JPWO2015146066A1 - 無線端末、メータリング装置、及び通信制御方法 - Google Patents

Abstract

無線端末（１２）は、無線トランシーバ（１２１）及び制御部（１２２）を含む。無線トランシーバ（１２１）無線トランシーバ（１２１）の通信により形成された無線マルチホップネットワーク（１０）内のゲートウェイノード（１１）に到達するための経路コストの大きさに応じて、電源復旧の後に無線マルチホップネットワーク（１０）に参加するまでの待機時間を調整するよう構成されている。これにより、例えば、無線マルチホップネットワークの安定的な再構成に寄与できる。

Description

本明細書の開示は、無線マルチホップネットワークに関し、より具体的には電源復旧時における無線端末の通信制御に関する。

Machine to Machine（M2M）ネットワーク又はセンサネットワークに適した短距離無線通信技術としてZigBee、ZigBee PRO、及びZigBee IP等が知られている。ZigBee、ZigBee PRO、及びZigBee IPは、無線マルチホップ通信を採用している。本明細書では、ZigBee、ZigBee PRO、及びZigBee IPに代表される無線マルチホップ通信を採用したネットワークを無線マルチホップネットワークと呼ぶ。

特許文献１は、親無線機及び複数の無線機によって構成される無線マルチホップネットワークにおいて、各無線機の通信経路を決定する際にホップ数を考慮することを開示している。ここで、ホップ数は、ある無線機から親無線機までに至るまでに経由する他の無線機の数（つまり、中継ノード数）を意味する。特許文献１は、親無線機を根（root）ノードとするツリー型ネットワークトポロジを想定しており、ホップ数をなるべく小さくするという原則に従って各無線機の通信経路が決定されることを開示している。また、特許文献１は、各無線機の周囲に最大接続数を超える多くの他の無線機が存在する場合に、当該無線機が通信するべき下流の無線機（つまり、葉（leaf）ノード又は子ノード）を決定するためにホップ数が考慮されることを開示している。

特許文献２も、特許文献１と同様の開示を含む。すなわち、特許文献２は、ゲートウェイ装置及び複数の無線ノードによって構成される無線マルチホップネットワークにおいて、各無線ノードの通信経路を決定する際にホップ数（つまり、中継ノード数）を考慮することを開示している。特許文献２は、ゲートウェイ装置を根（root）ノードとするツリー型ネットワークトポロジを想定しており、ホップ数をなるべく小さくするという原則に従って各無線ノードの通信経路が決定されることを開示している。

特開２００６−２４５８５４号公報 特開２０１０−１４１３９４号公報

本件発明者は、コンセントレータ及び複数のスマートメータが無線マルチホップネットワークを形成する利用形態を想定し、停電後のスマートメータの通信再開動作について検討を行った。複数のスマートメータが影響を受ける程度の停電が発生し、その停電が復旧した後に停電の影響を受けていた複数のスマートメータが通信を再開するケースを想定する。このケースにおいて、一例として、停電の影響を受けていた各スマートメータが無線マルチホップネットワークに参加するための制御手順をランダムに開始することが考えられる。しかしながら、このようなスマートメータの動作は、再構成される無線マルチホップネットワークが安定したネットワーク状態に収束するまでに多くの時間を必要とするかもしれない。例えば、新たなスマートメータが起動して無線マルチホップネットワークに参加することで、それ以前に起動していたスマートメータの通信経路（コンセントレータまでのマルチホップ経路）の変更が必要になる可能性がある。

なお、上述の問題は、スマートメータリングに限られず、無線マルチホップネットワークにおいて広く発生し得る問題である。すなわち、無線マルチホップネットワークを構成していた複数の無線端末が動作を停止した後に再起動（通信を再開）する場合、再構成される無線マルチホップネットワークが安定したネットワーク状態に収束するまでに多くの時間を必要とするおそれがある。

したがって、本明細書に開示される実施形態が達成しようとする目的の１つは、無線マルチホップネットワークの安定的な再構成に寄与することが可能な無線端末、メータリング装置、通信制御方法、及びプログラムを提供することである。その他の目的又は課題と新規な特徴は、本明細書の記述又は添付図面から明らかにされる。

