JP3829796B2 - Communication adapter device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器をネットワーク接続するための通信アダプタ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の無線式住宅設備システムは、家の中及び家の周辺に設置され電池で駆動される複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段と、複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段と周期的に起動される無線回線により接続され、複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段からの情報に基づき、家の住環境やエネルギーの使用状況を監視・通報あるいは制御する住宅設備機器と、ある周期で定期的に電波を発射する定期送信手段とで構成されいた。そして複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段あるいは住宅設備機器は、それぞれ、受信手段と、定期送信手段の電波発射周期の整数分の1に同期した時間タイミングで受信手段を動作状態にする時計手段と、受信手段によって受信された定期送信手段から定期的に発射される電波からの情報に基づき時計手段と定期送信手段との時計のずれを算出し時計手段が定期送信手段と同期するように補正する時計補正手段と、送信の必要が生じた時、時計手段より制御され定期送信手段の電波発射周期の整数分の一に同期した時間タイミングで送信を行う送信手段を備えるように構成されていた(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平08−130785号公報(2頁−6頁、第1図―第5図)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線式住宅設備システムは以上のように構成されており、センサ手段や遠隔制御手段や住宅設備機器など(以下、これらを「ノード」と称す)の送受信タイミングを一致させるため、システム上、定期送信手段を設置して電波を定期的に送信する必要があった。そしてノードによる送信の必要が生じた時、定期送信手段の電波発射周期の整数分の一に同期した時間タイミングで送信を行わなければならなかった。
【0005】
このため使用電力や給電能力に制限があって、電波発射周期の整数分の一という送信タイミングを選択することが困難なノードは、使用することができないという課題があった。
【0006】
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、定期送信手段を不要にすると共に、個々のノードの電力事情に合わせて、送信間隔などを細かに設定することができる、適用可能性の広い通信アダプタ装置(ノード)を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る通信アダプタ装置は、属性情報やコマンドなどのデータの授受及び外部給電を行うための接続端子をそれぞれ有する電気機器とインタフェース手段を介してデータの授受を行う第1の通信手段と、無線媒体によりネットワークとデータの授受を行う第2の通信手段と、電気機器から給電により蓄電され第2の通信手段の稼動用電力を蓄える蓄電手段と、この蓄電手段から第2の通信手段への電力供給を制御する電力制御手段と、第1、第2の各通信手段及び電力制御手段を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、電気機器からの給電能力に係る情報をもとに電力手段による第2の通信手段への電力供給を制御するように構成したものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信アダプタ装置のシステム構成図である。
図において通信アダプタ装置1は、属性情報やコマンドなどのデータの授受及び外部への給電を目的とする外部端子を備えた電気機器2とインタフェース手段3を介して接続され、データの授受を行う第1の通信手段4と、インタフェース手段3を介して電気機器2より給電を受け、この電力を一時蓄積する蓄電手段5と、種々の制御機能を備える制御手段6と、アンテナ7を介して無線アクセスポイント8との間でデータ授受を行う第2の通信手段9と、リレーなどの電流開閉手段10を介して第2の通信手段9への給電を制御する電力制御手段11とから構成されている。
