JP4209809B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、被制御機器を無線リモコンにより遠隔操作するシステムに関し、特に、被制御機器から無線リモコンに対してモニタデータを送信する場合における無線リモコンの省電力化に関する。

被制御機器を無線リモコンにより遠隔操作するシステムの例として、無線リモコンにより給湯器本体を遠隔操作するようにした給湯システムがあり、無線リモコンの受信部への電源供給を間欠的に行うことで、無線リモコンの省電力化を図ったものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる給湯システムにおいては、無線リモコンのスイッチが操作されたときに、受信部への電源供給をＯＦＦしてから次にＯＮするまでの間隔を第１の電源ＯＦＦ時間とし、その後、無線リモコンのスイッチ操作が所定時間以上なされなかったときには、受信部への電源供給をＯＦＦしてから次にＯＮするまでの間隔を該第１の電源ＯＦＦ時間よりも長い第２の電源ＯＦＦ時間としている。そして、これにより、スイッチ操作がなされたときに、該操作に応じて変化した給湯器の作動状態を示すモニタデータを直ちに受信可能とすると共に、スイッチ操作がなされていないときには、電源供給をＯＦＦする時間を長くして一層の省電力化を図っている。
特開平４−１９２９９６号公報

上述した従来の給湯システムにおいて、無線リモコンは、受信部への電源供給をＯＦＦする時間を第１の電源ＯＦＦ時間と第２の電源ＯＦＦ時間との間で切り換える。そして、給湯器本体は、無線リモコンから送信されるパケットデータを受信したときに、第１の電源ＯＦＦ時間と第２の電源ＯＦＦ時間が切換えられたことを把握する。

ここで、給湯器本体は、無線リモコンの受信部への電源供給がＯＦＦされる時間の長さ（第１の電源ＯＦＦ時間又は第２の電源ＯＦＦ時間）を把握することができるが、電源供給がＯＦＦされる時点は把握していない。そのため、給湯器本体が任意のタイミングでモニタデータを送信したときに、無線リモコン側で該モニタデータを受信可能とするために、給湯器本体は、電源供給がＯＦＦされる時間を越えるプリアンブルを付けたモニタデータを送信している。

この場合、給湯器本体は、無線リモコンにおける前記第１の電源ＯＦＦ時間又は前記第２の電源ＯＦＦ時間を超えるようにプリアンブルの長さを設定するため、予め無線リモコンにおける前記第１の電源ＯＦＦ時間と前記第２の電源ＯＦＦ時間のデータをメモリに記憶しておく必要がある。そのため、無線リモコンにおける前記第１の電源ＯＦＦ時間と前記第２の電源ＯＦＦ時間の設定を変更するときは、給湯器本体においても、メモリに記憶された前記第１の電源ＯＦＦ時間と前記第２の電源ＯＦＦ時間のデータを変更する処理が必要となる。

したがって、給湯器本体の使用態様や設計仕様、或いは無線リモコンの使用状況等に応じて、無線リモコンの受信回路への電源供給をＯＦＦする時間を容易且つ柔軟に変更し、これにより無線リモコンの一層の省電力化を図ることが難しい。

本発明はかかる背景を鑑みてなされたものであり、無線リモコンにおける無線データの受信が可能な期間を間欠的に設定することによって無線リモコンの省電力化を図る際に、無線データの受信を不能として無線リモコンの消費電力を低減する期間の長さを容易かつ柔軟に変更することができる無線リモコンシステムを提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、第１の無線通信手段を有する被制御機器と、第２の無線通信手段と操作手段と表示手段とを有し、該被制御機器との間で無線によるデータ通信を行って該被制御機器を遠隔操作する無線リモコンとを備え、前記被制御機器は、所定のタイミングで該被制御機器の作動状態を示すモニタデータを前記無線リモコンに送信すると共に、前記無線リモコンから該被制御機器の作動を指示する作動指示データを受信したときに該作動指示データに応じて作動し、前記無線リモコンは、前記モニタデータを受信したときに該モニタデータに応じた前記被制御機器の作動状況を前記表示手段に表示すると共に、前記操作手段が操作されたときに該操作に応じた前記作動指示データを前記被制御機器に送信する無線リモコンシステムの改良に関する。

