JP6221060B2 - Wireless device - Google Patents
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Description
本発明は、メーターからの検針データを無線通信で収集する際の無線通信に関するものである。 The present invention relates to wireless communication when collecting meter reading data from a meter by wireless communication.
各家庭に設置されたスマートメータで収集したガス等の検針データをガス会社等のデータ管理センターに伝送する場合、スマートメータに内蔵された無線子機と電柱やビルの屋上などの設けられた無線親機との間の無線通信にWireless M−bus上で動作するOMS(Open Metering System)プロトコルが欧州を中心に検討されている。そして無線親機とガス会社等のデータ管理センターとはインターネット等の公共ネットワークを用いて接続されている。 When transmitting meter reading data such as gas collected by a smart meter installed in each home to a data management center such as a gas company, a wireless slave unit built in the smart meter and a wireless device such as a utility pole or the roof of a building An OMS (Open Metering System) protocol operating on a Wireless M-bus for wireless communication with a base unit is being studied mainly in Europe. The wireless master unit and a data management center such as a gas company are connected using a public network such as the Internet.
OMSプロトコルでは、無線子機が定期的に無線親機に対して検針データを送信する方法が用いられている。前記方法によれば、無線子機は定期的、例えば6時間ごとに無線部の電源をONし検針データを送信した後、無線親機からのデータ受信待ちを行う。そして通信終了後は無線部の電源をOFFし待機状態になるため、6時間に1回だけの短い通信が発生するだけであり、消費電力を少なくでき、電池で10年以上の動作を可能としている。一方無線親機側から無線子機側に何らかのデータを送信したい場合は、無線子機が次に検針データを送信するタイミングまで待つことになる。 In the OMS protocol, a method in which a wireless slave device periodically transmits meter reading data to the wireless master device is used. According to the method, the wireless slave unit periodically turns on the power of the wireless unit and transmits meter reading data every six hours, for example, and then waits for data reception from the wireless master unit. After the communication is completed, the wireless unit is turned off and enters a standby state, so only a short communication occurs once every 6 hours, power consumption can be reduced, and the battery can operate for more than 10 years. Yes. On the other hand, when it is desired to transmit some data from the wireless master device side to the wireless slave device side, the wireless slave device waits until the next timing for transmitting meter reading data.
ここで、複数の無線子機に大容量のデータを無線親機から送信する場合について説明する。上記大容量のデータとは、例えば無線子機のファームウェアの書き換えデータである。このような各無線子機共通の大容量データを送信する場合、各無線子機の検針データ送信タイミングで無線子機ごとに無線親機から送信することは非効率である。そこで各無線子機の検針データ送信タイミングにおいて無線親機は、各無線子機に対して大容量データを受信するための受信時刻指定情報を送信する。そしてすべての無線子機は指定された前記受信時刻に受信状態となり、無線親機からの大容量送信データを待つ。通常前記受信状態においては、常時無線受信部の電源をONし、大容量送信データ送信終了まで連続受信状態となっている。しかしながらOMSプロトコルでは無線親機と各無線子機との時刻同期が十分とは言えず、±5秒程度の時刻ずれは十分に考えられる。そのため、無線親機は指定した受信時刻よりも5秒以上遅れて大容量データを送信する必要がある。そして無線子機は受信状態になってから大容量受信まで最悪10秒以上待たされることになり、無駄に電力を消費し電池寿命に影響する。そこで特許文献1に示すような間欠受信方式を用いた方法が考えられる。
Here, a case where a large amount of data is transmitted from a wireless master device to a plurality of wireless slave devices will be described. The large-capacity data is, for example, rewrite data of the firmware of the wireless slave unit. When transmitting such large-capacity data common to each wireless slave device, it is inefficient to transmit from the wireless master device for each wireless slave device at the meter reading data transmission timing of each wireless slave device. Therefore, at the meter reading data transmission timing of each wireless slave device, the wireless master device transmits reception time designation information for receiving large-capacity data to each wireless slave device. All the wireless slaves are in a reception state at the designated reception time and wait for large-capacity transmission data from the wireless master. Normally, in the reception state, the power of the wireless reception unit is always turned on, and the continuous reception state is maintained until the transmission of large-capacity transmission data. However, in the OMS protocol, it cannot be said that the time synchronization between the wireless master device and each wireless slave device is sufficient, and a time lag of about ± 5 seconds is considered sufficiently. Therefore, it is necessary for the wireless master device to transmit a large amount of data with a delay of 5 seconds or more from the designated reception time. The wireless slave unit waits for at least 10 seconds until receiving a large capacity after it enters the reception state, and wastes power and affects the battery life. Therefore, a method using an intermittent reception method as shown in
特許文献1によれば、無線親機はWake Upフレームを連続して繰り返し送信する。繰り返し送信する時間は各無線子機の間欠受信周期以上の長さである。そして前記Wake Upフレームにはブロードキャストデータが送信される時間情報が載っている。他の例として上記特許文献1には、Wake Upフレームを繰り返し送信する繰り返し回数を少なくする、すなわち送信時間を短くする目的で、無線親機は各無線子機の間欠受信タイミングを推定記憶しており、前記推定記憶している間欠受信タイミングに合わせてWake Upフレームを所定回数繰り返し送信することが記載されている。
According to
しかしながら、特許文献1による方法では、Wake Upフレームを連続して繰り返し送信しなければならないが、OMSプロトコルにおいて、あるフレームを送信後は所定時間の送信休止時間が必要であり、繰り返し連続して送信することは認められていない。さらにすでに説明したように無線親機と無線子機の間の時刻ずれは大きく、無線親機は各無線子機の間欠受信タイミングを推定することは不可能である、という課題があった。
However, in the method according to
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、OMSプロトコルを大幅に変更することなく簡単な構成により消費電力の増大を防ぎつつ、無線親機からの大容量データを無線子機が受信できる受信装置を提供することを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and allows a wireless slave device to receive large-capacity data from a wireless master device while preventing an increase in power consumption with a simple configuration without significantly changing the OMS protocol. An object is to provide a receiving apparatus.
