JP2006277378A - 無線検針システム - Google Patents

Abstract

【課題】メータで得られる大量の計量値を短時間で収集できる無線検針システムを提供する。
【解決手段】情報端末１８、１９が、該情報端末１８、１９に接続された親機１とメータ１７に接続された子機２との間で無線通信を行うことにより、メータ１７から計量値を収集して検針を行う無線検針システムであって、子機２は、メータ１７から定期的に計量値を取得して順次蓄積する計量値蓄積手段１２と、計量値蓄積手段１２に蓄積されている計量値を圧縮する送信データ圧縮手段５と、圧縮されたデータを送信する旨を通知するための第１通信モード情報を生成するデータ圧縮通知手段６と、親機１からの検針要求に応答して、送信データ圧縮手段５で圧縮することにより生成されたデータにデータ圧縮通知手段６で生成された通信モード情報を付加して親機に送信する無線送信手段３とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、メータの計量値を無線通信により収集して検針を行う無線検針システムに関し、特に計量値の収集時間の短縮及び無線通信の確度を向上させる技術に関する。

従来、各家庭に設けられた電気、ガス、水道等のメータの検針は、人手によって行われる人手検針や通信ネットワークを利用してメータの計量値を自動的に収集する自動検針により行われている。人手検針では、検針員が各家庭を巡回して目視によりメータの指針値を読み取り、読み取った指針値をハンディターミナル等に手動で入力する。また、自動検針では、有線の電話回線で構成された通信ネットワークで通信端末とメータとの間を接続した自動検針システムが用いられ、通信端末がメータの計量値を収集する（例えば、特許文献１参照）。

ところで、ハンディターミナルを用いた人手検針では、オートロックマンションの普及や共働きなどによる不在宅の増加などにより、検針員がメータの設置されている場所まで入れない状況が増えている。また、上述した自動検針システムを用いた自動検針では、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）や光通信を用いたインターネットの普及に伴ない、自動検針用の通信端末が屋内に設置されるケースが増加し、この通信端末とメータとの間の有線工事費用がかさむ傾向にある。以上のような状況から、ハンディターミナル又は自動検針用の通信端末とメータとの間を無線通信により接続する無線検針システムのニーズが高まっている。

このようなニーズに応え得る無線検針システムとして、例えば、特許文献２は、互いに離れて設置される２つの設備機器間で無線通信を行う無線データ通信システムを開示している。また、特許文献３は、無線により遠隔から検針できる携帯無線機を利用した無線通信システムを開示している。
特許第２８３８３２５号 特開平１０−１７２０８７号公報 特開２０００−３０８１５８号公報

ところで、近年の電力自由化など、エネルギー供給会社を顧客が自由に選択できる制度の導入に伴い、エネルギー供給会社では顧客獲得のため、例えば３０分単位でエネルギー使用量を計量し、それを昼間、夜間などの時間帯ごとに集計して、夜間では料金を割り引く時間帯別料金サービスが導入され始めている。このようなサービスに対応するためには、料金算出に必要な計量値として、例えば３０分毎の指針値を１ヶ月分といった大量の計量値を無線通信により収集する必要がある。

しかしながら、従来の無線検針システムは、例えばハンディターミナルに有線で接続された親機とメータに有線で接続された子機とから構成されており、ハンディターミナルとメータとの間の通信は、ハンディターミナルと親機との間の有線による通信、親機と子機との間の無線による通信、及び子機とメータとの間の有線による通信といった３つの通信を介して行われるので、大量の計量値を収集するためには多大な時間を要する。その結果、ハンディターミナルを用いて無線検針を行う場合、計量値の収集が完了するまで検針員が待たされることになるので、短時間で計量値を収集できる無線検針システムの開発が望まれている。

また、無線通信の場合は、有線通信の場合とは異なり、電波環境によっては比較的近距離であっても通信品質が瞬間的に著しく劣化することがある。このような状態では正常な無線通信が不可能になるので、通信品質が劣化した状態での通信を避けて無線通信の確度を高めたいという要望がある。

本発明は、上述した要請に応えるためになされたものであり、その第１の課題は、メータで得られる大量の計量値を短時間で収集できる無線検針システムを提供することにある。

また、本発明の第２の課題は、通信品質が劣化した状態での通信を避けて無線通信の確度を高めることのできる無線検針システムを提供することにある。

上記第１の課題を解決するために、第１の発明に係る無線検針システムは、情報端末が、該情報端末に接続された親機とメータに接続された子機との間で無線通信を行うことにより、メータから計量値を収集して検針を行う無線検針システムであって、子機は、メータから定期的に計量値を取得して順次蓄積する計量値蓄積手段と、計量値蓄積手段に蓄積されている計量値を圧縮する送信データ圧縮手段と、圧縮されたデータを送信する旨を通知するための第１通信モード情報を生成するデータ圧縮通知手段と、親機からの検針要求に応答して、送信データ圧縮手段で圧縮することにより生成されたデータにデータ圧縮通知手段で生成された第１通信モード情報を付加して親機に送信する無線送信手段とを備えたことを特徴とする。

また、第２の発明に係る無線検針システムは、第１の発明に係る無線検針システムにおいて、親機は、子機から受信したデータが圧縮されているかどうかを、該データに付加された第１通信モード情報に基づいて検出するデータ圧縮検出手段と、受信したデータが圧縮されていることがデータ圧縮検出手段により検出された場合に受信したデータを復元する受信データ復元手段とを備えたことを特徴とする。

また、第３の発明に係る無線検針システムは、第１の発明に係る無線検針システムにおいて、送信データ圧縮手段は、計量値蓄積手段に取得順で蓄積されている複数の計量値のうち、２番目以降にメータから取得された計量値を、その直前に取得された計量値との差から成る差分値に変換し、該変換により得られた差分値を圧縮することを特徴とする。

