JP2018093465A - バックアップ電源、およびバックアップ電源を用いた通信システム - Google Patents
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Abstract
【課題】ＬＰＷＡ通信基地局等の通信基地局のバックアップ電源および通信システムの構成を簡素化できるとともに、様々な機器に対応可能な汎用バックアップ電源システムを提供する。【解決手段】電池１０２と、電池情報検出部１０３と、前記電池の出力を制御するための出力制御部１０４、電源切替部１０１と、前記電池残量情報を送信するためのＬＰＷＡ端末通信部２０６を有するバックアップ電源システム１００を電源として備える通信システムであって、ＬＰＷＡ通信によってＬＰＷＡ端末群２６０と通信するためのＬＰＷＡ通信部２２１と、携帯電話網通信部３２２を備えることを特徴とする。さらに、バックアップ電源システムおよびＬＰＷＡ通信基地局への電力供給をＰｏＥ対応のイーサーネットケーブルによって行うことを特徴とする。【選択図】図３
Description
本発明は、バックアップ電源、さらには、バックアップ電源を用いた通信システムに関する。さらに、本発明はバックアップ電源に太陽電池、風力発電装置等を接続した独立電源、および独立電源を用いた通信システムに関する。また、この通信システムを使ったバスロケーションシステムに関する。
近年、すべての物がインターネットにつながるＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）端末の標準的な通信方式として、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）通信が注目されている。具体的には、ＬｏＲａ方式、ＳＩＧＦＯＸ（登録商標）方式、ＮＢ−ＩｏＴ方式等が知られている。これらの通信方式の特徴は、従来方式の１〜２ケタ低い消費電力を使いながら、数キロメートル〜数十キロメートルという広範囲での、通信が可能になる点である。この結果、ＩｏＴ端末の消費電力が低下するだけではなく、その基地局の消費電力も低下させることができる。さらに、この基地局のサイズも大幅に小型化した結果、電信柱や建物の外壁や塀への取り付けが可能になった。加えて、消費電力が低下したことから、通信用に開発された配線（たとえば、ＲＪ−４５コネクタ、および適合イーサーネットケーブル配線）による電力供給（いわゆるＰｏＥ（Ｐｏｗｅｒ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）給電）が可能になったため、特殊な電源工事が不要になるという効果も期待できる。なお、低消費電力化の傾向は様々な製品に及んでおり、ＰｏＥ受電に対応したカメラ、ルーター、電話機、照明、モニター等が存在するため、ＰｏＥ接続のための、ＡＣ−ＤＣ変換を行うＰｏＥインジェクター、ＰｏＥ対応のスイッチングハブ等の価格も低減している。
また、ＬＰＷＡ通信では、伝送レートが数十バイト／秒から数百キロバイト／秒と、他の通信方式と比較して遅いため、高度な半導体技術を用いることなく通信チップを安価に大量生産することができる。この結果、通信モジュールの低コスト化が可能である。さらに、ＬＰＷＡ通信では、基地局のコストが安いだけでなく、小型であるため、一つの基地局を設置するためのコストが大幅に低下する。さらに、一つの基地局がカバーできる領域も広いため、基地局数を削減することも可能であり、結果として、通信費の大幅な削減が可能になる。
なお、一般的なＬＰＷＡ通信では、自動車や電車のような高速移動体からの通信はできないため、高速移動体からの通信には携帯電話通信網を活用した３Ｇ、ＬＴＥ等の通信が使用されることが一般的である。
さらに、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）という通信規格に則った、小型端末（タグ）が普及している。このタグの特徴は、通信可能な距離が数ｍ〜数十ｍと他の通信方式と比較して短いため消費電力が極めて低く、コイン形電池だけで数年間通信が可能になるということ、また、タグが低コストで生産可能であるということ、さらに、主要なスマートフォンがＢＬＥ規格をサポートしているため、スマートフォンとの間で様々なアプリケーションが生まれているという点である。たとえば、特許第５０１５４２３号公報では、ビーコンの信号強度の強さから、所定のビーコンを探し出す技術が開示されている。
なお、後述する本発明に近い先行技術としては、たとえば、特開平５−１２２３８８号公報に記載の先行技術をあげることができる。この先行技術では、電話回線を利用してガス、水道、あるいは電気などの検針を自動的に行い、検針業務の省力化あるいは合理化を行うシステムに関する技術が示されている。このような先行技術には、停電時の対策あるいは、電源の配線工事などの理由により電池を用いる方式が多用されている。さらに、電池を用いた場合には、電池寿命を伸ばすため消費電流をできるだけ少なくするよう種々の工夫がなされている。そして、電池の寿命を管理者に知らせるため、電池の電圧を常時あるいは、定期的に監視し、電池の電圧が所定の電圧まで低下すると、これを検出して表示手段あるいは、通報手段などにより報知する技術が記載されている。
また、特開２００９−１４８０６４号公報には、通信システムの電源としてソーラー電源装置を採用し、さらに、ソーラー電源装置の予備電源としてリチウム電池を採用している例が記載されている。
特開２００９−１１８０５４号公報には、予備電源の残量通知機能を有していない既成の通信装置を介して、監視センターに電池の残量警告を報知するための考案が記載されている。また、特開２０１２−０２３６５６号公報には、ソーラー電源装置の異常を監視センターに報知するための方法が記載されている。
さらに、特開２０００−１８７７９１には、バスロケーションシステム等に使用される通信用の独立電源システムの例が公開されている。
本発明の目的は、ＬＰＷＡ通信が十分に普及した社会における、ＬＰＷＡ通信基地局の最適なバックアップ電源システムを提供すること、また、ＬＰＷＡ通信基地局と通信を行うバックアップ電源を様々な端末に接続することにより、様々な端末の情報をＬＰＷＡ通信により収集できることが可能なシステムを提供することである。
先行技術文献にて開示されている電池を使ったバックアップ電源技術、および電池監視技術、あるいは通信システムに関する技術は、いずれも優れた技術であるが、発明者らが鋭意研究した結果、以下の（ａ）〜（ｈ）の課題が存在することがわかった。
（ａ）バックアップ電源の電池の残量情報を監視センターで把握するためには、バックアップする通信機器に、特開２００９−１１８０５４公報、あるいは、特開２０１２−０２３６５６公報に記載されている特別な機能が必要なため、バックアップ電源に合わせて、通信機器を改造する必要があるという課題がある。
（ｂ）この課題を解決するため、図１に示したように、一般的な通信方式であるＴＣＰ／ＩＰプロトコルに則った通信機能をバックアップ電源に持たせるという方式を採用した場合、バックアップ電源のコストアップになるばかりか、新たに、スイッチングハブやルーター等の通信のための経路制御装置が必要になるという課題があった。
（ｃ）また、このような機器の増加に伴って、バックアップしなければならない電力量が増大し、バックアップ電源内の電池を増量しなければならないため、バックアップ電源のコストアップにつながるという課題があった。
（ｄ）また、バックアップされる機器のバックアップ用電源入力端子は、通常、統一されておらず、バックアップ電源を接続するためには、様々な端子を準備しなければならないという課題があった。
（ｅ）さらに、バックアップ電源を駆動させるための電源は、１００Ｖ電源を使用することが一般的であるが、電信柱や建物の外壁の所定の場所に１００Ｖの電源を敷設するため、特別な資格（電気工事士等）を保有する者による電気工事を行わなければならないという課題があった。
（ｆ）また、系統電力網からの電源を確保できない場所に、バックアップ電源を設置する場合、太陽電池や風力発電等の自然エネルギーを使った発電装置を主電源とすることも可能である。しかし、自然エネルギーは、天候や周辺の地形に左右され、極めて不安定であるため、ＬＰＷＡ通信設備のように信頼性が要求される機器の主電源として使用するためには、発電状況を遠隔で監視する必要がある。この場合も（ａ）に記載したように、バックアップ電源に合わせて、通信機器を改造する必要があるという課題があった。
