JP2018026762A - メッシュネットワーク及び管理装置 - Google Patents

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英城 大江
滋男 小畑
Shigeo Obata
滋男 小畑
犬塚 和宏
Kazuhiro Inuzuka
和宏 犬塚
畠内 孝明
Takaaki Hatakeuchi
孝明 畠内
充紀 星野
Mitsunori Hoshino
充紀 星野
知也 川村
Tomoya Kawamura
知也 川村
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【課題】管理者がメッシュネットワークを構成する複数の第2無線機の設置場所に行かなくても、複数の第2無線機の通信状況を一括で受け取ることできるようにするメッシュネットワーク及び管理装置を提供する。【解決手段】検針ネットワーク1は、GW無線機11と、該GW無線機11と無線通信する複数のメータ無線機13a〜13dと、から構成される。複数のメータ無線機13a〜13dはそれぞれ、自身のルーティングテーブル及び電波強度テーブルを更新し、更新されたルーティングテーブル及び電波強度テーブルをGW無線機11宛に送信する。GW無線機11は、複数のメータ無線機13a〜13dから受信したルーティングテーブル及び電波強度テーブルを一括して外部のタブレット2に送信する。【選択図】図1

Description

本発明は、メッシュネットワーク及び管理装置に関するものである。
従来より、GW(ゲートウェイ)無線機(=第1無線機)と、メータに接続された複数のメータ無線機(=第2無線機)と、から構成され、メータ無線機が、メータの検針値を直接又は他のメータ無線機を中継してGW無線機に送信する検針ネットワークが知られている(特許文献1)。そして、タブレットPCなどの携帯端末が、GW無線機から複数の検針値を受信することにより一括して検針できる。
ところで、上記検針ネットワークは、設置後に通信状況が変化することがある。例えば、直接通信できる2つのメータ無線機間に新しいビルが建築されると、その2つのメータ無線機で直接通信できなくなることがある。これにより、GW無線機への通信経路が全くなくなり、検針データを送信できないメータ無線機が出てくる恐れがある。
このような事態が発生することを防止するために、従来は、管理者が、検針ネットワークを構成する全てのメータ無線機の設置場所を順番に回り、タブレットPCを使用して各メータ無線機と通信し、各メータ無線機の通信状況を確認する必要があった。このため、管理者が全てのメータ無線機の通信状況を確認するのに手間がかかる、という問題があった。
特開2012−28966号公報
そこで、本発明は、管理者がメッシュネットワークを構成する複数の第2無線機の設置場所に行かなくても、複数の第2無線機の通信状況を一括で受け取ることできるようにするメッシュネットワーク及び管理装置を提供することを課題とする。
上述した課題を解決するためになされた請求項1に記載の発明は、第1無線機と、該第1無線機と直接又は間接的に無線通信する複数の第2無線機と、から構成されるメッシュネットワークであって、前記複数の第2無線機はそれぞれ、自身と他の無線機との通信状況を示すネットワーク情報を更新する更新手段と、前記第1無線機宛に前記更新手段により更新された前記ネットワーク情報を送信する第1送信手段と、を有し、前記第1無線機は、前記複数の第2無線機から受信した前記ネットワーク情報を一括して外部に送信する第2送信手段を有することを特徴とするメッシュネットワークである。
請求項2に記載の発明は、前記複数の第2無線機の更新手段はそれぞれ、自身と他の無線機との通信経路を前記ネットワーク情報として更新することを特徴とする請求項1に記載のメッシュネットワークである。
請求項3に記載の発明は、前記複数の第2無線機の更新手段はそれぞれ、自身と直接通信できる他の無線機からの電波強度を前記ネットワーク情報として更新することを特徴とする請求項1又は2に記載のメッシュネットワークである。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3何れか1項に記載したメッシュネットワークを構成する第1無線機と通信を行い、前記第2送信手段により送信された前記ネットワーク情報を取得する取得手段と、地図上に前記第1無線機及び前記第2無線機の位置及び前記ネットワーク情報を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする管理装置である。
