JP7228760B2 - Transmitting device, receiving device, transmission system and transmission method - Google Patents
Transmitting device, receiving device, transmission system and transmission method Download PDFInfo
- Publication number
- JP7228760B2 JP7228760B2 JP2019002980A JP2019002980A JP7228760B2 JP 7228760 B2 JP7228760 B2 JP 7228760B2 JP 2019002980 A JP2019002980 A JP 2019002980A JP 2019002980 A JP2019002980 A JP 2019002980A JP 7228760 B2 JP7228760 B2 JP 7228760B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- current
- voltage
- signal
- transmission
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Description
本開示は、一般に送信装置、受信装置、伝送システム及び伝送方法に関し、より詳細には電圧を供給する電路を介して通信を行う送信装置、受信装置、伝送システム及び伝送方法に関する。 FIELD OF THE DISCLOSURE The present disclosure relates generally to transmitters, receivers, transmission systems and methods, and more particularly to transmitters, receivers, transmission systems and methods for communicating over electrical lines that supply voltage.
従来、電源線を使って通信する電源線通信システムが提供されている(例えば特許文献1参照)。特許文献1記載の電源線通信システムは、例えばビルの空調機を管理する空調管理システムに適用され、ビルの一室に設けられる親機と、各居室に設けられる子機とを備える。親機と各子機とは電源線によって電気的に接続されており、電源線を介して親機から各子機に電源電圧が供給される。
2. Description of the Related Art Conventionally, a power line communication system that communicates using a power line has been provided (see
この電源線通信システムでは、例えば親機から子機に情報を送信する場合、親機が情報に対応する電圧信号を電源電圧に重畳させて子機に供給する。そして、子機は、親機より供給された電源電圧から電圧信号を分離し、分離した電圧信号(アナログ信号)をデジタル信号に変換した後、このデジタル信号から情報を取得する。 In this power line communication system, for example, when information is transmitted from the parent device to the child device, the parent device superimposes a voltage signal corresponding to the information on the power supply voltage and supplies the voltage signal to the child device. Then, the child device separates the voltage signal from the power supply voltage supplied from the parent device, converts the separated voltage signal (analog signal) into a digital signal, and acquires information from this digital signal.
特許文献1の電源線通信システムでは、電源線が長くなるに従って電圧信号の減衰量が大きくなるため、通信距離を長くするためには増幅器が必要であった。また、この電源線通信システムでは、電源電圧に電圧信号を重畳させる構成であるため、同じ電源線に接続された電気機器のノイズの影響を受けやすく、ノイズの影響を受けにくくするためにはノイズフィルタが必要になる。
In the power line communication system of
本開示は上記課題に鑑みてなされ、通信距離を長くしつつ、ノイズの影響を受けにくくした送信装置、受信装置、伝送システム及び伝送方法を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a transmitting device, a receiving device, a transmission system, and a transmission method that are less susceptible to noise while increasing the communication distance.
本開示の一態様に係る送信装置は、電圧を供給する電圧供給部との電路に伝送データを送信する。前記送信装置は、接続部と、負荷部と、スイッチング部と、制御部と、を備える。前記接続部は、前記電路と電気的に接続される。前記負荷部は、前記電圧供給部が供給する電圧の位相に対して電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる。前記スイッチング部は、前記負荷部に前記電流が流れる状態と、流れない状態とを切り替える。前記制御部は、前記スイッチング部による状態の切り替えを制御する。前記接続部は、前記電圧供給部が供給する前記電圧に対して信号を重畳した重畳後電圧を受け付ける。前記制御部は、前記伝送データに応じた電流が前記電路に流れるように、前記重畳後電圧に含まれる前記信号の位相に同期させて前記スイッチング部を制御する。 A transmission device according to an aspect of the present disclosure transmits transmission data to an electric line with a voltage supply unit that supplies voltage. The transmission device includes a connection section, a load section, a switching section, and a control section. The connecting portion is electrically connected to the electric circuit. The load section delays or leads the phase of the current with respect to the phase of the voltage supplied by the voltage supply section. The switching unit switches between a state in which the current flows through the load unit and a state in which the current does not flow. The control unit controls switching of states by the switching unit. The connection unit receives a superimposed voltage obtained by superimposing a signal on the voltage supplied by the voltage supply unit. The control unit controls the switching unit in synchronization with the phase of the signal included in the superimposed voltage so that a current corresponding to the transmission data flows through the electric path.
本開示の一態様に係る受信装置は、電圧を供給する電圧供給部が電路を介して供給する電圧に対して電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる負荷部を用いて伝送データに応じた電流を前記電路に送信する送信装置から前記伝送データを受信する。前記受信装置は、電流計測部と、信号抽出部と、を備える。前記電流検出部は、前記電路に流れる電流の波形を計測する。前記信号抽出部は、前記電流計測部が計測した前記電流の前記波形から、前記負荷部から送信された前記伝送データを含む電流信号を抽出する。前記信号抽出部は、皮相電力と有効電力とを用いて前記電流計測部が計測した前記電流から前記電流信号を抽出する。 A receiving device according to an aspect of the present disclosure uses a load unit that delays or leads the phase of a current with respect to a voltage supplied through an electric circuit by a voltage supply unit that supplies a voltage, and supplies a current according to transmission data. is received from a transmitting device that transmits to the electric line. The receiving device includes a current measuring section and a signal extracting section. The current detector measures the waveform of the current flowing through the electric circuit. The signal extraction unit extracts a current signal including the transmission data transmitted from the load unit from the waveform of the current measured by the current measurement unit. The signal extraction unit extracts the current signal from the current measured by the current measurement unit using apparent power and effective power.
本開示の一態様に係る伝送システムは、前記送信装置と、前記受信装置と、を備える。 A transmission system according to an aspect of the present disclosure includes the transmitting device and the receiving device.
本開示の一態様に係る伝送方法は、電圧を供給する電圧供給部との電路に伝送データを送信し、前記電圧供給部が供給する電圧の位相に対して電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる負荷部に前記電流が流れる状態と、流れない状態とを切り替えるスイッチング部を備え、前記電圧供給部が供給する前記電圧に対して信号を重畳した重畳後電圧を受け付ける送信装置で用いられる送信装置で用いられる。前記伝送方法は、前記伝送データに応じた前記電流が前記電路に流れるように、前記重畳後電圧に含まれる前記信号の位相に同期させて前記スイッチング部を制御する。 A transmission method according to an aspect of the present disclosure transmits transmission data to an electric line with a voltage supply unit that supplies voltage, and delays or advances the phase of the current with respect to the phase of the voltage supplied by the voltage supply unit. A transmitting device used in a transmitting device that includes a switching unit that switches between a state in which the current flows and a state in which the current does not flow in a load unit that causes the current to flow, and receives a superimposed voltage obtained by superimposing a signal on the voltage supplied by the voltage supply unit. used in The transmission method controls the switching section in synchronization with the phase of the signal included in the superimposed voltage so that the current corresponding to the transmission data flows through the electric path.
本開示によると、通信距離を長くしつつ、ノイズの影響を受けにくくすることができる。 According to the present disclosure, it is possible to increase the communication distance and reduce the influence of noise.
以下に説明する実施形態及び変形例は、本開示の一例に過ぎず、本開示は、実施形態及び変形例に限定されない。以下の実施形態及び変形例以外であっても、本開示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。 The embodiments and modifications described below are merely examples of the present disclosure, and the present disclosure is not limited to the embodiments and modifications. Other than the following embodiments and modifications, various modifications can be made according to the design and the like within the scope of the technical idea of the present disclosure.
