JP6429061B2

JP6429061B2 - 通信装置

Info

Publication number: JP6429061B2
Application number: JP2013238383A
Authority: JP
Inventors: 寺島　芳樹; 芳樹寺島
Original assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Current assignee: Toshiba Lighting and Technology Corp
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2018-11-28
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: JP2015100000A; US20150137996A1; EP2874130A1

Description

本発明の実施形態は通信装置、通信方法、および通信システムに関する。

ネットワークを介し、電力またはその他エネルギー情報を集計し可視化して提示するシステムが知られている。たとえば特許文献１では、宅内電力消費量の経時変化を表示するシステムを提供している。

しかし、特許文献１のようなシステムでは随時電力消費量の監視が必要であり、通信および機器の演算処理に負荷がかかる。特許文献２では、ユーザが所望するタイミングだけ最新の消費電力情報が得られる電力モニタリングシステムを提供している。また、特許文献３の蓄電池状態通知システムでは、蓄電池の状態を通知する頻度を、蓄電池状態の変化量によって決定させ、たとえば消費電力の変動が大きいときにより細かい情報を取得させている。

特許登録５００２８２０号特許公開２００９−２２９２８１号特許出願２０１１−２８４１５０号

しかしながら、特許文献２の電力モニタリングシステムでは、電力データの計測を所定周期ごとに行うため、情報粒度と処理負荷にトレードオフが発生する。

特許文献３の蓄電池状態通知システムでは、計測された機器状態の変化量に応じて通知頻度が決定されるため、機器状態が変化してから通知頻度の決定まで、すなわち機器状態の変動直前後の情報を細かい粒度で通知できない、という問題があった。

本実施形態は、計測機器からの計測情報に関する通知を受信するとともに、端末装置からの信号を受信する通信部と；前記端末装置から受信した信号内容によって前記計測機器の通知頻度を設定する通知設定部と；を備え、前記通信部は、制御命令を被制御機器に送信する機能をさらに有し、前記信号が、被制御機器に対する前記制御命令である場合、前記通知設定部は、前記通信部が前記制御命令を前記被制御機器に送信する前に、前記測機器の通知頻度を高く設定することを特徴とする通信装置を提供する。

本実施形態によれば、端末装置からの信号に応じて計測機器の通知頻度を変化させて計測情報を取得できる、という効果が期待できる。

本発明の実施形態にかかるシステムの構成図本発明の実施形態にかかる通信装置を示すブロック図第１の実施形態にかかるシステムの動作を示すフローチャート第２の実施形態にかかるシステムの動作を示すフローチャート第２の実施形態にかかるシステムの動作を示すフローチャート第３の実施形態にかかるシステムの動作を示すフローチャート

本発明にかかる実施形態の通信装置は、計測機器からの計測情報に関する通知を受信するとともに、端末装置からの信号を受信する通信部と；前記端末装置から受信した信号内容によって前記計測機器の通知頻度を設定する通知設定部と；を備えることを特徴とする。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかるシステムの構成を示すブロック図である。図１のシステムは、それぞれ有線または無線のネットワークを介して接続された、端末装置１と、通信装置２と、計測機器３と、被制御機器４とから構成されている。一つの通信装置２に対し、端末装置１、計測機器３と被制御機器４はそれぞれ複数あってもよい。なお、これら装置間には、任意の通信中継装置やプロトコル変換装置を介してもよく、装置間の通信手段はたとえば、ECHONET／ECHONET Lite、UPnP、HTTPなど任意のものであってもよい。

なお、端末装置１と通信装置２は、一体的に構成された一つの装置としてもよく、計測機器３と被制御機器４も、一体的に構成された一つの装置としてよい。つまり、これらは物理的に一つの装置あるいは別体で構成されて任意の通信手段で通信する複数の装置であってもよい。

