JP3288163B2 - 自動検針用無線装置 - Google Patents

自動検針用無線装置

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JP3288163B2 JP32875793A JP32875793A JP3288163B2 JP 3288163 B2 JP3288163 B2 JP 3288163B2 JP 32875793 A JP32875793 A JP 32875793A JP 32875793 A JP32875793 A JP 32875793A JP 3288163 B2 JP3288163 B2 JP 3288163B2
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純 藤原
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動検針用無線システ
ムに使用される自動検針用無線装置に関し、更に詳しく
は、端末装置からの検針データを端末用網制御装置から
電話回線を介してセンタ装置に収集する自動検針用無線
システムの端末装置と端末用網制御装置との間を無線回
線で接続するために使用され、間欠的なキャリアセンス
動作により相手無線装置からの送信を検出する自動検針
用無線装置に関する。
【0002】
【従来の技術】自動検針用無線システムは、センタ装置
から電話回線を介してノーリンギング通信方式で端末用
網制御装置を呼び出し、更に該端末用網制御装置から無
線回線を介して端末装置を呼び出し、該端末装置からの
データを逆の経路を介してセンタ装置に収集したり、ま
たは端末装置からの発呼要求に応じて端末装置から無線
回線を介して端末用網制御装置を呼び出し、該端末用網
制御装置から電話回線を介してセンタ装置を呼び出し、
端末装置からのデータをセンタ装置に収集するものであ
るが、このような自動検針用無線システムでは、端末用
網制御装置に自動検針用無線装置の親機を接続し、端末
装置であるメータに自動検針用無線装置の子機を接続
し、両自動検針用無線装置の間の無線回線を介して検針
データの送受信を行っている。
【0003】このような自動検針用無線システムに使用
される自動検針用無線装置は、電源として交流100V
の商用電源を使用することが困難であるため、電池駆動
化することが必要条件となっている。そして、無線装置
を電池駆動化した場合には、相手無線装置からの送信の
有無の判別は、無線通信を最初に行うチャネル(制御チ
ャネル)でキャリアセンスを間欠的に行って、キャリア
を検出し、このキャリア検出に続いて、相手無線装置か
ら送信されてくる制御データを受信し、それから該制御
データで指定される通信チャネルに切り替えて、データ
通信を行うようになっている。
【0004】このような無線装置の動作としては、間欠
的なキャリアセンス動作が大半であり、電池消耗の多く
は、この間欠的なキャリアセンス動作に費やされてい
る。従って、間欠的なキャリアセンス動作時間を短縮化
できれば、電池の消耗を低減することができ、ひいては
装置の小型化、低コスト化、および長寿命化を図ること
ができる。
【0005】このようなキャリアセンスを行う回路、す
なわち無線装置の無線部回路内に設けられている受信回
路部は、一般に400MHzの無線周波数を一旦20M
Hz帯の第1中間周波(第1IF)に落し、更にその信
号を450kHz帯の第2中間周波(第2IF)に落と
してからFM検波するスーパーヘテロダイン方式が取ら
れている。
【0006】更に、この方式では、複数のチャネル(例
えば、小電力セキュリティ規格(RCR STD−3
0)では48チャネル)から希望のチャネルを識別する
ために必要な局部発振回路として、フェーズロックルー
プ(以下、PLLと略称する)を利用したPLL周波数
シンセサイザ回路が使用されている。
【0007】この方式の特徴は、発振回路が1つであ
り、CPUから分周比データを書き換えることにより任
意(複数)の周波数の信号を発生できることである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述した方式におい
て、希望チャネル用の周波数を得るには、毎回、分周比
データを書き換えることが必要になり、またフィードバ
ック系を有するPLL回路が安定し、周波数が安定する
までの時間が多少かかるために、キャリアセンス動作に
費やされる時間が長くなってしまうという問題がある。