一実施形態において、無線端末は、無線トランシーバ及び制御部を含む。前記無線トランシーバは、ノードと通信するよう構成されている。前記制御部は、前記無線トランシーバの通信により形成された無線マルチホップネットワーク内のゲートウェイノードに到達するための経路コストの大きさに応じて、電源復旧の後に前記無線マルチホップネットワークに参加するまでの待機時間を調整するよう構成されている。

一実施形態において、メータリング装置は、上述の無線端末の構成と、検針データを収集する検針ユニットを含み、前記無線マルチホップネットワークを介して前記検針データを遠隔システムに送信するよう構成されている。

一実施形態において、無線端末により行われる通信制御方法は、無線マルチホップネットワーク内のゲートウェイノードに到達するための経路コストの大きさに応じて、前記無線端末の電源復旧の後に前記無線マルチホップネットワークに参加するまでの待機時間を調整することを含む。

一実施形態において、プログラムは、コンピュータに読み込まれた場合に、上述した通信制御方法をコンピュータに行わせるための命令群（ソフトウェアコード）を含む。

上述の実施形態によれば、無線マルチホップネットワークの安定的な再構成に寄与することが可能な無線端末、メータリング装置、通信制御方法、及びプログラムを提供できる。

第１の実施形態に係る無線マルチホップネットワークの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る無線端末の構成例を示す図である。 待機時間の定義の一例を示す図である。 第１の実施形態に係る無線端末の電源復旧時における通信制御手順の一例を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る無線マルチホップネットワークの再構成を説明するための図である。 第２の実施形態に係るスマートメータを含Advanced Metering Infrastructure（AMI）システムの構成例を示す図である。 第２の実施形態に係るスマートメータの構成例を示す図である。

以下では、具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図面において、同一又は対応する要素には同一の符号が付されており、説明の明確化のため、必要に応じて重複説明は省略される。

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る無線マルチホップネットワーク１０の構成例を示す図である。図１の例は、無線マルチホップネットワーク１０が ZigBee、ZigBee PRO、又はZigBee IPネットワークである場合を示している。無線マルチホップネットワーク１０は、１つのコーディネータ１１と複数の無線端末１２によって構成される。ZigBee又はZigBee PRO ネットワークの場合、コーディネータ１１はZigBeeコーディネータに相当し、無線端末１２はZigBeeルータ又はZigBeeエンドデバイスに相当する。ZigBee IPネットワークの場合、コーディネータ１１はZigBee IPコーディネータに相当し、無線端末１２はZigBee IPルータ又はZigBee IPホストに相当する。

コーディネータ１１は、マルチホップ通信を担うルータとして動作するとともに、無線マルチホップネットワーク１０を生成する。コーディネータ１１による無線マルチホップネットワーク１０の生成処理は、空き無線チャネルを探索すること、並びに無線マルチホップネットワーク１０が利用する無線チャンネル及びネットワーク識別子（Personal Area Network（PAN） ID）を決定することを含む。

無線端末１２は、コーディネータ１１によって生成及び管理される無線マルチホップネットワーク１０に参加する端末である。無線端末１２は、マルチホップ通信を担うルータとして動作するか、ルータ機能を有していないエンドデバイスとして動作する。

さらに、図１の例では、コーディネータ１１は、外部ネットワーク５０（例えば、Internet Protocol（IP）ネットワーク）との境界に配置されており、無線マルチホップネットワーク１０と外部ネットワーク５０の間でデータを中継するゲートウェイ（又はゲートウェイノード）として動作する。しかしながら、コーディネータ１１とは異なるいずれかの無線端末１２（ZigBeeルータ又はZigBee IPルータ）がゲートウェイの役割を担ってもよい。図１において、ノード間を繋ぐ実線は、ゲートウェイとしてのコーディネータ１０と各無線端末１２との間のデータ転送に使用されるマルチホップ経路（親子関係）を示している。図１において、ノード間を繋ぐ破線は、マルチホップ経路（親子関係）に含まれていない無線端末１２間のアソシエーション（無線リンク）を示している。

図２は、無線端末１２の構成例を示すブロック図である。無線端末１２は、無線トランシーバ１２１、コントローラ１２２、及び電源ユニット１２３を含む。無線トランシーバ１２１は、近隣のノードとの間で無線通信を行うよう構成されている。例えば、無線トランシーバ１２１は、物理層に関してIEEE 802.15.4又はIEEE 802.15.4gに準拠し、Media Access Control（MAC）層（データリンク層）に関してIEEE 802.15.4に準拠してもよい。