また、第４の発明に係る無線検針システムは、第２の発明に係る無線検針システムにおいて、子機は、更に、計量値蓄積手段に蓄積されている複数の計量値を複数の電文で送信する旨を通知するための第２通信モード情報を生成する複数電文通知手段を備え、親機から送られてくる複数の計量値を一括して送信すべき旨の一括検針要求に応答して、送信データ圧縮手段で複数の計量値を圧縮することにより生成された複数の電文を表すデータの各々に複数電文通知手段で生成された第２通信モード情報を付加して一括して親機に送信することを特徴とする。

また、第５の発明に係る無線検針システムは、第４の発明に係る無線検針システムにおいて、親機は、更に、子機から受信したデータが複数のデータから成るかどうかを、該データに付加された第２通信モード情報に基づいて検出する複数電文検出手段を備え、受信データ復元手段は、受信したデータが複数のデータから成ることが検出された場合に複数電文検出手段により受信したデータを連続的に復元することを特徴とする
また、上記第２の課題を達成するために、第６の発明に係る無線検針システムは、情報端末が、該情報端末に接続された親機とメータに接続された子機との間で無線通信を行うことにより、メータから計量値を収集して検針を行う無線検針システムであって、子機は、親機から送信される無線信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、電界強度測定手段における測定で得られた電界強度情報を、親機からの検針要求に応答して該親機に送信する応答データに付加して送信する電界強度情報付加手段とを備えたことを特徴とする。

また、第７の発明に係る無線検針システムは、第６の発明に係る無線検針システムにおいて、親機は、子機から受信した応答データに付加された電界強度情報に応じて、子機に対して検針要求を送信するタイミング又は子機に対して送信する、複数の計量値を一括して送信すべき旨の一括検針要求において指定する計量値の数を変更することを特徴とする。

第１の発明に係る無線検針システムによれば、子機は、定期的にメータから計量値を取得して計量値蓄積手段に蓄積しておき、親機から検針要求を受け取った場合は、計量値蓄積手段に蓄積している計量値を親機に送信する。従って、子機は、親機から検針要求を受け取る毎にメータから計量値を取得する必要がない。つまり、メータにアクセスする必要がないので、親機は、大量の計量値を短時間で収集することができる。また、子機は、計量値を圧縮して生成したデータを親機に送信するので、通信量を減らすことができる。その結果、計量値の収集に要する時間を短縮できる。

第２の発明に係る無線検針システムによれば、親機は、子機から受信したデータが圧縮されているかどうかを第１通信モード情報に基づいて検出し、受信したデータが圧縮されていることが検出された場合に受信したデータを復元するので、第１の発明に係る無線検針システムの作用と相俟って、親機と子機との間の通信量を減らすことができる。その結果、計量値の収集に要する時間を短縮できる。

第３の発明に係る無線検針システムによれば、メータからの取得順で蓄積されている複数の計量値のうち、２番目以降にメータから取得された計量値を、その直前に取得された計量値との差から成る差分値に変換し、該変換により得られた差分値を圧縮して送信するので、送信されるデータ量を更に減らすことができ、無線通信に要する時間を更に短縮できる。なお、親機は、第１通信モード情報を参照することにより受信した送信データを元の差分値に復元し、更に、先頭の計量値に２番目以降の差分値を順次加算することにより元の複数の計量値を復元できる。

第４の発明に係る無線検針システムによれば、子機は、親機からの一括検針要求に応答して、複数の計量値を圧縮することにより生成された複数の電文を表すデータを一括して親機に送信するので、親機から検針要求を子機に送信する回数を減らすことができる。その結果、例えば特定小電力無線といった無線送信時間の制限及び無線送信休止時間の制限のある無線規格を適用した場合であっても、大量のデータを効率よく送信できる。

第５の発明に係る無線検針システムによれば、親機は、更に、子機から受信したデータが複数のデータから成るかどうかを、該データに付加された第２通信モード情報に基づいて検出し、受信したデータが複数のデータから成ることが検出された場合に複数電文検出手段により受信したデータを連続的に復元するので、第４の発明に係る無線検針システムの作用と相俟って、大量のデータを効率よく送信できる。

第６の発明に係る無線検針システムによれば、通常はメータの電源で駆動される子機に電界強度測定手段を設けたので、電池で駆動される親機及びそれに接続される情報端末の消費電力を低減させることができる。その結果、電池の消耗を抑えることができるので、親機及び情報端末を長時間使用することができる。

第７の発明に係る無線検針システムによれば、親機は、子機から受信した応答データに付加された電界強度情報に応じて、子機に対して検針要求を送信するタイミング又は子機に対して送信する、複数の計量値を一括して送信すべき旨の一括検針要求において指定する計量値の数を変更するように構成したので、フェージングや外乱などの瞬時的な無線通信品質の劣化が発生した場合でも安定した通信を行うことができ、無線通信の確度を向上させることができる。

以下、本発明の実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の各実施例において、同一又は相当する構成要素には同一の符号を付して説明する。

図１は本発明の実施例１に係る無線検針システムの構成を示すブロック図である。この無線検針システムは、具体的には、図１（ａ）に示すような、ハンディターミナルが情報端末として使用されたハンディターミナル無線検針システム、又は、図１（ｂ）に示すような、通信ネットワークを介してセンタ装置に接続された通信端末が情報端末として使用されたネットワーク利用の無線検針システムとして実現できる。

ハンディターミナル無線検針システムは、親機１、複数の子機２、複数のメータ１７及びハンディターミナル１８から構成されている。親機１は、ハンディターミナル１８に装着されることにより該ハンディターミナル１８に有線で接続される。複数の子機２は、複数のメータ１７の近傍にそれぞれ配置され、複数のメータ１７に有線でそれぞれ接続されている。親機１と複数の子機２との間は、無線により接続される。

このハンディターミナル無線検針システムでは、ハンディターミナル１８が、複数のメータ１７で計量された計量値を、複数の子機２及び親機１を介して収集することにより検針が行われる。

