WO2014103319A1

WO2014103319A1 - 通信システムおよび信号変換器

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Publication number: WO2014103319A1
Application number: PCT/JP2013/007632
Authority: WO
Inventors: 光央上村; 真理中西; 隆之新居
Original assignee: パナソニック株式会社
Priority date: 2012-12-28
Filing date: 2013-12-26
Publication date: 2014-07-03
Also published as: JP2014131209A

Abstract

　通信システムは、検針データを保持する通信装置と、可搬型の端末装置（ハンディターミナル）と、可搬型の信号変換器とを備える。通信装置は、複数の通信チャネルの中から信号変換器と通信するための特定通信チャネルを選択する。信号変換器は、通信装置および端末装置の間で信号変換を行う。この信号変換器において、第１の通信部は、第１の通信プロトコルを用いて端末装置と通信する。第２の通信部は、第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルを用いて通信装置と通信する。探索部（チャネル設定部）は、複数の通信チャネルを順に切り替えて特定通信チャネルを探索する。

Description

通信システムおよび信号変換器

　本発明は、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を検針するために用いられる通信システムおよび信号変換器に関する。

　従来から、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を検針するために用いられる通信システムとして、検針データを保持する通信装置と、当該通信装置から当該検針データを取得する可搬型の端末装置とを備えるシステムが知られている。当該検針データは、当該需要家における当該供給媒体の使用量を表わすデータである。

　従来の通信システムでは、通信装置と端末装置との間を中継する中継装置が、中継装置側で設定された通信チャネルで通信装置との通信を試みる。通信装置は、複数の通信チャネルを常時スキャンする（切り替える）ことによって、中継装置で設定された通信チャネルで通信を開始することができる。

　ところが、このような通信システムでは、中継装置側で通信チャネルが決められているため、通信チャネルの設定に通信装置の設置場所の周囲環境が考慮されない。このため、通信障害の大きな通信チャネルで中継装置が通信装置と通信する可能性があり、通信品質が低下する。

　上記の問題を解決する通信システムとして、日本国特許出願公開番号２００６－２７７３５３（以下「文献１」という）には、通信装置（無線子機）側で設定された通信チャネルで中継装置（無線親機）が通信装置と通信するシステムが開示されている。

　文献１に記載された通信システムでは、中継装置が共通チャネルを用いてリンク接続の要求を通信装置に送信し、通信装置が、中継装置からのリンク接続の要求に対して、予め設定した通信チャネルを示す情報を中継装置に送信する。その後、中継装置は、当該通信チャネルを用いて通信装置と通信する。

　しかしながら、文献１に記載された従来の通信システムは、共通チャネルを用意しておかなければならず、共通チャネルの分だけ、データの授受に用いることができる通信チャネル数が少なくなるという問題があった。

　本発明は上記の点に鑑みて為された発明であり、本発明の目的は、データの授受に用いることができる通信チャネル数を減らすことなく、通信装置の設置場所の周囲環境を考慮して通信装置で設定された通信チャネルによって通信装置と信号変換器との間で通信することができる通信システムおよび信号変換器を提供することにある。

　本発明の通信システムは、通信装置と、可搬型の端末装置と、可搬型の信号変換器とを備える。前記通信装置は、所定の場所に固定して設置され、検針データを保持する。前記検針データは、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を表わす。前記端末装置は、前記通信装置とデータの授受を行う。前記信号変換器は、前記通信装置および前記端末装置の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する。前記通信装置は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネルの中から前記信号変換器と通信するための特定通信チャネルを選択する。前記信号変換器は、第１の通信部と、第２の通信部と、探索部とを含む。前記第１の通信部は、第１の通信プロトコルを用いて前記端末装置と通信する。前記第２の通信部は、前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルを用いて前記通信装置と通信する。前記探索部は、前記複数の通信チャネルを順に切り替えて、前記通信装置で選択された前記特定通信チャネルを探索する。前記信号変換器は、前記探索部で探索された前記特定通信チャネルによって、前記通信装置と通信チャネルを確立する。

　この通信システムにおいて、前記探索部は、以下の動作を行うことが好ましい。前記探索部は、前記信号変換器が前記通信装置と通信チャネルを確立するまで、前記複数の通信チャネルを順に切り替えて前記特定通信チャネルを探索する。前記探索部は、前記信号変換器が前記通信装置と通信チャネルを確立すると、前記複数の通信チャネルを切り替えるのを停止する。

　この通信システムにおいて、前記信号変換器の前記探索部は、直前に使用した通信チャネルから順に前記複数の通信チャネルを切り替えることが好ましい。

　この通信システムにおいて、前記信号変換器は、操作部をさらに含むことが好ましい。前記操作部は、第１の機能または第２の機能を選択するための入力を受け付ける。前記第１の機能は、前記探索部が常に特定の通信チャネルから順に複数の通信チャネルを切り替える機能である。前記第２の機能は、前記探索部が前記直前に使用した通信チャネルから順に前記複数の通信チャネルを切り替える機能である。

　この通信システムにおいて、前記端末装置は、操作部を含むことが好ましい。前記操作部は、第１の機能または第２の機能を選択するための入力を受け付ける。前記第１の機能は、前記探索部が常に特定の通信チャネルから順に複数の通信チャネルを切り替える機能である。前記第２の機能は、前記探索部が前記直前に使用した通信チャネルから順に前記複数の通信チャネルを切り替える機能である。