(実施形態)
以下、本実施形態の伝送システム50について、図1~図8を用いて説明する。
(embodiment)
The
(1)概要
本実施形態の伝送システム50(図2参照)は、例えば新築の建物等において配線A1を施工した後に、配線A1の状態を確認するためのシステムである。配線A1は、分電盤1と接続器B1との間を繋ぎ、分電盤1から接続器B1へ電力を供給するための電線である。より具体的には、配線A1は、分電盤1内に設置される分岐ブレーカ3の二次側端子と、接続器B1とを繋ぐ電線である。接続器B1は、主として建物の内部に設置され、分電盤1と配線A1を介して電気的に接続されている。なお、接続器B1は、建物の内部でだけでなく、建物の外部に設置されていてもよい。本実施形態では、建物が戸建住宅である場合を例示するが、この例に限らない。建物は、例えば集合住宅の各住戸、事務所、店舗、工場、及び病院等、分電盤1が設置可能であればよい。
(1) Outline The transmission system 50 (see FIG. 2) of the present embodiment is a system for checking the state of the wiring A1 after the wiring A1 is installed in a new building, for example. The wiring A1 is an electric wire that connects the
本開示でいう「接続器」は、コンセント(アウトレット)の他に、建物の天井等に設置される引掛けシーリングローゼットを含む。以下の説明では、接続器B1は、コンセントである。また、本開示でいう「接続器」は、配線A1と1対1に対応する接続器をいう。したがって、例えば図4Aに示すように、プラグを接続可能な複数(ここでは、2つ)の差込口B11が1つの配線A1により1つの分岐ブレーカ3に接続されている場合、複数の差込口B11は、いずれも同じ1つの接続器B1である。一方、例えば図4Bに示すように、複数の差込口B11がそれぞれ異なる配線A1で異なる分岐ブレーカ3に接続されている場合、複数の差込口B11は、それぞれ互いに異なる接続器B1である。
The term “connector” as used in the present disclosure includes a hanging ceiling rosette installed on the ceiling of a building, etc., as well as an outlet. In the following description, connector B1 is an outlet. Also, the “connector” referred to in the present disclosure refers to a connector corresponding to the wiring A1 one-to-one. Therefore, for example, as shown in FIG. 4A, when a plurality of (here, two) receptacles B11 to which plugs can be connected are connected to one
本開示でいう「配線の状態」とは、配線A1が、分電盤1から接続器B1へと電力を供給可能な状態で結線されているか否かの状態を含む。つまり、配線A1の状態が正常であれば、分電盤1の主幹ブレーカ2及び配線A1が繋がっている分岐ブレーカ3の両方が導通状態にあるとき、配線A1には電流(交流電流)が流れ得る。一方、配線A1の状態が異常であれば、主幹ブレーカ2及び配線A1が繋がっている分岐ブレーカ3の両方が導通状態であっても、配線A1には交流電流が流れない。
The “wiring state” referred to in the present disclosure includes a state of whether or not the wiring A1 is connected in a state in which power can be supplied from the
伝送システム50は、図2に示すように、送信装置10と、受信装置20と、を備える。
The
送信装置10は、接続器B1に接続可能である。送信装置10は、確認対象の配線A1が繋がっている接続器B1に接続して用いられる。
The
受信装置20は、配線A1を流れる交流電流を検知する検知部5の検知結果を受ける。本実施形態では、検知部5は、後述するように分電盤1に備え付けられている。したがって、検知部5は、伝送システム50に必須の構成ではない。
The
送信装置10は、伝送データを、配線A1を介して分電盤1へ出力する。ここで、伝送データは、例えば、送信装置10の識別子を表すデータである。
The
受信装置20は、検知部5の検知結果に基づいて、伝送データを取得することにより、配線A1の状態を確認する。つまり、受信装置20は、配線A1を流れる交流電流の検知結果を参照することにより、この配線A1に繋がっている接続器B1に接続されている送信装置10からの伝送データを受信する。そして、受信装置20は、伝送データを取得することにより、分電盤1から送信装置10が接続された接続器B1へと電力を供給可能な状態で結線されていると判断することができる。
The receiving
上述のように、本実施形態では、受信装置20は、検知部5の検知結果に基づいて、伝送データの取得の有無を判断することにより、配線A1の状態を確認することができる。
As described above, in the present embodiment, the receiving
(2)構成
以下、本実施形態の伝送システム50について詳細に説明する。伝送システム50は、図2に示すように、送信装置10と、受信装置20と、を備える。本実施形態では、作業者は、伝送システム50を用いて、分電盤1と複数の接続器B1との間をそれぞれ繋ぐ複数の配線A1(電路)の状態を確認すると仮定する。つまり、本実施形態では、接続器B1は、複数であって、複数の接続器B1は、それぞれ複数の配線A1を介して分電盤1における複数の分岐ブレーカ3と電気的に接続されている。なお、配線A1の数と、分岐ブレーカ3の数とは同じでなくてもよい。つまり、1つの分岐ブレーカ3には、2以上の配線A1が繋がっていてもよい。
(2) Configuration Hereinafter, the
(2-1)分電盤
まず、分電盤1について図3を用いて説明する。以下の説明では、特に断りがない限り、図3の上下左右を分電盤1の上下左右と規定し、図3の紙面に垂直な方向を分電盤1の前後方向(手前が前)と規定する。詳しくは、主幹ブレーカ2と分岐ブレーカ3とが並ぶ方向を左右方向、キャビネット本体1100の底部と受信装置20とが並ぶ方向を前後方向と規定する。また、左右方向及び前後方向と直交する方向を上下方向と規定する。
(2-1) Distribution Board First, the
分電盤1は、図3に示すように、キャビネット1000と、主幹ブレーカ2と、複数の分岐ブレーカ3と、検知部5と、受信装置20と、を備えている。
The
キャビネット1000は、前面が開口した箱状のキャビネット本体1100と、キャビネット本体1100の開口を塞ぐ蓋と、を備えている。図3においては、蓋の図示を省略している。キャビネット1000の内部には、主幹ブレーカ2(電圧供給部)、複数の分岐ブレーカ3、検知部5、及び受信装置20が収容されている。
The
主幹ブレーカ2は、一次側端子4と、二次側端子とを備えている。本実施形態の分電盤1では配電方式として単相三線式を想定しているので、主幹ブレーカ2の一次側端子4には、系統電源(商用電源)の単相三線式の引き込み線が電気的に接続される。また、主幹ブレーカ2の二次側端子には、第1電圧極(L1相)の導電バー、第2電圧極(L2相)の導電バー、及び中性極(N相)の導電バーが接続されている。各導電バーは、導電部材により左右方向に長い長尺板状に形成されており、キャビネット1000の内部において、上下方向の中央であって主幹ブレーカ2の右側の位置に配置されている。
The
複数の分岐ブレーカ3は、中性極の導電バーの上側と下側とに分かれて、それぞれ複数個ずつ左右方向に並ぶように配置されている。本実施形態では、図3に示すように、中性極の導電バーの上側に、12個の分岐ブレーカ3が左右方向に並ぶように配置されている。また、中性極の導電バーの下側に、12個の分岐ブレーカ3が左右方向に並ぶように配置されている。
A plurality of
各分岐ブレーカ3は、一対の一次側端子と、一対の二次側端子とを備えている。分岐ブレーカ3には100V用と200V用がある。100V用の分岐ブレーカ3が備える一対の一次側端子は、第1電圧極の導電バー及び第2電圧極の導電バーのうちの一方と、中性極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。200V用の分岐ブレーカ3が備える一対の一次側端子は、第1電圧極の導電バーと、第2電圧極の導電バーとにそれぞれ電気的に接続される。これにより、各分岐ブレーカは、商用電源500から主幹ブレーカ2を介して交流の電圧が供給される。本実施形態では、分岐ブレーカ3の一対の一次側端子と、主幹ブレーカ2との間の経路が電路L1に相当する。
Each
また、分岐ブレーカ3の二次側端子には、対応する配線A1が電気的に接続される。各分岐ブレーカ3の二次側端子に接続された配線A1には、例えば照明器具や空調機器、テレビ受像器、給湯設備等の機器、接続器B1又は壁スイッチ等の配線器具が負荷として1つ以上接続される。
Also, the corresponding wiring A1 is electrically connected to the secondary side terminal of the
検知部5は、電路L1に流れる交流電流を検知するように構成されている。検知部5は、例えば、カレントトランス(CT:Current Transformer)からなる電流センサ5aを有している。
The
