JP4715241B2 - 検針機器と接続するサーバー - Google Patents

Description

本発明は、ガス、電力、水道など、エネルギーや流体の使用量情報の取得を行うための検針機器、サーバーおよびそのプログラムに関するものである。

従来、この種のシステムは、例えば、特許文献１のような構成が多い。図６は、前記特許文献１に記載された従来システムの構成を示すものである。

図６では、顧客宅側にメータ１０１、検針機器１０２、上位通信装置１０３が設置され、集中監視センター側にサーバー１０４が設置されている。

サーバー１０４と顧客宅側の機器はインターネットを介して接続している。上位通信装置１０３は、検針機器１０２をインターネットへ接続させるための機器であり、具体的な構成としては、ＡＤＳＬモデム、ケーブルモデム、メディアコンバータ、回線終端装置、ルータなどである。上位通信装置１０３の構成は、回線種別により異なる。

検針機器１０２は、メータ１０１の制御信号をインターネットを経由してサーバー１０４とやり取りを行う機器である。具体的には、ＮＣＵ（Network Control Unit：網制御装置）や伝送盤などの専用機器、あるいは、パソコン、情報端末などの一般機器などである。特許文献１には、検針機器１０２としてパソコンを利用したケースが記載されている。

検針機器１０２は、主に次の２つの動作を行う。（１）メータ１０１から送信される検針情報（使用量情報）やセキュリティ情報をインターネットを経由してサーバー１０４へ送信する。（２）サーバー１０４から送信される検針・遮断・復帰・弁開などのメータ制御指示を受信してメータ１０１に送信し、メータ１０１を制御する。なお、セキュリティ情報とは、メータ１０１が圧力低下、ガス漏れ、地震などの振れ、ボンベ交換時期などを検知したときに、サーバー１０４へ送信する情報である。

以上のような構成により、通信装置１０２は、インターネットを介してメータ情報の送受信をサーバー１０４と行なう。これによりサーバー１０４は、メータの検針値や状態取得、メータの遠隔制御などの集中監視業務を行うことができる。
特開平１０−１７３８００号公報

しかしながら、前記従来の構成では、検針機器１０２とサーバー１０４の間がインターネットを介して通信しているため、必ずしも接続性が保証されない。

例えば、顧客が契約しているＡＤＳＬや光回線などの回線接続業者やＩＳＰ（インターネットサービスプロバイダ）のトラブルや、メンテナンスなどにより、一時的に通信ができなくなることも多い。

また、上位通信装置１０３であるＡＤＳＬモデムやケーブルモデムなどの電源ケーブルが抜けている場合や、停電でも通信ができなくなる。また、上位通信装置１０３と通信装置１０２の間が無線ＬＡＮを用いている場合では、電波状況によっても通信ができなくなる。

このようなインターネット通信における接続性の不確実さのため、サーバー１０４でメータ１０１の検針値を十分に収集・管理できないという課題を有していた。

前記従来の課題を解決するために、本発明では顧客宅側の検針機器に、サーバーに対して所定の間隔でテスト信号を送信するテスト情報通信部を設ける。そして、サーバー側には、このテスト信号の受信を行い、各検針機器毎のテスト信号受信からの経過時間、もしくは、所定時間内のテスト信号の受信の有無を計測するサーバー側テスト情報通信部と、テスト信号受信後の経過時間が所定の時間以上である検針機器、もしくは、所定時間内にテスト信号の受信が無い検針機器を接続状態が不良なものとして検出する非接続機器情報取得部を設ける。これにより、サーバー側でインターネット通信に問題のある検針機器を判定し、管理することができる。

また、あらかじめ定められた検針日時に検針できなかった検針機器を取得する未検針機器取得部を備え、未検針の検針機器とインターネット接続に問題のある検針機器を関連づけて表示する検針機器状態表示部と、未検針機器に対して通信状況が改善されたタイミングで随時検針命令を送信する検針命令送信部を備える。

本発明の検針機器およびサーバーを用いることにより、インターネット通信に問題のある検針機器と、未検針状態である検針機器をサーバー側で一覧表示でき、検針機器の状態をオペレータが容易に把握することができる。これにより、サーバーのオペレータは、未検針の原因を大まかに切り分けることができ、その後の対応が明確になるというメリットがある。

