JP2024086889A - ゲートウェイ及び情報処理システム - Google Patents
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Abstract
【課題】利便性を向上させたゲートウェイ等を提供する。【解決手段】建物内に設けられる複数種類のデバイスと有線又は無線で情報を送受信する第１通信部と、インターネット回線を介してサーバ装置と情報を送受信する第２通信部と、第１通信部を介して１つ以上のデバイスと情報を送受信して建物内のエネルギーを管理するエネルギー管理部と、温度センサ、湿度センサ、建物の開閉体が開状態か否かを検知する開閉センサ、照度センサ、及び人体検出センサの少なともいずれかのセンサからの情報であるセンサ情報を第１通信部から受信するセンサ管理部と、センサ管理部で受信したセンサ情報に基づいて、複数種類のデバイスのうち、開閉体を電動で開閉させる電動開閉装置の少なくとも１つを、第２通信部を介して制御するデバイス動作管理部と、を備え、エネルギー管理部、センサ管理部、及びデバイス動作管理部は、一体化されている、ゲートウェイである。【選択図】図１
Description
本開示は、ゲートウェイ及び情報処理システムに関する。
住宅内の家電機器をネットワーク化し、家電機器の消費エネルギーを管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）が提案されている（特許文献１等）。例えば、ＨＥＭＳでは、家電機器の消費電力をＨＥＭＳ用のゲートウェイを介してネットワーク上のサーバ装置に送信し、ユーザの携帯情報端末などから家電機器の消費電力を閲覧することができる。
近年では、建物内に設置された温度センサや人体検知センサなどのセンサの検知結果をサーバ装置などに提供するセンサネットワークシステムや、サーバ装置からの信号などの情報をトリガーとして家電機器を制御するホームオートメーションシステムが提案されている。
しかしながら、センサネットワークシステムやホームオートメーションシステムには、それぞれ専用のゲートウェイが使用されているのが現状である。例えば、１つの建物において、ＨＭＥＳ、センサネットワークシステム、及びホームオートメーションシステムを構築するには、３つのゲートウェイを使用する必要があり、利便性の観点から改善の余地がある。
本開示は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、利便性を向上させたゲートウェイ及び情報処理システムを提供することである。
本開示の一態様は、建物内に設けられる複数種類のデバイスと有線又は無線で情報を送受信する第１通信部と、インターネット回線を介してサーバ装置と情報を送受信する第２通信部と、前記第１通信部を介して１つ以上の前記デバイスと情報を送受信して前記建物内のエネルギーを管理するエネルギー管理部と、温度センサ、湿度センサ、前記建物の開閉体が開状態か否かを検知する開閉センサ、照度センサ、及び人体検出センサの少なともいずれかのセンサからの情報であるセンサ情報を前記第１通信部から受信するセンサ管理部と、前記センサ管理部で受信した前記センサ情報に基づいて、前記複数種類のデバイスのうち、前記開閉体を電動で開閉させる電動開閉装置の少なくとも１つを、前記第２通信部を介して制御するデバイス動作管理部と、を備え、前記エネルギー管理部、前記センサ管理部、及び前記デバイス動作管理部は一体化され、ＨＥＭＳとホームオートメーションとセンサネットワークとが相互に連携可能となっている、ゲートウェイである。
図１は、本実施形態に係る情報処理システム１の概略構成図である。本実施形態に係る情報処理システム１は、ユーザがスマートフォンなどの通信端末を用いて、ユーザの建物１００に設けられたデバイス２００をインターネット経由で遠隔操作したり、デバイス２００の情報を取得したりするホームネットワークシステムである。建物１００は、マンションや一軒家などの住宅、病院、施設などである。本実施形態では、建物１００がユーザの住宅である場合について説明する。
建物１００に設けられたデバイス２００は、建物１００の敷地内の１つ以上の空間に設置された家電機器やセンサ等である。
家電機器は、例えば、照明機器、空調機器、洗濯機、冷蔵庫、テレビ、スマートスピーカ、電動窓、電動シャッター、電動ブラインド、電動カーテン、電子錠、インターフォン、給湯器、太陽光発電システム、スマート分電盤、スマートメータ、給湯設備、蓄電装置、室内又は室外を撮影するカメラなどである。センサは、例えば、温度センサ、湿度センサ、建物の開閉体が開状態か否かを検知する開閉センサ、照度センサ、人検出センサなどである。建物の開閉体とは、ドア、窓、玄関などである。
