JP2015211274A - 通信装置及びそれを用いた分電盤 - Google Patents

Abstract

【課題】無線通信の通信品質を向上させた通信装置及びそれを用いた分電盤を提供する。
【解決手段】第２通信アダプタ８は、内蔵アンテナ８１１，８１２と、外部アンテナ８２が着脱自在に接続されるコネクタ８３と、アンテナ選択部８４と、アンテナ選択部８４によって選択されたアンテナを使用して無線通信を行う無線通信部８５を備える。コネクタ８３に外部アンテナ８２が接続されていない場合、アンテナ選択部８４は、内蔵アンテナ８１１，８１２の各々による受信信号強度を比較することで、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択する。コネクタ８３に外部アンテナ８２が接続された場合、内蔵アンテナ８１２の代わりに外部アンテナ８２がアンテナ選択部８４に接続され、アンテナ選択部８４は、内蔵アンテナ８１１及び外部アンテナ８２の各々による受信信号強度を比較することで、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択する。
【選択図】図２

Description

本発明は、通信装置及びそれを用いた分電盤に関し、より詳細には、分電盤の外部の機器と通信する通信装置及びそれを用いた分電盤に関する。

従来、ビルなどの建物内において電力量などの計測データを収集するシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載されたデータ収集システムでは、建物の各階にそれぞれ分電盤が設けられ、分電盤を介して各階の設備や機器へ電力が供給されるようになっている。分電盤には無線電力量計が設けられている。無線電力量計は、分電盤の内部に設けられる無線電力量計本体と、分電盤の外側に設置されるアンテナとを備えている。このアンテナは、同軸ケーブルを介して無線電力量計本体に接続されている。また、建物の各階には、無線電力量計からの電力量データ（計測データ）を受信する無線通信親機が設けられている。そして、このデータ収集システムでは、無線電力量計から無線通信親機に対して計測データが無線で出力されるようになっている。

特開２００２−２２３４８１号公報

上述の特許文献１に記載された分電盤では、アンテナの近くに電線やブレーカなどの金属部品や大電流が流れる電路が存在する場合、アンテナの受信状態が悪化し、無線通信の通信品質が低下するという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為され、無線通信の通信品質を向上させた通信装置及びそれを用いた分電盤を提供することを目的とする。

本発明の通信装置は、ケースと、複数本の内蔵アンテナと、コネクタと、アンテナ選択部と、無線通信部とを備える。複数本の前記内蔵アンテナは前記ケースに収納される。前記コネクタには、前記ケースの外部に配置される外部アンテナが着脱自在に接続される。前記アンテナ選択部は、複数本の前記内蔵アンテナ、及び、前記コネクタに接続される前記外部アンテナの中から無線通信に使用するアンテナを選択する。前記無線通信部は、前記アンテナ選択部によって選択された前記アンテナを使用して無線通信を行う。前記コネクタに前記外部アンテナが接続されていない場合、前記アンテナ選択部は、複数本の前記内蔵アンテナの各々で受信した受信信号の受信信号強度を比較することによって、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択するように構成される。前記コネクタに前記外部アンテナが接続された場合、前記アンテナ選択部は、複数の前記内蔵アンテナのうち少なくとも１本の前記内蔵アンテナと前記外部アンテナとでそれぞれ受信された受信信号の受信信号強度を比較することによって、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択するように構成される。

本発明の分電盤は、前記需要家に設けられた複数の分岐回路のそれぞれに電力を分配する複数の分岐ブレーカと、外部の機器と通信する上記の通信装置と、前記複数の分岐ブレーカと前記通信装置とを収納する前記分電盤用キャビネットとを備えることを特徴とする。

本発明によれば、無線通信の通信品質を向上させた通信装置及びそれを用いた分電盤を提供することができる。

本実施形態の分電盤の概略構成図である。 本実施形態の通信装置のブロック図である。 本実施形態の分電盤の概略構成図である。 本実施形態の通信装置を下側から見た断面図である。

以下に、通信装置及びそれを用いた分電盤の実施形態を図１〜図４に基づいて説明する。以下では、本実施形態の分電盤１が戸建住宅で使用される場合を例示するが、本実施形態の分電盤１は、集合住宅の各住戸や事務所や店舗等で使用されてもよい。また、以下では、分電盤１が壁に取り付けられた状態での上下左右（図１における上下左右）を上下左右とし、壁と垂直な方向（図１の紙面と垂直な方向）を前後方向として説明するが、分電盤１を取り付ける向きを限定する趣旨ではない。

本実施形態の分電盤１は、図１に示すように、分電盤用キャビネット１０と、主幹ブレーカ２と、複数の分岐ブレーカ３と、導電バー（図示せず）と、電流計測器（図示せず）と、計測ユニット６とを備えている。また、本実施形態の分電盤１は、第１通信アダプタ７と、第２通信アダプタ８（通信装置）と、第３通信アダプタ９とを備えている。なお、本実施形態の分電盤１は、その最小限の構成として、複数の分岐ブレーカ３と、第２通信アダプタ８（通信装置）と、分電盤用キャビネット１０とを備えていればよい。したがって、本実施形態の分電盤１が、電流計測器（図示せず）や計測ユニット６や第１通信アダプタ７や第３通信アダプタ９を備えるか否かは任意である。

分電盤用キャビネット１０は、キャビネット本体１１を備えている。キャビネット本体１１は、前面が開口した箱状に形成されている。キャビネット本体１１は、住宅の壁等に取り付けて使用される。キャビネット本体１１は、その内部に少なくとも主幹ブレーカ２、複数の分岐ブレーカ３、導電バー、電流計測器を収納する空間を有している。また、本実施形態の分電盤１では、キャビネット本体１１は、計測ユニット６や、第１通信アダプタ７、第２通信アダプタ８、第３通信アダプタ９を収納する空間も有している。

