JP4748636B2 - 流体使用量表示システム - Google Patents

Description

本発明は、ガス、水道などの流体が供給される住宅などの流体消費地において、消費者が流量計から離れた宅内などにおいて容易に水やガスなどの流量の使用状況を監視可能な流体使用量表示システムに関するものである。特に、本発明は、既設のガスメータ、機械式水道メータなどの流量計をそのまま利用して、流量の使用状況を監視可能な流体使用量表示システムに関するものである。

ガス、水道などの流体を使用する一般住宅などで、使用者がガスメータ、水道メータなどから離れた宅内などで流体の使用量を監視するためには、ガスメータ、水道メータとして電子式メータを用い、電子式メータから引き出した配線を宅内に設置した表示装置に接続し、表示装置に流体使用量などを表示させるようにしている。

しかしながら、既設のメータが機械式の場合には、電子式のメータのように流量変化をパルス信号として取り出すことができない。よって、メータから離れた宅内などで使用流量などを監視するシステムを構築するためには、機械式メータを電子式のメータに交換しなければならない。また、電子式のメータが設置している場合においても、そこから宅内などの離れた場所に設置された表示装置まで配線を引き回すことが困難な場合がある。

本発明の課題は、既設のメータを利用してメータから離れた場所に設置した表示装置により流体使用量を監視可能な流体使用量表示システムを提案することにある。

また、本発明の課題は、メータからの配線引き回しを必要とすることなくメータから離れた場所に設置した表示装置により流体使用量を監視可能な流体使用量表示システムを提案することにある。

本発明の流体使用量表示システムは、
流量メータに着脱可能に取り付けて、水道水、ガスなどの流体の流量に対応したパルス信号を発生するパルス発生器と、
前記パルス信号のパルス数を単位時間毎に積算し、積算パルス数を含むデータを単位時間毎に無線送信する無線子機と、
前記無線子機から発信される前記積算パルス数を受信し、受信時刻と共に記憶し、受信した積算パルス数を単位時間当たりの積算流量に変換して表示する表示装置と、
を有していることを特徴としている。

ここで、前記無線子機はメータに配線接続されるので一般にメータに近い位置に設置され、メータ設置場所は商用電源が利用できない場合が多い。したがって、本発明では、前記無線子機は電池電源を備えており、前記パルス発生器には前記無線子機から駆動電力が供給される。これに対して、前記表示装置は宅内などに設置されるので、一般に商用電源を利用可能な場所である。したがって、本発明では、前記表示装置は商用電源を駆動源としている。

また、本発明では、無線子機の省電力化を図るために、換言すると、電池電源の電力消費量を抑制するために、前記無線子機は所定時間毎に無線通信動作が起動されて前記表示装置に対して積算パルス数を無線送信し、前記積算パルス数が零の場合には無線通信動作を起動しないようにしている。常に無線待ち受け状態（無線通信状態）に保持する場合などに比べて省電力化を達成できる。さらに、通信が確実に行われたことを確認するために、前記表示装置は前記無線子機から前記積算パルス数を受信すると、受信確認信号を当該無線子機に返信し、前記無線子機は前記受信確認信号を受信すると無線動作を停止する。

ここで、通信エラーが発生すると送信すべき積算パルス数に相当する積算流量が加算されないことになってしまう。したがって、前記無線子機は、前記積算パルス数を送信した後に所定期間内に前記受信確認信号を受信しない場合には無線通信エラーが発生したものと判断し、次回の無線通信時において送信されなかった前記積算パルス数を加算した積算パルス数を送信すればよい。

また、通信エラーの発生状況を表示装置において表示できるようにするために、前記無線子機は、前記無線通信エラーの連続発生回数を計数し、前記無線通信エラー発生後の無線通信時には前記積算パルス数と共に前記連続発生回数も送信し、前記表示装置が、受信した前記連続発生回数を表示するように構成すればよい。

さらに、無線子機からの積算パルス数を表示装置が受信したにも拘わらず、表示装置からの受信確認信号を無線子機が受信できない場合にも通信エラーが発生する。このような通信エラーを防止するためには、前記表示装置は、前記受信確認信号を、前記無線子機による前記積算パルス数の連送回数よりも多い回数で連送する連送方式により返信して、前記無線子機の側で確実に受信確認信号を受信できるようにすることが望ましい。

