JP6253017B2 - 通信装置、管理装置及びそれを用いた管理システム - Google Patents

Description

本発明は、一般に通信装置、管理装置及びそれを用いた管理システム、より詳細には、機器との間で無線通信を行う通信装置、管理装置及びそれを用いた管理システムに関する。

従来、通信に用いるチャネルを複数のチャネルから選択して無線通信を行う技術が知られており、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に記載の従来例では、複数台の通信端末（通信装置）を用いて通信ネットワークが構築されている。各通信装置は、干渉度算出部と、チャネル選択部とを備えている。干渉度算出部は、選択可能なチャネル毎に干渉が生じる程度を数値化した干渉度を求める。チャネル選択部は、干渉度算出部が求めた干渉度を用いることで干渉が生じ難いチャネルを通信用のチャネルとして優先的に選択する。

したがって、この従来例では、複数のチャネルから通信チャネルを選択するに際し、他の通信ネットワークで用いられているチャネルとの干渉が生じる可能性が低くなるように、通信チャネルを選択する。

特開２０１３−１８７８４７号公報

しかしながら、上記従来例では、通信チャネルを変更する際に、他の通信装置の周辺の通信環境（例えば、通信プロトコルの異なる装置の存在やノイズの影響など）を考慮していない。このため、上記従来例では、通信品質の高いチャネルを通信チャネルとして選択できない可能性があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されており、他の通信装置の周辺の通信環境を考慮して通信チャネルを変更することのできる通信装置、管理装置及びそれを用いた管理システムを提供することを目的とする。

第１の形態に係る通信装置は、通信端末との間で通信チャネルを用いて無線通信を行う通信部と、前記無線通信の通信品質の基準を記憶する記憶部と、前記通信チャネルを変更するか否かを判定する判定処理と、前記通信チャネルを変更すると判定すると前記通信チャネルを現在使用している第１チャネルから第２チャネルに変更するチャネル変更処理とを実行する制御部とを備え、前記制御部は、前記判定処理において、前記無線通信の通信品質を表す品質情報を取得する取得処理と、前記品質情報と前記基準とを比較する比較処理とを実行し、前記品質情報が前記基準を満たさない場合に前記通信チャネルを変更すると判定し、且つ前記第１チャネルを不適合チャネルとして前記記憶部に記憶させ、前記チャネル変更処理において、前記通信チャネルの候補となる複数の候補チャネル毎に応答を要求する要求信号を送信する処理と、前記要求信号に対する応答信号を送信してくる他の通信装置の数を前記複数の候補チャネル毎に計数する処理と、前記他の通信装置が記憶する前記不適合チャネルを含むチャネル情報を取得する処理と、前記他の通信装置の数及び前記チャネル情報に基づいて前記第２チャネルを選択する処理とを実行する機能と、前記要求信号を送信する通信装置に向けて前記チャネル情報を送信する機能とを有することを特徴とする。

第２の形態に係る通信装置は、第１の形態において、前記制御部は、前記チャネル変更処理において、前記通信チャネルの候補となる複数の候補チャネルのうち前記不適合チャネルを除いたチャネルから、前記第２チャネルを選択する。

第３の形態に係る通信装置は、第１又は第２の形態において、前記記憶部は、前記不適合チャネルを消去可能なパラメータとして記憶する。

第４の形態に係る通信装置は、第１〜第３の何れかの形態において、前記制御部は、所定の期間毎に前記取得処理を実行し、且つ前記比較処理において所定の回数連続して前記品質情報が前記基準を満たさない場合に前記通信チャネルを変更すると判定する。

第５の形態に係る通信装置は、第４の形態において、前記記憶部は、前記基準、前記所定の期間、前記所定の回数のうち少なくとも１つを外部から変更可能なパラメータとして記憶する。

第６の形態に係る通信装置は、第１〜第５の何れかの形態において、前記制御部は、前記要求信号を受信したときに、前記品質情報を前記チャネル情報に含めて送信する。

第７の形態に係る通信装置は、第１〜第６の何れかの形態において、前記制御部は、前記要求信号を受信したときに、前記応答信号としてパケットを送信し、当該パケットのペイロードに前記チャネル情報を含める。

第８の形態に係る通信装置は、第１〜第７の何れかの形態において、前記制御部は、前記応答信号を受信したときに、前記応答信号の受信信号強度を計測し、当該受信信号強度が所定の閾値を上回ると前記チャネル情報を取得する。

第９の形態に係る管理装置は、第１〜第８の何れかの形態の前記通信装置であって、需要家において使用される前記通信端末である機器の制御及び監視を行う機能を有することを特徴とする。

第１０の形態に係る管理システムは、第９の形態の前記管理装置と、前記機器とを備えることを特徴とする。

第１１の形態に係る管理システムは、第１０の形態において、前記機器は、前記無線通信の通信品質を計測して前記品質情報として記憶する機能を有し、前記制御部は、前記取得処理において、前記品質情報を前記機器から取得する。

