JP2015119389A - 通信アダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】CEA2045規格に対応した家電機器をECHONETサービスネットワークに接続可能、またはECHONET規格に対応した家電機器をCEA2045規格のサポートするサービスネットワークに接続可能とする通信アダプタを提供すること。【解決手段】通信アダプタ１は、CEA2045要求メッセージに対するCEA2045応答メッセージから、CEA2045対応機器のCEA2045規格対応機能をモデル化したCEA2045機器オブジェクトを構築するCEA2045機器オブジェクト構築部４０と、構築したCEA2045機器オブジェクトへのECHONET規格オブジェクトアクセス要求を受信し、CEA2045メッセージに変換するCEA2045プロパティ・メッセージ変換部４１と、を有する。またCEA2045プロパティ・メッセージ変換部４１は、ECHONET対応機器へのCEA2045メッセージを受信し、ECHONET規格プロパティに変換する。【選択図】図１１

Description

本発明は、家電機器と所定のネットワークとを相互に通信可能に接続する通信アダプタに関する。

近年、主に家庭内の省エネを目的とした家電機器用ネットワークプロトコルの規格として、国内ではＥＣＨＯＮＥＴ（Energy Conservation & Homecare Network）、海外ではSmart Energy ProfileやOpenADRなど数多く整備され、これらの規格に対応した製品が開発されている。しかし、ネットワーク通信機能を始めから製品に組み込んで搭載する場合、家電機器側は開発の負担やコストアップに繋がってしまう。そこで、ECHONET規格などでは、ECHONET規格に対応した家電機器（ECHONETレディ機器）に後から外付け可能な通信アダプタによりECHONET通信を行う仕様がある。例えば特許文献１には、機器側の負荷を軽減するため、接続される家電機器のオブジェクト構成情報をあらかじめ記憶する構成のECHONET用通信装置（通信アダプタ）が開示されている。

特開２００９−２２５４８１号公報

しかし、国内と海外の各国・地域において主流になっているホームネットワーク規格が異なるため、海外展開したい家電機器などは、ECHONETなどある一つの規格に対応するだけでなく、海外の各規格の通信プロトコルに対応した通信アダプタを用意しなければならなくなる。こうした中で、機器側が多くのプロトコルを搭載する負担を減らすことを目的に、全米家電協会（CEA：Consumer Electronics Association）が策定した、ANSI Standard CEA-2045「Modular Communications Interface for Energy Management」規格（以下、CEA2045規格と称する）が存在し、主要なホームネットワークプロトコルで使用する機器への制御命令や機器の状態監視を簡単なシリアル通信メッセージで実現している。このような状況で、異なる規格、例えば日本で主流のECHONET規格とCEAが策定したCEA2045規格に共用でき、異なる規格間で接続可能な通信アダプタがあれば、機器への負担が少なくかつ使い勝手が向上する。

本発明の目的は、CEA2045規格に対応した家電機器をECHONETサービスネットワークに接続可能、またはECHONET規格に対応した家電機器をCEA2045規格のサポートするサービスネットワークに接続可能とする通信アダプタを提供することにある。

本発明は、CEA2045規格対応機器をECHONETコントローラから制御可能にする通信アダプタであって、CEA2045メッセージをCEA2045対応機器と送受信するメッセージ送受信部と、ECHONET規格の通信電文をECHONETコントローラと送受信するオブジェクトアクセス通信部と、CEA2045要求メッセージに対するCEA2045応答メッセージから、CEA2045対応機器のCEA2045規格対応機能をモデル化したCEA2045機器オブジェクトを構築するCEA2045機器オブジェクト構築部と、オブジェクトアクセス通信部を介し構築したCEA2045機器オブジェクトへのECHONET規格オブジェクトアクセス要求を受信し、CEA2045メッセージに変換するCEA2045プロパティ・メッセージ変換部と、を有することを特徴とする。

また本発明は、ECHONET規格対応機器をCEA2045規格の通信メッセージにより制御可能にする通信アダプタであって、CEA2045メッセージをCEA2045サポートサービスと送受信するサポートサービスデータ送受信部と、ECHONET規格の通信電文をECHONET対応機器と送受信する機器プロパティアクセス通信部と、サポートサービスデータ送受信部を介しECHONET対応機器へのCEA2045メッセージを受信し、ECHONET規格プロパティに変換するCEA2045プロパティ・メッセージ変換部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、１つの通信アダプタをECHONET対応機器とEA2045対応機器の両方を使用でき、異なる規格のサービスネットワークにも接続できるので、使い勝手が向上する。

本発明の通信アダプタを使用したホームネットワークシステムの一例を示す構成図。 通信アダプタによるプロトコル変換の動作モードを示す図（ホームネットワークがCEA2045対応サービスの場合）。 通信アダプタによるプロトコル変換の動作モードを示す図（ホームネットワークがECHONETの場合）。 通信アダプタのハードウェア構成を示す図。 通信アダプタがCEA2045モードで動作する場合の機能ブロック図。 CEA2045規格でのメッセージのフォーマットとメッセージ例を示す図。 CEA2045モードにおける動作を示すフローチャート。 通信アダプタがECHONETモードで動作する場合の機能ブロック図。 ECHONET規格の機器オブジェクトプロパティの例を示す図。 ECHONETモードにおける動作を示すフローチャート。 通信アダプタがECHONET・CEA2045変換モードで動作する場合の機能ブロック図。 CEA2045機器オブジェクトの構築例を示す図。 ECHONET・CEA2045変換モードにおける動作を示すフローチャート。 ECHONET・CEA2045変換モードにおける動作を示すフローチャート。 通信アダプタがCEA2045・ECHONET変換モードで動作する場合の機能ブロック図。 CEA2045・ECHONET変換モードにおける動作を示すフローチャート。 CEA2045・ECHONET変換モードにおける動作を示すフローチャート。