受信装置20は、分電盤1内の主幹ブレーカ2及び分岐ブレーカ3の少なくとも一方を通過する交流電流を計測する計測機能、及び計測した交流電流に基づいて伝送データを含む電流信号を抽出する機能を有している。受信装置20は、抽出した電流信号に含まれる伝送データを、外部の装置に出力する。ここで、外部の装置は、例えば、パーソナルコンピュータ(デスクトップ型、又はラップトップ型など)である。なお、外部の装置は、パーソナルコンピュータに限らず、例えばスマートフォン、タブレット端末などの携帯情報端末であってもよい。さらに、外部の装置は、伝送システム50に用いられる専用のデバイスであってもよいが、この例に限らない。例えば、汎用のパーソナルコンピュータにて特定のソフトウェアを実行することにより、汎用のパーソナルコンピュータが受信装置20として機能する場合も有り得る。この場合、汎用のパーソナルコンピュータであっても、外部の装置に相当する。
The receiving
また、受信装置20は、HEMS(Home Energy Management System)に対応する機器(以下、HEMS対応機器という)の制御を行うように構成されたコントローラとの間で通信する機能(通信機能)を有してもよい。コントローラは、キャビネット1000の外部に配置された機器である。ここに、HEMS対応機器は、例えばスマートメータ、太陽光発電装置、蓄電装置、燃料電池、電気自動車、エアコン、照明器具、給湯装置、冷蔵庫、又はテレビ受像機等を含む。なお、HEMS対応機器は、これらの機器に限定されない。
Further, the receiving
受信装置20と、コントローラとの間の通信方式は、例えば920MHz帯の特定小電力無線局(免許を要しない無線局)、Wi-Fi(登録商標)、Bluetooth(登録商標)等の通信規格に準拠した、電波を媒体とした無線通信であってもよい。また、受信装置20とコントローラとの間の通信方式は、有線LAN(Local Area Network)等の通信規格に準拠した有線通信であってもよい。
The communication method between the receiving
また、受信装置20とコントローラとの間の通信における通信プロトコルは、例えばEthernet(登録商標)、ECHONET Lite(登録商標)等を用いてもよい。
Also, as a communication protocol for communication between the receiving
(2-2)送信装置
次に、送信装置10について図1、図5及び図6を用いて説明する。送信装置10は、交流電圧を供給する主幹ブレーカ2との間の電路L1に伝送データを送信する。送信装置10は、直方体状の筐体100と、接続部11と、を有している。送信装置10は、筐体100の内部に、送信用電圧検出部12と、制御部13と、スイッチング部14と、負荷部15と、を備える。
(2-2) Transmitter Next, the
接続部11は、電圧線(L線)の栓刃111と、中性線(N線)の栓刃112と、を含む。栓刃111,112は、筐体100から突出している。本実施形態では、送信装置10は、2極接地極付コンセントである接続器B1に接続可能である。また、送信装置10は、100V用の接続器B1と、200V用の接続器B1とのいずれにも接続可能である。つまり、接続部11は、交流電圧を供給する主幹ブレーカ2との電路L1と電気的に接続される。
The connecting
送信装置10は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが送信用電圧検出部12及び制御部13として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
The sending
送信用電圧検出部12は、電圧線の栓刃111及び中性線の栓刃112に電気的に接続されている。送信用電圧検出部12は、主幹ブレーカ2から供給される交流電圧の波形を検出する。
The transmission
負荷部15は、主幹ブレーカ2が供給する交流電圧の位相に対して交流電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる。負荷部15は、例えばコンデンサ(容量成分)である。コンデンサの容量は数μFのオーダーである。負荷部15は、主幹ブレーカ2が供給する交流電圧の位相に対して交流電流の位相を90度進ませる。
The
スイッチング部14は、負荷部15に交流電流が流れる状態(オン状態)と、流れない状態(オフ状態)とを切り替える。スイッチング部14は、常開型のa接点を有しており、制御部13に制御されることで、配線A1(電圧線の栓刃111)と負荷部15とを繋ぐ電路を開閉する。
The switching
制御部13は、スイッチング部14による状態の切り替えを制御する。具体的には、制御部13は、送信すべき伝送データに応じた交流電流が電路L1に流れるように、スイッチング部14を制御する。
The
本実施形態では、制御部13は、送信すべき伝送データに応じて、送信用電圧検出部12が検出した交流電圧の位相に同期させてスイッチング部14を制御する。制御部13は、送信用電圧検出部12が検出した交流電圧の波形でのゼロクロスポイントで、スイッチング部14に対して送信すべき伝送データに応じた制御を行う。さらに、制御部13は、送信すべき伝送データに応じて、検出された交流電圧の波形において1周期分ごとにゼロクロスポイントで、スイッチング部14に対する制御を行う。
In this embodiment, the
ここで、スイッチング部14を制御するタイミングであるゼロクロスポイントは、検出された交流電圧の値が負の値から正の値となる立ち上がりのタイミングである。検出された交流電圧の値がセロクロスポイントと同一になるのと同時にスイッチング部14を制御することは通常困難である。そこで、本実施形態では、制御部13は、検出された交流電圧の値が、増加するように変化しており、値“0”より小さい所定の値(例えば“-a”)となると、スイッチング部14を制御する(図6の時刻t1,t2,t3,t4参照)。なお、スイッチング部14を制御するタイミングであるゼロクロスポイントは、検出された交流電圧の値が正の値から負の値となる立ち下がりのタイミングであってもよい。
Here, the zero cross point, which is the timing for controlling the switching
例えば、制御部13は、図6に示すように、送信すべき伝送データに応じて、交流電圧の1周期分ごとにセロクロスポイントでオン状態とオフ状態とが交互に切り替わるように、スイッチング部14を制御する。
For example, as shown in FIG. 6, the
本実施形態では、制御部13は、スイッチング部14を制御して、配線A1と負荷部15とを繋ぐ電路を開閉することにより、配線A1を介して伝送データ(電流信号)を分電盤1へ出力する。つまり、送信装置10は、送信装置10の有する負荷部15と配線A1との接続を送信すべき伝送データに応じて切り替えることで、送信データを出力する。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、送信装置10は、主幹ブレーカ2が供給する交流電圧の位相に対して交流電流の位相を90度進ませるコンデンサである負荷部15を備えているので、送信装置10から送信される電流信号は、交流電圧の位相に対して交流電流の位相が90度進んだ状態となっている。
In addition, in this embodiment, since the
本実施形態では、制御部13は、送信すべきで送データに応じて、検出された交流電圧の1周期分ごとにスイッチング部14を制御しているので、検出された交流電圧の1周期で出力される交流電流の値が、スイッチング部14のオン状態又はオフ状態を表している。制御部13は、伝送データを送信するために検出された交流電圧の波形において1周期分ごとにスイッチング部14の制御を行うので、1周期分の交流電流の値で表される単位データが、伝送データに少なくとも1つ含まれている。言い換えると、伝送データは少なくとも1つの単位データから構成されている。
In this embodiment, the
(2-3)受信装置
次に、受信装置20について、図7及び図8を用いて説明する。受信装置20は、送信装置10から伝送データを受信する。受信装置20は、図7に示すように、電流計測部21と、受信用電圧検出部22と、信号抽出部23と、を備える。
(2-3) Receiving Device Next, the receiving
受信装置20は、プロセッサ及びメモリを有するコンピュータシステムを有している。そして、プロセッサが適宜のプログラムを実行することにより、コンピュータシステムが受信用電圧検出部22及び信号抽出部23として機能する。プログラムは、メモリに予め記録されていてもよいし、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
The receiving
電流計測部21は、交流電圧を供給する主幹ブレーカ2が接続された電路L1に流れる交流電流の波形を計測する。具体的には、電流計測部21は、上述の検知部5が電気的に接続され、電流センサ5aの出力から、電路L1に流れる交流電流を計測する。なお、本実施形態では、電流計測部21と電流センサ5aとが別々であるが、一体であってもよい。つまり、電流計測部21が、電流センサ5aを有していてもよい。
The
電流計測部21は、アナログデジタル変換機能を有しており、計測したアナログ信号である交流電流を、デジタル信号に変換する。電流計測部21は、主幹ブレーカ2から供給される交流電圧の1周期分ごとに、当該1周期に相当する交流電流としてのアナログ信号をデジタル信号に変換する。
The
受信用電圧検出部22は、電路L1における交流電圧の波形を検出する。受信用電圧検出部22は、検出したアナログ信号である交流電圧を、デジタル信号に変換する。
The reception
信号抽出部23は、電流計測部21が計測した交流電流の波形(デジタル化された交流電流の波形)から、負荷部15から送信された伝送データを含む電流信号を抽出する。具体的には、信号抽出部23は、受信用電圧検出部22が検出した交流電圧の波形(デジタル化された交流電圧)の位相と、電流計測部が計測した交流電流の波形の位相(デジタル化された交流電流の位相)とを用いて、交流電圧(デジタル化された交流電圧)の1周期分ごとに電流信号を抽出する。
The