また、受信確認信号を無線子機が受信できない場合には、積算パルス数は表示装置が受信している。従って、かかる通信エラーが発生した次の通信タイミングで前回の積算パルス数を加算して送信すると、表示装置の側で二重に積算パルス数を加算してしまう。この弊害を回避するために、前記表示装置は、前記無線子機との通信間隔、受信時間および前記無線通信エラーの連続発生回数から、次式が成立する場合には、積算パルス数が二重加算されたものと判断して、今回受信した積算パルス数から前回受信した積算パルス数を減算して、積算流量の算出および／または表示を行うようにすればよい。
（今回受信時刻−前回受信時刻）
−（今回通信エラー回数−前回通信エラー回数）×通信間隔
＝０

次に、前記表示装置は、積算パルス数を流量換算用のパルスレートと共に記憶保持することが望ましい。

また、前記表示装置は、前記無線子機と無線通信していることを表す通信マークを一定期間表示することが望ましい。通信マークを表示することで、微量なガスや水の使用によりパルスは検出したけれども、表示されている料金や使用量が変化しないような場合でも、使用者が無線通信していることを確認できる。

さらに、前記表示装置は、バックアップ電池電源を有し、停電時には前記バックアップ電池電源で動作を行い、停電であることを示すために表示を消し、前記バックアップ電池電源を所定時間使用した後あるいは当該電池容量が所定値以下になった後は、前記無線子機との無線通信動作を停止することが望ましい。

また、前記表示装置は、前記無線子機から２４時間連続して積算パルス数を受信した場合には、漏水または漏洩警告を表示することが望ましい。

本発明の流体使用量表示システムでは、既設のメータにパルス発生器を取り付け、パルス発生器に接続された無線子機から流量データを示す積算パルス数を含むデータを表示装置に無線送信する。表示装置では、受信した積算パルス数から流体使用量を算出して表示する。既設のメータが流量に比例したパルス出力機能を有しないメータであってもパルス出力機能を有するメータに交換することなく流量に対応するパルス信号を発生させることができるので、メータから離れた宅内などに取り付けた表示装置にガス、水道などの流体の使用量を簡単に表示できる。また、メータに取り付けたパルス発生器に接続した無線子機と表示装置は無線通信を行うので、これらの間に信号配線を引き回す必要がない。よって、表示装置の設置場所に制約がなく、希望の場所において流体使用量、料金などを確認できる。

また、本発明の表示装置では、積算パルス数から流量を算出するためのパルスレートを設定可能とし、および／または、パルスレートの自動認識可能としてある。この構成によれば、異なる種類のメータから得られるパルスに基づき正確に流量を算出できる。また、使用者がメータの機種が分からない場合においても自動認識によりパルスレートを設定できる。

さらに、本発明では、商用電源を利用できない場所に設置される無線子機の電源を電池電源とし、表示装置との無線通信を間欠的な通信方式とし、また、積算パルス数が零の場合には通信を行わないようにしている。したがって、無線子機の省電力化を実現でき、表示の更新間隔を短くしたい場合、すなわち無線の通信間隔を短くする場合においても、電池電源の寿命を延ばすことができる。

一方、本発明では、無線子機と表示装置の間の無線通信エラーが発生した場合には、送信すべき積算パルス数を次の通信時に送るようにしている。また、表示装置からの受信確認信号を無線子機が受信できないことに起因する通信エラー時には、積算パルス数の二重加算を回避できるようにしている。したがって、本発明によれば、無線通信により、積算パルス数を正確に表示装置に送信できるので、正確な流体使用量、それに基づき算出し正確な使用料金などを表示できる。

次に、本発明の表示装置では、無線子機との無線通信時には通信マークを表示し、また、２４時間連続して積算パルス数を受信した場合には漏水あるいは漏洩が発生した旨の警告を表示するようにしている。したがって、ガスや水の使用者にとっては、表示内容からシステムの動作状態や、ガスや水の供給状況を確認し易いという利点がある。

以下に図面を参照して、本発明を適用した流体使用量表示システムの実施の形態を説明する。

（全体構成）
図１は本発明を適用した流体使用量表示システムの全体構成を示す概略構成図である。流体使用量表示システム１は、一般家庭などのガス、水道などの流体の使用量を表示するものであり、本例では、水道設備２における水の使用量を表示するために用いている。本例の流体使用量表示システム１は、主水管２０に取り付けた水道メータ２２と、主水管２０から分岐している分岐管２３に取り付けた各水栓２１で使用される水量を計測する水道メータ２２に取り付けたパルス発生器３と、パルス発生器から出力されるパルス信号を単位時間毎に積算した積算パルス数を含むデータを無線送信する無線子機４と、無線子機４からのデータを受信して受信時刻と共に記憶し、積算パルス数を使用流量に変換して表示する表示装置５とを有している。なお、表示装置５は、水道、ガス双方の使用量を表示することも可能であり、この場合には、無線子機４はガスメータと水道メータのそれぞれに接続される。

