JP7225027B2 - 通信装置および通信制御方法 - Google Patents

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Description

本発明の実施形態は、通信装置および通信制御方法に関する。
IoT(Internet of Things)機器として知られるスマートメータは、例えば需要家の電力消費量を計測するだけでなく、通信端末としての機能も備える。この種の通信端末は無線メッシュネットワークを形成し、需要家のID(識別情報)や電力使用量などのデータを、例えばツリー状のマルチホップルート経由で上位サーバに送信する。またサーバからも、需要家への個別データやソフトウェアの更新データ等がそれぞれの通信端末に送信される。
通信端末とサーバとの間に、コンセントレータ(集約装置、ゲートウェイ)が設置される。コンセントレータは一つのマルチホップグループに属し、配下の通信端末とサーバとのインタフェース機能を担う。コンセントレータからサーバへと至るネットワークはWAN(Wide Area Network)としての広がりを持つのに対し、通信端末からコンセントレータへのネットワークは、FAN(Field Area Network)と称される。
WANは、スマートメータのオーナ事業者の自前の網であることは少なく、通信事業者のネットワークが利用されることが多い。3G/LTE(登録商標)(Long Term Evolution)などの公衆網、固定電話網、移動通信網、あるいは光通信網等のどのようなネットワークを利用するにせよ、費用がかかる。よって一つのコンセントレータにできるだけ多くの通信端末を集約し、WANに接続されるコンセントレータの数を最小限に留めることが望まれる。たとえWANにコンセントレータを接続するとしても、その多くをできるだけ自前のネットワークに接続できるようにしたい。このように、コンセントレータの数を最適化したいというニーズがある。
特開2014-86886号公報 特開2014-68286号公報
電力需要や需要家の数は短期間のうちに変動するし、通信端末の数や設置場所も不規則かつ頻繁に変わる。既存の技術ではこのような環境の変動を見越し、最大に見積もった需要のもとでサーバの容量、WAN回線数、コンセントレータ台数等に十分な余裕をもたせる必要があった。このため稼働率の低い運用を強いられ、コストの負担が大きかった。加えて通信端末とコンセントレータとの間の電波環境を調査するなどの手間も大きく、これもコストの増加をもたらしていた。さらに、コンセントレータをオン/オフするために作業員を派遣しなくてはならず、手間もコストもかかっていた。
そこで、目的は、環境変動に応じてコンセントレータの稼働数を柔軟に変えることができるようにし、これによりコスト削減を図り得る通信装置および通信制御方法を提供することにある。
実施形態によれば、通信装置は、転送部と、ゲートウェイ部と、通信制御部とを具備する。転送部は、データセンシング機能付き通信端末とマルチホップネットワークを形成して通信する。ゲートウェイ部は、配下のネットワークに属する通信端末からのデータを上位装置に送信する。通信制御部は、ゲートウェイ部とは異なるゲートウェイ装置の配下の第1ネットワークに転送部が属する場合に、第1ネットワークとは異なる第2ネットワークにゲートウェイ部を加入させる。
図1は、実施形態に係わる通信装置を適用可能な通信システムの一例を示す図である。 図2は、マルチホップネットワークの一例を示す図である。 図3は、不安定なマルチホップネットワークの一例を示す図である。 図4は、第1の実施形態に係わる通信装置8の構成を示すブロック図である。 図5は、実施形態において形成されるマルチホップネットワークの一例を示す図である。 図6は、第1の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図7は、複数の通信装置を含む通信環境の一例を示す図である。 図8は、図7の状態からコンセントレータ部83Aが起動された後の通信環境の一例を示す図である。 図9は、第2の実施形態に係わる通信装置の構成を示すブロック図である。 図10は、第3の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図11は、第4の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図12は、優先度テーブル19dの内容の一例を示す図である。 図13は、第5の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。 図14は、第6の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。
