JP4558355B2

JP4558355B2 - 無線通信システム並びに中継通信装置及び受端通信装置

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Publication number: JP4558355B2
Application number: JP2004073863A
Authority: JP
Inventors: 悟二川; 慎次中泉; 智堀本; 一博河野
Original assignee: 株式会社長府製作所
Priority date: 2004-03-16
Filing date: 2004-03-16
Publication date: 2010-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-16
Also published as: JP2005268845A

Description

本発明は送端通信装置から間歇送信される指示指令に関する情報を、中継通信装置を介して受端通信装置に伝送する無線通信技術に関する。

浴室内に温水ミストを発生させて浴室のミスト暖房を行うミスト式浴室暖房装置が知られている（特許文献１参照）。

図８は特許文献１に記載のミスト式浴室暖房装置の構成を表す図である。ミスト式浴室暖房装置は、浴室の壁にある混合水栓１００の近傍に設置されたノズル・ユニット１０１により構成されている。ノズル・ユニット１０１には、上下に２本のミスト・ノズル１０２ａ，１０２ｂを備えている。ミスト・ノズル１０２ａ，１０２ｂは、ユニット配管１０３，三方弁１０４，分岐配管１０５，及び給湯配管１０６を経由して混合水栓１００の出湯管１０７に接続されている。

三方弁１０４のもう一方の接続口には、排水管１０８が接続されている。三方弁１０４を操作して分岐配管１０５とユニット配管１０３とを連通させると、給湯管１０７から各ミスト・ノズル１０２ａ，１０２ｂに温水が供給され、ミスト・ノズル１０２ａ，１０２ｂから浴室内へ温水ミストが噴射される。この温水ミストにより、浴室内のミスト暖房が行われる。三方弁１０４を操作して排水管１０８とユニット配管１０３とを連通させると、温水ミストの噴射は停止する。

ノズル・ユニット１０１の内部には、三方弁の動作制御を行う制御回路１０９と、制御回路１０９に駆動電力を供給する電池１１０が内蔵されている。また、ノズル・ユニットの表面パネルには、赤外線信号を受信するための赤外線受光素子１１１が設けられている。使用者は、リモコン装置によってノズル・ユニット１０１の操作命令を入力する。操作命令は、赤外線信号として、リモコン装置から赤外線受光素子１１１に送られ受信される。そして、受信された操作命令は制御回路１０９に入力される。制御回路１０９は入力された操作命令に従って、三方弁１０４の操作を行う。このようにして、温水ミストの発停をリモコン装置によって遠隔操作することが可能とされている。

ところで、上述のミスト式浴室暖房装置のように電池駆動により動作する被制御装置を遠隔制御するための無線通信システムにおいては、被制御装置内に設けられる受端通信装置はできる限り小電力で駆動することが求められる。受端通信装置の電力消費が大きいと、電池が早期に消耗し、頻繁に電池交換を行う必要が生じるからである。そこで、無線通信システムの電力消費を抑える技術として、受信側の受端通信装置においては間歇的に受信素子に電力供給を行って受信素子における電力消費を低減する技術が知られている（特許文献２参照）。

図９は特許文献２に記載の無線通信システムの構成を表す図である。この無線通信システムは、本体機器と、本体機器を遠隔操作するリモコン装置とから構成されている。リモコン装置は送信部１２１を備えている。送信部１２１には赤外線発光素子１２１ａが内蔵されており、赤外線により無線信号が発信される。本体機器は、受信部１２２、受信コントローラ１２３、マイコン１２４、及び電池１２５を備えている。受信部１２２は、赤外線受光素子１２２ａを備えており、送信部１２１から送信される赤外線信号を受信することができる。

受信コントローラ１２３は、制限解除部１２６と受光制御部１２７とから構成されている。マイコン１２４は、スリープ状態とスリープ解除状態との２つの状態をとる。スリープ状態は、マイコン１２４の電源電圧を通常動作時よりも低下させた状態である。この状態では、消費電力が少なく省電力化が図られている。一方、スリープ解除状態は、通常動作時の状態である。受光制御部１２７は、マイコン１２４がスリープ状態の時に、赤外線受光素子１２２ａの動作を制限する。制限解除部１２６は、赤外線受光素子１２２ａによって操作信号を受信したときに、マイコン１２４のスリープ状態を解除するとともに、受光制御部１２７による赤外線受光素子１２２ａの動作制限を解除する。電池１２５は、マイコン１２４がスリープ状態に入ったときに、受信コントローラ１２３と受光部１２２に駆動電力を供給する。

図１０はリモコン装置から送出される信号と受光素子の動作を表すタイム・チャートである。リモコン装置の送信部１２１は、時間Ｔ_ｃのインターバルＩで、長さＴ_ａ＋Ｔ_ｂの操作信号Ｓを２回送信する。操作信号Ｓは、長さＴ_ａのマーク信号Ｍと、長さＴ_ｂのデータ信号Ｄにより構成される。

一方、受光制御部１２７は、マイコン１２４がスリープ状態にあるとき、オン時Ｔ_ｏｎ、オフ時Ｔ_ｏｆｆを１サイクルとして、受信部１２２を間歇的に動作させる。このとき、Ｔ_ｏｎ＝２Ｔ_ａ＋Ｔ_ｂ＋Ｔ_ｃ，Ｔ_ｏｆｆ＝Ｔ_ｂ＋Ｔ_ｃとしている。制限解除部１２６は、受信部１２２が動作しているときに、マーク信号Ｍを検出すると、赤外線受光素子１２２ａの間歇動作を解除し、マイコン１２４をスリープ解除状態とする。これにより、マーク信号Ｍに引き続いてデータ信号Ｄを受信できる。

このように、赤外線受光素子１２２ａに間歇的に電力供給をすることにより、電力消費を抑えて、電池が早期に消耗することを防止している。
特開平１０−１８５２２３号公報特開２０００−２８１９１号公報

