JP6665244B2 - ターゲット装置を制御するためのネットワークシステム、プロトコル及び方法 - Google Patents

Description

〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１４年３月３日に出願された米国仮特許出願第６１／９４７，１２２号（代理人整理番号ＳＶＣ０００１ＵＳＰ１）、２０１４年６月２７日に出願された米国仮特許出願第６２／０１７，９６１号（代理人整理番号ＳＶＣ０００１ＵＳＰ２）、及び２０１４年１２月３日に出願された米国仮特許出願第６１／０８６，９７５号（代理人整理番号ＳＶＣ０００１ＵＳＰ３）の利益を主張するものであり、これらの各特許出願は引用により全体が本明細書に組み入れられる。

ほとんどの住宅及び建造物では、建造物の電力系統内に配線されたスイッチを切り替えることによって照明、ランプ又はその他の装置のオン及びオフの切り替えが行われる。このパラダイムでは、照明、器具、スイッチ及び装置の位置が、典型的には初期建築中に有資格の電気技師が設置する物理的配線の位置に基づく必要がある。いずれかの装置を移動させたい場合や、或いは装置の制御方法を変更したい場合、固定電源線を動かしたり、及び／又はさらなる固定電源線を這わせずにこれらの変更を行う実用的手段は存在しない。

構造物の電力系統に対する追加又は変更に伴う困難性は、建造物入居者に多くの不都合及び代償をもたらす。第１に、器具及びスイッチの位置は、入居者ではなく建築業者によって定められている。時間が経つにつれ、用途が変化して入居者が相次ぐことにより、建築業者が想定していた以外の異なる配置が必要になる。第２に、器具及び配線を移動させるには費用がかかり破壊的でもある。この移動のためには、建築専門家が壁及び天井に穴を空けて配線を移動させ、変更箇所を隠すために部屋全体を修復して塗装し直す必要がある。

本明細書に開示する実施形態では、照明用の電源、器具及びその他の装置は壁内に組み込まなければならないが、固定された高電圧配線からスイッチ機能及びスイッチを解放することができる。本発明のシステム、方法及びプロトコルは、バッテリ式無線制御スイッチ、コンピュータ及び携帯スマートフォンによる照明及びその他の電気及び電子装置の制御を可能にする。

従って、ターゲット装置を制御するためのネットワークシステム、方法及びプロトコルを提供する。プロトコルは、多くの低コスト装置間における無線ネットワークを介したピアツーピア通信を容易にし、集中コントローラによる通信ネットワークの管理、制御又は形成の必要性をなくして多対多の制御関係を可能にする。

いくつかの実施形態によれば、ネットワークシステムは、ネットワーク装置を構成して制御する初期化及び制御装置、ネットワークを介して受け取られるコマンドを受け取り、実装し、再ブロードキャストするアダプタ、及びユーザ入力を検知してアダプタに制御コマンドを通信するスイッチという３つの主なタイプの装置を含むことができる。一般的に言えば、初期化及び制御装置は、ネットワークシステムにおける所定の役割をアダプタ及びスイッチに学習させるために使用することができる。アダプタ及びスイッチは、一旦役割を学習すると、集中コントローラの存在又は不在に関わらず、互いにピアツーピア方式で直接通信することができる。

ネットワークシステムは、集中コントローラノードを必要とすることなくシステムにリモートインターフェイス能力を提供できるブリッジ装置をさらに含むことができる。ブリッジ装置は、他の構成されたネットワークコンポーネントにアクセスして操作するためのインターフェイスを提供するネットワークシステムのネットワークコンポーネントとして構成することができる。いくつかの実施形態では、ブリッジ装置を、インターネット接続装置を介して遠隔サーバと通信できるネットワークシステムの様々な他の装置と通信することができる無線装置として実装することができる。他の実施形態では、ブリッジ装置を、インターネットに直接接続して遠隔サーバと通信するブリッジコンポーネントとして構成することができる。ブリッジ装置は、例えばアダプタ又はスイッチなどのネットワークシステムの別の装置上に存在するソフトウェア又はファームウェアの形で実装することもできる。その後、いずれかのインターネット接続電子装置から遠隔サーバへの接続を通じて、ブリッジ装置のインターフェイスにアクセスしてネットワークシステムを制御することができる。

ネットワークを介して電気及び電子装置を初期化して操作する方法を開示する。この方法は、１又は２以上の初期化及び制御装置、アダプタ、スイッチ及び電気装置を有するネットワークシステムを準備するステップを含むことができる。方法は、初期化装置が、ネットワークシステムにおけるそれぞれの役割をアダプタ及びスイッチに学習させることができる初期化ステップをさらに含むことができる。初期化は、スイッチ及びアダプタの各々に対し、アドレス、どの装置に応答すべきか、スケジュール及びその他の動作を定めるステップを含むことができる。方法は、スイッチ及びアダプタが集中コントローラの存在又は不在に関わらず自律的に通信できる動作ステップをさらに含むことができる。

全体を通じて同じ部分を同じ参照文字によって示す添付図面と併せて以下の詳細な説明を検討すれば、本発明の上記の及びその他の態様及び利点がさらに明らかになるであろう。

いくつかの実施形態による、ターゲット装置を制御するネットワークシステムの概略図である。 いくつかの実施形態による被制御装置の概略図である。 いくつかの実施形態によるアダプタの概略図である。 図４Ａは、いくつかの実施形態による例示的なネットワークスイッチの様々な断面図であり、図４Ｂは、いくつかの実施形態による例示的なネットワークスイッチの様々な正面図であり、図４Ｃは、いくつかの実施形態による例示的なネットワークスイッチの様々な正面図である。 いくつかの実施形態による様々なネットワークシステムモードの画像表現である。 いくつかの実施形態による様々なネットワークシステムモードの画像表現である。 いくつかの実施形態による様々なネットワークシステムモードの画像表現である。 いくつかの実施形態による様々なネットワークシステムモードの画像表現である。 いくつかの実施形態による様々なネットワークシステムモードの画像表現である。 いくつかの実施形態による、ネットワークシステムの例示的な学習モード実装処理のフローチャートである。 いくつかの実施形態による、ネットワークシステムの例示的な動作処理のフローチャートである。 いくつかの実施形態による、ブリッジを用いたネットワークシステムの例示的な動作処理のフローチャートである。 いくつかの実施形態による、ソフトウェア同期クロックを提供する高レベル概略図である。 いくつかの実施形態による、例示的なソフトウェア同期クロック提供処理を示すフローチャートである。 いくつかの実施形態による、ＨＶＡＣシステムの快適性及び効率性を高めるネットワークシステムの概略図である。

電気及び電子装置を制御するためのネットワークシステム、プロトコル及び方法を提供する。スイッチを建造物の電力系統内の固定配線から解放する利点は多岐にわたる。例えば、家具の配置、部屋の使用形態、及び入居者の好みの変化に従ってスイッチを容易に移動できると同時に、配線及び再配線の費用及び混乱を低減又は回避することができる。さらに、複数の場所及び複数のコントローラから照明及び器具などの電気及び電子装置を制御することができる。建造物の固定配線計画を変更することなく、電気及び電子装置の制御方法を変更することもできる。

開示するプロトコル及び方法を用いて、様々な電気及び電子装置を制御するネットワークシステムを容易に実装することができる。例えば、ネットワークシステムは、照明器具、家電製品（例えば、食洗機、レンジ、洗濯機、ドライヤー、サーモスタット、空調装置、排水ポンプ、並びに電動式ヒータ及び暖炉）、娯楽及び生産性装置（例えば、テレビ、メディアプレーヤ、コンピュータ及びオーディオシステム）、セキュリティ装置（例えば、警報システム及びビデオ監視装置）、及び／又はその他のあらゆるタイプの電動装置又は機器を制御することができる。本明細書では、このような装置及び機器を「ターゲット装置」と呼ぶことができる。また、本明細書では、アダプタに結合されたターゲット装置を「被制御装置」と呼ぶことができる。

図１は、いくつかの実施形態による、ターゲット装置を制御するネットワークシステム１００の概略図である。ネットワークシステム１００は、１又は２以上の初期化／制御（「Ｉ／Ｃ」）装置１１０、スイッチ１２０、被制御装置１３０、及びブリッジ１６０を含むことができる。ネットワークシステム１００は、例えば、住居建築物又は商業建築物、テント又はトレーラなどのあらゆる好適な固定構造又は可動構造内に設置することができる。本明細書では、Ｉ／Ｃ装置１１０、スイッチ１２０、被制御装置１３０の一部とすることができるアダプタ及びブリッジ１６０を、「ネットワークコンポーネント」と呼ぶことができる。

いくつかの実施形態によれば、Ｉ／Ｃ装置１１０は、ネットワークシステム１００において二重機能の役割を果たすことができる。第１に、Ｉ／Ｃ装置１１０は、ネットワークシステム１００の全てのコンポーネント（例えば、スイッチ１２０、被制御装置１３０内のアダプタ、ブリッジ１６０、及び他のＩ／Ｃ装置１１０）を構成するために使用することができる。これらのシステムコンポーネントの構成については、以下で図５及び図９に関して詳細に説明する。しかしながら、一般的に言えば、ユーザは、１又は２以上のＩ／Ｃ装置１１０上で実行中のコンピュータプログラムと相互作用して、どのスイッチ１２０がどの被制御装置１３０を制御するかを定めたり、被制御装置１３０の自動スケジュール動作を定めたりなどの、所望のシステム機能を定めることができる。

第２に、Ｉ／Ｃ装置１１０は、様々なシステムコンポーネントの全部又は一部を制御するシステムコントローラとして使用することができる。従って、ユーザは、Ｉ／Ｃ装置１１０にインストールされたコンピュータプログラムと相互作用して、個々のスイッチ１２０及び／又は個々の被制御装置１３０を制御することができる。いくつかの実施形態では、ユーザが、コンピュータプログラムによって提供されるユーザインターフェイスと相互作用して、選択されたスイッチ１２０及び／又は個々の被制御装置１３０にコマンドを送信することができる。Ｉ／Ｃ装置１１０は、ネットワークシステム１００内に存在する１又は複数の被制御装置のタイプに適した様々な制御機能の制御を容易にすることができる。

Ｉ／Ｃ装置１１０として使用できる電子装置の例としては、スイッチ１２０及び被制御装置１３０と通信するあらゆる好適なタイプの電子装置を挙げることができる。例えば、Ｉ／Ｃ装置１１０としては、デジタルメディアプレーヤ、携帯電話機、スマートフォン、ポケットサイズパーソナルコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレット、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、及び／又は他のいずれかの好適な電子装置を挙げることができる。