パルス発生器３は、筒状ケース３１と、筒状ケース３１に内蔵された受発光素子３２を備えている。筒状ケース３１は、受発光素子３２が水道メータ２２の表示部に配置されているパイロットに光を照射し、パイロットで反射した光を受光できる位置に取付金具３３によって固定されている。また、筒状ケース３１は、無線子機４との間がケーブル３４で接続されている。

なお、本発明をガスの使用量表示システムに適用する場合には、パルス発生器３として、ガスメータのカウンタ部における回転ドラムに施された銀線の回転を検出してパルスを発生するものを用いればよい。

無線子機４は、防水ケース４１と、この防水ケース４１の表面に形成されたスイッチ４２を備えている。スイッチ４２は、無線子機４と表示装置５の間のテスト通信を開始するためのものである。表示装置５は、本体ケース５１と、本体ケース５１の表面に形成された液晶画面５２および操作スイッチ５３と、本体ケース５１から延びる電源コード５４を備えている。液晶画面５２に水道の使用量等が表示され、操作スイッチ５３によって表示装置５の設定および表示内容の切り替えが可能である。

（無線子機および表示装置）
図２は、本例の流体使用量表示システムの回路構成を示す概略ブロック図である。図２を参照して、無線子機４および表示装置５についてさらに説明する
無線子機４は、マイクロコンピュータから構成される制御部４３と、水道メータ２２に取り付けたパルス発生器３の受発光素子３２からのパルス信号を取込むためのパルス信号受信部４４と、表示装置５と無線通信を行うための送受信部４５と、表示装置５との無線通信が失敗した場合に通信エラーデータを記憶する通信エラー記憶部４６１を含む記憶部４６と、電源としての電池４７とを備えている。電池４７は、パルス発生器３にも電力を供給している。制御部４３は、パルス信号受信部４４で受信されたパルス信号を積算するパルス積算部４３１と、送受信部４５を所定の間隔で起動させ、通信を行うようにする間欠通信制御部４３２と、スイッチ４２の操作によって表示装置５との間でテスト通信を行うテスト通信部４３３を備えている。

表示装置５は、マイクロコンピュータから構成される制御部５５と、無線子機４との間で無線通信を行う送受信部５６と、液晶画面５２を備えた表示部５７と、操作スイッチ５３を備えた操作部５８と、記憶部５９と、商用電源に接続される電源コード５４を備えた電源部６０とを有している。電源部６０は、通常は商用電源から表示装置５に電力を供給する電源制御部６１と、停電時に電源制御部６１によって商用電源から切り換えられるバックアップ電池６２とを備えている。

制御部５５は、送受信部５６で受信される無線子機４からのパルスデータを前回の受信データと比較する受信データ監視部５５１と、パルスデータにパルスレートを掛けて水の使用量を算出する使用量算出部５５２と、水道メータ２２のパルスレートを算出するための新規パルスレート算出部５５３と、水の使用量から水道料金を算出するための料金算出部５５４とを備えている。記憶部５９には、種類の異なる複数の水道メータ２２に対応した複数のパルスレートを記憶しているパルスレート記憶部５９１と、無線子機４から受信したパルスデータを受信時刻と共に記憶している受信データ記憶部５９２と、無線子機４との無線通信テスト用のテストデータを記憶しているテストデータ記憶部５９３と、水道の料金表を記憶している料金表記憶部５９４を有している。

（無線子機と表示装置の通信動作）
このように構成された流体使用量表示システム１において無線子機４と表示装置５の無線通信は、無線子機４の起動による間欠通信により行われる。

図３は、無線子機４と表示装置５の通信手順の説明図である。この図に示すように、無線子機４は、時点Ｔ１において、送受信部４５が間欠通信制御部４３２により起動状態になると、パルス積算部４３１に積算されたパルス信号の積算値であるパルスデータを表示装置５に送信する。表示装置５は、商用電源により送受信部５６が連続運転され、受信状態になっており、無線子機４からのパルスデータを受信すると、無線子機４に受信確認信号を返信する。無線子機４は、受信確認信号を受信すると、送受信部４５を休止状態とする（時点Ｔ２の状態）。

ここで、無線子機４では、間欠通信制御部４５が所定の間隔、例えば、一分間隔で送受信部４５を起動させる。但し、送信タイミングにおいて、パルス積算部４３１にパルスデータがない場合は、時点Ｔ３のように、送受信部４５を起動させない。