ネットワーク利用の無線検針システムは、親機１、複数の子機２、複数のメータ１７、通信端末１９、通信ネットワーク２０及びセンタ装置２１から構成されている。通信ネットワーク２０としては、例えば電話回線網を用いることができる。親機１は、通信端末１９に装着されることにより通信端末１９に有線で接続される。通信端末１９は、通信ネットワーク２０を介してセンタ装置２１に接続されている。複数の子機２は、複数のメータ１７の近傍にそれぞれ配置され、複数のメータ１７に有線でそれぞれ接続されている。親機１と複数の子機２との間は、無線で接続される。

このネットワーク利用の無線検針システムでは、センタ装置２１が、複数のメータ１７で計量された計量値を、複数の子機２、親機１、通信端末１９及び通信ネットワーク２０を介して収集することにより検針が行われる。

次に、親機１及び子機２の詳細な構成を、図２に示したブロック図を参照しながら説明する。なお、親機１の構成は、後述する計量値蓄積手段１２の有無を除いて、子機２の構成と同じである。従って、以下では、親機１と子機とで同一の構成要素には同一の符号を付して共通に説明する。

親機１は、無線送信手段３、無線受信手段４、送信データ圧縮手段５、データ圧縮通知手段６、複数電文通知手段７、データ圧縮検出手段８、複数電文検出手段９、受信データ復元手段１０、有線／無線変換手段１１及びアンテナ１３から構成されている。子機２は、上述した親機１の構成要素に、計量値蓄積手段１２が追加されて構成されている。

無線送信手段３は、送信データ圧縮手段５、データ圧縮通知手段６及び複数電文通知手段７から送られてくる送信データを無線信号に変換してアンテナ１３に送る。これにより、送信データがアンテナ１３から電波によって送信される。

無線受信手段４は、アンテナ１３で電波を受信することにより得られた無線信号を受信データに変換し、データ圧縮検出手段８、複数電文検出手段９及び受信データ復元手段１０に送る。

親機１の有線／無線変換手段１１は、ハンディターミナル１８又は通信端末１９から送られてきた有線通信用の電文（以下、「有線通信電文」という）を無線送信データに変換し、送信データ圧縮手段５、データ圧縮通知手段６又は複数電文通知手段７に送る。また、親機１の有線／無線変換手段１１は、受信データ復元手段１０から送られてくる無線受信データを有線通信電文に変換し、ハンディターミナル１８又は通信端末１９に送る。

有線通信電文では、特許文献１に記載されているような、「偶数パリティビットを含むＪＩＳ−７ビット長符号（合計８ビットの符号）」が用いられる。有線通信電文は、図３に示すように、ＳＴＸ（Sｔart of TeXt)コードとＥＴＸ（End of TeXt)コードとの間にデータが挟まれて構成されている。データとしては、親機１から子機２に送信される検針要求電文ではコマンドが使用され、子機２から親機１に送信される検針応答電文では計量値が使用される。計量値は、例えば７桁の数字から構成されている。

子機２の有線／無線変換手段１１は、計量値蓄積手段１２からの有線通信電文を無線送信データに変換し、送信データ圧縮手段５、データ圧縮通知手段６及び複数電文通知手段７に送る。また、子機２の有線／無線変換手段１１は、受信データ復元手段１０から送られてくる無線受信データを有線通信電文に変換し、計量値蓄積手段１２に送る。

子機２の計量値蓄積手段１２は、例えば３０分毎にメータ１７から送られてくる３０分毎の計量値を含む時限データ検針応答電文を、受け取った順番に蓄積する。この計量値蓄積手段１２に蓄積された時限データ検針応答電文は、子機２の有線／無線変換手段１１に送られる。また、計量値蓄積手段１２は、子機２の有線／無線変換手段１１から送られてくる有線通信電文をメータ１７に送るバッファとしても使用される。

送信データ圧縮手段５は、有線／無線変換手段１１から送られてくる無線送信データが大量である場合は、その無線送信データを圧縮し、送信データとして無線送信手段３に送る。一方、無線送信データが少量である場合は、その無線送信データをそのまま（有線通信電文のまま）透過させ、送信データとして無線送信手段３に送る。

送信データ圧縮手段５における圧縮は、図４に示すようなデータ変換表を用いて行われる。即ち、データ部に含まれる計量値は、ＪＩＳ−７ビット長符号で表された数字「０〜９」から構成されているが、これが４ビットの符号（４ビット変換コード）に変換される。この４ビット変換コードは、無線通信で標準的に使用されているＲＣＲ２進数コードに準拠している。このデータ変換表に従った圧縮を行うことにより、有線通信電文のデータ部のデータ量を略半分にすることができる。

データ圧縮通知手段６は、送信データ圧縮手段５で圧縮が行われた場合に、その旨を相手無線機（親機１又は子機２）へ通知するための電文種別（本発明の第１通信モード情報に対応する）を含む「無線ヘッダ情報」を生成する。

無線ヘッダ情報は、図５に示すように、相手無線器ＩＤ、自己無線機ＩＤ、電文種別、データ長（キャラクタ長）等から構成されている。相手無線器ＩＤは通信相手の親機１又は子機２に付与されたＩＤ、自己無線機ＩＤは自己に付与されたＩＤである。通信種別は、通信モードを規定する情報であり、「００」は透過通信モード、「０１」は子機バッファリング通信モードであることを表す。データ長は、無線ヘッダ情報に続いて送受信されるデータの長さをキャラクタ数で表したものである。

透過通信モードでは、図５（ａ）に示すように、電文種別として「００」を有する無線ヘッダ情報がデータ圧縮通知手段６で生成され、これに、送信データ圧縮手段５を透過した有線通信電文が連結されて無線送信手段３から送信される。一方、子機バッファリング通信モードでは、図５（ｂ）に示すように、電文種別として「０１」を有する無線ヘッダ情報がデータ圧縮通知手段６で生成され、これに、送信データ圧縮手段５で圧縮された圧縮データが連結されて無線送信手段３から送信される。圧縮データは、例えば図５（ｃ）に示すように、変換前電文に含まれるＪＩＳ−７ビット長符号を、図４に示すデータ変換表に従って、４ビット長符号に変換することにより生成される。

