JP7114223B2 - 機器制御システム、通信方法、無線端末及び制御装置 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、機器制御システム、通信方法、無線端末及び制御装置に関する。

近年、オフィスビルやホテル、工場、商業施設等における統合的なビル管理システムでは、照明機器や空調機器等の制御対象機器をビル内に設置された各種機器から収集される情報に基づいて制御することが行われている。例えば、ビルの居室内には温度や湿度あるいは照度などを計測する各種センサのほか、照明機器や空調機器などの設備に対する操作入力を受け付ける各種の設定器が設置され、これらの各種センサや設定器から取得される情報に基づいて照明機器や空調機器等の制御値が決定される。そのため、このようなビル管理システムには、これらの機器間の通信を可能にする情報通信ネットワークが不可欠となっている。そして従来、この種の情報通信ネットワークは、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＬｏｎＷｏｒｋｓ（登録商標）等の通信方式を用いた有線ネットワークとして構成されるのが一般的であった。

しかしながら、ビル内には膨大な数の機器が設置されるため、それらの膨大な数の機器を接続する通信配線は煩雑となり、配線工事や配線の管理に多くの労力を要してしまうという課題があった。このような課題に対し、ビル内の各機器に無線通信機能を備え、情報通信ネットワークを無線ネットワークとして構成することにより省力化を図る方法が検討されている。また、通信配線の無線化に加え、電池駆動等により電源配線をも無線化することによって、各種センサや設定器等の機器の配線レス化を実現することができる。

一方で、通信配線及び電源配線が無線化された機器（以下「無線端末」という。）は電池等の有限電源による駆動となるため、長時間の連続運用のためには省電力化が不可欠となる。一般に、無線端末は、通信相手となる機器との間で所定の手順により接続を確立することによりデータを送受信可能となる。そのため、何らかの理由により接続が切断されてしまった場合、無線端末は通信相手となる機器との接続を再度確立する必要があり、その処理によって消費される電力が省電力化の阻害要因となる可能性があった。

特開２００９－１８６０６２号公報

本発明が解決しようとする課題は、無線端末の消費電力を削減することができる機器制御システム、通信方法、無線端末及び制御装置を提供することである。

実施形態の機器制御システムは、対象機器の制御に関する情報を送受信する一以上の無線端末と、前記一以上の無線端末と通信可能な複数の制御装置とを持つ。前記無線端末は、検出部と、決定部と、送信部と、接続確立部とを持つ。検出部は、自装置周辺に存在する一以上の制御装置を検出する。決定部は、検出された一以上の制御装置の中から接続先となる一の制御装置を決定する。送信部は、接続先として決定された一の制御装置に対して、接続先と成り得る制御装置の候補を示す候補情報を送信データに含めて送信する。接続確立部は、検出された一以上の制御装置との間で、探査メッセージの送信及び探査メッセージに対する応答メッセージの受信を送信データの送信に先立って予め実行するとともに、接続先として決定された一の制御装置に対する接続要求時に探査メッセージの送信及び応答メッセージの受信を省略して制御装置との接続を確立する。制御装置は、接続確立部を持つ。接続確立部は、無線端末から送信される他の制御装置宛の前記送信データに含まれる前記候補情報が自装置を示す場合に、前記無線端末との間で探査メッセージの受信及び応答メッセージの送信を自装置に対する前記無線端末の接続要求に先立って予め実行するとともに、前記無線端末の接続要求時に前記探査メッセージの受信及び前記応答メッセージの送信を省略して前記無線端末との接続を確立する。

第１の実施形態の機器制御システム１００のシステム構成の概略を示す概略図。 第１の実施形態における制御装置１の機能構成の具体例を示すブロック図。 第１の実施形態における無線端末２の機能構成の具体例を示すブロック図。 第１の実施形態における探査結果情報の具体例を示す図。 第１の実施形態における制御装置１及び無線端末２の動作例を示すシーケンス図。 第１の実施形態の変形例の機器制御システム１００における制御装置１及び無線端末２の動作例を示すシーケンス図。 第２の実施形態における制御装置１ａの機能構成の具体例を示すブロック図。 第２の実施形態における無線端末２ａの機能構成の具体例を示すブロック図。 第２の実施形態における制御装置１ａ及び無線端末２ａの動作例を示すシーケンス図。

