JP6052717B2 - データ収集送信ノード、データ収集送信システムおよびデータ収集送信方法 - Google Patents

Description

本発明は、計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信する機能を備えたデータ収集送信ノードに関するものである。

従来、家庭や事務所などに設置された計測装置（電力メータ、ガスメータ、水道メータなどのメータ）から収集される計測データ（検針データ）をセンター装置（検針センター）で記録するシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。従来のシステムでは、メータの近傍に設置された無線機（ノード）から検針データがマルチホップ伝送される。例えば、メータの近傍に設置された無線機（無線孫機）から上位の無線機（無線子機）へ検針データが送信され、その無線機（無線子機）から更に上位の無線機（無線親機）へ検針データが送信され、その無線機（無線親機）から検針センターへ検針データが送信される。

特開２００３−２０８６８４号公報

しかしながら、従来のシステムにおいては、無線機から検針センターへ検針データがマルチホップ伝送されるため、無線機の数が多い場合には、上位の無線機になるほど下位の無線機から集められる検針データが累積するため、データ伝送の遅延や錯綜が発生しやすくなるという問題があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、計測装置から収集した計測データをデータ収集送信ノードからセンター装置へマルチホップ伝送するときに、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量を削減することができ、データ伝送の遅延や錯綜が発生するのを抑えることのできるデータ収集送信ノードを提供することを目的とする。

本発明のデータ収集送信ノードは、計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信するためのデータ収集送信ノードであって、当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信する第１の計測データ受信部と、当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信する第２の計測データ受信部と、前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するデータ送信部と、前記第１の計測データの値が閾値より小さい場合には、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しないデータ削減制御を行う送信制御部と、を備えた構成を有している。

この構成により、データ収集送信ノードが計測装置から受信した計測データの値が閾値より小さい場合には、その計測データを上位のデータ収集送信ノードへ送信しない。これにより、計測データの値が小さいとき（計測データを送信する必要性が比較的低いとき）に、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量が適切に削減される。

また、本発明のデータ収集送信ノードは、前記第１の計測データの値として計測されることが予測される予測値と前記第１の計測データの実測値との差分値を算出する差分値算出部を備え、前記データ送信部は、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データとして、前記差分値を用いる構成を有している。

この構成により、データ収集送信ノードから送信される計測データとして、その計測データの差分値（予測値と実測値との差分値）が用いられる。これにより、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量をさらに削減することができる。

また、本発明のデータ収集送信ノードは、当該データ収集送信ノードが前記上位のデータ収集送信ノードへデータを送信可能な状態であるか否かを示す送信可否情報を記憶する送信可否情報記憶部を備え、前記送信制御部は、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しない場合に、前記第１の計測データの代わりに前記送信可否情報を前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する構成を有している。

この構成により、データ収集送信ノードから計測データが送信されない場合に、そのデータ収集送信ノードがデータ送信可能な状態であるか否か（すなわち、そのデータ収集送信ノードがデータ送信できない状態であるために計測データが送信されなかったのか、データ送信できる状態であるが送信データ量の削減のために計測データを送信しなかったのか）を、適切に把握することができる。

また、本発明のデータ収集送信ノードは、前記第１の計測データとして前記差分値を前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しなかった場合に、当該差分値を未送信の差分値として記憶しておく差分値記憶部と、前記第１の計測装置から受信した前記第１の計測データの値が前記閾値以上であり、前記第１の計測データの差分値を前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する場合に、当該差分値に前記未送信の差分値を合算する差分値合算部と、を備えた構成を有している。

この構成により、データ収集送信ノードから計測データの差分値が送信されなかった場合には、その差分値が「未送信の差分値」として記憶される。そして、その後に、計測データの差分値を上位のデータ収集送信ノードに送信するときに、送信すべき計測データの差分値に未送信の差分値が合算される。これにより、差分値を送信しなかったときに累積する誤差（実測値との間の誤差）を精算することができる。

また、本発明のデータ収集送信ノードは、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信するときの時刻、気温、天候、通信成功確率、電力使用量のいずれかの情報を取得する情報取得部と、前記時刻、気温、天候、通信成功確率、電力使用量のいずれかの情報に基づいて、前記閾値を決定する閾値決定部と、を備えた構成を有している。

この構成により、データ収集送信ノードから計測データを送信するときの時刻、気温、天候、通信成功確率、電力使用量に基づいて、適切な閾値を設定することができる。計測データが電力使用量である場合、各家庭の電力使用量が増加すると、送信データ量も増加するおそれがあるため、閾値を高くして送信データ量を削減する。例えば、朝方や夕方の時刻には電力使用量が増加する（送信データ量も増加する）傾向にあるので、閾値を高くして送信データ量を削減する。また、冷暖房を使用するような気温や天候の場合にも、電力使用量が増加する（送信データ量も増加する）可能性が高いので、閾値を高くして送信データ量を削減する。また、電波状況等が悪く通信成功率が低い場合には、閾値を高くして送信データ量を削減することにより、通信成功率の向上を図ることができる。

