JP2018207250A - 無線通信装置、無線テレメータシステム、及び通信方法 - Google Patents

無線通信装置、無線テレメータシステム、及び通信方法 Download PDF

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Abstract

【課題】各無線通信装置が通信相手となり得る他の無線通信装置の情報を効率的に取得することができる無線通信装置、無線テレメータシステム、及び通信方法を提供する。【解決手段】宛先が指定された起動信号を間欠受信する受信部を備え、自装置宛の起動信号を受信部にて受信した場合、起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信する無線テレメータシステムにおける無線通信装置において、受信部にて受信した起動信号が自装置宛でない場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する送信部を備える。【選択図】図4

Description

本発明は、無線通信装置、無線テレメータシステム、及び通信方法に関する。
ガス、水道、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、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。センタ側の網制御装置、及び端末側の無線親機は、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、特定周波数帯(例えば920MHz帯)による狭域無線網を介して通信可能に接続される。
特開2016−208123号公報
従来の無線テレメータシステムにおいて、端末側の通信方式として間欠受信方式が採用されている場合、送信すべきデータを有する送信側無線機は、受信側無線機を指定した起動信号を連続的に送信する。一方、受信側無線機は、送信側無線機から送信されるデータを受信することができる場合、間欠受信により起動信号を待ち受けている。受信側無線機は、自機宛の起動信号を受信した場合、その応答として応答信号(Ack)を返信し、送信側無線機との間で通信を確立させ、送信側無線機から送信されてくるデータを受信する。
このように間欠受信方式は、送信すべきデータを有する送信側無線機から宛先を指定する方式であるため、通信相手を一意に定めるカスケード型のネットワーク構造において利用されることが多い。メッシュ型のネットワーク構造において間欠受信方式を採用する場合、各無線機が通信相手となり得る他の無線機の情報を事前に取得する必要があり、これらの情報を取得するのに時間を要する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、各無線通信装置が通信相手となり得る他の無線通信装置の情報を効率的に取得することができる無線通信装置、無線テレメータシステム、及び通信方法を提供することを目的とする。
本願の無線通信装置は、宛先が指定された起動信号を間欠受信する受信部を備え、自装置宛の起動信号を前記受信部にて受信した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信する無線テレメータシステムにおける無線通信装置において、前記受信部にて受信した起動信号が自装置宛でない場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する送信部を備える。
本願によれば、各無線通信装置が通信相手となり得る他の無線通信装置の情報を効率的に取得することができる。
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における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。 実施の形態2における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。 実施の形態3における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。 実施の形態4における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。 実施の形態5における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は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、複数の無線子機22A〜22G、及び各無線子機22A〜22Gにそれぞれ接続されるメータ23,23,…,23を備える。メータ23は、例えば個人宅、会社、各種施設等の需要家毎に設置され、ガス、水道、電気等の使用量を計測し、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23,23,…,23より得られる検針値、無線子機22A〜22Gの動作状態を示すデータ等を、無線通信を利用してセンタ側へ送信すると共に、無線子機22A〜22Gの動作を制御するための制御指令等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は、例えばPHS網、FOMA網などの広域無線網N1に接続されており、広域無線網N1を介して端末側の無線親機21と無線通信を行う。なお、本実施の形態では、センタ側網制御装置12と無線親機21とが広域無線網N1に接続される構成としたが、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、センタ側網制御装置12は、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。
端末側の無線親機21は、広域無線網N1への接続を可能とするためにNCU(Network Control Unit)の機能を有しており、広域無線網N1を介してセンタ側と無線通信を行う。なお、無線親機21とセンタ側との間の通信は無線通信に限らず、有線の通信であってもよい。この場合、無線親機21とセンタ側網制御装置12とは有線の通信網により接続される。
また、無線親機21は、無線子機22A〜22Gと共にメッシュ型の狭域無線網N2を形成する。図1において、直接的に通信することができる通信経路(すなわち、隣接無線機間の経路)は破線により示されている。例えば、無線親機21は、無線子機22A〜22Cのそれぞれとの間で通信接続を確立させることができ、通信接続を確立させた無線子機22A〜22Cと通信可能であることを示している。他の無線機間の通信経路についても図1に示す通りである。
