JP6312017B2 - 通信装置、通信システム、計測装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力線搬送通信を用いた通信装置、通信システム、計測装置に関するものである。

従来、図１１に示すように、親機５０１、コントローラ５０２、子機５０３が、配電系統Ｗ１００に接続したものがある。配電系統Ｗ１００は、電力事業者が管理する商用電源５１０から需要家に電力を供給する系統である。そして、親機５０１、コントローラ５０２、子機５０３は、配電系統Ｗ１００を介して互いに電力線搬送通信を行う（例えば、特許文献１参照）。

集合住宅、ビル等の建物の電気室には、降圧用のトランス５０５が配置されており、トランス５０５の１次側は、商用電源５１０に接続している。配電系統Ｗ１００は、トランス５０５の２次側に接続されており、各需要家は、配電系統Ｗ１００から受電している。そして、各需要家に設置される子機５０３は、電力量計の機能を有しており、各需要家における電力の消費量を計測し、この計測結果に応じた検針データを一定時間毎に生成する。子機５０３は、生成した検針データを、配電系統Ｗ１００を介した電力線搬送通信（ＰＬＣ：Power LineCommunications）によって送信する。

親機５０１は、複数の子機５０３に対して１台設けられており、子機５０３毎の検針データを取得する。そして、電力事業者によって管理される図示しない上位管理装置が、供給エリア内で一定範囲毎に設けた親機５０１のそれぞれから、インターネット等の広域通信網を介して検針データを収集する。

コントローラ５０２は、各需要家に設置した分電盤内に収納され、各需要家の子機５０３から検針データ等の各種データを取得し、このデータを用いて需要家内の機器５０４を制御する機器制御、検針データを需要家に対してモニタ表示する表示制御等を行う。

特開２０１１−２１７１４８号公報

図１１に示す通信システムにおいて、親機５０１、コントローラ５０２、子機５０３は、配電系統Ｗ１００を介して互いに通信を行う通信装置を構成する。そして、配電系統Ｗ１００は、親機５０１−子機５０３間の信号の伝送路（以降、Ａルートと称す）、コントローラ５０２−子機５０３間の信号の伝送路（以降、Ｂルートと称す）を構成している。

配電系統Ｗ１００は、図１２に示すように、３本の配電線を用いる単相三線式の配電方式を用いる。配電系統Ｗ１００は、２本の電圧極Ｌ１００，Ｌ２００、中性極Ｎ１００で構成され、電圧極Ｌ１００−電圧極Ｌ２００間に２００Ｖ、電圧極Ｌ１００−中性極Ｎ１００間に１００Ｖ、電圧極Ｌ２００−中性極Ｎ１００間に１００Ｖが発生している。そして、親機５０１−子機５０３間の伝送路であるＡルート、コントローラ５０２−子機５０３間の伝送路であるＢルートは、電圧極Ｌ１００と中性極Ｎ１００との組み合わせからなる相（Ｌ１００−Ｎ１００相）を用いている。

すなわち、親機５０１、子機５０３によるＡルートの通信と、コントローラ５０２、子機５０３によるＢルートの通信とは、配電系統Ｗ１００の同相を伝送路として用いている。この従来の通信システムでは、親機５０１、子機５０３によるＡルートの通信と、コントローラ５０２、子機５０３によるＢルートの通信とが互いに干渉して、通信障害が発生する可能性があった。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、同一の配電系統を用いて複数の伝送路の電力線搬送通信を行う場合に、伝送路間の干渉を抑制できる通信装置、通信システム、計測装置を提供することにある。

本発明の通信装置は、商用電源から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して電力線搬送通信を行う通信装置であって、第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する通信部を備え、信号を入力される１組の入力ポートを前記通信部に設けて、前記第１の相を介して受信した前記第１の信号および前記第２の相を介して受信した第２の信号を前記入力ポートに出力する加算回路をさらに備えることを特徴とする。

この発明において、信号を出力する１組の出力ポートを前記通信部に設けて、前記出力ポートの出力経路の接続先を前記第１の相または前記第２の相に切り替える切替器を備え、前記切替器は、前記第１の信号が前記出力ポートから出力される場合、前記出力ポートの出力経路を前記第１の相に接続し、前記第２の信号が前記出力ポートから出力される場合、前記出力ポートの出力経路を前記第２の相に接続することが好ましい。

この発明において、前記第１の相を構成する前記配電線の組み合わせと、前記第２の相を構成する前記配電線の組み合わせとは、予め決められた組み合わせに固定されることが好ましい。

本発明の通信装置は、商用電源から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して、第１の通信端末および第２の通信端末との間で第３の通信端末が電力線搬送通信を行い、前記第３の通信端末は、前記第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、前記第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する通信システムの前記第１の通信端末に用いられる通信装置であって、前記第１の相を構成する前記２本の配電線の組み合わせを変更するか否かを判断して、変更後の前記第１の相を決定する相決定部と、変更後の前記第１の相に関する情報を、変更前の前記第１の相を介して前記第３の通信端末へ送信する通信部とを備えることを特徴とする。

この発明において、前記配電線の組み合わせが互いに異なる相毎に通信環境を監視する監視部を備え、前記相決定部は、前記監視部の監視結果に基づいて、前記通信環境が最もよい相を変更後の前記第１の相とすることが好ましい。