複数電文通知手段７は、複数の有線通信電文又は複数の圧縮データを送信する場合に、その旨を相手無線機（親機１又は子機２）へ通知するための電文種別（本発明の第２通信モード情報に対応する）を含む無線ヘッダ情報を生成する。この場合、後述する実施例３で説明するように、電文種別として、大量データ通信モードを表す「０３」を有する無線ヘッダ情報が生成される。

データ圧縮検出手段８は、無線受信手段４から受け取ったデータに含まれる無線ヘッダ情報中の電文種別に基づいて、受信されたデータが圧縮されているかどうかを検出する。具体的には、無線ヘッダ情報中の電文種別が「０１」であるかどうかを検出する。このデータ圧縮検出手段８における検出結果は、受信データ復元手段１０に送られる。

複数電文検出手段９は、無線受信手段４から受け取ったデータに含まれる無線ヘッダ情報中の電文種別に基づいて、受信されたデータが複数電文から成るデータであるかどうかを検出する。具体的には、詳細は実施例３で説明するが、無線ヘッダ情報中の電文種別が「０３」であるかどうかを検出する。この複数電文検出手段９における検出結果は、受信データ復元手段１０に送られる。

受信データ復元手段１０は、受信したデータがデータ圧縮検出手段８により圧縮がなされていることが検出された場合には、圧縮作業とは逆の手順でデータの復元を行うとともに、複数電文検出手段９により複数電文から成るデータを受信したことが検出された場合には、それらを個々の電文に復元し、有線／無線変換手段１１へ渡す。

次に、このように構成される本発明の実施例１に係る無線検針システムの動作を、図６に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

まず、通常の通信、つまり透過通信モードで通信を行う場合の手順を、図６（ａ）に示したシーケンス図を参照しながら説明する。この透過通信モードでは、親機１は、ハンディターミナル１８又は通信端末１９から有線通信により受信した有線通信電文に無線ヘッダ情報を付加し、検針要求電文として子機２に無線により送信する。検針要求電文に含まれる有線通信電文は、検針要求を表すコマンドがＳＴＸとＥＴＸとで挟まれて構成されている。また、無線ヘッダ情報の電文種別には「００」がセットされる。

一方、親機１からの検針要求電文を受信した子機２では、無線ヘッダ情報の「相手無線機ＩＤ」をチェックすることにより自分宛の無線通信であることが識別されると、データ圧縮検出手段８によって「電文種別」がチェックされる。この場合、電文種別は「００」であり、透過通信モードであることを表しているので、受信データ復元手段１０は、無線ヘッダ情報に続く部分をそのまま有線通信電文として切り出し、有線／無線変換手段１１及び計量値蓄積手段１２を介してメータ１７に有線により送信する。

有線通信電文を受信したメータ１７は、計量値をＳＴＸ及びＥＴＸで挟んだ検針応答電文を生成し、有線により子機２に送る。以下、ハンディターミナル１８又は通信端末１９からメータ１７への検針要求電文の送信手順と略同様の手順で、子機２から親機１を経由してハンディターミナル１８又は通信端末１９へ検針応答電文が送信される。

次に、大量データの通信、つまり子機バッファリング通信モードで通信を行う場合の手順を、図６（ｂ）に示したシーケンス図を参照しながら説明する。

この子機バッファリング通信モードでは、子機２の計量値蓄積手段１２は、メータ１７に記録された３０分時限値等から成る時限データを定期的に（例えば３０分間隔で）有線通信により取得する。具体的には、子機２は、時限データ検針要求電文をメータ１７に定期的に送る。メータ１７は、この時限データ検針要求電文に応答して、時限データを含む時限データ検針応答電文を生成して子機２に送る。子機２は、受信した時限データ検針応答電文に含まれる時限データを、受け取った順番に計量値記憶手段１２に蓄積する。

上記の状態で推移し、検針時期が到来すると、親機１は、ハンディターミナル１８又は通信端末１９から有線通信により受信した有線通信電文に無線ヘッダ情報を付加し、時限データ検針要求電文として子機２に無線により送信する。時限データ検針要求電文に含まれる有線通信電文は、時限データ検針要求を表すコマンドがＳＴＸとＥＴＸとで挟まれて構成されている。また、無線ヘッダ情報の電文種別には「０１」がセットされる。

一方、親機１からの時限データ検針要求電文を受信した子機２では、無線ヘッダ情報の「相手無線機ＩＤ」をチェックすることにより自分宛の無線通信であることが識別されると、データ圧縮検出手段８によって「電文種別」がチェックされる。この場合、電文種別は「０１」であり、子機バッファリング通信モードであることを表しているので、受信データ復元手段１０は、その旨を有線／無線変換手段１１に通知する。この通知に応答して、有線／無線変換手段１１は、計量値蓄積手段１２から時限データを読み出し、無線送信データとして送信データ圧縮手段５及びデータ圧縮通知手段６に送る。

送信データ圧縮手段５は、有線／無線変換手段１１からの無線送信データを上述した方法で圧縮し、図６（ｃ）に示すような、複数の圧縮された計量値がＳＴＸとＥＴＸで挟まれた圧縮データを生成する。一方、データ圧縮通知手段６は、電文種別として「０１」を含む無線ヘッダ情報を生成する。そして、無線ヘッダ情報と圧縮データが連結され、時限データ検針応答電文として親機１に送られる。

子機２からの時限データ検針応答電文を受信した親機１のデータ圧縮検出手段８は、受信したデータが圧縮されている旨を受信データ復元手段１０に通知する。受信データ復元手段１０は、このデータ圧縮検出手段８からの通知に応じて、受信したデータ（圧縮データ）を復元し、前後にＳＴＸとＥＴＸを付加して有線通信でハンディターミナル１８又は通信端末１９に送る。