Ｉ／Ｃ装置１１０とスイッチ１２０及び／又は被制御装置１３０との間の通信は、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）（例えば、８０２．１１プロトコル）、イーサネット（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線周波数システム（例えば、９００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ及び５．６ＧＨｚ通信システム）、セルラーネットワーク（例えば、ＧＳＭ（登録商標）、ＡＭＰＳ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＥＶ−ＤＯ、ＥＤＧＥ、３ＧＳＭ、ＤＥＣＴ、ＩＳ−１３６／ＴＤＭＡ、ｉＤｅｎ、ＬＴＥ、又は他のいずれかの好適なセルラーネットワーク又はプロトコル）、赤外線、ＴＣＰ／ＩＰ（例えば、各ＴＣＰ／ＩＰレイヤで使用されるプロトコルのうちのいずれか）、その他の比較的局所化された無線通信プロトコル、又はこれらの組み合わせなどの、本明細書で説明するプロトコル及び／又は他のいずれかの好適な有線又は無線インターフェイスを介して実行することができる。いくつかの実施形態では、有線パスと無線パスの組み合わせを介して通信を行うことができる。以下で図５〜図７に関してさらに詳細に説明するように、Ｉ／Ｃ装置１１０は、スイッチ１２０及び被制御装置１３０と直接的に通信することも、或いは、例えばＷｉ−Ｆｉ（登録商標）ルータなどの中間装置を介して間接的に通信することもできる。本明細書では、通信の実行に使用する１又は複数の特定の通信モードに関わらず、Ｉ／Ｃ装置１１０、スイッチ１２０、被制御装置１３０及びブリッジ１６０内に設けられる通信コンポーネントを「トランシーバ」と呼ぶことができる。

ネットワークシステム１００内には、ユーザ入力を検知して、この入力を１又は２以上の被制御装置１３０が実行する制御信号に変換するスイッチ１２０を設けることができる。制御信号は、スイッチのトランシーバを介して送信することができる。特定のスイッチによって生成される（単複の）制御信号のタイプは、このスイッチが制御するように構成された被制御装置に依存することができる。最も単純な例では、スイッチを、１又は２以上の被制御装置１３０の状態を切り替える（例えば、オン又はオフにする）ように構成することができる。従って、いくつかの実施形態では、スイッチ１２０が、１又は２以上の照明をオン及びオフに切り替えるように構成された１又は２以上の壁取り付け照明スイッチを含むことができる。スイッチ１２０は、例えば、照明調光器、ファンのコントローラ、サーモスタットのコントローラ、電気器具のコントローラ、及び／又は娯楽システムのコントローラなどのさらに複雑なスイッチを含むこともできる。これらのさらに複雑なスイッチは、物理制御要素（例えば、ダイヤル、スライダ及び／又はボタン）及び／又は仮想制御要素（例えば、オンスクリーンユーザインターフェイス要素）を利用して、１又は２以上の特定の被制御装置１３０に向けた制御信号を生成することができる。

いくつかの実施形態では、スイッチ１２０が、構造物の固定高電圧電力系統の外部の、例えばバッテリなどの１又は２以上の電源によって給電を受けることができる。構造物の電力系統からスイッチ１２０を物理的に分離すると、しばしば移動が非常に困難なこれらの物理的コンポーネントを構造物全体にわたってあらゆる便利な場所に配置できるという利点が得られる。さらに、ネットワークシステム１００にさらなるスイッチを追加する際には、このさらなるスイッチをネットワークシステム１００の範囲内に配置して、１又は２以上の被制御装置１３０を制御するように構成しさえすればよい。

構造物の既存の電力系統内に既に配線接続されている既存のスイッチは、建造物の電力系統によって給電を受け続けながら被制御装置１３０を制御するように構成することができると理解されたい。このような配線接続されたスイッチには、スイッチ１２０、被制御装置１３０、ブリッジ１６０及びＩ／Ｃ装置１１０間の通信を容易にするトランシーバを組み込むことができる。これらの実施形態では、従来の配線接続されているスイッチ機能を迂回してスイッチに一定の非切り替え電力を供給するために、被制御装置１３０及びスイッチ１２０の配線をわずかに変更するだけでよい。

被制御装置１３０は、ターゲット装置及びアダプタという２つの主要コンポーネントを含むことができる。上述したように、ターゲット装置は、制御可能ないずれかの好適な電気又は電子装置とすることができる。アダプタは、Ｉ／Ｃ装置１１０及び／又はスイッチ１２０によって生成された制御信号を受け取って実行する様々なコンポーネントを含むことができる。例えば、アダプタは、Ｉ／Ｃ装置１１０及び／又はスイッチ１２０からの制御信号及び／又は初期化信号を受け取るトランシーバ、中央プロセッサ、メモリ、アンテナ、回線電源スイッチ及び／又は調光回路、１又は２以上のセンサ（例えば、熱センサ、動きセンサ）、複雑な制御コマンド（例えば、速度制御、動き制御、又はその他の複雑なコマンド）を実行する制御出力インターフェイスのうちの１つ又は２つ以上を含むことができる。

アダプタのメモリには、様々なアダプタ設定及び動作を定める命令を記憶することができる。例えば、これら命令は、アダプタがどのＩ／Ｃ装置１１０及び／又はスイッチ１２０に応答すべきか、自動制御スケジュール、及び／又はその他の動作を定めることができる。以下で図５及び図９に関して詳細に説明するように、これらの命令は、初期化処理中にアダプタのメモリにロードすることができる。

ブリッジ１６０は、ネットワークシステム１００にリモートインターフェイスを提供して、ネットワークの様々なネットワークコンポーネントの遠隔操作を可能にすることができる。このようにして、たとえＩ／Ｃ装置１１０が範囲外に存在する場合でも、集中コントローラを必要とせずにネットワークシステム１００にアクセスして制御することができる。ブリッジ１６０は、例えばスイッチ１２０及び被制御装置１３０のようなさらに別のネットワークコンポーネントとして構成することもできるので、ネットワークシステム１００の遠隔制御に集中コントローラは不要である。従って、ブリッジ１６０は、ゲートウェイ又は中央アクセスポイントとしてではなく、ネットワークのネットワークコンポーネントとしてネットワークシステム１００へのアクセスを提供することができる。

従って、ブリッジ１６０は、ネットワークシステム１００と遠隔サーバとの間でメッセージを中継するように構成された低コストで単純な装置とすることができる。一般的に言えば、ブリッジ１６０は、たとえ遠隔装置がネットワークシステム１００の範囲外に存在している間でも、様々な構成されたネットワークコンポーネントの現在の状態を遠隔装置を介して遠隔的に見えるようにし、遠隔サーバ及びブリッジ１６０を介して、１又は２以上のネットワークコンポーネントの状態をモニタ及び／又は変更するコマンドをネットワークシステム１００に発行し、及び／又は一連のネットワークコンポーネントに一連のコマンドを送信することができる。ブリッジ１６０を介してネットワークシステム１００にアクセスする際に（例えば、ネットワークセキュリティを促すために）認められないことがある機能の例としては、ネットワークコンポーネントの追加、削除又は認証、ユーザ名、パスワード又はセキュリティキーの更新、ネットワークコンポーネントのＭＡＣアドレスの取得、及びネットワークコンポーネントグループ又はシーンの作成又は修正を挙げることができる。一般に、シーンは、１又は２以上の被制御装置１３０の予め設定された制御設定（例えば、午前６時にキッチンの全ての照明とコーヒーメーカーをオンにし、午後８時にリビングルームの全ての照明を落とし、午後５時にオーブンを予熱してステレオをオンにすること）として理解することができる。

ブリッジ１６０は、ネットワークのために設定されたプロトコルを用いて他の全てのネットワーク間の通信を可能にするトランシーバを含むことができる。ブリッジ１６０は、このトランシーバを介して、例えば、各ネットワークコンポーネントのアドレス及びその機能（例えば、コンポーネントがスイッチであるか、それとも被制御装置であるか、特定のコンポーネントが他のどのコンポーネントを制御し、又はどのコンポーネントに応答するか、など）を含め、ネットワーク１００の全てのネットワークコンポーネントを見通すことができる。また、ブリッジ１６０は、例えば、上述したインターフェイスのうちの１つ又は２つ以上などの有線又は無線インターフェイスを用いて外部ネットワーク（例えば、インターネット）を介して遠隔サーバに接続することができ、又は接続可能とすることができる。

この結果、遠隔装置が遠隔サーバに接続して、ブリッジ１６０を介してネットワークシステム１００にアクセスすることができる。遠隔装置が遠隔サーバに接続すると、遠隔サーバを通じて、ネットワークシステム１００に向けられたコマンドをブリッジ１６０のインターフェイスに中継することができる。ブリッジ１６０は、初期化処理中にネットワークシステム１００に固定されるので、ブリッジ１６０のためのさらなるセキュリティは不要とすることができる。遠隔サーバは、当業で周知の認証手順（例えば、パスワード、二要素認証など）を用いて不正アクセスから保護することができる。ブリッジ１６０は、遠隔サーバとの通信を容易にするルータに接続するように構成することができ、この構成では、遠隔サーバにログインするためのセキュリティ証明書をブリッジに与えることができる。

ブリッジ１６０は、中央プロセッサと、ネットワークシステム１００における役割を定めることができる命令を記憶するメモリとをさらに含むことができる。例えば、これらの命令は、遠隔装置がネットワークシステム１００の他のネットワークコンポーネントにアクセスできるようにするインターフェイスを定めることができる。従って、メモリは、例えば、どのスイッチ１２０がどの被制御装置１３０を制御するように構成されているかなどの様々なネットワークコンポーネント間の関係を含むデータベースを記憶して、スイッチ１２０及び被制御装置１３０の動作を可能にすることができる。命令は、初期化処理中にアダプタのメモリにロードすることができる。

インターフェイスは、遠隔装置がブリッジ１６０を介してネットワークシステム１００にアクセスするのを許可することができる。しかしながら、ネットワークのセキュリティを維持するために、インターフェイスの機能は、初期化処理中に予め定めた情報へのアクセスのみに限定することもできる。このようにして、遠隔ユーザは、遠隔サーバを通じてブリッジ１６０に接続し、ブリッジ１６０のデータベースに記憶されている構成データに従ってスイッチ１２０及び／又は被制御装置１３０を操作することができる。すなわち、ネットワークシステムのネットワークコンポーネントを遠隔的に制御できるようにする一方で、遠隔ユーザがブリッジ１６０を用いてネットワークシステム１００の構成を変更するのを防ぐことができる。ブリッジ１６０は、初期化処理中に、ネットワークを構成する権限を有するアカウント所有者によって構成することができ、動作のためにはネットワークの範囲内に存在しなければならないので、装置が別個のセキュリティアクセスを有したり、或いはネットワークのセキュリティキーを与えられる必要はない。従って、ネットワークシステム１００への遠隔アクセスは、遠隔アクセスを容易にするために集中コントローラ又は別の非ネットワークコンポーネント装置を必要とするシステムよりもはるかに安価かつ容易に可能にすることができる。