図1は、実施形態に係わる通信装置を適用可能な通信システムの一例を示す図である。このシステムは、需要家ごとに設けられる複数のスマートメータ100と、各々のスマートメータ100でセンシングされたデータを集約する通信装置8と、通信装置8から送信されたデータを受信する、上位装置としてのHES(Head End System)1とを含む。
例えば需要家宅200は、HEMS(Home Energy Management System)および各種の家電機器を備え、これらは宅内LAN(Local Area Network)300に接続される。需要家宅200のスマートメータ100は、無線または有線回線を介して宅内LAN300に接続され、家電機器などで消費される電力量をセンシングする。
スマートメータ100は、他のスマートメータと無線メッシュネットワークを構築し、FAN4を形成する。FAN4における無線メッシュネットワークは、例えば国際標準化組織IETF(Internet Engineering Task Force)のRPL(IPv6(Internet Protocol version 6)Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks)に準拠する最適経路選択アルゴリズムにより構築される。マルチホップネットワークは、無線メッシュネットワークの一例として理解されることができる。
各スマートメータ100は、各々でセンシングしたデータを無線メッシュネットワークのマルチホップルート経由で通信装置8に転送する。通信装置8は、配下のマルチホップグループに属するスマートメータ100から収集したセンシングデータを集約し、HES1に送信する。
HES1は、例えばクラウドコンピューティングシステムに設けられるサーバ群である。HES1は、通信装置8から送信されたデータをWAN2経由で受信し、処理して、MDMS(Meter Data Management System)に渡す。MDMSは、スマートメータ100から収集した検出データを分析し、時刻ごとの電力料金の設定や、デマンドレスポンスにおけるインセンティブの設定など、効率的なエネルギー利用に関する情報を提供する。
さて、この種のシステムにおいて、スマートメータ100はエンドポイント(EP)と称される。EPは、データセンシング機能付き通信端末の一例である。他のEPとともに無線メッシュネットワークに参加し、主にデータの転送を担う装置はリピータ(RP)と称される。さらに、EPやRPからのデータを集約してWAN2側に送信する装置はコンセントレータ(CR)と称される。例えば通信装置8は、CRとしての機能を備える。
図2に示されるように、複数のエンドポイント101~106およびコンセントレータ31がマルチホップグループ(1)を形成しているとする。このとき他のコンセントレータ32を起動したとしても、もうひとつのマルチホップグループ(2)が確実に形成されるとは限らない(図3を参照)。エンドポイントの設置場所や電波環境は変動しやすく、コンセントレータ32の電波圏内にエンドポイントがあるとは限らないからである。
コンセントレータ32とエンドポイント(例えばEP101)との通信環境が不安定であればマルチホップグループ(2)も壊れやすく、例えばエンドポイント101~104がWAN2から捕捉できなくなってしまうおそれもある。次に、このような困難を解決し得る実施の形態について詳しく説明する。
[第1の実施形態]
図4は、第1の実施形態に係わる通信装置8の構成を示すブロック図である。通信装置8は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサと、メモリとを備える、組み込みコンピュータである。以下に説明する処理機能は、ハードウェア資源としてのプロセッサが、メモリに書き込まれたプログラムに従って動作することで実現される。通信装置8は、ゲートウェイ部の一例としてのコンセントレータ部8A、および、転送部の一例としてのリピータ部8Bを備える。なお、これは一例であり、ゲートウェイ部の他の形態もあり得るし、転送部の他の形態もあり得る。例えば転送部はレイヤ3スイッチであってよい。
コンセントレータ部8Aは、配下のマルチホップネットワークに属するEP、およびRPから収集したデータを集約し、HES1などの上位装置にWAN2経由で送信する。リピータ部8Bは、電波圏内のEPとマルチホップ型の無線メッシュネットワークを形成し、データを転送する機能を備える。さらにリピータ部8Bは、コンセントレータ部8Aのオン/オフを制御する。