しかしながら、上記特許文献２に記載の無線通信システムを、特許文献１に記載の電池駆動するミスト式浴室暖房装置に適用する場合、電池により駆動される受端通信装置（ノズル・ユニット１０１）は、赤外線受光素子１１１に対する電力供給のデューティー比をあまり小さくすることができない。

すなわち、電力供給のデューティー比を小さくして、例えば、１０秒に１回、１０ｍｓｅｃの時間だけ受光素子に電力供給を行うこととする。そうすると、上述の無線通信システムではリモコン装置から送信される操作信号の長さを非常に長くする必要が生じる。そうすると、今度は逆にリモコン装置における電力消費が大きくなる。また、使用者は、操作信号が受端通信装置に受信されるまでは、リモコン装置を受端通信装置に向けたままにしておく必要があり、極めて不便である。

また、リモコン装置から送信される操作信号の長さを１００ｍｓｅｃから１ｓｅｃ程度に短くした場合、使用者がリモコン装置を操作するタイミングと受端通信装置において赤外線受光素子１１１に対する電力供給が行われるタイミングとが合わない限り、受端通信装置は操作信号を受信することができない。従って、使用者は何度もリモコン装置を操作する必要があり、不便である。

従って、電力供給のデューティー比を大きくして、リモコン装置の操作性の向上を図る必要がある。そうすると、受端通信装置における赤外線受光素子による電力消費をあまり抑えることができないため、電池の消耗も早い。

そこで、本発明の目的は、受端通信装置における電力消費を極めて小さくすることができるとともに、送端通信装置から受端通信装置を操作する場合における入力操作に対する反応性がよく、使用者の操作性に優れた無線通信システム、並びにそれに使用する中継通信装置及び受端通信装置を提供することにある。

本発明に係る無線通信システムの第１の構成は、使用者により入力される操作指令を入力するための送端通信装置、前記操作指令を受信する受端通信装置、及び前記送端通信装置から無線伝送される操作指令を受信して前記受端通信装置に無線伝送する中継通信装置から構成される通信システムにおいて、前記中継通信装置は、操作指令を一時的に記憶する送信バッファと、前記送端通信装置から操作指令を受信した場合に、前記送信バッファの記憶データを当該操作指令に更新する送信バッファ更新部と、前記送信バッファ更新部により、前記送信バッファの記憶データが当該操作指令に更新されると、前記送信バッファに記憶された当該操作指令を前記受端通信装置に対し所定の時間間隔で繰り返し間歇送信する送信部と、を備えていることを特徴とする。

この構成により、使用者が送端通信装置を操作して操作指令を入力すると、その操作指令は中継通信装置の送信バッファに保存される。そして、中継通信装置は、受端通信装置に対して、送信バッファに保存された当該操作指令を所定の時間間隔で間歇送信し続ける。これにより、受端通信装置は操作指令を確実に受信することが可能である。また、使用者は一度送端通信装置を操作して操作指令を中継受信装置に入力すれば、その後その操作指令が受端通信装置に伝送される前に、操作指令の入力を止めても操作指令は確実に受端通信装置に伝送される。そのため、受端通信装置に操作指令が伝送されるまで送端通信装置から操作指令を入力し続けなくてもよくなる。
また、操作指令は中継通信装置から所定の時間間隔で間歇的に何度も送信されるので、受端通信装置における間歇受信の受信周期を従来よりも長くし、受信周期に対する受信時間の比（以下、「受信デューティー比」という。）を従来に比べ極めて小さくすることができる。従って、受端通信装置における電力消費を極めて小さくすることができる。

本発明に係る無線通信システムの第２の構成は、前記第１の構成において、前記送信バッファ更新部は、前記送端通信装置から操作指令を受信した場合に、前記送信バッファの記憶データを当該操作指令に対応する動作状態情報に更新することを特徴とする。

この構成によれば、受端通信装置の動作状態情報は中継通信装置が保持している。従って、送端通信装置から中継通信装置に送信する情報は、動作状態情報を選択する情報のみでよいため、伝送情報量は小さい。従って、短時間の信号でよいため、送端通信装置の記憶容量を小さくすることが可能となる。また、送端通信装置と中継通信装置間の通信時間が短く、無線通信の伝送誤りが生じにくい。従って、送端通信装置による操作の反応性が改善される。

本発明に係る無線通信システムの第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記受端通信装置は、前記中継通信装置からの伝送信号を間歇受信する受信部と、受信部により伝送信号を間歇受信する時間間隔（以下、「検出間隔」という。）を設定する検出間隔設定部と、検出間隔設定部により設定された検出間隔で、前記受信部により前記中継通信装置からの伝送信号を検出する伝送信号検出部と、前記検出間隔設定部に設定される検出間隔を変更する検出間隔変更部と、を備え、前記検出間隔変更部は、前記伝送信号検出部が伝送信号を継続して検出していない時間帯には検出間隔を停止時検出間隔Ｔ_ｓに設定し、前記伝送信号検出部が伝送信号を検出した場合には、前記検出時間を前記停止時検出間隔Ｔ_ｓよりも短い動作時検出間隔Ｔ_ａに変更することを特徴とする。

この構成によれば、中継通信装置からの伝送信号が検出されていない時間帯には、検出間隔変更部は、検出間隔を、動作時検出間隔Ｔ_ａよりも長い停止時検出間隔Ｔ_ｓに設定する。そして、中継通信装置からの伝送信号が検出された後に、検出間隔変更部は、検出間隔を動作時検出間隔Ｔ_ａに切り替える。このように中継通信装置からの伝送信号の有無によって検出間隔を切り替えることにより、受端通信装置において伝送信号の検出で消費される電力を節減することができる。従って、受端通信装置の電源に電池を使用する場合には、電池の消耗を抑え寿命を長くすることが可能となる。

