JP5232131B2 - 機器制御システム - Google Patents
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Description
この特許文献1のシステムでは、通信手段が、電磁波式の無線通信により建物内設置機器や機器制御用センサとの間でセンサ信号の授受や制御信号の授受を行うことで、各機器の機器情報や機器制御用センサの検出情報を取得している。そして、連係動作として、機器情報や機器制御用センサの検出情報に基づいて、建物内設置機器をオンオフし或いはレベル調整するように設定されており、コントローラの機器制御部が、取得した各機器の機器情報や機器制御用センサの検出情報に基づいて、建物内設置機器の何れをオンオフし或いはレベル調整する必要があるか、すなわち制御対象と制御量とを判断し、各機器に対して制御信号を送信することで、連係制御を行っている。例えば、連係制御として、機器制御用センサの検出情報に基づいてある部屋が不在であると検知すると、その部屋に設置されている建物内設置機器を一定時間経過後に電源をオフにしたり、機器制御用センサの検出情報に基づいて各部屋の在室人数を検知すると、その在室人数に応じてエアコンや照明等の建物内設置機器のパワーを所定のパワーにレベル調整している。
前記複数の通信・制御モジュールは、通電により前記電磁波式通信情報を受信可能とする受信可能状態に前記受信手段が常時維持される第1通信・制御モジュールと、前記受信手段を前記受信可能状態と通電停止により前記電磁波式通信情報を受信不可とする待機状態とに切換自在な第2通信・制御モジュールとから構成され、
前記第2通信・制御モジュールには、前記連係制御手段による連係制御の終了後に前記受信手段を前記待機状態に切り換え且つ起動条件が満たされると前記受信手段を前記受信可能状態に切り換える切換手段と、前記電磁波式とは異なる別方式の無線通信により送信される別方式通信情報を受信可能に常時維持される別方式受信手段とが備えられ、前記通信・制御モジュールにて前記機器情報としての連係制御開始用の機器情報を取得したとの起動用入力情報を入力自在で、且つ、その起動用入力情報が入力されると、前記別方式の無線通信にて起動用別方式通信情報を送信自在な起動情報通信手段が備えられ、前記切換手段は、前記起動情報通信手段により送信される前記起動用別方式通信情報を前記別方式受信手段にて受信すると、前記起動条件が満たされたと判別して、前記受信手段を前記受信可能状態に切り換える点にある。
以上のことから、連係制御を適正に行うことができながら、省電力化を図ることができる機器制御システムを実現できる。
そして、上述の特徴構成で述べた如く、通信・制御モジュールの何れかにおいて連係制御開始用の機器情報が取得されることにより、全ての通信・制御モジュールにおいて受信手段が受信可能状態に切り換えられることになるが、このとき、本特徴構成によれば、連係制御開始用の機器情報が取得された通信・制御モジュールでは、通信制御手段が起動情報を含む電磁波式通信情報を送信した後に、送信順にかかわらず、連係制御開始用の機器情報と識別情報とを含む電磁波式通信情報を送信手段により送信する。これにより、他の通信・制御モジュールでは、連係制御開始用の機器情報と識別情報とを含む電磁波式通信情報を受信手段にて受信することになり、通信制御手段が、その受信情報に基づいて、自己の送信順が到来しているか否かを判別することができ、送信順に従って電磁波式通信情報を送信することができる。その結果、通信・制御モジュールの間で電磁波式通信情報を送信順に従って的確に送信することができ、連係制御を適正に行うことができる。
この機器制御システムは、図1に示すように、複数の機器1と、各機器1に対して装着される複数の通信・制御モジュール2とが備えられている。そして、機器1として、燃料ガスである都市ガスの供給を受けて、当該燃料ガスの燃焼により熱を得て様々な目的に使用するガス燃焼機器(ガスコンロ3等)、このシステムの利用状況を表示する利用状況表示器4、換気扇5、ガス・火災警報器6等が備えられている。ここで、ガス・火災警報器6は、ガス漏れ検知機能、不完全燃焼検知機能の他、火災検知機能を備えている。