いくつかの実施形態では、ブリッジ１６０が、ネットワークシステム１００の他のネットワークコンポーネントとの通信を容易にするトランシーバ（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバ）と、例えばインターネットなどの外部ネットワークを介して遠隔サーバと通信することができる別個の装置（例えば、ＰＣ、タブレット又はラップトップコンピュータ）への通信インターフェイスとを含むことができる。１つの特定の例として、ブリッジ１６０を、例えば家庭用コンピュータなどのインターネット接続装置に接続できるユニバーサルシリアルバス（「ＵＳＢ」）「ドングル」として実装することができる。これらの実施形態では、別のネットワーク接続装置を用いて遠隔サービスに容易に接続できるので、ブリッジ１６０を比較的安価に製造できるという利点が得られる。しかしながら、遠隔サーバへのアクセスを維持するには、このネットワーク接続装置の電源をオンに保ち、外部ネットワークに接続したままにしておかなければならない。別の例では、ブリッジ１６０が、別個の装置との通信を容易にする第２のトランシーバ（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバ）を含むことができる。

別の実装では、ブリッジ１６０が、他のネットワークコンポーネントと通信するためのトランシーバ、及び外部ネットワークを介して遠隔サーバに接続する有線又は無線インターフェイスの両方を含むことができる。従って、ネットワークシステム１００への遠隔アクセスは、別個のネットワーク接続装置の利用可能性に依存しなくてもよい。１つの例として、ブリッジ１６０を、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバを介してネットワークシステム１００の他のネットワークコンポーネントと通信し、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）接続又は他の好適なインターネットへの有線又は無線ネットワーク接続（例えば、イーサネット（登録商標）、３Ｇ又は４Ｇ ＬＴＥ接続）を介して遠隔サーバと通信するスタンドアロン型装置とすることができる。ブリッジ１６０がＷｉ−Ｆｉ（登録商標）通信を行える場合には、Ｉ／Ｃ装置１１０を用いてＷｉ−Ｆｉ（登録商標）接続を構成することができる。例えば、ブリッジ１６０は、利用可能なＷｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワークのリストを認識し、（例えば、トランシーバを用いて）このリストをＩ／Ｃ装置１１０に提供し、Ｉ／Ｃ装置１１０から認証情報（例えば、パスワード）を受け取ることによって選択したＷｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワークに接続することができる。

さらなる実装では、例えば、（以下で詳細に開示する）１又は２以上のスイッチ１２０又はアダプタ１４０、或いは汎用ゲートウェイ装置のうちの１つなどのネットワーク１００の既存のネットワークコンポーネントを、ブリッジ１６０の機能を実行するように構成することもできる。これらの実施形態では、遠隔装置がネットワークシステム１００にアクセスして制御するのを許可するインターフェイスを提供するために、既存のネットワークコンポーネントにソフトウェア又はファームウェアをインストールすることができる。その後、ブリッジ機能を実装したネットワークコンポーネントは、ネットワークシステム１００の通信プロトコル、又は別の好適な有線又は無線通信プロトコル（例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標））のいずれかを用いて、例えば汎用ゲートウェイ又はルータなどの、外部ネットワークを介して遠隔サーバに接続する有線又は無線インターフェイスを有する装置と通信することができる。

図２は、いくつかの実施形態による、被制御装置１３０の概略図である。被制御装置１３０は、（図３にさらに詳細に示す）１又は２以上の電力／制御線１３６によってアダプタ１４０に結合されたターゲット装置１３２を含むことができる。アダプタ１４０は、ネットワークシステム（例えば、図１のネットワークシステム１００）における信号の送信及び／又は受信に関与することができるアンテナ１４２と、ターゲット装置１３２に向けられた制御信号を実行する電力／制御ユニット１４４とを含むことができる。

いくつかの実施形態では、アダプタ１４０のアンテナ１４２、並びにプロセッサ及びメモリなどの他の低電圧コンポーネントを、電力／制御ユニット１４４に収容された高電圧コンポーネントと別個に収容することができる。アンテナ１４２を高電圧コンポーネントと別個に収容すると、ターゲット装置１３２、電力／制御ユニット１４４、電力／制御線１３６、及び／又は被制御装置１３０の他のいずれかの高電圧コンポーネントによって生じるＲＦ干渉に起因する信号劣化を防ぐことができる。さらに、高電圧コンポーネントは、ターゲット装置１３２に適したサイズ及び形状を有する器具１３４内に配置することができる。例えば、ターゲット装置が埋め込み型照明である場合、器具１３４は、器具１３４の外部に位置するアンテナ１４２を干渉から保護できる缶体とすることができる。被制御装置１３０の高電圧コンポーネントを器具１３４内に収容すると、例えば電気的安全性の保証、視覚的隠蔽の改善及び利便性に役立つことができる。

電力／制御ユニット１４４は、アンテナ１４２において受け取られた制御信号を実行する中央プロセッサを含むことができる。中央プロセッサは、例えばソフトウェア及び／又はファームウェア命令の実行に基づいて動作を行うように構成されたマイクロプロセッサ、或いは様々な動作を行うように構成されたＡＳＩＣなどのいずれかの好適な処理装置とすることができる。中央プロセッサによって行われる動作は、電力／制御ユニット１４４のメモリとの間におけるデータの読み出し及び／又は書き込みを含むことができる。例えば、中央プロセッサは、初期化処理中に、アドレス、どの制御信号を実装すべきかのうちの１つ又は２つ以上に関する命令、及び／又は被制御装置１３０の自動的に実行されるスケジューリング命令を受け取ることができる。動作中、中央プロセッサは、ターゲット装置１３２の制御機能を実行するために、メモリに記憶された情報にアクセスすることができる。

アダプタ１４０は、アンテナ１４２において受け取られた信号を再送して、ネットワークシステムがピアツーピア、多対多の制御システムとして動作できるようにすることができる。すなわち、アダプタ１４０（及びネットワークシステム１００の他の全てのネットワークコンポーネント）は、単にアンテナ１４２において受け取られた制御信号を実行する他に、受け取った制御信号をネットワークシステムの他のコンポーネント（例えば、他のスイッチ、アダプタ及びブリッジ）に再ブロードキャストすることもできる。このようにして、ネットワークシステムは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルで使用される信号のような比較的短距離の無線信号を用いて動作することができる。

電力／制御ユニット１４４は、ターゲット装置１３２の単純な電力制御機能を実行する物理回路を含むことができる。例えば、ターゲット装置１３２が照明である場合、電力／制御ユニット１４４は、ターゲット装置１３２のオン／オフ及び調光制御をそれぞれ容易にする回線電力スイッチ及び／又は調光回路を含むことができる。さらに複雑なターゲット装置では、電力／制御ユニット１４４が、色、ファン速度、動作モードの変更などのさらに複雑な制御コマンドを実行する制御出力インターフェイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、電力／制御ユニット１４４を、多くの異なるタイプのターゲット装置を制御できる汎用コントローラとすることができる。しかしながら、他の実施形態では、結合されているターゲット装置１３２に利用できるタイプの制御機能のみを特異的に実行する専用の電力／制御ユニット１４４を設けることもできる。

図３は、いくつかの実施形態によるアダプタ１４０の概略図である。上述したように、中央プロセッサ１４５及びメモリ１４６は、アンテナ１４２と共に、電力／制御ユニット１４４とは別個に収容することができる。しかしながら、他の実施形態では、アンテナ１４２のハウジングに小型のフォームファクタを与えるために、中央プロセッサ１４５及び／又はメモリ１４６を電力／制御ユニット１４４内に制御回路と共に収容することもできる。

ターゲット装置（例えば、図２のターゲット装置１３２）のための電力信号及び制御信号は、電力／制御ユニット１４４内で生成し、電力／制御線１３６を介してターゲット装置１３２に送信することができる。電力／制御線１３６は、電力／制御ユニット１４４からターゲット装置に制御信号を運ぶための１又は２以上の制御線１３６ａと、電力／制御ユニット１４４からターゲット装置にＡＣ電力を運ぶためのＡＣ出力線１３６ｂと、構造物の固定電気配線システムからＡＣ電力を受け取るためのＡＣ入力線１３６ｃと、ＡＣ共通（中立）線１３６ｄとを含むことができる。電力／制御ユニット１４４内には、ＡＣ出力線１３６ｂを介して供給される平均電力を変化させることによって単純なオン／オフ又は調光制御を実装することができる。さらに複雑な制御コマンドは、中央プロセッサ１４５によって生成し、制御線１３６ａを介してターゲット装置の制御インターフェイスに運ぶことができる。ターゲット装置の利用可能な制御機能を実行するために、あらゆる好適な数の個々の制御線１３６ａを設けることができる。

図４Ａ〜図４Ｃは、いくつかの実施形態による、例示的なネットワークスイッチ１２０のそれぞれ断面平面図、正面平面図及び背面平面図である。スイッチ１２０は、ハウジング１２２と、入力センサ１２４と、バッテリ１２６と、通信ユニット１２８とを含むことができる。スイッチ１２０は、アダプタ１４０と同様に、ネットワークシステム（例えば、図１のネットワークシステム１００）内の他のコンポーネントに制御信号を送信、受信及び／又は再送するための、通信ユニット１２８内に収容できるアンテナを備えることができる。

いくつかの動作モードでは、スイッチ１２０が、入力センサ１２４においてユーザ入力を受け取ったことに応答した時点などの最初の時点に制御信号を生成することができる。入力センサ１２４は、例えば、単極スイッチ、双極スイッチ、多方向スイッチ、タッチ感知式スイッチ（例えば、タッチ感知式容量又は抵抗センサ）、調光器、ダイヤル又はスライダなどの、ユーザ入力を検知できるあらゆるタイプの装置とすることができる。入力センサ１２４は、被制御装置１３０などの他のネットワーク装置に制御信号を供給するための仮想インターフェイス要素（例えば、仮想ボタン、スライダ、ダイヤルなど）を有するタッチセンサ式ディスプレイ画面として具体化することもできる。スイッチ１２０によって生成される制御信号は、ネットワークシステム１００内の特定のアダプタ１４０にアドレス指定することができるが、このような信号は、範囲内の他の全てのスイッチ及びアダプタにブロードキャストすることもできる。この時、これらの他のスイッチ及びアダプタは、制御信号を実行することも、制御信号を無視することも、及び／又は制御信号をネットワークシステム１００のさらなるコンポーネントに再送することもできる。

他の動作モードでは、スイッチ１２０が、ネットワークシステム１００の他のコンポーネントによって生成された制御信号を受動的に受け取り、この制御信号を範囲内の他のスイッチ１２０及びアダプタ１４０に再送することができる。従って、たとえネットワークシステム１００が、いずれかの個々のネットワークコンポーネントによって送信された無線信号の範囲を超えて拡大した場合でも、最初のコンポーネントにおいて生成された制御信号は、最初の送信及びその後の再送を通じてネットワークシステム１００内の他の全てのコンポーネントに到達することができる。

いくつかの実施形態では、例えばＩ／Ｃ装置１１０、遠隔装置（例えば、ブリッジ１６０を介して）及び／又は他のスイッチなどの、ネットワークシステム１００の別のコンポーネントを介してスイッチ１２０を制御することができる。ユーザにとっては、特にスイッチが複数の被制御装置１３０を制御するように構成されている場合には、個々のアダプタ１４０を制御するよりも個々のスイッチを（例えば、Ｉ／Ｃ装置１１０を用いて）制御する方が大幅に便利になり得る。従って、スイッチ１２０は、単に制御信号を生成して再送することに加え、ネットワークシステム１００の他のコンポーネントから受け取られる制御信号を受け取って実行することもできる。

