JP6021602B2

JP6021602B2 - 計測情報の集中管理システム

Info

Publication number: JP6021602B2
Application number: JP2012253038A
Authority: JP
Inventors: 竹生檜山
Original assignee: 株式会社エイビット
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2016-11-09
Anticipated expiration: 2032-11-19
Also published as: JP2014103487A

Description

本発明は、家庭用ガスなどの検針を人手をかけず、通信手段を用いて自動的に行うもので、ガス検針に限らず、電気、水道などあらゆる計測情報に適用可能な計測情報の集中管理システムに関する。

ガス、水道、電気などの検針は、今日でも人手をかけ月１回、検針員が各家庭のメータを読み取り、検針員所有のハンデイターミナルのメータ値を入力して、印刷出力されたものを各家庭に配布しているが、過去に、これら人手をかける作業を電気通信技術を用いて自動的に行おうとする試みがあった。今でも電話回線を用いたサービスを一部実施している事業者もいる。本発明は、電気通信手段として主に無線通信技術を用いて自動検針を行おうとするものである。

従来は、特許文献１に開示されるように、ＰＨＳ子機をガスメータにつけ、ＰＨＳ親機を電話機に内蔵し、子機のメータ情報を親機に転送し、電話回線に接続された親機から、公衆電話網を介してホストコンピュータ(以下、ホストと称す)にメータ情報を送信し、ホストで集計処理する自動検針システムが知られている。また東京ガスでは、マイツーホーと称し、ガスメータ情報を、特定小電力の無線機を用いて電話線に送信し、ガスの消し忘れ対策までも含めたサービスを実施している。

特開２００３−２５６９６９

特許文献１においては、顧客が電話回線を使用していることが前提になっていて、近年携帯電話の普及によって、固定電話を使用しない世帯主も若い世代を中心に増加傾向にあり、自動検針システムを広く普及させるには難点があった。

本発明の目的は、電気通信手段として主に無線通信技術を用いて自動検針を行おうとする計測情報の集中管理システムを提供することにある。

本発明においては、メータにPHS回路をつけ、メータからPHSネットワークを介して、ホストコンピュータと直接通信できるようにするとともに、PHSネットと通信できないメータは、電話回線に接続された、PHS基地局機能を具備した宅内機と交信し公衆電話網を介してホストと通信できるようにする。

本発明では、上記の目的を達成するために、メータに取り付けたＰＨＳ通信回路がそのまま携帯電話のように、ＰＨＳネットワークを介してホストに接続され、メータ情報が直接ホストに伝送されるようにした集中管理システムを提供するものである。またＰＨＳ電話のサービスエリアから外れ、ＰＨＳ電波の届かない地域に対しては、その地域の全戸が、固定電話を使ってないわけではないことに着目し、固定電話を使用している住戸に、通信アダプタ（以下アダプタと称す）を配置し、そのアダプタに、ＰＨＳ電話の自営基地局の機能を持たせ、アダプタがカバーできるエリア内の全戸のメータ情報を集約し、電話回線を介してホストに伝送するようにしたもので、PHSのサービスエリアの内外を問わず、全国どこからでもメータ情報を通信伝送でき、自動検針システムを広く普及できるようにしたものである。

このように本発明においては、ＰＨＳメータが直接ＰＨＳ通信で基地局と会話し、ＰＨＳネットワークに接続された、ガス提供業者のホストに、顧客ごとの計測メータ情報が収集され、ＰＨＳ電波のサービスエリア外においては、固定電話を使用している家庭に、通信アダプタを置き、そのアダプタがあたかも基地局のように複数の顧客の計測メータ情報を収集し、公衆電話ネットワークを介して、ホストに接続されるので，前記ＰＨＳネットワークで収集されたメータ情報とともにホストでは全戸の情報が集結され、日本全土をカバーできるガスメータ集中管理システムが構築できる。また、ＰＨＳネットワークがサービスエリアを拡張するため基地局が増設された時には、アダプタ傘下のPHSメータが基地局傘下に変更設定できるなど柔軟性に富んだシステムである事と、PHSメータの省電力化にも工夫しているので、長期間の電池駆動が可能である事も大きな特徴である。

