JP3700672B2

JP3700672B2 - Electrical equipment relay communication system and access control method thereof

Info

Publication number: JP3700672B2
Application number: JP2002117717A
Authority: JP
Inventors: 謙治森山; 章己山中; 哲治丹生
Original assignee: 東陶機器株式会社
Priority date: 2002-04-19
Filing date: 2002-04-19
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2022-04-19
Also published as: JP2003319476A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、家屋内や構内に散在している電気機器の制御信号や監視情報を無線通信により各電気機器を中継して目的の電気機器に伝送する電気機器中継通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、家屋内に設置されている各種の電気製品には、近年ではたいていリモコン（遠隔操作装置）が付属しており、電気製品の使い勝手を良くしている。リモコンのほとんどは赤外線通信を用いたものであり、その操作可能範囲は光が届く範囲、すなわち操作者が見える範囲の電気機器に限られている。しかし、操作したい電気機器は、同じ部屋内ではなく、別の部屋のエアコンであったり、オーディオ機器や照明であったりする。これらの電気機器をケーブルでつないで家庭内ＬＡＮを構築することはケーブルの接続や引き回しなどの配線が必要となり、実現が困難である。
【０００３】
特開平５−２６８６７０号公報には、親機と子機を無線により通信可能としたワイヤレスホームバスシステムが開示されている。このシステムは、親機を中心として各子機との間にツリー型のネットワークを形成し、１台の親機から子機のアドレスを付した制御情報を全ての子機に対して無線伝送により発信し、自己宛の制御情報と認識した子機はその制御情報を受け取って所定の制御を行うものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記の親機を中心としたツリー型のネットワークでは、全ての子機が親機の電波が届く範囲に設置されていなければならない。しかしながら、微弱な電波で通信を行う場合、家の広さによっては子機全体をカバーすることができない場合がある。したがって、制御対象の子機の位置が限定されるという問題がある。
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、微弱電波でも、家屋内や構内に設置されている電気機器の遠隔制御を可能にする電気機器中継通信システムおよびそのアクセス制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明の電気機器中継通信システムは、給水管または配水管を接続して水を利用する複数の電気機器と、前記電気機器に設けられ、前記電気機器に接続された前記給水管または配水管内の水の状態を検出する水検出手段と、前記電気機器どうしに設けられた無線送信手段とを設け、かつ、いずれの無線送受信手段も、少なくとも１つの他の無線送受信手段との距離が無線通信可能範囲内となるように配置するとともに、前記電気機器相互間で、他の電気機器の運転状態と前記他の電気機器の水検出手段の出力とに応じて、自己の電気機器の運転を制御するようにしたものである。
この構成とすることにより、送信対象の電気機器の無線送受信手段が直接電波が届かない距離にあっても、無線通信可能範囲内にある無線送受信手段を中継して目的の電気機器の無線送受信手段に信号が伝送されることになる。
前記複数の無線送受信手段の一つを親局、他を子局とし、親局から各子局に対する通信の最適ルートによるネットワークを決定する手段を備えることで、その都度、無作為にデータが伝送されることによる伝送時間の長期化を解消し、最短時間でデータを伝送することができる。
【０００７】
本発明の電気機器中継通信システムのアクセス制御方法は、送信するデータを、データ送信権が空きであるか使用中であるかを示す送信権フラグと、データ送信権の送信連番と、宛先の機器識別記号と、送信機器の識別記号と、送信情報とを含むデータ形式とし、ある無線送受信手段から前記データを送信したときに、受信した無線送受信手段では、それが自分宛のものであれば当該データを受け取って前記送信情報に対する所定の応答を行い、自分宛のものでなければ前記送信連番をインクリメントして当該データを送信し、かつ、各無線送受信手段において、前回自分が送信した送信連番と今回送信する送信連番の差が大きいデータほど、また、一つ前の送信局が今回送信した送信連番と、同送信局が前回送信した送信連番との差が大きいほど、送信を優先させることとしたものである。
これにより、中間に位置する端末機の中継送信のための送信待ち時間を短縮し、送信の輻輳を防ぐ。
【０００８】
また、別のアクセス制御方法は、循環経路を設定するために専用のデータ形式のメッセージ信号を設けて、これらのメッセージをやりとりすることによって、前記システム内の全端末機器の相互の接続状態を確認し、送信権の循環経路を決めて、これにしたがって送信権を巡回させることとしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１から図８を用いて説明する。
【００１０】
図１は本発明の電気機器中継通信システムの概念を示すブロック図である。この図において、機器Ａと機器Ｃ間、および機器Ｃと機器Ｂ間は無線により直接通信可能であるが、機器Ａと機器Ｂ間は直接通信不能であるとする。この例においては、機器Ａから機器Ｂに通信するために、機器Ｃを中継局として機器Ａ→機器Ｃ→機器Ｂと制御情報を伝送する。
本発明の電気機器中継通信システムのアクセス制御方式としては、遅延時間設定によるアクセス制御方法と、循環ルート設定によるアクセス制御方法が挙げられる。以下に、それぞれの制御方法について説明する。
【００１１】
＜第１実施形態＞
遅延時間設定によるアクセス制御方法
この方法の基本的な考え方は、前回自分が送信したトークン送信連番と今回送信するトークン送信連番の差が大きい程、送信待ち時間を小さくする。すなわち、最新の受信データフレームのトークン送信連番と、そのデータフレームを送信した機器がその前に送信したトークン送信連番との差が大きければ送信待ち時間を小さくする。
【００１２】
この方法では、トークン（送信権）の中継送信を続けて行うことを避け、システム内の全端末機器に送信権が順番に回るようにする。送信待ち時間に時間差を設けて優先度に差をつけることによって送信の輻輳を防ぐ。中間に位置する端末機の中継送信のための送信待ち時間を短縮し、送信の輻輳を防ぎ、送信効率を上げる。
【００１３】
以下、具体的に説明する。
図１に示した機器構成のシステムにおいては、図２に示すデータフレームの形式でデータを構成する。
【００１４】
１．表記の説明
図２において、
Ｆ：データ送信権（トークン）が“空き”であることを表す。
Ｂ：データ送信権（トークン）が“ビジー”であることを表す。
ｎ（０）：トークン送信連番を示す。（最大表記数、モジュロＮで繰り返す。）
ｎ（−１）：前回送信したトークン送信連番を示す。
ＤＦ：宛先の機器識別記号。Ｆは特定の機器を指定しない（フリー）。
ＳＡ：送信機器の識別記号。機器Ａの送信データであることを表す。
ｄａｔａ：任意の送信データ情報
【００１５】
図３に示すディレイ設定通信タイムチャートを用いて、以下に説明する。
個々のデータフレームを次の記号で表す。
例：Ｆ（ｎ＋４）ＳＡ・・・・・・機器Ａから送信したトークン送信連番（ｎ＋４）のデータフレーム
送信待ち時間を次の記号で表す。
例：ｔ（ｎ＋４）ＳＡ・・・・・・機器Ａがデータフレームを受信してから、Ｆ（ｎ＋４）ＳＡのデータフレームを送信開始するまでの時間。
【００１６】
２．送信待ち時間
送信待ち時間は、次の規則によって決定する。
（１）これから送信しようとする送信データフレームのトークン送信連番：ｎ（０）をｎｆとする。
前回送信したトークン送信連番：ｎ（−１）をｎｐとする。
上記の差をｎｔｄ（＝ｎｆ−ｎｐ）とする。
（２）最新の受信データフレームのトークン送信連番：ｎ（０）、前回送信したトークン送信連番：ｎ（−１）、および、送信機器の識別記号をそれぞれｎｒ、ｎｒｘ、および、ＳＸとする。
上記のトークン送信連番の差をｎｒｄ（＝ｎｒ−ｎｒｘ）とする。
（３）（１）、（２）のｎｔｄ、および、ｎｒｄの大きい方をｎ（ｍａｘ）とする。
ｎ（ｍａｘ）＝ｎｒｄ（ｉｆｎｒｄ＞ｎｔｄ）
（４）ｎ（ｍａｘ）の値に基づいて、送信待ち時間：ｔ（ｎｍａｘ）を以下のように決める。
ｔ（ｎｍａｘ＝２）＝３α＋ｔ（ｆｒａｍｅ）
ｔ（ｎｍａｘ≧３）＝α
ここで、
α：定数（ディレイ時間）
ｔ（ｆｒａｍｅ）：データフレーム長
である。
【００１７】
３．一例での説明
上記例でｔ（ｎ＋７）ＳＣについて説明する。
（１）ｎｆ＝ｎ＋７
ｎｐ＝ｎ＋５
ｎｔｄ＝（ｎ＋７）−（ｎ＋５）＝２
（２）ｎｒ＝ｎ＋６
ＳＸ＝ＳＢ
ｎｒｘ＝ｎ＋２
ｎｒｄ＝（ｎ＋６）−（ｎ＋２）＝４
（３）ｎ（ｍａｘ）＝４
（４）ｔ（４）＝α
【００１８】
４．信号伝送方法
機器間で伝送信号が無い場合はＦ：“空き”とした空きデータフレームを、トークン送信連番：ｎをインクリメントさせながら中継伝送する。
中継伝送はシステム内を周期的に巡回する経路で伝達される。
次に、空きトークンが中継伝送される過程および機器間で信号を送受信する過程を説明する。
【００１９】
５．空きトークンの中継伝送の過程
Ｆ（ｎ＋３）ＳＣの送信動作以降の信号が機器Ｃ→機器Ａ→機器Ｃ→機器Ｂ→機器Ｃ→機器Ａの経路で中継伝送される動作について説明する。
（１）機器Ｃから送信されたＦ（ｎ＋３）ＳＣは機器Ｂ、および、機器Ａで受信される。
【００２０】
（２）機器Ａではトークン連番（ｎ＋４）の送信信号Ｆ（ｎ＋４）ＳＡを送信ディレイｔ（ｎ＋４）ＳＡのタイミングにて送信する。ｔ（ｎ＋４）ＳＡは以下のように決定される。
ｎｆ＝ｎ＋４
ｎｐ＝ｎ
ｎｔｄ＝ｎｆ−ｎｐ＝（ｎ＋４）−ｎ＝４
ｎｒ＝ｎ＋３
ｎｒｘ＝ｎ＋１
ｎｒｄ＝ｎｒ−ｎｒｘ＝（ｎ＋３）−（ｎ＋１）＝２
