JP2010056812A - 自動計量システム - Google Patents

Abstract

【課題】二次中継装置に障害が発生した場合でも、一次中継装置が迂回経路を探索して通信経路を確立することで、計量データをセンターサーバに送信できる自動計量システムを得ることを目的とする。
【解決手段】計量メータ１から計量データを受信する一次中継装置２と、一次中継装置２から無線回線５を通じて計量データを受信する二次中継装置３と、二次中継装置３からブロードバンド回線６を通じて計量データを受信し蓄積するセンターサーバ４を備えている。一次中継装置２は、通信を行う無線通信部８と、送信先である中継装置２、３との通信状態を監視する経路管理部２１と、計量データを二次中継装置３に送信した後に受信を知らせる応答がないことを判定した場合に新送信先を決定する送信先演算部９を備えている。応答を受信できなかった一次中継装置２は、送信先演算部９で決定した新送信先に計量データを送信する。
【選択図】図１

Description

この発明は、電力やガス、水道などの使用量等を自動的に計量するシステムに関するものである。

近年、電力やガス、水道などの使用量を、無線や有線の通信ネットワークによって接続することによって、人間が目視で行っていた計量作業を自動化し、計量作業の負荷を軽減した自動計量システムが開発されている。

例えば、無線通信ネットワークによって接続された自動計量システムが特許文献１に示されている。特許文献１の自動計量システムは、計量メータが計測したガス消費量等の計量データを一次中継装置である小電力無線子機の複数が個別に二次中継装置の小電力無線親機に送信し、二次中継装置は受信した計量データの夫々をＰＨＳモデムからＰＨＳ通信回線を通じてＰＨＳ基地局に送信し、センターサーバはＰＨＳ基地局を経由して計量データを受信していた。ＰＨＳ回線に障害が発生した場合には、二次中継装置が他の二次中継装置と通信して迂回経路を設定することで、計量データをセンターサーバに送信していた。

特開２００１−１１１７０１号公報（００１５段乃至００１７段、図１）

しかしながら、従来の自動計量システムは、二次中継装置に障害が発生した場合、即ち二次中継装置における二次中継装置間通信機能が故障した場合には計量メータが計測した計量データをセンターサーバに送信できない問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、二次中継装置に障害が発生した場合でも、一次中継装置が迂回経路を探索して通信経路を確立することで、計量メータが計測した計量データをセンターサーバに送信できる自動計量システムを得ることを目的とする。

この発明に係る自動計量システムは、計量メータから計量データを受信する一次中継装置と、一次中継装置から無線回線を通じて計量データを受信する二次中継装置と、二次中継装置からブロードバンド回線を通じて計量データを受信し蓄積するセンターサーバを備えている。一次中継装置は、通信を行う無線通信部と、送信先である他の一次中継装置又は二次中継装置との通信状態を監視する経路管理部と、計量データを二次中継装置に送信した後に受信を知らせる応答がないことを判定した場合に新送信先を決定する送信先演算部を備えている。応答を受信できなかった一次中継装置は、送信先演算部で決定した新送信先に計量データを送信する。

この発明に係る自動計量システムは、二次中継装置に障害が発生した場合でも、一次中継装置が迂回経路を探索して通信経路を確立することで、計量メータが計測した計量データをセンターサーバに送信できる。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１における自動計量システムの構成図である。計量メータ１は、家庭や工場等に設置され、電力消費量等を計測する。計量メータ１の近傍に設置され、計量メータ１と通信路７で１対１に接続された一次中継装置２は、計量メータ１が計測した計量データを他の一次中継装置２又は二次中継装置３に送信する。二次中継装置３は、電柱や変電所等に設置され、一次中継装置２と無線による通信を行い、一次中継装置２から無線回線５を通じて計量データを受信し、センターサーバ４に計量データを送信する。センターサーバ４は、電力会社の局舎に設置され、二次中継装置３と通信を行い、二次中継装置３からブロードバンド回線６を通じて計量データを受信し、受信した計量データを記憶する。

一次中継装置２は、二次中継装置３または他の一次中継装置２と無線で通信を行う無線通信部８と、計量データの送信先を演算し決定する送信先演算部９と、送信先を記憶する送信先記憶部１０を備える。また一次中継装置２は、二次中継装置３に到達するまでの通信ホップ数を記憶するホップ数記憶部１１と、一次中継装置２の無線通信部８の通信状態を監視すると共に、通信異常時に他の一次中継装置２に対する通信経路再設定要求１００を生成し、無線通信部８を介して他の一次中継装置２に対して送信する経路管理部２１と、当該一次中継装置２を経由する計量データの送信元である一次中継装置２の一覧を記憶する中継記憶部２２を備える。

二次中継装置３は、一次中継装置２と無線で通信を行う無線通信部１４と、ブロードバンド回線６を通じてセンターサーバ４と通信を行うＢＢ（Ｂｒｏａｄ Ｂａｎｄ）通信部１３と、一次中継装置２から計量データを収集すると共に、センターサーバ４に計量データをＢＢ通信部１３を介して転送する通信集計部１２を備える。

センターサーバ４は、ブロードバンド回線６を通じて二次中継装置３と通信を行うＢＢ通信部１５を備える。

無線回線５は、特定小電力無線やＺｉｇＢｅｅ（ＺｉｇＢｅｅアライアンスの登録商標）、無線ＬＡＮ、携帯電話等を利用した無線による通信路である。ブロードバンド回線６は、有線電話回線や光ファイバ、ＷｉＭＡＸ（ＷｉＭＡＸ Ｆｏｒｕｍの商標）等を利用した広帯域の通信路である。通信路７は、ＲＳ−２３２−Ｃ等の有線通信路や、赤外線通信路である。

