説明

無線検針装置および無線検針システム

【課題】
複数の無線検針装置を有する無線検針システムにおいて、他の無線検針装置による通信との重複に起因する無線検針装置の端末発呼による通信失敗が発生しにくい無線検針装置および無線検針システムを提供する。
【解決手段】
複数の無線子機103、104、105、106が端末発呼応による通信を行う場合に、各無線子機ごとに固有の時間を計時し、当該固有の時間経過後に通信を行うようにした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は被測定系の電力、ガス、水道等の使用量を検針する無線検針装置および無線検針システムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、一般家庭や工場、事業所の電力、ガス、水道等の使用量を検針する無線検針システムが普及してきている。当該無線検針システムは被測定系の使用量を測定するメータと、当該メータで検出された使用量データを特定小電力無線等にて通信する無線子機と、無線子機から特定小電力無線等にて送信された使用量データを受信する無線親機とを具備している。(例えば特許文献1)
【特許文献1】特開平6−291867公報(第7頁、図1)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
近年、電気、ガス、水道の無線検針が行われるようになってきた。当該無線検針システムは被測定系の使用量を測定するメータと、当該メータで検出された使用量データを特定小電力無線等にて通信する無線子機と、当該無線子機から特定小電力無線等にて送信された使用量データを受信する無線親機とを具備している。当該無線親機は、上位伝送系である端末側網制御装置、電話回線、センタ装置側網制御装置を介してセンタ装置に接続されている。当該無線検針システムにおいて、メータにて作成された使用量データはセンタ装置からセンタ装置側網制御装置、電話回線、端末側網制御装置を介して送信される要求電文に呼応するいわゆるポーリングにより伝送される場合と、例えばメータが異常を検出した場合に、端末側網制御装置、電話回線、センタ装置側網制御装置を介してセンタ装置に電文を送信する端末発呼の2種類の通信方式によることが一般的である。また、別の無線検針システムでは端末側網制御装置、電話回線、センタ装置側網制御装置にかわり、ハンディターミナルが上位伝送系として構成されている場合もある。
【0004】
しかし、当該無線親機1台に対し、複数の無線子機が接続されている場合、同時に複数台の無線子機が無線電波による端末発呼による通信を開始する場合がある、この場合、複数電文が同時に無線電波にて送信されるため、当該送信された電文は混線してしまい無線親機は判読不能となってしまう。このように通信失敗となった場合、無線子機は通信失敗を検出し再通信を行うが、複数台の無線子機が再度同時に通信を行い、通信失敗を繰り返してしまう場合があった。
【0005】
本発明は前記問題点に鑑み、複数の無線検針装置を有する無線検針システムにおいて、他の無線検針装置による通信との重複に起因する無線検針装置の端末発呼による通信失敗が発生しにくい無線検針装置および無線検針システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記目的を達成するために、本発明による無線検針装置は、データを送受信する無線電波通信手段と、前記無線電波通信手段における伝送エラーを検出する伝送エラー検出手段と、前記伝送エラー検出手段が伝送エラーを検出した回数を計数する計数手段と、前記計数手段が計数した回数が予め設定された回数以上かの判断を行う回数判別手段と、固有の時間を計時する計時手段とを具備し、前記回数判別手段により前記予め設定された回数以上であると判断された場合には、前記計時手段により計時された固有の時間経過後に、前記無線電波通信手段から無線電波の送信を行うことを特徴とする。
【0007】
