JP7046141B1 - 端末、端末の動作方法、データ収集システム、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】デバイスの誤起動や意図しない起動を抑えてデバイスの省電力化を実現する。【解決手段】移動しながら起動信号を無線で送信する収集装置２に対してデータを送信するデバイス１であって、検針部１１と、収集装置２との間で無線通信を行う通信部１３と、デバイス１の動作モードを起動信号を受信する省電力モードと起動信号を受信しないスリープモードに切り替えるモード切替部１２を備える。通信部１３は、省電力モードにおいて起動信号を受信したときに検針部１１の取得したデータを送信し、モード切替部１２は、データの送信後にスリープモードに切り替える。モード切替部１２は、スリープモードにおいて所定の期間経過後に省電力モードに切り替える。モード切替部１２は、収集装置２からＡＣＫを受信したときは、α日間のスリープモードに切り替え、ＡＣＫを受信していないときは、α日よりも短いβ日間のスリープモードに切り替える。【選択図】図２

Description

特許法第３０条第２項適用 １．展示日 ２０１９年１０月１０日ＶＩ＆ＫＡＩＺＥＮ推進フォーラム２０１９ｉｎ大阪・マイスターズカップ２０１９ｉｎ大阪にて、森田 賢徳、本田 新九郎、石原 達也、仁木 智子、中川 知子及び黒木 洋平が発明した「端末、端末の動作方法、データ収集システム、およびプログラム」を公開した。 ２．展示日 ２０１９年１１月１５日 ＮＴＴ Ｒ＆Ｄフォーラム２０１９にて、森田 賢徳、本田 新九郎、石原 達也、仁木 智子、中川 知子及び黒木 洋平が発明した「端末、端末の動作方法、データ収集システム、およびプログラム」を公開した。 ３．発行日 ２０２０年１月１日 月刊ビジネスコミュニケーションにて、森田 賢徳、本田 新九郎、石原 達也、仁木 智子、中川 知子及び黒木 洋平が発明した「端末、端末の動作方法、データ収集システム、およびプログラム」を公開した。 ４．発行日 ２０２０年４月１日ＮＴＴ技術ジャーナルにて、森田 賢徳、本田 新九郎、石原 達也、仁木 智子、中川 知子及び黒木 洋平が発明した「端末、端末の動作方法、データ収集システム、およびプログラム」を公開した。

本発明は、端末、端末の動作方法、データ収集システム、およびプログラムに関する。

ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）サービスでは、デバイスがデータを直接インターネットへ送信せずに、デバイスと無線通信を行うＧＷ（Ｇａｔｅｗａｙ）がデバイスの取得したデータをインターネットへ中継することがある。ビルの屋上等に固定型ＧＷを設置した場合、電波が届きにくいエリア（不感地）への対策とデバイスの電源確保が課題となっている。例えば、ＬＰＷＡ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ）を利用しガスや水道等の遠隔検針を実施する場合、デバイスが鉄蓋等に覆われているため電波環境が悪いことがある。また、デバイスの交換頻度は８年に１回であり、その間の電池交換は難しいためデバイスの省電力化技術が必須となる。

特開２０２０－００５１０３号公報

車両にＧＷを搭載して巡回し、ＧＷからデバイスに対して起動信号を発信して省電力待機しているデバイスを起動して、デバイスからデータを収集することにより、デバイスの省電力化を図りつつ、電波環境の悪い場所でのデータ収集が実現できる技術が検討されている。

しかしながら、都市部等のデバイスが密集するエリアでは、すでにデータ収集を終えたデバイスが再度起動したり、外来波により意図しない起動が発生したりすることで、電力を消耗してしまうという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、デバイスの誤起動や意図しない起動を抑えてデバイスの省電力化を実現することを目的とする。

本発明の一態様の端末は、移動しながら起動信号を無線で送信する収集装置に対してデータを送信する端末であって、センサと、前記収集装置との間で無線通信を行う通信部と、前記端末の動作モードを前記起動信号を受信する省電力モードと前記起動信号を受信しないスリープモードに切り替える切替部を備え、前記通信部は、省電力モードにおいて前記起動信号を受信したときに前記センサの取得したデータを送信し、前記切替部は、前記収集装置から前記データに対する応答を受信したときは、第１期間のスリープモードに切り替え、前記応答を受信していないときは、前記第１期間よりも短い第２期間のスリープモードに切り替え、前記切替部は、スリープモードにおいて所定の期間経過後に省電力モードに切り替える。

