JP6174933B2 - 自動検針システムおよびこれに用いるｐｌｃモデム - Google Patents

Description

本発明は、ＰＬＣ（Power Line Communication：電力線通信）を利用した電力使用量の検針システムおよびこれに用いるＰＬＣモデムに関するものである。

近年、電力会社においては、各需要者の電力使用量を遠隔地から収集する自動検針システムの導入が進みつつある（例えば特許文献１参照）。

自動検針システムでは、親機ＰＬＣモデム（以下、検針用親機ＰＬＣモデムという）が電柱等に取り付けられ、検針データを親機ＰＬＣモデムに送信するための子機ＰＬＣモデム（以下、検針用子機ＰＬＣモデムという）が各需要者の電力メータに内蔵される。これらのＰＬＣモデムは電柱と電力メータとを結ぶ電力線を通信路として利用するので、新規に通信線を敷設する必要がなく、導入コストの面で非常に有利である。

一方、エコロジーの観点から節電への関心が高まっており、ＩＴを使って最適なエネルギー管理を実現するＨＥＭＳ（Home Energy Management System：家庭内電力管理システム）を導入する家庭が増えてきている（例えば特許文献２参照）。

ＨＥＭＳでは中央制御装置としてのＨＥＭＳサーバが用いられる。ＨＥＭＳサーバはエアコンなどの各家電機器の運転状況や消費電力をモニタリングしながらそれらを自動制御する。ＨＥＭＳによれば、エネルギー需給を可視化し、電気を自動制御して生活の快適さを保ちながら節電することが可能である。

特開２０１１−２２３０６３号公報 特開２０１１−２５４２２９号公報

ＨＥＭＳにおいて、家庭内の全消費電力を把握するために電力メータから電力量データを取得したいという要望がある。しかし、電力メータ及び自動検針システムは電力会社の管理下で運用されており、ＨＥＭＳは各家庭内で閉じられたシステムであるため、相互の連携は困難である。

そこで、電力メータ内にＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデムを設置し、ＨＥＭＳサーバにＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデムを接続し、自動検針システムとは無関係にＨＥＭＳサーバが電力メータと通信する方法が検討されている。この場合、ＨＥＭＳサーバから親機−子機ＰＬＣモデムを介して電力メータに向けて電力量メータの送信リクエストを送信すると、電力メータが電力量データをＨＥＭＳサーバに向けて送信するようにあらかじめ手順を設定しておけばよい。この方法によれば、ＨＥＭＳ側でも電力量データを利用することが可能となる。

しかしながら、電力メータがＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデムおよびＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデムを介してＨＥＭＳサーバに向けて電力量データを送信すると、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデムの送信信号が同じ電力線に接続されている他の需要者の検針用子機ＰＬＣモデムに届いてしまうという問題がある。このとき、他の検針用子機ＰＬＣモデムが検針用親機ＰＬＣモデムと通信している最中であれば、信号が干渉して通信障害となるおそれがある。自動検針システムには検針データを極めて高い収率で確実に収集できることが求められており、そのためには通信障害の原因を徹底的に排除する必要がある。

したがって、本発明の目的は、電力メータとＨＥＭＳサーバとの間でＰＬＣモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の親機−子機ＰＬＣモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることが可能な自動検針システムおよびこれに用いるＰＬＣモデムを提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明による自動検針システムは、需要者の電力使用量を計測する複数の電力メータと、前記複数の電力メータの各々から第１の電力量データを収集する第１のサーバと、前記第１のサーバに接続された第１のＰＬＣモデムと、前記複数の電力メータの各々に接続されるとともに、電力線を介して前記第１のＰＬＣモデムと通信を行う複数の第２のＰＬＣモデムと、家庭内の電力を管理する第２のサーバと、前記第２のサーバに接続された第３のＰＬＣモデムと、前記複数の電力メータのうち前記第２のサーバを導入する家庭の第１の電力メータに接続されるとともに、電力線を介して前記第３のＰＬＣモデムと通信を行う第４のＰＬＣモデムとを備え、前記複数の第２のＰＬＣモデムの各々は、接続された電力メータから前記第１のサーバに向けて送信される前記第１の電力量データを第１の出力レベルで送信し、前記第４のＰＬＣモデムは、前記第１の電力メータから前記第２のサーバに向けて送信される第２の電力量データを前記第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルで送信することを特徴とする。

