JP6860208B2

JP6860208B2 - ガスメーター用データ取得装置

Info

Publication number: JP6860208B2
Application number: JP2017230472A
Authority: JP
Inventors: 靖水越; 祐司段
Original assignee: 東洋ガスメーター株式会社
Priority date: 2017-11-30
Filing date: 2017-11-30
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2037-11-30
Also published as: JP2019100805A

Description

本発明は、ガスメーターの通信端子を保護している蓋等を開けることなく容易に、ガスメーターの内部データを取得する技術に関するものである。

ガスメーターは通信端子を搭載しているが、一般的に防水や防塵の目的で通信端子には蓋がついており、ガスメーターの内部情報を取得する際には通信端子の蓋を開けて通信を行い、通信が終わると再び蓋を閉めなくてはならない。これを回避するために、電磁誘導による通信方式などが提案されているが（例えば特許文献１等）、全てのガスメーターに専用の機器を設置する必要があり、コスト面で大きな課題となる。
また、ガスメーターの状態を表示するためにガスメーターに標準的に搭載されているＬＥＤを用いた光通信の提案など専用の機器を設置しない例もあるが（例えば特許文献２等）、現在のガスメーターは「指針値」や「保安情報」の他に「ガス器具別のガス使用量」や「時間毎のガス使用量」、「時間帯毎・曜日毎の使用量」等、内部情報が多様化しており、任意の値を要求するには、復帰ボタンのON／OFFパターンの組み合わせ等による複雑な操作が必要となり、操作に習熟した者でなければスムーズにデータを取得することが困難である。

特開２０１０−０８５３４８号公報特開２０１６−０２７３２９号公報

本発明は前記実情を鑑みたものであり、ガスメーターに対して専用の機器を設置することなく、かつ、複雑な操作を必要とせず容易にデータを取得可能なガスメーター用データ取得装置を提供することを目的とする。

本発明のうち請求項１記載のガスメーター用データ取得装置は、
磁気検出器と発光部とを備えたガスメーターと、前記ガスメーターに記憶された内部データを読み取るデータ読取装置と、前記データ読取装置に対してデータ取得要求信号を送信する操作端末部と、からなり、
前記データ読取装置は、電磁石と受光部と近接検知部とを備え、
前記電磁石は、前記データ取得要求信号に基づき、前記磁器検出器に向けてデータ選択信号を出力する機能を有し、
前記発光部は、前記データ選択信号に基づき、前記内部データを光信号として出力する機能を有し、
前記受光部は、前記発光部から出力される前記内部データを受信する機能を有し、
前記近接検知部は、前記ガスメーターへの近接を検知する機能を有し、該近接検知部を該ガスメーターに対向配置することで前記電磁石から前記データ選択信号が出力され、
前記電磁石から前記磁気検出器への通信方法は、磁気の有無を時系列で切り替えることで行われ、該電磁石への通電終了後、新たに通電する際は、その前の通電時に対して電流の向きを正負反転させる機構を備えることを特徴とする。

このように請求項１記載の発明では、電磁石から磁気検出器への通信において、電磁石への通電終了後、新たに通電する際は、その前の通電時に対して電流の向きを正負反転させている。仮にこのような対策を講じることなく、電磁石に一方向のみの電流を流すならば、電磁石の鉄心が着磁し、電磁石がＯＮからＯＦＦになった時にもリードスイッチが暫くＯＮのままとなってしまい、ガスメーター側で信号電流のＯＦＦ検知が遅延し磁気信号のパターンが正しく認識されない虞がある。そのため、電磁石の着磁が解消されるまで電磁石がＯＦＦ状態のまま十分な時間を置く必要があり、高速な通信を行うことができない。この問題に対し、本発明では電流の向きを電磁石がＯＮとなる都度反転させているので、電磁石は電流の向きが変わると、磁化されていない状態を経由して速やかに逆の極性へと磁化される。そのため、上記のような着磁が解消されるまでの待ち時間が不要となるので、高速通信が可能となる。

