JP2006054683A - 無線検針システム - Google Patents

Abstract

【課題】 従来の電力節約のために、無線検針の子機にカレンダー機能を持たせる方式では、長期間に渡り必要な精度を維持するために子機の処理が重くなり消費電力も増加し、検針の日程が制約され融通性に欠けるだけでなく、長期間に渡り日時の精度を維持するために子機の処理が重くなる。これらの事情のため無線検針システムは、検針員による訪問目視検針が容易でない環境に設置されている検針作業に限定的に使用されているのが現在の状況である。
【解決手段】 本発明は、間欠受信動作を行う無線検針用通信機の子機に昼夜の識別手段を設け、子機間の間欠動作時間を昼間は短く、夜は長くするように調整することにより低消費電力化を実現するとともに、親機から送る電文の中に現在時刻を加えて送信する事により、子機の時間を正確に保つって昼夜の区別が確実に行えるようにして子機の消費電力を大幅に削減することにより従来の問題点を解決したものである。
【選択図】 図１

Description

本発明はガス、水道、電力等の使用量を示す積算メータのデータを、無線通信を利用して検針するようにした無線検針システムに関するものである。
本発明の無線検針システムは、検針動作に要する時間を短縮して無線通信機の消費電力を少なくして、電池を交換することなく長期間にわたる検針運用を可能にしたものである。

ガス、水道、電力等の使用量を示す各種メータの検針を行う業務においては、無線通信機を利用した無線検針システムが主に、検針員による訪問目視検針が容易でない環境に設置されているメータの検針作業を容易にするために使用されており、一般の検針にも使用が拡大しつつある。
この無線検針システムでは、設置の容易性及び運用コストの低廉性を図るために屋外で使用されるメータに装着される無線通信機の電源は内蔵電池のみとし、且つ計量法によるメータの交換サイクルである８年間の間、電池を交換することなく運用できることがシステムの条件になっている。
このような条件を満たすために、従来消費電力を少なくする各種の無線検針システムが提案されている。
通常、無線検針は1ケ月に1回、検針員が検針用の携帯端末装置（ＨＴ）と無線送受信機（親機）より、水道メータに接続されている、無線子機にアクセスし行われる。

検針時間以外は、無線子機は親機との通信を行う必要はないが、子機にはいつが検針日か分からないので、電池の消費電力を節約するために、間欠動作（数十秒に1回、Wake upして、親機からの検針要求がないか確認する）を行う方式が取られている。
この間欠動作の期間が長いと、検針時の子機からの応答時間が長くなり、検針に要する時間が長くなり検針業に負担を強いることになる。又、間欠動作時間を短くすると、子機の電池消費が多くなり、大きな電池を搭載することが必要になる。
メータに装着される子機の消費電力を少なくする方式の一つとして、無線通信機にカレンダー機能を持たせて検針があると思われる期間の日時にだけ、無線通信機を動作させるようにして消費電力を節約する方法が提案されている。
例えば、特開平１０−１４５８７２：（リコー）号公報記載の無線検針システムは、無線送受信装置にカレンダーを持ち、検針があると思われる期間（日時）だけ、間欠動作時間を短くすることにより消費電力を節約するようにしている。
又、特開平２０００−１３２７８０：（ガス3社）無線受信装置にカレンダー機能を持たせ、特定の時間になると間欠動作に入ることにより消費電力を節約するようにしている。
又、特開平８−７０４８８：（愛知時計）号公報記載の無線検針システムは、 無線通信機の親機の方から 子機の間欠時間を変更出来るようにして、必要最小限の時間内に回路の動作を限定し、無線子機の受信待機時の消費電力を低減するようにしたものである。

特開平８−７０４８８号公報， 特開平１０−１４５８７２号公報， 特開平２０００−１３２７８０号公報

従来の無線検針システムの子機にカレンダー機能を持たせる方式では、カレンダーの精度が無線通信機の子機の水晶発信機の精度に依存するため、長期間に渡り必要な精度を維持するために子機の処理が重くなり消費電力も増加する。
又、特定の日時になると、間欠動作を開始する方式では、検針の日程が制約され融通性に欠けるだけでなく、長期間に渡り日時の精度を維持するために子機の処理が重くなる。
無線通信機の親機から子機の間欠時間を変更する方式では、検針の際オペレータが子機の間欠時間を変更する手続きを個別に行う必要がありオペレータに負担を強いることになる。
これらの事情のため、現在実現されている各無線検針システムでは、高価な大容量の電池を使用することが必要でコストが高いために、検針員による訪問目視検針が容易でない環境に設置されているメータの検針作業に限定的に使用されているのが現在の状況である。

