JP2015109555A - 通信装置、時刻同期方法、及び、時刻同期プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
実施形態の無線ネットワークシステムは、マルチホップ無線ネットワークであり、各電力需要家から、検針データを収集するためのシステムである。
図4は、端局Tの機能ブロックの構成例を示す図である。端局Tは、通信装置1000、電力量計2000、及び、負荷開閉器3000を備える。破線の矢印は、ゲートウェイGW(集約装置)は、最上位の階層の端局TのみがゲートウェイGWと通信を行うことを示す。
以下、端局Tが行う、正しい時刻合わせ(時刻同期)を行う方法について説明する。端局Tは、以下に示すようなモード(状態)に順に遷移し、モードに応じて、その動作を変える。
1つ目の状態として、「被疑状態」を、図6、7を用いて説明する。図では、端局Bが、端局Aから受信した時刻同期データに基づいて、時刻同期を行う場合を説明する。端局A、Bの縦の直線は時間軸を表し、上から下に時間が経過しているものとする。矩形中の「T1: 7:00 タイマー修正」等は、T1(発報時刻)が7時00分である時刻同期データに含まれるT2(現在時刻)で、自機タイマーを修正したことを示す。矩形中の「UT: 6:35」等は、自機のタイマーの現在時刻を示す。また、「T1: 6:30 T2: 6:35」等が記載された矩形は、時刻同期データを示す。点線矢印は、時刻同期データの流れを示す。尚、図8以降の図も、同様である。
今回Hop数≦40 ・・・(1)
|前回T1−現在UT|>|今回T1−今回T2| ・・・(2)
今回T1≠前回T1 ・・・(3)
|(前回受信時のUT−前回T2)−(今回受信時のUT−今回T2)|
<被疑状態判定閾値 ・・・(4)
|(6:35−6:35)−(8:10−8:05)|
=|Δ0−(Δ−5分)|=300s ・・・(4)
今回T1>被疑遷移時T1 ・・・(5)
|(今回受信時のUT−今回T2)−(被疑遷移時受信のUT−被疑遷移時T2)|
≦ずれ幅変動許容閾値 ・・・(6)
9:00>7:00 ・・・(5)
|(10:10−10:05)−(8:10−8:05)|
=(Δ−5分)−(Δ−5分) =0s ・・・(6)
今回T1>被疑遷移時T1 ・・・(7)
|(今回受信時のUT−今回T2)|≦通常状態判定容閾値 ・・・(8)
9:00>7:00 ・・・(7)
|(10:05−10:05)|=Δ0s ・・・(8)
2つ目の状態として、「時刻問合わせ状態」を、図8〜11を用いて説明する。「時刻問合せ状態」では、「被疑状態」から「通常状態」に復帰できないまま、つまり、正しい時刻を取得できないまま一定期間、例えば、6時間が経過すると、「時刻問合せ状態」に遷移する。「時刻問合せ状態」では、ゲートウェイGWに時刻を問い合わせて、取得した時刻を用いて、タイマーを修正する。
|(0)−(8:05:35−8:05:00)|
=|0−(Δ−35s)|=Δ35s ・・・(4)
|(8:05:35−8:05:00)−(10:04:28−10:05:00)|
=|(Δ−35s)−(Δ32s)|=Δ+67s ・・・(4)
|(12:04:25−12:05:00)−(10:04:28−10:05:00)|=|(Δ35s)−(Δ32s)| =3s ・・・(6)
|(12:04:25−12:05:00)|=Δ35s ・・・(8)
ST2−MT+RD≦Th1 ・・・(9)
Th1は、閾値であり、例えば300秒とする。
RD=SC+RC+DH×HC ・・・(A1)
HC=(RT−2(SC+RC))÷(DH+UH) ・・・(A2)
RT=ST2−ST1 ・・・(A3)
<3:時刻ずれ予備状態>
3つ目の状態として、「時刻ずれ予備状態」を、図12〜14を用いて説明する。図12に示すように、ゲートウェイGWに時刻を問い合わせることができているが、時刻の信頼性が低い状態、すなわち、問い合わせた時刻が2回連続して時刻の妥当性が無いと判断された場合に(矢印70、72参照)、「時刻問合せ状態」から「時間ずれ予備状態」に遷移する(矢印74参照)。時刻の妥当性が無いと判断されるとは、上記式(9)を満たさない場合である(矢印71、73参照)。尚、実施形態では、ゲートウェイGWへの時刻問合せは、時刻問合せ状態に遷移してから6時間経過毎に行うものとするが、6時間以外の周期でもよく、また、時刻問合せ状態への遷移時でなく任意の時刻からの経過時間でもよい。
