JP6498375B1 - 中央処理装置、データ収集システムおよびデータ収集方法 - Google Patents

Abstract

本発明にかかる中央処理装置（１）は、マルチホップネットワークを構成するスマートメータ（２−１）から検針値を収集する中央処理装置（１）であって、スマートメータ（２−１）から定期的に送信される検針値を受信し、スマートメータ（２−１）と中央処理装置（１）との間の経路の通信品質を示す無線通信品質情報をスマートメータ（２−１）から受信する受信部（１０）と、受信された検針値および無線通信品質情報を記憶する記憶部（１９）と、欠落している検針値の再収集処理を実施する再収集処理部（１５）と、再収集処理に失敗した場合に、無線通信品質情報に基づいて、次回の再収集処理の予定時間である再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判定する無線通信品質判定部（１６）と、高品質時間帯がある場合、次回の再収集時間を高品質時間帯に変更する再収集時間変更部（１７）と、を備える。

Description

本発明は、端末装置からデータを収集する中央処理装置、データ収集システムおよびデータ収集方法に関する。

マルチホップ通信方式を採用するデータ収集システムは、端末装置であるスマートメータと、集約装置と、中央処理装置であるヘッドエンドシステムとで構成される。スマートメータは、電力量の計量結果を示すデータである検針値を、中央処理装置へ宛てて送信する。検針値は、マルチホップ通信方式によりスマートメータおよび集約装置で転送されて中央処理装置に到着する。中央処理装置は、このようにして、スマートメータから検針値を収集する。検針値は、定期的に収集されており、データの収集周期は例えば３０分である。

一方、スマートメータは無線通信により検針値を送信しているため、通信環境によっては検針値が中央処理装置に到達しないことがある。このような場合には、中央処理装置は、スマートメータに検針値の再送を要求する。特許文献１には、中央処理装置である自動検針サーバが、定期的な収集で取得できなかった検針値が有る場合、対応するスマートメータに個別に再送を要求するデータ収集システムが開示されている。

特開２０１５−８８８５８号公報

上記特許文献１に開示されているデータ収集システムでは、定期的な収集で取得できなかった検針値が有ると判定した後に再送を要求し、再送によっても検針値が取得できなかった場合には再度再送を実施する。例えば、車両などの遮蔽物によりある時間帯の無線通信品質が通常より劣化している場合、連続して再送を実施しても再送のたびに通信が正常に行われず、中央処理装置に検針値が到着しない場合がある。したがって、無線通信品質が良好でない状態で再送を行うと再送を繰り返すことになり、無線帯域の浪費となる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、再送回数を抑制することが可能な中央処理装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる中央処理装置は、マルチホップネットワークを構成する端末装置からデータを収集する中央処理装置であって、端末装置から定期的に送信されるデータを受信し、端末装置と中央処理装置との間のマルチホップネットワーク内の経路の通信品質を示す通信品質情報を端末装置から受信する受信部と、を備える。中央処理装置は、さらに、受信部により受信されたデータおよび通信品質情報を記憶する記憶部と、欠落しているデータの再収集処理を実施する再収集処理部と、を備える。中央処理装置は、さらに、再収集処理に失敗した場合に、通信品質情報に基づいて、次回の再収集処理の予定時間である再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判定する通信品質判定部と、高品質時間帯がある場合、再収集時間を高品質時間帯に変更する再収集時間変更部と、を備える。

本発明にかかる中央処理装置は、再送回数を抑制することができるという効果を奏する。

本発明にかかるデータ収集システムの構成例を示す図 中央処理装置およびスマートメータの構成例を示す図 第１のデータの構成例を示す図 データ収集タイミングの一例を示す図 中央処理装置を実現する計算機システムの構成例を示す図 中央処理装置における無線通信品質の管理処理手順の一例を示すフローチャート 時間帯ごとの無線通信品質の一例を示す図 中央処理装置における再収集に関する全体処理手順の一例を示すフローチャート 再収集処理の処理手順の一例を示すフローチャート データ収集システムにおける定期収集を示すシーケンス図 データ収集システムにおける再収集を示すシーケンス図

以下に、本発明の実施の形態にかかる中央処理装置、データ収集システムおよびデータ収集方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかるデータ収集システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本実施の形態のデータ収集システムは、ヘッドエンドシステム（ＨＥＳ（Head End System））と呼ばれる中央処理装置１と、端末装置であるスマートメータ２−１〜２−Ｎと、を備える。Ｎは２以上の整数である。ただし、図１に示した例では、Ｎは４以上である。以下、スマートメータ２−１〜２−Ｎのそれぞれを、区別せずに示す場合にはスマートメータ２と記載する。図１に示した各装置の台数は一例であり、各装置の台数は図１に示した例に限定されない。なお、中央処理装置１とスマートメータ２との間に、図示しない集約装置が設けられていてもよい。

スマートメータ２−１〜２−Ｎは、それぞれが家庭、事業所等に設置され、家庭、事業所等における電力量を計量し、計量結果である検針値を、対応する中央処理装置１へ向けて送信する。スマートメータ２−１〜２−Ｎは、無線マルチホップ通信方式により通信を行う。スマートメータ２−１〜２−Ｎは、無線マルチホップネットワークを構成する端末装置である。スマートメータ２−１〜２−Ｎは、経路制御プロトコルに従って周期的に制御メッセージを交換し、経路情報、すなわち無線マルチホップネットワークにおける接続位置に関する情報を、経路情報として保持している。経路制御プロトコルの一例は、ＲＰＬ（IPv6（Internet Protocol version 6） Routing Protocol for Low power and Lossy Network)であるが、経路制御プロトコルはこれに限定されない。以下、スマートメータ２−１〜２−Ｎから中央処理装置１へ向かう通信の方向を上り方向と呼び、中央処理装置１からスマートメータ２−１〜２−Ｎへ向かう通信の方向を下り方向と呼ぶ。以下、無線マルチホップネットワークを例にあげて説明するが、スマートメータ２−１〜２−Ｎが構成するマルチホップネットワークは、ＰＬＣ（Power Line Communication）など無線回線以外の回線を用いたマルチホップネットワークであってもよい。

