JP5086838B2 - 機器管理装置、機器管理システム - Google Patents

Description

本発明は、大規模な管理領域に配置した機器の管理（監視・制御）を行うのに適した機器管理装置および機器管理装置を用いた機器管理システムに関するものである。

従来より、通信ネットワークを用いて多数台の機器を管理（監視と制御との少なくとも一方）する場合において、機器の種類や配置場所を単位として下位の通信ネットワークを構築し、下位の通信ネットワークを上位の通信ネットワークにより管理することが考えられている。このような階層化された通信ネットワークを構築するには、下位の通信ネットワークに機器を管理するローカル管理装置を設け、上位の通信ネットワークにおいてローカル管理装置を端末とするグローバル管理装置を設けることによって、グローバル管理装置がローカル管理装置から各機器の情報を取得する技術が用いられている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１には、ビル管理システムにおいて、ビルまたはフロアを単位として設備機器（機器に相当する）を監視・制御する分散制御装置（ローカル管理装置に相当する）を設け、分散制御装置とビルディングサーバとを通信ネットワークで接続し、既存のネットワーク（インターネットなど）を介して通信端末機（グローバル管理装置に相当する）がビルディングサーバをアクセスする技術が記載されている。ビルディングサーバは、通信端末機がウェブブラウザを介してアクセスするウェブサーバ部を備えており、通信端末機からの要求に従って分散制御装置が収集した設備機器の状態情報を受信する。

特許文献１に記載の技術では、管理領域を分割したエリアごとに分散制御装置を配置しておくことにより、通信端末機から各エリアごとの設備機器の監視および制御が可能になる。

この種の機器管理システムにおいて、下位の下位の通信ネットワークは自立的に動作している。たとえば、下位の通信ネットワークに機器として照明機器とスイッチとを設けている場合に、スイッチの操作に応じて照明器具の点灯・消灯を制御する処理を、上位ネットの通信ネットワークとは無関係に行うことが可能になっている。

特許文献１の構成では、機器の監視・制御を行う分散制御装置がビルやフロアを単位として設けられているから、各分散制御装置が管理領域を分割したエリアを単位として配置されることが示唆されている。また、インターネットのような既存のネットワークと、分散制御装置を接続した通信ネットワークとの間にビルディングサーバを設けているから、ビルディングサーバは、ゲートウェイ装置の機能を備えていると考えられる。

この種のゲートウェイ装置としては、下位ネットワークと上位ネットワークとの間にゲートウェイ装置を設けることにより、下位ネットワークと上位ネットワークとの間でプロトコル変換を行うものが知られている（たとえば、特許文献２参照）。特許文献２に記載されたゲートウェイ装置は複数個の通信接続部を備え、１台のゲートウェイ装置に複数の下位ネットワークを接続することが可能になっている。この構成では、上位ネットワークに接続された中央監視装置が、下位ネットワークによって接続された複数の設備機器の監視や制御を行う。
特開２００３−１３４１２０号公報 特開２００６−１２９２８３号公報

ところで、特許文献１に記載の構成では、ビルディングサーバは、通信端末機をクライアントとするサーバであり、分散制御装置と通信することにより機器の監視・制御を行っている。また、特許文献２に記載の構成では、上位ネットワークの中央監視装置がゲートウェイ装置を介して機器に情報を送信する構成を採用している。すなわち、特許文献１、２に記載の構成では通信ネットワークを階層化することによって、機器を適宜の管理単位で管理し、上位階層の装置では機器を管理単位ごとに管理することを可能にしている。

しかしながら、特許文献１に記載されたビルディングサーバと分散制御装置との関係のように、通信ネットワークを階層化するには、機器の管理単位ごとに異なる装置が必要であり、管理すべき機器の台数が多い大規模な通信ネットワークを構築するには多種類の機器が必要になるという問題がある。また、特許文献１、２に記載の構成では、通信ネットワークの形態が固定的であるが、管理すべき機器の種類や設置場所のような環境によって、構築すべき通信ネットワークの形態が変化するから、環境が不明であったり環境に変更を要するような場合には、特許文献１、２に記載されているビルディングサーバ、分散制御装置、ゲートウェイ装置では、様々な通信ネットワークに対応することが困難な場合がある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、１種類の装置でサーバとクライアントとノードとの３種類の機能を適宜に用いることを可能にして通信ネットワークの形態に柔軟に対応可能にし、種々の通信ネットワークを少ない種類の装置で構築することを可能にする機器管理装置を提供することにあり、さらに、その機器管理装置を用いた機器管理システムを提供することにある。

請求項１の発明は、通信ネットワークに接続する通信ポートと、通信ポートを通して授受される機器の管理情報を記憶する記憶部と、通信ポートを介して通信する相手装置に対してサーバとして機能するサーバ機能部と、、相手装置に対してクライアントとして機能するクライアント機能部と、相手装置に対してノードとして機能するノート機能部と、相手装置と管理情報を授受するにあたってサーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とのうちのいずれを用いて通信するかを選択する選択手段とを備え、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とは、１個の通信ポートを共用することを特徴とする。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記通信ポートは１個の接続口を有し、前記選択手段は、通信ポートを介して授受される通信内容に応じて、前記相手装置に対してサーバとクライアントとノードとのいずれとして機能するかを選択することを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項１又は２の発明において、前記サーバ機能部と前記クライアント機能部と前記ノード機能部とはコンピュータで各プログラムを実行することによりそれぞれ実現され、前記記憶部は実行中のプログラムを展開する揮発性のメモリを有し、前記サーバ機能部と前記クライアント機能部と前記ノード機能部との各プログラムが占有している揮発性のメモリの領域のうち、前記相手装置との通信に利用していない機能のプログラムが占有している領域を他用途に解放する機能制限部を備えることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項３の発明において、前記記憶部は前記サーバ機能部と前記クライアント機能部と前記ノード機能部との各プログラムを記憶した不揮発性のメモリを有し、前記機能制限部は、不揮発性のメモリから前記揮発性のメモリに各プログラムロードを個別にロードする機能を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、所定の管理領域に存在する複数台の機器について複数階層に階層化された通信ネットワークを用いることにより管理する機器管理システムであって、管理領域を分割した小領域であるエリアごとに請求項１〜４のいずれか１項に記載の機器管理装置を少なくとも１台設け、前記記憶部にエリアごとの機器の管理情報を記憶させるとともに、記憶部に記憶された管理情報を通信により前記相手装置が利用することを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項５の発明において、前記機器管理装置は各エリアに複数台設けられ、機器管理装置を備えるエリア内の通信ネットワークと上位階層の通信ネットワークとの間にはルータが介在しており、機器管理装置は、上位階層の通信ネットワークに設けた通信装置とは、ルータを介してサーバ機能部またはクライアント機能部を用いて通信することを特徴とする。

請求項７の発明では、請求項５又は６の発明において、上位階層の通信ネットワークにＮＴＰサーバが設けられ、各エリアに設けたいずれか１台の機器管理装置が、クライアント機能部を用いてＮＴＰサーバから時刻を取得し、取得した時刻をクライアント機能またはノード機能を用いてエリア内の他の機器管理装置に配信することによりエリア内のすべての機器管理装置の時刻を合わせることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とを備え、各機能部を選択することができるから、通信ネットワークを用いた様々なシステムの多くの部分を１種類の機器管理装置の組合せで構築することが可能になり、通信ネットワークを用いたシステムを構築するための資材の種類を減らすことが可能になる。また、通信ネットワークを用いて機器を管理するにあたって、環境が不明である場合や環境が変更された場合でも柔軟な対応が可能になる。

請求項２の発明の構成によれば、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とを設けながらも接続口が１個であるから、ネットワークを構築するにあたり、結線作業が容易であり大規模のネットワークを構築する場合でも伝送路となる線路数の増加を抑制することができる。

請求項３の発明の構成によれば、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部との機能を実現するために揮発性のメモリにプログラムを展開する際に、使用しない機能についてはメモリにおいて当該プログラムが占有する領域を他用途に解放するから、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とを設けながらも少ない容量のメモリで実行が可能であり、ハードウェア資源の少ない組込み機器で構成することが可能になる。

