JP4320598B2 - Communication adapter - Google Patents
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Description
本発明は、蓄電池を内蔵した、電気機器やセンサなどをネットワークに接続するための通信アダプタに関するものである。 The present invention relates to a communication adapter that has a built-in storage battery and connects an electrical device or a sensor to a network.
従来のバッテリーなどの蓄電池を内蔵した通信端末装置は、蓄電池を蓄電している最中にデータを送信する必要が生じた場合、蓄電動作を中断して送信していた。そしてデータ送信終了後に、蓄電動作を再開していた(例えば特許文献1参照)。 When a communication terminal device incorporating a storage battery such as a conventional battery needs to transmit data while accumulating the storage battery, the communication operation is interrupted and transmitted. Then, after the data transmission was completed, the power storage operation was resumed (see, for example, Patent Document 1).
従来の蓄電池を内蔵した通信端末装置(通信アダプタ)は、以上のように構成されており、蓄電中にデータを多量に送信したり、長時間に亘ってデータを送信したりすると、内蔵している蓄電池を消費し切ってしまう可能性があった。
これを回避するために、補助電流供給部を配設することが提案されているが、新たに補助電流供給部が必要となる他、この補助電流供給部を消費し切ってしまうと、通信不能な状態に陥るという課題が発生していた。
A conventional communication terminal device (communication adapter) with a built-in storage battery is configured as described above. When a large amount of data is transmitted during power storage or when data is transmitted over a long period of time, it is built-in. There was a possibility that the storage battery that was being used was exhausted.
In order to avoid this, it has been proposed to provide an auxiliary current supply unit, but a new auxiliary current supply unit is required, and if this auxiliary current supply unit is used up, communication becomes impossible. The problem of falling into a new state occurred.
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、蓄電池を内蔵した通信アダプタにおいて、蓄電中にデータを多量に送信したり、長時間に亘ってデータを送信したりする場合が生じても、蓄電池を消費し切ってしまうことのない通信アダプタを提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the problem, and in a communication adapter with a built-in storage battery, a large amount of data may be transmitted during power storage or data may be transmitted for a long time. It aims at providing the communication adapter which does not use up a storage battery.
本発明に係る通信アダプタは、データの交換及び給電を行うための接続端子を外部に配設した電気機器と接続可能でこの電気機器をネットワークに繋げる通信アダプタであって、接続端子を介してデータの交換を行う制御手段と、ネットワーク上の他の機器とデータの交換を行う通信媒体手段と、接続端子からの給電により通信媒体手段の稼動用電力を蓄える蓄電手段とを備え、制御手段は、蓄電手段の蓄電量が所定レベルに達するまでの間、ネットワーク上の他の機器との間のデータ交換を休止し、蓄電量が所定レベルに達すると、通信媒体手段は、蓄電量をゼロにしない範囲で、通信状態と待機状態を交互に繰り返し、ネットワーク上の他の機器と通信するための条件を取得し、この条件の取得に基づいて、蓄電手段に蓄電される蓄電量が通信媒体手段によって消費される放電量を上回るように、通信媒体手段における通信状態および待機状態の時間関係を設定し、この設定された時間関係のもと、通信媒体手段が通信状態と待機状態を交互に繰り返すように構成したものである。 The communication adapter according to the present invention is a communication adapter that can be connected to an external electrical device having a connection terminal for exchanging data and supplying power, and connects the electrical device to a network. Control means for exchanging, communication medium means for exchanging data with other devices on the network, and storage means for storing operating power of the communication medium means by power feeding from the connection terminal, the control means, Until the amount of electricity stored in the electricity storage means reaches a predetermined level, data exchange with other devices on the network is suspended, and when the amount of electricity stored reaches the predetermined level, the communication medium means does not reduce the amount of electricity stored to zero. In the range, the communication state and the standby state are alternately repeated, the condition for communicating with other devices on the network is acquired, and the amount of power stored in the power storage means based on the acquisition of this condition A time relationship between the communication state and the standby state in the communication medium unit is set so as to exceed the amount of discharge consumed by the communication medium unit, and the communication medium unit determines the communication state and the standby state based on the set time relationship. It is configured to repeat alternately.
蓄電量が所定レベルに達するまでの間、電気機器からの給電のほとんどを蓄電手段の蓄電に用いると共に、所定の蓄電量が確保された時点より、通信媒体手段は蓄電量をゼロにしない範囲で、通信状態と待機状態を交互に繰り返し、ネットワーク上の他の機器と通信するための条件を取得(以下、この条件を「設定条件」と呼び、設定条件を取得するための一連の動作を「設定動作」と呼ぶ)し、この条件の取得に基づいて、蓄電される蓄電量が送信で失われる放電量を上回るように通信状態と待機状態の時間関係を設定し直すように構成したので、蓄電中のデータ送信により蓄電手段を消費し切ってしまうことはなくなり、ネットワーク通信における設定動作及び通常動作への移行を短時間のうちに完了させることができる使い勝手の優れた通信アダプタを提供することができる。 Until the amount of electricity stored reaches a predetermined level, most of the power supplied from the electrical equipment is used for electricity storage of the electricity storage means, and the communication medium means does not reduce the amount of electricity stored until the predetermined amount of electricity is secured. , Repeat the communication state and standby state alternately to obtain the conditions for communicating with other devices on the network (hereinafter referred to as “setting conditions”, and the series of operations for obtaining the setting conditions is “ Based on the acquisition of this condition, it is configured to reset the time relationship between the communication state and the standby state so that the amount of stored electricity exceeds the amount of discharge lost by transmission. Power storage means will not be used up by data transmission during power storage, and it is possible to complete the setting operation and transition to normal operation in network communication in a short time. It is possible to provide a communication adapter.
実施の形態1.