狭域無線網N2内における通信経路は、基本的には宛先までのホップ数が最も小さい通信経路が優先的に選択される。例えば、無線親機21から無線子機22Gへ送信するパケットの通信経路は、宛先までのホップ数が最も小さくなるように、無線親機21から無線子機22B,22Gの順にデータを転送する経路が優先的に選択される。しかしながら、経由する各無線機の稼働状況、電波状況、通信状況等に応じて適宜通信経路を変更してもよい。例えば、無線親機21と無線子機22Bと間の電波状況が良くない状況下では、無線親機21から無線子機22A,22D,22Gの順にデータを転送する経路が選択されてもよい。
このようにして決定される通信経路を通じて、各無線子機22A〜22Gは、センタ側から送信されるデータを無線親機21経由で受信することができる。また、各無線子機22A〜22Gは、夫々に接続されたメータ23から検針値を取得した場合、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、これらのデータを無線親機21経由でセンタ側へ送信することができる。
以下の説明では、無線子機22A〜22Gのそれぞれを区別して説明する必要がない場合、無線子機22とも記載する(図3参照)。また、無線親機21と無線子機22A〜22Gとを区別して記載する必要がない場合には、単に無線機とも記載する。
なお、図1に示す例では、1つの無線親機21と7つの無線子機22A〜22とを狭域無線網N2内に設置した構成としたが、狭域無線網N2内に設置される無線機の数及び各無線機の接続関係は、図1に示した例に限定されるものではない。狭域無線網N2の通信仕様等により規定される最大設置数、無線機1台当たりの最大接続数の範囲内で適宜変更され得る。
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、図に示していない内蔵電池又は外部電源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、上述したハードウェア各部の動作を制御し、機器全体を本発明の無線通信装置の1つとして機能させる。また、制御部210は、日時情報を出力するクロック、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、無線親機21の固有の識別子であるNCU−ID、狭域無線網N2内で各無線機に付与された無線機番号等を記憶すると共に、各無線子機22に至るまでのホップ数を記憶するホップ数テーブル等を備える。ここで、無線機番号とは、狭域無線網N2内で各無線機を識別するための識別子である。
ホップ数テーブルは、無線親機21の無線機番号を含む1又は複数の無線機番号と、当該無線機番号により識別される無線機に至るまでのホップ数とを関連付けて記憶する。無線親機21が備えるホップ数テーブルは、初期状態では、無線親機21の無線機番号と、自機のホップ数(=0)とを関連付けて記憶する。無線子機22の設置後、無線親機21は、隣接無線機(直接的に通信可能な無線子機22)とホップ数テーブルの交換を適宜行うことにより、ホップ数が1以上の無線子機22の無線機番号と各無線子機22に至るホップ数とを含む情報を取得し、取得した情報を基にホップ数テーブルを更新する。
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、センタ側網制御装置12との通信を行う。例えば、無線子機22から送信される検針値のデータを受信した場合、広域無線通信部212は、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方式にてデータをセンタ側へ送信する。
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、受信した電波をデコードすることにより所定形式のデータを取得する。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、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920MHz帯の無線通信が採用される。無線親機21の狭域無線通信部213は、送信すべきデータを有する場合、宛先を指定した起動信号を連続的に送信する。宛先として指定した無線子機22から起動信号に対する応答信号(Ack)が返信されてきた場合、無線親機21は、宛先の無線子機22と通信接続を確立し、当該無線子機22との間でデータ通信を行う。また、狭域無線通信部213は、送信すべきデータを有していない場合、他の無線機から送信される起動信号を間欠的に受信する間欠受信動作等を行う。
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適宜の制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部211に記憶させる。
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、接続ポート223、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、図に示していない電池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、上述したハードウェア各部の動作を制御し、機器全体を本発明に係る無線通信装置の1つとして機能させる。また、本発明は無線子機22により実現されるだけでなく、無線子機22及び無線親機21を含む無線テレメータシステム、無線子機22の特徴的な処理を実行するプログラム、当該プログラムを読み取り可能に記録した記録媒体(記憶部221)により実現され得る。なお、制御部220は、日時情報を出力するクロック、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、各種動作に関する設定情報、自機に付与された無線機番号、接続ポート223に接続されたメータ23のメータID等を記憶する。また、記憶部221は、自機に付与された無線機番号を含む1又は複数の無線機番号と、当該無線機番号により識別される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。
無線子機22が備えるホップ数テーブルは、初期状態では、無線子機22自身に付与された無線機番号と、無線子機22自身のホップ数(=0)とを関連付けて記憶している。狭域無線網N2内に他の無線子機22を設置した後、無線子機22は、隣接無線機(直接的に通信可能な無線親機21又は他の無線子機22)とホップ数テーブルの交換を適宜行うことにより、ホップ数が1以上の無線機の無線機番号と自機から各無線機に至るホップ数とを含む情報を取得し、取得した情報を基に自機のホップ数テーブルを更新する。
