JP2019004216A - 通信制御装置、および、設備通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】様々な通信性能の設備装置が混在する環境下において、第二の通信方式のデータを送信中の伝送路に、第一の通信方式のデータが混信することを防止し、設備網全体としての利便性を向上させる通信制御装置、および、設備通信システムを提供することを、主な課題とする。【解決手段】時分割多重アクセス方式の第一の通信方式または第二の通信方式を切り替えて通信可能な通信部と、前記第二の通信方式で通信する際に、前記第一の通信方式のチャネル使用検出期間の生成を指示する第一通信検出期間生成指示部と、を備え、前記通信部は、前記第一通信検出期間生成指示部からの、前記チャネル使用検出期間の生成指示に基づいて、前記チャネル使用検出期間を含む信号を伝送路上に送信する通信制御装置。【選択図】図３

Description

本発明は、空きチャネル検出時分割多重アクセスでバス接続する通信制御装置、および、設備通信システムに関する。

産業用設備の通信網は、主に、設備機器の動作状態や制御命令といった少量の情報を伝達するものであるため、インターネットと比較して低速度のシリアル通信を用いることで低コスト化を図ってきた。一方、近年では設備機器の高機能化、伝達情報の多様化が進んでおり、高速通信に対応した設備機器も増加している。

特許文献１には、一つの伝送路上で複数種類の通信方式の信号による通信を行う場合に、各通信方式での干渉による通信失敗（再送など）を低減する方法が記載されている。

特許文献２には、一つの伝送路上において、低周波伝送データに高周波伝送データを重畳させた場合の通信エラー抑制方法が記載されている。

特許第４９５８６４０号公報 特許第５７６１４３２号公報

ビル内に設置される設備装置は、同時期に同性能の装置が一斉に導入されるケースもあるが、旧製品と新製品とが混在して導入されることも多い。例えば、旧製品では低速通信しか対応していなかったが、新製品では高速通信も対応する。このような様々な通信性能の設備装置が混在する環境下であっても、正しく動作させる必要がある。

仮に、旧製品と新製品とで双方に対応している低速通信だけで通信を行うと、接続性は保証されるものの新製品の高速通信機能が使われないことにより、通信網の利用効率が下がる。

また、高速通信機能だけを利用し続けると、通信網の利用効率は上がるものの、低速通信でしか送信できない空調システムの制御信号が、高速通信により圧迫されてしまう。その結果、直ちに設備装置に反映したい制御信号（空調機の温度変更信号など）の到着が遅れてしまい、ユーザに不便を強いてしまう。このように、設備装置間を接続する設備網の利用には、通信効率の向上と、重要信号の確実な送信とをともに実現する必要がある。

しかし、上述した従来技術は、低速通信機器と高速通信機器が混在した環境下での使用に対応したものではなく、同一伝送路上で、複数種類の通信方式の信号による通信（旧方式の低速通信と新方式の高速通信）を行う場合、低速通信にしか対応していない通信装置で発生しうる不具合について十分な考慮がなされていなかった。

例えば、特許文献１では、低速通信（第一の通信方式）にしか対応していない通信装置は、高速通信（第二の通信方式）の信号を検出できないので、他の通信装置から高速通信の信号が送信されていることに気付かずに低速通信の信号を送信してしまう可能性がある。その場合、伝送路上で混信が発生し、通信品質が劣化する。

また、特許文献２では、空きチャネル検出により衝突回避するランダムアクセス通信方式の場合、旧方式の通信装置は、高速通信データ（高周波伝送データ）を検出できないので、他の通信装置から高速通信データが送信されていることに気付かずに、低速通信データ（低周波伝送データ）を送信してしまう可能性がある。その場合、伝送路上で混信が発生し、通信品質が劣化する。

そこで、本発明は、様々な通信性能の設備装置が混在する環境下において、第二の通信方式のデータを送信中の伝送路に、第一の通信方式のデータが混信することを防止し、設備網全体としての利便性を向上させる通信制御装置、および、設備通信システムを提供することを、主な課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の通信制御装置は、以下の構成を有する。

時分割多重アクセス方式の第一の通信方式または第二の通信方式を切り替えて通信可能な通信部と、前記第二の通信方式で通信する際に、前記第一の通信方式のチャネル使用検出期間の生成を指示する第一通信検出期間生成指示部と、を備え、前記通信部は、前記第一通信検出期間生成指示部からの、前記チャネル使用検出期間の生成指示に基づいて、前記チャネル使用検出期間を含む信号を伝送路上に送信する通信制御装置。

その他の手段は、特許請求の範囲に記載したとおりである。

本発明によれば、様々な通信性能の設備装置が混在する環境下において、第二の通信方式のデータを送信中の伝送路に、第一の通信方式のデータが混信することを防止し、設備網全体としての利便性を向上させる通信制御装置、および、設備通信システムを提供することができる。

実施例１における設備通信システムの構成図である。 実施例１における設備通信システムの装置管理テーブルである。 実施例１における設備通信システムの各設備装置の詳細な構成図である。 実施例１における通信データフォーマットの一例を示す図である。 実施例１における設備網の通信モードの説明図である。 実施例１における設備網の通信モードの説明図である。 実施例１におけるユニキャスト通信のシーケンス図である。 実施例１におけるマルチキャスト通信のシーケンス図である。 実施例１における低速装置の高速通信検出動作の説明図である。 実施例１における低速装置の高速通信検出動作の説明図である。 実施例１における低速装置の高速通信検出動作の説明図である。 実施例１における低速装置の高速通信検出動作の説明図である。 実施例１における信号波形の一例を示す図である。 実施例２における設備通信システムの各設備装置の詳細な構成図である。 実施例２における信号波形の一例を示す図である。 実施例２における信号波形の一例を示す図である。 実施例２における信号波形の一例を示す図である。 実施例３における設備通信システムの高速装置の詳細な構成図である。 実施例３における設備通信システムの低速装置の詳細な構成図である。 実施例３における信号の周波数スペクトルの一例を示す図である。 実施例１〜３における低速装置の送受信処理を示すフローチャートである。 実施例１〜３におけるパケット作成処理の詳細を示すフローチャートである。 実施例１〜３におけるパケット送信処理の詳細を示すフローチャートである。 実施例１〜３における高速装置の受信処理を示すフローチャートである。 実施例１〜３における高速装置の送信処理（初回）を示すフローチャートである。 実施例１〜３における高速装置の送信処理（２回目以降）を示すフローチャートである。 実施例１〜３におけるデータ分割方法の説明図である。

以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳細に説明する。

（システム構成）
先ず、図１〜図１０を用いて、実施例１の設備通信システムを説明する。

図１は、本実施例の設備通信システムの構成図である。設備通信システムは、ビル全体の設備を管理する上位装置９と、設備網５に接続される各設備装置により構成される。ここで、各設備装置とは、エアコンの室内機２１〜２６、室外機３１，３２、照明機器やセキュリティ機器などの付随する機器４１，４２、および、それらの各装置を管理するための管理装置１１，１２の総称である。

各設備装置は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、メモリと、ハードディスクなどの記憶手段（記憶部）と、ネットワークインタフェースとを有するコンピュータとして構成される。このコンピュータは、ＣＰＵが、メモリ上に読み込んだプログラム（アプリケーションや、その他のアプリとも呼ばれる）を実行することにより、各処理部により構成される制御部（制御手段）を動作させる。

上位装置９は、設備網５と異なるネットワークで管理装置１１に接続される。上位装置９は、例えばビル全体の消費電力を最適化するために管理装置１１に機器制御の指令を送信することで、その管理装置１１から設備網５を介して、各設備装置を制御する。

なお、設備網５に接続されている各設備装置は、双方向（任意の方向）での送受信が可能である。例えば、管理装置１１から室内機２１にエアコンの温度調整信号を送信したり、室内機２１から管理装置１１に室内温度情報を通知したりする。

設備網５は、複数の通信モードを時系列で切り換えて通信可能なネットワークである。設備網５は、例えば、第１の通信モードとしての低速通信と、第２の通信モードとしての高速通信とが切り換わる。そして、低速通信の時間帯には、エアコンの温度調整信号などの重要な制御信号を送信し、高速通信の時間帯には、エアコンのファームウェア最新版などの大容量データを送信するなど、各通信モードに応じたデータ内容を送信するようにすれば、設備網５を有効活用することができる。

ここで、通信モードの切り換えは、通常の通信モードを基本とし、通信モードの変更トリガが発生したときには、通信モードを別のモードに切り換えることとする。なお、以下では、低速通信を通常の通信モードとし、高速通信をトリガに起因する通信モードとして説明する。一方、高速通信を通常の通信モードとし、低速通信をトリガに起因する通信モードとしてもよい。

