(57)【要約】【課題】重畳端末の台数が増えても通信タイミングや通信の順番を制御できる通信システムおよび端末装置を提供する。【解決手段】第１端末２０１は、表示パネル７に対するユーザからの操作入力を受けて、一次要求部２５１から伝送ユニット１に一次要求を送信する（Ｓ２１）。一次要求を受けた伝送ユニット１は、二次要求部１５１にて一次要求に従って計測ユニット６の計測結果を要求するための二次要求を、重畳信号により第２端末２０２に送信する（Ｓ２２）。伝送ユニット１からの二次要求を受けた第２端末２０２は、一次応答部２５２から計測ユニット６の計測結果を一次応答として重畳信号により伝送ユニット１に送信する（Ｓ２３）。伝送ユニット１は、第２端末２０２からの一次応答を受信すると、二次応答部１５２にて計測結果を二次応答として重畳信号により第１端末２０１に送信する（Ｓ２４）。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通信線に伝送信号を繰り返し送信する親機と、前記伝送信号に同期するように前記伝送信号に重畳される重畳信号を用いて前記親機と通信する第１端末および第２端末とが前記通信線に接続された通信システムであって、
前記第１端末は、前記親機に一次要求を送信する一次要求部を有し、
前記親機は、前記一次要求を受信すると前記第２端末に二次要求を送信する二次要求部と、前記第２端末から一次応答を受信すると前記第１端末に二次応答を送信する二次応答部とを有し、
前記第２端末は、前記二次要求を受信すると前記親機に前記一次応答を送信する一次応答部を有する
ことを特徴とする通信システム。
【請求項２】
前記二次要求部は、前記一次要求を受信すると、当該一次要求の送信元の前記第１端末と、前記第２端末との通信に関して所定の条件を満たすか否かを判断し、判断結果に基づいて前記二次要求を送信するか否かを決定するように構成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
【請求項３】
前記伝送信号は、時間軸方向において複数の区間に分割されており、
前記親機は、前記複数の区間の一部を、前記重畳信号を用いて前記第１端末との通信を行う第１期間と、前記重畳信号を用いて前記第２端末との通信を行う第２期間とに振り分け、時分割方式の通信を行うように構成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
【請求項４】
前記第２端末は、前記重畳信号を受信する期間を前記第２期間として割り当てられた区間に限定するように構成されている
ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
【請求項５】
前記第１期間は、前記第２期間よりも前記伝送信号の１フレームに占める時間が長くなるように、前記伝送信号の区間が割り当てられている
ことを特徴とする請求項３または４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記伝送信号は、割込信号を検出するための割込帯と、返送データを受信するタイムスロットである返信帯とを含んでおり、
前記親機は、前記割込帯に前記割込信号を検出すると、当該割込信号の送信元からの前記返送データを受信するために前記返信帯を確保し、
前記一次要求部は、前記割込信号を送信することによって確保される前記返信帯に前記一次要求を送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記一次要求部は、前記重畳信号を用いて前記割込信号を送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項６に記載の通信システム。
【請求項８】
前記伝送信号は、データを送信するための送信帯と、返送信号を受信するタイムスロットである返信帯と、割込信号を検出するための割込帯と、短絡を検出するための短絡検出帯とを含んでおり、
前記伝送信号のうち前記送信帯と前記返信帯と前記割込帯と前記短絡検出帯とを除く区間であって前記重畳信号を重畳可能な重畳可能帯が前記第１期間および前記第２期間として割り当てられている
ことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項９】
前記一次要求部は、前記第２端末から取得データを取得するためのトリガとして前記一次要求を前記親機に送信し、
前記一次応答部は、前記二次要求の内容に応じた前記取得データを前記一次応答として前記親機に送信し、
前記二次応答部は、前記一次応答の内容に応じた前記取得データを前記二次応答として前記第１端末に送信するように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の通信システム。
【請求項１０】
通信線に伝送信号を繰り返し送信する親機と、前記伝送信号に同期するように前記伝送信号に重畳される重畳信号を用いて通信する複数の端末装置とが前記通信線に接続された通信システムに前記端末装置として用いられ、
前記親機に一次要求を送信する一次要求部と、
前記親機が前記一次要求を受信したときに送信する二次要求を受信すると、相手方の端末装置に前記親機から二次応答を送信させるための一次応答を前記親機に送信する一次応答部とを有する
ことを特徴とする端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信線に伝送信号を繰り返し送信する親機と、伝送信号に同期するように伝送信号に重畳される重畳信号を用いて親機と通信する複数台の端末装置とを備える通信システム、その通信システムに用いられる端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、伝送路に対して伝送ユニット（親機）および複数台の通信端末（子機）が接続され、各通信端末と伝送ユニットとの間で通信を行う通信システムが広く普及している。この種の通信システムの一例として、伝送ユニットが定期的に通信端末の状態を監視し、通信端末の状態に変化があった場合、その状態変化に対応する処理を行うように伝送ユニットから他の通信端末に信号を送るシステムがある（たとえば特許文献１〜３参照）。
