WO2014148575A1 - 需要家機器、制御装置及び制御方法 - Google Patents

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WO2014148575A1
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三宅 崇之
毅史 山根
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京セラ株式会社
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    • Y04S40/20Information technology specific aspects, e.g. CAD, simulation, modelling, system security

Definitions

  • the present invention relates to a consumer device, a control device, and a control method applied to a network provided for a power consumer.
  • a control system including a control device that controls and manages a consumer device via a network provided to a consumer of electric power has become widespread (for example, Patent Document 1).
  • a control device used in a network provided in a house or the like is referred to as HEMS (Home Energy Management System).
  • the consumer device is, for example, a load that operates by consuming electric power (for example, home appliances) or a distributed power source (for example, a solar cell device, a storage battery device, or a fuel cell device) that outputs electric power.
  • control device controls and manages the consumer device by transmitting and receiving messages having a configuration conforming to a predetermined communication protocol between the consumer device and the control device.
  • a communication protocol such as ECHONET Lite (registered trademark) is used.
  • ECHONET Lite registered trademark
  • ECHONET Lite registered trademark
  • ECHONET Lite registered trademark
  • the consumer device may operate according to the content of the received message.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a consumer device, a control device, and a control method that can improve security without being limited to ECHONET Lite (registered trademark). Objective.
  • the consumer device is configured to control and / or manage by the control device by transmitting and receiving a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol to and from the control device via a network provided in the power consumer. Receive.
  • the consumer device receives a request message requesting execution of processing for its own device from the control device, and the request message includes predetermined authentication information, the request device performs processing requested in the request message.
  • the control part which determines execution is provided.
  • the said request message is a message which requests
  • the said consumer apparatus is further equipped with the memory
  • prescribed authentication information contained in the said request message is the said memory
  • the control unit determines not to perform processing for the specified information.
  • the storage unit stores a plurality of pieces of authentication information in which an authentication level is set, and the control unit includes the request message including the predetermined authentication information, and the predetermined authentication information is stored in the storage unit.
  • the control unit includes the request message including the predetermined authentication information, and the predetermined authentication information is stored in the storage unit.
  • execution of processing for the information selected from the designated information is determined according to the authentication level set in the corresponding authentication information.
  • the control unit when the request message includes the predetermined authentication information and requests reading and writing with respect to the specified information, the control unit performs authentication corresponding to the predetermined authentication information.
  • the level is lower than a predetermined authentication level, it is determined to execute the reading of the specified information and not to execute the writing to the specified information.
  • control unit executes different processing depending on whether or not the request message includes remote information indicating that the request message is a message by remote operation.
  • the said consumer apparatus has an operation part or an independent remote control,
  • the said control part can be instruct
  • the execution of the processing requested by the request message is determined within a range that is more restrictive than the processing range.
  • the consumer device is a load or a distributed power source that transmits and receives a message having a configuration conforming to ECHONET Lite (registered trademark) as the predetermined communication protocol with the control device.
  • ECHONET Lite registered trademark
  • the control device is configured to control and / or manage the consumer device by transmitting / receiving a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol to / from the consumer device via a network provided in the consumer. I do.
  • the control device includes a control unit that generates a request message for requesting execution of processing for the consumer device, and a storage unit that stores predetermined authentication information used for authentication of the own device, and the control unit includes: The predetermined authentication information is included in the request message.
  • a control method is a consumer who receives control and / or management by a control device by transmitting and receiving a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol via a network provided in the consumer of electric power. It is the control method in an apparatus.
  • the control method includes a step of receiving a request message for requesting execution of processing for the consumer device, a step of determining whether or not predetermined authentication information is included in the request message, and predetermined authentication information in the request message Is included, the step of determining execution of the process requested in the request message is included.
  • ECHONET Lite registered trademark
  • a consumer device a control device, and a control method that can improve security
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a control system according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating details of the consumer according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the EMS according to the present embodiment.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a consumer device according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram showing a message structure according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a diagram showing a message structure according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a control method according to the present embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a table stored in the storage unit of the EMS according to the first modification.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an EMS according to the second modification.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a message configuration according to the second modification.
  • the consumer device receives control and / or management by the control device by transmitting and receiving a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol to and from the control device via a network provided in the power consumer.
  • the request device performs processing requested in the request message.
  • a control unit that determines execution.
  • the consumer device includes a control unit that determines execution of processing for specified information when the request message includes predetermined authentication information. Therefore, not only ECHONET Lite (registered trademark) but also a consumer device, a control device, and a control method that can improve security can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a control system 100 according to the present embodiment.
  • the control system 100 includes a customer 10, a CEMS 20, a substation 30, a server 40, and a power plant 50.
  • the customer 10, the CEMS 20, the substation 30 and the server 40 are connected by an external network 60.
  • the customer 10 has, for example, a power generation device and a power storage device.
  • the power generation device is a device that outputs electric power using fuel gas, such as a fuel cell.
  • the power storage device is a device that stores electric power, such as a secondary battery.
  • the customer 10 may be a detached house, a store such as a convenience store or a supermarket, a commercial facility such as a building, or a factory.
  • a customer group 10A and a customer group 10B are configured by a plurality of consumers 10.
  • the consumer group 10A and the consumer group 10B are classified by, for example, a geographical area.
  • the CEMS 20 controls interconnection between the plurality of consumers 10 and the power system.
  • the CEMS 20 may be referred to as CEMS (Cluster / Community Energy Management System) in order to manage a plurality of consumers 10. Specifically, the CEMS 20 disconnects between the plurality of consumers 10 and the power system at the time of a power failure or the like. On the other hand, the CEMS 20 interconnects the plurality of consumers 10 and the power system when power is restored.
  • CEMS 20A and CEMS 20B are provided.
  • the CEMS 20A controls interconnection between the customer 10 included in the customer group 10A and the power system.
  • the CEMS 20B controls interconnection between the customer 10 included in the customer group 10B and the power system.
  • the substation 30 supplies power to the plurality of consumers 10 via the distribution line 31. Specifically, the substation 30 steps down the voltage received from the power plant 50.
  • a substation 30A and a substation 30B are provided.
  • the substation 30A supplies power to the consumers 10 included in the consumer group 10A via the distribution line 31A.
  • the substation 30B supplies power to the consumers 10 included in the consumer group 10B via the distribution line 31B.
  • the server 40 manages a plurality of CEMSs 20 (here, CEMS 20A and CEMS 20B).
  • the server 40 also manages a plurality of substations 30 (here, the substation 30A and the substation 30B).
  • the server 40 comprehensively manages the customers 10 included in the customer group 10A and the customer group 10B.
  • the server 40 has a function of balancing the power to be supplied to the consumer group 10A and the power to be supplied to the consumer group 10B.
  • the power plant 50 generates power using thermal power, sunlight, wind power, hydropower, nuclear power, or the like.
  • the power plant 50 supplies power to the plurality of substations 30 (here, the substation 30A and the substation 30B) via the power transmission line 51.
  • External network 60 is connected to each device via a signal line.
  • the external network 60 is, for example, the Internet, a wide area network, a narrow area network, or a mobile phone network.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating details of the customer 10 according to the present embodiment.
  • the customer 10 includes a distribution board 110, a load 120, a PV device 130, a storage battery device 140, a fuel cell device 150, a hot water storage device 160, and an EMS 200.
  • the load 120, the PV device 130, the storage battery device 140, the fuel cell device 150, and the hot water storage device 160 are examples of devices (customer devices) provided in the customer 10, and are hereinafter collectively referred to as “device 300” as appropriate. .
  • the distribution board 110 is connected to the distribution line 31 (system). Distribution board 110 is connected to load 120, PV device 130, storage battery device 140, and fuel cell device 150 via a power line. Each device may be connected to the power line in any order.
  • the load 120 is a device that consumes power supplied via a power line.
  • the load 120 includes household electrical appliances such as a refrigerator, a freezer, lighting, and an air conditioner.
  • the PV device 130 has a PV 131 and a PCS 132.
  • the PV 131 is an example of a power generation device, and is a solar cell that generates power in response to reception of sunlight.
  • the PV 131 outputs the generated DC power.
  • the amount of power generated by the PV 131 changes according to the amount of solar radiation applied to the PV 131.
  • the PCS 132 is a device (Power Conditioning System) that converts DC power output from the PV 131 into AC power.
  • the PCS 132 outputs AC power to the distribution board 110 via the power line.
  • the storage battery device 140 includes a storage battery 141 and a PCS 142.
  • the storage battery 141 is a device that stores electric power.
  • the PCS 142 is a device (Power Conditioning System) that converts AC power supplied from the system 31 into DC power. Further, the PCS 142 converts DC power output from the storage battery 141 into AC power.
  • the fuel cell device 150 includes a fuel cell 151 and a PCS 152.
  • the fuel cell 151 is an example of a power generation device, and is a device that generates electric power using fuel (for example, gas).
  • the fuel cell 151 may be, for example, a SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) or a PEFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell).
