JP7466294B2 - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、通信システム及び通信方法に関する。

空調機器のメンテナンスにおいて、空調機器の状態に関する情報（以下、機器情報という。）を当該空調機器のリモコンに表示させ、作業者が、表示された機器情報を視認して、当該空調機器の状態を把握することが一般的に行われている。

しかし、空調機器の状態の判断がリモコンに表示された機器情報を視認した作業者のみに委ねられるため、正確性が保証されないという懸念がある。また、機器情報をデータとして取得しないため、空調機器の状態を詳細に分析することができず、高精度のメンテナンスが困難であるという問題がある。

この問題に対し、作業者が所持する端末装置とリモコンとの通信により、空調機器の機器情報が端末装置に取得されるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１）。

特開２０１９－２００３３号公報

しかしながら、一般的に機器情報の多くは、空調機器の室外機が備える記憶装置に記憶されており、上記のように端末装置を使用して機器情報を取得するためには、リモコン－室内機－室外機－室内機－リモコンという通信経路を経る必要があり、機器情報の取得が完了するまでに時間を要してしまうという問題がある。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、機器から当該機器の機器情報を即座に取得することを可能にする通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る通信システムは、
機器の筐体内部に配置される情報送信装置と、端末装置と、を備え、
前記情報送信装置は、
前記端末装置と予め定めた変調方式により変調された音波により通信する端末通信手段と、
前記機器の状態に関する機器情報を記憶する記憶手段と、
前記端末通信手段を介して前記端末装置から前記機器情報の送信を要求する情報要求通知を受信すると、前記記憶手段から読み出した前記機器情報を前記端末通信手段を介して前記端末装置に送信する通信制御手段と、を備え、
前記情報送信装置の前記通信制御手段は、
前記情報要求通知を受信すると、前記情報要求通知を受信したことを示す応答信号を前記端末通信手段を介して前記端末装置に送信し、その後、前記機器情報を前記端末通信手段を介して前記端末装置に送信する機器情報送信手段と、
前記変調方式による搬送波周波数に基づいて、周囲環境の音波のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定するノイズレベル判定手段と、
前記ノイズレベルが閾値を超えている場合、前記周囲環境の音波においてノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索する周波数探索手段と、
前記搬送波周波数を前記探索された周波数に変更する周波数変更手段と、を備え、
前記端末装置は、前記情報要求通知の送信後、予め定めた受信待ち時間が経過しても前記情報送信装置からの前記応答信号を受信していない場合、前記情報送信装置との通信で使用する搬送波周波数を予め設定された複数の周波数の候補から順次選択した周波数に変更する。

本発明によれば、機器から当該機器の機器情報を即座に取得することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る通信システムの全体構成を示す図 実施の形態１の制御装置のハードウェア構成を示すブロック図 実施の形態１の端末装置のハードウェア構成を示すブロック図 実施の形態１の制御装置が備えるマイコンの機能構成を示す図 実施の形態１の制御装置における通信制御部の詳細について説明するための図 実施の形態１において、集音した周囲環境の音波を周波数解析した結果の一例を示す図 実施の形態１において、搬送波周波数の音波に閾値を超えたノイズレベルが検出された場合の一例を示す図 実施の形態１において、新たな搬送波周波数の探索について説明するための図 実施の形態１の端末装置が備えるマイコンの機能構成を示す図 実施の形態１の制御装置が実行する機器情報送信処理の手順を示すフローチャート 実施の形態１の端末装置が実行する機器情報取得処理の手順を示すフローチャート 本発明の実施の形態２に係る通信システムの全体構成を示す図 実施の形態２の制御装置が備えるマイコンの機能構成を示す図 実施の形態２の制御装置における通信制御部の詳細について説明するための図 実施の形態２の端末装置が備えるマイコンの機能構成を示す図 実施の形態２の制御装置が実行する機器情報送信処理の手順を示すフローチャート 実施の形態２の端末装置が実行する機器情報取得処理の手順を示すフローチャート

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る通信システム１の全体構成を示す図である。通信システム１は、室外機２の状態に関する機器情報を室外機２から通信により取得するためのシステムである。通信システム１は、制御装置３と、端末装置４とを備える。本実施の形態では、制御装置３と端末装置４との通信は、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ（いわゆる可聴域）の音波により行われる。

制御装置３は、本発明に係る情報送信装置の一例である。制御装置３は、空調機を構成する室外機２の金属製の筐体の内部に配置され、図２に示すように、マイコン３０と、音波受信部３１と、音波送信部３２と、記憶装置３３とを備える。室外機２は、本発明に係る機器の一例であり、音波受信部３１及び音波送信部３２は、本発明に係る端末通信手段の一例である。

マイコン３０は、何れも図示しないが、マイクロプロセッサ（Microprocessor）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等を含んで構成されるマイクロコンピュータであり、室外機２を統括制御する。マイコン３０の機能の詳細については後述する。

音波受信部３１は、周囲の環境（以下、単に周囲環境という。）における音波を受信し、受信した音波をデジタル信号に変換し、信号線３４を介してマイコン３０に出力する。詳細には、音波受信部３１は、集音部３１０と、Ａ／Ｄ変換回路３１１とを備える。集音部３１０は、例えば、マイクロフォンであり、周囲環境の音波を集音し、集音した音波をアナログ信号に変換し、信号線３１２を介してＡ／Ｄ変換回路３１１に出力する。Ａ／Ｄ変換回路３１１は、集音部３１０から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、信号線３４を介してマイコン３０に出力する。なお、音波受信部３１には、フィルタ回路、増幅回路、復調回路等が含まれていてもよい。また、Ａ／Ｄ変換回路３１１は、マイコン３０に含まれていてもよい。