通信・制御モジュール2は、図2に示すように、第1通信・制御モジュール2aと第2通信・制御モジュール2bとの2種類あり、第1通信・制御モジュール2aは、装着対象機器1としての換気扇6に装着され、第2通信・制御モジュール2bは、装着対象機器1としてのガスコンロ3、利用状況表示器4、ガス・火災警報器6に装着されている。ここで、第1通信・制御モジュール2aは、装着対象機器1のうち常時通電が可能な機器(例えば換気扇6)に装着されている。
第1通信・制御モジュール2a及び第2通信・制御モジュール2bの夫々は、装着対象機器1の入出力部9と接続されるモジュール入出力部10と、演算処理機能を有する制御手段11と、自己及び他の通信・制御モジュール2との間で電磁波式の無線通信により電磁波式通信情報を送受信自在な無線通信手段12と、通信・制御モジュール2の作動について電力を供給する電源部13とを備えている。ここで、第1通信・制御モジュール2aは、常時通電される装着対象機器(換気扇5)に装着されており、外部電源方式として電源部13により常時通電自在に構成されている。第2通信・制御モジュール2bは、電池駆動式に構成されているが、第1通信・制御モジュール2aと同様に、外部電源方式としてもよい。
制御手段11は、所定の演算処理が可能なマイクロコンピュータから構成されており、図2に示すように、識別情報記憶手段m1、機器情報取得手段m2、連係制御手段m3、通信制御手段m4、送信順序決定手段m5を備えて構成されている。
識別情報記憶手段m1は、通信・制御モジュール2間で、自己を他者と区別する識別情報を記憶する記憶手段であり、この識別情報が、装着された装着対象機器1のシステム内における機能に応じた識別情報として設定可能に構成されている。
例えば、図1に示すように、システムが、ガスコンロ3、利用状況表示器4、換気扇5、ガス・火災警報器6から構成される場合、ガスコンロ3に装着される通信・制御モジュール2の識別情報が「a」、利用状況表示器4に装着される通信・制御モジュール2の識別情報が「b」、換気扇5に装着される通信・制御モジュール2の識別情報が「c」、ガス・火災警報器6に装着される通信・制御モジュール2の識別情報が「d」と設定可能となっている。
機器情報取得手段m2は、モジュール入出力部10を介して、検出情報である装着対象機器1から出力情報を受けて装着対象機器1の作動状況を示す機器情報を取得する。ここで、機器情報としては、装着対象機器1により検出される検出情報、装着対象機器1の状態を表す運転状態情報(装着対象機器状態情報に相当する)が含まれる。運転状態情報には、機器が運転状態にあるか否かの情報の他、運転スイッチがON操作され、運転開始指令を受け付けたか否かの情報を含む。
従って、機器情報取得手段m2では、装着対象機器1がON操作されたか、運転状態にあるか否かが認識されているとともに、装着対象機器1がガス・火災警報器6である場合は、ガス・火災警報器6から出力される警報が、その警報の種類を含めて取得されている。
連係制御手段m3は、受信手段16にて受信する受信情報に基づいて装着対象機器1を制御する。この制御について、連係制御手段m3は、他の装着対象機器1の機器情報に対して連係された自己の装着対象機器1に行わせる連係動作を設定可能に構成されている。そして、連係制御手段m3は、受信手段16にて受信する受信情報に基づいて、自己の装着対象機器1に連係動作を行わせる連係制御を実行するように構成されている。
具体的に説明すると、装着対象機器1がガスコンロ3である場合、リレー機構部14の接点状態に従って、一方の状態(例えば閉状態)で、燃焼停止制御を実行する。他方の状態では、ガスコンロ3の運転は、ガスコンロ3自体に対する操作状態に従う。
そして、装着対象機器1が利用状況表示器4である場合には、リレー機構部14の接点状態に従って、一方の状態(例えば閉状態)で、運転開始制御を実行する。この運転開始制御は、利用状況表示のONに相当する。他方の状態では、運転停止制御を実行する。
また、装着対象機器1が換気扇5である場合も、リレー機構部14の接点状態に従って、一方の状態(例えば閉状態)で、運転開始制御を実行する。この運転開始制御は、換気扇5のON操作に相当する。他方の状態では、運転停止制御を実行する。
