JP4141168B2 - 自動検針システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力、ガス、水道の事業者が各需要家宅に設置されたメータに対する検針を遠隔にて行える自動検針システムに関する。特に、無線等による中継装置を用いた多段伝送を使用したシステムの時刻の修正に関する。
【０００２】
【従来の技術】
通信回線を介して互いに接続された装置間の時刻同期方式として、例えば特開平１−２５０１１９号公報には、図８に示すように、通信回線を介して互いに接続された第１、２コンピュータ間において、第１コンピュータは時刻合わせ開始メッセージデータを通信回線を介して時刻Ｔ_１１に第２コンピュータに送信し、第２コンピュータは時刻合わせ開始メッセージデータ受信時刻Ｔ_２１から送信可能となった時刻Ｔ_２２までの時間Δｔ_２を第１コンピュータに送信し、第１コンピュータは、時間Δｔ_２とその受信時刻Ｔ_１２と、記憶しておいた時刻合わせ開始時刻Ｔ_１１とに基づいて、データ送信に必要な伝送時間Δｔ_１＝（（Ｔ_１２−Ｔ_１１）−Δｔ_２）／２を求め（上り下りの伝送時間Δｔ_１は同じと仮定）、伝送時間Δｔ_１を考慮した設定時刻Ｔ_１３＋Δｔ_１を示す設定データを送信し、誤差を小さくするようにした方式が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来技術を、中継装置を用いた多段伝送の形態に適用する場合には、２つの方法が考えられる。
第１の方法は、中央装置を上記の第１コンピュータ、通信端末を上記の第２コンピュータ、途中の中継装置と通信回線を1つの通信回線とみなして時刻を設定するもので、この場合は伝送時間に時間のバラツキが大きい回線接続、回線切断の時間が含まれることとなり、計算に使用した伝送時間と実際に時刻設定を行う際の伝送時間が大きく異なる可能性が高いという問題がある。
【０００４】
第２の方法は、多段伝送を行う途中の中央装置から中継装置間、中継装置から中継装置間、中継装置から通信端末間において夫々上記の従来技術を用いて時刻を設定するもので、この場合、複数の中継装置を介して通信が行われれば、装置間毎に時刻設定が発生して時間が掛かること、また、同一の中継装置を介して通信が行われれば、その中継装置において頻繁に時刻設定が発生して非効率であること、中央装置にて通信端末の現在時刻が把握できないこと等の問題がある。
【０００５】
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、中央装置が通信端末の時刻との差を把握できる自動検針システムを得ることを目的としている。
また、通信装置と通信端末の時刻差が所定値以上のとき通信端末の時刻を再設定できる自動検針システムを得ることを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る自動検針システムは、各契約需要家宅に設置された電力、ガス等の使用量を計測する時計機能付メータと、無線通信機能を有し上記時計機能付メータの現在時刻に同期した現在時刻を保持すると共に上記現在時刻に基づいて上記時計機能付メータの計測データを収集する通信端末と、時計機能を有し上記通信端末との間で無線通信を行う無線通信機能を有する中継装置と、時計機能を有し上記中継装置を介して上記通信端末から上記計測データの収集を行う中央装置とを備えた自動検針システムであって、上記中継装置は、上記中央装置からの要求に基づいて自装置の現在時刻と上記通信端末が保持する現在時刻との間の時刻差分を演算し上記演算した時刻差分と自装置の現在時刻とを上記中央装置へ送信するように構成され、上記中央装置は、上記中継装置からの現在時刻を受信したときの自装置の現在時刻と上記中継装置の現在時刻との時刻差分と上記送信された時刻差分とに基づいて自装置の現在時刻と上記通信端末に保持された現在時刻との間の時刻誤差を演算ように構成され、上記通信端末は、上記中央装置から上記時刻誤差が送信されたとき上記時刻誤差に基づいて上記保持した現在時刻を修正し得るように構成されたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１を示す自動検針システムである。