本発明のネットワーク構成の原理を説明である。ＰＨＳメータの構成を説明する図である。宅内機が、一般電話機とアダプタで構成されることを説明する図である。アダプタ内のＰＨＳインタフェース回路を説明する図である。（a）、（b）はアダプタとホスト間の通信制御信号を説明する図である。本発明の全体構成を説明する図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について詳細に説明する。

図１は、ＰＨＳネットワーク（以下、ＰＨＳＮと称す）、電話ネットワーク（以下、ＰＳＴＮと称す）を使い、メータ情報を直接ＰＨＳＮに送る家庭と、ＰＨＳ機能搭載のアダプタを用い、ＰＳＴＮで送る家庭が混在している模様を示す。

図１において、１はホストコンピュータ（集中管理センタ）（以下ホストという）、２は公衆電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）、３は公衆ＰＨＳネットワーク（ＰＨＳＮ）、４はＰＨＳＮ３を構成するＰＨＳ基地局、５は宅内機、６a、６bは、PHSメータ(無線通信メータ)で、図２に示すように、ガス流量センサ７、計測器８、ＰＨＳ回路９、時計１０で構成される。ガス流量センサ７と計測器８は一般的にはガスメータと呼ばれている。PHS回路９、時計１０は、ガスメータの近傍に配置されるか、ガスメータと一体的に取り付けられる。宅内機５は図３に示すように、一般の電話機１１と、アダプタ１２で構成され、アダプタ１２は、ホスト１との会話を実行する通信制御機能と、該制御でホストからの指令を受けPHSメータの動作モード設定情報や、PHSメータからの計測情報等を交信するPHS無線通信回路を含み、ＰＨＳインタフェース回路１３、スイッチ１４、PHS回路９、ＰＨＳ動作モード制御回路１５、アンテナ端子１６と、２個の電話端子よりなる。電話端子はＲＪ１１と呼ばれる一般電話のコネクタで、ひとつは電話回線、他の一つは一般電話機に接続される。

ホスト１は、毎月１回決められた時間にＰＨＳメータ６bの各々にメータ情報を送信することを要求する。ＰＨＳメータ６は、毎月１回の決められた時間になると、要求が来ることを待機していて、要求を受け、計測メータ情報の送信が終わると、待機状態を解除し休止モードに入る。ＰＨＳメータ６は待機状態にある時は、携帯電話と同じように、自己の存在を基地局に一定時間間隔（この一定時間間隔は、PHSメータ６そのものの存在場所が固定されているので、電話が移動することを前提に定められたＰＨＳ携帯電話の時間間隔より長くてもよい）で知らせる。信号を送信し終わると待機状態を解除するのは、当該期間以外は、休止モードにしておき、無駄な電力の消費を抑制するためである。なお、ＰＨＳメータ６は、ホストからの指令(たとえば、ガス供給の停止や後述するメータの動作モード設定依頼)を受けることがあり、そのためには、たとえば、３時間ごとに３０分間待機モードに入り、３０分間何も指令がなければ休止モードに戻るとかの方法が採れよう。また、ホストからの指令の内容によっては、前記３時間ごとは１日ごとでも良く、現実的には、システム設計時にホストからの指令内容が具体化されるので、その内容に合わせこの数値を決めれば良い。この方法でも、携帯電話と同じように２４時間常時待機状態にいる時より電力消費を抑えることができる。

無駄な電力消費をより抑制するという観点では、ＰＨＳメータ６は、内蔵する時計１０を使用し、毎月１回決められた時間にホストへ発呼し、計測メータ情報を送信するようにしてもよい。一度の呼び出しでホストが応答しない時もあろうが、その場合は、再発呼を試みればよい。なお、この場合前述したホストからの指令を受けるには、ホスト内に電子掲示板を置き、ある時間間隔（前記の例では３時間か１日おき）で、ホストの掲示版を見て自己のPHSメータ６に対する指令があるかどうかを確認しに行くという方法を採ればよい。このような省電力化手段を採用することで、ＰＨＳメータ６は電池駆動することが可能になる。電気メータ以外の計測では、電力の供給をどうするかが大きな課題であるが、５年以上（望ましくは１０年間）電池で駆動できるようになれば、実用上多大の効果をもたらす。

