JP3913739B2

JP3913739B2 - 通信機器及び電気機器操作・監視システム

Info

Publication number: JP3913739B2
Application number: JP2004028573A
Authority: JP
Inventors: 英樹高原; 吉秋小泉; 利康樋熊
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2007-05-09
Anticipated expiration: 2024-02-04
Also published as: JP2005223544A

Description

この発明は、給電能力が低い、例えば家電製品に接続された通信機器及び電気機器操作・監視システムに関するものである。

従来の通信機器では、十分な電力が供給されているか、または外部から電力が供給されずに二次電池等の充電部を保持し、その充電部に電力を蓄積し、それを利用し動作している。

充電部を持つ通信機器においては、充電量が減ってきた場合、送受信データ量の制限を行ったり、送信機能や受信機能を停止させたりすることによって、電力消費量を抑えて出来るだけ長期間利用可能なようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２６１９１９号公報

空気調和機や冷蔵庫のような白物家電機器等に通信機能を付加する際に、本体に外付けで通信機器を接続する方法がある。この時に、通信機器は、ある一定の電力のみを供給可能な家電機器、つまり、給電能力が低い電源から、電力供給を受けることになる。

家電機器からの給電だけでは通信機器が頻繁に送受信した場合の電力が補えないことが考えられるので、この通信機器に充電部を持たせ、通信機器の送受信が少ない時に充電部に電力を蓄えておき、家電機器からの供給電力と充電部によって電力を賄い動作することになる。

しかし、従来の充電部を持つ通信機器では給電能力が低い電源を用いて動作することを考えていないため、暫く待てば通常の運転が出来るのにも関わらず、閾値を越えた場合、即座に送受信の制限や機能の停止処理を行っているため通信性能が悪くなってしまう問題点があった。

また、充電量が増えた場合に制限を解く手段がないため、充電量が増えても通常の送受信方法へ戻ることができない問題があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、供給電力が低い電源に接続された通信機器において、給電能力と充電量をもとに最適な動作モードが選択でき、効率の良い運転を可能にすることを目的とする。

この発明に係る通信機器は、給電能力が低い電源に接続して使用する通信機器において、電源から受電する電源端子と、受電した電気を充電する充電部と、他の通信機器と通信を行う通信部と、充電部からの供給電圧を、供給先に合った電圧に変換する電圧変換機（ＤＣ／ＤＣ変換機）と、充電部の充電量をアナログ値からデジタル値へ変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換機と、通信部を制御する通信部制御手段、Ａ／Ｄ変換機から充電部の充電量を取得する充電量取得手段、充電量取得手段が取得した充電部の充電量と通信部制御手段が設定した通信部の動作モードより、通信部の動作モードの変更を判断する通信部動作判断手段を有するマイクロコンピュータ（マイコン）と、を備え、充電部の充電量に合った消費電力量の動作モードに通信部の動作モードを移行させることを特徴とする。

この発明に係る通信機器は、供給電力が低い電源に接続された通信機器において、給電能力と充電量をもとに最適な動作モードが選択できるため、効率が良い運転が可能となる。また、充電量が不足気味の場合はデータ長による送信の制御を行い、充電されるのを待ってから送信を行うため、無駄な機器の停止を行うことがなくなる。

実施の形態１．
図１〜３は実施の形態１を示す図で、図１は給電能力が低い電源１と通信機器２を接続した構成を示す図、図２は動作のフローチャート、図３は通信部動作判断手段１１が保持する移行動作モードを判定する表である。
図１において、給電能力が低い電源１は、これ単独では通信機器２が頻繁に送受信した場合の給電が賄えないものである。通信機器２は電源端子３から電源１の給電を受けている。充電部４は、電源１だけで補い切れない電力を通信機器２の送受信が少ない時に蓄えておく部分である。通信部５は他の通信機器と通信を行う。ＤＣ／ＤＣ変換機６は充電部４からの給電電圧をそれぞれの部分に合った電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換機７は充電部４の充電量をアナログ値からデジタル値に変換する。

マイコン８は通信部５等を制御し、マイコン８の内部にはＡ／Ｄ変換機７からデータを取得する充電量取得手段９と、通信部５の動作モードの変更指示や送受信処理を行う通信部制御手段１０と、電源１の給電能力と通信部５及びマイコン８の消費電力などから充電部４に実際に給電される電力を把握する給電能力把握手段１２と、充電量取得手段９と給電能力把握手段１２から通信部の動作モードを判断する通信部動作判断手段１１を備える。

