WO2012160825A1 - センサシステムにおけるセンサおよび受信装置 - Google Patents

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WO2012160825A1
WO2012160825A1 PCT/JP2012/003394 JP2012003394W WO2012160825A1 WO 2012160825 A1 WO2012160825 A1 WO 2012160825A1 JP 2012003394 W JP2012003394 W JP 2012003394W WO 2012160825 A1 WO2012160825 A1 WO 2012160825A1
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transmission
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丸橋　建一
高橋　真吾
宣幸 板橋
吉田　信秀
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日本電気株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a sensor system, and more particularly to a sensor that transmits a packet and a receiving device that receives the packet.
  • a sensor In recent years, research on miniaturization and power saving of sensors is underway. In general, a sensor requires an operating power supply. However, when an external AC power supply is used, a transformer and a rectifying capacitor are large, which makes it difficult to reduce the size. On the other hand, there is a sensor that uses a button battery, but the battery needs maintenance such as replacement, and it is difficult to assume that the battery is mounted inside an electric device.
  • Non-patent document 1 proposes a sensor that solves such difficulties.
  • This sensor uses energy harvesting (Energy Harvesting) that captures energy from around the AC power line, and uses TDC (Time-to-Digital Converter) to enable real-time measurement and data transmission with limited energy It becomes.
  • Energy harvesting Energy Harvesting
  • TDC Time-to-Digital Converter
  • Non-Patent Document 1 has a limitation that a period for performing a measurement operation and a transmission operation is limited in order to achieve low power consumption, and thus a data length that can be transmitted from the sensor at a time is limited.
  • the data length of the packet is short, the length of the sensor identification information is limited except for the measurement data, and the number of sensors that can be identified decreases.
  • a sensor measures and transmits each current waveform information of a group of electrical equipment such as a television, an air conditioner, and a personal computer in the house, not only the sensor identification information for identifying each sensor in the house but also the sensor is attached. It is also necessary to send information that identifies the electrical equipment. Therefore, in a situation where the data length of the packet is limited, a sufficient number of electrical devices cannot be identified, and effective energy management cannot be performed.
  • an object of the present invention is to provide a sensor system capable of identifying a sufficient number of sensors even in a situation where the data length of a packet is limited, and the sensor and receiving device thereof.
  • the sensor of the present invention is a sensor that repeats a measurement period in which measurement is performed and a transmission period in which transmission is performed at a predetermined cycle, and includes a measurement unit that outputs measurement information by a predetermined measurement in the measurement period, and a transmission period in the transmission period.
  • the transmission source identification information for identifying the transmission source of the packet, the measurement information, and the sensor related information for identifying the sensor and / or the measurement target device of the sensor in one or a plurality of packets Transmitting means for transmitting.
  • a receiving apparatus is a receiving apparatus that receives a packet from a sensor that repeats a measurement period in which measurement is performed and a transmission period in which transmission is performed at a predetermined cycle, and the transmission source that identifies the transmission source of the packet from the sensor
  • Receiving means for receiving one or a plurality of packets including identification information, measurement information measured by the sensor, and sensor-related information for identifying the sensor and / or a measurement target device of the sensor; And an identification unit that identifies the sensor and / or a measurement target device of the sensor based on the received transmission source identification information and the sensor related information.
  • the sensor system of the present invention is a sensor system having a plurality of sensors that are provided in each of a plurality of electrical devices and that perform predetermined measurement, and a receiving device that receives packets from each sensor, and each sensor measures The measurement period for performing transmission and the transmission period for performing transmission are repeated at a predetermined cycle.
  • transmission source identification information for identifying the transmission source of the packet, the measurement result of the measurement, the sensor, and / or the Sensor-related information for identifying the measurement target device of the sensor is transmitted in one or a plurality of packets, and the receiving device receives transmission source identification information, the measurement result, the sensor, and / or the sensor from the sensor.
  • One or a plurality of packets including sensor related information for identifying an electric device of the sensor are received, and the received transmission source identification information and the sensor related information are received Based identifying the electrical device of the sensor and / or the sensor, characterized in that.
  • a sufficient number of sensors can be identified even in a situation where the packet data length is limited.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining the configuration and operation of a sensor and a receiving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a sensor system to which the present embodiment is applied.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a more detailed configuration of the sensor system shown in FIG.
  • FIG. 4 is a current waveform diagram for explaining the sampling operation of the sensor according to the present embodiment.
  • FIG. 5 is a time chart showing the sampling operation and transmission operation of the sensor according to the present embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing a change in the breakdown of the power consumption of the sensor according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a time chart showing the sampling timing and transmission timing of the sensor according to the present embodiment.
  • FIG. 1 is a schematic block diagram for explaining the configuration and operation of a sensor and a receiving device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a sensor system to which the present embodiment is applied.
  • FIG. 8 is a format diagram of a packet transmitted from the sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a format diagram of a packet transmitted from the sensor according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a format diagram of a packet transmitted from the sensor according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a format diagram of a packet transmitted from the sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating an example of a unique ID that is reconfigured by the receiving apparatus using a packet transmitted from the sensor according to the fourth embodiment.
  • FIG. 13 is a format diagram of a packet transmitted from the sensor according to the fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an example of a unique ID that is reconfigured by the receiving apparatus using a packet transmitted from the sensor according to the fifth embodiment.
  • FIG. 15 is a format diagram of a packet transmitted from the sensor according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a format diagram of a packet transmitted from the sensor according to the sixth embodiment of the present invention.
  • a sensor that repeats a measurement period in which measurement is performed and a transmission period in which transmission is performed at a predetermined cycle includes one or a plurality of transmission source identification information, measurement information, and sensor-related information in the transmission period.
  • the sensor 10 includes a measurement unit 11 and a transmission unit 12, and performs packet communication with the reception device 30.
  • the sensor 10 repeats a measurement period in which measurement is performed and a transmission period in which transmission is performed at a predetermined cycle. That is, the measurement unit 11 generates measurement information by predetermined measurement within the measurement period and outputs the measurement information to the transmission unit 12.
  • the transmission unit 12 includes one or a plurality of transmission source identification information 23 for identifying a packet transmission source, measurement information 24, and sensor-related information 25 for identifying a sensor and / or measurement target within a transmission period. Send in packets. Desirably, as shown in FIG. 1, the packet 21 including the transmission source identification information 23 and the measurement information 24 and the packet 22 including the transmission source identification information 23 and the sensor related information 25 are transmitted separately. Sensors and / or measurement objects can be identified.
  • the receiving device 30 includes a receiving unit 31 and an identifying unit 32.
  • the receiving unit 31 receives the packets 21 and 22 from the sensor 10, and the source identifying information 23 and the sensor received by the identifying unit 32 are provided. Based on the related information 25, the sensor 10 and / or its measurement object is identified.
  • the sensor-related information 25 is included in the packet transmitted within the transmission period in addition to the transmission source identification information 23 and the measurement information 24. Many sensors can be identified in more detail.
  • TCP / IP As a method for dividing information to be sent into packets and sending it, a technique represented by TCP / IP used on the Internet is known.
  • some sensors may not be able to receive control signals or the like in order to achieve ultra-low power operation. Therefore, there is a restriction that the sensor cannot receive an acknowledgment code for data reception, and the management system cannot request retransmission from the sensor, and it is difficult to use a technique such as TCP / IP.
  • TCP / IP it is assumed that the sensor does not have a reception function to save power, and packets are unilaterally transmitted from the sensor to the receiving device.
  • the sensor system 100 constitutes, for example, a home energy management system, and a sensor 111 is attached to the interior of each electrical device 101-105 in the home or an outlet portion. Sensor information is transmitted from each sensor 111 to a receiving device (server) installed on the switchboard 106, and can be transmitted to an external network via the server.
  • the receiving device (server) may be installed outside the switchboard 106, and does not limit the place where it is placed. Note that communication between the sensor 111 and the receiving device is not limited to communication means through the power line 110.
  • a projector 101, a television 102, a multifunction device 103, an air conditioner 104, and a personal computer 105 are provided as a group of electric devices 120 in a home, and a sensor 111 is provided in each device or in an outlet portion.
  • Each sensor 111 is communicably connected to a distribution board 106 having a receiving device via a power line 110, the distribution board 106 is further connected to a power network 108, and the receiving device (server) is connected to an Internet network 109 via a gateway 107. Is also connected.
  • a home network that is, a network composed of a group of electrical devices is an internal network, and a network outside the home, that is, the power network 108 and the Internet network 109 are external networks.
  • a device is identified by identification information, and a local ID described later is identification information for identifying the device mainly in the internal network.
  • the sensor system 100 is a system that lays sensor nodes at various places and collects information obtained therefrom. For example, current sensors are attached to electrical equipment, outlets, and distribution boards, and this information is collected in a management system to visualize what kind of power consumption is being done, and to advise users on efficient power usage. It is possible to realize energy saving by controlling the operation of the electrical equipment.
  • the sensor 200 is provided in one electrical device in FIG. 2 and the receiving device 300 is provided in the switchboard 106.
  • the sensor 200 is connected to a current transformer 112, and the current transformer 112 is attached to the power line 110.
  • the receiving apparatus 300 is connected to another current lance former 113, and the current lance former 113 is also attached to the power line 110.
  • the sensor 200 and the receiving device 300 transmit and receive sensor information via the power line 110 by using the current transformers 112 and 113.
  • a current lance former consists of a coil wound around a core material, and is attached so as to surround one AC power line. Therefore, a current flows through the coil in accordance with a change in the magnetic field generated from the AC current flowing through the AC power line, and this can be monitored as a current waveform of the AC power line.
  • the sensor 200 samples the current waveform detected by the current transformer 112 and uses it as a sensor power supply, as will be described later. Therefore, the sensor 200 does not require a battery as a power source and can be operated without maintenance once it is mounted.
  • the detected current waveform sampling data is put on the AC current of the power line 110 through the current transformer 112 by OOK (On-OFF Keying) modulation.
  • the sensor 200 can transmit the detected waveform data as measurement data through the power line 110 while securing the power supply by sampling and detecting the current flowing through the AC power supply line, and can be a simple component without a battery. Suitable for downsizing due to the configuration.
  • the sensor 200 has a sensor circuit 210 and an interface 220.
  • the interface 220 inputs and outputs signals to and from the current transformer 112, supplies the generated power and the detected current waveform to the sensor circuit 210, and transmits the transmission data packet generated by the sensor circuit 210 to the current. Output to the transformer 112.
