JPWO2012005000A1 - 通信装置、通信端末装置、通信システム及び通信方法 - Google Patents

Abstract

複数の通信端末装置である機器制御機能付電力メータ（２）との間でデータの送受信を行う通信装置である消費電力情報収集装置（１）であって、所定の期間内にデータの送信が許可される機器制御機能付電力メータ（２）を示す端末識別情報と、当該所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを生成する管理パケット生成部（１００）と、管理パケットを複数の機器制御機能付電力メータ（２）に送信する送信部（１１１）と、端末識別情報と優先度指数とから決定される機器制御機能付電力メータ（２）から所定の期間内にデータを受信する受信部（１１２）とを備える。

Description

本発明は、通信装置、通信端末装置、通信システム及び通信方法に関する。特に、家屋内において、無線通信技術を用いて機器の消費電力を収集し、統括的に制御するための通信装置、通信端末装置、通信システム及び通信方法に関するものである。

無線通信においてキャリアを共有するために用いられている方法として、種々の多重方式がある。例として、特許文献１、特許文献２及び非特許文献に開示された省電力短距離無線ネットワーク規格８０２．１５．４がある。

図３７を用いて、特許文献１における通信装置の無線多重通信方式を説明する。同図に示すように、特許文献１では、キャリア（無線チャネル）が通信装置である親局に管理され、２つの期間「集中制御期間」及び「衝突期間」に分けられる。

「集中制御期間」では、親局がポーリングリストに登録される通信端末装置を基に、通信端末装置に逐次にデータの送信権を与えることで、通信端末装置から送信されるデータの衝突がない通信期間を実現する。

一方、「衝突期間」では、ポーリングリストへ登録されていない通信端末装置が、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ ｗｉｔｈ Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式を用いて、親局にポーリングリストへの登録を依頼することで、無衝突通信期間である「集中制御期間」に通信することが可能である。さらに、「集中制御期間」に通信する通信端末装置は、次に伝送するデータの転送量を親局に伝えることで、チャネルの使用効率の向上を図っている。

次に、図３８を用いて、非特許文献１における通信装置のスーパーフレーム構成を説明する。同図に示すように、ＩＥＥＥ８０２．１５．４では、無線チャネルが等しいタイムスロットに分割される。そして、非特許文献１におけるスーパーフレーム構成は、複数タイムスロットからなる競争通信期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ａｃｃｅｓｓ Ｐｅｒｉｏｄ：ＣＡＰ）と無競争通信期間（Ｃｏｎｔｅｎｔｉｏｎ Ｆｒｅｅ Ｐｅｒｉｏｄ：ＣＦＰ）とから構成される。

ＣＡＰ期間内では、各通信端末装置は、ｓｌｏｔｔｅｄ ＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いて通信を行う。また、ＣＦＰ期間内では、通信装置である親局がチャネルの使用権を割り当てた通信端末装置のみが、データの送信が可能である。

また、親局は、定期的にビーコンを送信することで、スーパーフレームのＣＡＰ期間の長さ、ＣＦＰ期間の長さ及びＣＦＰ期間内のチャネル割り当て情報を、各通信端末装置に通知する。ＣＦＰ期間内に送信権を持たない通信端末装置は、ＣＡＰ期間内にチャネル予約を親局に要求することで、ＣＦＰ期間内の通信権を獲得することができる。

このように、特許文献１及び非特許文献１では、チャネルの一定長の期間を競争通信期間と無競争通信期間に設定することで、チャネルの利用効率を図ると共に、特定の通信端末装置に確実に通信する期間を与えることができる。

一方、図３９に示した特許文献２における通信装置では、特許文献１及び非特許文献１に比べてチャネルの短い期間を交互に競争通信期間と無競争通信期間に設定することで、さらなるチャネルの利用効率向上を図っている。

特開２００４−１５８９６５号公報 特開２００９−１００３８９号公報

ＩＥＥＥ Ｓｔｄ ８０２．１５．４−２００６、Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｍｅｄｉｕｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＭＡＣ） ａｎｄ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ （ＰＨＹ） Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ Ｌｏｗ−Ｒａｔｅ ＷｉｒｅｌｅｓｓＰｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ （ＷＰＡＮｓ）

しかしながら、上記従来の通信装置では、通信端末装置に優先度の高いデータが発生した場合でも、当該通信端末装置がデータを送信するように割り当てられた通信端末装置でなければ、当該優先度の高いデータを受信することができない場合があるという課題がある。

つまり、特許文献１における集中制御期間及び非特許文献１における無競争通信期間（以降、集中制御期間とする）では、ポーリングリストに登録される通信端末装置あるいはチャネルの割り当てを持つ通信端末装置のみがデータの送信を行うことができる。しかし、それ以外の通信端末装置は、衝突期間（以降、競争期間とする）あるいは競争通信期間（以降、競争期間とする）が来るまで待たなければならず、アプリケーションによってデータの許容遅延を超える可能性がある。さらに、各通信端末装置が送信するデータの優先度を一切考慮せず、そのため優先度の高いデータが許容遅延内に送信できない可能性がある。

一方、特許文献２では、特許文献１及び非特許文献１に比べてチャネルを短い固定フレームに分ける。フレームではポーリングされる通信端末装置がフレームの先頭期間を用いてデータを送信し、ポーリングされる通信端末装置が送信した後にフレームの残り期間を競争期間として利用される。特許文献２では、特許文献１及び非特許文献１の集中制御期間に比べてフレームの長さが短いため、ポーリングリストに登録されない通信端末装置あるいはチャネルの予約がない通信端末装置のデータ送信遅延が改善されると考えられる。

しかし、特許文献２においても、特許文献１及び非特許文献１と同様に各通信端末装置が送信するデータの優先度を一切考慮しないため、特定の通信端末装置に高い優先度のデータが発生する際、許容遅延範囲内に高い優先度のデータを送信することができない可能性がある。

例として、特定の通信端末装置である「端末Ａ」に高い優先度のデータが発生し、かつ現在のフレームでは端末Ａがポーリングされる通信端末装置ではないケースを考える。すると、端末Ａは、ポーリングされる通信端末装置が送信した後に残るＣＳＭＡ期間を用いて、データを送信する。しかし、フレームのＣＳＭＡ期間では複数の通信端末装置が競争して通信を行うため、競争する通信端末装置の数によっては、端末Ａが許容遅延内にデータを送信することができない可能性がある。

またＣＳＭＡ期間の長さは数パケットの長さであり、ＣＳＭＡ期間に通信する通信端末装置が存在しない場合、ＣＳＭＡ期間が使用されずチャネルの利用効率の低下につながるという問題もある。

本発明は、上記従来の課題を解決するもので、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを示す情報を送受信することができる通信装置、通信端末装置、通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

上記従来の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置は、複数の通信端末装置との間でデータの送受信を行う通信装置であって、前記複数の通信端末装置のうち所定の期間内にデータの送信が許可される通信端末装置を示す端末識別情報と、前記所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを生成する管理パケット生成部と、生成された前記管理パケットを、前記複数の通信端末装置に送信する送信部と、前記複数の通信端末装置のうち前記端末識別情報と前記優先度指数とから決定される通信端末装置から、前記所定の期間内にデータを受信する受信部とを備える。

これによれば、通信装置は、端末識別情報と優先度指数とを含む管理パケットを通信端末装置に送信し、当該端末識別情報と優先度指数とから決定される通信端末装置から、データを受信する。ここで、通信装置が受信するデータは、所定の期間内に送信が許可される優先度のデータ、または当該優先度のデータを識別する信号などの、当該優先度のデータを示す情報である。つまり、通信装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置からだけではなく、所定の優先度のデータを保持する通信端末装置からも、当該優先度のデータを示す情報を受信することができる。このため、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該他の通信端末装置から当該高い優先度のデータを示す情報を受信することができる。

また、好ましくは、前記管理パケット生成部は、前記通信端末装置が保持する端末データの優先度を示す前記優先度指数と、前記端末データを識別する短期信号とが対応付けられた優先度指数管理情報を記憶している優先度指数管理部を備え、前記受信部は、前記端末識別情報で示される第１通信端末装置からデータの送信が前記所定の期間内に許可されている場合であって、前記所定の期間内に送信が許可される優先度の前記端末データを第２通信端末装置が保持している場合、前記所定の期間のうちの前記第１通信端末装置からデータが送信される送信期間より前の短期期間内に、前記端末データを識別する前記短期信号を前記第２通信端末装置から受信し、前記送信部は、前記短期信号で識別される前記端末データから得られる制御対象の通信端末装置に制御信号を送信する。

これによれば、通信装置は、第１通信端末装置からデータが送信される送信期間より前の短期期間内に、第２通信端末装置から、所定の期間内に送信が許可される優先度の端末データを識別する短期信号を受信し、当該短期信号で識別される端末データから得られる制御対象の通信端末装置に制御信号を送信する。つまり、通信装置は、第１通信端末装置からのデータの送信期間より前の短期期間内に、第２通信端末装置から優先度の高い端末データを識別する短期信号を受信することができる。このため、通信装置は、当該送信期間におけるデータの送信に影響を与えることなく、当該短期信号を受信することができる。これにより、通信装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを識別する信号を受信することができる。

また、好ましくは、前記優先度指数管理部は、前記端末データを保持する通信端末装置を示す情報が、前記優先度指数と前記短期信号とにさらに対応付けられた前記優先度指数管理情報を記憶しており、前記管理パケット生成部は、前記受信部が前記短期信号を受信した場合、前記優先度指数管理情報を参照し、前記短期信号に対応付けられた通信端末装置である前記第２通信端末装置に、前記所定の期間以降の後続期間内でのデータの送信を許可し、前記受信部は、前記後続期間内に、前記第２通信端末装置から、前記短期信号で識別される前記端末データを受信し、前記送信部は、前記受信部が受信した前記端末データから得られる制御対象の通信端末装置に前記制御信号を送信する。

これによれば、通信装置は、短期信号を受信した場合、短期信号に対応付けられた第２通信端末装置に、所定の期間以降の後続期間内でのデータの送信を許可し、当該後続期間内に、第２通信端末装置から、短期信号で識別される端末データを受信する。つまり、通信装置は、短期信号を受信した後に、短期信号で識別される優先度の高い端末データを受信することができる。

また、好ましくは、前記優先度指数管理部は、前記端末データが、前記優先度指数と前記短期信号とにさらに対応付けられた前記優先度指数管理情報を記憶しており、前記送信部は、前記優先度指数管理情報を前記通信端末装置に送信するとともに、前記受信部が前記短期信号を受信した場合に、前記優先度指数管理情報を参照し、前記短期信号に対応付けられた前記端末データから得られる制御対象の通信端末装置に前記制御信号を送信する。

これによれば、通信装置は、優先度指数管理情報を通信端末装置に送信するとともに、短期信号を受信した場合に、優先度指数管理情報を参照し、短期信号に対応付けられた端末データから得られる制御対象の通信端末装置に制御信号を送信する。つまり、通信装置が送信した優先度指数管理情報を通信端末装置が受信し、当該通信端末装置は、受信した優先度指数管理情報を参照して、優先度の高い端末データに対応付けられた短期信号を、通信装置に送信する。これにより、通信装置は、優先度指数管理情報を参照して、受信した短期信号に対応付けられた端末データを取得することができる。

また、好ましくは、前記優先度指数管理部は、最大の優先度指数であって最低の優先度を示す最低優先度指数から、前記通信端末装置が制御する機器が前記端末データで示される動作を行った場合の電力変化量に、所定の係数を乗じた値を減じることで、前記優先度指数を算出する。

これによれば、通信装置は、通信端末装置が制御する機器の電力変化量に所定の係数を乗じた値を、最低優先度指数から減じることで、優先度指数を算出する。つまり、当該機器の電力変化量が大きいほど、優先度が高くなるように、優先度指数が算出される。これにより、通信装置は、消費電力を調整するための情報として、電力変化量が大きい機器の動作情報を、優先的に取得することができる。

また、好ましくは、前記受信部は、前記所定の期間内において、前記短期期間内に前記第２通信端末装置から前記短期信号を受信した後、前記第１通信端末装置からデータを受信する。

これによれば、通信装置は、所定の期間内において、短期期間内に第２通信端末装置から短期信号を受信した後、第１通信端末装置からデータを受信する。つまり、通信装置は、第２通信端末装置から優先度の高いデータを識別する短期信号を受信するとともに、第１通信端末装置から、所定の期間内に送信が許可されたデータを受信することができる。このため、通信装置は、データを送信するように割り当てられた第１通信端末装置があった場合であって、第２通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、第２通信端末装置から当該高い優先度のデータを示す情報を受信し、さらに、第１通信端末装置からもデータを受信することができる。

また、好ましくは、前記受信部は、複数の前記通信端末装置から送信された短期信号の衝突を検出し、前記管理パケット生成部は、前記衝突した短期信号の優先度指数である衝突優先度指数を取得し、取得した前記衝突優先度指数を、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットに含まれる優先度指数として、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットを生成する。

これによれば、通信装置は、通信端末装置から送信された短期信号の衝突を検出し、衝突した短期信号の優先度指数を、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、管理パケットを生成する。つまり、通信装置は衝突した短期信号を受信できないため、衝突後に、再度当該短期信号を受信するために、衝突した短期信号の優先度指数を含めた管理パケットを生成する。これにより、通信端末装置に高い優先度のデータが発生し、当該データを識別する短期信号の受信時に衝突が起きた場合でも、当該衝突した高い優先度のデータを識別する短期信号を受信することができる。

また、好ましくは、前記受信部は、前記所定の期間内に、前記端末識別情報で示される第１通信端末装置と、前記優先度指数で示される優先度のデータを保持する第２通信端末装置とからデータの送信が許可されている場合、前記第２通信端末装置から当該データを受信する。

これによれば、通信装置は、端末識別情報で示される通信端末装置よりも、優先度指数で示される優先度のデータを保持する通信端末装置から、優先的にデータを受信する。つまり、通信装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置に代えて、所定の優先度のデータを保持する通信端末装置からデータを受信する。このため、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該他の通信端末装置から当該高い優先度のデータを受信することができる。

また、好ましくは、前記受信部は、複数の前記通信端末装置から送信されたデータの衝突を検出し、前記管理パケット生成部は、前記衝突したデータの優先度指数である衝突優先度指数を取得し、取得した前記衝突優先度指数を、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットに含まれる優先度指数として、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットを生成する。

これによれば、通信装置は、通信端末装置から送信されたデータの衝突を検出し、衝突したデータの優先度指数を、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、管理パケットを生成する。つまり、通信装置は衝突したデータを受信できないため、衝突後に、再度当該データを受信するために、衝突したデータの優先度指数を含めた管理パケットを生成する。これにより、通信端末装置に高い優先度のデータが発生し、当該データの受信時に衝突が起きた場合でも、当該衝突した高い優先度のデータを受信することができる。

また、好ましくは、前記管理パケット生成部は、前記衝突優先度指数が最も高い優先度を示す最優先度指数でない場合、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットに含まれる優先度指数として、前記最優先度指数から前記衝突優先度指数までが繰り返されるように、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットを生成する。

これによれば、通信装置は、データの衝突が起きた後に、管理パケットに含まれる優先度指数として、最優先度指数から衝突優先度指数までが繰り返されるように、管理パケットを生成する。つまり、衝突したデータの優先度よりも高い優先度のデータがある場合には、当該高い優先度のデータを優先的に受信することができる。これにより、通信端末装置に、衝突したデータの優先度よりも高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを受信することができる。

また、好ましくは、前記管理パケット生成部は、２以上の期間のそれぞれに対応した前記端末識別情報と前記優先度指数とを含む前記管理パケットを生成する。

これによれば、通信装置は、２以上の期間のそれぞれに対応した端末識別情報と優先度指数とを含む管理パケットを生成する。このため、管理パケットに、予め定めた複数の期間の端末識別情報と優先度指数とを含ませることができるので、容易に、受信するデータの設定を行うことができる。

また、好ましくは、前記受信部は、前記通信端末装置が制御する機器の状態を示すデータとして、当該機器の消費電力データ、貯湯量、発電量、電池の残量及び運転モードの少なくとも１つを含むデータを受信し、前記管理パケット生成部は、前記受信部が受信するデータで示される当該機器の状態に応じた優先度指数を決定し、決定した前記優先度指数を含む前記管理パケットを生成する。

これによれば、通信装置は、通信端末装置が制御する機器の状態に応じた優先度指数を決定し、決定した優先度指数を含む管理パケットを生成する。つまり、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときに、特定の優先度指数を定めるなど、当該機器の状態によって優先度指数を変化させる。これにより、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときのデータを、通信端末装置から優先的に受信することができる。

