JP2019068231A - 無線通信端末及び遠隔検針システム - Google Patents

Abstract

【課題】電池残量低下になった無線通信端末が他の無線通信端末に状況を通知し、通知を受信した他の無線通信端末が当該無線通信端末への中継通信を回避することによりその電池消費を抑制し延命動作を行う、無線通信端末及び遠隔検針システムを提供する。【解決手段】多段通信する無線通信端末２’は、自己の電池残量を定期的に監視する監視手段と、自己の電池残量が閾値以下に低下した場合は電池残量低下通知を、自己の電池残量が閾値超に回復した場合は電池残量回復通知を、ブロードキャスト送信にて他の無線通信端末へ通知する通知手段と、電池残量低下通知を受信した場合は電池残量低下通知を送信した無線通信端末との通信ルートを一時的に無効とし、電池残量回復通知を受信した場合は電池残量回復通知を送信した無線通信端末との通信ルートを有効とする通信ルート切替手段と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、電池残量低下に対する延命動作を図る無線通信端末及び遠隔検針システムに
関する。

従来、図６に示すように、管理センタと親機との接続が成立している状態で、管理セン
タから親機に対して当該親機の管理下にある子機に対して検針値を取得するよう要求を出
し、検針値を収集する遠隔検針システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。

遠隔検針システムでは、無線通信端末の多段通信を活用しており、配下端末から中継依
頼された情報を上位端末に伝達する中継機能を保有している。また、無線通信端末は電池
駆動で動作するものが一般的であり、電池消耗を抑えるために周期起床しながら周囲端末
との受信チェックを行っている。端末は安定動作のため電池残量を定期的にチェックし、
残量が少なくなると管理センタに通知を行い、電池交換が行われることを待ちながら動作
を継続する。その後、更に電池残量が低下し使い果たすと停止状態となる。

しかしながら、自己の端末が電池残量低下であることを検知して管理センタに通知し、
電池交換待ちで動作している際に、これを知らない周囲端末からの自端末宛に対する通信
があると、配下端末の中継通信が失敗することを防ぐ必要上、この通信に応答しなければ
いけない。そのため、電池残量低下であっても周囲端末から呼び出しを受けた際には通信
中継を行い、残り少ない電池残量の消耗を早めてしまうことがある。通信環境状態が悪い
ような場所では、通信再送などが何度も行われてしまい、更に電池消費を早めてしまい早
期端末停止につながってしまうという問題があった。

特開２００８−９２１０９号公報

本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであり、電池残量低下になった無線通信端末
が他の無線通信端末に状況を通知し、通知を受信した他の無線通信端末が当該無線通信端
末への中継通信を回避することによりその電池消費を抑制し延命動作を行う、無線通信端
末及び遠隔検針システムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明は、以下の態様によって把握される。
（１）本発明に係る第１の態様は、多段通信する無線通信端末であって、自己の電池残量
を定期的に監視する監視手段と、自己の電池残量が閾値以下に低下した場合は電池残量低
下通知を、自己の電池残量が閾値超に回復した場合は電池残量回復通知を、ブロードキャ
スト送信にて他の無線通信端末へ通知する通知手段と、前記電池残量低下通知を受信した
場合は前記電池残量低下通知を送信した無線通信端末との通信ルートを一時的に無効とし
、前記電池残量回復通知を受信した場合は前記電池残量回復通知を送信した無線通信端末
との通信ルートを有効とする通信ルート切替手段と、を備えることを特徴とする。

（２）上記（１）に記載の構成において、さらに、自己の周期起床間隔を変更する間隔変
更手段と、自己の電池残量が閾値以下に低下した場合は前記電池残量低下通知に加えて長
期周期への起床間隔変更通知を、自己の電池残量が閾値超に回復した場合は前記電池残量
回復通知に加えて短期周期への起床間隔変更通知をブロードキャスト送信にて前記他の無
線通信端末へ送信する間隔変更通知手段と、前記電池残量低下通知を送信した無線通信端
末に係る通信ルート管理テーブルについて、通信ルート有効／無効とともに、前記長期周
期への起床間隔変更通知を受信した場合は前記長期周期を、前記短期周期への起床間隔変
更通知を受信した場合は前記短期周期を保存する保存手段と、を備え、前記長期周期への
起床間隔変更通知を受信した場合に前記他の無線通信端末との通信ルートが使用不可のと
きは、前記通信ルート切替手段が前記長期周期に合わせて前記電池残量低下通知を送信し
た無線通信端末との通信ルートを使用する。

