JP5943638B2 - Wireless relay system - Google Patents
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Description
本発明は、所定の連絡経路を形成するように配置された複数の無線通信装置が情報を中継する無線中継システムに関するものである。 The present invention relates to a wireless relay system in which a plurality of wireless communication devices arranged to form a predetermined communication route relay information.
無線中継システムの一例として、特許文献1に記載された送電線保守監視装置がある。この監視装置は、送電線を支持する各鉄塔に、特定小電力無線で通信可能な子機を配置して、各子機が収集した送電線の情報(電線温度、碍子冠雪、地絡、閃絡など)を、隣り合う各子機間で順番にリレー通信(中継)して、基地装置まで伝送するものである。
As an example of the wireless relay system, there is a power transmission line maintenance monitoring device described in
このようなシステムの無線通信装置のバッテリの寿命を延ばすために、無線通信装置を、ウェークアップ期間とスリープ期間とを繰り返す間欠動作で作動させることが知られている。リレー通信(マルチホップ無線)で情報を伝送するためには、全ての無線通信装置を、同期させて間欠動作させる必要がある。例えば、特許文献2には、基地局と各無線端末との間の時刻の同期ずれを考慮することで、各無線端末を基地局に同期させた状態で間欠動作させるマルチホップ無線通信システムが記載されている。
In order to extend the battery life of the wireless communication device of such a system, it is known to operate the wireless communication device in an intermittent operation that repeats a wake-up period and a sleep period. In order to transmit information by relay communication (multi-hop wireless), it is necessary to operate all wireless communication devices in synchronization and intermittently. For example,
特許文献2のマルチホップ無線通信システムでは、間欠動作を行うことで、バッテリの寿命を延ばすことができるが、スリープ期間中は情報の伝送が行われないため、情報の伝送時間が長くなる。そのため、可及的に情報の伝送時間を短くしたいという課題がある。
In the multi-hop wireless communication system of
本発明は前記の課題を解決するためになされたもので、複数の無縁通信装置が間欠動作して情報を中継する無線中継システムにおいて、電源状態に対応して情報の伝送時間を可及的に短くすることができる無線中継システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In a wireless relay system in which a plurality of unrelated communication devices operate intermittently and relay information, the transmission time of information is made as long as possible according to the power state. An object of the present invention is to provide a wireless relay system that can be shortened.
前記の目的を達成するためになされた、特許請求の範囲の請求項1に記載された無線中継システムは、複数の無線通信装置が情報を中継可能な無線中継システムであって、
該無線通信装置が、その動作用の電力を供給する電源部に、太陽電池、及び該太陽電池の発電した電力を蓄電する蓄電体を有しており、該無線通信装置が、送受信を行うウェークアップ期間と送受信を行わないスリープ期間とを交互に繰り返す間欠動作を行い、そのウェークアップ期間を、時刻同期により開始するようになっていて、該太陽電池の発電電圧、該蓄電体の電圧、及び/又は1日の内の時間帯に基づいて、該ウェークアップ期間の長さを自律的に可変し、かつ該無線通信装置が、前記情報の中継先の他の前記無線通信装置から応答がないときに該情報の再送を所定の再送回数まで繰り返すようになっており、前記ウェークアップ期間中に該再送回数まで再送できなかったときに、次の該ウェークアップ期間中に残りの回数の再送を行うようになっていて、 該再送回数が、可変する該ウェークアップ期間の最短期間と最長期間との差の期間の間に、少なくとも該再送回数分の再送が完了しない回数に設定されていることを特徴とする。
The wireless relay system according to
The wireless communication device has a solar cell and a power storage unit for storing the power generated by the solar cell in a power supply unit that supplies electric power for operation, and the wireless communication device performs wake-up to transmit and receive Intermittent operation that alternately repeats the period and the sleep period in which no transmission / reception is performed, and the wake-up period is started by time synchronization, and the power generation voltage of the solar cell, the voltage of the power storage unit, and / or The length of the wake-up period is autonomously changed based on a time zone within one day, and the wireless communication device does not respond from the other wireless communication device to which the information is relayed. The retransmission of information is repeated up to a predetermined number of retransmissions, and when the retransmission cannot be performed up to the number of retransmissions during the wakeup period, the remaining number of retransmissions during the next wakeup period It has been to perform, retransmission count, during the period of the difference between the variable to the shortest period and the longest duration of the wake-up period, it is set to the number of times at least retransmission number of times of retransmission is not completed Features.
請求項2に記載された無線中継システムは、請求項1に記載のもので、前記無線通信装置が、前記蓄電体の電圧が所定電圧未満になったときに、前記間欠動作を中止して、常時スリープ期間の状態となり、予め定められた緊急情報を発信する動作のみを行うことを特徴とする。 A wireless relay system according to a second aspect is the one according to the first aspect , wherein the wireless communication device stops the intermittent operation when a voltage of the power storage unit becomes less than a predetermined voltage, It is always in a sleep period, and only the operation of transmitting predetermined emergency information is performed.
請求項3に記載された無線中継システムは、請求項1または2に記載のもので、前記蓄電体がリチウムイオンキャパシタであることを特徴とする。 A wireless relay system according to a third aspect is the one according to the first or second aspect , wherein the power storage unit is a lithium ion capacitor.
請求項4に記載された無線中継システムは、請求項1から3のいずれかに記載のもので、前記無線通信装置が、検出対象現象を検出するための検出器を有しており、該検出器が該検出対象現象を検出したときに、前記情報を発信することを特徴とする。 A wireless relay system according to a fourth aspect of the present invention is the wireless relay system according to any one of the first to third aspects, wherein the wireless communication device has a detector for detecting a detection target phenomenon, and the detection is performed. The information is transmitted when the detector detects the detection target phenomenon.
請求項5に記載された無線中継システムは、請求項1から4のいずれかに記載のもので、前記複数の無線通信装置の少なくとも1台が外部通信回線に接続可能な親局であることを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a wireless relay system according to any one of the first to fourth aspects, wherein at least one of the plurality of wireless communication devices is a master station connectable to an external communication line. Features.
請求項6に記載された無線中継システムは、請求項1から5のいずれかに記載のもので、前記複数の無線通信装置が、送電線を架設する鉄塔列に配置されていることを特徴とする。 A wireless relay system according to a sixth aspect is the one according to any one of the first to fifth aspects, wherein the plurality of wireless communication devices are arranged in a tower row on which a transmission line is installed. To do.
本発明によれば、太陽電池及び蓄電体を備えて、さらに太陽電池の発電電圧、蓄電体の電圧、及び/又は1日の内の時間帯に基づいて、間欠動作のウェークアップ期間の長さを自律的に可変することにより、例えば電源に余裕があるときにはウェークアップ期間を長くして、電源に余裕が無いときにはウェークアップ期間を短くすることで、電源状態に対応して情報の伝送時間を可及的に短くすることができる。各無線通信装置は、ウェークアップ期間の長さを自律的に変更するので、例えば親局からウェークアップ期間の長さを各無線通信装置に指示する必要がなく、システムが簡便である。 According to the present invention, the solar cell and the power storage unit are provided, and the length of the wake-up period of the intermittent operation is further reduced based on the power generation voltage of the solar cell, the voltage of the power storage unit, and / or the time zone within one day. By autonomously changing, for example, the wake-up period is lengthened when there is a margin in the power source, and the wake-up period is shortened when there is no margin in the power source. Can be shortened. Since each wireless communication device autonomously changes the length of the wakeup period, for example, it is not necessary to instruct each wireless communication device of the length of the wakeup period from the master station, and the system is simple.
無線通信装置が情報を再送する再送回数として、可変するウェークアップ期間の最短期間と最長期間との差の期間の間に、少なくとも再送回数分の再送が完了しない回数に設定する場合、各々の無線通信装置のウェークアップ期間に長短の差が生じたとしても、情報を確実に伝送することができる。 When the wireless communication device sets the number of retransmissions of information to be retransmitted, the wireless communication device sets each of the wireless communications when the number of retransmissions at least for the number of retransmissions is not completed during the difference between the shortest period and the longest period of the variable wakeup period. Even if there is a difference in length between the wake-up periods of the devices, information can be transmitted reliably.
