(57)【要約】【課題】個々のノードの電力事情に合わせて、送信間隔などを細かに設定することができる、適用可能性の広い通信アダプタ装置（ノード）を提供する。【解決手段】属性情報やコマンドなどのデータの授受及び外部給電を行うための接続端子をそれぞれ有する電気機器とインタフェース手段を介してデータの授受を行う第１の通信手段と、無線媒体によりネットワークとデータの授受を行う第２の通信手段と、電気機器から給電により蓄電され第２の通信手段の稼動用電力を蓄える蓄電手段と、この蓄電手段から第２の通信手段への電力供給を制御する電力制御手段と、第１、第２の各通信手段及び電力制御手段を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、電気機器からの給電能力に係る情報をもとに電力手段による第２の通信手段への電力供給を制御するように構成したものである。【選択図】    図１
2004193651.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
属性情報やコマンドなどのデータの授受及び外部給電を行うための接続端子をそれぞれ有する電気機器とインタフェース手段を介してデータの授受を行う第１の通信手段と、
無線媒体によりネットワークとデータの授受を行う第２の通信手段と、
前記電気機器から給電により蓄電され前記第２の通信手段の稼動用電力を蓄える蓄電手段と、
この蓄電手段から第２の通信手段への電力供給を制御する電力制御手段と、
前記第１、第２の各通信手段及び前記電力制御手段を制御する制御手段とを備え、
この制御手段は、前記電気機器からの給電能力に係る情報をもとに前記電力手段による第２の通信手段への電力供給を制御したことを特徴とする通信アダプタ装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記電気機器から前記インタフェース手段を介して該電気機器の給電能力に係る情報を得ると共に、この情報をもとに第２の通信手段への電力供給の周期を決定したことを特徴とする請求項１記載の通信アダプタ装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電気機器の給電能力を入力するためのスイッチを設けたことを特徴とする請求項１項記載の通信アダプタ装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記電気機器へのポーリング周期を前記第２の通信手段の稼動周期に基づいて決定したことを特徴とする請求項１又は２記載の通信アダプタ装置。
【請求項５】
前記ポーリング周期、蓄電に要する時間、第２の通信手段の稼動時間の少なくとも一つを表示する表示手段を設けたことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の通信アダプタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器をネットワーク接続するための通信アダプタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の無線式住宅設備システムは、家の中及び家の周辺に設置され電池で駆動される複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段と、複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段と周期的に起動される無線回線により接続され、複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段からの情報に基づき、家の住環境やエネルギーの使用状況を監視・通報あるいは制御する住宅設備機器と、ある周期で定期的に電波を発射する定期送信手段とで構成されいた。そして複数個のセンサ手段あるいは遠隔制御手段あるいは住宅設備機器は、それぞれ、受信手段と、定期送信手段の電波発射周期の整数分の１に同期した時間タイミングで受信手段を動作状態にする時計手段と、受信手段によって受信された定期送信手段から定期的に発射される電波からの情報に基づき時計手段と定期送信手段との時計のずれを算出し時計手段が定期送信手段と同期するように補正する時計補正手段と、送信の必要が生じた時、時計手段より制御され定期送信手段の電波発射周期の整数分の一に同期した時間タイミングで送信を行う送信手段を備えるように構成されていた（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平０８−１３０７８５号公報（２頁−６頁、第１図―第５図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の無線式住宅設備システムは以上のように構成されており、センサ手段や遠隔制御手段や住宅設備機器など（以下、これらを「ノード」と称す）の送受信タイミングを一致させるため、システム上、定期送信手段を設置して電波を定期的に送信する必要があった。そしてノードによる送信の必要が生じた時、定期送信手段の電波発射周期の整数分の一に同期した時間タイミングで送信を行わなければならなかった。
