JP2000508455A - 自動メーター読み取りデータ通信システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 メーターのデータ収集及び情報管理のために広範囲の種類のユーティリティメーターに取り付け可能な統合されたデジタルエンコーダ（２２）及び２方向ワイヤレス送受信機を有する自動メーター読み取りデータ通信システム（２０）である。その統合されたエンコーダーと送受信機は、２方向９００ＭＨｚ拡散スペクトラムローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）（３２）を介して、コモディティ使用情報を遠隔に置かれた通信ノード（２４）に伝える。その通信ノードは、このデータを、商用で使用可能な据え付けのワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）（３４）を介して、ユーティリティサービスプロバイダ（３０）に送信する。そのユーティリティサービスプロバイダはまた、同じ据え付けのワイドエリアネットワークを介してその通信ノードからデータを要求し得る。

Description

【発明の詳細な説明】 自動メーター読み取りデータ通信システム 発明の背景 本発明は自動メーター読み取りデータ通信システムに関する。より詳細には、 本発明は、ユーティリティ（utility：電気、ガス、水道等の公益事業／公益企 業）メーターに取り付けられ、コモディティ（commodity：電気、ガス、水等、 公益事業における商品）使用データと他の情報を２方向ワイヤレスローカルエリ アネットワーク（ＬＡＮ）を介して遠隔の通信デバイスに伝える統合デバイスに 関し、その遠隔の通信デバイスはそのデータを２方向の据え付き（fixed）の電 気通信事業者のワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介してユーティリティサ ービスプロバイダに送信する。 従来は、コモディティ使用量は、加入者の消費を監視するメーターを使用して ユーティリティ会社により決定される。ユーティリティサービスプロバイダは、 典型的には、サービスマンを各メーターの場所に派遣し手作業でメーターのダイ アルに表示された情報を記録することにより加入者の消費量を決定している。手 作業での読み取り結果はコンピュータに入力され、コンピュータはその情報を処 理し、加入者のための請求書を出力する。サービスマンがメーターに近づくこと が非常に難しいことがしばしばある。メーターへのアクセスが不可能な場合、課 金は推定の読み取りを基にして行われる。これらの予測による課金はしばしば顧 客の不平につながる。 サービスマンが現地でメーターを目で見て読み取ることは、非常に労働集約的 であり、非効率であり、非常に高価である。従って、操業コストを削減するため に最近の技術を利用し、現地での目によるメーター読み取りの必要性を削減させ ることにより効率を向上させることはユーティリティ会社のその部分の強い関心 事となってい る。 現地での目によるメーター読み取りにかかる大きなコストを回避するための、 水、ガス及び電気メーターのための自動メーター読み取りシステムを開発する多 くの試みが近年なされてきた。しかしながら、ほとんどのこれらの従来技術のシ ステムはほとんど成功していない。 メーター読み取りを簡単にするための努力の中で、種々のタイプのデバイスが ユーティリティメーターに取り付けられてきた。これらのデバイスは、コモディ ティ使用量データを通信リンクを介して中央に置かれたサービスセンタ又はユー ティリティに送信するために開発された。これらの通信リンクは電話線、電力線 、又は、無線周波数（ＲＦ）リンクを含んでいた。 コモディティ使用量データをユーティリティに伝えるために既存の電話線及び 電力線を使用することは、大きな技術的困難に直面していた。電話線システムに おいて、メーターデータは、加入者の通常の電話線の動作と干渉し得、電話線の 共同使用のために電話会社とユーティリティ会社間で協力が必要となり得る。電 話線通信リンクはまた、メーターと主電話線間でのハードワイヤ接続が要求され 得、それは設置費用を増加させる。既存の電力線を介した電力線キャリア（ＰＬ Ｃ）の通信リンクもまたメーターと主電力線間でハードワイヤ接続が要求され得 る。ＰＬＣシステムの他の欠点は、電力線上での干渉によりデータを失う可能性 があることである。 遠隔で読み取れるメーターは開発されてきている。そのようなメーターはトラ ンスポンダーとして構成され、データをユーティリティに送信するための無線送 信機を含む。これらの従来技術のシステムは、メーターに、一定間隔で、データ 質問機よりポーリングされることを要求していた。データ質問機は、近隣を移動 するモバイルユニットに備えることができ、それには、サービスマンにより運ば れるポータブルの手持ちユニットが入れられている。もしくは、 データ送信機は、中央に位置するサイトに備えられる。メーターがデータ送信機 からＲＦ信号により調べられる場合、メーターは、メーター読み取りと要求され た他の情報とで符号化された信号を送信することにより応答する。メーターから はその通信を開始しない。 しかしながら、そのような従来技術には欠点がある。第１の欠点は、メーター に設置されているデバイスは一般的に非常に低いパワー出力で、非常に短い送信 範囲の小さな送信機を有する。このことは、質問ユニットがメーターと近くにあ ることを要求する。他の欠点はメーターに取り付けられたデバイスはデータ質問 機によって定期的にポーリングされなければならないことである。メーターに取 り付けられたデバイスは通信を開始できない。サービスマンがメーターを遠隔で 読み取るために近隣及び会社を動き回ることがまだ必要であるため、モバイル及 びハンドヘルドのデータ質問機は限られた価値しか持たない。それは、単に、メ ーターを読み取るために住宅や他のビルに入る必要性を回避するに過ぎない。固 定の場所にあるデータ質問機を使用するシステムもまた、メーターに取り付けら れたデバイスからの低パワー出力、及び、通信を開始するためにデータ質問機に よるポーリングを必要とするという欠点を有する。 従って、従来技術においても自動メーター読み取りシステムが知られているが 、現在使用可能な自動メーター読み取りシステムには、低い動作範囲と低い通信 信頼性といった、いくつかの欠点がある。従って、メーターからユーティリティ への信頼できる情報通信を提供し、ユーティリティサービスマンが手作業でメー ターを読み取る必要を回避する自動メーター読み取りシステムを提供することが 特に望ましい。 発明の要約 本発明の目的は、コモディティメーターからユーティリティサービスプロバイ ダに広がる、信頼できる自動メーター読み取りデータ 通信システムを提供することである。 本発明の他の目的は、既存のコモディティメーターのレジスタヘッドの付き、 ２方向無線拡散スペクトラムローカルエリアネットワークを介して遠隔地のゲー トウェイノードにコモディティ使用データを提供するインターフェース管理ユニ ットを提供することである。 本発明の更なる目的は、インターフェース管理ユニットからのコモディティ使 用データを受信し、そのデータを、商業的に使用可能な据え付けの電気通信事業 者のワイドエリアネットワークを介してユーティリティサービスプロバイダに送 信するゲートウェイノードを提供することである。 更に、本発明の他の目的は、ユーティリティからのデータ要求、事前に計画さ れた予定のメーター読み取りを実施すること、及び、コモディティメーターに取 りつけられたインターフェース管理ユニットから自然発生的不正及びアラームメ ッセージを扱うことのために必要な通信リンクを提供することである。 本発明は、自動メーター読み取りデータ通信システムであり、そのシステムは 、水、ガス及び電気メーターのようなコモディティメーターに取り付け可能で、 データを収集し、処理し、そのデータをユーティリティサービスプロバイダに送 信する遠隔地のゲートウェイノードへ、そのメーターから送信するためのインタ ーフェース管理ユニットを取り入れている。そのインターフェース管理ユニット は、広範囲の製造者によって製造されたメーターのために、既存のメーターボデ ィにそのインターフェース管理ユニットを後付けするためのアダプタリングを使 用して、コモディティメーターのレジスタヘッドと置き換わる。インターフェー ス管理ユニットはデジタルエンコーダと２方向ワイヤレス送受信機を有し、ユー ティリティからの要求又は予めプログラムされたスケジュール読み取りに基き自 動的にコモディティ使用量を読み取る。インターフェース管 理ユニットはまた、不正やアラーム状態を決定するためにメーターの状態を監視 する。 インターフェース管理ユニットのエンコーダー及び送受信機は４つの主要な要 素からなる。これらの要素は、管理用マイクロコントローラー、通信マイクロコ ントローラー、拡散スペクトラムプロセッサ及びＲＦ送受信機である。管理用マ イクロコントローラーは、メーターからのコモディティ使用データを監視し、取 得する。管理用マイクロコントローラーはまた、ゲートウェイノードから質問信 号の存在を検出する。通信マイクロコントローラーは管理用マイクロコントロー ラーに接続され、インターフェース管理ユニットの内部及び外部通信機能を制御 する。拡散スペクトラムプロセッサは通信マイクロコントローラーに接続され、 インターフェース管理ユニットが、ローカルエリアネットワークを介してＲＦ拡 散スペクトラム通信技術を使用してデータ送受信を行うことを可能とさせる。Ｒ Ｆ送受信機は、拡散スペクトラムプロセッサ及び通信マイクロコントローラーと 接続され、メーターからのコモディティ使用データを送信し、ゲートウェイノー ドからの質問信号を受信する。 ゲートウェイノードは、ローカルエリアネットワークを完成するためにインタ ーフェース管理ユニットから遠隔に置かれる。ゲートウェイノードはまた４つの 主要な要素からなる。それらの要素は、ワイドエリアネットワークインターフェ ースモジュール、初期化プロセッサ、拡散スペクトラムプロセッサ及びＲＦ送受 信機である。