JP5627487B2 - 信号発生装置、機器動作検出装置、機器動作検出システム、機器動作検出方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、家屋内に設置された電気機器の使用の有無を検出するために用いられる、信号発生装置、機器動作検出装置、機器動作検出システム、機器動作検出方法、及びプログラムに関する。

居住者の安否を確認するために、電気機器の動作に伴って、特徴的な高調波信号を電源線に印加する高調波信号発生装置が提案されている（下記特許文献１を参照）。

この高調波信号発生装置は、トイレの白熱電球等、居住者が一日の生活で必ず使用する電気機器を動作検出対象とし、動作検出対象機器のスイッチがオンされると、電源線から動作検出対象機器に供給される電流を断続的に遮断して特徴的な高調波信号を電源線に印加する。動作検出対象機器の動作の有無は、電源線上に特徴的な高調波信号が存在するか否かにより判別される。

特開２００５−１６０１３０号公報

特許文献１に開示されている高調波信号発生装置は、動作検出対象機器の電源から動作電力を直接得ている。このため、動作検出対象機器の電源線自体への加工が必要である。従って、専門家による電気機器自体或いは配線の改造が必要となり、設置が容易ではない。また、構造が複雑である。

また、現在の多くの電気機器は電源線に程度高調波を印加する。しかも、電源線に接続される電気機器は多種多様であり、電源線に印加される高調波の周波数も大きさも多様である。例えば、調光器やインバータ付き蛍光灯等のスイッチング素子を備えた機器は、広い周波数帯域の高調波成分を電源線に印加する。このため、電源線上には、高調波信号発生装置が発生した高調波と他の電気機器からの多様な高調波とが混在する。従って、高調波信号発生装置が印加した特定の高調波信号を識別し、動作検出対象機器の動作の有無を判別することは容易ではなく、検出結果の信頼性も低い。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、設置が容易な簡易な構成によって、動作検出対象機器の動作の有無を判別可能とすることを目的とする。
また、本発明は、動作検出対象機器の動作をより確実に検出可能とすることを他の目的とする。

本発明の第１の観点に係る信号発生装置は、
電源線に接続された検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流と電磁結合することによって誘起される起電力を発生する電磁結合手段と、
前記電磁結合手段によって誘起された起電力に基づいて電圧を発生する電源手段と、
前記電源手段が発生した前記電圧によって、前記機器の動作中に特定の周波数の信号を前記電源線に発信する発信手段と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明の第２の観点に係る機器動作検出装置は、
検出対象の機器に対応する周波数を表す情報を予め記録した記憶手段と、
電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
前記ゼロクロス検出手段が検出した前記ゼロクロス点において前記周波数の信号成分が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
ことを特徴とする。
また、本発明の第３の観点に係る機器動作検出装置は、
検出対象の機器に対応する符号化情報を予め記録した記憶手段と、
電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
前記ゼロクロス検出手段が検出した連続する複数の前記ゼロクロス点において前記符号化情報の有無を判別して、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
ことを特徴とする。
また、本発明の第４の観点に係る機器動作検出装置は、
検出対象の機器に対応する固有の位相を表す情報を予め記録した記憶手段と、
電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
前記ゼロクロス検出手段が検出した前記ゼロクロス点において前記固有の位相を有するか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明の第５の観点に係る機器動作検出システムは、
検出対象の機器に接続された信号発生装置と、前記信号発生装置が前記機器の動作中に電源線に発信する特定の周波数の信号に基づいて前記機器の使用の有無を検出する機器動作検出装置と、を備えた機器動作検出システムであって、
前記信号発生装置は、
前記電源線に接続された前記検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流と電磁結合することによって誘起される起電力を発生する電磁結合手段と、
前記電磁結合手段によって誘起された起電力に基づいて電圧を発生する電源手段と、
前記電源手段が発生した前記電圧によって、前記機器の動作中に前記特定の周波数の信号を前記電源線に発信する発信手段と、を備え、
前記機器動作検出装置は、
前記検出対象の機器に対応する前記特定の周波数を表す情報を予め記録した記憶手段と、
電源電圧に前記特定の周波数の信号成分が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
ことを特徴とする。

本発明の第６の観点に係る信号発生方法は、
電源手段が、電源線に接続された検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流によって誘起された起電力に基づいて電圧を発生し、
発信手段が、前記発生した電圧によって、前記機器の動作中に特定の周波数の信号を前記電源線に発信する、
ことを特徴とする。
本発明の第７の観点に係る機器動作検出方法は、
電源線に接続された検出対象の機器の使用の有無を検出する機器動作検出方法であって、
電磁結合手段が、前記電源線に接続された前記検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流と電磁結合することによって誘起される起電力を発生し、
電源手段が、前記電磁結合手段によって発生された起電力に基づいて電圧を発生し、
発信手段が、前記電源手段が発生した前記電圧によって、前記機器の動作中に特定の周波数の信号を前記電源線に発信し、
記憶手段が、前記機器に対応する前記特定の周波数を表す情報を予め記録し、
検出手段が、電源電圧に前記特定の周波数の信号が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する、
ことを特徴とする。

本発明の第８の観点に係るプログラムは、
電源線に接続された機器の使用の有無を検出するプログラムであって、
コンピュータに、
電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、
検出対象の機器に対応する周波数を表す情報を予め記録した記憶部を用いて、前記ゼロクロス点において前記周波数の信号が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出ステップと、を実行させる、
ことを特徴とする。
本発明の第９の観点に係るプログラムは、
電源線に接続された機器の使用の有無を検出するプログラムであって、
コンピュータに、
電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、
検出対象の機器に対応する符号化情報を予め記録した記憶部を用いて、連続する複数の前記ゼロクロス点において前記符号化情報の有無を判別して、前記機器の使用の有無を検出する検出ステップと、を実行させる、
ことを特徴とする。
本発明の第１０の観点に係るプログラムは、
電源線に接続された機器の使用の有無を検出するプログラムであって、
コンピュータに、
電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、
検出対象の機器に対応する固有の位相を表す情報を予め記録した記憶部を用いて、前記ゼロクロス点において前記固有の位相を有するか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出ステップと、を実行させる、
ことを特徴とする。

