JP5814132B2 - Automatic meter reading system - Google Patents

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本発明は、各需要家に設置される電力量計が無線通信機能を備えて無線通信端末となり、その無線通信端末がネットワークを構成して、検針データを予め定める時間毎(定期検針)にマルチホップ無線通信によって集約装置へ送信し収集する自動検針システムに関する。   According to the present invention, a watt-hour meter installed at each consumer has a wireless communication function to be a wireless communication terminal, and the wireless communication terminal forms a network, and meter reading data is set at predetermined time intervals (periodic meter reading). The present invention relates to an automatic meter reading system that transmits and collects data to an aggregation device by hop wireless communication.

現在、マルチホップ無線ネットワーク方式において、ネットワークに参加する無線通信端末の数が多くなるにつれて、ネットワーク内における無線資源の利用領域が重複し、通信の衝突が多発する問題がある。   Currently, in the multi-hop wireless network system, as the number of wireless communication terminals participating in the network increases, there is a problem that wireless resource usage areas in the network overlap and communication collisions frequently occur.

このため、例えば特許文献1の技術では、予め各々の無線通信端末に固有の送信タイミングを規定することにより、衝突の発生を抑制していた。   For this reason, for example, in the technique of Patent Document 1, the occurrence of a collision is suppressed by prescribing transmission timing specific to each wireless communication terminal in advance.

特開2008−228176号公報JP 2008-228176 A

上記で述べた通信衝突回避技術は、予め最大ホップ数が一意に規定されているため、集約装置とのマルチホップによるデータ通信が可能である無線通信端末との距離がある一定範囲内に存在しなくてはならない。各需要家に設置されている電力量計の設置分布は都市部と郡部とでは異なるため、各集約装置が収集するデータ数に大きなばらつきが発生する。   Since the communication collision avoidance technique described above is uniquely defined in advance, the maximum number of hops is defined in advance, and therefore exists within a certain range of distance from the wireless communication terminal capable of multi-hop data communication with the aggregation device. Must-have. Since the installation distribution of watt-hour meters installed at each consumer differs between urban areas and county areas, there is a large variation in the number of data collected by each aggregation device.

また、特許文献1では、システムに新たに電力量計を追加設置することを考慮していない。このことを考えると、電力量計自身の判断で無線ネットワークに接続でき、かつデータ数のばらつき改善に貢献できる形とすることが望ましい。   Moreover, in patent document 1, it does not consider installing the watt hour meter newly in a system. In view of this, it is desirable to be able to connect to a wireless network at the discretion of the watt-hour meter and to contribute to the improvement of the variation in the number of data.

本発明は、上記課題を解決するため、追加設置が容易に行え、更にその上で、各集約装置が収集するデータ数の均一化を図り、集約装置の設置台数を最小限に抑えることができる自動検針システムに関するものである。   In order to solve the above-described problems, the present invention can easily perform additional installation, and furthermore, can uniform the number of data collected by each aggregation device, and can minimize the number of aggregation devices installed. The present invention relates to an automatic meter reading system.

本発明は上記の課題を解決するために、無線通信機能を備えた複数の計器と集約装置の間がツリー状に形成され、マルチホップ無線ネットワークにより接続された自動検針システムにおいて、計器と集約装置は、マルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を、自己の通信データに含めて送信する。   To solve the above problems, the present invention provides an automatic meter reading system in which a plurality of instruments having a wireless communication function and an aggregation device are formed in a tree shape and connected by a multi-hop wireless network. Transmits the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network, the number of hops to which the self belongs, the upper limit of the number of instruments, and the number of connected devices in its own communication data.

また、計器は、他の計器が送信する通信データに含まれるマルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を確認して、自己が通信する相手の計器または集約装置を決定する。   The meter also checks the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network included in the communication data transmitted by other instruments, the number of hops to which it belongs, the upper limit of the number of instruments and the number of connected devices, Determine the instrument or aggregation device.

また、自己が通信する相手の計器または集約装置の決定にあたり、ホップ数の上限と接続台数上限を超えない相手を選択する。   Further, in determining the partner instrument or aggregation device with which it communicates, the partner that does not exceed the upper limit of the number of hops and the upper limit of the number of connected devices is selected.

また、計器と集約装置の間の通信のために、これらの間の通信を所定の時間帯に行うタイムスロットを設定している。   In addition, for communication between the meter and the aggregation device, a time slot is set for performing communication between them in a predetermined time zone.

また、タイムスロットは、双方向の通信に要する通信枠を1組とするときに、ホップ数の上限と同数組の通信枠を備えておく。   In addition, the time slot is provided with the same number of communication frames as the upper limit of the number of hops when a communication frame required for bidirectional communication is one set.

