JP6320563B2 - 通信機器、通信アダプタ、通信システム、通信パラメータ応答方法及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、通信機器、通信アダプタ、通信システム、通信パラメータ応答方法及びプログラムに関する。

通信可能な電気機器を通信ネットワークに接続し、コントローラを用いて統合的に管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）と呼ばれるシステムがある。例えば、特許文献１には、宅内に設置される機器と宅内の部屋との対応付けと、宅内の部屋とユーザとの対応付けとに基づいて、ユーザの個別の事情に応じて適切に機器を制御するコントローラが開示されている。

特許第５５３８５９２号公報

ところで、電気機器は様々なメーカによって製造されており、個々の電気機器の処理能力は様々である。また、電気機器の種類や型番等によっても処理能力の違いは生じる。このようなことから、一律に定めた通信仕様で各電気機器と通信を行うと、通信効率の低下を招き、ひいてはシステム全体の処理効率が低下するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、制御装置に対して通信パラメータを通知することで、制御装置と適切な通信仕様での通信を実現できる制御装置等を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る通信機器は、
制御装置からの通常コマンドに対応した通信パラメータを記憶する記憶部と、
前記制御装置から前記通常コマンド以外のコマンドである通信パラメータ要求コマンドを受信すると、前記記憶部に記憶されている通信パラメータを前記制御装置に送信する通信パラメータ応答部と、を備える。

本発明によれば、制御装置からの要求に対して通信パラメータを送信するため、制御装置と適切な通信仕様での通信を実現できる。

本発明の実施形態１に係る通信システムの全体構成を示す図である。 実施形態１の制御装置の構成を示すブロック図である。 通信パラメータ要求コマンドのフレームフォーマットを示す図である。 通信パラメータ応答コマンドのフレームフォーマットを示す図である。 実施形態１の通信機器の構成を示すブロック図である。 実施形態１の通信機器が実行する通信処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態１において、制御装置と通信機器間の通信シーケンスを示す図である。 実施形態１の変形例における通信パラメータ要求コマンドのフレームフォーマットを示す図である。 本発明の実施形態２に係る通信機器の構成を示すブロック図である。 実施形態２において、制御装置と通信機器間の通信シーケンスを示す図である。 実施形態２の変形例において、制御装置と通信機器間の通信シーケンスを示す図である。 本発明の実施形態３に係る通信機器の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態４に係る通信機器の構成を示すブロック図である。 実施形態４において、制御装置と通信機器間の通信シーケンスを示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る通信システムの全体構成を示す図である。この通信システムは、制御装置１と、１又は複数の通信機器２と、がネットワーク３に接続された構成を備えている。

通信機器２は、一般家庭における家屋（敷地も含む）内に設置される電気機器であり、例えば、照明器、エアコン、冷蔵庫、テレビ、ＩＨクッキングヒータ、炊飯器、電子レンジ、給湯機、床暖房システム等である。なお、通信機器２は、このような電気機器と、標準化されたシリアル通信規格に則ったインタフェースにて電気的に接続される通信アダプタであってもよい。

ネットワーク３は、例えば、エコーネットライト（ＥＣＨＯＮＥＴ Ｌｉｔｅ）に準じたネットワークである。なお、その他、ネットワーク３は、周知の規格の無線ＬＡＮ（Local Area Network）や有線ＬＡＮであってもよく、あるいは、ＰＬＣ（Power Line Communication）で構築されるネットワークであってもよい。

制御装置１は、図２に示すように、通信部１０と、表示部１１と、入力部１２と、データ記憶部１３と、制御部１４と、を備える。通信部１０は、例えば、ネットワークカード等の通信インタフェースを含んで構成され、制御部１４の制御の下、ネットワーク３を介して、通信機器２と通信を行う。

表示部１１は、例えば、液晶表示器等の表示デバイスを含んで構成され、制御部１４の制御の下、ユーザ操作用の画面や、通信機器２に関する様々な情報等の表示を行う。入力部１２は、例えば、キーボード、マウス、キーパッド、タッチパッド、タッチパネル等の入力デバイスを含んで構成され、ユーザからの入力操作を受け付け、受け付けた入力操作に係る信号を制御部１４に送出する。データ記憶部１３は、例えば、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリやハードディスクドライブ等で構成される。データ記憶部１３は、通信機器２を制御するための各種のプログラムやこれらのプログラムの実行時に使用されるデータを記憶する。