　この通信システムにおいて、前記第２の通信部および前記探索部は、以下の動作を行うことが好ましい。前記第２の通信部は、前記信号変換器が前記通信装置と通信チャネルを確立するまで、前記探索部が前記複数の通信チャネルを切り替えるごとに、前記通信装置にチャネルサーチ応答を要求するためのチャネルサーチ要求を前記通信装置に送信する。前記探索部は、前記第２の通信部が前記通信装置から前記チャネルサーチ応答を受信した場合、前記チャネルサーチ応答を受信したときの通信チャネルを前記特定通信チャネルとする。

　この通信システムにおいて、前記端末装置は、通信部を含むことが好ましい。前記通信部は、作業開始要求を前記信号変換器に送信する。前記第２の通信部は、前記第１の通信部が前記端末装置から前記作業開始要求を受信した場合、前記通信装置に前記チャネルサーチ要求を送信する。

　この通信システムにおいて、前記信号変換器は、前記検針データを前記通信装置から前記端末装置に中継し、前記通信装置の保守、設定および運用の少なくとも１つに関するデータを前記端末装置から前記通信装置に中継することが好ましい。

　この通信システムにおいて、前記通信装置は、前記使用量を計測する計測装置から前記使用量を取得することが好ましい。

　この通信システムにおいて、前記供給媒体は、電気、ガスまたは水であることが好ましい。

　本発明の信号変換器は、通信装置および可搬型の端末装置の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する可搬型の信号変換器である。前記通信装置は、所定の場所に固定して設置され、検針データを保持する。前記検針データは、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を表わす。前記端末装置は、前記通信装置とデータの授受を行う。前記通信装置は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネルの中から前記信号変換器と通信するための特定通信チャネルを選択する。前記信号変換器は、第１の通信部と、第２の通信部と、探索部とを含む。前記第１の通信部は、第１の通信プロトコルを用いて前記端末装置と通信する。前記第２の通信部は、前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルを用いて前記通信装置と通信する。前記探索部は、前記複数の通信チャネルを順に切り替えて、前記通信装置で選択された前記特定通信チャネルを探索する。前記信号変換器は、前記探索部で探索された前記特定通信チャネルによって、前記通信装置と通信チャネルを確立する。

　本発明では、データの授受に用いることができる通信チャネル数を減らすことなく、通信装置の設置場所の周囲環境を考慮して通信装置で設定された特定通信チャネルで通信装置と信号変換器との間で通信することができる。

　本発明の好ましい実施形態をより詳細に記述する。本発明の他の特徴および利点は、以下の詳細な記述および添付図面に関連して一層よく理解される。
実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図である。実施形態に係る通信システムの概略図である。実施形態に係る通信システムの使用例を示す図である。実施形態に係る通信システムの動作の一例を示すシーケンス図である。

　以下の実施形態に係る通信システムは、検針データを保持する通信装置と、ハンディターミナル（端末装置）と、可搬型の信号変換器とを備える。通信装置は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネルの中から信号変換器と通信するための特定通信チャネルを選択する。信号変換器は、通信装置およびハンディターミナルの間で信号変換を行う。この信号変換器は、複数の通信チャネルを順にスキャンして（切り替えて）特定通信チャネルを探索する。

　以下、図面を参照しながら、実施形態について説明する。

　本実施形態に係る通信システム１は、図１に示すように、通信装置２と、可搬型のハンディターミナル（端末装置）３と、ハンディターミナル３に装着されて用いられる信号変換器４とを備えている。

　通信装置２は、需要家において所定の場所に固定して設置されている。通信装置２は、同じ需要家に設置されている計測装置５から検針データを取得する。計測装置５は、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を計測する装置である。つまり、計測装置５は、供給事業者が需要家に供給媒体の使用料金を課金するために、供給媒体の使用量を計測する。検針データは、計測装置５が計測した使用量を表わすデータである。つまり、検針データは、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を表わすデータである。

　ハンディターミナル３は、需要家の供給媒体の使用量を検針する検針者（人）に携帯されて持ち運ばれる可搬型の端末装置である。このハンディターミナル３は、需要家の近くの路上で当該需要家の通信装置２と通信を行う機能を有しており、当該通信装置２とデータの授受を行うことができる。

　ハンディターミナル３と通信装置２との間で授受されるデータは、例えば検針データ、保守用データなどである。

　検針データとは、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を表わすデータをいう。供給媒体としては、例えば電力やガス、水などがある。例えば、供給媒体が電力である場合、供給事業者は電力会社であり、検針データは、需要家における電力使用量である。供給媒体がガスである場合、供給事業者はガス会社であり、検針データは、需要家におけるガス使用量である。供給媒体が水である場合、供給事業者は水道局であり、検針データは、需要家における水道使用量である。

　保守用データとは、通信装置２の保守・設定・運用のためのデータをいう。保守用データとしては、例えば通信装置２に設定されている設定値やファームウェアなどがある。

　以下、供給媒体が電力である場合について説明する。

　計測装置５は、電力会社７（図３参照）が需要家（図３の住戸６１，６２）に電気料金を課金するために、電力会社７から需要家側への給電路（図示せず）に挿入されており、需要家に設置された電力負荷（図示せず）の電力使用量を計測する。具体的には、計測装置５は、瞬時電力を計測し、当該瞬時電力を積算することによって時間帯別に電力使用量を計量する。また、同一の需要家に設置されている通信装置２と計測装置５とで電力メータを構成している。すなわち、この電力メータは、通信機能を有する電力メータいわゆるスマートメータである。

　電力負荷は、例えば電源設備や負荷機器などである。電源設備としては、例えば太陽光発電設備（パワーコンディショナ）や蓄電設備（充放電制御装置）などがある。負荷機器としては、例えば電力を消費して動作する電気機器などがある。各需要家において、電源設備と負荷機器とこれらを管理する管理装置とでＨＥＭＳ（Home Energy Management System）ネットワークを構築している。