次の送信タイミングの時点Ｔ４では、無線子機４は、パルス積算部４３１にパルスデータがあるので、送受信部４５が起動状態になって表示装置５にパルスデータを送信する。表示装置５からの受信確認信号を受信すると、無線子機４の送受信部４５は次の送信タイミングまで休止状態となる。

このように無線子機４と表示装置５との通信は、無線子機４の起動による間欠通信で行われ、無線子機４に送信するパルスデータがない場合に無線子機４が起動しない。従って、無線子機４は、電力消費が大きな無線動作時間を短くできるので、電池４７の消耗を抑えられる。また、パルス発生器３はメータの指示部に取り付けられるため小型であることが望ましい。さらに、無線子機４の電池４７は、パルス発生器３の電源としても用いられているので、パルス発生器３に電源を搭載する必要が無く小型化できる。また、パルス発生器３では、出力するパルス信号のパルス幅が長いと電池４７の電力消費を大きくしてしまうので、パルス幅が数ｍｓと短いワンショットパルスでパルス信号を出力して電池４７の消耗を抑えている。

（通信エラー処理）
次に、無線子機４と表示装置５との間に通信エラーが発生した場合について説明する。

無線子機４では、表示装置５にパルスデータを送信した後に一定時間以内に表示装置５からの受信確認信号が受信されないと、表示装置５でパルスデータを受信できないとして通信エラーであると判断して送受信部４５を休止状態とする。通信エラーとなったパルスデータは、無線子機４の通信エラー記憶部４６１に一時的に記憶され、次回の送信タイミングにパルス積算部４３１においてパルスデータがあれば、そこに加算されて表示装置５に送信される。次回の送信タイミングにパルス積算部４３１にパルスデータがない場合は、通信エラーとなったパルスデータのみを表示装置５に再送信する。この再送信は、電池４７の消耗を抑えるため所定の回数で行い、例えば、最大５回行う。また、通信エラーとなった場合には、エラー回数も通信エラー記憶部４６１に一時的に記憶され、通信エラーとなったパルスデータとともに表示装置５に送信される。通信エラー記憶部４６１に一時的に記憶されたパルスデータおよびエラー回数は、表示装置５からの受信確認信号を無線子機４が受信して通信が成功した場合にクリアされる。このように通信エラーとなったパルスデータを再送信することにより、表示装置５では、通信エラーとなったパルスデータを次回の通信時に受信できる。

ここで、通信エラーとしては、表示装置５が無線子機４からのパルスデータを受信して受信確認信号を送信しているにもかかわらず、受信確認信号を無線子機４が受信できない場合もある。この場合、無線子機４では、受信確認信号を受信していないので、次回の通信タイミングにおいて表示装置５で受信されている前回のパルスデータを再送信する。そうすると、表示装置５は、前回のパルスデータを二重に受信してしまう。このため、表示装置５では、受信データを受信データ監視部５５１で監視して、前回のパルスデータを二重に加算しないようにしている。また、無線子機４から送信されるパルスデータには、水道メータから得られたパルス数、通信間隔、エラー回数が含まれている。受信データ監視部５５１では、今回の受信時刻Ａ、前回の受信時刻Ｂ、今回のエラー回数Ｃ、前回のエラー回数Ｄ、通信間隔Ｅとした場合、下式（１）が成立した場合、パルスデータに重複があるとして、今回受信したパルス数から前回受信したパルス数を引いてパルス積算値を算出するようにしている。

（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）×Ｅ＝０ （１）
例えば、１６時４２分から１６時４３分まで１分おきに通信が行われ、以下のパルス数が無線子機４で積算されたとする。

１６時４１分には、１パルス積算された。
１６時４２分には、５パルス積算された。
１６時４３分には、３パルス積算された。
１６時４４分には、２パルス積算された。

従って、受信時刻１６時４１分から１６時４４分では、１６時４４分に表示装置５に合計で１１パルス積算されていることになる。また、通信間隔は１分である。

まず、すべての通信が成功している場合を説明する。表示装置５は、１６時４４分にパルスデータを受信すると、受信データ監視部５５１において、上式（１）に、今回の受信時刻Ａの１６時４４分、前回の受信時刻Ｂの１６時４３分と、前回のエラー回数Ｃと、今回のエラー回数Ｄと、通信間隔Ｅを代入する。前回のエラー回数Ｃは、前回の受信時刻１６時４３分において、その前の受信時刻１６時４２分は通信が成功しているので、０となる。今回のエラー回数Ｄは、前回の受信時刻１６時４３分の通信が成功しているので０となる。また、通信間隔は１分であるのでＥは１となる。