ゲートウェイノードは、ローカルエリアネットワークのために、イ ンターフェース管理ユニットに質問信号を提供し、インターフェース管理ユニッ トからコモディティ使用データを受信することに責任を持つ。しかしながら、ゲ ートウェイノードはまた、商用で使用可能な据え付けの２方向の電気通信事業者 のワイドエリアネットワークを介して、ユーティリティサービスプロバイダにリ ンクを提供する。 ゲートウェイノードのＲＦ送受信機は、ユーティリティからの質問信号又はス ケジュールによる読み取りのための予めプログラムされた信号をインターフェー ス管理ユニットに送信し、インターフェース管理ユニットから返答としてコモデ ィティ使用データを、ワイドエリアネットワークを介したユーティリティへ送信 のために受信する。拡散スペクトラムプロセッサはＲＦ送受信機に接続し、ゲー トウェイノードに、拡散スペクトラム通信技術を使用したデータの送受信を可能 とさせる。ＷＡＮインターフェースモジュールは拡散スペクトラムプロセッサに 接続され、商用で使用可能な所望のワイドエリアネットワークを介して、ユーテ ィリティサービスプロバイダへ、及びユーティリティサービスプロバイダからデ ータを送信する。異なるＷＡＮインターフェースモジュールが、商用で使用可能 な所望の異なる各ワイドエリアネットワークで使用され得る。初期化マイクロコ ントローラーは、インターフェースモジュール及び拡散スペクトラムプロセッサ 間に置かれ、拡散スペクトラムプロセッサの動作の制御、及びゲートウェイノー ド内の通信制御を行う。 本発明の別の実施の形態として、中継ノードが、必要に応じて追加の通信能力 を提供するために、ローカルエリアネットワーク内でインターフェース管理ユニ ットとゲートウェイノード間に置かれる。従って、ゲートウェイノードがインタ ーフェース管理ユニットのＲＦ通信範囲の外側にある場合、インターフェース管 理ユニットへ、及びインターフェース管理ユニットからのＲＦ通信データを再送 するために中継ノードが必要とされる。 メーター読み取り、メーター情報管理及びネットワーク通信は全て、製造及び 設置の間にインターフェース管理ユニットに予めプログラムされた、及びゲート ウェイノードに予めプログラムされた２方向システムソフトウェアにより制御さ れる。そのソフトウェアにより、インターフェース管理ユニットが、広範囲の水 道、ガス及び 電気メーターからの入力を符号化し管理するよう設定される。そのソフトウェア により、操作者は、簡単にシリアル番号を変更でき、自動的又は要求によりメー ター読み取りができ、報告される測定単位を変更でき、不正、アラーム又はバッ テリー容量低下状態の報告のためのシステム状態を監視できる。 図面の簡単な説明 図１は水道メーターに取り付けられた本発明のインターフェース管理ユニット の斜視図である。 図２はインターフェース管理ユニットを取り付けるために使用されるアダプタ リングの斜視図である。 図３はインターフェース管理ユニットの内部構造の分解斜視図である。 図４はゲートウェイノードの正面図である。 図５Ａは、遠隔ゲートウェイノード及びユーティリティサービスプロバイダと 接続する、水、ガス及び電気メーターのためのインターフェース管理ユニットの 概略図である。 図５Ｂは、近隣の中継ノード、遠隔ゲートウェイノード及びユーティリティサ ービスプロバイダと接続する、水、ガス及び電気メーターのためのインターフェ ース管理ユニットの概略図である。 図６Ａは自動メーター読み取りデータ通信システムのフロー図である。 図６Ｂは他の自動メーター読み取りデータ通信システムのフロー図である。 図７はインターフェース管理ユニット回路のブロック図である。 図８は、インターフェース管理ユニット、中継ノード及びゲートウェイノード のＲＦ送信機のブロック図である。 図９は、図８におけるＲＦ送信機の周波数合成器部分のブロック図である。 図１０はゲートウェイノード回路のブロック図である。 図１１Ａは、電力管理及び通信におけるインターフェース管理ユニットの動作 を示すフロー図である。 図１１Ｂは図１１Ａのフロー図の続きである。 図１１Ｃは図１１Ｂのフロー図の続きである。 図１２はインターフェース管理ユニットの初期設定のフロー図である。 図１３はインターフェース管理ユニットの仮想停止機能のフロー図である。 図１４は自動メーター読み取りデータ通信システムの機能図である。 図１５Ａは図１４に示すデータ通信システムのＷＡＮ処理部分のフロー図であ る。 図１５Ｂは図１４に示すデータ通信システムのメッセージ発送部分のフロー図 である。 図１５Ｃは図１４に示すデータ通信システムのＲＦ処理部分のフロー図である 。 図１５Ｄは図１４に示すデータ通信システムのスケジューラ部分のフロー図で ある。 図１５Ｅは図１４に示すデータ通信システムのデータ格納部分のフロー図であ る。 好適な実施例の詳細な説明 システム 図５及び図６に示すように、本発明は、ゲートウェイノード２４と通信するイ ンターフェース管理ユニット２２を有する自動メーター読み取りデータ通信シス テム２０を提供する。ここで、ゲートウェイノード２４はインターフェース管理 ユニット２２から遠隔に位置する。インターフェース管理ユニット２２とゲート ウェイノー ド２４の間には、図５Ｂと図６Ｂに示す中継ノード２６が存在し得、それはイン ターフェース管理ユニット２２の近隣に設置され、インターフェース管理ユニッ ト２２からゲートウェイノード２４への追加の通信パワーを提供する。インター フェース管理ユニット２２の通信範囲はおよそ４００フィートである。従って、 ゲートウェイノード２４がインターフェース管理ユニット２２から４００フィー トより遠い場合、メッセージをインターフェース管理ユニット２２からゲートウ ェイノード２４に再送信するために中継ノード２６が必要になる。中継ノード２ ６とゲートウェイノード２４のＲＦ通信範囲はおよそ１マイルである。 インターフェース管理ユニット２２は、水道やガスメーターのような住居のユ ーティリティメーター２８に取り付けられ得る、主にデータ収集装置であり、水 道やガスの使用量のようなコモディティの消費量に関する収集データをゲートウ ェイノード２４に送信する。インターフェース管理ユニット２２はまた、ホーム セキュリティ、環境状態、人の健康状態、煙や一酸化炭素の存在等を監視する他 のデバイスと接続され得る。 ゲートウェイノード２４は、無線周波数（ＲＦ）通信リンクによって収集され たデータを得るためにインターフェース管理ユニット２２に応答させ、据え付け のワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）３４を介してユーティリティサービスプ ロバイダ３０にそのデータを送信する。 図５Ａ及び図６Ａに示す本発明の好ましい実施の形態において、水道、ガス及 び電気のような異なるコモディティのメーター２８に取り付けられた複数のイン ターフェース管理ユニット２２は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）３２ を介してゲートウェイノード２４と通信し、ゲートウェイノード２４は、据え付 けの電気通信事業者のワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）３４を介して、その コモディティデータをインターフェース管理ユニット２２からユー ティリティ３０に送信する。ゲートウェイノード２４はメーター２８からユーテ ィリティ３０へのエンドツーエンドの通信を提供する。そのデータ通信システム における第１のリンクは２方向９００ＭＨＺ拡散スペクトラムＬＡＮ３２である 。そのデータ通信システムにおける第２のリンクは、どのような商業上使用可能 な２方向コモンキャリアＷＡＮ３４によっても設計される。本実施の形態におい ては、ゲートウェイノード２４は、インターフェース管理ユニット２２と、その 通信範囲であるおよそ４００フィート以内になければならない。しかしながら、 ゲートウェイノード２４がインターフェース管理ユニットの通信範囲の外にある 場合、図５Ｂ及び図６Ｂに示すように、中継ノード２６が、データをインターフ ェース管理ユニット２２からゲートウェイノード２４に再送信するために備えら れ得る。中継ノードの動作範囲はおよそ１マイルである。中継ノード２６は、イ ンターフェース管理ユニット２２及びゲートウェイノード２４と同じＲＦ送信回 路を利用している。図６Ｂに示されるＬＡＮ通信リンク３２Ａと３２Ｂは技術的 には図６Ａに示すＬＡＮ３２と同じリンクからなる。唯一の違いは、図６Ｂにお けるゲートウェイノード２４がインターフェース管理ユニット２２の通信範囲の 外側にあり、中継ノード２６によるデータの再送信を必要とすることである。 インターフェース管理ユニット２２から収集されたデータは典型的にはユーテ ィリティ会社のコンピュータに提供され、課金やコモディティ使用量データを生 成するために使用される。 インターフェース管理ユニット 図１を参照するに、インターフェース管理ユニット２２は、アダプタリング３ ６によって、水道、ガス、電気ユーティリティメーター２８に取り付けられる統 合ユニットである。インターフェース管理ユニット２２は、広範囲の製造者によ って製造されたメーター のために、既存のメーターボディにそのインターフェース管理ユニットを後付け するためのアダプタリングを使用して、コモディティメーターのレジスタヘッド と置き換わる。これは、複数の異なるアダプタリング３６及びインターフェース 管理ユニット２２の中のプログラム可能なソフトウェアを使用することにより達 成される。 図３は、インターフェース管理ユニット２２の内部構造を示す。インターフェ ース管理ユニット２２は、上部カバー４０、下部カバー４６、及び、２つのプリ ント回路基板４２及び４４からなる。プリント回路基板４２は、好ましくは、プ リント回路基板４４上の液晶ディスプレイ３８のための切り抜きを有するＲＦア ンテナである。液晶ディスプレイ３８は、メーター読み取り値、計測単位、不正 (tamper)及び状態を表示する。プリント回路基板４４は、図７のブロック図に詳 細が示されているように種々の要素及びコネクタを含む。