  • the sensor circuit 210 includes a clock generation circuit 211, a sampling controller 212, an A / D converter 213, and a transmission circuit 214, and operates with electric power supplied from the current transformer 112.
  • the sampling controller 212 and the A / D converter 213 correspond to the measurement unit 11 in FIG. 1
  • the transmission circuit 214 corresponds to the transmission unit 12 in FIG.
  • the clock generation circuit 211 generates a clock with a constant frequency and supplies it to each circuit, and each circuit operates at a timing based on this clock.
  • the sampling controller 212 controls sampling timing and the like, and the A / D converter 213 converts the analog value of the detected current waveform into a digital value according to the control of the sampling controller 212 and transmits sampling data (measurement data). Output to the circuit 214.
  • the transmission circuit 214 generates a packet including sampling data or a packet including sensor related information, and outputs the packet as transmission data to the interface 220.
  • the interface 220 drives the current transformer 112 according to the input transmission data, and places the transmission data on the power line 110.
  • the transmission circuit 214 is provided with a storage circuit (not shown).
  • the storage circuit includes sensor-related information included in the packet, for example, a local ID for identifying the sensor, product type data of the sensor target device, or a unique for specifying the target device. An ID, an extended ID, and the like are stored.
  • the transmission circuit 214 generates and transmits a packet from these necessary information and sampling data.
  • the receiving device 300 includes an interface 320 and a control unit 310.
  • the interface 320 corresponds to the reception unit 31 in FIG. 1
  • the control unit 310 corresponds to the identification unit 32.
  • the interface 320 inputs / outputs a signal to / from the current transformer 113, takes out data demodulated on the power line 110 by the sensor 200 by the current transformer 113, demodulates it, and outputs it to the control unit 310 as a packet.
  • the control unit 310 analyzes the input packet, acquires sensor-related information (local ID, product type data, etc.) and sampling data included in the packet, and refers to the database 301 for product identification, power management, etc. Perform data processing.
  • the database 301 is connected to the receiving device 300, and stores, for example, product type data and detailed information such as product type in association with each other.
  • the control unit 310 refers to the database 301 and acquires detailed information of the sensor target device corresponding to the product type data. That is, it identifies that the sensor is an air conditioner or television sensor based on the product type data. Therefore, the sensor 200 measures and transmits the current waveform of the electric device, and the receiving device 300 can estimate the power consumption of the electric device in the house by analyzing the measurement data of the current waveform received from each sensor.
  • the database 301 may be connected via an external network or may be provided inside the receiving apparatus 300.
  • FIGS. 4 and 5 show the timing of the sampling operation and the transmission operation
  • FIG. 6 shows the power consumption by the sampling operation and the transmission operation
  • FIG. 7 shows the sampling interval (period) and the transmission interval, respectively.
  • the detected current waveform is sampled at a predetermined sampling interval by the sampling controller 212 and the A / D converter 213, and sampling data is generated.
  • sampling data is assumed that six sampling data items of data A to F are generated in order.
  • sampling period for sampling and the transmission period for data transmission are alternately repeated at a constant cycle.
  • the sampling period is a measurement period during which the sensor performs measurement. For example, when the A / D converter 213 generates sampling data A and outputs it to the transmission circuit 214 in the first sampling period, the transmission circuit 214 transmits data A in the subsequent transmission period. Similarly, sampling and transmission of data B to F are sequentially performed. In FIG. 5, it is assumed that packets including “0010”, “1000”, “0100”, “1001”, “1110”, and “0001” are sequentially transmitted as sampling data A to F, respectively.
  • the sensor 200 samples the waveform of the current flowing through the power line, and packetizes the obtained sampling data as it is without writing it into the memory and transmits it through the AC power line. Power consumption can be reduced.
  • the sensor 200 uses an energy harvest from an AC power line to supply a power source necessary for operation, but the obtained power is several mW or less. In the present embodiment, sampling and data transmission are alternately performed to reduce power consumption, and a necessary power source is secured within limited power as described below.
  • the sensor 200 keeps the power consumption constant by repeating the sampling period and the transmission period.
  • the breakdown of the power consumption of the sensor 200 is the power consumption 401 by the clock generation circuit 211, the power consumption 402 by the sampling controller 212, the power consumption 403 by the A / D converter 213, and the power consumption 404 by the transmission circuit 214. That is, although the power 401 by the clock is always consumed, only the power consumption 402 and 403 of the sampling controller and the A / D converter are added at the time of sampling, and only the power consumption 404 of the transmission circuit is added at the time of data transmission. Thus, sampling and transmission can always be performed with power consumption of about 1 mW.
  • the sensor 200 intermittently transmits a packet including a local ID and sampling data every time it is sampled.
  • a packet is transmitted within a period of Tp after Ts has elapsed from completion of sampling, and the packet transmission is repeated at a period (interval) Ta.
  • the packet length depends on the amount of data to be transmitted and the transmission rate. In the sensor 200, it is necessary to consider the operation timing as shown in FIGS.
  • the sampling rate needs to be about 2 kHz.
  • the transmittable interval Ta is 500 microseconds or less.
  • the time Tp output from one sensor is 10 microseconds
  • the amount of information that can be transmitted at one time is 30 bits, which is the length of one packet.
  • the carrier frequency for sending data needs to be about 10 times the transmission rate, for example, but from the viewpoint of electromagnetic protection guidelines and transmission loss, the carrier frequency must be suppressed to about 30 MHz or less. There is a limit.
  • ID for identifying the sensor or sensor target device.
  • 30 bits are set per packet. If current waveform information is expressed by, for example, 12 bits, the remaining 18 bits can be assigned to IDs, and about 260,000 sensors or electrical devices can be identified. The number of IDs is sufficient for use in, for example, a single home. However, since devices used in the world are 100 million units, there may be a shortage when assigning unique IDs.
  • the sensor 200 transmits the sensor-related information having a necessary length to the receiving device 300 by transmitting the transmission source identification information, the measurement information, and the sensor-related information in one or a plurality of packets during the transmission period. Even in a situation where the data length of the packet is limited, a sufficient number of sensors or sensor target devices can be identified.
  • a packet configuration example for identifying a sufficient number of sensors or electrical devices when the number of bits of a packet is limited will be described.
  • Example 4.1 First Example According to the first example of the present invention, in one packet of a predetermined format, a local ID as transmission source identification information, signing data as measurement information, and sensor-related The product type data as information is transmitted.
  • the packet 510 includes a local ID 511 and a data area 512, and the data area 512 includes sampling data 513 and product type data 514.
  • the packet length of the entire packet is 30 bits
  • the local ID 511 is 7 bits
  • the sampling data 513 is 12 bits
  • the product type data 514 is 11 bits.
  • the local ID 511 is identification information for identifying the transmission source of the packet, and is identification information that can be identified particularly in the local network.
  • Sampling data 513 is a measurement result sampled at a sampling interval.
  • the product type data 514 is information related to the sensor, and is information for identifying the type of the sensor or the sensor target device. Since the 2048 types can be expressed by the 11-bit product type data 514, the product type of the sensor or the electric device can be sufficiently covered. Further, it is possible to further finely identify using a total of 18 bits of the local ID and product type data.
  • the transmission circuit 214 when the transmission circuit 214 inputs sampling data from the A / D converter 213, the transmission circuit 214 stores the local ID, sampling data, and product type data in the data area 512 as shown in FIG. Packet 510 is generated and transmitted to the power line 110 through the interface 220.
  • the control unit 310 of the receiving apparatus 300 When receiving the packet 510 from the power line 110 through the interface 320, the control unit 310 of the receiving apparatus 300 acquires the local ID, sampling data, and product type data from the received packet 510 according to a predetermined format shown in FIG. The control unit 310 identifies which sensor (where the sensor is) the sampling data based on the local ID, and identifies the type of the sensor or sensor target device by referring to the database 301 using the product type data. To do. In this way, which sensor installed in which product is sending what sampling data can be specified, and can be used for energy management.
  • the sampling data can be recognized not only as measurement data, but also in which product data is installed, and more detailed energy management is possible. For example, if the sampling data is known as the current consumption of the air conditioner, and if it is determined by another temperature sensor that the air conditioner is unnecessary, the user can be informed to turn off the air conditioner. Further, if a device equipped with a sensor is purchased, the receiving apparatus 300 can determine the product type without setting by the user, so that it is possible to save the trouble of introducing the system.
  • Second Embodiment using two packets whose packet data types are switched, a local ID as source identification information and signing data as measurement information are used. And an extension ID as sensor-related information.
  • the packet 520 includes a local ID 521, a type flag 522, and a data area 523.
  • the data area 523 can include either the extended ID 524 or the sampling data 525.
  • the packet 520 according to the present embodiment has a total of 20 bits, that is, the local ID 521 has 7 bits, the type flag 522 has 1 bit, and the data area 523 has 12 bits.
  • the type flag 522 takes “0” or “1” to indicate whether the subsequent data area 523 is the extended ID 524 or the sampling data 525.
  • the extended ID 524 is an ID for identifying a sensor, and the local ID is expanded to allow more sensors to be identified.
  • the transmission circuit 214 generates a packet 520 including a local ID 521 and a data area 523 including either the sampling data 525 or the extended ID 524 as shown in FIG. , And transmitted to the power line 110 through the interface 220.
  • a packet including the extended ID 524 is transmitted, and at other timings, a packet including the sampling data 525 is transmitted.
  • the control unit 310 of the receiving apparatus 300 analyzes the local ID 521 and the type flag 522 in the packet, and determines whether the local ID 521, the sampling data 525, or the extended ID 524 is received from the received packet. Get that.
  • the control unit 310 stores the local ID 521 and the extended ID 524 in association with each other.
  • sampling data is included, the extension ID stored corresponding to the local ID 521 is acquired, and the type of sensor is identified by the extension ID.
  • the receiving apparatus 300 receives packets from a plurality of sensors, it is possible to identify which sensor packet is based on the local ID. Further, when the local ID 521 and the extended ID 524 are received in one packet at any timing, a combination of the local ID and the extended ID possessed by the transmission source sensor can be obtained. Can be specified, and more sensors can be represented. By comparing these IDs with the database 301, more detailed information stored in the database 301 can be searched.
  • the packet 530 includes a local ID 531, a type flag 532, and a data area 533, and the data area 533 includes either the unique ID 534 or the sampling data 535.
  • the unique ID is used instead of the extended ID, and other configurations and bit lengths are the same.