次に動作について説明する。
通信部５は動作モードとして通常モードと省エネモード１と省エネモード１よりもより省エネ運転ができる省エネモード２を持つとする。
通信部動作判断手段１１は、例えば図３のような充電電圧と通信部５の現在の動作モードによって移行するモードが示されている表を保持しており、充電量取得手段９が取得した充電部４の充電量と通信部制御手段１０によって設定された通信部５の動作モードより、通信部５のモードを次のモードに移行するか同じモードに留まらせるかを決定する。

図２のフローチャートにおいて、ステップＳ１において、充電量取得手段９が充電部４の充電量を取得する。ステップＳ２において、動作モードが通常モードかの判定を行い、通常モードであれば、２．８Ｖを切ってもすぐには通常モードへは移行せずに２．６Ｖを切ったときに（ステップＳ３）、初めて省エネモード１へ移行する（ステップＳ４）。

ステップＳ２で通常モードでなければ、ステップＳ５で省エネモード１かの判定を行い、省エネモード１であれば、充電電圧が２．８Ｖを越えた場合は（ステップＳ６）、通常モードへ移行し（ステップＳ７）、充電電圧が２．２Ｖ未満の場合は（ステップＳ８）、省エネモード２へ移行する（ステップＳ９）。

ステップＳ５で省エネモード１でない、すなわち省エネモード２ならば、充電電圧が２．４Ｖ以上であれば（ステップＳ１０）、省エネモード１へ移行する（ステップＳ１１）。

このようにすれば、充電部４の充電量が減ってきたら消費電力が少ない動作モードへ、充電量が増えてきたら消費電力が多い動作モードへ移行できる。尚、図３のようにモード移行の閾値が方向によって異なるのは出来るだけ同じモードにいて充電量のぶれによるモード移行回数を減らすためである。

また、給電能力把握手段１２により、給電能力が分かるので、この値を利用してより省エネ方向への移行する時期を遅らせることも可能となる。これは、充電部４への充電が十分でないにしても常時行われているために可能になる部分である。

また、給電能力把握手段１２は、給電能力を予めマイコン８に記憶させておくだけでなく、充電量取得手段９の変化状態から取得する方法や通信によって取得する方法も考えられる。

実施の形態２．
図４、５は実施の形態２を示す図で、図４は給電能力が低い電源１と通信機器２を接続した構成を示す図、図５は動作のフローチャートである。図４において、給電能力が低い電源１は、これ単独では通信機器２が頻繁に送受信した場合の給電が賄えないものである。通信機器２は、電源端子３から電源１の給電を受けている。充電部４は、電源１だけで補い切れない電力を通信機器２の送受信が少ない時に蓄えておく部分である。通信部５は他の通信機器と通信を行う。ＤＣ／ＤＣ変換機６は、充電部４からの給電電圧をそれぞれの部分に合った電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換機７は充電部４の充電量をアナログ値からデジタル値に変換する。

マイコン８は通信部５等を制御し、マイコン８の内部には、Ａ／Ｄ変換機７からデータを取得する充電量取得手段９と、通信部５の動作モードの変更指示や送受信処理を行う通信部制御手段１０と、電源１の給電能力と通信部５及びマイコン８の消費電力などから充電部４に実際に給電される電力を把握する給電能力把握手段１２と、送信データのデータ長よりそのデータを送信する時に消費する電力を計算する消費電力計算手段１３と、充電量と消費電力量を用いて送信可能かどうかを判断する送信判断手段１４とを備える。

次に動作について、図５のフローチャートにより説明する。
消費電力計算手段１３は予め送信データの単位長さ辺りの消費電力量を持っている。通信部制御手段１０に送信要求が来た場合（ステップＳ２１）、通信部制御手段１０はそのデータ長を取得し（ステップＳ２２）、消費電力計算手段１３はデータ長に基づき消費電力量を算出する（ステップＳ２３）。通信部制御手段１０は、送信データをバッファに格納する（ステップＳ２４）。

送信判断手段１４は、バッファにデータがある場合は（ステップ２５）、バッファの先頭データを取得するとともに（ステップＳ２６）、充電量取得手段９から現在の充電量を取得し（ステップＳ２７）、充電量と消費電力量を比較し、送信可能か不可能かを判定する（ステップＳ２８）。

