JP2021077929A - 無線装置及びそれを備えた照明システム - Google Patents

Abstract

【課題】ブロードキャスト通信における制御信号の再送回数を適正化させた無線装置を提供する。【解決手段】アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２と、アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２を用いて無線子機１０４と通信を行う無線送受信部１２と、通信に対する制御を行う制御部１４と、を備え、無線送受信部１２は、複数の無線子機１０４の各々に対してユニキャスト通信を順に行い、当該ユニキャスト通信に対して通信対象とした無線子機１０４から返信がなかった場合には当該通信対象とした無線子機１０４に対してユニキャスト通信における再送を行い、制御部１４は、前記再送の回数に応じて複数の無線子機１０４に対するブロードキャスト通信の再送回数を決定する無線装置１０２とする。【選択図】図１

Description

本開示は、無線装置及びそれを備えた照明システムに関する。

制御用の端末である無線装置から照明に繋がれた無線子機に対して制御信号を無線送信することによって照明の調光を制御する照明システムが知られている。無線通信によって調光制御を行うことで、調光信号線の施工が不要になる等の利点がある。

このような照明システムにおいて無線装置から無線子機に対して制御信号を送信する際に、複数の無線子機に対して同時に制御信号を送信するブロードキャスト通信を行う方法と個々の無線子機を特定して個別に制御信号を送信するユニキャスト通信を行う方法とがある（特許文献１〜５）。

特開２０１６−０５８１９７号公報 特開２０１６−０５８３２３号公報 特許第６５５５４３３号公報 特開２０１９−０３３０３２号公報 特開２０００−１９５６８１号公報

ところで、ユニキャスト通信を用いた場合には１対１通信により通信及び制御の信頼性は高い。しかしながら、複数の無線子機が存在する場合に同時に通信及び制御ができないという問題がある。

一方、ブロードキャスト通信を用いた場合には１対多通信により複数の無線子機に対して群制御ができる。しかしながら、複数の無線子機のそれぞれにおいてブロードキャストされた制御信号が正しく受信されない可能性があり、親機である無線装置側で通信が正しく行われた否かを判断することができず、通信及び制御の信頼性が低いという問題がある。ブロードキャスト通信において通信の精度を高めるためには一定間隔をおいた後に再送処理を行うことが一般的である。しかしながら、必要な無線子機のすべてと正常に通信ができたときには再送処理は不要であり、再送処理によって不要な電波を送出することになるため、無線通信チャンネルが少ない状況においては通信混雑の原因になる。したがって、通信の信頼性を低下させることなく、通信混雑を低減するために、再送回数を最適化することが望まれている。

本開示の１つの態様は、複数の無線子機に対してブロードキャスト通信によって制御を行う無線装置であって、アンテナと、前記アンテナを用いて前記無線子機と通信を行う送受信部と、通信に対する制御を行う制御部と、を備え、前記送受信部は、前記複数の無線子機の各々を順に通信対象の無線子機としてユニキャスト通信を行い、当該ユニキャスト通信に対して前記通信対象の無線子機から返信がなかった場合には前記通信対象の無線子機に対してユニキャスト通信における再送を行い、前記制御部は、前記再送の累積回数に応じて前記複数の無線子機に対するブロードキャスト通信の再送回数を決定する、無線装置である。

ここで、前記アンテナを複数備え、前記アンテナのうち１つを選択する切替スイッチをさらに備え、前記切替スイッチにて前記アンテナを切り換えてユニキャスト通信を行う、無線装置としてもよい。

また、ユニキャスト通信に対して通信対象とした無線子機から返信がなかった場合、当該通信対象とした無線子機に対して前記切替スイッチによって前記アンテナを切り換えてユニキャスト通信を再度行う、無線装置としてもよい。

また、前記ユニキャスト通信は、前記無線子機に対して前記ブロードキャスト通信によって通信制御を行わない時間帯に行う、無線装置としてもよい。

また、前記ブロードキャスト通信による通信回数の増加、又は、時間の経過に応じて、前記ブロードキャスト通信の再送回数を漸減させる、無線装置としてもよい。

また、上記無線装置を備え、前記複数の無線子機に接続された照明をブロードキャスト通信によって制御する、照明システムとしてもよい。

本開示によれば、ブロードキャスト通信における制御信号の再送回数を適正化させた無線装置及びそれを備えた照明システムを提供することができる。

実施の形態における照明システムの構成を示す図である。 実施の形態におけるブロードキャス通信での処理を示す図である。 実施の形態におけるユニキャスト通信での処理を示す図である。

以下、図面を参照しながら、本開示に係る無線装置及びそれを備えた照明システムの実施の形態について詳細に説明する。以下で説明する実施の形態は一例であって、本開示に係る無線装置及びそれを備えた照明システムはこれに限定されない。

