JP2021182289A - Power line communication system - Google Patents

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Abstract

To provide a power line communication system making it possible to resolve a problem that a cost of a system relating to a bank where the number of installed watt-hour meters gets smaller is rather high relative to the number of installed watt-hour meters.SOLUTION: A control circuit of a communication function unit serves as power line communication control means, wireless communication control means, and aggregation means. The power line communication control means attempts to communicate with a concentrator 5 over a power line using a power line communication circuit in an installation bank in which the communication function unit itself is incorporated. When power line communication with the concentrator 5 is not established over a predetermined period of time, the wireless communication control means in each of installation banks 2 and 3 attempts to wirelessly communicate with an outside-of-installation bank communication function unit, which is formed in the other bank 1, using a wireless communication circuit. When wireless communication with the outside-of-installation bank communication function unit is established, the aggregation means collects measured values of smart meters 6 incorporated in the installation banks 2 and 3 through power line communication, and wirelessly transmits the measured values to the outside-of-installation bank communication function unit.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力量計で計量される計量値を電力線通信方式で電力線に送信して集約装置に収集する電力線通信システムに関するものである。 The present invention relates to a power line communication system that transmits a measured value measured by a power meter to a power line by a power line communication method and collects it in an aggregation device.

従来この種の電力線通信システムとしては、例えば、特許文献１に開示された電力線搬送通信システムがある。 Conventionally, as this type of power line communication system, for example, there is a power line carrier communication system disclosed in Patent Document 1.

この電力線搬送通信システムでは、１つの降圧トランスを備える１バンク毎に、集約装置を構成する１台の親機と複数台の子機とで、ネットワークが構成されている。各ネットワークでは、各子機の電力量計で計量される計量値が、電力線を通信路に用いて親機に送信される。 In this power line carrier communication system, a network is configured by one master unit and a plurality of slave units constituting the aggregation device for each bank provided with one step-down transformer. In each network, the measured value measured by the watt-hour meter of each slave unit is transmitted to the master unit by using the power line as a communication path.

特開２０１４−１５５２０１号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-155201

しかしながら、上記従来のようなバンクが複数ある電力線通信システムでは、バンクの数だけ集約装置が必要となる。したがって、バンクによって、電力量計の設置台数が少なくなるバンクが存在する場合、そのバンクにも、電力量計の設置台数が多い他のバンクと同様に、集約装置を設置する必要がある。このため、従来の電力線通信システムでは、このような場合、そのバンクに関わるシステムの機器コストおよび工事コストが、電力量計の設置台数に対して割高となってしまう問題がある。 However, in the conventional power line communication system having a plurality of banks, as many aggregation devices as the number of banks are required. Therefore, if there is a bank in which the number of installed watt-hour meters is small depending on the bank, it is necessary to install an aggregation device in that bank as well as other banks in which the number of installed watt-hour meters is large. Therefore, in the conventional power line communication system, in such a case, there is a problem that the equipment cost and the construction cost of the system related to the bank become higher than the number of installed watt-hour meters.

本発明はこのような課題を解決するためになされたもので、
電力線を使って電力線通信方式で通信する電力線通信回路および無線で通信する無線通信回路を有する通信機能部、並びに、電力量を計量する計量回路を備え、バンク内の電力線に複数接続される電力量計と、
各電力量計の計量回路で計量され、電力線通信回路によって電力線を伝搬して各電力量計から送信される計量値を収集する集約装置と
でバンク内にマルチホップ方式のネットワークを形成する電力線通信システムにおいて、
通信機能部が、
自身が設けられる設置バンクにおいて電力線通信回路によって集約装置と電力線通信を試みる電力線通信制御手段と、
集約装置との電力線通信が所定時間にわたって確立しない場合に、他のバンクに形成されるネットワーク内の設置バンク外通信機能部と無線通信回路によって無線通信を試みる無線通信制御手段と、
設置バンク外通信機能部との無線通信が確立した場合に、設置バンク内における電力量計の計量回路で計量される計量値を電力線通信回路による電力線通信によって収集して、収集した計量値を設置バンク外通信機能部へ無線通信回路によって無線送信する集約手段と
を備えることを特徴とする。 The present invention has been made to solve such a problem.
A power line communication circuit that communicates by a power line communication method using a power line, a communication function unit having a wireless communication circuit that communicates wirelessly, and a measuring circuit that measures the amount of power are provided, and the amount of power connected to a plurality of power lines in the bank. In total,
Power line communication that forms a multi-hop network in a bank with an aggregate that is weighed by the measuring circuit of each watt-hour meter, propagates through the power line by the power line communication circuit, and collects the measured values transmitted from each watt-hour meter. In the system
Communication function part
A power line communication control means that attempts power line communication with an aggregate device using a power line communication circuit in the installation bank where it is installed.
When power line communication with the aggregate device is not established for a predetermined time, a wireless communication control means that attempts wireless communication by a wireless communication circuit with an installed out-of-bank communication function unit in a network formed in another bank, and
When wireless communication with the communication function unit outside the installed bank is established, the measured values measured by the measuring circuit of the watt-hour meter in the installed bank are collected by the power line communication by the power line communication circuit, and the collected measured values are installed. It is characterized by being provided with an aggregation means for wirelessly transmitting to an out-of-bank communication function unit by a wireless communication circuit.

本構成によれば、電力量計の設置台数が少なくなるバンクが存在する場合、そのバンク内の電力量計で計量される計量値は、そのバンクに集約装置を設けることなく、通信機能部が備える集約手段により、電力線通信によって収集され、他のバンクに形成されるネットワーク内の設置バンク外通信機能部へ、無線通信回路によって無線送信される。設置バンク外通信機能部へ無線送信された計量値は、設置バンク外通信機能部を含んで構成されるマルチホップ方式のネットワークにより、そのネットワークにおける集約装置に収集されることとなる。 According to this configuration, when there is a bank in which the number of installed watt-hour meters is small, the measured value measured by the watt-hour meter in the bank can be measured by the communication function unit without installing an aggregation device in the bank. It is collected by power line communication by the integrated means provided, and is wirelessly transmitted by a wireless communication circuit to an installed out-of-bank communication function unit in a network formed in another bank. The measured value wirelessly transmitted to the communication function unit outside the installed bank is collected by the aggregation device in the network by the multi-hop type network including the communication function unit outside the installed bank.