そして、前記モニタデータには、前記被制御機器による次回の前記モニタデータの送信開始時点を示す送信開始時点情報が含まれ、前記無線リモコンは、前記モニタデータを受信したときに、該モニタデータから取得した次回の前記モニタデータの送信開始時点の直前に設定されたモニタデータ受信開始時点まで、前記操作手段が操作されない限り、前記第２の無線通信手段を、データの受信が可能なデータ受信可能状態よりも消費電力が少なくデータの受信が不能な待機状態とし、該モニタデータ受信開始時点となったときには、該待機状態から該データ受信可能状態に切り換える状態切換手段を備えて、前記状態切換手段は、前記待機状態において前記操作手段が操作されたときに、前記第２の無線通信手段をデータの送信が可能なデータ送信可能状態に切換え、前記作動指示データの送信が終了した時に前記第２の無線通信手段を前記データ受信可能状態に切り換えて、前記被制御機器は、前記作動指示データを受信したときに、前回送信したモニタデータにおける送信時情報による次回のモニタデータの送信時点によらずに、前記作動指示データに対する所定処理を終了した時点で新たなモニタデータを送信することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記被制御機器から送信される前記モニタデータには、前記被制御機器が次に前記モニタデータの送信を開始する時点を示した送信開始時点情報が含まれる。そのため、前記無線リモコンは、前記モニタデータを受信したときに、該モニタデータから次回のモニタデータの送信開始時点を認識することができる。この場合、前記無線リモコンは、次回のモニタデータの送信開始時点において前記被制御機器から送信されるモニタデータが受信可能な状態となっていればよい。そのため、前記状態切換手段により、次回のモニタデータの送信開始時点の直前に設定された前記モニタデータ受信開始時点までは、前記無線リモコンを前記受信可能状態から前記待機状態とすることによって、前記無線リモコンの消費電力を抑制することができる。

そして、前記無線リモコンは、前記モニタデータを受信したときに、次に前記被制御機器からモニタデータが送信される時点を把握することができるため、予めモニタデータの送信間隔を認識しておく必要がなく、前記被制御機器は任意の時点でモニタデータを送信することができる。そのため、前記被制御機器の使用態様等に応じて、前記無線リモコンを前記待機状態とする期間を容易且つ柔軟に変更して、前記無線リモコンの省電力化を図ることができる。

さらに、本発明によれば、前記状態切換手段は、前記データ送信可能状態で前記無線リモコンによる前記作動指示データの送信が終了したときに、前記無線リモコンを前記データ受信可能状態に切換える。そのため、前記被制御機器が前記作動指示データに対する所定処理を終了した時点で新たなモニタデータを送信したときに、前記無線リモコンは、該モニタデータを受信して前記被制御機器の作動状態を前記表示手段に速やかに表示することができる。これにより、前記無線リモコンにおいて、前記操作手段が操作されてから該操作に応じた前記被制御機器の状態の変化が前記表示手段に表示されるまでの応答時間が短くなり、使用者の使い勝手を向上させることができる。

本発明の実施の形態について、図１〜図５を参照して説明する。図１は本発明の無線通信システムである給湯システムの全体構成図、図２は図１に示した親機と子機の外観図、図３は図１に示した親機と子機の構成図、図４はペアリング処理実行時の親機と子機間のデータの送受信状況を示した説明図、図５は親機からモニタデータを送信するときの親機と子機間のデータ通信のタイミングチャート、図６は子機のスイッチが操作されたときの親機と子機間のデータ通信のタイミングチャートである。

図１を参照して、給湯器本体１はマイクロコンピュータやメモリ等により構成された電子ユニット２により制御され、電子ユニット２は親機３と通信ケーブル６により通信可能に接続されている。なお、給湯器本体１と親機３とにより本発明の被制御機器が構成される。また、親機３は、給湯器本体１を遠隔操作する無線リモコンである子機５（５ａ〜５ｄ）と、無線によるデータ通信を行う。なお、親機３と子機５には、予め固有のＩＤコードが割り当てられている。

