JP2017508244A - 低複雑性及び低電力消費の配電システム - Google Patents

Abstract

本発明は、ネットワーク接続（例えばＬＡＮ）を介して、負荷要素への配電を制御するシステムに関する。低コスト照明器具又は他の負荷要素が、ＬＡＮ接続を介して（例えばパワー・オーバー・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）によって）、インターネットプロトコル（ＩＰ）ノードを特徴とすることなく、給電される。これは、このようなシステムでは、ＰｏＥの設置コストが低いという利点が、高度制御を必要としない装置にも適用可能であるため、魅力的である。これは、低コスト照明器具又は他の負荷要素をオン又はオフにスイッチングするためには、スイッチのＬＡＮポートの電源が、有効又は無効にされなければならないことを意味する。負荷要素及び負荷コントローラ（例えば照明コントローラ又は光スイッチ）が同じスイッチに接続される場合、これらは、自動的に互いに対にされる。これは、一部のネットワークスイッチが有するネットワーク管理プロトコル機能を使用することによって実現される。これにより、容易な設置及び自動的かつ直感的なコミッショニングが可能にされる。

Description

本発明は、例えばローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）接続であるネットワーク接続を介して、照明システムのランプ又は照明器具を含むがこれらに限定されない負荷要素への配電を制御するシステムの分野に関する。

スマート物体は、その主要機能が、インテリジェント挙動及び通信機能によって増強されるデバイスである。多くの日常のデバイスは、何らかのインテリジェンスをその中に埋め込むことによって、より効果的に又は新しい態様で利用することができる。この傾向は、一部の家庭及びオフィス用の照明製品市場において、既に明らかである。例としては、日光検知又は存在検出が挙げられる。これらは幾つかの物体を通信機能と組み合わせ、これらの物体をそれらの部品の総和以上にする単純な例である。マイクロプロセッサ及び通信機能が具備されたデバイスが増えるほど、デバイス間の挙動はより複雑になる。

照明器具又は他の負荷デバイスを制御するために、今日では、（中央）コントローラから照明器具に制御信号を送信することが非常に一般的である。例えばデジタル・アドレッサブル・ライティング・インターフェース（ＤＡＬＩ）及びデジタル・マルチプル（ＤＭＸ）は、光コントローラから照明器具に、例えば調光のためのコマンドを送信するための非常に良く知られているプロトコルである。ＤＡＬＩ又はＤＭＸ信号は、ワイヤによって照明器具に分配され、照明器具は、別個の及び異なるワイヤによって主電源に接続される。

新しい通信基幹の非常に可能性の高い候補は、イーサネット（登録商標）又は他のＬＡＮネットワークによって可能にされるインターネットである。イーサネット（登録商標）は、どこにでもあるという大きな利点を有し、また、関与するボリュームが大量であることにより、デバイスにイーサネット（登録商標）通信手段を具備させることは、低コストで容易に行うことができる。イーサネット（登録商標）は、Ｘｅｒｏｘ社によって１９７５年頃に開発され、それ以来、複数回のアップグレード及び改良を経ている。イーサネット（登録商標）は、よく知られた８Ｐ８Ｃ／１０ＢＡＳＥ−Ｔ（又はＲＪ４５）コネクタ及びケーブルに移行して以来、旧型デバイスとのフル後方互換性を享受している。この技術と互換性のあるデバイスが膨大にあることにより、このイーサネット（登録商標）の形式は、この先何年も存続するはずである。

イーサネット（登録商標）ネットワーク上の大部分のトラフィックは、インターネットプロトコル（ＩＰ）パケットに含まれる。１９８１年頃にＲＦＣ７９１に標準化されたインターネットプロトコルは、今日のインターネットを支えている。インターネットプロトコルによって、パケットが、ネットワーク上を効率的かつロバストに進むことができる。ますます多くのデバイスがインターネットに参加しており、そのうちの大部分が、従来のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）又はラップトップではない。携帯電話の革命によって、通信デバイスは、人々のポケットの中に納まるようになった。現在のスマートホンの革命は、人々を永久的にインターネットに接続させる。これは、人々が、人々の周りのスマート物体と幾つかのやり方でインタラクトすることができるデバイスを持ち運ぶことを意味する。