ｎｔｄ＞ｎｒｄなのでｎ（ｍａｘ）＝ｎｔｄ＝４
ゆえにｔ（ｎ＋４）ＳＡ＝ｔ（４）＝αを選択する。
【００２１】
（３）同様に機器Ｂではトークン連番（ｎ＋４）の送信信号Ｆ（ｎ＋４）ＳＢを送信ディレイｔ（ｎ＋４）ＳＢのタイミングにて送信する。ｔ（ｎ＋４）ＳＡは以下のように決定される。
ｎｆ＝ｎ＋４
ｎｐ＝ｎ＋２
ｎｔｄ＝ｎｆ−ｎｐ＝（ｎ＋４）−（ｎ＋２）＝２
ｎｒ＝ｎ＋３
ｎｒｘ＝ｎ＋１
ｎｒｄ＝ｎｒ−ｎｒｘ＝（ｎ＋３）−（ｎ＋１）＝２
ｎｔｄ＝ｎｒｄなのでｎ（ｍａｘ）＝２
ゆえにｔ（ｎ＋４）ＳＢ＝ｔ（２）＝３α＋ｔ（ｆｒａｍｅ）を選択する。
【００２２】
（４）ｆ（ｎ＋３）ＳＣを同時に受信した機器Ａ、および、機器Ｂの送信待ち時間は、
機器Ａ：ｔ（ｎ＋４）ＳＡ＝ｔ（４）＝α
機器Ｂ：ｔ（ｎ＋４）ＳＢ＝ｔ（２）＝３α＋ｔ（ｆｒａｍｅ）
で、機器Ａの待ち時間の方が小さいので先に送信が開始される。
この送信信号Ｆ（ｎ＋４）ＳＡは機器Ｃで受信されるが、機器Ｂでは受信されない。
【００２３】
（５）機器ＣではＦ（ｎ＋４）ＳＡを受信した後、送信信号Ｆ（ｎ＋５）ＳＣを送信ディレイｔ（ｎ＋５）ＳＣのタイミングにて送信する。ｔ（ｎ＋４）ＳＡは以下のように決定される。
ｎｆ＝ｎ＋５
ｎｐ＝ｎ＋３
ｎｔｄ＝ｎｆ−ｎｐ＝（ｎ＋５）−（ｎ＋３）＝２
ｎｒ＝ｎ＋４
ｎｒｘ＝ｎ
ｎｒｄ＝ｎｒ−ｎｒｘ＝（ｎ＋４）−（ｎ）＝４
ｎｔｄ＜ｎｒｄなのでｎ（ｍａｘ）＝ｎｒｄ＝４
ゆえにｔ（ｎ＋５）ＳＣ＝ｔ（４）＝αを選択する。
【００２４】
（６）機器ＢではＦ（ｎ＋３）ＳＣを受信完了した後、Ｆ（ｎ＋５）ＳＣの受信を開始する迄の時間は、
ｔ（ｎ＋４）ＳＡ＋ｔ（ｆｒａｍｅ）＋ｔ（ｎ＋５）ＳＣ＝ｔ（４）＋ｔ（ｆｒａｍｅ）＋ｔ（４）＝２α＋ｔ（ｆｒａｍｅ）
なので、上記（３）に示した動作により、Ｆ（ｎ＋３）ＳＣを受信した後Ｆ（ｎ＋４）ＳＢの送信待ち時間
ｔ（ｎ＋４）ＳＢ＝ｔ（２）＝３α＋ｔ（ｆｒａｍｅ）
よりも短い時間の内にＦ（ｎ＋５）ＳＣの受信を開始することになる。
【００２５】
送信待ち時間中に受信を開始したら一旦送信を保留し、受信動作を完了させる。受信信号がＦ（ｎ＋５）ＳＣであり送信待ち信号のトークン送信連番ｎ＋４よりも大であることから送信待ち信号を更新する。ｔ（ｎ＋４）ＳＡは以下のように決定される。
ここで、前回送信したトークン送信連番はｎｐ＝ｎ＋２となる。（ｎ＋４は未送信なので採用しない。）
ｎｆ＝ｎ＋６
ｎｐ＝ｎ＋２
ｎｔｄ＝ｎｆ−ｎｐ＝（ｎ＋６）−（ｎ＋２）＝４
ｎｒ＝ｎ＋５
ｎｒｘ＝ｎ＋３
ｎｒｄ＝ｎｒ−ｎｒｘ＝（ｎ＋５）−（ｎ＋３）＝２
ｎｔｄ＞ｎｒｄなのでｎ（ｍａｘ）＝ｎｔｄ＝４
ゆえにｔ（ｎ＋６）ＳＢ＝ｔ（４）＝αを選択する。
【００２６】
（７）機器Ｂから送信されたＦ（ｎ＋６）ＳＢは機器Ｃで受信されるが、機器Ａでは受信されない。
機器ＣではＦ（ｎ＋６）ＳＢを受信した後、送信信号Ｆ（ｎ＋７）ＳＣを送信ディレイｔ（ｎ＋７）ＳＣ＝ｔ（４）のタイミングにて送信する。
【００２７】
（８）機器ＡではＦ（ｎ＋５）ＳＣを受信完了した後、Ｆ（ｎ＋７）ＳＣの受信を開始する迄の時間は、
ｔ（ｎ＋６）ＳＢ＋ｔ（ｆｒａｍｅ）＋ｔ（ｎ＋７）ＳＣ＝ｔ（４）＋ｔ（ｆｒａｍｅ）＋ｔ（４）＝２α＋ｔ（ｆｒａｍｅ）
なので、Ｆ（ｎ＋６）ＳＡの送信待ち時間
ｔ（ｎ＋６）ＳＡ＝ｔ（２）＝３α＋ｔ（ｆｒａｍｅ）
よりも短い時間の内にＦ（ｎ＋７）ＳＣの受信を開始することになる。
【００２８】
送信待ち時間中に受信を開始したら一旦送信を保留し、受信動作を完了させる。受信信号がＦ（ｎ＋７）ＳＣであり送信待ち信号のトークン送信連番ｎ＋６よりも大であることから送信待ち信号を更新する。ｔ（ｎ＋８）ＳＡ＝ｔ（４）＝αとなる。
ｔ（ｎ＋６）ＳＡ、ｔ（ｎ＋８）ＳＡの値は前述と同様な過程により求められるので省略する。
（９）以上の過程で機器Ｃ→機器Ａ→機器Ｃ→機器Ｂ→機器Ｃ→機器Ａの経路で信号が中継伝送され、この過程が繰り返される。
【００２９】
６．機器間の信号の送受信
（１）機器Ａから機器Ｂにメッセージデータ：ｄａｔａ（ａｂ）を送信する過程について図４を用いて説明する。
（２）機器Ａのタイムチャート上の『機器Ｂ向けメッセージ送信要求発生』のタイミングにて、機器Ａにて機器Ｂ向けのメッセージを送信する必要が生じた場合、機器Ａは空きトークンのデータフレームを受信するのを待つ。
【００３０】
（３）空きトークンのデータフレーム：Ｆ（ｎ＋３）ＳＣを受信したらデータ送信権をビジー：Ｂに変えて機器Ｂ向けのメッセージデータフレーム：Ｂ（ｎ＋４）ＳＡを送信する。
データ送信権：Ｂ（ビジー）
トークン送信連番：ｎ＋４（インクリメント）
宛先：ＤＢ（機器Ｂの識別アドレス）
送信機器：ＳＡ（機器Ａの識別アドレス）
【００３１】
（４）データ送信権がＢ（ビジー）のデータフレームを受信した機器にて宛先が自己アドレスで無い時はＦ（空き）の場合と同様にトークン送信連番をインクリメントして中継伝送する。
機器ＣにてＢ（ｎ＋４）ＳＡを受信後、このルールに従ってＢ（ｎ＋５）ＳＣを送信する。
データ送信権：Ｂ（ビジー）
トークン送信連番：ｎ＋５（インクリメント）
宛先：ＤＢ（機器Ｂの識別アドレス）
送信機器：ＳＣ（機器Ｃの識別アドレス）
【００３２】
（５）データ送信権がＢ（ビジー）のデータフレームを受信した機器にて宛先が自己アドレスの時は送信データ：ｄａｔａ（ＡＢ）を自分宛てのメッセージデータとして受信し、データ送信権を“空き”にして送信する。トークン連番は同様にインクリメントする。
機器ＢにてＢ（ｎ＋５）ＳＣを受信後、このルールに従ってＦ（ｎ＋６）ＳＢを送信する。
データ送信権：Ｆ（空き）
トークン送信連番：ｎ＋６（インクリメント）
宛先：ＤＦ（フリー）
送信機器：ＳＢ（機器Ｂの識別アドレス）
【００３３】
（６）以上の動作により、データ送信権が“空き”の状態から、機器Ａにてデータ送信権を捕捉（ビジー）にして、機器Ｂ宛てのメッセージデータを送信し、宛先以外の機器の中継伝送を経て、宛先の機器Ｂにてメッセージを受信すると共に送信権を元の“空き”の状態に戻し、送受信動作が完了する。
この第１実施形態によれば、各端末が他の機器や、システム全体の状態に関係なく個別に動作可能なので、機器の追加削除が自由にでき、システムの柔軟性が高い。
【００３４】
＜第２実施形態＞
循環ルート設定によるアクセス制御方法
この方法の基本的な考え方は、システム内の全端末機器の相互の接続状態を確認し、トークンの循環経路を決めて、これに従ってトークンを巡回させることであり、端末機器が追加された場合や、トークンの巡回が停止した場合には、定期的に、循環経路を更新するようにしたものである。
【００３５】
以下、具体的に説明する。
図５〜図７に、本実施形態の通信アクセス制御方法の処理フローを示す。
【００３６】
１．循環ルート設定の動作例
機器Ａ、機器Ｂ、機器Ｃの３台からなるシステムにおける循環ルート設定動作を図８に示すタイムチャートおよび図５〜図７に示す処理フローを用いて説明する。
機器Ａにて受信信号が無いことを確認して＃０１の『マスタ宣言メッセージ』を送信する（Ｓ１００，Ｓ１１０，Ｓ１２０）。
機器Ｃは＃０１を受信したら＃０２の『マスタ宣言メッセージ』を中継伝送する（Ｓ２２０，Ｓ２３０）。
同時に＃０３の機器Ｃの情報を付加した『サブ応答メッセージ（Ｃ）』を送信する（Ｓ２４０）。
＃０１は機器Ｂには伝送されないので機器Ｂはこれに応答しない。
機器Ａは＃０２を受信するが、＃０１で『マスタ宣言メッセージ』を送信しているので、＃０２を中継伝送することはない（Ｓ２３０）。
【００３７】
機器Ａは＃０３の『サブ返答メッセージ』を受け取り、循環ルート作成のための接続情報として『Ｃ→Ａ』を得る（Ｓ１３０）。
機器Ｂは＃０２を受信すると＃０４の『マスタ宣言メッセージ』を中継伝送する（Ｓ２２０、Ｓ２３０）。
同時に＃０５の機器Ｂの識別記号を付加した『サブ応答メッセージ（Ｂ）』を送信する（Ｓ２４０）。
さらに＃０３の受信信号に対して＃０６の機器Ｂの識別記号を付加した『サブ応答メッセージ（ＣＢ）』を送信する（Ｓ２５０、Ｓ２６０）。
機器Ｃは＃０５の受信信号に対して＃０７の機器Ｃの識別記号を付加した『サブ応答メッセージ（ＢＣ）』を送信する（Ｓ２５０、Ｓ２６０）。
【００３８】
機器Ｃは＃０４の『マスタ宣言メッセージ』を受信するが、既に一定時間内に＃０２の中継伝送を行っているので＃０４に対しては中継伝送を行わない。
また、機器Ｃは＃０６の機器Ｂからの『サブ応答メッセージ』を受信するが、既に一定時間内に（同じ）機器Ｂから＃０５を受信し、これに対して＃０７を中継伝送を行っているので＃０６に対しては中継伝送を行わない。
機器Ａは＃０７の『サブ返答メッセージ』を受け取り、循環ルート作成のための接続情報として『Ｂ→Ｃ→Ａ』を得る（Ｓ１３０）。
機器Ｂは＃０７の機器Ｃからの『サブ応答メッセージ』を受信するが、既に一定時間内に（同じ）機器Ｃから＃０３を受信し、これに対して＃０６の中継伝送を行っているので＃０６に対しては中継伝送を行わない。
【００３９】
機器Ａでは＃０１の『マスタ宣言メッセージ』を送信後一定時間経過した時点（Ｓ１４０）で受信した全ての『サブ応答メッセージ』から得られた接続情報として、
＃０３『Ｃ→Ａ』
＃０７『Ｂ→Ｃ→Ａ』
を利用して、循環ルート『Ａ→Ｃ→Ｂ→Ｃ→Ａ』を決定し（Ｓ１５０）、＃０８の『循環ルートメッセージ（ＡＣＢＣＡ）』を送信する（Ｓ１６０）。
機器Ｃは＃０８を受信したら（Ｓ２７０）、＃０９にて中継伝送を行う（Ｓ２８０）と共に、循環ルート『Ａ→Ｃ→Ｂ→Ｃ→Ａ』を記憶する（Ｓ２９０）。
【００４０】
同様に、機器Ｂは＃０９を受信したら（Ｓ２７０）、＃１０にて中継伝送を行う（Ｓ２８０）と共に、循環ルート『Ａ→Ｃ→Ｂ→Ｃ→Ａ』を記憶する（Ｓ２９０）。
機器Ｃは＃１０を受信するが（Ｓ２７０）、一定時間内に既に＃０９にて中継伝送を行っているので、＃１０を中継伝送しない（Ｓ２８０）。
機器Ａは一定時間ディレイ後（Ｓ１７０）、決定した循環ルートに従って宛先を機器Ｃ（ＤＣ）として“空き”データフレーム＃１１の送信を開始する（Ｓ１８０）。
機器Ｃは＃１１を受信したら自分宛てのデータフレームであること（ＤＣ）を確認し（Ｓ２１０）、決定した循環ルートに従って宛先を機器Ｂ（ＤＢ）として“空き”データフレーム＃１２の送信を開始する（Ｓ３７０）。
【００４１】
同様に、機器Ｂは＃１２を受信したら自分宛てのデータフレームであること（ＤＢ）を確認し（Ｓ２１０）、決定した循環ルートに従って宛先を機器Ｃ（ＤＣ）として“空き”データフレーム＃１３の送信を開始する（Ｓ３７０）。
