特許 7191777 ネットワーク装置、通信制御方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-09

(45)【発行日】2022-12-19

(54)【発明の名称】ネットワーク装置、通信制御方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 28/10 20090101AFI20221212BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20221212BHJP

   H04W 88/04 20090101ALI20221212BHJP

   H04W 4/38 20180101ALI20221212BHJP

【ＦＩ】

H04W28/10

H04W84/18

H04W88/04

H04W4/38

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2019103635

(22)【出願日】2019-06-03

(65)【公開番号】P2020198542

(43)【公開日】2020-12-10

【審査請求日】2021-08-23

(73)【特許権者】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(73)【特許権者】

【識別番号】598076591

【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001634

【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】田代 太一

(72)【発明者】

【氏名】稲村 浩之

(72)【発明者】

【氏名】飯田 康隆

【審査官】▲高▼木 裕子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３９５２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７０５７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０７３６３３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｂ ７／２４ － ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００ － ９９／００

３ＧＰＰ ＴＳＧ ＲＡＮ ＷＧ１－４

ＳＡ ＷＧ１－４

ＣＴ ＷＧ１、４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

環境の状態を調整する設備の動作に関する要求を示す要求情報に応じて前記設備を制御する制御装置と無線ネットワークを介して通信する第１通信部と、
前記要求情報を送信する通信装置と無線により通信する第２通信部と、
前記第２通信部が前記通信装置から受信した前記要求情報を前記第１通信部から前記制御装置宛てに転送する要求情報転送部と、
前記通信装置の通信量と、前記制御装置からの制御を受けた前記設備の動作により前記環境の状態が目標の状態へ変化する速度と、前記無線ネットワークにおける輻輳状態とのうち少なくとも前記速度を含む一以上を用いて前記要求情報転送部による前記要求情報の転送可否を制御するフィルタリング処理を行うフィルタリング部と、
を備えるネットワーク装置。

【請求項2】

前記フィルタリング部は、前記通信装置から受信した前記要求情報の転送を停止するフィルタリング期間を、前記通信装置の前記通信量と前記速度とに基づいて得られる係数に応じて前記通信装置ごとに決定する、
請求項１に記載のネットワーク装置。

【請求項3】

前記要求情報転送部は、前記通信装置から前記フィルタリング期間に受信した前記要求情報を破棄する、又は、前記通信装置から前記フィルタリング期間に受信した前記要求情報が示す前記要求をまとめた情報を、前記フィルタリング期間の終了後に前記第１通信部から前記制御装置宛てに送信する、
請求項２に記載のネットワーク装置。

【請求項4】

前記通信装置の前記通信量は、前記第２通信部が前記通信装置から所定の期間に受信した前記要求情報のうち転送された前記要求情報の累積又は平均のデータ量である、
請求項２又は請求項３に記載のネットワーク装置。

【請求項5】

前記速度は、前記制御装置が前記設備の制御を開始してから当該設備の動作によって前記環境が目標の状態に到達するまでの到達時間と、前記到達時間における前記環境の状態の変位量とに基づいて算出される、
請求項２から請求項４のいずれか一項に記載のネットワーク装置。

【請求項6】

前記フィルタリング部は、前記要求情報転送部が転送した前記要求情報に応じて前記制御装置が前記設備の制御を開始したことを契機として算出された前記速度を用いて前記フィルタリング期間を更新する、
請求項５に記載のネットワーク装置。

【請求項7】

前記フィルタリング部は、前記通信量が大きいほど前記フィルタリング期間が長くなるように前記係数を決定する、
請求項２から請求項６のいずれか一項に記載のネットワーク装置。

【請求項8】

前記フィルタリング部は、前記速度が遅いほど前記フィルタリング期間が長くなるように前記係数を決定する、
請求項２から請求項７のいずれか一項に記載のネットワーク装置。

【請求項9】

前記要求情報に応じて前記設備の制御を行う設備制御部をさらに備え、
前記要求情報転送部は、前記要求情報に設定されている情報に基づいて転送要否を判断し、転送が不要と判断された前記要求情報のうち、前記フィルタリング期間に該当しないタイミングにおいて受信した前記要求情報を前記設備制御部に出力する、
請求項２から請求項８のいずれか一項に記載のネットワーク装置。

【請求項10】

前記無線ネットワークにおける前記輻輳状態は、前記第１通信部における通信の異常の発生に基づいて得られる、
請求項１から請求項９のいずれか一項に記載のネットワーク装置。

【請求項11】

前記フィルタリング部は、前記輻輳状態に基づいて前記フィルタリング処理を行うか否かを決定する、
請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載のネットワーク装置。

【請求項12】

前記設備は、屋内の環境を調整するための動作を行う、
請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載のネットワーク装置。

【請求項13】

環境の状態を調整する設備の動作に関する要求を示す要求情報に応じて前記設備を制御する制御装置と無線ネットワークを介して通信する第１通信部と、前記要求情報を送信する通信装置と無線により通信する第２通信部とを有するネットワーク装置が、
前記第２通信部により前記通信装置から受信した前記要求情報を前記第１通信部から前記制御装置宛てに転送する要求情報転送ステップと、
前記通信装置の通信量と、前記制御装置からの制御を受けた前記設備の動作により前記環境の状態が目標の状態へ変化する速度と、前記無線ネットワークにおける輻輳状態とのうち少なくとも前記速度を含む一以上を用いて前記要求情報転送ステップによる前記要求情報の転送可否を制御するフィルタリング処理を行うフィルタリングステップと、
を有する通信制御方法。

【請求項14】

コンピュータを、請求項１から１２のいずれか一項に記載のネットワーク装置として機
能させるためのプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、ネットワーク装置、通信制御方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

オフィスビル、ホテル、工場又は商業施設等の建物（以下、総称して「ビル」という。）では、エネルギー管理や設備保全管理、テナント管理等の統合的なビル運用管理（監視や制御等）が行われている。このビル運用管理には、情報通信ネットワークが不可欠である。情報通信ネットワークを用いて、ビル内外の状態を計測する各種センサや、管理対象設備を操作するための設定器等の機器から設備管理に必要な情報が収集されるとともに、各種機器間の制御データの授受が行われる。このような情報通信ネットワークには、例えば、階層化された無線ネットワークが用いられる。

【0003】

階層化された無線ネットワークは、下位のネットワークと上位のネットワークとを有する。下位のネットワークは、ビルの設備を操作するための機器や、その設備の制御に用いられる各種センサなどとの通信に用いられる。上位のネットワークは、下位のネットワークが受信したデータを、ビルの設備を制御する機器へ中継する。このような階層化された無線ネットワークでは、ビル内のユーザから設備を操作するための情報が多く送信された場合に、下位のネットワークから上位ネットワークに転送されるデータ量が増大し、上位のネットワークの帯域が圧迫されることがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－１３９５２０号公報

【文献】特開２０１７－２１６５２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明が解決しようとする課題は、設備を操作するための情報を中継する無線ネットワークにおける帯域の圧迫を軽減することができるネットワーク装置、通信制御方法及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態のネットワーク装置は、第１通信部と、第２通信部と、要求情報転送部と、フィルタリング部とを持つ。第１通信部は、環境の状態を調整する設備の動作に関する要求を示す要求情報に応じて前記設備を制御する制御装置と無線ネットワークを介して通信する。第２通信部は、前記要求情報を送信する通信装置と無線により通信する。要求情報転送部は、前記第２通信部が前記通信装置から受信した前記要求情報を前記第１通信部から前記制御装置宛てに転送する。フィルタリング部は、前記通信装置の通信量と、前記制御装置からの制御を受けた前記設備の動作により前記環境の状態が目標の状態へ変化する速度と、前記無線ネットワークにおける輻輳状態とのうち少なくとも前記速度を含む一以上を用いて前記要求情報転送部による前記要求情報の転送可否を制御するフィルタリング処理を行う。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施形態の制御システムのシステム構成を示す構成図。