一次中継装置２及び二次中継装置３は、それぞれ独立した識別子を有している。図１には、４つの一次中継装置２ａ乃至２ｄと、２つの二次中継装置３ｅ、３ｆが示されている。一次中継装置２ｂは無線回線５ａｂを通じて一次中継装置２ａに計量データを送信し、一次中継装置２ａは無線回線５ａｅを通じて二次中継装置３ｅに計量データを送信している。一次中継装置２ｄは無線回線５ｃｄを通じて一次中継装置２ｃに計量データを送信し、一次中継装置２ｃは無線回線５ｃｆを通じて二次中継装置３ｆに計量データを送信している。

なお、破線矢印で示した無線回線５ａｆ、５ｂｄは後述する迂回経路として設定される無線回線である。一次中継装置２は計量データの送信先の違いから２種類に分けることができる。他の一次中継装置２に計量データを送信する一次中継装置２ｂ、２ｄは第１の一次中継装置であり、二次中継装置３に計量データを送信する一次中継装置２ａ、２ｃは第２の一次中継装置である。以降の説明では特に区別が必要な場合を除き、単に一次中継装置として説明する。

次に実施の形態１における自動計量システムの動作について動作フロー図を用いて説明する。図２は実施の形態１における正常時の動作フロー図である。

一次中継装置２ａは、計量メータ１ａから計量データを収集し、定期的に二次中継装置３ｅに計量データを送信する(ステップＳ１)。

二次中継装置３ｅは、計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を一次中継装置２ａに送信する（ステップＳ２）。一次中継装置２ａは、二次中継装置３ｅから応答を受信する（ステップＳ１−１）。

二次中継装置３ｅは、センターサーバ４に計量データを送信する（ステップＳ３）。センターサーバ４は、二次中継装置３ｅから計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を二次中継装置３ｅに送信すると共に、計量データを蓄積する（ステップＳ４）。二次中継装置３ｅはセンターサーバ４から応答を受信する（ステップＳ３−１）。

一次中継装置２ｂは、計量メータ１ｂから計量データを収集し、定期的に他の一次中継装置２ａに計量データを送信する（ステップＳ５）。

一次中継装置２ａは、一次中継装置２ｂから計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を一次中継装置２ｂに送信する（ステップＳ６）。一次中継装置２ｂは一次中継装置２ａから応答を受信する（ステップＳ５−１）。

一次中継装置２ａは、一次中継装置２ｂから受信した計量データを、二次中継装置３ｅに送信する（ステップＳ７）。

二次中継装置３ｅは、計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を一次中継装置２ａに送信する（ステップＳ８）。一次中継装置２ａは、二次中継装置３ｅから応答を受信する（ステップＳ７−１）。

二次中継装置３ｅは、センターサーバ４に計量データを送信する（ステップＳ９）。センターサーバ４は、二次中継装置３ｅから計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を二次中継装置３ｅに送信すると共に、計量データを蓄積する（ステップＳ１０）。二次中継装置３ｅは、センターサーバ４から応答を受信する（ステップＳ９−１）。

次に、二次中継装置３ｅに装置障害が発生した場合の動作を説明する。図３は、二次中継装置３ｅが故障して無線回線５ａｅが不通になった場合、すなわち異常時の動作フロー図である。故障した二次中継装置３ｅの配下である一次中継装置２ａ、２ｂが自律的に通信経路を再設定し、他の二次中継装置３ｆや一次中継装置２ｄを経由してセンターサーバ４に計量データを送信する場合の動作例を示している。

一次中継装置２ａは、計量メータ１ａから計量データを収集し、定期的に二次中継装置３ｅに計量データを送信する（ステップＳ１１）。

一次中継装置２ａは、二次中継装置３ｅから正常に受信した確認の応答を一定時間（例えば、１０秒）待ち、応答が有るかを経路管理部２１で判定する（ステップＳ１２）。

もし、ステップＳ１２において二次中継装置３ｅから正常に受信した確認の応答を受信した場合は、一次中継装置２ａはステップＳ１に戻り、計量データの収集、送信を継続する（ステップＳ１３）。

もし、ステップＳ１２において一次中継装置２ａが二次中継装置３ｅから正常に受信した確認の応答を受信しなかった場合は、経路管理部２１は中継記憶部２２を参照し、当該一次中継装置２ａを経由した計量データの送信元である一次中継装置２の一覧を抽出し、通信経路再設定要求１００を生成する。これらの一次中継装置２に対して、一次中継装置２ａは通信経路再設定要求１００の信号を無線通信部８ａから送信する（ステップＳ１４）。

一次中継装置２ａは、通信経路再設定要求１００の信号を送信後、後述する方法により自律的にセンターサーバ４への通信経路を探索し、通信経路を再設定する（ステップＳ１５）。

一次中継装置２ａは、二次中継装置３ｆを経由した通信経路を再設定し、計量データを新送信先である二次中継装置３ｆに送信する（ステップＳ１６）。

二次中継装置３ｆは、計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を一次中継装置２ａに送信する（ステップＳ１７）。一次中継装置２ａは、二次中継装置３ｆから応答を受信する（ステップＳ１６−１）。

二次中継装置３ｆは、センターサーバ４に計量データを送信する（ステップＳ１８）。センターサーバ４は、二次中継装置３ｆから計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を二次中継装置３ｆに送信すると共に、計量データを蓄積する（ステップＳ１９）。二次中継装置３ｆは、センターサーバ４から応答を受信する（ステップＳ１８−１）。

一次中継装置２ｂは、通信経路再設定要求１００の信号を受信し、通信経路再設定要求１００が有るかを経路管理部２１で判定する（ステップＳ２０）。

もし、ステップＳ２０において一次中継装置２ａから通信経路再設定要求１００が無かった場合は、一次中継装置２ｂはステップＳ５に戻り、計量データの収集、送信を継続する（ステップＳ２１）。

