JP2017034547A

JP2017034547A - 無線通信システム及び無線通信装置

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Publication number: JP2017034547A
Application number: JP2015154454A
Authority: JP
Inventors: 雄介野々垣; Yusuke Nonogaki; 正守中原; Masamori Nakahara
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2015-08-04
Filing date: 2015-08-04
Publication date: 2017-02-09
Anticipated expiration: 2035-08-04
Also published as: JP6509065B2

Abstract

【課題】待機状態における消費電力を抑えることができる無線通信システム及び無線通信装置の提供。【解決手段】複数の無線通信装置を備え、各無線通信装置は、通信相手とすべき他の無線通信装置へ起動信号を送信し、起動信号に対する応答信号を他の無線通信装置から受信した場合、他の無線通信装置との通信接続を確立させる無線通信システムにおいて、各無線通信装置は、予め設定された数の起動信号を周期的に送信する起動信号送信部と、起動信号の送信が完了した場合、送信した起動信号に対する応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる状態移行部とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、メータにて計測された水道、ガスなどの使用量を無線網を利用してセンタ側の通信装置へ送信する無線通信システム及び無線通信装置に関する。

水道、ガス、電気等の検針用に開発された無線テレメータシステムが知られている（例えば、特許文献１を参照）。無線テレメータシステムは、センタ側の構成として、ホストコンピュータ、センタ網制御装置等を備え、端末側の構成として、無線親機、無線子機等を備える。センタ側のホストコンピュータと端末側の無線親機との間は、公衆電話網、ＰＨＳ（Personal Handyphone System）網、ＦＯＭＡ（Freedom Of Mobile multimedia Access）網などの広域通信網を介して通信可能に接続される。また、端末側の無線親機と各無線子機との間は、特定小電力無線方式などの狭域無線網を介して通信可能に接続される。

各無線子機には、各需要家に供給される水道、ガス、電気等の供給物の使用量を計測するメータが接続されており、各無線子機は、メータから出力される計測結果（検針値）を取得した場合、取得した検針値を含むデータを狭域無線網を通じて無線親機へ送信する。また、無線親機は、各無線子機から受信した検針値のデータを広域通信網を通じてセンタ側のホストコンピュータへ送信する。

このような無線テレメータシステムでは、送信側無線機が送信すべきデータを有する場合、送信相手に対して起動信号を送信し、起動信号に対する応答信号を送信相手から受信した場合、両者の間で通信接続を確立させ、データの送受信を行っていた。

特開２００８−０５４２６３号公報

従来では、送信側無線機は起動信号を送信した後、受信側無線機から送信される応答信号の受信待ちの状態となり、規定時間内に応答信号を受信できなかった場合には、起動信号を再送する。このため、受信側無線機における起動信号の間欠受信期間を比較的長くする必要があり、待機状態の消費電力が大きくなってしまうという問題点を有している。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、間欠受信期間を短くすることにより、待機状態における消費電力を抑えることができる無線通信システム及び無線通信装置を提供することを目的とする。

本願の無線通信システムは、複数の無線通信装置を備え、各無線通信装置は、通信相手とすべき他の無線通信装置へ起動信号を送信し、該起動信号に対する応答信号を前記他の無線通信装置から受信した場合、前記他の無線通信装置との通信接続を確立させる無線通信システムにおいて、各無線通信装置は、予め設定された数の起動信号を周期的に送信する起動信号送信部と、前記起動信号の送信が完了した場合、送信した起動信号に対する応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる状態移行部とを備えることを特徴とする。

本願の無線通信システムは、前記他の無線通信装置は、前記起動信号送信部から送信される一の起動信号を受信してからの経過時間を計時する計時部と、計時した経過時間に基づいて、前記一の起動信号を受信してから他の起動信号を受信することなく所定時間が経過したと判断した場合、前記起動信号に対する応答信号を返信する返信部とを備えることを特徴とする。

本願の無線通信システムは、前記起動信号送信部が送信する起動信号は、送信回数に係る情報を含み、前記他の無線通信装置は、受信した起動信号に含まれる送信回数に係る情報に基づき、前記起動信号送信部による前記設定された数の起動信号の送信が完了したと判断した場合、受信した起動信号に対する応答信号を返信する返信部を備えることを特徴とする。

本願の無線通信システムは、前記他の無線通信装置は、前記設定された数の起動信号の送信に要する時間よりも短い周期にて、前記起動信号送信部から送信される起動信号を間欠的に受信する間欠受信部を備えることを特徴とする。

本願の無線通信システムは、前記起動信号送信部が送信する起動信号は、通信相手を識別する識別情報を含むフレーム開始デリミタを備えることを特徴とする。

本願の無線通信装置は、通信相手とすべき他の無線通信装置へ起動信号を送信し、該起動信号に対する応答信号を前記他の無線通信装置から受信した場合、前記他の無線通信装置との通信接続を確立させる無線通信装置において、予め設定された数の起動信号を周期的に送信する起動信号送信部と、前記起動信号の送信が完了した場合、送信した起動信号に対する応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる状態移行部とを備えることを特徴とする。

