JP5346222B2 - 遠隔検針システム - Google Patents

Description

本発明は、主として小規模の集合住宅、小規模の商業ビル、戸建て住宅などにおいて電力使用量を遠隔で検針する遠隔検針システムに関するものである。

従来から、集合住宅の各住戸やオフィスビル・商業ビルにおける各テナントが需要家である場合において、電力量計に付設した子機と集合住宅やオフィスビル・商業ビルの電気室などに配置された親機との間で電力線搬送通信による通信を行い、各需要家の電力量計で得られた検針データ（つまり、電力量計による検針データであって、ここでは消費電力量）を親機が子機から取得し、親機において検針データを集約する技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特許文献１によれば、親機は、電話網のような通信網を介して電力会社の集計装置に接続されており、集計装置からの検針要求に応じて子機から検針データを取得して集計装置に送信したり、あらかじめ定める周期毎に子機から検針データを取得して集計装置に送信したりすることで遠隔での検針を可能にしている。

ところで、特許文献１に記載の技術では、需要家の入った建物内の幹線（引き込み線）に複数台の降圧トランス（変圧器）を接続することにより配電系統を複数に分岐し、降圧トランスの二次側の電力線（配電線）から需要家に電力を供給している。したがって、建物内の各階ごとなどに配電系統を分けることが可能になっている。

このような構成において、降圧トランスの二次側の配電線から電力が供給されている需要家に設けた子機と、当該配電線に接続された親機との間であれば、電力線搬送通信を比較的安定に行うことができる。

しかしながら、集合住宅やオフィスビルでは、図９のように、複数台の降圧トランスを設けることにより高圧引込線Ｌａ′を複数系統の低圧電灯線Ｌｂ′に分岐しているから、親機１が接続されている降圧トランスＴｒ′とは異なる降圧トランスＴｒ′の二次側である低圧電灯線Ｌｂ′に接続されている子機２と親機１とが電力線搬送通信により通信しようとすれば、２個の降圧トランスＴｒ′を介して通信することになる。つまり、降圧トランスＴｒ′による信号減衰の影響で通信信頼性を確保するのが困難になる。

この種の問題を解決するために、特許文献１に記載の技術では、異なる降圧トランスＴｒ′の二次側に電力線搬送通信の通信信号を通過させるカプラ（変圧器間信号結合器）６を接続する構成を採用することにより、通信品質の向上を図っている。

特開２００６−１８００２１号公報

ところで、特許文献１に記載の技術は、大規模の集合住宅やオフィスビルのように電気室を備える建物を想定しているが、小規模の集合住宅、小規模の商業ビル、少数のテナントが入居する雑居ビル、戸建て住宅のように電気室を備えていない建物において特許文献１と同様の技術を適用するのは困難である。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、電気室を備えていない建物であっても、複数台の子機で計測した需要家の検針データを親機で取得し、親機から通信路を通してサーバに伝送することで遠隔検針を実現する遠隔検針システムを提供することにある。

請求項１の発明は、高圧配電線に複数接続されている配電用変圧器の二次側である低圧配電線に接続され需要家の検針データを取得する複数台の子機と、前記配電用変圧器の少なくとも１台に近接して配置されかつ当該配電用変圧器の二次側である低圧配電線に接続され、前記子機から検針データを取得するとともに公衆回線を含む通信路を通して検針データをサーバに取得させる親機と、前記親機に近接して配置された前記配電用変圧器とは異なる配電用変圧器に近接して配置されかつ当該配電用変圧器の二次側である低圧配電線に接続され、前記子機のうちの一部から当該低圧配電線を通信路とする電力線搬送通信により検針データを取得するとともに、当該検針データを無線通信路を通して前記親機に転送する中継器とを備え、前記親機は、前記子機のうちの少なくとも一部からは当該低圧配電線を通信路とする電力線搬送通信により検針データを取得し、前記中継器は、前記子機から取得した検針データを一時的に保存し、あらかじめ定められた時間間隔で当該検針データが前記親機に転送される一時記憶部を備えることを特徴とする。

なお、無線通信路は伝送媒体として電波の利用を主としているが、光を伝送媒体に用いてもよい。

請求項２の発明では、請求項１の発明において、前記子機のうちの一部は、前記中継器との間で無線通信路を通して通信することにより中継器に検針データを取得させることを特徴とする。

請求項３の発明では、請求項２の発明において、前記中継器は、前記親機との間の無線通信路を形成する第１の無線処理部と、前記子機との間の無線通信路を形成する第２の無線処理部とを個別に備えることを特徴とする。

