(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親機から複数の子機を介して各子機に接続された個々の機器をブロードキャストによる電力線通信によって制御する電力線通信装置において、
制御器と、
該制御器に接続されて制御器からのデータを含む制御信号を電力線に重畳する親機と、
該親機からのブロードキャストされた制御信号を受信して接続された機器を制御する複数の子機と、を有し、
各子機はデータ転送可能に構成されており、親機または選択された子機からのデータを転送可能であり、
前記各子機に接続された個々の機器は子機が制御信号を受信したときに作業者に知らせる判断手段を有し、かつ各子機は識別するためのＩＤ番号を有し、データ転送設定時に前記判断手段による判断に基づいてデータを転送するために選択される子機をＩＤ番号により特定し、
前記機器が表示器または照明器具であり、前記判断手段による判断は、作業者が表示器または照明器具の点灯または点滅を目視することによって行われることを特徴とする電力線通信装置。
【請求項２】
請求項１記載の電力線通信装置において、データ転送設定は、親機からブロードキャストで全ての子機に制御信号を送信し、各子機に接続された機器が有する前記判断手段によって全ての子機が制御可能であるか否かを判断し、制御できない子機があるときには、前記ＩＤ番号によってデータ転送を行う子機を選択し、選択した子機を含めてブロードキャストで制御信号を送信し、さらに制御できない子機があるときは、再度前記ＩＤ番号によってデータ転送を行う子機を選択し、全ての子機が制御可能になるまで、前記子機の選択、ブロードキャストによる制御信号の送信を行うことを特徴とする電力線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力線通信（ＰＬＣ）装置に関し、特に、パソコン等の制御器によって親機から子機を介して照明器具の点灯、消灯、輝度調節を行うのに適した電力線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、電力線通信（ＰＬＣ）あるいは、電力線搬送通信では、親機と子機との間で、双方向で通信し、必ず、親機は、子機からデータを受け取ったことを確認し、親機はそれを受け取ったことで通信が成功したことを把握する、ハンドシェイクによる方式が行われている。
【０００３】
なお、電力線通信によって照明器具を制御することを例として開示した従来例が特開２０１１−２３４０６４号公報に記載されている。この従来例では、例外的に、電力線搬送通信によって通信を行う手段を有する機器（ノード）で親機となる送受信機から制御信号を電力線に重畳することによってノードに装置された子機を遠隔制御するとき、制御を行う親機は制御される個々の子機と双方向通信をせず、親機は、電力線通信機能のあるグループ分けした子機に対し、常にブロードキャスト信号のみでコマンドを送る。ここで、各々の子機には、ユニークなＩＤ番号が電力線搬送通信マイコン内部に記録されていることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３４０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述の従来例では、親機からデータを受け取る子機は、親機から十分距離が離れていたり、電線に接続される機器から発せられた高周波の雑音で親機からの信号が直接受けられないことがある。このことにより、親機がブロードキャストによって直接的にデータを送ることのできる機器（ノード）は限られた数である。したがって、制御しようとする子機が多数存在する場合には、前述の理由により制御できない子機が存在することなる。
【０００６】
また、前述の従来例の発明では、ブロードキャストによる電力線通信で照明の制御方式について述べられているが、物理的な通信の接続性についてはなんら触れられていない。ブロードキャストのみでは、制御できる子機である機器（ノード）は限定された範囲にとどまる。そのため、親機の設置場所を全体の機器（ノード）の設置される中間地点に置くなどの工夫が必要となるが、現実的ではない。
【０００７】
