JP6111908B2 - Communication device and battery remaining capacity derivation method - Google Patents

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この発明は、周辺装置との間で通信を行う通信部と、通信部に電力を供給する電池とを備えた通信装置およびその通信装置において実行される電池残容量導出方法である。特に、ガスメータや水道メータなどの検針データを自動収集する自動検針システム、温度や湿度などの情報を自動収集するシステム、あるいはガス漏れセンサや火災センサなどの情報を通知するセキュリティシステムなどに使用される通信装置およびその通信装置において実行される電池残容量導出方法に関する。   The present invention is a communication device including a communication unit that performs communication with a peripheral device and a battery that supplies power to the communication unit, and a battery remaining capacity derivation method that is executed in the communication device. Especially, it is used for automatic meter reading system that automatically collects meter reading data such as gas meter and water meter, system that automatically collects information such as temperature and humidity, or security system that notifies information such as gas leak sensor and fire sensor. The present invention relates to a communication device and a battery remaining capacity derivation method executed in the communication device.

ガスメータの自動検針システムを例に挙げると、このシステムで扱う無線通信端末に駆動用の電源として搭載される電池について、この電池の残容量が低下したことを検出する方法の1つには、電池の電圧を測定し、その測定値が予め装置に設定しておいた基準電圧を下回った場合に、交換時期と判断する方法がある。この方法においては、電池電圧を測定する精度が悪いと電池の容量を十分に使えない問題が生じ、また測定処理に余計に電力を消費し過ぎると、この処理で電池容量が低下してしまい装置が突然停止するなどの問題が生じる。そのため、電池電圧の測定は少ない処理で精度よく行う必要がある。   Taking an automatic meter reading system of a gas meter as an example, one of the methods for detecting that the remaining capacity of the battery is reduced with respect to a battery mounted as a driving power source in a wireless communication terminal handled by this system is a battery. There is a method in which the replacement time is determined when the measured voltage falls below a reference voltage previously set in the apparatus. In this method, if the accuracy of measuring the battery voltage is poor, there is a problem that the capacity of the battery cannot be used sufficiently, and if excessive power is consumed in the measurement process, the battery capacity is reduced due to this process. Problems such as sudden stop. Therefore, it is necessary to accurately measure the battery voltage with a small amount of processing.

その電池電圧の測定方法として、従来から提案されている例を先行技術文献(特許文献1、特許文献2、及び、特許文献3)に挙げる。特許文献1、及び、特許文献2では、電池に対し、ある一定時間だけ放電を伴う負荷印加を行った後に、この負荷から開放し、その後の電池電圧回復までの時間を計測する事で、電池の残容量を計測する方法を提案している。更に特許文献1においては、電池残容量の計測に通常運用での通信動作を電池の放電負荷に利用する事を提案している。また、特許文献3では、負荷印加後に電圧測定を行った結果から、再測定の要否判定を実施する事で、電圧測定結果の精度を向上させる方法を提案している。   As a method for measuring the battery voltage, examples conventionally proposed are listed in prior art documents (Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3). In Patent Document 1 and Patent Document 2, after applying a load with discharge to a battery for a certain period of time, the battery is released from this load and then measured until the battery voltage is recovered. Has proposed a method of measuring the remaining capacity. Further, Patent Document 1 proposes that a communication operation in normal operation is used as a battery discharge load for measuring the remaining battery capacity. Patent Document 3 proposes a method for improving the accuracy of the voltage measurement result by determining whether or not re-measurement is necessary based on the result of voltage measurement after applying the load.

特開2012−26778公報(第1図)JP 2012-26778 A (FIG. 1) 特開平10−187295号公報(第2図)Japanese Patent Laid-Open No. 10-187295 (FIG. 2) 特開2011−217123公報JP 2011-217123 A

従来の技術のうち、特許文献1及び特許文献2では、電池に対して放電負荷を印加し、その負荷を解放した後に電池の電圧が回復するまでの時間を計測することで、電圧の回復に要した時間から電池の残容量の導出を行っている。この際、電圧が回復するのに要した時間を計測する為に、負荷を解放した後に周期的に複数回に渡って電池の電圧を測定する必要があり、この間の装置の動作によって電力を消費するがことが課題となる。   Among conventional technologies, Patent Document 1 and Patent Document 2 apply a discharge load to a battery, measure the time until the voltage of the battery recovers after releasing the load, thereby recovering the voltage. The remaining battery capacity is derived from the time required. At this time, in order to measure the time required for the voltage to recover, it is necessary to periodically measure the voltage of the battery several times after releasing the load. However, it becomes a problem.

また、特許文献3においては、電池容量の低下を判断する際に、電池の測定電圧と予め保持した基準電圧とを絶対値を用いて比較しており、ここで電圧の測定値に測定誤差が含まれる場合には、電池残容量の測定において精度の問題が生じる。このため、当該文献では、更なる電池電圧の測定や基準電圧との比較処理を追加しており、それに伴い測定誤差の要因を正しく特定し、その要因の特性に基づいて適切な補正処理を行う必要から電池残容量の導出処理が複雑となるため、その分の電池の電力消費が余分に発生することが課題となる。   Further, in Patent Document 3, when determining a decrease in battery capacity, a measured voltage of a battery is compared with a reference voltage held in advance using an absolute value, and there is a measurement error in the measured voltage value. If included, a problem of accuracy occurs in the measurement of the remaining battery capacity. For this reason, in this document, additional measurement of battery voltage and comparison processing with reference voltage are added, and accordingly, the cause of measurement error is correctly identified, and appropriate correction processing is performed based on the characteristics of the factor Since the process for deriving the remaining battery capacity becomes complicated due to necessity, an additional power consumption of the battery is an issue.

本発明の目的は、電池の残容量を導出するのに伴う消費電力を低減できる通信装置および電池残容量導出方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a communication device and a battery remaining capacity derivation method that can reduce power consumption associated with deriving the remaining capacity of a battery.

本発明は、
周辺装置との間で通信を行う通信部と、前記通信部に電力を供給する電池とを備えた通信装置において、
前記電池は、その電池の残容量である電池残容量と、前記通信の開始時から終了時までの通信時間とに依存して、
前記通信の開始時の電圧と終了時の電圧との電圧差分が変化する特性を持ち、
前記電池の前記電圧差分を測定する電圧差分測定部と、
前記通信時間を計測する時間計測部と、
前記通信部の前記通信時間と、前記電池残容量と、前記電池の前記電圧差分との関係を
記憶する関係記憶部と、
前記関係記憶部で記憶される関係に基づき、
前記電圧差分測定部で測定された前記電池の前記電圧差分と、前記時間計測部で計測された時間とを用いて
前記電池残容量を導出する電池残容量導出部と、
をさらに備えたことを特徴とする通信装置である。
The present invention
In a communication device including a communication unit that performs communication with a peripheral device, and a battery that supplies power to the communication unit,
The battery depends on the remaining battery capacity that is the remaining capacity of the battery and the communication time from the start to the end of the communication,
The voltage difference between the voltage at the start of communication and the voltage at the end of the communication changes,
A voltage difference measuring unit for measuring the voltage difference of the battery;
A time measuring unit for measuring the communication time;
A relationship storage unit that stores a relationship between the communication time of the communication unit, the remaining battery capacity, and the voltage difference of the battery;
Based on the relationship stored in the relationship storage unit,
A battery remaining capacity deriving unit for deriving the battery remaining capacity using the voltage difference of the battery measured by the voltage difference measuring unit and the time measured by the time measuring unit;
A communication device further comprising:

本発明は、
周辺装置との間で通信を行う通信部と、
前記通信部に電力を供給する電池と
を備えた通信装置において実行される電池残容量導出方法であって、
前記電池における、前記通信の開始時の電圧と終了時の電圧との電圧差分を測定する電圧差分測定工程と、
前記通信の開始時から終了時までの通信時間を計測する時間計測工程と、
前記電池の残容量である電池残容量と前記通信時間とに依存し前記電圧差分が変化する前記電池の特性に基づき、
前記電圧差分測定工程で測定された前記電池の前記電圧差分と前記時間計測工程で計測された前記通信時間とから
前記電池残容量を導出する電池残容量導出工程と、
を有することを特徴とする電池残容量導出方法である。
The present invention
A communication unit for communicating with peripheral devices;
A battery remaining capacity derivation method executed in a communication device comprising a battery for supplying power to the communication unit,
A voltage difference measuring step for measuring a voltage difference between the voltage at the start of the communication and the voltage at the end of the communication in the battery;
A time measurement step of measuring a communication time from the start to the end of the communication;
Based on the characteristics of the battery in which the voltage difference changes depending on the battery remaining capacity that is the remaining capacity of the battery and the communication time,
A battery remaining capacity deriving step for deriving the battery remaining capacity from the voltage difference of the battery measured in the voltage difference measuring step and the communication time measured in the time measuring step;
A battery remaining capacity deriving method characterized by comprising:

本発明によれば、通信システムにおいて通信装置が周期的に行う連続的な通信動作と並行して電池の残容量の導出を行う事ができ、これによって通信装置が通信動作を行わない状況においては速やかに省電力状態を取ることが可能となるため、従来技術にある電池残容量の導出のために通信装置が動作する時間が短縮され、電力消費を抑えて電池の寿命を延ばす効果が得られる。   According to the present invention, the remaining capacity of the battery can be derived in parallel with the continuous communication operation periodically performed by the communication device in the communication system, and thus the communication device does not perform the communication operation. Since it is possible to take a power saving state promptly, the time for which the communication device operates for derivation of the remaining battery capacity in the prior art is shortened, and the effect of suppressing the power consumption and extending the battery life is obtained. .

本発明の実施の形態1における、装置により構成される無線通信システムを示す全体構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a wireless communication system including devices in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態1における、子機無線機を示す内部構成図である。It is an internal block diagram which shows the subunit | mobile_unit radio | wireless machine in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における、子機無線機の連続通信動作中の通信時間と電池の電圧差分との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the communication time in the continuous communication operation | movement of the subunit | mobile_unit radio | wireless machine, and the voltage difference of a battery in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における、子機無線機が使用する電池の残容量と、連続通信動作の負荷をかけた場合の当該電池の降下電圧と、そのA/D変換値を示す表である。It is a table | surface which shows the remaining capacity of the battery which the subunit | mobile_unit radio | wireless machine uses in Embodiment 1 of this invention, the fall voltage of the said battery when the load of continuous communication operation | movement is applied, and its A / D conversion value. . 本発明の実施の形態1における、子機無線機が使用する電池の降下電圧のA/D変換値と、その値から導出される電池残容量を示す表である。It is a table | surface which shows the A / D conversion value of the fall voltage of the battery which the subunit | mobile_unit radio | wireless machine uses in Embodiment 1 of this invention, and the battery remaining capacity derived | led-out from the value. 本発明の実施の形態1における、子機無線機が待機中に行う周期的な無線通信動作を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the periodic radio | wireless communication operation | movement which the subunit | mobile_unit radio | wireless machine performs in standby in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における、子機無線機の動作である図6のうち、処理S17で行われるビーコン信号収集処理から電池の降下電圧の算出処理までの詳細を示すフローチャート図である。FIG. 7 is a flowchart showing details from a beacon signal collection process performed in process S17 to a battery drop voltage calculation process in FIG. 6 showing the operation of the slave radio in the first embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2における、子機無線機が周辺無線機に対してデータ送信を行う動作と、それに伴い無線キャリア信号の連続送信動作を行う動作を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the operation | movement which the subunit | mobile_unit radio | wireless machine transmits data with respect to a peripheral radio | wireless apparatus, and the operation | movement which performs the continuous transmission operation | movement of a radio | wireless carrier signal in connection with it in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態1の動作である図6に基づき、実施の形態3として更に電池残容量の算出結果を平均する処理を加えたフローチャート図である。FIG. 7 is a flowchart in which processing for averaging the remaining battery capacity calculation results is added as Embodiment 3 based on FIG. 6 showing the operation of Embodiment 1 of the present invention.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1による装置により構成される無線通信システムを示す全体構成図である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is an overall configuration diagram showing a radio communication system configured by an apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.