本発明の一態様のデータ収集システムは、移動しながら起動信号を無線で送信する収集装置、前記収集装置に対してデータを送信する端末、およびサーバを備えるデータ収集システムであって、前記端末は、センサと、前記収集装置との間で無線通信を行う通信部と、前記端末の動作モードを前記起動信号を受信する省電力モードと前記起動信号を受信しないスリープモードに切り替える切替部を備え、前記通信部は、省電力モードにおいて前記起動信号を受信したときに前記センサの取得したデータを送信し、前記切替部は、前記収集装置から前記データに対する応答を受信したときは、第１期間のスリープモードに切り替え、前記応答を受信していないときは、前記第１期間よりも短い第２期間のスリープモードに切り替え、前記切替部は、スリープモードにおいて所定の期間経過後に省電力モードに切り替え、前記サーバは、前記端末を管理する端末管理部と、前記端末と前記収集装置の位置関係に基づいて前記収集装置の移動経路を決定し、前記収集装置に移動経路を指示する収集装置管理部を備える。

本発明によれば、デバイスの誤起動や意図しない起動を抑えてデバイスの省電力化を実現できる。

図１は、本実施形態のデバイスと収集装置の使用態様の一例を説明するための図である。 図２は、本実施形態のデバイスと収集装置の構成の一例を示す図である。 図３は、デバイスと収集装置の動作の一例を示すシーケンス図である。 図４は、デバイスと収集装置の動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、デバイスと収集装置の通信状況の分類パターンの一例を示す図である。 図６は、サーバが収集装置に指示を出す実施例の構成の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１は、本実施形態のデバイスと収集装置の使用態様を説明するための図である。

デバイス１は、ＩｏＴデバイスであり、例えばガスや水道のスマートメーターである。デバイス１は、起動信号を受信するとデバイス起動し、デバイス１の取得したデータを送信する。なお、デバイス１はスマートメーターに限らず、何らかの状態をセンシングしてセンシングデータを送信する端末であればよい。

収集装置２は、ＩｏＴゲートウェイであり、車両などの移動体に搭載される。収集装置２を人が運んでもよい。収集装置２は、移動しながら起動信号を送信してデバイス１を起動するとともに、デバイス１の送信するデータを受信する。移動しながらとは、動いている状態だけでなく、一時停止した状態も含む。収集装置２を載せた車両で巡回することで、巡回経路沿いのデバイス１からデータを収集できる。

図２を参照し、デバイスと収集装置の構成について説明する。

デバイス１は、検針部１１、モード切替部１２、および通信部１３を備える。

検針部１１は、センサであり、ガスや水道のメーターを検針する。

モード切替部１２は、収集装置２との間の通信状況に応じて、デバイス１の動作モードを省電力モードとスリープモードに切り替える。デバイス１は、省電力モードでは起動信号を間欠受信する。デバイス１は、起動信号を受信したときに起動して、検針部１１の取得したデータを送信し、データ送信後にスリープモードに移行する。デバイス１は、スリープモードでは起動信号の受信動作を行わない。スリープモードでは受信動作を行わないので、起動信号が届いても起動せず、消費電力を抑えることができる。デバイス１は、スリープモードに移行後、所定期間経過後に省電力モードに移行する。

通信部１３は、無線通信により、収集装置２との間で通信を行う。具体的には、通信部１３は、起動信号の受信、データの送信、およびデータ送信に対する応答（ＡＣＫ）の受信を行う。通信部１３は、起動信号を受信すると、検針部１１の取得したデータを送信し、データに対するＡＣＫを受信する。

収集装置２は、起動制御部２１、蓄積部２２、通信部２３、およびデバイス情報管理部２４を備える。

起動制御部２１は、通信部２３を介して起動信号を送信する。なお、起動信号の送信はブロードキャスト送信、マルチキャスト送信、またはユニキャスト送信等でもよい。

蓄積部２２は、デバイス１から受信したデータを蓄積する。収集装置２は、デバイス１から受信したデータをネットワーク上のサーバへ転送してもよい。データを転送する場合、収集装置２は蓄積部２２を備えなくてもよい。

