JPH09224098A - 光通信機能付き端末装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】メータ本体側と網制御装置との間のフォトカプ
ラの駆動電流値を必要最小限に抑えて、電源用電池の消
費電流を抑え且つ通信障害に対応できるようにする。 【解決手段】端末装置と、端末装置と通信回線の間に介
在された網制御装置とを有し、端末装置と網制御装置の
間がフォトカプラで接続され、フォトカプラを駆動する
電流値を適宜変更設定可能とし通信不成功の時に該駆動
電流を増加させて再度通信を行なう制御装置を有する。
フォトカプラの駆動電流値が端末装置が設置される時に
最低値に設定され、設置後通信状態に応じてその駆動電
流値が増加設定される。そして、その後の通信はその増
加設定された駆動電流でフォトカプラが駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、通信回線の一端に
接続された網制御装置にフォトカプラを介して接続され
た端末装置において、フォトカプラによって消費される
電力を最小限にして電源電池の電力消費を少なくするこ
とができる端末装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ガス、水道、電気等の使用料を計測する
メータ等の端末装置を、通信回線を通じてセンタ装置に
接続し、メータの自動検針やメータ側からのガス漏れ警
報等のセキュリティ情報の収集が行われる。その場合、
通信回線と端末装置との間には通信回線の一端に接続さ
れた網制御装置（Network Control Unit) が設けられて
いる。

【０００３】この網制御装置と端末装置との間の接続
は、フォトカプラを介して行われるのが一般的である。
こうすることにより、端末装置と網制御装置との間が完
全に電気的に分離されるため、通信回線を通じて落雷に
よるノイズや人体からの静電気によるノイズをカットす
ることができる。そして結果的に、システムの耐雷性と
耐静電気性を向上することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一方、この端末装置側
の電子回路は、電源の電池を搭載し、その電源によりマ
イクロコンピュータやフォトカプラの発光素子を駆動
し、また非常時には遮断弁を駆動している。また、同じ
筐体内に設けられるのが一般的である網制御装置も、同
様に電源の電池を搭載し、その電源により制御回路を駆
動し、フォトカプラの発光素子を駆動している。

【０００５】ガス、水道、電気等の計測メータは、一旦
設置されると例えば１０年以上（ガスメータの場合は使
用想定期間は１１年）にわたり正常に動作し続けること
が期待されており、電源電池も同様の長期間にわたり必
要な電流を供給し続けることが期待されている。従っ
て、その電流の消費を出来るだけ少なくすることが要求
される。

【０００６】一方で、発光素子と受光素子とからなるフ
ォトカプラは、その製造バラツキが無視できない程あ
り、特にフォトカプリングに最低必要な発光素子の駆動
電流値のバラツキが問題となっている。また、設置され
る環境によっては筐体内へのダストの混入が無視できな
い程度になる。更に、素子によってはその経年変化によ
る特性劣化が生じることもある。

【０００７】従って、従来はフォトカプラの素子のバラ
ツキとダストの混入の可能性等を考慮して、発光素子の
駆動電流を高めに設定していた。そのため、必要以上の
電流を消費する場合が多く見受けられることになる。ま
た、その分電池の容量を大きめにする必要があり、コス
ト高を招いていた。

【０００８】更に、発光素子の駆動電流値を固定値にし
ていると、過度のダストが混入する等の予想外の通信障
害条件に対応することができず、直ちに通信不能にな
り、メインテナンスのコストも高くなるという問題があ
った。

【０００９】そこで、本発明の目的は、最低限の電流の
消費でフォトカプラを使用することができる端末装置を
提供することにある。

【００１０】また、本発明の目的は、使用中に予想外の
事態が発生しても、フォトカプラを駆動する電流値を増
加させることができ、通信障害の頻度をできるだけ少な
くすることができる端末装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、本発明に
よれば、端末装置と、該端末装置と通信回線の間に介在
された網制御装置とを有し、該端末装置と網制御装置の
間がフォトカプラで接続され、該フォトカプラを駆動す
る電流値を適宜変更設定可能とし、通信不成功の時に該
駆動電流を増加させて再度通信を行なう制御装置を有す
ることを特徴とする光通信機能付き端末装置を提供する
ことにより達成される。

