JP5452777B1

JP5452777B1 - 空調システム及びゲートウェイ装置

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Publication number: JP5452777B1
Application number: JP2013525475A
Authority: JP
Inventors: 隆義飯田
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-12-20
Filing date: 2012-12-20
Publication date: 2014-03-26
Anticipated expiration: 2032-12-20
Also published as: EP2937639A4; US20150276252A1; JPWO2014097443A1; EP2937639A1; EP2937639B1; CN104870908A; WO2014097443A1; CN104870908B

Abstract

空調システムには、それぞれに空調機の室内機１０２と空調機の室外機１０１とが接続されている部分ネットワーク１０３が複数含まれ、複数の部分ネットワーク１０３が、接続ネットワーク１０４を介して相互に接続されている。各ゲートウェイ装置１５０は、管理対象の部分ネットワークである管理対象部分ネットワーク内の室内機１０２及び室外機１０１と、接続ネットワーク１０４とに接続されている。各ゲートウェイ装置１５０は、接続ネットワーク１０４及び他のゲートウェイ装置１５０を介して、管理対象部分ネットワーク内の室内機１０２及び室外機１０１の少なくともいずれかと、他の部分ネットワーク内の室内機１０２及び室外機１０１の少なくともいずれかとの間の通信を中継する。

Description

本発明は、空気調和システム（以下、空調システムという）に関する。

従来の空調システムでは、空調制御通信のコリジョンドメインが全ての空調機器で共有されている場合、そのコリジョンドメインを複数に分割することで通信帯域を効率的に使用していた（例えば、特許文献１）。
なお、従来は、複数の通信ポートを持つ室外機に複数の空調機器を接続し、宛先アドレスを基に室外機が適切な経路選択を行うことで、コリジョンドメインの分割を行っていた。

特許第３９９５４６９号

しかし、従来の空調システムでは、室外機がコリジョンドメインの分割を行うため、既設の室外機に複数の通信ポートとコリジョンドメイン分割機能が搭載されていない場合、コリジョンドメインは分割されず、通信帯域の効率的な使用ができないという課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決することを主な目的としており、コリジョンドメインの分割ができない室外機を含む空調システムであっても、コリジョンドメインを分割し通信帯域を効率的に使用することを主な目的とする。

本発明に係る空調システムは、
それぞれに空調機の一つの通信ポートのみを持つ室内機と空調機の一つの通信ポートのみを持つ室外機とが接続されている部分ネットワークが複数含まれ、複数の部分ネットワークが、部分ネットワーク間を接続する接続ネットワークを介して相互に接続されている空調システムであって、
それぞれが、管理対象の部分ネットワークである管理対象部分ネットワーク内の前記室内機及び前記室外機と、前記接続ネットワークとに接続されている複数のゲートウェイ装置を有し、
各ゲートウェイ装置が、
前記接続ネットワーク及び他のゲートウェイ装置を介して、管理対象部分ネットワーク内の室内機及び室外機の少なくともいずれかと、他の部分ネットワーク内の室内機及び室外機の少なくともいずれかとの間の通信を中継することを特徴とする。

本発明では、各ゲートウェイ装置が、接続ネットワーク及び他のゲートウェイ装置を介して、管理対象部分ネットワーク内の室内機及び室外機の少なくともいずれかと、他の部分ネットワーク内の室内機及び室外機の少なくともいずれかとの間の通信を中継する。
このため、コリジョンドメインの分割ができない室外機を含む空調システムであっても、コリジョンドメインを分割し通信帯域を効率的に使用することができる。

実施の形態１に係る空調システムの構成例を示す図。実施の形態１に係るゲートウェイ装置の構成例を示す図。実施の形態１に係るアドレステーブルの例を示す図。実施の形態１に係るゲートウェイ装置の動作例を示すフローチャート図。実施の形態２に係る空調システムの構成例を示す図。実施の形態２に係るゲートウェイ装置の構成例を示す図。実施の形態２に係るアドレステーブルの例を示す図。実施の形態２に係るゲートウェイ装置の動作例を示すフローチャート図。実施の形態４に係る空調システムの構成例を示す図。実施の形態１〜４に係るゲートウェイ装置のハードウェア構成例を示す図。従来の空調システムの構成例を示す図。