従って、式（１）の左辺は、
（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）×Ｅ＝（１６：４３−１６：４２）−（０−０）×１＝１
となり、式（１）が成立しない。この結果、表示装置５では、重複データがないと判定し、１６時４３分までの積算値の合計９パルスに今回の２パルス加えて積算値の合計を１１にする。

次に、１６時４１分、１６時４２分の通信が成功し、１６時４３分の通信が失敗した場合について説明する。ここで、１６時４３分の通信エラーには、表示装置５でパルスデータが受信されず、表示装置５から受信確認信号が送信されないため、無線子機４が受信確認信号を受信できない場合と、表示装置５でパルスデータが受信して受信確認信号を送信しても、受信確認信号が無線子機４に届かないため、無線子機４が受信確認信号を受信できない場合がある。

まず、１６時４３分の通信において、表示装置５でパルスデータが受信されず、表示装置５から受信確認信号が送信されないため、受信確認信号を無線子機４が受信できない通信エラーの場合を説明する。

この場合は、無線子機４は、今回の受信時刻Ａの１６時４４分には、今回のパルスデータとして２パルスと、１６時４３分に通信エラーとなった３パルスとを合わせた５パルスを送信する。今回のエラー回数Ｃは、１６時４３分の１回となる。

また、表示装置５では、１６時４３分にパルスデータを受信していないので、前回の受信時刻Ｂは１６時４２分となる。この前回の受信時刻において、１６時４１分の通信は成功しているので、前回の通信エラー回数Ｄは０となる。また、通信間隔は１分であるのでＥは１となる。

式（１）の左辺を求めると、
（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）×Ｅ＝（１６：４４−１６：４２）−（１−０）×１＝１
となって式（１）が成立しない。この結果、表示装置５では、重複データがないと判定し、１６時４２分までの積算値の合計６パルスに今回の５パルス加えて積算値の合計を１１にする。

次に、１６時４３分の通信において、表示装置５でパルスデータが受信され、表示装置５から受信確認信号が送信されても、受信確認信号が無線子機４に届かないため、受信確認信号を無線子機４が受信できない通信エラーの場合を説明する。

この場合も、無線子機４は、通信エラーとして、今回の受信時刻Ａの１６時４４分には、今回のパルスデータとしての２パルスと、１６時４３分に通信エラーとなった３パルスを合わせた５パルスを送信する。今回のエラー回数Ｃは、１６時４３分の１回となる。

また、表示装置５では、１６時４３分にパルスを受信しているので、前回の受信時刻Ｂは１６時４３分となる。この前回の受信時刻において、１６時４２分の通信は成功しているので、前回のエラー回数Ｄは０となる。また、通信間隔は１分であるのでＥは１となる。

式（１）の左辺を求めると、
（Ａ−Ｂ）−（Ｃ−Ｄ）×Ｅ＝（１６：４３−１６：４２）−（１−０）×１＝０
となり、式（１）が成立する。この結果、今回受信したパルス数が前回受信したパルス数と重複していることが判定する。パルス数の重複が判定されると、表示装置５では、今回受信したパルス数の５から前回受信したパルス数の３を引いたパルス数２と、１６時４３分までの積算値の合計９パルスとを合計して積算値の合計を１１にする。

このように表示装置５では、無線子機４からの受信データについて前回の受信データとの重複を判別することにより、無線子機４からのパルス数を重複して積算することを防止している。

ここで、無線通信時のデータ送信では、同じデータを連続で送信する連送方式を取っている。本形態では、表示装置５からの受信確認信号が無線子機４で確実に受信されるように、表示装置５から無線子機４に送る受信確認信号の連送回数を無線子機４が表示装置５に送るパルスデータの連送回数の３倍にしている。

（通信テストモード）
また、無線子機４と表示装置５は、それぞれを設置した時に通信状態を確認するための通信テストモードを備えている。図４は、無線子機４と表示装置５の通信テストモードの説明図である。

図４に示すように、無線子機４では、スイッチ４２を操作して通信テストモードを開始すると、送受信部４５が起動して表示装置５にテストモード開始を送信する（期間Ｔ１１）。この際、無線子機４から表示装置５へのパルスデータ送信は停止した状態となり、パルス発生器３からのパルスは、無線子機４のパルス信号積算部４３１に積算されている。

次の期間Ｔ１２において、表示装置５は、記憶部５３のテストデータ記憶部に記憶されたテストデータを所定の回数、例えば、２０回連続で無線子機４に送信する。テストデータには、送信順番号が付加されている。無線子機４は、テストデータを受信した回数をカウントする。無線子機４は、２０番目のテストデータを受信するか、通信テストが開始されてから一定時間後に送信状態に切り換わる。

