JP2007020255A

JP2007020255A - データ通信システムおよび通信端末装置

Info

Publication number: JP2007020255A
Application number: JP2005196746A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Yasuda; 靖安田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-07-05
Filing date: 2005-07-05
Publication date: 2007-01-25

Abstract

【課題】通信端末装置およびセンタ装置において、停電の発生および回復を検知できる。
【解決手段】通信端末装置２は、無停電電源装置９に接続されたルータ４にネットワークケーブル３を介して接続される。ルータ４は、ネットワークケーブル３を通じて通信端末装置２に通常時には規定電力を供給し、停電時には所定電力を供給する。通信端末装置２は、所定電力が供給されたとき、停電であると判断し、その後規定電力が供給されたとき、停電が回復したと判断する。通信端末装置２は、ネットワークを通じてセンタ装置６に停電発生を通知し、その後停電回復を通知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワークを通じてセンタ装置と通信端末装置との間でデータ伝送を行うデータ通信システムに関する。

例えば、ガスメータ、水道メータ等の検針や侵入センサなどのセキュリティ機器の情報をインターネット網経由で伝送するデータ通信システムがある。図５に示すように、ガスメータ、水道メータ、センサ等の端末機器１は、ＩＰアドレスを持つ通信端末装置２に接続され、通信端末装置２は、ネットワークケーブル３によってルータ４に接続される。そして、通信端末装置２は、ルータ４から通信回線５を通じてインターネットを利用し、センタ装置６と通信を行う。端末機器１からの検針値等のデータは、通信端末装置２により、例えばＴＣＰ／ＩＰプロトコルにしたがった所定のデータ形式に変換され、センタ装置６に送信される。また逆に、センタ装置６は、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルにしたがって通信端末装置２と通信を行い、端末機器１からのデータを取得する。図中７はセンタ側のルータである。

このような通信端末装置２は、一般に屋外や壁等に設置され、電源として電池が使用される。しかし、電池には寿命があるため、長期間安定して使用可能なように、商用電源が利用される。

非特許文献１に記載されているように、ＬＡＮケーブル等のネットワークケーブルを介してネットワーク給電するＰｏＥ(Power over Ethernet)技術が広まってきている。

ＰｏＥ技術を用いれば、通信端末装置２の設置場所に関係なく、通信端末装置２に対してルータ４からネットワークケーブル３を介してネットワーク給電することができる。

ルータ４には、商用電源８から電力が供給される。しかし、停電のときには通信を行うことができない。そこで、ルータ４に無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）９を電源ケーブル１０を介して接続すれば、停電が発生したときでも通信を行えるデータ通信システムとすることができる。

しかし、ＵＰＳ９は二次電池を利用した機器であるので、停電がＵＰＳ９の仕様を超えて長引けば、バックアップが不可能となり、通信端末装置２は通信を行えなくなる。

特許文献１には、ＵＰＳが停電発生を検知すると、通信端末装置に停電通知コマンドを送信し、通信端末装置は停電通知コマンドを受信すると、停電処理を実行することが提案されている。
日経ＮＥＴＷＯＲＫ２００４年６月号８８頁〜９２頁特開平７−２２５７２１号公報

上記のようなＵＰＳを使用し、ＰｏＥ技術を利用したデータ通信システムとした場合、停電が発生しても、通信端末装置はルータを介してＵＰＳによりバックアップされているので、通信端末装置は通常通り動作する。そのため、データ通信システムとしては、停電発生を検知することができない。同様に、停電が回復しても、このことを検知できない。

一方、センタ装置は、端末側での停電発生を知ることなく、動作を継続する。そのため、停電が長引いてＵＰＳの電源供給が途切れた場合、突然通信が途絶し、エラーが発生してしまう。同様に、センタ装置は、端末側での停電が回復したことも分らず、回復後の再送等の動作を行えない。

特許文献１における停電通知コマンドにより停電通知を行う方法では、通信障害などが発生すると、通信端末装置は、停電通知コマンドを受信できず、停電処理を行えない。停電回復コマンドにより停電回復通知するときも同様で、停電回復処理を行えない。そして、上記のコマンドを送受信するためのプロトコルを電源供給側および受電側の通信端末装置に新たに設定する必要がある。しかも、ネットワーク給電ではないので、電源ケーブルと通信ケーブルとがそれぞれ必要となり、配線が複雑になってしまう。

