JP2006180384A - 通信ユニットおよびその通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高いセキュリティを確保することができるとともに、情報電子機器の種別に応じて適宜の直流電力を供給することが可能であり、また停電時においても所定の期間動作可能な通信ユニットを提供する。
【解決手段】本発明に係る通信ユニットは、一端は外部電力線と接続され、他端は外部電子機器と接続される通信ユニットにおいて、外部電力線を介して供給される交流電力を直流電力に変換するとともに前記外部電子機器に前記変換された直流電力を供給する電力変換部と、外部電力線と前記外部電子機器との間で行われる通信を制御する制御部とを具備し、制御部は、外部電子機器から送信された電源要求情報に基づいて電力変換部から外部電子機器に出力される直流電力の出力電圧および出力電力を可変制御することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、通信ユニットおよびその通信方法に係り、特に既存の商用電源の電力線を介して電力の供給とデータ通信を行う通信ユニットおよびその通信方法に関する。

近年、電力線通信或いは電力線搬送通信と呼ばれる技術の研究・開発が進められており、実用段階に入りつつある。また、一部海外においては商用サービスや実証実験が開始されているところもあり、今後本格的な普及への取り組みが加速されていくものと予想される。

電力線通信とは、５０／６０Ｈｚの商用ＡＣ電力線を通信回線として利用する技術である。今日ほとんどの屋内には、既に商用ＡＣ電力線が張り巡らされており、この商用ＡＣ電力線を通信回線として利用することによって、新たに通信線を敷設することなく既存のＡＣコンセントにＡＣプラグを挿入するだけで構内通信網を構築することが可能となる。

また、電力会社の配電網を通信インフラとして利用することによって、インターネット接続サービス等を提供することも可能となる。

電力線通信によれば、情報電子機器への電力の供給と機器間のデータ通信を単独のＡＣプラグを介して行うことが可能である。また、情報電子機器の屋内移動に伴う配線変更等も不要となり、ユーザに対する利便性が向上する。

電力線通信を用いて既存の情報電子機器との通信を行う際には、各情報電子機器とＡＣコンセントとの間のインタフェース機能として電力線通信ユニットを設ける形態が一般的である。

特許文献１は、ネットワーク家電や情報処理装置等の情報電子機器とＡＣコンセントとの間に設けられる電力線通信ユニット、およびＡＣアダプタに関する技術を開示している。特許文献１が開示する電力線通信ユニットは、その構成の一部である通信インタフェース部をモジュール化し、電力線通信ユニット本体から着脱可能に構成することによって複数の通信インタフェースに対応可能とするものである。また、特許文献１が開示する他の技術は、通信インタフェース部とＡＣアダプタ部（ＡＣ入力を情報端末装置用の直流電力に変換する部分）とをそれぞれ分離可能にモジュール化することにより、いずれか一方の機能のみであっても単独に使用可能とするものである。

また、特許文献２には、情報電子機器を電力線通信方式によって集中的に遠隔操作するシステムに関する技術が開示されている。

情報電子機器と集中遠隔操作部との間にインタフェース装置（電力通信ユニット）を設けることによって、情報電子機器の種別に依存しない汎用性を有した電力線通信方式遠隔操作システムが実現できるとしている。
特開２００３−２８３３８９号公報 特開２００４−２１５０９８号公報

上述したように、電力線通信を用いて既存の情報電子機器との通信を行う際には、各情報電子機器とＡＣコンセントとの間に電力線通信ユニットを設ける形態が多くとられ、この電力線通信ユニットによって、既存の情報電子機器の有する通信方式と電力線通信方式との間の通信方式変換が一般的に行われている。

一方、情報電子機器が、ノート型パーソナルコンピュータ等のように直流（ＤＣ）を電源とする器材では、ＡＣコンセントに接続するＡＣアダプタによってＡＣからＤＣに変換した後に電力を供給する形態がとられる。

特許文献１が開示する電力線通信ユニットの一形態は、既存の情報電子機器の有する通信方式、例えばＵＳＢ方式と電力線通信方式との相互の変換を行う機能に加えて、ＡＣアダプタとしての機能も具備するものである。

しかしながら、一般に、直流を電源とする情報電子機器であってもその種別によって定格電圧や消費電力は種々異なる。このため、複数の情報電子機器の間で電力線通信を行おうとすると、情報電子機器の種別に応じて、異なった定格電圧や異なった最大出力電力の電力線通信ユニットを用意する必要がありユーザにとって不便であった。

また、特許文献１、２等が開示する電力線通信ユニットは、適宜の電子回路を内蔵しているが、これらの電子回路はＡＣコンセントから入力される交流電力を基にして動作する形態である。このため、停電等によってＡＣ電源が入力されなくなった場合にはこれらの電子回路の動作が停止し、電力線を介した通信が不能となる。

さらに、特許文献１が開示する電力線通信ユニットのように、ＡＣアダプタ機能を内蔵した形態の電力線通信ユニットにおいては、停電等によってＡＣ電源が入力されなくなるとＤＣ出力も直ちに停止する。このため、接続される情報電子機器がバッテリ等の補助電源をもたない場合には処理中のデータの喪失等が発生する場合も生じうる。

