JP5347130B2 - Communications system - Google Patents
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Description
本発明は、通信システムに関し、さらに詳しくは、集合住宅などで利用可能な通信システムに関する。 The present invention relates to a communication system, and more particularly to a communication system that can be used in an apartment house or the like.
電力、ガス、水道などの各家庭での使用量を収集、解析することは、それら資源の需要予測を行い、資源の安定供給を確保するために有益である。あるいはそれら資源の使用量の調整、抑制を行うことで環境保護に貢献することもできる。 Collecting and analyzing the amount of electricity, gas, water, etc. used in each home is useful for predicting demand for those resources and ensuring a stable supply of resources. Alternatively, it is possible to contribute to environmental protection by adjusting and suppressing the usage of these resources.
電力、ガス、水道などの使用量については、毎月実施される検針作業により、ある程度の情報分析を行うことができる。しかし、担当者が各家庭を回り、メータをチェックする作業は、非常に手間とコストの掛かる作業である。また、取得される使用量の情報は、1ヶ月毎の集計値であるため、リアルタイムでの使用量の推移を把握することはできず、リアルタイムで需要予測、使用量の調整を行うことはできない。 About the usage amount of electric power, gas, water supply, etc., a certain amount of information analysis can be performed by the meter reading work performed every month. However, the work for the person in charge to go around each home and check the meter is very laborious and costly. In addition, since the usage information acquired is an aggregate value for each month, it is not possible to grasp the transition of usage in real time, and it is not possible to perform demand prediction and adjustment of usage in real time. .
上述したように、担当者が検針作業を行う形態はコストが掛かる上、情報のリアルタイム性が低い。そこで、通信ネットワークを利用した情報収集の形態が考えられる。 As described above, the form in which the person in charge performs the meter reading operation is costly and has low real-time information. Therefore, a form of information collection using a communication network can be considered.
上記特許文献1には、集合住宅の各住居に設置された電力量計が検針した検針データを、電力線搬送通信(PLC:Power Line Communication)を利用して収集する自動検針システムが開示されている。電力量計にはPLC子機が接続されており、電力量計が測定したデータは、電力線を経由して集合住宅分電盤に接地されたPLC親機に送信される。PLC親機は、自動検針回線を利用して、各家庭の検針データを営業所などに送信する。 Patent Document 1 discloses an automatic meter reading system that collects meter reading data read by a watt-hour meter installed in each residence of an apartment house by using power line communication (PLC). . A PLC slave unit is connected to the watt hour meter, and data measured by the watt hour meter is transmitted to the PLC master unit grounded to the apartment housing distribution board via the power line. The PLC master device transmits meter reading data of each home to a sales office or the like using an automatic meter reading line.
しかし、集合住宅の規模などによっては、複数系統の電力線が集合住宅に設けられることがある。系統の異なる二つの電力線を介して電力線搬送通信を行うことは困難であることが知られている。しかし、特許文献1では、PLC親機とPLC子機とが同一系統の電力線に接続されている必要がある。したがって、特許文献1に開示されている自動検針システムを、複数系統の電力線を有する大規模な集合住宅で利用することは困難であった。 However, depending on the scale of the housing complex, a plurality of power lines may be provided in the housing complex. It is known that it is difficult to perform power line carrier communication via two power lines of different systems. However, in Patent Document 1, it is necessary that the PLC master device and the PLC slave device are connected to the same system power line. Therefore, it has been difficult to use the automatic meter reading system disclosed in Patent Document 1 in a large-scale apartment house having a plurality of power lines.
そこで、本発明は前期問題点に鑑み、集合住宅に設けられる電力線の構成に関係なく、各住居で取得したデータを効率よく収集することができる通信システムを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the problems in the previous period, the present invention has an object to provide a communication system that can efficiently collect data acquired in each residence regardless of the configuration of power lines provided in the apartment house.
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、通信システムであって、第1有線通信媒体に接続される第1通信装置と、第2有線通信媒体に接続され、無線通信機能を有する第2通信装置と、を備え、前記第1通信装置は、少なくとも前記第2通信装置と無線通信が可能な無線通信部と、前記第1有線通信媒体を利用して有線通信を行う有線通信部と、前記無線通信部がデータを受信した場合または前記有線通信部がデータを受信した場合に、受信データの宛先が自装置であるか否かと、前記受信データがブロードキャストパケットであるか否かを判断する宛先確認部と、前記受信データの宛先が自装置でなく、かつ、前記受信データがブロードキャストパケットであると前記宛先確認部が判断した場合に前記ブロードキャストパケットの中継送信を前記無線通信部と前記有線通信部とに指示する中継送信指示部と、を備え、前記ブロードキャストパケットは、前記ブロードキャストパケットの送信元の送信装置と、前記送信装置が前記ブロードキャストパケットの送信に利用した通信媒体とを特定する情報を含む経路情報、を含み、前記第1通信装置は、さらに、自装置を特定する情報と、自装置が前記ブロードキャストパケットの中継送信に利用する通信媒体の種別を特定する情報とを、前記経路情報に付加する経路情報付加部、を備え、前記第1有線通信媒体と前記第2有線通信媒体との間では、実質的に受信可能な状態で通信パケットが伝送されないことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 is a communication system, which is connected to the first wired communication medium and connected to the second wired communication medium, and has a wireless communication function. A wireless communication unit capable of wirelessly communicating with at least the second communication device, and a wired communication unit that performs wired communication using the first wired communication medium. When the wireless communication unit receives data or the wired communication unit receives data, whether or not the destination of the received data is its own device, and whether or not the received data is a broadcast packet a destination confirmation unit for determining the destination of the received data is rather an own apparatus, and the broadcast packet if the received data is determined is the destination confirmation unit as a broadcast packet A relay transmission instruction unit that instructs the wireless communication unit and the wired communication unit to perform relay transmission, wherein the broadcast packet includes a transmission device that is a transmission source of the broadcast packet, and the transmission device transmits the broadcast packet. The first communication device further includes information identifying the device itself and a communication medium used by the device for relay transmission of the broadcast packet. A route information adding unit for adding information identifying the type to the route information, and the communication packet being substantially receivable between the first wired communication medium and the second wired communication medium. Is not transmitted .
