JP5946609B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、通信技術に関する。

従来より、有線または無線による通信方式が採用されており、近年では、有線通信の一つとして電力線を利用した電力線通信が実用化されている。特許文献１には、有線通信としての電力線通信と無線通信との両方式を用いて通信を行うことによって、通信の信頼性を向上させる通信装置が提案されている。

特開２０１０−２８５７２号公報

しかし、現行（２０１１年６月現在）の電波法では、三相３線式または三相４線式の電力線においては、認可なく電力線通信を行うことが制限されているため、三相３線式または三相４線式の電力線に接続された通信装置では、電力線通信を行うことができず、このような通信装置を有する通信システムでは、通信の信頼性が低下していた。

また、このような通信の信頼性の低下は、有線通信を行わない通信装置を含む通信システムにおいて共通して生じる可能性がある。

そこで、本発明は、有線通信を行わない通信装置を含む通信システムにおいて、通信の信頼性を向上させることが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明に係る通信システムの第１の態様は、所定情報を無線通信で送信する第１通信装置と、受信した情報を有線通信および無線通信によって送信する１つ以上の第２通信装置と、少なくとも無線通信によって、前記所定情報を収集する情報収集装置とを備え、前記１つ以上の第２通信装置のうち少なくとも１つの第２通信装置は、前記第１通信装置と無線通信可能な場所に配置され、前記第１通信装置は、無線通信によって前記所定情報を前記少なくとも１つの第２通信装置に伝送し、前記少なくとも１つの第２通信装置は、前記第１通信装置から伝送された前記所定情報を、有線通信および無線通信によって送信し、前記１つ以上の第２通信装置のうちいずれかの第２通信装置は、前記所定情報を無線通信によって前記情報収集装置に伝送し、前記第１通信装置は、三相３線式または三相４線式の第１電力線に接続され、前記第１通信装置は、当該第１電力線を介した電力線通信を行わず、前記第２通信装置は、単相２線式または単相３線式の第２電力線に接続され、前記第２通信装置は、当該第２電力線を介した電力線通信を前記有線通信として行う。

また、本発明に係る通信システムの第２の態様は、上記第１の態様であって、前記情報収集装置は、前記第２電力線に接続され、当該第２電力線を介した電力線通信を行い、前記情報収集装置は、当該電力線通信および無線通信によって、前記所定情報を収集し、前記１つ以上の第２通信装置のうちいずれかの第２通信装置は、前記所定情報を無線通信または電力線通信によって前記情報収集装置に伝送する。

また、本発明に係る通信システムの第３の態様は、上記第１の態様または上記第２の態様であって、前記第１通信装置は、前記第１電力線を介した電力線通信を行う電力線通信部と、無線通信を行う無線通信部と、前記電力線通信部および前記無線通信部による各通信動作を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記電力線通信部による通信動作を実行させない。

また、本発明に係る通信システムの第４の態様は、上記第１の態様から上記第３の態様のいずれかであって、前記第１通信装置は、前記第１電力線に接続された電気機器に関する機器情報を前記所定情報として送信する。

また、本発明に係る通信システムの第５の態様は、上記第４の態様であって、前記機器情報には、前記電気機器の消費電力量に関する情報が含まれる。

本発明によれば、通信の信頼性を向上させることが可能になる。

実施形態に係る通信システムの構成を示す図である。 第１通信装置の第１構成例を示す図である。 第１通信装置の第２構成例を示す図である。 実施形態に係る通信システムの通信経路例を示す図である。

以下、実施形態について図面を参照して説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一または相応する要素を示すものとする。

＜実施形態＞
［構成概要］
図１は、実施形態に係る通信システム１の構成を示す図である。

図１に示されるように、通信システム１は、情報収集装置５と、第１通信装置１０と、第２通信装置２０とを備えている。

情報収集装置５は、第１通信装置１０および第２通信装置２０から送信される情報（後述の機器情報）を収集する機能を有している。収集した情報（収集情報）は、情報収集装置５内の記憶部に保存されるとともに、当該情報は、情報を管理する管理装置としてのパーソナルコンピュータ７０或いはネットワークＮＴを介して外部のサーバ８０に送信される。また、情報収集装置５が表示部ＤＰを有している場合は、当該表示部ＤＰにおいて、収集情報に基づいた表示が行われる。

第１通信装置１０は、空調機等の大型の電気機器５０に付随して設けられ、当該電気機器５０に関する情報（「機器情報」とも称する）を取得する。そして、第１通信装置１０は、取得した機器情報を情報収集装置５を送信先として無線通信で送信する。第１通信装置１０によって送信される機器情報には、例えば、電気機器５０の消費電力量、運転モード等の運転情報、温度情報等が含まれる。なお、第１通信装置１０の詳細構成については、後述する。

