JP3989551B2 - 遠隔場所から電気装置の状態を制御し、決定する伝送システムのための中継器 - Google Patents

Description

発明の背景
本発明は、電気装置、特に遠隔場所からの電灯の制御装置に関するものである。さらにより詳細には、本発明は、無線周波数リンクを通して遠隔場所から電灯のような電気装置を制御することに関するものである。特に、本発明は、通信リンク、例えば、無線周波数リンクを介して遠隔場所から電灯を制御し、電気システムの内部配線、すなわち建物（ビルディング）の内部配線を変更するいかなる要求も省くシステムに関するものである。さらにより詳細には、本発明は、各構成要素が本発明向きの通信を確実に受信することを確認するためにシステムの構成要素間で通信信号を反復的に送信する（すなわち、中継する）このようなシステムのための中継器に関するものである。
本発明は、無線周波数リンク、電力線搬送波リンクあるいは赤外線リンクのような通信リンクを介して遠隔場所から電気装置、例えば、電灯の状態を制御するシステムを提供する。本発明によって、電気装置の状態、例えば、オン、オフおよび強度レベルはマスタユニット（または主制御装置ともいう。）の場所に送り返すことができる。本発明は、電気装置のための制御装置、特に本発明により特別に適合される照明制御装置と少なくとも１つのマスタユニットとの間で信頼性のある通信を確実にするのに役立つように少なくとも１つの中継器を使用できる。好ましい実施例では、マスタユニットは、調光器のような制御装置と、制御装置に制御信号を中継するためにも備えられる中継器とのいずれかあるいは両方に送信されて受信される無線周波数信号を発生する。中継器は、制御装置がマスタユニットから直接制御信号を受信できない場合に重要である。制御装置は、その時、電気装置を所望の状態に変化させ、電気装置の実際の状態を示す無線周波数信号をアンテナを介してマスタユニットにあるいは中継器を介してマスタユニットに戻す。
他の実施例において、本発明は、マスタユニットから制御装置に通信する電力線搬送波信号を使用したり、任意選択で中継器を介して、制御装置からマスタユニットに通信する無線周波数信号を使用したりする。
さらに他の実施例において、本発明は、無線周波数対電力線搬送波のブリッジを使用する。無線制御信号は、マスタユニットからブリッジに送信され、制御装置によって受信するためのＰＬＣ信号に変換される。制御装置は、状態無線周波数信号をブリッジに送信し、マスタユニットによる受信のためのＰＬＣ信号に変換させる。
本発明は特に照明制御システムに向けられているけれども、本発明は、他の装置、例えば、通信装置、モータ、コンピュータ、オーディオ／ビジュアル装置、コンピュータ、電気器具、ＨＶＡＣシステム、セキュリティシステム等の制御および状態に関する通信信号に適用することができる。
本発明は、各々が、アンテナと、照明制御装置内に含まれる制御可能な導電装置を作動させる制御・通信回路とを含む１つあるいはそれ以上の照明制御装置を含んでいる。制御可能な導電装置は、例えば、ＴＲＩＡＣ、バイポーラトランジスタ、ＦＥＴ、ＩＧＢＴといった半導体デバイス、あるいは、その導電状態を制御することができるスイッチ、あるいは、リレー、あるいは、その他の装置で構成することができる。また、照明制御装置を手動で作動させることができる。本発明の好ましい実施例に従えば、照明制御装置には、ＲＦアンテナ、送受信機、及びマスタユニットから受信した信号を処理し、マスタユニットに状態情報を伝えるための制御回路が含まれる。
好ましくは、制御装置は、標準的な壁取り付け配電箱に適合し、制御装置の一部を構成するアンテナは、標準的な壁取り付け配電箱内に収まるか、あるいは、標準的な壁取り付け配電箱の開口部のための銘板で規定される区域内に収まるような寸法が好ましい。
本発明に従えば、マスタユニットは、幾つかの形を取ることができる。一つの実施例では、マスタユニットは、電源コンセントに差し込める卓上マスタユニット上で構成され、信号の送受信用従来型アンテナを有する。別の形態では、マスタユニットは、壁取り付け型マスタユニットであり、標準壁取り付け配電箱に収まるようにサイズを設定する。いずれの実施例でも、好ましくは、マスタユニットには、それぞれ特定の電気制御装置に関連付けられた複数の制御装置、あるいは、複数の電気制御装置を含める。ここで説明するように、ユーザは、マスタユニット上における特定の制御への電気制御装置の関連付けを自由にプログラムすることができる。更に、マスタユニットには、すべての電気制御装置を同時にオン、オフすることができる機能を含めることができる。それに加えて、本発明は、マスタユニットと制御装置との間で通信されるすべての信号をマスタユニット、あるいは、電気制御装置のいずれかの適切な受信機が受信することを保証する補助となる少なくとも一つの中継器を含めることができる。中継器は、各々の受信機が目的とする信号を受信することを保証する補助となる中継器シーケンスを使用することができる。
本発明の好ましい実施形態では、中継器はRF通信システムにおいて使用される。中継器は第１装置及び第２装置から受信した情報を送信する。第１及び第２装置は、送信と受信の両方に適合し、中継器は送受信して第１及び第２装置間の双方向通信を提供する。第１装置は、例えば電力ネットワークに接続された固定電気システムに接続される電気ランプのような複数の電気装置の状態を遠隔制御するマスタ制御装置であってもよい。第２装置は、固定電気システムに接続される電気装置の制御装置であってもよい。第１及び第２装置は、直接にあるいは中継器を介して互いに通信するRF送信機／受信機を備えている。中継器は、遮蔽、ヌル、減衰、電磁干渉、及びアンテナの非効率性にかかわらず第１及び第２装置間の通信が確実に行われるよう手助けする。中継器は、建物の内部、及び、壁、建設資材、家具、配管、電力線等のような固定の妨害／減衰源や人間、動物、配管内の水のように移動する妨害／減衰源があっても信頼性のある通信が確実に行えるよう手助けする。中継器は、建物のような閉領域に設けられた通信システム内の信号を送信するのに特に適しているとともに、建物の電気システムのような固定の電力ネットワークに接続された電気ランプのような複数の電気装置の状態を制御する無線周波制御システム内の信号を送信するのに特に適合している。
第１及び第２装置の個数及び距離が増大するにつれて、複数の中継器を使用することができる。各中継器は、すべての装置が各装置用の情報を確実に受信できるように、所定の中継器タイムスロット内で、あらかじめ決定された所定のシーケンスで受信した情報を送信する制御回路を備えている。シーケンスは、各装置がその装置用の情報を受信するのを保証するために中継器の順番や位置を知る必要はない。
各中継器は、既知のすべての制御された電気装置の状態情報の状態ビットマップを発生する回路を備えている。状態ビットマップは他の中継器に送信され、他の中継器の各々は、その中継器に既知の状態情報を状態ビットマップに追加する。中継器シーケンスが完成した後、すべての状態情報を有する完全な状態ビットマップが形成され、すべての中継器が完全な状態ビットマップを確実に送信し、すべての装置がその装置用の情報を確実に受信できるようにする。特に、各マスタユニットは完全な状態ビットマップを少なくとも一回受信する。高信頼性を得るために、中継器は理論により許容された比較的広い間隔より接近した間隔となっている。
照明制御装置への固定制御配線を使用することなく照明器具を遠隔制御することができる様々な従来システムが知られている。
従来の方法の一つのシステムでは、ユーザは、既存の手動操作照明制御装置を、内蔵無線周波数受信機を有する照明制御装置によって代替させることによって、いわゆる３路電気スイッチ、すなわち、付加的な照明制御装置を既存の固定配線信号制御システムに取り付けることができる。代替の照明制御装置は、照明器具を制御するための従来の方法と同じ方法で電気システムに固定配線される。無線周波数受信機は、送信機を有する遠隔のバッテリー電源付きスイッチング装置によって生成された無線周波信号に応答するが、このスイッチング装置は、別の場所の建物の壁に好都合に取り付けることができ、これにより、３路スイッチ回路を形成する。この付加的なバッテリー電源付き照明制御装置は、手動操作レバーを有しており、それを操作すると、ＲＦ信号が建物の電気システムに固定配線された別の電気制御装置に送信される。次に、固定配線された装置は、それに応じてその現在の状態から反対の状態に、すなわち、オンからオフへ、あるいは、オフからオンへ交互に切り替わる。従って、固定配線された代替装置とバッテリー電源を有する装置とのいずれかのスイッチング装置が、照明器具を動作させることができる。３路電気スイッチは既存の電気システムに固定配線することなく、当該既存の電気システムに組み込むことができる。受信機を含むバッテリー電源付き送信スイッチ及び固定配線スイッチを有するこの従来の方法のシステムでは、固定配線受信スイッチには、建物の壁の外、あるいは、壁の中のいずれかの電気配電箱から引き出せる絶縁線片から製造したホイップアンテナが含まれる。固定配線スイッチの受信機は、一方向通信のみが可能であり、すなわち、バッテリー電源付き送信スイッチからの信号のみを受信する。固定配線スイッチと送信スイッチとの間の二方向通信は行えない。このタイプのシステムは、リフレックススイッチとしてヒース・ゼニス社（Ｈｅａｔｈ Ｚｅｎｉｔｈ）により販売されている。３路スイッチング機能を可能にするために手持ちリモコンを代りに使用するこのタイプの別の装置は、ディマンゴ社（Ｄｉｍａｎｇｏ）によって製造されている。
別の従来の方法のシステムでは、既存の固定配線手動操作照明制御装置を、内蔵無線周波数受信機を有する照明制御装置によって代替させる。従来の装置と同じ方法で、代替の照明制御装置を電気システムに固定配線し、照明器具の中の電気ランプを制御する。無線周波数受信機は、送信機を有する遠隔のバッテリー電源付き制御装置によって生成される無線周波信号に応答するが、その制御装置は別の場所の建物の壁に好都合に取り付け可能である。バッテリー電源付き制御装置は、４つの異なる照明レベルを選択できるスイッチを有する。スイッチが操作されると、建物の電気システムに固定配線された電気制御装置にＲＦ信号を送信する。固定配線装置はＲＦ信号に応答して、その出力を調整することによって、予め決定された４つの異なる照明レベルの一つで電気ランプを動作させる。ＲＦ信号に応答することに加えて、固定配線装置は、内蔵された手動操作スイッチの作動に応答して動作することもできる。固定配線装置とバッテリー電源付き制御装置との間の二方向通信は、行えない。このタイプのシステムは、エニフェアースイッチ（どこでもスイッチ）としてレビトン社（Ｌｅｖｉｔｏｎ）によって販売されている。
Ｘ１０システムとして知られた別の従来の方法のシステムでは、標準照明制御装置が、電力線搬送波（ＰＬＣ）通信システムを介して動作する照明制御器具によって置き換えられている。すなわち、電力線搬送波（ＰＬＣ）によって、建物の既存の電力線を介して、遠隔照明制御器具を作動させるための情報が得られる。更に、そうしたシステムの幾つかでは、手持ち遠隔制御マスタユニットを使用して、様々な照明器具を操作できるように、ＲＦ通信リンクを設ける。そうしたシステムでは、ＲＦ中継器を設けることもできる。Ｘ１０システムの場合は、一方向通信しかできないので、マスタユニットは、制御された照明器具の状態を通知されない。また、ノイズ、電球ランプが切れたこと等によって通信リンクが劣悪になるので、ユーザは、マスタユニットによって送信されたコマンドが照明制御装置によって実行されたかどうかを認識できない。
Ｘ１０システムでは、無線周波数対ＰＬＣのブリッジを用いて、無線周波信号を電力線搬送波（ＰＬＣ）通信信号に変換する。ＲＦ−ＰＬＣブリッジプラグを既存の壁コンセントに差し込むと、ＰＬＣ搬送波が電力線に入り、被制御照明制御装置がそれを受信する。一般的に、ＲＦ−ＰＬＣブリッジは、既存の壁取り付け、あるいは、電気コンセントに差し込まれる配電箱で構成され、主制御装置、あるいは、中継器からの信号を受信するためのアンテナを有している。
Ｘ１０システムに加えて、一般的にホームオートメーションを行うための既知の二方向通信リンクが存在する。それらには、無線周波数媒体、電力線搬送波、赤外線媒体及びより対線媒体、及び、エシュロン社のＬＯＮｗｏｒｋｓに関する電子工業会大衆消費電子製品バス（ＣＥＢｕｓ）（ＥＩＡＩＳ−６０）プロトコルが含まれる。インテロン社（Ｉｎｔｅｌｌｏｎ）はＲＦ及び電力線搬送波のＣＥＢｕｓ基準に適合したトランシーバーを提供している。エシュロン社は、その通信プロトコルに適合したトランシーバを提供している。一般的に、そうしたシステムによって、消費者及び家庭での用途に適合できる通信リンクが得られても、そのいずれも、ここで述べたような電気装置を制御するための統合的なシステムには対応していない。
上記に加えて、スマート・ハウス社（Ｓｍａｒｔ Ｈｏｕｓｅ ＬＰ）が提供するＳｍａｒｔ Ｈｏｕｓｅとして知られたシステムも利用することができる。このシステムは、配線システムで構成されるので、電気装置、特に家庭の照明の制御に応用した場合は、高価な変更と配置替えが必要になるだろう。
上記に加えて、本願出願人は、照明装置を制御する固定配線制御システムであるＨｏｍｅＷｏｒｋｓ、ＮｅｔＷｏｒｋｓ、及びＬｕＭａｓｔｅｒとして知られたシステムを提供している。そうしたシステムは新しい建築に適しているが、既存の家庭に適用する場合は、それらは、大きな変更と配置替えを必要とする。
また、コンピュータシステム用の無線ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）も利用可能になりつつあり、ネットワークのすべてのノードが互いに通信できることを保証する無線周波数通信法を使用する。エレクトロニック・デザイン（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ）誌の１９９５年６月２６日５５ページを参照すること。
発明の要約
それゆえ、本発明の目的は、建物の電気システムを再度配線する必要なく、電気装置、例えば、電気ランプを遠隔制御するシステムの中継器を提供することである。
本発明のなお更なる目的は、建物の電気システムを再配線する必要なく、例えば、建物の既存の照明システムを遠隔位置から制御することを可能にする、電気ランプ及び／あるいは、他の電気装置を制御するＲＦ通信システム用中継器を提供することである。
本発明のなお更なる目的は、無線周波信号の二方向送信／受信通信を行う電気制御システムの中継器を提供することであり、信号を受信して、電気ランプ、あるいは、他の電気装置を遠隔位置から操作できるようにし、また、送信機能により、制御される電気ランプあるいは電気装置の状態を遠隔位置に戻す。
本発明のなお更なる目的は、一つあるいはそれ以上のマスタユニットと、一つあるいはそれ以上の制御装置、例えば、調光器とを含むシステムのための中継器を提供することであり、制御装置は、建物の既存の電気システム内に後から組み込んで制御装置を遠隔制御できるように、標準サイズの壁取り付け配電箱に取り付けることができる。
本発明のさらに別の目的は、手動操作可能で、マスタユニットが受信して表示するために電気装置の状態に関する信号を送信する制御装置を提供することである。
本発明のなお更なる目的は、電気装置、例えば、電気ランプを制御する制御装置の遠隔操作用システムの中継器を提供することであり、そうしたシステムには、各々が１台、あるいは、それ以上の制御装置とプログラム可能に関連付けられる複数の制御装置を有する少なくとも１台のマスタユニットが含まれる。
本発明のなお更なる目的は、電気装置、例えば、電気ランプを制御する調光器を制御する制御装置の遠隔操作用システムの中継器を提供することであり、そのシステムは、関連付けられた電気ランプの状態を制御するためにマスタユニットが照明制御装置に情報を提供し、関連付けられた電気ランプの状態に関する情報がマスタユニットに送信されて表示されるように、制御装置とマスタ制御装置との間の信頼性のある二方向無線周波通信を可能にしている。
本発明のなお更なる目的は、制御装置と通信する中継器を提供することであり、この制御装置は、アンテナと、送受信機と、マスタユニットから受信した信号に応じて関連付けられた被制御電気装置の作動を制御するための制御回路とを含み、被制御装置の状態に関してマスタユニットに通信を行うものである。
本発明の更に別の目的は、電気装置、例えば、電気ランプを遠隔制御するシステムの中継器を提供することであり、そのシステムには、少なくとも１台のマスタユニット、及び、少なくとも１台の制御装置が含まれ、更に、少なくとも１台の中継器がマスタユニットと制御装置との間の通信をそれぞれの装置が確実に受信することを保証する手助けをしている。
