JP2008060723A - Coordinated control method for power line carrier system, and its system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力線搬送信号によって親機から子機へ制御パケットを送る電力線搬送システムの協調制御方法及びそのシステムに関するものである。 The present invention relates to a cooperative control method for a power line carrier system that sends a control packet from a master unit to a slave unit by a power line carrier signal and the system.
電力線に重畳させる電力線搬送信号により親機から子機にポーリングを実施して制御を行う電力線搬送システムが提供されている(例えば、特許文献1)。 There is provided a power line carrier system that performs control by performing polling from a master unit to a slave unit by a power line carrier signal superimposed on a power line (for example, Patent Document 1).
この特許文献1に開示されているシステムでは、同じ柱状変圧器から配線された電力線に接続される各住戸内の家電システムでの電力線搬送に搬送波感知多重アクセス/衝突検出方式(以下CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)方式という)を採用して通信を行うようなっている。 In the system disclosed in Patent Document 1, a carrier sense multiple access / collision detection method (hereinafter referred to as CSMA / CD (hereinafter referred to as CSMA / CD)) is used for power line transportation in a home appliance system connected to a power line wired from the same columnar transformer. Communication is carried out using a method called Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection).
また特許文献1に開示されているようなポーリングを行って、複数の子機を制御する各親機を外部のネットワークにメディアコンバータ等を介して接続し、ネットワーク上のサーバーで、親機が制御した各子機の情報を収集する電力線搬送システムも提供されてきている。 In addition, polling as disclosed in Patent Document 1 is performed, and each parent device that controls a plurality of child devices is connected to an external network via a media converter or the like, and the parent device is controlled by a server on the network. There has also been provided a power line carrier system that collects information on each slave unit.
図9はこの電力搬送システムの一例の概要を示し、主幹電力路1に各別にトランス2を介して接続された電力線31〜35には夫々親機41〜45を接続するとともに、複数の子機511…、〜、551…を接続し、各親機41…は同じ電力線31〜35に接続している配下の子機511…、〜、551…に対してポーリングを行って制御パケットを送信し、その制御パケットに呼応して子機511…、521…、551…からの応答パケットを受け取ることで、子機511…、521…、〜、551…から制御結果に対応した情報を取得するシステムを構成している。
ところで、図9に示す電力線搬送システムでは、各電力線31〜35がトランス2を介して主幹電力路1に接続されるため、トランス2を介して各電力線31〜35に接続されている親機41〜45同士の間で電力線搬送信号の伝送路が形成されることになり、そのため複数の親機(例えば41と42)から同じタイミングで制御パケットが送信された場合バッティングしまい通信エラーとなってしまうという問題がある。そのため、特許文献1に開示されているようなCSMA/CD方式を採用して通信を行うようになっている。
By the way, in the power line carrier system shown in FIG. 9, each
しかしながらこのCSMA/CD方式を採用した場合、通信トラフィックが増えればコリジョンや、伝送路の隠れ端末の影響で通信エラー率が増大する。その対策として、単位時間当たりの通信トラフィックの上限を決定し、それ以上は送信できない仕組みを設ける必要があった。また、親機同士が協調制御する場合には、協調制御用のパケットを交換する必要があった。 However, when this CSMA / CD system is adopted, if the communication traffic increases, the communication error rate increases due to the influence of collisions and hidden terminals on the transmission path. As a countermeasure, it was necessary to determine the upper limit of communication traffic per unit time and to provide a mechanism that cannot transmit any more. Further, when the parent devices perform coordinated control, it is necessary to exchange packets for coordinated control.
本発明は、上述の点に鑑みて為されたもので、その目的とするところは、主幹電力路を介して親機同士間に電力線搬送信号の伝送路が形成される場合においても通信エラー率の増大なしに、単位時間当たりの通信トラフィックを増やすことができる電力線搬送システムの協調制御方法及び電力線搬送システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to provide a communication error rate even when a power line carrier signal transmission path is formed between master units via a main power path. An object of the present invention is to provide a coordinated control method for a power line carrier system and a power line carrier system that can increase communication traffic per unit time without increasing the power consumption.
