(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサとこのセンサの計測した計測情報の通信を行うセンサユニットと、
このセンサユニットと通信し、前記センサの計測情報を処理するプログラムを有する受信ユニットとを備えた計測制御システムであって、
前記センサユニットと受信ユニットとの通信を赤外線通信手段で行うとともに、該センサユニット及び受信ユニットを家屋内に設け、
前記受信ユニット及び前記センサユニットの情報を管理するプログラムを内蔵し、端末または監視センターと通信を行う収集装置を家屋外に設け、
前記センサユニットにアドレス情報を持たせることにより、前記受信ユニットに対して前記センサユニットを複数台設け、
前記受信ユニット及び前記収集装置に電力線搬送通信手段を設けるとともに該受信ユニットと収集装置との通信を電力線を介して行うことを特徴とする計測制御システム。
【請求項２】
請求項１の計測制御システムにおいて、
前記受信ユニットにそれぞれアドレス情報を持たせることにより、同一室内に前記受信ユニットを複数設置することを特徴とする計測制御システム。
【請求項３】
前記複数台のうちの１つのセンサユニットのセンサは、火災を検知する火災センサであり、
別なセンサユニットの１つは、人の有無を検知する人検知センサを有する人検知センサユニットであり、
この人検知センサユニットと前記受信ユニットの間で通信ケーブルを介して通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の計測制御システム。
【請求項４】
前記別なセンサユニットのうち、前記人検知センサユニットを除いた残りのセンサユニットの１つは、室内の温度を計測する温度センサを有し、且つ、前記受信ユニットとの通信を赤外線通信手段で行うセンサユニットであることを特徴とする請求項３に記載の計測制御システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、屋内等の限られた空間での計測を行い、その計測結果を赤外線通信により受信ユニットに送信し、受信ユニットは受信した計測情報を電力線に接続された収集装置に記憶させることを企図した計測制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、家屋内に点在する各種センサの情報をコンピュータなどの収集装置に送信するには、センサとコンピュータとを通信ケーブルで接続したり、センサ及びコンピュータに無線送受信機を設置し、この無線送受信機で通信する方法が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、センサとコンピュータ間を通信ケーブルで接続する場合、配線工事が必要である。特にセンサとコンピュータとが異なった部屋にあったり、どちらか一方が屋外に存在する場合、通信ケーブルの配線のために壁に穴を開けるなどの工事も必要であるので、設置に長時間を要し、費用も高額になるという問題がある。
【０００４】
また、センサとコンピュータとが電波で通信を行う場合には、それぞれに高額な無線送受信機を設ける必要があるほか、電波は家屋外に容易に漏洩するために、プライバシーやセキュリティの面から問題がある。
【０００５】
さらに、センサとコンピュータ間を赤外線のみで通信する場合には、赤外線の到達する同じ室内でしか使用できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような課題に着目してなされたものであり、通信ケーブルの配線や、建物への工事を必要とせず、また、無線トランシーバ等の高額設備を必要とせず、プライバシーの確保やセキュリティの維持などに有利な計測制御システムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、センサとこのセンサの計測した計測情報の通信を行うセンサユニットと、
このセンサユニットと通信し、前記センサの計測情報を処理するプログラムを有する受信ユニットとを備えた計測制御システムであって、
前記センサユニットと受信ユニットとの通信を赤外線通信手段で行うとともに、該センサユニット及び受信ユニットを家屋内に設け、