また、検針命令送信部により、未検針機器の通信状態が復旧されたタイミングで、随時検針命令をサーバーから自動的に送信するので、効率良く検針情報を集めることもできる。

第１の発明は、メータに対して通信を行うメータ制御部と、メータ制御部を用いて事前に設定された日時情報にしたがって定期的に検針を行い、検針結果をサーバーへ通知する定期検針部と、サーバーからの検針指示命令にしたがってメータ制御部を制御して検針を行い、検針結果をサーバーへ通知する随時検針部と、サーバーとの通信状況を調べるため、サーバーに対して所定の間隔でテスト信号を通信するテスト情報通信部を備えた検針機器である。テスト信号を定期的にサーバーに送信することにより、サーバー側でインターネット通信に問題のある検針機器を把握することができる。

第２の発明は、複数の検針機器に対してテスト信号の通信を行い、各検針機器毎のテスト信号受信からの経過時間、もしくは、所定時間内のテスト信号受信の有無を計測するサーバー側テスト情報通信部と、計測した経過時間が所定の時間以上である検針機器、もしくは、所定時間内にテスト信号の受信が無い検針機器を接続状態が不良なものとして検出し記憶・管理する非接続機器情報取得部と、顧客情報、検針機器情報、検針日時情報、検針結果情報を関連づけて記憶している顧客情報データベースと、検針機器から検針結果情報の通信を受信し、顧客情報データベースに書き込む検針結果情報受信部と、所定の検針日時を過ぎても、検針結果情報受信部で検針結果情報を受信できなかった検針機器および顧客の情報を顧客情報データベースから検索して取得する未検針機器検出部と、未検針機器検出部での検出結果と、非接続機器情報取得部の取得結果を関連付けて表示させる検針機器状態表示部を備えたサーバーである。検針機器状態表示部により、サーバーのオペレータは、未検針の原因を判断しやすくなる。

第３の発明は、第２の発明において、未検針機器検出部で得られた未検針機器について、サーバー側テスト情報通信部におけるテスト情報通信を監視し、未検針機器からのテスト情報通信があった場合に、検針機器に対して随時検針指示を送信する検針命令送信部を備える。これにより、未検針機器の通信状態が回復したタイミングで、サーバー側から検針命令をタイミングよく送信できる。したがって、通信障害が発生しても、その回復時にサーバーは効率よく検針情報を収集できる。

第４の発明は、第１〜３の発明において、検針機器中のテスト情報通信部とサーバー中のサーバー側テスト情報通信部が通信するテスト信号はＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いる。ＵＤＰを用いることにより、サーバーの負荷が減るという効果がある。

第５の発明は、第１の発明に記載の検針機器の機能の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムである。

第６の発明は、第２、第３のいずれか１つの発明に記載のサーバーの機能の少なくとも一部をコンピュータに実現させるためのプログラムである。

プログラムであるので電気・情報機器、コンピュータ等のハードリソースを協働させて用いて本発明の機能の一部あるいは全部を容易に実現することができる。また、記録媒体に記録したり通信回線を用いてプログラムを配信したりすることでプログラムの配布やインストール作業が簡単にできる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の検針機器１の構成を示した図である。

検針機器１は、インターネットを介したサーバー１０との通信と、メータ７との通信を行うＮＣＵ（Network Control Unit）である。また、メータ７の集中監視に用いられるため、集中伝送盤とも呼ばれる。

図１において、通信部２は宅内の上位通信装置（ＡＤＳＬルータ、ＣＡＴＶモデム、光ファイバーの回線終端装置、メディアコンバータ、ホームＰＮＡ装置、ゲートウェイ、ルータ、スイッチングハブなど）と接続し、インターネットを介してサーバー１０と通信を行う装置である。具体的には、イーサネット（登録商標）に対応し、ＴＣＰ／ＩＰやＵＤＰなどのプロトコルにより上位通信装置を介してインターネットへ接続する。なお、通信部２はＩＥＥＥ８０２．１１などの無線ＬＡＮ通信を行い、無線で上位通信装置に接続しても良い。