本発明に係る無線通信システムの第４の構成は、前記第３の構成において、前記検出間隔変更部は、前記検出間隔設定部に設定された検出間隔が前記動作時検出間隔Ｔ_ａである場合において、前記伝送信号検出部が所定の回数だけ伝送信号を継続して検出しない場合には、検出間隔を前記停止時検出間隔Ｔ_ｓに切り替えることを特徴とする。

この構成によれば、伝送信号検出部が動作時検出間隔Ｔ_ａで伝送信号を検出している場合において、中継通信装置からの伝送信号が継続して所定の回数だけ検出されなければ、伝送信号検出部が伝送信号を検出する間隔が動作時検出間隔Ｔ_ａよりも長い停止時検出間隔Ｔ_ｓに再設定される。これにより、受端通信装置において伝送信号の検出で消費される電力を節減することができる。従って、受端通信装置の電源に電池を使用する場合には、電池の消耗時間を長くすることが可能となる。

本発明に係る無線通信システムの第５の構成は、前記第３又は４の構成において、前記検出間隔変更部は、前記伝送信号検出部が伝送信号として停止信号を検出してから所定の回数だけ継続して停止信号以外の伝送信号を検出しない場合には、検出間隔を前記停止時検出間隔Ｔ_ｓに切り替えることを特徴とする。

この構成によれば、伝送信号検出部が伝送信号として停止信号を検出してから所定の回数だけ継続して停止信号以外の伝送信号を検出しなければ、伝送信号検出部が伝送信号を検出する間隔が動作時検出間隔Ｔ_ａよりも長い停止時検出間隔Ｔ_ｓに再設定される。これにより、受端通信装置において伝送信号の検出で消費される電力を節減することができる。従って、受端通信装置の電源に電池を使用する場合には、電池の消耗を抑え寿命を長くすることが可能となる。

本発明に係る無線通信システムの第６の構成は、前記第３乃至５の何れか一の構成において、前記受端通信装置は、電源電圧を通常モード電圧Ｖ_ａとそれよりも低い省電力モード電圧Ｖ_ｓとの間で切り替えを行う電源制御部を備えており、前記電源制御部は、前記検出間隔設定部に設定された検出間隔が前記動作時検出間隔Ｔ_ａの時には電源電圧を前記通常モード電圧Ｖ_ａに設定し、電源電圧が前記通常モード電圧Ｖ_ａの状態において、前記伝送信号検出部が停止信号を検出した時に、電源電圧を前記省電力モード電圧Ｖ_ｓに切り替える制御を行うことを特徴とする。

この構成によれば、通常モード電圧Ｖ_ａの状態において、伝送信号検出部が停止信号を検出した時に、電源電圧が省電力モード電圧Ｖ_ｓに切り替えられる。これにより、無駄な電力消費を抑えることができる。

本発明に係る中継通信装置の第１の構成は、使用者により入力される操作指令を入力するための送端通信装置、前記操作指令を受信する受端通信装置、及び前記送端通信装置から無線伝送される操作指令を受信して前記受端通信装置に無線伝送する中継通信装置から構成される通信システムで使用される中継通信装置において、操作指令を一時的に記憶する送信バッファと、前記送端通信装置から操作指令を受信した場合に、前記送信バッファの記憶データを当該操作指令に更新する送信バッファ更新部と、前記送信バッファ更新部により、前記送信バッファの記憶データが当該操作指令に更新されると、前記送信バッファに記憶された当該操作指令を前記受端通信装置に対し所定の時間間隔で繰り返し間歇送信する送信部と、を備えていることを特徴とする。

本発明に係る中継通信装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記送信バッファ更新部は、前記送端通信装置から操作指令を受信した場合に、前記送信バッファの記憶データを当該操作指令に対応する動作状態情報に更新することを特徴とする。

本発明に係る受端通信装置の第１の構成は、使用者により入力される操作指令を入力するための送端通信装置、前記操作指令を受信する受端通信装置、及び前記送端通信装置から無線伝送される操作指令を受信して前記受端通信装置に無線伝送する中継通信装置から構成される通信システムで使用される受端通信装置において、前記中継通信装置からの伝送信号を間歇受信する受信部と、受信部により伝送信号を間歇受信する時間間隔（以下、「検出間隔」という。）を設定する検出間隔設定部と、検出間隔設定部により設定された検出間隔で、前記受信部により前記中継通信装置からの伝送信号を検出する伝送信号検出部と、前記検出間隔設定部に設定される検出間隔を変更する検出間隔変更部と、を備え、前記検出間隔変更部は、前記伝送信号検出部が伝送信号を継続して検出していない時間帯には検出間隔を停止時検出間隔Ｔ_ｓに設定し、前記伝送信号検出部が伝送信号を検出した場合には、前記検出時間を前記停止時検出間隔Ｔ_ｓよりも短い動作時検出間隔Ｔ_ａに変更することを特徴とする。

本発明に係る受端通信装置の第２の構成は、前記第１の構成において、前記検出間隔変更部は、前記検出間隔設定部に設定された検出間隔が前記動作時検出間隔Ｔ_ａである場合において、前記伝送信号検出部が所定の回数だけ伝送信号を継続して検出しない場合には、検出間隔を前記停止時検出間隔Ｔ_ｓに切り替えることを特徴とする。

本発明に係る受端通信装置の第３の構成は、前記第１又は２の構成において、前記検出間隔変更部は、前記伝送信号検出部が伝送信号として停止信号を検出してから所定の回数だけ継続して停止信号以外の伝送信号を検出しない場合には、検出間隔を前記停止時検出間隔Ｔ_ｓに切り替えることを特徴とする。