本発明によれば、設置が容易な簡易な構成によって、動作検出対象の電気機器の動作の有無を判別できる。

本発明の実施形態１に係る機器動作検出システムの概略構成図である。 本発明の実施形態１に係る信号発生装置の構成を示した図である。 （ａ）クリップ状のトランスを開いた状態、（ｂ）クリップ状のトランスを閉じた状態、（ｃ）電源線をループ内に通す前の状態、（ｄ）電源線をループ内に通した後の状態をそれぞれ示した図である。 （ａ）分離・接着可能なトランスを分離した状態、（ｂ）分離・接着可能なトランスを接着した状態をそれぞれ示した図である。 本発明の実施形態１に係る電気機器、電源部、発信部の各動作状態を互いに対応させて時系列的に示した図である。 本発明の実施形態１に係る機器動作検出装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態１に係る機器情報の構成を示した図である。 信号発生装置が接続される前の電気機器の設置状態を示した図である。 本発明の実施形態１に係る機器動作検出装置が行う機器動作検出処理の手順を示したフローチャート図である。 本発明の実施形態１の変形例に係る機器動作検出装置が行う機器動作検出処理の手順を示したフローチャート図である。 本発明の実施形態２に係る信号発生装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態２に係る機器動作検出装置の構成を示した図である。 本発明の実施形態２に係る電気機器、電源部、発信部、電源線の各動作状態を互いに対応させて時系列的に示した図である。 本発明の実施形態３に係る機器情報の構成を示した図である。 本発明の実施形態３に係る電気機器、電源部、発信部、電源線の各動作状態を互いに対応させて時系列的に示した図である。 本発明の他の実施形態に係る信号発生装置の構成を示した図である。 本発明の他の実施形態に係る機器情報の構成を示した図である。

（実施形態１）
以下、図面を参照して、本発明の実施形態１に係る、信号発生装置、機器動作検出装置、機器動作検出システム、機器動作検出方法、及びプログラムを説明する。

図１を参照して、本実施形態に係る機器動作検出システム１を説明する。
機器動作検出システム１は、一人暮らしの老人や身体が不自由な人等の居住者の安否を確認するために使用されるものである。機器動作検出システム１は、電気機器１３（１３ａ，１３ｂ．．．）のうち、居住者が一日の生活で必ず（少なくとも１回）使用する特定の電気機器（ここでは電気機器１３ｂ）を動作検出対象とする。機器動作検出システム１は、動作検出対象機器１３ｂの使用の有無を検出することにより、居住者の安否を監視する。即ち、特定の電気機器１３ｂが一定期間以上使用されない場合に、居住者に何らかの異変が発生したおそれがある。このため、機器動作検出システム１は、所定の通報を行う。

図示するように、電気機器１３（１３ａ，１３ｂ．．．）は、電源線１２を介して商用電源１０に接続され、商用電源１０から供給される電力により動作する。
電気機器１３は、例えば、白熱電球、蛍光灯、冷蔵庫、テレビ受像機、電子レンジ等の任意の電気機器から構成される。
このうち、冷蔵庫などは、利用者の安否、有無にかかわらず常時電力を使用し続ける。一方、白熱電球や蛍光灯等の電灯、テレビ受像機、電子レンジ等は、日常的な生活を行う場合には、所定時間内に少なくとも１回使用される（オンする；動作する）装置である。従って、この電子機器の使用の有無（オン・オフ（動作・非動作））を監視し、一定時間以上、使用されない（オンされない；動作しない）場合には、居住者の安否に懸念があることを判別することができる。
以下の説明においては、理解を容易にするため、動作検出対象機器１３ｂがテレビ受像機であるとして説明する。

機器動作検出システム１は、信号発生装置１４と機器動作検出装置１５とを備える。

信号発生装置１４は、動作検出対象であるテレビ受像器１３ｂの動作中に、所定周波数の交流信号を発生し、電源線１２に発信（印加）する。

機器動作検出装置１５は、周期的に、電源線１２上の電圧の周波数を識別し、所定周波数の信号成分の有無に基づいて、動作検出対象機器１３ｂの使用（動作）の有無を判別し、判別結果を蓄積する。機器動作検出装置１５は、蓄積した判別結果に基づいて、例えば、連続して所定時間以上、動作検出対象機器１３ｂが動作していないことを検出した場合に、居住者に異常が発生した可能性があるとして、異常を表す情報を、所定の通信回線ＮＷを利用して、監視センタに設置されたサーバ装置２に送信する。

機器動作検出装置１５は、例えば、家屋の分電盤１１に配置されている。分電盤１１は、家屋の電気の幹線を分岐配線するための装置であり、外部引き込み線から供給される商用電源１０を、複数の電源線１２によって、各部屋、玄関、風呂場、トイレ等に適宜分配する。

次に、図２を参照して、信号発生装置１４の構成と動作を説明する。
信号発生装置１４は、第１トランス１４１、電源部１４２、発信部１４３、及び第２のトランス１４４を備える。

第１トランス１４１は、フェライト等のコアを有する巻き線比１対ｎのカレント・トランスから構成される。第１トランス１４１の一次側は、検出対象電気機器１３ｂに接続されている一対の電源線１２ａの１本の周りをループし、二次側は、ｎターンの巻線が電源部１４２に接続されている。

第１トランス１４１は、電気機器１３ｂの動作によって電源線１２ａを流れる電流との電磁結合によって一次側に誘起される起電力を、一次巻き線と二次巻き線との電磁結合により、Ｎ倍に昇圧して電源部１４２に供給（印加）する。トランス１４１は、電磁結合手段を構成する。

