JP2008160680A

JP2008160680A - 無線テレメータシステム

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Publication number: JP2008160680A
Application number: JP2006349525A
Authority: JP
Inventors: Nagayoshi Mayahara; 永義馬屋原
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2006-12-26
Filing date: 2006-12-26
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2026-12-26
Also published as: JP4728212B2

Abstract

【課題】効率的かつ信頼性のある適切な無線通信を行うことが可能な無線テレメータシステムを提供する。
【解決手段】無線テレメータシステムは、センタＮＣＵ１２に電話回線１３を介して接続されたＴ−ＮＣＵ１４と、Ｔ−ＮＣＵ１４に有線接続された親機１５と、親機１５と無線接続される複数の子機１６と、複数の子機１６にそれぞれ有線接続されたメータ１７とによって構成される。親機１５又は複数の子機１６が、通信の使用可能な複数の無線チャネルの内から使用頻度の少ない空きチャネルを検索し、検索した空きチャネルの情報を定期的に記憶する。親機１５及び複数の子機１６が、通信すべき無線チャンネルとは別の空きチャネルを設定する。
【選択図】図４

Description

本発明は、無線テレメータシステムに関し、特に、通信回線を介してセンタ側網制御装置に接続されている端末側網制御装置と、端末側網制御装置に有線接続されている無線親機と、無線親機に無線接続され、かつ、各々にマイコンメータが接続されている複数の無線子機とから構成されている特定小電力無線テレメータシステムに関する。

従来、ガス、水道等のメータ用に開発された無線テレメータシステムにおいて、他の通信の影響を受けることなく無線通信を行えるようにしたシステムが特許文献１として提案されている。従来方法としては、システムの識別情報を無線機にて特定する手段を有し、その手段にて送信側は連続的に識別情報を送信し、そして、受信側はその無線電波を検出し、送信された識別情報を検出したときにその識別情報が自分の識別情報に該当する場合に、無線通信を相互に行う。

ところが、従来の無線テレメータシステムでは、無線端末親機又は無線端末子機は、電池で動作するようになっているため、電池の消耗を低減するために、間欠的に受信動作を行うことで、相手無線端末（親機又は子機）からの無線電波の有無を判別するキャリアセンス動作を間欠的に行っている。

間欠キャリアセンスでの動作で、無線電波の有無を判別できるのは、相手無線端末だけでなく、他の無線端末システムからの電波や、家電機器などが発する電波等も含まれ、結果的に誤って電波を受信することがある。その場合、無線端末親機又は無線端末子機は、電池を無駄に消耗する。

その問題を解決する手段として、無線端末の識別情報の短縮情報を用いて、相手無線端末（受信端末）の呼び出しを行い、受信無線端末側は、呼び出し元端末（送信端末）からの短縮情報が自身の識別情報の短縮情報と一致するか否かを判別することで、すばやく識別することで、電池の消耗を低減する。
特開平１０−１９８８８１号公報

しかしながら、このシステムにおいても、送信端末が相手端末へ送信する際に、他の端末等の通信と重なった場合は、送信することができないか、又は受信できない。

そこで、本発明の目的は、上記の事情を認識した上でなされたものであって、無線端末システムからの電波や、家電機器等が発する電波等の影響を防いで、電池の消耗を低減させ、効率的且つ信頼性のある適切な無線通信を行うことが可能な無線テレメータシステムを提供することである。

前記課題を解決するために、本発明による無線テレメータシステムは、センタ側網制御装置に電話網を介して接続された端末側網制御装置と、前記端末側網制御装置に有線接続された無線親機と、前記無線親機と無線接続される複数の無線子機と、前記複数の無線子機にそれぞれ有線接続された複数のマイコンメータとによって構成される無線テレメータシステムであって、前記無線親機又は前記複数の無線子機が、通信の使用可能な複数の無線チャネルの内から使用頻度の少ない空きチャネルを検索し、検索した空きチャネルの情報を定期的に記憶し、前記無線親機及び前記複数の無線子機が、通信すべき無線チャンネルとは別の空きチャネルを設定することを特徴とする。

本発明による無線テレメータシステムにおいて、上記センタ側網制御装置は、上記無線親機又は上記複数の無線子機の各無線チャネルの使用状況データとして複数の無線チャネルの時系列毎の空きチャネルの情報を取得することができる。

本発明による無線テレメータシステムにおいて、上記無線親機と上記複数の無線子機は、上記複数の無線チャネルの時系列毎の空きチャネルの情報を上記センタ側網制御装置から読み出すことができる。

