JP6653969B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線子機と、無線子機を探索するための探索信号を外部へ送信する無線親機とを有する無線通信システムに関する。

近年、メータで検針したデータを収集する無線子機と、該無線子機との通信を行う無線親機とを有する、いわゆる無線テレメータシステムが普及されている。無線テレメータシステムでは、ホストコンピュータおよびセンタ網制御装置を備えたセンタ側装置にＰＨＳ（Personal Handyphone System）網、ＦＯＭＡ（Freedom Of Mobile multimedia Access）網などの広域無線網を介して無線親機が接続される。また、無線親機には、複数の無線子機が接続されており、無線子機の夫々には検針用のメータが接続されている。メータから得られる検針値などのデータは、無線子機から無線親機へ送信され、さらに無線親機からセンタ側装置へ送信される。

このような無線テレメータシステムでは、無線子機及び無線親機の多くが電池で動作する。従って、無線テレメータシステムにおいては、電力の消耗を極力抑えるために間欠的に送信を行って検針値に係るデータを伝送する構成を有する。

例えば、特許文献１においては、データ伝送装置（無線子機）とデータ受信装置（無線親機）を備える無線テレメータシステムが開示されている。データ伝送装置は、データを搬送波に乗せて送信する送信手段と、送信手段の動作を間欠的に制御する送信制御手段とを有する。データ受信装置は、搬送波に乗せられて送信されてくるデータを受信する受信手段と、受信手段を間欠的に起動する受信制御手段とを有する。このような無線テレメータシステムでは、間欠受信又は間欠送信の方式を採用することで、消費電力が低減され、電池寿命に有利となる。

特許第３３８６５３４号公報

しかしながら、特許文献１の無線テレメータシステムにおいて、無線親機と無線子機との間でデータを通信する際に、無線親機と無線子機の通信を成立させるために、周期的にビーコンを送信続けなければならないため、無線テレメータシステムの消費電力が大きくなる。特に、低レートで通信する場合に、ビーコン送信の時間が長くなるため、無線テレメータシステムの消費電力が大幅に増加する虞がある。また、無線テレメータシステムにおける無線親機及び無線子機が多くなければなるほど、送信されるビーコンの数が多くなり、無線信号の輻輳で通信失敗する可能性が高くなる。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、消費電力を低減するとともに、無線信号の輻輳を減少させることができる無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明に係る無線通信システムは、無線子機と、該無線子機を探索するための探索信号を外部へ送信する無線親機とを有する無線通信システムにおいて、前記無線親機は、前記無線子機へ送信すべきデータがない場合に、前記探索信号として第１信号を第１周期で間欠的に送信し、前記無線子機は、前記無線親機へ送信すべきデータがない場合に、第２周期で間欠的に受信し、前記無線親機は、前記無線子機へデータを送信する場合に、前記探索信号として第２信号を、前記第２周期よりも短い第３周期で送信し、前記無線子機は、前記無線親機へデータを送信する場合に、連続して受信し、又は、前記第１周期よりも短い第４周期で受信することを特徴とする。

本発明に係る無線通信システムは、前記第１信号には、前記無線子機の送信先を識別するための識別情報が含まれていてもよい。

本発明に係る無線通信システムは、前記無線親機は、前記無線子機へデータを送信する場合に、前記第２信号を連続して複数回送信し、各回の前記第２信号には、該第２信号の前記複数回送信される第２信号全体における位置を示すための位置情報が含まれていてもよい。

本発明に係る無線通信システムは、前記無線子機は、前記位置情報に基づいて、前記第２信号全体の送信が完了するまでの時間を算出する算出部を備えていてもよい。

本願によれば、消費電力を低減するとともに、無線信号の輻輳を減少させることができる。

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。 実施の形態１に係る無線親機の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態１に係る無線子機の内部構成を示すブロック図である。 実施の形態１における通信動作の説明図である。 実施の形態１における通信動作の説明図である。 実施の形態１に係る無線親機の制御部が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。 実施の形態１に係る無線子機の制御部が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。 実施の形態２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３における通信動作の説明図である。 実施の形態３に係る無線子機の制御部の処理が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。

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１の全体構成を示すブロック図である。無線テレメータシステム１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、ガス、水道、電気などの使用量を計測し、計測結果（検針値）を出力する計測器である。

無線テレメータシステム１では、メータ２３から出力される検針値に係るデータ、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、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制御指令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を備える構成であってもよい。また、本実施の形態では、無線親機２１とセンタ側網制御装置１２とが広域無線網Ｎ１に接続される構成としたが、有線の通信網により接続される構成であってもよい。

センタ側網制御装置１２は、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、センタ側網制御装置１２は、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及び無線子機２２，２２，…，２２は狭域無線網Ｎ２を形成する。無線親機２１は、通信相手として相互認証された各無線子機２２，２２，…，２２と、狭域無線網Ｎ２の通信規格に準拠した通信方式（例えば特定小電力無線方式）により無線通信を行う。

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、検針値に係るデータを無線親機２１へ送信する。また、無線親機２１は、無線子機２２から送信される検針値に係るデータを受信した場合、又は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と無線通信を行う。

図２は実施の形態１に係る無線親機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、図に示していない電池又は商用電源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、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only memory）などを備え、ＲＯＭに予め格納された制御プログラムをＣＰＵが実行することにより、機器全体を本発明に係る無線親機として機能させる。また、制御部２１０は、時間を計測するタイマーの機能を備える。

記憶部２１１は、例えば、ＥＰＲＯＭ（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等を記憶する。

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から送信される検針値に係るデータを狭域無線通信部２１３にて受信した場合、電池電圧の低下などのセンタ側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の通信規格に準拠した信号を制御部２１０にて生成し、広域無線通信部２１２のアンテナ２１２ａを駆動して電波を発信させることにより、信号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、受信した電波をデコードすることにより広域無線網Ｎ１の通信規格に準拠した信号を取得する。広域無線通信部２１２は、デコードして得られる信号を制御部２１０へ出力する。制御部２１０は、広域無線通信部２１２から出力された信号を取得した場合、その信号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、無線子機２２，２２，…，２２と無線通信を行う。無線親機２１及び無線子機２２間の無線通信として、例えば特定小電力無線を用いることができる。

表示部２１４は、ＬＥＤランプ（LED : Light Emitting Diode）、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、保守作業を行う作業員等に報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、例えば保守作業を行う作業者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（Network Control Unit）の機能を有するものとして説明を行ったが、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３は実施の形態１に係る無線子機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、メータＩＦ２２３、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、図に示していない電池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、例えば、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が実行することにより、機器全体を本発明に係る無線子機として機能させる。また、制御部２２０は、時間を計測するタイマーの機能を備える。

記憶部２２１は、例えば、ＥＰＲＯＭ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等を記憶する。

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り、無線親機２１との間で狭域無線網Ｎ２の通信規格に準拠した通信方式にて無線通信を行う。無線子機２２及び無線親機２１間の無線通信として、例えば特定小電力無線を用いることができる。

メータＩＦ２２３は、ガス、水道、電気などの使用量を計測するメータ２３を接続するためのインタフェースである。メータＩＦ２２３は、接続されたメータ２３から検針値を取得した場合、検針値に係るデータを制御部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、保守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、例えば保守作業を行う作業者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、無線テレメータシステム１の通信動作について説明する。
図４及び図５は、実施の形態１における通信動作の説明図である。図４には、無線親機２１から無線子機２２へデータを送信する場合の動作が示されている。図５には、無線子機２２から無線親機２１へデータを送信する場合の動作が示されている。

図４、５に示すように、無線親機２１は、無線子機２２へ送信すべきデータがない場合に、探索信号として、受信用ビーコン（第１信号）を第１周期で間欠的に送信する。一方で、無線子機２２は、無線親機２１へ送信すべきデータがない場合に、第２周期で間欠的に受信する。ここで、受信用ビーコンの１回の送信時間をＴ１、送信間隔をＴ２、無線子機２２の１回の受信時間をＴ１１、受信間隔をＴ１２とすると、第１周期はＴ１及びＴ２の加算値であり、第２周期はＴ１１及びＴ１２の加算値である。また、無線子機２２に完全な受信用ビーコンを受信させるために、受信時間Ｔ１１を送信時間Ｔ１よりも長く設定しておくが、受信時間Ｔ１１を送信時間Ｔ１と同じように設定してもよい。さらに、送信間隔Ｔ２及び受信間隔Ｔ１２は必要に応じて適当に設定すればよい。

また、センタ側網制御装置１２からの送信要求を受信した後に、送信要求に係るデータを無線子機２２へ送信する。図４に示すように、無線親機２１は、無線子機へデータを送信する場合に、送信開始用ビーコン（第２信号）を第２周期よりも短い第３周期で所定回数送信する。これにより、無線子機２２に受信期間内に送信開始用ビーコンを確実に受信させることができる。ここで、送信開始用ビーコンは受信用ビーコンと同様な信号であるが、異なる信号であってもよい。送信開始用ビーコン信号の１回の送信時間をＴ１、送信間隔をＴ３とすると、第３周期はＴ１及びＴ３の加算値である。所定回数は第２周期及び第３周期に応じて適当に設定すればよい。また、送信間隔Ｔ３は０秒と設定されているが、０秒以上と設定されてもよい。このように、本実施の形態では、送信開始用ビーコンが連続して送信されるため、無線子機に受信期間内に送信開始用ビーコンを一層確実に受信させることができ、送信開始用ビーコンの送信時間を最小限に設定することができる。

無線子機２２は、無線親機２１からの送信開始用ビーコンを受信してから、待ち時間Ｔ１３が経過すると、通信における肯定的な応答であるＡｃｋを無線親機２１へ送信する。ここで、複数の無線子機２２からデータを同時に送信することを避けるために、各無線子機２２の待ち時間が異なるように設定しておく。無線子機２２からのＡｃｋを受信した無線親機２１は、センタ側網制御装置１２からの送信要求に係るデータを無線子機２２へ送信する。無線子機２２は無線親機２１からのデータを受信する。

また、無線子機２２は、メータ２３からの検針値を受信した場合に、図５に示すように、連続して受信する。ここで、連続受信の時間は第１周期に応じて適当に設定すればよい。これにより、無線子機２２は受信用ビーコンを確実に受信することができる。なお、無線子機２２は、第１周期よりも短い第４周期で所定回数受信してもよい。ここで、受信間隔及び所定回数は第１周期及び第４周期に基づいて適当に設定すればよい。

無線子機２２は、無線親機２１からの受信用ビーコンを受信すると、Ａｃｋを無線親機２１へ送信し、メータ２３からの検針値に係るデータを無線親機２１へ送信する。無線親機２１は、無線子機２２からのＡｃｋを受信し、無線子機２２からの検針値に係るデータを受信する。

図６は実施の形態１に係る無線親機２１の制御部２１０が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。制御部２１０は例えば無線親機２１の電源が投入されると処理を実行する。制御部２１０はセンタ側網制御装置１２からの送信要求を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。送信要求がないと判定した場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御部２１０はタイマーの計時によって第１周期が経過したか否かを判定する（ステップＳ２）。

第１周期が経過していないと判定した場合（ステップＳ２：ＮＯ）、制御部２１０は処理をステップＳ１に戻す。第１周期が経過したと判定した場合（ステップＳ２：ＹＥＳ）、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３を介して受信用ビーコンを送信し（ステップＳ３）、Ａｃｋの受信待ちを開始する（ステップＳ４）。

制御部２１０は、Ａｃｋを受信したか否かを判定する（ステップＳ５）。Ａｃｋを受信していないと判定した場合（ステップＳ５：ＮＯ）、制御部２１０は、処理をステップＳ１に戻す。Ａｃｋを受信したと判定した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３を介して無線子機２２からのデータを受信し（ステップＳ６）、処理をステップＳ１に戻す。

送信要求を受信したと判定した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３を介して送信開始用ビーコンを送信する（ステップＳ７）。制御部２１０は、送信開始用ビーコンを所定回数送信したか否かを判定する（ステップＳ８）。所定回数送信していないと判定した場合（ステップＳ８：ＮＯ）、制御部２１０は処理をステップＳ７に戻す。所定回数送信したと判定した場合（ステップＳ８：ＹＥＳ）、制御部２１０はＡｃｋの受信待ちを開始する（ステップＳ９）。

制御部２１０は、Ａｃｋを受信したか否かを判定する（ステップＳ１０）。Ａｃｋを受信していないと判定した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、制御部２１０は、処理をステップＳ１に戻す。Ａｃｋを受信したと判定した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、制御部２１０は、狭域無線通信部２１３を介して送信要求に係るデータを無線子機２２へ送信し（ステップＳ１１）、処理をステップＳ１に戻す。

図７は実施の形態１に係る無線子機２２の制御部２２０が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。制御部２２０は例えば無線子機２２の電源が投入されると処理を実行する。制御部２２０はメータ２３からの検針値を受信したか否かを判定する（ステップＳ２１）。検針値を受信していないと判定した場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、制御部２２０はタイマーの計時によって第２周期が経過したか否かを判定する（ステップＳ２２）。

第２周期が経過していないと判定した場合（ステップＳ２２：ＮＯ）、制御部２２０は処理をステップＳ２１に戻す。第２周期が経過したと判定した場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）、制御部２２０は、狭域無線通信部２２２を介して時間Ｔ１１を亘って受信する（ステップＳ２３）。

制御部２２０は、無線親機２１からの送信開始用ビーコンを受信したか否かを判定する（ステップＳ２４）。送信開始用ビーコンを受信していない場合（ステップＳ２４：ＮＯ）、制御部２２０は処理をステップＳ２１に戻す。送信開始用ビーコンを受信した場合（ステップＳ２４：ＹＥＳ）、待ち時間Ｔ１３が経過すると、制御部２２０は狭域無線通信部２２２を介してＡｃｋを送信する（ステップＳ２５）。制御部２２０は、狭域無線通信部２２２を介して無線親機２１からデータを受信し（ステップＳ２６）、処理をステップＳ２１に戻す。

検針値を受信したと判定した場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、制御部２２０は、狭域無線通信部２２２の連続受信を開始する（ステップＳ２７）。制御部２１０は、無線親機２１からの受信用ビーコンを受信したか否かを判定する（ステップＳ２８）。受信用ビーコンを受信していないと判定した場合（ステップＳ２８：ＮＯ）、制御部２２０は連続受信の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ２９）。

制御部２２０は、連続受信の時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ２９：ＮＯ）、処理をステップＳ２８に戻す。連続受信の時間が経過したと判定した場合（ステップＳ２９：ＹＥＳ）、制御部２２０は処理をステップＳ２１に戻す。

無線親機２１からの受信用ビーコンを受信したと判定した場合（ステップＳ２８：ＹＥＳ）、制御部２２０はＡｃｋを送信し（ステップＳ３０）、検針値に係るデータを無線親機２１へ送信し（ステップＳ３１）、処理をステップＳ２１に戻す。

以上のように、無線親機２１は、無線子機２２へ送信すべきデータがない場合に、受信用ビーコンを第１周期で間欠的に送信するが、無線子機２２へデータを送信する場合に、送信開始用ビーコンを第３周期で送信する一方、無線子機２２は、無線親機２１へ送信すべきデータがない場合に、第２周期で間欠的に受信するが、無線親機２１へデータを送信する場合に連続して受信し、又は第４周期で受信する。ここで、第３周期は第２周期よりも短く、第４周期は第１周期よりも短い。

従って、本実施の形態に係る無線テレメータシステム１では、送信すべきデータがない場合に探索信号を間欠的に送受信するため、消費電力が低減される。また、無線親機２１が無線子機２２へデータを送信する場合に探索信号の送信間隔を短縮することで、無線子機２２の受信周期にぶつかるようになる。さらに、探索信号が無線親機２１のみにより送信されるため、信号の輻輳が減少される。これにより、本実施の形態に係る無線テレメータシステム１は消費電力を低減するとともに、無線信号の輻輳を減少させることができる。

（実施の形態２）
実施の形態１では、無線テレメータシステム１は、１つの事業者に利用されるが、複数の事業者に利用されてもよい。実施の形態２では、無線テレメータシステム１が複数の事業者により利用される場合について説明する。

図８は実施の形態２に係る無線テレメータシステム１０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１０は、第１事業者及び第２事業者により利用される。センタ側の構成としては、第１事業者に属する第１ホストコンピュータ１１１及び第１センタ側網制御装置１２１と、第２事業者に属する第２ホストコンピュータ１１２及び第２センタ側網制御装置１２２とを備える。端末側の構成としては、第１無線親機２５、第２無線親機２６、無線子機２２，２２，…，２２、及びメータ２３，２３，…，２３を備える。第１無線親機２５は、例えば広域無線網（未図示）を介して第１センタ側網制御装置１２１と通信する。第２無線親機２６は、例えば広域無線網（未図示）を介して第２センタ側網制御装置１２２と通信する。

実施の形態２では、無線子機２２及びメータ２３の内部構成は、実施の形態１と同様であるため、同一の符号を付け、その説明を省略することとする。また、実施の形態２では、第１ホストコンピュータ１１１及び第２ホストコンピュータ１１２の内部構成は、実施の形態１におけるホストコンピュータ１１と同様であり、第１センタ側網制御装置１２１及び第２センタ側網制御装置１２２の内部構成は、実施の形態１におけるセンタ側網制御装置１２と同様であり、第１無線親機２５、第２無線親機２６の内部構成は、実施の形態１における無線親機２１と同様であるため、これらの説明を省略することとする。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

第１無線親機２５及び第２無線親機２６夫々は、狭域無線網Ｎ２を介して無線子機２２，２２，…，２２と通信することが可能である。第１無線親機２５及び第２無線親機２６夫々は、通信相手として相互認証された各無線子機２２，２２，…，２２と、狭域無線網Ｎ２の通信規格に準拠した通信方式（例えば特定小電力無線方式）により無線通信を行う。

第１無線親機２５の記憶部には、第１センタ側網制御装置１２１を識別するためのセンタ情報が記憶されている。第１無線親機２５は、受信用ビーコンを送信する際に、記憶されているセンタ情報を受信用ビーコンに含ませて送信する。

第２無線親機２６の記憶部には、第２センタ側網制御装置１２２を識別するためのセンタ情報が記憶されている。第２無線親機２６は、受信用ビーコンを送信する際に、記憶されているセンタ情報を受信用ビーコンに含ませて送信する。

無線子機２２は、受信用ビーコンに含まれているセンタ情報に基づいて、送信先を特定する。具体的には、センタ情報が第１センタ側網制御装置１２１を示す場合に送信先を第１無線親機２５と特定し、センタ情報が第２センタ側網制御装置１２２を示す場合に送信先を第２無線親機２６と特定する。

このように、受信用ビーコンに無線子機２２の送信先を識別するための識別情報が含まれているため、無線テレメータシステム１０では、複数の事業者を含んでも、各無線子機２２は送信先を特定することができる。なお、本実施の形態では、無線子機２２の送信先を識別するための識別情報は、センタ情報を例として説明したが、無線親機２５，２６を識別する情報であってもよい。また、識別情報は送信開始用ビーコンに含まれてもよい。この場合、無線子機２２は、要求信号の送信元を識別することができる。

（実施の形態３）
実施の形態１では、無線子機２２が送信開始用ビーコンを受信してからＡｃｋを送信するまでの待ち時間は、予め設定されたが、無線子機２２により算出されてもよい。実施の形態３では、無線子機２２が待ち時間を算出する構成について説明する。

なお、無線テレメータシステムの全体構成、無線親機２１及び無線子機２２の内部構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。無線親機２１が受信用ビーコンを間欠的に送信する動作、及び無線子機２２が間欠的に受信する動作は、夫々に実施の形態１と同様であるため、その説明を省略することとする。以下、実施の形態１と異なる部分について説明する。

図９は、実施の形態３における通信動作の説明図であり、無線親機２１から無線子機２２へデータを送信する場合の動作を示している。

無線親機２１は、無線子機２２へデータを送信する場合に、送信開始用ビーコンを複数回連続して送信する。各送信開始用ビーコンには、自身が送信開始用ビーコン全体における位置を示す位置情報が含まれている。位置情報は、例えば、各送信開始用ビーコンの送信順位を示す数字、及び全体の送信回数を示す数字を含む。即ち、全体の送信回数を５とする場合、１回目に送信される送信開始用ビーコンには、自身の送信順位を示す「１」と、全体の送信回数の「５」が含まれており、２番目に送信される送信開始用ビーコンには、自身の送信順位を示す「２」と、全体の送信回数の「５」が含まれている。

無線子機２２の制御部２２０（算出部、図３参照）は、受信した送信開始用ビーコンにおける位置情報に基づいて、送信開始用ビーコンの送信が完了するまでの待ち時間Ｔ１５を算出する。例えば、送信回数が５回であり、無線子機２２が３回目に送信された送信開始用ビーコンを受信した場合、制御部２２０は、該送信開始用ビーコンにおける位置情報に基づいて、今回の送信が３回目で、また２回送信すべきであると判断する。制御部２２０は、タイマーによって、該３回目の送信開始用ビーコンの受信開始時刻及び受信完了時刻を取得して、１回受信の所要時間を算出する。そして、制御部２２０は、１回受信の所要時間に基づいて、５回目の送信開始用ビーコンの受信完了時刻を予測する。制御部２２０は、タイマーによって現在時刻を取得し、５回目の送信開始用ビーコンの受信完了までの待ち時間Ｔ１５を算出する。

算出された待ち時間Ｔ１５が経過すると、制御部２２０は、Ａｃｋを送信し、検針値に係るデータを無線親機２１へ送信する。

図１０は、実施の形態３に係る無線子機２２の制御部２２０が実行する処理の一例を説明するフローチャートである。制御部２２０は例えば無線子機２２の電源が投入されると処理を実行する。制御部２２０はメータ２３からの検針値を受信したか否かを判定する（ステップＳ４１）。検針値を受信していないと判定した場合（ステップＳ４１：ＮＯ）、制御部２２０はタイマーの計時によって第２周期が経過したか否かを判定する（ステップＳ４２）。

第２周期が経過していないと判定した場合（ステップＳ４２：ＮＯ）、制御部２２０は処理をステップＳ４１に戻す。第２周期が経過したと判定した場合（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、制御部２２０は、狭域無線通信部２２２を介して時間Ｔ１１を亘って受信する（ステップＳ４３）。

制御部２２０は、無線親機２１からの送信開始用ビーコンを受信したか否かを判定する（ステップＳ４４）。送信開始用ビーコンを受信していない場合（ステップＳ４４：ＮＯ）、制御部２２０は処理をステップＳ４１に戻す。送信開始用ビーコンを受信した場合（ステップＳ４４：ＹＥＳ）、制御部２２０は待ち時間Ｔ１５を算出する（ステップＳ４５）。待ち時間Ｔ１５が経過すると、制御部２２０は狭域無線通信部２２２を介してＡｃｋを送信する（ステップＳ４６）。制御部２２０は、狭域無線通信部２２２を介して無線親機２１からデータを受信し（ステップＳ４７）、処理をステップＳ４１に戻す。

検針値を受信したと判定した場合（ステップＳ４１：ＹＥＳ）、制御部２２０は、狭域無線通信部２２２の連続受信を開始する（ステップＳ４８）。制御部２１０は、無線親機２１からの受信用ビーコンを受信したか否かを判定する（ステップＳ４９）。受信用ビーコンを受信していないと判定した場合（ステップＳ４９：ＮＯ）、制御部２２０は連続受信の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ５０）。

制御部２２０は、連続受信の時間が経過していないと判定した場合（ステップＳ５０：ＮＯ）、処理をステップＳ４９に戻す。連続受信の時間が経過したと判定した場合（ステップＳ５０：ＹＥＳ）、制御部２２０は処理をステップＳ４１に戻す。

無線親機２１からの受信用ビーコンを受信したと判定した場合（ステップＳ４９：ＹＥＳ）、制御部２２０はＡｃｋを送信し（ステップＳ５１）、検針値に係るデータを無線親機２１へ送信し（ステップＳ５２）、処理をステップＳ４１に戻す。

以上のように、無線子機２１は位置情報を含む送信開始用ビーコンを連続送信し、無線子機２２は、送信開始用ビーコンを受信して、位置情報に基づいて待ち時間Ｔ１５を算出し、待ち時間Ｔ１５が経過すると、Ａｃｋを送信し、検針値に係るデータを無線親機２１へ送信する。

なお、複数の無線子機２２が同時にデータを送信することを避けるために、各無線子機２２に対して、異なる第２待ち時間を予め設定することが好ましい。この場合、各無線子機２２は、待ち時間Ｔ１５が経過し、かつ予め設定された自身の第２待ち時間が経過すると、Ａｃｋを送信する。これにより、信号の輻輳を避けることができる。

実施の形態１では、送信開始用ビーコンの送信完了時刻が算出できないため、待ち時間Ｔ１３が長く設定される。しかし、実施の形態３では、送信開始用ビーコン全体の送信が完了するまでの時間を算出することにより、Ａｃｋを送信するまでの待ち時間を短縮することができ、通信効率が高くなる。

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。

本願の無線通信システム（１）は、無線子機（２２）と、該無線子機（２２）を探索するための探索信号を外部へ送信する無線親機（２１）とを有し、前記無線親機（２１）は、前記無線子機（２２）へ送信すべきデータがない場合に、前記探索信号として第１信号を第１周期で間欠的に送信し、前記無線子機（２２）は、前記無線親機（２１）へ送信すべきデータがない場合に、第２周期で間欠的に受信し、前記無線親機（２１）は、前記無線子機（２２）へデータを送信する場合に、前記探索信号として第２信号を、前記第２周期よりも短い第３周期で送信し、前記無線子機（２２）は、前記無線親機（２１）へデータを送信する場合に、連続して受信し、又は、前記第１周期よりも短い第４周期で受信することを特徴とする。

本願では、送信すべきデータがない場合に探索信号を間欠的に送受信するため、消費電力が低減される。また、無線親機が無線子機へデータを送信する場合に探索信号の送信間隔を短縮することで、無線子機の受信周期にぶつかるようになる。さらに、探索信号が無線親機のみにより送信されるため、信号の輻輳が減少される。これにより、消費電力を低減するとともに、無線信号の輻輳を減少させることができる。

本発明に係る無線通信システム（１０）は、前記第１信号には、前記無線子機（２２）の送信先を識別するための識別情報が含まれていることを特徴とする。

本願では、第１信号に無線子機の送信先を識別するための識別情報が含まれているため、無線子機は第１信号における識別情報に基づいて複数の無線親機のうち、送信先を特定することができる。よって、無線通信システムが複数の事業者により利用されても、検針値を特定のセンタ側に送信することができる。

本発明に係る無線通信システム（１）は、前記無線親機（２１）は、前記無線子機（２２）へデータを送信する場合に、前記第２信号を連続して複数回送信し、各回の前記第２信号には、該第２信号の前記複数回送信される第２信号全体における位置を示すための位置情報が含まれていることを特徴とする。

本願では、第２信号に自身の前記複数回送信される第２信号全体における位置を示すための位置情報が含まれているため、第２信号全体の送信が完了するまでの時間が算出される。

本発明に係る無線通信システム（１）は、前記無線子機（２２）は、前記位置情報に基づいて、前記第２信号全体の送信が完了するまでの時間を算出する算出部（２２０）を備えることを特徴とする。

本願では、無線子機の算出部が、位置情報に基づいて、第２信号全体の送信が完了するまでの時間を算出するため、第２信号全体の送信が完了した後に、早めにＡｃｋを送出することができる。これにより、無線子機のＡｃｋを送信するまでの待ち時間を短縮することができ、通信効率が高くなる。

１１ ホストコンピュータ
１２ センタ側網制御装置
２１ 無線親機
２２ 無線子機
２３ メータ
２１０，２２０ 制御部
２１１，２２１ 記憶部
２１２ 広域無線通信部
２１３，２２２ 狭域無線通信部
２１４，２２４ 表示部
２１５，２２５ 操作部
２２３ メータＩＦ

Claims (4)

1. 無線子機と、該無線子機を探索するための探索信号を外部へ送信する無線親機とを有する無線通信システムにおいて、
   前記無線親機は、前記無線子機へ送信すべきデータがない場合に、前記探索信号として第１信号を第１周期で間欠的に送信し、
   前記無線子機は、前記無線親機へ送信すべきデータがない場合に、第２周期で間欠的に受信し、
   前記無線親機は、前記無線子機へデータを送信する場合に、前記探索信号として第２信号を、前記第２周期よりも短い第３周期で送信し、
   前記無線子機は、前記無線親機へデータを送信する場合に、連続して受信し、又は、前記第１周期よりも短い第４周期で受信する
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第１信号には、前記無線子機の送信先を識別するための識別情報が含まれている
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
3. 前記無線親機は、前記無線子機へデータを送信する場合に、前記第２信号を連続して複数回送信し、
   各回の前記第２信号には、該第２信号の前記複数回送信される第２信号全体における位置を示すための位置情報が含まれている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の無線通信システム。
4. 前記無線子機は、前記位置情報に基づいて、前記第２信号全体の送信が完了するまでの時間を算出する算出部を備える
   ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信システム。

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