(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【背景技術】
【0002】
無線LAN(Local Area Network)を用いて各種機器などを遠隔から制御することが従来から行われている。無線LANは、米国電気電子学会(IEEE)802.11に準拠する2.4GHz、5GHz帯の無線通信が使用されている。しかし、2.4GHz、5GHz帯では到達距離が短く、遠方からの通信が難しい。また、2.4GHz、5GHz帯で電波の回り込みが少ないため、物の影などに無線端末が位置すると通信ができない場合がある。また2.4GHz・5GHz帯の機器が多く使われている環境では、他の機器との干渉が生じやすく新たな無線端末を追加できない場合もある。
【0003】
そこで、いわゆるサブGHz帯の無線通信が注目されている。サブGHzは、1GHz未満の周波数を指す。利用できる周波数帯は各国で異なるが、日本では915MHzから930MHzが割り当てられており、一般に920MHz帯と呼ばれている。920MHz帯については、標準規格として一般社団法人電波産業会(ARIB)によるARIB STF−T108が規定されている。
【0004】
特許文献1では、920MHz帯を用いた照明制御システムが開示されている。特許文献1では、コントローラと無線機能付き個別機器(照明器具、壁スイッチ等)となる照明制御システムが開示されている。コントローラに設定器を接続することにより、コントローラから個別機器に固有IDを問合せ、コントローラは個別機器からの固有IDと電波の受信強度を設定器に出力し、設定器が電波の受信強度が所定以上の個別機器を表示し、個別IDより桁数の少ない任意のIDを割り当てることが開示されている。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本発明の実施の形態を
図1〜
図8を参照しながら以下に説明する。この実施の形態のリモートスイッチシステムはスイッチユニットと受信ユニットを含んでおり、それぞれ
図1、
図2にその構成を示している。
図1のスイッチユニット10は、無線通信モジュール2、第1の制御部3、表示部4、RAM(Random Access Memory)5、ROM(Read Only Memory)6、スイッチ7を備えている。
【0013】
無線通信モジュール(以下、RFモジュールという)2は、920MHz帯でフレーム(信号)の送信及び受信を行うことが可能である。符号2aは、RFモジュールのアンテナである。RFモジュール2はシリアル又はパラレルのバスライン2bを介して制御部3に接続され、制御部3によりフレームの送受信を制御される。制御部3は、CPU(Central Processing Unit)等から構成される。この制御部3には、表示部4が接続される。
【0014】
表示部4は、4つのLED(Light Emitting Diode)4a、4b、4c、4dから構成される。各LED4a、4b、4c、4dは、制御部3のポートにそれぞれ接続されており、1つずつ点灯、消灯を制御することができる。
【0015】
RAM5は、制御部3の記憶装置として動作し、送受信バッファ5a、スイッチ状態取得プログラム5b、スイッチ側通信プログラム5cがメモリ空間に配備される。ROM6は不揮発性メモリであり、スイッチユニット10のID情報6aが記憶されている。ID情報6aの詳細については後述する。前記スイッチ状態取得プログラム及び前記スイッチ側通信プログラムもROM6に格納されているが、これらのプログラムは、起動時にROM6から読みだされて、制御部3での実行が可能なようにRAM5上に展開される。
【0016】
制御部3には、スイッチ7が接続されている。この実施の形態では押しボタンスイッチを使用しており、スイッチ7のボタン(図示せず)を押すと制御部3のポートがグラウンドに接続されることにより、制御部3はスイッチ7のボタンが押されたことを検知できる。抵抗7aは、スイッチ7が押されていないときに制御部3のポートを所定の電位に保持するためのプルアップ抵抗である。
【0017】
この実施の形態では、スイッチとして機械接点式押しボタンスイッチを示したが、光電スイッチや磁気スイッチ等の非接点式スイッチを用いてもよい。スイッチの操作子も押しボタンの他、レバー式、スライド式等適宜変更可能である。なお、スイッチは図面において「SW」と略記する場合がある。
