JP2001086258A - データ伝送装置及び該装置を用いた自動検針システム - Google Patents

データ伝送装置及び該装置を用いた自動検針システム

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JP2001086258A JP26099699A JP26099699A JP2001086258A JP 2001086258 A JP2001086258 A JP 2001086258A JP 26099699 A JP26099699 A JP 26099699A JP 26099699 A JP26099699 A JP 26099699A JP 2001086258 A JP2001086258 A JP 2001086258A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 アナログ電話回線からデジタル電話回線網に
切り替えた場合でも、宅内と宅外とを接続する新たなケ
ーブルを敷設することなしにガス、電気等の遠隔自動検
針を実現する。 【解決手段】 宅内の加入者線3に第1多重化制御装置
11を挿入してI−NCU9と接続すると共に、宅外の
加入者線3には第2多重化制御装置21を挿入して検針
メータ5と接続し、第1及び第2多重化制御装置11、
21間で加入者線3に信号を重畳させてデータ送受を行
う。二線間に設けたスイッチング素子13、23を送信
すべきデータに応じてON/OFFさせると線間電圧が
変動するので、電圧検出器14、24でこの低周波数の
線間電圧変動を検出し、元のデータを復元する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、データ伝送装置及
び、該データ伝送装置を用いて、ガス、電気、水道等の
検針データ、或いは自動販売機の在庫データなどの各種
データをデジタル通信回線網を介して遠隔地に伝送する
ため自動検針システムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、アナログ電話回線網を利用
し、各家庭に設置されたガス使用量検針メータの検針値
を読み取って検針センタに送信する自動検針システムが
運用されている。このような自動検針システムでは、T
−NCUと呼ばれる端末用網制御装置を屋外の電話線引
込口付近に設置し、このT−NCUと検針メータとをケ
ーブルで接続する。検針センタからの発呼信号があると
T−NCUは検針センタからの着信であると判断し、当
該宅の電話機のベルを鳴動させずに検針メータとの間で
通信を行って検針データを読み込み、これを検針センタ
に送出する。このような自動検針システムによれば、検
針員が各家庭を個別に訪問する必要がなくなり、検針コ
ストが大幅に軽減できると共に、短時間で多数の家庭の
検針を終了することができる。
【0003】ところで、近年、従来のアナログ電話回線
網に代わって、ISDNと呼ばれるデジタル通信回線網
が急速に普及しつつある。デジタル通信回線網では、屋
内に引き込んだ加入者線(既存の電話回線)の末端にD
SU(Digital Service Unit:デジタル回線終端装置)
を接続し、更にTA(ターミナルアダプタ)を介して電
話機やファクシミリ送受信機等のTE(Terminal Equip
ment:宅内機器)を接続する必要がある。勿論、周知の
如く、DSUとTAとは一体化されている場合もある。
【0004】図8は、ISDN回線網を利用した自動検
針システムの概略構成図である。加入者宅4内に引き込
まれた加入者線3の末端に接続されたDSU6には、T
A7と並列にI−NCU9と呼ばれるISDN専用の端
末用網制御装置が接続され、そのI−NCU9が検針メ
ータ5に接続される。検針センタ2から検針のための発
呼信号が伝送されてくると、I−NCU9が起動して検
針メータ5との間で通信を行って検針データを取得し、
その検針データをDSU6を介して検針センタ2へと送
出する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】一般に、I−NCU9
はDSU6の至近に、つまり宅内に配設されるのに対
し、検針メータ5は通常宅外に設置される。このため、