本発明のデータ収集送信ノードは、計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信するためのデータ収集送信ノードであって、当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードは、当該下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信する第１の計測データ受信部と、当該下位のデータ収集送信ノードの更に下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記更に下位のデータ収集送信ノードから受信する第２の計測データ受信部と、前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードへ送信するデータ送信部と、前記第１の計測データの値が閾値より小さい場合には、前記第１の計測データを当該データ収集送信ノードへ送信しないデータ削減制御を行う送信制御部と、を備え、当該データ収集送信ノードは、前記下位のデータ収集送信ノードにおいて前記データ削減制御に用いられる前記閾値を決定する閾値決定部と、決定した前記閾値を、前記下位のデータ収集送信ノードに通知する閾値通知部と、を備えた構成を有している。

この構成により、上位のデータ収集送信ノード（当該データ収集送信ノード）から下位のデータ収集送信ノードに対して、データ削減制御のための閾値が通知される。上位のデータ収集送信ノード（当該データ収集送信ノード）では、下位のデータ収集送信ノードに比べて、送信データ件数やネットワーク構成を全体的に把握することができる。したがって、上位のデータ収集送信ノード（当該データ収集送信ノード）は、そのような送信データ件数やネットワーク構成に基づいて、適切な閾値を設定することができる。そして、下位のデータ収集送信ノードは、上位のデータ収集送信ノードから通知された閾値（適切な閾値）に基づいて、適切なデータ削減制御を行うことが可能になる。

本発明のセンター装置は、計測装置から収集される計測データがマルチホップ伝送により複数のデータ収集送信ノードから送信されるセンター装置であって、前記データ収集送信ノードは、当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信する第１の計測データ受信部と、当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信する第２の計測データ受信部と、前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するデータ送信部と、前記第１の計測データの値が閾値より小さい場合には、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しないデータ削減制御を行う送信制御部と、を備え、前記センター装置は、前記データ収集送信ノードにおいて前記データ削減制御に用いられる前記閾値を決定する閾値決定部と、決定した前記閾値を、前記データ収集送信ノードに通知する閾値通知部と、を備えた構成を有している。

この構成により、センター装置からデータ収集送信ノードに対して、データ削減制御のための閾値が通知される。センター装置では、センター装置より下位の装置であるデータ収集送信ノードに比べて、送信データ件数やネットワーク構成を全体的に把握することができる。したがって、センター装置は、そのような送信データ件数やネットワーク構成に基づいて、適切な閾値を設定することができる。そして、データ収集送信ノードは、センター装置から通知された閾値（適切な閾値）に基づいて、適切なデータ削減制御を行うことが可能になる。

本発明のデータ収集送信システムは、計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信する複数のデータ収集送信ノードで構成されるデータ収集送信システムあって、前記データ収集送信ノードは、当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信する第１の計測データ受信部と、当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信する第２の計測データ受信部と、前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するデータ送信部と、前記第１の計測データの値が閾値より小さい場合には、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しないデータ削減制御を行う送信制御部と、を備えた構成を有している。

このシステムによっても、上記と同様、データ収集送信ノードが計測装置から受信した計測データの値が閾値より小さい場合には、その計測データを上位のデータ収集送信ノードへ送信しない。これにより、計測データの値が小さいとき（計測データを送信する必要性が比較的低いとき）に、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量が適切に削減される。

本発明のデータ収集送信方法は、計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信するためのデータ収集送信方法であって、前記データ収集送信ノードは、当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信し、当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信し、前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するときに、前記第１の計測データの値が閾値より小さい場合には、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しないデータ削減制御を行う。

この方法によっても、上記と同様、データ収集送信ノードが計測装置から受信した計測データの値が閾値より小さい場合には、その計測データを上位のデータ収集送信ノードへ送信しない。これにより、計測データの値が小さいとき（計測データを送信する必要性が比較的低いとき）に、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量が適切に削減される。

本発明のデータ収集送信ノードは、計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信するためのデータ収集送信ノードであって、当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信する第１の計測データ受信部と、当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信する第２の計測データ受信部と、前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するデータ送信部と、前記第１の計測データの値に応じて、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データの情報粒度を変更する情報粒度変更部と、を備えた構成を有している。

この構成により、データ収集送信ノードが計測装置から受信した計測データの値に応じて、その計測データの情報粒度が変更されて上位のデータ収集送信ノードへ送信される。これにより、計測装置から受信した計測データの値に応じて、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量が適切に削減される。

本発明は、計測装置から収集した計測データをデータ収集送信ノードからセンター装置へマルチホップ伝送するときに、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量を削減することができ、データ伝送の遅延や錯綜が発生するのを抑えることができるという効果を有するデータ収集送信ノードを提供することができるものである。

