JP5906765B2

JP5906765B2 - 電力情報通知装置およびシステム

Info

Publication number: JP5906765B2
Application number: JP2012017451A
Authority: JP
Inventors: 浩一松平
Original assignee: サクサ株式会社
Priority date: 2012-01-31
Filing date: 2012-01-31
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-01-31
Also published as: JP2013158158A

Description

本発明は、中継装置を経由して接続される監視装置に対して電力情報を通知するバッテリ駆動の電力情報通知装置およびシステムに関する。

現状、在宅で人口呼吸器等を使用する要介護者が多数存在する。このため、停電時の電源確保や介護装置の作動停止を想定した対応等、平常時からの備えが必要である。

ところで、従来、電気機器の使用状況を計測して消費電力を監視する監視システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示された技術によれば、ＳＮＭＰ（Simple Network Management Protocol）におけるマネージャとして振る舞う表示装置と、ＳＮＭＰにおけるエージェントとして振る舞うコンセントアダプタとの間で無線通信が行われ、コンセントアダプタ側で間欠的に計測された監視対象の電気機器の電流値を表示装置側に送信し表示するものである。

特開２０１１−１５３８６１号公報

特許文献１に開示された技術によれば、電気機器の消費電力の監視や管理に要する装置やシステムが、簡易化、低コスト化され、さらにシステム自体の省電力化が行われ、ユーザへ利便性を提供することができる。しかしながら、停電対策については考慮されておらず、上記した介護装置への適用は困難である。

本発明は上記した課題を解決するためになされたものであり、停電状態にあっても、例えば、要介護者の近くにいない医師を含む介護スタッフに簡単な方法でその状態を通知して迅速な対処を促すことのできる、電力情報通知装置およびシステムを提供することを目的とする。

上記した課題を解決するために本発明は、バッテリ駆動の電力情報通知装置と、前記電力情報通知装置とは第１のネットワーク経由で接続される通信端末装置と、前記通信端末装置とは第２のネットワーク経由で接続され停電状態を監視する監視装置とからなる電力情報通知システムであって、
前記電力情報通知装置は、電力線に直列接続される抵抗に流れる電流値が所定時間だけ閾値を下回った場合に、停電状態を検知する電流検出部と、電流検出部により停電状態と検知された場合は電力情報を停電状態と設定し、停電状態と検知されなかった場合は電力情報を通電状態と設定する設定部と、前記設定部が電力情報を通電状態に設定している場合、前記第１のネットワーク経由で中継装置に接続して前記電力情報を前記監視装置に通知する通信端末として動作し、
電力情報を停電状態に設定している場合、自らが中継装置として動作して予め登録される前記通信端末装置に前記第１のネットワーク経由で接続して前記電力情報を通知し、
前記通信端末装置は、前記電力情報通知装置から前記電力情報を受信すると、前記監視端末または他の通信端末装置に自動発信し、前記第２のネットワーク経由で前記電力情報を中継することを特徴とする電力情報通知システム、であることを特徴とする。

本発明によれば、バッテリ駆動の電力情報通知装置は、通電状態にある場合、第１のネットワーク経由で中継装置に接続して電力情報を通知する通信端末として動作し、停電状態にある場合、中継装置として動作して第１のネットワーク経由で予め登録された外部の通信端末装置に接続する。そしてこの通信端末装置は第２のネットワーク経由で監視装置に電力情報を中継する。このため、電力情報通知装置は停電状態にあっても外部の通信端末装置を介して監視装置に電力情報を通知することができ、したがって、要介護者の近くにいない医師を含む介護スタッフに停電状態を通知して迅速な対処を促すことができる。

本発明によれば、停電状態にあっても、例えば、要介護者の近くにいない医師を含む介護スタッフに簡単な方法でその状態を通知して迅速な対処を促すことのできる、電力情報通知装置およびシステムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電力情報通知システムの情報伝達経路を示す図である。本発明の実施の形態に係る電力情報通知装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施の形態に係る電力情報通知システムの動作を示すシーケンス図である。本発明の実施の形態に係る電力情報通知装置の動作を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための実施の形態（以下、単に本実施形態という）について詳細に説明する。

