JP4636810B2 - 電源モニタ端末装置および電源モニタシステム - Google Patents

Description

本発明は、複数の発光装置を動作させる電源の動作状態を電源モニタ端末装置により検出し、検出情報を無線によりホスト装置に転送し、当該ホスト装置で各電源の集中管理等を行うことができる、前記電源モニタ端末装置および前記電源モニタ端末装置を用いた電源モニタシステムに関する。

たとえば、緊急時用電源のモニタシステムでは、図１の機能ブロック図に示すように、電源ユニットＵを構成する複数の電源Ｃ１〜Ｃ８が電源ラインＥＬにより接続されて構成されている。なお、図１には図示しないが、電源ユニットＵは、直列接続された電源と並列接続された電源とが組み合されて構成されることもある。

電源ユニットＵには、ホスト装置９０と、電源ユニットＵに設けられた電源チェック回路９１と、電源Ｃ１〜Ｃ８の正負端子との間にそれぞれ接続された細実線で示したチェック用ラインＣＬからなる電源モニタシステム９が付帯している。

電源チェック回路９１は、図２に示すように電源Ｃ１〜Ｃ８の正負端子間電圧を検出する１２個の差動増幅器９１１と、各差動増幅器９１１からの出力電圧を選択する選択回路９１２と、選択回路９１２が選択した差動増幅器９１１のアナログ出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換回路９１３と、選択回路９１２やＡ／Ｄ変換回路９１３を制御する制御回路９１４とを備えている。

ホスト装置９０は、所定時間ごとに電源チェック回路９１にチェック開始要求を発行し、これに応じて、電源チェック回路９１は、電源Ｃ１〜Ｃ８の正負端子間電圧の値をチェックすることができる。

ところが、図１，図２に示した電源モニタシステム９では、チェック用ラインＣＬの本数が多くなるため配線が煩雑となるし、メンテナンスにも手間がかかるという問題がある。

本発明は、多数の電源の動作状態を電源モニタ端末装置により検出してホスト装置により各電源の集中管理等を行うことができるシステムに適用される前記電源モニタ端末装置および前記電源モニタ端末装置を用いた電源モニタシステムを提供することを目的とする。

本発明は、（１）および（２）を要旨とする。

（２）複数の発光装置を動作させる電源からなる電源システムの前記各発光装置にそれぞれ設けられる電源モニタ端末装置であって、
前記各発光装置の発光体に設けられる光発電装置と、
前記光発電装置から供給される電力により動作し、当該電源の動作情報を取得する電源情報取得回路と、
前記発光装置から供給される光電力により動作し、前記電源情報取得回路が取得した前記動作情報と前記電源に割り当てられたＩＤとからなる電源情報を無線により所定のホスト装置に送信する通信回路と、
を備えたことを特徴とする電源モニタ端末装置。
この電源モニタ端末装置におけるモニタ対象となる発光装置は、非常灯、蛍光灯、街路灯等に応用することができる。

本発明の電源モニタ端末装置では、前記電源情報取得回路は、前記電源の表面または周囲温度を検出する温度検出回路を備えることができる。

（２）複数の発光装置を動作させる電源システムの前記各発光装置にそれぞれ設けられる電源モニタ端末と、前記電源モニタ装置との間で情報の授受を無線により行うホスト装置とを備えた電源モニタシステムであって、
前記電源モニタ端末装置は、
前記各発光装置の発光体に設けられる光発電装置と、
前記光発電装置から供給される電力により動作し、当該電源の動作情報を取得する電源情報取得回路と、
前記発光装置から供給される光電力により動作し、前記電源情報取得回路が取得した前記動作情報と前記電源に割り当てられたＩＤとからなる電源情報を無線により送信する通信回路と、
を含んで構成され、
前記のホスト装置は、前記電源モニタ端末装置から前記電源情報を無線により受信する通信回路を含んで構成されていることを特徴とする電源モニタシステム。

