(57)【要約】  本発明は、低電力コントローラと併用されるモデムデバイスであって、その場で利用可能な電力が非常に低い場合に、電気機械機器のローカル制御及び遠隔管理の機能を提供し、単一のＰＳＴＮ電話回線によって電力供給され、かつ通信するように特に設計されている、モデムデバイスに関する。本デバイスは、受動的及び能動的両方の設備を含む領域を占有かつ使用する施設について広い適用範囲を有し、そのような全ての場合について一律に解決する能力を提供する。様々なデジタルセンサ及びアナログセンサを接続する機能、様々なコマンドの伝達、処理の自動化、データ及び情報の収集並びに遠隔制御（管理）が提供される。
2018527854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域を監視及びモニタするための自律型電子デバイスであって、
（ｉ）特定の領域からデータを収集するための手段と、
（ｉｉ）収集された前記データを処理するための手段と、
（ｉｉｉ）処理された前記データを伝送し、１つ以上の遠隔サーバと情報を交換するための手段と、
（ｉｖ）前記領域でのアクセスを制御するための手段と、を備える、自律型電子デバイス。
【請求項２】
前記自律型電子デバイスは、様々なローカル電子デバイス及び／又は電子デバイスを管理するようにプログラムすることができるコントローラを含むことを特徴とする、請求項１に記載の自律型電子デバイス。
【請求項３】
前記自律型電子デバイスは、接続されたデバイスに遠隔干渉を実行可能であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の自律型電子デバイス。
【請求項４】
前記自律型電子デバイスは、任意の種類の電話回線で利用可能な電力のみによって動作されることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項５】
前記自律型電子デバイスは、前記サーバとの通信用と同一の前記電話回線をエネルギーのために使用することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項６】
前記自律型電子デバイスは、４ｍＷ未満のエネルギーで動作することができることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項７】
前記自律型電子デバイスは、前記サーバとの代替的なシリアル通信オプションを提供することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項８】
前記自律型電子デバイスは、代替的なエネルギー源もまた有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項９】
前記自律型電子デバイスは、電圧レギュレータを使用せず、その代わりにその位置において、接続された前記デバイスのエネルギー要求に応じて変化してもよい直列に接続された抵抗と共に、特別に選択されたツェナーダイオードが使用されることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項１０】
前記自律型電子デバイスは、ｉ−Ｂｕｔｔｏｎ技術をユーザ認証のために使用して、ある領域におけるアクセスを制御する性能を有することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項１１】
前記自律型電子デバイスは、少なくとも１０００の正規ユーザを記録内に保持することができ、前記サーバとの通信が中断しているときであっても前記正規ユーザにアクセスを許可することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項１２】
前記自律型電子デバイスは、スーパーキャパシタ内にエネルギーを蓄える（蓄積する）ことができることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項１３】
前記自律型電子デバイスは、存在する機械式ロックを制御し、前記ユーザが前記機械式ロックを手動で開錠できるように電磁石及び／又は低電力サーボ機構を統制することができることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項１４】