本発明による無線テレメータシステムにおいて、上記複数の無線子機は、上記空きチャネルの検索処理において定期的に記憶された空きチャネルの情報を上記無線親機に無線通知し、前記無線親機が、前記複数の無線子機から無線通知された空きチャネルの情報を記憶することができる。

本発明による無線テレメータシステムにおいて、上記無線親機は、上記複数の無線子機から空きチャネルの情報を無線通信により読み出すことができる。

本発明による無線テレメータシステムにおいて、上記無線親機は、上記複数の無線チャネルの時系列毎の空きチャネルの全情報を一元管理し、一元管理された空きチャネルの全情報を基に時間毎に空きチャネルを無線チャネルとして選別し、時間毎に選別した無線チャネルを上記複数の無線子機に無線通知し、前記複数の無線子機へ無線通知した以降は時間毎に選別された無線チャネルにて通信する無線チャネル切替を行うことができる。

本発明による無線テレメータシステムにおいて、上記無線親機と上記複数の無線子機が、時間毎に選別された無線チャネルとは別に、規定の一定期間内のみ複数の無線チャネルの全チャネルにて無線通信可能な切替を行い、その一定期間に、複数の無線チャネルの全チャネルのキャリアセンスを行うことができる。

以上に説明したように、本発明によれば、無線端末システムからの電波や、家電機器等が発する電波等の影響を防いで、電池の消耗を低減させ、効率的且つ信頼性のある適切な無線通信を行うことが可能な無線テレメータシステムを得ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態の無線テレメータシステムについて、図面に基づき詳細に説明する。

本発明の無線テレメータシステムは、センタ側網制御装置（以下、センタＮＣＵ（ＮｅｔｗｏｒｋＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）と称す）１２に電話網（以下、電話回線と称す）１３を介して接続された端末側網制御装置（以下、Ｔ−ＮＣＵと称す）１４と、Ｔ−ＮＣＵ１４に有線接続された無線親機（以下、親機と称す）１５と、親機１５と無線接続される複数の無線子機（以下、子機と称す）１６と、複数の子機１６にそれぞれに有線接続されたガス，水道等のマイコンメータ（以下、メータと称す）１７とによって構成されるシステムである。

本発明による無線テレメータシステムは、親機１５又は複数の子機１６が、通信の使用可能な複数の無線チャネルの内から使用頻度の少ない空きチャネルを検索し、検索した空きチャネルの情報を定期的に記憶するようになっている。

また、親機１５及び複数の子機１６が、通信すべき無線チャンネルとは別の空きチャネルを設定するようになっている。

本発明による無線テレメータシステムは、センタＮＣＵ１２が、親機１５又は複数の子機１６の各無線チャネルの使用状況データとして複数の無線チャネルの時系列毎の空きチャネルの情報を取得するようになっている。また、親機１５と複数の子機１６が、複数の無線チャネルの時間系列毎の空きチャネルの情報をセンタＮＣＵ１２から読み出すようにしてもよい。

本発明による無線テレメータシステムは、複数の子機１６が、空きチャネルの検索処理において定期的に記憶された空きチャネルの情報を親機１５に無線通知するようになっている。親機１５は、複数の子機１６から無線通知された空きチャネルの情報を記憶するようにすることができる。或いは、親機１５が、複数の子機１６から空きチャネルの情報を無線通信により読み出すようにすることができる。

本発明による無線テレメータシステムは、親機１５が、複数の無線チャネルの時系列毎の空きチャネルの全情報を一元管理し、一元管理された空きチャネルの全情報を基に時間毎に空きチャネルを無線チャネルとして選別し、時間毎に選別した無線チャネルを複数の子機１６に無線通知し、複数の子機１６へ無線通知した以降は時間毎に選別された無線チャネルにて通信する無線チャネル切替を行うようになっている。

本発明による無線テレメータシステムは、親機１５と複数の子機１６が、時間毎に選別された無線チャネルとは別に、規定の一定期間内のみ複数の無線チャネルの全チャネルにて無線通信可能な切替を行い、その一定期間に、複数の無線チャネルの全チャネルのキャリアセンスを行うようになっている。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明による無線テレメータシステムの一実施例である特定小電力無線テレメータシステムの構成を示すブロック図である。
図１には、ホストコンピュータ（以下、ホストと称す）１１に接続されたセンタＮＣＵ１２に電話回線１３を介して接続されたＴ−ＮＣＵ１４と、Ｔ−ＮＣＵ１４に有線接続された親機１５と、親機１５と無線接続される複数の子機１６と、各子機１６に有線接続されたガス，水道等のメータ１７とによって構成されるシステムを表している。