したがって、本構成によれば、電力量計の設置台数が少なくなるバンクが存在しても、そのバンクに集約装置を設けることなく、そのバンク内の電力量計で計量される計量値は、他のバンクのネットワークにおける集約装置に収集されるようになる。このため、そのバンクに関わるシステムの機器コストおよび工事コストが、電力量計の設置台数に対して割高となってしまう、従来の問題が解消される。 Therefore, according to this configuration, even if there is a bank in which the number of installed watt-hour meters is small, the measured values measured by the watt-hour meters in the bank without installing an aggregation device in that bank are other. Will be collected by the aggregate device in the bank's network. Therefore, the conventional problem that the equipment cost and the construction cost of the system related to the bank are higher than the number of installed watt-hour meters is solved.

また、本発明は、通信機能部が、無線通信回路に受信することのできる無線信号の信号強度を時間の経過に従って下げ、設置バンク外通信機能部との無線通信と並行して行う設置バンク内における電力線通信によって設置バンク内におけるいずれの他の通信機能部も集約手段を機能させていないことが検知され、かつ、設置バンク外通信機能部から送信される無線信号を無線通信回路に受信した場合に、自身の集約手段を機能させる集約機能起動手段を備えることを特徴とする。 Further, in the present invention, the communication function unit lowers the signal strength of the radio signal that can be received by the wireless communication circuit with the passage of time, and the communication function unit performs wireless communication with the communication function unit outside the installation bank in the installed bank. When it is detected by the power line communication in the above that none of the other communication function units in the installed bank is functioning the aggregation means, and the radio signal transmitted from the communication function unit outside the installed bank is received by the wireless communication circuit. In addition, it is characterized by being provided with an aggregation function activation means for functioning its own aggregation means.

本構成によれば、設置バンクに設置される複数の通信機能部のうち、設置バンク外通信機能部に最も近い位置に存在する通信機能部が最も早く、設置バンク外通信機能部から送信される無線信号を無線通信回路に受信する。また、その通信機能部は、無線通信と並行して行う電力線通信によって、設置バンク内におけるいずれの他の通信機能部も集約手段を機能させていないことを検知した場合、自身が最も早く、設置バンク外通信機能部から送信される無線信号を受信したことを認知する。この場合、その通信機能部は、集約機能起動手段によって自身の集約手段を機能させ、設置バンクにおいて集約装置に代わって各電力量計の計量値を収集する。このため、集約装置に代わってその機能を果たすこととなる通信機能部は、設置バンク外通信機能部に最も近くに存在して、設置バンク外通信機能部と安定した無線通信を行えるものになり、集約装置による各ネットワーク内電力量計の計量値の収集は、信頼性高く確実に行えるようになる。 According to this configuration, among the plurality of communication function units installed in the installed bank, the communication function unit located closest to the communication function unit outside the installed bank is the earliest and is transmitted from the communication function unit outside the installed bank. Receive a wireless signal in the wireless communication circuit. In addition, when the communication function unit detects that none of the other communication function units in the installation bank is functioning the aggregation means by the power line communication performed in parallel with the wireless communication, the communication function unit is installed at the earliest. Recognize that the radio signal transmitted from the out-of-bank communication function unit has been received. In this case, the communication function unit makes its own aggregation means function by the aggregation function activation means, and collects the measured values of each watt-hour meter in place of the aggregation device in the installed bank. Therefore, the communication function unit that fulfills the function in place of the aggregation device exists closest to the communication function unit outside the installed bank, and can perform stable wireless communication with the communication function unit outside the installed bank. , The collection of the measured values of each watt-hour meter in the network by the aggregation device can be performed reliably and reliably.

本発明によれば、電力量計の設置台数が少なくなるバンクが存在する場合に、そのバンクに関わるシステムの機器コストおよび工事コストが、電力量計の設置台数に対して割高となってしまう、従来の問題を解消できる電力線通信システムを提供することができる。 According to the present invention, when there is a bank in which the number of installed watt-hour meters is small, the equipment cost and construction cost of the system related to the bank are higher than the number of installed watt-hour meters. It is possible to provide a power line communication system that can solve the conventional problems.

本発明の一実施形態による電力線通信システムの概略構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the schematic structure of the power line communication system by one Embodiment of this invention. 図１に示すスマートメータの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the smart meter shown in FIG. 一実施形態による電力線通信システムで、通信機能部がサブコンセントレータとして動作を開始するまでの処理の流れを示すタイミングチャート図である。It is a timing chart diagram which shows the flow of the process until the communication function part starts operation as a sub-concentrator in the power line communication system by one Embodiment. 一実施形態による電力線通信システムにおける、サブコンセントレータを介したネットワーク間の接続処理を表すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the connection process between networks via a sub-concentrator in the power line communication system by one Embodiment.

次に、本発明による電力線通信システムを実施するための形態について説明する。 Next, a mode for implementing the power line communication system according to the present invention will be described.

図１は、本発明の一実施形態による電力線通信システムの概略構成を示すブロック図である。 FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power line communication system according to an embodiment of the present invention.

通信方式に電力線通信（ＰＬＣ:Power Line Communication）方式を利用したスマートメータ向け電力線通信システムは、降圧トランスＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３の各二次側（低圧側）のバンク１，２，３において、電力線４を介してネットワークを形成している。電力線通信の信号は、降圧トランスＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３の二次側から一次側（高圧側）へ超えることはあるが、信号の損失が大きいため、一般的に電力線通信のネットワークは、降圧トランスＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３毎（バンク毎）に形成される。本実施形態の電力線通信システムは、降圧トランスＴｒ１の二次側のバンク１に集約装置（以下、コンセントレータと称する）５を備えるＰＬＣネットワークＡ、各降圧トランスＴｒ２，３の二次側のバンク２，３にコンセントレータ５を備えないＰＬＣサブネットワークＢ，Ｃがそれぞれ形成されている。 A power line communication system for smart meters that uses a power line communication (PLC) method as a communication method is a power line communication system in banks 1, 2, and 3 on the secondary side (low pressure side) of the step-down transformers Tr1, Tr2, and Tr3. A network is formed through 4. The signal of power line communication may exceed from the secondary side of the step-down transformer Tr1, Tr2, Tr3 to the primary side (high voltage side), but since the signal loss is large, the power line communication network is generally the step-down transformer Tr1. , Tr2, Tr3 (for each bank). In the power line communication system of the present embodiment, the PLC network A having the aggregation device (hereinafter referred to as a concentrator) 5 in the bank 1 on the secondary side of the step-down transformer Tr1 and the banks 2 on the secondary side of the step-down transformers Tr2 and 3 are provided. PLC sub-networks B and C having no concentrator 5 are formed in 3, respectively.

