JP2007274068A - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 センタ装置に経路情報ＤＢ等のデータベースを備えることなく子機に対する複数の通信経路による送受信を可能とする。
【解決手段】 登録子機Ｘが新規設置された場合テスト判別処理で（Ｓ２００〜Ｓ２０４）通信可能な３つの経路を取得する。その各経路に従って登録要求電文（自己の端末ＩＤを付加）送信する。登録要求を受信した子機は自己の経路情報（端末ＩＤ、電界強度等）を付加して送信し、親機１が登録要求を受信して、登録子機Ｘの経路情報を登録する（Ｓ２１３）。センタ装置２００では、登録する登録子機Ｘの端末ＩＤと共に親機１の端末ＩＤを関連付けて登録する（Ｓ２１５）。
【選択図】図５

Description

本発明は、例えば、遠隔監視システム等の通信システムに使用する親機、無線端末装置、センタ装置、通信システム及び通信方法に関する。

従来より、ガスや水道メータ等の自動検針、或いは火災や異常事態の監視等に用いられる遠隔監視システムでは、監視対象箇所や装置に設置された端末装置（子機）で検出された監視データを親機に送信して、親機から通信回線を使用して監視センタに監視デーダを収集して一括管理している。

例えば、家庭用のガスや水道メータの検針では、各家庭に設置されたメータに無線端末装置を併設しておき、メータでカウントされた検針データを無線通信回線を使用してセンタ装置２００に送信し、センタ装置２００では集められた検針データに基づいて使用量を算出して請求書の発行業務を行っている。特許文献１には、メータからの検針データを併設した子機から親機に無線送信し、親機から携帯電話の通信回線網を使用してセンタ装置２００に検針データを収集するようにしており、子機を新規に設置する場合には親機との間で試験電波を送受信し、受信した電波の電界強度が適正な範囲か試験を行う点が記載されている。

また、特許文献２には、遠隔監視システムにおいて、故障が発生してデータ収集ができない場合に既存の周辺端末をバックアップ用に切換えて代替通信可能とし、データ収集を継続することができるデータ受信装置が記載されている。
特開２００４−３４１６４８号公報 特開２００１−１５６９２６号公報

特許文献１に記載されているように、子機を新規に設置した場合にセンタ装置２００と子機との間で送受信する場合の通信経路を確保するために試験電波により通信可能な親機を検索して通信経路を決定してセンタ装置２００に登録することが行われているが、１つの通信経路ではトラブルが生じたときに送受信ができなくなるため、本出願人は、複数のルートをセンタ装置２００に登録しておき、送信する際に最適のルートを用いて送信する技術を提案している（特願２００５−１０２９１２号参照）。

図８にその概要を示している。図８では、親機１００と子機１０１〜１０６が矢印で示すように通信経路が設定されており、親機１００から通信ネットワーク３００を介してセンタ装置２００にデータが収集されるようになっている。そして、センタ装置２００には各端末装置（親機及び子機）への通信経路情報をデータベ一ス化した経路情報ＤＢ２０１を備えている。例えば子機５を新規に設置した場合には、通信経路情報として、
（１）親機一子機１一子機２一子機５
（２）親機一子機１一子機３一子機５
といった２つの経路情報がセンタ装置２００に通報されて、経路の電界強度、ノイズレベル、経由する段数といった情報がセンタ装置２００において経路情報ＤＢ２０１に記憶される。そして、センタ装置２００が子機５と通信を行う場合には、経路情報ＤＢ２０１に記憶された情報を読み出して通信経路を組立ててその中で最適なルートを選択して通信を行うようにしている。

しかしながら、このようにセンタ装置２００で通信経路情報を一括管理するやり方は、既存のセンタ装置に対して導入する場合に経路情報ＤＢの設置等のコスト負担が大きくなる欠点がある。

そこで、本発明は、センタ装置に経路情報ＤＢ等のデータベースを備えることなく子機に対する複数の通信経路による送受信を可能とする遠隔監視システムの親機及び子機である無線端末装置並びに親機、子機及びセンタ装置間の通信方法を提供することを目的とするものである。