図１は、本発明の通信アダプタを使用したホームネットワークシステムの一例を示す構成図である。各家電機器４ａ〜４ｆは、それぞれ通信アダプタ１ａ〜１ｆ使ってホームネットワーク２に接続し、ホームゲートウェイ（ECHONETコントローラ）３による家電機器の省エネ快適自動運転管理を行ったり、宅外のCEA2045のサポートするサービスネットワーク５に接続してサービス事業者の提供するサービスを利用することができる。このうち、家電機器４ａ、４ｄ、４ｅ、４ｆはECHONETインタフェースを有し（以下、ECHONETレディ機器と呼ぶ）、家電機器４ｂ、４ｃはCEA2045インタフェースを有するものとする。

図２と図３は、通信アダプタによるプロトコル変換の動作モードを示す図である。
図２は、ホームネットワークがCEA2045対応サービスの場合を示す。通信アダプタ１は、CEA2045インタフェース（CEA2045ソケット通信部）を持つ家電機器４ｂ、４ｃと接続した場合は、従来通りのCEA2045規格アダプタに定められたユニバーサルコミュニケーションモジュールとして動作する（１ｂ、１ｃの場合）。一方、ECHONETインタフェース（ECHONETレディ機器通信部）を持つ家電機器４ａ、４ｄ、４ｅ、４ｆと接続した場合は、CEA2045・ECHONET変換モードで動作する（１ａ、１ｄ、１ｅ、１ｆの場合）。

図３は、ホームネットワークがECHONETの場合を示す。通信アダプタは、CEA2045インタフェースを持つ家電機器４ｂ、４ｃと接続した場合はECHONET・CEA2045変換モードで動作する（１ｂ、１ｃの場合）。一方、ECHONETインタフェースを持つ家電機器４ａ、４ｄ、４ｅ、４ｆと接続した場合は、従来のECHONET規格に定められたミドルウェアアダプタの動作となる（１ａ、１ｄ、１ｅ、１ｆの場合）。

図４は、通信アダプタのハードウェア構成を示す図である。通信アダプタ１は、ワンチップマイコンであるＣＰＵ１０、宅内ネットワークで使用する伝送メディアを接続するＬＡＮ通信ＩＦ部１１、ECHONET規格に定められた伝送メディアを接続しECHONETレディ機器と通信するECHONET通信部１２、CEA2045規格に定められた伝送メディアを接続しCEA2045機器と通信するCEA2045通信部１３、ＯＳや制御プログラム及び各種データを保持するメモリディスク１４、ＣＰＵ１０が制御プログラムを実行するためのワークメモリ領域であるＲＡＭ１５、アダプタの動作モード等を指定するディップスイッチ等からなる設定部１６、リアルタイムクロック１７、電源を管理する電源制御部１８で構成される。

メモリディスク１４には、ＯＳや各部のドライバソフトウェア、そして本アダプタの各モードの動作を実施するためのアプリケーションプログラムが格納されている。ＣＰＵ１０は、設定部１６で指定された動作モードのアプリケーションプログラムをメモリディスク１４から読み出してＲＡＭ１５に展開して実行し、家電機器をホームネットワークに接続してホームエネルギーマネージメントなどのサービスを受けられるようにする。

通信アダプタ１の動作モードは、設定部１６のモード設定用ディップスイッチの値により指定できる。本実施例では、次の４通りの動作モードに切り替え可能である。
＜モード１＞CEA2045モード
＜モード２＞ECHONETモード
＜モード３＞ECHONET・CEA2045変換モード
＜モード４＞CEA2045・ECHONET変換モード
以下、各モードの動作を説明する。

＜モード１＞CEA2045モード
ホームネットワーク２がCEA2045対応サービスを行い、これにCEA2045対応機器を接続した場合である。設定部１６のディップスイッチ＝「１」を選択すると、通信アダプタは従来のCEA2045ソケットとして動作する。

図５は、通信アダプタがCEA2045モードで動作する場合の機能ブロック図を示す。CEA2045アダプタ通信処理は、メッセージ送受信部２０、サポートサービスデータ送受信部２１、メッセージ作成部２２、サポートサービスデータ作成部２３で実行される。

図６は、通信アダプタとCEA2045機器との間で送受信されるメッセージフォーマットとメッセージ例を示す図である。（１）はCEA2045のメッセージのフォーマットを示し、メッセージの分類を示すメッセージタイプコードを先頭に、ペイロードデータ長、オペレーションコード１と２、及びオペレーションデータ、最後にチェックサムコードが付加されている。通信アダプタとCEA2045機器は、該フォーマットとメッセージ分類、オペレーションコードの意味を共有して通信する。メッセージ例を示すと、（２）は電力ピークカットのために家電機器を一時パワーオフさせる要求で、メッセージタイプ0x0801でオペレーションコード１が0x01である。オペレーションコード２には停止持続時間が入る。（３）は家電機器にパワーオフしないまでも省電力運転を要求する場合、（４）は冷房設定温度を変更する場合、（５）は設定されている温度を取得する場合のメッセージである。

図７は、通信アダプタのCEA2045モードにおける動作を示すフローチャートである。設定部１６のディップスイッチを１にして電源をＯＮすると、ＣＰＵ１０はメモリディスク１４から、CEA2045アダプタ処理プログラムを読み出してＲＡＭ１５に展開し実行する。

まずステップ１００において、メッセージ送受信部２０はCEA2045通信ＩＦ部１３に対し、初期値に定められた電圧および速度で通信するよう設定する。そして、CE2045機器との通信を開始し、データリンクメッセージを使用して通常通信で使用する電圧レベルとビットレートを機器に問い合わせて決定する。ステップ１０１では、該決定した電圧レベルとビットレートで通信を実施するよう、CEA2045通信ＩＦ部１３を設定し直し、通常通信状態に移る。