当該無線通信システムは、センタサーバ11、インターネット網12、ゲートウェイ13、親機無線機14、複数の子機無線機15A〜15E、及び、複数のメータ16A〜16Eからなる。   The radio communication system includes a center server 11, an Internet network 12, a gateway 13, a master radio 14, a plurality of slave radios 15A to 15E, and a plurality of meters 16A to 16E.

センタサーバ11は、インターネット網12に接続され、遠隔地から複数のメータ16A〜16Eの監視や制御を行うためのサーバ装置であり、各メータ16A〜16Eに対して検針要求を行うことで各メータが持つ情報を取得したり、また子機無線機15A〜15Eが搭載する電池の残容量といった装置の状態を管理したりする機器である。ここでのメータが持つ情報とは、例えば、ガスメータの検針情報などである。尚、インターネット網12の代わりに、有線電話網や、有線電話網と移動体無線通信網を組み合わせた構成など、その他の多様な通信形態も許容するものとする。   The center server 11 is connected to the Internet 12 and is a server device for monitoring and controlling a plurality of meters 16A to 16E from a remote location. Is a device that acquires information held by the mobile device and manages the state of the device such as the remaining battery capacity of the slave radio devices 15A to 15E. The information held by the meter here is, for example, meter reading information of a gas meter. It should be noted that various other communication forms such as a wired telephone network or a combination of a wired telephone network and a mobile wireless communication network are allowed instead of the Internet network 12.

インターネット網12は、通信インフラ設備として一般利用される広域網や、事業者の所有する特設網などのインターネット施設網である。   The Internet network 12 is an Internet facility network such as a wide area network generally used as communication infrastructure equipment or a special network owned by a business operator.

ゲートウェイ13は、インターネット網12と親機無線機14が構成するローカルネットワークとを相互に繋ぐための通信装置であり、センタサーバ11と親機無線機14との間で送受信されるデータを中継するための機器である。   The gateway 13 is a communication device for interconnecting the Internet network 12 and a local network formed by the parent radio 14, and relays data transmitted and received between the center server 11 and the parent radio 14. Equipment.

親機無線機14は、ゲートウェイ13と、親機無線機14及び子機無線機15A〜15Eの複数の無線機で構成される無線ネットワークとを相互に繋ぐための通信装置であり、ゲートウェイ13との通信機能や複数の子機無線機15A〜15Eとの無線通信機能を備える機器である。更に、センタサーバ11からの各メータ16A〜16Eへの検針要求と、その応答である各メータ16A〜16Eからの検針情報とを中継するに当たって、子機無線機15A〜15Eで構成される通信経路のうち最適な経路となる転送先の子機無線機を選択する機能を備えることも可能である。ここで言う最適な経路とは、中継回数が最も少なくなる経路や、システムとしての消費電力が最も少なくなる経路など、目的によって異なるものとする。   The base radio 14 is a communication device for interconnecting the gateway 13 and a radio network composed of a plurality of radios of the base radio 14 and the slave radios 15A to 15E. And a wireless communication function with a plurality of slave wireless devices 15A to 15E. Further, in relaying the meter reading request from the center server 11 to each meter 16A to 16E and the meter reading information from each meter 16A to 16E as the response, a communication path constituted by the slave radio units 15A to 15E It is also possible to provide a function of selecting a transfer destination slave radio that is the optimum route. Here, the optimum route differs depending on the purpose, such as a route with the smallest number of relays and a route with the least power consumption as a system.

子機無線機15A〜15Eは、センタサーバ11とメータ16A〜16Eとの間の通信を中継するための通信装置であり、接続されたメータ16A〜16Eと通信を行う機能や、親機無線機14、及び、子機無線機15A〜15Eとの間で相互に無線通信を行う機能を持つ機器である。更に、通信を中継するに当たって、親機無線機14と子機無線機15A〜15Eで構成される通信経路のうち最適な経路となる転送先の無線機を選択する機能を備えることも可能である。ここで言う最適な経路とは、中継回数が最も少なくなる経路や、システムとしての消費電力が最も少なくなる経路など、目的によって異なるものとする。また、子機無線機の台数については、5台とする以外にもネットワーク構成に応じて適宜に増減させることが可能である。   The slave radio devices 15A to 15E are communication devices for relaying communication between the center server 11 and the meters 16A to 16E. The slave radio devices 15A to 15E function to communicate with the connected meters 16A to 16E, 14 and the slave radio devices 15A to 15E are devices having a function of performing wireless communication with each other. Further, when relaying communication, it is also possible to have a function of selecting a transfer destination wireless device that is the optimum route among communication routes configured by the parent device wireless device 14 and the child device wireless devices 15A to 15E. . Here, the optimum route differs depending on the purpose, such as a route with the smallest number of relays and a route with the least power consumption as a system. Further, the number of slave radio units can be increased or decreased as appropriate in accordance with the network configuration in addition to five.

メータ16A〜16Eは、ガスメータや水道メータ等の計量器、または、温度や湿度等を計測する計測器であり、システムが扱う主要な情報の情報源となる装置に設けられ、当該装置から情報を取得するための機器である。   Meters 16A to 16E are measuring instruments such as gas meters and water meters, or measuring instruments that measure temperature, humidity, and the like. The meters 16A to 16E are provided in a device serving as an information source of main information handled by the system. It is a device for obtaining.

尚、図1では、親機無線機14と子機無線機15A〜15Eとの間の無線ネットワークとして、メッシュ型ネットワークの構成を取っているが、無線機の配置を適切に変えることでメッシュ型ネットワーク以外にも、スター型ネットワークやクラスタツリー型ネットワークの構成とすることも可能である。   In FIG. 1, a mesh network is used as a wireless network between the master radio 14 and the slave radios 15A to 15E, but the mesh type can be changed by appropriately changing the arrangement of the radios. In addition to the network, a star network or a cluster tree network may be used.

また、メッシュ型ネットワークの構成においては、例えば、親機無線機14と子機無線機15Dとが直接に通信が行えない状況においても、双方の無線機と通信が可能な子機無線機15Aがこの間に存在することで、親機無線機14や子機無線機15Dからのデータを子機無線機15Aが転送をし、親機無線機14と子機無線機15Dは中継による通信が可能となる。このように、通信に中継を利用するネットワーク構成においては、メータを接続しない中継専用の子機無線機をネットワーク構成に含めることも可能である。   Further, in the configuration of the mesh network, for example, even in a situation where the base radio 14 and the slave radio 15D cannot communicate directly, the slave radio 15A capable of communicating with both radios is provided. By existing in this period, data from the master radio 14 and slave radio 15D is transferred by the slave radio 15A, and the master radio 14 and the slave radio 15D can communicate by relay. Become. As described above, in a network configuration that uses relay for communication, it is possible to include in the network configuration a slave unit radio that is dedicated for relay and does not connect a meter.

図1のシステムを、例えば、ガスメータの検針情報を自動収集する自動検針システムに適用すると、以下のように検針情報の収集が行えるようになる。   When the system of FIG. 1 is applied to, for example, an automatic meter reading system that automatically collects meter reading information of a gas meter, meter reading information can be collected as follows.

センタサーバ11がメータ16Eの検針データを取得する場合に、センタサーバ11から、検針対象となるメータ16Eが属する無線ネットワークに接続されるゲートウェイ13に対して検針要求データが送信され、当該データを受信したゲートウェイ13は親機無線機14に当該データを転送する。   When the center server 11 acquires meter reading data of the meter 16E, meter reading request data is transmitted from the center server 11 to the gateway 13 connected to the wireless network to which the meter 16E to be metered belongs, and the data is received. Then, the gateway 13 transfers the data to the base radio unit 14.

当該データを受信した親機無線機14は、検針対象となるメータ16Eが接続される子機無線機15Eが直接に通信可能な範囲にないため、子機無線機15Eまで当該データを転送するのに、子機無線機15A〜15Dのうち1つ又は複数の子機無線機を中継させる必要がある。親機無線機14は、子機無線機15Eまでデータを転送する経路うち、ここでは中継回数が最小となるものを選定する場合に、子機無線機15Aを中継させる経路が最適との判定に基づいて、当該データを子機無線機15Aに送信する。   The base station radio 14 that has received the data transfers the data to the handset radio 15E because the handset radio 15E to which the meter 16E to be metered is connected is not in a directly communicable range. In addition, it is necessary to relay one or a plurality of slave radios among the slave radios 15A to 15D. When selecting the route that transfers the data to the child device wireless device 15E that minimizes the number of relays, the parent device wireless device 14 determines that the route that relays the child device wireless device 15A is optimal. Based on this, the data is transmitted to the slave radio 15A.

親機無線機14から当該データを受信した子機無線機15Aは、子機無線機15Eが直接に通信可能な範囲にないため、親機無線機14と同様に子機無線機15Eまで中継回数が最小となるようなデータ転送の経路を選定し、その結果に基づいて、当該データを子機無線機15Dに送信する。以降、中継動作を同様に繰り返すことで、子機無線機15Eまで当該データが転送される。   The slave radio 15A that has received the data from the master radio 14 is not in a range in which the slave radio 15E can communicate directly, so the number of relays to the slave radio 15E is the same as the master radio 14. Is selected so that the data is routed to the minimum, and based on the result, the data is transmitted to the slave radio 15D. Thereafter, by repeating the relay operation in the same manner, the data is transferred to the slave radio 15E.

検針要求データを受信した子機無線機15Eは、接続されたメータ16Eと通信を行い、検針情報を取得する。メータ16Eの検針情報を取得した子機無線機15Eは、センタサーバ11に対して当該検針情報を含むデータを送信する。その際に、子機無線機15Eは、親機無線機14が直接に通信可能な範囲にないため、子機無線機15A〜15Dのうち1つ又は複数の子機無線機を中継させることで、親機無線機14まで当該データを転送することを試みる。この先に行われる中継動作は、親機無線機14から子機無線機15Eまでデータを転送したものと同様である。   The handset radio 15E that has received the meter reading request data communicates with the connected meter 16E to obtain meter reading information. The subunit | mobile_unit radio | wireless machine 15E which acquired the meter-reading information of the meter 16E transmits the data containing the said meter-reading information with respect to the center server 11. FIG. At this time, since the slave radio 15E is not in a range in which the master radio 14 can communicate directly, one or more slave radios among the slave radios 15A to 15D are relayed. Attempts to transfer the data to the base radio unit 14. The relay operation that is performed earlier is the same as that in which data is transferred from the master radio unit 14 to the slave radio unit 15E.

子機無線機15Eから当該データを受信した親機無線機14は、ゲートウェイ13を中継してセンタサーバ11に当該データを転送する。当該データを受信したセンタサーバ11は、データに含まれるメータ16Eの検針情報を取得し、メータ16Eの検針情報の収集が完了する。その他のメータについても同様に検針情報の収集を行う。   Receiving the data from the slave radio 15E, the master radio 14 relays the gateway 13 and transfers the data to the center server 11. The center server 11 that has received the data acquires the meter reading information of the meter 16E included in the data, and the collection of the meter reading information of the meter 16E is completed. Meter reading information is collected in the same manner for other meters.

