JP2023174625A - 設備機器システム及び設備機器制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、設備機器システム及び設備機器制御方法に関する。
従来、空調機器、照明機器等の複数の設備機器が接続される設備機器システムにおいては、専用の有線ネットワークを用いた構成が広く採用されている。
このような設備機器システムにおいて、例えば、特許文献1に開示されるような、携帯端末を介してユーザが所望の1又は複数の設備機器に対して操作を行えるようにした構成は周知であり、また、温度、湿度、照度、各種ガス濃度、人の存否を検出する無線センサから得られる情報を各設備機器の制御に使用する構成もよく知られている。
上記のように、携帯端末をユーザインタフェースとして使用したり、無線センサ等の検出結果を各設備機器の制御に使用する場合、従来の設備機器システムでは、各設備機器を制御する設備機器コントローラが、携帯端末、無線センサ等の無線端末とデータ通信する構成が一般的に採用されている。
このため、当該設備機器コントローラは、設備機器システムにおける有線ネットワークに対応する有線通信インタフェースに加え、無線端末と無線通信するための無線通信インタフェースを別途備える必要があり、また、ネットワーク相互のタイミング調整、制御の調停等の煩雑な処理が必要となるため、開発コストが増加してしまうという問題がある。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、設備機器コントローラが、無線端末と通信するための別途の通信インタフェースを備える必要がなく、無線端末を活用した設備機器の制御を実現することが可能な設備機器システム等を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明に係る設備機器システムは、
少なくとも第5世代移動通信システムにおける低レイテンシ性能を保証する自営無線基地局と、
設備機器と、
前記設備機器が設置される環境に関する環境状態を検出する環境センサと、
設備機器コントローラと、
近距離無線規格に則った近距離無線網を拡大する中継器と、を備え、
前記自営無線基地局は、
前記自営無線基地局に基づいて構築される自営無線網と、前記近距離無線網とを接続するゲートウェイ手段を備え、
前記環境センサは、前記検出した環境状態を示す環境情報を前記近距離無線網を介して前記設備機器コントローラ宛てに送信し、
前記設備機器コントローラは、
前記環境センサから送信された前記環境情報を前記自営無線網を介して受信する環境情報受信手段と、
前記受信された環境情報に基づいて前記設備機器を制御する機器制御手段と、を備える。
少なくとも第5世代移動通信システムにおける低レイテンシ性能を保証する自営無線基地局と、
設備機器と、
前記設備機器が設置される環境に関する環境状態を検出する環境センサと、
設備機器コントローラと、
近距離無線規格に則った近距離無線網を拡大する中継器と、を備え、
前記自営無線基地局は、
前記自営無線基地局に基づいて構築される自営無線網と、前記近距離無線網とを接続するゲートウェイ手段を備え、
前記環境センサは、前記検出した環境状態を示す環境情報を前記近距離無線網を介して前記設備機器コントローラ宛てに送信し、
前記設備機器コントローラは、
前記環境センサから送信された前記環境情報を前記自営無線網を介して受信する環境情報受信手段と、
前記受信された環境情報に基づいて前記設備機器を制御する機器制御手段と、を備える。
本発明によれば、設備機器コントローラが、携帯端末、環境センサ等の無線端末と通信するための別途の通信インタフェースを備える必要がなく、無線端末を活用した設備機器の制御が可能となる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る設備機器システム1の全体構成を示す図である。設備機器システム1は、例えば、オフィスビル、商業ビル、工場等の建物内に設置される複数の設備機器3を制御し、管理するためのシステムである。
図1は、本発明の実施の形態1に係る設備機器システム1の全体構成を示す図である。設備機器システム1は、例えば、オフィスビル、商業ビル、工場等の建物内に設置される複数の設備機器3を制御し、管理するためのシステムである。
設備機器システム1は、自営無線基地局2と、複数の設備機器3と、携帯端末4と、設備機器コントローラ5と、環境センサ6と、生体センサ7とを備える。自営無線基地局2は、本発明に係る自営無線基地局の一例である。自営無線基地局2は、当該建物内又は当該建物を含む敷地内(以下、自営無線網エリアという。)での利用を目的とした自営の無線基地局である。詳細には、自営無線基地局2は、この自営無線網エリア内で、5G(第5世代移動通信システム)の仕様での無線通信を可能にするための無線基地局であり、いわゆるローカル5Gのための無線基地局である。
各設備機器3は、本発明に係る設備機器の一例であり、例えば、照明機器、空調機器等である。各設備機器3は、自営無線基地局2に基づいて構築される自営無線網(換言すると、ローカル5G網)を介して他の機器(具体的には、設備機器コントローラ5)と無線通信するための通信インタフェースを備える。なお、各設備機器3が、外付けの通信アダプタによって、自営無線網に接続し、設備機器コントローラ5と無線通信できるようにしてもよい。