本発明に係る受端通信装置の第４の構成は、前記第１乃至３の何れか一の構成において、電源電圧を通常モード電圧Ｖ_ａとそれよりも低い省電力モード電圧Ｖ_ｓとの間で切り替えを行う電源制御部を備えており、前記電源制御部は、前記検出間隔設定部に設定された検出間隔が前記動作時検出間隔Ｔ_ａの時には電源電圧を前記通常モード電圧Ｖ_ａに設定し、電源電圧が前記通常モード電圧Ｖ_ａの状態において、前記伝送信号検出部が停止信号を検出した時に、電源電圧を前記省電力モード電圧Ｖ_ｓに切り替える制御を行うことを特徴とする。

以上のように、本発明によれば、使用者が一度送端通信装置を操作して操作指令を中継受信装置に入力すれば、その後その操作指令が受端通信装置に伝送される前に操作指令の入力を止めても操作指令は確実に受端通信装置に伝送されるため、受端通信装置に操作指令が伝送されるまで送端通信装置から操作指令を入力し続けなくてもよい。従って、送端通信装置から受端通信装置を操作する場合における入力に対する反応性がよく、使用者の操作性が向上する。

また、操作指令は中継通信装置から所定の時間間隔で間歇的に何度も送信されるので、受端通信装置における間歇受信の受信周期を従来よりも長くし、受信デューティー比を従来に比べ極めて小さくすることができる。そのため、受端通信装置における電力消費を極めて小さくすることができる。従って、受端通信装置が電池駆動の場合、受端通信装置における電池の消耗を抑えて電池寿命を極めて長くすることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の実施例１に係る無線通信システムの構成を表す図である。本実施例に係る無線通信システムは、送端通信装置１、中継通信装置２、及び受端通信装置３の３つの部分から構成されている。そして、送端通信装置１と中継通信装置２とは赤外線無線通信が可能であり、中継通信装置２と受端通信装置３とは赤外線通信が可能である。

送端通信装置１は、入力装置４、及び送信部５を備えている。入力装置４は、使用者が操作指令を入力するための装置（スイッチ等）である。送信部５は、入力装置４から入力される操作指令を、赤外線信号により中継通信装置２に送信する。

中継通信装置２は、受信部６、送信バッファ更新部７、送信バッファ８、送信部９、送受信タイマー１０、クロック生成器１１、モード設定部１２、モード切替スイッチ１３、及びインバータ１４を備えている。

受信部６は、送端通信装置１から送信されてくる赤外線信号を受信する。送信バッファ更新部７は、受信部６で受信された受信信号（操作指令）を送信バッファ８に保存する。なお、送信バッファ更新部７は、操作指令をそのまま送信バッファに保存する構成としてもよく、当該操作指令に対応する動作状態情報を送信バッファ８に保存する構成としてもよい。送信バッファ８は、操作指令又は動作状態情報（以下、まとめて「操作指令情報」という。）を一時的に記憶するバッファである。送信部９は、送信バッファに記憶された操作指令情報を受端通信装置３に対し所定の時間間隔で間歇送信する。

クロック生成器１１は、一定の周期（Ｔ_ｐ＋Ｔ_ｕ）のクロックを発生する。送受信タイマー１０は、クロック生成器１１が生成するクロックを計数し、一定の計数値に達すると長さＴ_ｐのパルスを発生する。これにより、送受信タイマー１０は、所定の時間間隔でパルスを発生する。送受信タイマー１０の出力は、送信部９の電源切替制御端子に入力される。送信部９は、送受信タイマー１０が発生するパルスがＨレベル（１）のときに、赤外線送信を行う。また、送受信タイマー１０が発生するパルスは、インバータ１４により反転され、受信部６の電源切替端子に入力される。受信部６は、このインバータ１４の出力がＨレベル（１）の時（すなわち、送受信タイマー１０が発生するパルスがＬレベル（０）のとき）に、赤外線信号の受信を行う。

モード設定部１２は、送信バッファ更新部７による受信信号の検出状態に基づいて、送受信モードの設定を行う。すなわち、モード設定部１２は、モード切替スイッチ１３に対して０／１の切り替え信号（以下、「モード切替信号」という。）を出力する。モード切替信号が１のとき、送受信タイマー１０とクロック生成器１１とが接続されて、送受信タイマー１０にクロックが入力される。従って、クロック生成器１１は周期Ｔ_ｐ＋Ｔ_ｕでパルスを発生し続ける。一方、モード切替信号が０のとき、送受信タイマー１０とクロック生成器１１とは切り離され、送受信タイマー１０は停止する。

ここで、「送受信モード」とは、中継通信装置２が送受信動作を行う状態をいい、動作モードと待機モードがある。「動作モード」においては、中継通信装置２は時間Ｔ_ｕで受信部６が赤外線信号を受信し、時間Ｔ_ｐで送信部９が赤外線信号を送信するという動作を１周期とする周期的動作を繰り返す。また、「待機モード」においては、受信部６が継続して受信状態となり、送信部９が継続して停止状態となる。

受端通信装置３は、受信部１５、伝送信号検出部１６、受信タイマー１７、メイン・クロック生成器１８、サブ・クロック生成器１９、検出間隔変更部２０、検出間隔設定部２１、クロック切替スイッチ２２、クロック供給スイッチ２３、及び電源制御部２４を備えている。

受信部１５は、中継通信装置２から送信される伝送信号（赤外線信号）を間歇受信する。伝送信号検出部１６は、後述の検出間隔設定部２１により設定された検出間隔で、受信部１５により中継通信装置２から伝送される伝送信号を検出する。

メイン・クロック生成器１８は、一定の周期のクロックを発生する。サブ・クロック生成器１９は、メイン・クロック生成器１８が発生するクロックを計数し、計数値が一定の値を超えたときに出力を反転させることで、メイン・クロックの整数倍の周期のサブ・クロックを生成する。本実施例においては、メイン・クロックの周期をＴ_ａ、サブ・クロックの周期をＴ_ｓ＝ｎＴ_ａ（ｎは２以上の整数。）とする。