  • the PCS 152 is a device (Power Conditioning System) that converts DC power output from the fuel cell 151 into AC power.
  • the hot water storage device 160 is a device that generates hot water using fuel or maintains the water temperature.
  • the hot water storage device 160 has a hot water storage tank, and warms water supplied from the hot water storage tank by heat generated by combustion of fuel or exhaust heat generated by operation (power generation) of the fuel cell 151.
  • the hot water storage device 160 warms the water supplied from the hot water storage tank and returns the heated hot water to the hot water storage tank.
  • the fuel cell device 150 and the hot water storage device 160 constitute a hot water supply device (hot water supply system).
  • the EMS 200 is an example of a control device (Energy Management System) that controls and manages the device 300.
  • the EMS 200 and the device 300 are connected via a network provided in the customer 10.
  • the network is, for example, a home area network, which may be wired or wireless.
  • the EMS 200 and the device 300 transmit and receive messages having a configuration conforming to a predetermined communication protocol.
  • the EMS 200 controls and manages the device 300.
  • the predetermined communication protocol include ECHONET Lite (registered trademark).
  • the EMS 200 and the device 300 that support ECHONET Lite (registered trademark) correspond to ECHONET Lite (registered trademark) nodes defined in ECHONET Lite (registered trademark).
  • the EMS 200 controls the power consumption of load 120 by controlling the operation mode of load 120.
  • the EMS 200 controls the power output from the PV device 130, the storage battery device 140, and the fuel cell device 150 by controlling the operation modes of the PV device 130, the storage battery device 140, and the fuel cell device 150.
  • the EMS 200 controls the amount of hot water stored in the hot water storage device 160 by controlling the operation mode of the hot water storage device 160.
  • the EMS 200 manages the device 300 by acquiring the specifications and status of the device 300.
  • the specifications of the device 300 include, for example, a manufacturer code, a serial number, a model, a rated output or rated power consumption, and a type of operation mode.
  • the status of the device 300 includes statuses such as a power source, a set temperature, an output or power consumption, and an operation mode, for example.
  • the EMS 200 is connected to various servers via the external network 60.
  • the EMS 200 acquires, for example, information such as the unit price of power supplied from the system 31, the unit price of power received from the system 31, or the unit price of fuel gas from various servers.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the EMS 200 according to the present embodiment.
  • the EMS 200 includes a reception unit 210, a transmission unit 220, a control unit 230, and a storage unit 240.
  • the receiving unit 210 receives a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol from the device 300 connected via the network.
  • the receiving unit 210 passes the received message to the control unit 230.
  • the receiving unit 210 may receive information necessary for control and management of the device 300 from various servers via an external network.
  • the receiving unit 210 receives information such as the power purchase unit price from the grid 31, the power sale unit price to the grid 31, the predicted power consumption and the predicted output power of the customer 10 from various servers via the external network. Also good.
  • the transmission unit 220 transmits the message generated by the control unit 230 to the device 300 connected via the network.
  • the control unit 230 controls the reception unit 210, the transmission unit 220, and the storage unit 240.
  • control unit 230 generates a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol. For example, when requesting execution of a predetermined process for information specified from information included in the device 300 (hereinafter referred to as “specified information”), the control unit 230 conforms to a predetermined communication protocol. Generate a request message with the configured configuration. Further, when notifying the device 300 of information held by the own device in response to a request from the device 300 or voluntarily, the control unit 230 generates a notification message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol. .
  • the information that the device 300 has is information that can be controlled and managed by the EMS 200 (control unit 230).
  • the information included in the device 300 includes not only information defined in advance by a predetermined communication protocol (for example, manufacturer code, serial number, and model) but also information defined by the user (for example, the device 300).
  • a predetermined communication protocol for example, manufacturer code, serial number, and model
  • the code indicating the operation mode can also be controlled and managed by the EMS 200.
  • the storage unit 240 stores information necessary for control and management of the device 300.
  • the storage unit 240 stores the specifications and status of the device 300 acquired from the device 300.
  • the storage unit 240 stores second authentication information used for authentication of the own device. The second authentication information will be described later.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the device 300 according to the present embodiment.
  • the device 300 includes a reception unit 310, a transmission unit 320, a control unit 330, and a storage unit 340.
  • the receiving unit 310 receives a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol from the EMS 200 connected via the network.
  • the receiving unit 310 passes the received message to the control unit 330.
  • the transmission unit 320 transmits the message generated by the control unit 330 to the EMS 200 via the network.
  • the control unit 330 controls the reception unit 310, the transmission unit 320, and the storage unit 340.
  • control unit 330 generates a message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol. Specifically, when the control unit 330 receives a request message from the EMS 200, the control unit 330 generates a response message corresponding to the request message. Alternatively, the control unit 330 notifies the other nodes connected to the network of the specifications (for example, manufacturer code, model, serial number, etc.) of the own device when the own device is activated or initially connected to the network. Generate a notification message.
  • the specifications for example, manufacturer code, model, serial number, etc.
  • the storage unit 340 stores information that the device 300 has. For example, the storage unit 340 stores the specifications and status of the device 300.
  • the storage unit 340 stores first authentication information used for authentication of the EMS 200.
  • the first authentication information will be described later.
  • the control unit 230 of the EMS 200 generates a request message having a configuration conforming to a predetermined communication protocol.
  • the request message has a message type field and a plurality of information designation fields corresponding to the message type field.
  • the message type field indicates the message type. For example, a message in which a value indicating a read request (Get_Req) is specified in the message type field is a reference request message for requesting reading of specified information (see FIG. 5). A message in which a value indicating a write request (Set_Req) is specified in the message type field is a control request message for requesting writing to the specified information (see FIG. 6).
  • the plurality of information designation fields indicate one or more pieces of information designated from among a plurality of pieces of information that the device 300 has.
  • the EMS 200 designates information requesting execution of reading or writing from among a plurality of pieces of information that the device 300 has, and indicates the designated information in the information designation field.
  • the reference request message is classified into a spec reference request message or a status reference request message depending on whether the specified information is a specification or a status.
  • the control request message is a message for requesting execution of writing to the status, and corresponds to a status control request message.
  • a value indicating a read request is specified in the message type field, and an instance list is specified in the information specifying field 1.
  • the instance list is a list indicating the model of the device 300 according to a class defined in a predetermined communication protocol. Therefore, this message corresponds to an instance list reference request message (spec reference request message).
  • the power supply is further designated in the information designation field 2. Therefore, this message also corresponds to a power status reference request message (status reference request message).
  • the control unit 230 of the EMS 200 may generate one request message in which the reference request message and the control request message are combined.
  • the request message has fields of two message types (Get_Req and Set_Req) and an information designation field corresponding to each message type field.
  • control unit 230 of the EMS 200 may include the second authentication information used for authentication of the own device in the request message. Specifically, for example, the control unit 230 generates a control request message that includes the second authentication information in the information designation field.
  • control unit 230 may encrypt the second authentication information using a hash function or the like, and include the encrypted second authentication information in the request message.
  • the control unit 330 of the device 300 determines execution of processing for the specified information. Specifically, the control unit 330 confirms whether the request message includes the second authentication information.
  • the first authentication information and the second authentication information are information used for authentication of the EMS 200
  • the first authentication information is stored in the storage unit 340 of the device 300, and the second authentication information. Is stored in the storage unit 240 of the EMS 200.
  • the control unit 330 performs authentication of the EMS 200 using, for example, a common key method. Specifically, when the second authentication information included in the request message matches the first authentication information stored in the storage unit 340, it is confirmed that the EMS 200 is a reliable node.
  • control unit 330 generates a response message corresponding to the request message when the execution of the process for the specified information is determined. Specifically, the control unit 330 generates a response message including the read information for the reference request message. Alternatively, in response to the control request message, the control unit 330 generates a response message indicating that the specified information has been written.
  • the control unit 330 determines not to execute the process for the specified information. Specifically, when the request message does not include the second authentication information, or when the authentication information included in the request message does not match the first authentication information, the control unit 330 processes the specified information. Is generated, and a response message indicating that is generated.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating a control method according to the present embodiment.
  • step S10 the EMS 200 transmits a specification reference request message to the device 300.
  • the specification reference request message will be described as a message requesting reading of the instance list.
  • step S20 the device 300 executes authentication of the EMS 200. Specifically, the device 300 confirms whether or not the specification reference request message includes second authentication information corresponding to the first authentication information. When the specification reference request message includes the second authentication information corresponding to the first authentication information, the device 300 determines to execute reading of the instance list. On the other hand, when the specification reference request message does not include the second authentication information, or when the authentication information included in the specification reference request message does not correspond to the first authentication information, the device 300 reads the instance list. Decide not to run.
  • step S30 the device 300 transmits a response message corresponding to the specification reference request message to the EMS 200. For example, when it is determined in step S20 to execute reading of the instance list, the device 300 transmits a response message including the read instance list to the EMS 200. Alternatively, in step S20, when it is determined not to read the instance list, the device 300 transmits a response message indicating that to the EMS 200.