テスト情報通信部３は、回線状況（サーバー１０との接続可能性）を調べるために、テスト信号を所定の時間間隔でサーバー１０に向けて送信する。本実施の形態ではテスト信号の通信にＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いる。

随時検針部４は、サーバー１０から送信される検針指示命令にしたがってメータ７の検針を行う。具体的には、サーバー１０から受信した情報にしたがって検針指示命令をメータ制御部６に出力する。また、メータ７からの検針結果をメータ制御部６を介して受信し、検針結果情報としてサーバー１０に返信する。

定期検針部５は、あらかじめ設定された日時（例：毎月１５日の午前０：００など）にメータ７の検針を行う。具体的には、設定日時にメータ制御部６に対して検針指示命令を出力し、メータ７の検針を行い、メータ７から返信される検針結果情報を通信部２を介してサーバー１０へ送信する。

メータ制御部６は無線あるいは有線でメータ７と接続しており、その間で電文の通信を行い、メータ７の検針や制御を行う。一般に、通信部２と上位通信装置の間のＬＡＮ通信と、メータ制御部６とメータ７の間の通信は、通信媒体やプロトコルが異なっている。したがって、検針機器１はプロトコル変換を行うゲートウェイとしても動作する。

なお、本実施の形態では、メータ７としてガスメータを想定して説明を行うが、電力や水道など、他のエネルギーや流体の使用量計測器でも良い。

図２は、本実施の形態のサーバー１０の構成を示したものである。

サーバー１０はインターネットを介して複数の検針機器１と接続し、メータ７の集中監視を行う。

図２において、サーバー通信部１１は、検針機器１からの通信をインターネットを介して受けつける通信装置である。具体的には、バックボーン回線・ＡＤＳＬ回線・光回線などに接続するための回線終端装置、メディアコンバータ、モデム、ルータ、スイッチなどで構成される。

サーバー側テスト情報通信部１２は、検針機器１からのテスト通信（ＵＤＰ）を受信し、必要に応じて応答を返信する。また、各検針機器毎のテスト信号受信からの経過時間、もしくは、所定時間内のテスト信号の受信の有無を計測する。

非接続機器情報取得部１３は、サーバー側テスト情報通信部１２で得られたテスト信号受信後の経過時間やテスト情報の有無から検針機器１がサーバー１０に通信可能かどうかを判断し、接続状態に問題のある機器（非接続機器）の情報を管理する。

検針結果情報受信部１４は、検針機器１から送信される検針結果情報をサーバー通信部１１を介して受信し、顧客情報データベース１５に書き込む。

顧客情報データベース１５は、顧客情報（ユーザ情報）、検針機器情報、検針日時情報、検針結果情報（検針値）を関連づけて記憶・管理している。なお、顧客情報データベース１５中には、上記データだけでなくメータ情報、検針履歴情報、遮断・復帰などの制御情報などをあわせて記憶・管理しても良い。通常、顧客情報データベース１５はリレーショナルデータベースが用いられ、各項目は表形式のデータ構造で関連付けられる。

未検針機器検出部１６は、顧客情報データベース１５を検索して、あらかじめ設定した検針日時を過ぎても検針結果情報を受信できなかった検針機器１および顧客の情報を取得・管理する。

検針機器状態表示部１７は、未検針機器検出部１６で得られた未検針の検針機器１の情報と、非接続機器情報取得部１３で得られた非接続状態の検針機器１の情報を関連付けて表示する。

検針命令送信部１８は、未検針機器検出部１６で得られた未検針の検針機器１について、サーバー側テスト情報通信部１２におけるテスト情報通信を監視し、未検針機器からのテスト情報通信があった場合に、検針機器に対して随時検針指示を送信する。

以上のように構成された検針機器１とサーバー１０の動作を、図３〜４のフローチャートにより説明する。図３は、検針機器１の動作を示したフローチャート図である。

（ステップＡ１）検針機器１のテスト情報通信部３は、前回のテスト信号送信から所定時間が経過したかどうかを判断する。検針機器１の起動時は、前回のテスト信号送信が無いので、その場合は所定時間が経過しているものと判断する。所定時間が経過したと判断した場合はステップＡ２へ進み、そうでなければステップＡ３へ進む。

