(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも扉の開閉状態及び錠前の施解錠状態を検出する複数のセンサ群と、
前記複数のセンサ群のうち自身と関連するセンサ群からの検出情報を近距離無線通信により収集するとともに、該収集した検出情報を予め決められたシステムの通信経路に基づく他の電気錠に近距離無線通信により伝送する複数の電気錠と、
前記電気錠毎の前記センサ群からの検出情報を近距離無線通信により収集し、該収集した検出情報に基づいて施解錠時には該当する電気錠に施解錠指令を近距離無線通信により伝送する管理装置とを備え、
前記複数の電気錠のうちで前記システムの最上位に位置する電気錠や障害が発生した電気錠の上位に位置する電気錠、又は管理装置は、収集した検出情報に基づいて異常の有無を判別し、該判別結果に基づき前記システムの通信経路を再構築することを特徴とする電気錠システム。
【請求項２】
前記近距離無線通信にＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を利用して前記管理装置、前記複数の電気錠、前記センサ群との相互間で無線通信することを特徴とする請求項１記載の電気錠システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば複数の扉が同時に開くことがないように複数の電気錠を施解錠制御するインターロックシステム等の電気錠システムに関し、特に、１つの扉や電気錠に不具合があった場合でも、近距離無線通信を利用して収集した扉の開閉情報や錠前の施解錠情報等の各種検出情報に基づいてシステムの迂回経路を再構築して運用することができる電気錠システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば工場内の研究所やクリーンルームに多く使われているインターロックによる電気錠システムでは、システムを組む全ての扉の状態情報（扉開閉情報、施解錠情報）を制御盤に集め、予め決められた設定に従いシーケンスを組んでシステムを作り上げていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来のインターロックによる電気錠システムでは、予め決められたロジックでの制御に固定されるという課題があった。
【０００４】
また、各扉からの配線が制御盤に集中するため、施工に物理的な限界があるという問題を抱えていた。
【０００５】
ここで、図３は４扉常時解錠インターロックシステムとして運用される電気錠システムの説明図である。図３の例では、一つの部屋に対して４つの扉（扉１〜扉４）が設けられ、各扉毎に電気錠を備えた構成となっている。また、この電気錠システムでは、図３（ａ）に示すように、各電気錠が閉扉時において常時解錠モードでの運用となっている。
【０００６】
今、図３（ｂ）に示すように、常時解錠モードでの運用中に１つの扉（扉３）が開扉されると、他の全ての扉（扉１、扉２、扉４）の電気錠が全て解錠状態から施錠状態に切り換え制御される。そして、この図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）に示すように、開扉された扉（扉３）の開扉状態が例えば障害物等によって継続して閉扉不良を起こすと、他の全ての扉（扉１、扉２、扉４）が施錠状態で固まってしまい、これらの扉（扉１、扉２、扉４）を開扉することができず、システムの運用上において致命的な状態となる課題があった。また、この課題は、１つの電気錠が施解錠不良を発生した場合でも起こり得る。
【０００７】
このように、従来の電気錠システムでは、複数の扉が同時に開くことがないように複数の電気錠を施解錠制御する際、１つの扉や電気錠の不具合がそのままシステム全体の不具合に波及するという課題があった。
【０００８】
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、従来のような予め決められたロジックでの制御に固定されず、また１つの扉や電気錠の不具合がそのままシステム全体の不具合に波及することなくシステムを再構築して運用することができる電気錠システムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載された電気錠システムは、少なくとも扉の開閉状態及び錠前の施解錠状態を検出する複数のセンサ群と、
前記複数のセンサ群のうち自身と関連するセンサ群からの検出情報を近距離無線通信により収集するとともに、該収集した検出情報を予め決められたシステムの通信経路に基づく他の電気錠に近距離無線通信により伝送する複数の電気錠と、
前記電気錠毎の前記センサ群からの検出情報を近距離無線通信により収集し、該収集した検出情報に基づいて施解錠時には該当する電気錠に施解錠指令を近距離無線通信により伝送する管理装置とを備え、