前記受信ユニット及び前記センサユニットの情報を管理するプログラムを内蔵し、端末または監視センターと通信を行う収集装置を家屋外に設け、
前記センサユニットにアドレス情報を持たせることにより、前記受信ユニットに対して前記センサユニットを複数台設け、
前記受信ユニット及び前記収集装置に電力線搬送通信手段を設けるとともに該受信ユニットと収集装置との通信を電力線を介して行うことを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の計測制御システムにおいて、
前記受信ユニットにそれぞれアドレス情報を持たせることにより、同一室内に前記受信ユニットを複数設置することを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、前記複数台のうちの１つのセンサユニットのセンサは、火災を検知する火災センサであり、
別なセンサユニットの１つは、人の有無を検知する人検知センサを有する人検知センサユニットであり、
この人検知センサユニットと前記受信ユニットの間で通信ケーブルを介して通信を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、前記別なセンサユニットのうち、前記人検知センサユニットを除いた残りセンサユニットの１つは、室内の温度を計測する温度センサを有し、且つ、前記受信ユニットとの通信を赤外線通信手段で行うセンサユニットであることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態にかかる計測制御システムを図面に基づいて説明する。
【００１４】
図１は本発明の請求項１〜請求項４の実施の形態の模式図であり、家屋１に配置される計測制御システムは、火災センサ２を備えたセンサユニット３と、温度センサ４を備えたセンサユニット５と、人検知センサ６を備えたセンサユニット７と、受信ユニット８と、計測情報を収集する収集装置９と、ＡＣ１００Ｖ電力線１０と、通信ケーブル１１と、センサユニット３、５の設定を赤外線通信により行う設定器３０（図２参照）とで構成される。
【００１５】
このシステムのセンサユニットは家屋１において配線が困難な部位や新たな配線を望まない場所に設置されるものである。この赤外線通信方式の計測制御システムでは、１台の受信ユニット８に対して最大２２５台のセンサユニットが接続可能で、この最大２２５台を１つのグループとする。
【００１６】
また、このセンサユニットのグループは、赤外線の到達する同一室内等（室内のみに限らず通路や屋外も設置可）において最大３グループを存在可とする。各グループの送受信用赤外線の波長、搬送波周波数は同一とし、グループやセンサユニットの識別はプログラムにより行う。
【００１７】
このシステムのセンサユニットは、２ビットのジャンパスイッチを備えており、このジャンパスイッチの設定により、通常モード、ＴＥＳＴモード、設定モード、離脱モードを有する。
【００１８】
通常モードでは、センサユニットは自分自身が受信ユニット８に認識されるためのＩＤ情報を受信ユニット８に送信した後、通常の動作の計測データを受信ユニット８に送る。
【００１９】
ＴＥＳＴモードは、通常モードの１動作形態であるが、ＴＥＳＴのためにセンサの状態変化時にイベント不可フラグを付けて送信する。なお、受信ユニット８は受信ユニット８自身の持つ各センサユニットのデータの書き換え可能とする。
【００２０】
設定モードは、設定器３０と通信できるモードであり、この設定モードでは設定器３０からの設定により各センサ毎のＩＤを設定する。
【００２１】
消去モードは、各センサユニットに設けられた消去スイッチを押すことによって、消去スイッチを押したセンサユニットは受信ユニット８に自己のＩＤにより受信ユニット８の制御から離脱する。
【００２２】
センサユニットは通常モード移行時に、データの送信要求に応答可能若しくは不可能の区別や、グループへの参加の有無の区別を示す自己情報を送信する。センサユニットがグループから離脱する消去モードに変化したときには、その情報を受信ユニット８に送り、受信ユニット８は消去モードのセンサユニットがあることを判別する。
【００２３】
