に機器１は室内上部、特に室内上部の壁面に設置されることが多く、室内床面付近に給電コンセントがある場合にはＡＣアダプタと接続部２との間の電源配線の引き回しが面倒となる。従って機器１に接続部２の機能を搭載した方が利便性の面で有利である。

図３は、端末７に表示される操作画面７−１の一例を示す図である。図３には端末７の表示制御機能（図示せず）によってタッチパネル液晶に表示される操作画面７−１の一例が示され、図示例の操作画面７−１は操作対象の機器１が空気調和機の場合の例である。操作画面７−１は、ユーザによって設定された設定内容（例えば運転モードなど）や機器１の運転状態（室温など）を表示する情報表示部７−１ａと、操作ボタン情報表示部７−１ｂとで構成される。操作画面７−１を表示するためのアプリケーションは、予め機器１の種類別に作成されてサーバ５に記録されており、端末７がサーバ５にアクセスしてアプリケーションをダウンロードすることにより端末７に記録され、端末７のアプリケーションにより操作画面７−１を作成する。

操作ボタン情報表示部７−１ｂには複数の操作ボタンが表示され、操作ボタンとしては、例えば、機器１の運転を起動する運転ボタンと機器１を停止させる停止ボタンとから成る運転／停止操作ボタン部と、冷房・暖房・除湿・送風などの運転モードを設定する運転モードボタンと、設定温度や風速の上げ下げや風向の向きを設定する操作ボタンとで構成した設定操作ボタン部がある。なお、図３の情報表示部７−１ａでは、室内機の風向の表示例として、室内機の側面方向から見た風向がイラストで示されているが、このようなイラストの代わりに「上」「中」「下」などの文字で風向を表示してもよい。また、風速についても「静」「弱」「中」「強」と文字だけの表示にしてもよい。また、運転ボタンが押された直後に操作内容を反映させると、操作ボタンの押し間違えや変更に対応できない。そのため、操作を確認する目的も含めて設定内容を送信するための送信ボタンを設けて、この送信ボタンが押されたときに設定内容を送信するように構成すれば、操作ボタンの押し間違えなどに起因した誤操作を抑制することができる。

図４は、機器制御システムに適用される通信モードを説明するための第１の図である。図５は、機器制御システムに適用される通信モードを説明するための第２の図である。前述したように接続部２および端末７にはそれぞれ２種類の通信モードが設定されている。図５に記される（１）〜（５）の通信内容は図４の（１）〜（５）の符号に対応している。

宅内通信（１），（２），（４）では、接続部２が接続されたルータ３の電波が届く範囲にある端末７と接続部２との間で、サーバ５を介さずに機器１の操作およびモニタが行われる。宅外通信（３），（５）では、接続部２が接続されたルータ３の電波が届かない範囲にある端末７と接続部２との間で、サーバ５経由で機器１の操作およびモニタが行われる。

宅内通信（１），（２），（４）では端末７で操作設定が行われたときのみ接続部２と端末７との間の通信が発生し、その通信がサーバ５を経由することなく伝送される。これに対して宅外通信（３），（５）では、通信周期Ｔ１で機器１のデータがサーバ５にアップロードされ、かつ、サーバ５の設定情報が接続部２にダウンロードされる。従って、宅内通信（１），（２），（４）では端末７で操作設定が行われたときのみ接続部２と端末７との間の通信が発生するのに対して、宅外通信（３），（５）では端末７における操作設定の有無とは無関係に通信が発生する。

このように接続部２と端末７の双方で宅内通信中である場合、宅内通信（１），（４）によってサーバ５を介すことなく機器１の操作およびモニタが可能である。また、接続部２と端末７の双方で宅外通信中である場合、端末７が宅外にあるか否かに係わらず（端末７の通信モードに係わらず）、機器１の操作およびモニタが可能である。

なお、接続部２とサーバ５との通信周期Ｔ１によるサーバ５の接続負荷を軽減するため、接続部２にはデフォルトの設定として宅内モードを設定しておき、宅外モードに切替える必要があるときにだけ、接続部２のスイッチまたは端末７で宅外モードに切替えるように構成してもよい。また端末７で接続部２の通信モードを切替える場合にはよりセキュアであるように、端末７が宅内モードであるときにだけ切り替えることができるように構成してもよい。