前記複数の電気錠のうちで前記システムの最上位に位置する電気錠や障害が発生した電気錠の上位に位置する電気錠、又は管理装置は、収集した検出情報に基づいて異常の有無を判別し、該判別結果に基づき前記システムの通信経路を再構築することを特徴とする。
【００１０】
請求項２に記載された電気錠システムは、請求項１の電気錠システムにおいて、
前記近距離無線通信にＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を利用して前記管理装置、前記複数の電気錠、前記センサ群との相互間で無線通信することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、従来のような予め決められたロジックでの制御に固定されることなく、より多くの電気錠の施解錠制御が可能となる。また、扉の開閉状態や錠前の施解錠状態を含む各種情報に基づく高次元のインターロックシステムの構築が行える。さらに、１つの扉や電気錠に不具合による異常があった場合でも、システムの迂回経路を再構築して運用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、添付した図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明に係る電気錠システムの全体構成の一例を示す概略図、図２は本発明に係る電気錠システムの各部の機能ブロック図である。
【００１３】
本例の電気錠システム１は、例えば複数の扉が同時に開くことがないように複数の電気錠を施解錠制御するインターロックシステムに採用され、図１に示すように、複数のセンサ群２、複数の電気錠３、中継器４、管理装置５を備えて概略構成される。
【００１４】
図２に示すように、各センサ群２は、電源２１、各種センサ基板２２、通信用基板２３を備えて構成され、さらに各扉６の電気錠３毎に複数のセンサ２ａを有している。複数のセンサ２ａは、少なくとも扉６の開閉状態及び錠前の施解錠状態を検出する他、システムの運用に必要な情報（例えば部屋の室温情報、部屋の照明情報など）を検出する周知の各種センサで構成することができる。
【００１５】
電源２１は、各種センサ基板２２及び通信用基板２３に必要な駆動電源を供給している。各種センサ基板２２は、複数のセンサ２ａが検出した例えば扉６の開閉状態や電気錠３の錠前の施解錠状態などの各種検出情報を、シリアル通信により通信用基板２３に送信している。
【００１６】
通信用基板２３は、そのセンサ群２が属する電気錠３との間で双方向に近距離無線通信を行うための回路基板である。ここでは、各種センサ基板２２からの各種検出情報（例えば扉の開閉情報、錠前の施解錠情報、部屋の室温情報や照明情報など）を電気錠３に送信している。また、そのセンサ群２が属する電気錠３から上記検出情報の送信要求があった場合には、要求のあった電気錠３に上記検出情報を送信することもできる。
【００１７】
図２に示すように、コーディネータとしての各電気錠３は、電源３１、電気錠基板３２、通信用基板３３を備えている。電源３１は、相互にシリアル通信される電気錠基板３２と通信用基板３３のそれぞれに必要な駆動電源を供給している。各電気錠３の通信用基板３３は、複数のセンサ群２のうち自身と関連するセンサ群２からの検出情報を近距離無線通信により収集している。また、各電気錠３の通信用基板３３は、収集した検出情報を、予め決められたシステムの通信経路に基づく他の電気錠３に近距離無線通信により伝送している。各電気錠３の電気錠基板３２は、管理装置５から中継器４を介して伝送される指令を通信用基板３３を介して受信し、この受信した指令に基づいて自身の錠前を施解錠制御している。また、各電気錠３の通信用基板３３は、収集した検出情報に基づいて扉６の開閉異常や電気錠３の施解錠異常の有無を判別し、判別結果に基づきシステムの最適な通信経路を再構築している。その際の情報は、通信用基板３３から近距離無線通信によって他の電気錠３や中継器４を介して管理装置５にも伝送される。
【００１８】
中継器４は、複数の電気錠３と管理装置５との間に配置され、各電気錠３と管理装置５との間の通信を中継している。
【００１９】
尚、中継器４は、複数の電気錠３と管理装置５との間の距離が離れていて、電波の到達距離が十分に確保できない場合に配置される。従って、中継器４は、電波の到達距離に応じて図２に示すように省略したり、また必要数だけ増設することもできる。
【００２０】
図２に示すように、管理装置５は、端末５１と通信用基板５２を備え、コーディネータとしての各電気錠３からの検出情報を集約するサーバーとして機能する。管理装置５の端末５１は、各電気錠３毎に収集した複数のセンサ群２からの検出情報を各電気錠３毎に近距離無線通信により通信用基板５２を介して収集している。
【００２１】