（３）本発明に係る第２の態様は、遠隔検針システムであって、管理センタと、前記管理
センタと通信する親機と、上記（１）又は（２）に記載の無線通信端末から構成され、前
記親機と通信する複数の子機と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電池残量低下になった無線通信端末が他の無線通信端末に状況を通知
し、通知を受信した他の無線通信端末が当該無線通信端末への中継通信を回避することに
よりその電池消費を抑制し延命動作を行う、無線通信端末及び遠隔検針システムを提供す
ることができる。

本実施形態に係る無線通信端末のブロック図である。 本実施形態に係る遠隔検針システムを説明する図である。 電池残量が低下した無線通信端末の動作を説明するフロー図である。 電池残量が低下した無線通信端末から「電池残量低下通知」を受信した他の無線通信端末の動作を説明するフロー図である。 電池残量が低下した無線通信端末から「電池残量回復通知」を受信した他の無線通信端末の動作を説明するフロー図である。 従来の遠隔検針システムを説明する図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明するが、各図におい
て、同一符号は同一又は対応する部分を示す。また、本発明は、以下の説明からも明らか
なようにこれらの実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において当業
者であれば種々の変形が可能である。

（無線通信端末）
図１は、無線通信端末２’のブロック図を示しており、無線通信端末２’は、ＣＰＵ（
Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）制御部１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ
Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ
）１０３、操作部１０４、表示部１０５、特定小電力無線部１０６、アンテナ１０７、メ
ータＩ／Ｆ（インタフェース）１０８、及び電源部１０９を備えている。

ＣＰＵ制御部１０１は、無線通信端末２’の全体を制御する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ
制御部１０１を動作させるためのプログラム、例えば、電池残量監視処理、電池残量低下
通知処理、電池残量回復通知処理、周期起床間隔通知処理、電池残量低下通知又は電池残
量回復通知受信時の通信ルート管理テーブルの更新処理と通信ルート切替処理に係るプロ
グラム等を搭載する。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ制御部１０１の動作のための一時的な記憶
領域として機能する記憶手段であって、通信ルート管理テーブル（通信ルート情報、通信
ルート情報使用可否、周期起床間隔）等を保存する。

操作部１０４は、例えばキーなどの操作手段を備え、無線通信端末２’の装置状況確認
、設置操作、通信試験を行う。表示部１０５は、例えば、ＬＥＤ等の表示手段を備え、設
置確認結果、試験結果表示などを行う。特定小電力無線部１０６とそのアンテナ１０７は
、親機３又は管理センタ４と通信するための通信手段である。メータＩ／Ｆ（インタフェ
ース）１０８は、起動要求信号の送信側となる通信装置である検針メータと接続されてい
る。電源部１０９は、本無線通信端末２’の駆動電源となる電池等で構成されている。

無線通信端末２’は、複数個設けて互いに多段通信を行うものであり、ＣＰＵ制御部１
０１のＣＰＵは、（１）自己の電池残量を定期的に監視する監視手段、（２）自己の電池
残量が閾値以下に低下した場合は電池残量低下通知を、自己の電池残量が閾値超に回復し
た場合は電池残量回復通知を、ブロードキャスト送信にて他の無線通信端末へ通知する通
知手段、及び（３）電池残量低下通知を受信した場合は電池残量低下通知を送信した無線
通信端末との通信ルートを一時的に無効とし、電池残量回復通知を受信した場合は電池残
量回復通知を送信した無線通信端末との通信ルートを有効とする通信ルート切替手段とし
て、それぞれ機能する。

ＣＰＵ制御部１０１のＣＰＵは、さらに、（４）自己の周期起床間隔を変更する間隔変
更手段と、（５）自己の電池残量が閾値以下に低下した場合は電池残量低下通知に加えて
長期周期への起床間隔変更通知を、自己の電池残量が閾値超に回復した場合は電池残量回
復通知に加えて短期周期への起床間隔変更通知をブロードキャスト送信にて他の無線通信
端末へ送信する間隔変更通知手段と、（６）電池残量低下通知を送信した無線通信端末に
係る通信ルート管理テーブルについて、通信ルート有効／無効とともに、長期周期への起
床間隔変更通知を受信した場合は長期周期を、短期周期への起床間隔変更通知を受信した
場合は短期周期を保存する保存手段と、を備え、（７）長期周期への起床間隔変更通知を
受信した場合に他の無線通信端末との通信ルートが使用不可のときは、通信ルート切替手
段が長期周期に合わせて電池残量低下通知を送信した無線通信端末との通信ルートを使用
する。

