JP2011155556A

JP2011155556A - 情報収集システム

Info

Publication number: JP2011155556A
Application number: JP2010016441A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Ikeda; 好広池田
Original assignee: Saxa Inc
Current assignee: Saxa Inc
Priority date: 2010-01-28
Filing date: 2010-01-28
Publication date: 2011-08-11
Anticipated expiration: 2030-01-28
Also published as: JP5370854B2

Abstract

【課題】親機が複数の子機から情報収集する場合において、親機はソーラーパネルの起電力のみにより確実に目的の情報を収集する。
【解決手段】複数の子機１０の情報を親機２０が収集する情報収集システムであって、親機２０は、予定されたタイミングで複数の子機情報を収集すると共に、附設されたソーラーパネル２１による出力電圧を監視して、前記出力電圧が所定のレベルにあるときは、前記予定されたタイミングに先立つタイミングで複数の子機情報を事前に収集しておく。これにより予定されたタイミングで収集できない子機情報があれば、事前に収集した上記子機情報で埋め合わせて子機情報を作成する。
【選択図】図４

Description

本発明は、例えば、ガス、水道等の使用量等のための複数の子機と、子機からの測定情報を収集する親機からなる情報収集システムに関する。

例えば、特許文献１に記載されているように、各家庭や事業所におけるガスや水道等の使用量のデータを収集する情報収集システムにおいては、ガスメータや水道メータなどの計測器からデータを収集する無線端末装置（以下、子機という）に対し、各子機からのデータを収集してこれの集計などを行うセンタに送信する端末装置（以下、親機という）と、センタとからなる情報収集システムが一般に知られている。
この従来の情報収集システムでは、親機は、特定小電力無線システムなどにより下位の装置である子機から測定情報等の情報を収集する機能を持ち、かつ収集した情報を、商用携帯電話回線網等を利用してセンタへ送信する機能を有している。

子機は、メータの近傍に配置する必要上、また、その消費電力が小さいことからその電源には一般に乾電池が用いられている。これに対し、親機は多数の子機と通信し、またセンタとも通信するため、その通信に係る情報量が多く消費電力が大きい。そのため親機の電源としては商用電源を使用することが多いが、商用電源を使用する場合には配線が必要となる。そこで、ソーラー発電装置が普及してきた現在では、親機のように電力消費の大きい機器に配線設備の必要がないソーラー発電装置を用いることが考えられる。

しかしながら、ソーラー発電装置による発電量は、天候や季節毎の日照時間で左右されるため変動が大きく、他方、親機は、上述のように子機に比べて大電力を消費し、かつ、一定量の情報を収集する場合でも、システムの状態や天候などの周囲環境条件により、消費する電力量に差が生じることがある。
そのため、ソーラー発電装置と充電装置を組み合わせた場合には、親機が子機から目的の情報を得る前に充電装置に充電された電荷を使い切ってしまう虞があり、とくに、親機が子機から定期的に情報を収集する場合や、情報収集に期限がある場合には、その期限になった時点で充電装置の蓄電量が不足すると情報収集ができないという問題が生じる。しかも、ソーラー発電装置では、急速充電ができないため、一度使い切ってしまったときは満充電までにはかなりの時間を要するという問題もある。

このようにソーラー発電装置を利用する場合は、自然条件などにより発電量が変動して電力不足になる虞がある。そこで、最悪の場合を想定して設備を整えると、ソーラーパネルや蓄電設備が大型のものになり、そのような事態の発生頻度を考えれば通常状態では過剰設備となる。
そのため、上記親機と同様の装置、つまり通信回線を利用して遠隔検針を行うテレメータシステムの端末網制御装置の電源装置として、太陽電池と太陽電池で得た大容量キャパシタを組み合わせた電源装置と、リチウム電池を予備電源として備えたものが提案されている（特許文献２参照）。

上記ソーラー発電装置を利用する場合に、特許文献２の電源装置のように、リチウム電池を予備電源装置として用いることは、発電設備を過剰にしないで上記問題に対処できる一つの解決策ではあるが、予備の電源を必要とするのではコスト面からみれば必ずしも得策とは言えない。

特開２００９−２３７９６４号公報特開２００９−１４８０６４号公報

本発明は、親機が複数の子機等から情報を収集する情報収集システムにおいて、親機が予備電源を用いることなく、しかも大型のソーラーパネルや大容量の蓄電池を使用することなく、ソーラーパネルの起電力のみによって確実に目的の情報を収集できるようにすることである。