本発明のうち請求項２記載のガスメーター用データ取得装置は、前記請求項１の構成に加えて、前記データ読取装置には凸部を設けてあり、該凸部は前記ガスメーターの液晶パネル付近の凹部に嵌まり込む寸法としてあり、該凹部に該凸部が嵌まり込んだ状態において、前記受光部は前記発光部と対向するように配置してあるほか、前記電磁石は前記磁器検出器と対向するように配置してあることを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、データ読取装置がガスメーターに近接することでガスメーターとの無線通信を自動的に開始する構成であるので、片手にデータ読取装置を、もう一方の手に操作端末部を持ち両手が塞がっていても、通信開始操作を必要とせず非常に簡便かつスムーズに通信を開始でき、操作性が格段に向上するという効果を奏する。そして、有線通信に比べて接続作業が不要であるので、データ取得作業の効率性が大きく向上する。また、操作端末部に対する直感的な操作によりデータが取得できるので、複雑な操作が不要であり、誰にでも容易にデータ取得が可能となる。

加えて、既存のガスメーターに標準的に内蔵されている磁気検出器および発光部を用いる構成であるので、既存のガスメーターに対して専用の機器を設置することなく活用でき、経済性及び実用性に非常に優れるという格別の効果を奏する。

また、磁気検出器（リードスイッチ）及び発光部（ＬＥＤ）はその原理から消費電力が極めて少なく、さらに、データ読取装置の近接を検知するまではガスメーター側が通信を開始しない構成であるので、待機中の消費電力が極めて少なく、省エネルギー性に優れるため、ガスメーター内蔵のリチウム電池による長期運用が十分に可能であるので、ガスメーターの検定有効期間内の電池交換が不要であり、省コスト性及び省メンテナンス性においても非常に優位である。

さらに、自己発光する発光部（ＬＥＤ）を使用した構成であるので、夜間でもバックライト（但し消費電力が大きいのでガスメーターの液晶パネルへの搭載は困難である）や照明装置等を必要とせずデータを取得できるので、作業性及び省コスト性に優れる。

そのほか電磁石から磁気検出器への通信において、電磁石への通電終了後、新たに通電する際は、その前の通電時に対して電流の向きを正負反転させる機構を備えることで、一方向のみの電流を流す場合に比べて電磁石の鉄心の着磁を防ぐことができる。そのため通信の高速化を実現し、効率性が飛躍的に向上している。

請求項２に記載の発明によれば、凸部が凹部に嵌め込まれた状態において、ガスメーターの磁気検出器及び発光部が、データ読取装置の電磁石及び受光部の位置にそれぞれ対向する構成であることにより、作業者は凸部を凹部に嵌め込むだけで容易に上記素子の位置合わせができるので、簡便に通信が開始できる。また、通信開始後もデータ読取装置に軽く手を添えているだけで通信が安定的に継続され通信品質が保たれるので、作業性に非常に優れる。

本発明の実施形態例における、データ取得装置の構成を示す模式図である。本発明の実施形態例における、データ読取装置の斜視図であり、（ａ）は背面側、（ｂ）は正面側からの斜視図である一般的なガスメーターの斜視図である。本発明の実施形態例におけるデータ取得方法のシーケンス図の概要である。本発明の実施形態例における電磁石の出力パターンの一例を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示すように、本発明のガスメーター用データ取得装置は、ガスメーター１から内部データを読み取るデータ読取装置１０と、データ読取装置１０にデータ取得要求信号３１を送信する操作端末部２０とで構成される。

一般的なガスメーター１には、ガスメーター１が内部で記憶しているガスの残量情報をリセットするための容器リセットスイッチとして、リードスイッチ（磁気検出器）２が内蔵されている。また、夜間でも保安情報による警告を認識できるように、液晶パネル５以外にＬＥＤ（発光部）３が搭載されている。
本発明のデータ取得装置は、ガスメーター１に対して新たな部品を設置することなく、これらのリードスイッチ２及びＬＥＤ３を使用してガスメーター１の内部データの取得を行うので、省コスト性に非常に優れる。

加えて、無線機などの通信機器では待機状態における消費電力が課題となる場合があるが、リードスイッチ２及びＬＥＤ３はその原理から待機状態における消費電力が極めて少なく、省エネルギー性に優れるため、ガスメーター１内蔵のリチウム電池による長期運用が十分に可能であるので、ガスメーター１の検定有効期間内の電池交換が不要であり、省コスト性及び省メンテナンス性においても非常に優位である。