請求項１の発明は、複数の無線端末装置と通信可能に接続される親機であって、親機への無線端末装置からの経路登録時に、当該無線端末装置から送信される電文及び当該親機に到る経路情報に基づいて当該無線端末装置の経路を登録する手段と、登録された経路に基づいて当該無線端末装置と通信する通信手段とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された親機と通信可能に接続される無線端末装置であって、他の無線端末装置との通信のための経路情報を検出する手段と、検出した経路情報に基づき経路を登録する手段と、前記親機への経路登録時に、前記親機への電文を送信する毎に前記登録した経路から異なる経路を選択して送信する送信制御手段と、を備えたことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載された無線端末装置であって、前記登録する手段は、テスト信号送信に対する受信側無線端末装置からの返信の少なくとも電界強度を含む通信条件を判断して、通信条件の良好なものから所定数の経路を取得して登録することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載された無線端末装置であって、他の無線端末装置から親機への経路登録時に、前記他の無線端末装置からの電文を受信したとき、当該電文に自己情報を付加して自己に登録された経路から前記通信条件に基づき選択した経路に送信する手段を備えたことを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１に記載された親機と通信可能に接続されるセンタ装置であって、経路登録した前記無線端末装置を親機と関連付けて登録する手段を備えたことを特徴とする。
請求項６の発明は、通信システムであって、請求項１に記載された親機、請求項２ないし４のいずれかに記載された無線端末装置又はさらに請求項５に記載されたセンタ装置で構成されることを特徴とする。
請求項７の発明は、複数の無線端末装置が他の無線端末装置を介して親機と通信するための通信方法であって、無線端末装置が他の無線端末装置との複数の通信経路を取得し登録する工程、前記無線端末装置から親機への経路登録時に、前記無線端末装置の電文を、前記登録された複数の経路の全ての経路について順に切り替えて送信する工程、前記電文を親機に送信するまでの過程で、前記電文を中継した無線端末装置の自己情報を付加して経路情報を作成する工程、前記経路情報を親機に登録する工程を有し、親機は前記登録された経路で前記無線端末装置と通信することを特徴とする。

本発明に係る親機は、無線端末装置から送信される経路情報を登録する更新登録手段を有しているので、センタ装置側で通信経路情報をデータベース化して一括管理する必要がなく、また、無線端末装置から送信される経路情報に基づいて当該無線端末装置の経路情報が親機に登録される。したがって、対象とする子機への経路を意識することなく通報することが可能となり、膨大な数の子機ルートを管理するプログラムを必要とせず、かつセンタ装置は、最新の経路情報に基づいて親機から確実に無線端末装置に情報を送信することができる。
本発明に係る無線端末装置は、テスト信号を送信して通信可能な他の無線端末装置を判別し、それに基づいて通信可能な経路情報を取得しその中から前回送信時の経路情報とは異なる経路情報により送信するので、常時複数の経路情報が親機に登録されるようになり、１つの経路情報に基づく通信経路にトラブルが生じても他の経路情報を経由して送信することができる。
本発明に係る通信方法は、センタ装置に登録された無線端末装置に関連付けられた親機を経由して親機に登録された無線端末装置の経路情報を用いて通信を行うので、センタ装置で無線端末装置の経路情報を一括管理しなくても無線端末装置と通信可能な親機を経由して確実に通信を行うことができる。また、無線端末装置と通信可能な複数の親機を登録することも可能であることから、無線端末装置に対する複数の通信経路で適宜通信することができ、通信トラブルに対しても安全性の高い通信方法が実現できる。

以下、本発明に係る実施形態について説明する。
図１は、本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。親機１及び親機２が、それぞれ無線端末装置である子機１〜５と直接又は子機同士の中継により無線で通信可能に設定されており、子機Ｘは新たに設置されたものである。親機１及び２は、通信ネットワーク３００を介してセンタ装置２００と送受信可能に接続されており、例えば、ガス又は水道のメータに接続された子機からの検針データ等の検針データが回答情報（具体的には回答電文）として親機を介してセンタ装置２００に送信されて収集されるようになっている。図１において、子機又は親機が互いに通信可能な状態に設定されている場合を矢印で示している。また、通信ネットワーク３００としては、公衆回線網、携帯電話網、ブロードバンドネットワークといった様々な通信ネットワークを使用することができる。