【図2】同実施形態の制御システムが備える各装置の機能ブロック図。

【図3】同実施形態の制御情報テーブルの一例を示す図。

【図4】同実施形態のユーザ情報テーブルの一例を示す図。

【図5】同実施形態の通信装置の一例を示す図。

【図6】同実施形態の通信装置の一例を示す図。

【図7】同実施形態のフィルタリング機能の一例を説明するための図。

【図8】同実施形態のフィルタリング機能の実現方法の一例を示す図。

【図9】同実施形態の通信装置ごとのフィルタリング期間の決定方法の一例を示す図。

【図10】同実施形態の通信装置ごとの係数の算出方法の一例を示す概念図。

【図11】同実施形態の時間ウインドウ幅の最小単位の算出方法の一例を説明するための図。

【図12】同実施形態の制御システムにおける通信シーケンスの一例を示す図。

【図13】同実施形態の制御システムにおける通信シーケンスの一例を示す図。

【図14】同実施形態の制御システムにおける通信シーケンスの一例を示す図。

【図15】第２の実施形態のフィルタリング機能の実現方法の一例を示す図。

【図16】同実施形態の制御システムにおける通信シーケンスの一例を示す図。

【図17】同実施形態の制御システムにおける通信シーケンスの一例を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、実施形態のネットワーク装置、通信制御方法及びプログラムを、図面を参照して説明する。

【0009】

統合的なビル運用管理を行うシステムは、環境状態を調整するための設備、例えば、ビル内の空調や照明などを制御する制御システムとしての機能を有している。このようなシステムでは、設備を制御するための各種情報が情報通信ネットワークを介して送信される。従来の情報通信ネットワークは、例えば、Ethernet（登録商標）やLonWorks（登録商標）といった通信方式を適用した有線配線の構成が一般的であった。しかし近年は、ビルの建設や改築において、工期の短縮や、竣工後の高い自由度（設備の増設や撤去に対する柔軟性等）の確保が要求されている。そこで、無線通信方式を適用した情報通信ネットワークが検討され、導入が始まっている。加えて、ビル内の温度や湿度、照度といった環境状態を計測するセンサについても、配線や工事にかかるコストを抑えるために無線化が進められている。

【0010】

また、ビル内においてセンサが設置された位置や間隔によってはエリア内に正確な計測ができない地点が存在することがある。さらには、個々のユーザによって環境状態の感じ方や満足度が異なることがある。これらを解決するために、タスクアンビエントと呼ばれるシステムの導入が進められている。タスクアンビエントシステムでは、ユーザ自身が空調や照明などの設備の制御システムに対して自身の要求を直接伝え、制御システムは、そのユーザの環境が最適となるように快適制御を行う。そのため、タスクアンビエントシステムには、ユーザが要求を制御システムに伝えるための手段が必要である。ユーザがビル内を移動することを考慮すると、その手段として、無線通信端末が適していると考えられる。

【0011】

タスクアンビエントシステムでは、要求したユーザ近辺に空調や照明の制御を限定する。よって、エリア全域を一律に制御するよりもエネルギー消費を抑えることができるという利点がある。加えて、タスクアンビエントシステムでは、ユーザが移動先の地点における環境への要求を示す要求情報を挙げる。よって、定位置センサと異なり、エリア全域の細かな地点の情報を知ることができるという利点がある。

【0012】

タスクアンビエントシステムがユーザからの要求情報を収集するために、例えば、無線通信端末が標準で備えるBluetooth（登録商標）やBLE（Bluetooth（登録商標） Low Energy）といった無線通信の適用が考えられる。これらの無線通信は、近距離用の無線通信であるため、広域のエリアに分布するユーザからの要求情報を受信することはできない。そこで、近距離無線と長距離無線を組み合わせた階層型の無線システムを構築することによって、ユーザからの要求情報を簡易に、かつ広域で受信することが可能となる。

【0013】

このような階層型の無線システムを適用する上で、上位と下位のネットワークにおける通信帯域の違いがある場合に問題が生じることがある。例えば、９２０ＭＨｚ無線等の長距離無線は、伝搬距離が長いために広域をカバーできる反面、通信帯域が狭いという特徴を持つ。このように、低帯域の無線を上位ネットワークに適用した場合、下位ネットワークからのデータを全て中継伝送すると、上位ネットワークの通信帯域を圧迫してしまうことがある。これを解決する方法として、下位ネットワークからのデータを、上位ネットワークの帯域に合わせて間引いて転送することによって、帯域を抑える方法がある。しかし、効率的に間引くことができないと、タスクアンビエントシステムは、ユーザ要求に追従して環境を変化させる制御を行うことができない。つまり、システムの快適性を損なうことにつながる。

【0014】

階層化されたネットワークの通信帯域圧迫を防止する他の方法として、下位ネットワークと上位ネットワークの中継点にあるゲートウェイ等の装置において、中継伝送に割り当てる通信帯域を制限又は停止する方法が考えられる。この方法は、転送対象のパケットを透過転送させないようにフィルタリングすることで容易に実現できる。しかし、帯域が圧迫された際に一律してパケットを破棄すると、有用なユーザ情報が破棄されてしまう可能性がある。また、空調の制御を例にとると、温度の性質上、空調の制御から実際に空調環境が変化するまでの時間は緩やかであるために、ユーザは空調環境の変化を待てずに多数の要求を送信してしまうことがある。この多数の要求によるさらなる帯域の圧迫が懸念される。

【0015】

過剰なデータ転送を防止するために、距離等を指標に用いて通信可否を制限する方法も考えられる。この方法によって、通信帯域の圧迫を防止できる可能性がある。しかしながら、例えば指標として距離を使用すると、距離が近い端末からの連続した要求を防止できないことがある。無線通信に用いられる周波数帯域は、限られた資源である。特定のユーザが周波数帯域を占有すると、タスクアンビエントシステムは、幅広いユーザの要求を収集することができないため、不公平感が生まれる。

【0016】

そこで、実施形態の制御システムは、ユーザからの要求の増加に起因する上位ネットワークの帯域の圧迫を軽減しつつ、その要求に即した環境調整を行うよう設備を制御する。例えば、制御システムは、空調状態や照明による明るさといった環境状態に対するユーザ個々の要求を反映させるように設備を制御して環境調整を行う。ユーザからの要求に則した環境調整を行うために、実施形態の制御システムは、環境変化の特性に応じた転送制御を行うことでユーザからの過剰な要求情報の転送を防止する。また、実施形態の制御システムは、通信帯域の使用量に関するユーザごとの不公平感を低減するようにパケット転送を制御する。この制御は、設備の制御によって環境が変化する速度、ユーザの通信量、上位ネットワークにおける無線通信の輻輳状態といった種々の指標を用いて、ユーザからの要求情報を効率的にフィルタリングして転送することにより行われる。この制御により、システムが管理している環境や、情報通信ネットワークの負荷状態に適したフィルタリングを実現することが可能となる。以下に、詳細な実施形態を説明する。

【0017】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の制御システム１のシステム構成を示す構成図である。制御システム１は、例えば、ビルの運用管理システムである。制御システム１の制御対象設備は、例えば、屋内の環境を調整する設備である。以下では、制御対象設備が空調設備である場合を主に説明するが、照明などの他の設備でもよい。また、制御システム１は、複数種類の制御対象設備を制御してもよい。制御システム１は、制御装置１００と、センサ装置２００と、通信装置３００とを備える。制御システム１が備えるＮ台（Ｎは２以上の整数）の制御装置１００を、制御装置１００－１～１００－Ｎと記載する。図１では、Ｎ＝４の場合を例に示している。制御装置１００は、ネットワーク装置の一例である。また、図１では、センサ装置２００と、通信装置３００とをそれぞれ１台のみ示しているが、センサ装置２００の台数及び通信装置３００の台数は任意である。センサ装置２００及び通信装置３００はそれぞれ、少なくともいずれかの制御装置１００と通信する。