実施の形態１．
図１は、本実施の形態に係る空調システムの構成例を示す。
また、図１１は、従来の空調システムの構成例を示す。
図１１と比較して、図１では、ゲートウェイ装置が追加されている。
なお、本明細書では、空調システムに接続される室外機、室内機、集中制御装置、ゲートウェイ装置などを総称して「機器」と呼ぶ。
また、本明細書では、空調機器として室外機、室内機が存在するシステムを中心に説明を行うが、エアハンドリングユニットや換気機器などその他の空調機器がシステムに登場しても良い。
アドレスは、全機器にユニークに付けられた識別子を意味する。

図１において、集中制御装置１００は、全ての機器を制御できる装置である。
たとえば、集中制御装置１００は、全室内機に運転停止信号を送信することが可能である。

室外機１０１は、一つの通信ポートのみを持ち室内機１０２とセットで動作する機器である。
一つの室外機１０１に複数の室内機１０２が接続できる。

室内機１０２は、一つの通信ポートのみを持ち室外機１０１とセットで動作する機器である。
一つの室外機１０１に複数の室内機１０２が接続できる。

部分ネットワーク１０３は、室外機１０１と室内機１０２をつなぐネットワークである。
本実施の形態では、部分ネットワーク１０３は、バス型ネットワークである。

接続ネットワーク１０４は、集中制御装置１００と室外機１０１をつなぐネットワークである。
換言すれば、接続ネットワーク１０４は、部分ネットワーク１０３間を接続し、また、部分ネットワーク１０３と集中制御装置１００とを接続するネットワークである。
接続ネットワーク１０４は、バス型ネットワークである。

ゲートウェイ装置１０５は、ブリッジ機能と、それに付随するアドレステーブルを持つデータ中継装置である。
ブリッジ機能は、コリジョンドメインの分割を実施する際に活用される。
アドレステーブルはデータを透過させるか、せき止めるかの判断をするために活用される。
なお、ゲートウェイ装置１０５ａに接続されている部分ネットワーク１０３、すなわち、室外機１０１ａ、室内機１０２ａ及び室内機１０２ｂで構成される部分ネットワーク１０３を部分ネットワーク１０３ａという。
また、ゲートウェイ装置１０５ｂに接続されている部分ネットワーク１０３、すなわち、室外機１０１ｂ、室内機１０２ｃ及び室内機１０２ｄで構成される部分ネットワーク１０３を部分ネットワーク１０３ｂという。
また、ゲートウェイ装置１０５ｃに接続されている部分ネットワーク１０３、すなわち、室外機１０１ｃ、室内機１０２ｅ及び室内機１０２ｆで構成される部分ネットワーク１０３を部分ネットワーク１０３ｃという。
なお、各ゲートウェイ装置１０５に接続されている部分ネットワーク１０３を、管理対象部分ネットワークという。
つまり、ゲートウェイ装置１０５ａの管理対象部分ネットワークは、部分ネットワーク１０３ａであり、ゲートウェイ装置１０５ｂの管理対象部分ネットワークは、部分ネットワーク１０３ｂであり、ゲートウェイ装置１０５ｃの管理対象部分ネットワークは、部分ネットワーク１０３ｃである。

次に、図３を参照して、ゲートウェイ装置１０５の内部ブロックを説明する。
ゲートウェイ装置１０５は、アドレステーブルを参照して送信の可否を判定しながらデータ中継を行う。

接続ネットワーク受信部２００は、接続ネットワーク１０４から送信されるデータの受信インタフェースである。
接続ネットワーク受信部２００は、どのようなデータでも一度受信する。

接続ネットワーク送信部２０１は、部分ネットワーク１０３から来たデータを接続ネットワーク１０４へ送信するための送信インタフェースである。

部分ネットワーク受信部２０２は、部分ネットワーク１０３から送信されるデータの受信インタフェースである。
部分ネットワーク受信部２０２は、どのようなデータでも一度受信する。

部分ネットワーク送信部２０３は、接続ネットワーク１０４から来たデータを、部分ネットワーク１０３へ送信するための送信インタフェースである。

アドレステーブル管理部２０４は、機器のアドレスを記憶しておくアドレステーブルを管理する。
機器のアドレスをアドレステーブルに記憶する際には、接続ネットワーク１０４側に存在するアドレスか、部分ネットワーク１０３側に存在するアドレスかの情報も付加される。
アドレステーブルは事前に作成されてもよいし、通信の中で動的に作成されてもよい。
アドレステーブルを動的に作成する場合は、アドレステーブル管理部２０４は、受信したデータフレームから送信元アドレスを抜きだし、その送信元アドレスをアドレステーブルに登録していく。
アドレステーブルの例を、図３に示す。

