JP7424210B2 - 無線通信装置 - Google Patents
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Description
また、電池は、放電容量が大きくなるに従って電圧が低下し、放電容量が増大、つまり、電池残量が少なくなるほど、電圧低下の度合いが大きくなる、という特性も有する。したがって、電池駆動の無線通信装置が、電池残量の少ない状態で、待受け中に正常に動作していたとしても、送信動作をすると即座に無線通信装置の動作が停止してしまう、ということが起こり得る。
図1は、実施の形態1に係る電池駆動の無線通信装置1を含む使用量管理システムを示す全体構成図である。図において、電池駆動の無線通信装置1a~1nは、各需要家の需要場所に設置されたガスメータ2a~2nでそれぞれ計量したガスの使用量をデータ化したガス使用量データを取り込み、取り込んだガス使用量データを無線通信で無線親機3に送信する。無線親機3は、電池駆動の無線通信装置1a~1nから受信したガス使用量データを、通信網4経由でガス使用量管理サーバ5へ伝送する。なお、ガスメータ2a~2nは、水道メータであってもよく、電気メータであってもよい。
そして、16は、メータインタフェース部11から入力された使用量データ、電圧測定部13から入力された電圧データ、及び温度測定部15から入力された温度データを格納する格納部である。17は、格納部16に格納した使用量データを、アンテナ18を介して外部の無線親機3へ無線送信する無線部である。
まず、無線通信装置1の制御部12は、周期的、例えば30分毎にガスメータ2から使用量データを取り込み、格納部16に格納、蓄積している。
また、制御部12は、例えば1時間毎の定周期で、温度測定部15で測定した無線通信装置1の内部の温度を温度情報Taとし、電圧測定部13で待受け中に測定した電池14の電池電圧を電圧情報Vrxとして取得する(ST3-1)。
また、図4の待受テーブルは、図6における温度と待受け中の電池電圧、放電容量との関係を数値で表したものであり、図5の送信テーブルは、図6における温度と送信中の電池電圧、放電容量との関係を数値で表したものである。この待受テーブル及び送信テーブルは、予め実験などで測定した値に基づいて生成してもよいし、標準的な電池の待受テーブル及び送信テーブルを格納しておき、電池14の使用開始時に温度と待受け中の電池電圧とを測定し、標準的な電池の待受テーブルとの差分を送信テーブルのオフセット値として使用するようにしてもよい。
ここで、所定高温度Thは、気温の日較差による温度変動を考慮した場合の比較的高い温度、即ち、無線送信した場合の電池電圧が比較的高くなることが期待される温度とし、固定値を設定してもよいし、個々の無線通信装置1において学習機能を用いて設定してもよい。この学習機能としては、例えば、1時間毎の温度の実測値を1日分以上蓄積し、1日の温度変化を学習し、ある一定温度より高くなる時間率が高ければ、その一定温度を所定高温度Thとして設定するようにしてもよい。また、これらの学習を季節毎に行って季節毎に所定高温度Thを切り替えるようにしてもよい。
ここで、閾値電圧VHは、所定高温度Thにおいて、放電容量が大きくなってきても、一定回数分の無線送信を行う余力を残すことのできる電池電圧とする。学習機能を用いて所定高温度Thを設定した場合は、送信テーブルと所定高温度Thとに基づき、閾値電圧VHを求めるようにすればよい。
外部へ通知するアラームは、例えば、無線通信装置1にLED等を備えて点灯または点滅表示させてもよく、電池31の交換が必要であることを無線親機3に無線送信で伝送してシステム管理者に知らせてもよく、ユーザやシステム管理者に無線通信装置1の電池31を交換する必要があることを知らせることができれば、どのような手段を用いてもよい。
ST3-4で、制御部12は、電池電圧Vtxが第1の閾値電圧としての閾値電圧VC以下の場合は、使用量データを無線親機3へ無線送信しないように制御し、処理を終了する。
ここで、閾値電圧VCは、電池駆動の無線通信装置1が動作可能な電圧範囲の下限の電池電圧とする。
これにより、無線通信装置1の電池14の交換周期をより長くすることができる。
実施の形態1では、電池残量が少なくなってきたときに、夜間等の気温の低いときには無線送信をしないようにしたが、実施の形態2では、夜間等の気温の低いときであっても、許容範囲内であれば送信電力を低下させて無線送信をするようにした。
図7において、ST7-1の処理は、図3のST3-1の処理と同様である。
