JP2023143306A - 無線制御器具及び無線制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】ペアリング作業の煩雑さを解消する。【解決手段】 実施形態に係る無線制御器具は、ペアリング情報を記憶するメモリモジュールが装着自在なペアリング情報取得部と；前記メモリモジュールから読み出された前記ペアリング情報を記憶する記憶部と；無線通信により、前記ペアリング情報により特定される操作端末からの端末信号を受信する端末信号送受信部と；前記端末信号に基づいて、制御対象機器の操作を行う操作部と；を具備する。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、無線制御器具及び無線制御システムに関する。

ＩｏＴ（Internet of Things）の普及に伴い、照明器具や配線器具等においてもＩｏＴに対応する製品が商品化されるようになってきた。例えば、スマートフォン等の端末をＩｏＴ対応配線器具等のＩｏＴ対応機器に接続することにより、端末からＩｏＴ対応機器に接続された照明器具等の器具の制御が可能となる。

しかしながら、ＩｏＴ対応機器を端末により制御するためには、使用前にＩｏＴ対応機器と端末との間で煩雑なペアリング作業が必要である。例えば宅内の各部屋に操作対象のＩｏＴ対応配線器具が設置されている場合には、それぞれの設置場所に移動し、１台ずつペアリング操作を繰り返す必要があり、煩雑である。

特開２０２０ー１２９４６８号公報

本発明の実施形態は、ペアリング作業の煩雑さを解消することができる無線制御器具及び無線制御システムを提供することを目的とする。

実施形態に係る無線制御器具は、ペアリング情報を記憶するメモリモジュールが装着自在なペアリング情報取得部と；前記メモリモジュールから読み出された前記ペアリング情報を記憶する記憶部と；無線通信により、前記ペアリング情報により特定される操作端末からの端末信号を受信する端末信号送受信部と；前記端末信号に基づいて、制御対象機器の操作を行う操作部と；を具備する。

本発明の実施形態によれば、ペアリング作業の煩雑さを解消することができるという効果を有する。

本発明の一実施形態に係る無線制御器具を示すブロック図。 図１の配線器具を用いた無線制御システムの一例を示す説明図。 メモリモジュール２１に記憶されるペアリング情報を示す説明図。 実施形態の動作を説明するためのフローチャート。

本実施形態に係る無線制御器具は、ペアリング情報を記憶するメモリモジュールが装着自在なペアリング情報取得部と；前記メモリモジュールから読み出された前記ペアリング情報を記憶する記憶部と；無線通信により、前記ペアリング情報により特定される操作端末からの端末信号を受信する端末信号送受信部と；前記端末信号に基づいて、制御対象機器の操作を行う操作部と；を具備する。

また、前記ペアリング情報取得部、記憶部、端末信号送受信部及び操作部は、前記制御対象機器が接続される配線器具に設けられ、前記操作部は、前記制御対象機器への電力供給を制御するスイッチにより構成される。

また、前記ペアリング情報取得部、記憶部、端末信号送受信部及び操作部は、照明機器に取り付けられ、前記操作部は、前記制御対象機器である前記照明機器の点灯を制御する。

本実施形態に係る無線制御システムは、ペアリング情報を記憶するメモリモジュールと；無線通信により、制御対象機器に対する操作を行う操作端末と；前記メモリモジュールが装着自在なペアリング情報取得部と、前記メモリモジュールから読み出された前記ペアリング情報を記憶する記憶部と、無線通信により、前記ペアリング情報により特定される前記操作端末からの端末信号を受信する端末信号送受信部と、前記端末信号に基づいて、前記制御対象機器の操作を行う操作部と、を具備する無線制御器具と；を具備する。

（実施形態）
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。

図１は本発明の一実施形態に係る無線制御器具を示すブロック図である。本実施形態は無線制御器具として配線器具（ＩｏＴ対応配線器具）を採用する例について説明する。また、図２は図１の配線器具を用いた無線制御システムの一例を示す説明図である。図２は宅内Ｔにおいて、配線器具の配置を説明するものである。