請求項４の発明では、請求項１〜３のいずれかの発明において、前記中継器は指向性アンテナを有し、前記指向性アンテナは最大利得の方向が前記高圧配電線と前記低圧配電線との少なくとも一方に沿う方向に設定されていることを特徴とする。

請求項５の発明では、請求項１〜４のいずれかの発明において、前記無線通信路の通信品質を監視する通信品質監視部と、前記無線通信路が規定の通信品質に保たれている範囲において送信出力を低下させるレベル制御部とを備えることを特徴とする。

請求項６の発明では、請求項２又は３の発明において、前記中継器は、前記親機との間に無線通信路を形成する状態と、前記子機との間に無線通信路を形成する状態とを選択する通信路切換部を備えることを特徴とする。

請求項１の発明の構成によれば、電気室を備えず低圧配電線から引き込んでいる建物であっても、電力線搬送通信の技術を利用して検針データを親機で取得することが可能になる。

さらに、親機と無線通信路を形成する中継器を設けているから、異なる配電用変圧器の二次側の低圧配電線の間でも通信路を確保することができ、電力線搬送通信に用いる通信信号が２個の配電用変圧器を通ることによる信号減衰を生じることなく良好な通信品質を確保することができる。また、配電用変圧器ごとに親機を設ける必要がないことにより、親機とサーバとの通信路を形成するための装置が不要であり、それだけシステム構築のコスト増を抑制することができる。
その上、中継器において検針データを一時的に保存するので、複数の検針データを一括して親機に転送することで通信トラフィックの増加を抑制することができる。ここに、一時記憶部に保存された検針データは、あらかじめ定められた時間間隔で親機に転送されるから、複数台の子機からの検針データを一括して親機に転送すること、あるいは所定期間ごとに複数の検針データをまとめて親機に転送することが可能になる。その結果、少ないセッション数で多数個の検針データを親機に送ることが可能になり、無線信号に電波を用いているときには、電波の利用効率を高め、複数台の中継器を用いる場合でも遅滞なく検針データを送信することが可能になる。

請求項２の発明の構成によれば、一部の子機では中継器との間で無線通信路を用いることが可能になり、子機の配置の自由度が高まる。

請求項３の発明の構成によれば、親機と子機との無線通信路の条件を個別に設定することが可能になり、無線通信路の干渉を防止して通信品質を確保し、また通信距離などに応じて送信出力を調節することで消費電力の増加を防止することができる。

請求項４の発明の構成によれば、指向性アンテナを用いることにより、不要方向への放射および不要方向からの受信を制限しているから、無線通信路の干渉を抑制することができるとともに、消費電力の増加を抑制することになる。

請求項５の発明の構成によれば、無線通信路の通信品質を確保できる範囲で送信出力を低減するので、必要以上の電力の消費を防止することができる。

請求項６の発明の構成によれば、中継器が親機と子機との間で択一的に無線通信路を形成するので、２つの無線通信路の干渉を防止でき、通信品質を確保することができる。

実施形態１を示す概略構成図である。 同上に用いる親機を示すブロック図である。 同上に用いる子機を示すブロック図である。 同上に用いる中継器を示すブロック図である。 同上に用いる無線機能付き子機を示すブロック図である。 実施形態２に用いる中継器を示すブロック図である。 実施形態３における施工例を示す概略構成図である。 同上に用いる親機の動作説明図である。 従来のシステム構成を示すブロック図である。

（実施形態１）
本実施形態は、小規模の集合住宅のように１つの建物内に複数台の電力計測装置が配置され、かつ建物へは高圧配電線が引き込まれず、柱上変圧器のような配電用変圧器の二次側である低圧配電線が引き込まれる場合を想定している。ただし、１台の配電用変圧器から複数の建物に配電する場合、複数台の配電用変圧器から複数の建物に配電する場合、１つの建物内に１台の電力計測装置が配置される場合に、本発明の技術思想を適用することを妨げる趣旨ではない。したがって、戸建て住宅の電力計測装置に本発明の技術思想を適用することも可能である。

図１に示すように、商用電源の高圧配電線Ｌａに複数接続されている配電用変圧器Ｔｒの二次側には、それぞれ低圧配電線Ｌｂが接続される。配電用変圧器Ｔｒとしては電柱ＰＬ上に設置された柱上変圧器を例示しているが、高圧配電線Ｌａを地中配電線路としている場合には、配電用変圧器Ｔｒは変圧器塔に収納される。このように高圧配電線Ｌａに複数台の配電用変圧器Ｔｒが設けられているから、複数系統の低圧配電線Ｌｂに分岐されていることになる。各需要家へは、低圧配電線Ｌｂに接続した引き込み線Ｌｃを通して電力が供給される。ここに、高圧配電線Ｌａの電圧は多くは６６００Ｖであり、低圧配電線Ｌｂの電圧は１００Ｖまたは２００Ｖである。