上述の目的を達成するために、請求項1の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、主幹電力路に各別にトランスを介して接続されている各電力線に、親機と1乃至複数の子機とを接続して前記親機から前記子機へ少なくとも制御パケットを電力線搬送信号により送って前記子機を制御するもので、前記各電力線に接続された前記親機同士間で前記トランス及び前記主幹電力路を介して電力線搬送信号による伝送路が形成されるとともに、該伝送路の形成に対応して前記各親機には搬送波感知多重アクセス機能を備えている電力線搬送システムに用いられ、前記各親機を時刻同期させるとともに、前記各親機が制御パケットを送信する時間帯を各別に割り当てるスロットを最大親機数分に対応して時系列的に配列して1ターンとするスロット制御を行い、前記スロットには、当該スロットに割り当て済みの親機が制御パケットの送信を開始するタイミングを取るための第1の時間帯と、該第1の時間帯の終了時点から設定され、当該スロットに対応する親機が未割り当ての初期時の送信に用いられる所定時間幅の第2の時間帯と、該第2の時間帯の終了時点から設定され、該第2の時間帯の経過までに親機の送信が無いときに、割り当て外の親機の送信を可能とする所定時間幅の第3の時間帯とを設定し、初期スタート時には、前記第2の時間帯で送信した親機を優先的に当該スロットを占有する親機として割り当て、前記第2の時間帯の経過までに親機の送信が無い場合には当該スロットを空きスロットとして前記割り当て外の親機の前記第3の時間帯での送信を許可することを特徴とする。
In order to achieve the above-described object, in the invention according to the cooperative control method of the power line carrier system of claim 1, each power line connected to the main power path via a transformer is connected to the master unit and one or more A slave unit is connected to control the slave unit by transmitting at least a control packet from the master unit to the slave unit by a power line carrier signal. The transformer and the master unit connected to each power line are connected to each other. A transmission path by a power line carrier signal is formed through the main power path, and in response to the formation of the transmission path, each parent device is used in a power line carrier system having a carrier sense multiple access function. The respective base units are time-synchronized, and slots to which the respective base units transmit control packets are assigned in time series corresponding to the maximum number of base units to form one turn. Slot control is performed, and the slot is set with a first time zone for taking a timing at which a base unit assigned to the slot starts transmission of a control packet, and an end point of the first time zone. , A second time zone having a predetermined time width that is used for transmission at the initial time when the master unit corresponding to the slot is unassigned, and an end point of the second time zone, When there is no transmission of the parent device by the time, a third time zone with a predetermined time width that enables transmission of the unassigned parent device is set, and at the initial start, transmission is performed in the second time zone. If a parent device is preferentially assigned as a parent device that occupies the slot, and there is no transmission of the parent device before the second time period elapses, the slot is set as an empty slot and the unassigned parent device Allow transmission in
請求項2の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項1の発明において、前記第3の時間帯での送信許可が与えられる親機は、夫々の親機の空きスロットの使用回数に基づいた優先順で決められることを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method of the power line carrier system according to
請求項3の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項1の発明において、前記第3の時間帯での送信許可が与えられる親機は、夫々の親機の子機に対する残制御数に基づいた優先順で決められることを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method of the power line carrier system according to
請求項4の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項1の発明において、前記第3の時間帯の送信許可が与えられる親機は、夫々の親機が子機に対する制御に必要な時間に基づいた優先順で決められることを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method of the power line carrier system according to
請求項5の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項1乃至4の何れかの発明において、前記親機は、前記子機に制御パケットを送信する際に、該制御パケットに呼応して当該子機から送信される応答パケットの到着予想時刻を算出し、該到着予想時刻までに応答パケットが到着しない場合に、当該親機の割り当てスロットをリリースして、スロットの再割り当て処理を行うことを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method for a power line carrier system according to
請求項6の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項1乃至5の何れかの発明において、スロットに割り当てられた親機が制御パケットを送信終了した後、当該スロットに残時間が存在する場合に、該残時間を当該親機が他の制御パケットを送信する時間帯として使用することを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method for a power line carrier system according to
請求項7の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項6の発明において、前記親機は、前記残時間から制御に要する時間を差し引いた時間が最も小さい制御パケットから優先的に送信することを特徴とする。
In the invention according to the power line carrier system cooperative control method of claim 7, in the invention of
請求項8の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項6の発明において、前記親機は、前記残時間内で送信できるHop数の最も多い制御パケットから優先的に送信することを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method of the power line carrier system according to
請求項9の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項1乃至5の何れかの発明において、スロットに割り当てられた親機が制御パケットを送信する際に、予め計算した制御処理に必要な作業時間を示すデータを前記制御パケットに付加し、前記伝送路上の電力線搬送信号を検出している他の親機に前記作業時間終了後の当該スロットの残時間が前記他の親機の送信を許可する時間であることを示すことを特徴とする。 In the invention related to the cooperative control method for a power line carrier system according to claim 9, in the invention according to any one of claims 1 to 5, when the master unit assigned to the slot transmits a control packet, The data indicating the required work time is added to the control packet, and the remaining time of the slot after the work time ends is transmitted to the other parent device detecting the power line carrier signal on the transmission path. It is characterized by indicating that it is time to permit transmission.