（ｇ）さらに、特開２００９−１４８０６４号公報には、通信システムの電源としてソーラー電源装置を採用し、さらに、ソーラー電源装置の主電源としてキャパシタを使用し、予備電源としてリチウム電池（一次電池）を採用している例が記載されている。このようにキャパシタを主電源として使用した場合、二次電池と比較して、容量が小さく、高価であるという課題がある。また、キャパシタの場合、充放電を繰り返すことによる劣化はほとんどないが、リチウムイオン電池のような二次電池では繰り返し行われる充放電によって、性能が劣化する。したがって、リチウム電池のような一次電池の電池残量情報のほかに、二次電池の電池情報を遠隔監視する必要がある。この場合も、（ａ）に記載したように、バックアップ電源に合わせて、通信機器を改造する必要があるという課題があった。
（ａ）バックアップ電源の電池の残量情報を監視センターで把握するためには、バックアップする通信機器に、特開２００９−１１８０５４公報、あるいは、特開２０１２−０２３６５６公報に記載されている特別な機能が必要なため、バックアップ電源に合わせて、通信機器を改造する必要があるという課題がある。
（ｂ）この課題を解決するため、図１に示したように、一般的な通信方式であるＴＣＰ／ＩＰプロトコルに則った通信機能をバックアップ電源に持たせるという方式を採用した場合、バックアップ電源のコストアップになるばかりか、新たに、スイッチングハブやルーター等の通信のための経路制御装置が必要になるという課題があった。
（ｃ）また、このような機器の増加に伴って、バックアップしなければならない電力量が増大し、バックアップ電源内の電池を増量しなければならないため、バックアップ電源のコストアップにつながるという課題があった。
（ｄ）また、バックアップされる機器のバックアップ用電源入力端子は、通常、統一されておらず、バックアップ電源を接続するためには、様々な端子を準備しなければならないという課題があった。
（ｅ）さらに、バックアップ電源を駆動させるための電源は、１００Ｖ電源を使用することが一般的であるが、電信柱や建物の外壁の所定の場所に１００Ｖの電源を敷設するため、特別な資格（電気工事士等）を保有する者による電気工事を行わなければならないという課題があった。
（ｆ）また、系統電力網からの電源を確保できない場所に、バックアップ電源を設置する場合、太陽電池や風力発電等の自然エネルギーを使った発電装置を主電源とすることも可能である。しかし、自然エネルギーは、天候や周辺の地形に左右され、極めて不安定であるため、ＬＰＷＡ通信設備のように信頼性が要求される機器の主電源として使用するためには、発電状況を遠隔で監視する必要がある。この場合も（ａ）に記載したように、バックアップ電源に合わせて、通信機器を改造する必要があるという課題があった。
（ｇ）さらに、特開２００９−１４８０６４号公報には、通信システムの電源としてソーラー電源装置を採用し、さらに、ソーラー電源装置の主電源としてキャパシタを使用し、予備電源としてリチウム電池（一次電池）を採用している例が記載されている。このようにキャパシタを主電源として使用した場合、二次電池と比較して、容量が小さく、高価であるという課題がある。また、キャパシタの場合、充放電を繰り返すことによる劣化はほとんどないが、リチウムイオン電池のような二次電池では繰り返し行われる充放電によって、性能が劣化する。したがって、リチウム電池のような一次電池の電池残量情報のほかに、二次電池の電池情報を遠隔監視する必要がある。この場合も、（ａ）に記載したように、バックアップ電源に合わせて、通信機器を改造する必要があるという課題があった。
なお、本発明の通信システムの応用例としては、特開２０００−１８７７９１号公報に記載されているような、バスロケーションシステム用の通信システムを挙げることができる。この先行技術文献に記載されているバスロケーションシステムは優れたものであるが、バスに設置する微弱電波送信装置と、バス停に設置する受信装置との間で使用される通信方式の詳細が記述されていない。また、受信装置と遠隔監視する場所である防災センターとの間で使用される通信方式の詳細が記述されておらず、さらに、二つの通信方式の関係が記述されていない。また、本先行技術文献の発明者らは、ＬＰＷＡ通信を使用して、最適なバスロケーションシステムを構築すべく鋭意検討する中で、以下のような課題があることを明らかにした。すなわち、
（ｈ）一般的に、ＬＰＷＡ通信では高速移動体からの通信は困難であり、たとえ、高速移動体からの通信ができた場合でも、通信回路が複雑化し高価になってしまうという問題がある。したがって、バスロケーションシステムのようなシステムの場合、バスにＬＰＷＡ送信機を設置できないという課題がある。さらに、微弱電波送信機をバスの乗客に持たせることにより、バスの乗客の移動状況を遠隔で把握できることから、子供や女性の乗客の帰宅状況がわかるようにもなるため、利便性が向上するが、このような場合、多くの乗客がバスから降車した場合、ＬＰＷＡ通信ではすべての乗客の情報を受信できなくなるという課題がある。ＬＰＷＡ通信では通常、数１００ｂｐｓ程度とデータ伝送レートが遅いため、短い時間に多くの情報を受信できないためである。
（ｈ）一般的に、ＬＰＷＡ通信では高速移動体からの通信は困難であり、たとえ、高速移動体からの通信ができた場合でも、通信回路が複雑化し高価になってしまうという問題がある。したがって、バスロケーションシステムのようなシステムの場合、バスにＬＰＷＡ送信機を設置できないという課題がある。さらに、微弱電波送信機をバスの乗客に持たせることにより、バスの乗客の移動状況を遠隔で把握できることから、子供や女性の乗客の帰宅状況がわかるようにもなるため、利便性が向上するが、このような場合、多くの乗客がバスから降車した場合、ＬＰＷＡ通信ではすべての乗客の情報を受信できなくなるという課題がある。ＬＰＷＡ通信では通常、数１００ｂｐｓ程度とデータ伝送レートが遅いため、短い時間に多くの情報を受信できないためである。
発明者らは鋭意検討の結果、上記課題を解決するための方法として、以下の（Ａ）〜（Ｈ）を考案するに至った。
（Ａ）本発明では、従来のような通信機器の改造を行うことなく、監視センターでバックアップ電源の電池の残量情報を把握できる。本発明では、主に、ＩｏＴ社会におけるＬＰＷＡ通信基地局のバックアップ電源を含む通信システムを対象にしている。このようなＩｏＴ向けＬＰＷＡ通信では、通信モジュールが低コスト化し、さらに、通信費自体も低価格化する。このようなＩｏＴ社会では、バックアップ電源を通信基地局の通信システムを構成するひとつの部品としてとらえるのではなく、通信基地局が通信を行う、一つのＩｏＴ端末として捉えた方が合理的である。すなわち、ＬＰＷＡ通信基地局がＬＰＷＡ通信の通信プロトコルを使ってＩｏＴ端末と通信する方法と同じように、ＬＰＷＡ通信基地局のバックアップ電源ともＬＰＷＡ通信を使って通信するという方法が合理的であるということである。
（Ｂ）この方法を使うことにより、バックアップ電源が、図１に示したようなＴＣＰ／ＩＰプロトコルに則った通信機能を保持する必要はないばかりか、新たに、スイッチングハブやルーター等の通信のための経路制御装置の設置も回避できる。
（Ｃ）また、経路制御装置を設置する必要がないため、バックアップ電源内の電池を増量しなければならないという課題も解決できるばかりでなく、ＬＰＷＡ通信モジュールの消費電力はＴＣＰ／ＩＰ通信にかかる消費電力よりも小さいため、電池の量を削減可能になるという効果が期待できる。
（Ｄ）また、バックアップされる機器のバックアップ電源用電源入力端子は、通常、統一されておらず、バックアップ電源を接続するためには、様々な端子を準備しなければならないという課題があったが、バックアップ電源の電源入力端子をＰｏＥ規格（たとえば、ＩＥＥＥ ８０２.３ａｆ，ＩＥＥＥ ８０２．３ａｔ）にさせることにより、ＰｏＥ規格に対応した機器に対して、バックアップ電源の出力端子形状を、変更する必要がなくなる。
（Ｅ）さらに、バックアップ電源を駆動させるための電源として１００Ｖ電源を使用した場合においても、ＰｏＥ規格に対応したＰｏＥインジェクターやＰｏＥスイッチングハブを介して、イーサーネットケーブル経由で、バックアップ電源に電源供給することにより、専門的な資格を必要としないイーサーネットケーブルの敷設のみで電源供給が可能になるという効果がある。