図２において、宅内Ｔは、複数の部屋Ｒ１～Ｒ４に区画されている。部屋Ｒ１には２つの照明器具Ｌ１，Ｌ２と換気扇Ｖ１とが設置され、部屋Ｒ２には１つの照明器具Ｌ３が設置され、部屋Ｒ３には１つの照明器具Ｌ４と換気扇Ｖ２とが設置され、部屋Ｒ４には２つの照明器具Ｌ５，Ｌ６が設置されている。照明器具Ｌ１～Ｌ６は、天井や壁等に設置される各種照明器具である。部屋Ｒ１の照明器具Ｌ１，Ｌ２及び換気扇Ｖ１は、いずれもＩｏＴ対応配線器具１Ａに有線接続されており、ＩｏＴ対応配線器具１Ａにより制御される。また、部屋Ｒ２の照明器具Ｌ３は、ＩｏＴ対応配線器具１Ｂに有線接続されており、ＩｏＴ対応配線器具１Ｂにより照明制御される。部屋Ｒ３の照明器具Ｌ４及び換気扇Ｖ２は、いずれもＩｏＴ対応配線器具１Ｃに有線接続されており、ＩｏＴ対応配線器具１Ｃにより制御される。また、部屋Ｒ４の照明器具Ｌ５，Ｌ６は、ＩｏＴ対応配線器具１Ｄに有線接続されており、ＩｏＴ対応配線器具１Ｄにより照明制御される。

即ち、照明器具Ｌ１～Ｌ６及び換気扇Ｖ１，Ｖ２は、ＩｏＴ対応配線器具１Ａ～１Ｄ（以下、これらのＩｏＴ対応配線器具を区別する必要がない場合には代表してＩｏＴ対応配線器具１という）の負荷である。ＩｏＴ対応配線器具１Ａ～１Ｄは、制御可能な負荷の数が異なる点を除き、相互に同様の構成を有する。

図１に示すように、ＩｏＴ対応配線器具１は、操作制御部２及び操作部３を含む。なお、図１のＩｏＴ対応配線器具１は、図２のＩｏＴ対応配線器具１Ａに対応するものであるが、図２の他のＩｏＴ対応配線器具１Ｂ～１Ｄについても、操作部３に設けたスイッチの数がＩｏＴ対応配線器具１Ａと異なる点を除き、ＩｏＴ対応配線器具１Ａと同様の構成を有する。図１において、操作制御部２は、制御部１１、ペアリング情報取得部１２、端末信号送受信部１３、操作信号出力部１４及び記憶部１５を含む。

制御部１１は、ＩｏＴ対応配線器具１の全体を統括的に制御するものである。制御部１１はＣＰＵ（Central Processing Unit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等を用いたプロセッサによって構成されていてもよい。制御部１１は、図示しないメモリに記憶されたプログラムに従って動作して各部を制御するものであってもよいし、ハードウェアの電子回路で機能の一部又は全部を実現するものであってもよい。

操作部３は、スイッチＳＷ１～ＳＷ３を含む。なお、図１では操作部３は、３個のスイッチＳＷ１～ＳＷ３を有する例を示したが、操作部３が備えるスイッチの数は適宜設定可能である。例えば、図２のＩｏＴ対応配線器具１Ａ～１Ｄにおける操作部３のスイッチの数は、それぞれ、３個、１個、２個、２個である。

図１において、スイッチＳＷ１～ＳＷ３（以下、これらを区別する必要がない場合には、スイッチＳＷ１～ＳＷ３を代表してスイッチＳＷという）には外部電源２３から電力が供給される。スイッチＳＷ１～ＳＷ３にはそれぞれ負荷である照明器具Ｌ１，Ｌ２及び換気扇Ｖ１が接続される。なお、照明器具Ｌ１，Ｌ２及び換気扇Ｖ１は、負荷の一例であり、スイッチＳＷには、これ以外の種々の負荷を接続可能である。

スイッチＳＷは、制御部１１によって個別にオン・オフが制御される。制御部１１は、スイッチＳＷを制御するための制御信号を操作信号出力部１４に与える。操作信号出力部１４は、制御部１１の制御に基づく操作信号を発生して、各スイッチＳＷに個別に出力する。各スイッチＳＷは、操作信号出力部１４から出力された操作信号によって、個別にオン・オフが制御される。