イーサネット（登録商標）への非常に興味深い最近の追加は、イーサネット（登録商標）ケーブルを介してＤＣ電力を供給するが、ＤＣ電力を使用しない機器とも十分に適合可能のままとする機能である。２００３年に最初に標準化されたＩＥＥＥ８０２．３ａｆは、最大１５Ｗのイーサネット（登録商標）デバイスによる消費を許容する。２００９年に開発された第２の規格は、これを２５Ｗの電力にまで推し進めた。この控えめな制限は、ケーブルの太い束に適合可能であることの要望を理由とする。一部の使用事例では、これは要件ではなく、製造業者は、より高出力のパワー・オーバー・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）拡張機能を作成した。電源製造業者は更には、１つのイーサネット（登録商標）ポートあたり最大９５Ｗを供給する製品又は１本のイーサネット（登録商標）ケーブル上で最大２００Ｗの電力を伝達する機能を有する電力モジュールも提供している。これらのＰｏＥに対する高出力拡張機能（いずれのＩＥＥＥ規格にも準拠しないが、通常、ある程度の互換性を提供している）は、主にＰｏＥラップトップ、テレビジョン及び高性能カメラといった新たに出現しているアプリケーションに使用される。このような電力レベルは、ケーブルレイアウトへの配慮を明らかに必要とするが、非常にパワフルな照明器具であっても、イーサネット（登録商標）スイッチから直接的に給電する可能性を提供する。

ＰｏＥは、電力及びデータをデバイスに伝達するための標準化手法である。ＰｏＥは、例えば監視カメラ、ヴォイス・オーバー・ＩＰ（ＶｏＩＰ）ホン、コンピュータモニタ及び更には照明器具にますます使用されてきている。ＰｏＥは、照明機器のようなあらゆる種類の低出力負荷（センサ、スイッチ、光源等）、又は、アクティブスピーカー、インターネットラジオ、ＤＶＤプレイヤー、セットトップボックス及び更にはＴＶセットのような娯楽用電化製品に使用することができる。これの利点は、電力と制御データとが同じケーブルを通して送信される点である。これは、（データが例えばＤＡＬＩによって提供される場合のように）電力及びデータのために別個のケーブルを設置する必要がないということを意味する。ＰｏＥでは、Ｃａｔ５ケーブルを使用することができる。これらのケーブルは、通常、様々な長さ及び非常に低コストで入手可能である。或いは、Ｃａｔ６又はＣａｔ７ケーブルを使用してもよい。

ほとんどのＰｏＥスイッチは、簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）によるコマンドによってポートを管理する可能性を提供する。ＳＮＭＰは、例えば次の機能を有効にする。
−特定のポートのオンオフをスイッチングする
−特定のポートからＰｏＥデバイスが引き込む電力を測定する
−所与の時間において、ポートのオンオフをスイッチングするようにタイマーを設定する。

図１は、ＰｏＥ照明装置の概略的なアーキテクチャを示す。Ｎ個の照明器具からなる２つのセット（２０−１乃至２０−Ｎ及び２２−１乃至２２−Ｎ）が、対応するＰｏＥスイッチ１０、１２に接続され、データ（イーサネット（登録商標））及び電力（ＰｏＥ）が、ＰｏＥスイッチ１０、１２から各照明器具に、Ｃａｔ５ケーブル（又は任意の他の複数のワイヤケーブル）によって送信される。Ｎは、任意の値であってよい。Ｎは、通常、４乃至４８の範囲内にある。図１の例では、電力は、電源グリッド１１０を介してＰｏＥスイッチ１０、１２に供給され、有線イーサネット（登録商標）は、各ＰｏＥスイッチにおいて、イーサネット（登録商標）接続又はバス１２０を介して提供される。しかし、ワイヤレス接続を介して、インターネット接続が更に提供されてもよい。図１では、２つのＰｏＥスイッチ１０、１２は、Ｃａｔ５ケーブルによってデイジーチェーン接続されて、イーサネット（登録商標）が各ＰｏＥスイッチ１０、１２に提供される。どちらのＰｏＥスイッチにも、対応する照明器具２０−１乃至２０−Ｎ又は２２−１乃至２２−Ｎが接続されているが、これは、照明器具と他のＰｏＥデバイスとの組み合わせであってもよい。図１に示す例では、例えば占有状態又は日光の存在を検出する２つのセンサ３０、３２が接続されている。センサ３０、３２は、例えば存在が検出された場合にオンにスイッチングするように、照明器具の特定のサブセットにコマンドを与えることができる。