図６は、端末７が無線ＬＡＮ通信をできる環境にあるときの動作を説明するための図である。例えば接続部２が接続されたルータ３の電波が届く範囲にある端末７は宅内モードに切替えられ、接続部２では宅内通信（１）または（２）が行われる。宅内モードに切替えられた端末７で設定操作が行われたとき、設定情報はルータ３、接続部２の順で接続部２に送信される（経路ａ）。機器１からの被制御機器情報１ａは接続部２、ルータ３の順で端末７に送信される（経路ｂ）。なお、端末７とルータ３は、無線ＬＡＮで使用される汎用的な暗号方式（ＷＰＡ−ＡＥＳ、ＴＫＩＰなど）で接続され、接続部２が接続されたルータ３の電波の届く範囲であれば宅内モードで機器１を操作できる。

端末７の設定情報は、ルータ３、ネットワーク６の順でサーバ５にも送信され（経路ｃ）、設定情報を受信した操作権管理部５−３では端末７に対する操作権が与えられ、その操作権が登録される。操作権が登録されたタイミングから端末７の操作権が発生し、端末７から接続部２に対して設定を送信できるようになり、端末７の設定が有効となる。このように宅内モードで操作設定が行われる場合でも端末７の操作権が管理される。そのため端末７からの操作を確実に機器１へ反映することができると共に、機器１を操作したにも係わらず操作設定が、他の端末７による操作により反映されていない、ということを防ぐことができる。

図７は、端末７が無線ＬＡＮ通信をできない環境にあるときの動作を説明するための図である。図６との違いは端末７がインターネット通信でネットワーク６に接続されている点である。なお、端末７が宅内にある場合でも無線ＬＡＮ通信が有効になっていない場合には図７のように通信が行われる。

接続部２が接続されたルータ３の電波が届く範囲にいない端末７は宅外モードに切替えられる。接続部２は、サーバ５に対して自己のＭＡＣ（Media Access Control）アドレスやシリアル番号と共に機器情報（被制御機器情報１ａ）をアップロード（経路Ｎ１）すると共に、データベースサーバ５−２内の自己のデータ（ＭＡＣアドレスやシリアル番号で管理された設定データ）をダウンロード（経路Ｎ２）する。設定データが変更されている場合、機器１は設定データに基づいて設定を変更する。

なお、サーバ５内の操作対象のデータ領域を例えばＭＡＣアドレスにより管理しておき、複数の端末７が操作およびモニタできるデータ領域は、予めＭＡＣアドレス情報を含めて登録した機器１だけの情報としておくことで、不特定の端末７からの操作を防ぐことができる。また、手元操作端末４のように機器１が見える位置からの操作とは異なり、宅外操作では誤操作によって意図しない設定がされる可能性がある。このようなことを防止するために操作権の管理が行われるが、機器１の状態確認については操作権が与えられた端末７以外の端末でも確認することができる。なお、操作権を与えるタイミングは端末７で設定操作が行われたときに限定されるものではなく、例えば端末７が起動したときでもよい。

端末７の設定情報は、ネットワーク６経由でサーバ５に送信される（経路ｄ）。設定情報を受信した操作権管理部５−３では端末７に対する操作権が与えられ、その操作権が登録される。操作権を登録されたタイミングから端末７の操作権が発生する。

図８は、機器制御システムの動作を示すシーケンス図である。図８では２台の端末７ａ，７ｂが示されているが、これらの端末７ａ，７ｂは前述した端末７と同様の機能を有するものである。ここでは何れも端末７ａ，７ｂにも操作権が与えられていない状態で端末７ａの操作が端末７ｂの操作よりも先に行われた場合の動作を説明する。

Ｕｎ（ｎは１以上の整数）は、接続部２が通信周期Ｔ１でサーバ５に被制御機器情報１ａをアップロードし、かつ、サーバ５に格納された設定情報をダウンロードするタイミングである。Ｍｎ（ｎは１以上の整数）は端末７ａが画面更新周期Ｔ２（端末７が画面を自動更新する周期。例えば３分）で状態表示を最新の状態に更新するタイミングである。