本発明は上記の課題を解決するために、無線通信機能を備えた複数の計器と複数の集約装置の間がツリー状に形成され、集約装置ごとに無線周波数が相違するマルチホップ無線ネットワークにより接続された自動検針システムにおいて、計器と集約装置は、マルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を、自己の通信データに含めて送信する。   In order to solve the above problems, the present invention forms a tree between a plurality of instruments having a wireless communication function and a plurality of aggregation devices, and is connected by a multi-hop wireless network in which each aggregation device has a different radio frequency. In the automatic meter reading system, the instrument and the aggregation device transmit the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network, the number of hops to which the instrument belongs, the upper limit of the number of instruments and the number of connected devices in its own communication data.

また、計器は、自己が使用する周波数を切替使用して他の計器または集約装置の通信内容を確認し、他の計器が送信する通信データに含まれるマルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を用いて、自己が通信する相手の計器または集約装置を決定する。   In addition, the meter switches the frequency used by itself and confirms the communication contents of other meters or aggregation devices, and the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network included in the communication data transmitted by the other meter and the self Using the number of hops to which the device belongs, the upper limit of the number of instruments and the number of connected instruments, the partner instrument or aggregation device with which it communicates is determined.

また、自動検針システムを設置する地域に応じて、ホップ数の上限と計器台数の上限を変更する。   In addition, the upper limit of the number of hops and the upper limit of the number of instruments are changed according to the area where the automatic meter reading system is installed.

また、自動検針システムを都市部に設置するときには、郡部に設置するときよりも前記ホップ数の上限を少なくする。   Moreover, when installing an automatic meter-reading system in an urban area, the upper limit of the number of hops is made smaller than when installed in a county.

本発明によれば、追加設置が容易に行え、更にその上で集約装置の設置場所に応じた無線通信端末のデータ収集数の最大化が可能となり、集約装置設置台数の最小化が図れるため、コスト削減が実現できる。   According to the present invention, additional installation can be easily performed, and further, the number of data collection of the wireless communication terminal according to the installation location of the aggregation device can be maximized, and the number of aggregation device installation can be minimized. Cost reduction can be realized.

電力量計3iをネットワーク5へ追加設置した例を示した図。The figure which showed the example which additionally installed the electricity meter 3i in the network 5. FIG. 混信防止のために通信を行うタイムスロットの割り当てを示した図。The figure which showed the allocation of the time slot which communicates for interference prevention. 電力量計3から集約装置2への検針データの送信の通信例を示した図。The figure which showed the communication example of transmission of the meter-reading data from the watt-hour meter 3 to the aggregation apparatus 2. FIG. 自動検針システムの全体構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the whole structure of an automatic meter-reading system. 受信した自ノード情報から親ノードを選択するフローチャート。The flowchart which selects a parent node from the received own node information. 自ノード情報Mg、Mh、Mc、Mdの具体事例を示す図。The figure which shows the specific example of self-node information Mg, Mh, Mc, and Md. 集約装置配下のホップ数の上限(D2)による通信範囲を示した俯瞰図。The bird's-eye view which showed the communication range by the upper limit (D2) of the hop number under an aggregation apparatus. 検針データの送信タイミングの例を示した図。The figure which showed the example of the transmission timing of meter-reading data.

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図4は、本発明が適用される自動検針システムの全体構成を示す模式図である。
この自動検針システムは、各電力需要家から電力使用量の検針データを自動的に収集するシステムであり、複数の電力量計3と複数の電力量計のデータを収集する集約装置2と、複数の集約装置2と複数の電力量計3を管理する管理サーバ1とで構成する。本発明の場合に、電力量計3は集約装置2および他の電力量計3と無線通信可能となるような無線通信機能を備えており、電力使用量の検針データを定期的に集約装置2に向けて送信する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing the overall configuration of an automatic meter reading system to which the present invention is applied.
This automatic meter-reading system is a system that automatically collects meter-reading data of power usage from each power consumer, and includes a plurality of watt-hour meters 3, an aggregation device 2 that collects data of a plurality of watt-hour meters, and a plurality of watt-hour meters. And a management server 1 that manages a plurality of watt-hour meters 3. In the case of the present invention, the watt-hour meter 3 has a wireless communication function that enables wireless communication with the aggregation device 2 and the other watt-hour meters 3, and the metering data on the power consumption is periodically collected by the aggregation device 2. Send to.

