JPH05252578A - 通信システム - Google Patents

通信システム

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JPH05252578A
JPH05252578A JP8172292A JP8172292A JPH05252578A JP H05252578 A JPH05252578 A JP H05252578A JP 8172292 A JP8172292 A JP 8172292A JP 8172292 A JP8172292 A JP 8172292A JP H05252578 A JPH05252578 A JP H05252578A
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JP
Japan
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data
sound wave
signal
water pipe
water
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JP8172292A
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English (en)
Inventor
Yasuhide Tsuchida
泰秀 土田
Akira Koizumi
章 小泉
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Toyo Keiki Co Ltd
Original Assignee
Toyo Keiki Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F9/00Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine
    • G01F9/001Measuring volume flow relative to another variable, e.g. of liquid fuel for an engine with electric, electro-mechanic or electronic means

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Selective Calling Equipment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 既設の水道管、ガス管等の固体伝送路を介
し、音波を媒体としてデータの通信を行う送信装置、受
信装置および通信システムを提供する。 【構成】 送信装置18は、変調信号を生成する変調部
14と、前記変調信号を音波に変換して固体伝送路10
へ送信する送信部16とを具備する。一方、受信装置2
4は固体伝送路10を伝播して来る音波を受信し、変調
信号に変換する受信部20と、該変調信号からデータを
示す信号を復調する復調部22とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は送信装置、受信装置およ
び通信システムに関し、一層詳細には音波を媒体として
データの通信を行う送信装置、受信装置および通信シス
テムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、例えば水道やガスの使用量等のデ
ータ(検針データ)を通信システムを介してセンターで
集中的に収集する方法が行われている。このようなデー
タ収集システムにおいて利用される伝送路としては、
電話線、CATV、電力線、自営線がある。いず
れも電気信号に変換された前記データを電気ケーブルで
センターへ送信する通信システムである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の通信システムには次のような課題がある。 電話線の場合、回線使用料がかかるため、多数のデ
ータを収集しなければならない水道、ガス等の検針シス
テムでは運営経費がかさむという課題がある。また、一
般加入回線を使用するため回線使用中はデータの収集が
できないという課題もある。 CATVの場合、運用区域がCATV会社のサービ
スエリア内に限定されてしまうという課題がある。ま
た、水道、ガス等の検針対象となる世帯がCATVへ加
入する必要があり、未加入世帯についてはシステムが適
用できないという課題がある。 電力線の場合、送信されるデータは電気信号である
ため、電力線からの誘導を排除する処理が必要であると
いう課題がある。 自営線の場合、運営経費がかさむという課題があ