  • the unique ID is an ID for identifying the sensor or the center target device, has a length longer than the local ID, and preferably has a number of bits that can practically fit one ID. That is, although the unique ID is 12 bits here, it may be larger than 7 bits of the local ID. For example, if the packet length is 30 bits, the unique ID may be 22 bits.
  • the same effect as in the second embodiment can be obtained. That is, it is possible to identify from which sensor the packet is from the local ID. Furthermore, by combining the local ID and the unique ID, the unique ID can be referred to only by the local ID, and represents a larger number. Will be able to. Further, by collating these IDs with the database, it is possible to associate with more detailed information.
  • a local ID as source identification information and a signing as measurement information are used.
  • Data and partial information of the unique ID as sensor related information are transmitted.
  • the unique ID is divided, transmitted with a plurality of packets together with the position information, and a unique ID with a large number of bits can be transmitted by reconfiguring the entire unique ID according to the position information on the receiving side. It becomes.
  • the packet 540 includes a local ID 541, a type flag 542, and a data area 543.
  • a combination of a partial bit 544b that is a part of the unique ID and its position is house number 544a.
  • any of the sampling data 545 can be included.
  • the packet 540 has a total of 20 bits, for example, the local ID 541 is 8 bits, the type flag 542 is 1 bit, and the data area 543 is 11 bits.
  • the type flag 542 takes “0” or “1” to indicate whether the subsequent data area is the unique ID partial bit 544 b or the sampling data 545.
  • the data area 543 includes a partial bit of a unique ID
  • this area includes a 7-bit position designation number 544a and a 4-bit unique ID body partial bit 544b.
  • the bit length of the unique ID is too long to fit in one packet, the unique ID is divided and transmitted. For example, the entire unique ID is 128 bits, and 4 bits from the i-th bit position of the unique ID indicated by the position designation number (i) are included in the packet 540 as a partial bit of the unique ID.
  • the transmission circuit 214 generates a packet 540 so as to include either a local ID and sampling data or a partial bit of a unique ID as shown in FIG. 220 to the power line 110. For example, when the sensor starts operation, when sampling data is not generated, or at a regular timing, a packet including a partial bit of the unique ID is transmitted, and at another timing, a packet including the sampling data is transmitted. For example, the transmission circuit 214 acquires 4-bit partial bits from random positions obtained by random numbers or the like from the entire unique ID, and generates a packet including the partial bits of the unique ID.
  • the control unit 310 of the receiving apparatus 300 acquires a local ID and either sampling data or a partial bit of the unique ID from the received packet.
  • the control unit 310 stores the partial bit in the bit position designated by the position designation number 544a, and similarly stores the partial bit of the unique ID from another received packet. Assemble the entire unique ID.
  • the local ID and the unique ID are associated with each other.
  • sampling data is received, the stored unique ID corresponding to the local ID is acquired, and the sensor or the The type of the center target device is identified.
  • the control unit 310 of the receiving device 300 when receiving the packet from the sensor 200, the control unit 310 of the receiving device 300 reconfigures the unique ID according to the position designation number 544a.
  • a part of the 4-bit unique ID body is referred to as a transmission packet. That is, a case is shown in which four unique ID partial bits are received from the i-th bit (1 ⁇ i ⁇ 125) randomly selected from the entire unique ID, and the entire unique ID is reconstructed.
  • 4 bits from the 0th bit of the unique ID are transmitted by the packet # 1, and subsequently, from the 32nd bit by the packet # 2, from the 80th bit by the packet # 3, from the 90th bit by the packet # 4
  • the receiving device stores the partial bits by 4 bits at the corresponding bit position of the unique ID and reconstructs them. Is done.
  • a packet including a partial bit of a unique ID is transmitted a plurality of times, so that the receiving device reconstructs the entire unique ID, and a sufficient number of packets are received. Once received, the complete unique ID will eventually be reconstructed. As a result, a combination of the local ID and the unique ID of the sensor is obtained, and thereafter, the unique ID can be referred to only by the local ID, and the larger number can be expressed. By collating these IDs with the database, it can be associated with further information as in the other embodiments.
  • the senor can repeatedly transmit a part of the unique ID, it is possible to transmit the entire unique ID to the receiving device over time without re-transmission from the receiving side. Even if a part of the unique ID overlaps or a packet from a plurality of sensors collides and disappears, the entire unique ID is finally reconstructed on the receiving device side.
  • a local ID as source identification information and a signing as measurement information are used.
  • Data and partial information of the unique ID as sensor related information are transmitted.
  • the unique ID is divided and transmitted sequentially in a plurality of packets, and the unique ID having a large number of bits is reconfigured by arranging the partial bits of the unique ID in the order received on the receiving side. Can be transmitted.
  • the packet 550 includes a local ID 551, a type flag 552, and a data area 553, and the data area 553 includes either the partial bit 554b or the sampling data 555 that is a part of the unique ID. It is.
  • a start flag is used instead of the position designation number, and the configuration and bit length of FIG. 11 are the same as the start flag except that the start flag is 1 bit and the unique ID partial bit is 10 bits. It is the same.
  • the start flag 554a is a flag indicating whether or not the transmission of the partial bits of the unique ID is the first. For example, when transmitting the first 10 bits of the unique ID, “0” is set and the remaining portions are sequentially transmitted. To do so, take “1”.
  • FIG. 14 shows how the unique ID is reconfigured when the receiving device receives a packet from the sensor.
  • a part of a 10-bit unique ID body is referred to as a transmission packet.
  • 10 bits from the 0th bit of the unique ID are transmitted by the packet # 1, followed by 10 bits from the 10th bit by the packet # 2, and thereafter, 10 bits are transmitted sequentially by the subsequent packets in the same manner.
  • the receiving apparatus extracts the unique ID from the received packet # 1 with the start flag set to “0”, stores the unique ID at the 0th bit, and is unique from other packets received with the start flag set to “1” thereafter. ID is extracted and reconstructed sequentially.
  • the unique ID when the unique ID is reconfigured by the partial bits of the unique ID, the unique ID can be referred to only by the local ID, and the larger number can be expressed. Further, by collating these IDs with the database, it can be associated with further information. Furthermore, since the unique ID is transmitted every 10 bits, the unique ID can be transmitted efficiently.
  • a local ID as source identification information and a signing as measurement information are used.
  • Data and partial information of the unique ID as sensor related information are transmitted.
  • the unique ID is divided and transmitted in a plurality of packets together with the packet numbers corresponding to the order, and the unique ID having a large number of bits is transmitted by reconfiguring the entire unique ID according to the packet number on the receiving side. It becomes possible to do.
  • the packet 560 includes a local ID 561, a type flag 562, and a data area 563, and the data area 563 includes either a partial bit 564b or a sampling data 565 that is a part of the unique ID. It is.
  • the packet number is used instead of the start flag, the packet number is 7 bits, and the partial bit of the unique ID is 4 bits. It is the same.
  • the unique ID is reconfigured in the packet transmission and reception apparatus. That is, the sensor adds the packet number to the packet in the order of transmission when transmitting the partial bits of the unique ID.
  • the receiving device sequentially stores the partial bits according to the order of the packet numbers and reconstructs the unique ID.
  • the same effect as in the fourth and fifth embodiments can be obtained, and further, the transmission order can be identified by the packet number of the packet transmitting the unique ID.
  • the configuration can be reliably performed without error.
  • the seventh embodiment is the same as the sixth embodiment described above except that an error correction code is added.
  • the packet 570 is composed of a local ID 571, a type flag 572, a data area 573, and an error correction code 576, and the structure of the data area 573 is the same as that of the sixth embodiment shown in FIG.
  • an error correction code can be added.
  • An error correction method using an error correction code can use a Reed-Solomon code, but is not particularly limited.
  • the seventh embodiment of the present invention it is possible to correct an error of a partial bit of a unique ID, so it is not necessary to wait for retransmission of the unique ID, and it is possible to shorten the time for reconstructing a complete unique ID. . Further, the same effects as those of the fourth to sixth embodiments can be obtained, and further, errors in data in the data area can be corrected, so that transmission errors in the sampling data itself can be corrected.
  • the sensor according to the embodiment of the present invention described above is small and can be operated semipermanently, and can be mounted on various devices. By including the sensor-specific ID in the packet, many devices can be identified, and a service more than mere power information becomes possible. If the management system is connected to an external network, for example, information on individual devices can be extracted from the manufacturer, and the user can obtain usage advice and basic data for device abnormality diagnosis from the manufacturer. On the other hand, the manufacturer can know the actual usage state of the device and can also be used for confirming the location at the time of recall. If the product information itself and, for example, temperature information other than the current waveform can be included, the utility value of the sensor can be dramatically increased.
  • the packet size is assumed to be approximately 100 bits or less. This is because the probability of collision increases as the number of bits increases, so that the practicality is lost.
  • the unique ID can represent a sufficient number of cases. Because it will be lost.
  • the IP address of the Internet is represented by 128 bits in IPv6. For example, it is considered sufficient that the unique ID has a maximum length comparable to this. It is assumed that information such as product information, extended ID, unique ID, and part of the unique ID is registered in the sensor by storing it in a nonvolatile memory, for example.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
  • the same handling can be applied to missing sampling data below.
  • the sensor samples a current waveform and transmits sampling data to the management system
  • it can be assumed that the state of the device consuming the current is the same for a certain period of time.
  • it can be assumed that the same current waveform can be sampled multiple times while it can be estimated that the state is the same. Therefore, by comparing or accumulating the samples at each time, the missing sampling is supplemented or its influence is reduced. be able to.
  • packet collision may occur when multiple sensors continue to send packets at the same timing.
  • the probability of packet collision can be reduced by randomly changing the time Ts (see FIG. 7) from the end of sampling until the packet is transmitted.
  • the probability of packet collision can be reduced by randomly determining whether or not to send sensor information every AC power cycle (time represented by the reciprocal of 50 Hz or 60 Hz in Japan). Is possible.
  • the senor according to the present invention cannot transmit a large amount of information at a time because the sampling operation and the packet transmission operation are alternately performed, and cannot perform retransmission control or the like because it does not receive an external control signal.
  • other requirements are not essential.
  • wired transmission via a power line is exemplified as a data transmission method, but wireless transmission may be used.
  • the packets shown in the second to seventh embodiments of the present invention include a 1-bit type flag, sampling data between the sensor and the receiving device and data other than the sampling data (product information) If an extension ID, a unique ID, a part of a unique ID, etc.) can be separated, the type is not necessarily required. Furthermore, various data can be taken in to data other than the sampling data, and in that case, the number of bits of the type flag can be increased.