請求項４の発明の構成によれば、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とのうち必要な機能のみを揮発性のメモリに展開することができるから、これらの機能を固定的に用いる場合にはスイッチなどで機能を選択すればよく、また外部からの指示により機能を選択可能としている場合には、負荷の状況や時間帯などに応じて機能の選択が可能になる。

請求項５の発明の構成によれば、機器の管理情報を記憶する機器管理装置をエリアごとに設け、機器管理装置と通信可能な相手装置が管理情報を利用するから、エリア単位で機器を管理することが可能になり、システムの拡張を容易に行うことができる。しかも、機器管理装置は、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とを備えるから、システム変更に柔軟に対応することができる。

請求項６の発明の構成によれば、エリア内の通信ネットワークと上位階層の通信ネットワークとの間にルータを設けているから、エリア内の通信パケットが上位階層の通信ネットワークに流出するのを防止することができ、上位階層の通信ネットワークのトラフィックの増加を防止できる。また、上位階層の通信ネットワークからの情報を機器管理装置のサーバ機能部やクライアント機能部を用いて取得することができる上に、機器管理装置のサーバ機能部を用いることにより、上位階層の通信ネットワークではルータを越えて機器管理装置の機能を利用することが可能になる。

請求項７の発明の構成によれば、ＮＴＰサーバを用いた時刻合わせの際に、エリア内の１台の機器管理装置がＮＴＰサーバから時刻を取得し、取得した時刻をエリア内の他の機器管理装置に配信することができるから、機器管理装置が個々にＮＴＰサーバから時刻を取得する必要がなく、ＮＴＰサーバに対する要求の増加を抑制しながらも多数台の機器管理装置の時刻合わせが可能になる。

（実施形態１）
本発明では、各種機器の動作状態を監視することと各種機器を制御することとを総称して機器の「管理」と呼ぶ。したがって、機器の管理は、機器の監視と制御との少なくとも一方を意味する。また、管理対象となる機器が配置されている領域の全体を「管理領域」と呼び、管理領域を複数の小領域に分割したときの一つの小領域を「エリア」と呼ぶ。なお、多数のエリアが存在する場合には、複数のエリアをまとめて「区域」あるいは「地区」などの分類を設けてもよい。階層数は管理領域の規模や管理領域の区分の仕方により適宜に決定される。

管理領域は、オフィスビル・集合住宅・病院・学校・ホテル・体育館・美術館・博物館・ショッピングセンタのような各種建物内、複数の建物を含む集合住宅の敷地内、複数の建物を含む地域内、土地開発された複数個の住戸を含むひとまとまりの住宅地内、テーマパーク内、公園内などの広範囲の空間であって、照明機器や冷暖房機器などの機器が多数配置される空間に相当する。一方、エリアは、建物の各階あるいは各室、土地を適宜に区切ったときの各区画に相当する。

以下では、図２に示すように、管理領域Ａとして公園を想定し、公園内を場所ごとに適宜に区分することにより複数のエリアＥ１〜Ｅ８を設けている場合を例として説明する。また、図示例では、管理領域Ａを８個のエリアＥ１〜Ｅ８に分割しているが、各エリアＥ１〜Ｅ８をとくに区別する必要がないときには、エリアＥと表記する。

以下に説明する実施形態では、監視および制御の対象となる機器として照明機器を例示し、監視の対象となる機器として電気計量（電圧、電流、電力などの計量）を行う計量機器を例示する。

各種機器を管理するために、図３に示す構成の通信ネットワークを用いる。図示する通信ネットワークは、３階層に階層化されている。中間層の通信ネットワーク（以下、「中位ネット」と呼ぶ）Ｎｍは、下位層の通信ネットワーク（以下、「下位ネット」という）Ｎｉ１，Ｎｉ２との間にローカル管理装置（以下の説明では、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とを用いる）を備え、上位層の通信ネットワーク（以下、「上位ネット」という）Ｎｓとの間にはエリア分離装置としてのルータ５が設けられる。ここで、下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２は、機器の種別毎に分類して設けられ、本実施形態では、監視と制御との両方を行う機器と、監視のみを行う機器とに分けて、各機器ごとに下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２を設けている。

上位ネットＮｓには、センターサーバ６ａと管理用コンピュータ６ｂとが接続される。以下では、センターサーバ６ａと管理用コンピュータ６ｂとを区別する必要がなければ一括して上位管理装置（グローバル管理装置に相当する）６と呼ぶ。上位ネットＮｓにはインターネットのような広域網を用いており、ＮＴＰ（Network Time Protocol）サーバ７が接続されている。

中位ネットＮｍには、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２とのほかに、エリアユニット３と管理ユニット４とが接続される。エリアユニット３および管理ユニット４は、エリアＥごとに１台ずつ配置される。エリアＥ（すなわち、中位ネットＮｍ）の内部でのユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、エリアユニット３、管理ユニット４）同士の通信にはＢＡＣｎｅｔプロトコル（A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Networks）を用いる。

照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、エリアユニット３、管理ユニット４、後述する連携ユニット８は機器管理装置であって、各エリアＥには少なくともエリアユニット３が設けられる。したがって、各エリアＥには少なくとも１台の機器管理装置が設けられることになる。

一方、照明制御ユニット１に接続された下位ネットＮｉ１は、２線式の信号線Ｌｓ１を伝送される固定長の伝送信号を用いた時分割多重伝送方式の通信ネットワークを構築しており、計量管理ユニット２に接続された下位ネットＮｉ２は、ＲＳ−４８５、ＲＳ−２３２Ｃなどのシリアル通信による通信ネットワークまたはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）による通信ネットワークを構築しており、信号線Ｌｓ２を通して情報を授受する。

下位ネットＮｉ１の構成要素は、固定長の伝送信号を信号線Ｌｓ１に定期的に送出する伝送装置ＣＮと、信号線Ｌｓ１に接続された操作用端末器ＴＵ１および制御用端末器ＴＵ２とである。操作用端末器ＴＵ１にはスイッチＳＷが付設され、制御用端末器ＴＵ２には照明機器Ｌｄが接続される。操作用端末器ＴＵ１および制御用端末器ＴＵ２には、それぞれスイッチＳＷと照明機器Ｌｄとに対応付けたアドレスが設定されており、伝送装置ＣＮにおいてスイッチＳＷと照明機器Ｌｄとのアドレスを関係テーブルで関係付けている。したがって、いずれかのスイッチＳＷを操作すると、関係テーブルで関係付けた照明機器Ｌｄが点灯または消灯する。ここに、スイッチＳＷと等価に用いることができる明るさセンサや人感センサをスイッチＳＷに代えて用いると、明るさや人の存否に応じて照明機器Ｌｄの点灯と消灯とを制御することができる。

下位ネットＮｉ１を構築する負荷制御システムの技術は周知であるが、簡単に動作を説明する。伝送装置ＣＮは一定時間毎に固定長の伝送信号を信号線Ｌｓ１に送出しており、スイッチＳＷの操作時には伝送信号に同期するタイミングで操作用端末器ＴＵ１が割込信号を信号線Ｌｓ１に送出する。この割込信号を伝送装置ＣＮが受信すると、伝送装置ＣＮは伝送信号によってアドレスの返送を要求する。

伝送信号には、操作用端末器ＴＵ１から返送される情報を載せるタイムスロットが設けられており、伝送装置ＣＮから伝送信号によってアドレスの返送が要求されると、割込信号を発生した操作用端末器ＴＵ１はこのタイムスロットにおいて自己のアドレスを伝送装置ＣＮに返送する。伝送装置ＣＮは、取得したアドレスを指定する伝送信号により操作用端末器ＴＵ１からスイッチＳＷのオン・オフの状態を獲得する。さらに、関係テーブルと照合することによって、スイッチＳＷに対応付けた照明機器Ｌｄに対してアドレスを指定して伝送信号を伝送し、操作用端末器ＴＵ１から獲得したスイッチＳＷのオン・オフの状態に従って照明機器Ｌｄの点灯・消灯を制御する。