前記自律型電子デバイスは、シリアルポート制御を特徴づける遠隔デバイス間の通信インターフェースとして使用することができることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項１５】
前記自律型電子デバイスは、電子機械システム又は電子システムが設置された、全ての無人領域で主に使用されることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【請求項１６】
前記自律型電子デバイスは、遠隔通信キャビン内に設置され、能動的又は受動的設備（ＫＶ）を含むことを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の自律型電子デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、低電力コントローラと併用されるモデムデバイスであって、その場で利用可能な電力が非常に低い場合に、電気機械機器をローカル制御する機能と、そのような電気機械機器の遠隔管理と、を提供し、単一のＰＳＴＮ電話回線によって電力供給され、かつ通信するように特に設計されている、モデムデバイスに関する。
【０００２】
デバイスは、以下の機能を提供する。
デバイスは、（ａ）小型汎用コントローラとして使用され、（ｂ）それらへの正規又は不正アクセスについて、遠隔設備キャビネットを監視し、（ｃ）ｉ−Ｂｕｔｔｏｎキー識別を使用した包括的アクセス制御機能を提供し、（ｄ）シリアル通信プロトコルによって遠隔デバイスと一体化したモデムにより通信する性能を有する。
【０００３】
これまでに設計され、生産された全てのモデム及びコントローラは、一対の簡素な銅線であるＰＳＴＮ電話通信回線を介して伝達することができる利用可能電力を、はるかに超える電力要求を有する。それゆえ、モデム及びコントローラは、外部電源に依存しなければならず、外部電源が容易に利用できないときには、頻繁な交換が必要になるという欠点を有する乾電池に頼らなければならないか、又は、ＰＳＴＮ回線電力によって充電され、定期的なメンテナンス及び交換が必要になるという難点を有する電池に依存しなければならない。
【０００４】
本デバイスは、広い適用範囲を有する。主に、デバイスは、電気機械システム又は電子システムが設置された任意の無人地域で使用することができ、その無人地域は、通信事業者、天然ガス及び／又は液体燃料のパイプライン、風力発電機、鉄道駅、軍隊のレーダー施設、給水ネットワーク、配電システム、太陽光発電パーク、携帯電話通信基地局、遠距離通信ネットワーク終端キャビン（ＫＶ）、地下ネットワーク並びにアクセスコファダム（ａｃｃｅｓｓ  ｃｏｆｆｅｒｄａｍ）を意図して指すが、これらに限定されない。
【０００５】
上記の場合では、デバイスは、低コストで、小さい設備要求性、信頼性及び高い省エネルギー性を備える優れた解決策を提供する。デバイスは、メンテナンスの必要性を最小限に抑え、したがって、ネットワーク内での、一般的には全国的なスパンの、到達が困難な場所での、エネルギー伝達コストを最小限に抑える。
【０００６】
デバイスは、工業規模での生産（大量生産）に狙いを定めて設計されているが、同時に、その生産のために選ばれた材料は、高い信頼性を提供し、その結果、デバイスは、アクセスの難しい無人の場所／僻地で使用することができ、スタッフが予防的又は調整的メンテナンスのため訪問する必要がない。
【０００７】
デバイスは、
・電源ユニットであって、デバイスを動作させるために使用できるような方法で、ＰＳＴＮ電話回線により利用可能な現存する低電力を利用する、電源ユニットと、
・電話通信／通話（ダイヤルアップ）のためのＰＳＴＮ回線を利用した、又は専用電話回線による電話センタ（ＰＢＸ）との接続を介した、通信用モデムと、
・他の周囲デバイスに接続できるようにするための、十分な数のデジタル及びアナログ入力用センサと、
・ローカルユーザを識別するためのｉ−Ｂｕｔｔｏｎ読み取り機と、
・ローカルユーザに警告するブザーと、
・ローカルユーザ信号をユニットに送るボタンと、