この発明において、信号を入力される１組の入力ポートを前記通信部に設けて、前記入力ポートの入力経路の接続先となる前記配電線の組み合わせを切り替える切替器を備え、前記監視部は、前記切替器を切り替えることによって、監視対象となる相を切り替えることが好ましい。

この発明において、時間を計時する計時部を備え、前記相決定部は、前記第１の相を構成する前記配電線の組み合わせを時間帯に応じて決定することが好ましい。

本発明の通信システムは、商用電源から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して、第１の通信端末および第２の通信端末との間で第３の通信端末が電力線搬送通信を行う通信システムであって、前記第３の通信端末は、前記第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、前記第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受し、前記第１の通信端末は、前記第１の相を構成する前記２本の配電線の組み合わせを変更するか否かを判断して、変更後の前記第１の相を決定し、変更後の前記第１の相に関する情報を、変更前の前記第１の相を介して前記第３の通信端末へ送信し、前記第３の通信端末は、受信した前記情報に基づいて前記第１の相を設定することを特徴とする。

この発明において、前記第３の通信端末は、前記配電線の組み合わせが互いに異なる相毎に通信環境を監視して、この監視結果を前記第１の通信端末へ送信し、前記第１の通信端末は、受信した前記監視結果に基づいて前記第１の相を決定することが好ましい。

この発明において、前記第３の通信端末は、信号の入力経路の接続先となる前記配電線の組み合わせを切り替えることによって、監視対象となる相を切り替えることが好ましい。

本発明の計測装置は、需要家における資源の消費量を計測する計測部と、商用電源から前記需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して電力線搬送通信を行い、前記計測部の計測結果を前記電力線搬送通信により送信する通信部とを備え、前記通信部は、前記需要家外に設置された第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、前記需要家内に設置された第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受し、信号を入力される１組の入力ポートを前記通信部に設けて、前記第１の相を介して受信した前記第１の信号および前記第２の相を介して受信した第２の信号を前記入力ポートに出力する加算回路をさらに備えることを特徴とする。

以上説明したように、本発明の通信装置、通信システム、計測装置では、第１の通信端末、第３の通信端末による通信と、第２の通信端末、第３の通信端末による通信とは、３本以上の配電線からなる配電系統の異相を信号の伝送路として用いている。したがって、本発明では、同一の配電系統を用いて複数の伝送路の電力線搬送通信を行う場合に、伝送路間の干渉を抑制できるという効果がある。

実施形態１の子機の構成を示すブロック図である。 同上の通信システムの構成を示すブロック図である。 同上の配電系統を示すブロック図である。 同上の親機の構成を示すブロック図である。 同上のコントローラの構成を示すブロック図である。 同上の信号減衰量の周波数特性を示すグラフである。 同上の子機の別の構成を示すブロック図である。 実施形態２の親機の構成を示すブロック図である。 同上のコントローラの構成を示すブロック図である。 同上の親機の別の構成を示すブロック図である。 従来の通信システムの構成を示すブロック図である。 同上の配電系統を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の通信システムは、図２に示すように、親機１、コントローラ２、子機３が配電系統Ｗ１に接続している。配電系統Ｗ１は、電力事業者が管理する商用電源６から需要家に電力を供給する系統である。そして、親機１、コントローラ２、子機３のそれぞれは、配電系統Ｗ１を介して電力線搬送通信を行う。また、親機１が第１の通信端末に相当し、コントローラ２が第２の通信端末に相当し、子機３が第３の通信端末に相当する。

集合住宅、ビル等の建物の電気室には、降圧用のトランス５が配置されており、トランス５の１次側は、商用電源６側の高圧系統に接続している。配電系統Ｗ１は、トランス５の２次側に接続されており、各需要家は、トランス５によって降圧された配電系統Ｗ１から受電している。そして、各需要家に設置される子機３は、電力量計（計測装置）の機能を有しており、各需要家における電力の消費量を計測し、この計測結果に応じた検針データを一定時間毎に生成する。子機３は、生成した検針データを、配電系統Ｗ１を介した電力線搬送通信（ＰＬＣ）によって送信する。

親機１は、複数の子機３に対して１台設けられており、子機３毎の検針データを取得する。そして、電力事業者によって管理される図示しない上位管理装置が、供給エリア内で一定範囲毎に設けた親機１のそれぞれから、インターネット等の広域通信網を介して検針データを収集する。

コントローラ２は、各需要家において配電系統Ｗ１を引き込まれた分電盤内に収納され、各需要家の子機３から検針データ等の各種データを取得し、このデータを用いて需要家内の機器４を制御する機器制御、検針データを需要家に対してモニタ表示する表示制御等を行う。なお、コントローラ２は、上記の分電盤の外部に設置されてもよい。

図２に示す通信システムにおいて、配電系統Ｗ１は、親機１−子機３間の信号の伝送路（以降、Ａルートと称す）、コントローラ２−子機３間の信号の伝送路（以降、Ｂルートと称す）を構成している。