【０００３】
ただし、上記構成の通信システムは、そもそも照明器具等のオンオフ制御などに使用されるシステムであって通信速度が遅く、たとえばアナログ量のように比較的データ量の多い情報の伝送には不向きである。
【０００４】
そこで、伝送ユニットから送出される伝送信号を用いて通信を行う通信端末と、伝送信号に重畳される重畳信号を用いてより高速に通信を行う重畳端末とを備えた通信システムが提案されている（たとえば特許文献４参照）。特許文献４に記載のシステムは、通信端末（特許文献４における「第１通信端末」）と重畳端末（特許文献４における「第２通信端末」）とが通信線（伝送路）を共用するので、既設の通信システムに重畳端末を増設することで容易に実現できる。特許文献４においては、通信端末同士は、伝送ユニット（親機）を介して互いに通信し、重畳端末同士は、伝送ユニットを介すことなくピア・ツー・ピア（Ｐ２Ｐ）で直接通信する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第１１８０６９０号公報
【特許文献２】特許第１１９５３６２号公報
【特許文献３】特許第１１４４４７７号公報
【特許文献４】特開２００９−２２５３２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献４に記載の通信システムにおいては、重畳端末同士が直接通信するので、重畳端末の台数が増えた場合に各重畳端末が自由に通信を行うと、通信タイミングや通信の順番は制御されない。そのため、重畳端末は、重畳信号同士の衝突を回避するための待ち時間が長くなったり、通信できなかったりすることがある。
【０００７】
本発明は上記事由に鑑みて為されており、重畳端末の台数が増えても通信タイミングや通信の順番を制御できる通信システムおよび端末装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の通信システムは、通信線に伝送信号を繰り返し送信する親機と、前記伝送信号に同期するように前記伝送信号に重畳される重畳信号を用いて前記親機と通信する第１端末および第２端末とが前記通信線に接続された通信システムであって、前記第１端末は、前記親機に一次要求を送信する一次要求部を有し、前記親機は、前記一次要求を受信すると前記第２端末に二次要求を送信する二次要求部と、前記第２端末から一次応答を受信すると前記第１端末に二次応答を送信する二次応答部とを有し、前記第２端末は、前記二次要求を受信すると前記親機に前記一次応答を送信する一次応答部を有することを特徴とする。
【０００９】
この通信システムにおいて、前記二次要求部は、前記一次要求を受信すると、当該一次要求の送信元の前記第１端末と、前記第２端末との通信に関して所定の条件を満たすか否かを判断し、判断結果に基づいて前記二次要求を送信するか否かを決定するように構成されていることが望ましい。
【００１０】
この通信システムにおいて、前記伝送信号は、時間軸方向において複数の区間に分割されており、前記親機は、前記複数の区間の一部を、前記重畳信号を用いて前記第１端末との通信を行う第１期間と、前記重畳信号を用いて前記第２端末との通信を行う第２期間とに振り分け、時分割方式の通信を行うように構成されていることがより望ましい。
【００１１】
この通信システムにおいて、前記第２端末は、前記重畳信号を受信する期間を前記第２期間として割り当てられた区間に限定するように構成されていることがより望ましい。
【００１２】
この通信システムにおいて、前記第１期間は、前記第２期間よりも前記伝送信号の１フレームに占める時間が長くなるように、前記伝送信号の区間が割り当てられていることがより望ましい。
【００１３】
この通信システムにおいて、前記伝送信号は、割込信号を検出するための割込帯と、返送データを受信するタイムスロットである返信帯とを含んでおり、前記親機は、前記割込帯に前記割込信号を検出すると、当該割込信号の送信元からの前記返送データを受信するために前記返信帯を確保し、前記一次要求部は、前記割込信号を送信することによって確保される前記返信帯に前記一次要求を送信するように構成されていることがより望ましい。
【００１４】
この通信システムにおいて、前記一次要求部は、前記重畳信号を用いて前記割込信号を送信するように構成されていることがより望ましい。
【００１５】
この通信システムにおいて、前記伝送信号は、データを送信するための送信帯と、返送信号を受信するタイムスロットである返信帯と、割込信号を検出するための割込帯と、短絡を検出するための短絡検出帯とを含んでおり、前記伝送信号のうち前記送信帯と前記返信帯と前記割込帯と前記短絡検出帯とを除く区間であって前記重畳信号を重畳可能な重畳可能帯が前記第１期間および前記第２期間として割り当てられていることがより望ましい。
【００１６】
この通信システムにおいて、前記一次要求部は、前記第２端末から取得データを取得するためのトリガとして前記一次要求を前記親機に送信し、前記一次応答部は、前記二次要求の内容に応じた前記取得データを前記一次応答として前記親機に送信し、前記二次応答部は、前記一次応答の内容に応じた前記取得データを前記二次応答として前記第１端末に送信するように構成されていることがより望ましい。
【００１７】
本発明の端末装置は、通信線に伝送信号を繰り返し送信する親機と、前記伝送信号に同期するように前記伝送信号に重畳される重畳信号を用いて通信する複数の端末装置とが前記通信線に接続された通信システムに前記端末装置として用いられ、前記親機に一次要求を送信する一次要求部と、前記親機が前記一次要求を受信したときに送信する二次要求を受信すると、相手方の端末装置に前記親機から二次応答を送信させるための一次応答を前記親機に送信する一次応答部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、第１端末が、親機に一次要求を送信する一次要求部を有し、第２端末が、二次要求を受信すると親機に一次応答を送信する一次応答部を有する。親機は、一次要求を受信すると第２端末に二次要求を送信する二次要求部と、第２端末から一次応答を受信すると第１端末に二次応答を送信する二次応答部とを有するため、重畳端末の台数が増えても通信タイミングや通信の順番を制御できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態１に係る通信システムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態１に係る通信システムのシステム構成図である。