【0018】
次に、受信ユニット20の構成を、
図2を参照しながら以下に説明する。受信ユニット20は、スイッチユニット10と同様のRFモジュール12であり、バスライン12bを介して制御部13に接続される。符号12aは、RFモジュール12のアンテナである。制御部13はRFモジュール12を制御して、スイッチユニット10との通信を行う。制御部13には、スイッチユニット10と同様、4つのLED14a、14b、14c及び14dからなる表示部14が接続されている。
【0019】
制御部13は、インターフェース13aを有し、制御対象機器21、制御対象機器22が接続される。有線LAN、CAN(Control Area Network)、フィールドバス(Fieldbus)、USB(Universal Serial Bus)、RS232c等がインターフェース13aに適用可能であるが、ここでは有線LAN13bとして説明する。有線LAN13bには、第1の制御対象機器21、第2の制御対象機器22が接続されている。もちろん有線LAN13bに接続する機器の台数は1台でもよいし、3台以上の制御対象機器を接続することもできる。
【0020】
制御部13には、RAM15、ROM16が接続されている。RAM15は制御部13のワークエリアとして使用され、そのメモリ空間には、送受信バッファ15a、受信応答プログラム15bが配置される。ROM16は、ID情報16aが記憶されている。このID情報16aの詳細も後述する。なお、応答受信プログラム15bは、受信ユニット起動時にROM16から読みだされ、制御部13で実行可能なようRAM15上に展開されている。なお、この実施の形態ではスイッチユニット10と受信ユニット20とが別構成であるように説明したが、一つのユニットでスイッチユニットにも受信ユニットにも使用できるように構成してもよい。
【0021】
次にグループ情報を、
図8を参照しながら説明する。
図8は、4台のスイッチユニット10−1、10−2、10−3、10−4、一台の受信ユニット20、2台の制御対象機器21,22が示されている。各スイッチユニット10−1〜10−4は、それぞれID情報6a−1〜6a−4を有している。各ID情報6a−1〜6a−4は、各グループID情報Gと個別ID情報Dとを有している。グループID情報は、グループ毎にユニークなIDが与えられる。
図8の例では、スイッチユニット10−1、10−2は、グループ1に所属しており、グループID情報G「1」が割り当てられる。また、スイッチユニット10−3、10−4はグループに所属し、グループ情報「2」が割り当てられる。
【0022】
個別ID情報は、システム全体またはグループ内でユニークな情報とされる。ここでは個別ID情報は、グループ内でユニークな情報として扱う。グループ1のスイッチユニット10−1のID情報6a−1のグループID情報Gは「1」であり、個別ID情報は「1」である。同じくグループ1に属するスイッチユニット10−2のID情報6a−2のグループ情報G「1」、個別ID情報Dは「2」である。
【0023】
グループ2に属するスイッチユニット10−3のID情報6a−3は、グループID情報Gは「2」、個別ID情報Dは「1」である。同じくグループ2に属するスイッチユニット10−4のID情報6a−4のグループID情報Gは「2」、個別ID情報Dは「2」とされる。
【0024】
受信ユニット20のID情報16aは、受信ユニット20と通信可能なスイッチユニット10のID情報とスイッチユニットに対応づけられる制御対象機器の情報を含んでいる。
図8に示すように、グループID情報「1」に対しては、スイッチユニット10−1、10−2の個別ID情報「1」及び「2」が存在し、第1制御対象機器21に対応づけられている。グループID情報「2」に対しては、スイッチユニット10−3、10−4の個別ID情報「1」及び「2」が存在し、第2制御対象機器22に対応づけられている。
【0025】
次に、リモートスイッチシステムの動作について説明する。
図3は、スイッチユニット10と受信ユニット20の間の通信を説明する図である。スイッチユニット10は、所定の周期T1でスイッチの状態情報とID情報を含む状態通知フレームFoff又はFonを送信する。これに対して、受信ユニット20は、応答フレームRoff又はRonを返信する。ここで「off」はスイッチ7が非押下状態(以下、単にオフという)であることを示し(以下、単にオフという)、「on」はスイッチ7が押下状態(以下、単にオンという)を示している。