請求項10の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項9の発明において、前記残時間での送信は許可される親機は、夫々の親機の空きスロットの使用回数に基づいた優先順で決められることを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method of the power line carrier system according to
請求項11の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項9の発明において、前記残時間での送信使用を許可される親機は、夫々の親機の子機に対す残制御数に基づいた優先順で決められることを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method of the power line carrier system according to
請求項12の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項9の発明において、前記残時間での送信使用を許可される親機は、夫々の親機が子機に対する制御に必要な時間に基づいた優先順で決められることを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method of the power line carrier system according to
請求項13の電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明では、請求項9乃至12の何れかの発明において、前記作業時間の途中で親機の制御パケットの送信に対する子機の応答パケットの到着があるとその時点から当該スロットの残時間として他の親機の送信を許可することを特徴とする。
In the invention related to the cooperative control method for a power line carrier system according to
請求項14の電力線搬送システムに係る発明は、主幹電力路に各別にトランスを介して接続されている各電力線に、親機と1乃至複数の子機とを接続して前記親機から前記子機へ少なくとも制御パケットを電力線搬送信号により送って前記子機を制御するもので、前記各電力線に接続された前記親機同士間で前記トランス及び前記主幹電力路を介して電力線搬送信号による伝送路が形成されるとともに、該伝送路の形成に対応して前記各親機には搬送波感知多重アクセス機能を備えている電力線搬送システムにおいて、
前記各親機を時刻同期させるとともに、前記各親機が制御パケットを送信する時間帯を各別に割り当てるスロットを最大親機数分に対応して時系列的に配列して1ターンとするスロット制御を行う手段を備え、前記スロットには、当該スロットに割り当て済みの親機が制御パケットの送信を開始するタイミングを取るための第1の時間帯と、該第1の時間帯の終了時点から設定され、当該スロットに対応する親機が未割り当ての初期時の送信に用いられる所定時間幅の第2の時間帯と、該第2の時間帯の終了時点から設定され、該第2の時間帯の経過までに親機の送信が無いときに、割り当て外の親機の送信を可能とする所定時間幅の第3の時間帯とを設定し、初期スタート時には、前記第2の時間帯で送信した親機を優先的に当該スロットを占有する親機として割り当て、前記第2の時間帯の経過までに親機の送信が無い場合には当該スロットを空きスロットとして前記割り当て外の親機の前記第3の時間帯での送信を許可することを特徴とする。
In the power line carrier system according to the fourteenth aspect of the present invention, a master unit and one or a plurality of slave units are connected to each power line connected to a main power path via a transformer separately from the master unit to the slave unit. At least a control packet is sent to a machine by a power line carrier signal to control the slave unit, and a transmission path by a power line carrier signal between the parent machines connected to each power line via the transformer and the main power path In the power line carrier system in which each parent device has a carrier sense multiple access function corresponding to the formation of the transmission path,
Slot control that synchronizes each of the parent devices with time, and arranges a slot in which each parent device transmits a control packet separately in a time series corresponding to the maximum number of parent devices to make one turn In the slot, a first time zone for taking a timing at which a base unit assigned to the slot starts transmission of a control packet and an end point of the first time zone are set. A second time zone having a predetermined time width that is used for transmission at the initial time when the base unit corresponding to the slot is not assigned, and an end time of the second time zone, and the second time zone When there is no transmission of the parent device before the elapse of time, a third time zone of a predetermined time width that enables transmission of the unassigned parent device is set, and at the initial start, transmission is performed in the second time zone. The selected base unit has priority Assigned as an occupying parent device, and if there is no transmission of the parent device before the second time zone elapses, allow transmission of the unassigned parent device in the third time zone as an empty slot It is characterized by doing.
電力線搬送システムの協調制御方法に係る発明及びそれを用いる電力線搬送システムに係る発明は、主幹電力路を介して親機同士間に電力線搬送信号の伝送路が形成される場合においても通信エラー率の増大なしに、単位時間当たりの通信トラフィックを増やすことができるという効果がある。 The invention relating to the cooperative control method of the power line carrier system and the invention relating to the power line carrier system using the same are related to the communication error rate even when the power line carrier signal transmission path is formed between the master units via the main power path. There is an effect that communication traffic per unit time can be increased without increase.
以下本発明を実施形態により説明する。
(実施形態1)
図2は本発明の協調制御方法を採用した電力線搬送システムからなる本実施形態の遠隔検針システムの概略システム図を示しており、この遠隔検針システムの基本構成は図9に示すシステム構成と同じであるが、各親機41〜45は、光ネットワークなどのネットワーク7に対してメディアコンバータ6を介して接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below.