第１２の形態に係る管理システムは、第１１の形態において、前記機器は、前記品質情報を前記管理装置に向けて送信すると、前記品質情報を消去する機能を有する。

第１３の形態に係る管理システムは、第１０〜１２の何れかの形態において、前記機器は、電源を遮断する際に、その旨を前記管理装置に通知する機能を有する。

本発明は、チャネル変更処理において、他の通信装置が記憶する不適合チャネルを参照することができるので、他の通信装置の周辺の通信環境を考慮することができる。したがって、本発明は、他の通信装置の周辺の通信環境を考慮して通信チャネルを変更することができる。

本発明の実施形態に係る管理装置の概略を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る管理システムの全体概略図である。 本発明の実施形態に係る管理装置における判定処理のフローチャート図である。 図４Ａは、本発明の実施形態に係る管理装置における品質情報と基準との対比の一例を示す図で、図４Ｂは、本発明の実施形態に係る管理装置における候補チャネルのリストを示す図である。 本発明の実施形態に係る管理装置におけるチャネル変更処理のフローチャート図である。 本発明の実施形態に係る管理装置において、アクティブスキャンの一例を示す図である。 本発明の実施形態に係る管理装置において、アクティブスキャンの処理結果の一例を示す図である。

本発明の実施形態に係る管理装置（通信装置）１は、図１に示すように、通信部１０と、記憶部１２と、制御部１１とを備える。通信部１０は、機器（通信端末）２（図２参照）との間で通信チャネルを用いて無線通信を行う。記憶部１２は、無線通信の通信品質の基準を記憶する。制御部１１は、判定処理と、チャネル変更処理とを実行する。判定処理は、通信チャネルを変更するか否かを判定する。チャネル変更処理は、通信チャネルを変更すると判定すると通信チャネルを現在使用している第１チャネルから第２チャネルに変更する。そして、制御部１１は、判定処理において、無線通信の通信品質を表す品質情報を取得する取得処理と、品質情報と基準とを比較する比較処理とを実行し、品質情報が基準を満たさない場合に通信チャネルを変更すると判定する。さらに、制御部１１は、第１チャネルを不適合チャネルとして記憶部１２に記憶させる。

また、本発明の実施形態に係る管理システム１００は、図２に示すように、管理装置１と、機器２とを備える。

以下、本実施形態の管理装置１及び管理システム１００について詳細に説明する。但し、以下の説明では、機器２の制御及び監視を行う機能を有する管理装置１を通信装置の一例として挙げているが、通信装置を管理装置１に限定する趣旨ではない。また、以下の説明では、需要家において使用される機器２を通信端末の一例として挙げているが、通信端末を機器２に限定する趣旨ではない。さらに、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本実施形態の管理システム１００は、図２に示すように、１台の管理装置１と、１乃至複数の機器２とを備える。この管理システム１００は、電気事業者から電力を受ける需要家（Customer’s Facility）において使用される。なお、電気事業者は、電力会社に代表されるが、他の発電事業者などでもよい。また、本実施形態の管理システム１００では、管理装置１と１乃至複数の機器２との間で通信ネットワークを構築しており、電波を伝送媒体とする無線通信を行っている。この無線通信に用いる通信チャネルは、所定の周波数帯（例えば、２．４ＧＨｚ帯や９２０ＭＨｚ帯など）を複数の区間に区分したチャネルから何れか１つのチャネルを選択している。

機器２は、需要家において使用される任意の設備や装置である。また、機器２は、管理装置１との間で無線通信を行う機能を有している。本実施形態の管理システム１００では、機器２として、空調設備（例えば、エアコン）２０と、換気設備２１とが用いられている。また、機器２として、他の機器２が使用している電力を計測する計測装置２２が用いられている。

計測装置２２は、分電盤３の主幹回路の使用電力と、分電盤３において分岐された分岐回路毎の使用電力とを計測する機能を有している。図２では、計測装置２２は分電盤３に収納されているが、分電盤３と隣接するように配置してもよい。また、計測装置２２は、主幹回路の使用電力を計測する装置と、分岐回路毎の使用電力を計測する装置とに分かれていてもよい。

なお、機器２をこれらの設備や装置に限定する趣旨ではなく、その他の設備や装置を含んでいてよい。例えば、機器２としては、空気清浄器や電磁調理器（ＩＨクッキングヒータ）などの家電や、温度センサや空気質センサなどを含んでいてよい。また、機器２としては、需要家で使用される水やガスの量等を測定する装置を含んでいてもよい。

管理装置１は、例えば機器２と通信することにより、機器２に運転状態を指示し、また機器２から運転状態を取得する。すなわち、管理装置１は、例えば機器２の制御及び監視を行う装置であり、いわゆるＨＥＭＳ（Home Energy Management System）コントローラのようなエネルギー管理装置として機能する。

以下、管理装置１の一例としてエネルギー管理装置１、管理システム１００の一例としてエネルギー管理システム１００について具体的に説明する。

エネルギー管理装置１は、図１に示すように、通信部１０と、制御部１１と、記憶部１２と、指示部１３と、電力取得部１４とを有している。なお、図１に示すエネルギー管理装置１は、本発明に係る技術的思想を説明するために必要な部分のみを記載している。