【図３】実施形態１に係る通信システムの動作の説明図である。
【図４】実施形態１に係る通信システムの動作の説明図である。
【図５】実施形態１に係る通信システムの動作の説明図である。
【図６】実施形態２に係る通信システムの動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（実施形態１）
本実施形態の通信システムは、たとえば図２に示すように、２線式の通信線１０に接続される伝送ユニット１と、重畳端末２および通信端末３とを備えている。この通信システムでは、基本的に、通信端末３は通信線１０を伝送される伝送信号（第１プロトコルの信号）を用いて通信を行い、重畳端末２は伝送信号に重畳される重畳信号（第２プロトコルの信号）を用いて通信を行う。
【００２１】
図２は、通信システムがオフィスビル等において照明器具４を制御するための照明システムに適用された例を示している。図２の例では、伝送ユニット１は各エリア（たとえばフロア）に１台ずつ設けられ、各伝送ユニット１に接続された通信線１０に通信端末３および重畳端末２が複数台ずつ接続されている。
【００２２】
また、伝送ユニット１は、その上位装置となる省エネコントローラ（図示せず）に接続されている。省エネコントローラは、エリア（たとえばフロア）ごとに設けられており、上記通信システムを適用した照明システムの他、空調装置（図示せず）についても統括的に監視制御を行う。複数のエリアの省エネコントローラは、ブラウザ機能を有したパーソナルコンピュータ（図示せず）にインターネットあるいはＬＡＮなどのネットワークを介して接続され、パーソナルコンピュータから監視可能に構成されている。
【００２３】
本実施形態の通信システムでは、伝送ユニット１は、伝送信号を用いて各通信端末３と通信する機能、並びに重畳信号を用いて各重畳端末２と通信する機能を有している。したがって、通信端末３同士は、両者間に伝送ユニット１が介在することで互いに通信可能となり、重畳端末２同士も、両者間に伝送ユニット１が介在することで互いに通信可能となる。
【００２４】
複数台の通信端末３は、伝送ユニット１に対して通信線１０を介して並列接続されている。伝送ユニット１および通信端末３は、伝送ユニット１から通信端末３へのデータ伝送と通信端末３から伝送ユニット１へのデータ伝送とが時分割で行われる時分割多重伝送システム（以下、「基本システム」という）を構築する。以下ではまず、基本システムの概略構成について説明する。
【００２５】
基本システムにおいて、通信端末３は、壁スイッチ等のスイッチ（図示せず）の監視入力を監視する監視用の端末と、リレー（図示せず）を有し負荷（ここでは照明器具４）のオンオフ制御等を行う制御用の端末との２種類に分類される。本実施形態では、同一の通信線１０に対し監視用の通信端末３と制御用の通信端末３とが複数台ずつ接続されている場合を例に説明する。ここで、通信端末３は予め個別に割り当てられた自身のアドレスを、各々のメモリ（図示せず）に記憶している。なお、監視用の通信端末３は、スイッチに限らず、人感センサや明るさセンサ等のセンサで自動的に発生する監視入力を監視する構成であってもよい。
【００２６】
伝送ユニット１は、図１に示すように、伝送信号を通信線１０に送出する伝送通信部１１と、通信端末３へデータを送信する送信部１２と、通信端末３からデータを受信する受信部１３と、記憶部１４と、制御部１５とを備えている。また、本実施形態では、伝送ユニット１は、通信端末３とだけでなく重畳端末２との間でも通信可能なように、重畳信号を用いて通信を行う重畳通信部１６をさらに備えている。制御部１５は、伝送通信部１１、送信部１２、受信部１３、重畳通信部１６の動作を制御する。本実施形態では、伝送ユニット１は、マイコン（マイクロコンピュータ）を主構成とし、記憶部１４に記憶されたプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。なお、図１では通信端末３の図示を省略している。
【００２７】
伝送ユニット１は、監視用の通信端末３と制御用の通信端末３とをアドレスによって対応付けた制御テーブルを記憶部１４に記憶している。ただし、たとえば監視用の通信端末３が複数回路のスイッチを有する場合、通信端末３に固有の端末アドレスだけでは、この通信端末３のスイッチが全て該当することになり、実際に操作された唯一のスイッチを特定することはできない。
【００２８】
そこで、監視用の通信端末３においては、実際に操作された唯一のスイッチを特定できるように、スイッチごとに負荷番号が割り振られ、通信端末３の端末アドレスの後に負荷番号が付加されたアドレスをスイッチ固有のアドレス（識別子）として用いる。同様に、制御用の通信端末３においてはリレーごとに負荷番号が割り振られ、通信端末３の端末アドレスの後に負荷番号が付加されたアドレスをリレー固有のアドレス（識別子）とする。制御テーブルでは、スイッチ固有のアドレスとリレー固有のアドレスとが一対一あるいは一対多に対応付けられる。
【００２９】
続いて、基本システムの動作について説明する。
【００３０】
伝送ユニット１は、図３に示すように時間軸方向において複数の区間に分割された形式の電圧波形からなる時分割方式の伝送信号を、通信線１０に対して繰り返し送信する。すなわち、伝送信号は、予備割込帯１０１と、予備帯１０２と、送信帯１０３と、返信帯１０４と、割込帯１０５と、短絡検出帯１０６と、休止帯１０７との７つの区間からなる複極（±２４Ｖ）の時分割多重信号である。
【００３１】