図２は、子機の構成を示す概略ブロック図である。子機１〜５、Ｘは、他の子機や親機との間で無線通信を行うための送受信部２１及びアンテナ２４を備えており、またガスや水道等のメータと接続されて検針データ等のデータ通信を行う１／Ｆ部２２を備えている。そして、動作プログラムや設定データ等を記憶する記憶部２３と、子機全体の制御や演算処理等を行う制御部２０とを備えており、制御部２０が記憶部２３に記憶されたプログラムやデータを読み出して制御処理を行い、メータから検針データを取得して親機や他の中継子機に送信したり、センタ装置２００から受信した指令に従い処理を行うようになっている。

制御部２０は、テスト信号を発生させて通信可能な親機又は子機を検索して判別するテスト判別部２０ａ、判別された親機又は子機を介した経路情報（端末識別ＩＤ、電界強度等）を記憶部２３に記憶させる経路情報取得部２０ｂ、当該子機の経路登録時に記憶部２３に記憶された経路情報に基づいて前回使用した経路とは異なる経路を選択して送信する送信制御部２０ｃを備えている。

図３は、親機の構成を示す概略ブロック図である。装置全体の制御を行う制御部３０、制御処理に必要なプログラムやデータを記憶する記憶部３１、センタ装置２００と、例えば回路交換方式やパケット通信方式など任意の通信方式で通信を行う網制御部３２、子機との間でアンテナ３５を介して無線通信で信号を送受信する送受信部３３を備えている。

制御部３０は、子機側から送信された経路情報に基づいて当該経路情報を記憶部３１に新規登録又は更新登録する更新登録部３０ａ、子機側から登録要求が送信された場合にセンタ装置２００に対して子機情報（端末識別ＩＤ等の識別情報）を通知する通知部３０ｂ、センタ装置２００から子機に対して送信指令があった場合に記憶部３１に記憶された経路情報に基づいて子機側に送信する送信制御部３０ｃを備えている。

図４は、子機（登録子機）Ｘにおけるテスト判別処理に関するフローである。テスト判別部２０ａ（図２参照）では、新規に設置されると処理を開始し、まず、記憶部２３から読み出したブロードキャスト電文に自身の端末ＩＤ（識別情報〉を付加したテスト信号を送信（ブロードキャスト〉し（Ｓ１００）、所定時間内に他の子機からの応答がある否かチェックする（Ｓ１０１）。応答がない場合には、通信可能な子機がないものとして処理を終了する。

所定時間内に受信応答があった場合には（Ｓ１０２）、応答電文を受信処理する（Ｓ１０３）。つまり、登録子機Ｘがテスト信号を送信（ブロードキャスト）すると、このテスト信号を受信した親機又は子機（総称して端末機という）は、一定時間内にランダムに応答し、登録子機Ｘは応答された端末機データに付加された電界強度や中継段数情報から通信条件の良い端末機を抽出し（Ｓｌ０４）、最終的に複数、例えば３つの経路、つまり３つの異なる端末機を自己の記憶部２３に登録し（Ｓ１０５）、この登録時に取得した電界強度や中継段数情報から、中継段数が少なくかつ電界強度が強い順に経路番号を付ける処理を行う（この例では第１経路〜第３経路とする）。

図５は、登録子機Ｘが新規設置された場合の通信経路登録処理に関するフローである。ステップＳ２００〜Ｓ２０３までについては、上述したテスト判別処理に関するもので、テスト信号としてブロードキャスト電文を送信して（Ｓ２００）、子機２、４及び５から応答電文が返信され（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）、中継段数や電界強度に基づいて例えば３つの経路情報が取得される（Ｓ２０４）。

経路情報が取得されると、その中の１つの第１経路情報を選択して（Ｓ２０５）登録要求電文（自己の端末ＩＤを付加）を作成して選択された経路情報に基づいて送信する（Ｓ２０６）。