ＰＬＣネットワークＡは、１台のコンセントレータ（ＣＲ）５と複数台のスマートメータ（ＳＭ）６とで、バンク１内に電力線４を介してマルチホップ方式のネットワークを形成している。また、ＰＬＣサブネットワークＢ，Ｃは、それぞれ、複数台のスマートメータ６だけで、バンク２，３内に電力線４を介してマルチホップ方式のネットワークを形成している。 In the PLC network A, one concentrator (CR) 5 and a plurality of smart meters (SM) 6 form a multi-hop network in the bank 1 via the power line 4. Further, each of the PLC subnets B and C forms a multi-hop network in banks 2 and 3 via a power line 4 with only a plurality of smart meters 6.

図２は、スマートメータ６の内部構成を示すブロック図である。 FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the smart meter 6.

スマートメータ６は、他のスマートメータ６およびコンセントレータ５と電力線通信によってマルチホップ方式のネットワークを構成する通信機能部７と、計量回路８から構成される計量器９とを備えて構成される、通信機能付き電力量計である。このスマートメータ６は、各バンク１，２，３内の電力線４に複数接続される。計量回路８は、スマートメータ６が設置される需要家の電力量を計量する。通信機能部７は、電力線４を使って電力線通信方式でマルチホップ通信する電力線通信回路１０と、９２０[ＭＨｚ]の周波数帯で無線でマルチホップ通信する無線通信回路１１と、計量回路８で計量された計量値を通信機能部７に取り込むメータＩＦ回路１２と、通信機能部７の全体動作を制御する制御回路１３とを備えて、構成される。 The smart meter 6 includes a communication function unit 7 that constitutes a multi-hop network by power line communication with another smart meter 6 and a concentrator 5, and a measuring instrument 9 composed of a measuring circuit 8 for communication. It is a power meter with a function. A plurality of smart meters 6 are connected to power lines 4 in banks 1, 2, and 3. The measuring circuit 8 measures the electric energy of the consumer in which the smart meter 6 is installed. The communication function unit 7 measures with a power line communication circuit 10 that performs multi-hop communication by a power line communication method using a power line 4, a wireless communication circuit 11 that performs wireless multi-hop communication in a frequency band of 920 [MHz], and a weighing circuit 8. It includes a meter IF circuit 12 that captures the measured value in the communication function unit 7, and a control circuit 13 that controls the overall operation of the communication function unit 7.

ＰＬＣネットワークＡにおいては、メータＩＦ回路１２から取り込まれる計量値は、電力線通信回路１０によって電力線４を通信路として３０分周期でコンセントレータ５へ送信される。コンセントレータ５は、各スマートメータ６から送信される計量値を収集して、図示しないＭＤＭＳ(Meter Data Management System：メータデータ管理システム)へ送信する。また、無線通信回路１１は、需要家内に設置されるＨＥＭＳ機器と無線通信し、メータＩＦ回路１２から取り込まれる計量値等をＨＥＭＳ機器に表示させる。また、ＰＬＣサブネットワークＢ，Ｃにおける通信機能部７の無線通信回路１１は、後述するように、ＰＬＣネットワークＡに参入済みの通信機能部７に無線補完接続する。 In the PLC network A, the measured value taken in from the meter IF circuit 12 is transmitted to the concentrator 5 by the power line communication circuit 10 at a cycle of 30 minutes using the power line 4 as a communication path. The concentrator 5 collects the measured values transmitted from each smart meter 6 and transmits them to an MDMS (Meter Data Management System) (not shown). Further, the wireless communication circuit 11 wirelessly communicates with the HEMS device installed in the consumer, and causes the HEMS device to display the measured value or the like taken in from the meter IF circuit 12. Further, as will be described later, the wireless communication circuit 11 of the communication function unit 7 in the PLC sub-networks B and C wirelessly complementarily connects to the communication function unit 7 that has already entered the PLC network A.

制御回路１３は、ＣＰＵおよびメモリを備え、メモリにはＣＰＵの動作処理を規定するコンピュータプログラムが記憶されている。ＣＰＵがこのコンピュータプログラムに従って動作することで、制御回路１３は、電力線通信制御手段、無線通信制御手段、および、集約手段として機能する。 The control circuit 13 includes a CPU and a memory, and the memory stores a computer program that defines the operation processing of the CPU. When the CPU operates according to this computer program, the control circuit 13 functions as a power line communication control means, a wireless communication control means, and an aggregation means.

電力線通信制御手段は、通信機能部７自身が設けられるいずれかの設置バンク１，２，３において、電力線通信回路１０によってコンセントレータ５と電力線通信を試みる。設置バンク２，３にはコンセントレータ５が存在しないため、設置バンク２，３における通信機能部７の無線通信制御手段は、コンセントレータ５との電力線通信が所定時間にわたって確立しない。この場合、無線通信制御手段は、他のバンク１に形成されるＰＬＣネットワークＡ内の設置バンク外通信機能部７と無線通信回路１１によって無線通信を試みる。集約手段は、ＰＬＣネットワークＡ内の設置バンク外通信機能部７との無線通信が確立した場合に、設置バンク２，３内におけるスマートメータ６の計量回路８で計量される計量値を、電力線通信回路１０による電力線通信によって収集して、収集した計量値を設置バンク外通信機能部７へ無線通信回路１１によって無線送信する。 The power line communication control means attempts power line communication with the concentrator 5 by the power line communication circuit 10 in any of the installation banks 1, 2, and 3 in which the communication function unit 7 itself is provided. Since the concentrator 5 does not exist in the installation banks 2 and 3, the wireless communication control means of the communication function unit 7 in the installation banks 2 and 3 does not establish power line communication with the concentrator 5 for a predetermined time. In this case, the wireless communication control means attempts wireless communication by the wireless communication circuit 11 and the out-of-bank communication function unit 7 in the PLC network A formed in the other bank 1. When the wireless communication with the communication function unit 7 outside the installed bank in the PLC network A is established, the aggregation means uses power line communication to measure the measured value measured by the measuring circuit 8 of the smart meter 6 in the installed banks 2 and 3. It is collected by power line communication by the circuit 10, and the collected measured value is wirelessly transmitted to the out-of-bank communication function unit 7 by the wireless communication circuit 11.