システムを構成する親機無線機や子機無線機15A〜15Eは非同期で動作を行っても良いし、また後述する無線機の周期的な動作を同期させても良い。同期させた場合には、各々の無線機が効率的にデータを送受信することで、備える電池の電力消費を抑えて電池の寿命を延ばす効果が得られる。   The base unit radios and slave unit radios 15A to 15E constituting the system may operate asynchronously, or may synchronize the periodic operations of the radio units described later. When synchronized, each wireless device efficiently transmits and receives data, thereby reducing the power consumption of the provided battery and extending the life of the battery.

実施の形態1では、子機無線機15A〜15Eが互いに通信するにあたり、ビーコン信号の送受信を行う。子機無線機は動作電源に電池を使用しており、電池の消耗を抑える為に、周期的に電力消費を抑えた動作状態(以下、スリープ状態と称する)をとる。その為、子機無線機がデータ送信を行う場合には、データを送信したい宛先の子機無線機がスリープ状態ではない事を知る必要があり、そのための判断として、子機無線機は周辺の子機無線機が送信するビーコン信号の受信動作を行う。   In Embodiment 1, beacon signals are transmitted and received when slave radio units 15A to 15E communicate with each other. The slave radio uses a battery as an operating power source, and takes an operation state (hereinafter referred to as a sleep state) in which power consumption is periodically suppressed in order to suppress battery consumption. Therefore, when the slave unit radio transmits data, it is necessary to know that the destination slave unit to which data is to be transmitted is not in a sleep state. The beacon signal transmitted by the slave radio is received.

ビーコン信号の中には無線機を識別する固有の番号(以下、無線機番号と称する)が含まれており、子機無線機は受信したビーコン信号に含まれる無線機番号が、データを送信したい宛先の子機無線機のものと一致するかを判定する。無線機番号の判定により、宛先の子機無線機からのビーコン信号を受信したと判断した場合に、例えば「CSMA/CA(搬送波感知多重アクセス/衝突回避)方式」等を実施し、周辺の子機無線機と送信データが衝突しない事を確認した後に、ビーコン信号への応答として送信要求信号を送信する。送信要求信号を送信した子機無線機は、続けて宛先の子機無線機に対してデータの送信を行う。   The beacon signal includes a unique number (hereinafter referred to as a wireless device number) for identifying the wireless device, and the wireless device number included in the received beacon signal is transmitted by the slave wireless device. It is determined whether or not it matches that of the destination slave radio. When it is determined that the beacon signal is received from the addressed slave wireless device by the wireless device number determination, for example, the “CSMA / CA (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance) method” is performed to After confirming that the transmission data does not collide with the mobile radio, a transmission request signal is transmitted as a response to the beacon signal. The slave radio that has transmitted the transmission request signal subsequently transmits data to the destination slave radio.

このように、子機無線機は周期的にビーコン信号を送信することで、周辺の子機無線機からのデータを受信する機会を得ることができ、反対にビーコン信号を受信することで、周辺の子機無線機に対してデータを送信する機会を得ることができる。   In this way, the slave unit radio can periodically receive a beacon signal to obtain the opportunity to receive data from neighboring slave unit radios, and conversely, by receiving the beacon signal, It is possible to obtain an opportunity to transmit data to the slave wireless device.

また、ビーコン信号に含まれる無線機番号を取得することで、周辺に存在する子機無線機のリストを作成することが可能である。子機無線機は周期的にビーコン信号の連続受信動作を行うことで、その都度、当該リストを作成または更新をし、当該リストに基づいて目的に応じた最適なデータ転送経路の情報を持つことができる。   In addition, by acquiring the radio number included in the beacon signal, it is possible to create a list of slave radios existing in the vicinity. The slave radio performs periodic beacon signal continuous reception operations, creates or updates the list each time, and has information on the optimum data transfer path according to the purpose based on the list Can do.

図2は、実施の形態1における子機無線機15A〜15Eの内部構成図である。   FIG. 2 is an internal configuration diagram of slave radio devices 15A to 15E in the first embodiment.

子機無線機は、無線通信用アンテナ21、無線部22、中央処理装置としてのCPU部23、メータインタフェース24、及び電池25からなる。さらに、無線部22は受信部221と送信部222からなる。また、CPU部23の内部にはROM(リードオンリメモリ)231、RAM(ランダムアクセスメモリ)232、及び、A/D変換器233が備わっている。   The slave radio device includes a radio communication antenna 21, a radio unit 22, a CPU unit 23 as a central processing unit, a meter interface 24, and a battery 25. Further, the radio unit 22 includes a receiving unit 221 and a transmitting unit 222. The CPU unit 23 includes a ROM (read only memory) 231, a RAM (random access memory) 232, and an A / D converter 233.

無線通信用アンテナ21は、無線部22に接続されており、子機無線機が周辺の無線機と無線通信を行うために通信電波を送受する通信用のアンテナである。   The wireless communication antenna 21 is connected to the wireless unit 22 and is a communication antenna that transmits and receives communication radio waves in order for the slave wireless device to perform wireless communication with peripheral wireless devices.

無線部22は、無線通信用アンテナ21、CPU部23、及び、電池25に接続されており、電池25を駆動電源としてCPU部23からの制御によって動作し、子機無線機が周辺の無線機と無線通信を行う際に、内部の受信部221や送信部222の制御を行う装置である。   The radio unit 22 is connected to the radio communication antenna 21, the CPU unit 23, and the battery 25. The radio unit 22 operates under the control of the CPU unit 23 using the battery 25 as a driving power source. This is a device that controls the internal reception unit 221 and transmission unit 222 when performing wireless communication with the wireless communication device.

CPU部23は、無線部22、メータインタフェース24、及び、電池25に接続されており、電池25を駆動電源として、無線部22、及び、メータインタフェース24に対して制御を行うことで、子機無線機の動作全般を司る装置である。   The CPU unit 23 is connected to the wireless unit 22, the meter interface 24, and the battery 25, and controls the wireless unit 22 and the meter interface 24 by using the battery 25 as a driving power source. This device controls the overall operation of the radio.

メータインタフェース24は、CPU部23とメータ16に接続されており、CPU部23からの制御によってメータ16から検針情報を取得する装置である。   The meter interface 24 is connected to the CPU unit 23 and the meter 16, and is a device that acquires meter reading information from the meter 16 under the control of the CPU unit 23.

電池25は、無線部22とCPU部23に接続されており、子機無線機を構成する装置に対して電流を供給する電源である。   The battery 25 is connected to the radio unit 22 and the CPU unit 23, and is a power source that supplies current to the devices constituting the slave radio.

受信部221は、無線部22の内部に備えられ、無線部22からの制御によって、子機無線機と周辺の無線機との無線通信におけるデータの受信を司る装置である。   The receiving unit 221 is a device that is provided inside the wireless unit 22 and controls data reception in wireless communication between the slave wireless device and peripheral wireless devices under the control of the wireless unit 22.

送信部222は、無線部22の内部に備えられ、無線部22からの制御によって、子機無線機と周辺の無線機との無線通信におけるデータの送信を司る装置である。   The transmission unit 222 is a device that is provided inside the wireless unit 22 and controls transmission of data in wireless communication between the slave wireless device and peripheral wireless devices under the control of the wireless unit 22.

電流I_BATT26は、CPU部23からの制御によって、無線部22内部の受信部221や送信部222に対して、電池25から供給される電流である。   The current I_BATT 26 is a current supplied from the battery 25 to the reception unit 221 and the transmission unit 222 inside the wireless unit 22 under the control of the CPU unit 23.

ROM231は、CPU部23の内部に備えられ、電池25からの電流の供給有無によらず、プログラムやデータを格納する不揮発性記憶装置である。   The ROM 231 is a nonvolatile storage device that is provided inside the CPU unit 23 and stores programs and data regardless of whether or not current is supplied from the battery 25.

RAM232は、CPU部23の内部に備えられ、一時的にデータを格納する記憶装置である。   The RAM 232 is a storage device that is provided inside the CPU unit 23 and temporarily stores data.

A/D変換器233は、CPU部23の内部に備えられ、電池25を駆動電源として、CPU部23からの制御によって、電池25の電圧をA/D変換による数値化により測定を行う測定器である。   The A / D converter 233 is provided inside the CPU unit 23, and uses the battery 25 as a driving power source, and measures the voltage of the battery 25 by quantification by A / D conversion under the control of the CPU unit 23. It is.

図3は、電池25が示す、通信時間と電圧差分に関する特性のグラフである。図3(A)と図3(B)はそれぞれ、横軸には時刻を、縦軸には各時刻における電池の電圧値をとる。時刻T1は、電池の放電負荷を伴う通信装置の通信動作を開始する時刻であり、時刻T2は、時刻T1で開始した通信動作を停止する時刻である。時刻T2と時刻T1の差分を時間ΔTとする。電圧V1は、時刻T1における電池の電圧値であり、電圧V2は、時刻T2における電池の電圧値である。電圧V1と電圧V2の電圧差分を降下電圧ΔVとする。ここで、図3(A)の電池残容量は、図3(B)の電池残容量より多いとする。   FIG. 3 is a graph of the characteristics related to the communication time and the voltage difference shown by the battery 25. 3A and 3B, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents the voltage value of the battery at each time. Time T1 is a time at which the communication operation of the communication device with the battery discharge load is started, and time T2 is a time at which the communication operation started at time T1 is stopped. The difference between time T2 and time T1 is defined as time ΔT. The voltage V1 is the voltage value of the battery at time T1, and the voltage V2 is the voltage value of the battery at time T2. A voltage difference between the voltage V1 and the voltage V2 is defined as a drop voltage ΔV. Here, it is assumed that the remaining battery capacity in FIG. 3A is larger than the remaining battery capacity in FIG.

電池25に定常的な放電負荷を与え続けた場合に、図3に示すように、電池の電圧に変化が生じる。その電圧の変化における特徴の1つとして、時間ΔTと共に、降下電圧ΔVは急激に変化することなく徐々に電圧V1から電圧V2へと降下していく。放電負荷の停止後は時間の経過と共に電池の電圧が回復する。また、もう1つの特徴としては、電池の残容量が少ない場合、つまり、図3(A)に対して図3(B)の場合では、時間ΔTにおける降下電圧ΔVが大きくなる。   When a constant discharge load is continuously applied to the battery 25, the battery voltage changes as shown in FIG. As one of the characteristics in the change of the voltage, with time ΔT, the drop voltage ΔV gradually drops from the voltage V1 to the voltage V2 without changing rapidly. After the discharge load stops, the battery voltage recovers with time. Further, as another feature, when the remaining capacity of the battery is small, that is, in the case of FIG. 3B compared to FIG. 3A, the drop voltage ΔV at time ΔT becomes large.

ここで扱う電池25は、負極にリチウムアルミ合金を用いた1次電池であり、当該電池は深い放電深度においても低い内部抵抗を維持するために、負極にリチウムアルミ合金を用いないリチウム1次電池などにはない図3の特性が得られる。なお、電池25として、図3と同等の特性を保有する電池を用いることも可能である。   The battery 25 handled here is a primary battery using a lithium aluminum alloy as a negative electrode, and the battery does not use a lithium aluminum alloy as a negative electrode in order to maintain a low internal resistance even at a deep discharge depth. The characteristics shown in FIG. As the battery 25, a battery having the same characteristics as those in FIG. 3 can be used.