(Embodiment 1)
FIG. 2 shows a schematic system diagram of the remote meter reading system of the present embodiment comprising the power line carrier system adopting the cooperative control method of the present invention. The basic configuration of this remote meter reading system is the same as the system configuration shown in FIG. However, each of the
各親機41〜45は同じ電力線31〜35に接続されている配下の子機511…、521…、〜、551…に対してポーリングを行って制御パケットを電力線搬送信号により送信し、その制御パケットに呼応して子機511…、521…、551…から子機511…、521…、551…に設けてある電力量メータ18(図3(b)参照)の計測値情報を応答パケットによって受け取り、この受け取った計測値情報を遠隔地に設けられている電力会社のサーバー8へネットワーク7を介して送るようなっている。サーバー8は親機41〜45と同様にネットワーク7にメディアコンバータ6を介して接続されている。尚親機及び子機の台数は図示例に限定されるものではない。
Each
このようなシステムを用いることで、電力会社は、遠隔地にある各子機511…、521…、〜、551…に設けられている電力量メータ18の計測値情報をサーバー8で一括収集することができ、人手による検針が不要となるのである。
By using such a system, the electric power company collects the measurement value information of the
ここで本実施形態に用いる親機4は、図3(a)に示すように、親機4の動作を制御する制御部10と、電力線3を介して所定形式の電力線搬送信号の送受信を行うためのPLC(Power Line Communication)インターフェース部11と、イーサネット(登録商標)のようなLAN規格に準じてメディアコンバータ6との間で情報の送受信を行う通信インターフェース部12と、制御部10の制御の下で、通信処理を行う通信処理部13とで構成される。
Here, the
ここで、通信処理部13は制御部10の制御の下で、当該親機4と同じ電力線3に接続されている配下の子機5に対してポーリングにより所定フォーマットの制御パケット(計測値情報を送らせる制御メッセージ)をPLCインターフェース部11から電力線搬送信号により送らせ、また制御パケットに呼応して子機5から電力線搬送信号で送られくる応答パケット(計測値情報)をPLCインターフェース部11を介して受信し、計測値情報を取得する処理と、取得した計測値情報を通信インターフェース部12からLANケーブル14を介してメディアコンバータ6を介してサーバ8へ送る処理と、メディアコンバータ6を介して送られてくるサーバー8からの情報の処理とを行う機能を備えるとともに、電力線搬送通信を例えばCSMA/CD方式で行うための機能を備えている。また通信処理部13はサーバ−7或いはNTPサーバーから時刻情報を取得し、この時刻情報に基づいて各親機4間での時刻同期を行い、後述するスロット制御において制御パケットの送信するタイミング等の協調制御のための処理を行う機能を備えている。
Here, under the control of the
子機5は家庭、ビル、工場等に設置されるもので、図3(a)に示すように設置場所の消費電力量を計測する電力量メータ18と、この電力量メータ18の計測値情報の読み取り処理等を含めた子機5の動作を制御する制御部15と、電力線3を介して所定形式の電力線搬送信号の送受信を行うためのPLCインターフェース部16と、制御部15の制御の下で、制御パケットの受信や応答パケットの送信のための処理を行う通信処理部17とを備えており、固有のアドレスによって親機4から自己宛の制御パケットを受け取るようになっている。
The subunit |
次に図2のシステム構成に基づいて本実施形態に採用した親機5同士の協調制御方法について図1により説明する。
Next, a cooperative control method between the
まず、図2で示すシステムの親機41〜45は、各電力線3と主幹電力路1との間のトランス4で電力線搬送信号が減衰するものの、例えばビルの電気室内に集中設置されるような場合には互いの主幹電力路1を介した距離が短いため、主幹電力路1を伝送路として電力線搬送信号が通信される可能性がある。そこでこれに対応して各親機41〜45の通信処理部13では所定時間幅のスロットを図1(a)に示すように第1スロット〜第5スロットまでの5スロット(=最大親機台数)分を時系列的に配列して1ターンとし、このターンを繰り返して設定する処理を時刻同期によって行い、1ターンで1スロットのみ自己に割り当てられるスロットにおいて制御パケットの送信を行うようになっている。
First, although the power line carrier signal is attenuated by the
図1(a)の例では、第1スロットに親機41が、第2スロットには親機43が、第3スロットには親機45が、第4スロットには親機44が、第5スロットには親機42が夫々割り当てられている状態を示す(割り当て親機はスロットの開始時点の○で示している)。尚本実施形態では1スロットの時間幅を例えば10secとしてある。
In the example of FIG. 1A, the
ここで、各スロットは図1(b)に示すよう親機4の時刻同期に少しずれが起きることを想定してスロットの開始時点付近に、当該スロットに割り当て済みの親機4が制御パケットを送信するタイミングのための時第間帯tsを、またこの時間帯tsに続いて、当該スロットが未割り当てのときに当該スロットにおいて未割り当ての親機4が制御パケットを送信できる所定時間幅の時間帯t1を夫々設け、更に該時間帯t1が経過するまでに、親機4による送信が無かった場合に、他のスロットに割り当て済みの親機4が今回のターンの今回のスロットのみにおいて制御パケットを送信することを許可する所定時間幅の時間帯t2を時間帯t1に続いて設けてある。
Here, as shown in FIG. 1 (b), each slot assumes that there is a slight shift in the time synchronization of the