受信タイマー１７は、メイン・クロック又はサブ・クロックの立ち上がりにおいて、所定の間隔Ｔ_ｒ（＜Ｔ_ａ）のパルスを出力する。これにより、受信タイマー１７は、周期Ｔ_ａ又はＴ_ｓ（＝ｎＴ_ａ）で、幅Ｔ_ｒのパルスを間歇的に出力する。伝送信号検出部１６は、この受信タイマー１７が出力するパルスがＨレベルである時間に、受信部１５に電力供給を行うことによって伝送信号を間歇的に検出する。以下では、周期Ｔ_ａを動作時検出間隔といい、周期Ｔ_ｓを停止時検出間隔ということとする。

検出間隔設定部２１は、伝送信号検出部１６の検出間隔を設定する。すなわち、検出間隔をＴ_ａに設定する場合には、検出間隔設定部２１は０を出力する。これにより、メイン・クロック生成器１８からサブ・クロック生成器１９に対してクロック信号を供給するラインに設けられたクロック切替スイッチ２２が遮断状態となり、メイン・クロックの供給が停止される。また、クロック供給スイッチ２３を、メイン・クロック生成器１８の出力ノードと受信タイマー１７のクロック入力ノードとを接続する方向に切り替える。なお、クロック供給スイッチ２３は、受信タイマー１７のクロック入力ノードと、メイン・クロック生成器１８の出力ノード又はサブ・クロック生成器１９の出力ノードとの接続を切り替えるスイッチである。一方、検出間隔をＴ_ｓに設定する場合には、検出間隔設定部２１は１を出力する。

検出間隔変更部２０は、検出間隔設定部２１に設定される検出間隔を変更する。すなわち、検出間隔変更部２０は、伝送信号検出部１６が伝送信号を継続して検出していない時間帯には検出間隔を停止時検出間隔Ｔ_ｓに設定する。また、伝送信号検出部１６が伝送信号を検出した場合には、検出時間を動作時検出間隔Ｔ_ａに変更する。さらに、検出間隔変更部２０は、検出間隔設定部２１に設定された検出間隔が動作時検出間隔Ｔ_ａである場合においては、伝送信号検出部１６が所定の回数ｎだけ伝送信号を継続して検出しない場合には、検出間隔を停止時検出間隔Ｔ_ｓに切り替える。また、伝送信号検出部１６が伝送信号として停止信号を検出してから所定の回数だけ継続して停止信号以外の伝送信号を検出しない場合にも、検出間隔を停止時検出間隔Ｔ_ｓに切り替える。ここで、「停止信号」とは、受端通信装置３が組み込まれた機器に対して、その機器の所定の動作を停止する指令信号をいう。

電源制御部２４は、受端通信装置３の電源電圧を、通常モード電圧Ｖ_ａとそれよりも低い省電力モード電圧Ｖ_ｓとの間で切り替えを行う。ここで、「通常モード電圧」とは、受端通信装置３が通常の動作を行っている状態（通常モード）における電圧をいう。「省電力モード電圧」とは、受端通信装置３が休止状態にある状態（省電力モード）における電圧をいう。

電源制御部２４は、検出間隔設定部２１に設定された検出間隔が動作時検出間隔Ｔ_ａの時には電源電圧を通常モード電圧Ｖ_ａに設定する。また、電源電圧が通常モード電圧Ｖ_ａの状態において、伝送信号検出部１６が停止信号を検出した時に、電源電圧を前記省電力モード電圧Ｖ_ｓに切り替える。

実際にこのような無線通信システムが使用される系としては、例えば、図２のような系が想定される。図２は実施例１に係る無線通信システムをミスト式浴室暖房システムに適用した例を示す図である。

このミスト式浴室暖房システムは、リモコン装置３１、浴室内壁の天井付近に設置された浴室暖房乾燥機３２、及び浴室内の混合水栓３４近傍の壁に設置されたミスト式浴室暖房装置３３から構成されている。リモコン装置３１と浴室暖房乾燥装置３２との間は、赤外線無線チャネルにより接続されている。また、浴室暖房乾燥装置３２とミスト式浴室暖房装置３３との間も、赤外線無線チャネルにより接続されている。浴室暖房乾燥機３２は、商用電源から電力供給されて動作する。また、ミスト式浴室暖房装置３３は電池駆動である。

この系においては、リモコン装置３１に送端通信装置１が内蔵される。浴室暖房乾燥機３２に中継通信装置２が内蔵される。また、ミスト式浴室暖房装置３３に受端通信装置３が内蔵される。

浴室暖房乾燥機３２の表面パネルには、赤外線通信窓３５が設けられている。この赤外線通信窓３５を通して、リモコン装置３１から送信される赤外線信号を受信し、また、ミスト式浴室暖房装置３３に対して赤外線信号を送信する。

ミスト式浴室暖房装置３３は、混合水栓３４に温水を供給する給湯管３４ａに接続されている。この給湯管３４ａから温水が供給され、ミスト・ノズル３６から温水ミストを浴室内に噴霧する。

ミスト式浴室暖房装置３３における温水ミストの発停は、内蔵された電磁弁を開閉することにより行われる。この電磁弁の発停を、リモコン装置３１から遠隔操作するのに、本実施例の無線通信システムが利用される。

次に、上述の如く構成された本実施例の無線通信システムにおいて、以下その動作を説明する。

図３は図１の中継通信装置の動作を表すフローチャート、図４は図１の受端通信装置の動作を表すフローチャート、図５は受端通信装置の状態遷移図、図６は送端通信装置から操作指令が送信されはじめたときの各通信装置の送受信タイミングを表すタイム・チャートである。