通常通信状態に入るとステップ１０２にて、サポートサービスデータ送受信部２１はＬＡＮ通信ＩＦ部１１を介して、CEA2045のサポートサービスから家電機器への様々な要求コマンドを受信し取り込む動作を開始する。なお、ホームネットワークの仕様すなわちＬＡＮ通信ＩＦ部１１で使用される伝送メディアやプロトコルは、利用するサービスによりEthernet(登録商標)・IP通信や無線LAN、ZigBee、電灯線など様々である。サポートサービスデータ送受信部２１は、各々の仕様に従ってＬＡＮ通信ＩＦ部１１の初期化や設定等を行う。ステップ１０２で、CEA2045のサポートサービスからCEA2045機器への要求コマンドを受信すると、サポートサービスデータ送受信部２１は、受信データから要求コマンド部分のデータのみ取り出してメッセージ作成部２２に渡す。ステップ１０３においてメッセージ作成部２２は、受け取った要求データをサービスプロトコルに照らし合わせて解析し、CEA2045機器に要求内容を転送するか否かを判定し、転送する場合は要求に対応するメッセージを作成する。ステップ１０４でメッセージ送受信部２０は、作成された要求メッセージをCEA2045通信ＩＦ部１３からCEA2045機器に送信する。

一方ステップ１０５において、メッセージ送受信部２０はCEA2045通信ＩＦ部１３を介して、CEA2045機器からの応答メッセージを受信し取り込む動作を行っている。これは、前記要求メッセージに対する応答や通知メッセージである。そして応答メッセージを受信すると、サービスデータ作成部２３に渡す。ステップ１０６においてサービスデータ作成部２３は、受け取った応答メッセージを解析し、CEA2045のサポートサービス側に転送するか否かを判定し、転送する場合は転送内容に対応したサービスデータを作成する。ステップ１０７でサポートサービスデータ送受信部２１は、該作成されたサービスデータをＬＡＮ通信ＩＦ部１１からホームネットワーク２を介してCEA2045サポートサービスへ送信する。上記ステップ１０２〜１０７を繰り返し、CEA2045に規定されたアダプタ通信が行われる。

上述のように、CEA2045方式では、CEA2045機器への要求をメッセージデータとして表現する。すなわち、CEA2045機器は要求メッセージを受けて、その要求する動作を実施することが可能な機器であり、例えば、CEA2045の必須メッセージである図６（２）の電力消費停止要求メッセージを受け取り、即座に運転を停止し、指定された停止持続時間になると、運転を再開する機能を持っている。逆に言えば、次に説明するECHONET方式における機器オブジェクトプロパティの概念がないため、CEA2045機器をECHONETネットワークに接続する場合には、新たにオブジェクトプロパティを導入する必要がある。

＜モード２＞ECHONETモード
ホームネットワーク２がECHONETで、これにECHONET対応機器を接続した場合である。設定部１６のディップスイッチ＝「２」を選択すると、通信アダプタは従来のECHONETミドルウェアアダプタとして動作する。

図８は、通信アダプタがECHONETモードで動作する場合の機能ブロック図を示す。ECHONETミドルウェアアダプタ通信処理は、機器オブジェクト取得部３０、機器プロパティアクセス通信部３１、オブジェクトアクセス通信部３２、中継処理部３３、機器オブジェクト記憶部３４で実行される。

ECHONET規格では、ネットワークに対して公開する情報やアクセス手順をモデル化したオブジェクト通信を規定している。具体的には、各々の機器が持つ情報や制御対象を機器オブジェクトのプロパティとして、このプロパティ対して要求・応答・通知のアクセスを行ない、家電機器をネットワーク経由で遠隔制御、情報取得など行う。オブジェクトは各々の機器に固有の機能である機器オブジェクトと、全機器が通信ノードとして共通に持つプロファイルオブジェクトに分かれ、また機器オブジェクトの仕様は機器の種類（エアコン／冷蔵庫／洗濯機等）に応じてクラス（エアコンクラス／冷蔵庫クラス／洗濯機クラス等）として規定されている。

図９は、ECHONET規格の機器オブジェクトプロパティの例を示す図で、ここでは、電気暖房機４ｄの有する電気暖房機クラスのプロパティを示す。機器オブジェクトプロパティは、スーパークラスと呼ばれる全機器共通のプロパティと、機器の種類によって異なる機器固有プロパティから構成されている。例えば、図９の動作状態（コード：0x80）、状変アナウンスプロパティマップ（コード：0x9D）、Ｓｅｔプロパティマップ（コード：0x9E）、Ｇｅｔプロパティマップ（コード：0x9F）は、スーパークラスの搭載必須のプロパティである。特に、状変アナウンスプロパティマップ、Ｓｅｔプロパティマップ、Ｇｅｔプロパティマップは、オブジェクトの各プロパティが提供可能なアクセスを表したプロパティである。状変アナウンスプロパティマップは、プロパティの値が変化した場合に値を一斉通報するプロパティのコードのリスト、ＳｅｔプロパティマップはＳｅｔ可能なプロパティのリスト、ＧｅｔプロパティマップはＧｅｔ可能なプロパティのリストである。各ECHONET機器は、これらのプロパティマップを用いて、互いに通信相手の提供するサービス内容を知ることができる。

図１０は、通信アダプタのECHONETモードにおける動作を示すフローチャートである。設定部１６のディップスイッチを２にして電源をＯＮすると、ＣＰＵ１０はメモリディスク１４から、ECHONETミドルウェアアダプタの処理プログラムを読み出してＲＡＭ１５に展開し実行する。ECHONET通信を実現するには、通信アダプタがECHONETレディ機器の機器オブジェクト情報を保持する必要がある。そしてアダプタがレディ機器の機器オブジェクトを持つための規定として、アダプタがレディ機器から機器オブジェクトを取得するタイプ、予めアダプタ内に保持した機器オブジェクトがレディ機器の機器オブジェクトと一致するか否かを確認するタイプなど、タイプ別にアダプタとレディ機器間で実施するシーケンスが規定されている。タイプが一致しないと接続できないが、ここでは一致するものとする。