スイッチ１２０は、構造物の固定電気配線システムの外部の電源による給電を受けることができ、従ってスイッチ１２０の設置又は移動は、コストが高く破壊的な建築作業を伴わずに容易に行うことができる。外部電源は、例えばバッテリ１２６などのバッテリとすることができる。

しかしながら、いくつかの実施形態では、構造物の固定電気配線システム内に既に配線接続されている既存のスイッチに通信ユニット１２８を組み込んで、このようなスイッチとネットワークシステム１００の他のコンポーネントとの通信を可能にすることもできる。これらの実施形態では、スイッチ１２０が使用する制御機構を、対応する被制御装置１３０を制御するように修正するために、スイッチ１２０及び被制御装置１３０の配線をわずかに変更するだけでよい。例えば、機械的スイッチ要素による回路の開閉を可能にすることなく、通信ユニット１２８に定電力が流れるように単極照明スイッチを配線し直せばよい。むしろ、機械的スイッチ要素は、ネットワークシステム１００の他のネットワークコンポーネントに送信する信号を通信ユニット１２８に送信するように構成することができる。

通信ユニット１２８は、中央プロセッサ、メモリ及びトランシーバを含むことができる。これらのコンポーネントは、構造及び機能がアダプタ１４０の対応するコンポーネントに実質的に類似することができる。しかしながら、スイッチ１２０には被制御装置１３０の高電圧コンポーネントが存在しないので、トランシーバを他のスイッチコンポーネントと共に収容しても有害なＲＦ干渉に遭遇することはないと考えられる。

本明細書で開示するネットワークシステム、方法及びプロトコルには、学習モード、動作モード、遠隔モード及びコマンド転送モードという少なくとも４つの主要モードが存在する。これらの主要モードのうちの１つ又は２つ以上は、ネットワークシステムへの不正アクセスを防ぐためにパスワード保護することができる。図５は、学習モード５００の絵図である。ユーザアカウントが確立され、ユーザがネットワークシステム（例えば、図１のネットワークシステム１００）にアクセスして構成及び制御を行えるようになった後に、ユーザは、学習モード５００を開始することができる。

学習モード５００では、ユーザが、Ｉ／Ｃ装置（例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレット、又はスマートフォンなどの、図１のＩ／Ｃ装置１１０のうちの１つ）にインストールされたコンピュータプログラムを用いてネットワークシステムの１又は２以上の所望の構成を定め、ネットワークシステムの各コンポーネント（例えば、Ｉ／Ｃ装置１１０、スイッチ１２０及び被制御装置１３０）にその役割を学習させることができる。学習モード５００は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のマスタ／スレーブ通信セッションを介した、又は類似する通信プロトコルを用いた、Ｉ／Ｃ装置と構成対象のネットワークコンポーネントとの間の装置間通信セッションを利用することができる。

Ｉ／Ｃ装置に正しいネットワークコンポーネントが接続されて学習の準備が整うことを確実にするために、ネットワークシステム内の各スイッチ及びアダプタは、装置間通信セッションにおいて正しいネットワークコンポーネントが接続されていることをユーザが確認できるようにするインジケータ（例えば、視覚及び／又は可聴信号）を有することができる。いくつかの実施形態では、以下の仕様に従って点滅するＬＥＤの形で例示的な視覚信号を出力することができる。

スイッチの仕様
学習モード５００は、ネットワークシステムの各スイッチのアドレスを設定するために、以下のＴｅａｃｈ＿ＩＤプロトコルを利用することができる。
表１：スイッチＩＤ学習サービス

このスイッチＩＤ学習サービスを用いて、ネットワークシステムに１又は２以上のスイッチ（例えば、図１のスイッチ１２０）を追加することができる。このサービスは、「未要求の」、すなわち未だネットワークシステムの一部として構成されていないスイッチに対して行うことができる。スイッチは、上記の表にＴｅａｃｈ＿Ｉｄｓ＿Ｒｑ＿Ｐ１特性として示すネットワークシステムのアドレスをネットワークコンポーネントのメモリに書き込むことによってネットワークシステムに関連付けることができる。その後、構成するネットワークコンポーネントに、ネットワークシステム内でスイッチをアドレス指定するための一意の装置ＩＤを割り当てることができる。装置ＩＤは、ネットワークシステムにネットワークコンポーネントが追加された時に、各ネットワークコンポーネントに連続的に、無作為に又は別様に割り当てることができる。いくつかの実施形態では、ユーザがスイッチの装置ＩＤを手動で定めることができ、このことは、ネットワークコンポーネントを構成する前にネットワークシステムの制御動作を定める状況において有用となり得る。

任意に、ネットワークシステムは、１又は２以上のパスワード保護レベルを有するように構成することができる。具体的には、ネットワークシステムの１又は２以上のコンポーネントは、管理者（ａｄｍｉｎ）パスワード及び１又は２以上のユーザパスワードによって保護することができる。管理者パスワードを有するユーザには、ネットワークシステム構成の全ての態様を規定又は変更する完全な権利を与えることができるのに対し、個人的ユーザ権利しか有していないユーザは、これよりも制限することができる。例えば、管理者は、新たなネットワークコンポーネントを追加して構成することや、ネットワークシステムからネットワークコンポーネントを削除することや、ネットワークコンポーネントをリセットすることや、ネットワークシステム診断を実行することなどを行う権利を有することができるのに対し、個人ユーザには、特定のスイッチに対応する（単複の）被制御装置の追加又は構成を行う権利のみを与えることができる。さらに、異なるユーザには、ネットワークシステムの態様を規定又は変更するための異なるレベルの権利を認めることができる。ユーザ及び／又は管理者パスワードは、スイッチＩＤ学習サービス中に提供して、スイッチＩＤ学習サービスを実行しているユーザが望ましい行動を取るための正しいクレデンシャルを有することを確実にすることができる。

スイッチが追加されると、以下のＴｅａｃｈ Ｔａｒｇｅｔプロトコルを用いて、ネットワークシステムにおけるその役割を定めることができる。
表２：Ｔａｒｇｅｔ学習サービス

Ｔａｒｇｅｔ学習サービスは、ネットワークシステムに追加された、又はネットワークシステムによって要求された（すなわち、ネットワークコンポーネントのロケーションＩＤがネットワークシステムに対して正しく定められている）いずれかのスイッチに対して実行することができる。具体的には、Ｔａｒｇｅｔ学習サービスを用いて、スイッチがどの（単複の）被制御装置を制御できるかを定めることができる。従って、ユーザは、Ｔａｒｇｅｔ学習サービス中に、特定の被制御装置の装置ＩＤとして、又は一群の被制御装置に割り当てられるグループＩＤとしてＴｅａｃｈ＿Ｔａｒｇｅｔ＿Ｒｑ特性を定めることができる。その後、Ｔａｒｇｅｔ学習サービスは、Ｔｙｐｅ Ｆｌａｇを設定し、このフラグが、アドレスが装置ＩＤであることを示すか、それともグループＩＤであることを示すかに基づいて正しいアドレスを解決することができる。

いくつかの実施形態では、スイッチを、ジェスチャに基づく入力を受け取るように構成することができる。以下の表に、スイッチ（例えば、図４Ａ〜図４Ｃのスイッチ１２０）に入力を行うための一連の例示的なジェスチャを示す。
表３：例示的なスイッチジェスチャ定義

この結果、ユーザは、Ｉ／Ｃ装置１１０のうちの１つとスイッチ１２０の各々との間の装置間通信セッションを開始することができる。通信セッション中には、定められた（単複の）構成に基づいて、各スイッチ１２０に、ネットワークシステムにおける識別に使用するアドレスを割り当てることができる。各スイッチ１２０には、他のどのネットワークコンポーネント（例えば、Ｉ／Ｃ装置１１０、ブリッジ１６０及び／又はスイッチ１２０）を制御すべきかを、例えばネットワークシステム内のこれらのコンポーネントのアドレスに基づいて学習させることもできる。いくつかの実施形態では、同様のサービスを用いて、時間に基づくオン／オフ切り替え動作などの自動スケジュール動作をスイッチ１２０に学習させることもできる。

アダプタの仕様
学習モード５００は、ネットワークシステムの各アダプタのアドレスを設定するために以下のＴｅａｃｈ＿ＩＤプロトコルを利用することができる。
表４：アダプタＩＤ学習サービス

このアダプタＩＤ学習サービスを用いて、ネットワークシステムに１又は２以上のアダプタ（例えば、図２のアダプタ１４０）を追加することができる。このサービスは、「未要求の」、すなわち未だネットワークシステムの一部として構成されていないアダプタに対して行うことができる。アダプタは、上記の表にＡｄａｐｔｏｒ＿Ｔｅａｃｈ＿Ｉｄｓ＿Ｒｑ特性として示すネットワークシステムのアドレスをネットワークコンポーネントのメモリに書き込むことによってネットワークシステムに関連付けることができる。その後、構成するネットワークコンポーネントに、ネットワークシステム内でアダプタをアドレス指定するための一意の装置ＩＤを割り当てることができる。スイッチの装置ＩＤの割り当てと同様に、アダプタの装置ＩＤも、ネットワークシステムにネットワークコンポーネントが追加された時に、各ネットワークコンポーネントに連続的に、無作為に又は別様に割り当てることができる。いくつかの実施形態では、ユーザがアダプタの装置ＩＤを手動で定めることができ、このことは、ネットワークコンポーネントを構成する前にネットワークシステムの制御動作を定める状況において有用となり得る。

いくつかの実施形態では、アダプタＩＤ学習サービスを用いて、アダプタに要求コードを割り当てることができる。この要求コードは、ネットワークシステムから削除するアダプタを識別するために使用する識別子とすることができる。

スイッチと同様に、個々のアダプタもパスワードで保護することができる。適用可能なパスワードは、ネットワークコンポーネントにアクセスしようと試みるユーザを認証できるようにアダプタのメモリに保存することができる。

いくつかの実施形態では、アダプタをグループ化して、単一のスイッチに複数の被制御装置（例えば、１つの室内の複数の照明）を制御させることが望ましい状況を可能にすることができる。１又は２以上の被制御装置を（例えば、三路スイッチとして動作する）２又は３以上のスイッチによって制御させることが望ましい場合にも、スイッチに対して同様のサービスを行うことができる。
表５：グループＩＤ学習サービス

学習モード５００では、グループＩＤ学習サービスを用いて、アダプタをグループＩＤに関連付けることができる。ユーザは、Ｔｅａｃｈ＿Ｉｄｓ＿Ｒｑ＿Ｐ２特性を用いて、２又は３以上のネットワークコンポーネントのグループＩＤを定めることができる。いくつかの実施形態では、グローバルＩｄ特性が存在しないこともあり、従って装置ＩＤ特性に共用アドレスを読み込むことによって複数のネットワークコンポーネントをグループ化することができる。