伝送信号は、パルス幅によってデジタル値を表すパルス幅変調された信号であって正負の電圧値が等しい双極性の信号を用いる。したがって、操作用端末器ＴＵ１または監視用端末器ＴＵ２では、伝送信号を整流することにより、伝送装置ＣＮとの通信に必要な電源を確保する。下位ネットＮｉ１において照明機器Ｌｄを接続可能な台数には制限があり、たとえば、スイッチＳＷの個数は２５６個などに制限される。

照明制御ユニット１は、信号線Ｌｓ１に接続されているから、伝送信号を監視することによって照明機器Ｌｄの動作状態を取得することができる。また、操作用端末器ＴＵ１と同じ動作が可能であって、スイッチＳＷと同様に照明機器Ｌｄの点灯・消灯を指示することができる。

下位ネットＮｉ１では、操作用端末器ＴＵ１と制御用端末器ＴＵ２とのアドレスを関係付けることにより、スイッチＳＷと照明機器Ｌｄとを関係付けているから、スイッチＳＷと照明機器Ｌｄとを一対一に関係付けるだけではなく、一対多に関係付けることができる。１個のスイッチＳＷのオン・オフで１個の照明機器Ｌｄの点灯・消灯を行う場合を「個別制御」と呼び、１個のスイッチＳＷのオン・オフで複数個の照明機器Ｌｄの点灯・消灯を連動させる制御を「グループ制御」と呼ぶ。また、１個のスイッチＳＷのオンで、複数個の照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態をあらかじめ定めた状態とする制御を「パターン制御」と呼ぶ。グループ制御とパターン制御とを区別しないときには「一括制御」と呼ぶ。

グループ制御では、スイッチＳＷに関係付けた複数個の照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態が同状態であり、しかもスイッチＳＷのオン・オフに連動する。一方、パターン制御では、スイッチＳＷに関係付けた複数個の照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態を個別に指定しておくことができ、スイッチＳＷのオン操作によって各照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態が指定された状態になる。

計量管理ユニット２は、信号線Ｌｓ２に接続されおり、信号線Ｌｓ２には下位ネットＮｉ２の構成要素である計量機器Ｍｓが接続されている。計量管理ユニット２は計量機器Ｍｓとの間でシリアル通信を行うことにより、計量機器Ｍｓに指示を与え、また計量器機２０からの情報を獲得する。計量機器Ｍｓは、たとえば、照明機器Ｌｄの動作中の電圧、電流、電力の瞬時値や積算値を計測する。したがって、計量管理ユニット２は計量機器Ｍｓから取得する計量情報によって照明機器Ｌｄの動作などを監視することができる。

ここにおいて、上位ネットＮｓは、ネットワーク層ではＩＰｖ６に対応したＩＰプロトコルを用い、上位層のプロトコルとして独自プロトコルを用いている。また、中位ネットＮｍは、ネットワーク層においてはＩＰプロトコルを用い、上位層のプロトコルとして設備機器の標準オープンプロトコルであるＢＡＣｎｅｔプロトコルを用いる。したがって、エリアユニット３は、照明制御ユニット１との通信により照明機器Ｌｄの動作状態の取得および照明機器Ｌｄの動作状態の指示が可能であり、また、エリアユニット３は、計量管理ユニット２との通信により計量機器Ｍｓが計量した計量情報を取得することが可能である。

管理ユニット４は、エリアユニット３が管理する中位ネットＮｍおよび下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２に含まれる照明機器Ｌｄや計量器機２０を含む機器の種別およびアドレスを記憶し、また照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、エリアユニット３に設定されたデータのバックアップを保存する。さらに、中位ネットＮｍに生存確認パケットが送出されたときの応答により、エリアＥ内の他のユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、エリアユニット３）の状態を確認し、他のユニットが正常に機能していないときには警報を発生し、必要に応じてエリアユニット３を通して上位管理装置６に警報を通知し上位管理装置６のモニタ装置に警報を表示させる。エリアユニット３が正常に機能していないときには、管理ユニット４が上位管理装置６に対して警報を直接通知することも可能である。

以下では、中位ネットＮｍの端末になる各ユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、エリアユニット３、管理ユニット４）の構成について、さらに詳しく説明する。

照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３と管理ユニット４とは、ハードウェアにおいて同様の構成を有し、ソフトウェアにおいて異なる構成を有している。したがって、ハードウェア構成については、エリアユニット３で代表して説明する。

エリアユニット３は、図５に示すように、マイクロコンピュータを主構成要素に持ち、ＣＰＵからなる信号処理部１０と、ＲＡＭおよびＲＯＭ（たとえば、着脱可能なフラッシュメモリ）からなる記憶部１１とを備える。さらに、複数種類の通信にそれぞれ対応した複数個（図示例では４個）の通信処理部１２ａ〜１２ｄと、各通信処理部１２ａ〜１２ｄにそれぞれ外部電線を接続するための通信ポート１３ａ〜１３ｄと、現在時刻を計時する時計部１４とを備える。このほかＤＩＰスイッチなどからなる操作部や動作状態を表示する発光ダイオードからなる表示部なども適宜に設けられる。

通信処理部１２ａおよび通信ポート１３ａはＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）規格であり、通信処理部１２ｂおよび通信ポート１３ｂはシリアル通信用であってＲＳ−４８５規格やＲＳ−２３２Ｃ規格であり、通信処理部１２ｃおよび通信ポート１３ｃは集中制御ネットワークの機器が接続可能であり、通信処理部１２ｄおよび通信ポート１３ｄは分散制御ネットワークの機器が接続可能である。

図３に示すシステム構成では、通信ポート１３ａは中位ネットＮｍとの接続口になり、通信ポート１３ｂは計量機器Ｍｓが接続される下位ネットＮｉ２との接続口になり、通信ポート１３ｃ，１３ｄのいずれかは照明機器Ｌｄを接続する下位ネットＮｉ１との接続口になる。下位ネットＮｉ１との接続口として通信ポート１３ｃ、１３ｄのどちらを用いるかは、下位ネットＮｉ１を集中制御型とするか分散制御型とするかに応じて適宜に選択される。

通信処理部１２ａ〜１２ｄは、通信ポート１３ａ〜１３ｄを通して送信する通信パケットを生成する処理と、通信ポート１３ａ〜１３ｄを通して受信した通信パケットからデータを抽出する処理とを行う。通信ポート１３ａ〜１３ｄは、下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２、中位ネットＮｍにそれぞれ適合した通信線を接続できる形状に形成されている。

記憶部１１は、信号処理部１０の動作を指示するシステムプログラムおよびエリアユニット３が動作するのに必要な種々データを記憶する。記憶部１１に格納するデータとしては、通信処理部１２ａ〜１２ｄおよび通信ポート１３ａ〜１３ｄを用いた通信に必要な通信設定情報データおよび機器（照明機器Ｌｄおよび計量機器Ｍｓ）の管理に用いる機器管理設定情報データのような設定データと、機器（照明機器Ｌｄおよび計量機器Ｍｓ）の監視により取得した監視データおよび機器を制御する制御データと、時刻のような管理データがある。

時計部１４は、時刻情報要求を受けると時刻情報を出力する。また、時計部１４の時刻は、後述するように、信号処理部１０で実現されるタイマ調整機能によりＮＴＰサーバ７の時刻に合わせられる。

信号処理部１０は、記憶部１１に記憶されているプログラムに従って動作し、以下の各処理を行う。エリアユニット３には、下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２を接続することがないが、下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２が接続される照明制御ユニット１および計量管理ユニット２の信号処理部１０は、通信処理部１２ａ，１２ｂおよび通信ポート１３ａ，１３ｂを通して機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）の管理を行う監視制御機能を有する。

ところで、エリアユニット３の信号処理部１０は、図１に示すように、後述するサーバ機能部１０ａとクライアント駆動部１０ｂとノード機能部１０ｃとを備える。サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとは、１個の通信ポート１３ａを共用する。図１ではエリアユニット３において用いる構成のみを記載している。