【0018】

制御装置１００は、例えば、制御対象設備を制御するコントローラ端末である。制御装置１００は、センサ装置２００及び通信装置３００から取得した情報に基づいて制御対象設備の動作を制御する。制御システム１が有する複数の制御装置１００は、制御装置１００間で通信を行う第１無線ネットワーク４００を構築する。第１無線ネットワーク４００は、上位ネットワークである。第１無線ネットワーク４００は、制御装置１００同士が互いに通信可能なネットワークである。例えば、第１無線ネットワーク４００は、広域通信可能なメッシュネットワークであり、制御装置１００は、第１無線ネットワーク４００により、マルチホップ伝送を行う。マルチホップ伝送では、制御装置１００は、宛先が自装置以外のパケットを受信した場合に、自装置に記憶しているルーティングテーブルを参照して、受信したパケットを中継伝送する。制御装置１００は、マルチホップ伝送によって、第１無線ネットワーク４００に接続されたいずれの制御装置１００に対してもパケットを送信することが可能となる。

【0019】

センサ装置２００は、例えば、周辺の環境情報を測位して通知するセンサ端末である。通信装置３００は、例えば、環境に対するユーザの要求を制御装置１００へ通知するユーザの端末装置である。センサ装置２００及び通信装置３００は、それぞれ第２無線ネットワーク５００により制御装置１００と通信する。第２無線ネットワーク５００は、下位ネットワークである。第２無線ネットワーク５００は、センサ装置２００又は通信装置３００が近接する制御装置１００と通信するために用いられる。センサ装置２００又は通信装置３００は、近距離無線通信によって制御装置１００と通信する。従って、第２無線ネットワーク５００は、近距離無線通信により形成される。センサ装置２００及び通信装置３００は、ブロードキャストによって制御装置１００に情報を送信する。

【0020】

続いて、装置構成を説明する。
図２は、第１の実施形態の制御システム１が備える各装置の構成を示す機能ブロック図である。制御装置１００は、センサ装置２００から環境情報を取得することで、制御対象の設備を制御する。ここでは、制御装置１００－ｉ（ｉは１以上Ｎ以下のいずれかの整数）の構成について説明するが、制御装置１００－１～１００－Ｎは同じ構成である。また、制御装置１００－ｉとは異なる他の制御装置１００を総称して制御装置１００－ｎ（ｎ≠ｉ、ｎは１以上Ｎ以下の整数）と記載する。制御装置１００－ｉは、第１通信部１０１と、第２通信部１０２と、第３通信部１０３と、制御情報記憶部１０４と、ユーザ情報記憶部１０５と、制御部１０６とを備える。

【0021】

制御装置１００－ｉは、バスで接続されたプロセッサやメモリや補助記憶装置などを備え、プログラムを実行することによって、第１通信部１０１、第２通信部１０２、第３通信部１０３、制御情報記憶部１０４、ユーザ情報記憶部１０５及び制御部１０６を備える装置として機能する。なお、制御装置１００－ｉの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。制御装置１００－ｉは、クラウドコンピューティングシステムによって実現されてもよい。

【0022】

第１通信部１０１は、無線ネットワークインタフェースである。第１通信部１０１は、他の制御装置１００との間で第１無線ネットワーク４００を構築する。第１通信部１０１は、第１無線ネットワーク４００を介して、他の制御装置１００と通信する。第１通信部１０１は、例えば無線ＬＡＮ（Local Area Network）又はＬＴＥ（Long Term Evolution）（登録商標）等の無線通信方式により通信してもよい。

【0023】

第２通信部１０２は、無線ネットワークインタフェースである。第２通信部１０２は、センサ装置２００及び通信装置３００との間で第２無線ネットワーク５００を構築する。第２通信部１０２は、第２無線ネットワーク５００を介して、センサ装置２００及び通信装置３００と通信する。第２通信部１０２は、例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）又は赤外線等の近距離の無線通信方式により通信してもよい。

【0024】

第３通信部１０３は、有線又は無線のネットワークインタフェースである。第３通信部１０３は、制御対象設備（不図示）と通信する。第３通信部１０３は、例えばデジタル入力／出力（ＤＩＯ）やシリアル通信等の通信方式により通信してもよい。

【0025】

制御情報記憶部１０４及びユーザ情報記憶部１０５は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。制御情報記憶部１０４は、制御情報テーブルを記憶する。制御情報テーブルは、ユーザから受け付けた要求を、制御対象設備を制御するための制御情報に変換するテーブルである。ユーザ情報記憶部１０５は、ユーザ情報テーブルを記憶する。ユーザ情報テーブルは、第２無線ネットワーク５００を介して制御装置１００と通信を行う通信装置３００に関する情報を保持するテーブルである。

【0026】

図３は、第１の実施形態の制御情報テーブルの一具体例を示す図である。同図は、制御対象設備が空調設備の場合の例を示している。制御情報テーブルは、制御情報レコードを有する。制御情報レコードは、要求情報と、制御補正情報の値とを有する。要求情報は、屋内環境に対するユーザからの要求を表す。要求情報は、通信装置３００から送信される。要求情報は、例えば、“暑い”又は“寒い”等、屋内環境に対してユーザがどのような感情を抱いているかによって表されてもよい。制御補正情報は、要求情報を受け付けた場合に、センサ装置２００を介して取得された環境情報（温度）に対して補正を行うことで、要求情報に応じた屋内環境に近づくように空調設備を制御するための制御量を表す。制御補正情報は、例えば、要求情報として“暑い”を受け受けた場合、センサ装置２００から取得された環境情報（温度）よりも高い温度となるように補正を行うための値を保持する。制御補正情報は、例えば、要求情報として“寒い”を受け受けた場合、センサ装置２００から取得された環境情報（温度）よりも低い温度となるように補正を行うための値を保持する。

【0027】

図３に示される例では、制御情報テーブルの最上段の制御情報レコードは、要求情報の値が“暑い”、制御補正情報の値が“＋１度”である。従って、制御情報テーブルの最上段のレコードによると、通信装置３００から受信した要求情報が“暑い”である場合、センサ装置２００が取得した温度の情報に対して、制御補正情報が示す“＋１度”に基づいた補正が行われる。なお、図３に示される制御情報テーブルは一具体例に過ぎない。そのため、図３とは異なる態様で制御情報テーブルが構成されてもよい。例えば、制御補正情報は、要求情報“暑い”又は“寒い”に対して１度が対応付けられているが、温度に異なる任意の値が対応付けられていてもよい。

【0028】

図４は、第１の実施形態のユーザ情報テーブルの一具体例を示す図である。ユーザ情報テーブルは、ユーザ情報レコードを有する。ユーザ情報レコードは、装置識別子、受信電力、パケット受信時間、パケット転送時間等の、ユーザが利用する通信装置３００に関する各種情報を有する。さらに、ユーザ情報レコードは、当該制御装置１００を介して第１無線ネットワーク４００に転送した通信装置３００の通信量を示すデータ転送量の情報と、後述するフィルタリング制御部１１２により決定される通信装置３００のフィルタリング期間の情報とを有する。ユーザ情報テーブルは、通信装置３００からの要求情報の取得を契機として更新される。

【0029】

装置識別子は、通信装置３００を識別可能な識別子である。装置識別子には、例えば、ＭＡＣアドレス等のアドレス情報が用いられる。受信電力は、第２通信部１０２が通信装置３００から受信したパケットの受信電力値である。受信電力は、通信装置３００からパケット受信を契機に計測される。パケット受信時間は、第２通信部１０２が通信装置３００からのパケットを受信した時間であり、パケット転送時間は、通信装置３００から受信したパケットを第１通信部１０１から第１無線ネットワーク４００へ転送した時間である。後述するフィルタリング制御部１１２の機能により、データ転送が抑制されるフィルタリング期間においては、通信装置３００からのパケットについては受信のみが行われ、第１無線ネットワーク４００へのパケット転送を停止する。そのため、パケット受信時間とパケット転送時間が異なる場合がある。

【0030】

データ転送量は、ユーザの通信量の一例である。データ転送量は、通信帯域を超過するデータが発生した又は発生するおそれがある場合に、単位時間におけるユーザ伝送量の不均衡が生じないようにデータを間引いて抑制するための指標となる。ユーザ情報レコードに設定されるデータ転送量は、単位時間あたりのパケットサイズを累積加算した値でもよく、単位時間あたりに転送されたパケットサイズの平均値でもよい。また、データ転送量の算出に用いるデータは、第１無線ネットワーク４００に転送した要求情報でもよく、さらに、第３通信部を介して制御可能な自装置の配下の制御対象設備に関する制御のみに閉じて外部への転送が行われなかった要求情報を含めてもよい。

