以下に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では図中の同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は原則的に繰返さないものとする。
[実施の形態1]
図1は、本実施の形態に従う通信アダプタが適用される温水利用設備の遠隔監視システムの構成例を示すブロック図である。
図1を参照して、温水供給システム10は、「温水利用設備」の一例である温水供給装置100と、運転操作指令を入力するためのリモートコントローラ(以下、単に「リモコン」とも称する)105とを含む。
温水供給装置100は、たとえば給湯器であり、1台又は複数台配置される。複数台の温水供給装置100の制御には、システムコントローラ115が配置されることが好ましい。1台のシステムコントローラ115には、通信線51を経由して、最大N台(N:予め定められた自然数)の温水供給装置100が接続可能である。
図1の構成例では、複数台配置されたシステムコントローラ115を統合する親システムコントローラ111が配置されており、親システムコントローラ111と、各システムコントローラ115との間は、通信線52で接続される。また、親システムコントローラ111は、通信線50を経由して、リモコン105及び通信アダプタ40と接続される。以下では、親システムコントローラ111及びシステムコントローラ115の集合体を包括的にシステムコントローラ110とも称する。なお、システムコントローラ110の構成は任意であり、親システムコントローラ111及びシステムコントローラ115の階層構造に限定されない。1個又は複数個のシステムコントローラ115によってシステムコントローラ110が構成されてもよい。
通信アダプタ40は、温水供給装置100とともに、屋外、例えば住宅の外壁の周辺やガレージ等に設置することができる。通信アダプタ40は、屋内に配置された無線LAN(Local Area Network)ルータ60との間で、所定の通信プロトコル(例えばIEEE802.11n等)で通信するための無線通信機能を有する。通信アダプタ40は、インターネット網(通信網)との通信接続にあたり、無線LANルータ60との通信に代えて、有線LANルータ(図示せず)との間で所定の通信プロトコル(例えば、Ethernet規格のIEEE802.3等)で通信するように構成されてもよい。なお、通信アダプタ40の詳細については、後程説明する。
無線LANルータ60は、インターネット網(通信網)に接続されている。無線LANルータ60は、無線LANの親機として機能することにより、複数台の無線LAN子機を無線接続することも可能である。通信アダプタ40は、無線LAN子機として動作可能であり、無線LANルータ60との通信接続(無線リンク)が確立されると、無線LANルータ60を介してインターネットに接続することが可能である。
通信線50〜52による接続によって、各温水供給装置100は、システムコントローラ110を経由して、リモコン105及び通信アダプタ40の各々との間で、双方向にデータを送受信可能である。また、リモコン105及び通信アダプタ40の間でも、双方向にデータを送受信可能である。
システムコントローラ110を経由してリモコン105が複数台の温水供給装置100と接続されることにより、共通のリモコン105によって、システムコントローラ110に接続された複数台の温水供給装置100の動作を制御することが可能となる。
通信線50〜52には、たとえば、2心通信線を用いることができる。以下では、通信線50〜52について、2心通信線50〜52とも称する。各温水供給装置100が、商用系統等の外部電源15からの供給電力を外部機器用の電源電圧に変換して2心通信線51に出力するよう構成することにより、リモコン105及び通信アダプタ40の動作電源を、システムコントローラ110から供給することが可能である。この場合には、2心通信線50〜52において、通信データは電源電圧に重畳させることができる。
さらに、本実施の形態に従う温水利用設備の遠隔監視システムでは、管理センター20及びサポートセンター70が通信網(代表的には、インターネット)に接続される。管理センター20は、クラウドサーバ21a及びアプリケーションサーバ21bを含む。クラウドサーバ21a及びアプリケーションサーバ21bは、インターネット網もしくは専用回線を介して相互に通信可能に接続されており、互いに連携して各種サービスを提供することができる。管理センター20は「管理装置」の一実施例に対応する。
図2は、クラウドサーバ21a及びアプリケーションサーバ21bを構成するサーバ装置21の概略構成図である。
