JP5575330B2 - 通信システムおよびゲートウェイ - Google Patents

Description

本発明は、電力等の自動検針システムにおいて利用されるメッシュネットワークを含んだ通信システムに関する。

従来の無線メッシュ（他にアドホックやマルチホップとの呼称があるが、本明細書ではメッシュと称する）通信技術においては、無線端末が無線メッシュネットワークに新たに参入する場合、参入を希望する無線端末は、通信相手先の無線端末や基地局との間の無線通信における、受信信号強度、消費電力、セキュリティーレベル、耐干渉波特性などの情報に基づいて、通信路状態を判断し、通信品質と伝送速度が最適となるネットワークに参入するようにしている（例えば、特許文献１）。

また、無線メッシュ通信技術の応用例として、無線メッシュ通信技術を用いて電力などの自動検針を行う自動検針システムが知られている。従来の自動検針システムでは、戸建・集合住宅などの需要家各戸に設置されている電力、ガス、水道のメーターに、無線の通信機を実装し、メーターに実装された通信機は、メーターから取得した電力、ガス、水道量などの検針データを、直接または周囲の他の通信機を介して上位系システム（検針データ管理装置、業務管理装置等）へ伝送する。この自動検針システムは、広域かつ大規模なシステムとなることから、電柱等の上にゲートウェイ（他にコンセントレータや集約装置との呼称があるが、本明細書ではゲートウェイと称する）を設置し、検針データを段階的に集約しており、各戸よりデータを伝送する際は、無線のメッシュ通信によるルーティング機能などの仕組みを適用することにより、効率的に検針データを収集することが提案されている（例えば、非特許文献１）。なお、通信機（通信機能）が実装されメーターはスマートメータと呼ばれる。

特開２００３−３２４４４３号公報

後藤田他，「情報・制御の融合による自動検針(AMI)ソリューション」日立評論，2010年8月号，34〜37頁

無線メッシュ通信技術を適用した従来の自動検針システムでは、通信路状態を判断し、参入する無線メッシュネットワークを選択しているが、各ゲートウェイが収容するメーター（スマートメータ）数の均衡化、すなわちゲートウェイ間の負荷分散は考慮されていないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、各ゲートウェイが収容するスマートメータ数を均衡化してゲートウェイ間の負荷分散を自律的に図ることが可能なメッシュネットワークを実現する通信システムを得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる通信システムは、ゲートウェイ、当該ゲートウェイに収容され、電力、ガスおよび水道の中の少なくとも１つについての使用量を計測する１つ以上のノード、により形成された複数の無線メッシュネットワークと、前記ゲートウェイ各々に収容されているノードの数を管理するとともに前記ノードによる計測結果を収集して管理する管理サーバとを備え、前記ノードは、無線メッシュネットワークへの参入を希望する場合、直接または他のノードを介して接続が可能なゲートウェイの中の少なくとも１つに対して、接続が可能なゲートウェイの情報を通知するとともに参入を要求し、前記ゲートウェイは、自身が管理している無線メッシュネットワークである自ネットワークへの参入要求をノードから受けると、自身が収容しているノードの数と、要求元のノードが接続可能な他のゲートウェイが収容しているノードの数とを確認し、自身が収容しているノード数よりも収容ノード数が少ない他のゲートウェイが存在する場合には、当該他のゲートウェイが管理している無線メッシュネットワークに参入するよう、要求元のノードに対して指示を行うことを特徴とする。

本発明にかかる通信システムによれば、無線メッシュネットワークへの参入要求を受けたゲートウェイは、自身が収容しているノード数よりも収容ノード数が少なく、かつ参入要求元のノードが接続可能な他のゲートウェイが存在する場合、他のゲートウェイが管理している無線メッシュネットワークに参入するよう指示するので、ゲートウェイ間の負荷分散を自律的に図ることが出来るという効果を奏する。

図１は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。 図２は、無線メッシュネットワークに対してスマートメータが新たに参入する場合の例を示す図である。 図３は、実施の形態１の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。 図４は、実施の形態２の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。 図５は、実施の形態３の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。 図６は、実施の形態４の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。 図７は、実施の形態５の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。 図８は、無線メッシュネットワークに対してスマートメータが新たに参入する場合の例を示す図である。 図９は、無線メッシュネットワークに対してスマートメータが新たに参入する場合の例を示す図である。 図１０Ａは、実施の形態６の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。 図１０Ｂは、実施の形態６の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。 図１１は、実施の形態７の通信システムにおける制御動作を説明するための図である。

以下に、本発明にかかる通信システムの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明にかかる通信システムの構成例を示す図である。本発明にかかる通信システムは、サーバ装置１および２と、広域ネットワーク３を介してこれらのサーバ装置に接続されているゲートウェイ１０（以下、ＧＷ＃１と記載する場合もある）およびゲートウェイ２０（以下、ＧＷ＃２と記載する場合もある）と、ゲートウェイ１０または２０に直接または間接的に接続する複数のスマートメータ１０１〜１１３および２０１〜２１２と、を含んで構成されている。各ゲートウェイは、配下のスマートメータとともに無線メッシュネットワークを形成している。

図１に示した通信システムにおいて、サーバ装置１は、電力、ガス、或いは、水道量等の検針データをゲートウェイ１０または２０を介してスマートメータ（無線メッシュネットワークに参入済みのスマートメータ）から収集する。サーバ装置２は、各無線メッシュネットワーク内の経路や状態（各ゲートウェイに収容されているスマートメータの数、各スマートメータの設置位置など）を管理する。各ゲートウェイ（ＧＷ＃１，ＧＷ＃２）は、配下のスマートメータとともに形成している無線メッシュネットワークと広域ネットワーク３とを接続する。各スマートメータ（スマートメータ１０１〜１１３，２０１〜２１２）は、無線通信により他のスマートメータまたはゲートウェイと接続する機能、および、電力、ガス、水道などの使用量を計測する機能（検針機能）を有する。検針機能においては、電力などの使用量のうち、少なくとも１つ以上を計測する。スマートメータ１０１〜１１３は、ゲートウェイ１０（ＧＷ＃１）を介して、サーバ装置１，２との間で双方向のデータ通信を行う。スマートメータ２０１〜２１２は、ゲートウェイ２０（ＧＷ＃２）を介して、サーバ装置１，２との間で双方向のデータ通信を行う。なお、図１において、各ゲートウェイとスマートメータを結ぶ点線，スマートメータ同士を結ぶ点線は、無線メッシュネットワークの通信経路を示している。

スマートメータの無線通信機能は、特定小電力無線、或いは、無線ＬＡＮ（Local Area Network）(IEEE802.11)、ＺｉｇＢｅｅ(IEEE802.15.4)等のいずれか１つ、または複数に準拠したものとする。また、サーバ装置１，２は機能が異なるため、個別の装置としているが、検針データを収集機能と、無線メッシュネットワーク内の経路や状態の管理機能を有する１台の装置で実現しても良い。広域ネットワーク３は、各ゲートウェイと各サーバ装置との間のネットワークであり、携帯電話等の無線、或いは、光ファイバや電話線（モデム、ＡＤＳＬ(Asymmetric Digital Subscriber Line)）等を用いた有線方式の広域ネットワークである。