建物１００内には、例えば、リビング、キッチン、浴室、玄関、子供部屋、書斎、および寝室などの複数の空間がある。例えば、この複数の空間のそれぞれに、１つ以上のデバイス２００が設置される。
図１に示すように、情報処理システム１は、通信インターフェース１０及びサーバ装置２０を備える。通信インターフェース１０は、ルータ１１及びゲートウェイ１２を備える。通信インターフェース１０は、例えば、建物１００内に設置される。
ルータ１１は、インターネット回線ＮＷを介してサーバ装置２０に接続される。ルータ１１は、無線又は有線（例えば、有線ＬＡＮ）を介してゲートウェイ１２に接続される。ルータ１１は、サーバ装置２０とゲートウェイ１２との間の情報を中継する。
ゲートウェイ１２は、１つ以上のデバイス２００が有線又は無線で接続されている。本実施形態のゲートウェイ１２は、複数のデバイス２００が有線又は無線で接続されている。
図２は、本実施形態のゲートウェイ１２の概略構成図である。ゲートウェイ１２は、例えば、第１通信部３０、第２通信部３１、エネルギー管理部３２、センサ管理部３３、及びデバイス動作管理部３４を備える。これらの構成要素は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のハードウェアプロセッサがプログラム（ソフトウェア）を実行することにより実現される。これらの構成要素のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integrated circuit）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）等のハードウェア（回路部；circuitryを含む）によって実現されてもよいし、ソフトウェアとハードウェアの協働によって実現されてもよい。プログラムは、予めＨＤＤ（Hard Disk Drive）やフラッシュメモリ等の記憶装置（非一過性の記憶媒体を備える記憶装置）に格納されていてもよいし、ＤＶＤやＣＤ－ＲＯＭ等の着脱可能な記憶媒体（非一過性の記憶媒体）に格納されており、記憶媒体がドライブ装置に装着されることで記憶装置にインストールされてもよい。記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリ、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、またはＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。
第１通信部３０は、建物１００内に設けられる１つ以上のデバイス２００と有線又は無線で情報を送受信する。例えば、第１通信部３０は、建物１００内に設けられる複数のデバイス２００と有線又は無線で情報を送受信する。第１通信部３０と複数のデバイス２００との伝送路は、無線通信の伝送路（例えば、無線ＬＡＮ）であってもよいし、有線通信の伝送路であってもよいし、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。第１通信部３０と複数のデバイス２００との伝送路は、例えば、省電力広域ネットワーク(LPWAN：LPWAN：Low-power Wide-area Network)を用いてもよいし、短距離無線通信規格であるＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を用いてもよい。第１通信部３０と複数のデバイス２００との伝送路は、すべて同一の伝送路でなくてもよい。
第１通信部３０は、例えば異なる複数の通信方式の通信機能を有する。複数のデバイス２００の中には、無線通信の通信方式が他のデバイスと異なるデバイスがある。第１通信部３０は、複数のデバイス２００の中に無線通信の通信方式が異なるデバイスが複数ある場合であっても、複数のデバイス２００のそれぞれと通信できるように構成されている。
第２通信部３１は、インターネット回線ＮＷを介してサーバ装置２０と情報を送受信する。例えば、第２通信部３１は、ルータ１１を介してサーバ装置２０と情報を送受信する。
エネルギー管理部３２は、第１通信部３０を介して１つ以上のデバイス２００と情報を送受信して建物１００内のエネルギーを管理する。エネルギー管理部３２は、ＨＥＭＳのコントローラの機能を有する。
エネルギー管理部３２は、複数のデバイス２００のうち、ＨＥＭＳに対応する機器（以下、「ＨＥＭＳ機器」という。）と第１通信部３０を介してＨＥＭＳ機器の制御又は監視を行う。ＨＥＭＳ機器は、例えばスマートメータ、太陽光発電システム、蓄電装置、空調装置、照明器具、給湯装置、冷蔵庫、電動カーテン、電動シャッター、テレビ等を含む。ただし、ＨＥＭＳ機器は、これらの機器に限定されない。
