WO2020022390A1 - 無線通信システム - Google Patents

Abstract

本開示の一局面の無線通信システムは、通信装置と管理装置を備える。通信装置は、特定小電力無線通信での通信方式を設定可能で、設定された通信方式にて外部装置との間で特定小電力無線通信を行う第１無線通信部と、管理装置との間で特定小電力無線通信とは異なる通信方式で無線通信を行う第２無線通信部と、第２無線通信部にて通信方式の設定データが受信されると、その設定データに基づき第１無線通信部の通信方式を設定する制御部とを備える。管理装置は、外部からの設定指令に従い、外部装置の特定小電力無線通信での通信方式を外部サーバから取得し、取得した通信方式の設定データを通信装置に送信する。

Description

無線通信システム 関連出願の相互参照

　本国際出願は、２０１８年７月２７日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第２０１８－１４１５１９号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第２０１８－１４１５１９号の全内容を本国際出願に参照により援用する。

　本開示は、外部装置との間で特定小電力無線通信を行う通信装置を備えた無線通信システムに関する。

　水道メータ、ガスメータ、電気メータ等による計測情報を一括管理するテレメータシステムや、各種センサを利用して家屋内外の状態を監視するセキュリティシステムでは、メータやセンサから情報を取得するのに、特定小電力無線が利用されている（例えば、特許文献１、２参照）。

　また、特定小電力無線は、シャッターやゲートの開閉を、リモコン装置を用いて遠隔操作で行うシステムでも利用されている。

特開２００７－１７９５５５号公報 特開２０１８－０１４６７２号公報

　ところで、特定小電力無線は、電波法で、周波数、電力、使用帯域等の運用方法は決められているものの、ＷｉＦｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）のように、相互接続できるような規格は存在しない。

　このため、特定小電力無線で無線通信を行うシステム毎に、周波数、変調方式、通信データのビットレートやデータ構造、等の通信方式が任意に設定され、運用されている。

　従って、例えば、遠隔操作用のリモコン装置等、既存のシステムで利用可能な通信装置を追加するには、特定小電力無線での通信方式をシステムに対応させた、システム専用の通信装置を用意する必要があった。

　本開示の一局面は、特定小電力無線での通信方式が任意に設定された各種システムで利用可能な通信装置を提供することが望ましい。

　本開示の一局面の無線通信システムにおいては、外部装置との間で特定小電力無線通信を行う通信装置と、通信装置との間で特定小電力無線通信とは異なる通信方式で無線通信を行う管理装置と、を備える。また、通信装置は、第１無線通信部と、第２無線通信部と、制御部とを備える。

　通信装置において、第１無線通信部は、特定小電力無線通信での通信方式を設定可能で、設定された通信方式にて外部装置との間で特定小電力無線通信を行うように構成されている。また、第２無線通信部は、管理装置との間で特定小電力無線通信とは異なる通信方式で無線通信を行うように構成されている。

　そして、制御部は、第２無線通信部にて、管理装置から送信された、特定小電力無線通信での通信方式の設定データが受信されると、その設定データに基づき第１無線通信部の通信方式を設定する。

　これに対し、管理装置は、外部から入力される通信方式の設定指令に従い、外部装置の特定小電力無線通信での通信方式を外部サーバから取得し、その取得した通信方式の設定データを通信装置に送信するように構成されている。

　このため、本開示の無線通信システムによれば、管理装置は、通信装置が外部装置との間で特定小電力無線通信を行う際の通信方式を任意に設定できるようになり、通信装置は、その設定された通信方式にて外部装置との間で無線通信することができるようになる。

　よって、本開示の無線通信システムによれば、特定小電力無線通信での通信方式が任意に設定された外部装置との間で無線通信可能な通信装置を提供することができ、外部装置と無線通信可能な通信装置として、外部装置専用の通信装置を用意する必要がない。