エリアユニット３の信号処理部１０は、通信処理部１２ａおよび通信ポート１３ａを通して照明制御ユニット１および計量管理ユニット２との間で機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）の管理のための情報を授受する監視制御機能を有し、さらに照明制御ユニット１や計量管理ユニット２から取得した情報を上位ネットＮｓに接続した上位管理装置６（管理用コンピュータ６ｂ）が備えるウェブブラウザの機能を用いて閲覧可能にするウェブサーバ機能を有する。つまり、照明制御ユニット１や計量管理ユニット２からエリアユニット３が取得した情報は、上位管理装置６（管理用コンピュータ６ｂ）において可視化される。

エリアユニット３は、ＮＴＰサーバ７のクライアントとして通信を行って時計部１４の時刻合わせを行うタイマ調整機能も有している。エリアユニット３がＮＴＰサーバ７から取得した時刻は、エリアＥ内に存在する他のユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、管理ユニット４など）にブロードキャストで配信する。エリアユニット３がＮＴＰサーバ７から時刻を取得するタイミングは、上位管理装置６から指示する。

さらに具体的に説明する。図４のように、管理用コンピュータ６ｂのウェブブラウザの画面上で、エリアユニット３のサーバ機能を用いて利用者が時刻合わせを指示すると（Ｓ１）、エリアユニット３はＮＴＰサーバ７から時刻情報を定期的に取得するとともに（Ｓ２）、センターサーバ６ａからも時刻情報を定期的に取得する（Ｓ３）。両者の時刻情報の差分が規定した許容範囲内である場合には（Ｓ４）、エリアユニット３に内蔵している時計部１４の時刻をＮＴＰサーバ７から取得した時刻に合わせる（Ｓ５）。その後、取得した時刻をエリアＥ内の他のユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、管理ユニット４など）にブロードキャストで配信することにより、エリアＥ内のすべてのユニットの時刻を一致させる（Ｓ６）。

なお、エリアユニット３がセンターサーバ６ａおよびＮＴＰサーバ７から取得した時刻情報の差分が許容範囲を逸脱している場合には（Ｓ４：Ｎｏ）、センターサーバ６ａとＮＴＰサーバ７とから取得した時刻情報の伝送経路による時間差が大きいものとして、ＮＴＰサーバ７を変更するなどの別処理を行う（Ｓ７）。

上述の処理により、エリアＥ内のすべてのユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、エリアユニット３、管理ユニット４など）の同期をとることができる。また、この手順によりエリアＥの個数が多い大規模な機器管理システムであっても、機器管理システムを構成するすべての要素で時刻のずれを微小差に抑え込むことができる。

ここで、各エリアユニット３は上位ネットＮｓとはルータ５により分離されているが、管理用コンピュータ６ｂはエリアユニット３のクライアントであるから、ルータ５を越えて任意のタイミングでエリアユニット３にアクセスすることができる。また、センターサーバ６ａやＮＴＰサーバ７は、エリアユニット３に対するサーバであるから、ルータ５の存在にかかわりなく、エリアユニット３からアクセスすることができる。

上述の動作から明らかなように、エリアユニット３は、管理用コンピュータ６ｂに対してはサーバとして動作し（図４のステップＳ１）、センターサーバ６ａやＮＴＰサーバ７に対してはクライアントとして動作し（図４のステップＳ２〜Ｓ５）、エリアＥ内の他のユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、管理ユニット４など）に対しては対等なノードとして機能する（図４のステップＳ６）。すなわち、上述したように、エリアユニット３の信号処理部１０は、サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとを備えている。

上述の例では、照明制御ユニット１や計量管理ユニット２に対してエリアユニット３がノード機能部１０ｃを用いて時刻情報を伝送しているが、エリアユニット３のクライアント機能部１０ｂを用い、照明制御ユニット１や計量管理ユニット２のサーバ機能部１０ａに対して時刻合わせを要求し、エリアユニット３の時刻情報を照明制御ユニット１や計量管理ユニット２に取得させるようにしてもよい。

サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとのうちのどの機能を用いるかは、選択手段としてのデーモンが各イベントに応じて選択する。デーモンは、通信処理部１２ａを通過するデータの内容をイベントとして起動され、サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとのうちのどの機能を用いるかを選択する。信号処理部１０には、プログラムに従ってデータの生成や受信を行うとともに記憶部１１に対してデータの読込や書込を行うデータ解析部１０ｄと、データ解析部１０ｄを通過したデータの内容に応じて記憶部１１のどの領域にデータを格納するかを選択するデータ振分処理部１０ｅとが設けられる。

要するに、信号処理部１２ａを通過するデータがクライアントからの要求であるときはサーバ機能部１０ａにデータが転送され、データがサーバへの要求であるときにはクライアント機能部１０ｂにデータが転送され、それ以外のデータはノード機能部１０ｃに転送される。これらの機能を用いる例として時刻合わせを行う場合について上述したが、基本的には、サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとは以下のように使い分けられる。

エリアユニット３の通信相手は、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２、センターサーバ６ａ、管理用コンピュータ６ｂ、ＮＴＰサーバ７の４種類の機器であると言える。エリアユニット３は、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２のようなローカル管理装置とは自立分散システムを構築しているから、自立分散システム内での通信にはノード機能部１０ｃが用いられる。

センターサーバ６ａは複数のエリアユニット３を管理しており、上述したようにエリア分離装置としてのルータ５が各エリアＥのエリアユニット３とセンターサーバ６ａとの間に介在してネットワークシステムの階層化が行われている。したがって、センターサーバ６ａとエリアユニット３との間では、エリアユニット３がクライアントとして動作する。ＮＴＰサーバ７との間の通信では上述した通りクライアントとして動作する。管理用コンピュータ６ｂについては、ルータ５を越えて通信する必要があるから、管理用コンピュータ６ｂのウェブブラウザを用いてアクセスすることになる。したがって、上述したようにエリアユニット３はウェブサーバとして動作する。なお、管理用コンピュータ６ｂをエリアＥ内に設ける場合も、管理用コンピュータ６ｂとの通信時にはウェブサーバとして機能する。

上述のように、サーバ機能部１０ａを備えることによりルータ５を越えて通信可能な機器として動作し、しかもクライアント機能部１０ｂやノード機能部１０ｃを備えていることにより、このエリアユニット３を用いることで、エリアＥを単位として構成される機器管理システムを容易に実現することが可能になる。

上述した機器管理システムを構築する機器間の通信により伝送する情報について表１にまとめて示しておく。表１は縦方向に並べた機器が横方向に並べた機器に対してどのように動作するかを、両者の交叉する部位に記載したものである。表１には上述の説明にない動作も含まれている。すなわち、センターサーバ６ａは、エリアユニット３に対してクライアントになる場合（機器の設定時）と、管理用コンピュータ６ｂに対するサーバになる場合（データや状態の監視時）とがあり、エリアユニット３は、照明制御ユニット１や計量管理ユニット２に対して、クライアントとして機能する場合（機器の設定時）がある。したがって、照明制御ユニット１や計量管理ユニット２は、エリアユニット３や管理用コンピュータ６ｂに対してウェブサーバとして機能する場合がある。

ところで、エリアユニット３は、組込み機器であって信号処理部１０を構成するＣＰＵや記憶部１１を構成する半導体メモリのハードウェア資源に制約がある。つまり、ＣＰＵのキャッシュメモリの個数が少ない上に、記憶部１１において作業領域として利用できるＲＡＭの記憶容量も小さい。したがって、エリアユニット３の処理負荷には制限がある。上述したデーモン（データ解析部１０ｄおよびデータ振分処理部１０ｅ）もプログラムによる処理であるから、デーモンを動作させることはエリアユニット３の処理負荷を増大させることになる。