コントローラ１２２は、無線マルチホップネットワーク１０におけるデータ転送に必要なネットワーク層以上の上位レイヤのサービスを提供する。さらに、コントローラ１２２は、無線マルチホップネットワーク１０に参加するための制御手順（以下、参加手順）を実行する。無線マルチホップネットワーク１０への参加手順は、無線端末１２がルータ又はエンドデバイス（IPホスト）として無線マルチホップネットワーク１０に接続し、無線マルチホップネットワーク１０を介したデータ送受信を行える状態となるために必要な制御手順を意味する。無線マルチホップネットワーク１０への参加手順は、複数の手順（手続き、procedure）を含んでもよい。

無線マルチホップネットワーク１０への参加手順は、例えば、（ａ）PAN（無線マルチホップネットワーク１０）の探索、（ｂ）近隣のノードとのアソシエーションの確立手順、（ｃ）コーディネータ１１（又はゲートウェイ）との間で行われる認証手順、及び（ｄ）コーディネータ１１（又はゲートウェイ）と無線端末１２の間のマルチホップ経路の設定手順、のうち少なくとも１つを含んでもよい。

ZigBee、ZigBee PRO、又はZigBee IPに準拠する場合、無線マルチホップネットワーク１０への参加手順は、（ａ）近隣のノードへのBeacon Requestメッセージの送信、（ｂ）近隣のノードへのAssociation Requestメッセージの送信、（ｃ）コーディネータ１１（又はゲートウェイ）への認証要求メッセージの送信、（ｄ）IPアドレスの取得手順、（ｅ）近隣のノードへのDODAG Information Solicitationメッセージの送信、及び（ｆ）コーディネータ１１（又はゲートウェイ）へのDODAG Destination Advertisement Objectメッセージの送信、のうち少なくとも１つを含んでもよい。

電源ユニット１２３は、無線トランシーバ１２１及びコントローラ１２２に給電する。より具体的に述べると、電源ユニット１２３は、図示しないバッテリ又は外部電源から内部電源を生成する。内部電源は、無線トランシーバ１２１及びコントローラ１２２を含む無線端末１２内の各モジュールに供給される。一例において、電源ユニット１２３は、外部電源としての交流電力を直流電力に変換し、無線トランシーバ１２１及びコントローラ１２２の各々に対応した直流電圧を生成する。

続いて以下では、無線端末１２の電源復旧時における通信制御方法について説明する。無線端末１２（コントローラ１２２）は、電源復旧時に、過去に無線マルチホップネットワーク１０に参加していたときのコーディネータ１１（又はゲートウェイ）に到達するための経路コストを取得する。無線端末１２は、無線マルチホップネットワーク１０に接続して動作している間に、無線端末１２が有する不揮発性メモリ（不図示）に経路コストの値を予め格納しておけばよい。そして、無線端末１２（コントローラ１２２）は、この過去の経路コストの大きさに応じて、無線端末１２の電源復旧の後に無線マルチホップネットワーク１０に参加するタイミングを調整する。具体的には、無線端末１２（コントローラ１２２）は、過去の経路コストが大きいほど、無線マルチホップネットワーク１０に参加するタイミングを遅らせればよい。言い換えると、無線端末１２（コントローラ１２２）は、経路コストの大きさに応じて、無線端末１２の電源復旧の後に無線マルチホップネットワーク１０に参加するまでの待機時間を調整してもよい。具体的には、無線端末１２（コントローラ１２２）は、経路コストが大きいほど、無線マルチホップネットワーク１０に参加するまでの待機時間を長くしてもよい。

ここで、無線端末１２の「電源復旧」は、電力供給が不十分であるために無線端末１２内の無線トランシーバ１２１及びコントローラ１２２が通常の動作をできない状態から、電力供給が回復したことによって無線トランシーバ１２１及びコントローラ１２２が通常の動作を開始できる状態に変化することを意味する。したがって、無線端末１２の電源復旧は、無線端末１２（電源ユニット１２３）に十分な電力が供給されることとして定義されてもよい。また、無線端末１２の電源復旧は、無線端末１２内の無線トランシーバ１２１及びコントローラ１２２に十分な動作電力が供給されることとして定義されてもよい。さらに、無線端末１２の電源復旧は、無線端末１２の再起動と言い換えることができる。