本実施形態では、通信機能部７における制御回路１３は、さらに集約機能起動手段を備える。集約機能起動手段は、無線通信回路１１に受信することのできる無線信号の信号強度を時間の経過に従って下げ、設置バンク外通信機能部７との無線通信と並行して行う設置バンク２，３内における電力線通信によって、設置バンク２，３内におけるいずれの他の通信機能部７も上記の集約手段を機能させていないことが検知され、かつ、設置バンク外通信機能部７から送信される無線信号を無線通信回路１１に受信した場合に、自身の集約手段を機能させる。 In the present embodiment, the control circuit 13 in the communication function unit 7 further includes an aggregation function activation means. The aggregation function activating means lowers the signal strength of the wireless signal that can be received by the wireless communication circuit 11 with the passage of time, and is performed in parallel with the wireless communication with the communication function unit 7 outside the installed bank in the installed banks 2 and 3. By the power line communication in, it is detected that none of the other communication function units 7 in the installed banks 2 and 3 is functioning the above-mentioned aggregation means, and the radio signal transmitted from the communication function unit 7 outside the installed bank. Is received by the wireless communication circuit 11, the aggregation means of its own is made to function.

自身の集約手段を機能させた制御回路１３を持つ通信機能部７は、図１に点線枠で示すスマートメータ６のようにサブコンセントレータ（ＳＣＲ）となり、設置バンク２，３でコンセントレータ５に代わってコンセントレータ５としての機能を果たす。通信機能部７の、計量値を電力線通信で送信するＰＬＣ機能と、サブコンセントレータとして動作する機能とは、制御回路１３のソフトウエア制御により、適宜切り替えられる。 The communication function unit 7 having the control circuit 13 that functions its own aggregation means becomes a sub-concentrator (SCR) like the smart meter 6 shown by the dotted line frame in FIG. 1, and replaces the concentrator 5 in the installation banks 2 and 3. It functions as a concentrator 5. The PLC function of the communication function unit 7 for transmitting the measured value by power line communication and the function of operating as a sub-concentrator are appropriately switched by the software control of the control circuit 13.

図３は、本実施形態による電力線通信システムで、通信機能部７がサブコンセントレータとして動作を開始するまでの処理の流れを示すタイミングチャート図である。 FIG. 3 is a timing chart showing the flow of processing until the communication function unit 7 starts operating as a sub-concentrator in the power line communication system according to the present embodiment.

本実施形態による電力線通信システムでは、ＰＬＣネットワーク形成の前提として、通信機能部７のビーコンの発呼によるブロードキャストで、マルチホップ方式の通信が行われる。コンセントレータ５は、通信機能部７からのネットワーク参入を常時待ち受けているものとし、通信機能部７は、起動後、自発的にコンセントレータ５あるいはコンセントレータ５に接続している通信機能部７に接続を試みるものとする。 In the power line communication system according to the present embodiment, as a precondition for forming the PLC network, multi-hop communication is performed by broadcasting by calling the beacon of the communication function unit 7. It is assumed that the concentrator 5 is always waiting for the network entry from the communication function unit 7, and the communication function unit 7 voluntarily tries to connect to the concentrator 5 or the communication function unit 7 connected to the concentrator 5 after the activation. It shall be.

同図に示すように、時間ｔ１で、通信機能部７に電源が供給されて通信機能部７が起動すると、通信機能部７は、時間ｔ１から時間ｔ２までの所定の一定時間、電力線通信回路１０による電力線４を使った電力線通信により、ＰＬＣネットワークへの参入を試みる。この所定の一定時間にわたって通信機能部７がＰＬＣネットワークへ参入できない、通信機能部７の設置バンクがバンク２，３の場合、通信機能部７は、時間ｔ２において無線通信回路１１を起動し、電力線通信回路１０の電力線通信による参入の試みと並行して、無線通信回路１１の無線通信によってもＰＬＣネットワークへの参入を補完的に試みる。 As shown in the figure, when power is supplied to the communication function unit 7 at time t1 and the communication function unit 7 is activated, the communication function unit 7 performs a power line communication circuit for a predetermined fixed time from time t1 to time t2. Attempt to enter the PLC network by power line communication using the power line 4 by 10. When the communication function unit 7 cannot enter the PLC network for a predetermined fixed time and the installation banks of the communication function unit 7 are banks 2 and 3, the communication function unit 7 activates the wireless communication circuit 11 at time t2 and power lines. In parallel with the attempt to enter the communication circuit 10 by power line communication, the wireless communication of the wireless communication circuit 11 also attempts to enter the PLC network in a complementary manner.

その無線通信によるＰＬＣネットワークへの参入の試みは、その通信機能部７が属するバンク２，３内で、無線の通信強度が強い通信機能部７が優先してサブコンセントレータとなるよう、時間経過に従い、ビーコン受信強度の接続閾値を下げて行くことで行われる。無線の通信に時間ｔ３で成功した通信機能部７は、時間ｔ３を境に、ＰＬＣの動作をPeer（ピア）からCoordinator（コーディネーター）に切り替え、サブコンセントレータとして動作するようになる。 Attempts to enter the PLC network by wireless communication are made over time so that the communication function unit 7 with strong wireless communication strength is given priority as a sub-concentrator in the banks 2 and 3 to which the communication function unit 7 belongs. , It is performed by lowering the connection threshold of the beacon reception strength. The communication function unit 7 that succeeds in wireless communication at time t3 switches the operation of the PLC from Peer (peer) to Coordinator (coordinator) at time t3, and operates as a sub-concentrator.