例えば、エネルギー管理部３２は、第１通信部３０を介してＨＥＭＳ機器が消費するエネルギーの情報を含むエネルギー情報を受信する。エネルギー管理部３２は、受信したエネルギー情報に基づいて、ＨＥＭＳ機器によるエネルギーの消費が抑制されるように１つ以上のＨＥＭＳ機器を制御する。エネルギーは、電気、ガス、水の少なくともいずれかである。
一例として、エネルギー管理部３２は、第１通信部３０を介してスマートメータで計測された電力量、蓄電装置の蓄電量、太陽光発電システムの発電電力などの情報を含むエネルギーの情報を受信する。エネルギー管理部３２は、この受信したエネルギー情報を第２通信部３１からルータ１１を介してサーバ装置２０に送信する。エネルギー管理部３２は、スマートメータで計測された電力量を抑制するように、蓄電装置の蓄電量や太陽光発電システムの発電電力を空調装置、照明器具、給湯装置、冷蔵庫などに供給させたり、ＨＥＭＳ機器の不要な動作を停止させたりする。
センサ管理部３３は、複数のデバイス２００のうち、温度センサ、湿度センサ、開閉センサ、照度センサ、及び人体検出センサの少なともいずれかのセンサからの情報であるセンサ情報を、第１通信部３０を介して受信する。センサ管理部３３は、受信したセンサ情報を、第２通信部３１を介してサーバ装置２０に送信する。センサ管理部３３は、受信したセンサ情報を、デバイス動作管理部３４に出力してもよい。センサ管理部３３は、複数のデバイス２００からセンサ情報を受信して他の装置または機能部へ送信するセンサネットワークシステムの機能を有する。
デバイス動作管理部３４は、何らかの信号をトリガーとしてデバイス２００（家電機器）の動作を制御するホームオートメーションシステムの機能を備える。例えば、デバイス動作管理部３４は、センサ管理部３３で受信したセンサ情報に基づいて、複数のデバイス２００のうち、１つ以上の家電機器を、第２通信部３１を介して制御する。デバイス動作管理部３４が制御するデバイス２００は、家電機器であればよく、ＨＥＭＳ機器であってもよいし、ＨＥＭＳ機器ではない家電機器であってもよい。
例えば、デバイス動作管理部３４は、センサ管理部３３が受信したセンサ情報に基づいて所定の条件を満たすか否かを判定する。デバイス動作管理部３４は、所定の条件を満たす場合には、所定の条件に対応付けられた家電機器の動作を実行させる。所定の条件は、ユーザによって任意に設定可能である。所定の条件は、１つであってもよいし、複数であってもよい。
例えば、所定の条件は、室内の温度が所定値を下回るという条件であり、この条件には、空調機の暖房を起動するという動作の情報が対応付けられている。この場合には、デバイス動作管理部３４は、センサ管理部３３からの温度センサの検出結果が所定値を下回るか否かを判定し、温度センサの検出結果が所定値を下回った場合には、第１通信部３０を介して空調装置の暖房運転を開始させる。
例えば、所定の条件は、室内に人が存在しているという条件であり、この条件には、室内の照明装置を点灯させるという動作の情報が対応付けられている。この場合には、デバイス動作管理部３４は、人体検知センサからの信号に基づいて室内に人が存在するか否かを判定する。デバイス動作管理部３４は、人体検知センサからの信号に基づいて室内に人が存在すると判定した場合には、その部屋の照明機器を点灯させる。ただし、所定の条件は、上述の例には限定されない。
デバイス動作管理部３４におけるデバイス２００の制御のトリガーは、センサ情報に限定されず、例えば、サーバ装置２０からの情報であってもよい。例えば、デバイス動作管理部３４は、サーバ装置２０から取得する制御指令に基づいて、デバイス２００の動作を制御してもよい。例えば、デバイス動作管理部３４は、サーバ装置２０から制御指令を取得すると、その制御指令に基づいて、１つ以上のデバイス２００の動作を制御する。例えば、制御指令とは、デバイス２００を特定する情報と、そのデバイス２００を動作させたりデバイス２００の動作を停止させたりするなどのそのデバイスに対する動作指示と、を含む指令情報である。
デバイス動作管理部３４は、予め設定されたルールに従って、デバイス２００の動作を制御してもよい。例えば、デバイス動作管理部３４は、予め設定された設定時刻になった場合には、お風呂への給湯を開始したり、電動シャッターを閉状態に制御したりしてもよい。
エネルギー管理部３２、センサ管理部３３、及びデバイス動作管理部３４は、１つのゲートウェイ１２において一体化されている。これにより、建物１００に対してＨＭＥＳ、センサネットワークシステム、及びホームオートメーションシステムを構築する場合に、それぞれのゲートウェイを使用する必要がなく、１つのゲートウェイ１２で構築可能であり、利便性が向上する。
エネルギー管理部３２、センサ管理部３３、及びデバイス動作管理部３４のそれぞれは、互いに連携可能である。センサ管理部３３で得られたセンサ情報は、ルータ１１やサーバ装置２０を介してエネルギー管理部３２又はデバイス動作管理部３４に送信されるのではなく、センサ管理部３３からエネルギー管理部３２又はデバイス動作管理部３４に直接的に送信される。これにより、ゲートウェイ１２は、デバイス２００への制御を迅速に実行することができる。