請求項2記載の発明は、請求項1に記載の通信システムにおいて、前記第1通信装置は、さらに、前記ブロードキャストパケットの応答データを作成し、前記応答データに前記送信装置までの送信経路を示す情報として前記経路情報を含める応答データ作成部と、前記経路情報に基づいて前記応答データの送信先を特定し、特定した前記送信先への前記応答データの送信を、前記経路情報に基づいて前記無線通信部および前記有線通信部のいずれかに指示する送信指示部と、を備えることを特徴とする。 According to a second aspect of the invention, in the communication system according to claim 1, wherein the first communication device is further configured to create a response data of the broadcast packet, indicating the transmission route to the transmission device in the response data A response data creating unit including the route information as information, a transmission destination of the response data is specified based on the route information, and transmission of the response data to the specified transmission destination is performed based on the route information. A wireless communication unit and a transmission instruction unit for instructing one of the wired communication units.
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の通信システムにおいて、前記第1通信装置は、さらに、前記受信データの中継送信を許可するか否かを判定する中継送信許可部、を備え、前記中継送信指示部は、前記中継送信許可部の判定結果に基づいて、前記無線通信部と前記有線通信部とに前記受信データの中継送信を指示することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the communication system according to the first or second aspect , the first communication device further determines whether or not to permit relay transmission of the received data. The relay transmission instructing unit instructs the wireless communication unit and the wired communication unit to perform relay transmission of the received data based on the determination result of the relay transmission permission unit.
請求項4記載の発明は、請求項3に記載の通信システムにおいて、前記中継送信許可部は、前記無線通信部がデータを受信した場合に、前記第2通信装置が放射する電波強度が所定強度より小さいか否かを判定する電波強度判定部、を含み、前記中継送信許可部は、前記電波強度が前記所定強度より小さいと判定された場合、受信データの中継送信先として前記第2通信装置を指定することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the communication system according to the third aspect , the relay transmission permission unit is configured such that when the wireless communication unit receives data, the radio wave intensity radiated from the second communication device is a predetermined intensity. A radio field strength determination unit that determines whether the radio wave strength is smaller, and the relay transmission permission unit determines the second communication device as a relay transmission destination of received data when the radio field strength is determined to be smaller than the predetermined strength. Is specified.
請求項5記載の発明は、請求項3または請求項4に記載の通信システムにおいて、前記中継送信許可部は、前記有線通信部がデータを受信した場合に、受信データの受信品質が所定レベルより劣化しているか否かを判定する受信品質判定部、を含み、前記中継送信許可部は、前記受信品質が前記所定レベルより劣化していると判定された場合、前記有線通信部に前記受信データの中継送信を許可することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, in the communication system according to the third or fourth aspect , the relay transmission permission unit is configured such that the reception quality of the received data is less than a predetermined level when the wired communication unit receives data. A reception quality determination unit that determines whether the reception quality is deteriorated, and when the relay transmission permission unit determines that the reception quality is deteriorated from the predetermined level, the reception data is transmitted to the wired communication unit. The relay transmission is permitted.
請求項6記載の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記無線通信部は、前記第2有線通信媒体が設置される方向に指向性を有するアンテナ、を含むことを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, in the communication system according to any one of the first to fifth aspects, the wireless communication unit includes an antenna having directivity in a direction in which the second wired communication medium is installed. It is characterized by including.
請求項7記載の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の通信システムにおいて、前記第1有線通信媒体及び前記第2有線通信媒体は、電力線であり、前記有線通信部は、電力線搬送通信を行うことを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the communication system according to any one of claims 1 to 6 , wherein the first wired communication medium and the second wired communication medium are power lines, and the wired communication unit is: Power line carrier communication is performed.
本発明に係る通信システムは、第1有線通信媒体と第2有線通信媒体との間の通信を、無線通信により可能としている。このため、通信システムを構成する全ての通信装置が相互に通信可能となる。たとえば、複数系統の電力線が設けられた集合住宅に本発明に係る通信システムを適用し、各住居に通信装置を設置することで、各住居で取得したデータを効率よく収集することができる。 The communication system according to the present invention enables communication between the first wired communication medium and the second wired communication medium by wireless communication. For this reason, all the communication apparatuses constituting the communication system can communicate with each other. For example, the data acquired in each residence can be efficiently collected by applying the communication system according to the present invention to an apartment house provided with a plurality of power lines and installing a communication device in each residence.
また、本発明に係る通信システムを構成する通信装置は、ブロードキャストパケットを送信するときに、自装置を特定する情報と、ブロードキャストパケットの送信に利用する通信媒体の種別を特定する情報とを経路情報に追加する。通信装置は、経路情報が設定された通信パケットに対して応答するとき、経路情報を応答データに含める。これにより、通信装置は、通信パケットの転送経路を逆にたどって応答データを送信することができるため、応答データが通信パケットの送信元に到達する確率を高めることができる。 Further, when a communication apparatus constituting the communication system according to the present invention transmits a broadcast packet, the communication apparatus transmits information specifying the own apparatus and information specifying the type of communication medium used for transmitting the broadcast packet. Add to When the communication device responds to the communication packet in which the route information is set, the communication device includes the route information in the response data. As a result, the communication device can transmit the response data by reversing the transfer path of the communication packet, so that the probability that the response data reaches the transmission source of the communication packet can be increased.
また、通信装置は、受信データを中継送信するか否かを、受信データの受信品質あるいは無線通信の環境に応じて判定する。これにより、通信システムを構成する全ての通信装置が受信データを中継送信しなくて済むため、通信システムにおけるトラフィック量を抑制することができる。 Further, the communication apparatus determines whether or not to relay the received data according to the reception quality of the received data or the wireless communication environment. Thereby, since all the communication apparatuses which comprise a communication system do not need to relay-receive received data, the traffic volume in a communication system can be suppressed.
また、通信装置は、第2有線通信媒体が設置される方向に指向性を有するアンテナを備えている。これにより、第1有線通信媒体と第2有線通信媒体との間で行われる無線通信の信頼性を高めることができる。 The communication device includes an antenna having directivity in the direction in which the second wired communication medium is installed. Thereby, the reliability of the wireless communication performed between the first wired communication medium and the second wired communication medium can be improved.