次の期間Ｔ１３において、送信状態に切り換わった無線子機４は、表示装置５に対してテストデータを所定の回数、例えば、２０回連続で表示装置５に送信する。このテストデータには、送信順番号と、表示装置５から送信されたテストデータを受信した回数も付加されている。表示装置５は、無線子機４からのテストデータを受信した場合に受信した回数をカウントする。また、データ中の無線子機４が表示装置５からのテストデータを受信した回数を記憶部５９に保持する。表示装置５が２０番目のデータを受信するか、受信開始から一定時間後にテストモードが終了する。表示装置５では、通信テスト結果から通信成功率を算出して液晶画面５２に表示する。また、無線子機４は、２０番目のデータを送信すると、テストモードから通常動作に戻り、表示装置５へのパルスデータの送信を再開する。

（パルスレートの設定動作）
表示装置５は、無線子機４から得られるパルス数から水道の使用量を制御部５５の使用量算出部５５２で算出し、液晶画面５２に表示する。

使用量算出部５５２では、無線子機４からのパルス数に水道使用量を算出するためのパルスレートを乗じて水道の使用量を算出する。パルスレートは水道メータ２２の種類によって異なるため、無線子機４の記憶部５９におけるパルスレート記憶部５９１には、多数の水道メータの種類を示す個別番号と、それに対応したパルスレートが記憶されている。パルスレートは、無線子機４、表示装置５を設置した際に、表示装置５の操作スイッチ５３を操作して、表示装置５の取扱説明書等に表示されている水道メータ２２の個別番号を入力することにより設定する。例えば、図５に示すように、表示装置５の液晶画面５２に水道メータの個別番号、「０１」を表示させて入力すると、パルスレートの設定ができる。

また、パルスレート記憶部５９１における水道メータの個別番号とパルスレートは、パソコンなどのデータ処理装置で表示装置５と通信することにより新規追加、修正が可能である。

また、水道メータ２２は、種類が多く、新機種も増えていくことから、パルスレートを設定する際にメータの機種がわからないこともある。そこで、本形態では、パルスレートの自動認識モードを備えている。図６は、流体使用量表示システム１におけるパルスレートの自動認識モードを示す説明図である。

この自動認識モードは、ペットボトルや計量カップなどの一定の水を入れられる容器を用意し、容器に所定の量の水を入れ、その間に水道メータ２２から出力されたパルス数によりパルスレートを算出する。

図６に示すように、期間Ｔ２１において、表示装置５の操作スイッチ５３を操作すると、自動認識モードになる。

次の期間Ｔ２２において、表示装置５の液晶画面５２には、ペットボトル等の所定の容器に水をいれることや、他で水を使用しないこと等の操作方法が表示される。また、所定の測定時間、例えば３分間のカウントダウンが開始する。この測定時間内に所定の容器に水を入れる。

表示装置５には、無線子機４から測定時間内に所定の容器に溜まる水量に相当するパルス数が受信されるので、新規パルスレート算出部５５３では、指定した水量と測定されたパルス数とから新規パルスレートを算出する。新規パルスレートは、記憶部５９のパルスレート記憶部５９１に記憶される。

また、容器に水を入れる際に正確に決められた水量を入れない場合や、水道メータ２２の側でパルスを正確に検出できなかった場合には、算出されるパルスレートが正確とならない。そこで、水道メータ２２の口径毎のパルスレートの平均から所定の割合、例えば、±１０パーセントを超えた場合には、異常なデータとして測定がエラーであることを液晶画面５２に表示し、液晶画面５２を最初の操作画面に戻して、再測定を行うようになっている。

なお、このようなパルスレートの自動認識モードは、他の水道メータの遠隔システムにおいても用いることができる。

（水道使用の料金表示）
表示装置５では、使用量算出部５５２で算出された水道使用量を用いて料金算出部５５４で料金算出をして、液晶画面５２に表示をする。料金算出には、記憶部５９の料金表記憶部５９４に記憶された水道料金表が用いられる。水道、ガス等の料金表は、自治体、ガス会社毎に、メータの大きさによって異なる。このため、表示装置５では、パソコン等のデータ処理装置との通信により料金表記憶部５９４に記憶された料金表の新規追加、修正が可能である。

また、料金は、現在までの使用量から料金表に基づいて月毎、日毎の料金を算出する方法が一般的である。しかし、使用者からすると、使用量が料金算出単位まで達しないと、料金の表示が更新されないため、省エネや節約には役立ちにくい。そこで、使用者が省エネや節約を心がけられるようにするため、次のようにして料金の表示を行う。