予備割込帯１０１は２次割込の有無を検出するための期間、予備帯１０２は割込帯１０５および短絡検出帯１０６に合わせて設定された期間であり、送信帯１０３は通信端末３にデータを伝送するための期間である。返信帯１０４は通信端末３からの返送データを受信するタイムスロットであり、割込帯１０５は後述の割込信号の有無を検出するための期間であり、短絡検出帯１０６は短絡を検出するための期間である。休止帯１０７は処理が間に合わないときのための期間である。
【００３２】
なお、伝送ユニット１は、割込帯１０５で割込信号が検出された場合に、その後の最初の送信帯１０３、返信帯１０４で割込信号の発生元の通信端末３と通信を行う。そのため、本実施形態では、伝送信号における割込帯１０５から始まって返信帯１０４で終わる各期間を１フレーム（Ｆ１，Ｆ２，・・・）とする。ただし、本来、予備割込帯１０１と予備帯１０２とはスタートパルス、割込帯１０５と短絡検出帯１０６とはエンドパルスとして設定された区間であるので、予備割込帯１０１から短絡検出帯１０６までの期間を１フレームとしてもよい。この場合、休止帯１０７は、伝送信号のフレーム間のインターバルである。
【００３３】
伝送ユニット１は、常時は、モードデータが通常モードである伝送信号を送信し、この伝送信号の送信帯１０３に含まれるアドレスデータをサイクリックに変化させて通信端末３に順次アクセスする常時ポーリングを行う。常時ポーリングの際には、送信帯１０３に含まれるアドレスデータが自身のアドレスに一致した通信端末３は、この送信帯１０３に含まれるデータを受信し、その後の最初の（同一フレームの）返信帯１０４にて返送データを伝送ユニット１に送信する。ここで、通信端末３は、伝送信号の返信帯１０４に同期した電流モードの信号（適当な低インピーダンスを介して通信線１０を短絡することにより送出される信号）により返送データを送信する。なお、通信端末３の内部回路の電源は、通信線１０を介して伝送される伝送信号を整流し安定化することによって供給される。
【００３４】
一方、監視用の通信端末３は、監視入力を検出すると、伝送信号の割込帯１０５に同期して割込信号を発生する。以下、図２の通信システムにおいて、監視用の通信端末３で割込信号が発生した場合の基本システムの動作について、図３を参照して説明する。
【００３５】
伝送ユニット１は、伝送信号の第１フレームＦ１の割込帯１０５にて監視用の通信端末３で発生した割込信号を検出すると（図３のＳ１１）、伝送信号の送信帯１０３に含まれるモードデータを通常モードから割込ポーリングモードに切り替える。割込ポーリングモードにおいては、伝送ユニット１は、送信部１２にて、アドレスの上位ビットからなる返送要求データを伝送信号の送信帯１０３で送信し（Ｓ１２）、アドレス（上位ビット）をサイクリックに変化させながらアドレスサーチを行う。割込信号を発生した通信端末３は、返送要求データ中のアドレス（上位ビット）が自身のアドレスの上位ビットに一致していれば、第１フレームＦ１の返信帯１０４にて自身のアドレスの下位ビットを返送データとして伝送ユニット１に送信する（Ｓ１３）。これにより伝送ユニット１は、第１フレームＦ１において割込信号を発生した通信端末３のアドレスを、返送データとして受信部１３にて受信することになる。
【００３６】
伝送ユニット１は、割込信号を発生した通信端末３のアドレスを取得すると、第２フレームＦ２の送信帯１０３にて、そのアドレスを指定して通信端末３に対して送信部１２から返送要求データを送信する（Ｓ１４）。通信端末３は、自身のアドレスを含む返送要求データを受信すると、これに応答して、第２フレームＦ２の返信帯１０４にて監視入力に対応したスイッチの負荷番号およびオンオフの別を含む監視データを返送データとして伝送ユニット１に送信する（Ｓ１５）。
【００３７】
伝送ユニット１は、受信部１３にて監視データからなる返送データを受信すると、この監視データに制御テーブル上で対応する制御用の通信端末３に対して、第３フレームＦ３の送信帯１０３にて制御データを送信する（Ｓ１６）。これにより、制御データを受信した通信端末３は、制御データに従って照明器具４をオンオフ制御する。
【００３８】
上述したように、基本システムでは、ポーリング・セレクティング方式のプロトコル（第１プロトコル）に従い、伝送ユニット１を介して通信端末３同士（監視用の端末と制御用の端末）が通信を行うこととなる。
【００３９】
ところで、本実施形態に係る通信システムでは、端末装置である重畳端末２は、上記基本システムと通信線１０を共用しつつ、伝送信号に重畳される重畳信号を用いて通信を行う。
【００４０】
重畳端末２は、図１に示すように、メモリ２１と、重畳信号を用いた通信を行う（端末側）重畳通信部２２と、少なくとも伝送信号を受信可能な（端末側）伝送通信部２３と、インタフェース部２４と、（端末側）制御部２５とを備えている。インタフェース部２４には、後述する計測ユニット６等が接続される。制御部２５は、重畳通信部２２、伝送通信部２３、インタフェース部２４の動作を制御する。本実施形態では、重畳端末２は、マイコン（マイクロコンピュータ）を主構成とし、メモリ２１に記憶されたプログラムを実行することにより、各部の機能を実現する。
【００４１】
ここにおいて、重畳信号は、伝送信号に比べて、周波数が十分に高い信号であって（伝送信号の）１フレーム当たりに伝送可能なデータ量が十分に多い。そのため、重畳信号による通信は、伝送信号による通信に比べて通信速度を高速化でき、たとえばアナログ量のように比較的データ量の多い情報の伝送に適している。そこで、本実施形態では、重畳端末２は、電圧、電流、電力等を計測する計測ユニット（多回路エネルギーモニタ）６の計測結果の伝送を行う。
【００４２】
具体的には、複数台の重畳端末２は、計測ユニット６に接続された監視用の端末と、計測ユニット６の計測結果を表示する表示パネル（フロア統合パネル）７に接続された表示用の端末とに分類されている。表示パネル７は、計測ユニット６の計測結果をたとえば表やグラフなどの種々の形式で表示する。以下では、表示用の重畳端末２を第１端末２０１とし、監視用の重畳端末２を第２端末２０２として説明する。
【００４３】
