JP5891446B2 - 遠隔検針システム、検針メータ、主端末および通信方法 - Google Patents

Description

本発明は、マルチホップ通信を用いた電力の遠隔検針システム、検針メータ、主端末および通信方法に関する。

従来から、通信ネットワーク上に存在する通信端末間で通信する際に、情報を伝送しようとする通信端末間で通信を直接行うことができない場合に、他の通信端末を通信の中継に用いることによって通信を可能にするマルチホップ通信が知られている。

そして、このようなマルチホップ通信は、商用電力の遠隔検針システムにおいて、各需要家に設けた検針メータによる検針データの送信に用いられている（例えば、特許文献１参照）。通信機能を有する各検針メータは互いに通信可能であり、検針データを収集する電力会社の管理サーバとの間で通信を直接行うことができない場合、他の検針メータを通信の中継に用いた通信ルートを、管理サーバとの間で構築する。

特開２０１０−４２６３号公報

商用電力の供給元である電力会社は、電力需要と電力供給とのバランスをとるために、商用電力の配電領域内を複数のエリアに分割し、エリア毎に異なる電力供給情報に基づいて、電力供給を行う場合がある。電力供給情報は、エリア毎の通電時間帯および停電時間帯を規定し、各エリアは、時間帯によって通電エリアまたは停電エリアに設定されており、配電領域内は、同一時間帯であっても通電エリアと停電エリアとが混在する。

しかしながら、検針メータは商用電力によって動作するため、停電エリアに存在する検針メータは、その通信機能が停止する。したがって、検針メータによるマルチホップ通信を用いた遠隔検針システムでは、時間帯が切り替わって、通電エリアと停電エリアの配置が変化した場合、既に構築されているマルチホップの通信ルートが寸断される虞がある。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、通電エリアと停電エリアの配置が変化した場合でも、検針メータを用いたマルチホップ通信が可能になる遠隔検針システム、検針メータ、主端末および通信方法を提供することにある。

本発明の遠隔検針システムは、商用電力を用いて動作し、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって送信する複数の検針メータと、前記複数の検針メータのそれぞれがマルチホップ通信によって送信した前記検針データを受信する主端末と、前記主端末と通信可能な管理サーバから送信される前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記複数の検針メータのそれぞれが前記主端末との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段とを備え、前記複数の検針メータのそれぞれは、自己が属する前記エリアが前記通電エリアに設定される時間帯において、前記導出した通信ルートを用いて前記主端末との間でマルチホップ通信を行うことを特徴とする。

本発明の検針メータは、商用電力を用いて動作し、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのいずれかに存在する需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって主端末へ送信する検針メータであって、前記主端末を介して管理サーバから取得した前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記主端末との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段を備え、自己が属する前記エリアが前記通電エリアに設定される時間帯において、前記導出した通信ルートを用いて前記主端末との間でマルチホップ通信を行うことを特徴とする。

本発明の主端末は、商用電力を用いて動作して商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データを生成する複数の検針メータのそれぞれがマルチホップ通信を行うことによって送信した前記検針データを受信する主端末であって、管理サーバから取得した前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記複数の検針メータのそれぞれが前記主端末との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段を備え、前記通信ルート導出手段による通信ルートの導出結果を前記複数の検針メータのそれぞれへ送信することを特徴とする。

本発明の通信方法は、商用電力を用いて動作する複数の検針メータのそれぞれが、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって送信し、主端末が、前記複数の検針メータのそれぞれがマルチホップ通信によって送信した前記検針データを受信する遠隔検針システムの通信方法であって、通信ルート導出手段が、前記主端末と通信可能な管理サーバから送信される前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記複数の検針メータのそれぞれが前記主端末との間で構築する通信ルートを導出するステップと、前記複数の検針メータのそれぞれが、自己が属する前記エリアが前記通電エリアに設定される時間帯において、前記導出した通信ルートを用いて前記主端末との間でマルチホップ通信を行うステップとを備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、通電エリアと停電エリアの配置が変化した場合でも、検針メータを用いたマルチホップ通信が可能になるという効果がある。

実施形態のシステムの概略を示す構成図である。 同上の切替前の通信ルートの概略を示す構成図である。 同上の切替後の通信ルートの概略を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態）
図１は、本実施形態の遠隔検針システムの概略構成を示し、電力会社の配電領域Ａ内を複数のエリアＢ（Ｂ１〜Ｂ３）に分割し、エリアＢ１〜Ｂ３のそれぞれに存在する各需要家Ｃに、子端末となる検針メータ２を設けている。配電領域Ａ内には、所定範囲毎（例えば、半径５００ｍ毎）に親端末となる主端末１が設置される。