通信部２３は、無線通信により、デバイス１との間で通信を行う。具体的には、通信部２３は、起動信号の送信、データの受信、およびＡＣＫの送信を行う。

デバイス情報管理部２４は、エリア内のデバイス１の位置を管理する。デバイス情報管理部２４は、各デバイス１からのデータの受信状況に基づいて動作モードを把握してもよい。例えば、デバイス１からデータを受信した後は、そのデバイス１はスリープモードであると推定でき、データ受信後、所定期間経過後は、そのデバイス１は省電力モードであり、起動信号を間欠受信していると推定できる。サーバがデバイス情報管理部を持つ場合、収集装置２はデバイス情報管理部２４を備えなくてもよい。

デバイス１および収集装置２が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムはデバイス１および収集装置２が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。

次に、図３のシーケンス図を参照し、デバイスと収集装置の動作について説明する。図３では、検針が終了してスリープモードのデバイスＡ、検針が終了していない省電力モードのデバイスＢ、およびデバイスＡ，Ｂの近くを巡回中の収集装置を示している。

ステップＳ１０１にて、収集装置は、起動信号を無線で送信する。起動信号は、デバイスＡ，Ｂの両方に到達するが、スリープモードのデバイスＡは起動信号が届いても受信せず、省電力モードのデバイスＢは起動信号を受信する。

ステップＳ１０２にて、デバイスＢは、省電力モードから起動し、ステップＳ１０３にて、データを送信する。送信するデータは起動時に取得してもよいし、所定のタイミングで取得したものでもよい。

収集装置は、デバイスＢからデータを受信すると、ステップＳ１０４にて、デバイスＢに対してＡＣＫを送信する。

デバイスＢは、収集装置からＡＣＫを受信すると、ステップＳ１０５にて、α日間のスリープモードに移行する。スリープモード期間αは、例えば通常の検針周期であり、ガスや水道の遠隔検針であれば翌月の検針までの１ヶ月間というように任意の期間を設定できる。スリープモードに移行後、デバイスＢは起動信号が届いても受信せず、起動することはない。

α日経過後、ステップＳ１０６にて、デバイスＢは、スリープモードから省電力モードへ移行する。

なお、デバイスＡも、スリープモードからα日経過後に、スリープモードから省電力モードへ移行する。

次に、図４のフローチャートを参照し、デバイスが起動しない場合や収集装置がデータを受信できない場合を含めたデバイスと収集装置の動作について説明する。

本実施形態では、デバイス１と収集装置２の通信状況を図５（Ａ）から図５（Ｄ）の４つのパターンＡ～Ｄに分け、パターンＡ～Ｄごとにデバイス１の動作を変化させた。図５（Ａ）のパターンＡは、デバイス１に起動信号が届いていない場合、またはデバイス１に起動信号が届いたがデバイス１は起動失敗した場合であり、図５（Ｂ）のパターンＢは、デバイス１はアップリンクしたが、収集装置２に届いていない場合であり、図５（Ｃ）のパターンＣは、デバイス１はアップリンクして収集装置２に届いたが、デバイス１にＡＣＫが届いていない場合であり、図５（Ｄ）のパターンＤは、デバイス１はアップリンクして収集装置２に届き、デバイス１にＡＣＫが届いた場合である。

図４のフローチャートの処理を開始する時点でデバイス１は省電力モードであるとする。

ステップＳ２０１にて、収集装置２は、起動信号を送信する。収集装置２は、所定のエリア内を移動しながら起動信号を送信し続ける。

ステップＳ２０２にて、デバイス１の処理は、デバイス１が起動した場合と、デバイス１が起動していない場合とで分岐する。デバイス１に起動信号が届いた場合はデバイス１は起動し、デバイス１に起動信号が届いていない場合はデバイス１は起動しない。デバイス１が起動していない場合には、デバイス１に起動信号が届いたがデバイス１の起動が失敗した場合も含まれる。

デバイス１が起動してない場合、ステップＳ２０３にて、デバイス１は、省電力モードでの起動信号の間欠受信を継続する。デバイス１が起動していない場合は、パターンＡに相当する。

ステップＳ２０４にて、デバイス１による検針処理は、指定期間内か否かで分岐する。指定期間とは、収集装置２によってデータ収集する期間であり、任意の期間を設定できる。例えば、収集装置２によって１０日間のデータ収集を行う場合、開始日から１０日以内は指定期間内である。

指定期間内の場合、ステップＳ２０１に戻り、ステップＳ２０２にて、デバイス１の起動を再度判定する。

指定期間を過ぎた場合、デバイス１は電波が届かない不感地エリアに存在するか、デバイス１は起動できない状態であるので、ステップＳ２１０に進み、専属検針を実施する。専属検針では、例えば検査員が現地に出向いて検針する。デバイス１は、ステップＳ２１０の専属検針に進むときに、α日間のスリープモードに移行してもよい。

