JP5563906B2

JP5563906B2 - 遠隔検針システム、カプラ

Info

Publication number: JP5563906B2
Application number: JP2010145672A
Authority: JP
Inventors: 正樹小山
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-06-25
Filing date: 2010-06-25
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2030-06-25
Also published as: JP2012008894A

Description

本発明は、需要家に設けた各子局からの検針データを、少なくとも一部に電力線搬送通信による通信を行う通信経路を通して親局に集め、さらに、親局が別の通信経路を用いて検針情報を上位集約サーバに通知する遠隔検針システムと、電力線搬送通信を行う配電線の間で電力線搬送通信のパケットを伝送するカプラに関するものである。

一般に、電気、ガス、水、熱のような供給媒体は、送電線、ガス導管、水道管、熱導管のような供給設備を通して供給事業者から需要家に供給されている。供給媒体の需要家では、供給媒体の使用量を計測器（メータ）により計測している。また、供給事業者では、計測器による計測結果を検針員により確認し、需要家に供給媒体の使用量に対する対価を請求している。

検針員による検針作業は、人件費が必要であるとともに、計測値の読み間違いが生じるなどの問題があるから、この種の問題を解決するために、検針員によらずに計測値を管理する技術が種々提案されている。

たとえば、特許文献１に記載の技術では、図６に示すように、集合住宅３０では、各住戸（需要家）に配置したメータ（図は電力メータ３４を想定している）に通信装置としての子局１１を接続している。子局１１は、電気室３１に配置した親局２１との間で、電力線搬送通信により通信を行う。すなわち、特許文献１では、集合住宅３０に敷設された配電線３３を親局２１と子局１１との間の通信路に用い、電力メータ３４により計測した検針情報を子局１１から親局２１に配電線３３を通して伝送している。また、親局２１は、インターネットのような通信網５１を通して上位集約サーバ５０と通信可能であって、子局１１から収集した検針情報を、上位集約サーバ５０に通知することが可能になっている。

一方、戸建て住宅では、柱上変圧器の二次側から電力が供給される需要家において、メータに子局を付設し、柱上変圧器の近傍に配置された親局と子局との間で、柱上変圧器の二次側の配電線を電力線搬送通信による通信路に兼用することが提案されている。

特開２００６−１８００２１号公報

ところで、柱上変圧器の二次側の配電線からは、一般に２０〜４０件程度の需要家が受電している。また、集合住宅やテナントビルなどでは、柱上変圧器に代えて降圧変圧器３２を電気室３１に設ける場合があり、降圧変圧器３２の二次側の配電線３３から需要家が受電している。

一方、電力線搬送通信を行う場合、親局２１と子局１１との間の通信路は、柱上変圧器や降圧変圧器３２の二次側の配電線３３が兼用しているから、通常は、降圧変圧器３２や柱上変圧器ごとに親局２１が必要になる。

特許文献１のように、集合住宅３０などの建物内に複数台の降圧変圧器３２が設けられている場合、降圧変圧器３２の二次側間に電力線搬送通信に用いる通信信号を通過させるカプラ３５を設けることができる。このカプラ３５を通して子局１１と親局２１との間で通信信号を授受することができる。建物内に配置されている降圧変圧器３２は、二次側の配電線３３の物理的な距離が比較的小さいから、異なる降圧変圧器３２の二次側の配電線の間にカプラ３５を設けることは比較的容易である。しかしながら、異なる柱上変圧器４１は、数十ｍ以上離れて配置されていることが多いから、二次側の配電線間にカプラ３５を設けることは困難である。

一方、各柱上変圧器の二次側から受電している需要家を単位として親局を設けることが考えられる。しかしながら、親局は、子局から取得した検針情報を集約して上位集約サーバに伝送するために、多くの機能を備えており、このような親局を柱上変圧器と同数設けることは、コスト増につながる。さらに、上位集約サーバの通信相手である親局の台数が多くなると、管理コストが上昇する。

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、複数系統の配電線に接続された子局からの検針情報を１台の親局において取得可能にすることにより、親局の設置台数を低減させ、結果的にコスト増の抑制を可能にした遠隔検針システムを提供し、さらに、距離が離れている配電線間であっても電力線搬送信号を授受することが可能であるカプラを提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するために、需要家ごとに配置されており、複数系統の配電線のいずれかに接続され検針情報を取得する複数台の子局と、複数台の子局が取得した検針情報を収集するとともに上位集約サーバに通知する親局と、配電線の各系統にそれぞれ接続され当該配電線に接続された子局との間で当該配電線を通信路に用いた電力線搬送通信を行う第１のカプラと、親局に接続された配電線を介して親局と接続され親局との間でこの配電線を通信路に用いた電力線搬送通信を行う第２のカプラとを備え、第１のカプラと第２のカプラとは、配電線を通信路に用いた電力線搬送通信を行う電力線搬送通信インターフェースと、第１のカプラと第２のカプラとの間で無線通信を行う無線通信インターフェースと、電力線搬送通信のパケットと無線通信のパケットとを相互に変換する制御部とをそれぞれ備え、親局と子局との間の通信経路に無線通信インターフェースにより形成される無線通信路を含むことを特徴とする。