以上説明したように、実施例１に係る無線検針システムによれば、子機バッファリング通信モードでは、子機２は、定期的にメータ１７から計量値を取得して計量値蓄積手段１２に蓄積しておき、親機１から時限データ検針要求電文を受け取った場合は、計量値蓄積手段１２に蓄積している時限データ（計量値）を親機１に送信する。従って、子機２は、親機１から時限データ検針要求を受け取る毎にメータ１７から計量値を取得する必要がない、つまりメータ１７にアクセスする必要がないので、親機１は、大量の計量値を短時間で収集することができる。

なお、図６（ａ）に示す通常の手順でも計量値の収集は可能ではあるが、この場合は、子機２とメータ１７との間での有線通信（時限データ検針要求と時限データ検針応答の有線通信）が何回も繰り返されるため、全体の通信時間が非常に長くなってしまう。

また、子機２は、計量値を圧縮して生成したデータを親機１に送信するので、通信量を減らすことができる。その結果、計量値の収集に要する時間を短縮できる。また、無線通信は有線通信に比べ通信品質が劣化する（ビットエラー発生率が高い）が、通信量を減らすことにより無線通信の確度を向上させることができる。

なお、有線通信電文は、データをＳＴＸ及びＥＴＸで挟んだ形式を有するが、ＳＴＸ及びＥＴＸを付加する位置は固定されているので、それらを除去した圧縮データを生成して送信し、受信側で復元したデータにＳＴＸ及びＥＴＸを付加するように構成することもできる。

本発明の実施例２に係る無線検針システムは、子機２に蓄積されている計量値をそのまま圧縮するのではなく、差分値に変換した後に圧縮して親機１に送信するようにしたものである。

本発明の実施例２に係る無線検針システムの構成は、送信データ圧縮手段５における処理の内容を除けば、実施例１に係る無線検針システムの構成と同じである。従って、以下では、相違点を中心に説明する。

一般に、メータ１７に記録された３０分時限値等は、「メータ指針値」という形式で記録される。例えば電力量計などの積算計器でのメータ指針値としては、７桁〜９桁程度の数字が使用されるが、３０分間隔での増加分は、メータ指針値の桁数に比べ非常に小さい桁数となる場合が多い。

送信データ圧縮手段５は、図７（ａ）に示すように、メータ１７から取得された計量値のうち、最初に取得された計量値［１］を基準値とし、２番目以降に取得された計量値は、直前に取得された計量値との差から成る差分値Δ１、Δ２、・・・に変換し、この変換後の差分値Δ１、Δ２、・・・を圧縮する。

具体的には、圧縮データは、例えば図７（ｃ）に示すように、変換前電文に含まれるＪＩＳ−７ビット長符号から成る計量値を、上述した方法で差分値＋Δ１、＋Δ２、・・・、＋Δｎ−１から成る差分値データに変換し、その後、図８に示すデータ変換表に従って、４ビット長符号に変換することにより生成される。

また、データ圧縮通知手段６は、図７（ｂ）に示すように、通信種別として、子機バッファリング通信モードの差分伝送を表す「０２」がセットされた無線ヘッダ情報を生成する。

以上説明したように、実施例２に係る無線検針システムによれば、メータ１７からの取得順で蓄積されている複数の計量値のうち、２番目以降にメータから取得された計量値を、その直前に取得された計量値との差から成る差分値に変換し、該変換により得られた差分値を圧縮して送信するので、送信されるデータ量を更に減らすことができ、無線通信に要する時間を更に短縮できる。

なお、この実施例２に係る無線検針システムは、電力量計などの積算値を取り扱うメータを例に挙げているため、差分値は必ず「プラス（＋）」となるが、圧力、電圧、電流などの瞬時値を計測するメータでの差分値は「マイナス（−）」になる場合がある。このような場合に対応可能にするため、図８に示すデータ変換表には、「プラス（＋）」及び「マイナス（−）」の記号が定義されている。この構成によれば、「プラス（＋）」又は「マイナス（−）」の記号が付加された形式の差分値を表すことができるので、瞬時値を計測するメータに適用することができる。

本発明の実施例３に係る無線検針システムは、子機２は、実施例１及び実施例２における時限データ検針要求に応答して複数の時限データ応答電文を親機１に送信するようにしたものである。

無線検針システムでは、電波の出力が比較的が小さい特定小電力無線が使用される。この特定小電力無線では、他の無線システムに通信機会を与えるために、無線送信時間の制限及び無線送信休止時間の制限が設けられている場合がある。例えば、テレメータ、テレコントロール、データ伝送用規格の「ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ６７」では、無線送信時間は「４０秒以内」とし、無線送信を一旦中止した後には、「２秒以上」の無線送信休止時間を設けた後に、再度、無線送信を開始する必要がある。

この無線送信休止時間がある電波を利用する場合、３０分時限値等から成る大量の時限データを、実施例１又は実施例２のように、個々に送信するのでは、１つの時限データが無線送信される毎に２秒以上の無線送信休止時間が加わるため、全体の通信時間が長くなってしまう。

そこで、実施例３では、図９（ａ）に示すように、複数の３０分時限値等から成る時限データ検針応答電文を一括して無線送信することにより、無線送信休止時間の発生回数を低減するように構成されている。

本発明の実施例３に係る無線検針システムの構成は、送信データ圧縮手段５における処理内容を除けば、実施例２に係る無線検針システムの構成と同じである。従って、以下では、相違点を中心に説明する。図１０は本発明の実施例３に係る無線検針システムの動作を説明するためのシーケンス図である。

親機１から子機２への時限データ検針要求電文は、図９（ａ）に示すように、複数の電文から成る有線通信電文を含み、各電文の区切りを表す記号（デリミタ）として、時限データ検針要求電文のデータ中で使用されていないキャラクタコード、例えば記号「｛」（１６進数の「７Ｂ」）が使用される。

