JP2015186044A

JP2015186044A - 家電制御装置

Info

Publication number: JP2015186044A
Application number: JP2014060874A
Authority: JP
Inventors: 賢一井手; Kenichi Ide
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2014-03-24
Filing date: 2014-03-24
Publication date: 2015-10-22

Abstract

【課題】ベースバンド確立手順を極力繰り返すことなく、家電制御装置及び通信アダプタを所望の役割に調整すること。
【解決手段】家電制御装置１０において通信制御部１２は、ベースバンド接続手順によって、通信アダプタ３０との間でベースバンド接続が確立される一方、設定された役割が所望の役割と異なっている場合、手順処理部１３に対して、確立されたベースバンド接続を維持したまま、ベースバンド確立手順を実行させずにＲｏｌｅ制御手順を再度実行（リトライ）させる。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、家電制御装置に関する。

近年、宅内設置された家電をネットワークに接続して一元管理する、種々の技術が提案されている。例えば、宅内に、宅外のネットワークと宅内のネットワークとを接続する家電制御装置（例えば、「ホームゲートウェイ」と呼ばれることもある）が設置される。また、家電には、通信アダプタが接続される。そして、家電制御装置から送信された制御情報は、通信アダプタを経由して、家電によって受信される。そして、家電は、受信した制御情報に応じた処理を実行する。ここで、通信アダプタは、家電制御装置から送信された制御情報に対して、通信プロトコル変換処理を行って、通信プロトコル変換処理後の制御情報を家電へ送出する。また、家電制御装置と通信アダプタとの間は、通常、ブルートゥース（登録商標）等の近距離通信に適した無線通信方式で接続される。また、通信アダプタと家電との間は、近距離通信に適した無線通信方式で接続されてもよいし、有線で接続されてもよい。また、家電に通信アダプタを格納するスペースを設け、当該スペース内に通信アダプタが設置されてもよい。この場合、通信アダプタは、家電経由で電力の供給を受ける。

また、ブルートゥース（登録商標）の通信規格として、ＰＡＮプロファイル（Personal Area Networking Profile）がある。そして、家電制御装置と通信アダプタとの間の通信にブルートゥース（登録商標）が用いられる場合、家電制御装置は、ＰＡＮプロファイルに規定されているＮＡＰ（Network Access Point）として動作し、通信アダプタは、ＰＡＮＵ（Personal Area Network User）として動作する。また、接続トポロジーにおいて、ベースバンド接続の確立時には、ＮＡＰは、マスターとしての役割（Mastar role）に設定され、ＰＡＮＵは、スレーブとしての役割（Slave role）に設定されていることが求められている。

家電制御装置と通信アダプタとの間でＰＡＮプロファイルに準拠した通信を開始する場合、まず、家電制御装置と通信アダプタとの間で、ベースバンド接続の確立手順（以下では、「ベースバンド確立手順」と呼ばれることがある）が実行される。このベースバンド確立手順には、ベースバンド確立に関わる部分手順と、家電制御装置及び通信アダプタの役割を設定する部分手順（以下では、「Ｒｏｌｅ制御手順」と呼ばれることがある）とが含まれる。このベースバンド接続の確立後に、ＢＮＥＰ（Bluetooth(登録商標) Network Encapsulation Protocol）通信路が確立される。

ところで、通常、ベースバンド確立手順が実行されると、ベースバンド接続が確立されるとともに、家電制御装置及び通信アダプタは、Ｍａｓｔａｒｒｏｌｅ及びＳｌａｖｅｒｏｌｅにそれぞれ設定される。しかしながら、伝搬環境が悪い状況下では、ベースバンド接続が確立される一方で、家電制御装置及び通信アダプタの役割が、期待されている役割（つまり、家電制御装置がMastar roleで、通信アダプタがSlave role）に設定されていないことがある。このように期待される役割に設定されなかった場合、従来、確立されているベースバンド接続を切断し、再度、ベースバンド確立手順の初めから始めることが規定されている。

しかしながら、ベースバンド確立手順には、クロックの同期制御等の時間を要する制御が含まれており、ベースバンド接続の確立までにはある程度長い時間を要してしまう。また、ベースバンド接続が確立するまでの間では、送信電力制御が行われていないので、高出力の電波が放射されることがあり、他の無線通信への干渉となる可能性がある。

従って、ベースバンド確立手順を極力繰り返すことなく、家電制御装置及び通信アダプタを所望の役割に調整することが望まれている。

特表２００４−５０３９８８号公報

本発明が解決しようとする課題は、ベースバンド確立手順を極力繰り返すことなく、家電制御装置及び通信アダプタを所望の役割に調整できる、家電制御装置を提供することである。