送信が可能な場合は通信部制御手段１０より通信部５へ送信データは送られ送信され（ステップＳ２９）、バッファを詰める（ステップＳ３０）。

不可能な場合は、一定期間経過後に（ステップＳ３１）、再び送信判断手段１４により、判断され、十分な充電がされていれば、その時に送信される。

送信判断手段１４の判定基準は、例えば、送信すると電力不足により送信途中で送信が途切れてしまうかどうかや、動作モードが変更してしまうかどうか等が考えられる。

このようにすれば、送信途中で電源が切れてしまうことや過度の動作モードの変更が避けられる。また、もしも充電量が不足していても、一定期間の遅延だけで送信が可能となる。

実施の形態３．
図６、７は実施の形態３を示す図で、図６は給電能力が低い電源１と通信機器２を接続した構成を示す図、図７は動作のフローチャートである。図６において、給電能力が低い電源１は、これ単独では通信機器２が頻繁に送受信した場合の給電が賄えないものである。通信機器２は電源端子３から電源１の給電を受けている。充電部４は、電源１だけで補い切れない電力を通信機器２の送受信が少ない時に蓄えておく部分である。通信部５は他の通信機器と通信を行う。ＤＣ／ＤＣ変換機６は充電部４からの給電電圧をそれぞれの部分に合った電圧に変換する。Ａ／Ｄ変換機７は充電部４の充電量をアナログ値からデジタル値に変換する。

マイコン８は通信部５等を制御し、マイコン８の内部には、Ａ／Ｄ変換機７からデータを取得する充電量取得手段９と、通信部５の動作モードの変更指示や送受信処理を行う通信部制御手段１０と、電源１の給電能力と通信部５及びマイコン８の消費電力などから充電部４に実際に給電される電力を把握する給電能力把握手段１２と、充電部の電圧から過充電か否かを判断する過充電判断手段１５とを備える。

次に動作について、図７を用いて説明する。
実施の形態１のように充電量によって、動作モードが移行するようになっておらず、常に省エネモードで動作している場合に、過充電に陥る場合がある。

この場合、例えば、充電量取得手段９から取得できる充電部４の充電量を用いて過充電判断手段１５により、充電部４が過充電になる可能性が指摘されると（ステップＳ４０）、通信部制御手段１０によって通信部の動作モードがより消費電力が多い通常モードへ強制的に移行することで、過充電を防止する（ステップＳ４１）。

過充電判断手段１５により過充電の状態が回避されれば、再び省エネモードに戻る（ステップＳ４２）。

このようにすれば、省エネモードのみを使用している場合でも過充電を防止することができる。

実施の形態４．
図８は実施の形態４を示す図で、家電機器の操作・監視を行うシステム構成図である。図において、例えば、冷蔵庫２１、空気調和機の室内機２２に実施の形態１乃至３の通信機器が接続される。また、機器監視・管理装置２０にも実施の形態１乃至３の通信機器２が接続されて、これらの通信機器２は無線アクセスポイント２３と交信を行う。無線アクセスポイント２３は、ネットワーク間を中継する装置であるルータ２４を介して、インターネット２５に接続する。

携帯電話２８等からインターネット・プロバイダ２７を介してインターネット２５に接続し、例えば冷蔵庫２１、空気調和機の室内機２２等を遠隔操作する。

電力会社や家電メーカ等２６は、インターネット２５に接続し、例えば機器監視・管理装置２０を監視する。

上記のシステムにおいて、実施の形態１乃至３の通信機器を用いることにより、供給電力が低い冷蔵庫２１、空気調和機の室内機２２等の電源に接続された場合でも、給電能力と充電量をもとに最適な動作モードが選択できるため、効率が良い運転が可能となる。また、充電量が不足気味の場合はデータ長による送信の制御を行い、充電されるのを待ってから送信を行うため、無駄な機器の停止を行うことがなくなる。

実施の形態１を示す図で、給電能力が低い電源１と通信機器２を接続した構成を示す図である。実施の形態１を示す図で、動作のフローチャート図である。実施の形態１を示す図で、通信部動作判断手段１１が保持する移行動作モードを判定する図である。実施の形態２を示す図で、給電能力が低い電源１と通信機器２を接続した構成を示す図である。実施の形態２を示す図で、動作のフローチャートである。実施の形態３を示す図で、給電能力が低い電源１と通信機器２を接続した構成を示す図である。実施の形態３を示す図で、動作のフローチャート図である。実施の形態４を示す図で、家電機器の操作・監視を行うシステム構成図である。

