(57)【要約】【課題】分散型システムにおいて電力を監視することを可能にする。【解決手段】分散ネットワーク内で電力を監視するための一例のシステムが、第１の物理的な場所にある第１のサージ・プロテクタと第２の物理的な場所にある第２のサージ・プロテクタを含み得る。第１のサージ・プロテクタは、第１の電源、第１のサージ・プロテクタから電力を受け取る第１の電気デバイス、および第１の無線送信機と結合できる。第２のサージ・プロテクタは、第２の電源、第２のサージ・プロテクタから電力を受け取る第２の電気デバイス、および第２の無線送信機と結合できる。第１および第２の物理的な場所から離れた物理的な場所にある受信機が、第１および第２のサージ・プロテクタから、対応するサージ・プロテクタの状態を示す無線出力信号を受信できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散ネットワーク内で電力を監視するためのシステムであって、
第１の物理的な場所にあり、第１の電源と結合される第１のサージ・プロテクタと、
前記第１のサージ・プロテクタから電力を受け取る第１の電気デバイスと、
第１の無線送信機と、
第２の物理的な場所にあり、第２の電源と結合される第２のサージ・プロテクタと、
前記第２のサージ・プロテクタから電力を受け取る第２の電気デバイスと、
第２の無線送信機と、
前記第１および第２の物理的な場所から離れた場所にあり、前記第１の無線送信機および前記第２の無線送信機と通信結合され、かつ前記第１のサージ・プロテクタおよび前記第２のサージ・プロテクタのうちの少なくとも１つから、対応するサージ・プロテクタの状態を示す出力信号を受信する受信機と、
を具備する、分散ネットワーク内で電力を監視するためのシステム。
【請求項２】
前記第１の電気デバイスおよび前記第２の電気デバイスのうちの少なくとも１つは、照明器具、防犯カメラ、および無線ホットスポットのうちの少なくとも１つを具備する、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の無線送信機は、導線を介して前記サージ・プロテクタと結合されるか、または前記サージ・プロテクタ内に統合されるかのうちのいずれかとなる無線モジュールを具備する、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記サージ・プロテクタと結合されるグローバル・ポジショニング・センサをさらに具備する、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記第１の無線送信機は、前記第１の電気デバイス内に統合される無線モジュールを具備する、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記サージ・プロテクタは、１本または２本の導線接続を介して前記無線モジュールと結合される、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記１本または２本の導線接続は、前記第１の電気デバイスへ電力を送る導線のグループのうちの１本または２本の導線を具備する、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の電気デバイスは、照明エレクトロニクスと結合されるコントローラを有した照明器具を具備し、
前記サージ・プロテクタは、前記１本または２本の導線接続を介して前記コントローラと結合され、
前記無線モジュールは、前記コントローラと結合される、
請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記対応するサージ・プロテクタの前記状態は、前記サージ・プロテクタの正常性、前記サージ・プロテクタ内の障害、および前記サージ・プロテクタの場所のうちの少なくとも１つを包含する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
コンピュータが実行する分散ネットワーク内で電力を監視するための方法であって、
第１の物理的な場所に第１のサージ・プロテクタを配置し、前記第１のサージ・プロテクタを第１の電源および前記第１のサージ・プロテクタから電力を受け取る第１の電気デバイスと結合することと、
第２の物理的な場所に第２のサージ・プロテクタを配置し、前記第２のサージ・プロテクタを第２の電源および前記第２のサージ・プロテクタから電力を受け取る第２の電気デバイスと結合することと、
前記第１のサージ・プロテクタと、前記第１および第２の物理的な場所から離れて配置される受信機の間に第１の無線通信チャンネルを、前記第１のサージ・プロテクタからの第１の出力信号の送信のために確立することと、
前記第２のサージ・プロテクタと前記受信機の間に第２の無線通信チャンネルを、前記第２のサージ・プロテクタからの第２の出力信号の送信のために確立することと、
を包含する、分散ネットワーク内で電力を監視するための方法。
【請求項１１】
前記第１の電気デバイスおよび前記第２の電気デバイスのうちの少なくとも１つは、照明器具、防犯カメラ、および無線ホットスポットのうちの少なくとも１つを具備する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のサージ・プロテクタと前記受信機の間に前記第１の無線通信チャンネルを確立することは、前記第１の無線通信チャンネルを、
少なくとも１本の導線を介する前記第１のサージ・プロテクタとの結合と、
前記第１のサージ・プロテクタ内への統合と、
前記第１の電気デバイス内への統合、