また、電力量計3は複数の階層で構成され、集約装置2を最上位とするツリー状に無線ネットワーク5で接続する。管理サーバ1は、例えば電力会社の営業所などに設置され、集約装置2および電力量計3の機器管理を行う。集約装置2は管理サーバ1と光ファイバ網によるネットーワーク4を介して接続され、電力量計3との無線通信ネットワーク5と管理サーバ1との光ファイバネットワーク4とを接続する機器である。   The watt-hour meter 3 is composed of a plurality of hierarchies, and is connected by a wireless network 5 in a tree shape with the aggregation device 2 as the highest level. The management server 1 is installed in, for example, a business office of an electric power company, and performs device management of the aggregation device 2 and the watt-hour meter 3. The aggregation device 2 is a device that is connected to the management server 1 via a network 4 by an optical fiber network, and connects the wireless communication network 5 with the watt-hour meter 3 and the optical fiber network 4 with the management server 1.

この集約装置2および電力量計3の間の無線通信ネットワーク5は、マルチホップ無線ネットワーク方式によるものであり、例えば集約装置2をホップ数1とするとき、電力量計3a乃至3eがホップ数2、電力量計3f乃至3gがホップ数3、電力量計3hがホップ数4となる順位である。   The wireless communication network 5 between the aggregation device 2 and the electricity meter 3 is based on a multi-hop wireless network system. For example, when the aggregation device 2 has a hop number 1, the electricity meters 3a to 3e have a hop number 2. The watt hour meters 3f to 3g are in the order of 3 hops, and the watt hour meter 3h is 4 hops.

また、このマルチホップ無線ネットワーク方式では、集約装置2Aと通信する電力量計3a、3b、3f、3g、3hが使用する無線周波数f1と、集約装置2Bと通信する電力量計3cが使用する無線周波数f2と、集約装置2Cと通信する電力量計3d、3eが使用する無線周波数f3は、互いに相違する周波数とされている。このため、同一無線周波数を使用して通信を行う集約装置2と電力量計3との間での混信(通信衝突)を防止する必要がある。   Further, in this multi-hop wireless network system, the radio frequency f1 used by the electricity meters 3a, 3b, 3f, 3g, and 3h communicating with the aggregation device 2A and the wireless used by the electricity meter 3c communicating with the aggregation device 2B. The frequency f2 and the radio frequency f3 used by the watt-hour meters 3d and 3e communicating with the aggregation device 2C are different from each other. For this reason, it is necessary to prevent interference (communication collision) between the aggregation device 2 and the watt hour meter 3 that perform communication using the same radio frequency.

図2は無線通信ネットワークにおける混信防止のために、各自が通信を行うタイムスロットの割り当てを示した図である。無線通信ネットワークにおけるデータ送信時間は時分割されており、各電力量計3からの検針データ収集を行う上り通信の時間帯T1と、管理サーバ1から電力量計3への設定等を行う下り通信の時間帯T2が交互に繰り返される。これにより、検針データ収集中でも通信衝突が発生することなく下り通信の割り込みが可能となる。   FIG. 2 is a diagram showing allocation of time slots in which each person communicates in order to prevent interference in a wireless communication network. The data transmission time in the wireless communication network is time-divided, and the upstream communication time zone T1 for collecting meter reading data from each watt-hour meter 3 and the downstream communication for setting from the management server 1 to the watt-hour meter 3 The time periods T2 are repeated alternately. Thereby, it becomes possible to interrupt the downlink communication without causing a communication collision even during the meter reading data collection.

図3は、図1の電力量計3から集約装置2への検針データの送信の通信例を示した図である。ここでは、図1の集約装置2と、電力量計3a、3gを経由して3hとの間で上り通信を行う例を示している。電力量計3hは、ある規定の上り通信枠T1にて親ノードである電力量計3gへ検針データを送信する。電力量計3hから送信された検針データを受信した電力量計3gは、直近の上り通信枠T1にて自身の親ノードである電力量計3aへ転送する。さらに電力量計3gから送信された検針データを受信した電力量計3aは、直近の上り通信枠T1にて自身の親ノードである集約装置2Aへ転送する。このように、自身の検針データ送信は規定の上り通信枠により行い、他の電力量計から受信した検針データは直近の上り通信枠により転送を行うことで、集約装置まで検針データを送達する。   FIG. 3 is a diagram illustrating a communication example of meter reading data transmission from the watt-hour meter 3 of FIG. 1 to the aggregation device 2. Here, an example is shown in which uplink communication is performed between the aggregation device 2 of FIG. 1 and 3h via the electricity meters 3a and 3g. The watt-hour meter 3h transmits meter-reading data to the watt-hour meter 3g, which is the parent node, in a predetermined upstream communication frame T1. The watt hour meter 3g that has received the meter reading data transmitted from the watt hour meter 3h transfers it to the watt hour meter 3a that is its parent node in the latest upstream communication frame T1. Furthermore, the watt-hour meter 3a that has received the meter reading data transmitted from the watt-hour meter 3g transfers it to the aggregation device 2A that is its parent node in the latest upstream communication frame T1. In this way, the meter reading data is transmitted by the specified upstream communication frame, and the meter reading data received from other watt-hour meters is transferred by the latest upstream communication frame, thereby delivering the meter reading data to the aggregation device.

