JP6011384B2

JP6011384B2 - 電力情報収集システム

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Publication number: JP6011384B2
Application number: JP2013024269A
Authority: JP
Inventors: 矢田　勝啓; 勝啓矢田; 雄一郎野末; 隆夫小嶋; 宗一郎福井; 下口　剛史; 剛史下口; 浅尾　芳久; 芳久浅尾; 剛史丸山
Original assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2013-02-12
Filing date: 2013-02-12
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2033-02-12
Also published as: JP2014155089A

Description

本発明は、電力情報収集システムに関し、特に、暗号化通信により電力情報を収集してサーバへ送信する電力情報収集システムに関する。

節電等の目的から家庭および職場における消費電力量を測定し、電力会社等のサーバへ送信する電力情報収集システムが開発されている。

電力情報収集システムでは、たとえば電力線通信（ＰＬＣ：Power Line Communications）を利用して、子機である各スマートメータからの電力情報が、親機であるコンセントレータにおいて集約され、電力会社等のサーバへ送信される（たとえば、非特許文献１（ITU-T G.9955/G.9956）参照）。

ITU-T G.9955/G.9956

このような電力情報収集システムをマンション等の集合住宅に適用する場合、たとえば、単相三線式の電力が宅内に供給され、トランス容量に対して集合住宅の戸数が多い等の理由により各相にトランスが設けられる。

たとえば、各相の電力線にコンセントレータが接続される構成において、異なる相の電力線に接続されるコンセントレータがスマートメータの親機となる場合がある。この場合、信号の減衰に起因して子機間の信号の中継数が大きくなることにより通信遅延が増大してしまう可能性があり、また、たとえば１つの相の親機に子機が集中し、電力情報収集システム全体での子機の使用可能数が少なくなってしまう可能性がある。このため、スマートメータは、同じ相の電力線に接続されるコンセントレータを電力線通信の親機とすることが好ましい。

これを実現するために、たとえば、コンセントレータおよびスマートメータ間で暗号化通信を行い、相ごとに別個の暗号キーを用いて、同じ相のコンセントレータが用いる暗号キーと同じ暗号キーをスマートメータに設定し、スマートメータおよびコンセントレータ間で選択的な通信を行なわせる方法が考えられる。

しかしながら、このような方法では、スマートメータを設置する作業者が、当該スマートメータの接続先とすべきコンセントレータを認識し、暗号キーを個別に設定する必要が生じてしまう。

この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、電力線通信により親機と通信可能な子機が、親機経由でサーバへ電力情報を送信する電力情報収集システムにおいて、簡易な作業で子機をシステムに組み込み、電力情報収集システムを良好に構築することが可能な電力情報収集システムを提供することである。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる電力情報収集システムは、電力情報取得装置と、上記電力情報取得装置と電力線により接続され、共通鍵方式で認証した前記電力情報取得装置と通信する複数の親装置と、前記親装置と通信可能なサーバとを備える電力情報収集システムであって、各上記親装置および上記電力情報取得装置は同一の暗号キーを共有し、上記電力情報取得装置は、上記暗号キーを用いて上記親装置のいずれかと通信を行い、前記通信により得た情報に従って、上記サーバに電力情報を転送するために接続すべき上記親装置を検索し、上記電力情報取得装置は、検索した上記親装置経由で上記サーバと認証処理を行なう。

このような構成により、電力情報取得装置を設置する作業者が、当該電力情報取得装置の接続先とすべき親装置を認識し、暗号キーを個別に設定することなく、電力情報取得装置が自己の通信相手として適切な親装置を選択することができる。これにより、電力線通信における電力情報取得装置間の中継数を減らすことができるため、通信遅延の増大を抑制することができる。また、１つの親装置に電力情報取得装置が集中することを防ぐことができるため、電力情報収集システムを効率良く構築することができる。したがって、電力線通信により親機と通信可能な子機が、親機経由でサーバへ電力情報を送信する電力情報収集システムにおいて、簡易な作業で子機をシステムに組み込み、電力情報収集システムを良好に構築することができる。