【００１２】即ち、フォトカプラの駆動電流値が端末装
置が設置される時に最低値に設定され、設置後通信状態
に応じてその駆動電流値が増加設定される。そして、そ
の後の通信はその増加設定された駆動電流でフォトカプ
ラが駆動される。

【００１３】また、寒冷地等では急激な温度低下に伴っ
て、電源電池の出力電圧が低下する場合がある。その様
な場合は、それに伴い駆動電流値が増加設定されること
になる。しかし、その後温度が回復するとかかる駆動電
流値の増加設定は不必要になる。そこで、通信制御を行
なうに際し、現在設定された駆動電流値よりも低い駆動
電流値で一旦通信を行い、その通信不成功の時に駆動電
流を元の値に戻して再度通信を行なうようにするルーチ
ンを追加しておくことで、このような不必要な駆動電流
の増加設定を避けることができる。

【００１４】以上の構成を取ることにより、フォトカプ
ラの駆動電流値を常に最低値に設定することができ、電
源用の電池の消費電流を低減することができる。また、
素子の経年変化やダストの混入等による通信障害が発生
しても、駆動電流を増加させて対応することが可能にな
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。しかしながら、本発明の技術
的範囲がかかる実施の形態に限定されないのは明らかで
ある。

【００１６】図１は、光通信機能を持つ端末装置の一例
として、ガスメータの内部概略図である。メータ本体１
０内には、図示しない例えばフルイデック素子からなる
ガス量の測定素子が設けられていて、同様に図示しない
遮断弁を介してガス配管に接続されている。１１はメー
タ側の電子回路であり、マイクロコンピュータ等が搭載
されている。遮断弁やマイクロコンピュータ等を駆動す
る電源電池も電子回路部に搭載されている。

【００１７】２０は端末用の網制御装置（Terminal-Net
work Control Unit)側であり、網制御装置の電子回路２
１が設けられ、同様に搭載された電源電池により駆動さ
れる。３０は、公衆電話回線であり、網制御装置２１に
より接続制御される電話端末も接続される。この網端末
制御装置は、電話回線３０の反対側に接続されたセンタ
装置からのノーリンギング通信と、端末装置であるガス
メータ１０からの発呼通信を制御し、また電話回線から
図示しない電話端末への発呼通信も受信制御する。

【００１８】図１に示される通り、メータ側の電子回路
１１と網制御装置２１とは前述した通りフォトカプラを
介して上り側の通信（メータ側の電子回路から網制御回
路への通信）と下り側の通信（網制御回路からメータ電
子回路への通信）が行われる。その為に、メータ側には
発光素子１２と受光素子１３が、網制御装置側には受光
素子２２と発光素子２３が設けられていて、それぞれが
対になってフォトカプラとして機能する。尚、フォトカ
プラの部分の詳細な動作等については、本出願人等が既
に出願した特開平３−１０５５９号公報等に記載されて
いるのでここでの詳述は行わない。

【００１９】図２は、上記のフォトカプラの発光素子へ
の駆動電流を変更設定するための回路例である。この例
では、メータ側の電子回路１１から網制御端末の電子回
路２１への（上り）フォトカプラ１２，２２の部分につ
いて示している。メータ側の電子回路１１には、電池１
４と接地電位との間に発光ダイオード１２、通信用スイ
ッチ手段１６及び発光ダイオードの駆動電流設定部１７
とが直列に接続されている。駆動電流設定部１７は、例
えば大、中、小の抵抗素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３がそれぞれ
トランジスタ素子Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３と直列に接続され、
それぞれ並列に設けられている。そして、メータ側の電
子回路１１内のマイクロコンピュータ１５からの駆動電
流選択信号Ｏ１，Ｏ２，Ｏ３に従って、選択されたトラ
ンジスタのゲート電圧がＨレベルにされる。また、抵抗
素子Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３はそれらの順列組み合わせにより
７段階の抵抗値を選択することができるようにしても良
い。尚、マイクロコンピュータ１５からの通信信号Ｏ４
によりスイッチ信号１６がオン・オフし網制御端末の電
子回路２１に通信信号を送信することができるようにな
っている。