  • a sensor that repeats a measurement period in which measurement is performed and a transmission period in which transmission is performed at a predetermined cycle, Measuring means for outputting measurement information by predetermined measurement during the measurement period; In the transmission period, one or more of transmission source identification information for identifying the transmission source of the packet, the measurement information, and sensor-related information for identifying the sensor and / or the measurement target device of the sensor A transmission means for transmitting in a plurality of packets;
  • a sensor comprising: (Appendix 2) The transmission means transmits a first packet including the transmission source identification information and the measurement information, and at least one second packet including the transmission source identification information and the sensor related information.
  • a receiving device that receives a packet from a sensor that repeats a measurement period for performing measurement and a transmission period for performing transmission at a predetermined cycle, One including transmission source identification information for identifying a transmission source of the packet from the sensor, measurement information measured by the sensor, and sensor related information for identifying the sensor and / or a measurement target device of the sensor.
  • receiving means for receiving a plurality of packets; Identification means for identifying the sensor and / or the measurement target device of the sensor based on the transmission source identification information and the sensor related information received from the sensor;
  • a receiving apparatus comprising: (Appendix 6) The receiving means receives the first packet including the transmission source identification information and the measurement information, and at least one second packet including the transmission source identification information and the sensor related information.
  • the receiving device described in 1. (Appendix 7) The receiving apparatus according to appendix 5 or 6, wherein the sensor related information is divided into a plurality of second packets, and is reconstructed from the plurality of received second packets. (Appendix 8) The receiving apparatus according to any one of appendix 5-7, wherein the packet includes an error correction code.
  • the identification means obtains type information corresponding to the received sensor related information by referring to a database storing the sensor related information and type information corresponding to the sensor related information, and the sensor and / or the 9.
  • the receiving device according to any one of appendix 5-8, wherein the measurement target device of the sensor is identified.
  • a sensor system that includes a plurality of sensors that are provided in each of a plurality of electrical devices and perform predetermined measurement, and a receiving device that receives packets from each sensor, Each sensor repeats a measurement period in which measurement is performed and a transmission period in which transmission is performed at a predetermined period, and in the transmission period, transmission source identification information for identifying a transmission source of a packet, a measurement result of the measurement, Transmitting sensor-related information for identifying the sensor and / or measurement target device of the sensor in one or more packets, The receiving device receives, from the sensor, one or a plurality of packets including transmission source identification information, the measurement result, and sensor-related information that identifies the sensor and / or an electric device of the sensor, and has received the packet Identifying the sensor and / or the electrical device of the sensor based on source identification information and the sensor related information; A sensor system characterized by that.
  • the sensor transmits a first packet including the transmission source identification information and the measurement information, and at least one second packet including the transmission source identification information and the sensor related information, The sensor system according to claim 10, wherein the receiving device receives the first packet and the at least one second packet.
  • the sensor transmits the sensor related information divided into a plurality of second packets, The receiving device reconstructs the sensor related information from a plurality of received second packets; The sensor system according to appendix 10 or 11, characterized by the above.
  • the sensor system according to any one of appendices 10-12, wherein the packet includes an error correction code.
  • the receiving device obtains type information corresponding to the received sensor related information by referring to a database storing the sensor related information and type information corresponding to the sensor related information, and the sensor and / or the 14.
  • the sensor system according to any one of appendices 10-13, wherein the measurement target device of the sensor is identified.
  • the present invention can be applied to a sensor system that cannot transmit a lot of information from the sensor to the receiving device at one time.

Landscapes

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Abstract

【課題】パケットのデータ長が制限されている状況であっても十分な数のセンサを識別可能なセンサシステム、そのセンサおよび受信装置を提供する。 【解決手段】計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサは、計測期間に所定の計測により計測情報を出力する計測部（１１）と、送信期間にパケットの送信元を識別するための送信元識別情報と前記計測情報と当該センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するためのセンサ関連情報とを１つあるいは複数のパケットで送信する送信部（１２）と、を備える。

Description