る。 以上の他、水道メータ、ガスメータ等の設置位置によっ
ては新たに電気ケーブルを敷設する等の工事が必要にな
るという課題もある。従って、本発明は既設の水道管、
ガス管等の固体伝送路を介し、音波を媒体としてデータ
の通信を行う送信装置、受信装置および通信システムを
提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は次の構成を備える。すなわち、送信装置
は、データを示す信号を変調して成る変調信号を生成す
る変調部と、前記変調信号を音波に変換して固体伝送路
へ送信する送信部とを具備することを特徴とし、受信装
置は、固体伝送路を伝播して来る音波を受信し、変調信
号に変換する受信部と、該変調信号からデータを示す信
号を復調する復調部とを具備することを特徴とする。送
信装置が複数の場合、受信装置は、固体伝送路を伝播し
て来る複数の音波を受信し、それぞれ複数の変調信号に
変換する受信部と、該複数の変調信号からそれぞれのデ
ータを示す信号を復調する復調部とを具備するようにす
ればよい。例えば前記固体伝送路は、水道管、ガス管等
の管路とし、該管路に取り付けられている計量メータの
計量値等を前記データとすることができる。
【0005】
【作用】作用について説明する。データを示す信号は変
調部で変調信号に変換され、送信部で音波に変換されて
固体伝送路へ送出可能となる。一方、 固体伝送路へ送
出され、伝播して来る音波は、受信部で変調信号に変換
され、復調部でデータを示す信号に復調され、データを
取り出すことが可能となる。
【0006】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。まず、図1と共に本実施例の通信シ
ステムの基本的な構成について説明する。なお、本実施
例では水道の自動検針システムを例に挙げて説明する。
10は固体伝送路の一例である既設の水道管である。水
道管10は音波の伝播上、金属管が好ましいが、音波を
目的地(受信装置)まで十分伝播可能であれば合成樹脂
管、土管等でもよい。12は電子水道メータであり、従
来公知の物(例えば実開平3−21731号参照)であ
る。水道メータ12は水道管10に流れる水量から積算
使用水量等を検知可能になっている。水道メータ12が
検知した積算使用水量等が送信されるデータとなる。当
該データは電気信号として送出される。
【0007】14は変調部であり、水道メータ12から
送られた積算使用水量等のデータを示す電気信号を変調
して成る変調信号を生成する。本実施例において変調方
式としては、ノイズに強いスペクトラム拡散方式が採用
されている。ノイズ等の問題がなければAM、FM等の
変調方式でもよい。16は送信部であり、水道管10に
取り付けられている。送信部16は、水道メータ12の
近傍に並んで配設されている。送信部16は、変調部1
4で生成された前記変調信号を音波に変換して水道管1
0へ伝播、送出する。上記の変調部14および送信部1
6で送信装置18が構成される。
【0008】20は受信部であり、送信部16から水道
管10へ送出され、伝播して来る前記音波を受信し、電
気信号である変調信号に変換する。本実施例においては
水道管10には送信装置18の他、他の送信装置も取り
付けられており、水道管10を伝播して来る複数の送信
装置からの音波を受信し、それぞれ複数の変調信号に変
換可能になっている。22は復調部であり、受信部20
で変換された変調信号から積算使用水量等のデータを示
す信号を復調する。本実施例では、上記のように受信部
20では複数の変調信号が生成されるので、復調部22
は複数の変調信号からそれぞれのデータを示す信号を復
調するようになっている。なお、本実施例において復調
方式としては、スペクトラム拡散方式が採用されてい
る。上記の受信部20および復調部22で受信装置24
が構成される。
【0009】26はデータターミナルであり、復調部2
2で復調された積算使用水量等のデータを示す信号を収
集する。受信装置24は水道管10に接続されている複
数の送信装置から送られて来るデータをそれぞれ独立し
たデータとして所定のフォーマットに整理し、データを
集中管理するセンターへ有線または無線手段を介して送
信する。センターでは、各地のデータターミナル26か
ら送られて来るデータを一元的に集中処理を行い、例え
ば水道使用料等が計算される。
【0010】次に図2と共に、送信部16および受信部
20の具体例について説明する。28は筐体であり、水
道管10へ取り付けられる。筐体28は水道管10と共
に埋設されるので、合成樹脂で水密に形成されている。
30はコイルであり、磁性体のコア32に電線を巻回し
て成る。コイル30は、変調部14または復調部22へ
電気的に接続されている。34は振動板であり、磁性体