図2を参照して、サーバ装置21は、装置全体を制御するためのCPU(Central Processing Unit)25と、CPU25と接続された、通信ユニット26及びメモリ27と、表示部28とを含む。通信ユニット26は、通信網(インターネット)に接続された通信によって、他の機器又はサーバと通信する機能を有する。表示部28は、ディスプレイ画面によって構成される。
メモリ27は、例えば、CPU25で実行されるプログラムを記憶するためのメモリであるROM(Read Only Memory)27a、CPU25でプログラムを実行する際の作業領域となったり計算値を記憶したりするためのメモリであるRAM(Random Access Memory)27b、及び、大型の記憶装置の一例としてのHDD(Hard Disk Drive)27cを含む。
サーバ装置21は、一般的なコンピュータに相当する機能を有して構成することができる。サーバ装置21は、操作入力を受け付けるための操作部をさらに含んでもよい。
再び図1を参照して、クラウドサーバ21aは、主として、家庭や宿泊施設等に設置された多数の通信アダプタ40が常時接続されて、これらの通信アダプタ40との間で通信することにより、家庭及び各宿泊施設等の各顧客の温水供給システム10の各種情報を収集するとともに管理する。例えば、収集する情報には、単位時間毎の給湯量及び消費燃料量、給湯温度、並びに、各温水供給システム10で発生したエラー情報等を含むことができる。
アプリケーションサーバ21bは、各家庭および各宿泊施設等の多数のユーザのための多数のユーザアカウントを管理するとともに、ユーザが保有するスマートフォン(図示せず)等の操作端末からのログインを受け付けて、ユーザが所有する操作端末に対して各種サービスを提供する。
好ましくは、アプリケーションサーバ21bが提供するサービスを利用するための専用アプリケーションソフトウェアをスマートフォンにインストールして、該アプリケーションソフトウェアからログイン操作及びログイン後の各種操作を行えるようにすることができる。あるいは、Webベースのサービス提供を行うことにより、適宜のWebブラウザを用いてログインその他の操作を行えるようにすることもできる。
なお、アプリケーションサーバ21bは、スマートフォン等のユーザ端末に対するアプリケーションサービスのみを提供するものとし、ユーザアカウントを含む顧客情報はさらに別の顧客情報管理センターによって管理するよう構成することも可能である。あるいは、クラウドサーバ21a及びアプリケーションサーバ21bは、一体化されたサーバ装置により構成されてもよい。
クラウドサーバ21a及びアプリケーションサーバ21bによって提供するサービスは適宜必要に応じて設計することができる。例えば、接続機器確認サービス、運転情報収集管理サービス、エラー監視サービス、メンテナンスモニタサービス、遠隔操作サービス等を提供することができる。
接続機器確認サービスによれば、後述する通信アダプタ40に接続されている温水供給システム10の温水供給装置100の機種やシステム構成を確認することができる。また、通信アダプタ40が温水供給システム10から収集した情報に基づいて、サーバ側で機種やシステム構成を判別することができる。
運転情報収集管理サービスによれば、単位時間毎(例えば1時間毎)に定期的に温水供給システム10の運転情報を、通信アダプタ40から収集して管理することができる。収集する運転情報は任意であるが、例えば、単位時間毎の累積給湯量又は累積消費燃料量を収集することができる。収集された運転情報は、ビッグデータ解析による開発資料の作成に利用することも可能である。
エラー監視サービスによれば、温水供給システム10でエラーが発生した場合に、当該エラーに関する情報を通信アダプタ40から取得して、サポートセンター70の端末71に対して、あるいはユーザのメールアドレス宛にエラー通知を行うことができる。
メンテナンスモニタサービスによれば、温水供給システム10の修理作業を行う場合等に、温水供給システム10の動作状況をリアルタイムでモニタリングすることができる。具体的には、クラウドサーバ21aに通信接続した現場作業員用のタブレット端末80等によって、指定した通信アダプタ40に接続された温水供給システム10の動作状況をリアルタイムでモニタリングすることが可能である。