（Ａ）本発明では、従来のような通信機器の改造を行うことなく、監視センターでバックアップ電源の電池の残量情報を把握できる。本発明では、主に、ＩｏＴ社会におけるＬＰＷＡ通信基地局のバックアップ電源を含む通信システムを対象にしている。このようなＩｏＴ向けＬＰＷＡ通信では、通信モジュールが低コスト化し、さらに、通信費自体も低価格化する。このようなＩｏＴ社会では、バックアップ電源を通信基地局の通信システムを構成するひとつの部品としてとらえるのではなく、通信基地局が通信を行う、一つのＩｏＴ端末として捉えた方が合理的である。すなわち、ＬＰＷＡ通信基地局がＬＰＷＡ通信の通信プロトコルを使ってＩｏＴ端末と通信する方法と同じように、ＬＰＷＡ通信基地局のバックアップ電源ともＬＰＷＡ通信を使って通信するという方法が合理的であるということである。
（Ｂ）この方法を使うことにより、バックアップ電源が、図１に示したようなＴＣＰ／ＩＰプロトコルに則った通信機能を保持する必要はないばかりか、新たに、スイッチングハブやルーター等の通信のための経路制御装置の設置も回避できる。
（Ｃ）また、経路制御装置を設置する必要がないため、バックアップ電源内の電池を増量しなければならないという課題も解決できるばかりでなく、ＬＰＷＡ通信モジュールの消費電力はＴＣＰ／ＩＰ通信にかかる消費電力よりも小さいため、電池の量を削減可能になるという効果が期待できる。
（Ｄ）また、バックアップされる機器のバックアップ電源用電源入力端子は、通常、統一されておらず、バックアップ電源を接続するためには、様々な端子を準備しなければならないという課題があったが、バックアップ電源の電源入力端子をＰｏＥ規格（たとえば、ＩＥＥＥ ８０２.３ａｆ，ＩＥＥＥ ８０２．３ａｔ）にさせることにより、ＰｏＥ規格に対応した機器に対して、バックアップ電源の出力端子形状を、変更する必要がなくなる。
（Ｅ）さらに、バックアップ電源を駆動させるための電源として１００Ｖ電源を使用した場合においても、ＰｏＥ規格に対応したＰｏＥインジェクターやＰｏＥスイッチングハブを介して、イーサーネットケーブル経由で、バックアップ電源に電源供給することにより、専門的な資格を必要としないイーサーネットケーブルの敷設のみで電源供給が可能になるという効果がある。
上記（Ｄ）（Ｅ）ではそれぞれ、バックアップ電源の出力、入力をＰｏＥによって行うこと方法を記載したが、たとえば、入出力ともに、ＰｏＥ規格に対応させておけば、より効果が大きい。たとえば、バックアップ電源をバックアップ対象機器（被バックアップ機器）から離して設置するよう変更したい場合、バックアップ電源とバックアップ対象機器の間のイーサーネットケーブルの長さ、あるいはバックアップ電源とＰｏＥインジェクターの間のイーサーネットケーブルの長さを変更するのみで対応可能になる。
また、バックアップ電源の入出力をＰｏＥ規格に対応させておくことにより、イーサーネットケーブル経由で電源供給できるだけでなく、イーサーネットケーブル経由でバックアップ対象機器と、監視センター間の通信を行わせることも可能になる。
（Ｆ）太陽電池や風量発電等の自然エネルギーを主電源として使用した場合の、発電状況を遠隔で監視する場合においても、（Ａ）（Ｂ）で示した方法を使用することができる。
（Ｇ）また、二次電池と一次電池の二種類の電池を使用したバックアップ電源において、二次電池と一次電池の電池情報を遠隔で監視する場合においても、（Ａ）（Ｂ）で示した方法を使用することができる。
（Ｆ）太陽電池や風量発電等の自然エネルギーを主電源として使用した場合の、発電状況を遠隔で監視する場合においても、（Ａ）（Ｂ）で示した方法を使用することができる。
（Ｇ）また、二次電池と一次電池の二種類の電池を使用したバックアップ電源において、二次電池と一次電池の電池情報を遠隔で監視する場合においても、（Ａ）（Ｂ）で示した方法を使用することができる。
なお、本発明の通信システムの応用例としては、バスロケーションシステム用の通信システムを挙げることができるが、先に述べたように、一般的に、ＬＰＷＡ通信では高速移動体からの通信は困難であり、たとえ、高速移動体からの通信ができた場合でも、通信回路が複雑化し高価になってしまうという問題がある。また、先に述べたように、乗客がＬＰＷＡ通信機を所持している場合、ＬＰＷＡ通信を受信できなくなるケースが想定される。この課題を解決するためには、
（Ｈ）ＬＰＷＡ通信基地局と本発明の通信システムの間ではＬＰＷＡ通信を行い、本通信システムを構成するＬＰＷＡゲートウェイと、本発明のバックアップ電源、あるいは独立電源の間では、ＬＰＷＡ通信よりも相対的に伝送レートが高い通信方式を使用することが良い。この通信方式としては、たとえばＢＬＥ通信規格を使用して、バスや乗客にはＢＬＥに対応したタグを割り当てるのが良い。
（Ｈ）ＬＰＷＡ通信基地局と本発明の通信システムの間ではＬＰＷＡ通信を行い、本通信システムを構成するＬＰＷＡゲートウェイと、本発明のバックアップ電源、あるいは独立電源の間では、ＬＰＷＡ通信よりも相対的に伝送レートが高い通信方式を使用することが良い。この通信方式としては、たとえばＢＬＥ通信規格を使用して、バスや乗客にはＢＬＥに対応したタグを割り当てるのが良い。
以上、説明した課題を解決するための手段を要約し、図３を用いて説明すると以下のようになる。すなわち、
（１）少なくとも、電池１０２と、前記電池の電池残量情報を算出するための電池情報検出手段（電池情報検出部１０３）と、第一の通信プロトコルによって、少なくとも前記電池残量情報を送信するための電池情報通信手段（ＬＰＷＡ端末通信部２０６）を有するバックアップ電源システム１００を電源として備える通信システムであって、第一の通信プロトコル（ＬＰＷＡ通信）による通信によって端末網と通信するための端末網通信手段（ＬＰＷＡ通信部２２１）と、前記端末網通信手段を介して得られた情報を、第一の通信プロトコルから第二の通信プロトコルに変換するための通信プロトコル変換手段（携帯電話網通信部３２２）と、前記通信プロトコル変換手段によって変換された情報を、第二の通信プロトコルによって広域通信網に送信するための広域網通信手段（携帯電話網通信部３２２）と、を備えることを特徴とした通信システム。
（１）少なくとも、電池１０２と、前記電池の電池残量情報を算出するための電池情報検出手段（電池情報検出部１０３）と、第一の通信プロトコルによって、少なくとも前記電池残量情報を送信するための電池情報通信手段（ＬＰＷＡ端末通信部２０６）を有するバックアップ電源システム１００を電源として備える通信システムであって、第一の通信プロトコル（ＬＰＷＡ通信）による通信によって端末網と通信するための端末網通信手段（ＬＰＷＡ通信部２２１）と、前記端末網通信手段を介して得られた情報を、第一の通信プロトコルから第二の通信プロトコルに変換するための通信プロトコル変換手段（携帯電話網通信部３２２）と、前記通信プロトコル変換手段によって変換された情報を、第二の通信プロトコルによって広域通信網に送信するための広域網通信手段（携帯電話網通信部３２２）と、を備えることを特徴とした通信システム。
さらに、以下のように無線通信を利用することによって、配線工事を削減できるばかりでなく、災害時の通信線の断線による障害を避けることが可能になる。
（２）（１）の通信システムであって、無線通信に対応した電池情報制御通信手段（ＬＰＷＡ端末通信部）を備えることを特徴とした通信システム。
（３）（２）に記載の通信システムであって、無線通信に対応した広域網通信手段を備えることを特徴とした通信システム。
（２）（１）の通信システムであって、無線通信に対応した電池情報制御通信手段（ＬＰＷＡ端末通信部）を備えることを特徴とした通信システム。
（３）（２）に記載の通信システムであって、無線通信に対応した広域網通信手段を備えることを特徴とした通信システム。
さらに、図８に示した以下のようなバックアップ電源システムを使うことによって、汎用的に使用可能で、工事費を削減可能なバックアップ電源システムを実現することができる。すなわち、
（４）（１）の通信システムであって、前記バックアップ電源が、発電手段（図８の場合は太陽電池７１０）を備えた独立電源７００であって、前記電池情報通信手段(電池情報検出部２０３)が前記発電手段（図８の場合は太陽電池７１０）の発電情報を送信することを特徴とする通信システム。
（５）（１）の通信システムであって、前記電池として、二次電池７１１からなる第一の電池と一次電池８１２からなる第二の電池と、前記電池情報通信手段(電池情報検出部２０３)が、前記第一の電池（二次電池７１１）の電池情報と、第二の電池（一次電池８１２）の電池情報を送信することを特徴とする通信システム。
（４）（１）の通信システムであって、前記バックアップ電源が、発電手段（図８の場合は太陽電池７１０）を備えた独立電源７００であって、前記電池情報通信手段(電池情報検出部２０３)が前記発電手段（図８の場合は太陽電池７１０）の発電情報を送信することを特徴とする通信システム。