また、管理装置５の端末５１は、通信用基板５２を介して収集した検出情報に基づいて扉６の開閉異常や電気錠３の施解錠異常の有無を判別し、判別結果に基づきシステムの最適な通信経路を再構築している。その際の情報は、通信用基板５２から近距離無線通信によって中継器４を介して各電気錠３に伝送される。そして、管理装置５の端末５１は、所望の電気錠３の施解錠時に、最新の通信経路に基づいて該当する電気錠３に施錠指令や解錠指令を通信用基板５２から近距離無線通信により伝送している。
【００２２】
ここで、本例の電気錠システム１の近距離無線通信の一つとして利用されるＺｉｇＢｅｅ（登録商標）について説明する。
【００２３】
「ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）」とは、半径数十メートル以内（パーソナル・エリア）にある機器間の通信用として考案され、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）アライアンスが使用策定を進めている無線通信の新技術であり、以下に示すような特徴がある。
【００２４】
（１）電波の到達距離が数十メートルと長い。
（２）「１（１つのコーディネータ）」対「多（最大６万４千台のセンサ）」通信が可能である。
（３）１つのコーディネータが故障しても他のコーディネータが即座にネットワークを再構成する。
（４）省電力（乾電池レベルでの運用が可能）である。
【００２５】
さらに説明すると、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ（ＷＰＡＮ）に分類される。
【００２６】
ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、物理層およびＭＡＣ副層（データリンク層の一部）にＩＥＥＥ８０２．１５．４を使用し、ネットワーク層以上をＺｉｇＢｅｅ（登録商標）アライアンスが仕様策定の作業を行っている。
【００２７】
但し、８０２．１５．４が策定しているのは無線通信部分だけであり、マルチポップ型のネットワークを構成するには、無線通信の機能とは別に、どのセンサーがネットワークにつながっていて、どの経路でコーディネータまでデータを転送するかを管理する機能が必要になる。
【００２８】
ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）が使用する周波数帯は８６８ＭＨｚ帯、９１５ＭＨｚ帯、２．４ＧＨｚ帯の３種類が定義されており、日本では２．４Ｇｈｚ帯（ＩＳＭ帯）が利用可能となっている。
【００２９】
データ通信の最大速度は２５０ｋｂｐｓ（２．４ＧＨｚ帯）、通信距離は１０〜１００ｍ程度をカバーすることが目標となっている。スペクトラム拡散方式はＤＳＳＳであり、アクセス制御方式にＣＳＭＡ／ＣＡを使用するところは、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂとよく似ている。また変調方式は２．４ＧＨｚ帯はＯ−ＱＰＳＫ、９１５／８６８ＭＨｚ帯はＢＰＳＫを利用する。
【００３０】
ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）およびＩＥＥＥ８０２．１５．４は、物理層に由来する低コストや省電力といった特徴に加え、最大約６５０００個のノードからなるネットワークをスター型、ツリー型、メッシュ型といったトポロジーで構成することができる。
【００３１】
スター型は現在のＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＩＥＥＥ８０２．１１／Ｗｉ−Ｆｉもサポートしているが、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）はこれらに加えてメッシュ型をサポートしている。メッシュ型のネットワークでは、データを中継するノードが許されており、これにより直接データ転送できないデバイスとの間でもデータ通信が可能となっている。
【００３２】
このメッシュ型の無線ネットワークを利用することで、規格的規模の大きなネットワークを簡単に構築することが可能となる。一般に有線によるネットワークに比べ無線ネットワークはその設置の容易さが特徴となっているが、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）はこれに加えて大規模なネットワークを容易に構築することができる点を特徴としている。
【００３３】
ところで、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、ＲＦＩＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＵｌｔｒａＷｉｄｅＢａｎｄ（ＵＷＤ：超広帯域通信）とともに近距離無線技術と呼ばれるカテゴリに属し、これらの規格は、それぞれ、伝送速度、通信距離、ネットワーク・トポロジー、消費電力量などに特徴を持っており、ある場合は競合することもあるが、大枠では相互補完的な関係にあるものと見なすことができる。