需要者宅内の電力を管理する第２のサーバを導入する需要者の電力メータに接続された第４のＰＬＣモデムは、第１〜第３のＰＬＣモデムと同じ出力レベルで通信する能力を有しているが、第１の電力メータが第４のＰＬＣモデムを介して第２のサーバと通信する際、第４のＰＬＣモデムは通常時よりも低い出力レベルで送信信号を出力するので、第１の電力メータと第２のサーバとの間でＰＬＣモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の第１−第２ＰＬＣモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることができる。

本発明において、前記第２のサーバは、前記第１の電力メータに向けて前記第２の電力量データの送信リクエストを送信し、前記第１の電力メータは、前記送信リクエストを受信したとき、前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第１の出力レベルよりも低い第３の出力レベルで予備信号を前記第２のサーバに向けて送信し、前記第２のサーバは、前記予備信号を受信したとき、前記第１の電力メータに向けて確認信号を送信し、前記第１の電力メータは、前記確認信号を受信したとき、前記第２のサーバに向けて前記第２の電力量データを送信すると共に、前記第２の出力レベルが前記第３の出力レベルと同じレベルとなるように前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを設定することが好ましい。この構成によれば、第４のＰＬＣモデムの出力レベルを適切なレベルに設定することができる。

本発明において、前記第１の電力メータは、前記予備信号の送信時から一定時間内に前記確認信号を受信しなかった場合、前記第２のサーバに向けて前記予備信号を再送するときに、前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第３の出力レベルを前回の送信時よりも高いレベルに変更することが好ましい。この構成によれば、第４のＰＬＣモデムの出力レベルをより適切なレベルに設定することができる。

本発明において、前記第１の電力メータは、前記確認信号を受信したとき、前記第２のサーバに向けて前記予備信号を再送するときに、前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第３の出力レベルを前回の送信時よりも低いレベルに変更し、前記第１の電力メータは、前記確認信号を受信できなくなるまで前記予備信号の再送を繰り返した後、前記第２のサーバに向けて前記第２の電力量データを送信するときに、 前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第２の出力レベルを前記確認信号が得られた予備信号の前記第３の出力レベルのうち最も低いものと同じレベルに設定することが好ましい。この構成においても、第４のＰＬＣモデムの出力レベルをより適切なレベルに設定することができる。

本発明において、前記予備信号はインターネットプロトコルにおけるＰｉｎｇコマンドであることが好ましい。これによれば、既存のコマンドを利用して第４のＰＬＣモデムの出力レベルを容易に設定することができる。

また、本発明によるＰＬＣモデムは、送受信データの処理を行う通信部と、上位装置と前記通信部とを接続するインターフェース部と、送信データを変調する変調部と、前記送信データの変調信号をアナログ信号に変換して電力線に送信する送信部と、前記電力線から入力された受信信号をデジタル信号に変換する受信部と、前記デジタル信号を復調する復調部と、を備え、前記送信部は、前記上位装置から前記インターフェース部を介して送られてくる出力レベル設定情報に基づいて送信信号の出力レベルを設定することを特徴とする。

本発明によるＰＬＣモデムは汎用性を有しており、検針システム側で使用されるＰＬＣモデムと同じ出力レベルで通信する能力を有しているが、電力メータに接続されたＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデムとして使用する場合には、通常時よりも低い出力レベルで送信信号を出力することができる。したがって、検針システムとＨＥＭＳとが併存するシステムにおいて、検針システム側の通信との干渉を抑制して通信障害を防止することができる。

本発明によるＰＬＣモデムは、前記出力レベル設定情報を記憶するメモリをさらに備え、前記送信部は、前記メモリに記憶された前記出力レベル設定情報に基づいて、送信信号の出力レベルを設定することが好ましい。この構成によれば、ＰＬＣモデムに一度設定した出力レベルを継続的に使用することができる。

本発明によれば、電力メータとＨＥＭＳサーバとの間でＰＬＣモデムを用いた電力線通信を実現しつつ、検針システム側の親機−子機ＰＬＣモデム間の通信障害を抑えて検針データの収率を高めることが可能な自動検針システムおよびこれに用いるＰＬＣモデムを提供することができる。