無線通信手段12は、電磁波式の無線通信により電磁波式通信情報を送信自在な送信手段15と電磁波式の無線通信により電磁波式通信情報を受信自在な受信手段16とを備えて構成されている。
送信手段12は、識別情報記憶手段m1に記憶された識別情報と機器情報取得手段m2にて取得される自己の装着対象機器1の機器情報とを含む電磁波式通信情報を送信可能に構成されており、通信制御手段m4からの送信制御に従って、電磁波式通信情報を送信する。その送信形態は、所謂、ブロードキャストと呼ばれる送信形態であり、自己及び他の通信・制御モジュール2に備えられる受信手段16の夫々に、電磁波式通信情報を送信する。
通信制御手段m4は、機器情報取得手段m2にて機器情報を取得すると、電源部13から電力供給を開始することで自己の送信手段15により電磁波式通信情報を常時通信自在となっており、自己の送信手段15による送信(例えば送信タイミング等)を制御する。機器制御システムを構成する全ての通信・制御モジュール2間での送信順が設定されており、その設定された送信順に従って、通信制御手段m4は、自己の送信手段15による送信を制御する。
つまり、受信手段16にて受信される受信情報の中には、送信を行った通信・制御モジュール1の識別情報が含まれているので、この受信情報を受け取ることで、自己の送信順が到来しているか否かを判断する。そして、通信制御手段m4は、受信手段16にて受信される受信情報に基づいて、自己の送信順が到来しているか否かを判断し、送信順が到来していると判断すれば、送信手段15による送信が促され、送信順が到来していないと判断すれば、送信手段15による送信を禁止する。このように構成することで、予め設定された送信順に従って、識別情報及び自己の装着対象機器1の機器情報を含む電磁波式通信情報を、自己及び他の通信・制御モジュール2に備えられる受信手段16に送信することができる。
送信順序決定手段m5は、機器制御システムを構成する装着対象機器1の数及び種類に従って、複数の通信・制御モジュール2間における送信順を決定する。この機器制御システムでは、システムを構成する装着対象機器1が、システムの構築時(例えば、特定の住宅に設置する時)に、その数及びその種類の点で決定する。そこで、システムを構築する段階で、各通信・制御モジュール2毎に、その送信順を決定する。例えば、上記の識別情報におけるアルファベット順を、そのまま送信順として決定する。
また、送信順については、例えば、外部入力として受け付ける送信順受付手段を備え、この送信順受付手段により受け付けられる送信順を自動的に送信順序決定手段m5が送信順とするものとしてもよい。
計測・スイッチングモジュール7は、通信・制御モジュール2が装着される装着対象機器1(換気扇5)の運転状態を表す運転状態情報を出力するとともに、その装着対象機器1(換気扇5)の運転・停止を制御するスイッチ機構部17を備えて構成されている。
この機器制御システムは、図1に示すように、ガスコンロ3、利用状況表示器4、換気扇5、ガス・火災警報器6から構成され、その識別情報は、記載順にa,b,c,dと設定されている。さらに、先に説明した送信手段15の送信順は、図3に示すように、識別情報のa,b,c,d順と設定されている。
装着対象機器1がガスコンロ3の場合、リレー機構部14の接点が閉となると、ガスコンロ3を緊急停止する。接点が開の状態では、ガスコンロ3に対する操作がそのまま許容する。装着対象機器1が利用状況表示器4の場合、リレー機構部14の接点が閉となると、利用状況の表示をON制御し、接点が開の状態では、利用状況の表示をOFF制御する。装着対象機器1が換気扇5の場合、リレー機構部14の接点が閉となると、換気扇5に対して運転制御指令が発せられる。接点が開の状態では、換気扇5を停止させる。
装着対象機器1がガスコンロ3の場合、接点閉は、ガスコンロ3がON操作されたことを意味する。これは単なる例示であって、運転状態、停止状態を取得できる情報となっていてもよい。接点開では、ガスコンロ3がON操作を待っていることを意味する。装着対象機器1がガス・火災警報器6の場合、一対の信号線20間の電位差に従って、正常監視状態情報、電源異常情報、不完全燃焼警報情報、ガス漏れ警報情報が、識別取得されることを示している。