図２は、図１に示した通信システムに含まれている無線メッシュネットワークの中の１つに対してスマートメータが新たに参入する場合の例を示す図である。具体的には、スマートメータ３０１を新たに設置し、ＧＷ＃１配下の無線メッシュネットワークまたはＧＷ＃２配下の無線メッシュネットワークに参入させる場合を示している。図２においては、スマートメータ３０１の電波の到達範囲を一点鎖線で示しており、スマートメータ３０１の設置位置は、ＧＷ＃１配下のスマートメータ１１３およびＧＷ＃２配下のスマートメータ２１２と通信が可能な位置となっている。図３は、実施の形態１の通信システムにおける制御動作を説明するための図であり、具体的には、図２に示した位置にスマートメータ３０１を新たに設置する場合の動作の一例を示すシーケンス図である。これらの図２，図３を用いて、本実施の形態の動作（スマートメータ３０１が無線メッシュネットワークに新たに参入する場合の動作）を説明する。なお、これ以降の説明においては、サーバ装置１と２を区別するために、サーバ装置２をネットワーク管理サーバ２と呼ぶ。

新たにスマートメータ３０１を設置すると、始めに参入先の無線メッシュネットワークを選択するために、隣接探索動作（ステップＳ１０１）を実施する。このステップＳ１０１において、スマートメータ３０１は、まず、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストする（ステップＳ１０２）。

ブロードキャストされた探索要求メッセージは、スマートメータ３０１の電波の到達範囲内に存在する隣接のスマートメータ１１３および２１２に到達し、スマートメータ１１３および２１２は、参入先の無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤ（＃１または＃２）とゲートウェイまでのホップ数を探索応答メッセージに載せ、スマートメータ３０１に対して送信する（ステップＳ１０３、Ｓ１０４）。ここで、ホップ数とは、ゲートウェイから何台のスマートメータを経由して自ノードまで到達するかを示す数であり、ゲートウェイと直接通信可能な場合は１、１台のスマートメータを経由する場合は２、Ｎ台のスマートメータを経由する場合はＮ＋１となる。

スマートメータ３０１は、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、それまでに（タイマーを起動してからタイムアウトするまでの間に）受信した単一、または複数の探索応答メッセージの中からゲートウェイまでのホップ数が最も少ないものを選択し、当該選択したメッセージの送信元スマートメータを、参入する無線メッシュネットワークの接続先とする。図２，図３の場合、スマートメータ１１３のホップ数が最少となるため、ここではスマートメータ１１３（ＧＷ＃１側）を参入する無線メッシュネットワークの接続先とする（ステップＳ１０５）。このとき、ＧＷ＃２は隣接ゲートウェイとして扱う。

なお、ゲートウェイまでのホップ数が最少のものが複数存在する場合（Ｍ個の探索応答メッセージを受信し、その内Ｎ個（Ｍ≧Ｎ）の探索応答メッセージが同じホップ数の場合）、Ｎ個の探索応答メッセージから１つを選択可能なように、メッセージ受信時の受信信号強度（ＲＳＳＩ(Receive Signal Strength Indicator)）等、異なる選択条件を複数設けておく。

また、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、１つも探索応答メッセージを受信出来ていない場合は、再度、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストし（ステップＳ１０２）、探索応答メッセージが受信出来るまでこの動作を繰り返し実施する。

ステップＳ１０１の隣接探索動作（ステップＳ１０２〜Ｓ１０５）を実施して参入先の選択が完了すると、次に、スマートメータ３０１は、応答待ちタイマーを起動して、参入する無線メッシュネットワークの接続先として選択した隣接するスマートメータ１１３を介し、参入先の無線メッシュネットワークを管理するＧＷ＃１に対して参入登録要求メッセージを送信する（ステップＳ１０６）。このとき、先のステップＳ１０１（隣接探索動作）において、他に参入可能な無線メッシュネットワーク（ＧＷ＃１以外のＧＷに管理されている無線メッシュネットワーク）が存在していた場合、この参入可能な他の無線メッシュネットワークを示すＧＷのＩＤを併せて通知する。ここでは、ＧＷ＃２のＩＤ（＝＃２）を隣接ＧＷのＩＤとして、併せて通知する。また、図示を省略しているが、参入登録要求メッセージには、ゲートウェイ側での認証処理で必要な情報（認証情報）が含まれている。

応答待ちタイマーがタイムアウトするまでに、ＧＷ＃１からの参入登録応答メッセージが受信出来ない場合、スマートメータ３０１は、再度参入登録メッセージの送信を行ない、応答待ちタイマーのタイムアウト前にＧＷ＃１からの参入登録応答メッセージを受信した場合は、応答待ちタイマーを停止する。

ＧＷ＃１は、受信した参入登録要求メッセージに含まれる認証情報を用いてスマートメータ３０１を認証し（ステップＳ１０７）、自身が管理する参入してきたスマートメータの数、すなわち収容数を、隣接するゲートウェイ（ここではＧＷ＃２となる）側の収容数と比較する（ステップＳ１０８）。隣接するＧＷ＃２側の収容数は、ネットワーク管理サーバ２で管理されており、ＧＷ＃１は、隣接するゲートウェイ側の収容数の情報をネットワーク管理サーバ２から予め取得して保持している（収容数の情報を取得する動作については後述する）。本例では隣接するゲートウェイ側の収容数が少ないため、参入登録要求メッセージに含まれる隣接するゲートウェイの情報をもとに、スマートメータ３０１が他の無線メッシュネットワークに参入可能か否かを判断する（ステップＳ１０９）。

なお、ステップＳ１０７の認証（スマートメータ３０１の認証）において、認証不成立の場合は、登録受付不可（ＮＧ）を付与した参入登録応答メッセージを送信する。

ＧＷ＃１は、隣接するＧＷ＃２側の収容数が少なく、かつスマートメータ３０１がＧＷ＃２配下の無線メッシュネットワークにも参入可能である場合（ステップＳ１０８：収容数小，ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、スマートメータ３０１に再参入を指示することに決定し（ステップＳ１１０）、再参入先の無線メッシュネットワークを示すＧＷ＃２のＩＤ（＝＃２）を付与した参入登録応答メッセージをスマートメータ３０１に対して送信する（ステップＳ１１２）。

一方、自身（ＧＷ＃１）の収容数が少ない、または隣接するＧＷ＃２側の収容数と同じ場合や、参入してきたスマートメータが他の無線メッシュネットワークに参入不可能な場合（例えば、参入登録要求メッセージで、隣接する無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤが通知されないため、他の無線メッシュネットワークに参入可能か否かを判断するステップＳ１０９で参入不可と判断した場合）には、ＧＷ＃１は、自身の管理する収容数を更新し（ステップＳ１１１)、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージを、上記ステップＳ１１２で送信する参入登録応答メッセージに代えて送信する。

参入登録応答メッセージで再参入を指示されたスマートメータ３０１は、指定された無線メッシュネットワークの接続先である隣接のスマートメータ２１２を介し、ＧＷ＃２に対して参入登録要求メッセージを送信する（ステップＳ１１３）。