上記の電池25の特性を、実施の形態1に適用した結果を図3に記載する。実施の形態1において、子機無線機がビーコン信号の収集処理として連続受信動作を20秒間だけ行った場合に、電池25に印加される放電負荷の電流値I_BATT26は定常的に20mAであったとする。この時、図3(A)は放電負荷を印加する前の電池の残容量が40%の状態とし、図3(B)は放電負荷を印加する前の電池の残容量が10%の状態とする。図3(A)と図3(B)の、時間ΔTは20秒間である。   The result of applying the characteristics of the battery 25 to the first embodiment is shown in FIG. In the first embodiment, it is assumed that the current value I_BATT 26 of the discharge load applied to the battery 25 is constantly 20 mA when the slave radio performs a continuous reception operation for 20 seconds as a collection process of beacon signals. . At this time, FIG. 3A shows a state where the remaining capacity of the battery before applying the discharge load is 40%, and FIG. 3B shows a state where the remaining capacity of the battery before applying the discharge load is 10%. To do. The time ΔT in FIGS. 3A and 3B is 20 seconds.

図3(A)で、子機無線機が連続受信動作を開始した時刻T1の電圧V1は2.80Vとなり、連続受信動作を停止した時刻T2の電圧V2は2.75Vとなる。また、図3(B)で、子機無線機が連続受信動作を開始した時刻T1の電圧V1は2.69Vとなり、連続受信動作を停止した時刻T2の電圧V2は2.60Vとなる。   In FIG. 3A, the voltage V1 at time T1 when the slave radio starts the continuous reception operation is 2.80V, and the voltage V2 at time T2 when the continuous reception operation is stopped is 2.75V. In FIG. 3B, voltage V1 at time T1 when the slave radio starts a continuous reception operation is 2.69V, and voltage V2 at time T2 when the continuous reception operation is stopped is 2.60V.

図4は、図3の電池25の特性に基づき実施の形態1を適用した結果を整理した表である。電池25の放電負荷を印加する前の残容量と、電池25に時間ΔTだけ放電負荷を印加した前後の電圧値である電圧V1及び電圧V2と、電圧V1と電圧V2との電圧差分である降下電圧ΔVとの関係を示す。ここで、CPU23内のA/D変換器は10ビットA/D変換器であり、入力電圧3.00Vでフルレンジの1023LSBとなる。ここで、LSB(Least Significant Bit)はA/D変換における量子化単位とする。   FIG. 4 is a table in which the results of applying Embodiment 1 are arranged based on the characteristics of the battery 25 of FIG. The remaining capacity of the battery 25 before the discharge load is applied, the voltage V1 and the voltage V2 that are the voltage values before and after the discharge load is applied to the battery 25 for the time ΔT, and the voltage difference between the voltage V1 and the voltage V2 The relationship with the voltage ΔV is shown. Here, the A / D converter in the CPU 23 is a 10-bit A / D converter, and the input voltage is 3.00 V and the full range is 1023LSB. Here, LSB (Least Significant Bit) is a quantization unit in A / D conversion.

実施の形態1において、電池25の残容量が約80%、約40%、約10%の各状態をそれぞれ表のNo.1、No.2、No.3として代表ケースに扱い、図3と同様に子機無線機の連続受信動作に伴う電池25への放電負荷を時間ΔTを20秒として印加するとき、その負荷印加の開始直後と停止直前の電池25の電圧V1及び電圧V2と、その差分として得られる降下電圧ΔVと、CPU23内のA/D変換器233によりこれらの電圧V1、電圧V2、及び、降下電圧ΔVの値を数値化したA/D変換値は図4の通りとなる。   In the first embodiment, each state in which the remaining capacity of the battery 25 is about 80%, about 40%, and about 10% is shown as No. in the table. 1, no. 2, no. 3 when the discharge load to the battery 25 associated with the continuous reception operation of the slave radio is applied at a time ΔT of 20 seconds as in FIG. 3, the battery immediately after the start of the load application and immediately before the stop The voltage V1 and the voltage V2 of 25, the drop voltage ΔV obtained as a difference between them, and the A / D converter 233 in the CPU 23 quantifies the values of the voltage V1, the voltage V2, and the drop voltage ΔV. The D conversion value is as shown in FIG.

例えば、図4のNo.2のケースでは、電池25の残容量が約40%の場合に降下電圧ΔVの電圧値は0.05Vであり、その時のA/D変換値は17LSBとなる。また、図4のNo.3のケースでは、電池25の残容量が約10%の場合に降下電圧ΔVの電圧値は0.09Vであり、その時のA/D変換値は31LSBとなる。   For example, in FIG. In the second case, when the remaining capacity of the battery 25 is about 40%, the voltage value of the drop voltage ΔV is 0.05 V, and the A / D conversion value at that time is 17 LSB. In addition, in FIG. In the case 3, the voltage value of the drop voltage ΔV is 0.09 V when the remaining capacity of the battery 25 is about 10%, and the A / D conversion value at that time is 31 LSB.

この2つのケースで示されるように、電池の残容量に応じて、降下電圧ΔVのA/D変換値が変わってくる。なお、図3や図4に記載の数値は一例であり、使用する電池やA/D変換器により異なるものである。   As shown in these two cases, the A / D conversion value of the drop voltage ΔV changes according to the remaining capacity of the battery. In addition, the numerical values described in FIGS. 3 and 4 are examples, and differ depending on the battery and A / D converter used.

図3及び図4の関係を用いれば、無線機の通信時間である時間ΔTと、それに伴って生じる電池の電圧差分である降下電圧ΔVとを入力として、当該電池の残容量の割合を導出することが出来る。更に、この電池の残容量の導出過程において、時間ΔTを例えば20秒に固定とした場合には、測定で得られた降下電圧ΔVの値に対応して、電池の残容量を求めることが出来る。   3 and 4 are used, the time ΔT, which is the communication time of the wireless device, and the drop voltage ΔV, which is the voltage difference of the battery that accompanies it, are input, and the ratio of the remaining capacity of the battery is derived. I can do it. Further, in the process of deriving the remaining capacity of the battery, when the time ΔT is fixed to, for example, 20 seconds, the remaining capacity of the battery can be obtained corresponding to the value of the drop voltage ΔV obtained by the measurement. .

図5は、図3と同様に、実施の形態1での子機無線機の連続受信動作に伴い、時間ΔTを20秒として、電池25に対して電流値I_BATT26が定常的に20mAとなる放電負荷をかけたとき、この間にA/D変換器233で測定されるA/D変換値としての降下電圧ΔVから電池25の残容量を導出する表である。   FIG. 5 shows a discharge in which the current value I_BATT 26 is constantly 20 mA with respect to the battery 25 with a time ΔT of 20 seconds in accordance with the continuous reception operation of the slave radio in the first embodiment, as in FIG. 7 is a table for deriving the remaining capacity of the battery 25 from the voltage drop ΔV as an A / D conversion value measured by the A / D converter 233 during the load.

電池25が満充電の状態を100%、また放電終止電圧の状態を0%というように電池25の残容量を百分率で表し、更にこの百分率で表した残容量を、判定を行うのに適切な範囲で区分けをする。図5の表の右列では、61%以上、60%〜31%、30%〜11%、10%以下の4つの範囲に、小数点以下を四捨五入として区分けを行っている。   The remaining capacity of the battery 25 is expressed as a percentage such that the battery 25 is 100% fully charged and the end-of-discharge voltage is 0%, and the remaining capacity expressed as a percentage is appropriate for the determination. Divide by range. In the right column of the table of FIG. 5, division is performed by rounding off the decimal point to four ranges of 61% or more, 60% to 31%, 30% to 11%, 10% or less.

そして、この百分率で表した電池残容量の各々の区分けに相当する電池25について、A/D変換器233を用いて降下電圧ΔVの値を実測から求めることで、図5の表が得られる。   Then, for the battery 25 corresponding to each division of the remaining battery capacity expressed as a percentage, the value of the drop voltage ΔV is obtained from the actual measurement using the A / D converter 233, whereby the table of FIG. 5 is obtained.

この図5の表を参照することで、A/D変換器233を用いて電池25の降下電圧ΔVを求めれば、当該電池の残容量を導出することができる。例えば、降下電圧ΔVのA/D変換値が15LSBの場合に、電池25の残容量は60%〜31%程度と判定が行える。ここで、厳密に言えば図5を用いることで、電池25に降下電圧ΔVが生じる前の電池の残容量を導出することとなるが、本発明が適用されるシステムにおいては1度の連続通信動作では電池の残容量が殆ど変化しないと言えるため、降下電圧ΔVが生じた後もほぼ同じ電池残容量であると扱う。   By referring to the table in FIG. 5, if the voltage drop ΔV of the battery 25 is obtained using the A / D converter 233, the remaining capacity of the battery can be derived. For example, when the A / D conversion value of the drop voltage ΔV is 15 LSB, it can be determined that the remaining capacity of the battery 25 is about 60% to 31%. Strictly speaking, the remaining capacity of the battery before the drop voltage ΔV is generated in the battery 25 is derived by using FIG. 5, but in the system to which the present invention is applied, one continuous communication is performed. Since it can be said that the remaining capacity of the battery hardly changes in operation, it is treated that the remaining battery capacity is substantially the same even after the drop voltage ΔV is generated.

また、図5の電池25の残容量と降下電圧ΔVとの区分けを更に細かい範囲とすることで、電池25の残容量をより細かく判定することが可能である。   Further, the remaining capacity of the battery 25 can be determined more finely by making the division between the remaining capacity of the battery 25 and the drop voltage ΔV in FIG. 5 into a finer range.

図5の表は、使用する電池やA/D変換器、また、印加される負荷の条件などを、実際に運用されるものと同一として予め作成しておき、無線機内のROM231に保持しておく必要がある。   The table in FIG. 5 is prepared in advance so that the battery to be used, the A / D converter, and the conditions of the applied load are the same as those actually used, and are stored in the ROM 231 in the wireless device. It is necessary to keep.

図6は、実施の形態1において、周辺の無線機に宛てたデータ送信処理がない待機中の子機無線機がとる周期的な動作を示すフローチャート図である。   FIG. 6 is a flowchart showing a periodic operation performed by a slave radio device in standby without data transmission processing addressed to peripheral radio devices in the first embodiment.

ここで、子機無線機の待機中の周期的な動作とは、駆動用の電源に電池を使用する子機無線機が、数年間の連続動作を実現するために行う間欠的な動作をさす。間欠的な動作とは、例えば10秒おきに数ミリ秒間だけ無線部を動作させ、それ以外の期間は電力消費を抑えた状態をとることである。   Here, the periodic operation during standby of the slave unit radio means an intermittent operation performed by a slave unit radio using a battery as a driving power source to achieve continuous operation for several years. . The intermittent operation is, for example, that the wireless unit is operated for several milliseconds every 10 seconds and the power consumption is reduced during other periods.

また、電池の寿命により子機無線機が運用中に停止することがないように、子機無線機は間欠動作中に電池の残容量を反復して測定することで、新しい電池との交換時期を適宜検出し、電池容量が低下したと判断した場合には、例えば無線通信を介してサーバに通知を行うなど、外部に対して警報を発する必要がある。   Also, in order to prevent the slave radio from stopping during operation due to the battery life, the slave radio can measure the remaining capacity of the battery repeatedly during intermittent operation, so that it can be replaced with a new battery. When it is determined that the battery capacity has decreased, it is necessary to issue an alarm to the outside, for example, by notifying the server via wireless communication.

