JPH11127094A - 機器制御ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各機器と通信のインターフェイス部とを独立
に設計でき、通信プロトコルによらずにデータ交換でき
る機器制御ネットワークシステムを提供する。 【解決手段】 機器１は、制御のための機器コントロー
ラ１１を有し、センサ１２、スイッチ１４などからデー
タを取得し、そのデータを用いた演算結果に基づきアク
チュエータ１３、表示器１５の制御を行う。これらの制
御データを入出力ポート１Ｐからシリアル転送にて通信
コントローラ２と交換を行う。通信コントローラ２は、
機器の入出力ポート１Ｐから受けた制御データをあらか
じめ設定された通信プロトコルに応じて変換し、通信ポ
ート２Ｐにてデータ信号を送受する。トランシーバ３
は、通信コントローラの通信ポート２Ｐから受けたデー
タ信号を変調信号として伝送媒体に送信・受信を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ホームコントロー
ルシステムに適用して好適な、複数の機器間でデータを
交換するための機器制御ネットワークシステムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の機器間でネットワークを介
してデータを交換するシステムでは、使用する各通信プ
ロトコルに応じて、伝送媒体（無線、有線、赤外線な
ど）とのインターフェイス部が設計されていた。このた
めインターフェイス部は、各システムや機器に固有の構
成を有し、他の機器を新たに追加するなどの改変が容易
でなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、家庭用
電気機器などを制御するホームコントロールシステムで
は、各機器にインターフェイス部を後付で追加できるよ
うにすることによって機器の設計自由度が増す。また、
通信プロトコルによらずにデータの交換をできるように
することによって、インターフェイス部と各機器とを独
立に設計できるので、より自由な組み合わせを容易に実
現できる。

【０００４】本発明は、各機器と通信のインターフェイ
ス部とを独立に設計でき、通信プロトコルによらずにデ
ータ交換できる機器制御ネットワークシステムを提供す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明の機器制御ネットワークシステムは、外部と
の制御データの送受を行う入出力ポートを備えた機器
と、この機器の入出力ポートから受けた制御データをあ
らかじめ設定された通信プロトコルに応じて変換し、こ
の変換されたデータ信号を通信ポートにて送受する通信
コントローラと、この通信コントローラの通信ポートか
ら受けた前記データ信号を変調信号として伝送媒体に送
信・受信を行うトランシーバとを備え、送信側のトラン
シーバが、前記通信コントローラからの送信開始指示を
検出して、前記通信コントローラの出力する前記データ
信号に伝送媒体アクセスのための付加符号を付加して符
号付加データ信号とする符号付加手段と、この符号付加
データ信号で搬送波を変調して、被変調信号を伝送媒体
に送信する変調送信手段とを具備し、受信側のトランシ
ーバが、伝送媒体より前記被変調信号を受信して前記符
号付加データ信号に復調する受信復調手段と、この符号
付加データ信号から前記付加符号を検出して削除し、前
記データ信号として前記通信コントローラに出力する符
号削除手段とを具備することを特徴とする構成を有す
る。

【０００６】上記の構成によって、本発明の機器制御ネ
ットワークシステムは、機器が入出力ポートを備えると
共に、通信コントローラが通信ポートを備え、トランシ
ーバが、データ信号に付加符号を付加して送信し、受信
した信号から付加符号を削除してデータ信号とするの
で、機器本体に対し、ネットワーク機能を後付けでき
る。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。

【０００８】図１は、本発明の実施の形態の機器制御ネ
ットワークシステムの構成を示すブロック図である。機
器１（エアコン、冷蔵庫、洗濯機、電子レンジなど）
は、制御のための機器コントローラ１１を有し、センサ
１２、スイッチ１４などからデータを取得し、そのデー
タを用いた演算結果に基づきアクチュエータ１３、表示
器１５の制御を行う。機器コントローラ１１はマイクロ
コンピュータなどによって構成され、メモリに内蔵され
たプログラムによって制御を行う。そしてこれらの制御
データを入出力ポート１Ｐからシリアル転送にて通信コ
ントローラ２と交換を行う。