ＧＷ＃２は、ＧＷ＃１と同様に、受信した参入登録要求メッセージに含まれる認証情報を用いてスマートメータ３０１を認証し（ステップＳ１１４）、自身の収容数と隣接するゲートウェイ（ＧＷ＃１）側の収容数と比較する（ステップＳ１１５）。隣接するゲートウェイ側の収容数が少ない場合（ステップＳ１１５：収容数小）、参入登録要求メッセージに含まれる隣接のゲートウェイの情報をもとに、スマートメータ３０１が他の無線メッシュネットワークに参入可能か否かを判断し（ステップＳ１１６）、参入可能であれば（ステップＳ１１６：Ｙｅｓ）、隣接するゲートウェイへ再参入を指示することに決定する（ステップＳ１１７）。この例では、自身の収容数が少ないため（ステップＳ１１５：隣接ＧＷ側収容数大）、収容数を更新して（ステップＳ１１８）、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをスマートメータ３０１に対して送信する（ステップＳ１１９）。

ＧＷ＃２は、上記参入登録応答メッセージを送信後、ネットワーク管理サーバ２に対して、参入してきたスマートメータ３０１のＩＤを付与した登録要求メッセージを送信し（ステップＳ１２０）、ネットワーク管理サーバ２では、ＧＷ＃２の収容数を更新し（ステップＳ１２１）、同様に収容数を管理している隣接するＧＷ＃１の収容数（ＧＷ＃１が収容しているスマートメータの数）と登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをＧＷ＃２に対して送信する（ステップＳ１２２）。

また、ＧＷ＃２は、ネットワーク管理サーバ２から受信した上記参入登録応答メッセージに付与されていた隣接ＧＷの収容数を記憶する（ステップＳ１２３）。ＧＷ＃２は、この参入登録応答メッセージで通知された隣接ＧＷの収容数（ＧＷ＃１におけるスマートメータの収容数）は、上述したステップＳ１１５の処理において使用する。ここでは、新規のスマートメータ３０１がＧＷ＃２側の無線メッシュネットワークに参入する場合の例を示したが、ＧＷ＃１側に参入する場合も同様である。すなわち、ネットワーク管理サーバ２は、ＧＷ＃１に対して、隣接するＧＷ＃２の収容数と登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージを送信し、ＧＷ＃１は、受信メッセージに付与されていた隣接ＧＷ（ＧＷ＃２）の収容数を記憶する。

また、図示は省略しているが、ネットワーク管理サーバ２は、ＧＷ＃２に隣接している他のＧＷ（図３の例ではＧＷ＃１となる）に対して、ＧＷ＃２の更新後の収容数を通知する。なお、ＧＷ＃２自身が隣接している各ＧＷに対して更新後の収容数を直接通知するようにしてもよい。あるＧＷにおける収容数が変化した場合に変化後の最新収容数が全ての隣接ＧＷに対して通知されるのであれば、どのような手順で通知を行ってもよい。

なお、本実施の形態では、ＧＷが２台の場合について説明したが、３台以上の場合も同様である。ＧＷが３台以上の場合には、上述した各種メッセージに付加する隣接ＧＷの情報（ＧＷのＩＤ，収容数など）を複数台分とすればよい。

このように、本実施の形態においては、新規に設置されたスマートメータが、隣接探索動作で検出した単一または複数の他の無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤを、参入先として選択した無線メッシュネットワークのゲートウェイに対する参入登録時に通知し、参入登録を受けたゲートウェイではネットワーク管理サーバから通知される隣接するゲートウェイの収容数と自身の管理する収容数とを比較し、新規に設置されたスマートメータに対して、収容数の少ないゲートウェイを指定して再参入を指示し、新規に設置されたスマートメータが当該指示に従って、再度参入登録を行うようにしたので、各ゲートウェイが収容するスマートメータ数の均衡化、すなわちゲートウェイ間の負荷分散を自律的に図ることが出来る。

実施の形態２．
つづいて、実施の形態２について説明する。なお、通信システムの構成は実施の形態１と同じものとして説明を行う（図１参照）。また、実施の形態１と同様に、図２に示した位置にスマートメータ３０１を新たに設置する場合について説明を行う。

図４は、実施の形態２の通信システムにおける制御動作を説明するための図であり、具体的には、実施の形態２の通信システムに含まれている無線メッシュネットワークの中の１つに対してスマートメータが新たに参入する場合の動作の一例を示すシーケンス図を示している。この図４では、一例として、図２に示した位置にスマートメータ３０１を新たに設置する場合のシーケンスを示している。以下、図２，図４を用いて、本実施の形態の動作（スマートメータ３０１が無線メッシュネットワークに新たに参入する場合の動作）を説明する。

本実施の形態の通信システムにおいて、各ゲートウェイ（ＧＷ＃１，ＧＷ＃２）は、各々報知情報タイマーを起動し、収容している各スマートメータに対して、収容数（収容しているスマートメータの総数）を付与した報知情報メッセージを一定間隔でブロードキャストする（ステップＳ２０１〜Ｓ２０４）。報知情報メッセージを受信した各スマートメータは、受信メッセージに付与されている収容数を記憶する。

収容数を付与した報知情報メッセージが一定間隔で常時ブロードキャストされている状況において、新たにスマートメータ３０１を設置すると、始めに参入先の無線メッシュネットワークを選択するために、隣接探索動作（ステップＳ２０５）を実施する。このステップＳ２０５において、スマートメータ３０１は、まず、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストする（ステップＳ２０６）。

ブロードキャストされた探索要求メッセージは、スマートメータ３０１の電波の到達範囲内に存在する隣接のスマートメータ１１３および２１２に到達し、スマートメータ１１３および２１２は、参入先の無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤ（＃１または＃２）と、ゲートウェイまでのホップ数と、上記の報知情報メッセージを受信することによりゲートウェイから取得しておいた、ゲートウェイの収容数とを探索応答メッセージに載せ、スマートメータ３０１に対して送信する（ステップＳ２０７、Ｓ２０８）。なお、ホップ数は実施の形態１で説明したとおりである。

スマートメータ３０１は、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、それまでに受信した単一、または複数の探索応答メッセージの中からゲートウェイの収容数が最も少ないものを選択し、当該選択したメッセージの送信元スマートメータを、参入する無線メッシュネットワークの接続先とする。図２，図４の場合、スマートメータ２１２から通知された収容数が最少となるため、ここではスマートメータ２１２（ＧＷ＃２側）を参入する無線メッシュネットワークの接続先とする（ステップＳ２０９）。このとき、ＧＷ＃１は隣接ゲートウェイとして扱う。

なお、ゲートウェイの収容数が最少のものが複数存在する場合（Ｍ個の探索応答メッセージを受信し、その内Ｎ個（Ｍ≧Ｎ）の探索応答メッセージが同じ収容数の場合）、Ｎ個の探索応答メッセージから１つを選択可能なように、ゲートウェイまでのホップ数やメッセージ受信時の受信信号強度（ＲＳＳＩ）等、異なる選択条件を複数設けておく。

また、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、１つも探索応答メッセージを受信出来ていない場合は、再度、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストし（ステップＳ２０６）、探索応答メッセージが受信出来るまでこの動作を繰り返し実施する。