第１トランス１４１の一次巻き線１４１１は、図３（ａ）と（ｂ）に示すように、クリップのように、開閉可能に構成されている。図３（ｃ）に示すように、一次巻き線１４１１を開状態として、電源線１２ａをループ内に通すように配置し、続いて、図３（ｄ）に示すように、閉状態とすることで、一次巻き線１４１１を電源線１２ａと交差する閉回路とすることができる。従って、例えば、電源線１２ａの敷設後でも、簡単に第１トランス１４１の一次巻線１４１１を電源線１２ａの周りにループさせることができる。
一次巻線１４１１を電源線１２ａの周りにループさせることにより、電源線１２ａに流れる電流と一次巻き線１４１１とが電磁結合し、さらに、それを二次巻き線からＮ倍にして得ることができる。

なお、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、一次巻き線１４１１の一部を分離・装着可能な構成とすることも可能である。

図２に示す電源部１４２は、第１トランス１４１の起電力を整流・平滑化、降圧することによって、直流電力に変換し、発信部１４３に直流電力を供給する。電源部１４２は、電源手段を構成する。

発信部１４３は、ＶＣＯ(Voltage Controlled Oscillator)、ＰＬＬ回路、等を備え、電源部１４２から供給される直流電力によって発振動作を行って所定周波数の交流信号を発生し、発生した所定周波数の交流信号を連続的に発信（出力）する。発信部１４３は、発信手段を構成する。なお、発振周波数は適宜設定される。

つまり、図５（ａ）に示すように、電気機器１３ｂがオンすると、電源線１２ａに電流が流れ、これにより、第１トランス１４１が起電力を発生する。電源部１４２は、第１トランス１４１が発生した起電力を基に直流電力を生成し、図５（ｂ）に示すように直流電圧を発信部１４３に供給する。発信部１４３は、この直流電圧により動作して発振し、図５（ｃ）に示すように所定周波数Ｆ１の交流信号を生成する。

第２トランス１４４は、第１トランス１４１と同様、フェライト等のコアを有するカレント・トランスから構成される。ただし、その１次側の１ターンの巻線が発信部１４３に接続され、２次側のＮターンの巻線が一対の電源線１２ａのいずれか１本のまわりにループされたＮ対１のトランスである。これにより、第２トランス１４４は、発信部１４３が発信（出力）した所定の周波数Ｆ１の交流信号を１／Ｎ倍にして電源線１２ａ上の電圧に重畳（印加）する。

このように構成された信号発生装置１４は、クリップ状の第１トランス１４１と第２トランス１４４とを電源線１２ａに結合することにより、電磁結合によって電源線１２ａに非接触で誘導結合している。従って、電源線１２ａと複雑な配線作業や装置の改造を必要とすることなく、容易に信号発生装置１４を設置することができる。また、第１トランス１４１及び第２トランス１４４は、図３、図４に例示したような開閉構造又は分割構造を有する。従って、電源線１２ａの１本にその被覆の上から係合することができる。

次に、図６を参照して、図１に示した機器動作検出装置１５の構成を説明する。
機器動作検出装置１５は、記憶部１５１、デジタルバンドパスフィルタ（Ｄ−ＢＰＦ）１５２、検出部１５３、及び通信部１５４を備える。

記憶部１５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）によって実行されるプログラム１５１ａ、動作検出対象機器１３ｂの使用の有無を検出する際に用いられる機器情報１５１ｂ等、各種プログラム及びデータ等を記録する。記憶部１５１は、記憶手段を構成する。記憶部１５１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ等によって構成される。なお、機器情報１５１ｂの詳細については後述する。

デジタルバンドパスフィルタ（Ｄ−ＢＰＦ）１５２と検出部１５３とは、物理的には、例えば、Ａ／Ｄ（アナログ／デジタル）変換器、ＣＰＵ、ＣＰＵのメインメモリとして機能するＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。Ｄ−ＢＰＦ１５２と検出部１５３とは、Ａ／Ｄ変換器がアナログ入力電圧（電源線１２ａの線間電圧）をデジタルデータに変換し、ＣＰＵが記憶部１５１に記録されたプログラム１５１ａを実行して、デジタルデータを処理することにより実現される。ＣＰＵは、機器動作検出装置１５の全体を制御する。ＲＡＭは、ＣＰＵによる演算結果等を一時記憶する。なお、Ｄ−ＢＰＦ１５２と検出部１５３とは、一部がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の専用回路から構成されてもよい。

Ｄ−ＢＰＦ１５２は、機器情報１５１ｂに記憶されている機器情報１５１ｂに設定されている周波数を中心周波数とする通過帯域を有するバンドパスフィルタである。

検出部１５３は、Ｄ−ＢＰＦ１５２を通過した周波数成分の強度が所定の基準レベル以上であるか否かを判別する。検出部１５３は、基準レベル以上と判別したときに、動作検出対象機器１３ｂが動作していると判別し、基準レベル未満と判別したときに、動作検出対象機器１３ｂが動作していないと判別する。

通信部１５４は、ＣＰＵの制御のもと、所定の通信回線（ネットワークＮＷ）を利用して、監視センタに設置されたサーバ装置２との間で通信を行う。通信部１５４は、コネクタ、通信カード等を含む通信装置である。所定の通信回線ＮＷは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）、回線交換網、パケット交換網、インターネット回線網、専用線網等が用いられ、これらは、有線通信網、無線通信網の何れを用いても良いものとする。

次に、図７を参照して、図６に示した記憶部１５１に記録された機器情報１５１ｂの構成を説明する。

機器情報１５１ｂは、データ毎に付されるデータ番号と、動作検出対象機器の名称や種類等を表す電気機器情報と、動作検出対象機器を一意に識別する電気機器ＩＤと、動作検出対象機器に割り当てられた周波数を表す情報とを互いに対応付けて構成したデータである。

