JP2005339226A - 自動検針用無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 無線装置を設置するとき、容易に設定、確認ができ、これに伴う電池の消耗を低減する。
【解決手段】 無線親機１４および無線子機１５に、設定用のＤＩＰスイッチ２７と、確認用のＬＥＤ２４を設ける。電池３０の電極端子４２と外部機器接続用の接続端子４１とを短絡線によって接続し、短絡させる。電池３０からの電圧が接続端子４１にかかり、マイクロコンピュータに駆動信号が入力される。ＤＩＰスイッチ２７およびＬＥＤ２４は、その動作が一定時間だけ有効となる。この間に、ＤＩＰスイッチ２７を操作して、無線通信や自動検針のための設定を行い、無線通信状況に応じたＬＥＤ表示がされる。一定時間経過すると、ＤＩＰスイッチ２７およびＬＥＤ２４の動作は無効となり、電池３０は消費されなくなる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、センター側装置と端末網制御装置との間でノーリンギング通信によってデータ伝送を行うデータ通信システムにおいて、端末網制御装置に対してＬＰガス、都市ガス、水道、電気等のメータからのデータを伝送する無線装置に関する。

従来のノーリンギング通信によるデータ通信システムを図７に示す。センター側装置は、ホスト装置１とセンター側網制御装置２とから構成され、需要家に設置された端末側と通信網を介して通信可能に接続されている。この通信網では、通信回線を介してセンター側交換局３とノーリンギングトランク５を備えた端末側交換局４とが接続される。端末側装置では、端末網制御装置６に、ＬＰガスメータ７、都市ガスメータ８、水道メータ９、電力メータ１０、セキュリティ機器１１といった端末機器、および宅内電話機１２がそれぞれ接続されている。通信回線として、電話回線１３を使用する。

このような構成において、センター側装置と端末側装置との間でノーリンギング通信によるデータ伝送が行われ、ホスト装置１からのＬＰガスメータ７等の自動検針や、端末発呼によるセキュリティ機器１１からの異常、例えばガス漏れ等の通知が行われる。

ノーリンギング通信中においては、ノーリンギングトランク５によって電話機１２のオフフック検知を行うことにより、端末網制御装置６は電話回線１３から電話機１２を切り離すことなく通信を行う。一方、端末発呼の場合は、通常、電話機１２を電話回線１３から切り離し、電話機１２のベルの共鳴りを防止している。

端末側装置は、需要家、例えば一般家庭に設置されるものであるので、各家庭毎に端末側装置の設置工事を行う必要がある。例えば設置場所がマンション、集合住宅等である場合、端末網制御装置６とメータ間に配線を行うとき、壁に穴をあける等の必要が生じる。

そこで、端末網制御装置６とメータを有線接続する代わりに、無線電波でデータを送受信すれば、端末網制御装置６とメータ間の配線工事が不要となる。図８に、端末網制御装置６とメータ間に無線装置を利用したデータ通信システムを示す。

無線装置は、端末網制御装置６に有線接続された無線親機１４と、メータ等の端末機器が接続された無線子機１５とから構成される。１台の無線親機１４に対して、単数の無線子機１５が設けられるが、複数の無線子機１６、１７を設けた構成にしてもよい。無線親機１４および無線子機１５は、工場出荷後、初期設定動作において、お互いの識別番号を登録する縁組みを行うことにより、両者間で無線通信が可能になる。

無線親機１４および無線子機１５は、電源に電池を用いている。そのため、工場出荷後から動作を開始して、電池を消費してしまい、電池寿命が短くなるという問題がある。また、無線通信回路が内蔵されているので、電波法上改造できない構造にする必要がある。

そして、無線親機１４と無線子機１５がそれぞれ離れた地点にあるので、動作確認がしにくく、現場で設定内容の目視確認が容易に行えないという問題がある。電源が電池であるため、長期間動作させるには、間欠的な送受信動作をする必要があり、無駄な電流を流さないようにして、電池を長持ちさせ、長寿命化を図らなければならない。