通信部１０は、機器２（ここでは、空調設備２０、換気設備２１、計測装置２２）との間で無線通信を行う通信インタフェースを有している。また、通信部１０は、通信ネットワークＮＴ１に接続するための通信インタフェースも有している。この通信インタフェースには、ブロードバンドルータ４が接続されている。また、ブロードバンドルータ４には、例えばインターネットのような電気通信網ＮＴ２が接続されている。その他、ブロードバンドルータ４には、テレビジョン受像機（図示せず）やパーソナルコンピュータ（図示せず）などの装置が接続されていてもよい。

エネルギー管理装置１は、電気通信網ＮＴ２を通してウェブサーバ５と通信することが可能である。ウェブサーバ５は、天気予報など情報提供、エネルギー管理装置１の機能の更新といったサービスを提供する。また、エネルギー管理装置１は、電気事業者、あるいは電気事業者がサービスの提供を委託しているサービス提供事業者が管理するウェブサーバ５から電力削減要求などを受け付ける場合もある。

指示部１３は、通信部１０を通して、１乃至複数の機器２のそれぞれに運転状態を指示する。例えば、指示部１３は、空調設備２０に対して設定温度を所定の温度に設定するように指示する。電力取得部１４は、通信部１０を通して、各機器２が使用する電力を計測装置２２から取得する。なお、電力取得部１４が取得する電力は、規定のサンプリング時間（例えば、３０秒、１分、５分など）毎の電力量である。

本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１、指示部１３、電力取得部１４は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサを備えたデバイスでプログラムを実行することで実現している。そして、ＣＰＵで実行されるプログラムは、記憶部１２（メモリ）に格納されている。なお、制御部１１、指示部１３、電力取得部１４は、メモリを内蔵するマイコン（マイクロコントローラ）で構成してもよい。この構成の場合は、記憶部１２はマイコンの内蔵メモリで代用してもよい。

また、エネルギー管理装置１は、現在使用している通信チャネル（第１チャネル）における無線通信の通信品質を機器２毎に計測し、品質情報として記憶部１２に記憶する機能を有している。品質情報としては、例えばＰＥＲ（Packet Error Rate,：パケットエラー率）や、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment：空きチャネル評価）の成功回数（又はＣＣＡ成功率）などが挙げられる。その他、品質情報としては、例えば再送エラーの回数や、定期監視時のエラーの回数などが挙げられる。ここで、再送エラーとは、例えばエネルギー管理装置１が機器２に対して何らかの信号を送信して応答を求めたときに、一定時間を経過しても機器２からの応答が無く、エネルギー管理装置１が信号を再度送信する事象である。また、定期監視時のエラーとは、エネルギー管理装置１が定期的に生存を確認するための信号を機器２に対して送信して応答を求めたときに、一定時間を経過しても機器２からの応答がない事象である。

さらに、エネルギー管理装置１は、機器２毎に設定された無線通信の通信品質の基準（以下、単に「基準」と称する）を記憶部１２に記憶する機能を有している。基準は、上述の品質情報と対応し、例えば空調設備２０の品質情報がＰＥＲであれば、空調設備２０の基準もＰＥＲとなる。制御部１１は、後述する比較処理において、機器２毎に品質情報と基準とを比較することで、エネルギー管理装置１と機器２との間の通信品質が良好であるか否かを判定する。

ここで、エネルギー管理システムでは、エネルギー管理装置が空調設備などの１乃至複数の機器との間で無線通信を行っているため、通信頻度が高い。そして、このようなエネルギー管理システムは、多数の需要家毎に導入されることが想定される。このため、近隣のエネルギー管理システムが、通信チャネルの候補となるチャネルの数よりも多く存在する場合がある。また、エネルギー管理システムの他にも、通信プロトコルが異なるシステムが近隣に存在する可能性もある。すると、任意のエネルギー管理システムにおいて通信品質が劣化して通信チャネルを変更する場合に、候補となる他のチャネルが既に近隣のシステムに用いられている可能性が高い。この場合、エネルギー管理装置は、単純に空きチャネルを探索するだけでは、近隣のシステムと干渉し難い通信チャネルを選択することが困難である。

そこで、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１が、通信チャネルを変更するか否かを判定する判定処理を実行する。そして、制御部１１は、通信チャネルを変更すると判定すると、通信チャネルを現在使用しているチャネル（第１チャネル）から第２チャネルに変更するチャネル変更処理を実行する。

以下、制御部１１による判定処理及びチャネル変更処理について説明する。先ず、判定処理について図３を用いて説明する。制御部１１は、後述する不適合回数をリセット（初期化）して零にする処理を実行する（Ｓ１）。次に、制御部１１は、マイコンに内蔵のタイマ等を用いて所定の期間を計時する処理を実行する（Ｓ２）。所定の期間が経過すると、制御部１１は、エネルギー管理システム１００に含まれる全ての機器２の品質情報を取得する取得処理を実行する（Ｓ３）。本実施形態のエネルギー管理装置１は、機器２毎の品質情報を記憶部１２に記憶している。したがって、‘Ｓ３’の取得処理において、制御部１１は、所定の期間内に計測された機器２毎の品質情報を記憶部１２から読み出す処理を実行する。

