以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は実施の形態1に係る無線テレメータシステムの全体構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る無線テレメータシステムは、センタ側の構成として、ホストコンピュータ11及びセンタ側網制御装置12を備え、端末側の構成として、無線親機21、無線子機22,22,…,22及びメータ23,23,…,23を備える。メータ23は、例えば個人宅などの需要家毎に設置され、供給事業者から各需要家に対して供給される水道、ガス、電気など供給物の使用量を計測し、計測結果(検針値)を出力する計測器である。本実施の形態に係る無線テレメータシステムは、メータ23の検針値を示すデータ、無線親機21及び無線子機22の動作状態を示すデータなど端末側から出力される各種データを、無線通信を利用してセンタ側へ送信すると共に、無線親機21及び無線子機22の動作を制御するためのコマンド等を含んだ各種データをセンタ側から端末側へ送信する。
センタ側網制御装置12と端末側の無線親機21とは、例えばPHS網、FOMA網などの広域無線網N1に接続され、広域無線網N1を介して無線通信を行う。なお、図1に示す例では、広域無線網N1に接続されている無線親機21の数を1つとしたが、複数の無線親機21が接続されていてもよいことは勿論のことである。
センタ側網制御装置12は、例えば通信事業者の基地局に設けられ、広域無線網N1を介した端末側との通信を制御する機能を有する。センタ側網制御装置12は、ホストコンピュータ11から端末側へ送信すべきデータが入力された場合、広域無線網N1の通信規格に準拠した通信方式にて、端末側へデータを送信する。また、端末側から送信されたデータを広域無線網N1を介して受信した場合、受信したデータをホストコンピュータ11へ送信するように構成されている。
無線親機21は、広域無線網N1を介してセンタ側に接続されると共に、複数の無線子機22,22,…,22との間でメッシュ型の狭域無線網N2を形成する。無線親機21は、広域無線網N1を介してセンタ側のホストコンピュータ11と無線通信を行うと共に、狭域無線網N2を介して無線子機22,22,…,22と無線通信を行うように構成されている。
また、本実施の形態に係る無線親機21は、狭域無線網N2内で各機器を識別するための識別子(無線機番号)を発行する機能を有する。無線親機21は、狭域無線網N2内に新たに接続された無線子機22または無線機番号を変更すべき無線子機22(以下、両者を区別せずに新規設置端末という)から番号発行要求を受付けた場合、新規設置端末に付与する無線機番号を発行し、無線親機21のID(以下、NCU−IDという)及び発行した無線機番号を含む発行応答を新規設置端末へ返信する。ここで、IDは、装置固有の識別子であり、狭域無線網N2内の各機器に対して付与される無線機番号とは異なる情報である。
無線親機21から無線番号が付与された既存の無線子機22は、自機に接続されたメータ23から検針値を取得した場合、検針値を示すデータを無線親機21へ送信する。このとき、無線子機22は、直接的に無線親機21へデータを送信するか、又は他の1又は複数の他の無線子機22,22,…を介して無線親機21へデータを送信する。無線親機21は、無線子機22から送信されるデータを受信した場合、及び自機においてホストコンピュータ11へ通知すべきイベントが発生した場合等において、広域無線網N1を介してホストコンピュータ11と通信を行う。
本実施の形態では、無線親機21から自機宛の無線機番号を取得した新規設置端末は、自機と無線親機21と間に、既存の無線子機22を経由する仮の通信経路(仮ルート)を設定することを特徴の1つとしている。新規設置端末は、設定した仮ルートを利用して、無線親機21及びセンタ側とデータの送受信を行うことができる。
以下、各機器の構成について説明する。
図2は無線親機21の内部構成を示すブロック図である。無線親機21は、制御部210、記憶部211、広域無線通信部212、狭域無線通信部213、表示部214、操作部215などを備える。無線親機21が備えるハードウェア各部は、電池219から供給される電力により動作するように構成されている。
制御部210は、CPU、ROMなどを備え、ROMに予め格納された制御プログラムをCPUが実行し、機器全体の制御を行うことにより、本発明に係る親機として機能させる。また、制御部210は、時刻情報を出力する時計手段(不図示)、開始指示を与えてから終了指示を与えるまでの時間を計測するタイマ(不図示)を備えていてもよい。
記憶部211は、例えば、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリにより構成されており、自機の動作に関する設定情報、自機のIDであるNCU−ID等を記憶すると共に、発行した無線機番号を管理する無線機番号発行テーブル、自機から各無線子機22,22,…,22へのホップ数を記憶するホップ数テーブル等を備える。
図3は無線親機21が有する無線機番号発行テーブルの一例を示す概念図である。図3に示す例では、無線親機21が発行した各機器に対する無線機番号と、各機器の無線機IDとを関連付けて記憶している状態を示している。無線機番号は、狭域無線網N2内に設置された各機器に対して無線親機21が発行する狭域無線網N2内の識別子であり、例えば1以上の整数により表される。また、無線機IDは、製造番号、シリアル番号等の各機器固有の情報であり、例えば英数字からなる文字列により表される。
広域無線通信部212は、アンテナ212aを通じて電波を発信または受信することによって、広域無線網N1を介した無線通信を行う。無線親機21は、例えば、無線子機22を通じてメータ23の検針値を取得した場合、検針値を示すデータをセンタ側のホストコンピュータ11へ送信する。広域無線通信部212は、制御部210を通じて送信すべきデータを取得した場合、アンテナ212aを駆動して電波を発信させることにより、広域無線網N1の通信規格に準拠した形式にてデータを送信する処理を行う。
また、広域無線通信部212は、アンテナ212aにて電波を受信した場合、受信した電波(受信電波)をデコードすることにより所定の形式のデータを取得する。アンテナ212aにて受信する受信電波には、例えば、ホストコンピュータ11からの起動指令などの各種制御コマンドが含まれる。広域無線通信部212は、受信電波をデコードして得られるデータを制御部210へ出力する。制御部210は、広域無線通信部212から出力されたデータを取得した場合、そのデータに基づいて各種の制御を行う。