で形成されている。振動板34は筐体28下部に振動可
能に取り付けられている。筐体28が水道管10へ取り
付けられた際に、振動板34は水道管10へ下面が接触
するようになっている。送信装置18の場合、振動板3
4の振動により水道管10へ音波を送出し、受信装置2
4の場合、水道管10を伝播して来る音波を振動板34
が受信すると振動する。なお、振動板34は送信装置1
8の場合、磁性材料で形成され、受信装置24の場合、
永久磁石で形成されている。
【0011】送信装置18の場合、コイル30に変調部
14の出力である変調信号が入力され、コイル30は変
調信号に応じて励磁される。その結果、磁性材料で形成
された振動板34は変調信号に応じて振動し、水道管1
0へ音波を送出可能になる。一方、受信装置24の場
合、水道管10を伝播して来る音波を、永久磁石で形成
された振動板34が受信し、振動板34が振動すると、
コイル30に誘導電圧が発生する。この誘導電圧を検出
することにより、音波を変調信号に変換可能となる。
【0012】次に、図3と共に変調部14の詳しい構成
について説明する。36aはプロトコル部であり、水道
メータ12からのデータ(水道メータ12の識別、使用
水量等の計測データ等)を受信し、復調部22との間の
プロトコルに従って当該データを所定のフォーマットに
変換する。38は符号化部であり、所定のフォーマット
に変換されたデータをコード化する。本実施例の場合、
2進数のコードに変換する。40は波形生成部であり、
符号化部38で2進コード化されたデータを、変調をか
けたディジタル信号に変換する。42はD/Aコンバー
タであり、波形生成部40で生成されたディジタル信号
をアナログ信号に変換する。44aはアンプであり、D
/Aコンバータ42で変換されたアナログ信号を所定電
圧レベルのアナログ信号に増幅する。この増幅されたア
ナログ信号が送信部16へ送られ、送信部16から水道
管10へ音波を送出可能になる。
【0013】次に、図4と共に復調部22の詳しい構成
について説明する。44bはアンプであり、送信部16
から水道管10を介して送信されて来た音波であって、
受信部20が受信し、コイル30の誘導電圧として現れ
た電圧を所定電圧レベルのアナログ信号に増幅する。4
6はA/Dコンバータであり、アンプ44bで増幅され
たアナログ信号をディジタル変換する。48は検波部で
あり、乗算回路を含み、A/Dコンバータ46でディジ
タル変換された信号を検波する。50はフィルタであ
り、本実施例では4個の周波数フィルタ50(各フィル
タ50のフィルタリング周波数はそれぞれ異なってい
る)を並列に配設して成る。各フィルタ50は検波部4
8で検波された信号を所定の周波数(帯域)でフィルタ
リングする。52は復号部であり、各フィルタ50によ
りフィルタリングされたそれぞれの周波数(帯域)の出
力電圧を積算し、予め定められた代数処理を施し、送信
部16から送信されたデータ(水道メータ12の識別、
使用水量等の計測データ等)を復号する。上記のフィル
タ50で検波信号をフィルタリングし、復号部52で復
号することによりスペクトラム拡散方式の処理が行われ
る。なお、スペクトラム拡散方式における処理は公知の
方式が採用される(例えば、R.C.ディクソン著、
「最新スペクトラム拡散通信方式(発行:ジャテック出
版)」参照)。36bはプロトコル部であり、変調部1
4との間のプロトコルに従って復号された前記データを
復元する。復元されたデータは、データターミナル26
へ送られ、使用水量等のデータは収集される。
【0014】上述の実施例においては、1個の送信装置
18に対し、1個の受信装置24を設けた例を挙げた
が、次に図5と共に複数の送信装置18からの信号を1
個の受信装置24で受信し、データを収集するシステム
について説明する。なお、図5には集合住宅における各
戸の使用水量を集中検針するシステムを例に挙げて説明
する。集合住宅54内には高架水槽56を含めた水道管
10(固体伝送路)に各戸の送信装置18aが直列(並
列でも可)に設けられている。各送信装置18aには水
道メータ12aが接続されている。また、各階には当該
階の総使用水量を検出するための水道メータ12bと、
水道メータ12bの水量等のデータを送信する送信装置
18bが設けられている。なお、水道メータ12a、1
2b、送信装置18a、18b等の構成は前述の実施例
と同一なので説明は省略する。
【0015】受信装置24は1個設けられており、各送
信装置18a、18bから水道管10を経由して送信さ
れてくる各水道メータ12a、12bの識別、使用水量
等のデータを受信する。本実施例の受信装置24も構成
は前述の実施例と同一なので説明は省略する。受信装置
24において、各水道メータ12a、12bのデータ
は、各水道メータ12a、12bの識別に基づいてメー