ステップＳ２０５の隣接探索動作（ステップＳ２０６〜Ｓ２０９）を実施して参入先の選択が完了すると、次に、スマートメータ３０１は、応答待ちタイマーを起動して、参入する無線メッシュネットワークの接続先として選択した隣接するスマートメータ２１２を介し、参入先の無線メッシュネットワークを管理するＧＷ＃２に対して参入登録要求メッセージを送信する（ステップＳ２１０）。なお、図示を省略しているが、参入登録要求メッセージには、ゲートウェイ側での認証処理で必要な情報（認証情報）が含まれている。

応答待ちタイマーがタイムアウトするまでに、ＧＷ＃２からの参入登録応答メッセージが受信出来ない場合、スマートメータ３０１は、再度参入登録メッセージの送信を行ない、応答待ちタイマーのタイムアウト前にＧＷ＃２からの参入登録応答メッセージを受信した場合は、応答待ちタイマーを停止する。

ＧＷ＃２は、受信した参入登録要求メッセージに含まれる認証情報を用いてスマートメータ３０１を認証し（ステップＳ２１１）、収容数を更新して（ステップＳ２１２）、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをスマートメータ１１３に対して送信する（ステップＳ２１３）。

ＧＷ＃２は、上記参入登録応答メッセージを送信後、ネットワーク管理サーバ２に対して、参入してきたスマートメータ３０１のＩＤを付与した登録要求メッセージを送信し（ステップＳ２１４）、ネットワーク管理サーバ２では、ＧＷ＃２の収容数を更新し（ステップＳ２１５）、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをＧＷ＃２に対して送信する（ステップＳ２１６）。

このように、本実施の形態においては、各ゲートウェイが、収容している各スマートメータ（自身が属する無線メッシュネットワークに参入している各スマートメータ）に対して、収容数（自ゲートウェイが収容しているスマートメータの総数）を付与した報知情報メッセージを一定間隔でブロードキャストし、各スマートメータは、新規に設置されたスマートメータの探索要求メッセージに対する応答メッセージにゲートウェイの収容数を付与するようにし、新規に設置されたスマートメータは、ゲートウェイの収容数が最も少ないものを選択し、当該応答メッセージを返信してきた隣接スマートメータを、参入する無線メッシュネットワークの接続先とするようにしたので、各ゲートウェイが収容するスマートメータ数の均衡化、すなわちゲートウェイ間の負荷分散を自律的に図ることが出来る。

実施の形態３．
つづいて、実施の形態３について説明する。なお、通信システムの構成は実施の形態１と同じものとして説明を行う（図１参照）。また、実施の形態１と同様に、図２に示した位置にスマートメータ３０１を新たに設置する場合について説明を行う。

図５は、実施の形態３の通信システムにおける制御動作を説明するための図であり、具体的には、実施の形態３の通信システムに含まれている無線メッシュネットワークの中の１つに対してスマートメータが新たに参入する場合の動作の一例を示すシーケンス図である。この図５では、一例として、図２に示した位置にスマートメータ３０１を新たに設置する場合のシーケンスを示している。以下、図２，図５を用いて、本実施の形態の動作（スマートメータ３０１が無線メッシュネットワークに新たに参入する場合の動作）を説明する。

本実施の形態の通信システムにおいて、各ゲートウェイ（ＧＷ＃１，ＧＷ＃２）は、定期検針値を収集するために、定期検針値収集タイマーを起動し、一定間隔で、収容している各スマートメータに対して、収容数（収容しているスマートメータの総数）を付与した検針データ要求を順次送信する（ステップＳ３０１，Ｓ３０３）。検針データ要求メッセージを受信した各スマートメータは、検針データ要求メッセージに付与されたゲートウェイの収容数を記憶するとともに、ゲートウェイに対して、定期検針値（一定間隔における電力使用量(kWh)など）を付与した検針データ応答メッセージを送信する（ステップＳ３０２，Ｓ３０４）。

定期検針値の収集のための検針データ要求メッセージが一定間隔で各スマートメータへ送信され、これに伴って各スマートメータがゲートウェイの収容数を把握している状態において、新たにスマートメータ３０１を設置すると、始めに参入先の無線メッシュネットワークを選択するために、隣接探索動作（ステップＳ３０５）を実施する。なお、このステップＳ３０５およびこれに続く各ステップの処理は、実施の形態２で説明したステップＳ２０５およびこれに続く各ステップの処理と同じである。そのため、ステップＳ３０５以降の処理については説明を省略する。

このように、本実施の形態においては、各ゲートウェイが、収容している各スマートメータ（自身が属する無線メッシュネットワークに参入している各スマートメータ）に対して、収容数を付与した定期検針データ要求メッセージを一定間隔で送信し、各スマートメータは、新規に設置されたスマートメータの探索要求メッセージに対する応答メッセージにゲートウェイの収容数を付与するようにし、新規に設置されたスマートメータは、ゲートウェイの収容数が最も少ないものを選択し、当該応答メッセージを返信してきた隣接するスマートメータを、参入する無線メッシュネットワークの接続先とするようにしたので、各ゲートウェイが収容するスマートメータ数の均衡化、すなわちゲートウェイ間の負荷分散を自律的に図ることが出来る。

実施の形態４．
つづいて、実施の形態４について説明する。本実施の形態では、実施の形態２の通信システムの変形例について説明する。

図６は、実施の形態４の通信システムにおける制御動作を説明するための図であり、具体的には、ゲートウェイが参入済みの各スマートメータに対して報知情報メッセージを送信する動作の一例を示すシーケンス図である。

本実施の形態の通信システムにおいて、各ゲートウェイは、実施の形態２で説明したゲートウェイと同様に、収容数を付加した報知情報メッセージを一定間隔で送信（ブロードキャスト）する。ただし、収容数を毎回付加して送信することはしない。すなわち、本実施の形態において、各ゲートウェイは、報知情報メッセージを一定間隔で送信する際、前回の報知情報メッセージ送信時と比較して、収容数に増減があるかないかを判断し（ステップＳ４０１，Ｓ４０４）、増減があった場合（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ，ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、報知情報メッセージに収容数を付与し（ステップＳ４０２，Ｓ４０５)、報知情報メッセージを送信する（ステップＳ４０３，Ｓ４０６）。一方、収容数に増減がない場合には（ステップＳ４０１：Ｎｏ，ステップＳ４０４：Ｎｏ）、収容数を付与せずに報知情報メッセージを送信する。なお、図６では１つのゲートウェイ（ＧＷ＃１）の動作のみを記載しているが、他のゲートウェイも同様である。スマートメータが新たに設置された場合の動作は実施の形態２と同様である（図４に示したステップＳ２０５〜Ｓ２１６の処理を実施する）。

このように、本実施の形態においては、各ゲートウェイが、収容している各スマートメータに対して一定間隔でブロードキャストする報知情報メッセージに、収容数が増減した場合だけ、収容数を付与するようにしたので、実施に形態２と同様の効果が得られるとともに、ブロードキャストするメッセージの情報量を削減できる。