本実施形態では、動作検出対象機器は、１台のテレビ受像器１３ｂのみである。従って、機器情報１５１ｂには、テレビ受像器１３ｂの電気機器情報と機器ＩＤ、さらに、このテレビ受像器１３ｂに割り当てられた周波数Ｆ１が登録される。
信号発生装置１４には、その信号発生装置１４が接続されているテレビ受像器１３ｂに割り当てられている周波数Ｆ１が設定され、信号発生装置１４は、周波数Ｆ１の交流信号を出力する。また、機器動作検出装置１５のＤ−ＢＰＦ１５２は、通過帯域の中心周波数が、機器情報１５１ｂに登録されている周波数Ｆ１に設定されている。

次に、上記構成を有する機器動作検出システム１の動作を説明する。
（１） まず、家屋内に設置されたテレビ受像器１３ｂを動作検出対象機器として設定する動作を説明する。
理解を容易にするため、図８に示すように、当初、電気機器１３ｂには、信号発生装置１４は配置されていないものとする。この場合、ユーザは、信号発生装置１４の第１トランス１４１の一次ループ１４１１を図３（ａ）及び図４（ａ）に示すように開いて、図３（ｃ）に示すように電源ライン１２ａの１本を通し、図３（ｄ）に示すように、一次巻き線１４１１を閉じる。

同様に、第２トランス１４４の一次ループを開いて、電源ライン１２ａの１本を通し、その後、一次巻き線を閉じる。これで、信号発生装置１４は、図２に示すように、動作検出対象電気機器１３ｂに接続されている電源線１２ａに誘導結合によって接続される。

次に、発信部１４３の出力する交流信号の周波数を決定する。ここでは、周波数Ｆ１が設定されたものとする。この周波数Ｆ１は、商用電源１０の高調波と比較的容易に弁別可能で且つ他の電気機器１３に障害を与えない周波数が望ましい。例えば、１ｋＨ〜５ｋＨの範囲で、電源周波数の倍数を避けた値が有効である。例えば、商用電源１０の電源周波数が５０Ｈｚの場合、１００５Ｈｚ，１０２５Ｈｚ，１０３５Ｈｚ，．．．，４９９５Ｈｚ等を設定可能である。

出力交流信号の周波数をＦ１を決定すると、発信部１４３の内のパラメータを、出力信号の周波数F１が得られるように設定する。例えば、VCOの発振周波数、ＰＬＬ回路の分周率等を、最終出力としての周波数Ｆ１の交流信号が得られるように適宜設定する。また、機器動作検出装置１５の記憶部１５１の機器情報１５１ｂに今回設定した情報を追加する。Ｄ−ＢＰＦ１５２（ＣＰＵ）は、機器情報１５１ｂを参照し、周波数Ｆ１を通過帯域の中心周波数として設定する。

（２） 次に、居住者が、動作検出対象機器１３ｂを操作した際の動作を説明する。
居住者が動作検出対象機器１３ｂの電源をオンすると、電源線１２ａを介して、動作検出対象機器１３ｂに電力が供給され、電気機器１３ｂは所定の動作を行う。
一方、電源線１２ａに電流が流れることにより、電源線１２ａと第１トランス１４１の一次巻き線１４１１との間の誘導により、一次巻き線１４１１に電圧が誘起され、さらに、この誘起電圧が一次巻き線１４１１と二次巻き線の巻数比ｎに応じて二次巻き線に誘起される。電源部１４２は、誘起電圧を整流・平滑、変圧することにより、発信部１４３に動作電力を供給する。動作電力の供給を受けて、発信部１４３は、発振を開始し、設定されている周波数Ｆ１の信号を第２トランス１４４に発信する。
第２トランス１４４は、供給された周波数Ｆ１の信号を、電源ライン１２ａに印加する。印加された周波数Ｆ１の信号は、電源電圧に重畳され、電源線１２上を伝達し、機器動作検出装置１５に達する。
その後、居住者が動作検出対象機器１３ｂの電源をオフすると、電源線１２ａを流れる電流も停止し、第１トランス１４１が誘導起電力を出力できなくなり、電源部１４２は、発振部１４３への動作電力の供給を停止する。動作電力の供給が停止されると、発信部１４３は、発振を停止し、周波数Ｆ１の信号を第２トランス１４４に発信しなくなる。従って、電源ライン１２ａへの周波数Ｆ１の信号の印加も停止する。

（３） 次に、機器動作検出装置１５の行う、機器動作検出処理について説明する。この動作は、動作検出対象機器１３ｂが動作しない状態が所定時間以上継続したことを検出し、監視センタに通報する処理である。

この機器動作検出処理について図９を参照して説明する。

機器動作検出装置１５の電源がオンされると、機器動作検出装置１５のＣＰＵは、記憶部１２に記録されたプログラム１５１ａを読み出して実行し、図９に示す機器動作検出処理を繰り替えして実行する。

まず、ＣＰＵは、カウント値ＥＲＲを０にセットする（ステップＳ９０１）。
次に、ＣＰＵは、動作検出対象機器の動作の有無の検出を行う所定のタイミングが到来したか否かを判別し、所定のタイミングが到来するまで待機する（ステップＳ９０２；ＮＯ）。例えば、ＣＰＵは、内部タイマで経過時間を計測し、所定時間、例えば、１分が経過するたびに、所定のタイミングが到来したと判別する（ステップＳ９０２；ＹＥＳ）。

