CN102629888B - 智能计量器评价装置及智能计量器评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够评价智能计量器的动作状态的智能计量器评价装置及智能计量器评价方法。本发明的智能计量器评价装置(10)具备：解调部(41a)，将基带信号转换为数字数据并输出解调数据；通信信息取得部(41b)，取得解调数据中所含的通信信息；信号波形取得部(41c)，取得基带信号的信号波形；信号电平测定部(42)，测定基带信号的信号电平；智能计量器管理部(44)，对解调数据的发送源的智能计量器进行特定；信号类别特定部(45)，对解调数据的信号类别进行特定；及显示部(33)，显示通信信息或信号波形、信号电平、智能计量器特定信息、信号类别等数据。

Description

智能计量器评价装置及智能计量器评价方法

技术领域

本发明涉及一种评价智能计量器的动作状态的智能计量器评价装置及智能计量器评价方法。

背景技术

近年来，正在研究使电力计量器或煤气计量器等具有通信功能的称作智能计量器的计量仪的导入。作为计量电力量的智能计量器，已知有专利文献1中公开的计量器。

专利文献1中记载的智能计量器具备有：秒表构件，连接于通过网络自动取得各顾客的使用电力量信息的自动秒表装置，取得各顾客的秒表值数据；秒表值数据传送构件，将秒表值数据传送至自动秒表装置；及通知接收部，接收来自自动秒表装置的预定通知。通过该结构，专利文献1所记载的智能计量器能够以恒定间隔取得各顾客的使用电力量数据或通知使用电力量的抑制。

专利文献1：日本专利公开2010-128810号公报

如前述，智能计量器为能够取得使用电力量的信息或接收预定通知的高便利性的计量器，但并未提出有评价智能计量器的动作状态的装置。

发明内容

本发明是鉴于这种情况而完成的，其目的在于提供一种评价智能计量器的动作状态的智能计量器评价装置及智能计量器评价方法。

本发明的权利要求1所涉及的智能计量器评价装置为对连接于网络且按照预定通信协议发送并接收射频信号的多个智能计量器(1～5)的动作状态进行评价的智能计量器评价装置(10)，其具有如下结构，即具备：接收构件(21)，接收所述射频信号并转换为基带信号；解调构件(41a)，将所述基带信号转换为数字数据并作为解调数据输出；信号类别特定构件(45)，对所述解调数据的信号类别进行特定；通信信息取得构件(41b)，取得所述解调数据中所含的通信信息；信号波形取得构件(41c)，取得所述基带信号的信号波形；及显示构件(33)，显示所述信号类别、所述通信信息及所述信号波形。

根据此结构，本发明的权利要求1所涉及的智能计量器评价装置由于从智能计量器的通信信号取得信号类别、通信信息及信号波形，并且显示构件显示信号类别、通信信息及信号波形，因此能够对智能计量器的动作状态进行评价。

另外，本发明的权利要求2所涉及的智能计量器评价装置具有如下结构，即进一步具备：智能计量器特定构件(44)，对所述解调数据的发送源的智能计量器进行特定；及信号电平测定构件(42)，测定所述基带信号的信号电平，所述智能计量器特定构件为根据所述信号电平对所述解调数据的发送源的智能计量器进行特定的构件。

根据此结构，本发明的权利要求2所涉及的智能计量器评价装置能够对接收数据的发送源的智能计量器进行特定。

另外，本发明的权利要求3所涉及的智能计量器评价装置具有如下结构，即进一步具备信号冲突检测构件(43)，该信号冲突检测构件根据所述信号电平检测在1个智能计量器中来自多个智能计量器的各信号的冲突。

根据此结构，本发明的权利要求3所涉及的智能计量器评价装置能够检测1个智能计量器中信号的冲突。

本发明的权利要求4所涉及的智能计量器评价方法为对连接于网络且按照预定通信协议发送并接收射频信号的多个智能计量器(1～5)的动作状态进行评价的智能计量器评价方法，其具有如下结构，即包含：接收步骤，接收所述射频信号并转换为基带信号；解调步骤，将所述基带信号转换为数字数据并作为解调数据输出；信号类别特定步骤，对所述解调数据的信号类别进行特定；通信信息取得步骤，取得包含于所述解调数据中的通信信息；信号波形取得步骤，取得所述基带信号的信号波形；及显示步骤，显示所述信号类别、所述通信信息及所述信号波形。