学習モード５００では、ユーザが、ネットワークシステム内の各アダプタの自動動作を定めることもできる。以下の２つの表に示す例示的な学習可能な動作は、日時の設定、日々のタイミング動作、及びこれらのタイミング動作をユーザが在宅中であるか、それとも外出中であるかによって異ならせるかどうかなどの、アダプタ動作の制御、並びに、例えばオン／オフ命令、カラーバランス及び調光命令を含む制御仕様を含むことができる。
表６：アダプタ時刻設定サービス

表７：アダプタスケジュール学習サービス

表８：在宅及び外出学習サービス

この結果、ユーザは、被制御装置１３０の各々との装置間通信セッションを開始することができる。通信セッション中には、定められた（単複の）構成に基づいて、各被制御装置１３０に、ネットワークシステムにおける識別に使用するアドレスを割り当てることができる。いくつかの実施形態では、各被制御装置１３０に、他のどのネットワークコンポーネント（例えば、Ｉ／Ｃ装置１１０、ブリッジ１６０及び／又はスイッチ１２０）に応答すべきかを、例えばネットワークシステム内のこれらのコンポーネントのアドレスに基づいて学習させることもできる。さらに、各被制御装置１３０には、時間に基づくオン／オフ、カラーバランス及び調光動作などの自動スケジュール動作を学習させることもできる。

いくつかの実施形態では、いずれかのスイッチ又は被制御装置をネットワークに追加する前に、ネットワークシステムの１又は２以上の所望の構成を定めることができる。例えば、ユーザは、Ｉ／Ｃ装置を用いて、ネットワークシステムの一部となることが予想されるネットワークコンポーネントのアドレス及び制御動作を定めることによってネットワーク構成を設定することができる。従って、ユーザは、ネットワークシステムが最初に１５個のスイッチと１０個の被制御装置とを含むことが分かっている場合、（１）各スイッチ及び各被制御装置のアドレスを定め、（２）どの１又は複数のスイッチに対応すべきかを被制御装置毎に定め、（３）どの１又は複数の被制御装置を制御すべきかをスイッチ毎に定めることができる。その後、Ｉ／Ｃ装置は、特定のネットワークコンポーネントの装置間通信セッション中に、被制御装置の装置ＩＤ／グループＩＤが既に確立されているかどうかに関わらず、Ｉｄ学習サービス及びＴａｒｇｅｔ学習サービスを両方同時に実行することができる。従って、Ｉ／Ｃ装置とネットワークシステム内の他の各ネットワークコンポーネントとの間の装置間通信セッションを確立し、その間に（例えば、Ｉｄ学習サービスを介して）アドレス、（例えば、Ｔａｒｇｅｔ学習サービスを介して）他のどのネットワークコンポーネントを制御すべきか、及び自動的にスケジュールされた制御動作などの他の様々な動作を各ネットワークコンポーネントが「学習する」ようにすることができる。

ユーザは、各１又は２以上のブリッジ１６０との装置間通信セッションを開始することもできる。通信セッション中には、定められた（単複の）構成に基づいて、各ブリッジ１６０に、ネットワークシステムにおける識別に使用するアドレスを割り当てることができる。ブリッジ１６０は、例えばスイッチ１２０と被制御装置１３０との間のマッピングを含むことができる、ネットワークシステム１００の構成を含むデータベースを記憶することもできる。

学習モード中には、さらなるＩ／Ｃ装置１１０を、１又は２以上のネットワークコンポーネントを制御するように構成することができる。Ｉ／Ｃ装置の各々は、ネットワークシステム内のネットワークコンポーネントの全部又は一部を制御することができる。１つの特定の例では、構造物内に居住するスマートフォンを持った子どもに対し、スマートフォンを用いて自分の部屋の照明を制御することは許可するものの、スマートフォンを用いて、例えばオーブン、レンジ、電気自動車の充電器、食洗機、或いはかまど、排水ポンプ又は給湯器などの他の重要なシステムコンポーネントを制御することを制限することができる。

図６は、いくつかの実施形態による動作モード６００の絵図である。ネットワークシステムは、各ネットワークコンポーネントにネットワークシステム内での役割を学習させた後、動作モード６００に入ることができる。動作モードは、Ｉ／Ｃ装置、集中コントローラ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワーク又はインターネット接続の存在又は不在に関わらず、スイッチとアダプタが互いに通信できる自律状態とすることができる。例えば、スイッチ１２０は、被制御装置１３０のオン／オフ切り替え、調光、速度変更、動作優先順位の調整、又は他の制御機能の実行を行うための制御信号を生成してアダプタ１４０に送信することができる。なお、スイッチ１２０及びアダプタ１４０は、Ｉ／Ｃ装置１１０が存在せずに通信することができるが、これらの装置は、個々のアダプタ、一群のアダプタ、個々のスイッチ又は一群のスイッチに制御信号を送信することもできる。

図７Ａは、いくつかの実施形態による遠隔モード７００Ａの絵図である。遠隔モード７００Ａは、学習モード５００及び／又は動作モード６００の別の実装を表すことができる。遠隔モード７００Ａでは、例えばホームルータなどのインターネット接続装置が、インターネット又はその他のソースを介して受け取った制御信号を、スイッチ１２０及びアダプタ１４０のための制御信号を生成できる送信機によって送信される無線コマンドに変換することができる。このようにして、学習モード５００及び動作モード６００を遠隔位置から制御することができる。

図７Ｂは、いくつかの実施形態による遠隔モード７００Ｂの絵図である。遠隔モード７００Ｂでは、遠隔装置（例えば、遠隔サーバ１６２と通信できるＩ／Ｃ装置１１０又は他のいずれかの電子装置）が遠隔サーバ１６２、インターネットなどの外部ネットワーク及びブリッジ１６０を介してネットワークシステム１００に遠隔的にアクセスすることができる。学習モード５００中にネットワークシステム１００のネットワークコンポーネントとして構成できるブリッジ１６０は、ネットワークシステム１００の他のネットワークコンポーネントと通信するトランシーバと、外部ネットワークへの有線又は無線インターフェイスとを有するスタンドアロン型装置として、或いは、例えばＰＣなどの中間のネットワーク接続装置を介して外部ネットワークに接続できる「ドングル」タイプの装置として実装することができる。いずれの場合にも、Ｉ／Ｃ装置１１０又は他のいずれかの好適なネットワーク接続装置は、ネットワークシステム１００の様々なネットワークコンポーネントを制御するために遠隔サーバ１６２を介してブリッジ１６０に接続することができる。

図８は、いくつかの実施形態によるコマンド転送モード８００の絵図である。スイッチ１２０及びアダプタ１４０は、学習モード５００、動作モード６００、遠隔モード７００Ａ又は遠隔モード７００Ｂ中に、制御信号又はその他のメッセージを再送して、直接的な装置間通信の範囲から外れていたはずのコンポーネントにコマンドが到達できるようにすることにより、１つのネットワークコンポーネントから別のネットワークコンポーネントに制御信号を転送することができる。この転送は、単純にメッセージを再ブロードキャストすることによって行われ、個々のスイッチ１２０又はアダプタ１４０を具体的にアドレス指定する必要性、又は個々のスイッチ１２０又はアダプタ１４０との双方向通信セッションを確立する必要性をなくすことができる。

図９は、いくつかの実施形態による、ネットワークシステムの例示的な学習モード実装処理９００のフローチャートである。処理９００は、ステップ９０１から開始し、少なくとも１つのＩ／Ｃ装置（例えば、図１のＩ／Ｃ装置１１０のうちの少なくとも１つ）、少なくとも１つのスイッチ（例えば、図１のスイッチ１２０のうちの少なくとも１つ）、及び少なくとも１つの被制御装置（例えば、図１の被制御装置１３０のうちの少なくとも１つ）を含むネットワークコンポーネントを有するネットワークシステム（例えば、ネットワークシステム１００）を準備することができる。Ｉ／Ｃ装置は、本明細書に開示するプロトコル又は他のいずれかの好適な有線又は無線通信プロトコルを用いて、（単複の）スイッチ及び（単複の）被制御装置と通信できるあらゆるタイプのコンピュータ装置を含むことができる。これらのスイッチは、１又は２以上の被制御装置の動作を制御するようにＩ／Ｃ装置によって制御することができる。被制御装置は、アダプタ（例えば、図２のアダプタ１４０）に通信可能に結合されたいずれかの好適な制御可能装置を含むことができる。

ステップ９０３において、ネットワークコンポーネントの所望の制御動作を定めることができる。所望の制御動作を定めるステップは、ネットワークシステムに追加すべきアダプタとスイッチとの間のマッピングを構築するステップを含むことができる。例えば、ユーザは、Ｉ／Ｃ装置を用いて、ネットワークシステムに追加すべき各スイッチ及び各被制御装置のアドレス、各アダプタがどの１又は複数のスイッチに応答するかについてのマッピング、各スイッチがどの１又は複数の被制御装置を制御すべきかについてのマッピングのうちの少なくとも１つを定めることによってネットワーク構成を設定することができる。ステップ９０３は、このステップが任意であることを示すように破線で示している。具体的には、ネットワークコンポーネントを構成する前にネットワークシステムの所望の制御動作が定められていない実施形態では、処理９００は、ステップ９０１から直接ステップ９０５に進むことができる。

ステップ９０５において、ネットワークコンポーネントとＩ／Ｃ装置との間のマスタ／スレーブ通信セッション中に、各ネットワークコンポーネントにネットワークシステム内のアドレスを学習させることができる。各ネットワークコンポーネントにそのアドレスを学習させるステップは、（例えば、スイッチＩＤ学習サービス及びアダプタＩＤ学習サービスを用いて）Ｉ／Ｃ装置とネットワークシステム内の各スイッチ及びアダプタとの間の装置間通信セッションを確立するステップと、ネットワークコンポーネントにネットワークシステムのロケーションＩＤを関連付けるステップと、ネットワークコンポーネントに一意のアドレスを割り当てるステップとを含むことができる。

ステップ９０７において、各スイッチに、どの（単複の）被制御装置（すなわち、ターゲット）を制御すべきかを学習させることができる。ステップ９０７は、例えば上述したＴａｒｇｅｔ学習サービスを用いて行うことができる。いくつかの実施形態では、アダプタにも、（例えば、１又は２以上のスイッチからの制御を実行するようにアダプタに指示するＴａｒｇｅｔ学習サービスと同様のサービスを用いて）どの（単複の）スイッチの制御信号を実行すべきかを学習させることができる。図５に関して上述したように、ターゲットは、単一のアダプタとして（すなわち、装置ＩＤを用いて）、又は一群のアダプタに対して（すなわち、グループＩＤを用いて）定めることができる。

ステップ９０９において、各アダプタにグループＩＤを学習させることができる。アダプタには、例えば上述したグループＩＤ学習サービスを用いてグループＩＤを学習させることができる。ステップ９０９は、このステップが任意であることを示すように破線で示している。例えば、被制御装置のグループが定められていない場合、ステップ９０９は省略することができる。