インターフェース管理 ユニット２２はバッテリー５０により電力供給される。そのコンパクトな統合デ ザイン及び、種々のメーター及びメーターブランドへの適合性は、従来技術から のコスト削減となることを示す。 インターフェース管理ユニット２２は、統合されたデジタルエンコーダ及び２ 方向ワイヤレス送受信機であり、水道、ガス、電気メーターのようなユーティリ ティメーター２８の動作を監視し、メーターの中の回転翼によって生成される計 測パルスによってコモディティ使用量を確かめ、ＲＦローカルエリアネットワー ク（ＬＡＮ）を介して、コモディティ使用量データを中継ノード２６又はゲート ウェイノード２４に送る。インターフェース管理ユニット２２により計測される 事象は、通常、コモディティのメーターへの流れに応答するタービンや他の変換 要素によって生成されるパルスである。バルブ作動出力や改変入力等の更なる機 能もまたインターフェース管理ユニット２２に備えられる。 以下で詳細に説明するように、インターフェース管理ユニット２ ２と中継ノード２６又はゲートウェイノード２４間の通信は、好ましくは２方向 ９００ＭＨｚ直接拡散の、採用された周波数帯において複数チャネルを有する拡 散スペクトルデータ送信技術を使用して確立される。インターフェース管理ユニ ット２２は、ユーティリティから、事前プログラムされたスケジュール読み取り から、もしくは自然発生アラームメッセージからの要求に応答して自動メーター 読み取り機能を実行する。これらの自動メーター読み取り機能は、月使用量読み 取り、遠隔の最初と最後のメーター読み取り、リアルタイムの不正発見及び通知 、仮想停止機能、及びアラームシステム機能を含む。加えて、水道メーターに取 り付けられたインターフェース管理ユニット２２は、もれ発見及び低流量の通知 の機能を有し、固定のアンテナアタッチメントなしに、ピットアプリケーション において水中で機能する。ガスメーターに取り付けられたインターフェース管理 ユニット２２は暴走メーター検出が可能である。インターフェース管理ユニット ２２はまた、セキュリティ及び情報管理タスクを実行する。 インタフェース管理ユニット２２は、ユーティリティ識別番号、メーター設定 及び読み取り、計測単位、及び、アラームセットポイントをプログラムするポー タブルコンピュータを使用してインストールされる。インターフェース管理ユニ ットが一度インストールされると、それは２方向ワイヤレスＬＡＮ３２を介して ゲートウェイノードと接続される。上述したように、インターフェース管理ユニ ット２２はデータを送信するために起動される必要はない。インターフェース管 理ユニットはそれ自身で通信を開始し、事前にプログラムされた予定の読み取り を実行することも、ゲートウェイ２４を介してユーティリティからの要求に応答 することもできる。 通信ノード ゲートウェイノード２４は図４に示されている。ゲートウェイ ノード２４は典型的には、ＬＡＮ３２とＷＡＮ３４間の通信ノードとして動作す るように電柱の頂上に位置する。それは従ってＬＡＮからＷＡＮへのコネクショ ンとして機能する。ゲートウェイノード２４は、その通信リンク上でデータを送 受信するためのアンテナ５２と、ゲートウェイノード２４に電力供給するための 電力線を接続するための電力線キャリアコネクタ５４を含む。ゲートウェイ２４ はまた太陽から電力を供給されることができる。そのコンパクトなデザインによ って、どのような既存のユーティリティポールにも、又は同様な状態の高い場所 にも簡単に設置することができる。ゲートウェイノード２４は、メーターからユ ーティリティへのエンドツーエンドの通信を提供する。ワイヤレスゲートウェイ ノード２４は、２方向９００ＭＨｚ拡散スペクトラムＬＡＮ３２を介してインタ ーフェース管理ユニット２２と接続する。また、ゲートウェイノード２４は、ユ ーティリティと通信するために、いかなるＷＡＮ３４とも接続し、適合する。ゲ ートウェイノード２４は種々のデータ報告要求を満足させるために現場プログラ ム可能である。 ゲートウェイノード２４は、水道、ガス及び電気メーターデータのデータ要求 を受信し、メーターに応答させ、状態データとともに使用量データをＷＡＮ３４ を介してユーティリティ３０に転送する。それはまた、他の安全なセキュリティ 及び情報ノードに通信リンクを提供する。ゲートウェイノード２４は、それが責 任を持つ、ある予め定められたインターフェース管理ユニットとデータを交換し 、それらのインターフェース管理ユニットからの信号を”聞く”。ゲートウェイ ノード２４は長期間にわたるデータを格納せず、従ってセキュリティリスクを最 小としている。ゲートウェイノードのＲＦ通信範囲は典型的には１マイルである 。 中継ノード２６は、インターフェース管理ユニット２２からゲートウェイノー ド２４へのＲＦ信号を取得し、追加のパワー増強を行う中間の送受信装置として 動作する。中継ノード２６は、太陽によ る電力供給も、電力線キャリアコネクションを介しての電力供給も両方可能であ る。インターフェース管理ユニット２２及びゲートウェイノード２４において見 られる同一のＲＦ送受信機回路は中継ノード２６に用いられている。 ２方向ページャー、セルラー電話、従来の電話、パーソナル通信サービス（Ｐ ＣＳ）、セルラーディジタルパケットデータ（ＣＤＰＤ）システム、及び衛星に 関して使用されているような幅広い種類の据え付けワイドエリアネットワーク（ ＷＡＮ）通信システムはゲートウェイノードとユーティリティ間のデータ通信を 行なうために使用され得る。そのデータ通信システムは、インターフェース管理 ユニット、中継ノード及びゲートウェイノード間の通信を行なうためチャネル化 された直接拡散の拡散スペクトラム伝送を利用する。 インターフェース管理ユニットの回路 図７は、インターフェース管理ユニット２２の中の半二重のチャネル化された 直接シーケンスの拡散スペクトラム回路基板４４のブロック図である。その回路 基板は、管理用マイクロコントローラー５６、通信マイクロコントローラー５８ 、拡散スペクトラムプロセッサ６０、及び無線周波数（ＲＦ）送受信機６２の４ つの主要な機能要素からなる。 管理用マイクロコントローラー５６はインターフェース管理ユニット２２とメ ーター２８間の主要インターフェース機能を実行する。これは、ユーティリティ メーター変換器６４からのパルスを捉えて蓄積することを含む。蓄積されたパル スの全体は、コモディティ量の対応する単位及び結果に変換され得、その結果は コモディティ消費量を視覚で示すために液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）に表示され る。管理用マイクロコントローラーはまた、許可されていない使用又は状況通知 のために不正スイッチ６６からの入力を監視する。そのマイクロコントローラ５ ６はバッテリパワーを監視するための 低バッテリ検出器６８と接続されている。 このマイクロコントローラ５６はまた、パワー管理機能を制御するデータシス テム管理タイマーを含む。通常の動作の間、管理用マイクロコントローラー５６ は、外部水晶発振器７０により供給される、例えば３２．７６８ＫＨｚの予め定 められたクロックスピードで動作している。インターフェース管理ユニット２２ における全ての他の要素は、低電力の”スリープ”モードか、完全に電力が除か れるかの状態にある。定期的に、管理用のマイクロコントローラー５６が他の要 素に電力を加え、ゲートウェイノード２４からの応答させるためのＲＦ信号があ るかないかを確かめるためにそれらを”起こす（起動する）”。典型的には、起 動するための電力の適用は２−８秒毎であり得る。応答させる信号が存在しない 場合、電力は他の要素から除かれるか、低電力のスリープモードに戻る。この技 術はバッテリ電力を節約することに使用され、従って、バッテリ寿命を延ばす。 有効な応答させる信号が存在する場合、インターフェース管理ユニット２２はデ ータを中継ノード２６又はゲートウェイノード２４に伝送する。 管理用マイクロコントローラー５６は、ＴＭＰ４７Ｐ４２２ＶＮの名称で日本 の東芝により販売されているマイクロプロセッサコンポーネントからなり得る。 通信マイクロプロセッサー５８は、与えられたＲＦ信号が有効な質問の信号か どうかを決定することや、ゲートウェイノード２４と実際のデータ交換を実行す ることを含む、インターフェース管理ユニット２２における無線周波数（ＲＦ） 通信管理の全ての面に責任を持つ。マイクロコントローラー５８は、拡散スペク トラムプロトコル及びＲＦチャネル化を制御するために、拡散スペクトラムプロ セッサー６０及びＲＦ送受信機６２に制御情報を提供する。 上述したように、通信マイクロコントローラー５８が通信動作をしない場合に はそれは”スリープ”モードにある。 通信マイクロコントローラー５８は、ＰＩＣ１６ＬＣ７４−０４／Ｌの名称で Chandler,ArizonaのMicrochipにより販売されるマイクロプロセッサコンポーネ ントからなり得る。 上述したように、本発明のデータ通信システム２０は、好ましくは、インター フェース管理ユニット２２と、ゲートウェイノード２４又は中継ノード２６間に おいて拡散スペクトラム通信を採用する。 拡散スペクトル通信技術は、通常は狭帯域情報信号を、比較的広帯域の周波数 上で拡散させるためにシーケンシャルな雑音のような信号構造、例えば、擬似雑 音（ＰＮ）コードを使用する。受信機はこれらの信号を関連付け、元の情報信号 を取得する。この技術は、米国特許Ｎｏ．５，１６６，９５２及びそこに挙げら れている多くの文献を参照することにより更に理解できる。 以下で説明するように、拡散スペクトラム通信技術を使用することは、直接拡 散変調技術と共に使用された場合、データ通信システム２０に、セキュリティ対 策手段、干渉に対する耐性の増強、及び与えられた環境の中で１つ以上のインタ ーフェース管理ユニットを動作させる能力を与える。改善された信号対雑音比に よりシステムは拡大された範囲で動作する。これらの通信技術はまた、無線通信 を司る政府機関からの権利取得の必要を回避させる。 拡散スペクトラムプロセッサー６０は、ＲＦ送受信機６２に与えられる通信マ イクロコントローラー５８からのデータの拡散スペクトラム符号化と、ＲＦ送受 信機からの拡散スペクトラムデータの復号化を行うように機能する。