JP2000165476A - 無線通信システム - Google Patents

無線通信システム

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JP2000165476A
JP2000165476A JP10337690A JP33769098A JP2000165476A JP 2000165476 A JP2000165476 A JP 2000165476A JP 10337690 A JP10337690 A JP 10337690A JP 33769098 A JP33769098 A JP 33769098A JP 2000165476 A JP2000165476 A JP 2000165476A
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JP
Japan
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unit
slave
slave unit
master unit
timing
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Withdrawn
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JP10337690A
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Toshihiko Saito
俊彦 齊藤
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の余分な消費を抑え、電池の長寿命化が
可能な無線通信システムを提供する。 【解決手段】 親機4と複数の子機5a,5b,5c…
…5nの間で通信のタイミングを同期化して所定の時間
だけ受信装置を起動してキャリアセンスを行なうことに
より、間欠的にデータを通信する同期ACK−NACK
方式であって、親機4が各子機5a,5b,5c……5
nと同期確立動作を行なう際、親機4から子機5a,5
b,5c……5nに送信される同期確立用コマンドの送
信タイミングが子機によって所定時間ずらせてあり、そ
の同期確立用コマンドの送出を通常の通信タイミングの
隙間で行なうことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガス、電
気、水道などの自動検針等に用いられる無線通信システ
ムに係り、特に同期ACK−NACK方式を用いた無線
通信システムに関する。
【0002】
【従来の技術】端末側網制御装置(T−NCU)に接続
した親機と、検針用積算メーターに接続した子機にそれ
ぞれ無線通信ユニットを設け、その間で自動検針を行な
う無線通信システムが知られている。
【0003】このシステムでは前記無線通信ユニットの
電源に電池を用いているが、電池寿命を延ばすため、デ
ータ通信を約4秒毎に10〜20msecだけ受信装置
を起動してキャリアセンスを行ない、その他の時間では
受信待機状態にする間欠受信方式が採用されている。
【0004】一定時間毎に間欠受信するためには、親機
と子機との間で通信のタイミングを同期化する必要があ
るが、クロックの誤差累積による通信タイミングのずれ
をなくすために、例えば15分毎に親機から子機に向け
て同期確立用コマンドを送信して、通信タイミングを再
設定する必要がある。なお、この種の技術について、例
えば特開平9−23185号公報に記載されているよう
な提案がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで従来のこの種
の無線通信システムでは、前記同期確立用コマンドの送
出を通常の通信タイミングで行なっていた。そのため複
数の子機がある場合、検針すべき目的の子機のみならず
他の子機もキャリアセンスしてしまい、自機に対しての
同期確立用コマンドかどうかを確認するため、ID識別
動作を行なう必要がある。そのため他の子機においては
余分な動作を行なうことになり、結局、電池寿命を延ば
すことができなかった。
【0006】また従来の無線通信システムでは、通信タ
イミングの設定を親機と子機とで同一に設定していた。
そのため親機と子機は同一の時刻にウェークアップし
て、子機側でキャリアセンスを開始するが、親機から子
機へ向けて通信を行なう場合、送信信号が子機に到着す
るまでの伝送遅延があるため、この間子機は余分に電池
を消費してしまう。
【0007】本発明の目的は、このような従来技術の欠
点を解消し、電力の余分な消費が抑えられる、ランニン
グコストの安い無線通信システムを提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の第1の手段は、親機と複数の子機の間で通
信のタイミングを同期化して所定の時間だけ受信装置を
起動してキャリアセンスを行なうことにより、間欠的に
データを通信する同期ACK−NACK方式であって、
親機が各子機と同期確立動作を行なう際、親機から子機
に送信される同期確立用コマンドの送信タイミングが子
機によって所定時間(例えば1秒と3秒)ずらせてあ
り、その同期確立用コマンドの送出を通常の通信タイミ
ング(例えば4秒サイクル)の隙間で行なうことを特徴