まず、月毎の料金表示では、月の初日から現在までの使用量から一分間の平均使用量を算出する。平均使用量から一ヶ月の推定使用量を算出する。推定使用量から料金表を元に一ヶ月の推定料金を計算し表示する。推定料金の計算は、一分毎に行い、その都度、表示も更新する。従って、月の終りになると、表示料金は、実際の料金と同じなる。このように推定使用量を算出すると、料金が加算される量を使用しなくても、料金表示が更新される。また、使用者は、その月の料金が予想できるので、料金表示を省エネや節約に役に立てることができる。

次に、日毎の料金表示では、１円あたりの使用量を目安として表示する。例えば、１立法メートル使用すると１００円の場合、１０リットルを１円あたりの使用量として表示する。但し、ガスや水道の料金体系は、使えば使うほど安くなったり、逆に高くなったりする。そのため、一般家庭の平均使用量からそれぞれの料金表に基づいて１円あたりの使用量を計算して表示する。このように１円あたりの使用量を表示すると、使用者は、その日の合計使用量に注意できるので、省エネや節約に役に立てることができる。

（表示装置５のデータ表示、データ記憶）
また、表示装置５では、無線子機４からのデータを受信した場合に、液晶画面５２に数秒の一定期間、通信マークが表示される。この通信マークの表示により、液晶画面５２の水道使用量が料金に変化がない場合でも、無線通信が行われていることを確認できる。

液晶画面５２の表示は、操作スイッチ５３により、水道またはガスの使用量、使用料金の切り換えと、それぞれについて月毎、日毎、積算等を切り換えることができる。また、液晶画面５２には、比較用設定値として、前月、前日の実績量や、目標値等を表示させることもできる。比較用設定値に対して、現在の使用量または使用料金が上回った場合に警告として液晶画面５２を点滅表示させることもできる。この警告表示は、発光ダイオードを表示装置５に取り付けて点灯させてもよい。さらに、表示装置５では、使用量、使用料金の推移を一時間単位、一日単位でグラフ表示することもできる。これらの表示に用いる無線子機４からのパルスデータは、１分間隔で通信時刻が付加されて表示装置５の記憶部５９に保管されている。このため、パソコン等のデータ処理装置で表示装置５との通信を行い、データ処理装置に表示装置５と同様の表示を行うこともできる。また、記憶部５９の受信データ記憶部５９２には、無線子機４からの受信データを一年間そのまま記憶できる。パルスデータで保持することにより、水道メータ２２のパルスレートが変更になったときも、過去のデータを現在のパルスレートを用いて利用することができる。また、月毎の積算パルス数も一年間分以上保持できるので、前年のデータとの比較も可能となる。さらに、記憶部５９には、日毎、月毎に算出したパルスデータも記憶できる。

（漏水の検出、表示）
また、表示装置５は、無線子機４からのパルスデータを２４時間連続して受信した場合、漏水と判定して、液晶画面５２に警告をする。但し、表示装置５が無線通信エラーにより２４時間連続して受信していない場合には、エラー回数を含めて判断する。このようにすると、水道メータ２２が機械式の水道メータであっても、漏水警告の機能を備えた電子式水道メータと同様に、表示装置５に漏水警告が可能となる。なお、流体使用量表示システム１がガス流量を表示するシステムの場合は、ガスメータと通信しなくても、漏洩の監視が行える。

（停電時の表示装置５の動作）
さらに、表示装置５は、停電の場合、電源部６０のバックアップ電池６２で通常の動作を行う。但し、液晶画面５２の表示は、消灯して使用者に停電を知らせる。表示装置５における停電時の無線動作は、一定時間またはバックアップ電池６２の所定容量まで通常に行う。その後は、電池寿命を延ばすため、無線動作しないように制御する。表示装置５が無線動作していないときは、無線子機４で水道メータ２２からのパルスを積算している。従って、表示装置５は、停電が解消すれば、表示装置５が無線動作していないときのパルスを無線子機４から受信することができる。

本発明の流体使用量表示システムは、水道、ガス以外の流体として各種の気体燃料あるいは液体燃料などを消費する機器の使用状況を表示するシステムとして利用することも可能である。

本発明を適用した流体使用量表示システムの一例を示す概略ブロック図である。 図１の流体使用量表示システムの回路構成を示す概略ブロック図である。 図１の流体使用量表示システムにおける無線子機と表示装置の通信手順の説明図である。 図１の流体使用量表示システムにおける無線子機と表示装置の通信テストモードの説明図である。 図１の流体使用量表示システムにおける表示装置の設定画面を示す説明図である。 図１の流体使用量表示システムにおけるパルスレートの自動認識モードを示す説明図である。

