JP2022082053A - 通信システム及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】子局の保守を効率的に行うことができる通信システム、子局、通信方法及び通信プログラムを提供すること。【解決手段】本開示にかかる通信システム１０は、サーバ１１と、サーバ１１と第１通信方式により通信する親局１２と、親局１２と第１通信方式により無線通信可能に接続され、親局１２を介してサーバ１１と通信する子局１３と、子局１３と第１通信方式により通信し、かつ、子局１３の保守を行う保守装置と第２通信方式により通信することにより、子局１３と保守装置との間の通信を中継する中継アダプタ１４と、を備える。サーバ１１は、親局１２を介して子局１３に保守モードの開始時刻を送信し、子局１３は、保守モードの開始時刻に、中継アダプタ１４との通信が可能な待機状態に遷移する。【選択図】図１

Description

本開示は、通信システム、子局、通信方法及び通信プログラムに関する。

ＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）無線ネットワークを提供するサービス（以下、ＬＰＷＡサービスと呼ぶ）が知られている。ＬＰＷＡとは、低消費電力で広域無線通信が可能な物理層での通信規格であり、この規格を利用したネットワークアーキテクチャサービスがＬＰＷＡサービスである。このサービスを利用することで、ＬＰＷＡ通信機能を有する端末が、最寄りのＬＰＷＡ基地局を介して、ネットワークに接続することが可能になる。これにより、ＬＰＷＡサービスの利用者は、ネットワークに接続された複数の端末を一元的に管理することができる。
ＬＰＷＡサービスでは、ＬＰＷＡ基地局や端末からのデータをまとめる仕組みが既に用意されている。よって、ＬＰＷＡサービスの利用者は、ＬＰＷＡ基地局に接続できる端末を準備することで、容易に自身のＩｏＴシステムとしてサービスを提供することができる。また、ＬＰＷＡサービスは、広く全国にサービスを提供できる環境が構築されているため、サービス利用者は、自らが置局設計をしたり、基地局を設置したりする必要がない。よって、これらのメンテナンスにかかる手間や費用を削減できるというメリットがある。

例えば、特許文献１には、ＬＰＷＡの通信方式による通信（以下、ＬＰＷＡ通信と呼ぶ）及びＬＴＥ（Long Term Evolution）の通信方式による通信（以下、ＬＴＥ通信と呼ぶ）を行うことが可能なセンター装置及び車両側システムを備えるデータ通信システムが開示されている。この通信システムでは、センター装置は、ＬＰＷＡ通信を用いて車両側システムから車両情報を取得する。また、車両側システムは、センター装置から受信したＡＣＫに含まれる情報に基づいて、通信方式をＬＰＷＡ通信からＬＴＥ通信に切り替え、センター装置に対してコンテンツ要求を行う。これに対し、センター装置は、ＬＴＥ通信により車両側システムへコンテンツデータを送信する。このようにすることで、特許文献１の通信システムでは、車両側システムから車両情報を効率良く収集し、コンテンツデータを車両側に効率良く配信することができる。

特開２０２０－５７２５６号公報

上述のようなＬＰＷＡサービスの一例として、例えば、図１３のようなシステムがある。同図では、河川に複数の子局（端末）が設置されており、各子局は、河川の水位をセンシングし、水位データを最寄りの親局（ＬＰＷＡ基地局）に送信する。水位データは、親局、ＬＰＷＡネットワークを介してサーバに送信される。サーバで蓄積されたデータは、インターネット上で見える化され、活用することができる。

この例のように、ＬＰＷＡサービスは多くのＩｏＴシステムで使用されている。しかし、多くのＬＰＷＡサービスでは、通信料は安価に設定されるものの、通信量には過大な制約がある。例えば、あるＬＰＷＡサービスでは、１回の通信に最大１１Ｂｙｔｅの情報しか送ることができない。また、同サービスでは、１日の通信回数が、ダウンリンクとアップリンクでそれぞれ１２回までに制限されている。このような制約を受けるため、ＬＰＷＡサービスでは、子局のバージョンアップのように比較的容量の大きな通信（以下、大容量通信と呼ぶ）を行うことができない。

したがって、子局の保守に大容量通信が必要な場合には、ＬＰＷＡサービス利用者（以下、子局管理者と呼ぶ）は、別の方法を用いて保守を行う必要がある。別の方法とは、例えば、図１４に示すように、保守作業に用いる保守装置と子局とを有線で直接接続し、通信を行う方法である。
このような場合、子局管理者又は専門の作業者が子局の設置場所に保守装置を持参し、子局の装置筺体を開け、有線接続を行う必要がある。子局が遠方に設置されている場合には、移動のために長時間を要することとなる。また、子局は人の手が届かない場所や危険な場所に設置されていることがあり、作業が困難な場合も想定される。さらに、セキュリティの観点から、筺体の開閉方法が複雑になっており、有線接続が困難な場合もある。

上記のような問題を解決するために、予め、ＬＰＷＡサービスとは別の通信機能を子局に搭載し、大容量通信時にのみ、これを利用することが考えられる。しかし、ＬＰＷＡサービスには不要な通信デバイスや通信方法を子局に搭載することとなるため、コストアップに繋がるという問題がある。
特許文献１で開示された技術では、このような問題については考慮されていない。

本開示は、このような課題を解決するためになされたものであり、子局の保守を効率的に行うことができる通信システム、子局、通信方法及び通信プログラムを提供することを目的とする。

本開示にかかる通信システムは、
サーバと、
前記サーバと第１通信方式により通信する親局と、
前記親局と第１通信方式により無線通信可能に接続され、前記親局を介して前記サーバと通信する子局と、
前記子局と前記第１通信方式により通信し、かつ、前記子局の保守を行う保守装置と第２通信方式により通信することにより、前記子局と前記保守装置との間の通信を中継する中継アダプタと、
を備え、
前記サーバは、前記親局を介して前記子局に保守モードの開始時刻を送信し、
前記子局は、前記保守モードの開始時刻に、前記中継アダプタとの通信が可能な待機状態に遷移するものである。