ステップ９１１において、各アダプタに、１又は２以上のスケジュール動作を学習させることができる。スケジュール動作は、上述したアダプタ時刻設定サービス、アダプタスケジュール学習サービス及び在宅／外出学習サービスを用いて学習させることができる。ステップ９０９は、このステップが任意であることを示すように破線で示している。例えば、スケジュール動作が定められていない場合、ステップ９０９は省略することができる。いくつかの実施形態では、上述したアダプタの動作をスケジュールするサービスと同様のサービスを用いて１又は２以上のスイッチにスケジュール動作を学習させることもできる。

図１０は、いくつかの実施形態による、ネットワークシステムの例示的な動作処理１０００のフローチャートである。処理１０００は、ステップ１００１から開始し、Ｉ／Ｃ装置、スイッチ及び被制御装置を含むネットワークコンポーネントを有するネットワークシステム（例えば、図１のネットワークシステム１００、Ｉ／Ｃ装置１１０、スイッチ１２０及び被制御装置１３０）を準備することができる。いくつかの実施形態では、図９の処理９００を用いてネットワークシステムを構成することができる。

ステップ１００３において、ネットワークシステムの全てのネットワークコンポーネントに制御信号をブロードキャストすることができる。制御信号は、例えば１つのスイッチ又は１つのＩ／Ｃ装置から送信することができ、（例えば、装置ＩＤを用いて）被制御装置のアダプタ又は（例えば、グループＩＤを用いて）一群のアダプタにアドレス指定することができる。いくつかの好ましい実施形態では、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの短距離無線通信プロトコルを用いて、Ｉ／Ｃ装置又はスイッチのトランシーバから制御信号を送信することができる。これらの実施形態では、たとえ最初に１又は２以上のネットワークコンポーネントが制御信号の発信元であるＩ／Ｃ装置又はスイッチの通信範囲外に存在する場合でも、制御信号がネットワークシステムの全てのネットワークコンポーネントに伝搬できるように、ネットワークシステムの各ネットワークコンポーネントが制御信号を受け取って再送することができる。このようにして、集中コントローラを必要とせずにネットワークシステムの制御を行うことができる。

ステップ１００５において、制御信号のアドレス指定先である少なくとも１つの被制御装置が制御信号を実行することができる。制御信号が単一のアダプタにアドレス指定されている場合、このアドレス指定されたアダプタがその関連するターゲット装置を介して制御信号を受け取って実行することができる。一方で、制御信号が一群のアダプタにアドレス指定されている場合には、各アダプタがその関連ターゲット装置を介して制御信号を受け取って実行することができる。

図１１は、いくつかの実施形態による、例示的なブリッジ構成処理１１００のフローチャートである。ステップ１１０１において、ネットワークコンポーネントは、ネットワークシステムのブリッジとして機能するための構成命令を受け取ることができる。図１に関して上述したように、ブリッジ（例えば、ブリッジ１６０）は、ネットワークシステムの既存のネットワークコンポーネント（例えば、ネットワークシステム１００のスイッチ１２０又はアダプタ１４０）、外部ネットワークに接続された装置（例えば、インターネットに通信可能に結合されたデスクトップコンピュータ）を通じて遠隔サーバと通信できるドングルタイプの装置、或いはネットワークシステムの通信プロトコルを介して他のネットワークコンポーネントと通信できるとともに、別個の通信インターフェイス（例えば、ホームルータへのＷｉ−Ｆｉ（登録商標）接続）を介して外部ネットワークとも通信できるスタンドアロン型コンポーネントとすることができる。

ブリッジを構成する初期化処理は、上述した初期化／制御装置を用いてネットワークシステムの他のネットワークコンポーネントを初期化するために使用する処理に類似することができる。従って、ブリッジは、ネットワークシステムの他のネットワークコンポーネントにアクセスして制御信号を送受信することができ、これによってブリッジに通信可能に結合された遠隔装置がネットワークコンポーネントを遠隔的に制御できるようにすることができる。一方で、ブリッジの初期化処理は、外部ネットワークへの利用可能な接続をスキャンする要求をブリッジにおいて受け取るステップと、外部ネットワーク及び／又は遠隔サーバにアクセスするために必要となり得るいずれかの認証クレデンシャルをブリッジに提供するステップとを含むこともできる。これらの追加ステップは、ブリッジをネットワークシステムのネットワークコンポーネントとして構成するために使用する初期化／制御装置などの初期化／制御装置を用いて実行することができる。

ステップ１１０３において、ブリッジは、外部ネットワークへの利用可能な接続をスキャンすることができる。ブリッジがＷｉ−Ｆｉ（登録商標）通信インターフェイスを備えている実施形態では、利用可能なＷｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワークをスキャンできるＷｉ−Ｆｉ（登録商標）エンドポイントにブリッジを割り当てることができる。所望のＷｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワークが選択されると、ブリッジは、必要に応じて、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）ネットワークに接続するための認証クレデンシャルを受け取ることができる。ブリッジがＥｔｈｅｒｎｅｔ接続などの有線接続を備えている実施形態では、追加認証を伴わずに外部ネットワークへの接続を利用することができる。同様に、ブリッジが、外部ネットワークへの接続が確立されている別の装置と通信するドングルタイプの装置として具体化されている場合、ブリッジ装置は、外部ネットワークに接続するための追加認証を必要としなくてもよく、従ってネットワークシステムのネットワークコンポーネントとして構成されるだけでよい。

ステップ１１０５において、ブリッジは、外部ネットワークを介して遠隔サーバに接続することができる。遠隔サーバは、ソフトウェア、ファームウェア、及び／又は、例えばスイッチ１２０及びアダプタ１４０を含むハードウェアなどのネットワークシステム１００の１又は２以上のコンポーネントを提供する実体によって運営されるサーバとすることができる。この結果、遠隔サーバは、サーバに通信可能に接続された正しい認証クレデンシャルを有するいずれかの電子装置によるアクセスを受けることができる。

ステップ１１０７において、ブリッジは、外部ネットワーク及び遠隔サーバを介して遠隔装置と通信することができる。正しく認証された遠隔装置が遠隔サーバに接続すると、ブリッジは、ネットワークシステムの様々なネットワークコンポーネントの状態を表して１又は２以上のネットワークコンポーネントの操作を容易にすることができるインターフェイスを（遠隔サーバを通じて）遠隔装置に提供することができる。この結果、遠隔装置は、このインターフェイスを表示し、ネットワークシステムの１又は２以上のネットワークコンポーネントを動作させるコマンドを受け取って遠隔サーバを介してブリッジ装置に転送することができる。

いくつかの実施形態によれば、ネットワークシステム１００内のネットワークコンポーネントが、新規の通信プロトコルを用いて互いに通信することができる。このプロトコルは、標準的なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルのコンポーネントを組み込み、このコンポーネントの上部に構築され、又はこのコンポーネントを別様に利用することができる。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）プロトコルの少なくとも一部を用いたネットワークシステム１００のコンポーネント間の通信の実行は、既にＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバを備えている装置（例えば、Ｉ／Ｃ装置１１０）が至る所に存在し、スイッチ１２０及びアダプタ１４０において使用される個々のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）トランシーバは安価で広く入手可能であるため有利となり得る。

装置間通信は、現在の動作モードに応じて異なるＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）通信モードを使用することができる。例えば、学習モード５００では、Ｉ／Ｃ装置１１０が、各コンポーネントにネットワークシステム１００における役割をさらに「学習させる」ために、各スイッチ１２０及びアダプタ１４０とのマスタ／スレーブ通信セッションを開始することができる。

各コンポーネントが学習すると、ピアツーピア構成でＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ブロードキャストメッセージを用いて実行コマンド（例えば、制御信号）を通信することができる。従って、各ネットワークコンポーネントは、全てのメッセージを受け取ることができるが、特定のコンポーネントは、自機にアドレス指定されたメッセージしかリスンして実行することができない。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ブロードキャストメッセージを用いてネットワークシステム１００内のコンポーネント間でメッセージを搬送すると、ネットワークシステムの集中コントローラを必要せずに複雑な緊急動作を行うことができる。さらに、ネットワークコンポーネントがそれぞれの役割を学習したら、特定の装置間メッセージは不要である。

ブロードキャストメッセージは、非常に素早く送信することができ、複数の装置にわたる場合であってもほぼ瞬間的なコマンド送信が可能である。さらに、ネットワーク内では全ての要素がピアであるため、あらゆる数の装置がスイッチ及びアダプタとして機能することができる。ネットワーク内での役割は、これらの本来の設計よりもむしろ、学習した役割によって定めることができる。この方法は、干渉を引き起こし又はバッテリ寿命を縮める可能性のある過度の無駄なネットワークトラフィックを伴わずに現行のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）仕様内で機能しながら、高性能な多対多のネットワーク形成を可能にすることができる。

本開示の新規のプロトコルの例示的な実施形態に関する詳細については、付属書１〜３に見出すことができる。

図１２は、いくつかの実施形態による、ソフトウェア同期クロックを提供する高レベル概略図である。ソフトウェア同期クロックは、ＡＣ電力線信号１２３６を入力として受け取り、電力／制御ユニット１２４４によって使用されるクロック出力１２６０を生成することができる。米国では、住宅用顧客及び商業用顧客に分配する電力の発電に６０Ｈｚの周波数が使用されている。この６０Ｈｚ信号を電力／制御ユニット１２４４において受け取り、このユニットにインストールされたソフトウェアを用いてクロック出力１２６０に変換することができる。その後、電力／制御ユニット１４４は、自動スケジュールの実装などのタイミング依存用途にクロック出力１２６０を使用することができる。

図１３は、いくつかの実施形態による、例示的なソフトウェア同期クロック提供処理１３００のフローチャートである。処理１３００は、ステップ１３０１から開始し、電力／制御ユニット（例えば、図２の電力／制御ユニット１４４又は図１２の電力／制御ユニット１２４４）を１又は２以上の電力制御線（例えば、図２の電力／制御線１３６）に結合することができる。

ステップ１３０３において、電力／制御ユニットは、１又は２以上の電力／制御線を介してＡＣ電力信号を受け取ることができる。このＡＣ信号は、ＵＳ標準の６０Ｈｚ、又は他のいずれかの好適な配電周波数で動作することができる。

ステップ１３０５において、電力／制御ユニットは、ＡＣサイクル数をカウントすることができる。例えば、ＡＣ信号のピーク（又は他のいずれかの定期的に生じる部分）が検出される度に、ソフトウェア又はファームウェアで実装された１又は２以上のカウンタを増分することができる。各カウンタを用いて、（例えば、電力／制御ユニットによって制御される照明を自動的にオン／オフに切り替えたり、このような照明を規定の間隔で点滅させたり、又はサーモスタットなどの複雑な電化製品のための複雑な時間制御機能を実行したりなどの）異なる目的で時間を記録することができる。

ステップ１３０７において、電力／制御ユニットは、カウントしたＡＣサイクルに基づいてソフトウェア同期クロック出力を生成することができる。いくつかの実施形態では、このクロック出力を、電力／制御ユニットが複雑なタイミング用途のために参照できるリアルタイムクロックとすることができる（又はリアルタイムクロックを含むことができる）。他の実施形態では、電力／制御ユニットが、１又は２以上のカウンタを単純に参照して、２つの基準点間の経過時間を決定することができる。従って、電力／制御ユニットによって制御される照明が、規定の期間後に自動的にオフになるように設定されている場合、この照明は、カウンタがこの期間に関連する値に達したらオフになることができる。時間とＡＣサイクル数は、以下の方程式によって関連付けることができる。
（１）

