JP6334882B2 - 無線テレメータシステム - Google Patents

Description

本発明は、センタ側装置に公衆電話回線等の通信回線を介して接続された端末網制御装置とガスメータ、水道メータ、センサ等の端末機器との間で、メータ値やガス漏れ等の異常を無線によってデータ伝送する、無線テレメータシステムに関する。

監視センタに設置されたホストコンピュータと、端末である親機を電話回線で接続し、親機に無線回線で接続された子機にガス、水道、電気に関する物理量を測定するメータを接続し、監視センタのホストコンピュータに物理量のデータを集積する無線テレメータシステムがある。

上記のような無線テレメータシステムにおいては、あるチャンネルの無線通信状態が悪い場合に、無線チャンネルを変更して無線通信状態を改善する、特許文献１（特開２００９−６５３３７号公報）のようなテレメータシステムが提案されている。

ホストコンピュータと電話回線を介して接続された親機と、親機に接続した複数の子機があるネットワークを構成し、子機に接続されたメータによって、電力、ガス、水道の使用量のような物理量を測定し、ネットワークを使用してホストコンピュータに測定したデータを送信するシステムに対し、子機の無線の障害を克服するための方法が提案されている。

図８は、従来のテレメータシステムの動作を示すフローチャートである。子機は、親機との無線通信において、ノイズを多く検出した場合、子機はチャンネル変更要求を親機に発信する。親機は、チャンネル変更要求を受けて、それぞれの子機に対し、チャンネルノイズ監視要求を行う。子機は、親機に対してチャンネルノイズの測定結果を送付する。親機はすべての子機からチャンネルノイズの監視結果を受け取る（Ｓ５０１）と、通信状態の一番良好なチャンネルを多数決判定で決定する（Ｓ５０２）。次に親機は、決定した無線チャンネルに変更するために、ｍ台の子機に対して順次チャンネル変更をおこなっていく（Ｓ５０３〜Ｓ５０５）。そして、すべての子機のチャンネル変更を終えると監視センタのホストコンピュータにチャンネル変更が終了した旨を通知する（Ｓ５０６）。

特開２００９−６５３３７号公報

従来の無線テレメータシステムでは、子機が運用チャンネルで自身の周囲のノイズが多いと判定すると親機に通知し、親機が全ての子機のノイズの監視結果から最もノイズの少ない無線チャンネルを決定し、無線チャンネルの変更を行っていた。それは、必ずしも全ての子機で最適な無線チャンネルとはいえないものが選択される場合があり、無線チャンネル変更後において、却って特定の子機の無線チャンネルが特に悪化したり、親機に対して無線チャンネル変更要求を上げる子機が多くなることがあった。このような場合、 子機の故障等、無線チャンネルの変更だけでは解決できない問題がある場合があった。しかしながら、従来のテレメータシステムでは、親機は、無線チャンネルの変更を繰り返すだけであり、無線チャンネルの変更だけで解決できない問題があることを監視センタが把握することができず、対応が困難であった。

ホストコンピュータに通信回線を介して接続された親機と、親機と無線回線を介して通信を行う複数の子機と、それぞれの子機に接続されたメータからなる無線テレメータシステムにおいて、子機が、親機との間の通信ノイズが多いと判断した場合、子機は、親機の無線チャンネル変更要求を送信し、親機は、無線チャンネル変更要求の状況に応じて無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータに通知を行うものである。

また、本発明の無線テレメータシステムは、親機は、子機からの無線チャンネル変更要求が所定の頻度を越えた場合に、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータに通知を行うものを含む。

また、本発明の無線テレメータシステムは、親機は、選択した無線チャンネルの選択頻度が所定の頻度を越えた場合に、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータに通知を行うものを含む。

また、本発明の無線テレメータシステムは、親機は、特定の子機からの変更要求が所定の頻度を越えた場合に、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータに通知を行うものを含む。

本発明により、無線テレメータシステムの不具合を早期に報知することができる無線テレメータシステムを提供することができる。

本発明の一実施の形態であるテレメータシステムを示すブロック図である。 本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの親機および子機の構造を示すブロック図である。 本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの子機のチャンネル変更要求動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの親機の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの動作例を示すシーケンス図である。 本発明の第二の実施の形態であるテレメータシステムの親機の動作を示すフローチャートである。 本発明の第三の実施の形態であるテレメータシステムの親機の動作を示すフローチャートである。 従来のテレメータシステムを示すフローチャートである。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態を説明する。以下の説明では同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについて詳細な説明は繰り返さない。
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態であるテレメータシステムを示すブロック図である。ホストコンピュータ１に接続されたセンタ側網制御装置（Ｃ−ＮＣＵ）２と、電話回線などの通信回線を介して接続された端末側網制御装置（Ｔ−ＮＣＵ）３と、Ｔ−ＮＣＵ３に接続された親機４と、親機４に接続されたメータ６ｎと、親機４と無線回線を介して通信を行う複数の子機５ａ〜５ｍと、子機５ａ〜５ｍにそれぞれ接続されたメータ６ａ〜６ｍによって構成される。