【０００９】通信コントローラ２は、機器の入出力ポー
ト１Ｐから受けた制御データをあらかじめ設定された通
信プロトコルに応じて変換し、通信ポート２Ｐにてデー
タ信号を送受する。

【００１０】トランシーバ３は、通信コントローラの通
信ポート２Ｐから受けたデータ信号を変調信号として伝
送媒体に送信・受信を行う。

【００１１】次に、本ネットワークシステムの送信時の
動作を説明する。通信コントローラ２は、機器コントロ
ーラ１１から受け取った制御データを、使用する通信プ
ロトコルに合わせて変換する。そして、ステータス信号
からトランシーバ３の状況を把握して、その状況（ＢＵ
ＳＹ、ＲＥＡＤＹなど）を考慮して送信タイミングを決
める。そして送信する際に、イネーブルを有効にして、
トランシーバ３にこれから送信することを通知（送信開
始指示）する。

【００１２】トランシーバ３では、イネーブルが有効に
されると、トランシーバコントローラ３３にてウェイト
を有効にして、通信コントローラ２に送信データの出力
を一時中断させ、同時に送信スイッチ（Ｔ・ＳＷ）３１
に入力切換え指示し、その入力をトランシーバコントロ
ーラ３３側にする。そして伝送媒体アクセスのための付
加符号を送信スイッチ３１経由にて出力し、変復調器３
４にて変調して伝送媒体に送出する。伝送媒体アクセス
のための付加符号を送出後、送信スイッチ３１に入力切
換え指示し、その入力を通信コントローラ２側に切り換
えると共に、ウェイトを無効にする。通信コントローラ
２は、ウェイトが無効にされたことを受けて、送信デー
タを出力する。その結果、伝送媒体アクセスのための付
加符号に続いて、送信データが変復調器３４にて変調さ
れて伝送媒体に送出される。

【００１３】同様に受信時の動作を説明する。受信待ち
状態では、受信スイッチ（Ｒ・ＳＷ）３２が、トランシ
ーバコントローラ３３からの出力入り切り指示によって
オフ状態となっている。したがって、変復調器３４にて
復調された受信信号は、最初にトランシーバコントロー
ラ３３のみに入力される。トランシーバコントローラ３
３は、送信時に付加された伝送媒体アクセスのための付
加符号を確認し、その符号信号が終了した時点で受信ス
イッチ３２をオンとし、受信信号が通信コントローラ２
にも流れるようにする。したがって、通信コントローラ
２は、自己の扱うことのできる通信プロトコルに従った
信号のみを受信データとして受信する。その後、通信コ
ントローラ２はプロトコルの内容を解析して、必要な制
御データを機器コントローラ１１に送信する。

【００１４】以上の動作によって、トランシーバコント
ローラ３３と送信スイッチ３１とは、符号付加手段とし
て機能し、トランシーバコントローラ３３と受信スイッ
チ３２とは、符号削除手段として機能し、変復調器３４
は変調送信手段・受信復調手段として機能する。

【００１５】図２は、本発明の機器制御ネットワークシ
ステムの動作を示す説明図であって、（ａ）は送信時、
（ｂ）は受信時を示す。本実施の形態では、LONTALK(米
国Echelon社の米国登録商標)をプロトコルとする通信コ
ントローラNeuron Chip(米国Echelon社の米国登録商標)
を用い、伝送媒体を特定小電力無線とする。また、グル
ープＩＤとして、特定小電力無線トランシーバに付与す
ることが義務づけられている呼出し名称の中でネットワ
ークに接続されている端末の中のどれか一つの（例えば
メインコントローラの）ものを用いる。すなわち、ネッ
トワークシステムに接続されているトランシーバのうち
どれか一つの呼出し名称を登録しておき、それ以外のも
のは同じネットワークのものではないと判定する。