実施形態に係る家電制御装置は、通信相手である通信アダプタがスレーブで自身がマスターという役割となって前記通信アダプタとの間に確立された通信路を用いて前記通信アダプタとの間で通信を行って、前記通信アダプタに接続された家電を制御する。また、前記家電制御装置は、手順処理部と、通信制御部とを有する。前記手順処理部は、前記通信アダプタとの間で、ベースバンド確立手順部分及び役割制御手順部分とを含むベースバンド接続手順を実行する。前記通信制御部は、前記実行されたベースバンド接続手順によって、前記通信アダプタとの間でベースバンド接続が確立される一方、前記役割が異なっている場合、前記手順処理部に対して、前記確立されたベースバンド接続を維持したまま、前記ベースバンド確立手順部分を実行させずに前記役割制御手順部分を再度実行させる。

本発明によれば、ベースバンド確立手順を極力繰り返すことなく、家電制御装置及び通信アダプタを所望の役割に調整できる。

図１は、一実施形態に係る家電制御システムの一例を示す図である。図２は、一実施形態に係る家電制御装置の一例を示すブロック図である。図３は、一実施形態に係る通信アダプタの構成例を示すブロック図である。図４は、一実施形態に係る家電制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。図５は、家電制御システムの処理動作の一例を示すシーケンス図である。図６は、家電制御システムの処理動作の一例を示すシーケンス図である。図７は、家電制御システムの処理動作の一例を示すシーケンス図である。

以下で説明する実施形態に係る家電制御システム１は、家電制御装置１０と、通信アダプタ３０と、家電機器５０とを有する。

家電制御装置１０において通信制御部１２は、ベースバンド接続手順によって、通信アダプタ３０との間でベースバンド接続が確立される一方、設定された役割が所望の役割と異なっている場合、手順処理部１３に対して、確立されたベースバンド接続を維持したまま、ベースバンド確立手順を実行させずにＲｏｌｅ制御手順を再度実行（リトライ）させる。そして、通信制御部１２は、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライによっても所望の役割に設定できなかった場合、手順処理部１３に対して、確立されたベースバンド接続の切断手順を実行させる。ここで、家電制御装置１０と通信アダプタ３０とは、例えば、ブルートゥース（登録商標）によって接続される。

また、ベースバンド接続手順によって所望の役割に設定できているか否かを判定するタイミングは、通信路（ここでは、ＢＮＥＰ通信路）が確立された後である。これにより、手順処理部１３の処理を連続的に実行できるので、手順処理部１３による処理を効率的に実行することができる。

また、ベースバンド接続手順によって所望の役割に設定できているか否かを判定するタイミングは、通信路（ここでは、ＢＮＥＰ通信路）が確立された後でなく、ベースバンド接続が確立されてから所定時間後で且つ通信路（ここでは、ＢＮＥＰ通信路）の確立前であってもよい。

以下、図面を参照して、一実施形態に係る家電制御装置を説明する。一実施形態において同一の処理ステップには同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

［家電制御システムの概要］
図１は、一実施形態に係る家電制御システムの一例を示す図である。図１において、家電制御システム１は、家電制御装置１０と、通信アダプタ３０と、家電機器５０とを有する。

家電制御装置１０は、宅外ネットワークと接続されており、宅外ネットワークを介して受信した制御情報を、通信アダプタ３０を介して家電機器５０へ送信する。これにより、家電機器５０は、受信した制御情報に応じた処理を実行する。

ここで、宅内ネットワークにおいて家電制御装置１０が制御情報を通信アダプタ３０へ送信するためには、その前に、「準備処理」が必要である。すなわち、「準備処理」では、家電制御装置１０と通信アダプタ３０との間で、ベースバンド接続が確立され、通信路が確立され、且つ、家電制御装置１０及び通信アダプタ３０の役割が「所望の役割」に設定される。「所望の役割」とは、家電制御装置１０の役割がマスターであり、通信アダプタ３０の役割がスレーブである。なお、家電制御装置１０と通信アダプタ３０との間は、無線、例えば、ブルートゥース（登録商標）によって接続される。また、通信アダプタ３０と家電機器５０との間は、無線で接続されてもよいし有線で接続されてもよい。また、通信アダプタ３０は、家電機器５０と有線で接続され、電力も家電機器５０を経由して供給されてもよい。いずれにしても、通信アダプタ３０は、家電機器５０に取り付けられるか又は直ぐ近くに配設される。このため、通信アダプタ３０と家電機器５０との間の通信環境は良好となっている。通信アダプタ３０と家電機器５０との間の通信は、例えば、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver Transmitter）によって実現される。