制御部１４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等（何れも図示せず）を含んで構成され、当該制御装置１が備える各構成部の統括制御を行うと共に、通信機器２の動作制御を行う。

上記のように構成された制御装置１は、予め定めたタイミングで（例えば、通信機器２のネットワーク３への接続を検出した際）、通信機器２に対して、通信パラメータの要求を示すコマンド（通信パラメータ要求コマンド）を送信する。図３に、通信パラメータ要求コマンドのフレームフォーマットを示す。図３に示すように、通信パラメータ要求コマンドには、宛先アドレスと、コマンドＩＤ（identification）とが含まれる。

ここで、通信機器２の通信パラメータとは、例えば、通信機器２において処理要求を受けてから応答を返すまでの時間（応答時間）や、通信機器２が処理可能なコマンド（１フレーム）の最大データサイズ、通信機器２が処理可能なコマンド（１フレーム）に含まれる最大データ数（プロパティ数）等をいう。

通信パラメータ要求コマンドを受信した通信機器２は、保持する自己の通信パラメータを格納した応答コマンド（通信パラメータ応答コマンド）を制御装置１に送信する。図３に、通信パラメータ応答コマンドのフレームフォーマットを示す。

制御装置１は、通信機器２からの上記の通信パラメータ応答コマンドを受信すると、受信した通信パラメータ応答コマンドに格納されている通信パラメータに基づいて、通信機器２との通信における仕様、例えば、受信タイムアウト時間や、コマンド再送間隔等を決定する。

通信機器２は、図５に示すように、通信部２０と、データ記憶部２１と、制御部２２と、を備える。なお、この他にも、通信機器２が電気機器の場合では、当該電気機器（例えば、エアコン等）の本来的な機能（例えば、空気温度の調節等）を実現するための構成が含まれるものとする。また、通信機器２が通信アダプタの場合では、電気機器と接続するためのインタフェースも含まれるものとする。

通信部２０は、例えば、ネットワークカード等の通信インタフェースを含んで構成され、制御部２２の制御の下、ネットワーク３を介して、制御装置１や他の通信機器２と通信を行う。データ記憶部２１は、例えば、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等で構成される。データ記憶部２１は、通信用のプログラムやこのプログラムの実行時に使用されるデータを記憶する。

制御部２２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等（何れも図示せず）を含んで構成され、当該通信機器２が備える各構成部の統括制御を行う。制御部２２は、通信パラメータ応答部２２０を備える。通信パラメータ応答部２２０は、制御装置１からの上述した通信パラメータ要求コマンドを受信すると、通信パラメータを格納した応答コマンド（通信パラメータ応答コマンド）を生成する。そして、通信パラメータ応答部２２０は、生成した通信パラメータ応答コマンドを通信部２０を介して制御装置１に送信する。

図６は、通信機器２の制御部２２が実行する通信処理の手順を示すフローチャートである。この通信処理は、予め定めた周期で繰り返し実行される。

制御装置１からコマンドを受信していない場合（ステップＳ１０１；ＮＯ）、制御部２２は、本周期での通信処理を終了する。一方、制御装置１からコマンドを受信している場合（ステップＳ１０１；ＹＥＳ）であって、受信したコマンドが通信パラメータの要求を示すものでない場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、制御部２２は、当該コマンドで示される内容に従った処理を実行し（ステップＳ１０３）、本周期での通信処理を終了する。通信パラメータの要求以外のコマンド（通常コマンド）には、例えば、動作状態を変更させるための動作パラメータの設定要求（以下、設定要求という。）や、動作状態を取得するための要求（以下、取得要求という。）等がある。

受信したコマンドが通信パラメータの要求を示すものである場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、通信パラメータ応答部２２０は、通信パラメータを取得する（ステップＳ１０４）。より詳細には、通信パラメータ応答部２２０は、データ記憶部２１に保存されている当該通信機器２の仕様に関する情報が記述されたファイルから、通信パラメータを取得する。通信パラメータ応答部２２０は、取得した通信パラメータを格納した応答コマンド（通信パラメータ応答コマンド）を生成する（ステップＳ１０５）。そして、通信パラメータ応答部２２０は、生成した応答コマンドを通信部２０を介して制御装置１に送信する（ステップＳ１０６）。

