JP4944755B2 - 住宅情報システム - Google Patents

Description

本発明は、住宅情報システムに関するものである。

従来、住宅やマンション等の屋内に設置されるインターホン親機に住宅情報盤としての機能を持たせて、この住宅情報盤がドアホン子器との間で通話を行う住宅情報システムがあり、住宅情報盤には、防災用の火災警報器、ガス漏れセンサ、防犯用の人感センサ等のセキュリティセンサや、ドアに設けられた電気錠等の電気機器が制御線を介して接続されており、各電気機器の制御、監視を行っている。（例えば、特許文献１参照）。
特開２００６−２３７８８６号公報

上記従来の住宅情報システムにおいて、住宅情報盤とドアホン子器との間では、ドアホン子器の駆動電源と、通話のための音声信号や制御信号とが多重化されて、制御線を介して伝送されている。

しかし、セキュリティセンサや電気錠等の電気機器の駆動電源は、住宅情報盤と同様に商用電源から電源線を介して供給され、電気機器とインターホン親機との間の通信は電源線とは別に配設された制御線を介して行われていた。したがって、セキュリティセンサや電気錠等の電気機器には、電源線とは別に制御線を配設する必要があり、施工が煩わしいものであった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御・監視対象の電気機器への電力供給および通信のための施工を容易に行うことができる住宅情報システムを提供することにある。

請求項１の発明は、直流電力を出力する直流電力供給部と、直流電力供給部が出力する直流電力を供給する電力供給線路と、電力供給線路から直流電力を供給され、ドアホン子器との間で通話を行うとともに各電気機器を監視・制御する住宅情報盤、および１乃至複数の電気機器とを屋内に備え、住宅情報盤および電気機器は、電力供給線路を介して直流電力を供給されて、電力供給線路を介して互いに通信を行い、直流電力供給部と住宅情報盤および電気機器との間に直流ブレーカを設け、当該直流ブレーカは、直流電力供給部からの電力供給停止を検知する停電検知部と、二次電池とを内蔵し、電力供給停止の検知時には、二次電池から住宅情報盤および電気機器へ直流供給線路を介して電力供給することを特徴とする。

この発明によれば、住宅情報盤および電気機器は、電力供給線路を介して直流電力を供給されて、電力供給線路を介して互いに通信を行うので、電力供給線路のみを施工すればよく、制御・監視対象の電気機器への電力供給および通信のための施工を容易に行うことができる。また、直流電力供給部からの電力供給がない場合でも、住宅情報盤および電気機器にバックアップ電源を供給することができる。

請求項２の発明は、請求項１において、前記電気機器は、人または物の状態を検出するとともに検出結果に応じて警報音を発するセンサを含み、当該センサは、前記電力供給線路を介して供給された直流電力を用いて警報音を発し、電力供給線路を介して検出結果を住宅情報盤または他の電気機器へ送信することを特徴とする。

従来は各センサに電池を設けて、この電池を警報音報知の駆動電源としていたが、この発明によれば、各センサに電池は必要なく、セキュリティセンサ自体の構成の簡略化を図ることができる。

請求項３の発明は、請求項１または２において、前記電気機器は、人の出入り口を開閉するドアに設けられた電気錠を含み、当該電気錠は、前記電力供給線路を介して供給された直流電力を用いて開錠・施錠動作を行い、電力供給線路を介して錠の動作状態を住宅情報盤または他の電気機器へ送信することを特徴とする。

