JP4353888B2 - ホームオートメーションシステムの通信接続確認方法及び通信接続確認装置 - Google Patents

Description

本発明はホームオートメーション（ＨＡ）システムの通信接続確認方法及び装置に関し、特に、試運転時の通信確認や故障箇所検出に適したＨＡシステムの通信接続確認方法及び装置に関する。

近年、利便性向上やセキュリティ意識の高まり等によりホームオートメーション（ＨＡ）が注目されており、既にエアコン、全自動風呂、オートロック等に関する遠隔操作技術が実用化されている。

遠隔操作は室内の制御盤や外部の携帯端末等から行われるが、その通信制御方式は日本電機機器工業会のＨＡ端子（ＪＥＭ−Ａ）規格により標準化されている。図９は、ＪＥＭ−Ａ規格によるＨＡ端子の構成を示すものであり、端末機器１０１と、２組のホトカプラ１０２ａ、１０２ｂにより構成されるＩＦＵ１０２と、これらを電気的に接続する制御信号線１０３ａ、１０３ｂとモニタ信号線１０４ａ、１０４ｂにより構成されている。端末機器１０１、ＩＦＵ１０２は、それぞれ制御用端子Ｃ１、Ｃ２及びモニタ用端子Ｍ１、Ｍ２を備えている。ホトカプラ１０２の上流側には不図示のホームバスに接続するための通信線１０４が設けられている。

ＪＥＭ−Ａ規格によるＨＡ端子の論理的条件は図１０により示される。同図（ａ）は制御信号の送信条件を示すものであり、Ｔｐ＝２００〜３００ｍｓのパルスが送信される。端末機器１０１はこの信号により作動状態を反転させる。パルス間隔はＴｉ＝２００ｍｓ以上と規定されている。同図（ｂ）はモニタ信号条件を示すものであり、制御信号パルスを受けた後、Ｔｒ＝３５０ｍｓ以下で反転するように規定されている。この信号をモニターすることにより、端末機器１０１が作動状態を反転させたことを集中制御用コントローラーにより確認することができる。

このようなＨＡ遠隔操作システムの端末機器自体の異常動作時の回避技術については、例えば特許文献１に開示されている。しかし、集中制御用コントローラから各端末装置間の通信接続状態確認方法については開示されていない。
特開平９−２８５０４１号公報

本発明は、このような問題を解決すべく、試運転確認時や故障箇所検出時において集中制御用コントローラから各端末装置間の通信接続状態を段階的に確認可能なＨＡシステムの通信接続確認方法及びこれに用いる装置を提供するものである。

本発明は以下の内容をその要旨とする。すなわち、
（１）ＪＥＭ−Ａ通信規格に準拠して、インタフェースユニット（以下、ＩＦＵという）を介してコントローラから一又は複数の端末装置を集中制御するホームオートメーション（以下、ＨＡという）システムにおいて、コントローラから送信される確認信号に応答してコントローラに該確認信号と同一波形の応答信号を返信するチェッカーを用いて、ＨＡシステムの通信接続状態を段階的に確認する通信接続確認方法であって、コントローラから対象端末装置に確認信号を送信して、端末装置から出力されるモニタ信号をモニタすることにより、コントローラから対象端末装置までの通信接続状態を確認する第一ステップと、第一ステップにおいて前記モニタ信号を確認できないときに、コントローラ出側にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの前記応答信号をモニタすることにより、コントローラ自体の通信接続状態を確認する第二ステップと、第二ステップにおいて前記応答信号を確認できたときは、コントローラとＩＦＵを結ぶ信号線にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの前記応答信号をモニタすることにより、コントローラから接続線までの通信接続状態を確認する第三ステップと、第三ステップにおいて前記応答信号を確認できたときは、ＩＦＵ出側にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの応答信号をモニタすることにより、ＩＦＵ入側からＩＦＵ出側までの通信接続状態を確認する第四ステップと、第四ステップにおいて前記応答信号を確認できたときは、ＩＦＵと端末装置を結ぶ接続線にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの前記応答信号をモニタすることにより、ＩＦＵ出側端子から端末装置入側までの通信接続状態を確認する第五ステップと、を含むことを特徴とするＨＡシステムの通信接続確認方法。