本発明は、上記に鑑み、通信端末装置だけでなくセンタ装置においても停電およびその回復を認識できるデータ通信システムの提供を目的とする。

本発明は、通信端末装置とセンタ装置とがネットワークを通じてデータの伝送を行うデータ通信システムであって、前記通信端末装置に電力を供給するとともに停電時のバックアップ電源を有する給電装置を備え、該給電装置は、停電時に通常時の規定電力とは異なる所定電力を前記通信端末装置に供給することにより、通信端末装置に停電の発生を通知するものである。そして、通信端末装置は、停電時に所定電力で動作可能であり、センタ装置に停電発生を通知する。

停電の有無に応じて給電装置は異なる電力を通信端末装置に供給するので、通信端末装置では、供給された電力によって、停電が発生したことや停電が回復したことを判断できる。したがって、給電装置は停電の発生や回復を通知しなくても、通信端末装置はこのことを認識できる。センタ装置も通信端末装置からの通知によって、停電の発生や回復を認識できる。

ここで、給電装置は、ネットワークと通信端末装置との間に介在して通信端末装置とセンタ装置との通信を中継する、すなわち停電時のバックアップ電源を有し通信中継機能付きのネットワーク機器である。そして、給電装置は、バックアップ電源として無停電電源装置を備え、前記給電装置は、前記無停電電源装置からの停電検出信号に応じて規定電力から所定電力に切り替えて電力を供給する。停電検出信号がないときには、規定電力を供給する。

通信端末装置は、前記給電装置にネットワークケーブルを介して接続され、給電装置からネットワークケーブルを通じて通常時には規定電力が供給され、停電時には前記規定電力とは異なる所定電力が供給される。そして、前記給電装置から供給された電力によって動作する制御部を備え、該制御部は、供給される電力によって停電の有無を判断し、センタ装置に停電の発生あるいは停電の回復を通知する。また、供給された電力を検出する検出器を備え、規定電力を検出したとき、電源は正常であると判断し、規定電力より小さい所定電力を検出したとき、停電と判断する。

また、通信端末装置は、センタ装置と通信中に停電の発生あるいは回復を検知したとき、通信を終了してから前記センタ装置に通知する。これによって、通信が中断されることがなくなり、通信エラーとならない。すなわち、無停電電源装置のバッテリ容量が通信端末装置の消費電力に対して十分余裕がある場合や瞬停の場合に、不必要な通信エラーの発生を防げる。

あるいは、通信端末装置は、センタ装置と通信中に停電の発生あるいは回復を検知したとき、通信を中止して前記センタ装置に通知する。すなわち、通信端末装置の消費電力が大きい場合、通信端末装置が複数あって、無停電電源装置の負荷が大きい場合、無停電電源装置の容量が小さい場合などに、バックアップ電源が長い時間耐えられないが、すぐにセンタ装置に通知することにより、通信できなくなって通知不能になることを防げる。

通信端末装置は、初期起動中に停電の発生あるいは回復を検知したとき、初期起動が完了してから前記センタ装置に通知する。初期起動が完了しないと、通信端末装置はセンタ装置に通信することができない。そのため、初期起動が完了してから通信すれば、確実に通知できる。

本発明によると、通信端末装置に停電時に通常時とは異なる電力を供給することにより、停電を通知する信号の代わりとすることができ、別途通信回路等を設ける必要がなくなる。しかも、通信端末装置は停電時でも安定して動作でき、停電を認識できる。センタ装置も通信端末装置からの通知によって、停電を認識でき、停電に対応することができる。

本実施形態のデータ通信システムを図１に示す。データ通信システムでは、センタ装置６と端末側の通信端末装置２とが通信回線５を介して接続され、通信端末装置２に接続されたメータ、センサ等の端末機器１とセンタ装置６との間にネットワークが形成され、このネットワークを通じて双方向に通信して、自動検針やセキュリティ情報のデータ通信が行われる。