【0009】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、複数の無線チャネルを利用す
る自動検針用無線システムにおけるキャリアセンス動作
に要する時間を短縮し得る自動検針用無線装置を提供す
ることにある。
【0010】
【0011】
【課題を解決するための手段】 上記目的を達成するた
め、 本発明の自動検針用無線装置は、端末装置からの検
針データを端末用網制御装置から電話回線を介してセン
タ装置に収集する自動検針用無線システムの端末装置と
端末用網制御装置との間を無線回線で接続するために使
用され、間欠的なキャリアセンス動作により相手無線装
置からの送信を検出する自動検針用無線装置であって、
相手無線装置から受信した無線受信信号を中間周波に変
換するための中間周波回路に設けられた局部発振回路内
に設けられ、通信用の複数のチャネルから所望のチャネ
ルを任意に選択するために必要な発振周波数信号を出力
するPLL周波数シンセサイザ回路と、該PLL周波数
シンセサイザ回路内に設けられた分周回路に対して通信
チャネル用の任意に変更可能なデータを供給するデータ
設定部と、キャリアセンス周波数である制御チャネル周
波数の受信用の固定データを設定した固定データ設定部
と、間欠的な制御チャネルのキャリアセンス動作時に、
前記データ設定部の設定データの代わりに前記固定デー
タ設定部からの固定データを前記分周回路に供給するよ
うに前記設定データ部の出力信号を前記固定データ設定
部の出力信号に切り替えるスイッチ手段とを有し、前記
PLL周波数シンセサイザ回路は、比較周波数用プログ
ラマブル分周回路と、直流電圧に応じて発振周波数を制
御した信号を生成する電圧制御発振器と、該電圧制御発
振器からの信号を分周する局部発振用プログラマブル分
周回路と、前記比較周波数用プログラマブル分周回路か
らのクロックと前記局部発振用プログラマブル分周回路
からのクロックとの位相を比較し位相差に応じた信号を
出力する位相検波器と、該位相検波器からの信号を前記
直流電圧に変換して前記電圧制御発振器に出力するロー
パスフィルタとを有し、前記スイッチ手段は、前記比較
周波数用プログラマブル分周回路に分周用データを供給
するように第1データ設定部からの出力信号と第1のキ
ャリアセンス周波数用固定データからの出力信号とを選
択的に切り替える第1のスイッチと、前記局部発振用プ
ログラマブル分周回路に分周用データを供給するように
第2データ設定部からの出力信号と第2のキャリアセン
ス周波数用固定データからの出力信号とを選択的に切り
替える第2のスイッチとを有することを要旨とする。
【0012】
【0013】
【作用】 また、本発明の自動検針用無線装置では、PL
L周波数シンセサイザ回路内に設けられた分周回路に対
して通信チャネル用の任意に変更可能なデータを供給す
るデータ設定部に対応して、キャリアセンス周波数であ
る制御チャネル周波数の受信用の固定データを設定した
固定データ設定部を設け、間欠的な制御チャネルのキャ
リアセンス動作時に、スイッチ手段により設定データ部
の出力信号を固定データ設定部の出力信号に切り替え、
データ設定部の設定データの代わりに固定データ設定部
からの固定データを分周回路に供給する。この場合、第
1及び第2のスイッチを第1及び第2のキャリアセンス
周波数用固定データの側に切り替え、該第1及び第2の
キャリアセンス周波数用固定データからの出力信号を第
1及び第2のスイッチを介してそれぞれ比較周波数用プ
ログラマブル分周回路及び局部発振用プログラマブル分
周回路に供給する。このため、第1及び第2のキャリア
センス周波数用固定データからの出力信号でキャリアセ
ンス周波数用の周波数信号発生動作を開始することがで
き、キャリアセンス動作に要する時間を短縮している。
【0014】
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。
【0015】図1は、本発明の一実施例に係わる自動検
針用無線装置の全体構成を示すブロック図である。同図
に示す自動検針用無線装置は、無線機用のアンテナ11
を有し、該アンテナ11は無線部(RF)回路12を介
して変復調回路(モデム)13に接続されている。変復
調回路13はCPU14から送信データを供給されると
ともに、受信データをCPU14に供給する。また、C
PU14には時計回路17およびインタフェース回路2
0が接続されている。更に、本無線装置の動作電源であ
る電池16はCPU14に直接接続されているが、無線
部回路12および変復調回路13には電源スイッチ15
