JP2009253823A - 自動計量システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一次中継装置2は、電力使用量などを計量する計量メータ1から計量データを収集し、二次中継装置3に送信し、二次中継装置3からセンターサーバ4に送信して、そこで計量データを蓄積するように構成され、一次中継装置は、自装置が新たに設置されたとき、近隣の一次中継装置2及び二次中継装置3に隣接装置探査要求信号を送信し、これに応答して送信された隣接装置探査応答信号から送信先計算部9で計量データの送信先を計算して決定するとともに、送信先を送信先記憶部10に記憶し、さらにこの送信先から二次中継装置3までの通信ホップ数をホップ数記憶部11に記憶する。
【選択図】図1
Description
従来の自動検針システムは、例えば、特許文献1の「階層型テレメトリーシステム」に示されている。特許文献1では、計量メータは、家庭や工場等に設置され、電力等の使用量(計量データと呼ぶ)を常時計測し、定期的(例えば30分毎)に近傍に設置された一次中継装置に無線回線を使って送信する。一次中継装置は、計量メータから計量データを受信すると、無線回線を使って二次中継装置に計量データを送信する。二次中継装置は、一次中継装置から計量データを受信すると、無線回線を使ってセンターサーバに計量データを送信する。センターサーバは、二次中継装置から計量データを受信すると、センターサーバ内に計量データを記憶し、各家庭や工場の電力使用量を自動的に把握する。
このように、計量メータとセンターサーバ間は無線回線を使って接続されているため、有線回線に比べて通信回線の設置コストを削減できるので、自動検針システムを安価に構築できる効果がある。
また、計量メータと一次中継装置間、一次中継装置と二次中継装置間、及び二次中継装置とセンターサーバ間を無線で接続しているが、装置や無線回線に障害が発生した場合に、センターサーバが計量データを確実に受信できない(通信を保証できない)という問題がある。
このように、特許文献1では、(1)センターサーバが計量メータの通信経路を計算しているため、センターサーバがダウンしている場合に、計量メータを新規に自動的に設置する手段が無い。(2)一般に無線通信は、有線通信よりも通信品質が悪いため、通信不能時の手段が必要となるが、特許文献1の例では、電力計量メータと一次中継装置、二次中継装置及びセンターサーバ間の無線通信が不能となった場合の手段が無い。(3)無線回線が通信不能となった場合に、計量データが消えてしまう可能性が有るが、計量データを保証する手段が無い。(4)膨大な計量データが無線回線に送信された場合に通信不能になる可能性が有るが、通信負荷を調整する手段が無い、などの問題があった。
計量データを受信し、この受信した計量データを蓄積するセンターサーバを備え、
一次中継装置は、無線通信による計量メータの送受信を行う無線通信部と、当該一次中継装置が新たに設置されたとき、一次中継装置及び二次中継装置に計量データの送信先を探すための隣接装置探査要求信号を送信し、これに応答して送信された隣接装置探査応答信号から計量データの送信先を解析し、決定する送信先解析部と、この送信先解析部により決定された送信先を記憶する送信先記憶部と、送信先から二次中継装置までの通信ホップ数を記憶するホップ数記憶部とを有するものである。
一次中継装置は、無線通信による計量メータの送受信を行う無線通信部と、当該一次中継装置が新たに設置されたとき、一次中継装置及び二次中継装置に計量データの送信先を探すための隣接装置探査要求信号を送信し、これに応答して送信された隣接装置探査応答信号から計量データの送信先を解析し、決定する送信先解析部と、この送信先解析部により決定された送信先を記憶する送信先記憶部と、送信先から二次中継装置までの通信ホップ数を記憶するホップ数記憶部とを有するので、一次中継装置が自立的に通信経路を決定し、人手を介さずに初期設定を完了して計量を開始することができるという効果がある。
図1は、この発明の実施の形態1による自動計量システムを示す構成図である。
図1において、計量メータ1は、家庭や工場等に設置され、電力消費量等の被計測量を計測する。一次中継装置2は、計量メータ1の近傍に設置され、計量メータ1と1:1に接続し、二次中継装置3と無線による通信を行い、計量メータ1が計測した計量データを二次中継装置3に送信する。二次中継装置3は、電柱や変電所等に設置され、一次中継装置2及びセンターサーバ4と無線による通信を行い、計量メータ1からの計量データを受信し、センターサーバ4に送信する。センターサーバ4は、電力会社の局舎に設置され、二次中継装置3と無線による通信を行い、二次中継装置3から計量データを受信し、受信した計量データを記憶する。
