JP2017045226A - 無線通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】余剰機器を出さずに通信システムの構成を変更することができる無線通信装置を提供する。【解決手段】ガスメータ３０と接続され、ガスメータ３０が出力するデータやガスメータ３０へ入力するデータを無線通信により送受信することが可能なＧＷ無線機１０において、ＧＷ無線機１０は、ガスメータ３０に関連する情報を無線通信により送受信するとともに、ＭＴ無線機２０とタブレット端末４０と中継する第１のモードと、ＭＴ無線機２０とタブレット端末４０との無線通信の中継を停止する第２のモードと、を有し、第１のモードと第２のモードとを切り替える制御部を有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、計測器に接続される無線通信装置に関する。

計測器として例えばガスメータの検針情報等のデータ等を収集する通信システムとしては、検針員が無線通信装置を内蔵したハンディターミナルによりガスメータに設置された無線通信装置と通信をすることにより行うものや、ガスメータに設置された無線通信装置と１：Ｎ通信を行う無線中継装置により複数のガスメータからのデータを中継して、前記したハンディターミナルがデータを収集するもの等が提案されている（例えば特許文献１を参照）。

近年、検針員による検針に代えて、集中監視センタと各ガスメータとを電話回線等の公衆回線網で接続して、一括して検針等のデータ収集等を行うことも行われている。集中監視センタによる検針では、一般的に集中監視センタとガスメータとを公衆回線網を介して接続するためにＮＣＵ（Network Control Unit）が用いられている。

特許第５３７００７８号公報

上述したハンディターミナルによる通信システムから集中監視センタによる通信システムに構成を変更する場合、従来は無線中継装置に代えてＮＣＵを設置するため、無線中継装置が余剰となっていた。

また、無線中継装置をガスメータに隣接（近接）させて設置した場合、一般的にガスメータは、見通しが良く無線波が到達しやすい位置に設置されないことが多いので、無線ネットワークを拡張する際に障害となることがあった。

そこで、本発明は、上記のような問題点に鑑み、余剰機器を出さずに容易に通信システムの構成を変更でき、また、ネットワークの拡張も容易にすることができる無線通信装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、計測器と接続され、前記計測器に関連する情報を無線通信により送受信する無線通信装置において、前記無線通信装置は、前記計測器に関連する情報を無線通信により送受信するとともに、他の無線通信装置と端末装置との無線通信を中継する第１のモードと、前記他の無線通信装置と前記端末装置との無線通信の中継を停止する第２のモードと、を有し、前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える切替手段を有することを特徴とする無線通信装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切替手段は、外部からの通信コマンドにより前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替えることを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記切替手段は、切り替えスイッチにより前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替えることを特徴とするものである。

以上説明したように請求項１記載の発明によれば、切替手段により第１のモードと第２のモードとを切り替えることができるので、他の無線通信装置と端末装置との無線通信を中継する第１のモードで使用していたとしても、例えば集中監視センタによる通信システムに変更する際や無線ネットワークを拡張する際に、中継機能が不要になった場合は第２のモードに切り替えて使用することができる。したがって、無線通信装置が余剰機器とならずに継続して使用することができる。

請求項２記載の発明によれば、切替手段は、外部からの通信コマンドにより第１のモードと第２のモードとを切り替えるので、切替手段をソフトウェア上で容易に実現することができる。また、不用意にスイッチ等に触れることでモードが切り替わったり、第３者等により勝手にモードが切り替えられたりするといったリスクを低減することができる。

請求項３記載の発明によれば、切替手段は、切り替えスイッチにより第１のモードと第２のモードとを切り替えるので、ハード的なスイッチであることから簡単にモードを切り換えることができる。

本発明の一実施形態にかかる無線通信装置を有するガスメータと、そのガスメータを有する通信システムの概略構成図である。 図１に示されたＧＷ無線機の機能構成図である。 図１に示されたＭＴ無線機の機能構成図である。 図１に示された通信システムの構成を変更した場合の概略構成図である。 本発明の他の実施形態にかかる通信システムの概略構成図である。 図５に示された通信システムの構成を変更した場合の概略構成図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる無線通信装置を有するガスメータと、そのガスメータを有する通信システムの概略構成図である。