図２は、ＰｏＥスイッチ１０と、照明器具２０−１乃至２０−Ｎと、ユーザインターフェース（ＵＩ）４０とを有する、図１のＰｏＥ照明システムのより詳細なアーキテクチャを示す。例えば国際特許公開公報ＷＯ２０１２／０２８９８１Ａ１に、同様のアーキテクチャが開示されている。１つの照明器具２０−１内に１つのドライバ２０２が示されている。他の照明器具のドライバは図示されていない。ＰｏＥスイッチ１０内に電源ユニット（ＰＳＵ）１０２が示されている。各照明器具２０−１乃至２０−Ｎ及び２２−１乃至２２−Ｎは、正しい電流及び電圧を光源に印加するために当該ドライバ２０２を含む。光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）、蛍光体変換ＬＥＤ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、レーザダイオード、蛍光体変換レーザダイオード、蛍光ランプ、ハロゲンランプ、高輝度放電（ＨＩＤ）ランプ及び／又は超高性能（ＵＨＰ）ランプであってよい。ドライバ２０２は、通常、調光可能であり、また、ＵＩ４０から受信する信号に応じて調光する。点灯及び消灯のスイッチングは、イーサネット（登録商標）接続を介して提供されるデータによって制御される。ＵＩ４０は、イーサネット（登録商標）を介してＰｏＥスイッチ１０、１２に接続され、適切なソフトウェアを実行して、照明器具２０−１乃至２０−Ｎ用のコマンド（例えば調光、オンオフのスイッチング等）を生成するＰＣであってよい。

或いは、ＵＩ４０は、イーサネット（登録商標）接続１２０を介して、照明器具２０−１乃至２０−Ｎ用の制御データを提供する専用デバイス（例えばパネル）であってもよい。

ＩＰ制御される照明器具２０−１乃至２０−Ｎは、上記されたように多くの利点を提供する。しかし、各照明器具内にイーサネット（登録商標）を必要とすることから、コストは高い。更に、照明器具２０−１乃至２０−Ｎがオフにスイッチングされても、イーサネット（登録商標）が各照明器具において依然としてアクティブ状態にあり、また、ＰｏＥスイッチ１０内のＰＳＵ１０２が依然としてオンであるため、システム内では、依然として幾らかの電力消費がある。

更なる不利点は、ドライバ２０２のサイズが、照明器具２０−１乃至２０−Ｎ内に収まらなければならないという点である。当該サイズが問題にならないタイプの照明器具もあれば、小型化が価格を左右するタイプの照明器具もある。

米国特許出願公開第２０１０／０１７１６０２Ａ１号は、デジタル電子通信スイッチの電力出力制御回路と、電力メータと、負荷分散手段と、スイッチ内のスイッチング回路の電力を管理する機能とへのアクセスを有する管理エージェントについて開示している。電力メータによって、管理エージェントは、有効にされ動作可能であるスイッチング回路によって消費される電力を特定することができる。この情報は、ＰｏＥを介して各ポートに割当てられる電力の知識と、電力割当て優先傾向を指定するポリシー情報と一緒に、２パス電力管理方法に使用される。

本発明は、個々の負荷デバイスのスイッチングが可能である、低複雑性及び低電力消費のＬＡＮベースの配電制御システムを実現することを目的とする。

上記目的は、請求項１に記載される制御デバイスと、請求項８に記載される負荷デバイスと、請求項９に記載されるシステムと、請求項１１に記載される方法と、請求項１４に記載されるコンピュータプログラムとによって達成される。

したがって、低複雑性を有する負荷デバイス（例えば照明器具等）が、ＩＰノードを特徴とすることなく、ＬＡＮ接続を介して（例えばＰｏＥによって）提供されかつ給電される。これは、このようなシステムでは、ＬＡＮベースの電源の設置努力及び複雑性が低減されるという点が、高度制御を必要としない装置にも適用可能であるため、魅力的である。これは、一部のネットワークスイッチが有するネットワーク管理プロトコル機能を使用することによって実現される。更に、制御される負荷デバイスの最低限の機能しか求められない場合に、小型で、消費電力の少ない配電システムが実現される。特に、制御される負荷デバイスがオフである場合の電力消費量が削減される。更に、インテリジェンスを具体化する必要がないため、照明器具のサイズを縮小することができる。

第１の態様によれば、ネットワークスイッチは、ネットワークスキャンを使用し、ネットワーク管理プロトコル対応のネットワークスイッチのキャッシュテーブルにおいて自身のネットワークアドレスを調べることによって見つけられる。これにより、配電制御のためのネットワークスイッチの自動検出が実現される。

上記第１の態様と組み合わせることができる第２の態様によれば、選択されたＬＡＮポートは、見つけられたネットワークスイッチの利用可能なＬＡＮポートのどのレイヤ２アドレスキャッシュテーブル（例えばＭＡＣアドレスキャッシュテーブル又はルックアップテーブル）が空であるか、又は、リンクアップを有さないかを確認することによって見つけられる。これらの見つけられたＬＡＮポート（即ち、そのアドレス）は、その後、制御デバイスのルックアップテーブルに記憶されてよい。したがって、配電制御システムの自動コミッショニングの単純かつ簡単なアプローチが提供される。負荷デバイス（例えば照明器具）及び制御デバイス（例えばセンサ）が同じスイッチに接続される場合、これらは、自動的に互いに対にされる。