  • step S40 the EMS 200 transmits a status reference request message to the device 300.
  • the status reference request message is a message requesting reading of the status of the power supply.
  • step S50 the device 300 performs authentication of the EMS 200. Specifically, the device 300 confirms whether or not the status reference request message includes second authentication information corresponding to the first authentication information. When the status reference request message includes the second authentication information corresponding to the first authentication information, the device 300 determines to execute the reading of the power supply status. On the other hand, when the status reference request message does not include the second authentication information, or when the authentication information included in the status reference request message does not correspond to the first authentication information, the device 300 reads the power status. Decide not to run.
  • step S60 the device 300 transmits a response message corresponding to the status reference request message to the EMS 200. For example, when it is determined in step S50 to execute the reading of the power supply status, the device 300 transmits a response message including the read power supply status (for example, power-on) to the EMS 200. Alternatively, when it is determined in step S50 not to read the status of the power supply, the device 300 transmits a response message indicating that to the EMS 200.
  • the read power supply status for example, power-on
  • step S70 the EMS 200 transmits a status control request message to the device 300.
  • the status control request message is a message requesting writing to the power supply status, particularly a control request message instructing power off in this example.
  • step S80 the device 300 performs authentication of the EMS 200. Specifically, the device 300 confirms whether or not the status control request message includes second authentication information corresponding to the first authentication information. When the status control request message includes the second authentication information corresponding to the first authentication information, the device 300 determines execution of writing to the status of the power supply. Specifically, the device 300 turns off its own power supply and changes the power supply status to power off. On the other hand, when the status control request message does not include the second authentication information, or when the authentication information included in the status control request message does not correspond to the first authentication information, the device 300 does not switch the power state. Further, it is determined not to execute the writing for the power supply status.
  • step S90 the device 300 transmits a response message corresponding to the status control request message to the EMS 200. For example, if it is determined in step S80 that writing to the power status is to be executed, the device 300 transmits a response message including the power status (for example, power off) after writing to the EMS 200. Alternatively, when it is determined in step S80 that writing to the power supply status is not performed, the device 300 transmits a response message indicating that to the EMS 200.
  • the power status for example, power off
  • the device 300 changes the response to the request message according to the presence / absence of the second authentication information. That is, the device 300 determines whether to receive control and management by the EMS 200 according to the reliability of the EMS 200. Therefore, not only ECHONET Lite (registered trademark) but also a consumer device, a control device, and a control method that can improve security can be provided.
  • ECHONET Lite registered trademark
  • a consumer device, a control device, and a control method that can improve security can be provided.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a table stored in the storage unit 340 of the device 300 according to the first modification.
  • the storage unit 340 stores a plurality of pieces of first authentication information in which authentication levels are set.
  • the control unit 330 selects from the specified information according to the authentication level set in the first authentication information corresponding to the second authentication information. To execute the processing for the information.
  • the control unit 330 when the request message includes the second authentication information and requests reading and writing with respect to the specified information, the control unit 330 has an authentication level corresponding to the second authentication information. When the authentication level is lower than the predetermined authentication level, it is determined to execute reading of the specified information, and not to execute writing to the specified information.
  • the control unit 330 determines not to execute the process for the specified information as in the present embodiment.
  • the storage unit 340 stores a table that defines a correspondence for each authentication level when a specification reference request message, a status reference request message, or a status control request message is received. .
  • the control unit 330 determines to execute all the specified processes.
  • the control unit 330 has a high importance in the designated information. For information (for example, power supply), it is determined not to execute writing, and for only information (for example, set temperature) having low importance in the designated information, execution of writing is determined.
  • information for example, power supply
  • the control unit 330 includes the specified information. For information with high importance (for example, operation mode), it is decided not to execute reading, and information with low importance in specified information (for example, manufacturer code, serial number, and model) Only for the above, the execution of reading is determined. Further, when the second authentication information included in the status control request message corresponds to the first authentication information of the authentication level “low”, the control unit 330 executes writing on the specified information. Decide not to.
  • the device 300 is specified according to the authentication level corresponding to the second authentication information, the requested processing type, and the importance of the specified information. Only the process selected from the selected information is executed. That is, the device 300 determines the degree of accepting control and management by the EMS 200 according to the reliability of the EMS 200. Therefore, not only ECHONET Lite (registered trademark) but also a device, a control device, and a control method that can improve security can be provided.
  • ECHONET Lite registered trademark
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating an EMS according to the second modification.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a message configuration according to the second modification.
  • the EMS 1200 includes an in-home communication unit 250 that supports near field communication such as WiFi, and a public communication method such as Ethernet (registered trademark). And a public communication unit 260 corresponding to the above.
  • the EMS 1200 can perform direct communication using the in-home communication unit 250 with a mobile terminal 500 (for example, a smartphone or a tablet PC) in the short-range wireless communication area.
  • a mobile terminal 500 for example, a smartphone or a tablet PC
  • the EMS 1200 is connected to the external network 60 via the public communication unit 260 or connected to the external network 60 via the router installed in the home communication unit 250 and the customer 10. Communication with the server 40 is possible.
  • the server 40 can communicate with the mobile terminal 500 via the external network 60. That is, the EMS 1200 can perform indirect communication with the mobile terminal 500 via the external network 60.
  • the EMS 1200 is one of two systems, a system for direct communication using the in-home communication unit 250 and a system for indirect communication via the public communication unit 260 or the router 400 via the server 400, and the mobile terminal 500. Can communicate with. That is, the portable terminal 500 is connected to the EMS 1200 by two systems of communication.
  • the mobile terminal 500 presents an input screen for inputting a processing instruction for the device 300 to the user.
  • the mobile terminal 500 transmits the processing instruction to the EMS 1200 by one of the two communication systems, and the request message corresponding to the content of the processing instruction from the EMS 1200. Is transmitted to the device 300.
  • the EMS 1200 transmits a request message to the device 300, if the processing instruction that triggers the request message transmission is transmitted from the mobile terminal 500, direct communication using the in-home communication unit 250 is performed. Or a processing instruction by indirect communication via the external network 60, that is, a remote operation.
  • the EMS 1200 transmits the processing instruction transmission source (the portable terminal 500). ) Can be grasped in advance. Therefore, the EMS 1200 can immediately determine that it is a processing instruction by direct communication if it is a processing instruction transmitted from a known IP address.
  • the EMS 1200 receives a processing instruction in either the Push format or the Pull format, for example.
  • the Push format is a format in which the server 40 transmits a processing instruction when the server 40 on the external network 60 receives the processing instruction from the portable terminal 500.
  • the Pull format is a format in which processing instructions transmitted from the mobile terminal 500 are stored as queues in the server 40, and the EMS 1200 periodically accesses the server 40 and acquires any unprocessed queues.
  • the source IP address of the processing instruction is the IP address of the server 40
  • the EMS 1200 can immediately determine that the processing instruction is indirect communication.
  • the EMS 1200 since the EMS 1200 accesses the server 40 and acquires a processing instruction, the EMS 1200 can naturally determine that the processing instruction is based on indirect communication.
  • the EMS 1200 determines whether the received processing instruction is based on indirect communication or direct communication. As shown in FIG. 10, when receiving a processing instruction by indirect communication, that is, remote operation, the EMS 1200 includes remote information indicating that the processing instruction is by remote operation in the information designation field of the request message. On the other hand, if the received processing instruction is a processing instruction by direct communication, the EMS 1200 does not include remote information in the information designation field.
  • the device 300 when the device 300 receives the request message from the EMS 1200 as in steps S10, S40, and S70 of FIG. 7, the device 300 authenticates the EMS 1200 with the second authentication information, and the remote information is the request message. It is determined whether it is included in the information designation field. When the device 300 can authenticate the EMS 1200 and the remote message is not included in the request message, the device 300 performs processing instructed by the request message. However, when the remote information is included in the request message, the device 300 not only performs the process instructed by the request message, but also notifies that it is a processing instruction by remote operation.
  • the device 300 includes an indicator such as a light emitting diode, and when the remote message is not included in the request message, for example, the indicator 300 emits blue light. On the other hand, when remote information is included in the request message, the device 300 causes the indicator to blink in red, for example. As described above, the device 300 expresses that it is a remote operation by notifying in a different manner when remote information is included in the request message.
  • an indicator such as a light emitting diode
  • the device 300 when the device 300 itself has an operation unit such as an input screen or operation buttons for inputting a processing instruction to the device 300, or when it has a separate infrared communication type or wired type remote control. Is also present.
  • the processing is instructed by operating the operation unit of the device 300 or the remote controller, it is clear that the operation is in the home (that is, in the same local area). Therefore, in such a case, the device 300 may perform the same notification as when the request message received from the EMS 1200 does not include remote information. Alternatively, in such a case, the device 300 may perform notification in a third notification mode that differs depending on whether the request message includes remote information or not.
  • the home appliance when turning on the power of a home appliance such as a TV by operating the mobile terminal 500 or the like, when the user gives an instruction for processing via short-range wireless communication at home, and when the external network 60 is connected from outside the home.