のうちのいずれか１つがなされる無線送信機と、前記受信機との間に確立することを包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の出力信号は、前記第１のサージ・プロテクタの状態を示す、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のサージ・プロテクタの前記状態は、前記第１のサージ・プロテクタの正常性、前記第１のサージ・プロテクタ内の障害、および前記第１のサージ・プロテクタの場所のうちの少なくとも１つを包含する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のサージ・プロテクタおよび前記第２のサージ・プロテクタのうちの１つにいつエラーが生じたかを、前記第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける変化に基づいて決定することをさらに包含する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
前記第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける変化は、
前記第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける出力信号の存在と、
前記第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける出力信号の非存在と、
エラー状態に対応する前記第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおいて示される状態、
のうちの少なくとも１つを包含する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記第１のサージ・プロテクタおよび前記第２のサージ・プロテクタのうちの１つにおいてエラーが生じたことが決定されるとエラー通知を生成することをさらに包含する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
分散ネットワーク内で電力を監視するためのアセンブリであって、
非導電性を有するハウジングと、
前記ハウジング内のコントロール・ユニットと、
前記ハウジング内にあり、前記コントロール・ユニットと結合されるサージ保護回路と、
前記コントロール・ユニットと結合される低電圧出力信号発生器と、
前記低電圧出力信号発生器と結合される無線送信機と、を具備し、
前記コントロール・ユニットは、プロセッサおよび前記プロセッサと結合されるインストラクションのセットを包含し、前記インストラクションのセットは、前記プロセッサによって実行された場合、前記プロセッサに、
前記サージ保護回路の状態を監視させ、
前記状態に対応する出力信号を前記結合された低電圧出力信号発生器に発生させる、
分散ネットワーク内で電力を監視するためのアセンブリ。
【請求項１９】
前記コントロール・ユニットと結合されるグローバル・ポジショニング・センサをさらに具備する、請求項１８に記載のアセンブリ。
【請求項２０】
前記無線送信機は、
前記ハウジング内における配置と
１本または２本の導線接続を使用した前記低電圧出力信号発生器との結合、
のうちの１つがなされる、請求項１８に記載のアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、分散型電気デバイスへの給電に関し、特に分散型システムのための無線通信適合サージ・プロテクタを用いた電力を監視するためのシステム、方法、及びアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気デバイスは、電力サージによる損傷を受ける可能性のある敏感な電気的構成要素を含んでいることがある。サージ・プロテクタは、電源と電気デバイスの間に配置され、電力サージが電気デバイスに到達して、電気デバイスの敏感な構成要素を損傷する前に電力サージを吸収し、消散させることができる。電力サージを吸収し、または消散するサージ・プロテクタの構成要素は、限られた寿命を有し得る。サージ・プロテクタの構成要素が損耗すると、電気デバイスの敏感な電気的構成要素が電力サージに曝される可能性がある。分散型システムは、多くの電気デバイスを含み、かつ物理的に異なる場所に置かれることがあり、各電源が別々の電源を有することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第７９６１１１１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、分散型システムにおいて電力を監視することができるシステム、方法、及びアセンブリ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】
【０００５】
本実施形態の電力を監視するためのシステムは、分散ネットワーク内で電力を監視するためのシステムであって、第１の物理的な場所にあり、第１の電源と結合される第１のサージ・プロテクタと、第１のサージ・プロテクタから電力を受け取る第１の電気デバイスと、第１の無線送信機と、第２の物理的な場所にあり、第２の電源と結合される第２のサージ・プロテクタと、第２のサージ・プロテクタから電力を受け取る第２の電気デバイスと、第２の無線送信機と、第１および第２の物理的な場所から離れた場所にあり、第１の無線送信機および第２の無線送信機と通信結合され、かつ第１のサージ・プロテクタおよび第２のサージ・プロテクタのうちの少なくとも１つから、対応するサージ・プロテクタの状態を示す出力信号を受信する受信機と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、実施形態に係る分散ノードおよびコントロール・ユニットまたは受信機を包含するネットワークの一例を示す図である。
