JP2012124998A - 監視制御装置、監視制御システム - Google Patents
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Abstract
【課題】移動体端末を用いて住宅に設けた設備の制御および監視を行い、既存の設備であっても、複雑な配線施工を伴わずに移動体端末による遠隔監視制御の機能を付加する。
【解決手段】子機30は、住宅に設けた設備20の制御端子であるHA端子21に接続される。監視制御装置10は、公衆網40を通して移動体端末50と通信するための第1のインターフェース11と、子機30と無線通信を行うための第2のインターフェース12と、第1のインターフェース11と第2のインターフェース12との間で信号の形態を変換する信号変換部13とを器体14に備える。移動体端末50は、情報端末の機能を備え電源として二次電池を備えた移動体電話機であって、器体14は、移動体端末50二次電池を充電する充電器と兼用されている。
【選択図】図1
【解決手段】子機30は、住宅に設けた設備20の制御端子であるHA端子21に接続される。監視制御装置10は、公衆網40を通して移動体端末50と通信するための第1のインターフェース11と、子機30と無線通信を行うための第2のインターフェース12と、第1のインターフェース11と第2のインターフェース12との間で信号の形態を変換する信号変換部13とを器体14に備える。移動体端末50は、情報端末の機能を備え電源として二次電池を備えた移動体電話機であって、器体14は、移動体端末50二次電池を充電する充電器と兼用されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、移動体端末を用いて住宅内の設備の監視や制御を行う監視制御装置、およびその監視制御装置を用いて構成される監視制御システムに関するものである。
従来から、移動体端末を用いて、住宅の設備の監視や制御を住宅の外から行う技術が提案されている。たとえば、特許文献1に記載の技術では、住宅に設けた設備(設備機器)に接続したコントローラにLANケーブルを用いて統合管理装置を接続することにより宅内ネットワークを構築し、宅内ネットワークを外部ネットワーク(インターネット)に接続している。また、外部ネットワークにはセンタ装置が接続され、移動体端末である携帯電話機とセンタ装置との間で外部ネットワークを介してデータ通信が行われる。
設備にHA端子が設けられている場合、コントローラはHA端子に接続される。携帯電話機を使って設備の制御および監視を行うには、携帯電話機からセンタ装置に要求メッセージを送信する。コントローラは、センタ装置に対して定期的にポーリングを行い、要求メッセージがセンタ装置に保持されていると要求メッセージに応じて、設備の制御や監視を行う。
特許文献1に記載された技術を用いると、設備がHA端子を備えていれば、HA端子にコントローラを接続し、コントローラをLANケーブルで統合管理装置に接続すれば、移動体端末を用いて設備の制御や監視が可能になる。また、特許文献1に記載されたコントローラは、複数の設備を接続できるように構成されている。
ところで、宅内において設備は様々な場所に分散して配置され、コントローラは有線でHA端子に接続しなければならないから、複数の設備にコントローラを接続すると配線の引き回しに工夫が必要になる。仮にコントローラを設備ごとに設けることにより設備とコントローラとの接続を容易にしたとしても、コントローラと統合管理装置との間のLANケーブルの引き回しに工夫が必要になる。
本発明は、移動体端末を用いて住宅に設けた設備の制御および監視を行えるようにし、しかも既存の設備であっても、複雑な配線施工を伴わずに比較的容易に移動体端末による遠隔監視制御の機能を付加することができる監視制御装置、およびその監視制御装置を用いた監視制御システムを提供することにある。
本発明に係る監視制御装置は、上記目的を達成するために、公衆網を通して移動体端末と通信するための第1のインターフェースと、住宅に設けられた設備に付属している制御端子に接続される子機と無線通信を行うための第2のインターフェースと、第1のインターフェースと第2のインターフェースとの間で信号の形態を変換する信号変換部と、第1のインターフェースと第2のインターフェースと信号変換部とを収納した器体とを備えることを特徴とする。
移動体端末は、情報端末の機能を備え電源として二次電池を備えた移動体電話機であって、器体は、移動体端末の二次電池を充電する充電器と兼用されていることが好ましい。
