JP4818066B2 - 無線検針システムおよび無線検針方法 - Google Patents

無線検針システムおよび無線検針方法 Download PDF

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本発明は、水道、ガス、電気などの使用量を検針する検針メータで得られる検針情報を、検針メータと接続する無線子機との無線通信によって収集する無線検針システムおよび無線検針方法に関するものである。
水道、ガス、電気などの使用量を自動的に検針する自動検針システムにおいて、検針メータと無線子機を接続し、無線子機との無線通信によって検針情報を収集する無線検針システムが数多く提案されている。このような無線検針システムの課題として、無線通信距離や障害物などの影響によって検針情報収集装置(以下、無線親機と記載)からの無線通信範囲が限定されることにより、無線子機の設置場所によっては検針情報を集めることができない場合があった。
そのような課題を解決する従来例として、前記無線子機に中継機能を付加し、無線親機からの検針要求電文や、無線子機からの検針情報応答電文を転送することで、無線通信範囲を拡大したり、検針情報が集められない無線子機への通信を確立したりしていた(例えば、特許文献1参照)。
特開2001−136294号公報
しかしながら、特許文献1によれば、中継経路は無線伝送時の通信品質によって決定され、通信変動が発生しないような状況では、常に固定の中継経路を利用することになる。これは、複数の経路において特定の無線子機を中継機として利用する場合、中継機となる無線子機に通信が集中することになり、消費電力が増大する結果となる。よって、無線子機が電池もしくはバッテリー動作をするような環境では、電池寿命を維持することができない。
本発明は、前記従来の課題を解決するものであり、無線子機に中継機能を付加した場合にも電池寿命を維持することの可能な、無線検針システムおよび無線検針方法を提供する。
本願第1発明は、上記の課題を解決するために、検針メータと接続された無線子機と、無線子機との無線通信によって検針情報を収集する無線親機と、を含む無線検針システムであって、前記無線親機は、前記無線子機に中継動作を実施させる中継指定を送信する中継指定手段を具備し、前記無線子機は、中継動作部として、他の無線子機の検針情報を収集するための検針要求を送信する検針要求送信手段と、前記他の無線子機からの検針応答を保持する検針応答保持手段と、前記検針応答を前記無線親機に送信する検針応答送信手段とを具備し、前記無線親機からの中継指定を受信することによって、前記無線子機が前記中継動作部を実施することを特徴とする無線検針システムを提供する。
上記において、無線子機は無線親機から中継指定を受信した場合に中継機として動作する。中継機は他の無線子機に対して検針要求を送信し、その検針要求に対する他の無線子機の検針応答を集める。他の無線子機の検針応答が集まると、中継機より無線親機へ検針応答を送信する。
例えば、無線検針システムにおいて、無線親機で直接検針を実施すると、無線親機によって検針が完了した無線子機と未検針の無線子機とに分かれる。無線親機から検針完了後の無線子機に対して中継指定を送信し、中継指定を受信した無線子機が中継機として検針要求送信や検針応答受信を行う。このようにして、中継機で無線親機からの直接検針では未検針だった無線子機の検針応答を集めて無線親機へと送信するなどの方法が挙げられる。
以上の構成により、中継機として動作可能な無線子機と、中継が必要な無線子機を切り分けておき、中継機として動作可能な無線子機から中継機を選択することで、特定の無線子機に中継負担が集中することなく、無線子機の電池寿命を維持することが可能となる。
本願第2発明は、本願第1発明において、前記親機からの中継指定中には複数の検針対象となる無線子機の識別情報が含まれており、前記無線子機は、前記検針要求手段において、前記中継指定中に含まれる複数の無線子機を対象に検針要求を送信することを特徴とする無線検針システムを提供する。
上記において、無線子機は無線親機の中継指定に含まれている複数の無線子機識別情報を検針要求中の検針対象となる無線子機として格納する。例えば、無線親機で直接検針することができなかった複数個存在する未検針の無線子識別情報を、中継指定によって中継機に伝え、中継機からの検針要求に含めて送信するなどの方法が挙げられる。
以上の構成によって、一つの検針要求に対して複数の無線子機から検針応答が中継機に返信され、中継効率が高まることで中継回数は減少する。これによって無線子機が中継指定される回数を削減することができ、無線子機の電池寿命を維持することが可能となる。