また、設備通信システムの各設備装置は、低速通信だけに対応した低速装置と、低速通信および高速通信の両方に対応した高速装置とのいずれかに分類される。

図１では、太線の装置は高速通信と低速通信の両方に対応した高速装置を示し（室内機２１など）、細線の装置は低速通信にのみ対応した低速装置を示す（室内機２３など）。そして、本実施例の設備通信システムでは、各設備装置を２つのグループにグループ化している。第１グループ８ａは、太線で示す、管理装置１１、室内機２１，２２、室外機３１、機器４１を含めて構成された、高速装置のみのグループである。一方、第２グループ８ｂは、細線で示す、管理装置１２、室内機２３、２５、２６、室外機３２、機器４２と、太線で示す、室内機２４を含めて構成された、低速装置と高速装置が混在するグループである。

各グループは、同じ冷媒系統に属する設備装置の集合体であり、室内機２１，２２、室外機３１は、冷媒ガスを供給する第１の冷媒配管（破線で図示）で接続され、室内機２３〜２６、室外機３２は、冷媒ガスを供給する第２の冷媒配管（破線で図示）で接続されている。

図２は、設備通信システムの装置管理テーブル１０１の一例である。ここに例示するように、装置管理テーブル１０１には、設備装置ごとに、装置種別、装置個別のアドレス、高速通信への対応可否（○が対応する高速装置、×が未対応の低速装置）、装置が属するグループが記載されている。この装置管理テーブル１０１は、各設備装置内に個々に記憶されるが、各設備装置内に記憶する装置管理テーブルの内容は、テーブルの全エントリとしてもよいし、自身からみて通信相手とならない装置のエントリを除外してもよい。通信相手とならない装置とは、例えば、自身が室内機２１であるときの室内機２２など、自身と同じ装置種別の装置である。
（通信装置構成）
図３は、設備通信システムの各設備装置におけるデータ送受信関連部位の詳細な構成図であり、記憶部５１と、負荷部５２と、通信部５３と、制御部５４（例、マイコン）とを有し、低速装置としての機構と、高速装置としての機構を１台の筐体に内蔵している。記憶部５１には、負荷部５２に関する各種パラメータ（ファンの回転速度など）などが記憶される。負荷部５２は、例えば装置種別「管理装置」の場合は表示ディスプレイ、装置種別「室内機」の場合はファン、装置種別「室外機」の場合は圧縮機、装置種別「機器」の場合は照明ランプや撮像センサなどである。なお、以下では、通信部５３と制御部５４を合わせて、通信制御装置と呼ぶこともある。

この設備装置を「低速装置」として動作させるときには、通信部５３内の符号化部６１、変復調部６２、復号化部６３、空きチャネル検出部６４を用い、かつ、制御部５４内の送信データ生成部７１、送信部７２、受信部７３、受信データ解析部７４、通信制御部７５を用いればよい。

一方、この設備装置を「高速装置」として動作させるときには、上述した低速装置の構成に加えて、制御部５４内の通信速度判断部７６、通信速度切換部７７、低速検出期間生成指示部７８を備えればよい。

まず、設備装置を低速装置として動作させる場合について説明する。低速装置としては、以下に示す通信機能を用いる。

符号化部６１は、送信部７２（例：ＵＡＲＴ送信回路）から通知された送信データ５０１に対して符号化処理（例：Non Return to Zero(以下、ＮＲＺと称する)符号からReturn to Zero(以下、ＲＺと称する)符号への変換）を行う。

変復調部６２は、変調回路と復調回路を備え、符号化部６１が符号化した送信符号化信号５０２を変調し、設備網５に送信する。また、設備網５から受信した信号を復調し、復号化部６３に通知する。なお、復調回路の前段に低域通過フィルタを備える構成が一般的である。また、高周波を利用しないベースバンド方式で信号を送受信する処理も、広義には変復調部６２に含まれるとして説明する。

復号化部６３は、変復調部６２が復調した受信符号化信号５０３に対して復号化処理（例：ＲＺ符号からＮＲＺ符号への変換）を行い、受信データ５０４を受信部７３に通知する。

空きチャネル検出部６４は、変復調部６２が復調した信号を監視し、伝送路である設備網５の空き状況を送信部７２および受信部７３に通知する。なお、設備網５はバス型であり、他の設備通信システムとは空きチャネル検出時分割多重アクセスする。

受信部７３（例：ＵＡＲＴ受信回路）は、復号化部６３からの信号を受信し、受信データ５０４を受信データ解析部７４に通知する。

受信データ解析部７４は、受信データ５０４に含まれるパケットの内容を解析し、通信制御部７５に通知する。

通信制御部７５は、解析したパケットの内容に基づいて、記憶部５１へのデータアクセス処理および負荷部５２への制御処理を実行する。さらに、通信制御部７５の指示に基づいて、送信データ生成部７１は、他装置に通知するパケットを生成し、送信部７２に通知する。送信部７２は、送信データ５０１を符号化部６１に通知する。なお、通信制御部７５は、負荷部５２の状態に基づき自発的に送信データの生成指示を出してもよい。

次に、設備装置を高速装置として動作させる場合について説明する。高速装置は、低速通信を用いて低速装置と通信を行い、高速通信を用いて高速装置と通信を行うように、高速通信と低速通信とを切り換えることができるものである。

通信速度判断部７６は、受信データ解析部７４が受信した速度切り換えのトリガ信号に基づき、低速通信と高速通信とを切り換えるか否かを判断する。この判断結果は、通信制御部７５と通信速度切換部７７とに通知される。

通信速度切換部７７が、低速通信から高速通信に切り換えて信号を送受信する旨を、送信部７２、受信部７３、通信部５３に指示すると、送信部７２、受信部７３、通信部５３は高速通信用の処理を行う。一方、通信速度切換部７７が、高速通信から低速通信に切り換えて信号を送受信する旨を、送信部７２、受信部７３、通信部５３に指示すると、送信部７２、受信部７３、通信部５３は低速通信用の処理を行う。なお、外部からトリガ信号を受信する代わりに、装置自身が高速通信を必要とするときに、通信制御部７５が低速通信から高速通信に切り換えるトリガを発生させてもよい。

低速検出期間生成指示部７８は、後述するように低速装置向けのチャネル使用検出信号（低速検出期間）を挿入するタイミングを指示する。
（基本通信方法）
図４は、設備通信システムでやりとりされるパケットの説明図である。パケットフォーマット８０は、先頭から順に、ヘッダ欄８１と、データ欄８２と、パリティ欄８３とを含めて構成される。なお、パケットフォーマット８０内の各欄のかっこ書きは、各欄のデータ量（単位Ｂ：バイト）を示す。例えば、ヘッダ欄８１は８バイトの固定長であり、データ欄８２は可変長である。

ヘッダ欄８１は、さらに、装置種別欄８４と、送信元アドレス欄８５と、送信先アドレス欄８６と、通信種別欄８７と、データ長欄８８とを含めて構成される。データ長欄８８は、データ欄８２のデータ長を示す。

送信元アドレス欄８５にはパケットの送信元装置のアドレスが記載され、送信先アドレス欄８６にはパケットの送信先装置のアドレスが記載される。または、パケットの送信先装置を複数一括で指定するときには、送信先装置のアドレスとして、全装置を指定するマルチキャストアドレス「0xFFFF」、または、特定のビットを用いてグループ分けされた装置群を指定するマルチキャストアドレスが記載される。

なお、パケットフォーマット８０には、低速通信と高速通信で同じデータフォーマットを用いてもよい。高速通信を行う場合は、高速装置は、低速通信を用いてヘッダ欄８１を送信した後、後続するデータ欄８２と、パリティ欄８３とを高速通信に切り換えて送信してもよい。または、高速装置は、ヘッダ欄８１と、データ欄８２と、パリティ欄８３とをすべて高速通信でまとめて送信してもよい。

また、本実施例では、複数の送信先装置への送信を総称する意味で「マルチキャスト」という用語を用いている。この広義のマルチキャストを実現するために、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）で既定される狭義のマルチキャストやブロードキャストを用いてもよい。

表１に示すテーブル１１１は、送信元装置の装置種別を示す装置種別欄８４の記載例を示す。例えば、送信元装置が室内機２１であるときには、装置種別欄８４には室内機を示す「0x02」が記載される。また、装置種別「機器」は、その設備の種類に基づいてさらに細分化して別々の値を割り当ててもよい。

表２に示すテーブル１１２は、パケットの目的を示す通信種別欄８７の記載例を示す。No.1（制御）からNo.6（高速通信）までの各値は、それぞれＯＮまたはＯＦＦのいずれかを指定できる。よって、通信種別欄８７には、図４で示す各値の論理和が記載される。例えば、「応答要」と「一括制御」とを同時に指定したいときには、「0x80」と「0x04」との論理和「0x84」が通信種別欄８７に記載される。また、「0x0F」は、低速装置では未定義の値であり、高速装置ではヘッダ欄８１に後続する通信が高速であることを示す。