本発明は、複数の子機と、前記複数の子機と無線通信可能に接続された親機と、親機と通信可能に接続されたセンタとからなり、前記親機が予定されたタイミングで複数の子機情報を収集すると共に、前記予定されたタイミングに先立つタイミングで複数の子機情報を事前に収集する情報収集システムであって、前記親機は、ソーラーパネルと充電装置から成る電源装置と、前記ソーラーパネルの出力電圧レベルを判断する電圧レベル判断手段と、子機に情報収集を指示する情報収集指示手段と、収集した子機の情報を記憶する記憶手段と、を有し、前記子機の事前情報収集は、前記電圧レベル判断手段で前記出力電圧レベルが所定のレベルにあると判断したときに行うと共に、予定されたタイミングで収集できない子機情報を、事前に収集した子機情報で埋め合わせて子機情報を作成することを特徴とする情報収集システムである。

本発明によれば、ソーラー発電装置を大型化することなく、また、補助電源を使用することなく、情報収集予定日に通信環境や天候などの周囲環境条件が変動して、子機から全部又は一部の情報収集ができない場合であっても、意図する情報を確実に収集することができる。

本発明の情報収集システムを概略的に示す図である。親機の電源回路を示すブロック図である。親機の構成を示すブロック図である。親機の事前情報収集手順を示すフロー図である。データ収集予定日における親機のデータ収集動作手順を示すフロー図である。親機の２経路の電源を用いた場合の電源制御回路を示すブロック図である。２経路の電源を使用した場合における事前データ収集のための動作手順を示すフロー図である。

本発明の実施形態に係る情報収集システムを、添付図面に基づき説明する。
図１は、本発明の情報収集システムを概略的に示す図である。
本発明の実施形態に係る情報収集システムにおいて、従来と同様に親機２０は、複数の子機１０と小電力無線通信により無線通信可能に接続されていると共に、複数の親機２０を管理するセンタ３０に、例えば携帯電話通信網などの商用通信網４０を介して接続されている。
子機１０は、例えばガスや水道等の使用量を検針するメーター（測定手段）を備え、定期的、或いは親機２０からの指示に基づき検針データを親機２０へ送信する。親機２０は、その検針データを、例えば、既存の携帯電話通信網などの商用通信網４０を介してセンタ３０へ送信し、センタ３０は受信した情報に含まれる測定データを適宜累計し、集計し、かつ測定データに基づき請求書を発行するなどの処理を行う。

本発明では、上記情報収集システムにおいて、親機２０は、ソーラーパネル２１に充電装置であるスーパーキャパシタ２３を接続し、子機１０からの情報収集を所定期間（ソーラー電源で附設したスーパーキャパシタ２３が通常状態で満充電できる期間）を空けて２度実施する。これは、周囲環境の悪化等によりスーパーキャパシタ２３に必要な蓄電量が得られず、万一予定日に全ての情報収集ができないときは、事前に実施した情報収集で得た情報で代替させることで、情報の収集漏れを防止して、スーパーキャパシタ２３の電荷の切れに対応するためである。

図２は、親機の電源回路を示すブロック図である。
ソーラーパネル２１の出力側は充電回路２２に接続されている。充電回路２２の出力端には蓄電手段であるスーパーキャパシタ２３が接続されている。
スーパーキャパシタ２３からは制御部２４およびその他の回路２５へ電力を供給し、親機２０の制御部２４は、ソーラーパネル２１の出力電圧を監視しつつ、その他の回路２５の動作を制御する。

図３は、親機２０の構成を示すブロック図である。
親機２０は、親機２０全体を制御する制御部２４と、子機１０との通信を行う子機通信部２０１と、センタ３０との通信を行うセンタ通信部２０２と、必要に応じて記憶部２０５の外部記憶手段と、設定などを行うための例えばキーなどを備えた入力部２０３と、設定結果などを確認するなどのための任意の表示手段を備えた表示部２０４を備えている。