まず、中継通信装置２の動作を、図３を参照しながら説明する。最初に、電源がＯＮ状態となると、中継通信装置は待機モードとなる（Ｓ１）。すなわち、モード設定部１２はモード切替スイッチ１３に対して０を出力する。これにより、モード切替スイッチ１３からは継続して０が出力される。そして、送信部９の電源切替端子には０、受信部６の電源切替端子には継続して１が入力される。これにより、送信部９は継続して停止状態となり、受信部６は継続して受信状態となる（図６の区間Ｔ_１参照）。そして、送端通信装置１から伝送信号（操作指令）が受信されるまでは、待機モードの状態を維持する（Ｓ２）。

送端通信装置１から伝送信号（操作指令）を受信すると（Ｓ３）、送信バッファ更新部７は、その操作指令に応じて操作指令情報を送信バッファ８に格納する。そして、送信バッファ更新部７は、モード設定部１２により動作モードに設定する（Ｓ５）。動作モードにおいては、モード設定部Ｓ１２はモード切替スイッチ１３に対して１を出力する。これにより、送受信タイマー１０にはクロック生成器１１から周期Ｔ_ｐ＋Ｔ_ｕのクロックが供給される。送受信タイマー１０は、周期Ｔ_ｐ＋Ｔ_ｕで、幅Ｔ_ｐのパルスを継続的に繰り返して発生する（図６の区間Ｔ_２参照）。

送受信タイマー１０の出力が１（Ｈレベル）の場合（Ｓ６）、受信部６はＯＦＦ状態、送信部９はＯＮ状態となる（Ｓ７）。これにより、受信部６は受信を停止する。送信部９は、送信バッファ８に保存された操作指令情報を受端通信装置３に送信する（Ｓ８）。

一方、ステップＳ６において、送受信タイマー１０の出力が０（Ｌレベル）の場合、受信部６はＯＮ状態、送信部９はＯＦＦ状態となる（Ｓ９）。これにより、送信部９は送信を停止する。受信部６は送端通信装置１からの伝送信号を受信可能な状態となる。

なお、以下では、送受信タイマー１０の出力が１の区間を「送信ウィンドウ」といい、送受信タイマー１０の出力が０の区間を「受信ウィンドウ」という（図６参照）。送信ウィンドウの長さはＴ_ｐであり、受信ウィンドウの長さはＴ_ｕである。

ここで、送端通信装置１からの伝送信号が検出されなければ（Ｓ１０）、ステップＳ６に戻る。一方、送端通信装置１からの伝送信号を受信した場合（Ｓ１０）、送信バッファ更新部７は、クロック生成器１１に対して割込信号を出力する（Ｓ１１）。クロック生成器１１は、割込信号が入力された場合、クロックの出力を停止する。これにより、送受信タイマー１０は継続して０を出力する。従って、受信部６は継続して受信可能な状態を維持し、送信部９は継続して送信停止状態となる。

次に、送信バッファ更新部７は、送端通信装置１からの伝送信号（操作指令）を全て受信するまで、受信部６で受信される操作指令を読み込む（Ｓ１２）。なお、送端通信装置１からの伝送信号は、図６に示したように、長さＴ_ｃｏｍの伝送信号が、間隔Ｔ_ｉｎｔをおいて２回伝送される。また、伝送信号の長さＴ_ｃｏｍは、中継通信装置２の送信ウィンドウの長さＴ_ｐよりも長く設定される。これにより、最初の伝送信号の先頭において受信部６が受信停止状態であっても、伝送信号が終了する前には必ず受信部６が受信可能状態となる。従って、送信バッファ更新部７は最初の伝送信号を検出することが可能である。そして、最初の伝送信号が検出された場合には、送信バッファ更新部７は割込信号を出力し、受信部６の受信状態を継続させる。これにより、送信バッファ更新部７は、２回目に送信される伝送信号（操作指令）を完全に読み込むことが可能である。

次に、送信バッファ更新部７は、受信した伝送信号（操作指令）を解析する（Ｓ１３）。そして、この操作指令が、受端通信装置３に対する操作指令である場合には（Ｓ１４）、操作指令情報を送信バッファ８に格納する（Ｓ１５）。一方、この操作指令が、中継通信装置２に対するものであれば、その操作指令の指示に応じた処理を行う（Ｓ１６）。

そして、最後に、送信バッファ更新部７は、割込信号の出力を停止する（Ｓ１７）。そして、ステップＳ６に戻る。これにより、クロック生成器１１は、再びクロックの出力を開始する。そして、受信部６及び送信部９は、交互に受信と送信を繰り返す動作を再開する。

次に、受端通信装置３の動作を、図４を参照しながら説明する。最初に、受端通信装置３の電源がＯＮ状態とされると、検出間隔変更部２０は、内部変数として保持する未検出カウンタｎ_１を０に設定する（Ｓ２１）。また、同じく内部変数として保持する停止信号カウンタｎ_２を０に設定する（Ｓ２２）。

そして、電源制御部２４は、受端通信装置３の電源電圧を省電力モード電圧Ｖ_ｓに設定する。検出間隔設定部２１は検出間隔をＴ_ｓに設定する（Ｓ２３）。すなわち、検出間隔設定部２１は、クロック切替スイッチ２２及びクロック供給スイッチ２３に対して、１（Ｈレベル）を出力する。これにより、メイン・クロック生成器１８が出力する周期Ｔ_ａのクロックは、サブ・クロック生成器１９に入力される。サブ・クロック生成器１９は、周期Ｔ_ａのクロックに基づいて、それよりも長い周期Ｔ_ｓのクロックを生成して、受信タイマー１７に出力する。受信タイマー１７は、入力されるクロックと同じ周期で、時間幅Ｔ_ｒ（＜Ｔ_ａ）のパルスを出力する。そして、伝送信号検出部１６は、受信タイマー１７の出力が１（Ｈレベル）である時間幅Ｔ_ｒだけ受信部１５に給電して伝送信号を検出する。受信タイマー１７の出力が０（Ｌレベル）である時間は、受信部１５への給電を停止し電力消費を抑える。このようにして、検出間隔設定部２１は周期Ｔ_ｓで、時間幅Ｔ_ｒだけ伝送信号の検出を行う動作を繰り返すようになる（図５の状態１）。