【0026】
また、
図3において「Tr」は、送信タイミングになってから、応答フレームRoff/Ronが返ってくるまでの応答時間を示している。この応答時間Trは、電波環境によって変動する。第1には、スイッチユニット10が状態通知フレームFを送信しようとしても、通信チャネルで他のユニットの搬送波(キャリア)を検出するとその通信が終わるまで待たなければならないことがある。第2は、受信ユニット20が応答フレームRを送信しようとしても、通信チャネルで他のユニットのキャリアを検出するとやはりその通信が終わるまで待たなければならないことである。
【0027】
図3中のT2,T3は、応答時間Trを評価するための閾値である。T2は最小設定値であり、T2以内に応答フレームが返ってくる場合には(Tr<T2)、電波環境が良好なことを示ししている。T3は最大設定値で、応答時間TrがT2以上T3未満である場合には、運用に支障のない電波環境であることを示している。応答時間TrがT3以上の場合(応答がない場合も含む)には電波環境が悪いことを示している。そのような電波環境の悪い状態が続く場合には、スイッチユニット10の設置位置の変更等、電波環境を整える必要がある。
【0028】
図3中、送信タイミングt1で状態通知フレームFoff−1はスイッチがオフであることを受信ユニット20に伝えている。これに対して受信ユニット20から応答フレームRoff−1が返送されている。応答時間Tr1は最小閾値T2よりも短いので、電波環境が良い状態である。応答時間Tr1が最小閾値T2よりも短かったことは、スイッチユニット10の表示部4に表示される。
【0029】
つぎの送信タイミングt2になるまでに、スイッチ7のボタンが押されるとスイッチのオンの状態情報が取得され後述のレジスタに保持される。送信タイミングt2でレジスタにスイッチのオン状態が保持されている場合には、スイッチユニット10でスイッチがオンであることを示す状態通知フレームFon−2を受信ユニット20に送信する。受信ユニット20は、フレームFon−2を受信すると、応答フレームRon−2をスイッチユニット10に返信する。この場合も、応答時間Tr2は最小閾値T2よりも短いので、電波環境が良い状態である。なお、レジスタに保持されたスイッチのオンの状態情報は、状態通知フレームFon−2を送信する際にクリアされる。
【0030】
送信タイミングt2と次の送信タイミングt3との間でスイッチが押されていなければ、送信タイミングt3ではスイッチのオンの状態情報がレジスタに保持されてはいない。スイッチユニット10は、送信タイミングt3でスイッチ7がオフであることを示す状態通知フレームFoff−3を受信ユニット20に送信する。受信ユニット20はフレームFoff−3を受信すると、応答フレームRoff−3をスイッチユニット10に返信する。この場合には、応答時間Tr3がT2とT3の間にあるので、運用には支障がない電波環境である。スイッチユニット10の表示部4には、応答時間Tr3がT2以上T3未満であることが表示される。時間T3が経過するまでに応答フレームが返ってこない場合には、スイッチユニット10は表示部4にその旨を表示する。
【0031】
次に、スイッチユニット10の動作について
図4乃至
図6を参照しながら以下に説明する。
図4は、スイッチ状態取得プログラム5bの処理を示している。制御部3は、所定の周期T0でスイッチの状態を取り込んでいる。この周期T0は前記周期T1よりも短く設定されている(T0<T1)。制御部3は、状態取得タイミングになったか否か判定し(ステップ(以下STという)1)、この判定がNOの場合にはST1に戻る。ST1の判定がYESとなった場合には、制御部3は、スイッチの状態(オンかオフか)を制御部3に取り込む(ST2)。
【0032】
制御部3は、ST2でレジスタに取り込んだスイッチ7の状態がオン状態かどうか判定する(ST3)。制御部3は、スイッチ7がオン状態の場合にはST4の処理に分岐し、取り込んだスイッチの状態情報を図示しないレジスタに保持する。さらに、制御部3は、表示部4のLED4dを点灯する(ST5)。ST3の判定のNOの場合には、表示部4のLED4dを消灯する(ST6)。ST3の判定がNOの場合にレジスタにスイッチのオンの状態情報が保持されていれば、制御部3はオンの状態情報をそのまま保持する。ST5又はST6の処理が終われば、制御部3はST1の判定に戻る。