  • the remote control is performed via the home appliance, the home appliance performs notification in a different mode. That is, a person in the home can determine whether the operation is from a home operation or a remote operation by checking the notification mode when the home appliance operates.
  • the device 300 may be configured to correspond to the authentication level described in the first modification depending on whether or not remote information is included in the request message. For example, when remote information is included in the reference request message, the device 300 receives the request message including the second authentication information with the authentication level “low” in the first modification, and the importance level For high information (for example, operation mode), it is determined not to execute reading, and only for information with low importance (for example, manufacturer code, serial number, and model) is determined to execute reading. To do. As a result, in the case of a processing instruction by remote operation, highly important information is not transmitted to the mobile terminal 500.
  • ECHONET Lite (registered trademark) is exemplified as the predetermined communication protocol.
  • a communication protocol other than ECHONET Lite (registered trademark) for example, ZigBee (registered trademark) or KNX
  • ECHONET Lite (registered trademark) and another communication protocol may be used in combination as a predetermined communication protocol.
  • a message conforming to a predetermined communication protocol includes, in addition to a message type field and an information designation field, identification information of a transmission source and a transmission destination node, or a reference number of the message Note that it further has a field indicating.
  • the EMS 200 may be a HEMS (Home Energy Management System), a SEMS (Store Energy Management System), or a BEMS (Building Energy Management System, or an FEM). There may be.
  • HEMS Home Energy Management System
  • SEMS Store Energy Management System
  • BEMS Building Energy Management System
  • the customer 10 has been described as having the load 120, the PV device 130, the storage battery device 140, the fuel cell device 150, and the hot water storage device 160.
  • the consumer 10 should just have the load 120 at least.
  • the fuel cell device 150 and the hot water storage device 160 constitute a hot water supply device, the fuel cell device 150 may send and receive messages regarding the hot water storage device 160 with the EMS 200 on behalf of the hot water storage device 160.
  • ECHONET Lite registered trademark
  • a consumer device a control device, and a control method that can improve security

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Abstract

 機器300は、ネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージをEMS200と送受信することによりEMS200による制御及び/または管理を受ける。機器300は、機器300に対する処理の実行を要求する要求メッセージをEMS200から受信した場合において、要求メッセージに所定の認証情報が含まれる場合に、要求メッセージにて要求された処理の実行を決定する制御部330を備える。

Description

需要家機器、制御装置及び制御方法
 本発明は、電力の需要家に設けられたネットワークに適用される需要家機器、制御装置及び制御方法に関する。
 近年、電力の需要家に設けられたネットワークを介して需要家機器の制御及び管理を行う制御装置を備える制御システムが普及している(例えば、特許文献1)。例えば、住宅等に設けられたネットワークにおいて用いられる制御装置は、HEMS(Home Energy Management System)と称される。需要家機器は、例えば、電力を消費して動作する負荷(例えば、家電製品等)、又は電力を出力する分散電源(例えば、太陽電池装置、蓄電池装置、又は燃料電池装置等)である。
 このような制御システムにおいては、需要家機器と制御装置とが所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを送受信することで、制御装置が需要家機器の制御及び管理等を行う。ネットワークに適用される制御システムにおいては、例えば、ECHONET Lite(登録商標)等の通信プロトコルが用いられる。
特開2010-128810号公報
 例えば、ECHONET Lite(登録商標)をサポートする需要家機器が、ECHONET Lite(登録商標)に準拠した構成のメッセージを制御装置から受信した場合、受信したメッセージの内容に従って動作する。具体的には、需要家機器は、受信したメッセージによって指定された情報に対する処理を実行する。しかしながら、例えば、需要家機器を不正に制御することを目的とした制御装置からECHONET Lite(登録商標)に準拠した構成のメッセージを受信した場合であっても、ECHONET Lite(登録商標)をサポートする需要家機器は、受信したメッセージの内容に従って動作するおそれがある。
 そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、ECHONET Lite(登録商標)に限らずセキュリティの向上を可能とする需要家機器、制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。
 第1の特徴に係る需要家機器は、電力の需要家に設けられたネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを制御装置と送受信することにより前記制御装置による制御及び/または管理を受ける。前記需要家機器は、自機器に対する処理の実行を要求する要求メッセージを前記制御装置から受信した場合において、前記要求メッセージが所定の認証情報を含む場合に、前記要求メッセージにて要求された処理の実行を決定する制御部を備える。
 第1の特徴において、前記要求メッセージは、自機器が有する複数の情報の中から指定した1つ又は複数の情報に対する処理の実行を要求するメッセージであって、前記制御部は、前記要求メッセージに所定の認証情報が含まれる場合に、前記指定された情報に対する処理の実行を決定する。
 第1の特徴において、前記需要家機器は、前記制御装置の認証に用いる認証情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記要求メッセージに含まれる前記所定の認証情報が前記記憶部に記憶される認証情報に対応する場合に、前記指定された情報に対する処理の実行を決定する。
 第1の特徴において、前記制御部は、前記要求メッセージが前記所定の認証情報を含まない場合には、前記指定された情報に対する処理を実行しないことを決定する。
 第1の特徴において、前記記憶部は、認証レベルが設定された複数の認証情報を記憶し、前記制御部は、前記要求メッセージが前記所定の認証情報を含み、当該所定の認証情報が前記記憶部に記憶される認証情報のいずれかに対応する場合には、対応する認証情報に設定された認証レベルに応じて、前記指定された情報の中から選択した情報に対する処理の実行を決定する。
 第1の特徴において、前記要求メッセージが、前記所定の認証情報を含み、かつ、前記指定された情報に対する読み出し及び書き込みを要求する場合において、前記制御部は、前記所定の認証情報に対応する認証レベルが所定の認証レベルより低い場合には、前記指定された情報の読み出しの実行を決定すると共に、前記指定された情報への書き込みを実行しないことを決定する。