メータ６ａ〜６ｍは、ガス、水、電気などの消費量を測定するメータであり、測定した物理量を数値化したデータを、それぞれのメータ６ａ〜６ｍに接続された子機５ａ〜５ｍに転送する。子機５ａ〜５ｍはメータから得たデータを親機４に無線にて転送する。親機４は、Ｔ−ＮＣＵ３から公衆回線、Ｃ−ＮＣＵ２を経由してホストコンピュータ１にデータを転送する。Ｃ−ＮＣＵ２は、メータ６ｎを接続して直接データを取り込むことができる。

ホストコンピュータ１は、親機４と通信するとともに、転送されてきたデータを保存する。また、Ｃ−ＮＣＵ２に対して公衆回線を経由して、親機４および子機５ａ〜５ｍに取り込んだデータを転送するよう要求することができる。

図２は、本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの親機および子機の構造を示すブロック図である。親機と子機で構造は同じである。図２において、アンテナ７と、アンテナ７に接続され親機または子機と無線通信を行うための無線通信ユニット８と、親機または子機の動作を制御する制御部９と、親機４の場合はＴ−ＮＣＵ３およびメータと接続するための、子機の場合はメータと接続するためのメータインターフェース部１０と、無線通信を行う相手を記憶するための相手局記憶部１１と、親機と子機の間の通信状態を定期的に検証する間欠キャリアセンスの時に測定した他チャンネルのノイズの状況を記憶する他チャンネルノイズ記憶部１２と、相手局登録や通信テスト時に使用するスイッチ部１３と、通信テストの結果等を示す表示部１４によって構成される。また、記憶部１５は、チャンネル変更を行った回数、チャンネル変更を要求した子機に関する情報や、選択した無線チャンネルに関する情報などが記憶されている。

図３は、本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの子機のチャンネル変更要求動作を示すフローチャートである。本発明の無線テレメータシステムにおいて、親機４および子機５ａ〜５ｍの制御部９は、親機または子機からの呼出の有無を確認するために、定期的（即ち、間欠的）に無線通信ユニット８を動作させ、通信チャンネルの電波の有無を確認する、間欠キャリアセンスを行っている。図３において、子機５ａは、所定の間隔で、自身の周辺にノイズ状態を検知している（Ｓ１０１）。子機５ａは、一定レベル以上のノイズありと判断すると、親機４を呼び出す（Ｓ１０２）。子機５ａは、親機４から応答を確認する（Ｓ１０３）。親機４から応答後、親機４へチャンネル変更要求を送信する。（Ｓ１０４）。もし、親機４から応答がない場合は、子機５ａは、親機４の呼び出しを,応答があるまで繰り返し行う。子機５ｂ〜５ｍも子機５ａと同様の動作をする。

図４は、本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの親機の動作を示すフローチャートである。親機４は、子機５ａ〜５ｍのいずれかからの呼び出しを受信すると、子機５ａ〜５ｍへ受信した旨応答する（Ｓ２０１）。その後子機５ａ〜５ｍからチャンネル変更要求を受信する（Ｓ２０２）。このとき、親機４は無線チャンネル変更カウント回数を１つ増加させる（Ｓ２０３）。この無線チャンネル変更カウント回数は、所定の期間内の各子機５ａ〜５ｍからの無線チャンネル変更要求の通知をすべて合計したものである。次に、所定の期間内で無線チャンネル変更カウント回数が所定の回数を超過したかどうかを判定する（Ｓ２０４）。すなわち、親機４は、無線チャンネル変更要求の頻度を判定する。判定の結果、カウント回数が超過していなければ、親機４は子機５ａ〜５ｍへ指定のチャンネルに変更する通知を送信する（Ｓ２０５）。また、カウント回数が超過している場合は、親機４は、無線チャンネルを変更しても通信状況が改善できない状態であるということをホストコンピュータ１へ通知する（Ｓ２０６）。このとき、子機５ａ〜５ｍへ指定のチャンネルに変更する通知は発信しない。また、これ以降、親機４は、子機５ａ〜５ｍのチャンネル変更要求を受け付けないようにし、通信状態の改善の見込みのないチャンネル変更を繰り返すことをやめる。