　続いて、通信装置２の構成について説明する。通信装置２は、取得部２１と、通信部２２と、制御部２３と、記憶部２４とを備えている。この通信装置２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）およびメモリが搭載されたコンピュータ（マイクロコンピュータを含む）を主構成要素とする。

　取得部２１は、予め決められた時間（例えば３０分）おきに、計測装置５から検針データを取得する。取得部２１が取得した検針データは、記憶部２４に記憶される。

　通信部２２は、複数の通信チャネル（図２の第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５参照）のうちのいずれかを用いて信号変換器４など他の装置と無線で通信する。通信部２２は、受信部２２１と、送信部２２２とを備えている。受信部２２１は、信号変換器４を介してハンディターミナル３からの最新検針値取得要求を無線通信で受信する。送信部２２２は、検針データを含む最新検針値取得応答を、信号変換器４を介してハンディターミナル３に無線通信で送信する。

　通信装置２が通信に用いる複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）は、例えば周波数ごとに分割して設定されている。

　制御部２３は、通信装置２の各部を制御し、通信装置２の各機能を実行する。具体的には、制御部２３は、計測装置５から検針データを取得するように取得部２１を制御し、当該検針データを記憶部２４に格納する。また、制御部２３は、記憶部２４に蓄積されている検針データをハンディターミナル３へ送信するように送信部２２２を制御する。

　ところで、通信装置２は、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を順に用いて受信を行い、通信チャネルごとにチャネル使用率を算出する。チャネル使用率は、通信チャネルが他のシステムにどの程度使用されているかを示す。他のシステムとは、例えば、複数の通信装置と、複数の通信装置の各々の検針データを通信によって取得する親機とを備えるシステムである。このシステムでは、複数の通信装置の各々が検針データを、直接または１以上の通信装置を介して親機に送信する。

　特に、通信装置２と信号変換器４との間の通信で用いられる９２０ＭＨｚ帯の特定小電力無線は、スマートメータやＨＥＭＳ機器、各種タグなどで使用される。

　そこで、制御部２３は、当該通信のために設定されている複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）の各々のチャネル使用率を算出する必要がある。

　そして、制御部２３は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）の中から信号変換器４と通信するための特定通信チャネルを記憶部２４に選択する。つまり、制御部２３は、当該チャネル使用率を記憶部２４に記憶し、通信装置２が信号変換器４と通信する際に、記憶部２４の記憶情報から良好な通信チャネルを選択し、当該通信チャネルを特定通信チャネルとして受信待機状態となる。他の装置とは、例えば他の通信装置またはハンディターミナル３などである。例えば、通信装置２を含む複数の通信装置を備えるシステムにおいて、通信装置２にとって他の通信装置とは、複数の通信装置のうち通信装置２を除く残りの通信装置である。

　チャネル使用率は、例えば、図２に示すように、第３，４の通信チャネルＣＨ３，ＣＨ４で良好、第２，５の通信チャネルＣＨ２，ＣＨ５で悪化、第１の通信チャネルＣＨ１で非常に悪化となる。この場合、通信装置２が信号変換器４と通信するための特定通信チャネルは、第３，４の通信チャネルＣＨ３，ＣＨ４となる。なお、図２において、丸印「○」は良好を示し、三角印「△」は悪化を示し、バツ印「×」は非常に悪化を示す。

　制御部２３は、一度、特定通信チャネルを選択したら当該特定通信チャネルを固定するのではなく、規定時間間隔で特定通信チャネルを選択する。制御部２３は、例えば１日ごとに特定通信チャネルを選択する。なお、制御部２３は、例えば１２時間ごとに特定通信チャネルを選択してもよいし、例えば１週間ごとに特定通信チャネルを選択してもよい。

　図１に示す記憶部２４は、取得部２１で取得された検針データを記憶している。また、記憶部２４は、特定通信チャネルを記憶している。なお、記憶部２４は、上記以外にも各種のデータを記憶している。

　また、記憶部２４は、通信装置（コンピュータ）２が各種の機能を実行するためのプログラムを格納している。すなわち、記憶部２４は、通信装置２を取得部２１、通信部２２、制御部２３および記憶部２４として機能させるためのプログラムを格納している。このプログラムは、通信装置２の出荷時に記憶部２４に予め格納されている。ただし、通信装置２が当該プログラムを出荷後に取得する場合、通信装置２が当該プログラムを取得する手法の一例としては、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いる手法がある。通信装置２が当該プログラムを取得する他の手法としては、ネットワークを用いて当該プログラムを他の装置（例えばサーバ）からダウンロードする手法がある。

　続いて、ハンディターミナル３の構成について説明する。ハンディターミナル３は、信号変換器４を介して通信装置２とデータの授受を行う。ハンディターミナル３は、例えば通信装置２から検針データを取得する。ハンディターミナル３は、入力部３１と、表示部３２と、通信部３３と、制御部３４と、記憶部３５とを備えている。このハンディターミナル３は、ＣＰＵおよびメモリが搭載されたコンピュータ（マイクロコンピュータを含む）を主構成要素とする。

　入力部３１は、検針員（人）がハンディターミナル３の操作を行うために設けられている。具体的には、ハンディターミナル３と通信装置２との無線通信を開始する際に検針員（人）が入力部３１を操作する。入力内容は、入力部３１から制御部３４に出力される。

　表示部３２は、例えば液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどであり、制御部３４の指示に従って、各種の情報を表示する。