無線通信装置が、蓄電体の電圧が所定電圧未満になったときに、間欠動作を中止して、常時スリープ期間の状態となり、予め定められた緊急情報を発信する動作のみを行う場合、蓄電体の電力を温存して、特に緊急性の高い情報について確実に知らせることができる。 When the wireless communication device stops the intermittent operation when the voltage of the power storage unit becomes lower than the predetermined voltage, and is always in the sleep period and performs only the operation of transmitting predetermined emergency information, the power storage unit By keeping the power of the station, it is possible to make sure that the information is particularly urgent.
蓄電体がリチウムイオンキャパシタである場合、エネルギー密度が高いので動作可能な期間を長くすることができ、さらに装置を小型化することができる。 In the case where the power storage unit is a lithium ion capacitor, since the energy density is high, the operable period can be extended, and the device can be further downsized.
無線通信装置が検出器を備える場合、監視システムとして使用することができる。又、無線通信装置の少なくとも1台が、外部通信回線に接続可能な親局である場合、外部の例えば上位ホスト局に情報を連絡でき、種々の遠隔監視システムとして使用することができる。特に送電線を架設する鉄塔列に無線通信装置を配置して送電線監視システムとする場合、動作可能な期間が長いため鉄塔の高所に設置される無線通信装置のメンテナンスが簡便になり、又、例えば地絡などの送電故障の発生を可及的に早く伝送することができる。 When the wireless communication device includes a detector, it can be used as a monitoring system. When at least one of the wireless communication apparatuses is a master station that can be connected to an external communication line, information can be communicated to an external host station, for example, and can be used as various remote monitoring systems. In particular, when a wireless communication device is arranged in a tower row on which a transmission line is installed to form a transmission line monitoring system, the operation period is long, so that maintenance of the wireless communication apparatus installed at a high position of the steel tower becomes simple. For example, the occurrence of a power transmission failure such as a ground fault can be transmitted as soon as possible.
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれらの形態に限定されるものではない。 Hereinafter, although the form for implementing this invention is demonstrated in detail, the scope of the present invention is not limited to these forms.
本発明を適用する無線中継システムの一例として、送電線監視システムの概要図を図1に示す。この送電線監視システムは、送電線51を架設(支持)する複数の鉄塔50にそれぞれ配置された複数の無線通信装置1を備えている。各無線通信装置1は、通信範囲が広くなるように、見通し距離が長くなる鉄塔50の頂部付近に固定設置されている。この複数の無線通信装置1は、送電線51(図では1本で例示)の経路に沿うように、一例としてツリー型(木型)の連絡経路(ネットワーク経路)を形成している。
As an example of a wireless relay system to which the present invention is applied, a schematic diagram of a power transmission line monitoring system is shown in FIG. The power transmission line monitoring system includes a plurality of
無線通信装置1は、それぞれの役割に応じて、親局、末端局、中継局、分岐局、分岐補助局となっている。
The
親局となる無線通信装置1は、携帯電話回線、固定電話回線、インターネット回線、又は光ケーブル回線などの外部通信回線に接続可能になっていて、この送電線監視システム外の上位ホスト局(不図示)と通信を行う。連絡経路は、この親局を基準にツリー型に形成する。同図では、親局の右側にツリー型の連絡経路が形成されているが、さらに左側にもツリー型の連絡経路が形成されていてもよい。連絡経路は、分岐の無い一列型であってもよい。親局は、連絡経路内に少なくとも1つ配置するが、複数配置してもよい。又、一つの鉄塔50の根元に親局を配置し、その鉄塔50の頂部に中継局等の他の局を配置してもよい。親局は、末端局への定期通信の発信元又は末端局からの定期通信の宛先となる。又、親局は、末端局からの定期通信、及び各局で発生したイベント送信を受信した場合、必要に応じて上位ホスト局に通知する。又、親局は、上位ホスト局から各局へ指示があった場合、データ(情報)を指定の局宛てに送信する。
The
末端局となる無線通信装置1は、連絡経路の端に配置されていて、定期通信の発信元になる。又、末端局は、親局からの定期通信については終端となり、受信した定期通信データを破棄する。又、末端局は、それ以外のデータを受信したときは、自局宛てでなければ破棄する。
The
中継局となる無線通信装置1は、受信したデータを連絡経路の反対側に送信する。つまり、親局側から送られたデータを末端局側に中継し、末端局側から送られたデータを親局側に中継する。
The
分岐局となる無線通信装置1は、連絡経路の分岐点に配置されていて、親局側からのデータを分岐して、分岐先の各末端局側に中継する。分岐局は、末端局側から送られたデータを、分岐せずに親局方向に中継する。
The
分岐補助局となる無線通信装置1は、分岐前の連絡経路(分岐局よりも親局側)の、分岐局の一つ隣りに配置されており、通常は中継局として動作するが、分岐局への中継を失敗したときに分岐局の肩代わりをして、データを各々の分岐先に中継する。
The
図2に無線通信装置1のブロック図を示す。
FIG. 2 shows a block diagram of the
無線通信装置1は、CPU(中央演算処理装置)2、無線部3、標準電波受信機4、RTC(リアルタイムクロック)5、内部メモリ6、地絡検出器7、地絡表示器8、携帯電話モジュール9、外部アナログ信号入力端子12、外部接点信号入力端子13、及び電源部30などを備えている。
The
CPU2は、内部メモリ6に記憶されたプログラムにしたがって動作して、無線通信装置1を統括的に制御するものである。CPU2は、主に無線通信の制御を行う無線通信制御部、及び電源部30の監視を行う電源監視部として機能する。親局、分岐補助局、分岐局、中継局、及び末端局となる各無線通信装置1のプログラムは、皆共通であり、後述する転送テーブルの内容で自局が何れの局か判別して動作するようになっている。
The
無線部3は、一例として、標準規格ARIB STD-T66に準拠した、データ通信が可能な2.4GHz帯の小電力無線である。小電力無線は、使用するために免許が不要であるので好ましく用いることができる。無線部3は、変調器21、復調器22、送信用高周波回路23、受信用高周波回路24、受信電界強度測定回路24a、高周波スイッチ25、及びアンテナ26などを備えている。無線部3は、CPU2から出力される送信データを、変調器21が例えばFSK(Frequency-shift keying)変調し、それを送信用高周波回路23が増幅及びフィルタリングしてアンテナ26から無線送信する。送信周波数は、2400MHz以上2483.5MHz以下の所定の周波数であり、送信出力は10mWである。又、回線速度は一例として125kbpsである。アンテナ26は、一例として基板上に1/2波長アンテナ(利得2.14dBi)が形成されたものを用いる。アンテナ26として、外部アンテナを接続して用いてもよい。無線部3は、アンテナ26から入力される無線信号を受信用高周波回路24が中間周波数に直交復調し、それを復調器22がFSK復調して、受信データをCPU2に出力する。高周波スイッチ25など無線部3の送受信は、CPU2によって切り換えられて半二重通信が可能になっている。又、受信電界強度測定回路24aは、受信電界強度(キャリアレベル)を測定し、CPU2に出力する。このような無線部3は、市販されている小電力無線用のモジュールやICなど、公知の種々のものを用いることができる。無線部3は、CPU2の制御により、例えば電源をオン/オフされたり、無線部3に用いたモジュールやICを動作モード/動作停止モード(省電力モード)に制御されたりすることで、送受信を行うウェークアップ期間と送受信を行わないスリープ期間とを交互に繰り返す間欠動作が可能になっている。なお、CPU2自体も、ウェークアップ期間とスリープ期間とに連動するように、消費電力の多い通常動作モードと小電力モードで動作するようにしてもよい。
As an example, the
この2.4GHz帯の小電力無線(無線部3)でデータ通信可能な距離を測定したところ、屋外見通しでアンテナ高さ10m時に、少なくとも1200m、最大2000m程度の距離で通信が可能であった。回線速度を遅くすると、通信可能な距離をさらに長くすることができる。例えば回線速度を1/nにすると感度が√(n)倍上がる。無線通信装置1が設置される鉄塔50の間隔は、一律ではなく場所や鉄塔種類にもよるが、概ね50m〜500m程度の間隔になっている。したがって、小電力無線のデータ通信可能な距離内に、複数の鉄塔が存在する場合が多い。例えば、鉄塔間距離を300m、データ通信可能距離を1200mとしたときに、無線通信装置1は、1〜4本先の鉄塔に配置された複数の他の無線通信装置1とデータ通信が可能である。このように通信範囲がオーバーリーチするように無線通信装置1が配置される。
When the distance at which data communication is possible was measured with the 2.4 GHz band low-power radio (radio unit 3), communication was possible at a distance of at least 1200 m and a maximum of 2000 m when the antenna height was 10 m in an outdoor line of sight. When the line speed is decreased, the communicable distance can be further increased. For example, if the line speed is set to 1 / n, the sensitivity increases by √ (n) times. The interval between the steel towers 50 in which the
なお、免許が不要な無線機として、400MHz帯、900MHz帯、1200MHz帯を使用する特定小電力無線がある。このような特定小電力無線を本発明に用いてもよいが、2.4GHz帯の小電力無線を用いると、周波数が高いため回路素子やアンテナなどを小型化でき、ひいては装置全体を小型化することができるので好ましい。又、必要性に応じて、送受周波数や送信出力などが異なる、小電力無線や特定小電力無線以外の他の規格の無線機を用いてもよい。 Note that there is a specific low-power radio that uses a 400 MHz band, a 900 MHz band, and a 1200 MHz band as a radio device that does not require a license. Such a specific low-power radio may be used in the present invention. However, if a 2.4 GHz-band low-power radio is used, the frequency is high, so that circuit elements, antennas, and the like can be downsized, and thus the entire apparatus can be downsized. This is preferable. Moreover, you may use the radio | wireless machine of other standards other than a low power radio | wireless or a specific low power radio | wireless from which a transmission / reception frequency, transmission output, etc. differ as needed.