なお、本実施形態では、同一の通信線１０に対し、第１端末２０１と第２端末２０２とが複数台ずつ接続されていると仮定する。ただし、少なくとも第２端末２０２が複数台あればよく、第１端末２０１は１台だけであってもよい。また、ここでは第１端末２０１は、表示パネル７と共通の筐体に収納されることで表示パネル７と一体化されているが、この構成に限らず、表示パネル７とは別の筐体に収納されインタフェース部２４に表示パネル７が接続される構成であってもよい。反対に、第２端末２０２は計測ユニット６と別体であるが、この構成に限らず計測ユニット６と一体化されていてもよい。
【００４４】
上記構成によれば、第２端末２０２は、重畳信号を用いて計測ユニット６の計測結果をたとえば定期的に第１端末２０１に伝送し、表示パネル７に計測ユニット６の計測結果を表示させることができる。また、表示パネル７は、タッチパネルディスプレイ（図示せず）を有しており、ユーザからの操作入力を受け付けることで、ユーザの所望する情報を表示するように構成されている。そのため、第１端末２０１は、表示パネル７に対するユーザの操作入力に応じて要求を出し、この要求の応答として第２端末２０２から取得した計測ユニット６の計測結果を、表示パネル７に表示させることができる。
【００４５】
ここにおいて、重畳端末２は、予め個別に割り当てられた自身のアドレスを、各々のメモリ２１に記憶している。ただし、通信端末３と重畳端末２とでは設定可能なアドレス領域が区別されている。以下では、通信システム全体として「１」〜「１２８」のアドレスが使用可能であって、そのうち「１」〜「６４」までが通信端末３のアドレス領域、「６５」〜「１２８」が重畳端末２のアドレス領域として割り当てられている場合を想定して説明する。
【００４６】
なお、重畳端末２に関しては、１台の重畳端末２に複数台のセンサや負荷が接続されている場合、重畳端末２に固有のアドレスが割り当てられるのではなく、センサあるいは負荷ごとに固有のアドレスが割り当てられている。つまり、たとえば４台のセンサ（計測ユニット６等）が接続された重畳端末２には、「６５」、「６６」、「６７」、「６８」というように合計４つのアドレスが割り当てられることになる。
【００４７】
また、本実施形態の重畳端末２は、伝送通信部２３により、通信端末３と同様に伝送ユニット１との間で伝送信号を用いて双方向に通信可能に構成されている。つまり、重畳端末２は、重畳信号を用いた通信だけでなく、伝送信号による伝送ユニット１との通信も可能である。
【００４８】
また、重畳端末２は、基本システムで用いられる伝送信号を監視し、伝送信号のデータ伝送状況（以下、「ステート」という）を解析する機能を有している。ここでは、重畳端末２は伝送通信部２３にて伝送信号を監視する。重畳端末２は、ステートの解析結果から重畳信号の重畳に適した重畳可能帯にあるか否かを判断し、重畳可能帯と判断されたタイミングで、重畳通信部２２にて伝送信号に重畳信号を重畳する。すなわち、重畳端末２は、親機である伝送ユニット１から通信線１０に送出される伝送信号に同期して、通信するように構成されている。そのため、伝送ユニット１は、伝送信号を同期信号として利用することで、重畳信号を用いた通信における同期をとるためだけの同期信号を送出する必要がない。
【００４９】
本実施形態においては、重畳端末２は、原則、伝送信号のうち予備割込帯１０１と予備帯１０２と休止帯１０７とを重畳可能帯として重畳信号の重畳に用いる。つまり、予備割込帯１０１と予備帯１０２と休止帯１０７とは、重畳信号が重畳されても第１プロトコルの通信に影響がなく、重畳信号も伝送信号の影響を受けにくい。
【００５０】
さらに、重畳端末２は、通信端末３と同様に伝送信号の割込帯１０５に同期して割込信号を発生可能に構成されており、割込信号により確保された返信帯１０４についても重畳可能帯として重畳信号の重畳に用いることができる。すなわち、重畳端末２は、伝送通信部２３にて伝送信号を用いた通信も可能であるから、割込帯１０５に同期して伝送信号を用いて割込信号を発生することによって、その後の最初の（同一フレームの）返信帯１０４を自身と伝送ユニット１との通信用に確保できる。重畳端末２は、このようにして確保した返信帯１０４を重畳可能帯として用いることにより、返信帯１０４にて通信端末３から伝送ユニット１に送信される返送データと重畳信号との干渉を回避できる。
【００５１】
返信帯１０４は、他の重畳可能帯と同様、重畳信号が重畳されても第１プロトコルの通信に影響がなく、重畳信号も伝送信号の影響を受けにくい。しかも、返信帯１０４は、予備割込帯１０１や予備帯１０２や休止帯１０７に比べて、伝送信号の電圧が一定に保たれている時間が長く、伝送信号の１フレームに占める割合が大きいので、重畳信号の重畳に適している。なお、具体的な数値を例示すると、返信帯１０４の時間幅は約６．５ｍｓであり、重畳端末２は、重畳信号により１回の返信帯１０４中に３５０ｂｉｔのデータを送信できるとすれば、伝送信号のフレーム周期を約１５ｍｓとして、伝送速度は約２３ｋｂｐｓとなる。
【００５２】
その他の区間（送信帯１０３と割込帯１０５と短絡検出帯１０６）は、伝送信号がハイレベルあるいはローレベルに安定している時間が相対的に短く、重畳信号が重畳されると第１プロトコルの通信に影響を与えやすい。また上記他の区間に重畳信号が重畳されると、重畳信号も伝送ユニット１と通信端末３との間で授受される信号（割込信号や送信データ）の影響を受けやすい。そのため、本実施形態では、予備割込帯１０１、予備帯１０２、休止帯１０７並びに返信帯１０４以外の区間は、重畳信号の重畳には使用されない区間（以下、「重畳不可帯」という）とする。
【００５３】
重畳通信部２２は、重畳信号によりデータを送信するデータ送信部、および重畳信号により送信されたデータを受信するデータ受信部として機能する。重畳通信部２２は、ステートの解析結果から重畳可能帯と判断されたときに限って重畳信号を送信するように構成されている。重畳端末２は、このように伝送信号に同期して重畳可能帯にのみ重畳信号を重畳させることにより、共通の通信線１０を使用する第１プロトコルの通信と第２プロトコルの通信との干渉を回避する。
【００５４】
なお、伝送信号の立ち上がりおよび立ち下がりの期間も、高調波ノイズの影響や信号の電圧反転に伴う過渡応答の影響などにより、重畳信号を重畳するのに適していない。したがって、重畳端末２は、予備割込帯１０１、予備帯１０２、休止帯１０７並びに返信帯１０４の中でも、区間の切り替わり（立ち上がり）後の所定の回避時間（たとえば３００μｓ）については、重畳不可帯と判断する。