以下、実施形態の機器制御システム、通信方法、無線端末及び制御装置を、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の機器制御システム１００のシステム構成の概略を示す概略図である。例えば機器制御システム１００は、ビル等の施設内に設置された各種機器の操作や制御を実現するシステムである。機器制御システム１００は、１つ以上の制御装置１と１つ以上の無線端末２とを備える。図１には１つ以上の制御装置１の具体例として制御装置１－１～１－４が、１つ以上の無線端末２の具体例として無線端末２－１～２－６が、それぞれ示されている。制御装置１は、照明機器や空調機器など、施設内に設置された各種の制御対象（図示せず）を制御する機能を有し、各制御対象と通信可能に構成される。制御装置１と制御対象との間の通信は有線通信によって実現されてもよいし、無線通信によって実現されてもよい。

無線端末２は、各制御装置１に対してそれぞれの制御対象の制御に必要な情報を送信する機能を有する。例えば、無線端末２は、制御対象の設定器（例えばリモコンなど）であってもよい。この場合、制御装置１は、設定器から送信される設定情報に基づいて制御対象を制御する。また、例えば、無線端末２は、制御対象の制御に必要な情報（例えば室温や湿度、明るさ等）を取得するセンサであってもよい。この場合、制御装置１は、センサの計測情報に基づいて制御対象を制御する。また、制御装置１は、無線端末２から情報を収集し、収集した情報をさらに上位の制御装置（図示せず）に送信してもよい。このような上位の制御装置の一例として、例えばＢＡＳ（Building Automation System）やＢＥＭＳ（Building Energy Management System）等のシステムが挙げられる。この場合、制御装置１は、無線端末２から送信される設定情報や計測情報等の情報を上位の制御装置に送信し、上位の制御装置から送信される制御指示に基づいて制御対象を制御してもよい。

このような機器制御システム１００において、各制御装置１及び各無線端末２は無線による通信機能を備える。具体的には、各制御装置１は、他の制御装置１との間で必要な情報を交換することにより無線メッシュネットワーク（以下「第１ネットワーク」という。）を構成する。各制御装置１は、無線メッシュネットワークのプロトコルに基づく通信処理を行うことにより、自装置宛ての受信データを取得する一方で、自装置宛てでない受信データを宛先の他の制御装置１に転送する。

一方で、各制御装置１は、各無線端末２と接続可能に構成される。各制御装置１と各無線端末２との間の通信はどのようなネットワーク構成によって実現されてもよい。例えば、各無線端末２が無線メッシュネットワークを構成することが可能であれば、各無線端末２が第１ネットワークに参加することによって、各制御装置１と各無線端末２と間の無線通信が実現されてもよい。ただし、無線メッシュネットワークを構成する無線機器は、ネットワークの構成又は維持に必要な情報を他の無線機器との間で継続的にやり取りする必要がある。このような処理には一般的なスター型のネットワークを構成又は維持する処理に比べ高い処理負荷がかかる。そのため、無線端末２が、無線メッシュネットワークの構成又は維持に十分な処理性能を持たない場合や、無線メッシュネットワークの構成又は維持に必要な処理を継続的に実行できるだけの電力を供給する電源を持たない場合、制御装置１と無線端末２との間の通信は、一般的なスター型のネットワークで実現されることが望ましい。

実際、リモコンやセンサ等の機器（無線端末の一例）は電池等の有限の電源で駆動される場合が多く、またそれらの機器が無線メッシュネットワークの構成又は維持に十分な処理性能を持たない場合も多い。このような状況を想定し、本実施形態では、各制御装置１と各無線端末２と間の無線通信が、無線メッシュネットワークとは別の低負荷なネットワーク構成（例えばスター型）（以下「第２ネットワーク」という。）で実現されると仮定する。第１ネットワークと第２ネットワークとは同一の無線通信インタフェースで実現されてもよいし、それぞれ異なる無線通信インタフェースで実現されてもよい。本実施形態では、第１ネットワークと第２ネットワークとが同一の無線通信インタフェースで実現されると仮定する。

例えば、図１の例において、無線端末２－１が制御装置１－１を宛先とするデータを送信する場合、無線端末２－１は、まず無線接続が可能な制御装置１－２にデータを送信する。そして、端末２－１からデータを受信した制御装置１－２は、受信データの宛先が制御装置１－１であることを識別し、受信データを制御装置１－１に転送する。このような制御装置１と無線端末２との通信を考えた場合、機器制御システム１００の各制御装置１は、無線端末２から直接的にデータを受信する装置と、他の制御装置１から転送されてきた自装置宛ての送信データを取得する装置とに分類される。以下では、前者の制御装置１を「接続先」と称し、後者の制御装置１を「宛先」と称して区別する。例えば、上記の例の場合、制御装置１－２が接続先であり、制御装置１－１が宛先となる。また、無線端末２－１が制御装置１－２を宛先とするデータを送信する場合には、制御装置１－２は接続先であり、かつ宛先となる。