　ここで、通信装置において、制御部は、第１無線通信部の通信方式を設定すると、第２無線通信部にて受信される管理装置からの記憶指令に従い、第１無線通信部が外部装置から受信した受信データを記憶媒体に記憶するように構成されていてもよい。この場合、制御部は、第２無線通信部にて受信される送信指令に従い、記憶媒体に記憶した受信データを第１無線通信部から送信させるように構成されていてもよい。

　なお、この場合、管理装置は、設定データを通信装置に送信した後、外部から入力される指令に従い、通信装置に記憶指令及び送信指令を送信するよう構成されていてもよい。

　このようにすれば、使用者は、管理装置を操作して、通信装置に記憶指令及び送信指令を送信させることで、通信装置を、外部装置からの送信データを送信する送信装置として機能させることができる。

　よって、例えば、外部装置が制御対象機器を動作させるリモコン装置である場合、管理装置は、通信装置を、制御対象機器を動作させる第２のリモコン装置として機能させることができるようになる。

　一方、通信装置において、制御部は、第１無線通信部の通信方式を設定すると、その後、第１無線通信部が外部装置から受信した受信データを記憶媒体に記憶するか、または、第２無線通信部から管理装置に送信するように構成されていてもよい。

　このようにすれば、外部装置から受信した受信データを通信装置若しくは管理装置にて監視することができ、延いては、受信データの異常時に周囲に通知することができるようになる。

　従って、例えば、外部装置が制御対象機器を動作させるリモコン装置である場合には、リモコン装置からの送信信号の異常を検出して、制御対象機器が誤動作するのを抑制する、といったことも可能である。

実施形態の無線通信システム全体の構成を表すブロック図である。 通信装置の構成を表すブロック図である。 通信装置の第１無線通信部の通信方式を設定するために管理装置及び通信装置にて実行される通信方式設定処理を表すフローチャートである。 通信装置を外部装置と同じリモコン装置として機能させるために管理装置及び通信装置にて実行されるリモコン信号記憶処理を表すフローチャートである。 通信装置を外部装置と同じリモコン装置として機能させるために管理装置及び通信装置にて実行されるリモコン信号送信処理を表すフローチャートである。 通信装置にて実行される受信データ記憶・送信処理を表すフローチャートである。

　１…無線通信システム、５…インターネット、１０…外部装置、２０…通信装置、２２…第１無線通信部、２４…第２無線通信部、２６…Ｉ／Ｏポート、３０…ＣＰＵ、３２…ＲＡＭ、３４…フラッシュＲＯＭ、４０…管理装置、４２…表示部、４４…操作部、４６…通信部、４８…制御部、５０…データベース。

　以下に本開示の実施形態を図面と共に説明する。

　図１に示すように、本実施形態の無線通信システム１は、例えば、４００ＭＨｚ帯の特定小電力無線にて無線通信を行うように構成された外部装置１０との間で無線通信するための通信装置２０と、通信装置２０と無線通信可能な管理装置４０とを備える。

　管理装置４０は、スマートフォン等の携帯端末にて構成されており、通信装置２０とは、特定小電力無線とは異なる通信方式であるＷｉＦｉ若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈにて無線通信するように構成されている。

　なお、管理装置４０は、各種情報を表示するための表示部４２、表示部４２の表示画面上で使用者が各種指令を入力するための操作部４４、ＷｉＦｉ及びＢｌｕｅｔｏｏｔｈによる無線通信が可能な通信部４６と、各種演算処理を行う制御部４８と、を備える。

　表示部４２、操作部４４、通信部４６は、バスラインを介して、制御部４８に接続されている。制御部４８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含むマイコンにて構成される。

　また、管理装置４０は、制御部４８の制御の下に、通信部４６を介してインターネット５に接続されて、インターネット５上のデータベース５０にアクセス可能である。

　次に、通信装置２０は、図２に示すように、外部装置１０との間で特定小電力通信にて無線通信可能な第１無線通信部２２と、管理装置４０との間でＷｉＦｉ若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈにて無線通信可能な第２無線通信部２４とを備える。