また、電力線通信は、電力線の屋内配線を利用する形態であるため、物理的には不特定多数の者の接続が可能となる。このため、電力線通信の接続に際しては認証等によるセキュリティ確保手段が不可欠であるが、従来このようなセキュリティ確保手段を具備した電力線通信システム或いは電力線通信ユニットに関する技術は開示されていない。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高いセキュリティを確保することができるとともに、情報電子機器の種別に応じて適宜の直流電力を供給することが可能であり、また停電時においても所定の期間動作可能な通信ユニットその通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る通信ユニットは、請求項１に記載したように、一端は外部電力線と接続され、他端は外部電子機器と接続される通信ユニットにおいて、外部電力線を介して供給される交流電力を直流電力に変換するとともに、外部電子機器に変換された直流電力を供給する電力変換部と、外部電力線と外部電子機器との間で行われる通信を制御する制御部とを具備し、制御部は、外部電子機器から送信された電源要求情報に基づいて、電力変換部から外部電子機器に出力される直流電力の出力電圧および出力電力を可変制御することを特徴とする。

また、上記課題を解決するため、本発明に係る通信ユニットの通信方法は、請求項６に記載したように、一端は外部電力線と接続され、他端は外部電子機器と接続される通信ユニットの通信方法において、外部電力線と前記外部電子機器との間で行われる通信を制御し、外部電力線を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、外部電子機器から送信された電源要求情報に基づいて直流電力の出力電圧および出力電力を可変制御し、可変制御された直流電力を外部電子機器に供給することを特徴とする。

本発明に係る通信ユニットおよびその通信方法によれば、高いセキュリティを確保することができるとともに、外部電子機器の種別に応じて適宜の直流電力を供給することが可能であり、また停電時においても所定の期間動作可能である。

本発明に係る通信ユニットおよびその通信方法の実施形態について、添付図面を参照して説明する。

（１）電力線通信システム
図１は、本発明に係る電力線通信ユニット（通信ユニット）２を複数備えた電力線通信システム１のシステム構成例を示す図である。

電力線通信システム１は、商用電源のＡＣコンセント４ａを介して電力線（外部電力線）４に接続される電力線通信ユニット２と、電力線通信ユニット２に接続され電力線通信ユニット２から直流電力の供給を受けるとともに電力線通信ユニット２を介して電力線４を用いた通信を行う情報電子機器（外部電子機器）３を具備して構成される。

電力線４は、電力会社等から供給される５０／６０Ｈｚの商用交流電源を、屋内の適宜の場所に設けられたＡＣコンセント４ａに配電する配電線網で形成される。電力線４は、建物内の構内配電線網に限定する形態であってもよいし、電力会社から各建物に電力を送電・配電する建物外の送配電網を含む形態であってもよい。

電力線４を用いた通信とは、電力線通信或いは電力線搬送通信と呼ばれるもので、電力線４を通信回線として用いる形態の通信をいう。通常、５０／６０Ｈｚの交流電力信号に適宜の変調を施した通信信号を重畳して通信を行う。以下この通信方式（所定の通信方式）を、第１の通信方式或いは電力線通信方式という。

電力線通信ユニット２は、一端はＡＣコンセント４ａに接続され、他端は情報電子機器３に接続される。

電力線通信ユニット２の一端において、ＡＣコンセント４ａから交流電力を入力するとともにＡＣコンセント４ａを介して電力線４を用いた電力線通信の信号を入出力する。

一方、電力線通信ユニット２の他端においては、情報電子機器３に対して直流電力を供給するとともに情報電子機器３との間で第２の通信方式に基づいた通信を行う。

情報電子機器３は、例えばノート型パーソナルコンピュータのように直流電力の供給を受けて動作し、適宜の外部との情報通信機能を有する電子機器である。パーソナルコンピュータのような情報処理装置に限定されるものではなく、例えば直流駆動可能ないわゆるデジタル家電製品であってもよい。

電力線通信システム１の動作は概略次の通りである。

電力線通信ユニット２は、ＡＣコンセント４ａから交流電力の供給を受け、この交流電力を情報電子機器３に適合した直流電力に変換したのち、情報電子機器３へ直流電力を供給する。

情報電子機器３は、電力線通信ユニット２から供給される直流電力で動作する。また、情報電子機器３が二次電池を内蔵する形態の場合には、電力線通信ユニット２から供給される直流電力で二次電池を充電することもできる。

また、情報電子機器３は外部との情報通信機能を有している。この通信方式（第２の通信方式）は種々の方式をとりうるが、例えばＩＥＥＥ１３９４規格に基づいた通信方式である。

電力線通信ユニット２は、情報電子機器３から受信する第２の通信方式に基づく信号を、電力線通信方式（第１の通信方式）の信号に変換して電力線４へ出力する。また逆に電力線４から入力される電力線通信方式（第１の通信方式）の信号を、第２の通信方式に基づく信号に変換して情報電子機器３へ出力する。