図５は、本発明の一実施の形態であるテレメータシステムの動作例を示すシーケンス図である。まず、子機５ａが自身の周辺ノイズを検知し、無線チャンネルにノイズが発生していることを確認すると（Ｓ１０１１）、図３に示された手順で、子機５ａは、親機を呼び出し後、親機４に対して無線チャンネルの変更要求を送信する（Ｓ１０４１）。親機４は、子機５ａから無線チャンネル変更要求を受け取ったら、親機４の無線チャンネル変更カウントを１つ増加させる（Ｓ２０３１）。その後、親機４は、各子機５ａ〜５ｍに対して無線チャンネル変更コマンドを送信する（Ｓ２０５１）。その結果、親機と子機の間の無線チャンネルの変更が行われる。

次に、子機５ｍが変更した無線チャンネルに対して、ノイズが発生していることを検知した場合（１０１２）、今回の変更チャンネルは、子機５ｍの周辺では使用できないので、親機を呼び出し後、子機５ｍは親機４に対して無線チャンネルの変更要求を送信する（Ｓ１０４２）。このとき、親機４は先程と同様に、無線チャンネル変更カウントを一つ増加させる（Ｓ２０３２）。その後、親機４は各子機５ａ〜５ｍに対して無線チャンネル変更コマンドを送信し（Ｓ２０５２）、無線チャンネルの変更が再度行われる。このように、子機がノイズを検知する毎に、無線チャンネルを変更し、ノイズを回避して通信状態を良好にするための動作が続けられる。

そして、さらに、変更した無線チャンネルに対して、子機５ａの周辺ではノイズが発生していることが確認された（Ｓ１０１３）。すると、子機５ａは、親機を呼び出し後、親機４に対して無線チャンネルの変更要求を送信する（Ｓ１０４３）。親機４は、無線チャンネル変更カウントを一つ増加させる（Ｓ２０３３）。このとき、所定の時間の間に無線チャンネル変更カウント回数が一定値を超えると、変更しようとする無線チャンネルでは、子機同士が相反する無線環境に存在するものと判断する。そして、親機は、無線チャンネルの変更を行わず、ホストコンピュータ１に対して通知し（Ｓ２０６１）、無線チャンネルの変更では通信状態の改善が困難である旨を知らせる。

親機４は、ホストコンピュータ１に通知した以降は、無線チャンネルの変更動作はせず、ホストコンピュータ１に通知する直前のチャンネルで無線テレメータシステムを動作させる。尚、所定の時間内に所定の回数のノイズが検知されない場合には無線チャンネル変更カウントは０になり、ホストコンピュータ１に通知されることはない。

ホストコンピュータ１は、親機４より通知された、相反する無線環境に存在する複数子機または子機単体のＩＤ（または識別符号）を出力する。そして、当該無線テレメータシステムの管理者がその出力を確認することにより、無線通信環境改善の対策がなされる。

以上のように、本実施の形態では、無線チャンネルの変更で、親機と子機との間の通信状況が改善できない場合、無線チャンネル変更要求の頻度を判定することによってこれを検知し、速やかにホストコンピュータに通知することで、無線通信環境の不具合が早期に発見でき、対策を素早くとることができる。

また、無線チャンネルの変更で、親機と子機との間の通信状況が改善できない場合に、不要な無線チャンネルの変更の繰り返しを防ぐことができるので、無線テレメータシステムが不安定になることを防ぐことができる。
（実施の形態２）
図６は、本発明の第二の実施の形態であるテレメータシステムの親機の動作を示すフローチャートである。本実施の形態において、親機の動作以外は、実施の形態１と同じである。図６において、親機４は、子機５ａ〜５ｍから呼び出しを受信すると、子機５ａ〜５ｍへ受信した旨応答する（Ｓ３０１）。その後子機５ａ〜５ｍからチャンネル変更要求を受信する（Ｓ３０２）。このとき、親機４は新しい無線チャンネルを決定するとともに、決定したチャンネル情報を記憶部１５に記憶する（Ｓ３０３）。次に、親機４は、決定した無線チャンネルが所定の時間の間で所定の回数選択されていないかどうか判定する（Ｓ３０４）。すなわち、特定の無線チャンネルが選択される頻度を判定する。判定の結果、決定した無線チャンネルの選択回数が所定の回数を超過していなければ、親機４は子機５ａ〜５ｍへ指定のチャンネルに変更する通知を送信する（Ｓ３０５）。一方、決定した無線チャンネルの選択回数が所定の回数を超過している場合は、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、親機４はホストコンピュータ１へ無線チャンネルの受信環境に不具合があることを通知する（Ｓ３０６）。このとき、子機５ａ〜５ｍへ指定のチャンネルに変更する通知は発信しない。また、これ以降、親機４は、子機５ａ〜５ｍのチャンネル変更要求を受け付けないようにし、通信状態の改善の見込みのないチャンネル変更を繰り返すことをやめる。また、このとき、判断した理由も通知できるようにしておくと良い。