本願第3発明は、本願第2発明において、前記無線親機は、複数の無線子機の中継履歴を保持する中継履歴保持手段と、前記中継履歴から中継機となる無線子機を判定する中継判定手段をさらに有し、前記中継判定手段で判定する無線子機に対して前記中継指定を送信することを特徴とする無線検針システムを提供する。
上記において、無線親機で無線子機の中継履歴を保持しておき、そこから中継機となる無線子機を判定して中継指定を送信する。例えば、中継履歴として無線子機毎の中継指定回数を保持しておき、中継判定では中継指定回数が平滑化されるように中継機となる無線子機を選択するなどの方法が挙げられる。
以上の構成により、無線子機で中継負担を分散することで均等に電力を消費するため、無線子機の電池寿命を維持することが可能となる。
本願第4発明は、本願第2発明において、前記無線親機は、複数の無線子機の組み合わせをグループとするグループ情報保持部をさらに有し、前記中継指定を送信する無線子機と、前記検針要求の対象となる無線子機は前記グループ中の無線子機から選択することを特徴とする無線検針システムを提供する。
無線親機は、検針対象となる無線子機をいくつかのグループに分割し、グループ毎に検針を行う。例えば、あるグループの無線子機を対象にして無線親機から直接検針を行い、グループ内の無線子機を検針完了と未検針に分ける。その後、未検針の無線子機検針情報を集めるため、無線親機より検針を完了している無線子機へ中継指定を送信する。この中継指定に含まれる検針対象の無線子機として、グループ内の未検針の無線子機のみを含めるなどの方法が挙げられる。
以上の構成により、未検針の無線子機が多く、中継機によって検針対象となる無線子機数が増大してしまう場合にも、グループ内の無線子機のみを対象に検針を行うことができるため、中継機に過度な負担を与えることを防止することが可能となる。
本願第5発明は、本願第4発明において、前記無線親機は、前記無線子機グループについて複数のパターンを保持するグループパターン情報保持部と、前記中継履歴からグループパターンを選択するグループパターン選択手段をさらに有し、前記グループの複数のパターンから前記無線子機の組み合わせを選択できることを特徴とする無線検針システムを提供する。
例えば、無線親機で複数の無線子機グループのパターンを保持しておき、検針時にグループパターンを切り換えるなどの方法が挙げられる。
以上の構成によって、あるグループパターンでは検針効率が悪い場合には、グループパターンを切り換えることで中継機と無線子機の組み合わせを変えることによって、検針効率を向上させることを可能とする。
本願第6発明は、本願第3発明において、前記無線子機は、中継履歴を保持する中継履歴保持手段をさらに有し、検針時に前記無線親機に対して前記中継履歴を送信することを特徴とする無線検針システムを提供する。
例えば、無線子機は中継履歴としてこれまでの中継回数を保持しておき、検針応答に含めて無線親機へと送信する方法が挙げられる。
以上の構成によって、無線親機が過去の検針履歴を保持していない場合でも無線子機より中継履歴を取得し、中継履歴を利用して中継負担を分散させることで、無線子機の電池寿命を維持することが可能となる。
本願第7発明は、本願第1発明において、前記無線子機は間欠動作を行っており、前記無線親機または前記中継動作部を実施する無線子機において、検針実施時にあらかじめ起動電文を送信することを特徴とする無線検針システムを提供する。
例えば、無線子機は使用されない場合にはスリープ(待機)状態となることで、消費電力を低減させることが可能となる。しかし、スリープ状態では信号の有無を検知することができないため、無線子機は間欠的にキャリアセンスを行って受信すべき信号が無いかの判定を行う。このため、端末をスリープ状態から移行させるには、キャリアセンスタイミングに合わせた起動電文を用いる。無線子機宛ての通信を行う場合には、この起動電文を用いることで予め無線子機を受信状態に移行させるなどの方法が考えられる。
以上の構成によって、無線子機は間欠動作を行うことでさらに消費電力を削減すると共に、検針時には起動電文を用いることで通信を確立することが可能となる。
本願第8発明は、検針メータと接続された無線子機と、無線子機との無線通信によって検針情報を収集する無線親機と、を含む無線検針システムであって、前記無線親機は、前記無線子機に中継動作を実施させる中継指定を送信する中継指定ステップを具備し、前記無線子機は、中継動作部として、他の無線子機の検針情報を収集するための検針要求を送信する検針要求送信ステップと、前記他の無線子機からの検針応答を保持する検針応答保持ステップと、前記検針応答を前記無線親機に送信する検針応答送信ステップとを具備し、前記無線親機からの中継指定を受信することによって、前記無線子機が前記中継動作部を実施することを特徴とする無線検針方法を提供する。本発明は、前記第1発明と同様の作用効果を奏する。