（１）ＡＭ０９：００に接続部２からサーバ５に被制御機器情報１ａがアップロード（Ｕ１）され、（２）ＡＭ０９：０２に端末７ａからサーバ５に機器１の設定（Ｓ１）の変更が指示された場合、（３）接続部２は、ＡＭ０９：０５のＵ２のタイミングでダウンロードした設定指示を機器１に送信する。これにより設定（ＳＨ１）が機器１に反映される。

（４）接続部２は、機器１に設定（ＳＨ１）が反映された後のＡＭ０９：１０のＵ３のタイミングで、機器１に反映された設定（ＳＨ１）の情報をサーバ５にアップロードする。これにより機器１の設定内容がサーバ５にフィードバックされる（ＳＦ１）。（５）そのため端末７ａによりＡＭ０９：１１のＭ３のタイミングで、機器１に設定が反映されたことを確認することができる。

なお、機器１の外部通信部２３または遠隔通信部２４は、端末７からの設定情報を受信したとき、設定情報を制御部１０に伝達し、制御部１０は設定情報に基づいて機器１内の動作を制御する。例えば、設定温度の上昇／下降に関する設定情報を受信したとき、出力温度制御部１３−４は設定温度に対応した出力温度が得られるように出力温度変更部５０を制御する。例えば、夏場に現在の室温が２８度のとき、端末７で設定された設定温度も２８度である場合、設定温度通りの室内温度になっている。この状態で屋外から帰宅した人が、室内が暑いために設定温度ボタンを操作して設定温度を２度下げると、温度検出部１３−１の検出温度が２８度であるのに対して、設定温度入力部での入力温度は２６度になる。温度差分検出部１３−３は設定温度に対して室内温度が２度高いことを検出し、出力温度制御部１３−４は室内温度を２度下げるため、出力温度変更部５０を用いて例えば室内機と室外機との間に循環する冷媒量を制御する。その結果、冷媒温度が下げられ、室内温度を下げることができる。

また、機器１が風速設定の操作ボタンの入力情報を受信したとき、風速制御部１２が設定風速値に対応した風速が得られるように風速変更部４０を制御する。例えば、現在の風速が弱の状態から、端末７により風速を上げて強に設定した場合、機器１の風速制御部１２は風速変更部４０の風速を予め登録してある「強値」に対応するファン回転数に変更して風速を変更する。

また、機器１が風向設定の操作ボタンの入力情報を受信したとき、風向制御部１１が設定風向値に対応した風向が得られるように、風向変更部３０を制御する。例えば、現在下向きに吹き出している風向を端末７で上向きに風向変更する信号を送信した場合、端末７の設定変更信号を機器１の通信部２０が受信して制御部１０に伝達し、制御部１０の風向制御部１１が風向変更部３０のフラップの向きを上向きに変更することで風向が変更される。

機器１の操作は手元操作端末４でも行うことも可能であり、この場合、手元操作端末４からのリモコン信号はリモコン間通信部２２で受信されて制御部１０に伝達される。それ以降の処理は端末７から操作信号を受信した場合と同じである。

機器１は、前述した動作状態情報を、外部通信部２３または遠隔通信部２４を介して端末７へ送信し、動作状態情報を受信した端末７では被制御機器情報１ａの運転モードや風向などが表示される。手元操作端末４で機器１の設定変更が行われた場合でも、動作状態情報が端末７へ送信されるため、機器１の最新の運転状態を確認することができる。

次に操作権の管理動作について説明する。図９は、操作権管理部５−３における操作権管理動作のフローチャートである。ここでは端末７ａに操作権が与えられた場合を想定して説明する。

端末７ａの操作権が登録されたとき、操作権管理部５−３は操作権の登録タイミングで操作権タイマのカウントを開始する（ステップＳ３１）。操作権タイマはアップカウンタでもダウンカウンタでもよいが、ここではアップカウンタと仮定して説明する。