また、上記従来の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信端末装置は、通信装置との間でデータの送受信を行う通信端末装置であって、所定の期間内にデータの送信が許可される通信端末装置を示す端末識別情報と、前記所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを、前記通信装置から受信する受信部と、受信された前記管理パケットに含まれる前記端末識別情報と前記優先度指数とから、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する判定部と、前記判定部が、自装置がデータの送信許可を得たと判定した場合、前記所定の期間内に当該データの送信を行う送信部とを備える。

これによれば、通信端末装置は、受信した管理パケットに含まれる端末識別情報と優先度指数とから、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定して、所定の期間内に当該データの送信を行う。つまり、通信端末装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置であるか、所定の優先度のデータを保持する通信端末装置である場合に、データを送信することができる。このため、通信端末装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置でない場合でも、高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを送信することができる。

また、好ましくは、前記判定部は、前記受信部が受信した前記管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、前記管理パケットに含まれる前記優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、前記送信部は、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、前記優先度指数で示される優先度のデータである端末データを識別する短期信号を、前記通信装置に送信する。

これによれば、通信端末装置は、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、当該データを識別する短期信号の送信を行う。これにより、通信端末装置は、データを送信するように割り当てられた他の通信端末装置があるとしても、自装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを識別する短期信号を送信することができる。

また、好ましくは、さらに、前記端末データと、前記端末データの優先度を示す前記優先度指数と、前記端末データを識別する前記短期信号とが対応付けられた優先度指数管理情報を記憶するための優先度指数情報保持部を備え、前記受信部は、前記通信装置から前記優先度指数管理情報を受信して、受信した前記優先度指数管理情報を前記優先度指数情報保持部に記憶させ、前記送信部は、前記優先度指数管理情報を参照し、前記端末データに対応付けられた前記短期信号を、前記通信装置に送信する。

これによれば、通信端末装置は、通信装置から優先度指数管理情報を受信して、受信した優先度指数管理情報を参照し、端末データに対応付けられた短期信号を、通信装置に送信する。つまり、通信端末装置は、通信装置から受信した優先度指数管理情報を参照することで、優先度の高い端末データに対応付けられた短期信号を取得することができるので、当該端末データに対応付けられた短期信号を、通信装置に送信することができる。

また、好ましくは、前記判定部は、前記受信部が受信した前記管理パケットに含まれる端末識別情報と、自装置の端末識別情報とを比較することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定し、前記送信部は、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、データの送信前に他の通信端末装置から前記通信装置へデータが送信されているか否かを判定し、他の通信端末装置からデータが送信されていると判定した場合は、データの送信を行わず、他の通信端末装置からデータが送信されていないと判定した場合は、データの送信を行う。

これによれば、通信端末装置は、管理パケットに含まれる端末識別情報から自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定するとともに、データの送信前に他の通信端末装置から通信装置へデータが送信されているか否かを判定し、他の通信端末装置からデータが送信されていると判定した場合は、データの送信を行わない。つまり、自装置がデータを送信するように割り当てられた通信端末装置であっても、他の通信端末装置から通信装置へデータが送信されている場合は、データの送信を行わない。これにより、自装置がデータを送信するように割り当てられた通信端末装置であっても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該他の通信端末装置に、当該高い優先度のデータを優先的に送信させることができる。

また、好ましくは、前記判定部は、前記受信部が受信した前記管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、前記管理パケットに含まれる前記優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、前記送信部は、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、当該データの送信を行う。

これによれば、通信端末装置は、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、当該データの送信を行う。これにより、データを送信するように割り当てられた他の通信端末装置があるとしても、自装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを送信することができる。

また、好ましくは、前記判定部は、自装置が制御する機器の消費電力データ、貯湯量、発電量、電池の残量及び運転モードの少なくとも１つを含むデータで示される当該機器の状態に応じて、前記通信装置に送信するデータの優先度指数を決定することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。

これによれば、通信端末装置は、自装置が制御する機器の状態に応じて、通信装置に送信するデータの優先度指数を決定することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。つまり、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときに、特定の優先度指数を定めるなど、当該機器の状態によって優先度指数を変化させる。これにより、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときのデータを、通信装置に優先的に送信することができる。

また、本発明は、このような通信装置または通信端末装置として実現できるだけでなく、当該通信装置及び通信端末装置を備える通信システムとして実現することができる。また、本発明は、当該通信装置または通信端末装置を構成する各処理部を備える集積回路として実現したり、当該各処理部の処理をステップとする方法として実現したりすることもできる。さらに、本発明は、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データまたは信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

本発明に係る通信装置、通信端末装置、通信システム及び通信方法によれば、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、特定の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、発生した高い優先度のデータを優先的に送受信することができる。

図１は、本発明の実施の形態１における消費電力収集システムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態１における消費電力情報収集装置の構成を示す図である。 図３は、本発明の実施の形態１における管理パケット生成部の構成を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態１における判定部の構成を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態１における通信処理部の送信部の構成を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態１における送信制御部の構成を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態１における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態１における消費電力情報収集装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータが行う送信期間判定アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図１１は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータが行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図１２は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータが行う集中制御期間内の送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図１３は、本発明の実施の形態１における消費電力収集システムが行うシナリオ１を説明する図である。 図１４は、本発明の実施の形態１における消費電力収集システムが行うシナリオ２を説明する図である。 図１５は、本発明の実施の形態２における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。 図１６は、本発明の実施の形態２における機器制御機能付電力メータが行う送信期間判定アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図１７は、本発明の実施の形態２における機器制御機能付電力メータが行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図１８は、本発明の実施の形態２における機器制御機能付電力メータが行う集中制御期間内の送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図１９は、本発明の実施の形態２における消費電力収集システムが行うシナリオを説明する図である。 図２０は、本発明の実施の形態３における管理パケット生成部の構成を示す図である。 図２１は、本発明の実施の形態３における送信制御部の構成を示す図である。 図２２は、本発明の実施の形態３における優先度指数管理表の一例を示す図である。 図２３は、本発明の実施の形態３における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。 図２４は、本発明の実施の形態３における消費電力情報収集装置が行う処理の一例を示すフローチャートである。 図２５は、本発明の実施の形態３における消費電力情報収集装置が行う衝突回避処理の一例を示すフローチャートである。 図２６は、本発明の実施形態３における機器制御機能付電力メータが行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図２７は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ１を説明する図である。 図２８は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ２を説明する図である。 図２９は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ３を説明する図である。 図３０は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ４を説明する図である。 図３１は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ４を説明する図である。 図３２は、本発明の実施の形態４における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。 図３３は、本発明の実施の形態４における機器制御機能付電力メータが行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。 図３４は、本発明の実施の形態４における消費電力収集システムが行うシナリオを説明する図である。 図３５は、複数家電の消費電力を示す図である。 図３６は、掃除機の消費電力を示す図である。 図３７は、特許文献１における通信装置のフレーム構造図である。 図３８は、非特許文献１における通信装置のフレーム構造図である。 図３９は、特許文献２における通信装置のフレーム構造図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

（実施の形態１）
本実施の形態１では、通信装置である消費電力情報収集装置１が、通信端末装置である機器制御機能付電力メータ２を通して、建物内の各電力消費機器の消費電力を無線通信を用いて収集し、全電力消費機器の総消費電力が定められた制限値を超えないように、電力消費機器を制御するシステムを考える。

図１は、本発明の実施の形態１における消費電力収集システムの構成を示す図である。なお、図６及び以降の説明では、分かりやすくするために電力消費機器を家電機器とする。

同図は、本実施の形態に係る建物３内に設置された消費電力情報収集装置１と、コンセント８が供給する電力を使用する家電機器４〜７と、家電機器４〜７に接続されている機器制御機能付電力メータ２との関係を例示するものである。

同図で、機器制御機能付電力メータ２は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）などのシリアルインタフェース用ケーブルで家電機器４〜７に接続されること、あるいは家電機器４〜７に内蔵されことも可能である。

ここで、電力測定対象となる具体的な家電機器４〜７としては、例えば電気ポット、エアコン、テレビ、オーブンレンジ、電気式掃除機、等があるものとする。

家電機器４〜７はいずれも、例えば８０２．１５．４（ＺｉｇＢｅｅ）等の無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格に対応した、「ネットワーク家電」であり、電源の投入／切断、各種運転状態の設定や調整等を、例えば、ホームコントローラで遠隔制御することが可能であるものとする。以降、家電機器４〜７と消費電力情報収集装置１との間で、無線ＬＡＮ規格８０２．１５．４に従って通信を行うことを仮定する。

なお、消費電力情報収集装置１は、請求の範囲に記載の「通信装置」に相当し、機器制御機能付電力メータ２は、請求の範囲に記載の「通信端末装置」に相当する。また、消費電力情報収集装置１と機器制御機能付電力メータ２とを備える消費電力収集システムは、請求の範囲に記載の「通信システム」に相当する。

次に、本発明の実施の形態１における消費電力情報収集装置１の構成について説明する。

図２は、本発明の実施の形態１における消費電力情報収集装置１の構成を示す図である。

同図に示すように、消費電力情報収集装置１は、管理パケット生成部１００及び通信処理部１１０を備えている。また、通信処理部１１０は、送信部１１１及び受信部１１２を備えている。

管理パケット生成部１００は、複数の通信端末装置である複数の機器制御機能付電力メータ２のうち、所定の期間内にデータの送信が許可される機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報と、当該所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを生成する。なお、管理パケット生成部１００は、各期間ごとに管理パケットを生成してもよいし、２以上の期間のそれぞれに対応した端末識別情報と優先度指数とを含む管理パケットを生成してもよい。

また、管理パケット生成部１００は、通信処理部１１０の受信部１１２が受信するデータで示される機器制御機能付電力メータ２が制御する機器の状態に応じた優先度指数を決定し、決定した優先度指数を含む管理パケットを生成する。なお、管理パケット生成部１００の詳細な説明については、後述する。

通信処理部１１０は、機器制御機能付電力メータ２と通信を行い、機器制御機能付電力メータ２にデータを送信するとともに、機器制御機能付電力メータ２から、家電機器４〜７などの消費電力データ収集対象機器の状態を示すデータやパケット衝突の情報などを受信する。ここで、通信処理部１１０が備える送信部１１１及び受信部１１２について、説明する。

送信部１１１は、管理パケット生成部１００が生成した管理パケットを、複数の機器制御機能付電力メータ２に送信する。

受信部１１２は、複数の機器制御機能付電力メータ２のうち、端末識別情報と優先度指数とから決定される機器制御機能付電力メータ２から、所定の期間内にデータを受信する。具体的には、受信部１１２は、所定の期間内に、端末識別情報で示される第１通信端末装置と、優先度指数で示される優先度のデータを保持する第２通信端末装置とからデータの送信が許可されている場合、第２通信端末装置から当該データを受信する。

つまり、受信部１１２は、データを送信するように割り当てられた機器制御機能付電力メータ２があったとしても、高い優先度のデータを保持する機器制御機能付電力メータ２から、優先的に当該高い優先度のデータを受信する。

ここで、受信部１１２は、機器制御機能付電力メータ２が制御する機器の状態を示すデータとして、当該機器の消費電力データ、貯湯量、発電量、電池の残量及び運転モードの少なくとも１つを含むデータを受信する。さらに、受信部１１２は、複数の機器制御機能付電力メータ２から送信されたデータの衝突を検出する。

次に、管理パケット生成部１００の詳細な構成について、説明する。

図３は、本発明の実施の形態１における管理パケット生成部１００の構成を示す図である。

同図に示すように、管理パケット生成部１００は、電力測定部１０１、データ保持部１０２、消費電力変化量算出処理部１０３、消費電力収集決定送信処理部１０５、収集・制御判断処理部１０６、家電制御送信処理部１０７及び割当期間優先度指数設定処理部１０８を備えている。

電力測定部１０１は、分電盤などから、家電機器４〜７などの消費電力データ収集対象機器の消費電力値を測定し、取得する。

消費電力変化量算出処理部１０３は、通信処理部１１０の受信部１１２を介して取得されるデータから、消費電力データ収集対象機器の消費電力値の変化量である電力変化量を算出する。

データ保持部１０２は、電力測定部１０１によって取得された消費電力値、及び消費電力変化量算出処理部１０３によって算出された電力変化量を記憶しているメモリである。

収集・制御判断処理部１０６は、データ保持部１０２から消費電力値及び電力変化量を取得し、消費電力データ収集対象機器の変更及び家電機器の制御が必要かどうかの判断を行う。なお、収集・制御判断処理部１０６は、消費電力変化量算出処理部１０３から直接、電力変化量を取得することもできる。

家電制御送信処理部１０７は、消費電力抑制可能な家電機器の電力変化量から、必要に応じて、動作状態を変更する家電機器を選定し、制御対象と選定した家電機器の機器制御機能付電力メータ２に対して、通信処理部１１０の送信部１１１を介して制御命令を送信する。ただし、ここでの制御対象となる家電機器の選定に関しては、電力変化量だけに限らず、使用時間に基づく使用頻度、事前設定による優先度付けによるパラメータなどを使用して制御してもよい。

また、家電制御送信処理部１０７は、家電機器の制御を行うために必要な情報の収集優先度を動的に家電機器ごとに指定する機能を有する。例えば、家電制御送信処理部１０７は、稼動していない消費電力の高い家電機器に対して、当該家電機器が起動時に端末起動報告データを消費電力情報収集装置１に送信する際、高い優先度指数を設定するように指定する。あるいは、家電制御送信処理部１０７は、家電機器が少なくとも以下のようなデータを送信する際、高い優先度指数を設定するように指定する。

つまり、燃料電池の貯湯設備の湯量が特定のレベルに達したときの通知データ、太陽電池の発電量が特定のレベルまで低下したときの通知データ、蓄電池の残量が特定のレベルになったときの通知データ、自然冷媒ヒートポンプ給湯機の貯湯設備の湯量が特定レベルまでなったときの通知データ、燃料電池の発電量が特定のレベルまでなったときの通知データ、家電機器が低い消費電力運転モードから高い消費電力運転モードに移行するときの通知データ、例えば食器洗い乾燥機、洗濯洗い乾燥機が洗いモードか乾燥モードに移行するときの通知データである。

なお、家電制御送信処理部１０７は、個々のデータの優先度指数を一定値ではなく、動的に特定の家電機器に特定のデータに対して特定の優先度を指定することにしてもよい。

消費電力収集決定送信処理部１０５は、収集・制御判断処理部１０６が決定した消費電力データ収集対象機器の各電力消費量の大きさなどによって、電力消費データを競争期間、集中制御期間のいずれの期間で収集すべきかを決定する。

割当期間優先度指数設定処理部１０８は、消費電力収集決定送信処理部１０５が決定した集中制御期間内にデータの収集を行う対象機器の集中制御期間内の割り当て情報として、「各ＧＴＳの割り当て機器ＩＤ、各ＧＴＳの開始タイムスロットの位置及び長さ」を決定する。つまり、各ＧＴＳの割り当て機器ＩＤは、複数の家電機器に設置された複数の機器制御機能付電力メータ２のうち、各ＧＴＳでデータの送信が許可される機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報である。

さらに、割当期間優先度指数設定処理部１０８は、通信処理部１１０によって得られるパケット衝突の情報を用いて、各ＧＴＳでの割り込みが可能な優先度指数である割り込み可能優先度指数を設定する。なお、割当期間優先度指数設定処理部１０８は、データの優先度が高ければ優先度指数が小さいとして、当該割り込み可能優先度指数を設定する。

ここで、割当期間優先度指数設定処理部１０８は、各ＧＴＳでの割り込み可能優先度指数の設定では、例えば優先度の高いデータを優先的に送信可能にするように複数のＧＴＳに同じ優先度指数を連続に設定したり、周期的に設定することも可能とする。

また、割当期間優先度指数設定処理部１０８は、通信処理部１１０の受信部１１２によって得られるパケット衝突の情報である「パケットの衝突が起きたＧＴＳ」から衝突したパケットの優先度指数である衝突優先度指数を特定し、衝突した優先度指数のパケットの送信成功率を上げるように、複数のＧＴＳに特定した衝突優先度指数と同じ優先度指数を連続に設定したり、周期的に設定するなども可能とする。

係る構成によれば、割当期間優先度指数設定処理部１０８は、動的に集中制御期間内の各ＧＴＳの割り込み可能優先度指数を設定することにより、高い優先度のデータに優先的に送信権を獲得させることができる。また、割当期間優先度指数設定処理部１０８は、割り込みパケットの衝突情報を利用し、各ＧＴＳの割り込み可能優先度指数を設定することで、割り込みパケット同士の衝突率を軽減することができる。

そして、割当期間優先度指数設定処理部１０８は、各ＧＴＳに割り当てられた家電機器の機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報と、各ＧＴＳでの割り込み可能優先度指数とを含む管理パケットを生成して、送信部１１１に送る。

図４は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータ２の構成を示す図である。

同図に示すように、機器制御機能付電力メータ２は、判定部２００及び通信処理部２１０を備えている。また、通信処理部２１０は、送信部２１１及び受信部２１２を備えている。