電力線４に接続されている他の電力線通信ユニット２も電力線通信ユニット２と同様の機能を有している。この結果、情報電子機器３と情報電子機器３ａは、相互に電力線４を介した通信が可能となる。

また、電力線通信ユニット２は、接続される情報電子機器３、３ａが要求する直流電源条件に適合させて直流電源を供給することが可能に構成されている。このため、例えば情報電子機器３の電源電圧が５Ｖで、情報電子機器３ａの電源電圧が１５Ｖであったとしても電力線通信ユニット２のハードウェアおよびソフトウェアの形態を変更することなく情報電子機器３、３ａへ適切な直流電力を供給することができる。

この他、第２の通信方式が、例えばＩＥＥＥ１３９４規格に基づく通信のような場合には、いわゆるデイジーチェーン方式の接続によって、単独の電力線通信ユニット２と複数の情報電子機器３ｂ、３ｃ、３ｄ等との間での通信が可能となる。この結果、情報電子機器３と複数の情報電子機器３ｂ、３ｃ、３ｄ等との間の相互の通信が２つの電力線通信ユニット２を介して可能となる。

なお、デイジーチェーン方式によって可能となる複数器材間の接続は通信系のみであるため、電力線通信ユニット２から供給する直流電力は１台の情報電子機器に限定される。即ち、図１の例では情報電子機器３ｂには直流電力は供給されるものの情報電子機器３ｃ、３ｄ等には直流電力は供給されない。

（２）電力線通信ユニットの構成
図２は、電力線通信システム１を構成する、本発明に係る電力線通信ユニット（通信ユニット）２の構成を示した図である。

電力線通信ユニット２は、ＡＣコンセント４ａを介して電力線４に接続されるＡＣ接続部５と、ＡＣ接続部５を介して入出力される第１の通信方式、即ち電力線通信方式（所定の通信方式）に基づく信号を変復調する電力線通信部６と、ＡＣ接続部５を介して供給される交流電力を直流電力に変換するＡＣアダプタ部（電力変換部）７と、情報電子機器（外部電子機器）３との間の通信および電力線通信部６との間の通信を制御する制御部８と、コネクタ９とを備えて構成される。

ＡＣ接続部５は、屋内等に設けられているＡＣコンセント４ａに差し込むＡＣプラグを含んで構成されるものである。

コネクタ９は、第２の通信方式、例えばＩＥＥＥ１３９４規格に基づく通信信号を情報電子機器３との間で入出力する通信接続部９ａと、直流電力を情報電子機器３へ供給するＤＣ接続部９ｂとから構成される。通信接続部９ａとＤＣ接続部９ｂとは、物理的に分離された形態であっても良いが、接続操作の簡便性の観点から、一体的に形成された単一のコネクタであることが好ましい。

通信系の信号と電力とを単一のコネクタで送受可能なものとしては、ＵＳＢ規格に基づくコネクタやＩＥＥＥ１３９４規格に基づくコネクタ等が既存技術として存在する。

ＵＳＢ規格では、供給可能な直流電力（いわゆるバス電力）の電圧値が約５Ｖに規定されているため、接続される総ての情報電子機器３の入力電圧が約５Ｖに統一されているような使用環境には適するものの、接続される情報電子機器３の入力電圧が機種によって異なることが予想される場合や情報電子機器３の入力電圧が未知の場合には適さない。

一方、ＩＥＥＥ１３９４規格では、供給可能な直流電力（いわゆるバス電力）の電圧値は、例えば８Ｖから３３Ｖの範囲が規格上認められている。また、出力電力も４５Ｗ以上が規格上許容されている。このため、コネクタ９を、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づくコネクタとして構成すれば、接続される情報電子機器３の入力電圧が機種によって異なることが予想される場合や情報電子機器３の入力電圧が未知の場合であっても、接続される情報電子機器３の要求に適合させた直流電圧値や出力電力を供給することが可能となる。

なお、以下の実施形態の説明では、情報電子機器３との間の第２の通信方式としてＩＥＥＥ１３９４規格に基づく通信方式を採用し、コネクタ９はＩＥＥＥ１３９４規格に基づくコネクタを採用するものとして説明する。

図３は、電力線通信ユニット２のうち、制御部８の細部構成を示す図である。

制御部８は、制御コントローラ８０、ＩＥＥＥ１３９４ＬＩＮＫ／ＰＨＹ部８１、および記憶部８２を備えて構成される。

ＩＥＥＥ１３９４ＬＩＮＫ／ＰＨＹ部８１は、情報電子機器３との間で行われるＩＥＥＥ１３９４規格に基づく通信のインタフェースとなる部分で、主に電気信号の変換を行う物理層（ＰＨＹ層）の処理やデータパケット等の処理に関するＬＩＮＫ層の処理を行い、制御コントローラ８０との間で授受する内部通信信号をＩＥＥＥ１３９４規格に基づいた信号に変換する。