（２）好ましくは、上記サーバは、上記親装置との通信が許可される上記電力情報取得装置の識別情報を上記親装置に通知し、上記電力情報取得装置は、通信が許可される上記親装置を検索する際、自己の識別情報を上記親装置に通知し、上記親装置は、上記サーバから通知された上記識別情報、および上記電力情報取得装置から通知された上記識別情報に基づいて、上記電力情報取得装置に対して自己との通信を許可するか否かを判断し、上記電力情報取得装置は、通信を許可された上記親装置経由で上記サーバと認証処理を行なう。

このような構成により、電力情報取得装置の追加に伴うサーバおよび親装置間の情報の送受信を最小限に抑えながら、主に親装置および電力情報取得装置間の情報の送受信により、電力情報取得装置は、通信相手として適切な親装置を選択することができる。

（３）より好ましくは、上記サーバは、上記親装置の識別情報と、上記接続すべき上記電力情報取得装置の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する。

このような構成により、親装置との通信が許可される電力情報取得装置の情報を、簡易な処理で各親装置に取得させることができる。

（４）好ましくは、上記電力情報取得装置は、上記接続すべき上記親装置を検索する際、自己の識別情報を上記親装置に通知し、上記親装置は、上記識別情報の通知を受けて、通知された上記識別情報を上記サーバに通知し、上記サーバは、上記通知された識別情報に基づいて上記接続すべき上記親装置を特定し、特定した上記親装置の識別情報を上記電力情報取得装置に通知し、上記電力情報取得装置は、上記サーバから上記識別情報が通知された上記親装置経由で、上記サーバと認証処理を行なう。

このような構成により、通信相手とすべき親装置を電力情報取得装置が検出できるまで親装置および電力情報取得装置間で情報の送受信が多数回行われることを防ぐことができるため、電力線通信における通信トラフィックの増大および電力情報取得装置の通信開始の遅延を防ぐことができる。

（５）より好ましくは、上記サーバは、上記電力情報取得装置の識別情報と、上記接続すべき親装置の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する。

このような構成により、電力情報取得装置が通信相手として選択した親装置の是非を、サーバにおいて簡易な処理で一括して判定することができる。

（６）さらに好ましくは、上記接続すべき親装置は、上記複数の親装置のうち、上記電力情報取得装置と同じ電力線に接続された親装置である。

このような構成により、たとえば異なる相の電力線に接続された親装置とトランスを介して接続するのではなく、同じ（相の）電力線に接続された親装置を経てサーバと良好に通信することができる。

本発明によれば、電力線通信により親機と通信可能な子機が、親機経由でサーバへ電力情報を送信する電力情報収集システムにおいて、簡易な作業で子機をシステムに組み込み、電力情報収集システムを良好に構築することができる。

本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムの構成を示す図である。本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムにおける各機器および配線状態の一例を示す図である。本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムにおけるスマートメータの通信開始処理の動作手順を定めたフローチャートである。本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムにおけるスマートメータの通信開始処理の他の例の動作手順を定めたフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。

［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムの構成を示す図である。

図１を参照して、電力情報収集システム２０１は、１または複数のスマートメータ（ＳＭ）１０１と、１または複数のコンセントレータ（親装置）１０２と、ヘッドエンド（サーバ）１０３とを備える。

電力情報収集システム２０１は、たとえば集合住宅１５１に使用される。各スマートメータ（電力情報取得装置）１０１は、電力線１６１を介してコンセントレータ１０２に接続されている。具体的には、電力線１６１は、たとえば、集合住宅１５１において上下階に縦方向に複数系統が配設されており、階ごとにスマートメータ１０１が接続されている。

スマートメータ１０１およびコンセントレータ１０２は、電力線１６１を用いた電力線通信により、各種情報をやり取りする。スマートメータ１０１は、当該電力線通信における子機であり、コンセントレータ１０２は、当該電力線通信における親機である。