　通信装置２０において、第１無線通信部２２及び第２無線通信部２４は、Ｉ／Ｏポート２６を介して、制御部としてのＣＰＵ３０、ＲＡＭ３２、及び、データを読み書き可能な不揮発メモリであるフラッシュＲＯＭ３４、に接続されている。

　なお、第１無線通信部２２は、特定小電力通信での通信方式を規定する通信パラメータを、ＣＰＵ３０により任意に設定可能な、ソフトウェア無線機にて構成されている。

　ＣＰＵ３０は、フラッシュＲＯＭ３４に記憶されたプログラムに従い、第２無線通信部２４を介して管理装置４０と無線通信を行うことで、第１無線通信部２２が外部装置１０と無線通信するのに要する通信パラメータを取得する。

　そして、ＣＰＵ３０は、その取得した通信パラメータにて、第１無線通信部２２の通信方式を設定し、第１無線通信部２２が外部装置１０と無線通信できるようにする。

　つまり、外部装置１０が無線通信を行う特定小電力通信は、ＷｉＦｉ若しくはＢｌｕｅｔｏｏｔｈのように通信方式が確定されておらず、外部装置１０の設計者が、周波数、変調方式、通信データのビットレートやデータ構造、等を任意に設定できる。

　そこで、本実施形態では、管理装置４０の制御部４８及び通信装置２０のＣＰＵ３０が、それぞれ、図３に示す通信方式設定処理を実行することで、通信装置２０が外部装置１０と無線通信できるように、第１無線通信部２２の通信方式を設定する。

　すなわち、管理装置４０において、制御部４８は、操作部４４を介して、使用者が、外部装置１０の機種情報（メーカー名、機種名、製造番号等）を入力すると（Ｓ１００）、Ｓ１１０に移行する。

　制御部４８は、Ｓ１１０では、外部サーバであるインターネット５上のデータベース５０にアクセスして、Ｓ１００で入力された機種情報に対応した、特定小電力通信での通信方式を取得する。

　なお、データベース５０には、外部装置１０として利用可能な機種毎に、特定小電力通信の通信方式として、周波数、変調方式、ビットレート、プリアンブル、パケットの開始位置の示し方、等が予め記憶されている。

　そして、制御部４８は、続くＳ１２０では、データベース５０から取得した通信方式に基づき、第１無線通信部２２が、取得した通信方式にて外部装置１０と特定小電力無線通信ができるように、第１無線通信部２２の通信パラメータを設定し、通信装置２０に送信する。

　これに対し、通信装置２０側では、ＣＰＵ３０が、Ｓ２００にて、管理装置４０から第１無線通信部２２の通信方式を設定するための通信パラメータが送信されてきたか否かを判断することで、通信パラメータが送信されてくるのを待機する。

　そして、ＣＰＵ３０は、管理装置４０から通信パラメータが送信されてくると、Ｓ２１０に移行して、その通信パラメータを取得し、フラッシュＲＯＭ３４に記憶する。

　ＣＰＵ３０は、続くＳ２２０では、その記憶した通信パラメータに従い、第１無線通信部２２の通信方式を設定する。

　この結果、第１無線通信部２２の通信方式は、外部装置１０の通信方式に対応し、通信装置２０は、第１無線通信部２２を介して、外部装置１０との間で無線通信することができるようになる。

　次に、ＣＰＵ３０は、続くＳ２３０では、第１無線通信部２２で外部装置１０からの送信データが受信されたか否かを判断することにより、外部装置１０からの送信データが受信されるのを待つ。

　そして、ＣＰＵ３０は、外部装置１０からの送信データが受信されると、Ｓ２４０に移行して、第２無線通信部２４から設定完了信号を送信することで、第１無線通信部２２の通信パラメータの設定が完了した旨を、管理装置４０に通知し、通信方式設定処理を終了する。