具体的には、まず、家電制御装置１０と通信アダプタ３０との間で、「ベースバンド接続手順」が実行される。この「ベースバンド接続手順」には、「ベースバンド確立手順」と「Ｒｏｌｅ制御手順」とが含まれる。ベースバンド接続が一度のベースバンド接続手順で確立できなかった場合、ベースバンド接続手順の全体が繰り返される。

ベースバンド接続が確立されると、家電制御装置１０と通信アダプタ３０との間で、通信路確立手順が実行される。

通信路が確立されると、家電制御装置１０は、自身に設定されている役割が正しいか、つまり、マスターであるか否かを判定する。

自身に設定されている役割がマスターである場合、家電制御装置１０は、確立された通信路を用いて、制御情報を通信アダプタ３０へ送信する。この制御情報は、通信アダプタ３０を介して家電機器５０へ伝送される。

一方、自身に設定されている役割がスレーブである場合、家電制御装置１０は、ベースバンド接続を維持したまま、「ベースバンド確立手順」を実行せず「Ｒｏｌｅ制御手順」を実行する。これにより、所望の役割に設定される可能性を向上できる。

以上のように、家電制御装置１０は、ベースバンド接続手順によって、通信アダプタ３０との間でベースバンド接続が確立される一方、所望の役割に設定できていない場合（つまり、家電制御装置１０の役割がマスターであり、通信アダプタ３０の役割がスレーブとなっていない場合）、ベースバンド接続を維持したまま、「ベースバンド確立手順」を実行せず「Ｒｏｌｅ制御手順」を実行する。

これにより、一度ベースバンド接続を切断してベースバンド接続手順の全体を繰り返すのではなく、それの一部であるＲｏｌｅ制御手順のみを繰り返すので、ベースバンド確立手順を極力繰り返すことなく、家電制御装置及び通信アダプタを所望の役割に調整できる。この結果、家電制御装置１０が家電機器５０の制御を開始できる状態になるまでに要する時間を短縮できる。また、送信電力制御が行われていない手順を短縮できるので、他の無線通信への干渉を低減することができる。

［家電制御装置の構成例］
図２は、一実施形態に係る家電制御装置の一例を示すブロック図である。図２において、家電制御装置１０は、インタフェース（ＩＦ）１１，１４と、通信制御部１２と、手順処理部１３とを有する。

ＩＦ１１は、家電制御装置１０と宅外ネットワークとの間のインタフェースである。また、ＩＦ１４は、家電制御装置１０と通信アダプタ３０との間の無線インタフェースである。ＩＦ１４は、例えば、ブルートゥースチップである。

手順処理部１３は、後述する通信アダプタ３０の手順処理部３２との間で、上記のベースバンド接続手順及び通信路確立手順を含む「通信準備手順」を実行する。上記の通り、ベースバンド接続手順には、「ベースバンド確立手順」と「Ｒｏｌｅ制御手順」とが含まれる。そして、「Ｒｏｌｅ制御手順」は、リンクマネジメントプロトコル（Link Management Protocol）によって、家電制御装置１０が「スイッチリクエスト（LMP_switch_req）」を通信アダプタ３０へ送信するステップと、通信アダプタ３０がスイッチリクエストに応答して「受理メッセージ（LMP_accepted）」を家電制御装置１０へ送信するステップとを含む。なお、手順処理部１３は、ベースバンド接続を確立できなかった場合、ベースバンド接続手順の全体を再度実行する。

また、手順処理部１３は、通信制御部１２の「リトライ命令」に応じて、ベースバンド接続を維持したまま、「ベースバンド確立手順」を実行せず「Ｒｏｌｅ制御手順」を実行する。

また、手順処理部１３は、通信制御部１２の「切断命令」に応じて、確立したベースバンド接続を切断する切断手順を、後述する通信アダプタ３０の手順処理部３２との間で実行する。

通信制御部１２は、手順処理部１３に対して家電制御装置１０の所望役割がマスターであることを示す役割情報を手順処理部１３へ出力する。これにより、手順処理部１３は、「Ｒｏｌｅ制御手順」においてスイッチリクエストを通信アダプタ３０へ送信することができる。