とするものである。
【0009】上記目的を達成するために、本発明の第2
の手段は、前記第1の手段において、前記同期確立用コ
マンドが送信すべき子機の例えばIDなどの識別データ
と、親機がその同期確立用コマンドを送出したときの例
えばタイマー値などの時間データを含んでいることを特
徴とするものである。
【0010】上記目的を達成するために、本発明の第3
の手段は、親機と複数の子機の間で通信のタイミングを
同期化して所定の時間だけ受信装置を起動してキャリア
センスを行なうことにより、間欠的にデータを通信する
同期ACK−NACK方式であって、親機のウェークア
ップタイミングに対して子機のウェークアップタイミン
グを所定時間遅延したことを特徴とするものである。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図と
ともに説明する。図10はこの種の無線通信システムを
説明するための概略構成図である。この無線通信システ
ムは同図に示すように、データ処理センター1、交換機
2、端末側網制御装置(T−NCU)3、親機4、複数
の子機5a,5b,5c,……5n、積算メーター6
a,6b,6c,……6nなどから構成されている。デ
ータ処理センター1と交換機2の間ならびに交換機2と
T−NCU3の間は公衆回線7で接続されている。
【0012】前記データ処理センター1は、自動検針を
行なうための電文等を送り、各メーター6a,6b,6
c,……6nからの検針値などを収集して必要なデータ
処理を行なう。前記T−NCU3は親機4に接続されて
自動通信制御を行ない、親機4と各子機5a,5b,5
c,……5nは図示していないがそれぞれ無線通信ユニ
ットを有し、親機4と各子機5a,5b,5c,……5
nの間は無線8でデータ通信が行なわれる。各子機5
a,5b,5c,……5nは、電源として電池をそれぞ
れ内蔵している。積算メーター6a,6b,6c,……
6nは例えばガスメーター、電気メーター、水道メータ
ーなどである。
【0013】データ処理センター1から交換機2、T−
NCU3、親機4ならびに子機5a,5b,5c,……
5nを介して個別に問い合わせられた各積算メーター6
a,6b,6c,……6nの検針値は、子機5a,5
b,5c,……5n、親機4、T−NCU3ならびに交
換機2を介してデータ処理センター1へ自動的に取り込
まれて自動検針がなされる。
【0014】図11は、間欠的にデータを通信する一般
的な同期ACK−NACK方式の説明図である。親機
4、子機5a,5b,5cは所定の一定時間T(例えば
4秒間)に1度の割合で周波数f1にてキャリアセンス
を行なう。親機4と子機5a,5b,5cは各々同期が
とられているから、親機4および子機5a,5b,5c
は例えば10分に1回程度の割合で時間合わせのための
通信を行なう。
【0015】前記データ処理センター1から例えば子機
5cに接続されている積算メーターを呼び出す場合、親
機4は子機5cに接続されている積算メーターのIDを
搭載した起動電文9を送出する。各子機5a,5b,5
cは周波数f1でキャリアセンスを行なっているから受
信動作に入り、そのうちの子機5cは起動電文9に搭載
されているID情報が自機に接続されている積算メータ
ーのIDであることを確認して、ACK(Acknowledge
)を親機4に返す。その後に周波数f2で親機4と子
機5cの間で検針値の通信を行なうシステムになってい
る。他の子機5a,5bに対するデータ通信も同様にし
て行なわれる。
【0016】図12は、子機の概略構成を示すブロック
図である。子機は同図に示すように制御部10、通信用
のRFユニット11、波形整形部12、テストスイッチ
13、セレクター14、当該子機に接続されるメーター
のIDを入力するIDスイッチ15、接続切替え用スイ
ッチ16、電池電圧検知部17、子機の電源部となるリ
チウムバッテリなどの電池18、EEPROMなどから
なり呼出名称などを記憶する記憶部19、LEDなどか
らなる表示部20、センサ機器とのインターフェース2
1、ガスメーターとのインターフェース22などを有し
ており、前記制御部10を中心にして図に示すような接
続関係になっている。
【0017】図示していないが前記インターフェース2
2を介して当該子機とメーターとが電気的に接続されて
いる。なお前記制御部10は、電池18をオフしてもク
ロック信号が出力できるようにバックアップされた内部
タイマーを有している。
【0018】次に親機−子機間の同期確立処理等につい
て図1ないし図6を用いて説明する。図1は同期確立動
作期間と通常通信動作期間の親機と各子機のタイミング
チャート、図2は再同期確立動作期間と通常通信動作期
間の親機と各子機のタイミングチャートである。図3は
同期確立処理の親機側のフローチャート、図4は同期確
立処理の子機側のフローチャート、図5は親機−子機間
の同期確立動作期間のタイミングチャート、図6は同期
フェーズでのデータ構造図である。
【0019】親機も内部タイマーを有しており図3に示
すように親機は、まずS1でデータ通信タイミング(本
実施形態では4秒サイクルに設定)開始から1秒あるい
は3秒待つ。本実施形態では子機1との間での同期確立
動作ではデータ通信タイミング開始から1秒待ち、子機
2との間では3秒待ち、子機3との間では1秒待ち、子