【図２】図２は、実施形態に係るノードの一例を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係るサージ・プロテクタの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムは、分散ネットワーク内で電力を監視するためのシステムであって、第１の物理的な場所にあり、第１の電源１０２ａと結合される第１のサージ・プロテクタ１０２ｄと、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄから電力を受け取る第１の電気デバイス１０２ｃと、第１の無線送信機と、第２の物理的な場所にあり、第２の電源１０４ａと結合される第２のサージ・プロテクタ１０４ｄと、第２のサージ・プロテクタ１０４ｄから電力を受け取る第２の電気デバイス１０４ｃと、第２の無線送信機と、第１および第２の物理的な場所から離れた場所にあり、第１の無線送信機および第２の無線送信機と通信結合され、かつ第１のサージ・プロテクタ１０２ｄおよび第２のサージ・プロテクタ１０４ｄのうちの少なくとも１つから、対応するサージ・プロテクタの状態を示す出力信号を受信する受信機１１２と、を具備する。
【０００８】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムにおいて、第１の電気デバイス１０２ｃおよび第２の電気デバイス１０４ｃのうちの少なくとも１つは、照明器具、防犯カメラ、および無線ホットスポットのうちの少なくとも１つを具備する。
【０００９】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムにおいて、第１の無線送信機は、導線を介してサージ・プロテクタ２０２と結合されるか、またはサージ・プロテクタ２０２内に統合されるかのうちのいずれかとなる無線モジュールを具備する。
【００１０】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムは、サージ・プロテクタ２０２と結合されるグローバル・ポジショニング・センサ２０２ｂをさらに具備する。
【００１１】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムにおいて、第１の無線送信機は、第１の電気デバイス１０２ｃ内に統合される無線モジュールを具備する。
【００１２】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムにおいて、サージ・プロテクタ２０２は、１本または２本の導線接続を介して無線モジュールと結合される。
【００１３】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムにおいて、１本または２本の導線接続は、第１の電気デバイス１０２ｃへ電力を送る導線のグループのうちの１本または２本の導線を具備する。
【００１４】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムにおいて、第１の電気デバイス１０２ｃは、照明エレクトロニクスと結合されるコントローラ２５２を有した照明器具２５０を具備し、サージ・プロテクタ２０２は、１本または２本の導線接続を介してコントローラ２５２と結合され、無線モジュールは、コントローラ２５２と結合される。
【００１５】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのシステムにおいて、対応するサージ・プロテクタ２０２の状態は、サージ・プロテクタ２０２の正常性、サージ・プロテクタ２０２内の障害、およびサージ・プロテクタ２０２の場所のうちの少なくとも１つを包含する。
【００１６】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するための方法は、コンピュータが実行する分散ネットワーク内で電力を監視するための方法であって、第１の物理的な場所に第１のサージ・プロテクタ１０２ｄを配置し、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄを第１の電源１０２ａおよび第１のサージ・プロテクタ１０２ｄから電力を受け取る第１の電気デバイス１０２ｃと結合することと、第２の物理的な場所に第２のサージ・プロテクタ１０４ｄを配置し、第２のサージ・プロテクタ１０４ｄを第２の電源１０４ａおよび第２のサージ・プロテクタ１０４ｄから電力を受け取る第２の電気デバイス１０４ｃと結合することと、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄと、第１および第２の物理的な場所から離れて配置される受信機１１２の間に第１の無線通信チャンネルを、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄからの第１の出力信号の送信のために確立することと、第２のサージ・プロテクタ１０４ｄと受信機１１２の間に第２の無線通信チャンネルを、第２のサージ・プロテクタ１０４ｄからの第２の出力信号の送信のために確立することと、を包含する。
【００１７】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するための方法において、第１の電気デバイス１０２ｃおよび第２の電気デバイス１０４ｃのうちの少なくとも１つは、照明器具、防犯カメラ、および無線ホットスポットのうちの少なくとも１つを具備する。
【００１８】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するための方法は、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄと受信機１１２の間に第１の無線通信チャンネルを確立することは、第１の無線通信チャンネルを、少なくとも１本の導線を介する第１のサージ・プロテクタ１０２ｄとの結合と、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄ内への統合と、第１の電気デバイス１０２ｃ内への統合、のうちのいずれか１つがなされる無線送信機と、受信機１１２との間に確立することを包含する。