図1は本実施の形態に係る通信アダプタの内部構成とその周辺部を示すブロック図である。図において家電機器1は、通信アダプタ5を介してネットワーク12に接続されており、ネットワーク12上の図示されていない他の機器とデータ交換を行う。通信アダプタ5は、家電機器1に配設されたコネクタ6を介して給電手段4より給電を受けると共に、制御手段3が保有する制御機能の設定や家電機器1の給電容量や家電機器1の状態に関するデータを、シリアル/パラレル通信によって交換する。
FIG. 1 is a block diagram showing an internal configuration of a communication adapter according to the present embodiment and its peripheral portion. In the figure, a
また通信アダプタ5は、家電機器1のコネクタ2に繋がるコネクタ6と、ネットワーク12に繋がる通信媒体手段11を備えており、コネクタ6と通信媒体手段11の間は、蓄電電流制限手段8、蓄電手段9、電源制御手段10からなる給電系と、制御手段7、通信媒体手段11からなる制御信号系で繋がっている。制御手段7は、給電系の各構成手段と制御信号を交換すると共に、家電機器1とネットワーク12上の他の機器とのデータ交換を中継する。図中、制御信号系のラインを実線、給電系のラインを点線で表している。
The
ここで蓄電手段9はコンデンサ、電気二重層コンデンサ、2次電池などからなり、蓄電電流制限手段8は家電機器1から取り出す電流を制限する機能を持ち、電源制御手段10は通信媒体手段11への給電を制御する機能を持っている。
通信媒体手段11は、消費電力の大きな通信状態と、消費電力の小さな待機状態(以下、これを「Sleep状態」と呼ぶ)を、交互に繰り返しながら通信する。繰り返しの単位となる通信状態/Sleep状態の時間は、通信アダプタ5の動作状態にあわせて適宜設定される。
Here, the storage means 9 is composed of a capacitor, an electric double layer capacitor, a secondary battery, etc., the storage
The communication medium means 11 communicates while alternately repeating a communication state with high power consumption and a standby state with low power consumption (hereinafter referred to as “sleep state”). The time of the communication state / Sleep state as a repetition unit is appropriately set according to the operation state of the
図2は、本実施の形態に係る通信アダプタ5が家電機器1に接続されてから設定動作がスタートし、ネットワーク上の他の機器と通信可能な状態に移行する(以下、これを「通常動作」と呼ぶ)までの過程を示したタイミングチャートである。
図において(1)は、家電機器が接続された/されていないという通信アダプタの接続状態の時間的変化を示したものである。また(2)、(3)はそれぞれ蓄電手段における蓄電量、蓄電電流の時間的変化を示したもの、(4)はスタンバイモード/動作モード(以下、これを「ONモード」と呼ぶ)という制御手段の動作状態の時間的変化を示したもの、(5)は動作する/しないという通信媒体手段の動作状態の時間的変化を示したもの、(6)は通信媒体手段を流れる電流の時間的変化を示したものであり、全て同じ時間軸で表されている。
また以下では、図に示すように設定動作、通常動作が行われている状態をそれぞれ「設定モード」、「通常モード」と呼ぶ。
FIG. 2 shows that the setting operation starts after the
In the figure, (1) shows a temporal change in the connection state of the communication adapter that the home appliance is connected / not connected. Also, (2) and (3) show the amount of electricity stored in the electricity storage means and the temporal change in the electricity storage current, respectively, and (4) shows a control called standby mode / operation mode (hereinafter referred to as “ON mode”). (5) shows a temporal change in the operating state of the communication medium means, whether or not it operates, (6) shows a temporal change in the current flowing through the communication medium means. It shows changes, and all are represented on the same time axis.
In the following, the state in which the setting operation and the normal operation are performed as shown in the figure is referred to as “setting mode” and “normal mode”, respectively.
図1、2を参照しながら通信アダプタ5の動作を説明する。
図2(1)に示すように、通信アダプタ5のコネクタ6を家電機器1のコネクタ2に接続すると、このコネクタを介して家電機器1内の給電手段4に接続され、通信アダプタ5の給電用端子に電圧が印加される。この電圧の印加により制御手段7は、直ちに家電機器1の制御手段3から給電容量のデータを取得する。
また給電容量のデータは、制御手段3から直接取得しても良いが、例えば型名など家電機器1の機種を特定する情報に基づき、機種別機能一覧表などのテーブルを参照して取得するようにしても良い。
The operation of the
As shown in FIG. 2 (1), when the
The power supply capacity data may be obtained directly from the control means 3, but for example, based on information identifying the model of the
制御手段7は、このようにして取得した給電容量のデータから蓄電電流制限手段8の制限値を決定し、この制限値になるように蓄電電流制限手段8を制御する(以下、この制限値に制御された電流を「制限電流」と呼ぶ)。併せて制限電流と蓄電時間から蓄電手段9の蓄電量をモニターすると共に、電源制御手段10に対して通信媒体手段11への給電をOFFするように指示する。この時、通信媒体手段11は電源制御手段10によって切り離されているので制限電流を消費せず、スタンバイモードで動作している制御手段7だけが制限電流を消費する。したがって蓄電手段9を蓄電する蓄電電流は、蓄電電流制限手段8の制限電流からスタンバイモード時の制御手段7の電流を差し引いたものになる。 The control means 7 determines the limit value of the storage current limiting means 8 from the power supply capacity data obtained in this way, and controls the storage current limit means 8 so as to be this limit value (hereinafter referred to as this limit value). The controlled current is called “limited current”). At the same time, the amount of electricity stored in the electricity storage means 9 is monitored from the limit current and the electricity storage time, and the power supply control means 10 is instructed to turn off the power supply to the communication medium means 11. At this time, since the communication medium means 11 is disconnected by the power supply control means 10, the current limit is not consumed, and only the control means 7 operating in the standby mode consumes the current limit. Therefore, the storage current for storing the storage means 9 is obtained by subtracting the current of the control means 7 in the standby mode from the limit current of the storage current limiting means 8.