なお、この所定時間はテスト情報通信部３に固定的に設定されている値でも良いし、また、通信状態や設定に応じて変更できるようにしても良い。なお、本実施の形態では固定の値とし、例えば、１０分などに設定している。

（ステップＡ２）テスト情報通信部３は、前回のテスト信号送信から所定時間以上経過しているので、テスト信号をサーバー１０に向けて送信する。このテスト信号はＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いて通信を行う。

一般に、インターネットの通信はＴＣＰを用いることが多い。ＴＣＰプロトコルには再送制御などの複雑な通信手順があり、データを通信先に確実に届けるような制御を行う。しかし、テスト通信のような、短時間で繰り返しサーバーへ送信する情報については、すべての情報をＴＣＰプロトコルで送信すると、サーバー側の負荷が大きくなり、多くの検針機器１からの通信を同時にひとつのサーバーで受信できないという課題がある。

一方、ＵＤＰは再送制御などが無いシンプルな通信手順であるため、本実施の形態のようにテスト通信にＵＤＰを用いた場合、ＴＣＰを用いるよりもより多くの検針機器１がサーバー１０と通信可能になるというメリットがある。なお、テスト信号には、機器コードなどの検針機器１毎にユニークな情報を含める必要がある。

（ステップＡ３）随時検針部４は、サーバー１０からの検針指示命令を受信したかどうかを判断する。受信していればステップＡ４へ進み、そうでなければステップＡ６へ進む。

（ステップＡ４）随時検針部４は、サーバー１０から受信した検針指示命令の電文を解析して、メータ制御部６に対して検針指示を出力する。メータ制御部６は、メータ７と有線もしくは無線で通信を行い、随時検針部４からの指示にしたがってメータ７を制御して検針結果情報を取得する。

（ステップＡ５）取得した検針結果情報は、メータ制御部６から随時検針部４に出力される。随時検針部４は通信部２を制御して、この検針結果情報をサーバー１０へインターネットを介して送信する。

（ステップＡ６）定期検針部５は、現在日時があらかじめ設定された定期検針日時に達したかどうかを判断する。ここでの定期検針日時とは、例えば「毎月１５日 午前０：００」などの、周期的な設定のことを意味する。現在日時が定期検針日時に達していればステップＡ７に進み、そうでなければステップＡ１に戻り、最初から動作を繰り返す。

（ステップＡ７）定期検針部５は、検針指示をメータ制御部６に出力する。メータ制御部６は、ステップＡ４と同様に通信によりメータ７を制御し検針結果情報を得る。

（ステップＡ８）メータ制御部６で得た検針結果情報は、定期検針部５に出力される。定期検針部５は通信部２を制御して、この検針結果情報をインターネットを介してサーバー１０へ送信する。送信後はステップＡ１に戻り、最初からの動作を繰り返す。

以上のような動作により、検針機器１は、（１）サーバー１０に対するテスト情報の通信、（２）サーバー１０からの検針指示命令に基づく随時検針、（３）あらかじめ定められた日時に実施する定期検針を行う。検針結果は、いずれもサーバー１０へ送信される。

次に、図４のフローチャートを用いて、サーバー１０が検針機器１からのデータ受信を行う時の動作を説明する。

（ステップＢ１）サーバー通信部１１は、検針機器１からの通信の受信待ち受けを行う。

（ステップＢ２）サーバー通信部１１は、検針機器１から受信した信号の種類に応じて、処理を分岐させる。具体的には、受信した電文の内容や、プロトコル種別（ＴＣＰ、ＵＤＰ）などに基づいて処理を振り分ける。テスト情報を受信した場合はステップＢ４へ、メータ７の検針結果情報に関する電文を受信した場合はステップＢ３へ進み、何も受信しない場合はステップＢ５へ進む。

（ステップＢ３）サーバー通信部１１で検針結果情報の通知電文を受信した場合、サーバー通信部１１は、検針結果情報受信部１４に情報を出力する。検針結果情報受信部１４は、サーバー通信部１１を介して検針機器１に対して応答を返すと伴に、検針結果情報を顧客情報データベース１５に記憶させる。