前記従来の課題を解決するために、本発明の無線装置は、第1信号を送信し終えてから所定時間後に第2信号を送信する送信装置と無線通信を行い、送信装置から送信される信号の受信レベルを捉えることで実現されるキャリアセンスを間欠的に行い、当該信号の受信レベルに応じて信号の有無を検出し、キャリアセンスにより第1信号の存在を検出した後に所定回数行われるキャリアセンスにおいて信号の存在が検出できなければ、第2信号を受信するための受信動作を開始するものである。 In order to solve the above-described conventional problem, the wireless device according to the present invention performs wireless communication with a transmitting device that transmits a second signal after a predetermined time since transmission of the first signal, and a signal transmitted from the transmitting device. Carrier sensing that is realized by capturing the reception level of the signal is intermittently performed, the presence or absence of a signal is detected according to the reception level of the signal, and the presence of the first signal is detected by carrier sensing, and the carrier is performed a predetermined number of times. If the presence of the signal cannot be detected in the sense, the receiving operation for receiving the second signal is started.
これにより、無線子機は簡単な構成により消費電力の増大を防ぎつつ、無線親機からの大容量データを受信できることとなる。 As a result, the wireless slave device can receive a large amount of data from the wireless master device while preventing an increase in power consumption with a simple configuration.
本発明の受信装置を用いることにより、ガス自動検針システムのような無線通信システムにおいて、各無線機の消費電力を大きく損なうことなく、各無線子機に対してファームウェアのような大容量データを無線親機は一斉同報することができる。 By using the receiving apparatus of the present invention, in a wireless communication system such as an automatic gas meter reading system, large-capacity data such as firmware is wirelessly transmitted to each wireless slave unit without greatly losing power consumption of each wireless device. The master unit can broadcast simultaneously.
第1の発明は、第1信号を送信し終えてから所定時間後に第2信号を送信する送信装置と無線通信を行う無線装置であって、送信装置から送信される信号の受信レベルを捉えることで実現されるキャリアセンスを間欠的に行い、当該信号の受信レベルに応じて信号の有無を検出するキャリアセンス部と、キャリアセンス部が第1信号の存在を検出した後に所定回数行われるキャリアセンスにおいて信号の存在が検出できなければ、第2信号を受信するための受信動作を開始する受信部とを備えるものである。
1st invention is a radio | wireless apparatus which carries out radio | wireless communication with the transmission apparatus which transmits a 2nd signal in predetermined time after finishing transmitting a 1st signal, Comprising: The reception level of the signal transmitted from a transmission apparatus is caught. The carrier sense that is performed intermittently and detects the presence or absence of a signal according to the reception level of the signal, and the carrier sense that is performed a predetermined number of times after the carrier sense unit detects the presence of the first signal If the presence of the signal cannot be detected in
これによれば、無線装置(無線子機に相当)は簡単な構成により消費電力の増大を防ぎ
つつ、送信装置(無線親機に相当)からの大容量データを受信できる。
According to this, the wireless device (corresponding to the wireless slave device) can receive a large amount of data from the transmitting device (corresponding to the wireless master device) while preventing an increase in power consumption with a simple configuration.
第2の発明は、特に、第1の発明において、キャリアセンス部によるキャリアセンスの間欠間隔を制御する間欠制御部を備え、間欠制御部は、キャリアセンス部が第1信号の存在を検出すると、第1信号を送信し終えてから第2信号が送信されるまでの期間T5に応じてT1であったキャリアセンスの間欠間隔をT2に変更するものである。 In particular, in the first invention, the second invention includes an intermittent control unit that controls an intermittent interval of carrier sense by the carrier sense unit, and the intermittent control unit detects the presence of the first signal when the carrier sense unit detects the presence of the first signal. The intermittent interval of the carrier sense, which was T1, is changed to T2 according to the period T5 from when the first signal is transmitted until the second signal is transmitted.