【００２０】図３は、上記の発光ダイオード１２の駆動
電流を選択する部分のフローチャート図である。工場出
荷時点では、ＣＰＵ１５内の電流カウンタ値Ｌは最低の
１にセットされ、その結果電流の初期値ＩｓもＬ（１）
と最小値にセットされている。これは、フォトカプラの
素子特性のバラツキ等に関係なくセットされる。その
後、端末装置がフィールドに設置される。

【００２１】最初は通信指令待ちの状態である（ステッ
プ４１）。指令があるとステップ４２にて電流カウンタ
値Ｌが２以上であるかどうかが判断される。最初はＬ＝
１であるのでステップ４４に進み通信を開始する（ステ
ップ４４）。その時、通信のトライ回数ｎを初期値０か
ら１だけ増加させる。ここで通信を開始するとは、例え
ばメータ側からの通信とすると、センタ装置に対して端
末発呼通信を行い、遮断弁の遮断等のセキュリティ情報
を送ることである。端末発呼通信の場合は、先ずメータ
側から端末発呼要求が出されることになるが、詳細につ
いては後述する。

【００２２】そして、通信が成功すると（ステップ４
５）、ステップ４６にて通常通り通信が行われ終了す
る。通信が不成功に終わると、その不成功がＸ回に達す
るまで上記のステップが繰り返される。やがて、Ｘ回ト
ライしても通信不成功の場合には、駆動電流を増加させ
る。具体的には、ＣＰＵ１５内の電流カウンタ値を増加
させる（ステップ４８）。ステップ４９で電流カウンタ
値Ｌが最大値に達するまで電流値を徐々に増加させて通
信トライするが、電流カウンタ値Ｌが最大値に達する
と、フォトカプラの異常と仮定して異常状態を記憶し
（ステップ５０）、その旨の警報を必要に応じて発信す
る（ステップ５１）。

【００２３】ある程度駆動電流を増加させた時点で通信
が成功すると（ステップ４５）、その値で通信を行い、
それ以降はその時の駆動電流で通信を行う。

【００２４】但し、例外としては、例えば寒冷時期にお
いて、一時的に電池電圧が急激に低下する現象が見受け
られる。この為、上記のフローチャートによると、この
ような一時的な電池電圧の低下に伴う駆動電流の低下に
よって、駆動電流を増加設定してしまうことになる。そ
して、その後電池電圧が元に戻っても駆動電流は増加設
定のままとなる。このような駆動電流は不必要な増加設
定ということになる。従って、その対策としては、ステ
ップ４２、４３にて、一度設定された電流値を前回の値
に戻して、何度か通信トライを行うルーチンを追加する
ようにする。そして、通信が成功すればその元の電流値
で以降の通信も行う。この通信トライの回数は、例えば
Ｘ回よりも少ないＹ回にすることが望ましい。かかるル
ーチンは、必要に応じて追加しても良く、またそれが必
要でない環境にある場合は追加しなくても良い。

【００２５】以上のフローチャートに従えば、工場出荷
時に駆動電流値を最低にセットしておいても、フィール
ドで必要最小限の電流値に自己設定できるので、電池の
電力の消費を最小限に抑えることができる。また、その
後の経年変化により素子特性が劣化したり、ダストが混
入したりしても、その都度必要最小限の電流値に設定さ
れることになる。