（実施形態の構成）
図１は、本実施形態に係る電力情報通知システム１の情報伝達経路を示す図である。図１（ａ）は、通電状態における情報伝達経路、図１（ｂ）は、停電状態における情報伝達経路を示す。

本実施形態に係る電力情報通知システム１は、センサ端末１０（電力情報通知装置）と、無線情報端末２０（通信端末装置）と、監視端末３０（監視装置）とを含み構成される。

図１（ａ）に示されるように、センサ端末１０は、通電状態にある場合、無線ＬＡＮ８０（第１のネットワーク）経由でアクセスポイント４０（中継装置）に接続して電力情報を通知する通信端末として動作する。また、図１（ｂ）に示されるように、センサ端末１０は、停電状態にある場合、アクセスポイント４０として動作し、予め登録される無線情報端末２０に無線ＬＡＮ８０経由で接続して電力情報を通知する。無線情報端末２０は、例えば、スマートフォン等、インターネット９０との親和性が高くＰＣが持つ機能をベースに作られた携帯電話端末である。無線情報端末２０は、センサ端末１０から電力情報を受信すると、監視端末３０、または他の携帯端末１１０（他の通信端末装置）に自動発信し、インターネット９０または３Ｇ回線１００（第２のネットワーク）経由で電力情報を中継する。詳細は後述する。

なお、図１（ａ）（ｂ）において、センサ端末１０と監視端末３０の横に示されるグラフは、分電盤７０から電力線６０を介してセンサ端末１０により検知され、あるいは監視端末３０に表示される電力情報である。また、符号５０が付されたブロックはルータであり、無線ＬＡＮ８０とインターネット９０とを中継するネットワーク機器である。

図２は、本実施形態に係る電力情報通知装置の構成を示すブロックである。図２に示すように本実施形態に係る電力情報通知装置としてのセンサ端末１０は、主制御部１１と、ＲＯＭ１２と、ＲＡＭ１３と、パケット生成／送信部１４と、電流検出部１６と、無線制御部１５とが、アドレス、データ、コントロールのための信号線が複数本で構成される内部バス１７経由で共通接続され、構成される。また、センサ端末１０はバッテリ１８によって駆動され、バッテリ１８から各構成ブロック１１，１２，１３，１４，１５，１６に電力が供給されるものとする。

主制御部１１はセンサ端末１０の制御中枢となり、ＲＯＭ１２に記録されたプログラムに基づき、ＲＡＭ１３を使用して、通電状態にある場合無線ＬＡＮ８０経由でアクセスポイント４０に接続して電力情報を通知する通信端末として動作し（第１のモード）、停電状態にある場合アクセスポイント４０として動作し（第２のモード）、予め登録される無線情報端末２０に無線ＬＡＮ８０経由で接続して電力情報を通知する機能を実現する。パケット生成／送信部１４は、主制御部１１により生成される電力情報を含む情報をパケットに組立て、無線制御部１５経由でアクセスポイント４０または無線情報端末２０に送信する。

無線制御部１５は、無線ＬＡＮ通信プロトコルにしたがうＩＥＥＥ８０２．１１フレームを送受信するインタフェースである。具体的には、アクセスポイント４０から所定間隔で送信されるビーコン（標識信号）の情報をもとに、利用できるチャネルの情報、およびＥＳＳＩＤ（Extended
Service Set Identifier）の情報を得、最も受信信号強度の高いアクセスポイントとの間で認証を行ない、暗号化したＩＥＥＥ８０２．１１のデータフレームからなるパケットを無線ＬＡＮの電波にのせて伝送するブロックである。

電流検出部１６は、分電盤７０から分岐される電力線６０に直列接続される抵抗に流れる電流を、ＡＤＣ（Analog-Digital Convertor）６１により所定の測定周期でサンプリングし、その電流値が所定時間だけ閾値を下回った場合に停電状態を検知して主制御部１１に出力する。

このため、電流検出部１６は、主制御部１１と協働して動作することにより、「通電状態にあるか停電状態にあるかを検出する」電力情報検出手段として、また、主制御部１１とパケット生成／送信部１４無線制御部１５とが協働して動作することにより、「通電状態にある場合、前記中継装置に接続して前記電力情報を通知する通信端末として動作する第１のモードを実行し、停電状態にある場合、前記中継装置として動作する第２のモードを実行し、予め登録された外部の通信端末装置に接続して前記電力情報を通知する」制御手段として、それぞれ機能する。