 第1の特徴において、前記制御部は、前記要求メッセージが遠隔操作によるメッセージであることを示す遠隔情報を含むか否かに応じて、異なる処理を実行する。
 第1の特徴において、前記需要家機器は、操作部又は独立したリモコンを有し、前記制御部は、前記要求メッセージが前記遠隔情報を含む場合、前記操作部あるいは前記リモコンの操作によって指示可能な処理範囲よりも制限を設けた範囲において、前記要求メッセージにて要求された処理の実行を決定する。
 第1の特徴において、前記需要家機器は、前記所定の通信プロトコルとして、ECHONET Lite(登録商標)に準拠した構成のメッセージを前記制御装置と送受信する負荷又は分散電源である。
 第2の特徴に係る制御装置は、需要家に設けられたネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを需要家機器と送受信することにより、前記需要家機器の制御及び/または管理を行う。制御装置は、前記需要家機器に対する処理の実行を要求する要求メッセージを生成する制御部と、自装置の認証に使用される所定の認証情報を記憶する記憶部とを備え、前記制御部は、前記所定の認証情報を前記要求メッセージに含める。
 第3の特徴に係る制御方法は、電力の需要家に設けられたネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを送受信することにより、制御装置による制御及び/または管理を受ける需要家機器における制御方法である。制御方法は、前記需要家機器に対する処理の実行を要求する要求メッセージを受信するステップと、前記要求メッセージに所定の認証情報が含まれるか否か判定するステップと、前記要求メッセージに所定の認証情報が含まれる場合に、前記要求メッセージにて要求された処理の実行を決定するステップと、を備える。
 本発明によれば、ECHONET Lite(登録商標)に限らずセキュリティの向上を可能とする需要家機器、制御装置及び制御方法を提供することができる。
図1は、本実施形態に係る制御システムを示す図である。 図2は、本実施形態に係る需要家の詳細を示す図である。 図3は、本実施形態に係るEMSを示すブロック図である。 図4は、本実施形態に係る需要家機器を示すブロック図である。 図5は、本実施形態に係るメッセージの構成を示す図である。 図6は、本実施形態に係るメッセージの構成を示す図である。 図7は、本実施形態に係る制御方法を示すシーケンス図である。 図8は、変更例1に係るEMSの記憶部に記憶されるテーブルを示す図である。 図9は、変更例2に係るEMSを示すブロック図である。 図10は、変更例2に係るメッセージの構成を示す図である。
 以下において、本発明の実施形態に係る制御システムについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。
 ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
 [実施形態の概要]
 実施形態に係る需要家機器は、電力の需要家に設けられたネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを制御装置と送受信することにより前記制御装置による制御及び/または管理を受ける。前記需要家機器は、自機器に対する処理の実行を要求する要求メッセージを前記制御装置から受信した場合において、前記要求メッセージが所定の認証情報を含む場合に、前記要求メッセージにて要求された処理の実行を決定する制御部とを備える。
 実施形態では、需要家機器は、要求メッセージが所定の認証情報を含む場合に、指定された情報に対する処理の実行を決定する制御部を備える。従って、ECHONET Lite(登録商標)に限らずセキュリティの向上を可能とする需要家機器、制御装置及び制御方法を提供することができる。
 [本実施形態]
 (制御システム)
 以下において、本実施形態に係る制御システムについて説明する。図1は、本実施形態に係る制御システム100を示す図である。
 図1に示すように、制御システム100は、需要家10と、CEMS20と、変電所30と、サーバ40と、発電所50とを有する。なお、需要家10、CEMS20、変電所30及びサーバ40は、外部ネットワーク60によって接続されている。
 需要家10は、例えば、発電装置及び蓄電装置を有する。発電装置は、例えば、燃料電池のように、燃料ガスを利用して電力を出力する装置である。蓄電装置は、例えば、二次電池などのように、電力を蓄積する装置である。
 需要家10は、一戸建ての住宅であってもよく、コンビニエンスストア又はスーパーマーケットなどの店舗であってもよく、ビルなどの商用施設であってもよく、工場であってもよい。
 本実施形態では、複数の需要家10によって、需要家群10A及び需要家群10Bが構成されている。需要家群10A及び需要家群10Bは、例えば、地理的な地域によって分類される。
 CEMS20は、複数の需要家10と電力系統との間の連系を制御する。なお、CEMS20は、複数の需要家10を管理するため、CEMS(Cluster/Community Energy Management System)と称されることもある。具体的には、CEMS20は、停電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を解列する。一方で、CEMS20は、復電時などにおいて、複数の需要家10と電力系統との間を連系する。
 本実施形態では、CEMS20A及びCEMS20Bが設けられている。CEMS20Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。CEMS20Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10と電力系統との間の連系を制御する。
 変電所30は、複数の需要家10に対して、配電線31を介して電力を供給する。具体的には、変電所30は、発電所50から供給を受ける電圧を降圧する。
 本実施形態では、変電所30A及び変電所30Bが設けられている。変電所30Aは、例えば、需要家群10Aに含まれる需要家10に対して、配電線31Aを介して電力を供給する。変電所30Bは、例えば、需要家群10Bに含まれる需要家10に対して、配電線31Bを介して電力を供給する。
 サーバ40は、複数のCEMS20(ここでは、CEMS20A及びCEMS20B)を管理する。また、サーバ40は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)を管理する。言い換えると、サーバ40は、需要家群10A及び需要家群10Bに含まれる需要家10を統括的に管理する。サーバ40は、例えば、需要家群10Aに供給すべき電力と需要家群10Bに供給すべき電力とのバランスを取る機能を有する。
 発電所50は、火力、太陽光、風力、水力、又は原子力などによって発電を行う。発電所50は、複数の変電所30(ここでは、変電所30A及び変電所30B)に対して、送電線51を介して電力を供給する。
 外部ネットワーク60は、信号線を介して各装置に接続される。外部ネットワーク60は、例えば、インターネット、広域回線網、狭域回線網、又は携帯電話網などである。
 (需要家)
 以下において、本実施形態に係る需要家10について説明する。図2は、本実施形態に係る需要家10の詳細を示す図である。
 図2に示すように、需要家10は、分電盤110と、負荷120と、PV装置130と、蓄電池装置140と、燃料電池装置150と、貯湯装置160と、EMS200とを有する。負荷120、PV装置130、蓄電池装置140、燃料電池装置150及び貯湯装置160は、需要家10に設けられた機器(需要家機器)の例であり、以下、適宜、「機器300」と総称する。
 分電盤110は、配電線31(系統)に接続されている。分電盤110は、電力線を介して、負荷120、PV装置130、蓄電池装置140及び燃料電池装置150に接続されている。各機器は、任意の順で電力線に接続されてよい。
 負荷120は、電力線を介して供給を受ける電力を消費する装置である。例えば、負荷120は、冷蔵庫、冷凍庫、照明、及びエアコンなどの家電機器を含む。
 PV装置130は、PV131と、PCS132とを有する。PV131は、発電装置の一例であり、太陽光の受光に応じて発電を行う太陽電池である。PV131は、発電されたDC電力を出力する。PV131の発電量は、PV131に照射される日射量に応じて変化する。PCS132は、PV131から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。PCS132は、電力線を介してAC電力を分電盤110に出力する。
 蓄電池装置140は、蓄電池141と、PCS142とを有する。蓄電池141は、電力を蓄積する装置である。PCS142は、系統31から供給を受けるAC電力をDC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。また、PCS142は、蓄電池141から出力されたDC電力をAC電力に変換する。
 燃料電池装置150は、燃料電池151と、PCS152とを有する。燃料電池151は、発電装置の一例であり、燃料(例えば、ガス)を用いて電力を発電する装置である。燃料電池151は、例えば、SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)であってもよく、PEFC(Polymer Electrolyte Fuel Cell)であってもよい。PCS152は、燃料電池151から出力されたDC電力をAC電力に変換する装置(Power Conditioning System)である。
 貯湯装置160は、燃料を用いて湯を生成或いは水温を維持する装置である。具体的には、貯湯装置160は、貯湯槽を有しており、燃料の燃焼によって生じる熱又は燃料電池151の運転(発電)によって生じる排熱によって、貯湯槽から供給される水を温める。詳細には、貯湯装置160は、貯湯槽から供給される水を温めて、温められた湯を貯湯槽に還流する。燃料電池装置150及び貯湯装置160は、給湯装置(給湯システム)を構成する。
 EMS200は、機器300の制御及び管理を行う制御装置(Energy Management System)の一例である。本実施形態において、EMS200及び機器300は、需要家10に設けられたネットワークを介して接続されている。ネットワークは、例えばホームエリアネットワークであり、有線であってもよく、無線であってもよい。
 本実施形態において、EMS200及び機器300は、所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを送受信する。これにより、EMS200は、機器300の制御及び管理を行う。所定の通信プロトコルとしては、例えば、ECHONET Lite(登録商標)が挙げられる。ECHONET Lite(登録商標)をサポートするEMS200及び機器300は、ECHONET Lite(登録商標)において規定されるECHONET Lite(登録商標)ノードに相当する。
