JP2017103681A - 子機、モニタおよび通信方法 - Google Patents

子機、モニタおよび通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】複数の機器において呼出ボタンが操作される等の所定のイベントがほぼ同時に行われた場合でも、ドアホン親機において同期要求の衝突が連続して起こらないようにすること。【解決手段】ドアホン親機は、玄関子機１００−１および玄関子機１００−３に対して、固有の識別子および識別子によって一意に決まる送信周期を送信する。玄関子機１００−１および玄関子機１００−３は、ドアホン親機から受信したこれらの情報を記憶する。非同期状態において、玄関子機１００−１および玄関子機１００−３の呼出ボタンがほぼ同時に操作された場合、玄関子機１００−１および送信玄関子機１００−３は、互いに異なる送信周期（１ｍｓ、３ｍｓ）で同期要求を複数回送信する。【選択図】図１９

Description

本開示は、ドアホンシステムの子機、親機、モニタおよび当該ドアホンシステムの通信方法に関する。
近年、住宅等において、例えば、宅外の玄関先に設置されたカメラ付きの子機（以下、「玄関子機」という）と、玄関子機のカメラで撮像された映像をモニタに表示する宅内の親機（以下、「ドアホン親機」という）と、からなるドアホンシステムが広く普及している。また、ドアホンシステムに、モニタを増設する場合もある（以下、「増設モニタ」という）。
一般的に、ドアホンシステムは、玄関子機とドアホン親機とが２線ケーブルにより接続される。また、ドアホン親機と増設モニタとが２線ケーブルにより接続される。特許文献１には、２線ケーブルで接続された玄関子機とドアホン親機との間でパケットを送受信するドアホンシステムが記載されている。
玄関子機の呼出ボタンが操作された場合、当該玄関子機は、ドアホン親機に同期要求（制御信号）を送信する。
特開２００７−１２４２２７号公報
各機器が非同期状態において、複数の玄関子機の呼出ボタンがほぼ同時に操作された場合、複数の同期要求が同時にドアホン親機に送信されることになり、ドアホン親機では、同期要求の衝突が起こり、何れの同期要求も受信できない。
ドアホン親機で同期要求を受信できなかった場合、各玄関子機は、所定の周期で同期要求を再送する。従来技術では、各玄関子機の同期要求の送信周期が同一であるため、その後も同期要求の衝突が続けて起こり、通信状態に移行することができなくなるおそれがある。
本開示の目的は、非同期状態において、呼出ボタンが操作される等の所定のイベントが複数の機器においてほぼ同時に行われた場合でも、同期要求の衝突が連続して起こることなく、短時間で通信状態に移行することができるドアホンシステムの子機、親機、モニタおよびドアホンシステムの通信方法を提供することである。
本開示の子機は、親機と子機とが２線ケーブルを介して接続され、前記親機と前記子機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するドアホンシステムの前記子機であって、前記親機からのデータを受信する受信部と、前記受信データに含まれる、前記親機によって割り当てられた識別子を記憶する記憶部と、前記親機へのデータを送信する送信部と、を具備し、前記送信部は、前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する。
本開示の親機は、親機と子機とが２線ケーブルを介して接続され、前記親機と前記子機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するドアホンシステムの前記親機であって、前記子機からのデータを受信する受信部と、識別子を記憶する記憶部と、前記子機へのデータを送信する送信部と、を具備し、前記送信部は、前記子機と非同期状態において、前記子機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する。
本開示のモニタは、親機と子機とからなるドアホンシステムに増設され、前記親機と２線ケーブルを介して接続され、前記親機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するモニタであって、前記親機からのデータを受信する受信部と、前記受信データに含まれる、前記親機によって割り当てられた識別子を記憶する記憶部と、前記親機へのデータを送信する送信部と、を具備し、前記送信部は、前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する。
本開示の通信方法は、親機と子機とが２線ケーブルを介して接続され、前記親機と前記子機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するドアホンシステムの前記子機の通信方法であって、前記親機が、前記子機に固有の識別子、送信周期を含むデータを送信し、前記子機が、前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する。
本開示によれば、非同期状態において、呼出ボタンが操作される等の所定のイベントが複数の機器においてほぼ同時に行われた場合、各機器が、互いに異なる送信周期で、同期要求を複数回送信するので、同期要求の衝突が連続して起こることなく、短時間で通信状態に移行することができる。
本開示の一実施の形態に係るドアホンシステムの構成を示すシステム構成図 本開示の一実施の形態に係るフレーム構成、スロット構成を示す図 本開示の一実施の形態に係る割り込み信号の構成を示す図 本開示の一実施の形態に係る玄関子機の構成を示すブロック図 本開示の一実施の形態に係るドアホン親機の構成を示すブロック図 本開示の一実施の形態に係る増設モニタの構成を示すブロック図 パケットデータ（１ビット）に対する変調処理の一例を示す図 パケットデータ（複数ビット）に対する変調処理の一例を示す図 本開示の一実施の形態において使用されるプリアンブルデータの一例を示す図 本開示の一実施の形態に係る玄関子機の同期検出部の内部構成を示すブロック図 本開示の一実施の形態に係る玄関子機の同期検出処理の一例を示す図 本開示の一実施の形態に係る同期検出処理の動作の一例を示すフローチャート 本開示の一実施の形態に係る初期登録までのシーケンス図 本開示の一実施の形態に係る待機状態から通信状態までのシーケンス図 本開示の一実施の形態に係る玄関子機の動作の一例を示すフローチャート 本開示の一実施の形態に係るドアホン親機の動作の一例を示すフローチャート 本開示の一実施の形態に係るドアホン親機の通常動作時のルーティング制御の具体例を示す図 本開示の一実施の形態に係るドアホン親機の初期登録時のルーティング制御の具体例を示す図 本開示の一実施の形態に係るドアホン親機の識別子記憶部内のテーブルの一例を示す図 本開示の一実施の形態に係るドアホンシステムの非同期状態での衝突回避を説明する図
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜システムの概要＞
まず、本開示の一実施の形態に係るドアホンシステムの概要について、図１を用いて説明する。図１に示すように、ドアホンシステム１は、玄関子機１００と、ドアホン親機２００と、から構成される。なお、図１では、ドアホン親機２００に３台の玄関子機１００−１、１００−２、１００−３が接続している場合を例示している。また、ドアホンシステム１には、増設モニタ３００を追加しても良い。さらに、ドアホンシステム１は、他のドアホンシステムと接続することもできる。
玄関子機１００は、例えば、住宅等の玄関先に設けられる。ドアホン親機２００および増設モニタ３００は、例えば、住宅等の宅内に設けられ、壁に固定されたり、テーブルまたは台の上等に載置されたりする。玄関子機１００とドアホン親機２００とは、１対の銅線から成る２線ケーブルにより接続されている。増設モニタ３００は、２線ケーブルによりドアホン親機２００と接続される。
ドアホン親機２００は、玄関子機１００と通信を行い、玄関子機１００から映像データ、音声データおよび制御データを受信し、音声データおよび制御データを送信する。また、ドアホン親機２００は、増設モニタ３００と通信を行い、玄関子機１００から受信した映像データ、音声データおよび制御データを増設モニタ３００に転送し、増設モニタ３００から受信した音声データおよび制御データを玄関子機１００に転送する。
なお、以下の説明において、玄関子機１００あるいは増設モニタ３００からドアホン親機２００への方向を「上り方向」といい、玄関子機１００あるいは増設モニタ３００から上り方向に送信されるパケット、信号をそれぞれ「上りパケット」、「上り信号」という。また、ドアホン親機２００から玄関子機１００あるいは増設モニタ３００への方向を「下り方向」といい、ドアホン親機２００から下り方向に送信されるパケット、信号をそれぞれ「下りパケット」、「下り信号」という。
＜フレーム構成、スロット構成＞
次に、本実施の形態に係る同期通信時のフレーム構成、スロット構成について図２Ａを用いて説明する。図２Ａに示すように、各フレームは、48000bitの領域を有し、10ms周期、4.8Mbpsのビットレートであり、２４スロットに分割される。したがって、各スロットは、2000bit=250byteの領域を有し、0.416ms周期、4.8Mbpsのビットレートになる。