この間、Ｄ−ＢＰＦ１５２は、電源線１２ａの線間電圧をフィルタリングし、機器情報１５１ｂに設定されている周波数（ここでは、Ｆ１）の周波数成分を通過させる。検出部１５３は、所定のタイミングが到来したと判別すると（ステップＳ９０２；ＹＥＳ）、Ｄ−ＢＰＦ１５２を通過した信号の信号レベルを判別し、信号レベルが基準レベル以上であるか否かを判別し、信号レベルがＤ−ＢＰＦ１５２を通過した信号に、所定の周波数Ｆ１の信号成分が含まれているか否かを判別する（ステップＳ９０３）。

検出部１５３は、所定周波数の信号、即ち周波数Ｆ１の信号成分の信号強度が、基準レベル以上で、且つ、所定期間連続していると判別した場合（ステップＳ９０３；ＹＥＳ）、ステップＳ９０７に進み、カウント値ＥＲＲを０にリセットし、その後、ステップＳ９０２にリターンする。

一方、検出部１５３は、所定周波数の信号、即ち、周波数Ｆ１の信号成分の信号強度が、基準レベル未満、又は、強度は基準レベル以上であったが所定期間連続しなかったと判別した場合、カウント値ＥＲＲを＋１する（ステップＳ９０４）。

次に、検出部１５３は、カウント値ＥＲＲが予め設定されている所定数、より大きくなったか否かを判別する（ステップＳ９０５）。即ち、周波数Ｆ１の信号成分を検出できない状が所定時間より長く継続しているか否かを判別する。換言すると、動作検出対象機器１３が動作しない状態（即ち、オンされない状態）が所定時間を超えたか否かを判別する。

検出部１５３は、計数値ＥＲＲが所定数（所定時間）を超えていないと判別した場合（ステップＳ９０５；ＮＯ）、ステップＳ９０２に戻り、上記と同様の処理を繰り返し行う。

検出部１５３は、計数値ＥＲＲが所定数を超えていると判別した場合（ステップＳ９０５；ＹＥＳ）、即ち、動作検出対象機器１３ｂが動作しない状態（オンされない状態）が所定時間より長く継続していると判別した場合（ステップＳ９０５；ＹＥＳ）、通信部１５４を制御し、通信回線ＮＷを介して、居住者に異常が発生した可能性がある旨を、監視センタに設置されたサーバ２に通知する（ステップＳ９０６）。

その後、検出部１５３は、計数値ＥＲＲをリセットし（ステップＳ９０７）、上記ステップＳ９０２に戻り、機器動作検出装置１５の電源がオフされるまで、上記と同様の処理を繰り返し行う。

以上説明したように、本実施形態によれば、信号発生装置１４は、特定の電気機器１３ｂの動作中に、連続的に、特定の電気機器１３ｂの使用の有無を検出するための所定周波数の信号を発信することができる。一方、機器動作検出装置１５は、動作検出時（所定のタイミング毎）において、固有の周波数の信号を正確に識別することができる。これにより、簡易な構成によって、特定機器１３ｂの使用の有無を確実に検出することができる。

また、本実施形態によれば、特定の電気機器１３ｂを、動作検出対象に設定し、簡単な操作で、信号発生装置１４を誘導結合により、接続することができる。また、任意の発振周波数を設定でき、電源電圧の高調波と容易に弁別して、判別することができる。そして、例えば、動作検出対象機器１３ｂが使用されない状態が２４時間以上継続した場合等にその異常を検出し、必要な報知を行うことができる。

（変形例）
実施形態１では、動作検出対象機器が動作しない状態が一定時間継続したときに、異常と判別した。一方、例えば、テレビジョン受像器、電灯等の動作検出対象機器１３ｂが動作している状態が一定時間継続したときに異常と検出することも可能である。例えば、テレビジョン受像器のオン状態が２４時間継続した場合に異常と判別することも可能である。この場合は、例えば、図１０に示すように、周波数Ｆ１の信号成分を検出した場合（ステップＳ１００３；ＹＥＳ）に、累算値ＤＡＭを＋１し（ステップ１００８）、ＤＡＭが所定の所定値２よりも大きくなったとき（ステップＳ１００９；ＹＥＳ）、即ち、動作検出対象機器１３ｂのオン状態が一定期間より長く継続した場合に、異常と判別して、報知する。

（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２に係る、信号発生装置、機器動作検出装置、機器動作検出システム、機器動作検出方法、及びプログラムを説明する。なお、実施形態１で説明した構成と同一又は対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

電源１０から供給される交流電圧がゼロとなる、いわゆるゼロクロス点付近では、断続的、突発的に発生するノイズが比較的に少ない。本実施形態では、信号発生装置１４が、ノイズ等の影響が小さいゼロクロス点に同期したタイミングで、動作検出対象機器１３ｂの使用の有無を検出するため所定の周波数の信号を発信する。一方、機器動作検出装置１５は、動作検出時（所定のタイミング毎）において、ノイズ等の影響が小さいゼロクロス点において、所定の周波数信号があるか否かに従って、特定機器１３ｂの使用の有無を検出する。

図１１を参照して、本実施形態に係る信号発生装置１４の構成を説明する。信号発生装置１４は、発信部１４３に、ゼロクロス検出部１４７を備える。なお、信号発生装置１４の他の構成については、実施形態１で説明したものと同じである。

信号発生装置１４の発信部１４３は、特定の電気機器１３ｂの動作中に、連続的ではなく、ゼロクロス検出部１４７が検出したゼロクロス点に同期したタイミングで所定の周波数の信号を発信して電源線１２に送出する。つまり、図１３に示すように、電気機器１３ｂ（テレビ受像機）のスイッチがオンになったことに従って、電源部１４２から発信部１４３に直流電流が流れる（直流電圧が印加される）間、発信部１４３は、ゼロクロス検出部１４７が検出したゼロクロス点に同期したタイミングで、所定の周波数信号を発信する。なお、上記実施形態と同様、発信部１４３が発信する信号の周波数は、予め設定されているものとする（例えば電気機器１３ｂに対応する固有の周波数（Ｆ１）が予め設定されている）。