＃１２は機器Ａでも受信されるが自分宛てのデータフレームではない（ＤＢ）ので、何も行わない。
同様に、機器Ｃは＃１３を受信したら自分宛てのデータフレームであること（ＤＣ）を確認し（Ｓ２１０）、決定した循環ルートに従って宛先を機器Ａ（ＤＡ）として“空き”データフレーム＃１４の送信を開始する（Ｓ３７０）。
【００４２】
同様に、機器Ａは＃１４を受信したら自分宛てのデータフレームであること（ＤＡ）を確認し（Ｓ２１０）、決定した循環ルートに従って宛先を機器Ｃ（ＤＣ）として“空き”データフレーム＃１５の送信を開始する（Ｓ３７０）。
＃１４は機器Ｂでも受信されるが自分宛てのデータフレームではない（ＤＡ）ので、何も行わない。
以上の過程により決められた循環ルートに従ってデータフレームが伝送される。
【００４３】
機器間のメッセージデータの送受信は第１の実施形態の場合と同様の手順で実施できるため、説明を省略する。
この第２実施形態によれば、相互の接続状態に応じて、予め循環経路を決めるため、送信待ち時間を設ける必要が無く、送信競合も発生しない。このため、トークンの巡回を効率よく行える。また、機器の追加、削除が自由にでき、システムの柔軟性が高い。
【００４４】
【実施例】
本発明の電気機器中継通信システムの実施例を、図９〜図１４を用いて説明する。なお、これらの実施例中、「機器」とは、水道配管に接続される水廻り機器であり、台所、トイレ、浴室等の給水・給湯機器等をいう。
【００４５】
＜第１実施例＞
図９に示すように、屋内の給水元の近くに機器２２が設置され、長い配水管１０を介して機器２１が設置されている場合、配水管１０の給水元側に水量センサ３２を、機器２１の近くに水量センサ３１を設ける。水量センサ３１で機器２１の使用水量を測り、水量センサ３２で配水管１０の入口の水量を測る。水量センサ３１と３２による測定水量のデータは、無線で送信される。水量センサ３１は水量センサ３２と機器２１のいずれとも電波が到達可能な範囲に設置されるが、水量センサ３２と機器２１とは電波到達距離外である場合、水量センサ３２の測定水量のデータは水量センサ３１を中継して機器２１で受信し、機器２１においては、水量センサ３１の測定水量と水量センサ３２の測定水量との水量差を演算して、途中配管部の漏水を検知する。
【００４６】
＜第２実施例＞
図１０に示すように、給湯機２４に給湯機出力水路１２を介して三方弁２５が接続され、三方弁２５の出力側に機器２３に湯を供給するための給水路１３と循環水路１１が接続され、循環水路１１が給湯機２４に接続されるという循環系を有する給水機器において、給湯機出力水路１２の末端に、水温センサ付き三方弁駆動回路３３を設ける。三方弁２５の入口の給水温度を水温センサで計測し、機器２３の設定温度に達するまで給湯機２４を高出力で動作させ、機器２３を使用していないときは三方弁２５を循環水路１１に切り換えて、給湯機出力水路１２内の水温が低下することにより、次回の使用開始時の水温が低く、設定温度に達するまで捨てていたという無駄をなくす。
機器２３は給湯機２４とは電波到達距離外であるが、水温センサ付き三方弁駆動回路３３を中継して給湯温度等の指示を与える。
【００４７】
＜第３実施例＞
図１１に示すように、屋内の給水元の近くに機器２２が設置され、長い配水管１０を介して機器２１が設置されている場合、配水管１０の給水元側に水温センサ３５を、機器２１の近くに水温センサ３４を設ける。水温センサ３４で機器２１に供給される水温を測り、水量センサ３５で配水管１０の入口の水温を測る。水温センサ３４と水温センサ３５による測定水温のデータは、無線で送信される。水温センサ３４は水温センサ３５と機器２１のいずれとも電波が到達可能な範囲に設置されるが、水温センサ３５と機器２１とは電波到達距離外である場合、水温センサ３５の測定水温のデータは水温センサ３４を中継して機器２１で受信し、機器２１においては、水温センサ３５の測定水温と水温センサ３４の測定水温との水温差を演算することで、配水管１０の途中における結露を検知する。
【００４８】
＜第４実施例＞
図１２に示すように、屋内の給水元の近くに機器２２が設置され、長い配水管１０を介して機器２１が設置されている場合、配水管１０の給水元側に水圧センサ３７を、機器２１の近くに水圧センサ３６を設ける。水圧センサ３６で機器２１に供給される水圧を測り、水圧センサ３７で配水管１０の入口の水圧を測る。水圧センサ３６と水圧センサ３７による測定水圧のデータは、無線で送信される。水圧センサ３６は水圧センサ３７と機器２１のいずれとも電波が到達可能な範囲に設置されるが、水圧センサ３７と機器２１とは電波到達距離外である場合、水圧センサ３７の測定水圧のデータは水圧センサ３６を中継して機器２１で受信し、機器２１においては、水圧センサ３７の測定水圧と水圧センサ３６の測定水圧との水圧差を演算することで、配水管１０の途中における漏水を検知する。
【００４９】
＜第５実施例＞
図１３に示すように、給水元からの水をそのまま使用する機器２７と、給湯機２４と、給湯機出力水路１２からの湯と給水路１３からの水とを混合して適温で使用する湯水混合水栓２６とが設置されている給水システムにおいて、湯水混合水栓２６の給水路１３側入力部に水圧センサ付き湯水混合調整機３８を設ける。機器２７の水量変化に伴って水圧センサ付き湯水混合調整機３８の水圧センサにおいて水側の水圧低下が検知されたとき、給湯機２４に水側の水圧の情報を無線で伝送し、給湯機２４側の給湯設定温度を下げ、混合水の温度バランスを保つ。湯水混合水栓２６は給湯機２４とは電波到達距離外であるが、水圧センサ付き湯水混合調整機３８を中継して給湯温度等の指示を与える。
【００５０】
＜第６実施例＞
図１４に示すように、給水元からの水をそのまま使用する機器２７と、圧力調整機付き給湯機２８と、給湯機出力水路１２からの湯と給水路１３からの水とを混合して適温で使用する湯水混合水栓２６とが設置されている給水システムにおいて、湯水混合水栓２６の給水路１３側入力部に水圧センサ付き湯水混合調整機３８を設ける。機器２７の水量変化に伴って水圧センサ付き湯水混合調整機３８の水圧センサにおいて水側の水圧低下が検知されたとき、圧力調整機付き給湯機２８に水側の水圧の情報を無線で伝送し、圧力調整機付き給湯機２８の出力圧値を下げ、混合水の温度バランスを保つ。
湯水混合水栓２６は給湯機２４とは電波到達距離外であるが、水圧センサ付き湯水混合調整機３８を中継して給湯温度等の指示を与える。
【００５１】
その他、図示しないが、機器への配管入力部に水質センサを具備してｐＨ値を計測したり、機器への配管入力部に電気伝導度センサを具備して水の電気伝導度を計測することにより、水質を監視することができる。
【００５２】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば下記の効果を奏する。
（１）給水管または配水管を接続して水を利用する複数の電気機器と、前記電気機器に設けられ、前記電気機器に接続された前記給水管または配水管内の水の状態を検出する水検出手段と、前記電気機器どうしに設けられた無線送信手段とを設け、かつ、いずれの無線送受信手段も、少なくとも１つの他の無線送受信手段との距離が無線通信可能範囲内となるように配置するとともに、前記電気機器相互間で、他の電気機器の運転状態と前記他の電気機器の水検出手段の出力とに応じて、自己の電気機器の運転を制御することにより、送信対象の電気機器の無線送受信手段が直接電波が届かない距離にあっても、無線通信可能範囲内にある無線送受信手段を中継して目的の電気機器の無線送受信手段に信号が伝送されることになる。これにより、微弱電波でも、家屋内や構内に設置されている電気機器の遠隔制御が可能になる。
（２）複数の無線送受信手段の一つを親局、他を子局とし、親局から各子局に対する通信の最適ルートによるネットワークを決定する手段を備えることで、その都度、無作為にデータが伝送されることによる伝送時間の長期化を解消し、最短時間でデータを伝送することができる。
（３）送信するデータを、データトークン（送信権）が空きであるか使用中であるかを示すトークンフラグと、データトークンの送信連番と、宛先の機器識別記号と、送信機器の識別記号と、送信情報とを含むデータ形式とし、ある無線送受信手段から前記データを送信したときに、受信した無線送受信手段では、それが自分宛のものであれば当該データを受け取って前記送信情報に対する所定の応答を行い、自分宛のものでなければ前記送信連番をインクリメントして当該データを送信し、かつ、各無線送受信手段において、前回自分が送信した送信連番と今回送信する送信連番の差が大きいデータほど、また、一つ前の送信局が今回送信した送信連番と、同送信局が前回送信した送信連番との差が大きいほど、送信を優先させることとしたことにより、中間に位置する端末機の中継送信のための送信待ち時間を短縮し、送信の輻輳を防ぎ、送信効率を上げることができる。
（４）循環経路を設定するために専用のデータ形式のメッセージ信号を設けて、これらのメッセージをやりとりすることによって、システム内の全端末機器の相互の接続状態を確認し、トークンの循環経路を決めて、これにしたがってトークンを巡回させることにより、端末機器が追加された場合や、トークンの巡回が停止した場合には、定期的に、循環経路を更新することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気機器中継通信システムの概念を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態において送受信に使用するデータのデータフレームの形式を示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施形態のタイムチャートである。
【図４】本発明の第１実施形態のタイムチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態の処理フローチャートである。
【図６】本発明の第２実施形態の処理フローチャートである。
【図７】本発明の第２実施形態の処理フローチャートである。
【図８】本発明の第２実施形態の処理タイムチャートである。
【図９】本発明の第１実施例を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２実施例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第３実施例を示すブロック図である。