各スロットは、52byteのガードスペース（Guard）、4byteのプリアンブルフィールド、2byteのシンクフィールド（Sync）、32byteの制御データフィールド、160byteのユーザデータフィールドに分けられている。
ガードスペースは、伝播遅延時間差やクロックジッタ等によるスロットの衝突を避けるための時間である。プリアンブルフィールドには、所定のユニークパターンを有するプリアンブルデータ（後述）が付加される。シンクフィールドには、所定のシンクパターンが付加される。制御データフィールドには、制御データが付加される。ユーザデータフィールドには、画像データおよび音声データが付加される。ここでシンクパターンとは、シンクフィールドに配置された既知のデータあるいはデータ列であって、受信データ受信時の同期を確立するために用いられ、受信データが正確なタイミングで受信されたことを確認するための予め規定した既知のデータパターンである。
＜割り込み信号の構成＞
次に、本実施の形態に係る非同期通信時の割り込み信号の構成について図２Ｂを用いて説明する。
図２Ｂに示すように、割り込み信号は、4byteのプリアンブルフィールド、2byteのシンクフィールド（Sync）、32byteの制御データフィールドに分けられている。さらに、図２Ｂに示す割り込み信号には、将来の拡張用として、30byteのユーザデータフィールドが設けられている。
割り込み信号のプリアンブルデータおよびシンクパターンは、図２Ａに示した同期通信時のスロットと同一のものである。これにより、同期通信時と非同期通信時とで受信部等を共用できるため、コストを抑えることができる。
割り込み信号の制御データフィールドには、メッセージ種別（同期要求等）、送信元機器番号（ＩＤ）等の制御情報が書き込まれる。割り込み信号のユーザデータフィールドは、機器異常情報（機器の異常を検知したことを示す情報）等、メッセージ種別に応じた詳細情報を通知するフィールドとして使用しても良い。
なお、図２Ｂに示す割り込み信号は、接続機器の初期登録時にも使用される。
＜玄関子機の構成＞
次に、玄関子機１００の構成について、図３のブロック図を用いて説明する。図３に示すように、玄関子機１００は、ケーブル接続部１０１、キー入力部１０２、スピーカ１０３、マイク１０４、音声Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部１０５、カメラ部１０６および制御部１０７を有する。制御部１０７は、内部に、第１クロック生成部１３１、パケット生成部１３２、データ再生部１３３、接続状態検出部１３４を有する。また、玄関子機１００は、送信データ処理部１０８、送信データ反転部１０９、送信ドライバ１１０、受信ドライバ１１１、受信データ反転部１１２、同期検出部１１３、第２クロック生成部１１４、識別子記憶部１１５を有する。
ケーブル接続部１０１は、２線ケーブル用の接続端子を含み、２線ケーブルの玄関側の一端と、受信ドライバ１１１および送信ドライバ１１０との間を、信号を伝送可能な状態で接続する。なお、２線ケーブルの他端は、ドアホン親機２００に接続される。
キー入力部１０２は、呼出ボタンを含み、呼出ボタンが操作されたとき、その旨を示す信号を制御部１０７に出力する。
スピーカ１０３は、音声Ｉ／Ｆ部１０５から出力されたアナログ音声データを、音声に変換して出力する。
マイク１０４は、周囲の音声を集音してアナログ音声データに変換し、音声Ｉ／Ｆ部１０５に出力する。
音声Ｉ／Ｆ部１０５は、制御部１０７から出力されたデジタル音声データを、アナログ音声データに変換し、信号レベルを調整して、スピーカ１０３に出力する。また、音声Ｉ／Ｆ部１０５は、マイク１０４から出力されたアナログ音声データを、信号レベルを調整し、デジタル音声データに変換して、制御部１０７に出力する。かかるアナログ／デジタル変換は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換器（図示せず）により行われる。
なお、音声Ｉ／Ｆ部１０５は、マイク１０４から出力されたアナログ音声データをデジタル変換したデータに対して、所定の音声圧縮処理を行って得られるデータを、デジタル音声データとして制御部１０７に出力してもよい。また、音声Ｉ／Ｆ部１０５は、制御部１０７から出力されたデジタル音声データが所定の音声圧縮処理を行って得られたデータである場合、当該データに対して所定の音声伸張処理を行ってから、デジタル／アナログ変換を行う。
カメラ部１０６は、デジタルカメラを含み、玄関の映像を撮影し、デジタル映像データを生成して、制御部１０７に出力する。なお、カメラ部１０６は、エンコーダモジュールを搭載していてもよい。すなわち、カメラ部１０６は、デジタルカメラから出力された映像データに対してＨ.２６４等の所定の動画圧縮処理を行って得られるデータを、デジタル映像データとして制御部１０７に出力してもよい。
制御部１０７は、玄関子機１００の各部の制御を行う。また、制御部１０７は、送信を許可する送信区間、および、受信を許可する受信区間を指示する切り替え制御信号（SW CON）を送信ドライバ１１０および受信ドライバ１１１に出力する。
制御部１０７の第１クロック生成部１３１は、受信データをサンプリングするためのクロックであって、水晶発振を基準に、受信データのビットレートのｎ倍（ｎは１以上）に対応する第１周波数（例えば、48MHz（ｎ＝１０））のクロック（CLK）を生成し、同期検出部１１３、第２クロック生成部１１４に出力する。
制御部１０７のパケット生成部１３２は、映像付き通話を実現するための上りパケットを生成する。具体的には、パケット生成部１３２は、音声Ｉ／Ｆ部１０５から出力されたデジタル音声データおよびカメラ部１０６から出力されたデジタル映像データを適宜分割して各スロットのユーザデータフィールドに書き込み、自機（玄関子機１００）に固有の識別子（以下、「自機ＩＤｓｌａｖｅ」という）および通信相手のドアホン親機２００の識別子（以下、「ＩＤｍａｓｔｅｒ」という）を含む制御データを各スロットの制御データフィールドに書き込む。さらに、パケット生成部１３２は、各スロットに、プリアンブルデータ、シンクパターンを書き込み、上りパケット（送信データ）を生成する。さらに、パケット生成部１３２は、送信用のイネーブル信号（SSCS）および送信用の第２周波数（例えば、4.8MHz）のクロック（SSCK）を生成する。そして、パケット生成部１３２は、上りパケットを、送信用のイネーブル信号（SSCS）およびクロック（SSCK）と同期させて、送信データ処理部１０８に出力する。
なお、玄関子機１００とドアホン親機２００との間でデータが送受されない待機状態では、パケット生成部１３２は、上りパケットを生成しない。また、待機状態（非同期通信時）において、呼出ボタンが操作される等の所定のイベントが発生すると、パケット生成部１３２は、プリアンブルデータ、シンクパターン、制御データを書き込んだ上りパケット（割り込み信号）を生成する。なお、非同期通信時の割り込み信号において使用されるプリアンブルとシンクパターンは、同期通信時に使用されるものと同一である。
制御部１０７のデータ再生部１３３は、同期検出部１１３からイネーブル信号（SSCS）を入力すると、第２クロック生成部１１４から出力された第２周波数のクロック（SSCK）を使用し、受信データ反転部１１２から出力された下り信号を復調して下りパケットを取得する。そして、データ再生部１３３は、下りパケットに含まれるデジタル音声データを音声Ｉ／Ｆ部１０５に出力し、下りパケット（受信データ）に含まれるシンクパターンを接続状態検出部１３４に出力する。なお、データ再生部１３３は、初期登録時に、下りパケットに含まれる自機ＩＤｓｌａｖｅおよびＩＤｍａｓｔｅｒを識別子記憶部１１５に記憶させる。
また、データ再生部１３３は、待機状態（非同期通信時）において所定のイベントが発生し、下り信号（割り込み信号）を入力した場合、下り信号を復調して下りパケットを取得し、下りパケットに含まれるシンクパターンを接続状態検出部１３４に出力する。データ再生部１３３は、接続状態検出部１３４において正確に割り込み信号を捕捉できたことを確認した後、割り込み信号の制御データを抽出する。制御データが同期要求であれば、玄関子機１００は、ドアホン親機２００との同期処理に移行する。
制御部１０７の接続状態検出部１３４は、２線ケーブルが正接続である場合のチェック用シンクパターン（以下、「正接続チェック用シンクパターン」という（例えば、16bit全てが「０」））、および、正接続チェック用シンクパターンの逆のパターンであって、２線ケーブルが逆接続である場合のチェック用シンクパターン（以下、「逆接続チェック用シンクパターン」という（例えば、16bit全てが「１」））を記憶している。そして、接続状態検出部１３４は、データ再生部１３３から出力された受信データのシンクパターンを、正接続チェック用シンクパターンおよび逆接続チェック用シンクパターンと照合する。接続状態検出部１３４は、受信データのシンクパターンと正接続チェック用シンクパターンが完全に一致した場合に２線ケーブルが正接続であると判定し、受信データのシンクパターンと逆接続チェック用シンクパターンが完全に一致した場合に２線ケーブルが逆接続であると判定する。そして、接続状態検出部１３４は、判定結果を示す反転制御信号（INV CON）を、送信データ反転部１０９および受信データ反転部１１２に出力する。
送信データ処理部１０８は、パケット生成部１３２からイネーブル信号（SSCS）を入力すると、パケット生成部１３２から出力された第２周波数のクロック（SSCK）を使用し、パケット生成部１３２から出力された上りパケットのデータに対して変調処理を行って上り信号を生成し、送信データ反転部１０９に出力する。なお、送信データ処理部１０８の変調処理の詳細（具体例）については後述する。