上記の問題を解決するために、特許文献１には、本体の向きに応じてオンオフする電源スイッチおよびＬＥＤの表示部を備えた無線親機および無線子機が開示されている。無線親機および無線子機は、工場出荷時には電源スイッチがオフであり、設置したときに電源スイッチがオンするので、電池の消耗を防止できる。また、電源投入、縁組み、通信状況確認等のときにＬＥＤが発光することによって、動作の確認を行える。
特開２００３−１４１６７１号公報

ところで、初期設定には設定器が用いられ、１つ設定するたびにその設定内容を確認していれば、時間がかかる。このように、設定に時間がかかれば、その分電池を多く消費してしまう。設置工事の時間短縮や確認を容易にするためには、スイッチ等の設定専用の入力部品を多く設ければ、設定のための入力が簡単になり、さらにＬＥＤのような出力部品を多くすれば、一度に多くのことを確認できる。しかしながら、初期設定における動作確認は、この設定時にのみ行われる。そのため、設定後は、確認を行う必要はないにもかかわらず、無線通信等の動作があるたびに出力部品が動作することになり、無駄に電池が消費されてしまう。

そこで、本発明は、上記に鑑み、入力部品および出力部品が設定時の必要なときにだけ動作し、不要なときには動作しないようにして、電池の消耗を低減できる無線装置の提供を目的とする。

本発明は、センター側装置とデータ通信を行う端末網制御装置に接続された無線親機と、端末機器が接続された無線子機とから構成され、前記無線親機および無線子機は、電池を電源とした自動検針用無線装置であって、前記無線親機および無線子機は、設定のために用いる入力部品および出力部品である入出力部品を備え、該入出力部品の動作が一定時間だけ有効とされたものである。

なお、入出力部品は、入力部品あるいは出力部品であり、入力部品としてはＤＩＰスイッチ、入力キーとされ、出力部品としては表示装置とされる。表示装置は、無線通信状況の確認に使用され、ＬＥＤであったり、液晶ディスプレイである。また、出力部品は、表示に限らず、スピーカ、ブザーのように音を出すものであってもよい。入力部品および出力部品は、互いに独立した部品に限らず、一体化された部品であってもよい。

入出力部品は、無線装置を設置したり、交換したときに行う設定のために用いられるものであって、検針等の通常の通信動作時には用いられない。そのため、常時動作させる必要はないので、必要なときに一定時間だけ動作が有効であればよい。すなわち、設定時に有効とされる。設定時に、無線親機および無線子機に駆動信号が入力されたとき、入出力部品の動作が有効となる。入力部品から一定時間内に入力された情報は、不揮発性メモリに記憶される。

そして、駆動信号の入力から一定時間経過したときに、入出力部品の動作が無効となる。動作が無効になれば、入力部品を操作しても、この入力は受け付けられず、出力部品は、何も動作しない。したがって、この一定時間以外では、入出力部品による電池の消費はなくなる。

ここで、駆動信号としては、端末網制御装置、端末機器といった外部機器を接続するための端子と電池とを短絡させたときに発生した信号を駆動信号とする。このようにすれば、駆動信号を入力するための部品を新たに設ける必要がない。

また、リセットスイッチのオンにより、駆動信号を発生させる。あるいは、設定器からの入力により、駆動信号を発生させる。駆動信号は、センター側装置からの送信に基づいて発生させてもよい。これらのように既存のものを利用してもかまわない。

本発明によると、無線親機および無線子機を設置して、必要な情報を設定するとき、ＤＩＰスイッチやＬＥＤ等の設定用の入出力部品が一定時間だけ動作し、これ以外には動作しないので、入出力部品による電池の消費を減らすことができ、電池の長寿命化を図れる。また、入出力部品によって、設定入力や動作確認を容易にかつ確実に行える。したがって、設置工事の時間短縮を図れ、工事ミスも少なくなり、作業効率の向上に結びつく。これによって、１日当たりの工事件数を増やすことができ、多数の無線装置を設置するような大規模なデータ通信システムを構築する場合に好適である。