配電系統Ｗ１は、図３に示すように、３本の配電線を用いる単相三線式の配電方式を用いる。配電系統Ｗ１は、２本の電圧極Ｌ１，Ｌ２、１本の中性極Ｎ１で構成され、電圧極Ｌ１−電圧極Ｌ２間に２００Ｖ、電圧極Ｌ１−中性極Ｎ１間に１００Ｖ、電圧極Ｌ２−中性極Ｎ１間に１００Ｖが発生している。すなわち、配電系統Ｗ１は、配電線の組み合わせが互いに異なる３つの相を有している。１つ目の相は、電圧極Ｌ１と中性極Ｎ１との組み合わせからなる相（Ｌ１−Ｎ１相）、２つ目の相は、電圧極Ｌ２と中性極Ｎ１との組み合わせからなる相（Ｌ２−Ｎ１相）、３つ目の相は、電圧極Ｌ１と電圧極Ｌ２との組み合わせからなる相（Ｌ１−Ｌ２相）である。

そして、本実施形態において、親機１−子機３間の信号の伝送路であるＡルート、コントローラ２−子機３間の信号の伝送路であるＢルートは、互いに異なる相を伝送路として用いる。また、親機１および子機３がＡルート（親機１−子機３間）の通信に用いる信号を、第１の信号と称す。また、コントローラ２および子機３がＢルート（コントローラ２−子機３間）の通信に用いる信号を、第２の信号と称す。さらに、第１の信号が伝送される配電線の組み合わせを、第１の相とし、第２の信号が伝送される配電線の組み合わせを、第２の相とする。そして、本実施形態において、第１の相は、Ｌ１−Ｎ１相に固定され、第２の相は、Ｌ２−Ｎ１相に固定されている。

以下、本実施形態の具体構成について説明する。

親機１は、図４に示すように、通信部１１と、増幅器１２，１３と、一対のコンデンサ１４と、一対のコンデンサ１５とを備える。なお、図４の親機１において、通信部１１と、増幅器１２，１３と、一対のコンデンサ１４と、一対のコンデンサ１５とが、通信装置１０Ａを構成する。

通信部１１の１組の出力ポート１１ａは、増幅器１２およびコンデンサ１４を介して、Ｌ１−Ｎ１相に接続している。通信部１１の１組の入力ポート１１ｂは、増幅器１３およびコンデンサ１５を介して、Ｌ１−Ｎ１相に接続している。すなわち、出力ポート１１ａおよび入力ポート１１ｂは、Ｌ１−Ｎ１相を信号の伝送路として用いる。なお、コンデンサ１４，１５は、信号周波数を通過させる高周波フィルタとして機能する。

次に、コントローラ２は、図５に示すように、通信部２１と、増幅器２２，２３と、一対のコンデンサ２４と、一対のコンデンサ２５と、制御部２６とを備える。なお、図５のコントローラ２において、通信部２１と、増幅器２２，２３と、一対のコンデンサ２４と、一対のコンデンサ２５とが、通信装置２０Ａを構成する。

通信部２１の１組の出力ポート２１ａは、増幅器２２およびコンデンサ２４を介して、Ｌ２−Ｎ１相に接続している。通信部２１の１組の入力ポート２１ｂは、増幅器２３およびコンデンサ２５を介して、Ｌ２−Ｎ１相に接続している。すなわち、出力ポート２１ａおよび入力ポート２１ｂは、Ｌ２−Ｎ１相を信号の伝送路として用いる。なお、コンデンサ２４，２５は、信号周波数を通過させる高周波フィルタとして機能する。

制御部２６は、通信部２１が受信した信号（データ）を用いて需要家内の機器４を制御する機器制御、検針データを需要家に対してモニタ表示する表示制御等を行う。

次に、子機３は、図１に示すように、通信部３１Ａと、増幅器３２，３３と、一対のコンデンサ３４と、一対のコンデンサ３５と、一対のコンデンサ３６と、切替器３７と、計測部３８と、開閉器３９とを備える。なお、図１の子機３において、通信部３１Ａと、増幅器３２，３３と、一対のコンデンサ３４と、一対のコンデンサ３５と、一対のコンデンサ３６と、切替器３７とが、通信装置３０Ａを構成する。

通信部３１Ａは１組の出力ポート３１ａを具備している。一方の出力ポート３１ａは、増幅器３２およびコンデンサ３４を介して、中性極Ｎ１に接続している。他方の出力ポート３１ａは、増幅器３２およびコンデンサ３４を介して、切替器３７に接続している。切替器３７は、リレー等で構成されており、接点を切り替えることによって、他方の出力ポート３１ａを電圧極Ｌ１または電圧極Ｌ２に接続する。すなわち、通信部３１Ａの１組の出力ポート３１ａの出力経路は、切替器３７の切替動作によって、Ｌ１−Ｎ１相またはＬ２−Ｎ１相に接続する。

また、通信部３１Ａは、１組の入力ポート３１ｂを具備している。１組の入力ポート３１ｂは、増幅器３３およびコンデンサ３５を介して、Ｌ１−Ｎ１相に接続している。さらに、１組の入力ポート３１ｂは、増幅器３３およびコンデンサ３６を介して、Ｌ２−Ｎ１相にも接続している。すなわち、増幅器３３の入力が、Ｌ１−Ｎ１相とＬ２−Ｎ１相との両方に接続することによって、Ｌ１−Ｎ１相からの第１の信号とＬ２−Ｎ１相からの第２の信号とを入力ポート３１ｂに入力する加算器３３Ａを構成している。

なお、コンデンサ３４，３５，３６は、信号周波数を通過させる高周波フィルタとして機能する。

計測部３８は、配電系統Ｗ１を介して需要家に供給される電力量（各需要家における電力の消費量）を計測し、この計測結果に応じた検針データを一定時間毎に生成する。通信部３１Ａは、生成された検針データを、配電系統Ｗ１を介した電力線搬送通信によって、親機１、コントローラ２へ送信する。