制御コントローラ８０は、電力線通信部６と情報電子機器３との間の通信を中継する他、情報電子機器３から送信されてくる認証情報と記憶部８２に予め記憶されている認証情報を基に認証処理を行う。

また、制御コントローラ８０は、情報電子機器３から送られてくる電源要求情報をＡＣアダプタ部７へ伝える。

この他、制御コントローラ８０は、ＡＣアダプタ部７から交流電力が停電等により切断された旨の通知を受けた場合には、その情報を情報電子機器３および電力線通信部６へ通知する。

記憶部８２には、接続された情報電子機器３を認証するための機器認証情報や、情報電子機器３のユーザを認証するためのユーザ認証情報が予め記憶されている。

図４は、記憶部８２に記憶されている機器認証情報と、ユーザ認証情報を例示したものである。機器認証情報は、電力線通信ユニット２に接続可能な情報電子機器３に固有の識別番号およびＧＵＩＤ（Global Unique ＩＤ）の少なくとも一方を含んで構成されるものである。ＧＵＩＤは、例えば情報電子機器３がＩＥＥＥ１３９４規格に基づく通信機能を有する場合、ＩＥＥＥ１３９４コントローラ毎に全世界でユニークなＩＤとしてそのＩＥＥＥ１３９４コントローラに割り振られているものである。

また、ユーザ認証情報は、各情報電子機器３の使用が許可されているユーザの識別情報とそのユーザが管理するパスワードとから構成されるものである。ひとつの情報電子機器３に対して複数のユーザの使用が許可されている場合には、ひとつの機器認証情報に対して複数のユーザ認証情報が関連づけられて記憶される。

図５は、電力線通信ユニット２のうちＡＣアダプタ部７の細部構成を示した図である。

ＡＣアダプタ部７は、ＡＣ接続部５から入力される交流電力を適宜の内部電圧値を有する直流電力に変換するＡＣ／ＤＣ変換部７０と、バッテリ等で構成される無停電電源部７５と、制御回路（１）７１と、制御回路（２）７２とを備えている。

また、ＡＣアダプタ部７は、制御回路（１）７１から出力される直流電力を電力線通信部６および制御部８の駆動に必要な適宜の固定電圧に変換する固定電源部７４と、制御回路（１）７１から出力される直流電力の電圧値や電力値を制御回路（２）７２からの制御信号に基づいて可変設定することができる可変電源部７３とを備えている。可変電源部７３から出力される直流電力は、ＤＣ接続部９ｂを介して情報電子機器３へ供給される。

制御回路（１）７１は、ＡＣ／ＤＣ変換部７０の出力をモニタし、停電等の原因で交流電力が切断されＡＣ／ＤＣ変換部７０からの出力が断となった場合には、ＡＣ／ＤＣ変換部７０の出力を無停電電源部７５の出力に切換える他、交流電力が切断された旨を制御回路（２）７２へ通知する。

制御回路（２）７２は、制御部８を介して入力される情報電子機器３の電源要求情報を基に、可変電源部７３に対して直流電力の電圧値および最大出力電力を指示する。また、制御回路（２）７２は、制御回路（１）７１から交流電源が切断された旨の通知を受けた場合には、その通知を制御部８へ伝える。

図６は、電力線通信ユニット２のうち、電力線通信部６の細部構成を示した図である。

電力線通信部６は、変復調部（１）６１と、変復調部（２）６２と、切換部（１）６３と、切換部（２）６４とを備えて構成される。

変復調部（１）６１は、交流電力が供給されている通常の状態において、制御部８で中継される情報電子機器３からの通信データに所定の変調を施した後に交流電力信号（５０／６０Ｈｚ）に重畳して、電力線通信方式（第１の通信方式）に適合した形態で電力線４へ出力する。また、電力線４から入力される電力線通信方式（第１の通信方式）に基づく信号から交流電力信号（５０／６０Ｈｚ）を分離した後復調処理を行い、制御部８へ伝送する。

一方、変復調部（２）６２は、停電等によって交流電力が切断された状態において、制御部８で中継される情報電子機器３からの通信データに、第３の通信方式（他の通信方式）に基づいて所定の変調を施した後に電力線４へ出力する。また、電力線４から入力される第３の通信方式に基づく信号に対して復調処理を行い、制御部８へ出力する。

切換部（１）６３および切換部（１）６３は、交流電力が切断されたときに制御部８から送信される切換信号を基に、変復調部（１）６１と変復調部（２）６２とを切換える。

（３）電力線通信ユニット２の動作（電力線通信方法）
上記のように構成された電力線通信ユニット２の動作について、図７および図９のフローチャート、並びに図２ないし図６および図８の構成図を用いて説明する。