標準電波受信機4は、長波用のバーアンテナ28によって受信される標準電波を復調して、標準電波に含まれる時刻情報をCPU2に出力する。標準電波受信機4は、市販されている標準電波受信用のモジュールやICなど、公知のものを使用することができる。標準電波とは、正確な時刻情報と正確な周波数情報を含む電波放送であり、わが国では独立行政法人情報通信研究機構が40kHz及び60kHzで運用を行っている。標準電波には、時刻情報として、時、分、通算日、年などの情報が含まれている。
The standard
RTC5は、時計であり、年、月、日、時、分、秒の時刻をCPU2に出力する。又、RTC5は、CPU2に制御されて時計の時刻を更新設定される。
The
内部メモリ6は、例えばEEPROMなどの書き換え可能な不揮発性メモリ、CPU2の動作用のプログラムを記憶するフラッシュROMや、CPU2の作業用エリアとなるRAMなどで構成されている。書き換え可能な不揮発性メモリは、CPU2に制御されて後述する転送テーブルや無線通信周波数、再送回数などの各種設定情報を記憶する。
The
地絡検出器7は、本発明における検出器の一例であって、鉄塔(不図示)に取り付けられて使用され、検出対象現象として送電故障の一例である地絡を検出したときに検出情報を出力する。地絡検出器7は、フォトカプラで電気的に絶縁して検出情報の受け渡しをする地絡検出器用インタフェース11aを介して、CPU2に接続されている。なお、地絡検出器7と共に、又は地絡検出器7に換えて、地絡以外の他の送電故障を検出する他の検出器を備えてもよい。検出器の検出する検出対象現象は、例えば落雷による閃絡を検出してもよい。閃絡を検出する場合、閃絡検出器を用いる。
The
地絡表示器(表示器)8は、検出器7が検出対象現象を検出(この場合、地絡を検出)したときに、例えば、目立つ色の布製の吹き流しを外部に放出したり、色を変色させたりするように外観を変えることで、巡回者等が目視で地絡の発生した鉄塔を発見可能にするものである。地絡表示器8は、電気的に絶縁して表示開始用の信号の受け渡しをしたり、作動用電力の受け渡しをしたりする地絡表示器用インタフェース11bを介して、CPU2に接続されている。
When the
携帯電話モジュール9は、携帯電話網と接続が可能なものであり、親局となる無線通信装置1にだけ配置される。携帯電話モジュール9は、携帯電話用インタフェース11cを介して、シリアル通信でCPU2と相互に通信して、CPU2に動作を制御される。これにより、親局は、携帯電話網に接続して例えば上位ホスト局とデータ通信が可能になっている。
The mobile phone module 9 can be connected to a mobile phone network and is disposed only in the
外部アナログ信号入力端子12は、一例として4つのアナログ信号の入力が可能になっており、検出対象現象を検出したときに検出信号としてアナログ信号を出力する検出器が接続可能になっている。外部アナログ信号入力端子12から入力された信号は、A/D変換器12aがデジタル変換して、CPU2に入力する。外部接点信号入力端子13は、一例として3つの接点信号の入力が可能になっており、検出信号としてハイレベル/ローレベル(又はオープン/クローズ)の接点信号を出力する検出器が接続可能になっている。これら、入力端子12,13に、温度センサ、湿度センサ、積雪センサ、雷撃電流センサなどを検出器として接続してもよい。
As an example, the external analog
電源部30は、太陽電池31、リチウムイオンキャパシタ32、充電回路33、レギュレータ34、過放電保護回路35、A/D変換器36a,36bを備え、無線通信装置1の各部に動作用の電力を供給する。
The
太陽電池31には、シリコン型太陽電池や色素増感型太陽電池など、公知の種々のタイプのものを用いることができる。太陽電池31の発電した電力は、充電回路33によってリチウムイオンキャパシタ32に蓄電されると共に、レギュレータ34により動作用電圧に安定化されて各部に供給される。リチウムイオンキャパシタ32は、蓄電体の一例であり、電気二重層キャパシタの原理を使いながら、負極にリチウムイオンを吸蔵させた炭素系材料を用いて、エネルギー密度を高めたキャパシタである。リチウムイオンキャパシタとしては、市販されている種々のものを使用することができる。リチウムイオンキャパシタ32は、満充電時に日照なしで少なくとも4日間、より望ましくは8日間、無線通信装置1を動作させることができる電力容量であることが好ましい。又、太陽電池31やリチウムイオンキャパシタ32を必要性に応じて増設できるようにすることが好ましい。又、リチウムイオンキャパシタ32は、過放電に対して弱いので、同図に示すように、電圧低下したときに、CPU2に制御されて出力を遮断する過放電保護回路35を介して電力を出力させることが好ましい。太陽電池31の発電電圧は、A/D変換器36a(検出器の他の一例)によりアナログ/デジタル変換されてCPU2(電源監視部)に入力されている。又、リチウムイオンキャパシタ32の電圧は、A/D変換器36b(検出器の他の一例)によりアナログ/デジタル変換されてCPU2(電源監視部)に入力されている。
As the
このように、太陽電池31を用いると、日照さえあれば、外部から無給電で無線通信装置1を半永久的に動作させることができる。これにより、交通不便な設置場所も多く、さらに鉄塔の頂部という高所に設置される装置のメンテナンスが簡便になるので好ましい。
As described above, when the
リチウムイオンキャパシタ32を用いると、電気二重層コンデンサと比べて、エネルギー密度が高く、静電容量が大きいため、装置を小型化、軽量化しつつ動作可能期間を長くすることができるので好ましい。なお、蓄電する電力容量、重量、形状の大きさなどが許容できる場合には、電気二重層コンデンサや、リチウムイオン2次電池、ニッケルカドミウム2次電池、鉛蓄電池といった2次電池など公知の種々の蓄電体を用いてもよい。
The use of the
この送電線監視システムの情報の連絡経路を、図3及び図4に示す。 The information communication route of this transmission line monitoring system is shown in FIGS.
各々の無線通信装置1には、同図にIDで示すように、無線通信装置1を個別に識別可能な識別番号(ID番号)が付与されている。この識別番号が無線通信装置1のアドレスとして使用されることで、無線通信装置1と他の無線通信装置1とが1対1で無線通信(選択呼出し)することが可能になっている。なお、以下において各無線通信装置1をその局種及び識別番号(ID番号)で呼ぶこともある。
Each
図3は、親局ID1から末端局ID14,ID24,ID34に向かう連絡経路を示し、図4は、末端局ID14,ID24,ID34から親局ID1に向かう連絡経路を示す。図3の連絡方向では、情報は3分岐されて中継されるが、図4の連絡方向では、情報は分岐されずに親局側に向かって中継される。 FIG. 3 shows a communication path from the master station ID1 to the terminal stations ID14, ID24, and ID34, and FIG. 4 shows a communication path from the terminal stations ID14, ID24, and ID34 to the master station ID1. In the contact direction of FIG. 3, the information is branched into three branches and relayed. However, in the contact direction of FIG. 4, the information is relayed toward the master station side without being branched.