図７に、制御装置１と通信機器２間の通信パラメータの要求・応答に関する通信シーケンスを示す。

以上説明したように、本実施形態の通信システムによれば、通信機器２は、制御装置１から通信パラメータの要求を示すコマンドを受信すると、自己の通信パラメータを格納した応答コマンドを制御装置１に送信する。このため、制御装置１は、通信機器２との通信における仕様、例えば、受信タイムアウト時間や、コマンド再送間隔等を適切に設定することが可能となる。

なお、通信機器２は、制御装置１からの設定要求に対応した通信パラメータ（通信パラメータＡ）と、制御装置１からの取得要求に対応した通信パラメータ（通信パラメータＢ）とを個別に保持しておき、制御装置２からの通信パラメータの要求を受けると、通信パラメータＡと、通信パラメータＢとを応答してもよい。この際、１つの応答コマンドに、通信パラメータＡ及び通信パラメータＢを格納してもよいし、それぞれ別個の応答コマンドに格納してもよい。

このようにすると、制御装置１は、受信タイムアウト時間や、コマンド再送間隔等を、要求するコマンドの内容に応じて、即ち、設定要求と取得要求のそれぞれに応じて適切に設定することができる。

また、上記の場合、制御装置１は、通信パラメータ要求コマンドに、通信パラメータＡ又は通信パラメータＢの何れを要求するかを指定する情報を含めるようにしてもよい。

また、制御装置１からの設定要求や取得要求を示すコマンド（フレーム）には、複数のデータ（プロパティ）が含まれるケースも多々あることから、通信機器２は、かかるケースに対応した通信パラメータ（第２の通信パラメータ）を保持しておき、制御装置１に応答してもよい。この場合の第２の通信パラメータには、例えば、コマンド単位で共通して必要とされる応答時間と、コマンドに含まれるデータ（プロパティ）単位の応答時間とが含まれる。さらに、通信機器２は、設定要求に対応した第２の通信パラメータＡと、取得要求に対応した第２の通信パラメータＢとを個別に保持しておき、制御装置２から通信パラメータ要求コマンドを受けると、第２の通信パラメータＡと、第２の通信パラメータＢとを応答してもよい。

さらに、通信機器２は、通信パラメータをより細分化して保持してもよい。即ち、通信機器２は、設定要求や取得要求等のコマンドＩＤ別のみならず、さらにデータＩＤ及びデータ別に通信パラメータを保持してもよい。この場合、制御装置１からのコマンドには、図８に示すように、詳細データ項目が付加されている。

（実施形態２）
続いて、本発明の実施形態２に係る通信システムについて説明する。なお、以下の説明において、実施形態１と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図９は、実施形態２の通信機器２の構成を示すブロック図である。本実施形態の通信機器２には、実施形態１の通信機器２と比較し、制御部２２に応答時間学習部２２１が追加されている。

応答時間学習部２２１は、制御装置１から、動作状態を変更させるための動作パラメータの設定要求（設定要求）や、動作状態を取得するための要求（取得要求）等の通常コマンドを受信すると、かかる通常コマンドに対する応答コマンドを送信するまでの時間、換言すると応答が完了するまでの時間（応答時間）を計測することで学習する（図１０参照）。応答時間学習部２２１は、学習した結果を通信パラメータとして、データ記憶部２１に保存する。

通信パラメータ応答部２２０は、制御装置１からの通信パラメータ要求コマンドを受信すると、データ記憶部２１に保存されている通信パラメータを格納した応答コマンド（通信パラメータ応答コマンド）を生成する。そして、通信パラメータ応答部２２０は、生成した通信パラメータ応答コマンドを通信部２０を介して制御装置１に送信する。

このように、本実施形態の通信機器２によれば、実際に計測した応答時間に基づく通信パラメータを制御装置１に送信する。したがって、制御装置１は、正確な通信パラメータを入手することができ、通信機器２との通信における仕様、例えば、受信タイムアウト時間や、コマンド再送間隔等をより適切に設定することが可能となる。

なお、通信機器２が、通信アダプタである場合、図１１に示すように、応答時間学習部２２１は、制御装置１から、設定要求や取得要求等のコマンドを受信すると、かかるコマンドに対応する制御指令を接続する電気機器に送信してから、応答が返ってくるまでの時間を計測することで応答時間を学習してもよい。

また、応答時間学習部２２１は、制御装置１からの設定要求、取得要求別に応答時間を学習して、それぞれに対応した通信パラメータとしてデータ記憶部２１に保存してもよい。また、コマンドに含まれるデータ数（プロパティ数）別に応答時間を学習して、データ数に応じた通信パラメータをデータ記憶部２１に保存してもよい。