例えば、信号抽出部23は、交流電圧(デジタル化された交流電圧)の1周期分に相当する電流計測部21が計測した交流電流の波形に対してベクトル演算を適用する。信号抽出部23は、電流計測部21が計測した交流電流に対して、角度が90度となるように2つの成分に分解して、伝送データを含む電流信号を抽出する。
For example, the
信号抽出部23は、1周期分ごとに、検出した電流信号の値を用いて電流実効値を算出する。信号抽出部23は、1周期分ごとに、算出した電流実効値を基に単位データを特定する。例えば、信号抽出部23は、算出した電流実効値が所定値以上である場合には、伝送データに含まれる単位データの値を1とする。信号抽出部23は、算出した電流実効値が所定値未満である場合には、伝送データに含まれる単位データの値を0とする。
The
交流電圧を1周期分ごとに抽出した結果、及び単位データを1周期分ごとに特定した結果を図8に示す。図8では、1周期をT0としている。図8では、時刻t11~t12及び時刻t13~t14の各々における周期T0では、周期T0で変化する交流電流が検出されている。一方、時刻t12~t13及び時刻t14~t15の各々における周期T0では、周期T0の交流電流の値が“0”である。また、時刻t11~t12及び時刻t13~t14の各々における周期T0では、電流実効値が所定値以上であるため、単位データとして値“1”が特定される。時刻t12~t13及び時刻t14~t15の各々における周期T0では、電流実効値が所定値未満であるため、単位データとして値“0”が特定される。 FIG. 8 shows the result of extracting the AC voltage for each cycle and the result of specifying the unit data for each cycle. In FIG. 8, one cycle is T0. In FIG. 8, an alternating current that changes with the period T0 is detected in periods T0 at times t11 to t12 and times t13 to t14. On the other hand, the value of the alternating current of period T0 is "0" in each of period T0 from time t12 to t13 and from time t14 to t15. In addition, since the current effective value is equal to or greater than the predetermined value in period T0 at each of time t11 to t12 and time t13 to t14, the value "1" is specified as the unit data. During periods T0 at times t12 to t13 and times t14 to t15, the effective value of the current is less than the predetermined value, so the value "0" is specified as the unit data.
受信装置20は、伝送データに含まれるすべての単位データが特定されることで当該伝送データを取得すると、取得した伝送データを外部の装置へ出力する。
When all the unit data included in the transmission data are specified and the
(3)動作
(3-1)送信装置の動作
送信装置10の接続部11が接続器B1に接続されると、主幹ブレーカ2から送信装置10への電圧供給が開始される。
(3) Operation (3-1) Operation of Transmitting Device When the connecting
送信用電圧検出部12は、供給される交流電圧の波形を検出する。
The
制御部13は、送信すべき伝送データに応じた交流電流が電路L1に流れるように、送信用電圧検出部12が検出した交流電圧の位相に同期させてスイッチング部14の状態を制御する。このとき、スイッチング部14がオン状態である間は、交流電流が負荷部15を介して流れるので、当該交流電流の位相は、主幹ブレーカ2が供給する交流電圧の位相に対して90度の進みが生じている。
The
制御部13が、送信すべき伝送データに応じてスイッチング部14の状態を制御するので、伝送データを表す交流電流が電路L1に流れる。
Since the
(3-2)受信装置の動作
電流計測部21は、電路L1に流れる交流電流の波形を電流センサ5aの出力から計測する。さらに、電流計測部21は、計測したアナログ信号である交流電流をデジタル信号へと変換する。
(3-2) Operation of Receiving Apparatus
受信用電圧検出部22は、電路L1における交流電圧の波形を検出する。このとき、受信用電圧検出部22は、検出したアナログ信号である交流電圧を、デジタル信号に変換する。
The reception
信号抽出部23は、電流計測部21が計測した交流電流の波形(デジタル化された交流電流の波形)に基づいて、負荷部15から送信された伝送データを含む電流信号を抽出する。
The
信号抽出部23は、1周期分ごとに、検出した電流信号の値を用いて電流実効値を算出する。信号抽出部23は、算出した電流実効値を基に、単位データを特定する。
The
受信装置20は、伝送データに含まれるすべての単位データを特定すると、特定したすべての単位データからなる伝送データを外部の装置へ出力する。
After specifying all the unit data contained in the transmission data, the receiving
(4)利点
交流電圧に電圧信号を重畳させるPLC(Power Line Communication)では、電力線の抵抗、配線の長さ及び配線の分岐数等により電圧信号が減衰する。一方、本実施形態の送信装置10のように電流信号を電流波形に重畳させる構成では、電流信号は減衰しない。そのため、PLCに比べて通信距離を長くすることができる。また、本実施形態の送信装置10のように電流信号を電流波形に重畳させる構成では、PLCに比べてノイズの影響を受けにくくすることもできる。
(4) Advantages In PLC (Power Line Communication) in which a voltage signal is superimposed on an AC voltage, the voltage signal is attenuated by the resistance of the power line, the length of the wiring, the number of branches of the wiring, and the like. On the other hand, in the configuration in which the current signal is superimposed on the current waveform as in the
さらに、PLCではトランスを用いるため複雑な制御回路が必要になるが、本実施形態の送信装置10では、比較的簡単な回路で実現することができる。また、増幅器やノイズフィルタを用いなくてもいいので、その分コストアップを抑えることもできる。
Furthermore, since the PLC uses a transformer, a complicated control circuit is required, but the
また、電流信号を電流波形に重畳させるために、負荷部15としてコンデンサの代わりに抵抗を用いることが考えられる。負荷部15として抵抗を用いる場合には、電流センサ5aの感度に応じた電流値(例えば、10mA)を電路L1に流す必要があり、抵抗の消費電力が大きく(例えば、10W)、発熱の懸念がある。
Also, in order to superimpose the current signal on the current waveform, it is conceivable to use a resistor as the
そこで、本実施形態では、負荷部15としてコンデンサを用いるので、負荷部15の発熱を抑えることができる。また、負荷部15としてコンデンサを用いることで、交流電圧の位相に対して交流電流の位相に進みを生じさせることができる。そのため、受信装置20では、ベクトル演算を用いることで、送信装置10が送信した伝送データを含む電流信号を容易に抽出することができる。
Therefore, in the present embodiment, since a capacitor is used as the
(5)変形例
上記実施形態は、本開示の様々な実施形態の一つに過ぎない。上記実施形態は、本開示の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、変形例について列記する。なお、以下に説明する変形例は、上記実施形態と適宜組み合わせて適用可能である。
(5) Modifications The above-described embodiment is merely one of various embodiments of the present disclosure. The above-described embodiment can be modified in various ways according to design and the like, as long as the object of the present disclosure can be achieved. Modifications are listed below. It should be noted that the modified examples described below can be applied in appropriate combination with the above-described embodiment.
