JP2010166296A - 検針用無線装置 - Google Patents

Abstract

【課題】検針用無線親機１１に検針データを応答する際には、親機応答電文構成部２１は、通信結果記憶部２０で記憶していたデータを連送回数に設定した電文構成にして、無線送受信部２に渡し、検針用無線親機１１へ送信する。
【解決手段】電波環境の良いところでは通信時間の短縮を行え、電波環境の悪いところでは通信成功率が高くする。
【選択図】図３

Description

本発明はガスメータや水道メータ・温水メータ・積算熱量計等の計量器を無線により遠隔検針するために使用する検針用無線装置に関する。

従来、この検針用無線装置が使用される無線システムでは、無線送信する際には、システム起動信号に続いて送信データを送信する。そして、この検針用無線装置は、送信データを３回連送する通信プロトコルになっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１２６２９１号公報

ところで、上記従来の技術として挙げた検針用無線機で使用する無線通信のプロトコルは、電波環境の悪いところに合わせた通信プロトコルになっており、取りこぼしが少なくなるようにといった配慮から、受信側に３回の受信チャンスを与えるため、全く同じデータであるデータを毎回、３回連送する電文構成としていた。そのため、通信時間が大幅に長くなっていた。

そこで本発明は上記課題を解決するもので、電波環境の良いところでは通信時間の短縮を行え、電波環境の悪いところでは通信成功率が高くなる検針用無線装置を提供するものである。

従来の課題を解決するために、本発明の検針用無線装置は、電気、ガス、水道などの使用量を計測する機器あるいは使用量計測機能を内蔵した無線機器と、無線により情報取得を行う検針システムにおいて、連送番号が付加された送信データを連送する構成をとる電文を無線通信により送受信する無線送受信部と、検針用無線親機から送信された電文の受信が成功した時の連送番号を記憶する通信結果記憶部と、検針用無線親機へ応答する際に通信結果記憶部で記憶した連送番号と同じ連送回数で送信データを送信し、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する親機応答電文構成部と、検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する中継電文構成部と、無線送受信部で受信した電文を解析したり、親機応答電文構成部や中継電文構成部へ送信データを送る制御部とを備えたものである。

これによれば、検針用無線親機から送信された電文の受信が成功した時の連送番号を記憶しておき、検針用無線親機に対して応答する際には、最初は受信が成功した連送回数で送信を行い、もし通信が失敗して再送信することになった場合は、連送回数を再送する毎に増やして送信を行なうようになる。

また、検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、もし通信が失敗して再送信することになった場合は、連送回数を再送する毎に増やして送信を行なうようになる。

従って、検針用無線親機との通信は、検針用無線親機との通信結果に応じて、送信データの連送回数を最適化することができ、電波環境の良いところでは、送信データの連送回
数を少なくして、通信時間の短縮が可能で、電波環境が悪いところでは、その環境に応じて通信が可能となる必要最低限の連送回数に増やして通信することができる。

また検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時は、短時間通信となる連送回数１回から始まり、通信相手から応答がない時など、再送信する際には、再送する毎に連送する回数を順々に増やして通信を行うことで、他の検針用無線装置との電波環境に応じた送信データの連送回数で通信することができ、最適化が図れる。

本発明の無線検針システムは、電気、ガス、水道などの使用量を計測する機器あるいは使用量計測機能を内蔵した無線機器と、無線により情報取得を行う検針システムにおいて、連送番号が付加された送信データを連送する構成をとる電文を無線通信により送受信する無線送受信部と、検針用無線親機から送信された電文の受信が成功した時の連送番号を記憶する通信結果記憶部と、検針用無線親機へ応答する際に通信結果記憶部で記憶した連送番号と同じ連送回数で送信データを送信し、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する親機応答電文構成部と、検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する中継電文構成部と、無線送受信部で受信した電文を解析したり、親機応答電文構成部や中継電文構成部へ送信データを送る制御部とを備えたものである。