ゼロクロス検出部１４７は、商用電源１０から供給される電圧がゼロになる点を検出するゼロクロス検出手段を構成する。ゼロクロス検出部１４７は、第１のトランス１４１に接続され、電気機器１３ｂに流れる電流の振幅を電源ライン１２ａの電圧振幅に変換するように構成されている。ゼロクロス検出部１４７は、例えば、電圧（電源線１２ａの線間電圧）の大きさに従って発光するLED（発光ダイオード）と、LEDの発光を受光して電気信号に変換するフォトカプラ等によって構成される。電圧がゼロの時、LEDは発光せず、フォトカプラには電気信号が得られない。つまり、フォトカプラで電気信号が得られない時にゼロクロス点を検出することができる。なお、フォトカプラで検出されるゼロクロス点は、時間誤差を含む場合もあるため、その時間誤差を補正する補正回路もゼロクロス検出部１４７に備えると良い。

次に、図１２を参照して、本実施形態に係る機器動作検出装置１５の構成を説明する。機器動作検出装置１５は、Ｄ−ＢＰＦ１５２にゼロクロス検出部１５７を備える。ゼロクロス検出部１５７は、信号発生装置１４のゼロクロス検出部１４７と同一の構成を備える。なお、機器動作検出装置１５の他の構成については、実施形態１で説明したものと同じである。

図１３（ａ）に示すように動作検出対象装置１３ｂがオンされると、電源線１２ａに流れる電流により、第１トランス１４１が電圧を誘起する。電源部１４２は図１３（ｂ）に示すように動作電流（動作電圧）をゼロクロス検出部１４７を含む発信部１４３に供給する。
ゼロクロス検出部１４７は、動作電流が供給されている間、図１３（ｃ）に示す電源電圧のゼロクロス点を検出する。
発信部１４３は、図１３（ｄ）に示すように、ゼロクロス検出部１４７が検出したゼロクロス点にほぼ同期して、周波数Ｆ１の信号を出力する。この出力信号は、図１３（ｅ）に示すように、電源電圧に重畳されて、電源ライン１２上を伝達される。

本実施形態の機器動作検出装置１５は、ゼロクロス検出部１５５を備える。ゼロクロス検出部１５５は、例えば、電源ライン１２ａ上の電源電圧から、商用電源周波数成分を抽出し、そのゼロクロス点を求める。検出部１５３は、ゼロクロス検出部１５５が検出したゼロクロス点に、特定の電気機器１３ｂ固有の（割り当てられた）周波数信号が、例えば、所定回数（例えば１０周期分に相当する２０回）あるか否かに従って、特定の電気機器１３ｂ（例えばテレビ受像機）の使用の有無を検出する。

以上、本実施形態によれば、信号発生装置１４は、特定の電気機器１３ｂの動作中において、ノイズ等の影響が小さいゼロクロス点に同期したタイミングで、特定の電気機器１３ｂの使用の有無を検出するための固有の周波数信号を発信することができる。一方、機器動作検出装置１５は、動作検出時（所定のタイミング毎）において、ノイズ等の影響が小さいゼロクロス点において、固有の周波数信号を正確に識別することができる。これにより、簡易な構成によって、特定機器１３ｂの使用の有無を確実に検出することができる。

（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３に係る、信号発生装置、機器動作検出装置、機器動作検出システム、機器動作検出方法、及びプログラムを説明する。なお、実施形態１及び２で説明した構成と同一又は対応する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。

上記実施形態１及び２では、特定の電気機器１３ｂの動作を検出するため電気機器１３ｂに対応する固有の周波数を信号発生装置１４毎に割り当てているが、本実施形態では、信号発生装置１４に互いに同じ周波数を割り当てた場合でも、動作中の特定の電気機器１３ｂを確実に検出する態様を説明する。

例えば、本実施形態では、図１１に示した信号発生装置１４の発信部１４３には、検出対象電気機器間で互いに共通の周波数が予め設定されているものとする。また、発信部１４３には、特定の電気機器１３ｂに対応する固有の情報が設定されているものとする。具体的には、固有の情報は、所定数のビットからなる符号化された情報である。例えば、発信部１４３には、特定の電気機器１３ｂ（テレビ受像機）に対応する固有の８ビットからなる符号化された情報（１１０１０１１１）が予め設定されている。発信部１４３は、特定の電気機器１３ｂの動作中に、その設定された情報に従って、ゼロクロス検出部１４７が検出した連続する所定数（８つ）のゼロクロス点に同期したタイミングで、装置間で互いに共通の周波数信号を発信する。具体的には、図１５に示すように、電気機器１３ｂ（テレビ受像機）のスイッチがオンになったことに従って、電源部１４２から発信部１４３に直流電流が流れる（直流電圧が印加される）間、発信部１４３は、所定数（ここでは８つ）のゼロクロス点に同期したタイミングで、特定の電気機器１３ｂの使用の有無を検出するための電気機器１３ｂの固有の情報に対応する信号を発信する。符号化情報は、複数のゼロクロスに同期したタイミングで、所定の周波数信号を発信するか否かによって表される。例えば、発信部１４３は、固有情報の各ビット信号が“１”のタイミングでは、周波数信号を出力し、“０”のタイミングでは、周波数信号を出力しない。なお、発信部１４３は、所定の時間間隔毎に上記の符号化情報に対応する周波数信号を発信するものとする。つまり、固有の情報の最初と最後の位置を識別できるようにするために、固有の情報は、連続的ではなく、所定の時間間隔毎に行う。

一方、本実施形態では、図１２に示した機器動作検出装置１５の記憶部１２には、図６に示した機器情報１５１ｂに含まれる周波数を表す情報の代わりに、図１４に示す電気機器１３ｂ毎に割り当てられた固有の情報（ここでは８ビットの符号化された情報）を含む機器情報１５１ｂが記録されている。なお、機器情報１５１ｂの他の構成（データ番号、電気機器情報、電気機器ＩＤ）については、実施形態１で説明したものと同じである。