図２は、本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムの無線親機の内部構成を示すブロック図である。
図２に示すように、親機１５は、Ｔ−ＮＣＵへの入出力を司るＩ／Ｆ（インターフェース）２１、不揮発性メモリ２２、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ；中央処理装置）２３、アンテナ２４、無線通信ユニット２５、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ；リードオンリメモリ）２６、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ；ランダムアクセスメモリ）２７、及び電池２８を有している。

Ｔ−ＮＣＵＩ／Ｆ２１は、外部のＴ−ＮＣＵ１４との間で通信する装置である。不揮発性メモリ２２は、メータ１７を識別する情報や検針値に関する情報を記憶する装置である。ＣＰＵ２３は、情報を処理する回路である。また、ＣＰＵ２３は、時刻を検出する回路でもある。本実施例の場合、ＣＰＵ２３は、時刻を検出する回路を内蔵することにより、この機能を実現する。更に、ＣＰＵ２３は、無線通信ユニット２５から伝えられた信号が自分宛ＩＤか否かを判別する。

アンテナ２４は、外部に電波を出力したり、外部からの電波を受付けたりする装置である。無線通信ユニット２５は、無線で通信するための信号を変換する。また、無線通信ユニット２５は、間欠的に受信動作を行い、相手端末からの無線電波の有無を間欠的に判別するキャリアセンス動作を行う。アンテナ２４及び無線通信ユニット２５は、外部の子機１６との間で無線により通信する。ＲＯＭ２６は、親機１５を実現するためのプログラムを記憶する。ＲＡＭ２７は、ＣＰＵ２３が情報を処理するためのデータを一時的に記憶する。電池２８は、ＣＰＵ２３などに対して電力を供給する。

図３は、本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムの無線子機の内部構成を示すブロック図である。
また、図３に示すように、子機１６は、メータＩ／Ｆ（インターフェース）３１、不揮発性メモリ３２、ＣＰＵ（中央処理装置）３３、アンテナ３４、無線通信ユニット３５、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３６、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３７、及び電池３８を有している。

メータＩ／Ｆ３１は、メータ１７との間で通信、即ち、入出力を司る装置である。不揮発性メモリ３２は、メータ情報や基準テーブルなどを記憶する装置である。ＣＰＵ３３は、ＣＰＵ２３とは異なる動作により情報を処理する回路である。また、ＣＰＵ３３は、予め定められた時間が経過したことを検出するタイマでもある。ＣＰＵ３３は、時刻を検出する回路及び時間が経過したことを検出する回路を内蔵することにより、これらの機能を実現する。更に、ＣＰＵ３３は、無線通信ユニット３５から伝えられた信号が自分宛ＩＤか否かを判別する。

アンテナ３４は、アンテナ２４とは異なる動作により、親機１５に電波を出力する、或いは親機１５からの電波を受付ける装置である。無線通信ユニット３５は、無線通信ユニット２５とは異なる動作により、通信するための信号を変換する。また、無線通信ユニット３５は、間欠的に受信動作を行い、相手端末からの無線電波の有無を判別するキャリアセンス動作を間欠的に行う。アンテナ３４及び無線通信ユニット３５は、親機１５との間で無線により通信する。ＲＯＭ３６は、子機１６を実現するためのプログラムを記憶する。
ＲＡＭ３７は、ＣＰＵ３３が情報を処理するためのデータを一時的に記憶する。電池３８は、ＣＰＵ３３などに対して電力を供給する。親機１５と子機１６は、それぞれ各種設定データなどを登録するための不揮発性メモリ２２と不揮発性メモリ３２が内蔵されている。

無線親機と無線子機との無線通信について説明すると、親機１５の無線通信ユニット２５と子機１６の無線通信ユニット３５は、間欠的に受信動作を行って、相手端末からの無線通信要求の有無を検知している（間欠キャリアセンスという）。この間欠キャリアセンス動作により、何らかの電波があると判断されたとき、親機１５のＣＰＵ２３と子機１６のＣＰＵ３３に信号が伝えられ、親機１５のＣＰＵ２３と子機１６のＣＰＵ３３は、自分宛のＩＤ（または識別符号）か否かを判別する。自分宛ＩＤであれば、無線データを受信し、適切な処理を行った後、相手端末に対して無線応答する。