また、キャビネット本体１１の背面には、前後方向に貫通する窓孔１２が設けられ、この窓孔１２を通して壁裏からキャビネット本体１１の内部に配線を引き込むことが可能である。なお、キャビネット本体１１の前面の開口部には、開閉可能な蓋（図示せず）が取り付けられる。この蓋は、分電盤用キャビネット１０に含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。

主幹ブレーカ２は、一次側端子２１と、二次側端子（図示せず）とを備えている。主幹ブレーカ２は、キャビネット本体１１の中央から見て左下寄りに取り付けられている。一次側端子２１には、系統電源（商用電源）の単相三線式の引き込み線（図示せず）が電気的に接続される。二次側端子には、導電バーが電気的に接続される。導電バーは、導電部材により左右方向に長い長尺板状に形成されている。本実施形態の分電盤１は、配電方式として単相三線式を想定しているので、中性極（Ｎ相）用と、第１電圧極（Ｌ１相）用と、第２電圧極（Ｌ２相）用との３本の導電バーを有している。これら３本の導電バーは、主幹ブレーカ２の右側に配置され、キャビネット本体１１に固定されている。

各分岐ブレーカ３は、中性極の導電バー（図示せず）の上側と下側とに分かれて、それぞれ複数個ずつ（図１の例では、上側が１１個、下側が１１個）左右方向に並ぶように配置されている。各分岐ブレーカ３は、それぞれ一次側端子（図示せず）と、二次側端子（図示せず）とを備えている。一次側端子には導電バーが電気的に接続される。また、二次側端子には、複数の分岐電路（図示せず）の各々が接続される。各分岐ブレーカ３の二次側端子に接続された分岐電路には、例えば照明器具や給湯設備等の機器、コンセント（アウトレット）や壁スイッチ等の配線器具が負荷として１つ以上接続される。

各分岐ブレーカ３は、キャビネット本体１１に取り付けられた状態において、一次側端子が導電バーと電気的に接続される。本実施形態の分電盤１では、分岐ブレーカ３は、導電バーの上側に取り付けられたときに中性極及び第１電圧極に電気的に接続され、下側に取り付けられたときに中性極及び第２電圧極に電気的に接続される。

電流計測器（図示せず）は、各分岐ブレーカ３に接続された分岐電路を流れる電流（以下、「負荷電流」と称する）を個別に計測するように構成されている。

計測ユニット６は、図１に示すように、主幹ブレーカ２の下側に取り付けられていて、電流計測器と電気的に接続されている。計測ユニット６は、３本の導電バーからなる単相三線式の配電路の線間電圧（Ｌ１−Ｎ相間、Ｌ２−Ｎ相間、Ｌ１−Ｌ２相間）をそれぞれ計測し、線間電圧のデータを電圧信号として電流計測器へ出力する機能を有している。

なお、本実施形態の電流計測器は、各分岐ブレーカ３に接続された分岐電路での瞬時電力を個別に演算する機能を有しているが、瞬時電力を演算する機能を有する必要はなく、少なくとも複数の分岐電路の各々に流れる電流を計測する機能を備えていればよい。本実施形態の電流計測器が電流を計測する機能のみを有している場合、計測ユニット６が、電流計測器によって計測された電流値と、配電路の線間電圧とを用いて、各々の分岐電路での瞬時電力を演算すればよい。

本実施形態の分電盤１では、計測ユニット６は、何れかの分岐ブレーカ３の二次側端子に接続され、この分岐ブレーカ３を介して電力が供給されている。また、計測ユニット６は、第１通信アダプタ７とも電気的に接続されている。そして、計測ユニット６は、各分岐電路での瞬時電力の計測データを第１通信アダプタ７に出力し、且つ電源用の電力を第１通信アダプタ７に供給する。なお、計測ユニット６は、導電バーから直接、電源用の電力の供給を受ける構成でもよい。

ところで、本実施形態の分電盤１では、複数の分岐ブレーカ３の他に、二次連系ブレーカ１００が導電バーに電気的に接続されている。二次連系ブレーカ１００は、電力系統への逆潮流が許容されていない第１分散電源（図示せず）に電気的に接続される。第１分散電源としては、例えば燃料電池（図示せず）やガス発電装置（図示せず）、蓄電装置などがある。なお、本実施形態の分電盤１が、二次連系ブレーカ１００を備えるか否かは任意である。

また、本実施形態の分電盤１は、キャビネット本体１１における主幹ブレーカ２の左側に、一次連系ブレーカ（図示せず）が取り付けられるスペースを有している。図１に示すように、キャビネット本体１１には、このスペースに、一次連系ブレーカを取り付けるための支持台１３が取り付けられている。分電盤１が一次連系ブレーカを備える場合、一次連系ブレーカは支持台１３に取り付けられる。一次連系ブレーカは、電力系統への逆潮流が許容されている第２分散電源（図示せず）に電気的に接続される。第２分散電源としては、例えば太陽光発電装置などがある。

第１通信アダプタ７は、分電盤１の外部に設置されるコントローラ（図示せず）との間で通信する機能を有している。コントローラは、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）用のコントローラであり、ＨＥＭＳに対応する機器（図示せず）の監視又は制御を行うように構成されている。機器は、消費電力の管理対象であれば足り、例えば、太陽光発電装置、蓄電装置、燃料電池、電気自動車、エアコン、照明器具、給湯装置、冷蔵庫、テレビ受像機等を含む。勿論、機器をこれらの機器に限定する趣旨ではない。なお、第１通信アダプタ７は、コントローラに相当する機能を有してもよい。これにより第１通信アダプタ７は、複数の分岐電路の各々で消費電力を監視したり、消費電力に基づいて機器を制御したりすることができる。