この例では、子機４を通信経路に選択して送信し、子機４では、登録要求電文を受信すると、自己の経路情報（端末ＩＤ、電界強度等）を付加する（Ｓ２０７）。そして、子機４が記憶している経路の中から１つ（最良の通信）を選択して（Ｓ２０８）自己情報を付加した登録要求電文を選択した経路情報に基づいて送信する（Ｓ２０９）。

この例では、子機４において子機１を通信経路に選択して送信し、子機１では、子機４と同様に登録要求電文を受信すると、自己の経路情報（端末ＩＤ、電界強度等）を付加する（Ｓ２１０）。そして、子機１が記憶している経路の中から１つ（最良の経路）を選択して（Ｓ２１１）自己情報を付加した登録要求電文を選択した経路で送信する（Ｓ２１２）。

この例では、子機１に対する経路は親機１のみであるので、親機１が登録要求電文を受信して、その中に含まれる経路情報（登録子機Ｘ→子機４→子機１の通信経路に関するデータ）を抽出して新たに設置された登録子機Ｘの経路（第１経路）として登録する（Ｓ２１３）。そして、登録された登録子機Ｘの登録要求電文（登録子機Ｘの端末ＩＤを付加）をセンタ装置２００に通信ネットワークを介して送信する（Ｓ２１４）。

センタ装置２００では、親機１から送信された登録要求電文を受信すると、登録する登録子機Ｘの端末ＩＤとともに親機１の端末ＩＤを関連付けて登録する（Ｓ２１５）。

次に第２の経路の登録手順について説明する。
登録子機Ｘ側から電文（例えば、検針データ）を発信する際に、前回経路登録のために通信電文を発信した経路とは異なる経路情報（登録子機Ｘ側の第２経路）を選択するように送信制御される。
即ち、この場合は、登録子機Ｘは、検針データを取得し（Ｓ３００）、前回使用した子機４とは異なる子機２を選択し（Ｓ３０１）、端末ＩＤを付加した通信電文を送信処理する（Ｓ３０２）。

通信電文を受信した子機２は、自己の経路情報（端末ＩＤ、電界強度等）を通信電文に付加し（Ｓ３０３）、子機２が記憶している経路の中から経路を１つ（最良の経路）選択して（Ｓ３０４）自己情報を付加した前記電文を選択した経路情報に基づいて送信処理する（Ｓ３０５）。

親機１では、登録子機Ｘの通信電文を受信すると、前記電文中に含まれる経路情報（登録子機Ｘ→子機，２の通信経路に関するデータ）を抽出して登録子機Ｘの経路情報を第２番目の経路として登録する（Ｓ３０６）。そして、通信電文をセンタ装置２００に送信処理する（Ｓ３０７）。

センタ装置２００では、登録子機Ｘの通信電文を受信すると、送信元の親機の端末ＩＤが登録子機Ｘと関連付けられて登録された親機のものと同じかチェックし（Ｓ３０８）、未登録であれば、登録子機Ｘの端末ＩＤとともに親機１の端末ＩＤを関連付けて登録する（Ｓ３０９）。

以上の処理において、登録子機Ｘは、前回と異なる経路情報を使用して送信し親機１が登録子機Ｘの経路情報を第２の経路として登録するので、登録子機Ｘからの通信経路の一部にトラブルが発生しても代替の通信経路で通信を行うことができる。

図７は、登録子機Ｘで更に別の経路情報を使用して送信処理する場合のフローである。登録子機Ｘは、自発的に通信電文（例えば検針データ）を発信する場合、検針データを取得し（Ｓ４００）、検針データを送信するために経路情報の選択を行う（Ｓ４０１）。この経路を選択する場合は、前回自発的に発信した経路とは異なる経路を選択するように送信制御され、前回使用した子機２とは異なる子機５を選択し、通信電文及び端末ＩＤを付加した電文を送信処理する（Ｓ４０２）。

通信電文を受信した子機５は、自己情報（端末ＩＤ、電界強度等）を前記通信電文に付加し（Ｓ４０３）、子機５が記憶している経路情報の中から１つ（最良の経路）を選択して（Ｓ４０４）自己情報を付加した前記電文を選択した経路情報に基づいて送信する（Ｓ４０５）。この例では、子機３を通信経路に選択して送信し、子機３では、前記通信電文を受信すると、自己の経路情報（端末ＩＤ、電界強度等）を付加する（Ｓ４０６）。そして、子機３が記憶している経路の中から経路を１つ（最良の経路）選択して（Ｓ４０７）自己情報を付加した前記通信電文を、選択した経路に従って送信する（Ｓ４０８）。