需要家には使用電力量の計量などの目的で電力計測装置４が設置される。電力計測装置４には、従来の積算電力計に代えて電子式電力量計を用いる。電力計測装置４では瞬時電力を計測し、瞬時電力を積算することによって時間帯別に電力量を計量する。したがって、たとえば昼間時間と夜間時間のように料金単価の異なる時間帯における使用電力量を個別に計量することができる。

電力計測装置４で計量した検針データは、通信技術を用いて遠方に配置したサーバ（図示せず）に転送される。サーバは、電力供給事業者が管理し検針データを収集する装置であって、需要家での使用電力量に関する遠隔検針を行い電気料金の計算などを行う。

電力計測装置４が計量した検針データをサーバに転送するために、いずれかの配電用変圧器Ｔｒの二次側である低圧配電線Ｌｂには、配電用変圧器Ｔｒに近接して親機１が接続される。また、各需要家に設けた電力計測装置４には親機１との間で通信可能な子機２がそれぞれ近接して配置される。親機１はメディアコンバータ５を介して公衆回線Ｌｄに接続され、公衆回線Ｌｄを通してサーバとの間で通信を行う。したがって、電力計測装置４で計量した検針データは、子機２を通して親機１が取得し、親機１からサーバに転送される。

ここに、公衆回線Ｌｄとしては、物理的には電話回線、光回線、ケーブルテレビ線などを用いることができ、親機１は、この種の公衆回線Ｌｄを通して広域情報通信網に設けたサーバと通信を行う。通信に際しては情報の漏洩を防止するために仮想専用網（ＶＰＮ）を構築しておく。

ところで、図１に示す例では、親機１と子機２との間の通信路として３種類の経路を示している。親機１と子機２との間では、基本的には、低圧配電線Ｌｂを通信路に用いた電力線搬送通信（以下、「ＰＬＣ」と略称する。ＰＬＣ＝Power Line Communication）を行う。ＰＬＣの通信信号（以下、「ＰＬＣ信号」という）には、商用電源周波数よりも十分に高い周波数（たとえば、１０〜４５０ｋＨｚ）を用いる。

すなわち、二次側の低圧配電線Ｌｂに親機１が接続されている配電用変圧器Ｔｒ（図１の左側の配電用変圧器）の二次側の低圧配電線Ｌｂには通常は子機２を接続し、当該子機２と親機１との間では原則として低圧配電線Ｌｂを伝送媒体とするＰＬＣ信号を伝送する。１系統の低圧配電線Ｌｂに親機１と子機２とを接続し、当該低圧配電線Ｌｂを伝送媒体としてＰＬＣ信号を伝送する場合、すなわち低圧配電線Ｌｂのみを通信路とする経路が第１の経路になる。

一方、二次側の低圧配電線Ｌｂに親機１が接続されていない配電用変圧器Ｔｒ（図１の右側の配電用変圧器）でも二次側の低圧配電線Ｌｂには通常は子機２を接続する。当該子機２は、親機１との間でＰＬＣ信号を伝送することが不可能ではないものの、当該子機２と親機１との間に２個の配電用変圧器Ｔｒが介在することや、通信路が長くなること（少なくとも２本の電柱ＰＬの間の距離になる）からＰＬＣ信号が大幅に減衰し、通信品質を確保することが困難である。

配電用変圧器Ｔｒごとに親機１を設ける構成を採用してもよいが、メディアコンバータ５も親機１と同数個必要になるから、配電用変圧器Ｔｒを配置している場所ごとにメディアコンバータ５を公衆回線Ｌｄに接続しなければならず、施工の手間が大幅に増加する。とくに、公衆回線Ｌｄへのメディアコンバータ５の接続作業は公衆回線Ｌｄを管理する通信事業者でなければ行えず、配電用変圧器Ｔｒへの親機１の接続作業は資格を有した電気工事者でなければ行えないから、配電用変圧器Ｔｒの設置場所ごとに親機１とメディアコンバータ５とを施工すると、作業人員と作業期間とが大幅に増加し、結果的に導入コストが増加する。