デバイス１が起動した場合、ステップＳ２０５にて、デバイス１はデータを送信する。収集装置２はデータを受信するとＡＣＫを返信する。

ステップＳ２０６にて、デバイス１は、収集装置２からＡＣＫを受信したか否か判定する。

デバイス１がＡＣＫを受信していない場合、ステップＳ２０７にて、デバイス１は、β日間のスリープモードに移行する。βは、通常検針周期のαよりも短い１日などの短期間であり、指定期間内で収集装置２が巡回する周期に基づいて任意の期間を設定できる。例えば、収集装置２が毎日巡回する場合は、βを１日に設定する。βは時間単位で設定してもよい。

デバイス１がＡＣＫを受信していない場合は、パターンＢまたはパターンＣに相当する。パターンＣでは、収集装置２はデータを受信したが、デバイス１はＡＣＫを受信できてないので、デバイス１は収集装置２がデータを受信したことを検知できない。

β日間のスリープモードが満了すると、デバイス１は省電力モードに移行し、ステップＳ２０８にて、データの通算送信回数ｍが任意の指定回数ｎに達したか否か判定する。β日間のスリープモードに移行するまえに送信回数を判定してもよい。

送信回数ｍが指定回数ｎに達していない場合、ステップＳ２０４に進み、指定期間内であるか否か判定し、指定期間内の場合はステップＳ２０１に戻る。

送信回数ｍが指定回数ｎに達した場合、デバイス１は起動信号が届いて起動できるが、収集装置２との間でデータ送受信ができないギリギリの範囲に存在するので、ステップＳ２１０に進み、専属検針を実施する。なお、収集装置２がデータを受信したパターンＣのときは、デバイス１からデータを収集できているので専属検針をしなくてもよい。デバイス１は、ステップＳ２１０の専属検針に進むときに、α日間のスリープモードに移行してもよい。

デバイス１がＡＣＫを受信した場合、デバイス１の送信したデータは収集されたので、ステップＳ２０９にて、デバイス１は、通常検針を完了し、α日間のスリープモードに移行する。デバイス１がデータの送信に対するＡＣＫを受信した場合は、パターンＤに相当する。

α日間のスリープモードが満了すると、デバイス１は省電力モードに移行し、ステップＳ２０１からの処理を繰り返す。

なお、α，βの日数については、サービス開始時はサービスに応じて固定するが、各パターンのデータ収集の成功率のデータを分析し、収集装置２を搭載する車両の動きに対して、より効率的にデータ収集できるようにα，βを変化させてもよい。

次に、図６を参照し、エリア内に複数の収集装置２が存在し、サーバ３がエリア内のデバイス１と収集装置２の位置関係を把握している実施例について説明する。

図６の実施例では、エリア内に複数の収集装置２が存在し、ネットワークを介してサーバ３に接続されている。サーバ３は、収集装置２とデバイス１の位置関係を把握し、収集装置２に移動経路を指示する。収集装置２のそれぞれがデバイス１から収集したデータは、ネットワークを介してサーバ３へ送信される。

図６に示すサーバ３は、デバイス情報管理部３１、収集装置管理部３２、表示部３３、蓄積部３４、および通信部３５を備える。

デバイス情報管理部３１は、エリア内のデバイス１の位置を管理する。デバイス情報管理部３１は、各デバイス１からのデータの受信状況に基づいて動作モードを把握してもよい。例えば、デバイス１からデータを受信した後は、そのデバイス１はスリープモードであると推定でき、データ受信後、所定期間経過後は、そのデバイス１は省電力モードであり、起動信号を間欠受信していると推定できる。

収集装置管理部３２は、エリア内の収集装置２のそれぞれの位置を管理し、デバイス１と収集装置２の位置関係に基づいて収集装置２の移動経路を決定し、収集装置２へ指示する。収集装置管理部３２は、省電力モードのデバイス１が存在する経路を収集装置２が通るように移動経路を決定してもよい。収集装置管理部３２は、収集装置２が複数台存在する場合は、移動経路が重複しないように調整する。収集装置管理部３２は、収集装置２がデバイス１の近くを通過するときに、起動信号を送信するように指示してもよい。