まずステップ２００において、機器オブジェクト取得部３０はECHONET通信ＩＦ部１２からECHONETレディ機器に対し、機器オブジェクトの取得方法のタイプを問い合わせる電文を送信し、機器インタフェース確認のシーケンスを実施する。ステップ２０１では、レディ機器からのミドルウェアアダプタ初期化設定要求を受けると、ステップ２０２においてアダプタはレディ機器から機器オブジェクトプロパティを取得する（または一致することを確認する）。取得した機器オブジェクト情報は、機器オブジェクト記憶部３４に保存する。ステップ２０３では、該取得した機器オブジェクトからインスタンスリスト通知アナウンスを作成してＬＡＮ通信ＩＦ部１１から一斉通報し、ECHONETネットワークに参入する。これで機器オブジェクト取得部３０の処理は終了し、通常のECHONET通信状態となる。

通常通信状態に入るとステップ２０４にて、オブジェクトアクセス通信部３２はＬＡＮ通信ＩＦ部１１を介し、他のECHONETサービスからのオブジェクトアクセス要求を受信し取り込む動作を開始する。ステップ２０４でオブジェクトアクセス要求を受信すると、オブジェクトアクセス通信部３２は、受信データからECHONETのデータ部分を取り出して中継処理部３３に渡す。ステップ２０５で中継処理部３３は、受け取ったオブジェクトアクセス要求が機器オブジェクトへのアクセス要求の場合には、ステップ２０６に進む。そして、アクセス要求がＳｅｔの場合は、機器オブジェクト記憶部３４に保存されているプロパティの値を要求された値に書き換え、Ｇｅｔの場合は保存しているプロパティ値を読み出す。ステップ２０７では、要求に応じたオブジェクトアクセス応答電文を作成する。なお、ステップ２０５で受信した要求がプロファイルオブジェクトへのアクセス要求であった場合は、ステップ２０７へ進み、中継処理部３３が保持する情報を元に応答電文を作成する。ステップ２０８でオブジェクトアクセス通信部３２は、作成された応答電文をＬＡＮ通信ＩＦ部１１からECHONETサービスへ送信する。

一方ステップ２０９において、機器プロパティアクセス通信部３２はECHONET通信ＩＦ部１２を介して、ECHONETレディ機器からの機器オブジェクトアクセス要求の受信を監視している。そして機器オブジェクトアクセス要求を受信すると、中継処理部３３に渡す。ステップ２１０では、中継処理部３３が受け取ったアクセス要求がＳｅｔの場合は、機器オブジェクト記憶部３４に保存されているプロパティの値を要求された値に書き換え、Ｇｅｔの場合は保存しているプロパティ値を読み出す。ステップ２１１では、要求に応じたオブジェクトアクセス応答電文を作成する。ステップ２１２で機器プロパティアクセス通信部３１は、作成された応答電文をECHONET通信ＩＦ部１２からECHONETレディ機器へ送信する。

さらに機器プロパティアクセス通信部３１はステップ２１３で、ECHONETレディ機器からの機器状態通知要求（機器状態の変化）の受信を監視しており、機器状態通知要求があった場合は電文を中継処理部３３に渡す。ステップ２１４にて中継処理部３３は、機器オブジェクト記憶部３４に保存されているプロパティ値を通知された値（変化値）に更新し、機器状態通知応答電文を作成する。ステップ２１５で機器プロパティアクセス通信部３１は、作成された機器状態通知応答電文をECHONET通信ＩＦ部１２からECHONETレディ機器に送信する。そして中継処理部３３はステップ２１６で、状態変化通知（状変アナウンス）の電文を作成する。ステップ２１７でオブジェクトアクセス通信部３２は、作成された状態変化通知電文をＬＡＮ通信ＩＦ部１１からECHONETサービスへ送信する。上記ステップ２０４〜２１７を繰り返してECHONET通信が行われる。

上述のようにECHONET方式では、ECHONET機器への要求をオブジェクトプロパティの値で表現する。すなわち、ECHONET機器はオブジェクトプロパティ値のアクセスを受けて、その値に応じて動作することが可能な機器であり、例えば、機器が運転している状態では、図９の動作状態プロパティが0x30（ON）となっている。その状態で動作状態プロパティへの0x31（OFF）書き込み要求を受け取ると、即座に運転を停止する。

なお、ECHONET規格で定められている各オブジェクトプロパティは、持続時間等は存在しないため、ECHONET機器は、前述のCEA2045機器のように運転ＯＦＦした後、指定時間後に自動で運転を再開するような機能は持たない。基本的にオブジェクトプロパティ値が変更された際に、その値の変更に応じた動作を実施するのみである。
従って、次に述べるECHONET方式とCEA2045方式の変換では、メッセージとオブジェクトという異なる概念の変換と、動作時間の扱いの変換が必要になる。

＜モード３＞ECHONET・CEA2045変換モード
本実施例では、ECHONETネットワークにCEA2045機器を接続するために、通信アダプタにはECHONET・CEA2045変換機能を設けている。設定部１６のディップスイッチ＝「３」を選択すると、通信アダプタはECHONET・CEA2045変換アダプタとして機能する。

図１１は、通信アダプタがECHONET・CEA2045変換モードで動作する場合の機能ブロック図を示す。ECHONET・CEA2045変換アダプタ通信処理は、メッセージ送受信部２０、CEA2045機器オブジェクト構築部４０、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１、CEA2045プロパティアクセス通信部４２、オブジェクトアクセス通信部３２、中継処理部３３、機器オブジェクト記憶部３４で実行される。ここで、メッセージ送受信部２０、オブジェクトアクセス通信部３２、中継処理部３３、機器オブジェクト記憶部３４は、前記CEA2045アダプタ通信（モード１）またはECHONETミドルウェアアダプタ通信（モード２）での処理と同様である。以下では、CEA2045機器オブジェクト構築部４０、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１、CEA2045プロパティアクセス通信部４２の処理を中心に説明する。