また、上記目的を達成するために、本発明による無線検針システムは、使用電力、使用ガス、使用水のうちの少なくとも一つの使用量を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された使用量に関するデータならびに異常を示すデータを送信する第一の通信手段とを具備した計量装置と、前記計量装置からのデータを受信する第二の通信手段と、前記第二の通信手段にて受信されたデータを送信する第一の無線電波通信手段と、前記第一の無線電波通信手段における伝送エラーを検出する伝送エラー検出手段と、前記伝送エラー検出手段が伝送エラーを検出した回数を計数する計数手段と、前記計数手段が計数した回数が予め設定された回数以上かを判断を行う回数判別手段と、固有の時間を計時する計時手段とを具備し、前記回数判別手段により前記予め設定された回数以上であると判断された場合には、前記計時手段により計時された固有の時間経過後に、前記第一の無線電波通信手段から前記第二の通信手段にて受信されたデータを無線電波にて送信することを特徴とした無線検針装置と、前記無線検針装置から送信された無線電波を受信する第二の無線電波通信手段を具備した無線親機とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、複数の無線検針装置を有する無線検針システムにおいて、他の無線検針装置による通信との重複に起因する無線検針装置の端末発呼による通信失敗が発生しにくい無線検針装置および無線検針システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
以下、本発明の実施例を説明する。
【0010】
[実施例1]
本発明による無線検針システムの実施例1について図1を参照して説明する。
【0011】
本無線検針システム100は一例として上位伝送系101、親機102、子機103、104、105、106、計量器107、108、109、110からなるものとする。
【0012】
101は上位伝送系で、電話回線を利用した自動検針システムの場合、コンピュータ等からなるセンタ装置、センタ装置側網制御装置、電話回線、端末側網制御装置等から構成されている。また、検針員等が個別検針を行う無線検針システムの場合、市販のハンディターミナル、ポケットコンピュータ、パーソナルコンピュータ等により構成されている。
【0013】
102は親機で後述する各部により構成されており、上位伝送系101から送信された各種コマンド等の電文を子機103、104、105、106に対し無線電波にて送信し、計量器107、108、109、110にかかる検針データや異常を示す警報信号にかかる電文を子機103、104、105、106を介し無線電波により受信し、さらに、同電文を上位伝送系101に対し送信する。
【0014】
親機102の内部構成を図2に示す。
【0015】
201は通信部でRS232C等の有線通信を行う通信回路により構成されており、後述する制御部206に制御され、上位伝送系101と通信を行う。
【0016】
202は表示部で発光ダイオード等により構成されており、親機102と上位伝送系101間の通信状態、親機102と子機103、104、105、106間の通信状態等を表示する。
【0017】
203は無線通信部で特定小電力無線等の無線電波送受信回路により構成されており、後述する制御部206に制御され、子機103、104、105、106との間で無線電波による通信を行う。
【0018】
204は記憶部でRAMのような半導体メモリにより構成されており、後述する制御部206により制御され、子機103、104、105、106を介して無線通信部203により受信された計量器107、108、109、110にかかる検針データを記憶する。
【0019】
205は電源部で、リチウム電池等を有する電源回路により構成されており、親機102内の各部に電源電圧を供給する。
【0020】
206は制御部で、マイクロコンピュータ等により構成されており、通信部201の通信動作、表示部202の表示動作、無線通信部203の通信動作、記憶部204の記憶動作の制御を行う。
【0021】
上位伝送系101からのポーリングによる通信の場合、制御部206は、上位伝送系101から送信された各種コマンド等の通信電文を通信部201にて受信し、無線通信部203から無線電波にて子機103、104、105、106に対し送信する。また、計量器107、108、109、110にかかる、子機103、104、105、106から無線電波にて送信された検針データ等の通信電文を無線通信部203にて受信し、通信部201から上位伝送系101に対して送信する。
【0022】
一方、計量器107、108、109、110の端末発呼による通信の場合、制御部206は、計量器107、108、109、110にかかる、子機103、104、105、106からの送信された無線電波による異常を示す警報信号にかかる通信電文を無線通信部203にて受信し、通信部201から上位伝送系101に対して送信する。
【0023】
制御部206は、子機103、104、105、106から送信された電力、ガス、水道等の使用量に関する検針データを受信し、当該検針データを記憶部204に記憶させる。
【0024】