【００２６】図２に示した駆動電流設定部１７は、網制
御装置側の電子回路２１にも設けられることが好まし
い。そうすることにより、通信の上り側と下り側の双方
において、必要最小限の駆動電流でフォトカプラが駆動
されることになる。

【００２７】図４は、通信回線の全体のブロック図であ
る。メータの端末装置１０と端末側の網制御装置２０が
フォトカプラで接続されている点は説明した通りであ
る。端末側の網制御装置２０とセンタ装置２９側の網制
御装置２８とが公衆電話回線３０，３１及び交換機２６
を介して接続されている。２７は、ノーリンギングトラ
ンクである。また、端末装置１０側には電話機２５が接
続されている。

【００２８】センタ装置２９と端末装置１０とは、セン
タ装置２９側が主体となりメータの検針等を行うのが主
な目的であるノーリンギング通信と、メータ側である端
末装置１０側が主体となり遮断弁の遮断等のセキュリテ
ィ情報を送るのが主な目的である端末発呼通信によって
主に通信する。次に、これらの通信例を示して、図３の
フローチャートの制御がどの様に利用されるかについて
一例を示す。

【００２９】図５は、ノーリンギング通信の伝送手順を
説明するための図である。伝送手順は次の通りである。
先ず、センタ装置２９が交換機３を起動し、ノーリンギ
ング通信を行うと、交換機２６はノーリンギングトラン
ク２７を捕捉し、そのノーリンギングトランク２７を介
して電話回線の極性を反転して端末側網制御装置２０に
ノーリンギング着信を行う。それに応答して網制御装置
２０が応答信号を返すと、交換機２６はセンタ装置に対
して極性反転で端末側網制御装置２０からの応答を返送
する。その結果、センタ装置２９側の網制御装置２８と
端末側網制御装置２０との間の電話回線が完全に接続さ
れると、センタ装置２９から端末起動命令の信号が送ら
れる（処理６２）。端末側網制御装置２８は、端末起動
命令信号を受信すると、フォトカプラを介して端末装置
１０に所定の端末起動の信号を送り、端末装置１０を起
動させる。そして、端末装置１０は検針データを端末側
網制御装置２０、交換機２６、センタ側網制御装置２８
を介してセンタ装置２９に送信する。センタ装置２９が
検針データを受信した後は、必要に応じて電文を送信
し、端末装置１０は応答信号を返送する。やがて、送信
するものがなくなると、センタ装置２９は伝送終了信号
を送り、ノーリンギング送信を終了し、公衆電話回線を
開放する。

【００３０】上記のノーリンギング通信では、図５中の
二重線で示した部分において、網制御装置２０と端末装
置１０との間をフォトカプラを介して信号の送受が行わ
れる。従って、センタ装置２９は、下りまたは上りのフ
ォトカプラに異常があると、端末側の網制御装置２０が
確かに応答して電話回線が接続されているにもかかわら
ず、その後の端末起動命令の信号を送信しても検針デー
タが返送されてこないことを認識する。従って、そのよ
うな場合は、例えばセンタ装置２９側から端末側の網制
御装置２０に対して、先ず網制御装置２０側の発光素子
２３の駆動電流を図３で示したフローに従って増加させ
ることになる。その結果通信が成功すれば、それ以降も
その駆動電流で動作させることになる。それでも通信を
成功できない場合は、端末装置１０側からの検針データ
の送信が成功していない可能性がある。従って、センタ
装置２９から網制御装置２０を介して端末装置１０側の
発光素子の駆動電流を、図３のフローに従って増加させ
ることになる。それでも通信が成功しない場合は、セン
タ装置２９は異常を認識して警報を上げることになる。