狭域無線通信部213は、アンテナ213aを通じて電波を発信または受信することによって、複数の無線子機22,22,…,22と所定の無線通信方式にて通信を行う。無線通信方式としては、例えば特定小電力無線方式が採用される。無線親機21の狭域無線通信部213は、送信すべきデータを有する無線子機22を探索するための探索信号として、ビーコンを間欠的に送信する。また、狭域無線通信部213は、無線子機22から送信されるビーコンを受信した場合であって、自装置が送信すべきデータを有するとき、当該データをビーコンの送信元へ送信する。
表示部214は、LEDランプ、液晶表示パネル等により構成されており、制御部210から出力される制御信号に基づいて、例えば設置作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示する。
操作部215は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタンにより構成されており、作業員等による各種の設定操作を受付ける。制御部210は、操作部215から入力される設定内容を基に各種制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部211に記憶させる。
本実施の形態では、無線親機21がNCUの機能を有するものとして説明を行うが、NCUの機能を有する網制御装置を個別の装置として用意し、無線親機21を網制御装置に接続する構成であってもよい。この場合、無線親機21は、網制御装置を接続する接続インタフェースを備え、接続インタフェースに接続された網制御装置を介してセンタ側と通信を行う構成とすればよい。
図4は無線子機22の内部構成を示すブロック図である。無線子機22は、制御部220、記憶部221、狭域無線通信部222、接続ポート223、表示部224、操作部225などを備える。無線子機22が備えるハードウェア各部は、電池229から供給される電力により動作するように構成されている。
制御部220は、CPU、ROMなどを備え、ROMに予め格納された制御プログラムを実行し、機器全体の制御を行うことにより、本発明に係る子機として機能させる。また、制御部220は、時刻情報を出力する時計手段(不図示)、開始指示を与えてから終了指示を与えるまでの時間を計測するタイマ(不図示)を備えていてもよい。
記憶部221は、例えば、EEPROMなどの不揮発性メモリにより構成されており、自機の動作に関する設定情報、自機のID、無線親機21から発行された無線機番号等を記憶すると共に、自機から各機器へのホップ数を記憶するホップ数テーブルを備える。以下の説明において、無線機番号iの無線子機22を他の無線機番号j(j≠i)の無線子機22と区別して説明する必要がある場合、無線子機22(N=i)と表記することとする。
狭域無線通信部222は、アンテナ222aを通じて電波を発信または受信することによって、無線親機21及び他の無線子機22と所定の無線通信方式にて通信を行う。無線通信方式としては、例えば特定小電力無線方式が採用される。無線子機22の狭域無線通信部222は、送信すべきデータを有する無線親機21又は他の無線子機22を探索するための探索信号として、ビーコンを間欠的に送信する。また、狭域無線通信部222は、無線親機21又は他の無線子機22から送信されるビーコンを受信した場合であって、自装置が送信すべきデータを有するとき、当該データをビーコンの送信元へ送信する。
接続ポート223は、ガス、水道などの使用量を計測するメータ23等を接続するためのインタフェースを備える。接続ポート223は、接続されたメータ23から検針値を取得した場合、検針値を示すデータを制御部220へ送出する。
表示部224は、LEDランプ、液晶表示パネル等により構成されており、制御部220から出力される制御信号に基づいて、例えば設置作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示する。
操作部225は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタンにより構成されており、作業員等による各種の設定操作を受付ける。制御部220は、操作部225から入力される設定内容を基に各種制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部221に記憶させる。
以下、本実施の形態に係る無線テレメータシステムの動作について説明する。
図5は比較例として示す従来の無線テレメータシステムの動作を説明するタイミングチャートである。新規設置端末を狭域無線網N2内に新たに接続しようとした場合、作業員は、例えば、既存の無線子機22(図5の例では、無線機番号Nが4の無線子機22)の近傍にて、無線子機22(N=4)及び新規設置端末の双方から所定の操作を行うことにより、番号発行通信モードへ移行させる。
新規設置端末は、番号発行通信モードに移行した場合、NFC(Near Field Communication)、有線通信等の通信により、番号発行要求を既存の無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS11)。
番号発行要求を受信した無線子機22は、番号発行要求に対する応答を新規設置端末へ返信すると共に(ステップS12)、無線親機21に対して間接番号発行要求を送信する(ステップS13)。無線子機22(N=4)からの間接番号発行要求は、直接的に無線親機21へ送信されるか、または、他の1又は複数の無線子機22(図5の例では、無線機番号が2及び3の無線子機22,22)を介して無線親機21へ送信される。
無線親機21は、狭域無線通信部213を通じて間接番号発行要求を受信した場合、新規設置端末に対して割り当てる無線機番号を決定する。例えば、1〜4までの無線機番号が発行済みである場合、無線親機21は、新規設置端末に割り当てる無線機番号を5に決定する。無線親機21は、決定した無線機番号を含む間接番号発行応答を無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS14)。
無線子機22(N=4)は、無線親機21から送信される間接番号発行応答を受信した場合、新規設置端末に対して発行された無線機番号を含む番号発行応答を新規設置端末へ送信する(ステップS15)。
新規設置端末は、無線子機22(N=4)から番号発行応答を受信した場合、受信した番号発行応答から自機宛の無線機番号を取り出し、記憶部221に記憶させると共に、番号発行応答を受信した旨を無線子機22(N=4)に通知するための応答を行う(ステップS16)。