本開示の実施形態における照明システム１００は、図１に示すように、無線装置１０２、無線子機１０４及び光源１０６を含んで構成される。照明システム１００では、無線装置１０２から無線子機１０４へ制御信号を送信することによって光源１０６の点灯・消灯・調光等の制御を行う。なお、図１では、無線子機１０４を４つ設けた構成を示したが無線子機１０４の数は限定されるものではない。

無線装置１０２は、アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２、切替スイッチ１０、無線送受信部１２及び制御部１４を含んで構成される。無線装置１０２は、照明システム１００において照明の制御を行うための制御信号を無線子機１０４へ送信するために用いられる。

アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２は、それぞれ高周波信号を送受信するために用いられる。切替スイッチ１０は、アンテナＡＮＴ１及びアンテナＡＮＴ２を排他的に選択して無線送受信部１２の送信回路及び受信回路に接続するためのスイッチである。すなわち、アンテナＡＮＴ１が送信回路に接続されているときにはアンテナＡＮＴ２を受信回路に接続し、アンテナＡＮＴ２が送信回路に接続されているときにはアンテナＡＮＴ１を受信回路に接続する。無線送受信部１２は、アンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２を用いて高周波信号を送受信する。無線送受信部１２は、高周波増幅器、ミキサ、局部発振器、中間周波数フィルタ（ＩＦフィルタ）、変調部及び復調部等の高周波送受信に必要な回路を含んで構成される。無線送受信部１２は、例えば、スーパーヘテロダイン方式を採用することができる。制御部１４は、無線送受信部１２における信号の送受信を制御すると共にアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２の切り換え制御を行う。

無線子機１０４は、無線装置１０２からの制御信号を受けて光源１０６の点灯・消灯・調光等の制御を行う。また、無線子機１０４は、送信先を特定したユニキャスト通信によって無線装置１０２から送信されてきた確認信号（Ｒｅｑｕｅｓｔ）を受信すると、それに応じて応答信号（Ａｃｋ）を無線装置１０２へ返信する。

［ブロードキャスト通信による制御処理］
照明システム１００では、図２に示すように、無線装置１０２から複数の無線子機１０４に対してブロードキャスト通信によって制御信号を送信することによって、当該複数の無線子機１０４を同時に点灯・消灯・調光制御することができる。ブロードキャスト通信の対象とする複数の無線子機１０４は、照明システム１００に含まれるすべての無線子機１０４としてもよいし、無線子機１０４を複数のグループに分けていずれかのグループに含まれる無線子機１０４としてもよい。無線子機１０４をグループ化する場合、グループ毎に識別子を割り当てて、当該識別子を制御信号に含めて送信して無線子機１０４において制御の対象であるか否かを特定できるようにしてもよい。また、グループ毎に別の通信周波数を割り当てて、無線装置１０２と無線子機１０４との通信を当該割り当てられた通信周波数で行うようにしてもよい。

例えば、無線装置１０２からＰＷＭ信号を制御信号として無線子機１０４へ送信することによって、光源１０６をＰＷＭ信号のデューティ比に応じた明るさに調光制御する。また、例えば、無線装置１０２から所定パターンを有するデジタル制御信号を制御信号として無線子機１０４へ送信することによって、光源１０６を当該デジタル制御信号の信号パターンに応じて予め定められた調光制御を行う。ただし、光源１０６の制御方法は、これらに限定されるものではなく、他の制御方法を採用してもよい。

ブロードキャスト通信では、無線装置１０２から制御信号を受け取ったことを示す返信を行わないので、対象となる無線子機１０４において制御信号が正しく受信できない状況が生じる可能性がある。そこで、無線装置１０２から制御信号を複数回に亘って再送する。これによって、無線装置１０２における制御信号の受信の可能性を高めることができる。

［ブロードキャスト通信の再送回数の設定処理］
本実施の形態では、無線装置１０２と無線子機１０４との通信状態に応じてブロードキャスト通信の再送回数を変更する。

照明システム１００のシステム起動時には、ブロードキャスト通信の再送回数は予め定められた初期値に設定すればよい。初期値は、例えば、照明システム１００において規定した最高再送回数としてもよい。

光源１０６に対する制御が行われていない時、すなわち無線装置１０２から無線子機１０４へ光源１０６を制御するための制御信号が送信されていない時間帯に照明システム１００に含まれる無線子機１０４の各々に対してユニキャスト通信を順番に行う。これは、無線子機１０４の各々と無線装置１０２との通信接続が正常であるか否かを確認するためのものである。