【００５５】
重畳端末２への電源供給は、通信端末３と同様に伝送ユニット１から通信線１０を介して伝送される伝送信号を整流し安定化することによって供給される方式（集中給電方式）によって為される。ただし、この構成に限らず、重畳端末２への電源供給は、商用電源を整流し安定化することによって供給される方式（ローカル給電方式）で為されてもよい。
【００５６】
ところで、本実施形態に係る通信システムでは、伝送ユニット１は、重畳信号を用いて重畳端末２と直接通信する親機（マスタノード）として機能するための権限であるマスタ権を有している。そのため、第１端末２０１−第２端末２０２間でデータを伝送する場合、伝送ユニット１は、重畳通信部１６により第１端末２０１から重畳信号を用いてデータを取得し、このデータを第２端末２０２に重畳信号を用いて送信する。言い換えれば、伝送ユニット１が親機として機能する通常時においては、端末装置である重畳端末２同士は互いに直接通信するのではなく、伝送ユニット１を介して通信を行う。
【００５７】
そのための具体的な構成として、図１に示すように、第１端末２０１は一次要求部２５１を有し、第２端末２０２は一次応答部２５２を有し、親機である伝送ユニット１は二次要求部１５１および二次応答部１５２を有している。ここでは、第１端末２０１と第２端末２０２とには同一の構成の端末装置が用いられているので、第１端末２０１と第２端末２０２との各々には一次要求部２５１および一次応答部２５２の両方が設けられている。ただし、第１端末２０１と第２端末２０２とで別構成の端末装置が用いられる場合、第１端末２０１には一次応答部２５２はなく一次要求部２５１が設けられ、第２端末２０２には一次要求部２５１がなく一次応答部２５２が設けられていてもよい。
【００５８】
一次要求部２５１は、制御部２５に設けられ、親機である伝送ユニット１に一次要求を送信する機能を有している。ここで、一次要求は、第２端末２０２に対して送信を要求するデータの種類、たとえばいずれの計測ユニット６の計測結果を要求するかを表している。
【００５９】
二次要求部１５１は、伝送ユニット１の制御部１５に設けられ、第１端末２０１から一次要求を受信すると第２端末２０２に二次要求を送信する機能を有している。ここで、二次要求は、一次要求の内容を反映しており、第２端末２０２に対して送信を要求するデータの種類、たとえばいずれの計測ユニット６の計測結果を要求するかを表している。
【００６０】
一次応答部２５２は、制御部２５に設けられ、伝送ユニット１から二次要求を受信すると親機である伝送ユニット１に一次応答を送信する機能を有している。ここで、一次応答は、二次要求に対する応答であって、第１端末２０１から要求されたデータ、たとえば計測ユニット６の計測結果を含んでいる。
【００６１】
二次応答部１５２は、伝送ユニット１の制御部１５に設けられ、第２端末２０２から一次応答を受信すると第１端末２０１に二次応答を送信する機能を有している。ここで、二次応答は、一次応答の内容を反映しており、第１端末２０１から要求されたデータ、たとえば計測ユニット６の計測結果を含んでいる。
【００６２】
本実施形態においては、上述した一次要求、二次要求、一次応答、二次応答はいずれも重畳信号を用いて送信される。つまり、一次要求部２５１は重畳通信部２２から一次要求の送信を行い、二次要求部１５１は重畳通信部１６にて一次要求の受信と二次要求の送信とを行う。一次応答部２５２は重畳通信部２２にて二次要求の受信と一次応答の送信を行い、二次応答部１５２は重畳通信部１６にて一次応答の受信と二次応答の送信とを行う。
【００６３】
また、本実施形態では、伝送ユニット１の二次要求部１５１は、一次要求を受信すると、一次要求の送信元の第１端末２０１と第２端末２０２との通信に関して所定の条件を満たすか否かを判断し、判断結果に基づいて二次要求を送信するか否かを決定する。ここでいう所定の条件としては、たとえば一次要求の送信元の第１端末２０１が通信システムのメンバとして登録されていること、一次要求の受信時に伝送ユニット１が他の重畳端末２と通信中でないこと等がある。伝送ユニット１は、これらの所定の条件を満たす場合には二次要求を送信し、条件を満たさない場合には二次要求を送信しない。したがって、伝送ユニット１は、たとえば計測ユニット６の計測結果を第２端末２０２から定期的に取得する構成であって、第２端末２０２との定期的な通信中に第１端末２０１からの一次要求を受信しても、条件を満たさないため二次要求を送信しない。
【００６４】
以下に、本実施形態に係る通信システムの動作について、図１および図４を参照して説明する。ここでは、第１端末２０１が、表示パネル７に対するユーザからの操作入力を受けて、現時点での（リアルタイムの）計測ユニット６の計測結果（たとえば消費電力の瞬時値）を第２端末２０２から取得する際の動作を例に説明する。
【００６５】
第１端末２０１は、表示パネル７に対するユーザからの操作入力を受けて、伝送信号の割込帯１０５に同期して割込信号を発生する（図４のＳ１１）。割込信号を検出した伝送ユニット１は、その後の最初の送信帯１０３で伝送信号により返送要求データを送信する（図４のＳ１２）。割込信号を発生した第１端末２０１は、その後の最初の返信帯１０４で重畳信号を用いて伝送ユニット１に一次要求を送信する（図１，４のＳ２１）。
【００６６】
一次要求を受けた伝送ユニット１は、その後の最初の休止帯１０７と予備割込帯１０１と予備帯１０２とに同期して、一次要求に従って計測ユニット６の計測結果を要求するための二次要求を、重畳信号により第２端末２０２に送信する（図１，４のＳ２２）。伝送ユニット１からの二次要求を受けた第２端末２０２は、その後の最初の休止帯１０７と予備割込帯１０１と予備帯１０２とに同期して、計測ユニット６の計測結果を一次応答として重畳信号により伝送ユニット１に送信する（図１のＳ２３）。伝送ユニット１は、第２端末２０２からの一次応答（計測結果）を受信すると、その後の最初の休止帯１０７と予備割込帯１０１と予備帯１０２とに同期して、計測結果を二次応答として重畳信号により第１端末２０１に送信（転送）する（図１のＳ２４）。
