JP4117605B2 - 検針装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示された表示値を読み取り、その値を電送する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
流量や使用量を表す計器類は使用する流体、例えばガス流量計に於いてはガス、水量計に於いては水の流れを利用してその物理的エネルギーで検出器を動かし、測定値を機械的に表示する場合が一般的である。従って、電気の存在しない場所に於いて計測及び積算が可能となっていた。しかし、前記計器類はその流体が使用される場所に配置されているのが一般的であり、これらの計器類を検針する際にはその計器の有る場所に行き、その計器を見て、その数値を転記する必要があった。図１４は水道用計量器の表示部分を示した図である。図１４Ａは機械的に数値を表示する形式のものである。図１４Ｂは針でその数値を表す形式のものである。この他に両者を併用している形式のものもある。
【０００３】
また、従来の検針装置における表示部を読み取るための装置として、カバーをメータにかぶせて、リングライトでメータの表示面を照らす。この状態でＣＣＤカメラで表示面を撮像する。撮像されたデータは、メータ画像信号としてモバイルコンピュータに取り込まれる。取り込まれたデータは、メータパターン設定部で、パターンデータベースに登録されている種々基準メータパターンとパターンマッチングすることで、画像パターンを抽出する。ここから表示領域を切り取り、メータ読み取り部によりメータ指示値を読み取る（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の検針装置は、メータの計測結果を無線で遠隔操作する無線検針システムで、メータの計測データに異常があると判断したとき又はメータの計測データを得られなかったときと判断したとき、エラーメータのＩＤコードと共に検針要求信号を再度子機へ送信する情報表示手段を親機が有している。検針時に異常がある等と判断すると、自動的にエラーメータのＩＤコードと共に検針要求信号を再度子機に送信する（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１８２０２１号公報 （第３頁、第１図）
【０００６】
【特許文献２】
特開平８−２４９５８４号公報 （第２−３頁、第１図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の検針装置では、検針時に電力を必要とする。水道やガスなどのメータ付近には、電気配線が近くに無い場合が多い。このため電池を使用することが考えられるが、電池交換の頻度が多くなるとその交換だけでも大変である。また、検針先の家庭が不在の場合は無断で敷地内に進入する事は難しく、不在で無くとも番犬などに遭遇することもある。一方、計量器が小さくなれば、検針機器もそれに伴いますます小型化となり、搭載できる電池の大きさも限られる。特に、無線を使用してデータを送信するとなると、消費電力も大きくなる。
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、待機電力を少なくして省電力化を図ることである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の検針装置は、カレンダーを内蔵した時計と、前記時計の出力で動作する第一の電源と、前記第一の電源で駆動する表示器の表示を画像データで入力する画像入力装置と、を有し、前記時計は、毎月ある一定期間のみ前記第一の電源を動作する出力信号を出力する。
【００１０】
また、本発明の検針装置は、前記時計の出力で動作する第二の電源と、前記第二の電源で駆動し、前記画像入力装置から得た情報を無線で他の機器に伝送する無線装置と、を有し、前記時計は、毎月ある一定期間のみ前記第二の電源を動作する出力信号を出力する。
【００１１】
また、本発明の検針装置は、前記時計が動作する前記一定期間を、前記無線装置からの信号に基づいて変更することができる。
【００１２】
また、本発明の検針装置は、前記画像入力装置が前記表示部の前面に取り付けられように回転可能に支持するヒンジと、前記ヒンジが回転をしないように固定する固定部とを有する。
【００１３】
そして、本発明の検針装置は、前記無線装置がユーザー固有の認識情報とともに前記画像入力装置から得た情報を前記他の機器に電送する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の態様を図面に基づいて説明する。
