JP4721617B2 - 電力網上でデータを伝送する方法、システムおよび装置 - Google Patents
電力網上でデータを伝送する方法、システムおよび装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
本発明は、電子制御システムに有する２つの装置（デバイス）の間で電線（電力線）上でデータおよび／または情報を伝送または通信する方法、システムおよびそれぞれの手段に関する。
【０００２】
通信手段として電力網を用いてデータまたは情報を伝送することに対するニーズ（必要性）は長い間知られている。この必要性は、いわゆるホーム・オートメーションまたはドモティック（ｄｏｍｏｔｉｃ）の分野において特に感じられている。それによる相異なる電気利用機器（ユーザ、使用機器、消費機器）の間の対話（ｄｉａｌｏｇ）は、エネルギ節約および改善された全体の性能（実績）について大きな利益をもたらし得る。
【０００３】
同じ電力網が双方向通信線としての役割を果たすこともできるので、それによって、追加的な有線システムを用いる必要性がなくなり、アクセスするには比較的離れたまたはアクセスするのが困難な位置（例えば、ガレージ、屋根裏、地下室（セラー）、等のような位置）に配信する場合であっても、全ての電気利用機器に完全にアクセスすることが保証される。
【０００４】
電力網上での最も一般的なデータ伝送システムは、いわゆる電力線の利用に基づくもので、それには、幹線（電源）電圧に重畳する小さい電気信号に特定の変調および復調を施すことによって情報を送信し受信することができる適切なモデムが用いられる。
【０００５】
最も一般的に用いられる２つの変調技術は、ＦＳＫ（周波数シフト・キーイング）およびＡＳＫ（振幅シフト・キーイング）として知られ、これらはそれぞれ特定の周波数または振幅変調に基づくものである。ＦＳＫ変調に基づく電力線搬送システムは、ＡＳＫ変調に基づくシステムに比較して、電気的ノイズに対してより高い耐性を持つ点で注目される。しかし、それに適したモデムはより高価である。いずれにしても、その両方について、例えば、洗濯機、冷蔵庫、アイロン、電気ストーブ、等のような家庭用電気器具においてその通信システムを実装（実現）するコストは、通常、高すぎて家庭用電気利用機器では直接負担できない。
【０００６】
その結果、いわゆる通信ノード、即ち家庭用電気利用機器と外部のその他の装置との間の電力網上での情報交換を可能にする要素（エレメント）は、そのコストのためにその家庭用電気器具内部に組み込むことができないが、別個に管理されるオプション装置として提案されるべきものである。
【０００７】
しかし、それによって、電気利用機器の制御システムのコストもより高いものとなる。それには、通信ノードと見込まれる対話をするための適切なインタフェースを有する電子機器と、電気利用機器内部にインタフェース用の適正な機械的ハウジング（収容器）とが必要になる。
【０００８】
この理由のために、実際のところ、電力網上での通信という概念は高価な電気利用機器にのみ関係し、即ちその不可避的なコスト上昇に耐え得るより高級モデルの範囲に関係し、それは大量生産が実質的に不可能である。
【０００９】
米国特許ＵＳ−Ａ−５，４９３，２６７号には、装置の動作手段への電力供給用にも使用されるワイヤ（線）を介してその動作手段に制御コマンドを転送する回路構成が記載されている。その回路構成は、供給電圧の所定の極性の１つまたは連続する複数の半周期の少なくとも一部を所定の順序で抑制することによって制御コマンドを生成する制御ユニットを具えている。さらに、その回路構成は、動作手段を活動化するために送信された制御コマンドに応答して動作するスレーブ・ユニット（１１）を具えている。その制御ユニットは、制御コマンドが送信される前に、その制御ユニットが、動作手段における電流を基本的に０にするのに必要な期間だけワイヤ上の供給電圧を短時間遮断するよう動作するように設計されている。
【００１０】
本発明の目的は、上述の欠点を解消し、特に、電力網上でデータまたは情報の伝送または通信を行う方法、システムおよびそれぞれの手段を実現することであり、その方法、システムおよび手段は、従来のものの代替的および／または補足的なもののいずれかであり、家庭用電気利用機器、特に家庭用電気器具の大量生産により低コストで実現または実装される。
【００１１】
これらのおよびさらに他の目的は、以下の記載から明らかになり、本発明に従って、説明の必須構成として意図された請求の範囲の特徴を有する、電力網上でデータまたは情報の伝送または通信を行う方法、システムおよびその関連する手段によって達成される。
【００１２】
本発明による電力網上でのデータ送信／受信は、特に、互いに補完的であり得る２つの変調および復調技術によって２つの電気的装置の間での２進情報の交換に関する。
【００１３】
本発明による電力網上でのデータ伝送技術は、送信されるべき２進情報用の符号化手段として、例えばトライアックのような固体（半導体）スイッチを通して得られる“網割込み（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓ）”または“電圧割込み”と以下で呼ぶ適当に制御された割込み、中断または停止を用いる。
【００１４】
本発明による電力線上の第２のデータ伝送技術は、２進情報用の符号化手段として固体スイッチ（トライアック）を通して得られる“制御された電力吸収（消費、シンク）”を用いる。
【００１５】
その双方の場合において、２進情報は、本発明の主要な核（コア）を形成する特定形態の“電力変調”によって符号化される。従って、上述の２つの伝送技術は、それぞれ“供給電力変調”および“吸収（消費）電力変調”として識別される。電力変調を通したデータ符号化では、明らかに、受信データを復号する適当な復調回路が設けられる。
【００１６】
電力線上の上述の２つの伝送技術は、本発明により、単一形態（モード）または組み合わせ形態のいずれかで有利な形態で用いることができる。
【００１７】
電力線上で２つのデータ電送技術の組み合わせを用いた本発明の第１の有利な適用例は、電子的に制御される２つの装置の間、即ち、ＨＡ（家庭用電気器具）で示された対応する電気利用機器によって表される装置と、ＳＡ（スマート・アダプタ）で示されたその同じ電気器具の動作を監視する装置との間での通信に関する。
【００１８】
本発明の第２の重要な適用例は、目的に合わせて予め適当に構成されたＭＳＡ（マルチプル・スマート・アダプタ）と呼ばれる１つの同じモニタ装置に幾つかの電気利用機器ＨＡを集めることができることに関する。
【００１９】
最後に、本発明の第３の適用例は、低電力吸収（消費、シンク）の家庭用電気器具（例えば、冷蔵庫、冷凍庫、ガス台（コンロ）、ガス・ボイラー、等）の特定の分野に関し、その分野では吸収された電力の変調／復調技術のみ、即ち電力の制御された吸収に基づく技術の実装が特に有利である。
【００２０】
本発明のさらに他の目的、特徴および利点は、非限定的な単なる例として挙げた図面を参照した以下の詳細な説明から明らかになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
前述のように、本発明の目的は、２つの電子制御された装置の間での２進情報の伝送および交換に関して、主に図１を参照して以下でそれぞれ説明する異なる２つの変調および復調技術によって達成できる。
【００２２】
図１は、ＳＡで（スマート・アダプタ）で示されたモニタ装置と、ＨＡ（家庭用電気器具、ホーム・アプライアンス）で示された一般的な家庭用電気利用機器との間の接続形態を示している。
【００２３】
モニタ装置ＳＡは、図１において“アウトレット（出口、コンセント）”で示された電流アウトレットと電気利用機器ＨＡの間に介在しており、電気利用機器そのものの監視および制御を行なう装置である。一般的に、モニタ装置ＳＡは、米国特許ＵＳ−Ａ−４，６４４，３２０号または欧州特許公開ＥＰ−Ａ−０５５０２６３号に記載されているタイプのものを表している。
【００２４】
１．電力網上での第１のデータ送信／受信技術：供給電力の変調
本発明による電力網上での第１のデータ送信／受信技術は、２進情報の符号化手段として、ここで網割込みまたは電圧割込みと呼ぶ電力（電気）幹線（ｍａｉｎｓ）への適正に制御された欠落または割込みを用いる。この技術は、次の２つの基本要素で特徴付けられる。
【００２５】
− 送信機であって、送信すべき２進情報に従って網割込みまたは電圧割込みを発生できる送信機。この送信機の取り得る回路図が図２の上部に例示されている。
【００２６】
− 受信機であって、その網割込みを検出し復号することができる受信機。その受信機の取り得る回路図が図３ａの上側に例示されている。その受信機の可能な変形実施形態が図３ｂ、３ｃおよび３ｄの上側に例示されている。
【００２７】
本発明の基本的実装による供給（電源）電力の変調／復調に基づいた電力網上でのデータ送信／受信の技術は、１ビットを幹線電圧の各半波（波の半分）に対応付ける。通常、（各半波に関連する）各網割込みには、例えば５ｍＳ（ｍ秒）または使用される適用例を考慮した別のより適当な値といった固定時間が対応付けられ（割当てられ）ることがある。従って、幹線周波数が５０または６０Ｈｚ（ヨーロッパ／米国、日本）であることを考慮すると、データ・ボー（ｂａｕｄ）レートはそれぞれ１００または１２０ｂｐｓ（ビット／秒）である。
【００２８】
１．１ 網割込み技術用の送信機の説明
本発明による網割込みの送信機を図２を参照して説明する。
【００２９】
本発明の基本的バージョン（形態）によれば、モニタ装置ＳＡの制御システムに関連する送信機は、図２のトライアックＴで示された固体スイッチまたはリレーによって所定の時間期間の範囲内で制御された時間の網割込みを生成する。その付勢（イネーブル、活動化）信号Ｇは（トライアックＴのゲートに印加され）、幹線電圧ゼロ交差を検出する信号ＺＤに適正に同期している。
【００３０】
データ送信の必要がないときでも、即ち網割込みを発生する必要がないときでも、トライアックＴは、電気利用機器への電流を管理することができる適正な電気機械式リレーの常閉接点（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｃｌｏｓｅｄ ｃｏｎｔａｃｔ）ＲＣに並列に配置されている。さらに、トライアックＴは、その同じ接点ＲＣを保護するためのものであり、切り換えの（スイッチ動作）前に毎回介入して、そのスパーク（光起電力アーク）およびその結果生じる消耗を回避する。この分野の専門家に知られている手順によれば、それは、常にトライアックＴが閉じられた（イネーブルされた）そのリレーの接点ＲＣを切り換えることによって達成される。これは次の３つの動作のシーケンスに要約できる。
【００３１】
１．トライアックＴの閉成
２．リレーＲＣのコイルの付勢（エネルギ供給）（または消勢（エネルギ供給停止））
３．そのリレーＲＣの接点がそのスイッチ動作を終了させた後トライアックＴが開放されて、安定状態に達する（接触跳ね返りがない、接点不安定動作がない）
【００３２】
リレーＲＣ、トライアックＴおよび同期信号ＺＤは、図２にＭ１で示されたマイクロコントローラによって管理される。
【００３３】
送信される２進データの符号化論理について、本発明の基本バージョンによれば次の２つの可能な手順が存在する。
【００３４】
− 正論理符号化：データ送信の時間期間において、論理“１”は網割込みの存在に対応し、論理“０”はその不存在に対応する。
− 負論理符号化：データ送信の時間期間において、論理“０”は網割込みの存在に対応し、論理“１”はその不存在に対応する。
【００３５】
図２に示されたグラフの下側には、各論理“１”に対応する網割込みの期間が１周期の４分の１に等しい（５ｍＳｅｃ、網周波数が５０Ｈｚの場合）正論理符号化を用いる、８ビットのシーケンスの送信が示されている。但し、この例は発明を限定するものではない。
【００３６】
このビット・シーケンスの前に、 “スタート” で示された送信開始信号が先行し（この例は発明を限定するものではない）、この信号は幹線半サイクル（半周期）分だけ（１サイクルの２分の１）持続する網割込みで表される（１０ｍＳｅｃ、幹線周波数が５０Ｈｚの場合）。
【００３７】
図２におけるグラフの上側は、幹線電圧の交番する（交流）半波の時間的シーケンスを示している（装置ＳＡによって利用機器ＨＡに印加された電圧Ａ−図２の上側を参照）。一方、図２のグラフの下側は、送信される各ビットの論理レベルに従ってトライアックＴのゲートにマイクロコントローラＭ１によって印加される信号Ｇの各パルスを示している。
【００３８】
図６ａは、発明を限定するものでない例として、図２に例示された本発明の実施形態による、電力網上でディジタル情報を送信するのに用いられる可能な通信プロトコルを示すフローチャートである。
【００３９】
このフローチャートのブロック１はスタート・ブロックである。ブロック２はテスト・ブロックである。その制御プログラムは送信の見込まれる開始状態をチェックする。送信の開始状態が検証されなかった場合は、その制御はブロック２に留まり、それ以外の場合はその制御はブロック３に移行する。
【００４０】
ブロック３はテスト・ブロックである。制御プログラムは、幹線電圧のゼロ交差との同期状態をサーチ（検索）する。その同期状態が検証されなかった場合は、その制御はブロック３に留まり、それ以外の場合はその制御はブロック４に進み、そこで送信が開始する。
【００４１】
ブロック４、５および６は、発明を限定するものでない例として、次の３つの２進データ送信段を概略的に表している。
【００４２】
１．送信開始信号（ＳＴＸ）の送信、即ち図２で“スタート”で示された信号の送信；
２．送信されるディジタル情報に対応付けられた固定されたビット・シーケンスの送信；
３．送信されるビット・シーケンスに関連するチェックサム制御信号の送信。
【００４３】
いったんチェックサム（検査合計）が送信されると、その制御はブロック７にまで至る。そのブロック７は、制御システムによって図２の受信側電気利用機器ＨＡの正しい受信の肯定応答信号ＡＣＫを待つテスト・ブロックである。
【００４４】
信号ＡＣＫがない場合は、その制御はブロック８にまで至る。そのブロック８は、所定のタイムアウト時間内に受信側装置ＨＡによる信号ＡＣＫが到達すべきその所定のタイムアウト時間の到来をチェックするテスト・ブロックである。
【００４５】
その信号ＡＣＫが最大の予め設定されたタイムアウト時間内に到来しない場合は、その制御は、送信を完全に繰り返すためにブロック３に戻る。一方、正しい受信を表すＡＣＫ信号が所定のタイムアウト時間内に到来した場合は、その制御は送信終了ブロックであるブロック９で解除される。
【００４６】
１．２ 網割込み技術用の受信機の説明
本発明による網割込みの受信機を図３ａ、３ｂおよび３ｃを参照して説明する。ここで、３つの可能な回路実施形態は、それぞれ発明を限定するものでない例として例示されている。
【００４７】
図３ａには、本発明の基本バージョンによる網割込みの第１の回路実施形態が示されている。ここで、ＴＦ（変圧器、変成器）は電気利用機器ＨＡの制御カードに含まれている標準的変圧器を示している。ＲＢブリッジ（整流器）は変圧器ＴＦの２次側からの出力電圧を整流するのに用いられるダイオード・ブリッジを示している。ＦＣ（濾波キャパシタ）はフィルタ・キャパシタを示している。ＶＲ（電圧調整器）は電圧レギュレータを示している。Ｍ２は電気利用機器ＨＡの制御システムを管理するマイクロコントローラを示している。
【００４８】
図３ａに示された受信機は、電気利用機器ＨＡの制御システムに対応しており、変圧器ＴＦの２次側の端子にそれぞれの陽極（アノード）が位置する２つのダイオードＤ１およびＤ２によって、図２の送信機により生成された網割込みを復号する。
【００４９】
ダイオードＤ１およびＤ２によって整流される変圧器ＴＦの２次側の出力半波は、抵抗Ｒ１およびＲ２で構成された抵抗分圧器を介してトランジスタＴＲ１のベースに印加され、トランジスタＴＲ１は、トランジスタＴＲ１がロックされたとき（下側ベースに０．６ボルトが印加されたとき）に、正のパルスを発生する。
【００５０】
その結果、網割込みがないとき、マイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに加えられるトランジスタＴＲ１のコレクタに対応付けられた信号Ｂは、通常低レベルであり、ゼロ交差付近を維持する。正パルスは、図３ａの左側の詳細な図に示されているように、ダイオードＤ１とＤ２の共通陰極（カソード）からの出力信号がトランジスタＴＲ１によって増幅されたものとして生成される。簡単化のために、この詳細な説明において、抵抗Ｒ２の値は、抵抗Ｒ１の１つよりはるかに大きいものと仮定する。従って、ダイオードＤ１およびＤ２の陰極の電圧が０．６ボルトより低いとき、トランジスタＴＲ１はロックされたものと考えられる。
【００５１】
より一般的には、上述のゼロ交差パルスの振幅は分圧器Ｒ１−Ｒ２に応じて決まるので、後者（分圧器抵抗）は適用例に応じて選択される。しかし、これは、本発明の上位概念（広さ）を何ら限定するものではない。
【００５２】
逆に、網割込みが存在するとき、トランジスタＴＲ１のコレクタ上の信号Ｂは、Ｒ３で示されたプルアップ抵抗の存在によりＶｃｃ（電圧レギュレータＶＲで調整された出力電圧）に等しい高い値を取る。その結果、信号Ａの関数として表現された（同じ図のグラフの下側に明示されている）信号Ｂの変化（推移）（図３ａのグラフの上側に明示されている）が、モニタ装置ＳＡを介して電気利用機器ＨＡに印加される。
【００５３】
容易に分かるように、情報（“スタート”、論理値“１”、論理値“０”）は、トランジスタＴＲ１に対応して発生された信号Ｂの持続時間内に含まれる。