マルチホップ無線ネットワーク方式では、図4の構成において図2、図3のネットワーク利用を実行することで通信衝突を回避しながら無線通信を行っている。電力量の検針システムとして上記のものが既に構築されている段階において、家屋新築などにより、新たに無線端末(電力量計)を導入し、システムに追加することについて、図1を用いて説明する。   In the multi-hop wireless network system, wireless communication is performed while avoiding a communication collision by executing the network use of FIGS. 2 and 3 in the configuration of FIG. With reference to FIG. 1, the introduction of a new wireless terminal (electricity meter) and addition to the system due to the construction of a new house at the stage where the above-described power meter reading system has already been constructed will be described with reference to FIG. 1. .

図1は、電力量計3iをネットワーク5へ追加設置した例を示した図である。追加設置された電力量計3iは、近隣の電力量計3(或いは集約装置2)のいずれかと無線通信を開始する必要があり、この場合に適切な相手を自己の判断で選択する必要がある。電力量計3iを家屋に設置したときに、工事者が適切な通信相手を設定しておくことも可能であるが、本発明では電力量計3i自身が判断する。   FIG. 1 is a diagram showing an example in which a watt hour meter 3 i is additionally installed in the network 5. The additionally installed watt-hour meter 3i needs to start wireless communication with one of the neighboring watt-hour meters 3 (or the aggregation device 2), and in this case, it is necessary to select an appropriate partner at its own judgment. . When the watt-hour meter 3i is installed in the house, it is possible for the builder to set an appropriate communication partner, but in the present invention, the watt-hour meter 3i itself determines.

これを可能とするために、電力量計3にはマルチホップ無線ネットワーク方式で使用する複数の周波数(図1の例では、f1、f2、f3)を切り替えて受信する受信機を備える。そのうえで、所定受信感度以上の周波数を選択する。図1の場合、追加設置された電力量計3iは、周波数f1、f2、f3を高感度に受信可能であり、この例では電力量計3g、3h、3c、3dの発する通信を傍受可能であるとする。   In order to enable this, the watt-hour meter 3 includes a receiver that switches and receives a plurality of frequencies (f1, f2, and f3 in the example of FIG. 1) used in the multi-hop wireless network system. In addition, a frequency higher than a predetermined reception sensitivity is selected. In the case of FIG. 1, the additionally installed watt-hour meter 3i can receive the frequencies f1, f2, and f3 with high sensitivity. In this example, the watt-hour meters 3g, 3h, 3c, and 3d can be intercepted. Suppose there is.

他方、既設置の電力量計3(或いは集約装置2)は、上り下りの通信時間帯に通信する通信データの中に自ノード情報Mを含めている。ここで自ノード情報Mとは、自己広告情報のことであり、自ノード情報に含まれる内容は、所属ホップ数(D1)、集約装置配下のホップ数の上限(D2)、集約装置配下に所属している電力量計の台数(D3)、集約装置配下に所属可能な電力量計の台数の上限(D4)である。   On the other hand, the installed watt-hour meter 3 (or the aggregation device 2) includes its own node information M in the communication data communicated in the uplink / downlink communication time zone. Here, the self-node information M is self-advertisement information, and the contents included in the self-node information include the number of affiliated hops (D1), the upper limit of the number of hops under the aggregation device (D2), and belonging to the aggregation device The number of watt-hour meters (D3), and the upper limit (D4) of the number of watt-hour meters that can belong to the aggregation device.

新規に需要家へ設置された電力量計3iは、集約装置2および各電力量計3が定期的に発信している自ノード情報を受信することにより、最適な親ノードを決定する。図5に、新規設置電力量計3iの親ノード決定プログラムを示す。   The watt-hour meter 3i newly installed in the consumer determines the optimum parent node by receiving the own node information periodically transmitted by the aggregation device 2 and each watt-hour meter 3. FIG. 5 shows a parent node determination program of the newly installed energy meter 3i.