【0031】

図２に示される制御部１０６は、制御装置１００－ｉの各部の動作を制御する。制御部１０６は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサ及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備えた装置により実行される。制御部１０６は、制御プログラムを実行することによって、環境情報取得部１０７、要求情報取得部１０８、要求情報転送部１０９、ユーザ情報管理部１１０、環境係数管理部１１１、フィルタリング制御部１１２、設備制御部１１３及び帯域管理部１１４として機能する。環境係数管理部１１１及びフィルタリング制御部１１２は、フィルタリング部の一例である。

【0032】

環境情報取得部１０７は、環境情報を取得する。環境情報は、センサ装置２００が設けられた屋内の環境の状態を表す。環境情報は、センサ装置２００によって生成される。環境情報は、例えば、屋内の温度、湿度、照度、音量等の環境に関する情報であればどのような情報であってもよい。環境情報として、センサ装置２００の機能に応じて異なる情報が取得されてもよい。なお、第１の実施形態では、環境情報は屋内の温度であるものとして説明する。環境情報取得部１０７は、第２無線ネットワーク５００を介してセンサ装置２００から環境情報を取得した場合、その環境情報の転送要否を判定する。環境情報取得部１０７は、その環境情報を利用して他の制御装置１００－ｎが制御対象設備の制御を行う場合、転送が必要と判定する。例えば、環境情報取得部１０７は、センサ装置２００の識別子と、そのセンサ装置２００の環境情報を利用する制御装置１００のアドレス情報との対応を示す第１対応情報を予め記憶しておく。環境情報取得部１０７は、環境情報に付加されている送信元のセンサ装置２００の識別子に対応付けて第１対応情報に設定されている制御装置１００のアドレス情報を読み出し、自装置のアドレス情報であるか否かによって、転送要否と、転送が必要な場合の宛先を判断する。環境情報取得部１０７は、転送が必要と判定すると、第１無線ネットワーク４００を介して宛先の他の制御装置１００－ｎに環境情報を送出する。一方、環境情報取得部１０７は、転送が不要と判定すると、環境情報を設備制御部１１３に出力する。また、環境情報取得部１０７は、第１無線ネットワーク４００を介して他の制御装置１００－ｎから転送された自装置宛ての環境情報を取得し、取得した環境情報を設備制御部１１３に出力する。他の制御装置１００－ｎから転送される環境情報は、自装置における制御対象機器の制御に用いられる。

【0033】

要求情報取得部１０８は、第２無線ネットワーク５００を介して通信装置３００から要求情報及び装置識別子を取得し、要求情報転送部１０９に出力する。要求情報は、通信装置３００によって生成される。装置識別子は、通信装置３００を識別可能な識別子であり、例えば、要求情報が設定されているパケットに付加される。装置識別子は、例えば、通信装置３００のＭＡＣアドレスである。要求情報取得部１０８は、第１無線ネットワーク４００を介して他の制御装置１００－ｎから転送された自装置宛ての要求情報及び装置識別子を取得した場合、取得した要求情報及び装置識別子を設備制御部１１３に出力する。

【0034】

要求情報転送部１０９は、要求情報取得部１０８が第２無線ネットワーク５００を介して通信装置３００から要求情報を取得した場合、制御対象設備の制御を行う他の制御装置１００－ｎへの転送要否を判定する。転送要否は、要求情報に設定又は付加されている任意の情報を用いて判定される。転送要否の判定に用いられる情報の例は、要求情報に設定されている要求の内容、通信装置３００の位置を示す情報、通信装置３００の識別子、要求先の制御対象設備を示す情報、それら情報の組み合わせなどであるが、これらに限定されない。例えば、要求情報転送部１０９は、転送要否の判定に用いられる情報と、制御装置１００のアドレス情報との対応を示す第２対応情報を予め記憶しておく。要求情報転送部１０９は、要求情報から転送要否の判定に用いられる情報を取得し、取得した情報に対応付けて第２対応情報に設定されている制御装置１００のアドレス情報を読み出す。要求情報転送部１０９は、読み出したアドレス情報が、自装置のアドレス情報であるか否かによって、転送要否と、転送が必要な場合の宛先を判断する。要求情報転送部１０９は、判定の結果、転送が必要と判断した場合、フィルタリング制御部１１２に対して転送可否の問い合わせを行う。要求情報転送部１０９は、フィルタリング制御部１１２が転送可と判定した場合、第１無線ネットワーク４００を介して宛先の他の制御装置１００－ｎに要求情報及び装置識別子を送出する。要求情報転送部１０９は、フィルタリング制御部１１２が転送不可と判定した場合、要求情報及び装置識別子を破棄する。要求情報転送部１０９は、転送が不要と判断した場合、要求情報及び装置識別子を設備制御部１１３に出力する。

【0035】

ユーザ情報管理部１１０は、第２通信部１０２が受信したパケットに設定されている装置識別子に基づいて通信装置３００を識別し、通信装置３００別の通信データ量を測定する。通信データ量は、第２通信部１０２が通信装置３００から所定の期間に受信した要求情報のうち、転送が行われた要求情報が設定されていたパケットの累積のデータ量である。つまり、ユーザ情報管理部１１０は、通信装置３００から受信した要求情報を要求情報転送部１０９により他の制御装置１００－ｎへ転送した場合、転送した要求情報のパケットサイズをもとにデータ量を算出する。ユーザ情報管理部１１０は、装置識別子別に、算出されたそれらデータ量の所定期間における累積値又は平均値である通信データ量を算出する。ユーザ情報管理部１１０は、ユーザ情報記憶部１０５が記憶しているユーザ情報テーブルに装置識別子別に算出した通信データ量をデータ転送量として記録する。なお、ユーザ情報管理部１１０は、転送された要求情報に加えて、フィルタリングによって転送が行われなかった要求情報のパケットも含めて通信データ量を算出してもよい。あるいは、ユーザ情報管理部１１０は、転送が不要な要求情報のパケットもさらに含めて通信データ量を算出してもよい。

【0036】

環境係数管理部１１１は、通信装置３００が設置されている環境の変動係数を算出するため、制御対象設備の動作により通信装置３００が設置されている環境が変化する速度である応答速度を算出する。すなわち、環境係数管理部１１１は、要求情報転送部１０９が転送した要求情報を受信して他の制御装置１００－ｎの設備制御部１１３が制御対象設備の制御を開始した場合に、他の制御装置１００－ｎから第１無線ネットワーク４００を介して制御実行開始の通知を受信する。このとき、他の制御装置１００－ｎの設備制御部１１３は、要求情報に応じて制御対象設備の制御を開始する際に目標として設定した環境情報をさらに制御装置１００－ｉに通知する。一例として、空調システムでは、空調設備に設定した室温設定の値を目標の環境情報とする。環境係数管理部１１１は、環境情報取得部１０７からセンサ装置２００により計測された環境情報を取得する。環境係数管理部１１１は、要求情報の転送から、センサ装置２００により計測された環境情報が制御対象設備に設定された目標の環境状態に一致するまでの遅延時間を計測する。環境係数管理部１１１は、環境変化の相対値と計測した遅延時間とを用いて応答速度を算出し、単位係数（単位となる環境係数）として保持する。なお、他の制御装置１００－ｎの環境係数管理部１１１が応答速度を算出し、第１無線ネットワーク４００を介して制御装置１００－ｉに通知してもよい。

【0037】

フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００の通信量と、制御対象設備の応答速度と、第１無線ネットワーク４００の輻輳状態との少なくともいずれかを用いて、要求情報転送部１０９による要求情報の転送可否を制御するフィルタリング処理を行う。フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００の通信量及び制御対象設備の応答速度に基づいてフィルタリング処理におけるフィルタリング期間を決定する。フィルタリング制御部１１２は、フィルタリング期間を定期的に更新してもよく、フィルタリング期間が所定回（１回又は複数回）経過する度に更新してもよい。フィルタリング期間に要求情報取得部１０８が第２無線ネットワーク５００を介して取得した要求情報は、第１無線ネットワーク４００に転送されない。フィルタリング制御部１１２は、要求情報転送部１０９から転送可否判断の問い合わせを受けた場合に、第１無線ネットワーク４００における輻輳状態と、問合せを受けたタイミングがフィルタリング期間に含まれるか否かとに基づいて転送の可否の応答を返す。