拡散スペク トラムプロセッサはまた、通信マイクロコントローラー５８及びＲＦ送受信機６ ２の周波数合成器７２のために２．４５７６ＭＨｚのクロック信号を生成する。 拡散スペクトラムプロセッサ６０は、９．８３０４ＭＨｚの水晶発振器７４、デ ータレジスタ及び符号化／復号化論理を含むＳＳＴ３２ＡＤＬの名称のSunnyval e,CaliforniaのCylink Corporationにより製造、販売される特定用途向け集積 回路（ＡＳＩＣ）ゲートア レーから構成され得る。 拡散スペクトラムプロセッサ６０の符号化／復号化論理は、通信マイクロコン トローラーからの入力シリアルデータを標本化し、それを、１９２のファクター によって水晶発振器７４から割られた速度の３２ビット擬似雑音（ＰＮ）符号化 データストリームに変換する。シリアルデータビットの各組もしくは”２つのビ ット（dibits）”は一意の３２ビットＰＮシーケンスで表される。 図８はインターフェース管理ユニット２２のＲＦ送受信機６２のブロック図で ある。 インターフェース管理ユニット２２への通信及びインターフェース管理ユニッ ト２２からの通信は、予め選択された帯域、例えば９０２から９２８ＭＨｚにお ける予め選択された個数のチャネル、例えば２４チャネルの中の１つの中で実行 され得る。インターフェース管理ユニット２２は、送受信動作で同一の１つのＲ Ｆチャネル上でデータを受信し、応答を送信する。以下で説明するように、通信 で使用される特定のＲＦチャネルは、ユニットの設定（commissioning）及びイ ンストールの間に選択され、メモリにロードされる。２つ又はそれ以上のインタ ーフェース管理ユニットが同一の質問信号に応答することを避けるために、ＲＦ チャネルは、他の隣り合ったインターフェース管理ユニットの運用チャネルとは 異なるように選択される。 周波数合成器７２は、拡散スペクトラムプロセッサ６０により供給された拡散 スペクトラムデータの、搬送信号への変調及び復調を実行し、搬送信号からのそ のようなデータへの復調を行う。ＲＦ送受信機は、別々の送信機７６及び受信機 ７８セクションを有し、その２つのセクションにより共有される周波数合成器７ ２から信号を供給される。 アンテナ８０はバンドパスフィルター８２を介して送信−受信アンテナスイッ チ８４に接続され、通信マイクロコントローラー５８ により操作され、通信マイクロコントローラー５８は送信機７６又は受信機７８ のうち所望のものをアンテナ８０に接続する。 拡散スペクトラムプロセッサ６０の、周波数合成器７２への出力は、導線８６ における２．４５７６ＭＨｚの参照周波数信号及び導線８８におけるＰＮ符号化 ベースバンド信号からなる。周波数合成器７２は、ナショナルセミコンダクター のＬＭＸ２３３２Ａデュアル周波数合成器で構成され得る。 周波数合成器７２で採用される直接拡散変調技術は、ベースバンド信号を変調 するために高速度バイナリコード（ＰＮコード）を使用している。結果としての 拡散信号は、送信機のＲＦ搬送信号を変調するために使用される。拡散コードは 、チップと呼ばれるビットの固定長ＰＮシーケンスであり、絶えずリサイクルさ れる。そのシーケンスの擬似ランダムの性質により、望ましい信号拡散ができ、 固定長シーケンスであることにより、信号の回復のために受信機においてコード が複製され得る。従って、直接拡散において、ベースバンド信号はＰＮコード拡 散機能によって変調され、搬送波は広帯域信号を生成するために変調される。 信頼性の高い通信、無線スペクトラムの効率的な使用を行ない、要素数と電力 消費を低く抑えるために、最小位相変調（ＭＳＫ）が使用される。周波数合成器 ７２により実行される変調は、毎秒８１９．２Ｋチップのチップ速度の最小位相 変調（ＭＳＫ）であり、６ｄＢの瞬間帯域６７０．５ＫＨｚの伝送を実現する。 インターフェース管理ユニット２２の受信帯域は、最低帯域９００ＫＨｚで通 常は１ＭＨｚである。合成器の周波数解像度は０．２０４８−ＭＨｚであり、帯 域を最小１．０２４Ｍｚ間隔で２４チャネルにチャネル化するために使用される 。この周波数チャネル化は、将来の拡大、このデータ通信システムに関連する進 歩した機能を提供するとともに、インターフェース管理ユニット間の干渉を一般 的な通信の範囲内で最小化するために使用される。 システムにおけるＲＦに関する発振器の周波数制御は、周波数合成器の中の２ 重の位相同期ループ回路（ＰＬＬ）により供給される。その位相同期ループ回路 （ＰＬＬ）は、図７に示すシリアルプログラミング制御バス１００を介して通信 マイクロコントローラー５８により制御されプログラムされる。図９に示すよう に、周波数合成器７２は２つのＲＦ信号を生成し、それら２つのＲＦ信号は種々 の組み合わせで混合され、伝送搬送波を生成し、入力ＲＦ信号を復調する。その 伝送搬送波は、導線１０２で供給される７８２から８０７ＭＨｚの範囲の周波数 に基き、復調信号は導線１０４で供給される７９２から８１７ＭＨｚの範囲の周 波数に基く。これらの信号は、ＲＦ送信及びＲＦ受信ローカル発信信号と呼ばれ 得る。 次の表Ｉは伝送チャネル周波数、及び導線１０２と１０４における関連する周 波数合成器の送信／受信出力の要約である。表中の信号は２重周波数合成器７２ の中の２つのＰＬＬセクションによって提供される。 １２０．４２２４ＭＨｚに固定された第３の信号はまた、その２重周波数合成 器により供給される。この信号は、導線１０６に供給され、中間周波数（ＩＦ） ローカル発信信号と称され得る。 ＲＦ送受信６２のＲＦ受信機セクション７８は低ノイズ増幅器１０８を含み、 それの入力は送信−受信スイッチ８４に接続されてい る。低ノイズ増幅器１０８の出力は、中間周波数（ＩＦ）信号混合器１１０に接 続されている。信号混合器１１０への他の入力は、導線１０４の周波数合成器７ ２からの出力である。信号混合器１１０の出力は、バンドパスフィルター１１２ を介して中間周波数信号混合器１１４へ送られる中間周波数信号である。中間周 波数信号混合器１１４への他の入力は、導線１０６における周波数合成器７２か らの１２０．４２２４ＭＨｚの固定周波数信号である。中間周波数信号混合器１ １４は受信した信号を最終の中間周波数、例えば、９．８３０４ＭＨｚに変換す る。 中間周波数信号混合器１１４からの中間周波数信号は、バンドパスフィルター １１６、増幅器１１８、バンドパスフィルター１２０及び増幅器１２２からなる バンドパス制限回路を通される。 増幅器１２２からの信号は、バンドパスフィルター１２６及び信号混合器１２ ８からなる直交周波数弁別器１２４に供給される。周波数弁別器１２４の出力は 、線形位相ローパスフィルター１３０及びボルテッジコンパレータ１３２に供給 される。導線１３４のボルテッジコンパレータ１３２の出力は、インターフェー ス管理ユニット２２のための受信ベースバンドデータ信号からなる。導線１３４ における信号は拡散スペクトラムプロセッサ６０に供給され、そして、通信マイ クロコントローラー５８に供給される。 伝送モードにおいて、周波数合成器７２は、導線１０２における７８２から８ ０７ＭＨｚの範囲の周波数を有し、送信されるデータが変調された信号を供給す る。ＲＦ送信機セクション７６は、導線１０２の信号を導線１０６における固定 周波数ＩＦローカル発信信号と混合する信号混合器１３６を有する。このことは 、９０２ＭＨＺから９２８ＭＨｚの間の範囲のＲＦ信号をもたらす。その信号は バンドパスフィルタ１３８によりフィルタ処理されて、高調波及び帯域外の信号 が減らされ、中間パワー増幅器１３８によって増幅され、送信／受信スイッチ８ ４に供給される。 インターフェース管理ユニットの動作 インターフェース管理ユニット２２の中のシステムのタイミング及び電力の管 理は管理用マイクロコントローラー５６によって制御される。そのユニットの通 信ハードウェアは、ゲートウェイノード２４からの質問信号の存在をテストする ためにスリープモードから定期的にパワーアップされる。図１１Ａから１１Ｃは 、本発明におけるインターフェース管理ユニット２２のパワー管理とシステム通 信のフロー図である。 図７及び１１ＡからＣを参照するに、要求通信のエピソードは３つの異なる段 階からなる。すなわち、時々”点滅（blinking）”と呼ばれるインターフェース 管理ユニットの通信ハードウェアの起こし（起動）間隔、ゲートウェイノードか らのポーリングデータ、及びインターフェース管理ユニットからの応答である。 その応答は消費されたコモディティの量を示すメーターのカウントを含み得る。 バッテリー電力を節約する必要性から、インターフェース管理ユニットは、典 型的には２から８秒といった一定間隔でスリープモードから起動されるところの パルス化モードにおいて運用される。インターフェース管理ユニットは、図１１ Ａの符号３００で示されるように、スリープモードから開始する。 図１１Ａから１１Ｃを参照するに、通信マイクロコントローラー５８は、管理 用マイクロコントローラー５６からの信号に応答して、ＲＦ受信機７８を定期的 に短時間もしくは”点滅(blink)”間隔で活性化させ、インターフェース管理ユ ニットのために確立されたＲＦチャネル上でゲートウェイノード２４からの信号 があるかどうかを決定する。ステップ３０２を参照されたい。ゲートウェイノー ド２４からの信号は、インターフェース管理ユニット２２が有効な質問信号とし て認識できる拡散スペクトラムＰＮデータからなる。拡散スペクトラムＰＮデー タがない場合、もしくはそこにあるデータ が無効であるとされた場合、受信機７８は停止し、”スリープ”に戻る。ＰＮシ ーケンスが有効であると認められると、受信機７８は通信エピソードが完了する までオンのままでいる。 インターフェース管理ユニット２２はデータを継続して監視していないので、 ゲートウェイノード２４は、データを送る前にインターフェース管理ユニットを ”起こす（起動する）”必要がある。ポーリング又は設定データは、インターフ ェース管理ユニットが起きるのに十分な時間の後にのみ送られる。インターフェ ース管理ユニットはポーリングが終わってすぐに要求された情報を応答する。