コンセントレータ１０２およびヘッドエンド１０３は、有線通信または無線通信により、各種情報をやり取りする。

たとえば、スマートメータ１０１、コンセントレータ１０２およびヘッドエンド１０３間で送受信される情報は、所定の方式に従い暗号化および復号化される。

スマートメータ１０１は、通信機能付きの電力計量器である。スマートメータ１０１は、取得した電力情報をコンセントレータ１０２へ送信する。

コンセントレータ１０２は、各スマートメータ１０１から受信した電力情報を集約するかまたは個別にヘッドエンド１０３へ送信する。

図２は、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムにおける各機器および配線状態の一例を示す図である。図２では、集合住宅１５１における２系統の電力線１６１Ａ，１６１Ｂを代表的に示す。

図２を参照して、電力系統１７１からたとえば６．６ｋＶの三相交流電力が集合住宅１５１に供給される。電力系統１７１からの交流電力は、たとえばトランス１０４Ａ，１０４Ｂにより２００Ｖの単相三線式の交流電力に変換されて各階に供給される。

電力線１６１Ａには、トランス１０４Ａ、ならびにコンセントレータ１０２Ａおよびスマートメータ１０１Ｃ，１０１Ｄが接続されており、電力線１６１Ｂには、トランス１０４Ｂ、ならびにコンセントレータ１０２Ｂおよびスマートメータ１０１Ａ，１０１Ｂが接続されている。

以下、コンセントレータ１０２Ａ，１０２Ｂの各々をコンセントレータ１０２と称する場合がある。スマートメータ１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄの各々をスマートメータ１０１と称する場合がある。トランス１０４Ａ，１０４Ｂの各々をトランス１０４と称する場合がある。電力線１６１Ａ，１６１Ｂの各々を電力線１６１と称する場合がある。

トランス容量を考慮して各戸のスマートメータ１０１をコンセントレータ１０２に対応付けしようとした場合、たとえば、電力線１６１Ａ，１６１Ｂごとにスマートメータ１０１およびコンセントレータ１０２を分ける方法が考えられる。具体的には、スマートメータ１０１Ｃ，１０１Ｄの通信相手をコンセントレータ１０２Ａとし、スマートメータ１０１Ａ，１０１Ｂの通信相手をコンセントレータ１０２Ｂとすると、電力線１６１を用いた電力線通信におけるスマートメータ１０１間の中継数を少なくできるために通信遅延が増加せず、また、１つのコンセントレータ１０２にスマートメータ１０１が集中することを防ぐことができる。

ここで、電力情報収集システム２０１では、スマートメータ１０１を設置する作業を簡易にするために、各コンセントレータ１０２および各スマートメータ１０１は、共通の暗号キーを用いて、たとえばＰＳＫ（Pre Shared Key）方式に従った暗号化通信を行なう。

図２に示すような各機器の配置および配線において、たとえば、スマートメータ１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃが配置済みの状態でスマートメータ１０１Ｄが新たに電力線１６１Ａに接続されると、スマートメータ１０１Ｄおよびコンセントレータ１０２Ａ間の信号の減衰度合いが、スマートメータ１０１Ｄおよびコンセントレータ１０２Ｂ間の信号の減衰度合いよりも大きくなる場合がある。

この場合、スマートメータ１０１Ｄは、ヘッドエンド１０３へ電力情報を送信するための通信相手として、通信条件の良いコンセントレータ１０２Ｂを選択する。そうすると、スマートメータ１０１およびコンセントレータ１０２の対応付けのバランスが悪くなってしまう。また、スマートメータ１０１Ｄおよびコンセントレータ１０２Ｂ間にはトランス１０４Ａ，１０４Ｂが存在することから、信号の減衰が大きくなり、伝送特性が劣化してしまう。

そこで、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、以下のような動作により、上記問題点を解決し、電力情報収集システムの良好な構築を可能とする。

すなわち、スマートメータ１０１は、他のスマートメータ１０１およびコンセントレータ１０２と共通の暗号キーを用いて、通信が許可されるコンセントレータ１０２、すなわちヘッドエンド１０３に電力情報を転送するために接続すべきコンセントレータ１０２を検索する。

そして、スマートメータ１０１は、検索したコンセントレータ１０２経由で、たとえば公開鍵方式に従って、ヘッドエンド１０３と認証処理を行なう。

［動作］
次に、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムにおいて、新たなスマートメータを追加する際の動作について図面を用いて説明する。