以上説明したように請求項1記載の発明によれば、第2無線機において、更新手段がネットワーク情報を更新し、第1送信手段が第1無線機宛に更新されたネットワーク情報を送信する。第1無線機において、第2送信手段が、複数の第2無線機から受信したネットワーク情報を一括して外部に送信する。これにより、管理者が、複数の第2無線機の設置場所に行かなくても、第1無線機との通信により複数の第2無線機のネットワーク情報を一括で受け取ることができる。
請求項2記載の発明によれば、複数の第2無線機の更新手段はそれぞれ、自身と他の無線機との通信経路をネットワーク情報として更新する。これにより、複数の第2無線機と他の無線機との通信経路を一括で受け取ることができる。
請求項3記載の発明によれば、複数の第2無線機の更新手段はそれぞれ、自身と直接通信できる他の無線機からの電波強度をネットワーク情報として更新する。これにより、複数の第2無線機と直接通信できる他の無線機からの電波強度を一括で受け取ることができる。
請求項4記載の発明によれば、表示手段により、地図上に第1及び第2無線機の位置とネットワーク情報を表示するので、複数の第1及び第2無線機のネットワーク情報が把握しやすくなる。
本発明のメッシュネットワークとしての検針ネットワークの一実施形態を示すブロック図である。 図1に示す検針ネットワークを構成するGW無線機、メータ無線機のブロック図である。 図1に示す検針ネットワークのGW無線機と通信するタブレットPCのブロック図である。 図3に示すタッチパネルの表示例を示す図である。
以下、本発明のメッシュネットワークとしての検針ネットワークについて図1を参照して説明する。検針ネットワーク1は、第1無線機としてのGW(ゲートウェイ)無線機11と、メータ12a〜12dに接続された第2無線機としてのメータ無線機13a〜13dと、からメッシュネットワークを構成している。検針ネットワーク1においては、メータ無線機13a〜13dが、各メータ12a〜12dの検針値を直接又は他のメータ無線機13a〜13dを中継してGW無線機11に送信する。
メータ12a〜12dは、顧客宅に設置され、水道、ガス、電気などを計量するメータである。なお、図1に示す例では、GW無線機11にもメータ14が接続されているが、GW無線機11にメータ14が接続されていなくてもよい。
そして、GW無線機11は、管理装置としてのタブレット2からの検針要求を無線で受信すると、自身に接続されたメータ14の検針値に加えて、他のメータ無線機13a〜13dから送信されたメータ12a〜12dの検針値をタブレット2に送信する。これにより、タブレット2は、GW無線機11と無線通信するだけで、メータ12a〜12d、14の一括検針を行うことができる。
次に、上記検針ネットワーク1を構成するGW無線機11及びメータ無線機13a〜13dの構成について図2を参照して説明する。これらGW無線機11、メータ無線機13a〜13dはそれぞれ、GW無線機11、メータ無線機13a〜13dに電源を供給する電池15と、GW無線機11、メータ無線機13a〜13d全体の制御を司る制御装置16と、無線送受信器17と、ネットワーク情報記憶装置18と、検針値記憶装置19と、定周期タイマ20と、を備えている。
制御装置16は、処理プログラムに従って各種の処理を行うCPU、CPUが行う処理プログラムなどを格納したROM及び上書き可能なRAM(何れも図示せず)を備えている。無線送受信器17は、GW無線機11、メータ無線機13a〜13d間で無線通信を行うための変復調器やアンテナから構成され、制御装置16により制御される。
ネットワーク情報記憶装置18は、例えば不揮発性のメモリから構成され、メータ無線機13a〜13dとの通信状況を示すネットワーク情報が記憶される。メータ無線機13a〜13dのネットワーク情報記憶装置18にはそれぞれ、自身と他の無線機11、13a〜13dとの通信状況を示すネットワーク情報が記憶される。GW無線機11のネットワーク情報記憶装置18には、自身とメータ無線機13a〜13dとの通信状況を示すネットワーク情報及び無線通信により収集した各メータ無線機13a〜13dのネットワーク情報が記憶される。
ネットワーク情報としては、ルーティングテーブルが含まれている。ルーティングテーブルの一例について説明する。ルーティングテーブルとしては、無線機11、13a〜13dまでの例えば最短のホップ数が書き込まれている。このルーティングテーブルの詳細について図1に示す例を参照して説明する。
図1に示す例では、メータ無線機13aは、GW無線機11、メータ無線機13b及び13dと直接通信できる。このため、下記の表1に示すように、メータ無線機13aのルーティングテーブルには、GW無線機11、メータ無線機13b及び13dまでの最短ホップ数「1」が書き込まれている。また、メータ無線機13aは、メータ無線機13cとの通信はメータ無線機13d及びメータ無線機13bの何れかを中継して行われる。このため、メータ無線機13aのルーティングテーブルには、メータ無線機13cまでの最短ホップ数「2」が書き込まれている。同様に、メータ無線機13b〜13dのルーティングテーブルも他の無線機11、13a〜13dまでの最短ホップ数が書き込まれている。