なお、ビル等の施設において、ビルのユーザによって直接的に操作される必要性のない制御装置１などは天井裏等に設置されるのが一般的である。また、ビルのユーザによって直接的に操作される可能性があるリモコン等の設定器や、センシングの対象が居室内であるセンサ等の無線端末２は居室内に設置されるのが一般的である。図１の例は、このような一般的な設置場所の例を示したものであって、制御装置１及び無線端末２の設置場所を限定するものではない。

図２は、第１の実施形態における制御装置１の機能構成の具体例を示すブロック図である。制御装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。制御装置１は、プログラムの実行によって無線通信部１０１、接続確立部１０２、接続状態記憶部１０３、探査メッセージ受信部１０４、応答メッセージ送信部１０５、送受信部１０６及び転送部１０７を備える装置として機能する。なお、制御装置１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

無線通信部１０１は、他の制御装置１及び無線端末２との無線通信を可能にする無線通信インタフェースを備えて構成される。例えば、無線通信部１０１は、９２０ＭＨｚ帯等のサブギガ帯と呼ばれる帯域での無線通信を可能にする無線通信インタフェースを備える。無線通信部１０１は、他の制御装置１との間で第１ネットワークを形成するとともに、無線端末２との間で第２ネットワークを形成する。

接続確立部１０２は、無線端末２の接続要求に応じて、無線接続に関する手順（以下「接続手順」という。）の一部又は全部を実行する。以下では、接続手順の一部又は全部をまとめて接続手順という。接続確立部１０２は、各無線端末２の接続状態を示す接続情報を生成し、接続状態記憶部１０３に記憶させる。

接続状態記憶部１０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。接続状態記憶部１０３は接続確立部１０２によって生成された接続情報を記憶する。

探査メッセージ受信部１０４は、無線端末２から送信される探査メッセージを受信する。探査メッセージは、無線端末２が付近の制御装置１を検出するために送信する情報である。探査メッセージ受信部１０４は、探査メッセージが受信されたことを応答メッセージ送信部１０５に通知する。

応答メッセージ送信部１０５は、受信された探査メッセージに対する応答メッセージを生成して送信する。応答メッセージ送信部１０５は、探査メッセージが受信されたことの通知に応じて応答メッセージを生成する。応答メッセージ送信部１０５は、生成した応答メッセージを探査メッセージの送信元の無線端末２に送信する。

送受信部１０６は、無線通信部１０１を介して他の制御装置１及び無線端末２との間でデータの送受信を行う。送受信部１０６は、接続状態記憶部１０３に記憶されている接続情報を参照し、自装置との接続が確立されている無線端末２との間でデータの送受信を行う。また、送受信部１０６は、受信データの宛先が自装置でない場合、受信データの受信処理を行わずに転送部１０７に出力する。ここでの受信処理とは、自装置を宛先とする受信データからデータを取得する処理を意味する。

転送部１０７は、送受信部１０６から出力された受信データを宛先の装置に転送する点処理を実行する。各制御装置１の転送部１０７が転送処理を実行することにより、無線端末２から送信されたデータが宛先の制御装置１まで転送される。

図３は、第１の実施形態における無線端末２の機能構成の具体例を示すブロック図である。無線端末２は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行する。無線端末２は、プログラムの実行によって無線通信部２０１、接続確立部２０２、受信信号強度計測部２０３、接続先候補記憶部２０４、接続先決定部２０５及び送受信部２０６を備える装置として機能する。なお、無線端末２の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

無線通信部２０１は、制御装置１との無線通信を可能にする無線通信インタフェースを備えて構成される。例えば、無線通信部２０１は、９２０ＭＨｚ帯等のサブギガ帯と呼ばれる帯域での無線通信を可能にする無線通信インタフェースを備える。無線通信部２０１は、制御装置１との間で第２ネットワークを形成する。

接続確立部２０２は、制御装置１との間で接続手順を実行する。具体的には、接続確立部２０２は、自装置付近の制御装置１を検出するための探査メッセージをブロードキャストする。接続確立部２０２は、探査メッセージの送信に応じて送信された応答メッセージを受信することにより自装置付近の制御装置１を検出する。接続確立部２０２は、受信された応答メッセージの送信元と、その応答メッセージの受信信号強度との対応関係を示す探査結果情報を接続先候補記憶部２０４に記憶させる。

受信信号強度計測部２０３は、受信された応答メッセージの受信信号強度を計測する。例えば、受信信号強度計測部２０３は、受信された応答メッセージのＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を計測する。受信信号強度計測部２０３は、計測した受信信号強度を示す受信強度情報を接続確立部２０２に出力する。

接続先候補記憶部２０４は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。接続先候補記憶部２０４は接続確立部２０２によって生成された探査結果情報を記憶する。