端末装置１は、表示機能と、通信装置２に対し所定の信号を送受信する機能と、を備えた一般的な端末、たとえば、Webブラウザ搭載のPC、タブレット、テレビなどである。所定の信号とは、たとえば、通信装置２を介して計測機器３から電力情報を取得する信号や、通信装置２を介して被制御機器４の制御を行う制御命令などが考えられる。なお、前記表示機能と前記信号の送受信機能は、複数ある端末装置１に分散して備えられてもよい。あるいは、端末装置１は、通信装置２に対し所定の信号を送受信する機能を備えたスマートメータであってもよい。この場合、所定の信号とは、たとえば、電力会社から受け取ったデマンドレスポンス情報を含む信号などが考えられる。

ここで、デマンドレスポンス情報とは、電力供給者から受給者に対し電力消費量の抑制を促すための情報であり、実施するデマンドレスポンスの形態に応じて様々な情報が含まれる。たとえば、時間帯別に異なる電気料金を設定する料金ベースのものが挙げられる。このとき、デマンドレスポンス情報は時刻情報を含む。以下の説明において、時刻を含むデマンドレスポンス情報とは、電力消費量の抑制を促すための情報であって、抑制を促す時間帯の開始時刻および終了時刻等、またはいずれか一方の時刻を含んだ情報とする。本実施形態では、電気量の利用ピークである時間帯と、その時間帯に割高に設定される電気料金とが、時刻を含むデマンドレスポンス情報として電力会社から端末装置１あてに送信されるとする。

図２は、本実施形態にかかる通信装置２を示すブロック図である。通信装置２は、計測機器３からの計測情報に関する通知を受信する機能と、前記計測情報を保持する機能と、必要に応じて前記計測情報を任意の形式にてユーザに提供する機能と、を備えた通信部２１と、前記計測機器３からの通知頻度を設定する機能を備えた通知設定部２２と、被制御機器４を制御する制御部２３と、を有する装置である。また、制御部２３は一般的なHEMS機器として、デマンドレスポンス情報などによって被制御機器４を自動的に制御する機能を備えてもよい。

ここで、通知頻度とは、通知を行う周期としての時間間隔、あるいは通知を行う条件とする所定の状態値の変化の閾値などによって設定されてもよい。たとえば、「通知頻度を高く設定」する場合、通知間隔を30秒から10秒に変更する、あるいは、通知条件を瞬時電力消費量の変化値±30Wから±10Wに変更する、などといった手段で実現できる。また、複数の計測機器３が存在する場合、各計測機器３からの通知が非常に近いタイミングで発生してしまい、ネットワークの帯域、または、通信装置２の処理能力を超えてしまう、といった事態を抑制するよう、各計測機器３の通知頻度の合算値またはタイミングを調整してもよい。

計測機器３は、所定の計測情報を通信装置２に通知する装置であり、たとえば宅内の使用電力、使用電力量、発電装置によって発生した電力又は電力量、発生した電力と使用した電力との電力収支等の電力情報を計測する電力計測器である。前記計測機器３は、定期的に、または所定の状態値がある閾値を超えて変化したときに通信装置２に対し通知する。たとえば、計測機器３が宅内の使用電力を計測する場合には、その計測値を30秒ごとに通知してもよいし、ある単位時間内に計測している電力使用量が±30Wを超えて変化した場合に、その計測値を通知してもよい。

被制御機器４は、通信装置２の制御機能によって制御可能な機器である。また、被制御機器４は、その動作状態の変化によって計測機器３の計測値が変化するものであるとする。たとえば、停止状態から運転状態に切り替えた場合、電力計測装置が計測している電力使用量を増加させる、ネットワーク対応のエアコンなどである。

（第１の実施形態）
第１の実施形態では、端末装置１からの信号、たとえばユーザが端末装置１を介し通信装置２に電力情報の閲覧を要求したとき、通信装置２は前記電力情報を可視化した画面を端末装置１上で閲覧可能にする。本実施形態において、端末装置１は電力情報の変化状況を閲覧するWebブラウザ搭載のPCとし、通信装置２には計測機器から通知された電力情報にもとづいて可視化した閲覧画面を生成し提供するWebサーバ機能を有するとする。一般的に、過去の電力情報の履歴は大まかでもよいが、閲覧中の電力収支の情報は細かい粒度で提供するのが望ましい。この通信動作シーケンスを、図３を用いて説明する。