子局は同じ配電線に接続されている他の子局を中継に用いる電力線搬送通信におけるマルチホップ通信が可能であって、第１のカプラは、子局が生成した電力線搬送通信のパケットの宛先が親局である場合に第２のカプラに対する無線通信のパケットを生成するのが望ましい。

第１のカプラは、配電線から受信する通信信号の信号強度に対する閾値が設定されており、信号強度が閾値以上の場合にのみ第２のカプラに対する無線通信のパケットを生成してもよい。

第１のカプラにおける制御部は、電力線搬送通信インターフェースから受け取った電力線搬送通信のパケットをカプセル化した無線通信のパケットを生成する機能と、無線通信インターフェースから受け取った無線通信のパケットから電力線搬送通信のパケットを抽出する機能とを有し、さらに、無線通信インターフェースから受け取った無線通信のパケットに含まれる宛先が親局であるときに電力線搬送通信のパケットを配電線に送出しないことが望ましい。

第１のカプラは、同じ配電線に接続されている子局が親局と通信する際に子局の識別情報を記憶する記憶部をさらに備え、制御部は、子局が親局との通信を１回以上行った後に子局をユニキャストで指定する無線通信のパケットを受け取ると、当該パケットに含まれる子局の識別情報を記憶部に記憶した識別情報と照合し、一致する識別情報が記憶部に記憶されているときにのみ、無線通信のパケットを電力線搬送通信のパケットに変換することが望ましい。

少なくとも１系統の配電線に第１のカプラが複数台接続され、１系統の配電線に接続された複数台の第１のカプラのうちのいずれかにおいて当該配電線に接続された子局への無線信号を受け取ると、当該第１のカプラの制御部が無線通信のパケットを電力線搬送通信のパケットに変換することが望ましい。

異なる２系統の配電線の間に電力の通過を阻止し電力線搬送信号を通過させる第３のカプラをさらに接続し、２系統の一方の配電線に接続されている子局は第３のカプラを介して他方の配電線に接続されている第１のカプラに電力線搬送通信の通信信号を伝送することが望ましい。

第２のカプラにおける制御部は、第３のカプラを介して接続されている複数系統の配電線に接続された第１のカプラのいずれかとの間の通信経路が利用できないときに、通信経路を利用できる他の第１のカプラを選択する機能を備えることが望ましい。

親局と子局のうちの特定の子局との間に複数の通信経路があり、かつ各通信経路に含まれる第１のカプラが異なっている場合に、第２のカプラにおける制御部は、通信経路を利用できる第１のカプラをあらかじめ求め、第１のカプラのいずれかとの間の通信経路が利用できないときに、あらかじめ求められている第１のカプラの中から他の第１のカプラを選択する機能を備えることが望ましい。

第１のカプラと第２のカプラとの間の通信経路において、第１のカプラにおける制御部は、無線通信インターフェースが受信した無線通信のパケットが他の第１のカプラに宛てられている場合に、当該無線通信のパケットを当該他の第１のカプラに対して中継する機能を備えることが望ましい。

本発明のカプラは、配電網における変圧器の二次側に接続された配電線をそれぞれ通信路に用いて伝送される電力線搬送信号を異なる配電線間で中継するカプラであって、各配電線にそれぞれ接続され電力線搬送信号を伝送する電力線搬送通信インターフェースと、無線信号を伝送する無線通信インターフェースと、電力線搬送通信インターフェースと無線通信インターフェースとの間で電力線搬送通信のパケットと無線通信のパケットとを相互に変換する制御部とを備え、制御部は、電力線搬送通信インターフェースが受け取った電力線搬送通信のパケットをカプセル化することにより無線通信のパケットを生成してこのパケットを無線通信インターフェースから無線信号を送出させる機能と、無線通信インターフェースが受け取った無線通信のパケットから電力線搬送通信のパケットを抽出しこのパケットを電力線搬送通信インターフェースから配電線に送出させる機能とを備える。

本発明の構成によれば、複数系統の配電線に接続した子局からの検針情報を１台の親局において取得することが可能になり、親局の設置台数を低減させ、結果的にコスト増の抑制が可能になるという利点がある。また、カプラは、親局よりも必要なハードウェア資源が少ないから、親局をカプラと同数配置する場合に比較すると、導入コストを削減することが可能になる。さらに、カプラは無線信号と電力線搬送信号とを相互に変換するから、距離が離れている配電線間であっても電力線搬送信号を授受することが可能になる。

実施形態１を示すブロック図である。同上に用いる子局側カプラを示すブロック図である。同上に用いる親局側カプラを示すブロック図である。実施形態２を示すブロック図である。実施形態３を示すブロック図である。従来構成を示すブロック図である。