これによれば、第1信号と第2信号との間隔に最適化した間欠間隔T2を設定することができ、第2信号の受信ミスを防ぎ、かつ消費電力の増大を防ぐことができる。 According to this, it is possible to set the intermittent interval T2 optimized for the interval between the first signal and the second signal, it is possible to prevent a reception error of the second signal and to prevent an increase in power consumption.
第3の発明は、特に、第2の発明において、キャリアセンス部は、所定時間内に第1信号を検知できない場合に、キャリアセンス動作を停止し待機状態に移行するものである。 In particular, according to a third aspect, in the second aspect, the carrier sense unit stops the carrier sense operation and shifts to a standby state when the first signal cannot be detected within a predetermined time.
これによれば、無線親機の一斉同報データを受信できなくても、所定時間経過後に待機状態に戻ることができ、電池消耗を防ぐことができる。 According to this, even if it is not possible to receive the broadcast data of the wireless master unit, it is possible to return to the standby state after a predetermined time has elapsed, and it is possible to prevent battery consumption.
第4の発明は、特に、第2の発明において、キャリアセンス部は、連続して或いは所定時間内に所定回以上第1信号を検出した時に第1信号を検出したと判定するものである。 In a fourth aspect of the invention, in particular, in the second aspect of the invention, the carrier sense unit determines that the first signal is detected continuously or when the first signal is detected a predetermined number of times within a predetermined time.
これによれば、無線親機からの信号か雑音によるキャリア検出かを正確に識別することができ、雑音による誤検出を防止することができる。 According to this, it is possible to accurately identify whether the signal from the radio base unit or carrier detection due to noise is detected, and erroneous detection due to noise can be prevented.
第5の発明は、特に、第2の発明において、キャリアセンス部は、所定時間内に第2信号を検知できない場合に、キャリアセンス動作を停止し待機状態に移行するものである。 In a fifth aspect of the invention, in particular, in the second aspect of the invention, the carrier sense unit stops the carrier sense operation and shifts to a standby state when the second signal cannot be detected within a predetermined time.
これによれば、雑音によりキャリア検出を誤っても所定時間経過後に待機状態に戻ることができ、電池消耗を防ぐことができる。 According to this, even if carrier detection is mistaken due to noise, it is possible to return to the standby state after a predetermined time has elapsed, and it is possible to prevent battery consumption.
第6の発明は、送信装置と、送信装置との間で無線通信を行う無線装置とからなる通信システムであって、送信装置は、第1信号を送信し終えてから所定時間後に第2信号を送信する送信部を備え、受信装置は、送信装置から送信される信号の受信レベルを捉えることで実現されるキャリアセンスを間欠的に行い、当該信号の受信レベルに応じて信号の有無を検出するキャリアセンス部と、キャリアセンス部が第1信号の存在を検出した後に所定回数行われるキャリアセンスにおいて信号の存在が検出できなければ、第2信号を受信するための受信動作を開始する受信部とを備えるものである。 6th invention is a communication system which consists of a transmitter and a radio | wireless apparatus which performs radio | wireless communication between transmitters, Comprising: A transmitter is a 2nd signal after predetermined time after finishing transmitting a 1st signal. The reception device intermittently performs carrier sense realized by capturing the reception level of the signal transmitted from the transmission device, and detects the presence or absence of the signal according to the reception level of the signal. And a receiving unit that starts a receiving operation for receiving the second signal if the presence of the signal cannot be detected in the carrier sensing performed a predetermined number of times after the carrier sensing unit detects the presence of the first signal. Are provided.
これによれば、受信装置(無線子機に相当)は簡単な構成により消費電力の増大を防ぎつつ、送信装置(無線親機に相当)からの大容量データを受信できる。 According to this, the receiving device (corresponding to the wireless slave device) can receive large-capacity data from the transmitting device (corresponding to the wireless master device) while preventing an increase in power consumption with a simple configuration.
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments.
(実施の形態1)
本発明の第一の実施の形態について説明する。図1は本発明の定期報知装置の一例を示すブロック図である。
(Embodiment 1)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a block diagram showing an example of a periodic notification device according to the present invention.