一方、機器（照明機器Ｌｄや計量機器Ｍｓ）の管理は常時行っているわけではなく、他の装置との通信を伴わない時間帯も存在している。すなわち、他の装置と通信するためのサーバ機能部１０ａ、クライアント機能部１０ｂ、ノード機能部１０ｃのすべてを同時に動作させる必要はないから、いずれかを停止させることにより、エリアユニット３のハードウェア資源を有効に利用できると考えられる。

そこで、信号処理部１０には、信号処理部１０を構成するＣＰＵの負荷（使用しているキャッシュメモリ量など）およびＲＡＭの記憶領域の残り容量などにより処理負荷を判断する負荷判断部１０ｆと、負荷判断部１０ｆで判断された処理負荷に応じて、サーバ機能部１０ａ、クライアント機能部１０ｂ、ノード機能部１０ｃのうちで利用していない機能を停止させるか、停止していた機能を再動作させるかを決定する発停制御部１０ｇとを設けている。発停制御部１０ｇは、図示しないディップスイッチの設定内容や通信ポート１３ａを通して受ける外部からの指示内容によっても、機能の停止や再動作を行うことが可能になっている。

ここに、サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとの機能は、実際には揮発性のメモリであるＲＡＭにプログラムを展開している間に利用することができるから、発停制御部１０ｇでは、不揮発性のメモリであるＲＯＭに記憶されているサーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとのプログラムを、必要に応じてＲＡＭ上に個別に展開できるようにすることで、機能の停止と動作とを可能にしている。

具体的には、サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとのうち動作させる機能については、当該機能のプログラムをＲＯＭからＲＡＭにロードすることによって使用可能にし、停止させる機能については、ＲＡＭにおいて当該機能のプログラムが占有している領域を解放することによって当該領域を他用途に利用可能する。

上述のようにして、エリアユニット３の処理負荷が大きくなれば一部の機能を停止させ、またその機能が必要になれば機能を復活させることができるから、ハードウェア資源の少ない組込み機器であるにもかかわらず、サーバ機能部１０ａ、クライアント機能部１０ｂ、ノード機能部１０ｃを設け、必要に応じてこれらの機能を利用することが可能になる。外部からの指示内容によって機能の停止と動作とを選択する場合には、上述のように処理負荷に応じて機能の発停が可能であり、また時間帯に応じて機能を発停することも可能になる。また、機器管理装置によっては用いない機能もあるから、ディップスイッチにより機能を固定的に選択してもよい。この場合には負荷判断部１０ｆを設けなくてもよい。

以上説明したように、１台のエリアユニット３が、サーバ機能部１０ａとクライアント機能部１０ｂとノード機能部１０ｃとを備えているから、サーバとクライアントとノードとの機能をそれぞれ持つ装置を構成する場合や、それらの機能のうちの２つを組み合わせた装置を構成する場合に比較すると、１種類の装置ですべての機能を兼ね備えることにより、機器管理システムの構成に柔軟に対応することが可能になる。すなわち、機器管理システムを構築する際のコストの削減につながる。また、３種類の機能を備えているが、これらの機能は１個の通信ポート１３ａで利用することができるから、施工や保守が容易である。

通信設定情報データには、通信時の送信元のＩＰアドレスと、通信時の送信先のＩＰアドレスと、エリアＥ内でのブロードキャストアドレスとが含まれている。さらに、通信設定情報データとしては、エリアユニット３と接続される照明制御ユニット１および計量管理ユニット２を個別に管理する管理番号と、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２のＩＰアドレスとを関係付けた対応テーブルを有している。

対応テーブルでＩＰアドレスに対応付けている管理番号は、たとえば、「照明−１」「照明−２」「計量管理−１」などのように、照明制御ユニット１か計量管理ユニット２かの別と数字との組み合わせで表される。エリアユニット３に対応テーブルを設けていることにより、エリアユニット３は、ＩＰアドレスに代えて管理番号を用いて、エリアユニット３が接続されているエリアＥ内の照明制御ユニット１および計量管理装置２と通信することができる。

機器管理設定情報データは、エリアユニット３が接続されるエリアＥ内で接続可能なユニット（照明制御ユニット１、計量管理ユニット２、エリアユニット３、管理ユニット４を含む）の最大台数と、エリアＥに実際に接続されている台数との情報を含んでいる。機器管理設定情報データの値は、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２を監視する際に用いられる。機器管理設定情報データには、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２を制御する際に用いられる制御定義テーブルも含まれる。

制御定義テーブルは、エリアユニット３が接続されたエリアＥ内の照明制御ユニット１でグループ制御あるいはパターン制御を行う際に用いられる。制御定義テーブルは、グループ制御を行うかパターン制御を行うかにかかわらず同様の内容になるので、ここではグループ制御の場合について説明する。

制御定義テーブルは、表２に示すようなデータ構造を有している。制御定義テーブルは、一括制御を行おうとする照明機器Ｌｄが接続されている照明制御ユニット１の管理番号（照明−１、照明−２）と、当該照明器具Ｌｄが属しているローカルグループ名ｇ１〜ｇ４（後述する）との組にグローバルグループ名Ｇ１，Ｇ２を付与してある。したがって、グローバルグループ名Ｇ１，Ｇ２を指定すると、各照明制御ユニット１に接続された照明機器Ｌｄをローカルグループ名ｇ１〜ｇ４を単位として一括制御を行うことが可能になる。

ローカルグループ名ｇ１〜ｇ４は、照明制御ユニット１に接続された伝送装置ＣＮに設けた関係テーブルにおいて、表３のように、一括制御を行おうとする照明機器Ｌｄのアドレス１〜１６に対応付けてある。つまり、上述したグループ制御の際に一括制御を行おうとする照明機器Ｌｄのアドレス１〜１６の組に、それぞれローカルグループ名ｇ１〜ｇ４が付与される。

ここでは、グループ制御を対象としているから、ローカルグループ名ｇ１〜ｇ４を単位とするグループ制御が行われる。また、グローバルグループ名Ｇ１，Ｇ２の指定により、複数のグループ制御を一括して行うことになる。この種の制御をグローバルグループ制御と呼ぶ。また、グループ制御に代えてパターン制御を行うことも可能であり、グローバルグループ名Ｇ１，Ｇ２に代えてグローバルパターン名を用いることにより複数のパターン制御を一括して行う場合をグローバルパターン制御と呼ぶ。

いま、エリアユニット３が、上位管理装置６からグローバルグループ名Ｇ１の照明機器Ｌｄを点灯させる指示を受け取ったとすると以下の動作を行う。エリアユニット３では、表２に示す制御定義テーブルを用いて、グローバルグループ名Ｇ１を展開する。ここでは、グローバルグループ名Ｇ１に対して（照明−１−ｇ１）と（照明−２−ｇ３）とが関係付けられているから、管理番号が（照明−１）と（照明−２）との照明制御ユニット３に対して、ローカルグループ名ｇ１，ｇ３に含まれる照明機器Ｌｄを点灯させる指示を中位ネットＮｍを通して送信する。

管理番号が（照明−１）と（照明−２）との照明制御ユニット３は、それぞれに接続されている下位ネットＮｉ１の伝送装置ＣＮに対して、ローカルパターン名ｇ１，ｇ３を通知する（ローカルパターン名ｇ１，ｇ３に対応するアドレスを持つ操作用端末器ＴＵ１として動作する）。したがって、各伝送装置ＣＮはローカルグループ名ｇ１，ｇ３を関係テーブルに照合することにより、一括して点灯させる照明機器Ｌｄのアドレスを取得し、それらの照明機器Ｌｄが接続されている制御用端末器ＴＵ２に伝送信号を受信させ、照明機器Ｌｄのグループ制御を行う。

具体的には、（照明−１）（照明−２）の管理番号が付与された各照明制御ユニット１に接続されている伝送装置ＣＮが、いずれも表３に示す関係テーブルを有しているとすると、（照明−１）の管理番号が付与された照明制御ユニット１に接続された下位ネットＮｉ１ではアドレス１〜４の照明機器Ｌｄが動作し、（照明−２）の管理番号が付与された照明制御ユニット１に接続された下位ネットＮｉ１ではアドレス９〜１２の照明機器Ｌｄが動作する。ここでは、グループ制御を行う例を示しているから、照明機器Ｌｄの動作は一括して点灯または消灯するという動作になる。なお、伝送装置ＣＮごとに関係テーブルを異ならせてもよいのはもちろんのことである。