通信システム１は、図１に示したように、ＧＷ無線機１０と、ＭＴ無線機２０と、ガスメータ３０と、タブレット端末４０と、を有している。通信システム１は、図１に示したように、複数のＭＴ無線機２０は、ＧＷ無線機１０と無線により通信可能となっている。また、ＧＷ無線機１０と複数のＭＴ無線機２０とは、メッシュネットワークを構成する。従って、ＭＴ無線機２０も他のＭＴ無線機２０と通信可能となっている。なお、本実施形態は無線ネットワークとしてメッシュネットワークで説明するが、ツリー型等他の形態であってもよい。

ＧＷ無線機１０には仕様上の上限（例えば５０台）までＭＴ無線機２０が接続可能である。また、ＧＷ無線機１０とＭＴ無線機２０は、それぞれ対応するガスメータ３０が１台接続されている。さらに、ＧＷ無線機１０は、端末装置としてのタブレット端末４０と無線により通信可能となっている。

本発明の一実施形態にかかる無線通信装置としてのＧＷ無線機１０は、図２に示したように、無線通信部１１と、データ入出力部１２と、制御部１３と、中継部１４と、を有している。

無線通信部１１は、アンテナ及び変復調回路等の無線通信用の回路を有している。無線通信部１１は、ＭＴ無線機２０と無線通信をする。無線通信部１１が受信したデータは、無線信号からデジタルデータ等に復調され、ＧＷ無線機１０宛の場合はデータ入出力部１２又は制御部１３に出力し、タブレット端末４０宛の場合は、中継部１４に出力し、他のＭＴ無線機２０宛の場合は所定の周波数の無線信号に変調され当該他のＭＴ無線機２０又は次の中継先のＭＴ無線機２０等に送信される。また、データ入出力部１２や制御部１３から無線通信部１１に出力されたデータは、所定の周波数の無線信号に変調され宛先のＭＴ無線機２０又は中継先のＭＴ無線機２０等に送信される。また、中継部１４から無線通信部１１に出力されたデータは、宛先のＭＴ無線機２０又は次の中継先のＭＴ無線機２０等に送信される。なお、ＧＷ無線機１０とＭＴ無線機２０との間の無線通信の規格の例としてはＵバスエアが挙げられる。

データ入出力部１２は、ガスメータ３０へのインタフェースであり、無線通信部１１が受信したデータをガスメータ３０にそのまま或いは所定のデータ変換等を行って出力したり、ガスメータ３０から入力されたデータをＭＴ無線機２０に送信する場合は無線通信部１１に、タブレット端末４０に送信する場合は制御部１３を介して中継部１４に、そのまま或いは所定のデータ変換等を行って出力したりする。

制御部１３は、ＧＷ無線機１０の全体制御を司る。また、制御部１３は、タブレット端末４０から送信されるコマンド等を含む電文によって中継部１４を機能させるか否かを決定し、中継部１４を機能させない場合は、中継部１４を停止させる。

中継部１４は、アンテナ及び変復調回路等の無線通信用の回路を有している。中継部１４は、タブレット端末４０と無線通信をする。中継部１４が受信したデータは無線信号からデジタルデータ等に復調され、ＧＷ無線機１０宛の場合は制御部１３に出力し、ＭＴ無線機２０宛の場合は無線通信部１１に出力される。また、無線通信部１１や制御部１３から中継部１４に出力されたデータは、所定の周波数の無線信号に変調され、タブレット端末４０に送信される。即ち、中継部１４は、ＭＴ無線機２０とタブレット端末４０との通信を無線通信部１１を介して中継することができる。なお、ＧＷ無線機１０とタブレット端末４０との間の無線通信の規格としてはＵバスエアやＷｉ−Ｆｉ（登録商標）等が挙げられる。

ＧＷ無線機１０は、上述したように、タブレット端末４０と、自身に接続されているガスメータ３０に関連する情報（指針データやガスメータへの設定データ等）を無線通信により送受信する。また、タブレット端末４０とＭＴ無線機２０との間の通信を中継する。さらに、メッシュネットワーク内の通信（自身とＭＴ無線機２０やＭＴ無線機２０間の中継）も行う。なお、ＧＷ無線機１０は、ガスメータ３０に関連する情報に限らず、自身に関連する情報（自身の設定データや自身のステータス情報等）を送受信してもよい。

ＧＷ無線機１０とタブレット端末４０との間の通信規格と、ＧＷ無線機１０とＭＴ無線機２０との間の通信規格（即ち、メッシュネットワークの通信規格）とは、同じ規格に限らず異なる規格であってもよい。同じ規格の場合は、アンテナや変復調回路等は無線通信部１１と中継部１４とで共用するようにしてもよい。