図３は、第１の実施形態にかかるシステムの通信動作を示すシーケンス図である。通常の状態では、計測機器３から低い頻度で通信装置２に対し計測情報に関する通知が行われている。ここで、ユーザが端末装置１のWebブラウザから通信装置２のWebサーバにアクセスしたとする。

通信装置２は、WebサーバへのHTTPアクセスを検知すると、計測機器３の通知頻度を高く設定した後に、電力情報の閲覧画面を生成し、端末装置１に送信する。ここで、通知頻度を高く設定するとは、たとえば、通信手段としてECHONET/ECHOENT
Liteを用いる場合、プロパティコードを「計測値の通知頻度」、プロパティ値を「通知時間間隔」または「通知を行う計測値の変化の閾値」と定義し、通常時の通知時間間隔が30秒である場合より小さい10秒を設定する、または、通常時の電力計測値の変化の閾値が±30Wである場合より小さい±10Wを設定してもよい。

なお、通信装置２は、計測機器３の通知頻度を高く設定したあと、通知頻度を下げる設定を行ってもよい。ここで、通知頻度を低く設定するとは、通常時の通知頻度に戻してもよいし、段階的に通知頻度を下げてもよい。この通知頻度を下げる設定のタイミングは、たとえば、閲覧画面を生成してから一定時間経過したとき、ユーザが電力情報の閲覧画面から別のWebページに遷移したとき、画面の閲覧に何等かの認証が必要でありその認証有効期間が過ぎたとき、などの情報によって判断することが考えられる。または、計測機器３が、通知頻度を高く設定されてから所定時間後、または所定通知回数後に、自動的に通知頻度を下げる機能を有してもよい。

（第１の実施形態の効果）
第１の実施形態によると、ユーザが電力情報を閲覧している間だけ平常時より細かい粒度で計測情報を得るため、常時通信および演算処理の負荷をかけず、細かく更新される情報を閲覧できる。ユーザはこれによって、リアルタイムに近い電力情報を閲覧しながら宅内機器を制御することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、端末装置１は電力会社からのデマンドレスポンス情報を受け取り、HEMS機能を備えた通信装置２に当該デマンドレスポンス情報を含む信号を転送する機能を備えたスマートメータであるとする。本実施形態において、たとえば「12:00〜14:00は電力単価が2倍」をデマンドレスポンス情報として説明する。一般的に、電力単価の変化時刻の前後では、宅内の機器をユーザが手動で制御、または通信装置２のHEMS機能によって自動制御されるため、家庭内の電力情報は大きく変化する。このため、電力単価の変化時刻前後での電力情報は、細かい粒度で計測することが好ましい。この通信動作を示すシーケンスを、図４を用いて説明する。

図４は、第２の実施形態にかかるシステムの通信動作を示すシーケンス図である。通常の状態では、計測機器３から低い頻度で通信装置２に対し計測情報に関する通知が行われている。ここで、電力会社からのデマンドレスポンス情報として、「12:00〜14:00は電力単価が2倍」といった情報が、スマートメータから通信装置２に伝えられたとする。

通信装置２は、前記デマンドレスポンス情報に含まれる時間帯情報の開始時刻12:00の所定時間前になると、計測機器３の通知頻度を高く設定する。ここで、通知頻度を高く設定するとは、たとえば、通信手段としてECHONET/ECHOENT
Liteを用いる場合、プロパティコードを「計測値の通知頻度」、プロパティ値を「通知時間間隔」または「通知を行う計測値の変化の閾値」と定義し、通常時の通知時間間隔が30秒である場合より小さい10秒を設定する、あるいは、通常時の電力計測値の変化の閾値が±30Wである場合より小さい±10Wを設定する。次に、通信装置２は、前記デマンドレスポンス情報に含まれる時間帯情報の終了時刻14:00の所定時間後になると、計測機器３に対し通知頻度を低く設定する。ここで、通知頻度を低く設定するとは、通常時の通知頻度に戻してもよいし、段階的に通知頻度を下げてもよい。