タ毎に整理される。受信装置24が検出した各水道メー
タ12a、12bのデータは集中検針器26a(前実施
例のデータターミナル26に相当)へ送られ、集中検針
器26aは当該データをメータ表示したり、端子函58
を経由して電話回線へ送出(無線でも可)可能になって
いる。 この集中検針システムは水道の使用量に限ら
ず、固体伝送路としてガス管を利用したガスの使用料検
針システムや、固体伝送路を確保できれば電気使用量
等、種々のデータの収集を行うことができる。
【0016】続いて、本発明に係る装置、システムの応
用例について述べる。水道管10やガス管等を固体伝送
路として使用した場合、送信装置18から音波を地中に
埋設されている水道管10等へ送出し、その音波を地表
から受信することにより、当該水道管10等の埋設箇所
を探知可能となる。従来、埋設箇所が不明になっている
水道管10等を探査する場合はとにかく掘削する以外に
方法が無かった。しかし、本発明の送信装置18を地表
に露出している水道管10等の一部に取り付けて所定の
信号を送信し、当該信号を受信可能な場所を探すことに
より埋設箇所を探知可能となり、無駄な掘削作業を不要
にできる。また、水道管10の場合、漏水がしばしば問
題になるが、漏水の場合、正常時とは異なった音波を発
生するため、漏水特有の音波を本発明の受信装置24で
検出することにより、当該水道管10で漏水が発生して
いるか、否かを判定可能となる。以上、本発明の好適な
実施例について種々述べてきたが、本発明は上述の実施
例に限定されるのではなく、発明の精神を逸脱しない範
囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【0017】
【発明の効果】本発明に係る送信装置、受信装置、およ
び両者を用いた通信システムを用いると、データを示す
信号は変調部で変調信号に変換され、送信部で音波に変
換されて固体伝送路へ送出可能となる。一方、 固体伝
送路へ送出され、伝播して来る音波は、受信部で変調信
号に変換され、復調部でデータを示す信号に復調され、
データを取り出すことが可能となるので、既設の水道
管、ガス管等の固体伝送路を介し、音波を媒体としてデ
ータの通信が可能となる。その結果、固体伝送路さえ設
けられていれば、いつでもデータの収集が可能となる。
また、固体伝送路上における電磁誘導によるノイズの影
響を受けることがない。さらに、水道管等の既設の固体
伝送路を用いる場合には固体伝送路の設置工事が不要で
あり、経済的であるという著効を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る通信システムの実施例を示したブ
ロックダイアグラム。
【図2】送信部または受信部の構造を示した断面図。
【図3】送信部の構成を示したブロックダイアグラム。
【図4】復調部の構成を示したブロックダイアグラム。
【図5】他の実施例である集中検針システムを示した説
明図。
【符号の説明】
10 水道管 12、12a、12b 電子水道メータ 14 変調部 16 送信部 18、18a、18b 送信装置 20 受信部 22 復調部 24 受信装置

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 データを示す信号を変調して成る変調信
    号を生成する変調部と、 前記変調信号を音波に変換して固体伝送路へ送信する送
    信部とを具備することを特徴とする送信装置。
  2. 【請求項2】 固体伝送路を伝播して来る音波を受信
    し、変調信号に変換する受信部と、 該変調信号からデータを示す信号を復調する復調部とを
    具備することを特徴とする受信装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の送信装置と、 請求項2記載の受信装置とを具備することを特徴とする
    通信システム。
  4. 【請求項4】 固体伝送路を伝播して来る複数の音波を
    受信し、それぞれ複数の変調信号に変換する受信部と、 該複数の変調信号からそれぞれのデータを示す信号を復
    調する復調部とを具備することを特徴とする受信装置。
  5. 【請求項5】 前記固体伝送路は、水道管、ガス管等の
    管路であり、該管路に取り付けられている計量メータの
    計量値等が前記データであることを特徴とする請求項
    1、2、3または4記載の送信装置、受信装置または通
    信システム。
JP8172292A 1992-03-03 1992-03-03 通信システム Pending JPH05252578A (ja)

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