【図１２】本発明の第４実施例を示すブロック図である。
【図１３】本発明の第５実施例を示すブロック図である。
【図１４】本発明の第６実施例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０配水管
１１循環水路
１２給湯機出力水路
１３給水路
２１，２２，２３，２７機器
２４給湯機
２５三方弁
２６湯水混合水栓
２８圧力調整機付き給湯機
３１，３２水量センサ
３３水温センサ付き三方弁駆動回路
３４，３５水温センサ
３６，３７水圧センサ
３８水圧センサ付き湯水混合調整機[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrical equipment relay communication system that relays control signals and monitoring information of electrical equipment scattered in a house or premises to each target electrical equipment by wireless communication.
[0002]
[Prior art]
For example, in recent years, various electric products installed in a house are usually provided with a remote control (remote control device), which improves the usability of the electric products. Most of the remote controls use infrared communication, and the operable range is limited to the range where light can reach, that is, the electrical equipment that can be seen by the operator. However, the electric device to be operated is not in the same room, but is an air conditioner in another room, an audio device or lighting. Constructing a home LAN by connecting these electrical devices with cables requires wiring such as connection and routing of cables, and is difficult to realize.
[0003]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-268670 discloses a wireless home bus system in which a parent device and a child device can communicate with each other wirelessly. This system forms a tree-type network with each child device, centering on the parent device, and wirelessly transmits control information with the address of the child device from one parent device to all the child devices. The slave unit that transmits and recognizes the control information addressed to itself receives the control information and performs predetermined control.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the tree-type network centering on the parent device, all the child devices must be installed in a range where radio waves of the parent device can reach. However, when communication is performed using weak radio waves, the entire slave unit may not be covered depending on the size of the house. Therefore, there is a problem that the position of the slave unit to be controlled is limited.
[0005]
The problem to be solved by the present invention is to provide an electrical equipment relay communication system and an access control method thereof that enable remote control of electrical equipment installed in a house or premises even with weak radio waves.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, an electrical equipment relay communication system according to the present invention is provided with a plurality of electrical equipment that uses water by connecting a water supply pipe or a water distribution pipe, and the electrical equipment is connected to the electrical equipment. Water detection means for detecting the state of water in the water supply pipe or distribution pipe, and wireless transmission means provided between the electric devices, and any of the wireless transmission / reception means is at least one other wireless transmission / reception means Between the electrical devices according to the operating state of the other electrical devices and the output of the water detection means of the other electrical devices. It is intended to control the operation of electrical equipment.
With this configuration, even when the wireless transmission / reception means of the electrical device to be transmitted is at a distance where direct radio waves do not reach, the wireless transmission / reception means of the target electrical device is relayed by the wireless transmission / reception means within the wireless communication range The signal will be transmitted to.
One of the plurality of wireless transmission / reception means is a master station, the other is a slave station, and includes means for determining a network based on the optimal route of communication from the master station to each slave station, so that data is randomly transmitted each time. This eliminates the lengthening of the transmission time, and allows data to be transmitted in the shortest time.
[0007]