（遠隔検針システム）
遠隔検針システム１は、図２に示すように、検針メータ（不図示）に対応する複数の子
機２と、複数の子機２と通信する親機３と、親機３と通信する管理センタ４を備えている
。子機２は、前述の無線通信端末２’から構成されており、複数の子機２（Ａ〜Ｄ）は、
多段通信を行っている。ここでは、子機２（Ｃ，Ｄ）が２段目、子機２（Ａ，Ｂ）が１段
目を構成している。通信ルートは、子機２（Ｃ又はＤ）⇔子機２（Ａ又はＢ）⇔親機３⇔
管理センタ４となる。

なお、図２では、子機２として４台の子機２（Ａ〜Ｄ）が設けられている例を示してい
るが、もちろんその設定数量に限定はない。また、多段の階層数も２段に限られることは
なく、３段以上であってもよい。検針メータは、例えば、プロパンガス、都市ガス、水道
、電気などいずれの種類に関するものであってもよく、遠隔検針システム１は、一定の地
域をカバーするものであってもよいし、１つの集合住宅をカバーするものであってもよい
。

図２において、子機２（Ｂ）は、自己の電池残量低下及び電池残量回復の状況を周囲の
子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）及び親機３にブロードキャスト送信する。これによって、子機２（
Ｂ）の配下にある子機２（Ｃ，Ｄ）は、その通信ルートを回避／選択する。以下、図３か
ら図５を参照して、その処理手順の流れを説明する。なお、処理手順については、「電池
残量低下／回復」に係る事項と、「周期起床間隔」に係る事項に分けて説明する。

まず、「電池残量低下／回復」に係る事項を説明する。図３に示すように、子機２（Ｂ
）は、「I：電池残量低下監視と低下周知（Ｓ１００）」と「II：電池残量回復監視と回
復周知（Ｓ２００）」の２つのステップによって動作する。子機２（Ｂ）は、「I：電池
残量低下監視と低下周知（Ｓ１００）」のステップによって、ＲＯＭ１０２に搭載された
電池残量監視処理プログラムを実行し、電池残量を監視する（Ｓ１０１）。

そして、電池残量が所定の閾値以下に低下したか否かを判定する（Ｓ１０２）。電池残
量が閾値以下になっていない場合は、通常動作を続行して電池残量監視を引き続き継続す
る（Ｓ１０３）。電池残量が閾値以下になった場合は、子機２（Ｂ）は、ＲＯＭ１０２に
搭載された電池残量低下通知処理プログラムを実行して、周囲の子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）及
び親機３に電池残量低下通知をブロードキャスト送信する（Ｓ１０４）。親機３は、この
状況を管理センタ４に報告する。

この電池残量低下通知を受信した子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）は、図４に示すように、「III
：電池残量低下端末を通信ルートから除外（Ｓ３００）」のステップによって動作する。
以下では、子機２（Ｄ）に代表させて説明する。子機２（Ｄ）は、電池残量低下通知を受
信したか否かをまず判定する（Ｓ３０１）。受信していなければ、受信処理動作を続行し
（Ｓ３０２）、アイドル状態へ移行する（Ｓ３０７）。

電池残量低下通知を受信した場合は、子機２（Ｄ）は、自己の通信ルート管理テーブル
をチェックし、電池残量低下通知を送信してきた子機２（Ｂ）を介する通信ルートを無効
として保存する（Ｓ３０３）。ここで、子機２（Ｄ）の通信ルート管理テーブルに切替ル
ートが存在するか否かを判定する（Ｓ３０４）。切替ルートが存在しない場合は、周期起
床間隔に基づいて実行される次回の通信も現在の通信ルート（すなわち、子機２（Ｂ）を
介する通信ルート）のままとしたうえで（Ｓ３０５）、アイドル状態へ移行する（Ｓ３０
７）。切替ルートが存在する場合は、次回の通信を切替ルートに切り替えたうえで（Ｓ３
０６）、アイドル状態へ移行する（Ｓ３０７）。

これにより、電池残量低下になった子機２（Ｂ）が周囲の子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）に状況
を通知し、通知を受信した子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）が中継通信を子機２（Ｂ）を除く子機に
回避させることで、子機２（Ｂ）の電池消費を抑え延命することができる。

ここで、表１を参照して切替ルートの有無に関して付言すると、子機２（Ｄ）の通信ル
ート管理テーブルに切替ルートがない場合、すなわち、子機２（Ｂ）を介する１つの通信
ルートのみが登録されている場合、子機２（Ｄ）は、Ｓ３０３において一時的に無効とさ
れた子機２（Ｂ）を介する現在の通信ルートを、Ｓ３０５において次回通信までは維持す
るよう処理する。一方、子機２（Ｄ）の通信ルート管理テーブルに切替ルートがある場合
、すなわち、子機２（Ａ）と子機２（Ｂ）を介する２つの通信ルートが登録されている場
合、子機２（Ｄ）は、子機２（Ｂ）を介する通信ルートをＳ３０３において一時的に無効
としたまま、Ｓ３０６において子機２（Ａ）を介する通信ルートを次回通信用に切り替え
ることとなる。