また、通信制御部１２は、「ベースバンド接続手順」の実行によってベースバンド接続が確立されていたか否か、及び、所望の役割に設定されたか否かを判定する。この判定のタイミングは、例えば、手順処理部１３によって通信路が確立された後である。そして、通信制御部１２は、ベースバンド接続手順によって、通信アダプタ３０との間でベースバンド接続が確立される一方、設定された役割が所望の役割と異なっている場合、手順処理部１３に対して「リトライ命令」を出力する。すなわち、通信制御部１２は、「リトライ命令」を手順処理部１３へ出力することにより、手順処理部１３に対して、確立されたベースバンド接続を維持したまま、ベースバンド確立手順を実行させずにＲｏｌｅ制御手順を再度実行（リトライ）させる。

そして、通信制御部１２は、手順処理部１３によるＲｏｌｅ制御手順のリトライによって、所望の役割に設定されたか否かを判定する。この判定のタイミングは、例えば、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライが完了してから所定時間の経過後である。そして、通信制御部１２は、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライによっても所望の役割に設定されていないと判定した場合、手順処理部１３に対して「切断命令」を出力する。すなわち、通信制御部１２は、「切断命令」を手順処理部１３へ出力することにより、手順処理部１３に対して切断手順を実行させ、その後に、ベースバンド接続手順の全体をリトライさせる。

ここで、通信制御部１２は、家電制御装置１０と通信アダプタ３０との間に、ベースバンド接続及び通信路が確立され、所望の役割に設定されると、制御情報を通信アダプタ３０を介して家電機器５０へ送信する。これにより、家電機器５０が制御情報に応じた処理を実行するので、家電機器５０を制御することができる。

［通信アダプタの構成例］
図３は、一実施形態に係る通信アダプタの構成例を示すブロック図である。図３において、通信アダプタ３０は、ＩＦ３１，３４と、手順処理部３２と、通信制御部３３とを有する。

ＩＦ３１は、家電制御装置１０と通信アダプタ３０との間の無線インタフェースである。ＩＦ３１は、例えば、ブルートゥースチップである。また、ＩＦ３４は、通信アダプタ３０と家電機器５０との間のインタフェースである。ＩＦ３４は、例えば、ＵＡＲＴである。

手順処理部３２は、家電制御装置１０の手順処理部１３との間で、上記のベースバンド接続手順及び通信路確立手順を含む「通信準備手順」を実行する。ここで、家電制御システム１において、通常、通信アダプタ３０側から通信準備手順を開始する。そして、通信準備手順を開始した装置が初期段階ではマスターとなる。このため、ベースバンド接続手順に含まれるＲｏｌｅ制御手順によって、所望の役割に設定変更する必要が生じる。

通信制御部３３は、家電制御装置１０の手順処理部１３との間に確立された通信路を介して制御情報を受け取り、受け取った制御情報をＩＦ３４を介して家電機器５０へ送信する。

［家電制御システムの動作例］
以上の構成を有する家電制御システムの処理動作例について説明する。主に、家電制御装置１０の処理動作例について説明する。図４は、一実施形態に係る家電制御装置の処理動作の一例を示すフローチャートである。図５〜７は、家電制御システムの処理動作の一例を示すシーケンス図である。特に、図５には、ベースバンド処理手順でベースバンド接続が確立でき、家電制御装置及び通信アダプタの役割も所望の役割に設定できた場合のシーケンス図が示されている。また、図６には、ベースバンド処理手順でベースバンド接続が確立できた一方、家電制御装置及び通信アダプタの役割が所望の役割に設定できず、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライによって所望の役割に設定できた場合のシーケンス図が示されている。また、図７は、ベースバンド処理手順でベースバンド接続が確立できた一方、家電制御装置及び通信アダプタの役割が所望の役割に設定できず、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライによっても所望の役割に設定できなかった場合のシーケンス図が示されている。

家電制御装置１０において手順処理部１３は、ベースバンド接続手順を実行する（ステップＳ１０１，Ｓ２０１）。

そして、ベースバンド接続が確立されると、手順処理部１３は、通信路の確立手順（ここでは、ＢＮＥＰ通信路の確立手順）を実行する（ステップＳ１０２，Ｓ２０２）。

ＢＮＥＰ通信路が確立されると、通信制御部１２は、家電制御装置１０の役割（Ｒｏｌｅ）がマスターか否か（つまり、役割が正しく設定されたか否か）を判定する（ステップＳ１０３，２０３）。

そして、家電制御装置１０の役割がマスターに設定できたと判定された場合（ステップＳ１０３肯定）、図４のフローが終了し、通信制御部１２は、家電制御通信を実行する（ステップＳ２０４）。