音波送信部３２は、マイコン３０から出力され、信号線３５を介して入力されたデジタル信号を音波に変換し、端末装置４に送信する。詳細には、音波送信部３２は、Ｄ／Ａ変換回路３２０と、発音部３２１とを備える。Ｄ／Ａ変換回路３２０は、マイコン３０から出力され、信号線３５を介して入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、信号線３２２を介して発音部３２１に出力する。発音部３２１は、スピーカ、ブザー等であり、Ｄ／Ａ変換回路３２０から出力されたアナログ信号を音波に変換して出力する。なお、音波送信部３２には、フィルタ回路、増幅回路、変調回路等が含まれていてもよい。また、Ｄ／Ａ変換回路３２０は、マイコン３０に含まれていてもよい。

記憶装置３３は、本発明に係る記憶手段の一例である。記憶装置３３は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリで構成され、信号線３６を介してマイコン３０と接続される。記憶装置３３は、機器情報３３０を記憶する。機器情報３３０は、室外機２の状態に関する情報である。機器情報３３０には、例えば、ＬＥＶ（Linear Expansion Valve；電子リニア膨張弁）の開度、室外機２及び室外機２に接続される１又は複数の室内機の各々に設置されている各種センサの検出結果等が含まれている。

この他、記憶装置３３は、端末装置４と通信するための通信プログラムと、室外機２の主要動作、即ち、圧縮機、熱交換器、膨張弁、四方弁などを備える冷媒回路（図示せず）を制御するためのプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとを記憶する。

端末装置４は、本発明に係る端末装置の一例である。端末装置４は、スマートフォン、タブレット端末等のユーザに携帯される電子機器である。端末装置４は、図３に示すように、マイコン４０と、音波受信部４１と、音波送信部４２と、ユーザインタフェース４３と、記憶装置４４とを備える。

マイコン４０は、何れも図示しないが、マイクロプロセッサ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を含んで構成されるマイクロコンピュータであり、端末装置４を統括制御する。マイコン４０の機能の詳細については後述する。

音波受信部４１は、周囲環境の音波を受信し、受信した音波をデジタル信号に変換し、信号線４５を介してマイコン４０に出力する。詳細には、音波受信部４１は、集音部４１０と、Ａ／Ｄ変換回路４１１とを備える。集音部４１０は、例えば、マイクロフォンであり、周囲環境の音波を集音し、集音した音波をアナログ信号に変換し、信号線４１２を介してＡ／Ｄ変換回路４１１に出力する。Ａ／Ｄ変換回路４１１は、集音部４１０から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、信号線４５を介してマイコン４０に出力する。なお、音波受信部４１には、フィルタ回路、増幅回路、復調回路等が含まれていてもよい。また、Ａ／Ｄ変換回路４１１は、マイコン４０に含まれていてもよい。

音波送信部４２は、マイコン４０から出力され、信号線４６を介して入力されたデジタル信号を音波に変換し、室外機２の制御装置３に送信する。詳細には、音波送信部４２は、Ｄ／Ａ変換回路４２０と、発音部４２１とを備える。Ｄ／Ａ変換回路４２０は、マイコン４０から出力され、信号線４６を介して入力されたデジタル信号をアナログ信号に変換し、信号線４２２を介して発音部４２１に出力する。発音部４２１は、スピーカ、ブザー等であり、Ｄ／Ａ変換回路４２０から出力されたアナログ信号を音波に変換して出力する。なお、音波送信部４２には、フィルタ回路、増幅回路、変調回路等が含まれていてもよい。また、Ｄ／Ａ変換回路４２０は、マイコン４０に含まれていてもよい。

ユーザインタフェース４３は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ等の表示デバイスと、押しボタン、タッチパネル、タッチパッド等の入力デバイスとを含んで構成される。ユーザインタフェース４３は、マイコン４０による信号線４７を介した制御の下、ユーザ操作に応じた各種の画面等を表示し、また、ユーザからの操作入力を受け付け、受け付けた操作に係る信号を信号線４７を介してマイコン４０に送出する。

記憶装置４４は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の読み書き可能な不揮発性の半導体メモリ等を含んで構成される。記憶装置４４には、制御装置３と通信し、機器情報を取得するためのアプリケーションプログラム（以下、機器情報取得アプリという。）を含む各種のプログラムと、これらのプログラムの実行時に使用されるデータとが記憶される。

制御装置３において、マイコン３０は、機能的には、図４に示すように、通信制御部３００と、メイン制御部３０１とを備える。通信制御部３００は、本発明に係る通信制御手段の一例であり、音波受信部３１を介して、端末装置４から機器情報の送信を要求する情報要求通知を受信すると、記憶装置３３から機器情報３３０を読み出し、読み出した機器情報３３０を音波送信部３２を介して端末装置４に送信する。通信制御部３００の詳細については後述する。