なお、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、‘Ｓ３’の取得処理において、エネルギー管理システム１００に含まれる全ての機器２の品質情報を取得する処理を実行するが、この処理に限定する趣旨ではない。例えば、制御部１１は、‘Ｓ３’の取得処理において、エネルギー管理システム１００に含まれる機器２のうち、通信頻度が高い等の優先順位の高い１乃至複数の機器２の品質情報を取得する処理を実行してもよい。

次に、制御部１１は、取得した機器２の品質情報と、記憶部１２に記憶してある対応する基準とを機器２毎に比較する比較処理を実行する（Ｓ４）。ここで、‘Ｓ４’の比較処理について説明する。本実施形態のエネルギー管理装置１では、全ての機器２に対して同じ基準を設定するのではなく、例えば図４Ａに示すように、機器２毎に基準を設定している。図４Ａには、機器２の例として、‘計測装置’、‘家電’、‘センサ’を挙げている。さらに、‘家電’の一例として‘エアコン’と‘電磁調理器’を挙げており、‘センサ’の一例として‘温度センサ’を挙げている。もちろん、機器２の種類をこれらの機器２に限定する趣旨ではない。また、図４Ａでは、品質情報の一例としてＰＥＲを挙げている。ここでは、‘計測装置’のＰＥＲの基準を０．５％、‘家電’のＰＥＲの基準を１０．０％、‘センサ’のＰＥＲの基準を２０．０％に設定している。もちろん、機器２の基準をＰＥＲに限定する趣旨ではなく、また、これらの値に限定する趣旨ではない。さらに、図４Ａでは、機器２毎の通信頻度を挙げている。ここでは、‘計測装置’の通信頻度を‘高’、‘家電’の通信頻度を‘中’、‘センサ’の通信頻度を‘低’に設定している。もちろん、機器２毎の通信頻度をこれらの値に限定する趣旨ではない。

図４Ａでは、制御部１１が取得した‘エアコン’の品質情報（ＰＥＲ）は８．０％であり、基準の１０．０％を満たしている。また、制御部１１が取得した‘電磁調理器’の品質情報（ＰＥＲ）は５．０％であり、基準の１０．０％を満たしている。さらに、制御部１１が取得した‘温度センサ’の品質情報（ＰＥＲ）は７．０％であり、これも基準の２０．０％を満たしている。一方、制御部１１が取得した‘計測装置’の品質情報（ＰＥＲ）は０．８％であり、基準の０．５％を満たしていない。つまり、図４Ａでは、‘エアコン’、‘電磁調理器’、‘温度センサ’の各々とエネルギー管理装置１との間の通信品質は良好であるが、‘計測装置’とエネルギー管理装置１との間の通信品質が劣化している。したがって、制御部１１は、第１チャネルが通信チャネルとしては不適合であると判定する。

なお、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、‘Ｓ４’の比較処理において、上述のように少なくとも１台の機器２の品質情報が基準を満たさない場合に第１チャネルが不適合であると判定しているが、この判定に限定する趣旨ではない。例えば、制御部１１は、‘Ｓ４’の比較処理において、２台以上の機器２の品質情報が各々の基準を満たさない場合に、第１チャネルが不適合であると判定してもよい。また、制御部１１は、‘Ｓ４’の比較処理において、通信頻度の高低（図４Ａ参照）や通信内容の重要度に応じて機器２毎に優先度を設定し、優先度の高低に応じて第１チャネルが不適合であるか否かを判定してもよい。例えば、通信頻度の高い（優先度の高い）‘計測装置’の品質情報が基準を満たさない場合は、他の機器２の品質情報が全て各々の基準を満たしていたとしても、第１チャネルが不適合であると判定してもよい。また、通信頻度の低い（優先度の低い）‘温度センサ’の品質情報が基準を満たさない場合は、他のセンサの品質情報が全て各々の基準を満たしていれば、第１チャネルが不適合ではないと判定してもよい。

‘Ｓ４’の比較処理の結果により、制御部１１は、不適合回数を増減する処理を実行する。なお、「不適合回数」とは、‘Ｓ４’の比較処理により第１チャネルが不適合であると判定された回数を表す。第１チャネルが不適合でない場合、制御部１１は、不適合回数が‘１’以上であるか否かを判定する（Ｓ５）。不適合回数が‘１’以上であれば、不適合回数を‘１’減らす処理を実行する（Ｓ６）。なお、不適合回数が零であれば、この処理を行わない。そして、制御部１１は、再び‘Ｓ２’〜‘Ｓ４’の処理を実行する。一方、第１チャネルが不適合である場合、制御部１１は、不適合回数を‘１’増やす処理を実行する（Ｓ７）。