以上の処理により、新規設置端末に対して狭域無線網N2内で使用する無線機番号を割り当てることができ、既存の無線子機22(N=4)の近傍での作業が完了する。新規設置端末に対して無線機番号を割り当てた後、作業員は、新規の設置場所(例えば、新規需要家宅に設けられたメータ23の近く)に新規設置端末を設置し(ステップS17)、設置した新規設置端末を起動させる(ステップS18)。
新規設置端末は、起動後、自身の接続ポート223にバスを介して接続されたデバイスを検索するために、バス上の各デバイスに対してデバイス検索を同報的に送信する(ステップS19,S21)。新規設置端末の接続ポート223にバスを介してメータ23が接続されている場合、メータ23は、デバイス検索を受信したと判断した際に、メータIDを含む応答を新規設置端末へ返信する(ステップS20,S22)。このとき、新規設置端末は、デバイス検索を連続的に2回実行し、少なくとも一方のデバイス検索に対して応答があった場合に、自機に接続されたデバイスを検出したと判断し、応答に含まれるデバイスID(例えば、メータID)を自機の記憶部221に記憶させる。
従来の無線テレメータシステムでは、新規設置端末は、所定の設置場所に設置され、デバイス検索が終了した時点において、無線親機21の無線機番号及びNCU−IDを取得していないため、デバイス検索の結果を無線親機21に通知することができず、センタ側との通信も実施することができない。このため、従来の無線テレメータシステムでは以下の処理を行う。
無線親機21及び各無線子機22,22,…,22は、適宜のタイミングでRNO収集を実行し、他の無線子機22とホップ数テーブルの交換を行う。具体的には、無線親機21及び無線子機22は、それぞれが有するホップ数テーブルを交換相手の無線子機22(又は無線親機21)へ送信すると共に、交換相手の無線子機22(又は無線親機21)が有するホップ数テーブルを通信により取得する。無線親機21及び無線子機22は、交換相手から取得したホップ数テーブルに基づき、それぞれのホップ数テーブルを適宜更新する。
ホップ数テーブルを交換するタイミングは、無線親機21及び各無線子機22,22,…,22が通信できるタイミングに依存するが、図5に示した例では、便宜的に、無線子機22(N=4)と新規設置端末(N=5)との間、無線子機22(N=3)と無線子機(N=4)との間、無線子機22(N=2)と無線子機(N=3)との間、無線親機(N=1)と無線子機22(N=2)との間でホップ数テーブルを順次交換する手順を示している(ステップS23〜S26)。
図6はホップ数テーブルの更新例を説明する説明図である。図6Aは交換前の無線子機22(N=4)が有するホップ数テーブルの一例を示している。ホップ数テーブルは、自機を含む1又は複数の無線機番号と、当該無線機番号により識別される各機器までのホップ数とを関連付けて記憶したテーブルである。図6Aの例において、自機(N=4)のホップ数は0であり、自機に隣接する無線子機22(N=3)のホップ数は1であることを示している。同様に、無線子機(N=2)のホップ数は2、無線親機(N=1)のホップ数は3であることを示している。
図6Bは交換前の新規設置端末が有するホップ数テーブルの一例を示している。ホップ数テーブルの交換前において、新規設置端末は、他の機器の無線機番号を取得していないため、新規設置端末が有するホップ数テーブルには、自機(N=5)のホップ数(=0)のみが登録されている。
図6Cは交換後の無線子機22(N=4)が有するホップ数テーブルの一例を示している。無線子機22(N=4)は、新規設置端末(N=5)とホップ数テーブルの交換を行った場合、図6Bに示すホップ数テーブルを通信により取得し、取得したホップ数テーブルに基づいて自機のホップ数テーブルを更新する。このとき、無線子機22(N=4)のホップ数テーブルには、新規設置端末(N=5)のホップ数(=1)が追加される。
なお、図には示していないが、交換後の新規設置端末が有するホップ数テーブルについても同様であり、無線子機22(N=4)とホップ数テーブルの交換処理を行うことにより、新規設置端末のホップ数テーブルには、無線機番号1〜4に対応する機器(無線親機21及び無線子機22(N=2〜4))のホップ数が追加される。
同様に、無線子機22(N=3)、無線子機22(N=2)、無線親機(N=1)が、ホップ数テーブルの交換処理及び更新処理を順次実行することにより、狭域無線網N2内の各機器は、新規設置端末の無線機番号を取得することができる。
無線親機21は、ホップ数テーブルの交換処理を通じて、新規設置端末の無線機番号を取得した場合、新規設置端末の無線機番号を自機の記憶部211に記憶させることで新規設置端末の登録を行い(ステップS27)、無線親機21のIDであるNCU−IDを新規設置端末に通知する(ステップS28)。新規設置端末は、無線親機21から通知されるNCU−IDを取得した場合、NCU−IDを自機の記憶部221に登録する(ステップS29)。
一方、新規設置端末は、デバイス検索によって取得したメータIDを無線親機21に通知する(ステップS30)。無線親機21は、新規設置端末から通知されるメータIDを取得した場合、メータIDを自機の記憶部211に登録する(ステップS31)。
以上のように、従来の無線テレメータシステムは、任意のタイミングで行うホップ数テーブルの交換処理、及びホップ数テーブルの交換処理の後に実行するNCU−IDの通知を経て、無線親機21と新規設置端末との間でデータの送受信が可能となる。
しかしながら、無線テレメータシステムにおけるホップ数テーブルの交換は、1段毎に待機時間25+m×5秒(mは、各無線子機22間で待機時間にバラツキを与えるための変数であり、例えば無線機番号%16の値が採用される)及び通信時間10秒程度の時間を要するため、新規設置端末の無線機番号が各機器に通知され、新規設置端末が無線親機21のNCU−IDを取得するまでには、非常に多くの時間を要するという問題点を有している。
そこで、本実施の形態では、新規設置端末においてデバイス検索を行った後に、新規設置端末と無線親機21との間で仮ルートを設定することにより、新規設置端末が通信可能となるタイミング(開通タイミング)を短縮する。