あるいは、本実施の形態に従う温水利用設備の遠隔監視システムにおいて、温水供給システム10の遠隔操作サービスをさらに提供することも可能である。例えば、サポートセンター70の端末71、現場作業員用のタブレット端末80、及び、ユーザ所有のスマートフォン(図示せず)等から、温水供給システム10の所定の操作、例えば、給湯運転のオン/オフの切替操作及び給湯設定温度の変更操作等を遠隔で行うことが可能である。この際に、ユーザによる遠隔操作は、スマートフォン(図示せず)等からアプリケーションサーバ21bにログインすることによって実行可能となる運用とすることができる。また、遠隔監視システムのサービスの一環として、ログインした状態で通信アダプタ40から収集した運転情報を、スマートフォン(図示せず)等で閲覧できるように表示することも可能である。
上述した遠隔監視サービスは、通信アダプタ40を経由した、管理センター20(以下、単にサーバ20とも称する)及び温水供給システム10の間でのデータ通信によって可能となる。
図3は、通信アダプタ40の構成例を示すブロック図である。
図3を参照して、通信アダプタ40は、制御部41と、通信ユニット42,43と、電源回路44と、メモリ45と、アンテナ47と、コネクタ48と、手動スイッチ49と、報知部151〜153とを含む。コネクタ48には、図1に示された通信線50(2心通信線)が接続される。
制御部41は、CPU41a及びインターフェイス(I/F)41bを含むマイクロコンピュータによって構成することができる。通信ユニット42は、コネクタ48に接続された2心通信線50を経由して、温水供給装置100及びリモコン105との間で双方向にデータを送受信することによって情報を授受できるように構成される。通信ユニット43は、アンテナ47を経由した無線通信によって、無線LANルータ60やスマートフォン(図示せず)との間で双方向にデータを送受信することによって情報を授受できるように構成される。電源回路44は、コネクタ48に接続された2心通信線50から電力供給を受けて、通信アダプタ40内の各要素の動作電源電圧を生成する。
メモリ45は、ROM45a及びRAM45bを有する。例えば、ROM45aには、通信アダプタ40の動作を制御するためのプログラムが格納されており、制御部41は、起動処理時において、ROM45aに格納されたプログラムを読出してRAM45bに展開する。以降では、制御部41は、RAM45bに展開されたプログラムを実行して通信アダプタ40の動作を制御する。なお、図3では、メモリ45及び制御部41を別個の要素として表記したが、メモリ45の一部又は全部について、制御部41に内蔵することも可能である。
手動スイッチ49は、ユーザ又は作業員等によって操作される。手動スイッチ49の操作に応じて、所定の電気信号が手動スイッチ49から制御部41へ入力される。これにより、制御部41は、手動スイッチ49の操作を検知することができる。
通信アダプタ40は、通信ユニット43を用いて、通信網(インターネット)を経由して管理センター20と通信することができる。本実施の形態に従う温水利用設備の遠隔監視システムでは、中継装置として設けられた通信アダプタ40を用いた、温水供給装置100及びサーバ20の間でのデータ通信によって、遠隔監視が実現される。したがって、温水供給システム10の施工時には、通信アダプタ40を用いた、温水供給システム10及びサーバ20の間の通信接続の確立を確認するための接続試運転が行われる。
図1に示された遠隔監視システムの接続試運転では、通信ユニット42による2心通信線50による通信接続(以下、「システム接続」とも称する)と、通信ユニット43による、通信網(インターネット)を経由したサーバ20との通信接続(以下、「サーバ接続」とも称する)とを確認する必要がある。すなわち、通信ユニット42は「第1の通信部」に対応し、通信ユニット43は「第2の通信部」に対応する。なお、通信ユニット42および43は、別体に構成することも、一体的に構成することも可能である。
さらに、図1の構成例では、通信アダプタ40は無線LANルータ60を経由してサーバと接続されるので、サーバ接続の一貫として、通信アダプタ40及び無線LANルータ60の間の通信接続(以下、「LAN接続」とも称する)についても確認する必要がある。このため、接続試運転において、作業員は、上記3つの通信接続が確立されたことを確認することが必要である。
図4は、通信アダプタ40における接続試運転の結果の表示例を説明する概略図である。図4には、通信アダプタ40の筐体の蓋部を開放した場合の正面図の一例が示される。
図4を参照して、図示しない蓋部が設けられた筐体141には、通信アダプタ40の制御盤が格納されている。制御盤の表面には、手動スイッチ49(図3)として、プッシュスイッチ49a及びディップスイッチ49b等が設けられる。さらに、制御盤には、図3に示された報知部151〜153が配置される。報知部151〜153は、通信接続の状態を報知するために設けられる。たとえば、報知部151〜153をLED(Light Emitting Diode)によって構成すると、各LEDの点灯によって、各通信接続が確立されていることを視覚的に報知することができ、接続試運転の結果を視覚的に報知することができる。以下では、報知部151〜153について、LED151〜153とも称する。