子機無線機は、待機中の動作として先ず処理S11に遷移する。処理S11では、電池の消耗を抑えるため、無線部22及びCPU23を低消費電力で動作させるスリープ状態とする。ここで、子機無線機が最初に処理S11へ遷移すると同時にタイマ(a)を起動しており、当該タイマは処理S11の間も動作している。ここで、子機無線機がとるスリープ状態の継続時間を時間Ta(以下、10秒と扱う)とする。この時間Taは、適用されるシステムや使用する電池、または子機無線機の仕様に依存するものであり、これらを考慮して変更が可能である。その後、処理S12に遷移する。   The slave wireless device first transitions to step S11 as a standby operation. In process S11, in order to suppress battery consumption, the wireless unit 22 and the CPU 23 are set in a sleep state in which they are operated with low power consumption. Here, at the same time as the slave radio first transits to the process S11, the timer (a) is started, and the timer is also operating during the process S11. Here, the duration of the sleep state taken by the slave radio is set as time Ta (hereinafter, treated as 10 seconds). This time Ta depends on the specifications of the applied system, the battery to be used, or the slave radio, and can be changed in consideration of these. Thereafter, the process proceeds to process S12.

処理S12では、スリープ状態が時間Taだけ経過した後に当該状態を解除するため、タイマ(a)が時間Taだけ経過したかの判定を行う。本処理でタイマ(a)が時間Taだけ経過したと判定されるまで、処理S11に遷移してスリープ状態を継続し、処理S11と処理S12とを交互に繰り返し行う。   In process S12, in order to cancel the sleep state after the time Ta has elapsed, it is determined whether the timer (a) has elapsed for the time Ta. Until it is determined in this process that the timer (a) has elapsed by the time Ta, the process transits to the process S11 to continue the sleep state, and the process S11 and the process S12 are alternately repeated.

処理S12で、タイマ(a)が時間Taだけ経過したと判定した場合に、処理S11に遷移せずに、処理S13に遷移し、スリープ状態を解除する。   If it is determined in process S12 that the timer (a) has elapsed by the time Ta, the process shifts to process S13 without shifting to process S11, and the sleep state is released.

処理S13では、子機無線機はデータ送信動作に切り替わり、周辺の子機無線機に対してビーコン信号を送信する。このビーコン信号の送信期間は2ms程度の短い時間である。また、処理S13ではタイマ(a)のリセットを行う。ビーコン信号を送信した後、子機無線機はデータ受信動作に切り替わり、処理S14に遷移する。   In step S13, the slave radio switches to a data transmission operation and transmits a beacon signal to the peripheral slave radios. The beacon signal transmission period is as short as 2 ms. In step S13, the timer (a) is reset. After transmitting the beacon signal, the slave radio switches to a data reception operation and transitions to process S14.

処理S14では、周辺の子機無線機からの送信要求信号を受信したかを判定する処理を行う。この送信要求信号とは、ビーコン信号を受信した子機無線機が、ビーコン信号の送信元の子機無線機に対してデータを送信したい場合に、ビーコン信号への応答として送信するものである。処理S14で当該送信要求信号を受信したと判定された場合は、処理S15へ遷移する。処理S14で当該送信要求信号を受信したと判定されない場合は、処理S15を行わずに処理S16に遷移する。   In the process S14, a process for determining whether or not a transmission request signal from a peripheral slave radio is received is performed. The transmission request signal is transmitted as a response to the beacon signal when the slave radio that has received the beacon signal wants to transmit data to the slave radio that is the transmission source of the beacon signal. If it is determined in step S14 that the transmission request signal has been received, the process proceeds to step S15. If it is not determined in step S14 that the transmission request signal has been received, the process proceeds to step S16 without performing step S15.

処理S15では、当該送信要求信号を送信した子機無線機から続いて送信されるデータの受信を行う。当該データは、送信要求信号の送信完了後に即時、送信されるものである。当該データの受信後、処理S16に遷移する。   In process S15, the data transmitted subsequently from the slave radio device that transmitted the transmission request signal is received. The data is transmitted immediately after the transmission of the transmission request signal is completed. After receiving the data, the process proceeds to process S16.

処理S16では、子機無線機が周期的にビーコン信号の収集動作を行うための判定を行う。当該周期を時間Tb(以下、72時間と扱う)とし、処理S11においてタイマ(a)と合わせて起動されるタイマ(b)が時間Tbだけ経過した場合には、子機無線機は処理S17に遷移し、ビーコン信号収集動作を行う。タイマ(b)が時間Tbを経過していなければ、処理S11に遷移しスリープ状態をとる。ここで、時間Tbは、適用されるシステムや使用する電池、または子機無線機の仕様に依存するものであり、これらを考慮して変更が可能である。   In process S16, the slave radio performs a determination for periodically collecting beacon signals. When the period is set to time Tb (hereinafter, referred to as 72 hours), and the timer (b) started together with the timer (a) in process S11 has elapsed for the time Tb, the slave unit radio proceeds to process S17. Transition and perform a beacon signal collecting operation. If the timer (b) has not passed the time Tb, the process proceeds to step S11 to enter a sleep state. Here, the time Tb depends on the specifications of the system to be applied, the battery to be used, or the slave radio, and can be changed in consideration of these.

処理S17では、ビーコン信号収集動作のための連続受信動作が行われる。この連続受信動作に伴い、電池25からは一定の電流値I_BATT26(以下、20mAと扱う)が流れることになり、本発明の実施の形態1では、この時の電池への放電負荷を利用して電池降下電圧ΔVの算出を行う。処理S17の各処理の詳細については、図7のフローチャート図に記載しており、これらの処理については図7の説明として後述するが、処理S17を経ることで、電池の降下電圧ΔVの算出結果が出力される。また、処理S17では、タイマ(b)のリセットを行う。処理S17の後に処理S18に遷移する。ここで、電流値I_BATT26は、適用されるシステムや使用する電池、または子機無線機の仕様に依存するものであり、これらを考慮して変更が可能である。   In the process S17, a continuous reception operation for a beacon signal collecting operation is performed. Along with this continuous reception operation, a constant current value I_BATT 26 (hereinafter referred to as 20 mA) flows from the battery 25. In Embodiment 1 of the present invention, the discharge load on the battery at this time is utilized. The battery drop voltage ΔV is calculated. Details of each process of the process S17 are described in the flowchart of FIG. 7. These processes will be described later with reference to FIG. 7, but the calculation result of the battery drop voltage ΔV is obtained through the process S17. Is output. In step S17, the timer (b) is reset. After process S17, the process proceeds to process S18. Here, the current value I_BATT 26 depends on the specifications of the applied system, the battery to be used, or the slave radio, and can be changed in consideration of these.

処理S18では、図5の表に基づいて、処理S17で出力された電池の降下電圧ΔVに対応した電池の残容量を導出する。処理S18の導出結果をもって、処理S19に遷移する。   In the process S18, the remaining battery capacity corresponding to the battery drop voltage ΔV output in the process S17 is derived based on the table of FIG. With the derivation result of process S18, the process proceeds to process S19.

処理S19では、処理S18で導出された電池残容量と、予め子機無線機に設定された閾値とを比較し判定する処理を行う。この閾値とは、電池25の電池容量が低下しており電池の交換が必要であると判断するための値である。例えば、閾値を電池残容量の10%と設定すると、当該残容量が10%以下となるときは電池容量が低下していると判断ができ、また同残容量が10%より大きいときは電池容量が低下していないと判断ができる。   In process S19, the battery remaining capacity derived | led-out by process S18 and the threshold value previously set to the subunit | mobile_unit radio | wireless machine are compared and determined. This threshold value is a value for determining that the battery capacity of the battery 25 has decreased and that the battery needs to be replaced. For example, if the threshold is set to 10% of the remaining battery capacity, it can be determined that the battery capacity has decreased when the remaining capacity is 10% or less, and the battery capacity when the remaining capacity is greater than 10%. It can be judged that has not decreased.

処理S19で電池残容量が閾値より大きいと判定された場合は、処理S11に遷移しスリープ状態をとる。処理S19で電池残容量が閾値以下と判定された場合は、処理S20の電池容量低下アラーム処理に遷移する。ここで、電池容量の低下の判断基準とした閾値は、適用されるシステムや使用する電池、または子機無線機の仕様に依存するものであり、これらを考慮して変更が可能である。   If it is determined in step S19 that the remaining battery capacity is greater than the threshold value, the process proceeds to step S11 to enter a sleep state. If it is determined in process S19 that the remaining battery capacity is equal to or less than the threshold, the process proceeds to a battery capacity decrease alarm process in process S20. Here, the threshold value used as a criterion for the decrease in battery capacity depends on the applied system, the battery to be used, or the specifications of the slave radio, and can be changed in consideration of these.

処理S20では、子機無線機は電池容量が低下していることを通信手段によってセンタサーバ11に通知する。以降は、センタサーバ11への当該通知を受けて、システムの保守者が当該子機無線機の電池を交換するなどの措置が取られる。通信手段によるセンタサーバ11への通知以外にも、例えば、子機無線機がLED表示や音声出力などの外部とのインタフェース手段を備えることで、外部に対して電池容量が低下した旨の警報を発することが可能である。処理S20の後は、処理S11に遷移しスリープ状態をとるか、若しくは処理S11に遷移せずに装置の動作を停止させることも可能である。   In the process S20, the slave radio device notifies the center server 11 by communication means that the battery capacity is decreasing. Thereafter, in response to the notification to the center server 11, a system maintenance person takes measures such as replacing the battery of the slave radio. In addition to the notification to the center server 11 by the communication means, for example, the slave radio device is provided with an external interface means such as LED display and audio output, so that an alarm that the battery capacity has decreased is given to the outside. It is possible to emit. After the process S20, it is possible to transition to the process S11 and take a sleep state, or to stop the operation of the apparatus without transitioning to the process S11.

図7は、図6の処理S17で行われる各処理の詳細を示すフローチャート図である。先ず処理S171では、CPU23が無線部22内の受信部221を制御し、子機無線機の受信動作を開始する。図6の処理S17で記載した通り、この受信動作に伴い、電池25からは一定の電流値I_BATT26が流れる。尚、受信動作を開始する前の電流値I_BATT26は1mA以下であり、また受信動作中の電流値の増減範囲は±1mA程度であり、電流値はほぼ一定で安定している。処理S171では受信動作の開始に合わせてタイマ(c)を起動する。受信動作を開始した後に、処理S172に遷移する。尚、当該受信動作は、後述する処理S176で停止されるまでの間、電池25の放電負荷が連続的かつ定常的となるように継続されるものであり、またこの受信動作の間は周辺の子機無線機からのビーコン信号を受信している。   FIG. 7 is a flowchart showing details of each process performed in process S17 of FIG. First, in process S171, CPU23 controls the receiving part 221 in the radio | wireless part 22, and starts reception operation | movement of a subunit | mobile_unit radio | wireless machine. As described in step S <b> 17 of FIG. 6, a constant current value I_BATT 26 flows from the battery 25 along with this reception operation. The current value I_BATT 26 before starting the reception operation is 1 mA or less, and the increase / decrease range of the current value during the reception operation is about ± 1 mA, and the current value is almost constant and stable. In process S171, the timer (c) is started in accordance with the start of the receiving operation. After the reception operation is started, the process proceeds to process S172. The reception operation is continued so that the discharge load of the battery 25 is continuous and steady until it is stopped in the process S176 described later. A beacon signal is received from the slave radio.