{通信システムおよび通信装置の構成}
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る通信システム1の全体概略図である。通信システム1は、マンションなどの集合住宅100に導入される。通信システム1は、集合住宅100の住居1a〜4a,1b〜4b,1c〜4cと、管理人室1dの電力消費量などのデータを、電力線搬送通信(以下、「PLC」という)と無線通信とを利用して収集するシステムである。
{Configuration of communication system and communication apparatus}
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic diagram of a communication system 1 according to an embodiment of the present invention. The communication system 1 is introduced into an
なお、本実施の形態では、有線通信の一例としてPLCを使用するが、Ethernet(登録商標)等の有線LANを用いてもよい。また、集合住宅100の各住居にケーブルテレビが導入されている場合は、ケーブルテレビの通信システムを用いてもよい。
In this embodiment, a PLC is used as an example of wired communication, but a wired LAN such as Ethernet (registered trademark) may be used. In addition, when a cable television is installed in each residence of the
通信システム1は、電力線11、12,13と、通信装置21a〜24a,21b〜24b,21c〜24c,21dとを備える。
The communication system 1 includes
電力線11,12は、集合住宅100の上下方向に沿って設けられており、集合住宅100内に設置されるキュービクル101に接続されている。キュービクル101は、電力会社から供給される高圧電力(約6000V)を、家庭用電力(約100V)に変換する変電設備である。電力線11は、住居1b〜4b,1c〜4cに家庭用電力を供給する。電力線12は、住居1a〜4aに家庭用電力を供給する。電力線13は、キュービクル101に接続されており、集合住宅100の共用設備に電力を供給する。共用設備に該当する管理人室1dの家庭用電力は電力線13により供給される。以下、電力線11,12,13の共通の説明を行う場合には、総称して電力線10と呼ぶことにする。
The
通信装置21a〜24a,21b〜24b,21c〜24c,21dは、PLC及び無線通信の両方の通信機能を備えた装置である。通信装置21a〜24a,21b〜24b,21c〜24c,21dは、同様の装置であり、共通の説明を行う場合には、総称して通信装置20と呼ぶことにする。
The
通信装置21a〜24aは、住居1a〜4aにそれぞれ設置される。通信装置21b〜24bは、住居1b〜4bにそれぞれ設置される。通信装置21c〜24cは、住居1c〜4cにそれぞれ設置される。通信装置21dは、管理人室1dに設置される。
The
通信装置21a〜24a,21b〜24b,21c〜24c,21dは、各住居に設置される図示しない電力計、ガスメータ、及び水道の流量メータなどが測定した測定データを取得して記憶する。通信装置21dは、通信装置21a〜24a,21b〜24b,21c〜24cが記憶した測定データを、PLC及び無線通信を利用して収集する。通信装置21dは、図示しないインターネットなどを介して、通信装置20から収集した測定データを集合住宅100などの管理会社に送信する。
The
通信装置21a〜24aは、電力線12を介して互いに通信可能である。通信装置21b〜24b,21c〜24cは、電力線11を介して互いに通信可能である。しかし、通信装置21a〜24aと、通信装置21b〜24b,21c〜24cとは、電力線11、12を介して互いに通信することはできない。これは、電力線11,12の間にキュービクル101が介在しているためである。
The
図2は、集合住宅100の1,2階に設置される通信装置21a〜21d,22a〜22cがそれぞれ無線通信することができる無線通信領域を示している。
FIG. 2 shows wireless communication areas in which the
なお、図2以降の図面では、通信システム1の通信機能を説明にするために必要な通信装置20、電力線10などを示し、集合住宅100などの表示を省略する。
In FIG. 2 and subsequent drawings, the
集合住宅100の1階において、通信装置21a,21b,21c,21dの無線通信領域61a,61b,61c,61dが水平方向に広がっている。たとえば、通信装置21aは、無線通信領域61b,61cの内側に位置するため、通信装置21b,21cと無線通信を利用して相互に通信可能である。しかし、通信装置21aは、無線通信領域61dの外側に位置するため、無線通信を利用して通信装置21dと直接通信することができない。この場合、通信装置21aは、通信装置21b、21cのいずれかを介することにより、通信装置21dと通信することができる。
On the first floor of the
通信装置22a、22b、22cの無線通信領域62a,62b,62cが水平方向に広がっており、2階に設置されている通信装置22a、22b、22cは、無線通信を介して相互に通信可能となっている。
The
集合住宅100の3階,4階にそれぞれ設置される通信装置20も、図2と同様の無線通信領域を有している。したがって、集合住宅100の同一フロアに設置された通信装置20は、無線通信を利用して相互に通信することができる。本実施の形態において、通信装置20は、特定小電力無線局として機能することにより無線通信を行う。無線通信としては、他にもZIGBEE(登録商標)、あるいはIEEE802.11で規定された無線LANなどが利用可能である。
The
なお、通信装置20の無線通信領域を複数の階をカバーするように設定して、通信装置20が、異なるフロアに設置された他の通信装置20と無線通信により相互に通信できるようにしてもよい。しかし、複数の階をカバーするように各通信装置20の無線通信領域を設定した場合、各通信装置20の無線通信領域が広くなるため、通信装置20の消費電力が増大するという問題が発生する。通信装置20の消費電力を削減するためには、通信装置20の無線通信領域を、同一フロア内に設定することが望ましい。
The wireless communication area of the
なお、各通信装置20の無線通信領域は、図2に示すように、同一フロア内の3つ以上の住居をカバーしていることが望ましい。これにより、集合住宅の一部の住居が空き部屋となったとしても、同一フロア内における通信装置20同士の無線通信を確実に実行することができる。アンテナ206から放射される電力の調整や、水平方向に指向性を有するアンテナ206の使用などにより、無線通信領域の範囲を調整することができる。
In addition, as shown in FIG. 2, it is desirable that the wireless communication area of each