本発明は、間欠受信動作を行う無線検針用通信機の子機に昼夜の識別手段と、
該昼夜の識別手段の昼夜の情報により無線検針用通信機の子機の間欠動作時間を調整する間欠動作調整手段とを設け、欠動作調整手段により無線検針用通信機の子機間の間欠動作時間を昼間は短く、夜は長くするように調整することにより低消費電力化を実現するとともに、携帯端末装置に接続された無線検針用通信機の親機から送る電文の中に、携帯端末装置が保持している現在時刻を加えて送信する事により、子機の時間を正確に保って昼夜の区別が確実に行えるようにしたことを特徴とする無線検針システムを実現することにより、無線検針システムの子機の消費電力を大幅に削減することにより従来の問題点を解決したものである。

本発明は、無線検針システムの子機に、昼夜の区別が出来る機能を持たし、携帯端末装置の親機から送られる電文の中に、携帯端末装置が保持している現在時刻を埋め込む方式を採用する事により、子機の処理が重くならないようにして消費電力を増やすことなく子機の時間を正確に保つ事が出来るようにし、その昼夜の情報により間欠動作時間を昼間は短く、夜は長くする事により、 無線子機の通信機の動作を必要最小限の時間内に限定出来るので、受信待機時の無用な消費電力を低減することが可能になったため、その運用コストが大幅に削減できる。
このため、従来適用が困難であったメータに本発明の無線検針システムを使用することにより、検針作業を容易に行うことができるようになり、降雪地帯では冬期間における検針作業そのものができず、月単位の正確なメータ値をとることができなかったなどの、地域的な困窮問題も殆ど解決できるようになる。

以下、本発明の無線検針システムについて説明する。
図１は、本発明の無線検針システムに使用される無線子機の一実施の全体構成を示す図である。
図１において、１は無線子機の通信機、２は無線子機１に接続されるメータである。無線子機１において、１１はアンテナ、１２は無線の送受信を切り替えるスイッチ、１３は通信制御回路、１４はマイクロプロセッサ、１５はメモリー、１６は水晶発信機、
１７は通信制御回路１３マイクロプロセッサ１４、メモリー１５への電力を供給する電池、１８はメータとの通信回路で、水道メータ等とのインターフェイス回路が使用されている。
通信制御回路１３はスイッチ１２を介してアンテナ１１に接続されている。マイクロプロセッサ１４は通信制御回路１３、メモリー１５、スイッチ１６及びメータとの通信回路１８の制御を行う。
各メータの無線子機１の無線検針用通信機はメータを特定するためのアドレス（ＩＤ）番号が設定されている。

無線子機１は、水晶発信機１６から分周して求められる時間により、基本の時間を作る。例えば1秒、1分、1時間を作ることにより、現在の時間を表示する。
出荷時、無線子機１には、その時の時間が設定される。無線子機１は 出荷時に設定された時間に合わせ、例えば検針が行われるであろう昼間の10時間は間欠動作時間を、例えば3秒間隔にし、親機からの起動を監視する。又、検針が行われない夜間は間欠動作時間を、例えば15秒間隔の昼間よりも大幅に長い時間にし、電池の消耗を少なくするようにする。
又、無線子機１は、常時は無線通信機の通信制御用集積回路とマイクロプロセッサを低消費電力モードにして待機し、一定の周期の休止時間をおいた間欠受信期間に出力される受信復調出力信号により通信制御用集積回路とマイクロプロセッサの低消費電力モードを解除して、同期信号とメータに装着される無線通信機のＩＤ信号をチェックすることにより自局が呼ばれているかどうかの確認を行い、自局が呼ばれている場合には無線親機との交信を行い、自局でないと判断した時は直ちに低消費電力モードにもどるようになくている。
無線子機１の無線検針用通信機は、通信制御回路１３から予め設定された休止時間をおいた間欠受信期間後に出力される受信復調出力信号により一定期間の間に受信動作を行なう。このような間欠受信により、待機時の消費電力が節約できるので、実際の通信動作には何ら寄与しない間欠受信動作時の消費電力を節約している。