また、親機１のデータ圧縮通知手段６は、図９（ａ）に示すように、通信種別として、親機１から子機２への検針要求に使用される、大量データ通信モード（一括要求）を表す「０３」がセットされた無線ヘッダ情報を生成する。

親機１から時限データ検針要求電文を受け取った子機２の複数電文検出手段９は、無線ヘッダ情報の電文種別から、複数の有線通信電文が一括して送られたものかどうかを検出し、検出結果を受信データ復元手段１０に送る。受信データ復元手段１０は、複数電文検出手段９からの検出結果が複数の有線通信電文が一括して送られたことを示している場合は、個々の電文に復元する。

一方、子機２から親機１への時限データ検針応答電文は、図９（ｂ）に示すように構成される。即ち、子機２のデータ圧縮通知手段６は、通信種別として、大量データ通信モード（時限データ検針応答）を表す「０４」、又、大量データ通信モード（時限データ検針応答（差分値伝送））を表す「０５」がセットされた無線ヘッダ情報を生成する。

更に、無線ヘッダ情報には、一括して無線送信する応答データパケットの総数を表す情報と個々の送信パケットＮｏ．を表す情報も付加される。

パケット総数とパケットＮｏ．を表す情報を無線ヘッダ情報に含めておけば、個々の時限データ検針応答電文は比較的大きなデータであるため、複数を一括して無線送信した場合に、電波環境によっては、通信エラーが発生する場合があるが、通信エラーが発生しても、通信エラーが発生したパケットのみを破棄することが可能となり、伝送効率を上げることができる。

子機２から時限データ検針応答電文を受け取った親機１の複数電文検出手段９は、無線ヘッダ情報の電文種別から、複数の有線通信電文（又は差分値を圧縮した複数の有線通信電文）が一括して送られたものかどうかを検出し、検出結果を受信データ復元手段１０に送る。受信データ復元手段１０は、複数電文検出手段９からの検出結果が複数の有線通信電文（又は差分値を圧縮した複数の有線通信電文）が一括して送られたことを示している場合は、個々の電文に復元する。

以上のように構成される実施例３に係る無線検針システムの動作は、親機１から送信される１つの時限データ検針要求電文に応答して、子機２から複数の時限データ検針応答電文が親機１に送信される点を除けば、実施例１における子機バッファリング通信モードの動作と同じである。

以上説明したように、実施例３に係る無線検針システムによれば、子機２は、親機１からの時限データ検針要求電文（一括要求）に応答して、複数の電文を連続的に親機１に送信するので、親機１から検針要求を子機２に送信する回数を減らすことができる。その結果、例えば特定小電力無線といった無線送信時間の制限及び無線送信休止時間の制限のある無線規格を適用した場合であっても、大量のデータを効率よく送信できる。

本発明の実施例４に係る無線検針システムは、電界強度を子機２で測定して親機１に送り、親機１は、この電界強度に基づいて無線送信を制御するようにしたものである。

ハンディターミナル無線検針などにおいて、検針場所での無線環境を把握するために、電界強度を測定する技術は特許文献２や特許文献３に開示されている。これらの技術は、いずれも、メータ側に設けられた無線機から送信される電波を、ハンディターミナルや通信端末側に設けられた無線機の電界強度測定手段により測定し、受信位置での受信電波の強度として表示し、又は、外部に通知するものである。

これらの技術では、電界強度測定手段をハンディターミナル側の無線機のみに設ければよいと言う利点があるものの、通常、ハンディターミナル側の無線機は、電池で駆動されるため、電界強度測定手段を動作させることにより電池が消耗する。その結果、電池容量あたりの検針回数が少なくなる。

一方、電力量計などのメータに無線機を設置する場合、その無線機の電源として商用電源（ＡＣ１００Ｖ等の電源）を確保することは比較的容易である。従って、このような例では、逆に電界強度測定手段を子機側に設けた方が、ハンディターミナル側の無線機の電池の消耗という観点からは有利となる。

そこで、本発明の実施例４では、電界強度測定手段１４を子機２に設けるとともに、その電界強度測定手段１４で測定した電界強度情報を子機２から親機１に送信するための電界強度情報付加手段１５を子機側に設けたものである。

図１１は本発明の実施例４に係る無線検針システムの親機１及び子機２の詳細な構成を示すブロック図である。

親機１は、無線送信手段３、無線受信手段４、受信データ復元手段１０、有線／無線変換手段１１、アンテナ１３及び電界強度測定値判定手段１６から構成されている。無線送信手段３、無線受信手段４、受信データ復元手段１０、有線／無線変換手段１１及びアンテナ１３の各々の構成及び動作は、実施例１のそれらと同じである。電界強度測定値判定手段１６は、子機２から送られてくる無線ヘッダ情報にふくまれる電界強度情報を取り出し、受信データ復元手段１０に送る。

子機２は、無線送信手段３、無線受信手段４、受信データ復元手段１０、有線／無線変換手段１１、計量値蓄積手段１２、アンテナ１３、電界強度測定手段１４及び電界強度情報付加手段１５から構成されている。無線送信手段３、無線受信手段４、受信データ復元手段１０、有線／無線変換手段１１、計量値蓄積手段１２及びアンテナ１３の各々の構成及び動作は、実施例１のそれらと同じである。

電界強度測定手段１４は、親機１から送られてきた無線信号の電界強度を測定し、測定結果を電界強度情報付加手段１５に送る。電界強度情報付加手段１５は、電界強度測定手段１４から送られてくる測定結果に基づいて電界強度情報を生成し、図１２に示すように、無線ヘッダ情報の一部に挿入する。

受信データ復元手段１０は、電界強度情報を独自の有線通信電文に編集して有線／無線変換手段１１を介してハンディターミナル１８又は通信端末１９に有線で送信するとともに、子機２から受信された応答電文を有線／無線変換手段１１を介して有線通信電文としてハンディターミナル１８又は通信端末１９に有線で送信する。