【０００５】
このため使用電力や給電能力に制限があって、電波発射周期の整数分の一という送信タイミングを選択することが困難なノードは、使用することができないという課題があった。
【０００６】
本発明は係る課題を解決するためになされたもので、定期送信手段を不要にすると共に、個々のノードの電力事情に合わせて、送信間隔などを細かに設定することができる、適用可能性の広い通信アダプタ装置（ノード）を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る通信アダプタ装置は、属性情報やコマンドなどのデータの授受及び外部給電を行うための接続端子をそれぞれ有する電気機器とインタフェース手段を介してデータの授受を行う第１の通信手段と、無線媒体によりネットワークとデータの授受を行う第２の通信手段と、電気機器から給電により蓄電され第２の通信手段の稼動用電力を蓄える蓄電手段と、この蓄電手段から第２の通信手段への電力供給を制御する電力制御手段と、第１、第２の各通信手段及び電力制御手段を制御する制御手段とを備え、この制御手段は、電気機器からの給電能力に係る情報をもとに電力手段による第２の通信手段への電力供給を制御するように構成したものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信アダプタ装置のシステム構成図である。
図において通信アダプタ装置１は、属性情報やコマンドなどのデータの授受及び外部への給電を目的とする外部端子を備えた電気機器２とインタフェース手段３を介して接続され、データの授受を行う第１の通信手段４と、インタフェース手段３を介して電気機器２より給電を受け、この電力を一時蓄積する蓄電手段５と、種々の制御機能を備える制御手段６と、アンテナ７を介して無線アクセスポイント８との間でデータ授受を行う第２の通信手段９と、リレーなどの電流開閉手段１０を介して第２の通信手段９への給電を制御する電力制御手段１１とから構成されている。
【０００９】
また、ネットワークは、コントローラ１２が設置されたイーサネット（登録商標）などの有線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋの略）１３と、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＩＥＥＥ  ８０２．１１ｂ、８０２．１１ａなどの無線ＬＡＮと、これらの間で信号を変換して中継する機能を持つ無線アクセスポイント８とから構成されている。
【００１０】
また、通信アダプタ装置１や電気機器２などに関する属性情報やコマンドなどのデータは、フレーム単位でやり取りされる。
図２は、本発明の実施の形態１に係わる通信アダプタ装置１と電気機器２と無線アクセスポイント８との間におけるフレームのやり取りを示した通信シーケンスである。
【００１１】
以下、図１、２を参照しながら通信シーケンスについて説明する。
まず、通信アダプタ装置１が起動し、立上る過程の動作について説明する。
起動に伴い、通信アダプタ装置１内の制御手段６は、通信サービスを開始する旨の要求フレームＡを作成する。この要求フレームＡは、第１の通信手段４とインタフェース手段３を介して電気機器２へ送信される。
要求フレームＡを受信した電気機器２は、これを解釈し、通信サービスを開始することが可能である場合に、通信アダプタ装置１へ応答フレームＢを返信する。
【００１２】
この応答フレームＢは、通信アダプタ装置１のインタフェース手段３と第１の通信手段４を介して制御手段６に達し、ここで解釈される。応答フレームＢを受信し、通信サービスが開始可能であることを解釈した制御手段６は、直ちに機種やバージョンを問い合わせる要求フレームＣを作成する。この要求フレームＣは、要求フレームＡと同じ様に、第１の通信手段４とインタフェース手段３を介して電気機器２へ送信される。
【００１３】
要求フレームＣを受信した電気機器２は、自身の機種番号やバージョン番号などの情報と共に、通信アダプタ装置１に対して給電可能な電力を示した情報（以下、「電力」情報と称す）を含んだ応答フレームＤを作成して返信する。この応答フレームＤを受信した通信アダプタ装置１は、電気機器２から給電可能な電力の情報を取得する。
【００１４】
なお、このシーケンスを実行している時、通信アダプタ装置１では、制御手段６は電力制御手段１１に対して第２の通信手段９へ給電しないように指示し、電流を入り切りするための電流開閉手段１０を開状態に保つ。この状態で電気機器２は、通信アダプタ装置１に給電しているが、この電流は第２の通信手段９を除く回路部に給電されている。
【００１５】
一方、応答フレームＤを受信した制御手段６は、取得した「電力」情報に基いて、ネットワークと接続できる時間、即ち第２の通信手段９を稼動させることのできる稼動時間Ｔｆと、蓄電手段５へ電力を蓄電するための蓄電時間Ｔｓを決定する。
ここで第２の通信手段９が、応答フレームを受信できる時間は、稼動時間Ｔｆと一致するが、要求フレームを送信する時は大きな電力を必要とするため、送信できる時間は稼動時間Ｔｆの一部となるケースが多い。図２では、この送信時間をＴｆ´で表している。