・全てのモジュールを管理するためのプログラム可能なコントローラと、からなる。
【０００８】
本デバイスの利点には、
・低いエネルギー消費のため、本デバイスは、ＰＳＴＮ電話回線から利用可能な電力だけで動作できることと、
・使用されていないとき、本デバイスは、低電力状態／「スリープモード」となるため、消費されるエネルギーが更に少なくなることと、
・環境監視のためのデジタル及びアナログローカル周辺機器との接続と、
・ｉ−Ｂｕｔｔｏｎ識別によるローカルユーザとの対話、押しボタンによる起動及びブザーによる警告音と、・ＰＳＴＮ又はモデムとセンタ局とを接続する専用回線を介した電話ダイヤルアップ通話と、
・遠隔コントローラのソフトウェアの更新と、が挙げられる。
【０００９】
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１及び図２は、デバイス及び環境との接続についてのブロック図を示す。基本的な機能要素は、
１）電源ユニット
２）通信ユニット
３）センサユニット及びインターフェース入力／出力（Ｉ／Ｏインターフェース）
４）ユーザインターフェースユニット（「ヒューマン」インターフェース）
５）中央（コア）コントローラユニットである。
【００１１】
１．電源ユニット
デバイスは、最小限のエネルギーで動作するように設計されている。デバイスは、２つの代替的な電力供給として、
Ａ）モジュールによって消費される総電流は２ｍＡ未満である、音声的に低値の状態（「オンフック」）であっても電話回線から得られる電力供給と、
Ｂ）デバイスがモデムの動作と併用されない場合に、３０ｍＡに対して４．５〜１０ＶＤＣの代替的な電力供給と、を提供する。
デバイスは、動作のためにバッテリバックアップを必要としない。
【００１２】
２．通信ユニット
デバイスは、２つの代替的な通信インターフェースとして、
Ａ）モデムに電力を供給する同一電話回線を介するモデムとの接続と、
Ｂ）ＲＳ２３２又はＴＴＬレベルを使用するシリアル通信と、を提供する。
【００１３】
これらの２つのインターフェースは、独立しており、同時に使用することができる。通信インターフェースは、カスタマイズ性に優れ、以下の組み合わせで使用することができる。
ｉ．電話回線のみを使用する上り通信。
ｉｉ．シリアルインターフェースのみを使用する上り通信（例えば、外部Ｅｔｈｅｒｎｅｔシリアル変換機を使用したもの、外部ＧＰＲＳモデムを使用したもの、又はシリアル入力／出力を有する他の任意の外部通信デバイスを使用したもの）
ｉｉｉ．代替的な通信経路及び冗長性を提供する、モデム及び上り接続用シリアルインターフェースの使用。
ｉｖ．モデムによる遠隔デバイスとの通信チャネルを提供する、電話回線を使用した上り通信及びシリアルデバイスとの下り通信としてのシリアルインターフェース。
【００１４】
通信ユニット（モデム）のハードウェア構成要素は、特別に選択されており、エネルギー消費を最小限化するために特別な設計方式が実装されている。これらの項目は、通信処理中にのみ供給され、着信を自動的に認識することができ、このようにして起動される。
【００１５】
通信ユニット（モデム）は、以下の機能に対応する。
ｉ．Ｖ．２２ｂｉｓー２４００ｂｐｓ
ｉｉ．Ｖ．２２／Ｂｅｌｌ２１２ー１２００ｂｐｓ
ｉｉｉ．Ｖ．２１／Ｂｅｌｌ１０３ー３００ｂｐｓ
ｉｖ．Ｖ．２３ー１２００／７５ｂｐｓ（ＰＡＶＩターンアラウンドあり）
ｖ．Ｂｅｌｌ２０２ー１２００ｂｐｓ
ｖｉ．Ｂｅｌｌ２０２／Ｖ２３  １２００ｂｐｓ
ｖｉｉ．ＦＤＸ  ４線式動作
ｖｉｉｉ．Ｖ．２２／Ｂｅｌｌ  ２１２Ａ／Ｖ．２２ｂｉｓ  同期モード
ｉｘ．国際通話プログレスのサポート、ＦＣＣパート６８、ＣＴＲ２１、ＪＡＴＥなどｘ．ＤＴＭＦ生成及び検知
ｘｉ．世界的な発信者ＩＤ性能、米国タイプＩ及びタイプＩＩのサポートｘｉｉ．ＥＩＡ  ７７７Ａの遵守
ｘｉｉｉ．ＳＩＡ−２０００の遵守
ｘｉｖ．ＳＭＳメッセージのサポート
ｘｖ．オンチップハイブリッドドライバ
ｘｖｉ．ブラックリスト化性能
ｘｖｉｉ．電圧又は低エネルギーコスト追跡方式による、使用中の回線及び平行する受信（９１１）の検知
ｘｖｉｉｉ．ＣＩＤルートによる着信の検知
ｘｉｘ．自己診断性能
【００１６】