（実施形態１）
本実施形態では、集合住宅のように１つの建物に複数の需要家が存在し、建物内に複数配置された降圧変圧器の二次側から需要家が受電する場合について説明する。ただし、戸建て住宅のように需要家が１つの建物を占有し、柱上変圧器の二次側から複数の需要家が受電する場合であっても同様の技術を採用することが可能である。１つの建物に複数の需要家が存在する場合としては、集合住宅だけではなく、事務所や店舗として使用されるテナントビルなど、複数の需要家がそれぞれ独立したスペース（事務所、店舗）を占有する場合もある。

本実施形態では、供給事業者を電力会社とし、供給事業者が供給設備（配電網）を用いて供給する供給媒体を電気として説明する。ただし、本実施形態の技術を、ガス、水、熱などの供給媒体に関する検針情報に適用することを妨げない。

各需要家は、図１に示すように、集合住宅３０の電気室３１に配置される降圧変圧器３２の二次側に接続された配電線３３から受電する。集合住宅３０には複数系統の配電線３３が敷設される。各需要家には、それぞれ供給媒体である電力を計測する計測器としての電力メータ３４が設置される。電力メータ３４により各需要家における使用電力量が検針情報として計測される。各電力メータ３４にはそれぞれ子局１１が付設され、各電力メータ３４にそれぞれ付設された子局１１は電力メータ３４から検針情報を取得する。各子局１１はいずれかの系統の配電線３３に接続される。各子局１１は、一定時間毎（たとえば、５分毎、３０分毎など）の検針情報を一定期間分（たとえば、４０日分）記憶する機能を備える。

一方、集合住宅３０の周辺に配置されている電柱４０のいずれかには柱上変圧器４１、地中に埋設した変圧器、金属箱に収納し地上に配置した変圧器（以下、柱上変圧器４１で代表する）が設けられ、柱上変圧器４１の二次側の配電線４２には子局１１と通信を行うことにより子局１１から検針情報を取得する親局２１が接続される。また、親局２１は、インターネットや遠隔検針専用の専用回線のような通信網５１を通して、電力会社あるいは電力量の集計サービスを行うサービス事業者が運営する上位集約サーバ５０と通信を行う。通信網５１には、たとえば光回線や移動体電話機のパケット網のような無線回線を用いることにより、高速かつ大容量の通信が可能になる。

親局２１は、子局１１から電力メータ３４ごとの検針情報を収集するとともに集約し、集約した検針情報を通信網５１を通して上位集約サーバ５０に伝送する。また、上位集約サーバ５０は、必要に応じて、親局２１を経由して子局１１に対して検針情報を要求することも可能である。子局１１には需要家への電力の供給と遮断とを可能にする開閉器（図示せず）が付設され、上位集約サーバ５０では親局２１を経由して開閉器の開閉を子局１１に指示することも可能である。

集合住宅３０に付設された複数系統の配電線３３にはそれぞれ第１のカプラである子局側カプラ１０が接続され、親局２１が接続された柱上変圧器４１の二次側の配電線４２には親局２１と第２のカプラである親局側カプラ２０とが接続される。子局１１と子局側カプラ１０との間の通信は配電線３３を通信路に用いる電力線搬送通信を行い、親局２１と親局側カプラ２０との間の通信は配電線４２を通信路に用いる。図示していないが、配電線４２から需要家への給電を行うことも可能である。

親局側カプラ２０と子局側カプラ１０との間には無線通信路が形成され、親局２１と子局１１との間の通信経路は、この無線通信路を含むことになる。すなわち、親局２１と子局１１との間で無線通信路を含む通信を行うことにより、親局２１は子局１１から検針情報を取得することが可能になる。

子局側カプラ１０は、電柱４０に配置されている親局側カプラ２０との間で無線通信路を形成しやすい場所に配置する必要がある。子局側カプラ１０は、本実施形態では、１系統の配電線３３に対して１台だけ設けられているから、配電線３３ごとに当該配電線３３から受電している需要家のいずれかにおいて、電力メータ３４を設けているメータボックス内などに設けるのが望ましい。あるいは、集合住宅３０における１箇所に複数台の子局側カプラ１０を集中させて配置することも可能である。いずれにしても、親局側カプラ２０との間で無線通信路を形成しやすい場所（つまり、電波が到達しやすい場所）に設ける。なお、子局側カプラ１０を電気室３１に集中配置すれば、子局側カプラ１０を従来の有線式のカプラに代えて用いることになり、工事の手間が減るという効果が期待できる。

各子局１１には、通信の際に識別する固有の識別情報として子局ＩＤが設定される。したがって、子局ＩＤを需要家ごとの電力メータ３４の識別に用いることができる。なお、電力メータ３４の識別のために、電力メータ３４ごとに識別情報を設定してもよい。

上述したように、柱上変圧器４１を設けた電柱４０には、親局２１と親局側カプラ２０とが配置される。ここに、親局側カプラ２０および親局２１を電柱４０に設置することは必須ではなく、また、親局２１を柱上変圧器４１に接続することも必須ではない。たとえば、変圧器や配電線が地中に埋められていてもよい。