図4において、コンセントレータ部8Aは、実施形態に係わる機能ブロックとして通信部11、通信制御部12、通信制御部13、通信部14、および電源部15を備える。このうち通信部11および通信制御部12はWAN2に接続され、通信制御部13および通信部14が、FAN4側に接続される。
通信部11は、有線(LINE)の通信ケーブル9および/または無線アンテナ10によりWAN2に接続され、FAN4から取得したデータを、プロトコル変換等の処理を経てWAN側に伝送する。また、WAN2から送信されたデータを通信端末(EP)に宛てて送信するための処理も行う。
通信制御部12は、FAN側の通信制御部13から受信したデータを管理、制御、あるいは保存するための処理を行い、通信部11に送信する。また、通信部11から受信したデータを管理、制御、保存するための処理を行い、通信制御部13に送信する。
通信制御部13は、WAN側の通信制御部12から受信したデータを管理、制御、保存し、FAN側の通信部16に送信する。また、通信部16から受信したデータを管理、制御、保存し、通信制御部12に送信する。
通信部14は、配下のマルチホップネットワークに属する通信端末(EP)と通信するためのプロトコル変換機能を備え、FAN側の無線アンテナ7を介してEPとの間でデータを授受する。
電源部15は、リピータ部8Bの通信制御部17の制御に基づいて、コンセントレータ部8Aを運転(稼働)するための電源を供給する。ここで、電源部15は、リピータ部8Bを駆動する電源部18とは独立している。よってコンセントレータ部8Aが稼働していない状態においても、リピータ部8Bは動作することができる。
リピータ部8Bは、実施形態に係わる機能ブロックとして、通信部16、通信制御部17、メモリ19、および、電源部18を備える。このうち電源部18は、リピータ部8Bを運転するための電源を供給する。
通信部16は、同じマルチホップネットワークに属する通信端末(EP)と通信するためのプロトコル変換機能を備え、FAN側の無線アンテナ6を介してEPとの間でデータを授受する。
通信制御部17は、通信部16から送受信したデータを管理、制御、保存する機能を有する。また、通信制御部17は、コンセントレータ部8Aの電源部15に接続され、コンセントレータ部8Aに対するリピータ部8B側からの起動制御を可能とする。
ここで、実施形態では、コンセントレータ部8Aの配下のマルチホップネットワークと、リピータ部8Bの属するマルチホップネットワークとを、強制的に分離する。すなわちリピータ部8Bの通信制御部17と、コンセントレータ部8Aの通信制御部12は、互いに協調して動作し、コンセントレータ部8Aとリピータ部8Bとが、異なる無線マルチホップグループに属するように制御する。
つまり通信制御部13および通信制御部17は、リピータ部8Bが或るマルチホップネットワーク(第1ネットワーク)に属する場合に、コンセントレータ部8Aを、第1ネットワークとは異なる第2ネットワークに加入させるための制御を行う。これにより、コンセントレータ部8Aとリピータ部8Bとの無線区間が論理的に分離される。
無線アンテナ7および6が同じ筐体内で近接しているので、通常のマルチホップルート構築プロトコルによれば、コンセントレータ部8Aは起動されると直ちに、リピータ部8Bと同じマルチホップグループに加入させられてしまう。実施形態ではこれを抑止し、敢えて、両者を異なるネットワークに所属させるための制御を行う。
具体的には、例えばMAC(Media Access Control)アドレスを用いたフィルタリング(MACアドレスフィルタリング)により、コンセントレータ部8Aとリピータ部8Bとを互いに別のマルチホップグループに分離することができる。あるいはMACアドレスに限らず、個体認識記号やシリアルナンバーなど、要するにコンセントレータ部8Aとリピータ部8Bを区別することの可能な情報を用いることで、両者を別のマルチホップネットワークに所属させることが可能になる。
図4の一点鎖線に示すように、通信制御部13と通信制御部17とを共通の基板上に形成すると、制御信号の伝達経路を短縮でき、リピータ部8Bからコンセントレータ部8Aを制御するのに都合がよい。
メモリ19は、例えばNANDフラッシュメモリなどの不揮発性半導体メモリであり、通信装置8を機能させるためのプログラムに加えて、収容数上限値19a、収容数下限値19b、QoS既定値19c、優先度テーブル19d、および、データ容量上限値19eを記憶する。
収容数上限値19aは、リピータ部8Bと同じマルチホップグループに属することが許されるEPの数の上限値であり、既定値として予め記憶される。