上述の如く、各通信・制御モジュール2における連係制御手段m3は、受信手段16にて受信する受信情報に基づいて、他の装着対象機器1の機器情報に対して連係された自己の装着対象機器1に行わせる連係動作を行わせる連係制御を実行する。
さらに、例えば、ガス・火災警報器6にて不完全燃焼が検出されたとの機器情報を取得したときには、利用状況表示器4では、利用状況の表示をONさせる連係動作を行わせ、ガスコンロ3では、強制的に運転停止させる連係動作を行わせる。換気扇5では、運転開始させる連係動作を行わせる。
ガスコンロ3がON操作されると、ガスコンロ3に装着された第2通信・制御モジュール2bでは、機器情報取得手段m2が、ガスコンロ3がON操作されたとの機器情報を取得するので、通信制御手段m4が、自己の送信順(a)が到来するに伴って、ガスコンロ3がON操作されたとの機器情報(ON操作情報)と識別情報とを含む電磁波式通信情報を送信手段15により送信する(ステップ#1)。この機器情報(ON操作情報)と識別情報とを含む電磁波式通信情報は、他の通信・制御モジュール2の夫々における受信手段16にて受信される。
起動情報通信手段21は、連係制御開始用の機器情報を取得したとの起動用入力情報を入力自在で、且つ、その起動用入力情報が入力されると、別方式の無線通信(例えば、光学式又は音波式の無線通信)にて起動用別方式通信情報を送信自在に構成されている。そして、起動情報通信手段21は、送信手段15により送信される電磁波式通信情報を常時受信可能で、且つ、起動情報を含む電磁波式通信情報を受信すると、起動用入力情報が入力されたと判別して、起動用別方式通信情報を送信する。ちなみに、この実施形態では、起動情報通信手段21が第1通信・制御モジュール2aに備えられているので、第1通信・制御モジュール2aの機器情報取得手段m2が連係制御開始用の機器情報を取得すると、起動情報通信手段21は、その機器情報取得手段m2から起動用入力情報の入力を受けることになる。
別方式受信手段23は、受信手段16よりも小さい通電量の通電により電磁波式とは異なる別方式の無線通信(例えば、光学式又は音波式の無線通信)により送信される別方式通信情報を受信可能に常時維持される。これにより、別方式受信手段23には、常時通電されることになるが、その通電量は受信手段16よりも小さいので、消費電力の低減を図ることができる。そして、通信・制御モジュール2の何れかにおいて連係制御開始用の機器情報が取得されると、起動情報通信手段21は、別方式の無線通信(例えば、光学式又は音波式の無線通信)にて起動用別方式通信情報を送信するので、その起動用別方式通信情報を別方式受信手段23にて受信することができる。なお、別方式受信手段23は、圧電素子等のように音や光等を電力に変換し、その電力によって、後述する受信手段16を受信可能状態に切り換えてもよい。
切換手段22は、連係制御手段m3による連係制御の終了後に受信手段16を待機状態に切り換え且つ起動条件が満たされると受信手段16を受信可能状態に切り換える。これにより、連係制御手段m3による連係制御が終了されると、受信手段16への通電を停止して待機状態に切り換えることができ、消費電力の低減を図ることができる。そして、起動条件が満たされることにより、受信手段16への通電を開始して受信可能状態に切り換えることができるので、連係制御を開始するときには、受信手段16が電磁波式通信情報を受信することができることになる。
そこで、起動情報通信手段21は、起動用別通信情報を送信した後、受信手段16にて受信する受信情報に基づいて、受信手段16が受信可能状態に切り換えられていない第2通信・制御モジュール2bが存在するか否かを判別し、存在すると判別すると、再度、起動用別方式通信情報を送信自在に構成されている。