具体的には、各スマートメータ２−１〜２−Ｎが保持している経路情報には、上り方向の経路上の次のスマートメータ２−１〜２−Ｎを示す情報が格納されている。下り方向の経路については、中央処理装置１が各スマートメータ２−１〜２−Ｎへデータを送信する際に、下り経路を示す情報、すなわち経由するスマートメータ２−１〜２−Ｎを示す情報が、該データに格納される。

スマートメータ２は、通信障害を検出した場合には、経路制御プロトコルに従って経路探索を実施する。また、本実施の形態では、定期的に経路探索が実施される。経路探索を行う周期に特に制約はないが、例えば１日に１回経路探索が行われる。また、無線マルチホップネットワークにおけるホップ数には上限が定められているとする。ホップ数の上限は例えば２０であるが、ホップ数の上限はこれに限定されない。

本実施の形態では、中央処理装置１が、各スマートメータ２との間の通信経路として、主経路と１つ以上の副経路とを経路情報として保持している。図１では、一例として、スマートメータ２−３と中央処理装置１との間の主経路と副経路を示している。図１に示した例では、スマートメータ２−３と中央処理装置１との間の主経路は、中央処理装置１を出発点とした場合、スマートメータ２−１、スマートメータ２−２を順に介してスマートメータ２−３に到達する経路である。図１に示した例では、スマートメータ２−３と中央処理装置１との間の副経路は、中央処理装置１を出発点とした場合、スマートメータ２−１を介してスマートメータ３に到達する経路である。

中央処理装置１は、マルチホップネットワークを構成する端末装置であるスマートメータ２からデータを収集する。データは、例えば、メータデータともよばれる電力量の検針値である。本実施の形態では、中央処理装置１が、データとして電力量の検針値を端末装置であるスマートメータ２から収集する例を説明するが、中央処理装置１が収集するデータは電力量の検針値に限定されず、ガスの検針値、センサにより検出されたデータなどであってもよい。

中央処理装置１は、図示しないメータデータ管理システム（ＭＤＭＳ（Meter Data Management System））に接続される。中央処理装置１は、スマートメータ２−１〜２−Ｎから検針値を収集し、検針値をメータデータ管理システムへ送信する。検針値は、電気料金の算出に用いられる。また、検針値は、託送システムに送信され、発電計画の策定、電力市場における電力量の取引に用いられる場合もある。

図２は、本実施の形態の中央処理装置１およびスマートメータ２の構成例を示す図である。図２に示すように、中央処理装置１は、受信部１０、データ蓄積部１１、収集状況管理部１２、再収集対象抽出部１３、送信部１４、再収集処理部１５、無線通信品質判定部１６、再収集時間変更部１７、通信制御部１８および記憶部１９を備える。

受信部１０は、スマートメータ２からデータを受信し、受信したデータをデータ蓄積部１１へ出力する。スマートメータ２から受信するデータは、検針値を含み定期的に送信される第１のデータと、無線通信品質情報を含む第２のデータと、再収集要求に応じて送信された検針値を含む第３のデータとを含む。すなわち、受信部１０は、スマートメータ２から定期的に送信される検針値を受信し、スマートメータ２と中央処理装置１との間のマルチホップネットワーク内の経路の通信品質を示す通信品質情報である無線品質情報をスマートメータ２から受信する。受信部１０は、受信したデータが第３のデータである場合には、第３のデータをデータ蓄積部１１へ出力するとともに再収集処理部１５へ出力する。第１のデータと第２のデータについては後述する。

データ蓄積部１１は、受信部１０から受け取ったデータが第１のデータである場合には、第１のデータを、検針値情報として記憶部１９に格納するとともに収集状況管理部１２へ出力する。データ蓄積部１１は、受信部１０から受け取ったデータが第２のデータである場合には、第２のデータを無線通信品質情報として記憶部１９に格納する。データ蓄積部１１は、受信部１０から受け取ったデータが第３のデータである場合には、第３のデータを、検針値情報として記憶部１９に格納する。

収集状況管理部１２は、データ蓄積部１１から受け取った第１のデータに基づいて、スマートメータ２ごとの検針値の収集状況を管理する。具体的には、収集状況管理部１２は、データ蓄積部１１から受け取った第１のデータと記憶部１９に格納されている検針値情報とに基づいて、検針値に欠落が有るか否かを判断し、判断結果を収集状況情報として記憶部１９に格納する。

図３は、第１のデータの構成例を示す図である。第１のデータは、スマートメータ２の識別情報であるＩＤ（IDentifier）、レコード番号および検針値を含む。レコード番号は、検針値ごとに付与されるシリアル番号である。図３に示した例では、２つの検針値、すなわち最新の検針値と１回前の検針値の２回分の検針値が第１のデータに含まれる例を示している。このように、複数回分の検針値を第１のデータに含めておくことで、中央処理装置１が１回第１のデータの受信に失敗したとしても、次のデータが正常に受信できれば、再送すなわち再収集が不要である。第１のデータに含まれる検針値の数は２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。収集状況管理部１２は、これまでに受信した第１のデータ内のレコード番号と今回受信したレコード番号を参照することにより、欠落した検針値、すなわち受信に失敗した検針値を求めることができる。収集状況管理部１２は、収集状況情報として、スマートメータ２ごとに、欠落した検針値のレコード番号を記録してもよいし、スマートメータ２ごとに、レコード番号ごとの受信の成否を記録してもよい。以下では、収集状況情報として、スマートメータ２ごとに、欠落した検針値のレコード番号を記録される例について説明する。