スイッチＳＷ１がオンになることによって、外部電源２３からの電力が照明器具Ｌ１に供給され、スイッチＳＷ２がオンになることによって外部電源２３からの電力が照明器具Ｌ２に供給され、スイッチＳＷ３がオンになることによって、外部電源２３からの電力が換気扇Ｖ１に供給される。各スイッチＳＷ１～ＳＷ３がオフすることによって、それぞれ照明器具Ｌ１，Ｌ２及び換気扇Ｖ１に対する外部電源２３からの電力供給が停止する。

操作端末２２は、ＩｏＴ対応配線器具１に接続されている照明器具Ｌ１，Ｌ２及び換気扇Ｖ１等の負荷を操作することが可能である。また、操作端末２２は、ＩｏＴ対応配線器具１と同様の構成を有する図２のＩｏＴ対応配線器具１Ａ～１Ｄに接続された各負荷に対する操作も可能である。操作端末２２は、例えば、ＩｏＴ対応配線器具１に対応した専用端末であってもよく、また、スマートフォン等によって構成してもよい。

例えば、操作端末２２をスマートフォンによって構成する場合には、当該スマートフォンは、ＩｏＴ対応配線器具１に接続される負荷を操作するためのアプリケーション（以下、負荷操作アプリケーションという）を起動可能であってもよい。この負荷操作アプリケーションは、接続対象の負荷が接続されたＩｏＴ対応配線器具１を特定するための第１表示、当該ＩｏＴ対応配線器具１の各スイッチＳＷに割り当てられた機能、即ち、いずれの負荷に対する電力供給を制御するかを設定するための第２表示等をスマートフォンの表示画面上に表示するものであってもよい。ユーザは、負荷操作アプリケーション上で、第１表示に基づきＩｏＴ対応配線器具１を特定するための操作を行い、更に、第２表示に基づき制御対象の機器に対する操作、例えば、点灯及び消灯操作、換気扇の回転開始及び停止操作等を行うようになっていてもよい。

操作端末２２において起動された負荷操作アプリケーションによって、操作端末２２は、ＩｏＴ対応配線器具１を制御するための端末信号を発生して送信する。ＩｏＴ対応配線器具１の端末信号送受信部１３は、操作端末２２からの端末信号を受信する。端末信号送受信部１３は、受信した端末信号を制御部１１に出力する。制御部１１は、端末信号送受信部１３からの端末信号に基づいて、操作信号出力部１４に出力する制御信号を発生するようになっている。

本実施形態においては、操作端末２２と端末信号送受信部１３との間の端末信号の伝送には、無線が採用される。即ち、操作端末２２及び端末信号送受信部１３は、例えば、ブルートゥース（登録商標）や無線ＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）等の所定の無線規格に対応するインタフェースを備えており、これらの無線規格に従ったデータ伝送により、端末信号等の送信及び受信を行う。

記憶部１５には、操作部３の制御対象機器に関する情報である配線器具情報が記憶されている。制御部１１は記憶部１５から配線器具情報を読み出し、端末信号送受信部１３により配線器具情報を操作端末２２に送信することができる。これにより、操作端末２２の負荷操作アプリケーションは、各ＩｏＴ対応配線器具１により制御される制御対象機器についての第２表示を表示することが可能である。

これらの操作端末２２と端末信号送受信部１３とのデータ伝送を可能にするために、データ伝送の前に、操作端末２２と端末信号送受信部１３との間でペアリングを実施しておく必要がある。操作端末２２と端末信号送受信部１３との間でペアリングを実施した後、端末信号送受信部１３は、自機宛の端末信号を受信して制御部１１に供給することができる。また、操作端末２２は、ＩｏＴ対応配線器具１に関するペアリング情報（後述するチャンネルナンバー）を保持することで、各ＩｏＴ対応配線器具１を選択するための第１表示を表示させることができる。

本実施形態においては、ペアリング作業の煩雑さを解消するために、ＩｏＴ対応配線器具１はペアリング情報取得部１２を有する。ペアリング情報取得部１２は、格納部１２ａ及びメモリインタフェース１２ｂを含む。格納部１２ａには、メモリモジュール２１を格納することができる。