図３に戻り、子機２（Ｂ）は、「II：電池残量回復監視と回復周知（Ｓ２００）」のス
テップによって、ＲＯＭ１０２に搭載された電池残量監視処理プログラムを実行し、電池
残量の回復を監視する（Ｓ２０１）。子機２（Ｂ）は、電池残量低下通知を親機３を経由
して管理センタ４に対しても送信しており、この通知を受けて、管理センタ４は、作業員
を派遣して子機２（Ｂ）の電池交換を行う。これによって、子機２（Ｂ）の電池残量は回
復する。なお、電池残量の回復は、電池交換以外の方法、例えばソーラ充電によって電池
残量を回復するようにしてもよい。

そして、電池残量が所定の閾値超に回復したか否かを判定する（Ｓ２０２）。電池残量
が閾値超になっていない場合は、低消費動作を続行して電池残量回復監視を引き続き継続
する（Ｓ２０３）。電池残量が閾値超に回復した場合は、子機２（Ｂ）は、ＲＯＭ１０２
に搭載された電池残量回復通知処理プログラムを実行して、周囲の子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）
及び親機３に電池残量回復通知をブロードキャスト送信する（Ｓ２０４）。親機３は、こ
の状況を管理センタ４に報告する。

この電池残量低下通知を受信した子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）は、図５に示すように、「IV：
電池残量回復端末を通信ルートへ復帰（Ｓ４００）」のステップによって動作する。以下
では、子機２（Ｄ）に代表させて説明する。子機２（Ｄ）は、電池残量回復通知を受信し
たか否かをまず判定する（Ｓ４０１）。受信していなければ、受信処理動作を続行し（Ｓ
４０２）、アイドル状態へ移行する（Ｓ４０４）。電池残量回復通知を受信した場合は、
子機２（Ｄ）は、自己の通信ルート管理テーブルをチェックし、電池残量回復通知を送信
してきた子機２（Ｂ）を介する通信ルートを有効とする（Ｓ４０３）。

次に、「周期起床間隔」に係る事項を引き続き図３から図５を参照して説明する。子機
２（Ｂ）は、図３に示した「I：電池残量低下監視と低下周知（Ｓ１００）」のステップ
のＳ１０４において、電池残量低下通知とともに周期起床間隔変更通知（短期周期を長期
周期へ変更）を、周囲の子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）及び親機３にブロードキャスト送信する（
Ｓ１０４）。親機３は、この状況を管理センタ４に報告する。子機２（Ｂ）は、周期起床
間隔を長期周期に変更する（Ｓ１０５）。

この電池残量低下通知とともに周期起床間隔変更通知を受信した子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）
は、図４に示した「III：電池残量低下端末を通信ルートから除外（Ｓ３００）」のステ
ップのＳ３０３において、電池残量低下通知を送信してきた子機２（Ｂ）を介する通信ル
ートを無効とする旨とともに、子機２（Ｂ）から変更が通知された周期起床間隔（長期周
期）を保存する。この長期周期は、子機２（Ｂ）の電池残量を延命させるために通信の頻
度を抑制するものであり、前述したＳ３０５、Ｓ３０６及びＳ３０７において次回通信ま
での通信ルートの切替に反映する。

図３に戻り、子機２（Ｂ）は、図３に示した「II：電池残量回復監視と回復周知（Ｓ２
００）」のステップのＳ２０４において、電池残量回復通知とともに周期起床間隔変更通
知（長期周期を短期周期へ変更）を、周囲の子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）及び親機３にブロード
キャスト送信する（Ｓ２０４）。親機３は、この状況を管理センタ４に報告する。子機２
（Ｂ）は、周期起床間隔を短期周期に変更する（Ｓ２０５）。

この電池残量回復通知とともに周期起床間隔変更通知を受信した子機２（Ａ，Ｃ，Ｄ）
は、図５に示した「IV：電池残量回復端末を通信ルートへ復帰（Ｓ４００）」のステップ
のＳ４０３において、電池残量回復通知を送信してきた子機２（Ｂ）を介する通信ルート
を有効とする旨とともに、子機２（Ｂ）から変更が通知された周期起床間隔（短期周期）
を保存する。この短期周期は、子機２（Ｂ）を通常の周期起床間隔で動作させるものであ
る。