　また、管理装置４０側では、制御部４８は、Ｓ１２０にて通信パラメータを送信した後は、Ｓ１３０にて、通信装置２０から設定完了信号が送信されてくるのを待機する。そして、制御部４８は、通信部４６にて設定完了信号が受信されると、通信装置２０における第１無線通信部２２の通信方式の設定が完了したと判断して、通信方式設定処理を終了する。

　以上説明したように、本実施形態の無線通信システム１によれば、管理装置４０は、通信装置２０が外部装置１０との間で特定小電力無線通信を行う際の通信方式を、外部サーバであるデータベース５０を利用して、外部装置１０の通信方式に対応させることができる。

　よって、本実施形態によれば、特定小電力無線通信での通信方式が任意に設定された外部装置１０との間で無線通信可能な通信装置２０を提供することができ、外部装置１０と無線通信可能な通信装置２０として、外部装置専用の通信装置を用意する必要がない。

　また、通信装置２０の第１無線通信部２２は、特定小電力無線通信にて、データを送受信可能であるため、管理装置４０から送信されてきた情報を外部装置１０に送信することができる。このため、通信装置２０は、管理装置４０と外部装置１０との通信を中継する中継装置として利用することができる。

　一方、外部装置１０が、シャッターやゲートの開閉を行うためのリモコン装置である場合には、通信装置２０を、管理装置４０からの指令に従いリモコン信号を送信する第２のリモコン装置として利用することもできる。

　以下、このように管理装置４０及び通信装置２０を第２のリモコン装置として機能させるために、管理装置４０及び通信装置２０にて実行されるリモコン信号記憶処理及びリモコン信号送信処理について説明する。

　なお、外部装置１０は、シャッターの上昇ボタン、下降ボタン、停止ボタンを備え、これら各ボタンが押下されたときに、特定小電力無線にて、上昇指令信号、下降指令信号、停止指令信号をそれぞれ送信するように構成されているものとする。

　そして、管理装置４０及び通信装置２０を第２のリモコン装置として機能させる際には、使用者は、リモコン装置である外部装置１０を操作して、上昇指令信号、下降指令信号、停止指令信号を送信させて、通信装置２０にこれらリモコン信号を記憶させる。

　また、このように、通信装置２０にリモコン信号を記憶させる際には、使用者は、管理装置４０の操作部４４を操作して、外部装置１０から送信させる上昇、下降、停止の指令信号（リモコン信号）の記憶指令を入力する。

　これに対し、管理装置４０の制御部４８は、図４に示すリモコン信号記憶処理を実行することにより、Ｓ３００にて、操作部４４から上昇、下降、停止の指令信号（リモコン信号）の記憶指令が入力されたか否かを監視するようにされている。

　そして、制御部４８は、Ｓ３００にて、リモコン信号の記憶指令が入力されたと判断されると、Ｓ３１０に移行して、今回入力された記憶指令に対応したリモコン信号の種別（上昇、下降、停止）を表す識別符号と共に、リモコン信号の記憶指令を通信装置２０に送信する。なお、制御部４８は、Ｓ３１０で記憶指令を送信した後、Ｓ３００に移行する。

　一方、通信装置２０側では、ＣＰＵ３０が図４に示すリモコン信号記憶処理を実行することにより、管理装置４０から記憶指令が送信されたことを検知する。

　つまり、通信装置２０において実行されるリモコン信号記憶処理では、ＣＰＵ３０は、Ｓ４００にて、第２無線通信部２４が管理装置４０から送信された記憶指令を受信したか否かを判断することで、記憶指令が受信されるのを待機する。

　そして、ＣＰＵ３０は、Ｓ４００にて、記憶指令が受信されたと判断されると、Ｓ４１０に移行して、その記憶指令に付与された識別符号に基づき、記憶すべきリモコン信号の種別（つまり、上昇、下降、停止）を特定する。

　また、ＣＰＵ３０は、続くＳ４２０では、第１無線通信部２２にて、外部装置１０からの送信信号が受信されたか否かを判断することにより、外部装置１０からの送信信号が受信されるのを待機し、外部装置１０からの送信信号が受信されると、Ｓ４３０に移行する。