もし、ステップＳ２０において一次中継装置２ａから通信経路再設定要求１００が有った場合は、一次中継装置２ｂは、後述する方法により自律的にセンターサーバ４への通信経路を探索し、通信経路を再設定する（ステップＳ２２）。

一次中継装置２ｂは、一次中継装置２ｄを経由した通信経路を再設定し、計量データを新送信先である一次中継装置２ｄに送信する（ステップＳ２３）。

一次中継装置２ｄは、計量データを受信し、正常に受信した確認の応答を一次中継装置２ｂに送信する（ステップＳ２４）。一次中継装置２ｂは、一次中継装置２ｄから応答を受信する（ステップＳ２３−１）。

次に、ステップＳ１５、Ｓ２２で述べた通信経路を再設定する方法について説明する。図４は実施の形態１における通信経路を再設定する動作フロー図である。図５は実施の形態１における装置探査要求及び装置探査応答のデータ構造を示す図であり、図６は実施の形態１における装置探査要求及び装置探査応答の例を示す図である。まず装置探査要求及び装置探査応答について述べてから、一次中継装置２ａが通信経路を探索し、通信経路を再設定する動作を説明する。

装置探査要求１１０は、送信先識別子１１１と、送信元識別子１１２と、送信元装置種別１１３と、信号種別１１４の情報を含んでいる。送信先識別子１１１は送信先となる装置の識別子である。装置探査要求の場合には送信先は特定せず、送信先識別子１１１はなし（ｎｕｌｌ）である。送信元識別子１１２は送信元となる装置の識別子である。一次中継装置２ａが通信経路を再設定する場合は、送信元識別子１１２は自身の識別子であるａが入る。送信元装置種別１１３は送信元となる装置の種別であり、この場合は一次中継装置である。信号種別１１４は無線信号の種類であり、この場合は装置探査要求である。一次中継装置２ａが送信する装置探査要求１１０の具体例を、図６に示した。

装置探査応答１２０は、送信先識別子１２１と、送信元識別子１２２と、送信元装置種別１２３と、信号種別１２４と、二次中継到達ホップ数１２５の情報を含んでいる。送信先識別子１２１は送信先となる装置の識別子である。装置探査応答の場合には、装置探査要求１１０の送信元である一次中継装置２ａの識別子であるａが送信先識別子１２１に入る。送信元識別子１２２は送信元となる装置の識別子であり、装置探査応答を送信する中継装置の識別子が入る。例えば二次中継装置３ｆの場合は、ｆが入る。送信元装置種別１２３は送信元となる装置の種別である。二次中継装置３ｆの場合は、二次中継装置である。信号種別１２４は無線信号の種類であり、この場合は装置探査応答である。二次中継到達ホップ数１２５は当該装置から最短の二次中継装置までの通信ホップ数である。二次中継装置３ｆの場合は、０となる。一次中継装置２ｃ、２ｄの二次中継到達ホップ数１２５ｃ、１２５ｄは、図６に示したようにそれぞれ１、２になる。二次中継装置３ｆ、一次中継装置２ｃ、２ｄが送信する装置探査応答１２０ｆ、１２０ｃ、１２０ｄの具体例を図６に示した。

次に図４に示した動作フロー図を参照して、一次中継装置２ａが通信経路を再設定する方法を説明する。

一次中継装置２ａは、送信先となる中継装置を探索するため、装置探査要求１１０をブロードキャスト送信し、その装置探査要求１１０に対する装置探査応答１２０を一定時間（例えば１分間）待つ（ステップＳ５１）。

装置探査要求１１０を受信した一次中継装置２ｂ、２ｃ、２ｄと二次中継装置３ｆは、それぞれ装置探査応答１２０ｂ、１２０ｃ、１２０ｄ、１２０ｆを装置探査要求１１０の送信元である一次中継装置２ａに返す。なお、図６には一次中継装置２ｂからの装置探査応答１２０ｂは省略している。

もし装置探査応答１２０が無ければ、ステップＳ５１に戻り、応答待ちを繰り返す。もし一つ以上の装置探査応答１２０を受信した場合は、ステップＳ５３に進む（ステップＳ５２）。

一次中継装置２ａは、通信範囲にある一次中継装置２ｂ、２ｃ、２ｄと二次中継装置３ｆから装置探査応答１２０を受信し、二次中継装置３ｆから装置探査応答１２０ｆが有るかを判定する。装置探査応答１２０の送信元に応じて、ステップＳ５４またはステップＳ５６の処理を行う（ステップＳ５３）。

装置探査応答１２０の中に送信元が二次中継装置３からのものがある場合は、送信先演算部９は、最初に受信した装置探査応答３ｆを抽出する（ステップＳ５４）。

送信先演算部９は、ステップＳ５４で抽出された二次中継装置３ｆからの装置探査応答１２０ｆに含まれる送信元識別子１２２ｆを取り出して、二次中継装置３ｆを送信先に決定し、その識別子ｆを送信先記憶部１０に記憶する。また、二次中継装置３ｆまでの二次中継到達ホップ数１２５を1と決定し、ホップ数記憶部１１に記憶する（ステップＳ５５）。このように新送信先として二次中継装置３ｆに設定できれば、センターサーバ４へのデータ到達が最短の通信経路で計量データを送ることができる。