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との間で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920MHz帯の無線通信が採用される。無線子機22の狭域無線通信部222は、送信すべきデータを有する場合、宛先を指定した起動信号を連続的に送信する。宛先として指定した無線親機21又は他の無線子機22から起動信号に対する応答信号(Ack)が返信されてきた場合、無線子機22は、宛先である無線親機21又は他の無線子機22と通信接続を確立し、無線親機21又は他の無線子機22との間でデータ通信を行う。また、狭域無線通信部222は、送信すべきデータを有していない場合、他の無線機から送信される起動信号を間欠的に受信する間欠受信動作等を行う。
接続ポート223は、ガス、水道、電気等の使用量を計測するためのメータ23を接続する。無線子機22の制御部220は、メータ23からの検針値を接続ポート223を通じて取得する。
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適宜の制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部221に記憶させる。
以下、実施の形態1に係る無線テレメータシステムの動作について説明する。
図4は実施の形態1における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。無線親機21は、無線子機22Aに対して送信すべきデータを有する場合、無線子機22Aを宛先とする起動信号を狭域無線通信部213より連続的に送信することにより、無線子機22Aに対する起動要求を行う(ステップS101)。無線親機21の周辺に存在する隣接無線機は、無線親機21から送信された起動信号を間欠的に受信することが可能である。図1に示した例では、無線子機22A〜22Cが隣接無線機であり、これらの無線子機22A〜22Cは、無線親機21から送信された起動信号を間欠的に受信することができる。
無線子機22Aの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線子機22A)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部220は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS102)。
無線親機21は、宛先の無線子機22Aから返信されたAckを受信した場合、無線子機22Aとの間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線親機21は、無線子機22Aに対して送信すべきデータを無線子機22Aへ送信することが可能である。
一方、無線子機22Bの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、受信した起動信号が自機(無線子機22B)宛の起動信号であるか否かを判断する。制御部220は、受信した起動信号が自機宛の起動信号でないと判断した場合、自機の識別子を含むビーコン(識別子通知信号)を狭域無線通信部222より送信する(ステップS103)。
無線親機21の制御部210は、無線子機22Bから送信されたビーコンを狭域無線通信部213にて受信した場合、狭域無線網N2のネットワーク構造を把握するための情報収集処理を行う(ステップS104)。この情報収集処理において、例えば、狭域無線網N2内に新たに設置され、既存の無線機とは異なる無線機番号が付与された新設無線機からビーコンを受信した場合、制御部210は、新設無線機の識別子を記憶部211に登録する処理を行う。また、制御部210は、記憶部211に記憶されているホップ数テーブルを新設無線機へ送信すると共に、新設無線機が保持するホップ数テーブルを要求し、新設無線機から取得したホップ数テーブルを基に記憶部211に記憶されているホップ数テーブルを更新する処理を行ってもよい。
同様に、無線子機22Cの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、受信した起動信号が自機(無線子機22C)宛の起動信号であるか否かを判断する。制御部220は、受信した起動信号が自機宛の起動信号でないと判断した場合、自機の識別子を含むビーコン(識別子通知信号)を送信する(ステップS105)。
無線親機21の制御部210は、無線子機22Cから送信されたビーコンを狭域無線通信部213にて受信した場合、前述と同様に、狭域無線網N2のネットワーク構造を把握するための情報収集処理を行う(ステップS106)。無線親機21の制御部210が実行する情報収集処理は、上記と同様であり、新設無線機の識別子を記憶部211に登録する処理、ホップ数テーブルを更新する処理などを含む。
なお、図4の例では、無線親機21から無線子機22Aに対してデータを送信する手順について説明したが、無線親機21から他の無線子機22(22B,22C)に対してデータを送信する場合についても同様である。また、図4の例では、無線親機21を起動信号の送信元としたが、無線子機22A〜22Gの何れか1つから無線親機21又は他の無線子機22に対してデータを送信する場合についても、同様の手順にて、宛先無線機とのデータ通信、及び周辺無線機の情報を収集する情報収集処理を並行して実施することが可能である。
また、図4の例では、無線子機22B(又は無線子機22C)が無線親機21から送信された無線子機22A宛の起動信号を受信した場合、識別子を含むビーコンを送信する構成としたが、そのタイミングで無線親機21と無線子機22Aとがデータ通信を行っている可能性があるため、起動信号を受信してから設定時間(例えば1分)が経過した後に、ビーコンを送信する構成としてもよい。また、無線子機22B(又は無線子機22C)は、無線子機22A宛の起動信号を受信してから設定時間(例えば1分)が経過するまでの間、連続的にビーコンを送信する構成としてもよい。
以上のように、実施の形態1では、各無線機は、起動信号を受信した際に自機宛の起動信号であるか否かを判断し、自機宛である場合にはAckを返信することにより通常のデータ通信を行い、自機宛でない場合には識別子を含んだビーコンを送信する。よって、起動信号の送信元の無線機は、宛先を指定した無線機とデータ通信を行うと共に、通信相手となり得る周辺の無線機の情報を取得することができ、狭域無線網N2のネットワーク構造を把握するために必要な情報を効率良く収集することができる。
(実施の形態2)
実施の形態2では、宛先以外の無線機を経由してデータを送信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の全体構成、無線親機21及び無線子機22の内部構成については実施の形態1と同様であるため、その説明を省略することとする。