本願によれば、受信側無線機における間欠受信期間を短くして、待機状態における消費電力を抑えることができる。

本実施の形態に係る無線テレメータシステムの全体構成を示すブロック図である。無線親機の内部構成を示すブロック図である。無線子機の内部構成を示すブロック図である。実施の形態１に係る無線機の動作を説明するシーケンス図である。送信側無線機が実行する処理の手順を示すフローチャートである。受信側無線機が実行する処理の手順を示すフローチャートである。実施の形態２に係る無線機の動作を説明するシーケンス図である。実施の形態３に係る無線機の動作を説明するシーケンス図である。実施の形態４に係る起動信号のフレーム構成を説明する模式図である。実施の形態４に係る受信側無線機が実行する処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る無線通信システムを無線テレメータシステムに適用した形態について、図面を用いて具体的に説明する。
（実施の形態１）
図１は本実施の形態に係る無線テレメータシステムの全体構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る無線テレメータシステムは、センタ側の構成として、ホストコンピュータ１１及びセンタ側網制御装置１２を備え、端末側の構成として、無線親機２１、無線子機２２，２２，…，２２及びメータ２３，２３，…，２３を備える。メータ２３は、例えば個人宅、会社、各種施設毎に設置され、ガス、水道、電気などの使用量を計測し、計測結果（検針値）を出力する計測器である。無線テレメータシステムでは、メータ２３の検針値を示すデータ、無線親機２１及び無線子機２２の動作状態を示すデータなど端末側から出力される各種データを、無線通信を利用してセンタ側へ送信すると共に、無線親機２１及び無線子機２２の動作を制御するための制御指令等を含んだ各種データをセンタ側から端末側へ送信する。

センタ側網制御装置１２と端末側の無線親機２１とは、例えばＰＨＳ網、ＦＯＭＡ網などの広域無線網Ｎ１に接続され、広域無線網Ｎ１を介して無線通信を行う。なお、図１に示す例では、広域無線網Ｎ１に接続されている無線親機２１の数を１つとしたが、複数の無線親機２１を備える構成であってもよい。また、センタ側網制御装置１２と端末側の無線親機２１とが有線の通信網により接続される構成であってもよい。

センタ側網制御装置１２は、広域無線網Ｎ１を介した端末側との通信を制御する機能を有する。センタ側網制御装置１２は、ホストコンピュータ１１から端末側へ送信すべきデータが入力された場合、広域無線網Ｎ１の通信規格に準拠した通信方式にて、端末側へデータを送信する。また、端末側から送信されたデータを広域無線網Ｎ１を介して受信した場合、受信したデータをホストコンピュータ１１へ送信するように構成されている。

無線親機２１は、広域無線網Ｎ１を介してセンタ側に接続されると共に、複数の無線子機２２，２２，…，２２との間で例えばメッシュ型の狭域無線網Ｎ２を形成する。無線親機２１は、広域無線網Ｎ１を介してセンタ側のホストコンピュータ１１と無線通信を行うと共に、狭域無線網Ｎ２を介して無線子機２２，２２，…，２２と無線通信を行うように構成されている。

無線子機２２は、自機に接続されたメータ２３から検針値を取得した場合、検針値を示すデータを狭域無線網Ｎ２を介して無線親機２１へ送信する。また、無線親機２１は、無線子機２２から送信されるデータを受信した場合、及び自機においてホストコンピュータ１１へ通知すべきイベントが発生した場合等において、広域無線網Ｎ１を介してホストコンピュータ１１と無線通信を行う。

以下の説明において、無線親機２１及び無線子機２２を区別して説明する必要がない場合には、単に無線機とも記載する。

図２は無線親機２１の内部構成を示すブロック図である。無線親機２１は、制御部２１０、記憶部２１１、広域無線通信部２１２、狭域無線通信部２１３、表示部２１４、操作部２１５などを備える。無線親機２１が備えるハードウェア各部は、電池２１９から供給される電力により動作するように構成されている。

制御部２１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などを備える。制御部２１０内のＣＰＵは、ＲＯＭに予め格納された制御プログラムを実行することにより、機器全体を本発明に係る無線通信装置として機能させる。また、制御部２１０は、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。

記憶部２１１は、例えば、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read Only Memory）などの不揮発性メモリにより構成されており、無線親機２１の動作に関する設定情報、狭域無線網Ｎ２内で各無線機を識別するために自機に付与された無線機番号等を記憶する。また、記憶部２１１は、狭域無線網Ｎ２内の各無線機に付与された無線機番号と、当該無線機に至るまでのホップ数とを関連付けて記憶するホップ数テーブルを備える。

広域無線通信部２１２は、アンテナ２１２ａを通じて電波を発信または受信することによって、広域無線網Ｎ１を介した無線通信を行う。無線親機２１は、例えば、無線子機２２を通じてメータ２３の検針値を取得した場合、検針値を示すデータをセンタ側のホストコンピュータ１１へ送信する。広域無線通信部２１２は、制御部２１０を通じて送信すべきデータを取得した場合、アンテナ２１２ａを駆動して電波を発信させることより、広域無線網Ｎ１の通信規格に準拠した形式にてデータを送信する処理を行う。