第１通信アダプタ７とコントローラとの間の通信方式は、例えば９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線局（免許を要しない無線局）や、ＩＥＥＥ８０２．１５．１の規格に準拠した通信方式や、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に準拠した通信方式でもよい。第１通信アダプタ７とコントローラとの間の通信における通信プロトコルは、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などを用いてよい。なお、本実施形態の第１通信アダプタ７は、電波を媒体とした無線通信を行うように構成されているが、無線通信及び有線通信（例えば有線ＬＡＮ（Local Area Network）等）の両方の通信を行うことができるように構成されてもよい。

第１通信アダプタ７は、さらに計測ユニット６と電流計測器とが出力した計測データを演算する演算部（図示せず）を有していて、演算結果（例えば瞬時電力を所定時間に亘って積算した結果等）をコントローラに送信する。

第１通信アダプタ７は、分電盤１において、上から順に第２通信アダプタ８、第１通信アダプタ７、第３通信アダプタ９となるようにキャビネット本体１１に取り付けられている。また、第２通信アダプタ８と第１通信アダプタ７と第３通信アダプタ９とは、キャビネット本体１１の中央から見て左側に取り付けられていて、分電盤用キャビネット１０の左側面に近い位置に配置されている。すなわち第１通信アダプタ７は、主幹ブレーカ２及び計測ユニット６の左側に配置されている。

第２通信アダプタ８（通信装置）は、第１通信アダプタ７と機械的に結合され、且つ電気的に接続される。本実施形態の分電盤１では、第１通信アダプタ７と第２通信アダプタ８とは、各々の一部が前後方向に重なった状態で、基板対基板（board to board）接続によって接続される。

第２通信アダプタ８は、電力メータ（図示せず）との間で通信する機能を有している。電力メータは、所謂スマートメータであって、需要家（facility）での使用電力量を計測し、配電線に接続されているコンセントレータ（図示せず）との間で通信を行うことにより、遠隔検針を可能にするように構成されている。また、電力メータは、第２通信アダプタ８との間で通信することにより、計量値（使用電力量）や要請情報等を第２通信アダプタ８に送信することができる。なお、要請情報とは、電力供給事業者等が運営するサーバから需要家に向けて送信される電力の消費を抑制するための要請である。

第２通信アダプタ８と電力メータとの間の通信方式は、例えば９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線局（免許を要しない無線局）などの無線通信である。なお、第２通信アダプタ８と電力メータとの間の通信方式は、ＩＥＥＥ８０２．１５．１の規格に準拠した通信方式や、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に準拠した通信方式でもよい。

ここで、第２通信アダプタ８は、電力メータから受信した計量値を第１通信アダプタ７へ送信するように構成されていることが望ましい。この場合、第１通信アダプタ７との間で通信するコントローラ（図示せず）は、計量値を用いて機器を制御するように構成されてもよい。この構成では、コントローラは、電力メータから送信される計量値に基づいて機器の監視又は制御を行うことができる。

第３通信アダプタ９は、第１通信アダプタ７と機械的に結合され、且つ電気的に接続される。本実施形態の分電盤１では、第１通信アダプタ７と第３通信アダプタ９とは、各々の一部が前後方向に重なった状態で、基板対基板（board to board）接続によって接続される。

第３通信アダプタ９は、計測ユニット６に電気的に接続されているケーブル（図示せず）のコネクタ部分が接続される第２コネクタ９１を有する。第２コネクタ９１は、コネクタ部分が着脱自在に接続されるレセプタクルコネクタで構成されている。計測ユニット６は、このケーブルを介して第３通信アダプタ９に電力を供給している。

第３通信アダプタ９は、太陽光発電装置（図示せず）、蓄電装置（図示せず）、電気自動車に電気的に接続される電力変換装置（図示せず）の少なくとも１つとの間で通信する機能を有している。なお、電力変換装置は、分電盤１側から電気自動車への単方向充電を行うための電力変換の他、双方向に電力変換を行うことで電気自動車の蓄電池の充電と放電との両方に用いられる構成であってもよい。また、第３通信アダプタ９は、ガスメータ（図示せず）と水道メータ（図示せず）との少なくとも一方との通信機能を有している。ガスメータや水道メータは使用量に応じたパルス信号を出力する。第３通信アダプタ９は、ガスメータや水道メータからパルス信号を受信し、予め決められている１パルス当たりの使用量の換算値（換算レート）を用いて、使用量に換算する。

第３通信アダプタ９と太陽光発電装置、蓄電装置、電力変換装置との間の通信方式は、例えばＲＳ−４８５等の有線通信とする。なお、第３通信アダプタ９は、例えばヒートポンプ方式の加熱源を有する貯湯型の給湯装置等と通信可能であってもよい。また、第３通信アダプタ９とガスメータ、水道メータとの間の通信方式は、有線通信とする。但し、第３通信アダプタ９とガスメータ、水道メータとの間の通信方式は、有線通信に限らず、無線通信であってもよい。

なお、本実施形態の分電盤１では、第３通信アダプタ９は、上記の２つの通信機能を有しているが、各々の通信機能を個別に有する２つのアダプタで構成されてもよい。

次に、第２通信アダプタ８（通信装置）の詳細について図１〜図４を参照して説明する。

第２通信アダプタ８は、図１に示すように、正面視の形状が矩形状に形成された合成樹脂製のケース８０を備え、分電盤用キャビネット１０の内部に収納される。

第２通信アダプタ８は、図２に示すように、複数本（本実施形態では２本）の内蔵アンテナ８１１，８１２と、ケース８０の外部に配置される外部アンテナ８２が着脱自在に接続されるコネクタ８３と、アンテナ選択部８４と、無線通信部８５とを備える。