（５）（１）の通信システムであって、前記電池として、二次電池７１１からなる第一の電池と一次電池８１２からなる第二の電池と、前記電池情報通信手段(電池情報検出部２０３)が、前記第一の電池（二次電池７１１）の電池情報と、第二の電池（一次電池８１２）の電池情報を送信することを特徴とする通信システム。
なお、図３の説明では、バックアップ電源、あるいは独立電源の電力を供給する通信装置として、ＬＰＷＡ基地局を挙げたが、図７に示したように、ＬＰＷＡ基地局の代わりに、ＬＰＷＡ中継器を使用した場合においても本発明の効果は失われない。すなわち、
（６）前記第二の通信プロトコル（図７ではＬＰＷＡ通信）が前記第一の通信プロトコル（図７ではＬＰＷＡ通信）と同じであり、第二の通信プロトコルによって伝送されたデータに、第一の通信プロトコルによって伝送されたデータの複製であることを示すデータが付加されていることを特徴とする（１）に記載の通信システム。
（６）前記第二の通信プロトコル（図７ではＬＰＷＡ通信）が前記第一の通信プロトコル（図７ではＬＰＷＡ通信）と同じであり、第二の通信プロトコルによって伝送されたデータに、第一の通信プロトコルによって伝送されたデータの複製であることを示すデータが付加されていることを特徴とする（１）に記載の通信システム。
さらに、図９に示したような構成にすれば良い。すなわち、
（７）前記第一の通信プロトコル(図９ではＢＬＥ通信)によるデータ伝送レートが、前記第二の通信プロトコル（図９ではＬＰＷＡ通信）によるデータ伝送レートより大きく、前記通信プロトコル変換手段（図９ではＬＰＷＡゲートウェイ９２０）
は、前記第一の通信プロトコルにより伝送されたデータを格納するための、データ格納手段（図９ではＢＬＥデータバッファー部９２２）を備えることを特徴とする（１）に記載の通信システム。
（７）前記第一の通信プロトコル(図９ではＢＬＥ通信)によるデータ伝送レートが、前記第二の通信プロトコル（図９ではＬＰＷＡ通信）によるデータ伝送レートより大きく、前記通信プロトコル変換手段（図９ではＬＰＷＡゲートウェイ９２０）
は、前記第一の通信プロトコルにより伝送されたデータを格納するための、データ格納手段（図９ではＢＬＥデータバッファー部９２２）を備えることを特徴とする（１）に記載の通信システム。
さらに、図５に示した以下のようなバックアップ電源システムを使うことによって、汎用的に使用可能で、工事費を削減可能なバックアップ電源システムを実現することができる。すなわち、
（８）少なくとも、一次電池（二酸化マンガンリチウム電池４０２）と、前記一次電池の電池残量情報を算出するための電池情報検出手段（電池情報検出部１０３）と、第一の通信プロトコルによって、少なくとも前記電池残量情報を送信するための電池情報通信手段（ＬＰＷＡ端末通信部２０６）と、を備えるバックアップ電源システムであって、ＰｏＥ（Ｐｏｗｅｒ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に対応した出力端子、および／または入力端子を備えることを特徴としたバックアップ電源システム。
（８）少なくとも、一次電池（二酸化マンガンリチウム電池４０２）と、前記一次電池の電池残量情報を算出するための電池情報検出手段（電池情報検出部１０３）と、第一の通信プロトコルによって、少なくとも前記電池残量情報を送信するための電池情報通信手段（ＬＰＷＡ端末通信部２０６）と、を備えるバックアップ電源システムであって、ＰｏＥ（Ｐｏｗｅｒ ｏｖｅｒ Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）に対応した出力端子、および／または入力端子を備えることを特徴としたバックアップ電源システム。
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、ＬＰＷＡ通信基地局等の通信基地局のバックアップ電源システムおよび通信システムの構成を簡素化でき、さらに、様々な機器に対応可能な汎用バックアップ電源システムを提供することができる。また、バックアップ電源に太陽電池、風力発電装置等の発電機器を接続させた独立電源とすることにより、系統連系網から電力を供給できない状態であっても稼働可能な通信システムを構成することができる。さらに、本発明の通信システムをバスロケーションシステムに応用することにより、利便性が高く、低コストで構築可能なバスロケーションシステムを提供することができる。
本発明のバックアップ電源システムおよび、通信システムを実施するための形態を説明する前に、先行技術によるバックアップ電源システムおよび通信システムを説明する。図１は先行技術による通信システム１９９のブロック図である。通信システム１９９はバックアップ電源システム１００、通信装置１２０、経路制御装置１３０、光回線終端装置１４０およびこれらを接続する通信ケーブル１１１、および電力ケーブル１１２により構成されている。
バックアップ電源システム１００は外部電源１１０より電力供給されており、電池１０２の電池残量情報は電池情報検出部１０３、電池システム制御部１０５を介して、広域通信部１０６に伝送される。電池残量情報は、広域通信部１０６でバックアップ電源システム内部の通信プロトコルからＴＣＰ／ＩＰプロトコルに変換され通信ケーブル１１１により、経路制御装置１３０に伝送される。通信装置１２０では、メータ端末群１６０からＵバスエアー等の無線通信規格に準拠したプロトコルの通信により、自動検針に必要なガスや水道の消費量等の自動検針情報を収集する。通信装置１２０内部では端末網通信部１２１を介して、複数の自動検針情報を、必要に応じてファイル変換したのちイーサーネット通信部１２２に転送する。イーサーネット通信部１２２では、自動検針情報を通信装置内部の通信プロトコルからＴＣＰ／ＩＰプロトコルに変換し、経路制御装置１３０に転送する。経路制御装置１３０内では、バックアップ電源システム１００から転送された電池残量情報と、通信装置１２０から転送された自動検針情報の、経路制御を行い、光回線終端装置１４０に転送する。光回線終端装置１４０ではＴＣＰ／ＩＰプロトコルを光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、端末情報および電池残量情報を、インターネットを介して電池監視センター１５０に転送する。
また、通常時は、バックアップ電源システム１００、通信装置１２０、経路制御装置１３０、光回線終端装置１４０は外部電源１１０からの電力により駆動している。一方、停電時には電源切替部１０１が停電を検知し、電池１０２からの電力に切り替え、バックアップ電源システム１００、通信装置１２０、経路制御装置１３０、光回線終端装置１４０は電池１０２を駆動することが可能になる。
次に本発明の通信システムの実施形態を説明する。図２は本発明による通信システム２９９のブロック図である。通信システム２９９はバックアップ電源システム１００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０、光回線終端装置１４０およびこれらを接続する通信ケーブル１１１、および電力ケーブル１１２により構成されている。
バックアップ電源システム１００は外部電源１１０より電力供給されており、電池１０２の電池残量情報は電池情報検出部１０３、電池システム制御部１０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に伝送される。電池残量情報は、ＬＰＷＡ端末通信部２０６でバックアップ電源システム内部の通信プロトコルからＬＰＷＡ通信プロトコルに変換されＬＰＷＡ通信により、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に伝送される。ＬＰＷＡ通信基地局２２０では、ＬＰＷＡ端末群２６０からＬＰＷＡ通信により、様々なＩｏＴ端末の端末情報を収集する。ＬＰＷＡ通信基地局２２０内部ではＬＰＷＡ通信部２２１を介して、複数の端末からの端末情報およびバックアップ電源システムからの電池残量情報を、必要に応じてファイル変換したのちイーサーネット通信部１２２に転送する。イーサーネット通信部１２２では、端末情報および電池残量情報を通信装置内部の通信プロトコルからＴＣＰ／ＩＰプロトコルに変換し、光回線終端装置１４０に転送する。光回線終端装置１４０ではＴＣＰ／ＩＰプロトコルを光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、端末情報および電池残量情報を、インターネットを介して電池監視センター１５０に転送する。また、本通信システムでは電池監視センター１５０からの指示により、バックアップ電源システム１００の電源を制御することができる。具体的には、電池監視センター１５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、バックアップ電源システム１００に転送することにより、出力制御部１０４を制御する。たとえば、遠隔操作によりＬＰＷＡ通信基地局２２０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。