無線端末１２からコーディネータ１１（又はゲートウェイ）に到達するための経路コストは、様々なメトリックを用いて定義されることができる。経路コストは、無線マルチホップネットワーク１０で使用されるルーティングプロトコルにおいてマルチホップ経路の決定に用いられる経路コストが使用されてもよい。経路コストは、例えば、無線端末１２からコーディネータ１１（又はゲートウェイ）に到達するまでのまでのホップ数（中継ノード数）であってもよい。ホップ数が小さいことは、経路コストが小さいことを意味する。また、経路コストは、無線リンクの品質（例えば、Received Signal Strength Indicator（RSSI））を用いて定義されてもよい。さらに、経路コストは、複数のメトリック、例えばホップ数及び無線リンク品質を用いて定義されてもよい。経路コストは、ディスタンスと呼ばれることもある。

無線マルチホップネットワーク１０に参加するタイミングの調整は、無線マルチホップネットワーク１０への参加手順を開始するタイミングを調整することで行うことができる。具体的には、無線端末１２（コントローラ１２２）は、過去の経路コストが大きいほど、無線マルチホップネットワーク１０への参加手順を開始するタイミングを遅らせればよい。

無線マルチホップネットワーク１０に参加するタイミングの調整は、電源復旧してから参加手順を開始するまでの待機時間の長さを調整することによって行われてもよい。待機時間の長さと経路コストの大きさの関係は、予め定められていてもよい。すなわち、待機時間は、経路コストの大きさが大きくなるにつれて長くなるように、予め定められていてもよい。

他の例では、無線マルチホップネットワーク１０に参加するタイミングの調整は、図３に示されている固定期間（T_FIXED）の長さを変更することで行われてもよい。図５は、待機時間（T_WAIT）の定義の一例を示す図である。図３において、待機時間（T_WAIT）は、固定期間（T_FIXED）とランダム期間（T_RANDOM）の和として定義される。固定期間（T_FIXED）は、無線端末１２が必ず待機するべき期間である。つまり、固定期間（T_FIXED）は、無線端末１２が待機するべき最小時間を定める。一方、図３に示されたランダム期間（T_RANDOM）の長さは、ランダムに決定される。固定期間（T_FIXED）の長さを変更することで、無線端末１２が待機するべき最小時間を変更することができる。

図４は、無線端末１２の電源復旧時における通信制御手順の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、無線端末１２の電源が復旧する。つまり、無線トランシーバ１２１及びコントローラ１２２を含む無線端末１２内のモジュールに動作電力が供給され、これらのモジュールが起動する。

ステップＳ１２では、コントローラ１２２は、無線端末１２の不揮発性メモリに記憶されていたコーディネータ１１（又はゲートウェイ）までの経路コストを読み出す。既に説明したように、当該経路コストは、無線端末１２が過去に無線マルチホップネットワーク１０に参加していたときの経路コストである。

ステップＳ１３では、コントローラ１２２は、無線端末１２の不揮発性メモリから読み出された経路コストの値に応じて、無線マルチホップネットワーク１０に参加するタイミングを調整する。コントローラ１２２は、無線マルチホップネットワーク１０への参加手順の開始タイミングを経路コストの値に応じて調整してもよい。コントローラ１２２は、無線端末１２の電源復旧の後に無線マルチホップネットワーク１０に参加するまでの待機時間を経路コストの値に応じて調整してもよい。コントローラ１２２は、経路コストの値が大きいほど、無線マルチホップネットワーク１０への参加手順の開始タイミングを遅らせればよい。コントローラ１２２は、経路コストの値が大きいほど、無線マルチホップネットワーク１０に参加するまでの待機時間を長くしてもよい。