接続先決定部２０５は、接続先候補記憶部２０４に記憶された探査結果情報に基づいて接続先の制御装置１を決定する。具体的には、接続先決定部２０５は、送信すべきデータが発生した際に探査結果情報を参照し、最も良好な無線通信が期待される制御装置１を接続先の制御装置１として決定する。このとき、接続先決定部２０５は、応答メッセージの受信信号強度に基づいて接続先の制御装置１を決定する。

送受信部２０６は、接続先の制御装置１との間でデータの送受信を行う。送受信部２０６は、接続先決定部２０５によって接続先として決定された制御装置１に対してデータを送信する。

図４は、第１の実施形態における探査結果情報の具体例を示す図である。例えば、探査結果情報は、図４に示す探査結果テーブル２０４１の態様で接続先候補記憶部２０４に保持される。例えば、探査結果テーブル２０４１は、受信された応答メッセージを送信した制御装置１ごとの探査結果レコードを有する。探査結果レコードは、アドレス情報及び受信信号強度の各値を有する。アドレス情報は、受信された応答メッセージを送信した制御装置１のネットワークアドレスを示す情報である。例えば、アドレス情報は、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレスを示す情報であってもよいし、ＩＰ（Internet Protocol）アドレスを示す情報であってもよい。受信信号強度は、アドレス情報が示す制御装置１から受信された応答メッセージの受信信号強度を表す。

図５は、第１の実施形態における制御装置１及び無線端末２の動作例を示すシーケンス図である。図５では、３台の制御装置１（図中の制御装置＃１、＃２及び＃３）と、１台の無線端末２（図中の無線端末）とによる動作例を示す。まず、無線端末２が、探査メッセージをブロードキャストする（ステップＳ１０１）。この探査メッセージのブロードキャストは、無線端末２において送信すべきデータが発生したタイミングで行われてもよいし、送信すべきデータが発生する以前のタイミングで行われても良い。

探査メッセージを受信した制御装置＃１、＃２及び＃３は無線端末２との接続手順（の一部又は全部）を実行し、探査メッセージの送信元である無線端末２に対して応答メッセージを送信する（ステップＳ１０２～Ｓ１０４）。無線端末２は、各制御装置１から送信された応答メッセージを受信する。

なお、ここで実行される接続手順（の一部又は全部）は、各制御装置１が単独で実行できる範囲の手順であってもよいし、無線端末２との間でのやり取りを含んでもよい。後者の場合、制御装置１と無線端末２との間の最後のやり取りが応答メッセージの送受信に代替されてもよい。

無線端末２は、受信した応答メッセージの送信元の制御装置１（制御装置＃１、＃２及び＃３）を接続先の候補として、各制御装置１に関する探査結果情報を生成する。無線端末２は、生成した探査結果情報を接続先候補記憶部２０４に記憶させる（ステップＳ１０５）。そして、無線端末２は、探査結果情報に基づいて接続先の制御装置１を決定する（ステップＳ１０６）。例えば、ここでは、無線端末２は、制御装置＃２を接続先の制御装置１として決定したと仮定する。無線端末２は、接続先として決定した制御装置＃２に対して接続要求を送信する（ステップＳ１０７）。

このとき、無線端末２は、探査メッセージの送信から所定時間が経過するまでの間に受信された応答メッセージの送信元について探査結果情報を生成してもよい。また、無線端末２は、応答メッセージに含まれる受信強度情報に基づいて探査結果情報を生成してもよい。例えば、無線端末２は、受信信号強度が所定の閾値以上である制御装置１について探査結果情報を生成してもよい。また、応答メッセージには、受信信号強度に加えて又は受信信号強度に代えて、無線通信環境の良否に関する他の指標値が含まれても良い。例えば、応答メッセージには、受信信号の異常や受信エラーに関する情報等が含まれてもよい。この場合、無線端末２は、これらの指標値又はこれらの指標値に基づいて取得可能な他の指標値に基づいて、自装置と制御装置１との間の無線通信環境の良否を判定してもよい。

接続要求を受信した制御装置＃２は、送信元の無線端末２との間で残りの接続手順を実行する。ここで、ステップＳ１０２において全ての接続手順を実行済みである場合、残りの接続手順の実行は省略されてもよい。制御装置＃２は、接続手順を完了した無線端末２を接続済みの無線端末として自装置に登録する（ステップＳ１０８）。制御装置＃２は、登録した無線端末２に対して自装置との接続が完了したことを通知する接続完了通知を送信する（ステップＳ１０９）。この接続完了通知により、無線端末２は制御装置＃２に対してデータを送信することが可能となる。