また、広域無線通信部２１２は、アンテナ２１２ａにて電波を受信した場合、その電波の電波強度を検出すると共に、受信電波をデコードすることにより所定の形式のデータを取得する。アンテナ２１２ａにて受信する受信電波には、例えば、ホストコンピュータ１１からの起動指令などの各種制御コマンドが含まれる。広域無線通信部２１２は、受信電波をデコードして得られるデータを制御部２１０へ出力する。制御部２１０は、広域無線通信部２１２から出力されたデータを取得した場合、そのデータに基づいて各種の制御を行う。

狭域無線通信部２１３は、アンテナ２１３ａを通じて電波を発信または受信することによって、複数の無線子機２２，２２，…，２２と所定の無線通信方式にて無線通信を行う。無線通信方式としては、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に準拠した通信方式が採用される。

表示部２１４は、ＬＥＤランプ（LED : Light Emitting Diode）、液晶表示パネル等により構成されており、制御部２１０から出力される制御信号に基づいて、無線親機２１の設置作業及び保守作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示する。

操作部２１５は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタンにより構成されており、作業員等による各種の設定操作を受付ける。制御部２１０は、操作部２１５から入力される設定内容を基に各種制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部２１１に記憶させる。

本実施の形態では、無線親機２１がＮＣＵ（Network Control Unit）の機能を有するものとして説明を行ったが、ＮＣＵの機能を有する網制御装置を個別の装置として用意し、無線親機２１を網制御装置に接続する構成であってもよい。この場合、無線親機２１は、網制御装置を接続する接続インタフェースを備え、接続インタフェースに接続された網制御装置を介してセンタ側と通信を行う構成とすればよい。

図３は無線子機２２の内部構成を示すブロック図である。無線子機２２は、制御部２２０、記憶部２２１、狭域無線通信部２２２、メータＩＦ２２３、表示部２２４、操作部２２５などを備える。無線子機２２が備えるハードウェア各部は、電池２２９から供給される電力により動作するように構成されている。

制御部２２０は、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭなどを備える。制御部２２０内のＣＰＵは、ＲＯＭに予め格納された制御プログラムを実行することにより、機器全体を本発明に係る無線通信装置として機能させる。また、制御部２２０は、計測開始指示を与えてから計測終了指示を与えるまでの経過時間を計測するタイマ、数をカウントするカウンタ等の機能を備えていてもよい。

記憶部２２１は、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの不揮発性メモリにより構成されており、自機の動作に関する設定情報、自機に付与された無線機番号等を記憶する。また、記憶部２２１は、狭域無線網Ｎ２内の各無線機に付与された無線機番号と、当該無線機に至るまでのホップ数とを関連付けて記憶するホップ数テーブルを備える。

狭域無線通信部２２２は、アンテナ２２２ａを通じて電波を発信または受信することによって、無線親機２１及び他の無線子機２２と所定の無線通信方式にて無線通信を行う。無線通信方式としては、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に準拠した通信方式が採用される。

メータＩＦ２２３は、ガス、水道などの使用量を計測するためのメータ２３に接続される。メータＩＦ２２３は、接続されたメータ２３から検針値を取得した場合、検針値を示すデータを制御部２２０へ送出する。

表示部２２４は、ＬＥＤランプ、液晶表示パネル等により構成されており、制御部２２０から出力される制御信号に基づいて、無線子機２２の設置作業及び保守作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示する。

操作部２２５は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタンにより構成されており、作業員等による各種の設定操作を受付ける。制御部２２０は、操作部２２５から入力される設定内容を基に各種制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部２２１に記憶させる。

以下、各無線機の動作を説明する。
図４は実施の形態１に係る無線機の動作を説明するシーケンス図である。図４に示す例では、外部へ送信すべきデータを有し、当該データを狭域無線網Ｎ２を通じて送信する送信側無線機（例えば無線子機２２）、及び送信側無線機から送信されるデータを受信する受信側無線機（例えば無線親機２１）の動作について説明する。

無線子機２２は、外部へ送信すべきデータを有する場合、通信相手となる無線機（例えば無線親機２１）へ起動信号を送信する。このとき、無線子機２２は、予め定めた時間間隔（起動信号再送間隔Ｔ２）にて、予め設定された回数（Ｎ回、Ｎは２以上の整数）だけ起動信号を送信する。無線子機２２は、Ｎ個の起動信号を送信した後、受信側無線機から送信される応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行する。
なお、Ｎ個の起動信号の送信開始から送信完了までに要する時間を、起動信号送信時間Ｔ４と称する。