【0009】
また、ネットワークは、コントローラ12が設置されたイーサネット(登録商標)などの有線LAN(Local Area Networkの略)13と、BluetoothやIEEE 802.11b、802.11aなどの無線LANと、これらの間で信号を変換して中継する機能を持つ無線アクセスポイント8とから構成されている。
【0010】
また、通信アダプタ装置1や電気機器2などに関する属性情報やコマンドなどのデータは、フレーム単位でやり取りされる。
図2は、本発明の実施の形態1に係わる通信アダプタ装置1と電気機器2と無線アクセスポイント8との間におけるフレームのやり取りを示した通信シーケンスである。
【0011】
以下、図1、2を参照しながら通信シーケンスについて説明する。
まず、通信アダプタ装置1が起動し、立上る過程の動作について説明する。
起動に伴い、通信アダプタ装置1内の制御手段6は、通信サービスを開始する旨の要求フレームAを作成する。この要求フレームAは、第1の通信手段4とインタフェース手段3を介して電気機器2へ送信される。
要求フレームAを受信した電気機器2は、これを解釈し、通信サービスを開始することが可能である場合に、通信アダプタ装置1へ応答フレームBを返信する。
【0012】
この応答フレームBは、通信アダプタ装置1のインタフェース手段3と第1の通信手段4を介して制御手段6に達し、ここで解釈される。応答フレームBを受信し、通信サービスが開始可能であることを解釈した制御手段6は、直ちに機種やバージョンを問い合わせる要求フレームCを作成する。この要求フレームCは、要求フレームAと同じ様に、第1の通信手段4とインタフェース手段3を介して電気機器2へ送信される。
【0013】
要求フレームCを受信した電気機器2は、自身の機種番号やバージョン番号などの情報と共に、通信アダプタ装置1に対して給電可能な電力を示した情報(以下、「電力」情報と称す)を含んだ応答フレームDを作成して返信する。この応答フレームDを受信した通信アダプタ装置1は、電気機器2から給電可能な電力の情報を取得する。
【0014】
なお、このシーケンスを実行している時、通信アダプタ装置1では、制御手段6は電力制御手段11に対して第2の通信手段9へ給電しないように指示し、電流を入り切りするための電流開閉手段10を開状態に保つ。この状態で電気機器2は、通信アダプタ装置1に給電しているが、この電流は第2の通信手段9を除く回路部に給電されている。
【0015】
一方、応答フレームDを受信した制御手段6は、取得した「電力」情報に基いて、ネットワークと接続できる時間、即ち第2の通信手段9を稼動させることのできる稼動時間Tfと、蓄電手段5へ電力を蓄電するための蓄電時間Tsを決定する。
ここで第2の通信手段9が、応答フレームを受信できる時間は、稼動時間Tfと一致するが、要求フレームを送信する時は大きな電力を必要とするため、送信できる時間は稼動時間Tfの一部となるケースが多い。図2では、この送信時間をTf´で表している。
【0016】
稼動時間Tfと蓄電時間Tsが決定されると、通信アダプタ装置1では、制御手段6は、電力制御手段11を用いて電流開閉手段10を閉状態に制御する。これにより蓄電手段5は、第2の通信手段9に接続され、給電が開始される。そして、稼動時間Tfが経過した後、制御手段6は、電力制御手段11を用いて電流開閉手段10を開状態に制御し、第2の通信手段9への給電を停止する。
【0017】
ここで、稼動(受信)時間Tfと送信時間Tf´と蓄電時間Tsは、電気機器2から取得した「電力」情報と、蓄電手段5の「蓄電量」情報と、第2の通信手段9の「消費電力」情報と、その他回路の「消費電力」情報に基づいて決定される。
【0018】
また制御手段6は、稼動(受信)時間Tfと送信時間Tf´と蓄電時間Tsを決定すると、直ちにこれら情報(「稼動(受信)時間Tf」情報、「送信時間Tf´」情報、「蓄電時間Ts」情報)を含んだフレームEを作成する。このフレームEは、第2の通信手段9とアンテナ7を介してネットワークへ同報通信され、無線アクセスポイント8を経由して有線LAN13のネットワーク上の各端末に配信される(以下、このフレームEを同報フレームEと称す)。