また、親機１を接続した低圧配電線Ｌｂと親機１を接続していない低圧配電線Ｌｂとの間に、ＰＬＣ信号を通過させ、商用電源周波数は通過させないローパスフィルタを備えたカプラを挿入することも考えられるが、低圧配電線Ｌｂの間の距離が大きくなる（少なくとも２本の電柱ＰＬの間の距離になる）から、カプラを接続するための配線長が大きく、ＰＬＣ信号が大幅に減衰する上に、カプラと低圧配電線とを接続するための配線用資材の量が増加してコスト高になる。さらには、配線用資材の質量が大きくなることにより、配線工事が大がかりになり作業性が悪くなる。

そこで、本実施形態では、親機１が接続されていない配電用変圧器Ｔｒの二次側である低圧配電線Ｌｂには中継器３を接続し、当該中継器３と親機１との間で無線通信路を形成する構成を採用している。中継器３は、電気工事者であれば取り付けることができるから、親機１とメディアコンバータ５とを設ける場合に比較すれば、作業人員や作業期間を大幅に低減することができる。

中継器３は子機２との間で低圧配電線Ｌｂを伝送媒体としてＰＬＣ信号を伝送する通信を行う。また、上述のように親機１との間では無線通信路を形成する。このように、低圧配電線Ｌｂに中継器３と子機２とを接続し、ＰＬＣ信号を用いる有線通信路と無線通信路とを併用する経路が第２の経路になる。

第３の経路は、子機２が親機１との間で無線通信路のみを用いる経路であり、この経路を利用する場合は、図１の中央に示している無線機能付き子機２ａを子機２として用いる。無線機能付き子機２ａは、親機１との間だけではなく、中継器３との間でも必要に応じて無線通信路を形成することが可能である。この場合、無線機能付き子機２ａは、親機１と中継器３とのうち通信品質が高い側との間で無線通信路を形成する。

上述したどの経路を用いるかにかかわらず、親機１は、子機２から検針データを取得するにあたっては、親機１の管理下に属している各子機２に対してポーリングを行うことにより各子機２から検針データを取得する。

以下では、上述した各装置の構成を説明する。親機１は、図２に示すように、配電用変圧器Ｔｒの二次側における低圧配電線Ｌｂに接続するための低圧配電線接続端子１１と、メディアコンバータ５を接続するためのメディアコンバータ接続端子１２とを備える。また、上述したように中継器３あるいは無線機能付き子機２ａとの間で無線通信路を形成するために無線信号を送受するアンテナ１３を備える。

低圧配電線接続端子１１には、低圧配電線Ｌｂから内部電源を得るためにインピーダンスアッパ１４を介して電源回路１５が接続されている。インピーダンスアッパ１４は、ＰＬＣ信号の周波数に対しては十分に高いインピーダンスを持つとともに商用電源周波数は通過させるように構成されたローパスフィルタである。

低圧配電線接続端子１１には、ＰＬＣ信号を通過させ商用電源周波数は阻止する結合回路１６を介してＰＬＣ処理部１７が接続されている。ＰＬＣ処理部１７は、ＰＬＣ信号の送受を行う送信回路１７ａおよび受信回路１７ｂを備えるとともに、ＰＬＣ信号の変調および復調を行うＰＬＣモデム１７ｃを備える。

一方、アンテナ１３には、無線処理部１８が接続されている。無線処理部１８は、無線信号の送受を行う送信回路１８ａおよび受信回路１８ｂを備えるとともに、無線信号の変調および復調を行う無線モデム１８ｃを備える。

ＰＬＣ処理部１７および無線処理部１８は、マイクロコンピュータである制御回路１０ａに接続されており、制御回路１０ａから検針データの取得要求がなされると、該当する子機２に検針データの取得要求を行うためのＰＬＣ信号あるいは無線信号を生成し、子機２からの応答による検針データを取得して制御回路１０ａに引き渡す。制御回路１０ａにはメモリ１０ｂが付設され、取得した検針データをメモリ１０ｂに一時保存する。

制御回路１０ｂとメディアコンバータ接続端子１２との間には、メディアコンバータ５との間で授受する伝送信号のセッションを制御する通信制御回路１９が設けられる。公衆回線Ｌｄとして光回線を用いる場合には、実質的にＬＡＮ（Local Area Network）と同様のセッションになるから、通信制御回路１９にはＬＡＮコントローラを用いる。

図２に示した構成の親機１を用いることにより、子機２との間でＰＬＣ信号の送受信を行うか、あるいは無線機能付き子機２ａまたは中継器３との間で無線信号の送受信を行って、子機２が取得した検針データを取得することができ、検針データをメモリ１０ｂに一時記憶させることができる。また、メモリ１０ｂに一時記憶した検針データは、通信制御回路１９を通してメディアコンバータ５に転送され、サーバに検針データを取得させることができる。