【0038】

設備制御部１１３は、第２無線ネットワーク５００を介して受信した、又は、第１無線ネットワーク４００を介して制御装置１００－ｎから転送された要求情報及び装置識別子と、環境情報とを取得する。設備制御部１１３は、第２無線ネットワーク５００を介して受信した要求情報及び装置識別子を取得した場合、フィルタリング制御部１１２に、装置識別子により特定される通信装置３００のフィルタリング期間内であるか否かの問い合わせを行う。設備制御部１１３は、フィルタリング制御部１１２がフィルタリング期間内であると判定した場合、要求情報及び装置識別子を破棄する。一方、設備制御部１１３は、フィルタリング制御部１１２がフィルタリング期間ではないと判定した場合、要求情報及び環境情報に基づいて制御対象設備を制御する。制御対象設備は、例えば、ユーザのいる場所に最も近い場所に設けられた空調設備であってもよい。例えば、設備制御部１１３は、“暑い”を示す要求情報を受信した場合、第３通信部１０３を介して、ユーザ周辺の温度が下がるように空調設備の運転状態を変更する。設備制御部１１３は、例えば、“寒い”を示す要求情報を受信した場合、第３通信部１０３を介して、推定環境情報が示す温度が上がるように空調設備の運転状態を変更する。設備制御部１１３は、制御装置１００－ｎから転送された要求情報及び環境情報を用いて制御対象設備の制御を行う際に、制御の目標となる環境状態を制御装置１００－ｎへ通知する。

【0039】

帯域管理部１１４は、第１無線ネットワーク４００における通信帯域の使用状況を監視し、第１無線ネットワーク４００の輻輳状態を算出する。第１無線ネットワーク４００の輻輳状態は、フィルタリング制御部１１２におけるフィルタリング機能を有効にするか無効にするかの判断を行うための指標として用いられる。一例として、帯域管理部１１４は、輻輳状態を、大及び小の２段階で示す混雑状況で表し、混雑度が大の場合にフィルタリング機能を有効化する。帯域管理部１１４は、通信帯域の使用状況を、例えば、第１無線ネットワークの通信データを常に観測して計測してもよく、自装置における再送回数、キャリアセンス失敗回数といった通信に関する異常の発生を示す指標を用いて予測してもよい。輻輳状態を、システム条件に応じてさらに複数の段階で表し、段階ごとのフィルタリング制御を行ってもよい。また、輻輳状態を測る指標として、再送回数やキャリアセンス失敗回数以外の通信に関わる指標を用いてもよい。また、帯域管理部１１４は、第１無線ネットワーク４００を介して、他の制御装置１００－ｎの帯域管理部１１４が算出した輻輳状態、又は、混雑状況を受信してもよい。

【0040】

センサ装置２００は、周辺の環境を計測するセンサ端末である。センサ装置２００は、例えば、温度計、湿度計、照度計等である。なお、第１の実施形態ではセンサ装置２００は温度計であるとして説明する。センサ装置２００は、環境を計測した結果を示す環境情報を制御装置１００へ送信する。センサ装置２００は、通信部２０１と、環境情報取得部２０２と、制御部２０３とを備える。

【0041】

通信部２０１は、無線ネットワークインタフェースである。通信部２０１は、第２無線ネットワーク５００を介して、制御装置１００と通信する。通信部２０１は、例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又は赤外線等の近距離の無線通信方式で通信してもよい。環境情報取得部２０２は、センサ装置２００近傍の環境情報をセンシングすることで取得する。制御部２０３は、センサ装置２００の各部の動作を制御する。制御部２０３は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部２０３は、環境情報生成プログラムを実行することによって、取得された環境情報をブロードキャストで制御装置１００に送信する。

【0042】

通信装置３００は、ユーザから受け付けた要求を示す要求情報を制御装置１００に送信する。通信装置３００は、通信部３０１と、入力部３０２と、表示部３０３と、制御部３０４とを備える。通信部３０１は、無線ネットワークインタフェースである。通信部３０１は第２無線ネットワーク５００を介して、制御装置１００と通信する。通信部３０１は、例えば無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ又は赤外線等の近距離の無線通信方式で通信してもよい。

【0043】

入力部３０２は、タッチパネル、マウス、キーボード、ボタン等の入力装置を用いて構成される。入力部３０２は、入力装置を通信装置３００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、入力部３０２は、入力装置において入力された入力信号から入力データ（例えば、制御装置１００に対する要求を示す要求情報）を生成し、通信装置３００に入力する。

【0044】

表示部３０３は、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）ディスプレイ、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等の映像出力装置である。表示部３０３は、映像出力装置を通信装置３００に接続するためのインタフェースであってもよい。この場合、表示部３０３は、映像データから映像信号を生成し自装置に接続されている映像出力装置に映像信号を出力する。

【0045】

制御部３０４は、通信装置３００の各部の動作を制御する。制御部３０４は、例えばＣＰＵ等のプロセッサ及びＲＡＭを備えた装置により実行される。制御部３０４は、要求情報生成プログラムを実行することによって、要求情報生成部３０５として機能する。要求情報生成部３０５は、入力部３０２を介して受け付けた入力に基づいて、要求情報を生成する。例えば、入力部３０２が、“暑い”という入力を受け付けた場合、要求情報生成部３０５は、“暑い”を示す要求情報を生成する。要求情報生成部３０５は、生成された要求情報と装置識別子とを対応付けてブロードキャストで制御装置１００に送信する。

【0046】

図５及び図６は、第１の実施形態の通信装置３００の一具体例を示す図である。図５に示す通信装置３００ａは、例えば、スマートフォン又はタブレットコンピュータ等の情報処理装置である。通信装置３００ａは、アプリケーションを実行することで屋内環境（例えば、温度）に対する要求情報を受け付ける。通信装置３００ａは、入力部３０２と表示部３０３とが一体として構成されたタッチパネル３０３ａを備える。タッチパネル３０３ａには、ボタンＢ１及びボタンＢ２を示す画像が表示される。ボタンＢ１及びボタンＢ２はそれぞれ、屋内の環境に対する要求に対応付けられる。通信装置３００ａは、ボタンＢ１又はボタンＢ２のいずれかが操作（タッチ）された場合に、操作されたボタンＢ１又はボタンＢ２に応じた要求情報を生成する。例えば、通信装置３００ａのタッチパネル３０３ａが、“暑い”と表示されたボタンＢ１に対する操作を受け付けると、要求情報生成部３０５は、“暑い”ことを示す要求情報を生成する。また、例えば、通信装置３００ａのタッチパネル３０３ａが、“寒い”と表示されたボタンＢ２に対する操作を受け付けると、要求情報生成部３０５は、“寒い”ことを示す要求情報を生成する。通信装置３００ａの要求情報生成部３０５は、生成された要求情報を、自装置の装置識別子と対応付けて制御装置１００に送信する。

【0047】

図６に示す通信装置３００ｂは、入室カード又は従業員カード等の電子カード型の通信装置３００の一例である。通信装置３００ｂは、入力部３０２として、ボタン等の入力部３０２ｂ－１及び３０２ｂ－２を備える。入力部３０２ｂ－１及び３０２ｂ－２はそれぞれ、屋内の環境に対する要求に対応付けられる。通信装置３００ｂの要求情報生成部３０５は、入力部３０２ｂ－１又は３０２ｂ－２が操作を受け付けると、操作された入力部３０２ｂ－１又は３０２ｂ－２に応じた要求情報を生成する。例えば、通信装置３００ｂ－１の要求情報生成部３０５は、“暑い”と表示された入力部３０２ｂ－１が操作を受け付けると、“暑い”ことを示す要求情報を生成する。また、通信装置３００ｂの要求情報生成部３０５は、“寒い”と表示された入力部３０２ｂ－２が操作を受け付けると、“寒い”ことを示す要求情報を生成する。通信装置３００ｂは、生成された要求情報を、自装置の装置識別子と対応付けて制御装置１００に送信する。なお、通信装置３００は情報処理装置又は電子カード等の形態に限定されない。通信装置３００は、ユーザが自身の屋内環境に対する要求を入力する手段と、制御装置１００と通信を行う手段とを備えていればよい。