このように家電機器1から給電される電流のほとんどが蓄電手段9の蓄電に用いられるため、蓄電量は図2(2)に示すように、接続と同時に急速に動作可能となる閾値(以下、この閾値を「動作可スレッショルド」と呼ぶ)まで達する。そして蓄電手段9の蓄電量が動作可スレッショルドまで達すると、制御手段7は自身の動作状態を、図2(4)に示すように、スタンバイモードからONモードに切換える。ONモードに切換わると、制御手段7は、直ちにネットワーク12を介してアドレスの取得や、他の機器とネットワーク通信するための設定を行う。
Since most of the current fed from the household
次に、この設定について説明する。
ネットワーク通信を立ち上げる場合、アドレスを取得するなど設定動作を早急に完了させなければならない。これには、通信状態/Sleep状態の繰り返しにおいて、通信状態に対する時間的配分を大きく設定する必要があり、設定動作中の放電電流は急増する。
このため設定動作に先立ち、電源制御手段10は、設定動作を完了させるに足る蓄電量が蓄電手段に蓄えられているかどうかを判定する。
Next, this setting will be described.
When setting up network communication, the setting operation such as obtaining an address must be completed as soon as possible. For this, it is necessary to set a large time distribution for the communication state in the repetition of the communication state / Sleep state, and the discharge current during the setting operation increases rapidly.
For this reason, prior to the setting operation, the power supply control means 10 determines whether or not a storage amount sufficient to complete the setting operation is stored in the power storage means.
ここで蓄電量の判定値Qsは、通信媒体手段11のSleep状態の電流Isと、通信状態の電流Inと、全通信時間に対するSleep状態の占める割合Kと、立ち上げに必要な通信データ量から求まる通信時間Ttにより算出され、
Qs={Is×K+In×(1−K)}×Tt 式(1)
によって与えられる。
Here, the determination value Qs of the charged amount is based on the sleep state current Is of the communication medium means 11, the communication state current In, the ratio K of the sleep state to the total communication time, and the communication data amount required for startup. Calculated by the communication time Tt to be obtained,
Qs = {Is * K + In * (1-K)} * Tt Formula (1)
Given by.
したがってONモードに切換り、制御手段7内に「設定情報要求」コマンドが生成すると同時に、このコマンドは電源制御手段10へ伝えられ、電源制御手段10は、蓄電手段9の蓄電量が上記算式(1)に基づいて算出された判定値Qsを越えているかどうかをチェックする。チェック結果は、直ちに制御手段7へ伝えられ、越えている場合に限り、電源制御手段10は蓄電手段9を制御し、通信媒体手段11に給電を行う。 Therefore, the mode is switched to the ON mode, and at the same time a “setting information request” command is generated in the control means 7, this command is transmitted to the power supply control means 10. It is checked whether or not the judgment value Qs calculated based on 1) is exceeded. The check result is immediately transmitted to the control means 7 and the power supply control means 10 controls the power storage means 9 and supplies power to the communication medium means 11 only when the check result is exceeded.
給電が開始されると、図2(6)に示すように、通信媒体手段11は通信状態の時間的配分が大きくなるように、通信状態とSleep状態の時間関係を設定し、この時間関係のもと、アドレスなどの設定条件を取得するまでの間、通信状態/Sleep状態が繰り返される。
設定条件を取得すると、図2(2)に示すように、蓄電される蓄電量が通信によって消費される放電量を上回り、蓄電手段9の蓄電量が増えるように、通信状態とSleep状態の時間関係が設定し直される。そして、設定し直された時間関係のもとで、通信状態/Sleep状態が繰り返される。
このようにして通信アダプタ5は安定した通常動作、つまり通常モードへと移行する。
なお、蓄電量が判定値Qsを越えてない場合は、蓄電量が越えるまで待機し、越えた時点より上記動作が実行される。
When power supply is started, as shown in FIG. 2 (6), the communication medium means 11 sets the time relationship between the communication state and the sleep state so that the time distribution of the communication state becomes large. Originally, the communication state / Sleep state is repeated until setting conditions such as an address are acquired.
When the setting condition is acquired, as shown in FIG. 2 (2), the time between the communication state and the sleep state is such that the amount of stored electricity exceeds the amount of discharge consumed by communication and the amount of stored power of the storage means 9 increases. The relationship is reset. Then, the communication state / Sleep state is repeated under the reset time relationship.
In this way, the
If the charged amount does not exceed the determination value Qs, the process waits until the charged amount exceeds, and the above operation is executed from the time when the charged amount is exceeded.
ここで上記動作を実現するために、制御手段7が保有しなければならない機能と動作フローについて補足する。図3は、制御手段7が例えば「蓄電量管理」、「通信データ量管理」、「通信媒体手段動作モード制御」などの機能部を保有している場合における動作フローの一例を示したものである。
以下、図3を参照しながら、通信アダプタ5と家電機器1が接続されてから始まる動作フローについて説明する。
Here, in order to realize the above operation, the function and operation flow that the control means 7 must have will be supplemented. FIG. 3 shows an example of an operation flow when the control means 7 has functional units such as “power storage amount management”, “communication data amount management”, “communication medium means operation mode control”, for example. is there.
Hereinafter, the operation flow starting after the
まず通信アダプタ5と家電機器1の接続に伴い、通信アダプタ5は、家電機器1より給電容量に関する情報を取得する(Step1)。次に取得した給電容量から蓄電電流値を決定し、これを制限値として蓄電電流制限手段8に設定する(Step2)。この制限値に基づいて蓄電手段9に対する単位時間当たりの蓄電量が決まる。この値は、制御手段7の「蓄電管理」機能部に入力される(Step3)。
First, with the connection between the
「蓄電管理」機能部は、この単位時間当たり蓄電量と蓄電時間によって蓄電手段9の蓄電量を管理保持する。
一方、通信処理において「通信データ量管理」機能部は、通信データ量から通信に要する蓄電量を積算する。この積算された蓄電量は、該通信データ量を単位時間で処理するのに必要な蓄電量に相当し、この値は「蓄電管理」機能部に入力される(Step4)。
The “storage management” function unit manages and holds the storage amount of the storage means 9 based on the storage amount per unit time and the storage time.