‘Ｓ７’の処理の後、制御部１１は、不適合回数が所定の回数（例えば、２回）以上であるか否かを判定する処理を実行する（Ｓ８）。不適合回数が所定の回数を超えていない場合、制御部１１は、再び‘Ｓ２’〜‘Ｓ４’の処理を実行する。一方、不適合回数が所定の回数以上の場合、制御部１１は、第１チャネルを不適合チャネルとして記憶部１２に記憶させる処理を実行する（Ｓ９）。そして、制御部１１は、判定処理を終え、チャネル変更処理を実行する（Ｓ１０）。つまり、制御部１１は、不適合回数が所定の回数を超えるまでは‘Ｓ２’〜‘Ｓ８’の処理を繰り返し実行し、不適合回数が所定の回数以上になると‘Ｓ９’，‘Ｓ１０’の処理を実行する。

次に、チャネル変更処理について図５を用いて説明する。先ず、制御部１１は、通信チャネルの候補となるチャネル（以下、「候補チャネル」と称する）のリストを記憶部１２から読み出す処理を実行する（Ｓ１１）。次に、制御部１１は、候補チャネル毎に応答を要求する要求信号を送信する処理を実行する（Ｓ１２）。

‘Ｓ１２’の処理において、制御部１１は、候補チャネルのリストのうち、不適合チャネルを除いた全てのチャネルについて処理を実行する。図４Ｂに、候補チャネル（‘ＣＨ１’，‘ＣＨ２’，…）のリストの一例を示す。図４Ｂでは、候補チャネルの適合性を表しており、候補チャネルのうち適合チャネルを‘ＯＫ’、不適合チャネルを‘ＮＧ’で表している。図４Ｂでは、‘ＣＨ３’，‘ＣＨ４’は不適合チャネルであるため、制御部１１は、‘ＣＨ３’，‘ＣＨ４’については‘Ｓ１０’の処理を実行しない。

その後、制御部１１は、要求信号に対する応答信号を送信してくる他のエネルギー管理装置１の数を候補チャネル毎に計数する処理を実行する（Ｓ１３）。また、制御部１１は、他のエネルギー管理装置１が記憶する不適合チャネルを含むチャネル情報を取得する処理を実行する（Ｓ１４）。上述の‘Ｓ１２’〜Ｓ１４’の処理は、候補チャネルを使用している他のエネルギー管理装置１を探索する探索処理である。本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、探索処理として、IEEE.802.15.4規格に準拠したアクティブスキャンを実行する。

以下、アクティブスキャンのフローについて図６を用いて説明する。以下の説明において、住宅Ａ１は、チャネル変更処理を実行するエネルギー管理装置１を有する住宅を指す。また、他の住宅Ａ２，Ａ３，…，Ａｎ（‘ｎ’は自然数）は、住宅Ａ１のエネルギー管理装置１の通信範囲内に存在する住宅を指す。なお、住宅Ａ１〜Ａｎは、一戸建てや、マンション等の集合住宅の住戸などである。

先ず、住宅Ａ１のエネルギー管理装置１の制御部１１は、候補チャネルのリストから任意の候補チャネルを指定し、指定した候補チャネルを用いて要求パケット（要求信号）をブロードキャスト（つまり、不特定多数に向けて送信）する。要求パケットを受信したエネルギー管理装置１（ここでは、他の住宅Ａ２〜Ａｎのうち住宅Ａ２，Ａ３，Ａｎのエネルギー管理装置１）の制御部１１は、応答パケット（応答信号）を住宅Ａ１のエネルギー管理装置１に向けて送信する。このとき、応答パケットを送信するエネルギー管理装置１の制御部１１は、応答パケットのペイロードにチャネル情報を含める。チャネル情報には、エネルギー管理装置１が記憶する不適合チャネルのリストや、無線通信の通信品質を表す品質情報（例えば、ＥＤ（Energy Detect）値、通信失敗率など）が含まれる。ここでは、不適合チャネルのリストと、通信失敗率とをチャネル情報として、応答パケットのペイロードに含めている。住宅Ａ１のエネルギー管理装置１の制御部１１は、他の住宅Ａ２，Ａ３，Ａｎから送信された応答パケットを受信し、応答パケットに含まれるチャネル情報を取得する。そして、住宅Ａ１のエネルギー管理装置１の制御部１１は、候補チャネルのリストから次の候補チャネルを指定し、上記のフローを繰り返す。アクティブスキャンは、候補チャネルのリストに含まれる全ての候補チャネルに対して実行される。

‘Ｓ１２’〜‘Ｓ１４’の処理結果の一例を図７に示す。図７では、候補チャネルを‘ＣＨ１’，‘ＣＨ２’，‘ＣＨ５’，‘ＣＨ６’，…で表している。図７において、‘応答パケット数’は、住宅Ａ１のエネルギー管理装置１が受信した応答パケットの数を候補チャネル毎に表している。つまり、‘応答パケット数’は、他の住宅Ａ２〜Ａｎのエネルギー管理装置１のうち応答パケットを返信してきたエネルギー管理装置１の数を表している。さらに、換言すれば、‘応答パケット数’は、住宅Ａ１のエネルギー管理装置１の通信範囲において、指定した候補チャネルを使用しているエネルギー管理装置１の数を表している。例えば、図７では、‘ＣＨ１’を使用しているエネルギー管理装置１が１０台存在し、‘ＣＨ２’を使用しているエネルギー管理装置１が１１台存在していることを表している。