第1通信・制御モジュール2aの通信制御手段m4は、受信手段16にて受信する受信情報に基づいて、連係制御手段m3による連係制御が終了したか否かを判別しており、終了したと判別した後に、待機情報を含む電磁波式通信情報を送信手段15により送信自在に構成されている。つまり、第1通信・制御モジュール2aの受信手段16は、他の通信・制御モジュール2から送信される電磁波式通信情報を送信順に従って受信しているので、通信制御手段m4は、受信手段16にて受信する受信情報に基づいて、連係制御手段m3による連係制御が終了したか否かを判別することができる。具体的には、各通信・制御モジュール2では、連係制御が終了すると、その終了に伴う機器情報(例えば、ガスコンロ3のOFF操作を示す機器情報)を取得するので、その機器情報を含む電磁波式通信情報を送信することになる。よって、第1通信・制御モジュール2aの受信手段16は、連係制御終了に伴う機器情報(例えば、ガスコンロ3のOFF操作を示す機器情報)を含む電磁波式通信情報を受信するので、通信制御手段m4は、受信手段16にて受信する受信情報に基づいて、連係制御手段m3による連係制御が終了したか否かを判別することができる。そして、通信制御手段m4は、連係制御手段m3による連係制御が終了したと判別した後に、設定時間が経過すると、待機情報と識別情報とを含む電磁波式通信情報を送信手段15により送信する。
ガスコンロ3がON操作されると(ステップ#100)、ガスコンロ3に装着された第2通信・制御モジュール2bでは、機器情報取得手段m2が、連係制御開始用の機器情報を取得し(ステップ#101)、通信制御手段m4が、送信手段15により起動情報と識別情報とを含む電磁波式通信情報を送信する(ステップ#102)。
一方、第1通信・制御モジュール2aでは、受信手段16が受信可能状態に常時維持されているので、ガスコンロ3に装着された第2通信・制御モジュール2bから送信された起動情報と識別情報とを含む電磁波式通信情報を受信手段16にて受信する。そこで、起動情報通信手段21が、起動情報と識別情報とを含む電磁波式通信情報を受信手段16にて受信すると、起動用入力情報が入力されたと判別して、別方式の無線通信(例えば、光学式又は音波式の無線通信)にて起動用別方式通信情報を送信する(ステップ#103)。
(1)上記実施形態において、別方式の無線通信にて送信される情報を常時受信可能で、且つ、起動情報通信手段21により送信される起動用別方式通信情報を受信すると、その起動用別方式通信情報を中継して第2通信・制御モジュール2bに対して送信自在な起動情報中継通信手段を備えることもできる。この起動情報中継通信手段を備えることにより、起動情報通信手段21により送信される起動用別方式通信情報を、起動情報中継手段により中継しながら、第2通信・制御モジュール2bに対して送信することができる。これにより、起動情報通信手段21と第2通信・制御モジュール2bとが離れた位置に配置されていても、起動情報通信手段21により送信される起動用別方式通信情報を的確に第2通信・制御モジュール2bに伝達させることができる。
また、上記実施形態では、起動情報通信手段21を第1通信・制御モジュール2aに備えているが、第1通信・制御モジュール2aとは別に、起動情報通信手段21を設置するようにしてもよい。この場合、起動情報通信手段21に対して常時通電することで、起動情報通信手段21が電磁波式通信情報を受信可能状態に常時維持される。
この場合、例えば、第1通信・制御モジュール2aの通信制御手段m4が、連係制御が終了したと判別した後に、起動情報通信手段21により待機用別方式通信情報を送信し、切換手段22が、起動情報通信手段21から送信された待機用別方式通信情報を別方式受信手段23にて受信すると、受信手段16を待機状態に切り換えるように構成することができる。
2 通信・制御モジュール
2a 第1通信・制御モジュール
2b 第2通信・制御モジュール
3 ガス燃焼機器(ガスコンロ)
5 換気扇
15 送信手段
16 受信手段
21 起動情報通信手段
22 切換手段
23 別方式受信手段
m3 連係制御手段
m4 通信制御手段
Claims (8)
- 複数の機器と、各機器に対して装備された複数の通信・制御モジュールとが備えられ、
前記通信・制御モジュールは、各機器の作動状況を示す機器情報を取得自在に構成され、前記機器情報と自己を他者と区別する識別情報とを含む電磁波式通信情報を電磁波式の無線通信により送信自在な送信手段および受信自在な受信手段と、その受信手段にて受信する受信情報に基づいて、他の機器の前記機器情報に対して連係された連係動作を機器に行わせる連係制御を実行する連係制御手段とが備えられている機器制御システムであって、