電力情報収集システム２０１におけるスマートメータ１０１、コンセントレータ１０２およびヘッドエンド１０３の各々は、以下のフローチャートの各ステップを含むプログラムを図示しないメモリから読み出して実行する。このプログラムは、外部からインストールすることができる。

図３は、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムにおけるスマートメータの通信開始処理の動作手順を定めたフローチャートである。

たとえば、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２との通信が許可されるスマートメータ１０１の識別情報を当該コンセントレータ１０２に通知する。

また、スマートメータ１０１は、通信が許可されるコンセントレータ１０２を検索する際、自己の識別情報をコンセントレータ１０２に通知する。

コンセントレータ１０２は、ヘッドエンド１０３から通知された識別情報、およびスマートメータ１０１から通知された識別情報に基づいて、当該スマートメータ１０１に対して自己との通信を許可するか否かを判断する。

ここで、たとえば、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２の識別情報と、当該コンセントレータ１０２との通信が許可されるスマートメータ１０１の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する。

そして、スマートメータ１０１は、通信を許可されたコンセントレータ１０２経由でヘッドエンド１０３と認証処理を行なう。

具体的には、図３を参照して、まず、スマートメータ１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃが配置済みの状態において、スマートメータ１０１Ｄが、電力線１６１Ａに新たに接続される。このとき、コンセントレータ１０２Ａ，１０２Ｂおよびスマートメータ１０１Ａ〜１０１Ｄには、共通の暗号キーが設定され、保持されている（ステップＳ１）。

また、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２Ｂとの通信が許可されるスマートメータ１０１Ａ，１０１Ｂの識別情報たとえばＭＡＣアドレスを示す子機リストをコンセントレータ１０２Ｂへ送信し（ステップＳ２）、また、コンセントレータ１０２Ａとの通信が許可されるスマートメータ１０１Ｃ，１０１Ｄの識別情報たとえばＭＡＣアドレスを示す子機リストをコンセントレータ１０２Ａへ送信する（ステップＳ３）。

そして、コンセントレータ１０２Ｂおよび１０２Ａは、ヘッドエンド１０３から受信した子機リストをそれぞれ保持する（ステップＳ４およびＳ５）。

以上のような状態において、電力線１６１Ａに新たに接続されたスマートメータ１０１Ｄは、通信相手となる親機すなわちコンセントレータ１０２の検索を開始し（ステップＳ６）、共通の暗号鍵により通信を確立した上で、自己の識別情報たとえばＭＡＣアドレスを示す接続要求をたとえばコンセントレータ１０２Ｂへ送信する（ステップＳ７）。

次に、コンセントレータ１０２Ｂは、スマートメータ１０１Ｄから接続要求を受信して、保持している子機リストを参照し、当該接続要求の示すＭＡＣアドレスを照合する（ステップＳ８）。ここでは、コンセントレータ１０２Ｂは、当該接続要求の示すＭＡＣアドレスが子機リストに存在しないことから、接続不許可を示すＮＡＣＫをスマートメータ１０１Ｄへ送信する（ステップＳ９）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、コンセントレータ１０２ＢからＮＡＣＫを受信して、たとえばコンセントレータ１０２Ａと共通の暗号鍵により通信を確立した上で、識別情報をコンセントレータ１０２Ａへ送信する（ステップＳ１０）。

次に、コンセントレータ１０２Ａは、スマートメータ１０１Ｄから接続要求を受信して、保持している子機リストを参照し、当該接続要求の示すＭＡＣアドレスを照合する（ステップＳ１１）。ここでは、コンセントレータ１０２Ａは、当該接続要求の示すＭＡＣアドレスが子機リストに存在することから、接続許可を示すＡＣＫをスマートメータ１０１Ｄへ送信する（ステップＳ１２）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、コンセントレータ１０２ＡからＡＣＫを受信して、たとえば公開キーおよびヘッドエンド１０３のＩＰアドレスを取得する。これら公開キーおよびＩＰアドレスは、たとえばＡＣＫに含まれている（ステップＳ１３）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、取得した公開キーおよびＩＰアドレスを用いて、コンセントレータ１０２Ａ経由でヘッドエンド１０３との間で認証情報を送受信することにより、ヘッドエンド１０３との認証処理を行なう。たとえば、スマートメータ１０１Ｄおよびヘッドエンド１０３は、ＥＡＰ−ＴＬＳ（Extensible Authentication Protocol Transport Layer Security）方式に従って認証処理を行なう（ステップＳ１４）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、ヘッドエンド１０３との認証処理が完了した後、電力情報を、定期的または不定期に、コンセントレータ１０２Ａ経由でヘッドエンド１０３へ送信する（ステップＳ１５）。