次に、このように構成される本発明の実施例４に係る無線検針システムの動作を、図１３に示すシーケンス図を参照しながら説明する。

まず、子機２に設けられた電界強度測定手段１４は、親機１から送られてきた検針要求電文の電波を受信して電界強度を測定する。また、親機１からの検針要求電文を受信した子機２では、受信データ復元手段１０は、無線ヘッダ情報に続く部分をそのまま有線通信電文として切り出し、有線／無線変換手段１１及び計量値蓄積手段１２を介してメータ１７に有線により送信する。

有線通信電文を受信したメータ１７は、計量値をＳＴＸ及びＥＴＸで挟んだ検針応答電文を生成し、有線により子機２に送る。子機２の電界強度情報付加手段１５は、電界強度測定手段１４で測定された電界強度情報を含む無線ヘッダ情報を生成し、無線送信手段３に送る。無線送信手段３では、メータ１７から有線通信により受信した有線通信電文に電界強度情報付加手段１５で生成された無線ヘッダ情報を付加し、検針応答電文として親機１に無線により送信する。

子機２から検針応答電文を受信した親機１では、親機１の電界強度測定値判定手段１６は、無線ヘッダ情報中の電界強度情報を取り出す。そして、取り出した電界強度情報を、受信データ復元手段１０を介して、図１３に示すような独自の有線通信電文に編集して有線／無線変換手段１１を通してハンディターミナル１８又は通信端末１９に有線により送信する。

以上の動作により、ハンディターミナル１８又は通信端末１９は、子機２の位置における受信信号の電界強度を知ることができる。なお、図１３では、説明を簡単にするために、通常の通信（子機透過通信モード）を行う場合を例に挙げて説明したが、実施例１〜実施例３で説明したような、その他の通信モードで通信を行う場合にも上記と同様の処理を行うことにより、ハンディターミナル１８又は通信端末１９は、子機２の位置における受信信号の電界強度を知ることができる。

以上説明したように、実施例４にかかる無線検針システムによれば、通常はメータ１７の電源で駆動される子機２に電界強度測定手段１４を設けたので、電池で駆動される親機１及びそれに接続されるハンディターミナル１８又は通信端末１９の消費電力を低減させることができる。その結果、電池の消耗を抑えることができるので、親機１及びハンディターミナル１８又は通信端末１９を長時間使用することができる。

本発明の実施例５に係る無線検針システムは、実施例４に係る無線検針システムにおいて、親機１は、子機２から得られた電界強度情報に基づいて、ハンディターミナル１８又は通信端末１９での無線通信の確度を向上させるようにしたものである。

一般的に無線通信の場合、親機１と子機２との間に車や人といった移動する物が存在する場合、その物への反射波と直接波が合成された形で無線信号が送受信される。その結果、時間的に電界強度が変動するフェージングが発生したり、外乱により、無線通信品質が瞬間的に劣化することがある。このような無線環境の変動は、単にメータ指針値を読み取るだけの１回の無線通信では、さほどの影響を与えないが、３０分時限値等から成る時限データを１ヶ月分纏めて収集するなどといった大量データを長時間かけて無線通信する場合には問題となる。

この場合、特許文献２や特許文献３に開示されているような電界強度を外部に表示するだけでは不十分であり、無線検針システム内で電界強度の変動を検知し、自動的に対処するように構成するのが好ましい。

そこで、本発明の実施例５は、複数電文を一括して無線通信する大量データ通信モードで動作する場合に、電界強度測定手段１４で得られた各通信毎の電界強度情報をハンディターミナル１８又は通信端末１９でチェックし、その電界強度が、ある基準値を下回った場合には、親機１から検針要求電文で一括要求するデータ数を減らすとともに、この検針要求電文の無線送信開始タイミングを自動的に遅らすことにより、一時的な電波環境の劣化を回避するものである。

本発明の実施例５に係る無線検針システムの構成は、実施例４に係る無線検針システムの構成と同じである。図１４は本発明の実施例５に係る無線検針システムにおける子機２の動作を示すフローチャートである。

まず、検針データ要求電文が子機２に送信される（ステップＳ１０）。次に、子機２から無線ヘッダ情報に含まれる電界強度情報が受信される（ステップＳ１１）。次に、子機２から検針応答電文が受信される（ステップＳ１２）。

次に、ステップＳ１１で受信した電界強度情報に基づき、電界強度が基準値以上であるかどうかが調べられる（ステップＳ１３）。ここで、基準値以上であることが判断されると、次回の検針データ要求電文の無線送信タイミングが元に戻される（ステップＳ１４）。具体的には、検針データ要求電文の送出を遅延させるためのディレイ値が削除される。次に、複数電文一括要求の場合は、要求データ数が元に戻される（ステップＳ１５）。その後、シーケンスはステップＳ１０に戻る。

ステップＳ１３で、電界強度が基準値以上でないことが判断されると、次回の検針データ要求電文の無線送信タイミングが遅らされる（ステップＳ１６）。具体的には、検針データ要求電文の送出を遅延させるためのディレイ値が追加される。次に、基準値未満の状態が連続しているかどうかが調べられる（ステップＳ１７）。ここで、２回以上連続したことが判断されると、複数電文一括要求の場合は、要求データ数が削減される（ステップＳ１８）。その後、シーケンスはステップＳ１０に戻る。ステップＳ１７で１回目であることが判断された場合は、シーケンスはステップＳ１０に戻る。

以上説明したように、実施例５に係る無線検針システムによれば、親機１は、子機２から受信した応答電文の無線ヘッダ情報に含まれる電界強度情報に応じて、子機２に対して検針要求を送信するタイミング又は一括検針要求において指定する電文の数を変更するようにしたので、フェージングや外乱などの瞬時的な無線通信品質の劣化が発生した場合でも安定した通信を行うことができ、無線通信の確度を向上させることができる。