　そして、ＣＰＵ３０は、Ｓ４３０では、第１無線通信部２２にて今回受信された外部装置１０からの受信データを、Ｓ４１０にて特定したリモコン信号の種別を表す種別情報と共に、フラッシュＲＯＭ３４に記憶し、Ｓ４００に移行する。

　このように、管理装置４０及び通信装置２０にてリモコン信号記憶処理が実行されることにより、使用者は、リモコン装置である外部装置１０から送信される各種指令信号を、その信号種別を表す識別情報と共に、通信装置２０に記憶させることができる。

　そして、その後、使用者は、管理装置４０を操作して、通信装置２０に所望のリモコン信号を送信させる送信指令を、管理装置４０から通信装置２０に送信させることで、通信装置２０から、外部装置１０と同じリモコン信号を送信させることができる。

　このように、使用者が管理装置４０を構成する携帯端末を操作して、通信装置２０からリモコン信号を送信させるために、管理装置４０の制御部４８及び通信装置２０のＣＰＵ３０では、図５に示す手順でリモコン信号送信処理が実行される。

　すなわち、管理装置４０の制御部４８は、図５に示すリモコン信号送信処理を実行することにより、Ｓ５００にて、操作部４４から上昇、下降、又は停止を表すリモコン信号の送信指令が入力されたか否かを監視するようにされている。

　そして、制御部４８は、Ｓ５００にて、リモコン信号の送信指令が入力されたと判断されると、Ｓ５１０に移行して、今回入力された送信指令に対応したリモコン信号の種別（上昇、下降、停止）を表す種別情報と共に、リモコン信号の送信指令を通信装置２０に送信する。なお、制御部４８は、Ｓ５１０で記憶指令を送信した後、Ｓ５００に移行する。

　一方、通信装置２０側では、ＣＰＵ３０が図５に示すリモコン信号送信処理を実行することにより、管理装置４０から送信指令が送信されたことを検知する。

　つまり、通信装置２０において実行されるリモコン信号記憶処理では、ＣＰＵ３０は、Ｓ６００にて、第２無線通信部２４が管理装置４０から送信された送信指令を受信したか否かを判断することで、送信指令が受信されるのを待機する。

　そして、ＣＰＵ３０は、Ｓ６００にて、送信指令が受信されたと判断されると、Ｓ６１０に移行して、その送信指令に付与された種別情報に対応するリモコン信号の受信データを、フラッシュＲＯＭ３４から読み込み、Ｓ６２０に移行する。

　ＣＰＵ３０は、Ｓ６２０では、Ｓ６１０にて読み込んだ受信データに基づき、リモコン信号を生成し、第１無線通信部２２から送信させる。

　この結果、通信装置２０からは、リモコン装置である外部装置１０と同じリモコン信号が送信されることになり、管理装置４０及び通信装置２０は、外部装置１０と同じ機能を有する第２のリモコン装置として、機能することになる。

　そして、管理装置４０は、使用者が所持可能なスマートフォン等の携帯端末にて構成されているため、通信装置２０を制御対象機器毎に設置しておけば、各通信装置２０を介して各制御対象機器を遠隔操作可能なリモコン装置として利用することができる。

　なお、図３～図５に示した処理のうち、管理装置４０において実行される処理は、携帯端末のアプリケーションソフトとしてインターネット上のサーバに保存しておき、使用者が、携帯端末にダウンロードすることで、携帯端末を管理装置４０として機能させるようにしてもよい。つまり、管理装置４０としての機能は、サーバ等に記憶されたプログラムを、管理装置４０を構成する携帯端末の制御部４８に実行させることにより実現できる。

　以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

　例えば、上記実施形態では、通信装置２０及び管理装置４０を、リモコン装置として機能させる際に実行される、リモコン信号記憶処理及びリモコン信号送信処理について説明した。

　しかし、本開示の通信システムは、上記のようにリモコン装置として利用したり、通信装置２０を外部装置１０と管理装置４０との中継装置として利用したりすることができるだけでなく、外部装置１０からの送信データを監視する装置として利用することもできる。