根据此结构，本发明的权利要求4所涉及的智能计量器评价方法由于在显示步骤中显示信号类别、通信信息及信号波形，因此能够对智能计量器的动作状态进行评价。

另外，本发明的权利要求5所涉及的智能计量器评价方法具有如下结构，即进一步包含：信号电平测定步骤，测定所述基带信号的信号电平；及信号冲突检测步骤，根据所述信号电平检测在1个智能计量器中来自多个智能计量器的各信号的冲突。

根据此结构，本发明的权利要求5所涉及的智能计量器评价方法能够检测在1个智能计量器中信号的冲突。

本发明能够提供一种具有能够评价智能计量器的动作状态之类的效果的智能计量器评价装置及智能计量器评价方法。

附图说明

图1是表示本发明所涉及的智能计量器评价装置的应用例的示意图。

图2是本发明所涉及的智能计量器评价装置的一实施方式中的块结构图。

图3是表示本发明所涉及的智能计量器评价装置的一实施方式中的显示部的显示例的图。

图4是在本发明所涉及的智能计量器评价装置的一实施方式中在判定信号冲突之前实施的准备阶段动作的流程图。

图5是在本发明所涉及的智能计量器评价装置的一实施方式中在判定信号冲突动作的流程图。

图6是表示在本发明所涉及的智能计量器评价装置的一实施方式中解调数据的波形例的图。

图中：1～5-智能计量器，6-汇集装置，10-智能计量器评价装置，20-测定装置，21-接收部(接收构件)，21a-天线，22-AD转换部，23-接收信号存储部，30-分析装置，31-操作部，32-显示控制部，33-显示部(显示构件)，40-信号分析构件，41-信号处理部，41a-解调部(解调构件)，41b-通信信息取得部(通信信息取得构件)，41c-信号波形取得部(信号波形取得构件)，42-信号电平测定部(信号电平测定构件)，43-判定部(信号冲突检测构件)，44-智能计量器管理部(智能计量器特定构件)，45-信号类别特定部(信号类别特定构件)，46-存储器部，51～55-显示区，61～64(62a、63a、64a)-数据。

具体实施方式

以下，利用附图对本发明的一实施方式进行说明。另外，举出在评价计量电力量的智能计量器的装置中应用的例子说明本发明所涉及的智能计量器评价装置。

图1是表示本实施方式中的智能计量器评价装置10的应用例的示意图。图1中，智能计量器1～5例如设置于各住宅且测量各住宅的电力使用量。另外，智能计量器1～5具有无线通信功能，分别自律形成无线自组网络，按照预定通信协议对所测量的电力使用量数据进行分包并通过多跳通信发送至汇集装置6。作为通信协议，例如有称作ZigBee(注册商标)的协议。此ZigBee覆盖OSI参考模型的网络层以上的范围，对于物理层及MAC(Media Access Control)层采用IEEE802.15.4。

图1中示出智能计量器2通过智能计量器3及5将包含所测量的电力使用量数据的分包发送至汇集装置6的状态。本实施方式中的智能计量器评价装置10能够接收智能计量器1～5的各通信信号并进行通信信号的分析。以下，对智能计量器评价装置10的结构进行说明。

如图2所示，智能计量器评价装置10具备测定装置20及分析装置30。

测定装置20具备接收部21、AD(模拟数字)转换部22及接收信号存储部23。接收部21具有天线21a，从智能计量器1～5接收射频的各通信信号并频率转换为基带信号，并输出至AD转换部22。此接收部21构成本发明所涉及的接收构件。AD转换部22将基带信号从模拟值转换为数字值。接收信号存储部23存储数字值的基带信号。另外，测定装置20具备有接收多种多样的信号并进行各种测定的测定功能，但这些测定功能与本发明无直接关联，因此省略与测定有关的结构的图示。

分析装置30具备信号分析构件40、操作部31、显示控制部32及显示部33。另外，虽省略图示，但分析装置30具备有由控制分析装置30的整体动作的CPU及存储用于使该CPU发挥作用的程序的ROM、RAM等构成的控制电路。

信号分析构件40具备信号处理部41、信号电平测定部42、判定部43、智能计量器管理部44、信号类别特定部45及存储器部46。信号处理部41具备解调部41a、通信信息取得部41b及信号波形取得部41c。

解调部41a从接收信号存储部23读出评价对象的基带信号并转换(解调)为数字数据，将此数据作为解调数据输出。另外，解调部41a还能够按照需要进行解调数据的解码。此解调部41a构成本发明所涉及的解调构件。