まず図1を参照しながら、定期報知装置の構成及び動作の概略について説明する。最初に定期送信動作の概要について説明する。制御手段8は後述詳細に説明するが、所定間隔Tsで送信手段9の電源をONする。送信手段9は制御手段8により電源をONされると、検針データをアンテナ1を介して電波として送信する。そして検針データの送信が終了
すると制御手段8は送信手段の電源をOFFし、信号受信手段5を所定の時間動作させ、アンテナ1に受信すべき信号があるかどうか確認する。
First, the configuration and operation of the periodic notification device will be described with reference to FIG. First, an outline of the periodic transmission operation will be described. As will be described in detail later, the control means 8 turns on the power of the transmission means 9 at a predetermined interval Ts. When the power is turned on by the control means 8, the transmission means 9 transmits meter reading data as radio waves via the
次に後述する同報受信動作の概要について説明する。アンテナ1に入力した信号は、選択増幅手段2で希望周波数の信号が選択増幅される。制御手段8は図1に示す定期報知装置全体の制御に関わり、所定の時刻に間欠制御手段3を起動する。間欠制御手段3が起動すると、間欠制御手段3はキャリアセンス手段4及び選択増幅手段2の電源を所定の間隔でON/OFF制御する。すなわちキャリアセンス手段4において所定の間隔で間欠的にキャリアセンス動作を行わせる。第一の判定手段6は、制御手段8により起動され、キャリアセンス手段4においてキャリアを検出したかどうかの判定を行い、キャリア検出したと判定した場合に、制御手段8にキャリア検出情報を報知する。第二の判定手段7は、制御手段8により起動され、キャリアセンス手段4においてキャリアを検出無かどうかの判定を行い、キャリア検出無と判定した場合に、制御手段8にキャリア検出無情報を報知する。制御手段8は第一の判定手段6からのキャリア検出情報と第二の判定手段7からのキャリア無情報に基づいて信号受信手段5を起動して信号の受信復号動作を行う。
Next, an outline of a broadcast receiving operation described later will be described. The signal input to the
図2は無線親機から送信されるOMSプロトコルに準拠したデータフレーム構成を示す図である。プリアンブル21は0と1が繰り返す16ビットのビット列で構成されている。同期信号22は16ビットで構成され、同期信号22に続いて送信されるデータ23の先頭を識別するためのビット列である。データ23は送信元アドレスや送信先アドレスなどの通信制御情報やアプリケーションデータで構成されたビット列であり、OMSプロトコルでは最大2048ビットのデータを送信することができる。プリアンブル21は受信信号が1か0かを識別するためのデータサンプリングタイミングを作成するためのものである。
FIG. 2 is a diagram showing a data frame configuration conforming to the OMS protocol transmitted from the wireless master device. The
図3は定期検針データ通信領域と同報通信領域の構成を示す図である。1日24時間をTs=6時間ごとの4つのゾーン、A、B、C、Dに4等分している(図3の(1))。各ゾーンはさらに時間間隔Tcごとにn等分され、n等分した各領域Tcを各無線子機が定期検針データを発呼する領域に割り当てている。図3の(2)の例では、4等分されたTs=6時間をTc=54秒ごとに400分割している。そして最初のTc1は第1の無線子機1の発呼領域、次のTc2は第2の無線子機2の発呼領域、Tc3は第3の無線子機3の発呼領域というように、それぞれの領域Tcnを各無線子機nの発呼領域に割り当てる。図3の(2)の例では無線子機400台に発呼領域を割り当てることができる。そして各無線子機は自分の発呼領域において定期検針データを無線親機に対して無線送信する。図3の例では、各無線子機はA、B、C、Dの各ゾーンでそれぞれ自分の領域で発呼を行うため、無線子機1台あたり1日4回定期検針データを無線親機に送信することになるが、1日4回も定期検針データを送信する必要はないので1日に3回定期検針データを送信したら、次のゾーンでの送信は1回休止するように無線子機は構成されている。すなわち、ゾーンA、B、Cにおいて各無線子機は定期検針データを発呼し、ゾーンDにおいて定期検針データの送信は行わない。そして無線子機が定期検針データの発呼を行わないゾーンDを無線親機からの大容量送信を行う領域として利用する。無線親機からの大容量送信データとしては、先に述べたように、例えば無線子機のファームウェアの書き換えデータなどがある。
FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the periodic meter reading data communication area and the broadcast communication area. The 24 hours a day is divided into four equal zones, A, B, C, and D every Ts = 6 hours ((1) in FIG. 3). Each zone is further divided into n equal parts at each time interval Tc, and each area Tc divided into n parts is assigned to an area where each wireless handset calls periodic meter reading data. In the example of (2) in FIG. 3, Ts = 6 hours divided into four equal parts is divided into 400 parts every Tc = 54 seconds. The first Tc1 is the calling area of the
以上述べたように各無線子機が複数回定期検針のための発呼を行った後、次の発呼タイミングを休止するように構成することにより、所定のまとまった定期検針発呼休止期間(図3の例ではゾーンD)を確保することができるので、上記休止期間であるゾーンDで無線親機からの大容量データを送信することができる。ファームウェアの書き換えデータは例えば500kバイトと大きい。一方M−BUSを使用した場合、伝送速度は2400bps程度と低速のため、500kバイトのデータを送るためには連続送信したとしても1
時間近い時間がかかる。したがってゾーンDで示されるようなまとまった時間領域が必要である。
As described above, after each wireless handset makes a call for periodic meter reading a plurality of times, it is configured to pause the next call timing, so that a predetermined set of periodic meter reading and calling suspension periods ( In the example of FIG. 3, since zone D) can be secured, large-capacity data can be transmitted from the wireless master device in zone D, which is the suspension period. Firmware rewrite data is as large as 500 kbytes, for example. On the other hand, when M-BUS is used, the transmission speed is as low as 2400 bps.
It takes almost an hour. Therefore, a collective time domain as indicated by zone D is required.