実施の形態５．
つづいて、実施の形態５について説明する。本実施の形態では、実施の形態３の通信システムの変形例について説明する。

図７は、実施の形態５の通信システムにおける制御動作を説明するための図であり、具体的には、ゲートウェイが参入済みの各スマートメータに対して検針データ要求メッセージを送信して定期検針値を収集する動作の一例を示すシーケンス図である。

本実施の形態の通信システムにおいて、各ゲートウェイは、実施の形態３で説明したゲートウェイと同様に、収容数を付加した検針データ要求メッセージを一定間隔で送信する。ただし、収容数を毎回付加して送信することはしない。すなわち、本実施の形態において、各ゲートウェイは、検針データ要求メッセージを一定間隔で送信する際、前回の検針データ要求メッセージ送信時と比較して、収容数に増減があるかないかを判断し（ステップＳ５０１，Ｓ５０５）、増減があった場合（ステップＳ５０１：Ｙｅｓ，ステップＳ５０５：Ｙｅｓ）、検針データ要求メッセージに収容数を付与し（ステップＳ５０２，Ｓ５０６)、検針データ要求メッセージを送信する（ステップＳ５０３，Ｓ５０７）。一方、収容数に増減がない場合には（ステップＳ５０１：Ｎｏ，ステップＳ５０５：Ｎｏ）、収容数を付与せずに検針データ要求メッセージを送信する。なお、図７では１つのゲートウェイ（ＧＷ＃１）の動作のみを記載しているが、他のゲートウェイも同様である。スマートメータが新たに設置された場合の動作は実施の形態３と同様である（図５に示したステップＳ３０５〜Ｓ３１６の処理を実施する）。

このように、本実施の形態においては、各ゲートウェイが、収容している各スマートメータに対して一定間隔でブロードキャストする検針データ要求メッセージに、収容数が増減した場合だけ、収容数を付与するようにしたので、実施に形態３と同様の効果が得られるとともに、検針データ要求メッセージの情報量を削減できる。

実施の形態６．
つづいて、実施の形態６について説明する。なお、通信システムの構成は実施の形態１と同じものとして説明を行う（図１参照）。

図８，図９は、図１に示した構成の通信システムに含まれている無線メッシュネットワークの中の１つに対してスマートメータが新たに参入する場合の例を示す図である。具体的には、スマートメータ３０１を新たに設置し、ＧＷ＃１配下のネットワークまたはＧＷ＃２配下のネットワークに参入させる場合を示しており、図８は、スマートメータ３０１の参入動作開始時点（参入前）のネットワーク構成を示し、図９は、スマートメータ３０１の参入動作完了時点（参入後）のネットワーク構成を示している。これらの図８，図９においては、スマートメータ３０１およびこのスマートメータ３０１の接続先となるスマートメータ１１３の電波の到達範囲を一点鎖線で示している。本実施の形態では、スマートメータ３０１がＧＷ＃１配下のスマートメータ１１３のみと通信が可能な位置に設置される場合を想定している。また、スマートメータ３０１の接続先となるスマートメータ１１３は、スマートメータ３０１の参入開始時点においてＧＷ＃１側のネットワークに参入済みであるが、ＧＷ＃２側のネットワークに参入済みのスマートメータ２０７との通信も可能な位置に設置されている場合を想定している。図１０Ａ，図１０Ｂは、実施の形態６の通信システムにおける制御動作を説明するための図であり、具体的には、図８に示した位置にスマートメータ３０１を新たに設置する場合の動作の一例を示すシーケンス図である。これらの図８〜図１０Ｂを用いて、本実施の形態の動作（スマートメータ３０１が無線メッシュネットワークに新たに参入する場合の動作）を説明する。

新たにスマートメータ３０１を設置すると、始めに参入先の無線メッシュネットワークを選択するために、隣接探索動作（ステップＳ６０１）を実施する。このステップＳ６０１において、スマートメータ３０１は、まず、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストする（ステップＳ６０２）。

ブロードキャストされた探索要求メッセージは、スマートメータ３０１の電波の到達範囲内に存在する隣接のスマートメータ１１３に到達し、スマートメータ１１３は、参入先の無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤ（＃１）とゲートウェイまでのホップ数（この例では４となる）を探索応答メッセージに載せ、スマートメータ３０１に対して送信する（ステップＳ６０３）。なお、ホップ数は実施の形態１で説明したとおりである。

スマートメータ３０１は、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、それまでに受信した単一、または複数の探索応答メッセージの中からゲートウェイまでのホップ数が最も少ないものを選択し、当該選択したメッセージの送信元スマートメータを、参入する無線メッシュネットワークの接続先とする。図８の場合、スマートメータ１１３からの探索応答メッセージのみを受信するため、ここではスマートメータ１１３（ＧＷ＃１側）を参入する無線メッシュネットワークの接続先とする（ステップＳ６０４）。

ステップＳ６０１の隣接探索動作（ステップＳ６０２〜Ｓ６０４）を実施して参入先の選択が完了すると、次に、スマートメータ３０１は、応答待ちタイマーを起動して、参入する無線メッシュネットワークの接続先として選択した隣接するスマートメータ１１３を介し、参入先の無線メッシュネットワークを管理するＧＷ＃１に対して参入登録要求メッセージを送信する（ステップＳ６０５）。このとき、先の隣接探索動作（ステップＳ６０１）において、他に参入可能な無線メッシュネットワーク（ＧＷ＃１以外のＧＷに管理されている無線メッシュネットワーク）が存在しなかったので、参入可能な隣接する無線メッシュネットワークがないことを示す隣接するゲートウェイなしを通知する。

応答待ちタイマーがタイムアウトするまでに、ＧＷ＃１からの参入登録応答メッセージが受信出来ない場合、スマートメータ３０１は、再度参入登録メッセージの送信を行ない、応答待ちタイマーのタイムアウト前にＧＷ＃１からの参入登録応答メッセージを受信した場合は、応答待ちタイマーを停止する。

ＧＷ＃１は、受信した参入登録要求メッセージに含まれる認証情報を用いてスマートメータ３０１を認証し（ステップＳ６０６）、収容数を更新して（ステップＳ６０７）、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをスマートメータ３０１に対して送信する（ステップＳ６０８）。

ＧＷ＃１は、上記参入登録応答メッセージを送信後、ネットワーク管理サーバ２に対して、参入してきたスマートメータ３０１のＩＤを付与した登録要求メッセージを送信する（ステップＳ６０９）。ネットワーク管理サーバ２では、ＧＷ＃１の収容数を更新し（ステップＳ６１０）、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをＧＷ＃１に対して送信する（ステップＳ６１１）。

また、ネットワーク管理サーバ２は、上記の参入登録応答メッセージをＧＷ＃１に対して送信した後、ゲートウェイ間の負荷調整の要否を判断し（ステップＳ６１２)、新規のスマートメータ３０１の参入があったＧＷ＃１の収容数が隣接するＧＷ＃２の収容数よりも多いと判断すると（ステップＳ６１２：負荷調整要）、スマートメータの参入先の無線メッシュネットワークの切替動作（詳細は後述する）を実施する（図１０ＢのステップＳ６１３）。上記ステップＳ６１２においては、例えば、各ゲートウェイの収容数の差がＭ台以上の場合に負荷調整が必要と判断する。また、一方の収容数が他方の収容数よりもＮ％以上多い場合に負荷調整が必要と判断してもよい。また、ゲートウェイ間の負荷が比較できるのであれば他のどのような方法を使用してもよい。なお、ネットワーク管理サーバ２がステップＳ６１２においてゲートウェイ間の負荷調整が不要と判断した場合には、スマートメータ３０１の参入動作は終了となる。