通信信息取得部41b取得解调数据中所含的通信信息。通信信息例如包含报头信息、通信记录信息及电力量数据等。此通信信息取得部41b构成本发明所涉及的通信信息取得构件。

信号波形取得部41c为了将基带信号波形显示于显示部33，从接收信号存储部23读出评价对象的基带信号，从而取得其信号波形。此信号波形取得部41c构成本发明所涉及的信号波形取得构件。

信号电平测定部42从接收信号存储部23读出评价对象的基带信号，测定所读出的基带信号的信号电平。此信号电平测定部42构成本发明所涉及的信号电平测定构件。

判定部43按照后述的操作部31的设定进行各种判定。例如，判定部43进行在某个智能计量器中是否发生信号的冲突(分包的冲突)的判定或接收数据是否正常之类的判定。此判定部43构成本发明所涉及的信号冲突测构件。

智能计量器管理部44预先取得将智能计量器和基带信号的信号电平作关联的关联信息，根据此关联信息和信号电平测定部42测定出的信号电平对解调部41a解调的解调数据的发送源的智能计量器进行特定。此智能计量器管理部44构成本发明所涉及的智能计量器特定构件。另外，智能计量器管理部44也可以是通过参考智能计量器1～5的通信记录对解调数据的发送源的智能计量器进行特定的管理部。

信号类别特定部45对解调部41a解调的解调数据的信号类别进行特定。例如，信号类别特定部45能够从解调数据的报头信息对作为信号类别的信标信号、数据信号Ack(Acknowledgement)信号及MAC指令信号等进行特定。此信号类别特定部45构成本发明所涉及的信号类别特定构件。

存储器部46存储通信信息取得部41b取得的通信信息、信号波形取得部41c取得的基带信号波形、信号电平测定部42测定的信号电平、智能计量器管理部44特定的智能计量器特定信息及信号类别特定部45特定的信号类别等数据。

操作部31是为了设定在信号分析构件40中分析的分析项目或分析条件、判定条件等而由评价者操作的操作部。虽省略图示，但操作部31例如具备显示用于设定各种条件的设定画面的显示器、如键盘、刻度盘或鼠标的输入器件及控制这些的控制电路等。

显示控制部32按照操作部31的设定内容进行用于按每个智能计量器将存储于存储器部46中的各数据显示在显示部33上的显示控制。

显示部33例如由液晶显示器构成，显示显示控制部32的输出信号。此显示部33构成本发明所涉及的显示构件。

接着，对本实施方式中的智能计量器评价装置10的动作进行说明。另外，假设在接收信号存储部23中存储有评价对象的基带信号。

通过由评价者对操作部31进行操作，在信号分析构件40中进行如下动作。

解调部41a从接收信号存储部23读出评价对象的基带信号并转换(解调)为数字数据，将解调数据、解调数据中所含的通信信息、解调数据的信号波形数据存储于存储器部46。

信号电平测定部42测定与解调部41a解调的解调数据对应的基带信号的信号电平，将测定结果数据与解调数据作关联并存储于存储器部46。

判定部43按照操作部31的设定进行各种判定。例如，判定部43判定解调部41a的解调结果是否正常，或者判定智能计量器有无异常、有无发生信号冲突等，并将其判定结果数据存储于存储器部46。

智能计量器管理部44根据信号电平测定部42测定的信号电平对解调部41a解调的解调数据的发送源的智能计量器进行特定，将特定结果数据存储于存储器部46。

信号类别特定部45对解调部41a解调的解调数据的信号类别进行特定，将特定结果数据存储于存储器部46。

另外，通过由评价者对操作部31进行操作，显示控制部32进行读出存储于存储器部46中的各数据并显示于显示部33的动作。其结果，显示部33例如进行如图3所示的显示。图3是表示显示部33的显示例的图。

显示部33的显示画面由显示PHY(物理层)分析结果的显示区51、显示MAC分析结果的显示区52、显示各通信信号的波形的显示区53、显示各通信信号的发送时机的显示区54及显示各通信信号的发送电力的显示区55构成。

在图3所示的显示例中，显示区52中显示有通信信息取得部41b取得的通信信息中的信号F3的通信内容。当评价者观察此显示区52时，能够了解到基于通信协议的通信内容的详细情况，并容易得知发送、接收了哪种数据。具体而言，发送源的智能计量器的识别编号、有无加密通信数据及密码类别、使用电力量等数据的地址、使用电力量等数据的内容及测量条件等信息显示于显示区52。