図3は、通信装置20の機能ブロック図である。通信装置20は、制御部201と、電力線通信部202と、無線通信部203とを備えている。
FIG. 3 is a functional block diagram of the
電力線通信部202には、配線204が接続されている。配線204が電力線10に接続されることで、通信装置20が電気的に電力線10に接続される。配線204は、プラグ205を介して電力線10に接続される。通信装置20は、プラグ205を電力線10に設けられたコンセントに接続することで、PLCが可能となっている。また、配線204を介して、通信装置20に電力が供給される。
A
無線通信部203は、アンテナ206を備え、同一フロア内の他の通信装置20との間で、特定小電力無線を利用した無線通信を行う。アンテナ206は、アンテナエレメントに対して垂直な方向に指向性を有するダイポールアンテナやホイップアンテナなどである。アンテナ206がホイップアンテナである場合、アンテナ206を垂直に設置することで、図2に示すような無線通信領域を実現することができる。
The
制御部201は、電力線通信部202及び無線通信部203を利用した通信を制御する。制御部201は、転送許可部207と、測定データ取得部208とを備える。
The
転送許可部207は、電力線通信部202または無線通信部203が受信した通信パケットを中継するか否かを判定する。測定データ取得部208は、通信装置20とともに住居に設置される電力計、ガスメータ、及び水道の流量メータなどが測定した測定データを取得し、取得した測定データを保存する。
The
{通信手順の基本ルール}
通信システム1における通信手順の基本ルールについて、図4、図5を用いて説明する。制御部201は、他の通信装置20に通信パケットを送信する場合には、電力線通信部202及び無線通信部203に対して、同一内容の通信パケットの送信指示を行う。
{Basic rules of communication procedure}
The basic rule of the communication procedure in the communication system 1 will be described with reference to FIGS. When transmitting a communication packet to another
図4は、通信装置21bが通信装置21cに対して通信パケットを送信するときの様子を示す図である。通信装置21bは、有線通信及び無線通信の両者を利用して同一内容の通信パケットを通信装置21cに送信する。したがって、いずれか一方の通信媒体の通信環境が劣化している場合でも、他方の通信媒体を利用して通信を完了させることができる。
FIG. 4 is a diagram illustrating a state when the
図5は、通信装置21bが通信装置22aに対して通信パケットを送信するときの様子を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a state when the
通信装置21bは、無線通信及びPLCを利用して、通信装置22aを宛先とする通信パケットを送信する。PLCを利用して送信された通信パケットは、キュービクル101を越えて、通信装置21a,22aに到達できない。これは、キュービクル101を通過する通信パケットの波形が、キュービクル101が有する変圧器などにより乱されるためである。このように、通信システム1では、同一フロアに設置されている2つの通信装置20が、電力線を介して通信できないケースが発生する。
The
しかし、通信装置21aは、無線通信領域61bの内側に位置するため(図2参照)、無線通信を利用して送信された通信パケットを受信することができる。通信装置21aは、無線通信を介して受信した通信パケットの宛先が通信装置22aであることを確認し、通信パケットを中継送信する。通信装置21aは、PLC及び無線通信を利用して、通信パケットを送信する。通信装置22aは、通信装置21aがPLCを利用して送信した通信パケットを受信する。なお、通信装置22aは、通信装置21aが無線通信を利用して送信した通信パケットを受信することはない。これは、通信装置22aが、図2に示すように、通信装置21aの無線通信領域61aに入っていないためである。
However, since the
このように、通信システム1は、PLCにより異なるフロアに設置された通信装置20同士の通信を可能とし、無線通信により同一フロアに設置された通信装置20同士の通信を可能としている。集合住宅100に複数系統の電力線10が設けられていても、全ての通信装置20は、無線通信及びPLCを利用して、相互に通信することができる。
As described above, the communication system 1 enables communication between the
{中継判定処理}
次に、通信パケットの中継送信を許可するか否かを決定する中継判定処理について説明する。
{Relay determination processing}
Next, a relay determination process for determining whether to permit relay transmission of communication packets will be described.
たとえば、通信装置21dがブロードキャストパケットを送信した場合、通信装置21dを除く通信装置20は、無線通信及びPLCを利用して、ブロードキャストパケットを中継送信する。この結果、通信システム1のトラフィック量が一時的に増大するという問題がある。そこで、通信システム1のトラフィック量を抑制するために、通信装置20は、受信した通信パケットを中継送信するか否かを判定する中継判定処理を実行する。
For example, when the
中継判定処理では、無線通信を介して受信した通信パケットを、再度無線通信を利用して中継送信するか否かが判定される。また、PLCを介して受信した通信パケットを、再度PLCを利用して中継送信するか否かが判定される。受信した通信パケットを、受信時の通信媒体と異なる通信媒体を利用して中継送信する場合は、中継判定処理は行われない。 In the relay determination process, it is determined whether a communication packet received via wireless communication is relay-transmitted again using wireless communication. Further, it is determined whether or not the communication packet received via the PLC is relay-transmitted again using the PLC. When the received communication packet is relay-transmitted using a communication medium different from the communication medium at the time of reception, the relay determination process is not performed.