一 度通信エピソード(episode)が終了すると、インターフェース管理ユニットは、 ＲＦチャネルにデータ質問機からの信号があるかをテストするための点滅をおこ なう通常の動作を再開する。 ステップ３０４において、拡散スペクトラムプロセッサ６０に電力を供給し、 インターフェース管理ユニット２２における全ての発振器を開始させる電力制御 線を管理用マイクロコントローラー５６がローにアサートすることで、点滅サイ クルが始まる。ステップ３０６において、発振器が開始して安定する時間経過の 後、管理用マイクロコントローラーは、通信マイクロコントローラー５８を活性 化させるために起動線１４２にパルスを供給する。通信マイクロコントローラー ５８は”活動保持”信号を線１４４にて管理用マイクロコントローラー５６へ生 成し、管理用マイクロコントローラー５６が活動中でありインターフェース管理 ユニットの要素を動作状態に維持し続けなければならないということを、管理用 マイクロコントローラー５６に示す。これは、ステップ３０８に示されている。 通信プロセスにおける次のステップであるステップ３１０はゲートウェイノー ド２４によるポーリングである。どのようなものでも意味の有るデータ相互交換 を起こすためには、拡散スペクトラムプロセッサ６０にＰＮコード及びモード制 御データをロードする必要がある。このコードにおいて、”２つのビット（dibi ts）”と称さ れる、シリアルデータビットの全ての組は一意の３２ビットＰＮシーケンスによ り表される。制御バス１００を介して適切なチャネルプログラミングデータをＭ ＳＫ周波数合成器７２にロードすることも必要である。拡散スペクトラムデータ は、通信マイクロコントローラー５８と拡散スペクトラムプロセッサ６０間に、 ８ビット制御バス１４６を介して転送される。 周波数合成器７２が正しいＲＦチャネルにプログラムされた後、有効な拡散ス ペクトラムデータを得るためにＲＦチャネルを標本化する。ステップ３１２及び ３１４を参照されたい。直接拡散スペクトラムシリアルデータは全ての通信エピ ソードにおいて２４００ビット毎秒の速度で転送される。 ＲＦ送受信機６２が安定すると、拡散スペクトラムプロセッサ６０の入力にお いて復調データが可能になる。有効なコードが受信された場合、拡散スペクトラ ムプロセッサ６０は、ステップ３１６において、”ロック検出”信号１４８を通 信マイクロコントローラー５８へアサートする。ロック検出信号が所定の時間内 に導線１４８においてアクティブにされない場合、インターフェース管理ユニッ ト２２はスリープモードに戻る。しかし、ロック検出が起こった場合、通信マイ クロコントローラー５８の入力にシリアルデータが現れる。ステップ３１８を参 照されたい。ゲートウェイノード２４がそのパケットデータを送信し終えると、 ＲＦチャネル上での伝送を停止し、その伝送の終了のあるランダム時間の後にロ ック検出信号が失われる。一度ロック検出が失われると、ＲＦ受信機７８への電 力ははずされる。ステップ３２０を参照されたい。 通信マイクロコントローラー５８への入力におけるシリアルデータは、通信マ イクロコントローラーにより復号化され、受信メッセージの有効性が決定される 。そのメッセージが正しく並べられ、そのメッセージに含まれるシリアル番号デ ータがそのメッセージを受信したインターフェース管理ユニットのシリアル番号 と一致した 場合、データは、シリアルデータ導線１５０、１５２及び１５４を介して、通信 マイクロコントローラー５８がマスターとして動作して、管理用マイクロコント ローラー５６と相互交換される。メッセージが通信マイクロコントローラー５８ から管理用マイクロコントローラー５６に送信される。管理用マイクロコントロ ーラー５６が応答すると、導線１５６のスレーブイネーブル信号をアクティブに することによって、シリアルインターフェースシステムにおけるマスター／スレ ーブの関係の方向を反対にする。そして、データは管理用マイクロコントローラ ーをシリアルインターフェースクロックとして使用して返送される。スレーブイ ネーブル信号は、メッセージが完了した時に除かれる。ステップ３２２、３２４ 、３２６及び３２８を参照されたい。 このデータ交換は、バルブ作動メッセージ及びシリアル番号メッセージの要求 を除いて受信メッセージ毎に行われる。データ交換が必要とされない場合、その 効果への応答が送られる。 要求データ（いかなるものでも）が管理用マイクロコントローラー５６から通 信マイクロコントローラー５８に返された後、ゲートウェイノード２４への返却 メッセージがステップ３３０において形成される。通信マイクロコントローラー ５８が送信するとき、通信マイクロコントローラー５８は、周波数合成器７２を 、その周波数オフセットを変更するために再プログラムしなければならない。こ れは、制御バス１００でなされる。ＲＦ送信機７６及び拡散スペクトラムプロセ ッサ６０は、インターフェース管理ユニット２２によって応答を送信できるよう にされる。拡散スペクトラムプロセッサ６０が安定する時間経過した後、返却メ ッセージが送信される。このメッセージは拡散スペクトラムプロセッサ６０とＲ Ｆ送信機７６を動作しない状態にすることによって停止する。ステップ３３２か ら３４０を参照されたい。 送信の完了に続き、ステップ３４２において、ＲＦ受信機７８は、 更なる入力データをチェックするために、再び活性化される。これは、一度イン ターフェース管理ユニット２２が起こされると、各メッセージの起動サイクルを 完了する必要無く、複数のメッセージが交換されるために行われる。通信マイク ロコントローラー５８が、所定の時間内に入力メッセージを捉えることが無かっ た場合、インターフェース管理ユニットがスリープモードに戻るようにする。ス テップ４４を参照されたい。周波数合成器７２は、制御バス１００のメッセージ によって低電力モードに戻され、管理用マイクロコントローラー５６への、導線 １４４における活動保持信号が、管理用マイクロコントローラーに通信が終了し たことを伝えるために送られる。ステップ３４６を参照されたい。管理用マイク ロコントローラー５６は、そして、インターフェース管理ユニット２２の残りの 部分への電力を取り除く。ステップ３４８を参照されたい。 管理用マイクロコントローラー５６と通信マイクロコントローラー５８間の通 信は、信号１５０、１５２及び１５４からなるシリアルインターフェースバスを 介して達成される。全てのプロセッサ内通信は、制御コードバイト、データバイ ト、及びチェックサムバイトからなる。情報を要求するメッセージは、制御コー ドバイトとチェックサムバイトのみからなる。そのチェックサムは２の補数チェ ックサムである。 通信エピソードの一例は次のように説明され得る。 インターフェース管理ユニット２２のＲＦ受信機７８が起動し、データを発見 しないと、スリープに戻る。次に、ＲＦ受信機が起動し、ゲートウェイノード２ ４から拡散スペクトラムＰＮシーケンスを発見すると、それを認識し、拡散スペ クトラムプロセッサ６０からポーリングデータが発生するのを待つ。一度そのユ ニットが起動すると、それはゲートウェイノード２４からポーリングメッセージ を受信して復号し、適切な応答を形成する。 起動のインターバルの間、ゲートウェイノード２４は、拡散スペ クトラムプロセッサ６０に、同期させ、インターフェース管理ユニットの点滅ウ ィンドウが入力ＰＮシーケンスを発見するために十分な長さだけ開いていること を確認させる継続アイドル状態を送信する。一度コードロックが達成されると、 監視の間隔は入力データを受け入れるように伸ばされる。なぜならば、起動は、 コードロックが達成されれば、成功と考えられるからである。コードロックが起 こったが、メッセージが認識されたかったり、所定の時間ウィンドウの中でデー タが見られなかった場合には、通信マイクロコントローラー５８はスリープ状態 に戻る。 ユニット２２がうまく起動された後、ゲートウェイノード２４は多くの予め定 められた機能のうちの一つを実行するように命令しなければならない。そのユニ ットがメッセージに応答した場合、それは、最高位のビットをクリアして、返却 メッセージの出所の確認としてのメーターシリアル番号と共に制御ワードを返送 する。このスキームによって、ゲートウェイノード２４が、目的とするインター フェース管理ユニット２２から発生したものでないいかなる返却データにも応答 しないことが確証される。 各データメッセージは、必要なデータに続く所定の制御コード及びチェックサ ムバイトまでの全てのバイトのチェックサムで開始する。チェックサムは、チェ ックサムバイトに先行する全てのバイトの和の２の補数をとることにより計算さ れる。これにより、チェックサムを含むメッセージバイトの全てを加え、０の結 果のためにテストすることによりチェックサムをテストすることを可能とする。 データ交換のために使用されるデータタイプは次のものを含む。すなわち、メー ターカウント、ユーティリティシリアル番号、ＲＦチャネル、計測単位、メータ ータイプ、変換係数、エラーコード、アクチュエータポート、送信カウント、会 社識別子、ソフトウェアバージョン及び製造業者シリアル番号である。 ゲートウェイノードの回路 図１０はゲートウェイノード回路のブロック図である。ゲートウェイノード２ ４のＲＦ送受信機セクション１５６はインターフェース管理ユニット２２のＲＦ 送受信機セクション６２と同一である。拡散スペクトラムプロセッサ１５８はま た、インターフェース管理ユニット２２における拡散スペクトラムプロセッサ６ ０と同一であり、従って、ゲートウェイノード２４における周波数合成、変調、 復調、及び拡散スペクトラム制御がインターフェース管理ユニットにおけるもの と同一である。 インターフェース管理ユニット２２における通信と管理用マイクロコントロー ラー５８、５６は初期化マイクロコントローラー１６０及びＷＡＮインターフェ ースモジュール１６２とそれぞれ置きかえられる。ＷＡＮインターフェースモジ ュール１６２は、２方向ページャー、電力線キャリア（ＰＬＣ）、衛星、セルラ 電話、ファイバオプティクス、セルラデジタルパケットデータ（ＣＤＰＤ）シス テム、パーソナル通信サービス（ＰＣＳ）もしくは他の据え付けワイドエリアネ ットワーク（ＷＡＮ）システムの電気回路を取り入れ得る。