エリアＢ１内の検針メータ２は、検針メータ２１の符号を用い、検針メータ２１を個別に識別する場合は、検針メータ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，．．．の符号を用いる。エリアＢ２内の検針メータ２は、検針メータ２２の符号を用い、検針メータ２２を個別に識別する場合は、検針メータ２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，．．．の符号を用いる。エリアＢ３内の検針メータ２は、検針メータ２３の符号を用い、．．．．．．、検針メータ２３を個別に識別する場合は、検針メータ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，．．．の符号を用いる。

また、主端末１を個別に識別する場合は、主端末１１、１２、１３、．．．の符号を用いる。

そして、検針メータ２は、各需要家Ｃにおいて使用した商用電力を検針し、その検針データを、１台の主端末１へ無線送信する機能を有する。主端末１は、検針データを複数の検針メータ２から無線で取得し、取得した検針データを、上位の管理サーバＣＳへ光ファイバ回線等を用いて送信する機能を有する。

図２は、本実施形態の遠隔検針システムが構成する無線ネットワークの概略図である。

この無線ネットワークにおいて、主端末１および検針メータ２は、マルチホップ通信により無線信号を互いに送受している。すなわち、本無線ネットワークでは、主端末１と各検針メータ２との間で直接または間接に通信が行われ、主端末１と直接通信できない検針メータ２は、通信可能な距離にある他の検針メータ２が通信パケットを順次中継することで、主端末１との間で通信を行っている。

検針メータ２は、自端末が通信を行う主端末１との間で構築された通信ルートに関する情報（通信ルート情報）を記憶しており、この通信ルート情報を付加した検針データをブロードキャスト送信する。通信ルート情報は、自端末から主端末１までの通信ルートにおいて経由する検針メータ２の端末ＩＤが順に並べられることによって表される。この検針データを受信した他の検針メータ２は、受信した検針データに付加された通信ルート情報を参照し、通信ルート内に自端末が含まれているか否かを判定する。通信ルート内に自端末が含まれている場合、自端末は、受信した検針データを中継する中継端末であると判断し、受信した検針データをブロードキャスト送信する。このようにして、検針データは、通信ルートを構成する検針メータ２によって順次中継され、最終の送信先である主端末１へ到達する。また、主端末１との間で直接通信が可能な検針メータ２は、他の検針メータ２が中継することなく、送信した検針データは主端末１に直接到達する。

まず、図２に示す３つの通信ルートが既に構築されている。１つ目の通信ルートは、「主端末１１−検針メータ２１ａ−検針メータ２２ａ−検針メータ２３ａ−検針メータ２１ｂ」である。２つ目の通信ルートは、「主端末１２−検針メータ２１ｃ−検針メータ２３ｂ−検針メータ２２ｂ−検針メータ２３ｃ」である。３つ目の通信ルートは、「主端末１３−検針メータ２２ｃ−検針メータ２１ｄ−検針メータ２３ｄ−検針メータ２３ｅ」である。

ここで、電力の供給元である電力会社は、電力需要と電力供給とのバランスをとるため、電力供給情報に基づいて電力供給を行う場合がある。電力供給情報は、例えば、１日を「０時〜８時」、「８時〜１６時」、「１６時〜２４時」の各時間帯に分け、各時間帯を、通電時間帯または停電時間帯に設定する。通電時間帯とは、商用電力を需要家Ｃへ供給する時間帯であり、停電時間帯とは、商用電力を需要家Ｃへ供給しない時間帯である。この電力供給情報は、エリアＢ１〜Ｂ３毎に異なる内容に設定されるので、配電領域Ａ内は、同一時間帯であっても、商用電力が供給される通電エリアと、商用電力の供給が停止している停電エリアとが混在する。

しかしながら、検針メータ２は商用電力によって動作しており、停電エリアに存在する検針メータ２は、その通信機能が停止する。したがって、マルチホップ通信を用いた遠隔検針システムでは、既に構築されているマルチホップの通信ルートが寸断される虞がある。

そこで、本システムでは、以下のリルート処理を行う。

まず、管理サーバＣＳは、エリアＢ１〜Ｂ３の各電力供給情報を主端末１のそれぞれへ送信する。主端末１は、自端末と通信ルートを構築している配下の検針メータ２に対して、エリアＢ１〜Ｂ３の各電力供給情報を送信し、検針メータ２は、エリアＢ１〜Ｂ３の各電力供給情報を取得する。

検針メータ２では、自端末から主端末１までの通信ルートにおいて経由する検針メータ２（中継端末）の端末ＩＤに、この中継端末である検針メータ２が属するエリアＢの情報が対応付けられている。