図5は実施の形態2における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。無線子機22Aは、自機以外の無線機を宛先とする起動信号を受信した場合、自機の識別子を含むビーコンを狭域無線通信部222より送信する(ステップS201,S203)。無線子機22Bは、無線子機22Aから送信されたビーコンを狭域無線通信部222にて受信した場合、ビーコンに含まれる識別子により識別される無線機(図5の例では無線子機22A)との通信を可と判断する(ステップS202)。一方、無線子機22Cは、無線子機22Aから送信されたビーコンを受信できなかった場合、無線子機22Aとの通信を不可と判断する(ステップS204)。なお、デフォルトでは他の無線機との通信を不可としておき、ビーコンを受信した場合にのみ、ビーコンに含まれる識別子により識別される他の無線機との通信を可に切り替える構成とすればよい。実施の形態2では、上記のような判断処理により、隣接無線機間の通信可否が事前に判断されているものとする。
無線親機21は、無線子機22Aに対して送信すべきデータを有する場合、無線子機22Aを宛先とする起動信号を狭域無線通信部213より連続的に送信することにより、無線子機22Aに対する起動要求を行う(ステップS205)。無線親機21の周辺に存在する隣接無線機は、無線親機21から送信された起動信号を間欠的に受信することが可能である。無線子機22A〜22Cが無線親機21の隣接無線機である場合、これらの無線子機22A〜22Cは、無線親機21から送信された起動信号を間欠的に受信することができる。
無線子機22Bの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照し、受信した起動信号が自機(無線子機22B)宛の起動信号であるか否かを判断する。制御部220は、受信した起動信号が自機宛でないと判断した場合であって、かつ起動信号により指定される宛先(例えば無線子機22A)との通信が可である場合、自機の識別子を含むビーコン(識別子通知信号)を狭域無線通信部222より送信する(ステップS206)。
同様に、無線子機22Cの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照し、受信した起動信号が自機(無線子機22C)宛の起動信号であるか否かを判断する。制御部220は、受信した起動信号が自機宛でないと判断した場合であって、かつ起動信号により指定される宛先(例えば無線子機22A)との通信が不可である場合、ビーコンの送信を禁止する(ステップS207)。
無線親機21から無線子機22Aを宛先とする起動信号を送信した場合であっても、何らかの原因により無線子機22Aが起動信号を受信できないことがある。また、無線子機22Aが起動信号を受信し、受信した起動信号に対する応答としてAckを返信した場合であっても、何らかの原因により無線親機21がAckを受信できないことがある。無線親機21の制御部210は、無線子機22Aを宛先とする起動信号を送信した後、無線子機22Aからの応答(Ack)を受信することなく、無線子機22Bから送信されたビーコンを受信した場合、無線子機22Bを宛先とする起動信号を狭域無線通信部213より送信する(ステップS208)。
無線子機22Bの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線子機22B)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部220は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS209)。
無線親機21は、宛先の無線子機22Bから返信されるAckを受信した場合、無線子機22Bとの間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線親機21は、無線子機22Aに対して送信すべきデータが無線子機22Bへ送信することができる。
無線子機22Bは、無線親機21から送信されるデータを受信し、無線親機21とのデータ通信が終了した場合、受信したデータを転送するために、無線子機22Aを宛先とする起動信号を狭域無線通信部222より送信し、無線子機22Aに対する起動要求を行う(ステップS210)。
無線子機22Aの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線子機22A)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部220は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS211)。
無線子機22Bは、宛先の無線子機22Aから返信されるAckを受信した場合、無線子機22Aとの間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線子機22Bは、無線親機21から受信した無線子機22A宛のデータを無線子機22Aへ転送することが可能である。
以上のように、本実施の形態では、本来の宛先である無線機との通信ができない場合であっても、送信元の周辺に存在する無線機を含む迂回経路を利用することにより、本来の宛先へデータ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、送信元から宛先に確実に近づく通信経路を選択してデータを中継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の全体構成、無線親機21及び無線子機22の内部構成については実施の形態1と同様であるため、その説明を省略することとする。
図6は実施の形態3における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。図6において無線子機22Dから無線親機21へデータを送信する場合の処理手順を説明する。無線子機22Dが直接的に無線通信を行える隣接無線機は、無線子機22A,22Gの2つであるとする。また、無線親機21からのホップ数は、無線子機22Aが「1」、無線子機22Dが「2」、無線子機22Gが「3」であるとする。
無線子機22Dは、無線親機21へ送信すべきデータを有する場合、無線親機21を宛先とする起動信号を狭域無線通信部222より連続的に送信することにより、無線親機21に対する起動要求を行う(ステップS301)。無線子機22Dの隣接無線機である無線子機22A,22Gは、無線子機22Dから送信された起動信号を間欠的に受信することが可能である。