図７では、‘チャネル情報’は、‘不適合チャネル数’と‘品質情報’（ここでは、‘通信失敗率’）との２つに大別される。‘不適合チャネル数’は、住宅Ａ１のエネルギー管理装置１が受信した応答パケットに含まれる不適合チャネルのリストに基づいた、チャネル毎の不適合チャネルの総計を表している。‘品質情報’は、住宅Ａ１のエネルギー管理装置１が受信した応答パケットに含まれる品質情報の平均値を表している。なお、図７に示すチャネル情報は一例であり、‘通信失敗率’の代わりに他の品質情報（例えば、ＰＥＲ、ＣＣＡ成功率、再送エラー回数など）を含んでいてもよい。

‘Ｓ１２’〜‘Ｓ１４’の処理（探索処理）を実行した後、制御部１１は、その結果に基づいて第２チャネルを選択する処理を実行する（Ｓ１５）。ここでは、制御部１１は、‘応答パケット数’と‘不適合チャネル数’との和が最小値となる候補チャネルを第２チャネルとして選択する処理を実行する。‘応答パケット数’や‘不適合チャネル数’が小さければ、候補チャネルの通信品質が良いと考えられるからである。図７では、‘ＣＨ１’が第２チャネルの候補となるので、制御部１１は‘ＣＨ１’を第２チャネルとして選択する。すなわち、本実施形態のエネルギー管理装置１では、チャネル変更処理において、不適合チャネルと判定された第１チャネルよりも通信品質が高いと推定される第２チャネルを選択する。

なお、図７では、‘応答パケット数’と‘不適合チャネル数’との和の最小値が、‘ＣＨ１’と‘ＣＨ２’とで１しか違わない。このように最小値が±１しか違わない場合、制御部１１は、さらに通信失敗率を参照して、通信失敗率の低い‘ＣＨ１’を第２チャネルとして選択する処理を実行してもよい。また、‘Ｓ１５’の処理は上記の処理に限定されず、その他の条件に基づいて第２チャネルを選択する処理を実行してもよい。例えば、制御部１１は、通信失敗率とは異なる品質情報（再送エラー回数など）を参照して、第２チャネルを選択する処理を実行してもよい。

第２チャネルを選択すると、制御部１１は、第２チャネルをエネルギー管理システム１００に含まれる全ての機器２に対して通知する処理を実行する（Ｓ１６）。通知を受けた機器２は、通信チャネルを第１チャネルから第２チャネルに変更する処理を実行する。そして、制御部１１は、通信チャネルを第１チャネルから第２チャネルに変更する処理を実行し（Ｓ１７）、チャネル変更処理を終了する。

上述のように、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、通信チャネルを変更するか否かを判定する判定処理を実行する。また、制御部１１は、通信チャネルを変更すると判定すると、通信チャネルを現在使用しているチャネル（第１チャネル）から第２チャネルに変更するチャネル変更処理を実行する。ここで、本実施形態のエネルギー管理装置１では、チャネル変更処理において、制御部１１は、通信チャネルの候補となる候補チャネル毎に応答を要求する要求信号を送信する処理を実行している。また、制御部１１は、要求信号に対する応答信号を送信してくる他のエネルギー管理装置１の数を複数の候補チャネル毎に計数する処理を実行している。すなわち、制御部１１は、候補チャネルを使用している他のエネルギー管理装置１を探索する処理を実行している。

しかしながら、この処理のみでは、他のエネルギー管理装置１の周辺の通信環境（例えば、通信プロトコルの異なる装置の存在やノイズの影響など）を考慮していないので、通信チャネルを通信品質の高いチャネルに変更できない可能性がある。この問題点は、特許文献１に記載の従来例でも同様に存在する。

そこで、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、通信チャネルを変更する場合に第１チャネルを不適合チャネルとして記憶部１２に記憶させる処理を実行している。また、制御部１１は、チャネル変更処理において、他のエネルギー管理装置１が記憶する不適合チャネルを含むチャネル情報を取得する処理と、他のエネルギー管理装置１の数及びチャネル情報に基づいて第２チャネルを選択する処理とを実行する機能を有している。さらに、制御部１１は、要求信号を送信するエネルギー管理装置１に向けてチャネル情報を送信する機能を有している。

このため、制御部１１は、チャネル変更処理において、他のエネルギー管理装置１が記憶する不適合チャネルを参照することができる。そして、制御部１１は、不適合チャネルを参照することで、他のエネルギー管理装置１の周辺の通信環境（例えば、通信プロトコルの異なる装置の存在やノイズの影響など）を考慮することができる。したがって、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、他のエネルギー管理装置１の周辺の通信環境を考慮して通信チャネルを変更することが可能になる。また、本実施形態のエネルギー管理装置１は、単に空きチャネルを探索する場合と比較して、近隣のシステムと干渉し難い通信チャネルを選択することができる。