また、図２に示した構成は、半導体集積回路やモジュール、プリント基板等のハードウェアで構成するに限らず、μＣＯＭ（マイクロコンピュータ）等で動作するコンピュータブログラム（ソフトウェア）として構成してもよい（アンテナ等のハードウェア化が必須のものを除く）。

ＭＴ無線機２０は、図３に示したように、無線通信部２１と、データ入出力部２２と、制御部２３と、を有している。

無線通信部２１は、基本的な機能は図２に示した無線通信部１１と同様である。但し、無線通信部２１は、メッシュネットワーク内の他のＭＴ無線機２０と通信を行うだけでなく、ＧＷ無線機１０とも通信を行う。従って、無線通信部２１は、ＧＷ無線機１０や他のＭＴ無線機２０宛のデータ等を受信した場合は、それを中継して送信する。

データ入出力部２２は、基本的な機能は図２に示したデータ入出力部２２と同様である。制御部１３は、ＭＴ無線機２０の全体制御を司る。

ＭＴ無線機２０は、上述したように、ＧＷ無線機１０と、自身に接続されているガスメータ３０に関連する情報（指針データやガスメータ３０への設定データ等）を無線通信により送受信する。即ち、タブレット端末４０との通信は、ＧＷ無線機１０に中継されて行われる。また、メッシュネットワーク内の通信（自身と他のＭＴ無線機２０や他のＭＴ無線機２０間の中継）も行う。

計測器としてのガスメータ３０は、ガス流量の積算や遮断などガスメータ３０の全体の制御を行うμＣＯＭ、ガス流路を流れるガスの流量を検出する流量センサ、ガスメータ３０に接続されるガス器具へのガスの供給を遮断するための遮断弁、遮断弁を開弁させる復帰スイッチ等を有する周知のガスメータである。

また、ガスメータ３０は、ＧＷ無線機１０又はＭＴ無線機２０を接続するためのインタフェース等を有している。そのため、ガスメータ３０は、ＧＷ無線機１０又はＭＴ無線機２０から入力されたコマンド等の電文に対応して、指針データ等をＧＷ無線機１０又はＭＴ無線機２０を介して外部（タブレット端末４０）に出力することができる。

なお、ガスメータ３０とＧＷ無線機１０又はＭＴ無線機２０とは近接（隣接）させて配置するに限らず、ガスメータ３０にＧＷ無線機１０又はＭＴ無線機２０を内蔵する等一体的に構成されてもよい。

タブレット端末４０は、全体制御を行うμＣＯＭ、μＣＯＭで動作するプログラムや各種データ等が保存されるＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性の記憶媒体、タッチパネルを有した液晶等の表示部及び無線通信手段を有する周知の平板状のコンピュータである。タブレット端末４０は、例えばガスメータ３０の検針データを受信したり、ＧＷ無線機１０、ＭＴ無線機２０及びガスメータ３０に関連する各種設定等を行うことができる。なお、本実施形態では端末装置としてタブレット端末４０で説明するが、それに限らず、特許文献に記載されているハンディターミナル等無線通信することができる端末であればよい。なお、タブレット端末４０は、メッシュネットワーク外にあり、図１の構成においてはＧＷ無線機１０とのみ通信をすることができる。

上述した構成の通信システム１において、ＧＷ無線機１０は、自身に接続されているガスメータ３０の検針データ等だけでなく、ＭＴ無線機２０からのデータも中継部１４により中継してタブレット端末４０に送信する。従って、ＭＴ無線機２０が接続されているガスメータ３０の検針データ等もＧＷ無線機１０を介してタブレット端末４０に送信することができる。

また、通信システム１においては、タブレット端末４０から送信されたコマンドや設定データ等を含む電文をＧＷ無線機１０だけでなく、タブレット端末４０から送信されたデータ等を含む電文をＧＷ無線機１０が中継することでＭＴ無線機２０にも送信される。つまり、ＧＷ無線機１０は、ＧＷ無線機１０とＭＴ無線機２０とから構成されるメッシュネットワークのゲートウェイとして機能する。即ち、図１の構成におけるＧＷ無線機１０は、ガスメータ３０（計測器）に関連する情報を無線通信により送受信するとともに、ＭＴ無線機２０（他の無線通信装置）とタブレット端末４０（端末装置）との通信を中継する第１のモードとして動作している。