まず、無線通信を利用した中継送信の可否の判定について、図6を用いて説明する。図6は、通信装置21cが、無線通信を介して受信したブロードキャストパケットを、再度無線通信を利用して中継送信するか否かを判定する様子を示す図である。
First, the determination of whether relay transmission using wireless communication is possible will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram illustrating a state in which the
通信装置21cは、通信装置21dが無線通信を利用して送信したブロードキャストパケットを受信する。通信装置21cは、無線通信領域61a,61bの内側に位置するため、通信装置21a,21bと無線通信可能である。そこで、通信装置21cの転送許可部207は、通信装置21a、21bから放射される無線信号の電波強度を確認する。
The
図1に示すように、通信装置21b、21cは、隣接する住居1b、1cに設置されている。通信装置21cは、通信装置21bが放射する電波を十分な強度で受信することができる。このため、通信装置21cは、通信装置21bが自装置の近辺に位置しており、通信装置21dが無線通信を利用して送信されたブロードキャストパケットを、通信装置21bが受信可能であると判断することができる。実際に、通信装置21bは、無線通信領域61dの内側に位置するため(図2参照)、通信装置21dが無線通信を利用して送信したブロードキャストパケットを受信できる。
As shown in FIG. 1, the
一方、通信装置21aは、通信装置21bと比較して通信装置21cから離れた場所に設置されている。このため、通信装置21cが受信する通信装置21aの電波強度は低下する。このため、通信装置21cは、通信装置21dが無線通信を利用して送信したブロードキャストパケットを、通信装置21dが受信することができないと判断する。実際、通信装置21aは、無線通信領域61dの外側に位置しているため(図2参照)、通信装置21dが無線通信を利用して送信したブロードキャストパケットを受信できない。
On the other hand, the
通信装置21cの転送許可部207は、上記の考えに基づいて、予め設定された電波強度のしきい値を用いて、無線通信を利用して受信したブロードキャストパケットを中継送信するか否かを判断する。
Based on the above idea, the
通信装置21cの転送許可部207は、端末装置21aから放射される電波強度がしきい値より小さいため、無線通信を利用してブロードキャストパケットを通信装置21aに送信することを決定する。一方、転送許可部207は、通信装置21bから放射される電波強度がしきい値より大きいため、通信装置21bへの無線通信を利用したブロードキャストパケットの送信を許可しない。
Since the radio wave intensity radiated from the
このように、通信装置21cは、通信装置21a、21bの電波強度に基づいて、無線通信を利用した中継送信の可否を決定する。これにより、全ての通信装置20が、無線通信を介して受信した通信パケットを、再度無線通信を利用して中継送信することがなくなるため、通信システム1のトラフィック量の急激な増加を抑制することができる。
In this way, the
次に、PLCを利用した中継送信の可否の判定について用いて説明する。通信装置20は、PLCを利用して送信される通信パケットの基準波形データを保持している。通信装置20は、基準波形データに基づいて受信した通信パケットの波形の歪みを求め、歪み度合いによって通信品質が劣化しているか否かを確認する。
Next, a description will be given using determination of whether or not relay transmission using PLC is possible. The
図7は、PLCを利用して送信されたブロードキャストパケットの中継送信の可否を判定する流れを示す図である。通信装置21aが、PLCを利用してブロードキャストパケットを送信する。通信装置21aが送信するブロードキャストパケットの波形は、基準波形とほぼ同じである。
FIG. 7 is a diagram illustrating a flow of determining whether or not relay transmission of a broadcast packet transmitted using PLC is possible. The
通信装置22a,23aは、ブロードキャストパケットを受信でき、通信装置24aは、ノイズや電気信号の減衰などの影響を受けて、ブロードキャストパケットを受信できないとする。
It is assumed that the
通信装置22aは、通信装置21aと設置フロアが一つ異なるだけであるため、ノイズなどの影響を受けにくい。このため、通信装置22aの転送許可部207は、受信したブロードキャストパケットの波形の歪みが一定レベル以下と判定し、ブロードキャストパケットの中継送信を行わないことを決定する。
Since the
一方、通信装置23aは、通信装置22aに比べて、波形の乱れたブロードキャストパケットを受信することが多い。通信装置23aの転送許可部207は、ブロードキャストパケットの波形の歪みが一定レベル以上であるため、ブロードキャストパケットを中継送信することを決定する。通信装置23aがPLCを利用してブロードキャストパケットを中継送信することにより、通信装置24aは、ブロードキャストパケットを受信することが可能となる。
On the other hand, the
このように、通信装置20は、電力線を介して受信した通信パケットの波形の歪みが一定レベルより大きいと判定した場合に、PLCを利用して通信パケットを中継送信する。これにより、PLCを利用した中継送信が全ての通信装置20により実行されることがないため、通信システム1のトラフィック量の増大を抑制することができる。
As described above, when the
なお、PLCの中継送信を常に実行するように通信装置20を設定してもよい。たとえば、10階以上の高層マンションなどにおいて、PLCの中継送信を常に実行する通信装置20を、5階ごとに設置することが考えられる。これにより、通信パケットの波形の歪みが大きくなる前に、PLCを利用した通信パケットの中継送信を確実に実行することができるため、PLCの信頼性を向上させることができる。
Note that the
また、中継判定処理の説明において、ブロードキャストパケットを例にして説明したが、通常の通信パケットの場合であっても同様の処理が行われる。 In the description of the relay determination process, the broadcast packet has been described as an example, but the same process is performed even in the case of a normal communication packet.