通信端末装置２は、ＬＡＮケーブル等のネットワークケーブル３によりルータ４に接続される。ルータ４は、公衆電話回線、光ファイバ等の通信回線５に接続され、インターネット網に接続される。インターネット網には、センタ側のルータ７が接続され、ルータ７にセンタ装置６が接続される。これによって、センタ装置６と通信端末装置２とがルータ４、７を通じてインターネット網を利用してデータ通信を行う。通信端末装置２は、端末機器１からのデータをセンタ装置６に送信するとともに、センタ装置６からのデータを受信して、端末機器１と通信を行う。なお、ルータ４に接続される通信端末装置２は１つに限らず、複数であってもよい。

ルータ４には、無停電電源装置（ＵＰＳ：Uninterruptible Power Supply）９が接続される。無停電電源装置９は、通常は商用交流電源８からの電力を電源ケーブル１０を通じてルータ４に供給するとともに内蔵のバッテリを充電する。一方、商用交流電源８が停電したときは、バッテリから電力を供給するとともに、停電検出信号を通信ケーブル１１を通じてルータ４に出力する。停電が発生していないときには、停電検出信号は出力されない。

ルータ４は、電力をネットワークケーブル３を介して通信端末装置２に供給する。すなわち、ルータ４が、通信端末装置２に電力を供給するとともに停電時のバックアップ電源を有する給電装置となる。

図２にルータ４および通信端末装置２の構成を示す。ルータ４では、電源回路１２によって、無停電電源装置９からの電力をルータ４の動作に必要な電力に変換するとともに、ＤＣ電源１３、１４に必要な電圧に変換する。ＤＣ電源１３、１４は通信端末装置２に供給する電力を発生する。例えばＤＣ電源１３は、ＰｏＥの仕様にしたがって規定電圧の４８Ｖを、ＤＣ電源１４は、ＰｏＥの仕様外である所定電圧の３５Ｖを出力する。ＤＣ電源１３、１４の出力はスイッチ１５によって切り替えられ、給電回路１７に供給される。スイッチ１５は、ＣＰＵ１６によって停電の有無に応じて切り替え制御される。無停電電源装置９から停電検出信号がない場合、ＤＣ電源１３の４８Ｖを出力する。停電検出信号がある場合、ＤＣ電源１４の３５Ｖを出力する。給電回路１７は、ネットワークケーブル３の空き線またはデータ線を使用して、規定電圧あるいは所定電圧を通信端末装置２に供給する。

ネットワークケーブル３には、パルストランス部１８、イーサネット（登録商標）トランシーバ１９が接続される。図示していないコントローラにより、イーサネットトランシーバ１９は、ネットワークケーブル３に対するデータ送受信を行う。

通信端末装置２において、２０はパルストランス部、２１はイーサネットトランシーバであり、ネットワークケーブル３を通じてのデータ送受信を行う。２２はネットワークとの通信を制御するためのネットワークコントローラ、２３は通信端末装置全体を制御する制御部であるＣＰＵ、２４は端末機器２であるメータと通信を行うためのメータインタフェイスである。ネットワークコントローラ２２は、メータから送信されたデータをＴＣＰ／ＩＰプロトコルにしたがって変換を行い、センタ装置６からネットワークを通じてのメータの検針、制御を可能にする。２５は受電回路であり、ネットワークケーブル３の空き線またはデータ線から供給される電力を受電する。２６は電源回路であり、受電回路２５によって受電された電力を通信端末装置２に必要な電圧に変換し、装置内の各部材に供給する。通信端末装置２は、通常３．３Ｖの低電圧で動作している。そのため、停電時に供給される３５Ｖでも充分動作可能である。

２７は電圧検出部であり、受電回路２５に供給された電圧を検出する。検出した電圧が所定電圧、ここでは３５Ｖであるとき、電圧検出部２７はＣＰＵ２３に停電検出信号を出力する。規定電圧であるとき、ＣＰＵ２３に信号を出力しない。ＣＰＵ２３は、停電検出信号の入力により停電と判断して、ネットワークコントローラ２２を介して停電検出電文をセンタ装置６に送出する。また、停電検出信号がなくなったとき、停電回復電文をセンタ装置６に送出する。