図３に示すように、無線装置１０２から無線子機１０４の１つ（無線子機１）を通信対象として選択し、当該無線子機１０４（無線子機１）に対して確認信号（Ｒｅｑ：Ｒｅｑｕｅｓｔ）を送信する。無線装置１０２と無線子機１０４の各々とは、事前にペアリング処理等により無線子機１０４の個々を特定してユニキャスト通信が可能に設定されているものとする。無線子機１０４（無線子機１）は確認信号（Ｒｅｑ）を正しく受信すると、無線子機１０４は無線装置１０２に対して応答信号（Ａｃｋ：Ａｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ）を返信する。無線装置１０２は、当該応答信号（Ａｃｋ）を受信すると送信が完了したとみなす。無線子機１０４（無線子機１）との通信の確認が完了すると、次の無線子機１０４（無線子機２）を通信対象として選択して、当該無線子機１０４(無線子機２)に対する通信の確認処理に移行する。

無線装置１０２から無線子機１０４（無線子機２）に対して確認信号（Ｒｅｑ）が送信される。無線子機１０４（無線子機２）では確認信号（Ｒｅｑ）を正しく受信できない場合、送信時から所定の時間が経過しても無線子機１０４（無線子機２）からの応答信号（Ａｃｋ）が返信されてこないので無線装置１０２はタイムアウトしたものとみなす。このとき、無線装置１０２は、無線子機１０４（無線子機２）に対して確認信号（Ｒｅｑ）を再送する。再送する確認信号（Ｒｅｑ）は前回と同じ信号でよく、再送であることを示す特別な情報は含まれていなくてもよい。無線装置１０２は、無線子機１０４（無線子機２）から応答信号（Ａｃｋ）を受信するまで再送処理を繰り返す。ｎ回目の再送に対して無線子機１０４（無線子機２）から応答信号（Ａｃｋ）の返信があった場合、制御部１４は再送回数（ここではｎ）を内蔵メモリ等に記憶させてカウントする。

ここで、確認信号（Ｒｅｑｕｅｓｔ）を再送する場合、無線装置１０２が有するアンテナＡＮＴ１、ＡＮＴ２を切り換えて送信してもよい。これによって、無線装置１０２から無線子機１０４へのフェージング等の影響によって通信障害の影響を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、２つのアンテナＡＮＴ１，ＡＮＴ２を設ける構成としたが、３つ以上のアンテナを設けて、これらを切り換えて使用するようにしてもよい。

また、再送を所定の基準回数又は所定の基準期間に亘って繰り返しても無線子機１０４で受信できず、無線子機１０４から応答信号（Ａｃｋ）の返信がない場合、通信エラーとしてエラー処理を行うようにしてもよい。例えば、通信が完全に切れてしまったものと判断し、無線装置１０２を制御しているセンター等の外部装置に通信エラーを通知する等の処理を行うようにしてもよい。

同様に、他の無線子機１０４についても順番に通信状態を確認する処理を実行する。その際に、制御部１４はいずれかの無線子機１０４に対して確認信号（Ｒｅｑ）を再送した場合にはその回数を累積する。例えば、無線子機１０４（無線子機２）に対してｎ回、無線子機１０４（無線子機４）に対してｍ回、・・・と確認信号（Ｒｅｑ）を再送した場合、それぞれの再送回数を加算して累積回数＝ｎ＋ｍ＋・・・を求める。

このような処理によって、照明システム１００に含まれるすべての無線子機１０４に対してユニキャスト通信を用いた通信接続の確認を行い、その際に確認信号（Ｒｅｑｕｅｓｔ）を再送した累積回数を得る。

制御部１４は、ユニキャスト通信を用いた通信接続の確認処理における確認信号（Ｒｅｑ）を再送した累積回数に応じてブロードキャスト通信の再送回数を決定する。すなわち、制御部１４は、当該累積回数が多いほどブロードキャスト通信の再送回数が多くなるように設定する。

例えば、制御部１４の内蔵メモリ等に累積回数毎にブロードキャスト通信の再送回数を関連付けて予め記憶させておき、実際にカウントされた累積回数に応じて再送回数を設定するようにしてもよい。また、例えば、累積回数を引数としてブロードキャスト通信の再送回数を算出するための関数を予め定めておき、実際にカウントされた累積回数を当該関数に代入することによって再送回数を設定するようにしてもよい。ただし、ブロードキャスト通信の再送回数を設定する方法は、これらに限定されるものではなく、累積回数に応じて設定するものであればよい。

具体例として、５１２台の無線子機１０４に対してユニキャスト通信にて再送の累積回数が５回であった場合にはブロードキャスト通信の再送回数を２回に設定する。同様に、累積回数が増えれば、ブロードキャスト通信の再送回数を増やすようにすればよい。