（実施形態３）
続いて、本発明の実施形態３に係る通信システムについて説明する。なお、以下の説明において、実施形態１と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

実施形態３の通信機器２は、電気機器と標準化されたシリアル通信規格に則ったインタフェースにて電気的に接続される通信アダプタである。本実施形態の通信機器２には、図１２に示すように、実施形態１の通信機器２と比較し、機器インタフェース２３が追加されており、制御部２２には、通信パラメータ確定部２２２が追加されている。

機器インタフェース２３は、通信機器２（通信アダプタ）と電気機器とを電気的に接続するためのインタフェースである。

通信パラメータ確定部２２２は、電気機器と接続した際に、機器インタフェース２３を介して電気機器から取得した当該電気機器の種別や型式等の機器情報に基づいて、制御装置１に応答すべき通信パラメータを確定する。より詳細には、データ記憶部２１には、複数の機器情報の各々と通信パラメータを対応付けたデータテーブルが記憶されており、通信パラメータ確定部２２２は、電気機器から取得した機器情報に基づいて、かかるデータテーブルを参照することで、対応する通信パラメータを確定する。通信パラメータ確定部２２２は、確定した通信パラメータをデータ記憶部２１に保存する。

このように、本実施形態の通信機器２（通信アダプタ）は、様々な電気機器に適用できるため汎用性が高い。

（実施形態４）
続いて、本発明の実施形態４に係る通信システムについて説明する。なお、以下の説明において、実施形態３と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

本実施形態の通信機器２には、図１３に示すように、実施形態３の通信機器２と比較し、制御部２２は、通信パラメータ応答部２２０及び通信パラメータ確定部２２２の代わりに通信パラメータ応答部２２０Ａ及び応答時間計測部２２３を備えている。

また、本実施形態においては、制御装置１から送信される通信パラメータ要求コマンドには、図８に示すように、詳細データ項目が付加されている。

通信パラメータ応答部２２０Ａは、制御装置１からの通信パラメータ要求コマンドを受信すると、図１４に示すように、現在の動作状態を取得するための制御指令（取得要求）を接続する電気機器に送信する。この制御指令に応答して電気機器から現在の動作状態を示すデータが送信されると、通信パラメータ応答部２２０Ａは、受信した当該データをＲＡＭに保存する。

次に、通信パラメータ応答部２２０Ａは、受信した制御装置１からの通信パラメータ要求コマンドの詳細データ項目に従った制御指令を電気機器に送信する。応答時間計測部２２３は、当該制御指令が電気機器に送信されてから、応答が返ってくるまでの時間（応答時間）を計測する。

通信パラメータ応答部２２０Ａは、先にＲＡＭに保存した動作状態に再設定する制御指令（設定要求）を電気機器に送信する。これにより、電気機器の動作状態が元に戻る。

そして、通信パラメータ応答部２２０Ａは、応答時間計測部２２３により計測された応答時間を通信パラメータとして制御装置１に応答する。

このように、本実施形態の通信機器２は、通信パラメータ要求コマンドの詳細データ項目に従った制御指令を実際に電気機器に送信し、その応答までに要した時間を通信パラメータとして制御装置１に送信する。したがって、制御装置２は、正確な通信パラメータを入手することができ、通信機器２との通信における仕様、例えば、受信タイムアウト時間や、コマンド再送間隔等をより適切に設定することが可能となる。

なお、本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、上記各実施形態において、通信機器２によって実行されるプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＭＯ（Magneto-Optical Disk）、ＵＳＢメモリ、メモリカード等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。そして、かかるプログラムを特定の又は汎用のコンピュータにインストールすることによって、当該コンピュータを上記各実施形態における通信機器２として機能させることも可能である。

また、上記のプログラムをインターネット等の通信ネットワーク上のサーバ装置が有するディスク装置等に格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロード等するようにしてもよい。また、通信ネットワークを介してプログラムを転送しながら起動実行することによっても、上述の処理を達成することができる。さらに、プログラムの全部又は一部をサーバ装置上で実行させ、その処理に関する情報をコンピュータが通信ネットワークを介して送受信しながらプログラムを実行することによっても、上述の処理を達成することができる。

なお、上述の機能を、ＯＳ（Operating System）が分担して実現する場合又はＯＳとアプリケーションとの協働により実現する場合等には、ＯＳ以外の部分のみを上記の記録媒体に格納して配布してもよく、また、コンピュータにダウンロード等してもよい。