センサユニットのＩＤは、赤外線通信及び伝送線搬送通信並びに外部通信網の通信におけるアドレス情報になる。また、各センサユニットに備えられる赤外線方式のセンサはＯＮ・ＯＦＦの２値データを送信するタイプと、アナログデータを送信するタイプのものがあるため、センサユニットのＩＤは、センサが２値データ検知型かアナログデータ検知型かの判別情報にもなり、センサユニットに２つのセンサが接続されているとき、センサユニットはセンサを特定するＩＤを２個持つ。
【００２４】
２値データを検知するセンサは、例えば、人検知、マグネットスイッチ、リミットスイッチ、マイクロスイッチ、地震検知、火災検知その他があり、一つのセンサユニットに２種類の２値データ検知センサを接続可能とし、電池で駆動される。
【００２５】
アナログデータを検知するセンサは、温度・湿度・照度等の定量的データを２値データに変えて表現するものであり、１つのセンサユニットに２種類のアナログセンサを接続可能とし、電池で駆動される。
【００２６】
受信ユニット８は、ＡＣ１００Ｖの電力線１０に接続され、赤外線通信機能を有する各センサユニットからの計測データを電力線搬送通信方式により収集装置９に送信するものであり、電力線１０から給電される。
【００２７】
設定器３０は、各センサユニットのＩＤを設定するものであり、設置時やシステム変更時にのみ使用され、設定モードにあるセンサユニットに対して赤外線通信を行う。
＜２値データ型センサユニット＞
次に、２値データ型センサユニットの１例であるセンサユニット３を説明する。このセンサユニット３のセンサ２は２値データを検知するタイプである。
【００２８】
センサユニット３は、図２に示すように、赤外線通信手段１２としての赤外線受光部１３と、赤外線発光部１４と、センサ２と、センサ２と赤外線通信手段１２及びセンサユニット３全体の制御を行うためのマイクロプロセッサ１５及び電源としての電池１６とを有し、スリープ状態とウェイカップ状態とを有する。
【００２９】
センサユニット３のスリープ状態とは、センサ２のみを起動しており、マイクロプロセッサ１５及び赤外線通信手段１２の機能を停止している状態である。またウェイカップ状態とは、センサ２からの計測情報の取得機能と、マイクロプロセッサ１５および赤外線通信手段１２を起動する状態である。センサユニット３は、スリープ状態においてセンサ２がＯＦＦからＯＮ（或いはＯＮからＯＦＦ）になるなどの所定の変化を示したときに、マイクロプロセッサ１５および赤外線通信手段１２に給電してウェイカップ状態に状態変化する。マイクロプロセッサ１５は、センサ２が取得した計測情報を赤外線通信手段１２により受信ユニット８に対して伝送する。
【００３０】
センサ２は、火災を検知する２値データ検知センサであり、例えばサーミスタや煙検知センサ等からなる。センサ２は、常時異常な高温や煙等を監視しており、計測温度が所定の許容温度以上に上昇したり、計測した煙の濃度が許容限度以上になったときに火災であることを知らせるように、検出温度或いは検出濃度に閾値が設定されている。
【００３１】
センサ２は検出温度又は検出濃度が閾値を越えた場合に、電池１６からマイクロプロセッサ１５および赤外線発光部１４及び赤外線受光部１３に給電する。この給電により、センサユニット３はスリープ状態からウェイカップ状態に状態遷移する。センサユニット３のウェイカップにより、マイクロプロセッサ１５は電源が接続され、ウェイカップに状態変化してセンサ２からの検知データを受信し、受信した検知データを含む赤外線発光信号を赤外線発光部１４に出力し、赤外線発光部１４を発光させる。
【００３２】
なお、センサユニット３は、未だマイクロプロセッサ１５および赤外線通信手段１２を駆動できるものの、所定の時間経過後にはこれらを駆動不能になる程度に電池１６が電圧低下した場合にも、センサユニット３をスリープ状態からウェイカップ状態に変化させる。
【００３３】
電池１６の低下によりセンサユニット３を状態遷移させるには、電池１６の電圧低下を検出する回路を設け、この回路に流れる電流が所定電圧以下になったときに、電池１６とマイクロプロセッサ１５および赤外線通信手段１２を接続するように回路を構成する。
【００３４】
センサユニット３はウェイカップ状態に状態遷移すると、マイクロプロセッサ１５を起動し、受信ユニット８に対して電池１６が寿命末期となったことを赤外線通信手段１２から送信する。
【００３５】