次に、図２（ａ）を参照して、子機５には、給湯設定温度や給湯器本体の運転状態等を表示するための液晶パネル１０（本発明の表示手段に相当する）、給湯器本体１を給湯運転が可能な「給湯運転状態」と給湯運転が不能な「給湯待機状態」とに切り換える運転スイッチ１５（本発明の操作手段に相当する）、給湯温度を設定するＵＰスイッチ１１（本発明の操作手段に相当する）とＤＯＷＮスイッチ１２（本発明の操作手段に相当する）、及び給湯温度の設定を他の子機に優先して行う優先状態とする優先スイッチ１３（本発明の操作手段に相当する）が備えられている。

また、図２ｂを参照して、親機３には、カバー４、子機５との間で相互にＩＤコードの通知と登録を行う「ペアリング処理」（詳細は後述する）の実行を指示する登録スイッチ２２、及び設定可能な給湯温度の上限値を予め設定された２種類の温度（例えば６０℃と７０℃）で切り換える上限温度スイッチ２１が備えられている。

さらに、親機３は最大で４台の子機５（５ａ〜５ｄ）との間でデータ通信を行うことが可能であり、４台の子機５に対して、「ペアリング処理」によるＩＤコードの登録と登録の解除を個別に行うために、４台分の登録ＬＥＤ２３（２３ａ〜２３ｄ）と、登録クリアスイッチ２４（２４ａ〜２４ｄ）が備えられ、また、給湯器本体１の運転状態（運転中、、停止中、エラー発生等）を確認するための運転ＬＥＤ２０が備えられている。

次に、図３（ａ）を参照して、親機３には、給湯器本体１（図１参照）との間で有線によるデータ通信を行う有線通信回路３０、子機５との間で無線によるデータ通信を行う無線通信回路３１（本発明の第１の無線通信手段に相当する）、給湯器本体１から受信したデータを解析する対給湯器データ解析部３２、有線／無線のデータ形式の変換を行うデータ変換部３３、受信したデータに含まれるＩＤコードを確認して通信相手である子機５を特定するＩＤ確認部３４、子機５から受信したデータを解析する対リモコンデータ解析部３５、親機３のＩＤコードと子機５のＩＤコード等を記憶するメモリ３６、図２（ｂ）に示した各種スイッチとスイッチインターフェース回路とからなるスイッチ部３７、図２（ｂ）に示した各種ＬＥＤと表示インターフェース回路とからなる表示部３８、子機５との間で「ペアリング処理」を実行するペアリング手段３９、及びデータの送受信タイミング等を決定するための計時手段４０が備えられている。

また、図３（ｂ）を参照して、子機５には、親機３との間で無線によるデータ通信を行う無線通信回路５０（本発明の第２の無線通信手段に相当する）、有線／無線のデータ形式を変換するデータ変換部５１、受信したデータに含まれるＩＤコードを確認して通信相手である親機３を特定するＩＤ確認部５２、親機３から受信したデータを解析するデータ解析部５３、図２（ａ）に示した各種スイッチとスイッチインターフェース回路とからなるスイッチ部５４、図２（ａ）に示したＬＣＤパネル１０と表示インターフェース回路とからなる表示部５５、子機５のＩＤコードと親機３のＩＤコード等を記憶するメモリ５６、親機３との間で「ペアリング処理」を実行するペアリング手段５７、及びデータの送受信タイミング等を決定するための計時手段５８が備えられている。

さらに、子機５には、無線通信回路５０を、無線データの送信が可能な「データ送信可能状態」と無線データの受信が可能な「データ受信可能状態」と無線データの送受信が共に不能な「待機状態」とに切換える状態切換手段５９が備えられている。ここで、無線通信回路５０における消費電力は、「データ送信可能状態」、「データ受信可能状態」、「待機状態」の順で小さくなる。

次に、図４を参照して、親機３と子機５との間で「ペアリング処理」を実行して、親機３に子機５のＩＤコードを登録すると共に、子機５に親機３のＩＤコードを登録する手順について説明する。