無線子機22Aは、無線子機22Dから送信された起動信号を受信した場合、制御部220にて段数判定処理を行う(ステップS302)。具体的には、制御部220は、自機(無線子機22A)のホップ数と、起動信号の送信元(無線子機22D)のホップ数とを比較し、自機が送信元よりも上段に接続されているか否かを判定する処理を行う。制御部220は、記憶部221に記憶されているホップ数テーブルを参照することにより、自機のホップ数と送信元のホップ数とを比較することができる。また、各無線機から送信する起動信号に送信元のホップ数の情報を付加し、起動信号に付加されたホップ数の情報を参照する構成としてもよい。
無線子機22Aの制御部220は、自機(無線子機22A)のホップ数(=1)と、起動信号の送信元(無線子機22D)のホップ数(=2)とを比較することにより、自機は送信元よりも上段に接続されていると判定することができる。この場合、無線子機22Aを経由する通信経路は、無線親機21へ近づく通信経路であると判断できるため、無線子機22Aの制御部220は、無線子機22Dからの起動信号を受信した場合の処理として、自機の識別子を含むビーコンを狭域無線通信部222より送信する(ステップS304)。
同様に、無線子機22Gは、無線子機22Dから送信された起動信号を受信した場合、制御部220にて段数判定処理を行う(ステップS303)。無線子機22Gの制御部220は、自機(無線子機22G)のホップ数(=3)と、起動信号の送信元(無線子機22D)のホップ数(=2)とを比較することにより、自機は送信元よりも下段に接続されていると判定することができ、自機を経由した場合には無線子機22Dから無線親機21への中継段数が増えるので、ビーコンの送信を禁止する処理を行う(ステップS305)。
無線子機22Dの制御部220は、無線親機21を宛先とする起動信号を送信した後、無線親機21からの応答(Ack)を受信することなく、無線子機22Aから送信されたビーコンを受信した場合、無線子機22Aを宛先とする起動信号を狭域無線通信部213より送信する(ステップS306)。
無線子機22Aの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線子機22A)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部220は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS307)。
無線子機22Dは、宛先の無線子機22Aから返信されるAckを受信した場合、無線子機22Aとの間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線子機22Dは、無線親機21に対して送信すべきデータを無線子機22Aへ送信することができる。
無線子機22Aは、無線親機21宛のデータの受信が完了した場合、無線子機22Dとのデータ通信を終了させ、受信したデータを無線親機21へ転送するために、無線親機21を宛先とする起動信号を狭域無線通信部222より送信し、無線親機21に対する起動要求を行う(ステップS308)。
無線親機21の制御部210は、狭域無線通信部213にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線親機21)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部210は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS309)。
無線子機22Aは、宛先の無線親機21から返信されるAckを受信した場合、無線親機21との間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線子機22Aは、無線子機22Dから受信した無線親機21宛のデータを無線親機21へ転送することができる。
以上のように、実施の形態3では、宛先に近づく通信経路を選択してデータ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、各無線機の属性情報に基づいて通信経路を切り分ける構成について説明する。
なお、無線テレメータシステムの全体構成、無線親機21及び無線子機22の内部構成については実施の形態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4における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。図7において無線子機22Bから無線親機21へデータを送信する場合の処理手順を説明する。無線子機22Bが直接的に無線通信を行える隣接無線機は、無線子機22A,22Cの2つであるとする。また、無線子機22Aは、無線子機22Bと同一の事業者(事業者1)に属し、無線子機22Cは、無線子機22Bと異なる事業者(事業者2)に属するものとする。
無線子機22Bは、無線親機21へ送信すべきデータを有する場合、無線親機21を宛先とする起動信号を狭域無線通信部222より連続的に送信することにより、無線親機21に対する起動要求を行う(ステップS401)。無線子機22Bの隣接無線機である無線子機22A,22Cは、無線子機22Bから送信された起動信号を受信することが可能である。
無線子機22Cの制御部220は、無線子機22Bから送信された起動信号を受信した場合、制御部220にて事業者判定処理を行う(ステップS402)。具体的には、制御部220は、自機(無線子機22C)が属する事業者と、起動信号の送信元(無線子機22B)が属する事業者とを比較し、事業者が同一であるか否かの判定を行う。ここで、各無線機は、各無線機を識別する識別子と、各無線機が属する事業者の識別コードとを関連付けた事業者テーブルを有し、起動信号を受信した際に事業者テーブルを参照することにより、事業者が同一であるか否かの判定を行ってもよい。また、各無線機から送信する起動信号に事業者コードを付加する構成としてもよい。この場合、各無線機は、受信した起動信号に付加されている事業者コードが示す事業者と自身が属する事業者とを比較することにより、事業者が同一であるか否かの判定を行う。
無線子機22Cの制御部220は、事業者判定処理において、自機が属する事業者(事業者2)と、起動信号の送信元が属する事業者(事業者1)とが異なると判定した場合、自機を通過することによって、事業者が異なる無線機を経由することになるので、ビーコンの送信を禁止する処理を行う(ステップS403)。
同様に、無線子機22Aは、無線子機22Bから送信された起動信号を受信した場合、制御部220にて事業者判定処理を行う(ステップS404)。無線子機22Aの制御部220は、事業者判定処理において、自機が属する事業者(事業者1)と、起動信号の送信元が属する事業者(事業者1)とが同一であると判定した場合、自機は無線子機22Bから無線親機21へデータを送信する際の通信経路となり得るので、自機宛でない起動信号を受信した場合の処理として、自機の識別子を含むビーコンを狭域無線通信部222より送信する(ステップS405)。