制御端子は、HA端子であってもよい。
公衆網は広域通信網であって、第1のインターフェースは、広域通信網に接続されたウェブサーバを介して移動体端末と通信することが好ましい。
また、公衆網は電話網であって、第1のインターフェースは、電話網を通して移動体端末と通信するようにしてもよい。
本発明に係る監視制御システムは、上記目的を達成するために、住宅に設けられた設備に付属している制御端子に接続される子機と、子機との間で無線通信を行うとともに公衆網を通して移動体端末と通信する監視制御装置とを備え、子機は、受信した無線信号に含まれる指示を設備への制御信号に変換する機能と、設備からのモニタ信号を無線信号に変換して送信する機能とを有し、監視制御装置は、移動体端末から設備への指示を子機への無線信号に変換する機能と、子機からの無線信号を移動体端末に伝送する信号に変換する機能とを備えることを特徴とする。
本発明の構成によれば、移動体端末を用いて住宅に設けた設備の制御および監視を行えるという利点がある。とくに、既存の設備であっても、複雑な配線施工を伴わずに比較的容易に移動体端末による遠隔監視制御の機能を付加することができるという利点がある。
以下の実施形態では、住宅に設けられる設備として、ルームエアコン、給湯機、床暖房装置、電気錠、照明器具などを想定し、これらの設備が、制御端子としてHA端子(JEMA端子)を備える場合について説明する。制御端子は、設備の制御を指示する制御信号の入力と、設備の動作状態を示す監視信号の出力との少なくとも一方の機能に用いられる。制御端子としてHA端子を用いると、設備に対して運転と停止とのいずれかを指示する制御信号を与えることができる。また、HA端子からは、設備の動作状態を示すモニタ信号が出力される。ただし、照明器具やルームエアコンなどの設備においてHA端子ではない、他の規格の制御端子が設けられている場合であっても、後述する子機を制御端子に適合させることにより、以下に説明する構成の技術思想を適用できる。
図1に示すように、設備20に付属するHA端子21には無線通信を行う子機30が接続される。子機30は、設備20のHA端子21に接続されるほか、IrDA規格、WiFi(登録商標)などから選択される通信規格によって他装置との無線通信が可能になっている。すなわち、子機30には、赤外線を伝送媒体とする無線通信を行う子機30、電波を伝送媒体とする無線通信を行う子機30などがある。
子機30は、公衆網40に接続された監視制御装置10との間で無線通信を行う。監視制御装置10は、子機30との間の無線通信と、公衆網40を通した通信との間のプロトコル変換を行うゲートウェイとしての機能を備える。また、監視制御装置10は、公衆網40を通して移動体端末50との間で通信を行う機能を備える。
移動体端末50は、情報端末の機能(いわゆる、PDA機能)を備える多機能の移動体電話機を用いるのが望ましい。この種の移動体電話機のうちスマートフォンと称するものは、タッチパネルを備えていることが多いから、アプリケーションプログラムを提供することにより、表示および操作に関して種々の機能を付与することができる。本実施形態では、設備20の運転と停止の操作を行う機能を付与するとともに、設備20の運転状態を監視する表示を行う機能を付与するためのアプリケーションプログラムを、移動体電話機に提供している場合を想定して説明する。
ただし、移動体端末50が情報端末と移動体電話機との機能を兼ね備えることは必須ではない。したがって、移動体端末50は、電話網ではない他の通信網(たとえば、WiFi(登録商標))を利用する情報端末であってもよい。あるいはまた、電話網を通して情報を伝送するSMS(Short Message Service)の機能を備える移動体電話機も移動体端末50として採用することができる。
監視制御装置10は、図2に示すように、多くの設備20あるいは設備20のコントローラが配置されているリビングダイニングのような部屋に配置することが望ましい。多くの場合、リビングダイニングには、ルームエアコンや照明器具が配置され、給湯機のコントローラが配置される。また、住宅が、床暖房装置、電気錠などの設備20を備える場合は、これらの設備20のコントローラもリビングダイニングに配置されることが多い。
