無線通信システム
【課題】間欠受信機能を有する複数の無線機を、階層構造を有するように無線接続する通信システムにおいて、通信回数の差異に起因する無線機の消費電力のバラツキを低減する。
【解決手段】無線親機２の配下に３台の無線子機３〜５が存在し、無線子機３の配下に２台の無線子機４及び５が存在し、無線子機４の配下に１台の無線子機５が存在する階層構造を持っている。階層構造の上位の無線機は下位の無線機からのデータを上位へ中継する。通信回数が多くなる上位の無線機の間欠受信間隔を下位の無線機の間欠受信間隔より長くする。
【解決手段】無線親機２の配下に３台の無線子機３〜５が存在し、無線子機３の配下に２台の無線子機４及び５が存在し、無線子機４の配下に１台の無線子機５が存在する階層構造を持っている。階層構造の上位の無線機は下位の無線機からのデータを上位へ中継する。通信回数が多くなる上位の無線機の間欠受信間隔を下位の無線機の間欠受信間隔より長くする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスメータや水道メータなどの検針データを自動収集する自動検針システム、或いはガス漏れセンサや火災センサ等の情報を報知するセキュリティシステムなどに好適な無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０はこのような無線通信システムの概略構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置２０１と、無線親機２０２と、無線子機２０３とからなる。センタ装置２０１と無線親機２０２とは携帯電話網などの公衆通信回線を用いてデータ通信を行う。無線親機２０２と無線子機２０３とは特定小電力無線によりデータ通信を行う。無線子機２０３にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【０００３】
このように構成された通信システムにおいて、無線子機２０３に接続されたガスメータや水道メータで計測されたガスや水道の使用量（検針データ）をセンタ装置２０１で定期的に収集するには、センタ装置２０１は定期的に無線親機２０２を呼び出し、無線子機２０３に接続されたメータの検針データの送信を要求する。無線親機２０２は、この要求に従って無線子機２０３を呼び出し、検針データの送信を要求する。無線子機２０３は、検針データを無線親機２０２へ送信し、無線親機２０２は受信した検針データをセンタ装置２０１へ送信する。
【０００４】
無線子機２０３は電池により駆動されており、消費電力を節約するため、待機時には例えば３０sec毎に１０msec受信回路の電源をオンにする間欠受信動作を行う。ここで３０sec、１０msecをそれぞれ間欠受信間隔、間欠受信時間と言う。そして、間欠受信時間、即ち受信回路の電源がオンになっている時間に無線親機２０２からの呼び出し（起動電文）の有無をチェックし、有る場合はデータ通信を行い、無い場合は受信回路の電源をオフにして待機する（特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、親機２０２が複数の無線子機からの検針データを収集するシステムを、図１１Ａに示すように、複数（ここでは３台）の無線子機２０３〜２０５が直接無線親機２０２と通信を行うように構成した場合は各無線子機の通信回数は同じであるため、消費電力も同じになる。
【０００６】
しかし、図１１Ｂに示すように、無線子機２０３の配下に無線子機２０４及び２０５を収容する階層構造とし、無線子機２０３に中継機能を持たせて無線子機２０４及び２０５の検針データを無線子機２０３経由で無線親機２０２に伝送するように構成した場合は、無線子機２０３の通信回数が多くなるため、その分消費電力が多くなり、無線子機２０３の電池が先に消耗してしまう。この結果、各無線子機の電池交換作業を異なる時期に行うことになり、作業工数が多くなるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１９４０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムにおいて、通信回数の差異に起因する無線通信端末装置の消費電力のバラツキを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムであって、前記無線通信端末装置の間欠受信間隔を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の直下及び直上に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、無線通信端末装置から他の無線通信端末装置に対する呼び出し時間を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信端末装置の通信回数に応じて、前記設定された間欠受信間隔及び呼び出し時間を補正する手段を有することを特徴とする。
【００１０】
（作用）
請求項１の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を階層構造に応じて設定することにより、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力を階層構造に応じて設定することができる。
請求項２の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて設定することにより、無線通信端末装置の下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力を設定することができる。
請求項３の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を無線通信端末装置の直下及び直上に存在する無線通信端末装置の数に応じて設定することにより、無線通信端末装置と直接データ通信を行う無線通信端末装置の数に応じて、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力を設定することができる。
請求項４の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を階層構造に応じて設定するとともに、他の無線通信端末装置に対する呼び出し時間を階層構造に応じて設定することにより、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力及び他の無線通信端末装置に対する呼び出しによる消費電力を階層構造に応じて設定することができる。
請求項５の発明によれば、無線通信端末装置の通信回数に応じて、間欠受信間隔及び呼び出し時間の設定値を補正することにより、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力及び他の無線通信端末装置に対する呼び出しによる消費電力を階層構造に応じて設定し、かつ通信回数に応じて補正することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムにおいて、通信回数の差異に起因する無線通信端末装置の消費電力のバラツキを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置１と、無線親機２と、無線子機３〜５とからなる。センタ装置１と無線親機２とは携帯電話網などの公衆通信回線によりデータ通信を行う。無線親機２と無線子機３とは特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機３と無線子機４、無線子機４と無線子機５も特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機３〜５にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【００１３】
無線子機３に接続されているメータの検針データは無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。無線子機４に接続されているメータの検針データは無線子機３及び無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。無線子機５に接続されているメータの検針データは無線子機４、無線子機３、及び無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。各無線子機に接続されているガス漏れセンサの検知データをセンタ装置１へ報知する場合も同様である。