この例では、子機３において子機２、を通信経路に選択して送信し、子機２では、前記通信電文を受信すると、自己の経路情報（端末ＩＤ、電界強度等）を付加する（Ｓ４０９）。そして、子機２が記憶している経路の中から１つの経路（最良の経路）を選択して（Ｓ４１０）自己の経路情報を付加した前記通信電文を選択した経路に従って送信する（Ｓ４１１）。

この例では、子機２において親機２を通信経路に選択し、親機２が電文を受信して、その中に含まれる経路情報（登録子機Ｘ→子機５→子機３→子機２）の通信経路に関する情報）を抽出して登録子機Ｘの第３の経路情報として登録する（Ｓ４１２）。そして、登録された登録子機Ｘの回答電文（登録子機Ｘの端末ＩＤを付加）をセンタ装置２００に通信ネットワークを介して送信する（Ｓ４１３）。

センタ装置２００では、親機２から送信された登録子機Ｘの電文を受信すると、送信元の親機の端末ＩＤが登録子機Ｘの端末ＩＤと関連付けられて登録された親機の端末ＩＤと同じかチェックし（Ｓ４１５）、異なっている場合には登録子機Ｘの関連親機の端末ＩＤとして追加登録する（Ｓ４１５）。そして、センタ装置２００では、回答電文中の検針データを取得する（Ｓ４１６）。

以上の処理では、登録子機Ｘの別の経路情報により新たに親機２において登録子機Ｘの経路情報が登録されてセンタ装置２００においても親機１及び２が登録子機Ｘの関連親機として登録される。そのため、登録子機Ｘに対して複数の通信経路を使用して送信処理が可能となり、通信経路にトラブルが発生しても代替の通信経路が確保されるだけではなく、センタ装置２００に各子機の経路情報を一括管理する必要がなくなり、センタ装置２００のシステム負担が少なくて済む。

登録子機Ｘについての親機における経路登録が完了すると、その後は、親機側から登録子機Ｘについての通信経路は最も通信環境が良好な第１の経路が常に選択され、その経路に万一支障が生じたときは、登録された残りの通信経路のうち最良の経路、つまり第２の通信経路が選択される。このように登録された経路の中から常に通信環境の良好な経路から順に選択されて通信を行う。登録子機Ｘ側では親機側からの指令電文に対しては常に指令経路と同じ経路で回答電文を送信する。また、通信経路登録完了後の子機Ｘは、自己に登録された複数例えば３経路のうち最良の経路（第１経路）を常に選択し、この経路に万一支障が生じたときは残りの通信経路のなかで最良の経路（第２経路）を選択する。この経路選択のルールは中継子機についても同様に適用される。即ち、子機Ｘからの回答電文等を中継する場合、送信経路は自己に登録されている最良の通信経路を選択し、その経路に支障が生じたときは、残りの通信経路の中で最良の経路を選択する。
図１の例では、上述した登録子機Ｘに関する３つの通信経路以外にも５つ或いはそれ以上の通信経路が設定可能で、こうした多くの通信経路を活用することで安全性の高い通信処理を行うことが可能となる。

図８は、経路登録後にセンタ装置２００から同装置に登録された登録子機Ｘに送信処理する場合のフローである。この例では、検針データの収集処理を行い、該当する子機に送信処理を行う（Ｓ５００）。登録子機Ｘに送信処理する場合には、ステップＳ２１５で登録された登録子機Ｘに関連付けられた親機１を読み出して親機１に登録子機Ｘの指令電文を送信する（Ｓ５０１）。

親機１は、登録子機Ｘの指令電文を受信すると、ステップＳ２１３で登録された登録子機Ｘの経路情報を読み出して（Ｓ５０２）当該経路情報を付加した指令電文を子機１に送信処理する（Ｓ５０３）。子機１は、指令電文を受信すると、経路情報に従って子機４に転送し（Ｓ５０４）、子機４も指令電文を受信すると、経路情報に従って登録子機Ｘに転送する（Ｓ５０５）。こうしてセンタ装置２００の指令電文は、親機１に登録された登録子機Ｘの経路情報に従って送信される。