本発明は、広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能である。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本発明は、様々な電気機器と制御装置とがネットワークを介して接続するシステムに好適に採用され得る。

１ 制御装置、２ 通信機器、３ ネットワーク、１０，２０ 通信部、１１ 表示部、１２ 入力部、１３，２１ データ記憶部、１４，２２ 制御部、２３ 機器インタフェース、２２０，２２０Ａ 通信パラメータ応答部、２２１ 応答時間学習部、２２２ 通信パラメータ確定部、２２３ 応答時間計測部

Claims (10)

1. 制御装置からの通常コマンドに対応した通信パラメータを記憶する記憶部と、
   前記制御装置から前記通常コマンド以外のコマンドである通信パラメータ要求コマンドを受信すると、前記記憶部に記憶されている通信パラメータを前記制御装置に送信する通信パラメータ応答部と、を備える、通信機器。
2. 前記通常コマンドには、動作状態を変更させるための動作パラメータの設定要求を示すものと、動作状態を取得するための取得要求を示すものと、が存在する、請求項１に記載の通信機器。
3. 通信パラメータを記憶する記憶部と、
   制御装置から通信パラメータ要求コマンドを受信すると、前記記憶部に記憶されている通信パラメータを前記制御装置に送信する通信パラメータ応答部と、
   前記制御装置から前記通信パラメータ要求コマンド以外のコマンドである通常コマンドを受信する度に、当該通常コマンドに対する応答が完了するまでの時間を計測することで応答時間を学習し、学習した応答時間を通信パラメータとして前記記憶部に保存する応答時間学習部と、を備える、通信機器。
4. 前記応答時間学習部は、前記通常コマンドの内容別に前記応答時間を学習し、学習した各応答時間を前記通常コマンドが示す各内容に対応した通信パラメータとして前記記憶部に保存する、請求項３に記載の通信機器。
5. 電気機器と接続する通信アダプタであって、
   前記電気機器に対して制御指令を送信する度に、前記電気機器から当該制御指令に対する応答が返ってくるまでの時間を計測することで応答時間を学習し、学習した応答時間を通信パラメータとして記憶部に保存する応答時間学習部と、
   制御装置から通信パラメータ要求コマンドを受信すると、前記記憶部に記憶されている通信パラメータを前記制御装置に送信する通信パラメータ応答部と、を備える、通信アダプタ。
6. 電気機器と接続する通信アダプタであって、
   複数の機器情報の各々と通信パラメータを対応付けたテーブルを記憶する記憶部と、
   前記電気機器と接続した際に前記電気機器から取得した機器情報と、前記テーブルとに基づいて前記電気機器に対応する通信パラメータを確定する通信パラメータ確定部と、
   制御装置から通信パラメータ要求コマンドを受信すると、前記確定した通信パラメータを前記制御装置に送信する通信パラメータ応答部と、を備える、通信アダプタ。
7. 電気機器と接続する通信アダプタであって、
   前記電気機器に対して制御指令を送信してから当該制御指令に対する応答が返ってくるまでの時間を計測する応答時間計測部と、
   制御装置から通信パラメータ要求コマンドを受信すると、前記電気機器から現在の動作状態を取得して保持すると共に、前記通信パラメータ要求コマンドの内容に従った制御指令を前記電気機器に送信し、前記応答時間計測部により計測された当該制御指令に対する応答が返ってくるまでの時間を通信パラメータとして前記制御装置に送信する通信パラメータ応答部と、を備え、
   前記通信パラメータ応答部は、前記送信した制御指令に対する応答が前記電気機器から返ってくると、前記保持している動作状態に戻すための制御指令を前記電気機器に送信する、通信アダプタ。
8. 制御装置と、
   請求項１から４の何れか１項に記載の通信機器と、を備える、通信システム。
9. 制御装置から通信パラメータ要求コマンドを受信すると、記憶部に記憶されている、前記通信パラメータ要求コマンド以外のコマンドである通常コマンドに対応した通信パラメータを前記制御装置に送信する、通信パラメータ応答方法。
10. コンピュータを、
    制御装置から通信パラメータ要求コマンドを受信すると、記憶部に記憶されている、前記通信パラメータ要求コマンド以外のコマンドである通常コマンドに対応した通信パラメータを前記制御装置に送信する通信パラメータ応答部として機能させる、プログラム。

Images