【００３４】
尚、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、パーソナル・エリア向けの無線技術で知られるＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＵＷＢなどとは異なる特徴を持つ。それは、電波の到達距離が長い点と、広範囲に設置された多数のセンサーからコーディネータにデータを集約できる仕組みを規定している点である。
【００３５】
すなわち、同様の近距離無線通信に属するＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＵＷＢの電波の到達距離は約１０メートルで、かつ、基本的には１対１の通信を想定している。これを使ってセンサー・ネットワークを構築するには、センサーから電波を受ける機器を大量に設置し、その機器から集約サーバーにデータを吸い上げる仕組みを作り込む必要がある。
【００３６】
これに対し、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のコーディネータ（本例の電気錠３や管理装置５に相当）は、半径３０メートル程度の範囲内にあるセンサー約６万４０００台（本例のセンサ群２に相当）と通信できる。また、電波が届かない広い敷地でセンサー・ネットワークを構築する場合のために、マルチポップ型の無線ネットワークを実現する機能を持つ。また、センサーからの電波が届く範囲にＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の中継装置（本例の中継器４に相当）を設置することができる。これにより、センサーが中継装置にデータを送信すれば中継装置がコーディネータにデータを転送してくれる。また、複数の中継装置を経由させることも可能である。
【００３７】
また、代表的な用途は、ビルや工場の制御を自動化するためのセンサー・ネットワークであり、ビル内の様々な場所に設置した人感知センサーや温度センサーから定期的にデータを収集する際などに利用される。例えばセンサー・ネットワークを構築した場合、センサー（本例のセンサ群２に相当）は、コーディネータと呼ぶ１台の集約サーバー（本例の各電気錠３に相当）にデータを送信する。コーディネータは、集めたデータを設備制御システム（本例の管理装置５に相当）に転送する。そして、設備制御システムからの指令により照明やエアコンの制御が可能になる。
【００３８】
次に、上記のように構成される本例の電気錠システム１の動作について説明する。通常は、コーディネータとしての各電気錠３毎の扉６回りのセンサ群２がインターロックに必要な情報を自身に関連する電気錠３へ送信する。
【００３９】
各電気錠３は、センサ群２からの検出情報を受信して収集する。この各電気錠３が収集した各種検出情報は、中継器４を介して管理装置５に集約される。そして、検出情報を受信した各電気錠３は、その検出情報を予め決められたシステムの通信経路に従って次の電気錠３に順次伝送していく。
【００４０】
ここで、各電気錠３から次の電気錠３への検出情報の伝送過程において、途中の電気錠３が扉６の開閉異常（例えば扉６が開扉のまま）や施解錠異常の不具合により通信が途絶えて障害が発生すると、そのときの障害情報が、中継器４を介してサーバーとしての管理装置５に伝送される。
【００４１】
尚、障害情報は、伝送元の電気錠３（例えばシステムの最上位に位置する電気錠３や障害が発生した電気錠３の上位に位置する電気錠３）に伝送することもできる。
【００４２】
そして、障害情報を受けた管理装置５（又は伝送元の電気錠３）は、その障害情報や収集した各種検出情報に基づいてシステムの最適なパターン（通信経路）を割り出してシステムを再構築し、再構築した通信経路に従って次点の電気錠３を探し出して通信を再開する。
【００４３】
また、電気錠３の施解錠時において、サーバーとしての管理装置５は、各電気錠３から集約した各種検出情報に基づいて最適なパターン（通信経路）を割り出し、このパターンに従って該当する傘下の電気錠３に施解錠指令を送信する。そして、管理装置５から施解錠指令を受けた電気錠３は、その指令に従って錠前を施解錠制御する。
【００４４】
さらに、図３に示す４扉常時解錠インターロックシステムを例にとって、本例の電気錠システムの具体的な動作について説明する。
【００４５】
図３の例では、一つの部屋に対して４つの扉（扉１〜扉４）が設けられ、各扉毎に電気錠を備えた構成となっている。また、この電気錠システムでは、図３（ａ）に示すように、各電気錠が閉扉時において常時解錠モードでの運用となっている。
【００４６】