図４は、サブコンセントレータを介したネットワーク間の接続処理を表すシーケンス図である。 FIG. 4 is a sequence diagram showing connection processing between networks via a sub-concentrator.

このシーケンスは、降圧トランスＴｒ１のバンク１におけるコンセントレータ５およびスマートメータ６の通信機能部７（以下、通信機能部１と記す）と、降圧トランスＴｒ２のバンク２における２台のスマートメータ６の通信機能部７（以下、通信機能部２，３と記す）との間で行われる処理を例として示している。また、このシーケンスでは、図の上側から下側に向かって時間が経過するものとし、実線で示す通信は電力線通信回路１０による電力線通信（ＰＬＣ）、破線で示す通信は無線通信回路１１による無線通信、二重楕円はブロードキャストを表している。 In this sequence, the communication function of the concentrator 5 in the bank 1 of the step-down transformer Tr1 and the communication function unit 7 of the smart meter 6 (hereinafter referred to as the communication function unit 1) and the communication function of the two smart meters 6 in the bank 2 of the step-down transformer Tr2. The processing performed between the parts 7 (hereinafter referred to as communication function units 2 and 3) is shown as an example. Further, in this sequence, it is assumed that time elapses from the upper side to the lower side in the figure, the communication shown by the solid line is the power line communication (PLC) by the power line communication circuit 10, and the communication shown by the broken line is the wireless communication by the wireless communication circuit 11. , The double ellipse represents the broadcast.

バンク１では、通信機能部１がまずビーコン信号をブロードキャストし、二重楕円で示すように（１）ビーコン・リクエスト（Beacon Request）をする。コンセントレータ５は、この（１）ビーコン・リクエストを検知して、（２）ビーコン信号を通信機能部１へ返信する。このビーコン信号の授受により、通信機能部１とコンセントレータ５との間で（３）接続認証が行われる。その後、通信機能部１は、バンク１に形成されるＰＬＣネットワークＡへの（４）登録要求を送信する。コンセントレータ５はこの（４）登録要求を受信すると、（５）通信機能部１をＰＬＣネットワークＡに登録する。そして、通信機能部１をＰＬＣネットワークＡに登録したことを知らせる（６）登録応答を、通信機能部１へ送信する。 In the bank 1, the communication function unit 1 first broadcasts a beacon signal, and (1) makes a beacon request as shown by a double ellipse. The concentrator 5 detects this (1) beacon request and (2) returns the beacon signal to the communication function unit 1. By exchanging and receiving this beacon signal, (3) connection authentication is performed between the communication function unit 1 and the concentrator 5. After that, the communication function unit 1 transmits (4) a registration request to the PLC network A formed in the bank 1. Upon receiving this (4) registration request, the concentrator 5 registers (5) the communication function unit 1 with the PLC network A. Then, the (6) registration response notifying that the communication function unit 1 has been registered in the PLC network A is transmitted to the communication function unit 1.

一方、バンク２では、各通信機能部２，３の起動後、各通信機能部２，３は電力線通信回路１０によるＰＬＣで、図示しないビーコン・リクエストを発し、ＰＬＣネットワークへの参入を試みる。バンク２にはコンセントレータ５が存在しないので、そのビーコン・リクエストに対する応答は、各通信機能部２，３に得られない。この状態が一定時間経過すると、各通信機能部２，３は、電力線通信回路１０のＰＬＣによる（７）ビーコン・リクエスト，（８）ビーコン・リクエストに並行して、無線通信回路１１の無線通信による（９）ビーコン・リクエスト，（１０）ビーコン・リクエストをする。 On the other hand, in the bank 2, after the communication function units 2 and 3 are activated, the communication function units 2 and 3 issue a beacon request (not shown) by the PLC by the power line communication circuit 10 to try to enter the PLC network. Since the concentrator 5 does not exist in the bank 2, the response to the beacon request cannot be obtained by the communication function units 2 and 3. When this state elapses for a certain period of time, the communication function units 2 and 3 perform wireless communication of the wireless communication circuit 11 in parallel with (7) beacon request and (8) beacon request by the PLC of the power line communication circuit 10. (9) Make a beacon request and (10) make a beacon request.

この無線通信は、集約機能起動手段により、各通信機能部２，３が無線信号を受信することのできる信号強度が、時間の経過に従って３段階に低下させられ、当初、受信強度が閾値３以上に設定される。つまり、各通信機能部２，３の無線通信回路１１は、閾値３以上の強度の無線信号でなければ、信号受信できない状態に設定される。各通信機能部１，２，３の位置関係は、同図に図示する位置関係と対応しており、バンク２内の通信機能部２は、通信機能部３よりもバンク１内の通信機能部１に近い位置に存在する。 In this wireless communication, the signal strength at which the communication function units 2 and 3 can receive the wireless signal is reduced to three stages with the passage of time by the aggregation function activation means, and the reception strength is initially set to a threshold value of 3 or more. Is set to. That is, the wireless communication circuit 11 of each communication function unit 2 and 3 is set to a state in which signal reception is not possible unless the wireless signal has a strength equal to or higher than the threshold value 3. The positional relationship of the communication function units 1, 2, and 3 corresponds to the positional relationship shown in the figure, and the communication function unit 2 in the bank 2 has a communication function unit in the bank 1 rather than the communication function unit 3. It exists in a position close to 1.

したがって、（９）ビーコン・リクエスト，（１０）ビーコン・リクエストに応じて、通信機能部２には通信機能部１から強度２のビーコン信号が受信され、通信機能部３には、通信機能部１から強度１のビーコン信号が受信される。このため、各通信機能部２，３に受信される無線信号の強度は、各通信機能部２，３に設定されている受信強度閾値３以上に達しない。したがって、各通信機能部２，３には（９）ビーコン・リクエスト，（１０）ビーコン・リクエストに応答する信号が受信されない。 Therefore, in response to (9) beacon request and (10) beacon request, the communication function unit 2 receives the beacon signal of strength 2 from the communication function unit 1, and the communication function unit 3 receives the communication function unit 1. A beacon signal of intensity 1 is received from. Therefore, the strength of the radio signal received by the communication function units 2 and 3 does not reach the reception strength threshold value 3 or more set in the communication function units 2 and 3. Therefore, the communication function units 2 and 3 do not receive the signals in response to (9) beacon request and (10) beacon request.