On the other hand, in the communication processing, the “communication data amount management” function unit integrates the amount of power required for communication from the communication data amount. This accumulated power storage amount corresponds to the power storage amount required to process the communication data amount in unit time, and this value is input to the “power storage management” function unit (Step 4).
「蓄電管理」機能部は、単位時間当たり蓄電量から単位時間当たりの放電量を引き去り、その差分と残りの蓄電量をもとに「通信データ量管理」機能部に対して通信可能なデータ量、あるいはSleep状態への移行、Sleep状態である時間などを決定し、通信制限を行う。
そして「通信データ量管理」機能部は、「蓄電管理」機能部により指示された通信制限内容を「通信媒体手段動作モード制御」機能部に伝え、この伝えられた内容をもとに「通信媒体手段動作モード制御」機能部は、通信媒体手段11の動作状態を制御する(Step5)。
The “storage power management” function unit subtracts the discharge amount per unit time from the storage amount per unit time, and the amount of data that can be communicated to the “communication data amount management” function unit based on the difference and the remaining storage amount Alternatively, a transition to the sleep state, a time in the sleep state, and the like are determined, and communication restriction is performed.
Then, the “communication data amount management” function unit transmits the communication restriction content instructed by the “power storage management” function unit to the “communication medium means operation mode control” function unit. The “means operation mode control” function unit controls the operation state of the communication medium means 11 (Step 5).
このようにして制御手段7は、通信データ量から送信に必要な蓄電量を算出し、これと蓄電手段の蓄電量を比較管理しながら、通信媒体手段11の動作を制御する。
ここでSleep状態への移行は、管理している蓄電量が所定の通信データ単位、例えば1パケット分のデータ量を扱うのに必要な蓄電量より低くなった場合に行われる。
In this way, the control means 7 calculates the storage amount necessary for transmission from the communication data amount, and controls the operation of the communication medium means 11 while comparing and managing the storage amount of the storage means.
Here, the transition to the sleep state is performed when the storage amount managed is lower than the storage amount necessary for handling a predetermined communication data unit, for example, the data amount for one packet.
またSleep状態の期間は、現在の蓄電量と、所定の通信データ単位、例えば1パケット分のデータ量を扱うに必要な電力値の差分を求め、この差分を蓄電するのに必要な時間を、上記の単位時間当たりの蓄電量から算出することで決定される。
さらに通信の結果、蓄電量がゼロに近い値となった場合には、制御手段7は電源制御手段10を断に制御し、通信媒体手段11の電源供給を断って蓄電手段9に電流を集め、蓄電量の早期復旧を図るように制御する。
Further, the sleep state period is obtained by calculating a difference between the current power storage amount and a predetermined communication data unit, for example, a power value necessary to handle the data amount for one packet, and storing the time required for storing the difference. It is determined by calculating from the amount of electricity stored per unit time.
Further, when the amount of power storage becomes close to zero as a result of communication, the control means 7 controls the power supply control means 10 to be cut off, cuts off the power supply to the communication medium means 11 and collects current in the power storage means 9. Then, control is performed so that the amount of stored electricity can be recovered early.
以上のように本実施の形態に係る通信アダプタ5は、家電機器からの給電容量の範囲内で動作する通信アダプタに関し、設定動作を完了するに足る蓄電量が確保された時点から設定動作を開始し、設定動作が完了した後、蓄電される蓄電量が通信で失われる放電量を上回るように、通信状態/Sleep状態におけるSleep状態の時間配分が大きくするように構成したので、蓄電中のデータ通信により蓄電手段を消費し切ってしまうことはなくなり、ネットワーク通信における設定モード及び通常モードへの移行を短時間のうちに完了させることができる。この結果、使い勝手の優れた通信アダプタを提供することが可能となる。
As described above, the
なお、制御手段7が保有する機能と動作フローは、図3に示した実施例に限定されるものではない。通信データ量から送信に必要な放電量を算出し、これと蓄電手段の蓄電量を比較管理しながら、通信媒体手段の動作を制御するものであれば、他の機能から構成された動作フローであっても良い。 Note that the functions and operation flow possessed by the control means 7 are not limited to the embodiment shown in FIG. If the amount of discharge required for transmission is calculated from the amount of communication data and the operation of the communication medium means is controlled while comparing and managing the amount of electricity stored in the power storage means, the operation flow configured by other functions is used. There may be.
実施の形態2.
実施の形態1では、家電機器1から給電を受けて通信アダプタの設定動作を行う場合について説明したが、本実施の形態では、外部電源を用いて通信アダプタの設定動作を行う場合について説明する。
図4は、本実施の形態に係る通信アダプタ51の内部構成を示すブロック図である。実施の形態1と同一もしくは相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
In the first embodiment, the case where the communication adapter is set by receiving power from the
FIG. 4 is a block diagram showing an internal configuration of the
図において外部電源である電源アダプタ17には、給電するための接続端子(以下、「ジャック」と呼ぶ)18が設けてあり、通信アダプタ51のコネクタ13には、図示されていないが、ジャック18を抜き差しできる機構が設けてある。さらに通信アダプタ51には、ジャック18の抜き差しに連動してメカニカルに開閉する回路接点14が、蓄電電流制限手段8と並列に配設されており、ジャック18を差し込んだ時に回路接点13が閉じて蓄電電流制限手段8をバイパスするように構成されている。
In the figure, the
また制御手段7にはEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memoryの略)などの不揮発記憶手段16が接続されており、電源レギュレータ回路15は、コネクタ13を介して供給された電力を制御手段7などが必要とする電圧に変換する。 The control means 7 is connected to a nonvolatile memory means 16 such as an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), and the power regulator circuit 15 uses the power supplied via the connector 13 as a control means 7 or the like. Is converted to the voltage required.