無線子機が定期検針データを発呼する通信シーケンスについて図4を参照しながら説明する。図4はOMSプロトコルに基づく無線子機からの定期検針データ発呼シーケンスである。M1は第1の無線子機1、M2は第2の無線子機2、Mnは第nの無線子機nを示す。Cは無線親機である。無線子機M1は図3で示すゾーンA中の領域Tc1の先頭で無線親機Cに対してSND−NRという電文を送信する。SND−NR電文には定期検針データが乗っている。SND−NR電文を受信した無線親機Cは、定期検針データを送信してきた無線子機M1に対して送信するデータがなければリンク切断要求であるSND−NKEを送信し、通信を終了する。次に無線子機M2は図3で示すゾーンA中の領域Tc2の先頭で無線親機Cに対してSND−NRという電文を送信する。SND−NR電文には定期検針データが乗っている。SND−NR電文を受信した無線親機Cは、定期検針データを送信してきた無線子機M1に対して送信するデータがなければリンク切断要求であるSND−NKEを送信し、通信を終了する。無線子機nは図3で示すゾーンA中の領域Tcnの先頭で無線親機Cに対してSND−NRという電文を送信する。SND−NR電文には定期検針データが乗っている。SND−NR電文を受信した無線親機Cは、定期検針データを送信してきた無線子機M1に対して送信するデータがなければリンク切断要求であるSND−NKEを送信し、通信を終了する。同様に各無線子機はゾーンB、CにおいてもゾーンAと同様の動作を行う。そしてゾーンDではすべての無線子機はSND−NR電文の送信を休止する。すなわち各無線子機は時間間隔Tsで3回、SND−NR電文を送信すると次の時間間隔Tsでの送信タイミングAでのSND−NR電文の送信を休止する。
A communication sequence in which the wireless slave unit calls periodic meter-reading data will be described with reference to FIG. FIG. 4 shows a periodic meter reading data calling sequence from the wireless slave unit based on the OMS protocol. M1 is the first
無線親機Cが定期検針データを送信してきた無線子機M1に対して送信したいデータがある場合は、SND−UD電文を送信する。そしてSND−UD電文を受信した無線子機M1はACK電文を送信し、無線親機Cはリンク切断要求であるSND−NKEを送信して通信を終了する。無線親機Cが各無線子機のファームウェアを書き換えたい場合、ファームウェアデータの送信に1時間近い時間を要するため、図4に示す無線子機M1の定期検針データ発呼タイミングで送信されるSND−NRの後のSND−UD電文でファームウェアデータを送信することは時間的に無理がある。なぜならば、無線子機M1の定期検針データ発呼タイミングの時間長は図3(2)に示すように高々54秒しかないのでこの時間領域でファームウェアデータを送信すると次の無線子機M2が定期検針データを発呼するので、無線親機からのファームウェアデータ送信と無線子機M2からの定期検針データが衝突することになり、システムが不安定になる。したがって、無線親機Cが各無線子機のファームウェアを書き換えたい場合、無線親機Cは、各無線子機に対して定期検針データ発呼のSND−NRの後に送信されるSND−UD電文に、ゾーンDの領域の所定の受信タイミングBにおいて受信を開始するよう時刻Taの情報を乗せる。上記説明したようにゾーンA或いはB或いはCで送信される各無線子機からの定期検針データの乗ったSND−NR電文の後のSND−UD電文を用いて、無線親機CがゾーンDの所定のタイミングBで受信を開始できるように各無線子機に指示することができる。なお、受信を開始するまでの経過時間を示す情報を時刻Taの代わりに使用することもできる。 When there is data to be transmitted to the wireless slave device M1 from which the wireless master device C has transmitted the periodic meter reading data, an SND-UD message is transmitted. The wireless slave device M1 that has received the SND-UD message transmits an ACK message, and the wireless master device C transmits SND-NKE, which is a link disconnection request, and ends the communication. When the wireless master device C wants to rewrite the firmware of each wireless slave device, it takes nearly one hour to transmit the firmware data. Therefore, the SND- transmitted at the periodic meter reading data call timing of the wireless slave device M1 shown in FIG. It is impossible in terms of time to transmit the firmware data by the SND-UD message after NR. Because the time length of the periodic meter reading data call timing of the wireless slave unit M1 is only 54 seconds at the maximum as shown in FIG. 3 (2), when the firmware data is transmitted in this time region, the next wireless slave unit M2 Since the meter reading data is called, the firmware data transmission from the wireless master unit and the periodic meter reading data from the wireless slave unit M2 collide, and the system becomes unstable. Accordingly, when the wireless master device C wants to rewrite the firmware of each wireless slave device, the wireless master device C transmits an SND-UD message transmitted after the SND-NR of the periodic meter reading data call to each wireless slave device. The information of the time Ta is put so as to start reception at a predetermined reception timing B in the zone D area. As described above, using the SND-UD message after the SND-NR message on which the periodic meter reading data from each wireless slave device transmitted in the zone A, B or C is used, the wireless master device C is in the zone D. Each wireless slave unit can be instructed to start reception at a predetermined timing B. Note that information indicating the elapsed time until reception is started can be used instead of the time Ta.