この発明によれば、電気錠への電力供給および通信のための施工を容易に行うことができる。

以上説明したように、本発明では、制御・監視対象の電気機器への電力供給および通信のための施工を容易に行うことができるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
以下に説明する実施形態は、本発明を適用する建物として戸建て住宅の家屋を想定して説明するが、本発明の技術思想を集合住宅に適用することを妨げるものではない。建屋Ｈには、図２に示すように、直流電力を出力する直流電力供給部１０１と、直流電力により駆動される電気機器である直流機器１０２とが設けられ、直流電力供給部１０１の出力端部に接続した直流供給線路Ｗｄｃを通して直流機器１０２に直流電力が供給される。直流電力供給部１０１と直流機器１０２との間には、直流供給線路Ｗｄｃに流れる電流を監視し、異常を検知したときに直流給電線路Ｗｄｃ上で直流電力供給部１０１から直流機器１０２への給電を制限ないし遮断する直流ブレーカ１１４が設けられる。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力の給電路であるとともに通信路としても兼用されており、高周波の搬送波を用いてデータを伝送する通信信号を直流電圧に重畳することにより直流供給線路Ｗｄｃに接続された機器間での通信を可能にしている。この技術は、交流電力を供給する電力線において交流電圧に通信信号を重畳させる電力線搬送技術と類似した技術である。

直流供給線路Ｗｄｃは、直流電力供給部１０１を介して宅内サーバ１１６に接続される。宅内サーバ１１６は、宅内の通信網（以下、「宅内網」という）を構築する主装置であり、宅内網において直流機器１０２が構築するサブシステムなどと通信を行う。

図示例では、サブシステムとして、パーソナルコンピュータ、無線アクセスポイント、ルータ、ＩＰ電話機のような情報系の直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１、照明器具のような照明系の直流機器１０２からなる照明システムＫ１０２，Ｋ１０５、来客対応や侵入者の監視などを行う直流機器１０２からなるインターホンシステムＫ１０３、火災感知器のような警報系の直流機器１０２からなる住警器システムＫ１０４などがある。各サブシステムは、自立分散システムを構成しており、サブシステム単独でも動作が可能になっている。

上述した直流ブレーカ１１４は、サブシステムに関連付けて設けられており、図示例では、情報機器システムＫ１０１、照明システムＫ１０２およびインターホンシステムＫ１０３、住警器システムＫ１０４、照明システムＫ１０５に関連付けて４個の直流ブレーカ１１４を設けている。１台の直流ブレーカ１１４に複数個のサブシステムを関連付ける場合には、サブシステムごとに直流供給線路Ｗｄｃの系統を分割する接続ボックス１２１が設けられる。図示例においては、照明システムＫ１０２とインターホンシステムＫ１０３との間に接続ボックス１２１が設けられている。

情報機器システムＫ１０１としては、壁コンセントあるいは床コンセントの形態で建屋Ｈに先行配置（建屋Ｈの建築時に施工）される直流コンセント１３１に接続される直流機器１０２からなる情報機器システムＫ１０１が設けられる。

照明システムＫ１０２、Ｋ１０５としては、建屋Ｈに先行配置される照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０２と、天井に先行配置される引掛シーリング１３２に接続する照明器具（直流機器１０２）からなる照明システムＫ１０５とが設けられる。引掛シーリング１３２には、建屋Ｈの内装施工時に施工業者が照明器具を取り付けるか、または家人自身が照明器具を取り付ける。

照明システムＫ１０２を構成する直流機器１０２である照明器具に対する制御の指示は、赤外線リモコン装置を用いて与えるほか、直流供給線路Ｗｄｃに接続されたスイッチ１４１から通信信号を用いて与えることができる。すなわち、スイッチ１４１は直流機器１０２とともに通信の機能を有している。また、スイッチ１４１の操作によらず、宅内網の別の直流機器１０２あるいは宅内サーバ１１６から通信信号により制御の指示がなされることもある。照明器具への指示には、点灯、消灯、調光、点滅点灯などがある。

上述した直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２には、任意の直流機器１０２を接続することができ、接続された直流機器１０２に直流電力を出力するから、以下では直流コンセント１３１、引掛シーリング１３２を区別する必要がない場合には「直流アウトレット」と呼ぶ。

これらの直流アウトレットは、直流機器１０２に直接設けた接触子（図示しないプラグの栓刃や導体片等）または接続線を介して設けた接触子が差し込まれる差込式の接続口が器体に開口し、接続口に差し込まれた接触子に直接接触する接触子受けが器体に保持された構造を有しており、接触式で給電を行う。直流アウトレットに接続された直流機器１０２が通信機能を有する場合には、直流供給線路Ｗｄｃを通して通信信号を伝送することが可能になる。直流機器１０２だけではなく直流アウトレットにも通信機能が設けられている。