制御部２４は、ＣＰＵ２３０と、動作プログラムなどが格納されたＲＯＭ２４０と、ＣＰＵ２３０のワークエリアを構成し、一時的な記憶手段となるＲＡＭ２５０から成っている。
ここで、ＣＰＵ２３０には、動作プログラムによって実現される機能実現手段として、ソーラーパネルの出力電圧レベルが所定レベルか否かを判断する電圧レベル判断手段２３１と、タイマー出力に基づき設定されたタイミングにしたがって計測タイミング信号を作成するタイミング管理手段２３２と、タイミング管理手段２３２のタイミング信号に応じて子機１０からの情報収集指示信号を作成する情報収集指示手段２３３と、子機１０から収集した計測情報を主記憶手段または外部記憶手段に記憶させる記憶制御手段２３４と、子機１０からの情報収集が予め予定した子機についてなされたか否か、及び子機１０から収集した情報（計測情報）が予め収集した情報と一致するか否か判断し、一致するとき上記記憶制御手段２３４により上記いずれかの記憶手段に記憶された予め収集した計測情報を破棄する処理を実行する情報判断手段２３５とを有している。

図４は、親機２０の事前情報の収集手順を示すフロー図である。
タイミング管理手段２３２のタイミング信号が作成されたとき、即ち、データ収集予定日から予め定めた一定期間前（例えば、一週間前）になったとき（Ｓ１０１、ＹＥＳ）、親機２０の電圧レベル判断手段２３１は、自身が備えたソーラーパネルの起電力が消費した電力を素早く充電可能な所定レベルか否か判断する（Ｓ１０２）。ここで、起電力のレベルが上記所定レベルに達していると判断したときは（Ｓ１０２、ＹＥＳ）、スーパーキャパシタ２３に蓄電された電力を使用して、上記情報収集指示手段２３３が情報収集指示信号を作成し、上記子機通信部２０１から各子機１０に対して情報収集指示信号を送信して、各子機からの情報収集を行う（Ｓ１０４）。

ステップＳ１０２において電圧レベル判断手段２３１が起電力のレベルが所定レベルに達していないと判断したときは（Ｓ１０２、ＮＯ）、その後起電力のレベル監視を継続する。そして、電圧レベル判断手段２３１がそれから所定期間、例えば２日以内に起電力のレベルが所定レベルに達したと判断すれば（Ｓ１０２、ＹＥＳ）、上述のように各子機からの情報収集を行う（Ｓ１０４）。
タイミング管理手段２３２が起電力のレベルが所定レベルに達することなく２日経過したと判断したときは（Ｓ１０３、ＹＥＳ）、事前情報の収集処理を終了させる。その理由は、この段階で仮にデータ収集を行うと、電力消費によりその後スーパーキャパシタ等を満充電するまでの時間不足となるためである。

ステップ１０５において、親機２０の情報判断手段２３５が予定数の子機１０からの情報収集が終了したと判断すれば（Ｓ１０５、ＹＥＳ）、事前の情報収集を終了し、予定数の子機１０からの情報収集が終了していないと判断したときは（Ｓ１０５、ＮＯ）、上述の手順にしたがって情報収集が終了していない子機について所定期間、例えば１日だけさらに事前情報収集を実行し（Ｓ１０４）、情報判断手段２３５が予定数の子機の情報収集が終了したと判断すれば（Ｓ１０５、ＹＥＳ）、事前の情報収集を終了する。即ち、１日が経過すれば（Ｓ１０６、ＹＥＳ）、予定数に達していなくともその段階で事前の情報収集を終了する。

次に、データ収集予定日の収集動作について説明する。
図５は、データ収集予定日における親機２０のデータ収集動作手順を示すフロー図である。
計測予定日になる、即ち、タイミング管理手段２３２がタイミング信号を作成すると（Ｓ２０１、ＹＥＳ）、情報収集指示手段２３３は情報収集指示信号を作成して出力し、子機通信部２０１から子機１０に発信して情報収集を実行する（Ｓ２０２）。情報収集指示信号を受信した子機１０は情報収集結果を親機２０に送信し、このようにして情報収集が終了したときは（Ｓ２０３、ＹＥＳ）、次の事前収集データの有無の判断のステップに進み（Ｓ２０５）、上記親機の情報判断手段２３５は予定した全ての子機情報が得られたか否か判断し（Ｓ２０３）、予定した全ての子機情報の一部又は全部が得られないときは（Ｓ２０３、ＮＯ）、上記電圧レベル判断手段２３１が、電源電圧が低下しているか否か判断し（Ｓ２０４）、電源電圧が所定レベルよりも低下していればステップＳ２０５に進み、電源電圧が所定レベルより低下していなければ、ステップＳ２０２に戻り、再度情報収集を実行する。