すなわち、グローバルグループ名Ｇ１を用いることにより、エリアＥ内の複数の照明機器Ｌｄを一括して制御することができる。また、上位管理装置６から複数のエリアＥのエリアユニット３に対してグローバルグループ名を指定して制御内容（点灯・消灯の別）を送信すれば、各エリアＥのエリアユニット３が、それぞれグローバルグループ名を照明制御ユニット１の管理番号とローカルグループ名との組に展開し、最終的には、ローカルグループ名を用いた各下位ネットＮｉ１でのグループ制御になる。

したがって、照明機器Ｌｄの台数がきわめて多い大規模なシステムを構築する場合でも、上位管理装置６から各エリアＥのエリアユニット３への指示はグローバルグループ名を用いた簡単なものになり、上位ネットＮｓでのトラフィックの増加を抑制することができる。また、各エリアＥ内ではグローバルグループ名を展開した管理番号とローカルグループ名との組を、エリアＥ内の各照明制御ユニット１に通知するだけであるから、中位ネットＮｍにおいてもトラフィックの増加を抑制することができる。下位ネットＮｉ１においては、通常のグループ制御になるから、下位ネットＮｉ１を単独で用いる場合と同様の動作になり、上位ネットＮｓや中位ネットＮｍの動作を考慮することなく、従来から提供されている負荷制御システムと同様に扱うことができる。

エリアユニット３は、図６に示すように、起動されると、初期化処理の後に（Ｓ１）、生存確認パケットを送信し、照明制御ユニット１あるいは計量管理ユニット２からの応答を確認する（すなわち、システム状態を取得する）。照明制御システム１からシステム状態を取得したときには（Ｓ２：照明）、照明制御ユニット１の管理下にある照明機器Ｌｄの動作状態の取得要求を行い、動作状態を取得する（Ｓ３）。さらに、エリアユニット３は、取得した動作状態を上位管理装置６に送信する（Ｓ４）。ここで、上位管理装置６から照明機器Ｌｄの制御要求を受け取ったときには（Ｓ５：Ｙｅｓ）、エリアユニット３から照明制御ユニット１に照明機器Ｌｄの制御を要求する（Ｓ６）。上位管理装置６から照明機器Ｌｄの制御要求がなければ（Ｓ５：Ｎｏ）ステップＳ２に戻る。

ステップＳ２において、計量管理ユニット２からシステム状態を取得したときには（Ｓ２：計量）、計量管理ユニット２の管理下にある計量機器Ｍｓからの計量情報を取得する時刻か否かを判断する。この時刻は、たとえば、３０分毎などとしてあらかじめ定めてある。計量情報を取得する時刻であれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、計量管理ユニット２に対して計量情報の取得要求を行い、計量情報を取得する（Ｓ８）。取得した計量情報はエリアユニット３から上位管理装置６に送信する（Ｓ９）。また、ステップＳ７において計量情報を取得する時刻でなければ（Ｓ７：Ｎｏ）ステップＳ２に戻る。

なお、図６において、台形と逆台形とで表されるシンボルは、両シンボルの間の動作を繰り返すことを示している。したがって、ステップＳ２からステップＳ９の処理はエリアユニット３の動作中に繰り返し行われる。また、エリアユニット３が上位管理装置６に情報を送信するのに伴って管理ユニット４にも同じ情報を送信するのが望ましい。この場合、エリアユニット３が上位管理装置６に対して情報を直接送信するのではなく、管理ユニット４に一旦送信し、管理ユニット４が上位管理装置６に情報を送信するようにしてもよい。

図６には記載していないが、エリアユニット３からの生存確認パケットに対して、照明制御ユニット１あるいは計量管理ユニット２からの応答が得られない場合には異常が生じている可能性があると判断し、エリアユニット３から上位管理装置６に異常の発生を通知する。

図７に照明制御ユニット１の動作を示す。照明制御ユニット１は、起動されると、初期化処理を行う（Ｓ１）。照明制御ユニット１は下位ネットＮｉ１の伝送装置ＣＮに対してシステム状態の取得要求を行う（Ｓ２）。ここでのシステム状態は、信号線Ｌｓ１の断線や短絡の有無、操作用端末器ＴＵ１や制御用端末器ＴＵ２のアドレスの誤設定（重複を禁止している）の有無などを意味する。システム状態が正常であれば（Ｓ３：Ｙｅｓ）、各照明機器Ｌｄの点灯・消灯の動作状態を取得する（Ｓ４）。

ここで、中位ネットＮｍを通してシステム状態および照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態に関する取得要求があると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、取得を要求してきた相手先（通常はエリアユニット３であるが、後述するように上位管理装置６の場合もある）にシステム状態と点灯・消灯の状態とをそれぞれ送信する（Ｓ６）。ステップＳ３においてシステム状態の異常が検出された場合（Ｓ３：Ｎｏ）には相手先に異常を通知する。

ステップＳ４では伝送装置ＣＮから各照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態を取得しており、伝送装置ＣＮでは各照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態が前回の取得要求時と変化していなければ、取得要求に対する応答を行わないようにしてもよい。つまり、変化の生じた照明機器Ｌｄについてのみ情報を伝送することにより、下位ネットＮｉ１のトラフィックを低減することができる。また、中位ネットＮｍにおいても、変化した照明機器Ｌｄのみの情報を伝送するようにすることで、中位ネットＮｍにおけるトラフィックを低減することができる。

一方、中位ネットＮｍを通して情報の取得要求がないか（Ｓ５：Ｎｏ）、取得要求があった相手先に情報を送信した後には、中位ネットＮｍを通して照明機器Ｌｄの制御要求があるか否かを判断し、制御要求があれば（Ｓ７：Ｙｅｓ）、要求内容に従って照明機器Ｌｄを制御する（Ｓ８）。制御要求がなければ（Ｓ７：Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。ステップＳ２からステップＳ７の処理は、照明制御ユニット１の動作中には繰り返して行われる。

計量管理ユニット２での処理では、照明制御ユニット１の処理から制御要求に対する処理が省略される。すなわち、図８のように、なる。計量管理ユニット２は、起動されると、初期化処理を行う（Ｓ１）。計量管理ユニット２は下位ネットＮｉ２に関してシステム状態を取得する（Ｓ２）。ここでのシステム状態は、信号線Ｌｓ２の断線や短絡の有無、計量機器Ｍｓの故障の有無などを意味する。システム状態が正常であれば（Ｓ３：Ｙｅｓ）、各計量機器Ｍｓから計量情報を取得する（Ｓ４）。

ここで、中位ネットＮｍを通してシステム状態および計量情報の取得要求があると（Ｓ５：Ｙｅｓ）、取得を要求してきた相手先（通常はエリアユニット３であるが、後述するように上位管理装置６の場合もある）にシステム状態と計量情報とをそれぞれ送信する（Ｓ６）。ステップＳ３においてシステム状態の異常が検出された場合（Ｓ３：Ｎｏ）には相手先に異常を通知する。

一方、中位ネットＮｍを通して情報の取得要求がなければ（Ｓ５：Ｎｏ）、ステップＳ２に戻る。ステップＳ２からステップＳ５の処理は、計量管理ユニット２の動作中には繰り返して行われる。

ところで、エリアユニット３は、上位管理装置６からグローバルグループ名とともに時刻情報を受け取ることによって、序列制御（タイムスケジュールによる制御）も行う機能も有している。序列制御においては、グローバルグループ名に時刻情報が付加されるから、上位管理装置６からの指示が、たとえば「１２：００，Ｇ１，点灯」のようになる。