また、通常時は、バックアップ電源システム１００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０、光回線終端装置１４０は外部電源１１０からの電力により駆動している。一方、停電時には電源切替部１０１が停電を検知し、電池１０２からの電力に切り替え、バックアップ電源システム１００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０、光回線終端装置１４０を駆動することが可能になる。
さらに、もう一つの本発明の通信システムの実施形態を説明する。図３は本発明による通信システム２９９のブロック図である。通信システム２９９はバックアップ電源システム１００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０、および電力ケーブル１１２により構成されている。
バックアップ電源システム１００は外部電源１１０より電力供給されており、電池１０２の電池残量情報は電池情報検出部１０３、電池システム制御部１０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に伝送される。電池残量情報は、ＬＰＷＡ端末通信部２０６でバックアップ電源システム内部の通信プロトコルからＬＰＷＡ通信プロトコルに変換されＬＰＷＡ通信により、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に伝送される。ＬＰＷＡ通信基地局２２０では、ＬＰＷＡ端末群２６０からＬＰＷＡ通信により、様々なＩｏＴ端末の端末情報を収集する。ＬＰＷＡ通信基地局２２０内部ではＬＰＷＡ通信部２２１を介して、複数の端末からの端末情報およびバックアップ電源システムからの電池残量情報を、必要に応じてファイル変換したのち携帯電話網通信部３２２に転送する。携帯電話網通信部３２２では、端末情報および電池残量情報を通信装置内部の通信プロトコルから３Ｇ通信、ＬＴＥ通信、ＰＨＳ通信等の携帯電話網の通信プロトコルに変換し、携帯電話通信基地局３４０に転送する。携帯電話通信基地局３４０では端末情報および電池残量情報を光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、インターネットを介して電池監視センター１５０に転送する。また、本通信システムでは電池監視センター１５０からの指示により、バックアップ電源システム１００の電源を制御することができる。具体的には、電池監視センター１５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、バックアップ電源システム１００に転送することにより、出力制御部１０４を制御する。たとえば、遠隔操作によりＬＰＷＡ通信基地局２２０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。
また、通常時は、バックアップ電源システム１００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０は外部電源１１０からの電力により駆動している。一方、停電時には電源切替部１０１が停電を検知し、電池１０２からの電力に切り替え、バックアップ電源システム１００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０は電池１０２からの電力によって駆動することが可能になる。
さらに、バックアップ電源システムの実施形態を説明する。図４は本発明によるバックアップ電源システム４００のブロック図である。本発明のバックアップ電源システム４００はＰｏＥ対応電源切替部４０１、二酸化マンガンリチウム電池４０２、電池情報検出部１０３、出力制御部１０４、電池システム制御部１０５、ＬＰＷＡ端末通信部２０６によりにより構成されている。
バックアップ電源システム４００はＰｏＥインジェクター４１０によりＡＣ−ＤＣ変換された電力がＰｏＥ対応イーサーネットケーブル４１２により供給されている。ＰｏＥインジェクター４１０には外部電源１１０より、１００Ｖ電源ケーブル４１１を経由して電力が供給されている。二酸化マンガンリチウム電池４０２の電池残量情報は電池情報検出部１０３、電池システム制御部１０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に伝送される。電池残量情報は、ＬＰＷＡ端末通信部２０６でバックアップ電源システム内部の通信プロトコルからＬＰＷＡ通信プロトコルに変換されＬＰＷＡ通信により、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に伝送される。ＬＰＷＡ通信基地局２２０では、ＬＰＷＡ端末群２６０からＬＰＷＡ通信により、様々なＩｏＴ端末の端末情報を収集する。ＬＰＷＡ通信基地局２２０内部ではＬＰＷＡ通信部２２１を介して、複数の端末からの端末情報およびバックアップ電源システムからの電池残量情報を、必要に応じてファイル変換したのち携帯電話網通信部３２２に転送する。携帯電話網通信部３２２では、端末情報および電池残量情報を通信装置内部の通信プロトコルから３Ｇ通信、ＬＴＥ通信、ＰＨＳ通信等の携帯電話網の通信プロトコルに変換し、携帯電話通信基地局３４０に転送する。携帯電話通信基地局３４０では端末情報および電池残量情報を光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、インターネットを介して電池監視センター１５０に転送する。また、本バックアップ電源システムでは電池監視センター１５０からの指示により、バックアップ電源システム４００の電源を制御することができる。具体的には、電池監視センター１５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、バックアップ電源システム４００に転送することにより、出力制御部１０４を制御する。たとえば、遠隔操作によりＬＰＷＡ通信基地局２２０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。
また、通常時は、バックアップ電源システム４００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０はＰｏＥ対応イーサーネットケーブル４１２を介して、ＰｏＥインジェクター４１０によりＡＣ−ＤＣ変換された電力により駆動している。一方、停電時にはＰｏＥ対応電源切替部４０１が停電を検知し、二酸化マンガンリチウム電池４０２からの電力に切り替える。この結果、バックアップ電源システム４００、ＬＰＷＡ通信基地局２２０は二酸化マンガンリチウム電池４０２からの電力によって駆動することが可能になる。
さらに、本発明のバックアップ電源システムの実施形態を説明する。図５は本発明によるバックアップ電源システム４００のブロック図である。本発明のバックアップ電源システム４００はＰｏＥ対応電源切替部４０１、二酸化マンガンリチウム電池４０２、電池情報検出部１０３、出力制御部１０４、電池システム制御部１０５、ＬＰＷＡ端末通信部２０６によりにより構成されている。
バックアップ電源システム４００はＰｏＥインジェクター４１０によりＡＣ−ＤＣ変換された電力がＰｏＥ対応イーサーネットケーブル４１２により供給されている。ＰｏＥインジェクター４１０には外部電源１１０より、１００Ｖ電源ケーブル４１１経由して電力が供給されている。二酸化マンガンリチウム電池４０２の電池残量情報は電池情報検出部１０３、電池システム制御部１０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に伝送される。電池残量情報は、ＬＰＷＡ端末通信部２０６でバックアップ電源システム内部の通信プロトコルからＬＰＷＡ通信プロトコルに変換されＬＰＷＡ通信により、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に伝送される。ＬＰＷＡ通信基地局２２０からは、上記した何れかの方法により、電池監視センターに電池残量情報を転送する。