【００１４】
つまり、無線親機２の配下に３台の無線子機３〜５が存在し、無線子機３の配下に２台の無線子機４及び５が存在し、無線子機４の配下に１台の無線子機５が存在する階層構造を持っている。また、無線子機３及び４は、階層構造の下位に位置する無線子機から送信されたデータを階層構造の上位へ中継することで、全ての無線子機からのデータは無線親機２に届けられ、さらにセンタ装置１に届けられる。
【００１５】
無線親機２の特定小電力無線の通信部、及び無線子機３〜５は通信相手を呼び出すときには、その通信相手宛に起動電文を送信する。また、無線親機２の特定小電力無線の通信部、及び無線子機３〜５は待機時には間欠受信動作を行う。そして、間欠受信動作中の間欠受信時間、即ち間欠受信間隔毎に受信回路の電源がオンになっている時間に自分宛の呼び出し（起動指令）を検出したときは、データの送受信が可能な状態へ移行し、自分宛の呼び出しを検出しなかった場合は受信回路の電源をオフにして待機する。
【００１６】
ここで、無線親機２、無線子機３〜５の間欠受信間隔（間欠受信周期）は同一ではなく、配下に存在する無線子機の数が多い程、即ち上位の階層に存在する無線機程長くすることで、一定時間内の間欠受信回数を少なくし、間欠受信の累積による消費電力を少なくしている。このように、上位の階層に存在する無線機程、間欠受信に伴う消費電力を少なくすることで、中継によりデータ通信回数が多くなることに起因する消費電力の増大を補正している。この点の詳細については後述する。
【００１７】
図２は図１の無線子機３の構成を示すブロック図である。無線子機３は、無線子機３全体の制御などを行う制御装置１１と、アンテナ１２と、アンテナ１２に接続された送受信切替え回路（ＳＷ）１３と、送受信切替え回路（ＳＷ）１３に接続された送信回路１４及び受信回路１５と、制御装置１１が動作するときに使用する各種データ、プログラムなどが記憶されるメモリ１６と、メータや各種センサ（図示せず）が接続されたインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１７とを備えている。
【００１８】
制御装置１１は間欠受信用タイマー１８及び起動指令用タイマー１９を備えている。間欠受信用タイマー１８は受信回路１５を間欠的にオンにする時間（間欠受信時間）及びその間隔（間欠受信間隔）を設定するためのタイマーである。起動指令用タイマー１９は、無線子機３が無線子機４や無線親機２を呼び出すときに、制御装置１１で作成された起動電文を送信回路１４から送信する時間（呼び出し時間）を設定するためのタイマーである。これらのタイマーの設定時間を定めるためのデータはメモリ１６に記憶されている。
【００１９】
送受信切替え回路（ＳＷ）１３は、制御装置１１の制御に従ってアンテナ１２を送信状態又は受信状態に切り替える回路である。送信回路１４は制御装置１１からのデータを変調するための変調回路を含んでおり、受信回路１５は受信したデータを復調するための復調回路を含んでいる。インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１７は制御装置１１からの指令に応じてメータの検針データを読み出し、制御装置１１に送る。また、ガス漏れセンサが検知データを生成したときは制御装置１１に通知する。
【００２０】
無線子機４及び５も以上説明した無線子機３と同様に構成されている。また、無線親機２は無線子機３の構成に対し、センタ装置１と携帯電話網を介してデータ通信を行うための通信回路を付加したものである。ただし、無線親機２の電源は電池でもよいが、商用交流電源でもよい。さらに、センタ装置１は無線親機２との通信機能を備えたコンピュータにより構成されている。
【００２１】
以上の構成を有する通信システムにおいて、センタ装置１が無線子機３〜５に接続されているメータの検針データを収集する手順について、図３に示すシーケンス図及び図４に示すタイミング図を参照しながら説明する。
【００２２】
図３に示すように、センタ装置１から無線親機２に対し、無線子機３〜５の検針データを収集することを指令する（手順Ｓ１）。無線親機２はこの指令を受信すると、無線子機３に起動指令を送信する（手順Ｓ２）。無線子機３の受信回路１５は間欠受信用タイマー１８により設定された間欠受信間隔及び間欠受信時間で間欠受信動作中であり、受信信号を復調して制御装置１１へ送る。制御装置１１は復調信号の中から無線子機３宛の起動指令を検出すると、送信回路１４及び受信回路１５を制御して、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行させ、起動応答を作成して送信回路１４から無線親機２へ送信する（手順Ｓ３）。
【００２３】
ここで無線親機２による無線子機３に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機３の間欠受信間隔は、それぞれ図４Ａ、Ｂに示すように、間欠受信Ｐ２の間隔（４ａ）よりも起動指令Ｐ１の送信時間（４ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機３は１回目の起動指令により起動される。
【００２４】
起動応答を受信した無線親機２は、無線子機３に対し、無線子機５の検針指令を送信する（手順Ｓ４）。この検針指令を受信した無線子機３は、無線子機４に起動指令を送信する（手順Ｓ５）。無線子機４は間欠受信動作中であり、この起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、起動応答を無線子機３へ送信する（手順Ｓ６）。
【００２５】
ここで無線子機３による無線子機４に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機４の間欠受信間隔は、それぞれ図４Ｃ、Ｄに示すように、間欠受信Ｐ４の間隔（３ａ）よりも起動指令Ｐ３の送信時間（３ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機４は１回目の起動指令により起動される。
【００２６】
起動応答を受信した無線子機３は、無線子機４に対し、無線子機５の検針指令を送信する（手順Ｓ７）。この検針指令を受信した無線子機４は、無線子機５に起動指令を送信する（手順Ｓ８）。無線子機５は間欠受信動作中であり、この起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、起動応答を無線子機４へ送信する（手順Ｓ９）。
【００２７】
ここで無線子機４による無線子機５に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機５の間欠受信間隔は、それぞれ図４Ｅ、Ｆに示すように、間欠受信Ｐ６の間隔（２ａ）よりも起動指令Ｐ５の送信時間（２ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機５は１回目の起動指令により起動される。
【００２８】
起動応答を受信した無線子機４は、無線子機５に対し、無線子機５の検針指令を送信する（手順Ｓ１０）。この検針指令を受信した無線子機５は、自分に接続されているメータの検針データを無線子機４へ送信する（手順Ｓ１１）。この検針データを受信した無線子機４は、無線子機５へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ１２）とともに、無線子機３へ無線子機５の検針データを送信する（手順Ｓ１３）。
【００２９】
了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機５は間欠受信動作状態に戻る。無線子機５の検針データを受信した無線子機３は、無線子機４へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ１４）とともに、無線親機２へ無線子機５の検針データを送信する（手順Ｓ１５）。
【００３０】
了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機４は間欠受信動作状態に戻る。無線子機５の検針データを受信した無線親機２は、無線子機３へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ１６）とともに、無線子機５の検針データを内蔵するメモリに保存する。