なお、図5のように、通信装置２は、前記電力単価が変化する時刻12:00の所定時間前になると、計測機器３の通知頻度を高く設定し、所定時間後、または所定通知回数後に、計測機器３は自動的に、または通信装置２によって、通知頻度を低く設定する、あるいは通知頻度を高く設定してから所定の時間ごとに段階的に通知頻度を下げるよう設定してもよい。さらに、電力単価が再度変化する時刻14:00の所定時間前に、通知頻度を再度高く設定してもよい。この場合も、通知頻度を高く設定した所定時間後、または所定通知回数後に、計測機器３は自動的に、または通信装置２によって、通知頻度を低く設定する、あるいは通知頻度を高く設定してから所定の時間ごとに段階的に通知頻度を下げるようにしてもよい。

また、通信装置２は、HEMS機器の機能として、デマンドレスポンス情報の内容に応じて、被制御機器４を自動的に制御してもよい。たとえば、ある時間帯の電力単価が平常時より高いという内容を受信すると、前記時間帯の開始時刻または開始時刻の所定時間前に所定の被制御機器４を消費電力が少ない状態に移行し、終了時刻または終了時刻の所定時間後に所定の被制御機器４を元の状態に戻す、などといった制御命令を自動的に、またはユーザの設定に応じて、被制御機器４に送信する機能を有してもよい。

なお、デマンドレスポンス情報を受信したときの通信装置２の動作は、通信装置２の出荷時に格納されていてもよいし、ユーザにより設定可能としてもよいし、ネットワークを介し任意の格納装置から得るようにしてもよい。

（第２の実施形態の効果）
第２の実施形態によると、デマンドレスポンス情報にあわせて、電力情報の変動が大きいと予想される時刻の前後、または時間帯内に、細かい粒度の計測情報を取得することができる。これによって、デマンドレスポンスによる省エネ効果をより正確に可視化しユーザに提供することができる。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、ユーザが端末装置１および通信装置２を介し、被制御機器４を制御する。本実施形態において、端末装置１はWebブラウザ搭載のタブレットとし、被制御機器４はECHONET/ECHONET
Lite対応エアコンとする。なお、前記タブレットはブラウザ上の操作内容を含む信号を通信装置２のWebサーバへ送信し、通信装置２が前記信号に応じ適切なECHONET／ECHONET Liteパケットを生成し、エアコンに当該制御パケットを送信することによって制御することができる。このため、端末装置１はECHONET／ECHONET Lite通信機能を有していなくてもよい。一般的に、宅内の使用電力はエアコン運転状況によって大きく変化するため、その運転または停止前後の電力情報は、細かい粒度で計測し提示可能とすることが好ましい。この通信動作を示すシーケンスを、図６を用いて説明する。

図６は、本発明の第３の実施形態にかかるシステムの通信動作を示すシーケンス図である。通常の状態では、計測機器３から低い頻度で通信装置２に対し計測情報に関する通知が行われている。

ここで、ユーザが、端末装置１のWebブラウザ上に表示された「エアコン操作画面」から「運転」ボタンを操作すると、「エアコン運転」という内容の操作情報を含む信号が端末装置１から通信装置２あてに、HTTPにて送信される。

通信装置２は、「エアコン運転」という操作情報を検知すると、まず、計測機器３の通知頻度を高く設定する。ここで、通知頻度を高く設定するとは、たとえば、通信手段としてECHONET/ECHOENT
Liteを用いる場合、プロパティコードを「計測値の通知頻度」、プロパティ値を「通知時間間隔」または「通知を行う計測値の変化の閾値」と定義し、通常時の通知時間間隔が30秒である場合より小さい10秒を設定する、あるいは、通常時の電力計測値の変化の閾値が±30Wである場合より小さい±10Wを設定してもよい。