センサシステムにおけるセンサおよび受信装置
　本発明はセンサシステムに係り、特にパケットを送信するセンサおよびパケットを受信する受信装置に関する。
　近年、センサの小型化や省電力化の研究が進められている。一般にセンサは、動作電源を必要とするが、外部のＡＣ電源を用いる場合は、トランスや整流用キャパシタが大きく、小型化に難点がある。一方、ボタン電池を利用するセンサもあるが、電池は交換などメンテナンスが必要となり、電気機器内部に搭載することを想定すると、やはり困難が生じる。
　このような難点を解消するセンサが非特許文献１に提案されている。このセンサは、ＡＣ電力線の周りからエネルギを取り込むエネルギ・ハーベスト（Energy Harvesting）を利用し、ＴＤＣ（Time-to-Digital Converter）を用いることで、限られたエネルギでリアルタイムの計測およびデータ送信が可能となる。
S. Takahashi, et al., "Real-Time Current-Waveform Sensor with Plugless Energy Harvesting from AC Power Lines for Home/Building Energy-Management Systems," 2011 IEEE International Solid-State Circuits Symposium, Technical Digest, pp. 220-221, Feb, 2011.
　しかしながら、非特許文献１に開示されたセンサは、低消費電力を図るために計測動作や送信動作を行う期間が制限され、そのためにセンサから一度に送信できるデータ長が限られるという制約がある。パケットのデータ長が短い場合、計測データ分を除くと、センサ識別情報の長さも制限され、識別できるセンサ数が減少する。たとえば、宅内にあるテレビ、エアコン、パソコン等の電気機器群のそれぞれの電流波形情報をセンサが計測して送信する場合、各センサを宅内で識別するセンサ識別情報だけでなく、当該センサが取り付けられている電気機器を識別する情報も送信する必要がある。したがって、パケットのデータ長が制限されている状況では、十分な数の電気機器を識別することができなくなり、有効なエネルギ管理を実行できなくなる。
　そこで、本発明の目的は、パケットのデータ長が制限されている状況であっても十分な数のセンサを識別可能なセンサシステム、そのセンサおよび受信装置を提供することにある。
　本発明のセンサは、計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサであって、前記計測期間に、所定の計測により計測情報を出力する計測手段と、前記送信期間に、パケットの送信元を識別するための送信元識別情報と、前記計測情報と、当該センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するためのセンサ関連情報とを、１つあるいは複数のパケットで送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明の受信装置は、計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサからパケットを受信する受信装置であって、前記センサから、当該パケットの送信元を識別する送信元識別情報と、前記センサにより計測された計測情報と、前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するセンサ関連情報とを含む１つあるいは複数のパケットを受信する受信手段と、前記センサから受信した前記送信元識別情報と前記センサ関連情報とに基づいて前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別する識別手段と、を備えることを特徴とする。
　本発明のセンサシステムは、複数の電気機器の各々に設けられ所定の計測を行う複数のセンサと、各センサからパケットを受信する受信装置と、を有するセンサシステムであって、各センサが、計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返し、前記送信期間に、パケットの送信元を識別するための送信元識別情報と、前記計測の計測結果と、当該センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するためのセンサ関連情報とを、１つあるいは複数のパケットで送信し、前記受信装置が、前記センサから、送信元識別情報と前記計測結果と前記センサおよび／または当該センサの電気機器を識別するセンサ関連情報とを含む１つあるいは複数のパケットを受信し、受信した前記送信元識別情報と前記センサ関連情報とに基づいて前記センサおよび／または当該センサの電気機器を識別する、ことを特徴とする。
　本発明によれば、パケットのデータ長が制限されている状況であっても十分な数のセンサを識別可能となる。
図１は本発明の一実施形態によるセンサおよび受信装置の構成および動作を説明するための概略的ブロック図である。 図２は本実施形態を適用したセンサシステムの一例を示す構成図である。 図３は図２に示すセンサシステムのより詳細な構成を示すブロック図である。 図４は本実施形態によるセンサのサンプリング動作を説明するための電流波形図である。 図５は本実施形態によるセンサのサンプリング動作と送信動作とを示すタイムチャートである。 図６は本実施形態によるセンサの消費電力の内訳の変化を示す模式図である。 図７は本実施形態によるセンサのサンプリングタイミングおよび送信タイミングを示すタイムチャートである。 図８は本発明の第１実施例によるセンサから送信されるパケットのフォーマット図である。 図９は本発明の第２実施例によるセンサから送信されるパケットのフォーマット図である。 図１０は本発明の第３実施例によるセンサから送信されるパケットのフォーマット図である。 図１１は本発明の第４実施例によるセンサから送信されるパケットのフォーマット図である。 図１２は第４実施例によるセンサから送信されるパケットを用いて受信装置が再構成するユニークＩＤの一例を示す模式図である。 図１３は本発明の第５実施例によるセンサから送信されるパケットのフォーマット図である。 図１４は第５実施例によるセンサから送信されるパケットを用いて受信装置が再構成するユニークＩＤの一例を示す模式図である。 図１５は本発明の第６実施例によるセンサから送信されるパケットのフォーマット図である。 図１６は本発明の第６実施例によるセンサから送信されるパケットのフォーマット図である。
　本発明の一実施形態によれば、計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサが、送信期間に、送信元識別情報、計測情報およびセンサ関連情報を１つあるいは複数のパケットで送信することにより、パケットのデータ長が制限されている状況であっても十分な数のセンサあるいはセンサ対象機器を識別可能となる。以下、本発明の実施形態及び実施例について詳細に説明する。
　図１に示されるように、本実施形態によるセンサ１０は、計測部１１と送信部１２とを備えており、受信装置３０との間でパケット通信を行う。センサ１０は計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返す。すなわち、計測期間内に計測部１１が所定の計測により計測情報を生成し、送信部１２へ出力する。送信部１２は、送信期間内に、パケット送信元を識別する送信元識別情報２３と、計測情報２４と、センサおよび／または計測対象を識別するためのセンサ関連情報２５と、を１つあるいは複数のパケットで送信する。望ましくは、図１に示すように、送信元識別情報２３および計測情報２４を含むパケット２１と送信元識別情報２３およびセンサ関連情報２５を含むパケット２２とに分けて送信することで、より多くのセンサおよび／または計測対象を識別可能となる。
　また、本実施形態による受信装置３０は、受信部３１と識別部３２とを備え、受信部３１がセンサ１０からパケット２１、２２を受信し、識別部３２が受信した送信元識別情報２３およびセンサ関連情報２５に基づいてセンサ１０および／またはその計測対象を識別する。
　センサ１０および受信装置３０によれば、送信期間内に送信されるパケットに、送信元識別情報２３および計測情報２４の他にセンサ関連情報２５を含めているため、センサの省電力化を図りつつ、多くのセンサをより詳細に識別することが可能となる。
　なお、送るべき情報をパケットに分割して送付する方法としては、インターネットで用いられるＴＣＰ／ＩＰに代表される技術が知られている。しかしながら、センサによっては、超低電力動作を実現するため、制御信号などを受信することができない場合がある。したがって、センサがデータ受信の了解符号を受信することも管理システムがセンサに対して再送を要求することもできない制約があり、ＴＣＰ／ＩＰなどの技術を用いることは困難である。本実施形態では、センサが受信機能を持たないことで省電力化を図り、センサから受信装置に対してパケットが一方的に送信されるものとする。
　１．センサシステム
　図２に示すように、本実施形態によるセンサシステム１００は、例えば宅内エネルギ管理システムを構成しており、家庭内にある各電気機器１０１－１０５の内部またはコンセント部にセンサ１１１を取り付け、各センサ１１１からセンサ情報が配電盤１０６に設置された受信装置（サーバ）へ送信され、サーバを介して外部のネットワークに送信可能である。なお、受信装置（サーバ）は配電盤１０６の外に設置してもよく、置かれる場所を限定するものではない。なお、センサ１１１と受信装置との間の通信は、電力線１１０を通した通信手段に限定されるものではない。
　ここでは、家庭内に、電気機器群１２０として、プロジェクタ１０１、テレビ１０２、複合機１０３、エアコン１０４およびパソコン１０５が備えられており、各機器の内部またはコンセント部にセンサ１１１が設けられるものとする。各センサ１１１は、電力線１１０を介して受信装置のある配電盤１０６と通信可能に接続され、配電盤１０６は、さらに電力網１０８に接続され、その受信装置（サーバ）はゲートウェイ１０７を介してインターネット網１０９にも接続されている。
　家庭内のネットワーク、すなわち電気機器群から構成されるネットワークが内部ネットワークであり、家庭外のネットワーク、すなわち電力網１０８やインターネット網１０９が外部ネットワークである。ネットワークでは、識別情報により機器が識別され、後述するローカルＩＤは、主に内部ネットワークにおいて機器を識別するための識別情報である。
　このセンサシステム１００は、様々な場所にセンサノードを敷設し、そこから得られる情報を収集するシステムである。例えば、電気機器、コンセント、分電盤に電流センサを取り付け、この情報を管理システムに集め、どのような電力消費がなされているか可視化し、ユーザに効率的な電力利用をアドバイスすることや、個々の電気機器の運用を制御することによって省エネルギを実現することが可能となる。
　次に、図３を用いて、本実施形態によるセンサおよび受信装置の構成および動作をより詳細に説明する。ここでは、センサ２００が図２における１つの電気機器に設けられており、受信装置３００が配電盤１０６に設けられているものとする。
　図３に示すように、センサ２００は、カレントトランスフォーマ１１２と接続されており、このカレントトランスフォーマ１１２は電力線１１０に取り付けられている。一方、受信装置３００は別のカレントランスフォーマ１１３に接続されており、カレントランスフォーマ１１３が同じく電力線１１０に取り付けられている。センサ２００と受信装置３００と、はカレントトランスフォーマ１１２および１１３を用いることで電力線１１０を介してセンサ情報を送受信する。
　一般に、カレントランスフォーマはコア材に巻かれたコイルからなり、１本のＡＣ電力線を囲むように取り付けられる。したがって、ＡＣ電力線に流れるＡＣ電流から生じる磁界の変化に応じてコイルに電流が流れ、それをＡＣ電力線の電流波形としてモニタすることができる。
　センサ２００は、後述するように、カレントトランスフォーマ１１２により検出された電流波形をサンプリングすると共に、それをセンサ電源として利用する。したがって、センサ２００は電源としての電池が不要であり、一旦装着するとメンテナンスなしで運用可能となる。また、検出された電流波形のサンプリングデータはＯＯＫ（Ｏｎ‐ＯＦＦ Ｋｅｙｉｎｇ）変調によりカレントトランスフォーマ１１２を通して電力線１１０のＡＣ電流に乗せられる。このように、センサ２００は、ＡＣ電源線を流れる電流をサンプリング検出することで電源を確保しつつ、その検出波形のデータを計測データとして電力線１１０を通して送信することができ、バッテリなしの簡素な部品構成で小型化に適している。
　具体的には、センサ２００はセンサ回路２１０とインターフェース２２０とを有している。インターフェース２２０は、カレントトランスフォーマ１１２との間で信号の入出力を行い、生成される電力と検出された電流波形とをセンサ回路２１０へ供給し、また、センサ回路２１０が生成した送信データパケットをカレントトランスフォーマ１１２へ出力する。