次に動作について説明する。
まず設定動作を行うために、電源アダプタ17のジャック18を通信アダプタ51のコネクタ13へ差し込む。ジャック18の差し込みにより回路接点14は閉じられ、蓄電電流制限手段8がバイパスされ、電源アダプタ17から電源レギュレータ回路15を介して蓄電手段9へ給電される。同時に制御手段7、通信媒体手段11にも給電される。
Next, the operation will be described.
First, in order to perform the setting operation, the
給電された制御手段7は、直ちに通信媒体手段11を制御し、ネットワーク12を介して種々の設定情報、例えば通信アダプタ51のアドレス、通信媒体手段11のIDコードなどを受け取る。そしてこれら情報は、全て不揮発記憶手段16に格納され、設定動作が完了する。この結果は、例えば通信アダプタ51に配設された表示部に表示され、設定作業者は、この表示を確認してから、ジャック18をコネクタ13から取り外し、電源アダプタ17からの給電が遮断される。
The supplied control means 7 immediately controls the communication medium means 11 and receives various setting information such as the address of the
このようにして設定動作が完了した通信アダプタ51のコネクタ6に、家電機器1を接続すると、回路接点14は開放されているので、家電機器1からの電力は、電源レギュレータ回路15、蓄電電流制限手段8を介して蓄電手段9に供給される。ここで蓄電手段9は、電源アダプタ17によって事前に蓄電されているので、通信媒体手段11が動作可能となる動作可スレッショルドに達するまでの時間は大幅に短縮される。
When the
また制御手段7は蓄電手段9の蓄電量をモニターしており、通信媒体手段11が動作可能となる蓄電量に達したのを確認すると、不揮発記憶手段16に既に書き込まれている設定情報を読み出し、通信媒体手段11へ書き込む。このようにして通信媒体手段11は、家電機器1が接続されてから短時間のうちに動作可能となる。
なお、以降の動作は実施の形態1と同様であり、制御手段7は蓄電手段9の蓄電量をモニターしながら、通信媒体手段11の通信状態/Sleep状態の制御を行う。
また、図では、コネクタ6とコネクタ13は分けて書いているが、これらは一体化されたものであっても構わない。
Further, the control means 7 monitors the amount of electricity stored in the electricity storage means 9. When it is confirmed that the communication medium means 11 has reached the operable amount, the setting information already written in the nonvolatile storage means 16 is read out. Write to the communication medium means 11. In this way, the communication medium means 11 can be operated within a short time after the
The subsequent operations are the same as those in the first embodiment, and the
In the drawing, the
このように本実施の形態では、家電機器から給電される給電容量の範囲内で動作する通信アダプタに関し、予め外部電源アダプタを用いて設定動作を行うと共に蓄電手段へ蓄電し、設定動作で取得した情報を不揮発記憶手段16に格納するように構成したので、実施の形態1で説明した効果と併せて、家電機器を接続してから短時間のうちにネットワーク通信が可能となる使い勝手に優れた通信アダプタが得られる効果がある。 As described above, in the present embodiment, regarding the communication adapter that operates within the range of the power supply capacity that is fed from the home appliance, the setting operation is performed in advance using the external power adapter, and the power is stored in the power storage unit, and acquired by the setting operation. Since the information is stored in the non-volatile storage means 16, in addition to the effects described in the first embodiment, communication that is easy to use that enables network communication within a short time after the home appliance is connected. There is an effect that an adapter is obtained.
実施の形態3.
実施の形態1では、家電機器1から給電を受けて通信アダプタの設定動作を行う場合、また実施の形態2では、外部電源を用いて通信アダプタの設定動作を行う場合について説明した。
本実施の形態では、設定器19を用いて通信アダプタ52の設定動作を行う場合について説明する。
図5は、本実施の形態に係る通信アダプタ52と、この通信アダプタの通信設定を行う設定器19の内部構成を示したブロック図である。実施の形態1、2と同一もしくは相当部分には同じ符号を付し、説明を省略する。
In the first embodiment, the case where the setting operation of the communication adapter is performed by receiving power supply from the
In the present embodiment, a case where the setting operation of the communication adapter 52 is performed using the
FIG. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the communication adapter 52 according to the present embodiment and the
図において通信アダプタ52には、制御手段7により開閉を制御される回路接点14´が、蓄電電流制限手段8と並列に配されており、閉じた時に蓄電電流制限手段8をバイパスするように構成されている。
また設定器19は、通信アダプタ52のコネクタ6と接続可能なコネクタ20と、通信アダプタ52の通信設定を行う設定手段21と、通信アダプタ52へ給電するための給電手段22とを備えている。
In the figure, the communication adapter 52 is provided with a circuit contact 14 'whose opening / closing is controlled by the control means 7 in parallel with the storage
The
また図6は、本実施の形態に係る通信アダプタ52が、設定器19に接続され、設定動作が行われた後、家電機器1に接続されて通常動作が始まるまでの過程を示したタイミングチャートである。
図において(1)は家電機器が接続された/されていないという通信アダプタの接続状態の時間的変化を示したもの、(2)、(3)はそれぞれ蓄電手段における蓄電量と蓄電量が動作可スレッショルドを越えた/越えてないに対応した蓄電状態の時間的変化を示したもの、(4)、(5)はそれぞれ通信媒体手段における通信媒体手段が動作できる/できないに対応した動作状態と消費電流の時間的変化を示したものであり、全て同じ時間軸で表されている。
FIG. 6 is a timing chart showing a process from when the communication adapter 52 according to the present embodiment is connected to the
In the figure, (1) shows a temporal change in the connection state of the communication adapter that the home appliance is connected / not connected, and (2) and (3) are the operation of the amount of electricity stored and the amount of electricity stored in the electricity storage means, respectively. FIGS. 4A and 4B show the temporal change of the storage state corresponding to whether or not the allowable threshold is exceeded, and FIGS. 4 and 5 show the operating state corresponding to whether or not the communication medium means in the communication medium means can operate. It shows the change in current consumption over time and all are represented on the same time axis.