本実施の形態では、本発明のバックアップ電源システム４００を使用して、停電時に監視カメラ５７０の電力をバックアップするケースを説明する。なお、本実施の形態では監視カメラを例として挙げているが、必ずしも監視カメラである必要はなく、Ｗｉ―Ｆｉアクセスポイントや、モニター、電話等、ＰｏＥにより駆動する機器であれば対象になる。さらに、ＰｏＥを使って電力供給するだけではなく、イーサーネットケーブルにより通信を行っている機器に効果がある。
監視カメラ５７０は、少なくともカメラ部５７１、画像処理部５７２、内部メモリ５７３、ＰｏＥ対応イーサーネット通信部５７４から構成されており、イーサーネットケーブル４１２を介して、電力が供給されている。カメラ部５７１で撮影された映像は、画像処理部５７２にて、デジタル画像情報として、一旦、内部メモリ５７３に保管される。映像監視センター５５０から、光回線終端装置１４０、ＰｏＥインジェクター４１０、バックアップ電源システム４００を介して、監視カメラ５７０にデジタル画像情報の送信指示があった場合、内部メモリ５７３より、ＰｏＥ対応イーサーネット通信部５７４、バックアップ電源システム４００、ＰｏＥインジェクター４１０、光回線終端装置１４０を介して映像監視センター５５０にデジタル画像情報が送信される。内部メモリ５７３に保持できるデータ量には制限があり、通常、数時間から数日間の映像が保管される。
通常時は、バックアップ電源システム４００、監視カメラ５７０はＰｏＥ対応イーサーネットケーブル４１２を介して、ＰｏＥインジェクター４１０によりＡＣ−ＤＣ変換された電力により駆動している。一方、停電時にはＰｏＥ対応電源切替部４０１が停電を検知し、二酸化マンガンリチウム電池４０２からの電力に切り替える。この結果、バックアップ電源システム４００、監視カメラ５７０は二酸化マンガンリチウム電池４０２からの電力によって駆動することが可能になる。この際、映像監視センター５５０との通信を行うことはできないが、監視カメラ５７０で撮影された映像は内部メモリ５７３に蓄えられているため、復電時に停電中の映像を確認することができる。また、本バックアップ電源システムでは映像監視センター５５０からの指示により、バックアップ電源システム４００の電源を制御することができる。具体的には、映像監視センター５５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、バックアップ電源システム４００に転送することにより、出力制御部１０４を制御する。たとえば、遠隔操作により監視カメラ５７０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。また、映像監視センター５５０に停電情報の転送を行うことも可能である。
さらに、本発明のバックアップ電源システムの実施形態を説明する。図６は本発明によるバックアップ電源システム４００のブロック図である。本発明のバックアップ電源システム４００はＰｏＥ対応電源切替部４０１、二酸化マンガンリチウム電池４０２、電池情報検出部１０３、出力制御部１０４、電池システム制御部１０５、ＬＰＷＡ端末通信部２０６によりにより構成されている。
バックアップ電源システム４００はＰｏＥインジェクター４１０によりＡＣ−ＤＣ変換された電力がＰｏＥ対応イーサーネットケーブル４１２により供給されている。ＰｏＥインジェクター４１０には外部電源１１０より、１００Ｖ電源ケーブル４１１経由して電力が供給されている。二酸化マンガンリチウム電池４０２の電池残量情報は電池情報検出部１０３、電池システム制御部１０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に伝送される。電池残量情報は、ＬＰＷＡ端末通信部２０６でバックアップ電源システム内部の通信プロトコルからＬＰＷＡ通信プロトコルに変換されＬＰＷＡ通信により、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に伝送される。ＬＰＷＡ通信基地局２２０からは、上記した何れかの方法により、電池監視センターに電池残量情報を転送する。
本実施の形態では、本発明のバックアップ電源システム４００を使用して、停電時に監視カメラ５７０の電力をバックアップするケースを説明する。なお、本実施の形態では監視カメラを例として挙げているが、必ずしも監視カメラである必要はなく、ＷｉＦｉアクセスポイントや、モニター、電話等、ＰｏＥにより駆動する機器であれば対象になる。さらに、ＰｏＥを使って電力供給するだけではなく、イーサーネットケーブルにより通信を行っている機器に効果がある。
監視カメラ５７０は、少なくともカメラ部５７１、画像処理部５７２、内部メモリ５７３、ＰｏＥ対応イーサーネット通信部５７４から構成されており、イーサーネットケーブル４１２を介して、電力が供給されている。カメラ部５７１で撮影された映像は、画像処理部５７２にて、デジタル画像情報として、一旦、内部メモリ５７３に保管される。
本実施例では、監視カメラ５７０およびバックアップ電源システム４００が、ＬＰＷＡ通信により映像監視センター５５０に接続しているケースを説明する。映像監視センター５５０と監視カメラ５７０が本発明のバックアップ電源システム４００を介して接続することも可能である。この場合、監視カメラ５７０からの映像情報、あるいは映像ログ情報（センサーを検知して撮影を行うタイプの監視カメラの場合）を、イーサーネット通信機能を有するＰｏＥ対応電源切替部６０１が受信可能なように構成されている。イーサーネット通信機能を有するＰｏＥ対応電源切替部６０１で受信された映像情報、あるいは映像ログ情報は、通信および出力制御部６０４、および電池システム制御部１０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に転送され、ＬＰＷＡ通信基地局を介して映像監視センター５５０に転送される。
通常時は、バックアップ電源システム４００、監視カメラ５７０はＰｏＥ対応イーサーネットケーブル４１２を介して、ＰｏＥインジェクター４１０によりＡＣ−ＤＣ変換された電力により駆動している。一方、停電時にはＰｏＥ対応電源切替部４０１が停電を検知し、二酸化マンガンリチウム電池４０２からの電力に切り替え、バックアップ電源システム４００、監視カメラ５７０は二酸化マンガンリチウム電池４０２からの電力によって駆動することが可能になる。また、本バックアップ電源システムでは映像監視センター５５０からの指示により、バックアップ電源システム４００の電源を制御することができる。具体的には、映像監視センター５５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、バックアップ電源システム４００に転送することにより、通信および出力制御部６０４を制御する。たとえば、遠隔操作により監視カメラ５７０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。また、映像監視センター５５０に停電情報や監視カメラ５７０のエラー情報等を転送することも可能である。
さらに、もう一つの本発明の通信システムの実施形態を説明する。図７は本発明による通信システム２９９のブロック図である。通信システム２９９は独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０、および電力ケーブル１１２により構成されている。
独立電源システム７００は太陽電池７１０より電力供給されており、二次電池７１１の電池情報は電池情報検出部２０３、電池システム制御部２０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に伝送される。太陽電池発電情報を含む電池情報(以下、電池情報と呼ぶ)は、ＬＰＷＡ端末通信部２０６で独立電源システム内部の通信プロトコルからＬＰＷＡ通信プロトコルに変換されＬＰＷＡ通信により、ＬＰＷＡ中継器７２０に伝送される。ＬＰＷＡ中継器７２０では、ＬＰＷＡ端末群２６０からＬＰＷＡ通信により、様々なＩｏＴ端末の端末情報を収集する。ＬＰＷＡ中継器７２０内部ではＬＰＷＡ中継処理部７２１内部で、複数の端末からの端末情報、および独立電源システム７００からの電池情報に、ＬＰＷＡ中継器７２０から伝送されたことを示す情報が付加されたのち、ＬＰＷＡ通信部２２１に転送される。ＬＰＷＡ通信部２２１では、ＬＰＷＡ端末通信部２０６とＬＰＷＡ中継処理部７２１の間の通信との電波干渉を防ぐため、ここで使用されるチャンネルとは異なるチャンネルを使い、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に端末情報を転送する。ＬＰＷＡ通信基地局２２０では端末情報、および電池情報を光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、インターネットを介して電池監視センター１５０に転送する。また、本通信システムでは電池監視センター１５０からの指示により、独立電源システム７００の電源を制御することができる。具体的には、電池監視センター１５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、独立電源システム７００に転送することにより、充放電切替部７０２を制御する。たとえば、遠隔操作によりＬＰＷＡ中継器７２０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。