Figure 2018026762
また、ネットワーク情報としては、メータ無線機13a〜13dと直接通信可能な他の無線機13a〜13dの電波強度を示す電波強度テーブルが含まれている。
上記電波強度テーブルの詳細について、図1に示す検針ネットワーク1を参照して説明する。図1に示す検針ネットワーク1において、メータ無線機13aと直接通信できるのはGW無線機11、メータ無線機13b、13dである。このため、メータ無線機13aの電波強度テーブルには、下記の表2に示すように、このGW無線機11、メータ無線機13b、13dとGW無線機11、メータ無線機13b、13dからの電波強度−87dBm、−74dBm、−71dBmとが関連付けられて書き込まれている。同様に、メータ無線機13b〜13dのネットワーク情報記憶装置18には、自身と直接通信可能な無線機11、13a〜13dとその電波強度が電波強度テーブルとして記憶されている。
Figure 2018026762
一般的にメッシュネットワークにおいては、各メータ無線機13a〜13dは、直接通信できる無線機11、13a〜13d同士(以下、隣接無線機同士)でルーティングテーブルを交換して、ルーティングテーブルを更新する機能を有している。そして、メータ無線機13a〜13dは、更新されたルーティングテーブルに従ってGW無線機11に検針値を送信している。本実施形態では、メータ無線機13a〜13は、さらに電波強度テーブルを更新する機能も有している。このルーティングテーブル及び電波強度テーブルの更新については後述する。
検針値記憶装置19は、例えば不揮発性のメモリから構成され、上述したメータ12a〜12dの検針値が記憶される。メータ無線機13a〜13dの検針値記憶装置19には、自身に接続されているメータ12a〜12dの検針値が記憶される。GW無線機11の検針値記憶装置19には、自身に接続されているメータ14の検針値に加えて、無線通信により収集した他のメータ12a〜12dの検針値が記憶される。
定周期タイマ20は、ネットワーク情報の送信タイミングを計時するタイマである。
上述した検針ネットワーク1は、設置後に通信状況が変化することがある。このため、上述したメータ無線機13a〜13dは、周知の方法により定期的にルーティングテーブル及び電波強度テーブルを更新している。その一例について、以下説明する。まず、無線機11、13a〜13dは、定期的に隣接無線機同士でテーブル交換を行うことによりルーティングテーブル及び電界強度テーブルの更新を行っている。
例えば、GW無線機11とメータ無線機13aとの直接通信が行えなくなると、GW無線機11及びメータ無線機13aは、GW無線機11のルーティングテーブルを受け取ることができなくなる。受け取ることができないと、GW無線機11は、メータ無線機13aまでの最短ホップ数(ルーティングテーブル)及び電界強度(電界強度テーブル)をブランクにする。また、メータ無線機13aも同様にGW無線機11までの最短ホップ数及び電界強度をブランクにする。
また、GW無線機11及びメータ無線機13aは、メータ無線機13bとはテーブル交換を行うことができる。GW無線機11は、メータ無線機13bから受け取ったルーティングテーブルにメータ無線機13aまでの最短ホップ数が書き込まれていれば、その最短ホップ数に1を加算した数をメータ無線機13aまでの最短ホップ数として書き込む。メータ無線機13bのルーティングテーブルには、表1に示すように、メータ無線機13aまでの最短ホップ数「1」が書き込まれているため、GW無線機11はメータ無線機13bまでの最短ホップ数「2」を自身のルーティングテーブルに書き込む。
メータ無線機13aも同様に、メータ無線機13bから受け取ったルーティングテーブルにブランクにしたGW無線機11までの最短ホップ数が書き込まれていれば、その最短ホップ数に1を加算した数をGW無線機11までの最短ホップ数として書き込む。
メータ無線機13bのルーティングテーブルには、表1に示すように、GW無線機11までの最短ホップ数「1」が書き込まれているため、メータ無線機13aは、GW無線機11までの最短ホップ数「2」を自身のルーティングテーブルに書き込む。こうして各無線機11、13a〜13dの制御装置16は、更新手段として働き、ルーティングテーブルを更新する。
次に、上述した構成の検針ネットワーク1の動作について説明する。定周期タイマ20により一定時間計時される毎に、GW無線機11の制御装置16(以下、単にGW無線機11という場合もある)が、各メータ無線機13a〜13d宛に順次、ネットワーク情報の送信を命令する送信命令を送信する。