第２通信装置２０は、パソコン、テレビ、照明等の一般的な電気機器６０に付随して設けられ、当該電気機器６０に関する機器情報を取得する。取得される機器情報には、例えば、電力測定部２０１によって取得される電気機器６０の消費電力量が含まれる。また、第２通信装置２０は、電力線通信（ＰＬＣ：power line communication）を行う電力線通信部２０２と、無線通信を行う無線通信部２０３と、電力線通信部２０２および無線通信部２０３による通信動作を制御する制御部２０４とを有している。

［第１通信装置１０の構成例］
ここで、第１通信装置１０の構成例ついて詳述する。図２は、第１通信装置１０の第１構成例を示す図であり、図３は、第１通信装置１０の第２構成例を示す図である。なお、図２，３では、電力線３０Ｂとして三相３線式の電力線が採用されている場合を例示している。

第１構成例では、図２に示されるように、第１通信装置１０（１０Ａ）は、電力線通信を行うことが可能な電力線通信部１０１と、無線通信を行う無線通信部１０２と、電力線通信部１０１および無線通信部１０２による通信動作を制御する制御部１０３とを有している。

なお、本実施形態の第１通信装置１０では、電力線通信が行われない。具体的には、第１通信装置１０は、空調機等の電気機器５０に電力を供給する三相３線式または三相４線式の電力線３０Ｂに接続されており、第１通信装置１０は、当該電力線３０Ｂを伝送路とした電力線通信を実現可能な構成を有している。しかし、現行（２０１１年６月現在）の電波法では、三相３線式または三相４線式の電力線において認可なく電力線通信を行うことが制限されているため、本実施形態の通信システム１では、第１通信装置１０は、電力線通信を行わない態様としている。よって、第１通信装置１０の制御部１０３は、電力線通信部１０１による通信動作を実行させない。

また、第１通信装置１０Ａは、シリアルインターフェース等のＩ／Ｆ１０４，５０１を介して、空調機等の電気機器５０から機器情報を取得する。第１通信装置１０Ａで取得される機器情報は、温度センサ５０２によって検出された室内の温度情報、および運転モード等の運転情報であり、電気機器５０の制御部５０３は、温度情報および運転情報を機器情報として出力する。当該機器情報を取得した第１通信装置１０Ａは、制御部１０３において機器情報を含む送信信号を生成し、当該送信信号を無線通信部１０２を介して無線で送信する。

第２構成例では、図３に示されるように、第１通信装置１０（１０Ｂ）は、上述の第１通信装置１０Ａと同様に、電力線通信部１０１と無線通信部１０２と制御部１０３とを有している。

また、当該第１通信装置１０Ｂは、電力測定部１０５をさらに有している。電力測定部１０５は、交流電流を計測するＣＴ(Current Transformer)等の計測器１０６と接続され、計測器１０６の計測結果に基づいて電気機器５０の消費電力量を機器情報として取得する。第１通信装置１０Ｂの制御部１０３は、当該機器情報を含む送信信号を生成し、当該送信信号を無線通信部１０２を介して無線で送信する。

このように、第１通信装置１０としては、２種類の構成例が存在し、第１通信装置１０は、電気機器５０に関する機器情報を取得して、当該機器情報を情報収集装置５を送信先にして送信する。

なお、第１通信装置１０は、第１通信装置１０Ａの構成と第１通信装置１０Ｂの構成とを合わせた態様としてもよく、この場合は、１つの第１通信装置１０で、電気機器５０の消費電力量、運転モード等の運転情報、および温度情報等が機器情報として取得されることになる。

また、第１通信装置１０Ｂは、電気機器５０の周辺に設けて消費電力量を計測する態様であってもよく、或いは、当該電気機器５０に配電を行う電力線が存在する分電盤または配電盤に設けられる態様であってもよい。

［通信システム１における通信経路］
次に、上記各装置５，１０，２０で構成される通信システム１における通信経路について説明する。図４は、通信システム１の通信経路例を示す図である。

通信システム１における情報収集装置５および各第２通信装置２０はそれぞれ、単相２線式または単相３線式の電力線３０Ａに接続されている。そして、情報収集装置５および各第２通信装置２０は、当該電力線３０Ａを伝送路とした電力線通信によって、互いに通信可能に構成されている。