【００１９】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するための方法において、第１の出力信号は、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄの状態を示す。
【００２０】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するための方法において、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄの状態は、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄの正常性、第１のサージ・プロテクタ内の障害、および第１のサージ・プロテクタ１０２ｄの場所のうちの少なくとも１つを包含する。
【００２１】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するための方法は、第１のサージ・プロテクタ１０２ｄおよび第２のサージ・プロテクタ１０４ｄのうちの１つにいつエラーが生じたかを、第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける変化に基づいて決定することをさらに包含する。
【００２２】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するための方法において、第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける変化は、第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける出力信号の存在と、第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおける出力信号の非存在と、エラー状態に対応する第１および第２の無線通信チャンネルのうちの１つにおいて示される状態、のうちの少なくとも１つを包含する。
【００２３】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのアセンブリは、分散ネットワーク内で電力を監視するためのアセンブリであって、非導電性を有するハウジング３０１と、ハウジング３０１内のコントロール・ユニットと、ハウジング３０１内にあり、コントロール・ユニットと結合されるサージ保護回路と、コントロール・ユニットと結合される低電圧出力信号発生器と、低電圧出力信号発生器と結合される無線送信機と、を具備し、コントロール・ユニットは、プロセッサおよびプロセッサと結合されるインストラクションのセットを包含し、インストラクションのセットは、プロセッサによって実行された場合、プロセッサに、サージ保護回路の状態を監視させ、状態に対応する出力信号を結合された低電圧出力信号発生器に発生させる。
【００２４】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのアセンブリは、コントロール・ユニットと結合されるグローバル・ポジショニング・センサをさらに具備する。
【００２５】
以下で説明する実施形態に係る電力を監視するためのアセンブリにおいて、無線送信機は、ハウジング３０１内における配置と１本または２本の導線接続を使用した低電圧出力信号発生器との結合、のうちの１つがなされる。
【００２６】
以下の詳細な説明および添付図面を部分的に参照することによって理解されるであろう。本開示の実施形態を図示し、説明し、また本開示の例示的な実施形態の参照によってそれを定義しているが、その種の参照は開示の限定を意図するものではなく、その種の限定が暗示されることもない。開示されている要旨には、形式および機能において修正、変形、および等価が少なからず存在可能であり、この分野に関係があり、本開示に基づいて当業者には想到可能である。図示ならびに説明されている本開示の実施形態は、一例であり、開示の範囲を網羅してない。
【００２７】
ここに説明されている実施形態は、概して照明器具およびそれらのコントロールに関し、特に、無線コントロールされるスマート発光ダイオード（ＬＥＤ）照明器具に関する。
【００２８】
本開示の目的上、情報処理システムは、ビジネス、科学、コントロール、またはそのほかの目的のための任意形式の情報、知能、またはデータの計算、分類、処理、送信、受信、検索、発信、切り換え、ストア、表示、顕在化、検出、記録、再生、取り扱い、または利用を行なうべく動作可能な任意の手段または手段の集合体を含み得る。たとえば、情報処理システムは、パーソナル・コンピュータ、ネットワーク・ストレージ・デバイス、またはそのほかの適切なデバイスとすることができ、またサイズ、形状、性能、機能、および価格において多様となり得る。情報処理システムは、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、中央処理ユニット（ＣＰＵ）またはハードウエアまたはソフトウエア・コントロール・ロジック等の１つまたは複数のプロセッシング・リソース、ＲＯＭおよび／またはそのほかのタイプの不揮発性メモリを含み得る。情報処理システムの追加の構成要素としては、１つまたは複数のディスク・ドライブ、外部デバイスとの通信のための１つまたは複数のネットワーク・ポートをはじめ、キーボード、マウス、およびビデオ・ディスプレイ等の多様な入力および出力（Ｉ／Ｏ）デバイスが挙げられる。また情報処理システムは、多様なハードウエア構成要素の間おいて通信するべく動作可能な１つまたは複数のバスを含み得る。さらに、コントローラ、アクチュエータ、またはこれらに類似のデバイスへ１つまたは複数の信号を送信できる１つまたは複数のインターフェース・ユニットも含み得る。