そして、次の時間帯において通電エリアに設定されている検針メータ２は、現在の時間帯において主端末１との間で構築している通信ルートに、次の時間帯において停電エリアに設定されたエリアに属する検針メータ２が中継端末として含まれているか否かを判定する。次の時間帯において停電エリアに設定されたエリアＢに属する検針メータ２が中継端末として含まれている場合、検針メータ２は、次の時間帯において通電エリアに設定されているエリアＢに属する検針メータ２のみを中継端末に用いて、いずれか１台の主端末１との間に新たな通信ルートを導出する（リルート）。

例えば、図２に示す現在の時間帯における無線ネットワークにおいて、次の時間帯には、エリアＢ１，Ｂ３が通電エリア、エリアＢ２が停電エリアに設定されており、エリアＢ２に属する検針メータ２２は、次の時間帯において通信機能が停止する。したがって、現在の時間帯における無線ネットワークでは、既に構築されているマルチホップの通信ルートが寸断されてしまう。

そこで、図３に示すように、エリアＢ２に属する検針メータ２２（２２ａ〜２２ｃ）を除き、エリアＢ１，Ｂ３に属する検針メータ２１，２３のみを用いて、次の時間帯の通信ルートを導出する。図３では、３つの通信ルートが導出されている。１つ目の通信ルートは、「主端末１１−検針メータ２１ａ」である。２つ目の通信ルートは、「主端末１２−検針メータ２１ｃ−検針メータ２３ｂ−検針メータ２３ａ−検針メータ２１ｂ−検針メータ２３ｃ」である、３つ目の通信ルートは、「主端末１２−検針メータ２１ｃ−検針メータ２１ｄ−検針メータ２３ｄ−検針メータ２３ｅ」である。

そして、現在の時間帯から次の時間帯に移行し、通電エリアと停電エリアの配置が変化する際に、検針メータ２は、上述のように予め導出していた次の時間帯の通信ルートに切り替える。すなわち、図２の無線ネットワークから、図３の無線ネットワークに切り替わる。

したがって、通電エリアと停電エリアの配置が変化した場合でも、検針メータ２を用いたマルチホップ通信が可能になる。さらに、次の時間帯の通信ルートを、電力供給情報に基づいて予め導出しているので、変化後の通電エリアと停電エリアの配置に基づく通信ルートを迅速に構築でき、通信不可状態の発生を抑制できる。

そして、検針メータ２は、受信した電力供給情報に含まれる各時間帯について、上述のリルート処理を行い、時間帯毎の通信ルートを導出する。このリルート処理は、検針メータ２が電力供給情報を取得した際に、全ての通電時間帯における各通信ルートを一括して導出してもよく、または、時間帯が切り替わる毎に、次の通電時間帯における通信ルートのみを順次導出してもよい。

また、主端末１が、管理サーバＣＳから取得した電力供給情報に基づいて、配下の検針メータ２の次の時間帯における通信ルートを導出し、配下の検針メータ２に対して、次の時間帯における通信ルートの情報を送信してもよい。この場合、検針メータ２は、自端末が通信ルートを構築している主端末１から、次の時間帯における通信ルートの情報を取得し、この情報に基づいて、通信ルートを切り替える。

また、停電エリアに属する検針メータ２は、停電エリアに移行する前に、次の通電エリア時に構築する通信ルートを予め導出しておき、不揮発性メモリに格納しておく。そして、停電エリアに属する検針メータ２は、自端末の属するエリアが停電エリアから通電エリアに移行した後に、予め導出していた通信ルートを不揮発性メモリから読み出し、新たな通信ルートを構築する。

なお、主端末１−検針メータ２間の通信ルートを構築する方法については、既知の技術であるので詳細な説明は省略する。

上述の遠隔検針システムは、複数の検針メータ２と、主端末１と、通信ルート導出手段とを備える。複数の検針メータ２のそれぞれは、商用電力を用いて動作し、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアＢのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって送信する。主端末１は、複数の検針メータ２のそれぞれがマルチホップ通信によって送信した検針データを受信する。通信ルート導出手段は、主端末１と通信可能な管理サーバＣＳから送信される電力供給情報に基づいて、時間帯のそれぞれにおいて複数の検針メータ２のそれぞれが主端末１との間で構築する通信ルートを導出する。電力供給情報は、複数のエリアＢのそれぞれの時間帯毎の電力供給状態を示す。そして、複数の検針メータ２のそれぞれは、自己が属するエリアＢが通電エリアに設定される時間帯において、導出した通信ルートを用いて主端末１との間でマルチホップ通信を行う。