各無線通信装置1には、自局の位置から連絡経路に沿って順に並ぶ順番に対応づけて、通信可能な複数の他の該無線通信装置1の識別番号を、転送テーブルとして内部メモリ6(図2参照)に予め記録しておく。この転送テーブルの記録を行うために、最初に、設置者が無線通信装置1と他の無線通信装置1とデータ通信を行わせ、所定の電界強度以上で互いが通信できる、及び/又は所定の符号誤り率以下で互いが通信できる他の無線通信装置1の識別番号を、自局から近い順に確認する。通信ができなくなったときには、それよりも先の無線通信装置1は通信不能であるとして確認しない。このとき連絡経路に沿って最大でも所定の複数台数先(例えば4台先)まで離れた他の無線通信装置1と通信の可否を確認するようにして、記録する複数台数の最大値を規定してもよい。なお、隣接する無線通信装置1を1台先、その次に隣接する無線通信装置1を2台先というように数える。複数台数先の無線通信装置1とは、2台以上先の無線通信装置1のことをいう。
Each
次に、設置者は、無線通信装置1に対して、保守・設定用の無線通信装置(図示せず)から記録用のコマンドを付して記録すべき転送テーブルを無線送信する。これにより、この無線通信を受信した無線通信装置1のCPU2(図2参照)が自局宛ての転送テーブルを内部メモリ6(図2参照)に記録する。なお、無線通信装置1に接続した設定用のコンピュータ(図1に不図示)を操作して転送テーブルを記録するようにしてもよい。
Next, the installer wirelessly transmits to the wireless communication apparatus 1 a transfer table to be recorded with a recording command from a maintenance / setting wireless communication apparatus (not shown). As a result, the CPU 2 (see FIG. 2) of the
なお、上記のように、通信可能となった他の無線通信装置1の識別番号を転送テーブルに記録することが好ましいが、通信可能となる他の無線通信装置1を確認せずに、他の無線通信装置1の識別番号を、一律に所定の複数台数先(例えば4台先)まで、全て転送テーブルに記録してもよい。この場合、後述する検出情報の飛越通信の際に、データ中継に掛かる時間が長くなる場合がある。
As described above, it is preferable to record the identification number of the other
転送テーブルの例を表1〜表6に示す。転送テーブル中の「右登録」には、図3の連絡経路により自局が送信する方向で通信可能な他の無線通信装置1の識別番号を順番に登録し、「左登録」には、図4の連絡経路により自局が送信する方向で通信可能な他の無線通信装置1の識別番号を順番に登録する。ここでは、記録させる複数台数先の最大値を4台に規定した例を示している。基本的に、無線通信装置1は、転送テーブルに基づいて、自局の「右登録」側から来た情報を「左登録」側に中継し、自局の「左登録」側から来た情報を「右登録」側に中継する。この転送テーブルの登録内容から、無線通信装置1(CPU2)は、自局が親局、末端局、中継局、分岐局、分岐補助局のいずれであるか判断する。
Examples of transfer tables are shown in Tables 1-6. In the “right registration” in the transfer table, the identification numbers of other
連絡経路が、分岐先でさらに分岐するように枝数が多い場合、転送テーブルの行列の数を、適宜その枝数に対応させて増加させる。 When the number of branches is large so that the connection route further branches at the branch destination, the number of matrixes in the transfer table is increased corresponding to the number of branches as appropriate.
次に、送電線監視システムの動作について説明する。 Next, the operation of the transmission line monitoring system will be described.
送電線監視システムでは、イベント通信、定期通信、コマンド通信の3種の通信を行う。 The power transmission line monitoring system performs three types of communication: event communication, regular communication, and command communication.
イベント通信は、送電故障(この例では、地絡)の発生など、予め定められたイベントの発生(所定条件の一例)を検出した無線通信装置1(中継局、分岐局、分岐補助局、末端局)から親局に、そのイベントが発生したことを示す特別情報を、飛越通信で中継伝送(リレー通信)する通信である。ここで飛越通信とは、無線通信装置1が連絡経路に沿って複数台数先の他の無線通信装置1と無線通信して情報を中継する通信である。イベント通信では、無線通信装置1が、転送テーブルに記録された中で自局から最も離れた他の無線通信装置1へ飛越通信を行う。無線通信装置1は、その飛越通信先の他の無線通信装置1と無線通信が不能なときには、順次1台ずつ近い他の無線通信装置1と無線通信を試み、無線通信が可能となった他の無線通信装置1に情報を中継することが好ましい。
The event communication is performed by the wireless communication device 1 (relay station, branch station, branch auxiliary station, terminal) that detects the occurrence of a predetermined event (an example of a predetermined condition) such as the occurrence of a power transmission failure (in this example, a ground fault). This is communication in which special information indicating that the event has occurred is relay-transmitted by relay communication (relay communication) from the station) to the master station. Here, the jumping communication is a communication in which the
イベント通信の場合、図2に示す無線通信装置1は、地絡検出器7から地絡の検出情報が出力されたとき、外部アナログ信号入力端子12若しくは外部接点信号入力端子13から予め設定された条件を満たす信号が入力されたとき、又は、リチウムイオンキャパシタ32が電圧低下したときなど予め定めたイベントが発生したときに、そのイベントの発生を示す特別情報を、CPU2が無線部3から送信させる。
In the event communication, the
図5に、イベント通信の概要を示す。 FIG. 5 shows an overview of event communication.
例えば中継局ID22で地絡が検出された場合、中継局ID22は、内部メモリ6に記憶された転送テーブル(表6参照)から、親局側へ向かう「左登録」中で、自局から最も離れた識別番号(「+4」欄の[ID2])を確認し、図5(a)に示すように、中継局ID2に地絡の検出情報を送信する。この検出情報を受信した中継局ID2は、転送テーブル(表5参照)を確認し、「左登録」中の親局ID1に検出情報を中継する。親局ID1は、検出情報を携帯電話回線で上位ホスト局に連絡する。このように飛越通信を行うと、中継回数を減らすことができるので、短時間で情報を中継伝送することができる。なお、仮に中継局ID2の転送テーブルに親局が記録されていない場合には、中継局ID2は、特別情報であるので、転送テーブルの「左登録」中で最も離れた識別番号の局に情報を飛越通信で中継する。
For example, when a ground fault is detected at the
ここで、中継局ID22と中継局ID2との無線通信が不能であったときには、図5(b)に示すように、中継局ID22は、転送テーブル(表6参照)を確認し、1台分近い分岐補助局ID3に地絡の検出情報を送信する。検出情報を受信した分岐補助局ID3は、特別情報であるので、転送テーブル(表3参照)を確認し、「左登録」中の親局ID1に検出情報を飛越通信で中継する。
Here, when the wireless communication between the
中継局ID22と分岐補助局ID3との無線通信が不能であったときには、中継局ID22は、図5(c)に示すようにさらに1台分近い分岐局ID10と無線通信し、分岐局ID10が親局ID1に飛越通信で中継伝送する。それでも通信不能であれば、中継局ID22は、図5(d)に示すように、隣接する中継局ID21と無線通信を行う。このように、無線通信が不能なときに、1台ずつ近づけて通信を行うことで、情報を確実に伝送することができる。
When wireless communication between the
なお、イベント通信では、特別情報の発信元の無線通信装置1が、特別情報を、連絡経路に沿う一方向(左方向)だけでなく、連絡経路に沿う反対方向(右方向)の無線通信装置1へも中継することが好ましい。この場合、左登録側から特別情報を受信した無線通信装置1(中継局)は、右登録側に特別情報を飛越通信で中継する。このように両方向に特別情報を発信するのは、図6に示すように、連絡経路内に、複数の親局(親局ID1及び親局ID60)が配置される場合があり、中継局ID22が両方向に検出情報を送信すると、仮に親局ID1が動作不能状態になっていたとしても、他の親局ID60まで検出情報が飛越通信で中継伝送されて、上位ホスト局に連絡できるためである。つまり、上位ホスト局への特別情報の連絡性を高めることができる。又、特別情報の発信元の無線通信装置1が、特別情報を両方向へ発信するようにしておくと、右登録側に親局を配置するという決まりを設けたり、いずれの方向に親局が配置されているか判別したりすることが不要になると共に、ネットワークの拡張性に優れるため好ましい。なお、特別情報を受信した末端局は、その情報を破棄する。
In event communication, the
連絡経路の両方向に向けて情報を発信する場合、末端局に向かう経路で分岐が生じる場合がある。その場合、送信側の無線通信装置1は、飛越通信を行う複数台数分先の無線通信装置1が分岐先の各々にあるときは、その各々の分岐先の無線通信装置1に、情報を直接中継する。例えば中継局ID2が連絡経路の両方向に特別情報を発信する例を図7に示す。図7(a)に示すように、中継局ID2は、「左登録」側の親局ID1に特別情報を発信する。続いて、中継局ID2は、転送テーブル(表5参照)中の、「右登録」に記録された最も遠い、各分岐先の中継局ID12,ID22,ID32の各々に、特別情報を発信する。ここで、例えば中継局ID2と中継局ID22との無線通信が不能なときは、図7(b)に示すように中継局ID21に中継し、さらに、中継局ID21と通信が不能なときは、図7(c)に示すように分岐局ID10に中継する。
When information is transmitted in both directions of the communication route, branching may occur in the route toward the terminal station. In that case, when there are multiple
次に、定期通信について説明する。 Next, regular communication will be described.