一方、装置探査応答１２０の中に送信元が二次中継装置３ｆからのものが無く、一次中継装置２ｂ、２ｃ、２ｄからのものが有る場合は、通信先演算部９は、装置探査応答１２０の二次中継到達ホップ数１２５の値が最も小さい装置探査応答１２０を抽出する。もし、二次中継到達ホップ数１２５が同じ装置探査応答１２０を複数受信した場合は、受信時間が早いものを抽出する（ステップＳ５６）。図６に示した場合では、一次中継装置２の中で二次中継到達ホップ数１２５が最も小さいのは一次中継装置２ｃである。したがってステップＳ５６では一次中継装置２ｃが抽出される。このように装置探査応答１２０を受信した一次中継装置２の中で二次中継装置３に最も近い一次中継装置２を新送信先に選定できるので、センターサーバ４へのデータ到達が最短で適切な通信経路により計量データを送ることができる。

通信先演算部９は、ステップＳ５６で抽出された一次中継装置２ｃからの装置探査応答１２０ｃに含まれる送信元識別子１２２ｃを取り出して、一次中継装置２ｃを送信先に決定し、その識別子ｃを送信先記憶部１０に記憶する。また、二次中継装置３ｆまでの二次中継到達ホップ数１２５を、一次中継装置２ｃの装置探査応答１２０ｃの二次中継到達ホップ数１２５ｃに１を加えた数と決定し、ホップ数記憶部１１に記憶する（ステップＳ５７）。

以上の手順によって、一次中継装置２ａは、二次中継装置３ｆから装置探査応答１２０ｆを受信した場合には、二次中継装置３ｆを経由した通信経路を再設定し、計量データを新しい送信先である二次中継装置３ｆに送信する。一次中継装置２ａは、装置探査要求１１０を通信範囲にある複数の一次中継装置２及び二次中継装置３に送るので、複数の候補から適切な新送信先を選ぶことができる。また、一次中継装置２ａは、自身の二次中継到達ホップ数１２５をホップ数記憶部１１に記憶したので、装置探査要求１１０に対して素早く装置探査応答１２０を送ることができる。送信先演算部９が決定した新送信先を送信先記憶部１０に記憶したので、計量データを送信する際に新送信先を再度演算することなく、素早く送ることができる。

以上のように、一次中継装置２において経路管理部２１が二次中継装置３との通信障害を検出し、自律的に通信経路を再設定するので、二次中継装置３自体が故障になった場合でも、計量データを継続的にセンターサーバ４に送信することができる。

次に、ステップＳ１４及びＳ２０で述べた通信経路再設定要求１００について詳しく説明する。通信経路再設定要求１００は、図７に示すようなデータ構造を備えている。図７（ａ）は通信経路再設定要求のデータ構造を示す図であり、図７（ｂ）は一次中継装置２ａが一次中継装置２ｂに対して送信する通信経路再設定要求の例を示している。通信経路再設定要求１００は、送信先識別子１０１と、送信元識別子１０２と、送信元装置種別１０３と、信号種別１０４の情報を含んでいる。

送信先識別子１０１は送信先となる装置の識別子である。ステップＳ１４で説明したように、抽出した一次中継装置２の識別子が個別に入る。一次中継装置２ａが一次中継装置２ｂに送信する場合は、ｂとなる。送信元識別子１０２は送信元となる装置の識別子である。一次中継装置２ａが一次中継装置２ｂに送信する場合は、ａとなる。送信元装置種別１０３は送信元となる装置の種別である。一次中継装置２ａが一次中継装置２ｂに送信する場合は、一次中継装置となる。信号種別１０４は無線信号の種類であり、この場合は、通信経路再設定要求となる。

通信経路再設定要求１００を受信した一次中継装置２ｂは、通信経路再設定要求１００の送信先識別子１０１のｂを抽出して、自身宛であると判定する。送信元識別子１０２、送信元装置種別１０３、信号種別１０４を抽出して、一次中継装置２ａから通信経路再設定要求１００が送信されたとを判定する。ステップＳ２０において受信した信号が通信経路再設定要求１００であると判定した場合は、ステップＳ２２に進み、図４に示したステップＳ５１乃至Ｓ５７の処理を行う。

以上のように、一次中継装置２において経路管理部２１が二次中継装置３との通信障害を検出し、一次中継装置リストを参照しながら障害の影響範囲にある一次中継装置２、すなわち通信障害を検出した一次中継装置２の配下の一次中継装置２に対して通信経路再設定要求１００を送信するので、通信経路再設定要求１００を受信した一次中継装置２は通信経路再設定の動作を行うことができる。したがって最下層の一次中継装置２であっても素早く通信経路再設定の動作を行うことができる。通信経路再設定要求１００を受信した一次中継装置２は、計量データを上層の一次中継装置２に送信する前にセンターサーバ４まで送信できる通信経路を再設定できので、計量データが長期に渡ってセンターサーバ４に送信できないことを防止することができる。

上述のように実施の形態１における自動計量システムは、二次中継装置３に障害が発生した場合でも、一次中継装置２が迂回経路を探索して通信経路を確立することで、計量メータ１が計測した計量データをセンターサーバに送信できなかった従来とは異なり、計量メータ１が計測した計量データをセンターサーバに送信できる。

なお、ステップＳ５５では一次中継装置２ａが二次中継装置３ｆまでの二次中継到達ホップ数１２５を即座に1と決定する例で説明したが、二次中継装置３ｆの装置探査応答１２０ｆの二次中継到達ホップ数１２５ｆは０であり、この二次中継到達ホップ数１２５ｆに１を加えるようにしても構わない。このようにすることで、ステップＳ５５とステップＳ５７の二次中継到達ホップ数の決定処理モジュールを共通化することができる。