上述の検針メータ２は、商用電力を用いて動作する。この検針メータ２は、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアＢのいずれかに存在する需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって主端末１へ送信する。そして、検針メータ２は、主端末１を介して管理サーバＣＳから取得した電力供給情報に基づいて、時間帯のそれぞれにおいて主端末１との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段を備える。電力供給情報は、複数のエリアＢのそれぞれの時間帯毎の電力供給状態を示す。検針メータ２は、自己が属するエリアＢが通電エリアに設定される時間帯において、導出した通信ルートを用いて主端末１との間でマルチホップ通信を行う。

上述の主端末１は、複数の検針メータ２のそれぞれがマルチホップ通信を行うことによって送信した検針データを受信する。複数の検針メータ２のそれぞれは、商用電力を用いて動作して商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアＢのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データを生成する。主端末１は、管理サーバＣＳから取得した電力供給情報に基づいて、時間帯のそれぞれにおいて複数の検針メータ２のそれぞれが主端末１との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段を備える。電力供給情報は、複数のエリアＢのそれぞれの時間帯毎の電力供給状態を示す。そして、主端末１は、通信ルート導出手段による通信ルートの導出結果を複数の検針メータ２のそれぞれへ送信する。

上述の通信方法は、複数の検針メータ２のそれぞれが、複数のエリアＢのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって送信し、主端末１が、複数の検針メータ２のそれぞれがマルチホップ通信によって送信した検針データを受信する遠隔検針システムの通信方法である。なお、複数のエリアのそれぞれは、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される。そして、通信方法は、通信ルート導出手段が、主端末１と通信可能な管理サーバＣＳから送信される電力供給情報に基づいて、時間帯のそれぞれにおいて複数の検針メータ２のそれぞれが主端末１との間で構築する通信ルートを導出するステップを備える。電力供給情報は、複数のエリアＢのそれぞれの時間帯毎の電力供給状態を示す。さらに通信方法は、複数の検針メータ２のそれぞれが、自己が属するエリアＢが通電エリアに設定される時間帯において、導出した通信ルートを用いて主端末１との間でマルチホップ通信を行うステップを備える。

１（１１、１２、．．．） 主端末
２（２１、２２、．．．） 検針メータ
ＣＳ 管理サーバ
Ｂ（Ｂ１、Ｂ２、．．．） エリア
Ｃ 需要家

Claims (4)

1. 商用電力を用いて動作し、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって送信する複数の検針メータと、
   前記複数の検針メータのそれぞれがマルチホップ通信によって送信した前記検針データを受信する主端末と、
   前記主端末と通信可能な管理サーバから送信される前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記複数の検針メータのそれぞれが前記主端末との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段とを備え、
   前記複数の検針メータのそれぞれは、自己が属する前記エリアが前記通電エリアに設定される時間帯において、前記導出した通信ルートを用いて前記主端末との間でマルチホップ通信を行う
   ことを特徴とする遠隔検針システム。
2. 商用電力を用いて動作し、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのいずれかに存在する需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって主端末へ送信する検針メータであって、
   前記主端末を介して管理サーバから取得した前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記主端末との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段を備え、
   自己が属する前記エリアが前記通電エリアに設定される時間帯において、前記導出した通信ルートを用いて前記主端末との間でマルチホップ通信を行う
   ことを特徴とする検針メータ。
3. 商用電力を用いて動作して商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データを生成する複数の検針メータのそれぞれがマルチホップ通信を行うことによって送信した前記検針データを受信する主端末であって、
   管理サーバから取得した前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記複数の検針メータのそれぞれが前記主端末との間で構築する通信ルートを導出する通信ルート導出手段を備え、
   前記通信ルート導出手段による通信ルートの導出結果を前記複数の検針メータのそれぞれへ送信する
   ことを特徴とする主端末。
4. 商用電力を用いて動作する複数の検針メータのそれぞれが、商用電力が供給される通電エリアまたは商用電力が供給されない停電エリアに時間帯毎に設定される複数のエリアのそれぞれに存在する各需要家が使用する商用電力の検針データをマルチホップ通信によって送信し、主端末が、前記複数の検針メータのそれぞれがマルチホップ通信によって送信した前記検針データを受信する遠隔検針システムの通信方法であって、
   通信ルート導出手段が、前記主端末と通信可能な管理サーバから送信される前記複数のエリアのそれぞれの前記時間帯毎の電力供給状態を示す電力供給情報に基づいて、前記時間帯のそれぞれにおいて前記複数の検針メータのそれぞれが前記主端末との間で構築する通信ルートを導出するステップと、
   前記複数の検針メータのそれぞれが、自己が属する前記エリアが前記通電エリアに設定される時間帯において、前記導出した通信ルートを用いて前記主端末との間でマルチホップ通信を行うステップと
   を備えることを特徴とする通信方法。

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