図２の説明に戻り、再収集対象抽出部１３は、記憶部１９に格納されている収集状況情報に基づいて、再収集の対象となる検針値、すなわち欠落している検針値を求め、再収集処理部１５へ通知する。例えば、再収集対象抽出部１３は、再収集の対象の検針値に対応するレコード番号を再収集処理部１５へ通知する。再収集処理部１５は、欠落している検針値の再収集処理を実施する。具体的には、再収集対象抽出部１３からの通知に基づいて、再収集を要求する再収集要求を生成し、送信部１４を介して、対応するスマートメータ２へ送信する。また、再収集処理部１５は、再収集要求をスマートメータ２に送信してから、一定時間経過しても、この再収集要求に対応する第３のデータをデータ蓄積部１１から受領しない場合、再収集失敗と判断し、再収集の失敗が閾値未満である場合には再度再収集処理を実施する。また、再収集処理部１５は、再収集失敗と判断し、再収集の失敗回数が閾値以上である場合、無線通信品質判定部１６へ無線通信品質の判定を指示する。閾値は１以上の整数である。再収集処理部１５は、この再収集要求に対応する第３のデータをデータ蓄積部１１から受領した場合、記憶部１９の収集状況を更新する。本実施の形態の再収集処理の詳細については後述する。

図４は、本実施の形態のデータ収集タイミングの一例を示す図である。検針値を含む第１のデータは、収集周期Ｔごとに収集される。図４に示す例では、収集周期Ｔ内のはじめの１／３Ｔの期間が、定期的な収集（以下、定期収集ともいう）のための期間であり、収集周期Ｔ内の終わりの１／３Ｔの期間が、再収集のための期間である。定期収集と再収集の期間は、図４に示した例に限定されない。収集周期Ｔにおいて、定期収集の期間で、受信された第１のデータに基づいて、検針値に欠落があると判定された場合、まずは、同周期内の再収集の期間で、再収集処理が行われる。再収集に失敗した場合、再収集の失敗回数が閾値未満の場合には、次の収集周期内の再収集の期間で再び、再収集が行われる。再収集の失敗回数が閾値以上となると、無線通信品質が良好でない場合には再収集時間が変更される。

通信品質判定部である無線通信品質判定部１６は、記憶部１９に無線通信品質情報として格納されている複数の第２のデータを用いて、各スマートメータ２の、時間帯ごとの無線通信品質を算出し、時間帯ごとの無線通信品質を無線通信品質情報の一部として記憶部１９に格納する。記憶部１９に格納される無線通信品質情報は、各スマートメータ２から受信した第２のデータと、時間帯ごとの無線通信品質とを含む。第２のデータは、スマートメータ２と中央処理装置１との間の無線リンクごとの無線通信品質を示す。無線通信品質は、例えば、受信電波強度であり、値が大きいほど品質が良いことを示す。例えば、スマートメータ２と中央処理装置１の間が１０ホップの経路である場合には、１０個の無線リンクの無線通信品質を含む。無線通信品質判定部１６は、スマートメータ２ごとに、時間帯ごとの無線通信品質として、時間帯ごとのこれら複数の無線リンクの無線通信品質の平均値を算出する。または、無線通信品質判定部１６は、スマートメータ２ごとに、時間帯ごとの無線通信品質として、時間帯ごとのこれら複数の無線リンクの無線通信品質の最小値を用いてもよい。

無線通信品質判定部１６は、再収集処理に失敗した場合に、無線通信品質情報に基づいて、次回の再収集処理の予定時間である再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判定する。具体的には、無線通信品質判定部１６は、再収集処理部１５から無線通信品質の判定を指示されると、無線通信品質情報のうち時間帯ごとの通信品質を用いて、次回の再収集処理時間の予定時間である再収集時間における無線通信品質が良好であるか、すなわち再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判断する。高品質時間帯がある場合には無線通信品質判定部１６は、再収集時間変更部１７へ再収集時間の変更を指示する。このとき、無線通信品質判定部１６は、現在設定されている再収集時間より無線通信品質の良い時間帯である高品質時間帯もあわせて再収集時間変更部１７へ通知する。再収集時間は、スマートメータ２ごとに再収集時間情報として記憶部１９に記憶される。

なお、再収集処理は、初期状態としては収集周期ごとに実施するように設定されるため、再収集処理から次回の再収集処理までの時間は収集周期程度である。収集周期は３０分程度でありこの間の無線通信品質の変化は少ないと想定して、再収集時間の無線通信品質として、現在すなわち無線通信品質判定部１６が判定処理を行っているときの無線通信品質を用いてもよい。例えば、現在の時刻と時間帯ごとの無線通信品質とから、現在の無線通信品質を求め、現在の無線通信品質と各時間帯の無線通信品質とをそれぞれ比較し、現在の無線通信品質より無線通信品質の良い時間帯が無い場合には現在の無線通信品質が良好であると判断する。または、各時間帯の無線通信品質の平均値を求めておき、現在の無線通信品質とこの平均値を比較し、現在の無線通信品質が平均値以上である場合に、現在の無線通信品質が良好であると判断してもよい。無線通信品質判定部１６は、再収集時間変更部１７へ再収集時間の変更を指示するときには、現在設定されている再収集時間より無線通信品質の良い時間帯を再収集時間変更部１７へ通知する。

再収集時間変更部１７は、無線通信品質判定部１６から再収集時間の変更を指示されると、対応するスマートメータ２の再収集時間を、無線通信品質判定部１６から通知された時間帯すなわち高品質時間帯に基づいて変更し、変更後の再収集時間を記憶部１９に再収集時間情報として記憶する。具体的には、記憶部に１９に格納されているスマートメータ２ごとの再収集時間のうち、対応するスマートメータ２の再収集を無線通信品質判定部１６から通知された時間帯のうちの任意の時間に変更する。なお、再収集時間の初期値については、スマートメータ２ごとに、任意に決定されている。例えば、図４に示したように、再収集時間の初期値は、収集周期ごとに決定されている。

通信制御部１８は、スマートメータ２との通信を制御する。通信制御部１８は、スマートメータ２との間の下り経路も管理しており、スマートメータ２ごとの経路を示す経路情報を記憶部１９に格納する。下り経路は、例えば、経路制御プロトコルに基づいて決定される。上述したように、本実施の形態では、スマートメータ２ごとに下り経路として、主経路と副経路が保持されている。本実施の形態では、再収集を要求する再収集要求には下り経路を指定する情報が含まれる。