另外，显示区53中识别显示有以时间轴及电力轴表示的各信号及其波形(基带信号波形)。例如，以容易了解信号F3为信标信号、信号F4为MAC指令信号、信号F5为Ack信号、信号F6为数据信号的方式识别显示于显示区53。作为识别显示的例子，有对表示各信号名的区进行颜色区分来显示的手法。另外，例如也可以按发送源的智能计量器识别显示其发送信号的波形或者以文字识别显示。

另外，显示区54中显示有各信号在时间轴上的位置或邻接的信号之间的时间间隔(GAP TIME)。

接着，在本实施方式中的智能计量器评价装置10中，对信号冲突判定的动作进行说明。当为在ZigBee/IEEE802.15.4的规格时，无法进行信号送出的同步管理，有可能在某个智能计量器中发生信号冲突，因此执行该信号的冲突判定。

首先，智能计量器评价装置10在进行信号的冲突判定之前进行图4所示的准备阶段的动作。

解调部41a读出存储于接收信号存储部23中的基带信号并转换(解调)为数字数据(步骤S11)，将解调数据输出至存储器部46。

智能计量器管理部44参考解调数据的报头信息对其解调数据的发送源的智能计量器进行特定(步骤S12)。

信号电平测定部42按每个智能计量器测定与解调数据对应的基带信号的信号电平的平均值(步骤S13)。

智能计量器管理部44将对信号电平测定部42测定的与解调数据对应的基带信号的信号电平和其解调数据的发送源的智能计量器作关联的数据存储于存储器部46(步骤S14)。

接着，根据图5及图6对智能计量器评价装置10的信号冲突判定动作进行说明。

解调部41a读出存储于接收信号存储部23中的评价对象的基带信号并转换(解调)为数字数据(步骤S21)，将解调数据输出至存储器部46。

智能计量器管理部44参考解调数据的报头信息对其解调数据的发送源的智能计量器进行特定(步骤S22)。

通信信息取得部41b读取解调数据的报头信息中所含的Length值(步骤S23)。此Length值为表示解调数据的长度的值。能够从该Length值推断所对应的信号的信号长(时间长度)。其结果可知，例如图6(a)所示的数据61能够解调至与Length值相当的位置。另外，通信信息取得部41b分析解调数据的MAC报头，取得MAC分析结果(步骤S24)。

判定部43判定MAC分析结果是否正常(步骤S25)。其中，MAC分析结果正常是指，对基于通信信息取得部41b的MAC报头进行分析的结果，得到了符合ZigBee/IEEE802.15.4规格的有意义的数据。

在步骤S25中，当判定为MAC分析结果正常时，判定部43判定比与Length值相当的位置靠后的信号电平是否在阈值电平(参考图6(a))以下(步骤S26)。在该步骤S26中，当判定为比与Length值相当的位置靠后的信号电平在阈值电平以下时，判定为解调数据正常(步骤S27)，其判定结果通过显示控制部32显示于显示部33(步骤S35)。

在步骤S25中，当判定为MAC分析结果不正常，即异常时，判定部43判定MAC分析结果的异常部分的信号电平是否在阈值电平以下(步骤S31)。在该步骤S31中，当判定为MAC分析结果的异常部分的信号电平在阈值电平以下时，判定部43判定为解调数据的发送源的智能计量器异常(步骤S32)，进入步骤S35。

例如，图6(b)所示的数据62中后半部分的数据62a消失。因此，数据62无法解调至与Length值相当的位置，数据62a消失的部分被判定为MAC分析结果的异常部分，并且判定为该异常部分的信号电平在阈值电平以下。

在步骤S26中判定为比与Length值相当的位置靠后的信号电平不在阈值电平以下时及在步骤S31中判定为MAC分析结果的异常部分的信号电平不在阈值电平以下时(例如图6(c)、(d))，判定部43判定为解调数据的发送源的智能计量器的信号和来自除此之外的智能计量器的信号发生冲突(步骤S33)。

具体而言，图6(c)所示的数据63中在后半部分重叠有已发生冲突的数据63a。另外，图6(d)所示的数据64中在后半部分重叠有已发生冲突的数据64a。

当获得步骤S33的判定结果时，智能计量器管理部44从解调数据的信号电平对已发生冲突的信号的发送源的智能计量器进行特定(步骤S34)，进入步骤S35。例如，智能计量器管理部44能够根据分别示于图6(c)及(d)的数据63a及64a的各信号电平和在图4的步骤S14中存储的关联信息，对各个发送源的智能计量器进行特定。