３．センサ及びＩ／Ｏユニット
３．１  デバイスは、設定に従い、以下の機能で代替的に使用することができる６つの汎用入力及び出力を提供する。
ｉ．以下を有するデジタル入力
Ａ）２レベル入力（０Ｖ及び＞２Ｖ）
Ｂ）ドライ接点又はオープンコレクタ入力。
ｉｉ．終端抵抗を使用してデジタル入力が監視されるため、回線は、侵害の企て（改ざん）について監視することができる。ユニットは、これらの入力の侵害の企てを認識する知的アルゴリズムを含む。
ｉｉｉ．
１０ｍＡまでの駆動電流／動作（プルダウン）を有するデジタル出力。
ｉｖ．０〜１．２５入力レンジのアナログ入力。
ｖ．アナログ出力として使用するためのＰＷＭ出力。
ｖｉ．退出コマンド
【００１７】
デバイスは、１Ａ駆動までのオープンコレクタトランジスタ出力を提供する。この出力もまた、スーパーキャパシタに蓄積されたエネルギーにより、電話回線から駆動することができる。アクセス制御機能の場合、この出力は、電磁ソレノイド（電磁石）又はドアを施錠及び開錠（ドア制御出力）するサーボ機構を制御するために使用される。
【００１８】
ｖｉｉ．退出ｉーＢｕｔｔｏｎ
デバイスは、シリアルインターフェースケーブル（１線シリアルインターフェース）を備えた特別な出力を含み、そのシリアルインターフェースケーブルは、
Ａ）アクセス制御動作のための読み取り機の入力、
Ｂ）センサケーブルとの接続のためのインターフェース、
として使用することができる。
【００１９】
３．２  メインボード上のセンサ
ｉ．デバイスは、ＰＣＢ上に温度センサを含み、
ｉｉ．かつ、オンフック状態とオフフック状態両方の回線の電圧を監視する。
【００２０】
４．インターフェース
デバイスは、入力ボタン及びブザーを提供する。ブザーの音に応じて、ユニットは、システムの状態を示すか、又はユーザにアクションを起こさせる（例えば、特別な音がユーザに、ドアをロックする必要があることを示す又は入室が成功したことを示すなど）。インターフェースボタンは、多目的の入力である（例えば、遠隔キャビンを監視している場合には、技術者のその場での存在を示すために使用することができる）。
【００２１】
５．コントローラ
デバイスのコアは、その周辺機器及びソフトウェア（ファームウェア）を備えたコントローラであり、コントローラは、ユニットの動作を支援する。
【００２２】
ハードウェア構成要素は、最小限のエネルギー消費のために選ばれ、ほとんどの時間にわたり「スリープ」状態（省エネルギーモード）で動作している。これらの項目は、サンプリング中のみ有効化され、定期監視が完了した後すぐ、それらは「スリープ」状態（スリープモード）に戻る。
【００２３】
デバイスは、遠隔地で動作するように設計され、リスクにさらされるため、コントローラが「ハング」又は「フリーズ」する恐れがある状況を避けるために、特別な設計が使用されている。ユニットが適正に機能していることを監視し、異常動作の場合にユニットを修復するために、内部動作監督者及び独立した外部動作監督者（監視人）が存在する。
【００２４】
コントローラは、少なくとも１０００のイベント及び少なくとも１０００のログイン認証情報を記憶するため、追加的な１Ｍｂｉｔのプログラムメモリ（フラッシュタイプ）を含む。このメモリは、スタティック（不揮発性）であり、記憶された情報の保全性を、電力が供給されないときに確保する。
【００２５】
リアルタイムクロック
ＲＴもまた、正確な一連のイベントを維持するためにコントローラに統合されている。
【００２６】
コントローラソフトフェア（ファームウェア）
オペレーティングシステムベースは、デバイスにおいて更なる安全性及び柔軟性を提供するいくつかの非常に強力な機能に対応する。
・エネルギーの全ては、オペレーティングシステム及び利用可能なエネルギー源に基づきコントローラによって管理される。
・全ての通信は、（１２８Ｂｉｔ暗号キーを用いて）暗号化される。
・サーバ（サーバ）と交わされた全ての通信パケットは、正当性のため巡回冗長検査（ＣＲＣ）によって制御され、それらの受信は受信者側で確認される。
・長時間の遅延があるときに通信を速めるため（例えば、ＧＰＲＳ又はＧＳＭモデム）、全てのパケットを連続して伝送することができる。受信の検証及び確認は、パケット識別子を使用して、非同期的に実行される。