【００２９】
本開示の目的について言えば、コンピュータ可読媒体として、ある時間期間にわたってデータおよび／またはインストラクションを保持できる手段または手段の集合体が挙げられる。コンピュータ可読媒体には、たとえば、限定ではないが、直接アクセス・ストレージ・デバイス（たとえば、ハード・ディスク・ドライブまたはフロッピー（登録商標）ディスク・ドライブ）、シーケンシャル・アクセス・ストレージ・デバイス（たとえば、テープ・ディスク・ドライブ）、コンパクト・ディスク、ＣＤ‐ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、電気的消去可能プログラマブル読出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、および／またはフラッシュ・メモリ等のストレージ媒体をはじめ、導線、光ファイバ、マイクロ波、無線波、およびそのほかの電磁搬送波および／または光搬送波等の通信媒体、および／またはこれらの任意の組合せを含めることができる。
【００３０】
ここから実施形態を説明するが本明細書中では実際の実装のすべての特徴が述べられないかも知れない。また、実際の実施形態の開発においては、特定の実装目標に到達するべく多くの実装固有の決定が行なわれ、それらの決定は、実装毎に異なることがある。さらに、開発努力は複雑かつ時間を要するものとなるである場合があるが、当業者にとっては、本開示に基づいてありふれた作業となることがある。
【００３１】
本実施形態において用いる用語『結合』は、間接または直接接続のいずれかを意味する。したがって、第１のデバイスが第２のデバイスと結合しているのであれば、その接続は、直接接続を通じて、またはほかのデバイスおよび接続を介し、機械的または電気的接続を通じて間接的になされているとし得る。同様に、本実施形態において用いる用語『通信結合』は、間接または直接通信接続のいずれかを意味する。その種の接続は、たとえばイーサネット（登録商標）、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、無線周波数、電力線通信（ＰＬＣ）等の有線または無線接続や、そのほかにも本開示の観点から当業者が認識する通信手段とすることができる。したがって、第１のデバイスが第２のデバイスと通信結合しているのであれば、その接続は、直接接続を通じて、またはほかのデバイスおよび接続を介した間接通信接続を通じてなされているとし得る。
【００３２】
以下、図面を参照して実施形態を説明する。各図面は、本開示の実施形態を説明するための概略的な図である。これらの図面は、本開示の範囲の限定するものではない。各図面内には形状、寸法、比率等々が実際の装置と異なる部品が存在するが、それらの部品は、以下の説明および周知技術を考慮に入れた設計の中で適切に変更され得る。
【００３３】
図１は、本実施形態に係る分散されたノード１０２‐１１０およびコントロール・ユニットまたは受信機１１２を包含するネットワーク１００の一例を示す図である。ノード１０２‐１１０は、物理的に異なる場所に小規模または大規模に分散され得る。たとえばノード１０２‐１１０は、単一の建物、大型施設、都市等々の中に配置されるノードを包含できる。ノード１０２‐１１０のそれぞれは、対応する電源１０２ａ‐１１０ａから電力を受け取ることができる。電源１０２ａ‐１１０ａのうちのいくつかまたは全部は、都市の公共電力グリッドまたは家屋または建物内の局所的な電力システム等のように共通であるとし得る。コントロール・ユニットまたは受信機１１２は、たとえば、ノード１０２‐１１０およびコントロール・ユニットまたは受信機１１２のそれぞれと結合された送信機および／または受信機（図示せず）の間におけるＲＦ信号を包含できる１つまたは複数のそれぞれの無線通信チャンネル１０２ｂ‐１１０ｂを通じてノード１０２‐１１０と通信結合された情報処理システムを具備できる。無線通信チャンネル１０２ｂ‐１１０ｂは、たとえば、送信機および受信機がともに動作可能であり、受け入れ可能な周波数範囲にわたって送信／受信しているか否かを決定する一連のピングを通じて確立できる。
【００３４】
本実施形態においては、ノード１０２‐１１０のそれぞれが、対応する電源１０２ａ‐１１０ａから電力を引き込むそれぞれの電気デバイス１０２ｃ‐１１０ｃを具備できる。電気デバイスの例には、街灯、防犯カメラ、無線ホットスポット等の、主として分散アレンジメントで使用される電子デバイスが挙げられる。ノード１０２‐１１０のそれぞれが同一タイプの電気デバイスを具備することもあれば、またはノード１０２‐１１０のそれぞれが混合タイプの電気デバイスを具備することもある。それに加えて、ここでは各ノード１０２‐１１０に電気デバイスが１つだけ示されているが、ノードは、物理的に共通の場所に置かれる複数の電気デバイスを具備できる。
【００３５】