ステップＳ２０５では、上記事前収集データ有りと判断すれば（Ｓ２０５、ＹＥＳ）、情報判断手段２３５は、事前収集データが予定日の収集データと重複する（つまり、同じ子機の収集データ）か否かを判断し（Ｓ２０６）、重複していれば（Ｓ２０６、ＹＥＳ）、次に事前収集データを破棄し（Ｓ２０７）、予定日収集データをセンタ３０に送信し（Ｓ２０８）、処理を終了する。
ステップＳ２０６で、情報判断手段２３５が事前収集データと予定日収集データとが重複していないと判断したときは（Ｓ２０６、ＮＯ）、当該データを有効として、予定日収集データに加え上記事前収集データを上記センタ通信部２０２からセンタ３０に送信し（Ｓ２０９）、処理を終了する。

図６は、親機２０の２経路の電源を用いた場合の電源制御回路を示すブロック図である。
ソーラーパネル２１の出力側は充電回路２２に接続されると共に、簡易電圧変更回路２６に接続されている。充電回路２２の出力端には蓄電手段であるスーパーキャパシタ２３が接続されている。
親機２０の制御部２４は、ソーラーパネル２１の出力電圧を監視すると共に、親機２０の制御部２４およびその他の回路２５への電源を、スーパーキャパシタ２３と、簡易電圧変更回路２６のいずれかに切り替えるためのスイッチ２７を切替制御する。

以上の電源制御回路において、ソーラーパネル２１で光電変換された電力（電流）は、充電回路２２により蓄電手段であるスーパーキャパシタ２３に充電されると共に、その電圧は簡易電圧変更回路２６で所定の電圧に変換される。親機の制御部２４は、ソーラーパネル２１の出力電圧（起電力）を監視し、ソーラーパネル２１の出力電圧が所定レベルであれば、スイッチ２７を切り換えて、ソーラーパネル２１の出力電圧を直接制御部２４およびその他の回路２５に送り、スーパーキャパシタ２３等に充電された電荷を温存したまま、一定割合の子機の情報収集動作を行う。
制御部２４は、ソーラーパネル２１の出力電圧が所定レベル以下であると、上記スイッチ２７をスーパーキャパシタ２３等側に切り換えてスーパーキャパシタ２３等から上記制御部２４およびその他の回路２５に給電して、情報収集動作を行う。

図７は、上記２経路の電源を使用した場合における事前データ収集のための動作手順を示すフロー図である。
以下の動作手順では親機２０の制御部２４のＣＰＵ２３０の機能実現手段を用いて実施するが、その動作は既に図４のフロー図を説明する際に説明しているので、ここでは上記各機能実現手段の説明は省略し、動作のみを説明する。
親機２０は、予め定めた子機１０からのデータ収集予定日まで一定期間（例えば１週間前）になると（Ｓ３０１、ＹＥＳ）、ソーラーパネル２１の起電力が、データ収集可能な所定レベルか否か判断し（Ｓ３０２）、起電力のレベルが上記所定レベルを上回っていれば（Ｓ３０２、ＹＥＳ）、スイッチ２７により電源供給経路切替を行い（Ｓ３０４）、スーパーキャパシタ２３等の電荷を温存して、直接簡易電圧変更回路２６を通して制御部２４およびその他の回路２５に電力を供給し、上述のように子機の事前情報収集を行う（Ｓ３０５）。

ステップＳ３０２においてソーラーパネル２１の起電力のレベルが上記所定レベルに達しなければ（Ｓ３０２、ＮＯ）、その後継続して上記起電力のレベル検査を行う。そして、データ収集予定日１週間前から２日経過したときは（Ｓ３０３、ＹＥＳ）、既に述べたように事前情報の収集は終了する。

ステップＳ３０５で事前情報の収集を実行した後、予定した子機情報全てが取得できていれば（Ｓ３０６、ＹＥＳ）、スイッチ２７により電源供給経路を、スーパーキャパシタ２３等側に復帰させて（Ｓ３０８）、事前情報収集動作を終了する。