なお、照明システム１００に含まれる無線子機１０４の台数に応じてユニキャスト通信にて再送の累積回数が同一値であったときのブロードキャスト通信における再送回数を変更するようにしてもよい。例えば、照明システム１００に含まれる無線子機１０４の台数が増加するにつれてユニキャスト通信にて再送の累積回数が同一値であったときのブロードキャスト通信における再送回数も増加させるようにしてもよい。

ここで、ユニキャスト通信による無線子機１０４に対する通信状態の確認処理を一定時間が経過する度に行い、その際の再送の累積回数に応じてブロードキャスト通信における再送回数を更新するようにしてもよい。

また、照明システム１００のシステム起動時からブロードキャスト通信による制御信号による通信回数が増加するにつれて、またはシステム起動時から時間が経過するにつれて、ユニキャスト通信にて再送の累積回数が同一値であったときのブロードキャスト通信における再送回数を減少させるようにしてもよい。

例えば、ブロードキャスト通信の再送回数について照明システム１００のシステム起動直後に最大値を設定し、無線装置１０２から無線子機１０４へブロードキャスト通信による制御信号の通信を行う毎に再送回数を減少させればよい。具体例として、照明システム１００のシステム起動直後は再送回数を８回に設定し、ブロードキャスト通信による制御信号の通信を行う毎に再送回数を７回→６回→５回・・・とユニキャスト通信にて再送の累積回数に応じた再送回数まで漸減させればよい。

また、例えば、ブロードキャスト通信の再送回数について照明システム１００のシステム起動直後に最大値を設定し、設定時から一定時間が経過する毎に再送回数を減少させればよい。具体例として、照明システム１００のシステム起動直後は再送回数を８回に設定し、一定時間経過毎に再送回数を７回→６回→５回・・・とユニキャスト通信にて再送の累積回数に応じた再送回数まで漸減させればよい。

なお、上記実施の形態では、照明システム１００に含まれるすべての無線子機１０４に対する確認信号（Ｒｅｑ）を再送した累積回数を求め、当該累積回数に応じてブロードキャスト通信による制御における制御信号の再送回数を設定する態様を説明した。しかしながら、照明システム１００において１つのグループとして指定された無線子機１０４に対する確認信号（Ｒｅｑ）を再送した累積回数を求め、当該累積回数に応じて当該グループに含まれる無線子機１０４に対するブロードキャスト通信による制御における制御信号の再送回数を設定するようにしてもよい。この場合、無線子機１０４のグループが変更される度にブロードキャスト通信による制御における制御信号の再送回数を再設定するようにしてもよい。

以上のように、本実施の形態によれば、ブロードキャスト通信における制御信号の再送回数を適正化させた無線装置及びそれを備えた照明システムを提供することができる。

１０ 切替スイッチ、１２ 無線送受信部、１４ 制御部、１００ 照明システム、１０２ 無線装置、１０４ 無線子機、１０６ 光源、ＡＮＴ１、ＡＮＴ２ アンテナ。

Claims (6)

1. 複数の無線子機に対してブロードキャスト通信によって制御を行う無線装置であって、
   アンテナと、
   前記アンテナを用いて前記無線子機と通信を行う送受信部と、
   通信に対する制御を行う制御部と、
   を備え、
   前記送受信部は、前記複数の無線子機の各々を順に通信対象の無線子機としてユニキャスト通信を行い、当該ユニキャスト通信に対して前記通信対象の無線子機から返信がなかった場合には前記通信対象の無線子機に対してユニキャスト通信における再送を行い、
   前記制御部は、前記再送の累積回数に応じて前記複数の無線子機に対するブロードキャスト通信の再送回数を決定する、無線装置。
2. 請求項１に記載の無線装置であって、
   前記アンテナを複数備え、
   前記アンテナのうち１つを選択する切替スイッチをさらに備え、
   前記切替スイッチにて前記アンテナを切り換えてユニキャスト通信を行う、無線装置。
3. 請求項２に記載の無線装置であって、
   ユニキャスト通信に対して前記通信対象の無線子機から返信がなかった場合、前記通信対象の無線子機に対して前記切替スイッチによって前記アンテナを切り換えてユニキャスト通信を再度行う、無線装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線装置であって、
   前記ユニキャスト通信は、前記無線子機に対して前記ブロードキャスト通信によって制御を行わない時間帯に行う、無線装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線装置であって、
   前記ブロードキャスト通信による通信回数の増加、又は、時間の経過に応じて、前記ブロードキャスト通信の再送回数を漸減させる、無線装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線装置を備え、
   前記複数の無線子機に接続された照明をブロードキャスト通信によって制御する、照明システム。
   

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