したがって、本発明の目的は、親機が子機からのハンドシェイクを受け取る方式を用いないで、ブロードキャスト（一斉送信）により多数の子機をもれなく制御できる電力線通信装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、親機から複数の子機を介して各子機に接続された個々の機器をブロードキャストによる電力線通信によって制御する電力線通信装置において、制御器と、該制御器に接続されて制御器からのデータを含む制御信号を電力線に重畳する親機と、該親機からのブロードキャストされた制御信号を受信して接続された機器を制御する複数の子機と、を有し、各子機はデータ転送可能に構成されており、親機または選択された子機からのデータを転送可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、親機からブロードキャストにより多数の子機をもれなく制御できる電力線通信装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の基本的な概念を説明するための概略図である。
【図２】照明器具（ＬＥＤ等）を例にとった本発明の電力線通信装置の室内配置図である。
【図３】電力線通信装置の親機と子機の配置を示す図である。
【図４】電力線通信装置におけるデータ転送設定のフローチャートである。
【図５】照明器具の点灯回路を示す回路図である。
【図６】子機のブロック図である。
【図７】親機のブロック図である。
【図８】パケットの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の電力線通信装置は、親機から複数の子機を介して各子機に接続された個々の機器をブロードキャストによる電力線通信によって制御するものである。電力線通信装置は、制御器（パソコンなど）と、該制御器に接続されて制御器からのデータを含む制御信号を電力線に重畳する親機と、該親機からのブロードキャストされた制御信号を受信して接続された機器を制御する複数の子機とを有する。そして、各子機はデータ転送可能に構成されており、親機または選択された子機からのデータを転送可能である。各子機に接続された個々の機器は子機が制御信号を受信したときに作業者に知らせる判断手段を有し、かつ各子機は識別するためのＩＤ番号を有し、データ転送設定時に判断手段による判断に基づいてデータを転送するために選択される子機をＩＤ番号により特定する。そして、機器が表示器または照明器具であり、判断手段による判断は、作業者が表示器または照明器具の点灯または点滅を目視することによって行われる。
【実施例１】
【００１２】
一般に、親機が置かれる場所は、パソコン用電源などのノイズを大量に出すものが多く接続されるコンセント近くであることが多く、そのため、電力線通信では、親機が信号を受信できないことがしばしば起こる。このような環境下であっても、例えば、親機が子機を通して照明器具（例えば、ＬＥＤ表示器、ＬＥＤ蛍光灯、ＬＥＤ照明装置等）の点灯、消灯、輝度調節等を制御する場合には、親機が子機を通してＬＥＤ蛍光灯をきちんと制御するためには、親機は子機からの信号の返送により子機がデータを受け取っていることを確認する代わりに、子機が親機からのデータを受け取ったことを作業者の目視によってＬＥＤ蛍光灯の点灯や点滅を確認することである。なお、このＬＥＤ蛍光灯は、電源コンセント内に、収められた電力線通信機能をもった電源のＯＮ／ＯＦＦユニットであって、ＬＥＤなどの表示機を装置したものでもよい。
【００１３】
前述の技術思想に基づいて本発明がなされたものであり、以下、図１〜図８を参照して、照明器具の点灯、消灯、輝度調節等を制御することを例にとり、本発明の実施例を説明する。最初に、図１および図２において、本発明の基本的な概念を説明する。親機Ｍから発せられたデータが子機Ｈ１等に届いた場合には、子機によって制御される照明器具が点灯し、または点滅するように設定されている。親機Ｍ（左側）から発せられたデータは、濃い黒丸の子機（Ｈ１、Ｈ２等）に届いたとすると、届いたことは、子機によって制御される照明器具（ＬＥＤなどの表示機）が点灯、あるいは、断続的に点灯（点滅）するので、親機を操作した作業者は目で判断できる。このとき、薄い黒丸、白い丸の子機が点灯または点滅しなければ、作業者はデータがこれらの子機に届いていないと判断できる。
【００１４】