（実施形態の動作）
以下、図３のシーケンス図を参照しながら、図１（ａ）、図１（ｂ）に示す本実施形態に係る電力情報通知システム１の動作について詳細に説明する。

まず、図１（ａ）に示す通電状態時の動作から説明する。通電状態にあってはアクセスポイント４０にＡＣ電源が供給されているため、センサ端末は、通常モード（第１のモード）で動作する。このときセンサ端末１０は、アクセスポイント１０との間で無線ＬＡＮによる通信が可能な無線接続状態にある（ステップＳ１０１）。この通電状態にあって、センサ端末１０は、ＡＤＣ６１を介し、測定周期毎に電流値を読み込み（ステップＳ１０２）、その電流値を確認し（ステップＳ１０３）、閾値以上であればその電流値を、アクセスポイント４０−ルータ５０−インターネット９０経由で監視端末３０へ通知する（ステップＳ１０４、Ｓ１０５）。

これを受け、監視端末３０は、受信した電流値を表示情報に変換してモニタへ表示する（ステップＳ１０６）。ここで、停電（分電盤７０「停電」）に伴いアクセスポイント４０の電源がＯＦＦになったものとする（ステップＳ１０７）。

図１（ｂ）に示す停電状態時の動作について説明する。センサ端末１０は、電流値を読み込み（ステップＳ１０８）、その電流値が所定時間継続して閾値以下であれば停電状態にあると判定し（ステップＳ１０９）、動作モードを通常モードからＡＰ（Access
Point）モードに切り替えるべくＡＰモードを起動する（ステップＳ１１０）。このＡＰモードにおいて、センサ端末１０はアクセスポイントとして動作し、予め登録済みの介護スタッフあるいは家族等が所持する無線情報端末２０にビーコンを送信する（ステップＳ１１１）。

なお、ビーコンは、通常であれば１００ｍ秒毎に送信されるが、ここではバッテリ駆動による省電力を考慮してバッテリ１８の残容量が少ない場合、１ｓ周期に設定して次のビーコンを送信する（ステップＳ１１２）。すなわち、センサ端末１０は、バッテリ１８の残容量が閾値を下回った状態において、ビーコン送信周期を満充電時に比較して広く設定する。

センサ端末１０に接続される無線情報端末２０は、センサ端末１０から１ｓ毎に送信されるビーコンを受信することによりアクセスポイント４０の存在を確認し、電波の強弱、その他の情報を得、センサ端末１０との間で無線ＬＡＮ接続を確立することができる（ステップＳ１１３）。なお、存在が確認できなかった場合には圏外になって無線情報端末２０との間で無線ＬＡＮ接続を確立することができない。センサ端末１０は、無線情報端末２０との間で無線ＬＡＮ接続確立後、無線情報端末２０に対して停電通知を行う（ステップＳ１１４）。

これを受けて無線通信端末２０は、インターネット９０経由で接続される監視端末３０に自動発信して（ステップＳ１１５）、メールや電話により停電を通知する（ステップＳ１１６）。このため、無線通信端末２０には、電力情報を受信すると監視端末３０に自動発信して通知するアプリケーションが予め実装されており、このアプリケーションをバックグランドで動作させておく必要がある。

監視端末３０は受信した停電通知に基づき停電状態を示すメッセージを生成してモニタに表示する（ステップＳ１１７）。なお、センサ端末１０は、無線情報端末２０に停電通知後、省電力化のためスリープ状態に設定する。また、センサ端末１０は、無線情報端末２０から停電通知が正常に送信されたことを示すＡＣＫ信号を受信するとＡＰモードを解除して動作モードを通常モードに切り替えることもできる。

なお、上記した本実施形態に係る電力情報通知システム１によれば、無線通信端末２０から監視端末３０に対してインターネット９０経由で停電通知を送信したが、無線通信端末２０から３Ｇ回線１００経由で、他の携帯端末１１０に停電通知を送信してもよい（ステップＳ１１８）。この場合、インターネット接続環境を有する携帯電話等他の携帯端末１１０に停電通知がモニタ表示される（ステップＳ１１９）。