【００１６】
稼動時間Ｔｆと蓄電時間Ｔｓが決定されると、通信アダプタ装置１では、制御手段６は、電力制御手段１１を用いて電流開閉手段１０を閉状態に制御する。これにより蓄電手段５は、第２の通信手段９に接続され、給電が開始される。そして、稼動時間Ｔｆが経過した後、制御手段６は、電力制御手段１１を用いて電流開閉手段１０を開状態に制御し、第２の通信手段９への給電を停止する。
【００１７】
ここで、稼動（受信）時間Ｔｆと送信時間Ｔｆ´と蓄電時間Ｔｓは、電気機器２から取得した「電力」情報と、蓄電手段５の「蓄電量」情報と、第２の通信手段９の「消費電力」情報と、その他回路の「消費電力」情報に基づいて決定される。
【００１８】
また制御手段６は、稼動（受信）時間Ｔｆと送信時間Ｔｆ´と蓄電時間Ｔｓを決定すると、直ちにこれら情報（「稼動（受信）時間Ｔｆ」情報、「送信時間Ｔｆ´」情報、「蓄電時間Ｔｓ」情報）を含んだフレームＥを作成する。このフレームＥは、第２の通信手段９とアンテナ７を介してネットワークへ同報通信され、無線アクセスポイント８を経由して有線ＬＡＮ１３のネットワーク上の各端末に配信される（以下、このフレームＥを同報フレームＥと称す）。
【００１９】
また制御手段６が、電力制御手段１１を介して電流開閉手段１０を制御し、蓄電手段５により第２の通信手段９が給電され、給電後、稼動するという一連の動作は、稼動時間Ｔｆに蓄電時間Ｔｓを足し合わせた時間（Ｔｓ＋Ｔｆ）を周期単位として繰り返される。この周期単位はポーリング周期Ｔｐに対応する。
【００２０】
さらに制御手段６は、電気機器２と通信する周期を、前述のポーリング周期Ｔｐと一致するように、第１の通信手段４を介して種々の要求フレームを送信する。例えば図２において要求フレームＦとＪ、及び応答フレームＨとＫは、それぞれポーリング周期Ｔｐで送信されている。
【００２１】
また、ネットワーク上の端末、例えば図１に示したコントローラ１２は、同報フレームＥを受信すると、これに含まれた「稼動（受信）時間Ｔｆ」情報と、「送信時間Ｔｆ´」情報と、「蓄電時間Ｔｓ」情報から通信アダプタ装置１が受信できる時間帯を算出し、この算出結果を踏まえ、無線アクセスポイント８を介し通信アダプタ装置１へ要求フレームＧを送信する。この要求フレームＧは、通信アダプタ装置１ではアンテナ７と第２の通信手段９を介し、制御手段６によって内容を解釈される。そして解釈結果をもとに、制御手段６は、対応する応答フレームＩを作成し、第２の通信手段９とアンテナ７を介してネットワークへ返信する。
【００２２】
ここで、例えば要求フレームＧが、電気機器２の動作状態のモニターコマンドである場合は、制御手段６は予め第１の通信手段４を用いて電気機器２に送信していた要求フレームＣの応答フレームＤの中に含まれている最新の動作状態に係わる情報をネットワークへの応答フレームＩ中に盛り込んで、送信時間Ｔｆ´内に返信するように、第２の通信手段９へ指示する。
【００２３】
また、通信アダプタ装置１が、電気機器２へ要求フレームＪを発行した際の応答フレームＫが、例えば機器異常など緊急性を要する情報である場合には、制御手段６はネットワーク上の端末から要求がなくても通報フレームＬをネットワーク上に配信することもできる。そして通報フレームＬの内容に緊急性がない場合には、制御手段６はネットワーク上に応答フレームの送信を行わないようにして、第２の通信手段５の送信電力を削減することができる。
【００２４】
以上説明したように、本発明の実施の形態１に係る通信アダプタ装置では、蓄電手段５を設け、電気機器２による給電能力を踏まえ、稼動（受信）時間Ｔｆと、送信時間Ｔｆ´と、蓄電時間Ｔｓを決定し、周期的に、蓄電手段５の蓄電と、蓄電手段５から第２の通信手段９へ給電を行い、第２の通信手段９を動作させる電力を、蓄電手段５が蓄電した分で賄うようにした。これによりポーリング周期は、電気機器２と通信アダプタ装置１から構成されたノードの給電事情に合わせて設定されるようになる他、電気機器２による電力能力を蓄電手段５が賄う分だけ低く抑えた省エネ性の高い通信アダプタ装置１を得ることができる。
【００２５】
さらにまた、稼動（受信）時間Ｔｆと送信時間Ｔｆ´と蓄電時間Ｔｓをネットワーク上に同報通信することで、ネットワーク上の各端末は、通信アダプタ装置１と通信できる時間帯を予測できるようになり、電気機器２と通信アダプタ装置１などから構成されたノードを用いたネットワークシステムを簡単に構築することができる。
【００２６】
実施の形態２．
実施の形態１では、通信アダプタ装置１が、立上り時にインタフェース手段３を介して、電気機器２から給電能力を取得する場合について説明した。
本実施の形態では、通信アダプタ装置１に、例えばスイッチの様な電気的接点手段を設け、これにより電気機器２の給電能力を入力する場合について説明する。
【００２７】
図３は、本発明の実施の形態２に係わる通信アダプタ装置のシステム構成図である。
図１と同一もしくは相当部分には同じ符号を付して説明を省略する。
図においてスイッチ手段１４は、電気機器２の給電能力を、インタフェース手段３を介して入力するためのものであり、例えばディップスイッチやその他の電気的な接点手段で構成されている。