【００５４】
図３ｂには、本発明による網割込みの受信機の第２の可能な回路実施形態が示されている。ここで、ＴＦは電気利用機器ＨＡの制御カードの変圧器であり、ＲＢはその変圧器ＴＦの２次側からの出力電圧を整流するのに用いられるダイオード・ブリッジであり、Ｄ１は変圧器ＴＦの２次側の出力を分離するのに用いられるダイオードであり、ＦＣはフィルタ・キャパシタであり、ＶＲは電圧レギュレータであり、Ｍ２は利用機器ＨＡの制御システムを管理するマイクロコントローラである。
【００５５】
前の回路実施形態と比較すると、変圧器ＴＦから出力される半波は、図３ａの２つのダイオードＤ１およびＤ２の代わりに、ダイオード・ブリッジＲＢによって整流される。その信号は、常に抵抗分圧器Ｒ１−Ｒ２を介してトランジスタＴＲ１のベースに供給される。
【００５６】
図３ｂの左側に示された詳細なグラフから分かるように、トランジスタＴＲ１のコレクタから取り出された信号Ｂは、図３ａを参照して既に説明したものと実質的に一致（整合）する変化（推移）を有する。
【００５７】
また、図３ｂのグラフの下側は、見て分かるように図３ａに示されたものと類似した信号Ａの関数としての信号Ｂの変化（推移）を明示している。双方の解決法（図３ａおよび図３ｂ）において、マイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに印加されるその信号はディジタル信号であり、復号された信号によって生成された情報の様々なタイプは、生成中のパルスの持続時間に基づいて識別される。
【００５８】
上述のパルスの持続時間を参照すると、次の３つの異なる情報タイプが考えられる。
１．短いゼロ交差パルス。その持続時間は抵抗分圧器Ｒ１−Ｒ２の値に実質的に応じて決まり、そのパルスはその図において送信中の論理“０”に対応する（正論理を選択したと仮定する）。
２．パルス。その持続時間は幹線サイクルの４分の１に一致する網割込みに等しく、そのパルスはその図において送信中の論理“０”に対応する（正論理を選択したと仮定する）。
３．スタート・パルス。このパルスは“スタート”で示されており、その持続時間は幹線半サイクルに等しい。
【００５９】
図３ｃには、本発明による網割込みの第３の可能な回路実施形態は示されている。ここで、ＴＦは電気利用機器ＨＡの制御カードの変圧器であり、ＲＢは変圧器ＴＦの２次側からの出力電圧を整流するのに用いられるダイオード・ブリッジであり、Ｄ１は変圧器ＴＦの２次側の出力を分離するのに用いられるダイオードであり、ＦＣはフィルタ・キャパシタであり、ＶＲは電圧レギュレータであり、Ｍ２は利用機器ＨＡの制御システムを管理するマイクロコントローラである。
【００６０】
図３ｂの回路実施形態と比較した唯一の相違点は、マイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに印加される信号が、ディジタル信号ではなくてアナログ信号であることである。この信号は、その振幅が抵抗分圧器Ｒ１−Ｒ２を介して入力ＳＤに適切に適合化され、マイクロコントローラＭ２の内部にある適当なアナログ−ディジタル変換器を用いて復号される。
【００６１】
図３ｃに示されたグラフの上側は、モニタ装置ＳＡを介して電気利用機器ＨＡに印加され同じグラフの下側の明示された信号Ａの関数として表される信号Ｂの変化（推移）を表している。
【００６２】
見て分かるように、上述の網割込みの受信機の３つの全ての回路実施形態の例は、標準のゼロ交差検出回路のコストに実際に整合する最小の電子化コストを伴う。しかし、そのような回路が電気利用機器ＨＡの制御システムの通常動作に常に必要であることを考慮すると、本発明による網割込みの検出がいかに実際上ゼロのコストで（コストがかからずに）行われるかは明らかである。
【００６３】
図６ｂは、発明を限定するものではない例として、図３ａ、３ｂおよび３ｃに例示された本発明の実施形態による網割込みの技術によって送信された電力網上でディジタル情報を受信するのに採用され得る通信プロトコルを説明するフローチャートを表している。
【００６４】
このフローチャートにおけるブロック１０はスタート（開始）ブロックである。ブロック１１はテスト・ブロックであり、制御プログラムは、モニタ装置ＳＡの制御システムによる送信開始を示す“スタート”で前に示した信号ＳＴＸの見込まれる到来をチェック（確認）する。送信開始状態が確認（チェック）されなかった場合は、その制御はブロック１１に留まる。それ以外の場合は、制御はブロック１２に進む。
【００６５】
ブロック１２は、カウンタＮの初期化ブロックである。ここで、送信において供給されたビットの数ＮＢＴが格納される。
【００６６】
次いで、制御はブロック１２からブロック１３に進む。ブロック１３はテスト・ブロックである。ここで、制御プログラムは、ゼロ交差に関連する同期状態を検索（検出）する。
【００６７】
同期状態が検証されなかった場合は、制御はブロック１３に留まる。それ以外の場合は、制御はブロック１４に進み、それで実際の受信処理が開始する。
【００６８】
ブロック１４はテスト・ブロックである。ここで、受信ビットの論理レベルが検証される。その論理レベルが“１”に対応する場合は、その値は受信ビットの対応するレジスタに格納される。それ以外の場合は、幹線半サイクル内に論理“１”に対応付けられるパルスが存在しない場合は（ブロック１６、ここで“タイムアウト”変数は、幹線周波数が５０Ｈｚのとき１０ｍＳｅｃ分の長さを有する）、１つの“０”が格納される（ブロック１７）。
【００６９】
その後、制御はブロック１８に進み、そこでレジスタＮ内の値が１単位だけ減じられる（減分される）。
【００７０】
次いで、テスト・ブロックであるブロック１９が続く。ここで、レジスタの内容Ｎがチェックされる。Ｎが０より大きい場合は、制御はブロック１４に戻って後続のビットを捕捉する。一方、Ｎが０に等しい場合は、制御はテスト・ブロックであるブロック２０に進んで、そこで一般的なチェックサム制御技術によりビット品質をチェックする。
【００７１】
チェックサム検証の結果が否定的であった場合（不合格）、制御はブロック１１に戻り、そこで、モニタ装置ＳＡによって送信全体が繰り返される。逆に、この検証が満たされた場合は（合格）、制御はブロック２１に進み、モニタ装置ＳＡによって送信されたディジタル情報の正しい受信の肯定応答信号ＡＣＫを送信する。
【００７２】
次いで、制御はブロック２１から受信エンド（終了）のブロック２２に移行する。
【００７３】
１．３ 供給電力の変調／復調に基づく電力網上のデータ伝送技術の一般化
本発明によれば、供給電力（電源）の変調／復調を用いた上述の電力網上のデータ伝送技術のより一般的な実装では、幾つかのビットを幹線電圧の各半波に対応付けてもよい。これは、例えば、最下位ビットの重みに対応する基本持続時間Ｄ０（例えば、Ｄ０＝０．１ｍ秒）の多重（ビット０＝２0＊Ｄ０→０．１ｍ秒；ビット１＝２1＊Ｄ０→０．２ｍ秒；ビット２＝２2＊Ｄ０→０．４ｍ秒；ビット３＝２3＊Ｄ０→０．８ｍ秒）で表現される可変持続時間を各網割込みに割り当てることによって得られる。
【００７４】
この場合、従来の基本例（網割込みの固定された持続時間を有する各半波に１ビットを対応付ける）と比較すると、送信速度は、用いた変調モードに応じて大きく増大することが分かる。
【００７５】
簡単化のために正論理を用いると仮定すると、本発明によれば、より一般的バージョンにおいて、送信または受信される２進データの符号化と復号の双方に次の手順が採用される。この符号化／復号手順は、発明を限定するものではなく、“ニブル（ｎｉｂｂｌｅ）” 、即ち４ビットの２進構成を各幹線電圧の半波に対応付け、上述の手順による幾つかの符号化／復号の例を挙げると、次の通りである。
【００７６】
ニブル＝“００００”： 網割込みの完全な不存在に対応付けられた１０進数“ゼロ（０）”の送信／受信；
ニブル＝“０００１”： ０．１ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“１”の送信／受信；
ニブル＝“００１１”： ０．３ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“３”の送信／受信；
ニブル＝“０１１０”： １ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“１０”の送信／受信；
ニブル＝“１１１１”： １．５ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“１５”の送信／受信。
【００７７】
従って、後続の（連続的）伝送速度は、５０または６０Ｈｚの幹線周波数を基準にすると、それぞれ４００または４８０ｂｐｓに等しい。
【００７８】
１．４ 変圧器を用いずに供給される制御システムを有する電気利用機器の事例
特に、変圧器（電圧変成器）の代わりに適当なインピーダンス（例えば、直列Ｒ−Ｃのタイプ）を介して幹線から直接供給（給電）される電子制御システムを備えた電気利用機器ＨＡの場合、上述の送信および受信手順は、１つの半波のみに、即ち幹線電圧の降下インピーダンスを介した電子制御システムを供給するものに制限されなければならない。そのような場合、明らかに、１秒に送信される情報の量（ボーレート）は２分の１になるが、送信論理は常に同じ状態を維持する。これは本発明の教示における特別な場合として完全に含まれる。
【００７９】
図３ｄには、容量性インピーダンスを介して幹線電圧によって直接供給される電子制御システムを備えた電気利用機器ＨＡに対応付けられる上述のような網割込みの受信機の例が示されている。
【００８０】
この図において、ＤＺ１は供給電圧Ｖｃｃを安定化するツェナ・ダイオードを示し、ＦＣはフィルタ（濾波）キャパシタを示し、Ｚ１は、幹線電圧から制御システムに直接供給する降下インピーダンス（キャパシタＣ１と抵抗Ｒ１’の直列接続で構成されたもの）を示し、Ｍ２はＨＡの制御システムのマイクロコントローラを示し、Ｒ２’はゼロ公差信号を検知するのに用いる抵抗（高い値：典型的には１ＭΩ）を示し、Ｄ２’およびＲ３’は、可能な過渡的過電圧に対してマイクロコントローラＭ２の入力ＳＤを保護する２つのダイオードと抵抗をそれぞれ示している。
【００８１】
網割込みが存在しないとき、抵抗Ｒ２’を介して検知され抵抗Ｒ３’を通してマイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに出現する同期信号は、典型的には、５０％のデューティ・サイクルを有し幹線周波数（例えば、ＴＲ＝１０ｍ秒、周波数が５０Ｈｚの場合）に対応するサイクル（周期）に等しいサイクルＴＲを有する矩形波で構成されている。逆に、網割込みが存在するとき、図３ｄの左側に示された詳細なグラフに示されているように、連続する２つの正の端縁の間の時間期間ＴＲＢは幹線サイクルＴＲに比べて大きい。
【００８２】
この事例では、有用な情報は、ＨＡの制御システムに供給する半波だけに対応付けられ、例えば後続の正の端縁から信号Ｂの負の端縁を分離する時間期間に含まれており、図３ｄのグラフの下側に示されているように、論理“１”に対応付けられる期間ＴＵは論理“０”に対応付けられる期間ＴＺからうまく分離される。
【００８３】
この分野の専門家にとって、本発明の新規な精神を逸脱することなく、網割込み受信機に対して他の解決手段の回路並びに符号化情報の解読手順が可能であることは明らかである。
【００８４】
最後に、電気利用機器ＨＡの電子制御システムが変圧器とともに設けられた場合は、論理部分（マス、ｍａｓｓ）と網電圧の間の直流電気（ガルバニーニ電気）絶縁（分離）することを要せずに、上述の簡単化された受信機が有利な形態で最小のコストで適用し得ることも明らかである。
【００８５】
２．電力網上での第２のデータ送信／受信技術：吸収電力変調
本発明による電力網上での第２のデータ送信／受信技術は、２進情報の符号化手段として、電力の制御された吸収（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ）を用いる。この技術は、次の２つの基本要素で特徴付けられる。
【００８６】
− 送信機であって、送信すべき２進情報に従って、電力の吸収を制御できる送信機。この送信機の取り得る回路図が図４の上側に示されている。
【００８７】
− 受信機であって、そのような電力の吸収を検出し復号できる受信機。この受信機の取り得る回路図が図５の上側に示されている。
【００８８】
本発明の基本的実装による吸収電力の変調／復調に基づいた電力網上でのデータ送信技術は、１ビットを幹線電圧の各半波に対応付ける。各電力吸収には、所定の閾値ＳＳ（例えば、ＳＳ＝３Ｗ）より高い値が割り当てられる。
【００８９】
この事例において、５０または６０Ｈｚの網周波数を考えると、そのデータ・ボーレートはそれぞれ１００または１２０ｂｐｓ（毎秒ビット数）に等しい。
【００９０】
２．１ 制御された電力の吸収の送信機の説明
本発明による制御された電力吸収の送信機を図４を参照して説明する。
【００９１】
本発明の基本バージョンによれば、電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれている送信機は、図４にＴ１で示されたトライアックで表された固体スイッチまたはリレーを用いて制御された電力の吸収を発生させるようプログラムされている。その付勢（イネーブル、活動化）信号Ｏ１（ゲートに印加される）は、マイクロコントローラＭ２によって管理され、電圧レギュレータＰＳ（電源）よって供給され、電圧ゼロ交差を検出する信号ＺＤに適切に同期させられる。
【００９２】
トライアックＴ１は、電気利用機器ＨＡにおいて利用可能なものの中から適当に選択された、Ｌ１で示された一般的電気的負荷に対応付けられる。
【００９３】
非常に特別な場合、本発明による電気利用機器ＨＡがトライアックを介して制御された負荷を持っていない場合は（例えば、全ての負荷が電気機械リレーによって管理されるとき）、低抵抗電気負荷（例えば、１０Ｗ）に対応付けられた小さなトライアック（例えば、プラスチック・コンテナ（容器）ＴＯ９２に収容された０．８Ａ装置）で構成された低コストの解決法が用いられる。
【００９４】
本発明の基本バージョンによる送信される２進データの符号化論理に関して、次の２つの可能な手順がある。
【００９５】
− 正論理符号化：論理“１”は所定の閾値ＳＳ（例えば、ＳＳ＝３Ｗ）より大きい電力吸収に対応し、論理“０”は電力吸収の不存在に対応する。
− 負論理符号化：論理“０”は所定の閾値ＳＳ（例えば、ＳＳ＝３Ｗ）より大きい電力吸収に対応し、論理“１”は電力吸収の不存在に対応する。
【００９６】
図４のグラフの下側には、発明を限定するものでない例として、正論理符号化を用いた８ビットのシーケンスの送信が示されている。論理“１”に対応付けられた電力吸収は、負荷Ｌ１に対応付け（割当て）られた瞬間電力の２分の１に等しく、幹線サイクルの４分の１に関連付けられる（５ｍ秒、網周波数が５０Ｈｚの場合）。
【００９７】
このビット・シーケンスの前に“スタート”信号が先行し（この例は発明を限定するものではない）、網サイクル（２０ｍ秒、網周波数が５０Ｈｚである場合）に対応付けられた負荷Ｌ１の最大（フルの）電力に等しい吸収で表される。グラフの上側は、トライアックＴ１の端子における電圧Ａを示している。一方、グラフの下側は、送信される各ビットの論理レベルに従って同じトライアックＴ１のゲートにマイクロコントローラＭ２によって印加されるパルスＯ１を示している。
【００９８】
図６ａのフローチャートには、制御された電力の吸収に基づく上述の技術に従って電力線上でディジタル情報を送信するのに用いられる可能な通信プロトコルが示されている。従って、このプロトコルは前述の網割込みの送信機と完全に一致することが分かる（段落１．１網割込み技術用の送信機の説明）。
【００９９】
２．２ 制御された電力の吸収の受信機の説明
図５を参照して、本発明による、制御された電力の吸収の受信機を説明する。図において、ＰＭ（電力計）は共通の電力計を示し、Ｓ（シャント）は電流抵抗検出器を示し、Ｍ１はモニタ装置ＳＡに設けられた上述のマイクロコントローラを示している。
【０１００】
マイクロコントローラＭ１は、本発明の基本バージョンによるモニタ装置ＳＡにおける受信機を管理するものであり、利用機器ＨＡによる電力吸収の存在を検出し、装置ＰＭを介して各幹線電圧の各半波に対応して供給される電力の連続的計測によってその存在（量、エンティティ）を判定（測定）する。
【０１０１】
図５のグラフの下側に、発明を限定しない例として示された、本発明による制御された電力の吸収の復号では、正論理が用いられている（即ち、論理“１”は半波に関連する各電力吸収に対応付けられる）。
【０１０２】
そのグラフの下側は、電力利用機器ＨＡからの通信に用いられるトライアックＴ１の端子において測定された幹線電圧Ａの変化が示されている。一方、グラフの上部は装置ＰＭによって測定された電力Ｂを示している。
【０１０３】
発明を限定するものでない例として図５に示された電流検出器Ｓは低熱効率（例えば、Ｓ＝５ｍΩ１％）を有する高精度抵抗である。端子におけるその電圧（Ｖ２）は、既知のオームの法則によりそれを通って流れる電流に比例する。
【０１０４】
より一般的には、本発明によれば、この検出器Ｓは、他の任意の検出器であってもよい（例えば、電流変成器、ホール効果センサ、等）。
【０１０５】
図６ｂのフローチャートには、制御された電力の吸収に基づく上述の技術による電力網上での情報の受信に用いられる可能な通信プロトコルが示されている。従って、このプロトコルは前述の網割込みの受信機に対応付けられたものと完全に一致することが分かる（段落“網割込み技術の受信機の説明”参照）。