収容数下限値19bは、リピータ部8Bと同じマルチホップグループに属するEPの数と、コンセントレータ部8Aの配下のマルチホップグループに収容されるEPの数との合計の下限値である。収容数下限値19bも、既定値として予め記憶される。
QoS既定値19cは、リピータ部8Bと同じマルチホップグループとWAN2との通信品質(QoS:Quality of Service)の下限を示す既定値である。例えばPingコマンドを用いることで、マルチホップネットワークの頂点のコンセントレータとWAN2との通信品質を評価することができる。QoS既定値19cとして、Pingに対するリプライの返送時間を用いることができる。
優先度テーブル19dは、リピータ部8Bの属するマルチホップネットワークの頂点のコンセントレータ部と、自らの対となるコンセントレータ部8Aとに対して予め定められた、WAN2との接続優先順位である。自前ネットワークの優先度をレンタルネットワークよりも高くしておくことで、コスト削減を促すことができる。
データ容量上限値19eは、リピータ部8Bの属するマルチホップネットワークの頂点のコンセントレータ部と、WAN2との通信容量の上限値である。
図5は、実施形態において形成されるマルチホップネットワークの一例を示す図である。図5において、WAN2に接続される通信装置81,82,83は、それぞれコンセントレータ部とリピータ部を備える。通信装置81のコンセントレータ部81Aはマルチホップグループ(1)を配下とし、このグループにはEP101,102,103,104と、通信装置82のリピータ部82Bが属する。そして、末端のEP104から頂点のコンセントレータ部81Aに至るまで、EP104→EP103→RP82B→EP102→EP101→CR81Aの順に無線接続された、ツリー状のマルチホップネットワークが形成される。
同様に、通信装置82のコンセントレータ部82Aはマルチホップグループ(2)を配下とし、このグループにはEP201,202,203,204と、通信装置83のリピータ部83Bが属する。そして、末端のEP204から頂点のコンセントレータ部82Aに至るまで、EP204→EP203→RP83B→EP202→EP201→CR82Aの順に無線接続された、ツリー状のマルチホップネットワークが形成される。なおコンセントレータ部82Aはゲートウェイ装置の一例であるが、これに限定されるものではない。
通信装置83のコンセントレータ部83A(ゲートウェイ部の一例)はマルチホップグループ(3)を配下とし、このグループにはEP301,302が属する。そして、末端のEP302から頂点のコンセントレータ部83Aに至るまで、EP302→EP301→CR83Aの順に無線接続された、ツリー状のマルチホップネットワークが形成される。
図5において、同じ通信装置に実装されるコンセントレータ部とリピータ部とが、それぞれ別のマルチホップグループに所属することが示される。
図6は、第1の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。このフローチャートについて、図7に示されるリピータ部83B(通信装置83)を主体として説明する。
リピータ部83Bは、自らの属するマルチホップネットワーク(2)を支配するコンセントレータ(コンセントレータ部82A)が収容している通信端末(EP、RPを含む)の台数(収容台数:CR_82Aとする)を確認する(ステップS11)。例えば、伝送されたデータパケットをキャプチャし、当該パケットの所定のフィールドの値を読むことで、現時点での収容台数を確認することができる。
次に、リピータ部83Bは、確認した収容台数CR_82Aが収容数上限値を超えているか否かを判定する(ステップS12)。収容台数CR_82Aが収容数上限値を超えていなければ(CR_82A≦収容数上限値)(ステップS12でYES)、ステップS13はスキップされる。
一方、収容台数CR_82Aが収容数上限値よりも大きければ(収容数上限値<CR_82A)(ステップS12でNO)、リピータ部83Bは、コンセントレータ部83Aの電源をオンし、コンセントレータ部83Aを起動する(ステップS13)。これによりコンセントレータ部83AがWAN2に接続され、新たなマルチホップグループ(3)が形成される。コンセントレータ部83Aはこのマルチホップグループ(3)に加入し、マルチホップグループ(3)を配下として動作を開始する。そして、図8に示されるように、幾つかのEPがコンセントレータ部83Aに切り替え収容される。これにより、マルチホップグループ(2)におけるEPの収容数が限界に達し、どのマルチホップグループにも参入できないEPが発生してしまうことを、防止することができる。
