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

Description

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４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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