図１は、本発明の好ましい実施の形態による自動検針システムの構成を示す模式図である。 図２は、ＰＬＣモデムの構成を機能的に示すブロック図である。 図３は、第１の実施の形態による電力量データの送信手順を説明するためのシーケンス図である。 図４は、第２の実施の形態による電力量データの送信手順を説明するためのシーケンス図である。 図５は、第３の実施の形態による電力量データの送信手順を説明するためのシーケンス図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。

図１は、本発明の好ましい実施の形態による自動検針システムの構成を示す模式図である。

図１に示すように、本実施形態による自動検針システム１は、例えば集合住宅１０の各戸１０ａ〜１０ｄの電力使用量を検針するためのものであり、電柱２等に設置された検針用親機ＰＬＣモデム１１（第１のＰＬＣモデム）と、各戸の電力メータ１２ａ〜１２ｄにそれぞれ内蔵された検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄ（第２のＰＬＣモデム）ならびにＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄ（第４のＰＬＣモデム）と、ＨＥＭＳを導入する家庭に設置されたＨＥＭＳサーバ１７と、ＨＥＭＳサーバ１７において電力線通信を実現するためのＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８（第３のＰＬＣモデム）とを備えている。

変電所３から供給される電力は柱上トランス４、電力引き込み線５ａ、電力メータ１２ａ〜１２ｄおよびブレーカ１６ａ〜１６ｄを経由して各需要者ａ〜ｄの家電機器９ａ〜９ｄにそれぞれ供給される。検針用親機ＰＬＣモデム１１の一方の通信端子は例えば光ネットワーク６を介して検針サーバ７（第１のサーバ）に接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線５ａに接続されている。

電力メータ１２ａ〜１２ｄ内の検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄの一方の通信端子は対応する電力メータ１２ａ〜１２ｄのコントローラ１５ａ〜１５ｄにそれぞれ接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線５ａに接続されている。ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄも同様に、その一方の通信端子は対応する電力メータ１２ａ〜１２ｄのコントローラ１５ａ〜１５ｄにそれぞれ接続されており、他方の通信端子は電力引き込み線５ａに接続されている。

なお、各子機ＰＬＣモデムが電力メータ１２ａ〜１２ｄ内に内蔵されている場合、コントローラ１５ａ〜１５ｂはそれらのＰＬＣモデムに対する狭義の電力メータとして位置付けられ、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄならびにＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｂは狭義の電力メータに接続されており、コントローラ１５ａ〜１５ｄによる動作は電力メータ１２ａ〜１２ｄによる動作と等価であると考えることができる。

本実施形態においては需要者ａがＨＥＭＳを導入しており、ＨＥＭＳサーバ（第２のサーバ）１７は需要者ａの宅内にのみ設置されている。ＨＥＭＳサーバ１７は例えばZigBee（登録商標）などの近距離無線ネットワーク８を介して宅内の個々の家電機器９ａに接続されている。ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８の一方の通信端子はＨＥＭＳサーバ１７に接続されており、他方の通信端子は宅内の電力線５ｂに接続されている。なお、多くの場合、ＨＥＭＳサーバ１７およびＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８は分電盤（不図示）の近くに設置される。

図２は、ＰＬＣモデム（電力線モデム）の構成を機能的に示すブロック図である。このＰＬＣモデム２０は、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄとして動作できるように送信信号の出力レベルを外部から設定できる機能を有するものであるが、検針用親機ＰＬＣモデム１１、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄ、ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８としても用いることができる汎用的なものである。

図２に示すように、ＰＬＣモデム２０は、制御部２１、メモリ２２、インターフェース（Ｉ／Ｆ）２３、通信部２４、変調部２５、送信部２６、復調部２７、受信部２８およびマルチプレクサ２９を有している。

制御部２１は、上位装置から各種の情報を取得し、取得した情報に基づいてＰＬＣモデム２０の各部を制御する。ここにいう上位装置とは、検針用親機ＰＬＣモデム１１であれば検針サーバ７、ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８であればＨＥＭＳサーバ１７、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａやＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａであれば電力メータ１２ａのコントローラ１５ａである。