携帯端末4は、本発明に係る携帯端末の一例である。携帯端末4は、スマートフォン、タブレット端末等のユーザに携帯される電子機器である。携帯端末4は、図2に示すように、ユーザインタフェース40と、第1通信インタフェース41と、第2通信インタフェース42と、CPU(Central Processing Unit)43と、ROM(Read Only Memory)44と、RAM(Random Access Memory)45と、二次記憶装置46とを備える。これらの構成部は、バス47を介して相互に接続される。
ユーザインタフェース40は、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ等の表示デバイスと、押しボタン、タッチパネル、タッチパッド等の入力デバイスとを含んで構成される。ユーザインタフェース40は、CPU43の制御の下、ユーザ操作に応じた各種の画面等を表示し、また、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作に係る信号をCPU43に送出する。
第1通信インタフェース41は、上記の自営無線網を介して他の機器と無線通信するためのハードウェアである。第2通信インタフェース42は、例えば、Wi-Fi(登録商標)、BLE(Bluetooth(登録商標) Low Energy)等、 予め定めた近距離無線規格に則った近距離無線網を介して他の機器と無線通信するためのハードウェアである。
CPU43は、携帯端末4を統括的に制御する。ROM44は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。RAM45は、CPU43の作業領域として使用される。
二次記憶装置46は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等を含んで構成される。二次記憶装置46には、各設備機器3を操作するためのアプリケーションプログラム(以下、操作アプリという。)を含む各種のプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。携帯端末4の機能の詳細については後述する。
設備機器コントローラ5は、本発明に係る設備機器コントローラの一例である。設備機器コントローラ5は、自営無線網を介して、各設備機器3及び携帯端末4と通信可能に接続され、携帯端末4から受信した後述する各情報に基づいて各設備機器3を制御する装置である。
設備機器コントローラ5は、図3に示すように、通信インタフェース50と、CPU51と、ROM52と、RAM53と、二次記憶装置54とを備える。これらの構成部は、バス55を介して相互に接続される。
通信インタフェース50は、自営無線網を介して他の機器と無線通信するためのハードウェアである。CPU51は、設備機器コントローラ5を統括的に制御する。ROM52は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。RAM53は、CPU51の作業領域として使用される。
二次記憶装置54は、EEPROM、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、HDD(Hard Disk Drive)等で構成される。二次記憶装置54には、各設備機器3を制御するためのプログラム(以下、機器制御プログラムという。)を含む各種のプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。設備機器コントローラ5の機能の詳細については後述する。
環境センサ6は、本発明に係る環境センサの一例である。環境センサ6は、設備機器3が設置される環境に関する環境状態を検出するセンサである。環境状態には、例えば、空気温度、湿度、照度、各種ガス濃度、人の存否等が含まれる。環境センサ6は、何れも図示しないが、センサ回路と、通信インタフェースと、CPUと、ROMと、RAMと、EEPROM、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリと、一次電池又は二次電池とを備える。
環境センサ6は、一定時間毎に、環境状態を検出し、検出した環境状態を示す環境情報を上記の近距離無線網を介して携帯端末4に送信する。
生体センサ7は、本発明に係る生体センサの一例である。生体センサ7は、携帯端末4を携帯するユーザの生体データを検出する人体装着型(例えば、リストバンド型)の装置である。生体データには、体温、心拍数、発汗量等が含まれる。生体センサ7は、何れも図示しないが、センサ回路と、通信インタフェースと、CPUと、ROMと、RAMと、EEPROM、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリと、一次電池又は二次電池とを備える。
生体センサ7は、一定時間毎に、生体データを検出し、検出した生体データを示す生体情報を上記の近距離無線網を介して携帯端末4に送信する。
続いて、携帯端末4及び設備機器コントローラ5の各機能について詳細に説明する。図4は、携帯端末4及び設備機器コントローラ5の機能構成を示すブロック図である。図4に示すように、携帯端末4は、操作受付部400と、操作情報送信部401と、環境情報取得部402と、環境情報送信部403と、生体情報取得部404と、生体情報送信部405とを備える。携帯端末4のこれらの機能部は、携帯端末4のCPU43が、二次記憶装置46に記憶されている上述した操作アプリを実行することで実現される。