 EMS200は、負荷120の動作モードを制御することによって、負荷120の消費電力の制御を行う。また、EMS200は、PV装置130、蓄電池装置140及び燃料電池装置150の動作モードを制御することによって、PV装置130、蓄電池装置140及び燃料電池装置150から出力される電力の制御を行う。また、EMS200は、貯湯装置160の動作モードを制御することによって、貯湯装置160の貯湯量の制御を行う。
 また、EMS200は、機器300のスペック及びステータスを取得することによって、機器300を管理する。機器300のスペックは、例えば、メーカーコード、製造番号、機種、定格出力又は定格消費電力、及び動作モードの種類等を含む。機器300のステータスは、例えば、電源、設定温度、出力又は消費電力、及び動作モード等のステータスを含む。
 また、EMS200は、外部ネットワーク60を介して各種サーバと接続される。EMS200は、例えば、系統31から供給を受ける電力の購入単価、系統31から供給を受ける電力の購入単価又は燃料ガスの購入単価などの情報を、各種サーバから取得する。
 (EMSの構成)
 以下において、本実施形態に係るEMSについて説明する。図3は、本実施形態に係るEMS200を示すブロック図である。
 図3に示すように、EMS200は、受信部210と、送信部220と、制御部230と、記憶部240とを有する。
 受信部210は、ネットワークを介して接続された機器300から、所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを受信する。受信部210は、受信したメッセージを制御部230に受け渡す。
 受信部210は、機器300の制御及び管理に必要な情報を、外部ネットワークを介して各種サーバから受信してもよい。例えば、受信部210は、系統31からの電力購入単価、系統31への電力売却単価、需要家10の予測消費電力及び予測出力電力等の情報を、外部ネットワークを介して各種サーバから受信してもよい。
 送信部220は、ネットワークを介して接続された機器300に、制御部230が生成したメッセージを送信する。
 制御部230は、受信部210、送信部220及び記憶部240を制御する。
 また、制御部230は、所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを生成する。例えば、機器300が有する情報の中から指定した情報(以下、「指定された情報」)に対して、所定の処理の実行を要求する場合には、制御部230は、所定の通信プロトコルに準拠した構成の要求メッセージを生成する。また、機器300からの要求に応じて、又は自発的に、自装置が有する情報を機器300に通知する場合には、制御部230は、所定の通信プロトコルに準拠した構成の通知メッセージを生成する。
 ここで、機器300が有する情報は、EMS200(制御部230)による制御及び管理の対象となりうる情報であることに留意すべきである。また、機器300が有する情報の中で、所定の通信プロトコルによって予め定義された情報(例えば、メーカーコード、製造番号、及び機種)のみならず、ユーザが独自に定義した情報(例えば、機器300の動作モードを示すコード)も、EMS200による制御及び管理の対象となりうることに留意すべきである。
 記憶部240は、機器300の制御及び管理に必要な情報を記憶する。例えば、記憶部240は、機器300から取得した機器300のスペック及びステータスを記憶する。また、本実施形態において、記憶部240は、自装置の認証に用いる第2の認証情報を記憶する。第2の認証情報については、後述する。
 (機器の構成)
 以下において、本実施形態に係る需要家機器について説明する。図4は、本実施形態に係る機器300を示すブロック図である。
 図4に示すように、機器300は、受信部310と、送信部320と、制御部330と、記憶部340とを有する。
 受信部310は、ネットワークを介して接続されたEMS200から、所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを受信する。受信部310は、受信したメッセージを制御部330に受け渡す。
 送信部320は、制御部330が生成したメッセージを、ネットワークを介してEMS200に送信する。
 制御部330は、受信部310、送信部320及び記憶部340を制御する。
 また、本実施形態において、制御部330は、所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを生成する。具体的には、制御部330は、EMS200から要求メッセージを受信した場合には、要求メッセージに対応する応答メッセージを生成する。あるいは、制御部330は、自機器の起動時又はネットワークへの初期接続時には、自機器のスペック(例えば、メーカーコード、機種及び製造番号等)をネットワークに接続される他のノードに通知するための通知メッセージを生成する。
 記憶部340は、機器300が有する情報を記憶する。例えば、記憶部340は、機器300のスペック及びステータスを記憶する。
 本実施形態において、記憶部340は、EMS200の認証に用いる第1の認証情報を記憶する。第1の認証情報については、後述する。
 (メッセージの構成)
 以下において、本実施形態に係るメッセージの構成について説明する。図5~図6は、本実施形態に係るメッセージの構成を示す図である。
 上述したように、EMS200の制御部230は、所定の通信プロトコルに準拠した構成の要求メッセージを生成する。要求メッセージは、メッセージ種別のフィールドと、メッセージ種別のフィールドに対応する複数の情報指定フィールドとを有する。
 メッセージ種別のフィールドは、メッセージの種別を示す。例えば、メッセージ種別のフィールドに、読み出し要求(Get_Req)を示す値が指定されているメッセージは、指定された情報の読み出しを要求する参照要求メッセージである(図5参照)。また、メッセージ種別のフィールドに、書き込み要求(Set_Req)を示す値が指定されているメッセージは、指定された情報への書き込みを要求する制御要求メッセージである(図6参照)。
 複数の情報指定フィールドは、機器300が有する複数の情報の中から指定された1つ又は複数の情報を示す。具体的には、EMS200は、読み出し又は書き込みの実行を要求する情報を、機器300が有する複数の情報の中から指定し、指定された情報を情報指定フィールドに示す。
 参照要求メッセージは、指定された情報がスペック又はステータスのいずれであるかによって、スペック参照要求メッセージ又はステータス参照要求メッセージに区別される。制御要求メッセージは、ステータスに対する書き込みの実行を要求するメッセージであり、ステータス制御要求メッセージに相当する。
 例えば、図5に示すメッセージでは、メッセージ種別のフィールドにおいて、読み出し要求(Get_Req)を示す値が指定され、情報指定フィールド1において、インスタンスリストが指定されている。インスタンスリストは、機器300の機種を、所定の通信プロトコルに規定されたクラスに従って示すリストである。従って、このメッセージは、インスタンスリストの参照要求メッセージ(スペック参照要求メッセージ)に相当する。また、図5に示すメッセージは、情報指定フィールド2において、電源がさらに指定されている。従って、このメッセージは、電源のステータスの参照要求メッセージ(ステータス参照要求メッセージ)にも相当する。
 また、図6に示すメッセージは、メッセージ種別のフィールドにおいて、書き込み要求(Set_Req)を示す値が指定され、情報指定フィールド1において、電源(ステータス:オン)が指定されている。従って、このメッセージは、電源のステータスをオンにするための制御要求メッセージ(ステータス制御要求メッセージ)に相当する。
 本実施形態において、EMS200の制御部230は、参照要求メッセージと、制御要求メッセージとが組み合わせられた1つの要求メッセージを生成してもよい。このようなケースにおいて、要求メッセージは、2つのメッセージ種別(Get_Req及びSet_Req)のフィールドと、各メッセージ種別のフィールドに対応する情報指定フィールドとを有する。
 本実施形態において、EMS200の制御部230は、自装置の認証に使用される第2の認証情報を要求メッセージに含めてもよい。具体的には、制御部230は、例えば、情報指定フィールドに第2の認証情報を含む制御要求メッセージを生成する。
 また、制御部230は、第2の認証情報をハッシュ関数等によって暗号化し、暗号化した第2の認証情報を要求メッセージに含めてもよい。
 本実施形態において、機器300の制御部330は、要求メッセージが第1の認証情報に対応する第2の認証情報を含む場合には、指定された情報に対する処理の実行を決定する。具体的には、制御部330は、要求メッセージが第2の認証情報を含むか否かを確認する。上述したように、第1の認証情報及び第2の認証情報は、EMS200の認証に使用される情報であり、第1の認証情報は機器300の記憶部340に記憶され、第2の認証情報はEMS200の記憶部240に記憶されている。制御部330は、例えば共通鍵方式によってEMS200の認証を実行する。具体的には、要求メッセージに含まれる第2の認証情報が、記憶部340に記憶されている第1の認証情報と一致する場合には、EMS200が信頼できるノードであることが確認される。
 本実施形態において、制御部330は、指定された情報に対する処理の実行を決定した場合には、要求メッセージに対応する応答メッセージを生成する。具体的には、制御部330は、参照要求メッセージに対しては、読み出した情報を含めた応答メッセージを生成する。又は、制御部330は、制御要求メッセージに対しては、指定された情報に対する書き込みを実行した旨を示す応答メッセージを生成する。
 一方、制御部330は、要求メッセージが第2の認証情報を含まない場合には、指定された情報に対する処理を実行しないことを決定する。具体的には、制御部330は、要求メッセージが第2の認証情報を含まない場合、あるいは要求メッセージに含まれる認証情報が第1の認証情報と一致しない場合には、指定された情報に対する処理を実行しないこと決定し、その旨を示す応答メッセージを生成する。
 (制御方法)
 以下において、本実施形態に係る制御方法について説明する。図7は、本実施形態に係る制御方法を示すシーケンス図である。
 図7に示すように、ステップS10において、EMS200は、機器300にスペック参照要求メッセージを送信する。以下、スペック参照要求メッセージは、インスタンスリストの読み出しを要求するメッセージであるものとして説明する。
 ステップS20において、機器300は、EMS200の認証を実行する。具体的には、機器300は、スペック参照要求メッセージが、第1の認証情報に対応する第2の認証情報を含むか否かを確認する。スペック参照要求メッセージが第1の認証情報に対応する第2の認証情報を含む場合には、機器300は、インスタンスリストの読み出しの実行を決定する。一方、スペック参照要求メッセージが第2の認証情報を含まない場合、又は、スペック参照要求メッセージに含まれる認証情報が第1の認証情報と対応しない場合には、機器300は、インスタンスリストの読み出しを実行しないことを決定する。