【0019】
また制御手段6が、電力制御手段11を介して電流開閉手段10を制御し、蓄電手段5により第2の通信手段9が給電され、給電後、稼動するという一連の動作は、稼動時間Tfに蓄電時間Tsを足し合わせた時間(Ts+Tf)を周期単位として繰り返される。この周期単位はポーリング周期Tpに対応する。
【0020】
さらに制御手段6は、電気機器2と通信する周期を、前述のポーリング周期Tpと一致するように、第1の通信手段4を介して種々の要求フレームを送信する。例えば図2において要求フレームFとJ、及び応答フレームHとKは、それぞれポーリング周期Tpで送信されている。
【0021】
また、ネットワーク上の端末、例えば図1に示したコントローラ12は、同報フレームEを受信すると、これに含まれた「稼動(受信)時間Tf」情報と、「送信時間Tf´」情報と、「蓄電時間Ts」情報から通信アダプタ装置1が受信できる時間帯を算出し、この算出結果を踏まえ、無線アクセスポイント8を介し通信アダプタ装置1へ要求フレームGを送信する。この要求フレームGは、通信アダプタ装置1ではアンテナ7と第2の通信手段9を介し、制御手段6によって内容を解釈される。そして解釈結果をもとに、制御手段6は、対応する応答フレームIを作成し、第2の通信手段9とアンテナ7を介してネットワークへ返信する。
【0022】
ここで、例えば要求フレームGが、電気機器2の動作状態のモニターコマンドである場合は、制御手段6は予め第1の通信手段4を用いて電気機器2に送信していた要求フレームCの応答フレームDの中に含まれている最新の動作状態に係わる情報をネットワークへの応答フレームI中に盛り込んで、送信時間Tf´内に返信するように、第2の通信手段9へ指示する。
【0023】
また、通信アダプタ装置1が、電気機器2へ要求フレームJを発行した際の応答フレームKが、例えば機器異常など緊急性を要する情報である場合には、制御手段6はネットワーク上の端末から要求がなくても通報フレームLをネットワーク上に配信することもできる。そして通報フレームLの内容に緊急性がない場合には、制御手段6はネットワーク上に応答フレームの送信を行わないようにして、第2の通信手段5の送信電力を削減することができる。
【0024】
以上説明したように、本発明の実施の形態1に係る通信アダプタ装置では、蓄電手段5を設け、電気機器2による給電能力を踏まえ、稼動(受信)時間Tfと、送信時間Tf´と、蓄電時間Tsを決定し、周期的に、蓄電手段5の蓄電と、蓄電手段5から第2の通信手段9へ給電を行い、第2の通信手段9を動作させる電力を、蓄電手段5が蓄電した分で賄うようにした。これによりポーリング周期は、電気機器2と通信アダプタ装置1から構成されたノードの給電事情に合わせて設定されるようになる他、電気機器2による電力能力を蓄電手段5が賄う分だけ低く抑えた省エネ性の高い通信アダプタ装置1を得ることができる。
【0025】
さらにまた、稼動(受信)時間Tfと送信時間Tf´と蓄電時間Tsをネットワーク上に同報通信することで、ネットワーク上の各端末は、通信アダプタ装置1と通信できる時間帯を予測できるようになり、電気機器2と通信アダプタ装置1などから構成されたノードを用いたネットワークシステムを簡単に構築することができる。
【0026】
実施の形態2.
実施の形態1では、通信アダプタ装置1が、立上り時にインタフェース手段3を介して、電気機器2から給電能力を取得する場合について説明した。
本実施の形態では、通信アダプタ装置1に、例えばスイッチの様な電気的接点手段を設け、これにより電気機器2の給電能力を入力する場合について説明する。
【0027】
図3は、本発明の実施の形態2に係わる通信アダプタ装置のシステム構成図である。
図1と同一もしくは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図においてスイッチ手段14は、電気機器2の給電能力を、インタフェース手段3を介して入力するためのものであり、例えばディップスイッチやその他の電気的な接点手段で構成されている。
また、表示手段15は、スイッチ手段14によって入力された給電能力(「電力」情報)に基いて決定された稼動(受信)時間Tf、送信時間Tf´、蓄電時間Tsなどの情報を表示するためのものであり、例えば液晶表示から構成されている。