設備機器コントローラ5は、操作情報受信部500と、環境情報受信部501と、生体情報受信部502と、機器制御部503とを備える。設備機器コントローラ5のこれらの機能部は、設備機器コントローラ5のCPU51が、二次記憶装置54に記憶されている上述した機器制御プログラムを実行することで実現される。
携帯端末4において、操作受付部400は、本発明に係る操作受付手段の一例であり、ユーザから設備機器3に関する操作を受け付ける。詳細には、操作受付部400は、図示しない機器操作画面を表示し、かかる機器操作画面を介して、ユーザから、操作対象の設備機器3の指定、指定した設備機器3に対する動作指示の内容等の入力を受け付ける。操作情報送信部401は、本発明に係る操作情報送信手段の一例であり、ユーザから受け付けた操作を示す操作情報を自営無線網を介して設備機器コントローラ5に送信する。
環境情報取得部402は、本発明に係る環境情報取得手段の一例であり、環境センサ6と近距離無線網を介した通信を行って、環境センサ6により検出された環境状態を示す環境情報を取得する。環境情報送信部403は、本発明に係る環境情報送信手段の一例であり、環境情報取得部402により取得された環境情報を自営無線網を介して設備機器コントローラ5に送信する。
生体情報取得部404は、本発明に係る生体情報取得手段の一例であり、生体センサ7と近距離無線網を介した通信を行って、生体センサ7により検出された生体データを示す生体情報を取得する。生体情報送信部405は、本発明に係る生体情報送信手段の一例であり、生体情報取得部404により取得された生体情報を自営無線網を介して設備機器コントローラ5に送信する。
設備機器コントローラ5において、操作情報受信部500は、本発明に係る操作情報受信手段の一例であり、携帯端末4から送信された操作情報を自営無線網を介して受信する。環境情報受信部501は、本発明に係る環境情報受信手段の一例であり、携帯端末4から送信された環境情報を自営無線網を介して受信する。生体情報受信部502は、本発明に係る生体情報受信手段の一例であり、携帯端末4から送信された生体情報を自営無線網を介して受信する。
機器制御部503は、本発明に係る機器制御手段の一例である。機器制御部503は、操作情報受信部500により受信された操作情報に基づいて設備機器3を制御する。
詳細には、機器制御部503は、操作情報に基づいて、指定された設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。例えば、設備機器3が照明機器であり、操作情報受信部500により受信された操作情報が全ての設備機器3の一斉点灯である場合、機器制御部503は、各設備機器3に対して点灯を指示する制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。
また、機器制御部503は、環境情報受信部501により受信された環境情報に基づいて設備機器3を制御する。
詳細には、機器制御部503は、環境情報に基づいて、全ての設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。例えば、設備機器3が空調機器であり、環境情報受信部501により受信された環境情報に当該建物内の空気温度が含まれる場合、機器制御部503は、当該空気温度に基づいて各設備機器3に対する制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。あるいは、設備機器3が照明機器であり、環境情報受信部501により受信された環境情報に当該建物内の照度が含まれる場合、機器制御部503は、当該照度に基づいて各設備機器3に対する制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。
また、機器制御部503は、生体情報受信部502により受信された生体情報に基づいて設備機器3を制御する。
詳細には、機器制御部503は、生体情報に基づいて、全ての設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。例えば、設備機器3が空調機器であり、生体情報受信部502により受信された生体情報に当該ユーザの体温が含まれる場合、機器制御部503は、当該体温に基づいて各設備機器3に対する制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。
図5は、携帯端末4が実行する情報送信処理の手順を示すフローチャートである。情報送信処理は、携帯端末4のCPU43によって、二次記憶装置46に記憶される操作アプリが起動されることで開始される。
環境センサ6から送信された環境情報を近距離無線網を介した通信により取得すると(ステップS101;YES)、携帯端末4は、取得した環境情報を自営無線網を介して設備機器コントローラ5に送信する(ステップS102)。その後、ステップS101に戻る。
環境情報の取得ではなく(ステップS101;NO)、生体センサ7から送信された生体情報を近距離無線網を介した通信により取得すると(ステップS103;YES)、携帯端末4は、取得した生体情報を自営無線網を介して設備機器コントローラ5に送信する(ステップS104)。その後、ステップS101に戻る。
環境情報及び生体情報の何れの取得でもなく(ステップS101;NO、且つ、ステップS103;NO)、設備機器3に関する操作をユーザから受け付けた場合(ステップS105;YES)、携帯端末4は、ユーザから受け付けた操作を示す操作情報を自営無線網を介して設備機器コントローラ5に送信する(ステップS106)。ステップS105でNO、又は、ステップS106の後、ステップS101に戻る。