相手の端末ＩＤと送受信チャネル番号は、親機１５と子機１６を設置場所に設置したときに、親機１５の不揮発性メモリ２２と子機１６の不揮発性メモリ３２に記憶されており、この情報を基に他の端末と混信することなく通信をすることができる。

また、設置場所に応じて親機１５と子機１６の複数の無線チャネルの内から無線チャネル番号が１つもしくは２つ程度決められて設定され、設定された無線チャンネル番号が親機１５の不揮発性メモリ２２と子機１６の不揮発性メモリ３２に記憶されている。

無線チャネルを決める判断は、他の無線端末と同じチャネルと重ならないように、また、他の家電機器等の電波の影響を受けないように、無線チャネルが決められる。

図４は、本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムにおける無線チャンネル変更時の処理の流れを説明するフローチャート図である。
親機１５と子機１６のＣＰＵ２３，３３は、不揮発性メモリ２２，３２に記憶されている通信すべき無線チャネルとは別の無線チャネルを無線通信ユニット２５，３５に設定変更し（ステップＳ１１、「Ｓ１１」と略す。以下、同じ）、次いで、親機１５と子機１６の無線通信ユニット２５，３５は、間欠的に受信動作を行って（Ｓ１２）、その際に、その無線チャネルの周波数帯で他の端末からの電波等が送出されていないかどうかを検波する（Ｓ１３）。

電波有りと判断された場合は（Ｓ１３で“Ｙｅｓ”）、前回までの検出回数に＋１にして（Ｓ１４）、その結果を親機１５と子機１６の不揮発性メモリ２２，３２に記憶する（Ｓ１５）。また、電波無しと判断された場合は（Ｓ１３で“Ｎｏ”）、Ｓ１５に移行する。

図５は、使用状況データのフォーマットを示す図である。
つまり、この処理を例えば１時間繰り返して、１時間での各無線チャネルの他の端末での使用頻度等の累積を使用状況データＤとして親機１５と子機１６の不揮発性メモリ２２，３２に記憶する（図５）。使用状況データＤは、図５に示すように、０時から２３時の時刻と、１チャンネルから９チャンネルのチャンネル番号と、各チャンネル番号の検出回数とを有している。

ついで、センタＮＣＵ１２は、親機１５又は子機１６の各無線チャネルの使用状況データを取得する。センタＮＣＵ１２は、親機１５と子機１６の不揮発性メモリ２２，３２に記憶された使用状況データから使用頻度の少ない無線チャネルまたは使用頻度の多い無線チャネルを把握する。

親機１５と子機１６の定期的な各無線チャネルの使用状況の処理において、子機１６は、不揮発性メモリ３２に記憶された情報として各無線チャネルの使用状況データを親機１５に無線通知する。または親機１５が、子機１６へ子機１６の不揮発性メモリ３２に記憶された各無線チャネルの使用状況データを無線通信により読み出す。

このときに親機１５は、データベース化された複数の子機（１〜ｎ）１６の各無線チャネルの使用状況データＤを不揮発性メモリ２２に記憶する（図６）。図６は、データベース化された複数の無線子機の各無線チャネルの使用状況データを示す図である。

つぎに、親機１５は、集められた複数の子機１６の各無線チャネルの使用状況データから一番使用頻度の少ない空きチャネルを選別する。例えば、図６に示すように、時刻が０時には、チャンネル番号が１から９チャネルのうち、無線チャネル番号が２番のチャネルは、検出回数が０で使用頻度が少ない。つまり、０時の時間帯では、２番の無線チャネルが他の端末の影響が少なく安定的に通信が行えることを意味するため、空きチャネルを２番と選定することができる。この選別処理を１時間毎に行い、各時間帯での空きチャネルを選定する。そして、親機１５の無線通信ユニット２５は、時系列の空き無線チャネルを１ヵ月に一回程度の頻度で、各子機１６へ送信する。

図７は、本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムにおける無線子機の空きチャンネル設定時の処理の流れを説明するフローチャート図である。
各子機１６は、その時系列の空きチャネルデータを受け取ると、子機１６のＣＰＵ３３は、各時間帯に合わせて空き無線チャネル番号を無線通信ユニット３５に設定変更する（Ｓ２１、Ｓ２２）。そして、子機１６の無線通信ユニット３５は、間欠的に受信動作を行って（Ｓ２３）、何らかの電波があると判断されたとき（Ｓ２４で“Ｙｅｓ”）、子機１６のＣＰＵ３３に信号が伝えられ、子機１６のＣＰＵ３３は、自分宛のＩＤ（又は識別符号）か否かを判別し、自分宛のＩＤであれば、子機１６の無線通信ユニット３５は、無線データを受信する（Ｓ２５）。また、何らかの電波が無いと判断されたとき（Ｓ２４“Ｎｏ”）、ステップＳ２１に戻る。