開閉器３９は、需要家に至る配電系統Ｗ１を導通・遮断する接点装置であり、親機１から通信部３１Ａが受信した開要求、閉要求に応じて、接点を開閉する。

そして、子機３の通信部３１Ａは、親機１へ第１の信号（例えば、検針データ）を送信する場合、切替器３７をＬ１−Ｎ１相側に切り替えて、第１の信号をＬ１−Ｎ１相に送出する。親機１の通信部１１は、Ｌ１−Ｎ１相を介して第１の信号を受信する。また、子機３の通信部３１Ａは、コントローラ２へ第２の信号（例えば、検針データ）を送信する場合、切替器３７をＬ２−Ｎ１相側に切り替えて、第２の信号をＬ２−Ｎ１相に送出する。コントローラ２の通信部２１は、Ｌ２−Ｎ１相を介して第２の信号を受信する。

また、親機１の通信部１１が子機３へ送信する第１の信号は、Ｌ１−Ｎ１相に送出される。コントローラ２の通信部２１が子機３へ送信する第２の信号は、Ｌ２−Ｎ１相に送出される。そして、子機３の通信部３１Ａは、Ｌ１−Ｎ１相およびＬ２−Ｎ１相の両方を入力とする加算器３３Ａによって、第１の信号と第２の信号との両方を受信できる。

したがって、親機１−子機３間（通信装置１０Ａ−通信装置３０Ａ間）の電力線搬送通信は、Ｌ１−Ｎ１相を介して行われ、コントローラ２−子機３間（通信装置２０Ａ−通信装置３０Ａ間）の電力線搬送通信は、Ｌ２−Ｎ１相を介して行われる。すなわち、親機１、子機３（通信装置１０Ａ、通信装置３０Ａ）によるＡルートの通信と、コントローラ２、子機３（通信装置２０Ａ、通信装置３０Ａ）によるＢルートの通信とは、配電系統Ｗ１の異相を伝送路として用いている。配電系統Ｗ１の異相にＡルートとＢルートとを設定した場合、配電系統Ｗ１の同相にＡルートとＢルートとを設定した場合に比べて、Ａルートを伝送される第１の信号とＢルートを伝送される第２の信号との干渉が抑制される。

図６は、Ａルートに信号を伝送させた場合にＢルートの測定点に現れる受信信号レベルの周波数特性を示す。Ｘ０は、Ａルートに伝送させた信号のレベルである。Ｘ１は、配電系統Ｗ１の同相にＡルートとＢルートとを設定した場合のＢルートの測定点における受信信号レベルである。Ｘ２は、配電系統Ｗ１の異相にＡルートとＢルートとを設定した場合のＢルートの測定点における受信信号レベルである。また、図６において、配電系統Ｗ１の同相にＡルートとＢルートとを設定した場合の信号の減衰量をＹ１、配電系統Ｗ１の異相にＡルートとＢルートとを設定した場合の信号の減衰量をＹ２とする。そして、図６より、配電系統Ｗ１の異相にＡルートとＢルートとを設定したほうが、配電系統Ｗ１の同相にＡルートとＢルートとを設定した場合に比べて、信号の減衰量が大きいことがわかる（Ｙ２＞Ｙ１）。すなわち、配電系統Ｗ１の同相にＡルートとＢルートとを設定した場合に比べて、配電系統Ｗ１の異相にＡルートとＢルートとを設定したほうが、Ａルート−Ｂルート間の干渉は抑制されることがわかる。特に、電力線搬送通信に用いるＫＨｚ帯の周波数帯域Ｆ１において、その傾向が顕著である。

上述のように、親機１、子機３によるＡルートの通信と、コントローラ２、子機３によるＢルートの通信とは、配電系統Ｗ１の異相を信号の伝送路として用いている。したがって、本実施形態の親機１（通信装置１０Ａ）、コントローラ２（通信装置２０Ａ）、子機３（通信装置３０Ａ）を用いた通信システムは、同一の配電系統Ｗ１を用いて電力線搬送通信を行う場合に、Ａルート、Ｂルート間の干渉を抑制できる。

また、子機３は、図７に示すように、１組の出力ポート３１ｃ，１組の出力ポート３１ｄを具備する通信部３１Ｂを用いてもよい。１組の出力ポート３１ｃは、増幅器３１０およびコンデンサ３１１を介して、電圧極Ｌ１、中性極Ｎ１に接続している。さらに、１組の出力ポート３１ｄは、増幅器３１２およびコンデンサ３１３を介して、電圧極Ｌ２、中性極Ｎ１に接続している。なお、図７の子機３において、通信部３１Ｂと、増幅器３３，３１０，３１２と、一対のコンデンサ３５と、一対のコンデンサ３６と、一対のコンデンサ３１１と、一対のコンデンサ３１３とが、通信装置３０Ｂを構成する。

そして、子機３の通信部３１Ｂは、親機１へ第１の信号を送信する場合、出力ポート３１ｃを用いて、第１の信号をＬ１−Ｎ１相に送出する。親機１の通信部１１は、Ｌ１−Ｎ１相を介して第１の信号を受信する。また、子機３の通信部３１Ｂは、コントローラ２へ第２の信号を送信する場合、出力ポート３１ｄを用いて、第２の信号をＬ２−Ｎ１相に送出する。コントローラ２の通信部２１は、Ｌ２−Ｎ１相を介して第２の信号を受信する。