無線親機２１は、他の無線機と無線通信を行っていない待機状態において、間欠受信動作を行う。本実施の形態では、外部から送信される起動信号を受信することができる間欠受信期間Ｔ１（Ｔ１＞Ｔ２であり、Ｔ１は１ｍｓｅｃ程度）と、外部から送信される起動信号を受信しない非受信期間Ｔ３（Ｔ３＜Ｔ４であり、Ｔ３は５ｓｅｃ〜２０ｓｅｃ程度）とを周期的に切り替えることにより、間欠受信動作を行う。無線親機２１の制御部２１０は、内蔵タイマの出力を参照することにより、現在が間欠受信期間Ｔ１であるか否かの判別を行う。間欠受信期間Ｔ１である場合、制御部２１０は、電池２１９からの電力を狭域無線通信部２１３に供給させ、外部から送信される起動信号を待ち受ける。また、間欠受信期間Ｔ１が経過した場合、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３への電力供給を停止させ、外部から送信される起動信号を受信しない非受信期間Ｔ３に移行させる。

無線親機２１は、無線子機２２から送信される起動信号を間欠受信期間Ｔ１にて受信した場合、当該無線子機２２による一連の起動信号の送信が完了した後（例えば、予め設定されたキャリアなし期間Ｔ５の経過後）、応答信号を送信する。無線子機２２は、無線親機２１から送信される応答信号を受信した場合、無線親機２１との通信接続を確立させ、送信すべきデータを無線親機２１へ送信する。

以下、送信側無線機（無線子機２２）及び受信側無線機（無線親機２１）が実行する処理の手順について説明する。

図５は送信側無線機が実行する処理の手順を示すフローチャートである。送信側無線機である無線子機２２の制御部２２０は、外部へ送信すべきデータを有するか否かを判断する（ステップＳ１０１）。無線子機２２に接続されたメータ２３から検針データを取得した場合、センタ側へ通知すべきイベントが発生した場合等において、制御部２２０は、外部へ送信すべきデータを有すると判断する。外部へ送信すべきデータを有していない場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、制御部２２０は、外部へ送信すべきデータを有するまで待機する。

外部へ送信すべきデータを有すると判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、制御部２２０は、内蔵カウンタのカウント値を０にリセットすると共に（ステップＳ１０２）、狭域無線通信部２２２を通じて起動信号を外部へ送信する（ステップＳ１０３）。

次いで、制御部２２０は、内蔵カウンタのカウント値を１だけインクリメントし（ステップＳ１０４）、内蔵カウンタのカウント値に基づき、送信回数が予め設定されている送信回数Ｎに達したか否かを判断する（ステップＳ１０５）。

送信回数がＮ回に達していないと判断した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、制御部２１０は、起動信号の送信後の経過時間を内蔵タイマを用いて計時し（ステップＳ１０６）、予め設定されている起動信号再送間隔Ｔ２が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０７）。

起動信号を送信してから起動信号再送間隔Ｔ２が経過していないと判断した場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、制御部２２０は、起動信号再送間隔Ｔ２が経過するまで待機する。一方、起動信号再送間隔Ｔ２が経過したと判断した場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、制御部２２０は、処理をステップＳ１０３へ戻す。

ステップＳ１０５において、送信回数がＮ回に達したと判断した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、制御部２２０は、受信側無線機からの応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる（ステップＳ１０８）。無線子機２２は、受信待ちの状態において、受信側無線機（無線親機２１）から送信される応答信号を受信した場合、無線親機２１との通信接続を確立させ、送信すべきデータを無線親機２１へ送信する。

図６は受信側無線機が実行する処理の手順を示すフローチャートである。受信側無線機である無線親機２１の制御部２１０は、自機が他の無線機と無線通信を行っていない待機状態であるか否かを判断する（ステップＳ１１１）。待機状態でない場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、制御部２１０は、以下の処理を実行せずに本フローチャートによる処理を終了する。

待機状態であると判断した場合（Ｓ１１１：ＹＥＳ）、制御部２１０は、電池２１９からの電力を狭域無線通信部２１３に供給することにより、送信側無線機から送信される起動信号を受信可能な間欠受信期間Ｔ１に移行させると共に（ステップＳ１１２）、移行後の経過時間を内蔵タイマを用いて計時する（ステップＳ１１３）。

間欠受信期間Ｔ１において、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３を通じて、送信側無線機から送信される起動信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ１１４）。

起動信号を受信していないと判断した場合（Ｓ１１４：ＮＯ）、制御部２１０は、計時を開始してから間欠受信期間Ｔ１が経過したか否かを判断する（ステップＳ１１５）。間欠受信期間Ｔ１が経過していない場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、制御部２１０は、処理をステップＳ１１４へ戻す。

起動信号を受信することなく間欠受信期間Ｔ１が経過した場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３への電力供給を停止させると共に、送信側無線機から送信される起動信号を受信しない非受信期間Ｔ３へ移行させる（ステップＳ１１６）。

次いで、制御部２１０は、内蔵タイマを参照し、非受信期間Ｔ３が経過したか否かを判断する（ステップＳ１１７）。非受信期間Ｔ３が経過していないと判断した場合（Ｓ１１７：ＮＯ）、制御部２１０は、非受信期間Ｔ３が経過するまで待機する。