図8においては、EP302→EP301→CR83Aの順に無線接続された、ツリー状のマルチホップネットワーク(3)が形成される。EP302およびEP301でセンシングされたデータは、コンセントレータ部83AからWAN2経由でHES1に送信される。
次に、リピータ部83Bは、コンセントレータ部83Aに収容されている通信端末の台数(収容台数:CR_83Aとする)を確認し、その値と、CR_82Aとの合計値(CR_83A+CR_82A)を計算する。そして、(CR_83A+CR_82A)と収容数下限値とが比較される(ステップS14)。(CR_83A+CR_82A)が収容数下限値以上であれば(収容数下限値≦CR_83A+CR_82A)(ステップS14でYES)、次のステップS15はスキップされる。
一方、(CR_83A+CR_82A)が収容数下限値よりも少なくなれば(収容数下限値>CR_83A+CR_82A)(ステップS14でNO)、リピータ部83Bは、コンセントレータ部83Aの電源をオフし、コンセントレータ部83Aの稼働を停止する(ステップS15)。これによりコンセントレータ部83AがWAN2から切り離され、再び図7の環境が形成される。このようにすることで、コンセントレータ部83Aが不必要に稼働する状態を防止することができる。
以上説明したように第1の実施形態では、共通の通信装置8にコンセントレータ部8Aとリピータ部8Bとを実装し、しかもそれぞれが異なる無線マルチホップグループに接続するようにフィルタリングを行う。そして、リピータ部8Bを経由して、なるべく多数のEPを一つのマルチホップグループに収容する。ただし収容数が過度になった場合には、リピータ部8Bからコンセントレータ部8Aを起動して、別のマルチホップグループを形成するようにした。
これにより、リピータ部8Bに接続中のEPを新たなマルチホップグループに確実に移し替えることができる。リピータ部8Bとコンセントレータ部8Aとが近接しているからである。
さらに、二つのマルチホップグループの合計収容数が既定値以下になれば、起動したコンセントレータ部8Aを再び停止するようにした。これにより、稼働率が低いコンセントレータを停止し、リソースを効率的に運用してランニングコストを最小限に抑えることができる。さらに、作業員を現地に派遣する必要もなくなり、人的コストも削減することができる。
つまり第1の実施形態では、リピータ部8Bが、近接する2つのマルチホップグループの収容台数を定期的に確認し、収容数に余力がない場合は、リピータ部8Bに直結するコンセントレータ部8Aの電源を入れる。収容数に余力がある場合は、リピータ部8Bに直結するコンセントレータ部8Aの電源を落とすようにする。このようにすることで、過剰なコンセントレータの動作を抑制でき、EPの増減に伴ってコンセントレータの動作台数を最適化することができる。すなわち、コンセントレータにリピータの機能を持たせるのに留まらない、独特の効果を得ることが可能になる。
これらのことから、第1の実施形態によれば、環境変動に応じてコンセントレータの稼働数を柔軟に変えることができるようになり、運用コストの削減を促すことが可能になる。
なお、上記の例ではコンセントレータ部の稼働/停止を電源のオン/オフにより制御した。これに代えて、電源の状態は変えず、コンセントレータ部の機能そのものをオン/オフ制御することでも同様の効果を得ることができる。
また、第1の実施形態においては、メモリ19にQoS既定値19c、優先度テーブル19d、および、データ容量上限値19eを予め記憶させておくことは必ずしも必要ではない。QoS既定値19cについては第3の実施形態、優先度テーブル19dについては第4の実施形態、データ容量上限値19eについては第5の実施形態においてそれぞれ説明する。
[第2の実施形態]
図9は、第2の実施形態に係わる通信装置8の構成を示すブロック図である。図9において図4と共通する部分には同じ符号を付して示し、ここでは異なる部分についてのみ説明する。
図9において、リピータ部8Dは、専用無線通信部22を備える。また、コンセントレータ部8Cは、専用無線通信部20を備える。専用無線通信部20,22は、無線チャネル23を形成し、リピータ部8Dとコンセントレータ部8Cとの通信を確立する。
リピータ部8Dの通信制御部17と、コンセントレータ部8Cの通信制御部12は、無線チャネル23および/または有線ケーブル24経由で通信し、リピータ部8D側からのコンセントレータ部8Cへの制御を実現する。このように、コンセントレータ部8Cとリピータ部8Dとを別体とし、両者を接続する通信回線を形成してもよい。コンセントレータ部8Cとリピータ部8Dとが物理的に離れすぎていなければ、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