メモリモジュール２１は、例えばＮＡＮＤ型メモリ等の不揮発性メモリであってもよく、例えばＩＣチップやメモリカード等により構成されていてもよい。本実施形態においては、メモリモジュール２１は、ペアリング情報を記憶する。

図３はメモリモジュール２１に記憶されるペアリング情報を示す説明図である。ペアリング情報としては、操作端末２２を特定するための操作端末情報と、自機に割り振られたチャンネルナンバーと、共有のコード（鍵情報）とを含む。

格納部１２ａは、メモリモジュール２１の図示しない端子に接続して電気的な接続を可能にするソケット等により構成される。メモリモジュール２１をソケットに装着することでメモリモジュール２１は格納部１２ａに格納される。

メモリインタフェース１２ｂは、制御部１１に制御されて格納部１２ａに格納されたメモリモジュール２１の内容を読み出す。メモリインタフェース１２ｂは、格納部１２ａから読み出したペアリング情報を記憶部１５に与えて記憶させる。なお、操作端末２２においても、各ＩｏＴ対応配線器具１のそれぞれの端末信号送受信部１３に対応したペアリング情報（チャンネルナンバー）を保持する。

制御部１１は、記憶部１５のペアリング情報を読み出して、端末信号送受信部１３に対する設定を行う。即ち、メモリモジュール２１を格納部１２ａに装着する作業によって、各ＩｏＴ対応配線器具１と操作端末２２とのペアリング作業が完了する。操作端末２２の操作とＩｏＴ対応配線器具１側の操作とを行う従来のペアリング作業においては、操作端末２２の操作の煩雑さや無線の安定性や操作端末２２とＩｏＴ対応配線器具１とを連携して操作する必要性等から、作業が極めて煩雑であった。これに対し、本実施形態においては、メモリモジュール２１を格納部１２ａに装着するという極めて簡単な作業でペアリングが可能である。

なお、ペアリング情報は記憶部１５に記憶されるものと説明したが、制御部１１は、所定期間毎或いはメモリモジュール２１の挿抜が行われる毎にメモリモジュール２１の内容を読み出して、記憶部１５の情報を更新するようになっていてもよい。例えば、メモリモジュール２１のペアリング情報を変更した場合には、変更されたペアリング情報を記憶部１５に記憶させることができる。また、メモリモジュール２１を抜いた場合には、記憶部１５のペアリング情報が削除されるので、操作端末２２とＩｏＴ対応配線器具１とのペアリングを解消することができ、無線による操作を制限してセキュリティを確保することが可能である。

また、本実施形態においては、ＩｏＴ対応配線器具１Ａ～１Ｄを共通の操作端末２２で制御する場合には、各ＩｏＴ対応配線器具１の記憶部１５に保持されるペアリング情報のうち、操作端末情報及びコードは同一の情報となる。チャンネルナンバーは、各ＩｏＴ対応配線器具１毎に設定され、共通の照明制御を行う場合には、共通のチャンネルナンバーが設定される。

即ち、本実施形態においては、操作端末２２は、チャンネルナンバーによって、各ＩｏＴ対応配線器具１Ａ～１Ｄのうち、制御対象のＩｏＴ対応配線器具１を特定することができる。また、共通のチャンネルナンバーが記憶された記憶部１５を有するＩｏＴ対応配線器具１に対して、共通の制御が可能である。例えば、ＩｏＴ対応配線器具１ＢとＩｏＴ対応配線器具１Ｄの記憶部１５に記憶されたチャンネルナンバーが同一である場合には、照明器具Ｌ５，Ｌ６に対して同一の制御を行うものとすると、操作端末２２は、当該チャンネルナンバーを指定する操作により、照明器具Ｌ３，Ｌ５，Ｌ６に対して同時に点消灯や調光制御が可能となる。

更に、本実施形態においては、ＩｏＴ対応配線器具１からメモリモジュール２１を抜いて、他のＩｏＴ対応配線器具１に装着するという簡単な作業によって、チャンネルナンバーを共通にするＩｏＴ対応配線器具１の組み合わせを変更することが可能である。