本発明の電源モニタシステムでは、前記電源情報取得回路は、前記電源の表面または周囲温度を検出する温度検出回路を備えることができる。
本発明の電源モニタシステムでは、前記のホスト装置は、受信した前記電源情報に基づき、故障しまたは能力が低下した前記発光装置を特定する機能を備えることができる。

有線により電源情報を取得する場合には、前記電源からの電力により動作する回路と通信ケーブルとを、絶縁素子により絶縁しなければならないが、本発明では無線を利用しているので、絶縁のための回路を設ける必要はない。

本発明では、複数の電源についての動作状態（電源状態）の検出を無線により行うことができ、さらに電源情報をホスト装置において管理することができる。本発明では、電源の動作状態を検出することで、電源の不良等を無線でチェックできるほか、当該電源から電力の供給を受けて動作している機器等を無線でチェックすることができる。

さらに、本発明では、複数の照明等の発光装置動作状態（故障の有無）の検出を無線により行うことができ、さらに電源情報をホスト装置において管理することができる。

《前提技術》
図３〜図９は本発明の前提技術を示す説明図である。前提技術では、電源は典型的には二次電池であるが、たとえば電源が、燃料電池、キャパシタ、トランス等の場合にも応用される。

図３は、電源モニタ端末装置１Ａを示す図である。図３において、電源モニタ端末装置１Ａは、本体部１０に内蔵された電源情報取得回路１１と、アンテナ１２と、本体部１０から引き出されたケーブルＷと、ケーブルＷの先端に設けられた正端子（図３ではクリップで示す）ａ１，ａ２と、本体部１０に内蔵されたヒューズ部Ｈとからなる。

電源情報取得回路１１は、図４に示すように、Ａ／Ｄコンバータ１１１と、通信回路１１２と、電源回路１１３と、増幅器Ｂ１とを備えており、電源回路１１３はＤＣ電源２１（後述する電源Ｃ１〜Ｃ８）からの電力によりそれぞれ駆動され、Ａ／Ｄコンバータ１１１，通信回路１１２，電源回路１１３，増幅器Ｂ１は、電源回路１１３からの電力により駆動される。

Ａ／Ｄコンバータ１１１はＤＣ電源２１の正負端子間電圧Ｖ（アナログ値）をデジタル電圧値（動作情報）Ｄｖに変換する。通信回路とアンテナとして、書き込みが可能なタグを用いることができる。

本前提技術では、ＤＣ電源２１（後述する電源Ｃ１〜Ｃ８）は直列接続されており、Ａ／Ｄコンバータ１１１の正負入力電圧値の一方が、グランド電位（ゼロ〔Ｖ〕）であるとは限らない（正負入力電圧値が、グランド電位に対してシフトしている）。前提技術では、後述する電源情報受信回路４１は、無線により通信回路１１２からデジタル電圧値Ｄｖを受け取ることができる。ＤＣ電源２１のＩＤは、通信回路１１２に記録されており、通信回路１１２はＩＤとデジタル電圧値Ｄｖとを電源情報Ｉｎｆとして図５に示す電源情報受信回路４１に出力する。

図５は、上記した電源モニタ端末装置１Ａを応用した、電源モニタシステムの説明図である。なお、前提技術は、電源ユニットＵを構成する電源の個数や接続態様には限定されない。

電源モニタシステム１００は、電源Ｃ１，Ｃ２，・・・，Ｃ８ごとにそれぞれ設けられたモニタ端末装置と、ホスト装置４２と、電源情報受信回路４１とを備えている。モニタ端末装置１Ａはそれぞれ２つの端子を備えており、これらの端子が電源Ｃ１，Ｃ２，・・・，Ｃ８の正負端子にそれぞれ接続されている。

各モニタ端末装置１Ａは無線により、電源情報受信回路４１と通信できるように構成されており、電源情報受信回路４１はホスト装置４２に接続されている。

図５に示したホスト装置４２は、電源情報受信回路４１を介して電源情報Ｉｎｆを受信することができる。図６に示すように、ホスト装置４２は、ＣＰＵ４２１と、記憶装置４２２（ここでは、ＲＯＭ４２２１とＲＡＭ４２２２とからなる）と、通信回路４２３と、ディスプレイ４２４とを含んでいる。