図１において、Ａ１は図２に示すような中継装置、通信端末の中継ルート管理テーブルを持ち、オペレーターによる操作が可能な中央装置、Ａ２は基準時刻を取得して中央装置Ａ１に与える基準時刻取得装置、Ｂ１〜Ｂ３は時計機能を持ち、かつ中央装置Ａ１と公衆回線を利用して通信し、他の中継装置及び通信端末Ｃ１〜Ｃ３とはトランシバーモードを利用して通信し、中央装置Ａ１から通信端末Ｃ１〜Ｃ３への要求データおよび通信端末Ｃ１〜Ｃ３から中央装置Ａ１への応答データを中継する手段を持つ中継装置、Ｃ１〜Ｃ３はメータＺ１〜Ｚ３と接続された通信端末、Ｚ１〜Ｚ３は電力、ガス、水道等の使用量を計測するメータを示している。
【０００８】
次に、動作について説明する。
最初に通信端末Ｃ１に対する時刻差分データの取得方法について図３、図４のフローチャートを用いて説明を行う。
（１）まず、通信端末Ｃ１は１回／日、メータＺ１よりメータの現在時刻を読出して時刻を更新し、これにより通信端末Ｃ１とメータＺ１の時刻は同期している（Ｓ１０）。同様にして通信端末Ｃ２、Ｃ３は、夫々メータＺ２、Ｚ３の時刻と同期している。
（２）他方、中央装置Ａ１は中継装置Ｂ１〜Ｂ３とその中継の順番を記述した中継ルート管理テーブル（図２）にしたがって、このテーブルより中継情報［Ａ１→Ｂ１→Ｂ２］を読出し（Ｓ２０）、公衆回線に接続した後、最初の中継装置Ｂ１に対し中継情報並びに時刻差分要求を送信し、送信完了後回線を切断する（Ｓ２２）。
【０００９】
（３）次に、中継装置Ｂ１は中継情報を確認し、次の中継先となっている中継装置Ｂ２に同様の中継情報並びに時刻差分要求を送信する（Ｓ２４）。
（４）中継装置Ｂ２は同様に中継情報を確認し、次の中継先が通信端末Ｃ１であることを認識し、通信端末Ｃ１に接続後、現在時刻要求を送信する（Ｓ２６）。
（５）通信端末Ｃ１は、現在時刻要求の内容から自端末に対する時刻送信要求であることを認識し、自端末の現在時刻ｔ_Ｃ１を読出し、中継装置Ｂ２へ返送する（Ｓ３０）。
なお、図３中、α_Ｃ１は内部処理時間と伝送時間の和であり、具体的には、内部処理時間は自端末の現在時刻ｔ_Ｃ１を読み出し始めてから実際に時刻ｔ_Ｃ１を取得するまでの時間、伝送時間は、時刻ｔ_Ｃ１を取得した後、送信指令が発せられ実際に中継装置Ｂ２への伝送が完了するまでの時間であり、α_Ｃ１は高々数十μｓｅｃであり無視できる。なお、後述するα_Ｂ１やα_Ｂ２もα_Ｃ１と同様に無視できる。
【００１０】
（６）中継装置Ｂ２は通信端末Ｃ１の現在時刻ｔ_Ｃ１を受信すると同時に自装置の現在時刻ｔ_Ｂ２−１を読出し、時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１＝ｔ_Ｂ２−１−ｔ_Ｃ１を計算し（百ｍｓの単位で計算し、それ以下は切り捨て）、通信端末Ｃ１との接続を終了する（Ｓ３２）。
（７）その後、中継装置Ｂ２は前述の中継情報に従って中継装置Ｂ１へ接続を行い、中継情報並びに時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１を送信する（Ｓ３４）。
（８）中継装置Ｂ１は、時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１を受信後、中継装置Ｂ２に対し現在時刻要求を送信し（Ｓ３６）、中継装置Ｂ２にて読み出された現在時刻ｔ_Ｂ２−２を受け取り（Ｓ３８）、自装置の現在時刻ｔ_Ｂ１−１との差分ｄ_Ｂ１Ｂ２＝ｔ_Ｂ１−１−ｔ_Ｂ２−２を計算し、中継装置Ｂ２との接続を終了する（Ｓ４０）。