したがって、図７の構成においても、親機１−子機３間の電力線搬送通信は、Ｌ１−Ｎ１相を介して行われ、コントローラ２−子機３間の電力線搬送通信は、Ｌ２−Ｎ１相を介して行われる。すなわち、親機１、子機３によるＡルートの通信と、コントローラ２、子機３によるＢルートの通信とは、配電系統Ｗ１の異相を信号の伝送路として用いている。配電系統Ｗ１の異相にＡルートとＢルートとを設定した場合、配電系統Ｗ１の同相にＡルートとＢルートとを設定した場合に比べて、Ａルートを伝送される第１の信号とＢルートを伝送される第２の信号との干渉は抑制される。

なお、上記実施形態１において、親機１−子機３間の電力線搬送通信は、Ｌ１−Ｎ１相を介して行われ、コントローラ２−子機３間の電力線搬送通信は、Ｌ２−Ｎ１相を介して行われるものであったが、これに限らない。例えば、親機１−子機３間の電力線搬送通信は、Ｌ２−Ｎ１相を介して行われ、コントローラ２−子機３間の電力線搬送通信は、Ｌ１−Ｎ１相を介して行われるものであってもよい。

（実施形態２）
本実施形態の親機１は図８に示す構成を備え、コントローラ２は図９に示す構成を示す。なお、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

Ａルート（親機１−子機３間）には、第１の信号が伝送され、Ｂルート（コントローラ２−子機３間）には、第２の信号が伝送される。そして、本実施形態において、第１の信号が伝送される第１の相を構成する配電線の組み合わせと、第２の信号が伝送される第２の相を構成する配電線の組み合わせとは、各相の通信環境に応じて変化する。すなわち、本実施形態において、第１の相および第２の相は、通信環境に応じて動的に設定される。

親機１は、図８に示すように、通信部１１、増幅器１２，１３、一対のコンデンサ１４、監視部１６、相決定部１７、切替器１８，１９、一対のコンデンサ１１０，一対のコンデンサ１１１を備える。なお、図８の親機１において、通信部１１と、増幅器１２，１３と、一対のコンデンサ１４と、監視部１６と、相決定部１７と、切替器１８，１９と、一対のコンデンサ１１０と、一対のコンデンサ１１１とが、通信装置１０Ｂを構成する。

監視部１６は、配電系統Ｗ１の配電線の組み合わせが互いに異なる相毎に通信環境を監視する。

相決定部１７は、第１の相を構成する２本の配電線の組み合わせを変更するか否かを判断し、第１の相を構成する２本の配電線の組み合わせを変更する場合、変更後の第１の相を決定する。

そして、通信部１１は１組の出力ポート１１ａを具備している。一方の出力ポート１１ａは、増幅器１２およびコンデンサ１４を介して、中性極Ｎ１に接続している。他方の出力ポート１１ａは、増幅器１２およびコンデンサ１４を介して、切替器１８に接続している。切替器１８は、リレー等で構成されており、接点を切り替えることによって、他方の出力ポート１１ａを電圧極Ｌ１または電圧極Ｌ２に接続する。すなわち、通信部１１の１組の出力ポート１１ａの出力経路は、切替器１８の切替動作によって、Ｌ１−Ｎ１相またはＬ２−Ｎ１相に接続する。

また、通信部１１は、１組の入力ポート１１ｂを具備している。切替器１９は、リレー等で構成されており、接点を切り替えることによって、１組の入力ポート１１ｂの入力経路の接続先となる配電線の組み合わせを切り替える機能を有している。通信部１１の１組の入力ポート１１ｂの入力経路は、切替器１９の切替動作によって、コンデンサ１１０を介したＬ１−Ｎ１相、コンデンサ１１１を介したＬ２−Ｎ１相を個別に接続、遮断することができる。コンデンサ１１０，１１１は、信号周波数を通過させる高周波フィルタとして機能する。

そして、通常通信時、切替器１８は、出力ポート１１ａの出力経路を、Ｌ１−Ｎ１相とＬ２−Ｎ１相とのいずれか一方（第１の相）に接続し、切替器１９は、入力ポート１１ｂの入力経路を、Ｌ１−Ｎ１相とＬ２−Ｎ１相との両方に接続している。すなわち、増幅器１３の入力が、Ｌ１−Ｎ１相とＬ２−Ｎ１相との両方に接続することによって、Ｌ１−Ｎ１相からの第１の信号とＬ２−Ｎ１相からの第２の信号とを入力ポート１１ｂに入力する加算器１３Ａを構成している。

コントローラ２は、図９に示すように、通信部２１、増幅器２２，２３、一対のコンデンサ２４、制御部２６、切替器２７、一対のコンデンサ２８と、一対のコンデンサ２９とを備える。なお、図９のコントローラ２において、通信部２１と、増幅器２２，２３と、一対のコンデンサ２４と、切替器２７と、一対のコンデンサ２８と、一対のコンデンサ２９とが、通信装置２０Ｂを構成する。