本発明の第１の実施の形態におけるデータ収集送信システムの説明図 本発明の第１の実施の形態におけるデータ収集送信ノードのブロック図 本発明の第１の実施の形態におけるデータ構成の例を示す説明図 本発明の第１の実施の形態におけるマルチホップ伝送の例を示す説明図 本発明の第１の実施の形態におけるデータ収集送信ノードの動作（上位ノードで閾値を決定する場合）を説明するためのフロー図 本発明の第１の実施の形態におけるデータ収集送信ノードの動作（下位ノードで閾値を決定する場合）を説明するためのフロー図 本発明の第２の実施の形態におけるデータ構成の例を示す説明図 本発明の第２の実施の形態におけるデータ構成の他の例を示す説明図 本発明の第２の実施の形態におけるマルチホップ伝送の例を示す説明図 本発明の第２の実施の形態におけるデータ収集送信ノードの動作（上位ノードで閾値を決定する場合）を説明するためのフロー図 本発明の第２の実施の形態におけるデータ収集送信ノードの動作（下位ノードで閾値を決定する場合）を説明するためのフロー図

以下、本発明の実施の形態のデータ収集送信ノードについて、図面を用いて説明する。本実施の形態では、家庭や事務所などに設置された計測装置（電力メータ、ガスメータ、水道メータなどのメータ）から収集される計測データ（検針データ）をセンター装置（検針センター）へマルチホップ伝送するシステム等に用いられるデータ収集送信ノードの場合を例示する。

（第１の実施の形態）
まず、本発明の第１の実施の形態のデータ収集送信ノードが適用されるシステム（データ収集送信システム）の全体の構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のデータ収集送信システムの構成を示す説明図である。図１に示すように、データ収集送信システム１は、家庭や事務所などにそれぞれ設定される計測装置２と、計測装置２から収集される計測データをマルチホップ伝送する複数のデータ収集送信ノード３と、複数のデータ収集送信ノード３からの計測データが集められる中継装置４と、中継装置４とネットワーク５を介して接続されるセンター装置６とを備えている。

なお、図１では、説明の便宜上、６つのデータ収集送信ノード３（ノードＡ〜ノードＦ）のみが図示されているが、データ収集送信ノード３の数がこれに限定されないことは言うまでもない。また、図１では、説明の便宜上、３つの計測装置２のみ（ノードＡ、Ｂ、Ｄについての計測装置２のみ）が図示されているが、１つのデータ収集送信ノード３について、少なくとも１つの計測装置２が設けられる。１つのデータ収集送信ノード３は、１つ以上の計測装置２から計測データを収集できる。

ここで、図１を参照しながら、マルチホップ伝送について説明しておく。図１に示すように、上位のデータ収集送信ノード３（ノードＡ、親ノードともいう）は、中継装置４と通信可能であるとともに、下位のデータ収集送信ノード３（ノードＢとノードＣ、子ノードともいう）と通信可能である。下位のデータ収集送信ノード３（ノードＢ）は、さらに下位のデータ収集送信ノード３（ノードＤとノードＥ、孫ノードともいう）と通信可能である。図１では、下位のデータ収集送信ノード３（ノードＣ）は、電波状況の悪化等の理由により、さらに下位のデータ収集送信ノード３（ノードＦ）と通信不可能となっている。

後述するように、各データ収集送信ノード３は、下位ノードから送信された計測データを上位ノードへ送信する機能だけでなく、自ノードが計測装置２から収集した計測データを上位ノードへ送信する機能も備えている。したがって、無線機の数が多い場合には、上位の無線機になるほど下位の無線機から集められる計測データが累積する。例えば、図１では、最上位のデータ収集送信ノード３（ノードＡ）に、５ノード分の計測データ（ノードＡ〜Ｅがそれぞれの計測装置２から収集した計測データ）が集められる。本実施の形態のデータ収集送信ノード３は、そのような場合に、上位のデータ収集送信ノード３へ送信されるデータ量を適切に削減するための構成を備えている。

次に、本実施の形態におけるデータ収集送信ノード３の構成について説明する。図２は、本実施の形態のデータ収集送信ノード３の構成を示すブロック図である。図２に示すように、データ収集送信ノード３は、計測装置２と通信するための計測装置側通信部７と、下位のデータ収集送信ノード３と通信するための下位ノード側通信部８と、上位のデータ収集送信ノード３と通信するための上位ノード側通信部９を備えている。

計測装置側通信部７は、そのデータ収集送信ノード３（自ノード）がデータ収集を行うべき計測装置２の計測データを、その計測装置２から受信する機能を備えている。下位ノード側通信部８は、下位ノードがデータ収集を行うべき計測装置２の計測データ（および、その更に下位ノードからその下位ノードに送信された計測データ）を、その下位ノードから受信する機能を備えている。また、上位ノード側通信部９は、自ノードが収集した計測データと下位ノードから受信した計測データを、上位ノードへ送信する機能を備えている。

また、このデータ収集送信ノード３は、自ノードが収集した計測データの値が閾値より小さい場合に、計測データを上位ノードへ送信しないデータ削減制御を行う送信制御部１０を備えている。この閾値は、種々の方法で決定することができる。例えば、データ収集送信ノード３は、データ送信時の時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量などの情報を取得する情報取得部１１と、それらの時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量などの情報に基づいて、動的に閾値を決定する閾値決定部１２を備えている。