定期通信は、連絡経路の端部の無線通信装置1が、定期的に、1台先の無線通信装置1へと順次中継させる定期通信情報を発信する。
In periodic communication, the
具体的には、定期通信は、図3に示すように、定期的に(例えば1日ごとに)親局ID1(端部の無線通信装置)から末端局ID14,ID24,ID34側に向けて、又、図4に示すように、定期的に各末端局ID14,ID24,ID34(端部の無線通信装置)から親局ID1側に向けて、隣接し合う無線通信装置1で情報を順次中継する逐次通信を行わせる定期通信情報を伝送する。各無線通信装置1は、転送テーブルを確認して、1台先の無線通信装置1に定期通信情報を中継する。
Specifically, as shown in FIG. 3, the periodic communication is periodically (for example, every day) from the master station ID1 (terminal wireless communication device) toward the terminal station ID14, ID24, ID34 side. Also, as shown in FIG. 4, information is periodically relayed sequentially by the adjacent
図3のように親局ID1が定期通信情報を発信する理由は、図6に示したように、他にも親局が存在する場合があるからである。そのため、全ての端部の無線通信装置1が定期通信情報を発信することが好ましい。端部に配置されていない親局は、定期通信を発信しない。なお、図4のように、親局ID1が端部にあり、親局ID1しか親局が無い場合には、親局ID1が定期通信情報を発信しないようにしてもよい。又、連絡経路に沿って一方向にしか情報を中継しない場合には、一方向の上流側の端部の無線通信装置1のみが定期通信情報を発信するようにしてもよい。
The reason why the master station ID1 transmits the regular communication information as shown in FIG. 3 is that there may be other master stations as shown in FIG. Therefore, it is preferable that the
親局ID1、末端局ID14,ID24,ID34がそれぞれ定期通信を発信する時刻は、適宜ずらしておくことが好ましい。発信する時刻は、予め内部メモリ6に記録されている。
It is preferable that the time at which the master station ID1, the terminal station ID14, ID24, and ID34 each transmit the regular communication is appropriately shifted. The transmission time is recorded in the
この定期通信では、無線通信装置1が1台先の無線通信装置1と無線通信が不能な場合(所定条件の他の一例)、複数台先の無線通信装置1と飛越通信を行う。定期通信時の飛越通信では、送信側の無線通信装置1が、2台先、3台先・・・というように、2台先の無線通信装置1から順次1台ずつ先の他の無線通信装置1と無線通信を試み、無線通信が可能となった無線通信装置1に情報を中継することが好ましい。
In the regular communication, when the
図8に、定期通信時の飛越通信の一例を示す。同図は、末端局ID24が定期通信情報を発信した例である。図8(a)に示すように、例えば中継局ID22と中継局ID21との無線通信が不能の場合、中継局ID22は、転送テーブル(表6参照)から、「左登録」中の2台先の識別番号(「+2」欄の[ID10])を確認し、中継局ID10に定期通信情報を中継する。
FIG. 8 shows an example of jumping communication during regular communication. The figure shows an example in which the
さらに、中継局ID22と分岐局ID10との通信が不能であった場合、図8(b)に示すように、中継局ID22は、転送テーブルから、「左登録」中の3台先の識別番号(「+3」欄の[ID3])を確認し、分岐補助局ID3に定期通信情報を中継する。それでも駄目なときには、4台先の中継局ID2に中継する。
Further, when communication between the
又、図3に示すように親局ID1が定期通信を発信するときに、図示しないが、例えば分岐補助局ID3と分岐局ID10との通信が不能であった場合には、分岐補助局ID3は、転送テーブル(表3参照)を確認し、分岐局ID10を飛び越して、2台先の中継局ID11、ID21、ID31に定期通信情報を直接中継する。又、図示しないが、親局ID1が定期通信を発信するときに、例えば中継局ID2が、分岐補助局ID3と通信不能で、さらに分岐局ID10と通信が不能な場合には、中継局ID2は、転送テーブル(表5参照)を確認し、分岐補助局ID3及び分岐局ID10を飛び越して、3台先の中継局ID11、ID21、ID31に定期通信情報を直接中継する。この場合、中継局ID2が分岐処理を行う。なお、通常は分岐補助局ID3が分岐処理すれば事足りることが多いので、ここでは、分岐局ID10の隣接局だけを分岐補助局と呼んでいる。 Also, as shown in FIG. 3, when the master station ID1 sends regular communication, although not shown, for example, when communication between the branch auxiliary station ID3 and the branch station ID10 is impossible, the branch auxiliary station ID3 is The transfer table (see Table 3) is confirmed, the branch station ID10 is skipped, and the periodic communication information is directly relayed to the relay stations ID11, ID21, and ID31 that are two units ahead. Although not shown, when the master station ID1 transmits regular communication, for example, if the relay station ID2 cannot communicate with the branch auxiliary station ID3 and cannot communicate with the branch station ID10, the relay station ID2 is The transfer table (refer to Table 5) is confirmed, and the periodic communication information is directly relayed to the relay stations ID11, ID21, and ID31 that are three units ahead by skipping the branch auxiliary station ID3 and the branch station ID10. In this case, the relay station ID2 performs a branch process. Normally, it is often sufficient that the branch auxiliary station ID3 performs the branching process, so here, only the adjacent station of the branch station ID10 is called a branch auxiliary station.
このように、逐次通信で通信不能なときに、順次1台ずつ先の無線通信装置1に情報を中継することで、例えば、落雷等で一部の無線通信装置1が故障したとしても、情報を確実に伝送することができる。
Thus, even when some
又、定期通信を行うことで、例えば親局ID1が定期的に定期通信情報を受信しなくなったときは、システムに何らかの障害が発生したと判別し、障害が発生したことを外部ホスト局に連絡することができる。 Also, by performing regular communication, for example, when the master station ID1 does not receive periodic communication information regularly, it is determined that some kind of failure has occurred in the system and that the failure has been reported to the external host station. can do.
コマンド通信は、図3に示す連絡経路で、親局ID1が特定の局に対して、その局の状態を逐次通信で問い合せし、問い合わせを受けた局は、その情報を中継せず、代わりに問い合わせに対し、図4に示す連絡経路で親局ID1に逐次通信で応答する。この場合も、定期通信と同様に、無線通信装置1間で通信不能なときには、飛び越し通信を行う。又、コマンド通信も飛越通信で中継するようにしてもよい。
The command communication is a communication route shown in FIG. 3, in which the master station ID1 inquires a specific station about the state of the station by sequential communication, and the station that received the inquiry does not relay the information. In response to the inquiry, it responds to the master station ID1 by sequential communication through the communication route shown in FIG. Also in this case, like the regular communication, when the communication between the
なお、親局が連絡経路の途中に配置されているときに、親局は、イベント通信、コマンド通信の何れの情報も、右側及び左側の両方向に発信すると共に、定期通信、イベント通信、コマンド通信の何れかの情報を受信したときには、送られてきた方向と反対側の方向に中継(送信)することが好ましい。又、親局が連絡経路の途中に配置されているときに、親局は受信して中継した情報を、携帯電話回線を介して上位ホスト局に連絡することが好ましい。 When the master station is located in the middle of the communication route, the master station sends both event communication and command communication information in both the right and left directions, as well as regular communication, event communication, and command communication. When any of the above information is received, it is preferable to relay (transmit) in the direction opposite to the direction in which the information is sent. Further, when the master station is arranged in the middle of the communication route, it is preferable that the master station communicates the received and relayed information to the host host station via the mobile phone line.