以上のような構成によって、無停電電源装置９のようなバックアップ電源を有するルータ４から電力供給を受ける通信端末装置２においても、停電の発生および回復を検知することができる。そして、その検知結果はセンタ装置６に通知される。また、通信端末装置２は停電および回復の検知をネットワークケーブル３を利用して行えるため、信号伝達専用の配線は不要となる。

通信端末装置２における停電検知処理の具体的な動作を図３に基づいて説明する。まず、停電が発生すると、ルータ４は、供給する電圧を規定電圧から所定電圧に切り替える。この電圧の切り替えを電圧検出部２７が検出して、停電検出信号を出力する。ＣＰＵ２３は、停電検出信号が入力されると、停電の発生と判断する（ＳＴ１）。ＳＴ２において、停電検知電文が送信されたかどうかを確認する。停電検知電文が送信されているとき、以下の処理をスキップし、この停電検知処理を抜ける。停電検知電文が送信されていないとき、次の処理を実行する。

ＣＰＵ２３は、初期設定通信中であるか判断する。初期設定通信中であるとき、まだセンタ装置６と通信できない状態であるので、初期設定通信が終了するまで待つためにこの処理を抜ける（ＳＴ３）。初期設定とは、センタ装置６と通信を行うためのＩＰアドレス等の設定のことであり、通信端末装置２からセンタ装置６にアクセスして、センタ装置６から設定情報を得る。初期設定が済んでいなければ、センタ装置６と通信を行えない。初期設定通信中でないとき、センタ装置６と他の通信を行っているか判断する（ＳＴ４）。通信中でないとき、直ちにセンタ装置６に停電検知電文を送信する（ＳＴ７）。これによって、センタ装置６は、端末側で停電が発生していうことを認識し、これに対応した処理を行う。

通信中であるとき、ＣＰＵ２３は、この通信を中断して停電検知電文を送信するのか判断する（ＳＴ５）。切断する場合、すぐにセンタ装置６との通信を切断し（ＳＴ６）、センタ装置６に停電検知電文を送信する（ＳＴ７）。通信中に切断を行うか否かは、設定情報としてセンタ装置６などから予め設定され、例えば不揮発性メモリ等に記憶しておく。通信中に切断を行わないとき（ＳＴ５）、一旦この停電検知処理を抜け、通常処理に戻る（ＳＴ９）。通常処理を実行後、再びこの停電検知処理に入り、通信が終了したことを検知してから（ＳＴ４）、停電検知電文をセンタ装置６に送信する（ＳＴ７）。停電検知電文を送信すると、ＳＴ８において停電検知電文の送信済みをフラグ等により設定して、停電検知電文が何回も送信されないようにする。なお、停電中、停電検知電文を再送するような構成にしてもよい。

次に、停電から回復したときには、ルータ４は、規定電圧を供給し、電圧検出部２７がこの変化を検出する。図４に示すように、ＣＰＵ２３は、電圧検出部２７からの停電検出信号がオフになると、停電の回復と判断する（ＳＴ１０）。ＳＴ１１において、復電検知電文が送信されたかどうかを確認する。復電検知電文が送信されているとき、以下の処理をスキップし、この復電検知処理を抜ける。復電検知電文が送信されていないとき、次の処理を実行する。

ＣＰＵ２３は、通信中であるか判断する（ＳＴ１２）。通信中であるとき、一旦この復電検知処理を抜け、通常処理に戻る（ＳＴ１６）。通常処理を実行後、再びこの復電検知処理に入り、通信が終了してから、復電検知電文をセンタ装置６に送信する（ＳＴ１３）。復電検知電文を送信すると、ＳＴ１４において、復電検知電文の送信済みを設定する。そして、停電検知電文を送信未に設定し（ＳＴ１５）、次に停電が発生したときにセンタ装置６に電文を送信できるようにする。