CEA2045機器オブジェクト構築部４０は、CEA2045メッセージで提供されるサービスをプロパティとしたCEA2045機器オブジェクトを構築し、機器オブジェクト記憶部３４に保存する。これは、CEA2045方式では、ECHONETレディ機器のように機器オブジェクトの情報を機器側から取得不可能であるため、通信アダプタが独自の方法で機器オブジェクトを構築してECHONET通信を行うようにしている。

図１２は、CEA2045機器オブジェクトの構築例を示す図である。構築したCEA2045機器オブジェクトでは、CEA2045の各々のサービスが各々１つのプロパティに対応しており、サービスのメッセージで使用するパラメータがプロパティの内容に相当している。このメッセージパラメータとプロパティ内容の変換フォーマットは、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１に記憶されている。そして、CEA2045機器オブジェクト構築部４０やCEA2045プロパティアクセス通信部４２は、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１を参照し、メッセージからプロパティ値に変換する場合は、メッセージタイプとオペレーションコード１からプロパティコードを引き当て、オペレーションコード２またはオペレーションデータ部をプロパティ値に変換する。逆にプロパティをメッセージに変換する場合は、プロパティコードからメッセージタイプとオペレーションコード１を引き当て、プロパティ値からオペレーションコード２またはオペレーションデータ部に変換する。

図１３Ａと図１３Ｂは、通信アダプタのECHONET・CEA2045変換モードにおける動作を示すフローチャートである。設定部１６のディップスイッチを３にして電源をＯＮすると、ＣＰＵ１０はメモリディスク１４から、ECHONET・CEA2045変換アダプタの処理プログラムを読み出してＲＡＭ１５に展開し実行する。

まずステップ３００において、メッセージ送受信部２０はCEA2045機器とのシリアル通信ＩＦ設定を行い、通常通信を開始する。続いてCEA2045機器オブジェクト構築部４０は、CEA2045機器オブジェクトを構築する処理を行う。

ステップ３０１で、CEA2045機器オブジェクト構築部４０はCEA2045通信ＩＦ部１３を介し、CEA2045機器に対し全てのメッセージを順次に送信する。そしてステップ３０２で、CEA2045機器から正常応答（ＡＣＫ応答メッセージ）が返信されるか、メッセージ未サポート応答（ＮＡＣＫ応答メッセージ）が返信されるかを確認する。ＡＣＫ応答であれば、そのメッセージの提供サービスに対応するプロパティはECHONETサービスとして提供されることになるため、ステップ３０３へ進み、機器オブジェクト記憶部３４のプロパティを有効にし、ステップ３０１で設定した値またはステップ３０２の応答で取得した値をプロパティ値として書き込む。さらに、送ったメッセージが設定要求ならば該当プロパティのコードをＳｅｔプロパティマップのリストに追記し、送ったメッセージが取得要求の場合は該当プロパティのコードをＧｅｔプロパティマップのリストに追記する。

例えば、図６（３）の電力レベル要求設定を電力消費レベル１００％で送信しＡＣＫ応答が返信された場合は、図１２のプロパティコード0xC1のパワーレベル設定プロパティがECHONETサービスとして提供可能であるため、Ｓｅｔプロパティリストに加え、プロパティ値に現在の設定値100を書込む。また、図６（５）の温度取得要求メッセージを送信し、ＡＣＫ応答と温度取得応答メッセージが返信されれば、図１２のプロパティコード0xC3の温度設定プロパティのＧｅｔがECHONETサービスとして提供可能であるため、Ｇｅｔプロパティリストに加え、プロパティ値に応答メッセージで得た温度値を書込む。

ステップ３０４では全てのメッセージについての応答確認を終了し、全CEA2045機器オブジェクトのプロパティについてのサービス搭載の有無とプロパティ初期値を得て、CEA2045機器オブジェクトを構築する。なお、搭載必須メッセージに対応するプロパティはサービス提供されることが分かっているため、メッセージ応答確認を省略してＳｅｔ／Ｇｅｔプロパティマップに追記するのみでもよい。

CEA2045機器オブジェクトが構築されると、ステップ３０５で、図１０のステップ２０３と同様の手続きを実施してECHONETネットワークに参入し、通常のECHONET通信状態となる。ステップ３０６〜３０９は、ECHONETサービスからオブジェクトアクセス要求を受けた場合の処理であって、オブジェクトアクセス通信部３２と中継処理部３３による図１０のステップ２０４〜２０８と同じ処理であるため説明を省略する。

次にステップ３１０〜３２２では、CEA2045プロパティアクセス通信部４２は、CEA2045機器の現在の状態とCEA2045機器オブジェクトとを一致させる処理を行う。
CEA2045プロパティアクセス通信部４２は、機器オブジェクト記憶部３４のCEA2045オブジェクトのＳｅｔ対応プロパティ値にポーリングし、前回ポーリング時の値と比較して変更の有無を監視している。すなわちステップ３１０で、中間処理部３３がＳｅｔ要求によりあるプロパティに書込みを行ってプロパティ値が変化したことを検知すると、ステップ３１１に進む。ステップ３１１では、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１の変換フォーマットを参照し、変更されたプロパティのコードとプロパティ値に対応するCEA2045メッセージ作成に必要なパラメータを取得し、CEA2045設定要求メッセージを作成する。ステップ３１２で、メッセージ送受信部２０はCEA2045通信ＩＦ部１３を介し、作成されたCEA2045設定要求メッセージをCEA2045機器に送信し、CEA2045機器に対しECHONETのＳｅｔ要求を行う。

ステップ３１３〜３１９では、定期アクセスによりCEA2045機器との間でメッセージ送受信処理を行う。CEA2045プロパティアクセス通信部４２は、内部に定期アクセスメッセージのリストを保持している。定期アクセスメッセージは、例えばプロパティ0xC2や0xC3の設定温度やプロパティ0xD0の電力消費モードなど、ユーザの操作等により機器の状態が変化する項目について、常に最新のCEA2045機器状態を定期的に取得しておくために定期送信する取得要求メッセージである。また、プロパティ0xC2や0xC3の時刻設定のように、アダプタがECHONET機器として公開している時刻とCEA2045機器の時刻が一致するよう定期送信する設定要求メッセージである。