{データ要求コマンドの送信}
次に、管理人室1dに設置されている通信装置21dが、各住居に設置された他の通信装置20が取得している測定データを収集する流れについて説明する。
{Send data request command}
Next, a flow in which the
通信装置21dには、通信装置20が取得して保存している測定データを収集する収集時刻が設定されている。通信装置21dは、収集時刻となるたびに、測定データの送信を要求するデータ要求コマンドの送信処理を開始する。
In the
図8は、データ要求コマンドが格納された通信パケットである収集パケット40が、通信装置21dから通信装置24aまで転送される経路の一例を示す図である。通信装置21dは、収集パケット40を作成して、ブロードキャストする。このとき、収集パケット40には、経路情報41が付加される。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a path through which the collected
通信端末21dは、無線通信及びPLCを利用して収集パケット40を送信する。無線通信を利用して送信された収集パケット40には、経路情報41として「21d:R」が記録される。「21d」は、通信装置21bの識別番号を示す。「R」は、無線通信を利用して送信されたことを示す。図8に示していないが、PLCを利用して送信された収集パケット40には、経路情報41として「21d:P」が記録される。「P」は、PLCを利用して送信されたことを示す。
The
通信装置21cは、無線通信を介して収集パケット40を受信すると、無線通信及びPLCを利用して、受信した収集パケット40を中継送信する。PLCにより送信された収集パケット40には、経路情報41として「21d:R/21c:P」が記録される。「21c」は、通信装置21cの識別番号を示す。図示していないが、通信装置21cは、中継判定処理を行った上で、無線通信を利用して収集パケット40を中継送信する。無線通信を利用して通信装置21から送信される収集パケット40には、「21d:R/21c:R」と記録された経路情報41が付加される。
When receiving the
各通信装置20は、収集パケット40を受信すると、通信装置21cと同様に、経路情報41を更新した収集パケット40を、無線通信及びPLCを利用して中継送信する。各通信装置20は、収集パケット40の中継送信時には、上述した中継判定処理を実行している。これにより、各通信装置20は、ブロードキャストされた収集パケット40を受信することができる。
Upon receiving the collected
通信装置23cは、通信装置21cと同様に、通信装置21cから受信した収集パケット40を、PLCを利用して中継送信する。経路情報41には、「21d:R/21c:P/23c:P」が記録される。「23c」は、通信装置23cの識別番号を示す。
Similar to the
通信装置24cは、通信装置23cから受信した収集パケット40を、無線通信を利用して中継送信する。経路情報41には、「21d:R/21c:P/23c:P/24c:R」が記録される。「24c」は、通信装置24cの識別番号を示す。通信装置24aは、通信装置24cから、無線通信を介して収集パケット40を受信する。
The
このように、通信装置21dがブロードキャストした収集パケット40は、無線通信及びPLCを介して通信装置24aに到達する。なお、収集パケット40は、図8に示す経路と異なる経路を経由して通信装置24aに到達することができる。この場合、収集パケット40には、中継送信された経路に応じた経路情報41が付加される。
Thus, the collected
図9は、通信システム1において送受信される通信パケット30の構成を示す図である。通信パケット30は、送信先端末番号フィールド31と、シーケンス番号フィールド32と、データフィールド33と、経路端末情報フィールド34とを備える。通信パケット30の構成は、収集パケット40であっても、後述する応答パケット50であっても、同一である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of a communication packet 30 transmitted / received in the communication system 1. The communication packet 30 includes a transmission destination
送信先端末番号フィールド31は、各通信装置20を一意に識別するための識別番号が指定される。本実施の形態では、説明を簡単にするために、端末装置21dの場合には識別番号を「21d」と指定するようにしている。実際には、各通信装置20のIPアドレスやMACアドレスが識別番号として利用される。
In the transmission destination
シーケンス番号フィールド32は、通信パケット30を一意に識別するための番号がセットされる。シーケンス番号は、通信パケット30の送信元の装置において生成され、通信パケット30に埋め込まれる。たとえば、通信装置20の識別番号と、通信装置20が生成するシーケンス番号とを組み合わせることによって、通信パケット30を一意に識別可能となっている。ただし、通信装置20が無線通信及びPLCを利用して同一の通信パケット30を重複して送信する場合には、これら2つの通信パケット30には、同一のシーケンス番号が付与される。通信装置20は、他の通信装置20から受信した通信パケット30を中継送信する場合には、シーケンス番号を書き換えることはしない。ただし、送信元の通信装置が、通信パケット30を再送処理する場合には、新たなシーケンス番号が付与される。
In the
データフィールド33には、データ要求コマンドなどのデータが格納される。自装置宛ての通信パケット30を受信した通信装置20は、データフィールド33に格納されたデータを取り出して、受信処理を行う。
Data such as a data request command is stored in the
経路端末情報フィールド34には、通信パケット30を送信した通信装置20の履歴として、経路情報41が記録される。
In the route
{測定データの送信}
各通信装置20は、収集パケット40を受信すると、測定データ取得部208が保存中の測定データを通信装置21dに送信する。一例として、測定データが通信装置24aから通信装置21dに送信される流れについて説明する。
{Transmission of measurement data}
When each
図10は、通信装置24aが取得した測定データ51が通信装置21dに送信される経路を示す図である。図10に示すように、通信装置24aが取得した測定データ51は、応答パケット50(図11参照)に格納されて、図8に示す経路とは逆の経路で通信装置21dに送信される。収集パケット40に付加された経路情報41は、通信装置21dから通信装置24aまでの通信が可能であった経路が記録されている。収集パケット40の送信経路を逆にたどることにより、応答パケット50を高い確率で通信装置21dに到達させることができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating a path through which the
図11は、通信装置24aが作成する応答パケット50の構成を示す図である。応答パケット50の構成は、図9に示す通信パケット30の構成と同様である。
FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of a response packet 50 created by the
通信装置24aは、応答パケット50の送信先端末番号フィールド31に、通信装置24cの識別番号である「24c」を設定する。この理由については後述する。
The
応答パケット50のシーケンス番号フィールド32には、通信装置24aの識別番号「24a」にシーケンス番号が付加された“24a−123”が設定される。データフィールド33には、通信装置24aの測定データ収集部208が取得した測定データ51と、ルート指定情報52が設定される。ルート指定情報52は、通信装置24aが受信した収集パケット40に格納された経路情報41と同一内容のデータである。経路情報フィールド34には、収集パケット40と同様に、経路情報41が格納される。
In the
再び、図10を参照する。通信装置24aは、受信した収集パケット40に付加された経路情報41の最後尾に「24c:R」が記録されているため、収集パケット40は、通信装置24cから無線通信を介して送信されたと判断する。経路情報41に記録された通信経路を逆にたどるために、通信装置24aは、応答パケット50の送信先を通信装置24cに設定し、無線通信を利用して応答パケット50を通信装置24cに送信する。
Refer to FIG. 10 again. Since the
通信装置24cは、応答パケット50を受信すると、ルート指定情報52を参照して応答パケット50の転送先を決定する。具体的には、ルート指定情報52には、通信装置24cが記録した経路情報「24c:R」の一つ前に、「23c:P」が記録されている。通信装置24cは、ルート指定情報42に記録された「23c:P」に基づいて、測定データ51及びルート指定情報52を、PLCを利用して通信装置23cに転送することを決定する。
When receiving the response packet 50, the
通信装置24cは、測定データ51及びルート指定情報52を含む応答パケット50を新規に作成する。具体的には、送信先端末番号フィールド31に、通信装置23cの識別番号「23c」が設定される。シーケンス番号フィールド32に、通信装置24cが新規作成したシーケンス番号が設定される。また、経路情報41も、通信装置24cにより新規に作成される。そして、通信装置24cは、新たに作成した応答パケット50を、PLCを利用して通信装置23cに送信する。これにより、測定データ51及びルート指定情報52が、通信装置23cに転送される。
The
通信装置23cは、応答パケット50を受信すると、通信装置24cと同様の処理を行う。これにより、測定データ51及びルート指定情報52が、PLCを利用して通信装置21cに送信される。
When receiving the response packet 50, the
通信装置21cは、応答パケット50を受信すると、通信装置24cと同様の処理を行う。これにより、測定データ51及びルート指定情報52が、無線通信を利用して通信装置21dに送信される。これにより、測定データ51とルート指定情報52とは、最終的な宛先である通信装置21dに到達する。