図5は、図3に示すゾーンDにおける通信シーケンスを示す図である。先で説明した無線親機Cによって指示された受信タイミングBである時刻Taになると各無線子機はSND−NRを送信後、受信状態となる。OMSプロトコルでは、特許文献1で示されるような定期的に無線親機から送信される同期信号は存在しない。無線親機と無線子機の時計同期は、SND−NR電文に含まれる無線子機の時刻情報を無線親機が受信し、無線親機の時計との誤差を確認し、所定以上の時計誤差が生じた場合に、SND−UD電文で対象となる無線子機に時刻情報を送信する。そして時刻情報が頻繁に通信されないように所定の
時間誤差が生じるまで無線子機と無線親機の時間同期は行わない。そのためOMSプロトコルにおいては無線親機Cと各無線子機M1〜Mnの時計は正確には一致しておらず、±5秒程度の誤差が生じている。例えば図5に示す例では、時計の進み具合は無線子機M1、無線子機M2、無線子機Mnの順番で無線子機M1の時計が一番早く進んでいる。そして無線親機Cは時刻Tbにおいてファームウェア書き換えデータの乗ったSND−UD1を送信する。時刻Tbは無線親機Cと各無線子機M1〜Mnの最大時計誤差を考慮し、時刻Taより10秒遅れた時刻に設定されている。よって時刻Tbの時点では受信を指示されたすべての無線子機は受信状態になっている。SND−NRやSND−UDなどの電文は図2に示すフレーム構成であり、定期検針データやファームウェア書き換えデータはデータ部23に乗っている。OMSプロトコルではデータ部23は最大2048ビットである。それに対してファームウェア書き換えデータは500kバイトと大きい。よってSND−UD1だけですべてのファームウェア書き換えデータを送ることはできないのでファームウェア書き換えデータを2048ビット以下の小さなデータに分割して、図5に示すようにSND−UD1、SND−UD2・・・・・SND−UDnと複数の電文に分けて送信する。そして最後にリンク切断要求であるSND−NKEを送信して通信を終了する。前記無線親機Cが送信するSND−UD1〜SND−UDn及びSND−NKEの電文は受信状態にあるすべての無線子機M1〜Mnで受信される。
FIG. 5 is a diagram showing a communication sequence in zone D shown in FIG. When the time Ta which is the reception timing B instructed by the wireless master device C described above is reached, each wireless slave device is in a reception state after transmitting the SND-NR. In the OMS protocol, there is no synchronization signal periodically transmitted from the wireless master device as disclosed in
図5では無線子機は受信状態になる前にSND−NRを送信している。これはOMSプロトコルに準拠したものであるが、無線子機M1〜Mnが送信する周波数と無線親機Cが送信する周波数、すなわち無線子機M1〜Mnが受信する周波数が異なっていれば良いが、同一の場合は無線子機M2が送信するSND−NRがすでに受信状態にある無線子機M1でキャリア検出されてしまうことが考えられる。無線子機M1〜Mnが送信する周波数と受信する周波数が同一の場合は、各無線子機M1〜MnはSND−NRを実際は送信せずに送信したとみなし、受信状態になるように構成すればよい。そのように構成すれば他の無線子機が送信したSND−NRを誤って無線親機からの信号としてキャリア検出することはない。 In FIG. 5, the wireless slave unit transmits the SND-NR before entering the reception state. This is based on the OMS protocol, but the frequency transmitted by the wireless slave devices M1 to Mn and the frequency transmitted by the wireless master device C, that is, the frequencies received by the wireless slave devices M1 to Mn may be different. In the same case, it is conceivable that the SND-NR transmitted by the wireless slave device M2 is detected by the wireless slave device M1 that is already in the reception state. When the frequency transmitted by the wireless slave devices M1 to Mn is the same as the received frequency, the wireless slave devices M1 to Mn are considered to have transmitted without actually transmitting the SND-NR, and are configured to be in a reception state. That's fine. With such a configuration, the SND-NR transmitted by another wireless slave device is not erroneously detected as a signal from the wireless master device.