　通信部３３は、送信部３３１と、受信部３３２とを備えている。通信部３３は、制御部３４の指示に従って、無線通信によって、信号変換器４とデータの授受を行う。この無線通信には、例えばBluetooth（登録商標）などが用いられる。

　制御部３４は、ハンディターミナル３の各部を制御し、ハンディターミナル３の各機能を実行する。具体的には、通信装置２から検針データを取得する場合に、制御部３４は、信号変換器４を介して通信装置２に対し、通信装置２の検針データについてのデータ取得要求を行う。すなわち、制御部３４は、通信装置２を宛先とした最新検針値取得要求を信号変換器４に無線通信で送信するように通信部３３を制御する。

　記憶部３５は、通信部３３で受信された検針データを記憶している。なお、記憶部３５は、上記以外の各種の情報も記憶している。

　また、記憶部３５は、ハンディターミナル（コンピュータ）３が各種の機能を実行するためのプログラムを格納している。すなわち、記憶部３５は、ハンディターミナル３を入力部３１、表示部３２、通信部３３、制御部３４および記憶部３５として機能させるためのプログラムを格納している。このプログラムは、ハンディターミナル３の出荷時に記憶部３５に予め格納されている。ただし、ハンディターミナル３が当該プログラムを出荷後に取得する場合、ハンディターミナル３が当該プログラムを取得する手法の一例としては、当該プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を用いる手法がある。また、ハンディターミナル３が当該プログラムを取得する他の手法としては、ネットワークを用いて当該プログラムを他の装置（例えばサーバ）からダウンロードする手法がある。

　続いて、信号変換器４の構成について説明する。信号変換器４は、通信装置２とハンディターミナル３との間のデータの授受を中継する。本実施形態において、ハンディターミナル３が通信可能な第１の通信プロトコル４０１と、通信装置２が通信可能な第２の通信プロトコル４０２とが異なる。このため、信号変換器４は、通信装置２およびハンディターミナル３の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する。この信号変換器４は、第１の通信部４１と、第２の通信部４２と、通信制御部４３と、信号処理部４４と、変復調部４５と、チャネル設定部（探索部）４６と、記憶部４７とを備えている。

　第１の通信部４１は、受信部４１１と、送信部４１２とを備えている。第１の通信部４１は、第１の通信プロトコル４０１を用いてハンディターミナル３と通信する。第１の通信プロトコル４０１は、例えばBluetooth（登録商標）などである。

　第２の通信部４２は、送信部４２１と、受信部４２２とを備えている。第２の通信部４２は、第１の通信プロトコル４０１とは異なる第２の通信プロトコル４０２を用いて通信装置２と通信する。第２の通信プロトコル４０２は、例えば９２０ＭＨｚの特定小電力無線などである。

　通信制御部４３は、所定の通信チャネルで通信装置２と信号変換器４とが通信するように第２の通信部４２を制御する。通信制御部４３は、電力増幅器（ＰＡ：Power Amplifier）４３１と、低雑音増幅器（ＬＮＡ：Low Noise Amplifier）４３２とを備えている。電力増幅器４３１は、後述の変調部４５１で変調された信号を増幅する。低雑音増幅器４３２は、受信部４２２で受信された信号を増幅する。

　信号処理部４４は、通信装置２からの信号とハンディターミナル３からの信号とに対して信号処理を行う。

　変復調部４５は、通信装置２およびハンディターミナル３の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する。変復調部４５は、変調部４５１と、復調部４５２とを備えている。変調部４５１は、ハンディターミナル３からの信号を、通信装置２との通信に用いる第２の通信プロトコル４０２に適した信号に変換する。復調部４５２は、通信装置２からの信号を、ハンディターミナル３との通信に用いる第１の通信プロトコル４０１に適した信号に変換する。

　チャネル設定部４６は、通信装置２に設定されている複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）に対してアクティブチャネルスキャンを実行し、通信装置２で選択された特定通信チャネルを探索する。アクティブチャネルスキャンとは、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）において順番にチャネルサーチ要求を送信することをいう。チャネルサーチ要求は、通信装置２にチャネルサーチ応答を要求するために用いられる。特定通信チャネルの情報は、記憶部４７に書き込まれる。

　信号変換器４は、チャネル設定部４６で探索された特定通信チャネルによって、通信装置２と通信チャネルを確立する。

　チャネル設定部４６は、信号変換器４が通信装置２と通信チャネルを確立するまで、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を順に切り替えて特定通信チャネルを探索する。一方、信号変換器４が通信装置２と通信チャネルを確立すると、信号変換器４は、複数の通信チャネルを切り替えるのを停止する。

　例えば通信装置２が第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５を有する場合、チャネル設定部４６は、第１の通信チャネルＣＨ１から順にチャネルサーチ要求を通信装置２に送信するように送信部４２１を制御する。チャネルサーチ要求に対するチャネルサーチ応答を受信部４２２が受信した場合、チャネル設定部４６は、当該通信チャネルを特定通信チャネルとする。

　一方、チャネルサーチ要求に対するチャネルサーチ応答を受信部４２２が受信しない場合、送信部４２１は、規定回数（例えば３回）、チャネルサーチ要求の送信をリトライする。リトライしてもチャネルサーチ要求を受信部４２２が受信しない場合、チャネル設定部４６は、通信チャネルを変更してチャネルサーチ要求を通信装置２に送信するように送信部４２１を制御する。