これによれば、検針用無線親機から送信された電文の受信が成功した時の連送番号を記憶しておき、検針用無線に対して応答する際には、最初は通信が成功した連送回数で送信を行い、もし通信が失敗して再送信することになった場合は、連送回数を再送する毎に増やして送信を行なうようになる。

また、検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、もし通信が失敗して再送信することになった場合は、連送回数を再送する毎に増やして送信を行なうようになる。

従って、検針用無線親機との通信は、検針用無線親機との通信結果に応じて、送信データの連送回数を最適化することができ、電波環境の良いところでは、送信データの連送回数を少なくして、通信時間の短縮が可能で、電波環境が悪いところでは、その環境に応じて通信が可能となる必要最低限の連送回数に増やして通信することができる。

また検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時は、短時間通信となる連送回数１回から始まり、通信相手から応答がない時など、再送信する際には、再送する毎に連送する回数を順々に増やして通信を行うことで、他の検針用無線装置との電波環境に応じた送信データの連送回数で通信することができ、最適化が図れる。

第１の発明は、電気、ガス、水道などの使用量を計測する機器あるいは使用量計測機能を内蔵した無線機器と、無線により情報取得を行う検針システムにおいて、連送番号が付加された送信データを連送する構成をとる電文を無線通信により送受信する無線送受信部と、検針用無線親機から送信された電文の受信が成功した時の連送番号を記憶する通信結果記憶部と、検針用無線親機へ応答する際に通信結果記憶部で記憶した連送番号と同じ連送回数で送信データを送信し、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する親機応答電文構成部と、検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する中継電文構成
部と、無線送受信部で受信した電文を解析したり、親機応答電文構成部や中継電文構成部へ送信データを送る制御部とを備えたものである。

これによれば、検針用無線親機から送信された電文の受信が成功した時の連送番号を記憶しておき、検針用無線親機に対して応答する際には、最初は受信が成功した連送回数で送信を行い、もし通信が失敗して再送信することになった場合は、連送回数を再送する毎に増やして送信を行なうようになる。

また、検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、もし通信が失敗して再送信することになった場合は、連送回数を再送する毎に増やして送信を行なうようになる。

従って、検針用無線親機との通信は、検針用無線親機との通信結果に応じて、送信データの連送回数を最適化することができ、電波環境の良いところでは、送信データの連送回数を少なくして、通信時間の短縮が可能で、電波環境が悪いところでは、その環境に応じて通信が可能となる必要最低限の連送回数に増やして通信することができる。

また検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時は、短時間通信となる連送回数１回から始まり、通信相手から応答がない時など、再送信する際には、再送する毎に連送する回数を順々に増やして通信を行うことで、他の検針用無線装置との電波環境に応じた送信データの連送回数で通信することができ、最適化が図れる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、この発明の一実施の形態である検針用無線装置を検針用無線子機で実施した場合のブロック図である。この検針用無線子機１は、無線送受信部２と制御部３と親機応答電文構成部２１と中継電文構成部２２と通信結果記憶部２０と電源５とアンテナ６と最大連送回数記憶部７と有線送受信部８で構成される。電源５としては、停電時でも動作可能で、任意の場所に設置可能で、長期信頼性の高いリチウム電池等の電池を使用する。

無線送受信部２は、電源供給を受けると稼動状態になり、アンテナ６で取り込んだ無線信号を復調して、電文形式にして制御部３へ渡したり、親機応答電文構成部２１と中継電文構成部２２から渡された電文形式の信号を変調してアンテナ６から機器外部へ無線送信する。

制御部３は、電源５の各部への電源供給を制御する他、有線送受信部８に接続されているガスメータ１４と有線通信により検針値などのデータを収集する。

そして制御部３は取得したガスメータ１４の検針値を送信データに変換して親機応答電文構成部２１に渡したり、無線送受信部２で受信した電文を解析して、他の無線機へ中継する場合は中継電文構成部２２に転送する。通信結果記憶部２０は、検針用無線親機１１から送信された電文の受信に成功した際に、受信電文の連送番号を記憶する。