を介して接続され、これにより該無線部回路12および
変復調回路13への電池16からの動作電圧の供給をC
PU14によって制御するようになっている。
【0016】前記無線部回路12は、例えば400MH
z無線周波数帯域でのFM変復調等を行う回路である。
前記変復調回路13はCPU14からのディジタル信号
を例えば2値FSK信号またはMSK信号のような音声
帯域(300Hz〜3.4kHz帯域)のアナログ信号
に変調したり、またはその逆の復調を行う。
【0017】時計回路17は、無線装置の時間管理を行
う回路であり、例えば時計回路17には、定期的に相手
無線装置からの送信がないか否かを検出するキャリアセ
ンス動作を行う時間間隔や、無線通信を行う時刻が設定
されており、その時刻になると、時計回路17からCP
U14に起動信号が出力されるようになっている。
【0018】インタフェース回路20は、端末用網制御
装置またはメータと接続するためのインタフェース回路
であり、端末用網制御装置またはメータからのデータ信
号のレベル変換等を行う。
【0019】更に、CPU14は、常時その動作を停止
し、時計回路17からの起動信号により動作を開始する
機能を有する。
【0020】図2は、図1に示す自動検針用無線装置の
無線部回路12内の受信回路部の回路構成を詳細に示す
ブロック図である。
【0021】図2において、121はアンテナ共用器で
あり、アンテナ11で受信した信号が送信回路へ漏れる
ことを防止するとともに、また送信回路からの信号が受
信回路に回り込むことを防止する回路である。122は
高周波増幅回路であり、アンテナ11で受信した400
MHzの無線信号をそのまま増幅する回路である。12
3は第1混合器であり、400MHzの無線信号と第1
局部発振回路124で生成された通信チャネル間隔(例
えば、12.5kHz間隔)毎に設定された周波数信号
とを混合し、その差成分の第1中間周波成分(第1IF
成分)を抽出する回路である。なお、第1中間周波(第
1IF)信号は一般的には20MHz帯の信号を使用す
る。
【0022】更に、図2において、125は第1中間周
波信号を増幅する第1中間周波増幅回路であり、増幅さ
れた第1中間周波(第1IF)信号は第2混合器126
に入力される。この第2混合器126は第1混合器12
3と同様の作用を行い、第2局部発振回路127で生成
された信号と第1中間周波増幅回路125からの第1中
間周波信号とを混合し、その差成分の第2中間周波成分
(第2IF成分)を抽出する。なお、第2中間周波(第
2IF)信号は一般的に450kHz帯の信号を使用す
る。
【0023】128は、第2中間周波(第2IF)信号
を増幅する第2中間周波増幅回路であり、増幅された第
2中間周波(第2IF)信号はFM検波回路129に入
力され、元の音声帯域(300Hz−3.4kHz帯
域)のアナログ信号(AF信号)に復調される。なお、
FM検波回路129では、音声帯域アナログ信号(AF
信号)の復調の他に、音声帯域外の雑音成分を抽出・検
波し、その検波レベルからキャリアセンスを行う機能も
有する。
【0024】図3は、図2に示した無線部回路12に使
用されている前記第1局部発振回路124の回路構成を
示すブロック図である。
【0025】図3において、1241は温度補償付水晶
発振回路(以下、TCXO1241(Temperature Cont
rolled Xtal Oscillator)と略称する)であり、基準と
なる周波数のクロック信号を発生する。このTCXO1
241からのクロックは、比較周波数用プログラマブル
分周回路1242に供給されて、適当な基準クロックに
分周されてから、位相検波器1244に供給される。
【0026】この位相検波器1244は、比較周波数用
プログラマブル分周回路1242から出力される基準ク
ロックと、電圧制御発振器(VCO)1246から出力
される信号を局部発振用プログラマブル分周回路124
7で適当な値に分周されたクロックとの位相を比較し、
位相差に応じた信号を出力する。そして、この信号はロ
ーパスフィルタ(LPF)1245に供給されて、直流
電圧に変換され、この直流電圧で電圧制御発振器124
6の発振周波数を制御する。
【0027】以上のように位相検波器1244、ローパ
スフィルタ1245、電圧制御発振器1246および局
部発振用プログラマブル分周回路1247から構成され
るPLLによるフィードバック系により安定した周波数
の信号を得ることができるようになっている。
【0028】なお、通信チャネル間隔(例えば、12.