たとえば、LED151は、システム接続の確立時に点灯し、LED152は、LAN接続の確立時に点灯し、LED153は、サーバ接続の確立時に点灯する。すなわちLED151〜153のうち、LED151は「第1の表示部」に対応し、LED153は「第2の表示部」に対応する。接続試運転において、LED151〜153の全てが点灯すると、通信接続確認を完了することができる。すなわち、システム接続は「第1の通信接続」に対応し、サーバ接続は「第2の通信接続」に対応する。また、図1の構成例では、LAN接続は、サーバ接続のための前提として確立される必要がある。
報知部151〜153の各々は、視覚以外によって各通信接続の状態を報知するように構成されてもよい。たとえば、接続試運転において、各通信接続が確立されたことを音声で報知するように、報知部151〜153の各々が構成されてもよい。
図5は、接続試運転における制御処理の比較例を説明するフローチャートである。図5に示すフローチャートの処理は、接続試運転の起動に応答して、通信アダプタ40の制御部41によって実行される。接続試運転の起動時には、LED151〜153は、非点灯状態である。
たとえば、接続試運転は、通信アダプタ40への電源供給が停止されている状態から、電源供給が開始されたとき(たとえば、コネクタ48への2心通信線50の接続時)に自動的に起動することが可能である。あるいは、通信アダプタ40へ電源が供給されている状態で、手動スイッチ49に対する所定の操作に応じて接続試運転が起動されてもよい。
図5を参照して、制御部41は、接続試運転が起動されると、ステップS110により、温水供給システム10のシステムコントローラ110へ接続情報を要求する。接続情報は、接続試運転において温水供給システム10からサーバ20へ送信が必要な情報(以下、送信情報とも称する)の一部を構成する。たとえば、接続情報は、温水供給システム10における温水供給装置100の台数に関する情報を有する。あるいは、接続情報は、温水供給装置100の台数及びその接続の階層構造を示す情報を有する。
システムコントローラ110は、温水供給装置100の接続状況に基づき、接続情報を出力する。接続情報は、2心通信線50を経由した通信によって、システムコントローラ110から通信アダプタ40に送信される。
制御部41は、ステップS120により、ステップS110で要求した接続情報の取得が完了したかどうかを判定する。この判定は、システムコントローラ110から受信する信号に基づいて行うことができる。接続情報の取得が完了すると(S120のYES判定時)、制御部41は、ステップS130により、2心通信線50によるシステム接続の確立を報知する。たとえば、ステップS130では、図4に示されたLED151が点灯される。
制御部41は、ステップS140により、取得した接続情報を基に、温水供給システム10の温水供給装置100(接続機器)の各々の機種データを取得する。機種データについても、接続情報と同様に、2心通信線50を経由してシステムコントローラ110から通信ユニット42へ送信される。たとえば、機種データは、温水供給装置100の機種名、制御プログラムのバージョン、機種コード、個別識別番号等を含む。
制御部41は、ステップS150により、接続情報で示された全ての温水供給装置100についての機種データの取得が完了されたか否かを判定する。全ての機種データの取得が完了するまで(S150のNO判定時)、ステップS140による機種データの取得処理が継続される。
制御部41は、機種データが全て取得されると(S150のYES判定時)、ステップS160により、無線LANルータ60に対して通信アダプタ40が接続済であるかどうかを判定する。
無線LANルータ60に対する接続処理は、予め定められたパスワードの入力、あるいは、プッシュスイッチの操作等によって、接続試運転の作業員等によって、温水供給システム10との間の送受信とは別個に実行される。たとえば、WPS(Wi-Fi Protected Setup)機能を用いて、無線LANルータ60に対する接続処理を行うことができる。ステップS160の判定は、当該接続処理が正常に完了したことを示すフラグの値に基づいて実行することができる。
制御部41は、無線LANルータ60への接続が完了しているとき(S160のYES判定時)には、ステップS170により、LAN接続が確立していることを報知する。たとえば、ステップS170では、図4に示したLED152が点灯される。無線LANルータ60との通信接続が確立すると、通信アダプタ40は、通信網(インターネット)を経由してサーバ20と通信可能な状態となっている。