図6は、設備機器コントローラ5が実行する機器制御処理の手順を示すフローチャートである。機器制御処理は、設備機器コントローラ5のCPU51によって、二次記憶装置54に記憶される機器制御プログラムが起動されることで開始される。
携帯端末4から送信された環境情報を自営無線網を介して受信すると(ステップS201;YES)、設備機器コントローラ5は、受信した環境情報に基づいて全ての設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。(ステップS202)。その後、ステップS201に戻る。
環境情報の受信ではなく(ステップS201;NO)、携帯端末4から送信された生体情報を自営無線網を介して受信すると(ステップS203;YES)、設備機器コントローラ5は、受信した生体情報に基づいて全ての設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。(ステップS204)。その後、ステップS201に戻る。
環境情報及び生体情報の何れの受信でもなく(ステップS201;NO、且つ、ステップS203;NO)、携帯端末4から送信された操作情報を自営無線網を介して受信すると(ステップS205;YES)、設備機器コントローラ5は、受信した操作情報に基づいて、指定された設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して、指定された各設備機器3に送信する(ステップS206)。ステップS205でNO、又は、ステップS206の後、ステップS201に戻る。
以上説明したように、実施の形態1の設備機器システム1によれば、自営無線基地局2によって、ローカル5G網である自営無線網が構築され、設備機器コントローラ5は、かかる自営無線網を介して、各設備機器3、携帯端末4と通信する。そして、設備機器コントローラ5は、ユーザ操作に基づく操作情報と、環境センサ6の検出結果に基づく環境情報と、生体センサ7の検出結果に基づく生体情報とを携帯端末4から自営無線網を介して受信し、受信した各情報に基づいて設備機器3を制御する。
このように、無線端末からの情報を活用できるため、高機能な設備機器3の制御が実現できる。また、設備機器コントローラ5は、環境センサ6、生体センサ7等の無線端末と通信するための別途の通信インタフェースを備える必要がなく、ネットワーク相互のタイミング調整、制御の調停等の煩雑な処理が不必要となり、開発コストの抑制が図れる。
なお、設備機器システム1において、設備機器コントローラ5は、各設備機器3と個別に通信するが、5Gでは、エンドツーエンドの遅延時間が1ms以下と低レイテンシであるため、例えば、ユーザが携帯端末4を介して100台の照明機器を一斉に操作する場合であっても、0.1秒で制御が完了し、ユーザに違和感を与えることがない。
(実施の形態2)
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
続いて、本発明の実施の形態2について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図7は、本発明の実施の形態2に係る設備機器システム1Aの全体構成を示す図である。設備機器システム1Aは、自営無線基地局2と、複数の設備機器3と、携帯端末4Aと、設備機器コントローラ5と、環境センサ6と、生体センサ7と、広域無線基地局8と、管理サーバ9とを備える。
広域無線基地局8は、いわゆるキャリアと称される通信事業者によって設置される無線基地局であり、当該自営無線網エリアを網羅する広範囲の無線通信を可能にする。例えば、広域無線基地局8は、3G(第3世代移動通信システム)、LTE(Long Term Evolution)、4G(第4世代移動通信システム)、5G等の仕様での無線通信を可能にする。以下、広域無線基地局8に基づいて構築される無線網を広域無線網という。
管理サーバ9は、本発明に係る管理サーバの一例である。管理サーバ9は、設備機器3のメーカ、販売会社、関連会社等によって設置され、運用されるサーバコンピュータであり、上記の広域無線網に接続される。図8に示すように、管理サーバ9は、通信インタフェース90と、CPU91と、ROM92と、RAM93と、二次記憶装置94とを備える。これらの構成部は、バス95を介して相互に接続される。
通信インタフェース90は、上記の広域無線網を介して他の機器と無線通信するためのハードウェアである。CPU91は、管理サーバ9を統括的に制御する。ROM92は、複数のファームウェア及びこれらのファームウェアの実行時に使用されるデータを記憶する。RAM93は、CPU91の作業領域として使用される。
二次記憶装置94は、EEPROM、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ、HDD等で構成される。二次記憶装置94には、各設備機器3の所在を管理するためのプログラムを含む各種のプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。