The access control method of the electrical equipment relay communication system according to the present invention includes a transmission right flag indicating whether the data transmission right is free or in use, a transmission serial number of the data transmission right, and a destination The data format includes a device identification symbol, a transmission device identification symbol, and transmission information. When the data is transmitted from a certain wireless transmission / reception means, the received wireless transmission / reception means, if it is addressed to itself When the data is received, a predetermined response is made to the transmission information, and if it is not addressed to itself, the transmission sequence number is incremented and the data is transmitted. The larger the difference between the serial number and the transmission sequence number transmitted this time, the greater the difference between the transmission sequence number transmitted by the previous transmitting station this time and the transmission sequence number transmitted by the same transmitting station last time. As it is obtained by the fact to prioritize transmission.
This shortens the transmission waiting time for relay transmission of terminals located in the middle, and prevents transmission congestion.
[0008]
In another access control method, a message signal in a dedicated data format is provided for setting a circulation path, and the mutual connection status of all terminal devices in the system is confirmed by exchanging these messages. Then, the transmission right circulation route is determined, and the transmission right is circulated according to this.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0010]
FIG. 1 is a block diagram showing the concept of the electrical equipment relay communication system of the present invention. In this figure, it is assumed that the devices A and C, and the devices C and B can communicate directly by radio, but the devices A and B cannot communicate directly. In this example, in order to communicate from the device A to the device B, the control information is transmitted from the device A to the device C to the device B using the device C as a relay station.
Examples of the access control system of the electrical equipment relay communication system of the present invention include an access control method by delay time setting and an access control method by cyclic route setting. Below, each control method is demonstrated.
[0011]
<First Embodiment>
Access control method by delay time setting
The basic idea of this method is to reduce the transmission waiting time as the difference between the token transmission serial number transmitted by the user last time and the token transmission serial number transmitted this time is larger. That is, if the difference between the token transmission sequence number of the latest received data frame and the token transmission sequence number transmitted before by the device that transmitted the data frame is large, the transmission waiting time is reduced.
[0012]
In this method, the relay transmission of the token (transmission right) is avoided, and the transmission right is sequentially transmitted to all terminal devices in the system. Transmission congestion is prevented by providing a time difference in the transmission waiting time to give a difference in priority. The transmission waiting time for relay transmission of a terminal located in the middle is shortened, transmission congestion is prevented, and transmission efficiency is increased.
[0013]
This will be specifically described below.
In the system having the device configuration shown in FIG. 1, data is configured in the data frame format shown in FIG.
[0014]
1. Explanation of notation
In FIG.
F: Indicates that the data transmission right (token) is “free”.
B: Indicates that the data transmission right (token) is “busy”.
n (0): Indicates a token transmission serial number. (Repeat with the maximum number of notations, modulo N)
n (-1): Indicates the token transmission serial number transmitted last time.
DF: destination device identification symbol. F does not designate a specific device (free).
SA: Identification symbol of the transmitting device. It represents that it is transmission data of the device A.
data: Arbitrary transmission data information
[0015]
This will be described below using the delay setting communication time chart shown in FIG.
Individual data frames are represented by the following symbols.
Example: F (n + 4) SA .... Data frame of token transmission serial number (n + 4) transmitted from device A
The transmission waiting time is represented by the following symbol.
Example: t (n + 4) SA... Time from when device A receives a data frame until transmission of a data frame of F (n + 4) SA starts.