【０１０６】
最後に、本発明の基本バージョンによる受信２進データの復号論理に関して、送信機を参照して説明した２つの手順が適用される（段落２．１ 制御された電力の吸収の送信機の説明を参照）。
【０１０７】
２．３ 吸収された電力の変調／復調に基づく電力網上でのデータ伝送技術の一般化
本発明による上述の吸収された電力の変調／復調に基づく電力網上でのデータ伝送技術のより一般的な実装によって、幾つかのビットを各幹線電圧の半波に対応付けてもよい。これは、例えば、最下位ビットの重みに対応する基本吸収Ｐ０（例えば、Ｄ０＝１Ｗ（ワット））の多重（ビット０＝２0＊Ｐ０→１Ｗ；ビット１＝２1＊Ｐ０→２Ｗ；ビット２＝２2＊Ｐ０→４Ｗ；ビット３＝２3＊Ｐ０→８Ｗ）で表現される可変量（エンティティ）の値を各制御された電力吸収に割り当てることによって得られる。
【０１０８】
この場合、従来の基本例（１ビットを各半波に対応付ける）と比較すると、送信速度は大きく増大する。簡単化のために正論理を用いると仮定すると、本発明のよれば、一般的バージョンにおいて、それぞれ送信または受信される２進データの符号化および／または復号は、以下説明するような手順を用いて実行してもよい。
【０１０９】
ニブル＝“００００”： 電力吸収の不存在に対応付けられた１０進数“ゼロ（０）”の送信／受信；
ニブル＝“０００１”： １Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“１”の送信／受信；
ニブル＝“００１１”： ３Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“３”の送信／受信；
ニブル＝“０１１０”： １０Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“１０”の送信／受信；
ニブル＝“１１１１”： １５Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“１５”の送信／受信。
【０１１０】
後続の伝送速度は、段落１．３で説明した場合のように、５０または６０Ｈｚの網周波数を基準にするとそれぞれ４００または４８０ｂｐｓに等しい。
【０１１１】
３．本発明による電力変調の使用の例
上述したように、上述の電力網上での２つのデータ伝送技術は供給電力または吸収電力の変調に関し、ここではこの変調のタイプを電力変調と呼ぶ。
【０１１２】
本発明によれば、電力網上の２つのデータ伝送技術は、個々のモードでおよび組み合わせモードで、有利な形態で用いてもよい。さらに、本発明は、その基本的バージョンまたはそのより一般的バージョンも適用され得る。
【０１１３】
本発明の基本バージョンによる（即ち、各幹線電圧の各半波に対する１ビットの送信／受信で特徴付けられる）電力変調に基づく２つの伝送技術の組み合わせを用いる特に有利な適用例を、発明を限定しない例として、次に説明する。
【０１１４】
この適用例は、図１を参照して既に説明したように、電気利用機器ＨＡとその電気利用機器の動作のモニタ装置ＳＡによってそれぞれ表される２つの制御された装置の間の通信に関する。
【０１１５】
特に有利であり、前述のものを一般化して得られる本発明の第２の可能な適用例と、最後に、制御された電力の吸収を用いた伝送技術の利用に基づく第３の適用例とを、以下で説明する。
【０１１６】
３．１ 電力変調技術の利用の第１の例
前述したように、図１は、モニタ装置ＳＡと家庭用電気利用機器ＨＡの間の接続のモードを示している。
【０１１７】
装置ＳＡは、電流アウトレットと電気利用機器ＨＡの間に位置し、上述の電気利用機器の監視および制御の機能を実行する（上述のように、装置ＳＡは、米国特許ＵＳ−Ａ−４，６４４，３２０号または欧州特許公開ＥＰ−Ａ−０５５０２６３号に記載されている教示を用いてもよい）。
【０１１８】
上述の発明の適用例によれば、モニタ装置ＳＡによって実行される基本的機能は、次の項目の中の１つまたは２つ以上である。
【０１１９】
ａ） 電気利用機器ＨＡによってそれぞれの瞬間に吸収される電流の計測；
ｂ） 電気利用機器ＨＡに印加される幹線電圧の計測；
ｃ） 電気利用機器ＨＡによって表される電気負荷の力率（ｃｏｓφ）の計測；
ｄ） 電気利用機器ＨＡによってそれぞれの瞬間に吸収される電力の計測；
ｅ） 電気利用機器ＨＡによって消費された電気エネルギの計測と、不揮発性メモリへのその格納；
ｆ） 或る時間期間における幹線電圧の過大電圧および電圧低下の計測と、不揮発性メモリへのその格納；
ｇ） リレーによる電気利用機器ＨＡの遠隔制御；
ｈ） 電気利用機器ＨＡの動作状態に関する情報の生成と、不揮発性メモリへのその格納；
ｉ） 電気利用機器ＨＡの動作とその電気利用機器を操作する人による使用のモード（形態）とに関する統計データの生成と、不揮発性メモリへのその格納；
ｊ） モニタ装置ＳＡによって計測された電気的量の変化（傾向）に基づく、電気利用機器ＨＡの動作に関する診断情報の生成と、不揮発性メモリへのその格納；
ｋ） 適当な通信技術（電力線、無線周波数、２線ケーブル、等）による外部環境との間の対話能力。
【０１２０】
図７には、装置ＳＡの可能な物理的実装として、装置ＳＡのブロック図と、ランドリ洗濯機で表された電気利用機器ＨＡとの相互接続のモードとが例示されている。
【０１２１】
図７に示されたブロックＰＬＭ（電力線モデム）は、発明を限定するものでない例として、エシュロン（Ｅｃｈｅｌｏｎ）（米国）の送受信機ＰＬＴ−２２を用いて示されている。その目的は、ロントーク（ＬｏｎＴｌａｋ（登録商標）プロトコル（ＡＮＳＩ ＥＩＡ−７０９）によって外部環境との双方向電力線通信を許可することである。このプロトコルは、東芝およびサイプレス（Ｃｙｐｒｅｓｓ）によって現在製造されているニューロンチップ（ＮｅｕｒｏｎＣｈｉｐ（登録商標）装置）によって実装できるＮＣで示されたブロック内に実装されている（ＬｏｎＴｌａｋ（登録商標）とＮｅｕｒｏｎＣｈｉｐ（登録商標）は、米国の会社エシュロン社（Ｅｃｈｅｌｏｎ Ｉｎｃ）の登録商標である）。
【０１２２】
従って、ブロックＰＬＭおよびＮＣの組はいわゆる通信ノードを形成し、図７にハッチングされたブロックＮで示されている。
【０１２３】
ブロックＭ１（マイクロコントローラ）は、発明を限定するものでない例として、８ビット・マイクロコントローラ（好ましくはそうであるが、必ずしもフラッシュ・メモリがなくてもよい）で示されている。その目的は装置ＳＡを管理することである。
【０１２４】
ブロックＰＳ（電源）は、電気的仕様書に従って装置ＳＡの全ての活動状態の構成要素への安定的給電を保証するブロックである。
【０１２５】
ブロックＭＥＭは、発明を限定するものでない例として、マイクロコントローラＭ１に適当に接続された、ＥＥＰＲＯＭのタイプの不揮発性メモリで構成されたメモリ・ブロックである。そのメモリは、計測ブロックＰＭ（電力計）によって検出された電気利用機器ＨＡの動作に対応する１つまたは２つ以上の電気的量の変化の分析から得られる全ての情報を格納する。
【０１２６】
ブロックＰＭは、電気利用機器ＨＡの動作に関連する様々な電気的量の中の１つまたは２つ以上のものを計測する重要な仕事を実行し、その計測された値を、それに適当に接続されたマイクロコントローラＭ１に伝送する。
【０１２７】
ブロックＰＭは、発明を限定するものでない例として、電流、電圧、力率（ｃｏｓφ）、電力およびエネルギを計測することができるサラス・ロジック（Ｃｉｒｒｕｓ Ｌｏｇｉｃ）（米国）の装置ＣＳ５４６０で構成できる。
【０１２８】
はるかに単純でコスト効率の良いバージョンによれば、ブロックＰＭは、単純に、例えば抵抗シャント（分路）またはトロイド（ｔｏｒｏｉｄ）のような電流センサで構成されており、その発生電圧は、関連する電気利用機器によって吸収される電流に比例し、そこに設けられた適正なアナログ−ディジタル変換チャネルを通してマイクロコントローラＭ１によって（直接または適当な増幅の後）読み取られる。
【０１２９】
上述の２つの限定的事例と比較して、中程度の複雑さを有する他の任意のＰＭ装置は、本発明の目的（意図）の範囲に完全に含まれる。
【０１３０】
図７に記載された装置ＰＭの事例において、負荷ＨＡによって吸収される電流およびその端子に印加される電圧によって表される主要な電気的量の計測は、ブロックＳ（シャント）によって示されている適当な抵抗性電流センサ（抵抗シャントまたはトロイドまたはその他の電流検出器）の両端子において検出される電圧Ｖ２を計測し、適当な抵抗性分圧器を介して検出される電圧Ｖ１を計測することによって行われる。その分圧器は、同じブロックＰＭに含まれているので示されていない。
【０１３１】
その導出された電気的量は、例えば、ｃｏｓφ、電力およびエネルギであり、ブロックＰＭの同じ装置ＣＳ５４６０によって実行される適当な数学的（処理）によって得られ、別の見込まれる展開（処理）のためにマイクロコントローラＭ１に利用できるようにされる。
【０１３２】
図７において、ＴＣＲは、常閉リレーのトライアックＴおよびコンタクトＲＣを表すブロックを示しており、そのリレーの機能は図２を参照して前に説明した。
【０１３３】
最後に、後の図８の説明をより簡単にするために、図７のブロックＰＭ、ＴＣＲおよびＳは、点線で囲まれたブロックＰＭＲに含まれるように示されている。
【０１３４】
本発明によれば、ブロックＰＭは、前述の技術に関して、制御された電力吸収の形態で利用機器ＨＡによって送信される情報を受信するためのブロックを表している。一方、ＴＣＲは、前述の網割込み技術によって符号化された情報をモニタ装置ＳＡによって送信するブロックを表している。
【０１３５】
逆に、ランドリ洗濯機ＨＡの制御システムは、２つの適当な機能ブロックを含んでいる。その１つは、制御された電力吸収に基づく技術を用いたディジタル情報の送信のためのものであり（図４を参照した前の説明を参照）、他の１つは、網割込み基づく技術を用いてモニタ装置ＳＡによって送信されたディジタル情報の受信のためのものである（図３ａ、３ｂおよび３ｃを参照した前の説明を参照）。
【０１３６】
以上列挙した諸機能の中で項目“ｊ”（診断情報の発生）は装置ＳＡの最も重要な機能を表しており、そのような機能は、電気利用機器ＨＡ用の遠隔支援および予防的保守（メンテナンス）の非常に重要な概念に関係している。
【０１３７】
しかし、この項目は最も重要なものでもある。その理由は、電気利用機器ＨＡの任意の障害または故障または誤動作を間接的に、即ちメータＰＭによって計測可能な電力吸収の値および／またはその他の見込まれる電気的量の分析のみに基づいて検出する、モニタ装置ＳＡの機能を想定しているからである。
【０１３８】
そのような重要な状況は、電気利用機器ＨＡが電子的制御システムおよび自己診断機能を有する場合に、公知の従来技術（例えば、米国特許ＵＳ−Ａ−４，６４４，３２０号または欧州特許ＥＰ−Ａ−０５５０２６３号）により、モニタ装置ＳＡとその電気利用機器ＨＡの間の直接的対話（交信）によって解決できるかもしれない。
【０１３９】
しかし、そのような直接的対話は公知技術を用いて簡単に行えるものではない。その理由は、それらが高価すぎ（電力線搬送システム）または実際に用いるのが困難である（特定のケーブルを介した直接接続は、複雑さを伴い、電気利用機器の製造業者および設置のコストがかかる）からである。
【０１４０】
逆に、本発明によってカバーされる電力変調伝送（搬送）技術を適用すると、装置ＳＡと利用機器ＨＡの間の直接的対話の問題は、付加的コストを伴うことなく完全にかつ実際的に解決できる。
【０１４１】
図１の適用例に戻ると、実際に、本発明により、電気利用機器ＨＡ（この場合、ランドリ洗濯機）は、その電子システムが取得または発生することができる全ての情報を装置ＳＡに毎日送信できる。そのために、制御された吸収電力に基づく吸収された電力の変調／復調の技術が用いられる。
【０１４２】
その情報は、図７の装置ＳＡのメモリ・ブロックＭＥＭにおいて必要に応じて格納される。利用機器ＳＡ用の支援サービス（例えば、ロントーク（ＬｏｎＴａｌｋ（登録商標））通信プロトコルに従って管理されるブロックＰＬＭを介して遠隔データ処理センタによるサービス）を用いて技術者が後で利用可能な診断情報の例で考える。
【０１４３】
同様に、本発明によるモニタ装置ＳＡは、ランドリ洗濯機ＨＡに、様々な情報、例えば、自己の電気的負荷の電力吸収（これは診断に役立つ）に関する情報、および外部環境からのその他の同様の情報を送信できる（図７に破線で囲まれたブロックＮで示された電力線通信（搬送）システムによる）。そのために、網割込みに基づく供給電力の変調／復調の技術が用いられる。
【０１４４】
結論として、装置ＳＡがランドリ洗濯機ＨＡのキャビネット内に適切に配置されていると仮定すると、上述の適用例は、重要な情報（エネルギ、機能、診断および統計）を発生し、適当な通信システムを介して外部環境が利用できるようにする製品を製造する特に効率的解決法を示している。
【０１４５】
最後に、図７の装置ＰＭの上述の説明（図５のものと一致する）と一致して、シラス・ロジックの装置ＣＳ５４６０によって実行される正確な電力計測（導出量）を、本発明の新規な精神を逸脱することなく、簡単な電流計測（主として量）に置き換えることができることを指摘しておく。
【０１４６】
この場合、図４および５に関連する“吸収された電力”という概念は、実際のところ、本発明を損なうことなく、“吸収された電流”という概念に単純に置き換えられる。
【０１４７】
３．２ 電力変調技術の利用の第２の例
図８には、本発明による電力変調に基づく２つのデータ伝送技術を有利な形態で用いる第２の可能な適用例が記載されている。
【０１４８】
この図は、図１または７の適用例に記載されている装置ＳＡを一般化して得られるＭＳＡ（多重スマート・アダプタ）で全体が示されているモニタ装置のブロック図を表している。
【０１４９】
装置ＭＳＡは図７の装置ＳＡから実際に導出されるものである。見て分かるように、図７の単一のブロックＰＭＲ（これはブロックＰＭ、ブロックＴＣＲおよびブロックＳを具えている）の代わりに、この装置ＭＳＡは１組のブロックＰＭＲを具えている。これは、図８において発明を限定するものでない例として、ＰＭＲ１〜ＰＭＲ５で示された合計５つのブロックからなる。
【０１５０】
見て分かるように、適当な双方向シリアル接続を介して同じマイクロコントローラ（ＭＣで示されている）によって管理される幾つかのブロックＰＭＲが存在することによって、ＨＡ１−ＰＭ５で示された多数の電気利用機器と同時に対話することが可能になる。
【０１５１】
装置ＳＡの最も高価な構成要素が、上述のように図７におけるブロックＰＬＭの電力線モデムとブロックＮＣのニューロンチップとで構成される通信ノードＮによって表されるので、本発明によれば、“ｋ”個のブロックＰＭＲ（図８の例ではｋ＝５）を備えた装置ＭＳＡは、独立の“ｋ”個の装置ＳＡと比較して、はるかに便利であり簡単であることが分かる。
【０１５２】
図９には、４つのブロックＰＭＲを有する装置ＭＳＡの実際の使用の例が示されている。ここで、関連する４つの電気利用機器ＨＡ１〜ＨＡ４は、それぞれ、フード（カバー）付きのハブ（ｈｏｂ）、電気オーブン、皿洗い機および冷蔵庫で構成されている。
【０１５３】
想像できるように、この構成は組込型の家庭用電気器具、即ち家具の内部に家庭用電気器具が一体化されたキッチン（台所）適用例において、特に有利である。
【０１５４】
３．３ 吸収された電力の変調／復調に基づく技術の利用の例
図１０には、制御された電力吸収に基づくデータ伝送技術のみを有利な形態で用いる、本発明の第３の適用例が示されている。ここで家庭用冷蔵庫で表されている電気利用機器ＨＡは、自己の給電線（供給コード）を介して外部環境に情報を送信する。
【０１５５】
本発明による上述の制御された電力吸収によるデータ伝送に用いられる電気的負荷は、発明を限定しない例として、図１０の詳細図の“ＬＡＭＰ（ランプ、電灯）”で示された冷蔵室（コンパートメント）のランプで構成されており、そのランプは、図４を参照して前に説明した手順に関するトライアックＴによって制御される。
【０１５６】
この特定の例は、本発明による制御された電力吸収に基づくデータ伝送技術をどのように用いて、なんら付加的コストを要することなく、特別な通信ノードを必要とせずに外部環境に情報を送信できる電気利用機器を実際に製造できる。
【０１５７】
もちろん、図１０の例では、冷蔵庫ＨＡが接続される電力網は、ランプＬＡＭＰによって表された負荷によって吸収される電力の変調を復号（復調）できる適当な受信機に対応付けられる。
【０１５８】
以上の説明から、本発明の特徴は明らかである。
【０１５９】
特に、電力網上でデータを送信する方法およびシステムを、２つの電気装置の間での２進情報交換を特に参照して説明した。それは、共に単一のモードまたは組合せモードで使用可能な異なる２つの技術によって得られる。例えば、供給電力の変調は電気利用機器に情報を送るのに充分使用できる。吸収電力の変調は電気利用機器から情報を送るのに充分使用できる。
【０１６０】
双方の技術において、２進情報は特別な“電力変調”のモードを通して符号化される。
【０１６１】
“供給電力の変調／復調”として識別される第１のデータ伝送技術は、２進情報の符号化／復号手段として“網割込み”または“電圧割込み”として定義された電力網の適当な制御された割込みまたは欠落を用いる。
【０１６２】
逆に、“シンク電力変調／復調”として識別される第２のデータ伝送技術は、２進情報の符号化／復号手段として“電力の制御された吸収”を用いる。
【０１６３】
本発明による方法、システムおよび装置の特定の特徴は、請求の範囲の形に要約される。
【０１６４】