次に図5、6を参照しながら動作について説明する。
まず設定器19のコネクタ20を通信アダプタ52のコネクタ6に接続すると、通信アダプタ52は、設定器19の給電手段22より給電を受ける。給電された電圧は、電源レギュレータ回路15を介して所定の電圧に変換され、通信アダプタ52内の各構成要素へ供給される。次に設定器19の設定手段21は、制御手段7に蓄電電流制限手段8を制御する制御コマンドを発行する。
Next, the operation will be described with reference to FIGS.
First, when the
制御コマンドを受けた制御手段7は、回路接点14´を閉じるように制御すると共に、通信媒体手段11に対する給電を遮断するように電源制御手段10を制御する。
この状態で設定器19からの電源は、制御手段7、不揮発記憶手段16、並びに蓄電手段9だけに供給されるようになり、蓄電手段9には蓄電電流制限手段8による電流制限機能が働かないため、設定器19から供給可能な範囲で急速に蓄電される。
The control means 7 that has received the control command controls the
In this state, the power from the setting
また設定器19の設定手段21は、接続と同時に、シリアル/パラレル通信により制御手段7に対して、ネットワーク通信を開始するためのトリガ信号を送信する。このトリガ信号を受信した制御手段7は、直ちに設定動作を開始し、ネットワーク12上の他の機器に対して、アドレスやネットワーク通信するための設定情報を要求する「設定情報要求」コマンドを送信する。この「設定情報要求」コマンドを受けたネットワーク12上の機器は、設定情報を含んだ「設定情報」通知を作成して返信する。制御手段7は、この「設定情報」通知を受信すると、設定情報を不揮発記憶手段16に書き込み、所定のフラグ領域に設定済みのフラグを書き込む。
The setting means 21 of the
そして「設定情報」通知の受信が完了した旨をシリアル/パラレル通信によって設定器19の設定手段21へ返信する。設定手段21は、「設定情報」通知の受信が完了した報告を受け、設定作業者に対して、例えばLEDなどの点灯表示などを用い、設定動作が完了したことを報知する。設定作業者は、この完了報知を確認した後、コネクタ20とコネクタ6の接合を外して通信アダプタ52から設定器19を取り外し、設定器19からの給電やデータの送信は遮断される。
Then, the fact that the reception of the “setting information” notification is completed is returned to the setting means 21 of the
また、このようなアドレスやネットワーク通信するための設定情報は、設定器19の設定手段21に予め格納されていても良い。この場合、接続と同時にシリアル/パラレル通信により制御手段7に対して送信し、これを受信した制御手段7は、直ちに、これを不揮発記憶手段16に書き込み、所定のフラグ領域に設定済みのフラグを書き込む。そして設定情報の受信が完了した後は、上記同様、設定手段21へ送り返し、この設定動作完了の報知を確認した設定作業者が、通信アダプタ52から設定器19を取り外せば良い。なお、設定情報が設定器19の設定手段21に予め格納されていなかった場合には、上述のように設定器19の給電手段22による給電容量の範囲内で通信状態/Sleep状態を繰り返して設定情報を取得し、取得した設定情報を不揮発性記憶手段に格納するようにすれば良い。
Also, such address and setting information for network communication may be stored in advance in the setting means 21 of the
このようにして、設定動作が終了した通信アダプタ52のコネクタ6に対して、図6(1)に示すように家電機器1を接続すると、家電機器1から給電を受けて制御手段7が稼働を開始する。
稼働を開始した制御手段7は、蓄電手段9の蓄電量を電圧値などで検出し、通信媒体手段11が動作可能な蓄電量があれば、直ちに、不揮発記憶手段16の所定のフラグ領域に書き込まれているネットワーク設定情報を読み出し、その情報を通信媒体手段11へ書き込む。このようにして通信アダプタは、通常モードで動作を開始する。
In this way, when the household
The control means 7 that has started operation detects the amount of electricity stored in the electricity storage means 9 by a voltage value or the like, and immediately writes it in a predetermined flag area of the nonvolatile storage means 16 if there is an electricity storage amount in which the communication medium means 11 can operate. The network setting information is read and the information is written to the communication medium means 11. In this way, the communication adapter starts operation in the normal mode.
ここで通信媒体手段11が動作可能となる蓄電量を媒体動作可スレッショルドと呼ぶことにすると、蓄電量が不十分な場合には、蓄電量が媒体動作可スレッショルドに達するまで待機し、達した時点で上記動作が開始される。
図6(2)のケースでは、家電機器1を接続した後、媒体動作可スレッショルドに達するまでにT時間要している。またこのケースでは、蓄電手段9は、既に設定期間中に設定器の給電手段21により蓄電されているため、動作可能になるまでの待ち時間は、最初から家電機器1のみを用いて蓄電した場合と比べると大幅に短縮されている。
なお、設定動作は既に済んでいるため、媒体動作可スレッショルドは、Sleep状態の長い通常動作を開始させるのに足る蓄電量で十分であり、これは実施の形態1で説明した動作可スレッショルドと一致する。
Here, if the amount of stored power at which the communication medium means 11 becomes operable is called a medium operable threshold, if the stored amount is insufficient, the storage amount waits until the stored amount reaches the medium operable threshold. The above operation is started.
In the case of FIG. 6 (2), it takes T time to reach the medium operable threshold after the
Note that since the setting operation has already been completed, the medium operation enable threshold is sufficient for the amount of stored electricity to start a normal operation with a long sleep state, which is consistent with the operation enable threshold described in the first embodiment. To do.