表２に、周期起床間隔を考慮した通信ルート管理テーブルの例を示す。ここでは、子機
２（Ｄ）は、子機２（Ｂ）を介する通信ルートを一時的に無効としたまま、周期起床間隔
を短期周期３０秒から長期周期６０秒に変更した例を示している。前述したように、切替
ルートがないような場合には、止むを得ず、無効としている子機２（Ｂ）を介するルート
を長期周期をもって使用する。これにより、止むを得ず電池残量低下し長期起床周期して
いる子機２（Ｂ）と通信を行う場合でも、周期監視間隔を把握できていることから、通信
を取りこぼすことなく実行することが可能となる。一方で、電池残量低下となった子機２
（Ｂ）は、周囲に電池残量低下であることを通知するタイミングで、自己の周期起床間隔
の変更を通知して、電池消費を抑える状態に切り替えることができる。

本実施形態は、種々の変形が可能であるが、例えば、電池残量低下通知の受信を何らか
の原因で行うことができず、子機２（Ｂ）に中継を依頼してきた他の子機（例えば、子機
２（Ｄ））があるような場合、子機２（Ｄ）に対して、通信中継処理完了後に改めて電池
残量低下通知を行うことで、以降の中継通信を回避し、電池消費の増加を免れるようにし
てもよい。

更に、電池残量に段階（例えば５段階）を設け、段階に応じて周期起床間隔を変動（延
ばす）させることで、段階的な電池残量低下による電池消費の抑制を周囲の子機との通信
タイミングを合わせながら実施するようにしてもよい。例えば、表３に示すように、電池
残量状態が子機２（Ａ）のように通常の範囲であれば周期起床間隔を３０秒とし、子機２
（Ｄ）のように最も低下が進んだ残量低下５の範囲であれば周期起床間隔を１２０秒など
としてもよい。

以上、実施形態について説明したが、本発明は、具体的な実施形態に限定されるもので
はなく、種々の変更を行ったものも含まれるものであり、そのことは、当業者にとって特
許請求の範囲の記載から明らかである。

１…遠隔検針システム、
２…子機、２’…無線通信端末
３…親機
４…管理センタ
１０１…ＣＰＵ制御部
１０２…ＲＯＭ
１０３…ＲＡＭ
１０４…操作部
１０５…表示部
１０６…特定小電力無線部
１０７…アンテナ
１０８…メータＩ／Ｆ（インタフェース）
１０９…電源部

Claims (3)

1. 多段通信する無線通信端末であって、
   自己の電池残量を定期的に監視する監視手段と、
   自己の電池残量が閾値以下に低下した場合は電池残量低下通知を、自己の電池残量が閾
   値超に回復した場合は電池残量回復通知を、ブロードキャスト送信にて他の無線通信端末
   へ通知する通知手段と、
   前記電池残量低下通知を受信した場合は前記電池残量低下通知を送信した無線通信端末
   との通信ルートを一時的に無効とし、前記電池残量回復通知を受信した場合は前記電池残
   量回復通知を送信した無線通信端末との通信ルートを有効とする通信ルート切替手段と、
   を備えることを特徴とする無線通信端末。
2. さらに、
   自己の周期起床間隔を変更する間隔変更手段と、
   自己の電池残量が閾値以下に低下した場合は前記電池残量低下通知に加えて長期周期へ
   の起床間隔変更通知を、自己の電池残量が閾値超に回復した場合は前記電池残量回復通知
   に加えて短期周期への起床間隔変更通知をブロードキャスト送信にて前記他の無線通信端
   末へ送信する間隔変更通知手段と、
   前記電池残量低下通知を送信した無線通信端末に係る通信ルート管理テーブルについて
   、通信ルート有効／無効とともに、前記長期周期への起床間隔変更通知を受信した場合は
   前記長期周期を、前記短期周期への起床間隔変更通知を受信した場合は前記短期周期を保
   存する保存手段と、を備え、
   前記長期周期への起床間隔変更通知を受信した場合に前記他の無線通信端末との通信ル
   ートが使用不可のときは、前記通信ルート切替手段が前記長期周期に合わせて前記電池残
   量低下通知を送信した無線通信端末との通信ルートを使用することを特徴とする請求項１
   に記載の無線通信端末。
3. 遠隔検針システムであって、
   管理センタと、
   前記管理センタと通信する親機と、
   請求項１又は２に記載の無線通信端末から構成され、前記親機と通信する複数の子機と
   、を備えることを特徴とする遠隔検針システム。

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