（２）前記第一乃至第五ステップの順序を変更、又は、その一部のステップを省略して通信接続状態を段階的に確認することを特徴とするＨＡシステムの通信接続確認方法。

（３）前記確認信号及び前記確認応答信号が、ＪＥＭ−Ａ通信規格に規定する所定の時間間隔を置いて送信される複数のパルス信号であることを特徴とするＨＡシステムの通信接続確認方法。

（４）上記ＨＡシステムに用いるコントローラであって、前記確認信号を送信する手段と、前記応答信号に基づいて通信接続状態を判定する手段と、を備えて成ることを特徴とするコントローラ。

（５）上記コントローラからの前記確認信号に対応して、前記応答信号を返信する手段を備えて成ることを特徴とするチェッカー。

本発明によれば、ＨＡシステムの試運転確認時や故障箇所検出時において、不具合箇所の確認を短時間で行うことができ、施工及びメンテに要する時間の短縮、コストの低減を図ることが可能となる。

以下、本発明に係るＨＡシステムの実施形態について、図１乃至７を参照してさらに詳細に説明する。重複を避けるため、各図において同一構成には同一符号を用いて示している。なお、本発明の範囲は特許請求の範囲記載のものであって、以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。

図１は本発明の一実施形態に係るＨＡシステムの段階的通信確認フローを示す図である。
図２はＨＡシステム１の全体構成を示す図である。
図３はコントローラ２の制御ブロック、図４はコントローラ２のパネル部、図５はチェッカー５の制御ブロックを、それぞれ示す図である。
図６は、コントローラ２から送信される確認信号及びチェッカー５から返信される応答信号とを比較した図である。
図７は、コントローラ２から送信される確認信号とＨＡ端末装置から返信される応答信号とを比較した図である。
図８はＨＡシステム１の段階的通信接続確認手順を示す図である。

図２を参照して、ＨＡシステム１はシステム全体の遠隔制御・操作の管理を行う管理センタ９と、住戸８内に設置され、電話回線の音声信号をコントローラー２が認識できるデジタル信号に変換するモデム１３と、住戸内装置の集中制御を司るコントローラ２と、ＨＡ端子付き端末装置（以下、ＨＡ端末装置という）４、６と、コントローラ２とＨＡ端末装置間を接続するＩＦＵ３とを備えている。さらに、ＪＥＭ−Ａ規格とは別個の通信プロトコルで制御される熱源機１２を備えている。管理センタ９とモデム１３間は公衆電話回線網６を介して接続されている。管理センタ９は、複数台のコンピュータにより構成される監視サーバ９ａを備えており、これにより携帯端末１１等から要求されるＨＡ端末装置４又は６、熱源機１２の遠隔監視・操作を始め、システム全体の管理を行う。

ＨＡシステム１における通信プロトコルは、管理センタ９とコントローラ２間についてはＡライン通信規格、コントローラ２とＨＡ端末装置４、６間はＪＥＭ−Ａ規格、コントローラ２と熱源機１２間は熱源機独自の通信規格に準拠して行われる。

図３を参照して、コントローラ２は主制御部２ａ、制御信号及び確認用信号を送信する送信部２ｂ、ＨＡ端末装置からのモニタ信号及び応答信号を受信する受信部２ｃ、ＨＡ端末装置の通信接続状態を表示する表示部２ｄ、通信確認用ボタン、Ａライン遮断用ボタンを含む操作部２ｅ、コントローラ２の制御プログラムや端末装置の認識情報等を格納するメモリ部２ｆ、電話回線（Ａライン）との通信インターフェイスのためのＡライン入出力部２ｐ、熱源機との通信インターフェイスのための熱源機入出力部２ｑ、を主要構成とする。送信部２ｂは、ＩＦＵと接続するための制御用通信線Ｃ１、Ｃ２が接続可能に構成されており、また受信部２ｃは、ＩＦＵと接続するためのモニタ用通信線Ｍ１、Ｍ２が接続可能に構成されている。