例えば、子機５ａが良好に受信できるチャンネルが１つだけであって、他の子機５ｂがそのチャンネルを良好に受信できない場合、すなわち、子機の受信状態が相反するような場合、親機から何度も同じチャンネルに変更する命令が出される。このような場合、図６に示すようなフローによって、子機の受信状態が相反していることをホストコンピュータ１に通知することにより、無線通信環境の不具合が早期発見できる。また、判断した理由や不具合の内容も通知することで、的確な対応策をとることができる。
（実施の形態３）
図７は、本発明の第三の実施の形態であるテレメータシステムの親機の動作を示すフローチャートである。実施の形態において、親機以外の構成は、実施の形態１と同じである。

図７において、親機４は、子機５ａ〜５ｍから呼び出しを受信すると、子機５ａ〜５ｍへ受信した旨応答する（Ｓ４０１）。その後子機５ａ〜５ｍからチャンネル変更要求を受信する（Ｓ４０２）。このとき、親機４は新しい無線チャンネルを決定するとともに、変更したチャンネル情報を記憶部１５に記憶する（Ｓ４０３）。次に、親機４は、所定時間内で特定の子機からのチャンネル変更要求の受信が所定回数を超えたかどうか判断する（Ｓ４０４）。すなわち、特定の子機からのチャンネル変更要求の頻度を判定する。判定の結果、特定の無線子機からの変更要求が所定の回数を超過していなければ、親機４は子機５ａ〜５ｍへ指定のチャンネルに変更する通知を送信する（Ｓ４０５）。また、特定の無線子機からの変更要求が所定の回数を超過している場合は、親機４は、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータ１へ無線チャンネルの受信環境に不具合があるとことを通知する（Ｓ４０６）。とき、子機５ａ〜５ｍへ指定のチャンネルに変更する通知は発信しない。また、これ以降、親機４は、子機５ａ〜５ｍのチャンネル変更要求を受け付けないようにし、通信状態の改善の見込みのないチャンネル変更を繰り返すことをやめる。また、このとき、判断した理由も通知できるようにしておくと良い。

特定の子機の不具合により、無線チャンネルの変更が繰り返される場合に、ホストコンピュータ１に通知することで、無線通信環境の不具合が早期発見できる。不具合の内容も通知することで、的確な対応策をとることができる。
（実施の形態４）
また、親機がホストコンピュータ１に向けて、無線チャンネルの変更によって通信状態の改善が困難であることを送信するとき、親機自身の表示部１４に、適正なチャンネル設定ができない旨を表示するとともに、接続されている子機に対して同様の報知ができるようにエラー情報を送信してもよい。
（実施の形態５）
前記の実施形態１、２、３で、通信状態の改善の見込みのないチャンネル変更を繰り返すことをやめる場合、直前の無線チャンネル状態を維持する様にしてもよい。または親機から下流の無線テレメータシステムの動作を停止させてもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１ ホストコンピュータ
２ センタ側網制御装置（Ｃ−ＮＣＵ）
３ 端末側網制御装置（Ｔ−ＮＣＵ）
４ 親機
５ａ〜５ｍ 子機
６ａ〜６ｎ メータ

Claims (3)

1. ホストコンピュータに通信回線を介して接続された親機と、前記親機と無線回線を介して通信を行う複数の子機と、それぞれの前記子機に接続されたメータからなる無線テレメータシステムにおいて、
   前記子機は、前記親機との間の通信ノイズが多いと判断した場合、前記親機に無線チャンネル変更要求を送信し、
   前記親機は、前記子機からの無線チャンネル変更要求が所定の頻度を越えた場合に、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータに通知を行う無線テレメータシステム。
2. ホストコンピュータに通信回線を介して接続された親機と、前記親機と無線回線を介して通信を行う複数の子機と、それぞれの前記子機に接続されたメータからなる無線テレメータシステムにおいて、
   前記子機は、前記親機との間の通信ノイズが多いと判断した場合、前記親機に無線チャンネル変更要求を送信し、
   前記親機は、特定の無線チャンネルの選択頻度が所定の頻度を越えた場合に、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータに通知を行う無線テレメータシステム。
3. ホストコンピュータに通信回線を介して接続された親機と、前記親機と無線回線を介して通信を行う複数の子機と、それぞれの前記子機に接続されたメータからなる無線テレメータシステムにおいて、
   前記子機は、前記親機との間の通信ノイズが多いと判断した場合、前記親機に無線チャンネル変更要求を送信し、
   前記親機は、特定の子機からの変更要求が所定の頻度を越えた場合に、無線チャンネルの変更動作を中止するとともに、ホストコンピュータに通知を行う無線テレメータシステム。