メイン制御部３０１は、室外機２におけるメイン動作の制御を行う。例えば、メイン制御部３０１は、室内に設置されたリモコンを介して、ユーザから空調に係る操作が行われると、かかる操作の内容に応じて、前述した冷媒回路の運転を制御する。また、メイン制御部３０１は、例えば、定期的及び／又はユーザ操作時等のイベント発生時に、ＬＥＶの開度、室外機２及び室外機２に接続される１又は複数の室内機の各々に設置されている各種センサの検出結果等を含む機器情報を取得し、取得した機器情報を機器情報３３０として記憶装置３３に保存する。

通信制御部３００は、詳細には、図５に示すように、情報要求通知受信部３０２と、ノイズレベル判定部３０３と、機器情報送信部３０４と、周波数探索部３０５と、周波数変更要求部３０６と、周波数変更部３０７とを備える。これらの機能部は、マイコン３０のＣＰＵによって、記憶装置３３に記憶される前述した通信プログラムが実行されることで実現される。

情報要求通知受信部３０２は、端末装置４から送信された機器情報の送信を要求する情報要求通知を音波受信部３１を介して受信する。本実施の形態では、制御装置３と端末装置４との間の通信は、ＦＳＫ（Frequency Sift Keying）変調方式により変調された音波により行われる。より詳細には、ＦＳＫ変調方式として、２値ＦＳＫ変調方式を採用し、可聴域の２つの周波数（ｆ０、ｆ１；ｆ０＜ｆ１）で、“０”と“１”を表す（周波数ｆ０が“０”を表し、周波数ｆ１が“１”を表す。）。以下、周波数ｆ０と周波数ｆ１のセットを搬送波周波数の変調パターンと称する。

情報要求通知受信部３０２は、Ａ／Ｄ変換回路３１１から出力されたデジタル信号を、現在の変調パターンに基づいて復調することで情報要求通知を受信する。本実施の形態では、変調パターンの初期値は、周波数ｆ０＝１２ｋＨｚ、周波数ｆ１＝１８ｋＨｚであり、周波数ｆ１については、後述する周波数変更部３０７によって適宜変更される。

ノイズレベル判定部３０３は、本発明に係るノイズレベル判定手段の一例である。ノイズレベル判定部３０３は、変調パターンで示される搬送波周波数に基づいて、周囲環境の音波のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルが予め定めたノイズレベルの閾値以下であるか否かを判定する。ノイズレベル判定部３０３は、例えば、ＳＮＲ（Signal-Noise Ratio）を用いて当該判定を行う。詳細には、先ず、ノイズレベル判定部３０３は、音波受信部３１により集音された周囲環境の音波を高速フーリエ変換等の周知の手法で周波数解析する。

ノイズレベル判定部３０３は、周波数解析の結果から、変調パターンで示される２つの周波数（ｆ０，ｆ１）の内、高周波側である周波数ｆ１（例えば、１８ｋＨｚ）を中心として、予め定めた周波数帯Δｆの中からノイズレベルを検出する。そして、ノイズレベル判定部３０３は、検出したノイズレベルと閾値とを比較し、ノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定する。

ノイズレベル判定部３０３が高速フーリエ変換により周波数解析を行った結果の例を図６に示す。図６に示される波形から、端末装置４から受信した“０”及び“１”の信号レベルがそれぞれ周波数ｆ０と周波数ｆ１上に現れていることが分かる。なお、図６において、便宜上、周波数ｆ０と周波数ｆ１における信号レベルはピークホールドにより同一波形上に現れるよう示しているが、本実施の形態では“０”と“１”は時分割で伝送されるものとする。

図７は、上記の周波数解析の結果、例えば、室外機２が備える圧縮機、ファン等のモータ動作等により、高調波側、即ち、周波数ｆ１を中心とした周波数帯Δｆに閾値を超えたノイズレベルが検出された場合の例を示している。

機器情報送信部３０４は、ノイズレベル判定部３０３によって、上記のノイズレベルが閾値以下と判定されると、記憶装置３３から機器情報３３０を読み出し、読み出した機器情報３３０を端末装置４に送信する。詳細には、機器情報送信部３０４は、読み出した機器情報３３０を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波送信部３２を介して端末装置４に送信する。

周波数探索部３０５は、本発明に係る周波数探索手段の一例であり、周波数探索部３０５は、周囲環境の音波においてノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索する。詳細には、周波数探索部３０５は、ノイズレベル判定部３０３による周波数解析の結果から、新たな周波数ｆ１として、ノイズレベルが閾値以下となる周波数帯Δｆにおける中心の周波数を探索する（図８参照）。

周波数変更要求部３０６は、本発明に係る変更要求手段の一例であり、端末装置４に対して、高調波側の搬送波周波数を周波数探索部３０５により探索された周波数に変更することを要求する。詳細には、現在の周波数ｆ０と、探索された新たな周波数ｆ１とが格納された変更要求通知を生成し、生成した変更要求通知を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波送信部３２を介して端末装置４に送信する。

周波数変更部３０７は、本発明に係る周波数変更手段の一例であり、変調及び復調する際の高調波側の搬送波周波数（即ち、周波数ｆ１）を周波数探索部３０５により探索された周波数に変更する。即ち、周波数変更部３０７は、周波数探索部３０５の探索結果に基づき、搬送波周波数の変調パターンを変更する。以後、通信制御部３００による変調及び復調は、変更後の変調パターンに基づいて行われる。