上記第１又は第２の態様と組み合わせることができる第３の態様によれば、制御デバイスは、人の存在を検出し、検出結果に応えて電力スイッチング動作を開始する壁面スイッチ若しくはセンサ、電力スイッチング動作を手動で開始するユーザインターフェース、又は、センサ入力に基づいて照明を制御する建物管理システムを含む。これにより、提案される低複雑性、低出力及び小型の配電制御システムの広範囲に及ぶ実施が可能にされる。

上記第１乃至第３の態様のうちの少なくとも１つと組み合わせることができる第４の態様によれば、ネットワークスイッチは、ミッドスパンデバイスであってよい。これにより、制御デバイスは、そのポートにＬＡＮ機能を提供する必要がなく、したがって、配電制御システム全体の複雑さによる電力消費量が更に削減される。

上記第１乃至第４の態様のうちの少なくとも１つと組み合わせることができる第５の態様によれば、ネットワークスイッチは、その全てのＬＡＮポートがオフにスイッチングされる場合は、主電源ユニットをオフにスイッチングしてよい。これにより、電力消費量の更なる削減が可能にされる。

なお、制御デバイスは、個別のハードウェア構成要素、集積チップ若しくはチップモジュールの配列を有する個別のハードウェア回路に基づいて、又は、メモリに記憶される、コンピュータ可読媒体上に書き込まれる若しくはインターネットといったネットワークからダウンロードされるソフトウェアルーチン若しくはプログラムによって制御される信号処理デバイス若しくはチップに基づいて、具体化されてよい。

当然ながら、請求項１の制御デバイス、請求項８の負荷デバイス、請求項９のシステム、請求項１１に記載の方法及び請求項１４のコンピュータプログラムプロダクトは、同様及び／又は同一の好適な実施形態、具体的には、従属請求項に規定されるような実施形態を有する。

当然ながら、本発明の好適な実施形態は、対応する独立請求項との従属請求項又は上記実施形態の任意の組み合わせであってもよい。

本発明のこれら及び他の態様は、以下に説明される実施形態から明らかとなり、以下に説明される実施形態を参照して説明される。

図１は、デイジーチェーン接続されたＰｏＥ照明装置の概略的なアーキテクチャを示す。 図２は、図１のＰｏＥ照明装置のより詳細な略ブロック図を示す。 図３は、第１の実施形態による配電制御システムの略ブロック図を示す。 図４は、第２の実施形態による自動システム構成手順のフロー図を示す。

本発明の実施形態が、少なくとも１つのＳＮＭＰ制御されるＰｏＥスイッチによって個々の照明器具がオンにスイッチングされる照明システムの配電制御システムに基づいて以下に説明される。

提案される実施形態は、ＰｏＥがＩＰ制御と組み合わされなくてよいという点に基づいている。ＰｏＥ規格は、ＰｏＥが、任意のＩＰ制御なしで、又は、更には、イーサネット（登録商標）データが全くない状態で使用されることを可能にするように特にデザインされている。これは、ある機器が、ＩＰノードの関連するコスト、複雑さ及び電力消費なく、ＰｏＥを使用できて、マイクロコントローラ及びイーサネット（登録商標）トランシーバを省くことができることを意味する。以下の実施形態では、いわゆる「ダムランプ」と呼ばれる、インテリジェンス又は通信手段の特徴を有さない低コスト照明器具が提供され、また、このような種類の照明器具を有する機能的照明システムが提案される。

実行されなければならない最低限の制御は、ダムランプのオンオフのスイッチングを可能にすることである。ＰｏＥでは、ＰｏＥスイッチへの主電源供給をスイッチングできるが、これは、ＰｏＥ照明システムにおいて望ましくない。これは、当該スイッチに接続されているすべての照明器具のオンオフをスイッチングする効果を有する。しかし、これは、当該スイッチに接続されているすべてのデバイスのデータリンクも遮断してしまう。したがって、個々の照明器具をスイッチングし、また、連続データリンクを必要とするデバイスを、スイッチに接続することが可能であるべきである。更に、スイッチング処理が遅過ぎる場合もある。主電源が印加された後、点灯するのに１分以上かかる場合もある。これは、ＰｏＥ認証が最大で２秒かかり、ポート毎に行われるからである。

様々な実施形態によれば、提案される配電制御システムは、ＰｏＥ専用照明器具（即ち、ダムランプ）からなり、また、センサ又はＵＩ要素を制御要素として使用して、簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）コマンドを、照明を制御するために発行する。ＳＮＭＰは、様々なネットワーク機器を制御するために使用されるプロトコルである。ＳＮＭＰは、例えばネットワーク管理者によって使用され、スイッチ上のどのポートが使用され、更にはどの媒体アクセス制御（ＭＡＣ）アドレスが当該ポートに関連付けられるのかが決定される。ＳＮＭＰは、ハイエンド専門スイッチ上に提供される一般的な特徴である。