無線通信装置1が、イベント通信、定期通信、コマンド通信のいずれか2つ、又は3つの通信を共に行う必要性が生じたときは、優先順位として、1:イベント通信、2:コマンド通信、3:定期通信の順番で送信する。イベント通信の中でも、地絡の検出情報を、最も優先して送信する。又、無線通信装置1は、いずれの通信の場合でも、送信を行う前に受信電界強度測定回路24a(図2参照)によりキャリア検出を行い、キャリアが検出されないときに送信を行う。キャリアが検出されたときには、検出されなくなるまで送信を待つ。
When there is a need for the
イベント通信、定期通信、コマンド通信時に、情報を中継した各無線通信装置1は、その情報の中継伝送に自局が介在したことを識別可能な識別フラグを追加して中継することが好ましい。このように識別フラグを追加することで、通信不能な無線通信装置1の有無を確認することができる。特に定期通信のときに、識別フラグを追加することが好ましい。さらに、定期通信時に飛越通信した無線通信装置1は、飛越通信したことを示す飛越通信発生フラグを情報に追加してもよい。
In event communication, regular communication, and command communication, each
情報に追加する識別フラグとして、ID2等の識別番号の数字そのものを用いてもよいが、中継した各局の識別番号をデータで表すとデータ量が大きくなる。そのため、表7に示すように、中継する情報のデータ並びの中に、予め各局を1ビットで対応させた領域を用意しておき、識別フラグとして、中継した局が自局の識別番号の位置のビットを「0」から「1」に変更するようにすることが、データ量を減らす観点から好ましい。表7は、ID1〜ID103まで識別フラグを追加可能な例である。 As the identification flag added to the information, the identification number itself such as ID2 may be used. However, if the identification number of each relayed station is represented by data, the amount of data increases. Therefore, as shown in Table 7, an area in which each station is associated with 1 bit is prepared in advance in the data sequence of information to be relayed, and the relaying station uses the position of its own identification number as an identification flag. Is preferably changed from “0” to “1” from the viewpoint of reducing the amount of data. Table 7 is an example in which identification flags can be added from ID1 to ID103.
次に、間欠動作について説明する。 Next, the intermittent operation will be described.
各無線通信装置1は、送受信を行うウェークアップ期間と送受信を行わないスリープ期間とを交互に繰り返す間欠動作で情報を中継することで、消費電力を少なくでき、動作可能な期間を長くすることができる。
Each
図9に間欠動作の概要を示す。同図中の太線がウェークアップ期間Wを示し、破線がスリープ期間Sを示す。ウェークアップ期間Wとスリープ期間Sの和の時間が繰り返し周期Tである。繰り返し周期Tの長さは固定されている。各無線通信装置1は、各々のRTC5(図2参照)の時刻に基づく時刻同期により、一斉にウェークアップ期間Wを開始する。繰り返し周期Tは一例として180秒で動作する。この場合、各無線通信装置1は、例えば毎時0分、3分、6分・・・57分というように、内部メモリ6に予め記憶されている時刻でウェークアップ期間Wを開始する。
FIG. 9 shows an outline of the intermittent operation. The thick line in the figure indicates the wake-up period W, and the broken line indicates the sleep period S. The sum of the wakeup period W and the sleep period S is the repetition period T. The length of the repetition period T is fixed. Each
無線通信装置1は、標準電波受信機4(図2参照)の受信した時刻情報によりRTC5(図2参照)の時刻を修正するため、正確な時刻同期が可能である。無線通信装置1は、例えば0時及び12時の1日2回、標準電波受信機4から時刻情報を取得してRTC5の時刻修正を行う。なお、無線通信装置1は、標準電波受信機4が標準電波を受信不能なときに、他の例えば隣接する無線通信装置1に対して時刻情報の返信を要求するコマンド通信を実行し、他の無線通信装置1から無線通信で時刻情報を取得することが好ましい。無線通信装置1は、隣接する無線通信装置1と無線通信が不能なときに、飛越通信でさらに先の無線通信装置1から時刻情報を取得することがより好ましい。
Since the
同図に示すように、一例として、末端局ID24が定期通信を発信する場合、末端局ID24は、ウェークアップ期間中に、中継局ID23に対して定期通信情報を送信する。これを中継局ID23が正常に受信したときは、中継局ID23は、データ転送が正常に終了したことを示すACK(ACKnowledgement)を末端局ID24に送信する。末端局ID24は、中継局ID23の送信したACKを受信できたときに、無線通信が正常に行えたと判別する。中継局ID23は、中継局ID24にACKを送信後、中継局ID22に対して情報を送信し、中継局ID22からACKを受信したときは、正常に無線通信できたと判別する。以下同様にID21まで情報が無線中継されていく。
As shown in the figure, as an example, when the
同図の例では、中継局ID21が、分岐局ID10に対して情報を送信するときに、ウェークアップ期間Wが終了してしまう。このようにウェークアップ期間Wが過ぎてしまう場合には、中継局ID21は、送信できなかったデータを内部メモリ6にバックアップ記録して、次のウェークアップ期間Wに分岐局ID10に情報を送信する。以下同様に、親局ID1まで情報が中継される。
In the example shown in the figure, the wake-up period W ends when the
図示しないが、親局ID1から各末端局ID14,ID24,ID34まで定期通信するときも同様に、ウェークアップ期間W中に情報を転送し、そのウェークアップ期間Wが終了するときは、情報をバックアップして次のウェークアップ期間Wに情報を送信する。分岐局ID10で情報が分岐されるときには、図10に示すように、分岐局ID10は、最初に一つの系統の例えば中継局ID11に情報を送信し、次に別の系統の例えばID21に情報を送信し、次にさらに別の系統の例えばID31に情報を中継する。 Although not shown, in the case of regular communication from the master station ID1 to each terminal station ID14, ID24, ID34, similarly, information is transferred during the wakeup period W, and when the wakeup period W ends, the information is backed up. Information is transmitted in the next wakeup period W. When the information is branched at the branch station ID10, as shown in FIG. 10, the branch station ID10 first transmits information to, for example, the relay station ID11 of one system, and then transmits information to, for example, the ID21 of another system. Then, the information is relayed to another system such as ID31.
飛越通信を行う場合にも、同様に、ウェークアップ期間W中に目的とする局に情報を送信し、そのウェークアップ期間Wが終了するときは、情報をバックアップして次のウェークアップ期間Wに情報を送信する。 Similarly, when performing intercom communication, information is transmitted to the target station during the wakeup period W, and when the wakeup period W ends, the information is backed up and information is transmitted to the next wakeup period W. To do.
送信側の無線通信装置1は、情報を送信した相手先の無線通信装置1から所定のタイムアウト時間Fが経過するよりも前にACKが返信されたときに、無線通信が正常に行えたと判別し、ACKが返信されないときに、無線通信が不能であったと判別する。なお、送信側の無線通信装置1が、相手先の無線通信装置1からACKが返信されないときに、所定の再送回数まで情報を再送し、いずれかの再送に対しACKが返信されたときは、無線通信が正常に行えたと判別し、所定の再送回数まで再送してもACKが返信されないときに、無線通信が不能であると判別することが好ましい。
The
例えば、図11に、中継局ID22から親局ID1に、イベント通信を行う場合の例を示す。この場合、すでに図5を用いて説明したように、中継局ID22は、飛越通信で中継局ID2に地絡の発生等の特別情報を送信する。中継局ID22は、タイムアウト時間Fが経過しても中継局ID2からACKが返信されないときには、中継局ID2に再送を行う。中継局ID22は、再送回数まで再送しても中継局ID2からACKが返信されないときには、中継局ID2との無線通信が不能であると判別し、同図に示すように、1台近い分岐補助局ID3に特別情報を送信する。この例では、分岐補助局ID3からACKが返信されたので、中継局ID22は、分岐補助局ID3との無線通信が正常に行えたと判別し、分岐補助局ID3への再送は行っていない。なお、中継局ID22は、再送途中にウェークアップ期間Wが終了するときは、それまで再送した回数を内部メモリ6にバックアップし、次のウェークアップ期間Wで残りの回数まで、再送を行う。
For example, FIG. 11 shows an example in which event communication is performed from the
図12に、親局ID1が定期通信を発信した例を示す。この場合、中継局ID2の送信に対し、分岐補助局ID3からACKが返信されないため、中継局ID2は再送回数まで定期通信情報の再送を行う。再送回数まで再送を行ってもACKが返信されないため、中継局ID2は、分岐補助局ID3との無線通信が不能であると判別し、2台先の分岐局ID10に対し飛越通信で定期通信情報を送信する。
FIG. 12 shows an example in which the
無線通信では、外来ノイズ等の影響で一時的に通信が不安定になることがあるので、このように所定の再送回数まで情報を再送することで、情報を中継できる確率が高くなるので、情報を一層確実に伝送することができる。 In wireless communication, communication may become temporarily unstable due to the influence of external noise, etc., so that the probability that information can be relayed increases by retransmitting information up to a predetermined number of retransmissions. Can be transmitted more reliably.