端末装置４において、マイコン４０は、機能的には、図９に示すように、情報要求通知送信部４００と、変更要求通知受信部４０１と、周波数変更部４０２と、機器情報受信部４０３と、情報表示部４０４を備える。これらの機能部は、マイコン４０のＣＰＵによって、記憶装置４４に記憶される前述した機器情報取得アプリが実行されることで実現される。

情報要求通知送信部４００は、機器情報の送信を要求する情報要求通知を制御装置３に送信する。詳細には、情報要求通知送信部４００は、ユーザにより機器情報取得アプリが起動され、機器情報を取得するための予め定めた操作をユーザが行うと、情報要求通知を示すデジタル信号を２値ＦＳＫ変調方式により変調し、音波送信部４２を介して制御装置３に送信する。情報要求通知送信部４００は、制御装置３から変更要求通知を受信しない状態になるまで、換言すると、制御装置３からの機器情報の受信を開始するまで、周期的に情報要求通知を制御装置３に送信する。

情報要求通知送信部４００は、マイコン４０が管理する現在の搬送波周波数の変調パターンで情報要求通知を示すデジタル信号を変調する。本実施の形態では、変調パターンの初期値は、周波数ｆ０＝１２ｋＨｚ、周波数ｆ１＝１８ｋＨｚであり、周波数ｆ１については、後述する周波数変更部４０２によって適宜変更される。

変更要求通知受信部４０１は、制御装置３から送信された前述の変更要求通知を音波受信部４１を介して受信する。詳細には、変更要求通知受信部４０１は、Ａ／Ｄ変換回路４１１から出力されたデジタル信号を、現在の変調パターンに基づいて復調することで変更要求通知を受信する。

周波数変更部４０２は、変更要求通知受信部４０１により受信された変更要求通知に基づいて、搬送波周波数の変調パターンを変更する。

機器情報受信部４０３は、制御装置３から送信された機器情報３３０を音波受信部４１を介して受信する。詳細には、機器情報受信部４０３は、Ａ／Ｄ変換回路４１１から出力されたデジタル信号を、現在の変調パターンに基づいて復調することで機器情報３３０を受信し、受信した機器情報３３０を記憶装置４４に保存する。

情報表示部４０４は、機器情報受信部４０３により受信された機器情報３３０をユーザインタフェース４３の表示デバイスに予め定めた態様で表示する。

図１０は、制御装置３が実行する機器情報送信処理の手順を示すフローチャートである。機器情報送信処理は、制御装置３の電源がＯＮになり（即ち、室外機２の電源がＯＮになり）、マイコン３０のＣＰＵによって、記憶装置３３に記憶される通信プログラムが起動されることで開始される。

機器情報送信処理が開始されると、制御装置３は、搬送波周波数を初期化する（ステップＳ１０１）。詳細には、制御装置３は、搬送波周波数の変調パターン（周波数ｆ０，ｆ１）を初期化する。本実施の形態では、前述したように、変調パターンの初期値は、周波数ｆ０＝１２ｋＨｚ、周波数ｆ１＝１８ｋＨｚである。

やがて、端末装置４から機器情報の送信を要求する情報要求通知を受信すると（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、制御装置３は、周囲環境の音波を周波数解析する（ステップＳ１０３）。制御装置３は、周波数解析の結果から、変調パターンの高周波側の周波数ｆ１を中心として、予め定めた周波数帯Δｆの中からノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルと閾値とを比較し、ノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ノイズレベルが閾値以下の場合（ステップＳ１０４；ＹＥＳ）、制御装置３は、記憶装置３３から機器情報３３０を読み出し、読み出した機器情報３３０を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波にて端末装置４に送信する（ステップＳ１０５）。機器情報３３０の送信が完了すると、制御装置３の処理は、ステップＳ１０１に戻る。

一方、ノイズレベルが閾値を超えている場合（ステップＳ１０４；ＮＯ）、制御装置３は、ステップＳ１０３の周波数解析の結果から、新たな周波数ｆ１として、ノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索する（ステップＳ１０６）。周波数の探索が完了すると、制御装置３は、端末装置４に対して搬送波周波数の変更を要求する（ステップＳ１０７）。詳細には、制御装置３は、現在の周波数ｆ０と、探索した新たな周波数ｆ１（例えば、１５ｋＨｚ）とが格納された変更要求通知を生成し、生成した変更要求通知を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波にて端末装置４に送信する。

そして、制御装置３は、変調パターンにおける高調波側の搬送波周波数（即ち、周波数ｆ１）を探索した周波数（例えば、１５ｋＨｚ）に変更する（ステップＳ１０８）。その後、制御装置３の処理は、ステップＳ１０２に戻る。

図１１は、端末装置４が実行する機器情報取得処理の手順を示すフローチャートである。機器情報取得処理は、端末装置４にインストールされている前述の機器情報取得アプリが起動され、ユーザ（例えば、施工、メンテナンス等の作業者）によって、機器情報の取得に係る操作が行われることで開始される。

機器情報取得処理が開始されると、端末装置４は、搬送波周波数を初期化する（ステップＳ２０１）。即ち、端末装置４は、搬送波周波数の変調パターン（周波数ｆ０，ｆ１）を初期化する。本実施の形態では、変調パターンの初期値は、周波数ｆ０＝１２ｋＨｚ、周波数ｆ１＝１８ｋＨｚである。