ＷＡＮインターフェ ースモジュール１６２と初期化マイクロコントローラー１６０の構造は、望まし いＷＡＮインターフェースに依って変わり得る。ＲＦチャネル選択は、初期化マ イクロコントローラー１６０と直接に接続するＲＦチャネル選択バス１６４を介 して達成される。 初期化マイクロコントローラー１６０は、拡散スペクトラムプロセッサー１５ ８のプログラミング、ＲＦ送受信機１５６の周波数合成器１６６におけるＲＦチ ャネル選択、送信／受信スイッチング、及びＷＡＮインターフェースモジュール １６２における捕捉失敗を含む全てのノード機能を制御する。電源投入すると、 初期化マイクロコントローラー１６０は、拡散スペクトラムプロセッサー１５８ の内部インターフェースをプログラムし、インターフェース管理ユ ニット２２からＲＦチャネル選択を読み、そして、インターフェース管理ユニッ ト２２により選択されたチャネルに対応する周波数の通信のためにシステムを設 定する。 送信及び受信で用いられるＲＦチャネルの選択は、初期化マイクロコントロー ラー１６０へのＲＦチャネル選択バス１６４を介して達成される。有効なチャネ ル番号は０から２３の範囲にある。誤ったチャネルスイッチングを引き起こす、 初期化マイクロコントローラー１６０への入力でのノイズの可能性を最小にする ために、その入力はソフトウェアによりデバウンスされる。チャネル選択データ は、初期化マイクロコントローラーが受け入れてチャネル変更を開始する前に、 およそ２５０μｓの間、初期化マイクロコントローラー１６０への入力において 存在して安定していなければならない。チャネル変更が開始された後、ＲＦ送受 信機１５６の周波数合成器１６６がプログラミングデータを受信し、周波数合成 器の発振器がその変更された周波数に落ち着くまでに６００μｓかかる。チャネ ル選択は、ゲートウェイノード２４が受信モードの間にのみ完了し得る。ＲＦチ ャネル選択線が、送信モードの間に変更される場合、その変更は、ゲートウェイ ノードが受信モードに戻った後でなければ有効でない。 一度初期パラメーターが確立されると、初期化マイクロコントローラー１６０ はその監視機能を開始する。ゲートウェイノード２４が受信モードに有る場合、 初期化マイクロコントローラー１６０は継続的にＲＦチャネル選択バス１６４を 監視して、チャネル変更がインプリメントされたかを決定する。 データを受信するために、ゲートウェイノード２４はインターフェース管理ユ ニット２２を監視し、データがあるかどうかを決定する。いくらかの追加のハン ドシェークのハードウェアが、拡散スペクトラム信号の存在を認識するために、 必要とされ得る。 アラームメッセージは、メーター２８が不正又はアラーム状態の 場合にインターフェース管理ユニット２２により自動的に送信される。そのメッ セージはエラーがクリアされるまで定期的に送信される。ゲートウェイノード２ ４は、何バイトのデータを見ようとしているかを知らなければならず、それらが 入ってきたらそれらを数えなければならない。適切な数のバイトが受信されると 、受信は完了とされ、メッセージは処理される。予期していた数の受信バイト数 からいくらかでもはずれると、それは誤メッセージとされ得る。 ゲートウェイノード２４の送信モードの間、初期化マイクロコントローラー１ ６０は、アイドル状態、スタートビット及びストップビットを検出するためにデ ータ線を監視する。これは、ＷＡＮインターフェースモジュール１６２の故障が 起こった場合に、ゲートウェイノード２４が継続的に意味の無い情報を送信する ことを防止し、また、タイムリーに送信を終了しない誤った付随のエッジデータ が送られることを防止するために行われる。初期化マイクロコントローラー１６ ０は、通信が開始されたときにデータ線が無効なアイドル状態に無い限り、ＲＦ 送受信機１５６のＲＦ送信機１６８を有効にしない。 ゲートウェイノード２４が送信モードに有る場合の初期化マイクロコントロー ラー１６０の第２の番犬機能は、送信されるシリアルデータストリームにおける 有効なスタート及びストップビットをテストすることである。これにより、デー タが正しく読まれたことを確認できる。第１のスタートビットは、アイドルステ ージに入った後の、シリアルデータの第１の立下り端と定義される。その通信エ ピソードの間の全ての更なるタイミングは、そのスタートビットから参照される 。ストップビットの場所のタイミングは、その特定のデータのバイトのための、 スタートビットの立ち上がり端から計測される。初期化マイクロコントローラー １６０は、そのスタートビットエッジから９．５ビット時間の間隔を計測し、ス トップビットを探す。同様にして、１ビット間隔のタイマーは、次のスタート ビットを探すために、その９．５ビットポイントから開始される。次のスタート ビットが、９．５ビットタイムメーカーの１ビットタイム内でそれ自身をアクテ ィブにしない場合、失敗が宣言される。失敗状態への応答はＲＦ送信機１６８を 動作しない状態にすることである。 インターフェース管理ユニットの設定(commissioning) インターフェース管理ユニットが最初に設置される場合、それは、ユーティリ ティシリアル番号、メータースケーリング、もしくはＲＦチャネル情報を含まな い。これらの定数は、設置及び使用開始の間に、インターフェース管理ユニット がユーティリティ課金ソフトウェア及びメータータイプと適合するようにプログ ラムされなければならない。インターフェース管理ユニット使用開始のフローを 図１２に示す。 インターフェース管理ユニットが製造されるとき、デフォルトで、内部周波数 リストの第１のＲＦチャネルが設定される。この知られたチャネルは、速度生成 線テスト及びインターフェース管理ユニット使用開始に用いられる。インターフ ェース管理ユニットが設置されると、設定用デバイスがインターフェース管理ユ ニットに、ユーティリティシリアル番号、メータースケーリング特性、及びＲＦ チャネル選択データをプログラムする。ステップ３６０を参照されたい。そして 、それは、まずデフォルトのＲＦチャネル上の応答を取得するように試みる。デ フォルトチャネルからの応答がない場合、使用開始用デバイスは、周波数リスト の次のチャネルに移動し、インターフェース管理ユニットが応答するまでそのプ ロセスを繰り返す。これにより、設定用デバイスが、新しいメーターを設定する ことができると共に、既に使用中のメーターを再設定できる。 インターフェース管理ユニットが、ネットワークの一部として機能し、そのエ リアの他のインターフェース管理ユニットと共存する ために、データ衝突を最小にするように運用周波数を調整することが必要となり 得る。この仕事は、インターフェース管理ユニットの初期設定時になされなけれ ばならず、設定用デバイスの責任である。据え付けのローカルエリアネットワー クの設定においては、シリアル番号により一度にアクセスされるため、全てのイ ンターフェース管理ユニットは、同一の周波数を占め得る。 各インターフェース管理ユニットは、ＲＦ信号を送信及び受信できる有限の距 離、典型的には４００フィートを有する。ゲートウェイノードがインターフェー ス管理ユニットと通信を成功させるために、それは、ＲＦ信号を送信及び受信で きる有限の距離内になければならず、そうでなければ、ＲＦ信号を増強するため の中継ノードを設置することが必要である。上述したように、ゲートウェイによ るポーリング手順の一部として一意のシリアル番号要求があるため、ネットワー ク設定において全てのインターフェース管理ユニットを同一のチャネルに有する ことが可能である。複数のインターフェース管理ユニットがポーリングメッセー ジを監視する場合でも、指定されたシリアル番号付けされたユニットのみが応答 する。 インターフェース管理ユニット周波数の割り付けは、設置時に設定用デバイス により実行される。これは、干渉しているインターフェース管理ユニット又は他 の衝突しているＲＦ信号の存在を決定するために、ＲＦ調査の使用を通して達成 される。ステップ３６２を参照されたい。 ステップ３６４において、調査開始にあたり、設定用デバイスは、第１の又は デフォルトのＲＦチャネル上にシリアル番号メッセージを送信する。これはシリ アル番号の依存しないメッセージなので、初期設定デバイスの範囲内のインター フェース管理ユニットは応答しなければならない。設定用デバイスがこのチャネ ルで応答を獲得しない場合、それに使用可のラベル付けし、調査はストップする 。しかしながら、チャネルが使用されている場合、設定用デバイスは、 ステップ３６６に示すように、リストの中の次のチャネルに移動する。このプロ セスは、使用されていないチャネルが見つかるか、全ての２４チャネルが調べら れるまで繰り返す。ステップ３６８を参照されたい。一度、使用されていないＲ Ｆチャネルが見つかると、設定用デバイスは、ユーティリティシリアル番号、運 用ＲＦチャネル、及び全ての残りのメーターのパラメーターを、インターフェー ス管理ユニットのメモリにプログラムする。ステップ３７０及び３７２を参照さ れたい。ユーティリティシリアル番号、ＲＦチャネル及び他のメーターパラメー ターは、ステップ３７４に示されるように、設定デバイスからの”シリアル番号 設定”メッセージによっていつでも変更され得る。 同一のＲＦ周波数が何度も使用され得る。例えば、インストーラーがチャネル １上でインターフェース管理ユニットの範囲外に移動した場合、このチャネルは また他のインターフェース管理ユニットにより使用可能となる。この計画は、そ の地域の実際の無線伝播状態を考慮し、詳細な事前計画や、チャネルの複雑な図 を必要としないため、予め割り当てられた周波数計画に好ましいものである。 インターフェース管理ユニットの仮想停止機能の動作 図１３は、本発明のインターフェース管理ユニットの仮想停止機能のフロー図 である。 インターフェース管理ユニットの仮想停止機能は、所有者の変更のようなユー ティリティサービスが一時的に停止される場合の状況において使用される。住人 がいなくなった場合、その場所ではユーティリティの顕著な消費はないはずであ る。