判定部２００は、通信処理部２１０の受信部２１２が受信した管理パケットに含まれる端末識別情報と優先度指数とから、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。

具体的には、判定部２００は、管理パケットに含まれる端末識別情報と、自装置の端末識別情報とを比較することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。

また、判定部２００は、管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定する。なお、判定部２００の詳細な説明については、後述する。

通信処理部２１０は、消費電力情報収集装置１の通信処理部１１０と通信を行い、データを送受信する。ここで、通信処理部２１０が備える送信部２１１及び受信部２１２について、説明する。

送信部２１１は、判定部２００が、自装置がデータの送信許可を得たと判定した場合、所定の期間内に当該データの送信を行う。

具体的には、送信部２１１は、端末識別情報から自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、データの送信前に他の家電機器の機器制御機能付電力メータ２から消費電力情報収集装置１へデータが送信されているか否かを判定する。そして、送信部２１１は、他の家電機器の機器制御機能付電力メータ２からデータが送信されていると判定した場合は、データの送信を行わず、他の家電機器の機器制御機能付電力メータ２からデータが送信されていないと判定した場合は、データの送信を行う。

また、送信部２１１は、優先度指数から自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合は、上記判定は行わずに、当該データの送信を行う。なお、送信部２１１の詳細な説明については、後述する。

受信部２１２は、所定の期間内にデータの送信が許可される家電機器の機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報と、当該所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを、消費電力情報収集装置１から受信する。

次に、判定部２００の詳細な構成について、説明する。

図５は、本発明の実施の形態１における判定部２００の構成を示す図である。

同図に示すように、判定部２００は、電力測定部２０１、データ保持部２０２、受信フレーム解析処理部２０３、消費電力測定値送信処理部２０５、家電制御部２０６、送信判定部２０７及びパケット生成部２０８を備えている。

受信フレーム解析処理部２０３は、通信処理部２１０の受信部２１２を介して消費電力情報収集装置１から受信したデータを解析し、消費電力データの送信間隔、測定データの精度、測定のサンプリング周波数、送信データの種類などの情報を消費電力測定値送信処理部２０５に送信する。

また、受信フレーム解析処理部２０３は、受信部２１２を介して消費電力情報収集装置１から受信した家電機器の制御及び設定の命令については、家電制御部２０６に送信する。

さらに、受信フレーム解析処理部２０３は、受信部２１２を介して消費電力情報収集装置１から受信した管理パケットに含まれる端末識別情報及び優先度指数については、送信判定部２０７に送信する。

家電制御部２０６は、受信フレーム解析処理部２０３から受信した家電機器の制御及び設定の命令の実行、応答を行う。また、家電制御部２０６は、ユーザからの指示によって、機器の制御履歴、設定パタン、予約スケジュール情報、機器の固有情報及び状態などを、受信部２１２を介して消費電力情報収集装置１に送信する機能も有する。

ここで機器の状態の具体例は、機器によって異なる。例えば、機器の状態の具体例として、燃料電池の貯湯設備の状態、太陽電池の発電量、蓄電池の残量、自然冷媒ヒートポンプ給湯機の貯湯設備状態、燃料電池の発電量などが考えられる。

電力測定部２０１は、家電機器の消費電力データを測定する。

データ保持部２０２は、電力測定部２０１によって測定された家電機器の消費電力データを記憶しているメモリである。

消費電力測定値送信処理部２０５は、電力測定部２０１によって測定された家電機器の消費電力データをデータ保持部２０２から読み出し、受信フレーム解析処理部２０３から消費電力データの送信間隔などを受信する。

パケット生成部２０８は、家電制御部２０６から受信した家電機器の状態や消費電力測定値送信処理部２０５から受信した消費電力データなどのデータを含むパケットを生成する。そして、パケット生成部２０８は、消費電力測定値送信処理部２０５から受信した送信間隔に従って消費電力情報収集装置１にデータの送信を行うように、送信部２１１に生成したパケットを送信する。

ここで、パケット生成部２０８が消費電力情報収集装置１に送信するデータには、送信判定部２０７によって、データの優先度指数が設定される。

送信判定部２０７は、自装置が制御する家電機器の消費電力データ、貯湯量、発電量、電池の残量及び運転モードの少なくとも１つを含むデータで示される当該家電機器の状態に応じて、消費電力情報収集装置１に送信するデータの優先度指数を決定する。つまり、送信判定部２０７は、消費電力情報収集装置１の家電制御送信処理部１０７によって指定されたデータの種類に対応する優先度指数情報を参照し、送信するデータの優先度指数を設定する。

そして、送信判定部２０７は、受信フレーム解析処理部２０３から受信した管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定する。

また、送信判定部２０７は、受信フレーム解析処理部２０３から受信した管理パケットに含まれる端末識別情報と、自装置の端末識別情報とを比較することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。

なお、本実施の形態において、送信判定部２０７は、消費電力情報収集装置１によって指定されたデータの種類に対応する優先度指数情報を基にデータの優先度指数を設定するとしたが、送信判定部２０７が自律的に当該優先度指数の設定を行ってもよい。

次に、通信処理部２１０の送信部２１１の詳細な構成について、説明する。

図６は、本発明の実施の形態１における通信処理部２１０の送信部２１１の構成を示す図である。

上述したように、通信処理部２１０は、受信部２１２及び送信部２１１を備えており、同図に示すように、送信部２１１は、送信制御部３０３、バックオフ制御部３０４及び送信処理部３０５を備えている。

受信部２１２は、消費電力情報収集装置１の通信処理部１１０の送信部１１１から受信したパケットを識別し、受信したパケットがビーコンであれば、当該ビーコンの情報を抽出し、送信制御部３０３に抽出した抽出データを渡す。また、受信部２１２は、受信したパケットが自装置宛てであれば、受信フレーム解析処理部２０３に受信したデータを渡す。

送信制御部３０３は、送信判定部２０７及びパケット生成部２０８から受信したデータである送信データを、バックオフ制御部３０４または送信処理部３０５に送信する。また、送信制御部３０３は、受信部２１２から受信した抽出データを用いて、キャリアセンス時間を設定する。なお、送信制御部３０３の詳細な構成については、後述する。

送信処理部３０５は、送信制御部３０３から受信した送信データを直ちに送信する。

バックオフ制御部３０４は、送信制御部３０３によって設定されたキャリアセンス時間にキャリアセンスした後に、チャネルがアイドルであれば送信データを送信部に渡す。また、バックオフ制御部３０４は、当該チャネルがビジーであれば、送信制御部３０３に通知する。

つまり、バックオフ制御部３０４は、データの送信前に他の家電機器の機器制御機能付電力メータ２から消費電力情報収集装置１へデータが送信されているか否かを判定する。そして、バックオフ制御部３０４は、他の家電機器の機器制御機能付電力メータ２からデータが送信されている（チャネルがビジーである）と判定した場合は、データの送信を行わず、他の家電機器の機器制御機能付電力メータ２からデータが送信されていない（チャネルがアイドルである）と判定した場合は、データの送信を行う。

次に、送信制御部３０３の詳細な構成について、説明する。

図７は、本発明の実施の形態１における送信制御部３０３の構成を示す図である。

同図に示すように、送信制御部３０３は、送信許可判定部４０１及び集中制御期間送信部４０３を備えている。なお、同図において、図６と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略する。

送信許可判定部４０１は、受信部２１２から受け取った抽出データに含まれるスーパーフレームの情報や送信判定部２０７による判定結果を参照し、送信データの送信期間を決定する。

つまり、送信許可判定部４０１は、送信判定部２０７によって端末識別情報から自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合は、集中制御期間内に送信データの送信を行うと判定する。また、送信許可判定部４０１は、送信判定部２０７によって優先度指数から自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合は、集中期間内に送信データの割り込み送信を行うと判定する。

そして、送信許可判定部４０１は、集中制御期間内に送信データの送信を行うあるいは集中期間内に送信データの割り込み送信を行うと判定した場合は、送信データを集中制御期間送信部４０３に渡す。

集中制御期間送信部４０３は、送信許可判定部４０１により集中制御期間内に送信を行うと判定された場合は、集中制御期間内の送信アルゴリズムに基づいて、バックオフ時間と送信データとをバックオフ制御部３０４に渡す。

また、集中制御期間送信部４０３は、送信許可判定部４０１により集中制御期間内に割り込み送信を行うと判定した場合は、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムに基づいて、送信データを送信処理部３０５に渡す。

図８は、本実施の形態１における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。

同図に示すように、本実施の形態では、８０２．１５．４規格のスーパーフレームと同様に、チャネルが競争期間（ＣＡＰ）と集中制御期間（ＣＦＰ）とに分けられる。競争期間内では、各端末（機器制御機能付電力メータ２）が、自立分散多重通信方式、例えばｓｌｏｔｅｄ ＣＳＭＡ／ＣＡを用いて通信するものとする。

また、端末は、集中制御期間内にデータの送信を行いたいときは、競争期間内で基地局（消費電力情報収集装置１）に申請する。基地局は申請端末に対して、許可、不許可の結果を返す。以降、本発明の特徴である集中制御期間内における優先度制御を説明する。

集中制御期間内では、複数の割当期間（Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ／ＧＴＳ）が設けられ、さらに、各ＧＴＳの先頭に１つのキャリアセンススロットが設けられる。基地局は、定期的にビーコンを送信する。

ここで、ビーコンの情報には、少なくともスーパーフレームの長さ（タイムスロット数）、集中管理期間（ＣＦＰ）の開始タイムスロット、ＧＴＳの割り当て情報である「ＧＴＳ数、個々ＧＴＳの長さ、開始タイムスロット、割り当て端末ＩＤ、割り当て端末以外に送信可能なデータの優先度指数」等が含まれる。

次に、消費電力情報収集装置１が行う処理について、説明する。

図９は、本発明の実施の形態１における消費電力情報収集装置１が行う処理の一例を示すフローチャートである。

同図に示すように、まず、管理パケット生成部１００は、所定の期間内にデータの送信が許可される機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報と、当該所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度指数とを含む管理パケットを生成する（Ｓ９２）。

次に、送信部１１１は、管理パケット生成部１００が生成した管理パケットを、すべての機器制御機能付電力メータ２に送信する（Ｓ９４）。

そして、受信部１１２は、端末識別情報と優先度指数とから決定される機器制御機能付電力メータ２から、所定の期間内にデータを受信する（Ｓ９６）。

次に、機器制御機能付電力メータ２が行う処理について、説明する。

図１０は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータ２が行う送信期間判定アルゴリズムを説明するフローチャートである。

同図に示すように、まず、機器制御機能付電力メータ２の受信部２１２は、消費電力情報収集装置１から、管理パケットを受信する（Ｓ１０１）。

そして、機器制御機能付電力メータ２の判定部２００は、送信するデータが発生（Ｓ１０２）した際、送信するデータの優先度の判定を行う（Ｓ１０４）。

具体的には、判定部２００は、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上か否かの判定を行う。

そして、判定部２００は、送信するデータの優先度が管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度よりも低いと判定した場合（Ｓ１０４で「低い」）、自装置にスロットの割り当てがあるか否かを判定する（Ｓ１０６）。つまり、判定部２００は、管理パケットに含まれる端末識別情報と、自装置の端末識別情報とを比較することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。

そして、判定部２００が自装置にスロットの割り当てがあると判定した場合は（Ｓ１０６でＹＥＳ）、送信部２１１は、集中制御期間内の割り当てられた期間にデータを送信する（Ｓ１１６）。また、判定部２００が自装置にスロットの割り当てがないと判定した場合（Ｓ１０６でＮＯ）は、送信部２１１は、競争期間内にデータの送信を行う（Ｓ１０８）。

また、判定部２００は、送信するデータの優先度が管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度よりも高いと判定した場合（Ｓ１０４で「高い」）、現在のスーパーフレームの位置が集中制御期間中であるか否かを判定する（Ｓ１１０）。

判定部２００は、現在のスーパーフレームの位置が競争期間中であると判定した場合は（Ｓ１１０でＮＯ）、スロットの割り当て有無を問わず、競争期間内にデータの送信を行う（Ｓ１０８）。

判定部２００は、現在のスーパーフレームの位置が集中制御期間であると判定した場合（Ｓ１１０でＹＥＳ）、自装置にスロットの割り当てがあるか否かを判定する（Ｓ１１２）。

そして、判定部２００は、自装置にスロットの割り当てがあると判定した場合（Ｓ１１２でＹＥＳ）、自装置に割り当てられる期間が来るまでの時間（遅延時間）を計算し、遅延時間がデータの優先度に伴う許容遅延の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ１１４）。

そして、判定部２００が、遅延時間が許容遅延の範囲内であるかと判定した場合（Ｓ１１４でＹＥＳ）、送信部２１１は、自装置に割り当てられた期間が来るまで待機し、集中制御期間内にデータの送信を行う（Ｓ１１６）。なお、送信部２１１が、集中制御期間内にデータの送信を行う処理の詳細については、後述する。

また、判定部２００が、自装置にスロットの割り当てがないと判定した場合（Ｓ１１２でＮＯ）、あるいは、自装置に割り当てられる期間が来るまでの遅延時間がデータの優先度に伴う許容遅延を超える場合（Ｓ１１４でＮＯ）、送信部２１１は、集中制御期間内に割り込み送信を行う（Ｓ１１８）。なお、送信部２１１が、集中制御期間内に割り込み送信を行う処理の詳細については、後述する。

以上により、機器制御機能付電力メータ２が行う処理は、終了する。

次に、送信部２１１が、集中制御期間内に割り込み送信を行う処理（図１０のＳ１１８）の詳細について、説明する。

図１１は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータ２が行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。

上記の送信期間判定アルゴリズムを用いて、集中制御期間内に割り込み送信を行うことを決定した機器制御機能付電力メータ２は、以下の集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムに従って、データの送信を行う。

同図に示すように、まず、割り込み送信を行う機器制御機能付電力メータ２の送信部２１１は、ビーコンの情報を参照し、自装置が送信するデータの優先度指数と等しい他装置に割り当てた割当期間（以下、割り込みＧＴＳという）の有無を判定する（Ｓ２０２）。

送信部２１１は、割り込みＧＴＳがあると判定した場合（Ｓ２０２で「有」）、割り込みＧＴＳに、データ（以下、割り込みパケットという）を直ちに送信する（Ｓ２０４）。

ここで、同時に複数の機器制御機能付電力メータ２に同じ高い優先度のデータが発生した場合、割り込みパケット同士の衝突が起こる。このため、送信部２１１は、割り込みパケットを送信した後に、消費電力情報収集装置１から通知されたＮＡＣＫパケットを受信したか否かを判定する（Ｓ２０６）。

送信部２１１は、ＮＡＣＫパケットを受信しなかった判定した場合は（Ｓ２０６でＮＯ）、消費電力情報収集装置１に割り込みパケットを送信できたため、処理を終了する。

また、送信部２１１は、ＮＡＣＫパケットを受信したと判定した場合（Ｓ２０６でＹＥＳ）、自装置が送信した割り込みパケットが他装置の割り込みパケットに衝突したと判断し、再度、割り込みＧＴＳの有無を判定する（Ｓ２０８）。

そして、送信部２１１は、割り込みＧＴＳがあると判定した場合（Ｓ２０８で「有」）、再びパケット衝突を避けるために割り込みパケットを送信する前に衝突回避アルゴリズムによる送信可否判定を行う（Ｓ２１０）。

衝突回避アルゴリズムは、従来のパケット衝突回避アルゴリズムでもよい。例えば、衝突回避アルゴリズムとして、ｐ−ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔを用いることができる。具体的には、端末が乱数を生成し、生成した乱数が特定のｐより大きいなら、当該乱数を生成した端末はパケットを送信する。また、生成した乱数が当該ｐより小さいなら、当該乱数を生成した端末は次の割り込みＧＴＳまで待つ。あるいは、複数の割り込みＧＴＳ候補の中から、パケットを送信する端末をランダムに選択することにしてもよい。

そして、送信部２１１は、衝突回避アルゴリズムによって送信可と判定した場合（Ｓ２１０で「送信可」）、割り込みＧＴＳにデータを送信する（Ｓ２０４）。また、送信部２１１は、衝突回避アルゴリズムによって送信不可と判定した場合（Ｓ２１０で「送信不可」）、再度、割り込みＧＴＳの有無を判定する（Ｓ２０２）。

また、送信部２１１は、割り込みＧＴＳがないと判定した場合（Ｓ２０２で「無」またはＳ２０８で「無」）、自装置が送信するデータの優先度指数と等しい割り込みＧＴＳがないと判定した場合（Ｓ２０２で「無」）、自装置にスロットの割り当てがあるか否かを判定する（Ｓ２１２）。