ここで、無線端末２において制御装置＃３を宛先とする送信データが発生したと仮定する。この場合、無線端末２は、予め接続が完了している制御装置＃２を接続先としてデータを送信する（ステップＳ１１０）。このとき、無線端末２は、宛先である制御装置＃３のアドレス情報を送信データに含めて送信する。

制御装置＃２は、無線端末２の送信データを受信したことに応じて、送信元の無線端末２に対して送信データが自装置に受信されたことを通知するデータ受信通知を送信する（ステップＳ１１１）。無線端末２は、このデータ受信通知の受信によって、自装置のデータ送信が成功したと判定する。

一方で、送信データを受信した制御装置＃２は、受信データを参照し、受信データの宛先が制御装置＃３であることを識別する。この場合、制御装置＃２は、受信データを取得せず、受信データを宛先の制御装置＃３に転送する（ステップＳ１１２）。転送された受信データは、第１ネットワークを介して制御装置＃３まで転送される（ステップＳ１１３）。このとき、制御装置＃２から転送された送信データは、直接制御装置＃３に転送される場合もあれば、他の制御装置１を経由して制御装置＃３まで転送される場合もある。

ここまでが、正常時のデータ送信の流れである。以下、無線端末２の接続先である制御装置＃２に障害が発生した場合（図中の『障害発生』以降）の流れを説明する。ここで、無線端末２において制御装置＃３を宛先とする送信データが発生したと仮定する。この場合、無線端末２は、上記同様の流れでのデータ送信を試みる（ステップＳ１１４）。しかしながら、この場合、制御装置＃２の障害により、制御装置＃２から送信データについてのデータ受信通知が送信されない。そのため、無線端末２では、データ受信通知の受信タイムアウトが発生する（ステップＳ１１５）。

この場合、無線端末２は、探査結果情報を参照し、制御装置＃２の次に良好な無線通信が期待される制御装置１を次の接続先として決定する（ステップＳ１１６）。例えば、ここでは、無線端末２は、制御装置＃１を次の接続先として決定したと仮定する。この場合、無線端末２は、接続先として決定した制御装置＃１に対して接続要求を送信する（ステップＳ１１７）。

接続要求を受信した制御装置＃１は、送信元の無線端末２との間で残りの接続手順を実行する。ここで、ステップＳ１０２において全ての接続手順を実行済みである場合、残りの接続手順の実行は省略されてもよい。制御装置＃１は、接続手順を完了した無線端末２を接続済みの無線端末として自装置に登録する（ステップＳ１１８）。制御装置＃１は、登録した無線端末２に対して自装置との接続が完了したことを通知する接続完了通知を送信する（ステップＳ１１９）。この接続完了通知により、無線端末２は制御装置＃１に対してデータを送信することが可能となる。以下、ステップＳ１１１～Ｓ１１３と同様の流れで、データの送信、データ受信通知及び転送が行われる（ステップＳ１２０～１２３）。

このように構成された第１の実施形態の機器制御システム１００では、無線端末２がデータの送信に先立って、予め制御装置１と接続手順の一部又は全部を実行済みである。そのため、無線端末２は、接続先の制御装置１の変更が必要となった場合であっても、一部又は全部の接続手順を実行することなく、次の接続先の制御装置１にデータを送信することができる。少なくとも、無線端末２は、自装置付近の制御装置１を探査する処理を再度実行する必要がない。これにより、無線端末２の通信量が削減され、無線端末２の消費電力を削減することが可能となる。

＜変形例＞
以下、第１の実施形態の機器制御システム１００の変形例について説明する。図６は、第１の実施形態の変形例の機器制御システム１００における制御装置１及び無線端末２の動作例を示すシーケンス図である。図６の動作例において、図５に示した第１の実施形態の動作例と同様の処理には図５と同じ符号を付すことによりそれらの処理についての説明を省略する。

この場合、無線端末２の送受信部２０６は、データを送信する際に、次の接続先と成り得る制御装置１のアドレス情報（以下「候補アドレス情報」という。）を含めて送信する（ステップＳ２０１）。例えば、無線端末２は、制御装置＃１を示す候補アドレス情報を含むデータを送信する。この場合、制御装置＃１は制御装置＃２を接続先とする無線端末２の送信データに含まれる候補アドレス情報に基づいて、自装置が次の接続先候補であることを識別し、送信データの送信元である無線端末２の接続情報を生成し、自装置に記憶する（ステップＳ２０２）。