本願第9発明は、前記親機からの中継指定には複数の検針対象となる無線子機の識別情報が含まれており前記無線子機は、前記検針要求ステップにおいて、前記中継指定に含まれる複数の無線子機を対象に検針要求を送信することを特徴とする無線検針方法を提供する。本発明は、前記第2発明と同様の作用効果を奏する。
本発明を用いれば、中継経路が固定されることで特定の無線子機に中継負担が集中することなく、無線子機の電池寿命を維持することが可能となる。
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。
<基本構成>
(1)全体構成
図1は、本発明に係る無線検針システムの全体図である。図1の無線検針システムにおいて、検針情報を収集する無線親機1と、それぞれが検針メータ3と接続している無線子機A、無線子機B、無線子機C、無線子機Dが配置されている。
ここで、無線親機1からは無線子機Aと無線子機Bが直接検針することが可能であり、無線子機Cと無線子機Dは中継機を用いて検針する必要がある。以下に、無線親機から中継機として無線子機Aを指定して無線子機Cと無線子機Dの検針情報を集める方法について説明する。
(2)機能及びフローチャート
図2は、無線親機、無線子機A、無線子機Cの機能構成を示すブロック図である。図1と無線親機は、無線子機を中継機として指定するための中継指定手段701を有しており、中継指定電文を無線子機に送信する。
無線子機Aは、中継指定電文を受信したときの中継動作として、検針要求送信手段601、検針応答受信手段602、検針応答送信手段603を有している。検針要求送信手段601は、中継指定電文に含まれる検針対象の無線子機へ検針要求を送信する。検針応答受信手段602は、検針要求を行った無線子機からの検針応答を受信する。検針応答送信手段603は、検針応答受信手段602によって集めた検針応答を無線親機へと送信する。
無線子機Cは、検針情報取得手段604と検針応答送信手段605を有しており、検針要求を受信すると検針メータから検針情報を取得して検針応答を送信する。
図3は、無線親機から無線子機Aを中継機として介して無線子機Cと無線子機Dの検針情報を集める流れを示すフローチャートである。
ステップS1:無線親機より無線子機Aへ中継指定を送信する。中継指定には、中継機となる無線子機Aの識別子と検針対象となる無線子機Cと無線子機Dの識別子が含まれている。無線子機Aは中継指定を受信することによって中継機として動作する。
ステップS2:無線子機Aから無線子機C、無線子機Dに対して検針要求を送信する。検針要求には検針対象となる無線子機Aと無線子機Cの識別子の他に、識別子に応じた検針応答順序が含まれている。
ステップS3、S4:無線子機Cと無線子機Dからの検針応答を無線子機Aで受信する。無線子機Cと無線子機Dは検針要求を受信すると検針メータから検針情報を取得し、検針要求に含まれる応答順序に従って検針応答を送信する。無線子機Aでは検針要求送信後に受信待ち状態に移行し、無線子機Cと無線子機Dからの検針応答を受信する。
ステップS5:無線子機Aから無線親機へ検針応答を送信する。無線子機Aは無線子機Cと無線子機Dからの検針応答を受信すると、その検針応答を無線親機へと送信する。なお、検針応答の送信方法としては、無線子機からの検針応答を個別に無線親機に送信したり、複数の無線子機の検針情報をまとめて送信したりすることが考えられる。また、無線子機Cと無線子機Dのそれぞれの検針応答を受信したときに、逐次検針応答を無線親機に送信してもよい。
(3)作用効果
無線親機から中継子機を指定することで、中継経路を固定せずに中継機となる無線子機の負担を分散させることが可能となる。また、中継機となる無線子機からの検針要求に複数の検針対象となる無線子機の識別子を入れて、中継機で検針応答の受信までを処理することにより、通信効率を向上させて中継回数を減少させることができ、電池動作の無線子機の電池寿命を維持することが可能となる。
<第1実施形態>
(1)全体構成
図4は、本発明に係る第1の実施形態における無線検針システムの全体図である。図4において、図1と同じ構成要素には同じ記号を割り振る。図4の無線検針システムは、無線親機としてハンディーターミナル1(以下、HHTと記載)と、オートロックマンション4中の各家庭に配備する無線子機2、検針メータ3で構成され、HHTと無線子機との間、無線子機と無線子機の間では無線による通信が可能である。
無線子機2と検針メータ3は有線によって接続されており、検針メータは無線子機2からの指示によって検針値を無線子機2へと伝送する。
HHT1は、検針時に検針者が所持している装置であり、検針者の操作に応じて無線子機2と無線通信を行い、検針情報を取得する。無線子機2は電池またはバッテリーで動作しており、省電力化のためにキャリアセンスとスリープを繰り返す間欠動作を行っている。