また、太陽電池７１０の発電量が通信システム２９９の消費電力よりも大きい時は、独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は太陽電池７１０からの電力により駆動し、さらに、二次電池７１１に対して充電を行う。一方、太陽電池７１０での発電量が十分ではない雨天時、夜間時には充放電切替部７０２が発電量の低下を検知し、二次電池７１１の充電をやめ、放電に切り替える。これにより独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は二次電池７１１からの電力によって駆動することが可能になる。
さらに、もう一つの本発明の通信システムの実施形態を説明する。図８は本発明による通信システム２９９のブロック図である。図７との違いは、一次電池８１２が追加されていることであり、これに関連しない部分は同じ動作を行う。
独立電源システム７００は太陽電池７１０より電力供給されており、二次電池７１１、一次電池８１２の電池情報、および太陽電池発電情報（以下電池情報と呼ぶ）は電池情報検出部２０３、電池システム制御部２０５を介して、ＬＰＷＡ端末通信部２０６に伝送される。電池情報は、ＬＰＷＡ端末通信部２０６で独立電源システム内部の通信プロトコルからＬＰＷＡ通信プロトコルに変換されＬＰＷＡ通信により、ＬＰＷＡ中継器７２０に伝送される。ＬＰＷＡ中継器７２０では、ＬＰＷＡ端末群２６０からＬＰＷＡ通信により、様々なＩｏＴ端末の端末情報を収集する。ＬＰＷＡ中継器７２０内部ではＬＰＷＡ中継処理部７２１内部で、複数の端末からの端末情報、および独立電源システム７００からの電池情報に、ＬＰＷＡ中継器７２０から伝送されたことを示す情報が付加されたのち、ＬＰＷＡ通信部２２１に転送される。ＬＰＷＡ通信部２２１では、ＬＰＷＡ端末通信部２０６とＬＰＷＡ中継処理部７２１の間の通信との電波干渉を防ぐため、ここで使用されるチャンネルとは異なるチャンネルを使い、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に端末情報を転送する。ＬＰＷＡ通信基地局２２０では端末情報、および電池情報を光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、インターネットを介して電池監視センター１５０に転送する。また、本通信システムでは電池監視センター１５０からの指示により、独立電源システム７００の電源を制御することができる。具体的には、電池監視センター１５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、独立電源システム７００に転送することにより、充放電切替部７０２を制御する。たとえば、遠隔操作によりＬＰＷＡ中継器７２０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。
また、太陽電池７１０の発電量が通信システム２９９の消費電力よりも大きい時は、独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は太陽電池７１０からの電力により駆動し、さらに、二次電池７１１に対して充電を行う。一方、太陽電池７１０での発電量が十分ではない雨天時、夜間時には充放電切替部７０２が発電量の低下を検知し、二次電池７１１の充電をやめ、放電に切り替える。これにより独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は二次電池７１１からの電力によって駆動することが可能になる。さらに、設計上想定していなかった長期の無発電状態が継続した場合、二次電池７１１に蓄えられていた電力も使い切ることになる。この場合、充放電切替部７０２は二次電池の残量が少なくなったことを検知し、二次電池からの放電をやめ、一次電池８１２からの放電に切り替える。これにより、独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は一次電池８１２からの電力によって駆動することが可能になる。また、一次電池８１２の電力を消費する事態は非常事態であるため、速やかに、一次電池８１２の電力が消費されていることを先に述べた方法により電池監視センター１５０に伝送する。これにより、本通信システムの稼働を止めることなく、電池監視センターからの指示により、電池交換等の対策を講じることが可能になる。
さらに、もう一つの本発明の通信システムの実施形態を説明する。図９は本発明による通信システム２９９のブロック図である。図８との違いは、独立電源システム７００のＬＰＷＡ通信部２０６をＢＬＥ端末通信部９０６に変更し、さらに、ＬＰＷＡ中継器７２０の代りにＬＰＷＡゲートウェイ９２０に変更ししたことである。さらに、ＬＰＷＡ端末群２６０をＢＬＥ端末群９６０に変更してある。このようにすることにより、例えば、先に説明したバスロケーションシステムを構成することができる。
全体の動作を説明する。独立電源システム７００は太陽電池７１０より電力供給されており、二次電池７１１、一次電池８１２の電池情報、および太陽電池発電情報（以下電池情報と呼ぶ）は電池情報検出部２０３、電池システム制御部２０５を介して、ＢＬＥ端末通信部９０６に伝送される。電池情報は、ＢＬＥ端末通信部９０６で独立電源システム内部の通信プロトコルからＢＬＥ通信プロトコルに変換されＢＬＥ通信により、ＬＰＷＡゲートウェイ９２０に伝送される。ＬＰＷＡゲートウェイ９２０では、ＢＬＥ端末群９６０からＢＬＥ通信により、様々なＩｏＴ端末の端末情報を収集する。ＬＰＷＡゲートウェイ９２０内部ではＢＬＥ通信部９２１内部で、ＢＬＥ端末群からの端末情報、および独立電源システム７００からの電池情報がＢＬＥデータバッファー部９２２に転送される。ＢＬＥデータバッファー部の役割は、ＢＬＥ通信の転送レートが、ＬＰＷＡ通信の転送レートより早いことによる、データのトラフィック調整である。ＢＬＥデータバッファー部９２２に蓄えられた端末情報、電池情報は、ＬＰＷＡ通信部２２１を介して、ＬＰＷＡ通信基地局２２０に転送される。ＬＰＷＡ通信基地局２２０では端末情報、および電池情報を光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、インターネットを介して電池監視センター１５０に転送する。また、本通信システムでは電池監視センター１５０からの指示により、独立電源システム７００の電源を制御することができる。具体的には、電池監視センター１５０からの出力制御情報を、ＬＰＷＡ通信基地局２２０を介して、独立電源システム７００に転送することにより、充放電切替部７０２を制御する。たとえば、遠隔操作によりＬＰＷＡ中継器７２０を再起動させる必要がある時などに利用することができる。
また、太陽電池７１０の発電量が通信システム２９９の消費電力よりも大きい時は、独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は太陽電池７１０からの電力により駆動し、さらに、二次電池７１１に対して充電を行う。一方、太陽電池７１０での発電量が十分ではない雨天時、夜間時には充放電切替部７０２が発電量の低下を検知し、二次電池７１１の充電をやめ、放電に切り替える。これにより独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は二次電池７１１からの電力によって駆動することが可能になる。さらに、設計上想定していなかった長期の無発電状態が継続した場合、二次電池７１１に蓄えられていた電力も使い切ることになる。この場合、充放電切替部７０２は二次電池の残量が少なくなったことを検知し、二次電池からの放電をやめ、一次電池８１２からの放電に切り替える。これにより、独立電源システム７００、ＬＰＷＡ中継器７２０は一次電池８１２からの電力によって駆動することが可能になる。また、一次電池８１２の電力を消費する事態は非常事態であるため、速やかに、一次電池８１２の電力が消費されていることを先に述べた方法により電池監視センター１５０に伝送する。これにより、本通信システムの稼働を止めることなく、電池監視センターからの指示により、電池交換等の対策を講じることが可能になる。