When receiving the response packet 50, the
応答パケット50を受信した通信装置21dは、受信した測定データ51とルート指定情報52とを、図示しない記憶部に保存される。同様に、他の通信装置20からも、測定データ51及びルート指定情報52が通信装置21dに送信される。
The
このようにして、通信装置21dは、全ての通信装置20の測定データ51及びルート指定情報52を取得する。通信装置21dが取得した測定データ51及びルート指定情報52は、インターネット等を介して集合住宅100の管理会社などに送信される。これにより、各住居の電力などの使用量を容易に取得することができる。また、通信装置21dが取得した各通信装置20のルート指定情報52は、通信システム1の通信状況の解析に用いることができる。
In this way, the
{通信装置におけるパケットの受信・中継処理}
次に、通信装置20において行われる通信パケット30の受信処理について、図12を用いて説明する。図12は、通信装置20が通信パケット30を受信したときの動作を示すフローチャートである。
{Packet reception / relay processing in communication device}
Next, the reception process of the communication packet 30 performed in the
通信装置20は、通信パケット30を受信したかどうかを監視している(ステップS101)。通信パケット30を受信した場合(ステップS101でYes)、制御部201は、既に同一のシーケンス番号の通信パケット30を受信しているか否かを確認する(ステップS102)。
The
制御部201は、既に同一のシーケンス番号の通信パケット30を受信していた場合(ステップS102でYes)、受信した通信パケット30を破棄する(ステップS103)。これにより、重複した受信処理が行われることを防止できる。また、過剰に通信パケット30が中継されることにより、通信帯域が圧迫されることを防止できる。
When the
制御部201は、同一のシーケンス番号の通信パケット30を受信していないと判断した場合(ステップS102でNo)、受信した通信パケット30のシーケンス番号を記録する(ステップS104)。シーケンス番号は、図示しない記憶部に格納される。
When determining that the communication packet 30 having the same sequence number has not been received (No in step S102), the
続いて、制御部201は、通信パケット30がブロードキャストパケットである場合(ステップS105でYes)データフィールド33からデータを取得し、受信処理を実行する(ステップS106)。たとえば、取得したデータがデータ要求コマンドであれば、通信装置20は、測定データ51とルート指定情報52とを応答パケット50に格納して送信する。受信処理を実行した後、通信装置20は、中継判定処理が実行した上で、通信パケット20を中継送信する(ステップS107)。
Subsequently, when the communication packet 30 is a broadcast packet (Yes in step S105), the
一方、通信パケット30がブロードキャストパケットでない場合(ステップS105でNo)、制御部201は、通信パケット30の宛先が自装置であるか否かを確認する(ステップS108)。宛先が自装置でない場合(ステップS108でNo)、通信装置20は、通信パケット30の中継送信処理を行う(ステップS109)。
On the other hand, when the communication packet 30 is not a broadcast packet (No in step S105), the
宛先が自装置である場合(ステップS108でYes)、制御部201は、データフィールド33にルート指定情報52が格納されているかどうかを確認する(ステップS110)。
When the destination is the own device (Yes in Step S108), the
ルート指定情報52が格納されていない場合(ステップS110でNo)、通信パケット30の受信処理が実行される(ステップS111)。ルート指定情報52が格納されている場合(ステップS110でYes)、制御部201は、応答パケット50を受信したと判定する。制御部202は、応答パケット50に格納されたルート指定情報52に基づいて、測定データ51及びルート指定情報52の転送先と、これらの情報の転送に利用する通信媒体を決定する(ステップS112)。通信装置20は、ステップS112で決定した内容に基づいて、測定データ51及びルート指定情報52を転送する(ステップS113)。
When the
以上説明したように、本実施の形態に係る通信システム1は、集合住宅100内の通信にPLCと無線通信とを用いる。PLCは、通信装置20の上下方向の通信に利用し、無線通信は、通信装置20の水平方向の通信に利用する。この結果、集合住宅100に複数系統の電力線が設けられていても、集合住宅100内の各住居に設置された通信装置20は、相互に通信することができ、柔軟性の高いシステムを構築できる。
As described above, the communication system 1 according to the present embodiment uses PLC and wireless communication for communication within the
また、無線通信を介して通信パケットを受信した場合、通信装置20は、無線通信可能な他の通信装置のうち、電波強度が所定強度より低い通信装置に対して無線通信を利用した中継送信を実行する。これにより、ブロードキャストパケットの送信時などに、全ての通信装置20が無線通信を利用した中継送信を実行しなくてもよいため、無線通信時の帯域が圧迫されることを防ぐことができる。
In addition, when a communication packet is received via wireless communication, the
また、PLCを介して通信パケットを受信した場合、通信装置20は、通信パケットの受信品質を確認する。受信品質が一定のレベルを下回った場合に限り、PLCを利用した通信パケットの中継送信が行われる。これにより、通信パケットの送信時などに、全ての通信装置20がPLCを利用した中継送信を実行しなくても済むため、PLCにおける帯域の圧迫を防ぐことができる。
Further, when a communication packet is received via the PLC, the
また、通信装置20は、通信パケットを中継送信するときに、自装置の識別番号と中継送信に用いた通信媒体とを経路情報として通信パケットに追加する。そして、通信装置20は、通信パケットに対する応答時に、応答データの通信経路を経路情報に基づいて指定する。これにより、通信可能だった経路に基づいて応答パケットが通信パケットの送信元に到達する確率を向上させることができ、通信システム1の信頼性を向上させることができる。
When the
10〜13 電力線
20、21a〜24a,21b〜24b,21c〜24c 通信装置
40 収集パケット
41 経路情報
50 応答パケット
51 測定データ
52 ルート指定情報
101 キュービクル
201 制御部
202 電力線通信部
203 無線通信部
206 アンテナ
207 転送許可部
208 測定データ取得部
10-13
Claims (7)
第2有線通信媒体に接続され、無線通信機能を有する第2通信装置と、
を備え、
前記第1通信装置は、
少なくとも前記第2通信装置と無線通信が可能な無線通信部と、
前記第1有線通信媒体を利用して有線通信を行う有線通信部と、
前記無線通信部がデータを受信した場合または前記有線通信部がデータを受信した場合に、受信データの宛先が自装置であるか否かと、前記受信データがブロードキャストパケットであるか否かを判断する宛先確認部と、
前記受信データの宛先が自装置でなく、かつ、前記受信データがブロードキャストパケットであると前記宛先確認部が判断した場合に前記ブロードキャストパケットの中継送信を前記無線通信部と前記有線通信部とに指示する中継送信指示部と、
を備え、
前記ブロードキャストパケットは、
前記ブロードキャストパケットの送信元の送信装置と、前記送信装置が前記ブロードキャストパケットの送信に利用した通信媒体とを特定する情報を含む経路情報、
を含み、
前記第1通信装置は、さらに、
自装置を特定する情報と、自装置が前記ブロードキャストパケットの中継送信に利用する通信媒体の種別を特定する情報とを、前記経路情報に付加する経路情報付加部、
を備え、
前記第1有線通信媒体と前記第2有線通信媒体との間では、実質的に受信可能な状態で通信パケットが伝送されないことを特徴とする通信システム。 A first communication device connected to the first wired communication medium;
A second communication device connected to the second wired communication medium and having a wireless communication function;
With
The first communication device is
A wireless communication unit capable of wireless communication with at least the second communication device;
A wired communication unit that performs wired communication using the first wired communication medium;
When the wireless communication unit receives data or when the wired communication unit receives data, it determines whether the destination of the received data is its own device and whether the received data is a broadcast packet Destination confirmation section to be