本発明の更に別の目的は、RF通信システムに使用される中継器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、第１装置及び第２装置間で受信した情報を送信するそのような中継器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、第１及び第２装置間で情報を送信する中継器を提供することであり、第１および第２装置は送受信の両方に適合している。
本発明の更に別の目的は、電力ネットワークに接続された固定配線電気システムに接続される電気ランプのような複数の電気装置の状態を遠隔制御するマスタ制御装置と、電気装置を制御する複数の制御装置との通信を可能にする中継器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、電気装置を遠隔制御するシステムに使用される中継器を提供することであり、遮蔽、ヌル、減衰、電磁干渉、及びシステムのある構成要素に設けられたアンテナの非効率性にかかわらず、そのような構成要素間の通信が確実に行われるよう手助けする。
本発明の更に別の目的は、建物の内部、及び、壁、建設資材、家具、配管、電力線等のような固定の妨害／減衰源にもかかわらず信頼性のある通信を確実に手助けする中継器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、人間、動物、配管内の水のように移動する妨害／減衰源があっても建物内で信頼性のある通信を確実に手助けする中継器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、建物のような閉領域に設けられた通信システム内の情報を送信するのに特に適しているとともに、建物の電気システムのような固定の電力ネットワークに接続された電気ランプのような複数の電気装置の状態を制御する無線周波制御システム内の信号を送信するのに特に適合した中継器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、他の中継器と使用可能で中継器間で干渉のない中継器を提供することであり、システム内の構成要素の個数が増大するにつれて中継器を追加することができる。
本発明の更に別の目的は、すべての装置が各装置用の情報を確実に受信できるように、所定の中継器タイムスロット内で、あらかじめ決定された所定のシーケンスで受信した情報を送信する制御回路を備えた中継器を提供することである。
本発明の更に別の目的は、所定のシーケンスに従って他の中継器とともに機能する中継器を提供することであり、シーケンスは各装置がその装置用の情報を受信するのを保証するために中継器の順番や位置を知る必要はない。
本発明の更に別の目的は、既知のすべての電気装置の状態情報の状態ビットマップを発生する回路を備えた中継器を提供することであり、状態ビットマップは他の中継器に送信され、他の中継器の各々は、その中継器にとって既知の状態情報を、状態ビットマップに追加する。
本発明の更に別の目的は、シーケンスに従って他の中継器とともに作動して完全な状態ビットマップを発生する中継器を提供することであり、完全な状態ビットマップが形成されると、すべての中継器が完全な状態ビットマップを確実に送信し、すべての装置が完全な状態ビットマップとその装置用の情報を確実に受信できるようにしている。
本発明の更に別の目的は、他の構成要素との間隔が理論により許容された比較的広い間隔より狭い状態でシステム内で使用される中継器を提供することである。
本発明の上記及び他の目的は、第１装置及び第２装置間で情報を再送信する双方向通信システム内で使用され、装置間で信頼性のある双方向通信を確実に手助けできる中継器によって達成される。この中継器は送信機／受信機を備え、送信機／受信機が第１および第２の装置からの信号において情報を受信するとともに、それぞれの第２および第１の装置によって受信するための信号の受信情報を送信し、さらに第１の装置と第２の装置との間の情報のための直接通信経路が備えられ、この直接通信経路の信頼性が断続的に失われるとき、中継器が第１の装置と第２の装置との間に情報のための付加的経路を提供し、かつ、中継器が所定の距離だけ第１および第２の装置から離隔されており、前記所定の距離が、中継器と第１および第２の装置の各々との間の理論上の最大通信距離よりも著しく小さいことを特徴としている。
好ましい実施形態によれば、複数の第２の装置をさらに備え、前記第１の装置がマスタユニットを備え、前記複数の第２の装置がそれぞれの電気装置を制御する制御装置を備え、前記マスタユニットが、前記電気装置のそれぞれの装置の状態を確定する制御情報を送信し、前記制御装置が、選択された制御情報に応答し、前記制御情報によって指示された状態になるように各電気装置に命令するように適合され、前記制御装置が前記マスタユニットに送信する状態情報を生成し、前記中継器が、全ての電気装置の状態にてなる合成情報を生成する情報合成器を備え、前記合成情報が前記マスタユニットによって少なくとも１度受信するために送信されることを特徴としている。
本発明の目的は、第１の装置と第２の装置との間で双方向通信し、前記装置間で信頼性のある双方向通信を確実にするのに役立つ方法により達成され、この方法は、前記第１および第２の装置の各々の通信範囲内に中継器を提供し、前記中継器を有する第１および第２の装置から情報を受信し、かつそれぞれの第２および第１の装置によって受信するためのそれぞれの信号において受信情報を送信し、前記第１の装置と第２の装置との間に情報のための直接通信経路をさらに提供することであって、前記直接通信経路の信頼性が断続的に失われるとき、前記中継器が前記第１の装置と第２の装置との間の通信のための付加的経路を提供し、前記送信するステップが、それぞれの信号の前記中継器によって送信された情報が前記第１および第２の装置によって送信された信号と干渉しないことを確実にするのに役立つステップを備え、所定の距離だけ前記第１および第２の装置から前記中継器の間隔をあけ、前記所定の距離が、理論上の最大通信距離よりも著しく小さく、それによって前記中継器と前記第１および第２の各々との通信信頼性を確実にすることを特徴としている。
本発明の目的はまた、第１の装置と第２の装置との間で情報を送信し、前記装置間で信頼性のある双方向通信を確実にするのに役立つ双方向通信システムに使用される中継器によって達成され、この中継器は、送信機／受信機を備え、この送信機／受信機が、前記第１および第２の装置からの信号で情報を受信するとともに、それぞれの第２および第１の装置によって受信するための信号において前記受信情報を送信し、かつ、前記第１の装置がマスタユニットを備え、前記複数の第２の装置がそれぞれの電気装置を制御する制御装置を備え、前記マスタユニットが、前記電気装置のそれぞれの装置の状態を確定する制御情報を送信し、ローカル制御装置（または局所制御装置ともいう。）が、選択された制御情報に応答し、前記制御情報によって指示された状態になるように各電気装置に命令するように適合され、前記ローカル制御装置が前記マスタユニットによって受信する状態情報を生成し、前記中継器が、全ての電気装置の状態にてなる合成情報を生成する情報合成器を備え、前記合成情報が前記マスタユニットによって少なくとも１度受信するために送信されることを特徴としている。
本発明の目的は更に、第１の装置と複数の第２の装置との間で双方向通信し、前記装置間で信頼性のある双方向通信を確実にするのに役立つ方法により達成され、この方法は、前記第１および第２の装置の各々の通信範囲内に中継器を提供し、前記中継器を有する第１および第２の装置から情報を受信し、かつそれぞれの第２および第１の装置によって受信するためのそれぞれの信号において受信情報を送信し、上記送信ステップは、それぞれの信号の前記中継器によって送信された情報が前記第１および第２の装置によって送信された信号と干渉しないことを確実にするのに役立つステップを備え、さらに、第１の装置がマスタユニットを備えるとともに、複数の第２の装置がそれぞれの電気装置を制御するローカル制御装置を備え、マスタユニットにより、電気装置のそれぞれの装置の状態を確定する制御情報を送信し、制御装置において制御情報から選択されたものに応答して、制御情報によって指示された状態になるように各電気装置に命令し、マスタユニットで受信するためにローカル制御装置で状態情報を生成し、全ての電気装置の状態にてなる合成情報を前記中継器で生成し、マスタユニットによって少なくとも１度受信するために合成情報を送信することを特徴としている。
本発明の目的はまた、第１の装置と第２の装置との間で通信し、第１及び第２の装置間で信頼性のある通信を確実にするのに役立つ方法により達成され、この方法は、第１の装置のアンテナによって放射される信号において第１の装置からの情報を送信し、前記第１の装置のアンテナは、第１の装置から放射されて送信される信号の自由空間波長の１／１０よりも小さい最大の寸法を有し、第１及び第２の装置との間に情報のための直接通信経路を提供し、この直接通信路の信頼性が断続的に失われるとき、第１および第２の装置の各々の通信範囲内で高効率アンテナを中継器に提供し、この中継器は第１および第２の装置との間の情報のために別の経路を提供し、中継器で第１の装置からの情報を受信するとともに、第２の装置によって受信するための情報を送信し、所定の距離だけ第１および第２の装置から中継器の間隔をあけ、この所定の距離が、中継器と第１及び第２の装置の各々との間の理論上の最大通信距離よりも著しく小さく、第１の装置から放射されて送信される信号の自由空間波長の１／１０よりも小さい最大の寸法を有するアンテナを有する第２の装置で情報を受信することを特徴としている。
本発明の目的はまた、第１の装置と第２の装置との間で双方向通信し、装置間で信頼性のある双方向通信を確実にするのに役立つ方法により達成され、この方法は、第１の装置のアンテナによって放射される信号において第１の装置からの情報を送信し、前記第１の装置のアンテナは、第１の装置から放射されて送信される信号の自由空間波長の１／１０よりも小さい最大の寸法を有し、第１及び第２の装置との間に第１情報のための直接通信経路を提供し、この直接通信路の信頼性が断続的に失われるとき、第１および第２の装置の各々の通信範囲内で高効率アンテナを中継器に提供し、この中継器は第１および第２の装置との間の第１情報のために別の経路を提供し、中継器で第１の装置からの第１情報を受信するとともに、第２の装置によって受信するための第１情報を送信し、所定の距離だけ第１および第２の装置から中継器の間隔をあけ、この所定の距離が、中継器と第１及び第２の装置の各々との間の理論上の最大通信距離よりも著しく小さく、第１の装置から放射されて送信される信号の自由空間波長の１／１０よりも小さい最大の寸法を有するアンテナを有する第２の装置で第１情報を受信し、第２の装置のアンテナで放射された信号の第２の装置からの第２の情報を送信し、中継器で第２の装置からの第２の情報を受信し、かつ第１の装置によって受信するための第２の情報を送信し、第１の装置のアンテナで第２の情報を受信することを特徴としている。
本発明の他の目的、特徴及び利点は、添付図面を参照した本発明の以下の説明により明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
下記のような図面を参照した次の詳細な説明で、本発明を詳細に説明する：
図１は、遠隔位置から電気装置を制御するための全体システムのシステム図である；
図２は、本発明で使用できる照明制御装置、提示した実施例では、調光器の分解斜視図である；
図３は、遠隔位置から電気装置を制御するために本発明で使用できる壁取り付け主制御ステーションの分解斜視図である；
図４は、本発明に従って、遠隔位置から電気装置を制御するための卓上主制御ステーションの分解斜視図である；
図５は、主制御ステーションと制御装置との間の通信を正しく受信することを保証する補助とするための、本発明に従った中継ステーションの分解斜視図である；
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、及び（ｅ）は、それぞれ次のものを示している：すべて本発明に従った（ａ）調光器で構成される照明制御装置；（ｂ）オン／オフスイッチで構成される照明制御装置；（ｃ）壁取り付け主制御ステーション；（ｄ）卓上主制御ステーション；及び（ｅ）中継器；
図７（ａ）、（ｂ）、及び（ｃ）は、様々な主制御装置を示しており、特に：（ａ）７ボタン主制御装置；（ｂ）１２ボタン主制御装置；（ｃ）１７ボタン主制御装置であり、すべて、標準の単一型の、あるいは、複数連結型の壁取り付け配電箱に取り付け可能である；
図８は、３室設置の場合の中継器の典型的な配置を示している；
図９は、一般的な家庭における本発明に従った様々な構成要素の設置を示しており、この典型的な用途に関する主制御ステーションを示す図９の拡大挿入図も共に示してある；
図９Ａは、図９の一部の詳細図である；
図１０は、図４の卓上主制御ステーションの制御パネルの詳細図である；
図１１は、図５の中継ステーションの制御パネルの詳細図である；
図１２は、本発明の様々な動作モードに関する全体的なフロー図である；
図１３（Ａ）及び１３（Ｂ）は、本発明に従ったシステムを設置する場合に使用する中継器の設置モードを示している；
図１４は、本発明の各々の構成要素のアドレス指定を行うために本発明に従ったシステムをセットアップする場合に使用するアドレスモードを示している；
図１５Ａ，１５Ｂ、及び１５Ｃは、主制御ステーションの指定されたボタンに特定の照明制御装置を割り当てるために、主制御ステーションをプログラムする際に使用するプログラムモードを示している；
図１６は、主制御ステーションから、ユーザが照明制御装置の光強度レベルを調整できるようにする減光設定モードを示している；
図１７は、本発明に従ったシステムの動作モードを示している；
図１８は、主制御ステーション、中継器、及び調光器の通信プロトコルを示している；
図１９は、図１８に従った通信プロトコルの詳細を示している；
図２０は、図１８の通信プロトコルの更なる詳細を示している；
図２１は、典型的な家庭の環境において更に信頼できる通信を可能にするために、どのように中継器を設置するかを示している；
図２２は、どのようにマルチパスによるが発生し、どのように減衰した受信信号を受信することになり、１台、あるいは、それ以上の中継器を使用して、空間ダイバーシチを達成することによって、本発明がどのようにそれを解決するかを示している；
図２２Ａは、設備中の照明制御装置、主制御ステーション、及び中継ステーションの可能なレイアウトを示している；
図２３は、本発明に従った主制御ステーションのブロック図を示している；
図２４は、本発明に従った中継器のブロック図を示している；
図２５は、本発明に従った調光器制御装置のブロック図を示している；
図２６は、組み合わせたＲＦ及び電力線搬送信号通信システムを用いて、遠隔位置から電気装置を制御するための全体的システムの系統図である；
図２７は、組み合わせたＲＦ及び電力線搬送信号通信システムを用いて、遠隔位置から電気装置を制御するための全体的システムの別の実施例の系統図である；
図２８は、図２６に示したシステムで使用するためのマスタユニットのブロック図である；
図２９は、図２６、あるいは、２７のいずれかに示したシステムに使用するための制御装置のブロック図である；
図３０は、図２７に示したシステムに使用するためのマスタユニットのブロック図である；
図３１は、図２７に示したシステムに使用する無線周波数対電力線搬送信号のブリッジのブロック図である；
図３２は、電気ランプに制御装置を接続するブロック図であり、図２５の制御装置がどのように電力を受け取るかを示している。
本発明の実施例の詳細な説明
ここで、図面を参照すると、図１には、建物の固定配線電気システム１０に接続された本発明に従ったシステムを示してあり、そのシステムを使用して、電気ランプ、あるいは、固定配線電気システム１０に固定配線された他の電気装置の遠隔制御を達成することができる。既存の標準的照明制御スイッチの代替として照明制御装置を設置することを除いて、制御機能を実行するために建物の配線を変更する必要はない。従って、図１に示したシステムを使用して、付加的な電線を敷設することなく、建物の照明システムの遠隔制御を行うことができる。それは、高価な建設作業や、再配線を行うことなく、遠隔制御のために既存の建物を改装する場合に特に有用である。また、本発明のシステムは新しい建築にも使用できる。新しい建築においても、必要となる配線を削減する場合に本発明は有益である。
本発明の一つの実施例では、主制御装置と照明制御装置との間の無線周波信号によって、すべての制御機能が達成される。中継器を通る経路を用いることもできるが、このことは必須ではない。