ここで、図１に示したタブレット端末４０による通信システム１から集中監視センタによる通信システムに移行する（構成を変更する）場合を図４を参照して説明する。

図４は、集中監視センタによる通信システム２の概略構成図である。通信システム２は、図４に示したように、ＧＷ無線機１０と、ＭＴ無線機２０と、ガスメータ３０と、ＮＣＵ５０と、集中監視センタ７０と、を有している。通信システム２は、ＧＷ無線機１０と、ＭＴ無線機２０と、ガスメータ３０と、は図１に示した通信システム１と同様であり、ＮＣＵ５０と集中監視センタ７０が追加されている。

ＮＣＵ５０は、電話回線等の公衆回線網６０を介して集中監視センタ７０と通信する機器である。公衆回線網６０は有線、無線のいずれであってもよい。また、ＮＣＵ５０は、ＧＷ無線機１０及びＭＴ無線機２０と無線通信する機能を有している。従って、ＮＣＵ５０は、集中監視センタ７０とＧＷ無線機１０又はＭＴ無線機２０との通信を中継する機能を有している。

集中監視センタ７０は、ガスメータ３０に関連する集中監視（検針や異常検知や各種設定等）をするための通信機器やコンピュータ等が、集中監視業務を行う事業者の事業所等に設置されている。

図１の構成から図４の構成に変更する場合、ＮＣＵ５０を設置するとともに、ＧＷ無線機１０の中継部１４を機能しないように設定を変更する。設定を変更することにより、ＧＷ無線機１０は、ガスメータ３０（計測器）に関連する情報を無線通信により送受信する動作を行う。従って、ＭＴ無線機２０（他の無線通信装置）とタブレット端末４０（端末装置）との無線通信の中継を停止する第２のモードとして動作する。なお、第２のモードとして動作する際に、メッシュネットワーク内で通信を中継するＭＴ無線機２０がある場合は、メッシュネットワーク内における中継機能は停止させなくてもよい。第２のモードはメッシュネットワークのゲートウェイとしての機能を停止させるものである。

モード設定の変更は、タブレット端末４０や設定用の端末等からコマンド等を含む電文を送信することで行えばよい。

上記した電文をＧＷ無線機１０が受信すると、電文が無線通信部１１から制御部１３に出力される。制御部１３は、電文から設定の変更を示すコマンドを認識すると、中継部１４を機能させない（中継しない）ように停止させる。中継部１４の機能が停止すると、ＧＷ無線機１０は実質的にＭＴ無線機２０として機能することとなる。即ち、制御部１３（切替手段）は、外部からの電文（通信コマンド）により第１のモードと第２のモードとを切り替える。

なお、コマンド等によらず、ＧＷ無線機１０にハード的な切り替えスイッチ等を設け、その切り替えスイッチの切り換えによって中継部１４を機能させるか否かを設定できるようにしてもよい。即ち、切り替えスイッチにより第１のモードと第２のモードとを切り替えるようにしてもよい。

以上の説明したＧＷ無線機１０によれば、外部からのコマンド等により制御部１３が中継部１４を機能させる第１のモードと中継部１４を機能させない第２のモードとを切り替えることができる。従って、ＭＴ無線機２０とタブレット端末４０との通信を中継する第１のモードで使用していたとしても、中継機能が不要になった場合は第２のモードに切り替えて使用することができる。したがって、図１の通信システム１から図４の通信システム２に構成を変更する際に、ＧＷ無線機１０をＭＴ無線機２０に交換する必要がなくなり、ＧＷ無線機１０が余剰機器とならずに継続して使用することができる。

また、ＧＷ無線機１０は、外部からのコマンド等により第１のモードと第２のモードとを切り替えるので、切替手段をソフトウェア上で容易に実現することができる。また、不用意にスイッチ等に触れることでモードが切り替わったり、第３者等により勝手にモードが切り替えられたりするといったリスクを低減することができる。