4つ目の状態として、「検針データの送信停止状態」を、図15を用いて説明する。これは、正しい時刻を長時間に亘って取得できない場合は、検針データの送信を中止するものである。この「検針データの送信停止状態」は、図22の状態遷移図において、「時刻ずれ予備状態」への移行前の「時刻問合せ状態」から、一定時間抜け出せない場合に遷移する状態である(図22には不図示)。つまり、「時刻問合せ状態」から抜け出せない状態とは、ゲートウェイGWへの時刻問合せができない状態であり、言わば、この端局Tは孤立している状態と言える。
5つ目の状態として、「初期状態」を、図16、17を用いて説明する。これは、停電等で、自機のタイマーが初期化された状態を示し、端局Tは、受信した時刻同期データから、正しい時刻を判別し、正しい時刻を用いて時刻合わせを行う。
前回T1<今回T1 ・・・(10)
|前回T2+(今回受信時のUT−前回受信時のUT)−今回T2)|
≦誤同期判定閾値 ・・・(11)
「誤同期判定閾値」(判定閾値)は、例えば、60秒である。
9:00:00<10:00:00 ・・・(10)
|10:05:00+(00:06:00−00:03:00)−10:08:00)|
=0分 ・・・(11)
9:00:00<10:00:00 ・・・(10)
|10:10:00+(00:06:00−00:03:00)−10:10:00)|
=3分 ・・・(11)
以下、端局Tの通信装置1000の動作について、図18〜図21を用いて説明する。
T 端局
H 電力需要家
1 データサーバ装置
1a NTPサーバ装置
2 ネットワーク
1000 通信装置
1100 無線通信制御部
1110 時刻同期データ受信部
1120 時刻同期データ送信部
1200 無線通信部
1300 タイマー
1400 機内通信制御部
1500 外部インタフェース
1600 時刻判断部
1650 タイマー修正部
1700 時刻同期データ生成部
1800 リンク情報記憶部
1900 電力量情報記憶部
2000 電力量計
3000 負荷開閉器
4000 外部通信制御部
4100 無線通信制御部
4110 マスタ時刻データ受信部
4120 時刻同期データ送信部
4200 時刻同期データ生成部
4300 タイマー修正部
Claims (11)
- 複数の通信装置を有する無線ネットワークシステムにおいて、他の通信装置とマルチホップ通信を行う通信装置であって、
タイマーと、
前記他の通信装置が送信した時刻同期データであって、当該時刻同期データが生成された時刻を示す現在時刻情報を含む時刻同期データを受信する時刻同期データ受信手段と、
前記時刻同期データに含まれる現在時刻情報を用いて、前記タイマーの時刻を修正するタイマー修正手段と、
周期的な所定のタイミングで、前記タイマーが示す時刻を現在時刻情報として含ませた送信用の時刻同期データを生成し、生成した時刻同期データを、電波到達範囲内の前記通信装置に向けて送信する時刻同期データ送信手段と、
前記時刻同期データ受信手段が受信した時刻同期データに基づいて、受信した時刻同期データに含まれる現在時刻情報が正しいか否かを判断する時刻判断手段とを備え、
前記タイマー修正手段は、前記時刻判断手段が前記現在時刻情報が正しいと判断した場合にのみ、正しいと判断された現在時刻情報を用いて前記タイマーの時刻を修正し、
前記時刻判断手段は、前記時刻同期データ受信手段が時刻同期データを受信した受信時刻と、受信した時刻同期データとに基づいて、受信した時刻同期データに含まれる現在時刻情報が正しいか否かを判断する
ことを特徴とする通信装置。 - 前記時刻判断手段は、前記時刻同期データ受信手段が第1時刻同期データを受信した第1受信時刻と、前記第1時刻同期データに含まれる第1現在時刻情報との差分である第1到達時間、及び、前記第1時刻同期データの前に受信した第2時刻同期データを受信した第2受信時刻と、前記第2時刻同期データに含まれる第2現在時刻情報との差分である第2到達時間を算出し、前記第1到達時間と前記第2到達時間との差が、予め定められた第1閾値より小さい場合は、前記第1現在時刻情報は正しいと判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記時刻同期データは、当該時刻同期データに含まれる現在時刻情報の新しさを示す発報情報を、更に含み、