＜実施例１＞
計量計の示す数値を自動的に読み取る方法と装置校正に付いて説明する。料金を徴収するのが目的で行われる検針はある一定の周期をもって行われる。例えば、ガス、水道、電気と言った生活に関係するものでは月に１度の場合が多い。しかも計良計は積算式になっており、検針後の処理は今月計測分から先月計測分を引いて使用量を割り出す方式が取られている。従って、受動的に検針する場合は定期的に計量計が示す値を電気的に認識し、その値を電送すれば良いことになる。従って、計量計は検針の指示があった時のみ作動すれば良いのであり、それまでは消費電力を最低限にする目的で不要な回路の電源を落とし、動きを止める事が可能である。
【００１５】
図１は受動検針装置の構造を示す。本実施例で説明する受動検針装置１００は、カレンダー時計１１０、無線装置用電源装置１３０、電送用無線装置１４０、比較器１５０、中央処理装置１８０、画像入力装置１７０、及び中央電源１６０と２つのＯＲ回路１２０、１２５からなる。カレンダー時計１１０は２つの機能を持つ。カレンダー時計１１０とＯＲ回路１２０、１２５は常時可動の電源に接続されている為、常時作動する。カレンダー時計１１０には大凡の検針時期が入力されており、この時期になると一定の周期で無線装置用電源１３０を入れる為のパルスを出す。これによって電送用無線装置１３０に電気が供給され、無線装置１４０が可動する。無線装置用電源装置１３０は電送用無線装置１４０及び比較器１５０に電源を供給する装置で電源が入ると、無線装置１４０は指定された周波数で送信されてくる高周波情報を空中線１９０から受信してそれを復調し、その内容を比較器１５０に送る動作をする。
【００１６】
電送用無線装置１４０は遠隔地からの命令を受信したり、検針結果を高周波変調して遠隔地に電送する役目をする。例えば、送受信一体型の微弱無線機器であれば、送信出力を最小限に押さえる事ができる。比較器１５０は電送されて来た命令が「検針命令」であった場合、それを検知して、中央電源１６０を入れる役目をする。画像入力装置１７０は、計量器の表面に機械的または光学的に表示されている数値を映像として取り込む役目をする。中央処理装置１８０は、取り込んだ画像の解析や通信の制御を主な役目とする。
【００１７】
図２はカレンダー時計１１０及び電源１３０、１６０の出力状態を示すタイミングチャートである。この図からも明らかであるが、カレンダー時計１１０は、あらかじめ定められた検針時期になると、信号２１０を出力する。この信号に同期して、無線装置用電源１３０の出力２２０がＯＮになる。検針命令を受信すると、検針処理が終了するまで中央電力の出力２３０がＯＮし続ける。その間、無線装置用電源１３０もＯＮし続ける。受信処理が終了した段階で、カレンダー時計１１０の出力をＯＦＦにしても良いが、本実施例では、再度検針することもありえるため、暫くしてからＯＦＦとする。カレンダー時計１１０の出力は、次の検針期間の間際までＯＦＦする。なお、次の検針時期がいつ頃であるかを受信検針装置１００に送信して、カレンダー時計１１０に記憶させるようにしても良い。 カレンダー時計の出力は動作の必要ない回路はスリープ状態では無く、完全に電源が落ちた状態になっている。
【００１８】
計量時間に対して計量インターバルが長い場合には、計量装置に組み込まれた電気部品をスリープ状態に置いて電力の消費を押さえる方法は一般的に行われている。スリープ状態に置かれた電気部品でも数マイクロワットの電力を消費するので、長時間スリープ状態になっていると電源の消耗が電池寿命を短くする要因となる。本発明では、１ヶ月の計量インターバルに対して計量時間が数秒となる場合は本実施例で示す様に一部の電機部品を除き、電源供給を止めてしまう。このようにすることで、より多くの消費電力を削減出来る。
【００１９】
次に本発明の装置を作動させる電源の入／切の手順を図３に示す。カレンダー時計１１０に検針想定期を設定する（工程１０１）。カレンダー時計１１０は時を刻む（工程１０２）。カレンダー時計１１０は予め設定された期間、即ち検針が行われると想定される期間に入ると（工程１５１）、周期的なパルスを発信する（工程１０３）。一方、検針が行われると想定される期間でないと判断したときは（工程１５１）、引き続き、カレンダ時計１１０は時を刻む（工程１０２）。カレンダー時計１１０からの信号は、第１のＯＲ回路１２０の出力をHIGH(1)の状態にする（工程１０４）。第１のＯＲ回路１２０の出力がHIGH(1)になると、無線装置用電源１３０が入る（工程１０５）。電源が入ると電送用無線装置１４０は受信を開始する（工程１０６）。電送用無線装置１４０は受信した信号を復調し（工程１０７）、受信した情報を比較器１５０に送り（工程１０８）。