・デバイスは、特別のアップグレード方式を使用して遠隔的にアップグレードすることができ、これにより非常に貧弱な通信状態の環境であっても、アップグレードの成功が保証される。両方の通信インターフェースは、アップグレードのために使用することができる。
・ブートローダは、基本的機能を含み、これにより、デバイスがブートローダモードにあるときでも動作することができる。
・ＲＴＣは、全通信において、サーバと同期される。
・全入力及び出力（Ｉ／Ｏ）の記録及び読み取りは、通常の間隔で実行される。サンプリング間隔は、デフォルトで１秒であるが、調節することができる。全ての入力は、侵害の企て（改ざん）について監視される。
・全ての通信の管理は、割り込みによって行われ、これによりシステムを「スリープ」状態からアクティブにすることができる。
・デバイスは、サーバに、実行された全イベントを送信することができる。
・そのような手法で構成された場合、サーバに接続し、イベントを報告するために、任意のイベントは、リコール手順（コールバック）を生じてもよい。
・サーバと通信できないとき、少なくとも１０００のイベントをコントローラに記憶することができる。接続が確立されると、全てのイベントがサーバに送信される。
・イベントに加えて、デバイスは、更にシステム全体の状態を送信することができる。状態は、全入力／出力の状態、センサの測定、定義された全アラーム及びイベント並びにコントローラからのキー情報（例えば、アラームの未決など）の状態を含む。
【００２７】
Ａ．機能説明
デバイス設定に基づいて、異なる機能及び組み合わせを使用することができ、以下に示唆的に述べる。
【００２８】
１）ドア監視コントローラとして。
このモードでは、デバイスは、少なくとも３つのドアの状態をチェックするために使用される。目的は、錠の状態（「施錠」又は「開錠」）及びドア（「開」及び「閉」）の両方を監視するため、有効な入室であったか又はドアの侵害があったかを判断することができる。より具体的には、
【００２９】
監視ポート状態（ドア監視）：
・各ドアに対して２つのセンサを使用し、１つは、ドアの状態を監視するためのものであり、１つは、錠の状態を監視するためのものである。
・状態を示すため又はその場にいる人にアクションを起こさせるためのブザーを含む。
・その場に誰かがいることを示すユーザボタンを含む。
・状態の変化を示すために、イベントを監視システムに送信する。
・前のアクションに基づいてドアの現在の状態を保存する。
【００３０】
作成されるイベント及びドアコントローラの状態
有効な入室
・錠が開錠され、次の２０秒（注意。使用される全ての時間は、おおよそのものであり、システムによって構成することができる）の間にドアが開けられた場合には、イベント「有効な入室」が実行され、状態は、「人の立ち入り＝ＯＮ」）になる。ブザーは、技術者にドアを２０秒以内に開けるように指示する。
・ドアが閉まり（閉）、次の２０秒の間に錠が施錠された場合には、イベント「有効な退出」が実行され、状態は、「人の立ち入り＝ＯＦＦ」になる。ブザーは、技術者にドアを２０秒以内に開けるように指示する。
・ドアが、開錠の２０秒以内に開けられない場合には、イベント「有効、入室なし」が実行されるが、状況は、同じままである。
・開錠時から２０秒より後であるが、１時間までにドアが開けられた場合には、イベント「遅れた有効な入室」が実行され、状態は、「人の立ち入り＝ＯＮ」になる。
【００３１】
ドアの侵害
・ドアが開き、かつ施錠されたままである場合には、イベント「ドア強制」が実行され、状態は、「ドア強制＝ＯＮ」になる。
・ドアが開き、かつドアの開錠から１時間が経過した場合には、イベント「ドア強制」が実行される。この場合の解釈としては、ドアがわざと開錠されたままにされたことが挙げられる。ブザーは、５０秒後に音を発生させ、その場にいる人に、スタッフ存在ボタンを押すように指示し、ドア強制アラームの発生を防止する。存在ボタンを押すごとに、タイマが再スタートする。
・錠の任意の状態変化は、正規の者がその場にいることを示し、「ドアクリア」イベントが実行され、状態は、「ドア強制＝ＯＦＦ」になる。
【００３２】
ドアの開放