メモリ２２は、制御部２１の指示に従い、上位装置から入力されるデータを記憶する記憶手段である。またメモリ２２には設定情報を含む各種情報が記録されている。

インターフェース部２３は、上位装置とのインターフェースであり、上位装置から上位レイヤデータを受け取り、通信部２４に出力する。また、通信部２４から上位レイヤデータの入力を受け、上位装置に出力する。

通信部２４はヘッダーを含む送受信信号の処理を行う機能部であり、例えばＤＳＰ(Digital Signal Processor)によって構成される。具体的な処理としては、インターフェース部２３から送信すべき上位レイヤデータの供給を受け、パイロットデータや宛先ＭＡＣアドレスなどを含むヘッダーと誤り訂正のための冗長データとを付加し、送信データとして変調部２５に送出する。また、復調部２７からヘッダーと上位レイヤデータとを含む受信データの入力を受け、その中のヘッダーに応じた処理および誤り訂正処理を行うとともに、上位レイヤデータのインターフェース部２３への出力を行う。

変調部２５は、制御部２１の指示に従い、ＯＦＤＭ変調方式並びに位相変調方式の中から一の変調方式を選択する。そして、選択した一の変調方式を用い、送信データに基づいて搬送波信号を変調し、変調方式に応じた既知の同期信号を含む所定のプリアンブルを付加するとともに、電波法施行規則の規定（搬送波出力）に則り変調処理に用いた通信方式に応じて信号の振幅を制御した後、送信部２６に出力する。

送信部２６は、変調部２５から入力された信号を電力線に送出可能な信号に変換してから、電力線に送出する機能を有する。具体的には、変調部２５から入力されるデジタル信号をアナログ信号に変換するとともに、バンドパスフィルタを用いて不要な周波数帯の成分を取り除き、さらに所定の増幅率で増幅して、マルチプレクサ２９を介して電力線に送出する。

加えて、送信部２６は、上位装置からの命令に従って送信信号の出力レベルを設定する機能を有する。上位装置からの出力レベル設定情報は、出力レベルを具体的に特定するものでもよく、出力レベルのデフォルト値からどのくらい高く（または低く）するかを示すレベル幅を示すものであってもよい。さらに、出力レベルが段階的に設定されている場合には、現在の出力レベルに対する上昇または降下のステップ数であってもよい。また、単に１ステップの上昇または降下を指示するものであってもよい。

上位装置から出力レベル設定情報を受け取ったＰＬＣモデム２０の制御部２１は、出力レベルの設定情報をメモリ２２に保存する。送信部２６はメモリ２２に保存されている出力レベルの設定情報に従って送信信号を増幅し、電力線に送出する。

受信部２８は、電力線に到来した信号を受信してデジタル信号に変換し、復調部２７に出力する機能を有する。具体的には、マルチプレクサ２９を介して受信された信号からバンドパスフィルタを用いて不要な高低周波成分を取り除き、さらに所定の増幅率で増幅した後、サンプリングしてデジタル信号に変換し、復調部２７に出力する。

復調部２７は、受信部２８から入力されるデジタル信号を、ＯＦＤＭ変調方式および位相変調方式を用いて復調する機能を有する。復調部２７は、復調によって得た信号を通信部２４に出力する。また復調部２７は、受信部２８から入力された信号から既知の同期信号を検出する同期検出機能を有している。ここで検出される同期信号は、ＯＦＤＭ変調方式の同期信号又は位相変調方式の同期信号であり、復調部２７は、検出した同期信号から復調に用いる変調方式を決定する。

上記のように、本実施形態によるＰＬＣモデム２０は、電力線上に送出する送信信号（ＰＬＣ信号）の出力レベルを外部から設定する機能を有している。送信信号の出力レベルは固定であるか、あるいはＰＬＣモデム自身が伝送路条件に基づいて決定している。しかし、本実施形態によるＰＬＣモデムは、送信信号の出力レベルが上位装置からの命令に従って制御されるので、この機能を用いて通信の干渉を防止することが可能となる。