計測データが電力使用量である場合、各家庭の電力使用量が増加すると、送信データ量も増加するおそれがあるため、閾値を高くして送信データ量を削減する。例えば、朝方や夕方の時刻には電力使用量が増加する（送信データ量も増加する）傾向にあるので、閾値を高くして送信データ量を削減する。また、冷暖房を使用するような気温や天候の場合にも、電力使用量が増加する（送信データ量も増加する）可能性が高いので、閾値を高くして送信データ量を削減する。また、電波状況等が悪く通信成功率が低い場合には、閾値を高くして送信データ量を削減することにより、通信成功率の向上を図ることができる。

この閾値決定部１２は、自ノードの閾値（自ノードでデータ削減制御を行うための閾値）を決定する機能だけでなく、下位ノードの閾値（下位ノードでデータ削減制御を行うための閾値）を決定する機能も備えている。このデータ収集送信ノード３では、下位のデータ収集送信ノード３に比べて、送信データ件数やネットワーク構成を全体的に把握することができる。そのため、閾値決定部１２は、そのような送信データ件数やネットワーク構成に基づいて、動的に閾値を決定する機能も備えており、下位ノード側通信部８は、下位のデータ収集送信ノード３へ閾値を通知する機能も備えている。

また、上位ノード側通信部９は、上位ノードから通知された閾値を受信する機能も備えており、閾値決定部１２は、上位ノードから通知された閾値に基づいて、自ノードの閾値を決定する機能も備えている。上位ノードから閾値が通知された場合、閾値決定部１２は、その閾値（上位ノードで決定した閾値）と、自ノードで決定した閾値（時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量などの情報に基づいて決定した閾値）の両方に基づいて、適切な閾値を総合的に決定することができる。

なお、このように上位ノードで閾値を決定して下位ノードに通知する機能は、センター装置６や中継装置４に備えられていてもよい。ここでは図示を省略するが、その場合、センター装置６や中継装置４が、時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量、送信データ件数やネットワーク構成などの情報に基づいて動的に閾値を決定する機能と、下位のデータ収集送信ノード３へその閾値を通知する機能を備えている。

図２に戻って、データ収集送信ノード３の構成の説明を続ける。図２に示すように、データ収集送信ノード３は、計測装置２から計測データの実測値を受信する実測値受信部１３と、その実測値を予測用データとして記憶しておく予測用データ記憶部１４と、記憶されている予測用データ（過去の実測値）に基づいて、予測値（今回の実測値として計測されることが予測される値）を算出する予測値算出部１５と、予測値と実測値との差分値を算出する差分値算出部１６を備えている。

予測値は、種々の方法で算出したものを利用することができる。例えば、予測値算出部１５は、前回の実測値を予測値として算出することができる。また、予測値算出部１５は、直近の複数回（例えば、３回や５回）の実測値から線形予測により得られる値を予測値として算出することができる。また、予測値算出部１５は、種々の統計的な手法（公知の統計的な手法）により予測値を算出することもできる。

データ収集送信ノード３は、上位ノードへ送信するための送信データを生成する送信データ生成部１７を備えている。図３は、データ収集送信ノード３（ノードＡ）の送信データのデータ構成の例を示す説明図である。この図３は、データ収集送信ノード３（ノードＡ）から中継装置４へ送信される送信データのデータ構成を示す説明図であるともいえる。

図３（ａ）に示すように、送信データ生成部１７は、上位ノードへ送信する送信データとして、自ノード（ノードＡ）が収集した測定データの予測値と実測値との差分値を用いる。この場合、下位ノード（ノードＢ〜Ｅ）から受信した測定データの差分値も、送信データに含まれる。また、図３（ｂ）に示すように、測定データを収集できなかった下位ノード（ノードＦ）を示すリストも、送信データに含まれる。

データ収集送信ノード３は、自ノードが上位ノードへデータを送信可能な状態であるか否かを示す送信可否情報（死活情報）を記憶する送信可否情報記憶部１８を備えている。そして、データ収集送信ノード３は、自ノードが収集した計測データ（実測値）が閾値より小さく、差分値を上位ノードへ送信しない場合には、その差分値の代わりに送信可否情報（死活情報）を上位ノードへ送信する。送信データ生成部１７は、図３（ｃ）に示すように、送信可否情報（死活情報）として、例えば、送信可能なノードの識別子（ノードアドレスなど）を用いることができる。

また、データ収集送信ノード３は、差分値を上位ノードへ送信しなかった場合に、その差分値を、未送信の差分値（累積誤差情報）として記憶しておく差分値記憶部１９を備えている。送信データ生成部１７は、自ノードが収集した計測データ（実測値）が閾値以上であり、差分値（今回の差分値）を上位ノードへ送信する場合に、差分値（今回の差分値）に未送信の差分値を合算する。