一方、家電制御装置１０の役割がマスターに設定できていないと判定された場合（ステップＳ１０３否定）、通信制御部１２は、手順処理部１３に対して、確立されたベースバンド接続を維持したまま、ベースバンド確立手順を実行させずにＲｏｌｅ制御手順を再度実行（リトライ）させる（ステップＳ１０４，Ｓ３０１）。

そして、通信制御部１２は、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライが完了した後、所定時間待機する（ステップＳ１０５）。

そして、通信制御部１２は、所定時間待機後、家電制御装置１０の役割（Ｒｏｌｅ）がマスターか否か（つまり、役割が正しく設定されたか否か）を判定する（ステップＳ１０６，Ｓ３０２）。

そして、家電制御装置１０の役割がマスターに設定できたと判定された場合（ステップＳ１０６肯定）、図４のフローが終了し、通信制御部１２は、家電制御通信を実行する（ステップＳ２０４）。

一方、家電制御装置１０の役割がマスターに設定できていないと判定された場合（ステップＳ１０６否定）、通信制御部１２は、手順処理部１３に対して切断手順を実行させ（ステップＳ１０７，Ｓ４０１）、その後に、ベースバンド接続手順の全体をリトライさせる。

以上のように本実施例によれば、家電制御装置１０において通信制御部１２は、ベースバンド接続手順によって、通信アダプタ３０との間でベースバンド接続が確立される一方、設定された役割が所望の役割と異なっている場合、手順処理部１３に対して、確立されたベースバンド接続を維持したまま、ベースバンド確立手順を実行させずにＲｏｌｅ制御手順を再度実行（リトライ）させる。そして、通信制御部１２は、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライによっても所望の役割に設定できなかった場合、手順処理部１３に対して、確立されたベースバンド接続の切断手順を実行させる。

この家電制御装置１０の構成により、一度ベースバンド接続を切断してベースバンド接続手順の全体を繰り返すのではなく、それの一部であるＲｏｌｅ制御手順のみを繰り返すので、ベースバンド確立手順を極力繰り返すことなく、家電制御装置及び通信アダプタを所望の役割に調整できる。この結果、家電制御装置１０が家電機器５０の制御を開始できる状態になるまでに要する時間を短縮できる。また、送信電力制御が行われていない手順を短縮できるので、他の無線通信への干渉を低減することができる。

なお、ベースバンド接続手順によって所望の役割に設定できているか否かを判定するタイミングは、通信路（ここでは、ＢＮＥＰ通信路）が確立された後でなく、ベースバンド接続が確立されてから所定時間後で且つ通信路（ここでは、ＢＮＥＰ通信路）の確立前であってもよい。これにより、Ｒｏｌｅ制御手順のリトライによっても所望の役割に設定できなかった場合に無駄となる通信路（ここでは、ＢＮＥＰ通信路）の確立手順の実行を回避することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、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。これら実施形態やその変形は、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家電制御システム
１０家電制御装置
１１，１４，３１，３４インタフェース
１２，３３通信制御部
１３，３２手順処理部
３０通信アダプタ
５０家電機器

Claims

通信相手である通信アダプタがスレーブで自身がマスターという役割となって前記通信アダプタとの間に確立された通信路を用いて前記通信アダプタとの間で通信を行って、前記通信アダプタに接続された家電を制御する、家電制御装置であって、
前記通信アダプタとの間で、ベースバンド確立手順部分及び役割制御手順部分とを含むベースバンド接続手順を実行する手順処理部と；
前記実行されたベースバンド接続手順によって、前記通信アダプタとの間でベースバンド接続が確立される一方、前記役割が異なっている場合、前記手順処理部に対して、前記確立されたベースバンド接続を維持したまま、前記ベースバンド確立手順部分を実行させずに前記役割制御手順部分を再度実行させる、通信制御部と；
を具備する家電制御装置。
前記通信制御部は、前記再度実行された役割制御手順部分によって、前記役割が異なっている場合、前記手順処理部に対して、前記確立されたベースバンド接続を切断させる、
請求項１に記載の家電制御装置。
前記手順処理部は、前記ベースバンド接続手順の後に前記通信路を確立する通信路確立手順を実行し、
前記通信制御部は、前記通信路が確立された後に、前記手順処理部に対して、前記役割制御手順部分を再度実行させる、
請求項１又は２に記載の家電制御装置。
前記通信制御部は、前記ベースバンド接続が確立されてから所定時間後に、前記手順処理部に対して、前記役割制御手順部分を再度実行させる、
請求項１又は２に記載の家電制御装置。