図6は無線子機M1〜M無線子機nのソーンDの受信タイミングB、すなわち時刻Taにおける受信動作を説明する図である。図6において、M1_RXは無線子機M1の受信動作を示し、M2_RXは無線子機M2の受信動作、Mn_RXは無線子機Mnの受信動作を示している。時刻Taにおいて無線子機M1はSND−NRを送信したとみなし受信状態になった場合を示している。そして無線子機M2は時刻Taより遅れて受信状態になり、無線子機Mnは時刻TaよりT3遅れて受信状態になった場合の図である。無線親機Cと無線子機M1〜Mnの最大時計誤差が±5秒とするとT3を10秒以上に設定すれば、時刻Tbにおいてすべての無線子機は受信状態になっている。11はキャリアセンス動作である。すなわち無線子機M1〜Mnは受信動作を開始してから時間間隔T1で繰り返しキャリアセンス動作を行っていることを示している。C_TXは無線親機Cの送信動作を示している。無線親機Cが時刻Tbになると図5に示すSND−UD1を送信する。15はSND−UD1を示している。SND−UD1の信号長がT4である。ファームウェア書き換えデータを500kバイト、200バイトごとに分割すると500kバイトのデータは2500ブロックに分割される。そして1ブロック=200バイト=1600ビットを1つのSND−UDに載せた場合、制御情報を含めてSND−UD長を2048ビットとすると伝送速度が2400bpsであるのでT4は約853m秒である。そして送信休止時間T5経過後、無線親機Cは次のブロック情報の乗ったSND−UD2を送信する。16はSND−UD2を示している。以下同様に休止時間T5をはさんで順次SND−UDnを送信していく。休止時間T5は100m秒以上である。ここでT1を400m秒とすれば、無線子機M1〜MnはSND−UD1である信号15が送信されている時間T4の間に2回キャリアセンスすることができる。図6において白丸で示す12のタイミングでのキャリアセンス動作において信号15のキャリアを検出することができる。無線子
機M1〜Mnはキャリアセンスタイミング12においてキャリアを検出すると送信休止時間T5よりも短い時間間隔T2でキャリアセンス動作をするようにキャリアセンス間隔をT1からT2に変更する。送信休止時間T5を100m秒とするとT2は例えば20m秒に設定される。黒丸で示す13のキャリアセンスタイミングはT5のタイミングでのキャリアセンス動作であり、キャリアが検出されなくなったタイミングを示している。図6の場合連続して2回キャリアが検出されなくなったと判定したとき送信休止時間T5を検出したとして、無線子機M1〜Mnは、次に送信されるSND−UD2である信号16を受信するために連続受信動作14に移行する。
FIG. 6 is a diagram for explaining the reception operation at the reception timing B of the sound D of the wireless slave devices M1 to M, that is, the time Ta. In FIG. 6, M1_RX indicates the reception operation of the wireless slave device M1, M2_RX indicates the reception operation of the wireless slave device M2, and Mn_RX indicates the reception operation of the wireless slave device Mn. The wireless slave device M1 assumes that the SND-NR is transmitted at the time Ta and is in a reception state. The wireless slave device M2 enters the reception state after the time Ta, and the wireless slave device Mn enters the reception state after the time Ta by T3. If the maximum clock error between the wireless master device C and the wireless slave devices M1 to Mn is ± 5 seconds, if T3 is set to 10 seconds or more, all the wireless slave devices are in the receiving state at time Tb.
上記説明した動作について図1を参照しながらさらに説明する。無線子機M1〜Mnは時刻Taになると制御手段8からの信号により間欠制御手段3が起動され、間欠制御手段3は周期T1で間欠的に選択増幅手段2及びキャリアセンス手段4の電源をONし、キャリアセンス動作を行わせる。キャリアセンス動作とは、受信した信号レベルが所定の信号レベル以上かどうかを検出する動作である。キャリアセンスのために電源をONする時間は10m秒以下である。第一の判定手段6では信号15を検出したかどうかの判定を行う。判定方法は、T1周期で連続して所定の回数キャリアを検出した時としても良いし、例えば(3×T1)時間の間に2回キャリアを検出した時としても良い。図6の例ではキャリアを1回でも検出すれば信号15を検出したと判定している。第一の判定手段6で信号15を検出したと判定すると、制御手段8は間欠制御手段3に間欠周期をT1からT2に変更するように指示する。そして第二の判定手段7で送信休止時間の有無を判定する。送信休止時間の有無についての判定方法は、T2周期で連続して所定の回数キャリアを検出できない時としても良いし、例えば(3×T2)時間の間に2回キャリアを検出できない時としても良い。第二の判定手段7でキャリア無、すなわち送信休止時間有と判定すると制御手段8は間欠制御手段3に指示して選択増幅手段2の電源を常時ONさせ、信号受信手段5を起動して信号16を受信できる状態に定期報知装置を移行させる。第一の判定手段6及び第二の判定手段7はそれぞれタイムアウト機能を有し、それぞれの判定手段が起動してからタイムアウト時間が経過すると、制御手段8に報知し、制御手段8はキャリアセンス動作を停止し、定期報知装置のすべての電源をOFFし待機状態に戻る。また第二の判定手段7で送信休止時間を検出後、所定の時間経過しても信号受信手段5において図2に示すフレームパケットを受信できない場合も制御手段8は定期報知装置のすべての電源をOFFし待機状態に戻る。
The operation described above will be further described with reference to FIG. At time Ta, the wireless slave devices M1 to Mn start the intermittent control means 3 by a signal from the control means 8, and the intermittent control means 3 intermittently turns on the power of the selective amplification means 2 and the carrier sense means 4 at a cycle T1. Then, the carrier sense operation is performed. The carrier sense operation is an operation for detecting whether or not the received signal level is equal to or higher than a predetermined signal level. The time to turn on the power for carrier sense is 10 ms or less. The first determination means 6 determines whether or not the
以上説明した動作により、無線子機M1〜Mnは信号16以降のSND−UDn電文を受信し、ファームウェア書き換えデータを復号できる。無線子機M1〜MnはSND−UD1信号である信号15を受信復号できない。そこで信号15には意味のないダミーデータを乗せ、信号16からファームウェア書き換えデータを200バイトごとに分割した信号を乗せて順次送信するようにすれば良い。或いは信号15と信号16は同一のデータを送るようにしても良い。或いは信号15に含まれるファームウェア書き換えデータはゾーンA、B、Cにおいて無線子機M1〜Mnにおいて送信されるSND−NRの後に無線親機から再度送信するようにしても良い。