送信部２１１は、自装置にスロットの割り当てがないと判定した場合（Ｓ２１２で「無」）、次フレームの競争期間内にデータの通信を行う（Ｓ２１６）。また、送信部２１１は、自装置にスロットの割り当てがあると判定した場合（Ｓ２１２で「有」）、自装置の割当期間にデータの送信を行う（Ｓ２１４）。

以上により、送信部２１１が、集中制御期間内に割り込み送信を行う処理（図１０のＳ１１８）は、終了する。

次に、送信部２１１が、集中制御期間内にデータの送信を行う処理（図１０のＳ１１６）の詳細について、説明する。

図１２は、本発明の実施の形態１における機器制御機能付電力メータ２が行う集中制御期間内の送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。

上記送信期間判定アルゴリズム及び集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを用いて集中制御期間にデータの送信を決定した機器制御機能付電力メータ２は、以下の集中制御期間内の送信アルゴリズムに従ってデータの送信を行う。

同図に示すように、まず、機器制御機能付電力メータ２の送信部２１１は、自装置に割り当てられたＧＴＳ期間が来るまで待機し（Ｓ３０２）、割り当てられたＧＴＳ期間が来ると、データを送信する前に１タイムスロットのキャリアセンスを行う（Ｓ３０４）。

この際、送信部２１１は、チャネルがアイドルであれば（Ｓ３０４で「アイドル」）、データの送信を行う（Ｓ３０６）。また、送信部２１１は、チャネルがビジーであれば（Ｓ３０４で「ビジー」）、処理を終了し、図１０に示された送信期間判定アルゴリズムの処理を再度行う。

係る構成によれば、機器制御機能付電力メータ２に高い優先度のデータが発生した場合、送信期間判定アルゴリズムを用いてデータの優先度及び許容遅延に基づいて優先データを集中制御期間内に割り込み送信するかを決定する。集中制御期間内に割り込み送信を決定する場合、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを用いて送信データの優先度指数に等しいＧＴＳ期間にデータの送信を行う。集中制御期間内に通常に送信する機器制御機能付電力メータ２は、送信する前にキャリアセンスすることで割り込み端末とのパケット衝突を防ぐことができ、高い優先度のデータを優先的に送信することができる。

以上により、送信部２１１が、集中制御期間内にデータの送信を行う処理（図１０のＳ１１６）は、終了する。

以降、図１３及び図１４を参照しながら、本発明の実施の形態１における消費電力収集システムが行う各シナリオの詳細を示す。

図１３は、本発明の実施の形態１における消費電力収集システムが行うシナリオ１を説明する図である。

同図に示すように、同シナリオにおける構成は、基地局（消費電力情報収集装置１）、及び端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ（機器制御機能付電力メータ２）である。

基地局は、ビーコンによって端末ＡにＧＴＳ１を割り当て、端末ＢにＧＴＳ２を割り当てることとする。さらに、ＧＴＳ１では、割り込み可能優先度指数：１、ＧＴＳ２では、割り込み可能優先度指数：２に設定するとする。

このように、基地局は、２以上のＧＴＳ期間のそれぞれに対応した端末識別情報と優先度指数とを含む管理パケットを生成し、各端末に送信する。また、端末Ｃは、ＧＴＳの割り当てを持たないが、優先度指数１の送信データを持つ。

端末Ｃは、ビーコンの情報を参照し、ＧＴＳ１の割り込み可能優先度指数が自端末の送信データの優先度指数と等しいと判断し、スーパーフレームがＧＴＳ１の位置になると直ちにデータの送信を行う。

端末Ａは、スーパーフレームが自端末に割り当てたＧＴＳ１の位置になると、データを送信する前に１タイムスロットのキャリアセンスを行う。端末Ａがキャリアセンスする間に、端末Ｃのデータ送信によってチャネルがビジーと検出し、データの送信を中断することで、端末Ｃのパケットとの衝突を避けることができる。

次のＧＴＳ２では、割り込みデータがないため、端末Ｂが、キャリアセンスした後チャネルがアイドルと検出し、データを送信する。

図１４は、本発明の実施の形態１における消費電力収集システムが行うシナリオ２を説明する図である。

同図に示すように、同シナリオにおける構成は、基地局（消費電力情報収集装置１）、及び端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ、端末Ｅ、端末Ｆ（機器制御機能付電力メータ２）である。

基地局は、ビーコンによって端末ＡにＧＴＳ１を割り当て、端末ＢにＧＴＳ２を割り当て、端末ＣにＧＴＳ３を割り当て、端末ＤにＧＴＳ４を割り当てることとする。さらに、ＧＴＳ１に割り込み可能優先度指数：１、ＧＴＳ２に割り込み可能優先度指数：２、ＧＴＳ３に割り込み可能優先度指数：１、ＧＴＳ４に割り込み可能優先度指数：２を設定するとする。端末Ｅ、Ｆは、ＧＴＳの割り当てを持たないが、優先度指数１の送信データを持つ。

端末Ｅ、Ｆは、ビーコンの情報を参照し、ＧＴＳ１の割り込み可能優先度指数が自端末の送信データの優先度指数と等しいと判断し、スーパーフレームがＧＴＳ１の位置になると直ちにデータの送信を行う。端末Ａは、チャネルがビジーと検出し、送信を取りやめる。

ここで、端末Ｅ、Ｆが同時送信を行うために、パケットの衝突が起きる。このため、基地局が、受信したパケットの誤りを検出し、ＮＡＣＫパケットを送信する。

次のＧＴＳ２では、割り込みデータがないため、端末Ｂが、キャリアセンスした後チャネルがアイドルと検出し、データを送信する。

端末ＥとＦは、再びビーコンの情報を参照し、ＧＴＳ３の割り込み可能優先度指数が自端末の送信データの優先度指数と等しいと判断するが、直前に送信したパケットが衝突したため、ＧＴＳ３では、衝突回避アルゴリズムを適用する。

そして、衝突回避アルゴリズムにより、端末Ｅが送信可能と判断し、データの送信を行う。端末Ｆは、衝突回避アルゴリズムにより送信不可と判断し、データの送信を取りやめる。端末Ｃは、キャリアセンスでチャネルがビジーと検出し、データの送信を取りやめることで、端末Ｅのデータが端末Ｃのデータと衝突せずに送信できる。

次のＧＴＳ４では、割り込みデータがないため、端末Ｄが、キャリアセンスした後チャネルがアイドルと検出し、データを送信する。

係る構成によれば、端末に高い優先度のデータが発生した場合、送信期間判定アルゴリズムを用いて、データの優先度及び許容遅延に基づいて優先データを集中制御期間内に割り込み送信するかを決定することができる。集中制御期間内に割り込み送信を決定した場合、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを用いて、送信データの優先度指数に等しいＧＴＳ期間にデータの送信を行う。集中制御期間内に通常に送信する端末は、送信する前にキャリアセンスすることで、割り込み端末とのパケット衝突を防ぐことができ、高い優先度のデータを優先的に送信することができる。また、割り込み端末同士にパケット衝突が起きる場合は、衝突回避アルゴリズムを用いることで、割り込み端末同士のパケット衝突が回避可能である。

（実施の形態２）
図１５は、本発明の実施の形態２における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。本実施の形態２では、一般のポーリング方式に本発明を適用した形態を示す。

同図に示すように、実施の形態２のスーパーフレームには、集中制御期間及び競争期間が含まれる。集中制御期間は、スーパーフレームの先頭を示す情報であるビーコンから始まり、集中制御期間終了通知パケットまでである。集中制御期間終了通知パケットには、少なくとも競争期間の長さ情報が含まれる。競争期間は、集中制御期間終了通知パケットから始まり、集中制御期間終了通知パケットに記載する長さまでで終了する。

端末（機器制御機能付電力メータ２）は、実施の形態１と同様に、集中制御期間（ポーリング期間）にデータの送信を行いたい場合、競争期間内で、自立分散無線通信方式、例えばＣＳＭＡ／ＣＡを用いて、基地局（消費電力情報収集装置１）にポーリングの予約を行う。

基地局は、ポーリング予約する無線端末に対して、ポーリングリストの登録許可または不許可を行い、無線端末に通知する。端末は、ポーリングの予約許可の結果を参照し、後述する送信期間判定アルゴリズムを用いて、データの送信を行う。

また、基地局は端末にビーコンを送信し、ビーコンは、集中制御期間の開始を通知する。ポーリングリストの情報はビーコンに含まれていてもよいし、別途のパケットで通知することにしてもよい。

また、基地局は、各端末にスロットの割り当てを行わず、代わりにデータを収集したい端末にポーリングトリガーを通知することで、データの収集を行う。つまり、基地局は、ポーリングリストに載る端末順に、ポーリングトリガーを送信する。ポーリングトリガーには、少なくともデータの送信許可無線端末のＩＤと、割り込み可能優先度指数とが含まれる。

つまり、消費電力情報収集装置１の管理パケット生成部１００は、所定の期間内にデータの送信が許可される機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報と、当該所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度指数とを含むポーリングトリガーを管理パケットとして生成する。

なお、本実施の形態２における消費電力収集システム（消費電力情報収集装置１及び機器制御機能付電力メータ２）の構成は、上記実施の形態１における消費電力収集システムの構成と同様であるため、構成の詳細な説明は省略する。また、本実施の形態２における消費電力情報収集装置１が行う処理についても、実施の形態１での説明と同様であるため、説明は省略する。

次に、本実施の形態２における機器制御機能付電力メータ２が行う処理について、説明する。

図１６は、本発明の実施の形態２における機器制御機能付電力メータ２が行う送信期間判定アルゴリズムを説明するフローチャートである。

同図に示すように、まず、機器制御機能付電力メータ２の受信部２１２は、消費電力情報収集装置１から、管理パケットとしてポーリングトリガーを受信する（Ｓ４０１）。

そして、機器制御機能付電力メータ２の判定部２００は、送信するデータが発生（Ｓ４０２）した際、送信するデータの優先度の判定を行う（Ｓ４０４）。

具体的には、判定部２００は、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上か否かの判定を行う。

そして、判定部２００は、送信するデータの優先度が管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度よりも低いと判定した場合（Ｓ４０４で「低い」）、自装置がポーリング予約に成功したか否かを判定する（Ｓ４０６）。つまり、判定部２００は、管理パケットに含まれる端末識別情報と、自装置の端末識別情報とを比較することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。

そして、判定部２００がポーリング予約に成功したと判定した場合は（Ｓ４０６でＹＥＳ）、送信部２１１は、集中制御期間内の割り当てられた期間にデータを送信する（Ｓ４１６）。また、判定部２００がポーリング予約に失敗したと判定した場合（Ｓ４０６でＮＯ）は、送信部２１１は、競争期間内にデータの送信を行う（Ｓ４０８）。

また、判定部２００は、送信するデータの優先度が管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度よりも高いと判定した場合（Ｓ４０４で「高い」）、現在のスーパーフレームの位置が集中制御期間中であるか否かを判定する（Ｓ４１０）。

判定部２００は、現在のスーパーフレームの位置が競争期間中であると判定した場合は（Ｓ４１０でＮＯ）、自装置がポーリングリストに載っているか否かを問わず、競争期間内にデータの送信を行う（Ｓ４０８）。

判定部２００は、現在のスーパーフレームの位置が集中制御期間であると判定した場合（Ｓ４１０でＹＥＳ）、自装置がポーリング予約に成功したか否かを判定する（Ｓ４１２）。

そして、判定部２００は、自装置がポーリング予約に成功したと判定した場合（Ｓ４１２でＹＥＳ）、自装置のポーリングトリガーが来るまでの時間（遅延時間）を計算し、遅延時間がデータの優先度に伴う許容遅延の範囲内であるか否かを判定する（Ｓ４１４）。

そして、判定部２００が、遅延時間が許容遅延の範囲内であるかと判定した場合（Ｓ４１４でＹＥＳ）、送信部２１１は、自装置のポーリングトリガーが来るまで待機し、自装置のポーリングトリガーで集中制御期間内にデータの送信を行う（Ｓ４１６）。なお、送信部２１１が、集中制御期間内にデータの送信を行う処理の詳細については、後述する。

また、判定部２００が、自装置がポーリング予約に失敗したと判定した場合（Ｓ４１２でＮＯ）、あるいは、自装置のポーリングトリガーが来るまでの遅延時間がデータの優先度に伴う許容遅延を超える場合（Ｓ４１４でＮＯ）、送信部２１１は、集中制御期間内に割り込み送信を行う（Ｓ４１８）。なお、送信部２１１が、集中制御期間内に割り込み送信を行う処理の詳細については、後述する。

以上により、本実施の形態２における機器制御機能付電力メータ２が行う処理は、終了する。

次に、送信部２１１が、集中制御期間内に割り込み送信を行う処理（図１６のＳ４１８）の詳細について、説明する。

図１７は、本発明の実施の形態２における機器制御機能付電力メータ２が行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。

上記の実施の形態２における送信期間判定アルゴリズムを用いて、集中制御期間内に割り込み送信を行うことを決定した機器制御機能付電力メータ２は、以下の集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムに従って、データの送信を行う。

同図に示すように、まず、割り込み送信を行う機器制御機能付電力メータ２の送信部２１１は、ポーリングトリガーの情報を参照し、自装置が送信しようとするデータの優先度指数と等しいポーリングトリガー（以下、割り込みトリガーという）の有無を判定する（Ｓ５０２）。

送信部２１１は、割り込みトリガーがあると判定した場合（Ｓ５０２で「有」）、割り込みトリガーに、データ（以下、割り込みパケットという）を直ちに送信する（Ｓ５０４）。

ここで、同時に複数の機器制御機能付電力メータ２に同じ高い優先度のデータが発生した場合、割り込みパケット同士の衝突が起こる。このため、送信部２１１は、割り込みパケットを送信した後に、消費電力情報収集装置１から通知されたＮＡＣＫパケットを受信したか否かを判定する（Ｓ５０６）。

送信部２１１は、ＮＡＣＫパケットを受信しなかった判定した場合は（Ｓ５０６でＮＯ）、消費電力情報収集装置１に割り込みパケットを送信できたため、処理を終了する。

また、送信部２１１は、ＮＡＣＫパケットを受信したと判定した場合（Ｓ５０６でＹＥＳ）、自装置が送信した割り込みパケットが他装置の割り込みパケットに衝突したと判断し、再度、割り込みトリガーの有無を判定する（Ｓ５０８）。

そして、送信部２１１は、割り込みトリガーがあると判定した場合（Ｓ５０８で「有」）、再びパケット衝突を避けるために割り込みパケットを送信する前に衝突回避アルゴリズムによる送信可否判定を行う（Ｓ５１０）。

衝突回避アルゴリズムは、従来のパケット衝突回避アルゴリズムでもよい。例えば、衝突回避アルゴリズムとして、ｐ−ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔを用いることができる。具体的には、端末が乱数を生成し、生成した乱数が特定のｐより大きいなら、当該乱数を生成した端末はパケットを送信する。また、生成した乱数が当該ｐより小さいなら、当該乱数を生成した端末は次の割り込みトリガーまで待つ。あるいは、複数の割り込みトリガー候補の中から、パケットを送信する端末をランダムに選択することにしてもよい。

そして、送信部２１１は、衝突回避アルゴリズムによって送信可と判定した場合（Ｓ５１０で「送信可」）、割り込みトリガーにデータを送信する（Ｓ５０４）。また、送信部２１１は、衝突回避アルゴリズムによって送信不可と判定した場合（Ｓ５１０で「送信不可」）、再度、割り込みトリガーの有無を判定する（Ｓ５０２）。

また、送信部２１１は、割り込みトリガーがないと判定した場合（Ｓ５０２で「無」またはＳ５０８で「無」）、自装置が送信するデータの優先度指数と等しい割り込みトリガーがないと判定した場合（Ｓ５０２で「無」）、図１６に示された送信期間判定アルゴリズムの処理を再度行う（Ｓ５１２）。

以上により、送信部２１１が、集中制御期間内に割り込み送信を行う処理（図１６のＳ４１８）は、終了する。

次に、送信部２１１が、集中制御期間内にデータの送信を行う処理（図１６のＳ４１６）の詳細について、説明する。

図１８は、本発明の実施の形態２における機器制御機能付電力メータ２が行う集中制御期間内の送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。

上記の実施の形態２における送信期間判定アルゴリズムを用いて集中制御期間内にデータの送信を決定した機器制御機能付電力メータ２は、以下の集中制御期間内の送信アルゴリズムに従ってデータの送信を行う。

同図に示すように、まず、機器制御機能付電力メータ２の送信部２１１は、自装置のポーリングトリガーが来るまで待機し（Ｓ６０２）、自装置のポーリングトリガーが来ると、データを送信する前に１タイムスロットのキャリアセンスを行う（Ｓ６０４）。