一般に、無線通信機器は、自装置宛て（接続先）でない送信データも受信すること自体は可能である。これは、無線通信において受信データの宛先（接続先）に基づいて取捨選択する機能が、無線信号を受信する機能の上位のレイヤで実行されるためである。そのため、このように構成された変形例の機器制御システム１００では、無線端末２の送信データをモニタリングすることによって、制御装置１が送信元の無線端末２の接続先と成り得るか否かを識別することができる。このような方法で制御装置１が、自装置が接続先候補であるか否かを識別することにより、何らかの理由で探索メッセージを受信しなかった制御装置１も無線端末２との接続手順（の一部又は全部）を予め実行しておくことが可能となる。

また、接続確立部２０２は、探査結果情報を接続先候補記憶部２０４に記憶させる際に、所定の条件を満たす制御装置１のみを示す探査結果情報を記憶するようにしてもよい。例えば、所定の条件は、制御装置１の物理的な配置位置や、受信信号強度の閾値に基づいて設定されてもよい。このような構成を備えることにより、無線端末２は、例えば、信号が受信された制御装置１のうち所定のフロアに位置する制御装置１のみと接続を確立することができる。また、無線端末２は、受信信号強度が所定の閾値以上である制御装置１のみと接続を確立することができる。

また、探査結果情報は、探査結果が得られたタイミングを示す情報とともに記憶されてもよい。このような構成を備えることにより、接続先決定部２０５は、鮮度の良い探査結果を使用して接続先の制御装置１を決定することができる。

（第２の実施形態）

図７は、第２の実施形態における制御装置１ａの機能構成の具体例を示すブロック図である。制御装置１ａは、応答メッセージ送信部１０５に代えて応答メッセージ送信部１０５ａを備える点と、受信信号強度計測部１０８をさらに備える点とで第１の実施形態における制御装置１と異なる。他の機能部については第１の実施形態と同様であるため、図２と同じ符号を付すことによりそれらの機能部についての説明を省略する。

受信信号強度計測部１０８は、受信された探査メッセージの受信信号強度を計測する。例えば、受信信号強度計測部１０８は、受信された探査メッセージのＲＳＳＩを計測する。受信信号強度計測部１０８は、計測した受信信号強度を示す受信強度情報を応答メッセージ送信部１０５ａに出力する。

応答メッセージ送信部１０５ａは、探査メッセージの受信に応じて応答メッセージを生成し、生成した応答メッセージに受信信号強度計測部１０８によって生成された受信強度情報を含めて無線端末２に送信する。

図８は、第２の実施形態における無線端末２ａの機能構成の具体例を示すブロック図である。無線端末２ａは、接続確立部２０２に代えて接続確立部２０２ａを備える点と、接続先決定部２０５に代えて接続先決定部２０５ａを備える点とで第１の実施形態における無線端末２と異なる。他の機能部については第１の実施形態と同様であるため、図３と同じ符号を付すことによりそれらの機能部についての説明を省略する。

接続確立部２０２ａは、応答メッセージの受信に応じて生成する探査結果情報として、送信元の制御装置１と、応答メッセージの受信信号強度と、応答メッセージに含まれる受信強度情報が示す受信信号強度との対応関係を示す情報を生成する点で、第１の実施形態における接続確立部２０２と異なる。

接続先決定部２０５ａは、応答メッセージの受信信号強度と、応答メッセージに含まれる受信強度情報が示す受信信号強度とに基づいて接続先の制御装置１を決定する点で第１の実施形態における接続先決定部２０５と異なる。すなわち、接続先決定部２０５ａは、自装置において受信される制御装置１ａの無線信号の強度（以下「第１受信強度」という。）と、制御装置１ａにおいて受信される自装置の無線信号の強度（以下「第２受信強度」という。）とに基づいて接続先の制御装置１ａを決定する。例えば、接続先決定部２０５ａは、次の式（１）に基づいて接続先の制御装置１ａを決定する。

評価値＝（第１受信強度＋第２受信強度）／２ 式（１）

この場合、接続先決定部２０５ａは、探査結果情報が示す全ての制御装置１ａについて式（１）の評価値を算出し、評価値が最も大きい制御装置１ａを接続先の制御装置１ａとして決定する。接続先決定部２０５ａは、接続先として決定した制御装置１ａを送受信部２０６に通知する。

図９は、第２の実施形態における制御装置１ａ及び無線端末２ａの動作例を示すシーケンス図である。図９では、３台の制御装置１ａ（図中の制御装置＃１、＃２及び＃３）と、１台の無線端末２ａ（図中の無線端末）とによる動作例を示す。なお、図９の動作例において、図６に示した第１の実施形態の動作例と同様の処理には図６と同じ符号を付すことによりそれらの処理についての説明を省略する。

制御装置＃１、＃２及び＃３は、探査メッセージの送信元である無線端末２ａに対して応答メッセージを送信する（ステップＳ３０１～Ｓ３０３）。このとき、制御装置＃１、＃２及び＃３のそれぞれは、受信された探査メッセージの受信強度情報を応答メッセージに含めて無線端末２ａに送信する。