給湯システムの設置作業者が親機３の登録スイッチ２２（図２（ｂ）参照）を操作すると、親機３のペアリング手段３９は「ペアリング処理」を開始する。そして、ペアリング手段３９は、登録ＬＥＤ２３ａ〜２３ｄのうち、ＩＤが登録されていない子機５に対応したＬＥＤ２３を点滅させ、子機５から送信される「ペアリング申請データ」ｄ1の受信待ちとなる。

一方、作業者が子機５の運転スイッチ１５を操作すると、子機５のペアリング手段５７（図３（ｂ）参照）は既にメモリ５６に親機３のＩＤコードが登録されているか否かを確認し、親機３のＩＤコードが登録されていなかったときには、「ペアリング処理」を開始する。

そして、先ず、子機５から親機３に、子機５のＩＤコード（図中子機ＩＤ）とペアリングの申請を通知するＡ情報（図中Ａ）とを含む「ペアリング申請データ」ｄ1が送信される（第１の工程）。なお、親機３と子機５間で送受信される各データの先頭には同期用データ（図中ｓｙｎｃ）が付加され、末尾にはエラー訂正用のＣＲＣ符号（図中ＣＲＣ）が付加される。

次に、「ペアリング申請データ」ｄ1を受信した親機３から子機５に対して、親機３のＩＤコード（図中親機ＩＤ）と子機ＩＤとペアリングの受付を通知するＢ情報（図中Ｂ）とを含む「ペアリング受付データ」ｄ2が送信される（第２の工程）。

次に、「ペアリング受付データ」ｄ2を受信した子機５から親機３に対して、子機ＩＤと親機ＩＤと親機３を通信相手として選択したことを通知するＣ情報（図中Ｃ）とを含む「第１のペアリング選択データ」ｄ3が送信される（第３の工程）。

次に、「第１のペアリング選択データ」ｄ3を受信した親機３から子機５に対して、親機ＩＤと子機ＩＤと子機５を通信相手として選択したことを通知するＤ情報（図中Ｄ）とを含む「第２のペアリング選択データ」ｄ4が送信される（第４の工程）。

ここで、子機５が「第２のペアリング選択データ」ｄ4を受信した段階で、子機５と親機３は、互いに通信相手として選択されたことを認識する。そこで、子機５は親機３のＩＤコードを登録し、親機３に対して、親機３のＩＤコード（親機ＩＤ）の登録が完了したことを通知する「ペアリング完了データ」ｄ5を送信する（第５の工程）。

そして、「ペアリング完了データ」ｄ5の受信により、子機５側での親機３のＩＤコードの登録完了を認識した親機３が、子機５のＩＤコード（子機ＩＤ）を登録する（第６の工程）。

このように、第１の工程〜第６の工程により、子機５における親機３のＩＤコードの登録が完了すると共に、親機３における子機５のＩＤコードの登録が完了する。そして、これにより、以後は、親機３が自己のＩＤコードである親機ＩＤを含むデータを送信することで、子機５は該親機ＩＤを認識して通信相手である親機３を特定することができる。また、子機５が自己のＩＤコードである子機ＩＤを含むデータを送信することで、親機３は該子機ＩＤを認識して通信相手である子機５を特定することができる。なお、複数個の子機５を使用するときは、以上説明した「ペアリング処理」を各子機５と親機３との間で実行すればよい。

そして、親機３は、給湯器本体１の作動状態を示すモニタデータを、定期的に子機５に送信する。図５においては、親機３が「データ送信可能状態」にあるときは親機Ｔx信号がＯＮ且つ親機Ｒx信号がＯＦＦとなり、親機３がデータの「データ受信可能状態」にあるときには親機Ｒx信号がＯＮ且つ親機Ｔx信号がＯＦＦとなる。同様に、子機５が「データ送信可能状態」にあるときは子機Ｔx信号がＯＮ且つ子機Ｒx信号がＯＦＦとなり、子機５が「データ受信可能状態」にあるときには子機Ｒx信号がＯＮ且つ子機Ｔx信号がＯＦＦとなる。