一方、第１通信装置１０は、電力線通信を行わないため、第１通信装置１０は、情報収集装置５および各第２通信装置２０と電力線通信によって通信することができない。

また、情報収集装置５、第１通信装置１０および第２通信装置２０は、いずれも無線通信機能を有し、無線通信によって互いに通信可能に構成されている。

このように、通信システム１においては、各第１通信装置１０と情報収集装置５との間では、無線通信を用いて情報の送受信（伝送）を行う通信ネットワークが構築されるとともに、各第２通信装置２０と情報収集装置５との間では、無線通信および電力線通信を用いて情報の送受信を行う通信ネットワークが構築されている。また、各第１通信装置１０と各第２通信装置２０との間では、無線通信を用いて情報の送受信（伝送）を行う通信ネットワークが構築されている。

これらの各通信ネットワークのうち、各第２通信装置２０と情報収集装置５との間で構成される通信ネットワークは、無線通信および電力線通信の両方を用いて同一内容の情報を送受信するため、他の通信ネットワークと比較してより信頼性の高いネットワークとなっている。ここでは、各第２通信装置２０と情報収集装置５との間で構成される通信ネットワークを「２重通信ネットワーク」とも称する。

また、第１通信装置１０および第２通信装置２０は、いずれも中継装置としての機能をも有している。具体的には、第１通信装置１０は、他の通信装置１０，２０から情報を受信すると、受信した情報を無線通信を用いて中継送信する。一方、第２通信装置２０は、他の通信装置１０，２０から情報を受信すると、受信した情報を無線通信および電力線通信の両方を用いて中継送信する。

このように、第１通信装置１０および第２通信装置２０が中継装置として機能することにより、例えば、第１通信装置１０（１１）から送信された機器情報が、他の第１通信装置１０（１２）を経由して、或いは、第２通信装置２１を経由して、情報収集装置５に伝送される経路が生まれることになる。またさらには、第１通信装置１１から送信された情報が、第２通信装置２１と第２通信装置２２とを順に経由して、情報収集装置５に伝送される経路も生まれることになる。

ここで、上述のように、第２通信装置２０は、無線通信および電力線通信の両方を用いて同一内容の情報を送受信する通信装置であり、比較的信頼性の高い２重通信ネットワークを構成する通信装置である。このため、第２通信装置２０を第１通信装置１０と無線通信可能な範囲（場所）に配置することによれば、第１通信装置１０から送信される機器情報は、比較的信頼性の高い２重通信ネットワークを経て情報収集装置５に伝送されることになる。例えば、図４における第２通信装置２１を第１通信装置１１と無線通信可能な場所に配置すれば、第１通信装置１１から送信される機器情報は、図４に示されるように、第２通信装置２１において受信され、２重通信ネットワークを得て情報収集装置５に伝送されることになる。

このように、第１通信装置１０と通信可能なように第２通信装置２０を配置すれば、通信環境の劣化およびノイズ環境の変化が生じた場合でも、第１通信装置１０から送信される機器情報を高い確率で情報収集装置５に伝送することが可能になる。

以上のように、通信システム１は、機器情報を無線通信で送信する第１通信装置１０と、受信した情報を有線通信および無線通信によって送信する１つ以上の第２通信装置２０と、無線通信によって機器情報を収集する情報収集装置５とを備えている。そして、１つ以上の第２通信装置２０のうち１つの第２通信装置２０は、第１通信装置１０と無線通信可能な場所に配置され、第１通信装置１０は、無線通信によって機器情報を１つの第２通信装置２０に伝送する。当該１つの第２通信装置２０は、第１通信装置１０から伝送された機器情報を、有線通信および無線通信によって送信し、１つ以上の第２通信装置２０のうちいずれかの第２通信装置２０は、機器情報を無線通信によって情報収集装置５に伝送する。換言すれば、当該１つの第２通信装置２０は、第１通信装置１０から伝送された機器情報を、有線通信および無線通信によって送信することによって、前記所定情報を直接に、或いは他の第２通信装置を介して間接に機器情報を情報収集装置５に伝送する。

このような通信システム１では、第２通信装置２０が、受信した情報を無線通信および電力線通信の両方を用いて送信するため、第１通信装置１０から送信された機器情報が一旦第２通信装置２０に伝送されると、当該機器情報は、無線通信および電力線通信の２つの伝送路（伝送媒体）を介して伝送されることになる。したがって、当該通信システム１によれば、第１通信装置１０から送信された機器情報が情報収集装置５に到達する可能性が高くなり、通信システムにおける通信の信頼性を向上させることができる。

＜変形例＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は、上記に説明した内容に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態では、図１において、２つの第１通信装置１０と２つの第２通信装置２０とを有する通信システム１が例示されていたが、第１通信装置１０および第２通信装置２０の個数（台数）は、これに限定されず、単数或いは３つ以上であってもよい。