103、104、105、106は無線検針装置としての子機で後述する各部により構成されており、上位伝送系101から親機102を介し、無線電波にて送信された各種コマンド等の電文をそれぞれ計量器107、108、109、110に対し送信し、検針データや異常を示す警報信号にかかる通信電文を計量器107、108、109、110から受信し、さらに、同電文を親機102に対し無線電波にて送信する。子機103の内部構成を図3に示す。なお子機104、105、106も同様の内部構成となっている。
【0025】
301は無線通信部で特定小電力無線等の無線電波送受信回路により構成されており、後述する制御部306に制御され、親機102との間で無線電波による通信を行う。
【0026】
302はキャリア検出部で、親機102が無線電波にて通信中であることを無線電波のキャリアを検出することにより検知する。
【0027】
303は第一のタイマで水晶発振器によるカウンタ回路等により構成されており、第一の時間T1を計時する。なお、計時すべき当該第一の時間T1は後述する制御部310により指示される。
【0028】
304は第二のタイマで水晶発振器によるカウンタ回路等により構成されており、第二の時間T2を計時する。なお、計時すべき当該第二の時間T2は後述する制御部310により指示される。
【0029】
305は表示部で発光ダイオード等により構成されており、子機103と親機102間の通信状態、子機103と計量器107間の通信状態等を表示する。
【0030】
306は有線通信部でカレントループ等のインタフェース回路等により構成されており、後述する制御部310に制御され、計量器107との間で通信を行う。
【0031】
307は記憶部でRAMのような半導体メモリにより構成されており、後述する制御部310により制御され、計量器107から送信された検針データ等を記憶する。
【0032】
308はカウンタ部で、カウンタ回路等により構成されており、伝送エラー回数Nを計数する。
【0033】
309は電源部で、リチウム電池等を有する電源回路により構成されており、子機103内の各部に電源電圧を供給する。
【0034】
310は制御部で、マイクロコンピュータ等により構成されており、無線通信部301の通信動作、表示部305の表示動作、有線通信部306の通信動作、記憶部3074の記憶動作等の制御を行う。
【0035】
上位伝送系101からのポーリングによる通信の場合、制御部310は、親機102から送信された各種コマンド等の通信電文を無線通信部301にて受信し、有線通信部306から計量器107に対し送信する。また、計量器107から送信された検針データ等の通信電文を有線通信部306にて受信し、無線通信部301から親機102に対して送信する。
【0036】
一方、計量器107からの端末発呼による通信の場合、制御部310は、計量器107から送信された異常を示す警報信号や検針データ等の通信電文を有線通信部306にて受信し、無線通信部301から親機301に対して送信する。
【0037】
制御部310は、計量器107から送信された電力、ガス、水道等の使用量に関する検針データを受信し、当該検針データを記憶部304に記憶させる。
【0038】
107、108、109、110は計量器で後述する各部により構成されており、需要家の電気、ガス、水道等の使用量を計量し検針データとして、それぞれ子機103、104、105、106に対し送信する。計量器107の内部構成を図4に示す。なお計量器108、109、110も同様の内部構成となっている。
【0039】
401は有線通信部でカレントループ等のインタフェース回路等により構成されており、後述する制御部406に制御され、子機103との間で通信を行う。
【0040】
402は表示部で液晶表示装置等により構成されており、需要家にて使用された電気、ガス、水道等の使用量にかかる検針データを表示する。
【0041】
403は検出部で、需要家の電気使用量を測定する電力使用量測定装置、需要家のガス使用量を測定するガス使用量測定装置、需要家の水道使用量を測定する水道使用量測定装置等により構成されており、後述する制御部406に対し需要家にて使用された電気、ガス、水道等の使用量にかかるデータを出力する。
【0042】
404は記憶部でRAMのような半導体メモリにより構成されており、後述する制御部406により制御され、需要家にて使用された電気、ガス、水道等の使用量にかかる検針データを記憶する。
【0043】
405は電源部で、リチウム電池等を有する電源回路により構成されており、計量器107内の各部に電源電圧を供給する。
【0044】