図２は、本発明の無線検針システムに使用される無線親機の一実施の全体構成を示す図である。
図２において、３は無線親機の通信機、４は無線親機３に接続される検針用の携帯端末装置（ＨＴ）である。無線親機３において、３１はアンテナ、３２は無線の送受信を切り替えるスイッチ、３３は通信制御回路、３４はマイクロプロセッサ、３５はメモリーである。
３７は通信制御回路３３マイクロプロセッサ３４、メモリー３５への電力を供給する電池、３８は携帯端末装置（ＨＴ）とのインターフェイス回路である。
通信制御回路３３はスイッチ３２を介してアンテナ３１に接続されている。マイクロプロセッサ３４は通信制御回路３３、メモリー３５及びインターフェイス回路３８の制御を行う。
無線親機３は、常時は無線通信機の通信制御用集積回路とマイクロプロセッサを低消費電力モードにして待機し、子機との通信要求時に通信制御用集積回路とマイクロプロセッサの低消費電力モードを解除して、子機呼び出しの同期信号とメータに装着される無線通信機のＩＤ信号を使用した信号を一定期間連続して送信することにより子機との通信を確立する。
子機に使われる、水晶発信機の精度が５０ｐｐｍの精度とすると、１０年間で ４.３時間の誤差が見込まれる。その時計の精度を補正する為に、下記のように携帯端末装置（ＨＴ）または無線親機の時計からの子機に送信する電文中に時計情報を付加する。

図3は、本発明の無線検針システムの通信に使用される電文の構成を説明する図である。
図3において、（ａ）は従来の無線検針システムの通信に使用される電文の構成を示し、（ｂ）は本発明の無線検針システムの通信に使用される電文の構成を示したものである。
従来の無線検針システムの通信に使用される電文は、図3の（ａ）に示すように、検針を行なうメータを特定するための親機無線チャンネルｃｈ、メータのＩＤ、のコマンドの後に電文Ｅ，Ｂを附加するようにしている。
これに対して、本発明の無線検針システムの通信に使用される電文は、図２の（ｂ）に示すように、検針を行なうメータを特定するための親機無線チャンネルｃｈ、メータのＩＤ、のコマンドの後に、時刻パラメータの時、分を付与し、この後に電文Ｅ，Ｂを附加するようにしている。

このように構成された、無線親機と無線子機を使用した無線検針システムの検針作業の動作について図4の動作図を使用して以下に説明する。
無線検針システムでは、メータに接続される無線子機１の無線検針用通信機が間欠動作を行いながら親機の送信する識別信号を認識することにより親機との通信回線の確立を行うようにしている。
無線検針システムによる検針作業は、例えば訪問検針作業では、検針者が検針を行なうメータの近隣まで近づいて、そのメータのアドレス（ＩＤ）番号を検針者が携帯する携帯端末装置（ＨＴ）に選定した後、携帯端末装置（ＨＴ）に搭載されている無線親機より、通信要求を出して指定されたアドレス（ＩＤ）番号のメータに接続される無線子機１の無線検針用通信機を呼び出しを行う。
無線検針用親機３は、無線子機１を呼び出し子機との通信を確立するための起動電文を無線子機１に送信する。
このとき、本発明の無線検針システムの通信に使用される起動電文は、図3の（ｂ）に示すように、検針を行なうメータを特定するための親機無線チャンネルｃｈ、メータのＩＤ、のコマンドの後に、時刻パラメータの時、分を付与し、この後に電文Ｅ，Ｂを附加したものである。

携帯端末装置（ＨＴ）は検針員が容易に時刻合わせが出来る時計機能を持っており、起動電文中の時刻パラメータの時、分は、その送信時に応じて変更される。
無線子機１の無線検針用通信機の受信動作は、例えば検針が行われるであろう昼間１０時間は間欠動作時間を３秒間隔にし、親機からの起動を監視しているので、３秒以内には親機との通信が確立される。
無線子機１は親機３との通信が確立されると、受信した電文中の時刻パラメータにより、自己のカレンダーの時刻の設定を行い正しい時刻に修正する。この後、無線子機１は親機の対して検針情報を送信する。
又、無線子機１は検針が行われない夜間は間欠動作時間を、例えば１５秒間隔の間欠方式により立ち上がるように設定され、検針者の携帯する親機からの通信要求信号の確認を行うようにして、電池の消耗を少なくするように、動作する。
尚、上記の説明では、昼間の欠動作の時間間隔を３秒間隔にし夜の時間間隔は１５秒間に設定した例について説明したが、この昼間と夜の時間における間欠受信の時間間隔は状況に応じて隔任意に設定することが可能である。
又、昼間と夜の時間の設定について、昼間１０時間に設定した例について説明したが、この昼間の時間帯についても状況に応じて隔任意に設定することが可能である。