無線端末２ａは、探査結果情報に基づいて接続先の制御装置１ａを決定する（ステップＳ３０４）。このとき、無線端末２ａは、自装置で取得された第１受信強度と、制御装置１ａで取得された第２受信強度とに基づいて接続先を決定する。

また、無線端末２ａは、データ受信通知のタイムアウトに応じて接続先の制御装置１ａを変更しようとした際に、制御装置＃２の次に良好な無線通信が期待される制御装置１ａが存在しない場合（ステップＳ４０１）、ステップＳ１０１～Ｓ１０６と同様の処理を再実行することによって、次の接続先となる制御装置１ａを決定する（ステップＳ４０２～Ｓ４０６）。例えば、ここでは、無線端末２ａは、制御装置＃１を次の接続先として決定したと仮定する。以下、無線端末２ａは、接続先として決定した制御装置＃１に対して、ステップＳ１０７～Ｓ１１３と同様の流れでデータの送信を行う（ステップＳ４０７～Ｓ４１３）。

このように構成された第２の実施形態の機器制御システム１００では、無線端末２ａが自装置で取得された第１受信強度と、制御装置１ａで取得された第２受信強度とに基づいて接続先を決定するため、無線端末２ａと制御装置１ａとの間の無線通信環境の良否がより精度良く判定することが可能となる。これにより、無線端末２は、接続先の制御装置１ａを変更する際に、より良好な無線通信が期待される制御装置１ａを次の接続先として決定することが可能となる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、機器制御システムの制御装置及び無線端末が無線接続に関する手順の一部又は全部をデータの送信に先立って予め実行する接続確立部を持つことにより、無線端末の消費電力を削減することができる。

従来、電池駆動による無線端末において、接続先の制御装置を探査し、接続可能な制御装置との接続を確立する処理を行う方式では、無線端末は接続先が変わる度に接続確立の処理を行う必要があるため消費電力が大きくなるという課題があった。これに対して上記の各実施形態の機器制御システムでは、無線端末が制御装置との接続を確立する際に接続先（となりうる制御装置の候補を含む）の制御装置のアドレス情報を記憶しておくことで、接続先を変更する際に予め記憶したアドレス情報を用いて変更後の接続先と通信を行うようにした。このような構成により、無線端末は接続先の制御装置を変更する際に接続手順の一部又は全部を省略することが可能となり、消費電力を削減することが可能となる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…機器制御システム、１，１ａ…制御装置、１０１…無線通信部、１０２…接続確立部、１０３…接続状態記憶部、１０４…探査メッセージ受信部、１０５，１０５ａ…応答メッセージ送信部、１０６…送受信部、１０７…転送部、１０８…受信信号強度計測部、２，２ａ…無線端末、２０１…無線通信部、２０２，２０２ａ…接続確立部、２０３…受信信号強度計測部、２０４…接続先候補記憶部、２０４１…探査結果テーブル、２０５，２０５ａ…接続先決定部、２０６…送受信部

Claims (9)