図5の処理プログラムでは、まずステップS100において図1の電力量計3iは、規定の時間、周囲ノードが発信する自ノード情報を受信する。これにより、電力量計3g、3h、3c、3dの発する自ノード情報Mg、Mh、Mc、Mdを得る。図6が、このときに得られた自ノード情報Mg、Mh、Mc、Mdの具体的な内容の一例を示している。   In the processing program of FIG. 5, first, in step S100, the watt-hour meter 3i of FIG. 1 receives its own node information transmitted by surrounding nodes for a specified time. Thereby, the own node information Mg, Mh, Mc, Md emitted from the watt-hour meters 3g, 3h, 3c, 3d is obtained. FIG. 6 shows an example of specific contents of the own node information Mg, Mh, Mc, and Md obtained at this time.

ステップS101では、受信した自ノード情報Mg、Mh、Mc、Mdについて、各電力量計3g、3h、3c、3dが所属している集約装置配下の電力量計の台数(D3)と、集約装置配下に所属可能な電力量計の台数の上限(D4)を比較し、親ノード候補から除外するかを判定する。図6の例では、Mcについて、D3(20)=D4(29)となっているので、集約装置2Bへのこれ以上の電力量計3の追加は行えないので、電力量計3cへの接続が排除される。   In step S101, for the received local node information Mg, Mh, Mc, Md, the number of watt-hour meters (D3) under the aggregation device to which each watt-hour meter 3g, 3h, 3c, 3d belongs, and the aggregation device The upper limit (D4) of the number of watt-hour meters that can belong to the subordinates is compared, and it is determined whether to exclude from the parent node candidates. In the example of FIG. 6, since D3 (20) = D4 (29) is set for Mc, no further watt-hour meter 3 can be added to the aggregation device 2B, so connection to the watt-hour meter 3c is possible. Is eliminated.

さらにステップS102では、各電力量計3が所属しているホップ数(D1)と、集約装置配下のホップ数の上限(D2)を比較し、親ノード候補から除外するかを判定する。図6の例では、Mhについて、D1(4)=D2(4)となっているので、集約装置2Aへのホップ数4の位置での電力量計3の追加は行えないので、電力量計3hへの接続が排除される。   Furthermore, in step S102, the number of hops (D1) to which each watt-hour meter 3 belongs is compared with the upper limit (D2) of the number of hops under the aggregation device, and it is determined whether to exclude from the parent node candidates. In the example of FIG. 6, since D1 (4) = D2 (4) is set for Mh, the watt-hour meter 3 cannot be added to the aggregation device 2A at the position where the number of hops is four. Connection to 3h is eliminated.

ステップS103で、親ノード候補が残っていない(上記の2条件のチェックで全ての接続先が否定された)場合、NOからステップS100に戻り、再度、規定の時間、周囲の自ノード情報を受信処理を行う。   If no parent node candidate remains in step S103 (all connection destinations are denied in the above two conditions check), the process returns from NO to step S100, and again receives information on the surrounding local nodes for a specified time. Process.

ステップS103で、親ノード候補が残っている場合には、ステップS104において、除外されずに残った親ノード候補から所属ホップ数が最小のノードを親ノードとして選択する。図6の例では、自ノード情報Mg、Mdが残っているが、それぞれ所属ホップ数は(3)、(2)なので、最小のノードとしてMdの電力量計3dを最終的に親ノードとして決定する。なお、このとき、電力量計3iの所属ホップは、親ノード3dのホップ数(2)に(1)を加えたホップ数である(3)となる。   If the parent node candidate remains in step S103, in step S104, the node with the smallest number of affiliation hops is selected as the parent node from the remaining parent node candidates that are not excluded. In the example of FIG. 6, the own node information Mg and Md remain, but since the number of hops is (3) and (2), respectively, the watt hour meter 3d of Md is finally determined as the parent node. To do. At this time, the affiliation hop of the watt-hour meter 3i is (3), which is the number of hops obtained by adding (1) to the number of hops (2) of the parent node 3d.

図5の手順により親ノードを選択すると、追加電力量計3iは親ノードに選んだ電力量計3dに対して参加要求を送信し、それを受信した電力量計3dは集約装置2Cへ転送する。集約装置2Cは電力量計3dからの参加要求に対して、他の電力量計3と重複しないような検針データ送信タイミングを割り当てて、検針データ送信タイミングを電力量計3iへ送信する。   When the parent node is selected by the procedure of FIG. 5, the additional watt-hour meter 3i transmits a participation request to the watt-hour meter 3d selected as the parent node, and the watt-hour meter 3d that receives the participation request transfers it to the aggregation device 2C. . The aggregation device 2C allocates meter reading data transmission timing not to overlap with other watt meters 3 in response to the participation request from the watt hour meter 3d, and transmits the meter reading data transmission timing to the watt hour meter 3i.