【００１６】機器１からデータを受け取った通信コント
ローラ２は、自己のプロトコルに従ってデータを変換す
る。すなわち、プリアンブル、ＣＲＣ(Cycric Redundan
cy Check) の付加などを行い、送信しようとする。トラ
ンシーバコントローラ３３は、通信コントローラ２から
の送信にウェイトを設定して、その間に通信に使用する
周波数を決定する。例えば周波数決定のためにのみ使用
するチャネルでの通信によって、実際にデータの送受を
行うためのチャネルの周波数を決める。その後、特定小
電力無線での通信に必要なビット同期信号、バイト同期
信号、呼出し名称を変復調器３４に送る。なお、以上の
通信に必要な手続きは、トランシーバ３が、機器１およ
び通信コントローラ２の動作とは独立に行い、その後に
ウェイトを解除してLONTALK によるデータ信号（プリア
ンブル，データ，ＣＲＣ）を変復調器３４に送る。

【００１７】受信側では、最初に変復調器３４が復調し
たデータをトランシーバコントローラ３３のみが受け取
る。トランシーバコントローラ３３は、ビット同期信
号、バイト同期信号に続く呼出し名称を解析して、グル
ープＩＤを確認する。そして、同じグループのものであ
ると判断した場合のみ、呼出し名称に続くLONTALK によ
るデータ信号のみを通信コントローラ２に送る。通信コ
ントローラ２は、その中からデータを取り出し、機器１
に送る。このとき、アクノリッジの返信、再送サービス
は、通信コントローラ２のプロトコル(LONTALK) の機能
となり、機器コントローラ１１が行う制御とは独立して
行われる。

【００１８】本実施の形態では、機器の機器コントロー
ラと通信コントローラとを別の装置として構成したが、
同一の装置内で一体として構成し、通信ポートを装置外
部との入出力として、トランシーバとデータを交換する
こともできる。

【００１９】以上の構成によって、機器本体は、トラン
シーバの制御、プロトコルの操作を行うこと無く、通信
コントローラとのデータ交換機能のみあればよく、これ
までの機器に小さな規模のハードウェア、ソフトウェア
を追加するのみでネットワーク対応機器とすることがで
きる。

【００２０】トランシーバは、通信コントローラが使用
するプロトコルとは無関係に伝送媒体にアクセスするの
に必要な手続きを行うため、伝送媒体、変調方式、同期
のための手順、使用する搬送波の周波数、ＭＣＡ(Multi
ple Channel Access) の手順、グループＩＤのフォーマ
ットなどが変わっても、機器本体、通信コントローラを
変更する必要がない。このため、機器本体、通信コント
ローラは伝送媒体とそのアクセス方法が異なるものに対
して共通設計が可能となる。

【００２１】また、機器を買い替えた場合でも、通信コ
ントローラおよびトランシーバ（機器と通信コントロー
ラとが一体構成の場合は、トランシーバ）を変更する必
要がない。

【００２２】さらに本実施の形態の機器制御ネットワー
クシステムでは、伝送媒体に特定小電力無線を用い、グ
ループＩＤによって、隣接して使用される他の同様のネ
ットワークシステムに対し、自他の判別が可能となって
いる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明の請求項１に
記載の機器制御ネットワークシステムは、機器が入出力
ポートを備えると共に、通信コントローラが通信ポート
を備え、トランシーバが、データ信号に付加符号を付加
して送信し、受信した信号から付加符号を削除してデー
タ信号とするので、機器本体に対し、ネットワーク機能
を簡単に後付けできる。すなわち、機器本体は、制御デ
ータの入出力ポートのみを備えればよく、全ての機器を
ネットワーク対応可能なものとして製造し、通信コント
ローラ、トランシーバをオプションとして提供した場
合、機器本体の価格をネットワーク非対応なものとして
製造した場合との差を少なくすることができる。このた
め、ネットワーク機能を後から追加することが容易にな
ると共にネットワーク化するときのコストが低減し、そ
の移行がスムーズになる。