次に、このように構成された実施形態の動作について図４を参照して説明する。図４は実施形態の動作を説明するためのフローチャートである。

事前準備として、予めメモリモジュール２１にペアリング情報を記憶させる（図４のＳ１）。ペアリング情報としては、自機を操作する操作端末２２の操作端末情報、メモリモジュール２１を挿入する機器が属するチャンネルを特定するチャンネルナンバー及び鍵情報であるコードである。ユーザはペアリング情報が記憶されたメモリモジュール２１を対象のＩｏＴ対応配線器具１の格納部１２ａに挿入する（Ｓ２）。

制御部１１は、メモリインタフェース１２ｂを制御して、挿入されたメモリモジュール２１からペアリング情報を読み出して記憶部１５に記憶させる（Ｓ３）。制御部１１は、記憶部１５に記憶されたペアリング情報に基づいて、端末信号送受信部１３を設定する（Ｓ４）。次に、制御部１１は、操作端末２２からの端末信号の受信待機状態となる（Ｓ５のＮＯ判定の繰り返し）。操作端末２２から接続要求が発生すると（Ｓ５のＹＥＳ判定）、制御部１１は記憶部１５に記憶された情報を読み出して、端末信号送受信部１３により操作端末２２に送信させる（Ｓ６）。これにより、各ＩｏＴ対応配線器具１の配線器具情報が操作端末２２に転送される。

なお、制御部１１は、操作端末２２からの接続要求に対して、初回の接続要求時にのみ記憶部１５の情報を操作端末２２に送信し、２回目以降の接続要求時には、記憶部１５の情報の転送を省略するようになっていてもよい。また、ＩｏＴ対応配線器具１のスイッチＳＷに接続される機器として、１つの機器しか存在しない場合には、配線器具情報の操作端末２２への送信を省略してもよい。

操作端末２２は、負荷操作アプリケーション上において、チャンネルナンバーに対応したＩｏＴ対応配線器具１を指定して、制御対象機器に対する制御を行う。例えば、ユーザが部屋Ｒ１の換気扇Ｖ１の電源を投入して換気扇Ｖ１を動作させることを希望するものとする。この場合には、ユーザは、負荷操作アプリケーションによって表示された第１表示からＩｏＴ対応配線器具１Ａに対応するチャンネルナンバーを指定することで、ＩｏＴ対応配線器具１Ａにより制御可能な機器の一覧表示である第２表示を表示させる。更に、ユーザは第２表示から換気扇Ｖ１の電源投入を指定する操作を実行する。

これにより、負荷操作アプリケーションは、制御対象のＩｏＴ対応配線器具１を特定するチャンネルナンバーを含み、換気扇Ｖ１の電源投入を行うための端末信号を発生して、発生した端末信号を無線送信する。この端末信号は、例えば、宅内Ｔ内の全てのＩｏＴ対応配線器具１の端末信号送受信部１３において受信される（Ｓ７）。端末信号送受信部１３は、受信した端末信号に含まれるチャンネルナンバーによって自機宛の端末信号であるか否かを判定する（Ｓ８）。端末信号送受信部１３は自機宛の端末信号を検出すると（Ｓ８のＹＥＳ判定）、受信した端末信号を取り込んで制御部１１に出力する。なお、端末信号送受信部１３は、端末信号が自機宛でない場合には（Ｓ８のＮＯ判定）、Ｓ５に処理を戻す。

制御部１１は、端末信号を受信すると、スイッチＳＷのうち端末信号によって指定された機器を駆動するためのスイッチＳＷ３をオンにするための制御信号を発生する（Ｓ９）。操作信号出力部１４はこの制御信号に基づく操作信号を発生してスイッチＳＷをオンにする（Ｓ１０）。これにより、外部電源２３からの電力がスイッチＳＷ３を経由して換気扇Ｖ１に供給され、換気扇Ｖ１が駆動を開始する。

なお、ＩｏＴ対応配線器具１の操作部３が１つのスイッチＳＷしか有していない場合には、操作端末２２は、チャンネルナンバーとオン・オフの制御内容を示す端末信号を送信すればよい。自機宛の端末信号を受信したＩｏＴ対応配線器具１は、オン・オフの制御に従って、スイッチＳＷをオン・オフさせる。この場合において、ＩｏＴ対応配線器具１の操作部３が複数のスイッチＳＷを有する場合であっても、ＩｏＴ対応配線器具１は全てのスイッチＳＷを共通にオン・オフ制御するようになっていてもよい。