【００３１】
了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機３は間欠受信動作状態に戻る。無線子機５の検針データを保存した無線親機２は次に無線子機３に対し、無線子機４の検針データを取得するために起動指令を送信する（手順Ｓ１７）。以後、無線子機５の検針データを取得した場合と同様の手順（手順Ｓ１８〜Ｓ２５）により、無線子機４の検針データが無線親機２へ届けられる。
【００３２】
上記の手順を繰り返すことにより、全ての無線子機３〜５の検針データが無線親機２に届けられると、無線親機２は全ての無線子機３〜５の検針データをまとめてセンタ装置１へ送信する。なお、無線親機２が無線子機３〜５の検針データをまとめて送信するのではなく、個別に送信してもよい。
【００３３】
このように、無線子機３〜５の検針データを無線親機２へ送信するときに、階層構造の最も下位に存在する無線子機５は自分の検針データの送信を１回行うだけであるのに対し、無線子機４は自分の検針データの送信及び無線子機５の検針データの転送の計２回の送信を行い、無線子機３は自分の検針データの送信、無線子機４の検針データの転送、及び無線子機５の検針データの転送の計３回の送信を行う。
【００３４】
つまり、階層構造の上位に存在する無線子機程、検針データの送信回数が多くなるため、検針データの送信に伴う消費電力が多くなる。従って、このままでは無線子機３、４、５の順に電池が消耗してしまう。そこで、本実施形態では、図４に示すように、無線子機３、４、５の順に間欠受信間隔を短くすることで、間欠受信の累積による一定時間内の消費電力が無線子機３、４、５の順に大きくなるようにしている。つまり、間欠受信の累積による消費電力に差を持たせることで、検針データの送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減している。なお、図４から分かるように、起動指令の送信時間（呼び出し時間）については、検針データの送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを増大さるものとなるが、起動指令の回数は間欠受信回数と比べると遥かに少ないため無視できる。
【００３５】
次に、無線子機５に接続されているガス漏れセンサの検知情報（警報）をセンタ装置１へ通報する手順について、図５に示すシーケンス図及び図６に示すタイミング図を参照しながら説明する。
【００３６】
図５に示すように、無線親機２及び無線子機３〜５は、それぞれの受信回路１５が間欠受信用タイマー１８により設定された間欠受信間隔及び間欠受信時間で間欠受信動作中である。無線子機５接続されているガス漏れセンサがガスを検知すると、ガス漏れセンサは無線子機５に対し、起動指令を送信する（手順Ｓ３１）。無線子機５はこの起動指令により起動されてデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機４に対し、起動指令を送信する（手順Ｓ３２）。無線子機４は間欠受信動作中であり、この起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機５へ起動応答を送信する（手順Ｓ３３）。
【００３７】
ここで無線子機５による無線子機４に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機４の間欠受信間隔は、それぞれ図６Ａ、Ｂに示すように、間欠受信Ｐ８の間隔（３ａ）よりも起動指令Ｐ７の送信時間（３ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機４は１回目の起動指令により起動される。
【００３８】
起動応答を受信した無線子機５は無線子機４に対し、無線子機５からの警報を送信する（手順Ｓ３４）。この警報を受信した無線子機４は、無線子機５へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ３５）とともに、無線子機３へ起動指令を送信する（手順Ｓ３６）。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機５は間欠受信動作状態に戻る。
【００３９】
無線子機３は間欠受信動作中であり、起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機４へ起動応答を送信する（手順Ｓ３７）。
【００４０】
ここで無線子機４による無線子機３に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機３の間欠受信間隔は、それぞれ図６Ｃ、Ｄに示すように、間欠受信Ｐ１０の間隔（４ａ）よりも起動指令Ｐ９の送信時間（４ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機３は１回目の起動指令により起動される。
【００４１】
起動応答を受信した無線子機４は、無線子機３に対し、無線子機５からの警報を送信する（手順Ｓ３８）。この警報を受信した無線子機３は無線子機４へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ３９）とともに、無線親機２へ起動指令を送信する（手順Ｓ４０）。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機４は間欠受信動作状態に戻る。
【００４２】
無線親機２は間欠受信動作中であり、起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機３へ起動応答を送信する（手順Ｓ４１）。
【００４３】
ここで無線子機３による無線親機２に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線親機２の間欠受信間隔は、それぞれ図６Ｅ、Ｆに示すように、間欠受信Ｐ１２の間隔（５ａ）よりも起動指令Ｐ１１の送信時間（５ａ＋α）を長くしている。従って、無線親機２は１回目の起動指令により起動される。
【００４４】
起動応答を受信した無線子機３は、無線親機２に対し、無線子機５からの警報を送信する（手順Ｓ４２）。この警報を受信した無線親機２は無線子機３へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ４３）とともに、センタ装置１へ無線子機５の警報を送信する（手順Ｓ４４）。起動指令を送信する。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機４は間欠受信動作状態に戻る。
【００４５】
無線子機５からの警報を受信したセンタ装置１は、無線親機２へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ４５）。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線親機２は間欠受信動作状態に戻る。
【００４６】
このように、無線子機５からの警報をセンタ装置１へ送信する場合は、階層構造の上位に存在する無線子機４及び３を経由して無線親機２へ送られる。同様に、無線子機４からの警報をセンタ装置１へ送信する場合は、階層構造の上位に存在する無線子機３を経由して無線親機２へ送られる。一方、無線子機３からの警報をセンタ装置１へ送信する場合は直接無線親機２へ送られる。
【００４７】
従って、各無線子機３〜５に接続されているガス漏れセンサがガス漏れを検知する頻度が同じ場合、階層構造の上位に存在する無線子機程、警報の送信回数が多くなり、それに伴う消費電力も多くなる。しかし、本実施形態では、間欠受信による消費電力に差を持たせることで、警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減することができる。
【００４８】
さらに、無線子機３〜５の検針データの送信回数や警報の送信回数をカウントして保存しておき、定期的に送信回数に応じて、前述した間欠受信間隔を補正するように構成すれば、無線子機３〜５の検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキをより正確に補正することができる。
【００４９】