現在のサーモスタットは、同時に１つの部屋の温度、占有率又は湿度しか測定しないことに起因して精度に限界がある。この状況は、過剰な又は不十分な冷暖房、エネルギーの浪費、及び／又は一般的な快適性の低下を招くことが多い。上記に開示したシステムのようなピアツーピア、多対多の制御システムを用いれば、構造物の各部屋において多くのＨＶＡＣ関連変数を測定できる冷暖房空調設備（ＨＶＡＣ）システムを設計することができる。

図１４は、いくつかの実施形態による、ＨＶＡＣシステムの快適性及び効率性を高めるネットワークシステム２００の概略図である。ネットワークシステム２００は、Ｉ／Ｃ装置２１０、センサ２２０、冷房装置２３０、集中冷房装置２３２、暖房装置２４０、集中暖房装置２４２、及びサーモスタット２５０を含むことができる。ネットワークシステム２００の各コンポーネントは、上述したネットワークシステム１００と同様のピアツーピア、多対多の制御システムにおける他のコンポーネントと通信するためのトランシーバを含むことができる。従って、例えば上記で開示した学習モード５００のような初期化処理などを使用することによってネットワークシステム２００の各コンポーネントが構成されると、これらのコンポーネントは、集中コントローラを必要とせずに互いに通信することができる。

Ｉ／Ｃ装置２１０は、図１のＩ／Ｃ装置１１０と多くの点で類似することができる。従って、Ｉ／Ｃ装置２１０を用いて、ネットワークシステム２００の全てのコンポーネントを構成し、様々なシステムコンポーネントの全部又は一部を、ネットワークシステム２００内に存在するコンポーネント又は装置のタイプに適するように制御することができる。

ネットワークシステム２００内には、近傍の１又は２以上の環境変数を検知するようにセンサ２２０を設けることができる。例えば、センサ２２０は、当業で周知の検知技術を用いて、温度、湿度、大気圧、占有率、光、空気流、空気品質及び騒音レベルのうちの１つ又は２つ以上を検知することができる。ネットワークシステム２００の各コンポーネントは、ネットワークシステム２００のコンポーネントであるという理由で、センサ２２０において検知されたデータをほぼ瞬時に利用することができる。従って、全てのＩ／Ｃ装置２１０、センサ２２０、ＨＶＡＣコンポーネント２３０、２３２、２４０及び２４２は、センサ２２０によって収集されネットワークシステム２００を介して共有される履歴データに瞬時にアクセスすることができる。センサ２２０は、上述した単純な初期化処理を用いてネットワーク２２０に追加することができ、従って建造物のＨＶＡＣシステムを制御する際に収集される環境示度の範囲、タイプ、精度及び細粒度を、特に単一のサーモスタット（又は１区域に１つのサーモスタット）に基づくＨＶＡＣシステムを介して大幅に改善することは大げさなことではないと考えることができる。個々のＨＶＡＣコンポーネント２３０、２３２、２４０及び２４２は、センサ２２０から収集されたデータに基づいて、快適性の最大化、エネルギー消費量の最小化、又はこれらの組み合わせを実施するための正しい温度設定をより正確に制御するように個別に制御することができる。

システム２００は、特にＨＶＡＣシステムに関連するものであるが、本明細書で説明したシステム、方法及びプロトコルは、あらゆる好適なタイプの遠隔測定用途における使用に適合することができると理解されたい。例えば、構造物全体に動きセンサ、侵入センサ及び／又はカメラを設けて警報システムにおいて使用することができる。各センサは、（例えば、上述した学習モード５００を用いて）他の各センサと通信するとともに、例えば警報クラクションなどの被制御装置、（例えば、ユーザや、警察又は監視会社などの第三者に通報するための）携帯又は電話機に基づく通知システム、及び／又はＩ／Ｃ装置とも通信するように構成することができる。

別の例では、凍結しやすい配管上に温度センサを配置して、氷点に近づいている配管内の水の流れを制御できるアダプタにネットワークシステムのネットワークコンポーネントを介して信号を送信できるようにすることができる。

全ての異なるタイプのセンサは、単一ネットワークシステムの一部として構成することができると理解されたい。従って、ネットワークシステム１００及びネットワークシステム２００は、被制御装置及びＨＶＡＣを制御する単一のネットワークシステムとして構成することができる。このような複合システムには、いかなる時でも、例えば学習モード５００を用いて他のあらゆるセンサ及び被制御装置を追加することができる。

ネットワークシステム２００は、局所冷房装置２３０（例えば、独立型空調設備、窓取り付け型空調設備又は壁取り付け型空調設備、及びミニスプリット型空調設備）、集中冷房装置２３２（例えば、ダクト式空調機）、局所暖房装置２４０（例えば、電気式室内暖房具、天然ガス式室内暖房具、プロパン式室内暖房具、灯油式室内暖房具又はウッドペレット式室内暖房具）、及び集中暖房装置２４２（例えば、強制温風、水循環又は蒸気循環熱供給システムを用いた暖房炉）を含む様々なＨＶＡＣコンポーネントを含むことができる。各ＨＶＡＣコンポーネントは、Ｉ／Ｃ装置２１０、センサ２２０、他のＨＶＡＣコンポーネント及び／又はサーモスタット２５０との通信を容易にするトランシーバを含み、又はこのようなトランシーバに別様に通信可能に結合することができる。いくつかの実施形態では、センサ２２０を、ネットワーク全体の快適性及び効率性を最適化するために、特定のＨＶＡＣコンポーネント又は一群のＨＶＡＣコンポーネントを自動調温制御するように構成することができる。ネットワークシステム１００と同様に、センサ２２０は、外部入力を検知して別のネットワークコンポーネントに制御信号を送信する点でスイッチ１２０に類似することができ、ＨＶＡＣコンポーネント２３０、２３２、２４０及び２４２は、別のネットワークコンポーネントによって（例えば、アダプタ１４０などのアダプタ、又は一体的に設けられたトランシーバ及び電力／制御モジュールを用いて）供給された制御信号を受け取って実行できる点で被制御装置１３０に類似することができる。

たとえ集中空調設備及び集中暖房設備を有するネットワークであっても、ＨＶＡＣシステムを局所暖房及び冷房装置で補ってシステムの効率を高め、及び／又は構造物全体にわたる快適性レベルをより良好に制御することは有利となり得る。例えば、住宅の１室に特に隙間風が入る場合、この部屋に局所暖房装置を配置して住居全体にわたる快適性を最大化することにより、集中暖房ユニットが、隙間風が入る部屋を快適な温度に維持するために住宅の残り部分を加熱し過ぎる必要性がなくなる。実際に、建造物内の全ての部屋（さらには部屋の一部）は、その固有の微気候を有することができ、これらの特性を理解し、ＨＶＡＣコンポーネントを個別に提供して制御することによって効率性及び快適性を最大化することができる。

ネットワークシステム２００は、集中冷房装置２３２及び集中暖房装置２４２、並びに局所冷房装置２３０、局所暖房装置２４０及びセンサ２２０を各部屋に有する形で示している。このようなシステムは、各部屋を極めて正確に冷却し加熱することができるが、このような過剰な設備は費用がかかり、邪魔になり、及び／又は温度調整の面で不要な場合もある。従って、いくつかの実施形態によれば、センサ２２０は、様々なタイプのＨＶＡＣコンポーネントに関連する先行設置コスト及びエネルギーコストを含む、快適性及び効率性を最大化するために補助冷暖房装置（すなわち、局所冷房装置２３０及び局所暖房装置２４０）をどこに配置すべきかを判断するのに役立つデータを提供することができる。センサ２２０は、集中冷房装置２３２又は集中暖房装置２４２が存在しない建造物について、このようなシステムの設置がＨＶＡＣによる建造物の効率的な解決策の一部になり得るかどうかを判断するのに役立つこともできる。

説明例として、ネットワークシステム２００を組み込んだ住宅は、集中冷房装置２３２（例えば、ダクト式集中空調設備）と、集中暖房装置２４２（例えば、強制温風式暖房装置）と、集中冷房装置２３２及び／又は集中暖房装置２４２のオン又はオフを切り替える信号を送信する、従来の設定点に基づくＨＶＡＣ制御装置とすることができるサーモスタット２５０とを最初に備えることができる。センサ２２０は、住宅の１又は２以上の部屋での初期化処理中に、現在の様々な微環境を特定するように構成することができる。センサ２２０からのデータをセンサ２２０とサーモスタット２５０との間で共有して、サーモスタット２５０のみを用いた場合に考えられるよりも正確な温度調整を行うことができる。住宅全体にわたって複数のセンサを配置すれば、サーモスタットのみに依拠するよりも良好な指示をサーモスタット２５０に与えることが可能になる。従って、サーモスタットにおいて測定された単一の温度測定値に基づく住宅全体（又は住宅の区域全体）の過熱又は過冷却の問題を避けることができる。

従って、サーモスタット２５０は、常に特定のセンサ（例えば、主な生活圏内のセンサ）からの入力に基づいて動作することも、異なる時点に様々な個々のセンサ（例えば、日中は主な生活圏内のセンサ、夜間は寝室のセンサ）からの入力に基づいて動作することも、或いはネットワーク内の１又は２以上のセンサの組み合わせ（例えば、ネットワーク内の各センサ又はネットワーク内のセンサの定められた一部によって読み取られた温度の平均）に基づいて動作することもできる。これらの動作モードの実行は、サーモスタット２５０の能力に依存することができる。例えば、サーモスタット２５０が従来の機械式又は電子式サーモスタットである場合、センサ２２０からの入力によってサーモスタット２５０の設定点を調整することができる。一方で、サーモスタット２５０は、センサ２２０からの様々な温度測定値を、定められた１又は複数の設定点と比較するための入力温度として使用することもできる。

さらに、ネットワークシステム２００は、集中冷房装置２３２及び集中暖房装置２４２を用いた住宅の加熱又は冷却時に、様々なセンサ２２０間の差異を検知することもできる。プロセッサは、収集されたデータに基づいて、住宅の１又は２以上の部屋に局所冷房装置又は暖房装置を追加することによって効率性及び／又は快適性を最適化できるかどうかを判断することができる。プロセッサは、例えばＩ／Ｃ装置２１０のうちの１つなどのネットワークシステム２００のコンポーネントのうちの１つ、或いはネットワークシステム２００がアクセスできる遠隔サーバ内に存在することができる。例えば、センサ２２０から提供されたデータの分析が、冬の間に住宅内の寝室の１つが住宅の残り部分よりも大幅に寒いことを示すことがある。従って、ＨＶＡＣシステムの最適化にとっては、個別に制御できる局所暖房装置をこの部屋に配置して部屋を快適にする一方で、住宅の残り部分の過熱を避けることが必要になり得る。