無線通信回線5は、特定小電力無線やZigBee、無線LAN、携帯電話等を利用した無線による通信路である。ブロードバンド回線6は、センターサーバ4と二次中継装置3間の通信路であり、有線電話回線や光ファイバ、WiMAX等を利用した広帯域の通信路である。通信路7は、計量メータ1と一次中継装置2を接続する通信路であって、RS−232−C等の有線通信路や、赤外線通信路である。
図5(a)は、隣接装置探査要求の信号パラメタであり、宛先識別子は、宛先となる装置の識別子であり、発信元識別子は、発信元となる装置の識別子であり、この場合は、新設装置の識別子である。発信元装置種別は、発信元となる装置の種別であり、この場合は、一次中継装置である。信号種別は、無線信号の種類であり、この場合は、隣接装置探査要求である。
図5(b)は、隣接装置探査応答の信号パラメタ(隣接装置が二次中継装置の場合)であり、宛先識別子は、宛先となる装置の識別子であり、この場合は、新設装置の識別子である。発信元識別子は、発信元となる装置の識別子であり、この場合は、隣接装置探査要求を受信した装置の識別子である。発信元装置種別は、発信元となる装置の種別であり、この場合は二次中継装置である。信号種別は、無線信号の種類であり、この場合は、隣接装置探査応答である。二次中継到達ホップ数は、当該装置から最短の二次中継装置までの通信ホップ数であり、当該装置が二次中継装置であれば0となる。
図5(c)は、隣接装置探査応答の信号パラメタ(隣接装置が一次中継装置の場合)であり、宛先識別子は、宛先となる装置の識別子であり、この場合は、新設装置の識別子である。発信元識別子は、発信元となる装置の識別子であり、この場合は、隣接装置探査要求を受信した装置の識別子である。発信元装置種別は、発信元となる装置の種別であり、この場合は、一次中継装置である。信号種別は、無線信号の種類であり、この場合は、隣接装置探査応答である。二次中継到達ホップ数は、当該装置から最短の二次中継装置までの通信ホップ数であり、当該装置が一次中継装置であれば1となる。
実施の形態1は、新規に計量メータ1xと一次中継装置2xを設置し、計量を開始する場合の動作例を示す。
図2で、まず、新規の計量メータ1xと新規の一次中継装置2xを需要家に設置する(ステップS1)。
新規の一次中継装置2xは、送信先の中継装置を探索するため、図5(a)の隣接装置探査要求信号をブロードキャスト送信し、その応答信号を一定時間(例えば1分間)待つ(ステップS2)。
もし応答が無ければ、通信可能範囲に既存の一次中継装置と二次中継装置が無いので、処理を終了する。もし一つ以上の応答を受信した場合は、新規の一次中継装置2xは、応答の発信源を検査し、発信源に応じて、図3または図4の動作フローを実施する(ステッ
プS4)。
通信先計算部9xは、応答に含まれる発信元識別子を取り出して送信先に決定し、送信先記憶部10xに記憶する。また、二次中継装置までの通信ホップ数を1と決定し、ホップ数記憶部11xに記憶する(図3のステップS52)。
通信先計算部9xは、応答に含まれる発信元識別子を取り出して送信先に決定し、送信先記憶部(図1の10x)に記憶する。また、二次中継装置までの通信ホップ数を「応答信号に含まれる二次中継到達ホップ数」+1と決定し、ホップ数記憶部11xに記憶する(図4のステップS62)。
新規の一次中継装置2xは、計量メータ1xから計量データを受信すると、無線通信部8xが送信先記憶部10xに記憶された宛先に計量データを転送する(ステップS9)。
二次中継装置3eの通信集計部12eは、無線通信部8eを介して、一次中継装置2xから計量データを受信する(ステップS10)。次いで、二次中継装置3eの通信集計部12eは、無線通信部8eを使って受信確認の信号を一次中継装置2xに返す。また、受信した計量データを内部に蓄積すると共に、BB通信部13eを使って計量データをセンターサーバ4に送信する(ステップS11)。
センターサーバ4は、二次中継装置から計量データを受信し、蓄積する(ステップS12)。
実施の形態1では、新規に設置した一次中継装置2xが隣接装置探査信号を送受信することによって自動的に送信先を決定するようにしたものであるが、実施の形態2は、設置済みの一次中継装置に故障が発生して通信が不能になった場合に代替の通信経路を選択するものである。