登録子機Ｘは、指令電文を受信すると、検針データを取得し（Ｓ５０６）、この場合は、指令電文が送信されてきた経路つまり受信時の経路が保持されているので、その経路をそのまま用いて回答電文を送信する。
即ち、回答電文を子機４に送信処理し（Ｓ５０７）、子機４は受信した回答電文を子機１に送信処理する（Ｓ５０８）。子機１から送信された回答電文は親機１に送信処理され（Ｓ５０９）、親機１から更にセンタ装置に送信処理される（Ｓ５１０）。センタ装置は回答電文を受信して、そこから検針データを取得する（Ｓ５１１）。

なお、以上説明した例では、センタ装置２００、親機及び子機からなる遠隔監視システムを前提としているが、センタ装置２００と子機が直接接続した親機のないシステムにおいても本発明を用いることは可能で、この場合にはセンタ装置２００が子機の経路情報を順次蓄積していくことになる。

本発明に係る実施形態に関する概略構成図である。 子機に関する概略ブロック図である。 親機に関する概略ブロック図である。 テスト判別処理に関するフロー図である。 登録子機の第１の登録処理に関するフロー図である。 登録子機の第２の登録処理に関するフロー図である。 登録子機の第３の登録処理に関するフロー図である。 センタ装置から登録子機への送信処理及び登録子機からセンタ装置への送信処理に関するフロー図である。 従来の遠隔監視システムに関する概略構成図である。

符号の説明

１、２・・・親機、１１〜１６・・・子機、２００・・・センタ装置２００、３００・・・通信ネットワーク。

Claims (7)

1. 複数の無線端末装置と通信可能に接続される親機であって、
   親機への無線端末装置からの経路登録時に、当該無線端末装置から送信される電文及び当該親機に到る経路情報に基づいて当該無線端末装置の経路を登録する手段と、登録された経路に基づいて当該無線端末装置と通信する通信手段とを備えたことを特徴とする親機。
2. 請求項１に記載された親機と通信可能に接続される無線端末装置であって、
   他の無線端末装置との通信のための経路情報を検出する手段と、検出した経路情報に基づき経路を登録する手段と、前記親機への経路登録時に、前記親機への電文を送信する毎に前記登録した経路から異なる経路を選択して送信する送信制御手段と、を備えたことを特徴とする無線端末装置。
3. 請求項２に記載された無線端末装置であって、
   前記登録する手段は、テスト信号送信に対する受信側無線端末装置からの返信の少なくとも電界強度を含む通信条件を判断して、通信条件の良好なものから所定数の経路を取得して登録することを特徴とする無線端末装置。
4. 請求項３に記載された無線端末装置であって、
   他の無線端末装置から親機への経路登録時に、前記他の無線端末装置からの電文を受信したとき、当該電文に自己情報を付加して自己に登録された経路から前記通信条件に基づき選択した経路に送信する手段を備えたことを特徴とする無線端末装置。
5. 請求項１に記載された親機と通信可能に接続されるセンタ装置であって、
   経路登録した前記無線端末装置を親機と関連付けて登録する手段を備えたことを特徴とするセンタ装置。
6. 請求項１に記載された親機、請求項２ないし４のいずれかに記載された無線端末装置又はさらに請求項５に記載されたセンタ装置で構成されることを特徴とする通信システム。
7. 複数の無線端末装置が他の無線端末装置を介して親機と通信するための通信方法であって、
   無線端末装置が他の無線端末装置との複数の通信経路を取得し登録する工程、
   前記無線端末装置から親機への経路登録時に、前記無線端末装置の電文を、前記登録された複数の経路の全ての経路について順に切り替えて送信する工程、
   前記電文を親機に送信するまでの過程で、前記電文を中継した無線端末装置の自己情報を付加して経路情報を作成する工程、
   前記経路情報を親機に登録する工程を有し、
   親機は前記登録された経路で前記無線端末装置と通信することを特徴とする通信方法。

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