図１０Ｂに示したステップＳ６１３として実施する参入先の無線メッシュネットワークの切替動作において、ネットワーク管理サーバ２は、まず、ゲートウェイ間の収容数の差とＧＷ＃１の無線メッシュネットワークに参入している各スマートメータの位置情報をもとに、負荷が少ない側のＧＷ＃２の無線メッシュネットワークへ再度参入させるスマートメータ（参入先を変更させるスマートメータ）を選択するとともに再参入させる順番を決定する（ステップＳ６１４）。このとき、ＧＷ＃１の収容数の更新も併せて行う。再度参入させるスマートメータとしては、ＧＷ＃１（負荷が多い側のゲートウェイ）の無線メッシュネットワークに参入済みのスマートメータのうち、他の無線メッシュネットワークにも参入可能（すなわち、他の無線メッシュネットワークに参入済みのスマートメータと通信が可能）でなおかつ新規に設置されたスマートメータ３０１になるべく近い（スマートメータ３０１までのホップ数が小さい）もの、およびこのスマートメータからスマートメータ３０１までの経路上に位置しているスマートメータを選択する。また、再参入させる順序は、他の無線メッシュネットワークに直接参入可能なスマートメータを１番目とし、１番目のスマートメータを介して参入が可能なスマートメータを２番目とする。３番目以降にも同様に決定し、再参入させるものとして選択した全てのスマートメータの再参入が効率的に実行されるようにする。

図８に示した例では、スマートメータ３０１の接続先なっているスマートメータ１１３がＧＷ＃２にも参入可能であるため、スマートメータ１１３および３０１を選択し、再参入は、スマートメータ３０１が先に行うものとして説明を続ける。

ネットワーク管理サーバ２は、次に、選択したスマートメータ１１３および３０１に対して、参入する順番（開始時間）が遅い方から順次、参入先の無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤ（＃２）と、参入開始時間（例えば、３０秒後、即時、など）を付与した再参入指示メッセージを送信する（ステップＳ６１５，Ｓ６１６）。

再参入指示メッセージを受信したスマートメータ１１３および３０１は、指示された参入開始時間に従い、無線メッシュネットワークへの参入のために、隣接探索動作（ステップＳ６１７，Ｓ６３０）をそれぞれ実施する。

ステップＳ６１７において、即時開始を指示されたスマートメータ１１３は、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストする（ステップＳ６１８）。

ブロードキャストされた探索要求メッセージは、スマートメータ１１３の電波の到達範囲内に存在する隣接のスマートメータ１０９、２０７および３０１に到達し、スマートメータ１０９および２０７は、参入先の無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤ（＃１または＃２）とゲートウェイまでのホップ数を探索応答メッセージに載せ、スマートメータ１１３に対して送信する（ステップＳ６２０，Ｓ６１９）。スマートメータ３０１は、ステップＳ６１５において受信した再参入指示メッセージで指定された参入開始までの時間を待つために参入開始待ちタイマーを起動しておりこの時点では参入開始前の状態にあるため、探索応答メッセージを送信しない。

スマートメータ１１３は、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、それまでに受信した単一、または複数の探索応答メッセージの中から、上記再参入指示メッセージで指定されたゲートウェイ２０（ＧＷ＃２）までのホップ数が最も少ないものを選択し、当該選択したメッセージの送信元スマートメータを、参入する無線メッシュネットワークの接続先とする。図８の場合、ＧＷ＃２に接続しているのはスマートメータ２０７のみのため、ここではスマートメータ２０７を参入する無線メッシュネットワークの接続先とする（ステップＳ６２１）。

探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、１つも探索応答メッセージを受信出来ていない場合は、再度、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストし（ステップＳ６１８）、探索応答メッセージが受信出来るまでこの動作を繰り返し実施する。

ステップＳ６１７の隣接探索動作（ステップＳ６１８〜Ｓ６２１）を実施して参入先の選択が完了すると、次に、スマートメータ１１３は、応答待ちタイマーを起動して、参入する無線メッシュネットワークの接続先として選択した隣接するスマートメータ２０７を介し、参入先の無線メッシュネットワークを管理するＧＷ＃２に対して参入登録要求メッセージを送信する（ステップＳ６２２）。このとき、先のステップＳ６１７（隣接探索動作）において、他に参入可能な無線メッシュネットワーク（ＧＷ＃２以外のＧＷに管理されている無線メッシュネットワーク）が存在した場合、この参入可能な他の無線メッシュネットワークを示すＧＷのＩＤを併せて通知する。ここでは、ＧＷ＃１のＩＤ（＝＃１）を隣接ＧＷのＩＤとして、併せて通知する。

応答待ちタイマーがタイムアウトするまでに、ＧＷ＃２からの参入登録応答メッセージが受信出来ない場合、スマートメータ１１３は、再度参入登録メッセージの送信を行ない、応答待ちタイマーのタイムアウト前にＧＷ＃２からの参入登録応答メッセージを受信した場合は、応答待ちタイマーを停止する。

ＧＷ＃２は、受信した参入登録要求メッセージに含まれる認証情報を用いてスマートメータ１１３を認証し（ステップＳ６２３）、収容数を更新して（ステップＳ６２４）、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをスマートメータ１１３に対して送信する（ステップＳ６２５）。

ＧＷ＃２は、上記参入登録応答メッセージを送信後、ネットワーク管理サーバ２に対して、参入してきたスマートメータ１１３のＩＤを付与した登録要求メッセージを送信し（ステップＳ６２６）、ネットワーク管理サーバ２では、ＧＷ＃２の収容数を更新し（ステップＳ６２７）、登録受付可（ＯＫ）を付与した参入登録応答メッセージをＧＷ＃２に対して送信する（ステップＳ６２８）。

ネットワーク管理サーバ２は、上記の参入登録応答メッセージをＧＷ＃２に対して送信した後、上述したステップＳ６１２と同様に、ゲートウェイ間の負荷調整の要否を判断する（ステップＳ６２９)。ここでは、負荷調整が不要と判断し（ステップＳ６２９：負荷調整不要）、スマートメータ１１３の再参入（ＧＷ＃１側からＧＷ＃２側への参入先の切り替え）動作は終了となる。

一方、上記ステップＳ６１５において再参入指示メッセージを受信したスマートメータ３０１は、指定された参入開始までの時間を待つために参入開始待ちタイマーを起動し、このタイマーがタイムアウトすると、隣接探索動作（ステップＳ６３０）を実施する。