表３に示すテーブル１１３は、データ長欄８８の記載例を示す。データ長欄８８の値が0x0000〜0x0030のときは、その値がそのままデータ長となる。一方、データ長欄８８の値が0x0040〜のときは、図４で示したように、高速装置の場合に限り、その高速通信についての情報（高速通信回数、高速通信期間）が指定できる。

図５Ａ、図５Ｂは、設備網５上の被変調信号と、設備装置の通信モードの説明図である。時系列グラフ１２１，１２２は、それぞれ上から順に、低速通信で送信されるパケット、高速通信で送信されるパケット、設備網５の通信モード（状態）を示す。設備網５の通信モードは、「高速」と記載された期間が高速通信の期間であり、その他が低速通信の期間である。

図５Ａに示す時系列グラフ１２１では、低速通信で送信された１回トリガに従って、１回の高速通信が行われる例を示す。この例では、低速通信のデータパケット送信後、１回の高速通信を可能にする１回トリガが低速通信で送信される。この１回トリガは、通信種別欄８７に0x0Fを設定したヘッダ欄８１であり、以下では高速トリガとも呼ぶ。

この高速トリガを受信した高速装置は高速通信でのパケット受信の準備ができるので、続くパケットが高速通信で送信される。そして、１回の高速通信の後に送受信が所定期間発生しないことで、設備網５の通信モードは、通常の低速通信に戻る。なお、もし低速装置が高速トリガを受信してしまっても、低速装置にとっては通信種別欄８７の「0x0F」という値は未定義なので、高速トリガは適切に無視され、低速装置が異常な応答をすることはない。

一方、図５Ｂに示す時系列グラフ１２２では、低速通信で送信された期間トリガに従って、複数回の高速通信が行われる例を示す。この例では、低速通信のデータパケット送信の後に設けられた待機時間である期間Ｔ１の後に、所定期間の間連続して高速通信を可能にする期間トリガが低速通信で送信される。この期間トリガは、通信種別欄８７に0x0Fを設定し、かつ、データ長欄８８に高速通信期間（または高速通信回数）を指定したヘッダ欄８１である。

この期間トリガを受信した全ての高速装置は高速通信でのパケット送受信の準備ができる。そして、高速通信期間内であれば、どの高速装置でも高速通信を行ってもよい。高速通信で送信される各パケットは、互いに衝突しないように期間Ｔ２の余裕を持たせている。そして、高速通信期間を終了した後は、設備網５にパケットが流れない未使用期間Ｔ３の後に、低速通信に戻る。なお、期間Ｔ１≦期間Ｔ３、期間Ｔ２＜期間Ｔ３とすることにより、高速通信期間中に低速装置がデータ送信を行うことを回避できる。

図６は、各設備装置間での１：１通信のシーケンス図である。図６を含む各シーケンス図では、図１に倣い、高速装置、高速通信を太線、低速装置、低速通信を細線で記載している。なお、各シーケンス図での動作主体は、あくまで高速装置の動作と、低速装置の動作とをわかりやすく説明するための例示であり、この例示以外の装置を高速装置や低速装置として動作させてもよい。

Ｓ１１のシーケンスでは、管理装置１２は、各設備装置（室内機２３、室内機２１、管理装置１１）に、低速通信により個別にテーブル１１２で説明した「応答要」のパケットを送信する（「send」と図示）。そして、「応答要」のパケットを受信した各設備装置は、管理装置１２に対して、低速通信により個別にパケット応答を行う（「ack」と図示）。これにより、管理装置１２は各設備装置との通信が可能であることを把握できる。

Ｓ１２は、ともに高速装置である管理装置１１と室内機２１の間で、パケット送信だけを高速通信する例である。まず、室内機２１は、時系列グラフ１２１で示した１回の高速トリガを低速通信で管理装置１１に送信する（破線矢印はトリガを示す）。これにより、続くパケットは室内機２１から管理装置１１に高速通信される。一方、管理装置１１から室内機２１へのパケット応答は、高速トリガに続けて送信されるものではないため、低速通信のモードで送信される。

Ｓ１３は、パケット送信とその応答との組み合わせを高速通信する例である。Ｓ１２と同様に、管理装置１１は高速トリガを室内機２１に送信することで、続く「応答要」のパケットを室内機２１に高速通信モードで送信する。さらに、室内機２１は高速トリガを管理装置１１に送信することで、続く応答パケットを管理装置１１に高速通信モードで送信する。

Ｓ１４は、高速通信期間を指定して、「応答要」のパケット送信とその応答パケットの組み合わせを連続して高速通信する例である。この例では、管理装置１１は時系列グラフ１２２で示した高速トリガを室内機２１に低速通信モードで送信することで、その後の高速通信期間は、室内機２１と管理装置１１との間のパケット送受信は、何れも高速通信モードで行われる。

一方、期間トリガによって設定された高速通信期間が経過した後は、高速通信モードから低速通信モードに戻るため、Ｓ１５における、室内機２１から管理装置１１へのパケット送信、および、管理装置１１から室内機２１へのパケット応答は、低速通信で行われる。

このように、図６では、高速トリガを活用することで、同じ設備網５上での通信として、低速装置間での低速通信も、低速装置と高速装置との間での低速通信も、高速装置間での低速通信も、高速装置間での高速通信も、それぞれ可能となる。さらに、Ｓ１４では高速通信期間を指定した高速トリガを用いることで、毎回高速トリガを送信する方法に比べ、効率的に高速通信できる。

図７は、各設備装置間でのマルチキャスト通信のシーケンス図である。

Ｓ２１のシーケンスでは、管理装置１２は、各設備装置（室内機２３、管理装置１１、室内機２１、室内機２２）に対して、低速通信により「応答要」のパケットをマルチキャストで送信する（図ではマルチキャストを示す「Ｍ」の後に送信パケットを示す「send」）。そして、「応答要」のパケットを受信した各設備装置は、低速通信により個別に管理装置１２に応答する（「ack」と図示）。ここで、１台の管理装置１２に対して、４つのパケット応答が到着するので、各到着時刻が衝突しないように、各設備装置は別装置とは異なる送信待ち時間（オフセット時間）だけ待ってから応答するとよい。このオフセット時間は、例えば、各設備装置の装置アドレスなどから計算される。

また、Ｓ２２では、管理装置１１は、高速通信期間を指定した高速トリガを、各高速装置（室内機２１、室内機２２）にマルチキャストで通知する（「Ｍ−期間トリガ」と図示）。そして、管理装置１１は、各高速装置にマルチキャストで「応答要」のパケットを高速通信する。このパケットを受信した各高速装置は、高速通信期間内に応答パケットを個別に高速通信モードで送信する。

Ｓ２３では、Ｓ２２で指定された高速通信期間が終了した後、管理装置１１は、各設備装置（左右４台）に応答不要のマルチキャスト送信を行う。

このように、図７では、マルチキャスト通信を高速トリガと併用することで、同じ設備網５上での通信として、低速通信での一斉通信や、高速通信での一斉通信を行うことができる。
（混信発生ケースとその対策方法の基本）
次に、１回トリガの送信後に、高速装置と低速装置の通信が正常に行えない図８Ａの時系列グラフ１３１と、本実施例によりそれを回避した図８Ｂの時系列グラフ１３２の対比説明、および、期間トリガの送信後に、高速装置と低速装置の通信が正常に行えない図９Ａの時系列グラフ１３３と、本実施例によりそれを回避した図９Ｂの時系列グラフ１３４の対比説明を行う。なお、時系列グラフ１３１、１３２、１３３、１３４の各グラフは、それぞれ上から順に、低速装置が送信する低速通信のデータ、高速装置が送信する低速通信のデータ、高速装置が送信する高速通信のデータを示す。

図８Ａの時系列グラフ１３１は、低速通信の１回トリガの後に１回の高速通信が行われる例を示している。このとき、低速装置は、低速通信の１回トリガをキャリア検出できるが、それに続く高速通信の高速データをキャリア検出できないため（図８Ａ中では「×」で表示）、１回トリガのキャリア検出後の待機時間である期間Ｔ１の経過後に、低速データの送信する場合がある。そして、高速装置からの高速データ送信と、低速装置からの低速データ送信が同時に実施されると、伝送路上で通信の衝突が発生してしまう。低速装置の空きチャネル検出処理は空きチャネル検出部６４で行うが、例えば、空きチャネル検出部６４が低域通過フィルタを備え、高速通信を検出できない場合に、この不具合が発生する。