【００１１】
（９）次に中継装置Ｂ１は、中継情報に従って中央装置Ａ１へ接続を行い、中継情報並びに時刻差分ｄ_Ｂ１Ｂ２、ｄ_Ｂ２Ｃ１を送信する（Ｓ４２）。
（１０）中央装置Ａ１は、時刻差分ｄ_Ｂ１Ｂ２、ｄ_Ｂ２Ｃ１を受信後、中継装置Ｂ１に対し現在時刻要求を送信し（Ｓ４４）、中継装置Ｂ１にて読み出された現在時刻ｔ_Ｂ１−２を受け取り（Ｓ４６）、自装置の現在時刻ｔ_Ａ１−１との差分ｄ_Ａ１Ｂ１＝ｔ_Ａ１−１−ｔ_Ｂ１−２を計算し、中継装置Ｂ１との接続を終了する（Ｓ４８）。
【００１２】
（１１）最後に中央装置Ａ１は、中央装置Ａ１と通信端末Ｃ１の時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を、受信した時刻差分ｄ_Ｂ１Ｂ２、ｄ_Ｂ２Ｃ１および算出した時刻差分ｄ _{Ａ１Ｂ１より、} 以下のように計算する（Ｓ５０）。その後ｄ_Ａ１Ｂ１、ｄ_Ｂ１Ｂ２、ｄ_Ｂ２Ｃ１を図５の時刻差分テーブルに書き込む。
ｄ_Ａ１Ｃ１＝ ｄ_Ａ１Ｂ１＋ ｄ_Ｂ１Ｂ２＋ ｄ_Ｂ２Ｃ１
（ｄ_Ａ１Ｃ１は秒単位とする。上記計算後、百ｍｓの単位を四捨五入する）
ただし、この場合の積とは時刻差分の和すなわち累積を表す。
【００１３】
ここで、Ｓ２０〜Ｓ５０における時刻取得動作は、中継装置Ｂ１〜Ｂ３や通信端末Ｃ１〜Ｃ３の新規設置時と、数週間〜数ヶ月毎の定期的なタイミングで実行される。そして、Ｓ５０により、中央装置Ａ１と通信端末Ｃ１〜Ｃ３の時刻が所定値以上ずれているときは、同期がとれているとは言えないので、以下の手順のようにして、該当する通信端末Ｃ１〜Ｃ３の時刻を変更する。その際に、途中に介在する中継装置Ｂ１〜Ｂ３の時刻は変更しない。
【００１４】
次に、通信端末Ｃ１に対し取得した時刻差分を元に時刻を設定する手順を図６、図７のシーケンスを使って説明する。
（１）時刻設定のシーケンスは、オペレーターによる手動操作または前述した時刻差分を取得後自動的な動作により開始する（Ｓ６０）。
（２）最初に中央装置Ａ１にて中継ルート管理テーブル（図２）より中継情報［Ｂ２→Ｂ１→Ａ１］を読出し、時刻差分取得シーケンスにて算出した時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１と共に、中継装置Ｂ１へ送信する（Ｓ６２）。
【００１５】
（３）中継装置Ｂ１は、中継情報と時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を受信し、中継情報より次の中継装置Ｂ２を識別して、中央装置Ａ１との接続を終了後、中継装置Ｂ２へ接続を行い、同様に中継情報と時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を送信する（Ｓ６４）。
（４）中継装置Ｂ２は、中継情報と時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を受信し、中継装置Ｂ１との接続を終了後、通信端末Ｃ１へ接続を行い、時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を送信する（Ｓ６８）。
【００１６】
（５）通信端末Ｃ１では、時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を受信すると、自端末の現在時刻ｔ_Ｃ１を読出し（Ｓ７０）、この現在時刻ｔ_Ｃ１に受信した時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を加えた時刻ｔ_Ｃ２＝ｔ_Ｃ１＋ｄ_Ａ１Ｃ１を自端末の現在時刻として更新する（Ｓ７２）。