5kHz間隔)の任意の周波数信号を得るには、比較周
波数用プログラマブル分周回路1242と局部発振用プ
ログラマブル分周回路1247を適当な分周比に設定す
ることで可能となる。
【0029】また、各分周回路、すなわち比較周波数用
プログラマブル分周回路1242および局部発振用プロ
グラマブル分周回路1247の設定は、データラッチ回
路1243および1248、ラッチ選択回路1249、
シフトレジスタ124Aおよびパルスカウント回路12
4Bを介して図示のように前記CPU14からのシリア
ルデータ(SI)とクロックパルス(CPS)の2つの
信号により行われるものであり、これらのシリアルデー
タSIとクロックパルスCPSのタイミング関係が図3
の下方に図示されている。
【0030】以上のように構成され、図3において点線
で囲むTCXO1241、比較周波数用プログラマブル
分周回路1242、位相検波器1244、ローパスフィ
ルタ1245、電圧制御発振器1246、局部発振用プ
ログラマブル分周回路1247、データラッチ回路12
43,1248、シフトレジスタ124A、ラッチ選択
回路1249、パルスカウント回路124Bから構成さ
れる回路は、通常のPLL周波数シンセサイザ回路12
40を構成しているものである。
【0031】図3に示す第1局部発振回路124は、上
述したように構成されるPLL周波数シンセサイザ回路
1240に加えて、キャリアセンス周波数(制御チャネ
ル周波数)専用の温度補償付水晶発振回路(以下、キャ
リアセンス周波数用TXCOと称する)124D、およ
びこのキャリアセンス周波数用TCXO124Dからの
出力信号とPLL周波数シンセサイザ回路1240から
の出力信号のいずれかを選択するように切り替えるため
のスイッチ124Cを有している。なお、スイッチ12
4CはCPU14からのリセット(RESET)信号に
より切り替え制御されるものである。
【0032】次に、以上のように構成される実施例の作
用を説明する。
【0033】上述したように構成される自動検針用無線
装置において、制御チャネルの間欠的なキャリアセンス
を行う場合には、図1に示すように、CPU14の制御
により電源スイッチ15をオンにして、無線部回路12
および変復調回路13に電池16からの電源を供給する
とともに、CPU14からリセット信号を図3に示す第
1局部発振回路124に供給し、これにより第1局部発
振回路124のスイッチ124Cをキャリアセンス周波
数用TCXO124D側に切り替え、該キャリアセンス
周波数用TCXO124Dからの出力信号を該スイッチ
124Cを介して図2に示す第1混合器123に供給す
る。
【0034】この結果、従来行われていたPLL周波数
シンセサイザ回路1240からの出力信号の代わりに、
キャリアセンス周波数用TCXO124Dからの立ち上
がりの速い出力信号を使用して、無線部回路12におい
てキャリアセンス動作が迅速に行われるようになる。
【0035】すなわち、キャリアセンス周波数用TCX
O124Dは単純な水晶発振回路であり、従来のPLL
周波数シンセサイザ回路1240で必要な分周回路の設
定やフィードバック系の安定化が不要であるため、高速
な立ち上がりを行うことができ、これによりキャリアセ
ンス動作を迅速に行うことができるのである。
【0036】図4は、本発明の他の実施例に係わる自動
検針用無線装置の無線部回路12内に使用される他の第
1局部発振回路124の構成を示すブロック図である。
【0037】図4に示す第1局部発振回路124は、図
3に示した第1局部発振回路においてスイッチ124C
およびキャリアセンス周波数用TCXO124Dを削除
し、この代わりにPLL周波数シンセサイザ回路124
0内に第1および第2のキャリアセンス周波数用固定デ
ータ124E,124Fおよび第1および第2のスイッ
チ124G,124Hを使用した点が異なるものであ
り、その他の構成作用は図3に示すものと同じである。
【0038】すなわち、図4において、第1のスイッチ
124Gは、比較周波数用プログラマブル分周回路12