本開示にかかる子局は、
サーバと通信する親局と、第１通信方式により無線通信を行い、
前記親局を介して前記サーバから保守モードの開始時刻を受信し、
前記保守モードの開始時刻に、保守を行う保守装置との通信を第２通信方式により行う中継アダプタとの第１通信方式による通信が可能な待機状態に遷移するものである。

本開示にかかる通信方法は、
サーバが、親局を介して子局に保守モードの開始時刻を第１通信方式により送信するステップと、
前記子局が、前記保守モードの開始時刻に、前記子局の保守を行う保守装置との通信を中継する中継アダプタとの通信が可能な待機状態に遷移するステップと、
を備え、
前記中継アダプタは、前記子局と前記第１通信方式により通信し、かつ、前記保守装置と第２通信方式により通信することにより、前記子局と前記保守装置との間の通信を中継するものである。

本開示にかかる通信プログラムは、
サーバと通信する親局と、第１通信方式により無線通信を行う処理と、
前記親局を介して前記サーバから保守モードの開始時刻を受信する処理と、
前記保守モードの開始時刻に、保守を行う保守装置との通信を第２通信方式により行う中継アダプタとの第１通信方式による通信が可能な待機状態に遷移する処理と、
をコンピュータに実行させるものである。

本開示により、子局の保守を効率的に行うことができる通信システム、子局、通信方法及び通信プログラムを提供することができる。

実施形態１にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。 実施形態２にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。 実施形態２にかかる子局の構成を示すブロック図である。 実施形態２にかかる中継アダプタの構成を示すブロック図である。 実施形態２にかかる子局、親局、サーバの通常モードにおける処理を示すシーケンス図である。 実施形態２にかかる通信システムの通常モード及び保守モードにおける処理を示すシーケンス図である。 実施形態２にかかる子局の処理を示すフローチャートである。 実施形態２にかかる中継アダプタを子局の電波圏内に移動させる場合の説明図である。 実施形態２にかかる中継アダプタが子局の電波圏内に設置されている場合の説明図である。 実施形態３にかかる通信システムの構成を示すブロック図である。 実施形態３にかかる保守装置の構成を示すブロック図である。 実施形態１から３にかかる通信システムにおける子局等のハードウエア構成例を示す図である。 関連する技術にかかるＬＰＷＡサービスの説明図である。 関連する技術にかかるＬＰＷＡサービスにおける子局の保守作業の説明図である。

＜実施形態１＞
以下、図面を参照して本開示の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態にかかる通信システム１０の構成を示すブロック図である。通信システム１０は、サーバ１１、親局１２、子局１３、中継アダプタ１４を備えている。

サーバ１１は、親局１２と第１通信方式により通信する。また、サーバ１１は、親局１２を介して子局１３と通信する。
親局１２は、サーバ１１と第１通信方式により通信する。
子局１３は、親局１２と第１通信方式により無線通信可能に接続され、親局１２を介してサーバ１１と通信する。
中継アダプタ１４は、子局１３と第１通信方式により通信し、かつ、子局１３の保守を行う保守装置と第２通信方式により通信することにより、子局１３と保守装置との間の通信を中継する。
また、サーバ１１は、親局１２を介して、子局１３に対し、子局１３の保守を行う保守モードの開始時刻を送信する。そして、子局１３は、この保守モードの開始時刻に、中継アダプタ１４との通信が可能な待機状態に遷移する。

以上説明したように、本実施形態にかかる通信システム１０では、子局１３がサーバ１１から保守モードの開始時刻を受信し、その時刻に、子局１３は、中継アダプタ１４との通信が可能な待機状態に遷移する。また、中継アダプタ１４が、子局１３と保守装置との間の通信を中継するので、保守モードの開始時刻後に、子局１３と保守装置とが通信可能となる。中継アダプタ１４は、上記の中継において、子局１３とは第１通信方式により通信し、保守装置とは第２通信方式により通信する。したがって、本実施形態にかかる通信システム１０によれば、第１通信方式による通信の制約を受けることなく、子局１３の保守を効率的に行うことができる。

＜実施形態２＞
実施形態２は、上述した実施形態１の具体例である。
図２は、本実施形態にかかる通信システム１０００の構成を示すブロック図である。通信システム１０００は、サーバ４００、ＬＰＷＡネットワーク３００、親局２００ａ及び２００ｂ、子局１００ａ～１００ｃ、中継アダプタ５００、ＬＴＥネットワーク６００、保守装置７００を備えている。

サーバ４００、親局２００ａ及び２００ｂ、子局１００ａ～１００ｃにより構成される通信システムは、例えば、子局１００ａ～１００ｃにより測定されたデータをサーバ４００により収集するシステムである。
本実施形態では、一例として、子局１００ａ～１００ｃにより測定された水位データをサーバ４００により収集するシステムを含む通信システム１０００を用いて説明を行う。したがって、本実施形態では、子局１００ａ～１００ｃは、河川に設けられており、子局１００ａ～１００ｃは、河川の水位を測定し、測定したデータをそれぞれサーバ４００に送信する。子局１００ａ～１００ｃは、河川の中だけでなく、河川近傍において設置されてもよい。子局１００ａ～１００ｃは、それぞれ最寄りの親局２００ａ又は２００ｂを介し、ＬＰＷＡネットワーク３００を経由してサーバ４００に測定データ（センシングデータ）を送信する。図２に示す例では、子局１００ａ及び子局１００ｂは親局２００ａ、子局１００ｃは親局２００ｂが最寄りの親局２００である。なお、同図の例に限らず、子局１００は４つ以上あってよく、親局２００は３つ以上あってよい。

サーバ４００は、ＬＰＷＡネットワーク３００を介して親局２００ａ及び２００ｂと通信を行う。また、サーバ４００は、ＬＰＷＡネットワーク３００、親局２００ａ、２００ｂを介して、子局１００ａ～１００ｃと通信を行う。サーバ４００は、子局１００ａ～１００ｃにより測定された水位データを受信し、受信したデータを図示しない記憶装置に記憶する。

また、サーバ４００は、子局１００ａ～１００ｃの各種設定を管理する。具体的には、サーバ４００は、親局２００ａ又は２００ｂを介し、子局１００ａ～１００ｃに対して、各子局の設定に必要な情報である子局設定情報を送信する。