また、通信制御部１８は、例えば定期的に、スマートメータ２に対して、無線通信品質の送信を指示する。なお、無線通信品質の送信は、スマートメータ２が定期的に自発的に行うようにしてもよく、この場合には、無線通信品質の送信を指示は必要ない。なお、この指示は、中央処理装置１が行うかわりに、図示しない集約装置が行ってもよい。集約装置がこの指示を行う場合には、中央処理装置１は、集約装置から各スマートメータ２の無線通信品質を取得する。

記憶部１９は、上述したように、受信部１０により受信された検針値を検針値情報として記憶し、受信部１０により受信された無線通信品質情報を記憶する。また、記憶部１９は、上述したように、収集状況情報、経路情報および再収集時間情報を記憶する。

次に、スマートメータ２の構成について説明する。図２に示すように、スマートメータ２は、計量部２１および無線通信部２２を備える。図２では、スマートメータ２−１の構成を図示しているが、他のスマートメータ２の構成もスマートメータ２−１と同様である。計量部２１は、電力量を計量する電力量計であり、計量結果である検針値を格納する計量値格納部２１１を備える。計量値格納部２１１には、３０分ごとの検針値を、例えば、４５日分の検針値を格納可能であるが、計量値格納部２１１の容量はこれに限定されない。

無線通信部２２は、受信部２２１、無線通信情報格納部２２２、送信部２２３および通信制御部２２４を備える。受信部２２１は、他のスマートメータ２、中央処理装置１、または図示しない集約装置から無線信号を受信する。なお、一般には、スマートメータ２と中央処理装置１との間に図示しない集約装置から設けられる。集約装置とスマートメータ２とは無線通信を行う。集約装置と中央処理装置１との間の通信回線は、無線回線であっても有線回線であってもよい。受信部２２１は、受信した無線信号を通信制御部２２４に出力する。

通信制御部２２４は、経路制御プロトコルに従った動作を実施し、経路制御プロトコルに従った動作により構築された経路に関する情報である経路情報を無線通信情報格納部２２２に格納する。また、通信制御部２２４は、受信部２２１から受け取った無線信号が、自装置宛てであった場合には、無線信号の内容に応じた動作を実施する。通信制御部２２４は、受信部２２１から受け取った無線信号が他の装置宛てである場合には、無線通信情報格納部２２２に格納されている経路情報にしたがった宛先へ、送信部２２３を介して該無線信号を送信する。また、通信制御部２２４は、定期的に、または中央処理装置１または図示しない集約装置から指示のあったときに、受信した無線信号の受信品質である無線通信品質を測定するよう受信部２２１に指示する。この無線信号の受信品質は、例えば、受信電波強度である。受信部２２１は、測定した無線通信品質を示す無線通信品質情報を無線通信情報格納部２２２へ格納する。通信制御部２２４は、定期的に、または中央処理装置１または図示しない集約装置から無線通信品質の送信の指示のあったときに、最新の無線通信品質情報を第２のデータとして無線通信情報格納部２２２から読み出し、中央処理装置１へ宛てて送信する。なお、集約装置から無線通信品質の送信の指示を受領した場合には、スマートメータ２は、第２のデータを集約装置へ送信する。また、通信制御部２２４は、他の装置から第２のデータを受信した場合は、このデータに、無線通信情報格納部２２２から読み出した最新の無線品質情報を付加して、送信部２２３を介して中央処理装置１へ宛てて送信する。

通信制御部２２４は、定期収集のために、定期的に、計量値格納部２１１に格納されている検針値を中央処理装置１へ宛てて第１のデータとして、送信部２２３を介して、送信する。定期収集のための送信は、通信制御部２２４がタイマなどを用いてスマートメータ２が自発的に行ってもよいし、中央処理装置１が定期的に送信の指示を送信して、スマートメータ２が指示に基づいて送信することにより行われてもよい。再収集が行われる場合は、中央処理装置１から、送信する検針値が指定される。この場合、通信制御部２２４は、中央処理装置１より指示された検針値を計量値格納部２１１から読み出し、読み出した検針値を第３のデータとして中央処理装置１へ宛てて送信部２２３を介して送信する。なお、検針値は、上述したように、例えばレコード番号により識別される。なお、レコード番号による識別のかわりに計量時刻による識別など他の方法によって検針値が識別されてもよい。

送信部２２３は、通信制御部２２４の指示にしたがって、他のスマートメータ２、中央処理装置１、または図示しない集約装置へデータを送信する。

上述したように、本実施の形態では、再収集処理の失敗回数が閾値以上となると、無線通信品質が良好でない場合には再収集時間が変更されるので、無線通信品質の良い状態で収集処理が実施される可能性が高くなり、再収集である再送の実施回数を抑制することができる。例えば、営業用のトラックが概ね決まった時間にある事業所の近くに停車することにより無線通信品質が劣化することがある。このような場合、過去の無線通信情報を用いると、無線通信品質の悪い時間帯と良い時間帯とがわかるため、無線通信品質の良い時間帯を選択して再収集を行うことで、無線通信品質の悪い時間帯に再収集を行う場合に比べて、再収集の成功確率があがる。

次に、本実施の形態の各装置のハードウェア構成について説明する。中央処理装置１は、具体的には、計算機システム、すなわちコンピュータである。この計算機システム上で中央処理装置１が実行する処理が記述されたプログラムが実行されることにより、計算機システムが中央処理装置１として機能する。このプログラムは、本実施の形態のデータ収集方法を実現する処理のうち中央処理装置１における処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを含む。

図５は、本実施の形態の中央処理装置１を実現する計算機システムの構成例を示す図である。図５に示すように、この計算機システムは、制御部１０１と入力部１０２と記憶部１０３と表示部１０４と通信部１０５と出力部１０６とを備え、これらはシステムバス１０７を介して接続されている。