図５は、図１に示された１２台の無線端末１２をホップ数（hop count）に基づいてグループ分けして示している。図１に示された１２個の無線端末１２が広域停電などによって全て停止した後に、これらの無線端末１２が電源復旧に応じて再起動する状況を考える。経路コストとしてホップ数が使用される場合、始めにホップ数＝１の３台の無線端末１２が無線マルチホップネットワーク１０への参加手順を開始する。次に、ホップ数＝２の５台の無線端末１２が無線マルチホップネットワーク１０への参加手順を開始する。最後に、ホップ数＝３の４台の無線端末１２が無線マルチホップネットワーク１０への参加手順を開始する。

以上の説明から理解されるように、本実施形態の通信制御方法によれば、停電前の経路コストが小さい無線端末１２から順番に無線マルチホップネットワーク１０に参加することができる。これにより、電源復旧に応じて無線端末１２が無線マルチホップネットワーク１０への参加手順を実行するときに、その手順が失敗する可能性を抑えることができ、無線マルチホップネットワーク１０の安定的な再構成に寄与することができる。なぜなら、無線端末１２が無線マルチホップネットワーク１０への参加手順を実行するタイミングにおいて、自身よりもコーディネータ１１（又はゲートウェイ）に近い上流の無線端末１２（つまり、自身よりもコーディネータ１１（又はゲートウェイ）への経路コストが小さい無線端末）が無線マルチホップネットワーク１０に既に参加している可能性が高いためである。したがって、本実施形態は、上流の無線端末１２が存在しないことに起因する問題、例えば無線マルチホップネットワーク１０への参加手順が失敗すること、及び停電前とは異なる過渡的なネットワークトポロジが生じてしまうことを抑制できる。

なお、無線マルチホップネットワーク１０に参加するタイミングを決定するために参照される経路コストは、無線マルチホップネットワーク１０が安定しているときの経路コストであることが好ましい。無線マルチホップネットワーク１０が安定しているとは、例えば、近隣のノードとの接続関係の頻繁な変動や、コーディネータ１１（又はゲートウェイ）に到達するためのマルチホップ経路の頻繁な変動生じていない状態である。

無線マルチホップネットワーク１０が安定しているときの経路コストを参照するために、一例において、無線端末１２（コントローラ１２２）は、無線端末１２におけて停電が検知されたときより所定時間以上前に記憶されていた経路コストの値を使用してもよい。

他の例において、無線端末１２（コントローラ１２２）は、経路コストの値が所定時間以上変動しないときに記憶された経路コストの値を使用してもよい。

さらに、他の例において、無線端末１２（コントローラ１２２）は、コーディネータ１１（又はゲートウェイ）と当該無線端末１２の間のマルチホップ経路が所定時間以上変動しないときに記憶された経路コストの値を使用してもよい。

更なる他の例において、無線端末１２（コントローラ１２２）は、無線マルチホップネットワーク内の近隣のノードから停電発生を示す通知を受け取るよりも前に記憶されていた経路コストの値を使用してもよい。

なお、無線マルチホップネットワークの用途の１つとしてスマートメータリングが知られている。スマートメータは、電力量、ガス使用量、又は水使用量などを示す検針データを収集する機能と、遠隔システムと双方向で通信するための通信機能を有し、検針データを遠隔システムに送信することができる。通信ネットワークを介してスマートメータと結合される遠隔システムは、Meter Data Management System（MDMS）と呼ばれる。MDMSは、複数のスマートメータと双方向で通信し、複数のスマートメータから送られてくる検針データを解析し、スマートメータを制御する。

一例では、スマートメータは、ZigBee、ZigBee PRO、又はZigBee IP等に準拠した短距離無線モジュールを有し、スマートメータ間のマルチホップ通信によって検針データをMDMSに送信する。検針データの送信のための無線マルチホップネットワークは、コンセントレータ及び複数のスマートメータによって形成される。すなわち、あるスマートメータから送信される検針データは、スマートメータ間のマルチホップ通信によってコンセントレータに到達し、コンセントレータを介してMDMSに転送される。コンセントレータは、複数のスマートメータから送信される検針データを集約し、集約された検針データをMDMSに送信する。コンセントレータは、例えば、送電線及び変圧器などが設置された電柱に取り付けられる。コンセントレータとMDMSの間の通信は、電力線通信等の有線通信ネットワークを利用してもよいし、公衆無線通信ネットワーク（例えば、WiMAX、モバイルWiMAX、Universal Mobile Telecommunications System（UMTS）、Long Term Evolution（LTE）、CDMA2000システム、又はGlobal System for Mobile communications（GSM（登録商標））/General packet radio service（GPRS）システム）を利用してもよい。コンセントレータは、無線マルチホップネットワークと外部ネットワークとの境界でデータ中継を担うことから、ゲートウェイと呼ばれる場合もある。