各メータ無線機13a〜13dの制御装置16は、自身宛の送信命令を受信すると、第1送信手段として働き、ネットワーク情報を読み出して、GW無線機11宛に送信する。
次に、上述した構成の検針ネットワーク1と通信を行うタブレット2の構成について説明する。タブレット2は、タブレット2に電源を供給する電池21と、タブレット2全体の制御を司る制御装置22と、無線送受信器23と、ネットワーク情報記憶装置24と、検針値記憶装置25と、無線機位置情報、地図情報記憶装置26と、表示部27と、を備えている。
制御装置22は、処理プログラムに従って各種の処理を行うCPU、CPUが行う処理プログラムなどを格納したROM及び上書き可能なRAM(何れも図示せず)を備えている。無線送受信器23は、GW無線機11と無線通信を行うための変復調器やアンテナから構成され、制御装置22により制御される。
ネットワーク情報記憶装置24は、GW無線機11との通信により一括送信されるメータ無線機13a〜13dのネットワーク情報が記憶される。検針値記憶装置25は、GW無線機11との通信により一括送信される各メータ14、12a〜12dの検針値が記憶される。
無線機位置情報、地図情報記憶装置26には、GW無線機11及びメータ無線機13a〜13dの位置情報と、地図情報と、が記憶される。表示部27は、例えば、タッチセンサが設けられたタッチパネルから構成されている。
次に、上述した構成のタブレット2の動作について説明する。管理者は、タブレット2を持ってGW無線機11と通信可能なエリアまで行く。そして、管理者は、表示部27を操作してタブレット2の検針アプリを立ち上げる。その後、管理者が、表示部27を操作して、ネットワーク情報の収集操作をすると、タブレット2の制御装置22が、GW無線機11に対してネットワーク情報の送信要求を行う。
GW無線機11の制御装置16は、ネットワーク情報の送信要求を受信すると、第2送信手段として働き、ネットワーク情報記憶装置18に事前に収集されたメータ無線機13a〜13dのネットワーク情報を一括して外部のタブレット2に対して送信する。
タブレット2の制御装置22は、取得手段として働き、受信したメータ無線機13a〜13dのネットワーク情報をネットワーク情報記憶装置24に記憶する。ネットワーク情報を受信すると、タブレット2の制御装置22は、表示手段として働き、図4に示すように、地図上にGW無線機11及びメータ無線機13a〜13dの設置位置及びネットワーク情報を表示部27に表示する。
詳しく説明すると、タブレット2は、地図上のGW無線機11及びメータ無線機13a〜13dの設置位置にそれらを表すアイコンを重畳して表示する。図4に示す例では、GW無線機11を表すGWアイコンIgw、メータ無線機13a〜13dを表すメータアイコンIa〜Idが地図上に重畳されている。
また、図4に示す例では、タブレット2は、ネットワーク情報記憶装置24に記憶された電波強度テーブルを参照して、各メータ無線機13a〜13dを表すメータアイコンIa〜Idと、直接通信できる無線機11、13a〜13dを表すアイコンIgw、Ia〜Idを結ぶ直線を重畳する。さらに、タブレット2は、直線の近傍に電波強度を数字で表示する。
図4に示す例では、各メータ無線機13a〜13dの電波強度テーブルがネットワーク情報として表示されていたが、これに限ったものではない。各メータ無線機13a〜13dのルーティングテーブルが表示部27に表示されるようにしてもよい。ルーティングテーブルの表示例について説明する。例えば、各メータ無線機13a〜13dのメータアイコンIa〜Idをタッチ操作すると、タッチされたメータアイコンIa〜Idに対応するメータ無線機13a〜13dとGW無線機までの通信経路が順次表示されるようにしてもよい。
例えば、メータ無線機13aとGW無線機11の通信経路としては、1)直接、GW無線機11に通信する通信経路、2)メータ無線機13bを中継する通信経路、3)メータ無線機13b〜13dを中継する通信経路の3通りがある。これら1)〜3)の通信経路は、メータ無線機13a〜13dのルーティングテーブルを解析することにより分かる。例えば、メータ無線機13aのメータアイコンIaをタッチする毎に上述した1)〜3)の通信経路が順次表示されるようにしてもよい。即ち、タブレット2は、メータアイコンIaがタッチされると、GWアイコンIgwとメータアイコンIaとを結ぶ直線を地図上に重畳して、1)の通信経路を表示する。また、タブレット2は、もう一度、メータアイコンIaがタッチされると、1)の通信経路の表示を消して、GWアイコンIgwとメータアイコンIbとを結ぶ直線、及び、メータアイコンIbとメータアイコンIaとを結ぶ直線を表示して、2)の通信経路を表示する。
さらに、タブレット2は、メータアイコンIaがさらにタッチされると、2)の通信経路の表示を消して、GWアイコンIgwとメータアイコンIbとを結ぶ直線、メータアイコンIbとメータアイコンIcとを結ぶ直線、メータアイコンIcとメータアイコンIaとを結ぶ直線を重畳して、3)の通信経路を表示する。