上述の説明から、本発明の利点は明らかである。電力網上でデータ伝送する上述の方法、システムおよび関連する装置が、家庭用電気利用機器、特に家庭用電気器具の大量生産でいかに非常に低コストで実現できるかを再度強調しておく。
【０１６５】
本発明の新規な精神を逸脱することなく、例として説明した方法、システムおよび装置に多くの変形が可能であるかは、この分野の専門家には明らかである。
【０１６６】
前述したように、例えば、吸収電力の変調の技術に関連する送信機は、一般的に、トライアックまたは同様の制御された固体スイッチによって管理されるような関連する利用機器の電気的負荷に基づくものとすることができる。
【０１６７】
従って、もしもその負荷が過大な電力を消費する場合、利用機器の制御システムは、そのような負荷にその網電圧の最小限の一部だけを印加するようプログラムすればよい。
【０１６８】
もしも利用機器制御システムがシステム“トライアックＴ＋電気的負荷Ｌ１”（図４参照）で形成された送信段の可能な誤動作または障害または故障を検出できる場合は、その同じ制御システムが、その目的のために充分プログラムされ外部環境に情報を送信する別の“トライアック＋電気的負荷”段の使用を決断できる。この事例が図４に例示されている。ここで、Ｌ２およびＬＮは、マイクロコントローラＭ２によって制御される実際のそれぞれのトライアックＴ２およびＴＮによって管理される利用機器ＨＡの別の電気的負荷を示す。その各々は、Ｔ１の代わりに、本発明による制御された電力吸収を完全に生じさせることができる。
【０１６９】
その結果、もしも“主な”送信段Ｌ１〜Ｔ１の誤動作が検出された場合は、利用機器ＨＡの制御システムは、複数の“２次”の段（例えば、Ｌ２〜Ｔ２）をその目的のために用いて、吸収電力の変調の技術によって外部環境にそのような診断の問題を信号で完全に知らせることができる。
【０１７０】
本発明は、家庭用電気利用機器の分野、特に家庭用電気器具の分野におけるその使用の例について説明したが、２つの電子的に制御された電気装置の間の伝送またはデータ通信が役立つまたは必要な任意の分野にそれが適用可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による、モニタ装置ＳＡ（スマート・アダプタ）と一般的な電気利用機器ＨＡ（家庭用電気器具）の間の接続形態を示している。
【図２】 図２は、本発明による、電気利用機器ＨＡへの供給電力の変調を用いて、図１のモニタ装置ＳＡの制御システムに含まれる２進情報の送信段または送信機の例を示している。
【図３ａ】 図３ａは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段の例を示している。
【図３ｂ】 図３ｂは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調（電力復調：ソース・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段の別の例を示している。
【図３ｃ】 図３ｃは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調（電力復調：ソース・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段のさらに別の例を示している。
【図３ｄ】 図３ｄは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調（電力復調：ソース・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段のさらに別の例を示している。
【図４】 図４は、本発明による、同じ利用機器の吸収電力の変調（電力変調：シンク・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情の報送信段または送信機の例を示している。
【図５】 図５は、本発明による、電気利用機器ＨＡの球種電力の復調（電力復調：シンク・モード）を用いる、図１のモニタ装置ＳＡの制御システムに含まれる２進情報の受信段または受信機の例を示している。
【図６ａ】 図６ａは、本発明による、電力変調技術を用いる一般的なディジタル情報の送信を記述するフローチャートを示している。このフローチャートは、本発明の目的である２つの送信技術（図２および４）に関連付けられる。
【図６ｂ】 図６ｂは、本発明による、電力変調技術を用いるディジタル情報の受信段に関連するフローチャートを示している。このフローチャートは、本発明の目的である２つの受信技術（図３および５）に関連付けられる。
【図７】 図７は、図１のモニタ装置ＳＡの可能な物理的構成のブロック図を示している。
【図８】 図８は、本発明による、幾つかの電気利用機器と対話できるモニタ装置の特定の実施形態のブロック図を示している。
【図９】 図９は、図８のモニタ装置の有利な適用例を示している。
【図１０】 図１０は、特に有利な適用例を示している。冷蔵庫で表された電気利用機器ＨＡは、本発明による吸収電力の変調／復調（シンク・モード）に基づく伝送技術を、給電線を用いて外部環境にシステム的に情報を送信する。
本発明は、電子制御システムに有する２つの装置（デバイス）の間で電線（電力線）上でデータおよび／または情報を伝送または通信する方法、システムおよびそれぞれの手段に関する。
【０００２】
通信手段として電力網を用いてデータまたは情報を伝送することに対するニーズ（必要性）は長い間知られている。この必要性は、いわゆるホーム・オートメーションまたはドモティック（ｄｏｍｏｔｉｃ）の分野において特に感じられている。それによる相異なる電気利用機器（ユーザ、使用機器、消費機器）の間の対話（ｄｉａｌｏｇ）は、エネルギ節約および改善された全体の性能（実績）について大きな利益をもたらし得る。
【０００３】
同じ電力網が双方向通信線としての役割を果たすこともできるので、それによって、追加的な有線システムを用いる必要性がなくなり、アクセスするには比較的離れたまたはアクセスするのが困難な位置（例えば、ガレージ、屋根裏、地下室（セラー）、等のような位置）に配信する場合であっても、全ての電気利用機器に完全にアクセスすることが保証される。
【０００４】
電力網上での最も一般的なデータ伝送システムは、いわゆる電力線の利用に基づくもので、それには、幹線（電源）電圧に重畳する小さい電気信号に特定の変調および復調を施すことによって情報を送信し受信することができる適切なモデムが用いられる。
【０００５】
最も一般的に用いられる２つの変調技術は、ＦＳＫ（周波数シフト・キーイング）およびＡＳＫ（振幅シフト・キーイング）として知られ、これらはそれぞれ特定の周波数または振幅変調に基づくものである。ＦＳＫ変調に基づく電力線搬送システムは、ＡＳＫ変調に基づくシステムに比較して、電気的ノイズに対してより高い耐性を持つ点で注目される。しかし、それに適したモデムはより高価である。いずれにしても、その両方について、例えば、洗濯機、冷蔵庫、アイロン、電気ストーブ、等のような家庭用電気器具においてその通信システムを実装（実現）するコストは、通常、高すぎて家庭用電気利用機器では直接負担できない。
【０００６】
その結果、いわゆる通信ノード、即ち家庭用電気利用機器と外部のその他の装置との間の電力網上での情報交換を可能にする要素（エレメント）は、そのコストのためにその家庭用電気器具内部に組み込むことができないが、別個に管理されるオプション装置として提案されるべきものである。
【０００７】
しかし、それによって、電気利用機器の制御システムのコストもより高いものとなる。それには、通信ノードと見込まれる対話をするための適切なインタフェースを有する電子機器と、電気利用機器内部にインタフェース用の適正な機械的ハウジング（収容器）とが必要になる。
【０００８】
この理由のために、実際のところ、電力網上での通信という概念は高価な電気利用機器にのみ関係し、即ちその不可避的なコスト上昇に耐え得るより高級モデルの範囲に関係し、それは大量生産が実質的に不可能である。
【０００９】
米国特許ＵＳ−Ａ−５，４９３，２６７号には、装置の動作手段への電力供給用にも使用されるワイヤ（線）を介してその動作手段に制御コマンドを転送する回路構成が記載されている。その回路構成は、供給電圧の所定の極性の１つまたは連続する複数の半周期の少なくとも一部を所定の順序で抑制することによって制御コマンドを生成する制御ユニットを具えている。さらに、その回路構成は、動作手段を活動化するために送信された制御コマンドに応答して動作するスレーブ・ユニット（１１）を具えている。その制御ユニットは、制御コマンドが送信される前に、その制御ユニットが、動作手段における電流を基本的に０にするのに必要な期間だけワイヤ上の供給電圧を短時間遮断するよう動作するように設計されている。
【００１０】
本発明の目的は、上述の欠点を解消し、特に、電力網上でデータまたは情報の伝送または通信を行う方法、システムおよびそれぞれの手段を実現することであり、その方法、システムおよび手段は、従来のものの代替的および／または補足的なもののいずれかであり、家庭用電気利用機器、特に家庭用電気器具の大量生産により低コストで実現または実装される。
【００１１】
これらのおよびさらに他の目的は、以下の記載から明らかになり、本発明に従って、説明の必須構成として意図された請求の範囲の特徴を有する、電力網上でデータまたは情報の伝送または通信を行う方法、システムおよびその関連する手段によって達成される。
【００１２】
本発明による電力網上でのデータ送信／受信は、特に、互いに補完的であり得る２つの変調および復調技術によって２つの電気的装置の間での２進情報の交換に関する。
【００１３】
本発明による電力網上でのデータ伝送技術は、送信されるべき２進情報用の符号化手段として、例えばトライアックのような固体（半導体）スイッチを通して得られる“網割込み（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｓ）”または“電圧割込み”と以下で呼ぶ適当に制御された割込み、中断または停止を用いる。
【００１４】
本発明による電力線上の第２のデータ伝送技術は、２進情報用の符号化手段として固体スイッチ（トライアック）を通して得られる“制御された電力吸収（消費、シンク）”を用いる。
【００１５】
その双方の場合において、２進情報は、本発明の主要な核（コア）を形成する特定形態の“電力変調”によって符号化される。従って、上述の２つの伝送技術は、それぞれ“供給電力変調”および“吸収（消費）電力変調”として識別される。電力変調を通したデータ符号化では、明らかに、受信データを復号する適当な復調回路が設けられる。
【００１６】
電力線上の上述の２つの伝送技術は、本発明により、単一形態（モード）または組み合わせ形態のいずれかで有利な形態で用いることができる。
【００１７】
電力線上で２つのデータ電送技術の組み合わせを用いた本発明の第１の有利な適用例は、電子的に制御される２つの装置の間、即ち、ＨＡ（家庭用電気器具）で示された対応する電気利用機器によって表される装置と、ＳＡ（スマート・アダプタ）で示されたその同じ電気器具の動作を監視する装置との間での通信に関する。
【００１８】
本発明の第２の重要な適用例は、目的に合わせて予め適当に構成されたＭＳＡ（マルチプル・スマート・アダプタ）と呼ばれる１つの同じモニタ装置に幾つかの電気利用機器ＨＡを集めることができることに関する。
【００１９】
最後に、本発明の第３の適用例は、低電力吸収（消費、シンク）の家庭用電気器具（例えば、冷蔵庫、冷凍庫、ガス台（コンロ）、ガス・ボイラー、等）の特定の分野に関し、その分野では吸収された電力の変調／復調技術のみ、即ち電力の制御された吸収に基づく技術の実装が特に有利である。
【００２０】
本発明のさらに他の目的、特徴および利点は、非限定的な単なる例として挙げた図面を参照した以下の詳細な説明から明らかになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
前述のように、本発明の目的は、２つの電子制御された装置の間での２進情報の伝送および交換に関して、主に図１を参照して以下でそれぞれ説明する異なる２つの変調および復調技術によって達成できる。
【００２２】
図１は、ＳＡで（スマート・アダプタ）で示されたモニタ装置と、ＨＡ（家庭用電気器具、ホーム・アプライアンス）で示された一般的な家庭用電気利用機器との間の接続形態を示している。
【００２３】
モニタ装置ＳＡは、図１において“アウトレット（出口、コンセント）”で示された電流アウトレットと電気利用機器ＨＡの間に介在しており、電気利用機器そのものの監視および制御を行なう装置である。一般的に、モニタ装置ＳＡは、米国特許ＵＳ−Ａ−４，６４４，３２０号または欧州特許公開ＥＰ−Ａ−０５５０２６３号に記載されているタイプのものを表している。
【００２４】
１．電力網上での第１のデータ送信／受信技術：供給電力の変調
本発明による電力網上での第１のデータ送信／受信技術は、２進情報の符号化手段として、ここで網割込みまたは電圧割込みと呼ぶ電力（電気）幹線（ｍａｉｎｓ）への適正に制御された欠落または割込みを用いる。この技術は、次の２つの基本要素で特徴付けられる。
【００２５】
− 送信機であって、送信すべき２進情報に従って網割込みまたは電圧割込みを発生できる送信機。この送信機の取り得る回路図が図２の上部に例示されている。
【００２６】
− 受信機であって、その網割込みを検出し復号することができる受信機。その受信機の取り得る回路図が図３ａの上側に例示されている。その受信機の可能な変形実施形態が図３ｂ、３ｃおよび３ｄの上側に例示されている。
【００２７】
本発明の基本的実装による供給（電源）電力の変調／復調に基づいた電力網上でのデータ送信／受信の技術は、１ビットを幹線電圧の各半波（波の半分）に対応付ける。通常、（各半波に関連する）各網割込みには、例えば５ｍＳ（ｍ秒）または使用される適用例を考慮した別のより適当な値といった固定時間が対応付けられ（割当てられ）ることがある。従って、幹線周波数が５０または６０Ｈｚ（ヨーロッパ／米国、日本）であることを考慮すると、データ・ボー（ｂａｕｄ）レートはそれぞれ１００または１２０ｂｐｓ（ビット／秒）である。
【００２８】
１．１ 網割込み技術用の送信機の説明
本発明による網割込みの送信機を図２を参照して説明する。
【００２９】
本発明の基本的バージョン（形態）によれば、モニタ装置ＳＡの制御システムに関連する送信機は、図２のトライアックＴで示された固体スイッチまたはリレーによって所定の時間期間の範囲内で制御された時間の網割込みを生成する。その付勢（イネーブル、活動化）信号Ｇは（トライアックＴのゲートに印加され）、幹線電圧ゼロ交差を検出する信号ＺＤに適正に同期している。
【００３０】
データ送信の必要がないときでも、即ち網割込みを発生する必要がないときでも、トライアックＴは、電気利用機器への電流を管理することができる適正な電気機械式リレーの常閉接点（ｎｏｒｍａｌｌｙ ｃｌｏｓｅｄ ｃｏｎｔａｃｔ）ＲＣに並列に配置されている。さらに、トライアックＴは、その同じ接点ＲＣを保護するためのものであり、切り換えの（スイッチ動作）前に毎回介入して、そのスパーク（光起電力アーク）およびその結果生じる消耗を回避する。この分野の専門家に知られている手順によれば、それは、常にトライアックＴが閉じられた（イネーブルされた）そのリレーの接点ＲＣを切り換えることによって達成される。これは次の３つの動作のシーケンスに要約できる。
【００３１】
１．トライアックＴの閉成
２．リレーＲＣのコイルの付勢（エネルギ供給）（または消勢（エネルギ供給停止））
３．そのリレーＲＣの接点がそのスイッチ動作を終了させた後トライアックＴが開放されて、安定状態に達する（接触跳ね返りがない、接点不安定動作がない）
【００３２】
リレーＲＣ、トライアックＴおよび同期信号ＺＤは、図２にＭ１で示されたマイクロコントローラによって管理される。
【００３３】
送信される２進データの符号化論理について、本発明の基本バージョンによれば次の２つの可能な手順が存在する。
【００３４】
− 正論理符号化：データ送信の時間期間において、論理“１”は網割込みの存在に対応し、論理“０”はその不存在に対応する。
− 負論理符号化：データ送信の時間期間において、論理“０”は網割込みの存在に対応し、論理“１”はその不存在に対応する。
【００３５】
図２に示されたグラフの下側には、各論理“１”に対応する網割込みの期間が１周期の４分の１に等しい（５ｍＳｅｃ、網周波数が５０Ｈｚの場合）正論理符号化を用いる、８ビットのシーケンスの送信が示されている。但し、この例は発明を限定するものではない。
【００３６】
このビット・シーケンスの前に、 “スタート” で示された送信開始信号が先行し（この例は発明を限定するものではない）、この信号は幹線半サイクル（半周期）分だけ（１サイクルの２分の１）持続する網割込みで表される（１０ｍＳｅｃ、幹線周波数が５０Ｈｚの場合）。
【００３７】
図２におけるグラフの上側は、幹線電圧の交番する（交流）半波の時間的シーケンスを示している（装置ＳＡによって利用機器ＨＡに印加された電圧Ａ−図２の上側を参照）。一方、図２のグラフの下側は、送信される各ビットの論理レベルに従ってトライアックＴのゲートにマイクロコントローラＭ１によって印加される信号Ｇの各パルスを示している。
【００３８】
図６ａは、発明を限定するものでない例として、図２に例示された本発明の実施形態による、電力網上でディジタル情報を送信するのに用いられる可能な通信プロトコルを示すフローチャートである。
【００３９】