処理S172では、CPU23内のA/D変換器233を用いて、1回目の電池電圧の測定を行う。この時の電池電圧は図4の電圧V1に相当する。電圧の測定後、処理S173に遷移する。   In process S172, the battery voltage is measured for the first time using the A / D converter 233 in the CPU 23. The battery voltage at this time corresponds to the voltage V1 in FIG. After measuring the voltage, the process proceeds to process S173.

処理S173では、周辺の子機無線機からのビーコン信号の収集を行う。ここで収集したビーコン信号から取得した無線機番号は必要に応じて適宜、CPU23内のRAM232に保持される。ビーコン信号の収集を実施した後に、処理S174の判定処理に遷移する。   In process S173, beacon signals are collected from the peripheral slave radios. The radio number acquired from the collected beacon signals is appropriately stored in the RAM 232 in the CPU 23 as necessary. After collecting the beacon signals, the process proceeds to the determination process of process S174.

処理S174では、受信動作の開始と共に起動したタイマ(c)を用いて、受信動作が所定の時間だけ経過したことを判定する。この所定時間を時間Tcとすると、連続受信動作においてビーコン信号の収集が行われることから時間Tcは、周辺の子機無線機がとるスリープ状態の時間Taより長い時間とし、確実にビーコン信号の受信が行えるようにする必要がある。以下、時間Tcは時間Taの2倍の20秒とする。時間Tcは、適用されるシステムや使用する電池、または子機無線機の仕様に依存するものであり、これらを考慮して変更が可能である。   In process S174, it is determined using the timer (c) started at the start of the reception operation that the reception operation has passed for a predetermined time. If this predetermined time is time Tc, beacon signals are collected in the continuous reception operation. Therefore, the time Tc is set to be longer than the sleep state time Ta taken by the peripheral wireless devices in the vicinity, and the reception of the beacon signal is ensured. Need to be able to. Hereinafter, the time Tc is set to 20 seconds, which is twice the time Ta. The time Tc depends on the specifications of the applied system, the battery to be used, or the slave radio, and can be changed in consideration of these.

処理S174において、受信動作が時間Tcだけ経過していないと判定した場合は、処理S173に遷移し、ビーコン信号の収集を実施する。受信動作が時間Tcだけ経過したと判定した場合は、処理S175に遷移する。   If it is determined in process S174 that the reception operation has not elapsed for the time Tc, the process proceeds to process S173 to collect a beacon signal. When it is determined that the reception operation has elapsed for the time Tc, the process proceeds to process S175.

処理S175では、CPU23内のA/D変換器233を用いて、2回目の電池電圧の測定を行う。この時の電池電圧は図4の電圧V2に相当する。電圧の測定後、処理S176に遷移する。   In the process S175, the battery voltage is measured for the second time using the A / D converter 233 in the CPU 23. The battery voltage at this time corresponds to the voltage V2 in FIG. After measuring the voltage, the process proceeds to process S176.

処理S176では、CPU23が無線部22内の受信部221を制御し、処理S171で開始した受信動作を停止する。受信動作の停止に合わせて、タイマ(c)の停止も行う。その後、処理S177に遷移する。   In process S176, the CPU 23 controls the reception unit 221 in the wireless unit 22, and stops the reception operation started in process S171. The timer (c) is also stopped when the reception operation is stopped. Then, the process proceeds to process S177.

処理S177では、処理S173でRAM232に保持した無線機番号のリストを作成する。当該リストは、データの中継動作や電池容量低下のアラーム処理などを行う際に、データを送信する宛先の子機無線機を選定するために用いる。処理S177では、タイマ(b)のリセットも行う。その後に、処理S178に遷移する。   In step S177, a list of wireless device numbers held in the RAM 232 in step S173 is created. The list is used to select a slave radio device to which data is transmitted when performing a data relay operation, an alarm process for low battery capacity, or the like. In the process S177, the timer (b) is also reset. Thereafter, the process proceeds to operation S178.

処理S178では、処理S172と処理S175での2回の電池電圧の測定結果から、連続受信動作で生じた電池25のA/D変換値としての降下電圧ΔVを算出し、処理S17の結果として出力を行う。   In the process S178, the voltage drop ΔV as the A / D conversion value of the battery 25 generated by the continuous reception operation is calculated from the two battery voltage measurement results in the processes S172 and S175, and output as the result of the process S17. I do.

本発明での実施の形態1によれば、図6及び図7で説明した通り、無線通信システムにおいて無線機が周期的に行う連続通信動作と並行して電池の残容量の導出を行う事で、従来技術に見られるような、電池残容量を測定する目的で装置が余分に動作する時間を短縮できる。これにより、無線機が通信動作を行わない状況においては速やかに電力消費を抑えた状態を取ることが可能となり、電池の寿命を延ばす効果が得られる。   According to the first embodiment of the present invention, as described with reference to FIGS. 6 and 7, the remaining capacity of the battery is derived in parallel with the continuous communication operation periodically performed by the wireless device in the wireless communication system. Thus, as in the prior art, it is possible to shorten the time for which the apparatus operates extra for the purpose of measuring the remaining battery capacity. As a result, in a situation where the wireless device does not perform a communication operation, it is possible to quickly take a state in which power consumption is suppressed, and an effect of extending the life of the battery can be obtained.

また、本発明では、図3、図4、及び、図5で説明した通り、放電負荷に伴う電池の降下電圧ΔVによって電池残容量の導出を行っており、電池の降下電圧は電池電圧の測定結果の差分であることからこの測定誤差は相殺されるために、電池残容量を導出するにあたって複雑な補正処理を行う必要がなくなり、その分の電池の電力消費が抑えられることから電池の寿命を延ばす効果が得られる。   Further, in the present invention, as described with reference to FIGS. 3, 4, and 5, the remaining battery capacity is derived from the battery drop voltage ΔV accompanying the discharge load, and the battery drop voltage is measured by measuring the battery voltage. Since this measurement error is offset because of the difference in the results, it is not necessary to perform complicated correction processing to derive the remaining battery capacity, and the battery power consumption can be reduced by that amount. The effect of extending is obtained.

実施の形態2.
実施の形態1では、電池の残容量を測定する際の放電負荷に、無線部22内の受信部221での連続受信動作を用いているが、この放電負荷に無線部22内の送信部222での連続送信動作を用いることも可能である。電池の残容量の測定に無線部22内の送信部222での連続送信動作を扱う形態を、本発明での実施の形態2とする。
Embodiment 2. FIG.
In the first embodiment, the continuous reception operation in the reception unit 221 in the wireless unit 22 is used as the discharge load when measuring the remaining capacity of the battery. The transmission unit 222 in the wireless unit 22 is used for this discharge load. It is also possible to use a continuous transmission operation at. A mode in which the continuous transmission operation in the transmission unit 222 in the radio unit 22 is handled for the measurement of the remaining capacity of the battery is a second embodiment of the present invention.

尚、実施の形態2において、システム全体の構成及び子機無線機の構成は、実施の形態1と同様に、図1及び図2に示されるものとなる。ここで、実施の形態1と同様に、ネットワーク構成においてはメッシュ型ネットワーク以外の構成をとることが可能であり、また中継専用の子機無線機をネットワーク構成に含めることも可能である。   In the second embodiment, the configuration of the entire system and the configuration of the slave radio are as shown in FIGS. 1 and 2 as in the first embodiment. Here, as in the first embodiment, the network configuration can take a configuration other than the mesh type network, and a slave radio device dedicated for relay can be included in the network configuration.

実施の形態2で扱う無線通信システムは、無線機間で通信を行うに際してキャリアセンス動作を伴うものであり、送信データを持つ子機無線機は当該送信データを送信する直前に、所定の時間だけ連続的に無線キャリア信号を送信する。この時の無線キャリア信号の連続送信動作を電池残容量を測定するための電池の放電負荷として利用するものである。   The wireless communication system handled in the second embodiment involves a carrier sense operation when communication is performed between wireless devices, and a slave wireless device having transmission data transmits a predetermined time just before transmitting the transmission data. A radio carrier signal is continuously transmitted. The continuous transmission operation of the radio carrier signal at this time is used as a battery discharge load for measuring the remaining battery capacity.

送信するデータを持たない子機無線機は周期的にスリープ状態をとっており、スリープ状態を解除した間にキャリアセンスを行うことで、周辺子機無線機からの無線キャリア信号の受信を行う。無線キャリア信号を受信した子機無線機は、当該信号の送信が停止した後に、当該信号の送信元の子機無線機に対して応答信号を送信する。   A slave radio that does not have data to be transmitted periodically takes a sleep state, and receives a carrier signal from a peripheral slave radio by performing carrier sense while canceling the sleep state. The slave radio that has received the radio carrier signal transmits a response signal to the slave radio that is the transmission source of the signal after transmission of the signal is stopped.

送信するデータを持つ子機無線機は、無線キャリア信号の送信後に送信動作を停止し、周辺の子機無線機からの応答信号を受信するために受信動作に切り替える。この受信動作中に、当該送信データの宛先となる子機無線機からの応答信号を受信した場合には再度、送信動作に切り替え、当該送信データの送信を開始する。   The slave radio having the data to be transmitted stops the transmission operation after transmitting the radio carrier signal, and switches to the reception operation in order to receive a response signal from the peripheral slave radio. During this reception operation, when a response signal is received from the slave radio that is the destination of the transmission data, the transmission operation is again switched to start transmission of the transmission data.

図8は、実施の形態2において、子機無線機が周辺子機無線機に対してデータ送信を行う動作と、その際に行われる無線キャリア信号の連続送信動作を示すフローチャート図である。   FIG. 8 is a flowchart illustrating an operation in which the slave unit radio transmits data to the peripheral slave unit radio units and a continuous transmission operation of radio carrier signals performed at that time in the second embodiment.

子機無線機が接続されたメータから検針情報を取得したり、周辺子機無線機から中継データを受信するなど、何らかの送信データを得たことを条件として送信動作を開始する。先ず、当該送信データを送信するため処理S801に遷移する。   A transmission operation is started on the condition that some transmission data is obtained, such as obtaining meter reading information from a meter to which a slave radio is connected or receiving relay data from a peripheral slave radio. First, the process proceeds to step S801 to transmit the transmission data.

処理S801では、CPU23が無線部22内の送信部222を制御し、子機無線機の送信動作を開始する。この送信動作の間、子機無線機は無線キャリア信号を送信し続ける。ここで、実施の形態1と同様に、この送信動作に伴い電池25から流れる一定の電流値はI_BATT26(20mA)である。また、送信動作を開始する前の電流値I_BATT26は1mA以下であり、送信動作中の電流値は増減範囲が±1mA程度でほぼ一定に安定している。   In process S801, CPU23 controls the transmission part 222 in the radio | wireless part 22, and starts transmission operation | movement of a subunit | mobile_unit radio | wireless machine. During this transmission operation, the slave radio continues to transmit a radio carrier signal. Here, as in the first embodiment, the constant current value flowing from the battery 25 in accordance with this transmission operation is I_BATT 26 (20 mA). In addition, the current value I_BATT 26 before starting the transmission operation is 1 mA or less, and the current value during the transmission operation is almost constant and stable with an increase / decrease range of about ± 1 mA.

処理S801では、送信動作の開始に合わせてタイマ(c)を起動する。尚、当該送信動作は、後述する処理S805で停止されるまでの間、電池25の放電負荷が連続的かつ定常的となるように継続されるものとする。送信動作を開始した後に、処理S802に遷移する。   In process S801, the timer (c) is started in accordance with the start of the transmission operation. It is assumed that the transmission operation is continued so that the discharge load of the battery 25 is continuous and steady until it is stopped in process S805 described later. After the transmission operation is started, the process proceeds to process S802.