つぎに、上記の処理の各時間帯に合わせて無線チャネル番号を変更しても、無線通信が困難な場合、親機１５と子機１６のＣＰＵ２３，３３は、間欠キャリアセンスする受信チャネルを全無線チャネル番号でキャリアセンスするように無線通信ユニット２５，３５のチャネルを変更する。親機１５と子機１６の無線通信ユニット２５，３５が、同時に全チャネルのキャリアセンスを行う必要があるため、ある規定の一定時間内のみその変更処理を行う。例えば、毎日２３時００分から１０分間、全無線チャネル番号のキャリアセンスを行う。このようにして、必ず１日１回は通信できるように信頼性を確保する。

本発明の実施例に係る無線テレメータシステムの一例である特定小電力無線テレメータシステムの構成を示すブロック図。本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムの無線親機の内部構成を示すブロック図。本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムの無線子機の内部構成を示すブロック図。本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムにおける無線チャンネル変更時の処理の流れを説明するフローチャート図。使用状況データのフォーマットを示す図。データベース化された複数の無線子機の各無線チャネルの使用状況データを示す図。本発明の実施例に係る特定小電力無線テレメータシステムにおける無線子機の空きチャンネル設定時の処理の流れを説明するフローチャート図。

符号の説明

１１ホストコンピュータ１２センタＮＣＵ（センタ側網制御装置）
１３電話回線（電話網）１４Ｔ−ＮＣＵ（端末網制御装置）
１５親機（無線親機）１６子機（無線子機）
１７メータ（マイコンメータ）
２１Ｔ−ＮＣＵＩ／Ｆ２２不揮発性メモリ
２３ＣＰＵ２４アンテナ
２５無線通信ユニット２６ＲＯＭ
２７ＲＡＭ２８電池
３１メータＩ／Ｆ３２不揮発性メモリ
３３ＣＰＵ３４アンテナ
３５無線通信ユニット３６ＲＯＭ
３７ＲＡＭ３８電池
Ｄ使用状況データ

Claims

センタ側網制御装置に電話網を介して接続された端末側網制御装置と、前記端末側網制御装置に有線接続された無線親機と、前記無線親機と無線接続される複数の無線子機と、前記複数の無線子機にそれぞれ有線接続された複数のマイコンメータとによって構成される無線テレメータシステムであって、
前記無線親機または前記複数の無線子機は、通信の使用可能な複数の無線チャネルの内から使用頻度の少ない空きチャネルを検索し、検索した空きチャネルの情報を定期的に記憶し、前記無線親機及び前記複数の無線子機は、通信すべき無線チャンネルとは別の空きチャネルを設定することを特徴とする無線テレメータシステム。
上記センタ側網制御装置は、上記無線親機または上記複数の無線子機の各無線チャネルの使用状況データとして複数の無線チャネルの時系列毎の空きチャネルの情報を取得する請求項１に記載の無線テレメータシステム。
上記無線親機と上記複数の無線子機は、上記複数の無線チャネルの時間系列毎の空きチャネルの情報を上記センタ側網制御装置から読み出す請求項２に記載の無線テレメータシステム。
上記複数の無線子機は、上記空きチャネルの検索処理において定期的に記憶された空きチャネルの情報を上記無線親機に無線通知し、前記無線親機は、前記複数の無線子機から無線通知された空きチャネルの情報を記憶する請求項１に記載の無線テレメータシステム。
上記無線親機は、上記複数の無線子機から空きチャネルの情報を無線通信により読み出す請求項１に記載の無線テレメータシステム。
上記無線親機は、上記複数の無線チャネルの時系列毎の空きチャネルの全情報を一元管理し、一元管理された空きチャネルの全情報を基に時間毎に空きチャネルを無線チャネルとして選別し、時間毎に選別した無線チャネルを上記複数の無線子機に無線通知し、前記複数の無線子機へ無線通知した以降は時間毎に選別された無線チャネルにて通信する無線チャネル切替を行う請求項１に記載の無線テレメータシステム。
上記無線親機と上記複数の無線子機は、時間毎に選別された無線チャネルとは別に、規定の一定期間内のみ複数の無線チャネルの全チャネルにて無線通信可能な切替を行い、その一定期間に、複数の無線チャネルの全チャネルのキャリアセンスを行う請求項１に記載の無線テレメータシステム。