このように、本実施形態の通信システムによれば、「無線子機３の間欠受信間隔（４ａ）＞無線子機４の間欠受信間隔（３ａ）＞無線子機５の間欠受信間隔（２ａ）」に設定したので、無線子機３〜５の検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減することができ、無線子機３〜５の電池の消耗速度のバラツキを抑えることができる。これにより、無線子機３〜５の交換時期を合わせることができるため、作業工数を低減することができる。なお、これらの間欠受信間隔を設定するためのデータは、通信システムの構築時にユーザが各無線子機のメモリ１６に個々に書き込むように構成してもよいし、センタ装置１からデータ通信により各無線子機のメモリ１６に書き込むように構成してもよい。
【００５０】
なお、以上の説明では、無線親機２にはメータやガス漏れセンサが接続されていないものとしたが、それらを接続し、検針データや警報を送信するように構成してもよい。また、無線親機２の場合、携帯電話網などの通信回線によりセンタ装置１とデータ通信を行うため、その消費電力は無線子機３よりもさらに多くなる。しかし、本実施形態によれば、「無線親機２の間欠受信間隔（５ａ）＞無線子機３の間欠受信間隔（４ａ）」に設定しているため、消費電力の差異を低減することができる。
【００５１】
［第２の実施形態］
図７は本発明の第２の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置１００と、無線親機１０１と、無線子機１０２〜１１７とからなる。センタ装置１００と無線親機１０１とは携帯電話網などの通信回線によりデータ通信を行う。
【００５２】
無線親機１０１は、階層構造の直下に存在する無線子機１０２及び１０３と特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機１０２〜１１７は、それぞれの階層構造の直下及び直上に存在する無線子機と特定小電力無線などによりデータ通信を行う。ただし、自分の直下に無線子機が存在しない無線子機（１０７、１０８、１１２〜１１７）は直上の無線子機とだけデータ通信を行う。無線子機１０２〜１１７にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【００５３】
本実施形態においても第１の実施形態と同様、無線親機１０１を最上位とする階層構造を持っており、無線親機１０１の直下の無線子機１０２及び１０３以外の無線子機の検針データ及び警報は、その無線子機の上位に存在する無線子機を経由して無線親機１０１へ届けられるため、検針データ及び警報の送信回数に差異が生ずる。そこで、第１の実施形態と同様、無線子機の間欠受信間隔に差異を持たせることで、検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減する。
【００５４】
図８は無線親機１０１及び無線子機１０２〜１１７の待ち受け間隔（間欠受信間隔）及び呼び出し時間（起動指令の送信時間）を設定するための手順を示すフローチャートである。この手順は通信システムの構築時にセンタ装置１００にて実行される。
【００５５】
まず通信システム内の各端末装置（無線親機、無線子機）の接続関係に基づいて、各端末装置の通信回数を求める（ステップＳＴ１）。ここで、接続関係とは図７に示す階層構造のことである。また通信回数とは、センタ装置１００が全ての端末装置（無線子機１０２〜１１７、及び無線親機１０１）の検針データを収集するときに、各端末装置が検針データを送信する回数である。本実施形態では、上位に存在する端末装置は下位に存在する端末装置の検針データと自分の検針データとをまとめて、さらに上位の端末装置へ送信するため、各端末装置の検針データの送信回数は自分の直下及び直上に存在する端末装置の数の和となる。従って、ステップＳＴ１により、図９Ａに示すテーブルが作成される。
【００５６】
次に各端末装置の通信回数に基づいて、端末装置をｎ個（ｎは２以上の整数）のグループに分け（ステップＳＴ２）、通信回数の少ない方からグループＧ１〜Ｇｎとする（ステップＳＴ３）。ここでは、通信回数は１〜４なので、４個のグループＧ１〜Ｇ４に分けられ、図９Ｂに示すテーブルが作成される。図８の無線親機１０１及び無線子機１０２〜１１７に記入したＧ１〜Ｇ４はこのグループ名である。
【００５７】
次いで、予め登録されている図９Ｄに示すテーブルを参照して、各端末装置の待ち受け間隔及び呼び出し時間を求める（ステップＳＴ４）。最後に、求められた待ち受け間隔及び呼び出し時間を初期設定値として各端末装置のメモリ１６に書き込む。図９Ｄにおける待ち受け間隔及び呼び出し時間の単位は共にsec（秒）である。
【００５８】
ここで、各グループの待ち受け間隔及び呼び出し時間は図９Ｃに示す関係を持つ。即ち通信回数が多い程、呼び出し時間が短く、かつ待ち受け間隔が長くなる。従って、第１の実施形態と同様、検針データの送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減することができる。
【００５９】
さらに本実施形態では、各端末装置の検針データ送信回数及び警報送信回数をセンタ装置１００でカウントし、定期的にそのカウント値と図９Ａに示す通信回数とを比較し、その差異が所定の閾値を超える端末装置が有る場合には、通信回数の測定値に基づいて、初期設定されたグループの更新を行い、更新されたグループに対し、図９Ｄに示すテーブルを参照して、各端末装置の待ち受け間隔及び呼び出し時間を求め、メモリ１６に書き込む。これにより、各端末装置の検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキをより正確に補正することができる。
【００６０】
なお、図９Ｄのテーブルでは、グループ数が複数の場合、待ち受け間隔が長いグループ程、呼び出し時間を短くしたが、複数のグループ全ての呼び出し時間を待ち受け間隔が最短のグループの呼び出し時間に設定してもよい。即ち例えばグループ数が４の場合、グループＧ１〜Ｇ４の呼び出し時間を８０secに設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１の無線子機の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のセンタ装置が無線子機に接続されているメータの検針データを収集する手順を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のセンタ装置が無線子機に接続されているメータの検針データを収集する手順を示すタイミング図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の無線子機からセンタ装置へ警報を送信する手順を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の無線子機からセンタ装置へ警報を送信する手順を示すタイミング図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の無線親機及び無線子機の待ち受け間隔及び呼び出し時間を設定するための手順を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す手順により生成されるテーブルなどを示す図である。
【図１０】従来の無線通信システムの構成を示す図である。
【図１１】複数の無線子機を有する無線通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１００・・・センタ装置、２，１０１・・・無線親機、３〜５，１０２〜１１７・・・無線子機、１１・・・制御装置、１８・・・間欠受信用タイマー、１９・・・起動指令用タイマー。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスメータや水道メータなどの検針データを自動収集する自動検針システム、或いはガス漏れセンサや火災センサ等の情報を報知するセキュリティシステムなどに好適な無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１０はこのような無線通信システムの概略構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置２０１と、無線親機２０２と、無線子機２０３とからなる。センタ装置２０１と無線親機２０２とは携帯電話網などの公衆通信回線を用いてデータ通信を行う。無線親機２０２と無線子機２０３とは特定小電力無線によりデータ通信を行う。無線子機２０３にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【０００３】