以上の説明より明らかなように、本発明の無線検針システムは、無線検針システムの子機に、昼夜の区別が出来る機能を持たし、携帯端末装置（ＨＴ）、親機から送られる電文の中に、携帯端末装置（ＨＴ）で保持している現在時刻を埋め込む方式を採用する事により、子機の処理が重くならないようにして消費電力を増やすことなく子機の時間を正確に保つ事が出来るようにし、その昼夜の情報により間欠動作時間を昼間は短く、夜は長くする事により、 無線子機の通信機の動作を必要最小限の時間内に限定出来るので、受信待機時の無用な消費電力を低減することが可能になったため、その運用コストが大幅に削減できる。
このため、従来適用が困難であったメータに本発明の無線検針システムを使用することにより、検針作業を容易に行うことができるようになり、降雪地帯では冬期間における検針作業そのものができず、月単位の正確なメータ値をとることができなかったなどの、地域的な困窮問題も殆ど解決できるようになる。

本発明は、使用量を示す各種メータの検針を行う業務の必要な、ガス、水道、電力等の産業で利用可能である。

図１は、本発明の無線検針システムに使用される無線子機の一実施の全体構成を示す図である。 図２は、本発明の無線検針システムに使用される無線親機の一実施の全体構成を示す図である。 図3は、本発明の無線検針システムの通信に使用される電文の構成を説明する図である。 無線親機と無線子機を使用した無線検針システムの検針作業の動作についての説明図である。

符号の説明

１・・・無線子機の無線検針用通信機、
２・・・無線子機１に接続されるメータ、
１１・・・アンテナ、
１２・・・無線の送受信を切り替えるスイッチ、
１３・・・通信制御回路、
１４・・・マイクロプロセッサ、
１５・・・メモリー、
１６・・・水晶発信機、
１７・・・電池、
１８・・・メータとの通信回路、
３・・・無線親機の通信機、
４・・・無線親機３に接続される検針用の携帯端末装置（ＨＴ）、
３１・・・アンテナ、
３２・・・無線の送受信を切り替えるスイッチ、
３３・・・通信制御回路、
３４・・・マイクロプロセッサ、
３５・・・メモリー、
３７・・・電池、
３８・・・携帯端末装置（ＨＴ）とのインターフェイス回路、

Claims (5)

1. 間欠受信動作を行う無線検針用通信機の子機に昼夜の識別手段と、
   該昼夜の識別手段の昼夜の情報により無線検針用通信機の子機の間欠動作時間を調整する間欠動作調整手段とを設け、
   該間欠動作調整手段により無線検針用通信機の子機の間欠動作時間を昼間は短く、夜は長くするように調整することにより低消費電力化を実現するとともに、
   携帯端末装置に接続された無線検針用通信機の親機から送る電文の中に、現在時刻を加えて送信する事により、子機の現在時間を修正して子機の時間を正確に保って昼夜の区別が確実に行えるようにしたことを特徴とする無線検針システム。
2. 間欠受信動作を行う無線検針用通信機の子機に、水晶発信器を使用した時計機構と、
   該時計機構により間欠受信の休止期間を昼間は短く、夜は長く成るように設定する間欠動作調整手段とを設け、
   無線検針用通信機の親機から送る電文の中に、携帯端末装置が保持している現在時刻を加えて送信する事により、子機の時計機構の時間を電文受信時に修正して正確に保つことにより昼夜の区別が確実に行えるようにしたことを特徴とする無線検針システム。
3. 無線通信機の通信制御用集積回路とマイクロプロセッサを低消費電力モードにして待機する休止期間の間欠受信期間後に出力される受信復調出力信号により通信制御用集積回路とマイクロプロセッサの低消費電力モードを解除して、メータに装着される無線通信機のＩＤ信号をチェックする受信動作を行うことにより自局が呼ばれているかどうかの確認を行い、自局が呼ばれている場合には無線親機との交信を行い、自局でないと判断した時は直ちに低消費電力モードにもどるようにしたメータに装着される無線通信機に、水晶発信器を使用した時計機構を設け、該時計機構により間欠受信の休止期間を昼間は短く、夜は長く成るように設定すると共に
   無線検針用通信機の親機から送るメータに装着される無線通信機のＩＤ信号を指定した子機呼び出し信号の電文の中に、携帯端末装置が保持している現在時刻を加えて送信する事により、子機の時計機構の時間を電文受信時に修正して正確に保つことにより昼夜の区別が正確に行えるようにしたことを特徴とする無線検針システム。
4. 請求項1乃至3において、昼間と夜の時間間隔は任意に設定できるようにしたことを特徴とする無線検針システム。
5. 請求項1乃至3において、昼間と夜の時間における間欠受信の休止期間が任意に設定できるようにしたことを特徴とする無線検針システム。
   

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