携帯端末4Aは、本発明に係る携帯端末の一例である。携帯端末4Aは、実施の形態1の携帯端末4と同様、スマートフォン、タブレット端末等のユーザに携帯される電子機器である。携帯端末4Aは、図9に示すように、ユーザインタフェース40と、第1通信インタフェース41と、第2通信インタフェース42と、CPU43と、ROM44と、RAM45と、二次記憶装置46と、第3通信インタフェース48と、GPS信号受信回路49とを備える。これらの構成部は、バス47を介して相互に接続される。
第3通信インタフェース48は、上記の広域無線網を介して他の機器と無線通信するためのハードウェアである。GPS信号受信回路49は、GPS(Global Positioning System)衛星からのGPS信号を受信し、受信したGPS信号に基づいて、緯度及び経度を算出してCPU43に出力する回路である。
続いて、携帯端末4Aの機能について詳細に説明する。図10は、携帯端末4Aの機能構成を示すブロック図である。図10に示すように、携帯端末4Aは、操作受付部400と、操作情報送信部401と、環境情報取得部402と、環境情報送信部403と、生体情報取得部404と、生体情報送信部405と、通信切替部406と、識別情報取得部407と、位置情報取得部408と、所在情報送信部409とを備える。携帯端末4Aのこれらの機能部は、携帯端末4AのCPU43が、二次記憶装置46に記憶されている、各設備機器3を操作するためのアプリケーションプログラムである操作アプリを実行することで実現される。
通信切替部406は、本発明に係る通信切替手段の一例である。通信切替部406は、広域無線網を介した通信(即ち、第3通信インタフェース48による通信)と、自営無線網(即ち、第1通信インタフェース41による通信)を介した通信とを選択的に切り替える。詳細には、通信切替部406は、携帯端末4Aが自営無線網エリア外から自営無線網エリア内に移動すると、広域無線網を介した通信から自営無線網を介した通信に切り替える。また、通信切替部406は、携帯端末4Aが自営無線網エリア内から自営無線網エリア外に移動すると、自営無線網を介した通信から広域無線網を介した通信に切り替える。
識別情報取得部407は、本発明に係る識別情報取得手段の一例である。識別情報取得部407は、各設備機器3から当該設備機器3の識別情報を取得する。詳細には、識別情報取得部407は、広域無線網を介した通信から自営無線網を介した通信に切り替わってからの経過時間が予め定めた時間を超えた場合、自営無線網を介した各設備機器3との通信により、各設備機器3から当該設備機器3の識別情報を取得する。設備機器3の識別情報には、例えば、機種名、型名、製造番号等が含まれる。
位置情報取得部408は、本発明に係る位置情報取得手段の一例である。位置情報取得部408は、識別情報取得部407により各設備機器3の識別情報が取得されると、GPS信号受信回路49により出力された緯度及び経度を、各設備機器3の位置情報として取得する。
所在情報送信部409は、本発明に係る所在情報送信手段の一例である。所在情報送信部409は、通信切替部406によって自営無線網を介した通信から広域無線網を介した通信に切り替えられると、識別情報取得部407によって取得された各設備機器の識別情報と、位置情報取得部408によって取得された位置情報とが格納された所在情報を広域無線網を介して管理サーバ9に送信する。
管理サーバ9は、携帯端末4Aから送信された所在情報を広域無線網を介して受信すると、受信した所在情報を二次記憶装置94に記憶される図示しない機器管理DBに格納する。機器管理DBは、販売した設備機器3の所在を管理するためのデータベースである。機器管理DBには、各設備機器3について、識別情報と位置情報とを対応付けた機器管理データが、販売済みの設備機器3の台数分登録される。
このような機器管理データは、例えば、設備機器3のトレーサビリティに係るサービスを顧客に提供するビジネス等に利用することができる。トレーサビリティに係るサービスには、例えば、リコール情報の通知、本体あるいは部品の交換の提案、新製品情報の通知等が含まれる。
以上説明したように、実施の形態2の設備機器システム1Aによれば、実施の形態1の設備機器システム1と同様の効果を奏し、さらに、設備機器3の所在を管理することが可能となる。
なお、設備機器コントローラ5が各設備機器3の識別情報を保持している場合には、携帯端末4Aは、設備機器コントローラ5から各設備機器3の識別情報を取得してもよい。
(実施の形態3)
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
続いて、本発明の実施の形態3について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図11は、本発明の実施の形態3に係る設備機器システム1Bの全体構成を示す図である。設備機器システム1Bは、自営無線基地局2Aと、複数の設備機器3と、携帯端末4Bと、設備機器コントローラ5Aと、環境センサ6と、生体センサ7と、複数の中継器10とを備える。
自営無線基地局2Aは、本発明に係る自営無線基地局の一例である。自営無線基地局2Aは、実施の形態1の自営無線基地局2と同様、設備機器3が設置される建物内又は当該建物を含む敷地内である自営無線網エリアでの利用を目的とし、当該自営無線網エリア内で、5Gの仕様での無線通信を可能にするための無線基地局である。
さらに自営無線基地局2Aは、自営無線網と近距離無線網とを接続する図示しないゲートウェイ装置を備える。当該ゲートウェイ装置は、本発明に係るゲートウェイ手段の一例である。