406は制御部で、マイクロコンピュータ等により構成されており、有線通信部401の通信動作、表示部402の表示動作、記憶部404の記憶動作の制御を行う。
【0045】
制御部406は検出部403で検出された電力、ガス、水道等の使用量にかかるデータを検針データに編集し、当該検針データを記憶部404に記憶させ、表示部402に表示させる。
【0046】
上位伝送系101からのポーリングによる通信の場合、制御部406は、子機103から送信された各種コマンド等の通信電文を有線通信部401にて受信し、検針データ等の通信電文を子機103に対して送信する。
【0047】
一方、地震等の異常や、ガスメータの場合はガス漏れ、異常な温度上昇を検出した場合、制御部310は、異常を示す警報信号や検針データ等の通信電文を有線通信部401から、計量器107からの端末発呼による通信として子機103に対して送信する。
【0048】
次に、本実施例の動作を図5に示す子機103のプログラムフロー図を参照しつつ説明する。本プログラムは子機103の制御部310内の図示しないプログラムメモリ内に記憶され、制御部310の動作を制御している。なお、以下には、子機103の端末発呼による通信動作の部分についてのみ示すこととする。
【0049】
計量器107は、異常を検出した場合等に、子機103に対し端末発呼応を行うよう指示するコマンドを送信する。当該コマンドを受信した子機103は親機102に対し端末発呼を行う。ここで端末発呼とは、計量器107、子機103、親機102、上位伝送101の経路で下位の伝送系から発信される伝送動作をいう。例えば計量器107により、異常に過大である計量値が検出された場合、地震が検出された場合、異常な温度上昇が検出された場合、漏電、ガス漏れ、漏水が検出された場合等に当該端末発呼応が行われる。なお、通常の検針データを端末発呼にて通信するようにしてもよい。
【0050】
計量器107から、端末発呼応を行うよう指示するコマンドを子機103の有線通信部303が受信した場合、制御部310は、親機102に対し計量器107からの電文を送信するため以下の動作に移る。
【0051】
制御部310はまず伝送エラーの回数を係数するカウンタ308に伝送エラーの回数N=0をプリセットする(ステップ501)。
【0052】
次に、制御部310は、キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出していないかの判断を行う(ステップ502)。キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出しない場合、親機102が他の子機と通信を行っていないと想定し、制御部310は親機102に対し無線通信部301を介し、計量器107からの電文を無線電波にて送信する(ステップ503)。その後、通信エラーの有無を判断し(ステップ504)、通信エラーがないと判断された場合は一連の通信動作を終了する。上記の通信動作にかかるプロトコルを図6に示す。
【0053】
一方、ステップ502にて、キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出したと判断された場合は、親機102が他の子機(例えば子機104)と通信を行っていると想定し、制御部310はカウンタ部308の伝送エラー回数Nを1加算する(ステップ505)。その後、制御部310は第一のタイマ303に時間T1を計時させ、時間T1が経過するまで待機する(ステップ506)。ここで時間T1は、子機・親機間の伝送に要する時間を超える値で、かつ、効率よく通信を行うことができる値が選択されており、子機103の記憶部307に予め設定されている。
【0054】
その後、制御部310は、カウンタ部308により計数された伝送エラー回数Nが予め記憶部307に設定されたN1以上であるかの判断を行う(ステップ507)。伝送エラー回数NがN1以上でないと判断された場合、ステップ502に戻り、キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出していないかの判断を行う(ステップ502)。キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出しない場合、親機102が他の子機と通信を行っていないと想定し、制御部310は親機102に対し無線通信部301を介し、計量器107からの電文を無線電波にて送信する(ステップ503)。その後、通信エラーの有無を判断し(ステップ504)、通信エラーがないと判断された場合は一連の通信動作を終了する。上記の通信動作にかかるプロトコルを図7に示す。なお、ステップ504では一定時間、親機102からの返信電文がなかった場合、返信電文が子機103に対する電文でなかった場合、ビットエラー等電文の構成に誤りがあった場合等に伝送エラーがあったものと判断される。