なお、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、判定処理において、無線通信の通信品質を表す品質情報が基準を満たすか否かを、機器２毎に設定された基準に基づいて判定する処理を実行している。したがって、本実施形態のエネルギー管理装置１では、無線通信の通信品質を従来例と比較してより細かく判定することができるので、エネルギー管理装置１と機器２との間の通信品質を高めることができる。なお、このような処理を採用するか否かは任意である。例えば、機器２毎に基準を設定するのではなく、全ての機器２に同じ基準を設定してもよい。

また、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、チャネル変更処理において、通信チャネルの候補となる複数の候補チャネルのうち不適合チャネルを除いたチャネルから、第２チャネルを選択する処理を実行している。この処理では、既に通信品質が劣化していると判定されているチャネルが通信チャネルの候補から除外されるため、通信品質の高いチャネルを第２チャネルとして選択する精度を向上させることができる。なお、このような処理を採用するか否かは任意である。

また、記憶部１２は、不適合チャネルを消去可能なパラメータとして記憶する構成であるのが望ましい。この構成では、通信環境の変化に応じて不適合チャネルを候補チャネルに復帰させることができるので、不適合チャネルの信頼性を高めることができる。記憶部１２は、このパラメータを例えばウェブサーバ５を介して変更できるように構成してもよい。また、記憶部１２は、このパラメータを定期的に消去するように構成してもよい。

なお、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、所定の期間毎に取得処理（‘Ｓ３’の処理）を実行している。そして、制御部１１は、比較処理（‘Ｓ４’の処理）において所定の回数連続して品質情報が基準を満たさない場合に通信チャネルを変更すると判定しているが、このような処理を実行するか否かは任意である。例えば、制御部１１は、比較処理において、１回だけ品質情報が基準を満たさない場合に通信チャネルを変更すると判定してもよい。

また、記憶部１２は、基準、所定の期間、所定の回数の少なくとも１つを外部から変更可能なパラメータとして記憶する構成でもよい。この構成では、通信環境の変化に応じて基準、所定の期間、所定の回数を変更することで、制御部１１が適切な判定処理を実行することが可能となる。例えば、所定の期間を短く設定すれば、一時的なノイズにより無線通信の通信品質が劣化した場合、通信品質の劣化を取得処理及び比較処理により直ぐに判定できるので、通信チャネルを迅速に変更することが可能となる。記憶部１２は、これらパラメータを例えばウェブサーバ５を介して変更できるように構成してもよい。

また、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、要求信号を受信したときに、品質情報をチャネル情報に含めて送信している。このため、チャネル変更処理を実行するエネルギー管理装置１では、品質情報を用いることで、通信品質の高いチャネルを第２チャネルとして選択する精度を向上させることができる。なお、このような処理を採用するか否かは任意である。

さらに、本実施形態のエネルギー管理装置１では、制御部１１は、要求信号を受信したときに、応答信号としてパケット（応答パケット）を送信し、当該パケットのペイロードにチャネル情報を含める処理を実行している。この処理では、要求信号に対する応答とチャネル情報の送信とを兼ねることができるため、チャネル変更処理に要する時間を短縮することができる。なお、このような処理を採用するか否かは任意である。

なお、制御部１１は、応答パケット（応答信号）を受信したときに、応答パケットのＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）を計測し、このＲＳＳＩが所定の閾値を上回るとチャネル情報を取得する処理を実行してもよい。所定の閾値は、予め記憶部１２に記憶させるのが望ましい。この処理では、他のエネルギー管理装置１のうち、通信状態の良好なエネルギー管理装置１からのチャネル情報のみを取得するため、チャネル変更処理において信頼性の高いチャネル情報を参照することができる。したがって、この構成では、より精度良く第２チャネルを選択することが可能になる。

ところで、本実施形態のエネルギー管理システム１００では、エネルギー管理装置１が無線通信の通信品質を計測して品質情報として記憶しているが、機器２が無線通信の通信品質を計測して品質情報として記憶する構成であってもよい。この場合、エネルギー管理装置１の制御部１１は、‘Ｓ３’の取得処理において、無線通信により機器２に対して品質情報を要求することで、品質情報を取得すればよい。機器２が記憶する品質情報としては、例えばＰＥＲ（Packet Error Rate,：パケットエラー率）や、ＣＣＡ（Clear Channel Assessment：空きチャネル評価）の成功回数（又はＣＣＡ成功率）などが挙げられる。その他、品質情報としては、例えば再送エラーの回数や、定期監視時のエラーの回数などが挙げられる。ここで、再送エラーとは、例えば機器２がエネルギー管理装置１に対して何らかの信号を送信して応答を求めたときに、一定時間を経過してもエネルギー管理装置１からの応答が無く、機器２が信号を再度送信する事象である。また、定期監視時のエラーとは、エネルギー管理装置１が定期的に生存を確認するための信号を機器２に対して送信するときに、一定時間を経過してもエネルギー管理装置１からの信号を機器２が受信しない事象である。