上記従来の自動検針システムでは、I−NCU9と検針
メータ5とを接続するケーブルが非常に長くなり、しか
も加入者宅4の外壁を貫通させるような工事を必要とす
る。このような工事の費用は、自動検針により利益を享
受する事業者側(例えばガス会社)が負担する必要があ
り、自動検針によるコスト軽減によってもその工事費用
の回収が困難であるほど負担は大きなものであった。一
方、需要者側においては、長いケーブルが宅内に敷設さ
れるため美観を損ね、しかも加入者宅4の外壁に孔を穿
孔しなければならないという大きな不利益を被るもので
あった。
【0006】このようなことから、デジタル通信回線網
はデータ伝送に適した通信線であるにも拘わらず、アナ
ログ電話回線網からデジタル電話回線網への切替に伴っ
て、遠隔検針が困難になるという矛盾を有していた。
【0007】これに対し、本出願人は、特願平9−27
5314号(特開平11−98276号公報参照)にお
いて、このようなデジタル通信回線網に接続された既存
の加入者線を共用する形で、宅外に配設した検針メータ
の検針データを宅内に設置した端末用網制御装置に送る
装置を提案している。このような装置によれば、検針メ
ータと端末用網制御装置とを直接的に接続するための新
規のケーブルを敷設する必要がなくなる。
【0008】本発明は上記発明に係る装置を更に改良し
たものであって、その目的とするところは、大規模なケ
ーブル敷設工事を必要とせず、需要者及び事業者の両者
共に利益をもたらすデータ伝送装置及び該装置を用いた
自動検針システムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明に係るデータ伝送
装置は、デジタル通信回線網に含まれる局側のOCUと
加入者側のDSUとの間の電話回線に接続され、加入者
側に設けられたデータ生成手段で生成されたデータをD
SUを経て電話回線からデジタル通信回線網へ伝送する
データ伝送装置であって、加入者宅内の電話回線に挿入
されると共に、前記DSUに接続されたI−NCUと接
続される第1信号処理手段と、該第1信号処理手段より
も局側の電話回線に挿入されると共に、1又は複数の前
記データ生成手段と接続される1又は複数の第2信号処
理手段と、から成り、第1及び第2信号処理手段は、I
−NCUとデータ生成手段との間で相互に送信すべきデ
ータに応じて電話回線の線間に接続されたインピーダン
スを変化させる送信手段と、前記インピーダンスの変化
によって生じる線間の電圧変動を検出して元のデータを
復元する受信手段と、をそれぞれ含むことを特徴として
いる。
【0010】このデータ伝送装置は、ガス、電気、水道
等の使用量などの検針データを遠隔地の検針センタへ送
出する自動検針システムに好適である。即ち、本発明に
係る自動検針システムは、前記デジタル通信回線網に接
続された検針センタを備え、前記データ生成手段は検針
データを取得する検針メータであって、前記検針センタ
から所定の信号が送られると、I−NCUと検針メータ
とが前記第1及び第2信号処理手段を介してデータを送
受し、検針データがDSUから前記デジタル通信回線網
を経て検針センタへ送られることを特徴としている。
【0011】
【発明の実施の形態及び効果】即ち、本発明に係るデー
タ伝送装置では、第1信号処理手段と第2信号処理手段
との間を接続する電話回線を通して、通常のピンポン伝
送(正確には時分割方向制御伝送方式)のためのバース
ト信号に多重(周波数多重)する形式で他のデータを双
方向伝送する。例えば、I−NCUからデータ生成手段
に対してデータ送出要求信号を送る場合には、第1信号
処理手段はI−NCUからデータ送出要求信号を受ける
と、送信手段により送信すべきデータに応じて線間のイ
ンピーダンスを変化させる。具体的には、例えば、線間
に抵抗、インダクタンスなどのインピーダンスを接続又
は非接続するスイッチングを行えばよい。OCUからD
SUに対しては定電流給電が行われているため、線間の
インピーダンスが変動すると線間電圧が変動する。第2
信号処理手段は、受信手段により上記電圧変動を検出し
元のデータを復元する。そして復元したデータをデータ
生成手段へと送る。これとは逆に、データ生成手段から
I−NCUに対してデータを送る場合も同様に、第2信