図４を参照して、コントローラ２のパネル部には通信確認用ボタン２ｈ、Ａライン遮断用ボタン２ｉ、熱源機通信用端子２ｊ、ＨＡ端末装置通信用端子２ｋ、Ａライン通信端子２ｌが設けられている。熱源機通信用端子を除く各通信用端子の上部には通信接続状態を表示するＬＥＤ２ｍ、２ｋを備えており、後述する通信確認時に通信接続が正常のときはＬＥＤ点灯、不良のときはＬＥＤが点滅するように構成されている。

図５を参照して、チェッカー５は、コントローラ２から送信される確認信号を受信する受信部５ｂ、コントローラ２に応答信号を送信する送信部５ｃ、受信部５ｂ、送信部５ｃからの情報を受けてこれらに指令する制御部５ａを主要構成とする。受信部５ｂ及び送信部５ｃには、制御用通信線及びモニタ用通信線と接続するための端子がそれぞれ設けられている。
なお、ＩＦＵ３の構成は図８のＩＦＵ１０２の構成と同一であるので説明を省略する。

次に、図６、７を参照して、コントローラ２から送信される確認信号及びチェッカー５から送信される応答信号の信号条件について説明する。コントローラ２から送信される確認信号は、パルス間隔Ｔ２を以って送信される同一波形の二つのパルス信号Ｐ１、Ｐ２により構成されている。ここに、パルス信号Ｐ１、Ｐ２はＪＥＭ−Ａ規格の制御信号と同一波形であり、導通時間Ｔ１は２００〜３００ｍｓである（図６（ａ））。また、チェッカー５から送信される応答信号Ｐ３、Ｐ４は、上述の確認信号と同一形状、同一パルス間隔である（同図（ｂ））。これに対して、ＨＡ端末から送信される応答信号Ｐ５の波形は、信号Ｐ１，Ｐ２と同一形状、同一パルスにはならないことから（図７（ｂ））、両信号の波形の相違からＨＡ端末が接続されているのか、チェッカーが接続されているのかを判別することができる。

ＨＡシステム１は以上のように構成されており、次に、図１、７をも参照してＨＡシステム１の通信確認のフローについて説明する。本実施形態では、端末装置４を新たに接続したときの試運転時の通信確認フローを想定しており、以下の各ステップにより構成されている。

＜第一ステップ＞
第一ステップは、端末装置４を接続した状態における通信確認であり、図８（ａ）の状態がこれに該当する。通信確認のための操作に先立ちコントローラ２のＡライン遮断用ボタン３ｉをＯＦＦにする。これにより、通信確認中に携帯電話等からの遠隔操作要求があったとしても、コントローラ２の下流側には指令は伝送されない。次いで、通信確認用ボタン３ｈを押下する（Ｓ１０１）。これに伴いコントローラ２から確認信号Ｐ１、Ｐ２が送信される。端末装置４は確認信号Ｐ１を受信するとモニタ信号を反転させる（例えばＬｏｗ→Ｈｉｇｈレベル）。さらに確認信号Ｐ２受信に伴いモニタ信号を再度反転させる（例えばＨｉｇｈ→Ｌｏｗレベル）。コントローラ２は、モニタ信号の反転、再反転を確認したときは通信接続状態を正常と判断する（Ｓ１０２においてＹＥＳ）。この場合は、以上の操作により通信確認が終了することになる。