本発明のシステムの好ましい実施例に従えば、様々な制御ボタンに割り当てられた様々な制御装置を制御する、複数の制御器及び状態表示器２２を有する主制御装置２０を設置することができる。ここでより詳細に説明するが、コンピュータプログラムに従って、特定の制御ボタンへの特定の制御装置の割り当てを行う。好ましい実施例によれば、主制御装置２０は、無線周波信号を送受信するためのアンテナ２４を備え、電源を得るために、例えば、変圧器２６を介して壁のコンセント２５に差し込まれる。所望であれば、別のタイプのマスタユニット３０を設けることができる。標準壁取り付け配電箱に設置できるので、マスタユニット３０は、壁取り付けマスタユニットであると見なされる。図１に示した壁取り付けマスタユニットは、単一連結型の設計であるが、後に説明するような複数連結型の設計とすることができるので、複数連結型の標準壁取り付け配電箱に適合する。壁取り付けマスタユニット３０には、視界から隠されたアンテナが含まれ、同時に提出された出願者の通し番号Ｐ／１０−３９３の未決の出願に記述されて
いる。そうしたアンテナは、望ましくは、視界から隠され、制御及び状態機能のための無線周波信号を送受信する。本発明に従って、卓上タイプ、あるいは、壁取り付けタイプ、あるいは、同じものの組み合わせのいずれかの多数のマスタユニットをシステムに設けることができる。
記載されたシステムの好ましい実施例によれば、システムのあらゆる構成要素が制御目的のためのこの構成要素向きおよび／または状態情報を提供向きの無線周波数通信信号を受信することを確実にするのに役立つ中継器４０も備えられる。中継器によって使用された通信プロトコルおよび他の装置は、ここでおよびこれと同時に出願された同時係属特許出願第Ｐ／１０−３９１に記載されている。このシステムは、ここでおよびこれと同時に出願された同時係属特許出願第Ｐ／１０−３９０に記載されている。
電灯５４の状態を制御するために、手動制御ボタン５２を介して手動で作動させることもできるが、マスタユニット２０、３０から無線周波数信号を受信することもできる少なくとも１つの照明制御装置５０が装備されている。さらに、照明制御装置５０は、無線周波数信号を中継器４０および／またはマスタユニット２０および３０に送信し、制御された電灯５４の実際の状態をマスタユニットに知らせることができる。この状態はマスタユニットの表示装置上に表示される。これは、制御された電灯の実際の状態である。制御される電灯が切れた場合、調光器が適正に動作しないかあるいは通信リンクが切れた状態にあり、マスタの状態表示器は点灯せず、問題をオペレータに知らせる。
照明制御装置５０は、例えば、調光器を備えてもよいし、複数の状態表示装置、例えば、光導波路を通して放射し、電灯５４の輝度設定をユーザに示す発光ダイオード５６を含んでもよい。さらに、照明制御装置５０は輝度レベルを設定する手段５８を含む。例えば、このような手段５８は、アップ／ダウンロッカースイッチを含んでもよい。さらに、オン／オフスイッチ５９、例えば、エアーギャップスイッチは、例えば、保守目的のために、所望のような照明制御装置を不作動にするために備えられてもよい。
図１に示された照明制御装置５０の一般的な外観を有する照明制御装置は、本願出願人によって販売されたマエストロライン（Ｍａｅｓｔｒｏ ｌｉｎｅ）の装
置である。しかしながら、マエストロ照明制御装置は、無線周波数通信のためのいかなる手段も備えてなく、単に、ここに示されていない照明制御装置５０の一般的な外観を有する照明制御装置の例としてここに参照される。さらに、付加的に、Ｍａｅｓｔｒｏ装置は、ここで説明した照明制御装置との間で、幾つかの同じか、あるいは、類似の機械的／電気的な構成要素を共有している。
説明されるように、マスタユニットは、制御装置からの信号を直接に受信するか、あるいは、中継器を介して受信することができる。同様に、制御装置は、マスタユニットから直接、あるいは、中継器を介して信号を受信することができる。
図２は、図１に示した照明制御装置５０の好ましい実施例の分解図である。照明制御装置５０には、電源線を通せる絶縁背面カバーキャップ５００が含まれる。背面カバーキャップ５００内に、アンテナに接続されたＲＦボード５０２を取り付ける。下記でそれを更に詳細に説明する。ＲＦボード５０２の目的は、電気ランプの動作を制御するため無線周波信号をアンテナから受信し、主制御装置に送信する無線周波信号をアンテナに送信することである。
また、背面カバーキャップ５００には、無線周波数干渉（ＲＦＩ）抑制チョーク５０４及びコンデンサ５０３が設けられており、コンデンサは、建物の電気系統１０を介して電源として照明制御装置に供給される交流のエネルギーを適切に濾波するために設けられている。
また、背面カバーキャップ５００には、電源及び制御ボード５０６が設けられており、それには、電源及び調整器及びマイクロプロセッサ制御回路が含まれ、その制御回路は、ＲＦボード５０２から受信した信号で制御され、ＲＦボード５０２へ電気ランプの状態に関する信号を送信する。
電源及び制御ボード５０６には、制御される１つまたは複数の電気ランプの状態を表示する複数の発光ダイオードが含まれる。発光ダイオードの上にサブベゼル５０８が設けられ、ベゼルには、発光ダイオードが発した光が装置のオペレータに見えるように、装置の外に各々の発光ダイオードからの光を伝達するために、モールド光パイプ５０８Ａが含まれる。望ましくは、ＬｅｘａｎＴＭ、あるいは、他のポリカーボネート、あるいは、その他の光透過性プラスチックでサブベゼルを作成して、光パイプ機能を果たさせることができる。付加的に、サブベゼル５０８も、ユーザからアンテナボード５２６を絶縁する機能を果たす。好ましい実施例に従ったアンテナボード５２６をＡＣ電源に接続するので、好ましい実施例に従えば、そうした絶縁が必要である。図２では５１０で示されている背面カバーリングは、背面カバーキャップ５００に結合され、これもまた絶縁材料製である。背面カバーキャップ５００と背面カバーリング５１０は、適切な手段、例えば、ネジ５１２によって固定される。電源及び制御ボード５０６によって制御される電気ランプは、トライアックで構成できる半導体パワーデバイス５１４によって制御される。半導体パワーデバイス５１５は、電源及び制御ボード５０６用の電源レギュレータの一部として使用されるＦＥＴあるいは他のトランジスタとすることができる。図示したようなフレキシブルリボンコネクタ５１６を介して、ＲＦボード５０２を電源及び制御ボード５０６に接続することができる。
熱を放散させるために、パワー半導体デバイス５１４及び５１５をネジ５２０で金属ヨーク５１８に固定する。従って、ヨーク５１８は、ヒートシンクを構成し、照明制御装置５０を壁取り付け配電箱に取り付ける手段としても機能する。従って、ヨーク５１８には、従来の方法で、ヨークと、照明制御装置５０を壁取り付け配電箱に取り付けるための取り付けネジを受け入れるための２つのネジ穴５２２が含まれる。デュポン社（ＤｕＰｏｎｔ）が製造するＫａｐｔｏｎ^▲Ｒ▼といった絶縁材料製とすることができる絶縁部材５２４が、ヨーク５１８の上に配置され、ヨーク５１８をヨークの上に配置された構成要素から絶縁している。絶縁部材５２４、並びに、ヨーク５１８には、光パイプ５０８Ａと、絶縁部材５２４の上に配置されたプリント回路アンテナ基板５２６に接続するための配線とのための複数の貫通穴が含まれる。アンテナプリント基板５２６をＲＦボード５０２に接続するために、３ピン給電線５２８を設ける。アンテナプリント回路基板５２６の上に配置されたサブベゼル５０８は、適切な絶縁材料製であり、スイッチを制御するために、モールドヒンジ付バー５３４を介して動作する作動ボタン５２がその上に配置されている。スイッチは、ヒンジ付バー５３４で操作され、照明制御装置のオン／オフ状態を制御するために、パワー半導体デバイス５１４の動作を制御するマイクロプロセッサに信号を送出する。それに加えて、接続された電気ランプの強度を増減させるためのスイッチを動作させるための操作面５８
を備えたロッカアーム制御器５３７が設けられている。
エアギャップアクチュエータ５９は、エアギャップリーフスイッチ５３６を動作させて、システムの保守のためにプラスのエアギャップシステムをオフ状態にする。
サブベゼル５０８を絶縁することに加えて、アンテナボード５２６を更に絶縁するために、必要に応じて絶縁部材５２５を設けることができる。こうした部材５２５を使用して、モールドクリアランスのために設けたサブベゼル５０８の小さな隙間を埋めることができる。
外観を良くする目的で、外部カバーとしてベゼル５３０を設けて、適切に着色することができる。望ましくは、適切な外観が得られるように、ベゼル５３０及び部材５２、５９、及び５３８を選択した色の一つで工場取り付けとする。異なる色、あるいは、色の組み合わせができるように、それぞれの構成要素は交換可能である。
構成要素５２、５９、５３０、５３６、及び、５３７は、実質的に従来のものであり、その機能は、本願出願人が販売する調光器のＭａｅｓｔｒｏ製品グループから知られている。
アンテナプリント回路基板５２６は、望ましくは絶縁部材５２４の両側において接着剤で絶縁的にヨークに結合される。サブベゼル５０８は、ネジ５３１でヨーク５１８に結合され、外部環境からアンテナを絶縁する。好ましい実施例では、アンテナは、電力線に接続されるので、電力線の電位である。しかしながら、サブベゼル５０８は、感電から保護するために、完全にユーザからアンテナを絶縁する。こうした構造は、電力線からの高価でかさばるアンテナの電気的絶縁の必要性を省く。
図２に示したように、アンテナプリント回路基板５２６は、完全に照明制御装置５０の中に封入されている。従来の方法の場合のような懸垂アンテナや、あるいは、外部アンテナはない。装置５０は、標準の壁取り付け配電箱に収まる。その代りに、壁取り付け配電箱の外向きの開口部よりも幾分大きくなるように、アンテナボード５２６のサイズを設定することもできる。そうした場合は、アンテナボード５２６を開口部の真上に取り付け、壁取り付け配電箱の開口部用の銘板よりも大きくならず、銘板の後ろに隠れるようにサイズを設定しなければならない。
図２に示した照明制御装置５０の場合と類似の方法で、図３に示した壁取り付けマスタユニット３０の好ましい実施例には、背面カバーキャップ３００、電源フィルタコンデンサ３０４、ＲＦボード３０２、フレキシブルコネクタ３１６、電源及び制御ＰＣボード３０６、背面カバーリング３１０、パワー半導体制御デバイス３１４、及び電圧調整装置３１５、ヨーク３１８、例えば、ＤｕＰｏｎｔが製造するＫａｐｔｏｎ^▲Ｒ▼製の絶縁体３２４、アンテナＰＣボード３２６、並びに、光パイプ３０８Ａを内蔵した異なる設計のサブベゼル３０８、制御ボタン３２２、及びベゼル３３０が含まれる。ネジ３３１が、サブベゼル３０８をヨークに固定する。アンテナネジ３２７を使用して、アンテナをヨーク３１８に固定することができる。その代りに、図２の調光器の実施例の場合のように、接着剤を使用することができる。３ピン給電ソケット３２９を介してアンテナＰＣボード３２６をＲＦボード３０２に電気的に接続するために、３ピン給電線３２８を設ける。照明制御装置５０の場合のように、半導体パワーデバイス３１４とレギュレータ３１５をヨーク３１８に固定するために、ネジ３２０を設ける。ネジ３１２によって、背面カバーキャップ３００を適切に背面カバーリングに固定することができる。
照明制御装置５０に対して、マスタユニット３０に設けられた制御ボタンの個数と機能が異なるので、アンテナＰＣボード３２６及び５２６の設計は、幾分異なっても良い。しかしながら、望ましくは、アンテナＰＣボード３２６及び５２６は同じ制約に従って設計され、すなわち、壁取り付け配電箱内あるいは銘板領域内に収まり、コンパクトな設計であり、建物といった限られた区域で特に使用できるよう遠方界では実質的に等方的である無線周波信号を送受信することに適したものであり；狭帯域幅を有し、外来及び帯域外電磁干渉及び付属の制御回路による干渉の影響を受けず；限られたスペース、特に標準の壁取り付け配電箱に収まるように小型であり；プリント回路基板の縁の近くに生じた消散するか、あるいは周辺に留まる近接場を有し、特に隣接する制御回路との干渉を最少にするために、基板の背面に実質的に無視できる電界を有し；照明システムの局所を実質的に越えた伝送を防止し；アンテナのサイズが動作波長よりも遥かに小さいにも拘わらず、効果的に送受信を行うことができ；本発明のＲＦ制御された照明制御システムのローカル制御装置及びマスタユニットと共に使用し；壁取り付け配電箱で利用できる小スペースを最大に利用するが、機械的に動かされる構成要素及びユーザ表示器、例えば、光導波路を含む別の構成要素を壁取り付け配電箱に内蔵できるように、サイズを設定され；環境に対してインピーダンスが安定しており、比較的環境の影響を受けず；ＰＣボードの構成によって提供される内蔵の誘導性負荷によって補償される、主として容量性のインピーダンスを有し；懸垂、あるいは、外観が不快なアンテナを持たずに、視界から隠され；制御回路への電磁結合を最少にするために、近接場における、大部分が消散するか又は周辺に留まる側方の放射パターンと、アンテナボードの背面における実質的に無視できる電界とをもたらし；コスト効果が高く、高価でかさばるＡＣネットワーク絶縁電気回路の必要を無くすが、それでも、完全にユーザから絶縁されており；中性接続点のない２線（２本の配線を用いた）調光器を用いて操作できるように設計される。
図２及び３に示したアンテナ３２６及び５２６の詳細は、上記で確認した出願者が同時に出願中の明細書で説明されている。その明細書で説明したように、アンテナ３２６及び５２６は、望ましくは、金属化ランドパターンが絶縁基板上に配置されたＰＣボードタイプのアンテナで構成される。実質的に壁取り付け配電箱の開口部の銘板領域に収まるように、そうしたアンテナのサイズを決定する。本発明の好ましい実施例の動作周波数及び波長（４１８ＭＨｚ）では、アンテナのサイズは、すべての寸法が、処理されるＲＦ信号の自由空間波長よりも実質的に小さく、また特に、自由空間波長の１０分の１以下であるようなものである。
図４には、図１に示した卓上主制御ステーション２０の分解斜視図の詳細を示してある。本発明に従って、卓上主制御ステーションは、ベース２００及びオプションの壁取り付けプレート２０１で構成され、このプレートはベース２００にはまり込み、主制御ステーションを壁に取り付けられるようにする。主制御ステーションには、標準電気コンセント２５に差し込むための電源接続部２０２が含まれる。望ましくは、図１に示した変圧器２６が、標準電流を低電圧電流に変換する
。
図４に示したマスタユニットには、様々な電気構成要素と下記で更に詳細に説明するマイクロプロセッサで構成された主ボード２０５とが含まれるとともに、更に、従来のアンテナ２０９、例えば、図示したような伸縮、あるいは、非伸縮回転アンテナ２０９に接続されたＲＦボード２０７で構成されたユニットが含まれる。壁取り付けマスタユニット、あるいは、制御装置のアンテナとは対照的に、卓上マスタユニット（及び中継器）は、高効率アンテナを使用することができる。フレキシブルコネクタ２１６を設けて、ＲＦボード２０７を主ボード２０５に接続する。主ボード２０５の上にはボタンハウジング２１１が配置され、複数のユーザ制御器及び表示器２１３のための支持手段となっており、その上に様々なボタンと表示器の機能のラベルを付けることができる。ユーザ制御器及び表示器２１３には、複数のボタン２１５、並びに、表示器２１７が含まれ、（主ボード２０５の上に配置された）発光ダイオードの出力をユーザに表示するための光パイプでそれを構成することができる。
図５は、本発明に従った中継器ユニットの展開透視図であり、下記でその機能を詳細に説明する。中継器４０には、ベース４００、オプションの壁取り付けプレート４０１、電源プラグ４０２、主制御ボード４０５、アンテナ４０９に接続されたＲＦボード４０７、複数の表示器とボタン４１３のための支持手段となるボタンハウジング４１１が含まれる。表示器とボタン４１３は、複数のボタン４１５、及び光パイプ４１７で構成される。フレキシブルコネクタ４１６を設けて、主ボード４０５をＲＦボード４０７に接続する。
図６には、本発明に従った様々な構成要素の外観を示してある。図６（ａ）には、本発明に従った典型的な調光器５０を示してある。図６（ｂ）には、典型的なオン／オフスイッチ５０’を示してあるが、調光器の機能は含めていない。図６（ｃ）には、図１に示した典型的な壁取り付け主制御装置３０を示してある。図６（ｄ）には、典型的な卓上制御ステーション２０を示してあり、図６（ｅ）には、図１１に更に詳細を示した中継ステーションの外観を示してある。
下記で更に詳細に説明する本発明の好ましい実施例に従って、本発明の制御機能の知能は、中継器、主ステーション、及び様々な照明制御ステーション５０及び５０’を含む様々な構成要素に分散している。
図７には、壁取り付け主ステーション３０が、異なる数の制御機能をそれぞれ有する複数の主ステーションで構成できる、ということを示してある。例えば、図７（ａ）には、単一連結型の主ステーションを示してあり、単一連結型の壁取り付け配電箱に取り付け可能で、７つのボタンを備え、その５つが割り当てられた場所の制御装置を制御し、別の２つのボタンが、すべての電気ランプを同時に「オン」にし、すべての電気ランプを同時に「オフ」にするように制御装置をそれぞれ制御する各スイッチで構成される。図７（ｂ）には、１０の異なる制御ボタンに割り当てられた制御装置を制御することができる二重連結型の壁取り付け主ステーションを示してあり、図７（ｃ）には、１５の異なる制御ボタンに割り当てられた制御装置を制御することができる三重連結型の主ステーションを示してある。壁取り付け主ステーション７（ｂ）及び（ｃ）の各々には、また、「オールオン」及び「オールオフ」の制御ボタンを備えたスイッチがある。