[0016]
2. Transmission waiting time
The transmission waiting time is determined according to the following rule.
(1) Token transmission serial number: n (0) of a transmission data frame to be transmitted is nf.
The token transmission serial number transmitted last time: n (−1) is np.
The difference is ntd (= nf−np).
(2) The token transmission sequence number of the latest received data frame: n (0), the previously transmitted token transmission sequence number: n (-1), and the identification symbols of the transmitting devices are nr, nrx, and SX, respectively. To do.
The difference between the above token transmission serial numbers is nrd (= nr−nrx).
(3) The larger one of ntd and nrd in (1) and (2) is n (max).
n (max) = nrd (if nrd> ntd)
(4) Based on the value of n (max), the transmission waiting time: t (nmax) is determined as follows.
t (nmax = 2) = 3α + t (frame)
t (nmax ≧ 3) = α
here,
α: Constant (delay time)
t (frame): data frame length
It is.
[0017]
3. Example explanation
In the above example, t (n + 7) SC will be described.
(1) nf = n + 7
np = n + 5
ntd = (n + 7) − (n + 5) = 2
(2) nr = n + 6
SX = SB
nrx = n + 2
nrd = (n + 6) − (n + 2) = 4
(3) n (max) = 4
(4) t (4) = α
[0018]
4). Signal transmission method
When there is no transmission signal between devices, an empty data frame with F: “empty” is relayed and transmitted while incrementing the token transmission serial number: n.
The relay transmission is transmitted through a route that periodically circulates in the system.
Next, a process of relaying and transmitting an empty token and a process of transmitting and receiving signals between devices will be described.
[0019]
5. Process for relay transmission of empty tokens
An operation in which the signal after the transmission operation of F (n + 3) SC is relayed and transmitted through the route of device C → device A → device C → device B → device C → device A will be described.
(1) F (n + 3) SC transmitted from device C is received by device B and device A.
[0020]
(2) The device A transmits the transmission signal F (n + 4) SA of the token sequence number (n + 4) at the timing of the transmission delay t (n + 4) SA. t (n + 4) SA is determined as follows.
nf = n + 4
np = n
ntd = nf−np = (n + 4) −n = 4
nr = n + 3
nrx = n + 1
nrd = nr−nrx = (n + 3) − (n + 1) = 2
Since ntd> nrd, n (max) = ntd = 4
Therefore, select t (n + 4) SA = t (4) = α.
[0021]
(3) Similarly, the device B transmits the transmission signal F (n + 4) SB of the token sequence number (n + 4) at the timing of the transmission delay t (n + 4) SB. t (n + 4) SA is determined as follows.
nf = n + 4
np = n + 2
ntd = nf−np = (n + 4) − (n + 2) = 2
nr = n + 3
nrx = n + 1
nrd = nr−nrx = (n + 3) − (n + 1) = 2
Since ntd = nrd, n (max) = 2
Therefore, t (n + 4) SB = t (2) = 3α + t (frame) is selected.
[0022]
(4) The transmission waiting time of device A and device B that simultaneously received f (n + 3) SC is:
Device A: t (n + 4) SA = t (4) = α
Device B: t (n + 4) SB = t (2) = 3α + t (frame)
Since the waiting time of the device A is smaller, transmission is started first.
The transmission signal F (n + 4) SA is received by the device C, but is not received by the device B.
[0023]
(5) After receiving F (n + 4) SA, the device C transmits the transmission signal F (n + 5) SC at the timing of the transmission delay t (n + 5) SC. t (n + 4) SA is determined as follows.
nf = n + 5
np = n + 3
ntd = nf−np = (n + 5) − (n + 3) = 2
nr = n + 4
nrx = n
nrd = nr−nrx = (n + 4) − (n) = 4
Since ntd <nrd, n (max) = nrd = 4
Therefore, t (n + 5) SC = t (4) = α is selected.
[0024]
(6) In the device B, after the reception of F (n + 3) SC is completed, the time until the reception of F (n + 5) SC is started is
t (n + 4) SA + t (frame) + t (n + 5) SC = t (4) + t (frame) + t (4) = 2α + t (frame)
Therefore, the transmission wait time of F (n + 4) SB after receiving F (n + 3) SC by the operation shown in (3) above.
t (n + 4) SB = t (2) = 3α + t (frame)
The reception of F (n + 5) SC is started within a shorter time.
[0025]
If reception is started during the transmission waiting time, transmission is temporarily suspended and the reception operation is completed. Since the received signal is F (n + 5) SC and is larger than the token transmission serial number n + 4 of the transmission waiting signal, the transmission waiting signal is updated. t (n + 4) SA is determined as follows.
Here, the token transmission serial number transmitted last time is np = n + 2. (N + 4 is not adopted because it has not been transmitted yet.)
nf = n + 6
np = n + 2
ntd = nf−np = (n + 6) − (n + 2) = 4
nr = n + 5
nrx = n + 3
nrd = nr−nrx = (n + 5) − (n + 3) = 2
Since ntd> nrd, n (max) = ntd = 4
Therefore, t (n + 6) SB = t (4) = α is selected.
[0026]
(7) F (n + 6) SB transmitted from device B is received by device C, but not received by device A.
After receiving F (n + 6) SB, the device C transmits a transmission signal F (n + 7) SC at the timing of transmission delay t (n + 7) SC = t (4).
[0027]
(8) In the device A, after the reception of F (n + 5) SC is completed, the time until the reception of F (n + 7) SC is started is
t (n + 6) SB + t (frame) + t (n + 7) SC = t (4) + t (frame) + t (4) = 2α + t (frame)
So F (n + 6) SA transmission waiting time
t (n + 6) SA = t (2) = 3α + t (frame)
The reception of F (n + 7) SC is started within a shorter time.
[0028]
If reception is started during the transmission waiting time, transmission is temporarily suspended and the reception operation is completed. Since the received signal is F (n + 7) SC and is larger than the token transmission serial number n + 6 of the transmission waiting signal, the transmission waiting signal is updated. t (n + 8) SA = t (4) = α.
Since the values of t (n + 6) SA and t (n + 8) SA are obtained by the same process as described above, they are omitted.
(9) In the above process, the signal is relayed and transmitted through the route of device C → device A → device C → device B → device C → device A, and this process is repeated.
[0029]
6). Send and receive signals between devices
(1) A process of transmitting message data: data (ab) from the device A to the device B will be described with reference to FIG.
(2) When the device A needs to transmit a message for the device B at the timing of “message transmission request for the device B” on the time chart of the device A, the device A has a data frame of an empty token. Wait to receive.
[0030]
(3) When the data frame of the empty token: F (n + 3) SC is received, the data transmission right is changed to busy: B, and the message data frame for device B: B (n + 4) SA is transmitted.
Data transmission right: B (busy)
Token transmission serial number: n + 4 (increment)
Destination: DB (identification address of device B)
Transmission device: SA (identification address of device A)
[0031]
(4) When a data frame whose data transmission right is B (busy) is received and the destination is not the self address, the token transmission serial number is incremented and relayed and transmitted as in the case of F (empty).
After receiving B (n + 4) SA by the device C, B (n + 5) SC is transmitted according to this rule.
Data transmission right: B (busy)
Token transmission serial number: n + 5 (increment)
Destination: DB (identification address of device B)
Transmitting device: SC (identification address of device C)
[0032]
(5) When a data frame whose data transmission right is B (busy) is received and the destination is the self-address, the transmission data: data (AB) is received as message data addressed to itself, and the data transmission right is set to “empty”. "And send. The token sequence number is similarly incremented.
After B (n + 5) SC is received by device B, F (n + 6) SB is transmitted according to this rule.
Data transmission right: F (free)
Token transmission serial number: n + 6 (increment)
Destination: DF (free)
Transmission device: SB (identification address of device B)
[0033]
(6) From the above operation, when the data transmission right is “empty”, the device A captures (busy) the data transmission right, transmits the message data addressed to the device B, and relays the device other than the destination. Through transmission, the destination device B receives the message and returns the transmission right to the original “free” state, and the transmission / reception operation is completed.
According to the first embodiment, since each terminal can operate independently regardless of other devices and the state of the entire system, the addition and deletion of devices can be freely performed, and the flexibility of the system is high.