エリアユニット３は、序列制御の指示を上位管理装置６から受け取ると、指示内容を記憶部１１に格納して、時計部１４により計時されている現在時刻が指示された時刻（上述の例では、１２：００）になるまで待ち、指示された時刻になると、グローバルグループ名Ｇ１を展開した照明制御ユニット１にローカルグループ名と制御内容とを送信する。表２、表３の例では、管理番号が（照明−１）の照明制御ユニット１に対してローカルグループ名ｇ１が送信され、管理番号が（照明−２）の照明制御ユニット１に対してローカルグループ名ｇ３が送信される。

ここに、上述のように、序列制御の際にエリアユニット３が指定された時刻まで待ってからグローバルグループ名を展開する処理を行うと、エリアユニット３の記憶部１１において序列制御のために比較的大きな容量を消費することになる。したがって、上位管理装置６からグローバルグループ名とともに時刻情報を受け取ったエリアユニット３が、グローバルグループ名をすぐにローカルグループ名に展開し、照明制御ユニット１に、ローカルグループ名と時刻情報とを送信するようにしてもよい。この場合、照明制御ユニット１に設けた時計部１４により計時されている現在時刻が指示された時刻になると、制御内容に従って照明機器Ｌｄを制御することになる。この処理を採用すれば、一括して制御する対象を限られた記憶容量で保持することができ、組込み機器程度の記憶容量の限られた装置で実現するのに好適なシステムとすることができる。

エリアユニット３において上述した序列制御を可能にしていることにより、上位管理装置６から序列制御の時刻を指定してグローバルグループ名と制御内容とを各エリアＥのエリアユニット３に送信することで、管理領域Ａの全体に配置した照明機器Ｌｄの点灯・消灯を時間経過に伴って変化させることが可能になる。

序列制御においては、照明機器Ｌｄを制御する時刻と制御内容とが指定されているから、上位管理装置６からエリアユニット３に一度だけタイムスケジュールを送信しておけば、以後はエリアユニット３がエリアＥ内の各照明制御ユニット１にローカルグループ名と制御内容とを順次送信することになり、上位管理装置６が接続されていなくともエリア間で同期をとる必要がないから、各エリアＥが自律的に非同期で照明機器Ｌｄを動作させることができる。

上述したように照明制御ユニット１と計量管理ユニット２と管理ユニット４とは、ハードウェア構成についてはエリアユニット３と同様であるが、記憶部１１に格納したプログラムについてはエリアユニット３と異なっている。言い換えると、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３とは、プログラムの変更のみで実現することができる。管理ユニット４および後述する連携ユニット８も同様である。

照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とは、中位ネットＮｍと下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２との仲介を行うから、中位ネットＮｍで用いるアドレス（ＩＰアドレスだけではなくＢＡＣｎｅｔでの識別情報）と、下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２で用いるアドレス（照明機器Ｌｄあるいは計量機器Ｍｓを区別するアドレス）とが記憶部１１に設定される。計量機器Ｍｓのアドレスは、ＲＳ−４８５規格のシリアル通信で用いる。

照明制御ユニット１では、照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態を監視情報として獲得してエリアユニット３に送信する監視機能と、エリアユニット３から受信した制御情報を照明機器Ｌｄの点灯・消灯の状態に反映させる制御機能とを有する。計量管理ユニット２は、計量監視対象の計量機器Ｍｓから計量情報を獲得してエリアユニット３に送信する監視機能を有している。

照明機器Ｌｄの管理は常時は照明制御ユニット１が行い、計量機器Ｍｓの管理は常時は計量管理ユニット２が行う。したがって、エリアユニット３は照明機器Ｌｄや計量機器Ｍｓに関する情報を常時は記憶する必要がなく、エリアユニット３では照明制御ユニット１および計量管理ユニット２との通信により取得した情報を一時的に記憶する程度の機能があればよい。言い換えると、組込み機器程度の少ないリソースでもエリアユニット３を容易に実現することができる。また、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３とのハードウェア構成は同じであるから、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３とで記憶部１１の記憶容量は同じになるが、エリアユニット３は照明制御ユニット１と計量管理ユニット２から取得した情報を一時的に記憶するだけなので問題なく実現できる。

管理ユニット４は、エリアＥ内の照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３とについて中位ネットＮｍで用いるアドレスを記憶部１１に記憶する。このアドレスは、管理ユニット４がＢＡＣｎｅｔプロトコルで生存確認パケットを送信することにより取得する。また、管理ユニット４は、記憶部１１に記憶したアドレスを有する照明制御ユニット１および計量管理ユニット２の管理下にある下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２を構成する機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）の管理に必要な情報（識別のためのアドレスと機器の種類とを含む）を収集して記憶部１１にバックアップ用として記憶する機能を備える。中位ネットＮｍでのアドレスの情報および下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２の機器の管理に必要な情報を「設定情報」と呼ぶ。したがって、管理ユニット４は設定情報のバックアップ機能を備える。

管理ユニット４は、設定情報のバックアップ機能のほか、警報情報などのシステム状態の履歴を記憶部１１に格納するとともに上位管理装置６に通知するシステム状態通知機能と、取得した設定情報を上位管理装置６で閲覧可能にするウェブサービス機能とを備えている。つまり、管理ユニット４が保有する設定情報は上位管理装置６で可視化される。管理ユニット４におけるこれらの機能は記憶部１１に格納されたプログラムを信号処理部１０で実行することにより実現される。

管理ユニット４は、常時は、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３とに対してそれぞれバックアップ用の情報の取得要求を繰り返して行っている。照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３とは、管理ユニット４からの情報の取得要求に対して前回の要求時との情報の変化を判断し、情報に変化がなければ取得要求に応答せず、変化が生じたときにのみ取得要求に対して情報を送信する。このような動作により、管理ユニット４では照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とエリアユニット３との動作に関して最新の情報を記憶部１１に記憶しておくことができる。

上述したように、上位ネットＮｓと中位ネットＮｍとの間にはルータ５が設けられている。このルータ５は、中位ネットＮｍにおいて用いる生存確認パケットのブロードキャストによる通信パケットがエリアＥの外部に漏れるのを防止するエリア分離装置としての機能を有する。ただし、上位管理装置６とエリアユニット３との間はルータ５に妨げられることなく通信が可能になっている。

すなわち、エリアユニット３と上位管理装置６との間の通信にあたっては、エリアユニット３から上位管理装置６にＨＴＴＰ（HyperText Transfer Protocol）による応答要求を発行し、上位管理装置６から応答要求に応答する通信を行う。エリアユニット３から上位管理装置６に送信する情報が存在する場合には、上位管理装置６への応答要求を発行する際にその情報を送信する。また、上位管理装置６からエリアユニット３に送信する情報が存在する場合には、エリアユニット３からのＨＴＴＰによる応答要求に返信する際に情報を送信する。この処理により、上位管理装置６とエリアユニット３との間ではルータ５に妨げられることなく通信が可能になる。

すなわち、エリアユニット３および管理ユニット４が、エリアＥ内の照明制御ユニット１と計量管理ユニット２と下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２の各機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）との管理を行うとともに設定情報を把握しているから、生存確認パケットのようにブロードキャストで送信するパケットはエリアＥ内にのみ到達すればよく、エリアＥ外にこの種の通信パケットが流出するのをルータ５により防止することができる。また、エリアＥ外に設けられた上位管理装置６とエリアユニット３とは通信を行うから、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２と上位管理装置６との間ではエリアユニット３を介して情報の授受が可能になる。

上述したように、ルータ５がエリアＥを区切るエリア分離装置として機能しているから、エリアＥに含まれる照明機器Ｌｄや計量機器Ｍｓの台数が増加した場合には、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とをそのまま用い、エリアユニット３と管理ユニット４とルータ５とを新たに設けるだけで、エリアＥを分割することができる。したがって、照明機器Ｌｄや計量機器Ｍｓの台数が増加した場合でもシステムの拡張を容易に行うことができる。

照明制御ユニット１および計量管理ユニット２は、エリアユニット３および管理ユニット４と同様に、下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２に接続されている機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）を管理（監視・制御）する情報を上位管理装置６で可視化するウェブサービス機能を備える。ただし、照明制御ユニット１および計量管理ユニット２では、常時はウェブサービス機能を停止させており、各エリアＥを管理する情報は、エリアユニット３のウェブサービス機能によって上位管理装置６で利用可能にしてある。一方、中位ネットＮｍでの生存確認パケットに対して、エリアユニット３が応答しないときには、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とのウェブサービス機能が利用可能になる。