内蔵アンテナ８１１，８１２は、それぞれ、棒状の導電体（例えば金属棒）を折り曲げて形成されたモノポールアンテナからなり、ケース８０の内部に収納される。

外部アンテナ８２は、アンテナ本体８２１と、アンテナ本体８２１に一端が電気的に接続されたケーブル８２２と、プラグコネクタ８２３とを備える。プラグコネクタ８２３は、ケーブル８２２の他端に結線されて、コネクタ８３に着脱自在に接続される。

外部アンテナ８２は分電盤用キャビネット１０の内部に配置されてもよいし、分電盤用キャビネット１０の外部に配置されてもよい。

図１に示すように外部アンテナ８２が分電盤用キャビネット１０の外部に配置される場合、アンテナ本体８２１は、例えばキャビネット本体１１が取り付けられた壁の裏側にネジ止めなどの適宜の方法で固定される。ケーブル８２２は窓孔１２を通して分電盤用キャビネット１０の内部に導入され、ケーブル８２２の端部に結線されたプラグコネクタ８２３がコネクタ８３に接続される。

また、図３に示すように外部アンテナ８２が分電盤用キャビネット１０の内部に配置される場合、アンテナ本体８２１はネジ止めなどの適宜の方法でキャビネット本体１１の内壁に取り付けられる。なお、アンテナ本体８２１はキャビネット本体１１の四隅に取り付けられるのが好ましい。図３に示すように、キャビネット本体１１の底壁には、ケーブル８２２を巻き付けるための円柱状の突起１１１が左右方向に間隔を空けて設けられている。２本の突起１１１にケーブル８２２の余長分を巻き付けてもよく、キャビネット本体１１の内部にケーブル８２２を纏まりよく収納することができる。

コネクタ８３は、外部アンテナ８２を着脱自在に接続する機能と、内蔵アンテナ８１２及び外部アンテナ８２のうちの何れか一方をアンテナ選択部８４に接続するスイッチの機能を備えている。コネクタ８３は、プラグコネクタ８２３が着脱自在に接続されるレセプタクルコネクタ（図示せず）を有する。このレセプタクルコネクタにプラグコネクタ８２３が接続されていない状態では、コネクタ８３は、内蔵アンテナ８１２をアンテナ選択部８４に電気的に接続させる。一方、レセプタクルコネクタにプラグコネクタ８２３が接続された状態では、コネクタ８３は、内蔵アンテナ８１２の代わりに外部アンテナ８２をアンテナ選択部８４に電気的に接続させる。

アンテナ選択部８４は切替部８４１と制御部８４２とを備える。

切替部８４１は、コネクタ８３を介して接続されるアンテナ（内蔵アンテナ８１２及び外部アンテナ８２の何れか）、及び内蔵アンテナ８１１のうちの何れか一方を無線通信部８５に接続する。

制御部８４２は、切替部８４１の切り替え状態を制御する。

無線通信部８５はＲＦ部８５１と信号処理部８５２とを備える。

ＲＦ部８５１は、切替部８４１及びコネクタ８３を用いて選択されたアンテナ（内蔵アンテナ８１１，８１２及び外部アンテナ８２のうちの何れか）を介して入力される受信信号を増幅、復号して、信号処理部８５２に出力する。また、ＲＦ部８５１は、信号処理部８５２から入力される送信信号を変調、増幅し、切替部８４１及びコネクタ８３を用いて選択されたアンテナから電波で送信させる。

信号処理部８５２は送受信部８５３と測定部８５４を備える。

送受信部８５３は、ＲＦ部８５１から入力された受信信号を処理して、電力メータから電波で送信された信号を取得する。信号処理部８５２は送信信号を作成してＲＦ部８５１に出力し、ＲＦ部８５１からアンテナを介して電力メータに無線送信させる。

測定部８５４は、切替部８４１及びコネクタ８３を用いて選択されたアンテナで捉えられた電波信号の受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）を測定する。測定部８５４は受信信号強度の測定値を制御部８４２に出力する。

ここで、電力メータから受信した信号はプリアンブル部とデータ部とで構成される。信号処理部８５２の送受信部８５３がプリアンブル部を検出すると、信号処理部８５２は制御部８４２に制御信号を出力し、切替部８４１にアンテナを選択させた後、測定部８５４により受信信号強度を測定させる。測定部８５４は、切替部８４１によって選択されたアンテナによる受信信号強度を制御部８４２に出力する。制御部８４２は、測定部８５４から受信信号強度の測定値が入力されると、切替部８４１を制御してもう一方のアンテナに切り替える。切替部８４１によってもう一方のアンテナが選択された状態で、測定部８５４が受信信号の受信信号強度を測定し、受信信号強度の測定値を制御部８４２に出力する。このようにして、制御部８４２には、内蔵アンテナ８１１による受信信号強度の測定値と、内蔵アンテナ８１１及び外部アンテナ８２のうちの何れかによる受信信号強度の測定値とが入力される。制御部８４２は、これらの受信信号強度の測定値に基づいて、受信信号強度が良好なアンテナを無線通信部８５に接続するように切替部８４１を制御しており、通信環境が良好なアンテナを選択して無線通信を行うことができる。

図４は第２通信アダプタ８を下側から見た断面図である。ケース８０の内部には、コネクタ８３やアンテナ選択部８４や無線通信部８５を構成する回路部品が実装された回路基板８６が収納されている。回路基板８６は、ケース８０が分電盤用キャビネット１０に収納された状態で、分電盤用キャビネット１０の前後方向（図４における上下方向）が、回路基板８６の厚み方向と平行するように、ケース８０の内部に収納されている。２本の内蔵アンテナ８１１，８１２はモノポールアンテナからなり、内蔵アンテナ８１１は回路基板８６の表面に実装され、内蔵アンテナ８１２は回路基板８６の裏面に実装されている。コネクタ８３は、ケース８０の右側面に設けた貫通孔８０１に臨むようにして、回路基板８６の表面に実装されており、貫通孔８０１を通してプラグコネクタ８２３をコネクタ８３に接続することができる。