　チャネル設定部４６は、受信部４２２がチャネルサーチ応答を受信するまで、通信チャネルを変えながら特定通信チャネルを探索する。

　言い換えると、第２の通信部４２の送信部４２１は、信号変換器４が通信装置２と通信チャネルを確立するまで、チャネル設定部４６が複数の通信チャネルを切り替えるごとに、チャネルサーチ要求を通信装置２に送信する。チャネル設定部４６は、第２の通信部４２の受信部４２２が通信装置２からチャネルサーチ応答を受信した場合、チャネルサーチ応答を受信したときの通信チャネルを特定通信チャネルとする。

　ところで、チャネル設定部４６は、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を最初の通信チャネルから順にスキャンする第１の機能だけではなく、直前に使用した通信チャネルから順に複数の通信チャネルをスキャンする第２の機能も有している。チャネル設定部４６は、第１の機能において、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を最初の通信チャネルから順に切り替える。チャネル設定部４６は、第２の機能において、直前に使用した通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を切り替える。

　信号変換器４が複数の通信装置２と順に通信を行う場合、当該複数の通信装置２は、同一の通信チャネルで受信待ちをしている可能性が高い。例えば、図３に示すように、第１の住戸（需要家）６１と第２の住戸（需要家）６２とが近隣に位置する場合、第１の住戸６１と第２の住戸６２とでは周辺の電波環境が似ている。信号変換器４が第１の住戸６１の第１の通信装置２０１と第２の住戸６２の第２の通信装置２０２とを順番に通信する場合、第１の通信装置２０１と第２の通信装置２０２とは、受信待ちの通信チャネルが同一である可能性が高い。

　例えば通信チャネルとして第１の通信チャネルＣＨ１～第５の通信チャネルＣＨ５の候補があり、第１の通信装置２０１および第２の通信装置２０２はともに第３の通信チャネルＣＨ３で受信待ちをしているとする。この場合、第１の通信装置２０１と通信した後に第２の通信装置２０２と通信する際に、信号変換器４は、第１の通信チャネルＣＨ１からではなく、第３の通信チャネルＣＨ３から順に複数の通信チャネルをスキャンする（切り替える）ことを開始する。これにより、第２の通信装置２０２での第１，２の通信チャネルＣＨ１，ＣＨ２のチャネルサーチ時間を短縮することができる。

　なお、実際の使用例としては、２つの住戸を検針するのではなく、近隣の複数の住戸を連続して検針することが多い。この場合、チャネルサーチ時間の短縮にさらに有効である。

　また、チャネル設定部４６は、後述の第１の機能または第２の機能を自動で選択してもよいし、ユーザの要望に従って選択してもよい。第１の機能は、チャネル設定部４６が常に第１の通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）をスキャンする（切り替える）機能である。第２の機能は、チャネル設定部４６が直前に使用した通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）をスキャンする（切り替える）機能である。

　ユーザの要望に従って選択することができるように、信号変換器４は、ユーザの要望を入力するための操作部４８を備えている。すなわち、信号変換器４は、第１の機能または第２の機能を選択するための入力を受け付ける操作部４８を備えている。

　なお、第１の機能または第２の機能を選択するための入力を受け付ける操作部は、信号変換器４ではなく、ハンディターミナル３に備えられていてもよい。この場合、入力部３１が操作部に相当し、ハンディターミナル３は、操作部（入力部３１）に入力されたユーザの要望を信号変換器４に送信する。信号変換器４は、ハンディターミナル３からユーザの要望を受信すると、当該ユーザの要望に従って選択する。

　また、チャネル設定部４６は、第１の機能および第２の機能の両方を有することに限定されず、第１の機能または第２の機能のいずれかのみを有してもよい。

　次に、本実施形態に係る通信システム１の動作の一例について図４を用いて説明する。第１の通信装置２０１および第２の通信装置２０２はいずれも第３の通信チャネルＣＨ３で受信待機しているとする。

　最初に、ハンディターミナル３が第１の通信装置２０１と通信する場合について説明する。

　まず、ハンディターミナル３は、作業開始要求を信号変換器４に送信する（Ｓ１）。信号変換器４は、ハンディターミナル３から作業開始要求を受信すると、第１の通信チャネルＣＨ１でチャネルサーチ要求を第１の通信装置２０１に送信する（Ｓ２）。しかしながら、第１の通信装置２０１は、第３の通信チャネルＣＨ３で受信待機しているため、チャネルサーチ要求を受信することはできない。

　その後、信号変換器４は、第２の通信チャネルＣＨ２でチャネルサーチ要求を第１の通信装置２０１に送信する（Ｓ３）。しかしながら、この場合においても、第１の通信装置２０１は、チャネルサーチ要求を受信することはできない。

　その後、信号変換器４は、第３の通信チャネルＣＨ３でチャネルサーチ要求を第１の通信装置２０１に送信する（Ｓ４）。第１の通信装置２０１は、第３の通信チャネルＣＨ３で受信待機しているので、チャネルサーチ要求を受信することができる。そして、第１の通信装置２０１は、チャネルサーチ応答を信号変換器４に送信する（Ｓ５）。信号変換器４は、チャネルサーチ応答を第１の通信装置２０１から受信する。これにより、信号変換器４は、第１の通信装置２０１と通信チャネルを確立することができる。

　このように、信号変換器４は、ハンディターミナル３から作業開始要求を受信すると、宛先となる第１の通信装置２０１と通信チャネルを確立するまでアクティブチャネルスキャンを実施する。

　第１の通信装置２０１との通信チャネルを確立した後、信号変換器４は、ハンディターミナル３からのコマンドである作業開始要求を第１の通信装置２０１に送信する（Ｓ６）。第１の通信装置２０１は、信号変換器４から作業開始要求を受信すると、作業開始応答を信号変換器４に送信する（Ｓ７）。信号変換器４は、第１の通信装置２０１から作業開始応答を受信すると、作業開始応答をハンディターミナル３に送信する（Ｓ８）。