以上のように、通信端末装置２だけでなくセンタ装置６においても、停電の発生およびその回復を認識することができる。したがって、停電中のデータ通信を避け、停電の回復後にデータ通信するといったような対応をすることにより、不安定な通信環境での動作を回避でき、効率よく通信できる。また、停電中にデータ通信を行っているときに、停電が長引いて無停電電源装置９からの電力供給がなくなり、通信が途切れても、通信エラーの原因が停電によるものであることをわかり、再送信等の不要な動作を行わずにすむ。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。給電装置として、ルータを使用したが、ＬＡＮスイッチ、ハブ、モデム等のネットワークを形成するためのネットワーク機器を使用してもよく、ＰｏＥ技術にしたがってネットワーク給電を行う。

上記実施形態では、無停電電源装置を有するルータを給電装置としたが、これの代わりに無停電電源装置を給電装置として、ネットワークケーブルを介さずに直接通信端末装置に接続してもよい。また、給電機能のないルータ等のネットワーク機器と通信端末装置とがネットワークケーブルを介して接続され、すでにネットワークが形成されている場合、このネットワークケーブル中にバックアップ電源を有する給電装置を介装してもよい。これによって、既存のデータ通信システムにおいて、容易に停電対応にシステムアップすることができる。

本発明のデータ通信システムの概略構成図通信端末装置およびルータの概略構成を示すブロック図停電検知処理のフローチャート停電回復処理のフローチャート従来のデータ通信システムの概略構成図

符号の説明

２通信端末装置
３ネットワークケーブル
４ルータ
５通信回線
６センタ装置
８商用電源
９無停電電源装置
１０電源ケーブル
１１通信ケーブル

Claims

通信端末装置とセンタ装置とがネットワークを通じてデータの伝送を行うデータ通信システムであって、前記通信端末装置に電力を供給するとともに停電時のバックアップ電源を有する給電装置を備え、該給電装置は、停電時に通常時の規定電力とは異なる所定電力を前記通信端末装置に供給することにより、通信端末装置に停電の発生を通知することを特徴とするデータ通信システム。
通信端末装置は、停電時に所定電力で動作して、センタ装置に停電発生を通知することを特徴とする請求項１記載のデータ通信システム。
給電装置は、ネットワークと通信端末装置との間に介在して通信端末装置とセンタ装置との通信を中継し、前記通信端末装置は、前記給電装置にネットワークケーブルを介して接続され、前記給電装置から通信端末装置に前記ネットワークケーブルを通じて電力が供給されることを特徴とする請求項１または２記載のデータ通信システム。
給電装置は、バックアップ電源として無停電電源装置を備え、前記給電装置は、前記無停電電源装置からの停電検出信号に応じて規定電力から所定電力に切り替えて電力を供給することを特徴とする請求項３記載のデータ通信システム。
通信端末装置は、供給された電力を検出する検出器を備え、供給される電力によって停電の有無を判断することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のデータ通信システム。
給電装置は、停電の回復時に規定電力を通信端末装置に供給し、通信端末装置は、停電の回復と判断したとき、センタ装置に停電回復を通知することを特徴とする請求項５記載のデータ通信システム。
通信端末装置は、センタ装置と通信中に停電の発生あるいは回復を検知したとき、通信を終了してから前記センタ装置に通知することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のデータ通信システム。
通信端末装置は、センタ装置と通信中に停電の発生あるいは回復を検知したとき、通信を中止して前記センタ装置に通知することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のデータ通信システム。
通信端末装置は、初期起動中に停電の発生あるいは回復を検知したとき、初期起動が完了してから前記センタ装置に通知することを特徴とする請求項７または８記載のデータ通信システム。
センタ装置とネットワークを通じてデータの伝送を行うデータ通信システムの通信端末装置であって、停電時のバックアップ電源を有し通信中継機能付きの給電装置にネットワークケーブルを介して接続され、前記給電装置からネットワークケーブルを通じて通常時には規定電力が供給され、停電時には前記規定電力とは異なる所定電力が供給され、前記給電装置から供給された電力によって動作する制御部を備え、該制御部は、供給される電力によって停電の有無を判断することを特徴とする通信端末装置。
制御部は、センタ装置に停電の発生あるいは停電の回復を通知することを特徴とする請求項１０記載の通信端末装置。