図５において、制御部１０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等である。制御部１０１は、本実施の形態のデータ収集方法を実現するためのプログラムであるデータ収集プログラムを実行する。入力部１０２は、たとえばキーボード、マウスなどで構成され、計算機システムのユーザが、各種情報の入力を行うために使用する。記憶部１０３は、ＲＡＭ（Random Access Memory），ＲＯＭ（Read Only Memory）などの各種メモリおよびハードディスクなどのストレージデバイスを含み、上記制御部１０１が実行すべきプログラム、処理の過程で得られた必要なデータなどを記憶する。また、記憶部１０３は、プログラムの一時的な記憶領域としても使用される。表示部１０４は、ＬＣＤ（液晶表示パネル）などで構成され、計算機システムのユーザに対して各種画面を表示する。通信部１０５は、通信処理を実施する通信回路などである。通信部１０５は、複数の通信方式にそれぞれ対応する複数の通信回路で構成されていてもよい。出力部１０６は、プリンタ、外部記憶装置などの外部の装置へデータを出力する出力インタフェイスである。なお、図５は、一例であり、計算機システムの構成は図５の例に限定されない。

ここで、本実施の形態のデータ収集プログラムが実行可能な状態になるまでの計算機システムの動作例について説明する。上述した構成をとる計算機システムには、たとえば、図示しないＣＤ（Compact Disc）−ＲＯＭまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）−ＲＯＭドライブにセットされたＣＤ−ＲＯＭドライブまたはＤＶＤ−ＲＯＭから、データ収集プログラムが記憶部１０３にインストールされる。そして、データ収集プログラムの実行時に、記憶部１０３から読み出されたデータ収集プログラムが記憶部１０３に格納される。この状態で、制御部１０１は、記憶部１０３に格納されたプログラムに従って、本実施の形態の中央処理装置１としての処理を実行する。

なお、上記の説明においては、ＣＤ−ＲＯＭまたはＤＶＤ−ＲＯＭを記録媒体として、中央処理装置１における処理を記述したプログラムを提供しているが、これに限らず、計算機システムの構成、提供するプログラムの容量などに応じて、たとえば、通信部１０５を経由してインターネットなどの伝送媒体により提供されたプログラムを用いることとしてもよい。

図２に示した受信部１０および送信部１４は、通信部１０５により実現される。図２に示した記憶部１９は、記憶部１０３により実現される。図２に示した構成要素のうち、受信部１０、送信部１４および記憶部１９を除く構成要素は、制御部１０１により実現される。

次に、スマートメータ２のハードウェア構成について説明する。図２に示した計量部２１は、電力量を計量する計量計とメモリで実現される。計量値格納部２１１はメモリにより実現される。受信部２２１および送信部２２３は、アンテナと通信回路により実現される。無線通信情報格納部２２２は、メモリにより実現され、通信制御部２２４は処理回路により実現される。処理回路は、処理回路は、専用の回路であってもよいし、プロセッサとメモリを備える制御回路であってもよい。

次に、本実施の形態の動作について説明する。まず、本実施の形態の中央処理装置１における無線通信品質の管理について説明する。図６は、本実施の形態の中央処理装置１における無線通信品質の管理処理手順の一例をフローチャートである。図６に示した処理はスマートメータ２ごとに行われる。図６に示すように、中央処理装置１の受信部１０は、スマートメータ２から、第２のデータすなわち無線通信品質情報を受信する（ステップＳ１）。前述したように、スマートメータ２からの第２のデータの送信は、中央処理装置１または図示しない集約装置からの指示に基づいて送信されてもよいし、スマートメータ２が定期的に送信してもよい。

次に、中央処理装置１は、受信した無線通信品質情報を保存する（ステップＳ２）。具体的には、受信部１０が受信した無線通信品質情報をデータ蓄積部１１へ出力し、データ蓄積部１１が、受け取った無線通信品質情報を記憶部１９に保存する。

次に、中央処理装置１の無線通信品質判定部１６は、記憶部１９を参照して、一定期間の無線通信品質情報が保存されたかを判断する（ステップＳ３）。一定期間の無線通信品質情報が保存されたとは、後述するステップＳ４の処理対象となっていない無線通信品質情報が一定期間分保存されたことを示す。無線通信品質判定部１６は、一定期間の無線通信品質情報が保存された場合（ステップＳ３ Ｙｅｓ）、一定期間の無線通信品質情報に基づいて、時間帯ごとの無線通信品質を算出する（ステップＳ４）。時間帯ごとの無線通信品質は、上述したように、例えば、時間帯ごとの、無線通信品質の平均値であってもよいし最小値であってもよい。図７は、時間帯ごとの無線通信品質の一例を示す図である。図７では、２時間ごとの無線通信品質が算出されている。なお、図７は一例であり、時間帯の長さは２時間に限定されない。また、時間帯ごとの無線品質は、曜日に応じて算出されてもよい。たとえば、月曜日から金曜日までの平日と、土曜日、日曜日および祝日の休日とに分けて、時間帯ごとの無線品質が算出されてもよい。無線通信品質判定部１６は、時間帯ごとの無線通信品質を記憶部１９に、無線通信品質情報の一部として保存する（ステップＳ５）。ステップＳ５の後、処理はステップＳ１へ戻る。

一定期間の無線通信品質情報が保存されていない場合（ステップＳ３ Ｎｏ）、処理はステップＳ１へ戻る。なお、ここでは、一定期間ごとに、一定期間に保存された無線通信品質情報を用いて時間帯ごとの無線通信品質を算出するようにしたが、これに限らず、無線通信品質判定部１６は、無線通信品質情報すなわち第２のデータを受信するごとに、新たなデータを処理対象に加えるとともに最も古いデータを処理対象から除外するように区間を更新して時間帯ごとの無線通信品質を算出してもよい。また、図６に示した例では、ステップＳ１，Ｓ２の後、ステップＳ３の判定を経てステップＳ４，Ｓ５を実施しているが、ステップＳ１，Ｓ２と、ステップＳ４，Ｓ５は非同期で実施されてもよい。