マイクロプロセッサ１５は、ウェイカップすると、前述のように、センサ２の状態及び電池１６のバッテリー電圧を取り込み、制御内容を示すコントロールコード、検知データの送信回数を示すシーケンス番号、送信元であるセンサユニット３のＩＤコード及び受信側である受信ユニット８のＩＤコードを、送信内容のデータに付加して、赤外線発光部１３を発光させる。
【００３６】
この後、センサユニット３は、受信ユニット８からのＡｃｋｎｏｗｌｅｄｇｅ信号（以下Ａｃｋ信号と略記する）を待つ。
【００３７】
赤外線受光部１４が受光ユニット８から赤外光を受光し、マイクロプロセッサ１５が受光した赤外光に含まれるデータを解析して、センサユニット３自身が発信したデータに対するＡｃｋ信号であると認識した場合には、センサユニット３は再度スリープ状態となる。
【００３８】
ここにおいて、センサユニット３が一定時間Ａｃｋ信号を受信しない場合、例えば、受信ユニット８が返答しない場合には、再度同じ信号を送信し（ｒｅｔｒｙ）、赤外線受光待ちとし受信ユニット８からのＡｃｋ信号待ちとなる。この再度のＡｃｋ信号待ちはあらかじめ定めたＮ回繰り返され、Ｎ回経過後にセンサユニット３はスリープ状態となる。
【００３９】
また、赤外線通信が可能な設定器から設定コマンドをセンサユニット３に送信することによっても、センサユニット３はスリープ状態となる。
【００４０】
なお、ｒｅｔｒｙ命令をＮ回繰り返して受信ユニット８からそのｒｅｔｒｙに対するＡｃｋ信号がなかった場合、その火災検知データは失われる。しかし、センサ２が次の状態変化を起こしたときに、火災検知データが受信ユニット８により受信されると、火災検知データを送信した回数を示すシーケンス番号が送信データに付加されているので、受信ユニット８は受信しなかった検知データがあることを判別でき、受信ユニット８又はセンサユニット３の故障或いは赤外線を遮断する要因の有無を探ることができる。
【００４１】
また、センサユニット３のジャンパスイッチを設定することによって、スリープ状態時に受信ユニット８からセンサユニット３へ出力される赤外線を受光してセンサユニット３をスリープ状態からウェイカップ状態に状態変化させることも可能であり、家屋外の通信回線を経由してアクセスした情報端末が、火災等の２値データがあるかどうかを確認することができる。
【００４２】
以上のように、センサユニット３は、赤外線通信により受信ユニット８に火災が生じたことを通知し、受信ユニット８は電力線搬送によりＡＣ１００Ｖ電灯線１０を介して電力計に設けられたデータ収集用の収集装置９に火災情報を通知し、収集装置９は無線電波により本人の携帯電話や情報端末若しくは消防署や警備会社等の図示しない監視センターに通報することができる。
＜アナログ型のセンサユニット５＞
センサユニット５は、赤外線通信手段１７としての赤外線受光部１８と、赤外線発光部１９と、温度センサ４と、温度センサ４と赤外線通信手段１７及びセンサユニット７全体の制御を行うためのマイクロプロセッサ２０及び電源としての電池２１とを有する。
【００４３】
センサユニット５は、赤外線受光部１８のみを起動させておいてマイクロプロセッサ２０および温度センサ４への給電を停止しているスリープ状態と、温度センサ４およびマイクロプロセッサ２０並びに赤外線通信手段１７への給電を行って通信機能を動作しうるウェイカップ状態とを有する。
【００４４】
センサユニット５のスリープ状態においては、赤外線受光部１８が受信ユニット８からの赤外線通信による処理要求を受信したときに、この処理要求に応答して、温度センサ４およびマイクロプロセッサ２０並びに赤外線通信手段１７への給電を行い、スリープ状態からウェイカップ状態に状態変化する。
【００４５】
温度センサ４は、室内の温度を計測するアナログセンサであり、温度を計測して温度情報をデジタルデータに変換するインターフェースを備え、計測した温度データをデジタルデータに変換してマイクロプロセッサ２０に出力する。
【００４６】
マイクロプロセッサ２０は、ウェイカップすると、温度センサ４の検知した温度データを取り込み、制御内容を示すコントロールコード、送信元であるセンサユニット５のＩＤコード及び受信側である受信ユニット８のＩＤコードを、送信内容のデータに付加して、赤外線発光部１９を発光させ、受信ユニット８に対して取得した温度センサ４の計測情報を伝送する。マイクロプロセッサ２０は、赤外線発光部１９を発光させた後に、センサユニット５全体を再度スリープ状態に変化させる。