この際、送信部２１１は、チャネルがアイドルであれば（Ｓ６０４で「アイドル」）、データの送信を行う（Ｓ６０６）。また、送信部２１１は、チャネルがビジーであれば（Ｓ６０４で「ビジー」）、次の自装置のポーリングトリガーを待つ。

以上により、送信部２１１が、集中制御期間内にデータの送信を行う処理（図１６のＳ４１６）は、終了する。

次に、本発明の実施の形態２における消費電力収集システムが行うシナリオを説明する。

図１９は、本発明の実施の形態２における消費電力収集システムが行うシナリオを説明する図である。

本シナリオでは、管理パケット生成部１００は、受信部１１２が複数の機器制御機能付電力メータ２から送信されたデータの衝突を検出した場合、衝突したデータの優先度指数である衝突優先度指数を取得し、取得した衝突優先度指数を、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、衝突が検出された後の期間での管理パケットを生成する。

同図に示すように、同シナリオにおける構成は、基地局（消費電力情報収集装置１）、及び端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ、端末Ｅ（機器制御機能付電力メータ２）である。

基地局は、ビーコンによって、集中制御期間の開始を全端末に通知する。端末Ａ、Ｂは、ポーリングの予約が成功する端末とする。端末Ｃ、Ｄ、Ｅは、ポーリングの予約が失敗する端末であるが、端末Ｃ，Ｄは、優先度指数２の送信データを持つ。また、端末Ｅは、優先度指数１の送信データを持つとする。また、基地局が管理するポーリングリストの端末順番は、端末Ａ、Ｂであるとする。

基地局は、ビーコンを送信した後に、ポーリングリストを参照し、端末Ａのポーリングトリガーパケットを生成すると共に、割り込み可能優先度指数１を設定し、ポーリングトリガーを送信する。なお、本発明の実施の形態２の基地局は、本発明の実施の形態１の基地局と同様に、ポーリングトリガーパケットの割り込み可能優先度指数を動的に設定することが可能である。

端末Ｅは、ポーリングトリガーパケットを受信すると、ポーリングトリガーに記載されている割り込み可能優先度指数が、自端末の送信データの優先度指数と等しいことを検知して割り込みトリガーであると判断し、データの送信を行う。

端末Ａは、自端末のポーリングトリガーを受信するが、前述の集中制御期間内の送信アルゴリズムに従ってデータの送信を行う前にキャリアセンスをすることで、チャネルがビジーと検出し、データの送信を取りやめる。このため、端末Ｅの優先度指数１のデータが、端末Ａのデータと衝突せずに送信可能となる。

基地局は、端末ＥにＡＣＫパケットを返した後に、再度端末Ａにポーリングトリガーパケットを送信する。なお、同図では、割り込み可能優先度指数を１とするが、基地局が動的に優先度指数を設定可能であるため、１以外の優先度指数を設定してもよい。

そして、割り込み可能優先度指数が１であるため割り込みパケットが発生せず、端末Ａは、キャリアセンスした後にデータの送信が可能となる。

次に、基地局は、端末Ｂのポーリングトリガーパケットを生成して割り込み可能優先度指数を２に設定し、ポーリングトリガーの送信を行う。端末Ｄ、Ｅは、ポーリングトリガーを受信し、自端末の割り込みトリガーであることを判断して、データを直ちに送信する。この際に、端末Ｄ、Ｅが同時にデータの送信を行うため、パケットの衝突が発生する。

基地局は、割り込み可能優先度指数２のパケット衝突を検知して、ＮＡＣＫパケットを送信した後に、再び端末Ｃ、Ｄに割り込み可能優先度指数２のポーリングトリガーパケットを送信する。

端末Ｃ、Ｄは、ＮＡＣＫパケットを受信することで、自端末が送信したパケットが衝突したことを知り、繰り返しパケット衝突を起こさないように、データを送信する前にパケット衝突回避アルゴリズムを導入する。

パケット衝突回避アルゴリズムは、本発明の実施の形態１で述べたパケット衝突回避アルゴリズムを用いてもよい。例えば、パケット衝突回避アルゴリズムとして、ｐ−ｐｅｒｓｉｓｔｅｎｔを用いるなどが考えられる。例えば、端末Ｃ、Ｄが乱数を生成し、端末Ｃの乱数が特定のｐより小さければ、データの送信を次の割り込みトリガーにする。また、端末Ｄの乱数が特定のｐより大きければ、パケットを送信する。これにより、パケットの送信は端末Ｄになるのみであり、パケット衝突を回避できる。

基地局は、端末Ｄのパケットを受信した後、ＡＣＫパケットを送信すると共に、ポーリングトリガーを送信する。このポーリングトリガーには、ポーリング端末ＩＤ「Ｂ」と割り込み可能優先度指数「２」の情報が含まれる。

ここで、基地局は、前のポーリングトリガーでパケット衝突が発生することを検知しているため、少なくとも２つの端末が優先度指数２のデータを保持していることが分かる。そのため、割り込み可能優先度指数「２」を連続して指定することで、残りの優先度指数「２」のデータを送信するチャンスを与える。

端末Ｃは、ポーリングトリガーを受信し、自端末の割り込みトリガーと判断して、データの送信を行う。そして、基地局は、端末ＣのＡＣＫを送信した後に、端末Ｂと割り込み可能優先度指数「２」の情報が含まれるポーリングトリガーパケットを送信する。

端末Ｂは、１スロットのキャリアセンスを実行した後に、チャネルがアイドルと検知して、データの送信を行う。基地局は、端末ＢにＡＣＫを送信した後に、ポーリングリストの最後の端末に到達したことと、割り込み端末がないことから、集中制御期間終了通知パケットを送信し、競争期間の開始を通知する。

係る構成によれば、端末に高い優先度のデータが発生した場合、送信期間判定アルゴリズムを用いて、データの優先度及び許容遅延に基づいて優先データを集中制御期間内に割り込み送信するかを決定する。集中制御期間内に割り込み送信を決定した場合、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを用いて、送信データの優先度指数に等しいＧＴＳ期間にデータの送信を行う。集中制御期間内に通常に送信する端末は、送信する前にキャリアセンスすることで、割り込み端末とのパケット衝突を防ぐことができ、高い優先度のデータを優先的に送信することができる。また、割り込み端末同士にパケット衝突が起きる場合は、衝突回避アルゴリズムを用いることで、割り込み端末同士のパケット衝突が回避可能である。さらに、基地局では、衝突したパケットの優先度指数を特定し、ポーリングトリガーの割り込み可能優先度指数を動的に指定することで、高い優先度のデータを優先的に送信することができる。

なお、管理パケット生成部１００は、受信部１１２が複数の端末から送信されたデータの衝突を検出した場合であって、衝突したデータの優先度指数である衝突優先度指数が最も高い優先度を示す最優先度指数でない場合、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、最優先度指数から衝突優先度指数までが繰り返されるように、衝突が検出された後の期間での管理パケットを生成することにしてもよい。

例えば、図１９において、端末Ｄと端末Ｅからのパケットの衝突が発生した場合、衝突優先度指数は「２」であり最優先度指数は「１」であるので、基地局は、パケットの衝突が発生した後の割り込み可能優先度指数を、「１」、「２」、「１」、「２」と繰り返し設定する。これにより、基地局は、衝突が発生した端末Ｄと端末Ｅからのパケットを受信することができるとともに、当該パケットよりも優先度が高いデータも受信することができる。

（実施の形態３）
上記実施の形態１及び２における通信端末装置の判定部２００は、受信した管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、送信部は、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、当該データの送信を行うこととした。しかし、本実施の形態３では、高い優先度のイベント（通知データまたは制御指令）に対して予め優先度を設定し、設定したイベント毎に特定の短い信号（以下、短期信号という）を割り当て、通常の無線通信パケットの代わりに極めて短い信号である当該短期信号のみを送信することで、帯域を有効に利用することができる。

つまり、通信端末装置は、予め設定した高い優先度データが発生し、通信端末装置の判定部２００が、送信データの優先度指数と管理パケットの内容とから自装置が送信許可を得たと判定した場合、予め設定した短期信号を送信する。短期信号は送信時間が短い信号であるため、他の通信端末装置のキャリアセンス時間が十分長い場合、短期信号の送信時間が当該他の通信端末装置のキャリアセンス時間より短くなり、キャリアセンスを行う当該他の通信端末装置はキャリアが使用されないと判断し、送信開始可能となる。そのため、通信装置は、優先度データまたは短期信号、および端末識別情報によって送信許可を得た通信端末装置からのデータを受信することが可能となる。

また、消費電力収集システムでは、エネルギーの変化をリアルタイムに把握する必要があり、優先度指数を消費電力の変化量に関連付けることで、消費電力の制御が有利である。具体的には、電池のみによって消費電力の供給を行う単独運転モードでは、消費電力が電池の定格出力を上回る際、電池を保護するために出力が停止され、システム全体のエネルギーが遮断される。そのため、消費電力情報収集装置１は、電池の出力をリアルタイムに監視し、出力レベルに応じて家電の消費電力を制御する必要がある。

一方、電池と系統電力とで消費電力の供給を行う連携運転モードで運用される場合には、電池の出力を上回る分が電力系統から購入できるため、電池の出力の監視は、消費電力情報収集装置１にとっては重要ではない。その代わりに、消費電力情報収集装置１は、総消費電力が制限値を超えないように、その他の機器の消費電力を監視する必要がある。

つまり、優先度指数を消費電力の変化量に関連付けて、消費電力収集システムの運転状況「単独運転、連携運転」と現在のシステムの消費電力と使用可能電力（制限値）とに応じて、割り込み可能優先度指数を指定することで、消費電力情報収集装置１が状況に応じて必要なデータを素早く取得することが可能である。

以下に、式１を用いて、優先度指数の計算方法の一例について説明する。

優先度指数＝最低優先度指数−電力変化量×影響係数 （式１）

ここで、本実施例では、優先度指数の値が小さいほど優先度が高いとする。従って、最低優先度指数とは、優先度指数の値がとり得る最大値である。また、電力変化値とは、特定のイベントが発生する際に、電力が変化する値である。たとえば、電池の出力が停止する際の、電力系統から購入する電力値（停止前の出力）や、家電が運転モードを変更する時に発生する消費電力などである。また、影響係数とは、電力の変化に対するシステムの影響を示す係数である。

上記式１では、電力変化値を影響係数に掛け算することで、優先度指数に変換する。つまり、電力変化値によって優先度指数が決まる。電力変化値が大きければ大きいほど、優先度が高くなり、より優先的に受信することが可能となる。

具体的には、消費電力情報収集装置１では、各家電の過去の運転モードおよび設定条件とその時に発生した消費電力を用いて、特定の運転モードおよび設定条件での電力変化値を計算する。たとえば、掃除機が電源オフモードから電源オンモードに切り替わる際、発生する消費電力を電力変化値として用い、上記式１より優先度指数を計算する。

そして、消費電力情報収集装置１は、上記式１で得られた優先度指数とイベント（電源オフモードから電源オンモードに切り替わる）と特定の短い信号である短期信号とを含む情報を掃除機に送信し、該当のイベントが発生する際、指定した優先度指数および短期信号を送信するように、当該掃除機に指示する。

なお、消費電力情報収集装置１は、予め各家電機器にイベントおよび優先度指数の指定の代わりに電力変化に伴う優先度指数の計算方法を各機器に通知し、各家電機器が自機器の運転モードが変更するたびに生じる電力変化量を計算し、自立で優先度指数を設定することも可能である。たとえば、蓄電池が出力を停止する場合、停止前の出力と停止後の出力との電力変化量を算出し、優先度指数を自立で算出する。そのため、蓄電池の出力停止による電力変化量が大きければ大きいほど、イベントの通知が優先的に送信される。

ここで、本実施の形態３における消費電力収集システム（消費電力情報収集装置１及び機器制御機能付電力メータ２）の構成のうち、上記実施の形態１における消費電力収集システムの構成と同様な構成については、同じ符号を用い、説明を省略または簡略化する。具体的には、「消費電力情報収集装置１の通信処理部１１０と、機器制御機能付電力メータ２の判定部２００及び通信処理部２１０の受信部２１２」の構成の説明は省略し、新たな構成要素が含まれる「管理パケット生成部と、送信部（送信制御部）」の説明を、以下に行う。

図２０は、本発明の実施の形態３における管理パケット生成部１００ａの構成を示す図である。同図では、図３と同じ構成要素については同じ符号を用い、説明を省略または簡略化する。同図において、新たに追加される構成要素は、優先度指数管理部５０１である。

優先度指数管理部５０１は、家電制御送信処理部１０７によって設定されたイベントとイベントに対する優先度指数とを受信した際、該当するイベントに対して特定の短い信号である短期信号を割り当てることで、優先度指数管理情報を生成し、記憶する。ここで、当該イベントとは、通信端末装置である機器制御機能付電力メータ２が制御する機器の状態を示す情報として、機器制御機能付電力メータ２が保持する端末データである。

具体的には、優先度指数管理部５０１は、上記式１で示されたように、最大の優先度指数であって最低の優先度を示す最低優先度指数から、機器制御機能付電力メータ２が制御する機器が端末データ（イベント）で示される動作を行った場合の電力変化量に、所定の係数を乗じた値を減じることで、優先度指数を算出する。

そして、優先度指数管理部５０１は、機器制御機能付電力メータ２が保持する端末データと、当該端末データの優先度を示す優先度指数と、当該端末データを識別する短期信号とが対応付けられた優先度指数管理情報を、後述する優先度指数管理表５０１ａとして記憶する。

また、優先度指数管理部５０１は、優先度指数管理表５０１ａを、送信部１１１を介してイベントに係わる機器制御機能付電力メータ２に送信する。つまり、送信部１１１は、優先度指数管理表５０１ａを、当該端末データを保持する機器制御機能付電力メータ２に送信する。

収集・制御判断処理部１０６は、短期信号を受信部１１２から受信した際、優先度指数管理部５０１が保持する優先度指数管理表５０１ａを参照し、発生したイベントを特定する。

また、管理パケット生成部１００ａは、受信部１１２が複数の機器制御機能付電力メータ２から送信された短期信号の衝突を検出した場合、衝突した短期信号の優先度指数である衝突優先度指数を取得し、取得した衝突優先度指数を、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、衝突が検出された後の期間での管理パケットを生成する。

受信部１１２は、端末識別情報で示される第１通信端末装置からデータの送信が所定の期間内に許可されている場合であって、当該所定の期間内に送信が許可される優先度の端末データを第２通信端末装置が保持している場合、当該所定の期間のうちの第１通信端末装置からデータが送信される送信期間より前の短期期間内に、当該端末データを識別する短期信号を第２通信端末装置から受信する。ここで、第１通信端末装置及び第２通信端末装置は、複数の機器制御機能付電力メータ２のうちのいずれかの通信端末装置である。

また、受信部１１２は、当該所定の期間内において、短期期間内に第２通信端末装置から短期信号を受信した後、第１通信端末装置からデータを受信する。また、受信部１１２は、複数の通信端末装置から送信された短期信号の衝突を検出する。

送信部１１１は、短期信号で識別される端末データから得られる制御対象の機器制御機能付電力メータ２に制御信号を送信する。つまり、送信部１１１は、受信部１１２が短期信号を受信した場合に、優先度指数管理表５０１ａを参照し、当該短期信号に対応付けられた端末データから得られる制御対象の機器制御機能付電力メータ２に制御信号を送信する。

図２１は、本発明の実施の形態３における送信制御部３０３ａの構成を示す図である。同図は、図７と同じ構成要素においては同じ符号を用い、説明を省略または簡略化する。同図において、新たに追加される構成要素は、優先度指数情報保持部５０２である。

優先度指数情報保持部５０２は、通信装置である消費電力情報収集装置１によって通知された優先度指数に関する情報「イベントの内容、イベントの優先度、イベントに割り当てられた特定の短期信号」を示す優先度指数管理表５０１ａを送信許可判定部４０１から受信し、保持する。

受信部２１２は、消費電力情報収集装置１から優先度指数管理表５０１ａを受信して、受信した優先度指数管理表５０１ａを優先度指数情報保持部５０２に記憶させる。つまり、受信部２１２は、通信装置から受信した優先度の情報を送信許可判定部４０１に渡し、送信許可判定部４０１は、当該優先度の情報に基づいて送信許可判定を行うとともに、当該優先度の情報を優先度指数情報保持部５０２に保存する。

判定部２００は、受信部２１２が受信した管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定する。

送信部２１１ａは、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、優先度指数で示される優先度のデータである端末データを識別する短期信号を、通信装置に送信する。つまり、送信部２１１ａは、優先度指数管理表５０１ａを参照し、端末データに対応付けられた短期信号を、通信装置に送信する。

具体的には、送信部２１１ａの集中制御期間送信部４０３は、送信許可判定部４０１から優先度指数によって送信許可を得られた際、優先度指数情報保持部５０２に保存されている優先度指数管理表５０１ａを参照し、短期信号の送信を行う。