このフローチャートのブロック１はスタート・ブロックである。ブロック２はテスト・ブロックである。その制御プログラムは送信の見込まれる開始状態をチェックする。送信の開始状態が検証されなかった場合は、その制御はブロック２に留まり、それ以外の場合はその制御はブロック３に移行する。
【００４０】
ブロック３はテスト・ブロックである。制御プログラムは、幹線電圧のゼロ交差との同期状態をサーチ（検索）する。その同期状態が検証されなかった場合は、その制御はブロック３に留まり、それ以外の場合はその制御はブロック４に進み、そこで送信が開始する。
【００４１】
ブロック４、５および６は、発明を限定するものでない例として、次の３つの２進データ送信段を概略的に表している。
【００４２】
１．送信開始信号（ＳＴＸ）の送信、即ち図２で“スタート”で示された信号の送信；
２．送信されるディジタル情報に対応付けられた固定されたビット・シーケンスの送信；
３．送信されるビット・シーケンスに関連するチェックサム制御信号の送信。
【００４３】
いったんチェックサム（検査合計）が送信されると、その制御はブロック７にまで至る。そのブロック７は、制御システムによって図２の受信側電気利用機器ＨＡの正しい受信の肯定応答信号ＡＣＫを待つテスト・ブロックである。
【００４４】
信号ＡＣＫがない場合は、その制御はブロック８にまで至る。そのブロック８は、所定のタイムアウト時間内に受信側装置ＨＡによる信号ＡＣＫが到達すべきその所定のタイムアウト時間の到来をチェックするテスト・ブロックである。
【００４５】
その信号ＡＣＫが最大の予め設定されたタイムアウト時間内に到来しない場合は、その制御は、送信を完全に繰り返すためにブロック３に戻る。一方、正しい受信を表すＡＣＫ信号が所定のタイムアウト時間内に到来した場合は、その制御は送信終了ブロックであるブロック９で解除される。
【００４６】
１．２ 網割込み技術用の受信機の説明
本発明による網割込みの受信機を図３ａ、３ｂおよび３ｃを参照して説明する。ここで、３つの可能な回路実施形態は、それぞれ発明を限定するものでない例として例示されている。
【００４７】
図３ａには、本発明の基本バージョンによる網割込みの第１の回路実施形態が示されている。ここで、ＴＦ（変圧器、変成器）は電気利用機器ＨＡの制御カードに含まれている標準的変圧器を示している。ＲＢブリッジ（整流器）は変圧器ＴＦの２次側からの出力電圧を整流するのに用いられるダイオード・ブリッジを示している。ＦＣ（濾波キャパシタ）はフィルタ・キャパシタを示している。ＶＲ（電圧調整器）は電圧レギュレータを示している。Ｍ２は電気利用機器ＨＡの制御システムを管理するマイクロコントローラを示している。
【００４８】
図３ａに示された受信機は、電気利用機器ＨＡの制御システムに対応しており、変圧器ＴＦの２次側の端子にそれぞれの陽極（アノード）が位置する２つのダイオードＤ１およびＤ２によって、図２の送信機により生成された網割込みを復号する。
【００４９】
ダイオードＤ１およびＤ２によって整流される変圧器ＴＦの２次側の出力半波は、抵抗Ｒ１およびＲ２で構成された抵抗分圧器を介してトランジスタＴＲ１のベースに印加され、トランジスタＴＲ１は、トランジスタＴＲ１がロックされたとき（下側ベースに０．６ボルトが印加されたとき）に、正のパルスを発生する。
【００５０】
その結果、網割込みがないとき、マイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに加えられるトランジスタＴＲ１のコレクタに対応付けられた信号Ｂは、通常低レベルであり、ゼロ交差付近を維持する。正パルスは、図３ａの左側の詳細な図に示されているように、ダイオードＤ１とＤ２の共通陰極（カソード）からの出力信号がトランジスタＴＲ１によって増幅されたものとして生成される。簡単化のために、この詳細な説明において、抵抗Ｒ２の値は、抵抗Ｒ１の１つよりはるかに大きいものと仮定する。従って、ダイオードＤ１およびＤ２の陰極の電圧が０．６ボルトより低いとき、トランジスタＴＲ１はロックされたものと考えられる。
【００５１】
より一般的には、上述のゼロ交差パルスの振幅は分圧器Ｒ１−Ｒ２に応じて決まるので、後者（分圧器抵抗）は適用例に応じて選択される。しかし、これは、本発明の上位概念（広さ）を何ら限定するものではない。
【００５２】
逆に、網割込みが存在するとき、トランジスタＴＲ１のコレクタ上の信号Ｂは、Ｒ３で示されたプルアップ抵抗の存在によりＶｃｃ（電圧レギュレータＶＲで調整された出力電圧）に等しい高い値を取る。その結果、信号Ａの関数として表現された（同じ図のグラフの下側に明示されている）信号Ｂの変化（推移）（図３ａのグラフの上側に明示されている）が、モニタ装置ＳＡを介して電気利用機器ＨＡに印加される。
【００５３】
容易に分かるように、情報（“スタート”、論理値“１”、論理値“０”）は、トランジスタＴＲ１に対応して発生された信号Ｂの持続時間内に含まれる。
【００５４】
図３ｂには、本発明による網割込みの受信機の第２の可能な回路実施形態が示されている。ここで、ＴＦは電気利用機器ＨＡの制御カードの変圧器であり、ＲＢはその変圧器ＴＦの２次側からの出力電圧を整流するのに用いられるダイオード・ブリッジであり、Ｄ１は変圧器ＴＦの２次側の出力を分離するのに用いられるダイオードであり、ＦＣはフィルタ・キャパシタであり、ＶＲは電圧レギュレータであり、Ｍ２は利用機器ＨＡの制御システムを管理するマイクロコントローラである。
【００５５】
前の回路実施形態と比較すると、変圧器ＴＦから出力される半波は、図３ａの２つのダイオードＤ１およびＤ２の代わりに、ダイオード・ブリッジＲＢによって整流される。その信号は、常に抵抗分圧器Ｒ１−Ｒ２を介してトランジスタＴＲ１のベースに供給される。
【００５６】
図３ｂの左側に示された詳細なグラフから分かるように、トランジスタＴＲ１のコレクタから取り出された信号Ｂは、図３ａを参照して既に説明したものと実質的に一致（整合）する変化（推移）を有する。
【００５７】
また、図３ｂのグラフの下側は、見て分かるように図３ａに示されたものと類似した信号Ａの関数としての信号Ｂの変化（推移）を明示している。双方の解決法（図３ａおよび図３ｂ）において、マイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに印加されるその信号はディジタル信号であり、復号された信号によって生成された情報の様々なタイプは、生成中のパルスの持続時間に基づいて識別される。
【００５８】
上述のパルスの持続時間を参照すると、次の３つの異なる情報タイプが考えられる。
１．短いゼロ交差パルス。その持続時間は抵抗分圧器Ｒ１−Ｒ２の値に実質的に応じて決まり、そのパルスはその図において送信中の論理“０”に対応する（正論理を選択したと仮定する）。
２．パルス。その持続時間は幹線サイクルの４分の１に一致する網割込みに等しく、そのパルスはその図において送信中の論理“０”に対応する（正論理を選択したと仮定する）。
３．スタート・パルス。このパルスは“スタート”で示されており、その持続時間は幹線半サイクルに等しい。
【００５９】
図３ｃには、本発明による網割込みの第３の可能な回路実施形態は示されている。ここで、ＴＦは電気利用機器ＨＡの制御カードの変圧器であり、ＲＢは変圧器ＴＦの２次側からの出力電圧を整流するのに用いられるダイオード・ブリッジであり、Ｄ１は変圧器ＴＦの２次側の出力を分離するのに用いられるダイオードであり、ＦＣはフィルタ・キャパシタであり、ＶＲは電圧レギュレータであり、Ｍ２は利用機器ＨＡの制御システムを管理するマイクロコントローラである。
【００６０】
図３ｂの回路実施形態と比較した唯一の相違点は、マイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに印加される信号が、ディジタル信号ではなくてアナログ信号であることである。この信号は、その振幅が抵抗分圧器Ｒ１−Ｒ２を介して入力ＳＤに適切に適合化され、マイクロコントローラＭ２の内部にある適当なアナログ−ディジタル変換器を用いて復号される。
【００６１】
図３ｃに示されたグラフの上側は、モニタ装置ＳＡを介して電気利用機器ＨＡに印加され同じグラフの下側の明示された信号Ａの関数として表される信号Ｂの変化（推移）を表している。
【００６２】
見て分かるように、上述の網割込みの受信機の３つの全ての回路実施形態の例は、標準のゼロ交差検出回路のコストに実際に整合する最小の電子化コストを伴う。しかし、そのような回路が電気利用機器ＨＡの制御システムの通常動作に常に必要であることを考慮すると、本発明による網割込みの検出がいかに実際上ゼロのコストで（コストがかからずに）行われるかは明らかである。
【００６３】
図６ｂは、発明を限定するものではない例として、図３ａ、３ｂおよび３ｃに例示された本発明の実施形態による網割込みの技術によって送信された電力網上でディジタル情報を受信するのに採用され得る通信プロトコルを説明するフローチャートを表している。
【００６４】
このフローチャートにおけるブロック１０はスタート（開始）ブロックである。ブロック１１はテスト・ブロックであり、制御プログラムは、モニタ装置ＳＡの制御システムによる送信開始を示す“スタート”で前に示した信号ＳＴＸの見込まれる到来をチェック（確認）する。送信開始状態が確認（チェック）されなかった場合は、その制御はブロック１１に留まる。それ以外の場合は、制御はブロック１２に進む。
【００６５】
ブロック１２は、カウンタＮの初期化ブロックである。ここで、送信において供給されたビットの数ＮＢＴが格納される。
【００６６】
次いで、制御はブロック１２からブロック１３に進む。ブロック１３はテスト・ブロックである。ここで、制御プログラムは、ゼロ交差に関連する同期状態を検索（検出）する。
【００６７】
同期状態が検証されなかった場合は、制御はブロック１３に留まる。それ以外の場合は、制御はブロック１４に進み、それで実際の受信処理が開始する。
【００６８】
ブロック１４はテスト・ブロックである。ここで、受信ビットの論理レベルが検証される。その論理レベルが“１”に対応する場合は、その値は受信ビットの対応するレジスタに格納される。それ以外の場合は、幹線半サイクル内に論理“１”に対応付けられるパルスが存在しない場合は（ブロック１６、ここで“タイムアウト”変数は、幹線周波数が５０Ｈｚのとき１０ｍＳｅｃ分の長さを有する）、１つの“０”が格納される（ブロック１７）。
【００６９】
その後、制御はブロック１８に進み、そこでレジスタＮ内の値が１単位だけ減じられる（減分される）。
【００７０】
次いで、テスト・ブロックであるブロック１９が続く。ここで、レジスタの内容Ｎがチェックされる。Ｎが０より大きい場合は、制御はブロック１４に戻って後続のビットを捕捉する。一方、Ｎが０に等しい場合は、制御はテスト・ブロックであるブロック２０に進んで、そこで一般的なチェックサム制御技術によりビット品質をチェックする。
【００７１】
チェックサム検証の結果が否定的であった場合（不合格）、制御はブロック１１に戻り、そこで、モニタ装置ＳＡによって送信全体が繰り返される。逆に、この検証が満たされた場合は（合格）、制御はブロック２１に進み、モニタ装置ＳＡによって送信されたディジタル情報の正しい受信の肯定応答信号ＡＣＫを送信する。
【００７２】
次いで、制御はブロック２１から受信エンド（終了）のブロック２２に移行する。
【００７３】
１．３ 供給電力の変調／復調に基づく電力網上のデータ伝送技術の一般化
本発明によれば、供給電力（電源）の変調／復調を用いた上述の電力網上のデータ伝送技術のより一般的な実装では、幾つかのビットを幹線電圧の各半波に対応付けてもよい。これは、例えば、最下位ビットの重みに対応する基本持続時間Ｄ０（例えば、Ｄ０＝０．１ｍ秒）の多重（ビット０＝２0＊Ｄ０→０．１ｍ秒；ビット１＝２1＊Ｄ０→０．２ｍ秒；ビット２＝２2＊Ｄ０→０．４ｍ秒；ビット３＝２3＊Ｄ０→０．８ｍ秒）で表現される可変持続時間を各網割込みに割り当てることによって得られる。
【００７４】
この場合、従来の基本例（網割込みの固定された持続時間を有する各半波に１ビットを対応付ける）と比較すると、送信速度は、用いた変調モードに応じて大きく増大することが分かる。
【００７５】
簡単化のために正論理を用いると仮定すると、本発明によれば、より一般的バージョンにおいて、送信または受信される２進データの符号化と復号の双方に次の手順が採用される。この符号化／復号手順は、発明を限定するものではなく、“ニブル（ｎｉｂｂｌｅ）” 、即ち４ビットの２進構成を各幹線電圧の半波に対応付け、上述の手順による幾つかの符号化／復号の例を挙げると、次の通りである。
【００７６】
ニブル＝“００００”： 網割込みの完全な不存在に対応付けられた１０進数“ゼロ（０）”の送信／受信；
ニブル＝“０００１”： ０．１ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“１”の送信／受信；
ニブル＝“００１１”： ０．３ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“３”の送信／受信；
ニブル＝“０１１０”： １ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“１０”の送信／受信；
ニブル＝“１１１１”： １．５ｍ秒に等しい持続時間を有する網割込みの存在に対応付けられた１０進数“１５”の送信／受信。
【００７７】
従って、後続の（連続的）伝送速度は、５０または６０Ｈｚの幹線周波数を基準にすると、それぞれ４００または４８０ｂｐｓに等しい。
【００７８】
１．４ 変圧器を用いずに供給される制御システムを有する電気利用機器の事例
特に、変圧器（電圧変成器）の代わりに適当なインピーダンス（例えば、直列Ｒ−Ｃのタイプ）を介して幹線から直接供給（給電）される電子制御システムを備えた電気利用機器ＨＡの場合、上述の送信および受信手順は、１つの半波のみに、即ち幹線電圧の降下インピーダンスを介した電子制御システムを供給するものに制限されなければならない。そのような場合、明らかに、１秒に送信される情報の量（ボーレート）は２分の１になるが、送信論理は常に同じ状態を維持する。これは本発明の教示における特別な場合として完全に含まれる。
【００７９】
図３ｄには、容量性インピーダンスを介して幹線電圧によって直接供給される電子制御システムを備えた電気利用機器ＨＡに対応付けられる上述のような網割込みの受信機の例が示されている。
【００８０】
この図において、ＤＺ１は供給電圧Ｖｃｃを安定化するツェナ・ダイオードを示し、ＦＣはフィルタ（濾波）キャパシタを示し、Ｚ１は、幹線電圧から制御システムに直接供給する降下インピーダンス（キャパシタＣ１と抵抗Ｒ１’の直列接続で構成されたもの）を示し、Ｍ２はＨＡの制御システムのマイクロコントローラを示し、Ｒ２’はゼロ公差信号を検知するのに用いる抵抗（高い値：典型的には１ＭΩ）を示し、Ｄ２’およびＲ３’は、可能な過渡的過電圧に対してマイクロコントローラＭ２の入力ＳＤを保護する２つのダイオードと抵抗をそれぞれ示している。
【００８１】
網割込みが存在しないとき、抵抗Ｒ２’を介して検知され抵抗Ｒ３’を通してマイクロコントローラＭ２の入力ＳＤに出現する同期信号は、典型的には、５０％のデューティ・サイクルを有し幹線周波数（例えば、ＴＲ＝１０ｍ秒、周波数が５０Ｈｚの場合）に対応するサイクル（周期）に等しいサイクルＴＲを有する矩形波で構成されている。逆に、網割込みが存在するとき、図３ｄの左側に示された詳細なグラフに示されているように、連続する２つの正の端縁の間の時間期間ＴＲＢは幹線サイクルＴＲに比べて大きい。
【００８２】
この事例では、有用な情報は、ＨＡの制御システムに供給する半波だけに対応付けられ、例えば後続の正の端縁から信号Ｂの負の端縁を分離する時間期間に含まれており、図３ｄのグラフの下側に示されているように、論理“１”に対応付けられる期間ＴＵは論理“０”に対応付けられる期間ＴＺからうまく分離される。
【００８３】
この分野の専門家にとって、本発明の新規な精神を逸脱することなく、網割込み受信機に対して他の解決手段の回路並びに符号化情報の解読手順が可能であることは明らかである。
【００８４】
最後に、電気利用機器ＨＡの電子制御システムが変圧器とともに設けられた場合は、論理部分（マス、ｍａｓｓ）と網電圧の間の直流電気（ガルバニーニ電気）絶縁（分離）することを要せずに、上述の簡単化された受信機が有利な形態で最小のコストで適用し得ることも明らかである。
【００８５】
２．電力網上での第２のデータ送信／受信技術：吸収電力変調
本発明による電力網上での第２のデータ送信／受信技術は、２進情報の符号化手段として、電力の制御された吸収（ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎｓ ｏｆ ｐｏｗｅｒ）を用いる。この技術は、次の２つの基本要素で特徴付けられる。
【００８６】
− 送信機であって、送信すべき２進情報に従って、電力の吸収を制御できる送信機。この送信機の取り得る回路図が図４の上側に示されている。
【００８７】
− 受信機であって、そのような電力の吸収を検出し復号できる受信機。この受信機の取り得る回路図が図５の上側に示されている。
【００８８】
本発明の基本的実装による吸収電力の変調／復調に基づいた電力網上でのデータ送信技術は、１ビットを幹線電圧の各半波に対応付ける。各電力吸収には、所定の閾値ＳＳ（例えば、ＳＳ＝３Ｗ）より高い値が割り当てられる。
【００８９】
この事例において、５０または６０Ｈｚの網周波数を考えると、そのデータ・ボーレートはそれぞれ１００または１２０ｂｐｓ（毎秒ビット数）に等しい。
【００９０】
２．１ 制御された電力の吸収の送信機の説明
本発明による制御された電力吸収の送信機を図４を参照して説明する。
【００９１】