検出部１５３は、ゼロクロス検出部１５５が検出した連続する所定数（ここでは８つ）のゼロクロス点に符号化情報があるか否かを、記憶部１２に記録された機器情報１５１ｂを参照することにより判別する。検出部１５３は、その判別結果に従って、特定の電気機器１３ｂの使用の有無を検出する。

以上、本実施形態によれば、信号発生装置１４は、特定の電気機器１３ｂの動作中において、予め設定された動作検出対象機器１３ｂに対応する固有の情報（ビット符号化された情報）に従って、所定数のゼロクロス点に同期したタイミングで、装置間で互いに共通の周波数信号を発信することができる。一方、機器動作検出装置１５は、動作検出時（所定のタイミング毎）において、特定機器１３ｂに対応する固有の情報を正確に識別することができる。これにより、簡易な構成によって、特定機器１３ｂの使用の有無を確実に検出することができる。

その他、図１１に示した信号発生装置１４の発信部１４３には、特定の電気機器１３ｂ固有の、ゼロクロス点を基準にした位相が設定されても良い。この場合、発信部１４３は、特定の電気機器１３ｂの動作中に、ゼロクロス検出部１４７が検出したゼロクロス点を基準にして、設定された位相で所定の周波数信号を発信する。

一方、図１２に示した機器動作検出装置１５の記憶部１２には、図６に示した機器情報１５１ｂに含まれる周波数を表す情報の代わりに、ゼロクロス点を基準にした位相を表す情報を記録しても良い。この場合、検出部１４３は、ゼロクロス検出部１５７が検出したゼロクロス点において固有の位相を有するか否かを、記憶部１２に記録された機器情報４１ｂを参照することにより判別し、その判別結果に従って、特定の電気機器１３ｂの使用の有無を検出する。

これにより、装置間で互いに共通の周波数信号を用い、例えば、動作検出対象となる複数の電気機器１３ｂが同時に使用などされた場合でも、各電気機器１３ｂが動作したことを確実に検出することができる。

また、上記の各実施形態において、発信部１５３に設定される各種情報は、適宜に変更することもできる。例えば、発信部１５３にディップスイッチ等の操作部を設け、信号発生装置１４の設置者等が信号発生装置１４の操作部を操作することにより、適宜に設定を変更できるようにしても良い。

また、信号発生装置１４は、上記各実施形態で用いたものに限定されず、例えば、図１６に示すように、コンセントプラグ１４５及びコンセント１４６を備えても良い。この場合、信号発生装置１４は、コンセントプラグ１４５を電源線１２に接続するためのコンセント１２１と接続し、一方、コンセント１４６に電気機器１３ｂのコンセントプラグ１３１を接続することにより、上記各実施形態で説明した信号発生装置１４と同様に使用することができる。この場合も、複雑な配線作業は必要とすることなく、容易に信号発生装置１４を設置することができる。

上記実施の形態では、複数の電気機器１３に互いに共通の周波数を割り当てたが、図１７に示す機器情報１５１ｂに示すように、電気機器又は電気機器のグループ毎に周波数を割り当てても良い。この場合、例えば、各発信部１４３は、自己が接続されている動作検出対象機器１３に割り当てられた周波数の交流信号を生成し、電源線１２ａに印加する。

機器動作検出装置１５のＤ−ＢＰＦ１５２は、機器情報１５１ｂに設定された各周波数をそれぞれ抽出して出力する。

検出部１５３は、周波数別に信号強度を測定する。検出部１５３は、周波数Ｆ１の信号成分の強度、周波数Ｆ２の信号成分の強度、周波数Ｆ３の信号成分の強度．．．を求めて、周波数別に連続非検出回数（連続して検出しなかった時間）ＥＲＲ及び／又は連続検出回数（連続して検出した時間）ＤＡＭを求め、これらの組み合わせから、居住者の体調や健康状態、行動パターン等を求め、健康管理のアドバイスに役立てる等してもよい。

この場合、安否確認用には、例えば、周波数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３．．．のいずれの信号の存在から不存在への変化又は不存在から存在への変化は、その電気機器のスイッチのオン・オフ操作がなされたものと見なして、居住者が無事であると判別すればよい。一方、いずれの周波数の信号成分についても、一定期間以上変化が無い（オンからオフ、オフからオンへの変化が無い）場合には、何らかの問題・異常が発生している可能性があり、報知の対象とする。
なお、第３実施形態において、固有情報により、電気機器毎にオン・オフを検出する場合に、同様の処理を行ってもよい。

なお、上記実施形態のプログラム１４１ａは、それぞれ持ち運び可能な記録媒体等に記録されたものでもよい。持ち運び可能な記録媒体には、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk Read Only Memory）等がある。また、プログラム１４１ａは、持ち運び可能な記録媒体から各種読取装置を介して機器動作検出装置１５にインストールされたものでも良い。さらに、プログラム１４１ａは、インターネット等を介して機器動作検出装置１５にダウンロード及びインストールされたものでもよい。また、プログラム１４１ａは、機器動作検出装置１５と通信可能なサーバ等の記憶装置に格納されたものでも良い。

その他、本発明は、上記実施形態の説明及び図面によって限定されるものではなく、上記実施形態及び図面に適宜変更等を加えることは可能である。

１ 機器動作検出システム
２ サーバ装置
ＮＷ 所定の通信回線
１０ 電源（商用電源）
１１ 分電盤
１２ 電源線
１３ａ 電気機器
１３ｂ 電気機器（動作検出対象機器）
１４ 信号発生装置
１４１ 第１トランス
１４２ 電源部
１４３ 発信部
１４４ 第２トランス
１４５ コンセントプラグ
１４６ コンセント
１４７ ゼロクロス検出部
１５ 機器動作検出装置
１５１ 記憶部
１５１ａ プログラム
１５１ｂ 機器情報
１５２ Ｄ−ＢＰＦ
１５３ 検出部
１５４ 通信部