如以上，本实施方式中的智能计量器评价装置10由于具有显示部33显示信号类别、通信信息及信号波形的结构，因此能够评价智能计量器的动作状态。

另外，智能计量器评价装置10能够通过进行所述的信号冲突判定来判定在无线自组网络上的哪个智能计量器中发生信号冲突，从而容易特定异常部位。

另外，在前述的实施方式中，举出智能计量器评价装置10评价连接于无线自组网络的智能计量器的例子进行了说明，但也能够评价连接于其他无线网络或有线网络的智能计量器。

另外，在前述实施方式中，举出了智能计量器评价装置10评价计量电力量的智能计量器的例子，但本发明并不局限于此，也能够评价计量煤气或自来水等的使用量的智能计量器及各种传感器网络。

产业上的可利用性

如以上，本发明所涉及的评价智能计量器的动作状态的智能计量器评价装置及智能计量器评价方法具有能够评价智能计量器的动作状态之类的效果，作为评价计量电力量或煤气的使用量的智能计量器等的动作状态的智能计量器评价装置及智能计量器评价方法非常有用。

Claims (4)

1.一种智能计量器评价装置(10)，其接收对电力使用量进行测量并取得测量电力使用量数据的多个智能计量器(1～5)所构成的无线自组网络中的按照预定通信协议的射频信号，并且评价该多个智能计量器(1～5)的通信的动作状态，其特征在于，具备：

接收构件(21)，接收所述射频信号并转换为基带信号；

解调构件(41a)，将所述基带信号转换为数字数据并作为解调数据输出；

信号类别特定构件(45)，根据所述解调数据中所含的报头信息对所述解调数据的信号类别进行特定；

通信信息取得构件(41b)，取得包含于所述解调数据中并至少包含所述测量电力使用量数据的通信信息；

信号波形取得构件(41c)，取得所述基带信号的信号波形；

显示构件(33)，显示所述信号类别、所述通信信息及所述信号波形；

智能计量器特定构件(44)，对所述解调数据的发送源的智能计量器进行特定；及

信号电平测定构件(42)，测定所述基带信号的信号电平，

其中，所述多个智能计量器(1～5)中的每一个均具有无线通信功能，自律形成所述无线自组网络，按照所述预定通信协议对所取得的测量电力使用量数据进行分包，并将所得到的分包通过多跳通信发送至汇集装置(6)，并且其中，所述智能计量器特定构件为根据所述信号电平对所述解调数据的发送源的智能计量器进行特定的构件。

2.如权利要求1所述的智能计量器评价装置，其特征在于，

进一步具备信号冲突检测构件(43)，该信号冲突检测构件根据所述信号电平检测在1个智能计量器中来自多个智能计量器的各信号的冲突。

3.一种智能计量器评价方法，其接收对电力使用量进行测量并取得测量电力使用量数据的多个智能计量器(1～5)所构成的无线自组网络中的按照预定通信协议的射频信号，并且评价该多个智能计量器(1～5)的通信的动作状态，其特征在于，包含：

接收步骤，接收所述射频信号并转换为基带信号；

解调步骤，将所述基带信号转换为数字数据并作为解调数据输出；

信号类别特定步骤，根据所述解调数据中所含的报头信息对所述解调数据的信号类别进行特定；

通信信息取得步骤，取得包含于所述解调数据中并至少包含所述测量电力使用量数据的通信信息；

信号波形取得步骤，取得所述基带信号的信号波形；

显示步骤，显示所述信号类别、所述通信信息及所述信号波形；

智能计量器特定步骤，对所述解调数据的发送源的智能计量器进行特定；及

信号电平测定步骤，测定所述基带信号的信号电平，

其中，所述多个智能计量器(1～5)中的每一个均具有无线通信功能，自律形成所述无线自组网络，按照所述预定通信协议对所取得的测量电力使用量数据进行分包，并将所得到的分包通过多跳通信发送至汇集装置(6)，并且其中，所述智能计量器特定步骤为根据所述信号电平对所述解调数据的发送源的智能计量器进行特定的步骤。

4.如权利要求3所述的智能计量器评价方法，其特征在于，

进一步包含信号冲突检测步骤，该信号冲突检测步骤根据所述信号电平检测在1个智能计量器中来自多个智能计量器的各信号的冲突。