フェージング及び外乱等に起因する瞬時的な電界強度の変動は、瞬時変動があった時点では通信品質が著しく劣化するものの、ある程度時間を置けば復旧することが多いため、上記のように、瞬時変動を検知した直後では通信頻度を下げ、または、無線通信間隔を空けることにより、通信エラーの発生を低減することができる。

なお、上述した実施例１〜実施例３の説明は、説明を簡単にするため、子機２（又はメータ１７）からの上り方向（子機２から親機１の方向）が大量データとなる例で説明したが、本発明は、データが数字の羅列となる情報の無線通信に適用できるため、例えば、子機２やメータ１７への設定情報を数値化した電文を送信する場合のように、下り方向（親機１から子機２の方向）が大量データとなる場合にも適用することができる。

本発明の実施例１〜実施例５では、本発明を無線検針システムに適用した場合について説明したが、本発明は、このような無線検針システムに限定されるものではなく、例えば、電圧、電流、周波数、有効電力、無効電力、圧力、温度などを計測するエネルギー監視設備や、各種設備のメンテナンスのために各種管理情報を無線により収集する無線データ通信システム等に広く適用することが可能である。

本発明の実施例１に係る無線検針システムの構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る無線検針システムにおける親機１及び子機２の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係る無線検針システムで使用される有線通信電文の形式を示す図である。 本発明の実施例１に係る無線検針システムで圧縮に使用されるデータ変換表を示す図である。 本発明の実施例１に係る無線検針システムで使用される検針応答電文の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る無線検針システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施例２に係る無線検針システムの動作を説明するための図である。 本発明の実施例２に係る無線検針システムで圧縮に使用されるデータ変換表を示す図である。 本発明の実施例３に係る無線検針システムで使用される検針応答電文の構成を示す図である。 本発明の実施例３に係る無線検針システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施例４に係る無線検針システムにおける親機１及び子機２の詳細な構成を示すブロック図である。 本発明の実施例４に係る無線検針システムで使用される検針応答電文の構成を示す図である。 本発明の実施例４に係る無線検針システムの動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の実施例５に係る無線検針システムの動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１ 親機
２ 子機
３ 無線送信手段
４ 無線受信手段
５ 送信データ圧縮手段
６ データ圧縮通知手段
７ 複数電文通知手段
８ データ圧縮検出手段
９ 複数電文検出手段
１０ 受信データ復元手段
１１ 有線／無線変換手段
１２ 計量値蓄積手段
１３ アンテナ
１４ 電界強度測定手段
１５ 電界強度情報付加手段
１６ 電界強度測定値判別手段
１７ メータ
１８ ハンディターミナル
１９ 通信端末
２０ 通信ネットワーク
２１ センタ装置

Claims (7)

1. 情報端末が、該情報端末に接続された親機とメータに接続された子機との間で無線通信を行うことにより、前記メータから計量値を収集して検針を行う無線検針システムであって、
   前記子機は、
   前記メータから定期的に計量値を取得して順次蓄積する計量値蓄積手段と、
   前記計量値蓄積手段に蓄積されている計量値を圧縮する送信データ圧縮手段と、
   圧縮されたデータを送信する旨を通知するための第１通信モード情報を生成するデータ圧縮通知手段と、
   前記親機からの検針要求に応答して、前記送信データ圧縮手段で圧縮することにより生成されたデータに前記データ圧縮通知手段で生成された前記第１通信モード情報を付加して前記親機に送信する無線送信手段と、
   を備えたことを特徴とする無線検針システム。
2. 前記親機は、
   前記子機から受信したデータが圧縮されているかどうかを、該データに付加された前記第１通信モード情報に基づいて検出するデータ圧縮検出手段と、
   前記受信したデータが圧縮されていることが前記データ圧縮検出手段により検出された場合に前記受信したデータを復元する受信データ復元手段と、
   を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線検針システム。
3. 前記送信データ圧縮手段は、
   前記計量値蓄積手段に取得順で蓄積されている複数の計量値のうち、２番目以降に前記メータから取得された計量値を、その直前に取得された計量値との差から成る差分値に変換し、該変換により得られた差分値を圧縮することを特徴とする請求項１記載の無線検針システム。
4. 前記子機は、更に、
   前記計量値蓄積手段に蓄積されている複数の計量値を複数の電文で送信する旨を通知するための第２通信モード情報を生成する複数電文通知手段を備え、
   前記親機から送られてくる複数の計量値を一括して送信すべき旨の一括検針要求に応答して、前記送信データ圧縮手段で複数の計量値を圧縮することにより生成された複数の電文を表すデータの各々に前記複数電文通知手段で生成された前記第２通信モード情報を付加して一括して前記親機に送信することを特徴とする請求項２記載の無線検針システム。
5. 前記親機は、更に、
   前記子機から受信したデータが複数のデータから成るかどうかを、該データに付加された前記第２通信モード情報に基づいて検出する複数電文検出手段を備え、
   前記受信データ復元手段は、受信したデータが複数のデータから成ることが検出された場合に前記複数電文検出手段により前記受信したデータを連続的に復元することを特徴とする請求項４記載の無線検針システム。
6. 情報端末が、該情報端末に接続された親機とメータに接続された子機との間で無線通信を行うことにより、前記メータから計量値を収集して検針を行う無線検針システムであって、
   前記子機は、
   前記親機から送信される無線信号の電界強度を測定する電界強度測定手段と、
   前記電界強度測定手段における測定で得られた電界強度情報を、前記親機からの検針要求に応答して該親機に送信する応答データに付加して送信する電界強度情報付加手段と、
   を備えたことを特徴とする無線検針システム。
7. 前記親機は、前記子機から受信した応答データに付加された電界強度情報に応じて、前記子機に対して検針要求を送信するタイミング又は前記子機に対して送信する、複数の計量値を一括して送信すべき旨の一括検針要求において指定する計量値の数を変更することを特徴とする請求項６記載の無線検針システム。

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