号処理手段の送信手段→電話回線→第1信号処理手段の
受信手段、という順序でデータが送られる。
【0012】ここで、線間のインピーダンスの変化範囲
を所定の範囲(規格で定めらている許容範囲)としてお
けば、上述のようなデータ送受を行っている間にもOC
U及びDSUは正常に動作する。つまり、電話回線を通
した通常のピンポン伝送が可能であって、本発明に係る
データ伝送装置によれば、このような通常の伝送を妨害
することなしに局所的なデータ送受を行うことができ
る。
【0013】なお、データ生成手段が複数存在する場
合、その複数のデータ生成手段を一つの第2信号処理手
段に対して接続する構成としてもよいし、或いはその複
数のデータ生成手段を、電話回線に挿入された同数のデ
ータ生成手段にそれぞれ一対一に対応付けて接続する構
成としてもよい。
【0014】また、本発明に係る自動検針システムで
は、検針センタが所定の需要者宅に対して自動検針のた
めの発呼信号を送ると、その需要者宅のDSUが着信を
検出してI−NCUを起動し、I−NCUは検針実行指
示信号を上述したように第1、第2信号処理手段を介し
て検針メータへと送る。検針メータはこれを受けて例え
ばその時点での使用量データを取得し、第2、第1信号
処理手段を介してI−NCUへと送り返す。更にこのデ
ータはDSUから所定のフォーマットでデジタル通信回
線網へと送られ、最終的に検針センタに届く。これによ
り検針センタでは、例えばその需要者宅における過去1
カ月間のガス使用量に対する料金を計算することができ
る。
【0015】従って、本発明に係る自動検針システムに
よれば、検針メータとI−NCUとの間のデータ送受が
既存の電話回線を利用して行われるので、屋内側電話回
線と屋外側電話回線のそれぞれ途中に第1及び第2信号
処理手段を挿入する工事を行いさえすればよく、従来の
ように加入者宅の外壁を貫通させるような工事が不要で
あると共に、新規に追加される配線が短くて済む。その
ため、外壁を傷付けることなく宅内の美観を損ねること
が少ないので、需要者(加入者)にとっては工事に対す
る抵抗がなくなる。また、事業者側にとっては、工事が
小規模で済むので費用負担が大幅に軽減される。
【0016】
【実施例】以下、本発明の一実施例である自動検針シス
テムについて図面を参照しつつ説明する。
【0017】図1はこの自動検針システムの概略構成図
である。図8に示した従来の構成と相違する点は、IS
DN回線網1から各家庭に分配される加入者線3の途中
に、第1多重化制御装置11と第2多重化制御装置21
とから成るデータ伝送装置10が介挿されている点であ
る。I−NCU9は比較的短いケーブルで第1多重化制
御装置11に接続されており、ガス、電気、水道などの
使用量を計測するための検針メータ5は第2多重化制御
装置21に接続されている。これにより、従来のように
I−NCU9と検針メータ5とを接続するための長いケ
ーブルは不要となる。なお、図1では、第2多重化制御
装置21及び検針メータ5は加入者宅4の宅外に配設さ
れ、それ以外は宅内に配置されているが、必ずしもこの
ような配置である必要はない。
【0018】図2は、図1中のデータ伝送装置10を中
心とする要部の構成図である。電話局内に設置されるO
CU(Office Channel Unit:局内回線終端装置)1a
と加入者宅4内に設置されるDSU6とは、二線メタリ
ックケーブル(加入者線3)で接続されている。第1多
重化制御装置11の構成の一部として、加入者線3の二
線間には、直列接続されたインピーダンス12及びスイ
ッチング素子13と、入力にローパスフィルタ機能を有
する電圧検出器14とが接続されている。それ以外に第
1多重化制御装置11は、変調器15、復調器16、処
理部17、送受信部18を備えている。また、第2多重
化制御装置21は第1多重化制御装置11と同様の構成
を有している。
【0019】図3は、OCU1aとDSU6との間にお
ける信号伝送方式、いわゆるピンポン伝送方式を示す図
である。OCU1aでは、連続的な送信パルス信号を時
間軸圧縮し、所定の周期でバースト状のパルス列に変換
して加入者線3に送出する。送り出し時の標準的な振幅
は6V0−pであって、加入者線3を通過することによ