また、HHT1から無線が到達する範囲を無線到達範囲5として網掛けで示しており、無線子機Aから無線子機FがHHT1からの無線到達範囲5の中に含まれている。
(2)フローチャート
ここで、HHTの操作によって検針情報を収集する方法について説明する。
図5は、HHTと無線子機によって検針情報を収集する流れを示すフローチャートである。
ステップS1:HHTから無線子機に対して起動電文を送信する。無線子機は間欠動作によってキャリアセンスとスリープを繰り返しており、起動電文を受信すると次のコマンドの受信待ち状態に移行する。HHTから送信する起動電文は、無線子機のスリープ間隔以上の時間で連続して送信することで、非同期に間欠動作を行う無線子機を起動することができる。
ステップS2:HHTから無線子機へと検針要求を送信する。検針要求中には、検針対象となる複数の無線子機の識別子(以下、無線子機IDと記載)を宛先として含める。無線子機Aから無線子機Iまでを検針対象に含めると、無線子機Aか無線子機FまではHHTからの検針要求を受信する。また、無線子機Gから無線子機Iは、HHTから無線通信が届かない範囲なので、HHTからの検診要求は届かない。検針要求を受信した無線子機Aから無線子機Fは、検針メータから検針情報を取得して保持しておく。
ステップS3、S4:無線子機が検針応答によってHHTへ無線メータより取得している検針情報を送信する。無線子機からHHTへの応答方法としては、CSMA(Carrier Sense Multiple Access)を用いて各無線子機が非同期に応答を返すコンテンション方式や、タイムスロットを用いて無線子機間で時刻同期をとって応答を返すノンコンテンション方式などがある。例えば、コンテンション方式では、キャリアセンス時に他の無線子機の通信を検知した場合には、ランダムなバックオフ時間を設定して再度キャリアセンスを試み、他の無線子機の通信を検知しなければ送信を行う方法が考えられる。また、ノンコンテンション方式では、検針要求中に無線子機IDと対応する応答順を入れておき、規定時間に応答順を積算した時間を応答までの時間とすることで、無線子機毎のタイムスロットを割り当てることができる。
ステップS5:HHTで検針情報を収集した無線子機をチェックする。無線子機Aから無線子機Fまでの検針応答をHHTが受信しているので、HHT内で無線子機Aから無線子機Fを検針情報が収集済の無線子機として保持しておく。また、無線子機Gから無線子機Iは検針応答が得られないので未検針の無線子機となる。
ステップS6:HHTが中継機となる無線子機を選択する。中継機はステップS5における検針情報が収集済みの無線子機Aから無線子機Fの中から選択する。また、無線子機を選択するときに、これまでの検針における各無線子機の中継履歴を用いて、中継回数が均等となる、つまり無線子期間での消費電力格差が少なくなるような無線子機を選択して中継機とする。なお、HHTでは未検針の無線子機が分かるため、中継履歴にこれまでの検針における中継情報を付加していれば、最も中継機の選択が少なくなるように中継指定を行うことも可能である。
ステップS7:HHTから中継機として指定する無線子機に対して中継指定を送信する。中継指定には、中継機対象となる無線子機Fを宛先とし、また、検針情報を収集していない無線子機Gから無線子機Iの無線子機IDを検針対象として含める。なお、中継機として指定する無線子機Fが間欠動作を行っているため、中継指定電文を無線子機のスリープ間隔以上の時間で連続して送信することで起動させるなどの方法で対応する。
ステップS8:中継指定された無線子機(以降、中継無線子機と記載)から起動電文を送信する。中継無線子機Fは、ステップS7での中継指定中に含まれている無線子機Gから無線子機Iの無線子機IDを宛先として起動電文を送信する。なお、無線子機の間欠動作対応として、スリープ期間以上の時間で中継無線子機Fから起動電文を送信する。
ステップS9:中継無線子機から未検針の無線子機に対して検針要求を送信する。中継無線子機Fは無線子機Gから無線子機Iの無線子機IDを宛先として、検針要求を送信する。無線子機Gから無線子機Iは検針要求を受信すると、検針メータから検針情報を取得する。
ステップS10、S11:無線子機が検針応答によって、無線メータより取得している検針情報を中継無線子機へ送信する。無線子機の応答方法はステップS3、S4と同様である。