　センサ回路２１０は、クロック発生回路２１１、サンプリングコントローラ２１２、Ａ／Ｄ変換器２１３および送信回路２１４を有し、カレントトランスフォーマ１１２から供給される電力により動作する。ここでは、サンプリングコントローラ２１２およびＡ／Ｄ変換器２１３が図１の計測部１１に対応しており、送信回路２１４が図１の送信部１２に対応している。
　クロック発生回路２１１は、一定周波数のクロックを生成して各回路へ供給し、各回路はこのクロックに基づいたタイミングにより動作する。
　サンプリングコントローラ２１２はサンプリングのタイミング等を制御し、Ａ／Ｄ変換器２１３は、サンプリングコントローラ２１２の制御に従い、検出された電流波形のアナログ値をデジタル値に変換し、サンプリングデータ（計測データ）を送信回路２１４へ出力する。送信回路２１４は、サンプリングデータを含むパケットあるいはセンサ関連情報を含むパケットを生成し、送信データとしてインターフェース２２０へ出力する。インターフェース２２０は、入力した送信データに従ってカレントトランスフォーマ１１２を駆動し、送信データを電力線１１０に乗せる。
　なお、送信回路２１４には不図示の記憶回路が設けられ、記憶回路にはパケットに含めるセンサ関連情報、たとえばセンサを識別するローカルＩＤ、センサ対象機器の製品種別データ、あるいは対象機器を特定するユニークＩＤや拡張ＩＤなど、が記憶されている。送信回路２１４は、これらの必要な情報およびサンプリングデータからパケットを生成し送信する。
　一方、受信装置３００は、インターフェース３２０と制御部３１０を有している。ここでは、インターフェース３２０が図１の受信部３１に対応し、制御部３１０が識別部３２に対応している。
　インターフェース３２０は、カレントトランスフォーマ１１３と信号の入出力を行い、センサ２００により電力線１１０に乗せられたデータをカレントトランスフォーマ１１３で取り出して復調し、パケットとして制御部３１０へ出力する。
　制御部３１０は、入力したパケットを解析し、パケットに含まれているセンサ関連情報（ローカルＩＤ、製品種別データなど）やサンプリングデータを取得し、データベース３０１を参照しながら製品識別や電力管理等のデータ処理を行う。データベース３０１は受信装置３００に接続されており、たとえば製品種別データと製品種別等の詳細情報とが関連付けて格納されている。制御部３１０は、受信した製品種別データを基に、データベース３０１を参照し、製品種別データに対応するセンサ対象機器の詳細情報を取得する。すなわち、製品種別データに基づいて、当該センサがエアコンやテレビのセンサであることを識別する。したがって、センサ２００が電気機器の電流波形を計測し送信し、受信装置３００が各センサから受信した電流波形の計測データを解析することで宅内の電気機器の消費電力を推定することができる。
　なお、データベース３０１は、外部のネットワークを介して接続されていてもよいし、受信装置３００の内部に設けられてもよい。
　２．センサの動作
　次に、図４～図７を用いて、センサ２００におけるサンプリング動作及び送信動作について説明する。図４、図５はサンプリング動作および送信動作のタイミングを、図６はサンプリング動作および送信動作による消費電力を、図７はサンプリング間隔（周期）および送信間隔を、それぞれ示している。
　図４に示すように、検出された電流波形は、サンプリングコントローラ２１２およびＡ／Ｄ変換器２１３により所定のサンプリング間隔でサンプリングされ、サンプリングデータが生成される。ここでは、順にデータＡ～Ｆの６つのサンプリングデータが生成されたものとする。
　センサ２００では、図５に示すように、サンプリングを行うサンプリング期間とデータ送信を行う送信期間とが一定周期で交互に繰り返される。サンプリング期間はセンサが計測を行う計測期間である。たとえば最初のサンプリング期間でＡ／Ｄ変換器２１３がサンプリングデータＡを生成し送信回路２１４へ出力すると、送信回路２１４は、続く送信期間でデータＡを送信する。以下同様に、データＢからＦのサンプリングと送信が順次行われる。図５では、サンプリングデータＡ～Ｆとしてそれぞれ“0010”、“1000”、“0100”、“1001”、“1110”、“0001”を含むパケットが順次送信されるものとする。
　上述したように、センサ２００では、電力線を流れる電流の波形をサンプリングし、得られたサンプリングデータを、メモリへ書込むことなく、そのままパケット化してＡＣ電力線を通して送信するので、メモリへの書き込みに要する電力消費を削減することができる。センサ２００は、ＡＣ電力線からエネルギ・ハーベストを利用して動作に必要な電源を賄っているが、得られる電力は数ｍＷか、あるいはそれ以下である。本実施形態では、サンプリングとデータ送信を交互に実行することで消費電力の低減を図り、次に述べるように、限られた電力内で必要な電源を確保している。
　図６に示すように、センサ２００はサンプリング期間と送信期間を繰り返すことで消費電力を一定に抑える。センサ２００の消費電力の内訳は、クロック発生回路２１１による消費電力４０１、サンプリングコントローラ２１２による消費電力４０２、Ａ／Ｄ変換器２１３による消費電力４０３、および、送信回路２１４による消費電力４０４である。すなわち、クロックによる電力４０１は常に消費されているものの、サンプリング時にはサンプリングコントローラとＡ／Ｄ変換器の消費電力４０２および４０３だけが加算され、データ送信時には送信回路の消費電力４０４だけが加算されるため、常に１ｍＷ程度の消費電力でサンプリングと送信を行うことが可能となる。
　また、図７に示されるように、センサ２００は、サンプリングされる毎に、ローカルＩＤとサンプリングデータを含むパケットを間欠送信する。ここでは、サンプリング完了からＴｓ経過後のＴｐの期間内でパケットが送信され、パケット送信は周期（間隔）Ｔａで繰り返される。間欠送信を行うことで、複数のセンサを同一の電力線に取り付けた場合にセンサから送信される複数のデータどうしが衝突する確率を減らすことができる。
　３．パケット長とＩＤ数
　次に、センサ２００が送信するパケット長について検討する。パケット長は、送信するデータ量と伝送速度に依存する。センサ２００では、図４～図７のような動作タイミングを考慮する必要がある。
　例えば、精細な電流の波形をサンプリングする場合、サンプリング速度は２ｋＨｚ程度が必要であり、さらにサンプリングとデータ送信を交互に実施しようとすると、送信可能な間隔Ｔａは５００マイクロ秒以下となる。そして、ＡＣ電力線１１０に複数の機器が接続された場合には、各機器に搭載されたセンサによるデータ送信が重なる可能性を抑える必要があるので、数％以下の時間内で送信を行うべきである。仮に、１つのセンサが出力する時間Ｔｐを１０マイクロ秒とした場合、３Ｍｂｐｓのデータ速度で送信すると、一度に送信可能な情報量は３０ビットであり、これが１パケットの長さとなる。
　なお、データ速度を高めると、多くの情報を送信することが可能である。ただしデータを送るキャリア周波数は、例えば伝送レートの１０倍程度必要であるが、電磁防護指針や伝送損失の観点からキャリア周波数は３０ＭＨｚ程度以下の抑えなければならないことから、伝送速度を高めることにも限界がある。
　次に、センサあるいはセンサ対象機器を識別するためのＩＤについて検討する。ここでは、上記の通り、１パケットにつき３０ビットと設定する。電流の波形情報を例えば１２ビットで表現すると、残りの１８ビットをＩＤに割り当て可能となり、約２６万のセンサあるいは電気機器を識別することができる。なお、このＩＤの数は、例えば１つの家庭で用いるには十分であるが、全世界で使われる機器は億単位となるため、固有のＩＤを割り振る場合には不足する場合がありうる。
　そこで、センサ２００は、送信期間に、送信元識別情報、計測情報およびセンサ関連情報を１つあるいは複数のパケットで送信することにより、必要な長さのセンサ関連情報を受信装置３００へ送信することができ、パケットのデータ長が制限されている状況であっても十分な数のセンサあるいはセンサ対象機器を識別可能となる。以下、本発明の実施例として、パケットのビット数に制限がある場合に、十分な数のセンサあるいは電気機器を識別するためのパケット構成例について説明する。
　４．実施例
　４．１）第１実施例
　本発明の第１実施例によれば、所定フォーマットの１つのパケットで、送信元識別情報としてのローカルＩＤと、計測情報としてのサインプリングデータと、センサ関連情報としての製品種別データとを送信する。
　図８に示すように、パケット５１０は、ローカルＩＤ５１１とデータ領域５１２とから構成され、データ領域５１２には、サンプリングデータ５１３および製品種別データ５１４が含まれる。本実施例では、パケット全体のパケット長が３０ビットであり、ローカルＩＤ５１１が７ビット、サンプリングデータ５１３が１２ビット、製品種別データ５１４が１１ビットであるものとする。ローカルＩＤ５１１は、パケットの送信元を識別する識別情報であり、特にローカルネットワークで識別可能な識別情報である。サンプリングデータ５１３は、サンプリング間隔によりサンプリングされた計測結果である。
　製品種別データ５１４はセンサに関連する情報であり、センサあるいはセンサ対象機器の種別を識別する情報である。１１ビットの製品種別データ５１４により２０４８通りの種別を表現できるので、センサあるいは電気機器の製品種別を十分にカバーすることができる。また、ローカルＩＤと製品種別データの合計１８ビットを用いて、さらに細かく識別することもできる。
　図３に示すセンサ回路２１０を参照すれば、送信回路２１４は、Ａ／Ｄ変換器２１３からサンプリングデータを入力すると、図８のようにデータ領域５１２にローカルＩＤ、サンプリングデータおよび製品種別データを格納したパケット５１０を生成し、インターフェース２２０を通して電力線１１０へ送信する。
　受信装置３００の制御部３１０は、電力線１１０からインターフェース３２０を通してパケット５１０を受信すると、図８に示す所定のフォーマットに従って、受信したパケット５１０からローカルＩＤ、サンプリングデータおよび製品種別データを取得する。制御部３１０は、ローカルＩＤにより、サンプリングデータがどのセンサ（どこに設置されたセンサ）であるかを識別し、製品種別データを用いてデータベース３０１を参照することによりセンサあるいはセンサ対象機器の種別を識別する。このようにして、どの製品に設置されたどのセンサがどのようなサンプリングデータを送出しているかを特定することができ、エネルギ管理に利用することができる。
　上述したように、本発明の第１実施例によれば、比較的小さなビット数で構成されるローカルＩＤを用いて受信装置３００が扱うセンサの区別を行うことができ、さらにセンサ関連情報である製品種別データを用いてデータベース３０１を検索することで、より詳細な情報と対応づけることができる。これによりサンプリングデータを単なる計測データとしてだけでなく、どこに設置されたどの製品のデータであるかを認識でき、よりきめ細かいエネルギ管理が可能となる。例えば、サンプリングデータがエアコンの消費電流と分かり、別の温度センサでエアコンが不要な環境温度であると分かると、エアコンを切るようユーザに知らせることができる。さらにセンサを搭載した機器を買えば、受信装置３００は、ユーザが設定しなくとも製品種別を判別できるので、システム導入の手間を省くことができる。
　４．２）第２実施例
　本発明の第２実施例によれば、パケットのデータ種別を切り替えた２つのパケットを用いて、送信元識別情報としてのローカルＩＤと、計測情報としてのサインプリングデータと、センサ関連情報としての拡張ＩＤとを送信する。
　図９において、パケット５２０は、ローカルＩＤ５２１、種別フラグ５２２、データ領域５２３から構成されている。データ領域５２３は、拡張ＩＤ５２４またはサンプリングデータ５２５のいずれかを含むことができる。本実施例によるパケット５２０は、ローカルＩＤ５２１が７ビット、種別フラグ５２２が１ビット、データ領域５２３が１２ビットの合計２０ビットである。種別フラグ５２２は“０”または“１”をとることにより、次に続くデータ領域５２３が拡張ＩＤ５２４かサンプリングデータ５２５のどちらであるかを示す。
　拡張ＩＤ５２４は、センサを識別するためのＩＤであり、ローカルＩＤを拡張して、より多くのセンサを識別可能とする。
　図３に示すセンサ回路２１０を参照すれば、送信回路２１４は、図９に示すようにローカルＩＤ５２１と、サンプリングデータ５２５あるいは拡張ＩＤ５２４のいずれか一方を含むデータ領域５２３とからなるパケット５２０を生成し、インターフェース２２０を通して電力線１１０へ送信する。例えば、センサが動作を開始したとき、サンプリングデータが生成されないとき、あるいは、定期的なタイミングで、拡張ＩＤ５２４を含むパケットを送信し、他のタイミングでは、サンプリングデータ５２５を含むパケットを送信する。