Through the operation described above, the wireless slave devices M1 to Mn can receive the SND-UDn message after the
本実施例では図4に示す無線親機CからのSND−UDで各無線子機が受信を開始する受信タイミングBの情報を送信し、上記受信タイミングBを受信した無線子機がゾーンDの受信タイミングBで受信を開始し、前記SND−UDを無線親機Cから送信されなかった無線子機はゾーンDでの受信を行わない構成であるが、上記SND−UDに受信タイミングBの情報を乗せなくても良い。SND−UDに受信タイミングBの情報を乗せないばあいは、あらかじめ各無線子機には受信タイミングBの情報が例えば無線子機設置時に書き込まれている。 In this embodiment, the information of the reception timing B at which each wireless slave device starts reception is transmitted by SND-UD from the wireless master device C shown in FIG. 4, and the wireless slave device that has received the reception timing B is in the zone D. The wireless slave device that has started reception at reception timing B and has not transmitted the SND-UD from the wireless master device C is configured not to receive in the zone D. It is not necessary to put on. When the information of the reception timing B is not put on the SND-UD, the information of the reception timing B is written in advance in each wireless slave device when the wireless slave device is installed, for example.
また各無線子機は上記SND−UD受信の有無に関わらず、あらかじめ記憶しているゾ
ーンDで受信タイミングBで受信動作をするように構成しても良い。
In addition, each wireless slave device may be configured to perform a reception operation at reception timing B in the zone D stored in advance, regardless of whether or not the SND-UD is received.
以上のように本発明にかかる無線装置は、各無線機の消費電力を大きく損なうことなく、各無線子機に対してファームウェアのような大容量データを無線親機は一斉同報することができる。 As described above, the wireless master device can simultaneously broadcast large-capacity data such as firmware to each wireless slave device without greatly reducing the power consumption of each wireless device. .
1 アンテナ
2 選択増幅手段
3 間欠制御手段
4 キャリアセンス手段
5 信号受信手段
6 第一の判定手段
7 第二の判定手段
8 制御手段
9 送信手段
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記送信装置から送信される信号の受信レベルを捉えることで実現されるキャリアセンスを間欠的に行い、当該信号の受信レベルに応じて信号の有無を検出するキャリアセンス部と、
前記キャリアセンス部が前記第1信号の存在を検出した後に所定回数行われるキャリアセンスにおいて信号の存在が検出できなければ、前記第2信号を受信するための受信動作を開始する受信部と、
前記キャリアセンス部によるキャリアセンスの間欠間隔を制御する間欠制御部と、
を備え、
前記間欠制御部は、前記キャリアセンス部が前記第1信号の存在を検出すると、前記第1信号を送信し終えてから前記第2信号が送信されるまでの期間T5に応じてT1であったキャリアセンスの間欠間隔をT2に変更する無線装置。 A wireless device that performs wireless communication with a transmitting device that transmits a second signal after a predetermined time has elapsed after transmitting the first signal,
A carrier sense unit that intermittently performs carrier sense realized by capturing a reception level of a signal transmitted from the transmission device, and detects the presence or absence of a signal according to the reception level of the signal;
If the presence of a signal cannot be detected in carrier sensing performed a predetermined number of times after the carrier sense unit detects the presence of the first signal, a receiving unit that starts a receiving operation for receiving the second signal;
An intermittent control unit for controlling the intermittent interval of carrier sense by the carrier sense unit ;
With
When the carrier sense unit detects the presence of the first signal, the intermittent control unit is T1 according to a period T5 from when the first signal is transmitted until the second signal is transmitted. A wireless device that changes the intermittent interval of carrier sense to T2.
請求項1記載の無線装置。 The carrier sense unit stops the carrier sense operation and shifts to a standby state when the first signal cannot be detected within a predetermined time.
The wireless device according to claim 1 .
請求項1記載の無線装置。 The carrier sense unit determines that the first signal has been detected continuously or when the first signal is detected a predetermined number of times within a predetermined time.
The wireless device according to claim 1 .
請求項1記載の無線装置。 The carrier sense unit stops the carrier sense operation and shifts to a standby state when the second signal cannot be detected within a predetermined time.
The wireless device according to claim 1 .
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