すなわち、上位管理装置６は、エリアＥの管理（監視・制御）が必要になったときに、エリアユニット３が利用できないときには照明制御ユニット１あるいは計量管理ユニット２のウェブサービス機能を利用してエリアＥの管理を行う。このように、常時は、上位管理装置６と照明制御ユニット１や計量管理ユニット２との間にエリアユニット３を介在させることによって、エリアＥ内の機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）をまとめて管理可能にしながらも、エリアユニット３が故障した場合のような異常時には、照明制御ユニット１や計量管理ユニット２に直接アクセスして機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）の管理を応急的に行うことを可能にしているから、機器（照明機器Ｌｄ、計量機器Ｍｓ）の動作を停止させることなく、エリアユニット３の修理あるいは交換を行うことが可能になる。

また、管理ユニット４の記憶部１１にはバックアップ用の情報を記憶しているから、エリアユニット３の修理あるいは交換が終了した後には、管理ユニット４からバックアップ用の情報をエリアユニット３に転送することによって、エリアユニットを復旧させることが可能である。さらに、上述した構成では、下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２は自律的に動作しているから、中位ネットＮｍでの通信が不通になったり、上位ネットＮｓでの通信が不通になったとしても照明機器Ｌｄや計量機器Ｍｓの動作は停止しない。また、エリアユニット３はエリアＥを単位として通信を行っているから、いずれかのエリアユニット３と上位管理装置６との間で通信が不通になったとしても、他のエリアＥに影響を及ぼすことがない。つまり、エリアＥを単位としてメンテナンスを行うことができる。

（実施形態２）
実施形態１では、エリアＥにおいて中位ネットＮｍと下位ネットＮｉ１，Ｎｉ２とを仲介するユニットとして、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とを設けていたが、本実施形態は、図１に破線で示すように、照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とに加えて連携ユニット８を設けている。照明制御ユニット１と計量管理ユニット２とは、エリアＥ内に複数台設けることができるが、連携ユニット８は、エリアＥ内に１台だけ設けることができる。連携ユニット８には、照明制御ユニット１と同様に、伝送装置ＣＮと操作用端末器ＴＵ１と制御用端末器ＴＵ２とが接続可能である。

ただし、操作用端末器ＴＵ１としてスイッチＳＷではない入力を受け付ける入力端子を備えたものを用い、操作用端末器ＴＵ１に入力端子からの特定の入力があった場合に、エリアユニット３に対して他の照明制御ユニット１への制御要求を送信させる機能を有している。したがって、連携ユニット８に信号線Ｌｓ１を介して接続した操作用端末器ＴＵ１の入力端子に特定の入力があると、他の照明制御ユニットに制御要求を行って当該照明制御ユニット１の管理下にある照明機器Ｌｄの点灯・消灯を制御することが可能になる。

たとえば、連携ユニット８に信号線Ｌｓ１を介して接続された操作用端末器ＴＵ１の入力端子にＴＶカメラによる撮影システムを接続しておき、撮影を開始することを特定の入力として照明制御ユニット１の管理下にある照明機器Ｌｄを点灯させるようにすれば、撮影システムと照明機器Ｌｄとを連動させることが可能になる。

連携ユニット８における上述の処理は照明制御ユニット１に組み込んでおくことも可能であるが、連携ユニット８を照明制御ユニット１とは独立して設けることにより、連携させるシステム数を多くとることが可能になり、照明制御ユニット１のみで連携動作を行う場合よりも高度な連携を行うことが可能になる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

本発明に用いるエリアユニットの構成例を示すブロック図である。 同上における管理領域とエリアとの関係を示す図である。 同上における機器管理システムを示す構成図である。 同上に用いるエリアユニットにおける時刻合わせの処理を示す動作説明図である。 同上に用いるユニットの構成例を示すブロック図である。 同上に用いるエリアユニットの動作説明図である。 同上に用いる照明制御ユニットの動作説明図である。 同上に用いる計量管理ユニットの動作説明図である。

符号の説明

１ 照明制御ユニット（機器管理装置）
２ 計量管理ユニット（機器管理装置）
３ エリアユニット（機器管理装置）
４ 管理ユニット（機器管理装置）
５ ルータ
６ 上位管理装置
６ａ センターサーバ
６ｂ 管理用コンピュータ
７ ＮＴＰサーバ
８ 連携ユニット（機器管理装置）
１０ａ サーバ機能部
１０ｂ クライアント機能部
１０ｃ ノード機能部
１１ 記憶部
１２ａ〜１２ｄ 通信処理部
１３ａ〜１３ｄ 通信ポート
１４ 時計部
Ａ 管理領域
Ｅ エリア
Ｅ１〜Ｅ８ エリア
Ｌｓ１ 信号線
Ｌｓ２ 信号線
Ｎｉ１，Ｎｉ２ 下位ネット
Ｎｍ 中位ネット
Ｎｓ 上位ネット

Claims (7)

1. 通信ネットワークに接続する通信ポートと、通信ポートを通して授受される機器の管理情報を記憶する記憶部と、通信ポートを介して通信する相手装置に対してサーバとして機能するサーバ機能部と、相手装置に対してクライアントとして機能するクライアント機能部と、相手装置に対してノードとして機能するノート機能部と、相手装置と管理情報を授受するにあたってサーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とのうちのいずれを用いて通信するかを選択する選択手段とを備え、サーバ機能部とクライアント機能部とノード機能部とは、１個の通信ポートを共用することを特徴とする機器管理装置。
2. 前記通信ポートは１個の接続口を有し、前記選択手段は、通信ポートを介して授受される通信内容に応じて、前記相手装置に対してサーバとクライアントとノードとのいずれとして機能するかを選択することを特徴とする請求項１記載の機器管理装置。
3. 前記サーバ機能部と前記クライアント機能部と前記ノード機能部とはコンピュータで各プログラムを実行することによりそれぞれ実現され、前記記憶部は実行中のプログラムを展開する揮発性のメモリを有し、前記サーバ機能部と前記クライアント機能部と前記ノード機能部との各プログラムとが占有している揮発性のメモリの領域のうち、前記相手装置との通信に利用していない機能のプログラムが占有している領域を他用途に解放する機能制限部を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の機器管理装置。
4. 前記記憶部は前記サーバ機能部と前記クライアント機能部と前記ノード機能部との各プログラムを記憶した不揮発性のメモリを有し、前記機能制限部は、不揮発性のメモリから前記揮発性のメモリに各プログラムロードを個別にロードする機能を有することを特徴とする請求項３記載の機器管理装置。
5. 所定の管理領域に存在する複数台の機器について複数階層に階層化された通信ネットワークを用いることにより管理する機器管理システムであって、管理領域を分割した小領域であるエリアごとに請求項１〜４のいずれか１項に記載の機器管理装置を少なくとも１台設け、前記記憶部にエリアごとの機器の管理情報を記憶させるとともに、記憶部に記憶された管理情報を通信により前記相手装置が利用することを特徴とする機器管理システム。
6. 前記機器管理装置は各エリアに複数台設けられ、機器管理装置を備えるエリア内の通信ネットワークと上位階層の通信ネットワークとの間にはルータが介在しており、機器管理装置は、上位階層の通信ネットワークに設けた通信装置とは、ルータを介してサーバ機能部またはクライアント機能部を用いて通信することを特徴とする請求項５記載の機器管理システム。
7. 上位階層の通信ネットワークにＮＴＰサーバが設けられ、各エリアに設けたいずれか１台の機器管理装置が、クライアント機能部を用いてＮＴＰサーバから時刻を取得し、取得した時刻をクライアント機能またはノード機能を用いてエリア内の他の機器管理装置に配信することによりエリア内のすべての機器管理装置の時刻を合わせることを特徴とする請求項５又は６記載の機器管理システム。

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