電気デバイス１０２ｃ‐１１０ｃに加えて、ノード１０２‐１１０のそれぞれは、それぞれのサージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄを具備できる。サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄは、それぞれの電源１０２ａ‐１１０ａと結合され、電源１０２ａ‐１１０ａからの電力を電気デバイス１０２ｃ‐１１０ｃへ提供できる。サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄは、それぞれの電源１０２ａ‐１１０ａの電圧および／または電流サージが、電気デバイス１０２ｃ‐１１０ｃ内の敏感な電気構成要素に到達し、それらを損傷することを抑制できる。サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄは、多くの異なるタイプの構成を伴った１つまたは複数の異なるタイプのサージ・プロテクタを包含でき、それらのサージ・プロテクタには、金属酸化物バリスタ、過渡電圧抑圧ダイオード、サイリスタ・サージ保護デバイス等、またはここに挙げた構成要素の何らかの組合せが含まれる。サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄのそれぞれは、同一タイプのサージ・プロテクタを包含するか、またはサージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄは混合タイプであってもよい。
【００３６】
本実施形態によれば、サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄのうちの１つまたは複数が、対応する無線通信チャンネル１０２ｂ‐１１０ｂを通してコントロール・ユニットまたは受信機１１２と通信できる。サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄは、コントロール・ユニットまたは受信機１１２へ、それぞれのサージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄの１つまたは複数の状態を伝達できる。状態の例には、サージ・プロテクタの正常性、サージ・プロテクタ内の障害、およびサージ・プロテクタの位置、たとえばグローバル・ポジショニング・システム（ＧＰＳ）デバイスからのサージ・プロテクタの絶対位置等が含まれる。コントロール・ユニットまたは受信機１１２は、サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄの状態を受信し、処理し、および／または表示し、ユーザまたは自動処理がサージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄを監視し、いつ障害が生じたかを決定すること、またはまもなく故障すると推定されるサージ・プロテクタの交換またはメンテナンスをスケジュールすることを可能にする。
【００３７】
サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄは、そのサージ・プロテクタが電圧および／または電流サージを吸収するか、または消散させた回数に応じた限られた寿命を有し得る。例示的なサージ・プロテクタは、そのサージ・プロテクタと結合されたデバイスへ通過させずにそのサージ・プロテクタの回路内において消散させなければならないサージを包含し制限電圧を超える受電電圧のために制限電圧を包含する。過剰電圧および／または電流の吸収を担うサージ・プロテクタの電気構成要素（たとえば、金属酸化物バリスタ）は、その構成要素が過剰電流を伝導した回数、および／または過剰電圧を消散させた回数に応じて限られた寿命を有し得る。本実施形態においては、サージ・プロテクタの正常性が、電圧および／または消散が生じた回数、または電圧および／または消散の回数とそのサージ・プロテクタのための消散回数のスレッショルドの間の比較を包含できる。たとえば、特定のサージ・プロテクタは、効果を失うまで一度に、または複数のサージにわたって１０，０００から２０，０００アンペアまで耐えることができ、２０マイクロ秒といった特定の持続時間の高アンペアのストライク回数を計数できる。
【００３８】
本実施形態においては、サージ・プロテクタ１０２ｄ‐１１０ｄのうちの１つまたは複数が、サージ・プロテクタの正常性を決定できる制御線を具備できる。特に制御線を通じてサージ・プロテクタ側で低電圧直流（ＤＣ）信号が受信され、そのサージ・プロテクタに対応するＤＣ出力信号の電圧レベルが決定され得る。本実施形態においては、低電圧ＤＣ信号が、サージ・プロテクタに対応するノードにおいて、ローカルのトランスおよび整流回路を使用して生成され得る。概して言えば、サージ・プロテクタが受ける電圧またはアンペアのストライクが多いほど、ＤＣ出力信号の電圧レベルが低くなる。したがって、このＤＣ出力信号の電圧レベルを識別することによって、ＤＣ電圧降下の決定が可能であり、ストライクの回数およびサージ・プロテクタの全体的な正常性を推定できる。ＤＣ出力信号の電圧レベルが、たとえば特定スレッショルドより低い場合には、そのサージ・プロテクタは危険にさらされており、交換が必要であると見なし得る。
【００３９】
図２は、本実施形態に係るノード２００の一例を示す図である。本実施形態においては、ノード２００がサージ・プロテクタ２０２および電気デバイス２５０を具備する。電気デバイス２５０は、ランプ２５４ａおよびバラスト２５４ｂを含む照明エレクトロニクス２５４に結合されたコントローラ２５２を有した照明器具を具備する。照明器具２５０は、街灯のシステム内の複数の照明器具のうちの１つの照明器具とすることができ、この場合、各街灯は、単一の照明器具を具備し、分散ネットワーク内の単一のノードに対応する。他の実施形態においては、電気デバイス２５０が防犯カメラ、無線ホットスポット、またはそのほかの、分散態様で複数の物理的な場所に配置されるデバイスを包含できる。
【００４０】
本実施形態においては、ケーブル２０４を通じてサージ・プロテクタ２０２が電源（図示せず）と結合される。またサージ・プロテクタ２０２は、１または複数の導線２０６を通じて照明器具２５０とも結合され、照明器具２５０へ電力を送ることができる。サージ・プロテクタ２０２は、前述したサージ・プロテクタ２０２の状態の監視、およびサージ・プロテクタ２０２の状態を識別する通信のコントロールを担うコントロール・ユニット２０２ａを具備できる。たとえば、コントロール・ユニット２０２ａは、プロセッサおよびそのプロセッサと結合されたメモリ・デバイスを具備でき、この場合、メモリ・デバイスは、プロセッサによって実行されたときにそのプロセッサにサージ・プロテクタ内のサージ保護回路の状態を監視させ、その状態をリモート受信機へ伝達させるインストラクションのセットを含んでいる。