送信データ反転部１０９は、接続状態検出部１３４において２線ケーブルが逆接続であると判定された場合、送信データ処理部１０８から出力された上り信号を反転させて送信ドライバ１１０に出力する。一方、送信データ反転部１０９は、接続状態検出部１３４において２線ケーブルが正接続であると判定された場合、送信データ処理部１０８から出力された上り信号をそのまま送信ドライバ１１０に出力する。
送信ドライバ１１０は、制御部１０７からの切り替え制御信号（SW CON）によって指示された送信区間において、上り信号を、ケーブル接続部１０１を介してドアホン親機２００に送信する。
受信ドライバ１１１は、ドアホン親機２００から送信された下り信号を、ケーブル接続部１０１を介して受信する。そして、受信ドライバ１１１は、制御部１０７からの切り替え制御信号（SW CON）によって指示された受信区間において、下り信号を、受信データ反転部１１２に出力する。
受信データ反転部１１２は、接続状態検出部１３４において２線ケーブルが逆接続であると判定された場合、受信ドライバ１１１から出力された下り信号を反転させて同期検出部１１３、第２クロック生成部１１４、データ再生部１３３に出力する。一方、受信データ反転部１１２は、接続状態検出部１３４において２線ケーブルが正接続であると判定された場合、受信ドライバ１１１から出力された下り信号をそのまま同期検出部１１３、第２クロック生成部１１４、データ再生部１３３に出力する。
同期検出部１１３は、第１クロック生成部１３１から出力された第１周波数のクロック（CLK）を使用し、受信ドライバ１１１から出力された下り信号に含まれるプリアンブルデータを用いてドアホン親機２００との同期（受信データの各ビットの先頭のタイミング）を検出する。そして、同期検出部１１３は、プリアンブルデータのユニークパターンを検出したタイミングで、クロック出力開始の基準となるトリガ信号を第２クロック生成部１１４に出力し、データ再生動作を許可するイネーブル信号（SSCS）をデータ再生部１３３に出力する。なお、同期検出部１１３の構成の詳細については、後述する。
第２クロック生成部１１４は、同期検出部１１３から指示されたタイミングで、第１クロック生成部１３１から出力された第１周波数のクロック（CLK）を基準に、受信データのビットレートに対応する第２周波数（例えば、4.8MHz）のクロック（SSCK）を生成し、データ再生部１３３に出力する。
識別子記憶部１１５は、ドアホン親機２００から受信した自機ＩＤｓｌａｖｅおよびＩＤｍａｓｔｅｒを記憶する。
＜ドアホン親機の構成＞
次に、ドアホン親機２００の構成について、図４のブロック図を用いて説明する。図４に示すように、ドアホン親機２００は、ケーブル接続部２０１、キー入力部２０２、スピーカ２０３、マイク２０４、音声Ｉ／Ｆ部２０５、ディスプレイ部２０６および制御部２０７を有する。制御部２０７は、内部に、第１クロック生成部２３１、パケット生成部２３２、データ再生部２３３、接続状態検出部２３４、識別子設定部２３５を有する。また、ドアホン親機２００は、送信データ処理部２０８、送信データ反転部２０９、送信ドライバ２１０、受信ドライバ２１１およびルーティング制御部２１２、同期検出部２１３、第２クロック生成部２１４、識別子記憶部２１５を有する。なお、ドアホン親機２００は、ケーブル接続部２０１、送信ドライバ２１０および受信ドライバ２１１を、Ｎ個（Ｎは自然数）有する。
ケーブル接続部２０１−ｉ（ｉは１からＮまでの何れかの整数）は、２線ケーブル用の接続端子を含み、２線ケーブルの室内側の一端と、送信ドライバ２１０−ｉおよび受信ドライバ２１１−ｉとの間を、信号を伝送可能な状態で接続する。なお、各２線ケーブルの他端は、玄関子機１００、増設モニタ３００あるいは他のドアホンシステムの親機に接続される。図４では、ケーブル接続部２０１−１が、他のドアホンシステムの親機に接続されている場合を例示している。
キー入力部２０２は、応答ボタンを含み、応答ボタンが操作されたとき、その旨を示す信号を制御部２０７に出力する。
スピーカ２０３は、音声Ｉ／Ｆ部２０５から出力されたアナログ音声データを、音声に変換して出力する。
マイク２０４は、周囲の音声を集音してアナログ音声データに変換し、音声Ｉ／Ｆ部２０５に出力する。
音声Ｉ／Ｆ部２０５は、制御部２０７から出力されたデジタル音声データを、アナログ音声データに変換し、信号レベルを調整して、スピーカ２０３に出力する。また、音声Ｉ／Ｆ部２０５は、マイク２０４から出力されたアナログ音声データを、信号レベルを調整し、デジタル音声データに変換して、制御部２０７に出力する。かかるアナログ／デジタル変換は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換器（図示せず）により行われる。
なお、音声Ｉ／Ｆ部２０５は、マイク２０４から出力されたアナログ音声データをデジタル変換したデータに対して、所定の音声圧縮処理を行って得られるデータを、デジタル音声データとして制御部２０７に出力してもよい。また、音声Ｉ／Ｆ部２０５は、制御部２０７から出力されたデジタル音声データが所定の音声圧縮処理を行って得られたデータである場合、当該データに対して所定の音声伸張処理を行ってから、デジタル／アナログ変換を行う。
ディスプレイ部２０６は、液晶ディスプレイを含み、制御部２０７から出力されたデジタル映像データを再生し、玄関の映像を表示する。なお、制御部２０７から出力されたデジタル映像データが所定の動画圧縮処理を行って得られたデータである場合、当該データに対して所定の動画伸張処理を行って、映像表示を行う。
制御部２０７は、ドアホン親機２００の各部の制御を行う。また、制御部２０７は、送信を許可する送信区間、および、受信を許可する受信区間を指示する切り替え制御信号（SW CON）を各送信ドライバ２１０−ｉ、各受信ドライバ２１１−ｉおよびルーティング制御部２１２に出力する。
制御部２０７の第１クロック生成部２３１は、受信データをサンプリングするためのクロックであって、水晶発振を基準に、受信データのビットレートのｎ倍に対応する第１周波数（例えば、48MHz（ｎ＝１０））のクロック（CLK）を生成し、同期検出部２１３、第２クロック生成部２１４に出力する。
制御部２０７のパケット生成部２３２は、映像付き通話を実現するための下りパケットを生成する。具体的には、パケット生成部２３２は、音声Ｉ／Ｆ部２０５から出力されたデジタル音声データを適宜分割して各スロットのユーザデータフィールドに書き込み、自機（ドアホン親機２００）に固有の識別子（以下、「自機ＩＤｍａｓｔｅｒ」という）および通信相手の機器の識別子を含む制御データを各スロットの制御データフィールドに書き込む。さらに、パケット生成部２３２は、各スロットに、プリアンブルデータ、シンクパターンを書き込み、下りパケット（送信データ）を生成する。さらに、パケット生成部２３２は、送信用のイネーブル信号（SSCS）および送信用の第２周波数（例えば、4.8MHz）のクロック（SSCK）を生成する。そして、パケット生成部２３２は、下りパケットを、送信用のイネーブル信号（SSCS）およびクロック（SSCK）と同期させて、送信データ処理部２０８に出力する。
また、パケット生成部２３２は、ドアホン親機２００の動作あるいは玄関子機１００の動作に関する制御データを、玄関子機１００への送信の対象となるデータとして送信データ処理部２０８に出力してもよい。かかる制御データには、例えば、ドアホン親機２００から玄関子機１００のカメラ動作（データレート、パン、チルト、ライト、シャッター、およびフィルター等の動作）や、玄関子機１００に備えられた各種センサデバイスの動作を、ドアホン親機２００から制御するための制御信号が含まれる。また、かかる制御データには、玄関子機１００に備えられた無線通信回路等（図示せず）を介して屋外に配置されたデバイス（門の電子鍵等）の動作を制御するための制御信号が含まれる。
パケット生成部２３２は、玄関子機１００、増設モニタ３００等の機器の初期登録時において、識別子設定部２３５にて設定された、登録対象の機器に割り当てた固有の識別子を含む下り信号を生成する。
なお、玄関子機１００（あるいは増設モニタ３００）とドアホン親機２００との間でデータが送受されない待機状態では、パケット生成部２３２は、下りパケットを生成しない。また、待機状態（非同期通信時）において、応答ボタンが操作される等の所定のイベントが発生すると、パケット生成部２３２は、プリアンブルデータ、シンクパターン、制御データを書き込んだ下りパケット（割り込み信号）を生成する。なお、非同期通信時の割り込み信号において使用されるプリアンブルとシンクパターンは、同期通信時に使用されるものと同一である。
制御部２０７のデータ再生部２３３は、同期検出部２１３からイネーブル信号（SSCS）を入力すると、第２クロック生成部２１４から出力された第２周波数のクロック（SSCK）を使用し、ルーティング制御部２１２から出力された上り信号を復調して上りパケットを取得する。そして、データ再生部２３３は、上りパケットに含まれるデジタル音声データを音声Ｉ／Ｆ部２０５に出力し、上りパケットに含まれるデジタル映像データをディスプレイ部２０６に出力し、上りパケットに含まれるシンクパターンを接続状態検出部２３４に出力する。