・ドアが１時間以上開いたままである場合には、イベント「ドア開放」が実行され、状態は、「ドア開放＝ＯＮ」になる。
・施錠されているが、ドアがまだ開いている場合には、イベント「ドア開放」が実行され、状態は、「ドア開放＝ＯＮ」になる。
・ドアが閉まった場合又は錠位置に任意の変化があった場合には、状態は、「ドア開放＝ＯＦＦ」になる。
【００３３】
開錠したままで忘れられた錠
・ドアが閉まった後２０秒以内に施錠されなかった場合には、イベント「開錠放置」が実行され、状態は、「開錠放置＝ＯＮ」になる。
・ドアが１時間を超えて開錠されたままである場合には、イベント「開錠放置」が実行され、状態は、「開錠放置＝ＯＮ」になる。
・ドアが開いた場合又は錠位置に任意の変化があった場合、イベント「開錠放置クリア」が実行され、状態は、「開錠放置＝ＯＦＦ」になる。
【００３４】
センサ侵害
入力のうちの任意のものが侵害された場合、上記の全てのメッセージは有効のまま、センサの侵害（改ざん）を示す追加的メッセージが実行される。
【００３５】
２）アクセスコントローラとして
ｉ−Ｂｕｔｔｏｎ読み取り機と組み合わされたデバイスは、全ての機能を有するアクセス制御システムとして動作することができる。
【００３６】
ａ．ｉ）ｉ−Ｂｕｔｔｏｎ読み取り機
デバイスによって使用されるアクセスコントローラ（アクセスカード）の識別は、標準的なｉ−Ｂｕｔｔｏｎキーである。読み取り機は、２つのモードで動作することができる。
・デバイスは、（例えば、ＤＳ１９９０Ａ又はＲＷ１９９０を使用して）６４ｂｉｔＩＤに従い、ユーザを認証することができる。
・デバイスは、（例えば、ＤＳ１９６１Ｓ、ＩＤを有するｉ−Ｂｕｔｔｏｎ、１ＫＥＰＲＯＭ及びＳＨＡ１暗号を使用する）内部ＥＥＰＲＯＭからの追加的な１２８ｂｉｔと組み合わさった６４ｂｉｔＩＤに従い、ユーザを認証することができる。
【００３７】
ａ．ｉｉ）アクセス認証
認証処理は、以下のようになされる。
・ＩＤ（及び追加的ｂｉｔ）がｉ−Ｂｕｔｔｏｎキーから読み取られる。
・ＩＤをローカルデータベースで検索する（追加的ｂｉｔの場合、次いで検証される）。
・ＩＤがローカルデータベース内に見つかった場合、
【００３８】
・ＩＤが「アクティブ」であり、時刻がアクセス許可において設定された時間枠内である場合には、アクセスが認められ、ユーザは、ドアを開錠することができる。サーバに有効な入室を知らせるため、ダイヤル処理が実行される。
【００３９】
・ＩＤが「オフ」である又は時間枠が無効である場合、サーバに当該ＩＤを知らせるため、通話処理が実行され、認証は許可されない。サーバに接続されている間、認証がなされた場合には、アクセス権を提供するデバイスを通知することができる。
【００４０】
・ＩＤがローカルデータベース内に見つからなかった場合、
【００４１】
・サーバに当該ＩＤを知らせるため、ダイヤル処理が実行され、認証は不可能となる。サーバに「オンライン」で接続されている間、本人確認がなされた場合には、アクセス権を提供するデバイスを通知することができる。
【００４２】
ａ．ｉｉｉ）ポートコントローラ出力
認証処理が成功した場合、コマンドがアクセスコントローラ出力のものに与えられて、ドアが開錠される。
【００４３】
単一コマンドモード
このモードは、制御機構が、「ラッチングなし」機能のない電磁石であるときに使用される。ドアの施錠及び開錠の両方について、アクセスは、ｉ−Ｂｕｔｔｏｎキーを使用することによって認証されなければならない。プログラム可能な時間枠（例えば、５秒）で、ユーザはドアを施錠又は開錠することが許される。ブザーの特別な音が、ユーザに、要求されたアクションを知らせる。このモードでは、デバイスは、「通常安全」モードで動作する。例えば、電力がないとき、錠は安全確保され、施錠も開錠もすることができない。
【００４４】
二重コマンドモード
このモードは、電磁石によって又はサーボ機構によって使用される「ラッチングなし」機能のときに使用される。この場合、錠は、開錠されたままにすることができ、その状態を変化させるために別個の認証コマンドが発行される必要がある。ブザーの特別な音が、ユーザに、要求されたアクションを知らせる。
【００４５】
ａ．ｉｖ）電磁石又はサーボ機構制御