子局設定情報には、子局１００ａ～１００ｃが水位センシングをする際のパラメータ値、上り通信時刻Ｔｕ、下り通信時刻Ｔｄ、保守モード開始時刻Ｔｓ、保守用パスワードの情報が含まれる。上り通信時刻Ｔｕは、子局１００ａ～１００ｃがサーバ４００に測定データを送信する時刻である。下り通信時刻Ｔｄは、子局１００ａ～１００ｃがサーバ４００に子局設定情報のリクエストを送信する時刻である。サーバ４００は、現在時刻ｔが下り通信時刻Ｔｄになると、子局１００ａ～１００ｃのリクエストに応じて、子局設定情報を送信する。

保守モード開始時刻Ｔｓは、子局１００ａ～１００ｃが通常モードから保守モードに移行する時刻である。保守モード開始時刻Ｔｓに、子局１００ａ～１００ｃは、中継アダプタ５００との通信が可能な待機状態に遷移する。なお、子局１００ａ～１００ｃの保守を行わない場合、サーバ４００は、保守モード開始時刻ＴｓにＮｕｌｌを入れて子局設定情報を送信する。

保守用パスワードは、子局１００ａ～１００ｃの保守を行うためのパスワードである。子局管理者は、保守モードにおいて子局１００ａ～１００ｃと中継アダプタ５００との通信が確立した後、保守装置７００から保守用パスワードを入力することにより認証を行う。保守用パスワードの認証に成功すると、保守装置７００は、中継アダプタ５００を介して子局１００ａ～１００ｃと通信可能となり、子局管理者は、保守装置７００から子局１００ａ～１００ｃの保守が行えるようになる。

ＬＰＷＡネットワーク３００は、ＬＰＷＡ通信方式（第１通信方式）に準拠した通信ネットワークである。ＬＰＷＡ通信方式は、ＬＴＥ通信方式と比較して、容量の小さなデータ通信に適している。

親局２００ａ及び２００ｂは、サーバ４００とＬＰＷＡ通信を行う。また、親局２００ａ及び２００ｂは、子局１００ａ～１００ｃとＬＰＷＡ通信方式により無線通信可能に接続されている。通信システム１０００においては、親局２００ａは子局１００ａ及び１００ｂと、親局２００ｂは子局１００ｃと、それぞれ無線通信可能に接続されている。親局２００ａ及び２００ｂは、接続しているそれぞれの子局１００から測定データを受信し、受信した測定データを、ＬＰＷＡネットワーク３００を介してサーバ４００に送信する。

子局１００ａ～１００ｃは、例えば、電池により動作する、水位センサなどのＩｏＴデバイスである。
まず、図３に示すブロック図を用いて、子局１００の構成について説明する。子局１００ａ～１００ｃのそれぞれは、同図に示す子局１００と同様の構成である。子局１００は、センサ部１１０、通信制御部１２０、ＬＰＷＡ通信部１３０を備えている。

センサ部１１０は、例えば、水位をセンシングする水位センサである。センサ部１１０は、センシングにより取得した測定データを通信制御部１２０に出力する。センサ部１１０は、水位センサに限らず、例えば、温度センサ、画像センサ、電流センサなど、種々の情報を感知し、数値化するセンサであってよい。

通信制御部１２０は、主にデータリンク層以降で動作する機能部である。
通信制御部１２０は、現在時刻ｔが保守モード開始時刻Ｔｓであるか否かを判定する。現在時刻ｔが保守モード開始時刻Ｔｓになると、子局１００は、通常モードから保守モードに移行し、そうでない場合は通常モードを継続する。通常モードとは、子局１００が測定データの送信などの通常の動作を行うモードである。また、保守モードとは、プログラムのバージョンアップなど、子局１００の保守を行うモードである。

通信制御部１２０は、子局１００の現在のモードが通常モードであるか、又は保守モードであるかを判定する。通信制御部１２０は、判定結果に応じて、子局１００が親局２００又は中継アダプタ５００と接続できるように通信を制御する。

子局１００が通常モードの場合、子局１００は、最寄りの親局２００と通信を行う。この場合、通信制御部１２０は、物理層においては、ＬＰＷＡ通信部１３０が有するＬＰＷＡ通信規格を用いて、通信を制御する。また、通信制御部１２０は、データリンク層以降においては、ＬＰＷＡサービスの通信方式に合致するよう、ビット配列やフォーマットなどを制御する。

通信制御部１２０は、センサ部１１０から出力された測定データを取得して、ＬＰＷＡ通信部１３０に出力する。通信制御部１２０は、予め設けられた上り通信時刻Ｔｕにおいて、測定データをサーバ４００に送信するよう通信を制御する。また、通信制御部１２０は、予め設けられた下り通信時刻Ｔｄにおいて、子局設定情報のリクエストをサーバ４００に送信するよう通信を制御する。通信制御部１２０は、サーバ４００から受信した子局設定情報に基づいて、子局設定情報の更新を行う。なお、子局設定情報や測定データは、図示しない記憶装置に一時的に格納されてよい。

通信制御部１２０は、現在時刻ｔが保守モード開始時刻Ｔｓになると、子局１００と最寄りの中継アダプタ５００とのＬＰＷＡ通信が可能な待機状態に遷移するよう、通信を制御する。保守モード開始時刻Ｔｓは、最寄りの親局２００を介してサーバ４００から送信される子局設定情報に含まれている。通信制御部１２０は、物理層においては、通常モード時同様、ＬＰＷＡ通信部１３０が有するＬＰＷＡ通信規格を用いて通信を制御する。一方、データリンク層以降では、通信制御部１２０は、子局管理者の任意の仕様により、ビット配列やフォーマットなどを制御する。