また、データ再生部２３３は、待機状態（非同期通信時）において所定のイベントが発生し、上り信号（割り込み信号）を入力した場合、上り信号を復調して上りパケットを取得し、上りパケットに含まれるシンクパターンを接続状態検出部２３４に出力する。データ再生部２３３は、接続状態検出部２３４において正確に割り込み信号を捕捉できたことを確認した後、割り込み信号の制御データを抽出する。制御データが同期要求であれば、ドアホン親機２００は、玄関子機１００あるいは増設モニタ３００との同期処理に移行する。
制御部２０７の接続状態検出部２３４は、正接続チェック用シンクパターンおよび逆接続チェック用シンクパターンを記憶し、データ再生部２３３から出力された受信データのシンクパターンを、正接続チェック用シンクパターンおよび逆接続チェック用シンクパターンと照合する。接続状態検出部２３４は、受信データのシンクパターンと正接続チェック用シンクパターンが完全に一致した場合に２線ケーブルが正接続であると判定し、受信データのシンクパターンと逆接続チェック用シンクパターンが完全に一致した場合に２線ケーブルが逆接続であると判定する。そして、接続状態検出部２３４は、判定結果を示す反転制御信号（INV CON）を、送信データ反転部２０９に出力する。
制御部２０７の識別子設定部２３５は、玄関子機１００、増設モニタ３００等の機器の初期登録時において、各登録対象の機器に割り当てる固有の識別子を設定し、パケット生成部２３２に出力し、識別子記録部２１５に記録させる。また、識別子設定部２３５は、必要に応じて、識別子記録部２１５に記録された識別子を読み出す。なお、識別子設定部２３５は、識別子を送信してから所定の時間が経過しても、データ再生部２３３から識別子の受領確認が入力されなかった場合には、再び、設定した識別子をパケット生成部２３２に出力する。
送信データ処理部２０８は、パケット生成部２３２からイネーブル信号（SSCS）を入力すると、パケット生成部２３２から出力された第２周波数のクロック（SSCK）を使用し、パケット生成部２３２から出力された下りパケットのデータに対して変調処理を行って下り信号を生成し、ルーティング制御部２１２に出力する。
送信データ反転部２０９は、接続状態検出部２３４において２線ケーブルが逆接続であると判定された場合、ルーティング制御部２１２から出力された下り信号を反転させて送信ドライバ２１０−１に出力する。一方、送信データ反転部２０９は、接続状態検出部２３４において２線ケーブルが正接続であると判定された場合、ルーティング制御部２１２から出力された下り信号をそのまま送信ドライバ２１０−１に出力する。
送信ドライバ２１０−１は、制御部２０７からの切り替え制御信号（SW CON）によって指示された送信区間において、下り信号を、ケーブル接続部２０１−１を介して他のドアホンシステムの親機に送信する。送信ドライバ２１０−ｉ（この場合、ｉは１以外）は、制御部２０７からの切り替え制御信号（SW CON）によって指示された送信区間において、下り信号を、ケーブル接続部２０１−ｉを介して玄関子機１００あるいは増設モニタ３００に送信する。
受信ドライバ２１１−ｉは、玄関子機１００、増設モニタ３００あるいは他のドアホンシステムの親機から送信された上り信号を、ケーブル接続部２０１−ｉを介して受信する。そして、受信ドライバ２１１−ｉは、制御部２０７からの切り替え制御信号（SW CON）によって指示された受信区間において、上り信号を、ルーティング制御部２１２に出力する。
ルーティング制御部２１２は、玄関子機１００から送信され、受信ドライバ２１１−ｉから出力された上り信号を、親機２００宛である場合には同期検出部２１３、第２クロック生成部２１４、データ再生部２３３に出力し、増設モニタ３００宛である場合には対応の送信ドライバ２１０−ｉに出力する。また、ルーティング制御部２１２は、送信データ処理部２０８から出力された玄関子機１００宛の下り信号を、対応の送信ドライバ２１０−ｉに出力する。また、ルーティング制御部２１２は、増設モニタ３００から送信され、受信ドライバ２１１−ｉから出力された玄関子機１００宛の上り信号を、対応の送信ドライバ２１０−ｉに出力する。また、ルーティング制御部２１２は、ルーティング（通信ルートの有効／無効）の制御を行う。なお、ルーティング制御部２１２が行うルーティング制御の具体例については後述する。
同期検出部２１３は、第１クロック生成部２３１から出力された第１周波数のクロック（CLK）を使用し、ルーティング制御部２１２から出力された上り信号に含まれるプリアンブルデータを用いて玄関子機１００との同期（受信データの各ビットの先頭のタイミング）を検出する。そして、同期検出部２１３は、プリアンブルデータのユニークパターンを検出したタイミングで、クロック出力開始の基準となるトリガ信号を第２クロック生成部２１４に出力し、データ再生動作を許可するイネーブル信号（SSCS）をデータ再生部２３３に出力する。
第２クロック生成部２１４は、同期検出部２１３から指示されたタイミングで、第１クロック生成部２３１から出力された第１周波数のクロック（CLK）を基準に、受信データのビットレートに対応する第２周波数（例えば、4.8MHz）のクロック（SSCK）を生成し、第２周波数のクロックをデータ再生部２３３に出力する。
識別子記憶部２１５は、自機ＩＤｍａｓｔｅｒ、および、各機器（玄関子機１００、増設モニタ３００、他のドアホンシステムの親機）の識別子を記憶する。
＜増設モニタの構成＞
次に、増設モニタ３００の構成について、図５のブロック図を用いて説明する。図５に示すように、増設モニタ３００は、ケーブル接続部３０１、キー入力部３０２、スピーカ３０３、マイク３０４、音声Ｉ／Ｆ（インターフェイス）部３０５、ディスプレイ部３０６および制御部３０７を有する。制御部３０７は、内部に、第１クロック生成部３３１、パケット生成部３３２、データ再生部３３３、接続状態検出部３３４を有する。また、増設モニタ３００は、送信データ処理部３０８、送信データ反転部３０９、送信ドライバ３１０、受信ドライバ３１１、受信データ反転部３１２、同期検出部３１３、第２クロック生成部３１４、識別子記憶部３１５を有する。
ケーブル接続部３０１は、２線ケーブル用の接続端子を含み、２線ケーブルの増設モニタ側の一端と、受信ドライバ３１１および送信ドライバ３１０との間を、信号を伝送可能な状態で接続する。なお、２線ケーブルの他端は、ドアホン親機２００に接続される。
キー入力部３０２は、呼出ボタンを含み、呼出ボタンが操作されたとき、その旨を示す信号を制御部３０７に出力する。
スピーカ３０３は、音声Ｉ／Ｆ部３０５から出力されたアナログ音声データを、音声に変換して出力する。
マイク３０４は、周囲の音声を集音してアナログ音声データに変換し、音声Ｉ／Ｆ部３０５に出力する。
音声Ｉ／Ｆ部３０５は、制御部３０７から出力されたデジタル音声データを、アナログ音声データに変換し、信号レベルを調整して、スピーカ３０３に出力する。また、音声Ｉ／Ｆ部３０５は、マイク３０４から出力されたアナログ音声データを、信号レベルを調整し、デジタル音声データに変換して、制御部３０７に出力する。かかるアナログ／デジタル変換は、Ａ／Ｄ，Ｄ／Ａ変換器（図示せず）により行われる。
なお、音声Ｉ／Ｆ部３０５は、マイク３０４から出力されたアナログ音声データをデジタル変換したデータに対して、所定の音声圧縮処理を行って得られるデータを、デジタル音声データとして制御部３０７に出力してもよい。また、音声Ｉ／Ｆ部３０５は、制御部３０７から出力されたデジタル音声データが所定の音声圧縮処理を行って得られたデータである場合、当該データに対して所定の音声伸張処理を行ってから、デジタル／アナログ変換を行う。
ディスプレイ部３０６は、液晶ディスプレイを含み、制御部３０７から出力されたデジタル映像データを再生し、玄関の映像を表示する。なお、制御部３０７から出力されたデジタル映像データが所定の動画圧縮処理を行って得られたデータである場合、当該データに対して所定の動画伸張処理を行って、映像表示を行う。
制御部３０７は、増設モニタ３００の各部の制御を行う。また、制御部３０７は、送信を許可する送信区間、および、受信を許可する受信区間を指示する切り替え制御信号（SW CON）を送信ドライバ３１０および受信ドライバ３１１に出力する。
制御部３０７の第１クロック生成部３３１は、受信データをサンプリングするためのクロックであって、水晶発振を基準に、受信データのビットレートのｎ倍に対応する第１周波数（例えば、48MHz（ｎ＝１０））のクロック（CLK）を生成し、同期検出部３１３、第２クロック生成部３１４に出力する。
制御部３０７のパケット生成部３３２は、映像付き通話を実現するための上りパケットを生成する。具体的には、パケット生成部３３２は、音声Ｉ／Ｆ部３０５から出力されたデジタル音声データを適宜分割して各スロットのユーザデータフィールドに書き込み、自機（増設モニタ３００）に固有の識別子（以下、「自機ＩＤｍｏｎｉｔｏｒ」という）およびＩＤｍａｓｔｅｒを含む制御データを各スロットの制御データフィールドに書き込む。さらに、パケット生成部３３２は、各スロットに、プリアンブルデータ、シンクパターンを書き込み、上りパケット（送信データ）を生成する。さらに、パケット生成部３３２は、送信用のイネーブル信号（SSCS）および送信用の第２周波数（例えば、4.8MHz）のクロック（SSCK）を生成する。そして、パケット生成部３３２は、上りパケットを、送信用のイネーブル信号（SSCS）およびクロック（SSCK）と同期させて、送信データ処理部３０８に出力する。