通信部２１は１組の出力ポート２１ａを具備している。一方の出力ポート２１ａは、増幅器２２およびコンデンサ２４を介して、中性極Ｎ１に接続している。他方の出力ポート２１ａは、増幅器２２およびコンデンサ２４を介して、切替器２７に接続している。切替器２７は、リレー等で構成されており、接点を切り替えることによって、他方の出力ポート２１ａを電圧極Ｌ１または電圧極Ｌ２に接続する。すなわち、通信部２１の１組の出力ポート２１ａの出力経路は、切替器２７の切替動作によって、Ｌ１−Ｎ１相またはＬ２−Ｎ１相に接続する。

また、通信部２１は、１組の入力ポート２１ｂを具備している。１組の入力ポート２１ｂは、増幅器２３およびコンデンサ２８を介して、Ｌ１−Ｎ１相に接続している。さらに、１組の入力ポート３１ｂは、増幅器２３およびコンデンサ２９を介して、Ｌ２−Ｎ１相にも接続している。すなわち、増幅器２３の入力が、Ｌ１−Ｎ１相とＬ２−Ｎ１相との両方に接続することによって、Ｌ１−Ｎ１相からの第１の信号とＬ２−Ｎ１相からの第２の信号とを入力ポート２１ｂに入力する加算器２３Ａを構成している。コンデンサ２８，２９は、信号周波数を通過させる高周波フィルタとして機能する。

そして、現状において、Ａルート［親機１（通信装置１０Ｂ）−子機３（通信装置３０Ａ）間）の通信に用いられる第１の相を、Ｌ１−Ｎ１相とする。また、Ｂルート［（コントローラ２（通信装置２０Ｂ）−子機３（通信装置３０Ａ）間）の通信に用いられる第２の相を、Ｌ２−Ｎ１相とする。

親機１は、監視部１６による監視動作を一定時間毎に実行する。具体的に、監視動作が開始されると、切替器１９は、入力ポート１１ｂの入力経路の接続先を、Ｌ１−Ｎ１相、Ｌ２−Ｎ１相の順に切り替える。監視部１６は、入力ポート１１ｂの入力経路の接続先がＬ１−Ｎ１相となった場合に、Ｌ１−Ｎ１相から受信した信号の受信信号強度、雑音強度を測定する。さらに監視部１６は、入力ポート１１ｂの入力経路の接続先がＬ２−Ｎ１相となった場合に、Ｌ２−Ｎ１相から受信した信号の受信信号強度、雑音強度を測定する。すなわち、親機１の監視部１６は、切替器１９の切替動作によって、各相の通信環境を個別に監視することができる。

相決定部１７は、監視部１６の監視結果（各相の受信信号強度、雑音強度）に基づいて、Ｌ１−Ｎ１相、Ｌ２−Ｎ１相のうち、通信環境がより優れている一方の相（通信環境が最もよい相）を変更後の第１の相とし、他方を変更後の第２の相とする。ここで、変更後の第１の相をＬ２−Ｎ１相とし、変更後の第２の相をＬ１−Ｎ１相とする。なお、各相の通信環境は、各相の受信信号強度、雑音強度に基づいて定量的に求められる。

そして、通信部１１は、現状（変更前）の第１の相であるＬ１−Ｎ１相を介して、変更後の第１の相（Ｌ２−Ｎ１相）に関する情報（第１の相情報）を子機３へ送信する。そして、通信部１１が第１の相情報を送信した後、切替器１８は、出力ポート１１ａの出力経路をＬ２−Ｎ１相に切り替える。

子機３の通信部３１Ａは、第１の相情報を受信すると、Ａルートの通信に用いられる第１の相が、Ｌ１−Ｎ１相からＬ２−Ｎ１相に変更されることを認識する。さらに、通信部３１Ａは、第１の相情報に基づいて、Ｂルートの通信に用いられる第１の相が、Ｌ２−Ｎ１相からＬ１−Ｎ１相に変更されることも認識できる。そして、現状（変更前）の第２の相であるＬ２−Ｎ１相を介して、変更後の第２の相（Ｌ１−Ｎ１相）に関する情報（第２の相情報）をコントローラ２へ送信する。

コントローラ２の通信部２１は、第２の相情報を受信すると、Ｂルートの通信に用いられる第２の相が、Ｌ２−Ｎ１相からＬ１−Ｎ１相に変更されることを認識する。そして、切替器２７は、出力ポート２１ａの出力経路をＬ１−Ｎ１相に切り替える。

以降、子機３の通信部３１Ａは、親機１へ第１の信号を送信する場合、切替器３７をＬ２−Ｎ１相側に切り替えて、第１の信号をＬ２−Ｎ１相に送出する。親機１の通信部１１は、Ｌ２−Ｎ１相を介して第１の信号を受信する。また、子機３の通信部３１Ａは、コントローラ２へ第２の信号を送信する場合、切替器３７をＬ１−Ｎ１相側に切り替えて、第２の信号をＬ１−Ｎ１相に送出する。コントローラ２の通信部２１は、Ｌ１−Ｎ１相を介して第２の信号を受信する。

また、親機１の通信部１１が送信する第１の信号は、Ｌ２−Ｎ１相に送出される。コントローラ２の通信部２１が送信する第２の信号は、Ｌ１−Ｎ１相に送出される。そして、子機３の通信部３１Ａは、Ｌ１−Ｎ１相およびＬ２−Ｎ１相の両方を入力とする加算器３３Ａによって、第１の信号と第２の信号との両方を受信できる。