以下、子局側カプラ１０および親局側カプラ２０について説明する。子局側カプラ１０と親局側カプラ２０とは、ともに電力線搬送通信のパケットと無線通信のパケットとの相互変換を行う点において、実質的に同じ構成を有している。また、子局側カプラ１０と親局側カプラ２０とは、配電網に設けた異なる変圧器（降圧変圧器３２、柱上変圧器４１）の二次側である配電線（配電線３３、配電線４２）にそれぞれ接続され、無線通信路を用いて電力線搬送信号の受け渡しを行う。言い換えると、子局側カプラ１０と親局側カプラ２０とは、異なる配電線の間で電力線搬送通信のパケットを受け渡すカプラとして機能する。

子局側カプラ１０は、図２に示すように、子局１１との間の通信路として配電線３３を用いるための電力線搬送通信インターフェース１２と、無線通信を行うための無線通信インターフェース１３とを備える。無線通信インターフェース１３にはアンテナ１４が接続される。また、電力線搬送通信インターフェース１２は配電線３３に接続される。子局側カプラ１０には、マイコン等からなる制御部１５が設けられており、制御部１５はプログラムを実行することにより子局側カプラ１０に各種の機能を付与する。記憶部１６は、通信時において通信内容を一時的に保持する通信バッファなどに用いられる。

一方、親局側カプラ２０は、図３に示すように、親局２１との間の通信路として配電線４２を用いるための電力線搬送通信インターフェース２２と、無線通信を行うための無線通信インターフェース２３とを備える。無線通信インターフェース２３にはアンテナ２４が接続される。電力線搬送通信インターフェース２２は配電線４２に接続される。さらに、親局側カプラ２０は、マイコン等からなる制御部２５を備え、制御部２５は親局側カプラ２０に各種の機能を付与する。記憶部２６は、通信時において通信内容を一時的に保持する通信バッファとしても機能する。

無線通信インターフェース１３，２３で用いる無線通信は電波を伝送媒体に用いる。この種の無線通信の規格は種々知られており、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、特定小電力無線などの各種規格から選択することができる。なお、無線信号として光のような他の電磁波を用いる構成、電界や磁界を伝送媒体に用いる構成、超音波を用いる構成など、他の無線通信技術を採用することも可能である。

以下に、基本的な動作を説明する。上述したように、子局１１は、電力メータ３４から一定時間毎に検針情報を取得し、取得した一定期間分の検針情報を記憶する。さらに、子局１１が電力メータ３４から収集し記憶している検針情報を親局２１が定期的に収集する。親局２１は、たとえば、１日に１回ずつ規定の時刻（たとえば、０：００）において、子局１１に対して検針情報の送信を要求し、子局１１から検針情報を転送させる。このとき、前回の要求以降に子局１１に記憶されている検針情報が親局２１に転送されることになる。このように定期的に行う検針を、以下「定期検針」と呼ぶ。なお、定期検針は１日に複数回行うようにしてもよい。

すなわち、親局２１は、定期検針を実施する時刻になると、子局１１に対して検針テータの取得を要求して定期検針を行う。親局２１は、定期検針により子局１１から取得した検針情報を子局ＩＤとともに記憶する。

このようにして、親局２１は、子局１１からの検針情報を取得することができる。親局２１が子局１１からの検針情報を取得した後には、親局２１において検針情報を集約し、通信網５１を通して集約した検針情報を上位集約サーバ５０に送信する。

ここに、定期検針で親局２１が子局１１から取得した検針情報を上位集約サーバ５０に送信した場合に、通信状態などによっては、上位集約サーバ５０が取得した検針情報に脱漏が生じる場合がある。このような場合に備えて、上位集約サーバ５０は、子局１１を指定し、親局２１あるいは親局２１を経由して特定の子局１１から検針情報を個別に取得する機能も備えている。この機能を用いることにより、脱漏している検針情報を補完することが可能になる。

ところで、子局側カプラ１０および親局側カプラ２０では、電力線搬送通信のパケットのフォーマットを変えることなく無線信号の電文として扱ってもよい。すなわち、制御部１５，２５では、電力線搬送信号に無線信号のヘッダおよびトレーラを付加したパケットを無線通信のパケットに用い、無線通信のパケットからヘッダおよびトレーラを取り除くことにより電力線搬送信号を取り出す。このように、無線通信のパケットとして電力線搬送通信のパケットをカプセル化した信号を用いるので、子局側カプラ１０および親局側カプラ２０における処理負荷の増加が抑制される。また、カプセル化のみを行う専用のハードウェアを設けることも可能である。

上述のように、子局側カプラ１０と親局側カプラ２０とが電力線搬送通信の間に無線通信路を形成する機能を担うから、親局２１と子局１１とは、通信経路に無線通信路が含まれることを考慮せずに通信を行うことができる。すなわち、親局２１と子局１１との仕様を変更することなく、子局側カプラ１０および親局側カプラ２０を追加するだけで、図１に示す遠隔検針システムを構築することが可能になる。