（６）その後、自端末の現在時刻ｔ_Ｃ３を読出し、メータＺ１へ送信する（Ｓ７４）。メータＺ１では受信した時刻を現在時刻ｔ_Ｃ３として更新する（Ｓ７６）。
（７）また、通信端末Ｃ１では自端末の現在時刻ｔ_Ｃ４を読出し、中継装置Ｂ２へ送信する（Ｓ７８）。
【００１７】
（８）中継装置Ｂ２は、通信端末Ｃ１の現在時刻ｔ_Ｃ４を受信後、自装置の現在時刻ｔ_Ｂ２−１を読出し（Ｓ８０）、時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１＝ｔ_Ｂ２−１−ｔ_Ｃ４を計算し、通信端末Ｃ１との接続を終了する（Ｓ８２）。
（９）次に中継装置Ｂ２では中継装置Ｂ１へ接続を行い、中継情報と時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１を送信する（Ｓ８４）。
（１０）中継装置Ｂ１は、中継情報と時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１を受信後、中継装置Ｂ２との接続を終了し、中央装置Ａ１へ接続を行い、同様に中継情報と時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１を送信する（Ｓ８６）。
（１１）中央装置Ａ１では中継情報と時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１を受信後、時刻差分を時刻差分テーブルへ書き込む（Ｓ８８）。中央装置Ａ１では、以下のように中央装置と通信端末の時刻差分の積ｄ_Ａ１Ｃ１を計算することで、時刻設定結果を確認することが出来る。
ｄ_Ａ１Ｃ１＝ ｄ_Ａ１Ｂ１＋ ｄ_Ｂ１Ｂ２＋ ｄ_Ｂ２Ｃ１
【００１８】
また、通信端末Ｃ１の時刻を変更する際に、途中の中継装置Ｂ１、Ｂ２の時刻を変更しないので、時刻の設定が容易である。
また、中継装置Ｂ１、Ｂ２が通信端末を兼ね直接時計機能付のメータが接続されることもある。この場合、通信端末Ｃ１の時刻変更のみ行う場合は、中継装置Ｂ１、Ｂ２の時刻変更をする必要がないため、時刻の設定が容易である。
なお、中継装置Ｂ１、Ｂ２が通信端末を兼ね直接時計機能付のメータが接続される場合で、通信端末Ｃ１の時刻変更と、中継装置Ｂ１、Ｂ２の時刻変更が必要な場合は、中継装置Ｂ１、Ｂ２に接続されたメータの時刻も変更する必要がある。（メータの時刻は通信端末の時刻を基準にするためである。）
【００１９】
ここでメータの記憶領域について説明する。メータは、時刻変更の度に、通信端末の時刻データを記憶する記憶領域に格納レコードを確保する必要が生じる。このメータの記憶領域は有限であり、即ち格納可能な格納レコード数は予め決まっているので、例えば、短時間に１０回の時刻変更があれば、１０個分の格納レコードを占有し、相対的に計量データの格納レコードが１０個分減ることとなり、メータの計測データ保持量が少なくなり好ましくない。（一般的に、計測データはレコード長一杯に１つのレコードに格納されるが、時刻データはデータ自体少ないにも限らず１のレコードに格納される。）従って、メータＣ１の時刻を変更する場合は、メータを接続した通信端末機能を有する中継装置Ｂ１、Ｂ２の時刻を変更せず、また、メータを接続した通信端末機能を有する中継装置Ｂ１、Ｂ２の時刻を変更する場合は、メータＣ１の時刻を変更しない方が格納領域が少なくてよい。
【００２０】
なお、Ｓ３４、Ｓ３６、Ｓ３８の動作を１の送信動作としてもよい、即ち、中継装置２が一度に中継情報、時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１、現在時刻ｔ_Ｂ２−２を送信するようにしてもよい。