次に、濃い黒丸の子機から薄い黒丸の子機にまで親機Ｍからのデータを届けるために、親機Ｍは、濃い黒丸の子機の内から子機Ｈ１、Ｈ２を選択し、子機Ｈ１、Ｈ２に対して、データを転送することを指示する。その指示の制御コマンドを親機Ｍが出力すると、子機Ｈ１、Ｈ２のノードに配置された表示機（ＬＥＤなど）は、点灯し、または点滅を数回行うことで、親機を制御した作業者はその制御コマンドを受信したと判断できる。同様に、制御範囲を薄い黒丸の子機から白丸の子機広めるために、親機から子機Ｈ３、Ｈ４に対してデータを転送する指示を行う。子機Ｈ３、Ｈ４が親機Ｍからの指示を受けると、表示機を点灯または点滅して受信できたことを親機を操作した作業者が判断できる。
【００１５】
この方法は、親機から子機の方向（→）には通信するが子機から親機の方向（←）には通信しない一方向の通信である。すべての機器（ノード）が親機から受け取ったデータを再送（転送）すると、電力線の中の通信トラフィックが多くなり、あらかじめ決められたデータ取得のタイムアウト時間を超えると、通信できないものまで出る。そこで、図３に示すように、データを再送する機器（ノード）は、親機から指定できるものとしている。親機から信号が届く限界を見極めて、作業者がそのデータ再送させたい子機を指定して行う。ここで、図３は親機を制御するためのパソコン、親機Ｍ、子機Ｈの全体の配線を概略的に示しており、黒丸で示す機器（子機）がデータ転送を指定されているものである。
【００１６】
次に、図４を参照して、データ転送設定のフローチャ−トを説明する。最初に、目視により作業者が子機の動作を確認するために子機に送る信号が点滅または点灯信号であることを予め決めておく。パソコンの操作により、親機からブロードキャストで子機である機器（ノード）に制御信号を送る（ステップＳ１）。作業者は目視により、子機全部を制御できたかを判断する（ステップＳ２）。全部制御できたと判断したときは、設定終了となる（ステップＳ３）。この結果、親機から全ての子機にブロードキャストするにより、照明器具の点灯、消灯、輝度調節を行うことができる状態となる。作業者は、全部制御できていないと目視により判断したときは、制御できない機器の近くの機器のノード番号Ｎ（例えば、図１に関連して説明したＨ１、Ｈ２の子機のＩＤ番号）を把握する（ステップＳ４）。次に、作業者は親機からブロードキャストで制御信号をノードＮにデータ転送を指示する（ステップＳ５）。作業者はノード番号ＮまたはＭ（例えば、図１に関連して説明したＨ３、Ｈ４の子機のＩＤ番号）の表示器は点滅（または点灯）したかを目視により判断する（ステップＳ６）。この結果、点滅（または点灯）した場合には、ステップＳ１に戻る。また、点滅しない場合には、作業者は親機からブロードキャストで制御信号をノードＭにデータ転送を指示する（ステップＳ７）。以下、全てが点滅（または点灯）するまで、繰り返し、ステップＳ１に戻る。
【００１７】
前述のように、データ転送の設定がなされたときには、データは親機から全ての子機に通信可能な状態となり、親機からブロードキャストで子機にデータを通信すると、全ての子機に接続された照明器具毎に点灯、消灯、輝度調節等がなされうる。例えば、全ての照明器具を同時に、点灯し、または消灯し、または輝度調節することができ、または一部の照明器具を点灯させ、消灯させ、または輝度調節することができる。
【００１８】
次に、図５を参照して、表示機または照明器具の回路構成を説明する。電力線搬送通信からの信号（ＰＷＭまたは電圧制御信号）はオペアンプ１０に入力されると、電源（＋５Ｖまたは＋４８Ｖ）からの電流が表示機１２（例えば、３個の直列接続のＬＥＤ）に流れ、点灯（発光）する。入力される信号の種類により表示機等の点灯、消灯、点滅、輝度調節が行われる。
【００１９】
次に、図６を参照して、子機の電力線通信モジュールの構成を説明する。電力線通信用マイコン２０は、例えば、ルネサスエレクトロニクス（株）のＭ１６Ｃ／６Ｓ１であって、商用の交流（ＡＣ）１００Ｖ（２００Ｖ）との間に、信号抽出用トランス２２を入れる。マイコン２０から出力されるレベルは、約１Ｖ  Ｐ−Ｐであって、周波数は１００ＫＨｚから４００ＫＨｚの間をスプレッドスペクトラムの手法によって変調をされた信号が出力される。この信号は、信号抽出用トランス２２によって、交流（ＡＣ１００Ｖ）ラインに注入される。
【００２０】
また、ＡＣ１００Ｖラインに存在する、別の子機からの信号をこの信号抽出用トランス２２を通して、ＡＣ１００Ｖの中から取り出し、電力線通信用マイコン２０の入力端子に導く。電力線通信用マイコン２０には、直流（ＤＣ）５Ｖが必要であり、電源２４によってＡＣ１００ＶからＤＣ５Ｖに変換されて電力線通信用マイコン２０に供給される。個々の電力線通信モジュールには、異なった番号のＩＤが必要であり、その情報はＥＥＰＲＯＭ２６に予め格納されている。