(5-1)変形例1
上記実施形態では、伝送システム50は、送信装置10と、受信装置20と、を備える構成としたが、この構成に限定されない。
(5-1)
In the above embodiment, the
以下、本変形例に係る伝送システム50Aについて、図9を用いて説明する。なお、上記実施形態と同一の構成の構成要素には、同一の符号を付し、その説明を適宜省略する。
A
伝送システム50Aは、送信装置10と、受信装置20と、信号重畳部30と、を備える。
The
信号重畳部30は、主幹ブレーカ2と分岐ブレーカ3との間に設けられる。具体的には、信号重畳部30は、電路L1と電気的に接続される。信号重畳部30は、主幹ブレーカ2から供給される交流電圧に、所定の信号を重畳させる。ここで、重畳される信号の周波数は、主幹ブレーカ2から供給される交流電圧の周波数よりも高い周波数である。
The
送信装置10の送信用電圧検出部12は、所定の信号が重畳された交流電圧(重畳後電圧)を計測し、計測した重畳後電圧から所定の信号を抽出し、所定の信号の波形を計測する。
The transmission
送信装置10の制御部13は、送信用電圧検出部12が計測した所定の信号の波形を基に、伝送データに応じた交流電流が電路L1に流れるように、当該所定の信号の位相に同期させてスイッチング部14の状態を制御する。
Based on the waveform of the predetermined signal measured by the transmission
受信装置20の信号抽出部23は、当該所定の信号の位相に同期させて送信された伝送データを含む電流信号を、電流計測部21が計測した交流電流(デジタル化された交流電流)に基づいて抽出する。
The
(5-2)変形例2
上記実施形態において、送信装置10は、負荷部15と直列に接続された抵抗部としての抵抗16を、更に備えてもよい。
(5-2)
In the above embodiment, the
例えば、本変形例の送信装置10は、スイッチング部14と負荷部15との間に、抵抗16を備えてもよい(図10参照)。または、送信装置10は、スイッチング部14が抵抗16と負荷部15との間に位置するように、抵抗16を設けてもよいし、負荷部15が抵抗16とスイッチング部14との間に位置するように、抵抗16を設けてもよい。
For example, the
または、送信装置10は、2つの抵抗16を備えてもよい。この場合、送信装置10は、2つの間に負荷部15が位置するように、2つの抵抗16を設ける。
Alternatively,
負荷部15と直列に接続された抵抗16を設けることで、負荷部15への突入電流を低減することができる。
By providing the
(5-3)変形例3
上記実施形態では、信号抽出部23は、ベクトル演算を用いて伝送データを含む電流信号を抽出する構成としたが、この構成に限定されない。
(5-3)
In the above-described embodiment, the
信号抽出部23は、皮相電力と有効電力とを用いて電流信号を抽出してもよい。
The
皮相電力をP1と有効電力をP2とした場合、数式1“cosθ = P2/P1”が成り立つ。ここで、P1は、電流実効値と電圧実効値との積である。
When the apparent power is P1 and the effective power is P2,
また、電流信号として抽出される電流値Icと交流電流の電流実効値Irとの間で、数式2“Ic = Ir × sinθ”が成り立つ。
In addition, the
信号抽出部23は、数式1を用いてcosθを算出し、その結果からθを求める。信号抽出部23は、求めたθと数式2とを用いて、Icを算出することで、電流信号を抽出する。
The
(5-4)変形例4
上記実施形態において、送信装置10が接続された接続器B1以外の接続器B1に照明機器等の電気機器が接続されている場合、照明機器の調光信号等がノイズ信号として電路L1に定期的に流れる場合がある。つまり、ノイズ信号が交流電圧の周期と同周期で現れる場合がある。ここで、ノイズ信号は、主幹ブレーカ2から供給される交流電圧の位相と同位相とは限らない。そのため、受信装置20で抽出された電流信号にこのノイズ信号が含まれる可能性がある。電流信号にノイズ信号が含まれると、電流実効値の算出の精度を低下させる可能性がある。
(5-4)
In the above embodiment, when an electrical device such as a lighting device is connected to the connector B1 other than the connector B1 to which the
そこで、信号抽出部23は、交流電圧の1周期分ごとに、単位データを特定する際に、前回(1つ前の周期)の特定した単位データに対応する1周期分の電流信号の電流実効値(前回実効値)と、今回特定すべき単位データに対応する1周期分の電流信号の電流実効値(今回実効値)と用いて、今回特定すべき単位データを特定する。
Therefore, when specifying unit data for each cycle of the AC voltage, the
具体的には、信号抽出部23は、前回実効値と今回実効値との差分の絶対値が、所定の判断値以上である場合には、今回特定すべき単位データは、前回特定した単位データとは異なると判断する。信号抽出部23は、前回実効値と今回実効値との差分の絶対値が、所定の判断値未満である場合には、今回特定すべき単位データは、前回特定した単位データとは同一であると判断する。
Specifically, when the absolute value of the difference between the previous effective value and the current effective value is equal to or greater than a predetermined judgment value, the
例えば、スイッチング部14がオン状態である場合には、図8の時刻t11~t12で示される電流信号の波形が得られ、スイッチング部14がオフ状態である場合には、図8の時刻t12~t13で示される電流信号の波形が得られる。つまり、単位データが“0”である場合の電流実効値と、“1”である場合の電流実効値とは異なる。
For example, when the switching
そのため、前回実効値と、今回実効値との差分が、所定の判断値以上である場合は、スイッチング部14の状態が切り替わっていると判断することができる。つまり、信号抽出部23は、前回実効値と今回実効値との差分が所定の判断値以上であり、かつ前回特定した単位データが“0”である場合には、今回特定すべき単位データは“1”であると特定する。信号抽出部23は、前回実効値と今回実効値との差分が所定の判断値以上であり、かつ前回特定した単位データが“1”である場合には、今回特定すべき単位データは“0”であると特定する。
Therefore, when the difference between the previous effective value and the current effective value is equal to or greater than a predetermined judgment value, it can be judged that the state of the
また、複数の単位データが同一である場合は、それらの電流実効値も同一とみなすことができる。そこで、前回実効値と、今回実効値との差分が、所定の判断値未満である場合は、スイッチング部14の状態が切り替わっていないと判断することができる。つまり、信号抽出部23は、前回実効値と今回実効値との差分が所定の判断値未満であり、かつ前回特定した単位データが“0”である場合には、今回特定すべき単位データは“0”であると特定する。信号抽出部23は、前回実効値と今回実効値との差分が所定の判断値未満であり、かつ前回特定した単位データが“1”である場合には、今回特定すべき単位データは“1”であると特定する。
Moreover, when a plurality of unit data are the same, their current effective values can also be regarded as the same. Therefore, when the difference between the previous effective value and the current effective value is less than a predetermined judgment value, it can be judged that the state of the
これにより、電流信号にノイズ信号が含まれる場合であっても、単位データの特定の精度を高めることができる。 Thereby, even if the current signal contains a noise signal, the accuracy of specifying the unit data can be improved.