図１の構成において、電力会社による自動検針の方法は従来通りである。すなわち、各戸の検針データ（第１の電力量データ）は電力メータ１２ａ〜１２ｄによって計測され、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄを介して検針用親機ＰＬＣモデム１１に送信され、さらに光ネットワーク６を介して検針サーバ７に転送される。電力量データは、検針サーバ７からのリクエストに応じて送信されてもよく、あるいは電力メータ１２ａ〜１２ｄが所定のタイミングで自発的に送信してもよい。これにより、各戸の検針データが自動的に収集される。

次に、ＨＥＭＳサーバ１７による電力量データの取得方法について説明する。

ＨＥＭＳサーバ１７はＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８およびＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａを介して電力メータ１２ａ（第１の電力メータ）と通信可能である。ＨＥＭＳサーバ１７が電力メータ１２ａに向けて電力量データの送信リクエストを送信すると、電力メータ１２ａは電力量データ（第２の電力量データ）をＨＥＭＳサーバ１７に返信する。しかし、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａから送信された電力量データは、同じ電力線５（５ａ，５ｂ）に接続されている他の需要者ｂ〜ｄの電力メータ１２ｂ〜１２ｄにも到達してしまう。そのため、検針用子機ＰＬＣモデム１３ｂ〜１３ｄが検針用親機ＰＬＣモデム１１と通信している最中であれば信号が干渉して通信障害となることは上述したとおりである。

そこで、図３に示すように、本実施形態ではそのような干渉を抑制するために以下の手段をとる。

図３に示すように、まずＨＥＭＳサーバ１７が電力メータ１２ａに対して電力量データの送信リクエストを送信する（ステップＳ１１）。送信リクエストはＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８およびＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａを介して電力メータ１２ａのコントローラ１５ａに送られる。送信リクエストを受信した電力メータ１２ａのコントローラ１５ａは、電力量データを直ちに返信せず、その前にＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを通常よりも低く設定する（ステップＳ１２）。その後、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて予備信号を送信する（ステップＳ１３）。

ここで予備信号としてはインターネットプロトコルにおけるＰｉｎｇコマンドを用いることが好ましい。これによれば、既存のコマンドを利用してＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを容易に設定することが可能である。

自動検針システムでは、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの低周波数帯域の電力線通信が使用される。この電力線通信で使用される変調方式のうち、ＯＦＤＭ(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，直交波周波数分割多重)変調方式は、１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚの帯域をフルに用い、かつサブキャリアごとの適応変調を行えるので、比較的高速かつ信頼性の高い通信を実現できるという利点を有するが、電波法施行規則において全サブキャリアの合計出力値が１００ｍＷ以下に制限されている。また、１１５ｋＨｚ又は１３２ｋＨｚを用いる位相変調方式（位相振幅変調方式を含む）は、搬送波出力が３５０ｍＷ以下に制限されている。位相変調方式は、ＯＦＤＭ変調方式に比べると低速な通信しかできないが、ノイズが多い環境下での通信や遠方との通信に有効である。さらに、２００ｋＨｚ〜４５０ＫＨｚのスペクトル拡散方式では搬送波出力が１０ｍＷ以下に制限されており、１０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚのスペクトル拡散方式では搬送波出力が３０ｍＷ以下に制限されている。

このように、電力線通信では搬送波出力の最大レベルが規定されているが、検針システム側では確実な通信のため、通常は最大レベルでの通信が行われることが多い。よって本発明において「通常の出力レベル」とは、検針システム側で使用するＰＬＣモデムの出力レベルの最大値であり、特に、各変調方式における搬送波出力の上限を意味する。

ＨＥＭＳサーバ１７が予備信号を受信すると、電力メータ１２ａに向けて確認信号（ＡＣＫ）を送信し（ステップＳ１４）、確認信号を受信した電力メータ１２ａのコントローラ１５ａは、予備信号の出力レベルでも通信可能であると判断し、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて電力量データを予備信号と同じ出力レベルで送信する（ステップＳ１５）。

以上説明したように、本実施形態においては、電力メータ１２ａからＨＥＭＳサーバ１７に向けて電力量データを送信する際、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａが通常よりも低い出力レベルで送信信号を出力するので、ＨＥＭＳ側のＰＬＣモデムの出力信号が検針システム側に与える影響を弱めることができ、検針システムとＨＥＭＳとの間の通信の干渉を防止することができる。また、本実施形態においては、ＨＥＭＳサーバ１７から電力量データの送信リクエストを受けたとき、電力メータ１２ａがＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを通常よりも低く設定し、予備信号をこの出力レベルで送信し、この低い出力レベルでの通信が可能かどうかを予め確認するので、電力メータ１２ａとＨＥＭＳサーバ１７との間で通信可能な通常よりも低い出力レベルを確実に設定することができる。