このように構成された通信システムにおいて、無線子機２０３に接続されたガスメータや水道メータで計測されたガスや水道の使用量（検針データ）をセンタ装置２０１で定期的に収集するには、センタ装置２０１は定期的に無線親機２０２を呼び出し、無線子機２０３に接続されたメータの検針データの送信を要求する。無線親機２０２は、この要求に従って無線子機２０３を呼び出し、検針データの送信を要求する。無線子機２０３は、検針データを無線親機２０２へ送信し、無線親機２０２は受信した検針データをセンタ装置２０１へ送信する。
【０００４】
無線子機２０３は電池により駆動されており、消費電力を節約するため、待機時には例えば３０sec毎に１０msec受信回路の電源をオンにする間欠受信動作を行う。ここで３０sec、１０msecをそれぞれ間欠受信間隔、間欠受信時間と言う。そして、間欠受信時間、即ち受信回路の電源がオンになっている時間に無線親機２０２からの呼び出し（起動電文）の有無をチェックし、有る場合はデータ通信を行い、無い場合は受信回路の電源をオフにして待機する（特許文献１参照）。
【０００５】
ここで、親機２０２が複数の無線子機からの検針データを収集するシステムを、図１１Ａに示すように、複数（ここでは３台）の無線子機２０３〜２０５が直接無線親機２０２と通信を行うように構成した場合は各無線子機の通信回数は同じであるため、消費電力も同じになる。
【０００６】
しかし、図１１Ｂに示すように、無線子機２０３の配下に無線子機２０４及び２０５を収容する階層構造とし、無線子機２０３に中継機能を持たせて無線子機２０４及び２０５の検針データを無線子機２０３経由で無線親機２０２に伝送するように構成した場合は、無線子機２０３の通信回数が多くなるため、その分消費電力が多くなり、無線子機２０３の電池が先に消耗してしまう。この結果、各無線子機の電池交換作業を異なる時期に行うことになり、作業工数が多くなるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１９４０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムにおいて、通信回数の差異に起因する無線通信端末装置の消費電力のバラツキを低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムであって、前記無線通信端末装置の間欠受信間隔を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の直下及び直上に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、無線通信端末装置から他の無線通信端末装置に対する呼び出し時間を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信端末装置の通信回数に応じて、前記設定された間欠受信間隔及び呼び出し時間を補正する手段を有することを特徴とする。
【００１０】
（作用）
請求項１の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を階層構造に応じて設定することにより、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力を階層構造に応じて設定することができる。
請求項２の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて設定することにより、無線通信端末装置の下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力を設定することができる。
請求項３の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を無線通信端末装置の直下及び直上に存在する無線通信端末装置の数に応じて設定することにより、無線通信端末装置と直接データ通信を行う無線通信端末装置の数に応じて、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力を設定することができる。
請求項４の発明によれば、階層構造を有するように無線接続される無線通信端末装置の間欠受信間隔を階層構造に応じて設定するとともに、他の無線通信端末装置に対する呼び出し時間を階層構造に応じて設定することにより、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力及び他の無線通信端末装置に対する呼び出しによる消費電力を階層構造に応じて設定することができる。
請求項５の発明によれば、無線通信端末装置の通信回数に応じて、間欠受信間隔及び呼び出し時間の設定値を補正することにより、無線通信端末装置の間欠受信による消費電力及び他の無線通信端末装置に対する呼び出しによる消費電力を階層構造に応じて設定し、かつ通信回数に応じて補正することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムにおいて、通信回数の差異に起因する無線通信端末装置の消費電力のバラツキを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１は本発明の第１の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置１と、無線親機２と、無線子機３〜５とからなる。センタ装置１と無線親機２とは携帯電話網などの公衆通信回線によりデータ通信を行う。無線親機２と無線子機３とは特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機３と無線子機４、無線子機４と無線子機５も特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機３〜５にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【００１３】
無線子機３に接続されているメータの検針データは無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。無線子機４に接続されているメータの検針データは無線子機３及び無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。無線子機５に接続されているメータの検針データは無線子機４、無線子機３、及び無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。各無線子機に接続されているガス漏れセンサの検知データをセンタ装置１へ報知する場合も同様である。
【００１４】
つまり、無線親機２の配下に３台の無線子機３〜５が存在し、無線子機３の配下に２台の無線子機４及び５が存在し、無線子機４の配下に１台の無線子機５が存在する階層構造を持っている。また、無線子機３及び４は、階層構造の下位に位置する無線子機から送信されたデータを階層構造の上位へ中継することで、全ての無線子機からのデータは無線親機２に届けられ、さらにセンタ装置１に届けられる。
【００１５】
無線親機２の特定小電力無線の通信部、及び無線子機３〜５は通信相手を呼び出すときには、その通信相手宛に起動電文を送信する。また、無線親機２の特定小電力無線の通信部、及び無線子機３〜５は待機時には間欠受信動作を行う。そして、間欠受信動作中の間欠受信時間、即ち間欠受信間隔毎に受信回路の電源がオンになっている時間に自分宛の呼び出し（起動指令）を検出したときは、データの送受信が可能な状態へ移行し、自分宛の呼び出しを検出しなかった場合は受信回路の電源をオフにして待機する。
【００１６】
ここで、無線親機２、無線子機３〜５の間欠受信間隔（間欠受信周期）は同一ではなく、配下に存在する無線子機の数が多い程、即ち上位の階層に存在する無線機程長くすることで、一定時間内の間欠受信回数を少なくし、間欠受信の累積による消費電力を少なくしている。このように、上位の階層に存在する無線機程、間欠受信に伴う消費電力を少なくすることで、中継によりデータ通信回数が多くなることに起因する消費電力の増大を補正している。この点の詳細については後述する。
【００１７】