宅内サーバ１１６は、宅内網に接続されるだけではなく、インターネットを構築する広域網ＮＴに接続される接続口を有している。宅内サーバ１１６が広域網ＮＴに接続されている場合には、広域網ＮＴに接続されたコンピュータサーバであるセンタサーバ２００によるサービスを享受することができる。

センタサーバ２００が提供するサービスには、広域網ＮＴを通して宅内網に接続された機器（主として直流機器１０２であるが通信機能を有した他の機器も含む）の監視や制御を可能にするサービスがある。このサービスにより、パーソナルコンピュータ、インターネットＴＶ、移動体電話機などのブラウザ機能を備える通信端末（図示せず）を用いて宅内網に接続された機器の監視や制御が可能になる。

宅内サーバ１１６は、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００との間の通信と、宅内網に接続された機器との間の通信との両方の機能を備え、宅内網の機器に関する識別情報（ここでは、ＩＰアドレスを用いるものとする）の取得の機能を備える。

宅内サーバ１１６は、センタサーバ２００との通信機能を用いることにより、広域網ＮＴに接続された通信端末からセンタサーバ２００を通して宅内の機器の監視や制御を可能にする。センタサーバ２００は、宅内の機器と広域網ＮＴ上の通信端末とを仲介する。

通信端末から宅内の機器の監視や制御を行う場合は、監視や制御の要求をセンタサーバ２００に記憶させ、宅内の機器は定期的に片方向のポーリング通信を行うことにより、通信端末からの監視や制御の要求を受信する。この動作により、通信端末から宅内の機器の監視や制御が可能になる。

また、宅内の機器において火災検知など通信端末に通知すべきイベントが生じたときには、宅内の機器からセンタサーバ２００に通知し、センタサーバ２００から通信端末に対して電子メールによる通知を行う。

宅内サーバ１１６における宅内網との通信機能のうち重要な機能は、宅内網を構成する機器の検出と管理である。宅内サーバ１１６では、ＵＰｎＰ（Universal Plug and Play）を応用して宅内網に接続された機器を自動的に検出する。宅内サーバ１１６はブラウザ機能を有する表示器１１７を備え、検出した機器の一覧を表示器１１７に表示する。この表示器１１７はタッチパネル式もしくは操作部が付設された構成を有し、表示器１１７の画面に表示された選択肢から所望の内容を選択する操作が可能になっている。したがって、宅内サーバ１１６の利用者（施工業者あるいは家人）は、表示器１１７の画面上で機器の監視ないし制御が可能になる。表示器１１７は宅内サーバ１１６とは分離して設けてもよい。

宅内サーバ１１６では、機器の接続に関する情報を管理しており、宅内網に接続された機器の種類や機能とアドレスとを把握する。したがって、宅内網の機器を連動動作させることができる。機器の接続に関する情報は上述のように自動的に検出されるが、機器を連動動作させるには、機器自身が保有する属性により自動的に関係付けを行うほか、宅内サーバ１１６にパーソナルコンピュータのような情報端末を接続し、情報端末のブラウザ機能を利用して機器の関係付けを行うこともできる。

機器の連動動作の関係は各機器がそれぞれ保持する。したがって、機器は宅内サーバ１１６を通すことなく連動動作することができる。各機器について、連動動作の関係付けを行うことにより、たとえば、機器であるスイッチの操作により、機器である照明器具の点灯あるいは消灯の動作を行うことが可能になる。また、連動動作の関係付けはサブシステム内で行うことが多いが、サブシステムを超える関係付けも可能である。

ところで、直流電力供給部１０１は、基本的には、商用電源のように宅外から供給される交流電源ＡＣの電力変換により直流電力を生成する。図示する構成では、交流電源ＡＣは、分電盤１１０に内器として取り付けられた主幹ブレーカ１１１を通して、スイッチング電源を含むＡＣ／ＤＣコンバータ１１２に入力される。ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２から出力される直流電力は、協調制御部１１３を通して各直流ブレーカ１１４に接続される。