図6において、1〜13は図1におけるものと同一のものである。図6では、一次中継装置2に無線通信部8の通信状態を監視する状態監視部21を設けている。なお、図では、一次中継装置2xのみに状態監視部21を設けているが、他の一次中継装置2にも状態監視部21を設けてもよい。
図6の一次中継装置2xは、計量データの送信先が一次中継装置2aであり、無線回線5aを介して計量データを送信する。また、一次中継装置2xの状態監視部21xは、計量データの送信履歴を取る(ステップS601)。
一次中継装置2xは、一次中継装置2aから受信確認信号を一定時間(例えば10秒)待ち(ステップS602)、受信確認信号の有無を状態監視部21xに格納する(ステップS603)。
状態監視部21xは、送信履歴と受信確認信号を参照し、受信確認を受信していない場合(ステップS604)は、新しい通信先を探索し決定する(ステップS605、606)。なお、新しい通信先の探索方法は、実施の形態1と同じである。
一次中継装置2xは、新しい通信先に対して計量データを送信する(ステップS607)。
実施の形態2では、一次中継装置2が状態監視部21を備えて通信状態を監視し、通信不能な場合には新しい通信先を探索するものであるが、実施の形態3では、新しい通信先を探索する代わりに、同一の通信先に対して新しい無線回線5a’を使って通信を継続する。
図8において、1〜13、21は図6におけるものと同一のものである。図8では、一次中継装置2に回線折衝部31(回線調整部)を設け、無線通信部8を介して、通信先の一次中継装置2と無線回線5aまたは例えば周波数の異なる無線回線5a’の利用方法を折衝させる。
図8の一次中継装置2xは、無線回線5aを使って一次中継装置2aに計量データを送信する(ステップS801)。
一次中継装置2xは、一次中継装置2aから受信確認信号を一定時間(例えば10秒)待ち(ステップS802)、受信確認信号の有無を状態監視部21xに格納する(ステップS803)。
状態監視部21xは、送信履歴と受信確認信号を参照し(ステップS804)、受信確認を受信していない場合は、回線折衝部31xを呼び出す。回線折衝部31xは、現在使用中の無線回線5a以外の、例えば周波数の異なる無線回線5a’を使って一次中継装置2aの回線折衝部31aとの通信を行う(ステップS805)。通信可能であれば、一次中継装置2xは、新しい無線回線5a’を使って計量データを送信する(ステップS607)。
人手を介さずに計量を継続することができる。
実施の形態2では、一次中継装置2が状態監視部21を備えて通信状態を監視し、通信不能な場合には新しい通信先を探索するものであるが、実施の形態4では、通信不能時の計量データを一次中継装置2に記憶し、通信可能になった時点で記憶した計量データを再送する。
図10において、1〜13、21は図6におけるものと同一のものである。図10では、一次中継装置2に計量データ再送部41を設け、無線回線の状態が通信不能から通信可能に変化した時点で、記憶していた計量データを再送する。また、一次中継装置2に計量データ記憶部42を設け、計量メータ1から収集した計量データを一定期間(例えば1日間)記憶する。
図10の一次中継装置2xは、無線回線5aを使って一次中継装置2aに計量データを送信すると共に、この送信した計量データを計量データ記憶部42xに記憶する(ステップS1101)。
一次中継装置2xは、一次中継装置2aから受信確認信号を一定時間(例えば10秒)待ち(ステップS1102)、受信確認信号の有無を状態監視部21xに格納する(ステップS1103)。
状態監視部21xは、送信履歴と受信確認信号を参照し(ステップS1104)、受信確認を受信していない場合は、実施の形態2のステップS605とステップS606に従って、新しい送信先を決定する(ステップS1105)。
一次中継装置2xの計量データ再送部41xは、状態監視部21xが新しい送信先を決定した後に、計量データ記憶部42xから送信に失敗した計量データを取り出し、新しい送信先に送信する(ステップS1106)。
実施の形態2では、一次中継装置2が状態監視部21を備えて通信状態を監視し、通信不能な場合には新しい通信先を探索するものであるが、実施の形態5では、一次中継装置2と二次中継装置3が無線回線5の通信負荷を監視し、特定の無線回線に通信トラヒックが集中して通信性能が劣化することを防止する。
図12において、1〜13、21は図6におけるものと同一のものである。図12では、一次中継装置2に負荷調整部51を設け、無線回線の負荷を調整する。また、一次中継装置2に中継数記憶部52を設け、当該一次中継装置が中継する単位時間当たりの送信データサイズを記憶する。図12では、負荷調整部51と中継数記憶部52を設けた一次中継装置2を示したが、同様に二次中継装置3にも設けている。