このように、多くの設備20あるいは設備20のコントローラが配置される部屋に監視制御装置10を配置する場合、監視制御装置10は、子機30との間で赤外線を伝送媒体とする無線通信を行うことができる。近年、住宅内において、電磁波を発生する電子レンジのような機器が用いられ、また、コードレスホンや無線LANのように電波を伝送媒体とする機器も増加しているのに対して、使用可能である周波数帯に制限があるために、通信障害が生じやすくなっている。したがって、監視制御装置10の見通し範囲内に多くの子機30を配置してできるだけ赤外線を伝送媒体とすると、電波の使用を抑制することになり、結果的に通信障害の発生を抑制することになる。
ただし、監視制御装置10を配置する場所は、リビングダイニングに制限されるわけではない。監視制御装置10と子機30との間で無線通信を行う際の伝送媒体に、主として赤外線を用いると、監視制御装置10から見通せる場所に子機30を配置する必要があるから、監視制御装置10の配置場所に制限が生じる。これに対して、監視制御装置10と子機30との間で無線通信を行う際の伝送媒体に、主として電波を用いると、監視制御装置10を配置する場所の自由度を高めることができる。
一方、監視制御装置10を接続する公衆網40は、図3に示すように、インターネットのような広域通信網41を用いる。監視制御装置10はルータ42を介して広域通信網41に接続される。移動体端末50が移動体電話機である場合には、移動体端末50は、図3のように、電気通信事業者(携帯会社)の回線網(パケット網)43を通して広域通信網41を利用することになる。
また、公衆網40が広域通信網41であるから、広域通信網41に接続されたウェブサーバ45を用いて、移動体端末50と監視制御装置10との間では、ウェブサーバ45を介して通信を行ってもよい。ウェブサーバ45を設ける場合は、移動体端末50と監視制御装置10との間の通信内容がウェブサーバ45に一旦保存される。
ウェブサーバ45を設けると、移動体端末50から監視制御装置10に対して設備20の制御を指示する際に、実際の制御を行う時刻をスケジュールとして指定し、ウェブサーバ45がスケジュールに従って設備20を制御する機能を付与することができる。また、設備20の制御履歴をウェブサーバ45に保存しておくことにより、設備20を運転した実績などを集計して移動体端末50に提示することができる。
監視制御装置10を接続する公衆網40には、図4に示すように、電気通信事業者の回線網(電話網44)を用いてもよい。電話網44に監視制御装置10を接続する場合、監視制御装置10は電話端末として機能する必要がある。また、監視制御装置10には、フックスイッチに相当する構成を設ける。あるいはまた、図3に示した広域通信網41を省き、電気通信事業者の回線網(パケット網43)を公衆網40として用いてもよい。この場合、ルータ42も不要である。
監視制御装置10は、図1に示すように、公衆網40を通して移動体端末50と通信するための第1のインターフェース11と、子機30と無線通信を行うための第2のインターフェース12とを備える。さらに、監視制御装置10は、第1のインターフェース11と第2のインターフェース12との間で信号の形態を変換する信号変換部13を備える。すなわち、信号変換部13は、子機30を通して設備20との間で授受される制御信号およびモニタ信号を、公衆網40を通して伝送するための信号に変換する機能を備える。
したがって、公衆網40を通して設備20の運転または停止が指示する信号が入力されると、信号変換部13において無線通信のための信号に変換され、子機30に対して無線通信により運転または停止の指示が伝送される。一方、子機30から無線通信で伝送されたモニタ信号の内容が入力されると、信号変換部13において公衆網40を伝送するための信号に変換され、移動体端末50に対して公衆網40を通してモニタ信号の内容が伝送される。
監視制御装置10は、第1のインターフェース11と第2のインターフェース12と信号変換部13とを収納する器体14を備える。監視制御装置10の器体14は、子機30と無線通信を行う機能と、公衆網40に接続する機能とを設けることができればよい。
ただし、移動体端末50が移動体電話機であって二次電池(図示せず)を電源として備える場合は、二次電池を充電する充電器と兼用されていてもよい。すなわち、器体14には、図5のように、移動体端末50を装着するための凹所15を設け、移動体端末50の充電用端子に接触する接触子(図示せず)を凹所15の内部に配置するのが好ましい。この構成の器体14を採用する場合は、充電回路16(図1参照)も併せて器体14に収納する。
このような形状の充電器はクレドルと称しており、移動体端末50の付属品あるいは選択品(いわゆるオプション品)として販売されることが多い。したがって、移動体端末50の購入者は、付属品あるいは選択品として、監視制御装置10を入手することで、移動体端末50による設備20の制御および監視が可能になり、導入時の精神的な敷居を引き下げて導入を促進することになる。