図４は、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムにおけるスマートメータの通信開始処理の他の例の動作手順を定めたフローチャートである。

たとえば、スマートメータ１０１は、ヘッドエンド１０３に電力情報を転送するために接続すべきコンセントレータ１０２を検索する際、自己の識別情報をコンセントレータ１０２に通知する。

コンセントレータ１０２は、当該識別情報の通知を受けて、この動作手順例では、通知された識別情報および自己の識別情報をヘッドエンド１０３に通知する。

ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２から通知されたスマートメータ１０１の識別情報および当該コンセントレータ１０２の識別情報に基づいて、当該スマートメータ１０１が当該コンセントレータ１０２と通信すべきか否かを判断する。

ここで、たとえば、ヘッドエンド１０３は、スマートメータ１０１の識別情報と、当該スマートメータ１０１が通信すべきコンセントレータ１０２の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する。

ヘッドエンド１０３は、当該スマートメータ１０１が当該コンセントレータ１０２と通信すべきでないと判断した場合、当該コンセントレータ１０２経由で、当該スマートメータ１０１が通信すべき他のコンセントレータ１０２の識別情報を当該スマートメータ１０１に通知する。

そして、スマートメータ１０１は、ヘッドエンド１０３から通知された識別情報を用いて、他のコンセントレータ１０２を検索し、検索した他のコンセントレータ１０２経由で、公開鍵方式に従ってヘッドエンド１０３と認証処理を行なう。

具体的には、図４を参照して、まず、スマートメータ１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃが配置済みの状態において、スマートメータ１０１Ｄが、電力線１６１Ａに新たに接続される。このとき、コンセントレータ１０２Ａ，１０２Ｂおよびスマートメータ１０１Ａ〜１０１Ｄには、共通の暗号キーが設定され、保持されている（ステップＳ２１）。

また、ヘッドエンド１０３は、スマートメータ１０１が通信相手とすべきコンセントレータ１０２を示す親機／子機接続テーブルを保持する。より詳細には、親機／子機接続テーブルは、コンセントレータ１０２の識別情報たとえばＰＡＮ（Personal Area Network）−ＩＤと、スマートメータ１０１の識別情報たとえばＭＡＣアドレスとの対応関係を示す情報である（ステップＳ２２）。

以上のような状態において、電力線１６１Ａに新たに接続されたスマートメータ１０１Ｄは、たとえば各コンセントレータ１０２からの報知情報に含まれるＰＡＮ−ＩＤを取得し、ＰＡＮ−ＩＤリストを作成して保持する。このＰＡＮ−ＩＤリストでは、たとえば、スマートメータ１０１Ｄとの間の信号の減衰度合いが小さいコンセントレータ１０２ほど上位に位置づけられる（ステップＳ２３）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、通信相手となる親機すなわちコンセントレータ１０２の検索を開始する（ステップＳ２４）。

スマートメータ１０１Ｄは、たとえばＰＡＮ−ＩＤリストの最上位に位置するコンセントレータ１０２Ｂへ、自己の識別情報たとえばＭＡＣアドレスを示す接続要求を送信する（ステップＳ２５）。

次に、コンセントレータ１０２Ｂは、スマートメータ１０１Ｄから接続要求を受信して、接続許可を示すＡＣＫをスマートメータ１０１Ｄへ送信する（ステップＳ２６）。

また、コンセントレータ１０２Ｂは、たとえば当該接続要求からスマートメータ１０１ＤのＭＡＣアドレスを取得し、当該ＭＡＣアドレスを示す子機情報をヘッドエンド１０３へ送信する（ステップＳ２７）。