なお、一般的なガスメーター１には、リードスイッチ２として容器リセットスイッチの他にテスト遮断スイッチも搭載されており、このテスト遮断スイッチを用いることも可能である。しかし、テスト遮断スイッチは、ＯＮを検出すると遮断弁によってガスが遮断され、消費者がガスを使えない状況となり不都合が生じる場合があるため、本実施例ではデータ取得装置の誤動作を考慮し、誤動作による影響の少ない容器リセットスイッチを用いている。

そして、ガスメーター１に搭載されている部品で入力部として他に利用できるものとしては、手動で押下する復帰スイッチが挙げられるが、ガスメーター１の複数の内部データの中から選択的にデータの取得要求を行う場合には、複雑な操作が必要であり、容易にデータを選択することができない。それに比べ入力部としてリードスイッチ２を用いた本発明では、後述の操作端末部２０における直感的な操作により容易にデータを選択し、取得することができるので、作業性が飛躍的に向上する。

なお、ガスメーター１の制御部（マイコン）４には、本実施例のデータ取得機能に対応した挙動を行うソフトウェアを予め搭載しておく。

本実施例では、データ読取装置１０に対してデータ取得要求信号３１を送信する操作端末部２０として、専用のアプリケーションをインストールしたスマートフォン２０を用いる。アプリケーションを起動すると、操作部２１を兼ねた表示部２２としてのＧＵＩがスマートフォン２０の画面に表示される。作業者が、各データ名称に対応して表示されている選択ボタンの中から、取得したいデータに対応するボタンを選択（タップ）すると、データ読取装置１０へとデータ取得要求信号３１を伝送する。なお、このときの接続インターフェースはＵＳＢなどの有線接続あるいはBluetooth（登録商標）などの無線接続を用いる。

上記のように、専用アプリケーションを作業者が所有しているスマートフォン２０にインストールするだけでデータ読取装置１０との通信が可能となるので、汎用性及び省コスト性に優れる。なお、操作端末部２０はパソコンや専用の端末機器などの、他の形態であってもよい。

ガスメーター１から内部データを読み取るデータ読取装置１０は、図１及び図２に示すように、ガスメーター１への近接を検知する近接検知部１１と、ガスメーター１のリードスイッチ２に対して磁気信号３２を出力する電磁石１２と、ガスメーター１のＬＥＤ３から光信号３３によりデータを受信するフォトトランジスタ（受光部）１３とを背面側に、データの取得状況を表示するための状態表示ＬＥＤ１４を正面側に備える。

近接検知部１１は、本実施例ではガスメーター１と接触することで機械的にスイッチがＯＮとなり距離を認識する機械式近接スイッチ１１を用いているが、光電形など、他の原理を用いた近接スイッチを用いてもよい。本実施例における近接スイッチ１１は、ガスメーター１と接触することで近接を検知し、この近接検知をきっかけにしてガスメーター１との通信を開始する。

なお、図２及び図３に示すように、データ読取装置１０には、ガスメーター１内部の液晶パネル５の下方に位置するリードスイッチ２及びＬＥＤ３に対する電磁石１２（凸部１５の内側に位置する）及びフォトトランジスタ１３の位置合わせを容易にするために、ガスメーター１の液晶パネル５周辺の凹部６に嵌め込むことができる凸部１５が設けられている。凸部１５が凹部６に嵌め込まれた状態では、ガスメーター１のリードスイッチ２及びＬＥＤ３が、データ読取装置１０の電磁石１２及びフォトトランジスタ１３の位置にそれぞれ対向する。これにより、作業者は凸部１５を嵌め込むだけで容易に位置合わせができるので、簡便に通信を開始できる。また、通信開始後もデータ読取装置１０に軽く手を添えているだけで通信が安定的に継続され通信品質が保たれるので、作業性に非常に優れる。そして、標準的なガスメーター１に既存の凹部６を利用していることで、ガスメーター側に改造を加える必要がないので、経済性においても優位である。