　ハンディターミナル３は、信号変換器４から作業開始応答を受信すると、最新検針値取得要求を信号変換器４に送信する（Ｓ９）。信号変換器４は、ハンディターミナル３から最新検針値取得要求を受信すると、最新検針値取得要求を第１の通信装置２０１に送信する（Ｓ１０）。第１の通信装置２０１は、信号変換器４から最新検針値取得要求を受信すると、最新検針値取得応答を信号変換器４に送信する（Ｓ１１）。信号変換器４は、第１の通信装置２０１から最新検針値取得応答を受信すると、最新検針値取得応答をハンディターミナル３に送信する（Ｓ１２）。

　その後、ハンディターミナル３は、作業終了要求を信号変換器４に送信する（Ｓ１３）。信号変換器４は、ハンディターミナル３から作業終了要求を受信すると、作業終了要求を第１の通信装置２０１に送信する（Ｓ１４）。第１の通信装置２０１は、信号変換器４から作業終了要求を受信すると、作業終了応答を信号変換器４に送信する（Ｓ１５）。信号変換器４は、第１の通信装置２０１から作業終了応答を受信すると、作業終了応答をハンディターミナル３に送信する（Ｓ１６）。

　これにより、ハンディターミナル３の作業中かつ宛先となる通信装置２が変わらない限り、通信装置２とハンディターミナル３との間では、確立した通信チャネルで、通信を実施することができる。つまり、コマンドごとのチャネルサーチは不要である。

　続いて、ハンディターミナル３が第２の通信装置２０２と通信する場合について説明する。

　まず、ハンディターミナル３は、作業開始要求を信号変換器４に送信する（Ｓ１７）。信号変換器４は、ハンディターミナル３から作業開始要求を受信すると、直前の通信装置（第１の通信装置２０１）との通信に用いた第３の通信チャネルＣＨ３でチャネルサーチ要求を第２の通信装置２０２に送信する（Ｓ１８）。第２の通信装置２０２は、第３の通信チャネルＣＨ３で受信待機しているので、チャネルサーチ要求を受信することができる。そして、第２の通信装置２０２は、チャネルサーチ応答を信号変換器４に送信する（Ｓ１９）。信号変換器４は、チャネルサーチ応答を第２の通信装置２０２から受信する。これにより、信号変換器４は、第２の通信装置２０２と通信チャネルを確立することができる。

　その後、信号変換器４は、ハンディターミナル３からのコマンドである作業開始要求を第２の通信装置２０２に送信する（Ｓ２０）。第２の通信装置２０２は、信号変換器４から作業開始要求を受信すると、作業開始応答を信号変換器４に送信する（Ｓ２１）。信号変換器４は、第２の通信装置２０２から作業開始応答を受信すると、作業開始応答をハンディターミナル３に送信する（Ｓ２２）。

　ハンディターミナル３は、信号変換器４から作業開始応答を受信すると、最新検針値取得要求を信号変換器４に送信する（Ｓ２３）。信号変換器４は、ハンディターミナル３から最新検針値取得要求を受信すると、最新検針値取得要求を第２の通信装置２０２に送信する（Ｓ２４）。第２の通信装置２０２は、信号変換器４から最新検針値取得要求を受信すると、最新検針値取得応答を信号変換器４に送信する（Ｓ２５）。信号変換器４は、第２の通信装置２０２から最新検針値取得応答を受信すると、最新検針値取得応答をハンディターミナル３に送信する（Ｓ２６）。

　その後、ハンディターミナル３は、作業終了要求を信号変換器４に送信する（Ｓ２７）。信号変換器４は、ハンディターミナル３から作業終了要求を受信すると、作業終了要求を第２の通信装置２０２に送信する（Ｓ２８）。第２の通信装置２０２は、信号変換器４から作業終了要求を受信すると、作業終了応答を信号変換器４に送信する（Ｓ２９）。信号変換器４は、第２の通信装置２０２から作業終了応答を受信すると、作業終了応答をハンディターミナル３に送信する（Ｓ３０）。

　以上説明した本実施形態の通信システム１は、通信装置２と、可搬型の端末装置（ハンディターミナル３）と、可搬型の信号変換器４とを備える。通信装置２は、所定の場所に固定して設置され、検針データを保持する。検針データは、供給事業者（電力会社７）からの供給媒体の需要家における使用量を表わす。端末装置は、通信装置２とデータの授受を行う。信号変換器４は、通信装置２および端末装置の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する。通信装置２は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）の中から信号変換器４と通信するための特定通信チャネルを選択する。信号変換器４は、第１の通信部４１と、第２の通信部４２と、探索部（チャネル設定部４６）とを含む。第１の通信部４１は、第１の通信プロトコル４０１を用いて端末装置と通信する。第２の通信部４２は、第１の通信プロトコル４０１とは異なる第２の通信プロトコル４０２を用いて通信装置２と通信する。探索部は、複数の通信チャネルを順に切り替えて、通信装置２で選択された特定通信チャネルを探索する。信号変換器４は、探索部で探索された特定通信チャネルによって、通信装置２と通信チャネルを確立する。