次に、端末装置４は、機器情報の送信を要求する情報要求通知を制御装置３に送信する（ステップＳ２０２）。詳細には、端末装置４は、情報要求通知を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波にて制御装置３に送信する。

その後、制御装置３から変更要求通知を受信すると、即ち、搬送波周波数の変更要求を受けると（ステップＳ２０３；ＹＥＳ）、受信した変更要求通知に基づいて、搬送波周波数の変調パターンを変更する（ステップＳ２０４）。その後、端末装置４の処理は、ステップＳ２０２に戻る。

一方、予め定めた受信待ち時間（例えば、１０秒）を経過しても、制御装置３からの変更要求通知を受信しなかった場合、端末装置４は、搬送波周波数の変更要求はなかったものと判定し（ステップＳ２０３；ＮＯ）、制御装置３から機器情報３３０を受信する（ステップＳ２０５）。機器情報３３０の受信が完了すると、端末装置４は、受信した機器情報３３０を記憶装置４４に保存すると共に、予め定めた態様で液晶ディスプレイ等に表示し（ステップＳ２０６）、機器情報取得処理を終了する。

以上説明したように、実施の形態１の通信システム１によれば、室外機２の制御装置３と端末装置４との通信により、室外機２の状態に関する機器情報を室外機２から直接取得することができる。このため、ユーザは、機器情報を即座に取得でき、メンテナンス作業の効率化が図れる。

また、取得した機器情報は、端末装置４に保存されるため、室外機２を含む空調機の状態を詳細に分析することが可能となる。

また、室外機２の筐体は金属製であるが、室外機２の制御装置３と端末装置４との通信が音波により行われることで、通信に支障を来すことがない。このため、一旦筐体を取り外してから通信を行う等の手間がかからず、メンテナンス作業の効率化が図れる。

また、制御装置３と端末装置４との通信が可聴域の音波により行われるため、室外機２の筐体における反射や吸収が抑えられ、ユーザは室外機２から少し離れた位置からでも機器情報を取得することが可能となる。

また、可聴域の音波を用いることで、端末装置４として、専用の端末装置ではなく、スピーカ、マイク等の音響デバイスを備えた、例えば、スマートフォン等の一般に流通する端末装置を採用することが可能である。

また、制御装置３と端末装置４との間の通信が、ＦＳＫ変調方式により変調された音波により行われるため、周囲環境の音波における振幅に対するノイズ耐性が向上し、より安定した通信が可能となる。

また、制御装置３は、周囲環境の音波においてノイズレベルが閾値を超えている場合、ノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索し、搬送波周波数を探索した周波数に変更すると共に、端末装置４に対して搬送波周波数の変更を要求する。そして、かかる要求を受けた端末装置４は、搬送波周波数を制御装置３が探索した周波数に変更する。これにより、周囲環境の音波における搬送波周波数に対するノイズ耐性が向上し、制御装置３と端末装置４との間において、より一層安定した通信が実現できる。

なお、周波数変更要求部３０６は、端末装置４に対して搬送波周波数の変更を要求する際、周波数探索部３０５により探索された周波数を通知しなくてもよい。この場合、端末装置４の周波数変更部４０２は、周波数ｆ１を予め設定された複数の周波数の候補（例えば、１７，１６，１５，１４，１３ｋＨｚ）から順次選択した周波数に変更すればよい。

また、ノイズレベル判定部３０３は、上記の判定に替えて、又は、上記の判定に加えて、低周波側である周波数ｆ０を中心として、予め定めた周波数帯Δｆの中からノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルと閾値とを比較し、ノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定してもよい。

そして、ノイズレベル判定部３０３により、周波数ｆ０を中心とした周波数帯Δｆの中から検出したノイズレベルが閾値を超えていると判定された場合、周波数探索部３０５は、新たな周波数ｆ０として、ノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索する。この場合、周波数変更要求部３０６は、端末装置４に対して、探索された新たな周波数ｆ０と、現在の周波数ｆ１あるいは探索された新たな周波数ｆ１とが格納された変更要求通知を生成し、生成した変更要求通知を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波送信部３２を介して端末装置４に送信する。そして、周波数変更部３０７は、周波数探索部３０５の探索結果に基づいて搬送波周波数を変更する。

また、周波数変更要求部３０６は、周波数探索部３０５により、新たな周波数ｆ０又は新たな周波数ｆ０，ｆ１が探索された場合、端末装置４に対して、各探索された周波数を通知することなく、周波数ｆ０又は周波数ｆ０，ｆ１の変更を要求してもよい。この場合、端末装置４の周波数変更部４０２は、周波数ｆ０を周波数ｆ０用に予め設定された複数の周波数の候補から順次選択した周波数に変更し、周波数ｆ１を周波数ｆ１用に予め設定された複数の周波数の候補から順次選択した周波数に変更すればよい。

（実施の形態２）
続いて、本発明の実施の形態２について説明する。なお、以下の説明において、実施の形態１と共通する構成要素等については、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図１２は、本発明の実施の形態２に係る通信システム１Ａの全体構成を示す図である。通信システム１Ａは、制御装置３Ａと、端末装置４Ａとを備える。本実施の形態において、制御装置３Ａと端末装置４Ａとの通信は、２０Ｈｚ～２０ｋＨｚ（いわゆる可聴域）の音波により行われる。