送られて来た情報が「検針命令」かどうか比較する（工程１０９）。受信した信号が検針命令であれば比較器１５０が第２のＯＲ回路１２５にHIGH(1)の信号を送る（工程１１０）。第２のＯＲ回路１２５の出力がHIGH(1)となる（工程１１１）、中央電源１６０が入る（工程１１２）。これによって中央処理装置１８０と画像処理装置１７０に電源が入り、可動を始める（工程１１３）。中央処理装置１８０は先ず、電源を検針処理中の間、入りの状態にする目的で２つのＯＲ回路１２０、１２５にHIGH(１)を入力する（工程１１４）。中央電源１６０は中央処理装置１８０が一連の作業を終えてその値をLOW(0)にする（工程１１５）。そして次の検針に備える。
【００２０】
次に、機械的または光学的に数値化された値を読み取る方法に付いて説明する。図４は、画像入力装置と画像認識装置からなる画像読み込み装置の構成図である。画像入力装置１７０は、計量器に表示されている数値を画像として読み込む為の画像取り込み装置と、取り込んだ画像を処理して数値化する画像処理装置の２つに分かれる。画像入力装置１７０は発光ダイオード４６０、検出器マトリックス４５０と画像処理インターフェース４３０に分かれる。発光ダイオード４６０は、画像検出器が画像を取り込む時の照明の役目をする。検出器マトリックス４５０は、例えばＣＣＤ（チャージ・カップルド・デバイス）やＣ−ＭＯＳ（コンプリメンタリー・メタル・オキサイド・セミコンダクタ）アレーで構成されており、画像の取り込みを行う。画像処理インターフェース４３０は取り込んだ画像を一時蓄えたり、画像情報を画像認識装置に渡す事をその役目とする。画像認識装置は中央処理装置４１０と画像認識ソフトウエア４２０で構成されている。中央処理装置４１０は画像処理インターフェース４３０から画像情報を入手し、画像認識ソフトウエア４２０を用いて取り込んだ画像から計量器の表示している数値を認知し、その読み取り値を電送用無線装置１４０を介して、受動検針受信機に電送する。
【００２１】
次に、計量器の表示部の画像検出を行う為の画像検出装置５００に付いて説明する。図５は、画像検出装置５００の構造を示した模式図である。画像検出装置５００は照明用の発光ダイオード５２０と検出器マトリックス５３０で構成されている。計量器の表示部が円形であると想定して、円形の構造をしている。発光ダイオード５２０は、画像検出器５１０の表面に円形に配置されている。発光ダイオード５２０の発光色は、検出器マトリックス５３０の検出に適した色が好ましい。具体的な色としては、例えば白色、青色、緑色、黄色等が考えられる。検出器マトリックス５３０は、発光ダイオード５２０の位置から一段下がった位置に配置されている。これは発光ダイオード５２０の直接光や迷光が入りにくくする為である。検出器マトリックス５３０には、検出器ケーブル５４０がつながっている。画像検出装置５００は、検出器外蓋５５０により覆われている。検出器外蓋５５０の形状は、画像検出装置５００と同様に円筒形をしている。
【００２２】
次に、画像入力装置及び画像認識装置の動作に付いて説明する。図６は、画像入力装置及び画像認識装置の動作を示したフローチャートである。中央処理装置４１０はその電源が入る（工程２０１）。中央処理装置４１０は条件をイニシャライズする（工程２０２）。次に記憶装置４４０から自らの受動検針装置番号を読み込む（工程２０３）。中央処理装置４１０はこの値を電送用無線装置１４０に対して電送する指示を出す（工程２０４）。電送用無線装置１４０は受動検針装置番号を電送し（工程２０５）、受動検針受信機は自動検針装置の番号を受信する（工程２０６）。受動検針受信機は受動検針装置１００に対して検針の許可を出す（工程２０７）。中央処理装置４１０が受動検針の許可を受けると、画像入力インターフェース４３０に対して発光ダイオード５２０の電源を入れる様に命令する（工程２０８）。発光ダイオード５２０は発光し、計量器の表面を照らす（工程２０９）。検出器マトリックス５３０はその画像を取り込み（工程２１０）、その値を一時画像入力インターフェース４３０の記憶装置４４０に格納する（工程２１１）。中央処理装置４１０は一時記憶された画像データを画像認識ソフトウエア４２０を用いて表示された値を数値化する（工程２１２）。画像認識の方法としては表示が数値表示である場合、全ピクセルの光強度情報から各ピクセル２値化し、つまり１か０かに分類する。２値化された画像から輪郭抽出を行い、その輪郭と予め中央処理装置４１０が持っている数値の輪郭と比較してその数値の値を検出する方法が一般的である。