また、切り替えスイッチにより第１のモードと第２のモードとを切り替えてもよい。この場合、ハード的なスイッチであることから簡単にモードを切り換えることができる。

次に、本発明の他の実施形態を図５及び図６を参照して説明する。図５は、図１に示した通信システム１を拡張した通信システム３を示した概略構成図である。図１に示した通信システム１の場合、ＧＷ無線機１０が中継できる上限以上のＭＴ無線機２０を接続することはできない。ＧＷ無線機１０はガスメータ３０に接続されているので、ガスメータ３０の設置位置から離して設置するのは困難である。一般的にガスメータ３０は、見通しが良く無線波が到達しやすい位置に設置されないことが多いので、中継するＭＴ無線機２０の台数が多くなると拡張するのが困難になることがあった。そこで、図５では、中継できる数を増やして中継機能に特化したＢＢ無線機８０（８０ａ、８０ｂ）を設置している。

ＢＢ無線機８０は、第１のモードのＧＷ無線機１０よりも多くのＭＴ無線機２０や第２のモードで動作するＧＷ無線機１０を接続することができる（例えば３００台）。ＢＢ無線機８０は、ＧＷ無線機１０と異なりガスメータ３０と接続する必要が無いため、メッシュネットワークの構成に適した位置（例えば、電柱や集合住宅の屋上等）に設置することができる。

また、図５に示したように、ＢＢ無線機８０ａとＢＢ無線機８０ｂとを無線により接続することで、ＢＢ無線機８０ｂと接続されたＭＴ無線機２０が多段中継（多段接続）されてタブレット端末４０と通信することができる。このようにすることにより、ＢＢ無線機８０ｂにより中継されるメッシュネットワークと、ＢＢ無線機８０ａにより中継されるメッシュネットワークと、を接続することができる。なお、図５では、ＢＢ無線機８０ａとタブレット端末４０が通信するように記載されているが、ＢＢ無線機８０ｂであってもよい。即ち、ＢＢ無線機８０ｂは、メッシュネットワークのゲートウェイとしての機能を有し、ゲートウェイとして機能させてもよいし、メッシュネットワークにおける中継点（ノード）として機能させてもよい。

次に、図６に示した通信システム４を説明する。図６は、図５を集中監視センタによる通信システムとしたものである。即ち、図６に示したように、ＮＣＵ９０を設置し、集中監視センタ７０と公衆回線網６０を介して通信する構成である。

ＮＣＵ９０は、図４に示したＮＣＵ５０と図５に示したＢＢ無線機８０の機能とを併せ持つ機器である。

図６のように構成することで、図４よりも多くのＭＴ無線機２０を接続することができるようになる。また、複数のメッシュネットワークを接続して（多段中継して）集中監視を行うことが可能となる。

なお、上述したＧＷ無線機１０は、単にＭＴ無線機２０の通信を中継するだけでなく、ＭＴ無線機２０から受信したデータを一時的にメモリ等に蓄積して、タブレット端末４０と通信する際に一括して送信するようにしてもよい。即ち、ＧＷ無線機１０は、ＭＴ無線機２０（子無線通信装置）からの情報を一時的に蓄積する蓄積手段を有して、タブレット端末４０（外部無線通信装置）が接続された際に、蓄積手段に蓄積した情報をタブレット端末４０に送信するようにしてもよい。勿論この機能はＢＢ無線機８０やＮＣＵ９０が有してもよい。

ここで、子無線通信装置とは、ガスメータ３０等の計測器が接続されて、中継機能を持たない機器（第２のモードで動作時のＧＷ無線機１０も含む）を示し、外部無線通信装置とは、ＧＷ無線機１０と常時接続されないタブレット端末４０等の可搬型端末装置を示す。

なお、上述した実施形態では、計測器としてガスメータで説明したが、水道の使用量を計測する水道メータや、電気（電力）の使用量を計測する電気メータ等の他の計測器に適用してもよい。

また、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の無線通信装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１０ ＧＷ無線機（無線通信装置）
１１ 無線通信部
１２ データ入出力部
１３ 制御部（切替手段）
１４ 中継部
３０ ガスメータ（計測器）

Claims (3)

1. 計測器と接続され、前記計測器に関連する情報を無線通信により送受信する無線通信装置において、
   前記無線通信装置は、
   前記計測器に関連する情報を無線通信により送受信するとともに、他の無線通信装置と端末装置との無線通信を中継する第１のモードと、
   前記他の無線通信装置と前記端末装置との無線通信の中継を停止する第２のモードと、
   を有し、
   前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替える切替手段を有することを特徴とする無線通信装置。
2. 前記切替手段は、外部からの通信コマンドにより前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記切替手段は、切り替えスイッチにより前記第１のモードと前記第２のモードとを切り替えることを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。

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