接続ネットワーク送信判定部２０５は、アドレステーブルを参照して、接続ネットワーク１０４へ向けてデータフレームを送信するか否か判定を行う。

部分ネットワーク送信判定部２０６は、アドレステーブルを参照して、部分ネットワーク１０３へ向けてデータフレームを送信するか否か判定を行う。

次に、本実施の形態に係る空調システムの動作を説明する。

実施の形態１における、部分ネットワーク１０３はバス型ネットワークであり、接続ネットワーク１０４も同種のバス型ネットワークである（図１参照）。
つまり各機器は、全て同種のバス型ネットワークで接続されている。
従来構成との違いは、ゲートウェイ装置１０５の有無であり、本実施の形態では、ゲートウェイ装置１０５が室外機１０１と集中制御装置１００間に接続されている構成となっている。
従来構成では、全機器においてメディアが共有されており、宛先アドレスと送信元アドレスがデータフレーム内に格納されていれば、送信制御なしで通信は成功する。
一方、実施の形態１では、ゲートウェイ装置１０５における送信制御が行われる。
ゲートウェイ装置１０５における送信制御は、例えば、図４のフローチャートに従う。

動作例として、室内機１０２ａが室内機１０２ｆと通信する際のシステム動作を説明する。

１）室内機１０２ａが、送信元アドレス：１０２ａ、宛先アドレス：１０２ｆのデータフレームを部分ネットワーク１０３ａに送信する。

２）室外機１０１ａ、室内機１０２ｂ、ゲートウェイ装置１０５ａがデータフレームを受信する。
室外機１０１ａ、室内機１０２ｂでは宛先アドレスが無関係であるため、データが破棄される。
ゲートウェイ装置１０５ａは、どのようなデータでも一度受信するため、データフレームを受信する。

３）ゲートウェイ装置１０５は、図４のフローチャートに従い、データを送信する。
本例では、部分ネットワーク１０３ａからの受信であり（図４のＳ４０１でＹＥＳ）、部分ネットワーク送信判定部２０６がデータフレームの宛先アドレスとアドレステーブルとを比較し、アドレステーブル内に、部分ネットワーク１０３ａ側に宛先アドレスが存在しないため（Ｓ４０３でＮＯ）、接続ネットワーク送信部２０１が接続ネットワーク１０４へデータフレームを送信する（Ｓ４０５）。
なお、動的にアドレステーブルを作成する場合は、アドレステーブル管理部２０４が、データ受信時に送信元アドレスを抜き出し、アドレステーブルに、データフレームを部分ネットワーク１０３ａから受信したという情報とともに格納する（Ｓ４０２）。

４）ゲートウェイ装置１０５ａから接続ネットワーク１０４へデータが送信され、集中制御装置１００、ゲートウェイ装置１０５ｂ、ゲートウェイ装置１０５ｃがデータフレームを受信する。
集中制御装置１００では宛先アドレスが無関係であるため、受信したデータフレームが破棄される。
ゲートウェイ装置１０５ｂ、ゲートウェイ装置１０５ｃは必ずデータフレームを受信するので、まずは接続ネットワーク受信部２００がデータフレームを受信し（Ｓ４０６でＹＥＳ）、アドレステーブル管理部２０４がアドレステーブルへ接続ネットワーク１０４からデータフレームを受信したという情報とともに送信元アドレスを登録する（Ｓ４０７）。
もし、事前にアドレステーブルが作成されており登録済みの場合、上書きしてもよいし、しなくてもよい。
ここで、事前にアドレステーブルが作成されていたとした場合、ゲートウェイ装置１０５ｂでは、部分ネットワーク送信判定部２０６がアドレステーブル管理部２０４のアドレステーブルにある接続ネットワーク１０４側に接続されているアドレスを調べ、送信判定を行う（Ｓ４０８）。
すると、宛先アドレス１０２ｆは接続ネットワーク１０４側に存在するので、自身の部分ネットワーク１０３ｂ内に存在しないという判定になり（Ｓ４０８でＹＥＳ）、受信したデータフレームを破棄する（Ｓ４０９）。
ただし、事前にアドレステーブルが作成されていない場合は、接続ネットワーク１０４側に１０２ｆというアドレスが登録されていないので、ゲートウェイ装置１０５ｂの部分ネットワーク送信部２０３が部分ネットワーク１０３ｂにデータフレームの送信を行う（Ｓ４１０）。
データフレームを受信した部分ネットワーク１０３ｂ内の機器は、宛先アドレスが異なるのでデータフレームを受信しても破棄することになる。
ゲートウェイ装置１０５ｃでは、部分ネットワーク送信判定部２０６がアドレステーブル管理部２０４内のアドレステーブルを参照し、接続ネットワーク１０４側に宛先アドレス１０２ｆが存在しないため（Ｓ４０８でＮＯ）、部分ネットワーク送信部２０３が部分ネットワーク１０３ｃにデータフレームを送信する（Ｓ４１０）。