非受信期間Ｔ３が経過したと判断した場合（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、制御部２１０は、処理をステップＳ１１２へ移行させる。

ステップＳ１１４において起動信号を受信したと判断した場合（Ｓ１１４：ＹＥＳ）、制御部２１０は、予め設定した時間幅を有するキャリアなし期間Ｔ５が経過したか否かを判断する（ステップＳ１１８）。

キャリアなし期間Ｔ５が経過していないと判断した場合（Ｓ１１８：ＮＯ）、制御部２１０は、起動信号の受信後、キャリアなし期間Ｔ５が経過するまで待機する。

キャリアなし期間Ｔ５が経過したと判断した場合（Ｓ１１８：ＹＥＳ）、制御部２１０は、受信した起動信号に対する応答信号を送信側無線機へ送信する（ステップＳ１１９）。応答信号を送信側無線機（無線子機２２）へ送信した後、無線子機２２との通信接続を確立させ、通信接続を確立させた無線子機２２から送信されるデータを狭域無線通信部２１３にて受信する。

以上のように、実施の形態１では、送信側無線機は短い周期（起動信号再送間隔Ｔ２）で起動信号を送信することができるので、受信側無線機の間欠受信期間Ｔ１を短くすることができる。この結果、受信側無線機における待機時の消費電力を低減することができる。なお、本実施の形態では、起動信号を複数回送信しているため、起動信号を単発で送信し、応答信号が得られない場合に起動信号を再送する従来の構成と比較して、送信側無線機の消費電力は大きくなる可能性がある。しかしながら、無線テレメータシステムにおける無線子機２２が無線親機２１へデータを送信するタイミングは、それぞれに接続されたメータ２３から検針データを取得する月１回程度のタイミング、警報を発すべきイベントを検知した偶発的なタイミング等であるため、起動信号を受信する受信側無線機における受信待ちの時間を短くし、受信側無線機における待機時の消費電力を低減することにより、システム全体としてみれば省電力化を図ることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２では、送信側無線機が送信する起動信号に送信回数に係る情報を付加し、受信側無線機は、起動信号に含まれる送信回数に係る情報に基づき、応答信号の送信タイミングを判断する構成について説明を行う。
なお、無線テレメータシステムにシステム構成、無線親機２１及び無線子機２２の内部構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。

図７は実施の形態２に係る無線機の動作を説明するシーケンス図である。図７に示す例では、実施の形態１と同様に、送信側無線機を無線子機２２とし、受信側無線機を無線親機２１として説明を行う。

無線子機２２は、外部へ送信すべきデータを有する場合、通信相手となる無線機（例えば無線親機２１）へ起動信号を送信する。このとき、無線子機２２は、送信回数に係る情報を含めた起動信号を、予め定めた時間間隔（起動信号再送間隔Ｔ２）にて、予め設定された回数（Ｎ回；Ｎは２以上の整数）だけ送信する。すなわち、起動信号送信時間Ｔ４内で最初に起動信号を送信する場合、送信回数が１回目であることを示す情報を付加した起動信号を送信し、その次に起動信号を送信する場合、送信回数が２回目であることを示す情報を付加した起動信号を送信する。送信回数が３回目以降の起動信号についても同様であり、無線子機２２は、それぞれに送信回数を示す情報を付加した起動信号を送信する。なお、Ｎ個の起動信号の送信が完了した場合、無線子機２２は、送信回数を１にリセットする。
無線子機２２は、Ｎ個の起動信号を送信した後、受信側無線機から送信される応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行する。

無線親機２１は、無線子機２２から送信される起動信号を間欠受信期間Ｔ１に受信した場合、当該無線子機２２による起動信号の送信が完了した後に、応答信号を送信する。

実施の形態２では、無線子機２２から送信される起動信号に送信回数を示す情報が付加されているので、無線親機２１は、受信した起動信号から抽出することができる情報を基に、起動信号の送信が完了するタイミングを算出することができる。例えば、１〜Ｎ番目の起動信号のうち、ｉ番目の起動信号を受信した場合、（Ｎ−ｉ＋１）×Ｔ０＋（Ｎ−ｉ）×Ｔ２で算出されるタイミングで起動信号の送信が完了すると判断できるので、無線親機２１は、そのタイミングで応答信号を送信する。ここで、Ｔ０は１回当たりの起動信号の送信時間、Ｔ２は前述した起動信号再送間隔であり、これらの時間の情報は無線親機２１の記憶部２１１、及び無線子機２２の記憶部２２１に予め記憶されているものとする。

無線子機２２は、無線親機２１から送信される応答信号を受信した場合、無線親機２１との通信接続を確立させ、送信すべきデータを無線親機２１へ送信する。

以上のように、実施の形態２では、送信側無線機は短い周期（起動信号再送間隔Ｔ２）で起動信号を送信することができるので、受信側無線機の間欠受信期間Ｔ１を短くすることができる。この結果、受信側無線機における待機時の消費電力を低減することができる。また、実施の形態２では、受信側無線機は、受信した起動信号に付加されている送信回数の情報に基づいて、送信側無線機にて起動信号の送信が完了するタイミングを算出できるので、起動信号の送信完了後、即時的に応答信号を送信することができる。