処理S802での1回目の電池電圧の測定処理は、実施の形態1での図7の処理S172と同一である。処理S802の後は処理S803に遷移する。   The first battery voltage measurement process in the process S802 is the same as the process S172 of FIG. 7 in the first embodiment. After step S802, the process proceeds to step S803.

処理S803での送信動作が時間Tcだけ経過したことの判定処理は、実施の形態1での図7の処理S174と同一である。処理S803において、時間Tcだけ経過したと判定した場合は処理S804に遷移し、時間Tcだけ経過していないと判定した場合は、再び処理S803の判定処理を行う。   The process of determining that the transmission operation in process S803 has elapsed for time Tc is the same as process S174 of FIG. 7 in the first embodiment. If it is determined in step S803 that the time Tc has elapsed, the process proceeds to step S804. If it is determined that the time Tc has not elapsed, the determination process in step S803 is performed again.

処理S804での2回目の電池電圧の測定処理は、実施の形態1での図7の処理S175と同一である。処理S804の後に処理S805に遷移する。   The second battery voltage measurement process in process S804 is the same as the process S175 of FIG. 7 in the first embodiment. After process S804, the process proceeds to process S805.

ここで、送信するデータがない子機無線機が周期的にとるスリープ状態の期間を時間Taとすると、無線キャリア信号を送信し続けるための連続送信動作の時間Tcは、周辺子機無線機がスリープ状態を解除しキャリアセンスにおいて確実に当該無線キャリア信号を受信するために時間Taより長い時間とする必要がある。ここでは、実施の形態1と同様に、時間Tcは時間Taの2倍としている。   Here, when the period of the sleep state that the slave unit radio having no data to transmit is periodically taken as time Ta, the time Tc of the continuous transmission operation for continuously transmitting the radio carrier signal is determined by the peripheral slave unit radio. It is necessary to set the time longer than the time Ta in order to cancel the sleep state and reliably receive the radio carrier signal in the carrier sense. Here, as in the first embodiment, the time Tc is twice the time Ta.

処理S805では、CPU23が無線部22内の送信部222を制御し、処理S801で開始した送信動作を停止する。送信動作の停止に合わせて、タイマ(c)の停止も行う。その後、処理S806に遷移する。   In process S805, CPU23 controls the transmission part 222 in the radio | wireless part 22, and stops the transmission operation started by process S801. When the transmission operation is stopped, the timer (c) is also stopped. Thereafter, the process proceeds to operation S806.

処理S806では、周辺の子機無線機から送信される応答信号を受信し、その中に当該送信データの宛先となる子機無線機から送信された応答信号が含まれる場合には、処理S807に遷移する。宛先となる子機無線機からの応答信号がない場合には、処理S807は行わず処理S808に遷移する。   In process S806, when a response signal transmitted from a peripheral slave radio apparatus is received and the response signal transmitted from the slave radio apparatus that is the destination of the transmission data is included in the response signal, the process proceeds to process S807. Transition. If there is no response signal from the slave radio set as the destination, the process proceeds to process S808 without performing process S807.

処理S807では、宛先となる子機無線機に対してデータ送信を行う。その後、処理S808に遷移する。   In process S807, data transmission is performed to the slave wireless device serving as the destination. Thereafter, the process proceeds to operation S808.

処理S808での電池残容量の算出処理は、実施の形態1での図7の処理S178と同一である。処理S808の後は処理S809に遷移する。   The battery remaining capacity calculation process in the process S808 is the same as the process S178 of FIG. 7 in the first embodiment. After step S808, the process proceeds to step S809.

処理S809での電池残容量の導出処理は、実施の形態1での図6の処理S18と同一である。処理S809の後は処理S810に遷移する。   The battery remaining capacity deriving process in the process S809 is the same as the process S18 of FIG. 6 in the first embodiment. After step S809, the process proceeds to step S810.

処理S810での電池残容量と閾値との比較判定処理は、実施の形態1での図6の処理S19と同一である。処理S810において、電池残容量が閾値以下であると判定した場合は処理S811に遷移し、閾値以下ではないと判定した場合は、送信動作を終了する。   The comparison determination process between the remaining battery capacity and the threshold value in the process S810 is the same as the process S19 of FIG. 6 in the first embodiment. In process S810, when it determines with battery remaining capacity being below a threshold value, it transfers to process S811, and when it determines with it not being below a threshold value, a transmission operation is complete | finished.

処理S811での電池容量低下のアラーム処理は、実施の形態1の図6の処理S20と同一である。処理S811の後に、送信動作を終了する。   The battery capacity reduction alarm process in the process S811 is the same as the process S20 of FIG. 6 of the first embodiment. After the process S811, the transmission operation is terminated.

ここで、処理S809での電池残容量の導出の拠所となる図3の特性に関して、実施の形態1では連続受信動作としたところを、実施の形態2の連続送信動作と置き換えても、同様の電池電圧の降下特性が得られるものであり、図3に付随して図4及び図5についても、同様に実施の形態2への適用が可能である。   Here, with respect to the characteristics of FIG. 3 that is the basis for the derivation of the remaining battery capacity in the process S809, the same is true even if the continuous reception operation in the first embodiment is replaced with the continuous transmission operation in the second embodiment. Battery voltage drop characteristics can be obtained, and FIGS. 4 and 5 accompanying FIG. 3 can be similarly applied to the second embodiment.

送信動作の終了後は受信動作に切り替わり、間欠受信動作を行う。間欠受信動作では、周期的にスリープ状態と、キャリアセンスを含むデータ受信のための動作を繰り返す。キャリアセンス時に周辺子機無線機から無線キャリア信号を検出した場合には、当該無線機に対して応答信号を返し、その後に当該無線機からの送信データがあればこれを受信する。その他、接続されたメータからの検針情報があればこれを受信する。間欠受信動作において送信するデータを得た場合には、送信動作を開始する。   After the transmission operation is completed, the operation is switched to the reception operation and the intermittent reception operation is performed. In the intermittent reception operation, the sleep state and the operation for data reception including carrier sense are repeated periodically. When a radio carrier signal is detected from the peripheral slave radio device at the time of carrier sense, a response signal is returned to the radio device, and if there is transmission data from the radio device thereafter, it is received. In addition, if there is meter reading information from the connected meter, this is received. When data to be transmitted is obtained in the intermittent reception operation, the transmission operation is started.

また、処理S811での電池容量低下のアラーム処理を経て送信動作を終了した場合に、間欠受信動作を行わず装置の動作を停止させることも可能である。   In addition, when the transmission operation is finished through the battery capacity reduction alarm process in step S811, it is possible to stop the operation of the apparatus without performing the intermittent reception operation.

本発明での実施の形態2によれば、電池の残容量を導出する過程での同電池への放電負荷として、子機無線機の連続送信動作を利用することが可能となる。これにより、実施の形態1と同様に、電池残容量を導出するために装置がとる動作を少なくすることができ、電池の電力消費を抑えられるために電池の寿命を延ばす効果が得られる。   According to the second embodiment of the present invention, the continuous transmission operation of the slave radio can be used as a discharge load to the battery in the process of deriving the remaining capacity of the battery. Thus, as in the first embodiment, the operation of the device to derive the remaining battery capacity can be reduced, and the power consumption of the battery can be suppressed, so that the effect of extending the battery life can be obtained.

また、無線通信システムの仕様において、ビーコン信号を用いない、若しくは、ビーコン信号は用いるが連続受信動作を行う必要がない場合であっても、連続送信動作を実施するのであれば、本発明の効果を得ることができる。   In addition, in the specification of the wireless communication system, even if the beacon signal is not used, or the beacon signal is used but the continuous reception operation is not necessary, the effect of the present invention can be achieved as long as the continuous transmission operation is performed. Can be obtained.

実施の形態3.
本発明での実施の形態1や実施の形態2において、電池残容量の導出を行う過程に、電池電圧の測定結果の差分を扱うことで、この測定結果に含まれる誤差の影響を抑える効果があることを説明したが、この測定結果に含まれる誤差自体を軽減する手段を、実施の形態3として提供する。
Embodiment 3 FIG.
In the first and second embodiments of the present invention, the difference between the measurement results of the battery voltage is handled in the process of deriving the remaining battery capacity, thereby reducing the effect of errors included in the measurement results. As described above, the third embodiment provides means for reducing the error itself included in the measurement result.

図2のA/D変換器233を用いて電圧を測定する際に含まれる測定誤差とは次のようなものである。   The measurement error included when measuring the voltage using the A / D converter 233 of FIG. 2 is as follows.

A/D変換器は一般に、電池から供給される駆動電圧によって、一定の基準となる信号を生成しており、電圧の測定とは、この基準となる信号と、電圧の測定で得られる入力信号とを比較することである。以下、基準となる信号を基準電圧と称し、電圧の測定で得られる入力信号を測定電圧と称する。   In general, the A / D converter generates a signal that becomes a constant reference by the driving voltage supplied from the battery, and the voltage measurement is the signal that becomes the reference and the input signal obtained by the voltage measurement. Is to compare. Hereinafter, a reference signal is referred to as a reference voltage, and an input signal obtained by measuring the voltage is referred to as a measurement voltage.

しかし、電池の供給する電圧は、例えば周囲温度などの時間経過に伴う外部環境の変化や、電池の経年劣化により緩やかに変動するものであり、これらの要因によってA/D変換器の駆動電圧に変動が生じた場合には、当該A/D変換器から得られる基準電圧と測定電圧は、変動が生じていない場合に比べて異なってくる。このような電池の供給電圧の変動に伴って生じる基準電圧及び測定電圧の変化が主な測定誤差となる。   However, the voltage supplied by the battery varies gradually due to changes in the external environment over time, such as ambient temperature, and the aging of the battery. Due to these factors, the voltage supplied to the A / D converter is increased. When fluctuation occurs, the reference voltage and measurement voltage obtained from the A / D converter are different from those when no fluctuation occurs. A change in the reference voltage and the measurement voltage caused by such a change in the supply voltage of the battery is a main measurement error.

上記の測定誤差に関して、電池の経年劣化に起因した電圧の変動については、劣化した電池を適切な時期で交換するか、経年劣化による特性の変化が少ない電池を使用するなどの対処が考えられる。適切な時期とは、例えば、電池からの装置への電圧供給が不十分となる前などを指す。   Regarding the above measurement error, regarding the voltage fluctuation caused by the aging of the battery, it is conceivable to replace the deteriorated battery at an appropriate time, or to use a battery whose characteristic change due to the aging is small. The appropriate time refers to, for example, before the voltage supply from the battery to the device becomes insufficient.

一方で、時間経過に伴う外部環境の変化に起因した電圧の変動については、この変動が周期的な性質を持つものであることから、当該周期における複数の電池電圧の測定結果を平均することで、測定誤差を少なくすることが可能となる。実施の形態3では、このように、ある周期に依存した変化を平均する過程を経て電池の残容量の導出を行う。   On the other hand, with regard to voltage fluctuations due to changes in the external environment over time, the fluctuations have a periodic nature, so by averaging the measurement results of multiple battery voltages in that period. Measurement errors can be reduced. In the third embodiment, the remaining capacity of the battery is derived through the process of averaging changes depending on a certain period as described above.