５）室内機１０２ｆはデータフレームを受信するので、通信は成功となる。

以上のように、従来構成であればコリジョンドメインが分割されていなかったことにより、無関係な機器に対してもデータフレームを送信することになっていたが、外付けのゲートウェイを設置することによって、従来の機器への設定などは不要なうえに無関係な機器へのデータ送信を防ぐことができ、通信帯域の効率的な使用が実現できる。

実施の形態２．
以上の実施の形態１では、部分ネットワークと接続ネットワークが同じ種類のネットワークとういう場合の動作例を示したものであるが、接続ネットワークの一部（ゲートウェイ間）がイーサネット（登録商標）となる際のコリジョンドメインを分割する実施形態を示す。

図５は、本実施の形態に係る空調システムの構成例を示す。

図５において、集中制御装置１００は、全ての機器を制御できる装置である。
集中制御装置１００は、たとえば、全室内機に運転停止信号を送信することが可能である。

室外機１０１は、一つの通信ポートのみを持ち室内機１０２とセットで動作する機器である。
一つの室外機に複数の室内機が接続できる。

部分ネットワーク１０３は、室外機１０１と室内機１０２をつなぐネットワークである。
部分ネットワーク１０３は、バス型ネットワークである。

ゲートウェイ装置１０５は、イーサネット（登録商標）によるネットワークである接続ネットワーク１０４と部分ネットワーク１０３をつなぐデータ中継装置である。
ゲートウェイ装置１０５は、イーサネット（登録商標）と部分ネットワーク１０３間のデータフォーマット（アドレス体系を含む）の違いを吸収する。
そのためのプロトコル変換部とアドレステーブルを持つ。
なお、ゲートウェイ装置１０５はイーサネット（登録商標）側のインタフェースにＭＡＣ（ＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌ）アドレスを持つ。
また、ゲートウェイ装置１０５はアドレステーブルを活用し、ゲートウェイ装置１０５間はユニキャスト通信を基本とし、アドレスが不明の場合にブロードキャスト通信を利用する。

イーサネット（登録商標）スイッチ１０６は、一般的なイーサネット（登録商標）スイッチである。
複数の通信ポートと、ＭＡＣアドレステーブルを持ち、ＭＡＣアドレステーブルを元に送信経路を選択する。
また、イーサネット（登録商標）スイッチ１０６は、コリジョンドメインの分割が可能である。
なお、冗長性を高めるためにスパニングツリープロトコル機能が内蔵されているイーサネット（登録商標）スイッチを複数台接続してもよい。

本実施の形態に係るゲートウェイ装置１０５の内部ブロックを図６に示す。
ゲートウェイ装置１０５は、アドレステーブルを参照して送信の可否を判定しながらデータ中継を行う。
なお、図６に示す構成のうち、アドレステーブル管理部２０４、部分ネットワークプロトコル変換部２０７及び接続ネットワークプロトコル変換部２０８以外の構成は、図２に示したものと同様であるため、説明を省略し、アドレステーブル管理部２０４、部分ネットワークプロトコル変換部２０７及び接続ネットワークプロトコル変換部２０８についてのみ説明を行う。

アドレステーブル管理部２０４は、機器のアドレスをアドレステーブルに記憶する際には、接続ネットワーク側のゲートウェイ装置１０５のＭＡＣアドレスと、部分ネットワーク側の機器のアドレスを関連付けて記憶する。
アドレステーブルは事前に作成されてもよいし、通信の中で動的に作成されてもよい。
動的に作成する場合は、アドレステーブル管理部２０４は、受信したデータフレームから送信元ＭＡＣアドレスと送信元の部分ネットワーク側アドレスを抜き出し、ＭＡＣアドレスと送信元の部分ネットワーク側アドレスをテーブルに登録していく。
または、定期的に各ゲートウェイ装置１５０間でアドレステーブルを交換し、テーブル情報を更新してもよい。
本実施の形態に係るアドレステーブルの例を、図７に示す。