 ステップS30において、機器300は、スペック参照要求メッセージに対応する応答メッセージをEMS200に送信する。例えば、ステップS20において、インスタンスリストの読み出しの実行を決定した場合は、機器300は、読み出したインスタンスリストを含めた応答メッセージをEMS200に送信する。または、ステップS20において、インスタンスリストの読み出しを実行しないこと決定した場合は、機器300は、その旨を示す応答メッセージを、EMS200に送信する。
 ステップS40において、EMS200は、機器300にステータス参照要求メッセージを送信する。以下、ステータス参照要求メッセージは、電源のステータスの読み出しを要求するメッセージであるものとして説明する。
 ステップS50において、機器300は、EMS200の認証を実行する。具体的には、機器300は、ステータス参照要求メッセージが、第1の認証情報に対応する第2の認証情報を含むか否かを確認する。ステータス参照要求メッセージが第1の認証情報に対応する第2の認証情報を含む場合には、機器300は、電源のステータスの読み出しの実行を決定する。一方、ステータス参照要求メッセージが第2の認証情報を含まない場合、又は、ステータス参照要求メッセージに含まれる認証情報が第1の認証情報と対応しない場合には、機器300は、電源のステータスの読み出しを実行しないことを決定する。
 ステップS60において、機器300は、ステータス参照要求メッセージに対応する応答メッセージをEMS200に送信する。例えば、ステップS50において、電源のステータスの読み出しの実行を決定した場合は、機器300は、読み出した電源のステータス(例えば、電源オン)を含めた応答メッセージをEMS200に送信する。または、ステップS50において、電源のステータスの読み出しを実行しないこと決定した場合は、機器300は、その旨を示す応答メッセージを、EMS200に送信する。
 ステップS70において、EMS200は、機器300にステータス制御要求メッセージを送信する。以下、ステータス制御要求メッセージは、電源のステータスに対する書き込みを要求するメッセージ、特にこの例では電源オフを指示する制御要求メッセージであるものとして説明する。
 ステップS80において、機器300は、EMS200の認証を実行する。具体的には、機器300は、ステータス制御要求メッセージが、第1の認証情報に対応する第2の認証情報を含むか否かを確認する。ステータス制御要求メッセージが第1の認証情報に対応する第2の認証情報を含む場合には、機器300は、電源のステータスに対する書き込みの実行を決定する。具体的には、機器300は、自装置の電源をオフすると共に、電源のステータスを電源オフに変更する。一方、ステータス制御要求メッセージが第2の認証情報を含まない場合、又は、ステータス制御要求メッセージに含まれる認証情報が第1の認証情報と対応しない場合には、機器300は、電源状態を切り替えず、さらに電源のステータスに対する書き込みについても実行しないことを決定する。
 ステップS90において、機器300は、ステータス制御要求メッセージに対応する応答メッセージをEMS200に送信する。例えば、ステップS80において、電源のステータスに対する書き込みの実行を決定した場合は、機器300は、書き込み後の電源のステータス(例えば、電源オフ)を含めた応答メッセージをEMS200に送信する。または、ステップS80において、電源のステータスに対する書き込みを実行しないこと決定した場合は、機器300は、その旨を示す応答メッセージを、EMS200に送信する。
 以上説明したように、本実施形態では、機器300は、第2の認証情報の有無に応じて要求メッセージへの対応を変化させる。すなわち、機器300は、EMS200の信頼度に応じて、EMS200による制御及び管理を受けるか否かを決定する。従って、ECHONET Lite(登録商標)に限らずセキュリティの向上を可能とする需要家機器、制御装置及び制御方法を提供することができる。
 [変更例1]
 以下において、本実施形態の変更例1に係る制御システムについて、本実施形態に係る制御システムとの相違点を中心に説明する。図8は、変更例1に係る機器300の記憶部340に記憶されるテーブルを示す図である。
 変更例1において、記憶部340は、認証レベルが設定された複数の第1の認証情報を記憶する。制御部330は、要求メッセージが第2の認証情報を含む場合には、第2の認証情報に対応する第1の認証情報に設定された認証レベルに応じて、指定された情報の中から選択した情報に対する処理の実行を決定する。
 また、変更例1において、要求メッセージが第2の認証情報を含み、かつ、指定された情報に対する読み出し及び書き込みを要求する場合において、制御部330は、第2の認証情報に対応する認証レベルが所定の認証レベルより低い場合には、指定された情報の読み出しの実行を決定すると共に、指定された情報への書き込みを実行しないことを決定する。
 ここで、以下の説明は、要求メッセージが第2の認証情報を含む場合についての説明であることに留意すべきである。要求メッセージが第2の認証情報を含まない場合には、制御部330は、本実施形態と同様に、指定された情報に対する処理を実行しないことを決定する。
 変更例1においては、図8に示すように、記憶部340は、スペック参照要求メッセージ、ステータス参照要求メッセージ、又はステータス制御要求メッセージを受信した場合における、認証レベル毎の対応を定めるテーブルを記憶する。
 第1に、認証レベル「高」の場合、スペック参照要求メッセージ、ステータス参照要求メッセージ及びステータス制御要求メッセージのいずれを受信した場合も、対応可と定められている。従って、要求メッセージに含まれる第2の認証情報が、認証レベル「高」の第1の認証情報に対応する場合には、制御部330は、指定された全ての処理の実行を決定する。
 第2に、認証レベル「中」の場合、スペック参照要求メッセージ及びステータス参照要求メッセージを受信した場合は、対応可と定められているが、ステータス制御要求メッセージを受信した場合は、一部対応可と定められている。従って、ステータス制御要求メッセージに含まれる第2の認証情報が、認証レベル「中」の第1の認証情報に対応する場合には、制御部330は、指定された情報の中で重要度の高い情報(例えば、電源)に対しては、書き込みを実行しないことを決定し、指定された情報の中で重要度の低い情報(例えば、設定温度)に対してのみ、書き込みの実行を決定する。
 第3に、認証レベル「低」の場合、スペック参照要求メッセージ及びステータス参照要求メッセージを受信した場合は、一部対応可と定められているが、ステータス制御要求メッセージを受信した場合は、対応不可と定められている。従って、スペック参照要求メッセージ又はステータス参照要求メッセージに含まれる第2の認証情報が、認証レベル「低」の第1の認証情報に対応する場合には、制御部330は、指定された情報の中で重要度の高い情報(例えば、動作モード)に対しては、読み出しを実行しないことを決定し、指定された情報の中で重要度の低い情報(例えば、メーカーコード、製造番号、及び機種)に対してのみ、読み出しの実行を決定する。また、ステータス制御要求メッセージに含まれる第2の認証情報が、認証レベル「低」の第1の認証情報に対応する場合には、制御部330は、指定された情報に対して、書き込みを実行しないことを決定する。
 以上説明したように、変更例1においては、機器300は、第2の認証情報に対応する認証レベルと、要求された処理の種別と、指定された情報の重要度とに応じて、指定された情報の中から選択した処理のみを実行する。すなわち、機器300は、EMS200の信頼度に応じて、EMS200による制御及び管理を受け入れる程度を決定する。従って、ECHONET Lite(登録商標)に限らずセキュリティの向上を可能とする機器、制御装置及び制御方法を提供することができる。
 [変更例2]
 変更例1において、EMS200からの要求メッセージを機器300が受信した際に、第2の認証情報について認証レベルを確認する例を説明したが、変更例2においては、さらに遠隔操作による処理指示であるか否かを示す遠隔情報を要求メッセージの情報指定フィールドに含める例を説明する。図9は、変更例2に係るEMSを示すブロック図である。図10は、変更例2に係るメッセージの構成を示す図である。
 図9に示すように、EMS1200は、図3に示す受信部210及び送信部220に加え、WiFiなどの近距離無線通信に対応した宅内通信部250と、Ethernet(登録商標)などの公衆通信方式に対応した公衆通信部260とをさらに有する。
 変更例2において、EMS1200は、近距離無線通信のエリア内の携帯端末500(例えば、スマートフォン又はタブレットPC等)と、宅内通信部250を用いた直接通信を行うことが出来る。
 また、変更例2において、EMS1200は、公衆通信部260を介して外部ネットワーク60に接続し、あるいは宅内通信部250及び需要家10に設置されたルータを介して外部ネットワーク60に接続することにより、サーバ40と通信を行うことができる。サーバ40は、外部ネットワーク60経由で携帯端末500と通信することが出来る。すなわち、EMS1200は、携帯端末500と外部ネットワーク60を介した間接通信を行うことができる。
 従って、EMS1200は、宅内通信部250を用いた直接通信用の系統と、公衆通信部260あるいはルータを介してサーバ400を経由した間接通信用の系統との2系統のいずれかで、携帯端末500と通信を行うことができる。すなわち、携帯端末500は、2系統の通信によりEMS1200と接続する。
 変更例2において、携帯端末500は、機器300に対する処理指示を入力するための入力画面を使用者に提示する。使用者がこの入力画面に則って処理指示の入力を行うと、携帯端末500は、処理指示を2系統の通信系統のいずれかによりEMS1200に送信し、EMS1200から処理指示の内容に対応する要求メッセージが機器300に送信されることとなる。
 ここで、EMS1200は、要求メッセージを機器300に送信する際、その要求メッセージ送信のトリガとなった処理指示が携帯端末500から送信されたものであった場合、宅内通信部250を用いた直接通信による処理指示であるか、又は、外部ネットワーク60を介した間接通信による処理指示、すなわち遠隔操作であるかを判断する。
 まず、宅内通信部250を用いた直接通信の場合には、EMS1200と携帯端末500は同一ローカルエリア内(近距離無線通信の圏内)であるため、EMS1200は、処理指示の送信元(携帯端末500)のIPアドレスを予め把握できている。そのため、EMS1200は、把握できているIPアドレスから送信された処理指示であれば、直接通信による処理指示であることを即座に判断出来る。
 一方、外部ネットワーク60を介した間接通信の場合、EMS1200は、例えば、Push形式又はPull形式のいずれかによって処理指示を受信する。Push形式は、外部ネットワーク60上のサーバ40が携帯端末500から処理指示を受信した場合に、サーバ40が処理指示を送信する形式である。Pull形式は、携帯端末500から送信された処理指示をサーバ40にキューとして蓄積しておき、定期的にEMS1200がサーバ40にアクセスし、未処理キューがあればこれを取得する形式である。前者の場合、処理指示の送信元IPアドレスがサーバ40のIPアドレスであれば、間接通信による処理指示であるとEMS1200は即座に判断できる。また、後者の場合、EMS1200が自らサーバ40にアクセスして処理指示を取得するため、当然ながら間接通信による処理指示であるとEMS1200は判断できる。