なお、スマートメータ３０１は、参入開始待ちタイマーを起動してからタイムアウトするまでの間はメッシュネットワークへ参入するための動作を停止する。上述したスマートメータ１１３の再参入動作（上記のステップＳ６１７〜Ｓ６２９）は、参入開始待ちタイマーがタイムアウトするまでの間に実行する。このように、ネットワーク管理サーバ２が再参入させる各スマートメータの位置関係を考慮して参入させる順序を決定し、決定したとおりに参入動作（再参入動作）が行われるよう考慮して再参入する各スマートメータに参入開始時間を指示するので、効率的な再参入動作が実現できる。参入開始時間を指示しない場合、例えば、再参入を指示された各スマートメータによる参入動作が同じタイミングで行われてしまう可能性があり、この場合、スマートメータ１１３の再参入動作が完了するまではスマートメータ３０１の再参入動作が上手くいかず、再参入動作を繰り返すので、トラヒックや消費電力が不必要に増加してしまう。また、スマートメータ３０１の動作（送信）がスマートメータ１１３の通信に対する干渉となり、処理遅延が増大するおそれがある。

スマートメータ３０１の再参入動作を示したステップＳ６３０〜Ｓ６４０は、参入先の無線メッシュネットワークが異なる点を除いて、上述した新規設置後の動作（ステップＳ６０２〜Ｓ６１１）と同様である。そのため、スマートメータ３０１の再参入動作については説明を省略する。

このように、本実施の形態において、ネットワーク管理サーバ２は、各ゲートウェイに収容するスマートメータの参入登録要求を受け付け後、ゲートウェイ間の負荷調整の要否を判断するようにし、負荷調整が必要な場合には、参入先の無線ネットワークを変更させるために選択したスマートメータに対して、収容数の少ないゲートウェイを指定して再参入を指示し、再参入を指示された各スマートメータは指定された参入開始時間後に、再度参入登録を行うようにしたので、各ゲートウェイが収容するスマートメータ数の均衡化、すなわちゲートウェイ間の負荷分散を自律的に図ることが出来る。

実施の形態７．
つづいて、実施の形態７について説明する。なお、通信システムの構成は実施の形態１と同じものとして説明を行う（図１参照）。本実施の形態では、実施の形態６と同様に、図８に示した位置にスマートメータ３０１を新たに設置する場合について説明を行う。

本実施の形態の通信システムにおいては、スマートメータ３０１が新規に設置される前の動作として、各ゲートウェイ（ＧＷ＃１，ＧＷ＃２）は、図１１に示したように、定期検針値を収集するために、定期検針値収集タイマーを起動し、一定間隔で、収容している各スマートメータに対して、隣接探索要求を付与した検針データ要求メッセージを送信する（ステップＳ７０１）。図１１では、ＧＷ＃１とスマートメータ１１３に着目して、検針データ要求・応答メッセージの送受信動作を記載しているが、ＧＷ＃１と他のスマートメータ間の動作、および、他のゲートウェイとスマートメータ間の動作も同様である。

検針データ要求メッセージ受信したスマートメータ１１３は、隣接探索動作を実行する（ステップＳ７０２）。この隣接探索動作においては、まず、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーを起動し、探索要求メッセージをブロードキャストする（ステップＳ７０３）。ブロードキャストされた探索要求メッセージは、スマートメータ１１３の電波の到達範囲内に存在する隣接のスマートメータ１０９および２０７に到達し、スマートメータ１０９および２０７は、参入先の無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤ（＃１または＃２）とゲートウェイまでのホップ数を探索応答メッセージに載せ、スマートメータ１１３に対して送信する（ステップＳ７０４、Ｓ７０５）。

スマートメータ１１３は、探索応答メッセージ受信待ちのタイマーがタイムアウトした時点で、それまでに受信した単一、または複数の探索応答メッセージをもとに、無線メッシュネットワークを示すゲートウェイのＩＤとホップ数の組を探索結果として抽出し、ＧＷ＃１に対して、定期検針値（一定間隔における電力使用量(kWh)）、および当該探索結果を付与した検針データ応答メッセージを送信する（ステップＳ７０６）。

定期検針値（一定間隔における電力使用量(kWh)）および探索結果が付与された検針データ応答メッセージを受信したＧＷ＃１は、ネットワーク管理サーバ２に対して、当該探索結果を付与した探索通知メッセージを送信し（ステップＳ７０７）、ネットワーク管理サーバ２では、スマートメータ１１３の探索結果を保持する（ステップＳ７０８）。

各ゲートウェイが上述した動作（ステップＳ７０２の隣接探索動作）を実行して探索結果をネットワーク管理サーバ２に通知することにより、ネットワーク管理サーバ２は、各スマートメータによる探索結果を得ることができ、通信システム内の各無線メッシュネットワークに参入しているスマートメータ間の無線通信の到達性を把握できる。すなわち、各スマートメータについて、接続が可能な（無線による直接通信が可能な）隣接スマートメータを把握できる。

ＧＷ＃１は、ネットワーク管理サーバ２に対し、ステップＳ７０７で探索通知メッセージを送信した後、定期検針収集タイマーを起動し、同タイマーがタイムアウトすると、再びスマートメータ１１３に対して、隣接探索要求を付与した検針データ要求メッセージを送信する（ステップＳ７０９）。これ以降の動作（ステップＳ７１０〜Ｓ７１６）は、既に説明したステップＳ７０２〜Ｓ７０８と同じであるため、説明は省略する。

図１１に示したシーケンスで検針データと探索結果の収集を行う本実施の形態の通信システムにおいてスマートメータ３０１が新規に設置された後の動作は、実施の形態６で説明した動作と概ね同様である。実施の形態６の動作と本実施の形態の動作の違いは、参入先の切り替え動作において、スマートメータ間の無線通信の到達性も考慮して行う点である。すなわち、本実施の形態における新規スマートメータの参入動作では、実施の形態６で説明したように、参入を希望するスマートメータ３０１は、隣接するスマートメータ１１３を介して、一旦、ＧＷ＃１の無線メッシュネットワークに参入するが（図１０ＡのステップＳ６０１〜Ｓ６１１参照）、ネットワーク管理サーバ２が、ゲートウェイ間の負荷調整の要否を判断し、負荷調整が必要と判断してスマートメータの参入先の無線メッシュネットワークの切替動作（ステップＳ６１３）を実行する際は、各スマートメータの位置情報だけでなく、隣接する無線メッシュネットワークを含めた各スマートメータ間の無線通信の到達性をもとに、負荷が少ない側のＧＷ＃２の無線メッシュネットワークへ再度参入させるスマートメータを選択するとともに再参入させる順番を決定する。

なお、複数のスマートメータを隣接する無線メッシュネットワークへ再参入させる動作は、実施の形態６で説明した動作（図１０ＢのステップＳ６１５〜Ｓ６４０参照）と同様であるため、説明は省略する。

このように、本実施の形態において、各スマートメータは、ゲートウェイから検針データの送信要求（検針データ要求メッセージ）を受けた場合、隣接探索を行い、隣接探索結果を検針データとともにゲートウェイに送信し、ゲートウェイは、収容しているスマートメータから受信した隣接探索結果をネットワーク管理サーバに転送し、ネットワーク管理サーバは、受信した隣接探索結果に基づいて、スマートメータ間の無線通信の到達性を把握しておき、スマートメータの参入登録要求を受け付け、これに伴ってゲートウェイ間の負荷調整が必要と判断した場合には、負荷調整のために実行する参入先切り替えの対象とするスマートメータを、各スマートメータの位置情報およびスマートメータ間の無線通信の到達性を考慮して決定することとした。これにより、各ゲートウェイが収容するスマートメータ数の均衡化、すなわちゲートウェイ間の負荷分散を自律的に図ることが出来る。