本実施形態では上述のように、親機１が、Ａルートの通信に用いる相を通信環境に応じて決定している。一般に、Ａルートは、Ｂルートに比べて通信距離が長く、通信環境が悪化しやすいため、本通信システムでは、通信環境が良好である相をＡルートの通信に用いる。したがって、本実施形態の親機１、コントローラ２、子機３を用いた通信システムは、相毎の通信環境に関わらず、通信の信頼性を向上させることができる。

また、親機１が相毎の通信環境を監視する構成に代えて、子機３が相毎の通信環境を監視してもよい。この場合、親機１に監視部１６および切替器１９を設ける必要がない。そして、子機３が、親機１の監視部１６および切替器１９と同様の構成を備えて、相毎に通信環境（少なくともＡルートの通信環境）を監視し、この監視結果を親機１へ送信する。すなわち、子機３は、入力ポート３１ｂの入力経路の接続先となる配電線の組み合わせを切り替えることによって、監視対象となる相を切り替えることが好ましい。

そして、親機１の相決定部１７は、受信した監視結果に基づいて、Ａルートの通信に用いる第１の相を決定する。この子機３が相毎の通信環境を監視する構成では、需要家毎の通信環境を監視できるので、親機１は、需要家毎の個別の通信環境を考慮して、Ａルートの通信に用いる第１の相を決定することができる。

また、親機１は、図１０に示すように、監視部１６の代わりに計時部１１２を備えてもよい。計時部１１２は、現在時刻を計時する機能を有する。なお、図１０の親機１において、通信部１１と、増幅器１２，１３と、一対のコンデンサ１４と、相決定部１７と、切替器１８と、一対のコンデンサ１１０と、一対のコンデンサ１１１と、計時部１１２とが、通信装置１０Ｃを構成する。この場合、Ａルートは、［親機１（通信装置１０Ｃ）−子機３（通信装置３０Ａ）間）となる。

そして、本システムの管理者は、各相の通信環境の時間変動を測定しておき、第１の相を構成する配電線の組み合わせを時間帯毎に予め決めておく。相決定部１７は、この第１の相の時間帯情報（時間帯毎に予め決められた最適な配電線の組み合わせ）を記憶している。そして、相決定部１７は、第１の相の時間帯情報を参照して、第１の相を構成する配電線の組み合わせを、計時部１１２の計時結果に基づく時間帯に応じて決定する。したがって、日中、夜間等の時間帯に応じて変化する通信環境に対応して、Ａルートの通信に用いる第１の相を決定するので、時間帯毎に通信環境が良好である相をＡルートの通信に用いることができる。

なお、上述の各実施形態において、Ｌ１−Ｎ１相、Ｌ２−Ｎ１相だけでなく、Ｌ１−Ｌ２相も信号の伝送路として用いてもよい。この場合、第１の相および第２の相は、Ｌ１−Ｎ１相、Ｌ２−Ｎ１相、Ｌ１−Ｌ２相から選択される。

また、上述の各実施形態において、配電系統Ｗ１は、単相三線式の配電方式に限定されず、３本以上の配電線を具備する配電方式であれば、上記同様の効果を得ることができる。

さらに、上述の各実施形態において、子機３は、各需要家におけるガス、水、熱の供給媒体の消費量を計測し、この計測結果に応じた検針データを一定時間毎に生成する計測装置であってもよい。

上述の通信装置３０Ａ（または３０Ｂ）は、商用電源６から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して電力線搬送通信を行う通信装置である。通信装置３０Ａ（または３０Ｂ）は、通信部３１Ａ（または３１Ｂ）を備える。通信部３１Ａ（または３１Ｂ）は、親機１（第１の通信端末）との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の配電線を組み合わせた第１の相を介して授受する。さらに通信部３１Ａ（または３１Ｂ）は、コントローラ２（第２の通信端末）との間の通信に用いられる第２の信号を、第１の相とは異なる配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する。

また、商用電源６から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して、親機１（第１の通信端末）およびコントローラ２（第２の通信端末）との間で子機３（第３の通信端末）が電力線搬送通信を行う。子機３は、親機１との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の配電線を組み合わせた第１の相を介して授受する。また子機３は、コントローラ２との間の通信に用いられる第２の信号を、第１の相とは異なる配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する。通信装置１０Ａ（または１０Ｂまたは１０Ｃ）は、このような通信システムの親機１に用いられる通信装置である。通信装置１０Ａ（または１０Ｂまたは１０Ｃ）は、第１の相を構成する２本の配電線の組み合わせを変更するか否かを判断して、変更後の第１の相を決定する相決定部１７を備える。さらに、通信装置１０Ａ（または１０Ｂまたは１０Ｃ）は、変更後の第１の相に関する情報を、変更前の第１の相を介して子機３へ送信する通信部１１を備える。

上述の通信システムは、商用電源６から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して、親機１（第１の通信端末）およびコントローラ２（第２の通信端末）との間で子機３（第３の通信端末）が電力線搬送通信を行う。この通信システムにおいて、子機３は、親機１との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の配電線を組み合わせた第１の相を介して授受する。さらに子機３は、コントローラ２との間の通信に用いられる第２の信号を、第１の相とは異なる配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する。