本発明の好ましい実施例に従って、中継器４０の目的は、主ステーションと制御装置との間のＲＦ通信信号を指定した受信機が確実に受信することを補助することである。従って、本発明の好ましい実施例に従ったシステムは、少なくとも１台の中継器を備え、すべての通信装置が、確実に中継器の場所の指定された半径内にあることを補助するために、望ましくは中継器をできるだけ中央に配置する。図８に示したように、本発明の好ましい実施例は、すべての通信装置が中継器の３０フィート以内に配置されることを規定する。本発明の好ましい実施例に従って、下記で更に詳しく説明するように、一つ以上の中継器を使用することができる。
図９には、６室があるフロアを有する家への本発明に従ったシステムの典型的な設置を示してある。示したように、典型的な設置では、卓上主制御装置２０を主寝室１００に、様々な調光器５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、及び５０Ｅ（あるいは、その代わりにスイッチ、あるいは、スイッチと調光器との組み合わせ）をそれぞれの主寝室１００、キッチン１０２、リビングルーム１０４、玄関広間１０５、及びダイニングルーム１０７に配置する。それに加えて、マスタユニットと様々な調光器、及び／あるいは、スイッチとの間の信号を指定した受信機が確実に受信することを補助するために、部屋１０９の中央位置に単一の中継器４０を設ける。更に、望ましくは壁取り付け主制御装置ステーション３０を玄関広間に設けて、これにより、主制御装置２０あるいは３０の位置から、すべてのスイッチ及び／あるいは調光器を制御すること、あるいは状態を決定することを可能にする。システムが広い区域に広がっているか、あるいは、制御装置、あるいは、主ステーションで信号を受信するのが困難な場合は、付加的な中継器を設置することができる。
図９の主制御装置３０を図９Ａに拡大して示して、典型的な制御ボタンの配置と、所望の機能を実行するために、ユーザが制御ボタンをプログラムする方法を示した。図９Ａに示したように、主制御装置３０には、複数の制御ボタンが含まれる。提示した実施例では、５つの制御ボタン３１は、家の５つの部屋にそれぞれ割り当てられている。残りの２つのボタン３３によって、ユーザは、同時にすべての被制御電気ランプをオン状態にするか、あるいは、すべての被制御電気ランプをオフ状態にすることができる。
図１０には、図４に示した卓上主制御装置２０の制御パネルを示してある。制御パネルは対応するＬＥＤ ２２Ｄを備えたボタン２２Ａで構成され、更に、「オールオフ」ボタン２２Ｂ、及び「オールオン」ボタン２２Ｃが含まれる。図１６に関連してここで説明した「減光設定」モードで、卓上主ステーションを使用した場合は、減光設定ボタン２２Ｇ、「増」及び「減」ボタン２２Ｆ、及びレベルＬＥＤ ２２Ｅを使用する。
図１１には、図５に示した中継ステーション４０の制御パネルを示してある。制御パネルは、中継器制御器４２２、設定制御器４２４、及び試験制御器４２６で構成される。中継器制御器には、主スイッチアクチュエータ（すなわち、ユーザによって作動させられるボタン）４２２Ｂ、及び関連したＬＥＤ ４２４、及び遠隔スイッチアクチュエータ４２２Ｄ、及び関連したＬＥＤ ４２２Ｃがある。設定制御器４２４には、設置スイッチアクチュエータ４２４Ｂ、及び関連したＬＥＤ ４２４Ａ、及びアドレススイッチアクチュエータ４２４Ｄ、及び関連したＬＥＤ ４２４Ｃがある。試験制御器４２６には、ブザー（発信音）スイッチアクチュエータ４２６Ｂ、及び関連したＬＥＤ ４２６Ａ、フラッシュ（点滅）スイッチアクチュエータ４２６Ｄ、及び関連したＬＥＤ ４２６Ｃがある。こうした制御器の機能と使用法は、下記で更に詳細に説明する。
ここで、図１２を参照すると、本発明の好ましい実施例に従ったシステムを現場で構成し、プログラムする。システムには、操作プログラムを使用するが、それを学習するのは容易である。構成の目的は、特定のシステムで使用するすべての構成要素の場所を突き止め、それを識別することである。高層集合住宅や、アパート建築といった用途では、接近して２つの別個のシステムを使用することがあるので、その２つのシステムが互いに干渉しないことが重要である。従って、隣接したシステムと干渉しないように、システムが適切なハウスコードを選択できるような設置手順を使用する。接近したシステムが、２つの別個のシステムとしてではなく、単一のシステムとして動作する状況を避けるために、各システムが独自の別個のコードを持たなければならないので、高層集合住宅や、アパート建築といった用途では、それが特に重要である。本発明の好ましい実施例に従って、システムは、利用可能な２５６のハウスコードの一つをランダムに選択して、そうした干渉が発生することを禁止する。
その機能を達成するために、各システムの１つの中継器が、主中継器として選択される。それは、図１１に示してある。スイッチ４２２Ｂ及び４２２Ｄが各中継器に設けられ、中継器の１つが「主」に設定され、システムで使用される他のすべての中継器は「遠隔」に設定される。好ましい実施例に従って、本発明に従ったシステムでは、少なくとも１台の中継器を使用しなければならない。
しかしながら、システムは、中継器を使用する必要はない。中継器の主要な機能は、本発明に従ったＲＦ信号を使用するタイプのシステムの信頼性を増大させることである。すべての装置がマスタユニットと直接通信することができるならば、必ずしも中継器の必要はない。更に、本発明に従って、一定のプログラム機能、例えば、ハウスコード、及びマスタユニット及び制御装置のアドレスの割り当てに関連したプログラム機能を中継器に設ける。中継器、あるいは、複数の中継器を使用しない場合は、そうしたプログラム機能を別の場所、例えば、マスタユニットに設けることができる。
更に、下記で説明するように、中継器は、オン／オフ状態ビットマップを生成し、信頼性を高める際の補助とする。中継器、あるいは、複数の中継器を使用しない場合は、そうした機能の必要はない。
図１２には、本発明の好ましい実施例に従ったシステムの全体的なプログラムフローを初めから示してある。動作の通常モードは、動作モードとして知られており、システムは、ユーザがシステムを設置し、システムのすべての構成要素のアドレス指定を行い、主ステーションのボタンの動作をプログラムした後で、この動作モードで動作する。
提示したように、システムの設置を開始した際に、オペレータは、最初に「設置」モード６００に入り、そこでハウスコードが選択される。設置モードの後で、ユーザは、「アドレス」モード７００に入り、そこですべてのローカル及び主制御装置に対して、中継器によってアドレスが与えられる。ユーザによって、設置モードとアドレスモードの両方が中継器、あるいは、複数の中継器で選択される。すべてのローカル及び主制御装置がアドレス指定されたら、次に、オペレータは、「プログラム」モード８００に進むが、そこには、主ステーションから入る。このモードでは、すべてのローカル制御装置が、主制御ステーションのボタンに割り当てられる。ローカル制御装置が、主ステーションのボタンに割り当てられたら、次に、ユーザは動作モード１０００に入る。
それに加えて、「減光設定」モード９００で示したように、ユーザはシステムで使用される各調光器を特定の光強度レベルに設定することもできる。中継器を追加しなければならない場合は、ユーザは、設置モードに戻ることができ、あるいは、付加的な主ステーション、あるいは、調光器を設置する場合はアドレスモードに戻ることができ、あるいは、プログラムモードに戻って、現在の主ステーションボタンの割り当てを変更することができる。
ユーザは、最初に、図１３Ａに示した中継器設置モードに入る。図１１に示したように、ユーザは、選択した中継器のスイッチ４２２Ｂを「主」に設定する。ＬＥＤ４２２Ａが点灯する。望ましくは、すべてのローカル及び主制御装置に対して中継器を中央に配置する。望ましくは、すべてのローカル及び主制御装置から３０フィート以内に中継器を配置し、慎重に設置する。
図１３Ａのステップ６０２及び６０４に示したように、最初の中継器を設置し、「主」に設定した後、ユーザは、ステップ６０６に示したように、図１１に示した中継器の設定パネルの設置ボタン４２４Ｂを押す。「主」スイッチ４２２Ｂを押すことによって、ユーザが特定の中継器を主中継器として選択すると、中継器は、下記で説明する中継器シーケンスの第１、あるいは、「Ｒ１」位置であると想定する。望ましくは、設置ボタンを一定の時間、例えば、５秒だけ押し続けなければならないように、プログラムを設定する。設定したその時間だけ押し続ければ、ステップ６０８に示したように、図１１に示したＬＥＤ ４２４Ａが点灯する。次に、プログラムが、多数の可能なハウスコードの一つに対して、ハウスコードを、例えば、８ビットコードである２５６をランダムに選択する。これは、図１３Ａのステップ６１０に示してある。
次にシステムプログラムは、何らかの競合（コンフリクト）するハウスコードが受信されたかどうかを決定することで、６１２において示されるように競合を自動的に検討する。競合するハウスコードが受信されていれば、６１４に示される様に、プログラムはステップ６１０を再実行し、別のハウスコードをランダムに選択する。更にステップ６１２において、主中継器として選択された中継器は、設置モードで主中継器として設定された別の中継器があるかどうかを決定する。これはステップ６１６で示される。別の中継器が「主」に設定されかつ設置モードにある時には、ＬＥＤ４２４Ａはステップ６１８に示される様に赤に変わる。次にユーザは、ステップ６２０に示されている様に再び設置ボタン４２４Ｂを押し、それにより６２２に示される様に設置モードを終了する。システムは、近接している別のシステムが同時に設置されていると決定したので、ユーザは別のシステムが設置される間待機しなければならない。次に６２４に示される様に、再び挑戦できる。
設置モードの中継器が、６２６で示されるように、別のシステムと競合がないと決定したと仮定すると、ハウスコードの選択が完了し、ユーザは次に、システムが二つ以上の中継器を持っていると仮定して、システムの残りの中継器を設置できる。従って、ステップ６２８において、ユーザは、次の中継器が、別の中継器によりカバーされていない全てのローカル及び主制御装置の３０フィート以内にあるように、当該次の中継器を適切な位置に位置決めする。最初の中継器と異なって、この中継器は遠隔中継器であるように設定される。従って、スイッチ４２２Ｄは「遠隔」になるように操作される。設置ボタン４２４Ｂはステップ６３０に示される様に、６０６に対して示されるのと同様な方法で、再び押され、設置ＬＥＤ４２４Ａはステップ６３２で示される様に緑に点滅する。次に遠隔中継器が、ＲＦ通信を介して、主中継器から、ステップ６３４に示された様にハウスコードと中継器アドレスを要求する。設置される第１遠隔中継器は、中継器シーケンスで、位置「Ｒ２」を獲得する。続いて、設置された中継器は「Ｒ３」で始まる連続した中継器シーケンスで識別される。次に遠隔中継器は、ステップ６３６で示される様に、競合があるかどうかを決定しなければならない。競合についての決定結果に基づいて、プログラムの流れは、図１３ＡのＡ、Ｂ、Ｃで示される様に、三方向のうちの一つに進む。
遠隔中継器が主中継器と通信出来ない場合は、このことについての表示が与えられ、例えばＬＥＤ４２４Ａは、図１３Ｂの６３８で示される様に赤で常時点灯する。次にユーザは６４０で示される様に中継器を再度位置決めし、次にステップ６３０に戻って設置ボタンを押し、この時点で、既に説明したルーチンが繰り返される。
競合するハウスコードが遠隔中継器により決定される場合、即ち遠隔中継器が所定の位置にあって、これにより、主中継器により選択されたハウスコードが、近接した別のシステムのハウスコードと競合していると決定される場合、６４２で示される様に設置ＬＥＤ４２４Ａは、赤に点滅する。遠隔中継器が、競合するハウスコードがあることを決定すれば、この競合について別の中継器と通信し、全ての中継器の設置ＬＥＤは６４４で示される様に赤に点滅し始める。ユーザは次に全ての中継器に設置モードを終了させ、主中継器に戻ってステップ６０６を開始し、新たなランダムハウスコードが選択できる様に、主中継器を再び設置モードに設定する。
ステップ６３６で遠隔中継器により競合がないことが検出されると、このことについての表示が与えられ、例えば、ＬＥＤ４２４Ａがステップ６４６に示すように、緑で常時点灯する。ユーザはステップ６４８に示すように、これが最後の中継器であるかどうかを決定する。そうでない場合は、ユーザはステップ６２８に戻り、次の中継器を位置決めし、同様の方法で次の中継器を設置する。最後の中継器であると仮定すると、中継器の中の任意の中継器で設置ボタンが押され、ステップ６５０に示す様に５秒間保持される。設置ボタンが押される遠隔中継器は、次に他の全ての中継器と通信し、全ての中継器が、ステップ６５２で示される様に設置モードを終了する。システムの中継器が全て設置され、ユーザはアドレスモード７００に入る準備ができる。アドレスモード７００は、図１４に示される。アドレスモードでは中継器がローカルと主制御装置の各々にアドレスを提供する。
アドレスモード７００は、図１４で詳細に示される。アドレスモードに入るために、ユーザは任意の中継器でアドレスボタンを操作する。これにより全ての中継器がアドレスモードになる。アドレス要求は、アドレスを発行する主中継器に常に送られ、次にこの発行されたアドレスは後述するようにローカル或いは主制御装置に送られる。アドレスモードに入るために、図１４のステップ７０２に示すように、ユーザは中継器の任意の一つでアドレスボタン４２４Ｄを操作し、５秒間それを保持する。アドレスＬＥＤ４２４Ｃは、ステップ７０４に示すようにオンになる。ステップ７０６に示されているように、任意の他の中継器は、別の中継器がアドレスモードに入ったことについての別の中継器からの通信を受信するとき、全ての中継器がアドレスモードに入る。このことは、他の中継器がアドレスモードに入ったことについての通信を別の中継器から受信する前に、このような情報を更に別の中継器から受信した中継器においても当てはまる。即ち、中継器は一つの中継器から他の中継器に情報を中継し、その結果として最終的には、システム内の中継器のうちの１つがアドレスモードに入る限り、システム内の全ての中継器がアドレスモードに入る。
ステップ７０８において、中継器は、中継器モード制御器４２２の設定により決定されるように、それが主中継器であるのか、それとも遠隔中継器であるのかを決定する。それが主中継器である場合は、中継器はステップ７１０に示すように、マスタ或いはローカル制御装置の一つからの有効メッセージを受信したかどうかを決定するために受信状態を維持する。下記でより詳細に説明されるが、このことは複数のタイムスロットを使用する通信プロトコルに基づいて実行される。それが有効なメッセージを受信したと仮定すると、中継器は、ステップ７１２に示すように、メッセージがアドレス要求であるかどうかを決定する。アドレス要求であれば、ステップ７１４で示される様に、中継器はその装置に次の可能なアドレスを送信する。次にプログラムは、ステップ７１６で示される様に、アドレスボタンが５秒間保持されているかどうかを決定する。５秒間保持されていれば、次に中継器は、ステップ７１８において、全てのローカル及び主制御装置によって受信させるためのアドレスモード終了コマンドを伝送し、ステップ７２０に示すように、アドレスモードを終了する。５秒間保持されていなければ、ステップ７１０に戻る。アドレスＬＥＤ４２４Ｃはステップ７２２においてオフにされる。
ステップ７１０において、有効メッセージが受信されていなければ、分岐線７２４により示すように、処理はステップ７１６に分岐する。アドレスボタンが５秒間保持されていない場合は、ステップ７１０に戻る。
ステップ７１２において、アドレス要求が受信されていない場合は、ステップ７２６において、アドレスモード終了コマンドが別の中継器から受信されたかどうかの決定がなされる。もし受信されていない場合は、ステップ７１６が実行され、中継器のアドレスボタンが５秒間保持されているかどうかの決定がなされ、この場合にはアドレスモードは終了される。ステップ７２６で、アドレスモード終了コマンドが受信されていると、ステップ７２０に示すようにアドレスモードは終了される。
ステップ７０８において、中継器が、スイッチ４２２Ｄにより「遠隔」が選択されていることを決定すると、中継器は、ステップ７２８において、それが受信した全ての有効メッセージを中継する。ステップ７３０において、中継器は、それがアドレスモード終了コマンドを受信したかどうかを決定する。もし受信していれば、ステップ７２０に戻り、アドレスモードを終了する。もし受信していなければ、アドレスボタンが５秒間保持されていたかどうかがステップ７３２で決定される。もし５秒間保持されていれば、アドレスモード終了コマンドがステップ７３４で送られ、ステップ７２０でのアドレスモード終了に戻る。もし５秒間保持されていなければ、ステップ７２８に戻る。