操作権タイマが所定時間Ｔ未満のとき（ステップＳ３２，Ｙｅｓ）、操作権管理部５−３は、端末７ａからの設定情報（設定操作要求）の有無により端末７ａが操作されたか否かを判断する。端末７ａの操作が無い場合（ステップＳ３３，Ｎｏ）、操作権タイマが所定時間Ｔを超えたか否かが判断される（ステップＳ３２）。

ステップＳ３３において、端末７ａの操作があった場合（ステップＳ３３，Ｙｅｓ）、操作権管理部５−３では操作権タイマのカウントがリセットされ（ステップＳ３４）、再び操作権タイマのカウントが開始される（ステップＳ３１）。

ステップＳ３２において、端末７ａの操作が無いため操作権タイマが所定時間Ｔを超えたとき（ステップＳ３２，Ｎｏ）、操作権管理部５−３では端末７ａの操作権が解除される（ステップＳ３５）。

接続部２とサーバ５の通信周期Ｔ１が５分であるとき、はじめの５分で設定操作要求が機器１に伝達され、次の５分で機器１の状態がサーバ５に伝達されるため、設定操作要求から状態表示までの時間だけ操作権を維持させるためには、例えば、通信周期Ｔ１の３倍の時間（約１５分）を操作権の維持時間（時間Ｔ）として設定すればよい。このように時間Ｔとして設定することで端末７ａの操作時点から時間Ｔが経過するまでは端末７ａのユーザの指示による機器１の運転を維持することができ、操作が頻繁に変更されて誤操作につながることを抑制することができる。

なお、時間Ｔが経過して端末７ａの操作権が解除された場合、操作権管理部５−３は端末７ａ以外の端末（端末７ｂなど）に対して端末７ａの操作権が解除されたことを送信するように構成してもよい。さらにその送信の要否を各端末７で選択できるように構成してもよい。

また、端末７ａが機器１を設定操作するタイミング、通信方式、通信経路などによっては通信周期Ｔ１より早く設定操作が反映されることもある。その場合、操作権の維持は時間Ｔ（上記例では１５分）よりも短くしてもよい。

また、操作権は必ずしも時間Ｔだけ維持する必要はなく、例えば操作権の付与を待機している端末７ｂを操作権管理部５−３に登録しておき、操作権を与えられた端末７ａがログアウトあるいはシャットダウンされたタイミングで端末７ｂに操作権を付与するように構成してもよい。

次に、図８のシーケンスを用いて操作権の管理動作を具体的に説明する。（１）ＡＭ０９：００に接続部２からサーバ５に被制御機器情報１ａがアップロード（Ｕ１）される。（２）ＡＭ０９：０２に端末７ａからサーバ５に機器１の設定（Ｓ１）の変更が指示されたタイミングで、端末７ａ，７ｂの何れにも操作権が与えられていない場合、サーバ５は端末７ａからの設定Ｓ１を受け付けると同時に操作権が端末７ａであることを登録（Ｓ＆Ｋ１）する。このＳ＆Ｋ１のタイミングから端末７ａの操作権Ａが発生する。

（２−１）端末７ａに操作権Ａが与えられた後、例えばＡＭ０９：０５に端末７ｂで同一の機器１の設定操作が行われたとき、サーバ５には設定の変更指示（Ｓ２）が送信されるが、サーバ５は操作権Ａを認識しているため、端末７ｂに対して操作権が無いことを応答する。（３）接続部２は、ＡＭ０９：０５のＵ２のタイミングでダウンロードした設定指示を機器１に送信する。これにより設定（ＳＨ１）が機器１に反映される。（４）接続部２は、機器１に設定（ＳＨ１）が反映された後のＡＭ０９：１０のＵ３のタイミングで、機器１に反映された設定（ＳＨ１）の情報をサーバ５にアップロードする。これにより機器１の設定内容がサーバ５にフィードバックされる（ＳＦ１）。（５）そのため端末７は、ＡＭ０９：１１のＭ３のタイミングで、機器１に設定が反映されたことを確認することができる。