ステップS12:中継無線子機がHHTへと検針応答電文を送信する。中継無線子機Fは無線子機Gから無線子機Iの検針情報をHHTへと送信する。HHTでは、検針応答の受信によって無線子機Gから無線子機Iを検針済みとする。なお、検針応答の送信方法としては、無線子機から検針応答を受信すると即時にHHTへ送信する方法や、特定の受信時間を設定して集まった無線子機の検針応答をまとめてHHTへ送信する方法などがある。また、中継無線子機Fの無線電波が必ず無線子機Gから無線子機Iまでの全ての無線子機に到達しない場合があり、受信時間のタイムアウトを設定する必要がある。無線子機の応答方法がコンテンション方式の場合には、検針情報応答電文の送信時間とガードタイムとの和を検針対象の無線子機数だけ積算した時間をタイムアウト時間とすることが考えられる。また、無線子機の応答方法がノンコンテンション方式の場合には、タイムスロットの時間を検針対象の無線子機数で積算した時間をタイムアウト時間とすることが考えられる。
中継無線子機からの検針応答が集まると、HHTで検針済みの無線子機をチェックする。全ての検針対象の無線子機が検針済みとなっていれば、検針は終了する。未検針の無線子機が存在するならば、ステップS6から開始して、再度中継指定によって中継無線子機を選択していく。
(3)機能構成
図6は、無線子機の機能構成を示すブロック図である。図6において、図2と同じ構成要素については同じ記号を用いる。
無線通信I/F部607は、アンテナ608を介して無線電文の送受信を制御するインタフェースであり、例えば、微弱無線や特定小電力無線、ZigBee(登録商標)、UWBなどの無線インタフェースが用いられる。また、無線子機は間欠動作を行うため、スリープやキャリアセンスの期間をタイマ610と間欠制御部611、送信制御部609によって制御する。無線子機がキャリアセンス中に起動電文を受信した場合には、間欠制御部611によってスリープ動作に移行せず、次の信号の受信待ち状態になる。
有線通信I/F部613は、検針メータと接続している有線のインタフェースであり、検針情報取得部604によって検針メータから検針情報を取得する。有線インタフェースとしては、RS232Cや、USBなどが挙げられる。
無線子機が検針要求を受信すると、検針動作部中の検針情報取得部604が検針メータから検針情報を得る。得られた検針情報は、検針応答送信部605を用いて検針応答として送信する。検針応答の宛先としては、検針要求を送信してきた無線親機や中継無線子機が挙げられる。また、これまでの中継履歴を中継履歴保持部612に保持している場合には、検針応答に中継履歴を含めて送信する。
無線子機が中継指定を受信すると、中継機として動作する。検針要求送信部601は、中継指定中に含まれている検針対象の無線子機に対して検針要求を送信する。このとき、無線子機IDに対して応答順を割り振っておき、検針要求中に含める。検針応答受信部602は、無線子機からの検針応答を受信する。検針応答の受信は、検針要求を送信した無線子機すべてから検針応答が返信されるか、受信タイムアウトまで行う。検針応答送信部603は、検針応答受信部602によって受信した検針応答を無線親機へと送信する。このとき、複数の無線子機からの検針応答をまとめて処理するならば、検針応答保持部606によって検針応答を保持しておく。
図7は、無線親機の機能構成を示すブロック図である。図7において、図2と同じ構成要素については同じ記号を用いる。
無線通信I/F部702は、アンテナ703を介して無線電文の送受信を制御するインタフェースであり、例えば、微弱無線や特定小電力無線、ZigBee、UWBなどの無線インタフェースが用いられる。
有線通信I/F712は、無線親機が無線電文以外の情報を取得する場合に使用する。例えば、無線親機で検針対象となる無線子機の情報や無線子機の中継履歴情報を共通DBから取得したり、検針した情報を共通DBをアップデートしたりすることが挙げられる。取得した無線子機情報や中継履歴情報は、無線子機情報保持部706と中継履歴保持部711で保持される。
端末制御部713は、入力部714からの入力によって端末の起動やコマンドの選択を行う。入力部714として、ボタンやキーボードなどのUI装置が挙げられる。また、出力部715では、端末制御部713における制御結果をディスプレイやLED(発光ダイオード)などで示す。
無線親機から直接検針を行う場合には、検針要求送信部704から検針対象となる無線子機IDを送信し、検針応答受信部705によって検針応答を受信する。検針対象となる無線子機IDの選び方は、グループパターン情報保持部709によって保持されているグループパターンを、グループパターン選択手段708によって選択し、グループ情報保持部707からグループに該当する無線子機IDを抽出することが考えられる。
無線親機の直接検針後、グループの中で未検針の無線子機IDが存在する場合には、中継履歴保持部711や無線子機情報保持部706を参照して、中継判定部710によって中継機となる無線子機を判定する。中継機となるのは直接検針で検針済みの無線子機である。中継機の判定には、中継履歴保持部711中の無線子機のこれまでの中継回数や、未検針の無線子機との接続履歴を元にして、無線子機間で消費電力の格差が出ないような無線子機を中継機として判定する。中継機となる無線子機が判定されると、中継指定部701によって、中継指定を該当する無線子機に送信する。中継指定にはグループの中で未検針の無線子機IDを検針対象として含めておく。