無線通信装置1の制御部12は、図4に例示するような、温度、待受け中の電池電圧、及び、放電容量の関係を示す待受テーブル、図5に例示するような、温度、定格送信電力で送信中の電池電圧、及び、放電容量の関係を示す定格送信テーブルと、図8に例示するような、温度、許容範囲内で送信電力を低下させて送信中の電池電圧、及び、放電容量の関係を示す電力低下送信テーブルとを予め格納している。
制御部12は、現時点の放電容量D、及び現温度Taにおいて定格送信電力で無線送信した場合の電池電圧Vtx、比較的高温の所定高温度Thにおいて無線送信した場合の電池電圧Vtxhを図3のST3-2と同様に推定し、さらに、電力低下送信テーブルから現温度Taにおいて許容範囲内で電力低下して無線送信した場合の電池電圧Vtxbを推定する(ST7-2)。
また、図8の電力低下送信テーブルは、図9における温度と送信電力を低下させて送信中の電圧、放電容量との関係を数値で表したものである。この電力低下送信テーブルも、図4の待受テーブル、図5の送信テーブルと同様、予め実験などで測定した値に基づいて生成してもよいし、標準的な電池の待受テーブル及び電力低下送信テーブルを格納しておき、電池14の使用開始時に温度と待受け中の電池電圧とを測定し、標準的な電池の待受テーブルとの差分を電力低下送信テーブルのオフセット値として使用するようにしてもよい。
このように、閾値電圧VHbを、高温時に定格電力で一定回数を無線送信できるだけの余力のあるではなく、高温時に許容範囲内で電力低下して一定回数を無線送信できるだけの余力のある電圧とすると、電池交換を促す通知をするタイミングがより遅くなって、無線通信装置1の電池14の交換周期をより長くすることができる。
制御部12は、電池電圧Vtxが閾値電圧VC以下の場合は、使用量データを無線親機3へ無線送信しないように制御して、ST7-7へ進む。
制御部12は、電池電圧Vtxbが閾値電圧VC以下の場合は、使用量データを無線親機3へ無線送信しないように制御して、処理を終了する。
2 ガスメータ
3 無線親機
4 通信網
5 ガス使用量管理サーバ
11 メータインタフェース部
12 制御部
13 電圧測定部
14 電池
15 温度測定部
16 格納部
17 無線部
18 アンテナ
Claims (5)
- 電池と、
前記電池の現電圧を測定する電圧測定部と、
現温度を測定する温度測定部と、
使用量を計量するメータから前記使用量を示す使用量データを取得するメータインタフェース部と、
前記使用量データを外部の無線通信装置に無線送信する無線部と、
前記無線部が無線送信したときの前記電池の送信時電圧を前記現電圧及び前記現温度に基づいて推定し、当該送信時電圧が第1の閾値電圧より低くなるときには前記使用量データを前記無線部から無線送信しないように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 電池と、
前記電池の現電圧を測定する電圧測定部と、
現温度を測定する温度測定部と、
使用量を計量するメータから前記使用量を示す使用量データを取得するメータインタフェース部と、
前記使用量データを外部の無線親機に無線送信する無線部と、
前記無線部が許容範囲内で電力を低下して無線送信したときの前記電池の低電力送信時電圧を前記現電圧及び前記現温度に基づいて推定し、当該低電力送信時電圧が第1の閾値電圧より低くなるときには前記使用量データを前記無線部から無線送信しないように制御する制御部と、
を備えたことを特徴とする無線通信装置。 - 前記制御部は、前記無線部が定格電力で無線送信したときの前記電池の送信時電圧が前記第1の閾値電圧より低く、前記低電力送信時電圧が前記第1の閾値電圧より高くなるときに、許容範囲内で電力を低下させて前記使用量データを前記無線部から無線送信させるように制御することを特徴とする請求項2に記載の無線通信装置。
- 前記制御部は、前記現電圧及び前記現温度に基づいて前記電池の現放電容量を推定し、 所定の高温度及び前記現放電容量に基づいて前記無線部が前記所定の高温度で無線送信したときの前記電池の高温送信時電圧を推定し、当該高温送信時電圧が第2の閾値電圧より低ければ電池交換を促すアラームを出力するように制御する
ことを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の無線通信装置。 - 前記第1の閾値電圧は前記第2の閾値電圧より低い
ことを特徴とする請求項4に記載の無線通信装置。
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