また、表示手段１５は、スイッチ手段１４によって入力された給電能力（「電力」情報）に基いて決定された稼動（受信）時間Ｔｆ、送信時間Ｔｆ´、蓄電時間Ｔｓなどの情報を表示するためのものであり、例えば液晶表示から構成されている。
【００２８】
図４は、本発明の実施の形態２に係わる通信アダプタ装置１と電気機器２と無線アクセスポイント８との間におけるフレームのやり取りを示した通信シーケンスである。
以下、図３、４を参照しながら、通信シーケンスについて説明する。
【００２９】
まず通信アダプタ装置１を起動させる前にスイッチ手段１４により接続される電気機器２の給電能力を設定しておく。
次に通信アダプタ装置１を動作させると、制御手段６はスイッチ手段１４から電気機器２の給電能力（「電力」情報）を読み取り、これを取得する。取得した給電能力に基いて第２の通信手段９を有効にする稼動（受信）時間Ｔｆと、送信時間Ｔｆ´と、蓄電時間Ｔｓを決定する。
【００３０】
詳しくは、稼動（受信）時間Ｔｆと送信時間Ｔｆ´と蓄電時間Ｔｓは、電気機器２の給電能力（「電力」情報）と、蓄電手段５の「蓄電量」情報と、第２の通信手段９の「消費電力」情報と、その他回路の「消費電力」情報などに基づいて決定される。そして稼動（受信）時間Ｔｆ、送信時間Ｔｆ´、蓄電時間Ｔｓの決定と同時に、制御手段６は、表示手段１５に、稼動（受信）時間Ｔｆ、送信時間Ｔｆ´、蓄電時間Ｔｓに関する情報を表示させ、外部からこれらが確認できるようにする。
なお通信アダプタ装置１と電気機器２並びにネットワーク（無線アクセスポイント８）との通信シーケンスは、実施の様態１と同じであるので説明を省略する。
【００３１】
上記構成において、例えば、イーサネット（登録商標）によるネットワークに接続され、離脱判定時間が短く設定されたＤＨＣＰ（Ｄｙｎａｍｉｃ  ＨｏｓｔＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略）サーバからＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略）アドレスを取得する場合を考える。
この場合、クライアントに相当する通信アダプタ装置１の第２の通信手段９に対する電力が遮断されると、ＤＨＣＰサーバがこれを離脱と判定してしまい、再度、第２の通信手段９が立ち上がった時に、異なるアドレスが付与され、システムが再構成されてしまうという課題があった。
【００３２】
本実施の形態では、稼動（受信）時間Ｔｆ、送信時間Ｔｆ´、蓄電時間Ｔｓを表示するようにしているので、ＤＨＣＰサーバは、これらから適切な判定時間を設定することができ、係る課題を回避することができる。
【００３３】
以上説明したように、本発明の実施の形態２に係る通信アダプタ装置では、電気機器２の給電能力をスイッチ手段１４によって設定するように構成したため、視認しながら確実な設定ができる。
【００３４】
また、稼動（受信）時間Ｔｆ、送信時間Ｔｆ´、蓄電時間Ｔｓを通信アダプタ装置１に表示するように構成したので、ネットワーク上のアドレス自動付与装置（ＤＨＣＰサーバ）に、適切なアドレス解放の時間を設定することが可能となり、消費電力削減のために端末の通信機能が一時停止しても、直ちにシステムが再構成されるという不具合の起きない通信アダプタ装置１を得ることができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように、本発明の通信アダプタ装置によれば、蓄電手段５を設け、電気機器２による給電能力を踏まえ、通信アダプタ装置のポーリング周期を決定するようにしたので、電気機器と通信アダプタ装置から構成されるノードの事情に応じ、広く適用が可能な、省エネ性の高い通信アダプタ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る通信アダプタ装置のシステム構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る通信アダプタ装置の通信シーケンス図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る通信アダプタ装置のシステム構成図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る通信アダプタ装置の通信シーケンス図である。
【符号の説明】
１    通信アダプタ装置
２    電気機器
３    インタフェース手段
４    第１の通信手段
５    蓄電手段
６    制御手段
７    アンテナ
８    無線アクセスポイント
９    第２の通信手段
１０  電流開閉手段
１１  電力制御手段
１２  コントローラ
１３  有線ＬＡＮ
１４  スイッチ手段
１５  表示手段
【図１】
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【図２】
2004193651.tif 000004
【図３】
2004193651.tif 000005
【図４】
2004193651.tif 000006