次に、図４を参照しながら、本発明の第２の実施の形態について説明する。

図４に示すように、まずＨＥＭＳサーバ１７が電力メータ１２ａに対して電力量データの送信リクエストを送信する（ステップＳ１１）。送信リクエストはＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８およびＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａを介して電力メータ１２ａのコントローラ１５ａに送られる。送信リクエストを受信した電力メータ１２ａのコントローラ１５ａは、電力量データを直ちに返信せず、その前にＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを通常よりも低く設定する（ステップＳ１２）。その後、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて予備信号を送信する（ステップＳ１３）。以上の一連のステップは第１の実施の形態と同様である。

電力メータ１２ａが所定時間内にＨＥＭＳサーバ１７からの確認信号を受信できずタイムアウトとなった場合（ステップＳ１６）、予備信号の出力レベルが低すぎたためＨＥＭＳサーバ１７が予備信号を受信できなかったと判断し、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを前回よりも少し高く設定し直し、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて予備信号を再送する（ステップＳ１７、Ｓ１３）。電力メータ１２ａはＨＥＭＳサーバ１７からの確認信号を受信するまでこのステップを繰り返してＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを徐々に高くして（ステップＳ１３，Ｓ１６，Ｓ１７）、通信可能な最低の出力レベルを探り当てて自動設定する。

ＨＥＭＳサーバ１７が予備信号を受信すると、電力メータ１２ａに向けて確認信号（ＡＣＫ）を送信し（ステップＳ１８）、確認信号を受信した電力メータ１２ａは、直前に送信した予備信号の出力レベルでも通信可能であると判断し、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて電力量データを予備信号と同じ出力レベルで送信する（ステップＳ１９）。

以上説明したように、本実施形態においては、電力メータ１２ａからＨＥＭＳサーバ１７に向けて電力量データを送信する際、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａが通常よりも低い出力レベルで信号を出力するので、この信号が検針システム側に与える影響を弱めることができ、検針システムとＨＥＭＳとの間の通信の干渉を防止することができる。また、本実施形態においては、ＨＥＭＳサーバ１７から電力量データの送信リクエストを受けたとき、電力メータ１２ａがＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを通常よりも低く設定し、予備信号をこの出力レベルで送信し、この低い出力レベルでの通信が可能かどうかを予め確認するので、電力メータ１２ａとＨＥＭＳサーバ１７との間で通信可能な通常よりも低い出力レベルを確実に設定することができる。特に、本実施形態においては、予備信号の出力レベルを相対的に低いレベルから開始して徐々に高くしていき、ＨＥＭＳ親機−子機ＰＬＣモデム間で通信可能な最も低い出力レベルを探し出すことができ、検針システム側の通信との干渉を確実に防止することができる。

次に、図５を参照しながら、本発明の第３の実施の形態について説明する。

図５に示すように、まずＨＥＭＳサーバ１７が電力メータ１２ａに対して電力量データの送信リクエストを送信する（ステップＳ１１）。送信リクエストはＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム１８およびＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａを介して電力メータ１２ａのコントローラ１５ａに送られる。送信リクエストを受信した電力メータ１２ａのコントローラ１５ａは、電力量データを直ちに返信せず、その前にＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを通常よりも低く設定する（ステップＳ１２）。その後、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて予備信号を送信する（ステップＳ１３）。以上の一連のステップは第１の実施の形態と同様である。

ＨＥＭＳサーバ１７が予備信号を受信すると、電力メータ１２ａに向けて確認信号（ＡＣＫ）を送信し（ステップＳ１４）、確認信号を受信した電力メータ１２ａのコントローラ１５ａは、電力メータ１２ａは予備信号の出力レベルをさらに低く設定した後、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて予備信号を送信する（ステップＳ１２，Ｓ１３）。そして、ＨＥＭＳサーバ１７が予備信号を受信できなくなるまでこのステップを繰り返す。