以上のように構成された第１の実施の形態のデータ収集送信ノード３について、図面を参照してその動作を説明する。

まず、図４を参照ながら、システム全体の動作について説明する。図４は、本実施の形態におけるマルチホップ伝送の例を示す説明図である。なお、図４の例では、説明の便宜上、１６台のデータ収集送信ノード３が図示されているが、データ収集送信ノード３の台数は、これに限定されない。

図４では、自ノードが収集した計測データ（実測値）が閾値より小さく、差分値を上位ノードへ送信しない場合には、そのノードに「無」と表示されている。例えば、第１００番のノードなどが「無」と表示されている。一方、自ノードが収集した計測データ（実測値）が閾値以上であり、差分値（今回の差分値）を上位ノードへ送信する場合には、そのノードに「有」と表示されている。例えば、第１１０番のノードなどが「有」と表示されている。

また、図４では、差分値を上位ノードへ送信することが、「番号入りの実線の丸印」で示されている。丸印の中の番号は、その差分値を収集したノードの番号である。例えば、第１１０番のノードから第１００番のノードへ、第１１０番のノードが収集した測定データの差分値が送信されている。一方、差分値を上位ノードへ送信しない場合には、差分値の代わりに送信可否情報（死活情報）が送信されるが、図４では、送信可能であることを示す送信可否情報（活情報）が「活」で示されている。例えば、第１２０番のノードから第１００番のノードへ、第１２０番のノードが収集した測定データの差分値の代わりに、第１２０番のノードが送信可能であることを示す送信可否情報（活情報）が送信されている。

また、図４では、電波状況の悪化などにより通信が切断されたことが×印で示されており、通信を失敗したノードが「欠」で示されている。例えば、第３００番のノードが第３１０番のノードとの通信に失敗しており、第３１０番のノードが「欠」で示されている。この場合、第３００番のノードは、第３１０番のノードが送信不可能であることを示す送信可否情報（死情報）を送信する。図４では、そのような送信可否情報（死情報）が、「番号入りの破線の丸印」で示されている。

図４に示すように、本実施の形態のデータ収集送信ノード３では、自ノードが収集した計測データ（実測値）が閾値より小さい場合には、差分値を上位ノードへ送信しないデータ削減制御が行われ、これにより、上位のデータ収集送信ノード３へ送信されるデータ量が削減されている。例えば、図４の例の場合、従来のシステムであれば、１６台のノードの計測データが中継装置４に集中してしまうのに対して、本実施の形態では、３台のノード（第１１０番、第２１１番、第２２２番のノード）の計測データしか中継装置４に集中しないので、従来のシステムに比べて大幅にデータ量が削減されている。しかも、その計測データとして、実測値でなく差分値が用いられるので、更にデータ量が削減されている。

つぎに、図５および図６を参照して、データ収集送信ノード３の動作について説明する。図５は、上位ノードで閾値を決定する場合のフロー図であり、図６は、下位ノードで閾値を決定する場合のフロー図である。図５に示すように、上位ノードで閾値を決定する場合には、まず、上位ノードで、すべての下位ノードからデータや情報（時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量、送信データ件数やネットワーク構成などの情報）を受信して（Ｓ１〜Ｓ３）、下位ノードの閾値を決定し（Ｓ４）、その閾値を下位ノードに送信する（Ｓ５）。

下位ノードでは、上位ノードから閾値を受信すると（Ｓ６）、予測用データ（過去の実測値）に基づいて予測値を算出し（Ｓ７）、計測装置２から計測データ（実測値）を取得すると（Ｓ８）、予測値と実測値の差分値を算出する（Ｓ９）。そして、差分値が閾値より小さい場合には（Ｓ１０）、差分値を送信せずに（差分値を送信する代わりに）自ノードの死活情報を上位ノードに送信し（Ｓ１１）、送信しなかった差分値を累積誤差情報（未送信の差分値）に加算する（Ｓ１２）。一方、差分値が閾値以上である場合には（Ｓ１０）、差分値（未送信の差分値が合算された差分値）を上位ノードに送信し（Ｓ１３）、累積誤差情報（未送信の差分値）をクリアする（Ｓ１４）。

図６に示すように、下位ノード（自ノード）で閾値を決定する場合には、まず、時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量などの情報に基づいて、自ノードの閾値を決定する（Ｓ１５）。つぎに、予測用データ（過去の実測値）に基づいて予測値を算出し（Ｓ７）、計測装置２から計測データ（実測値）を取得すると（Ｓ８）、予測値と実測値の差分値を算出する（Ｓ９）。そして、差分値が閾値より小さい場合には（Ｓ１０）、差分値を送信せずに（差分値を送信する代わりに）自ノードの死活情報を上位ノードに送信し（Ｓ１１）、送信しなかった差分値を累積誤差情報（未送信の差分値）に加算する（Ｓ１２）。一方、差分値が閾値以上である場合には（Ｓ１０）、差分値（未送信の差分値が合算された差分値）を上位ノードに送信し（Ｓ１３）、累積誤差情報（未送信の差分値）をクリアする（Ｓ１４）。