そしてスロットに対して割り当てられた親機4が無いシステムの初期時等においては、スロットを取り合って、先に時間帯t1において送受信に成功した親機4が当該スロットを確保できるようになっている。そして一度割り当てられたら、それ以降は当該親機4が優先的にそのスロットを占有する形で制御パケットの送信ができるようなる。
Then, at the initial stage of a system in which there is no
この場合、各親機4(41〜45)では時間帯t1の送信タイミングを、バッティングしないようにランダム値にて送信し、先に時間帯t1で送信できた親機4が当該スロットに割り当てられるのである。
In this case, each parent device 4 (41 to 45) transmits the transmission timing of the time zone t1 as a random value so as not to be batted, and the
また、最大親機数未満の数の親機4の割り当てが既に終わっている状態で、新規に親機4が参入するような場合においても、未割り当ての空きスロットの時間帯t1において送信することで新規参入の親機4の当該スロットへの割り当てを行うことができる。
In addition, even in the case where a
つまり、図4(a)に示すように第1スロットに親機41が、第2スロットに親機43が、第3スロットに親機42が、第4スロットに親機44が既に割り当てられている状態において、1ターンの開始時刻(00h00m00s)に新規に親機45が参入した場合、(00h00m00s)から(00h00m30s)は他の親機41,43,42,44が制御パケットを時間帯tsにおいて送信するため、夫々が割り当てられているスロットでは送信することができないが、(00h00m40s)では当該スロット(第5スロット)の時間帯tsで制御パケットを送信する親機4が存在しないため、親機45は時間帯tsに続く時間帯t1内で制御パケットを送信することで、当該スロットを確保することができ、以後当該スロットを占有して送信することができることになる。
That is, as shown in FIG. 4A, the
ところで、主幹電力路1を通じて通信可能状態となっている親機4の数が最大親機数(5台)未満の場合で空きスロットが存在するようなターン内場合には、この空きスロットを既に他のスロットに割り当てられている親機4が制御パケットの送信に使用することを可能とすることで作業率を向上させるようにしている。
By the way, if the number of
つまり図4(b)に示すように1回目のターンの第2スロットでは、時間帯ts及び時間帯t1に制御パケットが送信されないため、主幹電力路1上の電力線搬送信号(制御パケット)を検出している割り当て済みの他の親機41,42,44,45は当該スロットの時間帯t2において制御パケットの送信が可能であることを知ることになる。
That is, as shown in FIG. 4B, in the second slot of the first turn, the control packet is not transmitted in the time zone ts and the time zone t1, so the power line carrier signal (control packet) on the main power path 1 is detected. The other assigned
ここで、この時間帯t2を使用して全て親機41,42,44,45が送信しようとすればバッティングするため、現時点での残制御数による重み付けによって残制御数の多い親機4に割り当てられるように優先順を設けてある。
Here, since all the
ここで言う残制御数とは親機4から子機5を制御する制御内容の数の内の未制御の数を言うもので、例えば現時点で割り当て済みの親機中、親機41の残制御数が12、親機42の残制御数が21、親機44の残制御数が25、親機45の残制御数が18とすれば、親機44の残制御数が最も多いため、下式にて親機44が割り当てられることになる。
The remaining control number here refers to an uncontrolled number of control contents for controlling the
時間帯t2での送信時のランダム時間=(t2÷制御数)
残制御がある親41,42,45も送信しようとするが、親機44が先に制御パケットを送信したため、送信を中止する。このように残制御数によって重み付けすることで、システム全体の制御時間を短縮することができることになる。
Random time during transmission in time zone t2 = (t2 ÷ number of controls)
The
図4(b)に示すように2回目のターンでは、親機43が新規参入の形で、第2のスロットの時間帯t1で送信するため、当該スロットは空きスロットとならず、上述の時間帯t2において他の親機41,42,44,45の何れかによる送信は行われない。
As shown in FIG. 4 (b), in the second turn, the
尚時間帯t2において送信できる親機4の割り当て優先順を例えば単位時間当たりのスロットの使用回数が少ない方から決めるようにしても良い。この場合全親機4に均等に空きスロットでの送信割り当てができる。
Note that the priority order of assignment of the
また、Hop数の多い順を優先順位としても良い。つまりHop数が多いことは制御に必要な時間(制御所要時間)が長いということであって、この場合制御所要時間の長いものから優先的に処理できる。 Alternatively, the order of descending Hop numbers may be set as the priority order. In other words, a large number of Hops means that the time required for control (control required time) is long. In this case, processing with a long control time can be preferentially processed.