本実施形態で説明された技術思想は、スマートメータリング等の用途において特に有効であるかもしれない。なぜなら、スマートメータリングの場合、各スマートメータは固定的に設置され移動性を有していないために、無線マルチホップネットワーク１０の過去の安定した状態が将来においても安定な状態である可能性が高いためである。また、スマートメータは、送電網を介して供給される交流電力によって動作することが考えられ、広域停電に起因して複数のスマートメータが一斉に動作を停止することが想定されるためである。スマートメータリングの場合、無線端末１２はスマートメータに実装される。以下に説明する第２の実施形態では、第１の実施形態に係る無線マルチホップネットワーク１０がスマートメータリングのために使用される例を示す。

＜第２の実施形態＞
本実施形態では、第１の実施形態のより具体的な例について説明する。図６は、本実施形態に係るAdvanced Metering Infrastructure（AMI）システムの構成例を示している。図６に示されたAMIシステムは、コンセントレータ２１及び複数のスマートメータ２２を含む。コンセントレータ２１及び複数のスマートメータ２２は、無線マルチホップネットワーク２０を形成する。

コンセントレータ２１は、複数のスマートメータ２２から送信される検針データを集約し、集約された検針データをMDMS５１に送信する。コンセントレータ２１は、例えば、送電線及び変圧器などが設置された電柱に取り付けられる。コンセントレータ２１とMDMS５１の間の通信は、電力線通信等の有線通信ネットワークを利用してもよいし、公衆無線通信ネットワークを利用してもよい。

各スマートメータ２２は、コンセントレータ２１を介して検針データをMDMS５１に送信する。検針データは、例えば、電力量、ガス使用量、又は水使用量を示す。スマートメータ２２は、計測期間を特定するための時刻情報（e.g. 計測期間の開始時刻）とともに検針データを送信してもよい。

スマートメータ２２は、MDMS５１と連携してその他の監視又は制御を行ってもよい。例えば、スマートメータ２２は、検針データの計測期間（例えば、１５分毎、３０分毎、１時間毎）をMDMS５１から遠隔で調整されてもよい。また、スマートメータ２２は、MDMS５１からの要求に応答して、スマートメータ２２のメモリに保持されている過去の検針データをMDMS５１に送信してもよい。また、スマートメータ２２は、MDMS５１からの指示に応答して、電力量、ガス使用量、又は水使用量などを調整するためにスイッチ又はバルブを制御してもよい。

コンセントレータ２１は、MDMS５１と通信するために外部ネットワーク５０とのゲートウェイとして動作する。コンセントレータ２１は、第１の実施形態で説明されたコーディネータ１１又は無線端末１２（ルータ）の機能を有する。コンセントレータ２１がコーディネータ１１の機能を持たない場合、コーディネータ１１の機能はコンセントレータ２１とは異なるノードが持っていればよい。

スマートメータ２２は、第１の実施形態で説明された無線端末１２（ルータ又はエンドデバイス）の機能を有する。すなわち、スマートメータ２２は、過去に無線マルチホップネットワーク２０に参加していたときのコンセントレータ２１（つまり、ゲートウェイ）に到達するための経路コストの大きさに応じて、スマートメータ２２の電源復旧の後に無線マルチホップネットワーク２０に参加するタイミングを調整する。具体的には、スマートメータ２２は、過去の経路コストが大きいほど、無線マルチホップネットワーク２０への参加するタイミングを遅らせればよい。無線マルチホップネットワーク２０に参加するタイミングの調整は、参加手順を開始するタイミングを調整することで行われてもよい。