　この場合、通信装置２０の制御部であるＣＰＵ３０において、図６に示す受信データ記憶・送信処理を実施してもよい。

　すなわち、この受信データ記憶・送信処理においては、ＣＰＵ３０は、まずＳ７００にて、外部装置１０からの送信信号が第１無線通信部２２で受信されたか否かを判断することにより、外部装置１０からの送信信号が受信されるのを待機する。

　そして、ＣＰＵ３０は、Ｓ７００にて、外部装置１０からの送信信号が受信されたと判断されると、Ｓ７１０に移行し、その受信信号から得られる受信データを、フラッシュＲＯＭ３４に保存する。

　次に、ＣＰＵ３０は、Ｓ７２０では、管理装置４０から受信データの要求信号が送信されてきたか否かを判断し、受信データの要求信号が送信されていなければ、Ｓ７００に移行し、受信データの要求信号が送信されていれば、Ｓ７３０に移行する。

　ＣＰＵ３０は、Ｓ７３０では、フラッシュＲＯＭ３４に保存した受信データを、要求信号を送信してきた管理装置４０に送信し、Ｓ７００に移行する。

　このように、通信装置２０において、外部装置１０からの送信データをフラッシュＲＯＭ３４に保存し、管理装置４０からの要求に従い、その保存データを管理装置４０に送信することで、管理装置４０側で、外部装置１０からの送信データを監視することができる。

　そして、外部装置１０からの送信データに異常があるときには、外部装置１０が故障している、あるいは、外部装置１０が不正操作されている、と判断して、管理装置４０の使用者に異常を通知することができるようになる。

　また、管理装置４０において、通信装置２０から取得したデータを、インターネット等を経由して、外部の監視装置に送信するようにすることで、監視装置において、各種外部装置１０からの送信データを監視することもできる。

　なお、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

Claims (3)

1. 　外部装置との間で特定小電力無線通信を行うように構成された通信装置と、
   　前記通信装置との間で前記特定小電力無線通信とは異なる通信方式で無線通信を行うように構成された管理装置と、
   　を備え、
   　前記通信装置は、
   　前記特定小電力無線通信での通信方式を設定可能で、該設定された通信方式にて前記外部装置との間で特定小電力無線通信を行うように構成された第１無線通信部と、
   　前記管理装置との間で前記特定小電力無線通信とは異なる通信方式で無線通信を行うように構成された第２無線通信部と、
   　前記第２無線通信部にて、前記管理装置から送信された、前記特定小電力無線通信での通信方式の設定データが受信されると、該設定データに基づき前記第１無線通信部の通信方式を設定するように構成された制御部と、
   　を備え、
   　前記管理装置は、外部から入力される前記通信方式の設定指令に従い、前記外部装置の前記特定小電力無線通信での通信方式を外部サーバから取得し、該取得した通信方式の設定データを前記通信装置に送信するように構成されている、無線通信システム。
2. 　前記通信装置において、前記制御部は、
   　前記第１無線通信部の通信方式を設定すると、前記第２無線通信部にて受信される前記管理装置からの記憶指令に従い、前記第１無線通信部が前記外部装置から受信した受信データを記憶媒体に記憶し、その後、前記第２無線通信部にて受信される送信指令に従い、前記記憶媒体に記憶した受信データを前記第１無線通信部から送信させるように構成されており、
   　前記管理装置は、前記設定データを前記通信装置に送信した後、外部から入力される指令に従い、前記通信装置に前記記憶指令及び前記送信指令を送信するよう構成されている、請求項１に記載の無線通信システム。
3. 　前記通信装置において、前記制御部は、
   　前記第１無線通信部の通信方式を設定すると、その後、前記第１無線通信部が前記外部装置から受信した受信データを記憶媒体に記憶するか、または、前記第２無線通信部から前記管理装置に送信するように構成されている、請求項１に記載の無線通信システム。

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