子機２は、図３に示すように、親機１からメモリ１０ｂ、無線処理部１８、通信制御回路１９、アンテナ１３を除き、電力計測装置４を接続するための電力メータ通信インターフェイス２２を設けた構成を有している。

具体的には、低圧配電線Ｌｂに接続するための低圧配電線接続端子２１と、上述した電力メータ通信インターフェイス２２とを外部装置とのインターフェイスとして備える。また、低圧配電線接続端子２１には、低圧配電線Ｌｂから内部電源を得るためにインピーダンスアッパ２４を介して電源回路２５が接続される。

さらに、低圧配電線接続端子２１には、結合回路２６を介してＰＬＣ処理部２７が接続されている。ＰＬＣ処理部２７は、ＰＬＣ信号の送受を行う送信回路２７ａおよび受信回路２７ｂと、ＰＬＣ信号の変調および復調を行うＰＬＣモデム２７ｃとを備える。

ＰＬＣ処理部２７はマイクロコンピュータである制御回路２０に接続されている。制御回路２０では、ＰＬＣ処理部２７を通して親機１から検針データの取得要求を受けると、電力メータ通信インターフェイス２２に接続されている電力計測装置４から検針データを取得し、親機１への応答として検針データを返送する。

子機２における低圧配電線接続端子２１、インピーダンスアッパ２４、電源回路２５、結合回路２６、ＰＬＣ処理部２７の基本的な構成および機能は、親機１における低圧配電線接続端子１１、インピーダンスアッパ１４、電源回路１５、結合回路１６、ＰＬＣ処理部１７と同様であるから説明を省略する。

ところで、中継器３は、図４に示すように、メディアコンバータ５と接続されない点と、検針データを原則として記憶しない点とを除けば、親機１と同様の構成を有している。言い換えると、親機１からメモリ１０ｂとメディアコンバータ接続端子１２と通信制御回路１９とを除いた構成を有している。

したがって、低圧配電線Ｌｂに接続するための低圧配電線接続端子３１と、親機１あるいは無線機能付き子機２ａとの間で無線信号を送受するアンテナ３３とを備える。また、低圧配電線接続端子３１には、低圧配電線Ｌｂから内部電源を得るためにインピーダンスアッパ３４を介して電源回路３５が接続されている。

さらに、低圧配電線接続端子３１には、結合回路３６を介してＰＬＣ処理部３７が接続される。ＰＬＣ処理部３７は、ＰＬＣ信号の送受を行う送信回路３７ａおよび受信回路３７ｂと、ＰＬＣ信号の変調および復調を行うＰＬＣモデム３７ｃとを備える。

アンテナ３３には、無線処理部３８が接続される。無線処理部３８は、無線信号の送受を行う送信回路３８ａおよび受信回路３８ｂを備えるとともに、無線信号の変調および復調を行う無線モデム３８ｃを備える。

ところで、親機１の制御回路１０ａでは、低圧配電線接続端子１１またはアンテナ１３とメディアコンバータ接続端子１２との間でデータを伝送しており、低圧配電線接続端子１１とアンテナ１３との間でのデータの伝送はないが、中継器３の制御回路３０は、低圧配電線接続端子３１とアンテナ３３との間でデータを伝送する点で相違する。

さらに、中継器３では、親機１との無線通信路と無線機能付き子機２ａとの無線通信路とでアンテナ３３および無線処理部３８が共用されているから、２つの無線通信路の択一的な選択が必要である。この選択は制御回路３０が行っており、制御回路３０が通信路切換部として機能する。

図４に示した構成の中継器３を用いることにより、子機２との間でＰＬＣ信号の送受信を行うか、あるいは無線機能付き子機２ａとの間で無線信号の送受信を行って子機２から取得した検針データを親機１に取得させることが可能になる。つまり、親機１を接続していない低圧配電線Ｌｂに接続された子機２で取得した計測データを、親機１に取得させることが可能になる。

無線機能付き子機２ａは、図５に示すように、子機２にアンテナ２３および無線処理部２８を付加した構成であって、他の構成は図３に示した子機２と同様である。無線機能付き子機２ａでは、電力計測装置４から取得した検針データをＰＬＣ信号と無線信号との一方を用いて親機１に取得させる。すなわち、図５に示す無線機能付き子機２ａでは、低圧配電線Ｌｂによる有線通信路と無線通信路とを選択して用いることができる。