【0033】
次に、スイッチ通信プログラム5cの処理について説明する。制御部3は、送信タイミングになったか否か判定する(ST11、
図5)。この判定がYESになった場合には、制御部3はST12の処理に進み、レジスタに保持されているスイッチの状態情報を取得する。(ST12)。制御部3は、スイッチの状態情報がオンであるかどうかを判定し(ST13)し、この判定がYESの場合にはST14に分岐する。ST14では、制御部3は前記レジスタをクリアし、ST15の処理に進む。ST13の判定がNOの場合には、制御部3は前記レジスタをクリアすることなくST16に分岐する。
【0034】
ST15では、制御部3はID情報6a内のID情報を読み出し、スイッチのオン状態を示すFonフレームのデータを作成し、送受信バッファ5aに書き込む。RFモジュール2は、送受信バッファ5a内のデータから状態通知フレームFonを生成し、このフレームFonを変調してアンテナ2aから送信する。ST16では、制御部3はID情報6a内のID情報を読み出し、スイッチのオフの状態を示すFoffフレームのデータを作成して送受信バッファ5aに書き込み、RFモジュール2は通知状態フレームFoffを送信する。
【0035】
ST17では、制御部3は送信タイミングになってからの経過時間が最小設定値T2未満かどうか判定する。ST17の判定がYESの場合にはST18に分岐する。ST18では、制御部3はRFモジュール2が応答フレームを受信したかどうか判定する。
図3の応答フレームRoff又は応答フレームRonのいずれかを受信した場合には、制御部3はST19の処理に分岐しLED4aを点灯し、応答フレームがT2以内に受信されたことをユーザーに報知する。その後、制御部3はST23の判定に進み、受信した応答フレームが応答フレームRonかどうかを判定する。この判定がYESの場合には、制御部3はST24の処理に分岐し、制御部3はLED4cを点灯する。ST23の判定がNOの場合には、すなわち応答フレームRoffを受信した場合には、制御部3はST11の判定に戻る。
【0036】
ST17の判定がNOの場合、制御部3はST20の判定に分岐する。ST20では、制御部3は前記経過時間が最大設定値T3未満かどうか判定し、この判定がYESの場合には制御部3はさらにST21の判定に進む。ST21では、制御部3はRFモジュール2が応答フレームを受信したかどうか判定する。RFモジュール2が
図3の応答フレームRoff又は応答フレームRonのいずれかを受信した場合には、制御部3はST22の処理に分岐し、前記経過時間が最小設定値T2以上で最大設置値T3未満であることを示すため、制御部3が表示部4のLED4bを点灯する。
【0037】
さらに制御部3はST23の判定に進み、受信した応答フレームのスイッチ状態情報がオンかオフかを判定する。スイッチ状態情報がオン、すなわち応答フレームRonを受信した場合(YESの場合)にはST24の処理に分岐する。ST24では、受信ユニット20でスイッチの状態情報が受け付けられたことを示すため、制御部3は表示部4のLED4cを点灯する。ST24の処理が終了すると制御部3はST11の判定に戻る。一方、ST23の判定がNOの場合には、前述のように制御部3はST11の判定に戻る。
【0038】
ST20の判定がNOの場合には、制御部3はST25の処理に分岐する。ST25では、最大設定値T3が経過する前に応答フレームがRFモジュール2で受信されなかったことを示すため、制御部3は表示部4のLED4のLED4a及び4bを点灯する。その後、制御部3はST11の判定に戻る。
【0039】
次に受信ユニット20の処理を、
図7を参照しながら説明する。制御部13はRFモジュール12が状態通知フレームを受信したかどうか判定する(ST31)。RFモジュール12が、状態通知フレームFoff又はFonを受信した場合には、制御部3はフレーム内のデータを送受信バッファ14aに書き込みST32の処理に分岐する。状態通知フレームFoff又はFonが受信されていない場合にはST31の判定がNOとなり、制御部3は状態通知フレームFoff又はFonが受信されるまでST31の判定を繰り返す。
【0040】