また、グループの組み合わせによっては、未検出の無線子機から検針情報を集めることができなかったり、中継機の指定頻度が高くなったりする場合がある。このような場合には、グループパターン選択手段708によって別のグループパターンを選択する。
(4)電文フォーマット
図8、図9、図10に電文フォーマットを示す。
図8は、本発明に係る起動電文のフォーマットを示す図である。
起動電文フォーマット8は、起動フレーム8AとBit同期、Frame同期、起動情報で構成する。Bit同期は無線信号の同期を取るための同期信号であり、Frame同期は次に情報が入ることを示す同期信号である。また、起動情報には、起動後の動作のためのフラグや設定データが含まれる。
起動フレーム8Aは、Bit同期とFrame同期と起動対象となる無線子機の宛先が含まれている。複数の宛先が存在する場合には、Bit同期、Frame同期、宛先の組み合わせが連続して含まれることになる。また、起動電文フォーマット中には、起動フレーム8Aが連続して含まれており、無線子機のスリープ期間以上の時間で送信されるように長さを調整する。
例として、図5で使用する起動電文での起動フレームの内容を示す。ステップS1で使用する起動電文(S1)は、宛先として無線子機Aから無線子機Iまでの全ての無線子機IDを起動フレーム8A中に格納する。ステップS8で使用する起動フレーム(S8)は、宛先として無線子機G、無線子機H、無線子機Iの無線子機IDを起動フレーム8A中に含める。
上記のように起動フレーム中に無線子機IDを含めておくことで、起動対象外の無線子機の冗長な動作を防ぐことができる。例えば、無線子機がスリープからキャリアセンスに移行した場合に、起動フレーム1から起動フレームpのどれかを受信して、フレーム中に自機の無線子機IDが存在するかをチェックする。自機の無線子機IDが存在するならば起動情報までを受信し、存在しないならばスリープ動作に移行することで消費電力を削減することが可能となる。
図9は、本発明に係る中継指定のフォーマットを示す図である。
中継指定フォーマット9は、起動フレーム9AとBit同期、Frame同期、中継情報9Bで構成する。Bit同期、Frame同期は起動電文と同様である。
起動フレーム9Aは、Bit同期とFrame同期と起動対象となる無線子機の宛先が含まれている。中継指定における無線子機の宛先は、中継機となる無線子機IDを格納する。また、起動電文と同様に起動フレーム9Aは連続しており、無線子機のスリープ期間以上の時間で送信されるように調整される。
中継情報9Bは、コマンドコードと検針先が含まれている。コマンドコードには電文の種別や起動後の動作のためのフラグなどを格納する。検針先は、無線子機が中継機として動作する場合に、検針対象とする無線子機IDを含める。
例として、図5で使用する中継指定での中継指定フレームの内容を示す。ステップS7で使用する中継指定(S7)は、起動フレーム中の宛先として、中継機となる無線子機Fの無線子機IDを含める。また、中継情報中の検針先には、無線子機G、無線子機H、無線子機Iの無線子機IDを含める。
上記のように、中継指定中に起動フレームを含めることで、中継機となる無線子機をスリープから受信状態に移行させる。また、その他の無線子機はキャリアセンスで中継指定の起動フレームを受信した場合、起動フレーム中に自機IDが含まれていない場合にはスリープに移行するため、消費電力を削減することが可能となる。また、中継情報中の検針先に未検針の無線子機IDを含めることで、中継機から未検針の無線子機に対する検針が可能となる。
図10は、本発明に係る検針要求のフォーマットを示す図である。
検針要求フォーマット10は、Bit同期、Frame同期、送信元、コマンドコードと検針先と応答順によって構成する。Bit同期、Frame同期は起動電文と同様である。送信元には、検針要求を送信した無線子機IDまたは無線親機の識別情報が含まれる。また、コマンドコードには電文の種別や起動後の動作のためのフラグなどを格納する。
検針先には、検針対象となる無線子機IDが含まれる。検針要求を中継機となった無線子機から送信する場合には、既に受信している中継指定中に含まれている検針先の無線子機IDを格納する。
応答順は、検針要求を受信した無線子機が、どのようなタイミングで検針応答を返信するかを規定するものであり、無線子機ID毎に設定する。設定方法としては、格納する無線子機の順番に応答順を1〜nまで割り当てていき、検針応答までの時間をn×T(Tは一定時間)で規定するなどの方法が挙げられる。