図7は実施の形態1に係る無線テレメータシステムの動作を説明するタイミングチャートである。新規設置端末を狭域無線網N2内に新たに接続しようとした場合、作業員は、新規の設置場所(例えば、新規需要家宅に設けられたメータ23の近く)に新規設置端末を設置し(ステップS101)、新規設置端末及び仮ルートの中継ノードとすべき無線子機22の双方において所定の操作を行うことにより、番号発行開通モードへ移行させる(ステップS102,S103)。図7に示す例では、無線子機22(N=4)を仮ルートの中継ノードとして設定した状態を示している。この中継ノードは、狭域無線網N2内に設置されている既存の無線子機22,22,…,22のうち、新規設置場所から直接的に通信できる場所に存在する無線子機22から選択される。
なお、番号発行開通モードに移行させるための操作は任意である。例えば、新規設置端末及び中継ノードの無線子機22が備える操作部225において、所定のスイッチの押下操作、所定のスイッチの長押し操作、複数のスイッチを組み合わせた操作等の予め定めた操作を受付けた場合、番号発行開通モードに移行させる構成とすればよい。また、双方において同時的に番号発行開通モードへ移行させるための操作を受付けることは必須の要件ではなく、新規設置端末、中継ノードの無線子機22の順に操作を受付ける構成であってもよく、中継ノードの無線子機22、新規設置端末の順に操作を受付ける構成であってもよい。
番号発行開通モードに移行した後、新規設置端末はデバイス検索を行う。すなわち、新規設置端末は、自身の接続ポート223にバスを介して接続されたデバイスを検索するために、バス上の各デバイスに対してデバイス検索を同報的に送信する(ステップS104,S106)。新規設置端末の接続ポート223にバスを介してメータ23が接続されており、メータ23がデバイス検索を受信した場合、メータIDを含む応答を新規設置端末へ返信する(ステップS105,S107)。このとき、新規設置端末は、デバイス検索を連続的に2回実行し、少なくとも一方のデバイス検索に対して応答があった場合に、自機に接続されたデバイスを検出したと判断し、応答に含まれるデバイスID(例えば、メータID)を自機の記憶部221に記憶させる。
次いで、新規設置端末は、自機の無線機IDを含んだ番号発行要求と、デバイス検索によって取得したメータIDとを、仮ルートの中継ノードである無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS108)。
無線子機22(N=4)は、新規設置端末から番号発行要求及びメータIDを受信した場合、受信した旨の応答を新規設置端末へ送信すると共に(ステップS109)、間接番号発行要求及び新規設置端末から受信したメータIDを無線親機21へ送信する(ステップS110)。無線子機22(N=4)からの間接番号発行要求は、直接的に無線親機21へ送信されるか、または、他の1又は複数の無線子機22(図7の例では、無線機番号が2及び3の無線子機22,22)を介して無線親機21へ送信される。
無線親機21は、狭域無線通信部213を通じて間接番号発行要求及びメータIDを受信した場合、新規設置端末に対して割り当てる無線機番号を決定する。例えば、1〜4までの無線機番号が発行済みである場合、無線親機21は、新規設置端末に割り当てる無線機番号を5に決定する。また、無線親機21は、新規設置端末を無線機管理テーブルに登録すると共に(ステップS111)、受信したメータIDを新規設置端末に接続されたメータ23のIDとして登録する(ステップS112)。
次いで、無線親機21は、無線子機22(N=4)を中継ノードとする新規設置端末への仮ルートを設定し(ステップS113)、自機のIDであるNCU−IDと共に、新規設置端末に割り当てるべき無線機番号を含んだ間接番号発行応答を無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS114)。
無線子機22(N=4)は、無線親機21から送信されるNCU−ID及び間接番号発行応答を受信した場合、NCU−ID及び新規設置端末に対して発行された無線機番号を含む番号発行応答を新規設置端末へ送信する(ステップS115)。
新規設置端末は、無線子機22(N=4)から番号発行応答を受信した場合、NCU−ID及び自機宛の無線機番号を取り出して記憶部221に記憶させることにより、NCU−IDの登録を行い(ステップS116)、自機が有するホップ数テーブルに自機の無線機番号を登録する。また、新規設置端末は、無線子機22(N=4)を中継ノードとする無線親機21への仮ルートを設定する(ステップS117)。
次いで、新規設置端末は、無線子機22(N=4)との通信に必要な無線機番号を取得するために、新規設置端末と無線子機22(N=4)との間でのみ、ホップ数テーブルの交換処理を行う(ステップS118)。この交換処理により、新規設置端末は、無線子機22(N=4)の無線機番号を取得し、逆に無線子機22(N=4)は、新規設置端末の無線機番号を取得する。
なお、仮ルートを設定した場合には、新規設置端末と中継ノードである無線子機22(N=4)との間でのみホップ数テーブルの交換処理を行い、他の無線子機22(N≠4)及び無線親機21とのホップ数テーブルの交換処理を停止させる。
以上により、新規設置端末は、中継ノードとして設定された無線子機22(N=4)を含む仮ルートを利用することにより、無線親機21との通信が可能となる。また、新規設置端末は、仮ルートを利用して、自機が通信可能となった旨の開通通知をホストコンピュータ11へ送信する(ステップS119)。
また、ホストコンピュータ11は、新規設置端末からの開通通知を受信した場合、受信した旨を示す応答を新規設置端末へ返信する(ステップS120)。
次に、新規設置端末と無線親機21との間の通信について説明する。
図8は仮ルートを利用した通信処理を説明するタイミングチャートである。図8に示す例において、新規設置端末と無線親機21との間には既に仮ルートが設定されているものとして説明を行う。新規設置端末は、無線親機21に対して送信すべきデータ(例えばメータ23の検針結果)を有するとき、制御部220において無線親機21宛の電文を作成する(ステップS151)。
図9は各機器が作成する電文の電文フォーマットを説明する説明図である。図9に示す電文フォーマットにおいて、NETの項目は送信元及び送信先を表し、APPの各項目SADDR,DADDR,DATAは、それぞれ送信元のアドレス、送信先のアドレス、送信対象のデータを示している。
ステップS151において新規設置端末が作成する電文の宛先は、無線親機21であるため、新規設置端末は、図9Aの電文フォーマットに基づいて、無線親機21宛の電文を作成する。作成される電文において、NETの項目は新規設置端末(送信元)から無線親機21(送信先)への電文であることを表し、APPの各項目には、それぞれ新規設置端末のID、無線親機21のNCU−ID、送信対象のデータが設定される。