本発明の基本バージョンによれば、電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれている送信機は、図４にＴ１で示されたトライアックで表された固体スイッチまたはリレーを用いて制御された電力の吸収を発生させるようプログラムされている。その付勢（イネーブル、活動化）信号Ｏ１（ゲートに印加される）は、マイクロコントローラＭ２によって管理され、電圧レギュレータＰＳ（電源）よって供給され、電圧ゼロ交差を検出する信号ＺＤに適切に同期させられる。
【００９２】
トライアックＴ１は、電気利用機器ＨＡにおいて利用可能なものの中から適当に選択された、Ｌ１で示された一般的電気的負荷に対応付けられる。
【００９３】
非常に特別な場合、本発明による電気利用機器ＨＡがトライアックを介して制御された負荷を持っていない場合は（例えば、全ての負荷が電気機械リレーによって管理されるとき）、低抵抗電気負荷（例えば、１０Ｗ）に対応付けられた小さなトライアック（例えば、プラスチック・コンテナ（容器）ＴＯ９２に収容された０．８Ａ装置）で構成された低コストの解決法が用いられる。
【００９４】
本発明の基本バージョンによる送信される２進データの符号化論理に関して、次の２つの可能な手順がある。
【００９５】
− 正論理符号化：論理“１”は所定の閾値ＳＳ（例えば、ＳＳ＝３Ｗ）より大きい電力吸収に対応し、論理“０”は電力吸収の不存在に対応する。
− 負論理符号化：論理“０”は所定の閾値ＳＳ（例えば、ＳＳ＝３Ｗ）より大きい電力吸収に対応し、論理“１”は電力吸収の不存在に対応する。
【００９６】
図４のグラフの下側には、発明を限定するものでない例として、正論理符号化を用いた８ビットのシーケンスの送信が示されている。論理“１”に対応付けられた電力吸収は、負荷Ｌ１に対応付け（割当て）られた瞬間電力の２分の１に等しく、幹線サイクルの４分の１に関連付けられる（５ｍ秒、網周波数が５０Ｈｚの場合）。
【００９７】
このビット・シーケンスの前に“スタート”信号が先行し（この例は発明を限定するものではない）、網サイクル（２０ｍ秒、網周波数が５０Ｈｚである場合）に対応付けられた負荷Ｌ１の最大（フルの）電力に等しい吸収で表される。グラフの上側は、トライアックＴ１の端子における電圧Ａを示している。一方、グラフの下側は、送信される各ビットの論理レベルに従って同じトライアックＴ１のゲートにマイクロコントローラＭ２によって印加されるパルスＯ１を示している。
【００９８】
図６ａのフローチャートには、制御された電力の吸収に基づく上述の技術に従って電力線上でディジタル情報を送信するのに用いられる可能な通信プロトコルが示されている。従って、このプロトコルは前述の網割込みの送信機と完全に一致することが分かる（段落１．１網割込み技術用の送信機の説明）。
【００９９】
２．２ 制御された電力の吸収の受信機の説明
図５を参照して、本発明による、制御された電力の吸収の受信機を説明する。図において、ＰＭ（電力計）は共通の電力計を示し、Ｓ（シャント）は電流抵抗検出器を示し、Ｍ１はモニタ装置ＳＡに設けられた上述のマイクロコントローラを示している。
【０１００】
マイクロコントローラＭ１は、本発明の基本バージョンによるモニタ装置ＳＡにおける受信機を管理するものであり、利用機器ＨＡによる電力吸収の存在を検出し、装置ＰＭを介して各幹線電圧の各半波に対応して供給される電力の連続的計測によってその存在（量、エンティティ）を判定（測定）する。
【０１０１】
図５のグラフの下側に、発明を限定しない例として示された、本発明による制御された電力の吸収の復号では、正論理が用いられている（即ち、論理“１”は半波に関連する各電力吸収に対応付けられる）。
【０１０２】
そのグラフの下側は、電力利用機器ＨＡからの通信に用いられるトライアックＴ１の端子において測定された幹線電圧Ａの変化が示されている。一方、グラフの上部は装置ＰＭによって測定された電力Ｂを示している。
【０１０３】
発明を限定するものでない例として図５に示された電流検出器Ｓは低熱効率（例えば、Ｓ＝５ｍΩ１％）を有する高精度抵抗である。端子におけるその電圧（Ｖ２）は、既知のオームの法則によりそれを通って流れる電流に比例する。
【０１０４】
より一般的には、本発明によれば、この検出器Ｓは、他の任意の検出器であってもよい（例えば、電流変成器、ホール効果センサ、等）。
【０１０５】
図６ｂのフローチャートには、制御された電力の吸収に基づく上述の技術による電力網上での情報の受信に用いられる可能な通信プロトコルが示されている。従って、このプロトコルは前述の網割込みの受信機に対応付けられたものと完全に一致することが分かる（段落“網割込み技術の受信機の説明”参照）。
【０１０６】
最後に、本発明の基本バージョンによる受信２進データの復号論理に関して、送信機を参照して説明した２つの手順が適用される（段落２．１ 制御された電力の吸収の送信機の説明を参照）。
【０１０７】
２．３ 吸収された電力の変調／復調に基づく電力網上でのデータ伝送技術の一般化
本発明による上述の吸収された電力の変調／復調に基づく電力網上でのデータ伝送技術のより一般的な実装によって、幾つかのビットを各幹線電圧の半波に対応付けてもよい。これは、例えば、最下位ビットの重みに対応する基本吸収Ｐ０（例えば、Ｄ０＝１Ｗ（ワット））の多重（ビット０＝２0＊Ｐ０→１Ｗ；ビット１＝２1＊Ｐ０→２Ｗ；ビット２＝２2＊Ｐ０→４Ｗ；ビット３＝２3＊Ｐ０→８Ｗ）で表現される可変量（エンティティ）の値を各制御された電力吸収に割り当てることによって得られる。
【０１０８】
この場合、従来の基本例（１ビットを各半波に対応付ける）と比較すると、送信速度は大きく増大する。簡単化のために正論理を用いると仮定すると、本発明のよれば、一般的バージョンにおいて、それぞれ送信または受信される２進データの符号化および／または復号は、以下説明するような手順を用いて実行してもよい。
【０１０９】
ニブル＝“００００”： 電力吸収の不存在に対応付けられた１０進数“ゼロ（０）”の送信／受信；
ニブル＝“０００１”： １Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“１”の送信／受信；
ニブル＝“００１１”： ３Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“３”の送信／受信；
ニブル＝“０１１０”： １０Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“１０”の送信／受信；
ニブル＝“１１１１”： １５Ｗに等しい電力吸収に対応付けられた１０進数“１５”の送信／受信。
【０１１０】
後続の伝送速度は、段落１．３で説明した場合のように、５０または６０Ｈｚの網周波数を基準にするとそれぞれ４００または４８０ｂｐｓに等しい。
【０１１１】
３．本発明による電力変調の使用の例
上述したように、上述の電力網上での２つのデータ伝送技術は供給電力または吸収電力の変調に関し、ここではこの変調のタイプを電力変調と呼ぶ。
【０１１２】
本発明によれば、電力網上の２つのデータ伝送技術は、個々のモードでおよび組み合わせモードで、有利な形態で用いてもよい。さらに、本発明は、その基本的バージョンまたはそのより一般的バージョンも適用され得る。
【０１１３】
本発明の基本バージョンによる（即ち、各幹線電圧の各半波に対する１ビットの送信／受信で特徴付けられる）電力変調に基づく２つの伝送技術の組み合わせを用いる特に有利な適用例を、発明を限定しない例として、次に説明する。
【０１１４】
この適用例は、図１を参照して既に説明したように、電気利用機器ＨＡとその電気利用機器の動作のモニタ装置ＳＡによってそれぞれ表される２つの制御された装置の間の通信に関する。
【０１１５】
特に有利であり、前述のものを一般化して得られる本発明の第２の可能な適用例と、最後に、制御された電力の吸収を用いた伝送技術の利用に基づく第３の適用例とを、以下で説明する。
【０１１６】
３．１ 電力変調技術の利用の第１の例
前述したように、図１は、モニタ装置ＳＡと家庭用電気利用機器ＨＡの間の接続のモードを示している。
【０１１７】
装置ＳＡは、電流アウトレットと電気利用機器ＨＡの間に位置し、上述の電気利用機器の監視および制御の機能を実行する（上述のように、装置ＳＡは、米国特許ＵＳ−Ａ−４，６４４，３２０号または欧州特許公開ＥＰ−Ａ−０５５０２６３号に記載されている教示を用いてもよい）。
【０１１８】
上述の発明の適用例によれば、モニタ装置ＳＡによって実行される基本的機能は、次の項目の中の１つまたは２つ以上である。
【０１１９】
ａ） 電気利用機器ＨＡによってそれぞれの瞬間に吸収される電流の計測；
ｂ） 電気利用機器ＨＡに印加される幹線電圧の計測；
ｃ） 電気利用機器ＨＡによって表される電気負荷の力率（ｃｏｓφ）の計測；
ｄ） 電気利用機器ＨＡによってそれぞれの瞬間に吸収される電力の計測；
ｅ） 電気利用機器ＨＡによって消費された電気エネルギの計測と、不揮発性メモリへのその格納；
ｆ） 或る時間期間における幹線電圧の過大電圧および電圧低下の計測と、不揮発性メモリへのその格納；
ｇ） リレーによる電気利用機器ＨＡの遠隔制御；
ｈ） 電気利用機器ＨＡの動作状態に関する情報の生成と、不揮発性メモリへのその格納；
ｉ） 電気利用機器ＨＡの動作とその電気利用機器を操作する人による使用のモード（形態）とに関する統計データの生成と、不揮発性メモリへのその格納；
ｊ） モニタ装置ＳＡによって計測された電気的量の変化（傾向）に基づく、電気利用機器ＨＡの動作に関する診断情報の生成と、不揮発性メモリへのその格納；
ｋ） 適当な通信技術（電力線、無線周波数、２線ケーブル、等）による外部環境との間の対話能力。
【０１２０】
図７には、装置ＳＡの可能な物理的実装として、装置ＳＡのブロック図と、ランドリ洗濯機で表された電気利用機器ＨＡとの相互接続のモードとが例示されている。
【０１２１】
図７に示されたブロックＰＬＭ（電力線モデム）は、発明を限定するものでない例として、エシュロン（Ｅｃｈｅｌｏｎ）（米国）の送受信機ＰＬＴ−２２を用いて示されている。その目的は、ロントーク（ＬｏｎＴｌａｋ（登録商標）プロトコル（ＡＮＳＩ ＥＩＡ−７０９）によって外部環境との双方向電力線通信を許可することである。このプロトコルは、東芝およびサイプレス（Ｃｙｐｒｅｓｓ）によって現在製造されているニューロンチップ（ＮｅｕｒｏｎＣｈｉｐ（登録商標）装置）によって実装できるＮＣで示されたブロック内に実装されている（ＬｏｎＴｌａｋ（登録商標）とＮｅｕｒｏｎＣｈｉｐ（登録商標）は、米国の会社エシュロン社（Ｅｃｈｅｌｏｎ Ｉｎｃ）の登録商標である）。
【０１２２】
従って、ブロックＰＬＭおよびＮＣの組はいわゆる通信ノードを形成し、図７にハッチングされたブロックＮで示されている。
【０１２３】
ブロックＭ１（マイクロコントローラ）は、発明を限定するものでない例として、８ビット・マイクロコントローラ（好ましくはそうであるが、必ずしもフラッシュ・メモリがなくてもよい）で示されている。その目的は装置ＳＡを管理することである。
【０１２４】
ブロックＰＳ（電源）は、電気的仕様書に従って装置ＳＡの全ての活動状態の構成要素への安定的給電を保証するブロックである。
【０１２５】
ブロックＭＥＭは、発明を限定するものでない例として、マイクロコントローラＭ１に適当に接続された、ＥＥＰＲＯＭのタイプの不揮発性メモリで構成されたメモリ・ブロックである。そのメモリは、計測ブロックＰＭ（電力計）によって検出された電気利用機器ＨＡの動作に対応する１つまたは２つ以上の電気的量の変化の分析から得られる全ての情報を格納する。
【０１２６】
ブロックＰＭは、電気利用機器ＨＡの動作に関連する様々な電気的量の中の１つまたは２つ以上のものを計測する重要な仕事を実行し、その計測された値を、それに適当に接続されたマイクロコントローラＭ１に伝送する。
【０１２７】
ブロックＰＭは、発明を限定するものでない例として、電流、電圧、力率（ｃｏｓφ）、電力およびエネルギを計測することができるサラス・ロジック（Ｃｉｒｒｕｓ Ｌｏｇｉｃ）（米国）の装置ＣＳ５４６０で構成できる。
【０１２８】
はるかに単純でコスト効率の良いバージョンによれば、ブロックＰＭは、単純に、例えば抵抗シャント（分路）またはトロイド（ｔｏｒｏｉｄ）のような電流センサで構成されており、その発生電圧は、関連する電気利用機器によって吸収される電流に比例し、そこに設けられた適正なアナログ−ディジタル変換チャネルを通してマイクロコントローラＭ１によって（直接または適当な増幅の後）読み取られる。
【０１２９】
上述の２つの限定的事例と比較して、中程度の複雑さを有する他の任意のＰＭ装置は、本発明の目的（意図）の範囲に完全に含まれる。
【０１３０】
図７に記載された装置ＰＭの事例において、負荷ＨＡによって吸収される電流およびその端子に印加される電圧によって表される主要な電気的量の計測は、ブロックＳ（シャント）によって示されている適当な抵抗性電流センサ（抵抗シャントまたはトロイドまたはその他の電流検出器）の両端子において検出される電圧Ｖ２を計測し、適当な抵抗性分圧器を介して検出される電圧Ｖ１を計測することによって行われる。その分圧器は、同じブロックＰＭに含まれているので示されていない。
【０１３１】
その導出された電気的量は、例えば、ｃｏｓφ、電力およびエネルギであり、ブロックＰＭの同じ装置ＣＳ５４６０によって実行される適当な数学的（処理）によって得られ、別の見込まれる展開（処理）のためにマイクロコントローラＭ１に利用できるようにされる。
【０１３２】
図７において、ＴＣＲは、常閉リレーのトライアックＴおよびコンタクトＲＣを表すブロックを示しており、そのリレーの機能は図２を参照して前に説明した。
【０１３３】
最後に、後の図８の説明をより簡単にするために、図７のブロックＰＭ、ＴＣＲおよびＳは、点線で囲まれたブロックＰＭＲに含まれるように示されている。
【０１３４】
本発明によれば、ブロックＰＭは、前述の技術に関して、制御された電力吸収の形態で利用機器ＨＡによって送信される情報を受信するためのブロックを表している。一方、ＴＣＲは、前述の網割込み技術によって符号化された情報をモニタ装置ＳＡによって送信するブロックを表している。
【０１３５】
逆に、ランドリ洗濯機ＨＡの制御システムは、２つの適当な機能ブロックを含んでいる。その１つは、制御された電力吸収に基づく技術を用いたディジタル情報の送信のためのものであり（図４を参照した前の説明を参照）、他の１つは、網割込み基づく技術を用いてモニタ装置ＳＡによって送信されたディジタル情報の受信のためのものである（図３ａ、３ｂおよび３ｃを参照した前の説明を参照）。
【０１３６】
以上列挙した諸機能の中で項目“ｊ”（診断情報の発生）は装置ＳＡの最も重要な機能を表しており、そのような機能は、電気利用機器ＨＡ用の遠隔支援および予防的保守（メンテナンス）の非常に重要な概念に関係している。
【０１３７】
しかし、この項目は最も重要なものでもある。その理由は、電気利用機器ＨＡの任意の障害または故障または誤動作を間接的に、即ちメータＰＭによって計測可能な電力吸収の値および／またはその他の見込まれる電気的量の分析のみに基づいて検出する、モニタ装置ＳＡの機能を想定しているからである。
【０１３８】
そのような重要な状況は、電気利用機器ＨＡが電子的制御システムおよび自己診断機能を有する場合に、公知の従来技術（例えば、米国特許ＵＳ−Ａ−４，６４４，３２０号または欧州特許ＥＰ−Ａ−０５５０２６３号）により、モニタ装置ＳＡとその電気利用機器ＨＡの間の直接的対話（交信）によって解決できるかもしれない。
【０１３９】
しかし、そのような直接的対話は公知技術を用いて簡単に行えるものではない。その理由は、それらが高価すぎ（電力線搬送システム）または実際に用いるのが困難である（特定のケーブルを介した直接接続は、複雑さを伴い、電気利用機器の製造業者および設置のコストがかかる）からである。
【０１４０】
逆に、本発明によってカバーされる電力変調伝送（搬送）技術を適用すると、装置ＳＡと利用機器ＨＡの間の直接的対話の問題は、付加的コストを伴うことなく完全にかつ実際的に解決できる。
【０１４１】
図１の適用例に戻ると、実際に、本発明により、電気利用機器ＨＡ（この場合、ランドリ洗濯機）は、その電子システムが取得または発生することができる全ての情報を装置ＳＡに毎日送信できる。そのために、制御された吸収電力に基づく吸収された電力の変調／復調の技術が用いられる。
【０１４２】
その情報は、図７の装置ＳＡのメモリ・ブロックＭＥＭにおいて必要に応じて格納される。利用機器ＳＡ用の支援サービス（例えば、ロントーク（ＬｏｎＴａｌｋ（登録商標））通信プロトコルに従って管理されるブロックＰＬＭを介して遠隔データ処理センタによるサービス）を用いて技術者が後で利用可能な診断情報の例で考える。
【０１４３】
同様に、本発明によるモニタ装置ＳＡは、ランドリ洗濯機ＨＡに、様々な情報、例えば、自己の電気的負荷の電力吸収（これは診断に役立つ）に関する情報、および外部環境からのその他の同様の情報を送信できる（図７に破線で囲まれたブロックＮで示された電力線通信（搬送）システムによる）。そのために、網割込みに基づく供給電力の変調／復調の技術が用いられる。
【０１４４】
結論として、装置ＳＡがランドリ洗濯機ＨＡのキャビネット内に適切に配置されていると仮定すると、上述の適用例は、重要な情報（エネルギ、機能、診断および統計）を発生し、適当な通信システムを介して外部環境が利用できるようにする製品を製造する特に効率的解決法を示している。
【０１４５】
最後に、図７の装置ＰＭの上述の説明（図５のものと一致する）と一致して、シラス・ロジックの装置ＣＳ５４６０によって実行される正確な電力計測（導出量）を、本発明の新規な精神を逸脱することなく、簡単な電流計測（主として量）に置き換えることができることを指摘しておく。