一方、図８Ｂの時系列グラフ１３２は、図８Ａの不具合の回避手法を説明するものであり、低速装置で検出可能な低速検出期間（チャネル使用検出信号）を適時送信することで、高速信号の送信期間中であっても、低速装置がキャリア検出できるようにしたものである。具体的には、高速装置が高速通信のデータを送信する場合、そのデータの先頭と、期間Ｔ４（＜Ｔ１）の経過毎に低速装置向けのチャネル使用検出信号（低速検出期間）を挿入する。この際、高速通信用の送信データはパケット単位で分割され、図８Ｂの例では、一つの高速データが四分割されている。このようにして挿入された低速検出期間により、低速装置は伝送路が使用中であることを所定間隔でキャリア検出できる。そして、高速装置が最後の低速検出期間を送信完了した後に、期間Ｔ１の空きチャネル検出処理を行い、伝送路が使用されていないことを確認した後に、低速通信データを送信するので、伝送路上での通信の衝突を避け、正常に通信を行うことができる。この低速検出期間の挿入タイミングを指示するのが、図３に示した低速検出期間生成指示部７８である。

図９Ａの時系列グラフ１３３は、低速通信の期間トリガの後に複数回の高速通信が行われる例を示している。図８Ａと同様に、高速装置が高速通信のデータを送信している間、低速装置は空きチャネル検出処理を行っても伝送路上で通信が行われていることをキャリア検出できない場合があり、期間Ｔ１の空きチャネル検出処理の後に低速通信のデータを送信してしまい、伝送路上で通信の衝突が発生してしまう。

一方、図９Ｂの時系列グラフ１３４は、図９Ａの不具合の回避手法を説明するものであり、低速装置でキャリア検出可能な低速検出期間を適時挿入することで、高速信号の送信期間中であっても、低速装置がキャリア検出できるようにしたものである。具体的には、高速装置が高速通信のデータを送信する場合、各高速通信データの先頭に低速装置向けのチャネル使用検出信号（低速検出期間）を挿入する。このようにして挿入された低速検出期間により、低速装置は伝送路が使用中であることを所定間隔でキャリア検出できる。そして、高速装置が最後の低速検出期間を送信完了した後に、期間Ｔ１の空きチャネル検出処理を行い、伝送路が使用されていないことを確認した後に、低速通信データを送信するので、伝送路上での通信の衝突を避け、正常に通信を行うことができる。図９Ｂでも図８Ａと同様に、低速検出期間生成指示部７８がこの低速検出期間の挿入タイミングを指示する。

なお、図９Ａの時系列グラフ１３３において、低速装置は、低速通信での期間トリガを受信し、所定時間、高速通信が行われることを認識することができれば、伝送路上で通信の衝突が発生しないようにすることができる。しかし、製品寿命の長い設備通信システムにおいて、既に設置済みの低速装置は、新仕様となる“低速通信での期間トリガ”を認識することができない。そのような場合でも、本実施例の方法は有効である。また、図８Ｂ、図９Ｂでは、低速検出期間を高速通信データとして示しているが、この信号を低速通信データとして扱うこととしても良い。

次に、図１０を用いて、低速検出期間の具体例と、その有無による、低速装置の空きチャネル検出部６４での高速通信データのキャリア検出可否の関係を説明する。

図１０において、信号波形１４１、１４３は、設備網５上の伝送信号であり、信号波形１４１は低速検出期間を含まないものを、信号波形１４３は含むものを示している。また、信号波形１４２、１４４は、低速装置の空きチャネル検出部６４内部での受信信号であり、信号波形１４２は信号波形１４１を低域通過フィルタ処理したものを、信号波形１４４は信号波形１４３を低域通過フィルタ処理したものを示している。

ここでは、通信方式の一例として、変復調部６２がベースバンド方式、送信部７２が調歩同期を使用する場合を説明する。この場合、低速装置の空きチャネル検出部６４は、調歩同期通信のStart bit検出により設備網５上のキャリア検出を行う。以下では、HIGHレベルを無信号状態、LOWレベルをStart bitとして説明する。

信号波形１４１は、高速装置が設備網５上に伝送する高速通信データの信号波形を示している。ベースバンド方式の調歩同期通信であるため、基本的にはHIGH信号とLOW信号が混在した矩形波となる。

信号波形１４２は、信号波形１４１を低速装置の空きチャネル検出部６４の内部で受信した信号波形を示している。空きチャネル検出部６４は一般的に低域通過フィルタを備えており、この低域通過フィルタは、低速通信用の信号を受信するために時定数を大きく設計するので、これを通過した高速通信用の信号は波形が歪み、また、LOW期間が短いため、LOWレベルまで下がり切ることができない場合が出てくる。すなわち、高速装置が高速通信データを送信している間、低速装置は空きチャネル検出処理を行ってもLOWレベルのStart bitを検出できず、伝送路上で通信が行われていることを検出できない場合がある。

そこで、本実施例では、信号波形１４３に示すように、低速検出期間生成指示部７８の指示に基づいて、高速装置が高速通信パケット間に低速検出期間を挿入した時の信号波形を示している。ここでは、低速検出期間として、低速通信用のStart bit、すなわち、高速通信用のクロックで複数回連続したLOW信号を送信するようにしている。これは、低速検出期間生成指示部７８の指示を受けた通信部５３が行う。

信号波形１４４は、信号波形１４３を低速装置の空きチャネル検出部６４の内部で受信した信号波形を示している。信号波形１４３に含まれる、低域通過フィルタの時定数よりも十分に長いLOW信号を受信することで、信号波形１４２と異なり、信号波形１４４では、LOWレベルまで下がり切った信号を受信できるようになる。

これにより、低速装置の空きチャネル検出部６４は、エッジトリガまたはレベルトリガの何れかの形式で、Start bitを検出することができ、伝送路の使用を正しく検出することができる。よって、旧方式の低速通信にしか対応していない低速装置と、新方式の高速通信に対応した高速装置が同一伝送路上に存在する場合でも、高速装置からの高速通信データの伝送中に低速装置が低速通信データを送信する事態を避けることができ、伝送路上で混信せずに通信を行うことができる。

なお、低速装置が信号波形１４３を受信した場合、変復調部６２、復号化部６３、受信部７３、受信データ解析部７４へと信号が流れるが、低速装置の場合は同期が取れていないため、パリティチェックやCRCにより異常データと解釈され、破棄されるので特に問題とならない。高速装置の場合も、このようなデータを異常値として規定しておけば、パリティチェックやCRCにより異常データと解釈され、破棄される。

また、別の方法として、低速検出期間にて、一時的に通信部５３を低速通信モードに切り換えて、低速通信用のクロックで1回のLOW信号を送信することで、低速通信用のStart bitを送信する方法が考えられる。これは、低速検出期間生成指示部７８の指示を受けた通信部５３が行う。これにより、旧方式の低速通信にしか対応していない通信装置と、新方式の高速通信に対応した通信装置が同一伝送路上に存在する場合でも、伝送路上で混信せずに通信を行うことができる。

また、更に別の方法として、低速検出期間にて、全ビットが0（LOW）の高速通信用の１キャラクタデータを送信する方法が考えられる。これは、低速検出期間生成指示部７８の指示を受けた送信データ生成部７１が行う。これにより、旧方式の低速通信にしか対応していない通信装置と、新方式の高速通信に対応した通信装置が同一伝送路上に存在する場合でも、伝送路上で混信せずに通信を行うことができる。しかも、通信部５３が送信する信号がＮＲＺ信号であることが条件となるが、制御部５４のソフト変更のみで対応できるので、通信部５３で低速検出用の信号を挿入する上記例よりも簡単に実現できる。

次に、図１１〜図１４を用いて、実施例２の設備通信システムを説明する。実施例１の設備通信システムでは、通信方式として調歩同期を使用する例を説明したが、本実施例では、通信方式としてAMI符号を使用する例を説明する。なお、実施例１と共通する点は、重複説明を省略する。

実施例２の設備通信システムとして、変復調部６２がベースバンド方式、調歩同期で、さらにAMI(Alternate Mark Inversion)符号を使用する通信方式である場合に、低速装置の空きチャネル検出処理にて高速通信データを検出できない場合と、その不具合を解消するための、低速検出期間生成指示部７８の指示に基づいた低速検出期間の挿入方法について説明する。この実施例では、低域通過フィルタの影響ではなく、符号変換回路の影響に着目して説明する。簡単のため、本説明では高速信号の1bitが低速装置の受信回路の低域通過フィルタの時定数よりも十分に大きいものとしており、実施例１で説明した波形歪みの影響は排除している。

図１１は、本実施例に関する設備通信システムの各設備装置の詳細な構成図である。図３で示した設備装置と同じ機能は同一符号を付し、その説明は省略する。

図１１では、図３で示した符号化部６１、復号化部６３を、それぞれＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１、ＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２に特定する。また、通信部５３に含まれていた空きチャネル検出部６４の代わりに、制御部５４が空きチャネル検出部２０３を備える。

ＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１は、送信部７２から受信したＮＲＺ方式の信号をＲＺ方式に変換し、変復調部６２に通知する。ＲＺ方式は、ビット毎に0電位に戻るのでタイミングを取りやすいという利点がある。

ＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２は、変復調部６２から受信したＲＺ方式の信号をＮＲＺ方式に変換して、受信部７３、および、空きチャネル検出部２０３に通知する。