[0034]
Second Embodiment
Access control method by circular route setting
The basic idea of this method is to check the mutual connection status of all terminal devices in the system, determine the token circulation route, and circulate the tokens accordingly. When the token circulation stops, the circulation path is periodically updated.
[0035]
This will be specifically described below.
5 to 7 show processing flows of the communication access control method of this embodiment.
[0036]
1. Operation example of circular route setting
A circulation route setting operation in a system including three devices A, B, and C will be described with reference to a time chart shown in FIG. 8 and a processing flow shown in FIGS.
The device A confirms that there is no received signal, and transmits a “master declaration message” # 01 (S100, S110, S120).
When device C receives # 01, it relays and transmits a “master declaration message” of # 02 (S220, S230).
At the same time, the “sub response message (C)” with the information of the device C # 03 is transmitted (S240).
Since # 01 is not transmitted to the device B, the device B does not respond to this.
Device A receives # 02, but transmits the “master declaration message” in # 01, and therefore does not relay # 02 (S230).
[0037]
The device A receives the “sub reply message” of # 03 and obtains “C → A” as connection information for creating the circulation route (S130).
When device B receives # 02, device B relays and transmits the “master declaration message” of # 04 (S220, S230).
At the same time, “sub-response message (B)” to which the identification code of device B # 05 is added is transmitted (S240).
Further, a “sub response message (CB)” in which the identification code of the device B # 06 is added to the received signal # 03 is transmitted (S250, S260).
The device C transmits a “sub response message (BC)” in which the identification symbol of the device C # 07 is added to the received signal # 05 (S250, S260).
[0038]
Device C receives the “master declaration message” of # 04, but does not perform relay transmission for # 04 because it has already performed relay transmission of # 02 within a certain time.
In addition, device C receives “sub-response message” from device B # 06, but already receives # 05 from device B (same) within a certain time, and relays # 07 to this. Therefore, relay transmission is not performed for # 06.
Device A receives the “sub reply message” of # 07 and obtains “B → C → A” as connection information for creating a circular route (S130).
Device B receives the “sub-response message” from device C # 07, but has already received # 03 from device C (same) within a certain period of time and relays # 06 for this. Therefore, relay transmission is not performed for # 06.
[0039]
In the device A, as connection information obtained from all the “sub-response messages” received at the time (S140) when a certain time has elapsed after sending the “master declaration message” of # 01,
# 03 “C → A”
# 07 “B → C → A”
Is used to determine a circulation route “A → C → B → C → A” (S150), and a “circulation route message (ACBCA)” of # 08 is transmitted (S160).
Upon receipt of # 08 (S270), device C performs relay transmission at # 09 (S280) and stores the circulation route “A → C → B → C → A” (S290).
[0040]
Similarly, when device B receives # 09 (S270), relay transmission is performed at # 10 (S280) and the circulation route “A → C → B → C → A” is stored (S290).
Device C receives # 10 (S270), but relay transmission is already performed at # 09 within a predetermined time, so # 10 is not relayed (S280).
After delaying for a certain time (S170), the device A starts transmission of the “free” data frame # 11 with the destination as the device C (DC) according to the determined circulation route (S180).
When device C receives # 11, it confirms that it is a data frame addressed to itself (DC) (S210), and starts transmission of "free" data frame # 12 with the destination as device B (DB) according to the determined circulation route. (S370).
[0041]
Similarly, when device B receives # 12, it confirms that it is a data frame addressed to itself (DB) (S210), and the destination of device C (DC) is “empty” data frame # 13 according to the determined circulation route. Transmission is started (S370).
# 12 is received by the device A but is not a data frame addressed to itself (DB), so nothing is done.
Similarly, when device C receives # 13, it confirms that it is a data frame addressed to itself (DC) (S210), and follows destination of device A (DA) as the destination according to the determined circulation route. Transmission is started (S370).
[0042]
Similarly, when device A receives # 14, it confirms that it is a data frame addressed to itself (DA) (S210), and follows the determined circulation route with device C (DC) as the destination, and “empty” data frame # 15. Transmission is started (S370).
# 14 is received by the device B but is not a data frame addressed to itself (DA), so nothing is done.
A data frame is transmitted according to the cyclic route determined by the above process.
[0043]
Transmission / reception of message data between devices can be performed in the same procedure as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
According to the second embodiment, since the circulation path is determined in advance according to the mutual connection state, it is not necessary to provide a transmission waiting time, and transmission competition does not occur. For this reason, token circulation can be performed efficiently. In addition, devices can be freely added and deleted, and the system is highly flexible.
[0044]
【Example】
An embodiment of the electrical equipment relay communication system of the present invention will be described with reference to FIGS. In these examples, “equipment” refers to a watering device connected to a water supply pipe, and refers to a water supply / hot water supply device such as a kitchen, toilet, and bathroom.
[0045]
<First embodiment>
As shown in FIG. 9, when the device 22 is installed near the indoor water supply source and the device 21 is installed via the long water distribution pipe 10, the water amount sensor 32 is connected to the water supply source side of the water distribution pipe 10. A water amount sensor 31 is provided near 21. A water amount sensor 31 measures the amount of water used by the device 21, and a water amount sensor 32 measures the amount of water at the inlet of the water distribution pipe 10. The data of the water volume measured by the water volume sensors 31 and 32 is transmitted wirelessly. The water amount sensor 31 is installed in a range where both the water amount sensor 32 and the device 21 can reach radio waves, but when the water amount sensor 32 and the device 21 are outside the radio wave reachable distance, the data of the water amount measured by the water amount sensor 32 is The water amount sensor 31 is relayed and received by the device 21, and the device 21 calculates a water amount difference between the measured water amount of the water amount sensor 31 and the measured water amount of the water amount sensor 32, and detects water leakage in the midway piping portion.
[0046]
<Second embodiment>
As shown in FIG. 10, a three-way valve 25 is connected to a water heater 24 via a water heater output water channel 12, and a water supply channel 13 and a circulation water channel 11 for supplying hot water to the device 23 on the output side of the three-way valve 25 are provided. In a water supply apparatus having a circulation system in which the circulation water channel 11 is connected to the water heater 24, a three-way valve drive circuit 33 with a water temperature sensor is provided at the end of the water heater output water channel 12. The water temperature at the inlet of the three-way valve 25 is measured by a water temperature sensor, and the water heater 24 is operated at a high output until the set temperature of the device 23 is reached. When the device 23 is not used, the three-way valve 25 is connected to the circulation channel 11. By switching, the water temperature in the water heater output water channel 12 is lowered, so that the water temperature at the start of the next use is low and the waste of being thrown away until reaching the set temperature is eliminated.
The device 23 is outside the radio wave reachable distance from the water heater 24, but gives an instruction such as a hot water temperature via a three-way valve drive circuit 33 with a water temperature sensor.
[0047]
<Third embodiment>
As shown in FIG. 11, when the device 22 is installed near the indoor water supply source and the device 21 is installed via the long water distribution pipe 10, the water temperature sensor 35 is connected to the water supply source side of the water distribution pipe 10. A water temperature sensor 34 is provided near 21. The water temperature sensor 34 measures the water temperature supplied to the device 21, and the water amount sensor 35 measures the water temperature at the inlet of the water distribution pipe 10. Water temperature data measured by the water temperature sensor 34 and the water temperature sensor 35 is transmitted wirelessly. The water temperature sensor 34 is installed in a range where both the water temperature sensor 35 and the device 21 can reach radio waves. When the water temperature sensor 35 and the device 21 are outside the radio wave reachable distance, the data of the measured water temperature of the water temperature sensor 35 is The water temperature sensor 34 is relayed and received by the device 21. In the device 21, dew condensation in the middle of the distribution pipe 10 is detected by calculating a water temperature difference between the measured water temperature of the water temperature sensor 35 and the measured water temperature of the water temperature sensor 34. To do.