（実施の形態３）
実施の形態３では、送信側無線機が送信するｉ番目（ｉ＜Ｎ）の起動信号を受信した場合、ｉ＋１番目以降の全ての起動信号を受信側無線機にて受信することにより、応答信号の送信タイミングを判断する構成について説明する。
なお、無線テレメータシステムにシステム構成、無線親機２１及び無線子機２２の内部構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。

図８は実施の形態３に係る無線機の動作を説明するシーケンス図である。図８に示す例では、実施の形態１と同様に、送信側無線機を無線子機２２とし、受信側無線機を無線親機２１として説明を行う。

無線子機２２は、外部へ送信すべきデータを有する場合、通信相手となる無線機（例えば無線親機２１）へ起動信号を送信する。このとき、無線子機２２は、送信回数に係る情報を含めた起動信号を、予め定めた時間間隔（起動信号再送間隔Ｔ２）にて、予め設定された回数（Ｎ回；Ｎは２以上の整数）だけ送信する。すなわち、起動信号送信時間Ｔ４内で最初に起動信号を送信する場合、送信回数が１回目であることを示す情報を付加した起動信号を送信し、その次に起動信号を送信する場合、送信回数が２回目であることを示す情報を付加した起動信号を送信する。送信回数が３回以降の起動信号についても同様であり、無線子機２２は、それぞれに送信回数を示す情報を付加した起動信号を送信する。なお、Ｎ個の起動信号の送信が完了した場合、無線子機２２は、送信回数を１にリセットする。
無線子機２２は、Ｎ個の起動信号を送信した後、受信側無線機から送信される応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行する。

実施の形態３では、無線親機２１は、送信側無線機から送信されるｉ番目（ｉ＜Ｎ）の起動信号を間欠受信期間Ｔ１にて受信した場合、ｉ＋１番目以降の全ての起動信号を受信する。無線子機２２から送信される起動信号に送信回数を示す情報が付加されているので、無線親機２１は、送信回数の情報に基づき、起動信号の送信完了のタイミングを把握することができる。無線親機２１は、起動信号に付加されている送信回数の情報がＮ回目である場合、送信側無線機にて起動信号の送信が完了したと判断できるので、そのタイミングで応答信号の送信を行う。なお、送信側無線機から送信される起動信号の総数がＮ個であるという情報は、無線親機２１の記憶部２１１、及び無線子機２２の記憶部２２１に予め記憶されているものとする。

以上のように、実施の形態３では、送信側無線機は短い周期（起動信号再送間隔Ｔ２）で起動信号を送信することができるので、受信側無線機の間欠受信期間Ｔ１を短くすることができる。この結果、受信側無線機における待機時の消費電力を低減することができる。また、実施の形態３では、受信側無線機は、受信した起動信号に付加されている送信回数の情報に基づいて、送信側無線機にて起動信号の送信が完了するタイミングを把握できるので、起動信号の送信完了後、即時的に応答信号を送信することができる。

（実施の形態４）
実施の形態４では、起動信号のフレーム開始デリミタに宛先情報を付加する構成について説明する。
なお、無線テレメータシステムにシステム構成、無線親機２１及び無線子機２２の内部構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。

図９は実施の形態４に係る起動信号のフレーム構成を説明する模式図である。起動信号のフレームは、例えば、ビット同期、フレーム開始デリミタ（SFD : Start Frame Delimiter）、ヘッダ、及びデータを含む。

フレーム開始デリミタは、パケットフレームの先頭を表すデータであり、一般的には、システム内で共通のデータが用いられる。受信側無線機は、起動信号に含まれるフレーム開始デリミタを検知した場合、以降のヘッダ部及びデータ部を受信し始める。

実施の形態４では、フレーム開始デリミタとして、システム内で共通のデータを用いずに、起動信号の宛先情報（例えば無線機番号）を埋め込んだデータを用いる。このため、フレーム開始デリミタは、システム内で共通のデータではなく、起動信号の宛先に応じて異なる。

図１０は実施の形態４に係る受信側無線機が実行する処理の手順を示すフローチャートである。受信側無線機である無線親機２１の制御部２１０は、自機が他の無線機と無線通信を行っていない待機状態であるか否かを判断する（ステップＳ４０１）。待機状態でない場合（Ｓ４０１：ＮＯ）、制御部２１０は、以下の処理を実行せずに本フローチャートによる処理を終了する。

待機状態であると判断した場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、制御部２１０は、電池２１９からの電力を狭域無線通信部２１３に供給することにより、送信側無線機から送信される起動信号を受信可能な間欠受信期間Ｔ１に移行させると共に（ステップＳ４０２）、移行後の経過時間を内蔵タイマを用いて計時する（ステップＳ４０３）。

間欠受信期間Ｔ１において、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３を通じて、送信側無線機から送信される起動信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４０４）。