例として、図5で使用する検針要求での検針要求フレームの内容を示す。ステップS2で使用する検針要求(S2)は、送信元に無線親機の識別情報、検針先としては無線子機Aから無線子機Iまでの全ての無線子機IDを格納する。さらに、応答順は無線子機Aを1として順番に無線子機Iを9まで割り当てていく。また、ステップS9で使用する検針要求(S9)は、送信元に無線子機Fの無線子機ID、検針先としては無線子機G、無線子機H、無線子機Iの無線子機IDを格納する。応答順はそれぞれ1、2、3を割り当てる。
上記のように、検針要求中に検針対象となる無線子機IDとその応答順を含めておくことで、検針応答を受信した無線子機からの検針応答の送信時間を分散させることが可能となる。
(5)無線子機動作
図11は、無線子機の状態遷移を示す図である。
無線子機は間欠動作を実施しており、通常はスリープC6の状態にある。スリープC6の状態に移行してから規定されるスリープ期間が経過すると、無線子機はキャリアセンスC1を行い、キャリアが存在するかを判定する(C2)。キャリアが存在しない場合には、再びスリープC6へ移行する。
キャリアが存在する場合には、Bit同期とFrame同期によって電文の受信動作に移行する(C3)。このとき、受信電文の宛先中に自機の無線子機IDが存在しない場合には、スリープC6へ移行する。
自機の無線子機IDが存在する場合には、受信電文のコマンド種別によって動作が異なる(C5)。受信電文が起動電文である場合には、次の検針要求を受信するためキャリアセンスC1に移行する(C7)。受信電文が検針要求である場合には、検針応答処理C10として、検針メータから検針情報を取得して検針応答を送信し、処理が完了後にスリープC6へと移行する(C8)。受信電文が中継指定である場合には、中継処理C11として、検針要求の送信、検針応答の受信、親機への検針応答の送信を行い、処理が完了後にスリープC6へと移行する(C9)。
<その他の実施形態例>
上記では、無線親機として移動型のHHTを用いているが、無線親機を固定型の装置としても適用可能である。
また、無線子機を通信開始のトリガーとして、無線子機の情報を無線親機に送信するボトムアップ型のネットワークにも適用可能である。
本発明にかかる無線検針システムおよび無線検針方法は、特定の無線子機に中継負担が集中することなく無線子機の電池寿命を維持することを可能とし、電池駆動の無線子機を利用した無線検針システムとして有用である。
本発明に係る無線検針システムの全体図である。 無線親機、無線子機A、無線子機Cの機能構成を示すブロック図である。 無線親機から無線子機Aを中継機として介して無線子機Cと無線子機Dの検針情報を集める流れを示すフローチャートである。 本発明に係る第1の実施形態における無線検針システムの全体図である。 HHTと無線子機によって検針情報を収集する流れを示すフローチャートである。 無線子機の機能構成を示すブロック図である。 無線親機の機能構成を示すブロック図である。 本発明に係る起動電文のフォーマットを示す図である。 本発明に係る中継指定のフォーマットを示す図である。 本発明に係る検針要求のフォーマットを示す図である。 無線子機の状態遷移を示す図である。
符号の説明
1 無線親機、ハンディーターミナル(HHT)
2 無線子機
3 検針メータ
4 オートロックマンション
5 無線到達範囲
8 起動電文フォーマット
9 中継指定フォーマット
10 検針要求フォーマット
608 無線子機アンテナ
703 無線親機アンテナ

Claims (10)

  1. 検針メータと接続された無線子機と、無線子機との無線通信によって検針情報を収集する無線親機と、を含む無線検針システムであって、
    前記無線子機は、中継履歴を保持する中継履歴保持手段と、前記中継履歴保持手段に保持されている前記中継履歴を含む検針応答を前記無線親機へ送信する検針応答手段とを具備し、
    前記無線親機は、受信した前記検針応答に含まれる前記中継履歴に基づいて特定される中継回数に応じて中継機となる無線子機を判定する中継判定手段と、前記中継判定手段により判定された無線子機に中継動作を指示する中継指定を送信する中継指定手段とを具備し、
    前記無線子機は、さらに、前記中継指定を受信した場合に他の無線子機の検針情報を収集するための検針要求を送信する検針要求手段と、前記他の無線子機からの検針応答を保持する検針応答保持手段と、前記他の無線子機からの検針応答を含む中継応答を前記無線親機に送信する中継応答手段とを具備することを特徴とする無線検針システム。
  2. 前記無線親機からの中継指定には1つ又は複数の検針対象となる無線子機の識別情報が含まれており、