り信号は減衰し、最大で50dB減衰してDSU6に到
達する。DSU6は、このようなバースト状のパルス列
を時間軸伸長して連続的なパルス列に逆変換しTA7に
送出する。逆方向に、つまり加入者側から局側へと信号
を送出する場合には、上記バースト間の空き時間を利用
し、同様のバースト状のパルス列として送信する。バー
スト周期Tは約2.5msであり、バースト信号期間中
の伝送レートは標準的に320kbpsである。なお、
以下の説明では、このように局側と各加入者側(つまり
OCU1aとDSU6)との間で伝送されるデータを主
データと呼び、後述の説明のように第1及び第2多重化
制御装置11、21間でのみ送受信されるデータを副デ
ータとして、両者を区別するものとする。
【0020】ISDN回線網1による伝送システムで
は、各加入者のDSU6、TA7、TE8に対して局給
電を行うために、上述のようなデータ伝送のほかに、O
CU1aはDSU6に対し39mA定電流を供給してい
る。これによる給電電圧(線間電圧及び対地電圧)は最
大で60Vである。このような給電を受けて、DSU6
は最大420mWの電源電力をTA7、TE8に供給す
ることが可能となっている。なお、OCU1a、DSU
6を含む直流ループ抵抗(インピーダンス)は810Ω
以下になるように規定されている。
【0021】図4は、このデータ伝送装置10における
主データと副データの信号多重方式を説明するための図
である。図4(a)は、例えば第1多重化制御装置11
の挿入位置において観測される主データを示す図であ
る。主データのバースト信号は「ゼロ」に対して「+
V」及び「−V」の両側に振れる三値信号となっている
ため、定電流給電による直流電圧成分を中心にバースト
信号が正負に振れる形状となっている。
【0022】上述したようにOCU1aから定電流給電
が行われているため、図2において、例えばスイッチン
グ素子13がONされてOCU1a側から見たインピー
ダンスが下がると線間電圧は低下する。スイッチング素
子13のON/OFFを主データの周波数よりも遙かに
低い速度でもって行えば、線間電圧の変動は例えば図4
(b)に示すようになり、主データが存在した場合には
図4(c)に示すようになる。通常、後述するような検
針データ等の伝送レートはバースト信号期間中の主デー
タの伝送レートと比べて遙かに低くてよいので、主デー
タと副データとを完全に分離可能な形式で多重化するこ
とができる。なお、スイッチング周波数は低くても、そ
の電圧変動の立上りや立下りが急峻であると高い周波数
成分を有することとなり主データと副データとの分離が
困難になる。そこで、インピーダンス12、22を単な
る抵抗のみでなく、インダクタンス性や容量性とするこ
とにより電圧変動の立上り及び立下り波形をなまらせ、
実質的に主データと副データの周波数成分を分けるよう
にしている。
【0023】図2に示したデータ伝送装置10の動作は
次の通りである。例えば、I−NCU9側から検針メー
タ5側へ所定のデジタルデータを送信する場合、第1多
重化制御装置11において、処理部17は送受信部18
を介してI−NCU9からのデータを受け取ると、一旦
バッファメモリにこれを格納する。そして、それを格納
順に読み出して変調器15へと入力し、変調器15は入
力される二値信号に応じてON/OFF制御信号をスイ
ッチング素子13へと送る。これにより、スイッチング
素子13はON/OFFし、それに伴い線間電圧が変動
する。なお、処理部17は、必要に応じて入力データに
対して付加的なデータや誤り検出用のデータなどを付加
して出力してもよい。
【0024】第2多重化制御装置21において、電圧検
出器24はローパスフィルタにより図4(b)に示すよ
うな低い繰り返し周波数のパルス信号のみを分離して検
出する。復調器26はこのパルス信号から元の二値信号
を復元し、処理部27はこれを一旦バッファメモリに格
納する。そして、所定周波数のクロック信号によりバッ
ファメモリから順次データを読み出して送受信部28を
介して検針メータ5に送出する。上述したように送信時
に処理部17で他のデータが付加されている場合には、
処理部27はI−NCU9から得られた元のデータのみ
を抽出して送受信部28へと与える。
【0025】検針メータ5側からI−NCU9側に計量