中継記憶部２２に第２の一次中継装置２ａを経由する計量データの送信元である第１の一次中継装置２の全てを記憶する例で説明したが、当該第２の一次中継装置２ａに直接に計量データを送信する送信元のみを記憶しても構わない。この場合は、直接の受信元だけに通信経路再設定要求１００を送信するので、通信経路再設定要求１００を受けた複数の第１の一次中継装置２が行う通信経路再設定と第２の一次中継装置２ａの通信経路再設定とが輻輳することが少ない。これにより少ない一次中継装置２だけでセンターサーバ４への通信経路の再設定を完了することができる。

実施の形態２．
実施の形態１では第２の一次中継装置２が二次中継装置３との通信障害を検出した場合に第１の一次中継装置に通信経路再設定要求１００を送信していたが、実施の形態２は、第２の一次中継装置２が二次中継装置３との通信障害を検出し、かつ配下の第１の一次中継装置２から計量データを受信した場合に、通信経路再設定要求１００を第１の一次中継装置２に送信する例である。

図８はこの発明の実施の形態２における自動計量システムの通信回線の接続を示す図であり、図８（ａ）は正常時の通信回線の接続を示した図であり、図８（ｂ）は二次中継装置３ｅに装置障害が発生した場合、すなわち異常時の通信回線の接続を示した図である。正常時においては実施の形態１と同様に、一次中継装置２ｂは一次中継装置２ａに計量データを送信し、一次中継装置２ａは二次中継装置３ｅに計量データを送信する。一次中継装置２ｄは一次中継装置２ｃに計量データを送信し、一次中継装置２ｃは二次中継装置３ｆに計量データを送信する。二次中継装置３ｅ、３ｆは計量データをセンターサーバ４に送信する。なお、図８（ａ）において破線矢印で示した無線回線５ａｆは、迂回経路として設定される無線回線であり、通信経路が再設定された後は図８（ｂ）において実線で示した。

次に、二次中継装置３ｅに装置障害が発生した場合について説明する。図９は実施の形態２における異常時の動作フロー図である。実施の形態２における異常時の動作フローは、実施の形態１における図３に示したステップＳ１４、Ｓ１５の処理をステップＳ３０で処理する点で実施の形態１と異なる。以下に実施の形態１と異なる部分を説明する。

二次中継装置３ｅに装置障害が発生した後に、ステップＳ１２において一次中継装置２ａが二次中継装置３ｅから正常に受信した確認の応答を受信しなかった場合は、後述する方法により自律的にセンターサーバ４への通信経路を探索し、通信経路を再設定する。また一次中継装置２ｂが他の一次中継装置２ａに計量データを送信した（ステップＳ３１）場合には、一次中継装置２ａは、当該一次中継装置２ａを経由した計量データの送信元である一次中継装置２に対して、通信経路再設定要求１００の信号を無線通信部８ａから送信する（ステップＳ３０）。

次に図１０に示した動作フロー図を参照して、ステップＳ３０における通信経路を再設定する方法を説明する。図１０は実施の形態２における通信経路を再設定する動作フロー図であり、実施の形態１の図４におけるステップＳ５１及びＳ５２をステップＳ６１乃至Ｓ６４に変更したものである。

一次中継装置２ａは、送信先の中継装置を探索するため、装置探査要求１１０をブロードキャスト送信する（ステップＳ６１）。

一次中継装置２ａは、配下の第１の一次中継装置２ｂからの計量データの送信が有るかを判定する（ステップＳ６２）。

もし配下の第１の一次中継装置２ｂからの計量データの送信が有る場合は、一次中継装置２ａの経路管理部２１は中継記憶部２２を参照し、当該一次中継装置２ａを経由した計量データの送信元である一次中継装置２の一覧を抽出し、通信経路再設定要求１００を生成する。これらの一次中継装置に対して、一次中継装置２ａは通信経路再設定要求１００の信号を無線通信部８ａから送信する（ステップＳ６３）。

配下の第１の一次中継装置２ｂからの計量データの送信がない場合、又はステップＳ６３の処理が完了した場合は、ステップＳ６１で送信した装置探査要求１１０に対する装置探査応答１２０を一定時間（例えば１分間）待つ。その後、一次中継装置２ａは、通信範囲にある一次中継装置２ｂ、２ｃ、２ｄと二次中継装置３ｆから装置探査応答１２０が有るかを判定する。もし装置探査応答１２０が無ければ、ステップＳ６２へ戻る。もし一つ以上の装置探査応答１２０を受信した場合は、ステップＳ５３に進む（ステップＳ６４）。

これ以降のステップＳ５３乃至Ｓ５７は実施の形態１と同様であり、説明は繰り返さない。

以上の手順によって、一次中継装置２ａは、二次中継装置３ｆを経由した通信経路を再設定し、図８（ｂ）に示すように計量データを新しい送信先である二次中継装置３ｆに送信する。実施の形態１と同様に、二次中継装置３に障害が発生した場合でも、一次中継装置２が迂回経路を探索して通信経路を確立することで、計量メータ１が計測した計量データをセンターサーバ４に送信できる。また、実施の形態２における第１の一次中継装置２ｂは、計量データを一次中継装置２ａに送信しなかった場合には、自身で経路設定動作を行うことなく、センターサーバ４までの経路を形成できる。第１の一次中継装置２が多数存在する場合には、これらの第１の一次中継装置２が行う経路再設定動作を極力減らすことができるので、最小限の装置探査要求１１０のみが送信され、装置探査要求１１０の輻輳を回避することができる。したがって実施の形態２における自動計量システムは、全体の通信経路の再設定を速やかに完了することができる。

上述のように実施の形態２における自動計量システムは、二次中継装置３に障害が発生した場合に、第１の一次中継装置２が迂回路を探索することを極力避けるとともに、第２の一次中継装置２が迂回経路を探索して通信経路を確立することで、全体の通信経路の再設定を速やかに完了させ、計量メータ１が計測した計量データをセンターサーバに送信できる。