【0028】
図4は、本発明の実施の形態2に係わる通信アダプタ装置1と電気機器2と無線アクセスポイント8との間におけるフレームのやり取りを示した通信シーケンスである。
以下、図3、4を参照しながら、通信シーケンスについて説明する。
【0029】
まず通信アダプタ装置1を起動させる前にスイッチ手段14により接続される電気機器2の給電能力を設定しておく。
次に通信アダプタ装置1を動作させると、制御手段6はスイッチ手段14から電気機器2の給電能力(「電力」情報)を読み取り、これを取得する。取得した給電能力に基いて第2の通信手段9を有効にする稼動(受信)時間Tfと、送信時間Tf´と、蓄電時間Tsを決定する。
【0030】
詳しくは、稼動(受信)時間Tfと送信時間Tf´と蓄電時間Tsは、電気機器2の給電能力(「電力」情報)と、蓄電手段5の「蓄電量」情報と、第2の通信手段9の「消費電力」情報と、その他回路の「消費電力」情報などに基づいて決定される。そして稼動(受信)時間Tf、送信時間Tf´、蓄電時間Tsの決定と同時に、制御手段6は、表示手段15に、稼動(受信)時間Tf、送信時間Tf´、蓄電時間Tsに関する情報を表示させ、外部からこれらが確認できるようにする。
なお通信アダプタ装置1と電気機器2並びにネットワーク(無線アクセスポイント8)との通信シーケンスは、実施の様態1と同じであるので説明を省略する。
【0031】
上記構成において、例えば、イーサネット(登録商標)によるネットワークに接続され、離脱判定時間が短く設定されたDHCP(Dynamic HostConfiguration Protocolの略)サーバからIP(Internet Protocolの略)アドレスを取得する場合を考える。
この場合、クライアントに相当する通信アダプタ装置1の第2の通信手段9に対する電力が遮断されると、DHCPサーバがこれを離脱と判定してしまい、再度、第2の通信手段9が立ち上がった時に、異なるアドレスが付与され、システムが再構成されてしまうという課題があった。
【0032】
本実施の形態では、稼動(受信)時間Tf、送信時間Tf´、蓄電時間Tsを表示するようにしているので、DHCPサーバは、これらから適切な判定時間を設定することができ、係る課題を回避することができる。
【0033】
以上説明したように、本発明の実施の形態2に係る通信アダプタ装置では、電気機器2の給電能力をスイッチ手段14によって設定するように構成したため、視認しながら確実な設定ができる。
【0034】
また、稼動(受信)時間Tf、送信時間Tf´、蓄電時間Tsを通信アダプタ装置1に表示するように構成したので、ネットワーク上のアドレス自動付与装置(DHCPサーバ)に、適切なアドレス解放の時間を設定することが可能となり、消費電力削減のために端末の通信機能が一時停止しても、直ちにシステムが再構成されるという不具合の起きない通信アダプタ装置1を得ることができる。
【0035】
【発明の効果】
以上のように、本発明の通信アダプタ装置によれば、蓄電手段5を設け、電気機器2による給電能力を踏まえ、通信アダプタ装置のポーリング周期を決定するようにしたので、電気機器と通信アダプタ装置から構成されるノードの事情に応じ、広く適用が可能な、省エネ性の高い通信アダプタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1に係る通信アダプタ装置のシステム構成図である。
【図2】 本発明の実施の形態1に係る通信アダプタ装置の通信シーケンス図である。
【図3】 本発明の実施の形態2に係る通信アダプタ装置のシステム構成図である。
【図4】 本発明の実施の形態2に係る通信アダプタ装置の通信シーケンス図である。
【符号の説明】
1 通信アダプタ装置
2 電気機器
3 インタフェース手段
4 第1の通信手段
5 蓄電手段
6 制御手段
7 アンテナ
8 無線アクセスポイント
9 第2の通信手段
10 電流開閉手段
11 電力制御手段
12 コントローラ
13 有線LAN
14 スイッチ手段
15 表示手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a communication adapter device for connecting electrical devices to a network.