Ｍ３のタイミングで端末７ａのユーザは、端末７ａで設定した内容が機器１に反映されたことを確認できるので、サーバ５は操作権Ａを解除してもよいが、端末７ａのユーザはＭ３のタイミングで機器１に設定内容が反映されたことに気付かない可能性もある。また、気付いたとしても例えば端末７ｂのユーザにより別の設定に変更されてしまう可能性もある。このようなことを防止するため、設定内容をフィードバックできたＭ３のタイミングから一定時間経過するまで操作権Ａを維持してもよく、図示例ではＭ３のタイミングから次の状態更新タイミングまで操作権Ａが維持されている。

（６）そして、操作権ＡがなくなったＡＭ０９：１６のタイミングで端末７ｂからの設定変更が指示（Ｓ３）されたとき、操作権管理部５−３は、端末７ｂからの指示（Ｓ３）を受け付けると同時に、端末７ｂの操作権Ｂを登録（Ｓ＆Ｋ２）する。このことにより端末７ｂに対する操作権Ｂが発生する。

なお、本実施の形態では通信周期Ｔ１が５分に設定されているが、通信周期Ｔ１は５分に限定されるものではない。通信周期を早くするほど操作が早期に反映されるが、サーバ５に機器１が多数接続される場合には通信負荷が大きくなるため、通信周期Ｔ１はサーバ５に接続される機器１などを考慮して最適な値に設定することが望ましい。また、機器１と接続部２との間では、例えば１秒周期で接続部２の要求に対して機器１が応答する通信が行われる。

次に、本発明の実施の形態に係る機器制御システムにおいて時刻同期を行うときの動作を説明する。

図１０は、本発明の実施の形態に係る機器制御システムにおいて時刻同期と行う動作と時刻同期が行われた後の動作を説明するためのシーケンス図である。図１０に示される機器１、接続部２、サーバ５、および端末７は本実施の形態に係る機器制御システムを構成するものである。

（１）前述したように接続部２は、サーバ５との通信周期Ｔ１によるサーバ５の接続負荷を軽減するためにデフォルトの設定として宅内モードを設定されている。例えば工場から出荷された状態では接続部２は宅内モードを設定されており、接続部２の電源が最初に投入され、あるいは停電時などで電源が再投入されて立ち上げ処理が実施されると、接続部２はルータ３経由でネットワーク６に接続できる状態になる。このようにネットワーク６に接続できる状態になった宅内モードの接続部２は、サーバ５に対してＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）通信で時刻要求を行う。ＨＴＴＰ通信とは、ＳＳＬによるデータの暗号化機能を付加しないプロトコル（ＨＴＴＰ）を用いた通信である。

（２）時刻要求に対する時刻応答にはサーバ５が持つ時刻情報が含まれる。サーバ５からの時刻応答を受信した接続部２ではサーバ５からの時刻に接続部２の時刻を同期させる。そして接続部２は、接続部２の時刻がサーバ５の時刻に同期した後、（３）ＨＴＴＰＳ通信で接続部２が持つネットワーク情報（登録情報）をサーバ５にアップロードする。その後、端末７によって接続部２の通信モードが宅内モードから宅外モードに切替えられるまでは宅内モードを維持する。

（４）サーバ５に登録情報をアップロードした後に宅内モードから宅外モードへ切替えられた接続部２とサーバ５との間では、前述した通信周期Ｔ１（例えば５分間隔）で定期通信が行われる。宅外モードに切替られた接続部２は、サーバ５に対してＨＴＴＰＳ（HyperText Transfer Protocol Secure）通信で被制御機器情報１ａをアップロードし、またサーバ５からの設定情報をＨＴＴＰＳ通信でダウンロードする。ＨＴＴＰＳ通信とは、ＨＴＴＰにＳＳＬによるデータの暗号化機能を付加したプロトコル（ＨＴＴＰＳ）を用いた通信である。そして、端末７の操作設定が行われた場合、操作内容を反映した設定情報が接続部２にダウンロードされるが、「Ａ」の時点では操作設定が行われていないため、機器１の設定は変更されない。