＜第二ステップ＞
コントローラ２がモニタ信号の反転、再反転を確認できないときは（Ｓ１０２においてＮＯ）、コントローラ２から端末装置４間のいずれかの箇所で通信接続が異常であり、順次確認していくことになる。最初にコントローラ２の通信接続状態を確認する。図８（ｂ）に示すようにコントローラ２の出側端子にチェッカー５を接続する。この状態でコントローラ２の通信確認ボタンを押下する（Ｓ１０３）。これに伴い、コントローラ２からパルス信号Ｐ１、Ｐ２が送信される。チェッカー５の受信部５ｂがパルス信号Ｐ１、Ｐ２を受信すると、制御部５ｃはコントローラ２からの通信確認であると認識して、信号出力部５ｂに対して応答信号Ｐ３、Ｐ４の送信を指令する。これを受けて信号出力部５ｂはコントローラ２に対して受信パルスと同一波形パルスである応答信号Ｐ３、Ｐ４を送信する。コントローラ２は、パルス信号Ｐ３、Ｐ４を受信するとコントローラ部の通信接続は正常であると判断される（Ｓ１０４においてＹＥＳ）。この場合、該当端子のＬＥＤが点灯する。

応答信号を確認できないときは（Ｓ１０４においてＮＯ）、コントローラの通信接続系統に異常があると想定される。作業者はコントローラ２の不具合箇所をチェックし、検出する（Ｓ１１０）。不具合箇所を是正後、再度、本ステップの通信確認を行い、正常であれば再度第一ステップに戻って通信確認を行う（図１において※）。なお、再度、第一ステップの操作を行ってもモニタ信号を確認できない場合であって、コントローラ２の通信接続が正常であることが明らかであれば、本ステップをスキップして第三ステップに移行してもよい（以下の各ステップにおいても同様である）。

＜第三ステップ＞
コントローラ２の作動が正常であるときは（Ｓ１０４においてＹＥＳ）、コントローラ２の下流側である通信線Ｃ１、Ｃ２、Ｍ１、Ｍ２のＩＦＵ入側接続端部にチェッカー端子を接続した状態で、通信接続状態を確認する（Ｓ１０５）（図８（ｃ））。確認方法は上述の第二ステップと同一であるので説明を省略する。コントローラ２がチェッカー５からの応答信号Ｐ３、Ｐ４を確認できたときは（Ｓ１０６においてＹＥＳ）、接続線部分までの通信接続状態は正常であると判断され、さらに下流側のチェックを行うことになる。

応答信号を確認できないとき、すなわち該当端子のＬＥＤ点滅のときは（Ｓ１０６においてＮＯ）、通信線部分に異常があると想定される。作業者は不具合箇所のチェック、検出を行う（Ｓ１１２）。不具合箇所是正後、再度、本ステップの通信確認を行い、正常であれば再度第一ステップに戻って通信確認を行う（図１において※）。

＜第四ステップ＞
通信線までの作動が正常であるときは（Ｓ１０４においてＹＥＳ）、さらに下流側のＩＦＵ出側にチェッカー端子を接続した状態で通信接続状態を確認する（Ｓ１０７）（図８（ｄ））。この状態でコントローラ２が応答信号Ｐ３、Ｐ４を確認できたときは（Ｓ１０８においてＹＥＳ）、ＩＦＵ出側までの通信接続状態は正常であると判断される。
応答信号を確認できないときは（Ｓ１０８においてＮＯ）、ＩＦＵ３の通信線部分に異常があると想定される。作業者は不具合箇所のチェック、検出を行う（Ｓ１１３）。不具合箇所是正後、再度、本ステップの通信確認を行い、正常であれば再度第一ステップに戻って通信確認を行う（図１において※）。
＜第五ステップ＞
第四ステップが正常であるときは（Ｓ１０８においてＹＥＳ）、端末装置４自体に異常があると想定され、不具合箇所のチェック、検出を行う（Ｓ１０９）。不具合箇所是正後、第一ステップに戻って上述の操作を繰り返し行う。