起動信号を受信していないと判断した場合（Ｓ４０４：ＮＯ）、制御部２１０は、計時を開始してから間欠受信期間Ｔ１が経過したか否かを判断する（ステップＳ４０５）。間欠受信期間Ｔ１が経過していない場合（Ｓ４０５：ＮＯ）、制御部２１０は、処理をステップＳ４０４へ戻す。

起動信号を受信することなく間欠受信期間Ｔ１が経過した場合（Ｓ４０５：ＹＥＳ）、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３への電力供給を停止させると共に、送信側無線機から送信される起動信号を受信しない非受信期間Ｔ３へ移行させる（ステップＳ４０６）。

次いで、制御部２１０は、内蔵タイマを参照し、非受信期間Ｔ３が経過したか否かを判断する（ステップＳ４０７）。非受信期間Ｔ３が経過していないと判断した場合（Ｓ４０７：ＮＯ）、制御部２１０は、非受信期間Ｔ３が経過するまで待機する。

非受信期間Ｔ３が経過したと判断した場合（Ｓ４０７：ＹＥＳ）、制御部２１０は、処理をステップＳ４０２へ移行させる。

ステップＳ４０４において起動信号を受信したと判断した場合（Ｓ４０４：ＹＥＳ）、制御部２１０は、受信した起動信号のフレーム開始デリミタに含まれる宛先情報に基づき、自機宛の起動信号を受信したか否かを判断する（ステップＳ４０８）。

自機宛の起動信号を受信していないと判断した場合（Ｓ４０８：ＮＯ）、制御部２１０は、以下の処理を実行することなく、本フローチャートによる処理を終了する。このとき、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３への電力供給を停止させ、起動信号のヘッダ部分及びデータ部分を受信しないようにしてもよい。

自機宛の起動信号を受信したと判断した場合（Ｓ４０８：ＹＥＳ）、制御部２１０は、予め設定した時間幅を有するキャリアなし期間Ｔ５が経過したか否かを判断する（ステップＳ４０９）。

キャリアなし期間Ｔ５が経過していないと判断した場合（Ｓ４０９：ＮＯ）、制御部２１０は、起動信号の受信後、キャリアなし期間Ｔ５が経過するまで待機する。

キャリアなし期間Ｔ５が経過したと判断した場合（Ｓ４０９：ＹＥＳ）、制御部２１０は、受信した起動信号に対する応答信号を送信側無線機へ送信する（ステップＳ４１０）。応答信号を送信側無線機（無線子機２２）へ送信した後、無線子機２２との通信接続を確立させ、通信接続を確立させた無線子機２２から送信されるデータを狭域無線通信部２１３にて受信する。

なお、実施の形態４では、キャリアなし期間Ｔ５が経過したか否かを受信側にて判断することにより、応答信号の送信タイミングを判断する構成としたが、実施の形態２又は３と同様に、起動信号の送信回数に基づいて応答信号の送信タイミングを判断する構成としてもよい。

以上のように、実施の形態４では、送信側無線機は短い周期（起動信号再送間隔Ｔ２）で起動信号を送信することができるので、受信側無線機の間欠受信期間Ｔ１を短くすることができる。この結果、受信側無線機における待機時の消費電力を低減することができる。また、受信側無線機は、受信した起動信号のフレーム開始デリミタに含まれる宛先情報に基づき、受信した起動信号が自機宛でないと判断した場合、フレーム開始デリミタ以降のヘッダ部及びデータ部の受信を回避することができ、狭域無線通信部２１３の無駄な起動をなくすことができるので、受信動作における消費電力を更に低減することができる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

例えば、実施の形態１〜４では、無線子機２２が送信側無線機、無線親機２１が受信側無線機となるケースについて説明したが、無線親機２１が送信側無線機、無線子機２２が受信側無線機となるケース、異なる２つの無線子機２２がそれぞれ送信側無線機及び受信側無線機となるケースについても同様の手順にてデータの送受信を実行することができる。

以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。

本願の無線通信システムは、複数の無線通信装置（２１，２２）を備え、各無線通信装置（２２）は、通信相手とすべき他の無線通信装置（２１）へ起動信号を送信し、該起動信号に対する応答信号を前記他の無線通信装置（２１）から受信した場合、前記他の無線通信装置（２１）との通信接続を確立させる無線通信システムにおいて、各無線通信装置（２２）は、予め設定された数の起動信号を周期的に送信する起動信号送信部（２２２）と、前記起動信号の送信が完了した場合、送信した起動信号に対する応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる状態移行部（２２０）とを備えることを特徴とする。

本願では、各無線通信装置から送信する起動信号の送信間隔を短くすることにより、起動信号を待ち受ける他の無線通信装置での間欠受信期間を短くすることができ、この結果、受信側の無線通信装置における待機時の消費電力を低減することができる。