特に、一次中継装置２が計量データを送信する周期が短い（例えば５分等）場合には、実施の形態２の自動集計システムは装置探査要求１１０の輻輳を回避して、全体の通信経路の再設定が速やかに完了する効果がある。一方、一次中継装置２が計量データを送信する周期が長い（例えば１日等）場合であって、例えば一次中継装置２ｂから受信した計量データに対して二次中継装置３ｅから応答が無かった場合は、再度一次中継装置２ｂから計量データが送信されないと通信経路再設定要求１００が一次中継装置２ｂに送信されず、実施の形態２の自動集計システムでは通信経路が絶たれた状態が長く続く恐れがある。この場合は、下層の一次中継装置２が上層の一次中継装置２に計量データを送信するまでに下層の一次中継装置２において通信経路の再設定が完了できる実施の形態１における自動集計システムの方が有利である。

なお、実施の形態１と同じ部分においては、実施の形態１で説明した変形例は、実施の形態２においても適用できる。

実施の形態３．
図１１はこの発明の実施の形態３における自動計量システムの構成図であり、図１２は実施の形態３における二次中継装置の動作フロー図である。実施の形態３は、実施の形態１及び２とは、二次中継装置が送信制御部３１とデータ蓄積部３２を備えた二次中継装置３０である点で異なる。

送信制御部３１はセンターサーバ４と二次中継装置３０との間の通信量を監視すると共に、センターサーバ４に送信する通信量を制御する機能を持つ。データ蓄積部３２は一次中継装置２から受信した計量データを一時的に蓄積する機能を持つ。

図１１は二次中継装置３０ｅが故障する前と故障した後の通信回線の接続関係が示されている。二次中継装置３０ｅが故障する前では、一次中継装置２ａ、２ｂはそれぞれ破線矢印で示した無線回線５ａｅ、５ｂｅを通じて二次中継装置３０ｅに計量データを送信していた。一方、一次中継装置２ｃ、２ｄはそれぞれ実線で示した無線回線５ｃｆ、５ｄｆを通じて二次中継装置３０ｆに計量データを送信していた。また、二次中継装置３０ｅが故障した後は、一次中継装置２ａ、２ｂは、自律的に通信経路を再設定し、それぞれ再設定された実線の無線回線５ａｆ、５ｂｆを通じて二次中継装置３０ｆに計量データを送信する。

二次中継装置３０ｅが故障した後に、一次中継装置２ａ、２ｂが自律的に通信経路を変更し、二次中継装置３０ｆを経由してセンターサーバ４に計量データを送信する場合に、二次中継装置３０ｆが通信量を制御する動作を、図１１及び図１２を用いて説明する。

二次中継装置３０ｆの無線通信部１４ｆが一次中継装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄから計量データを受信し、通信集計部１２ｆが計量データを集計する（ステップＳ７１）。

通信制御部３１ｆが、ブロードバンド回線（ＢＢ回線）６の送信可能データ量と計量データの合計とを比較する（ステップＳ７２）。

ここで、ＢＢ回線６の送信可能データ量について説明する。送信可能データ量Ｄ（ｂｙｔｅ）は、二次中継装置３０がセンターサーバ４に定期的（例えば５分に１回）に１回の通信で送信できる計量データのデータ量である。例えば、ＢＢ回線６の公称帯域を１０Ｍｂｐｓと仮定したとき、二次中継装置３０がセンターサーバ４に定期的に送信できる分割時間である５分間に送信可能なデータ量は、以下のように計算できる。
送信可能データ量Ｄ（ｂｙｔｅ）＝（１０Ｍｂｐｓ×（５分×６０秒））／８
したがって、この場合における送信可能データ量Ｄは３７５Ｍｂｙｔｅとなる。

もし、ＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄ＞計量データの合計（式１）が成り立つならば、送信制御部３１ｆは、ＢＢ通信部１３ｆを介して二次中継装置３０ｆが集計した計量データをセンターサーバ４に送信する（ステップＳ７３）。

もし、ＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄ≦計量データの合計（式２）が成り立つならば、送信制御部３１ｆは、集計したデータをデータ蓄積部３２ｆに蓄積すると共に、ＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄよりも小さくなるように、すなわち計量データを１回で送信可能な送信計量データに分割する。送信制御部３１ｆはＢＢ通信部１３ｆに計量データを転送する際に、所定の送信計量データに達したときにデータの終了を示す符号を付加する。同様に計量データが転送し終わるまで繰り返すことで計量データの分割を行う。二次中継装置３０ｆは、分割した送信計量データをＢＢ通信部１３ｆを介してセンターサーバ４に送信する。分割したデータを全てセンターサーバ４に送信した後に、データ蓄積部３２ｆに蓄積した計量データを削除する（ステップＳ７４）。

以上のように、二次中継装置３０ｆは送信制御部３１ｆとデータ蓄積部３２ｆを備え、ＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄに合わせて送信するデータ量を制御するので、センターサーバ４でデータ溢れが発生しデータ送信が失敗することがない。また、送信制御部３１ｆはＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄと計量データの合計とを比較して、１回で送信することが可能な送信計量データに分割したので、ＢＢ通信部１３ｆと並列処理が可能となり送信計量データをスムーズにセンターサーバ４へ送信することができる。

ところで、従来の自動計量システムは、ＰＨＳ回線に障害が発生した場合に、二次中継器装置が他の二次中継器装置と通信して迂回経路を設定し計量データをセンターサーバに送信していたが、計量データの送信先を健全な二次中継装置に振り向けるため、健全な二次中継装置からＰＨＳ基地局に送信する通信量が急激に増大し、健全な二次中継装置とＰＨＳ基地局との間で二次的な通信障害が発生する恐れがあった。