上述した動作により、配電線３３の系統ごとに親局２１を設けることなく、複数系統の配電線３３に接続された子局１１を１台の親局２１でまとめて管理することができる。すなわち、親局２１では比較的多くの台数の子局１１を管理することになる。通信網５１を通して上位集約サーバ５０との通信を行うのは親局２１のみであるから、各降圧変圧器３２の二次側の配電線３３にそれぞれ親局２１を設ける場合と比較すると、上位集約サーバ５０と通信する親局２１の台数を低減することが可能になり、結果的に、管理コストを抑制することが可能になる。

さらに、子局側カプラ１０および親局側カプラ２０は、通信の中継を行うだけであるから、親局２１に比べると必要なハードウェア資源が少ない。したがって、すべての降圧変圧器３２の二次側に親局２１を設ける構成に比較すると、遠隔検針システムの設備コストを低減することが可能になる。

ところで、子局側カプラ１０と子局１１との間では配電線３３を通信路に用いて電力線搬送通信を行っており、他機器などへの影響を考慮して電力線搬送通信に用いる通信信号の信号強度は電波法により規定されている。したがって、子局側カプラ１０と子局１１との位置関係によっては、子局側カプラ１０と子局１１との間で通信信号を直接伝送することができない場合がある。

そのため、子局１１と子局側カプラ１０との間では、マルチホップ通信が可能になっている。この場合、子局１１と子局側カプラ１０との間を伝送される電力線搬送信号が、他の子局１１を介して伝送される場合がある。すなわち、マルチホップ通信を行うと、親局２１が子局１１から検針情報を収集する際に、子局側カプラ１０には、検針情報を送信した子局１１からの微弱な通信信号と、検針情報を中継を行った子局１１からの通信信号とが入力される可能性がある。このように複数の通信信号が子局側カプラ１０に入力される可能性がある場合には、子局側カプラ１０では親局側カプラ２０に伝送する内容を選択する必要がある。

そこで、子局側カプラ１０の制御部１５には、電力線搬送通信における通信信号の宛先を確認する機能を持たせてある。すなわち、制御部１５は、通信通信のパケットの宛先が親局２１である場合にのみ無線信号を生成して親局側カプラ２０に送出する機能を有している。この機能により、マルチホップ通信の中継先となる子局１１に宛てた通信信号では無線信号が生成されず、無駄な無線通信の発生を防止することができる。このことから、無線通信のトラフィックを低減させることになり、親局側カプラ２０を設ける密度を高めても混信が生じる可能性が低減される。たとえば、集合住宅３０が密集している場合であっても、複数台の親局側カプラ２０を設置して遠隔検針を行うことが可能になる。

制御部１５には、電力線搬送通信インターフェース１２に入力された通信信号の強度を判断し、通信信号の強度が規定した閾値以上である場合にのみ無線信号を生成する機能を設けることが望ましい。

この機能は、通信信号の宛先の確認を行う機能を備えていない場合にも採用することができる。また、この機能は、上述のようにマルチホップ通信における中継のための通信信号によって無線信号が生成されるのを防止するだけではなく、以下の場合にも無駄な無線信号の生成を抑制することになる。

すなわち、集合住宅３０には複数系統の配電線３３が敷設されており、配電線３３の間で電力線搬送信号にクロストークが生じる可能性がある。クロストークは、複数の配電線３３の間の電磁結合や静電結合に起因して生じることがあり、また、降圧変圧器３２を経由する経路で生じることもある。クロストークにより子局側カプラ１０に入力される通信信号は、通常の通信信号に比較すると微弱であるから、通信信号の信号強度に閾値を設定すれば、クロストークによる通信信号と通常の通信信号とを区別することが可能になる。したがって、上述したように、閾値以上の場合にのみ無線信号を生成することにより、クロストークにより生じた通信信号による無駄な無線信号の生成を防止することができる。その結果、不要な無線信号の送出が抑制され、無線通信路のトラフィックの低減につながる。

制御部１５では、１系統の配電線３３に接続された子局１１のマルチホップ通信に伴う誤動作を防止するために電力線搬送通信のパケットの宛先を確認する機能のほか、無線信号についても宛先を確認する機能を有している。子局側カプラ１０は、親局側カプラ２０からの無線信号のほか、他の子局側カプラ１０からの無線信号も受信する。したがって、制御部１５には、無線通信のパケットの宛先が子局側カプラ１０である場合にのみ電力線搬送通信のパケットに変換する機能を持たせる。この機能により、他の子局側カプラ１０が親局側カプラ２０に宛てて送信している無線通信のパケットを電力線搬送通信のパケットに変換する無駄を防止することができる。

また、上述したように、無線通信のパケットには電力線搬送通信のパケットがカプセル化されているから、受信した無線通信のパケットのうち電力線搬送通信のパケットの宛先のみを確認し、宛先が親局２１である場合には電力線搬送通信のパケットを抽出しないようにしてもよい。

一方、親局側カプラ２０から子局側カプラ１０に向けて送信された無線信号は、複数台の子局側カプラ１０において受信される。したがって、子局側カプラ１０の制御部１５では、受信した無線通信のパケットが、子局側カプラ１０と同じ配電線３３に接続されている子局１１に対する電力線搬送通信のパケットを含むか否かを判断することが望ましい。ただし、子局側カプラ１０には、子局１１に問い合わせて識別情報（子局ＩＤのほか他の電力メータ３４の識別情報を用いることも可能）を取得する機能はない。