携帯端末4Bは、本発明に係る携帯端末の一例である。携帯端末4Bは、実施の形態1の携帯端末4と同様、スマートフォン、タブレット端末等のユーザに携帯される電子機器である。図12に示すように、携帯端末4Bのハードウェア構成は、携帯端末4(図2参照)と比較すると、第1通信インタフェース41を備えていない点のみ相違する。携帯端末4Bの機能構成については後述する。
設備機器コントローラ5Aは、本発明に係る設備機器コントローラの一例である。設備機器コントローラ5Aは、自営無線網を介して、各設備機器3と通信可能に接続され、自営無線網及び近距離無線網を介して、携帯端末4B、環境センサ6及び生体センサ7と通信可能に接続される。設備機器コントローラ5Aは、携帯端末4B、環境センサ6及び生体センサ7の各々から受信した情報に基づいて各設備機器3を制御する。設備機器コントローラ5Aのハードウェア構成は、実施の形態1の設備機器コントローラ5(図3参照)と同様である。設備機器コントローラ5Aの機能構成については後述する。
中継器10は、本発明に係る中継器の一例である。中継器10は、自営無線網エリアの複数の場所に点在するように配置される。各中継器10は、実施の形態1と同様の近距離無線規格に則った無線通信を中継することで、近距離無線網を拡大する。
続いて、携帯端末4B及び設備機器コントローラ5Aの各機能について詳細に説明する。図13は、携帯端末4B及び設備機器コントローラ5Aの機能構成を示すブロック図である。図13に示すように、携帯端末4Bは、操作受付部400と、操作情報送信部401Aとを備える。携帯端末4Bのこれらの機能部は、携帯端末4BのCPU43が、二次記憶装置46に記憶されている、各設備機器3を操作するためのアプリケーションプログラムである操作アプリを実行することで実現される。
また、設備機器コントローラ5Aは、操作情報受信部500と、環境情報受信部501Aと、生体情報受信部502Aと、機器制御部503とを備える。設備機器コントローラ5Aのこれらの機能部は、設備機器コントローラ5AのCPU51が、二次記憶装置54に記憶されている、各設備機器3を制御するための機器制御プログラムを実行することで実現される。
携帯端末4Bにおいて、操作受付部400は、ユーザから設備機器3に関する操作を受け付ける。操作情報送信部401Aは、ユーザから受け付けた操作を示す操作情報を近距離無線網を介して設備機器コントローラ5A宛てに送信する。
設備機器コントローラ5Aにおいて、操作情報受信部500は、携帯端末4Bから送信された操作情報を自営無線網を介して受信する。環境情報受信部501Aは、本発明に係る環境情報受信手段の一例であり、環境センサ6から近距離無線網を介して設備機器コントローラ5A宛てに送信された環境情報を自営無線網を介して受信する。生体情報受信部502Aは、本発明に係る生体情報受信手段の一例であり、生体センサ7から近距離無線網を介して設備機器コントローラ5A宛てに送信された生体情報を自営無線網を介して受信する。
機器制御部503は、操作情報に基づいて、指定された設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して、指定された各設備機器3に送信する。また、機器制御部503は、環境情報に基づいて、全ての設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。また、機器制御部503は、生体情報に基づいて、全ての設備機器3を制御するための制御コマンドを個別に生成し、生成した各制御コマンドを自営無線網を介して各設備機器3に送信する。
以上説明したように、実施の形態3の設備機器システム1Bによれば、自営無線基地局2Aによって、ローカル5G網である自営無線網が構築されると共に、自営無線網と近距離無線網とが接続され、設備機器コントローラ5Aは、各設備機器3と自営無線網を介して直接的に通信し、携帯端末4B、環境センサ6、生体センサ7等の無線端末と自営無線網を介して間接的に通信する。そして、設備機器コントローラ5Aは、各無線端末から受信した情報に基づいて設備機器3を制御する。
このように、無線端末からの情報を活用できるため、高機能な設備機器3の制御が実現できる。また、設備機器コントローラ5Aは、無線端末と通信するための別途の通信インタフェースを備える必要がなく、ネットワーク相互のタイミング調整、制御の調停等の煩雑な処理が不必要となり、開発コストの抑制が図れる。
さらに、携帯端末4Bは、自営無線網を介して通信するための通信インタフェース、即ち、5Gに対応した通信インタフェースを必要としないため、低スペックな電子機器を携帯端末4Bとして採用することが可能となる。
(実施の形態4)
続いて、本発明の実施の形態4について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1~3と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
続いて、本発明の実施の形態4について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態1~3と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。
図14は、本発明の実施の形態4に係る設備機器システム1Cの全体構成を示す図である。設備機器システム1Cは、自営無線基地局2Aと、複数の設備機器3と、携帯端末4Cと、設備機器コントローラ5Aと、環境センサ6と、生体センサ7と、広域無線基地局8と、管理サーバ9と、複数の中継器10とを備える。