　受信装置３００の制御部３１０は、電力線１１０からインターフェース３２０を通してパケット５２０を受信すると、パケット内のローカルＩＤ５２１および種別フラグ５２２を解析し、受信したパケットからローカルＩＤ５２１と、サンプリングデータ５２５あるいは拡張ＩＤ５２４のいずれかを取得する。制御部３１０は、拡張ＩＤ５２４が含まれている場合、ローカルＩＤ５２１と拡張ＩＤ５２４とを対応付けて記憶する。サンプリングデータが含まれている場合は、ローカルＩＤ５２１に対応して記憶しておいた拡張ＩＤを取得し、拡張ＩＤによりセンサの種別を識別する。
　上述したように、本発明の第２実施例によれば、受信装置３００が複数のセンサからパケットを受信したとしても、ローカルＩＤによって、どのセンサのパケットであるかを識別することができる。さらに、いずれかのタイミングで、ローカルＩＤ５２１と拡張ＩＤ５２４を１つのパケットで受信した場合、当該送信元のセンサがもつローカルＩＤと拡張ＩＤの組み合わせが得られるので、以降は、ローカルＩＤのみで拡張ＩＤを特定することができ、より多数のセンサを表すことができるようになる。これらのＩＤをデータベース３０１と照合することで、データベース３０１に格納されたより詳細な情報を検索することが可能となる。
　４．３）第３実施例
　本発明の第３実施例によれば、パケットのデータ種別を切り替えた２つのパケットを用いて、送信元識別情報としてのローカルＩＤと、計測情報としてのサインプリングデータと、センサ関連情報としてのユニークＩＤとを送信する。
　図１０に示すように、パケット５３０は、ローカルＩＤ５３１、種別フラグ５３２およびデータ領域５３３から構成され、データ領域５３３には、ユニークＩＤ５３４またはサンプリングデータ５３５のいずれかが含まれる。図９に示す第２実施例と比べると、拡張ＩＤの代わりにユニークＩＤとなっている点が異なり、その他の構成およびビット長は同様である。
　ユニークＩＤはセンサあるいはセンタ対象機器を識別するためのＩＤであり、ローカルＩＤよりも大きい長さを有し、望ましくは、実用上、一つのＩＤが収まる程度のビット数を有する。すなわち、ここでは、ユニークＩＤを１２ビットとしているが、ローカルＩＤの７ビットよりも大きければよく、例えば、パケット長が３０ビットであるならば、ユニークＩＤを２２ビットとしてもよい。
　本発明の第３実施例によれば、第２実施例と同様の効果を得られる。すなわち、ローカルＩＤによって、どのセンサからのパケットかを識別することができ、さらに、ローカルＩＤとユニークＩＤとを組み合わせることにより、ローカルＩＤのみでユニークＩＤが参照でき、より大きな場合の数を表すことができるようになる。また、これらのＩＤをデータベースと照合することで、さらに詳細な情報と対応づけることができる。
　４．４）第４実施例
　本発明の第４実施例によれば、パケットのデータ種別を切り替えた２以上のパケットを用いて、送信元識別情報としてのローカルＩＤと、計測情報としてのサインプリングデータと、センサ関連情報としてのユニークＩＤの部分情報とを送信する。本実施例では、ユニークＩＤを分割し、その位置情報と共に複数のパケットで送信し、受信側で位置情報に従ってユニークＩＤ全体を再構成することで、大きなビット数のユニークＩＤを送信することが可能となる。
　図１１に示すように、パケット５４０は、ローカルＩＤ５４１、種別フラグ５４２、データ領域５４３から構成され、データ領域５４３には、ユニークＩＤの一部である部分ビット５４４ｂおよびその位置is邸番号５４４ａの組み合わせまたはサンプリングデータ５４５のいずれかを含むことができる。パケット５４０は、例えば、ローカルＩＤ５４１が８ビット、種別フラグ５４２が１ビット、データ領域５４３が１１ビットの合計２０ビットである。
　種別フラグ５４２は“０”または“１”をとることにより、次に続くデータ領域がユニークＩＤの部分ビット５４４ｂかサンプリングデータ５４５かのどちらかを示す。
　データ領域５４３がユニークＩＤの部分ビットを含む場合、この領域は７ビットの位置指定番号５４４ａと、４ビットのユニークＩＤ本体の部分ビット５４４ｂからなる。ユニークＩＤのビット長が長く一つのパケットに収まらない場合には、ユニークＩＤを分割して送信する。たとえば、ユニークＩＤの全体が１２８ビットとし、位置指定番号（ｉ）で示されるユニークＩＤのｉ番目のビット位置から４ビット分がユニークＩＤの部分ビットとしてパケット５４０に含まれる。
　図３に示すセンサ回路２１０を参照すれば、送信回路２１４は、図１１のようにローカルＩＤと、サンプリングデータ、あるいは、ユニークＩＤの部分ビットのいずれかを含むようにパケット５４０を生成し、インターフェース２２０を通して電力線１１０へ送信する。例えば、センサが動作を開始したとき、サンプリングデータが生成されないとき、あるいは、定期的なタイミングで、ユニークＩＤの部分ビットを含むパケットを送信し、他のタイミングではサンプリングデータを含むパケットを送信する。例えば、送信回路２１４は、ユニークＩＤの全体から、乱数等により得たランダムな位置から４ビットの部分ビットを取得し、ユニークＩＤの部分ビットを含むパケットを生成する。
　このようなパケット５４０を受信すると、受信装置３００の制御部３１０は、受信したパケットから、ローカルＩＤと、サンプリングデータあるいはユニークＩＤの部分ビットのいずれかを取得する。制御部３１０は、ユニークＩＤの部分ビットが含まれている場合、位置指定番号５４４ａで指定されるビット位置に部分ビットを記憶し、同様に他の受信パケットからのユニークＩＤの部分ビットを記憶してユニークＩＤ全体を組み立てる。ユニークＩＤの全部のビットが取得できると、ローカルＩＤとユニークＩＤとが関連付けられ、サンプリングデータを受信した場合、ローカルＩＤに対応して記憶しておいたユニークＩＤを取得し、ユニークＩＤによりセンサあるいはセンタ対象機器の種別を識別する。
　図１２に示すように、受信装置３００の制御部３１０は、センサ２００からパケットを受信すると、位置指定番号５４４ａに従ってユニークＩＤを再構成する。図中、送信パケットとして参照されているのは、４ビットのユニークＩＤ本体の一部である。すなわち、ユニークＩＤ全体からランダムで選ばれたｉ番目ビット（１≦ｉ＜１２５）から４ビット分のユニークＩＤ部分ビットが受信され、ユニークＩＤ全体が再構成される場合が示されている。
　例えば、パケット＃１によりユニークＩＤの０ビット目から４ビットが送信され、続いて同様に、パケット＃２により３２ビット目から、パケット＃３により８０ビット目から、パケット＃４により９０ビット目から、パケット＃５により３０ビット目から、パケット＃６により５０ビット目から、それぞれ４ビットずつ送信された場合、受信装置では、ユニークＩＤの該当するビット位置に４ビットずつ部分ビットが記憶され再構成が行われる。
　上述したように、本発明の第４実施例によれば、ユニークＩＤの部分ビットを含むパケットが複数回送信されることで、受信装置がユニークＩＤ全体を再構成し、十分な数のパケットが受信されると、いずれ完全なユニークＩＤが再構成される。この結果、そのセンサがもつローカルＩＤとユニークＩＤの組み合わせが得られるので、以降は、ローカルＩＤのみでユニークＩＤが参照でき、より大きな場合の数を表すことができるようになる。これらのＩＤをデータベースと照合することで、他の実施の形態と同様に、さらなる情報と対応づけることができる。
　センサは十分に繰り返しユニークＩＤの一部を送信することができるため、受信側から再送信せずとも、時間をかけてユニークＩＤ全部を受信装置側へ伝えることができる。またユニークＩＤの一部が重なっても、あるいは複数のセンサからのパケットが衝突して消失しても、最終的にはユニークＩＤ全部が、受信装置側で再構成される。
　４．５）第５実施例
　本発明の第５実施例によれば、パケットのデータ種別を切り替えた２以上のパケットを用いて、送信元識別情報としてのローカルＩＤと、計測情報としてのサインプリングデータと、センサ関連情報としてのユニークＩＤの部分情報とを送信する。本実施例では、ユニークＩＤを分割して複数のパケットで順次送信し、受信側で受信した順にユニークＩＤの部分ビットを配列してユニークＩＤ全体を再構成することで、大きなビット数のユニークＩＤを送信することが可能となる。
　図１３に示すように、パケット５５０は、ローカルＩＤ５５１、種別フラグ５５２、データ領域５５３から構成され、データ領域５５３には、ユニークＩＤの一部である部分ビット５５４ｂまたはサンプリングデータ５５５のいずれかが含まれる。図１１の第４実施例と比べると、位置指定番号の代わりに開始フラグとなっており、開始フラグが１ビット、ユニークＩＤの部分ビットが１０ビットである他は図１１の構成およびビット長と同様である。
　開始フラグ５５４ａは、ユニークＩＤの部分ビットの送信が最初であるか否かを示すフラグであり、例えばユニークＩＤの最初の１０ビットを送信する場合は“０”をとり、順次残りの部分を送信する場合は“１”をとる。
　図１４は、受信装置がセンサからパケットを受信することにより、ユニークＩＤを再構成する様子を示している。図中、送信パケットとして参照されているのは、１０ビットのユニークＩＤ本体の一部である。
　例えば、パケット＃１によりユニークＩＤの０ビット目から１０ビットが送信され、続いて、パケット＃２により１０ビット目から１０ビットが送信され、以下、順次同様に続くパケットにより１０ビットずつ送信される。受信装置では、開始フラグが“０”として受信したパケット＃１からユニークＩＤを抽出し、ユニークＩＤを０ビット目に記憶し、以降、開始フラグが“１”として受信される他のパケットからユニークＩＤを抽出し順次再構成していく。
　上述したように、本発明の第５実施例によれば、上述した第４実施例と同様な効果が得られる。すなわち、ユニークＩＤの部分ビットによりユニークＩＤが再構成されると、ローカルＩＤのみでユニークＩＤが参照でき、より大きな場合の数を表すことができるようになる。また、これらのＩＤをデータベースと照合することで、さらなる情報と対応づけることができる。さらに、１０ビットずつユニークＩＤを送信するため、効率よくユニークＩＤを送信することができる。
　４．６）第６実施例
　本発明の第６実施例によれば、パケットのデータ種別を切り替えた２以上のパケットを用いて、送信元識別情報としてのローカルＩＤと、計測情報としてのサインプリングデータと、センサ関連情報としてのユニークＩＤの部分情報とを送信する。本実施例では、ユニークＩＤを分割し、その順番に対応したパケット番号と共に複数のパケットで送信し、受信側でパケット番号に従ってユニークＩＤ全体を再構成することで、大きなビット数のユニークＩＤを送信することが可能となる。
　図１５に示すように、パケット５６０は、ローカルＩＤ５６１、種別フラグ５６２、データ領域５６３から構成され、データ領域５６３には、ユニークＩＤの一部である部分ビット５６４ｂまたはサンプリングデータ５６５のいずれかが含まれる。図１３の第５実施例と比べると、開始フラグの代わりにパケット番号を用い、パケット番号が７ビット、ユニークＩＤの部分ビットが４ビットである他は、第５実施例の構成およびビット長と同様である。
　第６実施例においても、図１４に示すように、パケット送信および受信装置でのユニークＩＤの再構成が行われる。すなわち、センサは、ユニークＩＤの部分ビットの送信にあたり、送信の順番にパケット番号をパケットに付加する。受信装置は、パケット番号の順番に従って、部分ビットを順次記憶しユニークＩＤを再構成する。
　したがって、本発明の第６実施例においても、第４および第５実施例と同様な効果が得られ、さらに、ユニークＩＤを送信するパケットのパケット番号により送信順番を識別できるため、ユニークＩＤの再構成を誤りなく確実に行うことができる。
　４．７）第７実施例
　本発明の第７実施例によれば、誤り訂正符号が付加されている以外は上述した第６実施例と同様である。
　図１６に示すように、パケット５７０は、ローカルＩＤ５７１、種別フラグ５７２、データ領域５７３、誤り訂正符号５７６から構成されており、データ領域５７３の構成は図１５示す第６実施例と同様である。なお、図１１および図１３に示す第４実施例および第５実施例においても、誤り訂正符号を付加することができる。誤り訂正符号による誤り訂正の方法は、リードソロモン符号を用いることができるが、特に限定しない。
　本発明の第７実施例によれば、ユニークＩＤの部分ビットの誤りを訂正できるため、ユニークＩＤの再送を待つ必要がなくなり、完全なユニークＩＤを再構成する時間を短縮することが可能になる。また第４から第６実施例と同様な効果が得られ、さらにデータ領域のデータの誤りも訂正することができるので、サンプリングデータ自体の伝送誤りを訂正することも可能となる。
　５．その他
　以上の述べた本発明の実施例によるセンサは、小型で半永久的に動作させることが可能であり、様々な機器に搭載することができる。パケットにセンサ固有のＩＤを含ませることにより、多くの機器を識別でき、単なる電力情報以上のサービスが可能になる。管理システムを外部のネットワークに接続すれば、例えば個別の機器の情報をメーカから引き出すことができ、ユーザはメーカから利用のアドバイスや機器の異常診断の基礎データなどを知ることができる。一方、メーカは、機器の実際の利用状態を知ることができ、リコール時の所在確認などにも役立てることができる。また製品情報そのものや、電流波形以外の、例えば温度情報なども含ませることができれば、センサの利用価値は飛躍的に高められる。