Claims (18)

1. 電源線に接続された検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流と電磁結合することによって誘起される起電力を発生する電磁結合手段と、
   前記電磁結合手段によって誘起された起電力に基づいて電圧を発生する電源手段と、
   前記電源手段が発生した前記電圧によって、前記機器の動作中に特定の周波数の信号を前記電源線に発信する発信手段と、を備える、
   ことを特徴とする信号発生装置。
2. 前記発信手段は、前記機器の動作中において、連続的に、前記周波数信号を前記電源線に発信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の信号発生装置。
3. 前記発信手段は、電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段を備え、
   前記ゼロクロス検出手段が検出した前記ゼロクロス点に同期したタイミングで前記周波数信号を前記電源線に発信する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の信号発生装置。
4. 前記発信手段は、連続する複数の前記ゼロクロス点に同期したタイミングで前記機器を識別する固有の情報を前記電源線に発信する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の信号発生装置。
5. 前記発信手段が発信する前記固有の情報は、前記複数のビットからなる符号化された情報である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の信号発生装置。
6. 前記発信手段は、前記ゼロクロス点を基準にして前記機器を識別する固有の位相のタイミングで前記周波数信号を前記電源線に発信する、
   ことを特徴とする請求項３に記載の信号発生装置。
7. 前記電源線及び前記機器に接続するコンセントプラグ及びコンセントを備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の信号発生装置。
8. ２本の前記電源線のいずれか１本との間で電磁結合する第１のトランスと、
   前記２本の電源線のいずれか１本との間で電磁結合する第２のトランスと、
   を備え、前記第１及び第２のトランスは、前記電源線に非接触で係合される、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の信号発生装置。
9. 検出対象の機器に対応する周波数を表す情報を予め記録した記憶手段と、
   電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
   前記ゼロクロス検出手段が検出した前記ゼロクロス点において前記周波数の信号成分が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
   ことを特徴とする機器動作検出装置。
10. 前記検出手段は、一定期間、連続して前記周波数の信号成分が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の機器動作検出装置。
11. 検出対象の機器に対応する符号化情報を予め記録した記憶手段と、
    電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
    前記ゼロクロス検出手段が検出した連続する複数の前記ゼロクロス点において前記符号化情報の有無を判別して、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
    ことを特徴とする機器動作検出装置。
12. 検出対象の機器に対応する固有の位相を表す情報を予め記録した記憶手段と、
    電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出手段と、
    前記ゼロクロス検出手段が検出した前記ゼロクロス点において前記固有の位相を有するか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
    ことを特徴とする機器動作検出装置。
13. 検出対象の機器に接続された信号発生装置と、前記信号発生装置が前記機器の動作中に電源線に発信する特定の周波数の信号に基づいて前記機器の使用の有無を検出する機器動作検出装置と、を備えた機器動作検出システムであって、
    前記信号発生装置は、
    前記電源線に接続された前記検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流と電磁結合することによって誘起される起電力を発生する電磁結合手段と、
    前記電磁結合手段によって誘起された起電力に基づいて電圧を発生する電源手段と、
    前記電源手段が発生した前記電圧によって、前記機器の動作中に前記特定の周波数の信号を前記電源線に発信する発信手段と、を備え、
    前記機器動作検出装置は、
    前記検出対象の機器に対応する前記特定の周波数を表す情報を予め記録した記憶手段と、
    電源電圧に前記特定の周波数の信号成分が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出手段と、を備える、
    ことを特徴とする機器動作検出システム。
14. 電源手段が、電源線に接続された検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流によって誘起された起電力に基づいて電圧を発生し、
    発信手段が、前記発生した電圧によって、前記機器の動作中に特定の周波数の信号を前記電源線に発信する、
    ことを特徴とする信号発生方法。
15. 電源線に接続された検出対象の機器の使用の有無を検出する機器動作検出方法であって、
    電磁結合手段が、前記電源線に接続された前記検出対象の機器の動作中に前記電源線に流れる電流と電磁結合することによって誘起される起電力を発生し、
    電源手段が、前記電磁結合手段によって発生された起電力に基づいて電圧を発生し、
    発信手段が、前記電源手段が発生した前記電圧によって、前記機器の動作中に特定の周波数の信号を前記電源線に発信し、
    記憶手段が、前記機器に対応する前記特定の周波数を表す情報を予め記録し、
    検出手段が、電源電圧に前記特定の周波数の信号が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する、
    ことを特徴とする機器動作検出方法。
16. 電源線に接続された機器の使用の有無を検出するプログラムであって、
    コンピュータに、
    電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、
    検出対象の機器に対応する周波数を表す情報を予め記録した記憶部を用いて、前記ゼロクロス点において前記周波数の信号が含まれているか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出ステップと、を実行させる、
    ことを特徴とするプログラム。
17. 電源線に接続された機器の使用の有無を検出するプログラムであって、
    コンピュータに、
    電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、
    検出対象の機器に対応する符号化情報を予め記録した記憶部を用いて、連続する複数の前記ゼロクロス点において前記符号化情報の有無を判別して、前記機器の使用の有無を検出する検出ステップと、を実行させる、
    ことを特徴とするプログラム。
18. 電源線に接続された機器の使用の有無を検出するプログラムであって、
    コンピュータに、
    電源の電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス検出ステップと、
    検出対象の機器に対応する固有の位相を表す情報を予め記録した記憶部を用いて、前記ゼロクロス点において前記固有の位相を有するか否かに従って、前記機器の使用の有無を検出する検出ステップと、を実行させる、
    ことを特徴とするプログラム。

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