ステップＳ３０５の処理を実行し、予定した子機情報が取得できていなければ（Ｓ３０６、ＮＯ）、予定日１週間前から１日経過していない、つまりデータ収集予定日から少なくとも４日前であれば（Ｓ３０７、ＮＯ）、再度事前情報収集を実行し（Ｓ３０５）、予定した子機情報が収集できればステップＳ３０８を経て事前情報収集動作を終了し、予定数の情報が収集できなくとも、１日経過していれば、つまりデータ収集予定日から４日を切れば（Ｓ３０７、ＹＥＳ）、スイッチ２７により電源供給経路を、スーパーキャパシタ２３等側に復帰させて（Ｓ３０８）、事前情報収集を終了する。

なお、データを事前に収集し、そのデータを予定日情報の代わりに用いる場合は、データ収集日を基準に処理を行うことで、事前データと予定日データとが混在している場合でも、その集計や請求書発行の処理は混乱することはない。
また、上記実施形態では、情報収集予定日の所定期間前に一斉に事前情報収集を行っているが、例えば、前回の情報収集で、特定小電力無線システム上のリトライやエラーが発生した子機１０を優先して事前に情報収集することで、情報収集予定日における情報収集を速やかに実行することができ、情報収集におけるエラーを少なくすることができる。
さらに、情報収集予定日には、事前の情報収集を実施していない子機から優先して情報収集することにより、情報収集の取りこぼしの可能性を少なくすることができる。

また、以上の説明では、親機２０がその記憶部２０５に収集情報を一旦記憶するものとして説明したが、親機２０は情報収集する毎にセンタ３０に送信するように構成することもできる。その場合、収集された情報が重複する場合の事前情報の破棄はセンタ３０で行う。
このように、上記実施形態におけるＣＰＵ２３０の機能実現手段としての記憶制御手段、情報判断手段は、センタ３０のＣＰＵ２３０の機能実現手段として実現してもよく、更に、タイミング管理手段もセンタ３０のＣＰＵ２３０の機能実現手段として実現するようにしてもよい。タイミング管理手段をセンタ３０のＣＰＵ２３０で実現する場合は、親機２０は、単にセンタ３０の指示に基づき子機１０に情報収集指示を出し、かつ子機１０から送信された収集情報をそのままセンタ３０に送信するだけでよい。つまり、親機２０の制御部２４は、最低限起電力レベルを判断し、かつ、情報収集指示を行う機能を備えていればよい。

１０・・・子機、２０・・・親機、２１・・・ソーラーパネル、２２・・・充電回路、２３・・・スーパーキャパシタ、２４・・・制御部、２５・・・その他の回路、３０・・・センタ、４０・・・商用通信網。

Claims

複数の子機と、前記複数の子機と無線通信可能に接続された親機と、親機と通信可能に接続されたセンタとからなり、前記親機が予定されたタイミングで複数の子機情報を収集すると共に、前記予定されたタイミングに先立つタイミングで複数の子機情報を事前に収集する情報収集システムであって、
前記親機は、ソーラーパネルと充電装置から成る電源装置と、
前記ソーラーパネルの出力電圧レベルを判断する電圧レベル判断手段と、
子機に情報収集を指示する情報収集指示手段と、
収集した子機の情報を記憶する記憶手段と、を有し、
前記子機の事前情報収集は、前記電圧レベル判断手段で前記出力電圧レベルが所定のレベルにあると判断したときに行うと共に、予定されたタイミングで収集できない子機情報を、事前に収集した子機情報で埋め合わせて子機情報を作成することを特徴とする情報収集システム。
請求項１に記載された情報収集システムにおいて、
前記事前情報収集のタイミングは、前記予定された情報収集のタイミングから前記ソーラーパネルで前記充電装置を満容量に充電できる予測期間より前に設定されていることを特徴とする情報収集システム。
請求項１または２に記載された情報収集システムにおいて、
電源を前記充電装置とソーラーパネルのいずれかに切り替える切替手段を有し、前記切替手段は、電圧レベル判断手段が前記ソーラーパネルの出力電圧レベルが所定のレベルにあると判断したとき、前記ソーラーパネル側に切り替えて前記事前情報収集を行うことを特徴とする情報収集システム。
請求項３に記載された情報収集システムにおいて、
前記予定されたタイミングで行う子機の情報収集は、前記切替手段を前記充電装置側に切り替えて行うことを特徴とする情報収集システム。
請求項１ないし４のいずれかに記載された情報収集システムにおいて、
前記センタは、前記子機の情報を収集するタイミングを管理するタイミング管理手段と、収集情報判断手段とを有することを特徴とする情報収集システム。