さらに、本発明では、各無線通信装置1が、太陽電池31の発電電圧、及び/又は蓄電体(この例ではリチウムイオンキャパシタ32)の電圧に基づいて、ウェークアップ期間Wの長さを自律的に可変する。
Furthermore, in the present invention, each
無線通信装置1(CPU2)は、ウェークアップ期間Wを、太陽電池31の発電電圧が高いときに長くして、発電電圧が低いときに短くする。又、無線通信装置1は、ウェークアップ期間Wを、リチウムイオンキャパシタ32の電圧が高いときに長くして、発電電圧が低いときに短くする。一例として、無線通信装置1は、ウェークアップ期間Wを、太陽電池31の発電電圧(開放電圧6.8V)が予め定めた所定発電電圧である5.5V以上の場合に、リチウムイオンキャパシタ32の電圧が2.8V(通常動作可能な最低電圧)以上〜3.2V未満では8秒、3.2V以上〜3.4V未満では10秒、3.4V以上では12秒とする。又、太陽電池31の発電電圧が5.5V未満の場合に、ウェークアップ期間Wを、リチウムイオンキャパシタ32の電圧が2.8V以上〜3.2V未満では2秒、3.2V以上〜3.4V未満では4秒、3.4V以上では6秒とする。スリープ期間Sは、繰り返し周期Tからウェークアップ期間Wを引いた時間とする。
The wireless communication device 1 (CPU 2) lengthens the wake-up period W when the power generation voltage of the
このようにすると、ウェークアップ期間Wは、太陽電池31が発電しているとき長くなり、発電していないとき短くなる。又、ウェークアップ期間Wは、リチウムイオンキャパシタ32の充電電圧が高いときに長くなり、充電電圧が低いときに短くなる。なお、太陽電池31の発電電圧、リチウムイオンキャパシタ32の充電電圧のいずれか一方でウェークアップ期間Wを可変するようにしてもよい。
If it does in this way, the wake-up period W becomes long when the
このように無線通信装置1が自局の電源状態に対応して自律的にウェークアップ期間Wを可変することで、電源容量に余裕があるときは情報を早く伝えるようにし、逆に電源容量に余裕がないときは消費電力を少なくして動作可能期間を長くする。したがって、動作可能期間を可及的に伸ばしつつ、伝送時間を可及的に短くすることができる。
In this way, the
この場合、太陽電池31の発電電圧やリチウムイオンキャパシタ32の電圧は、昼間に高くなり、夜間に低くなる傾向があり、各無線通信装置1は概ね同じ長さのウェークアップ期間Wになる。しかしながら、各無線通信装置1の設置環境の相違などで、各々の無線通信装置1のウェークアップ期間Wに長短が生じてしまうことがある。そのため、ウェークアップ期間Wの長短の差を吸収できるように、所定の再送回数を、可変するウェークアップ期間の最短期間と最長期間との差の期間の間に、少なくとも再送回数分の再送が完了しない回数に設定する。
In this case, the power generation voltage of the
図13を参照して具体的に説明する。同図に、中継局ID2のウェークアップ期間Wが、情報中継先の分岐補助局ID3のウェークアップ期間Wよりも長くなっている例を示す。中継局ID2は、分岐補助局ID3に情報を送信するが、分岐補助局ID3はスリープ期間Sになって動作を停止している。このため、中継局ID2は分岐補助局ID3からのACKを受信しない。したがって、中継局ID2は、タイムアウト時間Fが経過するたびに分岐補助局ID3に再送を繰り返す。仮に再送回数を少なく設定しておくと、中継局ID2は、分岐補助局ID3との無線通信が不能であると判別してしまい、分岐局ID10に飛越通信を試みてしまう。そのため、再送回数を、分岐補助局ID3がスリープ期間に入ってから中継局ID2が送信を開始してもそのウェークアップ期間W中に再送が全て完了せず、次のウェークアップ期間W以降に再送が完了する回数に設定する。次のウェークアップ期間Wは、中継局ID2及び分岐補助局ID3は時刻同期して一斉に動作を開始するので、中継局ID2から分岐補助局ID3に情報の中継が可能になる。前述したウェークアップ期間Wの時間例では、ウェークアップ期間Wが2秒から12秒まで可変するので、その差の期間の10秒間では少なくとも再送が完了しない再送回数に設定しておく。再送回数には、多少マージンを加えておくことが好ましい。なお、再送回数を多く設定しすぎると、通信不能と判定して飛越通信を実行するまでの時間が長くなってしまい、情報の伝送時間が長くなるため、マージンはあまり多く設定し過ぎない。 This will be specifically described with reference to FIG. The figure shows an example in which the wakeup period W of the relay station ID2 is longer than the wakeup period W of the branch auxiliary station ID3 that is the information relay destination. The relay station ID2 transmits information to the branch auxiliary station ID3, but the branch auxiliary station ID3 stops operating in the sleep period S. For this reason, the relay station ID2 does not receive the ACK from the branch auxiliary station ID3. Therefore, the relay station ID2 repeats retransmission to the branch auxiliary station ID3 every time the timeout time F elapses. If the number of retransmissions is set to be small, the relay station ID2 determines that wireless communication with the branch auxiliary station ID3 is impossible, and tries to perform interlaced communication with the branch station ID10. Therefore, even if the relay auxiliary station ID2 starts transmission after the branch auxiliary station ID3 enters the sleep period, all retransmissions are not completed during the wakeup period W, and retransmission is completed after the next wakeup period W. Set to the number of times to perform. In the next wakeup period W, the relay station ID2 and the branch auxiliary station ID3 start to operate simultaneously in synchronism with time, so that information can be relayed from the relay station ID2 to the branch auxiliary station ID3. In the time example of the wake-up period W described above, the wake-up period W varies from 2 seconds to 12 seconds. Therefore, at least the number of retransmissions at which retransmission is not completed in the difference period of 10 seconds is set. It is preferable to add a margin to the number of retransmissions. If the number of retransmissions is set too much, it takes a long time to determine that communication is impossible and to execute interlaced communication, and the information transmission time becomes long. Therefore, the margin is not set too much.