ＣＰＵ４２１は、ＲＯＭ４２２１またはＲＡＭ４２２２に格納されたモニタプログラムを実行することができる。モニタプログラムは、通信回路４２３により取得した電源情報Ｉｎｆについて所定条件を満たしているか否かの判定を行い、判定結果に応じて所定の処理を行う。たとえば、電源情報Ｉｎｆを構成する電圧情報（デジタル値Ｄ（ｘ）：ｘは電源Ｃｘ（ｘ＝１，２，・・・，８）に対応する）が所定値以下である場合には、所定の処理、たとえば、該当するＩＤ（ｘ）を持つ電源についてディスプレイ４２４による警告表示を行うことができる。

記憶装置４２２は、ＲＯＭ４２２１，ＲＡＭ４２２２に加え、さらにハードディスク等の磁気記録媒体を含むことができる。通信回路４２３は電源情報受信回路４１から電源情報を受信することができる。なお、電源モニタシステム１００では、電源情報受信回路４１を設けずに、通信回路４２３が各モニタ端末装置１Ａから電源情報Ｉｎｆを無線により受信するようにもできる。ディスプレイ４２４には、電源Ｃｘが不良である場合の警告表示、あるいは電源モジュールＣｘは正常である旨の表示を行うことができる。

以下、上記した電源モニタシステム１００の動作を、図７〜図９のフローチャートにより説明する。

図７のフローチャートに示すように、ホスト装置４２が電源情報Ｉｎｆの取得処理を開始すると、まずｘがゼロにセットされる（Ｓ１０１：ｘ＝０とする）。次に、ｘをインクリメントし（Ｓ１０２：ｘ＝１とし）、電源Ｃ１に対し電源情報の送信を要求する（Ｓ１０３）。

ホスト装置４２は、電源情報を受信するまで待機し（Ｓ１０４）、電源情報を受信すると、これを所定記憶部（たとえば、図７のＲＡＭ４２２２）に格納する（Ｓ１０５）。つぎに、ｘが所定の値ｍａｘ（図４〜図６の例ではｍａｘ＝８）を超えたか否かを判断する（Ｓ１０６）。ｘ＝１のときには、処理をＳ１０２に戻し、ｘをインクリメントして（ｘ＝２として）、Ｓ１０３〜Ｓ１０６の処理を繰り返し、同様にしてｘの値を「８」にまで増加させる。
ｘ＝９となったときは、ｘ＞ｍａｘ（＝８）となるので、Ｓ１０６では処理を電源情報解析処理に渡し（Ｓ１０７）、電源情報Ｉｎｆの取得処理を終了する。

一方、図８のフローチャートに示すように、各モニタ端末装置１Ａの通信回路１１２は、ホスト装置４２から電源情報受信回路４１を介して電源情報Ｉｎｆの送信要求を受信すると（Ｓ２０１）、Ａ／Ｄコンバータ１１１に端子間電圧Ｖの検出を指示する（Ｓ２０３）。

ここで、通信回路１１２はＡ／Ｄコンバータ１１１から、端子間電圧Ｖの検出値（デジタルデータＤ（ｘ））を受け取ったとき（Ｓ２０３の「ＹＥＳ」）は、電源情報受信回路４１を介してホスト装置４２に、Ｄ（ｘ）と電源ＣｘのＩＤ（ｘ）とを電源情報Ｉｎｆとして送信する（Ｓ２０４）が、検出値（デジタルデータＤ（ｘ））を受け取らないとき（Ｓ２０３の「ＮＯ」）は、ＩＤ（ｘ）のみを電源情報Ｉｎｆとして送信する（Ｓ２０５）。