本実施形態では、内蔵アンテナ８１１，８１２の両端は回路基板８６に固定されている。内蔵アンテナ８１１，８１２の一端は回路基板８６の回路に電気的に接続されているが、内蔵アンテナ８１１，８１２の他端は回路基板８６に固定されているだけで、回路基板８６に形成された回路には電気的に接続されていない。内蔵アンテナ８１１，８１２の両端を回路基板８６に固定することで、内蔵アンテナ８１１，８１２が振動などで変形しにくくなり、内蔵アンテナ８１１，８１２は所定の形状を保つことができる。なお、内蔵アンテナ８１１，８１２の一端のみが回路基板８６に固定され、内蔵アンテナ８１１，８１２の他端は回路基板８６から浮いた状態で配置してもよい。なお、絶縁材料で形成されたサポート（図示せず）で内蔵アンテナ８１１，８１２の他端側を支持してもよく、内蔵アンテナ８１１，８１２が振動などで変形しにくくなる。

本実施形態の第２通信アダプタ８では、外部アンテナ８２がコネクタ８３に接続されていない場合、コネクタ８３は内蔵アンテナ８１２を切替部８４１に接続する。したがって、切替部８４１は、制御部８４２の制御に応じて、２本の内蔵アンテナ８１１，８１２のうちの何れかを無線通信部８５に接続する。無線通信部８５が信号を受信し、送受信部８５３がプリアンブル部を検出すると、制御部８４２は、プリアンブル部の受信中に切替部８４１を制御して内蔵アンテナ８１１と内蔵アンテナ８１２とを順番に無線通信部８５に接続する。制御部８４２は、内蔵アンテナ８１１が無線通信部８５に接続された状態で測定部８５４から内蔵アンテナ８１１の受信信号強度を取得し、内蔵アンテナ８１２が無線通信部８５に接続された状態で測定部８５４から内蔵アンテナ８１２の受信信号強度を取得する。そして、制御部８４２は、内蔵アンテナ８１１，８１２のうち受信信号強度がより大きい方のアンテナを無線通信部８５に接続するように切替部８４１を制御し、送受信部８５３に信号のデータ部を受信させる。これにより、外部アンテナ８２が接続されていない状態では、２本の内蔵アンテナ８１１，８１２のうち、電波の受信状態が相対的に良好なアンテナを使用して無線通信（送信及び受信）が行われる。したがって、通信環境が変化する場合でも受信状態の良好なアンテナに切り替えて通信を行うことができる。また、本実施形態のように、２本のアンテナでダイバーシティ通信を行うことで、人が動くなど急な環境変化によるマルチパスフェージング（受信レベル変動）が発生しても、受信信号強度の大きい方のアンテナを選択して信号の受信又は送信を行うことができる。

また、外部アンテナ８２がコネクタ８３に接続された場合、コネクタ８３は外部アンテナ８２を切替部８４１に接続する。したがって、切替部８４１は、制御部８４２の制御に応じて、内蔵アンテナ８１１及び外部アンテナ８２のうちの何れかを無線通信部８５に接続する。無線通信部８５が信号を受信し、送受信部８５３がプリアンブル部を検出すると、制御部８４２は、プリアンブル部の受信中に切替部８４１を制御して内蔵アンテナ８１１と外部アンテナ８２とを順番に無線通信部８５に接続する。制御部８４２は、内蔵アンテナ８１１が無線通信部８５に接続された状態で測定部８５４から内蔵アンテナ８１１の受信信号強度を取得し、外部アンテナ８２が無線通信部８５に接続された状態で測定部８５４から外部アンテナ８２の受信信号強度を取得する。そして、制御部８４２は、内蔵アンテナ８１１及び外部アンテナ８２のうち受信信号強度がより大きい方のアンテナを無線通信部８５に接続するように切替部８４１を制御し、送受信部８５３に信号のデータ部を受信させる。これにより、外部アンテナ８２が接続された状態では、内蔵アンテナ８１１と外部アンテナ８２のうち、電波の受信状態が相対的に良好なアンテナを使用して無線通信（送信及び受信）が行われる。したがって、通信環境が変化する場合でも受信状態の良好なアンテナに切り替えて通信を行うことができる。また、本実施形態のように、２本のアンテナでダイバーシティ通信を行うことで、人が動くなど急な環境変化によるマルチパスフェージング（受信レベル変動）が発生しても、受信信号強度の大きい方のアンテナを選択して信号の受信又は送信を行うことができる。また、周囲の環境が変化することによって、外部アンテナ８２の受信状態よりも内蔵アンテナ８１１、８１２の受信状態が良好となる場合も想定されるため、外部アンテナ８２がコネクタ８３に接続された場合においても外部アンテナ８２および内蔵アンテナ８１１、８１２でダイバーシティ通信を行うことで、周囲の環境に応じて、受信信号強度の大きい方のアンテナを選択して信号の受信又は送信を行うことができる。

本実施形態のコネクタ８３は、２本の内蔵アンテナ８１１，８１２のうち、回路基板８６の裏面側に配置される内蔵アンテナ８１２の代わりに外部アンテナ８２を接続するように構成されている。ケース８０が分電盤用キャビネット１０に収納された状態では、回路基板８６の表側に実装された内蔵アンテナ８１１に比べて、回路基板８６の裏側に実装された内蔵アンテナ８１２は、分電盤用キャビネット１０の内部において後側に配置されることになる。そのため、内蔵アンテナ８１１よりも内蔵アンテナ８１２の方が通信環境が悪いと予想される。本実施形態のコネクタ８３は、通信環境が悪いと予想される内蔵アンテナ８１２の代わりに外部アンテナ８２を切替部８４１に接続している。したがって、内蔵アンテナ８１２よりも通信環境が良いと考えられる内蔵アンテナ８１１と外部アンテナ８２を使ってダイバーシティ通信を行うことができ、受信状態の良好なアンテナを使って通信を行うことができる。