ステップ３１３では、CEA2045プロパティアクセス通信部４２はCEA2045機器への定期アクセス時刻をポーリングしている。例えば５秒毎に定期アクセスを行っているとすると、前回のアクセス時刻から５秒経過したか否かを判定し、５秒経過していたらステップ３１４に進む。

ステップ３１４でCEA2045プロパティアクセス通信部４２は、定期アクセスメッセージリストの登録メッセージを読み出す。メッセージが設定要求の場合はパラメータをセットしてステップ３１５でCEA2045機器へ送信し、ステップ３１６でCEA2045機器からの応答受信を待つ。ステップ３１７で受信した応答メッセージが機器状態取得要求に対する応答の場合は、ステップ３１８に進み、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１に記憶されている変換フォーマットを参照し、プロパティ値に変換して機器オブジェクト記憶部３４に書き込む。ステップ３１９で全ての定期アクセスメッセージの送信を終了する。

また、CEA2045のサービスメッセージには、CEA2045機器の状態が変更された時、通信アダプタからの要求なしにCEA2045機器が自発的に送信するメッセージがある。ステッ３２０〜３２２では、そのようなメッセージの受信処理を行う。この処理はステップ３１６〜３１８と同様である。

またステップ３２３において、CEA2045プロパティアクセス通信部４２は、機器オブジェクト記憶部３４に保存されているCEA2045機器オブジェクトのうち状態変化通知対象のプロパティ値の変化の有無を監視している。これは、前記ステップ３１０でCEA2045機器オブジェクトのＳｅｔ対象のプロパティ値にポーリングしたのと同様である。プロパティ値の変化を検知した場合は、そのプロパティコードとプロパティ値を中間処理部３３に通知する。ステップ３２４にて中間処理部３３は、状態変化通知電文を作成し、オブジェクトアクセス通信部３２は、作成された状態変化通知電文をＬＡＮ通信ＩＦ部１１からECHONETサービスへ送信する。これは、図１０のステップ２１６〜２１７と同様である。
通常状態では上記したステップ３０６〜３２４の処理を繰り返す。上記の処理により、CEA2045機器をECHONETネットワークに接続してECHONET通信を実施することが可能になる。

なお、上記の処理では、ECHONETネットワークからＧｅｔ／Ｓｅｔ要求を受けると、CEA2045プロパティアクセス通信部４２は、定期更新しているCEA2045機器オブジェクトのプロパティ値を読出し／書込みするようにした。これに代え、ECHONETネットワークからＧｅｔ/Ｓｅｔ要求を受けた時に、該当プロパティ値の取得／設定要求メッセージをCEA2045機器に送り、その応答を待ってCEA2045機器オブジェクトのプロパティ値の更新とECHONETネットワークへの応答を行うような順序で処理し、定期アクセスメッセージを行わないようにしても良い。ただし、その場合でもCEA2045機器はECHONETレディ機器のように状態変化通知要求を発行する機能を持たないため、状態変化通知を行う必要のあるプロパティに関してはアダプタが定期的に機器状態を確認する必要がある。

＜モード４＞CEA2045・ECHONET変換モード
本実施例では、CEA2045サービスネットワークにECHONETレディ機器を接続するために、通信アダプタにはCEA2045・ECHONET変換機能を設けている。設定部１６のディップスイッチ＝「４」を選択すると、通信アダプタはCEA2045・ECHONET変換アダプタとして機能する。

図１４は、CEA2045・ECHONET変換モードで動作する場合の機能ブロック図を示す。CEA2045・ECHONET変換アダプタ通信処理は、サポートサービスデータ送受信部２１、メッセージ作成部２２、サポートサービスデータ作成部２３、機器オブジェクト記憶部３４、機器オブジェクト取得部３０、機器プロパティアクセス通信部３１、オブジェクトアクセス通信部３２、機器オブジェクト記憶部３４、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１、CEA2045機器アクセス変換部５０、タイマー処理部５１からなる。ここで、CEA2045機器アクセス変換部５０とタイマー処理部５１以外の機能ブロックは、前記CEA2045アダプタ通信（モード１）／ECHONETミドルウェアアダプタ通信（モード２）／ECHONET・CEA2045変換通信（モード３）での処理と同様である。以下では、CEA2045機器アクセス変換部５０とタイマー処理部５１の処理を中心に説明する。

CEA2045機器アクセス変換部５０は、ECHONETレディ機器の機器オブジェクトをCEA2045方式に対応する機器オブジェクトである仮想CEA2045オブジェクトに変換する。変換のために、内部に機器オブジェクト・CEAオブジェクト変換表を保持している。

機器オブジェクト・CEAオブジェクト変換表は、各機器クラス毎にCEAオブジェクトプロパティ値に変換可能なプロパティの組合わせと、機器オブジェクトプロパティ値からCEA2045オブジェクトプロパティ値への変換処理関数を羅列した表である。例えば、図９の電気暖房機クラスの欄には、電気暖房機の0xB3プロパティ（温度設定値）とCEA2045の0xC3プロパティ（温度設定）が、「１byte長⇔２byte長」の変換処理を行う関数名とセットで登録されている。CEA2045機器アクセス変換部５０は、機器オブジェクトのＧｅｔプロパティマップ・Ｓｅｔプロパティマップに記載されているプロパティを、１つずつ変換可能なプロパティか否か調べ、変換可能であれば対応するCEA2045のプロパティを仮想CEA2045オブジェクトのＧｅｔプロパティマップ・Ｓｅｔプロパティマップに追記していく。Ｓｅｔ/Ｇｅｔプロパティマップに記載された全てのプロパティについて上記処理を行うことで、仮想CEA2045オブジェクトが構築されることになる。