ＳＮＭＰの使用が、照明を制御する唯一の態様ではない。ＳＮＭＰは、ここでは、一例として説明されているに過ぎない。スイッチ又はミッドスパンによって理解される任意のプロトコルが、同じ目的を達成するのに十分である。

更に、制御デバイスとダムＰｏＥ専用照明器具との間の自動コミッショニングが提案される。必要なリンクが、同じネットワークスイッチ（即ち、ＰｏＥスイッチ）上にあるデバイス間に自動的に形成される。これを達成するために、ＰｏＥスイッチの個々のポートは、ＳＮＭＰを利用して、オン及びオフにスイッチングされる。

図３は、例示的な数である４つのダムランプ６０−１乃至６０−４を有し、有意の処理及び／又は通信機能は有さない、第１の実施形態による配電制御システムの略ブロック図を示す。ダムランプ６０−１乃至６０−４は、ＰｏＥによって給電されるが、ＰｏＥを介して電力を伝達するのに必要であるもの（これは、ＰｏＥ配電集積回路に埋め込まれていてよい）以外の有意の処理／通信機能は有さない。ＰｏＥを介して電圧が印加されると、ダムランプは点灯し、電力がない場合は、当然ながら、消灯する。

ダムランプ６０−１乃至６０−４又は他の種類のダム負荷は、ＰｏＥスイッチ５０に接続される。ＰｏＥスイッチ５０上では、１つ以上のコントローラ（即ち、オン／オフスイッチ）５６に、ＩＰノード機能及びＳＮＭＰ機能が提供される。更に、ポート５５−１乃至５５−４へのデータ及び電力の供給は、各自のＭＡＣアドレスに基づいてレイヤ２ネットワークスイッチ５４を介して達成される。アップリンクポート（ＵＬ）５８が、インターネットへの接続１３０を介したＩＰアップリンクトラフィックのために提供される。

配電制御システムは、ＰｏＥスイッチ５０のイーサネット（登録商標）ポートＰ５に接続される光スイッチ７０（即ち、照明制御スイッチ又は照明コントローラ）をトグリングすることによって、ＰｏＥスイッチ５０のＩＰノードを含まないポート（Ｐ１乃至Ｐ４）５５−１乃至５５−４、したがって、ダムランプ６０−１乃至６０−４が接続されるポートへのＰｏＥ接続Ｐを介した主電源ユニット（ＰＳＵ）５２からの給電を無効にするように、自動的に動作する。

光スイッチ７０は、ＰｏＥ接続Ｐを介して給電され、イーサネット（登録商標）データ接続Ｄを介して、ＰｏＥスイッチ５０にコマンドを送信して、特定のポートをオン又はオフにスイッチングする。光スイッチ７０は、ＰｏＥスイッチ５０と同じイーサネット（登録商標）ネットワークに接続される単純な壁面スイッチ又はセンサとして具体化されてよく、また、人の存在が検出される場合に、ダムランプ６０−１乃至６０−４の特定のランプ又はすべてのランプをオン又はオフにスイッチングすることができる。これは、ＰｏＥスイッチ５０にコマンドを送信して、ＰｏＥポート５５−１乃至５５−４の特定のポート又はすべてのポートをオン又はオフにスイッチングすることによって行われる。

代替的なオプションとして、光スイッチ７０は、ＰｏＥポート５５−１乃至５５−４の特定のポート又はすべてのポートを手動でオフにスイッチングするＵＩとして具体化されてもよい。

更なるオプションとして、光スイッチ７０は、センサ及び他のデバイスから入力を得て、（例えば一日のうちの時刻、週の曜日に応じて）照明を制御するプログラムが実行されている建物管理システムとして具体化されてもよい。

これを達成するために、光スイッチ７０のＩＰノードは、光スイッチ７０が接続しているＰｏＥスイッチ５０のＩＰアドレスを把握できなければならない。光スイッチ７０のＩＰノードは、接続しているＰｏＥスイッチ５０のＩＰアドレスを知っている場合、当該ＩＰノードは、今度は、ＳＮＭＰを使用して、ダム負荷への電力を有効又は無効にすることができる。ＩＰノードは更に、ＰｏＥスイッチ５０のポートのうちのどれ（即ち、図３ではＰ１乃至Ｐ４）に、ダムＰｏＥランプが接続されているか、また、ポートのうちのどれ（即ち、図３ではＰ５）にフルＩＰノードが接続されているかを知る必要がある。ポートＰ１乃至Ｐ４におけるダムノードのみがスイッチングされるべきである。