前記時刻同期データ送信手段は、送信用の時刻同期データに、前記タイマー修正手段が前記タイマーの時刻を修正するのに用いた現在時刻情報と共に時刻同期データに含まれていた発報情報を含ませて送信し、
前記時刻判断手段は、前記第1現在時刻情報が正しくないと判断した場合には、前記第1時刻同期データの送信元から次に受信した第3時刻同期データに含まれる第3発報情報が、前記第1時刻同期データに含まれる第1発報情報よりも新しいことを示し、且つ、前記時刻同期データ受信手段が前記第3時刻同期データを受信した第3受信時刻と前記第3時刻同期データに含まれる第3現在時刻情報との差分である第3到達時間と、前記第1到達時間との差が、予め定められた第2閾値より小さい場合に、前記第3現在時刻情報は正しいと判断する
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記時刻同期データは、当該時刻同期データに含まれる現在時刻情報の新しさを示す発報情報を、更に含み、
前記時刻同期データ送信手段は、送信用の時刻同期データに、前記タイマー修正手段が前記タイマーを修正するのに用いた現在時刻情報と共に時刻同期データに含まれていた発報情報を含ませて送信し、
前記時刻判断手段は、前記第1現在時刻情報が正しくないと判断した場合には、当該第1時刻同期データの送信元から次に受信した第3時刻同期データに含まれる第3発報情報が、前記第1時刻同期データに含まれる第1発報情報よりも新しいことを示し、且つ、前記時刻同期データ受信手段が前記第3時刻同期データを受信した第3受信時刻と前記第3時刻同期データに含まれる第3現在時刻情報との差分である第3到達時間が、予め定められた第3閾値以下の場合に、前記第3現在時刻情報は正しいと判断する
ことを特徴とする請求項2に記載の通信装置。 - 前記無線ネットワークシステムは、集約装置を更に有し、前記複数の通信装置それぞれは、前記集約装置と、マルチホップ無線通信により接続し、
前記集約装置は、予め定められた所定のタイミングで、自装置外部から時刻を取得し、取得した時刻を用いて自装置のタイマーの時刻を修正し、取得した時刻を発報情報として含ませた時刻同期データであって、当該時刻同期データを作成した時刻を現在時刻情報として含ませた時刻同期データを、電波到達範囲内の前記通信装置に向けて送信するものであり、
前記時刻判断手段は、前記時刻同期データに含まれる現在時刻情報が正しくないと判断してから、前記現在時刻情報が正しいと判断することなしに、予め定められた被疑状態期間が経過した場合は、前記集約装置から新たな現在時刻情報を取得する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記通信装置は、集約装置とデータを送受信するデータ送受信手段を、更に備え、
前記時刻判断手段は、前記集約装置から現在時刻情報を取得した場合に、当該集約装置に時刻を問い合わせるデータを前記データ送受信手段で送信してから、前記現在時刻情報を前記データ送受信手段で受信するまでの経過時間が、予め定められた待ち時間より短い場合は、取得した現在時刻情報は正しいと判断して、前記タイマー修正手段に、取得した現在時刻情報を用いて前記タイマーの時刻を修正させる
ことを特徴とする請求項5に記載の通信装置。 - 前記時刻判断手段は、前記時刻同期データが含む現在時刻情報が正しくないと判断してから、前記現在時刻情報が正しいと判断するまで、前記時刻同期データ送信手段に時刻同期データの送信を抑止させる
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記無線ネットワークシステムは、集約装置を更に有し、前記複数の通信装置それぞれは、前記集約装置と、マルチホップ無線通信により接続し、
前記集約装置は、前記複数の通信装置それぞれから、それぞれの通信装置に関するデータを受信するものであり、
前記通信装置は、予め定められた所定周期で、自装置に関するデータを前記集約装置に送信する自装置データ送信手段を、更に備え、