なお、増設モニタ３００とドアホン親機２００との間でデータが送受されない待機状態では、パケット生成部３３２は、上りパケットを生成しない。また、待機状態（非同期通信時）において、呼出ボタンが操作される等の所定のイベントが発生すると、パケット生成部３３２は、プリアンブルデータ、シンクパターン、制御データを書き込んだ上りパケット（割り込み信号）を生成する。なお、非同期通信時の割り込み信号において使用されるプリアンブルとシンクパターンは、同期通信時に使用されるものと同一である。
制御部３０７のデータ再生部３３３は、同期検出部３１３からイネーブル信号（SSCS）を入力すると、第２クロック生成部３１４から出力された第２周波数のクロック（SSCK）を使用し、受信データ反転部３１２から出力された下り信号を復調して下りパケットを取得する。そして、データ再生部３３３は、下りパケットに含まれるデジタル映像データをディスプレイ部３０６に出力し、下りパケットに含まれるデジタル音声データを音声Ｉ／Ｆ部３０５に出力し、下りパケットに含まれるシンクパターンを接続状態検出部３３４に出力する。なお、データ再生部３３３は、初期登録時に、下りパケットに含まれる自機ＩＤｍｏｎｉｔｏｒおよびＩＤｍａｓｔｅｒを識別子記憶部３１５に記憶させる。
また、データ再生部３３３は、待機状態（非同期通信時）において所定のイベントが発生し、下り信号（割り込み信号）を入力した場合、下り信号を復調して下りパケットを取得し、下りパケットに含まれるシンクパターンを接続状態検出部３３４に出力する。データ再生部３３３は、接続状態検出部３３４において正確に割り込み信号を捕捉できたことを確認した後、割り込み信号の制御データを抽出する。制御データが同期要求であれば、増設モニタ３００は、ドアホン親機２００との同期処理に移行する。
制御部３０７の接続状態検出部３３４は、正接続チェック用シンクパターンおよび逆接続チェック用シンクパターンを記憶し、データ再生部３３３から出力された受信データのシンクパターンを、正接続チェック用シンクパターンおよび逆接続チェック用シンクパターンと照合する。接続状態検出部３３４は、受信データのシンクパターンと正接続チェック用シンクパターンが完全に一致した場合に２線ケーブルが正接続であると判定し、受信データのシンクパターンと逆接続チェック用シンクパターンが完全に一致した場合に２線ケーブルが逆接続であると判定する。そして、接続状態検出部３３４は、判定結果を示す反転制御信号（INV CON）を、送信データ反転部３０９および受信データ反転部３１２に出力する。
送信データ処理部３０８は、パケット生成部３３２からイネーブル信号（SSCS）を入力すると、パケット生成部３３２から出力された第２周波数のクロック（SSCK）を使用し、パケット生成部３３２から出力された上りパケットのデータに対して変調処理を行って上り信号を生成し、送信データ反転部３０９に出力する。
送信データ反転部３０９は、接続状態検出部３３４において２線ケーブルが逆接続であると判定された場合、送信データ処理部３０８から出力された上り信号を反転させて送信ドライバ３１０に出力する。一方、送信データ反転部３０９は、接続状態検出部３３４において２線ケーブルが正接続であると判定された場合、送信データ処理部３０８から出力された上り信号をそのまま送信ドライバ３１０に出力する。
送信ドライバ３１０は、制御部３０７からの切り替え制御信号（SW CON）によって指示された送信区間において、上り信号を、ケーブル接続部３０１を介してドアホン親機２００に送信する。
受信ドライバ３１１は、ドアホン親機２００から送信された下り信号を、ケーブル接続部３０１を介して受信する。そして、受信ドライバ３１１は、制御部３０７からの切り替え制御信号（SW CON）によって指示された受信区間において、下り信号を、受信データ反転部３１２に出力する。
受信データ反転部３１２は、接続状態検出部３３４において２線ケーブルが逆接続であると判定された場合、受信ドライバ３１１から出力された下り信号を反転させて同期検出部３１３、第２クロック生成部３１４、データ再生部３３３に出力する。一方、受信データ反転部３１２は、接続状態検出部３３４において２線ケーブルが正接続であると判定された場合、受信ドライバ３１１から出力された下り信号をそのまま同期検出部３１３、第２クロック生成部３１４、データ再生部３３３に出力する。
同期検出部３１３は、第１クロック生成部３３１から出力された第１周波数のクロック（CLK）を使用し、受信ドライバ３１１から出力された下り信号に含まれるプリアンブルデータを用いてドアホン親機２００との同期（受信データの各ビットの先頭のタイミング）を検出する。そして、同期検出部３１３は、プリアンブルデータのユニークパターンを検出したタイミングで、クロック出力開始の基準となるトリガ信号を第２クロック生成部３１４に出力し、データ再生動作を許可するイネーブル信号（SSCS）をデータ再生部３３３に出力する。
第２クロック生成部３１４は、同期検出部３１３から指示されたタイミングで、第１クロック生成部３３１から出力された第１周波数のクロック（CLK）を基準に、受信データのビットレートに対応する第２周波数（例えば、4.8MHz）のクロック（SSCK）を生成し、データ再生部３３３に出力する。
識別子記憶部３１５は、ドアホン親機２００から受信した自機ＩＤｍｏｎｉｔｏｒおよびＩＤｍａｓｔｅｒを記憶する。
なお、玄関子機１００、ドアホン親機２００および増設モニタ３００は、図示しないが、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、制御プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶媒体、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の作業用メモリ、および通信回路をそれぞれ有する。この場合、上記した各部の機能は、ＣＰＵが制御プログラムを実行することにより実現される。
＜変調処理の一例＞
次に、送信データ処理部１０８（２０８、３０８）が行う変調処理の一例について図６、図７を用いて説明する。図６、図７では、マンチェスタ符号を採用した場合を示している。
送信データ処理部１０８（２０８、３０８）は、周期Ｔｍ毎に、パケットの各データ（１ビット）に対応する信号を１つ生成する。マンチェスタ符号を採用した場合、図６に示すように、送信データ処理部１０８（２０８、３０８）は、値「０」のデータ４０１にLowからHighへの立上りを発生させ、変調信号４０２を生成する。また、送信データ処理部１０８（２０８、３０８）は、値「１」のデータ４１１にHighからLowへの立下りを発生させ、変調信号４１２を生成する。
そして、図７に示すように、「０，０，１，・・・，１，０」というデータ列４２１に対して、送信データ処理部１０８（２０８、３０８）は、各ビットの値に対応して、周期Ｔｍ毎に立上りあるいは立下りを有する変調信号４２２を生成する。
＜プリアンブルデータの一例＞
次に、本実施の形態において使用されるプリアンブルデータの一例について図８を用いて説明する。
図８に示すように、本実施の形態において使用されるプリアンブルデータ（4byte=32bit）は、1byte目から3byte目までがすべて「０」のパターンであり、4byte目が、最初から7bitが「０」で、最後の1bitが「１」のパターンである。この結果、図８に示すプリアンブルデータは、4byte目の7bit目と8bit目（最初から31bit目と32bit目）の部分においてＨ（High）の期間が他よりも長いユニークパターンとなっている。
なお、２線ケーブルが逆接続である場合、送信側装置において反転処理を行わなければ、プリアンブルデータは、受信側装置の受信時において、4byte目の7bit目と8bit目の部分においてＬ（Low）の期間が他よりも長いユニークパターンとなる。
＜同期検出部の内部構成＞
次に、玄関子機１００の同期検出部１１３の内部構成の詳細について、図９を用いて説明する。なお、その説明の際、本実施の形態の同期検出処理について理解を容易にするため、図９と併せて図１０を用いる。図１０の例において、プリアンブルデータおよびそのユニークパターンは、図８に示したものを用いる。
図９に示すように、同期検出部１１３は、第１のユニークパターン検出部１５１、第２のユニークパターン検出部１５２およびイネーブル信号生成部１５３を有する。
第１のユニークパターン検出部１５１は、２線ケーブルが正接続である場合のチェック用ユニークパターン（以下、「正接続チェック用ユニークパターン」という（図９の例では［ＨＨＨＬＬＬＬＬＬＬ］））を記憶している。そして、第１のユニークパターン検出部１５１は、第１クロック生成部１３１のクロックで、受信データ反転部１１２から出力された受信データから出力された受信データに含まれるプリアンブルデータをサンプリングし、正接続チェック用ユニークパターンの数に対応するサンプル区間のサンプリング値と正接続チェック用ユニークパターンを照合する。第１のユニークパターン検出部１５１は、サンプリング値と正接続チェック用ユニークパターンが完全に一致した場合にユニークパターンを検出したと判定し、その旨を示す信号をイネーブル信号生成部１５３に出力する。図１０の例では、サンプル区間５０１の１０個のサンプリング値が、正接続チェック用ユニークパターンと完全に一致する。なお、図１０では、第１クロック生成部１３１が48MHzのクロック（CLK）を生成し、第２クロック生成部１１４が4.8MHzのクロック（SSCK）を生成している場合を示している。