各ＩｏＴ対応配線器具１をチャンネルナンバーにより特定することができるので、例えば、操作端末２２は、複数の機器を１回の操作で動作させることも可能である。例えば、宅内Ｔ内の全ての照明を１回の操作でオンにしたりオフにしたりすることも可能である。

このように本実施形態においては、メモリにペアリング情報を記憶させ、このメモリをＩｏＴ対応配線器具に挿抜自在に設けることで、メモリの抜き差しだけで容易にＩｏＴ対応配線器具と操作端末とのペアリングが可能であり、ペアリング作業を著しく簡単にすることができる。また、各ＩｏＴ対応配線器具をチャンネルナンバーにより特定可能にすると共に、ＩｏＴ対応配線器具をチャンネルナンバーによりグループ化することで、グループ毎にＩｏＴ対応配線器具に対する制御が可能となる。これにより、グループ毎に点灯制御等を行うことができ、操作性が向上する。更に、メモリの入れ替えによって、グループ分けを変更することも容易である。また、メモリを抜いておくことで、端末装置とＩｏＴ対応配線器具とのペアリングが解消されるので、利用者以外の操作を制限できるというキュリティ上の利点がある。例えば、賃貸物件や宿泊施設など利用者の変更が見込まれる施設や物件において、有効なセキュリティ対策が可能である。

上記実施形態は、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。これら新規な実施形態は、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ともに、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。

例えば、上記実施形態においては、無線制御器具として、ＩｏＴ対応配線器具１を例に説明したが、他の器具に適用することも可能である。例えば、図１の操作部３として、照明器具を採用することも可能である。即ち、照明器具に、制御部１１、ペアリング情報取得部１２、端末信号送受信部１３、操作信号出力部１４及び記憶部１５を含む操作制御部２を設けることで、操作端末２２によりこの照明器具の操作が可能である。

１…ＩｏＴ対応配線器具、２…操作制御部、３…操作部、１１…制御部、１２…ペアリング情報取得部、１２ａ…格納部、１２ｂ…メモリインタフェース、１３…端末信号送受信部、１４…操作信号出力部、１５…記憶部、２１…メモリモジュール、２２…操作端末、２３…外部電源、Ｌ１～Ｌ6 …照明器具、Ｒ１～Ｒ４…部屋、ＳＷ１～ＳＷ３…スイッチ、Ｔ…宅内、Ｖ１，Ｖ２…換気扇。

Claims (4)

1. ペアリング情報を記憶するメモリモジュールが装着自在なペアリング情報取得部と；
   前記メモリモジュールから読み出された前記ペアリング情報を記憶する記憶部と；
   無線通信により、前記ペアリング情報により特定される操作端末からの端末信号を受信する端末信号送受信部と；
   前記端末信号に基づいて、制御対象機器の操作を行う操作部と；
   を具備する無線制御器具。
2. 前記ペアリング情報取得部、記憶部、端末信号送受信部及び操作部は、前記制御対象機器が接続される配線器具に設けられ、
   前記操作部は、
   前記制御対象機器への電力供給を制御するスイッチにより構成される
   請求項１に記載の無線制御器具。
3. 前記ペアリング情報取得部、記憶部、端末信号送受信部及び操作部は、照明機器に取り付けられ、
   前記操作部は、
   前記制御対象機器である前記照明機器の点灯を制御する、
   請求項１に記載の無線制御器具。
4. ペアリング情報を記憶するメモリモジュールと；
   無線通信により、制御対象機器に対する操作を行う操作端末と；
   前記メモリモジュールが装着自在なペアリング情報取得部と、前記メモリモジュールから読み出された前記ペアリング情報を記憶する記憶部と、無線通信により、前記ペアリング情報により特定される前記操作端末からの端末信号を受信する端末信号送受信部と、前記端末信号に基づいて、前記制御対象機器の操作を行う操作部と、を具備する無線制御器具と；
   を具備する無線制御システム。
   

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