　なお、各実施例例では、パケットの大きさを概ね１００ビット以下と想定されている。これは、ビット数が多くなれば衝突の確率が高くなるため実用性がなくなることと、１００ビット程度以上あれば、ユニークＩＤにより十分な場合の数が表現できるため、本発明の優位な効果が失われるからである。ちなみにインターネットのＩＰアドレスは、ＩＰｖ６では１２８ビットで表しているが、例えばユニークＩＤは最大でこれに匹敵する長さがあれば十分と考えられる。なお製品情報、拡張ＩＤ、ユニークＩＤ、ユニークＩＤの一部などの情報は、例えば不揮発メモリに記憶することによって、センサ内部に登録されていることが想定されている。
　ただし、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。例えば、本発明の第４および第５実施例では、パケットが衝突してＩＤが欠落しても、繰り返しＩＤが送信されるため、最終的に再構成されると記述したが、一定の条件の下でサンプリングデータの欠落についても、同様の取り扱いができる。たとえば、センサが電流の波形をサンプリングして、管理システムへサンプリングデータを送信する場合、電流を消費している機器の状態が一定時間同じと仮定できるとする。この場合、その状態が同じと推定できる間は、同じ電流波形が複数回サンプルできるとみなすことができるので、各回のサンプルを比較または積算することにより、欠落したサンプリングを補完またはその影響を小さくすることができる。
　なお、同じ仮定の下で、パケットの衝突は、複数のセンサが同じタイミングでパケットを送出しつづける場合の発生する可能性もある。その場合にはサンプリング終了からパケットを送出するまでの時間Ｔｓ（図７を参照）をランダムに変化させることによって、パケット衝突の確率を低減させることができる。また別の手段として、ＡＣ電源の周期（日本においては５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの逆数で表される時間）毎に、センサ情報を送出するかどうか、ランダムに決めることによっても、パケット衝突の確率を減らすことが可能である。
　また、本発明によるセンサは、サンプリング動作とパケットの送信動作を交互に行うために一度に多くの情報を送信できないこと、および、外部からの制御信号を受信しないことから再送制御等が行えないこと、を制約条件としたが、その他の要件は必須でない。例えば、上記実施例では、データ送信の方法として電力線を介した有線伝送を例示したが、無線伝送でも構わない。
　さらに、本発明の第２～第７実施例で示したパケットでは、１ビットからなる種別フラグが含まれているが、センサと受信装置の間でサンプリングデータと、サンプリングデータ以外のデータ（製品情報、拡張ＩＤ、ユニークＩＤ、ユニークＩＤの一部など）を分離可能な規則が決まっていれば、種別は必ずしも必要でない。さらにサンプリングデータ以外のデータには、種々のデータを取り込むことができ、その場合には種別フラグのビット数を増やすことも可能である。
　６．付記
　上述した実施形態の一部あるいは全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、これらに限定されるものではない。
（付記１）
　計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサであって、
　前記計測期間に、所定の計測により計測情報を出力する計測手段と、
　前記送信期間に、パケットの送信元を識別するための送信元識別情報と、前記計測情報と、当該センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するためのセンサ関連情報とを、１つあるいは複数のパケットで送信する送信手段と、
　を備えることを特徴とするセンサ。
（付記２）
　前記送信手段は、前記送信元識別情報および前記計測情報を含む第１パケットと、前記送信元識別情報および前記センサ関連情報を含む少なくとも１つの第２パケットとを送信することを特徴とする付記１に記載のセンサ。
（付記３）
　前記センサ関連情報は複数の第２パケットに分割されて送信されることを特徴とする付記１または２に記載のセンサ。
（付記４）
　前記パケットは誤り訂正符号を含んでいることを特徴とする付記１－３のいずれか１項に記載のセンサ。
（付記５）
　計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサからパケットを受信する受信装置であって、
　前記センサから、当該パケットの送信元を識別する送信元識別情報と、前記センサにより計測された計測情報と、前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するセンサ関連情報とを含む１つあるいは複数のパケットを受信する受信手段と、
　前記センサから受信した前記送信元識別情報と前記センサ関連情報とに基づいて前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別する識別手段と、
　を備えることを特徴とする受信装置。
（付記６）
　前記受信手段は、前記送信元識別情報および前記計測情報を含む第１パケットと、前記送信元識別情報および前記センサ関連情報を含む少なくとも１つの第２パケットとを受信することを特徴とする付記５に記載の受信装置。
（付記７）
　前記センサ関連情報は複数の第２パケットに分割されており、受信した複数の第２パケットから再構成されることを特徴とする付記５または６に記載の受信装置。
（付記８）
　前記パケットは誤り訂正符号を含んでいることを特徴とする付記５－７のいずれか１項に記載の受信装置。
（付記９）
　前記識別手段は、前記センサ関連情報と当該センサ関連情報に対応する種別情報を格納するデータベースを参照することで、前記受信したセンサ関連情報に対応する種別情報を取得し、前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別することを特徴とする付記５－８のいずれか１項に記載の受信装置。
（付記１０）
　複数の電気機器の各々に設けられ所定の計測を行う複数のセンサと、各センサからパケットを受信する受信装置と、を有するセンサシステムであって、
　各センサが、計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返し、前記送信期間に、パケットの送信元を識別するための送信元識別情報と、前記計測の計測結果と、当該センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するためのセンサ関連情報とを、１つあるいは複数のパケットで送信し、
　前記受信装置が、前記センサから、送信元識別情報と前記計測結果と前記センサおよび／または当該センサの電気機器を識別するセンサ関連情報とを含む１つあるいは複数のパケットを受信し、受信した前記送信元識別情報と前記センサ関連情報とに基づいて前記センサおよび／または当該センサの電気機器を識別する、
　ことを特徴とするセンサシステム。
（付記１１）
　前記センサは、前記送信元識別情報および前記計測情報を含む第１パケットと、前記送信元識別情報および前記センサ関連情報を含む少なくとも１つの第２パケットとを送信し、
　前記受信装置は、前記第１パケットと前記少なくとも１つの第２パケットとを受信することを特徴とする付記１０に記載のセンサシステム。
（付記１２）
　前記センサは、前記センサ関連情報を複数の第２パケットに分割して送信し、
　前記受信装置は、受信した複数の第２パケットから前記センサ関連情報を再構成する、
ことを特徴とする付記１０または１１に記載のセンサシステム。
（付記１３）
　前記パケットは誤り訂正符号を含んでいることを特徴とする付記１０－１２のいずれか１項に記載のセンサシステム。
（付記１４）
　前記受信装置は、前記センサ関連情報と当該センサ関連情報に対応する種別情報を格納するデータベースを参照することで、前記受信したセンサ関連情報に対応する種別情報を取得し、前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別することを特徴とする付記１０－１３のいずれか１項に記載のセンサシステム。
　本発明は、センサから受信装置へ一度の多くの情報を送信できないセンサシステムに適用可能である。
１０ センサ
１１ 計測部
１２ 送信部
２３ 送信元識別情報
２４ 計測情報
２５ センサ関連情報
３０ 受信装置
３１ 受信部
３２ 識別部
１００ センサシステム
１０１ プロジェクタ
１０２ テレビ
１０３ 複合機
１０４ エアコン
１０５ パソコン
１０６ 配電盤
１０７ ゲートウェイ
１０８ 電力網
１０９ インターネット網
１１０ 電力線
１１１ センサ
１１２，１１３ カレントトランスフォーマ
１２０ 電気機器群
２００ センサ
２１０ センサ回路
２１１ クロック発生回路
２１２ サンプリングコントローラ
２１３　Ａ／Ｄ変換器
２１４ 送信回路
２２０ インターフェース
３００ 受信装置
３０１ データベース
３１０ 制御部
３２０ インターフェース

Claims (10)

  1. 　計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサであって、
    　前記計測期間に、所定の計測により計測情報を出力する計測手段と、
    　前記送信期間に、パケットの送信元を識別するための送信元識別情報と、前記計測情報と、当該センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するためのセンサ関連情報とを、１つあるいは複数のパケットで送信する送信手段と、
    　を備えることを特徴とするセンサ。
  2. 　前記送信手段は、前記送信元識別情報および前記計測情報を含む第１パケットと、前記送信元識別情報および前記センサ関連情報を含む少なくとも１つの第２パケットとを送信することを特徴とする請求項１に記載のセンサ。
  3. 　前記センサ関連情報は複数の第２パケットに分割されて送信されることを特徴とする請求項１または２に記載のセンサ。
  4. 　前記パケットは誤り訂正符号を含んでいることを特徴とする請求項１－３のいずれか１項に記載のセンサ。
  5. 　計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返すセンサからパケットを受信する受信装置であって、
    　前記センサから、当該パケットの送信元を識別する送信元識別情報と、前記センサにより計測された計測情報と、前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するセンサ関連情報とを含む１つあるいは複数のパケットを受信する受信手段と、
    　前記センサから受信した前記送信元識別情報と前記センサ関連情報とに基づいて前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別する識別手段と、
    　を備えることを特徴とする受信装置。
  6. 　前記受信手段は、前記送信元識別情報および前記計測情報を含む第１パケットと、前記送信元識別情報および前記センサ関連情報を含む少なくとも１つの第２パケットとを受信することを特徴とする請求項５に記載の受信装置。
  7. 　前記センサ関連情報は複数の第２パケットに分割されており、受信した複数の第２パケットから再構成されることを特徴とする請求項５または６に記載の受信装置。
  8. 　前記パケットは誤り訂正符号を含んでいることを特徴とする請求項５－７のいずれか１項に記載の受信装置。
  9. 　前記識別手段は、前記センサ関連情報と当該センサ関連情報に対応する種別情報を格納するデータベースを参照することで、前記受信したセンサ関連情報に対応する種別情報を取得し、前記センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別することを特徴とする請求項５－８のいずれか１項に記載の受信装置。
  10. 　複数の電気機器の各々に設けられ所定の計測を行う複数のセンサと、各センサからパケットを受信する受信装置と、を有するセンサシステムであって、
    　各センサが、計測を行う計測期間と送信を行う送信期間とを所定周期で繰り返し、前記送信期間に、パケットの送信元を識別するための送信元識別情報と、前記計測の計測結果と、当該センサおよび／または当該センサの計測対象機器を識別するためのセンサ関連情報とを、１つあるいは複数のパケットで送信し、
    　前記受信装置が、前記センサから、送信元識別情報と前記計測結果と前記センサおよび／または当該センサの電気機器を識別するセンサ関連情報とを含む１つあるいは複数のパケットを受信し、受信した前記送信元識別情報と前記センサ関連情報とに基づいて前記センサおよび／または当該センサの電気機器を識別する、
    　ことを特徴とするセンサシステム。
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