またタイマー処理部５１は、接続するECHONETレディ機器に所定時間後にある動作を行わせたい場合、所定時間後に機器オブジェクトのプロパティ値を書き込むために設けたものである。これは、ECHONETレディ機器は、基本的にオブジェクトプロパティ値が変更された際に、その値の変更に応じた動作のみを実施するからである。

図１５Ａと図１５Ｂは、通信アダプタのCEA2045・ECHONET変換モードにおける動作を示すフローチャートである。設定部１６のディップスイッチを４にして電源をＯＮすると、ＣＰＵ１０はメモリディスク１４から、CEA2045・ECHONE変換アダプタの処理プログラムを読み出してＲＡＭ１５に展開し実行する。

まずステップ４００〜４０２で、機器オブジェクト取得部３０はECHONETレディ機器の機器オブジェクト情報を取得し、機器オブジェクト記憶部３４に記憶する。これは、図１０のステップ２００〜２０２と同じ処理である。この後ステップ４０３で、CEA2045機器アクセス変換部５０は、機器オブジェクト・CEAオブジェクト変換表を使って仮想CEA2045オブジェクトを構築する。

仮想CEA2045オブジェクトが構築されると通常通信状態に移る。ステップ４０４〜４０５では、CEA2045サポートサービスから要求コマンドを受信し、要求データを解析してECHONET機器へのメッセージを作成する。これは、図７のステップ１０２〜１０３におけるサポートサービスデータ送受信部２１とメッセージ作成部２２の処理と同様である。ただしここでは、作成したメッセージをCEA2045機器に送信するのではなくCEA2045機器アクセス変換部５０に引渡す。ステップ４０６でCEA2045機器アクセス変換部５０は、CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部４１に記憶されている変換フォーマットを参照し、メッセージをCEA2045プロパティ値へのＧｅｔまたはＳｅｔアクセスに変換する。そしてステップ４０７で、変換プロパティへのアクセスサービスが有効であること、すなわち、仮想CEA2045オブジェクトのＧｅｔプロパティマップ、Ｓｅｔプロパティマップに登録されていることを確認し、ステップ４０８に進む。

ステップ４０８では、Ｓｅｔ要求なら仮想CEA2045オブジェクトプロパティ値に要求値を書込み、Ｇｅｔ要求なら仮想CEA2045オブジェクトプロパティ値の読出しを行う。ステップ４０９で、正常応答のCEA2045メッセージを作成してサポートサービスデータ作成部２３に引き渡す。

また、ステップ４０７で該当プロパティがプロパティマップになかった場合は、ステップ４１０に進み、メッセージ未サポート応答を作成してサポートサービスデータ作成部２３に送る。ステップ４１１では、サービスデータ作成部２３は受け取った応答メッセージを解析し、サービスデータを作成する。そして、サポートサービスデータ送受信部２１は、作成されたサービスデータをCEA2045サポートサービスへ送信する。なお、ステップ４１１の処理は図７のステップ１０６、１０７と同じである。

次にステップ４１２〜４２２では、CEA2045機器アクセス変換部５０は、ECHONET機器の現在の状態と仮想CEA2045オブジェクト及び機器オブジェクトとを一致させる処理を行う。
CEA2045機器アクセス変換部５０は、仮想CEA2045オブジェクトにポーリングし、Ｓｅｔ対象のプロパティ値の変更の有無を監視している。すなわちステップ４１２で、プロパティ値に書き込みがあってプロパティ値が変化したことを検知すると、ステップ４１３に進む。ステップ４１３では、機器オブジェクト・CEAオブジェクト変換表の変換処理関数を呼び出し、書込みのあったCEA2045オブジェクトプロパティ値をECHONET通信で用いる機器オブジェクトのプロパティ値に変換する。変換したプロパティ値は、直ちに書き込む場合とターマー処理により時間差を設けて書き込む場合があり、それについて説明する。

ほとんどの変換処理関数は、プロパティ値の単位やデータ長の変更などの単純な処理である。例えばレディ機器が前記した電気暖房機であって、温度設定要求メッセージを受けて仮想CEA2045オブジェクト（図１２）の0xC3プロパティ値が変更された場合などは、該0xC3プロパティ値の先頭２byteを１byte長にして、電気暖房機オブジェクト（図９）の0xB3プロパティ値として直ちに書込み、変換処理が完了する。しかし、中には時間差を付けてオブジェクトアクセス（プロパティ書込み）を行わなくてはならない場合がある。

例えば、電力消費停止設定メッセージを受けて、仮想CEA2045オブジェクト（図１２）の0xC0プロパティ値の１byte目が「停止要求なし」から「停止要求あり」に、また停止持続時間が０から３時間に変化した場合を想定する。呼び出された電力消費停止プロパティ変換処理関数は、まず、電気暖房機オブジェクト（図９）の0x80プロパティ値にOFF（0x31）を書込む。さらに、３時間後にＯＮに戻すため、0x90のＯＮタイマー予約設定プロパティがサービス有効ならプロパティ値に設定ＯＮ（0x41）を書込み、0x92のＯＮタイマー相対時間設定プロパティ値に３時間（0x0300）を書込む。しかし、0x90のＯＮタイマー予約設定プロパティがサービス無効の場合には、３時間経過後に電気暖房機オブジェクトの0x80プロパティ値にＯＮ（0x30）を書込む処理が必要になるため、タイマー処理部５１を用いて所定時間後に書込みを実施する。

そこでステップ４１４では、書き込むプロパティ値の書込に時間差が必要か否かを判定する。時間差が必要でない場合はステップ４１７に進み、直ちにプロパティ値の書込みを実施する。時間差が必要な場合は、ステップ４１５に進み、タイマー処理部５１に書込みデータ（プロパティコードとその値、書込みタイマー設定秒数）を渡す。上記例の場合は、プロパティ0x80と書込みプロパティ値Ox30、タイマー設定秒数10800（＝３時間）を渡すことになる。