また、子機５においては、「データ送信可能状態」でも「データ受信可能状態」でもないとき（子機Ｔx信号と子機Ｒx信号が共にＯＦＦであるとき）は、状態切換手段５９により、無線通信回路５０等への電源供給が遮断される。そして、これにより、子機５は無線データの送受信が不能であって、「データ送信可能状態」及び「データ受信可能状態」よりも消費電力が少ない「待機状態」となる。

ここで、親機３は、給湯器本体１の作動状況に関する情報の他に、次にモニタデータ（図中Ｇ）を送信する時点を示す送信時点情報を含めてモニタデータを作成し、該モニタデータを子機５に送信する。そのため、子機５は最初にモニタデータＧ₁を受信した時（ｔ₁₁〜ｔ₁₂）以降は、次にモニタデータＧ（Ｇ₂，Ｇ₃，…）が送信される時点（ｔ₁₄，ｔ₁₇，…）を、モニタデータＧに含まれる送信時点情報から取得することができる。

そのため、子機５の状態切換手段５９は、モニタデータＧの受信が完了した時（ｔ₁₂，ｔ₁₅，ｔ₁₈，…）から、次にモニタデータが送信される時点（ｔ₁₄，ｔ₁₇，本発明のモニタデータ送信開始時点に相当する）の直前に設定されたモニタデータ受信開始時点（ｔ₁₃，ｔ₁₆）までの間（Ｔ_off1，Ｔ_off2，Ｔ_off3）、無線通信回路５０を「待機状態」とし、これにより、子機５の消費電力を低減する。

そして、状態切換手段５９は、モニタデータ受信開始時点（ｔ₁₃，ｔ₁₆）で、無線通信回路５０への電源供給を再開して、無線通信回路５０を「待機状態」から「データ受信可能状態」に切り換え、子機５は親機３から送信されるモニタデータＧ（Ｇ₂，Ｇ₃）を受信する。

なお、モニタデータＧに含まれる送信開始時点情報は、モニタデータＧの送信完了時から次のモニタデータＧの送信開始時までの間隔（図中Ｔ_next1，Ｔ_next2，Ｔ_next3）を示すものであっても、次のモニタデータＧの送信開始時刻を示すものであってもよい。そして、状態切換手段５９は、計時手段５８によりモニタデータ受信開始時点を計時して、「待機状態」から「データ受信可能状態」への切換えを行う。

このように、子機５における「待機状態」の長さは、親機３から送信されるモニタデータＧに含まれる送信時点情報の変更により、任意且つ容易に変更することができる。そのため、子機５側で、親機３からのモニタデータＧの送信タイミングに同期して「データ受信可能状態」に切換えるためのデータを予めメモリ５６に記憶しておく必要がない。

また、図６を参照して、子機５のスイッチが操作されて、スイッチがＯＦＦからＯＮに切換わったとき（図中ｔ₂₃）に、子機５はＯＮに切換わったスイッチの種類に応じて、給湯器本体１に対する作動指示情報を示す作動指示データＦ₁を生成する。そして、状態切換手段５９により、無線通信回路５０を「待機状態」から「データ送信可能状態」に切換えて作動指示データＦ₁を親機３に送信する。そして、作動指示データＦ₁の送信が終了したｔ₂₄で、子機５は「データ送信可能状態」から「データ受信可能状態」に切換わる。

一方、親機３は、子機５から送信された作動指示データＦ₁を受信したときに、対リモコンデータ解析部３５（図３（ａ）参照）によって作動指示データＦ₁による作動指示内容を認識し、該作動指示内容に応じたデータを有線通信回路３０（図３（ａ）参照）を介して給湯器本体１に送信する。これにより、給湯器本体１は作動指示データＦ₁に応じた所定処理を行う。

そして、給湯器本体の該所定処理が終了したことを認識した親機３は、給湯器本体１の作動状態を示す新たなモニタデータＧ₅を生成し、該モニタデータＧ₅を子機５に対して送信する（図中ｔ₂₅〜ｔ₂₆）。このとき、子機５は「データ受信可能状態」にあるので、モニタデータＧ₅を受信することができ、モニタデータＧ₅から取得した給湯器本体１の作動状態を直ちに表示部５５に表示する。