なお、本実施形態のコネクタ８３は、回路基板８６の裏側にある内蔵アンテナ８１２に代えて外部アンテナ８２を切替部８４１に接続しているが、回路基板８６の表側にある内蔵アンテナ８１１に代えて外部アンテナ８２を切替部８４１に接続してもよい。また、コネクタ８３に２本の内蔵アンテナ８１１，８１２が両方とも接続され、２本の内蔵アンテナ８１１，８１２のうち受信信号強度が低い方のアンテナの代わりに外部アンテナ８２を切替部８４１に接続するようにコネクタ８３が構成されてもよい。

また、本実施形態の通信装置において、コネクタ８３に外部アンテナ８２が接続された場合に、２本の内蔵アンテナ８１１，８１２と外部アンテナ８２が切替部８４１に接続されるように構成されてもよい。

また、本実施形態のアンテナ選択部８４は２本のアンテナ（内蔵アンテナ８１２及び外部アンテナ８２のうちの一方と内蔵アンテナ８１１）でダイバーシティ受信を行うが、ｎ本（ｎは３以上の正の整数）のアンテナでダイバーシティ受信を行ってもよい。

ここで、アンテナ選択部８４は、外部アンテナ８２と複数本の内蔵アンテナを含むｎ本のアンテナから、比較対象のアンテナをｍ本（ｍは２以上で且つｎよりも小さい正の整数）ずつ順次選択する。アンテナ選択部８４により選択されたｍ本のアンテナの各々で、測定部８５４は受信信号強度を測定し、測定結果を制御部８４２に出力する。制御部８４２は、ｎ本のアンテナの全てで受信信号強度の測定結果が入力されると、ｎ本のアンテナの各々について求めた受信信号強度に基づいて無線通信に使用するアンテナを選択する。

例えば４本のアンテナから比較対象のアンテナを２本ずつ順次選択する場合について説明する。先ず、アンテナ選択部８４は１番目のアンテナと２番目のアンテナを選択し、１番目のアンテナと２番目のアンテナの各々で測定部８５４は受信信号強度を測定し、測定結果を制御部８４２に出力する。次に、アンテナ選択部８４は３番目のアンテナと４番目のアンテナを選択し、３番目のアンテナと４番目のアンテナの各々で測定部８５４は受信信号強度を測定し、測定結果を制御部８４２に出力する。制御部８４２は、４本のアンテナの全てで受信信号強度の測定結果が入力されると、４本のアンテナの各々について求めた受信信号強度に基づいて無線通信に使用するアンテナを選択する。これにより、第２通信アダプタ８は、４本のアンテナの中で受信信号強度が最も高いアンテナを使用して無線通信を行うことができる。

また、アンテナ選択部８４は、ｎ本のアンテナから比較対象のアンテナをｍ本ずつ選択する場合に、選択したｍ本のアンテナの中で受信信号強度が最大のアンテナを、次に選択するｍ本のアンテナのうちの１本に含むようにｍ本のアンテナを選択してもよい。

ここで、４本のアンテナから比較対象のアンテナを２本ずつ順次選択する場合について説明する。

送受信部８５３が信号のプリアンブル部を検出すると、アンテナ選択部８４は１番目のアンテナと２番目のアンテナを選択し、１番目のアンテナと２番目のアンテナの各々で測定部８５４は受信信号強度を測定し、測定結果を制御部８４２に出力する。１番目のアンテナの方が、２番目のアンテナに比べて受信信号強度が大きい場合、制御部８４２は、１番目のアンテナを選択して、データ部を受信させる。

次に、送受信部８５３が信号のプリアンブル部を検出すると、制御部８４２は、切替部８４１を制御して、１番目のアンテナと２番目のアンテナのうち受信信号強度が大きい方のアンテナ（例えば１番目のアンテナ）と、３番目のアンテナを選択させる。測定部８５４は１番目のアンテナと３番目のアンテナの各々で受信信号強度を測定し、測定結果を制御部８４２に出力する。３番目のアンテナの方が、１番目のアンテナに比べて受信信号強度が大きい場合、制御部８４２は、３番目のアンテナを選択して、データ部を受信させる。

その後、送受信部８５３が信号のプリアンブル部を検出すると、制御部８４２は、切替部８４１を制御して、１番目のアンテナと３番目のアンテナのうち受信信号強度が大きい方のアンテナ（例えば３番目のアンテナ）と、４番目のアンテナを選択させる。測定部８５４は３番目のアンテナと４番目のアンテナの各々で受信信号強度を測定し、測定結果を制御部８４２に出力する。制御部８４２は、３番目のアンテナによる受信信号強度と、４番目のアンテナによる受信信号強度を比較し、受信信号強度がより大きいアンテナを選択して、以後のデータ部を受信させており、通信状態が良好なアンテナを選択して無線通信を行うことができる。

ところで、本実施形態の第１通信アダプタ７においても第２通信アダプタ８と同様にダイバーシティ受信を行ってもよい。すなわち、第１通信アダプタ７は、複数本の内蔵アンテナを備え、外部アンテナが接続されていない場合は、複数本の内蔵アンテナでダイバーシティ受信を行う。また、第１通信アダプタ７は、外部アンテナが接続されるコネクタを備え、外部アンテナが接続された場合は、外部アンテナを含む複数本のアンテナでダイバーシティ受信を行う。これにより、第１通信アダプタ７においても通信状態が良好なアンテナを選択して無線通信を行うことができる。