表示部３３は、収集装置２が収集したデータを可視化して表示する。

蓄積部３４は、収集装置２が収集したデータを蓄積する。

通信部３５は、収集装置２に対して指示を送信するとともに、収集装置２からデータを受信する。

以上説明したように、本実施形態のデバイス１は、移動しながら起動信号を無線で送信する収集装置２に対してデータを送信するデバイス１であって、検針部１１と、収集装置２との間で無線通信を行う通信部１３と、デバイス１の動作モードを起動信号を受信する省電力モードと起動信号を受信しないスリープモードに切り替えるモード切替部１２を備える。通信部１３は、省電力モードにおいて起動信号を受信したときに検針部１１の取得したデータを送信し、モード切替部１２は、データの送信後にスリープモードに切り替える。モード切替部１２は、スリープモードにおいて所定の期間経過後に省電力モードに切り替える。これにより、デバイス１は、データ送信後にスリープモードに移行するので、誤起動や意図しない起動を抑え、省電力化を実現できる。

本実施形態によれば、モード切替部１２は、収集装置２からＡＣＫを受信したときは、α日間のスリープモードに切り替え、ＡＣＫを受信していないときは、α日よりも短いβ日間のスリープモードに切り替える。これにより、デバイス１の送信したデータが受信されていない場合に、収集装置２の巡回タイミングに合わせてデバイス１をスリープモードに移行させて、省電力化を実現できる。

本実施形態によれば、エリア内に複数の収集装置２が存在する場合、サーバ３がデバイス１と収集装置２の位置関係を把握し、収集装置２に移動経路を指示することにより、無駄な起動を抑え、効率的なデータ収集を実現できる。

１…デバイス
１１…検針部
１２…モード切替部
１３…通信部
２…収集装置
２１…起動制御部
２２…蓄積部
２３…通信部
２４…デバイス情報管理部
３…サーバ
３１…デバイス情報管理部
３２…収集装置管理部
３３…表示部
３４…蓄積部
３５…通信部

Claims (4)

1. 移動しながら起動信号を無線で送信する収集装置に対してデータを送信する端末であって、
   センサと、
   前記収集装置との間で無線通信を行う通信部と、
   前記端末の動作モードを前記起動信号を受信する省電力モードと前記起動信号を受信しないスリープモードに切り替える切替部を備え、
   前記通信部は、省電力モードにおいて前記起動信号を受信したときに前記センサの取得したデータを送信し、前記切替部は、前記収集装置から前記データに対する応答を受信したときは、第１期間のスリープモードに切り替え、前記応答を受信していないときは、前記第１期間よりも短い第２期間のスリープモードに切り替え、
   前記切替部は、スリープモードにおいて所定の期間経過後に省電力モードに切り替える端末。
2. 移動しながら起動信号を無線で送信する収集装置に対してデータを送信する端末の動作方法であって、
   前記収集装置との間で無線通信を行う処理と、
   前記端末の動作モードを前記起動信号を受信する省電力モードと前記起動信号を受信しないスリープモードに切り替える処理を有し、
   省電力モードにおいて前記起動信号を受信したときにセンサの取得したデータを送信し、前記収集装置から前記データに対する応答を受信したときは、第１期間のスリープモードに切り替え、前記応答を受信していないときは、前記第１期間よりも短い第２期間のスリープモードに切り替え、
   スリープモードにおいて所定の期間経過後に省電力モードに切り替える端末の動作方法。
3. 移動しながら起動信号を無線で送信する収集装置、前記収集装置に対してデータを送信する端末、およびサーバを備えるデータ収集システムであって、
   前記端末は、
   センサと、
   前記収集装置との間で無線通信を行う通信部と、
   前記端末の動作モードを前記起動信号を受信する省電力モードと前記起動信号を受信しないスリープモードに切り替える切替部を備え、
   前記通信部は、省電力モードにおいて前記起動信号を受信したときに前記センサの取得したデータを送信し、前記切替部は、前記収集装置から前記データに対する応答を受信したときは、第１期間のスリープモードに切り替え、前記応答を受信していないときは、前記第１期間よりも短い第２期間のスリープモードに切り替え、
   前記切替部は、スリープモードにおいて所定の期間経過後に省電力モードに切り替え、
   前記サーバは、
   前記端末を管理する端末管理部と、
   前記端末と前記収集装置の位置関係に基づいて前記収集装置の移動経路を決定し、前記収集装置に移動経路を指示する収集装置管理部を備える
   データ収集システム。
4. 請求項１に記載の端末の各部としてコンピュータを動作させるプログラム。

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