さらに、公衆網40として広域通信網41を用いる場合には、監視制御装置10と広域通信網41との間に挿入されるルータ42(モデムを含む)の機能を器体14に収納した監視制御装置10を用いてもよい。換言すれば、ルータ42に、監視制御装置10の機能を付加し、さらに、移動体端末50の充電器としての機能を付加してもよい。
設備20のHA端子21に入力される制御信号およびHA端子21から出力されるモニタ信号は、移動体端末50の操作および表示に対応付けられる。移動体端末50における操作および表示の機能は、アプリケーションプログラムのダウンロードにより、移動体端末50に付与される。ただし、上述のようにウェブサーバ45を設けている場合は、ウェブサーバ45がウェブコンテンツとして操作および表示の機能を提供し、移動体端末50ではウェブブラウザの機能のみを用いて、設備20に対する操作および表示を行ってもよい。あるいはまた、監視制御装置10が移動体端末50に対する操作および表示の機能を提供する構成を採用してもよい。要するに、移動体端末50が単純にクライアントとして機能するようにシステムを構成してもよい。
移動体端末50においてアプリケーションプログラムを動作させる構成を採用すれば、設備20の監視および制御に際して、公衆網40を伝送されるデータ量を小さくすることができるから、トラフィックの低減や応答性の向上に寄与する。
ウェブサーバ45あるいは監視制御装置10が操作および表示の機能を提供すれば、移動体端末50のハードウェア資源(とくに、記憶容量)を消費することなく利用可能になる。ウェブサーバ45が操作および表示の機能を提供する場合は、プログラムがウェブサーバ45に集約されることにより、監視制御装置10にプログラムを搭載する手間がない上に、プログラムのメンテナンスが容易になる。一方、監視制御装置10が操作および表示の機能を提供する場合は、移動体端末50と監視制御装置10との対応付けの作業が容易になる(たとえば、共通鍵の設定、WPA2の使用など)。
ところで、子機30は、図6に示すように、無線信号を送受する送受信部31と、設備20のHA端子21に接続されるHA接続部32とを備える。さらに、子機30は、送受信部31が受信した指示を制御信号に変換してHA接続部32から出力させ、HA接続部32を通して受信したモニタ信号を無線信号の形式に変換して送受信部31から送信させる変換部33を備える。HA接続部32は、設備20のHA端子21に接続するためのインターフェースである。したがって、設備20がHA端子21ではない他の規格の制御端子を備える場合には、HA接続部32に代えて他のインターフェースを設けることにより対応することができる。
なお、詳述しないが、移動体端末50と監視制御装置10との間の通信はピアツーピアであって、移動体端末50と監視制御装置10とは一対一に対応付けられており、他者が設備20の制御や監視を行うことは原則として防止されている。もっとも、ウェブサーバ45の管理者は、設備20のメンテナンスなどの制約された目的の範囲内で、モニタ信号から得られる情報を使用することが可能である。
以下では、給湯機を設備20の例として動作を説明する。公衆網40は広域通信網41であるインターネットであって、移動体端末50はタッチパネルを備えた移動体電話機を想定する。すなわち、移動体端末50は、電気通信事業者が提供するパケット網43および広域通信網41を通して監視制御装置10と通信を行う。さらに、設備20の制御と監視とを行うためのアプリケーションプログラムが移動体端末50に搭載され、広域通信網41にはウェブサーバ45が設けられていることを前提とする。また、監視制御装置10と子機30との間では、赤外線を伝送媒体とする無線通信を行う。
移動体端末50では、図7(a)に示すように、アプリケーションプログラムを起動させる(S11)。アプリケーションプログラムが起動されると、制御対象となる設備20の一覧が移動体端末50の画面に表示され、運転中の設備20については停止の釦が表示され、停止中の設備20については運転の釦が表示される。ここで、制御対象の設備20は給湯機であって、停止中であることを想定している。したがって、移動体端末50の画面には、給湯機について運転の釦が表示される。ここで、図7(a)のステップS12のように、給湯機を運転する釦を押すと(つまり、釦に触れると)、給湯機の運転を指示する情報がウェブサーバ45に伝送される(S13、S14)。