ホスト装置４２が、各モニタ端末装置１Ａの通信回路から、電源情報Ｉｎｆを取得した後の解析処理を図９により説明する。電源情報Ｉｎｆの解析処理が開始されると、まず、ｘがゼロにセットされる（Ｓ３０１：ｘ＝０とする）。次に、ｘをインクリメントし（Ｓ３０２：ｘ＝１とし）、電源Ｃ１の電圧データＤ（１）を記憶装置（図６のＲＡＭ４２２２）から読み出す（Ｓ３０３）。

次に、電圧データＤ（１）が示す電圧値Ｖｄ（１）が、所定の上限電圧値（Ｖｄｍａｘ）以下か否か（Ｖｄ（１）≦Ｖｄｍａｘ）をチェックする（Ｓ３０４）。Ｖｄ（１）＞Ｖｄｍａｘのとき（Ｓ３０４の「ＮＯ」）は警告を出力し（Ｓ３０６）、Ｖｄ（１）≦Ｖｄｍａｘのとき（Ｓ３０４の「ＹＥＳ」）は処理をＳ３０５に渡す。Ｓ３０５では、電圧データＤ（１）が示す電圧値Ｖｄ（１）が、所定の下限電圧値（Ｖｄｍｉｎ）以上か否か（Ｖｄ（１）≦Ｖｄｍａｘ）をチェックする。Ｖｄ（１）＜Ｖｄｍｉｎのとき（Ｓ３０５の「ＮＯ」）は警告を出力し（Ｓ３０６）、Ｖｄ（１）≧Ｖｄｍｉｎのとき（Ｓ３０５の「ＹＥＳ」）は、ｘが所定の値ｍａｘ（本前提技術では、ｍａｘ＝１２）を超えたか否かを判断する（Ｓ３０７）。ｘ＝１のとき（Ｓ３０７の「ＹＥＳ」）には、処理をＳ３０２に戻し、ｘをインクリメントして（ｘ＝２として）、Ｓ３０３〜Ｓ３０７の処理を繰り返し、ｘの値を「８」にまで増加させる。

ｘ＝９となったときは、ｘ＞ｍａｘとなるので（Ｓ３０７の「ＮＯ」）、電源情報Ｉｎｆの解析処理を終了する。
Ｓ３０６での警告出力は、ディスプレイ（図６の符号４２４参照）による画像出力、あるいは他の機器への通信出力により実現することができる。

《実施形態》
図１０〜図１２は、本発明の実施形態の説明図である。図１０では、電源モニタ端末装置１Ｄは、直流または交流の発光機器２２の発光エネルギーを光発電装置ＬＧを介して受け取り、この電力により動作する。電源モニタ端末装置１Ｄの本体部１０からは、ケーブルＷＬが引き出され、その先端に光発電装置ＬＧが取り付けられている。

電源モニタ端末装置１Ｄは、図１１に示すように、電源モニタ端末装置１Ｄと同様、Ａ／Ｄコンバータ１１１と、通信回路１１２と、電源回路１１３と、増幅器Ｂ１を備えている。だだし、本実施形態における電源モニタ端末装置１Ｄの電源回路１１３は、光発電装置ＬＧからのエネルギーを図示しないキャパシタに蓄積し、このエネルギーによりＡ／Ｄコンバータ１１１，通信回路１１２等を駆動するように構成されている。

図１２は電源モニタ端末装置１Ｄを応用した、本発明の電源モニタシステムを示す説明図である。図１２では、電源モニタシステム３００は、発光機器２２が発光をしないときは電源回路１１３が動作しないし、発光の強度が低下したときはＡ／Ｄコンバータ１１１の出力値が低下する。したがって、ホスト装置４２は、発光機器２２の異常（たとえば、蛍光管の劣化，電球のフィラメントの断線等）を早期発見することができる。

なお、上記の実施形態では、電源情報Ｉｎｆは電源や発光機器の電圧や電流をモニタする場合を説明したが、電源や発光機器が、電源情報Ｉｎｆは異常でないことを通知する情報であってもよい。