符号の説明

１ 流体使用量表示システム
２ 水道設備
３ パルス発生器
４ 無線子機
５ 表示装置
２０ 主水管
２１ 水栓
２２ 水道メータ
２３ 分岐管
３１ 筒状ケース
３２ 受発光素子
３３ 取付金具
３４ ケーブル
４１ 防水ケース
４２ スイッチ
４３ 制御部
４３１ パルス積算部
４３２ 間欠通信制御部
４３３ テスト通信部
４４ パルス信号受信部
４５ 送受信部
４６ 記憶部
４６１ 通信エラー記憶部
４７ 電池
５１ 本体ケース
５２ 液晶画面
５３ 操作スイッチ
５４ 電源コード
５５ 制御部
５５１ 受信データ監視部
５５２ 使用量算出部
５５３ 新規パルスレート算出部
５５４ 料金算出部
５６ 送受信部
５７ 表示部
５８ 操作部
５９ 記憶部
５９１ パルスレート記憶部
５９２ 受信データ記憶部
５９３ テストデータ記憶部
５９４ 料金表記憶部
６０ 電源部
６０１ 通常電源
６０２ バックアップ電池

Claims (9)

1. 流量メータに着脱可能に取り付けて、水道水、ガスなどの流体の流量に対応したパルス信号を発生するパルス発生器と、
   前記パルス信号のパルス数を単位時間毎に積算し、積算パルス数を含むデータを単位時間毎に無線送信する無線子機と、
   前記無線子機から発信される前記積算パルス数を受信し、受信時刻と共に記憶し、受信した積算パルス数を単位時間当たりの積算流量に変換して表示する表示装置とを有し、
   前記無線子機は電池電源を備え、
   前記パルス発生器には前記無線子機から駆動電力が供給され、
   前記表示装置は商用電源で駆動し、
   前記無線子機は所定時間毎に無線通信動作が起動されて前記表示装置に対して積算パルス数を無線送信し、前記積算パルス数が零の場合には無線通信動作を起動しないようになっており、
   前記表示装置は前記無線子機から前記積算パルス数を受信すると、受信確認信号を当該無線子機に返信するようになっており、
   前記無線子機は前記受信確認信号を受信すると無線動作を停止させるようになっている流体使用量表示システム。
2. 請求項１において、
   前記無線子機は、前記積算パルス数を送信した後の所定期間内に前記受信確認信号を受信しない場合には無線通信エラーが発生したものと判断し、次回の無線通信時において送信されなかった前記積算パルス数を加算した積算パルス数を送信する流体使用量表示システム。
3. 請求項２において、
   前記無線子機は、前記無線通信エラーの連続発生回数を計数し、前記無線通信エラー発
   生後の無線通信時には前記積算パルス数と共に前記連続発生回数も送信するようになっており、
   前記表示装置は、受信した前記連続発生回数を表示する流体使用量表示システム。
4. 請求項３において、
   前記無線子機は前記積算パルス数を連続して送信する連送方式により前記表示装置に送信しており、
   前記表示装置は、前記受信確認信号を、前記無線子機による前記積算パルス数の連送回数よりも多い回数で連送する連送方式により返信する流体使用量表示システム。
5. 請求項４において、
   前記表示装置は、前記無線子機との通信間隔、受信時間および前記無線通信エラーの連続発生回数から、次式が成立する場合には、積算パルス数が二重加算されたものと判断して、今回受信した積算パルス数から前回受信した積算パルス数を減算して、積算流量の算出および／または表示を行う流体使用量表示システム。
   （今回受信時刻−前回受信時刻）
   −（今回通信エラー回数−前回通信エラー回数）×通信間隔
   ＝０
6. 請求項５において、
   前記表示装置は、積算パルス数を流量換算用のパルスレートと共に記憶保持する流体使用量表示システム。
7. 請求項６において、
   前記表示装置は、前記無線子機と無線通信していることを表す通信マークを一定期間表示する流体使用量表示システム。
8. 請求項１ないし７のうちのいずれかの項において、
   前記表示装置は、バックアップ電池電源を有し、
   停電時には前記バックアップ電池電源で動作を行い、停電であることを示すために表示を消し、
   前記バックアップ電池電源を所定時間使用した後あるいは当該電池容量が所定値以下になった後は、前記無線子機との無線通信動作を停止する流体使用量表示システム。
9. 請求項１ないし８のうちのいずれかの項において、
   前記表示装置は、前記無線子機から２４時間連続して積算パルス数を受信した場合には、漏水または漏洩警告を表示する流体使用量表示システム。

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