この機器は、低電力電磁石を駆動するのに十分な電力を提供することができるように設計されており、これにより、既存の機械式ロックを制御することができる。アクセスＩが許可されたとき、電磁石及び／又はサーボ機構は、ユーザが手動で開錠できるようにする。したがって、正規のユーザは、この方法でドアを開錠するためのエネルギーを提供する者であり、外部電力又はバッテリは必要とされない。電力は、単一電話回線から供給することができる。
【００４６】
ａ．ｖ）アクセス制御情報の更新
特定のアクセスポイントと関連付けられたアクセスコントローラのデータベースは、デバイスのローカルメモリに記憶される。これにより、直接アクセスする機能が提供され、デバイスがオフラインモードのとき、アクセスを提供する性能が提供される。
【００４７】
コントローラは、それらの時間枠と共に少なくとも１０００のアクセスキーについての情報を記憶することができる。
データベースは、
・一度に１つのキー
・又はグループキー（パッケージ）のいずれかによって更新されてもよいか、
・又はデータベース全体が、削除されかつ完全に更新されてもよい。
巡回冗長検査（ＣＲＣ）は、各変更の後に生成され、サーバによって検証することができる。
【００４８】
３）遠隔管理コントローラとして
完全に設定可能なソフトウェア（ファームウェア）は、遠隔地にあるデバイスを監視かつ制御するため、及びサーバとの通信インターフェースを提供するために使用することができる。この動作モードでは、全ての利用可能なインターフェース（例えば、デジタル入力及び出力、センサ並びにシリアルインターフェース）は、外部デバイスを接続かつ制御するために使用することができる。
【００４９】
・任意のコントローラのア起動、又はサーバに伝送するアラーム出力のため、時間枠と入力（デジタル及びアナログ）を組み合わせるための任意の動作論理が使用される。
・シリアルプロトコル（例えば、Ｍｏｄｂｕｓ又は適切なプロトコル）は、外部デバイスからの測定及びパラメータを読み取るために、並びに特定の状況下でコマンドを発行し、同一のプロトコルを使用するこれら同一デバイスに送信するために使用することができる。
・試験中のデバイスに接続される任意の外部デバイスへ、コマンドを遠隔的に伝送することが可能である。
【００５０】
デバイスを使用した制御アプリケーションの例は、
・フリークーリング機能（フリークーリング）を備えた温度制御
・発電機の管理
・人工照明の制御などである。
【００５１】
４）インターフェースモデムとして
図３に示すように、デバイスは、遠隔デバイス間の通信インターフェースとして使用することができ、これにより、ダイヤルアップモデムを備える単一電話回線を使用したシリアルインターフェースが提供される。この場合、いくつかの構成が可能である。
・装置は、サーバの着信又は遠隔シリアルデバイスと通信するアプリケーションの着信に応答するように構成されてもよい。モデム接続がインプレースのとき、通信は、サーバ／アプリケーションからシリアルデバイスに直接行われる。
・デバイスは、サーバへの反復接続を実行してもよい（例えば、１時間ごと）。
・デバイスは、（ａ）デジタル入力を介して、（ｂ）ＡＴコマンド手段で、シリアルデバイスによってトリガされたとき、接続を実行してもよい。・上記の場合の組み合わせ。
【００５２】
交わされたデータは、生データであってもよいか、又はデバイスプロトコルに包含されてもよく、これは暗号化され、巡回冗長検査（ＣＲＣ）によって検証することができる。
【００５３】
Ｂ．設計の革新
このデバイスに特有かつ優れた特徴に適合させるため、ハードウェア及びソフトウェア両方について革新的な設計アーキテクチャが使用された。設計の革新的ないくつかの特徴として、
・デバイスの電力システムでは、デバイスが電話回線によって電力供給されるとき、図４に示すように、電圧レギュレータの使用が避けられており、それらは、同一機能のために余分なエネルギーを消費する可能性がある。その代わりに、特別に選ばれたツェナーダイオード及びインプレースデバイスの必要に応じて変化する直列抵抗が使用される。
【００５４】
この方法では、
・待機モードで、電話回線は、「ハンドセットフック」状態（オンフック）にあり、デバイスは、高抵抗値によって電力供給を受ける。この場合の消費電流は、２ｍＡ未満である。低電力に起因して、ダイオードは、通常値よりも小さい電圧を維持し、デバイスの電子装置において消費される総電力は、４ｍＷである。