図9の構成とすることで、増設工事を簡易に実施することができるようになり、システム運用に係わる柔軟性をさらに高めることができる。なお、有線ケーブル24経由の通信だけで十分であれば、無線チャネル23を形成する必要は必ずしもない。逆に、有線ケーブル24での通信を補完すべく、専用無線通信部20,22を設けて無線チャネル23を形成できるようにしてもよい。あるいは、無線チャネル23だけで通信してもよい。専用無線通信部20,22を備えるか否かは、システム要件に応じて決定することができる。
[第3の実施形態]
図10は、第3の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。図7の環境を初期状態とし、リピータ部83B(通信装置83)を主体として説明する。
図10において、リピータ部83Bは、コンセントレータ部82AにPingコマンドを打ち、応答時間を確認する(ステップS21)。応答時間が既定の上限値以下であれば(ステップS22でNO)、ステップS23はスキップされる。
一方、応答時間が上限値を超えていれば(YES)、通信のQoSがQoS既定値19cよりも過度に低下したと判断し、リピータ部83Bはコンセントレータ部83Aの電源をオンする(ステップS23)。これによりコンセントレータ部83Aが起動され、新たなマルチホップグループ(3)が形成される(図8)。
このようにすることで、QoSの低下したコンセントレータ部82Aに収容されるEPの一部を、別のコンセントレータ部83Aに振り分けることができ、総体としてのQoSの低下が避けられる。すなわち、WAN側通信において、通信応答速度の劣化や通信エラー等が発生した場合に、健全なコンセントレータに切り替えることができる。
切り替えが完了すると、HES1にその旨が通知され、HES1は、これに応じてコンセントレータ部82Aをリセットするための指令(コマンド)を発報する(ステップS24)。これによりコンセントレータ部82Aが再起動され、障害の解消を期待できる。
第3の実施形態によれば、通信速度等のQoSが劣化し、障害が発生するコンセントレータから自動的に別のコンセントレータへ変更し通信状況に伴うエラーを抑制できる。
[第4の実施形態]
図11は、第4の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。図7の環境を初期状態とし、リピータ部83B(通信装置83)を主体として説明する。
図11において、リピータ部83Bは、優先度テーブル19d(図4)を参照し、コンセントレータ部82Aの通信の優先度と、コンセントレータ部83Aの通信の優先度とを確認する(ステップS31)。
図12は、優先度テーブル19dの内容の一例を示す図である。この例では、コンセントレータ部82Aに優先度1が設定され、コンセントレータ部83Aに優先度2が設定される。優先度は、例えば通信のコスト、あるいは通信品質などの基準に基づいて設定されることができる。予め定められた優先度に従って、リピータ部83Bは、コンセントレータ部82A、83Aのオン/オフを制御する。その際、コンセントレータ部82A、83Aのオン/オフ制御は、HES1を経由して実行される形態が考えられる。つまり、リピータ部83Bが、コンセントレータ部82A、83Aのオン/オフを要求するメッセージをHES1に送信し、HES1が、コンセントレータ部82A、83Aのオン/オフを制御する。
すなわち図11のフローチャートに従って、コンセントレータ部83Aの優先度が1でなく(ステップS32:YES)、コンセントレータ部82Aの優先度が1であれば(ステップS33:YES)、リピータ部83Bは、コンセントレータ部82Aをオンし、コンセントレータ部83Aをオフする。
コンセントレータ部83Aの優先度が1でなく(ステップS32:YES)、コンセントレータ部82Aの優先度も1でなく(ステップS33:NO)、コンセントレータ部83Aの優先度が2でなく(ステップS34:YES)、コンセントレータ部82Aの優先度が2である場合にも(ステップS35:NO)、リピータ部83Bは、コンセントレータ部82Aをオンし、コンセントレータ部83Aをオフする。
これ以外の場合には、処理手順はスキップされる。要するに第4の実施形態によれば、複数のWAN側通信方式がある場合に、EPの収容先を、自動的に優先度の高いコンセントレータに切り替えることができる。優先度は、さらに多数の段階に分けて設定されてもよい。このように第4の実施形態によれば、自動的に優先度の高いコンセントレータに接続することができる。その際、リピータ部83Bは、コンセントレータ部82Aの停止指示をHES1を経由して行うものとする。
[第5の実施形態]