[0002]
[Prior art]
A conventional wireless housing equipment system is periodically activated by a plurality of sensor means or remote control means installed in and around the house and driven by a battery, and a plurality of sensor means or remote control means. Connected to each other via a wireless line, and based on information from a plurality of sensor means or remote control means, the home equipment that monitors, reports, or controls the living environment of the house and the use of energy, and radio waves periodically And periodic transmission means for launching. The plurality of sensor means, remote control means, or house equipment each includes a receiving means, a clock means that puts the receiving means into an operating state at a time timing synchronized with an integer of a radio wave emission period of the periodic transmission means, The time difference between the clock means and the periodic transmission means is calculated based on the information from the radio wave periodically emitted from the periodic transmission means received by the reception means, and the clock means is corrected so as to be synchronized with the periodic transmission means. It is configured to include a clock correction unit and a transmission unit that performs transmission at a time timing that is controlled by the clock unit and synchronized with an integral part of the radio wave emission period of the periodic transmission unit when transmission is necessary ( (See Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-08-130785 (pages 2-6, FIGS. 1-5)
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The conventional wireless housing equipment system is configured as described above. In order to match the transmission and reception timings of sensor means, remote control means, housing equipment, etc. (hereinafter referred to as “nodes”), It was necessary to install periodic transmission means and transmit radio waves periodically. When the node needs to be transmitted, the transmission must be performed at a time timing synchronized with an integer of the radio wave emission period of the periodic transmission means.
[0005]
For this reason, there has been a problem that a node that is difficult to select a transmission timing that is an integer fraction of a radio wave emission period cannot be used due to limitations in power usage and power supply capability.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-described problem, and eliminates the need for periodic transmission means, and can set the transmission interval and the like in detail according to the power situation of each node. The object is to provide a wide communication adapter device (node).
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The communication adapter device according to the present invention includes a first communication unit that transmits and receives data via an interface unit and an electric device each having a connection terminal for transmitting and receiving data such as attribute information and commands and external power feeding; A second communication means for exchanging data with the network by a wireless medium; a power storage means for storing power for operation of the second communication means that is stored by power feeding from an electrical device; and from the power storage means to the second communication means A power control means for controlling power supply; and a control means for controlling the first and second communication means and the power control means. The control means is based on information on the power supply capability from the electrical equipment. The power supply to the second communication means is controlled by the power means.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a system configuration diagram of a communication adapter device according to
In the figure, a
[0009]
The network includes a wired LAN (abbreviation of Local Area Network) 13 such as Ethernet (registered trademark) in which the controller 12 is installed, a wireless LAN such as Bluetooth, IEEE 802.11b, and 802.11a, and the like. The
[0010]
Further, attribute information and data such as commands related to the
FIG. 2 is a communication sequence showing the exchange of frames among the
[0011]
Hereinafter, the communication sequence will be described with reference to FIGS.
First, the operation in the process of starting up and starting up the
Along with the activation, the control means 6 in the
The
[0012]
This response frame B reaches the control means 6 via the interface means 3 and the first communication means 4 of the
[0013]
The
[0014]
When executing this sequence, in the
[0015]
On the other hand, the control means 6 that has received the response frame D, based on the acquired “power” information, the time that can be connected to the network, that is, the operation time Tf that allows the second communication means 9 to operate, and the power storage means 5. The storage time Ts for storing the electric power is determined.
Here, the time during which the second communication means 9 can receive the response frame matches the operating time Tf. However, since a large amount of power is required when transmitting the request frame, the time that can be transmitted is equal to the operating time Tf. There are many cases that become part. In FIG. 2, this transmission time is represented by Tf ′.
[0016]
When the operation time Tf and the storage time Ts are determined, in the
[0017]
Here, the operation (reception) time Tf, the transmission time Tf ′, and the storage time Ts are “power” information acquired from the
[0018]
Further, when the control means 6 determines the operation (reception) time Tf, the transmission time Tf ′, and the storage time Ts, these information (“operation (reception) time Tf” information, “transmission time Tf ′” information, “storage time”) immediately. A frame E including “Ts” information) is created. This frame E is broadcast to the network via the second communication means 9 and the antenna 7, and is distributed to each terminal on the wired
[0019]
Further, the control means 6 controls the current switching means 10 via the power control means 11, the second communication means 9 is fed by the power storage means 5, and a series of operations of operating after feeding is performed at the operating time Tf. The time (Ts + Tf) obtained by adding the storage time Ts is repeated as a cycle unit. This cycle unit corresponds to the polling cycle Tp.