【００６７】
このようにして、第１端末２０１は、第２端末２０２から計測ユニット６の計測結果を親機である伝送ユニット１経由で取得することができる。その際、伝送ユニット１と、重畳端末（第１端末２０１および第２端末２０２）２との間では、上述したようなＳ２１〜Ｓ２４の４ステップの通信が行われることになる。つまり、第１端末２０１から伝送ユニット１への一次要求、伝送ユニット１から第２端末２０２への二次要求、第２端末２０２から伝送ユニット１への一次応答、伝送ユニット１から第１端末２０１への二次応答の４ステップの通信が生じる。
【００６８】
以上説明した本実施形態に係る通信システムによれば、重畳端末２同士が親機たる伝送ユニット１を介して互いに通信するので、複数台の重畳端末２が一斉に通信を行うことにより重畳信号同士が干渉することを回避できる。すなわち、本実施形態の構成によれば、マスタ権を有さない重畳端末２は、重畳信号を用いて自由に通信できるのではなく、通信システム内で唯一の親機である伝送ユニット１との間でのみ直接通信可能となる。言い換えれば、マスタ権を有する伝送ユニット１が、通信システム内での重畳信号を用いた通信を統制するので、重畳端末２が重畳信号を用いた通信を勝手に行うことはない。したがって、本実施形態の通信システムは、同一の重畳可能帯に複数台の重畳端末２が一斉にデータ送信を行うことによる重畳信号同士のコリジョンの発生を回避できる。
【００６９】
言い換えれば、伝送ユニット１は、重畳端末２同士の通信の交通整理をするので、重畳端末２の台数が増えても通信タイミングや通信の順番を制御できる。つまり、本実施形態では、伝送ユニット１が通信の交通整理を行うので、重畳端末２によって極端に待ち時間が長くなったり、通信できなかったりする不具合を回避できる。
【００７０】
仮に、第１端末２０１が第２端末２０２への要求を、伝送ユニット１を介さずに直接行うとすると、第１端末２０１は、伝送ユニット１が第２端末２０２と通信している最中に割り込んで重畳信号を送信する場合があり、この場合、重畳信号同士の干渉が生じる。これに対して、本実施形態では、第１端末２０１が第２端末２０２への要求を、伝送ユニット１を介して行っている。さらに、伝送ユニット１の二次要求部１５１は、一次要求を受信すると、一次要求の送信元の第１端末２０１と第２端末２０２との通信に関して所定の条件を満たすか否かを判断し、判断結果に基づいて二次要求を送信するか否かを決定する。そのため、伝送ユニット１が第２端末２０２と通信している最中に第１端末２０１が割り込んで重畳信号を送信しても、伝送ユニット１は第２端末２０２へ二次要求を送信することなく、重畳信号同士の干渉を回避できる。
【００７１】
また、重畳信号に着目すれば、重畳端末２同士が通信する際、重畳信号は直接伝送されるのではなく、親機たる伝送ユニット１にて一旦中継されることになる。したがって、重畳信号が直接届かないような位置関係で重畳端末２が配置されている場合でも、伝送ユニット１が重畳信号を中継することにより、重畳端末２同士で通信可能となることがある。つまり、重畳端末２同士が比較的離れて配置されているような場合には、重畳信号が通信線１０を伝達する際に減衰して、重畳端末２同士が直接通信できない可能性がある。本実施形態の通信システムは、このような場合でも、伝送ユニット１が中継器として機能することで、重畳信号の伝達距離が伸び重畳端末２同士が通信可能となることがある。
【００７２】
さらに、本実施形態においては、伝送ユニット１は、一次応答部２５２から送信された一次応答を受信し、所定の処理を実行する処理部（図示せず）を制御部１５に有している。ここでいう所定の処理とは、たとえば一次応答として第２端末２０２から取得したデータを記憶部１４に蓄積する処理や、第２端末２０２から取得したデータの統計を求める処理などである。
【００７３】
これにより、本実施形態の通信システムは、伝送ユニット１にて第２端末２０２からのデータを受けて所定の処理を実行可能である。たとえば、伝送ユニット１は、１台の重畳端末（第２端末２０２）２から取得したデータを、記憶部１４に蓄積し、複数台の重畳端末（第１端末２０１）２に対して転送することも可能である。したがって、伝送ユニット１は、たとえば第２端末２０２から取得したデータ（計測ユニット６の計測結果）を複数台の第１端末２０１間で共有させる際、第１端末２０１がそれぞれ第２端末２０２と通信する場合に比べて、通信トラフィックを低減できる。つまり、一対多の重畳端末２間でのデータの授受を行うような場合には、通信システムは、伝送ユニット１を親機として機能させることで、通信トラフィックを低減できる。
【００７４】
ところで、伝送ユニット１は、重畳信号を用いて第１端末２０１との通信を行う第１期間と、重畳信号を用いて第２端末２０２との通信を行う第２期間とが時間軸方向において分割された時分割方式の通信を行うように構成されている。つまり、伝送ユニット１がたとえばビーコンなどの同期信号（同期パルス）を定期的に送出し、第１端末２０１および第２端末２０２は、この同期信号に同期して時分割通信を行う。そのため、伝送ユニット１−第１端末２０１間で通信が行われる第１期間に、伝送ユニット１−第２端末２０２間で通信が行われることはなく、反対に、第２期間に伝送ユニット１−第１端末２０１間で通信が行われることはない。したがって、伝送ユニット１−第１端末２０１間での通信に用いられる重畳信号と、伝送ユニット１−第２端末２０２間での通信に用いられる重畳信号との干渉を回避できる。
【００７５】
本実施形態では、伝送ユニット１が通信線１０に送出する伝送信号を同期信号として用いているのであって、時間軸方向において複数の区間に分割された伝送信号の一部の区間が、第１期間と第２期間とに振り分けられている。本実施形態では、伝送信号のうち重畳信号の重畳に用いられるのは、予備割込帯１０１、予備帯１０２、休止帯１０７並びに返信帯１０４であるから、これらの区間が第１期間と第２期間とに振り分けられる。
【００７６】