また、本実施形態のエネルギー管理システム１００において、機器２は、品質情報をエネルギー管理装置１に向けて送信すると、品質情報を消去する機能を有していてもよい。この機能の一例について説明する。判定処理において、エネルギー管理装置１は、機器２に対して品質情報を要求する処理を実行する。機器２は、この要求をトリガとして、品質情報をエネルギー管理装置１に向けて送信した後に品質情報を消去する。この構成では、判定処理毎に古い品質情報が消去されるので、制御部１１は新しい品質情報を用いて判定処理を実行することができ、機器２とエネルギー管理装置１との間の通信品質をより精度良く判定することができる。

また、本実施形態のエネルギー管理システム１００において、機器２は、電源を遮断する際に、その旨をエネルギー管理装置１に通知する機能を有していてもよい。例えば、空調設備２０が、ユーザにより電源を遮断される、又は予め設定された時間の経過により電源を遮断されると仮定する。このとき、空調設備２０は、電源を遮断する処理を実行する前に、電源が遮断される旨をエネルギー管理装置１に通知する。この構成では、機器２が動作しているか否かをエネルギー管理装置１が把握することができる。したがって、エネルギー管理装置１は、判定処理において、電源の入っていない機器２を除外することができ、当該機器２の品質情報が基準を満たさないと誤って判定されるのを回避することができる。このため、エネルギー管理装置１が誤って通信チャネルを変更したり、現在使用しているチャネル（第１チャネル）を誤って不適合チャネルとして登録したりするのを回避することができる。

１ エネルギー管理装置（通信装置）
１０ 通信部
１１ 制御部
１２ 記憶部
２ 機器（通信端末）

Claims (13)

1. 通信端末との間で通信チャネルを用いて無線通信を行う通信部と、
   前記無線通信の通信品質の基準を記憶する記憶部と、
   前記通信チャネルを変更するか否かを判定する判定処理と、前記通信チャネルを変更すると判定すると前記通信チャネルを現在使用している第１チャネルから第２チャネルに変更するチャネル変更処理とを実行する制御部とを備え、
   前記制御部は、前記判定処理において、前記無線通信の通信品質を表す品質情報を取得する取得処理と、前記品質情報と前記基準とを比較する比較処理とを実行し、前記品質情報が前記基準を満たさない場合に前記通信チャネルを変更すると判定し、且つ前記第１チャネルを不適合チャネルとして前記記憶部に記憶させ、
   前記チャネル変更処理において、前記通信チャネルの候補となる複数の候補チャネル毎に応答を要求する要求信号を送信する処理と、前記要求信号に対する応答信号を送信してくる他の通信装置の数を前記複数の候補チャネル毎に計数する処理と、前記他の通信装置が記憶する前記不適合チャネルを含むチャネル情報を取得する処理と、前記他の通信装置の数及び前記チャネル情報に基づいて前記第２チャネルを選択する処理とを実行する機能と、
   前記要求信号を送信する通信装置に向けて前記チャネル情報を送信する機能とを有することを特徴とする通信装置。
2. 前記制御部は、前記チャネル変更処理において、前記通信チャネルの候補となる複数の候補チャネルのうち前記不適合チャネルを除いたチャネルから、前記第２チャネルを選択することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記記憶部は、前記不適合チャネルを消去可能なパラメータとして記憶することを特徴とする請求項１又は２記載の通信装置。
4. 前記制御部は、所定の期間毎に前記取得処理を実行し、且つ前記比較処理において所定の回数連続して前記品質情報が前記基準を満たさない場合に前記通信チャネルを変更すると判定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の通信装置。
5. 前記記憶部は、前記基準、前記所定の期間、前記所定の回数のうち少なくとも１つを外部から変更可能なパラメータとして記憶することを特徴とする請求項４記載の通信装置。
6. 前記制御部は、前記要求信号を受信したときに、前記品質情報を前記チャネル情報に含めて送信することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の通信装置。
7. 前記制御部は、前記要求信号を受信したときに、前記応答信号としてパケットを送信し、当該パケットのペイロードに前記チャネル情報を含めることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の通信装置。
8. 前記制御部は、前記応答信号を受信したときに、前記応答信号の受信信号強度を計測し、当該受信信号強度が所定の閾値を上回ると前記チャネル情報を取得することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の通信装置。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載の前記通信装置であって、需要家において使用される前記通信端末である機器の制御及び監視を行う機能を有することを特徴とする管理装置。
10. 請求項９記載の前記管理装置と、前記機器とを有することを特徴とする管理システム。
11. 前記機器は、前記無線通信の通信品質を計測して前記品質情報として記憶する機能を有し、
    前記制御部は、前記取得処理において、前記品質情報を前記機器から取得することを特徴とする請求項１０記載の管理システム。
12. 前記機器は、前記品質情報を前記管理装置に向けて送信すると、前記品質情報を消去する機能を有することを特徴とする請求項１１記載の管理システム。
13. 前記機器は、電源を遮断する際に、その旨を前記管理装置に通知する機能を有することを特徴とする請求項１０乃至１２の何れか１項に記載の管理システム。

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