このように本実施の形態に係る通信アダプタ52は、設定器19により蓄電手段9に蓄電をしながら同時にネットワーク通信の設定動作を行うように構成したので、実施の形態1で説明した効果と併せて、家電機器への接続後、速やかにネットワーク通信が可能となる効果がある。
As described above, the communication adapter 52 according to the present embodiment is configured to perform the setting operation of the network communication at the same time while storing the power in the
実施の形態4.
実施の形態1〜3では、通信アダプタは設定動作が完了した後、通常モードへ移行するものの、高速モード(高スループット)通信の要求があった場合には対応できなかった。
本実施の形態は、この点について改善したもので、通常モードへ移行した後、高スループット通信の要求に対して対応できる通信アダプタを提供することを目的にしている。
In the first to third embodiments, the communication adapter shifts to the normal mode after completing the setting operation, but cannot cope with a request for high-speed mode (high throughput) communication.
The present embodiment is an improvement on this point, and aims to provide a communication adapter that can respond to a request for high-throughput communication after shifting to the normal mode.
本実施の形態における通信アダプタの内部構成は、実施の形態1と同じであり、説明を省略する。
また通信アダプタ5のコネクタ6を家電機器1のコネクタ2に接続し、蓄電手段9が蓄電されるまでの一連の動作は、実施の形態1と同じであるので説明を省略する。また通信媒体手段11が高速モードに対応する動作が可能となる蓄電量を高速モードスレッショルドと呼ぶ。
The internal configuration of the communication adapter in the present embodiment is the same as that in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
A series of operations from connecting the
図7は、本実施の形態に係る通信アダプタが、家電機器1に接続されてから設定動作が行われ、通常モードに移行し、高速モードに対応する動作が始まる過程を示したタイミングチャートである。
図において(1)は家電機器が接続された/されていないという通信アダプタの接続状態の時間的変化を示したもの、(2)、(3)はそれぞれ蓄電手段における蓄電量と蓄電量が高速モードスレッショルドを越えた/越えてないに対応した蓄電状態の時間的変化を示したもの、(4)、(5)はそれぞれ通信媒体手段が動作できる/できないに対応した動作状態と消費電流の時間的変化を示したものであり、全て同じ時間軸で表されている。
FIG. 7 is a timing chart illustrating a process in which the setting operation is performed after the communication adapter according to the present embodiment is connected to the household
In the figure, (1) shows a temporal change in the connection state of the communication adapter that the home appliance is connected / not connected, and (2) and (3) are the high storage amount and storage amount in the storage means, respectively. The time change of the storage state corresponding to whether or not the mode threshold is exceeded is shown. (4) and (5) are the operating state and current consumption time corresponding to whether or not the communication medium means can be operated. Are all shown on the same time axis.
図7を参照しながら異なる点について説明する。
家電機器からの給電のほとんどが蓄電される設定動作時、もしくは蓄電される蓄電量が通信で失われる放電量を上回るように設定された通常動作時において、蓄電手段9の蓄電量は、時間経過と共に増加し、図7(3)に示すように、やがて高速モード通信が可能となる閾値に到達する。この状態においてネットワーク12を介して通信アダプタ5に対し、「高スループット通信」要求が送信されてくると、制御手段7は通信媒体手段11に対して通信状態の時間幅TgとSleep状態の時間幅Tsを高速モードに対応した時間関係に設定し、図7(5)に示すように高速モードで動作させる。
そして高スループット通信が完了すると、制御手段7は、再びSleep状態の時間幅Tsと通信状態の時間幅Tgを通常モードに対応した時間関係に設定する。これにより通信アダプタの動作モードは通常モードへと復帰する。
Differences will be described with reference to FIG.
During a setting operation in which most of the power supplied from the home appliance is stored, or during a normal operation in which the stored amount of electricity is set to exceed the amount of discharge lost through communication, As shown in FIG. 7 (3), the threshold reaches a threshold at which high-speed mode communication is possible. In this state, when a “high throughput communication” request is transmitted to the
When the high-throughput communication is completed, the
ここで、通常モードにおける時間幅Tsと時間幅Tgの関係は、式(2)に示した蓄電量が、必ず増加するように設定されている。
即ち、通信媒体手段10に於いてSleep状態の蓄電電力をQs、通信状態の放電電力をQgとすると
Ts×Qs>Tg×Qg 式(2)
なる関係式が成り立つように設定されている。
このようにして通信アダプタは、高速モード可の状態で、「高スループット通信」要求が無い場合には、通常モードの運転を継続し、高速モード可の待ち状態を維持する。そして他の機器やアプリケーションから「高スループット通信」要求が発生次第、直ちに動作モードを通常モードから高速モードへと切換え、通信を行う。
Here, the relationship between the time width Ts and the time width Tg in the normal mode is set so that the amount of stored power shown in the equation (2) always increases.
That is, in the communication medium means 10, assuming that the stored power in the sleep state is Qs and the discharged power in the communication state is Qg, Ts × Qs> Tg × Qg (2)
Is set so that the following relational expression holds.
In this way, when the high-speed mode is enabled and the “high throughput communication” request is not made, the communication adapter continues the normal mode operation and maintains the high-speed mode ready wait state. As soon as a “high-throughput communication” request is generated from another device or application, the operation mode is immediately switched from the normal mode to the high-speed mode for communication.
このように本実施の形態に係る通信アダプタは、高速モード可の状態で「高スループット通信」要求が無い場合には、通常モードでの運転を継続し、高速モード可の待ち状態を維持するように構成したので、実施の形態1で説明した効果と併せて、「高スループット通信」要求に応じたアプリケーションにも対応できる、利便性の高い通信アダプタを提供できるという効果を有している。 As described above, the communication adapter according to the present embodiment continues the operation in the normal mode and maintains the waiting state for enabling the high-speed mode when there is no “high-throughput communication” request in the high-speed mode enabled state. Thus, in addition to the effect described in the first embodiment, there is an effect that it is possible to provide a highly convenient communication adapter that can cope with an application in response to a “high throughput communication” request.