機4との間では3秒待ちになるように、交互にずらして
設定されている(図1参照)。
【0020】その後S2でタイマー値を読込み、S3で
リトライカウント値を読込み、S4でキャリア無しを確
認すると、S5で最初の子機(通常は子機1)に同期確
立用コマンドを含む確立用データを送信する。図6はそ
の同期フェーズでのデータ構造を示す図で、送信のデー
タ内容としては、ビット同期ビット、フレーム同期ビッ
ト、呼び出し名称、同期確立用コマンド、相手子機に接
続されているメーターのID、送信時のタイマー値、送
信時のリトライカウント、エラーチェックのCRCなど
が含まれている。
【0021】一方、子機側では図4に示すように、キャ
リアセンスが有ったことを確認して、S12で前記親機
からのデータを無線で受信し、S13で受信の終了を確
認して、親機からの送信データを正しく受信するとS1
4でACK信号を送信する。親機側では図3に示すよう
に、S6でACK信号を受信したか否かの判定を行な
い、受信した場合にはS7で次の子機(ID)との間の
同期確立動作へ移り、ACKを受信していなければS8
でエラーフラグをセットする。
【0022】一方、子機側では図4に示すように、S1
4でACK信号を送信すると、S15で前記受信したデ
ータ内に同期コマンドが有ったかどうかの判定がなさ
れ、同期コマンドであった場合にはS16でタイマー値
をセットし、S17でリトライカウント値をセットし
て、S18でタイマーをセットした後にS19で電池を
オフして休止状態に移る。またS15でコマンド情報で
ないと判定されると、S20で他のコマンド処理を行な
う。
【0023】親機と子機1の間での同期確立動作が終了
すると、今度は次のデータ通信タイミング開始から3秒
後に次の子機(通常は子機2)との間の同期確立動作へ
移る。親機と子機2のステップ内容は図3、図4と同じ
である。このようにして親機と各子機との間での同期確
立動作が通常のデータ通信タイミング(本実施形態では
4秒サイクル)の隙間で行なうことにより、電池の無駄
な消費を回避している。図5において一点鎖線で示す部
分が、前述の同期確立動作である。
【0024】同期確立動作が終了すると通常の通信動作
(本実施形態では自動検針動作)に移る。子機は親機と
のデータ通信タイミングを合わせるが、図7に示すよう
に子機のタイミングを83msec遅らせている。その
理由は、実際のデータ通信時は親機からのキャリアセン
スによって開始されるが、子機と親機のタイミングが同
じでは、子機はデータ通信タイミングの度に、約83m
sec待ってからキャリアセンスする必要があり、何も
動作しないで待つだけの時間となり、その間に電池が消
費する。これを回避するために、親機のウェークアップ
タイミングに対して子機のウェークアップタイミングを
所定時間(本実施形態では83msec)遅延させて、
電池の消費を最小にした。なおこの遅延時間は、例えば
親機や子機の性能などによって可変することができる。
【0025】通常の通信動作を連続して行なうときに
は、その通信動作の前に再同期確立動作期間に入る(図
2参照)。図8は再同期確立動作時の親機側のフローチ
ャート、図9は子機側のフローチャートである。なお、
図2中のDCTは、データ通信タイミングである。
【0026】親機側の処理内容は図3に示した内容と実
質的には同じであるから、説明は省略する。子機側の処
理内容は図9に示すようにS31で同期タイミングであ
るかどうかの判断がなされ、そうでなければS32で当
該子機を休止態にする。同期タイミングであればS33
でタイマー値を読み込み、S34でそのタイマー値にな
るまで待つ。
【0027】S35でキャリアセンスが有ったことを確
認して、S36で親機からの同期コマンドを含んだデー
タを無線で受信し、S37で受信の終了を確認して、親
機からの送信データを正しく受信するとS38でACK
信号を送信する。S39で前記受信したデータ内に同期
コマンドが有ったかどうかの判定がなされ、同期コマン
ドであった場合にはS40でタイマー値をセット、S4
1でリトライカウントをセットして、S42でタイマー
をセットした後にS43で電池をオフして休止状態に移
る。またS15でコマンド情報でないと判定されるとS
44で他のコマンド処理を行なう。
【0028】本実施の形態では無線通信システムを自動
検針に適用した場合について説明したが、他の分野にも
適用可能である。
【0029】
【発明の効果】請求項1記載の本発明は、前述のように
親機が各子機と同期確立動作を行なう際、親機から子機
に送信される同期確立用コマンドの送信タイミングが子
機によって所定時間ずらせてあり、その同期確立用コマ
ンドの送出を通常の通信タイミングの隙間で行なうよう
に構成されている。そのため、電池などの電力の余分な
消費が抑えられ、ランニングコストの安い無線通信シス
テムを提供することができる。
【0030】請求項2記載の本発明は、前述のように同
期確立用コマンドが送信すべき子機の識別データと、親
機がその同期確立用コマンドを送出したときの時間デー
タを含んでいる。そのため親機が子機とのタイミングを
全てコントロールすることができ、親機のみにより、任
意の時間での同期確立が可能であるので、システムの構
成を簡単にでき、仮にデータタイミング等の変更が必要
になった場合があっても、親機側のみの変更で対応が可