このため、集約機能起動手段により、各通信機能部２，３が無線信号を受信することのできる信号強度が一段階低下され、受信強度が閾値２以上に設定される。つまり、各通信機能部２，３の無線通信回路１１は、閾値２以上の強度の無線信号でなければ、信号受信できない状態に設定される。そして、各通信機能部２，３は、再度、電力線通信回路１０のＰＬＣによる（１１）ビーコン・リクエスト，（１２）ビーコン・リクエストに並行して、無線通信回路１１の無線通信による（１３）ビーコン・リクエスト，（１４）ビーコン・リクエストをする。 Therefore, the aggregation function activating means reduces the signal strength at which the communication function units 2 and 3 can receive the radio signal by one step, and sets the reception strength to the threshold value 2 or higher. That is, the wireless communication circuit 11 of each communication function unit 2 and 3 is set to a state in which signal reception is not possible unless the wireless signal has a strength equal to or higher than the threshold value 2. Then, the communication function units 2 and 3 again perform the (13) beacon by the wireless communication of the wireless communication circuit 11 in parallel with the (11) beacon request and the (12) beacon request by the PLC of the power line communication circuit 10. -Request, (14) Make a beacon request.

この（１３）ビーコン・リクエスト，（１４）ビーコン・リクエストに応じて、通信機能部１から、再度、通信機能部２には強度２、通信機能部３には強度１の各ビーコン信号が受信される。このため、受信強度が閾値２以上に設定された通信機能部２は、通信機能部１から送信されるビーコン信号を受信することができる。よって、通信機能部２と通信機能部１との間で（１５）接続認証が行われ、通信機能部２と接続認証を行った通信機能部１は、電力線通信回路１０のＰＬＣによってコンセントレータ５に対して通信機能部２の（１６）登録要求を行う。この（１６）登録要求を受信したコンセントレータ５は、（１７）通信機能部２をＰＬＣネットワークＡに登録し、その登録をしたことを知らせる（１８）登録応答を通信機能部１へ送信する。通信機能部１は、コンセントレータ５から受信した（１８）登録応答を、無線通信で（１９）登録応答として、通信機能部２へ送信する。 In response to the (13) beacon request and (14) beacon request, the communication function unit 1 again receives the beacon signals of strength 2 to the communication function unit 2 and strength 1 to the communication function unit 3. NS. Therefore, the communication function unit 2 whose reception intensity is set to the threshold value 2 or higher can receive the beacon signal transmitted from the communication function unit 1. Therefore, (15) connection authentication is performed between the communication function unit 2 and the communication function unit 1, and the communication function unit 1 that has performed connection authentication with the communication function unit 2 is connected to the concentrator 5 by the PLC of the power line communication circuit 10. (16) Registration request of the communication function unit 2 is performed. Upon receiving this (16) registration request, the concentrator 5 registers (17) the communication function unit 2 in the PLC network A, and transmits (18) a registration response notifying that the registration has been made to the communication function unit 1. The communication function unit 1 transmits the (18) registration response received from the concentrator 5 to the communication function unit 2 as a (19) registration response by wireless communication.

この際、通信機能部２は、ＰＬＣの（１１）ビーコン・リクエストにより、設置バンク２内における他の通信機能部７が上記の集約手段を機能させていないことを検知している。したがって、通信機能部２は、バンク２内で最も早く通信機能部１から送信されるビーコン信号を受信したことを認知する。よって、通信機能部２は、自身が有する集約手段を機能させ、サブコンセントレータとしての動作を開始し、ＰＬＣ動作をPeerからCoordinatorに切り替え、ＰＬＣサブネットワークＢにおいて、次のようにコンセントレータ５としての機能を果たすようになる。 At this time, the communication function unit 2 detects that the other communication function unit 7 in the installation bank 2 is not functioning the above-mentioned aggregation means by the (11) beacon request of the PLC. Therefore, the communication function unit 2 recognizes that the beacon signal transmitted from the communication function unit 1 is received earliest in the bank 2. Therefore, the communication function unit 2 functions its own aggregation means, starts the operation as a sub-concentrator, switches the PLC operation from Peer to the Coordinator, and functions as the concentrator 5 in the PLC sub-network B as follows. Will be fulfilled.

すなわち、通信機能部２は、通信機能部３からのＰＬＣによる（２０）ビーコン・リクエストを受信すると、そのリクエストに応じて、（２１）ビーコン信号を通信機能部３へ送信する。よって、通信機能部３と通信機能部２との間で（２２）接続認証が行われ、通信機能部２と接続認証を行った通信機能部３は、電力線通信回路１０のＰＬＣによって通信機能部２に対して通信機能部３の（２３）登録要求を行う。この（２３）登録要求を受信した通信機能部２は、通信機能部１へ無線通信によって通信機能部３の（２４）登録要求を行う。この（２４）登録要求を受信した通信機能部１は、コンセントレータ５に対して通信機能部３の（２５）登録要求をＰＬＣによって行う。 That is, when the communication function unit 2 receives the (20) beacon request from the communication function unit 3 by the PLC, the communication function unit 2 transmits the (21) beacon signal to the communication function unit 3 in response to the request. Therefore, (22) connection authentication is performed between the communication function unit 3 and the communication function unit 2, and the communication function unit 3 that has performed the connection authentication with the communication function unit 2 is the communication function unit by the PLC of the power line communication circuit 10. Request (23) registration of the communication function unit 3 to 2. Upon receiving this (23) registration request, the communication function unit 2 makes a (24) registration request of the communication function unit 3 to the communication function unit 1 by wireless communication. Upon receiving this (24) registration request, the communication function unit 1 makes the (25) registration request of the communication function unit 3 to the concentrator 5 by PLC.