以降、電力量計3iは割り当てられた検針データ送信タイミングに基づいて自身の検針データを送信する。なお、これ以降、追加電力量計3iが発振する自ノード情報Miは、D1(3)、D2(5)、D3(16)、D4(25)となる。
また、親ノード選択後も、定期的に周囲の自ノード情報を受信し、最適な親ノードへの変更を行う。
Thereafter, the watt-hour meter 3i transmits its own meter reading data based on the assigned meter reading data transmission timing. Thereafter, the own node information Mi oscillated by the additional watt-hour meter 3i is D1 (3), D2 (5), D3 (16), and D4 (25).
In addition, even after the parent node is selected, information on the surrounding local node is periodically received, and the parent node is changed to the optimum parent node.

以上、図6を用いて説明した追加電力量計3の親ノード決定論理からも明らかなように、D2とD4の上限に従って、接続可否が決定される。つまり、ホップ数と接続台数の上限で接続可否が決定される。この決定要因は、自動検針システムを設置するときに、都市部と郡部のいずれに設置するかにより変更される。   As is apparent from the parent node determination logic of the additional watt-hour meter 3 described with reference to FIG. 6, whether or not connection is possible is determined according to the upper limits of D2 and D4. That is, whether to connect is determined by the upper limit of the number of hops and the number of connected devices. This determinant is changed depending on whether the automatic meter reading system is installed in an urban area or a district.

図7は、集約装置配下のホップ数の上限(D2)による通信範囲を示した俯瞰図である。ホップ数の上限は、集約装置2を設置する時に設置場所に応じて集約装置2ごとに設定される。ホップ数の上限(D2)が大きいと1台の集約装置で管理される配下のネットワーク範囲が大きくなり、ホップ数の上限(D2)が小さいと集約装置配下のネットワーク範囲が小さくなるという関係にある。因みに、各ノード間の通信可能距離が例えば100メートルで、集約装置配下のホップ数の上限(D2)が3の場合、集約装置2から半径300メートル範囲内の電力量計3の検針データが収集可能となる。ただし、ネットワーク範囲が大きいと、当該の集約装置2に所属可能な電力量計3の台数が上限(D4)を超えてしまうことが考えられるため、適切なホップ数の上限(D2)を設定することが必要である。   FIG. 7 is an overhead view showing a communication range based on the upper limit (D2) of the number of hops under the aggregation device. The upper limit of the number of hops is set for each aggregation device 2 according to the installation location when the aggregation device 2 is installed. When the upper limit (D2) of the number of hops is large, the subordinate network range managed by one aggregation device becomes large, and when the upper limit (D2) of the hop number is small, the network range under the aggregation device becomes small. . For example, if the communicable distance between each node is 100 meters and the upper limit (D2) of the number of hops under the aggregation device is 3, the meter reading data of the watt-hour meter 3 within the radius of 300 meters from the aggregation device 2 is collected. It becomes possible. However, if the network range is large, the number of watt-hour meters 3 that can belong to the aggregation device 2 may exceed the upper limit (D4), so an appropriate upper limit (D2) of the number of hops is set. It is necessary.

このことを踏まえると、電力量計3が密集している都市部では集約装置配下のホップ数の上限(D2)を小さく設定し、電力量計が散在している郡部では集約装置配下のホップ数の上限(D2)を大きく設定すると、最適な集約装置の配置が可能となり、集約装置設置台数の最小化を図ることが可能となる。   Based on this, in urban areas where electricity meters 3 are densely populated, the upper limit (D2) of the number of hops under the aggregation device is set small, and in counties where electricity meters are scattered, the number of hops under the aggregation device When the upper limit (D2) is set to be large, it is possible to optimally arrange the aggregation devices, and to minimize the number of aggregation devices installed.

図8は、図1で示した集約装置2A配下の各電力量計3から送信される検針データの送信タイミングの例を示した図である。ここでは、集約装置2Aに設定されたホップ数の上限(D2)を3として説明する。集約装置2A配下の各電力量計3には予め検針データ送信のためのタイムスロットが確保されており、電力量計3aは他の電力量計3と重複しない規定のタイミングで自身の検針データを親ノード2Aに対して送信する。   FIG. 8 is a diagram showing an example of the transmission timing of meter reading data transmitted from each watt-hour meter 3 under the aggregation device 2A shown in FIG. Here, the upper limit (D2) of the number of hops set in the aggregation device 2A is assumed to be 3. Each watt-hour meter 3 under the aggregation device 2A has a time slot for meter reading data transmission in advance, and the watt-hour meter 3a receives its meter reading data at a specified timing that does not overlap with other watt-hour meters 3. Transmit to the parent node 2A.