したがって、光スイッチ７０は、ＰｏＥポート毎に、ＰｏＥ電源を個別に有効／無効にすることができ、また、ＳＮＭＰを介して、ＭＡＣアドレスルックアップテーブルをクエリーすることができる。より具体的には、光スイッチ７０は、ＩＰネットワークスキャンを使用し、ＳＮＭＰ対応のネットワークスイッチのキャッシュテーブルにおいて自身のＭＡＣアドレスを調べることによって、どのＰｏＥスイッチに接続されているかを見つけることができる。更に、光スイッチ７０がトグルされた場合に、スイッチのどのＰｏＥポートがオン／オフにされるべきかを、光スイッチ７０が見つけるやり方は、ＰｏＥデバイスがもう片側にある間に、特定のＰｏＥポートのどのＭＡＣキャッシュテーブルが空であるかを確認するやり方である。代替案は、単に、リンクアップを有さない又は空のＭＡＣキャッシュテーブルを有するＰｏＥポートを探すことである。

ＰｏＥスイッチ５０は、ミッドスパンによって具体化されてよく、ミッドスパンは、この場合、特定のポートの電源オン／オフ制御を可能とするために、ＳＮＭＰコマンドによって管理される。ミッドスパンは、任意のデータスイッチング機能のないＰｏＥのパワートレインを含む。ＰｏＥスイッチ５０がスイッチである場合、ＰｏＥスイッチ５０は、一般に、エンドスパン又はエンドポイントと呼ばれる。ＰｏＥスイッチ５０が、非ＰｏＥ可能スイッチとＰｏＥデバイスとの間の中間デバイスである場合、ＰｏＥスイッチ５０は、ミッドスパンと呼ばれる。例えば外部ＰｏＥインジェクタは、ミッドスパンデバイスである。ミッドスパンは、そのポートにイーサネット（登録商標）を提供しない。スイッチと組み合わせて使用される場合には、データ接続を可能にする。これは、更なるコスト削減及び更なる電力削減という利点を提供する。その一方で、ＰｏＥスイッチは、機能を組み合わせて、データ及び電力の両方を提供する。これは、低コスト照明器具（オン／オフ機能のみ）を、インテリジェンスを有し、イーサネット（登録商標）コマンドを受信する従来の照明器具と組み合わせて、あらゆる種類の高度機能（例えば調光）を有効にするという利点を提供する。

第１の実施形態の変更態様では、ＰｏＥスイッチ５０は、そのメインＰＳＵ（電源ユニット）５２をオン及びオフにスイッチングしてもよい。すべてのポートＰ１乃至Ｐ５がオフにスイッチングされる場合、メインＰＳＵ５２もオフにスイッチングされ、これにより、スタンバイ電力が削減される。更に、ＰｏＥスイッチ５０は、マイクロプロセッサ用の低電圧及び低電力を有する補助ＰＳＵ（図３には図示せず）を有してもよい。このＰＳＵは、メインＰＳＵ５２をオンにスイッチングするコマンドを受信するためにオンのままにされる。

図４は、照明制御デバイス（例えば図３の光スイッチ７０）が、ＳＮＭＰプロトコルによるコマンドによって、ＰｏＥスイッチのＰｏＥポートを制御する第２の実施形態による自動システム構成手順のフロー図を示す。

ステップＳ４００において手順は開始する。最初に、照明制御デバイスのＩＰノードが、接続しているＰｏＥスイッチのＩＰアドレスを見つけなければならない。ステップＳ４０１において、このノードは、動的ホスト構成プロトコル（ＤＨＣＰ）サーバから、ＩＰアドレス及びネットワークマスクを受信し、そのサブネットの全てのＩＰアドレスをスキャンして、ＳＮＭＰを提供するホストを見つける。ＤＨＣＰは、インターネット通信に必要なＩＰアドレス及び他の情報を動的に構成するＩＰネットワーク上で使用される標準化されたネットワーキングプロトコルである。ＤＨＣＰによって、コンピュータ及び他のデバイスは、中央ＤＨＣＰサーバからＩＰアドレスを自動的に受信でき、これにより、ネットワーク管理者又はユーザがこれらの設定を手動で構成する必要が減少される。