前記複数の通信・制御モジュールは、通電により前記電磁波式通信情報を受信可能とする受信可能状態に前記受信手段が常時維持される第1通信・制御モジュールと、前記受信手段を前記受信可能状態と通電停止により前記電磁波式通信情報を受信不可とする待機状態とに切換自在な第2通信・制御モジュールとから構成され、
前記第2通信・制御モジュールには、前記連係制御手段による連係制御の終了後に前記受信手段を前記待機状態に切り換え且つ起動条件が満たされると前記受信手段を前記受信可能状態に切り換える切換手段と、前記電磁波式とは異なる別方式の無線通信により送信される別方式通信情報を受信可能に常時維持される別方式受信手段とが備えられ、
前記通信・制御モジュールにて前記機器情報としての連係制御開始用の機器情報を取得したとの起動用入力情報を入力自在で、且つ、その起動用入力情報が入力されると、前記別方式の無線通信にて起動用別方式通信情報を送信自在な起動情報通信手段が備えられ、
前記切換手段は、前記起動情報通信手段により送信される前記起動用別方式通信情報を前記別方式受信手段にて受信すると、前記起動条件が満たされたと判別して、前記受信手段を前記受信可能状態に切り換える機器制御システム。 - 前記別方式受信手段が、前記受信手段よりも小さい通電量の通電により前記別方式通信情報を受信可能に常時維持される請求項1に記載の機器制御システム。
- 前記通信・制御モジュールの夫々に備えられて前記送信手段を制御する通信制御手段は、前記連係制御開始用の機器情報を取得すると、起動情報を含む前記電磁波式通信情報を前記送信手段により送信自在に構成され、
前記起動情報通信手段は、前記送信手段により送信される前記電磁波式通信情報を常時受信可能で、且つ、前記起動情報を含む前記電磁波式通信情報を受信すると、前記起動用入力情報が入力されたと判別する請求項1又は2に記載の機器制御システム。 - 前記通信制御手段は、前記受信手段にて受信する受信情報に基づいて、前記複数の通信・制御モジュールの間で設定されている送信順において自己の送信順が到来しているか否かを判別し、その送信順に従って前記機器情報と前記識別情報とを含む前記電磁波式通信情報を前記送信手段により送信自在に構成され、且つ、前記起動情報を含む前記電磁波式通信情報を送信した後に、前記送信順にかかわらず、前記連係制御開始用の機器情報と前記識別情報とを含む前記電磁波式通信情報を前記送信手段により送信自在に構成されている請求項3に記載の機器制御システム。
- 前記起動情報通信手段が、前記第1通信・制御モジュールに備えられており、前記起動用別方式通信情報を送信した後、前記受信手段にて受信する受信情報に基づいて、前記受信手段が前記受信可能状態に切り換えられていない前記第2通信・制御モジュールが存在するか否かを判別し、存在すると判別すると、再度、前記起動用別方式通信情報を送信自在に構成されている請求項4に記載の機器制御システム。
- 前記第1通信・制御モジュールに備えられて前記送信手段を制御する通信制御手段は、前記受信手段にて受信する受信情報に基づいて、前記連係制御手段による連係制御が終了したか否かを判別し、終了したと判別した後に、待機情報を含む前記電磁波式通信情報を前記送信手段により送信自在に構成され、
前記切換手段は、前記待機情報を含む前記電磁波式通信情報を前記受信手段にて受信すると、前記受信手段を前記待機状態に切り換える請求項1〜5の何れか1項に記載の機器制御システム。 - 前記機器として、ガス燃焼機器と、そのガス燃焼機器の運転開始に伴って運転を開始させる連係動作を行わせる換気扇とが含まれており、
前記連係制御開始用の機器情報として、前記ガス燃焼機器の運転開始を示す情報が含まれている請求項1〜6の何れか1項に記載の機器制御システム。 - 前記別方式の無線通信にて送信される情報を常時受信可能で、且つ、前記起動情報通信手段により送信される前記起動用別方式通信情報を受信すると、その前記起動用別方式通信情報を中継して前記第2通信・制御モジュールに対して送信自在な起動情報中継通信手段が備えられている請求項1〜7の何れか1項に記載の機器制御システム。
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