無線子機22Bの制御部220は、無線親機21を宛先とする起動信号を送信した後、無線親機21からの応答(Ack)を受信することなく、無線子機22Aから送信されたビーコンを受信した場合、無線子機22Aを宛先とする起動信号を狭域無線通信部222より送信する(ステップS406)。
無線子機22Aの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線子機22A)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部220は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS407)。
無線子機22Bは、宛先の無線子機22Aから返信されるAckを受信した場合、無線子機22Aとの間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線子機22Bは、無線親機21に対して送信すべきデータを無線子機22Aへ送信することができる。
無線子機22Aは、無線親機21宛のデータの受信が完了した場合、無線子機22Bとのデータ通信を終了させ、受信したデータを無線親機21へ転送するために、無線親機21を宛先とする起動信号を狭域無線通信部222より送信することにより、無線親機21に対する起動要求を行う(ステップS408)。
無線親機21の制御部210は、狭域無線通信部213にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線親機21)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部210は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS409)。
無線子機22Aは、宛先の無線親機21から返信されるAckを受信した場合、無線親機21との間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線子機22Aは、無線子機22Bから受信した無線親機21宛のデータを無線親機21へ転送することができる。
以上のように、実施の形態4では、データの送信元から起動信号を受信した場合、事業者判定を行い、同一事業者の無線機であると判定した場合にのみ、データを中継するようにしているため、他の事業者に属する無線機を経由する通信経路が選択されることを回避できる。
なお、本実施の形態では、無線機の属性情報の1つとして、事業者コードを利用する構成としたが、事業者コードに代えて、ガス、水道、電気等の検針対象の種別、任意に定めたグループID等を利用する構成としてもよい。
(実施の形態5)
実施の形態5では、各無線機にて受信した起動信号の信号強度によって通信経路を切り替える構成について説明する。
なお、無線テレメータシステムの全体構成、無線親機21及び無線子機22の内部構成については実施の形態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5における無線機が実行する処理の手順を説明するフローチャートである。図8において無線親機21から無線子機22Aへデータを送信する場合の処理手順を説明する。無線親機21が直接的に無線通信を行える隣接無線機は、無線子機22A,22B,22Cであるとする。
無線親機21は、無線子機22Aへ送信すべきデータを有する場合、無線子機22Aを宛先とする起動信号を狭域無線通信部213より連続的に送信することにより起動要求を行う(ステップS501)。無線親機21の隣接無線機である無線子機22A,22B,22Cは、無線親機21から送信された起動信号を受信することが可能である。
無線子機22Bは、無線親機21から送信された起動信号を受信した場合、受信した起動信号の信号強度を狭域無線通信部222にて計測すると共に、制御部220にて信号強度判定処理を行う(ステップS502)。具体的には、制御部220は、狭域無線通信部222にて計測した起動信号の信号強度が閾値強度以上であるか否かを判定する処理を行う。ここで、閾値強度は、記憶部221に予め記憶されていてもよく、操作部225を通じて作業員等により設定された任意の値であってもよい。
無線子機22Bの制御部220は、自機宛でない起動信号を受信した場合であって、受信した起動信号の信号強度が閾値強度以上であると判定した場合、自機の識別子を含むビーコンを狭域無線通信部222より送信する(ステップS503)。
同様に、無線子機22Cは、無線親機21から送信された起動信号を受信した場合、受信した起動信号の信号強度を狭域無線通信部222にて計測すると共に、制御部220にて信号強度判定処理を行う(ステップS504)。無線子機22Cの制御部220は、自機宛でない起動信号を受信した場合であって、受信した起動信号の信号強度が閾値強度未満であると判定した場合、ビーコンの送信を禁止する処理を行う(ステップS505)。
無線親機21の制御部210は、無線子機22Aを宛先とする起動信号を送信した後、無線子機22Aからの応答(Ack)を受信することなく、無線子機22Bから送信されたビーコンを受信した場合、無線子機22Bを宛先とする起動信号を狭域無線通信部213より送信することにより、無線子機22Bに対する起動要求を行う(ステップS506)。
無線子機22Bの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線子機22B)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部220は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS507)。
無線親機21は、宛先の無線子機22Bから返信されるAckを受信した場合、無線子機22Bとの間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線親機21は、無線子機22Aに対して送信すべきデータを無線子機22Bへ送信することができる。
無線子機22Bは、無線子機22A宛のデータの受信し、無線親機21とのデータ通信が終了した場合、受信したデータを無線子機22Aへ転送するために、無線子機22Aを宛先とする起動信号を狭域無線通信部222より送信し、無線子機22Aに対する起動要求を行う(ステップS508)。
無線子機22Aの制御部220は、狭域無線通信部222にて起動信号を受信した場合、その起動信号に含まれる宛先を参照して、自機(無線子機22A)宛の起動信号を受信したか否かを判断する。制御部220は、自機宛の起動信号を受信したと判断した場合、起動信号に対する応答としてAckを返信する(ステップS509)。