次のステップＳ４０２において、照明制御デバイスのＩＰノードは、ＳＮＭＰを提供するホストがスイッチであるかどうか、また、照明コントローラのＩＰノードが当該スイッチに接続されているかどうかを決定する。これは、各ネットワークポートに対し、どのＭＡＣアドレスが記憶されているかクエリーすることによって行われる。スイッチではないＳＮＭＰホストは、ネットワークスイッチのＭＡＣリストに関連付けられているレジスタを有さない。ステップＳ４０３において、照明コントローラのＩＰノードは、そのＭＡＣアドレスが、レジスタのうちの１つにおいて見つけられるかどうかを確認する。ステップＳ４０３において、ＩＰアドレスが見つけられない場合、手順は、ステップＳ４０１に戻り、スキャニング処理を繰り返す。代案として、手順は、ここで停止してもよい。ステップＳ４０３において関連のＩＰアドレスが見つけられる場合、照明コントローラは、当該照明コントローラが接続するＰｏＥスイッチのＳＮＭＰノードのＩＰアドレスを見つけ、手順は、ＰｏＥスイッチのどのポートがオン／オフにされるべきかを見つけるために、ステップＳ４０４に進む。

今度は、照明コントローラは、当該照明コントローラが接続するスイッチのＳＮＭＰノードのＩＰアドレスを知っているので、ステップＳ４０４において、見つけられたＰｏＥスイッチが維持しているＭＡＣリストをモニタリングすることができる。ＭＡＣアドレスが関連付けられていないポートは、接続されていないか、又は、ＩＰ機能のないＰｏＥ機器のみを含む。次のステップＳ４０５において、照明コントローラは、ＭＡＣアドレスが関連付けられていないポートが見つかったかどうかを確認する。見つからない場合、手順は、ステップＳ４０４に戻り、モニタリング処理を繰り返す。代案として、手順は、ここで停止してもよい。ステップＳ４０５において、ＭＡＣアドレスが関連付けられていない少なくとも１つのポートが見つけられたと照明コントローラが決定すると、手順は、ステップＳ４０６に進み、検出されたポートが、後続のスイッチング動作のために（例えばルックアップテーブルに）記憶される。したがって、配電制御システムは、適切な動作のために構成される。ステップＳ４０７において、手順は終了する。

図４の上記手順、即ち、接続されているスイッチのＩＰアドレスを見つけ、どのポートがダムランプを含むかを見つけることは、照明コントローラのＩＰノード上で標準ＳＮＭＰコマンドを使用することによってソフトウェアで具体化される。

上記実施形態を用いると、制御される負荷デバイスの最低限の機能しか求められない場合に、あまり複雑でなく、小型で、消費電力の少ない配電システムが実現される。特に、制御される負荷デバイスがオフである場合の電力消費量が削減される。更に、インテリジェンスを具体化する必要がないため、照明器具のサイズを縮小することができる。しかし、照明器具及びＰｏＥスイッチは、より高度なＰｏＥ照明システムと依然として互換性がある。これは、高度制御が不要である任意の状況において有益である。これは、インテリジェント照明器具とシームレスに組み合わされることが可能である。

要約するに、ＬＡＮ接続を介して、負荷要素への配電を制御するシステムが説明される。低コスト照明器具又は他の負荷要素が、インターネットプロトコル（ＩＰ）ノードを具備することなく、ＬＡＮ接続を介して（例えばパワー・オーバー・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）によって）給電される。これは、このようなシステムでは、ＰｏＥの設置コストが低いという利点が、高度制御を必要としない装置にも適用可能であるため、魅力的である。これは、低コスト照明器具又は他の負荷要素をオン又はオフにスイッチングするためには、スイッチのＬＡＮポートの電源が、有効又は無効にされなければならないことを意味する。負荷要素及び負荷コントローラ（例えば照明コントローラ又は光スイッチ）が同じスイッチに接続される場合、これらは、自動的に互いに対にされる。これは、一部のネットワークスイッチが有するネットワーク管理プロトコル機能を使用することによって実現される。これにより、容易な設置及び自動的かつ直感的なコミッショニングが可能にされる。

本発明は、図面及び上記説明において詳細に例示され、説明されたが、当該例示及び説明は、例示的に見なされるべきであり、限定的に見なされるべきではない。本発明は、ランプ又は照明器具を負荷デバイスとして有する、開示される実施形態に限定されない。本発明は、照明機器のようなあらゆる種類の低出力負荷（センサ、スイッチ、光源等）、又は、アクティブスピーカー、インターネットラジオ、ＤＶＤプレイヤー、セットトップボックス及び更にはテレビジョン（ＴＶ）セットのような娯楽用電化製品といったＤＣ分配ネットワーク用の任意のタイプの負荷デバイスとの関連で実施することができる。

提案される制御システムは、ＰｏＥ照明ネットワークに最小限の制御特徴を組み込むように使用される。提案される制御システムは、物理的なネットワークインフラストラクチャに基づき、単純なオン／オフ機能及び自動コミッショニングを提供する。

開示された実施形態の他の変形態様は、図面、開示内容及び従属請求項の検討から、請求項に係る発明を実施する当業者によって理解され、実施される。請求項において、「含む」との用語は、他の要素又はステップを排除するものではなく、また、「ａ」又は「ａｎ」との不定冠詞も、複数形を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を実現してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。