また、数値が位置表示である場合は針の示す方向を輪郭から判断し、その位置から数値を割り出す方法が取られる。この様な方法で画像から計量器の表す数字を認識する。次に中央処理装置４１０は画像認識で検出した値を電送用無線装置１４０に送る（工程２１３）。電送用無線装置１４０はその値を高周波変調して電送する（工程２１４）。受け側の無線装置から正しく数値を受け取った事を確認する（工程２１５）。正しい数値を受け取ったときは（工程２２０）、無線電送を終える（工程２１６）。また、受け側の無線装置から正しく数値を受け取らなかったときは（工程２２０）、正しく確認することができるまで工程２１４、工程２１５及び工程２２０の工程を繰り返す。無線電送を終えた後（工程２１６）、中央処理装置４１０は２つのＯＲ回路１２０、１２５にLOW(0)を送る（工程２１７）。その結果、無線装置用電源１３０と中央電源１６０が落ちる（工程２１８）。二つの電源が落ちる事でカレンダー時計のみが動作を続け、次の検針まで待ち状態となる。
【００２３】
＜実施例２＞
次に水道用自動検針装置に付いて説明する。図７は、水道用受動検針装置の構造を示す模式図である。受動検針装置１００は計量器７６０の蓋の様に計量器７６０の表示部に覆い被さる形状とする。受動検針装置１００は一方がヒンジ７５５で回転を許容するように固定されており、反対側が計量器に固定する為に固定金具７５０、７５１を持っている。ヒンジ７５５や固定金具７５０、７５１を用いて受動検針装置１００を計量器７６０に固定、取り外しを行う事が出来る。このようにすることで、検針員が計量器７６０の表示部を直接見る事が可能となる。また、ヒンジ７５５と固定金具７５０、７５１で受動検針装置１００を隙間無く計量器７６０に固定する事で外部からの光を遮断し、画像認識を容易にする効果も持つ。受動検針装置１００は画像読み取り装置と受動検針装置本体の２つの部分に分かれ、画像読み取り装置には図４に示される画像検出器及び画像入力インターフェースが格納されている。自動検針装置本体にはカレンダー時計１１０、無線装置用電源１３０、中央電源１６０、電送用無線装置１４０、中央処理装置１８０及び空中線１９０が格納されている。なお、計量器はパイプ７７０を介して水道管７８０に接続されている。
【００２４】
次に受動検針装置１００が設置される環境に付いて説明する。図８は、受動検針装置１００の設置環境を示した模式図である。計量器７６０は通常、金属製、特に鋳鉄製の上蓋８３０の付いた金属の箱８４０に収納されていて、その金属の箱８４０は地中に埋められている場合が一般的である。地上からは上蓋８３０を開けて中の計量器７６０を検針する事になる。図８が示す様に、前記金属製の箱８４０の中には開閉バルブ８２０が設置されている場合もある。
【００２５】
次に、受動検針装置が検針の結果を電送する受動検針受信機に付いて説明する。検針方法としては自動車９００の様な移動体に受動検針受信機９２０を装着して検針する場合とハンドヘルド型の受動検針受信機１１００を携帯して検針する２つの方法が考えられる。図９は、自動車９００を用いて検針を行った場合を示す模式図である。また、車載用自動検針受信機９２０の構成は図１０に示す。車載用自動検針受信機９２０は、通信用無線装置１０４０、通信制御装置１０１０、データ一時保管用記憶装置１０２０、検針データ集計用コンピュータ１０３０及び蓄電池１０５０からなる。受動検針受信機が稼働中は通信用無線装置から「検針命令」が一定の間隔で絶えず送信される。「検針命令」を含んだ電波を受動検針装置が受信すると図６に示すフローチャートで検針のデータが検針データ集計用コンピュータに集計される。
【００２６】
また、検針員が持ち歩くハンドヘルド受動検針受信機に付いて説明する。図１１はハンドヘルド受動検針受信機の可動状態を示す模式図である。ハンドヘルド自動検針受信機１１００の構成を図１２に示す。ハンドヘルド自動検針受信機１１００は通信用無線装置１２４０、通信制御装置１２１０、データ一時保管用記憶装置１２２０、インターフェース１２３０及び蓄電池１２５０からなる。ハンドヘルド型１１００と車載型９２０の構造上で異なる点は、検針データ集計用のコンピュータの有無である。ハンドヘルド型１１００は、検針したデータをデータ一時保管用記憶装置１２２０に格納し、次に示すターミナル１１３０を用いてデータ転送を行う形式を取る。
【００２７】
また、ハンドヘルド受動検針受信機１１００は、筐体１１４０に顧客のユーザーＩＤをディジタルで表示するユーザーＩＤ表示部１１１０と、水道メータが示した値を表示する水道メータ値表示部１１２０を有している。
【００２８】