直流電力供給部１０１には、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間（たとえば、商用電源ＡＣの停電期間）に備えて二次電池１６２が設けられている。また、直流電力を生成する太陽電池１６１や燃料電池１６３を併用することも可能になっている。交流電源ＡＣから直流電力を生成するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を備える主電源に対して、太陽電池１６１や二次電池１６２や燃料電池１６３は分散電源になる。なお、図示例において、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３は出力電圧を制御する回路部を含み、二次電池１６２は放電だけではなく充電を制御する回路部も含んでいる。

分散電源のうち太陽電池１６１や燃料電池１６３は必ずしも設けなくてもよいが、二次電池１６２は設けるのが望ましい。二次電池１６２は主電源や他の分散電源により適時充電され、二次電池１６２の放電は、交流電源ＡＣから電力が供給されない期間だけではなく必要に応じて適時に行われる。二次電池１６２の充放電や主電源と分散電源との協調は、協調制御部１１３により行われる。すなわち、協調制御部１１３は、直流電力供給部１０１を構成する主電源および分散電源から直流機器１０２への電力の配分を制御する直流電力制御部として機能する。なお、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３の出力を交流電力に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の入力電力として用いる構成を採用してもよい。

直流機器１０２の駆動電圧は機器に応じた複数種類の電圧から選択されるから、協調制御部１１３にＤＣ／ＤＣコンバータを設け、主電源および分散電源から得られる直流電圧を必要な電圧に変換するのが望ましい。通常は、１系統のサブシステム（もしくは１台の直流ブレーカ１１４に接続された直流機器１０２）に対して１種類の電圧が供給されるが、１系統のサブシステムに対して３線以上を用いて複数種類の電圧を供給するように構成してもよい。あるいはまた、直流供給線路Ｗｄｃを２線式とし、線間に印加する電圧を時間経過に伴って変化させる構成を採用することも可能である。ＤＣ／ＤＣコンバータは、直流ブレーカと同様に複数に分散して設けてもよい。

上述の構成例では、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を１個だけ図示しているが、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を並設することが可能であり、複数個のＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を設けるときには、負荷の大きさに応じて運転するＡＣ／ＤＣコンバータ１１２の台数を増減させるのが望ましい。

上述したＡＣ／ＤＣコンバータ１１２、協調制御部１１３、直流ブレーカ１１４、太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１６３には通信機能が設けられており、主電源および分散電源や直流機器１０２を含む負荷の状態に対処する連携動作を行うことを可能にしている。この通信に用いる通信信号は、直流機器１０２に用いる通信信号と同様に直流電圧に重畳する形式で伝送する。

上述の例では主幹ブレーカ１１１から出力された交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータ１１２により直流電力に変換するために、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２を分電盤１１０内に配置しているが、主幹ブレーカ１１１の出力側において分電盤１１０内に設けた分岐ブレーカ（図示せず）で交流供給線路を複数系統に分岐し、各系統の交流供給線路にＡＣ／ＤＣコンバータを設けて系統ごとに直流電力に変換する構成を採用してもよい。

この場合、建屋Ｈの各階や各部屋を単位としてＡＣ／ＤＣコンバータを設けることができるから、ＡＣ／ＤＣコンバータを系統別に管理することができ、しかも、直流電力を利用する直流機器１０２との間の直流供給線路Ｗｄｃの距離が小さくなるから、直流供給線路Ｗｄｃでの電圧降下による電力損失を低減させることができる。また、主幹ブレーカ１１１および分岐ブレーカを分電盤１１０に収納し、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２と協調制御部１１３と直流ブレーカ１１４と宅内サーバ１１６とを分電盤１１０とは別の盤に収納してもよい。

そして、本実施形態の住宅情報システムは、図１に示すように、直流電源たる直流電力供給部１０１と、一次側に直流電力供給部１０１を接続した直流ブレーカ１１４と、直流ブレーカ１１４の二次側から配設された直流供給線路Ｗｄｃと、直流供給線路Ｗｄｃに接続して電力を供給される複数の直流機器１０２で構成されるサブシステムＫ１１０とで構成され、以下、この住宅情報システムについて説明する。