42に対して供給される分周用データの設定をデータラ
ッチ回路1243からの出力信号と第1のキャリアセン
ス周波数用固定データ124Eからの出力信号のいずれ
から行うかを選択的に切り替え制御するものであり、ま
た第2のスイッチ124Gも、同様に、局部発振用プロ
グラマブル分周回路1247に対して供給される分周用
データの設定をデータラッチ回路1248からの出力信
号と第2のキャリアセンス周波数用固定データ124F
からの出力信号のいずれから行うかを選択的に切り替え
制御するものである。なお、第1および第2のスイッチ
124E,124FはCPU14からのリセット信号に
より切り替え制御されるものである。
【0039】このように構成される自動検針用無線装置
においても、制御チャネルの間欠的なキャリアセンスを
行う場合には、CPU14の制御により電源スイッチ1
5をオンにして、無線部回路12および変復調回路13
に電池16からの電源を供給するとともに、CPU14
からリセット信号を図4に示す第1局部発振回路124
の第1および第2のスイッチ124G,124Hに供給
し、これによりスイッチ124G,124Hをデータラ
ッチ回路1243,1248からそれぞれ第1および第
2のキャリアセンス周波数用固定データ124E,12
4Fの側に切り替え、該第1および第2のキャリアセン
ス周波数用固定データ124E,124Fからの出力信
号を第1および第2のスイッチ124G,124Hを介
してそれぞれ比較周波数用プログラマブル分周回路12
42および局部発振用プログラマブル分周回路1247
に供給する。
【0040】この結果、PLL周波数シンセサイザ回路
はCPU14からの分周比設定を行わなくても、第1お
よび第2のキャリアセンス周波数用固定データ124
E,124Fからの出力信号でキャリアセンス周波数
(制御チャネル周波数)用の周波数信号発生動作を開始
することができ、これによりキャリアセンス動作を迅速
に行うことができ、従来に比べてキャリアセンス動作の
時間を短縮することができるのである。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
間欠的な制御チャネルのキャリアセンス動作時に、ス
ッチ手段によりデータ設定部の設定データの代わりに固
定データ設定部からの固定データを分周回路に供給
る。この場合、第1及び第2のスイッチを第1及び第2
のキャリアセンス周波数用固定データの側に切り替え、
第1及び第2のキャリアセンス周波数用固定データから
の出力信号を第1及び第2のスイッチを介してそれぞれ
比較周波数用プログラマブル分周回路及び局部発振用プ
ログラマブル分周回路に供給する。このため、第1及び
第2のキャリアセンス周波数用固定データからの出力信
号でキャリアセンス周波数用の周波数信号発生動作を開
始することができ、キャリアセンス動作に要する時間を
短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係わる自動検針用無線装置
の全体構成を示すブロック図である。
【図2】図1に示す自動検針用無線装置の無線部回路内
の受信回路部の回路構成を詳細に示すブロック図であ
る。
【図3】図2に示した無線部回路に使用されている第1
局部発振回路の回路構成を示すブロック図である。
【図4】本発明の他の実施例に係わる自動検針用無線装
置の無線部回路内に使用される他の第1局部発振回路の
構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
12 無線部回路 13 変復調回路 14 CPU 122 高周波増幅回路 123 第1混合器 124 第1局部発振回路 125 第1中間周波増幅回路 126 第2混合器 127 第2局部発振回路 128 第2中間周波増幅回路 129 FM検波回路 1240 PLL周波数シンセサイザ回路 124C スイッチ 124D キャリアセンス周波数用TCXO 124E,F 第1および第2のキャリアセンス周波数