図２は図１の無線子機３の構成を示すブロック図である。無線子機３は、無線子機３全体の制御などを行う制御装置１１と、アンテナ１２と、アンテナ１２に接続された送受信切替え回路（ＳＷ）１３と、送受信切替え回路（ＳＷ）１３に接続された送信回路１４及び受信回路１５と、制御装置１１が動作するときに使用する各種データ、プログラムなどが記憶されるメモリ１６と、メータや各種センサ（図示せず）が接続されたインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１７とを備えている。
【００１８】
制御装置１１は間欠受信用タイマー１８及び起動指令用タイマー１９を備えている。間欠受信用タイマー１８は受信回路１５を間欠的にオンにする時間（間欠受信時間）及びその間隔（間欠受信間隔）を設定するためのタイマーである。起動指令用タイマー１９は、無線子機３が無線子機４や無線親機２を呼び出すときに、制御装置１１で作成された起動電文を送信回路１４から送信する時間（呼び出し時間）を設定するためのタイマーである。これらのタイマーの設定時間を定めるためのデータはメモリ１６に記憶されている。
【００１９】
送受信切替え回路（ＳＷ）１３は、制御装置１１の制御に従ってアンテナ１２を送信状態又は受信状態に切り替える回路である。送信回路１４は制御装置１１からのデータを変調するための変調回路を含んでおり、受信回路１５は受信したデータを復調するための復調回路を含んでいる。インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１７は制御装置１１からの指令に応じてメータの検針データを読み出し、制御装置１１に送る。また、ガス漏れセンサが検知データを生成したときは制御装置１１に通知する。
【００２０】
無線子機４及び５も以上説明した無線子機３と同様に構成されている。また、無線親機２は無線子機３の構成に対し、センタ装置１と携帯電話網を介してデータ通信を行うための通信回路を付加したものである。ただし、無線親機２の電源は電池でもよいが、商用交流電源でもよい。さらに、センタ装置１は無線親機２との通信機能を備えたコンピュータにより構成されている。
【００２１】
以上の構成を有する通信システムにおいて、センタ装置１が無線子機３〜５に接続されているメータの検針データを収集する手順について、図３に示すシーケンス図及び図４に示すタイミング図を参照しながら説明する。
【００２２】
図３に示すように、センタ装置１から無線親機２に対し、無線子機３〜５の検針データを収集することを指令する（手順Ｓ１）。無線親機２はこの指令を受信すると、無線子機３に起動指令を送信する（手順Ｓ２）。無線子機３の受信回路１５は間欠受信用タイマー１８により設定された間欠受信間隔及び間欠受信時間で間欠受信動作中であり、受信信号を復調して制御装置１１へ送る。制御装置１１は復調信号の中から無線子機３宛の起動指令を検出すると、送信回路１４及び受信回路１５を制御して、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行させ、起動応答を作成して送信回路１４から無線親機２へ送信する（手順Ｓ３）。
【００２３】
ここで無線親機２による無線子機３に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機３の間欠受信間隔は、それぞれ図４Ａ、Ｂに示すように、間欠受信Ｐ２の間隔（４ａ）よりも起動指令Ｐ１の送信時間（４ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機３は１回目の起動指令により起動される。
【００２４】
起動応答を受信した無線親機２は、無線子機３に対し、無線子機５の検針指令を送信する（手順Ｓ４）。この検針指令を受信した無線子機３は、無線子機４に起動指令を送信する（手順Ｓ５）。無線子機４は間欠受信動作中であり、この起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、起動応答を無線子機３へ送信する（手順Ｓ６）。
【００２５】
ここで無線子機３による無線子機４に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機４の間欠受信間隔は、それぞれ図４Ｃ、Ｄに示すように、間欠受信Ｐ４の間隔（３ａ）よりも起動指令Ｐ３の送信時間（３ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機４は１回目の起動指令により起動される。
【００２６】
起動応答を受信した無線子機３は、無線子機４に対し、無線子機５の検針指令を送信する（手順Ｓ７）。この検針指令を受信した無線子機４は、無線子機５に起動指令を送信する（手順Ｓ８）。無線子機５は間欠受信動作中であり、この起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、起動応答を無線子機４へ送信する（手順Ｓ９）。
【００２７】
ここで無線子機４による無線子機５に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機５の間欠受信間隔は、それぞれ図４Ｅ、Ｆに示すように、間欠受信Ｐ６の間隔（２ａ）よりも起動指令Ｐ５の送信時間（２ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機５は１回目の起動指令により起動される。
【００２８】
起動応答を受信した無線子機４は、無線子機５に対し、無線子機５の検針指令を送信する（手順Ｓ１０）。この検針指令を受信した無線子機５は、自分に接続されているメータの検針データを無線子機４へ送信する（手順Ｓ１１）。この検針データを受信した無線子機４は、無線子機５へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ１２）とともに、無線子機３へ無線子機５の検針データを送信する（手順Ｓ１３）。
【００２９】
了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機５は間欠受信動作状態に戻る。無線子機５の検針データを受信した無線子機３は、無線子機４へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ１４）とともに、無線親機２へ無線子機５の検針データを送信する（手順Ｓ１５）。
【００３０】
了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機４は間欠受信動作状態に戻る。無線子機５の検針データを受信した無線親機２は、無線子機３へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ１６）とともに、無線子機５の検針データを内蔵するメモリに保存する。
【００３１】
了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機３は間欠受信動作状態に戻る。無線子機５の検針データを保存した無線親機２は次に無線子機３に対し、無線子機４の検針データを取得するために起動指令を送信する（手順Ｓ１７）。以後、無線子機５の検針データを取得した場合と同様の手順（手順Ｓ１８〜Ｓ２５）により、無線子機４の検針データが無線親機２へ届けられる。
【００３２】
上記の手順を繰り返すことにより、全ての無線子機３〜５の検針データが無線親機２に届けられると、無線親機２は全ての無線子機３〜５の検針データをまとめてセンタ装置１へ送信する。なお、無線親機２が無線子機３〜５の検針データをまとめて送信するのではなく、個別に送信してもよい。
【００３３】
このように、無線子機３〜５の検針データを無線親機２へ送信するときに、階層構造の最も下位に存在する無線子機５は自分の検針データの送信を１回行うだけであるのに対し、無線子機４は自分の検針データの送信及び無線子機５の検針データの転送の計２回の送信を行い、無線子機３は自分の検針データの送信、無線子機４の検針データの転送、及び無線子機５の検針データの転送の計３回の送信を行う。
【００３４】
つまり、階層構造の上位に存在する無線子機程、検針データの送信回数が多くなるため、検針データの送信に伴う消費電力が多くなる。従って、このままでは無線子機３、４、５の順に電池が消耗してしまう。そこで、本実施形態では、図４に示すように、無線子機３、４、５の順に間欠受信間隔を短くすることで、間欠受信の累積による一定時間内の消費電力が無線子機３、４、５の順に大きくなるようにしている。つまり、間欠受信の累積による消費電力に差を持たせることで、検針データの送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減している。なお、図４から分かるように、起動指令の送信時間（呼び出し時間）については、検針データの送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを増大さるものとなるが、起動指令の回数は間欠受信回数と比べると遥かに少ないため無視できる。