次に、ハンドヘルド受動検針受信機のデータ転送に付いて説明する。図１３は、ハンドヘルド受動検針受信機１１００をデータターミナル１３１０に接続して、コンピュータにデータ転送を行なっている状態を示す図である。ハンドヘルド受動検針受信機１１００は、受信機１１００の中に格納された検針データを受信機内の記憶装置１２２０がいっぱいになる前にデータ転送する必要がある。また、ハンドヘルド受動検針受信機１１００は人間が持ち歩くことを想定している為、多量の蓄電池１２５０を携帯する事は限度がある。従って、蓄電池１２５０を充電する必要がある。
【００２９】
図１３は、ハンドヘルド受動検針受信機１３１０がデータターミナル１３１０によってデータ転送を行っているが、このとき、充電を同時に行っても良い。データターミナル１３１０は、例えば１００Ｖの商用交流電源と接続できる電源プラグ１３３０から、直流電源を取り出す直流電源装置１３２０につながり、データターミナル１３１０に電源を供給する。勿論、ハンドヘルド受動検針受信機１３１０に電源を供給することも可能である。
【００３０】
データターミナル１３１０は、インターフェース１２３０を介して検針データ集計用コンピュータ１３４０に接続されている。検針作業終了後、ハンドヘルド受動検針受信機１１００をデータターミナル１３１０の受け口に指す事で、データ転送を行うことが出来る。また、充電とデータ転送を同時に行うことも可能である。
【００３１】
【発明の効果】
本発明は、可動する受動検針装置で有る為、目的の動作に必要のない回路の電源を落とするようにしたので、電池の交換が頻繁に行えない場所で消費電力を最低限に押さえることができる。言い換えれば、電池寿命を伸ばす事が出来るため、電池交換の頻度を下げる効果を持つ。また、検針命令を受信した後に受動検針装置が順次電源を入れるという方法を取る為に、電源を一度に投入する方法より省電力化が計られるとの利点もある。また、本発明の受動検針システムを用いる事で遠隔地から従来の検針作業する事無く、検針が行える効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】受動検針装置の全体構成図である。
【図２】カレンダー時計及び電源の出力タイミングチャートである。
【図３】電源入／切に関するフローチャートである。
【図４】画像入力装置の構成を示す模式図である。
【図５】画像検出器の構造とその構成図を示した図である。詳細には、Ａが正面図、Ｂが側面図、Ｃが実装図である。
【図６】画像取り込みと画像認識のフローチャート
【図７】水道用受動検針装置の構成図である。
【図８】水道用受動検針装置の配置図である。
【図９】自動車を用いて受動検針をした場合の模式図である。
【図１０】車載用受動検針受信機の構造図である。
【図１１】ハンドヘルド検針受信機を用いて受動検針をした場合を示す模式図である。
【図１２】ハンドヘルド式受動検針受信機の構造図を示す図である。
【図１３】ハンドヘルド検針受信機のデータ転送と充電を示す模式図である。
【図１４】水道計量器を示す図である。詳細には、Ａが数値表示式で、Ｂがメータ位置表示式である。
【符号の説明】
１００ 受動検針装置
１１０ カレンダー時計
１２０、１２５ ＯＲ回路
１３０ 無線装置用電源
１４０ 電動用無線装置
１５０ 比較器
１６０ 中央電源
１７０ 画像入力装置
１８０ 中央処理装置
１９０ 空中線
５００ 画像検出装置
５２０ 発光ダイオード
５３０ 検出マトリックス
７５０、７５１ 固定金具
７５５ ヒンジ
７６０ 計量器
８２０ 開閉バルブ
９２０ 車載用受動検針受信機
１１００ ハンドヘルド型検針受信機

Claims (2)

1. カレンダーを内蔵し、毎月の第１と第２の、ある一定期間に対する第１と第２の出力信号を出力する時計と、
   前記時計の第１の出力信号によって動作される第１の電源と、
   前記第１の電源により駆動され、表示器の表示部の画像を取得する画像入力装置と、
   前記第１の電源により駆動され、取得された前記画像のデータを処理する中央処理装置と、
   前記時計の第２の出力信号によって動作される第２の電源と、
   前記第２の電源で駆動され、前記画像入力装置から得た情報を他の無線装置に伝送する無線装置と、を有し、
   前記第１の電源は、前記無線装置が検針命令を受信することにより電送される信号によりオンされ、前記中央処理装置が検針処理を終了することにより出力される信号によりオフされる検針装置。
2. 前記無線装置は、ユーザー固有の認識情報とともに前記画像入力装置から得た情報を他の無線装置に伝送する請求項１記載の検針装置。

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