用固定データ 124G,H 第1および第2のスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宇野 長武 千葉県千葉市美浜区中瀬2−3 東京瓦 斯株式会社 インフォメーションテクノ ロジー研究所内 (72)発明者 古沢 肇 千葉県千葉市美浜区中瀬2−3 東京瓦 斯株式会社 インフォメーションテクノ ロジー研究所内 (72)発明者 藤原 純 千葉県千葉市美浜区中瀬2−3 東京瓦 斯株式会社 インフォメーションテクノ ロジー研究所内 (72)発明者 河合 利彦 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝 柳町工場内 (72)発明者 原 哲也 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会 社東芝 柳町工場内 (56)参考文献 特開 昭63−221721(JP,A) 特開 平4−2218(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04Q 9/00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 端末装置からの検針データを端末用網制
    御装置から電話回線を介してセンタ装置に収集する自動
    検針用無線システムの端末装置と端末用網制御装置との
    間を無線回線で接続するために使用され、間欠的なキャ
    リアセンス動作により相手無線装置からの送信を検出す
    る自動検針用無線装置であって、相手無線装置から受信
    した無線受信信号を中間周波に変換するための中間周波
    回路に設けられた局部発振回路内に設けられ、通信用の
    複数のチャネルから所望のチャネルを任意に選択するた
    めに必要な発振周波数信号を出力するPLL周波数シン
    セサイザ回路と、該PLL周波数シンセサイザ回路内に
    設けられた分周回路に対して通信チャネル用の任意に変
    更可能なデータを供給するデータ設定部と、キャリアセ
    ンス周波数である制御チャネル周波数の受信用の固定デ
    ータを設定した固定データ設定部と、間欠的な制御チャ
    ネルのキャリアセンス動作時に、前記データ設定部の設
    定データの代わりに前記固定データ設定部からの固定デ
    ータを前記分周回路に供給するように前記設定データ部
    の出力信号を前記固定データ設定部の出力信号に切り替
    えるスイッチ手段とを有し、 前記PLL周波数シンセサイザ回路は、比較周波数用プ
    ログラマブル分周回路と、直流電圧に応じて発振周波数
    を制御した信号を生成する電圧制御発振器と、該電圧制
    御発振器からの信号を分周する局部発振用プログラマブ
    ル分周回路と、前記比較周波数用プログラマブル分周回
    路からのクロックと前記局部発振用プログラマブル分周
    回路からのクロックとの位相を比較し位相差に応じた信
    号を出力する位相検波器と、該位相検波器からの信号を
    前記直流電圧に変換して前記電圧制御発振器に出力する
    ローパスフィルタとを有し、 前記スイッチ手段は、前記比較周波数用プログラマブル
    分周回路に分周用データを供給するように第1データ設
    定部からの出力信号と第1のキャリアセンス周波数用固
    定データからの出力信号とを選択的に切り替える第1の
    スイッチと、前記局部発振用プログラマブル分周回路に
    分周用データを供給するように第2データ設定部からの
    出力信号と第2のキャリアセンス周波数用固定データか
    らの出力信号とを選択的に切り替える第2のスイッチと
    を有 することを特徴とする自動検針用無線装置。
JP32875793A 1993-12-24 1993-12-24 自動検針用無線装置 Expired - Fee Related JP3288163B2 (ja)

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