而して、本実施形態に採用した協調制御方法では、主幹電力路1を通じて各電力線31〜電力線35に接続されている親機41〜45は時刻同期によって制御されるスロットに夫々が制御パケットを送信するスロットが割り付けられるため、各親機41〜45は夫々の配下の子機511…、〜、551…に対して制御パケットをバッティングすることなく送信することができ、且つ空きスロットを有効に使用することで、作業率を高めることができる。
Thus, in the cooperative control method employed in the present embodiment, the
また本実施形態で採用する協調制御方法は、上述のように5台の親機41〜45間で主幹電力路1によって互いの電力線搬送信号の伝搬する伝送路が形成される場合以外に、互いに伝送路が形成されない親機4が存在するシステムでも適用できる。
In addition, the cooperative control method employed in the present embodiment is not limited to the case where a transmission path in which each power line carrier signal propagates is formed by the main power path 1 between the five
例えば、図5(a)に示すように親機41〜43が直接通信できるグループAと、親機42〜45が直接通信できるグループBを構成している状態で、親機41が図示するように第1スロットを確保して送信する場合、親機41と直接通信できない親機44,45の内、例えば親機45が第1スロットを確保して送信してもバッティングする問題は生じない。
For example, as shown in FIG. 5A, the
また親機43が第2スロットを確保して送信する場合、親機43は親機41,42及び親機44,45に対して通信可能であるため、親機43以外の親機は第2スロットを確保することはできない。
When the
更に親機42が第3スロットを確保して送信する場合、親機42と直接通信できない親機44が図示するように第3スロットを確保して送信してもバッティングする問題は生じない。そして図5(a)の場合、5スロットの内、第4スロット及び第5スロットは空きスロットになるが 上述したように割り当て済みの親機4が時間帯t2において送信することができる。
Further, when the
ところで、親機同士が直接通信できないような状態から伝送路の状態が変化して、例えば図5(a)において第1スロットを互いに確保している親機41と親機45が通信可能な重複状態になった場合には、次のような処理により、バッティングを回避する。
By the way, the state of the transmission path is changed from a state in which the parent devices cannot directly communicate with each other. For example, in FIG. 5A, the duplication in which the
つまり、図5(b)に示すように親機41が制御パケットを送信するときに送信先の子機5側からの応答パケットを受け取る到着予想時刻t0を予め算出しておき、その時刻t0が経過するまでに応答パケットが到着(受信)しなかった場合、確保しているスロットをリリースし、再度スロットの取得(割り当て)処理を行う。つまり、応答パケットの到着が遅いということは、CSMA/CD方式における待ち時間が長くなっているためであり、これは同スロットに複数の親機4が割り当てられている可能性が高いことを示しており、従ってスロットをリリースして現在空きスロットであるスロットを確保することで、バッティングを回避することができるのである。
(実施形態2)
ところで、上述の実施形態1では空きスロットの時間帯t2で割り当て済みの親機4の送信を可能として、作業率の向上を図っているが、本実施形態では実施形態1の方法に加えて、図6(a)に示すように、或る1スロットで当該スロットに割り当てられている親機4が制御パケットを送信完了した時点で当該スロットに残時間Tbがある場合は、その残時間Tbを更なる制御パケット送信に活用することで作業率を向上させるようにした点で実施形態1と相違する。ここで残時間Tbは、1スロット当たりの時間T0−送信時間Taを差し引いた時間となる。
That is, as shown in FIG. 5B, when the
(Embodiment 2)
By the way, in the above-described first embodiment, it is possible to transmit the
例えば、親機41が第1スロットに割り当てられ、表1に示す制御1〜5が残っているとする。ここで残時間内に終了する最も制御所要時間が大きい制御パケットを優先的に残時間Tbで送信するとする。尚通常時に上述した時間帯tsに送信タイミングを取る送信は、制御キューの上から順位行うものとする。
For example, it is assumed that the
さて、今、親機41に割り当てられている第1スロットの開始時刻になると、親機41は、制御キューの一番上にある(制御1)を時間帯tsにおいて送信を開始し、この制御1の送信が完了すると、制御部10によって残時間Tbを計算する。ここでT0を10sec、送信時間Taを2secとすると、残時間Tbは10sec−2sec=8secとなる。ここで残りの制御において、制御所要時間が長いのは(制御3)であるため、この(制御3)について残時間Tbにおいて送信すれば効率的であるが、制御所要時間が9secであるため、残時間Tbに収まらない。そこで親機41は制御部10の制御の下で次に制御所要時間が長く且つ残時間Tbに収まる7secの(制御4)の制御パケットを残時間Tbにおいて送信する処理を行う。
Now, when the start time of the first slot assigned to the
このようにして残時間Tbで送信する制御パケットとして、残時間Tbから制御所要時間を差し引いた時間が最も小さい制御内容の制御パケットを優先させることで、作業率が向上する。 In this way, by giving priority to the control packet having the smallest control time obtained by subtracting the required control time from the remaining time Tb as the control packet to be transmitted at the remaining time Tb, the work rate is improved.