仮ルートが設定されている場合、新規設置端末は、作成した電文をそのまま送信せずに、宛先の変更を行い、本来の宛先である無線親機21の情報を送信対象のデータに付加した電文に変換する(ステップS152)。例えば、無線子機22(N=4)を中継ノードとする仮ルートが設定されている場合、図9Bに示す電文フォーマットに基づいて、実際に送信する電文を変更する。図9Bに示す電文フォーマットは、変更後の電文において、NETの項目は新規設置端末から無線子機22(N=4)への電文であることを表し、APPの各項目には、それぞれ新規設置端末のID、無線子機22(N=4)のID、本来の宛先である無線親機21の情報を付加したデータが設定されることを表している。新規設置端末の制御部220は、図9Bに示す電文フォーマットに基づき、送信すべき電文の宛先を無線子機22(N=4)に変更し、本来の宛先である無線親機21の情報を送信対象のデータに付加する。
次いで、新規設置端末は、狭域無線通信部222を通じて宛先変更後の電文を中継ノードである無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS153)。
仮ルートの中継ノードである無線子機22(N=4)が電文を受信した場合、その制御部220において電文の解析を行う(ステップS154)。このとき、制御部220は、受信した電文のデータに無線親機21の情報が付加されているか否かを判断する。無線親機21の情報が付加されている場合、制御部220は、電文の変換処理を行う(ステップS155)。より具体的には、制御部220は、送信先(DADDR)を本来の宛先である無線親機21のNCU−IDに変更すると共に、データから無線親機21の情報を削除する処理を行う。
次いで、無線子機22(N=4)は、変換後の電文を無線親機21へ転送する(ステップS156)。
図9Cは中継ノードの無線子機22(N=4)により送信される電文の電文フォーマットを示している。前述のように、中継ノードの無線子機22(N=4)は、送信先(DADDR)を本来の宛先である無線親機21のNCU−IDに変更すると共に、データから無線親機21の情報を削除する処理を行うため、NETの項目は、無線子機22(N=4)から無線親機21への電文であることを表し、APPの各項目には、それぞれ新規設置端末のID、無線親機21のNCU−ID、送信対象のデータが設定される。
中継ノードの無線子機22(N=4)から送信される電文を無線親機21が受信した場合(ステップS157)、新規設置端末から無線親機21への仮ルートを用いた電文の送信処理が完了する。
無線親機21から新規設置端末に対して電文を送信する場合についても、仮ルートを利用することができる。
無線親機21は、新規設置端末に対して送信すべきデータを有するとき、制御部210において新規設置端末宛の電文を作成する(ステップS161)。無線親機21が作成する電文の宛先は新規設置端末であるため、APPの各項目に、それぞれ無線親機21のNCU−ID、新規設置端末のID、送信対象のデータを設定した電文が作成される。
仮ルートが設定されている場合、無線親機21は、作成した電文をそのまま送信せずに、宛先の変更を行うと共に、本来の宛先である新規設置端末の情報を送信対象のデータに付加した電文に変換する(ステップS162)。無線子機22(N=4)を中継ノードとする仮ルートが設定されている場合、無線親機21の制御部210は、送信すべき電文の宛先を無線子機22(N=4)に変更し、本来の宛先である新規設置端末の情報を送信対象のデータに付加する。次いで、無線親機21は、狭域無線通信部213を通じて宛先変更後の電文を中継ノードである無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS163)。
仮ルートの中継ノードである無線子機22(N=4)が電文を受信した場合、その制御部220において電文の解析を行う(ステップS164)。このとき、制御部220は、受信した電文のデータに新規設置端末の情報が付加されているか否かを判断する。新規設置端末の情報が付加されている場合、制御部220は、電文の変換処理を行う(ステップS165)。より具体的には、制御部220は、送信先(DADDR)を本来の宛先である新規設置端末のIDに変更すると共に、データから新規設置端末の情報を削除する処理を行う。
次いで、無線子機22(N=4)は、変換後の電文を新規設置端末へ転送する(ステップS166)。
中継ノードの無線子機22(N=4)から送信される電文を新規設置端末が受信した場合(ステップS167)、無線親機21から新規設置端末への仮ルートを用いた電文の送信処理が完了する。
なお、図8に示した例では、新規設置端末から無線親機21に対して電文を送信し、その後、無線親機21から新規設置端末に対して電文を送信する手順について説明したが、電文の送信タイミングは図8に示したタイミングに限定されるものではなく、新規設置端末及び無線親機21は、それぞれ適宜のタイミングで電文を送信することが可能である。また、図8に示した例では、新規設置端末と無線親機21との間の通信処理について説明したが、新規設置端末とホストコンピュータ11との通信についても仮ルートを利用した同様の処理を実行することにより、両者の間で電文を送受信することが可能である。
以上のように、実施の形態1では、新規設置端末の設置後、無線親機21と新規設置端末との間で仮ルートを設定し、この仮ルートを利用して無線親機21と新規設置端末との間でデータの送受信を行う構成としているので、各機器間のホップ数テーブルの交換処理を待たずして通信を開始させることができ、新規設置端末の開通処理に要する時間を短縮することができる。
(実施の形態2)
実施の形態1では、新規設置端末に対して仮ルートを設定した後、ホップ数テーブルの交換処理を停止させる構成としたが、停止させてから所定時間が経過した後にホップ数テーブルの交換処理を再開させる構成としてもよい。
実施の形態2では、新規設置端末にてホップ数テーブルの交換処理を停止させてから、所定時間経過後にホップ数テーブルの交換処理を再開させる構成について説明を行う。
図10は実施の形態2に係る無線テレメータシステムの動作を説明するタイミングチャートである。図10に示すタイミングチャートは、仮ルートの設定後、所定時間が経過した時点で、停止していたホップ数テーブルの交換処理を再開させる手順を示したものである。