このような第１の実施の形態のデータ収集送信ノード３によれば、計測装置２から収集した計測データをデータ収集送信ノード３からセンター装置６へマルチホップ伝送するときに、上位のデータ収集送信ノード３へ送信されるデータ量を適切に削減することができ、データ伝送の遅延や錯綜が発生するのを抑えることができる。

すなわち、本実施の形態では、データ収集送信ノード３が計測装置２から受信した計測データの値が閾値より小さい場合には、その計測データを上位のデータ収集送信ノード３へ送信しない。これにより、計測データの値が小さいとき（計測データを送信する必要性が比較的低いとき）に、上位のデータ収集送信ノード３へ送信されるデータ量が適切に削減される。

また、本実施の形態では、データ収集送信ノード３から送信される計測データとして、その計測データの差分値（予測値と実測値との差分値）が用いられる。これにより、上位のデータ収集送信ノード３へ送信されるデータ量をさらに削減することができる。

また、本実施の形態では、データ収集送信ノード３から計測データが送信されない場合に、データ収集送信ノード３の死活情報が送信されるので、そのデータ収集送信ノード３がデータ送信可能な状態であるか否か（すなわち、そのデータ収集送信ノード３がデータ送信できない状態であるために計測データが送信されなかったのか、データ送信できる状態であるが送信データ量の削減のために計測データを送信しなかったのか）を、適切に把握することができる。

また、本実施の形態では、データ収集送信ノード３から計測データの差分値が送信されなかった場合に、その差分値が「未送信の差分値」として記憶される。そして、その後に、計測データの差分値を上位のデータ収集送信ノード３に送信するときに、送信すべき計測データの差分値に未送信の差分値が合算される。これにより、差分値を送信しなかったときに累積する誤差（実測値との間の誤差）を精算することができる。

また、本実施の形態では、データ収集送信ノード３から計測データを送信するときの時刻、気温、天候、通信成功確率、電力使用量などに基づいて、適切な閾値を設定することができる。計測データが電力使用量である場合、各家庭の電力使用量が増加すると、送信データ量も増加するおそれがあるため、閾値を高くして送信データ量を削減する。例えば、朝方や夕方の時刻には電力使用量が増加する（送信データ量も増加する）傾向にあるので、閾値を高くして送信データ量を削減する。また、冷暖房を使用するような気温や天候の場合にも、電力使用量が増加する（送信データ量も増加する）可能性が高いので、閾値を高くして送信データ量を削減する。また、電波状況等が悪く通信成功率が低い場合には、閾値を高くして送信データ量を削減することにより、通信成功率の向上を図ることができる。

また、本実施の形態では、上位のデータ収集送信ノード３（当該データ収集送信ノード３）から下位のデータ収集送信ノード３に対して、データ削減制御のための閾値を通知することができる。上位のデータ収集送信ノード３（当該データ収集送信ノード３）では、下位のデータ収集送信ノード３に比べて、送信データ件数やネットワーク構成を全体的に把握することができる。したがって、上位のデータ収集送信ノード３（当該データ収集送信ノード３）は、そのような送信データ件数やネットワーク構成に基づいて、適切な閾値を設定することができる。そして、下位のデータ収集送信ノード３は、上位のデータ収集送信ノード３から通知された閾値（適切な閾値）に基づいて、適切なデータ削減制御を行うことが可能になる。

また、本実施の形態では、センター装置６からデータ収集送信ノード３に対して、データ削減制御のための閾値を通知することができる。センター装置６では、センター装置６より下位の装置であるデータ収集送信ノード３に比べて、送信データ件数やネットワーク構成を全体的に把握することができる。したがって、センター装置６は、そのような送信データ件数やネットワーク構成に基づいて、適切な閾値を設定することができる。そして、データ収集送信ノード３は、センター装置６から通知された閾値（適切な閾値）に基づいて、適切なデータ削減制御を行うことが可能になる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態のデータ収集送信ノード３について説明する。ここでは、第２の実施の形態のデータ収集送信ノード３が、第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、第１の実施の形態と同様である。

本実施の形態の送信データ生成部１７は、自ノードが収集した計測データ（実測値）の値に応じて、上位ノードへ送信する計測データの情報粒度を変更する。図７は、データ収集送信ノード３（ノードＡ）の送信データのデータ構成の例を示す説明図である。この図７は、データ収集送信ノード３（ノードＡ）から中継装置４へ送信される送信データのデータ構成を示す説明図であるともいえる。

図７に示すように、送信データ生成部１７は、上位ノードへ送信する送信データとして、情報粒度の情報と計測データの情報の組み合わせを用いる。情報粒度の情報は、例えば、２ビットの情報である。一つの例として、情報粒度「小」は「００＝０．０１ｋＷｈ」であり、情報粒度「中」は「０１＝０．１ｋＷｈ」であり、情報粒度「大」は「１０＝１ｋＷｈ」であり、情報粒度「最大」は「１１＝１０ｋＷｈ」である。