通信制御部１２０は、中継アダプタ５００との通信が可能な待機状態において、子局１００の電波圏内に入った中継アダプタ５００を検出し、中継アダプタ５００との通信を確立する。また、通信制御部１２０は、保守モード開始時刻Ｔｓから、中継アダプタ５００を検出しないまま、待ち受けタイムアウト時間Ｔｏが経過したか否かを判定する。待ち受けタイムアウト時間Ｔｏを経過した場合、通信制御部１２０は、中継アダプタ５００との通信を行わず、保守モード開始時刻Ｔｓの初期化を行い、再び通常モードに戻る。

通信制御部１２０は、中継アダプタ５００との通信確立後に保守装置７００から受信した保守用パスワードの認証を行う。また、通信制御部１２０は、保守装置７００からの終了コマンド（要求）を受けて、保守装置７００との大容量通信を終了するよう通信を制御する。これにより、子局１００は、保守モードを終了する。通信制御部１２０は、保守モード開始時刻ＴｓにＮｕｌｌを代入し、保守モード開始時刻Ｔｓを初期化する。

ＬＰＷＡ通信部１３０は、ＬＰＷＡ通信により、最寄りの親局２００及びＬＰＷＡネットワーク３００を介してサーバ４００と通信する。ＬＰＷＡ通信部１３０は、通信制御部１２０から出力された測定データを取得する。ＬＰＷＡ通信部１３０は、通常モードにおいて、現在時刻ｔが上り通信時刻Ｔｕになると、サーバ４００に測定データの送信を行う。また、現在時刻ｔが下り通信時刻Ｔｄになると、ＬＰＷＡ通信部１３０は、子局設定情報のリクエスト送信をサーバ４００に行い、サーバ４００から子局設定情報を受信する。

ＬＰＷＡ通信部１３０は、保守モードにおいて、中継アダプタ５００との通信が確立された後、中継アダプタ５００を介して保守装置７００からパスワードを受信する。保守用パスワードの認証が成功した場合、ＬＰＷＡ通信部１３０は、保守装置７００との大容量通信を行う。ＬＰＷＡ通信部１３０は、保守装置７００から終了コマンドを受信し、大容量通信を終了する。

上記のような構成により、子局１００ａ～１００ｃは、親局２００ａ又は２００ｂとＬＰＷＡ通信方式により無線通信可能に接続され、親局２００ａ又は２００ｂを介してサーバ４００と通信することができる。よって、子局１００ａ～１００ｃが測定したデータは、最寄りの親局２００からＬＰＷＡネットワーク３００を介してサーバ４００に送信される。このようにして、子局１００ａ～１００ｃからサーバ４００への上り通信が行われる。
また、サーバ４００から子局１００への下り通信も同様にして行われる。サーバ４００から送信されたデータは、ＬＰＷＡネットワーク３００を介して親局２００ａ又は２００ｂに送信され、そこから子局１００ａ～１００ｃに送信される。

通常モードでは、上記の上り通信及び下り通信において、ＬＰＷＡサービスが提供する親局２００とＬＰＷＡネットワーク３００を経由するため、ＬＰＷＡサービスにおける通信制約の対象となる。よって、この通信経路では、大容量通信を行うことができない。

図４は、中継アダプタ５００の構成を示すブロック図である。中継アダプタ５００は、制御部５１０とＬＰＷＡ通信部５２０、ＬＴＥ通信部５３０を備えている。
制御部５１０は、物理層の規格をＬＰＷＡ通信方式からＬＴＥ通信方式に変換する。
ＬＰＷＡ通信部５２０は、ＬＰＷＡ通信により、電波圏内の子局１００からデータを受信する。
ＬＴＥ通信部５３０は、ＬＴＥ通信により、ＬＴＥネットワーク６００を介して保守装置７００と通信を行う。また、ＬＴＥ通信部５３０は、制御部５１０により変換されたデータを、ＬＴＥ通信により保守装置７００に送信する。

上記のような構成により、中継アダプタ５００は、子局１００とＬＰＷＡ通信方式により通信し、かつ、子局１００の保守を行う保守装置７００とＬＴＥ通信方式により通信することにより、子局１００と保守装置７００との間の通信を中継する。図２の例では、中継アダプタ５００は、子局１００ｃとＬＰＷＡ通信を行い、かつ、保守装置７００とＬＴＥ通信を行うことにより、子局１００ｃと保守装置７００との間の通信を中継している。

また、中継アダプタ５００は、電池を内蔵することで、移動が可能である。例えば、保守モード開始時刻Ｔｓ後に、作業者が中継アダプタ５００を子局１００の電波圏外から子局１００の電波圏内に移動させた場合に、子局１００と中継アダプタ５００との間の通信を確立することができる。

このように、中継アダプタ５００を介し、子局１００と保守装置７００との間で通信を行えば、ＬＰＷＡサービスが提供する親局２００及びＬＰＷＡネットワーク３００を使用する必要がない。よって、この通信経路によれば、ＬＰＷＡサービスの通信制約の対象とならず、大容量通信を行うことができる。

なお、図２では、中継アダプタ５００が１つのみ示されているが、中継アダプタ５００は、複数あってもよい。その場合、子局１００は、保守モード開始時刻Ｔｓに待機状態に遷移した後、最寄りの中継アダプタ５００を検出し、その中継アダプタ５００との間で通信を行う。

ＬＴＥネットワーク６００は、ＬＴＥ通信方式（第２通信方式）に準拠した通信ネットワークである。ＬＴＥ通信方式は、ＬＰＷＡ通信方式と比較して、大容量のデータ通信が可能な通信方式である。また、ＬＴＥネットワーク６００に代えて、遠隔での通信が可能な他の通信方式による通信ネットワークを用いてもよい。

保守装置７００は、子局管理者が、子局１００ａ～１００ｃの保守作業のために使用する装置である。保守装置７００は、例えば、子局１００ａ～１００ｃの保守を行うことが可能なパーソナルコンピュータである。
保守装置７００は、ＬＴＥネットワーク６００を介して、中継アダプタ５００と通信を行う。また、中継アダプタ５００と子局１００ａ～１００ｃとの通信が確立すると、保守装置７００は、ＬＴＥネットワーク６００及び中継アダプタ５００を介して、子局１００ａ～１００ｃと通信を行うことができる。子局管理者は、保守装置７００を操作することにより、子局１００ａ～１００ｃに対して設定の変更等を行うことができる。
また、図２において、サーバ４００と保守装置７００とは別個に示されているが、これに限られない。サーバ４００と保守装置７００とは、同一のマシンにより実現されてよい。