(5-5)その他の変形例
上記実施形態において、検知部5は、CTセンサである電流センサ5aを有する構成としたが、この構成に限定されない。検知部5は、複数の分岐ブレーカ3の各々に接続された負荷(配線A1)に流れる交流電流を検知する複数の電流センサを有してもよい。この場合、各電流センサは、ロゴスキコイルである。また、複数の電流センサは、上述のロゴスキコイルに限らず、ホール素子、GMR(Giant Magnetic Resistances)素子等の磁気抵抗素子、シャント抵抗などであってもよい。
(5-5) Other Modifications In the above embodiment, the
また、上記実施形態において、負荷部15は、コンデンサとする構成としたが、この構成に限定されない。負荷部15は、インダクタであってもよい。この場合、負荷部15は、交流電圧の位相に対して交流電流の位相を遅らせることができる。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、制御部13は、送信用電圧検出部12が検出した交流電圧の1周期分ごとに、スイッチング部14の状態を制御する構成としたが、この構成に限定されない。例えば、制御部13は、送信用電圧検出部12が検出した交流電圧の半周期分ごとに、スイッチング部14の状態を制御してもよい。または、制御部13は、他の周期分ごとに、スイッチング部14の状態を制御してもよい。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、受信装置20は、分電盤1のキャビネット1000に収容される構成としたが、この構成に限定されない。受信装置20の一部の機能がキャビネット1000に収容され、他の機能はキャビネット1000外に設けられてもよい。または、受信装置20は、キャビネット1000外に設けられてもよい。
Further, in the above embodiment, the receiving
また、上記実施形態では、伝送システム50は、配線A1の状態の確認に適用されることを一例として説明した。しかしながら、伝送システム50は、他の用途に適用されてもよい。例えば、地震の発生が検知された場合に、地震が発生したことを表す伝送データに応じた交流電流を送信装置10が出力してもよい。この場合、例えば、受信装置20は、地震が発生したことを表す伝送データを受け取ると、主幹ブレーカ2を遮断する。
Further, in the above embodiment, the
上述した送信装置10と同様の機能は、伝送方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る送信装置10の伝送方法は、交流電圧を供給する電圧供給部(主幹ブレーカ2)との電路L1に伝送データを送信する送信装置で用いられる。送信装置10は、電圧供給部が供給する交流電圧の位相に対して交流電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる負荷部15に交流電流が流れる状態と、流れない状態とを切り替えるスイッチング部14を備える。伝送方法は、伝送データに応じた交流電流が電路L1に流れるように、スイッチング部14を制御する。一態様に係るプログラムは、伝送方法をコンピュータに、実行させるためのプログラムである。
A function similar to that of the
本開示における送信装置10は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における送信装置10としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。ここでいうIC又はLSI等の集積回路は、集積の度合いによって呼び方が異なっており、システムLSI、VLSI(Very Large Scale Integration)、又はULSI(Ultra Large Scale Integration)と呼ばれる集積回路を含む。さらに、LSIの製造後にプログラムされる、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、又はLSI内部の接合関係の再構成若しくはLSI内部の回路区画の再構成が可能な論理デバイスについても、プロセッサとして採用することができる。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
The transmitting
また、送信装置10における複数の機能が、1つの筐体内に集約されていることは送信装置10に必須の構成ではなく、送信装置10の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、送信装置10の少なくとも一部の機能がクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
In addition, it is not an essential configuration of the
上述した受信装置20と同様の機能は、受信方法、コンピュータプログラム、又はプログラムを記録した非一時的な記録媒体等で具現化されてもよい。一態様に係る受信装置20の受信方法は、送信装置10から伝送データを受信する受信装置に用いられる。送信装置10は、交流電圧を供給する電圧供給部(主幹ブレーカ2)が電路L1を介して供給する交流電圧の位相に対して交流電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる負荷部15を用いて伝送データに応じた交流電流を電路L1に送信する。受信方法は、交流電圧を供給する電圧供給部が接続された電路L1に流れる交流電流の波形を計測し、電流計測部が計測した交流電流の波形から、負荷部15から送信された伝送データを含む電流信号を抽出する。一態様に係るプログラムは、受信方法をコンピュータに、実行させるためのプログラムである。
A function similar to that of the receiving
本開示における受信装置20は、コンピュータシステムを含んでいる。コンピュータシステムは、ハードウェアとしてのプロセッサ及びメモリを主構成とする。コンピュータシステムのメモリに記録されたプログラムをプロセッサが実行することによって、本開示における受信装置20としての機能が実現される。プログラムは、コンピュータシステムのメモリに予め記録されてもよく、電気通信回線を通じて提供されてもよく、コンピュータシステムで読み取り可能なメモリカード、光学ディスク、ハードディスクドライブ等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。コンピュータシステムのプロセッサは、半導体集積回路(IC)又は大規模集積回路(LSI)を含む1ないし複数の電子回路で構成される。複数の電子回路は、1つのチップに集約されていてもよいし、複数のチップに分散して設けられていてもよい。複数のチップは、1つの装置に集約されていてもよいし、複数の装置に分散して設けられていてもよい。ここでいうコンピュータシステムは、1以上のプロセッサ及び1以上のメモリを有するマイクロコントローラを含む。したがって、マイクロコントローラについても、半導体集積回路又は大規模集積回路を含む1ないし複数の電子回路で構成される。
The receiving
また、受信装置20における複数の機能が、1つの筐体内に集約されていることは受信装置20に必須の構成ではなく、受信装置20の構成要素は、複数の筐体に分散して設けられていてもよい。さらに、受信装置20の少なくとも一部の機能がクラウド(クラウドコンピューティング)等によって実現されてもよい。
In addition, it is not an essential configuration of the receiving
(まとめ)
以上説明したように、第1の態様の送信装置(10)は、電圧を供給する電圧供給部(例えば、主幹ブレーカ2)との電路(L1)に伝送データを送信する。送信装置(10)は、接続部(11)と、負荷部(15)と、スイッチング部(14)と、制御部(13)と、を備える。接続部(11)は、電路(L1)と電気的に接続される。負荷部(15)は、電圧供給部が供給する電圧の位相に対して電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる。スイッチング部(14)は、負荷部(15)に電流が流れる状態と、流れない状態とを切り替える。制御部(13)は、スイッチング部(14)による状態の切り替えを制御する。制御部(13)は、伝送データに応じた電流が電路(L1)に流れるように、スイッチング部(14)を制御する。
(summary)
As described above, the transmitter (10) of the first aspect transmits transmission data to the electric line (L1) with the voltage supply unit (for example, main breaker 2) that supplies voltage. A transmitter (10) includes a connection section (11), a load section (15), a switching section (14), and a control section (13). The connecting portion (11) is electrically connected to the electric line (L1). The load section (15) delays or leads the phase of the current with respect to the phase of the voltage supplied by the voltage supply section. A switching unit (14) switches between a state in which current flows through the load unit (15) and a state in which current does not flow. A control unit (13) controls switching of states by the switching unit (14). A control unit (13) controls a switching unit (14) so that a current corresponding to transmission data flows through an electric line (L1).
この構成によると、通信距離を長くしつつ、ノイズの影響を受けにくくすることができる。また、電圧供給部が供給する電圧の位相に対して電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる負荷部(15)を備えることで、負荷部(15)の発熱を抑えることができる。 According to this configuration, it is possible to increase the communication distance and reduce the influence of noise. Moreover, heat generation of the load section (15) can be suppressed by providing the load section (15) that delays or leads the phase of the current with respect to the phase of the voltage supplied by the voltage supply section.
第2の態様の送信装置(10)では、第1の態様において、負荷部(15)は、容量成分(例えば、コンデンサ)である。 In the transmitter (10) of the second aspect, in the first aspect, the load section (15) is a capacitive component (for example, a capacitor).
この構成によると、負荷部(15)として容量成分を用いることで、負荷部(15)の発熱を抑えることができる。 According to this configuration, heat generation of the load section (15) can be suppressed by using a capacitive component as the load section (15).
第3の態様の送信装置(10)は、第2の態様において、負荷部(15)と直列に接続された抵抗部(抵抗16)を、更に備える。 The transmitter (10) of the third aspect, in the second aspect, further comprises a resistor (resistor 16) connected in series with the load (15).
この構成によると、抵抗部を設けることで、負荷部(15)への突入電流を低減することができる。 According to this configuration, the inrush current to the load section (15) can be reduced by providing the resistance section.
第4の態様の送信装置(10)は、第1~第3のいずれかの態様において、電圧供給部から供給される電圧を検出する送信用電圧検出部(12)を、更に備える。制御部(13)は、送信用電圧検出部(12)が検出した電圧の位相に同期させてスイッチング部(14)を制御する。 The transmission device (10) of the fourth aspect, in any one of the first to third aspects, further comprises a transmission voltage detection section (12) for detecting the voltage supplied from the voltage supply section. A control section (13) controls the switching section (14) in synchronization with the phase of the voltage detected by the transmission voltage detection section (12).
この構成によると、スイッチング部(14)の制御に電圧の位相を用いることで、出力する伝送データの送信クロックを安定化させることができる。 According to this configuration, the transmission clock of the transmission data to be output can be stabilized by using the phase of the voltage for controlling the switching section (14).
第5の態様の送信装置(10)では、第4の態様において、制御部(13)は、送信用電圧検出部(12)が検出した電圧の波形でのゼロクロスポイントで、スイッチング部(14)に対して伝送データに応じた制御を行う。 In the transmitter (10) of the fifth aspect, in the fourth aspect, the control section (13) causes the switching section (14) to is controlled according to the transmission data.