制御装置３Ａは、本発明に係る情報送信装置の一例であり、実施の形態１の制御装置３と同様、室外機２の金属性の筐体の内部に配置されている。制御装置３Ａのハードウェア構成は、制御装置３（図２参照）と同様である。ただし、制御装置３Ａのマイコン３０の機能は、制御装置３のマイコン３０と相違する。図１３に示すように、制御装置３Ａのマイコン３０は、通信制御部３００に替えて通信制御部３００Ａを備える。

通信制御部３００Ａは、図１４に示すように、情報要求通知受信部３０２と、ノイズレベル判定部３０３と、機器情報送信部３０４Ａと、周波数探索部３０５と、周波数変更部３０７とを備える。これらの機能部は、制御装置３Ａのマイコン３０のＣＰＵによって、記憶装置３３に記憶される、端末装置４Ａと通信するための通信プログラムが実行されることで実現される。

図１４に示すように、通信制御部３００Ａは、機器情報送信部３０４の替わりに機器情報送信部３０４Ａを備え、また、周波数変更要求部３０６を備えていない点が、通信制御部３００と相違する。

機器情報送信部３０４Ａは、端末装置４Ａから送信された情報要求通知を受信すると、情報要求通知を受信したことを示す応答信号を現在の変調パターンで変調し、音波送信部３２を介して端末装置４Ａに送信する。その後、機器情報送信部３０４Ａは、記憶装置３３から機器情報３３０を読み出し、読み出した機器情報３３０を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波送信部３２を介して端末装置４Ａに送信する。

端末装置４Ａは、本発明に係る端末装置の一例である。端末装置４Ａは、実施の形態１の端末装置４と同様、スマートフォン、タブレット端末等のユーザに携帯される電子機器である。端末装置４Ａのハードウェア構成は、端末装置４（図３参照）と同様である。ただし、端末装置４Ａのマイコン４０の機能は、端末装置４のマイコン４０と相違する。

図１５に示すように、端末装置４Ａのマイコン４０は、情報要求通知送信部４００と、周波数変更部４０２Ａと、機器情報受信部４０３と、情報表示部４０４とを備える。これらの機能部は、端末装置４Ａのマイコン４０のＣＰＵによって、記憶装置４４に記憶される、機器情報を取得するためのアプリケーションプログラムである機器情報取得アプリが実行されることで実現される。

図１５に示すように、端末装置４Ａのマイコン４０の機能は、周波数変更部４０２に替えて周波数変更部４０２Ａを備え、また、変更要求通知受信部４０１を備えていない点が、端末装置４のマイコン４０と相違する。

周波数変更部４０２Ａは、情報要求通知送信部４００により機器情報の送信を要求する情報要求通知が制御装置３Ａに送信された後、予め定めた受信待ち時間（例えば、１０秒）が経過しても制御装置３Ａからの応答信号を受信していない場合、搬送波周波数の変調パターンを変更する。本実施の形態の変調パターンの初期値は、実施の形態１と同様、周波数ｆ０＝１２ｋＨｚ、周波数ｆ１＝１８ｋＨｚである。周波数変更部４０２Ａは、高調波側の周波数ｆ１を予め設定された複数の周波数の候補（例えば、１７，１６，１５，１４，１３ｋＨｚ）から順次選択した周波数に変更する。

図１６は、制御装置３Ａが実行する機器情報送信処理の手順を示すフローチャートである。機器情報送信処理は、制御装置３Ａの電源がＯＮになり（即ち、室外機２の電源がＯＮになり）、マイコン３０のＣＰＵによって、記憶装置３３に記憶される通信プログラムが起動されることで開始される。

機器情報送信処理が開始されると、制御装置３Ａは、搬送波周波数を初期化する（ステップＳ３０１）。詳細には、制御装置３Ａは、搬送波周波数の変調パターン（周波数ｆ０，ｆ１）を初期化する。次に、制御装置３Ａは、周囲環境の音波を周波数解析する（ステップＳ３０２）。制御装置３Ａは、周波数解析の結果から、変調パターンの高周波側の周波数ｆ１を中心として、予め定めた周波数帯Δｆの中からノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルと閾値とを比較し、ノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ３０３）。

ノイズレベルが閾値以下の場合（ステップＳ３０３；ＹＥＳ）、制御装置３Ａは、端末装置４Ａから機器情報の送信を要求する情報要求通知を受信したか否かを判定する（ステップ３０４）。情報要求通知を受信していない場合（ステップＳ３０４；ＮＯ）、制御装置３Ａの処理は、ステップＳ３０２に戻る。

一方、情報要求通知を受信した場合（ステップＳ３０４；ＹＥＳ）、制御装置３Ａは、情報要求通知を受信したことを示す応答信号を現在の変調パターンで変調し、音波にて端末装置４Ａに送信する（ステップＳ３０５）。ステップＳ３０５の後、制御装置３Ａは、記憶装置３３から読み出した機器情報３３０を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波にて端末装置４Ａに送信する（ステップＳ３０６）。機器情報３３０の送信が完了すると、制御装置３Ａの処理は、ステップＳ３０１に戻る。

ステップＳ３０３でＮＯ、即ち、ノイズレベルが閾値を超えている場合、制御装置３Ａは、ステップＳ３０２の周波数解析の結果から、新たな周波数ｆ１として、ノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索する（ステップＳ３０７）。そして、制御装置３Ａは、変調パターンにおける高調波側の搬送波周波数（即ち、周波数ｆ１）を探索した周波数（例えば、１５ｋＨｚ）に変更する（ステップＳ３０８）。その後、制御装置３Ａの処理は、ステップＳ３０２に戻る。