ステップ７１２において、中継器は、アドレス要求がマスタ或いはローカル制御装置から受信されたかどうかを決定する。中継器にローカル或いは主制御装置の一つからアドレス要求を受信させるために、ユーザは屋内のローカル制御装置の一つ或いは主制御装置の一つに行く。ユーザはローカル制御装置の状態をオンにしたりまたはオフにしたりすることにより当該状態を変化させる。アドレスが受信されたことを示す信号がユーザに供給される。例えば、典型的には電気ランプである負荷が例えば２度点滅し、これにより、ローカル制御装置が中継器からのアドレスを受信したことを示す。さらに、ステップ７１４に示す時点において、ローカル制御装置には、主中継器によりハウスコードが提供される。次にユーザは、各々のローカル制御装置に進み、この手順を繰り返す。即ちローカル制御装置のオンオフを行う。ローカル制御装置が中継器からアドレスを受信すると、信号がユーザに提供される。例えば、これを実行するための適切な方法は、負荷を「点滅」させることである。即ち電気ランプが点滅する。この点滅回数は２度が望ましい。ユーザはこの様に家屋全体を移動して回り、この様にしてローカル制御装置の各々に対するアドレスを獲得する。
主制御装置に関して、主制御装置にアドレスを提供するための好ましい実行方法は、主制御装置の「オールオン」「オールオフ」ボタンにかかっている。オールオン或いはオールオフボタンが状態を変化させると、本発明の好ましい実施例に基づいて、主制御装置での全てのＬＥＤ表示器が二度点滅し、中継器からアドレスを受信したことを示す。さらに、ステップ７１４に示す時点において、主制御装置には、主中継器によりハウスコードが提供される。ユーザは、全ての主制御装置が適切にアドレス割り当てされるまで、主制御装置の各々で同一の操作を実行する。主中継器は、好ましくは、アドレス「Ｄ１」で開始するようにアドレス割り当てするための複数のローカル制御装置のユーザの選択シーケンスに基づいて、各ローカル制御装置に連続してアドレスを割り当てる。同様に、主制御装置に対して、アドレス「Ｍ１」で開始するようにアドレス割り当てするためのユーザの選択シーケンスに基づいて、アドレスは主中継器により連続して割り当てられる。一旦ユーザが全てのローカル及び主制御装置をアドレス割り当てすると、ステップ７１６或いは７３２に示すように、ユーザは、アドレスボタンを押して５秒間それを保持することにより、システムにアドレスモードを終了させる。
図１４に示すように、アドレスモードに入るために、主或いは遠隔中継器の任意の中継器が使用される。主中継器である場合は、ローカル或いは主制御装置への次の可能なアドレスの伝送は、その中継器から開始される。それが遠隔中継器である場合は、中継器は単に、割り当てられたアドレスを含む全ての有効メッセージを中継する。しかし、好ましい実施例に基づいて、アドレスの割り当ては、図１４に示す様に、主中継器でのみ実行される。
一旦マスタ、ローカル制御装置の各々がアドレス割り当てされると、ユーザは次にプログラムモードに入る準備をする。即ち、ローカル制御装置が主ステーションのボタンに割り当てられるモードである。プログラムモードは図１５Ａ、図１５Ｂ、図１５Ｃで示される。
本発明のローカル制御装置は通常単に２本の配線を用いた制御装置である。即ち、このような制御装置は、ＡＣ電線のホット側の配線のみをスイッチングし、中性側の配線には接続されていないので、ローカル制御装置に電力を供給するためには、システム上の各々のローカル制御装置に負荷が具備され、負荷が動作中であることが必要である。この様に、照明システムの場合、各々のローカル制御装置は動作中のランプに接続されなければならない。そうでなければ、ローカル制御装置に対してアドレス割り当てしたり或いはプログラムしたりする事は不可能である。
任意のローカル及び主制御装置がプログラムされる前に、アドレスモードによりアドレスが割り当てられなければならない。全ての制御装置がアドレスを有していることを確認するために、ユーザは中継器の一つに行き、フラッシュモードボタン４２６Ｄを押し、５秒間保持できる。フラッシュモードボタンは、図１１において示される様に試験パネルにある。ローカル制御装置がアドレスを持っている場合は、負荷をオン、オフに点滅させるであろう。主制御装置がアドレスを持っている場合は、複数のＬＥＤをオン、オフに点滅させるであろう。
中継器は更に「ブザー」機能を使用する。ブザー機能は故障検査のために提供される。ブザーモード選択ボタン４２６Ｂが作動すると、例えば５秒以上それを作動させると、ＬＥＤ４２６Ａがオンになり、ブザーモードに入ったことを示す。このモードにおいて、中継器はマスタユニット或いは制御装置から信号を受信すると、いつでも可聴なブザー音を提供する。これは、マスタユニット及び制御装置から信号を受信できるかどうかを決定する試験中に使用される。「ブザー」モードを終了するには、ユーザは予め設定された時間例えば５秒間スイッチ４２６Ｂを再び、作動させる。ブザーモードＬＥＤ４２６Ａは、消され、システムは前にそうであった状態に戻る。
各々のローカル及び主制御装置がアドレスを持っていると仮定すると、ユーザは、主制御装置の選択された複数のボタンを同時に押して、設定された時間、例えば５秒間保持する事で、ステップ８０２に示すようにプログラムモードに入る。本発明の一つの実施例において、主制御装置における右端の縦列のトップボタンとオールオフボタンとは５秒間同時に保持される。トップボタンの左のＬＥＤは点滅を開始し、このボタンに割り当てられた全てのローカル制御装置はオンになる。このボタンに割り当てられていない全てのローカル制御装置はオフにされる。
最初、ローカル制御装置はボタンのいずれにも割り当てられておらず、全てのローカル制御装置はオフにされる。
ステップ８０４において、ユーザは、プログラムしたいマスタ制御ボタンを押す。ボタンの左のＬＥＤが点滅を開始する。主制御装置は、特定の主制御装置と特定の選択されたボタンがプログラムモードにあることのコマンドを送り出す。これは図１５Ａのステップ８０６で図示されている。そのコマンドに応答して、全ての他のマスタがロックアウトモードに入り、これらはプログラムされる事が不可能になる。全てのＬＥＤは点滅し、そのボタンは、いかなる機能をも実行しないであろう。このことはステップ８０８に示されている。次にユーザは、家屋をくまなく歩き、そのボタンに割り当てたいと思うローカル制御装置をオンにする。ローカル制御装置が既にオンになっていて、ユーザがその制御装置をボタンから削除したいと望む場合は、そのローカル制御装置はオフにされる。このことは、ステップ８１２で示される。ステップ８１０は、割り当てられた調光器がオンになり、割り当てられなかった調光器がオフになることを示す。
特定ボタンに割り当てられる各々の調光器がオンにされ、また割り当てられなかった各々の調光器がオフにされた後、調光器は、ステップ８１４に示すように、そのアドレスと状態を主制御装置に伝送する。マスタは次に、ステップ８１６に示すように、割り当てられたローカル制御装置と特定の押しボタンとの間の関係を設定する。次にユーザは、図１５Ｂのステップ８１８に示すように、プログラムする次のボタンを選択する。マスタは、ステップ８２０において、先のボタンに割り当てられた全ての調光器の割り当てビットマップを送り出す。先のボタンに割り当てられたこれら全ての調光器を特定する、この割り当てビットマップに基づいて、調光器は、マスタに状態情報を送り返すことが出来るように、応答スロットを計算する。下記により詳細に説明されるが、割り当てビットマップに存在する最も低位のアドレスを有する調光器はスロット１に割り当てられ、第２に低位のアドレスを有する調光器はスロット２に割り当てられ、以下同様に続く。このことは、ステップ８２２で示される。ステップ８２４において、調光器は割り当てビットマップの受信に対して確認応答する。さて主ステーションは、ステップ８２６に示すように、新しいボタンが押されたことを示す新たなコマンドを伝送する。以前と同様に、ステップ８２８に示すように、このボタンに割り当てられた全てのこれらの調光器はオンになり、割り当てられなかった調光器はオフになる。最初、いかなる調光器も割り当てられておらず、全ての調光器はオフである。次にユーザは建物周辺を進み、調光器をオンにすることで、調光器を割り当て、調光器をオフにすることで調光器の割り当てを解除する。これはステップ８３０で示される。調光器は、図１５Ｃのステップ８３１に示すように、そのアドレスと状態を主制御装置に伝送する。次にマスタは、ステップ８３２に示すように、割り当てられたローカル制御装置と、押された特定ボタンとの関係を設定する。ステップ８３３において、図１５Ｃで示されているように、全てのボタンがプログラムされたかどうかが決定される。プログラムされていない場合は、図１５ＢのポイントＡに戻り、各調光器が状態をマスタに送信するための応答スロットを獲得するように、最後のボタンがプログラムされた新たな割り当てビットマップが送出された後で、次のボタンがプログラムされる。
ユーザは次に主制御装置の残りのボタンを各々プログラムし始める。一旦全てのボタンがプログラムされると、ステップ８３４に示す様に、ユーザは右端の縦列のトップと「オールオフ」ボタンとを５秒間保持することで、プログラムモードを終了する。マスタは、ステップ８３６に示すように、最後に押されたボタンの割り当てビットマップを送り、割り当てられた調光器の各々が応答スロットを獲得する。一旦これが実行されると、マスタはステップ８３８に示すようにプログラムモードを終了するコマンドを伝送する。次に全てのマスタが、ステップ８４０に示す様にロックアウトモードを終了し、調光器は、ステップ８４２に示すように、プログラムモードに先立つ状態に戻る。ユーザが他のいかなる状態に進む意図も持たない場合には、ユーザは次に、ステップ８４４に示す様に、動作モードに入る。
図１６は、図１２の「減光設定」モード９００を図示した物である。減光設定モードには、９０２に示す様に主制御装置の図１０の減光設定ボタン２２Ｇを操作することによって進む。ステップ９０３に示すように、全てのボタンＬＥＤ２２Ｄは点滅し、強度レベルＬＥＤ２２Ｅは常時点灯する。ユーザは次に、ステップ９０４に示すように、設定すべきボタンを操作する。ボタンＬＥＤ２２Ｄは、ステップ９０５に示す様に点滅を停止する。設定されているボタンに対するＬＥＤは、ステップ９０６に示すように常時点灯する。マスタは、ステップ９０７に示すように、設定されるボタンのための調光器レベルについての要求を、全てのローカル制御装置と中継器に送出する。割り当てられた調光器は、ステップ９０８に示すように調光器の光レベルと対応する。中継器は、強度レベルを含む強度レベルビットマップを構築して伝送するが、この強度レベルは、好ましい実施例では、ボタンに割り当てられた４つの最も低位のアドレスを有する調光器の強度レベルである。一旦完全な強度レベルビットマップが、マスタにより構成され、受信されると、マスタはステップ９１０に示すようにビットマップにおける光強度レベルを平均化する。マスタは次に、複数のＬＥＤにてなるグループ２２Ｅのうちの「上」及び「下」のＬＥＤを消灯し、ステップ９１２に示すように平均光レベルと対応する様にＬＥＤを点灯させる。
ユーザは、ステップ９１３に示すようにボタンを押す。マスタは、ステップ９１４に示すように「減光設定」ボタンであるかどうかを決定する。減光設定ボタンでない場合は、主システムは、ステップ９１５に示すように、別のボタンが設定されるべきかどうかを決定する。そうでない場合は、ステップ９１８で示される様に、それは「増」「減」ボタン２２Ｆのはずである。割り当てられた一つ以上のランプの強度レベルを示すように点灯される、複数のＬＥＤにてなるグループ２２ＥのうちのＬＥＤは、ステップ９１９に示すように、操作されているのが「増」ボタンであるか、それとも「減」ボタンであるかに基づいて変化する。次にマスタは新たに光レベル情報を、ステップ９２０に示す様にボタンに割り当てられた一つ以上の調光器に伝送する。全ての割り当てられた調光器は、ステップ９２１に示すように、接続された一つ以上のランプを新たな光レベルに設定する。マスタは次にステップ９１３に戻り、作動される別のボタンを待機する。別のボタンがステップ９１５で作動すると、マスタはステップ９０６に戻る。減光設定ボタンがステップ９１４で再び作動すると、マスタはステップ９１６に示すように減光設定モードを終了して、ステップ９１７に示すように動作モードに戻る。
一旦調光器の設定がなされ、減光設定モードが終了されると、システムは次に図１７で示されているように動作モードに入る。
先に説明したように、各々のローカル制御装置、例えば各々の調光器或いはスイッチは、ユーザが接続された一つ以上のランプの状態を変更出来るように、手動アクチュエータを包含する。ユーザが、接続された負荷の状態を変更するために、この様な動作を開始すると、ローカル制御装置は、状態情報信号を一つ以上のマスタに（直接且つ／或いは一つ以上の中継器を介して間接に）伝送する。「真の」状態により、本発明では更に、マスタが制御信号をローカル制御装置に伝送した場合に、ローカル制御装置は接続された負荷の真の状態を示す信号を伝送することも意図されている。
動作モード１０００において、ユーザはまず、例えば幾つかのランプを点灯するようにマスタ制御ボタンを押す。主制御装置は次に、ステップ１００４に示すようにリンククレームを伝える。各々の中継器は、リンククレームを別の中継器と制御装置に伝送する。マスタは次にステップ１００６に示すように、メッセージを送り、中継器はこの情報を伝達する。装置、例えばマスタは次にステップ１００８に示すように４つのランダムタイムスロットの一つを待機する。その後、ステップ１０１０に示すように、装置はリンククレームを再度送り、中継器はそれを伝送する。装置は、ステップ１０１２に示すように、メッセージを再度送り、中継器はそれを伝達する。ステップ１０１４において、作動されたボタンに割り当てられている、受信状態を維持している装置の各々は、それ自体の状態を送信する。一つ以上の中継器が、タイムスロットにおいて、マスタユニット或いは光制御装置からの信号を中継する。中継器は、通信信号を受信したときにオン−オフ状態ビットマップを構築し、このオン−オフ状態ビットマップを再送信時に周囲に伝達する。好ましい実施例において、オン−オフ状態ビットマップは、作動ボタンに割り当てられた全ての制御装置の状態、即ちオン或いはオフの状態を示す。作動ボタンに割り当てられていない制御装置は応答せず、オン−オフ状態ビットマップは、応答なしを示すこれらの制御装置に関する情報を包含する。各々の中継器は、当該中継器にとって既知の情報をオン−オフ状態ビットマップに付加し、下記により詳細に説明される様に、多数の中継器により完全な中継器シーケンスが確定された後、全てのシステム情報の完全なオン−オフ状態ビットマップが構成され、伝送される。この様に、マスタは、確実に、全ての状態情報の完全なオン−オフ状態ビットマップを少なくとも一度受信している。
ステップ１０１６で、処理開始側のマスタユニットは、ローカル制御装置から適切な状態情報を受信したかどうかを決定する。受信していれば、ステップ１０１８に示すように処理は完了する。受信していなければ、処理開始側のマスタユニットがメッセージを二度送ったかどうかがステップ１０１７で決定される。送っていない場合は、ステップ１００４に戻る。送っていれば、処理は完了したと見なされる。
ここで図１８を参照すると、マスタと中継器と調光器間における説明される通信プロトコルの詳細が図示される。オン−オフ状態ビットマップの伝達に関して説明がなされるが、同一のプロトコルが、先に説明した割り当てビットマップ及び強度レベルビットマップに関しても使用される。システムは、信頼性を提供するために、メッセージを、説明されるように２度送信するプロトコルを使用している。普通の状況では、マスタは図１８に示されているようにコマンドを二度伝送する。次に各中継器は、図１８にしめされているようにそれ自身のタイムスロットでコマンドを伝送する。図１８では、３つの中継器が図示されたシステムで使用されることが示される。各々の中継器は、各マスタコマンドに対して、それのタイムスロットにおいてコマンドを中継する。次に、割り当てられた調光器は、上記で述べられ、下記で更に詳細に述べられるが、割り当てられたタイムスロットで、調光器の状態を伝送する。一旦各々の調光器がそれのタイムスロットにおいて伝送を行うと、中継器はオン−オフ状態ビットマップを構成する。各々の中継器は、受信された情報をオン−オフ状態ビットマップに挿入して、より完全なオン−オフ状態ビットマップを形成する。オン−オフ状態ビットマップを幾度か伝送した後、完全なオン−オフ状態ビットマップが構成され、各々のマスタユニットは完全なオン−オフ状態ビットマップを少なくとも一度受信しているであろう。一旦各々の中継器が完全なオン−オフ状態ビットマップを伝送し、この伝送されたオン−オフ状態ビットマップがマスタにより受信され、マスタが、意図していたものとは異なるオン−オフ状態ビットマップを受信すれば、マスタは図１８の再トライ（リトライ）番号１で示されているように、再度反復してコマンドを送信する。場合によっては最初のリトライも失敗すれば、更にリトライが使用される。