上記説明は、本発明の特定の実施形態を詳述するものである。しかし、当然ながら、上記説明が、文章上、如何に詳述されているようであっても、本発明は多くの方法で実施されてよいため、開示された実施形態に限定されない。なお、本発明の特定の特徴及び態様を説明する際に使用される特定の用語は、本明細書において、当該用語が関連付けられた本発明の特徴又は態様の任意の特定の特性を含むように制限されて再定義されていることを示唆するものと解釈されるべきではないことに留意されたい。

単一のユニット又はデバイスが、請求項に記載される幾つかのアイテムの機能を実現してもよい。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されることだけで、これらの手段の組み合わせを有利に使用することができないことを示すものではない。

図４に示される動作のような説明された動作は、コンピュータプログラムのプログラムコード手段及び／又は専用ハードウェアとして具体化することができる。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと共に又はその一部として供給される光学記憶媒体又は固体媒体といった適切な媒体上に記憶及び／又は分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介するといった他の形式で分配されてもよい。

Claims (14)

1. ネットワーク接続を介して、負荷要素への配電を制御する制御デバイスであって、前記制御デバイスは、ネットワークスイッチの選択されたローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）ポートをオン又はオフにスイッチングするために、前記ネットワークスイッチにネットワーク管理プロトコルの制御コマンドを発行し、前記制御コマンドによって、電力が、前記負荷要素の対応する負荷要素に供給され、前記ネットワーク管理プロトコルは、簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）である、制御デバイス。
2. 前記負荷要素は、照明器具であり、前記照明器具は、電力伝達のためだけに、各自のＬＡＮ接続を使用する、請求項１に記載の制御デバイス。
3. 前記制御デバイスは、ネットワークスキャンを使用し、ネットワーク管理プロトコル対応のネットワークスイッチのキャッシュテーブルにおいて前記制御デバイス自身のネットワークアドレスを調べることによって、前記制御デバイスが接続されているネットワークスイッチを見つける、請求項１に記載の制御デバイス。
4. 前記制御デバイスは、見つけられた前記ネットワークスイッチの利用可能なＬＡＮポートのどのレイヤ２アドレスキャッシュテーブルが空であるか、又は、リンクアップを有さないかを確認することによって、選択された前記ＬＡＮポートを見つける、請求項１に記載の制御デバイス。
5. 前記配電に、パワー・オーバー・イーサネット（登録商標）（ＰｏＥ）が使用される、請求項１に記載の制御デバイス。
6. 前記制御デバイスは、人の存在を検出し、検出結果に応えて電力スイッチング動作を開始する壁面スイッチ若しくはセンサ、前記電力スイッチング動作を手動で開始するユーザインターフェース、又は、センサ入力に基づいて照明を制御する建物管理システムを含む、請求項１に記載の制御デバイス。
7. 前記ネットワークスイッチは、ミッドスパンデバイスである、請求項１に記載の制御デバイス。
8. ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）接続を介して、ＬＡＮに接続される負荷デバイスであって、前記ＬＡＮ接続を、電力伝達のためだけに使用する、負荷デバイス。
9. ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）接続を介して、負荷要素への配電を制御するシステムであって、少なくとも１つの、請求項１乃至７の何れか一項に記載の制御デバイスと、少なくとも１つの、請求項８に記載の負荷デバイスと、を含む、システム。
10. 前記ネットワークスイッチは、前記ネットワークスイッチの全てのＬＡＮポートがオフにスイッチングされる場合は、主電源ユニットをオフにスイッチングする、請求項９に記載のシステム。
11. ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）接続を介して、負荷要素への配電を制御する方法であって、
    ネットワークスイッチの選択されたＬＡＮポートをオン又はオフにスイッチングするために、前記ネットワークスイッチにネットワーク管理プロトコルの制御コマンドを発行するステップを含み、前記制御コマンドによって、電力が、前記負荷要素の対応する負荷要素に供給され、前記ネットワーク管理プロトコルは、簡易ネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）である、方法。
12. ネットワークスキャンを使用し、ネットワーク管理プロトコル対応ネットワークスイッチのキャッシュテーブルにおいて自身のネットワークアドレスを調べることによって、前記ネットワークスイッチを見つけるステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
13. 見つけられた前記ネットワークスイッチの利用可能なＬＡＮポートのどのレイヤ２アドレスキャッシュテーブルが空であるか、又は、リンクアップを有さないかを確認することによって、選択された前記ＬＡＮポートを見つけるステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. コンピュータデバイス上で実行されると、請求項１１乃至１３の何れか一項に記載のステップを生じさせるコード手段を含む、コンピュータプログラム。

Images