図14(a)は、負荷分散要求の信号パラメタであり、宛先識別子は、宛先となる装置の識別子であり、この場合は無しである。発信元識別子は、発信元となる装置の識別子であり、この場合は、一次中継装置2xの識別子である。発信元装置種別は、発信元となる装置の種別であり、この場合は、一次中継装置である。信号種別は、無線信号の種類であり、この場合は、負荷分散要求である。
図12の一次中継装置2xの負荷制御部21xは、予め単位時間当たりに送信するデータ量の閾値(例えば、1秒あたり100Kbyte等)を保持している。
一次中継装置2xは、無線回線5aを使って一次中継装置2aに計量データを送信する(ステップS1301)。
一次中継装置2xの負荷調整部51xは、送信したデータの送信日時とサイズを記憶すると共に、単位時間当たりの送信データサイズを計算し、中継数記憶部52に記憶する(ステップS1302)。
負荷調整部51xは、ステップS1302で計算した単位時間当たりの送信データサイズと、予め記憶している閾値を比較する(ステップS1303)。
計算した単位時間当たりの送信データサイズが閾値を超えている場合は、一次中継装置2xの負荷調整部51xは、近隣の一次中継装置と二次中継装置に「負荷分散要求」信号を送信し、応答信号を待つ(ステップS1304)。
なお、負荷分散要求信号は、図14(a)のとおりである。
一次中継装置2xの負荷調整部51xは、近隣の一次中継装置2や二次中継装置3から
「負荷分散応答」信号を受信し、負荷分散可否=許諾の応答が有るか否かを検査する(ステップS1306)。もし、負荷分散可否=許諾の応答が無い場合は、通信負荷を分散せず、ステップS1301に戻る。
もし、負荷分散可否=許諾の応答が有る場合は、負荷調整部51xは、負荷値が最も小さい負荷分散応答を発信した中継装置を新しい送信先として選択し、送信先記憶部10xに記憶すると共に、ホップ数記憶部も書き換える(ステップS1307)。
以降は、一次中継装置2xは、新しい送信先に計量データを送信する。
2 通信端末
3 無線中継器
4 センターサーバ
5 無線回線
6 ブロードバンド回線
7 通信路
8 無線通信部
9 通信先計算部
10 通信先記憶部
11 ホップ数記憶部
12 計量データ集計部
13 BB通信部
21 状態監視部
31 回線折衝部
41 計量データ再送部
42 計量データ記憶部
51 負荷調整部
52 中継数記憶部
Claims (5)
- 被計測量を計量する計量メータ、この計量メータによって計量された計量データを収集する一次中継装置、この一次中継装置によって収集された上記計量データを中継する二次中継装置、及びこの二次中継装置の中継した上記計量データを受信し、この受信した上記計量データを蓄積するセンターサーバを備え、
上記一次中継装置は、無線通信による上記計量メータの送受信を行う無線通信部と、当該一次中継装置が新たに設置されたとき、上記一次中継装置及び二次中継装置に上記計量データの送信先を探すための隣接装置探査要求信号を送信し、これに応答して送信された隣接装置探査応答信号から上記計量データの送信先を解析し、決定する送信先解析部と、この送信先解析部により決定された上記送信先を記憶する送信先記憶部と、上記送信先から上記二次中継装置までの通信ホップ数を記憶するホップ数記憶部とを有することを特徴とする自動計量システム。 - 上記一次中継装置は、上記無線通信部の通信状態を監視する状態監視部を有し、通信不能な場合には、上記隣接装置探査要求信号を送信し、上記計量データの送信先を探すことを特徴とする請求項1記載の自動計量システム。
- 上記一次中継装置は、上記無線通信部の通信状態を監視する状態監視部と、通信不能な場合には、同じ送信先に対する別の無線回線の利用を上記送信先と調整する回線調整部とを有することを特徴とする請求項1記載の自動計量システム。
- 上記一次中継装置は、上記計量メータから収集した計量データを一定期間記憶する計量データ記憶部と、上記通信状態が通信不能から通信可能に変化した時点で、上記計量データ記憶部に記憶していた計量データを再送する計量データ再送部とを有することを特徴とする請求項2記載の自動計量システム。
- 上記一次中継装置は、自装置が送信した単位時間当たりの送信データサイズが所定サイズを超える場合には、別の上記一次中継装置または上記二次中継装置を新たに送信先とするよう調整する負荷調整部を有することを特徴とする請求項2記載の自動計量システム。
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