    前記無線子機は、前記検針要求手段において、前記中継指定に含まれる前記1つ又は複数の無線子機に対して検針要求を送信することを特徴とする請求項1に記載の無線検針システム。
  3. 前記無線親機は、複数の無線子機の組み合わせをグループとするグループ情報保持部をさらに有し、
    前記中継指定を送信する無線子機と、前記検針対象となる無線子機とは前記グループ中の無線子機から選択することを特徴とする請求項1又は2に記載の無線検針システム。
  4. 前記無線親機は、前記無線子機グループについて複数のパターンを保持するグループパターン情報保持部と、前記中継履歴からグループパターンを選択するグループパターン選択手段とをさらに有し、
    前記グループの複数のパターンから前記無線子機の組み合わせを選択できることを特徴とする請求項3に記載の無線検針システム。
  5. 前記無線子機は間欠動作を行っており、
    前記中継部を動作させる無線子機は、検針時に前記他の無線子機へ起動電文を送信することを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の無線検針システム。
  6. 検針メータと接続された無線子機と、無線子機との無線通信によって検針情報を収集する無線親機と、によって検針を行う無線検針方法であって、
    前記無線子機は、中継履歴を保持し、保持している前記中継履歴を含む検針応答を前記無線親機へ送信し、
    前記無線親機は、受信した前記検針応答に含まれる前記中継履歴に基づいて特定される中継回数に応じて中継機となる無線子機を判定し、前記中継機となる無線子機として判定された無線子機に中継動作を指示する中継指定を送信し、
    前記無線子機は、前記無線親機からの前記中継指定を受信した場合に他の無線子機の検針情報を収集するための検針要求を送信し、前記他の無線子機からの検針応答を保持し、前記他の無線子機からの検針応答を含む中継応答を前記無線親機に送信することを特徴とする無線検針方法。
  7. 検針メータと接続された無線子機との無線通信によって検針情報を収集する無線親機であって、
    前記無線子機から中継履歴を含む検針応答を受信する検針応答受信手段と、
    受信した前記検針応答に含まれる前記中継履歴に基づいて特定される中継回数に応じて中継機となる無線子機を判定する中継判定手段と、
    前記中継判定手段により判定された無線子機に中継動作を指示する中継指定を送信する中継指定手段と、
    前記中継指定により中継動作を指示された無線子機から、他の無線子機からの検針応答を含む中継応答を受信する中継応答受信手段とを具備することを特徴とする無線親機。
  8. 検針メータと接続された無線子機との無線通信によって検針情報を収集する無線親機の無線検針方法であって、
    前記無線子機から中継履歴を含む検針応答を受信し、
    受信した前記検針応答に含まれる前記中継履歴に基づいて特定される中継回数に応じて中継機となる無線子機を判定し、
    判定された無線子機に中継動作を指示する中継指定を送信し、
    前記中継指定により中継動作を指示された無線子機から、他の無線子機からの検針応答を含む中継応答を受信することを特徴とする無線親機の無線検針方法。
  9. 検針メータと接続されて、無線通信によって無線親機へ検針情報を報告する無線子機であって、
    中継履歴を保持する中継履歴保持手段と、
    前記無線親機に対して前記中継履歴を含む検針応答を送信する検針応答手段と、
    前記中継履歴に基づいて特定される中継回数に応じて判定された中継機器となる無線子機に中継動作を指示する中継指定を前記無線親機から受信する中継指定受信手段と、
    前記中継指定を受信した場合に、他の無線子機へ、検針情報を要求する検針要求を送信する検針要求手段と、
    前記他の無線子機からの検針応答を保持する検針応答保持手段と、
    前記他の無線子機からの検針応答を含む中継応答を前記無線親機に送信する中継応答手段とを具備することを特徴とする無線子機。
  10. 検針メータと接続されて、無線通信によって無線親機へ検針情報を報告する無線子機の無線検針方法であって、
    中継履歴を保持し、
    前記無線親機に対して前記中継履歴を含む検針応答を送信し、
    前記中継履歴に基づいて特定される中継回数に応じて判定された中継機器となる無線子機に中継動作を指示する中継指定を前記無線親機から受信し、
    前記中継指定を受信した場合に、他の無線子機へ、検針情報を要求する検針要求を送信し、
    前記他の無線子機からの検針応答を保持し、
    前記他の無線子機からの検針応答を含む中継応答を前記無線親機に送信することを特徴とする無線子機の無線検針方法。
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