【００４７】
一方、受信ユニット８は、温度計測命令を出力しても一定時間返信がないときに、Ｎ回リトライし、なお、Ｎ回トライしてもセンサユニット５からの返信がない場合に、異常であることを示す信号を収集装置９に送信する。
【００４８】
以上のように、センサユニット５は、受信ユニット８を経由して送られる温度計測命令により温度情報を計測して通知し、受信ユニット８は電力線搬送によりＡＣ１００Ｖ電灯線１０を介して電力計に設けられたデータ収集用の収集装置９に室内の温度情報を通知し、収集装置９は無線電波により本人の携帯電話や情報端末に通報することができる。
＜ケーブル通信型のセンサユニット＞
センサユニット７は、人検知用の焦電センサ６と、焦電センサ６とマイクロプロセッサ２２及び電源としての電池７Ａとを有する。センサユニット７は通信ケーブル１１を介して受信ユニット８に接続されている。なお、センサユニット７は、受信ユニット８と光通信を行うための赤外線発光部と赤外線受光部とを備えていてもよい。
【００４９】
焦電センサ６は、人体の発する赤外線を検知する赤外線検知センサである。焦電センサ６は、室内の所定領域（室内の一部或いは全部）に人間がいる場合に、人体の発する赤外線を検知し、その検知した赤外線の量が所定量以上の場合に、センサユニット３と同様に、マイクロプロセッサ２２をスリープ状態からウェイカップ状態に状態変化させ、マイクロプロセッサ２２は焦電センサ６の人検知出力が所定時間継続する場合に、室内に人がいると判断して、受信ユニット８に出力する。
【００５０】
また、センサユニット７は、通信ケーブル１１によって受信ユニット８と接続されており、前記監視センターや携帯電話或いは情報端末から発せられた人検知命令を、収集装置９及び受信ユニット８を経由して受信する。センサユニット７は、人検知命令を受信すると、焦電センサ６を動作させて人の有無を検知し、検知した結果を受信ユニット８及び収集装置９を経由して、要求元等に回答することが可能である。
【００５１】
上述の各マイクロプロセッサ１５、２０、２２は、ＲＯＭ及びＲＡＭを有し、電池１６、２１、２３から電力を供給される。
【００５２】
ＲＯＭには、各センサユニット３、５、７全体の入出力動作及びデータ処理を行うためのプログラムと、データ処理プログラム及び通信プログラム及びそれぞれのセンサ２、４、６のＩＤ情報が記憶されている。ＲＡＭは、センサ４、温度センサ４、焦電センサ６がそれぞれ検知したデータを記憶すると共に、赤外線通信手段１０によって受信される処理要求の保持や送信される応答の保持に用いられる。
【００５３】
受信ユニット８は、センサユニット３、５と赤外線通信を行うための赤外線発光部２３及び赤外線受光部２４からなる赤外線通信手段２５と、屋内外の電灯線と電力線搬送通信を行う電力線搬送通信用のトランシーバ２６と、センサユニット７と通信ケーブル１１により接続されるマイクロプロセッサ２７と、赤外線通信手段２５とトランシーバ２６及びマイクロプロセッサ２７並びに受信ユニット８内のその他の周辺デバイスに電力を供給するＡＣ・ＤＣコンバータからなる電源２８とを備えている。
【００５４】
トランシーバ２６は、マイクロプロセッサ２７とＡＣ１００Ｖ電力線に接続された収集装置９との間で電力線搬送通信を行う。
【００５５】
マイクロプロセッサ２７は、ＣＰＵの他にＲＯＭ・ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えており、赤外線通信手段２５及びトランシーバ２６と接続され、センサユニット３、５、７の計測情報を電力線搬送方式により収集装置９に送受信するためのプログラムを有する。
【００５６】
設定器３０は、センサユニット３、５、７と１対１で通信する装置であり、赤外線発光部３１、赤外線受光部３２、マイクロプロセッサ３３、７セグメント表示器３４、キーパッド３５及びＡＣＤＣ電源３６からなる。
【００５７】
設定器３０のキーパッド３５の操作によるセンサユニット３、５、７の設定モード時に、設定器３０から出力する設定命令を含んだ赤外線を受光可能な状態となる一方、受信ユニット８との通信は不可能となる。この設定時のデータ構成は受信ユニット８とセンサユニット３、５、７間のデータ構成と異なり、また、計測時の送信元と送信先のＩＤは用いない。