図７は、電力線通信ユニット２を用いて情報電子機器３が電力線通信を開始するまでの処理の流れを示したフローチャートである。

まず、ステップＳＴ１で、電力線通信ユニット２のＡＣ接続部５をＡＣコンセント４ａに接続する。ＡＣコンセント４ａからは交流電力が電力線通信ユニット２に供給される。

次に、ステップＳＴ２で、電力線通信ユニット２のコネクタ９を情報電子機器３に接続する。コネクタ９は、例えばＩＥＥＥ１３９４規格に基づいたコネクタである。

電力線通信ユニット２と情報電子機器３とが接続されると、電力線通信ユニット２は、情報電子機器３に対して適宜の初期電圧、例えば８Ｖの直流電力を供給する。

図８は、情報電子機器３の主に電源部３０の構成を示した図である。情報電子機器３は、ＩＥＥＥ１３９４規格に基づいたコネクタ３５（以下、ＩＥＥＥ１３９４コネクタ３５という。）を備えている。

情報電子機器３は、このＩＥＥＥ１３９４コネクタ３５を介して、電力線通信ユニット２から初期電圧（例えば８Ｖ）の直流電力（バス電力）の供給を受ける。情報電子機器３の初期状態では、電源部３０のスイッチ３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３側へ接続されており、電力線通信ユニット２からの直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３に入力される。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３３は、ＩＥＥＥ１３９４コネクタ３５から入力される直流電力の初期電圧を、情報電子機器３に適する所定の定格電圧に変換するものである。

前述したように、ＩＥＥＥ１３９４規格では、バス電力の電圧値として、約３Ｖから約３３Ｖの範囲を許容している。従って、ＩＥＥＥ１３９４コネクタ３５を介して入力されるバス電力の電圧は、この許容範囲（約３Ｖから約３３Ｖ）の中であれば、任意の値の電圧値をもって入力される可能性がある。ＤＣ／ＤＣコンバータ３３の目的は、この許容範囲の中のいずれの電圧が入力された場合であっても情報電子機器３に適した所定の定格電圧、例えば１５Ｖに変換するところにある。

ＤＣ／ＤＣコンバータ３３で所定の定格電圧に変換された直流電力は、電源部３０の電源回路３４において、情報電子機器３の備える各構成品に適合した電圧に変換された後、各構成品に供給される。

なお、図８に示したように、電源回路３４には、ＩＥＥＥ１３９４コネクタ３５を介して直流電力が供給される形態に加えて、ＤＣ入力コネクタ３６を介して所定の定格電圧を有した直流電力が直接供給される形態としても良い。

次に、図７のステップＳＴ３において、電力線通信ユニット２の制御部８の制御コントローラ８０は、情報電子機器３に対して、情報電子機器３の機器認証情報および電源要求情報を送信するように要求する。

この送信要求に応答して、情報電子機器３から機器認証情報および電源要求情報が送信され、制御部８の制御コントローラ８０はこれらの情報を入力する（ステップＳＴ４）。機器認証情報は、図４に示した情報電子機器３に固有な識別番号やＧＵＩＤによって構成されるものである。

次に、制御部８の制御コントローラ８０は記憶部８２を参照し、情報電子機器３から入力した機器認証情報が記憶部８２に予め記憶されている機器認証情報と一致するか否かを判定する（ステップＳＴ５）。

情報電子機器３から入力した機器認証情報と記憶部８２に記憶されている機器認証情報とが一致した場合は認証成功であり、ステップＳＴ６へ進む。

ステップＳＴ６において、制御部８の制御コントローラ８０は、ＡＣアダプタ部７の制御回路（２）７２に対して、ステップＳＴ４で情報電子機器３から入力した電源要求情報をＡＣアダプタ部７の制御回路（２）７２へ通知する。電源要求情報には、情報電子機器３が電源として必要とする直流電力の電圧値や電力（所定の定格電圧等）に関する情報が含まれる。

次のステップＳＴ７では、ＡＣアダプタ部７の制御回路（２）７２からＡＣアダプタ部７の可変電源部７３へ電源要求情報が通知される。可変電源部７３では電源要求情報に基づいて直流電力の電圧値と出力電力を、初期電圧および初期電力から定格電圧値および定格電力に変更する。変更された直流電力は、ＡＣアダプタ部７の可変電源部７３からコネクタ９を介して情報電子機器３へ供給される。

情報電子機器３の電圧監視制御部３１（図８参照）は、供給された直流電力の電圧値をモニタし、この電圧値が定格電圧であるか否かを判定し、定格電圧の場合には、スイッチ３２をバイパス側に設定する機能を有するものである。この場合、ステップＳＴ７において、定格電圧に変更されているため、スイッチ３２は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３側からバイパス側に切り換えることになる。

この結果、電力線通信ユニット２から供給される直流電力は、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３による変換損失を被ることなく電源回路３０へ直接供給されることになる。

一方、図７のステップＳＴ５において、情報電子機器３から入力した機器認証情報と記憶部８２に記憶されている機器認証情報とが一致しなかった場合は認証失敗であり、ステップＳＴ１２に進む。

ステップＳＴ１２では、制御部８の制御コントローラ８０から情報電子機器３に対して直流電力の供給を拒否する旨の通知を行う。また、制御コントローラ８０は、情報電子機器３に対する直流電力の供給を許可しない旨をＡＣアダプタ部７へ通知する。この結果、電力線通信ユニット２から情報電子機器３に対して直流電力は供給されない。