【００２４】本発明の請求項２ないし請求項７に記載の
機器制御ネットワークシステムは、伝送媒体に例えば特
定小電力無線などを用いた場合に、各請求項の構成手段
を適宜組み合わせることによって、伝送媒体の特性を利
用しながら隣接して使用される他の同様のネットワーク
システムからの影響を少なくし、確実に自他の判別がで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の機器制御ネットワークシ
ステムの構成を示すブロック図である。

【図２】本発明の機器制御ネットワークシステムの動作
を示す説明図であって、（ａ）は送信時、（ｂ）は受信
時を示す図である。

【符号の説明】

１…機器，１Ｐ…入出力ポート，２…通信コントロー
ラ，２Ｐ…通信ポート，３…トランシーバ，１１…機器
コントローラ，１２…センサ，１３…アクチュエータ，
１４…スイッチ，１５…表示器，３１…送信スイッチ
（Ｔ・ＳＷ），３２…受信スイッチ（Ｒ・ＳＷ），３３
…トランシーバコントローラ，３４…変復調器。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹羽 雅徳 東京都港区新橋３丁目３番９号 東芝エ ー・ブイ・イー株式会社内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外部との制御データの送受を行う入出力
   ポートを備えた機器と、 この機器の入出力ポートから受けた制御データをあらか
   じめ設定された通信プロトコルに応じて変換し、この変
   換されたデータ信号を通信ポートにて送受する通信コン
   トローラと、 この通信コントローラの通信ポートから受けた前記デー
   タ信号を変調信号として伝送媒体に送信・受信を行うト
   ランシーバとを備え、 送信側のトランシーバが、前記通信コントローラからの
   送信開始指示を検出して、前記通信コントローラの出力
   する前記データ信号に伝送媒体アクセスのための付加符
   号を付加して符号付加データ信号とする符号付加手段
   と、 この符号付加データ信号で搬送波を変調して、被変調信
   号を伝送媒体に送信する変調送信手段とを具備し、 受信側のトランシーバが、伝送媒体より前記被変調信号
   を受信して前記符号付加データ信号に復調する受信復調
   手段と、 この符号付加データ信号から前記付加符号を検出して削
   除し、前記データ信号として前記通信コントローラに出
   力する符号削除手段とを具備することを特徴とする機器
   制御ネットワークシステム。
2. 【請求項２】 各ネットワークシステムごとに異なるグ
   ループＩＤを有し、 このグループＩＤを前記伝送媒体アクセスのための付加
   符号の一部としたことを特徴とする請求項１に記載の機
   器制御ネットワークシステム。
3. 【請求項３】 ネットワークシステムを構成する端末ご
   とに固有の符号が付与され、この符号を前記伝送媒体ア
   クセスのための付加符号の一部としたことを特徴とする
   請求項１に記載の機器制御ネットワークシステム。
4. 【請求項４】 ネットワークシステムを構成する端末ご
   とに付与された固有の符号をグループＩＤとして、前記
   伝送媒体アクセスのための付加符号の一部としたことを
   特徴とする請求項３に記載の機器制御ネットワークシス
   テム。
5. 【請求項５】 信号送受のための同期信号を前記伝送媒
   体アクセスのための付加符号の一部としたことを特徴と
   する請求項１に記載の機器制御ネットワークシステム。
6. 【請求項６】 伝送媒体が無線であって、 前記トランシーバが、他の構成要素とは独立して単独で
   搬送波の周波数選択を行う周波数選択手段を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の機器制御ネットワークシ
   ステム。
7. 【請求項７】 前記トランシーバが、他の構成要素とは
   独立して単独でグループＩＤを確認するＩＤ確認手段を
   有することを特徴とする請求項１に記載の機器制御ネッ
   トワークシステム。