また、電力メータから受信した信号はプリアンブル部とユニークワード部とデータ部とで構成されていてもよい。この場合、アンテナ選択部８４の制御部８４２は、ユニークワードのビット列の検出結果に基づいて、アンテナの切り替え要否を判断し、切替部８４１に対してアンテナの切り替えのための制御信号を出力してもよい。例えば、アンテナ選択部８４の制御部８４２は、予め記憶したユニークワードを検索し、ユニークワードを検出した場合に、切替部８４１に対してアンテナ切替のための制御信号を出力してもよい。この場合、非同期で次々に新しいパケットを受信する信号に対して、自システムの機器に対してのみダイバーシチ動作をさせることができ、確実に各パケットのデータ受信前にアンテナ選択を完了できる。

なお、本実施形態の通信装置（第２通信アダプタ２）は、分電盤１の外部に配置されていてもよい。分電盤１の外部に配置されている場合においても、より通信状態の良好なアアンテナを選択して無線通信を行うことができる。

以上説明したように本実施形態の通信装置（第２通信アダプタ８）は、ケース８０と、複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２と、コネクタ８３と、アンテナ選択部８４と、無線通信部８５とを備える。複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２はケース８０に収納される。コネクタ８３には、ケース８０の外部に配置される外部アンテナ８２が着脱自在に接続される。アンテナ選択部８４は、複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２、及び、コネクタ８３に接続される外部アンテナ８２の中から無線通信に使用するアンテナを選択する。無線通信部８５は、アンテナ選択部８４によって選択されたアンテナを使用して無線通信を行う。コネクタ８３に外部アンテナ８２が接続されていない場合、アンテナ選択部８４は、複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２の各々で受信した受信信号の受信信号強度を比較することによって、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択するように構成される。コネクタ８３に外部アンテナ８２が接続された場合、アンテナ選択部８４は、複数の内蔵アンテナ８１１，８１２のうち少なくとも１本の内蔵アンテナ（例えば内蔵アンテナ８１１）と外部アンテナ８２とでそれぞれ受信された受信信号の受信信号強度を比較する。そして、アンテナ選択部８４は、受信信号強度の比較結果に基づいて、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択するように構成される。

これにより、本実施形態の通信装置は、外部アンテナ８２がコネクタ８３に接続されていない場合、複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２でダイバーシティ受信を行うことができるから、通信状態の良好なアンテナを選択して無線通信を行うことができる。また、本実施形態の通信装置は、外部アンテナ８２がコネクタ８３に接続された場合、外部アンテナ８２を含む複数本のアンテナでダイバーシティ受信を行うことができる。したがって、通信状態が良好な場所に外部アンテナ８２を取り付けておけば、本実施形態の通信装置は、外部アンテナ８２を含む複数本のアンテナの中から通信状態の良好なアンテナを選択して無線通信を行うことができる。

さらに、本実施形態の通信装置（第２通信アダプタ２）が需要家に設けられた分電盤１に取り付けられ、ケース８０が分電盤用キャビネット１０に収納されてもよい。通信装置が分電盤用キャビネット１０に収納される場合、通信装置が分電盤１の外部に配置される場合に比べて、通信状態が悪化する可能性があるが、そのような設置場所においても通信状態の良好なアンテナを選択して無線通信を行うことができる。

本実施形態の通信装置において、コネクタ８３は、複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２のうち何れか１本の内蔵アンテナ（本実施形態では内蔵アンテナ８１２）の代わりに外部アンテナ８２をアンテナ選択部８４に接続するように構成されてもよい。

これにより、外部アンテナ８２がコネクタ８３に接続された場合でも、アンテナ選択部８４に接続されるアンテナの本数は同じであり、複数本のアンテナの各々で受信信号強度を測定するのに要する時間をほぼ同じにできる。

また、本実施形態の通信装置（第２通信アダプタ８）において、コネクタ８３は、複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２のうち受信状態が最も悪い内蔵アンテナの代わりに外部アンテナ８２をアンテナ選択部８４に接続するように構成されてもよい。

これにより、複数本の内蔵アンテナ８１１，８１２のうち、他の内蔵アンテナよりも受信状態が悪い内蔵アンテナの代わりに外部アンテナ８２をアンテナ選択部８４に接続することができる。

また、本実施形態の通信装置（第２通信アダプタ８）において、以下のような構成をさらに備えてもよい。アンテナ選択部８４および無線通信部８５を少なくとも含む回路が形成された回路基板８６を備える。この回路基板８６は、ケース８０が分電盤用キャビネット１０に収納された状態で分電盤用キャビネット１０の前後方向が回路基板８６の厚み方向と平行するように、ケース８０の内部に収納される。通信装置は、複数の内蔵アンテナとして、ケース８０が分電盤用キャビネット１０に収納された状態で前側を向く回路基板８６の面に実装された第１アンテナ（内蔵アンテナ８１１）を備える。また、通信装置は、複数の内蔵アンテナとして、回路基板８６において第１アンテナが実装された面と反対側の面に実装された第２アンテナ（内蔵アンテナ８１２）を備える。そして、コネクタ８３は、第２アンテナの代わりに外部アンテナ８２をアンテナ選択部８４に接続するように構成される。

ケース８０が分電盤用キャビネット１０に収納された状態では、第２アンテナ（内蔵アンテナ８１２）は第１アンテナ（内蔵アンテナ８１１）よりも後側に配置されるため、第２アンテナの方が第１アンテナよりも受信環境が悪いと予想される。したがって、コネクタ８３は、第２アンテナの代わりに外部アンテナ８２をアンテナ選択部８４に接続することで、通信状態が比較的良好な複数のアンテナの中から、無線通信に使用するアンテナを選択することができる。