1. 対象機器の制御に関する情報を送受信する一以上の無線端末と、前記一以上の無線端末と通信可能な複数の制御装置とを備える機器制御システムであって、
   前記無線端末は、
   自装置周辺に存在する一以上の制御装置を検出する検出部と、
   検出された一以上の制御装置の中から接続先となる一の制御装置を決定する決定部と、 前記接続先として決定された一の制御装置に対して、接続先と成り得る制御装置の候補を示す候補情報を送信データに含めて送信する送信部と、
   検出された一以上の制御装置との間で、探査メッセージの送信及び前記探査メッセージに対する応答メッセージの受信を前記送信データの送信に先立って予め実行するとともに、前記接続先として決定された一の制御装置に対する接続要求時に前記探査メッセージの送信及び前記応答メッセージの受信を省略して前記制御装置との接続を確立する接続確立部と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記無線端末から送信される他の制御装置宛の前記送信データに含まれる前記候補情報が自装置を示す場合に、前記無線端末との間で前記探査メッセージの受信及び前記応答メッセージの送信を自装置に対する前記無線端末の接続要求に先立って予め実行するとともに、前記無線端末の接続要求時に前記探査メッセージの受信及び前記応答メッセージの送信を省略して前記無線端末との接続を確立する接続確立部と、
   を備える機器制御システム。
2. 前記制御装置は、前記無線端末又は他の制御装置から自装置以外の制御装置を宛先とする前記送信データが受信された場合に、受信された前記送信データを宛先である他の制御装置に転送する転送部をさらに備える、
   請求項１に記載の機器制御システム。
3. 前記無線端末の決定部は、受信された前記応答メッセージの受信信号強度に基づいて前記接続先となる一の制御装置を決定する、
   請求項１または２に記載の機器制御システム。
4. 前記制御装置の接続確立部は、前記探査メッセージの受信信号強度を示す情報を前記応答メッセージに含めて送信し、
   前記無線端末の決定部は、受信された応答メッセージの受信信号強度と、受信された応答メッセージに含まれる前記探査メッセージの受信信号強度とに基づいて前記接続先となる一の制御装置を決定する、
   請求項１または２に記載の機器制御システム。
5. 前記無線端末の決定部は、接続先の制御装置を変更する必要が生じた場合、予め検出された制御装置のうち、前記探査メッセージの受信信号強度又は前記応答メッセージの受信信号強度に基づいて現在の接続先の次に良好な無線通信が期待される一の制御装置を変更先の制御装置として決定し、
   前記無線端末の接続先確立部は、前記変更先として決定された一の制御装置との接続を前記探査メッセージの送信及び前記応答メッセージの受信を省略して確立する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の機器制御システム。
6. 前記無線端末の検出部は、前記変更先として選択可能な制御装置が存在しない場合、自装置周辺に存在する一以上の制御装置を再度検出し、
   前記無線端末の決定部は、再度検出された一以上の制御装置の中から接続先となる一の制御装置を再度決定し、
   前記無線端末の接続確立部は、再度検出された一以上の制御装置との間で、探査メッセージの送信及び前記探査メッセージに対する応答メッセージの受信をデータの送信に先立って予め実行するとともに、前記接続先として再度決定された一の制御装置に対する接続要求時に前記探査メッセージの送信及び前記応答メッセージの受信を省略して前記制御装置との接続を確立する、
   請求項５に記載の機器制御システム。
7. 対象機器の制御に関する情報を送受信する一以上の無線端末と、前記一以上の無線端末と通信可能な複数の制御装置とを備える機器制御システムにおける通信方法であって、 前記無線端末が、自装置周辺に存在する一以上の制御装置を検出するステップと、
   前記無線端末が、検出された一以上の制御装置の中から接続先となる一の制御装置を決定するステップと、
   前記無線端末が、前記接続先として決定された一の制御装置に対して、接続先と成り得る制御装置の候補を示す候補情報を送信データに含めて送信するステップと、
   前記無線端末が、検出された一以上の制御装置との間で、探査メッセージの送信及び前記探査メッセージに対する応答メッセージの受信を前記送信データの送信に先立って予め実行するとともに、前記接続先として決定された一の制御装置に対する接続要求時に前記探査メッセージの送信及び前記応答メッセージの受信を省略して前記制御装置との接続を確立するステップと、
   前記制御装置が、前記無線端末から送信される他の制御装置宛の前記送信データに含まれる前記候補情報が自装置を示す場合に、前記無線端末との間で前記探査メッセージの受信及び前記応答メッセージの送信を自装置に対する前記無線端末の接続要求に先立って予め実行するとともに、前記無線端末の接続要求時に前記探査メッセージの受信及び前記応答メッセージの送信を省略して前記無線端末との接続を確立するステップと、
   を有する通信方法。
8. 自装置に対応づけられた制御装置との間で対象機器の制御に関する情報を送受信する一以上の無線端末であって、
   自装置周辺に存在する一以上の制御装置を検出する検出部と、
   検出された一以上の制御装置の中から接続先となる一の制御装置を決定する決定部と、 前記接続先として決定された一の制御装置に対して、接続先と成り得る制御装置の候補を示す候補情報を送信データに含めて送信する送信部と、
   検出された一以上の制御装置との間で、探査メッセージの送信及び前記探査メッセージに対する応答メッセージの受信を前記送信データの送信に先立って予め実行するとともに、前記接続先として決定された一の制御装置に対する接続要求時に前記探査メッセージの送信及び前記応答メッセージの受信を省略して前記制御装置との接続を確立する接続確立部と、
   を備える無線端末。
9. 対象機器の制御に関する情報を送受信する一以上の無線端末と通信可能な制御装置であって、
   前記無線端末が接続先として決定した制御装置に対して前記無線端末から送信される送信データに含まれる、接続先と成り得る制御装置の候補を示す候補情報が自装置を示す場合に、前記無線端末との間で探査メッセージの受信及び前記探査メッセージに対する応答メッセージの送信を自装置に対する前記無線端末の接続要求に先立って予め実行するとともに、前記無線端末の接続要求時に前記探査メッセージの受信及び前記応答メッセージの送信を省略して前記無線端末との接続を確立する接続確立部
   を備える制御装置。

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