なお、以下では検出間隔設定部２１が伝送信号の検出を行う時間幅Ｔ_ｒの区間を「検出ウィンドウ」という。

まず、伝送信号検出部１６は、受信部１５の給電を停止し、ＯＦＦ状態とする（Ｓ２４）。そして、受信タイマー１７の出力が０（Ｌレベル）の間、この状態を維持する（Ｓ２５）。受信タイマー１７の出力が１（Ｈレベル）となると、伝送信号検出部１６は、受信部１５への給電を開始して、受信部１５をＯＮ状態とする（Ｓ２６）。

そして、伝送信号検出部１６は伝送信号を受信したか否かを判定する（Ｓ２７）。受信していない場合には、受信タイマー１７の出力が１の間、ステップＳ２７の判定を繰り返す（Ｓ２８）。

ステップＳ２７において伝送信号を検出した場合、検出間隔変更部２０は、検出間隔設定部２１の検出間隔の設定をＴ_ａに変更する（Ｓ２９）。このとき、検出間隔設定部２１は、クロック切替スイッチ２２及びクロック供給スイッチ２３に対して、０（Ｌレベル）を出力する。これにより、メイン・クロック生成器１８が出力する周期Ｔ_ａのクロックは、受信タイマー１７に入力される。受信タイマー１７は、入力されるクロックと同じ周期で、時間幅Ｔ_ｒ（＜Ｔ_ａ）のパルスを出力する。そして、伝送信号検出部１６は、受信タイマー１７の出力が１（Ｈレベル）である時間幅Ｔ_ｒだけ受信部１５に給電して伝送信号を検出する。受信タイマー１７の出力が０（Ｌレベル）である時間は、受信部１５への給電を停止し電力消費を抑える。このようにして、検出間隔設定部２１は周期Ｔ_ａで、時間幅Ｔ_ｒだけ伝送信号の検出を行う動作を繰り返すようになる。

次に、伝送信号検出部１６は、受信した伝送信号（操作指令情報）が停止信号か否かを判定する（Ｓ３０）。ここで、停止信号の場合には、電源制御部２４は、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ３０で、受信した伝送信号（操作指令情報）が停止信号ではない場合、電源制御部２４は、現在省電力モードであるか否かを判定する（Ｓ３１）。そして、省電力モードであれば、電源制御部２４は、電源電圧を通常モード電圧Ｖ_ａに設定する（Ｓ３２）。これにより、図５の状態１から状態２に移行する。次いで、受端通信装置３は操作指令情報の解析と実行処理を行い（Ｓ３３）、ステップＳ２８に移行する。

ステップＳ２８において、受信タイマー１７の出力が０（Ｌレベル）であった場合、検出間隔変更部２０は、現在の動作モードが通常モードであるか否かを判定する（Ｓ３４）。現在、省電力モードである場合には、ステップＳ２４に戻る。

ステップＳ３４において、現在の動作モードが通常モードであった場合、検出間隔変更部２０は、直前の検出ウィンドウにおいて伝送信号検出部１６が伝送信号を検出したか否かを判定する（Ｓ３５）。ここで、直前の検出ウィンドウにおいて伝送信号検出部１６が伝送信号を検出しなかった場合、検出間隔変更部２０は、未検出カウンタｎ_１の値を１だけインクリメントする（Ｓ３６）。そして、ｎ_１が所定の閾値ｎ_１ｍａｘ以下の場合には（Ｓ３７）、ステップＳ２４に戻る。一方、ｎ_１＞ｎ_１ｍａｘの場合には、検出間隔変更部２０は、検出間隔設定部２１により検出間隔をＴ_ｓに設定する（Ｓ３８）。また、電源制御部２４は、電源電圧を省電力モード電圧Ｖ_ｓに設定する（Ｓ３９）。そして、ステップＳ２４に戻る。これにより、受端通信装置３は、図５の状態２又は状態３から状態１に状態遷移する。

ステップＳ３５において、直前の検出ウィンドウにおいて伝送信号検出部１６が伝送信号を検出した場合、検出間隔変更部２０は、未検出カウンタｎ_１の値を０にリセットする（Ｓ４０）。次いで、検出間隔変更部２０は、直前の検出ウィンドウにおいて伝送信号検出部１６が停止信号以外の操作指令情報を検出したか否かを判定する（Ｓ４１）。ここで、停止信号以外の操作指令情報を検出した場合には、検出間隔変更部２０は、停止信号カウンタｎ_２を０にリセットして（Ｓ４２）、ステップＳ２４に戻る。

ステップＳ４１において、直前の検出ウィンドウにおいて伝送信号検出部１６が停止信号を検出した場合には、電源制御部２４は、電源電圧を省電力モード電圧Ｖ_ｓに設定する（Ｓ４３）。そして、検出間隔変更部２０は、停止信号カウンタｎ_２を１だけインクリメントする（Ｓ４４）。これにより、受端通信装置３が図５の状態２にある場合には、状態３に状態遷移する。

次に、検出間隔変更部２０は、ｎ_２が閾値ｎ_２ｍａｘよりも大きいか否かを判定する（Ｓ４５）。ここで、ｎ_２が閾値ｎ_２ｍａｘ以下の場合、ステップＳ２４に戻る。ステップＳ４５において、ｎ_２が閾値ｎ_２ｍａｘよりも大きい場合、検出間隔設定部２１は、検出間隔設定部２１により検出間隔をＴ_ｓに設定する（Ｓ４６）。そして、ステップＳ２４に戻る。これにより、受端通信装置３が図５の状態３にある場合には、状態１に状態遷移する。