そして、ＨＥＭＳサーバ１７が予備信号を受信できず、これにより電力メータ１２ａが所定時間内にＨＥＭＳサーバ１７からの確認信号を受信できずタイムアウトとなった場合（ステップＳ１７）、予備信号の出力レベルが低すぎたためＨＥＭＳサーバ１７が予備信号を受信できなかったと判断し、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを前回通信できたレベルに設定する（ステップＳ２０）。そして、電力メータ１２ａは、ＨＥＭＳサーバ１７に向けて電力量データをこの出力レベルで送信する（ステップＳ２１）。

以上説明したように、本実施形態においては、電力メータ１２ａからＨＥＭＳサーバ１７に向けて電力量データを送信する際、ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａが通常よりも低い出力レベルで信号を出力するので、この信号が検針システム側に与える影響を弱めることができ、検針システムとＨＥＭＳとの間の通信の干渉を防止することができる。また、本実施形態においては、ＨＥＭＳサーバ１７から電力量データの送信リクエストを受けたとき、電力メータ１２ａがＰＬＣモデム１４ａの出力レベルを通常よりも低く設定し、予備信号をこの出力レベルで送信し、この低い出力レベルでの通信が可能かどうかを予め確認するので、電力メータ１２ａとＨＥＭＳサーバ１７との間で通信可能な通常よりも低い出力レベルを確実に設定することができる。特に、本実施形態においては、予備信号の出力レベルを相対的に高いレベルから開始して徐々に低くしていき、ＨＥＭＳ親機−子機ＰＬＣモデム間で通信可能な最も低い出力レベルを探し出すことができ、検針システム側の通信との干渉を確実に防止することができる。

上記第１〜第３の実施の形態による出力レベルの設定手順は、相互に組み合わせて使用してもよい。例えば、予備信号の最初の送信時には通常の出力レベルの５０％から始めて、この出力レベルで通信不可能であった場合には、第２の実施の形態による設定手順に従って徐々に出力レベルを上げて、通信可能な最低の出力レベルを探り出す。逆に、５０％の出力レベルで通信可能であった場合には、第３の実施の形態による設定手順に従って徐々に出力レベルを下げて、通信可能な出力レベルを探り出す。この設定手順によれば、通信可能な最低の出力レベルをより確実に決定することができる。

本発明は、以上の実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能であり、それらも本発明に包含されるものであることは言うまでもない。

例えば、上記実施形態では、検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄおよびＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄが電力メータ１２ａ〜１２ｄに内蔵されたものであるが、電力メータに外部から接続されるいわゆる外付けタイプであってもかまわない。また、電力メータ１２ａ〜１２ｄは検針用子機ＰＬＣモデム１３ａ〜１３ｄとＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム１４ａ〜１４ｄの２つのＰＬＣモデムをそれぞれ内蔵しているが、１つの共通のＰＬＣモデムで両方の機能を兼用してもかまわない。この場合、子機ＰＬＣモデムがＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデムと通信するタイミングが、検針用親機ＰＬＣモデムと通信するタイミングと重複しないようにすればよい。さらに、ＰＬＣモデム自体が送信先を判断してＨＥＭＳサーバ向けに出力の制御を行っても良い。この場合、ＰＬＣモデムにコントローラ１５ａ相当の機能を組み込むなどの高機能化により実現が可能となる。

さらに、上記実施形態では、電力メータからＨＥＭＳサーバに向けて電力量データを送信する際にその送信信号の出力レベルを通常よりも低くする場合を例に挙げたが、本発明は電力量データに限定されるものではなく、電力メータから送信される種々のデータの送信信号を対象とすることができる。

１ 自動検針システム
２ 電柱
３ 変電所
４ 柱上トランス
５ａ，５ｂ 電力線
６ 光ネットワーク
７ 検針サーバ
８ 近距離無線ネットワーク
９ａ〜９ｄ 家電機器
１０ 集合住宅
１０ａ〜１０ｄ 需要者の各戸
１１ 検針用親機ＰＬＣモデム
１２ａ〜１２ｄ 電力メータ
１３ａ〜１３ｄ 検針用子機ＰＬＣモデム（第２のＰＬＣモデム）
１４ａ〜１４ｄ ＨＥＭＳ用子機ＰＬＣモデム
１５ａ〜１５ｄ コントローラ
１６ａ〜１６ｄ ブレーカ
１７ ＨＥＭＳサーバ
１８ ＨＥＭＳ用親機ＰＬＣモデム
２０ ＰＬＣモデム
２１ 制御部
２２ メモリ
２３ インターフェース部
２４ 通信部
２５ 変調部
２６ 送信部
２７ 復調部
２８ 受信部
２９ マルチプレクサ