有線通信路と無線通信路とのどちらを用いるかは、たとえば子機２ａの設置環境に適合するように施工者が決定し、図示しないディップスイッチの操作により制御回路２０に設定する。制御回路２０は、設定内容に従って有線通信路と無線通信路との一方を選択して用いる。なお、無線付き子機２ａでは、有線通信路を用いなくてもよく、結合回路２６およびＰＬＣ処理部２７を省略することも可能である。

無線機能付き子機２ａでは、親機１と中継器３とのどちらに対しても無線通信路を形成することができるが、制御回路２０では、無線機能付き子機２ａが設置されている環境において通信可能である無線通信路を選択する。

すなわち、親機１では、無線機能付き子機２ａとの間で中継器３を通さない経路で検針データの取得要求を行ったときの受信レベルおよび伝送エラーの発生の有無などを評価し、中継器３を通さない無線通信路での通信が可能であれば、当該無線通信路で検針データを取得する。一方、上記無線通信路についての評価により通信品質が不十分であると判断したときには、中継器３を通る無線通信路を選択して検針データの取得を行う。

このような通信品質の評価は、有線通信路を含めて行うようにしてもよく、たとえば、無線機能付き子機２ａとの通信に際して、まず有線通信路を選択し、有線通信路での通信品質が不十分であれば、中継器３を通さない無線通信路を選択し、当該無線通信路での通信品質が不十分であれば、中継器３を通した無線通信路を選択するようにしてもよい。

上述した構成によって、高圧配電線Ｌａを引き込んでいない建物であってもＰＬＣを用いた検針データの収集が可能になる。また、親機１と無線通信路を形成する中継器３を設けることにより、異なる配電用変圧器Ｔｒの二次側間で通信路を確保することができ、ＰＬＣ信号が配電用変圧器Ｔｒを通過することによるＰＬＣ信号の信号減衰の影響を受けることなく良好な通信品質で検針データを親機１で収集することが可能になる。しかも、各配電用変圧器Ｔｒごとに親機１を設ける必要がないから、メディアコンバータ５の台数を低減することができ、結果的にシステムの導入コストを低減することが可能になる。

なお、親機１と中継器３との間の通信路は基本的には無線通信路を用いるが、一部の通信路には専用配線や専用の光ファイバによる通信路を用いてもよい。

（実施形態２）
本実施形態は、図６に示すように、中継器３に独立して動作する２個の無線処理部３８１，３８２を設けた点を特徴にしている。各無線処理部３８１，３８２は同構成であるが、一方の無線処理部３８１は親機１との無線通信路を形成し、他方の無線処理部３８２は無線機能付き子機２ａとの無線通信路を形成する。また、本実施形態の中継器３には、各無線処理部３８１，３８２ごとに各別にアンテナ３３１，３３２を設けている。

さらに、制御回路３０ａには親機１の制御回路１０ａと同様にメモリ３０ｂを接続している。このメモリ３０ｂには、子機２（無線機能付き子機２ａを含む）から取得した検針データが一時的に保存される。すなわち、メモリ３０ｂは、一時記憶部として機能する。メモリ３０ｂに保存された検針データは、あらかじめ定められた時間間隔で親機１に転送される。また、親機１からの取得要求がある場合にも親機１に転送される。

制御回路３０ａでは、検針データの取得要求に対してＰＬＣ処理部３７では子機２からの応答が得られないときには、低圧配電線Ｌｂには子機２が接続されていないと判断し、ＰＬＣ処理部３７の動作を停止させる。同様に、検針データの取得要求に対して無線処理部３８２では無線機能付き子機２ａからの応答が得られないときに、無線処理部３８２の動作を停止させる。ＰＬＣ処理部３７や無線処理部３８２の動作を再開する場合は、親機１との間で無線通信路を形成する無線処理部３８１を通してサーバから設定変更を行う。なお、中継器３にＰＬＣ処理部３７や無線処理部３８２の動作の停止や再開を指示するためのディップスイッチなどを設けてもよい。

上述した中継器３を用いることによって、親機１との間の無線通信路と、無線機能付き子機２ａとの間の無線通信路とを独立して形成するから、互いの通信トラフィックの影響を受けることなく安定した通信処理を行うことが可能になる。また、各無線通信路を形成するための周波数帯、変調方式などを異ならせることにより、混信の可能性が低減され、システム安定度や信頼性を向上させることができる。