データ読取装置１０は、ガスメーター１との通信が開始されると、電磁石１２からガスメーター１のリードスイッチ２に対してデータ選択信号（磁気信号）３２を出力する。この磁気信号３２は、その一例を図５に示すように、それぞれ複数回のＯＮ状態とＯＦＦ状態の時間の組み合わせによるパターンを設定してある。このパターンは、例えばＯＮ状態が0.x[sec]→ＯＦＦ状態が0.x[sec]→ＯＮ状態が0.x[sec]→ … →終了信号としてのＯＮ状態が0.x[sec] （但しxは整数）というように、1/10秒単位で設定されており、ガスメーター１側でも、制御部４において認識された磁気信号３２のパターンが1/10秒単位で一致して初めて、意味のある磁気信号３２だと認識するように設定してある。このため、例えば第三者がいたずら目的でガスメーター１に磁石を近づけたり、それ以外の要因による磁気的な外乱が加わったりした場合にも、誤って磁気信号３２のあるパターンだと認識されることがないので、ガスメーター１の誤作動を防止することができる。

また、本発明のデータ読取装置１０は、電磁石１２に電流を流すたびに電流の向きを正負交互に反転させる構成であるため、一方向のみの電流を流す場合に比べて電磁石１２の鉄心の着磁を防ぐことができるので、通信の高速化を実現し、効率性が飛躍的に向上している。以下にその仕組みを述べる。

電磁石１２に一方向のみの電流を流す場合は、電磁石１２の鉄心が着磁し、電磁石１２がＯＮからＯＦＦになった時にも、リードスイッチ２が暫くＯＮのままとなってしまい、ガスメーター１側で信号電流のＯＦＦ検知が遅延し磁気信号３２のパターンが正しく認識されない虞があるので、電磁石１２の着磁が解消されるまで電磁石１２がＯＦＦ状態のまま十分な時間を置く必要がある。そのため、高速な通信ができない。この問題に対し、本発明では電流の向きを電磁石１２がＯＮとなる都度反転させているので、電磁石１２は電流の向きが変わると、磁化されていない状態を経由して速やかに逆の極性へと磁化される。そのため、上記のような着磁が解消されるまでの待ち時間が不要となるので、高速通信が可能となる。

そして、状態表示ＬＥＤ１４は、データ読取中は緑色点滅、データ読取完了時は緑色点灯、通信エラー時は赤色点灯、データ読取装置１０の内蔵電池容量の低下時には赤色点滅といった表示を行うことにより、作業者に通信の状態を通知する。また、データ読取装置１０から操作端末部２０へも、通信中であることを示すデータとデータ読取が完了したことを示すデータを転送し表示部２２に表示させ、また操作端末部（スマートフォン）２０が保有する機能を使って鳴動や振動等による通知を行う。作業者はこれらの表示および通知を確認しながらデータ取得作業を行うことで、異常発生時には直ちに異常に気づき作業をやり直すことができ、また、正常状態においては、進捗状況が分かるので安心感をもって作業を行うことができる。このため、作業性が大きく向上する。

リードスイッチ２で受信したデータ選択信号３２をガスメーター１が検出すると、制御部４はデータ選択信号３２に応じた記憶部に記憶しているガスメーター１の各種積算値やガスの安全に関わる保安情報、及びガスの流量毎、識別したガス器具毎、時間帯毎、曜日毎の使用量等の多様な情報を、ＬＥＤ３からの光信号３３に変換して出力する。

データ読取装置１０は、ガスメーター１からの光信号３３を受信すると、データ３４の生成を行い、インターフェースを介して操作端末部２０へデータ転送を行う。また同時に、状態表示ＬＥＤ１４にてデータ取得の成功、失敗といった結果を表示する。

操作端末部２０は、データ取得結果を画面に表示し、取得したデータ３４を内部の記憶媒体（データ記憶部）２３へ記録する。作業者は記憶媒体（データ記憶部）２３に記録されたデータ３４を、操作部２１からの簡易な操作により他のシステムへ転送することもできる。このため、ガスメーター１の液晶パネル５に表示されるデータを手動で記録する場合に比べて、データの読み間違いや書き間違いをなくすことができるので、作業が非常に効率的である。

以下に、本発明のデータ取得装置を用いたデータ取得作業の流れを、図４を用いて説明する。

まず、作業者が操作端末部（スマートフォン）２０の操作部２１において、要求するデータの選択操作を行うと、操作端末部２０は、データ取得要求信号３１をデータ読取装置１０へ伝送する。