新規設置端末は、無線親機21から送信されるNCU−IDを登録し、仮ルートを設定した場合(図7のS116,S117を参照)、制御部220の内蔵タイマを用いて計時を開始する(ステップS201)。
制御部220は、計時を開始してから所定時間(例えば12時間)が経過したか否かを判断し、所定時間が経過した場合(ステップS202)、自機が有するホップ数テーブルから、中継ノードである無線子機22(N=4)の情報を削除する(ステップS203)。
同様に、無線子機22(N=4)は、自機が有するホップ数テーブルから、新規設置端末の情報を削除する(ステップS204)。なお、無線子機22(N=4)のホップ数テーブルから新規設置端末の情報を削除するタイミングは、新規設置端末から通知されるタイミングであってもよく、自機が有する内蔵タイマを用いて計時した時間を参照して定めたタイミングであってもよい。
新規設定端末及び無線子機22(N=4)が有する双方のホップ数テーブルから互いの情報を削除した後、各機器は適宜のタイミングでホップ数テーブルの交換処理を実行する。
ホップ数テーブルを交換するタイミングは、無線親機21及び各無線子機22,22,…,22が通信できるタイミングに依存するが、図10に示した例では、便宜的に、無線子機22(N=4)と新規設置端末(N=5)との間、無線子機22(N=3)と無線子機(N=4)との間、無線子機22(N=2)と無線子機(N=3)との間、無線親機(N=1)と無線子機22(N=2)との間でホップ数テーブルを順次交換する手順を示している(ステップS205〜S208)。
無線親機21は、ホップ数テーブルの交換処理を通じて、新規設置端末の無線機番号を取得した場合、仮ルートを解除すると共に(ステップS209)、仮ルートの設定解除を新規設置端末に通知する(ステップS210)。
一方、新規設置端末は、無線親機21から仮ルートの設定解除に係る通知を受信した場合、仮ルートを解除すると共に(ステップS211)、仮ルートの解除が完了した旨を無線親機21に通知する(ステップS212)。
なお、上述した例では、仮ルートの設定から所定時間が経過したタイミングで各機器によるホップ数テーブルの交換処理を再開させ、仮ルートを解除する構成としたが、新規設置端末の制御部220が備える内蔵の時計手段の出力を参照し、所定の時刻となったタイミングで各機器によるホップ数テーブルの交換処理を再開させ、仮ルートを解除する構成としてもよい。
以上のように、実施の形態2における新規設置端末は、無線親機21との間の通信に必要な情報については、新規設置端末の設置直後に取得することができ、狭域無線網N2内の他の無線子機22と通信する際に必要な情報は、設置後の所定のタイミングで取得することができる。
(実施の形態3)
実施の形態1では、新規設置端末及び既存の無線子機22の双方においてスイッチ操作を行った場合、仮ルートを設定する構成としたが、仮ルートとして設定すべき無線子機22をセンタ側から指定する構成としてもよい。
実施の形態3では、仮ルートとして設定すべき無線子機22をセンタ側から指定する構成について説明する。
図11は実施の形態3に係る無線テレメータシステムの動作を説明するタイミングチャートである。新規設置端末を狭域無線網N2内に新たに接続しようとした場合、作業員は、新規の設置場所(例えば、新規需要家宅に設けられたメータ23の近く)に新規設置端末を設置し(ステップS301)、新規設置端末において所定の操作を行うことにより、新規設置端末を番号発行開通モードに移行させる(ステップS302)。
なお、番号発行開通モードに移行させるための操作は任意であり、例えば、新規設置端末が備える操作部225において、所定のスイッチの押下操作、所定のスイッチの長押し操作、複数のスイッチを組み合わせた操作等の予め定めた操作を受付けた場合、番号発行開通モードに移行させる構成とすればよい。
一方、仮ルートとして設定する中継ノードは、狭域無線網N2内の既存の無線子機22であり、センタ側と通信が可能である。そこで、実施の形態3では、仮ルートとして設定する中継ノード(図11の例では無線子機22(N=4))に対して、センタ側から通信により番号発行開通指示を与え(ステップS303)、当該無線子機22(N=4)を番号発行開通モードに移行させる(ステップS304)。
新規設置端末及び中継ノードとなる無線子機22(N=4)の双方が番号発行開通モードに移行した後の処理は、図7に示すタイミングチャートのステップS104以降の処理と全く同様である。
以上のように、実施の形態3では、仮ルートの中継ノードとなる無線子機22に対して、センタ側からの通信により番号発行開通指示を与えることができるので、中継ノードとなる無線子機22が操作困難な場所に設置されている場合であっても、この無線子機22を直接的に操作することなく番号発行開通モードに移行させることができる。
(実施の形態4)
実施の形態1では、無線親機21が番号発行機能を有するものとして説明を行ったが、番号発行機能を有する機器を無線親機21とは別に設置する構成としてもよい。
実施の形態4では、番号発行機構を有する番号発行無線機30を狭域無線網N2内に接続し、番号発行無線機30を通じて各機器への番号発行を行う構成について説明を行う。
図12は実施の形態4に係る無線テレメータシステムの全体構成を示すブロック図である。実施の形態4に係る無線テレメータシステムは、センタ側の構成として、ホストコンピュータ11及びセンタ側網制御装置12を備え、端末側の構成として、無線親機21、無線子機22,22,…,22及びメータ23,23,…,23を備える他、番号発行無線機30を備える。実施の形態4では、番号発行無線機30が各機器への番号発行を行うため、無線親機21は番号発行の機能を有していなくてもよい。
図13は番号発行無線機30の内部構成を示すブロック図である。番号発行無線機30は、制御部300、記憶部301、狭域無線通信部302、接続ポート303、表示部304、操作部305などを備える。番号発行無線機30が備えるハードウェア各部は、電池309から供給される電力により動作するように構成されている。
制御部300は、例えば、CPU、ROMなどを備える。CPUは、ROMに予め格納された制御プログラムを実行することにより、機器全体を制御を行う。また、制御部300は、時刻情報を出力する時計手段(不図示)、開始指示を与えてから終了指示を与えるまでの時間を計測するタイマ(不図示)を備えていてもよい。
記憶部301は、例えば、EEPROMなどの不揮発性メモリにより構成されており、発行した無線機番号と発行先の無線機IDとを関連付けて記憶する無線機管理テーブル等を有する。無線機番号は、狭域無線網N2内に設置された各機器に対して付与した狭域無線網N2内の固有の番号であり、例えば1〜N(Nは狭域無線網N2に接続済みの機器の数)の整数値により表される。また、無線機IDは、無線親機21又は無線子機22の製造番号、シリアル番号等の各機器固有の情報(無線機ID)であり、例えば英数字からなる文字列により表される。