本実施形態の自動検針を行って、ノーリンギング通信によりデータ伝送を行うデータ通信システムは、従来の図８に示したものと同じであり、無線親機１４および無線子機１５からなる無線装置を使用している。１台の無線親機１４に対して、無線子機１５は、１台あるいは複数台とされる。

無線親機１４を図１に示す。無線通信については、無線制御回路部２０が、電波の送信、受信、誤り制御等を行い、無線モジュール部２１が、電波の増幅、変調、復調、キャリアセンス等を行い、電波法に準拠した電波の送受信を制御する。アンテナ２２は、無線モジュール部２１から空間への無線インターフェイス部である。表示回路部２３は、無線親機１４の状態を表すためＬＥＤ２４を駆動する。各回路部は、マイクロコンピュータ２５に組み込まれた制御ソフトにしたがって制御される。端末網制御装置インターフェイス部２６は、端末網制御装置６と通信を行うための接続部である。

そして、無線親機１４は、識別コードの登録、電波測定モード等の設定を行うためのＤＩＰスイッチ２７を備えている。ＤＩＰスイッチ２７からの入力はＤＩＰスイッチ入力部２８において判定され、マイクロコンピュータ２６は、入力に応じた処理を行い、ＬＥＤ２４の点灯を制御する。ＤＩＰスイッチ２７によって設定された情報は記憶部２９のＥＥＰＲＯＭに記憶される。このように不揮発性メモリに設定情報が記憶されるので、設定時のキースキャン動作終了後は情報が維持され、新たなキースキャンを行わなくてもよい。マイクロコンピュータ２５は、設定モードになったとき、ＤＩＰスイッチ入力部２８および表示回路部２３の動作を一定時間だけ有効とし、一定時間経過すると動作を無効とする。

そして、電源として電池３０が設けられ、電池３０から電源回路部３１を介して各回路部を搭載した制御回路３２および端末網制御装置インターフェイス部２６に電源が供給される。

無線子機１５を図２に示す。無線子機１５は、図１に示した無線親機１４に対し、端末網制御装置インターフェイス部２６の代わりに、メータインターフェイス部３２、セキュリティインターフェイス部３３、接点入力部３４を備えている。その他の構成は、無線親機１４と同じである。

メータインターフェイス部３２は、ＬＰガスメータ７、都市ガスメータ８、水道メータ９、電力メータ１０との接続部である。セキュリティインターフェイス部３３は、セキュリティ機器１１との接続部である。接点入力部３４は、無電圧接点入力機器との接続部である。各インターフェイス部は、一対の端子を一組とした複数組の接続端子を有する。

図３に示すように、無線親機１４および無線子機１５は、ケース４０に、端末網制御装置６あるいはメータ等の外部機器を接続するための接続端子４１および電池端子４２を備えている。各端子４１、４２は、端子台４３に設けられ、端子台４３がケース４０に取り付けられている。

無線子機１５では、複数の接続端子４１のうち、接続端子Ａ１，Ａ２に都市ガスメータ８、水道メータ９、電力メータ１０が接続され、接続端子ＤＴ，ＳＧには、ＬＰガスメータ７が接続される。接続端子ＭＡ１，ＭＡ２およびＭＢ１，ＭＢ２には、無電圧接点機器が接続される。なお、セキュリティ機器１１との接続端子は省略している。無線親機１４では、接続端子Ａ１，Ａ２に端末網制御装置６が接続される。なお、無線親機１５では、メータ等を接続しないので、端末網制御装置６を接続する接続端子Ａ１，Ａ２のみを設けてもよい。