【００４１】
本実施形態においては、コントロール・ユニット２０２ａは、導線を介してサージ・プロテクタ２０２と結合されるか、またはサージ・プロテクタ２０２と統合できる無線送信機２１０と通信結合され得る。無線送信機２１０は、たとえば、１つまたは複数の無線周波数の信号を送信するアンテナまたは無線モジュールを具備できる。コントロール・ユニット２０２ａは、コントロール・ユニット２０２ａ内の低電圧出力信号発生器を介して１つまたは複数の出力信号を生成し、それらの出力信号を送信のために無線送信機２１０へ送ることができ、それにおいてそれらの出力信号は、サージ・プロテクタ２０２の状態と対応する。それに応答して無線送信機２１０がそれらの出力信号を変換し、前述したとおり、無線周波数信号を介してリモート受信機またはコントロール・ユニットへ送信できる。
【００４２】
本実施形態においては、サージ・プロテクタ２０２の状態を送信する無線送信機を、サージ・プロテクタ２０２から電力が提供される電気デバイス内に配置できる。本実施形態においては、照明器具２５０のコントローラ２５２が、マイクロコントローラ等のプロセッサ２５２ａ、およびリモート・デバイスとの間において無線周波数信号を送信および／または受信できる無線送信機２５２ｂを具備できる。サージ・プロテクタ２０２は、コントローラ２５２へ導線２０６を通じて電力および通信信号の両方を送ることができる。特に、導線２０６の第１のサブセット２０６ａはサージ・プロテクタ２０２からの電力出力（たとえば、活線、地線、および中立線）を包含し、導線２０６の第２のサブセット２０６ｂは、コントロール・ユニット２０２ａからの低電圧出力信号の送信に用いられるサージ・プロテクタ２０２とコントローラ２５２の間における１本または２本の導線通信路を包含できる。
【００４３】
プロセッサ２５２ａは、無線送信機２５２ｂを含めて照明器具２５０の動作のコントロールを担い得る。たとえば、プロセッサ２５２ａは、導線２０６ａを介してサージ・プロテクタから電力を受け取る回路をコントロールし、アルゴリズムまたはそのほかのインストラクションのセットに基づいて照明エレクトロニクス２５４へ電力をいつ送るかをコントロールできる。それに加えて、プロセッサ２５２ａは、無線送信機２５２ｂと通信結合され、いつ、どのように、どのようなタイプの情報を無線送信機２５２ｂから送信するかをコントロールできる。無線送信機２１０と同様に無線送信機２５２ｂもまた、たとえば１つまたは複数の無線周波数の信号を送信するアンテナまたは無線モジュールを具備できる。
【００４４】
動作においては、サージ・プロテクタ２０２、特にサージ・プロテクタのコントロール・ユニット２０２ａがサージ・プロテクタ２０２の状態を監視し、導線のセット２０６ｂを介してコントローラ２５２へ出力信号を送信できる。これらの信号は、単一の導線にわたる直列形式または２本の導線にわたる並列形式で送信できる。そのほかの送信スキームも可能である。本実施形態においては、プロセッサ２５２ａが、サージ・プロテクタ２０２から出力信号を受信し、無線送信機２５２ｂへコマンドを送信してその出力信号を送信させることができる。別の実施態様においては、プロセッサ２５２ａの関与を伴うことなくサージ・プロテクタ２０２のプロセッサ２０２ａが無線送信機２５２ｂに直接命令を与えて出力信号を送信できる。
【００４５】
本実施態様においては、サージ・プロテクタ２０２またはコントロール・ユニット２０２ａが、さらにＧＰＳセンサ２０２ｂを具備できる。ＧＰＳセンサ２０２ｂは、サージ・プロテクタ２０２の物理的な場所を識別できる。サージ・プロテクタ２０２の物理的な場所は、コントロール・ユニット２０２ａにおいてＧＰＳセンサ２０２ｂから受信され、その物理的な場所は、サージ・プロテクタ２０２の状態を含む出力信号内に含まれ得る。物理的な場所を含めることによって、エラーを伴っているか、またはメンテナンスを必要としているサージ・プロテクタが大規模分散システム内におけるそれらの場所によって、容易に識別し、追跡できる。
【００４６】
サージ・プロテクタ２０２の状態は、前述した低電圧ＤＣ信号を使用して決定されるサージ・プロテクタの正常性を含み得る。本実施形態においては、サージ・プロテクタ２０２が、電気デバイス２５０へ交流（ＡＣ）電力信号を提供し、電気デバイス２５０から低電圧ＤＣ信号を受信できる。本実施形態においては、電気デバイス２５０が、コントローラ２５２内にトランスおよび整流回路２５２ｃを具備している。トランスおよび整流回路２５２ｃは、サージ・プロテクタ２０２からのＡＣ電力信号の全部または一部を受信して低電圧ＤＣ信号を生成し、１または複数本の導線２０６を通じてそれをサージ・プロテクタ２０２へ送り返すことができ、同時にそれをデバイス２５０のプロセッサ２５２ａおよびそのほかの電気構成要素のための電源としても使用できる。サージ・プロテクタ２０２内の回路、すなわちコントローラ２０２ａ内の回路または専用回路２０２ｃは、低電圧ＤＣ信号を受信して対応するＤＣ出力信号を生成し得る。ＤＣ出力信号は、サージ・プロテクタ２０２の正常性を決定するべくコントローラ２０２ａにより使用されたり、または１本または複数本の導線２０６を介してプロセッサ２５２ａへ送信されたりし得る。本実施形態においては、サージ・プロテクタ２０２が低電圧ＤＣ信号を生成できるようにトランスおよび整流回路をサージ・プロテクタ２０２内に配置できる。
【００４７】