以上の実施の形態では、さらに、図１０のようにシステム構成することにより、利便性が高いバスロケーションシステムを低コストで構成することができる。すなわち、バス路線上のすべてのバス停留所１００２に本発明の通信システムを構成するＬＰＷＡゲートウェイ９２０と独立電源システム７００を設置する。一方、バス１００１には、ＬＰＷＡゲートウェイ９２０と通信するＢＬＥ端末１０６０を設置する。ＢＬＥ端末１０６０からは、バスの車両番号、時間、乗車人数等のバス情報が連続的に送信されている。バス１００１が、あるバス停留所１００２の近くを通過、または停車すると、バス情報がＬＰＷＡゲートウェイ９２０に受信される。バス情報はＬＰＷＡ通信でＬＰＷＡ通信基地局２２０に伝送され、光回線事業者の指定する、所定のプロトコルに変換し、インターネットを介してバス情報センター１０５０に転送される。バスユーザー群１００３は、各自のスマートフォン等を介してバス情報センター１０５０にアクセスすることにより、バス１００１の進行状況を確認できる。
本発明は、ＬＰＷＡ通信基地局、バックアップ電源システムを含む、通信システム、およびバックアップ電源システムに関するものであるが、必ずしも、ＬＰＷＡ通信基地局に限定されるものではなく、比較的低消費電力で動作する各種通信のアクセスポイントとそのバックアップ電源システムからなる通信システムにも適応可能である。さらに、本発明のバックアップ電源システムは、必ずしも、ＬＰＷＡ通信基地局や、各種通信方式のアクセスポイント用のバックアップ電源である必要はなく、たとえば、ＰｏＥ受電に対応した防犯カメラ、照明、モニター、スイッチングハブ、ルーター等のＰｏＥ受電に対応した機器のバックアップ電源としても使用することができる。さらに、本発明のバックアップ電源システムは、ＰｏＥ給電機器である、ＰｏＥインジェクターや、ＰｏＥスイッチングハブからの電力供給を受けることが可能である。さらに、バスロケーションシステムに応用することにより、バスユーザーに利便性を提供することができる。
１００ バックアップ電源システム
１０１ 電源切替部
１０２ 電池
１０３ 電池情報検出部
１０４ 出力制御部
１０５ 電池システム制御部
１０６ イーサーネット通信部
１１０ 外部電源
１１１ 通信ケーブル
１１２ 電力ケーブル
１２０ 通信装置
１２１ 端末網通信部
１２２ イーサーネット通信部
１３０ 経路制御装置
１４０ 光回線終端装置
１５０ 電池監視センター
１６０ メータ端末群
１９９ 先行技術による通信システム
２０６ ＬＰＷＡ端末通信部
２２０ ＬＰＷＡ通信基地局
２２１ ＬＰＷＡ通信部
２６０ ＬＰＷＡ端末群
２９９ 本発明の通信システム
３２２ 携帯電話網通信部
３４０ 携帯電話通信基地局
４００ 本発明のバックアップ電源システム
４０１ ＰｏＥ対応電源切替部
４０２ 二酸化マンガンリチウム電池
４１０ ＰｏＥインジェクター
４１１ １００Ｖ電源ケーブル
４１２ ＰｏＥ対応イーサーネットケーブル
５５０ 映像監視センター
５７０ 監視カメラ
５７１ カメラ部
５７２ 画像処理部
５７３ 内部メモリ
５７４ ＰｏＥ対応イーサーネット通信部
６０１ イーサーネット通信機能を有するＰｏＥ対応電源切替部
６０４ 通信および出力制御部
７００ 独立電源システム
７０２ 充放電切替部
７１０ 太陽電池
７１１ 二次電池
７２０ ＬＰＷＡ中継器
７２１ ＬＰＷＡ中継処理部
８１２ 一次電池
９２０ ＬＰＷＡゲートウェイ
９２１ ＢＬＥ通信部
９２２ ＢＬＥデータバッファー部
９６０ ＢＬＥ端末群
１００１ バス
１００２ バス停留所
１００３ バスユーザー群
１０５０ バス情報センター
１０６０ ＢＬＥ端末
１０１ 電源切替部
１０２ 電池
１０３ 電池情報検出部
１０４ 出力制御部
１０５ 電池システム制御部
１０６ イーサーネット通信部
１１０ 外部電源
１１１ 通信ケーブル
１１２ 電力ケーブル
１２０ 通信装置
１２１ 端末網通信部
１２２ イーサーネット通信部
１３０ 経路制御装置
１４０ 光回線終端装置
１５０ 電池監視センター
１６０ メータ端末群
１９９ 先行技術による通信システム
２０６ ＬＰＷＡ端末通信部
２２０ ＬＰＷＡ通信基地局
２２１ ＬＰＷＡ通信部
２６０ ＬＰＷＡ端末群
２９９ 本発明の通信システム
３２２ 携帯電話網通信部
３４０ 携帯電話通信基地局
４００ 本発明のバックアップ電源システム
４０１ ＰｏＥ対応電源切替部
４０２ 二酸化マンガンリチウム電池
４１０ ＰｏＥインジェクター
４１１ １００Ｖ電源ケーブル
４１２ ＰｏＥ対応イーサーネットケーブル
５５０ 映像監視センター
５７０ 監視カメラ
５７１ カメラ部
５７２ 画像処理部
５７３ 内部メモリ
５７４ ＰｏＥ対応イーサーネット通信部
６０１ イーサーネット通信機能を有するＰｏＥ対応電源切替部
６０４ 通信および出力制御部
７００ 独立電源システム
７０２ 充放電切替部
７１０ 太陽電池
７１１ 二次電池
７２０ ＬＰＷＡ中継器
７２１ ＬＰＷＡ中継処理部
８１２ 一次電池
９２０ ＬＰＷＡゲートウェイ
９２１ ＢＬＥ通信部
９２２ ＢＬＥデータバッファー部
９６０ ＢＬＥ端末群
１００１ バス
１００２ バス停留所
１００３ バスユーザー群
１０５０ バス情報センター
１０６０ ＢＬＥ端末
Claims (8)
- 電池と、前記電池の電池残量情報を算出するための電池情報検出手段と、第一の通信プロトコルによって前記電池残量情報を送信するための電池情報通信手段と、を有するバックアップ電源を備える通信システムであって、
第一の通信プロトコルに従った端末網から前記電池残量情報を受信する端末網通信手段と、
前記端末網通信手段から得られた前記電池残量情報を、第一の通信プロトコルから第二の通信プロトコルに変換する通信プロトコル変換手段と、
前記電池残量情報を前記第二の通信プロトコルに従った広域網に送信するための広域網通信手段と、
を備えることを特徴とする通信システム。 - 前記電池情報通信手段は無線で通信する請求項１に記載の通信システム。
- 前記広域網通信手段は無線で通信する請求項２に記載の通信システム。
- 前記バックアップ電源が、発電手段を備えた独立電源であって、前記電池情報通信手段が前記発電手段の発電情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
- 前記電池は、二次電池からなる第一の電池と一次電池からなる第二の電池を備え、前記電池情報検出手段が、前記第一の電池の第一電池残量情報と前記第二の電池の第二電池残量情報を算出し、前記電池情報通信手段が、前記第一電池残量情報と前記第二電池残量情報を送信することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
- 前記第二の通信プロトコルが前記第一の通信プロトコルと同じであり、前記第二の通信プロトコルによって伝送されたデータに、前記第一の通信プロトコルによって伝送されたデータの複製であることを示すデータが付加されていることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
- 前記第一の通信プロトコルによるデータ伝送レートが、前記第二の通信プロトコルによるデータ伝送レートより大きく、前記通信プロトコル変換手段は、前記第一の通信プロトコルにより伝送されたデータを格納するためのデータ格納手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
- 一次電池と、前記一次電池の電池残量情報を算出するための電池情報検出手段と、第一の通信プロトコルによって前記電池残量情報を送信するための電池情報通信手段と、を備えるバックアップ電源であって、
ＰｏＥに対応した出力端子、および／または入力端子を備えることを特徴とするバックアップ電源。
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