また、無線親機１４および無線子機１５のケース４０に、入力部品であるＤＩＰスイッチ２７としてＳＷ１００，１０１，１０２およびリセットスイッチＳＷ４００と、出力部品であるＬＥＤ２４としてＬＥＤ１００，１０１，１０２，１０３とが設けられている。これらのスイッチ、ＬＥＤ、各端子および電池３０は、ケース４０の表側に配置され、通常は蓋に覆われている。蓋を取り外すと、これらが露出して、容易に触ったり、目視して確認することが可能となる。また、各回路部を実装した回路基板は、ケース４０に内装される。電波法による規制によって無線通信回路やアンテナ２２は外部から容易に触れることができないように設計する必要がある。回路基板はケース４０の裏面に特殊ねじによって固定され、ケース４０を容易に開くことができない構造とされる。

次に、無線親機１４および無線子機１５を現地において設置工事したときの初期設定について説明する。無線親機１４および無線子機１５には、工場出荷時から電池３０が装着されている。無線親機１４および無線子機１５を所定の位置に設置した後、メータ等を接続する前に、初期設定を行う。

図４に示すように、無線親機１４では、端末網制御装置６を接続する前に、短絡線５０を用いて、電池端子４２のうち一方の端子と接続端子Ａ２とを接続して短絡する。なお、短絡線５０は電池端子４２の端子Ｂ＋１、Ｂ＋２のいずれか一方に接続すればよい。両端子Ｂ＋１、Ｂ＋２は、電池３０の＋側の端子であり、ほぼ同電位となるので、どちらでもよいことがわかる。端末網制御装置インターフェイス部２６において、接続端子Ａ２に電池３０から電圧が加わると、トランジスタＱ２０１がオンする。すると、マイクロコンピュータ（マイコン）２５の５１ピンにハイ信号が入力する。短絡時間が長いと、端末網制御装置６が接続されたときの入力信号との違い、ノイズとの違いを判別できるので、マイコン２５は、短絡によって発生した駆動信号と判断し、設定モードを実行する。マイコン２５は、例えばＬＥＤ１００を点滅させて、設定モードを実行していることを報知する。作業者は、この表示を見て、設定モードになったことを確認できる。

ここで、マイコン２５は、駆動信号が入力したときから一定時間だけ設定モードを実行する。すなわち、ＬＥＤ１００の表示が変化するのを確認してから短絡線５０を取り外しても、一定時間はＤＩＰスイッチ２７からの入力が有効になるとともに、ＬＥＤ表示が行われる。一定時間としては、例えば製品の設置工事に必要な時間を考慮して、３０分あるいは１時間といったように設定される。この一定時間の設定モード中に、ＤＩＰスイッチ２７のオンオフを行うことによって、識別番号の入力等の初期設定が行われる。ＤＩＰスイッチ２７によって入力された情報は、記憶部２９の不揮発性メモリに記憶される。したがって、設定変更がない限り、初期設定時の設定情報が有効な値として動作に反映される。一定時間経過後、ＬＥＤ表示およびＤＩＰスイッチ２７の入力が無効になる。

無線子機１５では、メータを接続する前に、短絡線５０を用いて、電池端子４２の端子Ｂ＋１、Ｂ＋２のいずれか一方と接続端子ＤＴとを接続して短絡する。メータインターフェイス部３２において、接続端子ＤＴに電圧が加わると、トランジスタＱ３０１がオンする。すると、マイコン２５の４１ピンにハイ信号が入力する。短絡時間が長いと、正規のメータが接続されたときの入力信号との違い、ノイズとの違いを判別できるので、マイコン２５は、短絡によって発生した駆動信号と判断し、一定時間だけ設定モードを実行する。マイコン２５は、例えばＬＥＤ１００を点滅させて、設定モードを実行していることを報知する。作業者は、この表示を確認してから、ＤＩＰスイッチ２７のオンオフを行うことによって、無線親機と同様に初期設定を行い、設定情報が記憶部２９の不揮発性メモリに記憶される。