値等の検針データを送る際には、上記と全く逆の処理を
実行すればよい。
【0026】変調器15、25は、入力された二値信号
「0」及び「1」に対応して次のような変調を行ってO
N/OFF制御信号を出力する。図5は本実施例におけ
る副データ伝送時の変調方式を説明する波形図である。
即ち、処理部17、27から入力された二値信号「0」
又は「1」に応じて、パルス信号の立下りエッジから次
の立下りエッジまでの時間を変える。例えば、「0」の
ときにはt1=10ms、「1」のときにt2=11ms
とする。復調時には連続する立下りエッジ間の時間を計
測し、その計測値に応じて「0」又は「1」を出力すれ
ばよい。変調後は可変長符号となるが、上述したように
一旦処理部17、27にデータをバッファすれば時間軸
方向の伸縮を容易に吸収することができる。
【0027】なお、二値信号「0」又は「1」をそれぞ
れ異なる二種類の連続立下りエッジ間の時間(t1、t
2)に対応付けるのではなく、複数の隣接する二値信号
(例えば「00」「01」「10」「11」)をそれぞ
れ異なる連続立下りエッジ間の時間(例えばt1、t2、
t3、t4)に対応付けるようにしてもよい。勿論、三個
以上の連続する二値信号をそれぞれ異なる連続立下りエ
ッジ間の時間に対応付けることもできる。
【0028】また、本実施例では副データを重畳するに
際し上述したような変調を施しているが、このような特
殊な変調を行わず、図8に示したような既存のI−NC
U9と検針メータ5との間でのデータ送受信と同様の信
号形式をとることも可能である。即ち、図2の構成にお
いて処理部17、27、送受信部18、28はデジタル
信号に対して何らの処理や加工を行わず、変調器15、
25はI−NCU9又は検針メータ5から送られてくる
データ列の「0」又は「1」に応じてスイッチング素子
13、23をON又はOFF(或いはその逆)させる。
この場合のデータレートは200〜300bps程度で
あって、バースト信号期間中の主データのデータレート
よりも遙かに低い。これにより、元のデータ列の二値信
号は図4(b)に示した二つの電圧レベルにそれぞれ対
応付けられる。上述した変復調が時間軸方向の変調、つ
まり周波数変調又は位相変調の一種であるとすれば、こ
れは振幅変調の一種であると言える。更には、このよう
な振幅変調においても所定の処理を行って、複数の隣接
する二値信号(例えば「00」「01」「10」「1
1」)をそれぞれ異なる四種類のインピーダンス値に対
応付け、結果として四種類の電圧レベルに対応付けるよ
うにすることもできる。
【0029】次に、本実施例による自動検針システムに
おいて自動検針を行う際の動作を、図6のフローチャー
トに沿って説明する。DSU6は、着信があるか否かを
繰り返し判定し(ステップS1)、着信がある場合に
は、その着信が検針センタ2からの着信であるか否かを
判定する(ステップS2)。自動検針を行う際には、検
針センタ2はISDN回線網1を介して検針対象の加入
者に対し発呼信号を送る。この発呼信号に呼応して着信
を検出するとI−NCU9が作動し(ステップS3)、
読出し指示信号をI−NCU9→第1多重化制御装置1
1→第2多重化制御装置21→検針メータ5と送る(ス
テップS4)。このときの第1及び第2多重化制御装置
11、21の動作は既に述べた通りである。
【0030】検針メータ5は読出し指示信号を受け取る
と、その指示に応じて例えばその時点での計量値を読み
出し、応答データとして検針メータ5→第2多重化制御
装置21→第1多重化制御装置11→I−NCU9と返
信する(ステップS5)。I−NCU9はDSU6を介
して検針データを、例えばバースト信号のBチャンネル
に格納して加入者線3に送出する。勿論、Bチャンネル
でなくD又はBチャンネルパケット、UUI等を利用し
て送ることもできる。検針センタ2はISDN回線網1
を通して検針データを受信し、例えば過去1カ月分の使
用ガス量から料金を計算する(ステップS6)。なお、
ステップS2で検針センタ2からの着信でないと判断さ
れた場合には、通常の電話の発呼信号であるから、TA
7を介してTE8を作動させる。
【0031】上記実施例は図1に示したように、DSU
6、I−NCU9、第1多重化制御装置11、第2多重