【0048】

図７は、第１の実施形態の制御装置１００のフィルタリング制御部１１２が有するフィルタリング機能の一具体例を説明する図である。通信装置３００は、第２無線ネットワーク５００を介して制御装置１００－ｉに要求情報６００ａ－ｎを送信する。制御装置１００－ｉの要求情報転送部１０９は、要求情報取得部１０８が取得した要求情報６００ａ－ｎの内容に応じて他の制御装置１００－ｎへの転送が必要と判断した場合、第１無線ネットワーク４００を介して要求情報６００ａ－ｎを転送する。この時、制御装置１００－ｉのフィルタリング制御部１１２は、第１無線ネットワーク４００の通信帯域が第２無線ネットワーク５００の通信帯域より小さく、全てのデータを転送すると帯域を圧迫すると判断した場合、フィルタリング処理を行う。すなわち、フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００から受信した要求情報６００ａ－ｎの全てを伝送せず、パケットの間引きによるフィルタリングを行った要求情報６００ｂ－ｎを第１無線ネットワーク４００に対して送出する。

【0049】

図８は、第１の実施形態によるフィルタリング機能の実現方法の一具体例を示す図である。横軸は、時間経過を示す。縦の矢印は、制御装置１００－ｉが第２無線ネットワーク５００から受信した要求情報６００ａ－ｎのパケットと、受信したこれらパケットのうち第１無線ネットワーク４００へ転送される要求情報６００ｂ－ｎのパケットを示す。制御装置１００－ｉのフィルタリング制御部１１２は、通信装置３００のフィルタリング期間Ｔ_Ｆを、その通信装置３００の通信量、すなわち、通信帯域の占有量に応じて決定する。フィルタリング期間Ｔ_Ｆの終了後一定期間は、転送許可期間Ｔ_Ｔである。

【0050】

制御装置１００－ｉのフィルタリング制御部１１２は、要求情報転送部１０９から要求情報６００ａ－ｎの転送可否判断の問い合わせを受けると、現在がフィルタリング期間Ｔ_Ｆであるか否かを判定する。フィルタリング制御部１１２は、前回の転送許可期間Ｔ_Ｔからの経過時間がフィルタリング期間Ｔ_Ｆ未満である場合、転送不可と判定する。フィルタリング制御部１１２は、前回の転送許可期間からフィルタリング期間Ｔ_Ｆが経過し、転送許可期間Ｔ_Ｔである場合には、転送を許可すると判定する。要求情報転送部１０９は、通信装置３００のフィルタリング期間Ｔ_Ｆに、その通信装置３００から受信したデータのうち、転送が必要と判断した要求情報を破棄する。フィルタリング期間Ｔ_Ｆをシステムで一意に定めてもよく、通信装置３００ごとに個別に決定してもよい。

【0051】

図９は、通信装置３００ごとにフィルタリング期間Ｔ_Ｆを決定する方法の一具体例を示す図である。３台の通信装置３００を、通信装置３００－１、３００－２、３００－３と記載する。フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００－１、３００－２、３００－３に対してそれぞれ、フィルタリング期間Ｔ_Ｆ１、Ｔ_Ｆ２、Ｔ_Ｆ３を設定し、独立にフィルタリング制御を実施する。フィルタリング期間Ｔ_Ｆ１、Ｔ_Ｆ２、Ｔ_Ｆ３はそれぞれ、時間ウインドウ幅の最小単位Ｗ_Ｆに通信装置３００－１、３００－２、３００－３それぞれに応じた係数α、β、γを乗算した値である。フィルタリング制御部１１２は、ユーザ情報記憶部１０５に記憶されるユーザ情報テーブルから各ユーザの通信量を表すデータ転送量を読み出し、読み出したデータ転送量に基づいて各ユーザに割り当て可能な通信帯域の比率を算出する。フィルタリング制御部１１２は、割り当てた通信帯域の比率に応じて、係数α、β、γを算出する。フィルタリング期間Ｔ_Ｆ１、Ｔ_Ｆ２、Ｔ_Ｆ３それぞれが経過した後の転送可能期間Ｔ_Ｔの長さは、通信装置３００－１、３００－２、３００－３とも同じであるが、異なる長さとしてもよい。

【0052】

図１０は、通信装置３００ごとの係数の算出方法の一具体例を示す概念図である。縦軸はデータ流量を示し、横軸は時間を示す。図１０は、通信装置３００－１、３００－２、３００－３それぞれの単位時間あたりのデータ流量の累積値の時間変動を示している。単位時間は、１０分である。各通信装置３００－１～３００－３の係数α、β、γは、通信装置３００－１～３００－３それぞれのデータ流量に偏りが発生しないように、前の周期の累積値の割合から算出される。図１０では一例として、係数を決定する対象の周期の一つ前の１０分周期における累積値の割合に基づいて係数を決定している。具体的には、一つ前の１０時５０分の１０分周期においては、通信装置３００－２の転送量の割合が６０％と多いため、フィルタリング制御部１１２は、次の周期においては通信装置３００－２のデータ転送量が少なくなるように制御する。すなわち、フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００－２の係数βに大きい値を設定する。フィルタリング制御部１１２は、係数βに続き、データ転送量の大きい順序に従って、係数α、係数γの順に大きな値を設定する（β＞α＞γ）。なお、実際に係数の値を設定する場合の比率は、システムに応じて設定される。一例として、通信装置３００－１、３００－２、３００－３のデータ転送量の割合をそのまま係数α、β、γの割合としてもよく、データ転送量の割合に補正をかけた割合とすることも可能である。これにより、ユーザ間で、要求情報が転送され得る機会に偏りがないようにすることができる。

【0053】

図１１は、時間ウインドウ幅の最小単位Ｗ_Ｆの算出方法の一具体例を説明するための図である。通信装置３００のフィルタリング期間Ｔ_Ｆは、時間ウインドウ幅の最小単位Ｗ_Ｆと、図１０のように算出されたその通信装置３００の係数との乗算により算出される。制御対象設備が空調設備である場合を例にとると、室温２４℃を制御値として空調を制御し、実際に室温が２４℃になるまでの到達時間をＴとする。室温の変位量Ｖは、室温２４℃を制御値として空調の制御を開始したときに計測された室温２３℃と、室温の制御値との差分１℃である。最小単位Ｗ_Ｆは、変位の傾きが緩やかであるほど長い時間とする。そこで、変位の傾きを環境係数ａ（＝Ｖ／Ｔ）と定義する。環境係数管理部１１１は、環境係数ａを計測する。フィルタリング制御部１１２は、制御対象設備ごとに制御と計測とを連動して最小単位Ｗ_Ｆを算出する。一例として、フィルタリング制御部１１２は、環境係数ａの逆数に定数ｋをかけた値を最小単位Ｗ_Ｆとして算出する。すなわち、最小単位は、以下の式（１）により算出される。

【0054】

Ｗ_Ｆ＝ｋ／ａ＝ｋ／（Ｖ／Ｔ） …（１）

【0055】

上記のように最小単位Ｗ_Ｆを決定すると、空調のような緩やかな変動を示す制御対象設備の場合はウインドウ幅が大きく、照明のような変動が瞬時的な制御対象設備の場合はウインドウ幅が小さくなる。よって、ユーザの要求に応じた制御の開始から実際に環境が変化するまでの遅延に対するユーザからの過剰な要求情報送信を防止することができる。このように、制御システム１の特性や環境の特性を考慮してウインドウ幅の最小単位Ｗ_Ｆを決定することで、システムに適したフィルタリング制御を、人の手を介さず自律的に行うことが可能となる。

【0056】

なお、第２無線ネットワークの混雑度が３段階以上で表される場合、混雑度が高くなるほど、定数ｋを大きな値としてもよい。

【0057】

図１２～図１４は、第１の実施形態の制御システム１における通信シーケンスの一具体例を示す図である。これらの図を用いて、制御装置１００－１が、制御装置１００－２へ転送する対象の要求情報を通信装置３００－１～３００－３から受信した場合の動作を説明する。