ここで、集約装置2Aと電力量計3aの間での通信を考慮するのであれば、上り下り1組の通信枠を準備すればよいが、ここでは3組の上り下り1組の通信枠を準備しておく。そのうえで、予め確保されている電力量計3aの検針データ送信時間である3タイムスロットは、他の通信は行われない。   Here, if communication between the aggregation device 2A and the watt-hour meter 3a is taken into consideration, one set of uplink and downlink communication frames may be prepared, but here, three sets of uplink and downlink communication frames are prepared. Prepare. In addition, other communication is not performed in the 3 time slots that are the meter reading data transmission time of the watt-hour meter 3a reserved in advance.

同様に電力量計3bは、他の電力量計と重複しない規定のタイミングで自身の検針データを親ノードに対して送信する。ここでも3組の上り下り1組の通信枠を準備しておく。このように集約装置配下のすべての電力量計3に対してホップ数の上限(D2)と同じ数の連続した上り通信枠が確保されている。   Similarly, the watt-hour meter 3b transmits its meter reading data to the parent node at a specified timing that does not overlap with other watt-hour meters. Again, three sets of uplink and downlink communication frames are prepared. In this way, the same number of continuous uplink communication frames as the upper limit (D2) of the number of hops is secured for all watt-hour meters 3 under the aggregation device.

これにより、通信衝突が発生しないため、検針データを確実に収集することが可能となる。また、親ノードを変更した場合にも検針データ送信タイミングの再設定が不要となり、通信トラフィックの削減が可能となる。   Thereby, since a communication collision does not occur, meter reading data can be reliably collected. Further, even if the parent node is changed, it is not necessary to reset the meter reading data transmission timing, and communication traffic can be reduced.

なお、以上の説明は電力量の自動計測に本発明を適用した事例で紹介をしたが、電力量以外に水道の検針であっても同様に適用できる。水道の場合にも、システムを構築する上では、同じ課題を抱えている。   In addition, although the above description was introduced by the example which applied this invention to the automatic measurement of electric energy, it can apply similarly to the meter-reading of water supply besides electric energy. In the case of water supply, there are the same problems in building a system.

1:管理サーバ
2:集約装置
3:電力量計
4:光ファイバ網によるネットーワーク
5:無線通信ネットワーク
T1:上り通信の時間帯
T2:下り通信の時間帯
f:無線周波数
M:自ノード情報
1: Management server 2: Aggregation device 3: Electricity meter 4: Network by optical fiber network 5: Wireless communication network T1: Up-communication time zone T2: Down-communication time zone f: Radio frequency M: Own node information

Claims (7)