最初のコマンドパケットの伝送において、マスタはリンククレームと、その後に続くコマンドパケットとを送信する。これは図１９に示される。各々の中継器は、図１９に示される様に、リンククレームを中継し、次にコマンドを中継する。各々の中継器は、図示したように、リンククレームとコマンドパケットをそれ自身のタイムスロットで中継する。
図２０に示すように、コマンドパケットの第２の伝送において、マスタは再びリンククレームとコマンドパケットを伝送し、各々の中継器はリンククレームとコマンドパケットを図示されているように再度伝送する。
図２０で示されているように、マスタによる２回目の伝送において、マスタは、伝送のために、複数のバック−オフスロット、説明した実施例では４つのバック−オフスロットを設定する。２回目の伝送を行う理由は、二つの装置が同時に伝送しようとするときに第２の伝送の試みを可能にするとともに、更に信頼性を高めることにある。もし二つの装置が同時に伝送しようとしてリトライが行われるならば、４つのランダムバックオフ時間は、任意の二つの装置が再び同時に伝送しようとする可能性を低下させる。二度目のこれが生じる可能性は、最初にこれが生じる可能性の１／４である。マスタは、これらの４つのスロットの一つを例えばランダムに選択する。図２０で示された図示例において、マスタはランダムにスロット３を選択した。コマンドパケットは、スロット３の直後にバックオフタイムスロット４の最初から中継される。
照明制御装置と主ステーションの間を干渉なしに通信するために、各々の照明制御装置は自動的に、状態信号伝送のためのタイムスロットを決定する。これは、各々のマスタユニットのアクチュエータに割り当てられた全ての照明制御装置を定義する割り当てビットマップをマスタに生成させることで実行される。
各々のマスタボタンがプログラムモードの実行中にプログラムされた後、マスタは特定ボタンに割り当てられた全てのローカル制御装置の割り当てビットマップを送り出す。このことについては、プログラムモードと関連させて上記で説明した。調光器は次にそれ自身のアドレスより小さなアドレスでボタンに割り当てられた調光器の個数を計算し、それ自身に対して１つ加算することで、スロットを決定する。例えば、８つの調光器があれば、マスタにより生成される割り当てビットマップは、以下のようになる：
調光器番号 １ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８
割り当てビットマップ ０ １ １ ０ ０ ０ １ ０
スロット番号 １ ２ ３
従って、上記記載の例において、調光器２、３、７は、割り当てビットマップの「１」により示すように、特定のマスタボタンに割り当てられる。従って調光器２、３、７には、マスタに状態情報を伝送するために、スロット番号１、２、３がこの順に割り当てられる。
好ましくは、オン−オフビットマップ状態情報伝送タイムスロットは、複数の調光器が３相電力系統の異なる位相に接続されることを見込んで、特別に長く形成される。このことは、調光器が、電線上の電圧がゼロを交差することに基づいてタイムスロットの始まりを決定する場合に必要である。従って、３相システムの異なる位相に接続された複数の調光器は、（タイムスロットがハーフサイクルの１／３を超える場合）互いに重複するタイムスロットを持つことになるが、このことは、隣接タイムスロットの通信間において干渉を引き起こす可能性がある。この問題を解決するために、タイムスロットは特別に長く形成され、例えば図示したように２倍の長さに形成され、これによりタイムスロットの端部で不感時間の期間を持つことが可能となり、異なる位相に接続された調光器のための後続のタイムスロットにおけるの情報との重複を除去する。
上記で説明したように、中継器はオン−オフ状態ビットマップを形成し、それを伝送する。中継器によって生成されたオン−オフ状態ビットマップは、全ての制御装置のオン−オフ状態を示す。各々の中継器はその中継器に割り当てられたタイムスロットで、当該中継器にとって既知の情報を伝送する。中継器シーケンスが続いているとき、各々の中継器は他の中継器により伝送された情報を収集し、オン−オフ状態ビットマップにそれを付加する。伝送の終わり迄に、全ての中継器は完全なオン−オフ状態ビットマップを伝送してしまっており、各々のマスタは完全なオン−オフ状態ビットマップを少なくとも一度受信しているであろう。
各々の調光器は、オン−オフ状態ビットマップで二つのビットを有する。「１０」は調光器が「オン」状態であり、「０１」は調光器が「オフ」状態であることを示す。「００」或いは「１１」は、応答のないことを示す。これらの「応答なし」シーケンスは交替する。この方法で、受信機により５０％のデューティーサイクルデータが常に受信され、これにより感度を最適にするための浮動しきい値を使用出来るようになる。
通信信号がシステム内でローカル制御装置とマスタの各々により確実に受信される様に、複数の中継器は特定のシーケンスで中継する。中継器シーケンスは、宛先として意図された各構成要素にメッセージが伝達されることを保証するために、中継器の順序或いは位置の知識を必要としないものである。
中継器はシステムの動作範囲を拡張するのに使用される。従来の考えでは、中継器は二つの通信点の間に位置決めされる。例えば、ポイントＡ、Ｂが離れすぎていると、中継器は双方と通信出来るようにその間に置かれる。ポイントＡ、Ｂが更に離れてすぎていると、複数の中継器が使用される。各々の中継器はメッセージを受信し、それを次の中継器に送る。次に、次の中継器が送られたメッセージを受信し、それを送る。本発明に基づいたシステムの好ましい実施例においては、マスタ或いは調光器から中継器への可能な距離は３０フィートである。一つの中継器から他の中継器への可能な距離は、好ましい実施例において、６０フィートである。
例えば、二つの調光器Ｄ１とＤ２と、３つのマスタＭ１、Ｍ２、Ｍ３を有するシステムにおいて、中継器Ｒ１とＲ２は図２２Ａに示す様に置かれる。この様な場合に、Ｒ１−Ｒ２−Ｒ１の中継器シーケンスは、全ての装置がメッセージを確実に受信するように設定される。例えば、上記記載の場合に、Ｍ３が最初のメッセージを送ると、Ｒ２はメッセージを受信するが、Ｒ１は受信しない。Ｄ２もメッセージを受信しない。従ってＲ１は、それのタイムスロットにおいて応答できない。なぜならば、メッセージを受信していないからである。Ｒ２は、Ｍ３からの信号を受信したので、それのタイムスロットにおいてメッセージを中継することが出来る。Ｒ１はＲ２に対して受信状態を維持することが出来るので、それのタイムスロットにおいてメッセージを中継し、Ｄ２はメッセージを受信出来る。
図２２Ａに示された２つの中継器を備えたシステムの場合、Ｒ１−Ｒ２−Ｒ１の中継器シーケンスは、Ｒ１とＲ２の伝達域内の全ての通信装置が、中継器によるシーケンスＲ１−Ｒ２−Ｒ１での信号の中継の後、これらの装置を宛先とするメッセージを受信することを保証する。
各々の装置が少なくとも一つの中継器の範囲内にある限り、全ての装置は確実に相互に通信できる。好ましい実施例に基づいて、中継器タイムスロットの各々は２５ミリセカンドの長さである。どの単一の装置も、ＦＣＣの規制により、１００ミリセカンドの時間区間毎に一度だけ通信することが求められる。ＦＣＣ平均化は、１００ミリセカンド毎に実行される。その結果、最大伝送パワーを見込んで、任意の装置が１００ミリセカンド時間区間毎に一度だけ通信することを保証するために、第１の中継器が上述の規則を冒さないようにウエイトスロット（待機スロット）が付加される。従って、得られるシーケンスは、Ｒ１−Ｒ２−Ｗ−Ｗ−Ｒ１である。この様に、第２の中継器が中継した後、第１の中継器が中継する前に二つのウエイトスロットがある。
３つの中継器が存在する場合、任意の中継器の通信範囲内の全ての装置が当該装置を宛先とする通信信号を確実に受信するのに必要なシーケンスは、７つのスロット、例えば、Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ１（７つのスロット）を有する。装置が１００ミリセカンド時間区間毎に２度以上通信しないことを保証するために、ウエイトスロットが次のように付加される：Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｗ−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｗ−Ｒ１（９つのスロット）。
４つの中継器が存在する場合、可能な最も短いシーケンスは１２スロットである。例えば、Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｒ１−Ｒ３−Ｒ２−Ｒ１−Ｒ４−Ｒ３−Ｒ１−Ｒ２（１２スロット）である。しかし、このシーケンスにおいて、中継器Ｒ１とＲ３は、１００ミリセカンドで２度以上伝達する。従って次のシーケンスＲ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｒ１−Ｒ２−Ｒ３−Ｒ４−Ｒ１（１３スロット）が使用される。５つと６つの中継器が存在する場合には、次のシーケンスＲ５−Ｒ６−［４つの中継器が存在するシーケンス］−Ｒ５−Ｒ６が使用される。これにより、中継器Ｒ５とＲ６はそれぞれ、システム中継器Ｒ１乃至Ｒ４のうちの少なくとも１つに対して受信状態を維持する。更に使用されうる別のシーケンスは、次のＲ６−Ｒ５−［４つの中継器が存在するシーケンス］−Ｒ５−Ｒ６である。これにより、中継器Ｒ５は、システム中継器Ｒ１乃至Ｒ４のうちの少なくとも１つに対して受信状態を維持することが必要とされる。中継器Ｒ６は、システム中継器Ｒ１乃至Ｒ４或いは中継器Ｒ５のうちの少なくとも１つに対して受信状態を維持しなければならない。
通常、中継器数（Ｎ）の関数としての必要とされるスロット数（Ｒ）は、次の関係により決定される：４以下のＮに対して
Ｒ（Ｎ）＝［４×（Ｎ−１）］＋１
Ｎ＝５に対して、式は、Ｒ（５）＝Ｒ（４）＋２＝１５スロットである。
Ｎ＝６に対して、式は、Ｒ（６）＝Ｒ（５）＋２＝Ｒ（４）＋４＝１７スロットである。
マスタユニットがボタンが押されたと伝達すると、このことは複数の調光器を制御し、好ましい実施例においては、最大で３２個迄の調光器を制御する。制御される全ての調光器は、個々のタイムスロットにおいて当該調光器の状態を通知することによって応答し、マスタは各々の調光器がマスタからの通信信号に応答して作動したことを認識する。各々の応答が中継器シーケンスを通過すると、時間があまりにもかかりすぎる。これを克服するために、中継器は、調光器状態情報を含む上述のオン−オフ状態ビットマップを構築して伝送する。中継器シーケンスの終わるまでに、各々のマスタは少なくとも一度完全なビットマップを受信しなければならない。
本発明の一つの実施例において、本発明の目的は可能な最も短い中継器鎖を使用することが出来ることである。ＦＣＣ要求のために、シーケンスは、中継器が１００ミリセカンドで一度だけ、即ち４つの２５ミリセカンドタイムスロット毎に一度だけ送信を行うように開発された。代替方式では、中継器が既に通信していると、以前に送信してから１００ミリセカンド経過していない場合、次のスロットで再び再送信することは出来ない。しかし、この様な方式はオン−オフ状態ビットマップの適切な構築と伝送を確実にする物ではない。完全なオン−オフ状態ビットマップの構成は、中継器鎖を２度通過することを必要とする。従って、代替方式は、メッセージを発信するための可能な最も短いシーケンスを使用し、いかなるウエイトスロットも使用しない事である。中継器が既に通信している場合は、次のスロットにおいて、送信せずに待機する。この様な方法はプログラムコードに非常な複雑さを付加し、リンクから冗長性或いは信頼性を除去する。しかし、この様な代替方式は、伝送時間を節約することができる。
図２１は、本発明の中継器を使用するシステムが、中継器を用いないタイプのシステムで生じる問題をどの様に取り除くかを示すものである。例えば、波線Ａは、中継器なしで家屋の壁を通過するＲＦ信号がどの様に影響を受けるかを示す物である。木材、乾燥壁、金属ラス、パイプ、電線等の建築材は、ＲＦ信号を減衰し、そのためＲＦ信号が受信機により受信されなくなる可能性がある。家具、人、動物、パイプ内を移動する水も、減衰或いは遮蔽を引き起こす可能性がある。
中継器を使って、図２１の波線Ｂにより示される様に、空間ダイバーシチが達成される。中継器は、増幅された信号が反復的に送信されるか或いは中継器に中継されることを確実にする。これにより信頼性のために空間ダイバーシチがもたらされる。
図２２は、良く知られている様に、複数の伝送経路が、どの様にマルチパスによるヌルを生じさせるかを示す物である。送信された信号は、ＲＦ反射器により反射されてｍλ＋λ／２の距離を伝搬した後、より短い距離ｎλを伝搬した信号と重畳して互いに相殺し、その結果、受信機において弱くなるか、或いは受信しなくなる。
本発明のシステムにおいて中継器を使用することで、中継器により提供される空間ダイバーシチにより、中継器から直接送信された信号と、中継器からの送信後に反射された信号とから受信機においてマルチパスによるヌルが生じることはなくなるであろう。
説明したように、中継器が使用されない本発明の一つの実施例において、マスタユニットは全ての制御装置に同時に制御情報を伝送或いはブロードキャストする。制御される複数の制御装置は、それに接続された電気装置の状態を変化させ、割り当てられたタイムスロットにおいて、即ち逐次に、マスタユニットに状態情報を返信する。
好ましい実施例において、中継器が使用され、マスタユニットと制御装置間の無線周波伝送のための冗長な経路を提供する。好ましい実施例において、マスタユニットからの制御信号は、信号が制御装置により直接受信されるか或いは一つ以上の中継器を介して制御装置により受信される様にブロードキャストされる。先に記載された実施例においてと同様に、調光器は制御情報に応答し、制御されるランプの状態を変更する。複数の制御装置は、割り当てられたタイムスロットにおいて、すなわち逐次に、制御されるランプに関する状態情報を伝送する。この情報は、マスタにより直接に受信されるか、或いは中継器によって受信されて、ここで、全ての受信された状態情報が主制御装置に伝送するための合成状態信号に合成されるかのいずれかである。
第２中継器が使用される場合は、この中継器は、複数の制御装置から直接に状態情報を受信するか、或いは、第１中継器からの合成状態信号の形式で状態情報を受信するかのいずれかが可能である。第２中継器は、受信される状態情報を取り入れ、それを第２合成状態信号に合成し、次にこの第２合成状態信号がマスタによる受信のために送信される。
図２３、２４、２５は、本発明に基づく主ステーション、中継器、調光器のブロック図をそれぞれ示す。
ここで図２３を参照すると、主ステーションは、先に説明したように、それが卓上マスタ或いは壁設置マスタであるかどうかにより、主ボード２０５、３０６、ＲＦボード２０７、３０２を包含する。壁設置マスタ用の回路基板は卓上マスタの回路基板よりコンパクトに作られているが、ブロック図は同一である。ＲＦボード２０７或いは３０２は、マスタが卓上であるか或いは壁設置マスタであるかによりアンテナ２０９或いは３２６に接続される。
主ボード２０５、３０６は、電力を供給し、制御機能を提供するのに提供される。ＡＣ電力は全波整流器ブリッジ２３０に供給される。全波ブリッジの出力は、プロセッサーと論理回路に対して電力を供給する電源調整器回路２３２に供給される。全波ブリッジ２３０の出力はゼロ交差検出器２３４に提供され、この検出器はタイムスロットを同期するのに使用され、その出力はマイクロコントローラ２３６に供給される。マイクロコントローラ２３６は、従来の方法でリセット制御装置２３８に接続される。主ステーションの制御ボタン及びＬＥＤマトリクス２４０は、選択されたローカル制御装置に関するマイクロコントローラ情報を提供し、複数のＬＥＤに状態情報を提供するために、マイクロコントローラ２３６に接続される。
ローカル制御装置を制御するために伝送されるデータは、ＲＦボード２０７、３０２にデータ出力線２４２上で提供される。データが伝送される時に、マイクロコントローラ２３６はまず、好ましくは４１８ＭＨｚの周波数で動作する送信発振器２４８に、信号線２４６上で送信イネーブル信号を供給する。送信されるデータは、信号線２４２上でデータスイッチ２４４に供給され、データスイッチ２４４は、４１８ＭＨｚ搬送波上にデータをオン−オフキーイングにより符号化する。キー変調データは次に送信／受信スイッチ２５０に送られ、次にアンテナ２０９、３２６に送られる。入ってくる情報、例えばローカル制御装置からの状態情報は、アンテナ２０９、３２６から送信／受信スイッチ２５０に供給される。受信された情報は次にスーパーヘテロダイン受信機に供給される。受信されたデータは、低ノイズ増幅器２５２に提供され、フィルタ２５４により濾波され、局部発振器２５８により供給された局部発振器信号とミキサ２５６によって混合され、ＩＦ信号が生成される。情報を受信するＩＦ信号変調器は、ＩＦ増幅器２６０に提供され、その後段にデータスライサー２６２が設けられ、データスライサー２６２は、データ信号を波形整形し、それをマイクロコントローラ２３６のデータ入力に供給する。