一方、監視制御装置10は、移動体端末50からの指示(要求)がウェブサーバ45に登録されているか否かを定期的に(たとえば、10分間隔で)監視する。図7(b)のように、要求に変化が生じるまで待ち(S21:No)、要求に変化があれば(S21:Yes)、その要求をウェブサーバ45から取得する(S22)。その後、監視制御装置10は、要求の内容に応じて無線信号を送信するための信号を生成し(S23)、子機30に対して赤外線による無線信号を送信する(S24)。
上述した動作により、子機30は、移動体端末50において指示された給湯機(設備20)の運転に対応した無線信号を、監視制御装置10から受信するから、給湯機のHA端子21に運転を指示する制御信号を与える。すなわち、移動体端末50において給湯機の運転を指示すると、給湯機のHA端子21に運転を指示する制御信号が入力される。このような動作により、移動体端末50の操作で給湯機を遠隔制御することができる。
一方、給湯機の運転状態は、図8に示す動作を行うことにより移動体端末50で確認することができる。監視制御装置10は、子機30を通して給湯機(設備20)への要求を与えた後に、給湯機からモニタ信号が出力されるのを待ち、子機30からモニタ信号に対応した無線信号を取得する。
監視制御装置10は、移動体端末50からの要求を給湯機に与える前の給湯機の動作状態を保持しており、給湯機への要求後に無線信号により取得した給湯機の動作状態と比較する。ここで、図8(a)のように、給湯機に要求を与える前後の動作状態に、変化がなければ(S31:No)何も行わない。一方、給湯機に要求を与える前後において給湯機の動作状態に変化があれば(S31:Yes)、変化後の動作状態をウェブサーバ45に伝送する(S32)。
図示例では、図8(b)のように、移動体端末50には、アプリケーションプログラムが常駐している(S41)。このアプリケーションプログラムにより、給湯機の動作状態の変化の有無の情報を、ウェブサーバ45から定期的に(たとえば、10分間隔で)取得する(S42)。給湯機の動作状態に変化がなければ(S42:No)、移動体端末50の表示を変化させず、給湯機の動作状態に変化があれば(S42:Yes)、移動体端末50の表示を変化させる(S43)。
上述の動作では、設備20として給湯機を例示しているが、給湯機以外の設備20を用いる場合でも同様に動作する。また、設備20の動作状態を監視するのではなく、適宜のセンサ(人感センサ、火災センサ、防犯センサなど)による事象の検出状態を監視する用途に用いてもよい。この場合、監視制御装置10とは別に設けたセンサと監視制御装置10とが無線通信を行う構成を採用してもよい。あるいはまた、監視制御装置10の器体14にセンサを内蔵させてもよい。たとえば、人感センサを監視制御装置10の器体14に内蔵させると、家人の帰宅を検出して移動体端末50に通知することができる。
上述した動作では、公衆網40としてインターネットのような広域通信網41を用いる場合を例示したが、公衆網40が電気通信事業者の回線網(パケット網43あるいは電話網44)である場合には、ウェブサーバ45が設けられない。以下では、電気通信事業者の回線網において、SMS(Short Message Service)が利用可能である場合について動作を説明する。他の条件は、図7、図8を用いて説明した動作と同様である。
図9(a)に示すように、移動体端末50においてアプリケーションプログラムを起動させ(S51)、給湯機を運転する釦を押すと(S52)、給湯機の運転を指示する要求がショートメッセージで指定番号に送信される(S53、S54)。すなわち、図7(a)に示した動作のようにウェブサーバ45に要求が伝送されるのではなく、ショートメッセージとして指定番号に送信される。図9(a)の動作では、ステップS51,S52は図7(a)に示したステップS11,S12の動作と同じである。
一方、監視制御装置10は、図9(b)のように、ショートメッセージの受信が可能な状態であれば、ショートメッセージの着信の有無を判断する(S61)。ショートメッセージの着信があれば(S61:Yes)、監視制御装置10は、ショートメッセージに含まれる要求を取得した後(S62)、要求の内容に応じて無線信号を送信するための信号を生成し(S63)、子機30に対して赤外線による無線信号を送信する(S64)。図9(b)の動作では、ステップS62〜S64は、図7(b)のステップS22〜S24の動作と同じである。