【００５８】
設定器３０は、設定モードにあるときセンサユニットに対して、ＩＤ設定命令を送信する。センサユニットはその設定命令を受信すると、ＩＤの登録を行い、受信したことを示すＡｃｋ信号を出力する。設定器３０はこのＡｃｋ信号を受信してＩＤの内容を７セグメント表示器３４に表示すると共に、送信したＩＤと一致するかどうかの判断を行う。また、設定者は、７セグメント表示器３４のＩＤとセンサユニットから受信したＩＤとの確認を行うことが出来る。
【００５９】
設定器３０はＩＤ設定以外の情報要求コマンド（例えば現在情報の要求等）を送信することも可能とされ、センサユニットはこのコマンドに応えて要求された情報を提供する。
【００６０】
設定器３０は、赤外線通信のモニタ機能を有し、そのモニタ機能を７セグメント表示器３４に表示する。
【００６１】
収集装置９は、家屋の外壁等に設置される電力量計内部若しくは電力量計と一体のケース或いは別のケースに設置されるコンピュータからなる。
【００６２】
収集装置９は、市販されるパーソナルコンピュータやマイクロコンピュータ、フロッピー（登録商標）やＨＤＤ或いはフラッシュメモリー等の外部記憶装置、ディスプレーにより構成され、家庭内の電灯線搬送通信を行うための通信用モデムと、外部の通信網と情報通信可能なモデム、ネットワークカード、ＴＡ等を備え、市販されるＯＳで動作する。外部通信網は、例えば、インターネット、ＬＡＮ、ＷＡＮその他のネットワークシステムを指しており、電話機は有線および無線を含む。
【００６３】
外部記憶装置には、通信プログラム及び計測制御用プログラム等と、各センサユニット３、５、７の制御命令および計測データの収集命令を有するプログラム等とが記憶されている。外部の情報端末が収集装置９に認証されることにより、センサユニット３、５、７の計測情報を見たり、制御可能とされる。
【００６４】
ユニット３、５、７の制御命令および計測データの収集命令を有するプログラムの一例としては、センサユニット３、５、７の操作命令と状態情報を分散オブジェクト言語等でプログラム化したバーチャルマシンオブジェクトと、このバーチャルマシンオブジェクトを外部情報端末と接続させるインターフェースオブジェクトとを挙げることができる。収集装置９をこのように構成すると、外部の情報端末からセンサユニット３、５、７を制御したり、計測情報を収集することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】
本発明の請求項１ないし請求項６の計測制御システムによれば、通信ケーブルを使用しないので、コンセントから離れた位置にある場所の計測が可能であり、建物等への穴開け等の工事が不要なので、建物の美観を損なうことがない。
【００６６】
また、無線トランシーバ等の高額設備を必要とせず、プライバシーの確保やセキュリティの維持などに有利な計測制御システムを提供することができる。
【００６７】
請求項２の計測制御システムによれば、センサユニットにアドレス情報を持たせることにより、受信ユニットに対してセンサユニットを複数台接続することにより、各種の計測情報を検知できる。
【００６８】
また、請求項３の計測制御システムによれば、受信ユニットにアドレス情報を持たせることにより、同一室内に複数の受信ユニットを設置することにより、更に、多様な計測情報を得ることができる。
【００６９】
また、請求項４の計測制御システムによれば、センサユニットは、スリープ状態とウェイカップ状態とを有するので、省電力である。
【００７０】
特に、請求項５の計測制御システムによれば、外部の情報端末からの要求により、室内等の情報を観察することが出来る。
【００７１】
また、請求項６の計測制御システムによれば、センサユニット及び前記受信ユニット間が、赤外線通信と有線通信との混在が可能とされているので、幅広く多様な計測が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる計測制御システムの概念図
【図２】図１のセンサユニット、受信ユニットの概念図
【符号の説明】
２、４、６  センサ
３、４、７  センサユニット
８  受信ユニット
９  収集装置
【図１】
0004566342.tif 000002
【図２】
0004566342.tif 000003