　本実施形態の信号変換器４は、通信装置２および可搬型の端末装置（ハンディターミナル３）の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する可搬型の信号変換器である。通信装置２は、所定の場所に固定して設置され、検針データを保持する。検針データは、供給事業者（電力会社７）からの供給媒体の需要家における使用量を表わす。端末装置は、通信装置２とデータの授受を行う。通信装置２は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）の中から信号変換器４と通信するための特定通信チャネルを選択する。信号変換器４は、第１の通信部４１と、第２の通信部４２と、探索部（チャネル設定部４６）とを含む。第１の通信部４１は、第１の通信プロトコル４０１を用いて端末装置と通信する。第２の通信部４２は、第１の通信プロトコル４０１とは異なる第２の通信プロトコル４０２を用いて通信装置２と通信する。探索部は、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を順に切り替えて、通信装置２で選択された特定通信チャネルを探索する。信号変換器４は、探索部で探索された特定通信チャネルによって、通信装置２と通信チャネルを確立する。

　本実施形態の通信システム１では、通信チャネル数を減らすことなく、通信装置２で設定した通信チャネルで通信装置２と信号変換器４との間で通信することができる。

　詳細に説明すると、本実施形態の通信システム１では、通信装置２が、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）の中から信号変換器４と通信するための特定通信チャネルを選択する。信号変換器４は、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を順にスキャンして（切り替えて）特定通信チャネルを探索する。これにより、本実施形態の通信システム１では、データの授受に用いることができる通信チャネル数を減らすことなく、通信装置２の設置場所の周囲環境を考慮して通信装置２で設定された特定通信チャネルで通信装置２と信号変換器４との間で通信することができる。

　本実施形態の通信システム１のように、探索部（チャネル設定部４６）は、以下の動作を行うことが好ましい。探索部は、信号変換器４が通信装置２と通信チャネルを確立するまで、複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を順に切り替えて特定通信チャネルを探索する。探索部は、信号変換器４が通信装置２と通信チャネルを確立すると、複数の通信チャネルを切り替えるのを停止する。

　また、本実施形態の通信システム１のように、信号変換器４の探索部（チャネル設定部４６）は、直前に使用した通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を切り替えることが好ましい。

　本実施形態の通信システム１のように、信号変換器４は、操作部４８をさらに含むことが好ましい。操作部４８は、第１の機能または第２の機能を選択するための入力を受け付ける。第１の機能は、探索部（チャネル設定部４６）が常に特定の通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を切り替える機能である。第２の機能は、探索部が直前に使用した通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を切り替える機能である。

　本実施形態の通信システム１のように、端末装置（ハンディターミナル３）は、操作部（入力部３１）を含むことが好ましい。操作部は、第１の機能または第２の機能を選択するための入力を受け付ける。第１の機能は、探索部（チャネル設定部４６）が常に特定の通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を切り替える機能である。第２の機能は、探索部が直前に使用した通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を切り替える機能である。

　本実施形態の通信システム１では、信号変換器４が直前に使用した通信チャネルから順に複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）をスキャンする（切り替える）。直前に通信した通信装置２と今回通信する予定の通信装置２とは、例えば近くに設置されて周囲の通信環境が似ていることが多いので、特定通信チャネルが同じである可能性が高い。これにより、本実施形態の通信システム１では、予め決められた順番で複数の通信チャネルをスキャンする（切り替える）場合に比べて、特定通信チャネルを探索する時間すなわち通信開始までの時間を短縮することができる。さらに、特定通信チャネルを探索するのに要する消費電力を低減させることができる。

　例えば通信装置２が第３の通信チャネルＣＨ３で受信待機している場合、信号変換器４が通信装置２に対して３回のリトライ（計４回）を行うとすると、信号変換器４は、アクティブチャネルスキャンに９回（４回＋４回＋１回）の送信が必要になる。例えば１回あたりの送信で送信可能なデータを２３２Ｂとした場合、１ｋＢの検針データを送信するための必要な送信回数は、作業開始要求および作業終了要求を含めると、７回（１回＋５回＋１回）となる。そうすると、検針データの取得よりもアクティブチャネルスキャンのほうに時間および消費電力を費やすことになる。また、通信装置２が第５の通信チャネルＣＨ５で受信待機している場合、信号変換器４は、アクティブチャネルスキャンに１７回（４回＋４回＋４回＋４回＋１回）の送信が必要になる。このため、検針データの取得よりも２倍以上の時間および消費電力をアクティブチャネルスキャンに費やすことになる。

　一方、隣接する通信装置２は、周辺電波環境が同様であるから、同じ通信チャネルを使用することが多い。このため、信号変換器４は、直前に通信が成功した通信チャネルからアクティブチャネルスキャンを開始すると、１回の送信で通信装置２と通信チャネルを確定することができる。これにより、第１の通信チャネルＣＨ１からアクティブチャネルスキャンを開始する場合に比べて、消費電力を１／２～１／３に抑えることができる。

　その結果、信号変換器４は、消費電力の点で、第１の通信チャネルＣＨ１からアクティブチャネルスキャンを開始する場合では１００台の通信装置２としか通信することができない。一方、直前に用いた通信チャネルからアクティブチャネルスキャンを開始する場合では、消費電力を１／２～１／３にすることができるので、信号変換器４は、２００～３００台の通信装置２と通信することができる。

　本実施形態の通信システム１のように、第２の通信部４２および探索部（チャネル設定部４６）は、以下の動作を行うことが好ましい。第２の通信部４２は、信号変換器４が通信装置２と通信チャネルを確立するまで、探索部が複数の通信チャネル（第１～５の通信チャネルＣＨ１～ＣＨ５）を切り替えるごとに、通信装置２にチャネルサーチ応答を要求するためのチャネルサーチ要求を通信装置２に送信する。探索部は、第２の通信部４２が通信装置２からチャネルサーチ応答を受信した場合、チャネルサーチ応答を受信したときの通信チャネルを特定通信チャネルとする。