尚優先度としては、残時間Tb内に送信できるHop数の最も多い、つまり制御にかかる時間が長くなる制御に対応した制御パケットを選択しても、作業率を向上させることができる。
(実施形態3)
実施形態2では、スロットに割り当てられている親機4が制御パケットを送信した後、残時間Tbを当該親機4で制御パケットを送信することを可能としているが、本実施形態では、図7(a)に示すように1スロットに割り当てられている親機4の処理に必要な時間(この時間を作業時間という)を予め当該親機4の制御部10が算出し、この算出結果に基づいて制御部10の制御の下で、当該親機4から作業時間のデータを制御パケットに付加して送信し、主幹電力路1上の電力線搬送信号を検出している他の親機4に対して作業時間終了後に制御パケットの送信を許可する残時間(t3+t4)を制御パケットに付加した作業時間(Duraiton)データで示すようにした点に特徴ある。
As a priority, even if a control packet corresponding to control that has the largest number of Hops that can be transmitted within the remaining time Tb, that is, control that takes a long time to control, is selected, the work rate can be improved.
(Embodiment 3)
In the second embodiment, after the
この残時間中時間t3は制御パケットを送信する時間帯で、t4の時間帯で制御が完了する場合に時間帯t3で制御パケットを送信することが許可されるようになっている
図7(b)は親機4から送信する制御パケットであって、ヘッダ部HDと、ペイロード部PAとの間に作業時間データ部DUを付加している。
This remaining time t3 is a time zone for transmitting the control packet, and when the control is completed in the time zone t4, it is allowed to transmit the control packet in the time zone t3. ) Is a control packet transmitted from the
而して、図7(c)に示す第1スロットに親機41が割り当てられるものとし、今第1スロットの開始時刻になると、親機41は第1スロットにおいて表1で示す(制御1)を実行する。この(制御1)では制御パケットの送信を含めた制御所要時間が2secであるため、1スロットの時間を10secとする、残時間は10sec−2sec=8secとなる。ここで制御パケットの送信は他の親機42〜45とのコリジョンを防止するために時間帯t3を用いるが、この時間帯t3を1secとすると、t4は8sec−t3=7secとなる。
Thus, the
ここでは、残制御数の最も多い親機4が残時間で優先的に制御パケットを送信する(ランダム待ち時間=t3÷残制御数)ものとすると、表2〜表5で示し親機42〜親機45の制御内容とその制御所要時間から、t4=7secに最も近いのは親機44の(制御4)であり、これによって、親機44によって(制御4)の制御パケットが送信されることになる。
Here, if the
以上のように本実施形態では、スロットに割り当てられている親機4が自己の作業時間を他の親機4に示すことで、他の親機4が当該スロットの残時間t3+t4を有効に活用することができることになる。
As described above, in the present embodiment, the
尚、残時間で送信する親機4の優先度の重み付けとしてスロットの使用回数としても良い。この場合残時間を均等に利用できる。また制御時間はHop数に依存するため、Hop数の多い順とする重み付けを行っても良い。この場合制御時間が長いものから制御が可能となる。
Note that the number of times the slot is used may be used as the priority weighting of the
また、実施形態3では、スロットに割り当てられ親機4によって予め算出された作業時間が終了するのを待ってから、他の親機4が残時間で制御パケットを送信することが可能となっているが、図8に示すようにスロットに割り当てられた例えば親機41が制御パケットを送信し、その後作業時間内に子機5からの応答パケットが当該親機41に到着したのを確認することができれば、優先度の最も高い親機、例えば42がその時点から制御パケットを送信するようにしても良い。この場合スロットでの残時間を増やすことができ、作業率の向上につながる。
In the third embodiment, after waiting for the work time assigned to the slot to be calculated in advance by the
尚上述の親機4は電力線搬送信号の衝突対策としてCSMA/CD方式を採用しているが、CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)=搬送波感知多重アクセス/衝突回避方式を採用しても勿論良い。
In addition, although the above-mentioned main |
1 主幹電力路
2 トランス
31〜34 電力線
41〜45 親機
511…、〜、551… 子機
6 メディアコンバータ
7 ネットワーク
8 サーバー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (14)
前記各親機を時刻同期させるとともに、前記各親機が制御パケットを送信する時間帯を各別に割り当てるスロットを最大親機数分に対応して時系列的に配列して1ターンとするスロット制御を行い、
前記スロットには、当該スロットに割り当て済みの親機が制御パケットの送信を開始するタイミングを取るための第1の時間帯と、該第1の時間帯の終了時点から設定され、当該スロットに対応する親機が未割り当ての初期時の送信に用いられる所定時間幅の第2の時間帯と、該第2の時間帯の終了時点から設定され、該第2の時間帯の経過までに親機の送信が無いときに、割り当て外の親機の送信を可能とする所定時間幅の第3の時間帯とを設定し、
初期スタート時には、前記第2の時間帯で送信した親機を優先的に当該スロットを占有する親機として割り当て、前記第2の時間帯の経過までに親機の送信が無い場合には当該スロットを空きスロットとして前記割り当て外の親機の前記第3の時間帯での送信を許可することを特徴とする電力線搬送システムの協調制御方法。 Connect the master unit and one or more slave units to each power line connected to the main power path via a transformer, and send at least a control packet from the master unit to the slave unit by a power line carrier signal. For controlling the slave unit, a transmission path is formed by a power line carrier signal between the parent units connected to the power lines via the transformer and the main power path, and the transmission path is formed. Correspondingly, each parent device is used in a power line carrier system having a carrier sense multiple access function,
Slot control that synchronizes each of the parent devices with time, and arranges a slot in which each parent device transmits a control packet separately in a time series corresponding to the maximum number of parent devices to make one turn And