【００２１】
次に、図７を参照して、親機の電力線通信モジュールの構成を説明する。親機の電力線通信モジュールにおける電力線通信用マイコン３２、信号抽出用トランス３４、電源３６およびＥＥＰＲＯＭ３８は、子機の電力線通信モジュールにおける電力線通信用マイコン２０、信号抽出用トランス２２、電源２４およびＥＥＰＲＯＭ２６と同様なものである。パソコン３０から特定のＩＤ番号をもつ子機の電力線通信モジュールに信号を送るときは、パソコン３０から出力されたＩＤ番号とコマンドがＵＳＢやイーサネットを通じて、電力線通信用マイコン２０（図６）に送られる。電力線通信用マイコン２０は、スプレッドスペクトラムなどの手法を用いて変調信号を生成し、信号抽出用トランス２２に出力する。
【００２２】
個々の機器は、ネットワークＩＤと機器個別のアドレスＩＤを持つ。例えば、１つの建物で、１個の親機から１００個のノードを制御するときは、１０１個の電力線機器は、すべて同じネットワークＩＤ番号を持つ。１００個のノードは、別々なノードＩＤ番号を持つ。あるノードＩＤに対し、転送許可のフラグを送ると、その機器は、電力線上を送られてきたデータを受信後、その送られてきたデータと同じデータを送信する。それと同時に、データ転送設定時には表示機を点滅または点灯させる動作を行い、設定後は表示機を点灯、消灯、輝度調節させる動作を行う。
【００２３】
次に、図８を参照すると、親機から子機への通信、子機から子機への転送で用いられる信号のパケットが示されている。パケットは、プリアンブル、ＩＤ情報、コマンド種類情報、コマンド、データ、転送許可、パリティーなどを含む。また、個々のノードは、このパケットを受信したとき、今までと違う設定、例えば、ＬＥＤ蛍光灯の照度を暗くするなどの変化があったときも、表示機を点滅させそのデータを受け付けたことを視覚的に表現する。ＩＤ情報は、さらに、ネットワークＩＤとアドレスＩＤから構成される。
【００２４】
（他の実施例）
さらに、コンセントにＬＥＤなどの表示器をつけることで、コンセントにも同様の機能をもらせることができる。また、本発明を多数のスピーカをブロードキャストで鳴らす場合にも応用でき、この場合には、目視による子機の受信状態を確認する代わりに、聴覚による確認を行えばよい。
【００２５】
（実験例）
親機からＬＥＤ蛍光灯、１２００ｍｍ  ２１Ｗタイプを用いての点灯、消灯動作を行ったところ、１００本の蛍光灯のうち、５０本がうまく制御できたが、その他の５０本が制御できなかったとき、点灯できた５０本のうちの２本かもしくは３本に、データ転送を指示することで、１００本すべての制御が可能となった。このデータ転送を指示されたＬＥＤ蛍光灯を接続した子機は、目で見て、動作できなかったＬＥＤ蛍光灯に極めて近いものを選んだ。データ転送を行うことを指示されたＬＥＤ蛍光灯を接続した子機には、指示のコマンドを受けたとき、３回程度０．５秒おきに点滅を行うことで、作業者にコマンドを受信できたことを視覚的に伝えた。ＬＥＤ蛍光灯は、親機からの信号により、点灯、消灯、と少なくとも３ステップ以上の調光制御を行うことができる。また、親機からの指示によって、ＬＥＤに最初に１００ｖ／２００ｖなどの電源が加えられたときの明るさを指定しておくこともできた。本発明では、親機をどこに設置してもデータ転送を行うことで、すべての機器（ノード）を制御できるものである。
【符号の説明】
【００２６】
Ｍ  親機
Ｈ、Ｈ１、Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４  子機
１０  オペアンプ
１２  ＬＥＤ
２０  電力線通信用マイコン
２２  信号抽出用トランス
２４  電源
２６  ＥＥＰＲＯＭ
３０  パソコン
３２  電力線通信用マイコン
３４  信号抽出用トランス
３６  電源
３８  ＥＥＰＲＯＭ
【図１】
0005511880.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005511880.tif 000005
【図５】
0005511880.tif 000006
【図６】
0005511880.tif 000007
【図７】
0005511880.tif 000008
【図８】
0005511880.tif 000009