第２のユニークパターン検出部１５２は、正接続チェック用ユニークパターンの逆のパターンであって、２線ケーブルが逆接続である場合のチェック用ユニークパターン（以下、「逆接続チェック用ユニークパターン」という（図９の例では［ＬＬＬＨＨＨＨＨＨＨ］））を記憶している。そして、第２のユニークパターン検出部１５２は、第１のユニークパターン検出部１５１と同一タイミングで、受信データ反転部１１２から出力された受信データに含まれるプリアンブルデータをサンプリングし、サンプリング値と逆接続チェック用ユニークパターンを照合する。第２のユニークパターン検出部１５２は、サンプリング値と逆接続チェック用ユニークパターンが完全に一致した場合にユニークパターンを検出したと判定し、その旨を示す信号（図１０の例では、SSCSのＬ（Low）信号）をイネーブル信号生成部１５３に出力する。
イネーブル信号生成部１５３は、第１のユニークパターン検出部１５１あるいは第２のユニークパターン検出部１５２のいずれかから、ユニークパターンを検出した旨を示す信号を入力すると、クロック出力開始の基準となるトリガ信号を第２クロック生成部１１４に出力し、データ再生動作を許可するイネーブル信号を制御部１０７のデータ再生部１３３に出力する。
この場合、第２クロック生成部１１４は、イネーブル信号生成部１５３からトリガ信号を入力したタイミングから規定のクロック数の時間（図１０の区間５０２）後の第１周波数のクロック（図１０のｔ０）を開始タイミングとして、クロックを生成する。なお、図１０の例では、SSCKがCLKを１０分周したクロックであるので、規定のクロック数は「１０」となる。
なお、ドアホン親機２００の同期検出部２１３および増設モニタ３００の同期検出部３１３の内部構成も、図９に示した玄関子機１００の同期検出部１１３の内部構成と同一である。
＜同期検出処理のフロー＞
次に、玄関子機１００（同期検出部１１３、接続状態検出部１３４）における同期検出処理のフローについて図１１を用いて説明する。
ステップＳ６１０において、同期検出部１１３は、第１のユニークパターン検出部１５１および第２のユニークパターン検出部１５２により、第１クロック生成部１３１のクロックで、受信ドライバ１１１から出力された復調前の下り信号に含まれるプリアンブルデータをサンプリングし、プリアンブルデータのユニークパターンのチェックを行う。
ユニークパターンを検出できた場合（Ｓ６２０：ＹＥＳ）、ビット同期を取ることができたとして、フローをステップＳ６３０へ進め、検出できていない場合（Ｓ６２０：ＮＯ）、フローをステップＳ６１０に戻し、ユニークパターンのチェックを再び行う。
ステップＳ６３０において、接続状態検出部１３４は、データ再生部１３３から出力された受信データのシンクパターンのチェックを行う。
受信データのシンクパターンが、正接続チェック用シンクパターンと一致した場合（Ｓ６４０：ＹＥＳ）、ステップＳ６５０において、接続状態検出部１３４は、２線ケーブルが正接続であると判定し、同期検出処理を終了する。
また、受信データのシンクパターンが、逆接続チェック用シンクパターンと一致した場合（Ｓ６４０：ＮＯ，Ｓ６６０：ＹＥＳ）、ステップＳ６７０において、接続状態検出部１３４は、２線ケーブルが逆接続であると判定し、同期検出処理を終了する。
また、受信データのシンクパターンが、逆接続チェック用シンクパターンおよび逆接続チェック用シンクパターンのどちらにも一致しなかった場合（Ｓ６４０：ＮＯ，Ｓ６６０：ＮＯ）、ステップＳ６８０において、接続状態検出部１３４は、シンクパターンの検知に失敗したと判定し、フローをステップＳ６１０に戻し、ユニークパターンのチェックを再び行う。
＜初期登録までのシーケンス＞
次に、本開示の一実施の形態に係る初期登録までのシーケンスについて図１２を用いて説明する。
玄関子機１００とドアホン親機２００が２線ケーブルで接続され、電源がＯＮされた場合（Ｓ７０１）、ドアホン親機２００は、玄関子機１００に対して、制御データフィールドに登録開始情報が書き込まれた割り込み信号を送信する（Ｓ７０２）。
玄関子機１００は、ドアホン親機２００からの割り込み信号を捕捉し、割り込み信号の制御データ（登録開始情報）を確認する（Ｓ７０３）。なお、割り込み信号の捕捉とは、具体的には、第１周波数のクロックを用いて割り込み信号のサンプリングを行い、プリアンブル内のユニークパターンを検出してビット同期を確立し、第２周波数のクロックを用いて割り込み信号を再生して前記シンクパターンを検出することである。
また、玄関子機１００は、割り込み信号のシンクパターンを用いて、２線ケーブルの反転検出（正接続／逆接続の判定）を行い、２線ケーブルが逆接続である場合、送信データ反転部１０９および受信データ反転部１１２に対して反転設定を行う（Ｓ７０４）。
その後、玄関子機１００は、制御データフィールドに登録開始情報の受領確認が書き込まれた割り込み信号をドアホン親機２００に送信する（Ｓ７０５）。
ドアホン親機２００は、玄関子機１００からの割り込み信号を捕捉し、割り込み信号の制御データ（登録開始情報受領）を確認する（Ｓ７０６）。
そして、ドアホン親機２００は、玄関子機１００に割り当てた固有の識別子（端末ＩＤ）が制御データフィールドに書き込まれた割り込み信号を送信する（Ｓ７０７）。
玄関子機１００は、割り込み信号の制御データ（端末ＩＤ）を確認し、制御データフィールドに端末ＩＤの受領確認が書き込まれた割り込み信号をドアホン親機２００に送信する（Ｓ７０８）。
以上の処理により、初期登録が完了する（Ｓ７０９）。
＜待機状態から通信状態までのシーケンス＞
次に、本開示の一実施の形態に係る待機状態（非同期通信時）から通信状態までのシーケンスについて図１３を用いて説明する。なお、図１３では、玄関子機１００−１、１００−２および増設モニタ３００がドアホン親機２００と接続している場合のシーケンスを示す。
各機器とドアホン親機２００との間でデータが送受されない待機状態（非同期通信時）において（Ｓ８０１）、玄関子機１００−２の呼出ボタンが操作された場合（Ｓ８０２）、玄関子機１００−２は、制御データフィールドに同期要求が書き込まれた割り込み信号をドアホン親機２００に送信することにより同期要求を行う（Ｓ８０３）。
ドアホン親機２００は、割り込み信号を捕捉し（Ｓ８０４）、割り込み信号に含まれる同期要求を確認する。なお、割り込み信号の捕捉とは、具体的には、第１周波数のクロックを用いて割り込み信号のサンプリングを行い、プリアンブル内のユニークパターンを検出してビット同期を確立し、第２周波数のクロックを用いて割り込み信号を再生して前記シンクパターンを検出することである。
ドアホン親機２００は、玄関子機１００−２からの同期要求を確認すると、各機器と同期通信するためのフレームタイミングを決定し（Ｓ８０５）、各機器に同期スロット信号を送信する（Ｓ８０６）。
各機器は、同期スロット信号に従って、ドアホン親機２００と同期を取る（Ｓ８０７）。これにより、各機器とドアホン親機２００との間は、同期状態となる（Ｓ８０８）。
その後、玄関子機１００−２は、制御データフィールドに画像接続要求が書き込まれた上りパケットを親機２００に送信することにより画像接続要求を行う（Ｓ８０９）。ドアホン親機２００は、画像接続要求を確認すると、制御データフィールドに画像接続確認が書き込まれた下りパケットを玄関子機１００−２に送信することにより画像接続確認を行う（Ｓ８１０）。以降、玄関子機１００−２が上りパケットによりドアホン親機２００に画像データを送信し、ドアホン親機２００が当該画像データを表示する画像データ通信状態となる（Ｓ８１１）。なお、玄関子機１００−２から送信された画像データは、ドアホン親機２００から他の機器（玄関子機１００−１、増設モニタ３００）に同報送信され、増設モニタ３００においても、画像データが表示可能になる。
＜各装置の動作＞
次に、各装置の動作について説明する。
＜玄関子機の動作＞
図１４は、玄関子機１００の動作の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１０１０において、制御部１０７は、呼出ボタンが操作されたか否かを判定する。制御部１０７は、呼出ボタンが操作された場合（Ｓ１０１０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ１０２０へ進め、操作されていない場合（Ｓ１０１０：ＮＯ）、フローを後述のステップＳ１１００へ進める。
ステップＳ１０２０において、制御部１０７は、呼出信号をドアホン親機２００へ送信する。
ステップＳ１０３０において、制御部１０７は、ドアホン親機２００から応答信号を受信したか否かを判定する。制御部１０７は、応答信号を受信していない場合（Ｓ１０３０：ＮＯ）、フローをステップＳ１０２０へ戻し、応答信号を受信した場合（Ｓ１０３０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ１０４０へ進める。なお、制御部１０７は、呼出信号を所定回数送信しても応答信号を受信しない場合、フローを、後述のステップＳ１１００へ進めてもよい。
ステップＳ１０４０において、制御部１０７は、マイク１０４、音声Ｉ／Ｆ部１０５、およびカメラ部１０６を用いて、音声入力および映像撮影を開始する。また、制御部１０７は、パケット生成部１３２および送信データ処理部１０８を用いて、送信の対象となる各種データ（制御データ／デジタル音声データ／デジタル映像データ）のパケット化および符号化を開始する。なお、制御部１０７は、デジタル音声データおよびデジタル映像データの送信レート制御を行ってもよい。