他方、ステップＳＴ７で情報電子機器３への直流電力の供給を開始した後、次のステップＳＴ８で制御部８の制御コントローラ８０は、情報電子機器３に対してユーザ認証情報の送信を要求する。

この送信要求に応答して情報電子機器３は、制御コントローラ８０にユーザ認証情報を送信し、制御コントローラ８０はこのユーザ認証情報を入力する（ステップＳＴ９）。ユーザ認証情報は、図４に示したように情報電子機器３に割り当てられたユーザに固有なユーザ識別情報およびパスワードによって構成されるものである。

次に、制御部８の制御コントローラ８０は、記憶部８２を参照し、情報電子機器３から入力したユーザ認証情報が記憶部８２に予め記憶されているユーザ認証情報と一致するか否かを判定する（ステップＳＴ１０）。

情報電子機器３から入力したユーザ認証情報と記憶部８２に記憶されているユーザ認証情報とが一致した場合は認証成功であり、ステップＳＴ１１へ進む。

ステップＳＴ１１で、制御部８の制御コントローラ８０は、情報電子機器３が電力線４を介して電力線通信方式（第１の通信方式）に基づいた通信を行うことを許可する。具体的には、制御コントローラ８０は、情報電子機器３から送信されてくる通信データを電力線通信部６へ伝送し、電力線通信部６から伝送されてくる通信データを情報電子機器３へ送信する。

この結果、電力線通信ユニット２は、情報電子機器３との間のＩＥＥＥ１３９４規格に基づく通信方式（第２の通信方式）と、電力線通信方式（第１の通信方式）とを相互に変換することが可能となる。

一方、情報電子機器３から入力したユーザ認証情報と記憶部８２に記憶されているユーザ認証情報とが一致しなかった場合は認証失敗であり、ステップＳＴ１３へ進む。

ステップＳＴ１３で、制御部８の制御コントローラ８０は情報電子機器３に対して電力線通信方式による通信拒否の通知を行い、情報電子機器３が電力線４を介して電力線通信方式（第１の通信方式）に基づいた通信を行うことを禁止する。

本実施形態に係る電力線通信ユニット２および電力線通信方式によれば、情報電子機器３から送信されてくる電源要求情報に基づいて情報電子機器３へ供給する直流電力の電圧値や出力電力を情報電子機器３に適合した定格電力および定格電力に設定することができる。

この結果、電源条件の異なる情報電子機器３を電力線通信ユニット２に接続する場合であっても、電力線通信ユニット２のハードウェアやソフトウェアの形態を変更することなく情報電子機器３に適合した直流電力を供給することが可能となり、汎用性の高い電力線通信ユニット２を提供することができる。さらに、情報電子機器３側においては、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３を介することなく直接電源回路３４に入力された直流電力を供給する形態をとりうるため、ＤＣ／ＤＣコンバータ３３による変換損失を排除することが可能となる。

また、本実施形態に係る電力線通信ユニット２および電力線通信方式によれば、接続される情報電子機器３の機器認証情報と予め記憶されている機器認証情報とを用いて機器認証を行う形態としている。

この結果、電力線通信ユニット２に不適合な情報電子機器３の使用を排除することができ、電力線通信ユニット２および情報電子機器３の機能・性能を保証することができる。例えば、電力線通信ユニット２が供給可能な電力容量よりも大きな電力を必要とする情報電子機器３を、予め記憶されている機器認証情報から排除することによって、供給電力不足に起因する諸問題を事前に排除することができる。

また、本実施形態に係る電力線通信ユニット２および電力線通信方式によれば、接続される情報電子機器３のユーザ認証情報と予め記憶されているユーザ認証情報とを用いてユーザ認証を行う形態としている。

この結果、不正なユーザが、例えば構内の電力線４を介した電力線通信にアクセスすることを排除することが可能となり、高いセキュリティを確保することができる。

図７は、電力線通信ユニット２に交流電力が供給されているときの処理を示したものである。従来は停電等によって交流電力が切断された場合には、電力線通信ユニット２自体への電力供給が停止するため電力線通信を行うことができなかった。

これに対して、本実施形態に係る電力線通信ユニット２は、無停電電源部７５を内蔵する形態としているため、停電等によって交流電力が切断された場合であっても一定の期間は電力線通信を継続することが可能となり、また情報電子機器３への直流電力の供給も一定の期間継続することが可能となる。