化制御装置21、検針メータ5がそれぞれ独立した構成
を有しているが、本発明のデータ伝送装置はこれに限る
ものではなく、複数の構成要素を一体化した様々な形態
をとることができる。具体的には、例えば、I−NCU
9と第1多重化制御装置11とを一体化する、或いはD
SU6、I−NCU9、第1多重化制御装置11の三つ
を一体化する構成とすることができる。一方、第2多重
化制御装置21と検針メータ5とを一体化することもで
きる。図7はその場合の構成の一例を示す図である。検
針メータ5は予め決められた位置に配設しなければなら
ないことが多いから、検針メータ5に第2多重化制御装
置21の機能を組み込み、加入者線3に接続した枝線3
1の末端に第2多重化制御装置21を接続する。一般家
庭では枝線31の長さは20〜30m以内で済むから、
このような構成でも本来の通話等を妨害せずに副データ
の送受が可能である。
【0032】また、本発明は上述したようなガス、電
気、水道等の遠隔自動検針システムのほか、例えば自動
販売機の在庫管理データを集中管理センタへ送る遠隔管
理システム等、デジタル電話回線網を介して遠隔地から
自動的に各種データを入手するための様々なシステムに
応用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例である自動検針システムの
概略構成図。
【図2】 図1中のデータ伝送装置を中心とする要部の
構成図。
【図3】 OCUとDSUとの間における信号伝送方式
を示す図。
【図4】 本実施例のデータ伝送装置における主データ
と副データの信号多重方式を説明するための図。
【図5】 本実施例における副データの変調方式を説明
するための図。
【図6】 本実施例において自動検針を行う際の動作を
示すフローチャート。
【図7】 本発明の他の実施例である自動検針システム
の概略構成図。
【図8】 従来の自動検針システムの概略構成図。
【符号の説明】
1…ISDN回線網 1a…OCU 2…検針センタ 3…加入者線 4…加入者宅 5…検針メータ 6…DSU 9…I−NCU 10…データ伝送装置 11…第1多重化制御装置 21…第2多重化制御装置 12、22…インピーダンス 13、23…スイッチング素子 14、24…電圧検出器 15、25…変調器 16、26…復調器 17、27…処理部 18、28…送受信部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 デジタル通信回線網に含まれる局側のO
    CUと加入者側のDSUとの間の電話回線に接続され、
    加入者側に設けられたデータ生成手段で生成されたデー
    タをDSUを経て電話回線からデジタル通信回線網へ伝
    送するデータ伝送装置であって、 加入者宅内の電話回線に挿入されると共に、前記DSU
    に接続されたI−NCUと接続される第1信号処理手段
    と、 該第1信号処理手段よりも局側の電話回線に挿入される
    と共に、1又は複数の前記データ生成手段と接続される
    1又は複数の第2信号処理手段と、 から成り、 第1及び第2信号処理手段は、I−NCUとデータ生成
    手段との間で相互に送信すべきデータに応じて電話回線
    の線間に接続されたインピーダンスを変化させる送信手
    段と、前記インピーダンスの変化によって生じる線間の
    電圧変動を検出して元のデータを復元する受信手段と、
    をそれぞれ含むことを特徴とするデータ伝送装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載のデータ伝送装置を用い
    た自動検針システムにおいて、前記デジタル通信回線網
    に接続された検針センタを備え、前記データ生成手段は
    検針データを取得する検針メータであって、前記検針セ
    ンタから所定の信号が送られると、I−NCUと検針メ
    ータとが前記第1及び第2信号処理手段を介してデータ
    を送受し、検針データがDSUから前記デジタル通信回
    線網を経て検針センタへ送られることを特徴とする自動
    検針システム。
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