部分ネットワークプロトコル変換部２０７は、部分ネットワーク１０３側のデータフォーマットを、イーサネット（登録商標）形式へと変換する。
変換方法は、部分ネットワーク側のデータフォーマットにイーサネット（登録商標）ヘッダを付けてカプセル化してもよいし、最終的に部分ネットワークへの送信時にフォーマットが復元出来ていれば、イーサネット（登録商標）ヘッダ以降は好きな形式に変換してもよい。

接続ネットワークプロトコル変換部２０８は、接続ネットワーク（イーサネット（登録商標））から来たデータを、部分ネットワーク形式に変換する。

本実施の形態に係る空調システムの動作説明を行う。

実施の形態２における、部分ネットワーク１０３はバス型ネットワークであり、接続ネットワーク１０４もバス型ネットワークであるが、ゲートウェイ装置１０５間はイーサネット（登録商標）接続となっている（図５参照）。
実施の形態１との違いは、本実施の形態では、接続ネットワーク１０４がイーサネット（登録商標）によるネットワークとなっている点である。
そのため、イーサネット（登録商標）スイッチ１０６により、コリジョンドメインの分割がなされている。

２）室外機１０１ａ、室内機１０２ｂ、ゲートウェイ装置１０５ａがデータフレームを受信する。
室外機１０１ａ、室内機１０２ｂは宛先アドレスが無関係であるため、データが破棄される。
ゲートウェイ装置１０５ａは、どのようなデータでも一度受信するため、データフレームを受信する。

３）ゲートウェイは、図８のフローチャートに従い、データを送信する。
本例では、部分ネットワーク１０３ａからの受信であり（図８のＳ８０１でＹＥＳ）、ゲートウェイ装置１０５ａのアドレステーブル内に、自身の部分ネットワーク１０３ａ側に宛先アドレスが存在しないため（Ｓ８０３でＮＯ）、接続ネットワーク１０４側へデータフレームを送信する。
その際、宛先アドレス１０２ｆは、ＭＡＣアドレス３の配下にあると判明しているため（Ｓ８０５でＹＥＳ）、接続ネットワーク送信部２０１は、ＭＡＣアドレスを３に設定して送信する（Ｓ８０６、Ｓ８０７）。
また、送信する際には、２つのパターンがある。
１つ目は、宛先アドレスがどのゲートウェイ装置１０５の配下にいるかアドレステーブルにより判明している場合である。
このような場合には、ユニキャスト通信が可能となるため、接続ネットワーク送信部２０１は、宛先ＭＡＣアドレスを直接指定することでユニキャスト通信とする（Ｓ８０６、Ｓ８０７）。
２つ目は、宛先アドレスがどのゲートウェイ装置１０５の配下にいるか判明していない場合である。
このような場合には、接続ネットワーク送信部２０１は、宛先ＭＡＣアドレスをブロードキャストアドレスに設定し、ブロードキャスト通信とする（Ｓ８０８、Ｓ８０９）。
本例では、事前にアドレステーブルが作成されている場合として説明を行うため、ユニキャスト通信が成功した例を以降示す。
なお、動的にアドレステーブルを作成する場合は、アドレステーブル管理部２０４が、データ受信時に部分ネットワーク側の送信元アドレスを抜き出し、アドレステーブルに、自身のＭＡＣアドレスと関連付けて部分ネットワーク側の送信元アドレスを格納する（Ｓ８０２）。