次に、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２Ｂから子機情報を受信して、子機情報の経由親機のＰＡＮ−ＩＤを取得する。より詳細には、ヘッドエンド１０３は、子機情報からコンセントレータ１０２ＢのＰＡＮ−ＩＤを取得し、また、スマートメータ１０１ＤのＭＡＣアドレスを取得する。たとえば、コンセントレータ１０２Ｂが子機情報を含むＩＰパケットをヘッドエンド１０３へ送信する場合、ヘッドエンド１０３は、当該ＩＰパケットの送信元アドレスであるコンセントレータ１０２ＢのＩＰアドレスの一部を抽出することにより、コンセントレータ１０２ＢのＰＡＮ−ＩＤを取得する（ステップＳ２８）。

次に、ヘッドエンド１０３は、保持している親機／子機接続テーブルを参照し、スマートメータ１０１ＤのＭＡＣアドレスおよびコンセントレータ１０２ＢのＰＡＮ−ＩＤの組み合わせを照合する。ここでは、ヘッドエンド１０３は、当該組み合わせが親機／子機接続テーブルに存在しないことから、スマートメータ１０１ＤのＭＡＣアドレスに対応するＰＡＮ−ＩＤ、具体的にはスマートメータ１０１Ｄが通信すべきコンセントレータ１０２ＡのＰＡＮ−ＩＤを親機／子機接続テーブルから取得する（ステップＳ２９）。

次に、ヘッドエンド１０３は、取得したＰＡＮ−ＩＤを示す親機情報をコンセントレータ１０２Ｂへ送信する（ステップＳ３０）。

次に、コンセントレータ１０２Ｂは、ヘッドエンド１０３から受信した親機情報をスマートメータ１０１Ｄへ送信する（ステップＳ３１）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、コンセントレータ１０２Ｂ経由でヘッドエンド１０３から親機情報を受信して、親機情報の示すＰＡＮ−ＩＤのコンセントレータ１０２Ａへ、自己の識別情報たとえばＭＡＣアドレスを示す接続要求を送信する（ステップＳ３２）。

次に、コンセントレータ１０２Ａは、スマートメータ１０１Ｄから接続要求を受信して、接続許可を示すＡＣＫをスマートメータ１０１Ｄへ送信する（ステップＳ３３）。

また、コンセントレータ１０２Ａは、たとえば当該接続要求からスマートメータ１０１ＤのＭＡＣアドレスを取得し、当該ＭＡＣアドレスを示す子機情報をヘッドエンド１０３へ送信する（ステップＳ３４）。

次に、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２Ａから子機情報を受信して、子機情報の経由親機のＰＡＮ−ＩＤを取得する。より詳細には、ヘッドエンド１０３は、子機情報からコンセントレータ１０２ＡのＰＡＮ−ＩＤを取得し、また、スマートメータ１０１ＤのＭＡＣアドレスを取得する（ステップＳ３５）。

次に、ヘッドエンド１０３は、保持している親機／子機接続テーブルを参照し、スマートメータ１０１ＤのＭＡＣアドレスおよびコンセントレータ１０２ＡのＰＡＮ−ＩＤの組み合わせを照合する。ここでは、ヘッドエンド１０３は、当該組み合わせが親機／子機接続テーブルに存在することから、子機情報の経由親機が正しいと判断する（ステップＳ３６）。

次に、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２Ａを経由した自己との通信を許可する旨を示すＡＣＫをコンセントレータ１０２Ａへ送信する（ステップＳ３７）。

次に、コンセントレータ１０２Ａは、ヘッドエンド１０３から受信したＡＣＫをスマートメータ１０１Ｄへ送信する（ステップＳ３８）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、コンセントレータ１０２Ａ経由でヘッドエンド１０３からＡＣＫを受信して、たとえば公開キーおよびヘッドエンド１０３のＩＰアドレスを取得する。これら公開キーおよびＩＰアドレスは、たとえばＡＣＫに含まれている（ステップＳ３９）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、取得した公開キーおよびＩＰアドレスを用いて、コンセントレータ１０２Ａ経由でヘッドエンド１０３との間で認証情報を送受信することにより、ヘッドエンド１０３との認証処理を行なう（ステップＳ４０）。