前記時刻判断手段は、前記時刻同期データが含む現在時刻情報が正しくないと判断してから、前記現在時刻情報が正しいと判断することなしに、前記被疑状態期間より長い期間である保障期間が経過した場合は、それ以後の前記自装置データ送信手段に前記自装置に関するデータの送信を抑止させる
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 前記時刻同期データは、当該時刻同期データに含まれる現在時刻情報の新しさを示す発報情報を、更に含み、
前記時刻同期データ送信手段は、送信用の時刻同期データに、前記タイマー修正手段が前記タイマーを修正するのに用いた現在時刻情報と共に時刻同期データに含まれていた発報情報を含ませて送信し、
前記時刻判断手段は、前記タイマーの時刻が初期化されている場合には、前記時刻同期データ受信手段が第1時刻同期データを受信した第1受信時刻と、当該第1時刻同期データの次に受信した第2時刻同期データであって、第1時刻同期データに含まれる第1発報情報よりも新しいことを示す第2発報情報を含む第2時刻同期データを受信した第2受信時刻との受信時刻の差分を算出し、前記第1時刻同期データに含まれる第1現在時刻情報に前記受信時刻の差分を加えた時刻と、前記第2時刻同期データに含まれる第2現在時刻情報が示す時刻との差が予め定められた判定閾値より小さい場合は、前記第2現在時刻情報が正しいと判断する
ことを特徴とする請求項1に記載の通信装置。 - 複数の通信装置から成る無線ネットワークシステムにおいて、他の通信装置とマルチホップ通信を行う、タイマーを有する通信装置で用いられる時刻同期方法であって、
前記他の通信装置が送信した時刻同期データであって、当該時刻同期データが生成された時刻を示す現在時刻情報を含む時刻同期データを受信する時刻同期データ受信ステップと、
前記時刻同期データに含まれる現在時刻情報を用いて、前記タイマーの時刻を修正するタイマー修正ステップと、
周期的な所定のタイミングで、前記タイマーが示す時刻を現在時刻情報として含ませた送信用の時刻同期データを生成し、生成した時刻同期データを、電波到達範囲内の前記通信装置に向けて送信する時刻同期データ送信ステップと、
前記時刻同期データ受信ステップで受信した時刻同期データに基づいて、受信した時刻同期データに含まれる現在時刻情報が正しいか否かを判断する時刻判断ステップとを備え、
前記タイマー修正ステップにおいては、前記時刻判断ステップで前記現在時刻情報が正しいと判断した場合にのみ、正しいと判断された現在時刻情報を用いて前記タイマーの時刻を修正し、
前記時刻判断ステップは、前記時刻同期データ受信ステップで時刻同期データを受信した受信時刻と、受信した時刻同期データとに基づいて、受信した時刻同期データに含まれる現在時刻情報が正しいか否かを判断する
ことを特徴とする時刻同期方法。 - 複数の通信装置を有する無線ネットワークシステムにおいて、他の通信装置とマルチホップ通信を行う、タイマーを有する通信装置で用いられる時刻同期プログラムであって、
前記他の通信装置が送信した時刻同期データであって、当該時刻同期データが生成された時刻を示す現在時刻情報を含む時刻同期データを受信する時刻同期データ受信手段と、
前記時刻同期データに含まれる現在時刻情報を用いて、前記タイマーの時刻を修正するタイマー修正手段と、
周期的な所定のタイミングで、前記タイマーが示す時刻を現在時刻情報として含ませた送信用の時刻同期データを生成し、生成した時刻同期データを、電波到達範囲内の前記通信装置に向けて送信する時刻同期データ送信手段と、
前記時刻同期データ受信手段が受信した時刻同期データに基づいて、受信した時刻同期データに含まれる現在時刻情報が正しいか否かを判断する時刻判断手段としてコンピュータを機能させ、
前記タイマー修正手段は、前記時刻判断手段が前記現在時刻情報が正しいと判断した場合にのみ、正しいと判断された現在時刻情報を用いて前記タイマーを修正し、
前記時刻判断手段は、前記時刻同期データ受信手段が時刻同期データを受信した受信時刻と、受信した時刻同期データとに基づいて、受信した時刻同期データに含まれる現在時刻情報が正しいか否かを判断する
ことを特徴とする時刻同期プログラム。
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