ステップＳ１０５０において、制御部１０７は、子機側送信区間であるか否かを判定する。制御部１０７は、送信区間である場合（Ｓ１０５０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ１０６０へ進め、送信区間ではない場合（Ｓ１０５０：ＮＯ）、フローを後述のステップＳ１０７０へ進める。
ステップＳ１０６０において、制御部１０７は、送信ドライバ１１０を用いて、符号化により生成された上り信号を、２線ケーブルを介してドアホン親機２００へ送信する。なお、制御部１０７は、送信区間が終了したとき、上り信号の送信を停止する。
ステップＳ１０７０において、制御部１０７は、親機側送信区間であるか否かを判定する。制御部１０７は、送信区間である場合（Ｓ１０７０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ１０８０へ進め、送信区間ではない場合（Ｓ１０７０：ＮＯ）、フローを後述のステップＳ１０９０へ進める。
ステップＳ１０８０において、制御部１０７は、下り信号の受信、各種データ（制御データ／音声データ）の抽出、および音声の出力を開始する。なお、制御部１０７は、送信区間が終了したとき、下り信号の受信あるいは各種データの抽出を停止する。
ステップＳ１０９０において、制御部１０７は、玄関子機１００とドアホン親機２００との間の通話が終了したか否かを判定する。例えば、制御部１０７は、ドアホン親機２００で通話終了の操作が行われたことを示す信号をドアホン親機２００から受信したとき、通話が終了したと判定する。制御部１０７は、通話が終了していない場合（Ｓ１０９０：ＮＯ）、フローをステップＳ１０５０へ戻し、通話が終了した場合（Ｓ１０９０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ１１００へ進める。
ステップＳ１１００において、制御部１０７は、ドアホン機能に関する処理の終了を指示されたかを判定する。例えば、制御部１０７は、ドアホン親機２００でドアホン機能の停止の操作が行われたことを示す信号をドアホン親機２００から受信したとき、上記処理の終了を指示されたと判定する。制御部１０７は、上記処理の終了を指示されていない場合（Ｓ１１００：ＮＯ）、フローをステップＳ１０１０へ戻し、上記処理の終了を指示された場合（Ｓ１１００：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。
＜ドアホン親機の動作＞
図１５は、ドアホン親機２００の動作の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ２０１０において、制御部２０７は、玄関子機１００から呼出信号を受信したか否かを判定する。制御部２０７は、呼出信号を受信した場合（Ｓ２０１０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ２０２０へ進め、呼出信号を受信していない場合（Ｓ２０１０：ＮＯ）、フローを後述のステップＳ２０９０へ進める。
ステップＳ２０２０において、制御部２０７は、応答信号を玄関子機１００へ送信するとともに、音声Ｉ／Ｆ部２０５およびスピーカ２０３を用いて、呼出音を出力する。
ステップＳ２０３０において、制御部２０７は、マイク２０４および音声Ｉ／Ｆ部２０５を用いて、音声入力を開始する。また、制御部２０７は、パケット生成部２３２および送信データ処理部２０８を用いて、送信の対象となる各種データ（制御データ／デジタル音声データ）のパケット化および符号化を開始する。なお、制御部２０７は、デジタル音声データの送信レート制御を行ってもよい。
ステップＳ２０４０において、制御部２０７は、子機側送信区間であるか否かを判定する。制御部２０７は、送信区間である場合（Ｓ２０４０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ２０５０へ進め、送信区間ではない場合（Ｓ２０４０：ＮＯ）、フローを後述のステップＳ２０６０へ進める。
ステップＳ２０５０において、制御部２０７は、上り信号の受信および各種データ（制御データ／音声データ／映像データ）の抽出を開始する。また、制御部２０７は、音声Ｉ／Ｆ部２０５、スピーカ２０３および液晶ディスプレイを用いて、音声および映像の出力を開始する。なお、制御部２０７は、送信区間が終了したとき、上り信号の受信あるいは各種データの抽出を停止する。
ステップＳ２０６０において、制御部２０７は、親機側送信区間であるか否かを判定する。制御部２０７は、送信区間である場合（Ｓ２０６０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ２０７０へ進め、送信区間ではない場合（Ｓ２０６０：ＮＯ）、フローを後述のステップＳ２０８０へ進める。
ステップＳ２０７０において、制御部２０７は、送信ドライバ２１０を用いて、符号化により生成された下り信号を、２線ケーブルを介して玄関子機１００へ送信する。但し、制御部２０７は、上述の通り、応答ボタンが操作されるまでは、デジタル音声データの送信を行わないことが望ましい。なお、制御部２０７は、送信区間が終了したとき、下り信号の送信を停止する。
ステップＳ２０８０において、制御部２０７は、玄関子機１００とドアホン親機２００との間の通話が終了したか否かを判定する。例えば、制御部２０７は、ドアホン親機２００で通話終了の操作が行われたこと検知したとき、通話が終了したと判定する。なお、制御部２０７は、かかる通話終了の操作が行われたとき、その旨を示す信号を玄関子機１００に送信することが望ましい。制御部２０７は、通話が終了していない場合（Ｓ２０８０：ＮＯ）、フローをステップＳ２０４０へ戻し、通話が終了した場合（Ｓ２０８０：ＹＥＳ）、フローをステップＳ２０９０へ進める。
ステップＳ２０９０において、制御部２０７は、ドアホン機能に関する処理の終了を指示されたかを判定する。例えば、制御部２０７は、ドアホン親機２００でドアホン機能の停止の操作が行われたことを検知したとき、上記処理の終了を指示されたと判定する。なお、制御部２０７は、かかるドアホン機能の停止の操作が行われたとき、その旨を示す信号を玄関子機１００に送信することが望ましい。制御部２０７は、上記処理の終了を指示されていない場合（Ｓ２０９０：ＮＯ）、フローをステップＳ２０１０へ戻し、上記処理の終了を指示された場合（Ｓ２０９０：ＹＥＳ）、一連の処理を終了する。
＜通常動作時のルーティング制御＞
次に、本実施の形態に係るドアホン親機２００の通常動作時のルーティング制御の具体例について、図１６を用いて説明する。図１６の例では、ドアホン親機２００（制御部２０７（図１６では「親機制御部」と記載））が、いずれかのＤＲＶ（送信ドライバ（Ｔｘ）と受信ドライバ（Ｒｘ）のセット）１〜５を介して５個の機器（玄関子機１００、増設モニタ３００、他のドアホンシステムの親機）と接続している場合を示している。この場合、７種類の設定パターン（Ｐ１〜Ｐ７）が用意される。
設定パターンＰ１は、ドアホン親機２００がいずれの機器ともデータの送受を行っていない待機状態におけるルーティング（通信ルートの有効／無効）を示す。設定パターンＰ１では、ドアホン親機２００は、受信モード（送信を行わず、受信のみを行うモード）となり、制御部２０７は、各機器からのデータ受信が可能となるように各ＤＲＶの受信ドライバ（Ｒｘ）を有効にする。
待機状態において、いずれかの機器から非同期の割り込み信号を受信した場合、ドアホン親機２００は、当該割り込み信号を送信した機器との間で同期を確立する。例えば、ドアホン親機２００は、ＤＲＶ１から割り込み信号を受信した場合、ＤＲＶ１と接続する機器と同期を確立し、データの送受を行う（Ｐ２（送信時）またはＰ３（受信時）に移行する）。
設定パターンＰ２は、ドアホン親機２００が全ての機器に対してデータを送信する一斉送信時（Broadcast）におけるルーティングを示す。設定パターンＰ２では、ドアホン親機２００は、送信モード（受信を行わず、送信のみを行うモード）となり、制御部２０７は、各機器へのデータ送信が可能となるように各ＤＲＶの送信ドライバ（Ｔｘ）を有効にする。このとき、いずれかの機器からドアホン親機２００にデータが送信されても、親機２００において当該データは破棄される。なお、設定パターンＰ２では、ドアホン親機２００が、接続中のすべての機器に対してデータ送信を行うが、下りパケットの制御データフィールドには通信相手の機器の識別子のみが記載されているため、他の機器は、データを受信しても破棄する。
設定パターンＰ３からＰ７は、ドアホン親機２００がいずれか１つの機器からデータを受信する個別受信時におけるルーティングを示す。設定パターンＰ３からＰ７では、ドアホン親機２００は受信モードとなり、制御部２０７は、各設定パターンに対応する１つのＤＲＶの受信ドライバ（Ｒｘ）を有効とし、他のＤＲＶの送信ドライバ（Ｔｘ）を有効にする。これにより、ドアホン親機２００は、受信ドライバ（Ｒｘ）が選択されたＤＲＶから受信したデータを、ルーティング制御部２１２において、制御部２０７（ＣＰＵ）に出力すると同時に、当該データをそのまま、送信ドライバ（Ｔｘ）が選択されたすべてのＤＲＶに接続されている他の機器に同報送信することができる。したがって、同報送信する際に、受信データをデコードして解析する必要がない。
＜初期登録時のルーティング制御＞
次に、本実施の形態に係るドアホン親機２００の初期登録時のルーティング制御の具体例について、図１７を用いて説明する。図１７の例では、ドアホン親機２００（制御部２０７（図１７では「親機制御部」と記載））が、いずれかのＤＲＶ１〜５を介して５個の機器と接続している場合を示している。この場合、５種類の設定パターン（ＥＰ１〜ＥＰ５）が用意される。