続いて、図５に示すシーケンス図を用いて、通常モードにおいて、子局１００、親局２００、サーバ４００のそれぞれが行う処理を説明する。同図に示すように、子局１００は、ＬＰＷＡ通信により、最寄りの親局２００を介してサーバ４００との通信を行う。

子局１００は、現在時刻ｔが上り通信時刻Ｔｕ（Ｔｕ１、Ｔｕ２、Ｔｕ３、…）になると、測定データをサーバ４００に送信する。測定データには、子局１００がセンシングした河川の情報が含まれる。

また、子局１００は、現在時刻ｔが下り通信時刻Ｔｄ（Ｔｄ１、Ｔｄ２、…）になると、サーバ４００に対して子局設定情報のリクエストを送信する。サーバ４００は、このリクエストに応じて子局１００に対して子局設定情報を送信し、子局１００は、これを受信する。

上記のように、子局１００は、サーバ４００において予め設けられた上り通信時刻Ｔｕ及び下り通信時刻Ｔｄにのみ、データの送信又は受信を行う。子局１００は、消費電力を削減するために、それ以外の時刻においてはデータの送信及び受信のいずれも行わない。

続いて、図６に示すシーケンス図を用いて、保守モードにおいて、通信システム１０００の各構成のそれぞれが行う処理を説明する。まず、現在時刻ｔが保守モード開始時刻Ｔｓになると、子局１００は、通常モードから保守モードに移行する。子局１００は、中継アダプタ５００からのＬＰＷＡ通信を常に待ち受ける待機状態に遷移する。

次に、中継アダプタ５００を、子局１００のＬＰＷＡ通信の電波圏内（通信圏内）に移動させる。例えば、図８に示すように、中継アダプタ５００は、予め子局１００の最寄りの拠点に郵送されている。作業者は、最寄りの拠点から中継アダプタ５００を持参するなどして、子局１００のＬＰＷＡ電波圏内に中継アダプタ５００を移動させる。中継アダプタ５００が子局１００のＬＰＷＡ電波圏内に入ると、子局１００が中継アダプタ５００を検出する。これにより、中継アダプタ５００は、子局１００との間の通信を確立する。

図６に戻り説明を続ける。中継アダプタ５００は、ＬＴＥネットワーク６００を介して子局管理者の保守装置７００との通信を行うことができる。よって、中継アダプタ５００が子局１００との間の通信を確立することにより、中継アダプタ５００を介して、子局１００と保守装置７００との間の通信が確立される。子局１００と保守装置７００との間の通信が確立されると、子局管理者は、保守装置７００から保守用パスワードを入力する。

子局１００は、通常モード時にサーバ４００から受信した子局設定情報に含まれる保守用パスワードと、保守装置７００に入力された保守用パスワードとを比較する。これらが一致していた場合、保守用パスワードの認証は成功し、子局１００と保守装置７００との間で大容量通信を行うことができる。保守用パスワードが一致していなかった場合、子局１００は、再び中継アダプタ５００との通信の待機状態に戻る。

大容量通信が完了すると、子局管理者は、保守モードを終了させる終了コマンドを保守装置７００に入力する。子局１００は、終了コマンドを受信し、子局１００と保守装置７００との間の大容量通信が終了する。そして、子局１００は、保守モードから再び通常モードへと戻る。

なお、子局１００は、中継アダプタ５００の待機状態を開始した後、待機状態を維持したまま待ち受けタイムアウト時間Ｔｏが経過した場合にも、自動的に保守モードを終了し、通常モードに戻る。また、子局１００は、保守モードの終了時には、保守モード開始時刻ＴｓにＮｕｌｌを代入し、保守モード開始時刻Ｔｓを初期化する。

なお、上記の説明では、作業者が中継アダプタ５００を子局１００の電波圏内に持ち運ぶことで、大容量通信を実現したが、これに限られない。
例えば、図９に示すように、中継アダプタ５００は、子局１００の電波圏内に予め設置されていてもよい。このようにすることで、作業者が中継アダプタ５００を移動させることなく、中継アダプタ５００は子局１００との通信を確立させることができる。中継アダプタ５００は、子局１００の近傍の所定の位置に固定されてもよいし、例えば、最寄りの拠点が子局１００の電波圏内に存在するような場合などには、固定されなくてもよい。中継アダプタ５００を固定して設置した場合には、他のエリアへの中継アダプタ５００の移動が困難となるが、電波圏内にある子局１００に対して、必要なときに速やかに大容量通信を行うことが可能となる。

続いて、図７に示すフローチャートを用いて、子局１００が行う処理を説明する。
まず、通信制御部１２０は、現在時刻ｔが保守モード開始時刻Ｔｓであるか否かを判定する（Ｓ１０１）。現在時刻ｔが保守モード開始時刻Ｔｓである場合（Ｓ１０１のＹｅｓ）、子局１００は保守モードに移行し、そうでない場合（Ｓ１０１のＮｏ）は通常モードを継続する。

保守モードに移行すると（Ｓ１０１のＹｅｓ）、子局１００は、中継アダプタ５００との通信が可能な待機状態に遷移する。通信制御部１２０は、子局１００の電波圏内において中継アダプタ５００を検出したか否かを判定する（Ｓ１０２）。中継アダプタ５００を検出した場合（Ｓ１０２のＹｅｓ）、通信制御部１２０は、中継アダプタ５００との通信を確立する（Ｓ１０３）。ＬＰＷＡ通信部１３０は、保守装置７００で入力された保守用パスワードを受信する。通信制御部１２０は、受信した保守用パスワードの認証を行う（Ｓ１０４）。保守用パスワードの認証に成功した場合（Ｓ１０４のＹｅｓ）、ＬＰＷＡ通信部１３０は、大容量通信を開始する（Ｓ１０５）。保守用パスワードの認証に失敗した場合（Ｓ１０４のＮＧ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