実施の形態1を基に実施の形態3を適用する場合には、子機無線機がビーコン信号を収集する周期である時間Tbを例えば80時間とすると、電池の降下電圧ΔVの測定は3日+8時間おきに行うこととなり、測定結果の時刻を毎回8時間だけずらすことができるため、平均に用いる電池の降下電圧ΔVの測定結果を直近の3回分と設定すれば、例えば0時と8時と16時の測定結果を平均するという具合に、時間帯の違いから生じる環境の変化による測定誤差を抑えることが可能となる。   In the case of applying the third embodiment based on the first embodiment, assuming that the time Tb, which is the period for collecting the beacon signal by the slave radio, is 80 hours, for example, the measurement of the battery drop voltage ΔV is 3 days. Since the time of the measurement result can be shifted by 8 hours each time, if the measurement result of the drop voltage ΔV of the battery used for averaging is set to the latest three times, for example, 0:00 and 8:00 It is possible to suppress measurement errors due to environmental changes resulting from differences in time zones, such as averaging measurement results at 16:00.

実施の形態2を基に実施の形態3を適用する場合には、無線キャリア信号の送信頻度が子機無線機ごとに異なるため、電池の降下電圧ΔVの平均を求めるのに要する測定結果の回数は、システムごとに、又は、子機無線機ごとに適したものを設定する必要がある。   When the third embodiment is applied based on the second embodiment, the frequency of measurement results required to obtain the average of the battery drop voltage ΔV is different because the transmission frequency of the radio carrier signal differs for each slave radio. Needs to be set for each system or for each slave radio.

図9に、実施の形態1を基に実施の形態3を適用した場合のフローチャート図を示す。ここでは、時間Taは10秒、時間Tbは80時間、時間Tcは20秒、平均に用いる電池の降下電圧ΔVの測定結果は3回とする。   FIG. 9 shows a flowchart when the third embodiment is applied based on the first embodiment. Here, the time Ta is 10 seconds, the time Tb is 80 hours, the time Tc is 20 seconds, and the measurement result of the battery drop voltage ΔV used for averaging is three times.

処理S901から処理S907までの処理は、実施の形態1の図6の処理S11から処理S17までの処理と同一である。処理S907の後に処理S908に遷移する。   The processing from processing S901 to processing S907 is the same as the processing from processing S11 to processing S17 in FIG. 6 of the first embodiment. After process S907, the process proceeds to process S908.

処理S908では、処理S907での電池降下電圧ΔVの算出結果が直近の3回分あるかを判定する。3回分の算出結果がある場合は、処理S909に遷移する。3回分の算出結果がない場合は、処理S901に遷移する。   In step S908, it is determined whether the calculation result of the battery drop voltage ΔV in step S907 is the latest three times. If there are three calculation results, the process proceeds to step S909. When there is no calculation result for three times, the process proceeds to process S901.

処理S909では、処理S907での電池降下電圧ΔVの算出結果のうち、直近の3回分を平均する。その後に処理S910に遷移する。   In process S909, the latest three times of the calculation results of the battery drop voltage ΔV in process S907 are averaged. Thereafter, the process proceeds to process S910.

処理S910から処理S912までの処理は、実施の形態1の図6の処理S18から処理S20までの処理と同一である。   The processing from processing S910 to processing S912 is the same as the processing from processing S18 to processing S20 in FIG. 6 of the first embodiment.

本発明での実施の形態3によれば、外部環境の周期的な変化に伴う電池電圧の測定結果への誤差の影響は、この周期において複数回の測定結果を平均することで抑えられ、実施の形態1及び実施の形態2よりも更に精度良く電池の残容量を導出する効果が得られる。   According to the third embodiment of the present invention, the influence of the error on the measurement result of the battery voltage due to the periodic change of the external environment can be suppressed by averaging the measurement results of a plurality of times in this cycle. The effect of deriving the remaining capacity of the battery with higher accuracy than in the first and second embodiments can be obtained.

尚、実施の形態3では、電池の電圧測定を行う計器としてA/D変換器を使用しているが、その他の計器を使用した場合においても、その測定結果が外部環境の周期的な変化による影響を受けるものであれば、同様の効果が得られる。   In the third embodiment, an A / D converter is used as an instrument for measuring the voltage of the battery, but even when other instruments are used, the measurement results are due to periodic changes in the external environment. If it is affected, the same effect can be obtained.

11 センタサーバ
12 インターネット網
13 ゲートウェイ
14 親機無線機
15A、15B、15C、15D、15E 子機無線機
16A、16B、16C、16D、16E メータ
21 アンテナ
22 無線部
23 CPU
24 メータインタフェース
25 電池
221 受信部
222 送信部
231 ROM
232 RAM
233 A/D変換器
11 Center server 12 Internet network 13 Gateway 14 Base unit radios 15A, 15B, 15C, 15D, 15E Slave unit radio units 16A, 16B, 16C, 16D, 16E Meter 21 Antenna 22 Radio unit 23 CPU
24 Meter interface 25 Battery 221 Receiver 222 Transmitter 231 ROM
232 RAM
233 A / D converter

Claims (9)

周辺装置との間で通信を行う通信部と、前記通信部に電力を供給する電池とを備えた通信装置において、
前記電池は、その電池の残容量である電池残容量と、前記通信の開始時から終了時までの通信時間とに依存して、
前記通信の開始時の電圧と終了時の電圧との電圧差分が変化する特性を持ち、
前記電池の前記電圧差分を測定する電圧差分測定部と、
前記通信時間を計測する時間計測部と、
前記通信部の前記通信時間と、前記電池残容量と、前記電池の前記電圧差分との関係を
記憶する関係記憶部と、
前記関係記憶部で記憶される関係に基づき、
前記電圧差分測定部で測定された前記電池の前記電圧差分と、前記時間計測部で計測された時間とを用いて
前記電池残容量を導出する電池残容量導出部と、
をさらに備えたことを特徴とする通信装置。
In a communication device including a communication unit that performs communication with a peripheral device, and a battery that supplies power to the communication unit,
The battery depends on the remaining battery capacity that is the remaining capacity of the battery and the communication time from the start to the end of the communication,
The voltage difference between the voltage at the start of communication and the voltage at the end of the communication changes,
A voltage difference measuring unit for measuring the voltage difference of the battery;
A time measuring unit for measuring the communication time;
A relationship storage unit that stores a relationship between the communication time of the communication unit, the remaining battery capacity, and the voltage difference of the battery;
Based on the relationship stored in the relationship storage unit,
A battery remaining capacity deriving unit for deriving the battery remaining capacity using the voltage difference of the battery measured by the voltage difference measuring unit and the time measured by the time measuring unit;
A communication apparatus, further comprising:
前記通信部は、周辺装置との間で無線通信を行う無線部であることを特徴とする請求項1に記載の通信装置。   The communication device according to claim 1, wherein the communication unit is a wireless unit that performs wireless communication with a peripheral device. 前記電池残容量導出部によって導出された前記電池残容量に基づいて外部に警報を発する警報部を
さらに備えたことを特徴とする請求項1乃至2に記載の通信装置。
The communication device according to claim 1, further comprising an alarm unit that issues an alarm to the outside based on the remaining battery capacity derived by the remaining battery capacity deriving unit.
請求項3に記載の通信装置において、
前記電池残容量の閾値を記憶する閾値記憶部と、
前記電池残容量導出部によって導出された前記電池残容量が前記閾値を下回った事を判定する閾値判定部と、
を備え、前記閾値判定部での判定に基づいて前記警報部が警報を発することをさらに特徴とする通信装置。
The communication device according to claim 3.
A threshold storage unit for storing a threshold of the remaining battery capacity;
A threshold determination unit that determines that the battery remaining capacity derived by the battery remaining capacity deriving unit is lower than the threshold;
The communication device further comprises: the alarm unit issues an alarm based on the determination by the threshold determination unit.
周辺装置との間で通信を行う通信部と、
前記通信部に電力を供給する電池と
を備えた通信装置において実行される電池残容量導出方法であって、
前記電池における、前記通信の開始時の電圧と終了時の電圧との電圧差分を測定する電圧差分測定工程と、
前記通信の開始時から終了時までの通信時間を計測する時間計測工程と、
前記電池の残容量である電池残容量と前記通信時間とに依存し前記電圧差分が変化する前記電池の特性に基づき、
前記電圧差分測定工程で測定された前記電池の前記電圧差分と前記時間計測工程で計測された前記通信時間とから
前記電池残容量を導出する電池残容量導出工程と、
を有することを特徴とする電池残容量導出方法。
A communication unit for communicating with peripheral devices;
A battery remaining capacity derivation method executed in a communication device comprising a battery for supplying power to the communication unit,
A voltage difference measuring step for measuring a voltage difference between the voltage at the start of the communication and the voltage at the end of the communication in the battery;
A time measurement step of measuring a communication time from the start to the end of the communication;
Based on the characteristics of the battery in which the voltage difference changes depending on the battery remaining capacity that is the remaining capacity of the battery and the communication time,
A battery remaining capacity deriving step for deriving the battery remaining capacity from the voltage difference of the battery measured in the voltage difference measuring step and the communication time measured in the time measuring step;
A battery remaining capacity deriving method characterized by comprising:
周期の循環を判定する周期判定工程と、
前記周期判定工程で判定される前記周期の循環を通知する周期循環通知工程と、
前記周期循環通知工程からの通知により前記通信を行う周期通信工程と、
前記周期循環通知工程からの通知により前記電池残容量導出工程を行う周期電池残容量導出工程と、
前記周期循環通知工程からの通知がない期間では、
前記通信工程および前記電池残容量導出工程を行わずに前記電池の電力消費を抑える低電力動作工程と、
を有することを特徴とする請求項5に記載の電池残容量導出方法。
A cycle determination step for determining cycle circulation;
A periodic circulation notification step of notifying the circulation of the cycle determined in the cycle determination step;
A periodic communication step of performing the communication by notification from the periodic circulation notification step;
A periodic battery remaining capacity deriving step of performing the battery remaining capacity deriving step by notification from the periodic circulation notification step;
In a period when there is no notification from the periodic circulation notification step,
A low power operation step of suppressing power consumption of the battery without performing the communication step and the battery remaining capacity derivation step;
The battery remaining capacity derivation method according to claim 5, wherein:
前記周期電池残容量導出工程で導出された過去の前記電池残容量について
平均値を算出する平均電池残容量算出工程と、
をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の電池残容量導出方法。
An average battery remaining capacity calculating step for calculating an average value of the past battery remaining capacity derived in the periodic battery remaining capacity deriving step;
The battery remaining capacity derivation method according to claim 6, further comprising:
請求項5〜7のいずれかに記載の電池残容量導出方法において、
前記通信時間に渡り前記電池に一定の放電を行わせるために、
前記通信において周辺装置から送信される信号を前記通信時間の間だけ連続受信する連続受信工程と、
をさらに有することを特徴とする電池残容量導出方法。
The battery remaining capacity deriving method according to any one of claims 5 to 7,
In order to have the battery perform a constant discharge over the communication time,
A continuous reception step of continuously receiving signals transmitted from peripheral devices in the communication only during the communication time;
The battery remaining capacity derivation method further comprising:
請求項5〜7のいずれかに記載の電池残容量導出方法において、
前記通信時間に渡り前記電池に一定の放電を行わせるために、
前記通信において周辺装置への信号を前記通信時間の間だけ連続送信する連続送信工程と、
をさらに有することを特徴とする電池残容量導出方法。
The battery remaining capacity deriving method according to any one of claims 5 to 7,
In order to have the battery perform a constant discharge over the communication time,
A continuous transmission step of continuously transmitting a signal to the peripheral device during the communication time in the communication;
The battery remaining capacity derivation method further comprising:
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