ところで、ＤＩＰスイッチ２７のすべてがオンすると、プルダウン抵抗は１／２０の値となり、電流消費の面から好ましくない。また、ＤＩＰスイッチ２７の接点には、ある程度の電流を流しておく必要があり、プルダウン抵抗を極端に大きくすることもできない。一方、ユーザーの使いやすさを考慮すると、ＤＩＰスイッチ２７の数を減らすこともできない。ＤＩＰスイッチ２７を操作したときに、マイコン２５の認識があまり遅いと、誤動作につながるので、応答性も無視できない。また、ＤＩＰスイッチ入力部２８のトランジスタＱ１００は、ＤＩＰスイッチ２７からの入力検知中、オン状態を継続しているので、バイアス電流も無視できないことになる。以上のように電流消費は機能優先で考えるとやむを得ないものであるが、これらはいずれも設置工事に伴う初期のものである。メンテナンスを極力少なくしたい無線通信を利用したデータ通信システムにおいて、１０年間以上の期間で考えれば、電源が電池３０であることから考えてできるだけ低消費電流化が望ましい。

そこで、ＤＩＰスイッチ２７の入力等の設定動作を一定時間だけにすることにより、無駄な電流消費を抑えることができる。このように短時間の動作に制限すれば、電流消費は少なくなり、電池の長寿命化を図れる。ＬＥＤ表示に関しては、マイコン２５でオンオフ制御するタイミングだけの問題であるので、低消費電流のためには回路構成上は特に何も必要としない。

設定モードでは、ＬＥＤ表示によって動作確認が行われる。すなわち、図５に示すように、ＬＥＤ２４の表示モードとして、電源投入、リセット、親子縁組み（無線親機１４、無線子機１５の互いの識別番号の確認）、電界強度表示等において、赤色ＬＥＤ１０１、１０２、１０３および緑色ＬＥＤ１００の発光周期を種々組み合わせて表示する。

電源投入時あるいはリセット時には、すべてのＬＥＤ１００〜１０３の短時間パルス表示、すなわち一発パルス表示が行われる。この代わりに、一発パルスの複数回繰り返し表示を行ってもよい。この表示パターンによって、ハード的に問題ないことを確認できる。

設置工事のとき、無線通信状況の確認のために電界強度表示が行われる。この場合、図６に示すように、電界強度の強弱に応じて緑色発光と赤色発光の同期表示とする。例えば、緑色ＬＥＤ１００が点灯せずに、赤色ＬＥＤ１０１、１０２、１０３が３個同時に点灯すると、ノイズが強いことがわかり、無線ノイズの検出に役立つ。したがって、設置環境の評価を早くでき、最適な設置場所を選定できる。しかも、ＬＥＤ２４の連続点灯をなくして間欠点灯することにより、電池３０の消耗を低減できる。

無線通信状況の確認を完了した後、通常の検針時には監視者がいないので、ＬＥＤ２４を発光させる必要がない。そこで、ＬＥＤ表示の動作を無効にして、発光禁止とすればよい。ここでは、一定時間後にＬＥＤ表示、ＤＩＰスイッチ２７の入力が無効になるので、電流も消費しなくなる。

以上のように、設定のために多数のＤＩＰスイッチ２７やＬＥＤ２４を設けることにより、入力作業を簡単になり、設定の確認や動作確認を目視で一目瞭然に行うことができる。これに対し、図６に示す従来の無線機器では、蓋を開けたとき目視にて確認できるように、１つのＬＥＤ１００が配置されているが、ＤＩＰスイッチはない。そのため、設定器を用いて設定を行うとき、作業者が目視確認できないという欠点があった。電界強度も１つのＬＥＤの点滅で表示していたので、確認しにくい面があった。また、ＬＥＤ１００は、蓋をして見えなくなっても動作するようになっていたので、無駄に電池を消耗していた。