また、本実施形態の通信装置（第２通信アダプタ８）において、以下のような構成をさらに備えてもよい。アンテナ選択部８４は、複数本の内蔵アンテナ及び外部アンテナを含むｎ本のアンテナから無線通信に使用するアンテナを選択する場合に、アンテナ選択部８４は、ｎ本のアンテナから比較対象のアンテナをｍ本ずつ順次選択する。ただし、ｎは３以上の正の整数であり、ｍは２以上で且つｎよりも小さい正の整数である。アンテナ選択部８４は、選択したｍ本のアンテナの各々で受信された受信信号の受信信号強度を求め、ｎ本のアンテナの各々について求めた受信信号強度に基づいて無線通信に使用するアンテナを選択するように構成される。

このように、アンテナ選択部８４は、ｎ本のアンテナからｍ本ずつ順次選択して受信信号強度を求めているので、ｎ本のアンテナの受信信号強度を一度に求める場合に比べて、受信信号強度を測定するのに要する時間を短く出来る。

また、本実施形態のアンテナ選択部８４は、選択したｍ本のアンテナの中で受信信号強度が最大のアンテナを、次に選択するｍ本のアンテナのうちの１本に含むようにｍ本のアンテナを選択してもよい。

このように、アンテナ選択部８４は、選択したｍ本のアンテナの中で受信信号強度が最大のアンテナを、次に選択するｍ本のアンテナのうちの１本に含めているから、次に選択するｍ本のアンテナのうちの１本は受信状態の良好なアンテナとすることができる。

また、本実施形態の分電盤１は、需要家に設けられた複数の分岐回路のそれぞれに電力を分配する複数の分岐ブレーカ３と、外部の機器と通信する通信装置（第２通信アダプタ８）と、複数の分岐ブレーカ３と通信装置とを収納する分電盤用キャビネット１０を備える。これにより、内蔵アンテナ及び外部アンテナを含む複数本のアンテナの中から通信状態の良好なアンテナを選択して無線通信を行うことができる分電盤１を実現できる。

１ 分電盤
３ 分岐ブレーカ
１０ 分電盤用キャビネット
８ 第２通信アダプタ（通信装置）
８０ ケース
８１１ 内蔵アンテナ（第１アンテナ）
８１２ 内蔵アンテナ（第２アンテナ）
８２ 外部アンテナ
８３ コネクタ
８４ アンテナ選択部
８５ 無線通信部
８６ 回路基板

Claims (7)

1. ケースと、
   前記ケースに収納される複数本の内蔵アンテナと、
   前記ケースの外部に配置される外部アンテナが着脱自在に接続されるコネクタと、
   複数本の前記内蔵アンテナ、及び、前記コネクタに接続される前記外部アンテナの中から無線通信に使用するアンテナを選択するアンテナ選択部と、
   前記アンテナ選択部によって選択された前記アンテナを使用して無線通信を行う無線通信部とを備え、
   前記コネクタに前記外部アンテナが接続されていない場合、前記アンテナ選択部は、複数本の前記内蔵アンテナの各々で受信した受信信号の受信信号強度を比較することによって、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択するように構成され、
   前記コネクタに前記外部アンテナが接続された場合、前記アンテナ選択部は、複数の前記内蔵アンテナのうち少なくとも１本の前記内蔵アンテナと前記外部アンテナとでそれぞれ受信された受信信号の受信信号強度を比較することによって、受信状態が相対的に良好なアンテナを選択するように構成されたことを特徴とする通信装置。
2. 前記コネクタは、複数本の前記内蔵アンテナのうち何れか１本の前記内蔵アンテナの代わりに前記外部アンテナを前記アンテナ選択部に接続するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記コネクタは、複数本の前記内蔵アンテナのうち受信状態が最も悪い前記内蔵アンテナの代わりに前記外部アンテナを前記アンテナ選択部に接続するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の通信装置。
4. 前記アンテナ選択部および前記無線通信部を少なくとも含む回路が形成された回路基板を備え、
   前記回路基板は、前記ケースが前記分電盤用キャビネットに収納された状態で前記分電盤用キャビネットの前後方向が前記回路基板の厚み方向と平行するように、前記ケースの内部に収納され、
   複数の前記内蔵アンテナとして、前記ケースが前記分電盤用キャビネットに収納された状態で前側を向く前記回路基板の面に実装された第１アンテナと、前記回路基板において前記第１アンテナが実装された面と反対側の面に実装された第２アンテナとを備え、
   前記コネクタは、前記第２アンテナの代わりに前記外部アンテナを前記アンテナ選択部に接続するように構成されたことを特徴とする請求項２記載の通信装置。
5. 前記アンテナ選択部が、複数本の前記内蔵アンテナ及び前記外部アンテナを含むｎ本（ｎは３以上の正の整数）のアンテナから無線通信に使用する前記アンテナを選択する場合に、
   前記アンテナ選択部は、ｎ本の前記アンテナから比較対象の前記アンテナをｍ本（ｍは２以上で且つｎよりも小さい正の整数）ずつ順次選択し、選択したｍ本の前記アンテナの各々で受信された受信信号の受信信号強度を求め、ｎ本の前記アンテナの各々について求めた受信信号強度に基づいて無線通信に使用する前記アンテナを選択するように構成されたことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の通信装置。
6. 前記アンテナ選択部は、選択したｍ本の前記アンテナの中で受信信号強度が最大の前記アンテナを、次に選択するｍ本の前記アンテナのうちの１本に含むようにｍ本の前記アンテナを選択するように構成されたことを特徴とする請求項５記載の通信装置。
7. 前記需要家に設けられた複数の分岐回路のそれぞれに電力を分配する複数の分岐ブレーカと、
   外部の機器と通信する請求項１乃至６の何れか１項に記載の通信装置と、
   前記複数の分岐ブレーカと前記通信装置とを収納する前記分電盤用キャビネットとを備えたことを特徴とする分電盤。

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