そこで、各子局側カプラ１０の制御部１５において、親局側カプラ２０に対する無線通信のパケットを生成したときに、電力線搬送通信のパケットに含まれていた子局１１の識別情報を記憶部１６に記憶する構成を採用してもよい。上述した定期通信を行った後は、子局側カプラ１０と同じ配電線３３に接続されているすべての子局１１の識別情報が記憶部１６に記憶されていると考えられる。

したがって、以後の動作では、子局側カプラ１０の制御部１５は、親局２１がユニキャストで子局１１を指定している場合に、無線通信のパケットから子局１１の識別情報を抽出して記憶部１６に照合する。ここで、子局側カプラ１０は、一致する識別情報が記憶部１６に存在するときにのみ電力線搬送通信のパケットを抽出するように処理を行う。各子局側カプラ１０の制御部１５において上述の処理を行うことにより、同じ配電線３３に接続された子局１１をユニキャストで指定している無線通信のパケットからのみ電力線搬送通信のパケットを抽出することになる。このことにより、子局側カプラ１０における処理の無駄が抑制される。すなわち、電力線搬送通信のトラフィックが低減され、電力線搬送通信の信頼性向上につながる。

上述したように、本実施形態の構成によれば、複数台の降圧変圧器３２の二次側にそれぞれ接続された子局１１からの検針情報が、１台の親局２１において取得可能になる。したがって、親局２１の設置台数が低減され、結果的にコスト増の抑制が可能になる。

ところで、図６に示す比較例のように、集合住宅３０の電気室３１などに親局２１を設けている場合、建物内に設けた親局２１を建物外の通信網５１に接続するために、建物にケーブルを通すための通線部３６が必要になる。既存の集合住宅３０では、親局２１の設置と通線部３６の形成には、居住者への説明と居住者の協力とが必要であり、遠隔検針のための設備を導入するための障害になっている。本実施形態の構成によれば、親局２１が建物の外部に設置され、しかも通線部３６が不要であるから、電気室３１の工事が不要になり、システム導入の手間が軽減される。すなわち、供給事業者（ここでは、電力会社）の保守点検の範囲内での設備の施工が可能になり、遠隔検針のための設備の導入が容易になる。

（実施形態２）
実施形態１では、子局側カプラ１０と親局側カプラ２０との間で無線通信が安定に行われる場合について説明したが、無線通信の通信品質は、子局側カプラ１０と親局側カプラ２０との設置環境などによって変化する。とくに、子局側カプラ１０は、需要家におけるメータボックス内などに配置され、子局側カプラ１０の設置状況に応じて通信品質が変化する。

そこで、本実施形態では、無線通信路を多重化することにより無線通信の成功率を高める構成を採用している。すなわち、図４に示すように、必要に応じて１系統の配電線３３に複数台の子局側カプラ１０を接続し、１系統の配電線３３について無線通信路を多重化することにより通信の成功率を高める構成を採用している。複数台の子局側カプラ１０を設ける配電線３３は、通信品質に応じて適宜に選択すればよい。

ただし、この構成では、１系統の配電線３３に接続した複数台の子局側カプラ１０が親局側カプラ２０からの無線信号を同時に受信する可能性があり、この場合に、同じ内容の電力線搬送信号が１系統の配電線３３に送出される可能性がある。一方、１系統の配電線３３を用いて行う電力線搬送通信は、ＣＳＭＡ方式によって電力線搬送信号を送出するタイミングをランダムに設定してある。

したがって、子局側カプラ１０の制御部１５では、無線通信のパケットを電力線搬送通信のパケットに変換して配電線３３に出力しようとする際に、ＣＳＭＡの機能により配電線３３におけるキャリアを監視する。キャリアが検出されたときには、電力線搬送通信のパケットを記憶部１６に一時的に保持して送信待ちを行う。子局側カプラ１０の制御部１５は、送信待ちの間に受信した電力線搬送通信のパケットを記憶部１６に記憶されている送信待ちのパケットと照合する。

照合の結果、無線通信のパケットから抽出した電力線搬送通信のパケットが記憶部１６に記憶されているパケットと一致すると、制御部１５は、別の子局側カプラ１０から送信されたパケットと判断し、送信を抑制する。この処理によって、同じ内容のパケットが１系統の配電線３３に複数回送出されることが防止される。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
実施形態２のように、無線通信路を多重化して無線通信の成功率を高めると、親局２１と子局１１との間の通信の成功率が高くなるが、環境によっては無線通信路の多重化によっても依然として通信の成功率を十分に高めることができない場合がある。

このような場合に備えて、図５に示すように、配電線３３の間に有線のカプラ３５を配置してもよい。カプラ３５は、ハイパスフィルタであって、交流電力の通過を阻止し電力線搬送信号を通過させる。カプラ３５を設けるには電気室３１の内部での工事を伴うが、親局２１は集合住宅３０の外部に配置されるから、通信網５１に接続するためのケーブルを集合住宅３０の壁に通す必要はない。すなわち、無線通信の通信品質が低い環境であっても集合住宅３０の内部工事のみを行ってカプラ３５を付加するだけで、親局２１と子局１１との間で通信をより安定化させることが可能になる。