次に、図４のフローチャートを参照しながら、図２に示す本実施形態に係る電力情報通知装置（センサ端末１０）の動作について詳細に説明する。

図４において、センサ端末１０は、電流検出部１６が分電盤７０から分岐される電力線６０に直列接続された抵抗に流れる電流を、ＡＤＣ６１経由で測定する。主制御部１１は、測定した電流値を読み込み（ステップＳ２０１）、閾値と比較することにより停電検知を行う（ステップＳ２０２）。主制御部１１は、閾値以上であれば通電状態であると判定し（ステップＳ２０２“ＮＯ”）、無線制御部１５の動作モードを通常モードに設定する。続いて主制御部１１は、電流値からなる電力情報を生成し、パケット生成／送信部１４を制御して送信パケットに組立て、無線制御部１５により無線ＬＡＮプロトコルにしたがう信号に変換してアクセスポイント４０に電流値を通知すべく電力情報を送信する（ステップＳ２０３）。

一方、ステップＳ２０２の停電検知処理で閾値以下の電流値が所定時間継続すると、アクセスポイント４０にＡＣ電下が供給されない停電状態にあると判定し（ステップＳ２０２“ＹＥＳ”）、主制御部１１は、無線制御部１５の動作モードをＡＰモードに設定する（ステップＳ２０４）。続いて主制御部１１は、バッテリ１８の残容量判定を行う（ステップＳ２０５）。ここで、バッテリ残容量が閾値以上あって満充電時に近い容量が残っていると判定された場合（ステップＳ２０５“ＮＯ”）、主制御部１１は、無線制御部１５を制御して通常のビーコン送信周期である１００ｍｓ間隔でビーコンを出力し（ステップＳ２０６）、閾値以下であると判定された場合（ステップＳ２０５“ＹＥＳ”）、省電力化のために１ｓ間隔でピーコンを出力して（ステップＳ２０７）、無線情報端末２０との間で無線ＬＡＮ接続を試みる。

主制御部１１は、無線情報端末２０が受信したビーコンからアクセスホイント４０として動作するセンサ端末１０の存在を確認して必要情報を得、センサ端末１０との間でＥＳＳＩＤが一致し、相互認証が成立して無線ＬＡＮ接続が確立すると（ステップＳ２０８“ＹＥＳ”）、停電メッセージを生成し、パケット生成／送信部１４を制御して送信パケットを組立て、無線制御部１５により無線ＬＡＮプロトコルにしたがう信号に変換して無線情報端末２０に停電通知を行う（ステップＳ２０９）。なお、無線情報端末２０の存在が確認できなかった場合はステップＳ２０７のビーコン送信処理を繰り返し、それでも確認できなかった場合は圏外になって無線情報端末２０との間で無線ＬＡＮ接続を確立することができない。

主制御部１１は、無線情報端末２０に停電通知後、本装置１０を省電力化のためスリープ状態に設定する。また、主制御部１１は、無線情報端末２０から停電通知が正常に送信されたことを示すＡＣＫ信号を受信すると（ステップＳ２１０“ＹＥＳ”）、ＡＰモードを解除して動作モードを通常モードに切り替え（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０１の電流値読み込み処理以降の動作を繰り返す。なお、ＡＣＫ受信に失敗した場合は（ステップＳ２１０“ＮＯ”）、ステップＳ２０９の処理に戻って再度停電通知を行ったうえ、受信待機する。

（実施形態の効果）
以上説明のように本実施形態に係る電力情報通知装置１０によれば、制御手段（主制御部１１、パケット生成／送信部１４、無線制御部１５）は、通電状態にある場合、第１のモードにより中継装置（アクセスポイント４０）に接続して電力情報を通知する通信端末として動作し、停電状態にある場合、第２のモードにより中継装置として動作して予め登録された外部の通信端末装置（無線情報端末２０）に接続して監視装置（監視端末３０）に電力情報を通知する。このため、停電状態にあっても外部の通信端末装置を介して監視装置に電力情報を通知することができ、したがって、要介護者の近くにいない医師を含む介護スタッフに停電状態を通知して迅速な対処を促すことができる。