４）ゲートウェイ装置１０５ａから接続ネットワーク１０４側へデータが送信され、イーサネット（登録商標）スイッチ１０６にデータが送信される。
イーサネット（登録商標）スイッチ１０６は、宛先ＭＡＣアドレスを解析し、イーサネット（登録商標）スイッチ１０６が持つアドレステーブルを参照して、通信経路を決定する。
ここでは、ＭＡＣアドレスとして３が格納されており、ゲートウェイ装置１０５ｃへとデータフレームが送信される。
ゲートウェイ装置１０５ｃが接続ネットワーク１０４からデータフレームを受信し（Ｓ８１０でＹＥＳ）、アドレステーブル管理部２０４が、まずはデータフレームから、送信元のＭＡＣアドレスと部分ネットワーク側アドレスをアドレステーブルへ登録する（Ｓ８１１）。
もし、事前にアドレステーブルが作成されており登録済みの場合、上書きしてもよいし、しなくてもよい。
更に、ゲートウェイ装置１０５ｃは、自身のアドレステーブルを参照し、接続ネットワーク側に宛先アドレス１０２ｆが存在しないため（Ｓ８１２でＮＯ）、接続ネットワークプロトコル変換部２０８がプロトコル変換を行い（Ｓ８１４）、部分ネットワーク送信部２０３が部分ネットワーク１０３ｃにデータフレームを送信する（Ｓ８１５）。

以上のように、ゲートウェイ装置間のネットワークがイーサネット（登録商標）によるネットワークであっても、無関係な機器へのデータ送信を防ぐことができ、通信帯域の効率的な使用が実現できる。
また、イーサネット（登録商標）を活用することにより、接続ネットワークにおいてユニキャスト通信ができるので、接続ネットワークの通信帯域を実施の形態１より効率的に使用できる。
また、一般的にイーサネット（登録商標）はバス型ネットワークより高速なので、帯域拡張も実現されている。

実施の形態３．
実施の形態２では、ローカルなイーサネット（登録商標）で通信がやり取りされていたが、例えば、ルータの外にあるような集中制御装置からデータが来る場合、ゲートウェイに対してＩＰ（ＩｎｔｅｒｎｅｔＰｒｏｔｏｃｏｌ）アドレスを付与する必要がある。
その場合、ＩＰアドレスの付与には、ＤＨＣＰ（ＤｙｎａｍｉｃＨｏｓｔＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎＰｒｏｔｏｃｏｌ）を利用してもよいし、静的にＩＰアドレスを設定しても良い。
また、アドレステーブルは、ＭＡＣアドレス、部分ネットワークのアドレスに加え、ＩＰアドレスの関係も記録されることになる。

実施の形態４．
空調システムでは、機器の基本的な制御に、室内温度や外気温度の情報を利用している。
さらに、同じセンサから取得するデータをいくつかの機器が利用する場合もあり、そのような場合、キャッシュ機能をゲートウェイ装置に入れることで、部分ネットワークの通信帯域の消費を減らすことが可能である。
本実施の形態では、実施の形態１におけるゲートウェイ装置１５０の構成に、キャッシュ機能を追加した構成の説明を行う。
なお、他の実施の形態に係るゲートウェイ装置１５０の構成においても、以下にて説明する方法と同様にしてキャッシュ機能を実現できる。

図９は、キャッシュ機能を有したゲートウェイ装置１５０の内部ブロック図である。
なお、キャッシュ部２１１、送信データ解析部２１２及びデータフレーム生成部２１３以外の要素は、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。

キャッシュ部２１１は、部分ネットワーク１０３から受信したデータのキャッシュを行う。
また、キャッシュ部２１１は、キャッシュ可能なデータを判断し、アドレス毎にデータを整理して保存しておく。
それぞれのデータには鮮度カウンタが付いており、鮮度カウンタが一定の閾値を超えた場合、キャッシュ部２１１は、キャッシュデータをクリアする。
閾値はデータ毎に任意に決めることができ、データの種類によって変えることができる。
また、鮮度カウンタは、同じデータが上書きされた場合にリセットされる。

送信データ解析部２１２は、接続ネットワーク１０４から来たデータフレームを解析し、データフレームの送信元でどのようなデータを要求しているのかを解析する。
解析の結果、データフレームの送信元が要求するデータがキャッシュ部２１１に格納されていた場合、送信データ解析部２１２は、データフレーム生成部２１３にデータフレームを渡し、部分ネットワーク送信部２０３へデータフレームを渡さない。
また、データフレームの送信元が要求するデータがキャッシュ部２１１に格納されていない場合は、通常と同じように部分ネットワーク送信部２０３へデータフレームを渡す。

データフレーム生成部２１３は、送信データ解析部２１２から受信したデータフレームとキャッシュ部２１１からのデータを元に、データフレームを生成する。
そして、データフレーム生成部２１３は、生成したデータフレームを接続ネットワーク送信判定部２０５へ渡す。