以上の手順に従い通信確認を行うことにより、不具合箇所の特定が可能となる。
なお、本実施形態では１の端末装置のみの通信接続確認を行う場合を説明したが、これに限らず複数の端末装置の通信接続確認を行う場合についても順次、同様のフローにより行うことができる。
また、本実施形態では、端末装置が既設の場合を想定した例を説明したが、これに限らず、例えば新築等でＩＦＵのみ設置されている場合やコントローラのみ設置されている場合についても、図７の該当するケースのフローを抽出することにより、同様に適用することができる。
また、本実施形態では、確認信号、応答信号をＪＥＭ−Ａ規格に準拠するものとしたが、これに限らずコントローラが認識できる他の信号形態を適用することもできる。
また、本実施形態では、コントローラがＪＥＭ−Ａ規格に準拠しない端末装置（熱源機）をも制御する例について説明したが、ＪＥＭ−Ａ規格に準拠するＨＡ端末装置のみのケースについても、当然適用することができる。

本発明は、端末機器を問わずＪＥＭ−Ａ規格に準拠するＨＡシステムに広く適用可能である。

本発明の一実施形態に係るＨＡシステム１の段階的通信確認のフローを示す図である。 本発明の第一の実施形態に係るＨＡシステム１の全体構成を示す図である。 コントローラ２の制御ブロックを示す図である。 コントローラ２のパネル部を示す図である。 チェッカー５の制御ブロックを示す図である。 コントローラ２から送信される確認信号とチェッカー５から返信される応答信号とを比較した図である。 コントローラ２から送信される確認信号とＨＡ端末装置から返信される応答信号とを比較した図である。 ＨＡシステム１の段階的通信確認手順を示す図である。 ＪＥＭ−Ａ規格による信号条件を示す図である。 ＪＥＭ−Ａ規格によるＨＡ端子の構成を示す図である。

符号の説明

１ ＨＡシステム
２ コントローラ
３ ＩＦＵ
４、６ ＨＡ端末装置
５ チェッカー公衆電話回線網
７ 携帯端末
８ 住戸
９ 管理センタ
１０ 管理センタ
１１ 携帯端末
１２ 熱源機
Ｃ１〜Ｃ４ 制御信号線
Ｍ１〜Ｍ４ モニタ信号線
Ｐ１、Ｐ２ 確認信号
Ｐ３、Ｐ４ 応答信号

Claims (1)

1. ＪＥＭ−Ａ通信規格に準拠して、インタフェースユニット（以下、ＩＦＵという）を介してコントローラから一又は複数の端末装置を集中制御するホームオートメーション（以下、ＨＡという）システムにおいて、コントローラから送信される確認信号に応答してコントローラに該確認信号と同一波形の応答信号を返信するチェッカーを用いて、ＨＡシステムの通信接続状態を段階的に確認する通信接続確認方法であって、
   コントローラから対象端末装置に確認信号を送信して、端末装置から出力されるモニタ信号をモニタすることにより、コントローラから対象端末装置までの通信接続状態を確認する第一ステップと、
   第一ステップにおいて前記モニタ信号を確認できないときに、コントローラ出側にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの前記応答信号をモニタすることにより、コントローラ自体の通信接続状態を確認する第二ステップと、
   第二ステップにおいて前記応答信号を確認できたときは、コントローラとＩＦＵを結ぶ信号線にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの前記応答信号をモニタすることにより、コントローラから接続線までの通信接続状態を確認する第三ステップと、
   第三ステップにおいて前記応答信号を確認できたときは、ＩＦＵ出側にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの応答信号をモニタすることにより、ＩＦＵ入側からＩＦＵ出側までの通信接続状態を確認する第四ステップと、
   第四ステップにおいて前記応答信号を確認できたときは、ＩＦＵと端末装置を結ぶ接続線にチェッカーを接続した状態でコントローラから前記確認信号を送信し、チェッカーからの前記応答信号をモニタすることにより、ＩＦＵ出側端子から端末装置入側までの通信接続状態を確認する第五ステップと、
   を含むことを特徴とするＨＡシステムの通信接続確認方法。

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