【００３５】
次に、無線子機５に接続されているガス漏れセンサの検知情報（警報）をセンタ装置１へ通報する手順について、図５に示すシーケンス図及び図６に示すタイミング図を参照しながら説明する。
【００３６】
図５に示すように、無線親機２及び無線子機３〜５は、それぞれの受信回路１５が間欠受信用タイマー１８により設定された間欠受信間隔及び間欠受信時間で間欠受信動作中である。無線子機５接続されているガス漏れセンサがガスを検知すると、ガス漏れセンサは無線子機５に対し、起動指令を送信する（手順Ｓ３１）。無線子機５はこの起動指令により起動されてデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機４に対し、起動指令を送信する（手順Ｓ３２）。無線子機４は間欠受信動作中であり、この起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機５へ起動応答を送信する（手順Ｓ３３）。
【００３７】
ここで無線子機５による無線子機４に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機４の間欠受信間隔は、それぞれ図６Ａ、Ｂに示すように、間欠受信Ｐ８の間隔（３ａ）よりも起動指令Ｐ７の送信時間（３ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機４は１回目の起動指令により起動される。
【００３８】
起動応答を受信した無線子機５は無線子機４に対し、無線子機５からの警報を送信する（手順Ｓ３４）。この警報を受信した無線子機４は、無線子機５へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ３５）とともに、無線子機３へ起動指令を送信する（手順Ｓ３６）。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機５は間欠受信動作状態に戻る。
【００３９】
無線子機３は間欠受信動作中であり、起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機４へ起動応答を送信する（手順Ｓ３７）。
【００４０】
ここで無線子機４による無線子機３に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線子機３の間欠受信間隔は、それぞれ図６Ｃ、Ｄに示すように、間欠受信Ｐ１０の間隔（４ａ）よりも起動指令Ｐ９の送信時間（４ａ＋α）を長くしている。従って、無線子機３は１回目の起動指令により起動される。
【００４１】
起動応答を受信した無線子機４は、無線子機３に対し、無線子機５からの警報を送信する（手順Ｓ３８）。この警報を受信した無線子機３は無線子機４へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ３９）とともに、無線親機２へ起動指令を送信する（手順Ｓ４０）。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機４は間欠受信動作状態に戻る。
【００４２】
無線親機２は間欠受信動作中であり、起動指令を検出すると、間欠受信動作状態からデータ通信可能な状態へ移行し、無線子機３へ起動応答を送信する（手順Ｓ４１）。
【００４３】
ここで無線子機３による無線親機２に対する起動指令の送信時間（呼び出し時間）、及び無線親機２の間欠受信間隔は、それぞれ図６Ｅ、Ｆに示すように、間欠受信Ｐ１２の間隔（５ａ）よりも起動指令Ｐ１１の送信時間（５ａ＋α）を長くしている。従って、無線親機２は１回目の起動指令により起動される。
【００４４】
起動応答を受信した無線子機３は、無線親機２に対し、無線子機５からの警報を送信する（手順Ｓ４２）。この警報を受信した無線親機２は無線子機３へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ４３）とともに、センタ装置１へ無線子機５の警報を送信する（手順Ｓ４４）。起動指令を送信する。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線子機４は間欠受信動作状態に戻る。
【００４５】
無線子機５からの警報を受信したセンタ装置１は、無線親機２へ了解応答（ＡＣＫ）を送信する（手順Ｓ４５）。了解応答（ＡＣＫ）を受信した無線親機２は間欠受信動作状態に戻る。
【００４６】
このように、無線子機５からの警報をセンタ装置１へ送信する場合は、階層構造の上位に存在する無線子機４及び３を経由して無線親機２へ送られる。同様に、無線子機４からの警報をセンタ装置１へ送信する場合は、階層構造の上位に存在する無線子機３を経由して無線親機２へ送られる。一方、無線子機３からの警報をセンタ装置１へ送信する場合は直接無線親機２へ送られる。
【００４７】
従って、各無線子機３〜５に接続されているガス漏れセンサがガス漏れを検知する頻度が同じ場合、階層構造の上位に存在する無線子機程、警報の送信回数が多くなり、それに伴う消費電力も多くなる。しかし、本実施形態では、間欠受信による消費電力に差を持たせることで、警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減することができる。
【００４８】
さらに、無線子機３〜５の検針データの送信回数や警報の送信回数をカウントして保存しておき、定期的に送信回数に応じて、前述した間欠受信間隔を補正するように構成すれば、無線子機３〜５の検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキをより正確に補正することができる。
【００４９】
このように、本実施形態の通信システムによれば、「無線子機３の間欠受信間隔（４ａ）＞無線子機４の間欠受信間隔（３ａ）＞無線子機５の間欠受信間隔（２ａ）」に設定したので、無線子機３〜５の検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減することができ、無線子機３〜５の電池の消耗速度のバラツキを抑えることができる。これにより、無線子機３〜５の交換時期を合わせることができるため、作業工数を低減することができる。なお、これらの間欠受信間隔を設定するためのデータは、通信システムの構築時にユーザが各無線子機のメモリ１６に個々に書き込むように構成してもよいし、センタ装置１からデータ通信により各無線子機のメモリ１６に書き込むように構成してもよい。
【００５０】
なお、以上の説明では、無線親機２にはメータやガス漏れセンサが接続されていないものとしたが、それらを接続し、検針データや警報を送信するように構成してもよい。また、無線親機２の場合、携帯電話網などの通信回線によりセンタ装置１とデータ通信を行うため、その消費電力は無線子機３よりもさらに多くなる。しかし、本実施形態によれば、「無線親機２の間欠受信間隔（５ａ）＞無線子機３の間欠受信間隔（４ａ）」に設定しているため、消費電力の差異を低減することができる。
【００５１】
［第２の実施形態］
図７は本発明の第２の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置１００と、無線親機１０１と、無線子機１０２〜１１７とからなる。センタ装置１００と無線親機１０１とは携帯電話網などの通信回線によりデータ通信を行う。
【００５２】
無線親機１０１は、階層構造の直下に存在する無線子機１０２及び１０３と特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機１０２〜１１７は、それぞれの階層構造の直下及び直上に存在する無線子機と特定小電力無線などによりデータ通信を行う。ただし、自分の直下に無線子機が存在しない無線子機（１０７、１０８、１１２〜１１７）は直上の無線子機とだけデータ通信を行う。無線子機１０２〜１１７にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【００５３】