親機１との間の無線通信路は直線状であることが多いから、電波を伝送媒体に用いる無線処理部３８１に代えて、光を伝送媒体に用いる構成を採用することも可能である。この場合、アンテナ３３１に代えて光ビームを発生させる発光源と、光ビームを受信する受光素子とを設ける。また、親機１においても光を伝送媒体に用いる構成が必要になる。

さらに、無線処理部３８１，３８２が独立して動作するから、それぞれの送信電力を個別に設定することも可能である。たとえば、親機１が近距離に配置されているときには送信電力を小さくすることで、電波干渉を抑制し、かつ消費電力を低減することができる。また、無線機能付き子機２ａが遠距離に配置されているときには送信電力を大きくすることで、無線機能付き子機２ａとの通信可能範囲を広げ、通信の信頼性を向上させることが可能になる。

加えて、メモリ３０ｂを設けていることにより、子機２（無線機能付き子機２ａを含む）から収集した検針データをメモリ３０ｂに一時保存することができるから、複数台の子機２（無線機能付き子機２ａを含む）からの検針データを一括して親機１に転送したり、３０分毎の検針データを１日単位でまとめて親機１に転送したりすることが可能になる。このことから、少ないセッション数で多数個の検針データを送ることが可能になる。したがって、無線信号に電波を用いているときには電波の利用効率を高めることになり、複数台の中継器３を設ける場合でも遅滞なく検針データを送信することが可能になる。

他の構成および動作は実施形態１と同様である。また、実施形態１において本実施形態と同様に一時記憶部として機能するメモリ３０ｂを設けてもよい。同様に、実施形態１においても親機１と中継器３との間の無線通信路において光を伝送媒体に用いることが可能である。

（実施形態３）
本実施形態では、親機１と中継器３との間の無線通信路を、高圧配電線Ｌａや低圧配電線Ｌｂの延長方向に沿って形成する例を示す。したがって、上述した実施形態では、配線用変圧器Ｔｒを設けた電柱ＰＬにのみ親機１あるいは中継器３を配置していたのに対して、本実施形態では、配線用変圧器Ｔｒを設けていない電柱ＰＬにも中継器３を配置している。また、中継器３は、親機１および無線機能付き子機２ａとの間で無線通信路を形成するだけではなく、他の中継器３との間にも無線通信路を形成することが可能になっている。

図７は本実施形態の施工例であり、図に示す親機１、子機２、中継器３は、実施形態１または実施形態２の構成のものを用いる。また、図示していないが無線機能付き子機２ａを含めた構成を採用することができる。ただし、親機１および中継器３のアンテナ１３，３３（３３１，３３２）には、ビーム幅の狭い指向性アンテナを用いる。

この種の指向性アンテナとしては、パラボラアンテナやフェイズドアレイアンテナを採用することができる。また、指向性アンテナの最大利得の方向を、親機１ないし中継器３が設けられている電柱ＰＬにより支持している高圧配電線Ｌａまたは低圧配電線Ｌｂの延長方向とする（図７に矢印で示す方向が最大利得の方向）。実施形態２のように２本のアンテナ３３１，３３２を備える場合には、親機１との間に無線通信路を形成するアンテナ３３１について指向性アンテナを用いる。

上述のように指向性アンテナを用いることにより、不要方向への電波の放射を抑制するとともに、不要方向からの電波の受信が抑制されるから、電波を利用する他システムとの干渉が抑制され、システムの信頼性を向上させることができる。たとえば、他システムと同周波数帯の電波を用いる場合でも、他システムへの干渉を抑制し、他システムからの干渉も抑制されることになる。なお、親機１および中継器３を電柱上に配置している場合には、電波の放射領域および受信領域が下方向に形成されないように指向性を持たせることで、地上付近で用いられる他システムとの干渉を抑制することができる。

ところで、他システムとの干渉を抑制するには、親機１や中継器３における送信出力を低減することが望ましい。そこで、親機１および中継器３においては、図８に示す動作を行うことによって、送信出力の抑制を図っている。

まず、受信側の動作を説明する。図８（ａ）のように、無線信号を受信すると（Ｓ１）、受信レベルを確認する（Ｓ２）。受信レベルが所要受信レベルを超えているときには（Ｓ３：ｙｅｓ）、送信出力が過大であると判断し、現状の受信レベルから所要受信レベル分を減算することにより送信出力の削減量を求め（Ｓ４）、求めた削減量に基づいて削減情報を送信側に返送する（Ｓ５）。また、ステップＳ３において受信レベルが所要受信レベル以下と判断したときには（Ｓ３:ｎｏ）、送信出力は正常と判断する。