携帯端末4Cは、本発明に係る携帯端末の一例である。携帯端末4Cは、実施の形態1~3の携帯端末4,4A,4Bと同様、スマートフォン、タブレット端末等のユーザに携帯される電子機器である。図15に示すように、携帯端末4Cのハードウェア構成は、携帯端末4A(図9参照)と比較すると、第1通信インタフェース41を備えていない点のみ相違する。
図16は、携帯端末4Cの機能構成を示すブロック図である。図16に示すように、携帯端末4Cは、操作受付部400と、操作情報送信部401Aと、識別情報取得部407Aと、位置情報取得部408と、所在情報送信部409Aとを備える。携帯端末4Cのこれらの機能部は、携帯端末4CのCPU43が、二次記憶装置46に記憶されている、各設備機器3を操作するためのアプリケーションプログラムである操作アプリを実行することで実現される。
識別情報取得部407Aは、本発明に係る識別情報取得手段の一例である。識別情報取得部407Aは、各設備機器3から当該設備機器3の識別情報を取得する。詳細には、識別情報取得部407Aは、近距離無線による通信が可能になってからの経過時間が予め定めた時間を超えた場合、近距離無線網及び自営無線網を介した各設備機器3との通信により、各設備機器3から当該設備機器3の識別情報を取得する。設備機器3の識別情報には、例えば、機種名、型名、製造番号等が含まれる。
位置情報取得部408は、識別情報取得部407Aにより各設備機器3の識別情報が取得されると、GPS信号受信回路49により出力された緯度及び経度を、各設備機器3の位置情報として取得する。
所在情報送信部409Aは、本発明に係る所在情報送信手段の一例である。所在情報送信部409Aは、識別情報取得部407Aによって取得された各設備機器の識別情報と、位置情報取得部408によって取得された位置情報とが格納された所在情報を広域無線網を介して管理サーバ9に送信する。
以上説明したように、実施の形態4の設備機器システム1Cによれば、実施の形態3の設備機器システム1Bと同様の効果を奏し、さらに、設備機器3の所在を管理することが可能となる。
なお、設備機器コントローラ5Aが各設備機器3の識別情報を保持している場合には、携帯端末4Cは、設備機器コントローラ5Aから各設備機器3の識別情報を取得してもよい。
本発明は、上記の各実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。
例えば、本発明に係る自営無線基地局は、5Gの仕様での無線通信を行うための無線基地局に限定されることはなく、少なくとも5Gにおける低レイテンシ性能を保証する無線基地局であればよい。
また、設備機器システム1,1A,1B,1Cにおいて、複数の環境センサ6が、複数の設備機器3が設置される建物内に点在するように設置されるようにしてもよい。この場合、設備機器コントローラ5,5Aは、各設備機器3を、当該設備機器3の最も近くに設置されている環境センサ6からの環境情報に基づいて制御してもよい。
また、設備機器コントローラ5,5Aは、自営無線網エリア内に居る、生体センサ7を装着したユーザから予め定めた範囲(例えば、10m以内)に設置されている1又は複数の設備機器3を、当該生体センサ7からの生体情報に基づいて制御してもよい。
また、本発明の技術思想を、住宅に設置された家電を制御する家電制御システムに適用することも可能である。例えば、宅内コントローラと、照明機器と、ユーザに携帯される携帯端末とが、5Gの自営無線網に接続され、携帯端末により撮影された周囲の画像に関する画像情報が宅内コントローラに送信され、宅内コントローラが携帯端末から受信した画像情報に基づいて照明機器を制御する家電制御システムが想定され得る。
詳細には、宅内コントローラは、携帯端末から受信した画像情報を解析し、宅内における人の存否、人数等に基づいて、照明機器の点灯/消灯の切り替え、照度の調整等を行う。なお、この家電制御システムにおいて、携帯端末が近距離無線網を介して自営無線網と間接的に接続されるようにして、携帯端末からの画像情報が近距離無線網と自営無線網とを介して宅内コントローラに送信されるようにしてもよい。
また、例えば、宅内コントローラと、IH(Induction Heating)調理器と、台所に設置されたカメラとが、5Gの自営無線網に接続され、カメラにより撮影された台所内の画像に関する画像情報が宅内コントローラに送信され、宅内コントローラがカメラから受信した画像情報に基づいてIH調理器を制御する家電制御システムが想定され得る。
詳細には、宅内コントローラは、カメラから受信した画像情報を解析し、台所内に居る人の年齢を推定する。そして、宅内コントローラは、幼児、高齢者等の特定の年齢層の人が台所に居る場合は、IH調理器の操作をロックする等の安全制御を行う。また、当該特定の年齢層の人が台所に居る場合、宅内コントローラは、警報装置、AIスピーカ等から注意喚起のための電子音、音声を出力させてもよい。なお、この家電制御システムにおいて、カメラが近距離無線網を介して自営無線網と間接的に接続されるようにして、カメラからの画像情報が近距離無線網と自営無線網とを介して宅内コントローラに送信されるようにしてもよい。
また、携帯端末4,4A,4B,4Cの機能部の全部又は一部、設備機器コントローラ5,5Aの機能部の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)又はこれらの組み合わせである。