設定パターンＥＰ１からＥＰ５は、ドアホン親機２００がいずれか１つの機器を登録する初期登録時におけるルーティングを示す。設定パターンＥＰ１からＥＰ５では、ドアホン親機２００は送信モードとなり、ルーティング制御部２１２は、登録対象の機器にパケットを送信する区間において、登録対象以外の機器に対してパケットの送信を行わず、有効となったＤＲＶの送信ドライバ（Ｔｘ）に接続された登録対象の機器のみに送信する。なお、このとき、他のＤＲＶの受信ドライバ（Ｒｘ）が有効になるが、ドアホン親機２００が送信の場合は、ルーティング制御部２１２は、全ての機器からのパケットの受信を遮断する論理とし、それらのＤＲＶからのパケットの受信を受け付けない（disableモード）。なお、各登録対象の機器からドアホン親機２００へのパケットの送信は、図１６のＰ３からＰ７の設定を使用する。この場合、他接続機器への同報送信の機能が働くが、ドアホン親機２００のみへの送信であるため、他接続機器はこれを無視する。これにより、ドアホン親機２００が、各玄関子機１００等の登録対象機器と１対１に通信することができる。この状態で、ドアホン親機２００は、登録対象の玄関子機１００に固有の識別子および送信周期を含むパケットを送信する。これにより、当該パケットは登録対象の玄関子機１００にのみ受信されるので、各玄関子機に固有の識別子および送信周期を設定することができる。
＜非同期状態での衝突回避＞
次に、本実施の形態に係る非同期状態での衝突回避について、図１８、図１９を用いて説明する。図１８は、ドアホン親機２００の識別子記憶部２１５内のテーブルの一例を示す図であり、図１９は、ドアホンシステムの非同期状態での衝突回避を説明する図である。
図１８に示すように、ドアホン親機２００は、識別子記憶部２１５内に、自機および各接続機器について、識別子（機器ＩＤ）、送信周期、スロット割当情報（送信スロット）を記憶している。ドアホン親機２００は、各機器に対して、設定した機器ＩＤ、送信周期、スロット割当情報を送信する。例えば、ドアホン親機２００は、玄関子機１００−１に対して、機器ＩＤ：ＩＤ１、送信周期：１ｍｓ、送信スロット：ＳＬ３を送信し、玄関子機１００−３に対して、機器ＩＤ：ＩＤ３、送信周期：３ｍｓ、送信スロット：ＳＬ５を送信する。玄関子機１００−１および玄関子機１００−３は、受信したこれらの情報を識別子記憶部１１５内に記憶する。
そして、非同期状態において、玄関子機１００−１および玄関子機１００−３の呼出ボタンがほぼ同時に操作されたとする。この場合、図１９に示すように、玄関子機１００−１は１ｍｓの送信周期で同期要求をｎ回送信し、送信玄関子機１００−３は３ｍｓの送信周期で同期要求をｎ回送信する（図１９ではｎ＝３）。図１９から明らかなように、１つ目の同期要求は、玄関子機１００−１と玄関子機１００−３とから同時に送信されるため衝突が起こるが、玄関子機１００−１と玄関子機１００−３の送信周期が互いに異なるため、２つ目以降の同期要求は送信タイミングが異なり、衝突が回避される。したがって、ドアホン親機２００は、同期要求を確実に受信することができ、玄関子機１００−１および玄関子機１００−３と、短時間で通信状態に移行することができる。
なお、同期状態では、各機器がスロット割当情報に示された互いに異なる送信スロットで呼出信号を送信するので、衝突は起こらない。
＜本実施の形態の効果＞
以上のように、本実施の形態によれば、非同期状態において、呼出ボタンが操作される等の所定のイベントが複数の機器においてほぼ同時に行われた場合、各機器が、互いに異なる送信周期で、同期要求を複数回送信するので、同期要求の衝突が連続して起こることなく、短時間で通信状態に移行することができる。なお、本実施の形態では、ドアホン親機２００と玄関子機１００などの接続機器同士の接続を一例として説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、その他の応用機器として、ビジネスホン（内線電話機と制御装置間）、ホームセキュリティ装置（各種センサーノードと制御装置間）等の制御装置（通信装置）などであっても、同様の効果が得られる。
本開示は、カメラ付きの玄関子機とドアホン親機とからなるドアホンシステムに用いるに好適である。
１ ドアホンシステム
１００ 玄関子機
１０１、２０１、３０１ ケーブル接続部
１０２、２０２、３０２ キー入力部
１０３、２０３、３０３ スピーカ
１０４、２０４、３０４ マイク
１０５、２０５、３０５ 音声Ｉ／Ｆ部
１０６ カメラ部
１０７、２０７、３０７ 制御部
１０８、２０８、３０８ 送信データ処理部
１０９、２０９、３０９ 送信データ反転部
１１０、２１０、３１０ 送信ドライバ
１１１、２１１、３１１ 受信ドライバ
１１２、３１２ 受信データ反転部
１１３、２１３、３１３ 同期検出部
１１４、２１４、３１４ 第２クロック生成部
１１５、２１５、３１５ 識別子記憶部
１３１、２３１、３３１ 第１クロック生成部
１３２、２３２、３３２ パケット生成部
１３３、２３３、３３３ データ再生部
１３４、２３４、３３４ 接続状態検出部
１５１ 第１のユニークパターン検出部
１５２ 第２のユニークパターン検出部
１５３ イネーブル信号生成部
２００ ドアホン親機
２０６、３０６ ディスプレイ部
２１２ ルーティング制御部
２３５ 識別子設定部
３００ 増設モニタ
本開示は、ドアホンシステムの子機、モニタおよび当該ドアホンシステムの通信方法に関する。
本開示の目的は、非同期状態において、呼出ボタンが操作される等の所定のイベントが複数の機器においてほぼ同時に行われた場合でも、同期要求の衝突が連続して起こることなく、短時間で通信状態に移行することができるドアホンシステムの子機、モニタおよび当該ドアホンシステムの通信方法を提供することである。
本開示のモニタは、親機と子機とからなるドアホンシステムに増設されるモニタであって、前記親機からのデータを受信する受信部と、前記受信データに含まれる、前記親機によって割り当てられた識別子を記憶する記憶部と、前記親機へのデータを送信する送信部と、を具備し、前記送信部は、前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する。
本開示の通信方法は、親機と他の機器とが２線ケーブルを介して接続され、前記親機と前記他の機器との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するドアホンシステムの通信方法であって、前記親機が、前記他の機器に固有の識別子および前記識別子によって一意に決まる送信周期を含むデータを送信し、前記他の機器が、前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記送信周期で複数回送信する。

Claims (4)

  1. 親機と子機とが２線ケーブルを介して接続され、前記親機と前記子機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するドアホンシステムの前記子機であって、
    前記親機からのデータを受信する受信部と、
    前記受信データに含まれる、前記親機によって割り当てられた識別子を記憶する記憶部と、
    前記親機へのデータを送信する送信部と、
    を具備し、
    前記送信部は、前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する、
    子機。
  2. 親機と子機とが２線ケーブルを介して接続され、前記親機と前記子機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するドアホンシステムの前記親機であって、
    前記子機からのデータを受信する受信部と、
    識別子を記憶する記憶部と、
    前記子機へのデータを送信する送信部と、
    を具備し、
    前記送信部は、前記子機と非同期状態において、前記子機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する、
    親機。
  3. 親機と子機とからなるドアホンシステムに増設され、前記親機と２線ケーブルを介して接続され、前記親機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するモニタであって、
    前記親機からのデータを受信する受信部と、
    前記受信データに含まれる、前記親機によって割り当てられた識別子を記憶する記憶部と、
    前記親機へのデータを送信する送信部と、
    を具備し、
    前記送信部は、前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する、
    モニタ。
  4. 親機と子機とが２線ケーブルを介して接続され、前記親機と前記子機との間で時分割複信によりパケット信号を送受信するドアホンシステムの前記子機の通信方法であって、
    前記親機が、
    前記子機に固有の識別子、送信周期を含むデータを送信し、
    前記子機が、
    前記親機と非同期状態において、前記親機への同期要求を前記識別子によって一意に決まる送信周期で複数回送信する、
    通信方法。
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