このような情報粒度の情報と計測データの情報を組み合わせで用いることにより、データサイズを固定にすることができる。例えば、情報粒度の情報のデータサイズが２ビットに固定され、計測データの情報のデータサイズが６ビットに固定される。

そして、例えば、計測データの値が「０．０１２３４５６ｋＷｈ」である場合には、情報粒度「小：００」と計測データ「１２３４５６」という組み合わせが利用される。また、計測データの値が「０．１２３４５６７ｋＷｈ」である場合には、情報粒度「中：０１」と計測データ「１２３４５６」という組み合わせが利用され、端数である「０．００００００７ｋＷｈ」が累積誤差情報として差分値記憶部１９に記憶される。

なお、図８に示すように、計測データのデータ量は、多段階のデータ量を用いることもできる。図８の例では、ノードＢの計測データのデータ量は「短：４ビット」であり、ノードＤの計測データのデータ量は「中：６ビット」であり、ノードＥの計測データのデータ量は「長：８ビット」である。例えば、計測データの値が「０．１２３４５６７ｋＷｈ」である場合、情報粒度「中：０１」と計測データ（長：８ビット）「１２３４５６７０」という組み合わせを利用すれば、端数（累積誤差情報）をなくすことができる。

以上のように構成された第２の実施の形態のデータ収集送信ノード３について、図９を参照してその動作を説明する。

まず、図９を参照ながら、システム全体の動作について説明する。図９は、本実施の形態におけるマルチホップ伝送の例を示す説明図である。なお、図９の例では、説明の便宜上、１６台のデータ収集送信ノード３が図示されているが、データ収集送信ノード３の台数は、これに限定されない。

図９では、自ノードが収集した計測データ（実測値）の値に応じて、上位ノードへ送信する送信データの情報粒度が変更されている。図９には、そのノードがデータ送信に用いる情報粒度「小」「中」「大」などが表示されている。例えば、第１００番のノードなどは、情報粒度「小」を用いて上位ノードへデータ送信を行う。また、第２００番のノードなどは、情報粒度「中」を用いて上位ノードへデータ送信を行う。

図９に示すように、本実施の形態のデータ収集送信ノード３では、自ノードが収集した計測データ（実測値）の値に応じて、適切な情報粒度を用いてデータ送信が行われ、これにより、上位のデータ収集送信ノード３へ送信されるデータ量が削減される。

つぎに、図１０および図１１を参照して、データ収集送信ノード３の動作について説明する。図１０は、上位ノードで閾値を決定する場合のフロー図であり、図１１は、下位ノードで閾値を決定する場合のフロー図である。図１０に示すように、上位ノードで閾値を決定する場合には、まず、上位ノードで、すべての下位ノードからデータや情報（時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量、送信データ件数やネットワーク構成などの情報）を受信して（Ｓ１〜Ｓ３）、下位ノードの閾値を決定し（Ｓ４）、その閾値を下位ノードに送信する（Ｓ５）。

下位ノードでは、上位ノードから閾値を受信すると（Ｓ６）、予測用データ（過去の実測値）に基づいて予測値を算出し（Ｓ７）、計測装置２から計測データ（実測値）を取得すると（Ｓ８）、予測値と実測値の差分値を算出する（Ｓ９）。そして、差分値が閾値より小さい場合には（Ｓ１０）、差分値を送信せずに（差分値を送信する代わりに）自ノードの死活情報を上位ノードに送信し（Ｓ１１）、送信しなかった差分値を累積誤差情報（未送信の差分値）に加算する（Ｓ１２）。一方、差分値が閾値以上である場合には（Ｓ１０）、情報粒度の変更を行って（Ｓ２０）、情報粒度を変更した差分値（未送信の差分値が合算された差分値）を上位ノードに送信し（Ｓ１３）、その端数を算出して累積誤差情報として記憶しておく（Ｓ２１）。

図６に示すように、下位ノード（自ノード）で閾値を決定する場合には、まず、時刻、気温、天候、通信成功率、電力使用量などの情報に基づいて、自ノードの閾値を決定する（Ｓ１５）。つぎに、予測用データ（過去の実測値）に基づいて予測値を算出し（Ｓ７）、計測装置２から計測データ（実測値）を取得すると（Ｓ８）、予測値と実測値の差分値を算出する（Ｓ９）。そして、差分値が閾値より小さい場合には（Ｓ１０）、差分値を送信せずに（差分値を送信する代わりに）自ノードの死活情報を上位ノードに送信し（Ｓ１１）、送信しなかった差分値を累積誤差情報（未送信の差分値）に加算する（Ｓ１２）。一方、差分値が閾値以上である場合には（Ｓ１０）、情報粒度の変更を行って（Ｓ２０）、情報粒度を変更した差分値（未送信の差分値が合算された差分値）を上位ノードに送信し（Ｓ１３）、その端数を算出して累積誤差情報として記憶しておく（Ｓ２１）。