The slot is set from the first time zone for taking the timing at which the base unit assigned to the slot starts transmission of the control packet and the end time of the first time zone, and corresponds to the slot. A second time zone having a predetermined time width used for initial transmission to which the parent device to be assigned is unassigned and the end time of the second time zone, and before the elapse of the second time zone When there is no transmission, set a third time zone with a predetermined time width that enables transmission of the unassigned base unit,
At the time of initial start, the parent device transmitted in the second time zone is preferentially assigned as the parent device occupying the slot, and if there is no transmission of the parent device by the elapse of the second time zone, the slot A power line carrier system cooperative control method characterized by permitting transmission of the unassigned base unit in the third time zone as a free slot.
前記各親機を時刻同期させるとともに、前記各親機が制御パケットを送信する時間帯を各別に割り当てるスロットを最大親機数分に対応して時系列的に配列して1ターンとするスロット制御を行う手段を備え、
前記スロットには、当該スロットに割り当て済みの親機が制御パケットの送信を開始するタイミングを取るための第1の時間帯と、該第1の時間帯の終了時点から設定され、当該スロットに対応する親機が未割り当ての初期時の送信に用いられる所定時間幅の第2の時間帯と、該第2の時間帯の終了時点から設定され、該第2の時間帯の経過までに親機の送信が無いときに、割り当て外の親機の送信を可能とする所定時間幅の第3の時間帯とを設定し、
初期スタート時には、前記第2の時間帯で送信した親機を優先的に当該スロットを占有する親機として割り当て、前記第2の時間帯の経過までに親機の送信が無い場合には当該スロットを空きスロットとして前記割り当て外の親機の前記第3の時間帯での送信を許可することを特徴とする電力線搬送システム。
Connect the master unit and one or more slave units to each power line connected to the main power path via a transformer, and send at least a control packet from the master unit to the slave unit by a power line carrier signal. For controlling the slave unit, a transmission path is formed by a power line carrier signal between the parent units connected to the power lines via the transformer and the main power path, and the transmission path is formed. Correspondingly, in the power line carrier system provided with a carrier wave sensing multiple access function in each parent device,
Slot control that synchronizes each of the parent devices with time, and arranges a slot in which each parent device transmits a control packet separately in a time series corresponding to the maximum number of parent devices to make one turn Means for performing
The slot is set from the first time zone for taking the timing at which the base unit assigned to the slot starts transmission of the control packet and the end time of the first time zone, and corresponds to the slot. A second time zone having a predetermined time width used for initial transmission to which the parent device to be assigned is unassigned and the end time of the second time zone, and before the elapse of the second time zone When there is no transmission, set a third time zone with a predetermined time width that enables transmission of the unassigned base unit,
At the time of initial start, the parent device transmitted in the second time zone is preferentially assigned as the parent device occupying the slot, and if there is no transmission of the parent device by the elapse of the second time zone, the slot A power line carrier system, wherein a non-assigned base unit is allowed to transmit in the third time zone as a free slot.
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JP2006232574A JP2008060723A (en) | 2006-08-29 | 2006-08-29 | Coordinated control method for power line carrier system, and its system |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010028788A (en) * | 2008-06-20 | 2010-02-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Remote metering system |
WO2015068286A1 (en) * | 2013-11-08 | 2015-05-14 | 株式会社日立製作所 | Communication device and method for allocating communication channel and slot |
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JP2010028788A (en) * | 2008-06-20 | 2010-02-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | Remote metering system |
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