図１７は、端末装置４Ａが実行する機器情報取得処理の手順を示すフローチャートである。機器情報取得処理は、端末装置４Ａにインストールされている前述の機器情報取得アプリが起動され、ユーザ（例えば、施工、メンテナンス等の作業者）によって、機器情報の取得に係る操作が行われることで開始される。

機器情報取得処理が開始されると、端末装置４Ａは、搬送波周波数を初期化する（ステップＳ４０１）。即ち、端末装置４Ａは、搬送波周波数の変調パターン（周波数ｆ０，ｆ１）を初期化する。

次に、端末装置４Ａは、機器情報の送信を要求する情報要求通知を制御装置３Ａに送信する（ステップＳ４０２）。詳細には、端末装置４Ａは、情報要求通知を示すデジタル信号を現在の変調パターンで変調し、音波にて制御装置３Ａに送信する。

その後、制御装置３Ａから、情報要求通知を受信したことを示す応答信号を受信すると（ステップＳ４０３；ＹＥＳ）、端末装置４Ａは、制御装置３Ａから機器情報３３０を受信する（ステップＳ４０５）。機器情報３３０の受信が完了すると、端末装置４Ａは、受信した機器情報３３０を記憶装置４４に保存すると共に、予め定めた態様で液晶ディスプレイ等に表示し（ステップＳ４０６）、機器情報取得処理を終了する。

一方、予め定めた受信待ち時間（例えば、１０秒）を経過しても、制御装置３Ａからの応答信号を受信しなかった場合（ステップＳ４０３；ＮＯ）、端末装置４Ａは、高調波側の周波数ｆ１を複数の周波数の候補から順次選択した周波数に変更することで、搬送波周波数の変調パターンを変更する（ステップＳ４０４）。その後、端末装置４Ａの処理は、ステップＳ４０２に戻る。

以上説明したように、実施の形態２の通信システム１Ａによれば、室外機２の制御装置３Ａと端末装置４Ａとの通信により、室外機２の状態に関する機器情報を室外機２から直接取得することができる。このため、ユーザは、機器情報を即座に取得でき、メンテナンス作業の効率化が図れる。

また、取得した機器情報は、端末装置４Ａに保存されるため、室外機２を含む空調機の状態を詳細に分析することが可能となる。

また、室外機２の筐体は金属製であるが、室外機２の制御装置３Ａと端末装置４Ａとの通信が音波により行われることで、通信に支障を来すことがない。このため、一旦筐体を取り外してから通信を行う等の手間がかからず、メンテナンス作業の効率化が図れる。

また、制御装置３Ａと端末装置４Ａとの通信が可聴域の音波により行われるため、室外機２の筐体における反射や吸収が抑えられ、ユーザは室外機２から少し離れた位置からでも機器情報を取得することが可能となる。

また、可聴域の音波を用いることで、端末装置４Ａとして、専用の端末装置ではなく、スピーカ、マイク等の音響デバイスを備えた、例えば、スマートフォン等の一般に流通する端末装置を採用することが可能である。

また、制御装置３Ａと端末装置４Ａとの間の通信が、ＦＳＫ変調方式により変調された音波により行われるため、周囲環境の音波における振幅に対するノイズ耐性が向上し、より安定した通信が可能となる。

また、制御装置３Ａは、周囲環境の音波においてノイズレベルが閾値を超えている場合、ノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索し、搬送波周波数を探索した周波数に変更する。一方、端末装置４Ａは、情報要求通知の送信後、制御装置３Ａからの応答信号を受信できない場合、搬送波周波数を予め設定された複数の周波数の候補から順次選択した周波数に変更する。これにより、周囲環境の音波における搬送波周波数に対するノイズ耐性が向上し、制御装置３Ａと端末装置４Ａとの間において、より一層安定した通信が実現できる。

なお、ノイズレベル判定部３０３は、上記の判定に替えて、又は、上記の判定に加えて、低周波側である周波数ｆ０を中心として、予め定めた周波数帯Δｆの中からノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルと閾値とを比較し、ノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定してもよい。

そして、ノイズレベル判定部３０３により、周波数ｆ０を中心とした周波数帯Δｆの中から検出したノイズレベルが閾値を超えていると判定された場合、周波数探索部３０５は、新たな周波数ｆ０として、ノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索し、周波数変更部３０７は、周波数探索部３０５の探索結果に基づいて搬送波周波数を変更する。

本発明は、上記の各実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲での種々の変更は勿論可能である。

例えば、本発明に係る機器は、室外機に限定されず、テレビ、冷蔵庫、電子レンジ、炊飯器、掃除機等の家電機器であってもよく、その他の設備機器であってもよい。

また、制御装置３，３Ａと端末装置４，４Ａとの通信が、不可聴域の音波（即ち、超音波）により行われてもよい。

また、制御装置３，３Ａと端末装置４，４Ａとの間の通信が、ＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）、ＰＳＫ（Phase Shift Keying）等の変調方式により変調された音波により行われてもよい。

また、制御装置３，３Ａの機能部（図５，１４参照）の全部又は一部、端末装置４，４Ａの機能部（図９，１５参照）の全部又は一部が、専用のハードウェアで実現されるようにしてもよい。専用のハードウェアとは、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化されたプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）又はこれらの組み合わせである。