以下、停電等によって交流電力が切断された場合における本実施形態に係る電力線通信ユニット２の動作について図９のフローチャートを用いて説明する。

ＡＣアダプタ部７（図５参照）の制御回路（１）７１は、ＡＣ／ＤＣ変換部７０から出力される電圧を常時モニタしている（ステップＳＴ２０）。

ＡＣ／ＤＣ変換部７０から出力される電圧が所定値以下となった場合には、制御回路（１）７１は交流電力の入力が切断されたと判定する（ステップＳＴ２１のYes）。

交流電力の入力が切断されたと判定すると、制御回路（１）７１はＡＣ／ＤＣ変換部７０からの入力を無停電電源部７５からの入力に切換える（ステップＳＴ２２）。無停電電源部７５は、適宜の電圧の直流電力を出力するもので、その具体的な種別は特に限定するものではない。例えば、充電可能な二次電池で構成することもできる。また、燃料電池のように発電機能を備えたものであっても良い。

次に、ＡＣアダプタ部７の制御回路（１）７１は、交流電力の入力が切断された旨を制御回路（２）７２に通知し、制御回路（２）７２はさらにその通知を制御部８の制御コントローラ８０に通知する（ステップＳＴ２３）。

制御部８の制御コントローラ８０は、電力線通信部６に対して、第１の通信方式に係る電力線通信方式から第３の通信方式に切換えるように指示する（ステップＳＴ２４）。

電力線通信部６は、制御コントローラ８０からの指示によって、電力線通信部６の変復調部（１）６１から変復調部（２）６２に切換える（図６参照）（ステップＳＴ２５）。即ち、交流電力信号に通信信号を重畳する第１の通信方式から交流電力信号に通信信号を重畳しない第３の通信方式に切換えられる。この結果、交流電力の入力が切断された状態であっても電力線４を介した通信が可能となり、情報電子機器３は電力線通信を継続することができる。

次に、制御部８の制御コントローラ８０は、情報電子機器３に対して直流電力の切断の許可を要求する（ステップＳＴ２６）。

直流電力の切断の許可を要求された情報電子機器３は、切断を許可するか否かを判断し、その結果を制御部８の制御コントローラ８０に通知する。

例えば、情報電子機器３がリチウムイオン電池等のバッテリを内蔵している場合には、外部からの直流電力が切断されても動作を継続することが可能であるため、情報電子機器３は制御コントローラ８０に対して直流電力の切断を許可する。

一方、情報電子機器３が小型デスクトップコンピュータ等のようにバッテリを内蔵していない形態の場合には、外部からの直流電力の切断によって動作が停止し処理中のデータ等が喪失する虞もある。このため、このような情報電子機器３は、制御コントローラ８０に対して直流電力の切断の許可を与えない。

ステップＳＴ２７で、制御コントローラ８０は、情報電子機器３から直流電力の切断の許可が受信されたか否かを判定する。

直流電力の切断の許可が受信された場合には、ステップＳＴ３１へ進み、情報電子機器３に対する直流電力の出力を停止する。

一方、直流電力の切断の許可が受信されない場合（即ち、情報電子機器３が直流電力の切断の許可要求を却下した場合）、電力線通信ユニット２は情報電子機器３に対して直流電力の出力を継続する。

併せて、ＡＣアダプタ部７の制御回路（１）７１は、無停電電源部７５の残容量をモニタし、無停電電源部７５の残容量が所定値以下となったか否かを判定する（ステップＳＴ２９）。

無停電電源部７５の残容量が所定値以下となった場合には、その旨をＡＣアダプタ部７の制御回路（２）７２を経由して制御部８の制御コントローラ８０に伝える。制御コントローラ８０は、情報電子機器３に対して所定時間後に強制的に直流電力の出力を停止する旨を通知する（ステップＳＴ３０）。

この通知を受けた情報電子機器３は、画面表示等によってユーザに所定時間後に外部からの直流電力が切断される旨を表示し、ユーザにデータの待避・保存等の必要な処置をとるように促す。

ステップ３１で、電力線通信ユニット２は、所定時間後情報電子機器３に対する直流電力の供給を停止する。

本実施形態に係る電力線通信ユニット２および電力線通信方式によれば、内蔵する無停電電源部７５の直流電力に切換えることより、停電等によって交流電力の入力が切断された場合であっても電力線通信ユニット２内部の構成品の電力供給が維持されるため、電力線通信を継続することが可能である。また、交流電力の入力が切断された場合には、第１の通信方式から第３の通信方式に切換えることによって、交流電力信号に重畳させない方式の通信が可能となり、電力線通信を継続することが可能となる。

また、本実施形態に係る電力線通信ユニット２および電力線通信方式によれば、交流電力の入力が切断された場合であっても、情報電子機器３に対する直流電力の供給を一定の時間維持することができるため、情報電子機器３がバッテリを内蔵しない形態のものであってもデータの損失等を回避することが可能となる。

なお、本発明は上記の実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。

本発明に係る電力線通信システムの一実施形態のシステム構成例を示す図。 本発明に係る電力線通信ユニットの一実施形態の構成例を示す図。 本発明に係る電力線通信ユニットの一実施形態における制御部の細部構成例を示す図。 本発明に係る電力線通信ユニットの一実施形態における制御部の記憶部に記憶される認証情報の一例を示す図。 本発明に係る電力線通信ユニットの一実施形態におけるＡＣアダプタ部の細部構成例を示す図。 本発明に係る電力線通信ユニットの一実施形態における電力線通信部の細部構成例を示す図。 本発明に係る電力線通信ユニットの電力線通信方法の一実施形態における処理の流れを示す第１のフローチャート。 本発明に係る電力線通信システムの一実施形態における情報電子機器の電源部の構成例を示す図。 本発明に係る電力線通信ユニットの電力線通信方法の一実施形態における処理の流れを示す第２のフローチャート。