したがって、本発明の無線機器においては、従来のものに比べて、設置から設定までの設置工事に要する時間を短縮でき、工事ミスも少なくなるので、設置工事の効率向上となる。しかも、スイッチ等の入出力部品が増えているにもかかわらず、動作を一定時間に制限しているので、長時間の電流消費をなくして、電池の寿命を延ばせる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記の実施形態では、接続端子と電池とを短絡させることによって、設定開始のための駆動信号を発生させたが、リセットスイッチをオンして、駆動信号を発生させてもよい。なお、リセットスイッチにこの機能を持たせても、商品性を損なわない場合に限って採用すればよい。商品性を損なう場合には、採用しない。

また、設定器を用いて、駆動信号を発生させてもよい。設定器を無線親機の接続端子Ａ１，Ａ２に接続する。無線子機では、設定器を接続端子ＤＴ、ＳＧに接続する。設定器と無線親機あるいは設定器と無線子機とが電文を通信することにより、電文中に含まれる動作信号によって、入出力部品の動作が有効になる。なお、設定入力は、上記と同様にＤＩＰスイッチによって行う。また、設定器によって、動作を無効にしてもよい。設置工事が完了したら、設定器から終了信号を送信することにより、無線親機および無線子機は入出力部品の動作を無効とする。このようにすれば、一定時間経過しなくても、早く動作を無効にでき、より一層電池の消耗を抑えることができる。

また、センター側装置からの指示によって駆動信号を発生させてもよい。センター側装置から送信された電文を端末網制御装置経由で無線親機が受信すると、無線親機は、入出力部品の動作を有効にする。そして、無線親機からの無線通信により、無線子機は駆動信号を受信して、同じく入出力部品の動作を有効にする。この場合、無線親機は、無線子機に対してブロードキャストによってセンター側装置からの電文を送信する。そして、一定時間が経過すれば、入出力部品の動作は自動的に無効になる。ここで、設置工事完了と同時に、センター側装置から無効にする電文を送信してもよい。

本発明の無線親機のブロック図 同じく無線子機のブロック図 無線機器の蓋を外したときの正面図 無線機器の制御回路図 動作状況に応じたＬＥＤの発光パターンを示す図 従来の無線機器の蓋を外したときの正面図 データ通信システムの全体構成図 無線装置を用いたデータ通信システムの全体構成図

符号の説明

６ 端末網制御装置
１４ 無線親機
１５ 無線子機
２４ ＬＥＤ
２６ 端末網制御装置インターフェイス部
２５ マイクロコンピュータ
２７ ＤＩＰスイッチ
２９ 記憶部
３０ 電池
３２ メータインターフェイス部

Claims (8)

1. センター側装置とデータ通信を行う端末網制御装置に接続された無線親機と、端末機器が接続された無線子機とから構成され、前記無線親機および無線子機は、電池を電源とした自動検針用無線装置であって、前記無線親機および無線子機は、設定のために用いる入出力部品を備え、該入出力部品の動作が一定時間だけ有効とされたことを特徴とする自動検針用無線装置。
2. 無線親機および無線子機に駆動信号が入力されたときに入出力部品の動作が有効となり、一定時間経過したときに前記入出力部品の動作が無効となることを特徴とする請求項１記載の自動検針用無線装置。
3. 無線親機および無線子機は、外部機器を接続するための端子を備え、該端子と電池とを短絡させたときに駆動信号が発生することを特徴とする請求項２記載の自動検針用無線装置。
4. 駆動信号は、リセットスイッチのオンにより発生することを特徴とする請求項２記載の自動検針用無線装置。
5. 駆動信号は、設定器からの入力により発生することを特徴とする請求項２記載の自動検針用無線装置。
6. 駆動信号は、センター側装置からの送信に基づいて発生することを特徴とする請求項２記載の自動検針用無線装置。
7. 入出力部品から一定時間内に入力された情報は、不揮発性メモリに記憶されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の自動検針用無線装置。
8. 入出力部品は、ＤＩＰスイッチおよび表示装置とされ、前記表示装置は、無線通信状況の確認に使用されることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の自動検針用無線装置。

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