狭域無線通信部302は、アンテナ302aを通じて電波を発信または受信することによって、無線子機22と所定の無線通信方式にて通信を行う。無線通信方式としては、例えば特定小電力無線方式が採用される。
接続ポート303は、メータ23等を接続するためのインタフェースを備える。番号発行無線機30を無線子機22の1つとして機能させる場合、メータ23が接続ポート303に接続される。メータ23が接続されている場合、接続ポート303は、当該メータ23から出力される検針値を取得し、取得した検針値を示すデータを制御部300へ送出する。
表示部304は、LEDランプ、液晶表示パネル等により構成されており、制御部300から出力される制御信号に基づいて、例えば設置作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示する。操作部305は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタンにより構成されており、作業員等による各種の設定操作を受付ける。
図14は実施の形態4に係る無線テレメータシステムの動作を説明するタイミングチャートである。新規設置端末を狭域無線網N2内に新たに接続しようとした場合、作業員は、新規の設置場所(例えば、新規需要家宅に設けられたメータ23の近く)に新規設置端末を設置し(ステップS401)、新規設置端末及び仮ルートの中継ノードとすべき無線子機22の双方において所定の操作を行うことにより、番号発行開通モードへ移行させる(ステップS402,S403)。図14に示す例では、無線子機22(N=4)を仮ルートの中継ノードとして設定した状態を示している。この中継ノードは、狭域無線網N2内に設置されている既存の無線子機22,22,…,22のうち、新規設置場所から直接的に通信できる場所に存在する無線子機22から選択される。
なお、番号発行開通モードに移行させるための操作は任意であり、実施の形態1に示したように、新規設置端末及び中継ノードの無線子機22の双方においてスイッチ操作を行う構成としてもよく、実施の形態3に示したように、新規設置端末において所定のスイッチ操作を行い、中継ノードの無線子機22に対してセンタ側から通信により番号発行開通指示を与えてもよい。
番号発行開通モードに移行した後、新規設置端末はデバイス検索を行う。すなわち、自身の接続ポート223にバスを介して接続されたデバイスを検索するために、バス上の各デバイスに対してデバイス検索を同報的に送信する(ステップS404,S406)。新規設置端末の接続ポート223にバスを介してメータ23が接続されている場合、当該メータ23のメータIDを含む応答を新規設置端末へ返信する(ステップS405,S407)。
次いで、新規設置端末は、中継ノードである無線子機22(N=4)に対して番号発行要求を送信する(ステップS408)。
無線子機22(N=4)は、新規設置端末から番号発行要求を受信した場合、受信した旨の応答を新規設置端末へ送信すると共に(ステップS409)、間接番号発行要求を番号発行無線機30へ送信する(ステップS410)。
番号発行無線機30は、狭域無線通信部302を通じて間接番号発行要求を受信した場合、新規設置端末に対して割り当てる無線機番号を決定する。例えば、1〜4までの無線機番号が発行済みである場合、番号発行無線機30は、新規設置端末に割り当てる無線機番号を5に決定する。
次いで、番号発行無線機30は、新規設置端末に割り当てる無線機番号を含んだ間接番号発行応答を無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS411)。
無線子機22(N=4)は、番号発行無線機30から送信される間接番号発行応答を狭域無線通信部222を通じて受信した場合、新規設置端末に割り当てる無線機番号を含んだ番号発行応答を新規設置端末へ送信する(ステップS412)。
次いで、新規設置端末は、無線親機21のNCU−IDを取得するために、NCU−ID取得要求を無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS413)。このNCU−ID取得要求には、新規設置端末の無線機ID及びデバイス検索により取得したメータIDが付加される。新規設置端末から送信されるNCU−ID取得要求は、無線子機22(N=4)により、無線親機21へ転送される(ステップS414)。
無線親機21は、NCU−ID取得要求を受信した場合、NCU−ID取得要求に付加されている新規設置端末の無線機ID及びメータIDを取り出し、新規設置端末を無線機管理テーブルに登録すると共に(ステップS415)、受信したメータIDを新規設置端末に接続されたメータ23のIDとして登録する(ステップS416)。
次いで、無線親機21は、無線子機22(N=4)を中継ノードとする新規設置端末への仮ルートを設定し(ステップS417)、自機のIDであるNCU−IDを無線子機22(N=4)へ送信する(ステップS418)。無線親機21から送信されるNCU−IDは、無線子機22(N=4)により、新規設置端末へ転送される(ステップS419)。
新規設置端末は、無線子機22(N=4)からNCU−IDを受信した場合、記憶部221に記憶させることでNCU−IDの登録を行う(ステップS420)。また、新規設置端末は、無線子機22(N=4)を中継ノードとする無線親機21への仮ルートを設定する(ステップS421)。
次いで、新規設置端末は、無線子機22(N=4)との通信に必要な無線機番号を取得するために、新規設置端末と無線子機22(N=4)との間でのみ、ホップ数テーブルの交換処理を行う(ステップS422)。この交換処理により、新規設置端末は、無線子機22(N=4)の無線機番号を取得し、逆に無線子機22(N=4)は、新規設置端末の無線機番号を取得する。
なお、仮ルートを設定した場合には、新規設置端末と中継ノードである無線子機22(N=4)との間でのみホップ数テーブルの交換処理を行い、他の無線子機22(N≠4)及び無線親機21とのホップ数テーブルの交換処理を停止させる。
以上により、新規設置端末は、中継ノードとして設定された無線子機22(N=4)を含む仮ルートを利用することにより、無線親機21との通信が可能となる。また、新規設置端末は、仮ルートを利用して、自機が通信可能となった旨の開通通知をホストコンピュータ11へ送信する(ステップS423)。