【0058】

まず、図１２のシーケンス図を説明する。通信装置３００－１の入力部３０２は、ユーザ操作によって、屋内環境に対する要求を受け付ける（ステップＳ１０１）。要求情報生成部３０５は、入力部３０２が受け付けた入力に基づいて、要求情報を生成する（ステップＳ１０２）。要求情報生成部３０５は、生成された要求情報と、自装置の装置識別子とを対応付けてパケットに設定し、通信部３０１からブロードキャストにより制御装置１００－１に送信する（ステップＳ１０３）。

【0059】

制御装置１００－１の第２通信部１０２は、通信装置３００－１が送信した要求情報及び装置識別情報を、第２無線ネットワーク５００から受信する。制御装置１００－１の要求情報取得部１０８は、第２通信部１０２が受信した要求情報を受け付ける。要求情報転送部１０９は、要求情報が制御装置１００－２への転送対象であると判断する（ステップＳ１０４）。ユーザ情報管理部１１０は、通信装置３００－１から受信したパケットのデータサイズを測定する。ユーザ情報管理部１１０は、ユーザ情報記憶部１０５のユーザ情報テーブルに設定されている通信装置３００－１のデータ転送量を、測定されたデータサイズを用いて更新する（ステップＳ１０５）。

【0060】

次に、帯域管理部１１４は、監視している第１無線ネットワーク４００の通信帯域の使用状況に基づいて、第１無線ネットワーク４００の帯域混雑状況が大きいか否かを判定する。帯域管理部１１４は、帯域混雑状況が大きいと判定した場合（ステップＳ１０６）、フィルタリング機能を有効化する。フィルタリング制御部１１２は、パケットの受信時刻が通信装置３００－１のフィルタリング期間内であるか否かを判定する。フィルタリング制御部１１２は、フィルタリング期間内であると判定した場合（ステップＳ１０７）、通信装置３００－１から受信したパケットを破棄する（ステップＳ１０８）。

【0061】

次に、図１３のシーケンス図を説明する。通信装置３００－２の入力部３０２は、ユーザ操作によって、屋内環境に対する要求を受け付ける（ステップＳ１１１）。要求情報生成部３０５は、入力部３０２が受け付けた入力に基づいて、要求情報を生成する（ステップＳ１１２）。要求情報生成部３０５は、生成された要求情報と、自装置の装置識別子とを対応付けてパケットに設定し、通信部３０１からブロードキャストにより制御装置１００－１に送信する（ステップＳ１１３）。

【0062】

制御装置１００－１の第２通信部１０２は、通信装置３００－２が送信した要求情報及び装置識別情報を、第２無線ネットワーク５００から受信する。制御装置１００－１の要求情報取得部１０８は、第２通信部１０２が受信した要求情報を受け付ける。要求情報転送部１０９は、要求情報が制御装置１００－２への転送対象であると判断する（ステップＳ１１４）。ユーザ情報管理部１１０は、通信装置３００－２から受信したパケットのデータサイズを測定する。ユーザ情報管理部１１０は、ユーザ情報記憶部１０５のユーザ情報テーブルに設定されている通信装置３００－２のデータ転送量を、測定されたデータサイズを用いて更新する（ステップＳ１１５）。

【0063】

次に、帯域管理部１１４は、監視している第１無線ネットワーク４００の通信帯域の使用状況に基づいて、第１無線ネットワーク４００の帯域混雑状況が大きいか否かを判定する。帯域管理部１１４は、帯域混雑状況が大きいと判定した場合（ステップＳ１１６）、フィルタリング機能を有効化する。フィルタリング制御部１１２は、パケットの受信時刻が通信装置３００－２のフィルタリング期間内ではない、すなわち、転送可能期間内であると判定する（ステップＳ１１７）。要求情報転送部１０９は、通信装置３００－２から受信した要求情報のパケットを制御装置１００－２宛に転送する（ステップＳ１１８）。

【0064】

次に、図１４のシーケンス図を説明する。通信装置３００－３の入力部３０２は、ユーザ操作によって、屋内環境に対する要求を受け付ける（ステップＳ１２１）。要求情報生成部３０５は、入力部３０２が受け付けた入力に基づいて、要求情報を生成する（ステップＳ１２２）。要求情報生成部３０５は、生成された要求情報と、自装置の装置識別子とを対応付けてパケットに設定し、通信部３０１からブロードキャストで制御装置１００－１に送信する（ステップＳ１２３）。

【0065】

制御装置１００－１の第２通信部１０２は、通信装置３００－３が送信した要求情報及び装置識別情報を、第２無線ネットワーク５００から受信する。制御装置１００－１の要求情報取得部１０８は、第２通信部１０２が受信した要求情報を受け付ける。要求情報転送部１０９は、要求情報が制御装置１００－２への転送対象であると判断する（ステップＳ１２４）。ユーザ情報管理部１１０は、通信装置３００－３から受信したパケットのデータサイズを測定する。ユーザ情報管理部１１０は、ユーザ情報記憶部１０５のユーザ情報テーブルに設定されている通信装置３００－３のデータ転送量を、測定されたデータサイズを用いて更新する（ステップＳ１２５）。

【0066】

次に、帯域管理部１１４は、監視している第１無線ネットワーク４００の通信帯域の使用状況に基づいて、第１無線ネットワーク４００の帯域混雑状況が大きいか否かを判定する。帯域管理部１１４は、帯域混雑状況が小さいと判定した場合（ステップＳ１２６）、フィルタリング機能を無効化する。要求情報転送部１０９は、通信装置３００－３から受信したパケットを制御装置１００－２宛に転送する（ステップＳ１２７）。

【0067】

なお、転送された要求情報のデータ転送量を記録する場合、ユーザ情報管理部１１０は、ステップＳ１０５の処理を実行せず、ステップＳ１１５の処理をステップＳ１１７又はステップＳ１１８の処理の後に、ステップＳ１２５の処理をステップＳ１２６又はステップＳ１２７の処理の後に行う。

【0068】

本実施形態によれば、制御装置１００は、第１無線ネットワーク４００が混雑している場合、各ユーザの使用可能帯域が公平に近づくように、また、制御対象設備の応答遅延に応じて要求情報が過剰に転送されないように、要求情報をフィルタリングして転送する。これにより、通信装置３００に対して帯域割り当てを行うことなく、制御対象設備の動作に対するユーザからの要求の増加に起因する上位ネットワークの帯域の圧迫を軽減しながら、その要求に即した環境調整を行うよう制御対象設備を制御することができる。

【0069】

（第２の実施形態）
第１の実施形態の制御装置は、フィルタリング期間に通信装置から受信した要求情報を破棄していた。本実施形態の制御装置は、フィルタリング期間に受信した要求情報の内容をまとめて、転送可能な期間に送信する。以下では、第１の実施形態との差分を中心に説明する。

【0070】

本実施形態の制御システムの構成、制御装置の構成、センサ装置の構成、通信装置の構成は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

【0071】

図１５は、第２の実施形態のフィルタリング機能の実現方法の一具体例を示す図である。横軸は、時間経過を示す。縦の矢印は、制御装置１００－ｉが第２無線ネットワーク５００から受信した要求情報６００ａ－ｎのパケットと、第１無線ネットワーク４００へ転送される要求情報６００ｃ－ｎのパケットを示す。通信装置３００は、第２無線ネットワーク５００を介して制御装置１００－ｉに要求情報６００ａ－ｎを送信する。制御装置１００－ｉのフィルタリング制御部１１２は、通信装置３００のフィルタリング期間Ｔ_Ｆを第１の実施形態と同様に決定する。フィルタリング期間Ｔ_Ｆの終了後一定期間は、転送許可期間Ｔ_Ｔである。