前述したとおり、サージ・プロテクタ２０２からの出力信号は、リモート受信機またはコントロール・ユニットによって受信される。リモート受信機またはコントロール・ユニットは、ディスプレイ・デバイスを備え受信した出力信号の視覚化またはそれに対応するそのほかの信号、および出力信号によって示されるサージ・プロテクタの状態を生成する情報処理システムを具備できる。たとえば、リモート受信機は、分散ネットワーク内の１つまたは複数のサージ・プロテクタの劣化パーセンテージを示す図式を生成できる。
【００４８】
本実施形態においては、ネットワーク内のすべてのサージ・プロテクタからの出力信号が追跡され、データベースまたはサーバ等の中央ロケーションに記録され得る。サーバは、サージ・プロテクタの状態における変化を監視し、特定のサージ・プロテクタの交換または修理の必要性に関するメンテナンス要員へ向けた特定のメッセージを生成できる。この特定のメッセージは、障害のあるサージ・プロテクタの特定の場所を識別する聴覚または視覚的表示を包含できる。
【００４９】
ほかの実施形態においては、分散ネットワークのサージ・プロテクタが、継続的または周期的に更新信号を送信するのではなく、エラーが生じたときにのみ出力信号を送信できる。それらの実施形態においては、出力信号の送信がサージ・プロテクタから受信されたときにメンテナンス要員へのメッセージを直ちに生成できる。さらに別の実施形態においては、ネットワーク内のサージ・プロテクタが、集中受信機によって受信され、追跡される周期的なステータス信号をすべて送信できる。指定時間期間内にサージ・プロテクタがステータス信号を送信しない場合には、エラーが生じた可能性が示されるので故障サージ・プロテクタに関係するメンテナンス要員向けのメッセージをトリガできる。
【００５０】
図３は、本実施形態に係るサージ・プロテクタ３００の一例を示す図である。サージ・プロテクタ３００は、５キロボルトおよび／または５キロアンペアまでのサージを消散する定格を有するサージ・プロテクタ３００の電気回路が収められた矩形のハウジング３０１を具備するが、ほかの定格も可能である。ハウジング３０１は、本開示の観点から当業者が認識するとおり、サージ・プロテクタのための多くの標準サイズのうちの１つを有し、プラスチックまたはほかの非導電性を有する材料から構成できる。サージ・プロテクタ３００は、指定の導線およびサージ・プロテクタ３００およびサージ・プロテクタと結合される電気デバイス両方に対応するピンを伴う標準化されたコネクタ３０２を通じて電力および通信信号を送信できる。本実施形態においては、導線が、サージ・プロテクタ３００から電気デバイスへの低電圧出力信号の送信に用いられるＣｏｍｍ１およびＣｏｍｍ２導線；電気デバイスへの送電のためのラインイン、中立、およびグラウンドの電力導線；および正常性を決定するための低電圧ＤＣ信号の受信／送信等の電気デバイスからサージ・プロテクタ３００への通信のためのオプションのラインアウト線を包含する。本実施形態においては、Ｃｏｍｍ１およびＣｏｍｍ２導線を通じてサージ・プロテクタ３００を別体の無線モジュールと結合するか、または標準サイズのハウジング３０１内のサージ・プロテクタ３００に無線モジュールを統合できる。サージ・プロテクタ３００については矩形形状が示されているが、応用に応じてこのほかの形状およびサイズも可能である。
【００５１】
上述した構成により、電力を監視するためのシステムは、分散型システムにおいて各電気デバイスに供給される電力を監視することができる。また、電力を監視するためのシステムは、エラーを伴っているか、またはメンテナンスを必要としているサージ・プロテクタを、大規模分散システム内におけるそれらの場所によって、容易に識別し、追跡できる。また、電力を監視するためのシステムは、いつ障害が生じたかを決定すること、またはまもなく故障するであろうと見られるサージ・プロテクタの交換またはメンテナンスをスケジュールすることを可能にする。
【００５２】
したがって、本開示は、上記の内容に限らず、上記の内容に内在する目的および利点を達成するべく良好に適応できる。上に開示した実施形態は、当業者は上記の内容に基づいて、異なるが等価な形態で本開示を修正し、かつ実施できることから、例証のみのためのものである。さらにまた、特許請求の範囲に記述されているほかは、この中に示された構成または設計の詳細に限定されない。したがって、上記の例示的な実施形態が変形または修正されることは明白であり、そのような変形は全て本開示の範囲ならびに精神に含まれる。また、請求項に用いられている用語は、特許権者によって明示的かつ明確に定義されていない限り、一般に理解されているとおりの通常の意味を有する。なお、請求項内にある複数であることが特に示されていない要素は、それらが１つまたは複数の要素であることをここに定義する。
【符号の説明】
【００５３】
１００  ネットワーク
１０２‐１１０  ノード
１０２ａ‐１１０ａ  電源
１０２ｂ‐１１０ｂ  無線通信チャンネル
１０２ｃ‐１１０ｃ  電気デバイス
１０２ｄ‐１１０ｄ  サージ・プロテクタ
１１２  コントロール・ユニットまたは受信機
２００  ノード
２０２ａ  コントロール・ユニット、プロセッサ、コントローラ
２０２ｂ  ＧＰＳセンサ
２０２  サージ・プロテクタ
２０４  ケーブル
２０６ａ  第１のサブセット
２０６ｂ  第２のサブセット
２０６  導線
２１０  無線送信機
２５０  電気デバイス、照明器具
２５２ａ  プロセッサ
２５２ｂ  無線送信機
２５２ｃ  トランスおよび整流回路
２５２  コントローラ
２５４ａ  ランプ
２５４ｂ  バラスト
２５４  照明エレクトロニクス
３００  サージ・プロテクタ
３０１  ハウジング
３０２  コネクタ
【図１】
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【図２】
2015156789.tif 000004
【図３】
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