【0055】
上記ステップ504にて通信エラーがあったと判断された場合、制御部310はカウンタ部308の伝送エラー回数Nを1加算する(ステップ505)。その後、第一のタイマ303に時間T1を計時させ、時間T1を経過するまで待機する(ステップ506)。
【0056】
その後、制御部310は、カウンタ部308により計数された伝送エラー回数Nが予め記憶部307に設定された回数N1以上であるかの判断を行う(ステップ507)。伝送エラー回数Nが予め記憶部307に設定された回数N1以上でないと判断された場合、ステップ502に戻り、キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出していないかの判断を行う(ステップ502)。キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出しない場合、親機102が他の子機と通信を行っていないと想定し、制御部310は親機102に対し無線通信部301を介し、計量器107からの電文を無線電波にて送信する(ステップ503)。
【0057】
その後、通信エラーの有無を判断し(ステップ504)、通信エラーがないと判断された場合は一連の通信動作を終了する。上記の通信動作にかかるプロトコルを図8に示す。なお、ステップ504では一定時間、親機102からの返信電文がなかった場合、返信電文が子機103に対する電文でなかった場合、ビットエラー等電文の構成に誤りがあった場合等に伝送エラーがあったものと判断される。
【0058】
また、再度上記ステップ504で通信エラーがあったと判断された場合、制御部310はカウンタ部308の伝送エラー回数Nを1加算する(ステップ505)。その後、第一のタイマ303に時間T1を計時させ、時間T1を経過するまで待機する(ステップ506)。
【0059】
その後、制御部310は、カウンタ部308により計数された伝送エラー回数Nが予め記憶部307に設定された回数N1以上であるかの判断を行う(ステップ507)。伝送エラー回数Nが予め記憶部307に設定された回数N1以上であると判断された場合、制御部310は、第二のタイマ304に時間T2を計時させ、時間T2を経過するまで待機する(ステップ508)。ここで時間T2は、各子機ごと固有の値であり、例えば子機・親機間の伝送に要する時間を超える値である時間T1の倍数である数値等が、出荷時等に事前に子機103の記憶部307に予め設定されているものとする。もしくは時間T2は各子機が有する固有の番号から算出された値であってもよい。例えば子機103の記憶部307に製造番号を記憶させておき、1つの検針システムに使用される子機の台数で当該製造番号を除したときの剰余を時間T2としたのでもよい。一例として、子機103の製造番号12345であり、当該検針システムに使用される最大台数が4であった場合、当該製造番号12345を4で除した剰余は1であるので、子機103の時間T2は1分となる。また子機104の製造番号12346であったとすると、当該製造番号12346を4で除した剰余は2であるので、子機104の時間T2は2分となる。このようにすれば、各子機毎に固有の時間T2にて再通信を行うことなり、各子機103、104、105、106から親機102への通信は重複しないようになる。
【0060】
その後、制御部310は、カウンタ部308により計数された伝送エラー回数Nが予め記憶部307に設定された回数N2以上であるかの判断を行う(ステップ509)。伝送エラー回数NがN2以上でないと判断された場合、ステップ502に戻り、キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出していないかの判断を行う(ステップ502)。キャリア検出部302が無線電波のキャリアを検出しない場合、親機102が他の子機と通信を行っていないと想定し、制御部310は親機102に対し無線通信部301を介し、計量器107からの電文を無線電波にて送信する(ステップ503)。その後、通信エラーの有無を判断し(ステップ504)、通信エラーがないと判断された場合は一連の通信動作を終了する。上記の通信動作にかかるプロトコルを図9に示す。
【0061】
上記ステップ509で伝送エラー回数Nが予め記憶部307に設定された回数N2以上であると判断された場合、制御部310は通信を中断し(ステップ510)一連の通信動作を終了する。
【0062】