【０１４６】
この場合、図４および５に関連する“吸収された電力”という概念は、実際のところ、本発明を損なうことなく、“吸収された電流”という概念に単純に置き換えられる。
【０１４７】
３．２ 電力変調技術の利用の第２の例
図８には、本発明による電力変調に基づく２つのデータ伝送技術を有利な形態で用いる第２の可能な適用例が記載されている。
【０１４８】
この図は、図１または７の適用例に記載されている装置ＳＡを一般化して得られるＭＳＡ（多重スマート・アダプタ）で全体が示されているモニタ装置のブロック図を表している。
【０１４９】
装置ＭＳＡは図７の装置ＳＡから実際に導出されるものである。見て分かるように、図７の単一のブロックＰＭＲ（これはブロックＰＭ、ブロックＴＣＲおよびブロックＳを具えている）の代わりに、この装置ＭＳＡは１組のブロックＰＭＲを具えている。これは、図８において発明を限定するものでない例として、ＰＭＲ１〜ＰＭＲ５で示された合計５つのブロックからなる。
【０１５０】
見て分かるように、適当な双方向シリアル接続を介して同じマイクロコントローラ（ＭＣで示されている）によって管理される幾つかのブロックＰＭＲが存在することによって、ＨＡ１−ＰＭ５で示された多数の電気利用機器と同時に対話することが可能になる。
【０１５１】
装置ＳＡの最も高価な構成要素が、上述のように図７におけるブロックＰＬＭの電力線モデムとブロックＮＣのニューロンチップとで構成される通信ノードＮによって表されるので、本発明によれば、“ｋ”個のブロックＰＭＲ（図８の例ではｋ＝５）を備えた装置ＭＳＡは、独立の“ｋ”個の装置ＳＡと比較して、はるかに便利であり簡単であることが分かる。
【０１５２】
図９には、４つのブロックＰＭＲを有する装置ＭＳＡの実際の使用の例が示されている。ここで、関連する４つの電気利用機器ＨＡ１〜ＨＡ４は、それぞれ、フード（カバー）付きのハブ（ｈｏｂ）、電気オーブン、皿洗い機および冷蔵庫で構成されている。
【０１５３】
想像できるように、この構成は組込型の家庭用電気器具、即ち家具の内部に家庭用電気器具が一体化されたキッチン（台所）適用例において、特に有利である。
【０１５４】
３．３ 吸収された電力の変調／復調に基づく技術の利用の例
図１０には、制御された電力吸収に基づくデータ伝送技術のみを有利な形態で用いる、本発明の第３の適用例が示されている。ここで家庭用冷蔵庫で表されている電気利用機器ＨＡは、自己の給電線（供給コード）を介して外部環境に情報を送信する。
【０１５５】
本発明による上述の制御された電力吸収によるデータ伝送に用いられる電気的負荷は、発明を限定しない例として、図１０の詳細図の“ＬＡＭＰ（ランプ、電灯）”で示された冷蔵室（コンパートメント）のランプで構成されており、そのランプは、図４を参照して前に説明した手順に関するトライアックＴによって制御される。
【０１５６】
この特定の例は、本発明による制御された電力吸収に基づくデータ伝送技術をどのように用いて、なんら付加的コストを要することなく、特別な通信ノードを必要とせずに外部環境に情報を送信できる電気利用機器を実際に製造できる。
【０１５７】
もちろん、図１０の例では、冷蔵庫ＨＡが接続される電力網は、ランプＬＡＭＰによって表された負荷によって吸収される電力の変調を復号（復調）できる適当な受信機に対応付けられる。
【０１５８】
以上の説明から、本発明の特徴は明らかである。
【０１５９】
特に、電力網上でデータを送信する方法およびシステムを、２つの電気装置の間での２進情報交換を特に参照して説明した。それは、共に単一のモードまたは組合せモードで使用可能な異なる２つの技術によって得られる。例えば、供給電力の変調は電気利用機器に情報を送るのに充分使用できる。吸収電力の変調は電気利用機器から情報を送るのに充分使用できる。
【０１６０】
双方の技術において、２進情報は特別な“電力変調”のモードを通して符号化される。
【０１６１】
“供給電力の変調／復調”として識別される第１のデータ伝送技術は、２進情報の符号化／復号手段として“網割込み”または“電圧割込み”として定義された電力網の適当な制御された割込みまたは欠落を用いる。
【０１６２】
逆に、“シンク電力変調／復調”として識別される第２のデータ伝送技術は、２進情報の符号化／復号手段として“電力の制御された吸収”を用いる。
【０１６３】
本発明による方法、システムおよび装置の特定の特徴は、請求の範囲の形に要約される。
【０１６４】
上述の説明から、本発明の利点は明らかである。電力網上でデータ伝送する上述の方法、システムおよび関連する装置が、家庭用電気利用機器、特に家庭用電気器具の大量生産でいかに非常に低コストで実現できるかを再度強調しておく。
【０１６５】
本発明の新規な精神を逸脱することなく、例として説明した方法、システムおよび装置に多くの変形が可能であるかは、この分野の専門家には明らかである。
【０１６６】
前述したように、例えば、吸収電力の変調の技術に関連する送信機は、一般的に、トライアックまたは同様の制御された固体スイッチによって管理されるような関連する利用機器の電気的負荷に基づくものとすることができる。
【０１６７】
従って、もしもその負荷が過大な電力を消費する場合、利用機器の制御システムは、そのような負荷にその網電圧の最小限の一部だけを印加するようプログラムすればよい。
【０１６８】
もしも利用機器制御システムがシステム“トライアックＴ＋電気的負荷Ｌ１”（図４参照）で形成された送信段の可能な誤動作または障害または故障を検出できる場合は、その同じ制御システムが、その目的のために充分プログラムされ外部環境に情報を送信する別の“トライアック＋電気的負荷”段の使用を決断できる。この事例が図４に例示されている。ここで、Ｌ２およびＬＮは、マイクロコントローラＭ２によって制御される実際のそれぞれのトライアックＴ２およびＴＮによって管理される利用機器ＨＡの別の電気的負荷を示す。その各々は、Ｔ１の代わりに、本発明による制御された電力吸収を完全に生じさせることができる。
【０１６９】
その結果、もしも“主な”送信段Ｌ１〜Ｔ１の誤動作が検出された場合は、利用機器ＨＡの制御システムは、複数の“２次”の段（例えば、Ｌ２〜Ｔ２）をその目的のために用いて、吸収電力の変調の技術によって外部環境にそのような診断の問題を信号で完全に知らせることができる。
【０１７０】
本発明は、家庭用電気利用機器の分野、特に家庭用電気器具の分野におけるその使用の例について説明したが、２つの電子的に制御された電気装置の間の伝送またはデータ通信が役立つまたは必要な任意の分野にそれが適用可能であることは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、本発明による、モニタ装置ＳＡ（スマート・アダプタ）と一般的な電気利用機器ＨＡ（家庭用電気器具）の間の接続形態を示している。
【図２】 図２は、本発明による、電気利用機器ＨＡへの供給電力の変調を用いて、図１のモニタ装置ＳＡの制御システムに含まれる２進情報の送信段または送信機の例を示している。
【図３ａ】 図３ａは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段の例を示している。
【図３ｂ】 図３ｂは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調（電力復調：ソース・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段の別の例を示している。
【図３ｃ】 図３ｃは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調（電力復調：ソース・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段のさらに別の例を示している。
【図３ｄ】 図３ｄは、本発明による、モニタ装置ＳＡを介してその電気利用機器への供給電力の復調（電力復調：ソース・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情報の可能な受信段のさらに別の例を示している。
【図４】 図４は、本発明による、同じ利用機器の吸収電力の変調（電力変調：シンク・モード）を用いる、図１の電気利用機器ＨＡの制御システムに含まれる２進情の報送信段または送信機の例を示している。
【図５】 図５は、本発明による、電気利用機器ＨＡの球種電力の復調（電力復調：シンク・モード）を用いる、図１のモニタ装置ＳＡの制御システムに含まれる２進情報の受信段または受信機の例を示している。
【図６ａ】 図６ａは、本発明による、電力変調技術を用いる一般的なディジタル情報の送信を記述するフローチャートを示している。このフローチャートは、本発明の目的である２つの送信技術（図２および４）に関連付けられる。
【図６ｂ】 図６ｂは、本発明による、電力変調技術を用いるディジタル情報の受信段に関連するフローチャートを示している。このフローチャートは、本発明の目的である２つの受信技術（図３および５）に関連付けられる。
【図７】 図７は、図１のモニタ装置ＳＡの可能な物理的構成のブロック図を示している。
【図８】 図８は、本発明による、幾つかの電気利用機器と対話できるモニタ装置の特定の実施形態のブロック図を示している。
【図９】 図９は、図８のモニタ装置の有利な適用例を示している。
【図１０】 図１０は、特に有利な適用例を示している。冷蔵庫で表された電気利用機器ＨＡは、本発明による吸収電力の変調／復調（シンク・モード）に基づく伝送技術を、給電線を用いて外部環境にシステム的に情報を送信する。
Claims (41)
- それぞれの電子制御システム（ＨＡ、ＳＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５、ＭＳＡ）を有する２つの装置の間で電線上でデータまたは情報を送信／受信する方法であって、
上記２つの装置のうちの一方は、第１の電子制御システム（Ｍ２）および少なくとも第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）を有する電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）を含み、
上記２つの装置のうちの他方は、電源と上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）の間の上記電線上に位置し、第２の電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）を有する監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）を含み、
上記電線上でのデータまたは情報の送信／受信が、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）と上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の間および／または上記監視装置と上記電気機器の間で電力の変調によって行われ、
特徴として、
上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）から上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）への上記電線上でのデータまたは情報の送信が、上記第１の電子制御システム（Ｍ２）の制御の下で上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）によって消費または吸収される電力または電流の変調によって行われ、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）によって送信されるデータまたは情報が、上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）の電力または電流の制御された吸収によって符号化され、
データまたは情報の受信（ＳＡ；ＭＳＡ）が、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の上記第２の電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）によって上記制御された吸収を復号することによって行われるものである、
方法。 - １ビットが幹線電圧の各半波に対応付けられ、所定の閾値より大きい値が、特に上記制御された吸収の各々に割り当てられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）から上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）へ送信される２進データが、
− 正論理で符号化され、ここで、論理“１”が上記制御された吸収の中の１つの存在に対応し、論理“０”が電力吸収の不存在に対応し、または
− 負論理で符号化され、ここで、論理“０”が上記制御された吸収の中の１つの存在に対応し、論理“１”が電力吸収の不存在に対応すること
を特徴とする、請求項１に記載の方法。 - 上記制御された吸収が幹線半サイクルの一部分であり、特に上記第１の電気的負荷（Ｌ１）に対応付けられ幹線サイクルの４分の１に関連する瞬間電力または電流に等しいことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
- 上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）から上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）へ送信される２進データを形成するビット・シーケンスの前に送信開始信号（スタート）が先行し、この送信開始信号が、特に、幹線サイクルに関連する上記第１の電気的負荷（Ｌ１）の最大電力に等しい電力吸収によって表されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 数ビットが幹線電圧の各半波に対応付けられることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 可変量の値が、特に基本吸収（Ｐ０）の多重の形で表現される、上記制御された吸収の各々に割り当てられることを特徴とする、請求項６に記載の方法。
- ４ビット２進構成または“ニブル”が幹線電圧の各半波に対応付けられることを特徴とする、請求項６または７に記載の方法。
- 上記第１の電子制御システム（Ｍ２）が幹線電圧の一部分だけを上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）に印加することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
- 上記電線上で上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）と上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の間で双方向にデータまたは情報が交換され、
− 上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）から上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）への上記電線上でのデータまたは情報の送信が、上記第２の電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）の制御の下で上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）に供給される電力または電流の変調によって行われ、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）によって送信されるデータまたは情報が、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）から上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）への電気幹線の供給に対する制御された割込みによって符号化され、
− データまたは情報の受信が、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の上記第１の電子制御システム（Ｍ２）によって上記制御された割込みを復号することによって行われること
を特徴とする、請求項１に記載の方法。 - １ビットが幹線電圧の各半波に対応付けられ、所定の持続時間が、特に、各半波に関連する上記制御された割込みの各々に設定されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
- 上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）から上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）へと送信される２進データが、
− 正論理で符号化され、ここで、論理“１”が上記制御された割込みの中の１つの存在に対応し、論理“０”がその不存在に対応し、または
− 負論理で符号化され、ここで、論理“０”が上記制御された割込みの中の１つの存在に対応し、論理“１”がその不存在に対応すること