次に、まず、本実施の形態の中央処理装置１における再収集に関する全体処理について説明する。図８は、本実施の形態の中央処理装置１における再収集に関する全体処理手順の一例をフローチャートである。図８に示した処理はスマートメータ２ごとに行われる。中央処理装置１の再収集処理部１５は、再収集処理時間になると、記憶部１９の収集状況情報に基づいて、検針値に抜けがあるか否かを判断する（ステップＳ１１）。スマートメータ２ごとの再収集処理時間は、再収集処理時間情報として記憶部１９に格納されている。再収集処理部１５は、再収集処理時間情報を参照して、再収集処理時間の到来を判定する。再収集処理時間の初期値は、例えば、図４に例示したように、各収集周期における最後の１／３Ｔの期間である。したがって、再収集処理時間の初期値は、各収集周期内の最後の１／３Ｔの期間内の時間として設定されている。後述するように、再収集処理時間は変更されることがあり、再収集処理時間が変更された場合には、変更後の再収集処理時間が再収集処理時間情報として記憶される。

収集状況情報には、上述したように、検針値に欠落が有るか否か検針値に抜けがあるかの判断結果が格納されている。ここで、検針値に欠落があるかの判断方法について説明する。図４を用いて説明したように、本実施の形態のデータ収集システムでは、各スマートメータ２から、定期収集として検針値を含む第１のデータを収集している。第１のデータは、例えば、図５に示したように最新の検針値と１回前の検針値とを含む。この場合、通信障害などにより、定期収集が一度失敗したとしても、次の定期収集で正常に第１のデータを受信できれば、検針値の欠落は生じない。しかし、２回連続で定期収集に失敗した場合には、検針値の欠落が生じることになる。収集状況管理部１２は、検針値に欠落があることは、受信した検針値のレコード番号が、過去に受信したレコード番号と連続しないことにより判断することができる。

例えば、収集周期を３０分とし、１０：００に、レコード番号「１」の検針値とレコード番号「２」の検針値とを含む第１のデータがスマートメータ２から送信され、この第１のデータは中央処理装置１で正常に受信されたとする。次に、１０：３０に、レコード番号「２」の検針値とレコード番号「２」の検針値とを含む第１のデータがスマートメータ２から送信され、この第１のデータは、通信障害により中央処理装置１に到達しなかったとする。さらに、１１：００に、レコード番号「３」の検針値とレコード番号「４」の検針値とを含む第１のデータがスマートメータ２から送信され、この第１のデータも、通信障害により中央処理装置１に到達しなかったとする。

次に、１１：３０に、レコード番号「４」の検針値とレコード番号「５」の検針値とを含む第１のデータがスマートメータ２から送信され、この第１のデータは、中央処理装置１に正常に到達したとする。収集状況管理部１２は、この時点で、過去に受信した検針値のうち最も新しい検針値のレコード番号は「２」であるのに対し、今回受信した第１のデータのうち最も古い検針値のレコード番号が「４」であるため、レコード番号「３」の検針値が抜けている、すなわちレコード番号「３」が欠落していると判断することができる。収集状況管理部１２は、記憶部１９に、レコード番号「３」が欠落していることを示す情報を収集状況情報として保存する。このようにして、収集状況管理部１２は、受信部１０およびデータ蓄積部１１を介してスマートメータ２から第１のデータを受信すると、検針値の欠落があるか否かを判断し、検針値の欠落がある場合には、欠落した検針値を示す情報が収集状況情報として記憶部１９に格納される。また、再収集処理により、収集状況管理部１２は、欠落していた検針値が受信できると、該検針値が欠落しているという情報を収集状況情報から削除する。

図８の説明に戻り、再収集処理部１５は、検針値に抜けがあると判断した場合（ステップＳ１１ Ｙｅｓ）、再収集処理を実施する（ステップＳ１２）。再収集処理では、再収集の対象となる検針値を指定して、スマートメータ２に該検針値を送信するように指示する。再収集処理の詳細について後述する。

再収集処理部１５は、再収集処理に成功したか否かを判断する（ステップＳ１３）。具体的には、再収集処理部１５は、スマートメータ２に再収集を指示してから規定時間以内に、受信部１０を介して、再収集の対象の検針値を含む第３のデータを受信した場合に再収集処理に成功したと判断する。再収集処理部１５は、スマートメータ２に再収集を指示してから規定時間たっても対応するスマートメータ２から第３のデータを受信しない場合、再収集処理に失敗したと判断する。

再収集処理部１５は、再収集処理に成功した場合（ステップＳ１３ Ｙｅｓ）、処理を終了する。再収集処理部１５は、再収集処理に失敗した場合（ステップＳ１３ Ｎｏ）、該スマートメータ２に対応する再収集処理の失敗回数が閾値以上であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。再収集処理部１５は、再収集処理の失敗回数が閾値以上である場合（ステップＳ１４ Ｙｅｓ）、無線通信品質判定部１６に無線通信品質の判定を指示し、無線通信品質判定部１６が、無線通信品質が良好であるか否かを判断する（ステップＳ１５）。具体的には、例えば、無線通信品質判定部１６は、無線通信品質情報内の最新の第２のデータに格納されている無線通信品質を、現在の無線通信品質とみなして、現在の無線通信品質と無線通信品質情報内の時間帯ごとの無線通信品質とを比較する。無線通信品質判定部１６は、現在の無線通信品質より無線通信品質の良い時間帯がなければ、無線通信品質は良好であると判断する。または、現在の無線通信品質が、各時間帯の無線通信品質の平均値以上である場合に、無線通信品質が良好であると判断してもよい。また、第１のデータに無線品質を付加することとして、最新の第１のデータに付加されている無線通信品質を、現在の無線通信品質としてもよい。または、無線通信品質判定部１６は、無線通信品質情報内の時間帯ごとの無線通信品質を参照し、現在の時刻に対応する時間帯の無線通信品質を現在の無線通信品質としてもよい。

無線通信品質判定部１６は、無線通信品質が良好でない場合（ステップＳ１５ Ｎｏ）、無線通信品質情報を参照して、再収集時間変更部１７へ現在より無線通信品質の良い時間帯を通知する。再収集時間変更部１７は通知された時間帯に基づいて、再収集処理時間を変更し（ステップＳ１６）、ステップＳ１２からの処理が繰り返される。無線通信品質が良好な場合（ステップＳ１５ Ｙｅｓ）、ステップＳ１２からの処理が繰り返される。