次に、本実施の形態に係る空調システムの動作説明を行う。

実施の形態１のシステム構成（図１）にて、室内機１０２ａが持つ室内温度データに対して、室内機１０２ｂ、室内機１０２ｃが連続して取得要求をした場合の動作例を示す。

１）室内機１０２ｂが室内機１０２ａに対して、室内温度データ取得要求を送信する。

２）部分ネットワーク１０３ａ内にいる機器は、宛先アドレスをみて無関係の場合、室内温度データ取得要求を破棄する。
ゲートウェイ装置１０５ａは、全てのデータフレームを取得するので、先述のようにデータ送信制御を行う。
ただし、本例ではデータ送信制御を実施するのと並行してキャッシュ部２１１にデータフレームが転送され、キャッシュすべきデータであればキャッシュ部２１１においてキャッシュされる。
今回は室内温度データ取得要求のフレームであったのでキャッシュはせず、接続ネットワーク１０４にデータフレームも流さない。

３）室内機１０２ａは室内機１０２ｂの要求に対して応答する。
応答データフレームは、部分ネットワーク１０３ａ内にいる機器に届くが、無関係の場合、応答データフレームは各機器で破棄される。
ただし、ゲートウェイ装置１０５ａは全てのデータフレームを取得するので、応答データフレームを受信する。
そして、ゲートウェイ装置１０５ａでは、部分ネットワーク受信部２０２が、応答データフレームをキャッシュ部２１１と接続ネットワーク送信判定部２０５に転送する。
キャッシュ部２１１では、本例では、応答データフレーム内の室内温度データをキャッシュ価値のあるデータと認識し、室内機１０２ａから取得したという情報と紐付けて室内温度データをキャッシュし、鮮度カウンタをスタートさせる。
また、接続ネットワーク送信判定部２０５は、接続ネットワーク１０４にデータフレームを送信しない。

４）室内機１０２ｃが室内機１０２ａに対して、室内温度データ取得要求を送信する。

５）実施の形態１の動作例と同様にして、ゲートウェイ装置１０５ｂからゲートウェイ装置１０５ａへと室内温度データ取得要求のデータフレームが送信される。

６）ゲートウェイ装置１０５ａが室内温度データ取得要求のデータフレームを受信すると、部分ネットワーク送信判定部２０６が、送信判定を行う。
本例では送信が許可されるので、送信データ解析部２１２へ室内温度データ取得要求のデータフレームが渡される。
送信データ解析部２１２は、データ内容を解析し、室外機１０２ａへの室内温度データ取得要求と解析する。
送信データ解析部２１２は、キャッシュ部２１１に同様のデータがないか調査し、同様のデータが存在した場合、データフレーム生成部２１３にデータフレームを転送し、部分ネットワーク送信部２０３へデータフレームを転送しない。
本例では、キャッシュ部２１１にある鮮度カウンタがまだ切れていないため、キャッシュ部２１１に室内機１０２ａの室内温度データがあると判定され、送信データ解析部２１２からデータフレーム生成部２１３へとデータフレームが渡される。

７）データフレーム生成部２１３は、キャッシュ部２１１から室内機１０２ａの室内温度データを入力し、送信データ解析部２１２から受け取ったデータフレームと、キャッシュ部２１１から受け取った室内温度データから、室内機１０２ａが本来作成するはずのデータフレーム（室内機１０２ａの室内温度データが含まれるデータフレーム）を代わりに生成する。

８）データフレーム生成部２１３は、作成したデータフレームを接続ネットワーク送信判定部２０５へ転送する。

９）以降、実施の形態１の手順と同様にして、データフレームの送受信が行われる。

以上のように、キャッシュ機能を利用すると、本来、部分ネットワークの通信帯域を消費しなくては取得できないデータを、消費せずに取得することができ、通信帯域のより効率的な使用を実現できる。

最後に、実施の形態１〜４に示したゲートウェイ装置１５０のハードウェア構成例を図１０を参照して説明する。
ゲートウェイ装置１５０はコンピュータであり、ゲートウェイ装置１５０の各要素をプログラムで実現することができる。
ゲートウェイ装置１５０のハードウェア構成としては、バスに、演算装置９０１、外部記憶装置９０２、主記憶装置９０３、通信装置９０４、入出力装置９０５が接続されている。