[0048]
<Fourth embodiment>
As shown in FIG. 12, when the device 22 is installed near the indoor water supply source and the device 21 is installed via the long water distribution pipe 10, the water pressure sensor 37 is connected to the water supply source side of the water distribution pipe 10. A water pressure sensor 36 is provided near 21. A water pressure sensor 36 measures the water pressure supplied to the device 21, and a water pressure sensor 37 measures the water pressure at the inlet of the water distribution pipe 10. Data of water pressure measured by the water pressure sensor 36 and the water pressure sensor 37 is transmitted wirelessly. The water pressure sensor 36 is installed in a range where both the water pressure sensor 37 and the device 21 can reach radio waves. When the water pressure sensor 37 and the device 21 are outside the radio wave reachable distance, the data of the water pressure measured by the water pressure sensor 37 is The water pressure sensor 36 is relayed and received by the device 21. The device 21 detects a water leak in the middle of the water distribution pipe 10 by calculating a water pressure difference between the water pressure measured by the water pressure sensor 37 and the water pressure measured by the water pressure sensor 36. To do.
[0049]
<Fifth embodiment>
As shown in FIG. 13, the hot water that is used at an appropriate temperature by mixing the device 27 that uses the water from the water supply source as it is, the hot water supply 24, the hot water from the hot water supply output water channel 12 and the water from the water supply channel 13. In the water supply system in which the mixing faucet 26 is installed, a hot and cold water mixing adjuster 38 with a water pressure sensor is provided at the input portion of the hot water mixing faucet 26 on the water supply channel 13 side. When a water pressure drop in the water pressure sensor of the hot water / water mixing adjuster 38 with a water pressure sensor is detected as the amount of water in the device 27 changes, the water pressure information on the water side is wirelessly transmitted to the water heater 24. Lower the hot water set temperature on the side to maintain the temperature balance of the mixed water. The hot and cold water mixing faucet 26 is outside the radio wave reach distance from the hot water supply device 24, but relays the hot water and water mixing adjuster 38 with a water pressure sensor to give instructions such as the hot water supply temperature.
[0050]
<Sixth embodiment>
As shown in FIG. 14, a device 27 that uses water from the water supply source as it is, a water heater 28 with a pressure regulator, hot water from the water heater output water channel 12 and water from the water supply channel 13 are mixed to obtain an appropriate temperature. In the water supply system in which the hot and cold water mixing faucet 26 to be used is installed, a hot water and water mixing adjuster 38 with a water pressure sensor is provided at the input portion of the hot water and water mixing faucet 26 on the water supply channel 13 side. When the water pressure drop of the water pressure sensor of the hot water / water mixing adjuster with water pressure sensor 38 is detected in accordance with the change in the amount of water in the device 27, the water pressure information on the water side is wirelessly transmitted to the water heater with pressure regulator 28. The output pressure value of the water heater 28 with pressure regulator is lowered to maintain the temperature balance of the mixed water.
The hot and cold water mixing faucet 26 is outside the radio wave reach distance from the hot water supply device 24, but relays the hot water and water mixing adjuster 38 with a water pressure sensor to give instructions such as the hot water supply temperature.
[0051]
Although not shown, measure the pH value by installing a water quality sensor at the pipe input to the equipment, or measure the electrical conductivity of water by installing an electrical conductivity sensor at the pipe input to the equipment. Therefore, the water quality can be monitored.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
(1) A plurality of electric devices that use water by connecting a water supply pipe or a water distribution pipe, and water that is provided in the electric device and detects the state of water in the water supply pipe or the water distribution pipe connected to the electric device A detecting means and a wireless transmitting means provided between the electrical devices are provided, and any of the wireless transmitting / receiving means is arranged such that a distance from at least one other wireless transmitting / receiving means is within a wireless communication range. In addition, between the electrical devices, by controlling the operation of the own electrical device according to the operation state of the other electrical device and the output of the water detection means of the other electrical device, Even if the wireless transmission / reception means of the device is at a distance where direct radio waves do not reach, the signal is transmitted to the wireless transmission / reception means of the target electrical device via the wireless transmission / reception means within the wireless communication range. As a result, it is possible to remotely control electric devices installed in the house or on the premises even with weak radio waves.
(2) Random data is provided each time by providing means for determining a network based on the optimal route of communication from the master station to each slave station, with one of a plurality of wireless transmission / reception means being a master station and the other being a slave station. Therefore, it is possible to eliminate the lengthening of the transmission time due to the transmission of data and to transmit data in the shortest time.
(3) For data to be transmitted, a token flag indicating whether the data token (transmission right) is empty or in use, a transmission sequence number of the data token, a destination device identification symbol, and a transmission device identification symbol And when the data is transmitted from a certain wireless transmission / reception means, the received wireless transmission / reception means receives the data if it is destined for itself and sends a predetermined data to the transmission information. If it is not addressed to itself, the transmission sequence number is incremented and the data is transmitted, and in each wireless transmission / reception means, the transmission sequence number transmitted by the user last time and the transmission sequence number transmitted this time are transmitted. Priority is given to transmission as the difference is larger, and the difference between the transmission sequence number transmitted this time by the previous transmission station and the transmission sequence number transmitted by the transmission station last time is larger. It allows to reduce the transmission waiting time for the relay transmission of the terminal located in the middle, to prevent congestion of the transmission, it is possible to increase the transmission efficiency.
(4) A message signal in a dedicated data format is provided to set a circulation path, and by exchanging these messages, the mutual connection status of all terminal devices in the system is confirmed, and the token circulation path is set. By deciding and circulating the token according to this, the circulation path can be updated periodically when a terminal device is added or when circulation of the token is stopped.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing the concept of an electrical equipment relay communication system according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a data frame format of data used for transmission / reception in the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a time chart of the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a time chart of the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a process flowchart of the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a process flowchart of the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a process flowchart of the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a processing time chart according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a block diagram showing a third embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a block diagram showing a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a block diagram showing a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a block diagram showing a sixth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
10 Water distribution pipe
11 Circulating waterway
12 Water heater output water channel
13 Water supply channel
21, 22, 23, 27 Equipment
24 Water heater
25 Three-way valve
26 Faucet tap
28 Water heater with pressure regulator
31, 32 Water sensor
33 Three-way valve drive circuit with water temperature sensor
34, 35 Water temperature sensor
36, 37 Water pressure sensor
38 Hot water mixing adjuster with water pressure sensor

Claims

A plurality of electrical devices that use water by connecting water supply pipes or water distribution pipes;
A water detection means for detecting a state of water in the water supply pipe or water distribution pipe provided in the electrical equipment and connected to the electrical equipment;
A wireless transmission means provided between the electrical devices, and any of the wireless transmission / reception means is arranged so that the distance from at least one other wireless transmission / reception means is within a wireless communication possible range;
An electric device characterized in that the operation of its own electric device is controlled between the electric devices according to the operating state of the other electric device and the output of the water detection means of the other electric device. Relay communication system.

2. The electricity according to claim 1, further comprising means for determining one of the plurality of wireless transmission / reception means as a master station and the other as a slave station, and determining a network based on an optimal route for communication from the master station to each slave station. Equipment relay communication system.

Each of a plurality of electric devices or repeaters to be controlled or monitored is provided with wireless transmission / reception means, and each wireless transmission / reception means has a distance from at least one other wireless transmission / reception means within a wireless communication range. An access control method in an electrical equipment relay communication system arranged,
Data to be transmitted includes a transmission right flag indicating whether the data transmission right is empty or in use, a transmission serial number of the data transmission right, a destination device identification symbol, a transmission device identification symbol, and transmission information Data format including
When the data is transmitted from a certain wireless transmission / reception means, the received wireless transmission / reception means must receive the data and send a predetermined response to the transmission information if it is intended for the transmission / reception means. If the transmission sequence number is incremented, the data is transmitted,
In each wireless transmission / reception means, the data having a larger difference between the transmission sequence number transmitted by itself and the transmission sequence number transmitted this time, the transmission sequence number transmitted by the previous transmission station this time, and the same transmission station An access control method in an electrical equipment relay communication system characterized in that transmission is prioritized as the difference from the previously transmitted transmission sequence number increases.

Each of a plurality of electric devices or repeaters to be controlled or monitored is provided with wireless transmission / reception means, and each wireless transmission / reception means has a distance from at least one other wireless transmission / reception means within a wireless communication range. An access control method in an electrical equipment relay communication system arranged,
A message signal in a dedicated data format is provided to set the circulation path, and by exchanging these messages, the mutual connection status of all the terminal devices in the system is confirmed, and the circulation path of the transmission right is determined. An access control method in an electrical equipment relay communication system, wherein a transmission right is circulated in accordance with this.