このように再送回数を設定することで、ウェークアップ期間Wに差が生じて通信する相手先の無線通信装置1がスリープ期間Sに入ってしまっていても、相手先と通信不能であると判別してしまうことを防止でき、次のウェークアップ期間Wに相手先に情報を中継することができる。
By setting the number of retransmissions in this way, even when the other party's
なお、ウェークアップ期間Wの長さを、太陽電池31の発電電圧が大きくなる7時〜17時までの昼間に全ての無線通信装置1で一斉に長くして(例えば6秒)、太陽電池31の発電電圧が小さくなる17時〜7時の夜間に一斉に短く(例えば3秒)するように、1日の内の時間帯に基づいて可変してもよい。この時間帯は季節で変更してもよい。この場合、全ての無線通信装置1のウェークアップ期間Wが同じ期間になるので、再送回数は前述した回線に設定しなくてもよい。又、このような昼間の時間帯には、ウェークアップ期間Wをリチウムイオンキャパシタ32の電圧が2.8V以上〜3.2V未満では8秒、3.2V以上〜3.4V未満では10秒、3.4V以上では12秒とし、夜間の時間帯では、リチウムイオンキャパシタ32の電圧が2.8V以上〜3.2V未満では2秒、3.2V以上〜3.4V未満では4秒、3.4V以上では6秒としてもよい。又は、時間帯、太陽電池31の発電電圧、リチウムイオンキャパシタ32の電圧のいずれか1つ又は2つ以上を組み合わせて、ウェークアップ期間Wの長さを適宜可変してもよい。
Note that the length of the wake-up period W is increased in all the
又、リチウムイオンキャパシタ32の電圧が、無線通信装置1が通常動作可能な最低電圧(例えば2.8V。本発明における所定電圧の一例)未満になったときに、その無線通信装置1はウェークアップ動作を止めて常にスリープ状態になり、イベントの中でも最も緊急性の高い送電故障や落雷(この例では、地絡)の発生を検出したときにだけ、その検出情報(緊急情報)を発信することが好ましい。どのイベントが発生したときに緊急情報を発信するかは、内部メモリ6に予め設定しておく。
Further, when the voltage of the
このように低電圧時に一部の無線通信装置1が動作を停止したとしても、情報は飛越通信により問題なく中継される。又、電力を温存することで、最も重要な送電故障等の緊急情報を発信することができる。
As described above, even when some of the
次に、無線通信装置1が送信する無線パケット構成の一例を表8、表9に示す。表8が無線パケットの全体構成であり、表9は、表8中のメッセージの内容を示している。
Next, Tables 8 and 9 show an example of a configuration of a wireless packet transmitted by the
表中の項目1〜5は、各々該当するときに対応するステータスをOR(論理和)して転送する。項目1が定期通信であることを示し(定期通信情報)、項目2は末端局以外の局が定期通信を肩代わりした場合であることを示し、項目3は、定期通信時に飛越通信が発生したことを示し、項目4は分岐補助局が分岐処理をしたことを示す。項目6〜13の場合は、ORせずに各々別パケットで送信する。項目6〜13の何れかである場合、それを特別情報であるとして、各無線通信装置1はイベント通信(飛越通信)で中継する。なお、項目14は、親局が子局にその無線通信装置1の項目6〜13の状態をコマンド通信で問い合わせした場合、子局はイベント通信で無いことを示すために、項目14のステータスをORして返信する。項目14に該当する場合、逐次通信で中継する。「中継」欄には、既に説明した表7のデータが入る。
このような無線パケット構成を用いると、少ないデータ量で情報を伝送することができる。無線パケット構成はこの構成に限られず、どのような構成を用いてもよい。 When such a wireless packet configuration is used, information can be transmitted with a small amount of data. The wireless packet configuration is not limited to this configuration, and any configuration may be used.
本発明の無線中継システムの例として送電線監視システムについて説明したが、本発明は、情報を無線中継する種々のシステムに適用することができる。例えば、各家庭のプロパンガスの残量を検出器で検出し、残量が所定値以下になったときにその情報を無線通信装置が中継伝送して連絡するプロパンガス監視システムに本発明を適用してもよいし、山や崖など地表のずれを検出する検出器を配置して、この検出器で山崩れや崖崩れを検出し、その情報を無線通信装置が中継伝送する自然災害監視システムに本発明を適用してもよい。又、連絡経路の一端側に外部から無線又は有線で送られた情報を、連絡経路の他端側まで中継するような無線中継システムに本発明を適用してもよい。 Although the power transmission line monitoring system has been described as an example of the wireless relay system of the present invention, the present invention can be applied to various systems that wirelessly relay information. For example, the present invention is applied to a propane gas monitoring system in which the remaining amount of propane gas in each home is detected by a detector, and the information is relayed and communicated by a wireless communication device when the remaining amount falls below a predetermined value. It is also possible to arrange a detector for detecting ground displacement such as mountains and cliffs, and to detect landslides and landslides with this detector, and for the natural disaster monitoring system in which the wireless communication device relays the information. The present invention may be applied. Further, the present invention may be applied to a wireless relay system that relays information transmitted from the outside to the one end side of the communication path by wireless or wired to the other end side of the communication path.
又、図3の連絡経路と図4の連絡経路のように両方向に情報を伝送可能な例について説明したが、必要性に応じ、1方向にのみ情報を伝送するシステムに本発明を適用してもよい。又、親局に外部通信回線を介さずに直接、外部ホスト局をケーブル接続してもよい。又、隣接し合う無線通信装置1間で通信するときに送信出力を必要最小に小さくし、飛越通信するときに送信出力を必要な程度に大きくするようにしてもよい。
In addition, the example in which information can be transmitted in both directions, such as the communication route in FIG. 3 and the communication route in FIG. 4, has been described. However, the present invention is applied to a system that transmits information in only one direction according to necessity. Also good. Further, the external host station may be directly connected to the master station via a cable without using an external communication line. Alternatively, the transmission output may be reduced to the minimum necessary when communicating between adjacent
1は無線通信装置、2はCPU、3は無線部、4は標準電波受信機、5はRTC、6は内部メモリ、7は地絡検出器、8は地絡表示器、9は携帯電話モジュール、11aは地絡検出器用インタフェース、11bは地絡表示器用インタフェース、11cは携帯電話用インタフェース、12は外部アナログ信号入力端子、12aはA/D変換器、13は外部接点信号入力端子、21は変調器、22は復調器、23は送信用高周波回路、24は受信用高周波回路、24aは受信電界強度測定回路、25は高周波スイッチ、26はアンテナ、28はバーアンテナ、30は電源部、31は太陽電池、32はリチウムイオンキャパシタ、33は充電回路、34はレギュレータ、35は過放電保護回路、36a・36bはA/D変換器、50は鉄塔、51は送電線、Fはタイムアウト時間、Wはウェークアップ期間、Sはスリープ期間、Tは繰り返し周期である。 1 is a wireless communication device, 2 is a CPU, 3 is a wireless unit, 4 is a standard radio wave receiver, 5 is an RTC, 6 is an internal memory, 7 is a ground fault detector, 8 is a ground fault indicator, and 9 is a mobile phone module , 11a is a ground fault detector interface, 11b is a ground fault display interface, 11c is a cellular phone interface, 12 is an external analog signal input terminal, 12a is an A / D converter, 13 is an external contact signal input terminal, and 21 is Modulator, 22 demodulator, 23 high-frequency circuit for transmission, 24 high-frequency circuit for reception, 24a reception-field strength measuring circuit, 25 high-frequency switch, 26 antenna, 28 bar antenna, 30 power supply unit, 31 Is a solar cell, 32 is a lithium ion capacitor, 33 is a charging circuit, 34 is a regulator, 35 is an overdischarge protection circuit, 36a and 36b are A / D converters, 50 is a steel tower, 51 is Wire, F is the timeout period, W is the wake-up period, S is the sleep period, T is a repetition period.
Claims (6)
該無線通信装置が、その動作用の電力を供給する電源部に、太陽電池、及び該太陽電池の発電した電力を蓄電する蓄電体を有しており、
該無線通信装置が、送受信を行うウェークアップ期間と送受信を行わないスリープ期間とを交互に繰り返す間欠動作を行い、そのウェークアップ期間を、時刻同期により開始するようになっていて、該太陽電池の発電電圧、該蓄電体の電圧、及び/又は1日の内の時間帯に基づいて、該ウェークアップ期間の長さを自律的に可変し、
かつ該無線通信装置が、前記情報の中継先の他の前記無線通信装置から応答がないときに該情報の再送を所定の再送回数まで繰り返すようになっており、前記ウェークアップ期間中に該再送回数まで再送できなかったときに、次の該ウェークアップ期間中に残りの回数の再送を行うようになっていて、
該再送回数が、可変する該ウェークアップ期間の最短期間と最長期間との差の期間の間に、少なくとも該再送回数分の再送が完了しない回数に設定されていることを特徴とする無線中継システム。 A wireless relay system in which a plurality of wireless communication devices can relay information,
The wireless communication device has a solar cell and a power storage unit that stores the power generated by the solar cell in a power supply unit that supplies electric power for operation,
The wireless communication device performs an intermittent operation that alternately repeats a wake-up period in which transmission / reception is performed and a sleep period in which transmission / reception is not performed, and the wake-up period is started by time synchronization. , Autonomously varying the length of the wake-up period based on the voltage of the power storage unit and / or the time of day.
The wireless communication apparatus repeats retransmission of the information up to a predetermined number of retransmissions when there is no response from the other wireless communication apparatus to which the information is relayed, and the number of retransmissions during the wakeup period Until the next wakeup period, the remaining number of retransmissions are performed,
The wireless relay system , wherein the number of retransmissions is set to a number at which retransmissions at least for the number of retransmissions are not completed during a difference between the shortest period and the longest period of the variable wakeup period .
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