タイマー処理部５１は、上記書込みデータを受け取るとリアルタイムクロック１７の現在時刻を読出して記憶しておく（タイマーセット）。その後ステップ４１６でリアルタイムクロック１７を定期的に読み出し、指定された時間（設定秒数）が経過したか否かを検出する。指定時間が経過するとステップ４１７に進んで、保持していたプロパティ値を機器オブジェクトへ書込む。

これにより、１つのCEA2045要求メッセージを複数のECHONETオブジェクトアクセス要求に変換し、複数のオブジェクトアクセス要求を各々異なるタイミングで機器オブジェクトのプロパティ値の書き換えを行う。

ステップ４１８〜４２０は、ECHONETレディ機器からのアクセス要求を受けて機器オブジェクトのプロパティ値を変更する処理で、図１０のECHONETアダプタモードのステップ２０９〜２１５の処理と同様である。

ステップ４２１では、CEA2045機器アクセス変換部５０は、機器オブジェクトにポーリングしプロパティ値の変化の有無を監視している。プロパティ値の変化を検知するとステップ４２２に進み、機器オブジェクト・CEAオブジェクト変換表の変換処理関数を呼び出し、機器オブジェクトプロパティ値からCEAオブジェクトプロパティ値への変換と、仮想CEAオブジェクトへの書き込みを実施する。

通常通信状態では、上記ステップ４０４〜４２２の処理を繰り返す。上記の処理により、ECHONET機器をCEA2045対応サービスネットワークに接続して、CEA2045に規定されたアダプタ通信を行うことが可能になる。

なお、上記説明では、ECHONETレディ機器が通信アダプタの機器オブジェクトに定期的にアクセスしてレディ機器にオブジェクトプロパティ値を取り込む通信方式としたが、ECHONET規格では、通信アダプタ側がレディ機器のオブジェクトにアクセスする通信方式もある。その場合は、機器オブジェクトに変換プロパティ値を書込む代わりに、レディ機器に変換プロパティ値のＳｅｔ要求を送る動作となる。その場合でも、本実施例の仮想CEA2045オブジェクトを介してCEA2045メッセージパラメータと機器オブジェクトプロパティ値とを相互に変換する処理は、全く同一内容である。

１…通信アダプタ、２…ホームネットワーク、３…ホームゲートウェイ、４…家電機器、５…サービスネットワーク、１０…ＣＰＵ、１１…ＬＡＮ通信ＩＦ部、１２…ECHONET通信ＩＦ部、１３…CEA2045通信ＩＦ部、１４…メモリディスク、１５…ＲＡＭ、１６…設定部、１７…リアルタイムクロック、１８…電源制御部、２０…メッセージ送受信部、２１…サポートサービスデータ送受信部、２２…メッセージ作成部、２３…サポートサービスデータ作成部、３０…機器オブジェクト取得部、３１…機器プロパティアクセス通信部、３２…オブジェクトアクセス通信部、３３…中継処理部、３４…機器オブジェクト記憶部、４０…CEA2045機器オブジェクト構築部、４１…CEA2045プロパティ・メッセージ変換記憶部、４２…CEA2045プロパティアクセス通信部、５０…CEA2045機器アクセス変換部、５１…タイマー処理部。

Claims (5)

1. ANSI Standard CEA-2045「Modular Communications Interface for Energy Management」（以下CEA2045）規格対応機器をECHONETコントローラから制御可能にする通信アダプタであって、
   CEA2045メッセージを前記CEA2045対応機器と送受信するメッセージ送受信部と、
   ECHONET規格の通信電文を前記ECHONETコントローラと送受信するオブジェクトアクセス通信部と、
   CEA2045要求メッセージに対するCEA2045応答メッセージから、前記CEA2045対応機器のCEA2045規格対応機能をモデル化したCEA2045機器オブジェクトを構築するCEA2045機器オブジェクト構築部と、
   前記オブジェクトアクセス通信部を介し前記構築したCEA2045機器オブジェクトへのECHONET規格オブジェクトアクセス要求を受信し、CEA2045メッセージに変換するCEA2045プロパティ・メッセージ変換部と、を有することを特徴とする通信アダプタ。
2. 請求項１に記載の通信アダプタであって、
   前記CEA2045対応機器に対し、最新の機器状態を取得するための取得要求メッセージや機器状態を設定するための設定要求メッセージを定期アクセス時刻に送信するCEA2045プロパティアクセス通信部を有することを特徴とする通信アダプタ。
3. ECHONET規格対応機器をCEA2045規格の通信メッセージにより制御可能にする通信アダプタであって、
   CEA2045メッセージをCEA2045サポートサービスと送受信するサポートサービスデータ送受信部と、
   ECHONET規格の通信電文を前記ECHONET対応機器と送受信する機器プロパティアクセス通信部と、
   前記サポートサービスデータ送受信部を介し前記ECHONET対応機器へのCEA2045メッセージを受信し、ECHONET規格プロパティに変換するCEA2045プロパティ・メッセージ変換部と、を有することを特徴とする通信アダプタ。
4. 請求項３に記載の通信アダプタであって、
   機器オブジェクト・CEAオブジェクト変換表を保持し、前記ECHONET対応機器の機器オブジェクトをCEA2045規格に対応する仮想CEA2045オブジェクトに変換するCEA2045機器アクセス変換部を有することを特徴とする通信アダプタ。
5. 請求項４に記載の通信アダプタであって、
   前記CEA2045機器アクセス変換部は、前記サポートサービスデータ送受信部を介して受信した１つのCEA2045要求メッセージを複数のECHONETオブジェクトアクセス要求に変換し、タイマー処理部を用いて、該複数のオブジェクトアクセス要求を各々異なるタイミングで前記機器オブジェクトのプロパティ値の書き換えを行い、前記機器プロパティアクセス通信部を介してECHONET対応機器に送信することを特徴とする通信アダプタ。

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