サブシステムＫ１１０は、住宅情報盤１０２１、火災警報器１０２２、ガス漏れセンサ１０２３、人感センサ１０２４、電気錠１０２５、照明器具１０２６、ファン１０２７とで構成され、直流電力供給部１０１から直流供給線路Ｗｄｃおよび直流ブレーカ１１４を介して直流電力を供給され、さらには直流供給線路Ｗｄｃの直流電圧に信号を重畳することにより、直流電力供給部１０１、直流ブレーカ１１４、他の直流機器１０２と通信を行うことができる。

住宅情報盤１０２１は、インターホン親機の機能を備えており、住宅情報盤１０２１とドアホン子器１０３との間では、ドアホン子器１０３の駆動電源と、通話のための音声信号や制御信号とが多重化されて、制御線１０４を介して伝送されている。さらに、住宅情報盤１０２１は、火災警報器１０２２、ガス漏れセンサ１０２３、人感センサ１０２４、電気錠１０２５、照明器具１０２６、ファン１０２７との間で通信を行うことで、各機器の監視・制御を行っている。

火災警報器１０２２、ガス漏れセンサ１０２３、人感センサ１０２４は、セキュリティセンサとして動作し、火災の発生、ガス漏れ、侵入者の異常検知を行う。そして、異常検知時には、警報音を鳴動するとともに、異常検知信号を住宅情報盤１０２１に送信する。異常検知信号を受信した住宅情報盤１０２１は、警報音を鳴動するとともに、警報内容をモニタ画面１０２１ａに表示し、さらにはドアホン子器１０３に警報信号を送信してドアホン子器１０３からも警報音を鳴動させる。またガス漏れ時において住宅情報盤１０２１は、ファン１０２７を動作させてガスを排気してもよい。この火災警報器１０２２、ガス漏れセンサ１０２３、人感センサ１０２４における警報音の鳴動動作の駆動電源は直流供給線路Ｗｄｃを介して供給され、異常検知信号の送信も直流供給線路Ｗｄｃを介して行われる。したがって、住宅情報盤１０２１との間に制御線は必要なく、電力供給および通信のための施工が容易となる。また、従来は各セキュリティセンサに電池を設けて、この電池を警報音報知の駆動電源としていたが、上記構成によれば各セキュリティセンサに電池は必要なく、セキュリティセンサ自体の構成の簡略化を図ることができる。

電気錠１０２５は、家人が出入りするドアに設けられ、住宅情報盤１０２１や他の電気機器１０２からの制御信号によって開錠／施錠の制御が行われ、さらに現在の錠状態（開錠または施錠）は住宅情報盤１０２１へ送信される。この電気錠１０２５における開錠／施錠の駆動電源は直流供給線路Ｗｄｃを介して供給され、開錠／施錠の制御信号の授受も直流供給線路Ｗｄｃを介して行われる。したがって、住宅情報盤１０２１との間に制御線は必要なく、電力供給および通信のための施工が容易となる。

照明器具１０２６は、住宅情報盤１０２１や他の電気機器１０２からの制御信号によって点灯／消灯／調光／点滅等の動作が制御され、現在の点灯状態は住宅情報盤１０２１へ送信される。この照明器具１０２６における点灯電源は直流供給線路Ｗｄｃを介して供給され、点灯／消灯／調光／点滅等の制御信号の授受も直流供給線路Ｗｄｃを介して行われる。したがって、住宅情報盤１０２１との間に制御線は必要なく、電力供給および通信のための施工が容易となる。

ファン１０２７は、住宅情報盤１０２１や他の電気機器１０２からの制御信号によって回転／停止の動作が制御され、現在の動作状態は住宅情報盤１０２１へ送信される。このファン１０２７における動作電源は直流供給線路Ｗｄｃを介して供給され、回転／停止の制御信号の授受も直流供給線路Ｗｄｃを介して行われる。したがって、住宅情報盤１０２１との間に制御線は必要なく、電力供給および通信のための施工が容易となる。