漏れか不正使用を示す、いくらかでもメーターの動きがある場合、そのユー ティリティは通知されなければならない。この不正モード状態は、現在の閾値を 越える値のメーターの動きの警告及び報告の手段を提供する。 仮想停止モードの活性化は、”仮想閾値設定”メッセージを通じ て達成され、インターフェース管理ユニットが超えないメーター値として定義さ れる。閾値をどこに設定したらよいかを知るためには、現在のメーター値を知る 必要がある。中継ノード、ゲートウェイノード、設定用デバイス、もしくは他の インターフェース管理ユニット通信デバイスは、ステップ３７６及び３７８にお いて、そのメーター値を読み、ステップ３８０において、適当なオフセットを加 え、ステップ３８２において、”仮想停止設定”メッセージとしてインターフェ ース管理ユニットに結果を送らなければならない。そして、インターフェース管 理ユニットは、ステップ３８４において、仮想停止モードを有効化する。ステッ プ３８６において、インターフェース管理ユニットはメーター値を蓄積する。メ ーター値が現在の閾値よりも大きい場合、ステップ３８８及び３９０に詳しく示 されているように、”エラーコードクリア”メッセージが応答としてゲートウェ イノードから発出されるまで、インターフェース管理ユニットは”アラーム送信 ”メッセージをゲートウェイノードに送る。しかしながら、メーター値が現在の 閾値より大きくない場合、ステップ３９２に示すように、インターフェース管理 ユニットはメーター値を監視し続ける。仮想停止モードは、ステップ３９４にお いて、ゲートウェイノードからの”エラーコードクリア”メッセージによってい つでも解除され得る。 インターフェース管理ユニットにおけるメーター値が、所定のサンプリング時 間において現在の閾値を超えない場合、そのユニットは、（ステップ３９２）現 在の閾値に到達するか、（ステップ３９４）仮想停止モードが解除されるまで、 計測を続ける。 自動メーター読み取りデータ通信システム 図１４は本発明の自動メーター読み取りデータ通信システムの機能フロー図で あり、要素が機能ブロックとして示されている。フロー図は、ゲートウェイノー ド２４の主要機能要素を含み、それは、 メッセージ発送部２００、ＲＦ処理部２０２、ＷＡＮ処理部２０４、データ格納 要素２０６、及びスケジューラ要素２０８を含む。データ格納及びスケジューラ 要素は、ゲートウェイノードのメモリに予めプログラムされたデータからなる。 ゲートウェイノードはインターフェース管理ユニット又は中継ノード２１０と２ 方向無線ＬＡＮを介して接続される。ゲートウェイノード２４はまた、据え付け の電気通信事業者ＷＡＮを介してユーティリティサービスプロバイダと接続され る。 図１５Ａは図１４のＷＡＮ処理部２０４の詳細機能図である。典型的な通信エ ピソードにおいて、ユーティリティ２１２は、ＷＡＮを介してデータストリーム を送信することにより、インターフェース管理ユニット２１２からのデータの要 求を開始する。ゲートウェイノードのＷＡＮ処理部はＷＡＮデータストリームを 受け取り、ＷＡＮメッセージを作成し、データ格納２０６から送信者のユーティ リティＩＤを確認し、そして、そのＷＡＮメッセージをゲートウェイノードにお けるメッセージ発送部２００にそのＷＡＮメッセージを送る。 ここで、図１５Ｂを参照するに、メッセージ発送部２００はＷＡＮ処理部から ＷＡＮメッセージを受信し、ユーティリティ２１２からの要求を決定する。メッ セージ発送部２００は、最後の受信者又はターゲットがインターフェース管理ユ ニット又は中継ノード２１０であることを決定する。そして、メッセージ発信部 は、データ格納部２０６からインターフェース管理ユニットＩＤを照合し、ＲＦ メッセージを生成し、ＲＦメッセージをＲＦ処理部２０２に送信する。 図１５Ｃを参照すると、ＲＦ処理部はメッセージ発送部２００からＲＦメッセ ージを受信し、適切なＲＦチャネルを選択し、ＲＦメッセージをＲＦデータスト リームに変換し、ＬＡＮを介してそのＲＦデータストリームをインターフェース 管理ユニット又は中継 ノード２１０に送信し、応答を待つ。そして、インターフェース管理ユニットは 、ＬＡＮを介してＲＦデータストリームをゲートウェイノード２４のＲＦ処理部 ２０２に送信することにより応答する。ＲＦ処理部２０２はそのＲＦデータスト リームを受信し、ＲＦデータストリームからＲＦメッセージを生成し、そのＲＦ メッセージをメッセージ発送部２００に送信する。図１５Ｂに示すように、メッ セージ発送部はＲＦメッセージを受信し、データ格納部２０６から応答のための ターゲットユーティリティを決定し、ＷＡＮメッセージを生成し、そのＷＡＮメ ッセージをＷＡＮ処理部２０４に送信する。ＷＡＮ処理部２０４はメッセージ発 送部からそのＷＡＮメッセージを受信し、そのＷＡＮメッセージをＷＡＮデータ ストリームに変換し、図１５Ａに示すように、そのＷＡＮデータストリームを据 え付けの電気通信事業者ＷＡＮを介してユーティリティに送信し、通信エピソー ドを完了する。 通信エピソードはまた、図１５Ｄに示すように、ゲートウェイノードのスケジ ューラ２０８に予めプログラムされた設定スケジュールによる読み取りによって も開始される。スケジュール読み取り時間のリストは、ゲートウェイノード２４ 内のメモリに予めプログラムされる。スケジューラー２０８は、スケジュールに よる読み取りの時に定期的に実行される。スケジュール読み取り時間になると、 スケジューラー２０８は、データ格納部２０６からインターフェース管理ユニッ ト又は中継ノードの情報を取得し、ＲＦメッセージを生成し、そのＲＦメッセー ジをＲＦ処理部２０２に送信し、ＲＦメッセージを受信し、適切なＲＦチャネル を選択し、そのＲＦメッセージをRFデータストリームに変換し、そのRFデータス トリームをインターフェース管理ユニット又は中継ノード２１０に送信し、応答 を待つ。そして、インターフェース管理ユニットは、ＲＦデータストリームでＲ Ｆ処理部２０２に応答する。ＲＦ処理部２０２はＲＦデータストリームを受信し 、そのＲＦデータストリーム からＲＦメッセージを生成し、そのＲＦメッセージをメッセージ送信部２０２に 送信する。メッセージ発送部はＲＦメッセージを受信し、データ格納部２０６か ら応答のためのターゲットユーティリティを決定し、ＷＡＮメッセージを生成し 、そのＷＡＮメッセージをＷＡＮ処理部２０４に送信する。ＷＡＮ処理部はその ＷＡＮメッセージを受信し、ＷＡＮデータストリームに変換し、ＷＡＮデータス トリームをユーティリティ２１２に送信する。 場合によっては、ユーティリティは、ゲートウェイノードのメモリに格納され たデータを要求し得る。この場合、ユーティリティは、ＷＡＮデータストリーム をＷＡＮ処理部２０４に送信することにより通信エピソードを開始する。ＷＡＮ 処理部はＷＡＮデータストリームを受信し、ＷＡＮメッセージを生成し、データ 格納部２０６中の送信者のユーティリティＩＤを照合し、ＷＡＮメッセージをメ ッセージ発送部２００に送信する。図１５Ｂに示すように、メッセージ発送部２ ００はＷＡＮメッセージを受信し、ユーティリティ２１２からの要求を決定する 。そして、メッセージ発送部２００はメッセージのターゲットを決定する。要求 されたデータがゲートウェイノードのメモリに格納されている場合、ゲートウェ イノードは要求されたタスクを実行し、要求したユーティリティが応答のための ターゲットユーティリティであると判断し、ＷＡＮメッセージを生成し、そのＷ ＡＮメッセージをＷＡＮ処理部２０４に送信する。ＷＡＮ処理部２０４はＷＡＮ メッセージを受信し、ＷＡＮメッセージをＷＡＮデータストリームに変換し、そ のＷＡＮデータストリームをユーティリティ２１２に送信する。 通信エピソードの最後のタイプは、インターフェース管理ユニットにより開始 されるものである。この場合、インターフェース管理ユニットはアラーム又は不 正状態を検出し、ＲＦデータストリームをゲートウェイノード２４のＲＦ処理部 ２０２に送信する。ＲＦ処理部２０２はＲＦデータストリームを受信し、そのＲ Ｆデータス トリームからＲＦメッセージを生成し、そのＲＦメッセージをメッセージ発送部 ２００に送信する。メッセージ発送部２００は、そのＲＦメッセージを受信し、 データ格納部２０６から応答のためのターゲットユーティリティを決定し、ＷＡ Ｎメッセージを生成し、そのＷＡＮメッセージをＷＡＮ処理部２０４に送信する 。ＷＡＮ処理部はそのＷＡＮメッセージを受信し、ＷＡＮデータストリームに変 換し、そのＷＡＮデータストリームをユーティリティに送信する。 よって、図１４及び１５ＡからＥに示す自動メーター読み取りデータ通信シス テムにて実行され得る３つの異なるタイプの通信エピソードがあるのである。 図１５Ｄは、ゲートウェイノードメモリに予めプログラムされた情報又はデー タを示す。そのメモリには、インターフェース管理ユニットにより実行されるス ケジュール読み取り時間のリストが含まれる。これらの読み取り時間は、月々の 、又は週毎の使用量読み取り等に対応し得るものである。 図１５Ｅは、登録されたユーティリティ情報及び登録されたインターフェース 管理ユニット情報を扱うゲートウェイノードのメモリに格納されたデータ又は情 報を示す。このデータは、登録されたユーティリティのユーティリティ識別番号 、登録されたインターフェース管理ユニットのインターフェース管理ユニット識 別番号、及び、特定のユーティリティと特定のインターフェース管理ユニットの ための他の情報を含み、そのため、ゲートウェイノードは直接に希望のユーティ リティ又は正しいインターフェース管理ユニットと通信し得る。 これまでに述べたものの他に、他の同等のもの、代替品及び変更品が添付のク レームの範囲内で可能であることが認められる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ドレセルヒュイズ，ドン アール アメリカ合衆国，ウィスコンシン州 53211，ショアウッド，ノース・レイク・ ドライヴ 3565