能である。
【0031】請求項3記載の本発明は、親機のウェーク
アップタイミングに対して子機のウェークアップタイミ
ングを所定時間遅延している。そのため子機はデータ通
信タイミングの度に何も動作しないで待つだけの時間が
ほとんど無くなり、電池などの電力の余分な消費が抑え
られ、ランニングコストの安い無線通信システムを提供
することができる。
【0032】請求項4記載の本発明は、子機が検針すべ
きメーターに接続され、親機と子機を介して自動検針で
きるように構成されているから、電池などの電力の余分
な消費が抑えられ、ランニングコストの安い自動検針が
可能となる。
【0033】請求項5記載の本発明は、子機が電源とし
て電池を内蔵しているから、電池の余分な消費が抑えら
れ、電池の長寿命化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る無線通信システムに
おける同期確立動作期間と通常通信動作期間の親機と各
子機のタイミングチャートである。
【図2】その無線通信システムにおける再同期確立動作
期間と通常通信動作期間の親機と各子機のタイミングチ
ャートである。
【図3】親機−子機間の同期確立処理時における親機側
のフローチャートである。
【図4】親機−子機間の同期確立処理時における子機側
のフローチャートである。
【図5】親機−子機間の同期確立動作期間のタイミング
チャートである。
【図6】同期フェーズでのデータ構造図である。
【図7】図1A部の拡大図である。
【図8】親機−子機間の再同期確立処理時における親機
側のフローチャートである。
【図9】親機−子機間の再同期確立処理時における子機
側のフローチャートである。
【図10】本発明の実施の形態に係る無線通信システム
の概略構成図である。
【図11】一般的な同期ACK−NACK方式の説明図
である。
【図12】子機の概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
1 データ処理センター 2 交換機 3 端末側網制御装置(T−NCU) 4 親機 5a,5b,5c,……5n 子機 6a,6b,6c,……6n 積算メーター 7 公衆回線 8 無線 18 電池

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 親機と複数の子機の間で通信のタイミン
    グを同期化して所定の時間だけ受信装置を起動してキャ
    リアセンスを行なうことにより、間欠的にデータを通信
    する同期ACK−NACK方式であって、 親機が各子機と同期確立動作を行なう際、親機から子機
    に送信される同期確立用コマンドの送信タイミングが子
    機によって所定時間ずらせてあり、 その同期確立用コマンドの送出を通常の通信タイミング
    の隙間で行なうことを特徴とする無線通信システム。
  2. 【請求項2】 請求項1記載において、前記同期確立用
    コマンドが送信すべき子機の識別データと、親機がその
    同期確立用コマンドを送出したときの時間データを含ん
    でいることを特徴とする無線通信システム。
  3. 【請求項3】 親機と複数の子機の間で通信のタイミン
    グを同期化して所定の時間だけ受信装置を起動してキャ
    リアセンスを行なうことにより、間欠的にデータを通信
    する同期ACK−NACK方式であって、 親機のウェークアップタイミングに対して子機のウェー
    クアップタイミングを所定時間遅延したことを特徴とす
    る無線通信システム。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3記載のいずれかにおい
    て、前記子機が検針すべきメーターに接続され、前記親
    機と子機を介して自動検針できるように構成されている
    ことを特徴とする無線通信システム。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4記載のいずれかにおい
    て、前記子機が電源として電池を内蔵していることを特
    徴とする無線通信システム。
JP10337690A 1998-11-27 1998-11-27 無線通信システム Withdrawn JP2000165476A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014064326A (ja) * 2010-05-28 2014-04-10 Panasonic Corp 遠隔検針システム、上位集約サーバ、親局、子局
EP1449311B1 (en) 2001-11-16 2017-12-13 Koninklijke Philips N.V. Radio communication system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1449311B1 (en) 2001-11-16 2017-12-13 Koninklijke Philips N.V. Radio communication system
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Effective date: 20060207