[0020]
Furthermore, the control means 6 transmits various request frames via the first communication means 4 so that the period of communication with the
[0021]
When the terminal on the network, for example, the controller 12 shown in FIG. 1 receives the broadcast frame E, the “operation (reception) time Tf” information, the “transmission time Tf ′” information included therein, A time zone in which the
[0022]
Here, for example, when the request frame G is a monitor command of the operating state of the
[0023]
Further, when the response frame K when the
[0024]
As described above, in the communication adapter device according to the first embodiment of the present invention, the power storage means 5 is provided, and the operation (reception) time Tf, the transmission time Tf ′, the power storage, based on the power supply capability of the
[0025]
Furthermore, by broadcasting the operation (reception) time Tf, the transmission time Tf ′, and the storage time Ts on the network, each terminal on the network can predict a time zone in which the
[0026]
In the first embodiment, the case where the
In the present embodiment, a case will be described in which the
[0027]
FIG. 3 is a system configuration diagram of the communication adapter apparatus according to the second embodiment of the present invention.
The same or corresponding parts as in FIG.
In the figure, the switch means 14 is for inputting the power supply capability of the
In addition, the
[0028]
FIG. 4 is a communication sequence showing exchange of frames among the
Hereinafter, the communication sequence will be described with reference to FIGS.
[0029]
First, before the
Next, when the
[0030]
Specifically, the operation (reception) time Tf, the transmission time Tf ′, and the power storage time Ts are the power supply capability (“power” information) of the
Note that the communication sequence between the
[0031]
In the above configuration, for example, consider a case where an IP (abbreviation of Internet Protocol) address is acquired from a DHCP (abbreviation of Dynamic Host Configuration Protocol) server connected to a network by Ethernet (registered trademark) and set to have a short leaving determination time.
In this case, when the power to the second communication means 9 of the
[0032]
In this embodiment, since the operation (reception) time Tf, the transmission time Tf ′, and the power storage time Ts are displayed, the DHCP server can set an appropriate determination time from these, and the related problem It can be avoided.
[0033]
As described above, in the communication adapter device according to the second embodiment of the present invention, the power supply capability of the
[0034]
In addition, since the operation (reception) time Tf, the transmission time Tf ′, and the power storage time Ts are configured to be displayed on the
[0035]
【The invention's effect】
As described above, according to the communication adapter device of the present invention, the power storage means 5 is provided, and the polling cycle of the communication adapter device is determined based on the power supply capability of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of a communication adapter device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a communication sequence diagram of the communication adapter device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a system configuration diagram of a communication adapter device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a communication sequence diagram of the communication adapter device according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
14 Switch means 15 Display means
Claims (5)
無線媒体によりネットワークとデータの授受を行う第2の通信手段と、
前記電気機器から給電により蓄電され前記第2の通信手段の稼動用電力を蓄える蓄電手段と、
この蓄電手段から第2の通信手段への電力供給を制御する電力制御手段と、
前記第1、第2の各通信手段及び前記電力制御手段を制御する制御手段とを備え、
この制御手段は、前記電気機器からの給電能力に係る情報をもとに前記電力手段による第2の通信手段への電力供給を制御したことを特徴とする通信アダプタ装置。First communication means for sending and receiving data via interface means and an electrical device each having a connection terminal for sending and receiving data such as attribute information and commands and external power feeding;
A second communication means for exchanging data with the network via a wireless medium;
Power storage means for storing electric power for operation of the second communication means that is stored by feeding from the electrical device;
Power control means for controlling power supply from the power storage means to the second communication means;
Control means for controlling each of the first and second communication means and the power control means,
The control means controls the power supply to the second communication means by the power means based on information relating to the power supply capability from the electrical equipment.
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