無線通信機能を備えた複数の計器と集約装置の間がツリー状に形成され、集約装置側の前記計器または集約装置を親ノードとして通信するマルチホップ無線ネットワークにより接続された自動検針システムにおいて、
前記計器と集約装置は、マルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を、自己の通信データに含めて送信するとともに、前記計器と集約装置の間の通信のために、これらの間の通信を所定の時間帯に行うタイムスロットを設定し、該タイムスロットは、時間的に連続して行う双方向の通信に要する通信枠を1組とするときに、前記集約装置と当該集約装置と通信するホップ数が1位の前記計器との間の通信のために、前記ホップ数の上限と同数組の通信枠を備えておき、
前記計器は、自己が通信する前記計器または集約装置を親ノードに定めた後、定期的に周囲の前記計器または集約装置が送信する前記通信データを受信して、親ノードの変更を行うことを特徴とする自動検針システム。
In an automatic meter reading system connected between a plurality of meters having a wireless communication function and an aggregation device in a tree shape and connected by a multi-hop wireless network that communicates the meter or aggregation device on the aggregation device side as a parent node,
The instrument and the aggregation device transmit the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network, the number of hops to which the instrument belongs, and the upper limit of the number of instruments and the number of connections included in its own communication data . In order to communicate between them, a time slot for performing communication between them in a predetermined time zone is set, and this time slot is a set of communication frames required for bidirectional communication performed continuously in time. Sometimes, for communication between the aggregation device and the instrument with the highest number of hops communicating with the aggregation device, the same number of communication frames as the upper limit of the hop number is provided,
After the meter or aggregation device with which it communicates is defined as a parent node, the meter periodically receives the communication data transmitted by the surrounding meter or aggregation device and changes the parent node. A featured automatic meter reading system.
請求項1に記載の自動検針システムにおいて、
前記計器は、他の計器が送信する通信データに含まれるマルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を確認して、自己が通信する相手の前記計器または集約装置を親ノードに決定することを特徴とする自動検針システム。
The automatic meter reading system according to claim 1,
The meter confirms the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network included in the communication data transmitted by other instruments, the number of hops to which the instrument belongs, the upper limit of the number of instruments and the number of connected devices, An automatic meter reading system, wherein the meter or the aggregation device is determined as a parent node.
請求項2に記載の自動検針システムにおいて、
自己が通信する相手の前記計器または集約装置の親ノード決定にあたり、ホップ数の上限と接続台数上限を超えない相手を選択することを特徴とする自動検針システム。
The automatic meter reading system according to claim 2,
An automatic meter-reading system characterized by selecting a partner that does not exceed the upper limit of the number of hops and the upper limit of the number of connected devices when determining the parent node of the meter or aggregation device of the partner with which it communicates.
無線通信機能を備えた複数の計器と複数の集約装置の間がツリー状に形成され、集約装置ごとに無線周波数が相違し、集約装置側の前記計器または集約装置を親ノードとして通信するマルチホップ無線ネットワークにより接続された自動検針システムにおいて、
前記計器と集約装置は、マルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を、自己の通信データに含めて送信するとともに、前記計器と集約装置の間の通信のために、これらの間の通信を所定の時間帯に行うタイムスロットを設定し、該タイムスロットは、時間的に連続して行う双方向の通信に要する通信枠を1組とするときに、前記集約装置と当該集約装置と通信するホップ数が1位の前記計器との間の通信のために、前記ホップ数の上限と同数組の通信枠を備えておき、
前記計器は、自己が通信する前記計器または集約装置を親ノードに定めた後、定期的に周囲の前記計器または集約装置が送信する前記通信データを受信して、親ノードの変更を行うことを特徴とする自動検針システム。
Multi-hop communication between a plurality of instruments having a wireless communication function and a plurality of aggregation devices formed in a tree shape, with different radio frequencies for each aggregation device, and communicating the instruments or aggregation devices on the aggregation device side as a parent node In an automatic meter reading system connected by a wireless network,
The instrument and the aggregation device transmit the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network, the number of hops to which the instrument belongs, and the upper limit of the number of instruments and the number of connections included in its own communication data . In order to communicate between them, a time slot for performing communication between them in a predetermined time zone is set, and this time slot is a set of communication frames required for bidirectional communication performed continuously in time. Sometimes, for communication between the aggregation device and the instrument with the highest number of hops communicating with the aggregation device, the same number of communication frames as the upper limit of the hop number is provided,
After the meter or aggregation device with which it communicates is defined as a parent node, the meter periodically receives the communication data transmitted by the surrounding meter or aggregation device and changes the parent node. A featured automatic meter reading system.
請求項4に記載の自動検針システムにおいて、
前記計器は、自己が使用する周波数を切替使用して他の計器または集約装置の通信内容を確認し、他の計器が送信する通信データに含まれるマルチホップ無線ネットワークのホップ数の上限と自己が所属するホップ数並びに計器台数の上限と接続台数を用いて、自己が通信する相手の前記計器または集約装置を親ノードに決定することを特徴とする自動検針システム。
The automatic meter reading system according to claim 4 ,
The meter switches the frequency used by itself and confirms the communication content of another meter or aggregation device, and determines the upper limit of the number of hops of the multi-hop wireless network included in the communication data transmitted by the other meter and the self. An automatic meter-reading system characterized in that, by using the number of connected hops, the upper limit of the number of instruments, and the number of connected instruments, the instrument or aggregation device with which the other communicates is determined as a parent node.
請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の自動検針システムにおいて、
自動検針システムを設置する地域に応じて、前記ホップ数の上限と計器台数の上限を変更することを特徴とする自動検針システム。
An automatic meter reading system according to any one of claims 1 to 5,
An automatic meter reading system, wherein the upper limit of the number of hops and the upper limit of the number of instruments are changed according to a region where the automatic meter reading system is installed.
請求項6に記載の自動検針システムにおいて、
自動検針システムを都市部に設置するときには、郡部に設置するときよりも前記ホップ数の上限を少なくすることを特徴とする自動検針システム。
The automatic meter reading system according to claim 6 ,
The automatic meter-reading system is characterized in that when the automatic meter-reading system is installed in an urban area, the upper limit of the number of hops is reduced compared to when the automatic meter-reading system is installed in a county.
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