続いて、通信装置２は、前記受信した「エアコン運転」という操作情報に対応する適切なECHONET/ECHONET
Lite制御パケットを生成し、被制御機器４、すなわちエアコンに当該制御パケットを送信する。このとき、計測機器３は既に高い通知頻度で通知を行っていることが好ましい。

前記通知頻度を高く設定をした所定時間後、または所定の通知回数後に、計測機器３は自動的に、または通信装置２によって、通知頻度を低く設定する、あるいは所定の時間ごとに段階的に通知頻度を下げる。

次に、ユーザが、端末装置１のWebブラウザ上に表示された「エアコン操作画面」から「停止」ボタンを操作すると、「エアコン停止」という内容の操作情報が端末装置１から通信装置２あてに、HTTPにて送信される。通信装置２は、「エアコン停止」という操作情報を検知すると、まず、計測機器３の通知頻度を高く設定する。続いて、通信装置２は、前記受信した「エアコン運転」という操作情報に対応する適切なECHONET/ECHONET
Lite制御パケットを生成し、被制御機器４、すなわちエアコンに当該制御パケットを送信する。このとき、計測機器３は既に高い通知頻度で通知を行っていることが好ましい。

前記操作情報に対応する通知頻度の設定ルールは、通信装置２の出荷時に格納されているとしてもよいし、ユーザにより設定可能としてもよいし、ネットワークを介し任意の格納装置から得るとしてもよい。

（第３の実施形態の効果）
第３の実施形態によると、通信装置は計測情報が変わり得る操作信号を検知したとき、計測値が変わる前に通知頻度を高く設定し、変動前後の計測情報を細かい粒度で取得することができる。これによって、被制御機器の操作による計測情報の変動がより正確に把握できる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。

たとえば、通信装置が計測機器の通知頻度を設定するのではなく、「通信装置が計測機器に問い合わせにいく頻度」を計測機器自身で設定してもよい。あるいは、計測機器が通知内容を一定量保存することが可能な記憶装置を持っている場合、「記憶装置に値を記録する頻度」を設定する、としてもよい。

さらに、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。たとえば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよいし、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１…操作端末
２…通信装置
２１…通信部
２２…通知設定部
２３…制御部
３…計測機器
４…被制御機器

Claims

計測機器からの計測情報に関する通知を受信するとともに、端末装置からの信号を受信する通信部と；
前記端末装置から受信した信号内容によって前記計測機器の通知頻度を設定する通知設定部と；
を備え、
前記通信部は、制御命令を被制御機器に送信する機能をさらに有し、
前記信号が、被制御機器に対する前記制御命令である場合、
前記通知設定部は、前記通信部が前記制御命令を前記被制御機器に送信する前に、前記測機器の通知頻度を高く設定することを特徴とする通信装置。
計測機器からの計測情報に関する通知を受信するとともに、端末装置からの信号を受信する通信部と；
前記端末装置から受信した信号内容によって前記計測機器の通知頻度を設定する通知設定部と；
を備え、
前記信号が、時刻を含むデマンドレスポンス情報である場合、
前記通知設定部は、前記時刻より前に前記計測機器の通知頻度を高く設定することを特徴とする通信装置。
計測機器からの計測情報に関する通知を受信するとともに、端末装置からの信号を受信する通信部と；
前記端末装置から受信した信号内容によって前記計測機器の通知頻度を設定する通知設定部と；
を備え、
前記信号が、開始時刻および終了時刻を含むデマンドレスポンス情報である場合、
前記通知設定部は、前記開始時刻より前に前記計測機器の通知頻度を高く設定し、前記終了時刻より後に前記計測機器の通知頻度を低く設定することを特徴とする通信装置。
前記計測機器に対し、所定の測定値が指定された閾値を超えて変化した時に計測情報を通知させるとともに、
前記通知設定部は、前記閾値を指定することにより通知頻度を設定する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一の通信装置。
前記通知設定部は、前記時間間隔を指定することにより通知頻度を設定する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一の通信装置。