符号の説明

１ 電力線通信システム
２ 電力線通信ユニット（通信ユニット）
３ 情報電子機器（外部電子機器）
４ 電力線（外部電力線）
４ａ ＡＣコンセント
５ ＡＣ接続部
６ 電力線通信部
７ ＡＣアダプタ部（電力変換部）
８ 制御部
９ コネクタ
９ａ 通信接続部
９ｂ ＤＣ接続部
６１ 変復調部（１）
６２ 変復調部（２）
７０ ＡＣ／ＤＣ変換部
７１ 制御回路（１）
７２ 制御回路（２）
７３ 可変電源部
７４ 固定電源部
７５ 無停電電源部
８０ 制御コントローラ
８１ ＩＥＥＥ１３９４ＬＩＮＫ／ＰＨＹ部
８２ 記憶部

Claims (10)

1. 一端は外部電力線と接続され、他端は外部電子機器と接続される通信ユニットにおいて、
   前記外部電力線を介して供給される交流電力を直流電力に変換するとともに、前記外部電子機器に前記変換された直流電力を供給する電力変換部と、
   前記外部電力線と前記外部電子機器との間で行われる通信を制御する制御部とを具備し、
   前記制御部は、前記外部電子機器から送信された電源要求情報に基づいて、前記電力変換部から前記外部電子機器に出力される直流電力の出力電圧および出力電力を可変制御することを特徴とする通信ユニット。
2. 前記制御部は、前記外部電子機器の認証に要する第１の情報を記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記外部電子機器から送信された第２の情報と前記記憶部に記憶される第１の情報とを用いて前記外部電子機器の認証を行った後、前記電力変換部から前記外部電子機器に直流電力を供給させることを特徴とする請求項１に記載の通信ユニット。
3. 前記外部電力線を介した所定の通信方式に基づく通信を行う電力線通信部をさらに具備し、
   前記制御部は、前記外部電子機器の認証に要する第１の情報を記憶する記憶部を備え、
   前記制御部は、前記外部電子機器から送信された第２の情報と前記記憶部に記憶される第１の情報とを用いて前記外部電子機器の認証を行った後、前記電力線通信部に前記所定の通信方式に基づく通信を行わせることを特徴とする請求項１に記載の通信ユニット。
4. 前記電力変換部は、無停電電源部を備え、
   前記外部電力線を介して入力される交流電力が切断されたときには、前記無停電電源部から出力される直流電力を元に本通信ユニットの動作を維持するとともに前記無停電電源部から出力される直流電力を前記外部電子機器に供給することを特徴とする請求項１に記載の通信ユニット。
5. 前記電力線通信部は、
   前記外部電力線を介して入力される交流電力が切断されたときには、交流電力信号に通信信号を重畳する所定の通信方式から、交流電力信号に通信信号を重畳しない他の通信方式に変更して前記外部電力線を介した通信を行うことを特徴とする請求項１に記載の通信ユニット。
6. 一端は外部電力線と接続され、他端は外部電子機器と接続される通信ユニットの通信方法において、
   前記外部電力線と前記外部電子機器との間で行われる通信を制御し、
   前記外部電力線を介して供給される交流電力を直流電力に変換し、
   前記外部電子機器から送信された電源要求情報に基づいて前記直流電力の出力電圧および出力電力を可変制御し、
   可変制御された前記直流電力を前記外部電子機器に供給することを特徴とする通信方法。
7. 前記外部電子機器の認証に要する第１の情報を記憶部に記憶し、
   前記外部電子機器から送信された第２の情報と前記記憶部に記憶される前記第１の情報とを用いて認証を行い、
   前記認証が成功したときに前記直流電力を前記外部電子機器に供給することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
8. 前記外部電子機器の認証に要する第１の情報を記憶部に記憶し、
   前記外部電子機器から送信された第２の情報と前記記憶部に記憶される前記第１の情報とを用いて認証を行い、
   前記認証が成功したときに前記外部電力線を介した所定の通信方式に基づく通信を行うことを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
9. 前記外部電力線を介して入力される交流電力が切断されたときには、本通信ユニットが備える無停電電源から出力される直流電力を元に本通信ユニットの動作を維持し、
   前記無停電電源から出力される直流電力を前記外部電子機器に供給することを特徴とする請求項６に記載の通信方法。
10. 前記外部電力線を介して入力される交流電力が切断されたときには、交流電力信号に通信信号を重畳する所定の通信方式から、交流電力信号に通信信号を重畳しない他の通信方式に変更して前記外部電力線を介した通信を行うことを特徴とする請求項６に記載の通信方法。

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