演算装置９０１は、プログラムを実行するＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）である。
外部記憶装置９０２は、例えばＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）やフラッシュメモリ、ハードディスク装置である。
主記憶装置９０３は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）である。
通信装置９０４は、接続ネットワーク受信部２００、接続ネットワーク送信部２０１、部分ネットワーク受信部２０２及び部分ネットワーク送信部２０３の物理層に対応する。
入出力装置９０５は、例えばマウス、キーボード、ディスプレイ装置等である。

プログラムは、通常は外部記憶装置９０２に記憶されており、主記憶装置９０３にロードされた状態で、順次演算装置９０１に読み込まれ、実行される。
プログラムは、図１に示す「〜部」として説明している機能を実現するプログラムである。
更に、外部記憶装置９０２にはオペレーティングシステム（ＯＳ）も記憶されており、ＯＳの少なくとも一部が主記憶装置９０３にロードされ、演算装置９０１はＯＳを実行しながら、図１に示す「〜部」の機能を実現するプログラムを実行する。
また、実施の形態１〜４の説明において、「〜の判断」、「〜の判定」、「〜の抽出」、「〜の変換」、「〜の設定」、「〜の登録」、「〜の選択」、「〜の生成」、「〜の入力」、「〜の出力」等として説明している処理の結果を示す情報やデータや信号値や変数値が主記憶装置９０３にファイルとして記憶されている。

なお、図１０の構成は、あくまでもゲートウェイ装置１５０のハードウェア構成の一例を示すものであり、１５０のハードウェア構成は図１０に記載の構成に限らず、他の構成であってもよい。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらの実施の形態のうち、２つ以上を組み合わせて実施しても構わない。
あるいは、これらの実施の形態のうち、１つを部分的に実施しても構わない。
あるいは、これらの実施の形態のうち、２つ以上を部分的に組み合わせて実施しても構わない。
なお、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。

１００集中制御装置、１０１室外機、１０２室内機、１０３部分ネットワーク、１０４接続ネットワーク、１０５ゲートウェイ装置、１０６イーサネット（登録商標）スイッチ、２００接続ネットワーク受信部、２０１接続ネットワーク送信部、２０２部分ネットワーク受信部、２０３部分ネットワーク送信部、２０４アドレステーブル管理部、２０５接続ネットワーク送信判定部、２０６部分ネットワーク送信判定部、２０７部分ネットワークプロトコル変換部、２０８接続ネットワークプロトコル変換部、２１１キャッシュ部、２１２送信データ解析部、２１３データフレーム生成部。

Claims

空調機の室内機と空調機の室外機とがそれぞれ１つ以上接続されている部分ネットワークが複数含まれ、複数の部分ネットワークが、部分ネットワーク間を接続する接続ネットワークを介して相互に接続されている空調システムであって、
それぞれが、管理対象の部分ネットワークである管理対象部分ネットワーク内の前記室内機及び前記室外機と、前記接続ネットワークとに接続されている複数のゲートウェイ装置を有し、
各ゲートウェイ装置が、
前記管理対象部分ネットワーク内の室内機又は室外機から前記管理対象部分ネットワーク内の室内機又は室外機に送信されたデータをキャッシュし、
前記接続ネットワーク及び他のゲートウェイ装置を介して、他の部分ネットワーク内の室内機及び室外機の少なくともいずれかから、管理対象部分ネットワーク内の室内機及び室外機の少なくともいずれかに関するデータの送信を要求された場合に、キャッシュしているデータを、前記接続ネットワーク及び他のゲートウェイ装置を介して、要求元の室内機又は室外機に送信することを特徴とする空調システム。
前記空調システムは、
前記接続ネットワークに接続され、各室内機及び各室外機の制御を行う集中制御装置を有し、
各ゲートウェイ装置は、
前記接続ネットワークを介して、管理対象部分ネットワーク内の室内機及び室外機の少なくともいずれかと、前記集中制御装置との間の通信を中継することを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
前記空調システムは、
前記接続ネットワークがイーサネット（登録商標）によるネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
前記空調システムは、
各部分ネットワークがイーサネット（登録商標）によらないネットワークであり、
各ゲートウェイ装置は、
前記接続ネットワークと管理対象部分ネットワークとの間で通信するデータのプロトコル変換を行うことを特徴とする請求項３に記載の空調システム。
前記空調システムは、
各部分ネットワークがバス型ネットワークであることを特徴とする請求項１に記載の空調システム。
請求項１に記載のゲートウェイ装置。