この構成によると、ゼロクロスポイントでスイッチング部(14)の制御を行うことで、負荷部(15)への突入電流を低減することができる。 According to this configuration, the inrush current to the load section (15) can be reduced by controlling the switching section (14) at the zero cross point.
第6の態様の送信装置(10)では、第5の態様において、制御部(13)は、電圧の波形の1周期ごとのゼロクロスポイントで、スイッチング部(14)に対して制御を行う。 In the transmitter (10) of the sixth aspect, in the fifth aspect, the control section (13) controls the switching section (14) at the zero cross point of each cycle of the voltage waveform.
この構成によると、電圧の波形の1周期ごとにスイッチング部(14)の制御を行うので、伝送データを取得する装置は正確に伝送データを取得することができる。 According to this configuration, since the switching section (14) is controlled for each cycle of the voltage waveform, the device for acquiring the transmission data can acquire the transmission data accurately.
第7の態様の送信装置(10)では、第1~第3の態様において、接続部(11)は、電圧供給部が供給する電圧に対して信号を重畳した重畳後電圧を受け付ける。制御部(13)は、重畳後電圧に含まれる信号の位相に同期させてスイッチング部(14)を制御する。 In the transmission device (10) of the seventh aspect, in the first to third aspects, the connection section (11) receives the superimposed voltage obtained by superimposing the signal on the voltage supplied by the voltage supply section. The control section (13) controls the switching section (14) in synchronization with the phase of the signal included in the superimposed voltage.
この構成によると、電圧供給部が供給する電圧に対して信号を重畳させることで、通信速度を向上させることができる。 According to this configuration, the communication speed can be improved by superimposing the signal on the voltage supplied by the voltage supply unit.
第8の態様の送信装置(10)では、第7の態様において、電圧に重畳される信号の周波数は、電圧供給部が供給する電圧の周波数よりも高い。 In the transmission device (10) of the eighth aspect, in the seventh aspect, the frequency of the signal superimposed on the voltage is higher than the frequency of the voltage supplied by the voltage supply section.
この構成によると、電圧に重畳される信号の周波数は電圧供給部が供給する電圧の周波数よりも高いので、通信速度を向上させることができる。さらに、例えば負荷部(15)としてコンデンサを用いる場合には、電路(L1)に流れる電流が多くなるので、S/N比も向上させることができる。 According to this configuration, since the frequency of the signal superimposed on the voltage is higher than the frequency of the voltage supplied by the voltage supply unit, the communication speed can be improved. Furthermore, for example, when a capacitor is used as the load section (15), the current flowing through the electrical path (L1) increases, so the S/N ratio can also be improved.
第9の態様の受信装置(20)は、電圧を供給する電圧供給部(例えば、主幹ブレーカ2)が電路(L1)を介して供給する電圧の位相に対して電流の遅れ又は進みを生じさせる負荷部(15)を用いて伝送データに応じた電流を電路(L1)に送信する送信装置(10)から伝送データを受信する。受信装置(20)は、電流計測部(21)と、信号抽出部(23)と、を備える。電流計測部(21)は、電路(L1)に流れる電流の波形を計測する。信号抽出部(23)は、電流計測部(21)が計測した電流の波形から、負荷部(15)から送信された伝送データを含む電流信号を抽出する。 The receiving device (20) of the ninth aspect causes the current to lag or lead with respect to the phase of the voltage supplied by the voltage supply unit (for example, the main breaker 2) through the electric circuit (L1). Transmission data is received from a transmission device (10) that transmits a current corresponding to transmission data to an electric line (L1) using a load section (15). A receiver (20) includes a current measuring section (21) and a signal extracting section (23). A current measurement unit (21) measures the waveform of the current flowing through the electric line (L1). A signal extraction unit (23) extracts a current signal including transmission data transmitted from the load unit (15) from the current waveform measured by the current measurement unit (21).
この構成によると、通信距離を長くしつつ、ノイズの影響を受けにくくすることができる。 According to this configuration, it is possible to increase the communication distance and reduce the influence of noise.
第10の態様の受信装置(20)は、第9の態様において、電路(L1)における電圧の波形を検出する受信用電圧検出部(22)を、更に備える。信号抽出部(23)は、受信用電圧検出部(22)が検出した電圧の波形の位相と、電流計測部(21)が計測した電流の波形の位相とを用いて、電流信号を抽出する。 The receiver (20) of the tenth aspect, in the ninth aspect, further comprises a reception voltage detector (22) for detecting the waveform of the voltage in the electric line (L1). A signal extraction unit (23) extracts a current signal using the phase of the voltage waveform detected by the reception voltage detection unit (22) and the phase of the current waveform measured by the current measurement unit (21). .
この構成によると、位相と、電流計測部(21)が計測した電流の波形の位相とを用いて、例えばベクトル演算により、電流信号を抽出することができる。 According to this configuration, the current signal can be extracted by, for example, vector calculation using the phase and the phase of the waveform of the current measured by the current measuring section (21).
第11の態様の受信装置(20)では、第9又は第10の態様において、信号抽出部(23)は、皮相電力と有効電力とを用いて電流計測部(21)が計測した電流から電流信号を抽出する。 In the receiver (20) of the eleventh aspect, in the ninth or tenth aspect, the signal extractor (23) extracts the current from the current measured by the current measuring unit (21) using the apparent power and the effective power. Extract the signal.
この構成によると、電流信号の抽出の精度を向上させることができる。 With this configuration, it is possible to improve the accuracy of current signal extraction.
第12の態様の受信装置(20)では、第10又は第11の態様において、送信装置(10)が送信する伝送データは、1つ以上の単位データから構成されている。信号抽出部(23)は、電圧の1周期分ごとに、単位データを特定する。 In the receiving device (20) of the twelfth aspect, in the tenth or eleventh aspect, the transmission data transmitted by the transmitting device (10) is composed of one or more unit data. A signal extractor (23) identifies unit data for each voltage cycle.
この構成によると、単位データを表す信号を電圧の1周期とすることができる。そのため、単位データを送信する送信装置は、出力する伝送データの送信クロックを安定化させることができる。 According to this configuration, the signal representing the unit data can be one cycle of the voltage. Therefore, the transmission device that transmits the unit data can stabilize the transmission clock of the transmission data to be output.
第13の態様の受信装置(20)では、第12の態様において、信号抽出部(23)は、電流信号の1周期分ごとに電流を抽出し、抽出した電流値と前回抽出した電流値との差分を算出し、当該差分を基に単位データを特定する。 In the receiver (20) of the thirteenth aspect, in the twelfth aspect, the signal extractor (23) extracts the current for each cycle of the current signal, and compares the extracted current value with the previously extracted current value. is calculated, and the unit data is specified based on the difference.
この構成によると、電流信号の信号に含まれるノイズ信号の影響をさらに受けにくくし、単位データを特定することができる。 According to this configuration, it is possible to further reduce the influence of the noise signal included in the current signal and to specify the unit data.
第14の態様の伝送システム(50)は、第1~第9のいずれかの態様の送信装置(10)と、第10~第13のいずれかの態様の受信装置(20)と、を備える。 A transmission system (50) according to a fourteenth aspect comprises a transmitting device (10) according to any one of the first to ninth aspects and a receiving device (20) according to any one of the tenth to thirteenth aspects. .
この構成によると、通信距離を長くしつつ、ノイズの影響を受けにくくすることができる。また、電圧供給部が供給する電圧の位相に対して遅れ又は進みを生じさせる負荷部(15)を送信装置(10)が備えることで、負荷部(15)の発熱を抑えることができる。 According to this configuration, it is possible to increase the communication distance and reduce the influence of noise. Moreover, since the transmission device (10) includes the load section (15) that delays or leads the phase of the voltage supplied by the voltage supply section, heat generation of the load section (15) can be suppressed.