また、上記の各実施の形態における、通信プログラム及び機器情報取得アプリは、ＣＤ－ＲＯＭ（Compact Disc Read Only Memory）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、光磁気ディスク（Magneto-Optical Disc）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＨＤＤ等のコンピュータ読み取り可能な記録媒体に格納して配布することも可能である。

また、各通信プログラムをインターネット上の図示しないサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバから制御装置３，３Ａに対して、それぞれ対応する通信プログラムがダウンロードされるようにしてもよい。同様に、各機器情報取得アプリをインターネット上の図示しないサーバが有する記憶装置に格納しておき、当該サーバから端末装置４，４Ａに対して、それぞれ対応する機器情報取得アプリがダウンロードされるようにしてもよい。

１，１Ａ 通信システム、２ 室外機、３，３Ａ 制御装置、４，４Ａ 端末装置、３０，４０ マイコン、３１，４１ 音波受信部、３２，４２ 音波送信部、３３，４４ 記憶装置、３４，３５，３６，４５，４６，４７，４８，３１２，３２２，４１２，４２２ 信号線、４３ ユーザインタフェース、３００，３００Ａ 通信制御部、３０１ メイン制御部、３０２ 情報要求通知受信部、３０３ ノイズレベル判定部、３０４，３０４Ａ 機器情報送信部、３０５ 周波数探索部、３０６ 周波数変更要求部、３０７，４０２，４０２Ａ 周波数変更部、３１０，４１０ 集音部、３１１，４１１ Ａ／Ｄ変換回路、３２０，４２０ Ｄ／Ａ変換回路、３２１，４２１ 発音部、３３０ 機器情報、４００ 情報要求通知送信部、４０１ 変更要求通知受信部、４０３ 機器情報受信部、４０４ 情報表示部

Claims (8)

1. 機器の筐体内部に配置される情報送信装置と、端末装置と、を備え、
   前記情報送信装置は、
   前記端末装置と予め定めた変調方式により変調された音波により通信する端末通信手段と、
   前記機器の状態に関する機器情報を記憶する記憶手段と、
   前記端末通信手段を介して前記端末装置から前記機器情報の送信を要求する情報要求通知を受信すると、前記記憶手段から読み出した前記機器情報を前記端末通信手段を介して前記端末装置に送信する通信制御手段と、を備え、
   前記情報送信装置の前記通信制御手段は、
   前記情報要求通知を受信すると、前記情報要求通知を受信したことを示す応答信号を前記端末通信手段を介して前記端末装置に送信し、その後、前記機器情報を前記端末通信手段を介して前記端末装置に送信する機器情報送信手段と、
   前記変調方式による搬送波周波数に基づいて、周囲環境の音波のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定するノイズレベル判定手段と、
   前記ノイズレベルが閾値を超えている場合、前記周囲環境の音波においてノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索する周波数探索手段と、
   前記搬送波周波数を前記探索された周波数に変更する周波数変更手段と、を備え、
   前記端末装置は、前記情報要求通知の送信後、予め定めた受信待ち時間が経過しても前記情報送信装置からの前記応答信号を受信していない場合、前記情報送信装置との通信で使用する搬送波周波数を予め設定された複数の周波数の候補から順次選択した周波数に変更する、通信システム。
2. 前記機器は、空調機の室外機である、請求項１に記載の通信システム。
3. 前記端末通信手段は、前記端末装置と可聴域の音波により通信する、請求項１又２に記載の通信システム。
4. 前記端末通信手段は、前記端末装置とＦＳＫ（Frequency Sift Keying）変調方式により変調された音波により通信する、請求項１から３の何れか１項に記載の通信システム。
5. 端末装置が、機器の筐体内部に配置される情報送信装置に対して、前記機器の状態に関する機器情報の送信を要求する情報要求通知を予め定めた変調方式により変調された音波により送信し、
   前記情報送信装置が、前記情報要求通知を受信すると、前記機器情報を前記変調方式により変調された音波により前記端末装置に送信する、通信方法であって、
   前記情報送信装置は、
   前記変調方式による搬送波周波数に基づいて、周囲環境の音波のノイズレベルを検出し、検出したノイズレベルが閾値以下であるか否かを判定し、
   前記ノイズレベルが閾値を超えている場合、前記周囲環境の音波においてノイズレベルが閾値以下となる周波数を探索し、
   前記搬送波周波数を前記探索した周波数に変更し、
   前記情報要求通知を受信すると、前記情報要求通知を受信したことを示す応答信号を前記変調方式により変調された音波により前記端末装置に送信し、その後、前記機器情報を前記音波により前記端末装置に送信し、
   前記端末装置は、前記情報要求通知の送信後、予め定めた受信待ち時間が経過しても前記情報送信装置からの前記応答信号を受信していない場合、前記情報送信装置との通信で使用する搬送波周波数を予め設定された複数の周波数の候補から順次選択した周波数に変更する、通信方法。
6. 前記機器は、空調機の室外機である、請求項５に記載の通信方法。
7. 前記情報送信装置は、前記端末装置と可聴域の音波により通信する、請求項５又６に記載の通信方法。
8. 前記情報送信装置は、前記端末装置とＦＳＫ変調方式により変調された音波により通信する、請求項５から７の何れか１項に記載の通信方法。

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