図３において、アダプタ１２は、たとえば、集合住宅（マンション）にあっては、自営基地局として機能するものを管理事務所に１個とかを配置する。自営基地局のカバー範囲は、半径１００メートル程度あるので、相当な大型マンションでも、アダプタを１個配置するだけで十分だろう。実際の配置は、その地域の住宅様式（一戸建て地域かマンション地域かあるいは戸建、マンションの混在地域等）と、自営基地局のカバーエリアの実測によって決めれば良く、一戸建て住宅エリアでは、自営基地局は、自治会館とか自治会長宅とか、地域ボランテイア宅に配置するとかの方法が採れるであろう。また、ＰＨＳ事業者と協議しながら、公衆基地局として機能させれば、半径５００メートルはカバーできる。この場合は送出電力の設定や専用アンテナを設置する必要がある。

ＰＨＳインタフェース回路１３は、図４に示すように、信号検出回路１７とモデム１８よりなる。モデム１８は図示しないがモデムとモデム制御回路を内蔵している。

図１の宅内機５は、図３に示すように、スイッチ１４は通常は、接点がaに接続され宅内にある電話機に接続され、電話機はごく普通に使用される。

毎月１回ホストがＰＳＴＮを介して宅内機５に発呼し、計測メータ情報の送信を要求する。図５は、ホスト１と宅内機５を介してのPHSメータ６との信号のやり取り(シーケンス)を示すものである。この通信シーケンスはインターネットで用いられているTCP/IPプロトコルを使用してもよいが、図５（a）ではより簡易なプロトコルシーケンスを示す。ホスト１は宅内機の電話番号をダイアル後、ホスト１から発呼している事を知らせるための信号（ファクシミリ通信で用いられているような特定周波数の単音もしくは単音の組合わせでもよい）ＴＯＮＥを、１０秒程度の所定時間送信し、信号検出回路１７が、ＴＯＮＥ信号を検出することで、宅内機５がホスト１から着呼があったと判断する。なお、宅内機５がナンバデイスプレイ契約をしている場合は、電話局から送られてくる発信者番号をモニタし、ホストからの着呼と判断してもよく、信号検出回路１７は図示しないが発信者番号の識別も行う。信号検出回路１７が、ホスト１からの着呼と判断したときは、スイッチ１４をb側に接続し、図５（a）に示すホスト１との通信制御をモデム１８で行う。まずは、ＣＡＰ信号をホスト１に送信し、PHSメータ６に入力されているガス使用顧客の番号をホスト１に知らせる。ホスト１は、ＣＡＰ信号を受信し、ホスト１が呼び出そうとした顧客であることを確認し、確認できたらＲＥＱ信号を送り、PHSメータ６への依頼事項（計測メータ情報が欲しい、ガスの供給を止めてください、PHSメータ６の動作モード設定等）を知らせる。モデム１８はＲＥＱを受けると、依頼に対応した処理をPHSメータ６に行い、PHSメータ６から計測メータ情報を受けたり、ガス供給の停止を依頼する。ＭＩＮＦ信号は、計測メータ情報であったり、ガス供給の停止等依頼された処理が完了した事を報告する信号である。ホスト１はＭＩＮＦを受け、依頼事項が完了したと判断すると、ＤＣＮ信号を送り、この通信を終了することを宣言する。これらの信号のやり取りを行うために、ＰＨＳ I/F回路１３が内蔵するモデム１８のモデム速度は、33.6kbpsとかの高速モデムであるほうが望ましいが、2400bps程度の速度でも良い。後述する一つの宅内機が複数のPHSメータ６aをカバーするときは、カバーするメータの個数によっては、高速モデムがより望ましくなる。なお、ここでの通信シーケンスは、宅内機５とホスト１との交信を前提に記述しているが、宅内機５を使わず、直接PHSN３と交信するPHSメータ６bは、PHSシステムそのものがデータ伝送システムであり、宅内機５を介す必要はなく、モデムの記述は意味がないものであるが、CAPからDCNまでの通信シーケンスは宅内機との場合と同様である。また、PHSメータから発呼する場合は、図５（b）に示すように逆に使用すればよいが、着呼を受けたホストが発呼側へ返す信号は、「私はホストです」という意味のHST信号である。なお、宅内機５から発呼する時間は、PHSメータ６が直接発呼する場合と同様に、３時間とか１日おきであるが、時間管理のため時計１０を内在する。さらに、PHS I/F回路１３は、ホストの電話番号に対し、自動発呼する機能も所有する。