制御部41は、LAN接続の確立後、ステップS200により、サーバ20に対して、接続情報(S110,S120)及び機種データ(S140)、すなわち、接続試運転における送信情報の全てのデータを送信する。制御部41は、ステップS210により、ステップS200による送信情報(接続情報及び機種データ)の送信が完了したかを判定し、完了するまで(S210のNO判定時)、ステップS200による送信処理を継続する。送信完了判定は、サーバ20からの返信内容に基づいて行うことができる。
制御部41は、サーバ20に対する送信情報の送信が正常に完了すると(S210のYES判定時)、ステップS220により、サーバ接続の確立を報知する。たとえば、ステップS220では、図4に示されたLED153が点灯する。
図5の処理によってLED151〜153が点灯することにより、接続試運転における通信接続確認が完了する。言い換えると、LED151〜153の全てが点灯するまでは、作業員が立ち会う必要がある。このため、機種データが大容量の場合、たとえば、図1に示された温水供給システム10における温水供給装置100の接続台数が多くなるほど、作業員の立ち会いが長期化することが懸念される。
特に、温水供給システム10は、その設置現場毎に、温水供給装置100、リモコン105、および、システムコントローラ110の設置台数が異なる。このため、比較例に従う接続試運転では、接続試運転の開始からサーバ接続確立の報知までの所要時間が設置現場によって大きく異なってくることが懸念される。
したがって、本実施の形態に従う遠隔監視システムでは、温水供給システム10における温水供給装置100の接続台数が増加しても、接続確立確認までの所要時間が長期化しないような接続試運転が実行される。
図6は、本実施の形態に従う通信アダプタにおける接続試運転の制御処理を説明するフローチャートである。
図6を参照して、制御部41は、接続試運転が起動されると、図5と同様のステップS110及びS120により、システムコントローラ110から接続情報を取得する。制御部41には、接続情報の取得に応じて、図5と同様のステップS130により、LED151の点灯によってシステム接続の確立を報知する。
次に、制御部41は、図5と同様のステップS160及びS170により、無線LANルータへの接続確立を確認すると、LED152の点灯によってLAN接続が確立していることを報知する。さらに、制御部41は、ステップS300により、接続試運転における送信情報の一部として、ステップS110,S120で取得した接続情報を、サーバ20へ送信する。
さらに、制御部41は、ステップS310により、ステップS300による接続情報の送信が完了したかを判定し、完了するまで(S310のNO判定時)、ステップS300による送信処理を継続する。ステップS310による送信完了判定は、サーバ20からの返信内容に基づいて、ステップS300で送信した情報(接続情報)がサーバ20に正常に受信されたことを確認すると、YES判定とされる。
制御部41は、サーバ20に対する接続情報の送信が正常に完了すると(S310のYES判定時)、図5と同様のステップS220により、LED153の点灯によってサーバ接続の確立を報知する。この段階で、LED151〜153が点灯した状態となる。
制御部41は、さらに、図5と同様のステップS140,S150により、接続情報を基に接続機器の機種データを取得し、全ての機種データの取得が完了すると(S150のYES判定時)、ステップS200#により、サーバ20に対して、機種データを送信する。そして、全ての機種データの送信が正常に完了すると(S210のYES判定時)、試運転接続における送信情報の全てのデータが送信されたことに応じて、接続試運転は終了される。全ての機種データの送信が正常に完了したか否かの判定は、サーバ20からの返信内容に基づいて、行うことができる。
サーバ20の表示部28またはサポートセンター70の端末71では、通信接続が確立された温水供給システム10に関する表示を行うことができる。この際の表示内容は、サーバ接続の確立が確認された時点(図6のS220)と、送信情報の全てがサーバ20ヘ送信完了された時点(図6でのS210のYES判定後)とでは異なるものとなる。すなわち、サーバ接続の確立が確認された時点では、機種データに関する表示を行うことができないため、通信アダプタ40との間での接続が確立された旨のみを表示する一方で、サーバ20に対して全ての送信情報の送信完了後には、機種データに関連する情報を表示部28等に表示することができる。