無線子機22Bは、宛先の無線子機22Aから返信されるAckを受信した場合、無線子機22Aとの間で通信接続を確立させ、データ通信を開始する。このデータ通信において、無線子機22Bは、無線親機21から受信した無線子機22A宛のデータを無線子機22Aへ転送することができる。
以上のように、実施の形態5では、データの送信元から起動信号を受信した場合、信号強度判定を行い、信号強度が閾値強度以上の場合にのみ、データを中継するようにしているため、より確実に通信できる通信経路を用いてデータを中継することができる。
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。
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、宛先が指定された起動信号を間欠受信する受信部(222)を備え、自装置宛の起動信号を前記受信部(222)にて受信した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信する無線テレメータシステムにおける無線通信装置(22)において、前記受信部(222)にて受信した起動信号が自装置宛でない場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する送信部(222)を備える。
上記一態様にあっては、起動信号を受信した際に自装置宛の起動信号であるか否かを判断し、自装置宛である場合には応答信号を返信することにより、起動信号の送信元と送信先との間で通信を開始させ、自装置宛でない場合には、自機の識別子を含む識別子通知信号を送信することにより、自装置の存在を起動信号の送信元に通知する。起動信号の送信元は、通常の通信処理と並行して、通信相手となり得る周辺の無線通信装置の情報を取得することができるので、ネットワーク構造を把握するために必要な情報を効率良く収集することが可能となる。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記起動信号が自装置宛でなく、前記起動信号の宛先である無線通信装置と通信可能である場合、前記受信部(222)は、前記宛先の無線通信装置へ送信されるべきデータを前記起動信号の送信元から受信し、前記データを受信した場合、前記送信部(222)は、起動信号を送信することにより前記宛先の無線通信装置との通信接続を確立させ、前記データを前記宛先の無線通信装置へ送信する。
上記一態様にあっては、自装置宛でない起動信号を受信した場合、起動信号の本来の宛先である無線通信装置と通信可能であるか否かを判断する。通信可能であると判断した場合、前記無線通信装置へ送信されるべきデータを自装置にて中継することができるので、起動信号の送信元からデータを受信し、受信したデータを前記無線通信装置へ送信する。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記宛先の無線通信装置と通信可能でない場合、前記送信部(222)は、前記識別子通知信号の送信を禁止する。
上記一態様にあっては、自装置宛でない起動信号を受信した場合、起動信号の本来の宛先である無線通信装置と通信可能であるか否かを判断する。通信可能でないと判断した場合、前記無線通信装置へ送信されるべきデータを自装置にて中継することができないため、識別子通知信号の送信を禁止する。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、自機から特定の無線通信装置に至るまでのホップ数が前記起動信号の送信元から前記特定の無線通信装置に至るまでのホップ数よりも大きい場合、前記送信部(222)は、前記識別子通知信号の送信を禁止する。
上記一態様にあっては、起動信号の送信元から特定の無線通信装置に至るまでのホップ数と、自装置から特定の無線通信装置に至るまでのホップ数とを比較し、後者の方が大きい場合、識別子通知信号の送信を禁止するので、特定の無線通信装置から遠ざかる通信経路を利用することが回避される。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記起動信号の送信元の属性が自装置の属性と異なる場合、前記送信部(222)は、前記識別子通知信号の送信を禁止する。
上記一態様にあっては、起動信号の送信元の属性と自装置の属性とが異なる場合、識別子通知信号の送信を禁止するので、例えば事業者が異なる無線通信装置を含む通信経路を利用することが回避される。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記受信部(222)にて受信した起動信号の信号強度が閾値強度未満である場合、前記送信部(222)は、前記識別子通知信号の送信を禁止する。
上記一態様にあっては、受信した起動信号の信号強度が閾値強度未満の場合、識別子通知信号の送信を禁止するので、通信が不安定になり得る通信経路を利用することが回避される。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、送信すべきデータを有する場合、前記送信部(222)は、起動させるべき無線通信装置の宛先を指定した起動信号を送信し、前記受信部(222)は、前記起動信号を送信した後に前記宛先以外の無線通信装置から送信されてくる識別子通知信号を受信することにより、前記宛先以外の無線通信装置の情報を収集する。
上記一態様にあっては、起動信号の送信元は、通常の通信処理と並行して、通信相手となり得る周辺の無線通信装置の情報を取得することができるので、ネットワーク構造を把握するために必要な情報を効率良く収集することが可能となる。
本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記起動信号に対する前記宛先からの応答信号が得られなかった場合、前記送信部(222)は、前記識別子通知信号の送信元を宛先に指定した起動信号を送信する。
上記一態様にあっては、起動信号の宛先から応答信号が得られなかった場合、識別子通知信号の送信元に起動信号を送信して、データの中継を依頼することが可能となる。
本発明の一態様に係る無線テレメータシステムは、複数の無線通信装置からなり、各無線通信装置は、宛先が指定され、他の無線通信装置から送信された起動信号を間欠受信する受信部(222)を備え、自装置宛の起動信号を前記受信部(222)にて受信した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信する無線テレメータシステムにおいて、各無線通信装置は、前記受信部にて受信した起動信号が自装置宛でない場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する送信部(222)を備える。