また、上記の各実施の形態における、操作アプリ及び機器制御プログラムは、CD-ROM(Compact Disc Read Only Memory)、DVD(Digital Versatile Disc)、光磁気ディスク(Magneto-Optical Disc)、USB(Universal Serial Bus)メモリ、メモリカード、HDD等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。
また、各操作アプリをインターネット上の図示しないサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバから携帯端末4,4A,4B,4Cに対して、それぞれ対応する操作アプリがダウンロードされるようにしてもよい。同様に、各機器制御プログラムをインターネット上の図示しないサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバから設備機器コントローラ5,5Aに対して、それぞれ対応する機器制御プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。
1,1A,1B,1C 設備機器システム、2,2A 自営無線基地局、3 設備機器、4,4A,4B,4C 携帯端末、5,5A 設備機器コントローラ、6 環境センサ、7 生体センサ、8 広域無線基地局、9 管理サーバ、10 中継器、40 ユーザインタフェース、41 第1通信インタフェース、42 第2通信インタフェース、43,51,91 CPU、44,52,92 ROM、45,53,93 RAM、46,54,94 二次記憶装置、47,55,95 バス、48 第3通信インタフェース、49 GPS信号受信回路、50,90 通信インタフェース、400 操作受付部、401,401A 操作情報送信部、402 環境情報取得部、403 環境情報送信部、404 生体情報取得部、405 生体情報送信部、406 通信切替部、407,407A 識別情報取得部、408 位置情報取得部、409,409A 所在情報送信部、500 操作情報受信部、501,501A 環境情報受信部、502,502A 生体情報受信部、503 機器制御部
Claims (5)
- 少なくとも第5世代移動通信システムにおける低レイテンシ性能を保証する自営無線基地局と、
設備機器と、
前記設備機器が設置される環境に関する環境状態を検出する環境センサと、
設備機器コントローラと、
近距離無線規格に則った近距離無線網を拡大する中継器と、を備え、
前記自営無線基地局は、
前記自営無線基地局に基づいて構築される自営無線網と、前記近距離無線網とを接続するゲートウェイ手段を備え、
前記環境センサは、前記検出した環境状態を示す環境情報を前記近距離無線網を介して前記設備機器コントローラ宛てに送信し、
前記設備機器コントローラは、
前記環境センサから送信された前記環境情報を前記自営無線網を介して受信する環境情報受信手段と、
前記受信された環境情報に基づいて前記設備機器を制御する機器制御手段と、を備える、設備機器システム。 - ユーザに装着され、前記ユーザの生体データを検出し、前記検出した生体データを示す生体情報を前記近距離無線網を介して前記設備機器コントローラ宛てに送信する生体センサをさらに備え、
前記設備機器コントローラは、前記生体センサから送信された前記生体情報を前記自営無線網を介して受信する生体情報受信手段をさらに備え、
前記設備機器コントローラの前記機器制御手段は、前記受信された環境情報と、前記受信された生体情報とに基づいて前記設備機器を制御する、請求項1に記載の設備機器システム。 - ユーザにより携帯される携帯端末をさらに備え、
前記携帯端末は、
前記ユーザから前記設備機器に関する操作を受け付ける操作受付手段と、
前記受け付けた操作を示す操作情報を前記近距離無線網を介して前記設備機器コントローラ宛てに送信する操作情報送信手段と、を備え、
前記設備機器コントローラは、前記携帯端末から送信された前記操作情報を前記自営無線網を介して受信する操作情報受信手段をさらに備え、
前記設備機器コントローラの前記機器制御手段は、前記受信された操作情報も加味して前記設備機器を制御する、請求項1又は2に記載の設備機器システム。 - 前記設備機器の所在を管理する管理サーバをさらに備え、
前記携帯端末は、
前記近距離無線網と前記自営無線網とを介した前記設備機器との通信により、前記設備機器から当該設備機器の識別情報を取得する識別情報取得手段と、
GPS信号を受信して位置情報を取得する位置情報取得手段と、
前記取得された識別情報と、前記取得された位置情報とが格納された所在情報を、通信事業者により提供される広域無線網を介して前記管理サーバに送信する所在情報送信手段と、をさらに備える、請求項3に記載の設備機器システム。 - 少なくとも第5世代移動通信システムにおける低レイテンシ性能を保証する自営無線基地局が、前記自営無線基地局に基づいて構築される自営無線網と、近距離無線規格に則った近距離無線網とを接続し、
中継器が、前記近距離無線網を拡大し、
設備機器が設置される環境に関する環境状態を検出する環境センサが、前記検出した環境状態を示す環境情報を前記近距離無線網を介して設備機器コントローラ宛てに送信し、
前記設備機器コントローラが、
前記環境センサから送信された前記環境情報を前記自営無線網を介して受信し、
前記受信した環境情報に基づいて前記設備機器を制御する、設備機器制御方法。
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