たとえば、電源情報取得回路を電源通信回路と電源回路とから構成することができる。この場合、（１）ホスト装置が電源モニタ端末装置と通信を行っているとき（たとえばＩＤのみを受信しているとき）には、電源や発光機器には異常は無いと判断し、（２）ホスト装置が電源モニタ端末装置と通信を行わなくなったときには電源や発光機器に異常が発生したと判断することができる。

また、上記の実施形態では、電源情報Ｉｎｆは温度情報を含んでいないが、電源モニタ端末装置に温度センサを設けて温度をも検出するように構成してもよい。したがって、デジタル温度値Ｄｔをも検出することで、異常な電源を早期発見することができる。

従来の緊急時用電源のモニタシステムを示すブロック図である。 従来のモニタシステムにおける電源チェック回路を示す図である。 本発明の電源モニタ端末装置の前提技術を示す説明図である。 図３の電源モニタ端末装置における電源情報取得回路の一例を示す図である。 図３の電源モニタ端末装置を応用した電源モニタシステム示す説明図である。 図５に示したホスト装置を示す回路図である。 図５に示したホスト装置による電源情報の取得処理を示すフローチャートである。 図３に示したモニタ端末装置における処理を示すフローチャートである。 図５に示したホスト装置による電源情報の解析処理を示すフローチャートである。 本発明の電源モニタ端末装置の実施形態を示す説明図である。 図１０の電源モニタ端末装置における電源情報取得回路の一例を示す図である。 図１０の電源モニタ端末装置を応用した、電源モニタシステムを示す説明図である。

１Ａ，１Ｃ，１Ｄ 電源モニタ端末装置
１０ 本体部
１１ 電源情報取得回路
１２ アンテナ
２１ ＤＣ電源
２２ 発光機器
４１ 電源情報受信回路
４２ ホスト装置
１００，３００ 電源モニタシステム
１１１ Ａ／Ｄコンバータ
１１２ 通信回路
１１３ 電源回路
４２１ ＣＰＵ
４２２ 記憶装置
４２３ 通信回路
４２４ ディスプレイ
４２２１ ＲＯＭ
４２２２ ＲＡＭ
ａ１ 電源の負端子
ａ２ 電源の正端子
Ｂ１，Ｂ３ 増幅器
Ｃｘ（ｘ＝１〜８） 電源
ＥＬ 電源ライン
Ｈ ヒューズ部
Ｉｎｆ 電源情報
ＬＧ 光発電装置
Ｕ 電源ユニット
Ｗ ＷＬ ケーブル

Claims (2)

1. 複数の発光装置を動作させる電源からなる電源システムの前記各発光装置にそれぞれ設けられる電源モニタ端末装置であって、
   前記各発光装置の発光体に設けられる光発電装置と、
   前記光発電装置から供給される電力により動作し、当該電源の動作情報を取得する電源情報取得回路と、
   前記発光装置から供給される光電力により動作し、前記電源情報取得回路が取得した前記動作情報と前記電源に割り当てられたＩＤとからなる電源情報を無線により所定のホスト装置に送信する通信回路と、
   を備えたことを特徴とする電源モニタ端末装置。
2. 複数の発光装置を動作させる電源システムの前記各発光装置にそれぞれ設けられる電源モニタ端末と、前記電源モニタ装置との間で情報の授受を無線により行うホスト装置とを備えた電源モニタシステムであって、
   前記電源モニタ端末装置は、
   前記各発光装置の発光体に設けられる光発電装置と、
   前記光発電装置から供給される電力により動作し、当該電源の動作情報を取得する電源情報取得回路と、
   前記発光装置から供給される光電力により動作し、前記電源情報取得回路が取得した前記動作情報と前記電源に割り当てられたＩＤとからなる電源情報を無線により送信する通信回路と、
   を含んで構成され、
   前記のホスト装置は、前記電源モニタ端末装置から前記電源情報を無線により受信する通信回路を含んで構成されていることを特徴とする電源モニタシステム。

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