中継器ブロック図は、図２４で示される。基本的に、図２３の主ステーションと同様の構成要素を有し、これらの構成要素は図２３の「２００」シリーズの代わりに「４００」シリーズの参照番号を使って同様に付番されている。従って、基本的に主ステーションと同一のブロック図を有する。マイクロコントローラ４３６は、プログラムフローに関して前述したように、勿論、主ステーションのマイクロコントローラとは異なってプログラムされている。更に、中継器プロセッサー４３６は、それが外部装置、例えばセキュリティシステム、コンピュータ、ネットワーク、コンピュータネットワーク（例えばインターネット）、オーディオ／ビジュアルシステム、ＨＶＡＣ装置、通信システム（例えば、電話システム、或いは他の通信システム）、ケーブルシステム、他の機器、センサー等と通信できる通信ポート４３７を適切に有している。代わって、通信ポート４３７は、主制御装置２３６に接続することもできる。
図２５は、調光器のブロック図である。調光器のブロック図は、マスタと中継器のブロック図に類似している。同様の構成要素は、図２３及び図２４と同様に、「５００」シリーズ番号を使って付番されている。しかし、付加的回路が包含される。調光器は、位相制御部５４１と３路信号検出回路５４５を包含する。位相制御部５４１は、従来の設計で、マイクロコントローラ５３６により制御される。位相制御部５４１は、パワースイッチングデバイス５１４を包含する。マイクロコントローラ５３６は、アンテナ５２６から受信された信号によって制御され、また、図１と図２に示す調光器制御器５３７とスイッチアクチュエータ５２を手動により作動させることによっても制御される。アクチュエータ５２と調光器制御器５３７により作動したスイッチは、図２５のスイッチ及びＬＥＤマトリクス５４０の部分である。調光器制御器５３７に代わって、従来のポテンシオメータタイプの調光器制御器或いは別の公知の調光器制御器が、スイッチ及びＬＥＤマトリクス５４０の部分に置換して使用されうる。
３路信号検出回路５４５は、３路回路の調光器に接続された別のスイッチからの信号が受信されているかどうかを決定するために供給される。３路信号検出回路５４５は従来の設計である。
全ての他の点において、ブロック図はマスタ中継器のブロック図と同様である。勿論、マイクロコントローラ５３６にあるプログラムは、先に記載されたマスタと中継器のマイクロコントローラ２３６、４３６にそれぞれ存在するプログラムとは異なる物である。
ブロック図と既に論じられたプログラムフローから明らかであるように、本発明のシステムの判断機能（インテリジェンス）は、主ステーション、中継器、調光器に分散されている。各々のマスタと調光器は、それ自身に関連する全ての関係についての情報を包含する。従って、何らかの一つの構成要素が故障しても、残りの装置は作動しつづける。しかし、判断機能の情報は異なる構成要素に移動するかもしれない。例えば、中継器が使用されないときには、その判断機能はマスタに移動されうる。
ここに説明したシステムにより、建物の照明装置は何らかの付属配線を設置することなしに、遠隔制御される。これは、従来技術のいかなる装置とも異なり、遠隔の主ステーションから各照明設備の状態を知るための能力を提供する。主ステーションにおいて表示された状態は、各照明設備の真の状態である。マスタからのコマンドに起因して、或いは手動操作に起因して、制御装置（調光器）が電気ランプの状態を変更すると、制御装置は状態信号をマスタに返信する。システムは、複数の中継器や、中継器のシーケンス化を使用し、タイムスロットを使用し、また、調光器の割り当てと状態情報とをそれぞれ伝達する割り当て及びオン−オフ状態ビットマップを使用することにより、この状態情報とコマンド情報とを高い信頼性で提供することができる。一つ或いは複数の中継器は、遮蔽、ヌル、減衰、電磁干渉、制御装置で使用されるアンテナの非効率性を克服するために「空間ダイバーシチ」を提供する。
中継器の使用により、マスタと制御装置の間で、或いは制御装置とマスタの間で信号が伝搬するための代替経路を提供する。この様に、所定の経路において伝送に失敗する可能性が１／１０００の場合、独立した障害の影響を受ける二つの経路を使うことで、失敗の可能性は１／１，０００，０００に縮小される。
しかし、上述したように、システムは中継器なしに構成する事が可能であり、その場合、プログラミング機能の様な何らかの基本的な機能がどこか、例えば主制御装置に設けられる可能性がある。この様なシステムでは、全てのマスタユニットと制御装置は、双方の通信範囲内になければならない。
本発明に基づいたシステムの別の実施例において、無線周波信号と電力線搬送信号の組み合わせが、コマンドと状態情報を送受信するために使用される。
図２６は、無線周波と電力線搬送信号の組み合わせを使用する第１の実施例である。この実施例に基づいて、マスタユニット、例えば卓上マスタ２０Ａ或いは壁設置マスタ３０Ａは、照明システムの配線を含む既存の電力線１０１上で電力線搬送信号１１を送信する。これらの電力線搬送信号１１は、照明制御装置、例えば調光器５０Ｚにより受信される。調光器５０Ｚは、ランプ５４の状態を制御するためのマスタユニット２０Ａ、３０Ａからのコマンド信号に応答する、電力線搬送波受信機を有する。
マスタユニット２０Ａ、３０Ａに状態情報を返信するために、制御装置５０Ｚは、図２６のジグザグの矢印により示されている、無線周波信号９Ａを使用する。図１で示された実施例のように、システムの信頼性を増大させるために中継器４０Ａが使用されてもよい。しかし、図１で示された実施例のように、全ての制御装置が主ステーションの通信範囲内にあるならば、中継器は不要であってもよい。中継器４０Ａは、基本的には図１の中継器４０と同様の目的を実行する。即ち、主ステーション２０Ａ、３０Ａに状態情報の伝送のための付加的経路を提供し、ＲＦ信号９Ｂを主ステーションに中継する。
ＲＦと電力線搬送波が組み合わされたシステムの別の実施例において、ＲＦ対電力線搬送波（ＰＬＣ）ブリッジ４０Ｂが使用される。このシステムにおいて、マスタユニット２０Ｂ、３０Ｂは図２７のジグザグ線５１Ｂにより示されるように、無線周波信号をＲＦ対ＰＬＣブリッジ４０Ｂに送る。ＲＦ対ＰＬＣブリッジ４０Ｂは、無線周波信号を電力線搬送信号に変換し、変換された信号を、図２７の矢印１３により示されているように、建物の既存の電力線配線１０上に重畳させる。これらの電力線搬送信号は、制御装置に対するコマンド情報を包含する。更にＲＦ対ＰＬＣブリッジ４０Ｂは、ジグザグ矢印５１Ａに示される様に制御装置５０Ｙからの無線周波信号を受信し、これらの無線周波信号を電力線搬送信号に変換する。変換後の電力線搬送信号は、制御装置５０Ｙに接続された電気ランプ５４の状態に関する状態情報を包含する。
従って、電力線搬送信号１３は、二つのタイプからなり、すなわち、制御装置に対するコマンド信号と、マスタユニット２０Ｂと３０Ｂにより受信される制御装置からの状態信号とである。他の実施例においてと同様に、マスタユニット２０Ｂ、３０Ｂは、制御される電気ランプ５４の状態を示す状態情報を使用する。
図２８は、図２６の実施例のマスタユニット２０Ａ、３０Ａのブロック図を示す。図２８のマスタユニットは、内部に保持された動作プログラムを有するマイクロコントローラ１１３６を包含する。マイクロ制御装置１１３６は、入力１１４３において、制御される電気ランプ５４の状態に関する状態情報を受信する。入力１１４３は、アンテナ１１０９、１１２６を備えた受信機に接続され、アンテナ１１０９、１１２６は、例えば、図２６に示された壁設置マスタ３０Ａに関して前述したプリント回路基板アンテナである。アンテナの出力は、低ノイズの増幅器１１５２に接続され、その出力はフィルタ１１５４に接続される。フィルタの出力は、局部発振器１１５８から信号の供給を受けるミキサ１１５６に接続される。ミキサ１１５６のビート周波数は中間周波数増幅器１１６０の入力に接続され、その出力はデータスライサ１１６２に接続される。データスライサは図２３〜２５に示されるのと同じ方法で機能する。データスライサの出力はマイクロコントローラ１１３６の入力１１４３に接続される。
マイクロコントローラ１１３６は、図２６の照明制御装置５０Ｚのためのコマンド情報をデータ変調器１１４４に供給する。データ変調器１１４４のための搬送波周波数は、マイクロコントローラ１１３６からのイネーブル信号線１１４６により動作可能状態にされる送信発振器１１４８により供給される。変調器制御データは、信号結合変圧器１１２０に供給され、その二次巻き線は、制御装置５０Ｚにより受信させるための電力線搬送信号を電力線に供給するために、電力線１０に接続される。
図２８の残りのブロックは、図２３に示される対応のブロックとほぼ同一であり、従って「１１００」シリーズの番号を使って付番される。
図２９は、制御装置５０Ｚ、５０Ｙのブロック図であり、これは図２６の実施例と図２７の実施例の両方にほぼ同一である。図示されているように、照明制御装置５０Ｚ、５０Ｙには、調光器が含まれてもよいが、この装置はマイクロコントローラ１２３６、スイッチ及びＬＥＤマトリクス１２４０、位相制御部１２４１、３路信号検出回路１２４５、電源装置１２３２、ゼロ交差検出装置１２３４、整流器ブリッジ１２３０、リセットコントローラ１２３８を包含する。これらのブロックの機能は図２３から図２５に示されるブロックとほぼ同様である。
図２６、図２７、図２９の照明制御装置は、信号結合変圧器１２２０を介して電力線搬送信号としてコマンド情報を受信し、そのうちの二次巻き線は、フィルタ１２２２に接続され、その出力はデータ復調器１２２４に接続される。データ復調器の出力は、マイクロコントローラ１２３６のデータ入力１２４３に接続される。従って、マイクロコントローラ１２３６は、電気ランプ５４の状態を制御するためのコマンドを獲得する。
マイクロコントローラ１２３６は、マスタにより受信させるための状態情報を無線周波信号として返信する。図２６の実施例において、無線周波信号はマスタにより直接或いは中継器４０Ａを介して受信されうる。図２７の実施例において、無線周波信号はＲＦ対ＰＬＣブリッジ４０Ｂにより受信され、マスタにより電力線を介して受信させるための、電力線搬送信号に変換される。
従って、状態情報は、マイクロコントローラ１２３６からデータスイッチ１２４４への出力において供給され、データスイッチ１２４４は、マイクロコントローラ１２３６の出力１２４６により動作可能状態にされる送信発振器１２４８からその搬送波を受信する。データスイッチ１２４４の出力はアンテナ１２２６、好ましくは先に記載のプリント回路基板アンテナに接続される。
図３０は図２７のマスタユニット２０Ｂ、３０Ｂのブロック図を示す。マスタユニットは、他のブロック図を参照して説明したような、全波整流器ブリッジ１３３０、電源装置１３３２、ゼロ交差検出装置１３３４、ボタン及びＬＥＤマトリクス１３４０とリセットコントローラ１３３８、ならびにマイクロコントローラ１３３６を包含する。図２７のシステムに基づいたマスタユニットは、データスイッチ１３４４と、マイクロコントローラ１３３６からの信号線１３４６により動作可能状態にされる送信発振器１３４８と、アンテナ１３２６とを介して無線周波信号を伝送する。アンテナ１３２６により無線周波信号として送信された情報は、ＲＦ対ＰＬＣブリッジ４０Ｂにより受信され、制御装置５０Ｙにより受信させかつ接続された電気ランプ５４の状態を制御させるためのＰＬＣ信号に変換される。
図３０に示されたマスタユニットのマイクロコントローラ１３３６は、信号結合変圧器１３２０を介し、電力線１０から、電気ランプ５４の状態に関する状態情報を受信する。変圧器１３２０の二次巻き線は、フィルタ１３２２とデータ復調器１３２４に接続される。状態情報を包含するデータ復調器１３２４の出力は、電気ランプ５４の状態についてマスタユニットに知らせるためにマイクロコントローラ１３３６のデータ入力に供給される。
図３１は、図２７のＲＦ対ＰＬＣブリッジ４０Ｂのブロック図を示す。ブロック図は図３０に示されたマスタユニットのブロック図とほぼ同じである。大きな違いは、図３１のマイクロコントローラ１４３６には、マスタ２０Ｂと３０Ｂからの無線周波コマンド情報と制御装置５０Ｙからの無線周波状態情報を、制御装置５０Ｙとマスタユニット２０Ｂ、３０Ｂによりそれぞれ受信させるために、電力線搬送信号に変換するためのプログラムが供給されていることである。
別のブロック図において、ブリッジは、ボタン及びＬＥＤマトリクス１４４０と、ゼロ交差検出装置１４３４と、全波整流器ブリッジ１４３０と、電源装置１４３２と、リセットコントローラ１４３８を包含している。図３１のＲＦ対ＰＬＣブリッジは、アンテナ１４２６を介して無線周波信号を受信する。これらの無線周波信号は、低ノイズ増幅器１４５２に供給され、その出力はフィルタ１４５４に供給される。フィルタの出力は局部発振器１４５８の出力に接続されたミキサー１４５６に供給される。ミキサーのビート周波数は、中間周波数増幅器１４６０に供給され、その出力はデータスライサー１４６２に供給される。データスライサーの出力は、無線周波信号内にベースバンド情報を包含しており、マイクロコントローラ１４３６に供給される。先に記載されたように、この情報はソースに依存し、制御装置５０Ｙからの状態情報或いはマスタ２０Ｂ、３０Ｂからのコマンド情報を包含できる。
マイクロコントローラ１４３６は、送信発振器１４４８に接続されたデータ変調器１４４４に状態或いはコマンド情報をそれぞれ供給し、送信発振器１４４８は、マイクロコントローラ１４３６からの信号線１４４６により動作可能状態にされる。データ変調器１４４４からの出力は信号結合変圧器１４２０に供給され、その二次巻き線は電力線１０に提供され、コマンドと状態信号をそれぞれ電力線上に重畳させる。
図３２は、調光器５０を建物の既存の固定配線電気システム１０に接続する詳細を示す物であり、調光器５０のブロック図は図２５に示したものである。図２５の黒い線で識別されている、調光器のホットリード線は、建物の既存の固定配線電気装置の位相ホット側の配線７に接続される。図２５の赤い線で識別される、調光器の減光されるホットリード線は、配線５を介して電気ランプ５４に接続される。図２５の青い線として識別される３路信号線１４は、オプションとして（図示されていない）遠隔装置に接続される。遠隔装置は図２５の調光器の強度設定とオン−オフ状態を制御するための信号を提供する。この種の装置は本願出願人により製造されたマエストロリモートモデルＭＡ−Ｒである。
電気ランプ５４の他の端子は建物の既存の固定配線電気システムの中性側の配線１２に接続される。
調光器５０において中性側の配線１２への直接的な接続はないが、調光器５０は、電気ランプ５４を介してのみ中性側の配線１２に接続されることに注意する。
このことは重要である。というのは、既存の建物を改装して調光器５０を組み込む状況において、既存のスイッチ制御式電気ランプ５４の代替として調光器５０が設置されるであろう既存の壁取り付け配電箱においては、中性側の配線１２は、通常は利用できないからである。
調光器５０が中性側の配線１２に直接接続する事を必要とする場合には、説明した改装を行う状況下において、調光器５０が設置される壁取り付け配電箱の中に、既存の建物の壁を介して、追加の電線が引き込まれる必要がある。この事は設置費用を大幅に増大させ、仕上がり後の建物の表面に損傷を与えることになるかもしれない。
調光器５０内の制御回路と無線周波回路に電力を供給する電源装置５３２に供給される全ての電力は、位相ホット側配線７と電気ランプ接続線５への接続部から引き込まれる。
このことが可能であるのは、調光器５０が、状態信号を送信するための相対的に低電力の無線周波送信機と、低電力の制御回路とを用いているからであるが、特に、位相ホット側配線７と電気ランプ接続線５への接続部から引き出すことが可能な電力よりも大きな電力を用いる送信機を使用することになる電力線搬送波信号を、調光器５０が状態情報の送信のために用いるのではないからである。
再度の配線をせずに遠隔で照明設備を制御するために上述のシステムを使用することに加えて、本発明に基づいたシステムは、他の電気的に動作する装置、即ちセキュリティシステム、ＨＶＡＣシステム、ＰＣ、モータ、機器、センサー等を制御するためにも使用可能であり、また、ケーブルＴＶ、インターネット、電話回線、ＰＣ、オーディオビジュアルシステム、ローカルエリアネットワーク等の装置に通信のために接続することができる。