ST32では、制御部13は送受信バッファ14aよりフレーム内に含まれていたID情報6aを抽出する。制御部13は、抽出したスイッチユニットのID情報6aが、ROM16のID情報16a中に記憶されているID情報と一致するかどうか判定する(ST33)。制御部13はグループID情報G及び個別ID情報Dの双方について一致するかどうか判定する。ID情報16a内のいずれかのID情報と一致した場合(YESの場合)には、制御部3はST34の処理に分岐する。ST33の判定がNO、すなわち、抽出したID情報がID情報16a中に記憶されているID情報のいずれにも一致しない場合(NOの場合)には、制御部3はST31の判定に戻る。すなわち、ST33の判定がNOの場合には、制御部3は受信した状態通知フレームを無視する。
【0041】
ST34では、制御部13は送受信バッファ14aからスイッチ状態情報を抽出する。続く、ST35では、制御部13はスイッチ状態情報がオンか否か判定する。この判定でスイッチがオン状態の場合(YESの場合)にはST36に分岐し、スイッチ7のオン状態を知らせるため、制御部13は表示部14のLED14aを点灯する。さらに、制御部13はRFモジュール12に応答フレームRonを送信するよう指示し、RFモジュール12より応答フレームRonがスイッチユニット10へ送信される(ST37)。
【0042】
一方、ST35の判定がNOの場合、すなわちスイッチ状態情報がオフ状態の場合には、制御部13はST38の処理に分岐する。ST38では、スイッチのオフ状態を知らせるため、制御部13は表示部14のLED14bを点灯する。さらに、制御部13はRFモジュール12に応答フレームRoffを送信するよう指示し、RFモジュール12より応答フレームRoffがスイッチユニット10へ送信される(ST39)。
【0043】
ST37,ST39の処理の後、制御部13はインターフェース13aを介して有線LAN13bへスイッチの状態情報を送出する(ST40)。この状態情報は第1制御機器21又は第2制御機器22に向けられて送信される。いずれの制御対象機器に宛てて状態情報が送られるかは、グループID情報によって定まる。
【0044】
再び
図8を参照して、リモートスイッチシステムを説明する。スイッチユニット10−1,10−2はグループ1に属しており、第1制御対象機器21を非常停止させるに使用される。スイッチユニット10−1、10−2いずれのスイッチを押下げても第1制御対象機器21を停止させることができる。スイッチユニット10より周期的にスイッチ7の状態情報が送信され、受信ユニット20から応答の有り無し、応答時間がLED4a及びLED4bで表示される。
【0045】
特にスイッチ7を押し下げた場合には、スイッチユニット10−1、10−2で表示部4のLED4dが点灯するので、確実にスイッチ7が押下げられたことがユーザーに確認できる。さらに、表示部4のLED4cにより、スイッチ押下状態が受信ユニット20に受けつけられたことがユーザーに確認できる。受信ユニット20では、スイッチユニット10−1、10−2からの状態通知がオンであった場合には表示部14のLED14aが点灯し、状態通知がオフであった場合にはLED14bが点灯する。ユーザーは、LED14aの点灯又はLED14bの点灯を見ることにより、スイッチユニット10のスイッチ7の状態を確認することができる。
【0046】
スイッチユニット10−3、10−4はグループ2に属しており、第2制御対象機器22の省電力モードへの移行/省電力モードの解除に適用される。第2制御対象機器22が稼働状態でスイッチユニット10−3、10−4のいずれかのスイッチ7が押し下げられると、第2制御対象機器22が省電力モードに移行する。また、第2制御対象機器22が省電力モードにあるときに、スイッチユニット10−3、10−4のいずれかのスイッチ7が押し下げられると、第2制御対象機器22を稼働状態に復帰させることができる。このようにリモートスイッチシステムをいわゆるトグル動作で使用することも可能である。スイッチユニット10−3、10−4で応答の有り無し、応答時間が表示部4で確認できる点は、スイッチユニット10−1、10−2と同様である。
【0047】
上記実施の形態では、報知部として複数個のLEDを使用して経過時間を段階的に表示するよう構成したがこれに限定されるものではない。例えば、液晶表示器や有機ELディスプレイ等を用いて、経過時間を文字で表示したり、グラフィックで表示することも可能である。さらに、経過時間を音声や振動でユーザーに報知することもでき、適宜変更可能である。