（５）「Ａ」のタイミングよりも後のタイミング、例えば「ａ」の時点で端末７の操作設定が行われた場合、操作内容を反映した設定情報が接続部２にダウンロードされるため、「ａ」のタイミング以降に行われるＨＴＴＰＳ通信によって操作内容を反映した設定情報が接続部２にダウンロードされる。従って「ａ」のタイミングにおける操作設定は、「Ｂ」のタイミングで接続部２にダウンロードされ、機器１に反映される。

（６）その後暫く宅外モードのＨＴＴＰＳ通信が継続されて接続部２の持つ時刻とサーバ５の持つ時刻との間にずれが生じるが、サーバ５にアップロードされた情報に含まれる時刻が所定時間以上にずれている場合、サーバ５は設定情報と共にサーバ５が持つ時間情報を接続部２に送信する。この時間情報を受信した接続部２は、接続部２が持つ時刻をサーバ５の時間に同期させてＨＴＴＰＳ通信を継続させる。

（７）なお、宅外通信では接続部２とサーバ５との間にインターネット等の様々な通信網が介在するため、接続部２とサーバ５との間ではそれらの通信網を介してデータが転送される。そのため宅外通信ではセキュアに通信する必要がありＳＳＬ通信（ＨＴＴＰＳ通信）が使用される。一方、宅内通信では無線ＬＡＮネットワーク網において一般的にＷＰＡ（Wi-Fi Protected Access）など高度な暗号化によりセキュアな通信が使用されているため、サーバ５を介したポーリング方式の通信ではなく接続部２と端末７が直接通信することができる。このように宅内通信においては、接続部２、機器１、および端末７がルータ３の無線ＬＡＮネットワーク網で接続されて通信ができる。そのため、無線ＬＡＮ環境にある端末７で操作設定が行われた場合、その操作設定はＨＴＴＰ通信で接続部２に受信される。例えば宅外通信をしていた端末７が接続部２に接続されたルータ３の電波が届く範囲に移動して場合、宅外モードの接続部２は図５に示される（３）の宅外通信から（２）の宅内通信に切替られ、端末７と接続部２との間では宅内通信が行われる。そのため、例えば「ｂ」のタイミングで端末７の操作設定が行われた場合、操作内容は即座に接続部２で受信されて、「Ｃ」のタイミングで機器１に反映される。

図１１は、図１０に示される時刻要求動作の変更例を説明するための図である。ＨＴＴＰ通信による時刻要求に対するサーバ５からの時刻応答が無い場合、接続部２は図１１のように定期的に時刻要求を繰り返すように構成してもよい。時刻要求の周期は例えば通常のＨＴＴＰＳ通信のアップロード周期（例えば５分）と同じであってもよい。

以上に説明したように本実施の形態に係る機器制御システムは、ネットワーク６に接続されたサーバ５と宅内の機器１をネットワーク６に接続する接続部２とを備え、機器１をネットワーク６経由で端末７から制御する機器制御システムであって、接続部２は、サーバ５を経由せずに端末７との通信を行う第一の通信モード（宅内モード）と、サーバ５経由で端末７との通信を行う第二の通信モード（宅外モード）とを選択可能に構成され、ネットワーク６に接続されたとき第一の通信モードでサーバ５に対してＨＴＴＰ通信で時刻情報の送信要求を行い、サーバ５から時刻情報を取得した後にＨＴＴＰＳ通信でサーバ５との通信を行うように構成されている。この構成により、機器情報のアップロードを開始する前にサーバ５から時刻情報を取得してセキュアな通信を実現することができる。

なお、図１０および図１１に示される接続部２の機能は遠隔通信部２４（図２参照）に持たせるように構成してもよい。すなわち、本実施の形態に係る家電機器（機器１）は、ネットワーク６経由で端末７から制御される家電機器であって、ネットワーク６に接続されたサーバ５を経由せずに端末７との通信を行う第一の通信モードと、サーバ５経由で端末７との通信を行う第二の通信モードとを選択可能に構成され、ネットワーク６に接続されたとき第一の通信モードでサーバ５に対してＨＴＴＰ通信で時刻情報の送信要求を行い、サーバ５から時刻情報を取得した後にＨＴＴＰＳ通信でサーバ５との通信を行うように構成されている。この構成により、ＳＳＬ通信を開始する前にサーバ５から時刻情報を取得してセキュアな通信を実現することができる。