図７は、スマートメータ２２の構成例を示すブロック図である。図７に示されたスマートメータ２２は、無線トランシーバ２２１、コントローラ２２２、検針ユニット２２３、及び電源ユニット２２４を含む。無線トランシーバ２２１は、図２に示された無線トランシーバ１２１と同様の機能を持つ。コントローラ２２２は、図２に示されたコントローラ１２２と同様の機能を持つ。さらに、コントローラ２２２は、無線トランシーバ２２１を介して、検針ユニット２２３によって収集された検針データをMDMS５１に送信するよう動作する。検針ユニット２２３は、所定の計測期間毎（例えば、１５分毎、３０分毎、１時間毎）の検針データを収集する。電源ユニット２２４は、無線トランシーバ２２１、コントローラ２２２、及び検針ユニット２２３に給電する。一例において、電源ユニット２２４は、外部電源としての交流電力を直流電力に変換し、無線トランシーバ２２１、コントローラ２２２、及び検針ユニット２２３の各々に対応した直流電圧を生成する。

本実施形態によれば、停電前の経路コストが小さいスマートメータ２２から順番に無線マルチホップネットワーク２０に参加することができる。したがって、広域停電によって複数のスマートメータ２２が動作を停止した後にこれらのスマートメータ２２が再起動する際に、無線マルチホップネットワーク２０の安定的な再構成に寄与することができる。

＜その他の実施形態＞
第２の実施形態において、電源復旧から無線マルチホップネットワーク２０への参加手順を開始するまでの待機時間は、スマートメータ２２の優先度（例えば、大口顧客か、それとも一般顧客か）、又はスマートメータ２２の通信内容の優先度（例えば、定期的な検針データの送信か、それとも端末認証などの制御データの送信か）、によって異なる値に決定されてもよい。

第１及び第２の実施形態で説明された無線端末１２及びスマートメータ２２による電源復旧時の通信制御方法は、少なくとも１つのプロセッサを含むコンピュータシステムにプログラムを実行させることによって実現されてもよい。具体的には、図３及び図４等を用いて説明された制御アルゴリズムをコンピュータシステムに行わせるための命令群を含む１又は複数のプログラムをコンピュータシステムに供給すればよい。

このプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（non-transitory computer readable medium）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（tangible storage medium）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、Compact Disc Read Only Memory（CD-ROM）、CD-R、CD-R/W、半導体メモリ（例えば、マスクROM、Programmable ROM（PROM）、Erasable PROM（EPROM）、フラッシュROM、Random Access Memory（RAM））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

さらに、上述した実施形態は本件発明者により得られた技術思想の適用に関する例に過ぎない。すなわち、当該技術思想は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々の変更が可能であることは勿論である。

この出願は、２０１４年３月２８日に出願された日本出願特願２０１４−０６９０４２を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

１０、２０ 無線マルチホップネットワーク
１１ コーディネータ
１２ 無線端末
２１ コンセントレータ
２２ スマートメータ
５０ 外部ネットワーク
５１ Meter Data Management System（MDMS）
１２１、２２１ 無線トランシーバ
１２２、２２２ コントローラ
１２３、２２４ 電源ユニット
２２３ 検針ユニット

Claims (18)