このような動作によって、移動体端末50が給湯機の運転を指示すると、給湯機のHA端子21に運転を指示する制御信号が入力され、移動体端末50の操作で給湯機を遠隔制御することができる。
一方、給湯機の運転状態やセンサが監視した情報は、図10に示す動作によって、移動体端末50で確認することができる。この場合、図10(a)のように、監視制御装置10は、給湯機の動作状態の変化またはセンサにより検出される事象の変化があるときには(S71:Yes)、変化したことをショートメッセージとして指定番号に送信する(S72)。ステップS71は実質的に図8(a)のステップS71と同様の動作である。
また、移動体端末50には、図10(b)のように、アプリケーションプログラムが常駐させ(S81)、ショートメッセージを受信できるようにしておく。給湯機の動作状態の変化またはセンサにより検出される事象の変化がショートメッセージで通知されると(S82:Yes)、移動体端末50の表示を変化させる(S83)。ステップ81,83は実質的に図8(b)のステップS61,S63と同様の動作である。
ところで、照明器具、ルームエアコンなどの設備20では、赤外線を伝送媒体とするリモコン信号を受信するインターフェースを備えている場合が多い。このような設備20には、監視制御装置10における第2のインターフェース12からリモコン信号を送出して設備20の制御を行ってもよい。ただし、この種のリモコン信号は、一般に、設備20に対して片方向に伝送されるから、リモコン信号を用いて設備20を制御することができる場合であっても、設備20の動作の監視のために子機30を用いることが望ましい。
10 監視制御装置
11 第1のインターフェース
12 第2のインターフェース
13 信号変換部
14 器体
15 凹所
16 充電回路
20 設備
21 HA端子(制御端子)
30 子機
31 送受信部
32 HA接続部
33 変換部
40 公衆網
41 広域通信網
43 パケット網
44 電話網
45 ウェブサーバ
50 移動体端末
11 第1のインターフェース
12 第2のインターフェース
13 信号変換部
14 器体
15 凹所
16 充電回路
20 設備
21 HA端子(制御端子)
30 子機
31 送受信部
32 HA接続部
33 変換部
40 公衆網
41 広域通信網
43 パケット網
44 電話網
45 ウェブサーバ
50 移動体端末
Claims (6)
- 公衆網を通して移動体端末と通信するための第1のインターフェースと、住宅に設けられた設備に付属している制御端子に接続される子機と無線通信を行うための第2のインターフェースと、前記第1のインターフェースと前記第2のインターフェースとの間で信号の形態を変換する信号変換部と、前記第1のインターフェースと前記第2のインターフェースと前記信号変換部とを収納した器体とを備えることを特徴とする監視制御装置。
- 前記移動体端末は、情報端末の機能を備え電源として二次電池を備えた移動体電話機であって、前記器体は、前記移動体端末の前記二次電池を充電する充電器と兼用されていることを特徴とする請求項1記載の監視制御装置。
- 前記制御端子は、HA端子であることを特徴とする請求項1又は2記載の監視制御装置。
- 前記公衆網は広域通信網であって、前記第1のインターフェースは、前記広域通信網に接続されたウェブサーバを介して前記移動体端末と通信することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の監視制御装置。
- 前記公衆網は電話網であって、前記第1のインターフェースは、前記電話網を通して前記移動体端末と通信することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の監視制御装置。
- 住宅に設けられた設備に付属している制御端子に接続される子機と、前記子機との間で無線通信を行うとともに公衆網を通して移動体端末と通信する監視制御装置とを備え、前記子機は、受信した無線信号に含まれる指示を前記設備への制御信号に変換する機能と、前記設備からのモニタ信号を無線信号に変換して送信する機能とを有し、前記監視制御装置は、前記移動体端末から前記設備への指示を前記子機への無線信号に変換する機能と、前記子機からの無線信号を前記移動体端末に伝送する信号に変換する機能とを備えることを特徴とする監視制御システム。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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