（２５）登録要求を受信したコンセントレータ５は、（２６）通信機能部３をＰＬＣネットワークＡに登録し、その登録をしたことを知らせる（２７）登録応答を、通信機能部１へ送信する。通信機能部１は、コンセントレータ５から受信した（２７）登録応答を、無線通信で（２８）登録応答として、通信機能部２へ送信する。（２８）登録応答を受信した通信機能部２はＰＬＣで（２９）登録応答として、通信機能部３へ送信する。通信機能部３は（２９）登録応答を受信することで、自身のネットワーク登録が行われたことを知る。 (25) The concentrator 5 that has received the registration request registers (26) the communication function unit 3 in the PLC network A, and transmits (27) a registration response notifying that the registration has been made to the communication function unit 1. The communication function unit 1 transmits the (27) registration response received from the concentrator 5 to the communication function unit 2 as a (28) registration response by wireless communication. (28) The communication function unit 2 that has received the registration response transmits it to the communication function unit 3 as the (29) registration response by PLC. By receiving the (29) registration response, the communication function unit 3 knows that its own network registration has been performed.

なお、上記の説明では、バンク２における通信機能部２，３の信号受信強度が３段階の場合について説明したが、その段階数は任意であり、３段階に限定されるものではない。また、上記の説明ではバンク２内のスマートメータ６とバンク１内のスマートメータ６との間の接続について説明したが、バンク３内のスマートメータ６とバンク１内のスマートメータ６との間の接続も同様に行われる。 In the above description, the case where the signal reception strength of the communication function units 2 and 3 in the bank 2 has three stages has been described, but the number of stages is arbitrary and is not limited to the three stages. Further, in the above description, the connection between the smart meter 6 in the bank 2 and the smart meter 6 in the bank 1 has been described, but the connection between the smart meter 6 in the bank 3 and the smart meter 6 in the bank 1 has been described. The connection is made in the same way.

このような本実施形態による電力線通信システムによれば、スマートメータ６の設置台数が少なくなるバンク、例えば、バンク２，３が存在する場合、そのバンク２，３内のスマートメータ６で計量される計量値は、そのバンク２，３にコンセントレータ５を設けることなく、サブコンセントレータとなる通信機能部７の制御回路１５が備える集約手段により、電力線通信によって収集され、他のバンク１に形成されるＰＬＣネットワークＡ内の設置バンク外通信機能部７へ、無線通信回路１１によって無線送信される。設置バンク外通信機能部７へ無線送信された計量値は、設置バンク外通信機能部７を含んで構成されるマルチホップ方式のＰＬＣネットワークＡにより、そのネットワークにおけるコンセントレータ５に収集されることとなる。 According to the power line communication system according to the present embodiment, if there is a bank in which the number of installed smart meters 6 is small, for example, banks 2 and 3, the smart meters 6 in the banks 2 and 3 are used for weighing. The measured values are collected by power line communication by the aggregation means provided in the control circuit 15 of the communication function unit 7 which is a sub-concentrator without providing the concentrator 5 in the banks 2 and 3, and the PLC is formed in the other bank 1. It is wirelessly transmitted by the wireless communication circuit 11 to the communication function unit 7 outside the installed bank in the network A. The measured value wirelessly transmitted to the communication function unit 7 outside the installed bank is collected by the concentrator 5 in the network by the PLC network A of the multi-hop system including the communication function unit 7 outside the installed bank. ..

したがって、本実施形態による電力線通信システムによれば、スマートメータ６の設置台数が少なくなるバンク２，３が存在しても、そのバンク２，３にコンセントレータ５を設けることなく、そのバンク２，３内のスマートメータ６で計量される計量値は、他のバンク１のＰＬＣネットワークＡにおけるコンセントレータ５に収集されるようになる。すなわち、集約手段を起動した１台の通信機能部７がＰＬＣ親機としてバンク２，３内にＰＬＣサブネットワークＢ，Ｃを形成し、無線通信によりＰＬＣネットワークＡと連携することにより、１台のコンセントレータ５でサブコンセントレータを含む全てのスマートメータ６の管理が可能となる。このため、そのバンク２，３に関わるシステムの機器コストおよび工事コストが、スマートメータ６の設置台数に対して割高となってしまう、従来の問題が解消される。 Therefore, according to the power line communication system according to the present embodiment, even if there are banks 2 and 3 in which the number of smart meters 6 installed is small, the banks 2 and 3 are not provided with the concentrator 5 in the banks 2 and 3. The measured value measured by the smart meter 6 in the smart meter 6 is collected by the concentrator 5 in the PLC network A of the other bank 1. That is, one communication function unit 7 that has activated the aggregation means forms PLC subnets B and C in banks 2 and 3 as PLC master units, and cooperates with PLC network A by wireless communication to form one unit. The concentrator 5 can manage all the smart meters 6 including the sub-concentrator. Therefore, the conventional problem that the equipment cost and the construction cost of the system related to the banks 2 and 3 are higher than the number of installed smart meters 6 is solved.

また、本実施形態による電力線通信システムによれば、設置バンク２，３に設置される複数の通信機能部７のうち、設置バンク外通信機能部７に最も近い位置に存在する通信機能部７が最も早く、設置バンク外通信機能部７から送信される無線信号を無線通信回路１１に受信する。また、その通信機能部７は、無線通信と並行して行う電力線通信によって、設置バンク２，３内におけるいずれの他の通信機能部７も集約手段を機能させていないことを検知した場合、自身が最も早く、設置バンク外通信機能部７から送信される無線信号を受信したことを認知する。この場合、その通信機能部７は、集約機能起動手段によって自身の集約手段を機能させ、設置バンク２，３においてコンセントレータ５に代わって各スマートメータ６の計量値を収集する。このため、コンセントレータ５に代わってその機能を果たすこととなる通信機能部７は、設置バンク外通信機能部７に最も近くに存在して、設置バンク外通信機能部７と安定した無線通信を行えるものになり、コンセントレータ５による各ネットワークＡ，Ｂ，Ｃ内におけるスマートメータ６の計量値の収集は、信頼性高く確実に行えるようになる。 Further, according to the power line communication system according to the present embodiment, among the plurality of communication function units 7 installed in the installed banks 2 and 3, the communication function unit 7 existing at the position closest to the communication function unit 7 outside the installed bank is The earliest, the wireless signal transmitted from the communication function unit 7 outside the installed bank is received by the wireless communication circuit 11. Further, when the communication function unit 7 detects that none of the other communication function units 7 in the installed banks 2 and 3 is functioning the aggregation means by the power line communication performed in parallel with the wireless communication, the communication function unit 7 itself Is the earliest to recognize that it has received the radio signal transmitted from the communication function unit 7 outside the installed bank. In this case, the communication function unit 7 causes its own aggregation means to function by the aggregation function activation means, and collects the measured values of each smart meter 6 in place of the concentrator 5 in the installation banks 2 and 3. Therefore, the communication function unit 7 that fulfills the function in place of the concentrator 5 exists closest to the communication function unit 7 outside the installed bank, and can perform stable wireless communication with the communication function unit 7 outside the installed bank. Therefore, the collection of the measured values of the smart meter 6 in each of the networks A, B, and C by the concentrator 5 can be performed reliably and reliably.