次に、スマートメータ１０１Ｄは、ヘッドエンド１０３との認証処理が完了した後、電力情報を、定期的または不定期に、コンセントレータ１０２Ａ経由でヘッドエンド１０３へ送信する（ステップＳ４１）。

なお、コンセントレータ１０２は、接続要求を送信してきたスマートメータ１０１に対して、ＡＣＫ送信により自己との通信を明示的に許可する構成に限らず、接続要求を受信してもスマートメータ１０１へＡＣＫを送信しない構成であってもよい。

ところで、電力情報収集システムを良好に構築するために、コンセントレータおよびスマートメータ間で暗号化通信を行い、相ごとに別個の暗号キーを用いて、同じ相のコンセントレータが用いる暗号キーと同じ暗号キーをスマートメータに設定し、スマートメータおよびコンセントレータ間で選択的な通信を行なわせる方法が考えられる。しかしながら、このような方法では、スマートメータを設置する作業者が、当該スマートメータの接続先とすべきコンセントレータを認識し、暗号キーを個別に設定する必要が生じてしまう。

これに対して、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、コンセントレータ１０２は、各スマートメータ１０１と共通の暗号キーを用いて、電力線通信によりスマートメータ１０１と通信可能である。スマートメータ１０１は、暗号キーを用いてコンセントレータ１０２のいずれかと通信し、その通信により得た情報に従って、サーバに電力情報を転送するために接続すべきコンセントレータ１０２を検索する。そして、スマートメータ１０１は、検索したコンセントレータ１０２経由で、公開鍵方式に従ってヘッドエンド１０３と認証処理を行なう。

このような構成により、スマートメータを設置する作業者が、当該スマートメータの接続先とすべきコンセントレータを認識し、暗号キーを個別に設定することなく、スマートメータ１０１が自己の通信相手として適切なコンセントレータ１０２を選択することができる。これにより、電力線通信におけるスマートメータ１０１間の中継数を減らすことができるため、通信遅延の増大を抑制することができる。また、１つのコンセントレータ１０２にスマートメータ１０１が集中することを防ぐことができるため、電力情報収集システムを効率良く構築することができる。

したがって、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、電力線通信により親機と通信可能な子機が、親機経由でサーバへ電力情報を送信する電力情報収集システムにおいて、簡易な作業で子機をシステムに組み込み、電力情報収集システムを良好に構築することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２との通信が許可されるスマートメータ１０１の識別情報を当該コンセントレータ１０２に通知する。スマートメータ１０１は、接続すべきコンセントレータ１０２を検索する際、自己の識別情報をコンセントレータ１０２に通知する。コンセントレータ１０２は、ヘッドエンド１０３から通知された識別情報、およびスマートメータ１０１から通知された識別情報に基づいて、当該スマートメータ１０１に対して自己との通信を許可するか否かを判断する。そして、スマートメータ１０１は、通信を許可されたコンセントレータ１０２経由でヘッドエンド１０３と認証処理を行なう。

このような構成により、スマートメータ１０１の追加に伴うヘッドエンド１０３およびコンセントレータ１０２間の情報の送受信を最小限に抑えながら、主にコンセントレータ１０２およびスマートメータ１０１間の情報の送受信により、スマートメータ１０１は、通信相手として適切なコンセントレータ１０２を選択することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、ヘッドエンド１０３は、コンセントレータ１０２の識別情報と、当該コンセントレータ１０２との通信が許可されるスマートメータ１０１の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する。

このような構成により、コンセントレータ１０２との通信が許可されるスマートメータ１０１の情報を、簡易な処理で各コンセントレータ１０２に取得させることができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、スマートメータ１０１は、接続すべきコンセントレータ１０２を検索する際、自己の識別情報をコンセントレータ１０２のいずれかに通知する。コンセントレータ１０２は、当該識別情報の通知を受けて、通知された識別情報をヘッドエンド１０３に通知する。ヘッドエンド１０３は、通知された識別情報に基づいて接続すべきコンセントレータ１０２を特定し、特定したコンセントレータ１０２の識別情報をスマートメータ１０１に通知する。そして、スマートメータ１０１は、ヘッドエンド１０３から識別情報が通知されたコンセントレータ１０２経由で、ヘッドエンド１０３と認証処理を行なう。