The destination of the received data is rather an own device, and the relay transmission of the broadcast packet if the received data is determined is the destination confirmation unit as a broadcast packet to the wireless communication unit and the wired communication unit A relay transmission instruction unit for instructing;
With
The broadcast packet is:
Path information including information for identifying a transmission device that is a transmission source of the broadcast packet and a communication medium that the transmission device has used for transmission of the broadcast packet;
Including
The first communication device further includes:
A route information adding unit that adds information identifying the own device and information identifying the type of communication medium used by the own device for relay transmission of the broadcast packet to the route information;
With
A communication system , wherein a communication packet is not transmitted in a substantially receivable state between the first wired communication medium and the second wired communication medium .
前記第1通信装置は、さらに、
前記ブロードキャストパケットの応答データを作成し、前記応答データに前記送信装置までの送信経路を示す情報として前記経路情報を含める応答データ作成部と、
前記経路情報に基づいて前記応答データの送信先を特定し、特定した前記送信先への前記応答データの送信を、前記経路情報に基づいて前記無線通信部および前記有線通信部のいずれかに指示する送信指示部と、
を備えることを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 1 ,
The first communication device further includes:
A response data creating unit that creates response data of the broadcast packet and includes the route information as information indicating a transmission route to the transmission device in the response data;
The transmission destination of the response data is specified based on the route information, and the response data is transmitted to the specified transmission destination to either the wireless communication unit or the wired communication unit based on the route information. A transmission instruction unit to
A communication system comprising:
前記第1通信装置は、さらに、
前記受信データの中継送信を許可するか否かを判定する中継送信許可部、
を備え、
前記中継送信指示部は、前記中継送信許可部の判定結果に基づいて、前記無線通信部と前記有線通信部とに前記受信データの中継送信を指示することを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 1 or 2 ,
The first communication device further includes:
A relay transmission permission unit for determining whether to permit relay transmission of the received data;
With
The relay transmission instruction unit instructs the wireless communication unit and the wired communication unit to perform relay transmission of the received data based on a determination result of the relay transmission permission unit.
前記中継送信許可部は、
前記無線通信部がデータを受信した場合に、前記第2通信装置が放射する電波強度が所定強度より小さいか否かを判定する電波強度判定部、
を含み、
前記中継送信許可部は、前記電波強度が前記所定強度より小さいと判定された場合、受信データの中継送信先として前記第2通信装置を指定することを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 3 ,
The relay transmission permission unit includes:
A radio wave intensity determination unit that determines whether or not the radio wave intensity radiated by the second communication device is smaller than a predetermined intensity when the wireless communication unit receives data;
Including
The said relay transmission permission part specifies the said 2nd communication apparatus as a relay transmission destination of received data, when it determines with the said radio field intensity being smaller than the said predetermined intensity | strength.
前記中継送信許可部は、
前記有線通信部がデータを受信した場合に、受信データの受信品質が所定レベルより劣化しているか否かを判定する受信品質判定部、
を含み、
前記中継送信許可部は、前記受信品質が前記所定レベルより劣化していると判定された場合、前記有線通信部に前記受信データの中継送信を許可することを特徴とする通信システム。 The communication system according to claim 3 or claim 4 ,
The relay transmission permission unit includes:
When the wired communication unit receives data, a reception quality determination unit that determines whether reception quality of received data is deteriorated from a predetermined level,
Including
The relay transmission permission unit, when it is determined that the reception quality is deteriorated from the predetermined level, allows the wired communication unit to relay the received data.
前記無線通信部は、
前記第2有線通信媒体が設置される方向に指向性を有するアンテナ、
を含むことを特徴とする通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 5 ,
The wireless communication unit
An antenna having directivity in a direction in which the second wired communication medium is installed;
A communication system comprising:
前記第1有線通信媒体及び前記第2有線通信媒体は、電力線であり、
前記有線通信部は、電力線搬送通信を行うことを特徴とする通信システム。 The communication system according to any one of claims 1 to 6 ,
The first wired communication medium and the second wired communication medium are power lines,
The communication system, wherein the wired communication unit performs power line carrier communication.
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