また、本実施形態による電力線通信システムによれば、バンク２，３にもコンセントレータ５が設けられていて、各バンク２，３におけるスマートメータ６のＰＬＣ通信によって、自身の属するバンク２，３のコンセントレータ５と通信ができない場合に、そのスマートメータ６で計量される計量値は、他のバンク１のＰＬＣネットワークＡにおけるコンセントレータ５に収集されるようになる。このため、自身の属するバンク２，３のコンセントレータ５とＰＬＣ通信ができないスマートメータ６が、ネットワークから孤立してしまうことを救うこともできる。 Further, according to the power line communication system according to the present embodiment, the concentrators 5 are also provided in the banks 2 and 3, and the concentrators of the banks 2 and 3 to which the concentrators of the banks 2 and 3 belong are provided by the PLC communication of the smart meter 6 in the banks 2 and 3. When communication with 5 is not possible, the measured value measured by the smart meter 6 is collected by the concentrator 5 in the PLC network A of the other bank 1. Therefore, it is possible to save the smart meter 6 that cannot communicate with the concentrator 5 of the banks 2 and 3 to which it belongs from being isolated from the network.

１，２，３…バンク
４…電力線
５…集約装置（コンセントレータ：ＣＲ）
６…スマートメータ（電力量計：ＳＭ）
７…通信機能部
８…計量回路
９…計量器
１０…電力線通信回路
１１…無線通信回路
１２…メータＩＦ回路
１３…制御回路
ＳＣＲ…サブコンセントレータ 1, 2, 3 ... Bank 4 ... Power line 5 ... Consolidator (concentrator: CR)
6 ... Smart meter (electric energy meter: SM)
7 ... Communication function unit 8 ... Measuring circuit 9 ... Measuring instrument 10 ... Power line communication circuit 11 ... Wireless communication circuit 12 ... Meter IF circuit 13 ... Control circuit SCR ... Sub-concentrator

Claims (2)

電力線を使って電力線通信方式で通信する電力線通信回路および無線で通信する無線通信回路を有する通信機能部、並びに、電力量を計量する計量回路を備え、バンク内の電力線に複数接続される電力量計と、
各前記電力量計の前記計量回路で計量され、前記電力線通信回路によって電力線を伝搬して各前記電力量計から送信される計量値を収集する集約装置と
で前記バンク内にマルチホップ方式のネットワークを形成する電力線通信システムにおいて、
前記通信機能部は、
自身が設けられる設置バンクにおいて前記電力線通信回路によって前記集約装置と電力線通信を試みる電力線通信制御手段と、
前記集約装置との前記電力線通信が所定時間にわたって確立しない場合に、他のバンクに形成される前記ネットワーク内の設置バンク外前記通信機能部と前記無線通信回路によって無線通信を試みる無線通信制御手段と、
設置バンク外前記通信機能部との前記無線通信が確立した場合に、前記設置バンク内における前記電力量計の前記計量回路で計量される計量値を前記電力線通信回路による電力線通信によって収集して、収集した計量値を設置バンク外前記通信機能部へ前記無線通信回路によって無線送信する集約手段と
を備えることを特徴とする電力線通信システム。 A power line communication circuit that communicates by a power line communication method using a power line, a communication function unit having a wireless communication circuit that communicates wirelessly, and a measuring circuit that measures the amount of power are provided, and the amount of power connected to a plurality of power lines in the bank. In total,
A multi-hop network in the bank with an aggregate that is weighed by the metering circuit of each watt-hour meter, propagates through the power line by the power line communication circuit, and collects the metric values transmitted from each watt-hour meter. In the power line communication system that forms
The communication function unit is
A power line communication control means that attempts power line communication with the aggregate device by the power line communication circuit in the installation bank provided by the company.
When the power line communication with the aggregation device is not established for a predetermined time, a wireless communication control means that attempts wireless communication by the communication function unit outside the installed bank in the network formed in another bank and the wireless communication circuit. ,
When the wireless communication with the communication function unit outside the installation bank is established, the measurement values measured by the measurement circuit of the watt-hour meter in the installation bank are collected by the power line communication by the power line communication circuit. A power line communication system including an aggregation means for wirelessly transmitting the collected measured values to the communication function unit outside the installation bank by the wireless communication circuit. 前記通信機能部は、前記無線通信回路に受信することのできる無線信号の信号強度を時間の経過に従って下げ、設置バンク外前記通信機能部との無線通信と並行して行う前記設置バンク内における電力線通信によって前記設置バンク内におけるいずれの他の前記通信機能部も前記集約手段を機能させていないことが検知され、かつ、設置バンク外前記通信機能部から送信される無線信号を前記無線通信回路に受信した場合に、自身の前記集約手段を機能させる集約機能起動手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力線通信システム。 The communication function unit lowers the signal strength of the radio signal that can be received by the wireless communication circuit with the passage of time, and the power line in the installation bank that performs wireless communication with the communication function unit outside the installation bank. It is detected by communication that none of the other communication function units in the installation bank is functioning the aggregation means, and a radio signal transmitted from the communication function unit outside the installation bank is transmitted to the wireless communication circuit. The power line communication system according to claim 1, further comprising an aggregation function activating means that causes the aggregation means to function when it is received.
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