しかし、図３、図４に示すシーケンスとすることにより、Ｓ３０とＳ３８の通信フレームがほぼ同じとなり、通信ロジックを単純化できる。また、同条件で現在時刻取得をすることができるので、実施の形態２で説明するα_Ｃ１、α_Ｂ２、α_Ｂ１（内部処理時間＋伝送時間）を取り扱うとき、精度がよくなる。
【００２１】
以上のようにして通信端末の時計の時刻は修正されて正確に設定される。また、この設定時刻の時計を用いて時計機能付きメータの時計も修正される。
計測データを収集する際は、機能付きメータの時計の時刻での計測データを収集する。通常、計測データの収集は定期的に月／１回程度行われるが、必要に応じて計測データを収集してもよい。
なお、図６、図７に示す時刻修正は計測データを収集する時に実施してもよい。
【００２２】
この実施の形態１によれば、各装置間で接続した状態での時刻差分を取得するため、時間のバラツキの大きい接続時間ならびに切断時間の影響を排除できるため、時刻設定の精度が高まる。
また、中央装置から中継装置を介して通信端末までの時刻差分の積を中央装置で計算することで、中央装置と通信端末との時刻の差を把握し修正が必要かどうか中央装置にて判断することが可能となる。その後、修正を行う際には、時刻差分の積のみを通信端末に送信すればよく、途中の中継装置に時刻処理が発生しない。
なお、ステップＳ５０により、中央装置Ａ１と通信端末Ｃ１〜Ｃ３の時刻が所定値以上ずれているときは、該当する通信端末Ｃ１〜Ｃ３の時刻を変更するようにしたが、所定値以内であっても時刻を変更するようにしてもよい。この場合、時刻変更回数が若干増加するが時刻がより正確に修正される。
【００２３】
実施の形態２．
次に図３、図４、図６、図７中で記述されたα_Ｃ１、α_Ｂ２、α_Ｂ１（内部処理時間＋伝送時間）の取り扱いについて説明する。実施の形態１では、α_Ｃ１、α_Ｂ２、α_Ｂ１（内部処理時間＋伝送時間）の時間はあまり大きくないことから、これらの時間を反映していなかった。しかしながら、より精度を向上させるためにはα_Ｃ１、α_Ｂ２、α_Ｂ１（内部処理時間＋伝送時間）を考慮することが好ましい。
中央装置Ａ１、中継装置Ｂ１〜Ｂ３、及び通信端末Ｃ１〜Ｃ３の時計に設定する精度は百ｍｓ、内部処理時間＋伝送時間が３０ｍｓ以下で処理することを前提とすると、中継段数が少ない場合（１６段以下）にはΣ（α_ｍｎ）＜５００ｍｓとなるためΣ（α_ｍｎ）≒０とする。また、中継段数が多い場合（１７段以上）にはαの影響が大きくなることから、α_Ｃ１≒α_Ｂ２≒α_Ｂ１≒αとして時刻差分ｄにα×ｎ（ｎは中継段数、単位は百ｍｓとする）を加える。ここで、αはあらかじめ実測した値（例えば、α＝２４ｍｓ固定）を使用する。
【００２４】
実施の形態３．
実施の形態１の図３で通信端末Ｃ１の内部処理時間を無視したり、固定値に設定したりしていると、もし通信端末Ｃ１に時計がなくても中継装置Ｂ２の時計で往復の通信時間を考慮して、
時刻差分ｄ_Ｂ２Ｃ１＝［（中継装置Ｂ２から通信端末Ｃ１への発信時刻）
−（中継装置Ｂ２が通信端末Ｃ１からの応答信号受信時刻）］／２
またはｄ_Ｂ２Ｃ１＝［（中継装置Ｂ２から通信端末Ｃ１への発信時刻）
−（中継装置Ｂ２が通信端末Ｃ１からの応答信号受信時刻）］／２
＋固定値
となるので、時刻差分が計測できる。つまり中継装置Ｂ１，Ｂ２に時計があれば時刻差分が得られる。
計測データを収集する際は、中央装置から通信端末までの時刻差分の積を求め、求めた時刻の計測データを収集する。
【００２５】
【発明の効果】