本実施例を用いれば、複数の無線子機が端末発呼応による通信を行う場合に、各無線子機ごとに固有の時間を計時し、当該固有の時間経過後に通信を行うため、通信失敗となり難い無線検針装置および無線検針システムを提供することができる。
【0063】
以上のように本発明を用いれば、複数の無線検針装置を有する無線検針システムにおいて、他の無線検針装置による通信との重複に起因する無線検針装置の端末発呼による通信失敗が発生しにくい無線検針装置および無線検針システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0064】
【図1】本発明にかかる無線検針システムの構成を示す図
【図2】本発明にかかる無線検針システムの親機の内部構成を示す図
【図3】本発明にかかる無線検針システムの子機の内部構成を示す図
【図4】本発明にかかる無線検針システムの計量器の内部構成を示す図
【図5】本発明にかかる無線検針システムの子機のプログラムを示す図
【図6】本発明にかかる無線検針システムの伝送プロトコルを示す図
【図7】本発明にかかる無線検針システムの伝送プロトコルを示す図
【図8】本発明にかかる無線検針システムの伝送プロトコルを示す図
【図9】本発明にかかる無線検針システムの伝送プロトコルを示す図
【符号の説明】
【0065】
100 無線検針システム
101 上位伝送系
102 親機
103、104、105、106 子機
107、108、109、110 計量器
201 通信部
202 表示部
203 無線通信部
204 記憶部
205 電源
206 制御部
301 無線通信部
302 キャリア検出部
303 タイマ
304 タイマ
305 表示部
306 有線通信部
307 記憶部
308 カウンタ部
309 電源
310 制御部
401 有線通信部
402 表示部
403 検出部
404 記憶部
405 電源
406 制御部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
データを送受信する無線電波通信手段と、
前記無線電波通信手段における伝送エラーを検出する伝送エラー検出手段と、
前記伝送エラー検出手段が伝送エラーを検出した回数を計数する計数手段と、
前記計数手段が計数した回数が予め設定された回数以上かの判断を行う回数判別手段と、
固有の時間を計時する計時手段と
を具備し、
前記回数判別手段により前記予め設定された回数以上であると判断された場合には、前記計時手段により計時された固有の時間経過後に、前記無線電波通信手段から無線電波の送信を行うことを特徴とする無線検針装置。
【請求項2】
前記伝送エラー検出手段は、無線電波のキャリアを検出した場合に伝送エラーであると判断する無線電波キャリア検出手段を含むことを特徴とする請求項1記載の無線検針装置。
【請求項3】
使用電力、使用ガス、使用水のうちの少なくとも一つの使用量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された使用量に関するデータならびに異常を示すデータを送信する第一の通信手段とを具備した計量装置と、
前記計量装置からのデータを受信する第二の通信手段と、
前記第二の通信手段にて受信されたデータを送信する第一の無線電波通信手段と、
前記第一の無線電波通信手段における伝送エラーを検出する伝送エラー検出手段と、
前記伝送エラー検出手段が伝送エラーを検出した回数を計数する計数手段と、
前記計数手段が計数した回数が予め設定された回数以上かを判断を行う回数判別手段と、
固有の時間を計時する計時手段と
を具備し、
前記回数判別手段により前記予め設定された回数以上であると判断された場合には、前記計時手段により計時された固有の時間経過後に、前記第一の無線電波通信手段から前記第二の通信手段にて受信されたデータを無線電波にて送信することを特徴とした無線検針装置と、
前記無線検針装置から送信された無線電波を受信する第二の無線電波通信手段を具備した無線親機と
を有することを特徴とする無線検針システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2010−108418(P2010−108418A)
【公開日】平成22年5月13日(2010.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−282342(P2008−282342)
【出願日】平成20年10月31日(2008.10.31)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】