このような第２の実施の形態のデータ収集送信ノード３によっても、第１の実施の形態と同様の作用効果が奏される。

本実施の形態では、データ収集送信ノード３が計測装置２から受信した計測データの値に応じて、その計測データの情報粒度が変更されて上位のデータ収集送信ノード３へ送信される。これにより、計測装置２から受信した計測データの値に応じて、上位のデータ収集送信ノード３へ送信されるデータ量が適切に削減される。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、以上の説明では、家庭や事務所などに設置された各種のメータ（電力メータ、ガスメータ、水道メータなど）から収集される検針データを検針センターへマルチホップ伝送するシステムの例について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、例えば、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）等のデータ（太陽電池や風力発電等からの発電量、バッテリーへの蓄電電力、バッテリーからの出力電力、蓄電残量などのデータ）を収集するシステム等にも適用可能である。

以上のように、本発明にかかるデータ収集送信ノードは、上位のデータ収集送信ノードへ送信されるデータ量を削減することができ、データ伝送の遅延や錯綜が発生するのを抑えることができるという効果を有し、家庭や事務所などに設置された各種のメータから収集される検針データを検針センターへマルチホップ伝送するシステム等として有用である。

１ データ収集送信システム
２ 計測装置
３ データ収集送信ノード
４ 中継装置
５ ネットワーク
６ センター装置
７ 計測装置側通信部
８ 下位ノード側通信部
９ 上位ノード側通信部
１０ 送信制御部
１１ 情報取得部
１２ 閾値決定部
１３ 実測値受信部
１４ 予測用データ記憶部
１５ 予測値算出部
１６ 差分値算出部
１７ 送信データ生成部
１８ 送信可否情報記憶部
１９ 差分値記憶部

Claims (6)

1. 計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信するためのデータ収集送信ノードであって、
   当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信する第１の計測データ受信部と、
   当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信する第２の計測データ受信部と、
   前記第１の計測データの値として計測されることが予測される予測値と前記第１の計測データの実測値との差分値を算出する差分値算出部と、
   前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するデータ送信部と、
   前記第１の計測データの値に応じて、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データの情報粒度を変更する情報粒度変更部と、
   を備え、
   前記データ送信部は、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データとして、前記差分値を用いることを特徴とするデータ収集送信ノード。
2. 当該データ収集送信ノードが前記上位のデータ収集送信ノードへデータを送信可能な状態であるか否かを示す送信可否情報を記憶する送信可否情報記憶部を備え、
   前記送信制御部は、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しない場合に、前記第１の計測データの代わりに前記送信可否情報を前記上位のデータ収集送信ノードへ送信することを特徴とする請求項１に記載のデータ収集送信ノード。
3. 前記第１の計測データの値が閾値より小さい場合には、前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しないデータ削減制御を行う送信制御部と、
   前記第１の計測データとして前記差分値を前記上位のデータ収集送信ノードへ送信しなかった場合に、当該差分値を未送信の差分値として記憶しておく差分値記憶部と、
   前記第１の計測装置から受信した前記第１の計測データの値が前記閾値以上であり、前記第１の計測データの差分値を前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する場合に、当該差分値に前記未送信の差分値を合算する差分値合算部と、
   を備えたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータ収集送信ノード。
4. 前記第１の計測データを前記上位のデータ収集送信ノードへ送信するときの時刻、気温、天候、通信成功確率、電力使用量のいずれかの情報を取得する情報取得部と、
   前記時刻、気温、天候、通信成功確率、電力使用量のいずれかの情報に基づいて、前記閾値を決定する閾値決定部と、
   を備えたことを特徴とする請求項３のいずれかに記載のデータ収集送信ノード。
5. 計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信する複数のデータ収集送信ノードで構成されるデータ収集送信システムあって、
   前記データ収集送信ノードは、
   当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信する第１の計測データ受信部と、
   当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信する第２の計測データ受信部と、
   前記第１の計測データの値として計測されることが予測される予測値と前記第１の計測データの実測値との差分値を算出する差分値算出部と、
   前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するデータ送信部と、
   前記第１の計測データの値に応じて、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データの情報粒度を変更する情報粒度変更部と、
   を備え、
   前記データ送信部は、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データとして、前記差分値を用いることを特徴とするデータ収集送信システム。
6. 計測装置から収集される計測データをマルチホップ伝送によりセンター装置へ送信するためのデータ収集送信方法であって、
   前記データ収集送信ノードは、
   当該データ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第１の計測装置の計測データを、前記第１の計測装置から受信し、
   当該データ収集送信ノードの下位のデータ収集送信ノードがデータ収集を行うべき第２の計測装置の計測データを、前記下位のデータ収集送信ノードから受信し、
   前記第１の計測データの値として計測されることが予測される予測値と前記第１の計測データの実測値との差分値を算出し、
   前記第１の計測データと前記第２の計測データを、当該データ収集送信ノードの上位のデータ収集送信ノードへ送信するときに、前記第１の計測データの値に応じて、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データの情報粒度を変更する情報粒度変更制御を行い、前記上位のデータ収集送信ノードへ送信する前記第１の計測データとして、前記差分値を用いることを特徴とするデータ収集送信方法。
   

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