センサ２２０によって提供されたデータを分析して、ネットワークシステム２００によるサービスを受けている建造物内の快適性及び効率性を最適化するために１又は２以上の局所暖房装置又は冷房装置を供給すべきかどうかを判断するステップは、例えば、ネットワークシステム２００内の各センサ２２０の温度測定値とネットワークシステム２００内の残りのセンサの温度測定値との間の差分を広範囲の温度にわたって（例えば、全てのセンサ２２０又は残りのセンサによって検知された平均温度及び／又は中間温度を参照して）求めるステップと、各センサ２２０によって検出された湿度を、ネットワークシステム２００内の他のセンサと比較するステップと、集中冷房装置２３２及び集中暖房装置２４２を補うために使用できる局所暖房装置及び／又は冷房装置にとって必要な電力定格を計算するステップと、提案した局所暖房装置及び冷房装置の先行コスト、これらの予想エネルギー使用コスト、及び特に暖かい又は寒い部屋を補うための過熱又は過冷却に関連するコストに少なくとも基づいて、集中冷房装置２３２及び集中暖房装置２４２を提案する局所暖房及び冷房装置で補うための投資利益率（ＲＯＩ）を計算するステップとを含むことができる。

いくつかの実施形態では、局所暖房装置又は冷房装置を追加せずに、ネットワークシステム２００全体にわたる様々な地点における集中冷房装置２３２及び／又は集中暖房装置２４２の出力を調整することもできる。例えば、集中冷房装置２３２及び／又は集中暖房装置２４２のダクトに通じている通気口を、住宅の特定の範囲への調整空気の送出を調整するように個別に制御することができる。例えば、他のネットワークからの制御信号を受け取るように構成された、図１のアダプタ１４０などのアダプタが各通気口に備わっている場合、必要に応じてこれらの通気口を開放又は閉鎖して、ネットワークシステム２００によるサービスを受けている建造物全体のより良好な局所的気候制御を行うことができる。

上述した例では、ネットワークが集中暖房装置及び冷房装置を有していたが、局所暖房装置及び冷房装置のみを有するネットワークを用いて同様の気候制御を実装することもできると理解されたい。

ネットワークシステム２００の動作中、ネットワークコンポーネントは、建造物全体の効率的なＨＶＡＣ制御を行うように協働することができる。ＨＶＡＣ制御は、ネットワークシステム２００内の利用可能なコンポーネントに依存して、（１）サーモスタット２５０への新たな設定点の通信、（２）無線又は有線外部ネットワーク接続を介してネットワークシステム２００に接続されたエネルギー制御システムへの遠隔サーバベースのインターフェイスとの通信、（３）集中冷房装置２３２及び／又は集中暖房装置２４２の制御パネルへの直接通信、及び（４）１又は２以上の局所冷房装置２３０及び／又は局所暖房装置２４０への直接通信を含む多くの方法で機能することができる。従って、ネットワークシステム２００は、集中暖房又は空調システムを伴わずに、又はこのようなシステムと連動して、さらには暖房及び冷房のための従来のサーモスタット制御を伴わずに住宅全体の快適性を管理することもできる。

ターゲット装置を制御するネットワークシステム、プロトコル及び方法について説明したが、本発明の思想及び範囲から逸脱することなく多くの変更を行うことができると理解されたい。現在知られている又は後から考案される、当業者から見た本主題からのわずかな変化も、同等に特許請求の範囲に含まれることが明確に想定される。従って、現在当業者に知られている、及び将来的に当業者に知られる明らかな置換も、規定の要素の範囲に含まれるものとして定められる。説明した本発明の実施形態は、限定目的ではなく例示目的で示したものである。

１００ ネットワークシステム
１１０ 初期化／制御装置
１２０ スイッチ
１３０ 被制御装置
１６０ ブリッジ

Claims (14)

1. ネットワークシステムにおいて、
   少なくとも１つのアダプタであって、各アダプタは、
   短距離無線通信プロトコルを介して制御信号を送受信するように構成されたトランシーバ、
   前記ネットワークシステムの位置を識別するロケーションＩＤ、及び前記アダプタを識別する、グループＩＤ及び装置ＩＤの少なくとも１つを記憶するメモリ、及び
   前記メモリに記憶された命令を実行するように構成された中央プロセッサ、を含むアダプタと、
   各アダプタに通信可能に結合された少なくとも１つのターゲット装置と、
   少なくとも１つのスイッチであって、それぞれは、
   前記短距離無線通信プロトコルを介して制御信号を送受信するように構成されたトランシーバ、
   前記ロケーションＩＤ、及び前記スイッチを識別する装置ＩＤ、及び前記スイッチが制御するようにプログラムされた１つ以上の前記アダプタを識別するターゲットアドレスを記憶するメモリ、及び
   前記メモリに記憶された命令を実行するように構成された中央プロセッサ、を含み、ここで、各スイッチは、前記ターゲットアドレスを運ぶ制御信号を生成してブロードキャストするように構成され、各アダプタは、前記制御信号を受信し、前記ターゲットアドレスが、前記アダプタを識別する、前記グループＩＤ又は前記装置ＩＤに一致するときに、前記制御信号に基づいて前記ターゲット装置を動作させるように構成された、スイッチと、
   初期化／制御（Ｉ／Ｃ）装置であって、
   前記短距離無線通信プロトコルを介して制御信号を送受信するように構成されたトランシーバ、及び
   前記メモリに記憶された命令を実行するように構成された中央プロセッサ、を含み、前記メモリは、構成及びプログラミング情報を記憶し、前記構成及びプログラミング情報の少なくとも一部は、各スイッチ及び各アダプタに対応する装置ＩＤを割り当て、各スイッチに前記スイッチが制御するように構成された１つ以上の前記アダプタを識別するターゲットアドレスを割り当てるために、前記ネットワークシステムの各スイッチ及び各アダプタに送信される、Ｉ／Ｃ装置と、を備えたネットワークシステム。
2. 各アダプタは、前記トランシーバと、前記アダプタに通信可能に結合された前記少なくとも１つのターゲット装置との間に通信可能に結合された電力／制御モジュールをさらに含み、該電力／制御モジュールは、
   前記トランシーバから前記制御信号を受け取り、前記制御信号を前記少なくとも１つのターゲット装置に対して実行することに関与する、
   請求項１に記載のネットワークシステム。
3. 前記ネットワークシステムは少なくとも３つのアダプタを備え、前記グループＩＤは少なくとも２つの前記アダプタに割り当てられる、請求項１に記載のネットワークシステム。
4. 前記Ｉ／Ｃ装置は、装置ＩＤ及びグループＩＤの内の１つを含む制御信号を前記ネットワークシステムの各ネットワークコンポーネントにブロードキャストするように構成される、請求項１に記載のネットワークシステム。
5. ブリッジをさらに含み、該ブリッジは、
   前記短距離無線通信プロトコルを介して制御信号を送受信するように構成されたトランシーバと、
   装置ＩＤを記憶するメモリと、
   前記メモリに記憶された命令を実行するように構成された中央プロセッサと、
   外部ネットワークを介した遠隔サーバへの接続を可能にするネットワークインターフェイスと、を含む、請求項１に記載のネットワークシステム。
6. 前記ブリッジは、
   外部ネットワークを介して遠隔サーバから制御信号を受け取り、
   前記トランシーバを用いて、前記制御信号を前記少なくとも１つのスイッチと前記少なくとも１つのアダプタにブロードキャストする、
   ように構成される、
   請求項５に記載のネットワークシステム。
7. スイッチからブロードキャストされる制御信号が、前記短距離無線通信プロトコルを介して前記スイッチの範囲内の各スイッチ及びアダプタによって直接受信され、前記制御信号を受信する各スイッチ及びアダプタが、前記制御信号が前記ネットワークシステムの各スイッチ及びアダプタに到達するまで前記制御信号を再ブロードキャストする、請求項１に記載のネットワークシステム。
8. 前記スイッチは入力センサを含み、前記制御メッセージは、前記入力センサによって感知されたユーザ入力の結果として生成される、請求項１に記載のネットワークシステム。
9. ネットワークシステムを動作させる方法であって、
   短距離無線通信プロトコルを介して制御信号を送受信するように構成されたトランシーバを有する少なくとも１つのスイッチ、短距離無線通信プロトコルを介して制御信号を送受信するように構成されたトランシーバを有する少なくとも１つのアダプタを含むネットワークシステムを提供する、及び各アダプタに通信可能に結合された少なくとも１つのターゲット装置を含む前記ネットワークシステムを提供し、
   前記少なくとも１つのスイッチから、少なくとも１つのターゲット装置を制御するための制御信号を生成してブロードキャストし、前記制御信号は、前記スイッチが制御するようにプログラムされたアダプタを識別するターゲットアドレスを含むものであり、
   少なくとも１つのアダプタにより前記制御信号を受信し、
   各アダプタによって、前記ターゲットアドレスが、前記アダプタを識別する、グループＩＤ又は装置ＩＤと一致するかどうかを判断し、
   前記ターゲットアドレスと一致するグループＩＤ又は装置ＩＤを有する各アダプタに対して、前記アダプタに通信可能に結合された前記少なくとも１つのターゲット装置を制御するために前記制御信号を実行し、
   初期化／制御（Ｉ／Ｃ）装置によって、各スイッチ及び各アダプタに対して、前記ネットワークシステムを定める少なくとも１つのロケーションＩＤと、前記スイッチ又はアダプタを定める一意の装置ＩＤを含む構成及びプログラミング情報を生成し、
   前記Ｉ／Ｃ装置のトランシーバから、各スイッチ及び各アダプタへ前記構成及びプログラミング情報を送信する、ことを含む方法。
10. 前記制御信号を実行することは、
    前記制御信号を、前記アダプタに通信可能に結合された前記少なくとも１つのターゲット装置上で前記制御信号を実行するために前記アダプタの電力／制御モジュールに送信すること、を含む請求項９に記載の方法。
11. 前記ネットワークシステムは、少なくとも３つのアダプタを含み、前記グループＩＤは少なくとも２つの前記アダプタに割り当てられている、請求項９に記載の方法。
12. 少なくとも１つのターゲット装置を制御するための、ターゲットアドレスを含む第２の制御信号を前記Ｉ／Ｃ装置からブロードキャストすること、をさらに含む、請求項９に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つのアダプタによって、第２の制御信号を受信し、
    各アダプタによって、前記第２の制御信号の前記ターゲットアドレスが、前記アダプタを識別する、グループＩＤ又は装置ＩＤと一致するかどうかを判断し、
    グループＩＤ又は装置ＩＤが前記第２の制御信号の前記ターゲットアドレスに一致する各アダプタに対して、前記第２の制御信号を実行し、前記アダプタに通信可能に結合された少なくとも１つのターゲット装置を制御すること、をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
14. 短距離無線通信プロトコルを介した前記スイッチの範囲内の各スイッチ及びアダプタによって前記制御信号を受信し、
    前記制御信号が前記ネットワークシステムの各スイッチ及びアダプタに到達するまで、前記制御信号を受信する各スイッチ及びアダプタによって、前記制御信号を再ブロードキャストすること、をさらに含む、請求項９に記載の方法。