この構成では、カプラ３５を介して接続されているいずれかの配電線３３に設けた子局側カプラ１０が親局側カプラ２０との間で無線通信を行えばよいから、親局側カプラ２０と子局側カプラ１０との間の無線通信路を多重化したことに相当する。

ここで、図５に示すように、すべての配電線３３の間でカプラ３５を介して電力線搬送信号を伝送可能にしている場合には、親局側カプラ２０において各子局側カプラ１０との通信品質を評価して、記憶部２６に記憶させる構成を採用してもよい。通信品質の評価には、無線通信に用いる通信信号の強度、無線通信の失敗に伴う再送回数などを用いる。この場合、親局側カプラ２０の制御部２５では、特定の子局側カプラ１０との無線通信路の通信品質が低いときには（通信品質を定量化する評価値を閾値と比較する）、通信品質のより高い子局側カプラ１０を選択して無線通信を行うことが可能になる。

たとえば、親局２１が特定の子局１１をユニキャストで指定して検針情報を取得する際に、当該子局１１が接続されている配電線３３に設けた子局側カプラ１０と通信したのでは、当該子局１１との通信経路を確保できない場合がある。これに対して、本実施形態の構成では、他の配電線３３に設けた子局側カプラ１０を選択して子局１１との通信経路を確保することが可能になる。

親局側カプラ２０において、無線通信の失敗時に再送を繰り返す機能を設けている場合に、上述の構成を採用すれば、通信品質の低い無線通信路を用いずに無線通信を行うことにより、通信の失敗に伴う再送を繰り返すことなく少ない回数で通信を成功させることが可能になる。すなわち、検針情報を取得するための通信時間が短くなる。

ここに、親局２１が特定の子局１１を指定して通信を行う場合に、親局側カプラ２０が複数台の子局側カプラ１０との間で通信が可能であれば、親局側カプラ２０では、複数の子局側カプラ１０との通信経路を確保しておいてもよい。すなわち、親局２１と特定の子局１１との間の通信経路について、親局側カプラ２０では複数の子局側カプラ１０との無線通信路を選択可能とし、通信品質に応じた優先順位をあらかじめ設定しておくことが望ましい。この構成であれば、複数の無線通信路から通信可能な無線通信路を選択することにより子局１１との通信が成功する可能性が高くなる。

さらに、親局側カプラ２０と子局側カプラ１０との間でマルチホップ通信を行うようにしてもよい。たとえば、親局２１が特定の子局１１との通信を行う際に、当該子局１１が接続されている配電線３３に設けた子局側カプラ１０と親局側カプラ２０との間で無線通信を直接行うことができなければ、他の子局側カプラ１０を中継して無線信号を伝送してもよい。

ここに、無線信号を受信した子局側カプラ１０では、受信した無線通信のパケットが他の子局側カプラ１０に宛てた無線信号である場合には、その無線信号を他の子局側カプラ１０に対して中継する。一方、子局側カプラ１０では、受信した無線通信のパケットが自己宛の無線信号である場合には、その無線通信のパケットから電力線搬送通信のパケットを抽出して配電線３３に送出する。この構成によって、親局側カプラ２０から遠方に配置されている子局側カプラ１０であっても、無線信号を到達させることが可能になる。

上述した実施形態では、建物が集合住宅３０である場合を例示した。ただし、親局２１が接続されている柱上変圧器４１の二次側の配電線４２から戸建て住宅に給電している場合には、戸建て住宅に設置した電力メータ３４から検針情報を取得する子局１１を、当該配電線４２に接続してもよい。この構成の場合には、親局２１と子局１１とは同じ配電線４２に接続されるから、この配電線４２には、親局側カプラ２０および子局側カプラ１０は不要である。

また、二次側に親局２１を接続していない柱上変圧器４１の二次側の配電線４２から需要家に給電している場合、当該配電線４２に子局側カプラ１０を設けておけば、当該配電線４２に接続された子局１１と親局２１との間に通信路を確保することができる。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２の構成に本実施形態の構成を適用することを妨げない。

１０子局側カプラ（第１のカプラ）
１１子局
１２電力線搬送通信インターフェース
１３無線通信インターフェース
１５制御部
１６記憶部
２０親局側カプラ（第２のカプラ）
２１親局
２２電力線搬送通信インターフェース
２３無線通信インターフェース
２５制御部
２６記憶部
３０集合住宅
３２降圧変圧器
３３配電線
３４電力メータ
３５（第３の）カプラ
４１柱上変圧器
５０上位集約サーバ
５１通信網