このような構成により、通信相手とすべきコンセントレータ１０２をスマートメータ１０１が検出できるまでコンセントレータ１０２およびスマートメータ１０１間で情報の送受信が多数回行われることを防ぐことができるため、電力線通信における通信トラフィックの増大およびスマートメータ１０１の通信開始の遅延を防ぐことができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、ヘッドエンド１０３は、スマートメータ１０１の識別情報と、当該スマートメータ１０１が接続すべきコンセントレータ１０２の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する。

このような構成により、スマートメータ１０１が通信相手として選択したコンセントレータ１０２の是非を、ヘッドエンド１０３において簡易な処理で一括して判定することができる。

また、本発明の実施の形態に係る電力情報収集システムでは、スマートメータ１０１が接続すべきコンセントレータ１０２は、複数のコンセントレータ１０２のうち、当該スマートメータ１０１と同じ電力線１６１に接続されたコンセントレータ１０２である。

このような構成により、たとえば異なる相の電力線１６１に接続されたコンセントレータ１０２とトランス１０４を介して接続するのではなく、同じ（相の）電力線１６１に接続されたコンセントレータ１０２を経てヘッドエンド１０３と良好に通信することができる。

上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０１，１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃ，１０１Ｄスマートメータ（電力情報取得装置）
１０２，１０２Ａ，１０２Ｂコンセントレータ（親装置）
１０３ヘッドエンド（サーバ）
１０４，１０４Ａ，１０４Ｂトランス
１５１集合住宅
１６１，１６１Ａ，１６１Ｂ電力線
１７１電力系統
２０１電力情報収集システム

Claims

電力情報取得装置と、
前記電力情報取得装置と電力線により接続され、共通鍵方式で認証した前記電力情報取得装置と通信する複数の親装置と、
前記親装置と通信可能なサーバとを備える電力情報収集システムであって、
各前記親装置および前記電力情報取得装置は同一の暗号キーを共有し、
前記電力情報取得装置は、前記暗号キーを用いて前記親装置のいずれかと通信を行い、前記通信により得た情報に従って、前記サーバに電力情報を転送するために接続すべき前記親装置を検索し、
前記電力情報取得装置は、検索した前記親装置経由で前記サーバと認証処理を行なう、電力情報収集システム。
前記サーバは、前記親装置との通信が許可される前記電力情報取得装置の識別情報を前記親装置に通知し、
前記電力情報取得装置は、前記接続すべき前記親装置を検索する際、自己の識別情報を前記親装置に通知し、
前記親装置は、前記サーバから通知された前記識別情報、および前記電力情報取得装置から通知された前記識別情報に基づいて、前記電力情報取得装置に対して自己との通信を許可するか否かを判断し、
前記電力情報取得装置は、通信を許可された前記親装置経由で前記サーバと認証処理を行なう、請求項１に記載の電力情報収集システム。
前記サーバは、前記親装置の識別情報と、前記親装置との通信が許可される前記電力情報取得装置の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する、請求項２に記載の電力情報収集システム。
前記電力情報取得装置は、前記接続すべき前記親装置を検索する際、自己の識別情報を前記親装置のいずれかに通知し、
前記親装置は、前記識別情報の通知を受けて、通知された前記識別情報を前記サーバに通知し、
前記サーバは、前記通知された識別情報に基づいて前記接続すべき前記親装置を特定し、特定した前記親装置の識別情報を前記電力情報取得装置に通知し、
前記電力情報取得装置は、前記サーバから前記識別情報が通知された前記親装置経由で、前記サーバと認証処理を行なう、請求項１に記載の電力情報収集システム。
前記サーバは、前記電力情報取得装置の識別情報と、前記接続すべき親装置の識別情報との対応関係を示す情報を記憶する、請求項４に記載の電力情報収集システム。
前記接続すべき親装置は、前記複数の親装置のうち、前記電力情報取得装置と同じ電力線に接続された親装置である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電力情報収集システム。