（ステップＢ４）サーバー通信部１１でテスト情報（ＵＤＰ）を受信した場合、サーバー通信部１１は、サーバー側テスト情報通信部１２に情報を出力する。サーバー側テスト情報通信部１２は、検針機器１毎（機器コード毎）にテスト情報の受信日時の記憶・管理を行う。なお、サーバー側テスト情報通信部１２での記憶・管理は、最新（最終）のテスト情報の受信日時だけでも良い。

（ステップＢ５）サーバー通信部１１で何も受信できなかった場合、サーバー側テスト情報通信部１２は、すべての検針機器１それぞれについて、前回のテスト情報の受信時刻（最終アクセス時刻）から現時刻までの経過時間を計算する。計算した経過時間は非接続機器情報取得部１３に出力する。

（ステップＢ６）非接続機器情報取得部１３は、計算した経過時間が所定時間を越えている検針機器１を、サーバー１０との通信がうまく行っていない非接続機器と判定し、その情報を記憶・管理する。所定時間としては、テスト信号の送信間隔に等しいか、それより大きな値を設定する（例えば３０分）。

ここで、非接続機器とは、検針機器１が何らかの理由のためサーバー１０に接続できない状態や、検針機器１自体の電源が落ちていて通信ができない状態、もしくは極めて通信状態の悪い状態にある検針機器を意味している。検針機器１がサーバー１０に接続できない理由は、宅内のＬＡＮケーブルが検針機器１から抜けている場合、ＡＤＳＬモデムなどの上位通信装置の電源が落ちている場合、ＩＳＰがトラブルで不通の場合など、様々な理由が考えられる。

非接続機器情報取得部１３は、非接続機器と判定した検針機器１の情報を、検針機器状態表示部１７に表示させる。図５に表示例を示す。この図では、顧客毎（検針機器毎）に検針状況と接続状況を関連づけて表示している。「接続状況」のカラムに「×」と表示しているのが非接続機器である。「○」と表示しているのは、テスト信号を受信できた検針機器である。

なお、図５の表示例では、「○」「×」の２種類の情報しか示していないが、検針機器１毎に最終アクセス時刻、過去のテスト通信の履歴情報などをあわせて表示させても良い。この表示により、サーバー１０のオペレータは検針機器１の通信可能性に関する情報を得ることができる。

なお、ここでは、非接続機器の判定にテスト信号受信からの経過時間を利用したが、所定時間内におけるテスト信号の受信の有無でも良い。

（ステップＢ７）未検針機器検出部１６は、顧客情報データベース１５を検索して、あらかじめ設定された定期検針日時を超えているにもかかわらず、検針情報を受信していない検針機器１の情報を取得する。未検針機器検出部１６は、取得した未検針機器１の情報（機器コード、対応する顧客コード、顧客名など）を、検針機器状態表示部１７に表示させる（図５）。図５では、検針結果を受信した検針機器１（顧客）には、「検針状況」のカラムに「○」と表示し、検針結果を受信していない検針機器１には「×」を表示している。また、接続状況と検針状況を関連づけて同時に表示することにより、オペレータは検針失敗が接続状況に起因するかどうかを即時に判断することができる。

（ステップＢ８）検針命令送信部１８は、未検針機器検出部１６から未検針機器に関する情報を取得する。そして、サーバー側テスト情報通信部１２にアクセスして未検針機器に関するテスト通信の通信状況を監視する。未検針機器のテスト通信の再開を検出した時、検針命令送信部１８は、その検針機器１に対して随時検針命令を送信する。

検針機器１は随時検針指示の命令を受信すると、随時検針部４によりメータ７の検針を行い、検針結果情報をサーバー１０に返信する。この情報を検針結果情報受信部１４が受信することにより（ステップＢ３）、サーバー１０側で未検針状態であった検針機器１に対して検針データを取得でき、検針済み状態へ遷移する。ステップＢ８の終了後はステップＢ１へ戻り、上述した動作を繰り返す。

検針機器１からの検針結果情報をインターネットを用いてサーバー１０で収集を行う場合、通信経路上の機器や回線などのさまざまな障害や遅延などにより、通信が一時的にできなくなる場合がある。定期検針結果の通信時に、このような通信障害が発生するとサーバー１０では、検針データの収集ができない。