この場合には、モニタデータＧ₄に含まれる送信開始時点情報による次回のモニタデータＧの送信開始時点（ｔ₂₂からＴ_next4が経過した時点）によらずに、親機３からモニタデータＧ₅が送信される。そして、子機５のスイッチ操作がなければ、次回のモニタデータＧ₆の送信開始時点は、モニタデータＧ₅に含まれる送信開始時点情報により示されるｔ₂₆からＴ_next5が経過した時点となる。

なお、親機３からモニタデータＧが送信されている間（子機５がモニタデータＧを受信している間）に、子機５のスイッチが操作されたときには、子機５はモニタデータＧの送信が終了するのを待って、作動指示データＦ₁を送信する。

なお、本実施の形態では、本発明の無線リモコンシステムとして、無線リモコン５により親機３を介して給湯器本体を遠隔操作する給湯システムを示したが、被制御機器を無線リモコンにより遠隔操作するシステムであれば、広く本発明の適用が可能である。

給湯システム（本発明の無線リモコンシステム）の全体構成図。 図１に示した親機と子機の外観図。 図１に示した親機と子機の構成図。 ペアリング処理実行時の親機と子機間のデータの送信状況を示した説明図。 親機からモニタデータを送信するときの親機と子機間のデータ通信のタイミングチャート。 子機のスイッチが操作されたときの親機と子機間のデータ通信のタイミングチャート。

符号の説明

１…給湯器本体、２…電子ユニット、３…親機、５…子機、２２…登録スイッチ、２３…登録ＬＥＤ、２４…登録クリアＬＥＤ、３４…（親機の）ＩＤ確認部、３９…（親機の）ペアリング手段、４０…（親機の）計時手段、５２…（子機の）ＩＤ確認部、５７…（子機の）ペアリング手段、５８…（子機の）計時手段、５９…状態切換手段

Claims (1)

1. 第１の無線通信手段を有する被制御機器と、第２の無線通信手段と操作手段と表示手段とを有し、該被制御機器との間で無線によるデータ通信を行って該被制御機器を遠隔操作する無線リモコンとを備え、
   前記被制御機器は、所定のタイミングで該被制御機器の作動状態を示すモニタデータを前記無線リモコンに送信すると共に、前記無線リモコンから該被制御機器の作動を指示する作動指示データを受信したときに該作動指示データに応じて作動し、
   前記無線リモコンは、前記モニタデータを受信したときに該モニタデータに応じた前記被制御機器の作動状況を前記表示手段に表示すると共に、前記操作手段が操作されたときに該操作に応じた前記作動指示データを前記被制御機器に送信する無線リモコンシステムにおいて、
   前記モニタデータには、前記被制御機器による次回の前記モニタデータの送信開始時点を示す送信開始時点情報が含まれ、
   前記無線リモコンは、前記モニタデータを受信したときに、該モニタデータから取得した次回の前記モニタデータの送信開始時点の直前に設定されたモニタデータ受信開始時点まで、前記操作手段が操作されない限り、前記第２の無線通信手段を、データの受信が可能なデータ受信可能状態よりも消費電力が少なくデータの受信が不能な待機状態とし、該モニタデータ受信開始時点となったときには、該待機状態から該データ受信可能状態に切り換える状態切換手段を備えて、
   前記状態切換手段は、前記待機状態において前記操作手段が操作されたときに、前記第２の無線通信手段をデータの送信が可能なデータ送信可能状態に切換え、前記作動指示データの送信が終了した時に前記第２の無線通信手段を前記データ受信可能状態に切り換えて、
   前記被制御機器は、前記作動指示データを受信したときに、前回送信したモニタデータにおける送信時情報による次回のモニタデータの送信時点によらずに、前記作動指示データに対する所定処理を終了した時点で新たなモニタデータを送信することを特徴とする無線リモコンシステム。

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