 以上の手法により、EMS1200は、受信した処理指示が間接通信によるものか直接通信によるものか判断する。図10に示すように、EMS1200は、間接通信、すなわち遠隔操作による処理指示を受信した場合は、遠隔操作による処理指示である旨を示す遠隔情報を、要求メッセージの情報指定フィールドに含める。一方、EMS1200は、受信した処理指示が直接通信による処理指示であれば、遠隔情報を情報指定フィールドに含めない。
 一方、機器300は、図7のステップS10,S40,S70のようにEMS1200からの要求メッセージを機器300が受信した際に、第2の認証情報によってEMS1200の認証を行うと共に、遠隔情報が要求メッセージの情報指定フィールドに含まれるか否かを判断する。機器300は、EMS1200を認証出来た場合であって、要求メッセージに遠隔情報が含まれていない場合には、要求メッセージにて指示された処理を行う。しかしながら、要求メッセージに遠隔情報が含まれる場合には、機器300は、要求メッセージにて指示された処理を行うだけでなく、遠隔操作による処理指示である旨を報知する。具体的には、機器300は、発光ダイオードなどによるインジケータを備え、要求メッセージに遠隔情報が含まれていない場合には、例えば、インジケータを青色発光させる。一方、要求メッセージに遠隔情報が含まれている場合には、機器300は、例えば、インジケータを赤色点滅させる。このように、機器300は、要求メッセージに遠隔情報が含まれている場合には異なる態様にて報知することにより、遠隔操作である旨を表現する。
 ところで、機器300の種類によっては、機器300そのものが機器300に対する処理指示を入力するための入力画面又は操作ボタン等の操作部を有する場合、又は、別途赤外線通信式あるいは有線式のリモコンを有する場合も存在する。機器300の操作部あるいはリモコンの操作により処理が指示された場合、宅内(すなわち、同一ローカルエリア内)での操作であることは明らかである。そこで、このようなケースにおいては、機器300は、EMS1200から受信した要求メッセージに遠隔情報が含まれていない場合と同様の報知を行っても良い。あるいは、このようなケースにおいては、機器300は、要求メッセージに遠隔情報が含まれている場合とも含まれていない場合とも異なる第3の報知態様での報知を行っても良い。
 以上により、例えば、携帯端末500等の操作によりテレビなどの家電の電源をオンにする場合、使用者が宅内で近距離無線通信を介して処理を指示した場合と、宅外から外部ネットワーク60を介して遠隔操作した場合とで、家電が異なる態様での報知を行うこととなる。すなわち、宅内にいる者は、家電が動作する際に、その報知態様を確認することにより、宅内からの操作による動作か、遠隔操作による動作かを判別することが出来る。
 さらに、機器300は、要求メッセージに遠隔情報が含まれているか否かに応じて、変更例1において説明した認証レベルを対応させるよう構成されても良い。例えば、参照要求メッセージに遠隔情報が含まれている場合には、機器300は、変更例1において認証レベル「低」の第2の認証情報を含む要求メッセージを受信したときのように、重要度の高い情報(例えば、動作モード)に対しては、読み出しを実行しないことを決定し、重要度の低い情報(例えば、メーカーコード、製造番号、及び機種)に対してのみ、読み出しの実行を決定する。その結果、遠隔操作による処理指示の場合には、重要度の高い情報が携帯端末500には送信されないこととなる。換言すると、携帯端末500等からは重要度の低い情報に対する操作は宅外宅内問わず操作出来るものの、重要度の高い情報は遠隔操作では出来ないようにすることが出来る。すなわち、機器300の操作部あるいはリモコンでの操作(宅内での操作であるため、特段の操作制限が設けられていない)と同様の操作を、携帯端末500等でも宅内であれば行うことが出来る。
 [その他の実施形態]
 本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
 実施形態では、所定の通信プロトコルとして、ECHONET Lite(登録商標)を例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではなく、所定の通信プロトコルとして、ECHONET Lite(登録商標)以外の通信プロトコル(例えば、ZigBee(登録商標)又はKNX等)を用いてもよい。あるいは、所定の通信プロトコルとして、ECHONET Lite(登録商標)と他の通信プロトコルとを組み合わせて用いてもよい。
 実施形態では特に言及していないが、所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージは、メッセージ種別のフィールド及び情報指定フィールドに加えて、送信元及び送信先ノードの識別情報、又はメッセージの参照番号等を示すフィールドをさらに有することに留意すべきである。
 EMS200は、HEMS(Home Energy Management System)であってもよく、SEMS(Store Energy Management System)であってもよく、BEMS(Building Energy Management System)であってもよく、FEMS(Factory Energy Management System)であってもよい。
 実施形態では、需要家10は、負荷120、PV装置130、蓄電池装置140、燃料電池装置150及び貯湯装置160を有するものとして説明した。しかしながら、需要家10は、少なくとも、負荷120を有していればよい。または、燃料電池装置150及び貯湯装置160が給湯装置を構成する場合には、燃料電池装置150は、貯湯装置160を代理して、貯湯装置160に関するメッセージの送受信をEMS200と行ってもよい。
 このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。また、上述した実施形態及び変更例は、組み合わせることが可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。
 なお、日本国特許出願第2013-059502号(2013年3月22日出願)の全内容が、参照により、本願に組み込まれている。
 本発明によれば、ECHONET Lite(登録商標)に限らずセキュリティの向上を可能とする需要家機器、制御装置及び制御方法を提供することができる。

Claims (11)

  1.  電力の需要家に設けられたネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを制御装置と送受信することにより前記制御装置による制御及び/または管理を受ける需要家機器であって、
     自機器に対する処理の実行を要求する要求メッセージを前記制御装置から受信した場合において、前記要求メッセージが所定の認証情報を含む場合に、前記要求メッセージにて要求された処理の実行を決定する制御部を備えることを特徴とする需要家機器。
  2.  前記要求メッセージは、自機器が有する複数の情報の中から指定した1つ又は複数の情報に対する処理の実行を要求するメッセージであって、
     前記制御部は、前記要求メッセージに前記所定の認証情報が含まれる場合に、前記指定された情報に対する処理の実行を決定することを特徴とする請求項1に記載の需要家機器。
  3.  前記制御装置の認証に用いる認証情報を記憶する記憶部をさらに備え、
     前記制御部は、前記要求メッセージに含まれる前記所定の認証情報が前記記憶部に記憶される認証情報に対応する場合に、前記指定された情報に対する処理の実行を決定することを特徴とする請求項2に記載の需要家機器。
  4.  前記制御部は、前記要求メッセージが前記所定の認証情報を含まない場合には、前記指定された情報に対する処理を実行しないことを決定することを特徴とする請求項2に記載の需要家機器。
  5.  前記記憶部は、認証レベルが設定された複数の認証情報を記憶し、
     前記制御部は、前記要求メッセージが前記所定の認証情報を含み、当該所定の認証情報が前記記憶部に記憶される前記複数の認証情報のいずれかに対応する場合には、前記所定の認証情報に対応する認証レベルに応じて、前記指定された情報の中から選択した情報に対する処理の実行を決定することを特徴とする請求項3に記載の需要家機器。
  6.  前記要求メッセージが、前記所定の認証情報を含み、かつ、前記指定された情報に対する読み出し及び書き込みを要求する場合において、前記制御部は、前記所定の認証情報に対応する認証レベルが所定の認証レベルより低い場合には、前記指定された情報の読み出しの実行を決定すると共に、前記指定された情報への書き込みを実行しないことを決定することを特徴とする請求項5に記載の需要家機器。
  7.  前記制御部は、前記要求メッセージが遠隔操作によるメッセージであることを示す遠隔情報を含むか否かに応じて、異なる処理を実行することを特徴とする請求項1に記載の需要家機器。
  8.  操作部又は独立したリモコンをさらに有し、
     前記制御部は、前記要求メッセージが前記遠隔情報を含む場合、前記操作部あるいは前記リモコンの操作によって指示可能な処理範囲よりも制限を設けた範囲において、前記要求メッセージにて要求された処理の実行を決定することを特徴とする請求項7に記載の需要家機器。
  9.  前記所定の通信プロトコルとして、ECHONET Lite(登録商標)に準拠した構成のメッセージを前記制御装置と送受信する負荷又は分散電源であることを特徴とする請求項1に記載の需要家機器。
  10.  需要家に設けられたネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを需要家機器と送受信することにより、前記需要家機器の制御及び/または管理を行う制御装置であって、
     前記需要家機器に対する処理の実行を要求する要求メッセージを生成する制御部と、
     自装置の認証に使用される所定の認証情報を記憶する記憶部とを備え、
     前記制御部は、前記所定の認証情報を前記要求メッセージに含めることを特徴とする制御装置。
  11.  電力の需要家に設けられたネットワークを介して所定の通信プロトコルに準拠した構成のメッセージを送受信することにより、制御装置による制御及び/または管理を受ける需要家機器における制御方法であって、
     前記制御装置から、前記需要家機器に対する処理の実行を要求する要求メッセージを受信するステップと、
     前記要求メッセージに所定の認証情報が含まれるか否か判定するステップと、
     前記要求メッセージに前記所定の認証情報が含まれる場合に、前記要求メッセージにて要求された処理の実行を決定するステップと、を備えることを特徴とする制御方法。
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