また、本発明によれば、分電盤７０から分岐される電力線６０に直列接続される抵抗に流れる電流値が所定時間だけ閾値を下回った場合に停電状態を検知する簡単な回路構成で停電を検出することができる。さらに、標識信号（ポーリング）の送信間隔を広く設定することで省電力化が可能になり駆動源であるバッテリ１８の延命化がはかれる。また、通信端末装置から受信応答を契機に第２のモード（ＡＰモード）による動作を解除することができる。

なお、本実施形態に係る電力情報通知装置１０によれば、停電状態において動作モードをＡＰモードに切り替え無線情報端末２０に停電通知を行うこととしたが、センサ端末１０自体にＳＩＭ（Subscriber Identification Module）を実装し、停電時にのみデータ通信を有効にして停電通知を行ってもよい。また、ＷｉＭＡＸ（登録商標）により、ノートＰＣやインターネット接続環境を持つタブレット端末等が本電力情報通知装置１０に接続されている場合に、ＷｉＭＡＸ（登録商標）に代えて停電通知を行ってもよい。

本実施形態に係る電力情報通知システム１によれば、バッテリ駆動の電力情報通知装置１は、通電状態にある場合、第１のネットワーク（無線ＬＡＮ８０）経由で中継装置（アクセスポイント４０）に接続して電力情報を通知する通信端末として動作し、停電状態にある場合、中継装置として動作して第１のネットワーク経由で予め登録された外部の通信端末装置（無線情報端末２０）に接続する。そしてこの通信端末装置は第２のネットワーク（インターネット９０または３Ｇ回線１００）経由で監視装置（監視端末３０）に電力情報を中継する。このため、電力情報通知装置１０は、停電状態にあっても外部の通信端末装置を介して監視装置に電力情報を通知することができ、したがって、要介護者の近くにいない医師を含む介護スタッフに停電状態を通知して迅速な対処を促すことができる。

なお、本実施形態に係る電力情報通知システム１によれば、第１のネットワークとして無線ＬＡＮを使用したが、有線ＬＡＮで代替してもよい。また、電話機に使用されている網給電を本実施形態に係る電力情報通知システム１に適用すれば停電通知の受信まで含め動作が可能である。また、本実施形態に係る無線情報通知システム１では、無線情報端末２０は家族が所持し、監視端末３０は医師を含む介護スタッフが確認するものとして説明したが、無線情報端末２０の所持者は家族に限らず、無線ＬＡＮの電波が届く範囲にいる要介護者、あるいは第３者であってもよい。この場合、監視端末３０を家族が確認する形態としてもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。またその様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

１・・電力情報通知システム、１０・・センサ端末（電力情報通知装置）、１１・・種制御部、１２・・ＲＯＭ、１３・・ＲＡＭ、１４・・パケット生成／送信部、１５・・無線制御部、１６・・電流検出部、１７・・内部バス、１８・・バッテリ、２０・・無線情報端末（通信端末装置）、３０・・監視端末（監視装置）、４０・・アクセスポイント、５０・・ルータ、６０・・電力線、７０・・分電盤、８０・・無線ＬＡＮ（第１のネットワーク）、９０・・インターネット（第２のネットワーク）、１００・・３Ｇ回線、１１０・・他の携帯端末

Claims

バッテリ駆動の電力情報通知装置と、前記電力情報通知装置とは第１のネットワーク経由で接続される通信端末装置と、前記通信端末装置とは第２のネットワーク経由で接続され停電状態を監視する監視装置とからなる電力情報通知システムであって、
前記電力情報通知装置は、電力線に直列接続される抵抗に流れる電流値が所定時間だけ閾値を下回った場合に、停電状態を検知する電流検出部と、電流検出部により停電状態と検知された場合は電力情報を停電状態と設定し、停電状態と検知されなかった場合は電力情報を通電状態と設定する設定部と、前記設定部が電力情報を通電状態に設定している場合、前記第１のネットワーク経由で中継装置に接続して前記電力情報を前記監視装置に通知する通信端末として動作し、
電力情報を停電状態に設定している場合、自らが中継装置として動作して予め登録される前記通信端末装置に前記第１のネットワーク経由で接続して前記電力情報を通知し、
前記通信端末装置は、前記電力情報通知装置から前記電力情報を受信すると、前記監視端末または他の通信端末装置に自動発信し、前記第２のネットワーク経由で前記電力情報を中継することを特徴とする電力情報通知システム。