ＬＰＷＡ通信部１３０が保守装置７００から終了コマンドを受信すると（Ｓ１０６）、大容量通信は終了し、子局１００は、保守モードから通常モードに戻る。通信制御部１２０は、保守モード開始時刻ＴｓにＮｕｌｌを代入し、保守モード開始時刻Ｔｓを初期化する（Ｓ１０７）。子局１００は、再びステップＳ１０１の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。

ステップＳ１０２において、通信制御部１２０が中継アダプタ５００を検出しなかった場合（Ｓ１０２のＮｏ）、通信制御部１２０は、現在時刻ｔが、保守モード開始時刻Ｔｓから待ち受けタイムアウト時間Ｔｏを経過しているか否かを判定する（Ｓ１０８）。上記時間を経過している場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、ステップＳ１０７の処理に進む。上記時間を経過していない場合（Ｓ１０８のＮｏ）、ステップＳ１０２の処理に戻る。

ステップＳ１０１において、現在時刻ｔが保守モード開始時刻Ｔｓでない場合（Ｓ１０１のＮｏ）、子局１００は、通常モードを継続する。通信制御部１２０は、現在時刻ｔが上り通信時刻Ｔｕであるか否かを判定する（Ｓ１１０）。現在時刻ｔが上り通信時刻Ｔｕである場合（Ｓ１１０のＹｅｓ）、ＬＰＷＡ通信部１３０は、サーバ４００に対して測定データの送信を行い（Ｓ１１１）、ステップＳ１０１の処理に戻る。現在時刻ｔが上り通信時刻Ｔｕでない場合（Ｓ１１０のＮｏ）、通信制御部１２０は、現在時刻ｔが下り通信時刻Ｔｄであるか否かを判定する（Ｓ１１２）。現在時刻ｔが下り通信時刻Ｔｄである場合（Ｓ１１２のＹｅｓ）、ＬＰＷＡ通信部１３０は、サーバ４００に対して子局設定情報のリクエスト送信を行う（Ｓ１１３）。ＬＰＷＡ通信部１３０は、サーバ４００から子局設定情報を受信し（Ｓ１１４）、通信制御部１２０は、子局設定情報の更新を行う（Ｓ１１５）。そして、再びステップＳ１０１の処理に戻る。

以上説明したように、本実施形態にかかる通信システム１０００によれば、子局１００は、予め設けられた保守モード開始時刻Ｔｓに通常モードから保守モードに移行し、中継アダプタ５００との通信が可能な待機状態に遷移する。中継アダプタ５００が子局１００の電波圏内に入ると、これらの間の通信が確立することにより、子局１００と保守装置７００との間でＬＴＥ通信が確立し、これらの間で大容量通信が可能となる。したがって、ＬＰＷＡ通信における通信量の制約を受けることなく、短時間でアップデートプログラムのような大容量データの送受信を行うことができる。これにより、子局管理者は、遠隔地からでも効率的に子局１００の保守を行うことができる。

これにより、子局管理者の移動時間や筺体の開閉に要する時間を削減することができる上、子局１００の設置場所の状況によらず、安全に作業を行うことができる。また、中継アダプタ５００を移動させる作業者は、特別な知識を必要としないため、作業者が子局１００の電波圏内に中継アダプタ５００を持ち込むだけで大容量通信を行うことができる。さらに、子局１００は、通常モードと保守モードとを区別し、同じＬＰＷＡ通信機能を切り替えることができるので、新たな通信用部材を必要とすることなく、比較的安価に大容量通信を行うことができる。

＜実施形態３＞
本実施形態にかかる通信システム１０００ａは、実施形態２で説明した通信システム１０００における中継アダプタ５００が、保守装置７００として機能するものである。実施形態２においては、保守時に子局管理者が保守装置７００を用いて子局１００と通信し、保守を行ったが、本実施形態では、保守にかかる処理をマクロとして予め中継アダプタ５００に記憶させておく。これにより、中継アダプタ５００を保守用の装置として用いることができる。この場合、保守時に子局管理者が子局１００と通信する必要がないため、中継アダプタ５００は、ＬＴＥ通信機能を必要としない。

図１０は、本実施形態にかかる通信システム１０００ａの構成を示すブロック図である。
通信システム１０００ａは、サーバ４００、ＬＰＷＡネットワーク３００、親局２００ａ及び２００ｂ、子局１００ａ～１００ｃ、保守装置７００ａを備えている。
保守装置７００ａは、子局１００ａ～１００ｃとＬＰＷＡ通信を行い、子局１００ａ～１００ｃの保守を行う。子局１００ａ～１００ｃは、保守モード開始時刻Ｔｓに、保守装置７００ａとの通信が可能な待機状態に遷移する。

図１１は、保守装置７００ａの構成を示すブロック図である。保守装置７００ａは、制御部７１０及びＬＰＷＡ通信部７２０を備えている。制御部７１０及びＬＰＷＡ通信部７２０は、実施形態２における中継アダプタ５００の制御部５１０及びＬＰＷＡ通信部５２０にそれぞれ対応している。ただし、制御部７１０は、ＬＰＷＡ通信方式とＬＴＥ通信方式との変換を行わなくてもよい。また、制御部７１０は、子局１００ａ～１００ｃの保守にかかる処理を実行するマクロ機能を備えている。上記以外の構成については、実施形態２で説明したものと同様であるので、説明を省略する。

以上説明したように、本実施形態にかかる通信システム１０００ａによれば、実施形態２と同様の効果を奏することができる。また、子局管理者が子局１００と通信を行うことなく、保守を行うことができる。

＜実施形態４＞
本実施形態にかかる通信システム１０００ｂは、実施形態２における保守モード開始時刻Ｔｓを設けないものである。
実施形態２にかかる通信システム１０００では、子局１００の消費電力を削減するため、子局１００は事前に設定された下り通信時刻Ｔｄでのみデータの受信を行い、それ以外にはデータの受信は行わない。しかし、例えば、子局１００に低消費電力が必要とされておらず、データの受信が常時可能な場合には、通常モード時に、中継アダプタ５００からの信号を常に待ち受けるようにしてもよい。その場合、子局１００は、中継アダプタ５００が子局１００の電波圏内に入った際に中継アダプタ５００を検出し、保守モードに移行する。このようにすることで、予め保守モード開始時刻Ｔｓを設けることなく、子局管理者の任意のタイミングで保守を行うことができる。