1 家電機器
2 コネクタ
3 制御手段
4 給電手段
5 (実施の形態1に係る)通信アダプタ
51 (実施の形態2に係る)通信アダプタ
52 (実施の形態3に係る)通信アダプタ
6 コネクタ
7 制御手段
8 蓄電電流制限手段
9 蓄電手段
10 電源制御手段
11 通信媒体手段
12 ネットワーク
13 コネクタ
14 回路接点
14´ 回路接点
15 電源レギュレータ回路
16 不揮発記録媒体
17 電源アダプタ
18 ジャック
19 設定器
20 コネクタ
21 設定手段
22 給電手段
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記電気機器とデータの交換を行い、ネットワーク上の他の機器とデータ通信を行う通信媒体手段と、
前記接続端子からの給電により前記通信媒体手段の稼動用電力を蓄える蓄電手段と、
前記蓄電手段に蓄電される蓄電量を管理すると共に、
前記蓄電される蓄電量と前記通信媒体手段が通信に要する放電量を基に、前記通信媒体手段がデータ通信を行う通信状態とデータ通信を休止する待機状態の時間を決定し、この時間関係のもと、前記通信状態と前記待機状態を繰り返すように制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
アドレスなどの他の機器とネットワーク通信するための通信条件をネットワークを介して取得するまでの間、前記蓄電量をゼロにしない範囲で、前記通信媒体手段の通信状態の時間的配分が大きくなるように、通信状態と待機状態の時間関係を設定した設定モードと、
設定モード後に取得した前記通信条件に基づいて、蓄電される蓄電量が通信によって消費される放電量を上回り、前記蓄電手段の蓄電量が増えるように、通信状態と待機状態の時間関係を設定し直した通常モードを有することを特徴とする通信アダプタ。 A connection terminal for exchanging data and supplying power can be connected to an external electrical device, and is provided in the communication unit main body that connects this electrical device to a network.
A communication medium means for exchanging data with the electrical device and performing data communication with other devices on the network;
Power storage means for storing operating power of the communication medium means by feeding from the connection terminal;
While managing the amount of electricity stored in the electricity storage means,
Based on the amount of electricity stored and the amount of discharge required for communication by the communication medium means, the communication medium means determines a communication state in which data communication is performed and a standby state time in which data communication is suspended. Originally, a control means for controlling to repeat the communication state and the standby state,
The control means includes
Until the communication conditions for network communication with other devices such as addresses are acquired via the network, the time distribution of the communication state of the communication medium means is increased within a range in which the amount of stored power is not zero. A setting mode in which the time relationship between the communication state and the standby state is set,
Based on the communication conditions acquired after the setting mode, the time relationship between the communication state and the standby state is set so that the amount of stored electricity exceeds the amount of discharge consumed by communication, and the amount of stored electricity in the power storage means increases. communication adapter, characterized in that to have a normal mode of repair.
前記通信条件の取得の前に、前記蓄電手段の蓄電量が所定レベルに達するまでの間、ネットワーク上の他の機器との間のデータ通信を休止することを特徴とする請求項1記載の通信アダプタ。2. The communication according to claim 1, wherein data communication with another device on the network is suspended until the amount of power stored in the power storage unit reaches a predetermined level before the communication condition is acquired. adapter.
前記電気機器から前記接続端子を介して給電される代わりに外部電源から給電を受ける電源端子を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の通信アダプタ。 Provided in the communication unit body,
Communication adapter according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a power supply terminal for receiving power from an external power supply instead of being powered from the electrical device via the connection terminals.
データの交換及び給電を行うための接続端子を設け、前記接続端子を介して接続可能で、ネットワーク上の他の機器と通信するための前記通信条件を予め格納している設定器と、を備え、
前記制御手段は、
前記設定器との接続に基づいて、
ネットワークを介して前記通信条件を取得する代わりに前記設定器から前記通信条件を取得することを特徴とする請求項1または2に記載の通信アダプタ。 Outside the communication unit body,
A connection terminal for exchanging and feeding the data provided, can be connected via the connection terminals, comprising: a setter that stores the communication condition for communicating with other devices on the network in advance, the ,
The control means includes
Based on the connection with the setting device,
Communication adapter according to claim 1 or 2, characterized in that for obtaining the communication condition from the setting device instead of acquiring the communication condition through the network.
給電を行うための接続端子を設け、前記接続端子を介して前記通信部本体へ給電を行う設定器と、を備え、
前記制御手段は、
前記設定器との接続に基づいて、前記設定器からの給電容量の範囲内で、
前記設定モードにおける前記通信条件の取得までを行うことを特徴とする請求項1または2に記載の通信アダプタ。 Outside the communication unit body,
A connection terminal for supplying power, and a setting device for supplying power to the communication unit body through the connection terminal ,
The control means includes
Based on the connection with the setting device, within the range of the power supply capacity from the setting device,
Communication adapter according to claim 1 or 2, characterized in that up to acquire the communication condition in the setting mode.
取得した前記通信条件を格納する不揮発性記憶手段を備えたことを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の通信アダプタ。The communication adapter according to claim 3, further comprising a non-volatile storage unit that stores the acquired communication condition.
通常モードよりも通信速度が高速な高速モード通信の要求があった場合に、
前記通信媒体手段の通信状態および待機状態の時間関係を高速モードのデータ量および放電量に基づいた時間関係に設定を変更し、前記設定変更された時間関係のもと、
前記通信媒体手段が前記通信状態と前記待機状態を交互に繰り返すように制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の通信アダプタ。 The control means includes
When there is a request for high-speed mode communication, which is faster than the normal mode ,
Change the setting of the time relationship between the communication state and the standby state of the communication medium means to a time relationship based on the data amount and discharge amount of the high-speed mode, and under the changed time relationship,
Communication adapter according to any one of claims 1 to 6, characterized in that said communication medium means controls so as to repeat alternately the standby state and the communication state.
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