1. ノードと通信を行う無線トランシーバと、
   前記無線トランシーバの通信により形成された無線マルチホップネットワーク内のゲートウェイに到達する経路コストの大きさに応じて、電源復旧の後に前記無線マルチホップネットワークに参加するまでの待機時間を調整する制御手段と、
   を備える無線端末。
2. 前記経路コストが大きいほど、前記無線マルチホップネットワークに参加するまでの待機時間を長くする、請求項１に記載の無線端末。
3. 前記無線トランシーバと前記制御手段に給電を行う電源手段を有し、
   前記電源復旧は、前記電源手段からの給電により、前記無線トランシーバと前記制御手段が動作を開始できる状態に変化することである請求項１〜２のいずれか１項に記載の無線端末。
4. 前記制御手段は、前記無線端末における停電の検知より所定時間以上前に記憶されていた前記経路コストを用いて、前記待機時間を決定する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線端末。
5. 前記制御手段は、前記無線マルチホップネットワーク内のノードから停電発生を示す通知を受け取ることにより停電を検知する請求項１〜４のいずれか１項に記載の無線端末。
6. 前記制御手段は、前記ゲートウェイと前記無線端末の間のマルチホップ経路が所定時間以上変動しないときに記憶された前記経路コストを用いて、前記待機時間を決定する
   請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線端末。
7. 前記経路コストの大きさは、前記ゲートウェイまでのホップ数を含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線端末。
8. 前記経路コストは、Received Signal Strength Indicatorを含む請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線端末。
9. 前記ゲートウェイは、前記無線マルチホップネットワークと外部ネットワークとを中継する請求項１〜８のいずれか１項に記載の無線端末。
10. 前記制御手段は、前記無線マルチホップネットワークに参加するための制御手順の開始タイミングを調整することで前記待機時間を調整し、
    前記制御手順は、ノードとのアソシエーションの確立手順、前記ゲートウェイとの間で行われる認証手順、及び前記ゲートウェイと前記無線端末の間のマルチホップ経路の設定手順のうち少なくとも１つを含む、
    請求項１〜９のいずれか１項に記載の無線端末。
11. 前記無線マルチホップネットワークは、ZigBee、ZigBee PRO、又はZigBee IPに準拠し、
    前記制御手段は、前記無線マルチホップネットワークに参加するための制御手順の開始タイミングを調整することで前記待機時間を調整し、
    前記制御手順は、（ａ）前記無線マルチホップネットワーク内の近隣のノードへのBeacon Requestメッセージの送信、（ｂ）前記近隣のノードへのAssociation Requestメッセージの送信、（ｃ）前記ゲートウェイへの認証要求メッセージの送信、（ｄ）IPアドレスの取得手順、（ｅ）前記近隣のノードへのDODAG Information Solicitationメッセージの送信、及び（ｆ）前記ゲートウェイへのDODAG Destination Advertisement Objectメッセージの送信、のうち少なくとも１つを含む、
    請求項１〜１０のいずれか１項に記載の無線端末。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の無線端末と、
    検針データを収集する検針ユニットと、
    を備え、
    前記無線マルチホップネットワークを介して前記検針データを送信するよう構成されている、
    メータリング装置。
13. 無線端末により行われる通信制御方法であって、
    無線マルチホップネットワーク内のゲートウェイに到達するための経路コストの大きさに応じて、前記無線端末の電源復旧の後に前記無線マルチホップネットワークに参加するまでの待機時間を調整することを備える、
    通信制御方法。
14. 前記経路コストは、前記ゲートウェイまでのホップ数を含む、
    請求項１３に記載の通信制御方法。
15. 前記無線マルチホップネットワーク内における複数の無線端末は、前記ゲートウェイまでのホップ数の大きさに応じてグループ分けされており、
    前記調整することは、前記ホップ数の大きさに基づいて前記無線マルチホップネットワークに参加するまでの待機時間を調整することを含む、
    請求項１３〜１４のいずれか１項に記載の通信制御方法。
16. 前記待機時間の調整は、前記無線マルチホップネットワークに参加するための制御手順の開始タイミングを調整することを含み、
    前記制御手順は、前記無線マルチホップネットワーク内の近隣のノードとのアソシエーションの確立手順、前記ゲートウェイとの間で行われる認証手順、及び前記ゲートウェイと前記無線端末の間のマルチホップ経路の設定手順のうち少なくとも１つを含む、
    請求項１５に記載の通信制御方法。
17. 前記無線マルチホップネットワークは、ZigBee、ZigBee PRO、又はZigBee IPに準拠し、
    前記待機時間の調整は、前記無線マルチホップネットワークに参加するための制御手順の開始タイミングを調整することを含み、
    前記制御手順は、（ａ）前記無線マルチホップネットワーク内の近隣のノードへのBeacon Requestメッセージの送信、（ｂ）前記近隣のノードへのAssociation Requestメッセージの送信、（ｃ）前記ゲートウェイへの認証要求メッセージの送信、（ｄ）IPアドレスの取得手順、（ｅ）前記近隣のノードへのDODAG Information Solicitationメッセージの送信、及び（ｆ）前記ゲートウェイへのDODAG Destination Advertisement Objectメッセージの送信、のうち少なくとも１つを含む、
    請求項１３〜１６のいずれか１項に記載の通信制御方法。
18. 無線端末に関する通信制御方法をコンピュータに行わせるためのプログラムを格納した非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    前記通信制御方法は、無線マルチホップネットワーク内のゲートウェイに到達するための経路コストの大きさに応じて、前記無線端末の電源復旧の後に前記無線マルチホップネットワークに参加するまでの待機時間を調整することを含む、
    非一時的なコンピュータ可読媒体。

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