なお、本実施の形態に示した機器制御システムおよび家電機器は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは無論である。

以上のように、本発明は、機器制御システムおよび家電機器に適用可能であり、特に、ＳＳＬ通信を開始する前に時刻情報を取得してサーバとのセキュアな通信を実現することができる発明として有用である。

１ 被制御機器、１ａ 被制御機器情報、２ 外部接続部、２−１ 電源変換部、２−２ 外部通信処理部、２−３ 通信変換部、２−４ 無線通信部、３ 無線ＬＡＮルータ、４ 手元操作端末、５ サーバ、５−１ Ｗｅｂサーバ、５−２ データベースサーバ、５−３ 操作権管理部、６ ネットワーク、７ 操作端末、７−１ 操作画面、７−１ａ 情報表示部、７−１ｂ 操作ボタン情報表示部、１０ 制御部、１１ 風向制御部、１２ 風速制御部、１３ 温度制御部、１３−１ 温度検出部、１３−２ 設定温度入力部、１３−３ 温度差分検出部、１３−４ 出力温度制御部、１４ 通信制御部、２０ 通信部、２１ 室内−室外機間通信部、２２ リモコン間通信部、２３ 外部通信部、２３−１ 電源供給部、２３−２ 外部通信処理部、２４ 遠隔通信部、３０ 風向変更部、４０ 風速変更部、５０ 出力温度変更部。

Claims (7)

1. ネットワークに接続されたサーバと宅内の機器をネットワークに接続する接続部とを備え、前記機器をネットワーク経由で操作端末から制御する機器制御システムであって、
   前記接続部は、前記サーバを経由せずに前記操作端末との通信を行う第一の通信モードと、前記サーバ経由で前記操作端末との通信を行う第二の通信モードとを選択可能に構成され、前記ネットワークに接続されたとき前記第一の通信モードで前記サーバに対してＨＴＴＰ通信で時刻情報の送信要求を行い、前記サーバから時刻情報を取得した後にＨＴＴＰＳ通信で前記サーバとの通信を行うことを特徴とする機器制御システム。
2. 前記サーバからの時刻情報を取得した前記接続部は、前記接続部の時刻を前記サーバの時刻に同期させた後、ＨＴＴＰＳ通信で前記サーバとの通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の機器制御システム。
3. 前記サーバからの時刻情報を取得した前記接続部は、前記接続部の時刻を前記サーバの時刻に同期させた後、前記第一の通信モードから前記第二の通信モードへ切替えられたとき、ＨＴＴＰＳ通信で前記サーバとの通信を行うことを特徴とする請求項２に記載の機器制御システム。
4. 前記サーバは、ＨＴＴＰＳ通信で前記接続部から送信される情報に含まれる時刻が所定時間以上にずれているとき、サーバの時間情報を前記接続部に送信して前記接続部の持つ時刻をサーバの時間に同期させることを特徴とする請求項２または３に記載の機器制御システム。
5. 前記接続部は、前記第二の通信モードに設定されているとき、ＨＴＴＰＳで前記サーバとの通信を行い、または、ＨＴＴＰで前記操作端末との通信を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の機器制御システム。
6. 前記接続部は、ＨＴＴＰ通信による時刻情報の送信要求に対する前記サーバからの時刻応答が無い場合、時刻情報の送信要求を繰り返すことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の機器制御システム。
7. ネットワーク経由で操作端末から制御される家電機器であって、
   ネットワークに接続されたサーバを経由せずに前記操作端末との通信を行う第一の通信モードと、前記サーバ経由で前記操作端末との通信を行う第二の通信モードとを選択可能に構成され、前記ネットワークに接続されたとき前記第一の通信モードで前記サーバに対してＨＴＴＰ通信で時刻情報の送信要求を行い、前記サーバから時刻情報を取得した後にＨＴＴＰＳ通信で前記サーバとの通信を行うことを特徴とする家電機器。

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