このように、本実施の形態に従う接続試運転によれば、送信情報の全てのデータの送信が完了する前のステップS220の段階で、システム接続、LAN接続、及びサーバ接続が確立したことを報知できる。機種データの取得及び送信に要する時間は、接続台数の増加に応じて増加するが、図6の制御処理によれば、温水供給システム10における温水利用設備(温水供給装置100)の台数が増加しても、接続試運転における、通信接続確認までの所要時間、すなわち、作業員の立ち会い時間を短くすることができる。また、上述した、温水供給システム10の設置現場ごとでの、接続試運転における通信接続確認までの所要時間のばらつきについても抑制することが可能である。
なお、機種データを含む残りの送信情報については、サーバ接続の確立が確認された後(S310のYES判定後)の期間に、全ての温水供給装置100のデータを、図5の処理と同様にサーバ20へ送信することができる。
また、図6の制御処理において、ステップS160,S170の処理については、ステップS110〜S130の処理と並列に実行することも可能である。また、ステップS140,S150,S200#の処理において、温水供給システム10から全ての機種データを通信アダプタ40が取得した後に、まとめて機種データをサーバに送信する処理とする他、一部ずつの機種データを、温水供給システム10から取得する毎にサーバ20へ都度送信することも可能である。機種データについては、一括送信又は一部ずつの送信のいずれとしても、ステップS210により全ての接続機器の送信情報がサーバに送信されるまで、接続試運転は実行される。
なお、ステップS140,S150による機種データの取得については、ステップS120のYES判定後に、システム接続確立の報知と並列して開始することも可能である。この場合にも、サーバ20に対する機種データの送信は、ステップS310がYES判定となった後(接続情報がサーバ20へ正常に送信されたことを確認した後)に開始される。
図7は、本実施の形態の変形例に従う通信アダプタが適用される遠隔監視システムの変形例を説明するブロック図である。
図7を参照して、実施の形態の変形例では、通信アダプタ40は、無線LANルータ60を経由してではなく、移動体通信網(例えば、3G回線又は4G回線)を用いることにより、直接、通信網を経由してサーバ20との間で通信データを送受信することが可能である。したがって、図7の構成では、通信ユニット43は、例えば、3Gルータ(図示せず)を含んで構成される。すなわち、当該3Gルータが「第2の通信部」として機能する。
図7の構成例では、3Gルータへの接続は、有線接続によって確保することができる。したがって、通信アダプタ40及びサーバ20の間の通信は、無線LANルータ60との間の無線LAN接続を要することなく実行できる。したがって、接続試運転においてLAN接続の確立を確認する必要がない。
したがって、図7の構成例に適用される通信アダプタ40の接続試運転では、図6の制御処理において、ステップS160及び170の処理が省略される。すなわち、図4の構成例において、LAN接続の確立を報知するLED152の配置を省略することが可能であり、接続試運転では、LED151(システム接続)及びLED153(サーバ接続)の点灯によって、通信接続確立の確認を完了することができる。
また、図1及び図7では、複数台の温水供給装置100を集中制御するためのシステムコントローラ110を経由して温水供給装置100が通信アダプタ40と接続される構成を例示したが、システムコントローラ110を配置しない構成に対しても、本発明の適用は可能である。その際には、各温水供給装置100の図示しないコントローラと、通信アダプタ40との間で通信線(たとえば、2心通信線)によるデータ通信が実行されるため、接続試運転では、全ての温水供給装置100から通信アダプタ40へ接続情報が送信されることによって、システム接続の確立が確認される。
なお、システムコントローラ110を配置することなく複数台の温水供給装置100を備える構成の温水供給システム10の場合には、1台の温水供給装置100をマスター装置とし、当該マスター装置を経由して、全ての温水供給装置100に関する情報(接続試運転における送信情報を含む)が、通信アダプタ40へ送信される構成とすることが可能である。
さらに、本実施の形態に従う接続試運転では、接続試運転における送信情報の一部の例として、接続情報がサーバ20へ正常に送信されるとサーバ接続の確認を報知したが、当該送信情報の一部であれば、任意の情報(データ)について、当該情報のサーバ20への送信が正常に完了されたことに応じて、サーバ接続の確認を報知することができる。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。