上述した実施形態によれば、メータ無線機13a〜13dにおいて、制御装置16がネットワーク情報を更新し、GW無線機11宛に更新されたネットワーク情報を送信する。GW無線機11において、制御装置22が、複数のメータ無線機13a〜13dから受信したネットワーク情報を一括して外部に送信する。これにより、管理者が、複数のメータ無線機13a〜13dの設置場所に行かなくても、GW無線機11との通信により複数のメータ無線機13a〜13dのネットワーク情報を一括で受け取ることができる。
また、上述した実施形態によれば、複数のメータ無線機13a〜13dの制御装置16はそれぞれ、ルーティングテーブルをネットワーク情報として更新する。これにより、複数のメータ無線機13a〜13dのルーティングテーブルを一括で受け取ることができる。
また、上述した実施形態によれば、複数のメータ無線機13a〜13dの制御装置16はそれぞれ、電波強度テーブルをネットワーク情報として更新する。これにより、複数のメータ無線機13a〜13dの電波強度テーブルを一括で受け取ることができる。
また、上述した実施形態によれば、タブレット2の制御装置22により、地図上に無線機11、13a〜13dの位置とネットワーク情報を表示するので、複数の無線機11、13a〜13dのネットワーク情報を把握しやすくなる。
なお、上述した実施形態によれば、ネットワーク情報として、ルーティングテーブルと電波強度テーブルの双方を含んでいたが、これに限ったものではない。ネットワーク情報としては、ルーティングテーブルと電波強度テーブルの何れか一方を含んでいればよい。
また、上述した実施形態によれば、電波強度を数字でタブレット2に表示していたが、これに限ったものではない。アイコンIgw、Ia〜Ibを結ぶ直線の太さや、色を電波強度に応じて変化させることにより、電波強度を表示するようにしてもよい。
また、上述した実施形態によれば、タブレット2は、GW無線機11と直接通信を行ってネットワーク情報を受信していたが、これに限ったものではない。例えば、GW無線機11にインターネットなどの無線通信網を介してサーバ(外部メモリ)に接続できるようにし、GW無線機11がサーバに収集したメータ無線機13a〜13dのネットワーク情報を一括してサーバに送信するようにしてもよい。この場合、タブレット2も無線通信網を介してサーバに接続できるようにし、タブレット2がサーバに記憶されたネットワーク情報を受信して、表示する。これにより、管理者は、GW無線機11の設置場所にも行く必要がなくなる。
また、前述した実施形態は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施形態に限定されるものではない。即ち、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。
1 検針ネットワーク(メッシュネットワーク)
2 タブレット(管理装置)
11 GW無線機(第1無線機)
13a〜13d メータ無線機(第2無線機)
16 制御装置(更新手段、第1送信手段、第2送信手段)
22 制御装置(取得手段、表示手段)

Claims (4)

  1. 第1無線機と、該第1無線機と直接又は間接的に無線通信する複数の第2無線機と、から構成されるメッシュネットワークであって、
    前記複数の第2無線機はそれぞれ、自身と他の無線機との通信状況を示すネットワーク情報を更新する更新手段と、前記第1無線機宛に前記更新手段により更新された前記ネットワーク情報を送信する第1送信手段と、を有し、
    前記第1無線機は、前記複数の第2無線機から受信した前記ネットワーク情報を一括して外部に送信する第2送信手段を有することを特徴とするメッシュネットワーク。
  2. 前記複数の第2無線機の更新手段はそれぞれ、自身と他の無線機との通信経路を前記ネットワーク情報として更新することを特徴とする請求項1に記載のメッシュネットワーク。
  3. 前記複数の第2無線機の更新手段はそれぞれ、自身と直接通信できる他の無線機からの電波強度を前記ネットワーク情報として更新することを特徴とする請求項1又は2に記載のメッシュネットワーク。
  4. 請求項1〜3何れか1項に記載したメッシュネットワークを構成する第1無線機と通信を行い、前記第2送信手段により送信された前記ネットワーク情報を取得する取得手段と、
    地図上に前記第1無線機及び前記第2無線機の位置及び前記ネットワーク情報を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする管理装置。
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