本実施形態においても第１の実施形態と同様、無線親機１０１を最上位とする階層構造を持っており、無線親機１０１の直下の無線子機１０２及び１０３以外の無線子機の検針データ及び警報は、その無線子機の上位に存在する無線子機を経由して無線親機１０１へ届けられるため、検針データ及び警報の送信回数に差異が生ずる。そこで、第１の実施形態と同様、無線子機の間欠受信間隔に差異を持たせることで、検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減する。
【００５４】
図８は無線親機１０１及び無線子機１０２〜１１７の待ち受け間隔（間欠受信間隔）及び呼び出し時間（起動指令の送信時間）を設定するための手順を示すフローチャートである。この手順は通信システムの構築時にセンタ装置１００にて実行される。
【００５５】
まず通信システム内の各端末装置（無線親機、無線子機）の接続関係に基づいて、各端末装置の通信回数を求める（ステップＳＴ１）。ここで、接続関係とは図７に示す階層構造のことである。また通信回数とは、センタ装置１００が全ての端末装置（無線子機１０２〜１１７、及び無線親機１０１）の検針データを収集するときに、各端末装置が検針データを送信する回数である。本実施形態では、上位に存在する端末装置は下位に存在する端末装置の検針データと自分の検針データとをまとめて、さらに上位の端末装置へ送信するため、各端末装置の検針データの送信回数は自分の直下及び直上に存在する端末装置の数の和となる。従って、ステップＳＴ１により、図９Ａに示すテーブルが作成される。
【００５６】
次に各端末装置の通信回数に基づいて、端末装置をｎ個（ｎは２以上の整数）のグループに分け（ステップＳＴ２）、通信回数の少ない方からグループＧ１〜Ｇｎとする（ステップＳＴ３）。ここでは、通信回数は１〜４なので、４個のグループＧ１〜Ｇ４に分けられ、図９Ｂに示すテーブルが作成される。図８の無線親機１０１及び無線子機１０２〜１１７に記入したＧ１〜Ｇ４はこのグループ名である。
【００５７】
次いで、予め登録されている図９Ｄに示すテーブルを参照して、各端末装置の待ち受け間隔及び呼び出し時間を求める（ステップＳＴ４）。最後に、求められた待ち受け間隔及び呼び出し時間を初期設定値として各端末装置のメモリ１６に書き込む。図９Ｄにおける待ち受け間隔及び呼び出し時間の単位は共にsec（秒）である。
【００５８】
ここで、各グループの待ち受け間隔及び呼び出し時間は図９Ｃに示す関係を持つ。即ち通信回数が多い程、呼び出し時間が短く、かつ待ち受け間隔が長くなる。従って、第１の実施形態と同様、検針データの送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキを低減することができる。
【００５９】
さらに本実施形態では、各端末装置の検針データ送信回数及び警報送信回数をセンタ装置１００でカウントし、定期的にそのカウント値と図９Ａに示す通信回数とを比較し、その差異が所定の閾値を超える端末装置が有る場合には、通信回数の測定値に基づいて、初期設定されたグループの更新を行い、更新されたグループに対し、図９Ｄに示すテーブルを参照して、各端末装置の待ち受け間隔及び呼び出し時間を求め、メモリ１６に書き込む。これにより、各端末装置の検針データ及び警報の送信回数の差異に起因する消費電力のバラツキをより正確に補正することができる。
【００６０】
なお、図９Ｄのテーブルでは、グループ数が複数の場合、待ち受け間隔が長いグループ程、呼び出し時間を短くしたが、複数のグループ全ての呼び出し時間を待ち受け間隔が最短のグループの呼び出し時間に設定してもよい。即ち例えばグループ数が４の場合、グループＧ１〜Ｇ４の呼び出し時間を８０secに設定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の第１の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１の無線子機の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態のセンタ装置が無線子機に接続されているメータの検針データを収集する手順を示すシーケンス図である。
【図４】本発明の第１の実施形態のセンタ装置が無線子機に接続されているメータの検針データを収集する手順を示すタイミング図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の無線子機からセンタ装置へ警報を送信する手順を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の無線子機からセンタ装置へ警報を送信する手順を示すタイミング図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の無線通信システムの構成を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の無線親機及び無線子機の待ち受け間隔及び呼び出し時間を設定するための手順を示すフローチャートである。
【図９】図８に示す手順により生成されるテーブルなどを示す図である。
【図１０】従来の無線通信システムの構成を示す図である。
【図１１】複数の無線子機を有する無線通信システムの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１，１００・・・センタ装置、２，１０１・・・無線親機、３〜５，１０２〜１１７・・・無線子機、１１・・・制御装置、１８・・・間欠受信用タイマー、１９・・・起動指令用タイマー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムであって、前記無線通信端末装置の間欠受信間隔を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の直下及び直上に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、無線通信端末装置から他の無線通信端末装置に対する呼び出し時間を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信端末装置の通信回数に応じて、前記設定された間欠受信間隔及び呼び出し時間を補正する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項１】
間欠受信機能を有する複数の無線通信端末装置を、階層構造を有するように無線接続する無線通信システムであって、前記無線通信端末装置の間欠受信間隔を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の下位に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項３】
請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記手段は、無線通信端末装置の直下及び直上に存在する無線通信端末装置の数に応じて前記間欠受信間隔を設定することを特徴とする無線通信システム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、無線通信端末装置から他の無線通信端末装置に対する呼び出し時間を前記階層構造に応じて設定する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の無線通信システムにおいて、前記無線通信端末装置の通信回数に応じて、前記設定された間欠受信間隔及び呼び出し時間を補正する手段を有することを特徴とする無線通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００８−３１２０６２（Ｐ２００８−３１２０６２Ａ）
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１５９４８０（Ｐ２００７−１５９４８０）
【出願日】平成１９年６月１５日（２００７．６．１５）
【出願人】（３０４０２０４９８）サクサ株式会社 (678)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月２５日（２００８．１２．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年６月１５日（２００７．６．１５）
【出願人】（３０４０２０４９８）サクサ株式会社 (678)
【Ｆターム（参考）】
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