また、ホストコンピュータ11は、新規設置端末からの開通通知を受信した場合、受信した旨を示す応答を新規設置端末へ返信(ステップS424)。
以上のように、実施の形態4では、無線親機21が番号発行機能を有しておらず、狭域無線網N2内に番号発行専用の通信機器が設置されている場合であっても、本願の仮ルートを用いた通信処理を適用することができる。
今回開示された実施の形態は、全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、上述した意味ではなく、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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
本願の無線テレメータシステムは、広域無線網(N1)を介して外部通信装置(11)と通信可能に接続される親機(21)と、需要家に供給される供給物の使用量を計測して計測結果を出力するメータ(23)を接続するための接続手段(223)を夫々が備え、狭域無線網(N2)を介して前記親機(21)と通信可能に接続される複数の子機(22)とを含み、各子機(22)は、自機の接続手段(223)に接続されたメータ(23)から出力される計測結果を含むデータを前記親機(21)を通じて前記外部通信装置(11)へ送信する無線テレメータシステムにおいて、前記親機(21)は、自機の識別子を記憶する記憶手段(211)、前記狭域無線網(N2)内で各子機(22)を識別する識別子を発行する発行手段(210)、前記狭域無線網(N2)を通じて識別子の発行要求を受信する手段(213)、及び該手段にて識別子の発行要求を受信した場合、前記記憶手段(211)が記憶する自機の識別子と、前記発行手段(210)が発行する識別子とを含む発行応答を前記発行要求の送信元へ送信する手段(213)を備え、各子機(22)は、自機が取得すべき識別子の発行要求を、前記狭域無線網(N2)に接続された他の子機(22)を介して前記親機(21)へ送信する手段(222)、前記発行要求に対して前記親機(21)が送信する発行応答を前記他の子機(22)を介して受信する手段(222)、前記発行応答を受信した場合であって、前記親機(21)へ送信すべきデータを有するとき、前記他の子機(22)を宛先とし、前記親機(21)の識別子を前記データに付加した送信データを生成する手段(220)、及び該手段により生成した送信データを前記他の子機(22)へ送信する手段(222)を備え、前記他の子機(22)は、自機を宛先とし、前記親機(21)の識別子がデータに付加された送信データを受信したか否かを判断する手段(220)、前記送信データを受信したと判断した場合、該送信データを、前記親機(21)を宛先とし、前記データから前記親機(21)の識別子を削除した送信データに変換する手段(220)、及び該手段により変換した送信データを前記親機(21)へ転送する手段(223)を備えることを特徴とする。
本願では、狭域無線網内に新たに設置され、親機から識別子が付与された子機(新規設置端末)は、狭域無線網内の既存の子機を経由する通信経路を確保することにより、設置直後において親機と通信することが可能となる。
本願の無線テレメータシステムは、各子機(22)は、自機の識別子を含む1又は複数の識別子と、自機から前記識別子により識別される前記親機(21)又は子機(22)までのホップ数とを関連付けて記憶するホップ数テーブル、自機と通信可能に接続された1又は複数の子機(22)から、該子機(22)が備えるホップ数テーブルを取得する手段(222)、及び前記子機(22)から取得したホップ数テーブルに記憶されている識別子のうち、自機が備えるホップ数テーブルに記憶されていない識別子と、該識別子に関連付けて記憶されているホップ数とに基づき、自機のホップ数テーブルを更新する手段(220)を更に備えることを特徴とする。
本願では、各子機はホップ数テーブルの交換処理及び更新処理を適宜実行することにより、各子機に付与された識別子を取得することができる。また、本願では、ホップ数テーブルの交換処理及び更新処理を実行することなく、親機とは設置直後から通信可能となる。
本願の無線テレメータシステムは、各子機(22)は、前記親機(21)から送信される発行応答を受信した場合、前記他の子機(22)以外の子機(22)からホップ数テーブルを取得することを停止する手段(220)を更に備えることを特徴とする。
本願では、新規設置端末の設置直後にホップ数テーブルの交換処理及び更新処理を停止させるので、ホップ数テーブルの交換処理により通信経路が占有されることを回避することができ、新規設置端末は、親機との通信に必要な情報を速やかに取得することができる。
本願の無線テレメータシステムは、各子機(22)は、前記親機(21)から送信される発行応答を受信した場合、計時を開始する手段(220)、該手段により計時を開始してから所定時間が経過したか否かを判断する手段(220)、及び所定時間が経過したと判断した場合、停止していた前記他の子機(22)以外の子機(22)からのホップ数テーブルの取得を再開させる手段(220)を更に備えることを特徴とする。
本願では、所定時間経過後にホップ数の交換処理及び更新処理を行うので、子機間の通信に必要な情報を取得することができる。
本願の無線通信装置は、無線網(N2)を介して他の無線通信装置(22)と接続され、前記無線網(N2)内で自装置を識別するための識別子を取得すべく、識別子の発行要求を前記他の無線通信装置(22)を介して外部へ送信し、前記発行要求の送信先から発行される識別子を含んだ発行応答を受信した後、識別子により識別される複数の無線通信装置(22)とデータの送受信を行う無線通信装置(22)において、前記無線網(N2)内に接続された特定の無線通信装置(22)が有する識別子を取得する手段(222)と、前記発行要求に対する発行応答を受信した場合であって、前記特定の無線通信装置(22)へ送信すべきデータを有するとき、前記他の無線通信装置(22)を宛先とし、前記特定の無線通信装置(22)の識別子を前記データに付加した送信データを生成する手段(220)と、該手段が生成した送信データを前記他の無線通信装置(22)へ送信する手段(222)とを備えることを特徴とする。
本願では、無線網内に新たに設置され、外部から識別子が付与された無線通信装置(新規設置端末)は無線網内の既存の無線通信装置を経由する通信経路を確保することにより、設置直後において特定の無線通信装置と通信することが可能となる。