空きチャネル検出部２０３は、ＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２から受信した信号（受信データ信号５０４）を監視し、伝送路の空き状況を判定する。具体的には、調歩同期通信のStart bit検出を行う。

次に、図１２を用いて、低速装置が低速通信信号を送信してから受信するまでの各測定点での信号波形を説明する。

信号波形１５１は、低速装置の送信部７２が出力する、ＮＲＺ方式の送信データ５０１の波形を示している。

信号波形１５２は、低速装置のＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１が出力する、ＲＺ方式の送信符号化信号５０２の波形を示している。ＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１では、1bitのLOW信号を時間幅が半分の2bitのLOW-HIGH信号に変換し、1bitのHIGH信号を時間幅が半分の2bitのHIGH-HIGH信号と解釈することでＲＺ方式の信号を生成する。

信号波形１５３は、低速装置の変復調部６２が設備網５上に伝送する、AMI符号変調された被変調信号波形を示している。

信号波形１５４は、設備網５から信号波形１５３を受信した他の低速装置の変復調部６２が、信号波形１５３をAMI符号復調した受信符号化信号５０３の波形を示している。なお、これは、信号波形１５２と同形状である。

信号波形１５５は、設備網５から信号波形１５３を受信した他の低速装置のＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２が出力する、ＮＲＺ方式の信号波形を示している。ＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２では、いわゆる波形伸長回路により、ＲＺ方式の信号のLOW信号を固定時間長だけ伸長することで、ＮＲＺ方式の信号に変換する。なお、これは、信号波形１５１と同形状である。この信号が図１１の受信データ５０４であり、受信部７３に通知される。また、同じ受信データ５０４を利用して空きチャネル検出部２０３は伝送路が使用中か否かを判定する。空きチャネル検出部２０３では、HIGHからLOWへの立下りを検出することで調歩同期通信のStart bitを認識し、伝送路が使用中であると判断する。そして、信号波形１５５では、HIGHからLOWへの立下りを検出できるため、伝送路の使用を検出することができる。

これに対し、図１３は、高速装置が送信した高速通信の信号を従来の低速装置が受信するまでの各測定点での信号波形の説明図であり、低速装置が伝送路の使用を検出できない状況を説明するものである。

信号波形１６１は、高速装置の送信部７２が出力する、ＮＲＺ方式の送信データ５０１の波形を示している。

信号波形１６２は、高速装置のＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１が出力する、ＲＺ方式の送信符号化信号５０２の波形を示している。ＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１では、1bitのLOW信号を時間幅が半分の2bitのLOW-HIGH信号に変換し、1bitのHIGH信号を時間幅が半分の2bitのHIGH-HIGH信号と解釈することでＲＺ方式の信号を生成する。

信号波形１６３は、高速装置の変復調部６２が設備網５上に伝送する、AMI符号変調された信号波形を示している。

信号波形１６４は、設備網５から信号波形１６３を受信した低速装置の変復調部６２が、信号波形１６３をAMI符号復調した受信符号化信号５０３の波形を示している。なお、これは、信号波形１６２と同形状である。

信号波形１６５は、設備網５から信号波形１６３を受信した低速装置のＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２が出力する、ＮＲＺ方式の信号波形を示している。ＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２では、図１２でも説明したように、波形伸長回路で入力された信号波形１６４のLOW信号を固定時間長だけ伸長するので、LOW信号が頻出するＲＺ方式の信号波形１６４を変換したＮＲＺ方式の信号波形１６５はLOWに張り付いた状態となり、当初の信号波形１６１は復元されない。この信号波形１６５が受信データ５０４として受信部７３と空きチャネル検出部２０３に通知される。

この受信データ５０４は、元々は高速装置が送信した高速通信の信号であるため、同期が取れていない低速装置では、受信部７３、もしくはその後段の受信データ解析部７４では、パリティチェックやCRCにより異常データと解釈され、破棄されるので特に問題とならない。一方、空きチャネル検出部２０３では、HIGHからLOWへの立下りを検出できず、調歩同期通信のStart bitを認識できないため、伝送路が空き状態であると判断する。すなわち、高速装置が高速通信データを送信している間、低速装置は空きチャネル検出処理を行ってもStart bitを検出できず、伝送路上で通信が行われていることを検出できない場合がある。そして、伝送路が空いていると誤解した低速装置がデータ送信を開始すると、図８Ａや図９Ａに示した、伝送路上でのキャリア衝突が発生する。

図１４は、図１３で説明した不具合を解消する本実施例の手法を説明するものであり、低速検出期間生成指示部７８の指示に基づいて、高速装置が高速通信のパケット間に低速検出期間を挿入した場合に、低速装置が受信するまでの各測定点での信号波形の説明図である。

信号波形１７１は、高速装置の送信部７２が出力する、ＮＲＺ方式の送信データ５０１の波形を示している。ここでは、高速装置は、低速検出期間生成指示部７８の指示に基づいて、高速通信のパケット間に低速検出期間信号を挿入している。この例では、低速検出期間として、全ビットが1（HIGH）となる高速通信用の１キャラクタデータを送信するようにしている。これは、低速検出期間生成指示部７８の指示を受けた送信データ生成部７１が行う。

信号波形１７２は、高速装置のＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１が出力する、ＲＺ方式の送信符号化信号５０２の波形を示している。ＮＲＺ／ＲＺ変換部２０１では、1bitのLOW信号を時間幅が半分の2bitのLOW-HIGH信号に変換し、1bitのHIGH信号を時間幅が半分の2bitのHIGH-HIGH信号と解釈することでＲＺ方式の信号を生成する。

信号波形１７３は、高速装置の変復調部６２が設備網５上に伝送する、AMI符号変調された信号波形を示している。

信号波形１７４は、設備網５から信号波形１７３を受信した低速装置の変復調部６２が、信号波形１７３をAMI符号復調した受信符号化信号５０３の波形を示している。なお、これは、信号波形１７２と同形状である。

信号波形１７５は、設備網５から信号波形１７３を受信した低速装置のＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２が出力する、ＮＲＺ方式の信号波形を示している。ＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２では、図１２、１３でも説明したように、波形伸長回路で入力された信号波形１７４のLOW信号を固定時間長だけ伸長するが、高速装置が送信する信号波形１７１に波形伸長回路の伸張時間よりも十分に長い低速検出期間（HIGH信号期間）を設けたので、低速装置で復元した信号波形１７５は、図１３の信号波形１６５と異なり、HIGHに戻ることができる。この信号波形１７５が受信データ５０４として受信部７３と空きチャネル検出部２０３に通知される。

この受信データ５０４は、元々は高速装置が送信した高速通信の信号であるため、同期が取れていない低速装置では、受信部７３、もしくはその後段の受信データ解析部７４において、パリティチェックやCRCにより異常データと解釈され、破棄されるので特に問題とならない。また、空きチャネル検出部２０３では、次のキャラクタがHIGHからLOWへの立下りを発生させるため、調歩同期通信のStart bitを認識することができ、伝送路が使用中であると判断する。

これにより、低速装置の空きチャネル検出部２０３によって、Start bitを検出することができ、伝送路の使用を正しく検出することができる。よって、旧方式の低速通信にしか対応していない低速通信装置と、新方式の高速通信に対応した高速通信装置が同一伝送路上に存在する場合でも、高速通信装置からの高速通信データの伝送中に低速通信装置が低速通信データを送信する事態を避けることができ、伝送路上で混信せずに通信を行うことができる。

なお、高速装置が信号波形１７３を受信した場合、変復調部６２、ＲＺ／ＮＲＺ変換部２０２、受信部７３、受信データ解析部７４へと信号が流れるが、連続HIGHとなるデータを異常値として規定しておけば、パリティチェックやCRCにより異常データと解釈され、破棄される。

また、別の方法として、低速検出期間生成指示部７８の指示を受けた通信部５３が、波形伸長回路の伸張時間よりも十分に長い低速検出期間（HIGH信号期間）を挿入する方法が考えられる。

これにより、旧方式の低速通信にしか対応していない通信装置と、新方式の高速通信に対応した通信装置が同一伝送路上に存在する場合でも、伝送路上で混信せずに通信を行うことができる。しかも、高速通信用の１キャラクタデータよりも長い低速検出期間を挿入できるので、より高速な通信にも対応できる。

次に、図１５〜図１７を用いて、実施例３の設備通信システムを説明する。上述の実施例の設備通信システムでは、通信方式として調歩同期、AMI符号を使用する例を説明したが、本実施例では、通信方式としてＦＳＫ変調を使用する例を説明する。なお、上述の実施例と共通する点は、重複説明を省略する。

実施例３の設備通信システムとして、変復調部６２がＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調方式である場合に、低速装置の空きチャネル検出処理にて高速通信データを検出できない場合と、その不具合を解消するための、低速検出期間生成指示部７８の指示に基づいた低速検出期間の挿入方法について説明する。