これに対して、実施の形態３の自動計量システムは、ＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄに合わせて送信するデータ量を制御するので、センターサーバ４と二次中継装置３０との間の通信障害を回避することができる。

なお、送信制御部３１ｆが分割した送信計量データはデータ蓄積部３２ｆに記憶してから、二次中継装置３０ｆが分割された送信計量データをＢＢ通信部１３ｆを介してセンターサーバ４に送信するようにしても構わない。この場合は、送信制御部３１ｆはＢＢ通信部１３ｆに転送する際にデータ量を監視することなく、ＢＢ通信部１３ｆに転送する動作に特化できたため、ＢＢ通信部１３ｆへの転送を素早く完了することができる。これにより二次中継装置３０ｆはセンターサーバ４への送信時間を最大限に利用することができる。

また、ＢＢ回線６の公称帯域に基づくＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄよりも小さくなるように計量データを１回で送信可能な送信計量データに分割する例で説明したが、ＢＢ回線６の実効帯域に基づくＢＢ回線６の送信可能データ量Ｄ以下になるように計量データを１回で送信可能な送信計量データに分割してもよい。なお、ＢＢ回線６の実効帯域の最大値は公称値の７０％〜９０％程度である。

なお、実施の形態１及び２では第２の一次中継装置である一次中継装置２ａが二次中継装置３ｅから正常に受信した確認の応答を受信できない例で説明したが、第１の一次中継装置である一次中継装置２ｂ、２ｄが送信先である他の一次中継装置２から応答がないことを検知して、当該第１の一次中継装置２が迂回経路を探索して通信経路を確立しても構わない。この場合は、計量データの送信先である他の一次中継装置２が故障になった場合でも、計量データを継続的にセンターサーバ４に送信することができる。

また、第１の一次中継装置２が、上層の一次中継装置２から通信経路再設定要求１００を受けた場合、又は上層の一次中継装置２から正常に受信した確認の応答がないことを検知した場合であって、当該第１の一次中継装置２が下層の第１の一次中継装置２から計量データを受信した場合に、下層の第１の一次中継装置２に通信経路再設定要求１００を送信してもよい。この場合は、第１の一次中継装置２が送信先である他の一次中継装置２から通信経路再設定要求１００を受けなくても新送信先を見つける動作を開始できる。したがって素早くセンターサーバ４へ到達する通信経路を設定することができる。また、第２の一次中継装置の通信範囲外である下層の第１の一次中継装置であっても、早期に新送信先を見つける動作を開始でき、センターサーバ４へ到達する通信経路を早期に設定することができる。

また、実施の形態１及び２では装置探査応答１２０を一定時間待つことを繰り返す例で説明したが、装置探査応答待ちのステップを所定回数実行しても装置探査応答１２０が無い場合に、再度装置探査要求１１０を送信してもよい。こうすることで装置探査要求１１０が通信範囲の中継装置に到達できなかった場合にも対応でき、通信経路の再設定を行うことができる。

また、実施の形態１及び２では、一次中継装置２ａからの通信経路再設定要求１００を受信した一次中継装置２ｂが、装置探査要求１１０を送信した一次中継装置２ａに装置探査応答１２０を送信する例で説明したが、一次中継装置２ｂは通信経路再設定要求１００を送信した一次中継装置２ａに装置探査応答１２０を送信しなくてもよい。一次中継装置２ａから装置探査要求１１０が送信される前に、通信経路再設定要求１００を受信した一次中継装置２ｂにおける通信経路の再設定の完了が少ない場合は、一次中継装置２ｂは装置探査応答１２０を送信しないことで、一次中継装置２ａにおける装置探査応答１２０の処理を少なくすることができるメリットがある。

また、実施の形態１及び２の変形例と実施の形態３の二次中継装置３０とは適宜組み合わせることができる。

この発明の実施の形態１における自動計量システムの構成図である。 実施の形態１における正常時の動作フロー図である。 実施の形態１における異常時の動作フロー図である。 実施の形態１における通信経路を再設定する動作フロー図である。 実施の形態１における装置探査要求及び装置探査応答のデータ構造を示す図である。 実施の形態１における装置探査要求及び装置探査応答の例を示す図である。 実施の形態１における通信経路再設定要求のデータ構造を示す図である。 この発明の実施の形態２における自動計量システムの通信回線の接続を示す図である。 実施の形態２における異常時の動作フロー図である。 実施の形態２における通信経路を再設定する動作フロー図である。 この発明の実施の形態３における自動計量システムの構成図である。 実施の形態３における二次中継装置の動作フロー図である。

符号の説明

１ 計量メータ、２ 一次中継装置、３ 二次中継装置、４ センターサーバ、５ 無線回線、６ ブロードバンド回線、８ 無線通信部、９ 送信先演算部、１０ 送信先記憶部、１１ ホップ数記憶部、１２ 通信集計部、１３ ＢＢ通信部、１４ 無線通信部、２１ 経路管理部、２２ 中継記憶部、３０ 二次中継装置、３１ 送信制御部、３２ データ蓄積部、１００ 通信経路再設定要求、１１０ 装置探査要求、１２０ 装置探査応答、１２５ 二次中継到達ホップ数。

Claims (15)