本実施形態のサーバ装置２０の一例について説明する。サーバ装置２０は、インターネット上やクラウド上に配置されてもよい。サーバ装置２０は、インターネット回線ＮＷを介してルータ１１に接続される。サーバ装置２０は、インターネット回線ＮＷを介してゲートウェイ１２と種々の情報を送受する。サーバ装置２０は、ユーザの通信端末３００と有線又は無線で通信する。
通信端末３００は、例えば、ユーザが携帯可能な携帯通信端末である。例えば、通信端末３００は、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末及びノートパソコンのいずれかである。通信端末３００は、ウェアラブル端末等であてもよい。通信端末３００は、ユーザが携帯可能であるか否かには特に限定されない。例えば、通信端末３００は、コンピュータであってもよい。
ユーザは、通信端末３００を操作して所定のアプリケーションを起動させてユーザ認証を実行することでサーバ装置２０と通信端末３００とが通信可能になる。通信端末３００は、サーバ装置２０からエネルギー情報及びセンサ情報の少なくともいずれかの情報を取得し、取得した情報を通信端末３００の表示画面に表示させることができる。これにより、ユーザは、建物１００内のエネルギーの消費量やデバイス２００の動作状態、建物１００内の状況を把握することができる。
サーバ装置２０と通信端末３００との通信は、無線通信の伝送路（例えば、無線ＬＡＮ）であってもよいし、有線通信の伝送路であってもよいし、無線通信の伝送路及び有線通信の伝送路の組み合わせであってもよい。サーバ装置２０と通信端末３００との通信は、例えば、省電力広域ネットワークを用いてもよいし、短距離無線通信規格であるＺｉｇＢｅｅ、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ等を用いてもよい。
ユーザは、通信端末３００を操作することでサーバ装置２０を経由してゲートウェイ１２に制御指令を送信することができる。したがって、ユーザは、通信端末３００を操作することで建物１００の任意のデバイス２００の動作を遠隔から制御することができる。
図３は、本実施形態のサーバ装置２０の概略構成図である。図３に示すように、サーバ装置２０は、格納部２１及び制御部２２を備える。
格納部２１には、ユーザ情報と通信制御装置（例えば、ゲートウェイ１２）の識別情報とが対応付けられた対応情報が格納されている。ユーザ情報とは、ユーザに関する情報であればよく、例えば、ユーザ情報とは、情報処理システム１が提供するサービスを利用するユーザの情報である。ユーザ情報は、予め格納部２１に登録されている。例えば、ユーザ情報は、サーバ装置２０にログインするための情報であって、ユーザの識別情報（例えば、ＩＤ）とパスワードとを有する。
制御部２２は、通信端末３００からのユーザの認証要求に応じてユーザ認証を実行する。例えば、制御部２２は、ユーザの認証要求に含まれる情報が、格納部２１に格納されている複数のユーザ情報のいずれかと一致するか否かを判定するユーザ認証を実行する。制御部２２は、ユーザ認証が成功すると、そのユーザ情報に対応付けられたゲートウェイ１２と接続する。
制御部２２は、ユーザ認証が完了すると、通信端末３００と携帯電話回線網などの移動体通信網を介して情報を送信したり、受信したりする。例えば、制御部２２は、インターネット回線ＮＷ２を介してゲートウェイ１２からエネルギー情報及びセンサ情報の少なくともいずれかの情報を受信し、その受信した情報を通信端末３００に送信する。制御部２２は、通信端末３００から制御指令を受信すると、その制御指令を、インターネット回線を介してゲートウェイ１２に送信する。
本実施形態のゲートウェイ１２は、ＨＥＭＳ、ホームオートメーション、センサネットワークのそれぞれに使用されるゲートウェイの機能を一体化した構成を備える。これにより、ユーザは、１つのゲートウェイ１２を購入することで、ＨＥＭＳ、ホームオートメーション、及びセンサネットワークなどの多様なサービスが利用でき、利便性が向上する。ゲートウェイ１２は、ＨＥＭＳ、ホームオートメーション、センサネットワークのそれぞれの機能を独立させるのではなく、相互に連携させることができる。
ホームオートメーション及びセンサネットワークのそれぞれのゲートウェイを用いる場合には、サーバ装置がセンサ情報に基づいてデバイス２００の制御を実行する。例えば、サーバ装置は、インターネット回線を介してセンサ情報をセンサネットワークのゲートウェイから取得し、その取得したセンサ情報に基づいて建物内のデバイスを制御するようにホームオートメーションのゲートウェイに指令を送信する。ホームオートメーションのゲートウェイは、その指令を受信すると、その指令に従ってデバイス２００を制御する。