図１５は、本実施例に関する設備通信システムの高速装置の詳細な構成図であり、図１６は低速装置の詳細な構成図である。図３で示した設備装置と同じ機能は同一符号を付し、その説明は省略する。

図１５に示す高速装置は、通信部の送信側に高周波低域通過フィルタ（ＬＰＦ：Low Pass Filter）９０１を備え、通信部の受信側に高周波低域通過フィルタ９０２を備える。また、図３で示した変復調部６２の代わりに、低速ＦＳＫ変調部２１１、高速ＦＳＫ変調部２１２、低速ＦＳＫ復調部２１３、高速ＦＳＫ復調部２１４を備える。つまり、高速通信と低速通信の両用のために低速ＦＳＫ信号が通過できるＬＰＦの構成である。一方、図１６に示す低速装置は、通信部の送信側に低周波帯域通過フィルタ（ＢＰＦ：Band Pass Filter）９０３、通信部の受信側に低周波帯域通過フィルタ９０４を備える。また、図３で示した変復調部６２の代わりに、低速ＦＳＫ変調部２１１、低速ＦＳＫ復調部２１３を備える。なお、図１５、図１６のいずれにおいても、符号化部６１と復号化部６３を含まない構成にしているが、含む構成であっても良い。

例えば、図１５の送信部７２は、低速通信時には２．４ｋｂｐｓの送信データ５０１を低速ＦＳＫ変調部２１１へ送信し、高速通信時には８０ｋｂｐｓで送信データ５０１を高速ＦＳＫ変調部２１２へ送信する。低速ＦＳＫ変調部２１１は、送信データ５０１を、マーク“１”は２．４ｋＨｚ正弦波に、スペース“０”は３．６ｋＨｚ正弦波にＦＳＫ変調し、高周波低域通過フィルタ９０１を通過させて、設備網５に送信する。一方、高速ＦＳＫ変調部２１２は、送信データ５０１を、マーク“１”は８０ｋＨｚ正弦波に、スペース“０”は１２０ｋＨｚ正弦波にＦＳＫ変調し、高周波低域通過フィルタ９０１を通過させて、設備網５に送信する。このような変調方式はＭＳＫ（Minimum Shift Keying）とも呼ばれる。

これに対し、低速ＦＳＫ復調部２１３は、設備網５から受信した信号を低速通信用の搬送波周波数でＦＳＫ復調し、受信部７３に受信データ５０４を通知する。高速ＦＳＫ復調部２１４は、設備網５から受信した信号を高速通信用の搬送波周波数でＦＳＫ復調し、受信部７３に受信データ５０４を通知する。

低速ＦＳＫ変調部２１１と高速ＦＳＫ変調部２１２、低速ＦＳＫ復調部２１３と高速ＦＳＫ復調部２１４の何れを使用するかは、通信速度切換部７７、および、低速検出期間生成指示部７８の指示に基づいて、スイッチにより切り替えられる。

続いて、図１７を用いて、本実施例の空きチャネル検出部６４の動作を説明する。

周波数グラフ１８１は、本実施例における低速信号と高速信号の周波数スペクトルの位置関係を示している。本実施例では、低速通信時はｆｃ１＝２．４ｋＨｚを中心にスペクトル分布し、高速通信時はｆｃ２＝８０ｋＨｚを中心にスペクトル分布する。

低速装置の空きチャネル検出部６４は、周波数検波回路などを用いて搬送波周波数ｆｃ１の信号エネルギーを検出することで伝送路の空き状況を判定する。高速装置の空きチャネル検出部６４は、同じく周波数検波回路などを用いて搬送波周波数ｆｃ１と搬送波周波数ｆｃ２の信号エネルギーを検出することで伝送路の空き状況を判定する。

周波数グラフ１８２は、高速信号を、高速装置の空きチャネル検出部６４で受信した時の周波数スペクトルを示している。高速装置の空きチャネル検出部６４は、高周波低域通過フィルタ９０２により、搬送波周波数ｆｃ２の高速信号外の高周波成分を除去して受信する。この場合、高速装置は搬送波周波数ｆｃ２の信号を受信するので、空きチャネル検出部６４は伝送路が使用中であると判断する。

周波数グラフ１８３は、低速信号を、高速装置の空きチャネル検出部６４で受信した時の周波数スペクトルを示している。高速装置の空きチャネル検出部６４は、高周波低域通過フィルタ９０２により、搬送波周波数ｆｃ２の高速信号外の高周波成分を除去して受信する。この場合、高速装置は搬送波周波数ｆｃ１の信号を受信するので、空きチャネル検出部６４は伝送路が使用中であると判断する。

周波数グラフ１８４は、低速信号を、低速装置の空きチャネル検出部６４で受信した時の周波数スペクトルを示している。低速装置の空きチャネル検出部６４は、低周波帯域通過フィルタ９０４により、搬送波周波数ｆｃ１の低速信号外の高周波成分及び低周波成分を除去して受信する。この場合、低速装置は搬送波周波数ｆｃ１の信号を受信するので、空きチャネル検出部６４は伝送路が使用中であると判断する。

周波数グラフ１８５は、高速信号を、低速装置の空きチャネル検出部６４で受信した時の周波数スペクトルを示している。低速装置の空きチャネル検出部６４は、低周波帯域通過フィルタ９０４により、搬送波周波数ｆｃ１の低速信号外の高周波成分及び低周波成分を除去して受信する。この場合、低速装置は搬送波周波数ｆｃ１の信号エネルギーを検出できないので、空きチャネル検出部６４は伝送路が空き状態であると判断する。すなわち、高速装置が高速通信のデータを送信している間、低速装置は空きチャネル検出処理を行っても搬送波周波数ｆｃ１の信号エネルギーを検出できず、伝送路上で通信が行われていることを検出できない場合が出てくることになる。すると、低速装置は、伝送路上で高速通信が行われている間に、低速信号を送信する場合が出てくる。その場合、本来、高速ＦＳＫ信号のみを受信したい高速装置は、周波数グラフ１８３に示したように、低速装置が誤って送信した低速ＦＳＫ信号の干渉を受ける。

そのため、本実施例では、図５Ａ、図５Ｂで説明したように、低速通信と高速通信を時分割で切り換えることで両者の干渉を防ぐ。時分割切換を確実に行うために、高速装置は、低速検出期間生成指示部７８の指示に基づいて、高速通信中に低速検出期間を挿入する。具体的には、低速検出期間にて、搬送波周波数ｆｃ１のＦＳＫ信号を送信する。低速装置の空きチャネル検出部６４で検出可能な最短時間分解能よりも長い信号を送信する。これは、低速検出期間生成指示部７８の指示を受けた通信部５３が行う。

これにより、低速装置の空きチャネル検出処理によって、搬送波周波数ｆｃ１の信号エネルギーを検出することができ、伝送路が使用中であることを正しく検出することができる。よって、旧方式の低速通信にしか対応していない通信装置と、新方式の高速通信に対応した通信装置が同一伝送路上に存在する場合でも、伝送路上で混信せずに通信を行うことができる。

なお、そのような信号を低速装置が受信した場合、低速ＦＳＫ復調部２１３、受信部７３、受信データ解析部７４へと信号が流れるが、搬送波に載せるデータを空にしたり、異常値として規定しておいたりすれば、パリティチェックやCRCにより異常データと解釈され、破棄される。

高速装置が受信した場合、高速ＦＳＫ復調部２１４で復調できず、異常信号として破棄されるので特に問題とならない。
（低速検出期間生成指示部７８の処理フローチャート）
図１８〜図２４を用いて、実施例１〜３における設備装置の送受信処理を説明する。

図１８は、低速装置の送受信処理を示すフローチャートである。以下では、低速通信で送信されるパケットを「低速パケット」とし、高速通信で送信されるパケットを「高速パケット」とする。

先ず、Ｓ１０１では、低速装置は、低速パケットの受信を待ち、Ｓ１０２では、低速装置は、低速パケットの受信があるか否かを判定する。Ｓ１０２でYesならＳ１０３に進み、NoならＳ１１１に進む。

Ｓ１０３では、低速装置は、低速パケットを受信し、Ｓ１０４では、低速装置は、受信したパケットが正常であるか否かを判定する。Ｓ１０４でYesならＳ１０５に進み、NoならＳ１０１に戻る。

パケットが正常であった場合、Ｓ１０５では、低速装置は、受信したパケットが自身宛であるか否かを判定する。受信パケットの送信先アドレス欄８６に、自身のアドレスまたは自身が属するマルチキャスト宛先があるときには、受信したパケットは自身宛である。Ｓ１０５でYesならＳ１０６に進み、NoならＳ１０１に戻る。

Ｓ１０６では、低速装置は、受信パケットに基づいた処理を行った後、受信パケットへの応答が必要か否かを判定する。Ｓ１０６でＹｅｓならＳ１０７に進み、NoならＳ１０１に戻る。