また、上記実施形態では、現行の電波法に基づき、第１通信装置１０において三相３線式または三相４線式の電力線を伝送路とし電力線通信を行わない態様としていたが、これに限定されない。すなわち、現行の電波法において、三相３線式または三相４線式の電力線を用いて電力線通信を行う認可を得た場合、或いは将来的な電波法の改正により、三相３線式または三相４線式の電力線を用いて電力線通信を行うことが認められた場合は、第１通信装置１０において電力線通信を行う態様としてもよい。

第１通信装置１０において電力線通信を行う態様とすれば、第１通信装置１０は、電力線通信によって、他の第１通信装置１０、第２通信装置２０および情報収集装置５と互いに通信可能になる。

なお、上記実施形態において、第１通信装置１０が電力線通信を実現可能な構成としたのは、将来的に第１通信装置１０において電力線通信を行う場合を想定したものである。予めこのような構成とすることにより、将来的に第１通信装置１０からの伝送路を２つ確保することも可能になるので、時代に応じた最適な通信環境を構築することができる。

また、第１通信装置１０において電力線通信を行う態様に変更する際には、第１通信装置１０内のソフトウェアの変更のみで、制御部１０３が電力線通信部１０１および無線通信部１０２を用いた通信動作を実行させることが可能になる態様としてもよい。或いは、第１通信装置１０に設けられたスイッチまたはボタン等の操作部材を操作すれば、制御部１０３が電力線通信部１０１および無線通信部１０２を用いた通信動作を実行させることが可能になる態様としてもよい。

また、上記実施形態では、情報収集装置５も電力線通信可能な構成とされていたが、これに限定されない。

具体的には、情報収集装置５が電力線３０Ａに接続されていない場合は、情報収集装置５は、電力線通信を行わず、無線通信によって第１通信装置１０および第２通信装置２０と通信を行う。すなわち、第１通信装置１０から送信された機器情報は、最終的には無線通信によって情報収集装置５に伝送されることになる。

なお、情報収集装置５が電力線３０Ａに接続されていない場合、情報収集装置５は、例えば、内蔵のバッテリーで駆動することになる。

１ 通信システム
５ 情報収集装置
１０，１１，１２，１０Ａ，１０Ｂ 第１通信装置
２０，２１，２２ 第２通信装置
３０Ａ 単相２線式または単相３線式の電力線
３０Ｂ 三相３線式または三相４線式の電力線
５０，６０ 電気機器
ＤＰ 表示部
ＮＴ ネットワーク

Claims (5)

1. 所定情報を無線通信で送信する第１通信装置と、
   受信した情報を有線通信および無線通信によって送信する１つ以上の第２通信装置と、
   少なくとも無線通信によって、前記所定情報を収集する情報収集装置と、
   を備え、
   前記１つ以上の第２通信装置のうち少なくとも１つの第２通信装置は、前記第１通信装置と無線通信可能な場所に配置され、
   前記第１通信装置は、無線通信によって前記所定情報を前記少なくとも１つの第２通信装置に伝送し、
   前記少なくとも１つの第２通信装置は、前記第１通信装置から伝送された前記所定情報を、有線通信および無線通信によって送信し、
   前記１つ以上の第２通信装置のうちいずれかの第２通信装置は、前記所定情報を無線通信によって前記情報収集装置に伝送し、
   前記第１通信装置は、三相３線式または三相４線式の第１電力線に接続され、
   前記第１通信装置は、当該第１電力線を介した電力線通信を行わず、
   前記第２通信装置は、単相２線式または単相３線式の第２電力線に接続され、
   前記第２通信装置は、当該第２電力線を介した電力線通信を前記有線通信として行う通信システム。
2. 前記情報収集装置は、前記第２電力線に接続され、当該第２電力線を介した電力線通信を行い、
   前記情報収集装置は、当該電力線通信および無線通信によって、前記所定情報を収集し、
   前記１つ以上の第２通信装置のうちいずれかの第２通信装置は、前記所定情報を無線通信または電力線通信によって前記情報収集装置に伝送する請求項１に記載の通信システム。
3. 前記第１通信装置は、
   前記第１電力線を介した電力線通信を行う電力線通信部と、
   無線通信を行う無線通信部と、
   前記電力線通信部および前記無線通信部による各通信動作を制御する制御部と、
   を有し、
   前記制御部は、前記電力線通信部による通信動作を実行させない請求項１または請求項２に記載の通信システム。
4. 前記第１通信装置は、前記第１電力線に接続された電気機器に関する機器情報を前記所定情報として送信する請求項１から請求項３のいずれかに記載の通信システム。
5. 前記機器情報には、前記電気機器の消費電力量に関する情報が含まれる請求項４に記載の通信システム。

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