図13は、第5の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。図7の環境を初期状態とし、リピータ部83B(通信装置83)を主体として説明する。
リピータ部83Bは、コンセントレータ部82Aの通信容量(データ容量)を確認し(ステップS41)、既定の上限値(データ容量上限値19e)を超えていれば、マルチホップグループ(2)の通信容量が既定値に達したと判定する(ステップS42:YES)。そうするとリピータ部83Bは、停止指示をHES1を経由してコンセントレータ部82Aに与えて、リモートからコンセントレータ部82Aの電源をオフする。さらにリピータ部83Bは、コンセントレータ部83Aの電源をオンする(ステップS43)。
このようにすることで、WAN側通信においてリソースの使用容量に制限があるとき、使用容量の超過によってWAN側通信が使用できなくなる事態を回避できる。すなわちコンセントレータの通信容量を抑制し、使用容量が未超過のコンセントレータに切り替えることで、通信の停止を未然に回避することができる。
[第6の実施形態]
図14は、第6の実施形態における通信装置8の処理手順の一例を示すフローチャートである。図7とは逆に、コンセントレータ部83AがWAN2と通信していることを想定する。また、コンセントレータ部8Aの電源部15(図4)が二次電源(電池)として構成されていることを想定する。二次電源には太陽光発電装置などが接続されていてもよい。このような形態は、特に、IoTによる遠隔からのデータ収集システムとの親和性が高い。
図14において、リピータ部83Bはコンセントレータ部83Aの電源電圧Vを確認し(ステップS51)、既定の電圧下限値よりも電源電圧Vが低下していれば(ステップS52:YES)コンセントレータ部82Aの電源をオンする(ステップS53)。
このようにすることで、電源電圧低下による機能停止のおそれがあるとき、電源電圧が十分なコンセントレータに自動的に切り替えられる。これにより、通信停止を未然に回避することが可能になる。すなわち、電力不足による障害のおそれがあるコンセントレータから自動的に別のコンセントレータに切り替えることができ、電力不足による障害を抑制することができる。
以上述べたように、上記各実施形態によれば、環境変動に応じてコンセントレータの稼働数を柔軟に変えることができるようになり、従って運用コストの削減を促すことが可能になる。
なお、この発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば図4において、リピータ部8Bにデータセンシング機能を実装し、EPとして機能できるようにしてもよい。例えば公共施設向けの通信装置に、このような形態を考えることができる。
また、マルチホップグループを分離する手法はMACアドレスフィルタリングに限られるものではなく、MAC層よりも上位層、あるいは下位層における処理に委ねることも可能である。
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示するものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
6,7…無線アンテナ、8…通信装置、8A…コンセントレータ部、8B…リピータ部、8C…コンセントレータ部、8D…リピータ部、9…通信ケーブル、10…無線アンテナ、11…通信部、12…通信制御部、13…通信制御部、14…通信部、15…電源部、16…通信部、17…通信制御部、18…電源部、19…メモリ、19a…収容数上限値、19b…収容数下限値、19c…QoS既定値、19d…優先度テーブル、19e…データ容量上限値、20…専用無線通信部、22…専用無線通信部、23…無線チャネル、24…有線ケーブル、31…コンセントレータ、32…コンセントレータ、81…通信装置、81A…コンセントレータ部、82…通信装置、82A…コンセントレータ部、82B…リピータ部、83…通信装置、83A…コンセントレータ部、83B…リピータ部、100…スマートメータ、101~106…エンドポイント、200…需要家宅、300…宅内LAN。

Claims (18)

  1. データセンシング機能付き通信端末とマルチホップネットワークを形成して通信する転送部と、
    配下のネットワークに属する通信端末からのデータを上位装置に送信するゲートウェイ部と、
    前記ゲートウェイ部とは異なるゲートウェイ装置の配下の第1ネットワークに前記転送部が属する場合に、前記第1ネットワークとは異なる第2ネットワークに前記ゲートウェイ部を加入させる通信制御部とを具備する、通信装置。