1. 被測定対象を計測する計量メータから計量データを受信する一次中継装置と、前記一次中継装置から無線回線を通じて前記計量データを受信する二次中継装置と、前記二次中継装置からブロードバンド回線を通じて前記計量データを受信し蓄積するセンターサーバを備えた自動計量システムであって、
   前記一次中継装置は、他の一次中継装置又は前記二次中継装置と前記計量データを含む信号の通信を行う無線通信部と、前記計量データの送信先である前記他の一次中継装置又は前記二次中継装置との通信状態を監視する経路管理部と、前記計量データを前記二次中継装置に送信した後に該二次中継装置から該計量データの受信を知らせる応答がないことを前記経路管理部にて判定した場合に前記計量データを送信する新送信先を決定する送信先演算部を備え、
   前記二次中継装置から前記応答を受信できなかった前記一次中継装置は、前記送信先演算部で決定した前記新送信先に前記計量データを送信することを特徴とした自動計量システム。
2. 前記一次中継装置には、前記計量データを前記他の一次中継装置に送信する第１の一次中継装置と、前記第１の一次中継装置から前記計量データを受信し該計量データを前記二次中継装置に送信する第２の一次中継装置があり、
   前記第１の一次中継装置は、前記第２の一次中継装置から新たな送信先の設定を要求する通信経路再設定要求を受けた場合に、前記送信先演算部にて前記計量データを送信する新送信先を決定し、該新送信先に前記計量データを送信することを特徴とした請求項１記載の自動計量システム。
3. 前記一次中継装置には、前記計量データを前記他の一次中継装置に送信する第１の一次中継装置と、前記第１の一次中継装置から前記計量データを受信し該計量データを前記二次中継装置に送信する第２の一次中継装置があり、
   前記第１の一次中継装置は、前記計量データを前記他の一次中継装置に送信した後に該一次中継装置から該計量データの受信を知らせる応答がないことを判定した場合に、前記送信先演算部にて前記計量データを送信する新送信先を決定し、該新送信先に前記計量データを送信することを特徴とした請求項１記載の自動計量システム。
4. 前記一次中継装置には、前記計量データを前記他の一次中継装置に送信する第１の一次中継装置と、前記第１の一次中継装置から前記計量データを受信し該計量データを前記二次中継装置に送信する第２の一次中継装置があり、
   前記第１の一次中継装置は、前記第２の一次中継装置から新たな送信先の設定を要求する通信経路再設定要求を受けた場合、及び前記計量データを前記他の一次中継装置に送信した後に該一次中継装置から該計量データの受信を知らせる応答がないことを判定した場合に、前記送信先演算部にて前記計量データを送信する新送信先を決定し、該新送信先に前記計量データを送信することを特徴とした請求項１記載の自動計量システム。
5. 前記第２の一次中継装置は前記第１の一次中継装置からの前記計量データを直接的に受信する受信元を記憶する中継記憶部を有し、
   前記第２の一次中継装置は、前記計量データを前記二次中継装置に送信した後に該二次中継装置から該計量データの受信を知らせる応答がない場合に、前記中継記憶部に記憶された前記受信元に前記通信経路再設定要求を送信することを特徴とした請求項２乃至４のいずれか１項に記載の自動計量システム。
6. 前記中継記憶部は、前記第１の一次中継装置からの前記計量データを間接的に受信する受信元をさらに記憶することを特徴とした請求項５に記載の自動計量システム。
7. 前記第２の一次中継装置は、前記計量データを前記二次中継装置に送信した後に該二次中継装置から該計量データの受信を知らせる応答がなく、かつ前記第１の一次中継装置から前記計量データを受信した場合に、前記中継記憶部に記憶された前記受信元に前記通信経路再設定要求を送信することを特徴とした請求項５または６のいずれかに記載の自動計量システム。
8. 前記送信先演算部は、前記一次中継装置及び前記二次中継装置に送信する装置探査要求を生成すると共に、前記一次中継装置又は前記二次中継装置から受信した前記装置探査要求に対する装置探査応答の少なくとも一つに基づいて前記新送信先を決定することを特徴とした請求項１乃至７のいずれか１項に記載の自動計量システム。
9. 前記送信先演算部は、前記二次中継装置から前記装置探査要求に対する装置探査応答があった場合に、前記装置探査応答を送信した前記二次中継装置を前記新送信先に決定することを特徴とした請求項８記載の自動計量システム。
10. 前記送信先演算部は、前記装置探査要求に対する装置探査応答が前記二次中継装置からなく、複数の前記一次中継装置からあった場合に、前記装置探査応答に含まれる二次中継装置到達ホップ数が最も小さい前記一次中継装置を前記新送信先に決定することを特徴とした請求項８記載の自動計量システム。
11. 前記一次中継装置は、前記二次中継装置到達ホップ数を記憶するホップ数記憶部を有し、前記新送信先を決定した際に前記装置探査応答に含まれる二次中継装置到達ホップ数を１つ増やした新二次中継装置到達ホップ数を前記ホップ数記憶部に記憶することを特徴とした請求項１０記載の自動計量システム。
12. 前記一次中継装置は、前記計量データを送信する送信先を記憶する送信先記憶部を有し、前記新送信先を決定した際に該新送信先を前記送信先記憶部に記憶することを特徴とした請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の自動計量システム。
13. 前記二次中継装置は、前記一次中継装置と通信を行う二次の無線通信部と、前記二次の無線通信部が受信した前記計量データを収集する通信集計部と、前記センターサーバに送信する前記計量データの通信量を前記ブロードバンド回線の公称帯域に基づいた送信可能データ量より小さくするように制御する送信制御部と、前記送信制御部で制御された前記計量データを前記センターサーバに送信するＢＢ通信部を備えたことを特徴とした請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の自動計量システム。
14. 前記送信制御部は、前記送信可能データ量と前記通信集計部に記憶された前記計量データの合計とを比較して、前記計量データの合計を前記送信可能データ量より小さい通信量の送信計量データに分割することを特徴とした請求項１３記載の自動計量システム。
15. 前記二次中継装置は、前記送信制御部が分割した前記送信計量データを記憶するデータ蓄積部を有し、前記データ蓄積部に記憶された前記送信計量データを前記ＢＢ通信部から前記センターサーバに送信することを特徴とした請求項１４記載の自動計量システム。

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