この発明による自動検針システムによれば、中継装置は、中央装置からの要求に基づいて自装置の現在時刻と通信端末が保持する現在時刻との間の時刻差分を演算し上記演算した時刻差分と自装置の現在時刻とを上記中央装置へ送信するように構成され、上記中央装置は、上記中継装置からの現在時刻を受信したときの自装置の現在時刻と上記中継装置の現在時刻との時刻差分と上記送信された時刻差分とに基づいて自装置の現在時刻と上記通信端末に保持された現在時刻との間の時刻誤差を演算ように構成され、上記通信端末は、上記中央装置から上記時刻誤差が送信されたとき上記時刻誤差に基づいて上記保持した現在時刻を修正し得るように構成されているので、上記通信端末の現在時刻を上記時刻誤差に基づいて修正することにより正確な時刻に基づいて計測データを収集することができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態１による自動検針システムの構成図である。
【図２】 本発明の実施の形態１による中央装置における中継ルート管理テーブルを示す図である。
【図３】 本発明の実施の形態１によるシーケンス（その１）を示す図である。
【図４】 本発明の実施の形態１によるシーケンス（その２）を示す図である。
【図５】 本発明の実施の形態１による中央装置における時刻差分テーブルを示す図である。
【図６】 本発明の実施の形態１による時刻設定のシーケンスを示す図である。
【図７】 本発明の実施の形態１による時刻設定のシーケンスを示す図である。
【図８】 従来の時刻同期方式のシーケンスを示す図である。
【符号の説明】
Ａ１ 中央装置、Ｂ１〜Ｂ３ 中継装置、Ｃ１〜Ｃ３ 通信端末、
Ｚ１〜Ｚ３ メータ

Claims (5)

1. 各契約需要家宅に設置された電力、ガス等の使用量を計測する時計機能付メータと、無線通信機能を有し上記時計機能付メータの現在時刻に同期した現在時刻を保持すると共に上記現在時刻に基づいて上記時計機能付メータの計測データを収集する通信端末と、時計機能を有し上記通信端末との間で無線通信を行う無線通信機能を有する中継装置と、時計機能を有し上記中継装置を介して上記通信端末から上記計測データの収集を行う中央装置とを備えた自動検針システムであって、上記中継装置は、上記中央装置からの要求に基づいて自装置の現在時刻と上記通信端末が保持する現在時刻との間の時刻差分を演算し上記演算した時刻差分と自装置の現在時刻とを上記中央装置へ送信するように構成され、上記中央装置は、上記中継装置からの現在時刻を受信したときの自装置の現在時刻と上記中継装置の現在時刻との時刻差分と上記送信された時刻差分とに基づいて自装置の現在時刻と上記通信端末に保持された現在時刻との間の時刻誤差を演算ように構成され、上記通信端末は、上記中央装置から上記時刻誤差が送信されたとき上記時刻誤差に基づいて上記保持した現在時刻を修正し得るように構成されたことを特徴とする自動検針システム。
2. 上記中継装置は、無線通信により直列接続された複数の中継装置を含み、上記中央装置は、上記直列接続された中継装置間の時刻差分を含めて上記時刻誤差の演算を行うようにしたことを特徴とする請求項１に記載の自動検針システム。
3. 上記中央装置は、上記通信端末及び上記中継装置における内部処理時間及び上記無線通信による信号伝送時間を含めて上記時刻誤差の演算を行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動検針システム。
4. 上記中継装置は、上記通信端末の機能を兼ね備え、上記時計機能付メータとの接続が可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の自動検針システム。
5. 上記中央装置は、上記時刻誤差が所定値以上のとき、上記通信端末にその現在時刻の修正を指示するようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の自動検針システム。

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