Ｓ１０７では、低速装置は、パケット応答用のackデータを作成し、Ｓ１１３にて、作成したackデータを送信処理する。

一方、Ｓ１０２で低速受信がなかったとき、Ｓ１１１では、低速装置は、自身から送信するパケットが存在するか否かを判定する。Ｓ１１１でＹｅｓならＳ１１２に進み、NoならＳ１０１に戻る。

Ｓ１１２では、低速装置は、これから送信するパケット（送信パケット）の作成処理（詳細は図１９）を行う。

Ｓ１１３では、低速装置は、Ｓ１０７で用意したackデータ、または、Ｓ１１２で新規作成されたパケットについて、期間Ｔ３の待ち時間の後に、パケット送信処理（詳細は図２０）を行う。

図１９は、高速通信および低速通信時の送信パケット作成処理Ｓ１１２等の詳細を示すフローチャートである。ここでは、動作主体をパケット送信元の設備機器として説明する。

先ず、Ｓ２０１では、設備機器は、送信パケットのヘッダを作成するか否かを判定する。Ｓ２０１でＹｅｓならＳ２０２に進み、NoならＳ２０８に進む。なお、図６等に示したack等はヘッダを持たないデータであるため、これらを作成するときには、Ｓ２０８に進む。

Ｓ２０２では、設備機器は、送信パケットの宛先は１台であるか否か（複数台か）を判定する。Ｓ２０２でＹｅｓならＳ２０３に進み、NoならＳ２０４に進む。Ｓ２０３では、設備機器は、ユニキャストとして、送信先となる１台分のアドレスを送信パケットのヘッダ欄８１に記載する。一方、Ｓ２０４では、設備機器は、マルチキャストとして、複数の送信先を示すアドレスを送信パケットのヘッダ欄８１に記載する。

その後、Ｓ２０５では、設備機器は、送信パケットへの応答が必要であるか否かを判定する。Ｓ２０５でＹｅｓならＳ２０６に進み、NoならＳ２０７に進む。Ｓ２０６では、設備機器は、送信パケットの通信種別欄８７に応答要を記載する。一方、Ｓ２０７では、設備機器は、送信パケットの通信種別欄８７に応答要を記載しない。なお、通信種別欄８７には、図４で列挙したその他必要な種別値を記載してもよい。

その後、Ｓ２０８では、設備機器は、送信パケットのデータを作成するか否かを判定する。この分岐は、ヘッダ欄８１だけを先行して送信する場合は、Noとなる。Ｓ２０８でYesならＳ２０９に進み、NoならＳ２１０に進む。Ｓ２０９では、設備機器は、送信パケットのデータ欄８２とそのデータ長欄８８とを作成する。

最後に、Ｓ２１０では、高速通信時はデータ分割を行う。低速通信時は本ステップを省略する。

図２４は、Ｓ２１０で実行される、データ分割方法を説明する図である。３０１はデータ構造の例を示しており、データ列３１１は、Ｓ２０９で作成した元のデータ部であるデータ欄８２を表す。データ列３１２は、データ列３１１（データ欄８２）を分割した状態を表す。低速通信の最大伝送速度が既知であれば、期間Ｔ４で送信可能な最大データ長が算出できるため、その最大データ長以下になるようにデータを分割する。なお、ここでは、データ欄８２を分割１〜分割４に四分割した例を示している。

また、データ列３１３は、各々の分割データをパケット化した送信パケットＰ１〜Ｐ４を表す。各パケットのヘッダ欄８１、パリティ欄８３は図４で示したものと同じである。ここでは、さらに分割フラグ欄３２１を付加し、ヘッダ欄８１と合わせて新しい分割パケット用の拡張ヘッダとして使用する例を示している。

表４に示すテーブル３０２は、分割フラグ欄３２１の記載例を示す。例えば、分割が行われていない場合、および、分割された最終データを含むパケットの場合「0x00」が記載される。また、分割されたデータで後続データがあるデータを含むパケットの場合「0x01」が記載される。

次に説明する図２０は、高速通信および低速通信時のパケット送信処理の詳細を示すフローチャートである。

先ず、Ｓ２２１では、設備機器は、図２０のフローチャートの呼出元から指定された期間（Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３のいずれか）を待機し、その期間中にキャリア検出しなかったときに、設備網５が空いており通信可能と判断する。

Ｓ２２２では、高速通信時は低速検出期間の挿入処理を行う。本処理の具体例は図１０等で既に述べたとおりであり、所定のデータを送信したり、所定の無信号期間を設けたりする。なお、低速通信時は本ステップを省略する。

Ｓ２２３では、設備機器は、送信パケット（データ）を設備網５に送信する。ここで、高速通信にするか、低速通信にするかは、図２０のフローチャートの呼出元から指定されたとおりである。

Ｓ２２４では、設備機器は、Ｓ２２３のデータが正常に送信できたか否かを判定する。Ｓ２２４でYesならＳ２２５に進み、NoならＳ２２１に戻る。なお、データの再送信を複数回繰り返しても正常に送信できない場合は異常状態として、再送信を終了する。

Ｓ２２５として、分割した時の残りのパケットのような未送信データがあればＳ２２１に戻り、なければ終了する。

次に説明する図２１は、高速装置の受信処理を示すフローチャートである。

先ず、Ｓ３０１では、高速装置は、低速パケットの受信を待ち、Ｓ３０２では、高速装置は、低速パケットを受信したか否かを判定する。Ｓ３０２でYesならＳ３０３に進み、Noなら端子Ｂ１（図２２のＳ４０１）に進む。

Ｓ３０３では、高速装置は、低速パケットを受信する。この低速パケットは、例えば、高速通信の準備をするための高速トリガである。

Ｓ３０４では、高速装置は、受信したパケットが正常であるか否かを判定する。Ｓ３０４でYesならＳ３０５に進み、NoならＳ３０１へ戻る。パケットが正常であった場合、Ｓ３０５では、高速装置は、受信したパケットに高速トリガが指定されているか否かを判定する。Ｓ３０５でYesならＳ３０６に進み、Noなら端子Ａ（図１８のＳ１０５）に進む。なお、端子Ａから処理を実行した後にＳ１０１に戻るときには、そのＳ１０１ではなく、Ｓ３０１へと戻る。

Ｓ３０６では、高速装置は、受信した高速トリガに高速通信の期間指定があるか否かを判定する。Ｓ３０６でYesならＳ３０７に進み、NoならＳ３１１に進む。Ｓ３０７では、高速装置は、高速通信期間（または高速送受信回数）を計測する高速通信カウンタを開始する。このカウンタは、図２１などのフローチャートの本処理とは別に常時監視を行い、指定された範囲内で高速通信できるようにカウンタを更新する。

次に、Ｓ３１１では、高速装置は、高速パケットを受信し、Ｓ３１２では、高速装置は、受信した高速パケットが正常であるか否かを判定する。Ｓ３１２でYesならＳ３１３に進み、NoならＳ３２０に進む。パケットが正常であった場合、Ｓ３１３では、高速装置は、受信した高速パケットが自身宛であるか否かを判定する。Ｓ３１３でYesならＳ３１４に進み、NoならＳ３２０に進む。

Ｓ３１４では、高速装置は、受信パケットに基づいた処理を行った後、受信パケットへの応答が必要であるか否かを判定する。Ｓ３１４でYesならＳ３１５に進み、NoならＳ３２０に進む。

Ｓ３１５では、高速装置は、パケット応答用のackデータを作成し、Ｓ３１６にて、高速装置は、所定の待ち時間（低速通信中なら期間Ｔ１、高速通信中なら期間Ｔ２）の経過を待って、「応答要」の応答パケットを送信する。

その後、Ｓ３２０では、高速装置は、Ｓ３０７の高速通信カウンタが現在、有効期間（または有効回数）であるか否かを判定する。Ｓ３２０でYesならＳ３２１に進み、NoならＳ３０１に戻る。Ｓ３２１では、高速装置は、先に受信した高速パケットに続く高速パケットの受信を待ち、Ｓ３２２では、高速装置は、高速パケットの受信があるか否かを判定する。Ｓ３２２でYesならＳ３２３に進み、Noなら端子Ｂ２（図２３のＳ４２１）に進む。

Ｓ３２３で、高速装置は、高速パケットを受信すると、Ｓ３２４では、高速装置は、受信したパケットが正常であるか否かを判定する。Ｓ３２４でYesなら端子Ｃ（Ｓ３０６）に戻り、NoならＳ３２０に戻る。これらの処理を高速期間カウンタが有効である間、繰り返すことで、全ての高速パケットを受信し、必要なデータを復元することができる。

次に説明する図２２は、高速装置の送信処理を複数回連続して行うときの、初回分の送信処理を示すフローチャートである。

先ず、Ｓ４０１では、高速装置は、自身から送信するパケットが存在するか否かを判定する。Ｓ４０１でYesならＳ４０２に進み、Noなら端子Ｄ（図２１のＳ３０１）に進む。