【００３１】図６は、端末装置１０側から行われる端末
発呼通信の伝送手順を示す図である。その通信手順を簡
単に説明すると以下の通りである。先ず、端末１０が端
末発呼要求を網制御装置２０に送信する。端末側の網制
御装置２０は、発呼及び電話番号を受信すると、電話回
線のループを閉結して交換機２６を起動し、交換機から
発信音を受信する。その受信に応答して、網制御装置２
０は電話番号をダイヤルする。交換機２６が呼出し信号
をセンタ側の網制御装置２８に送り、それに応答してセ
ンタ側の網制御装置２８は電話回線のループを閉結し、
交換機２６が端末側の網制御装置２０の電話回線の極性
を反転して電話回線が接続される。そして、その後、セ
ンタ装置からの着信応答信号を受信すると、端末側網制
御装置２０は端末装置１０を起動させる（処理７５）。
そして、端末装置１０は必要なセキュリティ情報のデー
タ（例えば遮断弁が遮断した情報等）をセンタ装置に送
る。その後、必要な電文と応答の交信が行われ、最後に
センタ装置側から伝送終了信号が送られて、電話回線が
開放される。

【００３２】上記の通信手順から分かるように、端末装
置１０とその網制御装置２０間のフォトカプラを介した
通信は、図６中の二重線で示した部分である。従って、
最初に端末装置１０が端末発呼要求を出した後、端末装
置起動信号を受信しない場合は、フォトカプラに異常が
あるものと仮定することになる。その為、例えば、最初
に端末装置１０は、発光素子１２の駆動電流を増加する
よう図３のフローに従って制御する。それでも通信が成
功しない場合には、端末装置１０側から網制御装置２０
に対して発光素子２３の駆動電流を増加するよう指示す
ることになる。それでも通信が成功しない場合は、上り
または下りのフォトカプラに異常があることが端末装置
１０により認識される。この場合には、１ヶ月に一回程
の頻度で行われるノーリンギング通信時にセンタ装置側
が異常を認識して警報を上げることになる。勿論、端末
装置１０側でも異常状態を記憶し何らかの警報を上げる
ようにしても良い。

【００３３】以上の通信不成功の手順は一例であり、他
の方法でも通信の不成功を認識することが可能である。
また、上記ではガスメータの例で示したが、電気や水道
のメータであっても同様に実施できる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によればフォ
トカプラの発光素子の駆動電流を必要最小限に設定する
ことができるので、電池の消費電流を最小限に抑えるこ
とができる。また、素子の経年変化やダストの混入が発
生しても、その駆動電流を適宜増加させることができる
ので、端末装置の寿命を長くさせることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ガスメータの内部概略図である。

【図２】フォトカプラの回路例の図である。

【図３】駆動電流の選択フローチャート図である。

【図４】通信回線の全体ブロック図である。

【図５】ノーリンギング通信の伝送手順図である。

【図６】端末発呼通信の伝送手順図である。

【符号の説明】

１０ 端末装置（メータ本体） １１ 端末装置の電子回路 １２ 発光素子 １３ 受光素子 ２０ 端末側の網制御装置 ２１ 網制御装置の電子回路 ２２ 受光素子 ２３ 発光素子 ３０ 公衆電話回線

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】端末装置と、該端末装置と通信回線の間に
   介在された網制御装置とを有し、該端末装置と網制御装
   置の間がフォトカプラで接続され、 該フォトカプラを駆動する電流値を適宜変更設定可能と
   し、通信不成功の時に該駆動電流を増加させて再度通信
   を行なう制御装置を有することを特徴とする光通信機能
   付き端末装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の光通信機能付き端末装置に
   おいて、 前記フォトカプラの駆動電流値が設置時に最低値に設定
   され、設置後通信状態に応じて該駆動電流値が増加設定
   されることを特徴とする。
3. 【請求項３】請求項１記載の光通信機能付き端末装置に
   おいて、 通信制御を行なうに際し、現在設定された前記駆動電流
   値よりも低い駆動電流値で通信を行い、該通信不成功の
   時に該駆動電流を元の値に戻して再度通信を行なうこと
   を特徴とする。