ここで、第１期間は、第２期間よりも伝送信号の１フレームに占める時間が長くなるように、伝送信号の区間が割り当てられている。具体的に説明すると、図５に示すように重畳可能帯を比較的長くとることができる返信帯１０４が第１期間Ｔ１、残りの予備割込帯１０１、予備帯１０２、休止帯１０７が第２期間Ｔ２となるように、区間の振り分けが行われている。そのため、一次要求部２５１は、一次要求を送信する際、まず割込信号を送信することによって返信帯１０４を確保し、確保された返信帯１０４に一次要求を送信するように構成されている。要するに、一次要求部２５１は、割込帯１０５に同期して伝送信号を用いて割込信号を発生することによって、その後の最初の（同一フレームの）返信帯１０４を一次要求の送信用に確保する。
【００７７】
このように、伝送ユニット１は、伝送信号の区間を第１期間と第２期間とに振り分けることにより、ビーコンなどの同期信号（同期パルス）を用いることなく、第１端末２０１、第２端末２０２との時分割通信が可能になる。しかも、伝送信号の重畳可能帯のうち比較的長い区間（返信帯１０４）が伝送ユニット１−第１端末２０１間での通信に割り当てられるので、第１端末２０１は、一次要求として比較的情報量の多いデータをまとめて送信することができる。また、返信帯１０４はそもそも通信端末３から送信される返送データを受信するためのタイムスロットであるが、一次要求部２５１は、割込信号によって確保した返信帯１０４を一次要求の送信に用いる。これにより、通信システムは、返信帯１０４にて通信端末３からの返送データと重畳信号（一次要求）との干渉が生じることを回避できる。
【００７８】
また、一次要求部２５１は、重畳信号を用いて割込信号を送信するように構成されていてもよく、この場合、伝送信号の割込帯１０５に重畳通信部２２にて割込信号を発生する。これにより、第１端末２０１は、割込帯１０５において割り込みをかけるための割込要素だけでなく、アドレスや優先情報などの割込要素以外の情報も割込要素と併せて割込信号として送信することができ、通信の効率化を図ることができる。
【００７９】
ここにおいて、第２端末２０２は、伝送ユニット１から二次要求を受信すると、この二次要求の内容を読み取らずにデータを全て計測ユニット６に通過させるトンネリングを行っている。そのため、第２端末２０２は、二次要求に紛れて第１端末２０１からのデータも受信してしまった場合に、伝送ユニット１から送信されたままの順番で計測ユニット６にデータを出力できないことがある。そこで、第２端末２０２は、重畳信号を受信する期間を第２期間として割り当てられた区間に限定するように構成されている。
【００８０】
これにより、第２端末２０２は、重畳信号により受信するデータを伝送ユニット１からのデータ（二次要求）に限定することができ、第１端末２０１からのデータを誤って受信してしまうことがない。したがって、第２端末２０２は、計測ユニット６に対して、伝送ユニット１から送信されたままの順番でデータを出力することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、一次要求部２５１は、第２端末２０２から取得データを取得するためのトリガとして一次要求を親機たる伝送ユニット１に送信し、一次応答部２５２は、二次要求の内容に応じた取得データを一次応答として伝送ユニット１に送信している。要するに、第１端末２０１と第２端末２０２との通信は、第１端末２０１が第２端末２０２からデータ（計測ユニット６の計測結果など）を取得するために為されている。したがって、第２端末２０２は、たとえば計測ユニット６の計測結果（電力量等）を通常時には定期的に伝送ユニット１に通知し、第１端末２０１から一次要求が送信された場合にはその時点での計測ユニット６の計測結果を第１端末２０１に通知することができる。
【００８２】
ただし、本実施形態の通信システムは、このように第１端末２０１が第２端末２０２からデータを取得するのみならず、たとえば第１端末２０１からのコマンドに応じて第２端末２０２に接続された機器（図示せず）の制御を行うことも可能である。この場合、第１端末２０１は、機器の制御用のコマンドを一次要求として送信し、第２端末２０２は、機器の制御結果を一次応答として送信する。
【００８３】
（実施形態２）
本実施形態の通信システムは、重畳信号の重畳に用いられるのが、伝送信号のうち送信帯１０３と返信帯１０４と割込帯１０５と短絡検出帯１０６とを除く区間である点で実施形態１の通信システムと相違する。以下、実施形態１と同様の構成については共通の符号を付して適宜説明を省略する。
【００８４】
すなわち、本実施形態では、予備割込帯１０１、予備帯１０２、休止帯１０７の重畳可能帯が、第１端末２０１−伝送ユニット１間の通信に用いられる第１期間と、第２端末２０１−伝送ユニット１間の通信に用いられる第２期間とに振り分けられている。具体的には、図６に示すように、予備帯１０２が第１期間Ｔ１となり、休止帯１０７および予備割込帯１０１が第２期間Ｔ２となるように、区間の振り分けが行われている。
【００８５】
本実施形態の構成によれば、重畳信号による伝送ユニット１−重畳端末（第１端末２０１および第２端末２０２）２間の通信が返信帯１０４を用いていないので、伝送信号による通信端末３−伝送ユニット１間の通信に影響を与えにくいという利点がある。重畳信号による通信を返信帯１０４で行う場合には、返信帯１０４は重畳信号用に確保されるため、通信端末３が返信帯１０４を用いて返送データを送信できず、伝送信号を用いたデータ伝送が遅れることがある。これに対して、本実施形態では、重畳信号による通信に返信帯１０４を使用しないので、伝送信号を用いたデータ伝送に遅れが生じにくくなる。
【００８６】
その他の構成および機能は実施形態１と同様である。
【符号の説明】
【００８７】
１  伝送ユニット（親機）
１５１  二次要求部
１５２  二次応答部
２  重畳端末（端末装置）
２０１  第１端末
２０２  第２端末
２５１  一次要求部
２５２  一次応答部
６  計測ユニット
７  表示パネル
１０  通信線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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