以上のように、本発明は、電力等を検針する機能を有するノードであるスマートメータにより形成された無線メッシュネットワークを複数含んだ通信システムとして有用であり、特に、各無線メッシュネットワークを収容しているゲートウェイ間の付加分散を図ることが可能な通信システムに適している。

１ サーバ装置
２ サーバ装置（ネットワーク管理サーバ）
３ 広域ネットワーク
１０，２０ ゲートウェイ
１０１〜１１３，２０１〜２１２，３０１ スマートメータ

Claims (10)

1. ゲートウェイ、当該ゲートウェイに収容され、電力、ガスおよび水道の中の少なくとも１つについての使用量を計測する１つ以上のノード、により形成された複数の無線メッシュネットワークと、前記ゲートウェイ各々に収容されているノードの数を管理するとともに前記ノードによる計測結果を収集して管理する管理サーバとを備え、
   前記ノードは、無線メッシュネットワークへの参入を希望する場合、直接または他のノードを介して接続が可能なゲートウェイの中の少なくとも１つに対して、接続が可能なゲートウェイの情報を通知するとともに参入を要求し、
   前記ゲートウェイは、自身が管理している無線メッシュネットワークである自ネットワークへの参入要求をノードから受けると、自身が収容しているノードの数と、要求元のノードが接続可能な他のゲートウェイが収容しているノードの数とを確認し、自身が収容しているノード数よりも収容ノード数が少ない他のゲートウェイが存在する場合には、当該他のゲートウェイが管理している無線メッシュネットワークに参入するよう、要求元のノードに対して指示を行う
   ことを特徴とする通信システム。
2. 前記管理サーバは、前記ゲートウェイ各々に収容されているノードの数が変化した場合、変化後のノード数を前記ゲートウェイ各々に通知する
   ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. ゲートウェイ、当該ゲートウェイに収容され、電力、ガスおよび水道の中の少なくとも１つについての使用量を計測する１つ以上のノード、により形成された複数の無線メッシュネットワークと、前記ゲートウェイ各々に収容されているノードの数を管理するとともに前記ノードによる計測結果を収集して管理する管理サーバとを備え、
   前記ゲートウェイは、所定の情報を格納した報知情報メッセージを自身が管理している無線メッシュネットワークに参入済みの前記ノードに対し、定期的にブロードキャストするとともに、当該報知情報メッセージを利用して、自身が収容しているノード数の情報をブロードキャストし、
   無線メッシュネットワークへ新規参入するノードは、参入済みの前記ノードから収容しているノード数が最も少ないゲートウェイが管理している無線メッシュネットワークを参入先として選択する
   ことを特徴とする通信システム。
4. 前記ゲートウェイは、自身が収容しているノード数が変化した場合に、変化後のノード数の情報を前記報知情報メッセージに付加して送信する
   ことを特徴とする請求項３に記載の通信システム。
5. ゲートウェイ、当該ゲートウェイに収容され、電力、ガスおよび水道の中の少なくとも１つについての使用量を計測する１つ以上のノード、により形成された複数の無線メッシュネットワークと、前記ゲートウェイ各々に収容されているノードの数を管理するとともに前記ノードによる計測結果を収集して管理する管理サーバとを備え、
   前記ゲートウェイは、自身が収容している各ノードに対して、前記使用量の計測結果の通知を要求するためのメッセージを定期的に送信するとともに、当該メッセージを利用して、自身が収容しているノードの数を各ノードへ通知し、
   前記ノードは、無線メッシュネットワークへ参入する際、収容しているノード数が最も少ないゲートウェイが管理している無線メッシュネットワークを参入先として選択する
   ことを特徴とする通信システム。
6. 前記ゲートウェイは、自身が収容しているノードの数が変化した場合に、変化後のノード数の情報を前記メッセージに付加して送信する
   ことを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
7. ゲートウェイ、当該ゲートウェイに収容され、電力、ガスおよび水道の中の少なくとも１つについての使用量を計測する１つ以上のノード、により形成された複数の無線メッシュネットワークと、前記ゲートウェイ各々に収容されているノードの数および前記ゲートウェイに新たに参入したノードを収容するゲートウェイが収容する各ノードの位置情報を管理するとともに前記ノードによる計測結果を収集して管理する管理サーバとを備え、
   前記ゲートウェイは、自身が管理している無線メッシュネットワークに対して新たなノードが参入した場合、自身が収容しているノード数の情報を更新するとともに更新後のノード数を前記管理サーバに通知し、
   前記管理サーバは、前記更新後のノード数が通知されてきた場合、前記ゲートウェイ各々に収容されているノードの数に基づいてゲートウェイ間の負荷調整の必要性について判断し、負荷調整が必要な場合には、過負荷状態ではないゲートウェイと通信可能なノードでかつ、前記位置情報に基づく新たに参入したノードに近いノードを選択し、当該選択したノードに対して、参入先を、過負荷状態ではないゲートウェイが管理している無線メッシュネットワークに変更するよう指示する
   ことを特徴とする通信システム。
8. 前記管理サーバは、前記選択したノードに対して参入先の変更を指示する際、各ノードに対し、参入先変更動作を実行するタイミングとしてそれぞれ異なる動作開始タイミングを指示することにより、各ノードの参入先変更動作を所望の順番で実行させる
   ことを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. 前記ゲートウェイは、収容している各ノードに対して、隣接ノードを探索するよう定期的に指示を行って各ノードから探索結果を取得し、当該探索結果を前記管理サーバへ通知し、
   前記管理サーバは、前記負荷調整が必要と判断した場合には、前記位置情報および前記探索結果に基づいて、過負荷状態のゲートウェイに収容されているノードの一部を選択する
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の通信システム。
10. 電力、ガスおよび水道の中の少なくとも１つについての使用量を計測するノードを含んで形成された複数の無線メッシュネットワークと、各無線メッシュネットワークに参入しているノードの数を管理する管理サーバとを含んだ通信システムにおいて、前記ノードとともに前記無線メッシュネットワークを形成するゲートウェイであって、
    他のゲートウェイにおけるノードの収容数が変動するごとに、変動後の収容数を前記管理サーバまたは隣接する他のゲートウェイより取得して保持し、
    自身が管理している無線メッシュネットワークである自ネットワークへの参入要求をノードから受けると、当該参入要求で通知される、当該ノードが接続可能な他のゲートウェイの情報と、保持している前記収容数とに基づいて、要求元のノードが接続可能な他のゲートウェイに収容されているノードの数を判断し、自身が収容しているノード数よりも収容ノード数が少ない他のゲートウェイが存在する場合には、当該他のゲートウェイが管理している無線メッシュネットワークに参入するよう、要求元のノードに対して指示を行う
    ことを特徴とするゲートウェイ。

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