通信システム１０００ｂの構成は、実施形態２において図２を用いて説明した通信システム１０００と同様である。通信システム１０００ｂは、サーバ４００、ＬＰＷＡネットワーク３００、親局２００ａ及び２００ｂ、子局１００ａ～１００ｃ、中継アダプタ５００、ＬＴＥネットワーク６００、保守装置７００を備えている。子局１００ａ～１００ｃは、常時、中継アダプタ５００との通信が可能な待機状態である。

以上説明したように、本実施形態にかかる通信システム１０００ｂによれば、実施形態２と同様の効果を奏することができる。また、子局管理者は、任意のタイミングで保守を行うことができる。

＜ハードウエアの構成例＞
上述の例において、子局１００等の各機能構成部は、各機能構成部を実現するハードウエア（例：ハードワイヤードされた電子回路など）で実現されてもよいし、ハードウエアとソフトウエアとの組み合わせ（例：電子回路とそれを制御するプログラムの組み合わせなど）で実現されてもよい。以下、子局１００等の各機能構成部がハードウエアとソフトウエアとの組み合わせで実現される場合について、さらに説明する。

図１２は、子局１００等を実現するコンピュータ９００のハードウエア構成を例示するブロック図である。コンピュータ９００は、スマートフォンやタブレット端末などといった可搬型のコンピュータである。コンピュータ９００は、子局１００等を実現するために設計された専用のコンピュータであってもよいし、汎用のコンピュータであってもよい。

例えば、コンピュータ９００に対して所定のアプリケーションをインストールすることにより、コンピュータ９００で、子局１００等の各機能が実現される。上記アプリケーションは、子局１００等の機能構成部を実現するためのプログラムで構成される。

コンピュータ９００は、バス９０２、プロセッサ９０４、メモリ９０６、ストレージデバイス９０８、入出力インタフェース９１０、及びネットワークインタフェース９１２を有する。バス９０２は、プロセッサ９０４、メモリ９０６、ストレージデバイス９０８、入出力インタフェース９１０、及びネットワークインタフェース９１２が、相互にデータを送受信するためのデータ伝送路である。ただし、プロセッサ９０４などを互いに接続する方法は、バス接続に限定されない。

プロセッサ９０４は、CPU（Central Processing Unit）、GPU（Graphics Processing Unit）、又は FPGA（Field－Programmable Gate Array）などの種々のプロセッサである。メモリ９０６は、RAM（Random Access Memory）などを用いて実現される主記憶装置である。ストレージデバイス９０８は、ハードディスク、SSD（Solid State Drive）、メモリカード、又は ROM（Read Only Memory）などを用いて実現される補助記憶装置である。

入出力インタフェース９１０は、コンピュータ９００と入出力デバイスとを接続するためのインタフェースである。例えば入出力インタフェース９１０には、キーボードなどの入力装置や、ディスプレイ装置などの出力装置が接続される。

ネットワークインタフェース９１２は、コンピュータ９００をネットワークに接続するためのインタフェースである。このネットワークは、LAN（Local Area Network）であってもよいし、WAN（Wide Area Network）であってもよい。

ストレージデバイス９０８は、子局１００等の各機能構成部を実現するプログラム（前述したアプリケーションを実現するプログラム）を記憶している。プロセッサ９０４は、このプログラムをメモリ９０６に読み出して実行することで、子局１００等の各機能構成部を実現する。

なお、本開示は上記実施形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、第１及び第２の通信方式は、ＬＰＷＡ通信方式及びＬＴＥ通信方式に限らず、他の通信方式を用いてもよい。例えば、第２の通信方式による通信ネットワークとして、ＬＴＥネットワーク６００に代えて、Ｗｉ－ｆｉ（Wireless Fidelity、登録商標）を含む通信ネットワークを用いてもよい。