ことを特徴とする、請求項１０に記載の方法。 - 上記制御された割込みの持続時間が、幹線半サイクルの一部分、特に幹線サイクルの４分の１に等しいことを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
- 上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）から上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）へ送信される２進データを形成するビット・シーケンスの前に送信開始信号（スタート）が先行し、この送信開始信号が、特に幹線半サイクルに等しい実際のデータの１ビットに対応付けられたものより長い持続時間を有する上記制御された割込みの中の１つで特に表されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
- 数ビットが幹線電圧の各半波に対応付けられることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
- 可変の持続時間が上記制御された割込みの各々に割り当てられ、特に基本持続時間（Ｄ０）の多重の形で表現されることを特徴とする、請求項１５に記載の方法。
- ４ビット２進構成または“ニブル”が幹線電圧の各半波に対応付けられることを特徴とする、請求項１５または１６に記載の方法。
- それぞれの電子制御システム（ＨＡ、ＳＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５、ＭＳＡ）を有する２つの装置の間で電線上でデータまたは情報を送信／受信するシステムであって、
上記２つの装置のうちの一方は、第１の電子制御システム（Ｍ２）および少なくとも第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）を有する電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）を含み、
上記２つの装置のうちの他方は、電源と上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）の間の上記電線上に位置し、第２の電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）を有する監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）を含み、
上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）と上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の間および／または上記監視装置と上記電気機器の間で電力の変調によって、上記電線上でのデータまたは情報の送信／受信を行う手段が設けられ、
特徴として、
上記送信／受信を行う手段は、
上記第１の電子制御システム（Ｍ２）によって制御されて、上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）によって消費または吸収される電力または電流の変調を行う、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の送信段または送信機（Ｌ１、Ｔ１、０１；Ｌ２、Ｔ２、Ｏ２、ＬＮ、ＴＮ、ＬＮ）を具え、
上記電気機器の上記送信段または送信機は、上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）による制御された電力または電流の吸収によってデータまたは情報を符号化する手段（Ｌ１、Ｔ１、０１；Ｌ２、Ｔ２、Ｏ２、ＬＮ、ＴＮ、ＬＮ）を具えるものであり、
上記送信／受信を行う手段は、
さらに、上記第２の電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）によって制御されて、上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）によって吸収される電力または電流の上記変調を復号する、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の受信段または受信機（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）を具え、
上記監視装置の上記受信段または受信機は、上記制御された吸収によって表されるデータまたは情報を復号する手段（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）を具えるものである、
システム。 - 上記符号化手段が、上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）に対応付けられた、トライアック（Ｔ１；Ｔ２、ＴＮ）等の固体スイッチまたはリレーを具えることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
- 上記固体スイッチまたはリレー（Ｔ１；Ｔ２、ＴＮ）のイネーブル信号（Ｏ１；Ｏ２、ＯＮ）が、マイクロコントローラ（Ｍ２）によって管理され、幹線電圧ゼロ交差を検出する信号（ＺＤ）に同期していることを特徴とする、請求項１９に記載のシステム。
- 上記復号手段（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）が電力計（ＰＭ）を具えることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
- 上記復号手段（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）が電流計（Ｓ）を具えることを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
- 上記第２の電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）が、上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）による電力または電流吸収の存在を検出し幹線電圧の各半波に対応する供給電力または電流の連続的計測によってその存在を判定することを特徴とする、請求項１８に記載のシステム。
- 上記送信／受信を行う手段は、
さらに、上記第２の電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）によって制御されて、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）によって上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）に供給される電力または電流の変調を行う、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の送信段または送信機（Ｔ、ＲＣ、Ｇ、ＺＤ）を具え、
上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の上記送信段または送信機は、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）から上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）への電気幹線の供給に対する制御された割込みによってデータまたは情報を符号化する手段（Ｔ、ＲＣ、Ｇ、ＺＤ）を具えるものであり、
上記送信／受信を行う手段は、
さらに、上記第１の電子制御システム（Ｍ２）によって制御されて、上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）によって供給される電力または電流の上記変調を復号する、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の受信段または受信機（Ｄ１、Ｄ２、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１、Ｒ２、ＳＤ；ＤＺ１、Ｃ１、Ｒ１’〜Ｒ３’、Ｄ１’、Ｄ２’）を具え、
上記電気機器の上記受信段または受信機は、上記制御された割込みによって表されるデータまたは情報を復号する手段（Ｄ１、Ｄ２、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１、Ｒ２、ＳＤ；ＤＺ１、Ｃ１、Ｒ１’〜Ｒ３’、Ｄ１’、Ｄ２’）を具えること、
を特徴とする、請求項１８に記載のシステム。 - 上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の上記送信段または送信機（Ｔ、ＲＣ、Ｇ、ＺＤ）の上記符号化手段（Ｔ、ＲＣ、Ｇ、ＺＤ）が、イネーブル信号（Ｇ）が幹線電圧ゼロ交差を検出する信号（ＺＤ）に同期する固体スイッチまたはリレー、特にトライアック（Ｔ）を具えることを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
- 上記固体スイッチまたはリレー（Ｔ）が電気機械リレーの常閉接点（ＲＣ）に並列であることを特徴とする、請求項２５に記載のシステム。
- 上記電気機械リレー（ＲＣ）、上記固体スイッチまたはリレー（Ｔ）および上記同期信号（ＺＤ）が、上記第２の電子制御システム（Ｍ１、ＭＣ）の一部であるマイクロコントローラ（Ｍ１；ＭＣ）によって管理されることを特徴とする、請求項２５または２６に記載のシステム。
- 上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の上記受信段または受信機（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）の上記復号手段（Ｄ１、Ｄ２、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１、Ｒ２、ＳＤ；ＤＺ１、Ｃ１、Ｒ１’〜Ｒ３’、Ｄ１’、Ｄ２’）が２つのダイオード（Ｄ１、Ｄ２）を具え、この２つのダイオード（Ｄ１、Ｄ２）のアノードが上記第１の電子制御システム（Ｍ２）の変圧器（ＴＦ）の特に２次側の端子に位置することを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
- 上記ダイオード（Ｄ１、Ｄ２）によって整流された上記変圧器（ＴＦ）の２次側から出力される半波が、マイクロコントローラ（Ｍ２）のディジタル信号入力（ＳＤ）に印加されるパルスを発生する抵抗分圧器（Ｒ１、Ｒ２）を介してトランジスタ（ＴＲ１）のベースに印加されることを特徴とする、請求項２８に記載のシステム。
- 上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の上記受信段または受信機（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）の上記復号手段（Ｄ１、Ｄ２、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１、Ｒ２、ＳＤ；ＤＺ１、Ｃ１、Ｒ１’〜Ｒ３’、Ｄ１’、Ｄ２’）が、上記第１の電子制御システム（Ｍ２）の変圧器（ＴＦ）から出力される半波を整流するダイオード・ブリッジ（ＲＢ）を具え、マイクロコントローラ（Ｍ２）のディジタル信号入力（ＳＤ）に向けられるパルスを発生する抵抗分圧器（Ｒ１、Ｒ２）を介してその半波をトランジスタ（ＴＲ１）のベースに印加することを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
- 上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）の上記受信段または受信機（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）の上記復号手段（Ｄ１、Ｄ２、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１〜Ｒ３、ＴＲ１、ＳＤ；ＲＢ、Ｒ１、Ｒ２、ＳＤ；ＤＺ１、Ｃ１、Ｒ１’〜Ｒ３’、Ｄ１’、Ｄ２’）が、上記第１の電子制御システム（Ｍ２）の変圧器（ＴＦ）の２次側の出力電圧を整流するダイオード・ブリッジ（ＲＢ）を具え、マイクロコントローラ（Ｍ２）のアナログ信号入力（ＳＤ）に印加される信号を抵抗分圧器（Ｒ１、Ｒ２）を介して発生することを特徴とする、請求項２４に記載のシステム。
- 電源を電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）に接続する電線上に動作上設定され、請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法を実行するまたは請求項１８乃至３１のいずれかに記載のシステムにおいて用いられる監視装置であって、
上記監視装置（ＳＡ；ＭＳＡ）は、電子制御システム（Ｍ１；ＭＣ）と、上記電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２；ＬＮ）の電力または電流の制御された吸収を復号することによってデータまたは情報を受信する手段とを具えるものである、
監視装置。 - 上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）によってそれぞれの瞬間に吸収される電流を計測する手段（ＰＭ、Ｓ）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）に供給される幹線電圧を測定する手段（ＰＭ）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）によって表される電気的負荷の力率（cosφ）を計測する手段（ＰＭ）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）によってそれぞれの瞬間に吸収される電力を計測する手段（ＰＭ、Ｓ）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）によって消費される電気エネルギを計測する手段（ＰＭ）と、或る時間期間において幹線電圧の過大電圧および電圧低下を計測する手段（ＰＭ）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）を遠隔制御する手段（Ｎ、ＲＣ）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の動作状態に関する情報を発生する手段（Ｍ１）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の動作および／または上記電気機器を操作する人による使用モードに関する統計データを生成する手段（Ｍ１）と、上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）の動作に関する診断情報を生成する手段（Ｍ１）と、外部環境（Ｎ）との間で、特に電線システムを介して、対話する対話手段と、からなる群の中から選択された１つ以上の手段を具えることを特徴とする、請求項３２に記載の装置。
- モデム（ＰＬＭ）を含む通信ノード（Ｎ）を具えることを特徴とする、請求項３２に記載の装置。
- 上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）から到来する情報またはデータを格納するメモリ手段（ＭＥＭ）、特にＥＥＰＲＯＭタイプの不揮発性メモリを具えることを特徴とする、請求項３２乃至３４のいずれかに記載の装置。
- 複数の電力計（ＰＭ）を具えることを特徴とする、請求項３２乃至３５のいずれかに記載の装置。
- 複数の電流計（Ｓ）を具えることを特徴とする、請求項３２乃至３６のいずれかに記載の装置。
- 対応する数の電気機器（ＨＡ１〜ＨＡ５）に供給される電力または電流の変調を行う複数のそれぞれの送信機（Ｔ、ＲＣ、Ｇ、ＺＤ）を具えることを特徴とする、請求項３２乃至３７のいずれかに記載の装置。
- 対応する数の電気機器（ＨＡ１〜ＨＡ５）の上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）によって吸収される電力または電流の変調を復号する複数のそれぞれの受信機（ＰＭ、Ｓ、ＺＤ）を具えることを特徴とする、請求項３２乃至３８のいずれかに記載の装置。
- 電線によって電源に動作上接続され、請求項１乃至１７のいずれかに記載の方法を実行するまたは請求項１８乃至３１のいずれかに記載のシステムにおいて用いられる電気機器であって、
上記電気機器（ＨＡ；ＨＡ１〜ＨＡ５）は、電子制御システム（Ｍ２）、電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）、および上記第１の電気的負荷（Ｌ１；Ｌ２、ＬＮ）の電力または電流の制御された吸収によるデータまたは情報の送信機を具えるものである、
電気機器。 - 代替使用可能な複数のそれぞれの送信機（Ｌ１、Ｔ１、Ｏ１、Ｌ２、Ｔ２、Ｏ２、ＬＮ、ＴＮ、ＬＮ）を具え、
上記電子制御システム（Ｍ２）が、上記送信機の中の少なくとも第１の送信機（Ｌ１、Ｔ１、Ｏ１）の見込まれる誤動作を検出する手段と具え、従って、データまたは情報の通信のために上記送信機（Ｌ２、Ｔ２、Ｏ２、ＬＮ、ＴＮ、ＬＮ）の中の第２の送信機を用いることを特徴とする、
請求項４０に記載の電気機器。
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