Claims

需要家ごとに配置されており、複数系統の配電線のいずれかに接続され検針情報を取得する複数台の子局と、前記複数台の前記子局が取得した検針情報を収集するとともに上位集約サーバに通知する親局と、配電線の各系統にそれぞれ接続され当該配電線に接続された前記子局との間で当該配電線を通信路に用いた電力線搬送通信を行う第１のカプラと、前記親局に接続された配電線を介して前記親局と接続され前記親局との間でこの配電線を通信路に用いた電力線搬送通信を行う第２のカプラとを備え、前記第１のカプラと前記第２のカプラとは、配電線を通信路に用いた電力線搬送通信を行う電力線搬送通信インターフェースと、前記第１のカプラと前記第２のカプラとの間で無線通信を行う無線通信インターフェースと、電力線搬送通信のパケットと無線通信のパケットとを相互に変換する制御部とをそれぞれ備え、前記親局と前記子局との間の通信経路に前記無線通信インターフェースにより形成される無線通信路を含むことを特徴とする遠隔検針システム。
前記子局は同じ配電線に接続されている他の子局を中継に用いる電力線搬送通信におけるマルチホップ通信が可能であって、前記第１のカプラは、前記子局が生成した電力線搬送通信のパケットの宛先が前記親局である場合に前記第２のカプラに対する無線通信のパケットを生成することを特徴とする請求項１記載の遠隔検針システム。
前記第１のカプラは、配電線から受信する通信信号の信号強度に対する閾値が設定されており、信号強度が閾値以上の場合にのみ前記第２のカプラに対する無線通信のパケットを生成することを特徴とする請求項１又は２記載の遠隔検針システム。
前記第１のカプラにおける前記制御部は、前記電力線搬送通信インターフェースから受け取った電力線搬送通信のパケットをカプセル化した無線通信のパケットを生成する機能と、前記無線通信インターフェースから受け取った無線通信のパケットから電力線搬送通信のパケットを抽出する機能とを有し、さらに、前記無線通信インターフェースから受け取った無線通信のパケットに含まれる宛先が前記親局であるときに電力線搬送通信のパケットを配電線に送出しない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。
前記第１のカプラは、同じ配電線に接続されている前記子局が前記親局と通信する際に前記子局の識別情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記子局が前記親局との通信を１回以上行った後に前記子局をユニキャストで指定する無線通信のパケットを受け取ると、当該パケットに含まれる前記子局の識別情報を前記記憶部に記憶した識別情報と照合し、一致する識別情報が前記記憶部に記憶されているときにのみ、前記無線通信のパケットを前記電力線搬送通信のパケットに変換す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。
少なくとも１系統の配電線に前記第１のカプラが複数台接続され、１系統の配電線に接続された複数台の前記第１のカプラのうちのいずれかにおいて当該配電線に接続された前記子局への無線信号を受け取ると、当該第１のカプラの前記制御部が無線通信のパケットを電力線搬送通信のパケットに変換することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠隔検針システム。
異なる２系統の配電線の間に電力の通過を阻止し電力線搬送信号を通過させる第３のカプラをさらに接続し、前記２系統の一方の配電線に接続されている前記子局は前記第３のカプラを介して他方の配電線に接続されている前記第１のカプラに電力線搬送通信の通信信号を伝送することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠隔検針システム。
前記第２のカプラにおける前記制御部は、前記第３のカプラを介して接続されている複数系統の配電線に接続された前記第１のカプラのいずれかとの間の通信経路が利用できないときに、通信経路を利用できる他の第１のカプラを選択する機能を備えることを特徴とする請求項７記載の遠隔検針システム。
前記親局と前記子局のうちの特定の子局との間に複数の通信経路があり、かつ各通信経路に含まれる前記第１のカプラが異なっている場合に、前記第２のカプラにおける前記制御部は、通信経路を利用できる前記第１のカプラをあらかじめ求め、前記第１のカプラのいずれかとの間の通信経路が利用できないときに、あらかじめ求められている前記第１のカプラの中から他の前記第１のカプラを選択する機能を備えることを特徴とする請求項８記載の遠隔検針システム。
前記第１のカプラと前記第２のカプラとの間の通信経路において、前記第１のカプラにおける前記制御部は、前記無線通信インターフェースが受信した無線通信のパケットが他の第１のカプラに宛てられている場合に、当該無線信号のパケットを当該他の第１のカプラに対して中継する機能を備えることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の遠隔検針システム。
配電網における変圧器の二次側に接続された配電線をそれぞれ通信路に用いて伝送される電力線搬送信号を異なる配電線間で中継するカプラであって、各配電線にそれぞれ接続され電力線搬送信号を伝送する電力線搬送通信インターフェースと、無線信号を伝送する無線通信インターフェースと、前記電力線搬送通信インターフェースと前記無線通信インターフェースとの間で電力線搬送通信のパケットと無線通信のパケットとを相互に変換する制御部とを備え、前記制御部は、前記電力線搬送通信インターフェースが受け取った電力線搬送通信のパケットをカプセル化することにより無線通信のパケットを生成してこのパケットを前記無線通信インターフェースから無線信号を送出させる機能と、前記無線通信インターフェースが受け取った無線通信のパケットから電力線搬送通信のパケットを抽出しこのパケットを前記電力線搬送通信インターフェースから配電線に送出させる機能とを備えることを特徴とするカプラ。