本発明のシステムは入力／出力装置を使用することも出来る。入力／出力装置は信号生成装置、例えば、タイムクロック、占有センサー、モデム入力等からの信号を受信できる。遠隔に置かれた、信号生成装置からの信号に応答して、入力／出力装置はコマンド信号を生成し、例えば、個々の照明制御装置を制御するために、マスタ２０、２０Ｂ、或いは３０、３０Ｂの様にＲＦ信号を生成したり、或いはマスタ２０Ａ、３０Ａの様にＰＬＣ信号を生成したりする。
逆に、入力／出力装置は、外部装置を制御するために、実施例に応じてＲＦ或いはＰＬＣ入力からの出力信号を供給することが出来る。このとき、大部分は、上述の通信ポートの場合と同様である。
更に、システムは遠隔位置からの当該システムの状態をチェックできる用に電話回線とともに使用することもできる。システムは更にエネルギーの節約に関して長所を提供し、また、建物／家屋の占有者に対してセキュリティ及び／又は安心感を提供する。
本発明に基づいたシステムは、任意のサイズの電気照明システムをも収容するために容易に拡張する事が出来る。ユーザ／設置者は単に従来の照明スイッチを本発明に基づくローカル制御装置と置換し、主ステーションの大きさを必要な大きさに拡張し、システムのサイズに必要な（実施例が中継器を使用する場合）所定個数の中継器を設置する。
本発明の好ましい実施例は、無線周波通信リンクを使用しているが、代替の実施例として説明したように、単一方向又は双方向の、例えば電力線搬送波リンクなどの、他の通信リンクも使用できる。
本発明は特定の実施例に関して記載されたものであるが、多くの他の変形或いは修正、他の使用がこれらの分野の技術者には明らかであろう。本発明は、従ってここにある特定の開示により制限される物ではなく、付属の特許請求の範囲によってのみ制限されるものである。

Claims (38)

1. 第１の装置と第２の装置との間において信頼性のある双方向通信を保証するための双方向通信方法において、
   前記第１および第２の装置の各々の通信範囲内に中継器を提供するステップと、
   前記中継器により前記第１および第２の装置からの情報を受信し、前記受信された情報を、前記第２および第１の装置のそれぞれによって受信させるための各信号において送信するステップとを含み、前記送信するステップは、割り当てられたタイムスロットにおいて前記第１および第２の装置のそれぞれの装置に情報を送信するステップを含み、それにより、前記中継器により前記各信号において送信された情報が前記第１および第２の装置によって送信された信号と干渉しないことを保証し、
   前記第１の装置と第２の装置との間に情報のための直接通信経路を提供し、前記直接通信経路の信頼性が断続的に失われるとき、前記中継器により前記第１の装置と第２の装置との間に情報のための付加的経路を提供するステップと、
   前記中継器と前記第１および第２の装置の各々との間の通信信頼性を保証するように前記中継器と前記第１および第２の装置の各々との間の最大通信距離よりも小さい所定の距離だけ、前記中継器と前記第１および第２の装置との間隔を設けるステップと
   を含むことを特徴する方法。
2. 前記方法は、
   前記第１の装置のアンテナによって放射される信号において前記第１の装置からの第１の情報を送信するステップと、
   前記第１および第２の装置の各々の通信範囲内においてアンテナを前記中継器に提供するステップと、
   前記中継器により前記第１の装置からの前記第１の情報を受信し、前記情報を、前記第２の装置によって受信させるために送信するステップと、
   前記第２の装置において、前記第２の装置のアンテナにより、前記第１の情報を受信するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項１の方法。
3. 前記第２の装置のアンテナにおいて放射される信号において、前記第２の装置からの第２の情報を送信するステップと、
   前記中継器により前記第２の装置からの第２の情報を受信し、前記第２の情報を、前記第１の装置によって受信させるために送信するステップと、
   前記第１の装置において、前記第１の装置のアンテナにより前記第２の情報を受信するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項２の方法。
4. さらに、複数の第２の装置があり、前記第１の装置がマスタユニットを備え、前記複数の第２の装置が、電気装置をそれぞれ制御する制御装置をそれぞれ備え、
   前記方法はさらに、
   前記マスタユニットにおいて、前記各電気装置の状態を確定するための制御情報を生成するステップと、
   前記各制御装置において、前記制御情報のうちの選択された制御情報に応答し、当該制御情報によって指示された状態になるように前記各電気装置に命令するステップと、
   前記各制御装置において前記各電気装置の状態情報を生成して前記中継器に送信するステップと、
   前記中継器において、全ての電気装置の状態情報にてなる合成情報を生成するステップと、
   前記マスタユニットによって少なくとも１度受信するために、前記中継器により前記合成情報を送信するステップとを含むことを特徴とする請求項１あるいは２の方法。
5. さらに、複数の第２の装置があり、前記第１の装置がマスタユニットを備え、前記複数の第２の装置が、電気装置をそれぞれ制御する制御装置をそれぞれ備え、
   前記方法はさらに、
   前記マスタユニットにおいて、前記各電気装置の状態を確定するための制御情報を生成するステップを含み、前記制御情報は、前記第１の装置から送信される前記第１の情報であり、
   前記制御装置において、前記制御情報のうちの選択された制御情報に応答し、当該制御情報によって指示された状態になるように前記各電気装置に命令するステップと、
   前記各制御装置において前記各電気装置の状態情報を生成して前記中継器に送信するステップとを含み、前記状態情報は、前記第２の装置から送信される第２の情報であり、
   前記中継器において、全ての電気装置の状態情報にてなる合成情報を生成するステップと、
   前記マスタユニットによって少なくとも１度受信するために、前記中継器により前記合成情報を送信するステップとを含むことを特徴とする請求項３の方法。
6. さらに、複数の第２の装置があり、前記第１の装置がマスタユニットを備え、前記複数の第２の装置が、電気装置をそれぞれ制御する制御装置をそれぞれ備え、
   前記方法はさらに、
   前記マスタユニットにおいて、前記各電気装置の状態を確定するための制御情報を生成するステップと、
   前記制御装置において、前記制御情報のうちの選択された制御情報に応答し、当該制御情報によって指示された状態になるように前記各電気装置に命令するステップと、
   前記各制御装置において前記各電気装置の状態情報を生成して、前記マスタユニットによる受信のために前記中継器に送信するステップと、
   前記中継器において、全ての電気装置の状態情報にてなる合成情報を生成するステップと、
   前記マスタユニットによって少なくとも１度受信するために、前記中継器により前記合成情報を送信するステップとを含むことを特徴とする請求項１の方法。
7. 通信ポートを介して、セキュリティシステム、ＨＶＡＣシステム、コンピュータシステム、オーディオ／ビジュアルシステム、ケーブルシステム、電話システムおよびコンピュータネットワークのいずれかと通信し、前記マスタユニットおよび前記制御装置のいずれかと前記通信ポートに接続された前記システムとの間で双方向通信できることをさらに含むことを特徴とする請求項６の方法。
8. 前記合成情報を生成するステップが、
   ビットマップを生成するステップと、
   前記各制御装置を前記ビットマップ内の所定のロケーションに割り当てるステップと、
   前記各制御装置からの状態情報を、前記ビットマップ内の割り当てられたロケーションに挿入するステップとをさらに含むことを特徴とする請求項４の方法。
9. 前記方法はさらに、
   少なくとも１つの追加の中継器を提供するステップを含み、複数の中継器のそれぞれは、他の中継器との干渉を避けるために、受信情報を送信するためのタイムスロットを有し、
   所定のシーケンスになっている前記複数の中継器により送信するステップを含み、前記シーケンスは、前記第１および第２の装置のそれぞれによって受信されることが意図された情報を当該装置が受信することを保証するように決められている
   ことを特徴とする請求項８の方法。
10. 前記方法は、
    前記各中継器により受信された状態情報を前記ビットマップに挿入することにより、前記ビットマップを更新することと、
    前記決められたシーケンスに従って、前記中継器に割り当てられたタイムスロットにおいて、前記更新されたビットマップ情報を送信することとをさらに含み、
    それによって、前記決められたシーケンスの終わりに、全ての状態情報を中に有する完全ビットマップ情報が形成され、前記完全ビットマップ情報が前記マスタユニットに送信されて受信されることを特徴とする請求項９の方法。
11. 第２のマスタユニットを含む少なくとも１つの追加の第１の装置を提供することをさらに含み、前記決められたシーケンスの終わりに、前記完全ビットマップ情報を送信して全てのマスタユニットで受信させるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１０の方法。
12. 外部システムと通信するための通信ポートを前記中継器に提供し、それによって前記中継器が外部システムと前記第１および第２の装置との間で情報を伝送するように適合されることを特徴とする請求項１、２、３、４、５あるいは６の方法。
13. 前記外部システムが、セキュリティシステム、ＨＶＡＣシステム、コンピュータシステム、ケーブルシステム、通信システム、電話システムおよびオーディオ／ビジュアルシステムの中の１つを含むことを特徴とする請求項１２の方法。
14. 前記電気装置が、建物の電気系統に接続された電灯を備えていることを特徴とする請求項４、５、６あるいは７の方法。
15. 前記送信及び受信が無線周波数信号を使用した送信及び受信を含むことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６あるいは７の方法。
16. 隣接システムとの干渉を防止するためにディジタルハウスコードを自動的に選択することをさらに含むことを特徴とする請求項１、２、３、４、５、６あるいは７の方法。
17. アドレスを前記制御装置の各々に割り当てることをさらに含むことを特徴とする請求項４の方法。
18. 近く設置されたシステムと干渉しないハウスコードを選択するように前記中継器のコンピュータをプログラミングすることをさらに含むことを特徴とする請求項４の方法。
19. 前記方法は、前記中継器を主中継器および遠隔中継器のうちの選択された中継器として確定することをさらに含み、前記主中継器として選択されるならば、互いの中継器のアドレスを生成して、互いの中継器による送信のためのタイムスロットを確定することをさらに含むことを特徴とする請求項９の方法。
20. 前記マスタユニットと前記制御装置との間での双方向通信を容易にするために、前記主中継器により各制御装置および前記マスタユニットにアドレスを割り当てることをさらに含むことを特徴とする請求項１９の方法。
21. 第１の装置と第２の装置との間において信頼性のある双方向通信を保証するために前記装置間で情報を再送信する双方向通信システムにおいて使用するための中継器であって、
    前記中継器は、前記第１および第２の装置からの信号においで情報を受信し、前記受信された情報を、前記第２および第１の装置のそれぞれによって受信させるための信号において送信する送受信機を備え、
    前記第１の装置と第２の装置との間における情報のための直接通信経路が設けられ、前記直接通信経路の信頼性が断続的に失われるとき、前記中継器が前記第１の装置と第２の装置との間に情報のための付加的経路を提供し、
    前記中継器が所定の距離だけ前記第１および第２の装置から離隔されており、前記所定の距離が、前記中継器と前記第１および第２の装置の各々との間の最大通信距離よりも小さいことを特徴とする中継器。
22. 複数の第２の装置をさらに備え、前記第１の装置がマスタユニットを備え、前記複数の第２の装置が、電気装置をそれぞれ制御する制御装置をそれぞれ備え、
    前記マスタユニットが、前記各電気装置の状態を確定するための制御情報を送信し、
    前記制御装置が、前記制御情報のうちの選択された制御情報に応答し、当該制御情報によって指示された状態になるように前記各電気装置に命令するように適合され、前記各制御装置が前記各電気装置の状態情報を生成して前記中継器に送信し、
    前記中継器が、全ての電気装置の状態情報にてなる合成情報を生成する情報合成器を備え、前記合成情報が、前記マスタユニットによって少なくとも１度受信するために送信されることを特徴とする請求項２１の中継器。
23. さらに、前記中継器と前記第１および第２の装置の各々との間の通信信頼性を保証するように前記中継器と前記第１および第２の装置の各々との間の最大通信距離よりも小さい所定の距離だけ、前記中継器は前記第１および第２の装置から離隔されることを特徴とする請求項２２の中継器。
24. 前記情報合成器がビットマップ発生器であり、かつ各制御装置がビットマップ内の所定のロケーションに割り当てられ、前記制御装置からの状態情報が前記ビットマップ発生器によって前記ビットマップ内の適切なロケーションに挿入されることを特徴とする請求項２２の中継器。
25. さらに前記システムが少なくとも１つの追加の中継器を含み、複数の中継器のそれぞれは、他の中継器との干渉を避けるために、受信情報を再送信するための時間スロットを有し、前記複数の中継器が、前記第１および第２の装置のそれぞれによって受信されることが意図された情報を当該装置が受信することを保証するように決められたシーケンスとして再送信を行うことを特徴とする請求項２４の中継器。
26. 各中継器のビットマップ発生器が、それぞれの中継器により受信された状態情報を前記ビットマップに挿入することにより前記ビットマップを更新し、前記決められたシーケンスに従って、前記中継器に割り当てられたタイムスロットにおいて、前記更新されたビットマップ情報を再送信し、
    それによって、前記決められたシーケンスの終わりに、全ての状態情報を中に有する完全ビットマップ情報が形成され、前記完全ビットマップ情報が前記マスタユニットに送信されて受信されることを特徴とする請求項２５の中継器。
27. 第２のマスタユニットを含む少なくとも１つの追加の第１の装置をさらに備え、前記完全ビットマップ情報が、前記決められたシーケンスの終わりにおいて全てのマスタユニットに送信され、かつ全てマスタユニットによって受信されることを特徴とする請求項２６の中継器。
28. 外部システムと通信するための通信ポートをさらに備え、前記ポートが、前記外部システムと前記第１および第２の装置との間で情報を伝送するように適合されることを特徴とする請求項２１あるいは２２の中継器。
29. 前記外部システムが、セキュリティシステム、ＨＶＡＣシステム、コンピュータシステム、ケーブルシステム、通信システム、電話システムおよびオーディオ／ビジュアルシステムの１つを備えていることを請求項２８の中継器。
30. 前記電気装置が、建物の電気系統に接続された電灯を含むことを特徴とする請求項２２の中継器。
31. 前記送受信機が無線周波数送受信機を含むことを特徴とする請求項２１あるいは２２の中継器。
32. 割り当てられたタイムスロットにおいて前記第１および第２の装置のそれぞれの装置に信号を送信する制御回路をさらに備え、それにより、前記中継器により送信された信号が前記第１および第２の装置によって送信された信号と干渉しないことを保証することを特徴とする請求項２１あるいは２２の中継器。
33. 隣接システムとの干渉を防止するためにディジタルハウスコードを自動的に選択するセレクタを含むことを特徴とする請求項２１あるいは２２の中継器。
34. アドレスを前記制御装置の各々に割り当てるアドレス割り当て器を含むことを特徴とする請求項２２の中継器。
35. 前記送受信機がスーパーヘテロダイン受信機を備えていることを特徴とする請求項２１あるいは２２の中継器。
36. 各中継器が、近くに設置されたシステムと干渉しないハウスコードを選択するようにプログラミングされたコンピュータを備えていることを特徴とする請求項２２あるいは３３の中継器。
37. 上記複数の中継器の各々は、当該中継器を主中継器および遠隔中継器のうちの選択された中継器として確定し、前記主中継器として選択されるならば、互いの中継器のアドレスを生成して、互いの中継器による再送信のためのタイムスロットを確定する回路を備えていることを特徴とする請求項２５の中継器。
38. 前記主中継器が、前記マスタユニットと前記制御装置との間での双方向通信を容易にするために、各制御装置および前記マスタユニットにアドレスを割り当てるアドレス発生器を備えていることを特徴とする請求項３７の中継器。

Images