図３（ａ）に示すように、待機時においては、４つの扉（扉１、扉２、扉３、扉４）が全て解錠状態にある。今、図３（ｂ）に示すように、常時解錠モードでの運用中に１つの扉（扉３）が開扉されると、他の全ての扉（扉１、扉２、扉４）の電気錠が全て解錠状態から施錠状態に切り換え制御される。そして、この図３（ｂ）の状態から図３（ｃ）に示すように、開扉された扉（扉３）の開扉状態が例えば障害物等によって継続して閉扉不良を起こすと、他の全ての扉（扉１、扉２、扉４）が施錠状態で固まってしまい、これらの扉（扉１、扉２、扉４）を開扉することができず、システムの運用上において致命的な状態となってしまう。
【００４７】
そこで、本例の電気錠システム１では、開扉状態が継続する扉（扉３）の障害情報が電気錠３、中継器４を介して管理装置（上位端末）５へ送信され、次善の策として、開扉状態の扉（扉３）に具備される電気錠３をシステムから切り離し、残りの他の３つの扉（扉１、扉２、扉４）の電気錠３による３扉常時解錠インターロックシステムに移行して動作を再開する。尚、１つの電気錠３に不具合による施解錠異常が発生して障害があるでも上記と同様の処理が実行される。
【００４８】
このように、本例の電気錠システム１では、近距離無線通信にＺｉｇＢｅｅ（登録商標）通信を利用してインターロックシステムを構築し、１つの扉６や１つの電気錠３に不具合による異常（開閉異常や施解錠異常）が発生して障害があった場合には、その障害情報に基づいてシステムの迂回経路を再構築している。これにより、以下に示すような効果を奏する。
【００４９】
（１）従来の有線式では困難であった超多扉インターロックシステムを、近距離無線通信を利用した双方向通信により実現することができる。
（２）センサを数多く設置できるため、扉情報以外の情報（例えば室温制御、照明制御、エレベータ制御など）を多元的に取り込んだ高次元のインターロックシステムの構築が可能となる。
（３）１つの扉電気錠に不具合による障害が発生した場合でも、この障害が発生した扉や電気錠をシステムから切り離し、すぐさま最適なシステムの迂回経路を構築して他の電気錠がネットワークを再構築するので、フェイルセーフなインターロックシステムの構築が可能となる。
【００５０】
ところで、上述した形態では、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を利用した近距離無線通信によって複数のセンサ群２、複数の電気錠３、中継器４、管理装置５の相互間で通信を行う構成について説明したが、近距離無線通信として、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＵＷＢを利用することも可能である。
【００５１】
但し、前述したように、ＢｌｕｅｔｏｏｔｈやＵＷＢの電波の到達距離は約１０メートルで、かつ、基本的には１対１の通信を想定しており、センサー・ネットワークを構築するには、センサーから電波を受ける機器を大量に設置し、しかも、その機器から集約サーバーにデータを吸い上げる仕組みを作り込まなければならないため、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を利用するのが好ましい。
【００５２】
また、本例の電気錠システム１では、サーバーとなる管理装置５が刻々と変わる各扉６回りの情報を集約し、予めプログラミングされたパターン（通信経路）に沿って最適なインターロックシステムを探し、各電気錠３へ命令を飛ばし反映させている。従って、これらの特徴を生かし、多回線電気錠扉と多くの入力条件を演算し、複雑な施設のインターロック制御に適している。
【００５３】
例えば空港施設内ゲートでの出国と入国の差がある場合の柔軟な動線確保、大型ドーム球場での催し物に応じた最適な動線確保、高速道路や観光地の化粧室では駐車場満室情報、外気温、順番待ちの列の長さ等の情報から男性・女性の個室使用許可比率を任意に可変することが容易にできる。また、扉の１つに不具合があった場合でもすぐさま迂回経路を再構築することができるなどのインテリジェント化した電気錠インターロックシステムの構築ができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明に係る電気錠システムの全体構成の一例を示す概略図である。
【図２】本発明に係る電気錠システムの各部の機能ブロック図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）  ４扉常時解錠インターロックシステムとして運用される電気錠システムの説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
１  電気錠システム
２  センサ群
２ａ  センサ
３  電気錠
４  中継器
５  管理装置
６  扉
２１，３１  電源
２２  各種センサ基板
３２  電気錠基板
５１  端末
２３，３３，５２  通信用基板
【図１】
0004724492.tif 000002
【図２】
0004724492.tif 000003
【図３】
0004724492.tif 000004