再収集処理の失敗回数が閾値未満である場合（ステップＳ１４ Ｎｏ）、ステップＳ１２から処理が繰り返される。検針値に抜けがない場合（ステップＳ１１ Ｎｏ）、処理を終了する。

次に、ステップＳ１２の再収集処理について説明する。再収集処理は、一般的な方法で行われてもよいが、ここでは、まず、主経路で再収集処理を実施し、主経路による再収集処理に失敗した場合に、副経路で再収集処理を実施する例を説明する。図９は、再収集処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。図９に示すように、再収集処理を開始すると、中央処理装置１は、主経路で検針値を再収集する（ステップＳ２１）。具体的には、再収集処理部１５は、主経路で再収集の指示を送信するよう通信制御部１８へ指示し、通信制御部１８は、記憶部１９の経路情報から下りの主経路を示す情報を取得し、取得した情報を送信部１４へ指示する。送信部１４は、通信制御部１８から指示された下りの主経路を示す情報を付加して再収集を指示する再収集要求をスマートメータ２へ送信する。これにより、下りの主経路でスマートメータ２へ再収集要求が送信される。また、中央処理装置１は、上りの経路も下りの主経路と同じ経路、具体的には下りの主経路の逆の経路とするようスマートメータ２に指示する。なお、ここでは、上りと下りの経路の両方を指定するようにしたが、下り経路だけを指定してもよい。

中央処理装置１は、再収集処理が成功したか否かを判断し（ステップＳ２２）、再収集処理が成功した場合（ステップＳ２２ Ｙｅｓ）、収集状況情報を更新し（ステップＳ２３）、処理を終了する。具体的には、ステップＳ２２でＹｅｓとなって、ステップＳ２３を実施する場合には、再収集処理部１５は、再収集要求の送信先のスマートメータ２から、再収集の対象となる検針値を含む第３のデータを受信した場合、記憶部１９の収集状況情報から、該検針値が欠落しているという情報を削除する。

再収集処理が失敗した場合（ステップＳ２２ Ｎｏ）、中央処理装置１は、副経路で検針値を再収集し（ステップＳ２４）、ステップＳ２３へ進む。具体的には、ステップＳ２４では、再収集処理部１５は、副経路で再収集の指示を送信するよう通信制御部１８へ指示し、通信制御部１８は、記憶部１９の経路情報から下りの副経路を示す情報を取得し、取得した情報を送信部１４へ指示する。送信部１４は、通信制御部１８から指示された下りの副経路を示す情報を付加して再収集を指示する再収集要求をスマートメータ２へ送信する。また、中央処理装置１は、上りの経路も下りの副経路と同じ経路、具体的には下りの副経路の逆の経路とするようスマートメータ２に指示する。ステップＳ２４を経由して、ステップＳ２３を実施する場合、ステップＳ２３では、副経路での検針値の再収集の結果に応じて、収集状況情報が更新される。副経路での検針値の再収集に失敗した場合に、図８のステップＳ１２で示した再収集処理で失敗したと判断される。

このように、記憶部１９は、スマートメータ２と中央処理装置１との間の経路として主経路および副経路を示す情報を経路情報として記憶する。そして、再収集処理部１５は、再収集処理において、再収集を要求する再収集要求を主経路によりスマートメータ２へ送信するよう制御し、再収集要求に対する応答を規定時間の間に受信しない場合に、再収集要求を副経路によりスマートメータ２へ送信する。経路を変更して再収集処理を実施することにより再収集処理の成功確率を高めることができる。

次に、本実施の形態のデータ収集システムにおけるデータの送受信の例について説明する。図１０は、本実施の形態のデータ収集システムにおける定期収集を示すシーケンス図である。スマートメータ２−１，２−２，２−３は、それぞれ中央処理装置１へ宛てて検針値を含む第１データ（図１０では検針値データと記載）を送信する（ステップＳ３１、Ｓ３３，Ｓ３６）。ここでは、図１に示した主経路で検針値データが送信されるとしており、スマートメータ２−１から送信された検針値データ＃１は、他のスマートメータ２を経由せずに中央処理装置１へ到着する。中央処理装置１では、スマートメータ２−１に対応した処理である判定処理＃１が行われる（ステップＳ３２）。判定処理＃１は、検針値に欠落がないかの判定が行われて収集状況情報が更新される処理と、図８に示した処理とを含む。ここでは、再収集時間は初期値であるとしている。

スマートメータ２−２から送信された検針値データ＃２は、スマートメータ２−１で転送され（ステップＳ３４）、中央処理装置１へ到着する。中央処理装置１では、スマートメータ２−２に対応した処理である判定処理＃２が行われる（ステップＳ３５）。判定処理＃２は、処理の対象となるスマートメータ２が異なるが判定処理＃１と同様である。

スマートメータ２−３から送信された検針値データ＃３は、スマートメータ２−２およびスマートメータ２−１で転送され（ステップＳ３７，Ｓ３８）、中央処理装置１へ到着する。中央処理装置１では、スマートメータ２−３に対応した処理である判定処理＃３が行われる（ステップＳ３９）。判定処理＃３は、処理の対象となるスマートメータ２が異なるが判定処理＃１と同様である。

図１１は、本実施の形態のデータ収集システムにおける再収集を示すシーケンス図である。図１１は、定期収集で、中央処理装置１が、スマートメータ２−２から送信された検針値には抜けがなく、スマートメータ２−１，２−３から送信された検針値には抜けが有ると判定した場合の再収集の動作例を示している。中央処理装置１は、スマートメータ２−１から送信された検針値には抜けが有ると判断する（図８に示したステップＳ１１でＹｅｓ）と、ステップＳ１２に示した再収集処理を開始する（ステップＳ４１：再収集処理開始＃１）。そして、図９のステップＳ２１に示したように、主経路で再収集要求＃１を送信する（ステップＳ４２）。スマートメータ２−１は、主経路で送信された再収集要求＃１に対する応答として再収集の対象の検針値を含む第３のデータを中央処理装置１へ送信する（ステップＳ４３）。この例では、中央処理装置１は、主経路で送信した再収集要求＃１に対する応答を正常に受信できたとし、スマートメータ２−１に関する再収集処理はステップＳ４３で終了する。