図２５は、本発明の実施の形態３における優先度指数管理表５０１ａの一例を示す図である。

同図に示すように、優先度指数管理表５０１ａは、機器制御機能付電力メータ２が保持する端末データ（イベント）と、当該端末データの優先度を示す優先度指数と、当該端末データを識別する短期信号とが対応付けられた情報の集まりである。

ここで、端末データは、機器制御機能付電力メータ２が制御する家電機器の状態を示す情報である。つまり、当該端末データによって制御対象の家電機器が定められ、消費電力情報収集装置１は、当該家電機器を制御するように、機器制御機能付電力メータ２に制御信号を送信する。

また、短期信号は、当該端末データに対応して定められる送信時間が短い信号である。当該短期信号は、例えば、パケットに含まれる４バイトのプリアンブルシーケンスなどの特定の短い信号である。

図２３は、本発明の実施の形態３における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。本実施の形態では、８０２．１５．４規格に本発明を適用した別な形態を示す。

同図に示すように、本実施の形態では、８０２．１５．４規格のスーパーフレームと同様に、チャネルが競争期間（ＣＡＰ）と集中制御期間（ＣＦＰ）とに分けられる。競争期間内では、各端末（機器制御機能付電力メータ２）が、自立分散多重通信方式、例えばｓｌｏｔｅｄ ＣＳＭＡ／ＣＡを用いて通信するものとする。

また、端末は、集中制御期間内にデータの送信を行いたいときは、競争期間内で基地局（消費電力情報収集装置１）に申請する。基地局は申請端末に対して、許可、不許可の結果を返す。以降、本発明の特徴である集中制御期間内における優先度制御を説明する。

集中制御期間内では、複数の割当期間（Ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ Ｔｉｍｅ Ｓｌｏｔ／ＧＴＳ）が設けられ、さらに、各ＧＴＳの先頭に１つのキャリアセンススロットが設けられる。ＧＴＳ内のキャリアセンススロット以外の時間を計画スロットとする。

キャリアセンススロットの長さは、特定の短い信号である短期信号を送信するのに必要な時間（割り込みスロット）より長くなければならない。

通信装置は、定期的にビーコンを送信する。ここで、ビーコンの情報には、少なくともスーパーフレームの長さ（タイムスロット数）、集中制御期間（ＣＦＰ）の開始タイムスロット、ＧＴＳの割り当て情報である「ＧＴＳ数、個々ＧＴＳの長さ、開始タイムスロット、割り当て端末ＩＤ、割り当て端末以外に送信可能なデータの優先度指数」等が含まれる。

次に、本実施の形態３における消費電力情報収集装置１が行う処理について、説明する。

図２４は、本発明の実施の形態３における消費電力情報収集装置１が行う処理の一例を示すフローチャートである。同図では、図９と同じ処理を行うステップは、同じ符号を用いて説明を省略または簡略化する。

同図に示すように、まず、管理パケット生成部１００ａの優先度指数管理部５０１は、それぞれの高い優先度イベントに対して、優先度および特定の短期信号の内容を記載した優先度指数管理表５０１ａを生成する（Ｓ９０）。

そして、送信部１１１は、優先度指数管理表５０１ａの内容を、関連する機器制御機能付電力メータ２に送信する（Ｓ９１）。

次に、管理パケット生成部１００ａは、所定の期間内にデータの送信が許可される機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報と、当該所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度指数とを含む管理パケットを生成する（Ｓ９２）。

そして、送信部１１１は、管理パケット生成部１００ａが生成した管理パケットを、すべての機器制御機能付電力メータ２に送信する（Ｓ９４）。そして、受信部１１２は、端末識別情報と優先度指数とから決定される機器制御機能付電力メータ２から、所定の期間内にデータを受信する（Ｓ９６）。

次に、本実施の形態３における消費電力情報収集装置１が行う衝突回避処理について、説明する。

図２５は、本発明の実施の形態３における消費電力情報収集装置１が行う衝突回避処理の一例を示すフローチャートである。

同図に示すように、消費電力情報収集装置１の受信部１１２が複数の機器制御機能付電力メータ２から送信された短期信号である割り込みスロットの衝突の発生を検出する（Ｓ９７）。

そして、管理パケット生成部１００ａは、衝突が起きた短期信号の優先度指数である衝突優先度指数を特定し（Ｓ９８）、特定した衝突優先度指数から、優先度指数管理表５０１ａを参照して、衝突端末を特定する（Ｓ９９）。

具体的には、例えば、図２２に示す優先度指数管理表５０１ａでは、優先度指数６が「電子ポット１が起動」と「ドライヤが起動」の２つのイベントに割り当てられているため、両イベントが同時に発生すると同時送信による優先度指数の衝突が起こる。したがって、管理パケット生成部１００ａは、電子ポット１とドライヤとを、衝突端末と特定する。

そして、管理パケット生成部１００ａは、次の管理パケットの生成において、特定した衝突優先度指数を当該管理パケットに含まれる優先度指数として、両衝突端末に、スロットの割り当てを行う（Ｓ１００）。これにより、衝突を回避することができる。

次に、本実施の形態３における機器制御機能付電力メータ２が行う処理について、説明する。

なお、本実施の形態３における機器制御機能付電力メータ２が行う処理について、上記実施の形態１における機器制御機能付電力メータ２が行う処理と同様な処理については、同じ符号を用い、説明を省略または簡略化する。具体的には、「送信期間判定アルゴリズム（図１０）、集中制御期間内の送信アルゴリズム（図１２）」の処理の説明は省略し、新たな処理が含まれる「集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズム」の説明を行う。

図２６は、本発明の実施の形態３における機器制御機能付電力メータ２が行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。同図の各処理において、図１１と同様な処理については、同じ符号を用い説明を省略または簡略化する。具体的には、割り込みＧＴＳにデータを送信（図１１のＳ２０４）の処理の代わりに、割り込みスロットに短期信号を送信（Ｓ２０３）の処理が行われる。

つまり、まず、割り込み送信を行う機器制御機能付電力メータ２の送信部２１１ａは、ビーコンの情報を参照し、自装置が送信するデータの優先度指数と等しい他装置に割り当てた割当期間（以下、割り込みＧＴＳという）の有無を判定する（Ｓ２０２）。

送信部２１１ａは、割り込みＧＴＳがあると判定した場合（Ｓ２０２で「有」）、割り込みスロットに短期信号を直ちに送信する（Ｓ２０３）。以降のその他の処理については、図１１と同様の処理を行う。
係る構成によれば、機器制御機能付電力メータ２に高い優先度のデータが発生した場合、本発明の実施の形態１における送信期間判定アルゴリズム（図１０）を用いて、データの優先度及び許容遅延に基づいて、優先データに対応する短期信号を集中制御期間内に割り込み送信するか否かを決定する。集中制御期間内に割り込み送信すると決定した場合、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを用いて、送信データの優先度指数に等しいＧＴＳ期間の割り込みスロットに予め決められたイベントに対応した短期信号の送信を行う。集中制御期間内に通常に送信する機器制御機能付電力メータ２は、送信する前にキャリアセンスするが、割り込みスロットがキャリアセンススロットより短いため、キャリアが使用されないと判断することができ、データの送信が可能となる。

なお、本実施の形態では、集中制御期間内に通常に送信する機器制御機能付電力メータ２は、送信する前にキャリアセンスするとしたが、割り込みスロットがキャリアセンススロットより短いため、キャリアセンスしなくてもよい。つまり、図１２のＳ３０４の処理を実施せず、図２３の計画スロットにデータの送信を行ってもよい。またキャリアセンススロットをＧＴＳの先頭に設定したが、キャリアセンススロットをＧＴＳの最後に設定してもよい。

以降、図２７〜図３１を参照しながら、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行う各シナリオの詳細を示す。

図２７は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ１を説明する図である。

本シナリオ１では、受信部１１２は、所定の期間内において、１の通信端末装置から短期信号を受信した後、他の通信端末装置からデータを受信する。

同図に示すように、同シナリオにおける構成は、基地局（消費電力情報収集装置１）、及び端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ（機器制御機能付電力メータ２）である。

基地局は、ビーコンによって端末ＡにＧＴＳ１を割り当て、端末ＢにＧＴＳ２を割り当てることとする。さらに、ＧＴＳ１では、割り込み可能優先度指数：１、ＧＴＳ２では、割り込み可能優先度指数：２に設定するとする。

このように、基地局は、２以上のＧＴＳ期間のそれぞれに対応した端末識別情報と優先度指数とを含む管理パケットを生成し、各端末に送信する。また、端末Ｃは、ＧＴＳの割り当てを持たないが、優先度指数１の送信データを持つ。

端末Ｃは、ビーコンの情報を参照し、ＧＴＳ１の割り込み可能優先度指数が自端末の送信データの優先度指数と等しいと判断し、スーパーフレームがＧＴＳ１の位置になると直ちに予め決められたイベントに対応した特定の短期信号の送信を行う。

端末Ａは、スーパーフレームが自端末に割り当てたＧＴＳ１の位置になると、データを送信する前に１タイムスロットのキャリアセンスを行う。端末Ａは、キャリアセンスする間に、端末Ｃの短期信号の送信によって一時チャネルがビジーと検出するが、端末Ｃの送信時間がキャリアセンスの時間より短いため、端末Ｃが送信を終えると、チャネルがアイドルと検出し、データの送信が可能となる。

よって、基地局は、高い優先度データに対応した短期信号、および割り当てられた端末のデータを同じＧＴＳに受信することが可能となり、送信遅延が少なく、高いチャネルの利用率が得られる。

次のＧＴＳ２では、割り込みデータがないため、端末Ｂは、キャリアセンスした後チャネルがアイドルと検出し、データを送信する。

なお、端末Ａおよび端末Ｂがキャリアセンスを行わず、計画スロットにデータの送信を行っても、同様な効果が得られる。また、例えば端末Ａは、キャリアセンスの時間が経過するのを待つことなく、端末Ｃが短期信号の送信を終えた後、直ちにデータを送信してもよい。

以上のように、本実施の形態３における消費電力情報収集装置１によれば、第１通信端末装置からデータが送信される送信期間より前の短期期間内に、第２通信端末装置から、所定の期間内に送信が許可される優先度の端末データを識別する短期信号を受信し、当該短期信号で識別される端末データから得られる制御対象の通信端末装置に制御信号を送信する。つまり、消費電力情報収集装置１は、第１通信端末装置からのデータの送信期間より前の短期期間内に、第２通信端末装置から優先度の高い端末データを識別する短期信号を受信することができる。このため、消費電力情報収集装置１は、当該送信期間におけるデータの送信に影響を与えることなく、当該短期信号を受信することができる。これにより、消費電力情報収集装置１は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを識別する信号を受信することができる。

また、消費電力情報収集装置１は、所定の期間内において、短期期間内に第２通信端末装置から短期信号を受信した後、第１通信端末装置からデータを受信する。つまり、消費電力情報収集装置１は、第２通信端末装置から優先度の高いデータを識別する短期信号を受信するとともに、第１通信端末装置から、所定の期間内に送信が許可されたデータを受信することができる。このため、消費電力情報収集装置１は、データを送信するように割り当てられた第１通信端末装置があった場合であって、第２通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、第２通信端末装置から当該高い優先度のデータを示す情報を受信し、さらに、第１通信端末装置からもデータを受信することができる。

また、消費電力情報収集装置１は、機器制御機能付電力メータ２が制御する家電機器の電力変化量に所定の係数を乗じた値を、最低優先度指数から減じることで、優先度指数を算出する。つまり、当該家電機器の電力変化量が大きいほど、優先度が高くなるように、優先度指数が算出される。これにより、消費電力情報収集装置１は、消費電力を調整するための情報として、電力変化量が大きい家電機器の動作情報を、優先的に取得することができる。

また、本実施の形態３における機器制御機能付電力メータ２によれば、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、当該データを識別する短期信号の送信を行う。これにより、機器制御機能付電力メータ２は、データを送信するように割り当てられた他の機器制御機能付電力メータ２があるとしても、自装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを識別する短期信号を送信することができる。

また、機器制御機能付電力メータ２は、消費電力情報収集装置１から優先度指数管理表５０１ａを受信して、受信した優先度指数管理表５０１ａを参照し、端末データに対応付けられた短期信号を、消費電力情報収集装置１に送信する。つまり、機器制御機能付電力メータ２は、消費電力情報収集装置１から受信した優先度指数管理表５０１ａを参照することで、優先度の高い端末データに対応付けられた短期信号を取得することができるので、当該端末データに対応付けられた短期信号を、消費電力情報収集装置１に送信することができる。

図２８は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ２を説明する図である。

本シナリオ２では、送信部１１１は、受信部１１２が短期信号を受信した場合に、優先度指数管理表５０１ａを参照し、短期信号に対応付けられた端末データから得られる制御対象の通信端末装置に制御信号を送信する。

つまり、同図に示すように、図２７で示したシナリオ１と同様に、基地局は、ＧＴＳ１において、端末Ｃから短期信号を受信し、また、端末Ａからデータを受信する。そして、基地局は、ＧＴＳ２において、端末Ｂがキャリアセンスする間に、制御対象の機器制御機能付電力メータ２（同図では、端末Ｃ）に制御信号を送信する。

以上のように、本シナリオ２における消費電力情報収集装置１によれば、短期信号を受信した場合に、優先度指数管理表５０１ａを参照し、短期信号に対応付けられた端末データから得られる制御対象の機器制御機能付電力メータ２に制御信号を送信する。つまり、消費電力情報収集装置１が送信した優先度指数管理表５０１ａを機器制御機能付電力メータ２が受信し、当該機器制御機能付電力メータ２は、受信した優先度指数管理表５０１ａを参照して、優先度の高い端末データに対応付けられた短期信号を、消費電力情報収集装置１に送信する。これにより、消費電力情報収集装置１は、優先度指数管理表５０１ａを参照して、受信した短期信号に対応付けられた端末データを取得し、取得した端末データから得られる制御対象の機器制御機能付電力メータ２に制御信号を送信することができる。

図２９は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ３を説明する図である。

同図に示すように、同シナリオにおける構成は、基地局（消費電力情報収集装置１）、及び端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ、端末Ｅ（機器制御機能付電力メータ２）である。

基地局は、ビーコンによって端末ＡにＧＴＳ１を割り当て、端末ＢにＧＴＳ２を割り当て、端末ＣにＧＴＳ３を割り当てることとする。さらに、ＧＴＳ１に割り込み可能優先度指数：１、ＧＴＳ２に割り込み可能優先度指数：１、ＧＴＳ３に割り込み可能優先度指数：１を設定するとする。端末Ｄ、Ｅは、ＧＴＳの割り当てを持たないが、優先度指数１の送信データを持つ。

端末Ｄ、Ｅは、ビーコンの情報を参照し、ＧＴＳ１の割り込み可能優先度指数が自端末の送信データの優先度指数と等しいと判断し、スーパーフレームがＧＴＳ１の位置になると直ちに予め決められたイベントに対応した特定の短期信号の送信を行う。

端末Ａは、スーパーフレームが自端末に割り当てたＧＴＳ１の位置になると、データを送信する前に１タイムスロットのキャリアセンスを行う。端末Ａがキャリアセンスする間に、端末Ｄ、Ｅの短期信号の送信によって一時チャネルがビジーと検出するが、端末Ｄ、Ｅの送信時間がキャリアセンスの時間より短いため、端末Ｄ、Ｅが送信を終えるとチャネルがアイドルと検出し、データの送信が可能となる。

ここで、端末Ｄ、Ｅが同時送信を行うために、短期信号の衝突が起きる。このため、基地局が、受信した短期信号の誤りを検出し、ＡＣＫパケットを端末Ａのみに送信する。

端末Ｄ、Ｅは、自端末当てのＡＣＫパケットを受信しないため、短期信号の衝突が起きたと判断する。

端末Ｄ、Ｅは、再びビーコンの情報を参照し、ＧＴＳ２の割り込み可能優先度指数が自端末の送信データの優先度指数と等しいと判断するが、直前に送信した短期信号が衝突したため、ＧＴＳ２では、衝突回避アルゴリズムを適用する。

そして、衝突回避アルゴリズムにより、端末Ｄが送信可能と判断し、短期信号の送信を行う。端末Ｅは、衝突回避アルゴリズムにより送信不可と判断し、データの送信を取りやめる。端末Ｂは、キャリアセンスする間に、端末Ｄの短期信号の送信によって一時チャネルがビジーと検出するが、端末Ｄの送信時間がキャリアセンスの時間より短いため、端末Ｄが送信を終えるとチャネルがアイドルと検出し、データの送信が可能となる。