符号の説明

１電源、２通信機器、３電源端子、４充電部、５通信部、６ＤＣ／ＤＣ変換機、７Ａ／Ｄ変換機、８マイコン、９充電量取得手段、１０通信部制御手段、１１通信部動作判断手段、１２給電能力把握手段、１３消費電力計算手段、１４送信判断手段、１５過充電判断手段、２０機器監視・管理装置、２１冷蔵庫、２２空気調和機の室内機、２３無線アクセスポイント、２４ルータ、２５インターネット、２６電力会社や家電メーカ等、２７インターネット・プロバイダ、２８携帯電話。

Claims

給電能力が低い電源に接続して使用する通信機器において、
前記電源から受電する電源端子と、
受電した電気を充電する充電部と、
他の通信機器と通信を行い、動作モードとして通常モードと、複数の省エネモードとを持つ通信部と、
前記充電部からの供給電圧を、供給先に合った電圧に変換する電圧変換機（ＤＣ／ＤＣ変換機）と、
前記充電部の充電量をアナログ値からデジタル値へ変換するアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換機と、
前記Ａ／Ｄ変換機から前記充電部の充電量を取得する充電量取得手段と、前記通信部の前記動作モードの変更指示や送受信処理を行う通信部制御手段と、前記電源の給電能力と前記通信部の消費電力などから前記充電部に実際に給電される電力を把握する給電能力把握手段と、前記充電量取得手段と前記給電能力把握手段とから前記通信部の動作モードを判断する、通信部動作判断手段とを有するマイクロコンピュータ（マイコン）とを具備し、
前記通信部動作判断手段は、充電電圧と前記通信部の現在の動作モードによって移行するモードが示されている表を保持しており、前記充電量取得手段が取得した前記充電部の充電量と前記通信部制御手段によって設定された前記通信部の動作モードより、前記通信部のモードを次のモードに移行するか同じモードに留めさせるかを決定することを特徴とする通信機器。
給電能力が低い電源に接続して使用する通信機器において、
前記電源から受電する電源端子と、
受電した電気を充電する充電部と、
他の通信機器と通信を行い、動作モードとして通常モードと、複数の省エネモードとを持つ通信部と、
前記充電部からの供給電圧を、供給先に合った電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換機と、
前記充電部の充電量をアナログ値からデジタル値へ変換するＡ／Ｄ変換機と、
前記Ａ／Ｄ変換機から前記充電部の充電量を取得する充電量取得手段と、前記通信部の前記動作モードの変更指示や送受信処理を行う通信部制御手段と、前記電源の給電能力と前記通信部の消費電力などから前記充電部に実際に給電される電力を把握する給電能力把握手段と、送信データのデータ長よりそのデータを送信する時に消費する電力を計算する消費電力計算手段と、充電量と消費電力量を用いて送信可能かどうかを判断する送信判断手段とを有するマイコンとを備え、
前記消費電力計算手段は予め送信データの単位長さ辺りの消費電力量を持ち、前記通信部制御手段に送信要求が来た場合、前記通信部制御手段はそのデータ長を取得し、前記消費電力計算手段はデータ長に基づき消費電力量を算出することを特徴とする通信機器。
給電能力が低い電源に接続して使用する通信機器において、
電源から受電する電源端子と、
受電した電気を充電する充電部と、
他の通信機器と通信を行い、動作モードとして通常モードと、複数の省エネモードとを持つ通信部と、
前記充電部からの供給電圧を、供給先に合った電圧に変換するＤＣ／ＤＣ変換機と、
前記充電部の充電量をアナログ値からデジタル値へ変換するＡ／Ｄ変換機と、
前記Ａ／Ｄ変換機から前記充電部の充電量を取得する充電量取得手段と、前記通信部の前記動作モードの変更指示や送受信処理を行う通信部制御手段と、前記電源の給電能力と前記通信部の消費電力などから前記充電部に実際に給電される電力を把握する給電能力把握手段と、前記充電部の電圧から過充電か否かを判断する過充電判断手段とを有するマイコンとを備え、
前記充電量取得手段から取得できる前記充電部の充電量を用いて前記過充電判断手段により、前記充電部が過充電になる可能性が指摘されると、前記通信部制御手段によって前記通信部の動作モードがより消費電力が多い通常モードへ強制的に移行し、前記過充電判断手段により過充電の状態が回避されれば、再び省エネモードに戻ることを特徴とする通信機器。
電気機器の操作・監視を行う電気機器操作・監視システムにおいて、請求項１乃至３のいずれかに記載の通信機器を前記電気機器に接続して用いることを特徴とする電気機器操作・監視システム。