上記動作により、各通信装置間の通信信号の授受は、図７のように行われる。図７は通信開始から通信終了までの各通信装置の送受信のタイミングを表すタイム・チャートである。使用者により送端通信装置１から操作指令が入力されると、この操作指令は中継通信装置２に送信され、送信バッファ８に保存される。そして、中継通信装置２は受端通信装置３に対して、この操作指令を、一定の周期Ｔ_ｕ＋Ｔ_ｐで継続して送信し続ける。これにより、使用者が送端通信装置１の操作を止めても、操作指令は受端通信装置に確実に伝送される。従って、使用者は操作指令が受端通信装置３に伝達するまで操作指令を入力し続ける必要はなく、操作性が向上する。

また、受端通信装置３は、操作指令が送信されていない間は、電源電圧を下げて受信間隔も長く（例えば、１０秒に１回の割合で受信）して電力消費を抑え、一定周期で反復的に送信される操作指令を何れかのタイミングで受信すればよい。そして、操作指令が受信された場合には、電源電圧を上昇させて受信間隔を短くして、通常の動作状態に遷移すればよい。したがって、受端通信装置３の電力消費を極めて小さくすることが可能となる。

本発明の実施例１に係る無線通信システムの構成を表す図である。実施例１に係る無線通信システムをミスト式浴室暖房システムに適用した例を示す図である。図１の中継通信装置の動作を表すフローチャートである。図１の受端通信装置の動作を表すフローチャートである。受端通信装置の状態遷移図である。送端通信装置から操作指令が送信されはじめたときの各通信装置の送受信タイミングを表すタイム・チャートである。通信開始から通信終了までの各通信装置の送受信のタイミングを表すタイム・チャートである。特許文献１に記載のミスト式浴室暖房装置の構成を表す図である。特許文献２に記載の無線通信システムの構成を表す図である。リモコン装置から送出される信号と受光素子の動作との表すタイム・チャートである。

符号の説明

１送端通信装置
２中継通信装置
３受端通信装置
４入力装置
５送信部
６受信部
７送信バッファ更新部
８送信バッファ
９送信部
１０送受信タイマー
１１クロック生成器
１２モード設定部
１３モード切替スイッチ
１４インバータ
１５受信部
１６伝送信号検出部
１７受信タイマー
１８メイン・クロック生成器
１９サブ・クロック生成器
２０検出間隔変更部
２１検出間隔設定部
２２クロック切替スイッチ
２３クロック供給スイッチ
２４電源制御部
３１リモコン装置
３２浴室暖房乾燥機
３３ミスト式浴室暖房装置
３４混合水栓
３４ａ給湯管
３５赤外線通信窓
３６ミスト・ノズル

Claims

使用者により入力される操作指令を入力するための送端通信装置、前記操作指令を受信する受端通信装置、及び前記送端通信装置から無線伝送される操作指令を受信して前記受端通信装置に無線伝送する中継通信装置から構成される通信システムにおいて、
前記中継通信装置は、
操作指令を一時的に記憶する送信バッファと、
前記送端通信装置から操作指令を受信した場合に、前記送信バッファの記憶データを当該操作指令に更新する送信バッファ更新部と、
前記送信バッファ更新部により、前記送信バッファの記憶データが当該操作指令に更新されると、前記送信バッファに記憶された当該操作指令を前記受端通信装置に対し所定の時間間隔で繰り返し間歇送信する送信部と、
を備え、
前記受端通信装置は、
前記中継通信装置からの伝送信号を間歇受信する受信部と、
受信部により伝送信号を間歇受信する時間間隔（以下、「検出間隔」という。）を設定する検出間隔設定部と、
検出間隔設定部により設定された検出間隔で、前記受信部により前記中継通信装置からの伝送信号を検出する伝送信号検出部と、
前記検出間隔設定部に設定される検出間隔を変更する検出間隔変更部と、
電源電圧を通常モード電圧Ｖ _ａとそれよりも低い省電力モード電圧Ｖ _ｓとの間で切り替えを行う電源制御部と、
を備え、
前記検出間隔変更部は、
起動時には検出間隔を停止時検出間隔Ｔ _ｓに設定し、
前記伝送信号検出部が伝送信号を検出した場合には、前記検出時間を前記停止時検出間隔Ｔ _ｓよりも短い動作時検出間隔Ｔ _ａに変更し、
前記伝送信号検出部が伝送信号を所定の回数（ｎ _１ｍａｘ回）連続して検出しない状態が継続した場合又は前記伝送信号検出部が伝送信号として停止信号を検出してから所定の回数（ｎ _２ｍａｘ回）だけ継続して停止信号以外の伝送信号を検出しない場合には、検出間隔を前記停止時検出間隔Ｔ _ｓに切り替えるものであり、
前記電源制御部は、
起動時には電源電圧を前記省電力モード電圧Ｖ _ｓに設定し、
検出間隔が前記停止時検出間隔Ｔ _ｓで且つ電源電圧が前記省電力モード電圧Ｖ _ｓのときに前記伝送信号検出部が伝送信号を検出した場合には、電源電圧を前記通常モード電圧Ｖ _ａに切り替え、
検出間隔が前記停止時検出間隔Ｔ _ａで且つ電源電圧が前記通常モード電圧Ｖ _ａのときに、前記伝送信号検出部が伝送信号として停止信号を検出した場合又は前記伝送信号検出部が伝送信号を所定の回数（ｎ _１ｍａｘ回）連続して検出しない状態が継続した場合には、電源電圧を前記省電力モード電圧Ｖ _ｓに切り替え、
検出間隔が前記動作時検出間隔Ｔ _ａで且つ電源電圧が前記省電力モード電圧Ｖ _ｓのときに、前記伝送信号検出部が伝送信号として停止信号以外の伝送信号を検出した場合には、電源電圧を前記通常モード電圧Ｖ _ａに切り替える制御を行うことを特徴とする無線通信システム。
前記送信バッファ更新部は、前記送端通信装置から操作指令を受信した場合に、前記送信バッファの記憶データを当該操作指令に対応する動作状態情報に更新することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。