本実施の形態は、テスト情報の通信を定期的に行うことにより、検針機器１とサーバー１０の接続状況（通信状況）を常時監視する。これにより、定期検針時に通信がうまくいかなくても、障害が復旧した時点で、検針命令送信部１８がテスト通信が再開された時を検出でき、その時点で自動的に随時検針命令を検針機器１に送信する。このシステムにより効率的に検針情報を収集することができる。

なお、テスト情報通信部３は定期的にテスト情報を送信するとしたが、一定間隔でなく、通信状況や上位通信装置の機種などに応じて変化するようにしても良い。さらに、テスト情報は、繰り返し送信する種類の情報であれば何でもよく、検針機器１の他の定期通信をテスト情報の代わりに用いても良い。また、サーバー側テスト情報通信部１２は、テスト信号受信からの経過時間を計測するとしたが、所定時間内におけるテスト信号の受信の有無だけでも良い。この場合、非接続機器情報取得部１３は所定時間内に受信の無い検針機器１を非接続と判定する。

なお、本実施の形態で説明した手段は、ＣＰＵ（またはマイコン）、ＲＡＭ、ＲＯＭ、記憶・記録装置、Ｉ／Ｏなどを備えた電気・情報機器、コンピュータ、サーバー等のハードリソースを協働させるプログラムの形態で実施してもよい。プログラムの形態であれば、磁気メディアや光メディアなどの記録媒体に記録したりインターネットなどの通信回線を用いて配信することで新しい機能の配布・更新やそのインストール作業が簡単にできる。

以上のように、本発明にかかる検針機器、サーバーおよびそのプログラムは検針機器の通信可能性をサーバー側で管理でき、効率的な検針データ収集が可能になる。これは、メータの集中監視だけでなく、他の監視システムや、センサー機器などにも適用できる。

本実施の形態１における検針機器の構成を示す図 本実施の形態１におけるサーバーの構成を示す図 本実施の形態１の検針機器動作を示すフローチャート 本実施の形態１のサーバー動作を示すフローチャート 本実施の形態１の検針機器状態表示部１７の表示例を示す図 従来の構成を示す図

符号の説明

１ 検針機器
２ 通信部
３ テスト情報通信部
４ 随時検針部
５ 定期検針部
６ メータ制御部
７ メータ
１０ サーバー
１１ サーバー通信部
１２ サーバー側テスト情報通信部
１３ 非接続機器情報取得部
１４ 検針結果情報受信部
１５ 顧客情報データベース
１６ 未検針機器検出部
１７ 検針機器状態表示部
１８ 検針命令送信部

Claims (2)

1. 複数の検針機器とテスト信号の通信をインターネットを介して行い、各検針機器毎のテスト信号受信からの経過時間、もしくは、所定時間内のテスト信号受信の有無を計測するサーバー側テスト情報通信部と、
   前記経過時間が所定の時間以上である検針機器、もしくは、所定時間内にテスト信号受信が無い検針機器を接続状態が不良なものとして検出し記憶・管理する非接続機器情報取得部と、
   顧客情報、検針機器情報、検針日時情報、検針結果情報を関連づけて記憶している顧客情報データベースと、
   検針機器から検針結果情報の通信を受信して前記顧客情報データベースに書き込む検針結果情報受信部と、
   所定の検針日時を過ぎても前記検針結果情報受信部で検針結果情報を受信できなかった検針機器の情報を前記顧客情報データベースから検索して取得する未検針機器検出部と、
   前記未検針機器検出部での検出結果と、前記非接続機器情報取得部の取得結果を関連付けて表示させる検針機器状態表示部と、
   前記検針結果情報受信部で検針結果情報を受信できなかった未検針機器に対して前記サーバー側テスト情報通信部はテスト情報通信を監視し、前記未検針機器からのテスト情報通信があった場合に、前記未検針機器に対して随時検針指示を送信する検針命令送信部と、を備えたサーバー。
2. 検針機器中のテスト情報通信部とサーバー中のサーバー側テスト情報通信部が通信するテスト信号は、ＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を用いることを特徴とする請求項１記載のサーバー。

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