一方、送信側では、図７（ｂ）のように、受信側から削減情報が通知されると（Ｓ６：ｙｅｓ）、その時点の送信出力から削減情報に基づいて送信出力を低減する（Ｓ７）。また、ステップＳ６において削減情報を受信しなければ（Ｓ６：ｎｏ）、その時点の送信出力を維持する。

ここに、削減情報としては、たとえば所要受信レベルに対する削減量の比を用いることができる。この場合、送信側ではその時点の送信出力に削減情報を乗じて求めた値をその時点の送信出力からの削減量とすることができる。

上述した動作は、無線処理部１８，３８（３８１）および制御回路１０ａ，３０（３０ａ）により実現される。また、上述の動作から明らかなように、受信側におけるステップＳ２，Ｓ３の処理によって通信品質を監視する通信品質監視部としての機能が実現され、送信側におけるステップＳ６，Ｓ７の処理によって無線通信路が規定の通信品質に保たれている範囲において送信出力を低下させるレベル制御部としての機能が実現される。上述の例では受信レベルを通信品質として用いているが、伝送エラーの発生率や伝送エラーの発生に伴う再送回数などを通信品質の評価に用いることも可能である。

上述した通信品質監視部とレベル制御部との機能を親機１および中継器３に付加することによって、送信出力を低減することができ、他システムへの干渉を抑制することができるとともに、消費電力の低減につながる。また、上述の例では親機１および中継器３について説明したが、無線機能付き子機２においても同様の機能を持たせてもよい。他の構成および動作は実施形態１、２と同様である。

１ 親機
２ 子機
２ａ 無線機能付き子機
３ 中継器
４ 電力計測装置
５ メディアコンバータ
１０ａ 制御回路（通信品質監視部、レベル制御部）
３０ 制御回路（通信路切換部、通信品質監視部、レベル制御部）
３０ａ 制御回路（通信路切換部、通信品質監視部、レベル制御部）
３０ｂ メモリ（一時記憶部）
３３ アンテナ
３３１ アンテナ
３３２ アンテナ
３８ 無線処理部（通信品質監視部、レベル制御部）
３８１ （第１の）無線処理部（通信品質監視部、レベル制御部）
３８２ （第２の）無線処理部（通信品質監視部、レベル制御部）
Ｌａ 高圧配電線
Ｌｂ 低圧配電線
Ｌｃ 引き込み線
Ｌｄ 公衆回線
ＰＬ 電柱
Ｔｒ 配電用変圧器

Claims (6)

1. 高圧配電線に複数接続されている配電用変圧器の二次側である低圧配電線に接続され需要家の検針データを取得する複数台の子機と、前記配電用変圧器の少なくとも１台に近接して配置されかつ当該配電用変圧器の二次側である低圧配電線に接続され、前記子機から検針データを取得するとともに公衆回線を含む通信路を通して検針データをサーバに取得させる親機と、前記親機に近接して配置された前記配電用変圧器とは異なる配電用変圧器に近接して配置されかつ当該配電用変圧器の二次側である低圧配電線に接続され、前記子機のうちの一部から当該低圧配電線を通信路とする電力線搬送通信により検針データを取得するとともに、当該検針データを無線通信路を通して前記親機に転送する中継器とを備え、前記親機は、前記子機のうちの少なくとも一部からは当該低圧配電線を通信路とする電力線搬送通信により検針データを取得し、前記中継器は、前記子機から取得した検針データを一時的に保存し、あらかじめ定められた時間間隔で当該検針データが前記親機に転送される一時記憶部を備えることを特徴とする遠隔検針システム。
2. 前記子機のうちの一部は、前記中継器との間で無線通信路を通して通信することにより中継器に検針データを取得させることを特徴とする請求項１記載の遠隔検針システム。
3. 前記中継器は、前記親機との間の無線通信路を形成する第１の無線処理部と、前記子機との間の無線通信路を形成する第２の無線処理部とを個別に備えることを特徴とする請求項２記載の遠隔検針システム。
4. 前記中継器は指向性アンテナを有し、前記指向性アンテナは最大利得の方向が前記高圧配電線と前記低圧配電線との少なくとも一方に沿う方向に設定されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の遠隔検針システム。
5. 前記無線通信路の通信品質を監視する通信品質監視部と、前記無線通信路が規定の通信品質に保たれている範囲において送信出力を低下させるレベル制御部とを備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の遠隔検針システム。
6. 前記中継器は、前記親機との間に無線通信路を形成する状態と、前記子機との間に無線通信路を形成する状態とを選択する通信路切換部を備えることを特徴とする請求項２又は３記載の遠隔検針システム。

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