基地局は、端末Ｄの短期信号と端末Ｂのパケットとを正しく受信し、両端末にＡＣＫパケットを送信する。

次のＧＴＳ３では、端末Ｅが、衝突回避アルゴリズムにより送信可能と判断し、短期信号を送信する。端末Ｃは、キャリアセンスする間に、端末Ｅの短期信号の送信によって一時チャネルがビジーと検出するが、端末Ｅの送信時間がキャリアセンスの時間より短いため、端末Ｅが送信を終えるとチャネルがアイドルと検出し、データの送信が可能となる。

係る構成によれば、端末に高い優先度のデータが発生した場合、送信期間判定アルゴリズムを用いて、データの優先度及び許容遅延に基づいて優先データに対応する短期信号を集中制御期間内に割り込み送信するか否かを決定することができる。集中制御期間内に割り込み送信すると決定した場合、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを用いて、送信データの優先度指数に等しいＧＴＳ期間に短期信号の送信を行う。また、割り込み端末同士にパケット衝突が起きる場合は、衝突回避アルゴリズムを用いることで、割り込み端末同士のパケット衝突が回避可能である。

また、ＧＴＳ２またはＧＴＳ３の割り込み可能優先度指数が１でなかった場合は、基地局は、ＧＴＳ２及びＧＴＳ３の割り込み可能優先度指数を１に設定し直すことで、端末Ｄ、Ｅから短期信号を受信することができる。

図３０及び図３１は、本発明の実施の形態３における消費電力収集システムが行うシナリオ４を説明する図である。

本シナリオ４では、優先度指数管理部５０１は、図３０に示すように、端末データを保持する通信端末装置を示す情報が、優先度指数と短期信号とに対応付けられた優先度指数管理表５０１ｂを記憶している。

管理パケット生成部１００ａは、受信部１１２が短期信号を受信した場合、優先度指数管理表５０１ｂを参照し、短期信号に対応付けられた通信端末装置である第２通信端末装置に、所定の期間以降の後続期間内でのデータの送信を許可する。

受信部１１２は、当該後続期間内に、第２通信端末装置から、当該短期信号で識別される端末データを受信する。

送信部１１１は、受信部１１２が受信した端末データから得られる制御対象の通信端末装置に制御信号を送信する。

具体的には、図３１に示すように、図２７で示したシナリオ１と同様に、基地局は、ＧＴＳ１において、端末Ｃから短期信号を受信し、また、端末Ａからデータを受信する。

また、基地局は、ＧＴＳ２において、端末Ｃから優先度指数１の送信データを受信するために、ビーコンによって端末ＣにＧＴＳ２を割り当て、ＧＴＳ２での割り込み可能優先度指数を１に設定する。

これにより、ＧＴＳ２において、端末Ｃは、優先度指数１の送信データを送信することができるようになるため、基地局は、端末Ｃから優先度指数１の送信データを受信することができる。

以上のように、本シナリオ４における消費電力情報収集装置１によれば、短期信号を受信した場合、短期信号に対応付けられた第２通信端末装置（端末Ｃ）に、所定の期間（ＧＴＳ１）以降の後続期間（ＧＴＳ２）内でのデータの送信を許可し、当該後続期間（ＧＴＳ２）内に、第２通信端末装置（端末Ｃ）から、短期信号で識別される端末データを受信する。つまり、消費電力情報収集装置１は、短期信号を受信した後に、短期信号で識別される優先度の高い端末データを受信することができる。

（実施の形態４）
図３２は、本発明の実施の形態４における無線通信方式のフレーム構造を示す図である。本実施の形態４では、実施の形態３と同じ方法「割り込みスロットに短期信号を送信する」で、一般のポーリング方式に本発明を適用した形態を示す。つまり、キャリアセンススロットの長さは、短期信号を送信するのに必要な時間（割り込みスロット）より長くなっている。

同図に示すように、実施の形態４のスーパーフレームには、集中制御期間及び競争期間が含まれる。集中制御期間は、スーパーフレームの先頭を示す情報であるビーコンから始まり、集中制御期間終了通知パケットまでである。集中制御期間終了通知パケットには、少なくとも競争期間の長さ情報が含まれる。競争期間は、集中制御期間終了通知パケットから始まり、集中制御期間終了通知パケットに記載する長さまでで終了する。

端末（機器制御機能付電力メータ２）は、実施の形態１と同様に、集中制御期間（ポーリング期間）にデータの送信を行いたい場合、競争期間内で、自立分散無線通信方式、例えばＣＳＭＡ／ＣＡを用いて、基地局（消費電力情報収集装置１）にポーリングの予約を行う。

基地局は、ポーリング予約する無線端末に対して、ポーリングリストの登録許可または不許可を行い、無線端末に通知する。端末は、ポーリングの予約許可の結果を参照し、実施の形態２の送信期間判定アルゴリズム（図１６）を用いて、データの送信を行う。

また、基地局は端末にビーコンを送信し、ビーコンは、集中制御期間の開始を通知する。ポーリングリストの情報はビーコンに含まれていてもよいし、別途のパケットで通知することにしてもよい。

また、基地局は、各端末にスロットの割り当てを行わず、代わりにデータを収集したい端末にポーリングトリガーを通知することで、データの収集を行う。つまり、基地局は、ポーリングリストに載る端末順に、ポーリングトリガーを送信する。ポーリングトリガーには、少なくともデータの送信許可無線端末のＩＤと、割り込み可能優先度指数とが含まれる。

つまり、消費電力情報収集装置１の管理パケット生成部１００ａは、所定の期間内にデータの送信が許可される機器制御機能付電力メータ２を示す端末識別情報と、当該所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度指数とを含むポーリングトリガーを管理パケットとして生成する。

なお、本実施の形態４における消費電力収集システム（消費電力情報収集装置１及び機器制御機能付電力メータ２）の構成は、上記実施の形態３における消費電力収集システムの構成と同様であるため、構成の詳細な説明は省略する。また、本実施の形態４における消費電力情報収集装置１が行う処理についても、実施の形態３での説明と同様であるため、説明は省略する。

また、本実施の形態４における機器制御機能付電力メータ２が行う送信期間判定処理も本発明の実施の形態２における送信期間判定アルゴリズム（図１６）と同様であるため、説明は省略する。

次に、本発明の実施の形態４における送信部２１１ａが、集中制御期間内に割り込み送信を行う処理（図１６のＳ４１８）の詳細について、説明する。

図３３は、本発明の実施の形態４における機器制御機能付電力メータ２が行う集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを説明するフローチャートである。

同図において、図１７と同様の処理については、同じ符号を用い説明を省略または簡略化する。具体的には、割り込みトリガーにデータを送信する処理（図１７のＳ５０４）の代わりに、割り込みトリガーの後の割り込みスロットに短期信号を送信する処理（Ｓ５０３）が行われる。

つまり、まず、割り込み送信を行う機器制御機能付電力メータ２の送信部２１１ａは、ポーリングトリガーの情報を参照し、自装置が送信しようとするデータの優先度指数と等しいポーリングトリガー（以下、割り込みトリガーという）の有無を判定する（Ｓ５０２）。

送信部２１１ａは、割り込みトリガーがあると判定した場合（Ｓ５０２で「有」）、割り込みトリガーの後の割り込みスロットに予め優先度（イベント）に対応して設定された短期信号を直ちに送信する（Ｓ５０３）。以降のその他の処理については、図１１と同様の処理を行う。

係る構成によれば、機器制御機能付電力メータ２に高い優先度のデータが発生した場合、本発明の実施の形態２における送信期間判定アルゴリズム（図１６）を用いて、データの優先度及び許容遅延に基づいて、優先データに対応する短期信号を集中制御期間内に割り込み送信するか否かを決定する。そして、集中制御期間内に割り込み送信をすると決定した場合、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズム（図３３）を用いて、送信データの優先度指数に等しいポーリングトリガーに予め決められたイベントに対応した短期信号の送信を行う。集中制御期間内に通常に送信する機器制御機能付電力メータ２は、送信する前にキャリアセンスするが、割り込みスロットがキャリアセンススロットより短いため、キャリアが使用されないと判断することができ、データの送信が可能となる。

なお、本実施の形態では、集中制御期間内に通常に送信する機器制御機能付電力メータ２は、送信する前にキャリアセンスするとしたが、割り込みスロットがキャリアセンススロットより短いため、キャリアセンスしなくてもよい。つまり、図１８のＳ６０４の処理を実施せず、図３２の計画スロットにデータの送信を行ってもよい。またキャリアセンススロットを計画スロットの前に設定したが、キャリアセンススロットを計画スロットの後に設定してもよい。

図３４は、本発明の実施の形態４における消費電力収集システムが行うシナリオを説明する図である。

本シナリオでは、管理パケット生成部１００ａは、受信部１１２が複数の機器制御機能付電力メータ２から送信された短期信号の衝突を検出した場合、衝突した短期信号の優先度指数である衝突優先度指数を取得し、取得した衝突優先度指数に基づいて衝突した端末を特定する。

また、管理パケット生成部１００ａは、取得した衝突優先度指数を、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、衝突が検出された後の期間での管理パケットを生成する。つまり、管理パケット生成部１００ａは、衝突を回避するために、衝突した端末のポーリングトリガーパケットを生成するとともに、割り込み可能優先度指数を衝突優先度指数に設定する。

同図に示すように、同シナリオにおける構成は、基地局（消費電力情報収集装置１）、及び端末Ａ、端末Ｂ、端末Ｃ、端末Ｄ、端末Ｅ（機器制御機能付電力メータ２）である。

基地局は、ビーコンによって、集中制御期間の開始を全端末に通知する。端末Ａ、Ｂは、ポーリングの予約が成功する端末とする。端末Ｃ、Ｄ、Ｅは、ポーリングの予約が失敗する端末であるが、端末Ｃは、優先度指数１の送信データを持つ。また、端末Ｄ、Ｅは、優先度指数２の送信データを持つとする。また、基地局が管理するポーリングリストの端末順番は、端末Ａ、Ｂであるとする。

基地局は、ビーコンを送信した後に、ポーリングリストを参照し、端末Ａのポーリングトリガーパケットを生成すると共に、割り込み可能優先度指数１を設定し、ポーリングトリガーを送信する。なお、本発明の実施の形態４の基地局は、本発明の実施の形態１の基地局と同様に、ポーリングトリガーパケットの割り込み可能優先度指数を動的に設定することが可能である。

端末Ｃは、ポーリングトリガーパケットを受信すると、ポーリングトリガーに記載されている割り込み可能優先度指数が、自端末の送信データの優先度指数と等しいことを検知して割り込みトリガーであると判断し、割り込みトリガーの後の割り込みスロットに、予め優先度（イベント）に対応して設定された短期信号の送信を行う。

端末Ａは、自端末のポーリングトリガーを受信し、本発明の実施の形態２の集中制御期間内の送信アルゴリズムに従って、データの送信を行う前にキャリアセンスを行う。端末Ａは、キャリアセンスする間に、端末Ｃの短期信号の送信によって一時チャネルがビジーと検出するが、端末Ｃの送信時間がキャリアセンスの時間より短いため、端末Ｃが送信を終えるとチャネルがアイドルと検出し、データの送信が可能となる。

基地局は、端末ＡおよびＣにＡＣＫパケットを返した後に、次のポーリング対象である端末Ｂと優先度指数２のポーリングトリガーパケットを生成し送信する。

端末Ｄ、Ｅは、ポーリングトリガーを受信し、自端末の割り込みトリガーであることを判断して、割り込みトリガーの後の割り込みスロットに、短期信号を直ちに送信する。この際に、端末Ｄ、Ｅが同時に短期信号の送信を行うため、短期信号の衝突が発生する。

端末Ｂは端末Ａと同様の処理を行い、データの送信を行う。

基地局は、割り込み可能優先度指数２の短期信号の衝突を検知して、端末ＢにＡＣＫパケットを送信した後に、優先度指数管理表を参照し、同じ優先度指数を割り当てた端末を特定する。たとえば、優先度指数管理表において端末ＥおよびＤに同じ優先度指数を設定している場合、短期信号の衝突を回避できるように、次のポーリングトリガーパケットについて、ポーリング対象を端末Ｄ、割り込み可能優先度指数を２と設定する。

これにより、端末Ｄは、自端末のポーリングトリガーを受信し、集中制御期間内の送信アルゴリズムに従って、データの送信を行う。

また、端末Ｅは、ポーリングトリガーを受信し、自端末の割り込みトリガーであることを判断して、割り込みトリガーの後の割り込みスロットに、短期信号を直ちに送信する。このように、端末Ｄ、Ｅがそれぞれ違うスロットに送信するため、衝突が起こらず、両端末の送信が成功する。

係る構成によれば、端末に高い優先度のデータが発生した場合、送信期間判定アルゴリズムを用いて、データの優先度及び許容遅延に基づいて優先データに対応した短期信号を集中制御期間内に割り込み送信するか否かを決定する。集中制御期間内に割り込み送信をすると決定した場合、集中制御期間内の割り込み送信アルゴリズムを用いて、送信データの優先度指数に等しいポーリングトリガーの割り込みスロットに、短期信号の送信を行う。集中制御期間内に通常に送信する端末は、送信する前にキャリアセンスするが、割り込みスロットがキャリアセンススロットより短いため、キャリアが使用されないと判断することができ、データの送信が可能となる。

また、割り込み端末同士に短期信号の衝突が起きる場合は、基地局では、衝突した短期信号の衝突優先度指数から衝突端末を特定し、当該衝突優先度指数をポーリングトリガーの割り込み可能優先度指数に指定するとともに、衝突端末をポーリング対象端末に指定することで、高い優先度のデータを優先的に送信することができる。

以上のように、本シナリオにおける消費電力情報収集装置１によれば、機器制御機能付電力メータ２から送信された短期信号の衝突を検出し、衝突した短期信号の優先度指数を、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、管理パケットを生成する。つまり、消費電力情報収集装置１は衝突した短期信号を受信できないため、衝突後に、再度当該短期信号を受信するために、衝突した短期信号の優先度指数を含めた管理パケットを生成する。これにより、機器制御機能付電力メータ２に高い優先度のデータが発生し、当該データを識別する短期信号の受信時に衝突が起きた場合でも、当該衝突した高い優先度のデータを識別する短期信号を受信することができる。

次に、本発明の実施の形態における消費電力収集システムが奏する効果について、具体的に説明する。

一般家庭では、多数の家電機器を同時に利用する際、主幹ブレーカーの許容電流を超えてブレーカーが作動することで、すべての家電機器に電力の供給が遮断される問題がよくある。一方、家庭内では、調理家電、空調、照明、情報機器家電などおよそ５０から６０台の家電機器がある。すべての家電機器の消費電力を収集してから主幹ブレーカーの許容電流（総消費電力制限値）を超えないように家電機器を制御する方法では、データ収集に時間がかかり、家電機器を制御する前にブレーカーが落ちてしまう可能性がある。

そこで、消費電力情報収集装置１が消費電力の高い家電機器を選択し、優先かつ確実に消費電力データを受信できるように集中制御期間内にポーリングし、それ以外の低消費電力機器、及び稼動しない機器の消費電力データについては競争期間内にデータを収集することで、効率の良いデータの収集方法を図る。

しかし、端末を絞って消費電力を収集するが故に消費電力が高い家電機器が突発的に稼動する際、ポーリングリストに載っていないため、消費電力データが消費電力情報収集装置１に許容遅延内に送信できず、総消費電力が制限値に超える（ブレーカーが落ちる）可能性がある。

以下、具体的なシナリオをあげて問題を説明する。

例えば、ある時点では建物内に電気ポット１台、電子オーブンレンジ１台、テレビ１台、エアコン２台と複数の低消費電力機器（照明８台、扇風機１台、ラジオ１台、パソコン１台、ゲーム機１台、携帯充電器１台など）を含む家電機器が稼動しているとする。

また、消費電力の高い家電機器である電気ポット１台、電子オーブンレンジ１台、テレビ１台、エアコン２台をリアルタイムで優先的に収集するために、集中制御期間内にポーリングするものとする。それ以外の低消費電力機器は、競争期間内に消費電力データを送信するものとする。また建物の主幹ブレーカーの許容値は、４０００Ｗとする。

図３５は、電気ポット１台、電子オーブンレンジ１台、テレビ１台、エアコン２台の消費電力を示した図である。

また、図３６は、掃除機の消費電力を示す図である。

電気ポット１台、電子オーブンレンジ１台、テレビ１台、エアコン２台の総消費電力は、図３５で示した通り、およそ３５００Ｗであり、低消費電力機器の消費電力を含めて考えると、制限値４０００Ｗ近くに達することが分かる。

そして、次の時刻に、仮にユーザが新しく掃除機を使用するとする。ユーザが掃除機を使用するまで掃除機が稼動しないため、掃除機はポーリングリストに載らず、ユーザが掃除機を使用すると、掃除機の消費電力データを競争期間内に送信することになる。