【００５５】
非常に低い電力要求性のために、全てのコールセンタは、この回線の状態を「ハンドセットフック」として「判断する」。 電流が３ｍＡを超えた場合、多くのコールセンタは、この回線を欠陥ありとみなすことがあり、デバイスへの通話は不可能になる。
【００５６】
完全動作モード及び／又は通信モードでは、高抵抗値と並列の、光絶縁型トランジスタを介して、回線の調節抵抗は、押し込まれており（〜５００オーム）、電話回線は、「ハンドセットが上げられた」状態になる。この方法では、デバイスの電子部品は、２０ｍＡまで吸収可能である。同時に、設定電圧が、モデムの動作も可能になる値に上昇する。
【００５７】
デバイスが電話回線を用いない用途で使用される場合、４．５Ｖ〜１０Ｖで動作する代替的な電圧レギュレータが提供される。
【００５８】
モデムを介した通信が使用されないときにもまた、デバイスに直接６０Ｖまで電力供給することが可能である。電源接続の極性は、電話回線を介したものか又は６０Ｖ外部供給源を介したものか、いずれでも違いがない。
【００５９】
サージにさらされる電話回線の入力は、高電力の過渡電圧サプレッサ（ＴＶＳ）で保護される。
・ピークパルス電力：１５００Ｗ
・連続電力出力：６．５Ｗ
・ピーク順方向サージ電流：２００Ａ
【００６０】
・電力を消費するデバイスユニットは、最低可能電力要求を有するように選択されており、その供給は、マイクロコントローラによって制御されて、それらは必要なときのみ動作に入る。
【００６１】
より具体的には、
・モデムは、通信時にのみ電力供給される。この理由から、コントローラからの着信の監視は、インタラプトを使用する。・監督された入力時の電圧は、測定時にのみ存在し、それは１０ｍ秒未満を要する。
・コントローラは、機能を実行していないときは無効化される。毎秒ごとに、１０ｍ秒未満であるそのサイクルを実行するようにトリガされる。
【００６２】
・コントローラは、その消費を減らすため、低い動作周波数１ＭＨｚを使用する。「ハンドセットが上げられた」状態で利用可能なエネルギーがあり、
【００６３】
高速処理の必要がある（例えば、アクセス権を許可するためにデータベース全体を検索する）又は高速通信（例えば、ｉ−Ｂｕｔｔｏｎ通信）の必要があるときには、周波数は、８ＭＨｚまで上昇する。
【００６４】
・デバイスの入力は、エネルギーを節約するために、最小限の追加的電子装置により様々な用途を有するように設計される。提供される機能は、
・単純なデジタル入力、
・電圧及び電流検証で監視された入力、
・アナログ入力。
【００６５】
・短時間（〜１分）でＰＳＴＮ電話回線によって与えられるよりも更に大きい電圧を提供することができる、スーパーキャパシタのエネルギー蓄積システム。
この方法では、電磁石錠制御を駆動することができる。充電制御アルゴリズムは、電話回線（ハンドセットモード）の状態を制御することによって、エネルギー吸収を最適化する。
【００６６】
図５は、スーパーキャパシタの充電制御回路のブロック図を示す。光絶縁型トランジスタは、キャパシタ充電の時間を制御する。この時間は制御されており、キャパシタの充電は、電話センタ（ＰＢＸ）が通話状態を終了する前に停止する。この処理は、キャパシタが満電圧に充電されるまで繰り返される。充電は、デバイスが通信していない「空き時間」に実行される。全ての充電パラメータは、ソフトウェアによって調節可能であり、デバイスが異なる電話ネットワークへ適用することを可能にする。
【００６７】
サーボ機構が「開錠」のために使用される場合、デバイスの入力ー出力点のうちの１つは、出力として設定され、パルス列制御位置を提供し、同時に、スーパーキャパシタによってエネルギーが得られる。
【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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【国際調査報告】
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