  2. 前記通信制御部は、既定の条件が満たされた場合に前記ゲートウェイ部を稼働する、請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記通信制御部は、前記第1ネットワークに属する通信端末の数が既定の上限値を超えた場合に、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項2に記載の通信装置。
  4. 前記通信制御部は、前記第1ネットワークに属する通信端末の数と前記第2ネットワークに属する通信端末の数の合計が既定の下限値よりも少なくなれば、前記ゲートウェイ部を稼働停止する、請求項3に記載の通信装置。
  5. 前記通信制御部は、前記ゲートウェイ装置と前記上位装置との間の通信品質が既定値以下になれば、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項2に記載の通信装置。
  6. 前記通信制御部は、前記ゲートウェイ装置と前記ゲートウェイ部との間に予め設定された優先度に基づいて、前記ゲートウェイ装置の優先度よりも前記ゲートウェイ部の優先度が高い場合に、当該ゲートウェイ部を起動する、請求項2に記載の通信装置。
  7. 前記通信制御部は、前記ゲートウェイ装置と前記上位装置との間の通信容量が既定値に達した場合に、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項2に記載の通信装置。
  8. 前記通信制御部は、前記ゲートウェイ装置の電源電圧が既定値以下になれば、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項2に記載の通信装置。
  9. 前記通信制御部は、前記転送部のMAC(Media Access Control)アドレスと前記ゲートウェイ部のMACアドレスとを用いたフィルタリングにより、当該転送部の属する前記第1ネットワークと当該ゲートウェイ部の属する前記第2ネットワークとを分離する、請求項1に記載の通信装置。
  10. データセンシング機能付き通信端末とマルチホップネットワークを形成して通信する転送部と、配下のネットワークに属する通信端末からのデータを上位装置に送信するゲートウェイ部とを具備する通信装置に適用可能な通信制御方法であって、
    前記通信装置が、前記ゲートウェイ部とは異なるゲートウェイ装置の配下の第1ネットワークに前記転送部が属する場合に、前記第1ネットワークとは異なる第2ネットワークに前記ゲートウェイ部を加入させる過程を具備する、通信制御方法。
  11. 前記通信装置は、既定の条件が満たされた場合に前記ゲートウェイ部を稼働する、請求項10に記載の通信制御方法。
  12. 前記通信装置は、前記第1ネットワークに属する通信端末の数が既定の上限値を超えた場合に、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項11に記載の通信制御方法。
  13. 前記通信装置は、前記第1ネットワークに属する通信端末の数と前記第2ネットワークに属する通信端末の数の合計が既定の下限値よりも少なくなれば、前記ゲートウェイ部を稼働停止する、請求項12に記載の通信制御方法。
  14. 前記通信装置は、前記ゲートウェイ装置と前記上位装置との間の通信品質が既定値以下になれば、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項11に記載の通信制御方法。
  15. 前記通信装置は、前記ゲートウェイ装置と前記ゲートウェイ部との間に予め設定された優先度に基づいて、前記ゲートウェイ装置の優先度よりも前記ゲートウェイ部の優先度が高い場合に、当該ゲートウェイ部を起動する、請求項11に記載の通信制御方法。
  16. 前記通信装置は、前記ゲートウェイ装置と前記上位装置との間の通信容量が既定値に達した場合に、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項11に記載の通信制御方法。
  17. 前記通信装置は、前記ゲートウェイ装置の電源電圧が既定値以下になれば、前記ゲートウェイ部を起動する、請求項11に記載の通信制御方法。
  18. 前記通信装置は、前記転送部のMAC(Media Access Control)アドレスと前記ゲートウェイ部のMACアドレスとを用いたフィルタリングにより、当該転送部の属する前記第1ネットワークと当該ゲートウェイ部の属する前記第2ネットワークとを分離する、請求項10に記載の通信制御方法。
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