Ｓ４０２では、高速装置は、高速通信を行うか否かを判定する。Ｓ４０２でYesならＳ４０３に進み、Noなら端子Ｆ（図１８のＳ１１２）に進む。なお、図１８のフローにおいてＳ１０１に戻る代わりに、Ｓ３０１に戻る。高速通信を行う場合、Ｓ４０３では、高速装置は、送信パケットの通信種別欄８７に高速トリガを設定する。

Ｓ４０４では、高速装置は、高速通信期間の指定を行うか否かを判定する。Ｓ４０４でYesならＳ４０５に進み、NoならＳ４０６に進む。Ｓ４０５では、高速装置は、送信パケットのデータ長欄８８に高速通信期間（または高速通信回数）を設定する。また、Ｓ４０６では、高速装置は、高速トリガのデータ欄８２を含む送信パケットを作成する（詳細は図１９）。

次のＳ４０７では、高速装置は、待ち時間Ｔ３だけ待った後、Ｓ４０６で作成されたパケットを低速通信で送信する（詳細は図２０）。Ｓ４１１では、高速装置は、Ｓ３０７と同様に、高速通信カウンタを開始する。なお、高速通信期間を指定しない場合は、本ステップを省略する。最後のＳ４１２では、高速装置は、高速通信によりパケットを送信する（詳細は図２０）。そして、Ｓ４１２の次に端子Ｅ（図２１のＳ３２０）に進む。

次に説明する図２３は、高速装置の送信処理の２回分以降を示すフローチャートである。

先ず、Ｓ４２１では、高速装置は、自身から送信する２回分以降のパケットが存在するか否かを判定する。Ｓ４２１でYesならＳ４２２に進み、Noなら端子Ｅ（図２１のＳ３２０）に進む。

Ｓ４２２では、高速装置は、高速通信を行うか否かを判定する。Ｓ４２２でYesならＳ４２４に進み、NoならＳ４２３に進む。高速通信を行わない場合、Ｓ４２３では、高速装置は、高速通信カウンタ終了を待ってから、端子Ｆ（図１８のＳ１１２）に進む。なお、図１８のフローにおいてＳ１０１に戻る代わりに、Ｓ３０１に戻る。一方、高速通信を行う場合、Ｓ４２４では、高速装置は、現在の高速通信期間を見直すか否かを判定する。Ｓ４２４でYesならＳ４２５に進み、NoならＳ４２６に進む。

高速通信期間を見直す場合、Ｓ４２５では、高速装置は、送信パケットのデータ長欄８８に高速通信期間を再指定する。これにより、高速通信期間が延長される。

その後、Ｓ４２６では、高速装置は、通信データを含めた送信パケットを作成する（詳細は図１９）。そして、Ｓ４２７では、高速装置は、待ち時間Ｔ２だけ待ってから高速通信でパケットを送信する（詳細は図２０）。最後に、Ｓ４３１では、高速装置は、Ｓ４１１と同様に、再設定した高速通信カウンタを開始し、端子Ｅ（図２１のＳ３２０）に進む。

以上説明した本実施例の設備通信システムでは、低速装置と高速装置とが混在する設備網５であっても、高速装置が低速通信検出期間を挿入することで、低速装置が高速通信中であることを検出でき、低速通信と高速通信とを同じ設備網５で使い分けることができるので、システムの可用性を高めることができる。

なお、本発明は前記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。

また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計するなどによりハードウェアで実現してもよい。

また、前記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。

各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、ＩＣ（Integrated Circuit）カード、ＳＤカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などの記録媒体に置くことができる。

また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際にはほとんど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

さらに、各装置を繋ぐ通信手段は、無線ＬＡＮ、有線ＬＡＮ、その他の通信手段に変更してもよい。

５ 設備網
８ａ 第１グループ
８ｂ 第２グループ
９ 上位装置
１１，１２ 管理装置
２１〜２６ 室内機
３１，３２ 室外機
４１，４２ 機器
５１ 記憶部
５２ 負荷部
５３ 通信部
５４ 制御部
６１ 符号化部
６２ 変復調部
６３ 復号化部
６４ 空きチャネル検出部
７１ 送信データ生成部
７２ 送信部
７３ 受信部
７４ 受信データ解析部
７５ 通信制御部
７６ 通信速度判断部
７７ 通信速度切換部
７８ 低速検出期間生成指示部
８０ パケットフォーマット
８１ ヘッダ欄
８２ データ欄
８３ パリティ欄
８４ 装置種別欄
８５ 送信元アドレス欄
８６ 送信先アドレス欄
８７ 通信種別欄
８８ データ長欄
２０１ ＮＲＺ／ＲＺ変換部
２０２ ＲＺ／ＮＲＺ変換部
２０３ 空きチャネル検出部
２１１ 低速ＦＳＫ変調部
２１２ 高速ＦＳＫ変調部
２１３ 低速ＦＳＫ復調部
２１４ 高速ＦＳＫ復調部
３２１ 分割フラグ欄

Claims (13)

1. 時分割多重アクセス方式の第一の通信方式または第二の通信方式を切り替えて通信可能な通信部と、
   前記第二の通信方式で通信する際に、前記第一の通信方式のチャネル使用検出期間の生成を指示する第一通信検出期間生成指示部と、
   を備え、
   前記通信部は、前記第一通信検出期間生成指示部からの、前記チャネル使用検出期間の生成指示に基づいて、前記チャネル使用検出期間を含む信号を伝送路上に送信することを特徴とする通信制御装置。
2. 前記第一通信検出期間生成指示部は、
   前記第二の通信方式の通信の直前に、前記チャネル使用検出期間を生成する指示を出すことを特徴とする請求項１記載の通信制御装置。
3. 前記第一通信検出期間生成指示部は、
   前記第一の通信方式の空きチャネル検出実行期間よりも短い間隔で、前記チャネル使用検出期間を生成する指示を出すことを特徴とする請求項１記載の通信制御装置。
4. 前記通信部は前記第一の通信方式の信号を検出する第一通信信号検出回路を含み、
   前記チャネル使用検出期間は、前記第一通信信号検出回路の時間分解能より長いことを特徴とする請求項１から３記載の通信制御装置。
5. 前記第一の通信方式は調歩同期通信であり、
   前記チャネル使用検出期間は、前記調歩同期通信用のStart bitを含む信号の送信期間であることを特徴とする請求項４記載の通信制御装置。
6. 前記第一の通信方式はAMI変復調を使用した通信であることを特徴とする請求項５記載の通信制御装置。
7. 前記通信部はＲＺ／ＮＲＺ変換する波形伸張回路を含み、
   前記チャネル使用検出期間は、前記波形伸張回路の時定数より長い無信号期間を含むことを特徴とする請求項６記載の通信制御装置。
8. 前記通信部はＲＺ／ＮＲＺ変換する波形伸張回路を含み、
   前記チャネル使用検出期間は前記波形伸張回路の時定数より長い検出用ビット列を含む信号の送信期間であることを特徴とする請求項６記載の通信制御装置。
9. 前記第一の通信方式はＦＳＫ変復調を使用した通信であり、
   前記チャネル使用検出期間は前記ＦＳＫ変復調の搬送波の周波数成分を含む信号の送信期間であることを特徴とする請求項１から４記載の通信制御装置。
10. 時分割多重アクセス方式の第一の通信方式または第二の通信方式を切り替えて通信可能な通信部と、
    該通信部に符号化前の送信データを送信するとともに、該通信部から復号化後の受信データを受信する制御部と、
    を備えた通信制御装置であって、
    該制御部は、前記通信部が前記第二の通信方式で通信する際に、前記第一の通信方式のチャネル使用検出用信号を含む送信データを前記通信部に送信することを特徴とする通信制御装置。
11. 時分割多重アクセス方式の第一の通信方式または第二の通信方式を切り替えて通信可能な通信部と、
    該通信部に符号化前の送信データを送信するとともに、該通信部から復号化後の受信データを受信する制御部と、
    を備えた通信制御装置であって、
    前記第二の通信方式で通信する際に、前記第一の通信方式のチャネル使用検出用信号を含む信号を伝送路上に送信することを特徴とする通信制御装置。
12. 時分割多重アクセス方式の第一の通信方式で通信可能な第一の通信制御装置と、
    前記第一の通信方式、または、時分割多重アクセス方式の第二の通信方式を切り替えて通信可能な第二の通信制御装置と、を含んで構成される設備通信システムであって、
    前記第二の通信制御装置は、前記第二の通信方式で通信する際に、前記第一の通信方式のチャネル使用検出期間を含む信号を伝送路上に送信することを特徴とする設備通信システム。
13. 前記第一の通信制御装置は、前記第一の通信方式の信号を検出する第一通信信号検出回路を含み、
    前記第二の通信制御装置が送信する前記チャネル使用検出期間は、前記第一通信信号検出回路の時間分解能より長いことを特徴とする請求項１２記載の設備通信システム。

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