また、他の直流機器１０２を直流供給線路Ｗｄｃに接続して、住宅情報盤１０２１との間で通信を行わせてもよく、この場合も住宅情報盤１０２１との間に制御線は必要なく、電力供給および通信のための施工が容易となる。

次に、直流ブレーカ１１４は、予め設定されている定格電流を超える電流が流れるとトリップして電路を遮断するとともに、停電検知部１１４ａと二次電池１１４ｂとを内蔵している。停電検知部１１４ａは、直流電力供給部１０１からの電力供給停止を検知すると、二次電池１１４ａからサブシステムＫ１１０内の直流機器１０２へ直流供給線路Ｗｄｃを介して電力供給する。したがって、商用電源ＡＣの停電や、直流電力供給部１０１内の太陽電池１６１、二次電池１６２、燃料電池１８３の消耗、故障によって、直流電力供給部１０１からの電力供給がない場合でも、サブシステム毎に設けた直流ブレーカ１１４に内蔵した二次電池１１４ｂによって、サブシステム毎のバックアップ電源を供給される。

また、広域網ＮＴに接続されたセンタサーバ２００を介して、緊急地震速報を受信した住宅情報盤１０２１は、地震速報を報知するとともに、ドアホン子器１０３からも地震速報を報知させ、さらには電気錠１０２５を開錠し、照明器具１０２６を点灯し、電熱器等の発熱機器が直流機器１０２にあれば動作を停止させる。

また、ＡＣ／ＤＣコンバータ１１２（図２参照）は、入力される商用電源ＡＣの電圧に基づく国情報（ＡＣ１００Ｖ：日本、ＡＣ１１０Ｖ：台湾、２００Ｖ：アメリカ、２２０Ｖ：中国等）を、協調制御部１１３を介して直流供給線路Ｗｄｃに出力する機能を有する。この国情報を受信した住宅情報盤１０２１は、自己の動作を国情報に応じて設定し、設定された国の言語でモニタ画面１０２１ａでの表示を行い、警報報知の際の音声出力を行う。

実施形態の住宅情報システムの構成を示す図である。 配電システムの全体構成を示す図である。

符号の説明

１０１ 直流電力供給部
１０２ 直流機器
１０２１ 住宅情報盤
１０２２ 火災警報器
１０２３ ガス漏れセンサ
１０２４ 人感センサ
１０２５ 電気錠
１０３ ドアホン子器
１１４ 直流ブレーカ
Ｋ１１０ サブシステム
Ｗｄｃ 直流供給線路

Claims (3)

1. 直流電力を出力する直流電力供給部と、直流電力供給部が出力する直流電力を供給する電力供給線路と、電力供給線路から直流電力を供給され、ドアホン子器との間で通話を行うとともに各電気機器を監視・制御する住宅情報盤、および１乃至複数の電気機器とを屋内に備え、
   住宅情報盤および電気機器は、電力供給線路を介して直流電力を供給されて、電力供給線路を介して互いに通信を行い、
   直流電力供給部と住宅情報盤および電気機器との間に直流ブレーカを設け、当該直流ブレーカは、直流電力供給部からの電力供給停止を検知する停電検知部と、二次電池とを内蔵し、電力供給停止の検知時には、二次電池から住宅情報盤および電気機器へ直流供給線路を介して電力供給する
   ことを特徴とする住宅情報システム。
2. 前記電気機器は、人または物の状態を検出するとともに検出結果に応じて警報音を発するセンサを含み、当該センサは、前記電力供給線路を介して供給された直流電力を用いて警報音を発し、電力供給線路を介して検出結果を住宅情報盤または他の電気機器へ送信することを特徴とする請求項１記載の住宅情報システム。
3. 前記電気機器は、人の出入り口を開閉するドアに設けられた電気錠を含み、当該電気錠は、前記電力供給線路を介して供給された直流電力を用いて開錠・施錠動作を行い、電力供給線路を介して錠の動作状態を住宅情報盤または他の電気機器へ送信することを特徴とする請求項１または２記載の住宅情報システム。

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