Claims (6)

1. 需要者の電力使用量を計測する複数の電力メータと、
   前記複数の電力メータの各々から第１の電力量データを収集する第１のサーバと、
   前記第１のサーバに接続された第１のＰＬＣモデムと、
   前記複数の電力メータの各々に接続されるとともに、電力線を介して前記第１のＰＬＣモデムと通信を行う複数の第２のＰＬＣモデムと、
   需要者宅内の電力を管理する第２のサーバと、
   前記第２のサーバに接続された第３のＰＬＣモデムと、
   前記複数の電力メータのうち前記第２のサーバを導入する家庭の第１の電力メータに接続されるとともに、電力線を介して前記第３のＰＬＣモデムと通信を行う第４のＰＬＣモデムとを備え、
   前記複数の第２のＰＬＣモデムの各々は、接続された電力メータから前記第１のサーバに向けて送信される前記第１の電力量データを第１の出力レベルで送信し、
   前記第４のＰＬＣモデムは、前記第１の電力メータから前記第２のサーバに向けて送信される第２の電力量データを前記第１の出力レベルよりも低い第２の出力レベルで送信し、
   前記第２のサーバは、前記第１の電力メータに向けて前記第２の電力量データの送信リクエストを送信し、
   前記第１の電力メータは、前記送信リクエストを受信したとき、前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第１の出力レベルよりも低い第３の出力レベルで予備信号を前記第２のサーバに向けて送信し、
   前記第２のサーバは、前記予備信号を受信したとき、前記第１の電力メータに向けて確認信号を送信し、
   前記第１の電力メータは、前記確認信号を受信したとき、前記第２のサーバに向けて前記第２の電力量データを送信すると共に、前記第２の出力レベルが前記第３の出力レベルと同じレベルとなるように前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを設定することを特徴とする自動検針システム。
2. 前記第１の電力メータは、前記予備信号の送信時から一定時間内に前記確認信号を受信しなかった場合、前記第２のサーバに向けて前記予備信号を再送するときに、前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第３の出力レベルを前回の送信時よりも高いレベルに変更する、請求項１に記載の自動検針システム。
3. 前記第１の電力メータは、前記確認信号を受信したとき、前記第２のサーバに向けて前記予備信号を再送するときに、前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第３の出力レベルを前回の送信時よりも低いレベルに変更し、
   前記第１の電力メータは、前記確認信号を受信できなくなるまで前記予備信号の再送を繰り返した後、前記第２のサーバに向けて前記第２の電力量データを送信するときに、前記第４のＰＬＣモデムの出力レベルを制御し、前記第２の出力レベルを前記確認信号が得られた予備信号の前記第３の出力レベルのうち最も低いものと同じレベルに設定する、請求項１又は２に記載の自動検針システム。
4. 前記予備信号はインターネットプロトコルにおけるＰｉｎｇコマンドである、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動検針システム。
5. 送受信データの処理を行う通信部と、
   上位装置と前記通信部とを接続するインターフェース部と、
   送信データを変調する変調部と、
   前記送信データの変調信号をアナログ信号に変換して電力線に送信する送信部と、
   前記電力線から入力された受信信号をデジタル信号に変換する受信部と、
   前記デジタル信号を復調する復調部と、を備え、
   前記送信部は、前記上位装置から前記インターフェース部を介して送られてくる出力レベル設定情報に基づいて送信信号の出力レベルを設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の自動検針システムに用いるＰＬＣモデム。
6. 前記出力レベル設定情報を記憶するメモリをさらに備え、
   前記送信部は、前記メモリに記憶された前記出力レベル設定情報に基づいて、送信信号の出力レベルを設定する、請求項５に記載のＰＬＣモデム。

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