上記一態様にあっては、起動信号を受信した際に自機宛の起動信号であるか否かを判断し、自機宛である場合には応答信号を返信することにより、起動信号の送信元と送信先との間で通信を開始させ、自機宛でない場合には、自機の識別子を含む識別子通知信号を送信することにより、自機の存在を起動信号の送信元に通知する。起動信号の送信元は、通常の通信処理と並行して、通信相手となり得る周辺の無線通信装置の情報を取得することができるので、ネットワーク構造を把握するために必要な情報を効率良く収集することが可能となる。
本発明の一態様に係る通信方法は、宛先が指定された起動信号を間欠受信し、受信した起動信号が自装置宛の起動信号であるか否かを判断し、自装置宛の起動信号であると判断した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信し、自装置宛の起動信号でないと判断した場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する。
上記一態様にあっては、起動信号を受信した際に自機宛の起動信号であるか否かを判断し、自機宛である場合には応答信号を返信することにより、起動信号の送信元と送信先との間で通信を開始させ、自機宛でない場合には、自機の識別子を含む識別子通知信号を送信することにより、自機の存在を起動信号の送信元に通知する。起動信号の送信元は、通常の通信処理と並行して、通信相手となり得る周辺の無線通信装置の情報を取得することができるので、ネットワーク構造を把握するために必要な情報を効率良く収集することが可能となる。
一態様に係るプログラムは、コンピュータに、受信した起動信号が自装置宛の起動信号であるか否かを判断し、自装置宛の起動信号であると判断した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信し、自装置宛の起動信号でないと判断した場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する処理を実行させるためのプログラムである。
上記制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして実現することができる。
一態様に係る記録媒体は、コンピュータに、受信した起動信号が自装置宛の起動信号であるか否かを判断し、自装置宛の起動信号であると判断した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信し、自装置宛の起動信号でないと判断した場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する処理を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
上記プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として提供することができる。
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
22A〜22G 無線子機
24 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
223 接続ポート
N1 広域無線網
N2 狭域無線網

Claims (10)

  1. 宛先が指定された起動信号を間欠受信する受信部を備え、自装置宛の起動信号を前記受信部にて受信した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信する無線テレメータシステムにおける無線通信装置において、
    前記受信部にて受信した起動信号が自装置宛でない場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する送信部
    を備える無線通信装置。
  2. 前記起動信号が自装置宛でなく、前記起動信号の宛先である無線通信装置と通信可能である場合、前記受信部は、前記宛先の無線通信装置へ送信されるべきデータを前記起動信号の送信元から受信し、
    前記データを受信した場合、前記送信部は、起動信号を送信することにより前記宛先の無線通信装置との通信接続を確立させ、前記データを前記宛先の無線通信装置へ送信する
    請求項1に記載の無線通信装置。
  3. 前記宛先の無線通信装置と通信可能でない場合、前記送信部は、前記識別子通知信号の送信を禁止する
    請求項2に記載の無線通信装置。
  4. 自機から特定の無線通信装置に至るまでのホップ数が前記起動信号の送信元から前記特定の無線通信装置に至るまでのホップ数よりも大きい場合、前記送信部は、前記識別子通知信号の送信を禁止する
    請求項1から請求項3の何れか1つに記載の無線通信装置。
  5. 前記起動信号の送信元の属性が自装置の属性と異なる場合、前記送信部は、前記識別子通知信号の送信を禁止する
    請求項1から請求項4の何れか1つに記載の無線通信装置。
  6. 前記受信部にて受信した起動信号の信号強度が閾値強度未満である場合、前記送信部は、前記識別子通知信号の送信を禁止する
    請求項1から請求項5の何れか1つに記載の無線通信装置。
  7. 送信すべきデータを有する場合、前記送信部は、起動させるべき無線通信装置の宛先を指定した起動信号を送信し、
    前記受信部は、前記起動信号を送信した後に前記宛先以外の無線通信装置から送信されてくる識別子通知信号を受信することにより、前記宛先以外の無線通信装置の情報を収集する
    請求項1から請求項6の何れか1つに記載の無線通信装置。
  8. 前記起動信号に対する前記宛先からの応答信号が得られなかった場合、前記送信部は、前記識別子通知信号の送信元を宛先に指定した起動信号を送信する
    請求項7に記載の無線通信装置。
  9. 複数の無線通信装置からなり、各無線通信装置は、宛先が指定され、他の無線通信装置から送信された起動信号を間欠受信する受信部を備え、自装置宛の起動信号を前記受信部にて受信した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信する無線テレメータシステムにおいて、
    各無線通信装置は、
    前記受信部にて受信した起動信号が自装置宛でない場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する送信部
    を備える無線テレメータシステム。
  10. 宛先が指定された起動信号を間欠受信し、
    受信した起動信号が自装置宛の起動信号であるか否かを判断し、
    自装置宛の起動信号であると判断した場合、前記起動信号の送信元と通信接続を確立させるべく応答信号を返信し、
    自装置宛の起動信号でないと判断した場合、自装置の識別子を含む識別子通知信号を送信する
    通信方法。
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