第15の態様の伝送方法は、電圧を供給する電圧供給部(例えば、主幹ブレーカ2)との電路(L1)に伝送データを送信する送信装置(10)で用いられる。送信装置(10)は、電圧供給部が供給する電圧の位相に対して電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる負荷部(15)に電流が流れる状態と、流れない状態とを切り替えるスイッチング部(14)を備える。伝送方法は、伝送データに応じた電流が電路(L1)に流れるように、スイッチング部(14)を制御する。 The transmission method of the fifteenth aspect is used in a transmission device (10) that transmits transmission data to an electric line (L1) with a voltage supply section (for example, main breaker 2) that supplies voltage. The transmission device (10) includes a switching unit ( 14). The transmission method controls the switching unit (14) so that a current corresponding to transmission data flows through the electric line (L1).
この伝送方法によると、通信距離を長くしつつ、ノイズの影響を受けにくくすることができる。 According to this transmission method, it is possible to increase the communication distance and reduce the influence of noise.
2 主幹ブレーカ(電圧供給部)
10 送信装置
11 接続部
12 送信用電圧検出部
13 制御部
14 スイッチング部
15 負荷部
16 抵抗(抵抗部)
20 受信装置
21 電流計測部
22 受信用電圧検出部
23 信号抽出部
30 信号重畳部
50 伝送システム
L1 電路
2 main breaker (voltage supply part)
REFERENCE SIGNS
20
Claims (9)
前記電路と電気的に接続される接続部と、
前記電圧供給部が供給する電圧の位相に対して電流の位相に遅れ又は進みを生じさせる負荷部と、
前記負荷部に前記電流が流れる状態と、流れない状態とを切り替えるスイッチング部と、
前記スイッチング部による状態の切り替えを制御する制御部と、を備え、
前記接続部は、前記電圧供給部が供給する前記電圧に対して信号を重畳した重畳後電圧を受け付け、
前記制御部は、前記伝送データに応じた電流が前記電路に流れるように、前記重畳後電圧に含まれる前記信号の位相に同期させて前記スイッチング部を制御する、
送信装置。 A transmitting device that transmits transmission data to an electric line with a voltage supply unit that supplies voltage,
a connecting portion electrically connected to the electric circuit;
a load section that delays or leads the phase of the current with respect to the phase of the voltage supplied by the voltage supply section;
a switching unit that switches between a state in which the current flows through the load unit and a state in which the current does not flow;
A control unit that controls switching of the state by the switching unit ,
the connection unit receives a superimposed voltage obtained by superimposing a signal on the voltage supplied by the voltage supply unit;
The control unit controls the switching unit in synchronization with the phase of the signal included in the superimposed voltage so that a current corresponding to the transmission data flows through the electric path.
transmitter.
請求項1に記載の送信装置。The transmitting device according to claim 1.
請求項1又は2に記載の送信装置。3. The transmitting device according to claim 1 or 2.
請求項3に記載の送信装置。The transmitting device according to claim 3.
前記電路に流れる電流の波形を計測する電流計測部と、a current measuring unit that measures the waveform of the current flowing through the electric circuit;
前記電流計測部が計測した前記電流の前記波形から、前記負荷部から送信された前記伝送データを含む電流信号を抽出する信号抽出部と、を備え、a signal extraction unit that extracts a current signal containing the transmission data transmitted from the load unit from the waveform of the current measured by the current measurement unit;
前記信号抽出部は、皮相電力と有効電力とを用いて前記電流計測部が計測した前記電流から前記電流信号を抽出する、The signal extraction unit extracts the current signal from the current measured by the current measurement unit using apparent power and effective power.
受信装置。receiving device.
前記信号抽出部は、前記電圧の1周期分ごとに、前記単位データを特定する、The signal extraction unit identifies the unit data for each cycle of the voltage.
請求項5に記載の受信装置。The receiving device according to claim 5.
前記電流信号の1周期分ごとに前記電流を抽出し、extracting the current for each cycle of the current signal;
抽出した電流値と前回抽出した電流値との差分を算出し、前記差分を基に前記単位データを特定する、calculating the difference between the extracted current value and the previously extracted current value, and specifying the unit data based on the difference;
請求項6に記載の受信装置。The receiving device according to claim 6.
請求項5~7のいずれか一項に記載の受信装置と、を備える、A receiving device according to any one of claims 5 to 7,
伝送システム。transmission system.
前記伝送データに応じた前記電流が前記電路に流れるように、前記重畳後電圧に含まれる前記信号の位相に同期させて前記スイッチング部を制御する、controlling the switching unit in synchronization with the phase of the signal included in the superimposed voltage so that the current corresponding to the transmission data flows through the electric path;
伝送方法。transmission method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019002980A JP7228760B2 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Transmitting device, receiving device, transmission system and transmission method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019002980A JP7228760B2 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Transmitting device, receiving device, transmission system and transmission method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020113886A JP2020113886A (en) | 2020-07-27 |
JP7228760B2 true JP7228760B2 (en) | 2023-02-27 |
Family
ID=71667314
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019002980A Active JP7228760B2 (en) | 2019-01-10 | 2019-01-10 | Transmitting device, receiving device, transmission system and transmission method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7228760B2 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129809A (en) | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Enecyber Inc | Data transmission device using electric power line |
JP2016070877A (en) | 2014-10-01 | 2016-05-09 | Jfeケミカル株式会社 | Ground fault detector and ground fault detection method |
JP2016194878A (en) | 2015-04-01 | 2016-11-17 | 富士電機株式会社 | Power supply control device |
JP2016220151A (en) | 2015-05-25 | 2016-12-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Transmission unit and communication system using the same |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60156225A (en) * | 1984-01-25 | 1985-08-16 | 松下電工株式会社 | Power source circuit |
-
2019
- 2019-01-10 JP JP2019002980A patent/JP7228760B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012129809A (en) | 2010-12-15 | 2012-07-05 | Enecyber Inc | Data transmission device using electric power line |
JP2016070877A (en) | 2014-10-01 | 2016-05-09 | Jfeケミカル株式会社 | Ground fault detector and ground fault detection method |
JP2016194878A (en) | 2015-04-01 | 2016-11-17 | 富士電機株式会社 | Power supply control device |
JP2016220151A (en) | 2015-05-25 | 2016-12-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Transmission unit and communication system using the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020113886A (en) | 2020-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2021245134B2 (en) | Solar energy metering, communications, and control system | |
US9146259B2 (en) | Smart current transformers | |
BR112013000048B1 (en) | SYSTEMS AND METHODS FOR MEASURING THE USE OF ELECTRIC POWER IN A STRUCTURE AND SYSTEMS AND METHODS OF CALIBRATING THE SAME | |
US9784773B2 (en) | Intelligent sensor network in a load center | |
US20150102803A1 (en) | Current monitoring device | |
US20200112199A1 (en) | Integrated electrical management system and architecture | |
TW201219798A (en) | Network analyser device, network analyser system and method of operating a network analyser system | |
JP7228760B2 (en) | Transmitting device, receiving device, transmission system and transmission method | |
JP7113295B2 (en) | Wiring confirmation support device, wiring confirmation system, wiring confirmation method | |
EP2499503B1 (en) | Current measuring apparatus | |
JP7117500B2 (en) | Wiring confirmation system, wiring confirmation method, slave unit, and master unit | |
JP6202439B2 (en) | Distribution board | |
JP2020112421A (en) | Polarity determination system, polarity determination method and program | |
JP6127349B2 (en) | Distribution board | |
JP7065288B2 (en) | Wiring confirmation system and wiring confirmation method | |
WO2014194514A1 (en) | Heavy ac current calibration system based on self-calibration principle of coefficient of mutual induction of hollow coil | |
CN105629311A (en) | Concealed wire path detector | |
JP6446825B2 (en) | Remote meter reading system | |
JP2020191485A (en) | Plc communication device, and plc communication system comprising the same | |
WO2013121506A1 (en) | Current detector | |
EA037144B1 (en) | Systems and methods for measuring electrical power usage in a structure and systems and methods of calibrating the same | |
JP2015202003A (en) | Current measurement device, current measurement device for distribution board and distribution board using the same | |
JP2015201938A (en) | Current measurement device, current measurement device for distribution board and distribution board using the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210225 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20211013 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211130 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220131 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220705 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220822 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221227 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230126 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 7228760 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |