JP6741720B2 - 電池残量推定システム、電池残量推定方法、電池残量推定プログラム、算出システム、算出方法、及び算出プログラム - Google Patents

Description

本発明は、電池残量推定システム、電池残量推定方法、電池残量推定プログラム、算出システム、算出方法、及び算出プログラムに関するものである。

従来、各家庭の電気、水道、ガス等の使用量を表すメーター値等のデータを、無線ネットワークを用いて収集・中継し、遠隔の検針センタ等のデータ収集センタに伝送する遠隔データ収集システムが存在する（例えば、特許文献１）。また、近年、ＩｏＴ（Internet of Things）の広がりとともに、フィールド内の複数のスマートメーターによってネットワークを組み、検針データの収集やメーターの制御を行うシステムであるＦＡＮ（Field Area Network）と、ＦＡＮによって収集されたデータを遠隔のサーバに送信するＷＡＮ（Wide Area Network）とを用いたスマートユーティリティシステムの開発が進められている（例えば、非特許文献１）。

特開２００２−２１８０８０号公報

"スマートシティにおけるWi-SUN FANソリューション"、［Online］、日新システムズ、［平成３０年３月２８日検索］、インターネット＜URL： http://www.co-nss.co.jp/solution/sol-wisun_fan.html＞

ＦＡＮにおいて、各メーターの情報は、複数のメーター間のマルチホップ通信を用いて伝送することができ、下位のメーター間を伝送した情報は上位のゲートウェイ（ＧＷ）へ収集され、ＷＡＮを介してサーバへ送信される。なお、ゲートウェイの機能をメーターに備えることによって、専用のゲートウェイ装置を用いることなく、各家庭に設置されたメーターのみでＦＡＮ及びＷＡＮを可能とする汎用性の高い運用が試みられている。すなわち、一のメーターで、ガスメーター間の通信（子機としての機能）と広域ネットワーク通信（親機としての機能）とを可能とするものである。

ここで、上記スマートメーターは電池により駆動される。スマートメーターは、遠隔から検針値の取得、制御及び保守が可能であることに利点があるため、スマートメーターの電池残量を遠隔でも適切に把握して運用することが求められていた。

そこで、本発明は、スマートメーターの電池残量を適切に把握することが可能な電池残量推定システム、電池残量推定方法、及び、電池残量推定プログラムを提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムは、第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、動作モード毎に記憶する記憶部と、無線通信装置の動作モードの履歴に関するモード履歴情報とを取得する取得部と、モード履歴情報と、実行時の動作モードに関するテーブルとに基づき、無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する実消費電力算出部と、算出部により算出された実消費電力に基づき、電池の残量を推定する電池残量推定部とを備える。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムにおいて、記憶部は、テーブルとして、無線通信装置において実行される処理毎の平均実行回数をさらに記憶し、取得部は、モード履歴情報として、当該動作モードの継続時間を取得し、実消費電力算出部は、動作モードの継続時間と、テーブルに含まれる平均実行回数とに基づき、無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出することができる。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムにおいて、無線通信装置はガスメーターに備えられ、当該ガスメーターから取得される各種ガス情報を、当該ガスメーターの管理サーバへ送信する送信部を備え、テーブルにおける、無線通信装置において実行される処理毎の消費電力は、送信部から管理サーバへ送信されるガス情報毎の消費電力を少なくとも含むことができる。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムにおいて、取得部、実消費電力算出部、及び、電池残量推定部が管理サーバに備えられ、取得部は、無線通信装置から送信された各種ガス情報に基づき、実行済処理を判定することができる。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムにおいて、取得部、実消費電力算出部、及び、電池残量推定部が無線通信装置に備えられることができる。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムにおいて、少なくとも第１動作モードで動作する無線通信装置と、第２動作モードで動作する無線通信装置とを含み、管理サーバは、第１動作モードで動作する無線通信装置を介して、第２動作モードで動作する無線通信装置のモード履歴情報を取得することができる。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムにおいて、少なくとも第１動作モードで動作する無線通信装置と、第２動作モードで動作する無線通信装置とを含み、管理サーバは、第１動作モードで動作する無線通信装置を介して、第２動作モードで動作する無線通信装置の動作モードの継続時間を取得することができる。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定方法は、第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、動作モード毎に記憶する記憶ステップと、無線通信装置の動作モードの履歴に関するモード履歴情報とを取得する取得ステップと、モード履歴情報と、消費電力に関するテーブルとに基づき、無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する実消費電力算出ステップと、算出ステップにより算出された実消費電力に基づき、電池の残量を推定する電池残量推定ステップとを含む。

本発明の一実施形態に係る電池残量推定プログラムは、コンピュータに、第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、動作モード毎に記憶する記憶機能と、無線通信装置の動作モードの履歴に関するモード履歴情報とを取得する取得機能と、モード履歴情報と、消費電力に関するテーブルとに基づき、無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する実消費電力算出機能と、算出機能により算出された実消費電力に基づき、電池の残量を推定する電池残量推定機能とを実現させる。

本発明によれば、スマートメーターの電池残量を適切に把握することが可能な電池残量推定システム、電池残量推定方法、及び、電池残量推定プログラムを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るサーバ（情報処理装置）の構成例を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る無線通信装置の構成例を示すブロック図である。 （ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係るテーブルの一例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るＦＡＮの構成情報の一例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るモード履歴情報の一例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るサーバの動作例を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係るシーケンス図である。 本発明の一実施形態に係る情報処理装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。

以下、諸図面を参照しながら、本発明の一実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る電池残量推定システムが適用される通信システムの構成例を示す図である。通信システム５００は、各家庭、企業、施設等に設置されたメーターからの情報を収集したり、メーターの制御を遠隔で行うためのシステムである。メーターが測定する測定対象としては特に限定されるものではないが、例えば、ガス（都市ガス、ＬＰガス）、水道、石油、電気等であってよい。以下の実施形態では、ガスを例として説明する。なお、本発明の一実施形態において、メーターは、外部から電力を供給されず、内部に備えられた蓄電池で駆動されるものであって、その駆動期間が有限であるものとする。

図１に示すように、通信システム５００は、サーバ（情報処理装置）１００と、無線通信装置２００が備えられたメーター３００と、ネットワーク４００とを含む。なお、無線通信装置２００は、図のように、メーター３００の図示しない外側の入出力Ｉ／Ｆに接続されて、別個の無線通信装置としてメーター３００の外部に備えられてもよい。また、無線通信装置２００は、メーター３００の内部に、例えば通信ボードとして組み込まれていてもよい。通信システム５００において、複数の無線通信装置２００によってＦＡＮ１０が構成されており、図の例では、無線通信装置２００Ａａ，２００Ａｂ，２００Ａｃ及び２００Ａｄによって、ＦＡＮ１０Ａが、無線通信装置２００Ｂａ，２００Ｂｂ，２００Ｂｃ及び２００Ｂｄによって、ＦＡＮ１０Ｂが構成されている。ここで、ＦＡＮ１０ＡとＦＡＮ１０Ｂとは、エリアが異なることによる区別であってもよいし、メーターの管理者が異なることによる区別であってもよい。後者の場合、エリアが重複していてもよい。なおこれ以降、特に区別する必要が無い場合、符号における英字は省略して説明する。また、各ＦＡＮに含まれる無線通信装置は、図示した数に限られるものではない。

各ＦＡＮ１０において、無線通信装置２００ａはゲートウェイ（親機：第１動作モード）として機能し、その他の無線通信装置２００ｂ〜２００ｄは子機（第２動作モード）として機能しているものとする。なお、各無線通信装置２００は、親機としても子機としても動作し得る。親機である無線通信装置２００ａは、サーバ１００との間で、第１の通信方式を用いてネットワーク４００を介して直接に通信を行うことができる。ここで、第１の通信方式としては、例えば、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、第４世代（４Ｇ）、第５世代（５Ｇ）、ＣＤＭＡ等の通信方式である。第１の通信方式は、例えば、Category M, Category M1、ＮＢ−ＩｏＴ（Narrow Band IoT）等のＩｏＴ向けの無線通信方式であり、ＬＴＥを拡張した通信方式である。また、第１の通信方式は例えば、電波法における免許を必要とする通信方式（公衆無線）である。なお、第１の通信方式は、これらの例に限られるものではない。子機２００ｂ〜２００ｄは、第２の通信方式を用いて他の子機及び親機との通信（データの伝送）を行う。ここで、第２の通信方式としては、例えば、９２０ＭＨｚ帯を使用して通信する特定小電力無線方式である。９２０ＭＨｚ帯を使用して通信する特定小電力無線方式は、例えば、Ｗｉ-ＳＵＮの通信規格に基づく通信方式や、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）等のＩＥＥＥ８０２．１５．４上で動作する無線通信規格の通信方式である。なお、第２の通信方式は、９２０ＭＨｚ帯に限られず、どのような通信帯域で通信するものであってもよい。第２の通信方式は例えば、電波法における免許を必要としない通信方式である。第１の通信方式と第２の通信方式とは例えば、通信に用いる電波の周波数帯が互いに異なる。

詳細は後述するが、サーバ１００は、各メーター３００の保守管理を遠隔から実行する機能を有し、その１つとして、電池残量を推定する機能を有する。サーバ１００は、各無線通信装置２００から送信された各メーター３００の情報を処理し、図示しないメーターの管理者へ必要なデータを受け渡すＩｏＴ−ＰＦ（プラットフォーム）としての機能も有する。各メーター３００の情報としては、測定対象の測定値（検針値）であって、測定対象の所定期間（例えば、１日、１週間、１カ月等）における使用量、測定対象の残量を示すデータであってよい。また、各メーター３００の情報としては、測定対象の異常を表すデータ（例えば、ガス漏れ等）であってもよい。なお図において、サーバ１００は２つ示してあるが、これに限られるものではない。なお、サーバ１００は、各実施形態において記載する機能を実現できる情報処理装置であればどのような装置であってもよく、例えば、サーバ装置、コンピュータ（限定でなく例として、デスクトップ、ラップトップ、タブレット等）、コミュニケーションプラットホーム等を含んでもよい。

ここで、ＦＡＮの必要性について、例示的に説明する。上述のように、ＦＡＮは、フィールド内の複数のスマートメーターによってネットワークを組み、検針データの収集やメーターの制御を行うシステムである。ＦＡＮにおける無線通信装置間のマルチホップ通信により、電波の届きにくい場所に設置されたメーターの情報を、ＩｏＴ−ＰＦへ伝送することが可能となる。なお、上述のように、メーターの蓄電池が有限であることから、各無線通信装置も外部から電力を供給されず、駆動期間が有限である。しかしながら、親機は、ＩｏＴ−ＰＦからのポーリングを受け付けるための待機電力と、自機に接続された複数の子機及び自機の検針値を、ＩｏＴ−ＰＦに送信するための送信電力とを必要とし、子機と比較して電力消費が大きくなるという特徴を有する。

ここで、本実施例において、ＦＡＮを構成する各無線通信装置は、親機としても子機としても動作可能であるため、ＦＡＮ内で、親機の役割をローテーションすることにより、ＦＡＮ内での電池消費を平滑化を見込める。従って、通信環境の観点のみならず、それぞれの無線通信装置がＷＡＮでＩｏＴ−ＰＦとの通信を行うよりは、無線通信装置同士でＦＡＮを組むことによって、消費電力の観点からも有利である。

図１の説明を続ける。ネットワーク４００は、無線ネットワークや有線ネットワークを含んでよい。ネットワーク４００は、ワイヤレスＬＡＮ（wireless LAN：ＷＬＡＮ）や広域ネットワーク（wide area network：ＷＡＮ）、ＩＳＤＮｓ（integrated service digital networks）、無線ＬＡＮｓ、ＬＴＥ（long term evolution）、ＬＴＥ−Ａｄｖａｎｃｅｄ、第４世代（４Ｇ）、第５世代（５Ｇ）、ＣＤＭＡ（code division multiple access）等である。なお、ネットワーク４００は、これらの例に限られず、例えば、公衆交換電話網（Public Switched Telephone Network：ＰＳＴＮ）やブルートゥース（Bluetooth（登録商標））、光回線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber LINE）回線、衛星通信網等であってもよく、どのようなネットワークであってもよい。また、ネットワーク４００は、これらの組み合わせであってもよい。また、ネットワーク４００は、これらの例を組み合わせた複数の異なるネットワークを含むものであってもよい。例えば、ネットワーク４００は、ＬＴＥによる無線ネットワークと、閉域網であるイントラネット等の有線ネットワークとを含むものであってもよい。

図２は、本発明の一実施形態によるサーバ１００のブロック図である。図２に示すように、サーバ１００は、制御部１１０、通信Ｉ／Ｆ部１２０、入出力Ｉ／Ｆ部１３０及び記憶部１４０を備える。

まず、記憶部１４０は、典型的には、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等各種の記録媒体により実現され、サーバ１００が動作するうえで必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有する。また、記憶部１４０には、サーバ１００との通信を行うための、各ＦＡＮを構成する無線通信装置２００及びメーター３００に関する情報が記憶される。例えば、記憶部１４０には、各無線通信装置２００を一意に識別可能な識別子である装置ＩＤ、各無線通信装置２００について親機・子機の指定、各無線通信装置２００の位置情報、メーター３００を一意に識別可能な識別子であるメーターＩＤ、メーター３００の管理者に係る管理者ＩＤ、サーバ１００との第１の通信方式に必要なネットワークＩＤ、無線通信装置２００が含まれるＦＡＮを識別するための第２の通信方式に必要なネットワークＩＤ等が記憶される。第１の通信方式に必要なネットワークＩＤは例えばＩＰアドレスや電話番号などである。第２の通信方式に必要なネットワークＩＤは例えばＦＡＮのネットワークＩＤである。また、記憶部１４０には、ＦＡＮの構成情報として、各子機に対し、親機とする無線通信装置２００の指定（例えば、親機とする装置ＩＤ）が関連付けられて記憶されてもよい。

さらに、記憶部１４０には、第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であり、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置２００において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、動作モード毎に記憶する。図４に、テーブルの一例を示す。図４のテーブルＴＢ１は、無線通信装置２００で実行される処理毎に、通信頻度（平均実行回数）、通信データ量、送信パターン、消費電流とを関連付けて記憶したテーブルである。ガスメーターは、定期的な保守管理が必要であり、サーバと無線通信装置との間で、指示と応答の送受信に係る通信が必然的に発生する。図４のテーブルＴＢ１は、そのような通信において消費する消費電流（消費電力）を、予め測定し記憶するものである。ここで、自機が親機として動作する場合、複数の子機が接続され、各子機に接続されたメーター３００のデータを、第１の通信方式を用いてＩｏＴ−ＰＦへ送信する必要があるが、消費電流は、自機に接続されているメーター３００の数に依存する。従って、テーブルＴＢ１には、親機に接続されているメーター３００の数に対して、処理毎に要する消費電力が、予め記憶されている。なお、自機が子機として動作し、メーター３００が自機に１台接続されている場合、子機は、メーター１台分のデータを、第２の通信方式を用いてＦＡＮ内で親機へ送信するのみでよい。

テーブルＴＢ１について説明する。処理「定期検針」は、メーターの検針値をサーバ１００へ送信するもので、通信データ量は、上り（無線通信装置２００からサーバ１００へ）１０４バイト、下り２０８バイトである。また、「定期検針」が実行されるのは、月１回である。「定期検針」のデータの送信パターンは、複数のメーター３００のデータを親機が蓄積してＩｏＴ−ＰＦへ送信する「蓄積あり」のパターンである。さらに、「定期検針」に要する消費電流は、メーターが１台接続された子機で０．０１ｍＡｈ、メーターが２台接続された親機で０．２１９ｍＡｈ、メーターが３台接続された親機で０．２２ｍＡｈである。なお、処理「見える化」は、１日のガス使用量をグラフ化や数値化するためにデータの送受信を行う処理である。処理「遠隔開栓」は、サーバ１００から指示して、ガス栓を開栓する処理である。また、処理「緊急時業務」や「異常発呼」は、ガス漏れ等をサーバ１００へ送信したり、他の報知システムへ異常発生を通知するものである。なお、上記処理のうち、「遠隔開栓」、「緊急時業務」、「異常発呼」は、即時に報知する必要があることから、送信パターンは、処理の度に送信される「都度送信」のパターンとなる。なお、数値は一例であって、これに限られるものではなく、また、この他のデータが記憶されてもよい。

ここで、動作モードによる消費電力の違いについて説明する。図１及び上述のように、通信システム５００によれば、子機は、他の子機又は親機との間で第２の通信方式で通信を行い、親機は、サーバとの間の通信を第１の通信方式で行う。特定小電力無線方式である第２の通信方式と比べ、ＷＡＮである第１の通信方式は、データの伝送に電力を多く必要とする。すなわち、第１の通信方式は、第２の通信方式と比べて消費電力が大きい。

なお、図１に示すＦＡＮを構成してサーバと通信を行うシステムの場合、各無線通信装置２００は、他の無線通信装置２００やサーバ１００からの通知を待機する必要があり、待機時にも電力を消費する。本発明の一実施形態によれば、そのような待機時の消費電力も、予め測定によって又は履歴によって把握しておき、図４のテーブルＴＢ２にて記憶しておく。なお、記憶部１４０に記憶される情報としては、図示及び上述したものに限られるものではない。

制御部１１０は、プログラム内のコードや命令によってサーバ１００の各部を制御する機能を有するプロセッサである。制御部１１０は、通信制御部１１１、取得部１１２、実消費電力部１１３、電池残量推定部１１４、判定部１１５及び入出力制御部１１６を備える。通信制御部１１１は、通信Ｉ／Ｆ部１２０を介した通信を制御する。通信Ｉ／Ｆ部１２０は、アンテナ等の通信装置（図示せず）に接続されるインタフェースである。通信Ｉ／Ｆ部１２０は、無線通信装置２００のような外部装置と、移動体通信網の通信回線を介してデータを通信する機能を有する。入出力制御部１１６は、入出力Ｉ／Ｆ部１３０を介した図示しない表示装置（ディスプレイ等）や入出力装置（キーボード、タッチパネル等）との接続を制御する。判定部１１５は、各種判定処理を行う。

取得部１１２は、無線通信装置２００の動作モードの履歴に関するモード歴情報を取得する。モード履歴情報は、上述した第１動作モード又は第２動作モードのいずれかであったかの履歴であって、動作モードの起動時間や、変更時間、動作モードの継続時間を含む。さらに、取得部１１２は、無線通信装置２００で実行された処理の内容に関する処理履歴情報を取得してもよい。無線通信装置２００で実行された処理の内容は、無線通信装置２００からサーバ１００へ送信するデータパケットに所定のデータ形式で含まれてもよい。または、テーブルＴＢ１に示すように、処理毎に要する通信データ量は予め予測されているため、通信データ量から、処理内容が推定されてもよい。この場合、無線通信装置２００とサーバ１００との間で送受信するデータに、処理内容に関する情報を新たに付加する必要がないという利点がある。

なお、取得部１１２は、動作モードの継続時間に関する継続時間情報をさらに取得してもよい。テーブルＴＢ１に示すように、例えば第１動作モードで動作時に実行される処理と、その頻度は予め分かっているため、第１動作モードでの平均消費電力を予め推定することができる。そして、第１動作モードとして動作する継続時間と平均消費電力とから、実消費電力を推定することができる。この場合、電池残量の推定に、動作モードの継続時間に関する情報（例えば、動作モードの開始時間）のみでよいため、算出に係る処理を軽減できる。

実消費電力算出部１１３は、モード履歴情報と、消費電力に関するテーブルとに基づき、無線通信装置２００で実行された処理による実消費電力を算出する。ここで、実消費電力の算出について、図５及び図６の具体例を用いて説明する。図５は、ＦＡＮを構成する各無線通信装置２００について、サーバ（すなわち、ＩｏＴ−ＰＦ）１００へ送信される情報の一例である。テーブルＴＢ３は、ＦＡＮの構成情報を示す。図５の例では、無線通信装置２００−１を親機として動作する親機２００ＧＷとする、ＦＡＮ１０が構成されており、テーブルＴＢ３には、ＦＡＮ１０において、無線通信装置２００−２，２００−３は子機として動作し、それぞれ、メーター３００−２，３００−３が接続されていること、また、無線通信装置２００−１（親機２００ＧＷ）は、メーター３００−１に接続されていること、ＦＡＮ１０は、無線通信装置２００−１を親機とすることが示されている。さらに、ＴＢ３には、各メーターＩＤについての情報が蓄積されたものであるのかを示す蓄積フラグと、サーバ１００で受信した受信日時に関する情報が含まれる。

テーブルＴＢ４は、テーブルＴＢ３の情報から得られる、各無線通信装置２００の消費電流を計算する計算条件を示すテーブルである。テーブルＴＢ４に示すように、無線通信装置２００−２は子機として動作し、送信パターンは「蓄積あり」であり、メーターが１台接続されている。無線通信装置２００−１は親機として動作し、送信パターンは「蓄積あり」であり、メーターが３台（図５の例では、メーター３００−１，３００−２，３００−３）が接続されている。なお、消費電流の計算としては、メーターの台数のみ分かればよく、どのメーターが接続されているかについての情報は必要としない。実消費電力算出部１１３は、図５のテーブルＴＢ４の情報と、図４のテーブルＴＢ１に示す情報とに基づき、各無線通信装置の消費電流を算出することが可能となる。

図６は、図５に示すＦＡＮ１０の各無線通信装置に関するモード履歴情報の一例である。テーブルＴＢ５は、無線通信装置２００−２のモード履歴情報である。テーブルＴＢ５から分かるように、無線通信装置２００−２は、起動時間が２０１７年４月１日 １０：００であり、２０１８年３月３１日 １２：００まで「親機」として動作しており、その動作時間は８７６２時間である。その後、２０１８年３月３１日 １２：００から現在時刻（２０１８年４月１７日）まで「子機」として動作しており、その動作時間は４１０時間である。テーブルＴＢ５の情報から、消費電流計算条件として、テーブルＴＢ６を抽出できる。また、テーブルＴＢ７は、無線通信装置２００−１のモード履歴情報である。テーブルＴＢ７から分かるように、無線通信装置２００−１は、起動時間が２０１８年３月３１日 １２：００から現在時刻（２０１８年４月１７日）まで、「親機」として動作しており、その動作時間は４１０時間である。テーブルＴＢ７の情報から、消費電流計算条件として、テーブルＴＢ８を抽出できる。

実消費電力算出部１１３は、図４〜６に示すテーブルに基づき、各無線通信装置２００の消費電力を算出する。例えば、テーブルＴＢ４を参照し、無線通信装置２００−１はメーターが３台接続された親機であることから、図４のテーブルＴＢ１において「消費電流：親機メーター３台」の酸に記載された消費電流値が消費電流の算出に用いられる。また、図５のテーブルＴＢ７から、親機としての動作継続時間を参照し、図４の各処理が行われた回数を推定し、消費電流を算出することができる。同様に、他の無線通信装置に対しても、消費電流を算出することができる。

電池残量推定部１１４は、実消費電力算出部１１３により算出された実消費電力に基づき、電池の残量を推定する。電池残量推定部１１４は、これ以前の電池残量（例えば、記憶部１４０に記憶されていてよい）から、実消費電力を減算し、現在の電池残量を推定することができる。

上述のように、ガスメーター３００にて電力が消費される処理と、当該処理による消費電力が予め決まっている、という通信システム５００の特性に基づき、電池残量を推定することが可能となる。

次に、無線通信装置２００について説明する。図３は、本発明の一実施形態による無線通信装置２００のブロック図である。上述では、電池残量の推定をサーバ２００が行う態様について説明したが、電池残量の推定は、無線通信装置２００で行われてもよい。図３に示すように、無線通信装置２００は、制御部２１０、通信Ｉ／Ｆ部２２０、入出力Ｉ／Ｆ部２３０及び記憶部２４０を備える。

記憶部２４０は、典型的には、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）、フラッシュメモリ等各種の記録媒体により実現され、無線通信装置２００が動作するうえで必要とする各種プログラム及びデータを記憶する機能を有する。記憶部２４０は、例えば、制御部２１０における各種処理に用いられるドライバプログラム、オペレーティングシステムプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、記憶部２４０は、ドライバプログラムとして、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線通信方式や移動体通信（セルラー通信）の無線通信方式を実行する通信ドライバプログラムを記憶する。また、記憶部２４０は、ＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線通信方式や移動体通信（セルラー通信）の無線通信方式での認証等を行う接続制御プログラム等を記憶する。また、記憶部２４０は、無線ＬＡＮのアクセスポイントに接続するための各種情報を記憶していてもよい。また、記憶部２４０は、メーターや自装置に関する情報（例えば、メーターＩＤ、無線通信装置ＩＤ、位置情報、管理者情報、ネットワークＩＤ、ＵＳＩＭ、ｅＳＩＭ等の情報等）を記憶したり、所定の処理に係る一時的なデータ（通信履歴、メーターによる検針値、ＦＡＮの構成データ等）を一時的に記憶したりしてもよい。また、記憶部２４０は、上述した図４のテーブルを含んでよい。

制御部２１０は、プログラム内のコードや命令によって所定の機能を実行するための機能を備え、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）である。また、制御部２１０は、例えば、マイクロプロセッサやマルチプロセッサ、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）、ＦＰＧＡ（field-programmable gate array）等であってもよい。なお、制御部２１０は、これらの例に限定されない。制御部２１０は、動作モード設定部２１１、通信制御部２１２、取得部２１３、実消費電力算出部２１４、電池残量推定部２１５、判定部２１６及び入出力制御部２１７を含む。

通信制御部２１２は、通信Ｉ／Ｆ部２２０を介した他の無線通信装置、又は、サーバ１００との間の通信を制御し、例えばデータの送受信のためのデジタル処理等を行う。通信Ｉ／Ｆ部２２０は、ネットワーク４００を介して、他の無線通信装置２００やサーバ１００との間でデータの送受信が可能な通信インターフェースである。通信Ｉ／Ｆ部２２０は、例えば、無線通信が可能な通信インターフェースであり、無線ＬＡＮのアクセスポイントを介して通信する機能や、ＬＴＥやＣＤＭＡ等の無線通信ネットワークを介して通信するための機能を含んでいてもよい。ここで、通信Ｉ／Ｆ部２２０は、第１通信部２２１と第２通信部２２２とを含む。第１通信部２２１及び第２通信部２２２は、それぞれ、上述の第１通信方式及び第２通信方式を用いた通信のための通信インタフェースである。

入出力制御部２１７は、入出力Ｉ／Ｆ部２３０を介したメーター３００との通信を制御する。入出力Ｉ／Ｆ部２３０は、例えばメーター３００がガスメーターである場合、独自の通信規格であるＮライン又はＵバスのインタフェースであり、また、ガスメーター間の通信方式であるＵバスエアにも対応するインタフェースである。無線通信装置２００を通信ボードとして実現した場合、上記のインタフェースを備えることによって、既存のガスメーターに組込んで設置することができる。なお、メーター３００はガスに限られるものではなく、入出力Ｉ／Ｆ部２３０は、水道等のメーターに組込むためのインタフェースであればよい。

動作モード設定部２１１は、自装置の動作モードを設定する。動作モードの設定は、サーバ１００又は親機からの指示によって行われる。取得部２１３は、自装置の動作モードに関するモード履歴情報を取得する。取得部２１３は、自装置で実行された実行済処理に関する処理履歴情報を取得してもよい。モード履歴情報は、動作モード設定部２１１から取得されてよい。なお、取得部２１３、実消費電力算出部２１４、電池残量推定部２１５に関しては、上述した取得部１１２、実消費電力算出部１１３、電池残量推定部１１４と機能は同様であるため説明を省略する。

次に、上述した電池残量推定システムの処理について、図７のフローチャートを用いて説明する。まず、記憶部１４０又は記憶部２４０は、第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、動作モード毎に記憶する（ステップＳ１１）。テーブルは、図４〜図６で説明したものである。取得部１１２又は取得部２１３は、無線通信装置２００の動作モードに関するモード履歴情報を取得する（ステップＳ１２）。なお、ステップＳ１２以降の処理は、取得部１１２又は取得部２１３によって、上記の情報が取得される度に行われてもよいし、所定の間隔で行われてもよい。所定の間隔は、メーターの管理者が自由に設定できるものであってよい。実消費電力算出部１１３又は実消費電力算出部２１４は、モード履歴情報と、消費電力に関するテーブルとに基づき、無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する（ステップＳ１３）。電池残量推定部１１４又は電池残量推定部２１５は、算出された実消費電力に基づき、電池の残量を推定する（ステップＳ１４）。

次に、電池残量の推定がサーバ１００で行われる態様と、無線通信装置とで行われる態様とについて、それぞれシーケンス図を用いて説明する。図８は、電池残量の推定がサーバ１００で行われる態様のシーケンス図である。まず、記憶部１４０は、第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、動作モード毎に記憶する（ステップＳ２１）。子機として動作する無線通信装置２００は、親機として動作する無線通信装置２００ＧＷへ、無線通信装置２００の動作モードに関するモード履歴情報とを送信する（ステップＳ２２）。親機として動作する無線通信装置２００ＧＷは、子機及び自装置のモード履歴情報等を、サーバ１００へ送信する（ステップＳ２３）。サーバ１００の実消費電力算出部１１３は、モード履歴情報と、消費電力のテーブルとに基づき、無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する（ステップＳ２４）。そして、サーバ１００の電池残量推定部１１４は、算出された実消費電力に基づき、電池の残量を推定する（ステップＳ２５）。

図９は、電池残量の推定が親機として動作する無線通信装置２００ＧＷで行われる態様のシーケンス図である。図９のステップＳ３１〜Ｓ３５は、図８のステップＳ２１〜Ｓ２５において、実行主体が無線通信装置２００ＧＷである点で異なる。なお、図７及び図８のシーケンス図には示していないが、サーバ１００から、例えば「定期検針」や「遠隔開栓」といった処理の指示が、親機として動作する無線通信装置２００ＧＷへ送信され、処理履歴としての情報が取得されている。

上述のように、本発明の一実施形態によれば、ガスメーター３００にて電力が消費される処理と、当該処理による消費電力が予め決まっている、という通信システム５００の特性に基づき、電池残量を推定することが可能となる。その際、サーバ１００で消費電力が算出されてもよいし、無線通信装置２００で消費電力が算出されてもよい。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上記実施の形態に示す構成を適宜組み合わせることとしてもよい。例えば、サーバ１００が備えるとして説明した各構成部は、複数のサーバによって分散されて実現されてもよい。また、サーバ１００の機能として説明した処理は、無線通信装置２００によって行われても良い。逆に、無線通信装置２００によって行われるとした処理が、サーバ１００によって行われてもよい。

また、無線通信装置２００の機能として説明した処理の一部が、サーバ１００によって行われてもよく、その逆でもよい。例えば、消費電力の算出がサーバ１００で行われ、電池残量の推定が無線通信装置２００で行われてもよい。

本発明に係る発明の一実施形態を説明したが、本発明はこれに限られないことは言うまでもない。例えば、上述では、図４のテーブルサーバ１００の記憶部１４０や、無線通信装置２００の記憶部２４０に記憶される態様について説明したが、それら各種情報は、サーバ１００や無線通信装置２００とは別のメモリに、データベースとして記憶されてもよい。

また、電池残量の推定に、通信品質の劣化による消費電力の増加が考慮されてもよい。また、無線通信装置２００の経年劣化による影響を考慮し、図４に示したテーブルが、所定期間毎に更新されてもよい。

さらに、上述では、ガスメーターを一例に説明したが、本発明はそれに限られるものではなく、水道、石油等のメーターであってもよい。

サーバ１００又は無線通信装置２００の各機能部は、集積回路（ＩＣ（Integrated Circuit）チップ、ＬＳＩ（Large Scale Integration））等に形成された論理回路（ハードウェア）や専用回路によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。また、各機能部は、１又は複数の集積回路により実現されてよく、複数の機能部の機能を１つの集積回路により実現されることとしてもよい。

図９に、本実施形態におけるサーバ１００又は無線通信装置２００を実現可能なコンピュータ２０の一例を示すハードウェア構成を示す。サーバ１００又は無線通信装置２００の各機能部をソフトウェアにより実現する場合、サーバ１００又は無線通信装置２００は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ２４、上記プログラム及び各種データがコンピュータ（又はＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）２６又は記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）２７、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）２５等を備えている。そして、コンピュータ２０（又はＣＰＵ２４）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。すなわち、本発明に係るサーバ１００又は無線通信装置２００は、ＣＰＵ２４がＲＡＭ２５上にロードされたプログラムを実行することにより、通信制御部１１１、取得部１１２、実消費電力算出部１１３、電池全量推定部１１４、判定部１１５及び入出力制御部１１６、並びに、動作モード設定部２１１、通信制御部２１２、取得部２１３、実消費電力算出部２１４、電池残量推定部２１５、判定部２１６及び入出力制御部２１７として機能する。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路等を用いることができる。また、上記プログラムは、当該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

なお、上記プログラムは、例えば、ActionScript、JavaScript（登録商標）、Python、Ruby等のスクリプト言語、C言語、C＋＋、C＃、Objective-C、Swift、Java（登録商標）等のオブジェクト指向プログラミング言語、HTML5等のマークアップ言語等を用いて実装できる。

１００ サーバ（情報処理装置）
２００ 無線通信装置
３００ メーター
４００ ネットワーク
５００ 通信システム
１０ ＦＡＮ
１１０ 制御部
１１１ 通信制御部
１１２ 取得部
１１３ 実消費電力算出部
１１４ 電池残量推定部
１１５ 判定部
１１６ 入出力制御部
１２０ 通信Ｉ／Ｆ部
１３０ 入出力Ｉ／Ｆ部
１４０ 記憶部
２１０ 制御部
２１１ 動作モード設定部
２１２ 通信制御部
２１３ 取得部
２１４ 実消費電力算出部
２１５ 電池残量推定部
２１６ 判定部
２１７ 入出力制御部
２２０ 通信Ｉ／Ｆ部
２２１ 第１通信部
２２２ 第２通信部
２３０ 入出力Ｉ／Ｆ部
２４０ 記憶部

Claims (15)

1. 第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、前記動作モード毎に記憶する記憶部と、
   前記無線通信装置の動作モードの履歴に関するモード履歴情報とを取得する取得部と、
   前記モード履歴情報と、前記消費電力に関するテーブルとに基づき、前記無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する実消費電力算出部と、
   前記算出部により算出された実消費電力に基づき、前記電池の残量を推定する電池残量推定部と、
   を備える電池残量推定システム。
2. 前記記憶部は、前記テーブルとして、前記無線通信装置において実行される処理毎の平均実行回数をさらに記憶し、
   前記取得部は、前記モード履歴情報として、当該動作モードの継続時間を取得し、
   前記実消費電力算出部は、前記動作モードの継続時間と、前記テーブルに含まれる平均実行回数とに基づき、前記無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池残量推定システム。
3. 前記無線通信装置が設置されるガスメーターと、
   前記無線通信装置を管理する管理サーバと、をさらに備え、
   前記無線通信装置は、前記ガスメーターから取得した情報を、前記管理サーバへ送信する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池残量推定システム。
4. 前記取得部、前記実消費電力算出部、及び、前記電池残量推定部が前記管理サーバに備えられる、
   ことを特徴とする請求項３に記載の電池残量推定システム。
5. 前記取得部、前記実消費電力算出部、及び、前記電池残量推定部が前記無線通信装置に備えられる、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電池残量推定システム。
6. 前記電池残量推定システムは、少なくとも前記第１動作モードで動作する無線通信装置と、前記第２動作モードで動作する無線通信装置とを含み、
   前記管理サーバは、前記第１動作モードで動作する無線通信装置を介して、前記第２動作モードで動作する無線通信装置の前記モード履歴情報を取得する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電池残量推定システム。
7. 前記電池残量推定システムは、少なくとも前記第１動作モードで動作する無線通信装置と、前記第２動作モードで動作する無線通信装置とを含み、
   前記管理サーバは、前記第１動作モードで動作する無線通信装置を介して、前記第２動作モードで動作する無線通信装置の前記動作モードの継続時間を取得する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の電池残量推定システム。
8. 第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、
   前記動作モード毎に記憶する記憶ステップと、
   前記無線通信装置の動作モードの履歴に関するモード履歴情報とを取得する取得ステップと、
   前記モード履歴情報と、前記消費電力に関するテーブルとに基づき、前記無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する実消費電力算出ステップと、
   前記算出ステップにより算出された実消費電力に基づき、前記電池の残量を推定する電池残量推定ステップと、
   を含む電池残量推定方法。
9. コンピュータに、
   第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する電池駆動の無線通信装置において実行される処理毎の消費電力に関するテーブルを、前記動作モード毎に記憶する記憶機能と、
   前記無線通信装置の動作モードの履歴に関するモード履歴情報とを取得する取得機能と、
   前記モード履歴情報と、前記消費電力に関するテーブルとに基づき、前記無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する実消費電力算出機能と、
   前記算出機能により算出された実消費電力に基づき、前記電池の残量を推定する電池残量推定機能と、
   を実現させる電池残量推定プログラム。
10. 複数の動作モードで動作可能であり、いずれかの動作モードで動作する無線通信装置と、
    前記無線通信装置において実行される処理毎の消費電力を示す情報を、前記複数のモード毎に記憶する記憶装置と、
    前記無線通信装置の前記動作モードの履歴を履歴情報として取得し、前記履歴情報と、前記記憶装置に記憶されている情報とに基づき、前記無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出する算出装置と、
    を備える算出システム。
11. 前記実消費電力に基づき、前記無線通信装置の電池の残量を推定する推定装置、
    をさらに備える請求項１０に記載の算出システム。
12. 複数の動作モードで動作可能であり、いずれかの動作モードで動作する無線通信装置を準備するステップと、
    前記無線通信装置において実行される処理毎の消費電力を示す情報を、前記複数の動作モード毎に記憶するステップと、
    前記無線通信装置の動作モードの履歴を履歴情報として取得するステップと、
    前記履歴情報と、前記消費電力を示す情報とに基づき、前記無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出するステップと、
    を含む算出方法。
13. 前記実消費電力に基づき、前記無線通信装置の電池の残量を推定するステップ、をさらに備える、請求項１２に記載の算出方法。
14. コンピュータに、
    第１動作モード及び第２動作モードで動作可能であって、いずれかの動作モードで動作する無線通信装置において実行される処理毎の消費電力を示す情報を、前記動作モード毎に記憶させる記憶機能と、
    前記無線通信装置の動作モードの履歴を履歴情報として取得させる取得機能と、
    前記履歴情報と、前記記憶機能により記憶された情報とに基づき、前記無線通信装置で実行された処理による実消費電力を算出させる算出機能と、
    を実現させる算出プログラム。
15. 前記実消費電力に基づき、前記無線通信装置の電池の残量を推定可能な推定機能、をさらに実現させる、請求項１４に記載の算出プログラム。

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