次に、データ読取装置１０は、受信したデータ取得要求信号３１を記憶し、情報読取装置が通信可能な位置にあることを示す近接検知部１１の入力信号を待機する。

次いで、作業者がデータ読取装置１０の凸部１５をガスメーター１の凹部６に嵌め込み（接触させ）、その状態が一定の期間継続すると、近接検知部１１によって通信が可能であることが検知され、ガスメーター１との通信が自動的に開始される。これにより、片手にデータ読取装置１０を、もう一方の手に操作端末部２０を持っていて両手が塞がっていても、スムーズに通信を開始できる。

そして、通信が開始されると、データ読取装置１０は電磁石１２に対し、取得する情報を選択するための信号電流を流す。また、通信中であることを状態表示ＬＥＤ１４の緑色点滅によって示すほか、操作端末部２０へも通信を開始したことを示す通信開始信号や、通信を行っていることを示す信号を転送し表示部２２において表示させることで、作業者は通信が正常に開始されたことを認識できる。

ガスメーター１がリードスイッチ２においてデータ選択信号３２を検出すると、ガスメーター１の各種積算値やガスの安全に関わる保安情報、またガスの流量毎、識別したガス器具毎、時間帯毎、曜日毎のガス使用量等の多様なデータの中から、データ選択信号３２に応じた記憶部に記憶しているデータをＬＥＤ３による光信号３３に変換して出力する。

次いで、データ読取装置１０は、ガスメーター１からの光信号３３を受信しデータ３４の生成を行い、インターフェースを介して操作端末部２０へ取得結果およびデータ３４の転送を行う。また、同時に状態表示ＬＥＤ１４において、データ取得の成功又は失敗といった結果を表示する。

操作端末部２０は、取得したデータ３４及び取得結果を画面に表示および内部の記憶媒体（データ記憶部）２３へ記録する。

以上のように、作業者は、データ読取装置１０をガスメーター１に接触させた状態で、スマートフォン２０上のアプリケーションを直感的に操作するだけで、ガスメーター１内のデータを容易に選択して取得することが可能である。また、本発明において取得できるガスメーター１内の様々なデータは、従来は集中監視センターへ請求を行う等によって取得に手間が掛かっていたものも含まれるので、このようなデータが非常に簡便に取得できるようになるメリットを生かして、ガス使用者向けの種々の割引サービス等に利用されることが期待される。

１ガスメーター
２リードスイッチ（磁気検出器）
３ＬＥＤ（発光部）
４制御部
５液晶パネル
６凹部
１０データ読取装置
１１近接スイッチ（近接検知部）
１２電磁石
１３フォトトランジスタ（受光部）
１５凸部
２０スマートフォン（操作端末部）
３１データ取得要求信号
３２データ選択信号（磁気信号）
３３光信号
３４データ

Claims

磁気検出器と発光部とを備えたガスメーターと、前記ガスメーターに記憶された内部データを読み取るデータ読取装置と、前記データ読取装置に対してデータ取得要求信号を送信する操作端末部と、からなり、
前記データ読取装置は、電磁石と受光部と近接検知部とを備え、
前記電磁石は、前記データ取得要求信号に基づき、前記磁気検出器に向けてデータ選択信号を出力する機能を有し、
前記発光部は、前記データ選択信号に基づき、前記内部データを光信号として出力する機能を有し、
前記受光部は、前記発光部から出力される前記内部データを受信する機能を有し、
前記近接検知部は、前記ガスメーターへの近接を検知する機能を有し、該近接検知部を該ガスメーターに対向配置することで前記電磁石から前記データ選択信号が出力され、
前記電磁石から前記磁気検出器への通信方法は、磁気の有無を時系列で切り替えることで行われ、該電磁石への通電終了後、新たに通電する際は、その前の通電時に対して電流の向きを正負反転させる機構を備えることを特徴とするガスメーター用データ取得装置。
前記データ読取装置には凸部を設けてあり、該凸部は前記ガスメーターの液晶パネル付近の凹部に嵌まり込む寸法としてあり、該凹部に該凸部が嵌まり込んだ状態において、前記受光部は前記発光部と対向するように配置してあるほか、前記電磁石は前記磁気検出器と対向するように配置してあることを特徴とする、請求項１記載のガスメーター用データ取得装置。