上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
（付記１）
サーバと、
前記サーバと第１通信方式により通信する親局と、
前記親局と第１通信方式により無線通信可能に接続され、前記親局を介して前記サーバと通信する子局と、
前記子局と前記第１通信方式により通信し、かつ、前記子局の保守を行う保守装置と第２通信方式により通信することにより、前記子局と前記保守装置との間の通信を中継する中継アダプタと、
を備え、
前記サーバは、前記親局を介して前記子局に保守モードの開始時刻を送信し、
前記子局は、前記保守モードの開始時刻に、前記中継アダプタとの通信が可能な待機状態に遷移する、
通信システム。
（付記２）
前記中継アダプタは、移動可能であり、
前記保守モードの開始時刻後に前記中継アダプタを前記子局の通信圏外から前記子局の通信圏内に移動させた場合に、前記子局と前記中継アダプタとの間の通信を確立する、
付記１に記載の通信システム。
（付記３）
前記中継アダプタは、前記子局の通信圏内に設置されている、
付記１又は２に記載の通信システム。
（付記４）
前記サーバ、前記親局及び前記子局により構成される通信システムは、前記子局により測定されたデータを前記サーバにより収集するシステムである、
付記１から３のいずれか１項に記載の通信システム。
（付記５）
前記子局は、河川に設けられ、
前記子局は、前記河川の水位を測定し、前記測定したデータを前記サーバに送信する、
付記１から４のいずれか１項に記載の通信システム。
（付記６）
前記子局は、前記保守装置からの要求を受けて前記保守モードを終了する、
付記１から５のいずれか１項に記載の通信システム。
（付記７）
前記第２通信方式は、前記第１通信方式と比較して、大容量のデータ通信が可能な通信方式である、
付記１から６のいずれか１項に記載の通信システム。
（付記８）
前記第１通信方式はＬＰＷＡ（Low Power Wide Area）通信方式であり、前記第２通信方式はＬＴＥ（Long Term Evolution）通信方式である、
付記１から７のいずれか１項に記載の通信システム。
（付記９）
サーバと、
前記サーバと第１通信方式により通信する親局と、
前記親局と第１通信方式により無線通信可能に接続され、前記親局を介して前記サーバと通信する子局と、
前記子局と前記第１通信方式により通信し、前記子局の保守を行う保守装置と、
を備え、
前記サーバは、前記親局を介して前記子局に保守モードの開始時刻を送信し、
前記子局は、前記保守モードの開始時刻に、前記保守装置との通信が可能な待機状態に遷移する、
通信システム。
（付記１０）
サーバと、
前記サーバと第１通信方式により通信する親局と、
前記親局と第１通信方式により無線通信可能に接続され、前記親局を介して前記サーバと通信する子局と、
前記子局と前記第１通信方式により通信し、かつ、前記子局の保守を行う保守装置と第２通信方式により通信することにより、前記子局と前記保守装置との間の通信を中継する中継アダプタと、
を備える通信システム。
（付記１１）
サーバと通信する親局と、第１通信方式により無線通信を行い、
前記親局を介して前記サーバから保守モードの開始時刻を受信し、
前記保守モードの開始時刻に、保守を行う保守装置との通信を第２通信方式により行う中継アダプタとの第１通信方式による通信が可能な待機状態に遷移する、
子局。
（付記１２）
前記保守モードの開始時刻後に、移動可能な前記中継アダプタを前記子局の通信圏外から前記子局の通信圏内に移動させた場合に、前記中継アダプタとの間の通信を確立する、
付記１１に記載の子局。
（付記１３）
サーバが、親局を介して子局に保守モードの開始時刻を第１通信方式により送信するステップと、
前記子局が、前記保守モードの開始時刻に、前記子局の保守を行う保守装置との通信を中継する中継アダプタとの通信が可能な待機状態に遷移するステップと、
を備え、
前記中継アダプタは、前記子局と前記第１通信方式により通信し、かつ、前記保守装置と第２通信方式により通信することにより、前記子局と前記保守装置との間の通信を中継する、
通信方法。
（付記１４）
サーバと通信する親局と、第１通信方式により無線通信を行う処理と、
前記親局を介して前記サーバから保守モードの開始時刻を受信する処理と、
前記保守モードの開始時刻に、保守を行う保守装置との通信を第２通信方式により行う中継アダプタとの第１通信方式による通信が可能な待機状態に遷移する処理と、
をコンピュータに実行させる通信プログラム。

１０ 通信システム
１１ サーバ
１２ 親局
１３ 子局
１４ 中継アダプタ
１００、１００ａ～１００ｃ 子局
１１０ センサ部
１２０ 通信制御部
１３０ ＬＰＷＡ通信部
２００、２００ａ、２００ｂ 親局
３００ ＬＰＷＡネットワーク
４００ サーバ
５００ 中継アダプタ
５１０ 制御部
５２０ ＬＰＷＡ通信部
５３０ ＬＴＥ通信部
６００ ＬＴＥネットワーク
７００、７００ａ 保守装置
７１０ 制御部
７２０ ＬＰＷＡ通信部
９００ コンピュータ
９０２ バス
９０４ プロセッサ
９０６ メモリ
９０８ ストレージデバイス
９１０ 入出力インタフェース
９１２ ネットワークインタフェース
１０００、１０００ａ、１０００ｂ 通信システム

Claims (10)

1. サーバと、
   前記サーバと第１通信方式により通信する親局と、
   前記親局と第１通信方式により無線通信可能に接続され、前記親局を介して前記サーバと通信する子局と、
   前記子局と前記第１通信方式により通信し、かつ、前記子局の保守を行う保守装置と第２通信方式により通信することにより、前記子局と前記保守装置との間の通信を中継する中継アダプタと、
   を備え、
   前記サーバは、前記親局を介して前記子局に保守モードの開始時刻を送信し、
   前記子局は、前記保守モードの開始時刻に、前記中継アダプタとの通信が可能な待機状態に遷移する、
   通信システム。
2. 前記中継アダプタは、移動可能であり、
   前記保守モードの開始時刻後に前記中継アダプタを前記子局の通信圏外から前記子局の通信圏内に移動させた場合に、前記子局と前記中継アダプタとの間の通信を確立する、
   請求項１に記載の通信システム。
3. 前記中継アダプタは、前記子局の通信圏内に設置されている、
   請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記サーバ、前記親局及び前記子局により構成される通信システムは、前記子局により測定されたデータを前記サーバにより収集するシステムである、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の通信システム。
5. 前記子局は、河川に設けられ、
   前記子局は、前記河川の水位を測定し、前記測定したデータを前記サーバに送信する、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の通信システム。
6. 前記子局は、前記保守装置からの要求を受けて前記保守モードを終了する、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の通信システム。
7. サーバと通信する親局と、第１通信方式により無線通信を行い、
   前記親局を介して前記サーバから保守モードの開始時刻を受信し、
   前記保守モードの開始時刻に、保守を行う保守装置との通信を第２通信方式により行う中継アダプタとの第１通信方式による通信が可能な待機状態に遷移する、
   子局。
8. 前記保守モードの開始時刻後に、移動可能な前記中継アダプタを前記子局の通信圏外から前記子局の通信圏内に移動させた場合に、前記中継アダプタとの間の通信を確立する、
   請求項７に記載の子局。
9. サーバが、親局を介して子局に保守モードの開始時刻を第１通信方式により送信するステップと、
   前記子局が、前記保守モードの開始時刻に、前記子局の保守を行う保守装置との通信を中継する中継アダプタとの通信が可能な待機状態に遷移するステップと、
   を備え、
   前記中継アダプタは、前記子局と前記第１通信方式により通信し、かつ、前記保守装置と第２通信方式により通信することにより、前記子局と前記保守装置との間の通信を中継する、
   通信方法。
10. サーバと通信する親局と、第１通信方式により無線通信を行う処理と、
    前記親局を介して前記サーバから保守モードの開始時刻を受信する処理と、
    前記保守モードの開始時刻に、保守を行う保守装置との通信を第２通信方式により行う中継アダプタとの第１通信方式による通信が可能な待機状態に遷移する処理と、
    をコンピュータに実行させる通信プログラム。

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