本願の無線通信システムは、前記他の無線通信装置（２１）は、前記起動信号送信部（２２２）から送信される一の起動信号を受信してからの経過時間を計時する計時部（２１０）と、計時した経過時間に基づいて、前記一の起動信号を受信してから他の起動信号を受信することなく所定時間が経過したと判断した場合、前記起動信号に対する応答信号を返信する返信部（２１３）とを備えることを特徴とする。

本願では、起動信号を受信してからの経過時間に基づき、送信側による起動信号の送信が完了したか否かを判断することができ、起動信号の送信が完了した場合に即時的に応答信号を返信することができる。

本願の無線通信システムは、前記起動信号送信部（２２２）が送信する起動信号は、送信回数に係る情報を含み、前記他の無線通信装置（２１）は、受信した起動信号に含まれる送信回数に係る情報に基づき、前記起動信号送信部（２２２）による前記設定された数の起動信号の送信が完了したと判断した場合、受信した起動信号に対する応答信号を返信する返信部（２１３）を備えることを特徴とする。

本願では、起動信号に含まれる送信回数の情報に基づき、送信側による起動信号の送信が完了したか否かを判断することができ、起動信号の送信が完了した場合に即時的に応答信号を返信することができる。

本願の無線通信システムは、前記他の無線通信装置（２１）は、前記設定された数の起動信号の送信に要する時間よりも短い周期にて、前記起動信号送信部（２２２）から送信される起動信号を間欠的に受信する間欠受信部（２１３）を備えることを特徴とする。

本願では、送信側が起動信号の送信に要する時間よりも短い周期にて、起動信号の間欠受信が可能となるので、受信側にて起動信号を受信する期間を長くする必要がなくなり、受信側の無線通信装置における消費電力を抑えることができる。

本願の無線通信システムは、前記起動信号送信部（２２２）が送信する起動信号は、通信相手を識別する識別情報を含むフレーム開始デリミタを備えることを特徴とする。

本願では、フレーム開始デリミタに通信相手を識別する識別情報が含まれるので、フレーム開始デリミタを受信した時点で、残りのヘッダ部及びデータ部を継続して受信すべきか否かを判断することができる。通信相手でない無線通信装置の識別情報が含まれる場合には、ヘッダ部及びデータ部を受信しないようにすることができるので、通信回路の無駄な起動を回避することができる。

本願の無線通信装置は、通信相手とすべき他の無線通信装置（２１）へ起動信号を送信し、該起動信号に対する応答信号を前記他の無線通信装置（２１）から受信した場合、前記他の無線通信装置（２１）との通信接続を確立させる無線通信装置（２２）において、予め設定された数の起動信号を周期的に送信する起動信号送信部（２２２）と、前記起動信号の送信が完了した場合、送信した起動信号に対する応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる状態移行部（２２０）とを備えることを特徴とする。

１１ホストコンピュータ
１２センタ側網制御装置
２１無線親機
２２無線子機
２３メータ
２１０，２２０制御部
２１１，２２１記憶部
２１２広域無線通信部
２１３，２２２狭域無線通信部
２１４，２２４表示部
２１５，２２５操作部
２１９，２２９電池
２２３メータＩＦ

Claims

複数の無線通信装置を備え、各無線通信装置は、通信相手とすべき他の無線通信装置へ起動信号を送信し、該起動信号に対する応答信号を前記他の無線通信装置から受信した場合、前記他の無線通信装置との通信接続を確立させる無線通信システムにおいて、
各無線通信装置は、
予め設定された数の起動信号を周期的に送信する起動信号送信部と、
前記起動信号の送信が完了した場合、送信した起動信号に対する応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる状態移行部と
を備えることを特徴とする無線通信システム。
前記他の無線通信装置は、
前記起動信号送信部から送信される一の起動信号を受信してからの経過時間を計時する計時部と、
計時した経過時間に基づいて、前記一の起動信号を受信してから他の起動信号を受信することなく所定時間が経過したと判断した場合、前記起動信号に対する応答信号を返信する返信部と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記起動信号送信部が送信する起動信号は、送信回数に係る情報を含み、
前記他の無線通信装置は、
受信した起動信号に含まれる送信回数に係る情報に基づき、前記起動信号送信部による前記設定された数の起動信号の送信が完了したと判断した場合、受信した起動信号に対する応答信号を返信する返信部
を備えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
前記他の無線通信装置は、
前記設定された数の起動信号の送信に要する時間よりも短い周期にて、前記起動信号送信部から送信される起動信号を間欠的に受信する間欠受信部
を備えることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の無線通信システム。
前記起動信号送信部が送信する起動信号は、通信相手を識別する識別情報を含むフレーム開始デリミタを備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の無線通信システム。
通信相手とすべき他の無線通信装置へ起動信号を送信し、該起動信号に対する応答信号を前記他の無線通信装置から受信した場合、前記他の無線通信装置との通信接続を確立させる無線通信装置において、
予め設定された数の起動信号を周期的に送信する起動信号送信部と、
前記起動信号の送信が完了した場合、送信した起動信号に対する応答信号を待ち受ける受信待ちの状態に移行させる状態移行部と
を備えることを特徴とする無線通信装置。