【0072】

制御装置１００－ｉのフィルタリング制御部１１２は、要求情報転送部１０９から要求情報６００ａ－ｎの転送可否判断の問い合わせを受けると、現在がフィルタリング期間Ｔ_Ｆであるか否かを判定する。フィルタリング制御部１１２は、前回の転送許可期間Ｔ_Ｔからの経過時間がフィルタリング期間Ｔ_Ｆ未満である場合、転送不可と判定する。フィルタリング制御部１１２は、転送不可の期間に受信したパケットについては、転送を行わずに、パケットに設定されている要求情報６００ａ－ｎの内容と、内容ごとの要求情報の受信回数を統計情報として記録する。フィルタリング制御部１１２は、前回の転送許可期間からフィルタリング期間Ｔ_Ｆが経過して転送許可期間Ｔ_Ｔになると、要求情報転送部１０９に転送許可を通知する。要求情報転送部１０９は、直前のフィルタリング期間Ｔ_Ｆ内において受信した要求情報６００ａ－ｎに設定されていた内容をまとめた統計情報を要求情報６００ｃ－ｎに設定し、１つのパケットに設定して第１無線ネットワーク４００に転送する。制御装置１００－ｉの要求情報転送部１０９は、図７の要求情報６００ｂ－ｎに代えて要求情報６００ｃ－ｎを送信する。なお、フィルタリング期間Ｔ_Ｆをシステムで一意に定めてもよく、通信装置３００ごとに個別に決定してもよい。

【0073】

例えば、フィルタリング制御部１１２は、図９に示す第１の実施形態と同様に、ユーザ間の通信量の比率に応じた係数に基づいて、通信装置３００個別にフィルタリング期間Ｔ_Ｆを定め、各通信装置３００に対して独立にフィルタリングの制御を実施してもよい。この場合、フィルタリング制御部１１２は、図１０に示す第１の実施形態と同様に、各通信装置３００の係数を、前の周期のデータ流量の累積値又は平均の割合に応じて決定してもよい。また、フィルタリング制御部１１２は、時間ウインドウ幅の最小単位Ｗ_Ｆを制御対象設備の応答時間に基づいて求められる環境係数を用いて算出してもよい。

【0074】

図１６及び図１７は、第２の実施形態の制御システム１における通信シーケンスの一具体例を示す図である。これらの図は、制御装置１００が要求情報を転送する際のフィルタリング動作の一例を示す。これの図を用いて、本実施形態の制御装置１００－１が第２無線ネットワーク５００を介して通信装置３００－１から要求情報を受信し、第１無線ネットワーク４００を介して制御装置１００－２へ要求情報を送信する場合の動作を説明する。

【0075】

まず、図１６のシーケンス図を説明する。制御装置１００－１のフィルタリング制御部１１２は、各通信装置３００－１～３００－３のフィルタリング期間Ｔ_Ｆを定め、通信装置３００－１～３００－３のそれぞれについて定めたフィルタリング期間Ｔ_Ｆのタイマを開始する（ステップＳ２０１）。

【0076】

通信装置３００－１の入力部３０２は、ユーザ操作によって、屋内環境に対する要求を受け付ける（ステップＳ２０２）。要求情報生成部３０５は、入力部３０２が受け付けた入力に基づいて、要求情報を生成する（ステップＳ２０３）。要求情報生成部３０５は、生成された要求情報と、自装置の装置識別子とを対応付けてパケットに設定し、通信部３０１からブロードキャストにより制御装置１００－１に送信する（ステップＳ２０４）。

【0077】

制御装置１００－１の第２通信部１０２は、通信装置３００－１が送信した要求情報及び装置識別情報を、第２無線ネットワーク５００から受信する。制御装置１００－１の要求情報取得部１０８は、第２通信部１０２が受信した要求情報を受け付ける。要求情報転送部１０９は、要求情報が制御装置１００－２への転送対象であると判定する（ステップＳ２０５）。ユーザ情報管理部１１０は、通信装置３００－１から受信したパケットのデータサイズを測定する。ユーザ情報管理部１１０は、ユーザ情報記憶部１０５のユーザ情報テーブルに設定されている通信装置３００－１のデータ転送量を、測定されたデータサイズを用いて更新する（ステップＳ２０６）。

【0078】

次に、フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００－１のフィルタリングタイマの状態を確認し、通信装置３００－１のタイマ期間内であるか否かを判定する。フィルタリング制御部１１２は、タイマ期間内、すなわち、フィルタリング期間内であると判定する（ステップＳ２０７）。フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００－１から受信したパケットに設定されている要求情報の内容を解析し、通信装置３００－１の装置識別子と対応付けてユーザ情報記憶部１０５に記録する（ステップＳ２０８）。

【0079】

図１７のステップＳ２１１～Ｓ２１７の動作は、図１６のステップＳ２０２～Ｓ２０８と同様である。すなわち、通信装置３００－１の入力部３０２は、ユーザ操作によって、屋内環境に対する要求を受け付ける（ステップＳ２１１）。要求情報生成部３０５は、入力部３０２が受け付けた入力に基づいて、要求情報を生成する（ステップＳ２１２）。要求情報生成部３０５は、生成された要求情報と、自装置の装置識別子とを対応付けてパケットに設定し、通信部３０１からブロードキャストにより制御装置１００－１に送信する（ステップＳ２１３）。

【0080】

制御装置１００－１の第２通信部１０２は、通信装置３００－１が送信した要求情報及び装置識別情報を、第２無線ネットワーク５００から受信する。制御装置１００－１の要求情報取得部１０８は、第２通信部１０２が受信した要求情報を受け付ける。要求情報転送部１０９は、要求情報が制御装置１００－２への転送対象であると判定する（ステップＳ２１４）。ユーザ情報管理部１１０は、通信装置３００－１から受信したパケットのデータサイズを測定する。ユーザ情報管理部１１０は、ユーザ情報記憶部１０５のユーザ情報テーブルに設定されている通信装置３００－１のデータ転送量を、測定されたデータサイズを用いて更新する（ステップＳ２１５）。フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００－１のフィルタリングタイマのタイマ期間内、すなわち、フィルタリング期間内であると判定する（ステップＳ２１６）。フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００－１から受信したパケットに設定されている要求情報の内容を解析し、通信装置３００－１の装置識別子と対応付けてユーザ情報記憶部１０５に記録する（ステップＳ２１７）。

【0081】

そして、フィルタリング制御部１１２は、通信装置３００－１のフィルタリングタイマがタイムアウトしたことを検出した場合、要求情報転送部１０９に通知する（ステップＳ２１８）。要求情報転送部１０９は、ユーザ情報記憶部１０５に蓄積された通信装置３００－１の要求情報の内容を読み出し、読み出した内容の統計情報を設定した要求情報と装置識別子を設定したパケットを制御装置１００－２宛に送信する（ステップＳ２１９）。

【0082】

第２の実施形態によれば、制御装置１００は、フィルタリング期間内に通信装置３００から受信した要求情報が示す内容をまとめて転送可能期間内に送信する。よって、上位ネットワークである第１無線ネットワーク４００の帯域の圧迫を低減しながら、ユーザの全ての要求を制御装置に通知することができる。

【0083】

なお、制御システム１が有する複数の制御装置１００の一部を、設備の制御を行わないネットワーク装置としてもよい。このネットワーク装置は、図２に示す制御装置１００の構成のうち第３通信部１０３及び設備制御部１１３を備えない構成である。

【0084】

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、フィルタリング制御部を持つことにより、設備を操作するための情報を中継するネットワークにおける帯域の圧迫を軽減することができる。

【0085】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0086】

１…制御システム、１００、１００－１～１００－４、１００－ｉ、１００－ｎ…制御装置、１０１…第１通信部、１０２…第２通信部、１０３…第３通信部、１０４…制御情報記憶部、１０５…ユーザ情報記憶部、１０６…制御部、１０７…環境情報取得部、１０８…要求情報取得部、１０９…要求情報転送部、１１０…ユーザ情報管理部、１１１…環境係数管理部、１１２…フィルタリング制御部、１１３…設備制御部、１１４…帯域管理部、２００…センサ装置、２０１…通信部、２０２…環境情報取得部、２０３…制御部、３００、３００－１～３００－３…通信装置、３０１…通信部、３０２…入力部、３０３…表示部、３０４…制御部、３０５…要求情報生成部、４００…第１無線ネットワーク、５００…第２無線ネットワーク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】