また、図３６で示したように、掃除機の消費電力特性（電流）は、起動した直後に５０ｍｓで０Ａから２Ａに上昇し、その５０ｍｓ後に１６Ａまで上昇する。つまり、５０ｍｓの間に１４Ａ以上の消費電流が増大する。

したがって、総消費電力が制限値を超えないような制御を施すには、掃除機の消費電力が急上昇する前に、掃除機が稼動することを消費電力情報収集装置１に通知する必要がある。つまり、５０ｍｓ（許容遅延）以内に掃除機に関するデータを送信しなければならない状況である。

図３５を参考しながら、家電機器４〜７と消費電力情報収集装置１とに利用される無線システムのパラメータを以下のように仮定する。

データの通信速度：１００ｋｂｐｓ（ｋｉｌｏｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ）
パケットサイズ：固定長１２７バイト
タイムスロット：２．４ｍｓ（ミリ秒）
スーパーフレーム：６４タイムスロット＝１５４ｍｓ

競争期間内では、複数の家電機器が競争して通信するため、掃除機に関するデータは複数のスーパーフレームに渡って消費電力情報収集装置１に送信できない可能性がある。図３５に示した通り、掃除機が稼動すると、６００ｍｓ以上に渡って総消費電力が制限値を超えてしまいブレーカーが落ちことになる。本発明ではこの課題を解決するために考案するものである。

つまり、本発明に係る通信装置（消費電力情報収集装置１）によれば、端末識別情報と優先度指数とを含む管理パケットを通信端末装置（機器制御機能付電力メータ２）に送信し、当該端末識別情報と優先度指数とから決定される通信端末装置から、データを受信する。つまり、通信装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置からだけではなく、所定の優先度のデータを保持する通信端末装置からも、データを受信することができる。このため、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該他の通信端末装置から当該高い優先度のデータを受信することができる。

これにより、例えば掃除機に関するデータを高い優先度のデータと設定しておけば、当該掃除機に関するデータを優先的に受信することができ、総消費電力が制限値を超えてブレーカーが落ちるようなことを防止することができる。

また、端末識別情報で示される通信端末装置よりも、優先度指数で示される優先度のデータを保持する通信端末装置から、優先的にデータを受信する。つまり、通信装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置に代えて、所定の優先度のデータを保持する通信端末装置からデータを受信する。このため、データを送信するように割り当てられた通信端末装置があったとしても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該他の通信端末装置から当該高い優先度のデータを受信することができる。

また、通信端末装置から送信されたデータの衝突を検出し、衝突したデータの優先度指数を、衝突が検出された後の期間での管理パケットに含まれる優先度指数として、管理パケットを生成する。つまり、通信装置は衝突したデータを受信できないため、衝突後に、再度当該データを受信するために、衝突したデータの優先度指数を含めた管理パケットを生成する。これにより、通信端末装置に高い優先度のデータが発生し、当該データの受信時に衝突が起きた場合でも、当該衝突した高い優先度のデータを受信することができる。

また、データの衝突が起きた後に、管理パケットに含まれる優先度指数として、最優先度指数から衝突優先度指数までが繰り返されるように、管理パケットを生成する。つまり、衝突したデータの優先度よりも高い優先度のデータがある場合には、当該高い優先度のデータを優先的に受信することができる。これにより、通信端末装置に、衝突したデータの優先度よりも高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを受信することができる。

また、２以上の期間のそれぞれに対応した端末識別情報と優先度指数とを含む管理パケットを生成する。このため、管理パケットに、予め定めた複数の期間の端末識別情報と優先度指数とを含ませることができるので、容易に、受信するデータの設定を行うことができる。

また、通信端末装置が制御する機器の状態に応じた優先度指数を決定し、決定した優先度指数を含む管理パケットを生成する。つまり、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときに、特定の優先度指数を定めるなど、当該機器の状態によって優先度指数を変化させる。これにより、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときのデータを、通信端末装置から優先的に受信することができる。

また、本発明に係る通信端末装置（機器制御機能付電力メータ２）によれば、受信した管理パケットに含まれる端末識別情報と優先度指数とから、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定して、所定の期間内に当該データの送信を行う。つまり、通信端末装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置であるか、所定の優先度のデータを保持する通信端末装置である場合に、データを送信することができる。このため、通信端末装置は、データを送信するように割り当てられた通信端末装置でない場合でも、高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを送信することができる。

これにより、例えば掃除機に接続されている機器制御機能付電力メータ２が送信するデータを高い優先度のデータと設定しておけば、当該掃除機に関するデータを優先的に送信することができ、総消費電力が制限値を超えてブレーカーが落ちるようなことを防止することができる。

また、管理パケットに含まれる端末識別情報から自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定するとともに、データの送信前に他の通信端末装置から通信装置へデータが送信されているか否かを判定し、他の通信端末装置からデータが送信されていると判定した場合は、データの送信を行わない。つまり、自装置がデータを送信するように割り当てられた通信端末装置であっても、他の通信端末装置から通信装置へデータが送信されている場合は、データの送信を行わない。これにより、自装置がデータを送信するように割り当てられた通信端末装置であっても、他の通信端末装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該他の通信端末装置に、当該高い優先度のデータを優先的に送信させることができる。

また、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、管理パケットに含まれる優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、当該データの送信を行う。これにより、データを送信するように割り当てられた他の通信端末装置があるとしても、自装置に高い優先度のデータが発生した場合に、当該高い優先度のデータを送信することができる。

また、自装置が制御する機器の状態に応じて、通信装置に送信するデータの優先度指数を決定することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する。つまり、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときに、特定の優先度指数を定めるなど、当該機器の状態によって優先度指数を変化させる。これにより、通信端末装置が制御する機器が特定の状態のときのデータを、通信装置に優先的に送信することができる。

以上、本発明に係る通信装置及び通信端末装置について、上記実施の形態を用いて説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。

つまり、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

また、本発明は、このような通信装置または通信端末装置として実現できるだけでなく、当該通信装置及び通信端末装置を備える通信システムとして実現することができる。また、本発明は、当該通信装置または通信端末装置を構成する各処理部を備える集積回路として実現したり、当該各処理部の処理をステップとする方法として実現したりすることもできる。さらに、本発明は、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データまたは信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

本発明に係る通信装置、通信端末装置及び通信システムは、消費電力収集システム、またセンサーネットワークのデータ収集システムに有用である。

１ 消費電力情報収集装置（通信装置）
２ 機器制御機能付電力メータ（通信端末装置）
３ 建物
４〜７ 家電機器
８ コンセント
１００、１００ａ 管理パケット生成部
１０１ 電力測定部
１０２ データ保持部
１０３ 消費電力変化量算出処理部
１０５ 消費電力収集決定送信処理部
１０６ 収集・制御判断処理部
１０７ 家電制御送信処理部
１０８ 割当期間優先度指数設定処理部
１１０ 通信処理部
１１１ 送信部
１１２ 受信部
２００ 判定部
２０１ 電力測定部
２０２ データ保持部
２０３ 受信フレーム解析処理部
２０５ 消費電力測定値送信処理部
２０６ 家電制御部
２０７ 送信判定部
２０８ パケット生成部
２１０ 通信処理部
２１１、２１１ａ 送信部
２１２ 受信部
３０３、３０３ａ 送信制御部
３０４ バックオフ制御部
３０５ 送信処理部
４０１ 送信許可判定部
４０３ 集中制御期間送信部
５０１ 優先度指数管理部
５０１ａ、５０１ｂ 優先度指数管理表
５０２ 優先度指数情報保持部

Claims (21)

1. 複数の通信端末装置との間でデータの送受信を行う通信装置であって、
   前記複数の通信端末装置のうち所定の期間内にデータの送信が許可される通信端末装置を示す端末識別情報と、前記所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを生成する管理パケット生成部と、
   生成された前記管理パケットを、前記複数の通信端末装置に送信する送信部と、
   前記複数の通信端末装置のうち前記端末識別情報と前記優先度指数とから決定される通信端末装置から、前記所定の期間内にデータを受信する受信部と
   を備える通信装置。
2. 前記管理パケット生成部は、
   前記通信端末装置が保持する端末データの優先度を示す前記優先度指数と、前記端末データを識別する短期信号とが対応付けられた優先度指数管理情報を記憶している優先度指数管理部を備え、
   前記受信部は、前記端末識別情報で示される第１通信端末装置からデータの送信が前記所定の期間内に許可されている場合であって、前記所定の期間内に送信が許可される優先度の前記端末データを第２通信端末装置が保持している場合、前記所定の期間のうちの前記第１通信端末装置からデータが送信される送信期間より前の短期期間内に、前記端末データを識別する前記短期信号を前記第２通信端末装置から受信し、
   前記送信部は、前記短期信号で識別される前記端末データから得られる制御対象の通信端末装置に制御信号を送信する
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記優先度指数管理部は、前記端末データを保持する通信端末装置を示す情報が、前記優先度指数と前記短期信号とにさらに対応付けられた前記優先度指数管理情報を記憶しており、
   前記管理パケット生成部は、前記受信部が前記短期信号を受信した場合、前記優先度指数管理情報を参照し、前記短期信号に対応付けられた通信端末装置である前記第２通信端末装置に、前記所定の期間以降の後続期間内でのデータの送信を許可し、
   前記受信部は、前記後続期間内に、前記第２通信端末装置から、前記短期信号で識別される前記端末データを受信し、
   前記送信部は、前記受信部が受信した前記端末データから得られる制御対象の通信端末装置に前記制御信号を送信する
   請求項２に記載の通信装置。
4. 前記優先度指数管理部は、前記端末データが、前記優先度指数と前記短期信号とにさらに対応付けられた前記優先度指数管理情報を記憶しており、
   前記送信部は、前記優先度指数管理情報を前記通信端末装置に送信するとともに、前記受信部が前記短期信号を受信した場合に、前記優先度指数管理情報を参照し、前記短期信号に対応付けられた前記端末データから得られる制御対象の通信端末装置に前記制御信号を送信する
   請求項２に記載の通信装置。
5. 前記優先度指数管理部は、最大の優先度指数であって最低の優先度を示す最低優先度指数から、前記通信端末装置が制御する機器が前記端末データで示される動作を行った場合の電力変化量に、所定の係数を乗じた値を減じることで、前記優先度指数を算出する
   請求項２〜４のいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記受信部は、前記所定の期間内において、前記短期期間内に前記第２通信端末装置から前記短期信号を受信した後、前記第１通信端末装置からデータを受信する
   請求項２〜５のいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記受信部は、複数の前記通信端末装置から送信された短期信号の衝突を検出し、
   前記管理パケット生成部は、前記衝突した短期信号の優先度指数である衝突優先度指数を取得し、取得した前記衝突優先度指数を、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットに含まれる優先度指数として、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットを生成する
   請求項２〜６のいずれか１項に記載の通信装置。
8. 前記受信部は、前記所定の期間内に、前記端末識別情報で示される第１通信端末装置と、前記優先度指数で示される優先度のデータを保持する第２通信端末装置とからデータの送信が許可されている場合、前記第２通信端末装置から当該データを受信する
   請求項１に記載の通信装置。
9. 前記受信部は、複数の前記通信端末装置から送信されたデータの衝突を検出し、
   前記管理パケット生成部は、前記衝突したデータの優先度指数である衝突優先度指数を取得し、取得した前記衝突優先度指数を、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットに含まれる優先度指数として、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットを生成する
   請求項８に記載の通信装置。
10. 前記管理パケット生成部は、前記衝突優先度指数が最も高い優先度を示す最優先度指数でない場合、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットに含まれる優先度指数として、前記最優先度指数から前記衝突優先度指数までが繰り返されるように、前記衝突が検出された後の期間での前記管理パケットを生成する
    請求項９に記載の通信装置。
11. 前記管理パケット生成部は、２以上の期間のそれぞれに対応した前記端末識別情報と前記優先度指数とを含む前記管理パケットを生成する
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の通信装置。
12. 前記受信部は、前記通信端末装置が制御する機器の状態を示すデータとして、当該機器の消費電力データ、貯湯量、発電量、電池の残量及び運転モードの少なくとも１つを含むデータを受信し、
    前記管理パケット生成部は、前記受信部が受信するデータで示される当該機器の状態に応じた優先度指数を決定し、決定した前記優先度指数を含む前記管理パケットを生成する
    請求項１〜１１のいずれか１項に記載の通信装置。
13. 通信装置との間でデータの送受信を行う通信端末装置であって、
    所定の期間内にデータの送信が許可される通信端末装置を示す端末識別情報と、前記所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを、前記通信装置から受信する受信部と、
    受信された前記管理パケットに含まれる前記端末識別情報と前記優先度指数とから、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する判定部と、
    前記判定部が、自装置がデータの送信許可を得たと判定した場合、前記所定の期間内に当該データの送信を行う送信部と
    を備える通信端末装置。
14. 前記判定部は、前記受信部が受信した前記管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、前記管理パケットに含まれる前記優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、
    前記送信部は、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、前記優先度指数で示される優先度のデータである端末データを識別する短期信号を、前記通信装置に送信する
    請求項１３に記載の通信端末装置。
15. さらに、
    前記端末データと、前記端末データの優先度を示す前記優先度指数と、前記端末データを識別する前記短期信号とが対応付けられた優先度指数管理情報を記憶するための優先度指数情報保持部を備え、
    前記受信部は、前記通信装置から前記優先度指数管理情報を受信して、受信した前記優先度指数管理情報を前記優先度指数情報保持部に記憶させ、
    前記送信部は、前記優先度指数管理情報を参照し、前記端末データに対応付けられた前記短期信号を、前記通信装置に送信する
    請求項１４に記載の通信端末装置。
16. 前記判定部は、前記受信部が受信した前記管理パケットに含まれる端末識別情報と、自装置の端末識別情報とを比較することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定し、
    前記送信部は、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、データの送信前に他の通信端末装置から前記通信装置へデータが送信されているか否かを判定し、他の通信端末装置からデータが送信されていると判定した場合は、データの送信を行わず、他の通信端末装置からデータが送信されていないと判定した場合は、データの送信を行う
    請求項１３に記載の通信端末装置。
17. 前記判定部は、前記受信部が受信した前記管理パケットに含まれる優先度指数と、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数とを比較し、自装置が送信しようとしているデータの優先度指数で示される優先度が、前記管理パケットに含まれる前記優先度指数で示される優先度以上の場合、自装置がデータの送信許可を得たと判定し、
    前記送信部は、自装置がデータの送信許可を得たと判定された場合、当該データの送信を行う
    請求項１３に記載の通信端末装置。
18. 前記判定部は、自装置が制御する機器の消費電力データ、貯湯量、発電量、電池の残量及び運転モードの少なくとも１つを含むデータで示される当該機器の状態に応じて、前記通信装置に送信するデータの優先度指数を決定することで、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する
    請求項１７に記載の通信端末装置。
19. 通信装置と複数の通信端末装置との間でデータの送受信を行う通信システムであって、
    前記通信装置は、
    前記複数の通信端末装置のうち所定の期間内にデータの送信が許可される通信端末装置を示す端末識別情報と、前記所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを生成する管理パケット生成部と、
    生成された前記管理パケットを、前記複数の通信端末装置に送信する送信部と、
    前記複数の通信端末装置のうち前記端末識別情報と前記優先度指数とから決定される通信端末装置から、前記所定の期間内にデータを受信する受信部とを備え、
    前記複数の通信端末装置のそれぞれは、
    前記管理パケットを前記通信装置から受信する受信部と、
    受信された前記管理パケットに含まれる前記端末識別情報と前記優先度指数とから、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する判定部と、
    前記判定部が、自装置がデータの送信許可を得たと判定した場合、前記所定の期間内に当該データの送信を行う送信部とを備える
    通信システム。
20. 複数の通信端末装置との間でデータの送受信を行う通信装置の通信方法であって、
    前記複数の通信端末装置のうち所定の期間内にデータの送信が許可される通信端末装置を示す端末識別情報と、前記所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを生成する管理パケット生成ステップと、
    生成された前記管理パケットを、前記複数の通信端末装置に送信する送信ステップと、
    前記複数の通信端末装置のうち前記端末識別情報と前記優先度指数とから決定される通信端末装置から、前記所定の期間内にデータを受信する受信ステップと
    を含む通信方法。
21. 通信装置との間でデータの送受信を行う通信端末装置の通信方法であって、
    所定の期間内にデータの送信が許可される通信端末装置を示す端末識別情報と、前記所定の期間内に送信が許可されるデータの優先度を示す優先度指数とを含む管理パケットを、前記通信装置から受信する受信ステップと、
    受信された前記管理パケットに含まれる前記端末識別情報と前記優先度指数とから、自装置がデータの送信許可を得たか否かを判定する判定ステップと、
    前記判定部が、自装置がデータの送信許可を得たと判定した場合、前記所定の期間内に当該データの送信を行う送信ステップと
    を含む通信方法。

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