上述の子機３（計測装置）は、需要家における資源の消費量を計測する計測部３８を備える。さらに子機３は、商用電源６から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して電力線搬送通信を行い、計測部３８の計測結果を電力線搬送通信により送信する通信部３１Ａ（または３１Ｂ）を備える。通信部３１Ａ（または３１Ｂ）は、需要家外に設置された親機１（第１の通信端末）との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の配電線を組み合わせた第１の相を介して授受する。さらに通信部３１Ａ（または３１Ｂ）は、需要家内に設置されたコントローラ２（第２の通信端末）との間の通信に用いられる第２の信号を、第１の相とは異なる配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する。

１ 親機（第１の通信端末）
２ コントローラ（第２の通信端末）
３ 子機（第３の通信端末）
１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ 通信装置
２０Ａ，２０Ｂ 通信装置
３０Ａ，３０Ｂ 通信装置
３１Ａ，３１Ｂ 通信部
３１ａ 出力ポート
３１ｂ 入力ポート
３３Ａ 加算器
３７ 切替器
Ｌ１，Ｌ２ 電圧極
Ｎ１ 中性極

Claims (11)

1. 商用電源から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して電力線搬送通信を行う通信装置であって、
   第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する通信部を備え、
   信号を入力される１組の入力ポートを前記通信部に設けて、
   前記第１の相を介して受信した前記第１の信号および前記第２の相を介して受信した第２の信号を前記入力ポートに出力する加算回路をさらに備える
   ことを特徴とする通信装置。
2. 信号を出力する１組の出力ポートを前記通信部に設けて、
   前記出力ポートの出力経路の接続先を前記第１の相または前記第２の相に切り替える切替器を備え、
   前記切替器は、前記第１の信号が前記出力ポートから出力される場合、前記出力ポートの出力経路を前記第１の相に接続し、前記第２の信号が前記出力ポートから出力される場合、前記出力ポートの出力経路を前記第２の相に接続する
   ことを特徴とする請求項１記載の通信装置。
3. 前記第１の相を構成する前記配電線の組み合わせと、前記第２の相を構成する前記配電線の組み合わせとは、予め決められた組み合わせに固定されることを特徴とする請求項１または２記載の通信装置。
4. 商用電源から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して、第１の通信端末および第２の通信端末との間で第３の通信端末が電力線搬送通信を行い、前記第３の通信端末は、前記第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、前記第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受する通信システムの前記第１の通信端末に用いられる通信装置であって、
   前記第１の相を構成する前記２本の配電線の組み合わせを変更するか否かを判断して、変更後の前記第１の相を決定する相決定部と、
   変更後の前記第１の相に関する情報を、変更前の前記第１の相を介して前記第３の通信端末へ送信する通信部と
   を備えることを特徴とする通信装置。
5. 前記配電線の組み合わせが互いに異なる相毎に通信環境を監視する監視部を備え、
   前記相決定部は、前記監視部の監視結果に基づいて、前記通信環境が最もよい相を変更後の前記第１の相とする
   ことを特徴とする請求項４記載の通信装置。
6. 信号を入力される１組の入力ポートを前記通信部に設けて、
   前記入力ポートの入力経路の接続先となる前記配電線の組み合わせを切り替える切替器を備え、
   前記監視部は、前記切替器を切り替えることによって、監視対象となる相を切り替える
   ことを特徴とする請求項５記載の通信装置。
7. 時間を計時する計時部を備え、
   前記相決定部は、前記第１の相を構成する前記配電線の組み合わせを時間帯に応じて決定する
   ことを特徴とする請求項４乃至６いずれか記載の通信装置。
8. 商用電源から需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して、第１の通信端末および第２の通信端末との間で第３の通信端末が電力線搬送通信を行う通信システムであって、
   前記第３の通信端末は、前記第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、前記第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受し、
   前記第１の通信端末は、前記第１の相を構成する前記２本の配電線の組み合わせを変更するか否かを判断して、変更後の前記第１の相を決定し、変更後の前記第１の相に関する情報を、変更前の前記第１の相を介して前記第３の通信端末へ送信し、
   前記第３の通信端末は、受信した前記情報に基づいて前記第１の相を設定する
   ことを特徴とする通信システム。
9. 前記第３の通信端末は、前記配電線の組み合わせが互いに異なる相毎に通信環境を監視して、この監視結果を前記第１の通信端末へ送信し、
   前記第１の通信端末は、受信した前記監視結果に基づいて前記第１の相を決定する
   ことを特徴とする請求項８記載の通信システム。
10. 前記第３の通信端末は、信号の入力経路の接続先となる前記配電線の組み合わせを切り替えることによって、監視対象となる相を切り替えることを特徴とする請求項９記載の通信システム。
11. 需要家における資源の消費量を計測する計測部と、商用電源から前記需要家に電力を供給する３本以上の配電線を介して電力線搬送通信を行い、前記計測部の計測結果を前記電力線搬送通信により送信する通信部とを備え、
    前記通信部は、
    前記需要家外に設置された第１の通信端末との間の通信に用いられる第１の信号を、２本の前記配電線を組み合わせた第１の相を介して授受し、前記需要家内に設置された第２の通信端末との間の通信に用いられる第２の信号を、前記第１の相とは異なる前記配電線の組み合わせである第２の相を介して授受し、
    信号を入力される１組の入力ポートを前記通信部に設けて、
    前記第１の相を介して受信した前記第１の信号および前記第２の相を介して受信した第２の信号を前記入力ポートに出力する加算回路をさらに備える
    ことを特徴とする計測装置。

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