図６は、ＰＨＳの二つの住宅地域に自営基地局になる宅内機を各々１個配置し、各宅内機が複数のPHSメータ６aをカバーしている模様を示す。PHSメータ6a、6bには固有の端末識別番号が付与されている。ＰＨＳN３の基地局４と通信するPHSメータ６bは、ＰＨＳ電話の電話番号が付与されてもよいが、月１回しか交信しない端末（PHSメータ）に一つずつ電話番号を付与するのは冗長とＰＨＳ事業者が判断するときは、事業者から電話番号とは異なる端末識別番号が付与される。PHSメータ6aの端末識別番号は、ガス会社から付与される。なお、宅内機５が、自営基地局になったり、公衆基地局になったりの動作モードの制御は、図３に示す、アダプタ１２内のＰＨＳ動作モード制御回路１５が、ＰＨＳ回路９を制御することで行う。この制御は、出力電力の制御のほか、宅内機５を介してＰＳＴＮ２でホスト１と通信しているPHSメータ６aが、宅内機５の住宅エリアにＰＨＳ電話システムの基地局がある日設置され、その日以降は交信先が宅内機５からPHS基地局に変更できるようになったとき、ＰＨＳメータ６aの端末識別番号の設定を変更することもできる。なお、この設定変更情報は、前述した通信信号ＲＥＱで伝えることができる。もちろんＲＥＱ信号を用いて送出電力の変更制御も可能である。

ガス会社の顧客番号は１１桁で、計測メータ情報の桁数を４桁と仮定すると、一顧客に対し、１１＋４＝１５桁の情報が図５のＭＩＮＦ信号に含まれる。１桁を４ビットで表現すると、ひとつのPHSメータに対し６０ビット必要で、自営基地局が、１００顧客カバーするとき、ＭＩＮＦ信号の伝送時間は、１００＊６０/モデム速度となり、モデム速度が２４００ｂｐｓの時は２．５秒となる。この数値より、モデム速度は２４００ｂｐｓでも良いが、より早い方が望ましい。

実施形態例として、ここでは、無線通信手段としては公衆のPHSを実施例に記載しているが、３G、４Gのような公衆携帯ネットワークでも適用可能である。ただしメータの電力は電気メータ以外では、電池に頼る必要があり、低消費電力で駆動できる点ではPHSが有利である。さらに、無線ネットワークのサービスエリア外での適用を考えてみても、自営基地局の配置が容易なPHSの方が有利である。

さらに例示した実施の形態では、通信アダプタという方式を記述しているが、図３に示すアダプタ１２の機能を電話機１１に内蔵させることで、宅内機５を実現し、新規な電話機(図示せず)を構成することも可能である。

本実施の形態においては計測情報としてガスメータ情報の収集を対象にしているが、本発明は水道、電気、また放射能計測データの収集にも適用可能であり、産業上の利用性は広範囲に拡がる。また、一般電話機がアダプタ機能を取り込んだ家庭用電話も新製品・商品として市場に投入されることも考えられ、家電産業の活性化に貢献できよう。

１ホストコンピュータ（集中管理センタ）
２公衆電話ネットワーク（ＰＳＴＮ）
３公衆ＰＨＳネットワーク（ＰＨＳＮ）
４ＰＨＳ基地局
５宅内機
６a、６b ＰＨＳメータ（PHSM）
７ガス流量センサ
８計測器
９ＰＨＳ回路（PHS）
１０時計
１１一般電話機
１２アダプタ
１３ＰＨＳインタフェース回路（PHS I/F）
１４スイッチ
１５動作モード制御回路
１６アンテナ端子
１７信号検出回路
１８モデム

Claims

公衆無線通信ネットワークと公衆電話ネットワークとに接続されるホストコンピュータと、
計測されるべき情報の計測器と無線通信回路を有する無線通信メータと、
モデムと無線通信回路を有する宅内機と
を備え、
前記無線通信メータが、前記公衆無線通信ネットワークを介して前記ホストコンピュータと計測情報を通信するとともに、
該無線通信メータが前記公衆無線通信ネットワークを介してホストコンピュータと通信できない地域では、前記宅内機のモデムおよび無線通信回路と前記公衆電話ネットワークとを介して前記ホストコンピュータと計測情報を通信するように構成したことを特徴とする計測情報の集計管理システム。