　本実施形態の通信システム１のように、端末装置（ハンディターミナル３）は、通信部３３を含むことが好ましい。通信部３３は、作業開始要求を信号変換器４に送信する。第２の通信部４２は、第１の通信部４１が端末装置から作業開始要求を受信した場合、通信装置２にチャネルサーチ要求を送信する。

　本実施形態の通信システム１のように、信号変換器４は、検針データを通信装置２から端末装置に中継し、通信装置２の保守、設定および運用の少なくとも１つに関するデータ（保守用データ）を端末装置から通信装置２に中継することが好ましい。

　本実施形態の通信システム１のように、通信装置２は、使用量を計測する計測装置５から使用量を取得することが好ましい。

　本実施形態の通信システム１のように、供給媒体は、電気、ガスまたは水であることが好ましい。

　なお、通信装置２が通信に用いることができる複数の通信チャネルのチャネル数は、５つに限定されず、２～４つであってもよいし、６つ以上であってもよい。

　本発明をいくつかの好ましい実施形態によって記述したが、本発明の本来の精神および範囲、すなわち請求の範囲を逸脱することなく、当業者によってさまざまな修正および変形が可能である。

Claims

　所定の場所に固定して設置され、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を表わす検針データを保持する通信装置と、
　前記通信装置とデータの授受を行う可搬型の端末装置と、
　前記通信装置および前記端末装置の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する可搬型の信号変換器とを備え、
　前記通信装置は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネルの中から前記信号変換器と通信するための特定通信チャネルを選択し、
　前記信号変換器は、
　第１の通信プロトコルを用いて前記端末装置と通信する第１の通信部と、
　前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルを用いて前記通信装置と通信する第２の通信部と、
　前記複数の通信チャネルを順に切り替えて、前記通信装置で選択された前記特定通信チャネルを探索する探索部とを含み、
　前記信号変換器は、前記探索部で探索された前記特定通信チャネルによって、前記通信装置と通信チャネルを確立する
　ことを特徴とする通信システム。
　前記探索部は、
　前記信号変換器が前記通信装置と通信チャネルを確立するまで、前記複数の通信チャネルを順に切り替えて前記特定通信チャネルを探索し、
　前記信号変換器が前記通信装置と通信チャネルを確立すると、前記複数の通信チャネルを切り替えるのを停止する
　ことを特徴とする請求項１記載の通信システム。
　前記信号変換器の前記探索部は、直前に使用した通信チャネルから順に前記複数の通信チャネルを切り替えることを特徴とする請求項２記載の通信システム。
　前記信号変換器は、操作部をさらに含み、
　前記操作部は、前記探索部が常に特定の通信チャネルから順に複数の通信チャネルを切り替える機能、または、前記探索部が前記直前に使用した通信チャネルから順に前記複数の通信チャネルを切り替える機能を選択するための入力を受け付ける
　ことを特徴とする請求項３記載の通信システム。
　前記端末装置は、操作部を含み、
　前記操作部は、前記探索部が常に特定の通信チャネルから順に複数の通信チャネルを切り替える機能、または、前記探索部が前記直前に使用した通信チャネルから順に前記複数の通信チャネルを切り替える機能を選択するための入力を受け付ける
　ことを特徴とする請求項３記載の通信システム。
　前記第２の通信部は、前記信号変換器が前記通信装置と通信チャネルを確立するまで、前記探索部が前記複数の通信チャネルを切り替えるごとに、前記通信装置にチャネルサーチ応答を要求するためのチャネルサーチ要求を前記通信装置に送信し、
　前記探索部は、前記第２の通信部が前記通信装置から前記チャネルサーチ応答を受信した場合、前記チャネルサーチ応答を受信したときの通信チャネルを前記特定通信チャネルとする
　ことを特徴とする請求項２～５のいずれか１項に記載の通信システム。
　前記端末装置は、作業開始要求を前記信号変換器に送信する通信部を含み、
　前記第２の通信部は、前記第１の通信部が前記端末装置から前記作業開始要求を受信した場合、前記通信装置に前記チャネルサーチ要求を送信する
　ことを特徴とする請求項６記載の通信システム。
　前記信号変換器は、
　前記検針データを前記通信装置から前記端末装置に中継し、
　前記通信装置の保守、設定および運用の少なくとも１つに関するデータを前記端末装置から前記通信装置に中継する
　ことを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の通信システム。
　前記通信装置は、前記使用量を計測する計測装置から前記使用量を取得することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の通信システム。
　前記供給媒体は、電気、ガスまたは水であることを特徴とする請求項１～９のいずれか１項に記載の通信システム。
　所定の場所に固定して設置され、供給事業者からの供給媒体の需要家における使用量を表わす検針データを保持する通信装置、および、前記通信装置とデータの授受を行う可搬型の端末装置の一方から受信した信号を、他方との通信に用いる通信プロトコルに適した信号に変換する可搬型の信号変換器であって、
　前記通信装置は、他の装置と通信するために予め設定された複数の通信チャネルの中から前記信号変換器と通信するための特定通信チャネルを選択し、
　前記信号変換器は、
　第１の通信プロトコルを用いて前記端末装置と通信する第１の通信部と、
　前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルを用いて前記通信装置と通信する第２の通信部と、
　前記複数の通信チャネルを順に切り替えて、前記通信装置で選択された前記特定通信チャネルを探索する探索部とを含み、
　前記信号変換器は、前記探索部で探索された前記特定通信チャネルによって、前記通信装置と通信チャネルを確立する
　ことを特徴とする信号変換器。