本実施形態のゲートウェイ１２は、センサ情報に基づいてデバイス２００を制御するにあたって、サーバ装置２０にセンサ情報を送信しなくてもよい。本実施形態のゲートウェイ１２は、サーバ装置からの指令を受信せずに、自らセンサ情報に基づいてデバイス２００の制御を実行するか否かを判定する。本実施形態のゲートウェイ１２は、デバイス２００の制御を実行すると判定した場合に、そのデバイス２００の制御を実行する。このような構成により、センサ情報によるデバイス２００の制御をより迅速に行うことができる。
本実施形態のゲートウェイ１２は、第１通信部３０を介して１つ以上のデバイス２００と情報を送受信して建物１００内のエネルギーを管理する。ゲートウェイ１２は、複数のデバイス２００のうち、温度センサ、湿度センサ、開閉センサ、照度センサ、及び人体検出センサの少なともいずれかのセンサからのセンサ情報を第１通信部３０から受信する。これにより、ゲートウェイ１２は、受信したセンサ情報に基づいて、複数のデバイス２００のうち、１つ以上の家電機器を、第２通信部３１を介して制御する。これにより、ＨＥＭＳ、ホームオートメーション、センサネットワークのそれぞれに応じて複数のゲートウェイを用いずに１つのゲートウェイ１２で、ＨＥＭＳ、ホームオートメーション、及びセンサネットワークの３つ機能を実現できる。
以上、この開示の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この開示の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
上述の所定の条件は、ユーザの通信端末３００によって設定可能である。例えば、ユーザは、通信端末３００を用いてサーバ装置２０にログインして、所定の条件とその条件に対応するデバイス２００の動作の情報とを入力する。サーバ装置２０は、通信端末３００によって入力された所定の条件とその条件に対応するデバイス２００の動作の情報とをゲートウェイ１２に登録する。
１…情報処理システム、１０…通信インターフェース、１１…ルータ、１２…ゲートウェイ、２０…サーバ装置、３０…第１通信部、３１…第２通信部、３２…エネルギー管理部、３３…センサ管理部、３４…デバイス動作管理部
Claims (6)
- 建物内に設けられる複数種類のデバイスと有線又は無線で情報を送受信する第１通信部と、
インターネット回線を介してサーバ装置と情報を送受信する第２通信部と、
前記第１通信部を介して１つ以上の前記デバイスと情報を送受信して前記建物内のエネルギーを管理するエネルギー管理部と、
温度センサ、湿度センサ、前記建物の開閉体が開状態か否かを検知する開閉センサ、照度センサ、及び人体検出センサの少なともいずれかのセンサからの情報であるセンサ情報を前記第１通信部から受信するセンサ管理部と、
前記センサ管理部で受信した前記センサ情報に基づいて、前記複数種類のデバイスのうち、前記開閉体を電動で開閉させる電動開閉装置の少なくとも１つを、前記第２通信部を介して制御するデバイス動作管理部と、
を備え、
前記エネルギー管理部、前記センサ管理部、及び前記デバイス動作管理部は一体化され、ＨＥＭＳとホームオートメーションとセンサネットワークとが相互に連携可能となっている、
ゲートウェイ。 - 前記エネルギー管理部は、前記第１通信部を介して、前記デバイスが消費するエネルギーの情報を含むエネルギー情報を受信し、受信した前記エネルギー情報に基づいて、前記デバイスによるエネルギーの消費が抑制されるように１つ以上の前記電動開閉装置を制御する、
請求項１に記載のゲートウェイ。 - 前記センサ管理部は、前記第２通信部を介して前記センサ情報を前記サーバ装置に送信する、
請求項１又は請求項２に記載のゲートウェイ。 - 前記デバイス動作管理部は、前記センサ管理部から得られた前記センサ情報に基づいて所定の条件を満たすか否かを判定し、前記所定の条件を満たす場合には、前記所定の条件に対応付けられた前記電動開閉装置の動作を実行させる、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のゲートウェイ。 - 前記エネルギー管理部によって管理される前記デバイスは、スマートメータ、蓄電装置、又は太陽光発電システムのいずれかである、
請求項１又は請求項２に記載のゲートウェイ。 - 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のゲートウェイを有する通信インターフェースと、
インターネット回線を介して前記通信インターフェースと情報を送受信するサーバ装置と、
を備える情報処理システム。
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