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． コモディティメーターからコモディティ使用データを取得するための自動 メーター読み取りデータ通信システムであって、 前記コモディティメーターに取り付け可能なインターフェース管理ユニットと 、 該インターフェース管理ユニットから遠隔に設置され、２方向ワイヤレスロー カルエリアネットワーク上で該インターフェース管理ユニットと通信するゲート ウェイノードとを有し、 該ゲートウェイノードが、２方向の据え付けの電気通信事業者のワイドエリア ネットワーク上でユーティリティサービスプロバイダと通信を行なう自動メータ ー読み取りデータ通信システム。 ２． 前記インターフェース管理ユニットは、 前記メーターからコモディティ使用データを取得し、該データを格納する、該 メーターと接続可能な入力を有するデジタルエンコーダと、 該メーターからのコモディティ使用データを送信し、前記ゲートウェイノード からのデータ要求を受信する、前記デジタルエンコーダに接続された２方向ワイ ヤレス送受信機とを有する請求項１に記載のデータ通信システム。 ３． 前記ゲートウェイノードは、 前記インターフェース管理ユニットに質問信号を送信し、該インターフェース 管理ユニットからコモディティ使用データを受信するＲＦ処理部と、 前記ユーティリティからデータ要求を受信し、該ユーティリティへコモディテ ィ使用データを送信するワイドエリアネットワーク処理部と、 質問信号とコモディティ使用データを送信し、処理するメッセージ発送部と、 ユーティリティ情報及びインターフェース管理ユニット情報を格納するデータ 格納メモリと、 スケジュールされたメーター読み取りの予めプログラムされたリストを格納す るスケジューラとを有する請求項１に記載のデータ通信システム。 ４． 前記２方向ワイヤレスローカルエリアネットワークは無線周波数拡散スペ クトラム通信技術を利用する請求項１に記載のデータ通信システム。 ５． 前記ワイドエリアネットワーク処理部は、商用で使用可能な固定された電 気通信事業者のワイドエリアネットワークシステムを利用する請求項４に記載の データ通信システム。 ６． 前記ゲートウェイノードは、前記ユーティリティサービスプロバイダから のユーティリティ要求メッセージに応答して前記データ通信システムにおける通 信を開始可能である請求項１に記載のデータ通信システム。 ７． 前記ゲートウェイノードは、前記スケジューラからの予めプログラムされ たスケジュールの読み取りメッセージに応答して前記データ通信システムにおけ る通信を開始可能である請求項３に記載のデータ通信システム。 ８． 前記インターフェース管理ユニットは、アラーム又は不正の状態に応答し て前記データ通信システムにおける通信を開始可能である請求項１に記載のデー タ通信システム。 ９． 前記インターフェース管理ユニットと前記ゲートウェイノード間に置かれ 、該インターフェース管理ユニットへ、及び該インターフェース管理ユニットか らデータ及び要求を再送信する中継ノードを更に有する請求項１に記載のデータ 通信システム。 １０． 前記ゲートウェイノードは、ユーティリティ識別情報と、インターフェ ース管理ユニット識別と、スケジュール設定されたメーター読み取りとをメモリ に格納する請求項１に記載のデータ通信システム。 １１． コモディティメーターとの使用に適したインターフェース管理ユニット であって、該インターフェース管理ユニットは、 ゲートウェイノードと通信し、 前記メーターと接続可能な入力を有し、該メーターからコモディティ使用デー タを取得し、該データを格納するデジタルエンコーダと、 該デジタルエンコーダに接続され、該メーターからのコモディティ使用データ を送信し、前記ゲートウェイノードからのデータ要求を受信する、２方向ワイヤ レス送受信機とを有するインターフェース管理ユニット。 １２． 前記インターフェース管理ユニットはアダプタリングを用いて前記メー ターに取り付けられる請求項１１に記載のインターフェース管理ユニット。 １３． 前記デジタルエンコーダは、管理用マイクロコントローラーと、該管理 用マイクロコントローラーに接続された通信マイクロコントローラーを有し、該 通信マイクロコントローラーは前記イ ンターフェース管理ユニットの内部及び外部通信機能を制御し、 前記２方向ワイヤレス送受信機は、前記インターフェース管理ユニットに拡散 スペクトラム通信技術を利用したデータの送受信を可能とさせる前記通信マイク ロコントローラーに接続された拡散スペクトラムプロセッサと、前記メーターか らのコモディティ使用データを送信し、前記ゲートウェイノードからの質問信号 を受信する前記拡散スペクトラムプロセッサ及び前記通信マイクロコントローラ ーと接続されたＲＦ送受信機とを有する請求項１１に記載のインターフェース管 理ユニット。 １４． 前記インターフェース管理ユニットは、複数の異なるメーターと接続し 、複数の異なるデータの報告の必要性に対応するようにプログラム可能である請 求項１１に記載のインターフェース管理ユニット。 １５． 質問信号をインターフェース管理ユニットに提供し、該インターフェー ス管理ユニットからコモディティ使用データを受信する、コモディティメーター に接続された該インターフェース管理ユニットとの使用に適したゲートウェイノ ードであって、 該インターフェース管理ユニットに質問信号を送信し、該インターフェース管 理ユニットからコモディティ使用データを受信するＲＦ処理部と、 ユーティリティからデータ要求を受信し、該ユーティリティにコモディティ使 用データを送信するワイドエリアネットワーク処理部と、 質問信号とコモディティ使用データを送信し、処理するメッセージ発送部と、 ユーティリティ情報とインターフェース管理ユニット情報を格納するデータ格 納メモリと、 予めプログラムされたスケジュールによるメーター読み取りのリストとを有す るゲートウェイノード。 １６． 前記ＲＦ処理部は、拡散スペクトラム通信技術を利用する２方向ワイヤ レスＲＦ送受信機を含む請求項１５に記載のゲートウェイノード。 １７． 前記ワイドエリアネットワーク処理部は、商用で使用可能な２方向の据 え付けの電気通信事業者のワイドエリアネットワークインターフェースを含む請 求項１５に記載のゲートウェイノード。 １８． 前記メッセージ発送部は、ＲＦ処理部及びワイドエリアネットワーク処 理部からのデータ送信及び要求を、送信し及び処理する初期化マイクロコントロ ーラー及び拡散スペクトラムプロセッサを含む請求項１５に記載のゲートウェイ ノード。 １９． 前記データ格納メモリは、ユーティリティＩＤ照合にためにＷＡＮ処理 部に接続され、インターフェース管理ユニット識別照合のために前記メッセージ 発送部に接続され、インターフェース管理ユニット情報のために前記スケジュー ラに接続される請求項１５に記載のゲートウェイノード。 ２０． 前記スケジューラは、スケジュールされたメーターの読み取りを実行す るために前記データ格納メモリと前記ＲＦ処理部に接続される請求項１５に記載 のゲートウェイノード。 ２１． コモディティメーターとの使用に適したインターフェース管理ユニット であって、該インターフェース管理ユニットは遠隔のゲートウェイノードと通信 し、 前記メーターからコモディティ使用データを取得し格納する、該メーターに接 続可能な入力を有する管理用マイクロコントローラーであって、質問信号を検出 するために前記インターフェース管理ユニットの残りの部分に定期的に通電する 該管理用マイクロコントローラーと、 該管理用マイクロコントローラーに接続された通信マイクロコントローラーで あって、該インターフェース管理ユニットの内部及び外部の通信機能を制御する 該通信マイクロコントローラーと、 該通信マイクロコントローラーに接続され、該インターフェース管理ユニット に拡散スペクトラム通信技術を利用したデータの送受信を可能とさせる拡散スペ クトラムプロセッサと、 該拡散スペクトラムプロセッサ及び前記通信マイクロコントローラーと接続さ れ、前記メーターからのコモディティ使用データを送信し、前記ゲートウェイノ ードからの質問信号を受信するＲＦ送受信機とを有するインターフェース管理ユ ニット。 ２２． 質問信号をインターフェース管理ユニットに提供し、該インターフェー ス管理ユニットからコモディティ使用データを受信する、コモディティメーター に接続された該インターフェース管理ユニットとの使用に適したゲートウェイノ ードであって、 該インターフェース管理ユニットに質問信号を送信し、該インターフェース管 理ユニットからコモディティ使用データを受信するＲＦ処理部と、 該ＲＦ送受信機に接続され、前記ゲートウェイノードに拡散スペクトラム技術 を使用したデータの送受信を可能とさせる拡散スペクトラムプロセッサと、 該拡散スペクトラムプロセッサに接続され、該拡散スペクトラムプロセッサに データを送信し、該拡散スペクトラムプロセッサからデータを受信するインター フェースモジュールと、 該インターフェースモジュールと該拡散スペクトラムプロセッサ間に置かれ、 該拡散スペクトラムプロセッサの動作を制御する初期化マイクロコントローラー とを有するゲートウェイノード。 ２３． 自動的にコモディティメーターからデータを読み取り、そのデータを２ 方向ワイヤレス通信リンクを介して送信する方法であって、 コモディティ使用データを読み取るためにインターフェース管理ユニットをコ モディティメーターに設置するステップと、 ２方向ワイヤレスＲＦ拡散スペクトラムローカルエリアネットワークを介して 、前記インターフェース管理ユニットから遠隔に置かれたゲートウェイノードを 用いて該インターフェース管理ユニットに応答させるステップと、 前記ローカルエリアネットワークを介して前記ゲートウェイノードにＲＦメッ セージを提供することにより、前記応答させるための信号に応答するステップと 、 据え付けの２方向の電気通信事業者のワイドエリアネットワークを介して、要 求されたデータを前記ゲートウェイノードからユーティリティサービスプロバイ ダに送信するステップとを有する方法。 ２４． 前記インターフェース管理ユニットと前記ゲートウェイノード間で信号 を転送するために、該インターフェース管理ユニットと該ゲートウェイノード間 に中継ノードを置くステップを更に有する請求項２３に記載の方法。