中央処理装置１は、スマートメータ２−３から送信された検針値には抜けが有ると判断する（図８に示したステップＳ１１でＹｅｓ）と、ステップＳ１２に示した再収集処理を開始する（ステップＳ４４：再収集処理開始＃３）。そして、図９のステップＳ２１に示したように、主経路で再収集要求＃３を送信する（ステップＳ４５）。再収集要求＃３は、スマートメータ２−１，２−２により転送される（ステップＳ４６、Ｓ４７）。しかし、図１１に×印として示したように、スマートメータ２−２により転送された再収集要求＃３はスマートメータ２−３に到着しなかったとする。この場合、中央処理装置１は、図９のステップＳ２４に示したように、副経路で再収集要求＃３を送信する（ステップＳ４８）。スマートメータ２−１は、再収集要求＃３をスマートメータ２−３に転送する（ステップＳ４９）。図１１に示した例では、スマートメータ２−３は、副経路で再収集要求＃３を受信できたため、再収集要求＃３に対する応答として再収集の対象の検針値を含む第３のデータを中央処理装置１へ宛てて送信する（ステップＳ５０）。スマートメータ２−１は、この第３のデータを中央処理装置１へ転送する（ステップＳ５１）。

以上のように、本実施の形態では、再収集処理の失敗回数が閾値以上となると、無線通信品質が良好であるか否かを判断し、無線通信品質が良好でない場合、再収集処理を行う時間である再収集時間を無線通信品質が良好な時間に変更するようにした。これにより、再送回数を抑制することが可能となる。また、本実施の形態では、再収集処理において、主経路での再収集処理を実施し、主経路で再収集に失敗した場合には、副経路で再収集処理を実施するようにした。このように、経路を変更して再収集処理を実施することにより再収集処理の成功確率を高めることができる。

１ 中央処理装置、２−１〜２−Ｎ スマートメータ、１０，２２１ 受信部、１１ データ蓄積部、１２ 収集状況管理部、１３ 再収集対象抽出部、１４，２２３ 送信部、１５ 再収集処理部、１６ 無線通信品質判定部、１７ 再収集時間変更部、１８，２２４ 通信制御部、１９ 記憶部、２１ 計量部、２２ 無線通信部、２１１ 計量値格納部、２２２ 無線通信情報格納部。

Claims (8)

1. マルチホップネットワークを構成する端末装置からデータを収集する中央処理装置であって、
   前記端末装置から定期的に送信される前記データを受信し、前記端末装置と前記中央処理装置との間の前記マルチホップネットワーク内の経路の通信品質を示す通信品質情報を前記端末装置から受信する受信部と、
   前記受信部により受信された前記データおよび前記通信品質情報を記憶する記憶部と、
   欠落している前記データの再収集処理を実施する再収集処理部と、
   前記再収集処理に失敗した場合に、前記通信品質情報に基づいて、次回の前記再収集処理の予定時間である再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判定する通信品質判定部と、
   前記高品質時間帯がある場合、前記再収集時間を前記高品質時間帯に変更する再収集時間変更部と、
   を備えることを特徴とする中央処理装置。
2. 前記データは、電力量の検針値であることを特徴とする請求項１に記載の中央処理装置。
3. 前記記憶部は、前記端末装置と前記中央処理装置との間の経路として主経路および副経路を示す情報を経路情報として記憶し、
   前記再収集処理部は、前記再収集処理において、再収集を要求する再収集要求を前記主経路により前記端末装置へ送信するよう制御し、前記再収集要求に対する応答を規定時間の間に受信しない場合に、前記再収集要求を前記副経路により前記端末装置へ送信するよう制御することを特徴とする請求項１または２に記載の中央処理装置。
4. 前記通信品質判定部は、前記記憶部に記憶されている前記通信品質情報を用いて、時間帯ごとの通信品質を算出し、前記時間帯ごとの通信品質を用いて、前記高品質時間帯があるか否かを判定することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の中央処理装置。
5. 前記マルチホップネットワークは、無線マルチホップネットワークであり、前記通信品質は前記経路における受信電波強度であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の中央処理装置。
6. 前記通信品質判定部は、前記再収集処理に複数回失敗した場合に、前記通信品質情報に基づいて、前記再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判定する処理を実施することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の中央処理装置。
7. マルチホップネットワークを構成する端末装置と、
   前記端末装置からデータを収集する中央処理装置と、
   を備え、
   前記中央処理装置は、
   前記端末装置から定期的に送信される前記データを受信し、前記端末装置と前記中央処理装置との間の前記マルチホップネットワーク内の経路の通信品質を示す通信品質情報を前記端末装置から受信する受信部と、
   前記受信部により受信された前記データおよび前記通信品質情報を記憶する記憶部と、
   欠落している前記データの再収集処理を実施する再収集処理部と、
   前記再収集処理に失敗した場合に、前記通信品質情報に基づいて、次回の前記再収集処理の予定時間である再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判定する通信品質判定部と、
   前記高品質時間帯がある場合、前記再収集時間を前記高品質時間帯に変更する再収集時間変更部と、
   を備えることを特徴とするデータ収集システム。
8. マルチホップネットワークを構成する端末装置と、前記端末装置からデータを収集する中央処理装置と、を備えるデータ収集システムにおけるデータ収集方法であって、
   前記中央処理装置が、
   前記端末装置から定期的に送信される前記データを受信する第１のステップと、
   前記端末装置と前記中央処理装置との間の前記マルチホップネットワーク内の経路の通信品質を示す通信品質情報を前記端末装置から受信する第２のステップと、
   前記データおよび前記通信品質情報を記憶する第３のステップと、
   欠落している前記データの再収集処理を実施する第４のステップと、
   前記再収集処理に失敗した場合に、前記通信品質情報に基づいて、次回の前記再収集処理の予定時間である再収集時間より通信品質が良好な時間帯である高品質時間帯があるか否かを判定する第５のステップと、
   前記高品質時間帯がある場合、前記再収集時間を前記高品質時間帯に変更する第６のステップと、
   を含むことを特徴とするデータ収集方法。

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