次に図２の検針システム図を説明する。

ここで検針用無線親機１１は、検針員１３が、検針業務時に携帯する通信端末装置であるハンディータミナル１２と有線通信により接続されており、検針員１３がハンディータミナル１２を操作することにより、無線通信により検針用無線子機１経由でガスメータ１
４の検針データや機器情報を取得するようになっている。

また、検針用無線親機１１から検針用無線子機１に送信する電文の構成を、図３に示す。

図３の電文は、検針要求の電文で、先頭に位置するプリアンブルは、特定小電力無線局で送信が義務付けられている信号であり、１００ビットのビット同期信号と、３１ビットのフレーム同期信号と、４８ビットの呼出名称を含む６３ビットの呼出信号からなっている。

プリアンブルの次に位置する子機選択短縮コードは、子機１を選択する短縮コードから成るシステム起動信号で、無線信号キャリアセンス時に通信相手側無線部の電波であるかどうかを識別するためのものであり、受信側機器の無線信号キャリアセンス間隔より長い時間連続して送信される。

その構成は、ビット同期信号と、システム識別符号（例えばＰＮ３段符号）と、４８ビットの呼出名称を短縮し誤り訂正符号を付加した短縮型呼出信号（例えば短縮した呼出名称１６ビット＋訂正符号１６ビット＝３２ビット）からなるバケットを複数回連続したものから構成される。

子機選択短縮コードの次に位置する検針要求コマンドは、正式に通信相手を識別するための情報や無線通信するための情報や検針用無線子機１の情報を設定したり、ガスメータ１４に検針要求を指示したりするための送信データがついている。

ここでは、送信データはガスメータ１４の検針値を取得するための検針要求コマンドを例として説明している。

このように検針用無線親機１から送信される検針要求電文の前半には、システム起動信号として、検針用無線子機１を選択する子機選択短縮コードがセットされており、検針用無線子機１１は間欠周期毎に一定時間無線受信電源をＯＮにして、システム起動信号をまず受信し、自機宛を選択していると判断した場合は、引き続き後続するデータを受信するようになっている。

そして、後続するデータつまり検針要求コマンドが、連送回数分セットされるような電文構成となっている。

この検針要求コマンドは、図３で示すように１回分の検針要求コマンドの構成は電文のスタートを表すＳＴＸ、電文のエンドを表すＥＴＸ、電文の誤り検出に使用する目的でＳＴＸの次のデータからＥＴＸまでの排他的論理和を計算したＢＣＣと子機情報を含んだＩＤコードと検針要求コードから構成されている。

そしてこの検針要求コマンドの前には、データ送信回数の合計である連送回数と何番目を送信しているかを知らせる連送番号を付けるようになっている。

図３には、３回連送する場合の１連送目の検針要求コマンドについて詳細を記載しており、連送回数には３が、連送番号には１が設定されている。

そして受信側が、１連送目を受信できた場合、連送回数と連送番号の差をとると、この後に２回検針要求コマンドが後続することが推定できるので、２回分のデータが送信される時間を待って、受信側が応答するようにしている。

このように検針要求コマンドの前に連送回数と連送番号を付けて送信することで、受信側では、データを受信した際に、連送回数と連送番号から、残りのデータの長さを推定算出して、送信側が送信終了したころを見計らって応答して、確実に送信側の送信終了を判断することが可能となるので、連送回数が２回の場合で、１連送目を受信できた場合は、あと１回分のデータが送信される時間を待って、受信側が応答することが可能になり、２連送目を受信できた場合は、時間を待たずに、受信側が応答することが可能になる。

図４は、検針用無線子機１から検針用無線親機１１へ応答する電文で、図３と同様の構成になっており、子機選択短縮コードの代わりに親機選択短縮コードが付いて、検針要求コマンドや検針要求コードの代わりに検針応答や検針応答データになっている。

ここで図１の通信結果記憶部２０が、検針用無線子機１が、検針用無線親機１１からの検針要求電文を受信成功した際に、図３で示されている連送番号を記憶しておくことで、この検針用無線親機１１と検針用無線子機１との無線区間では、何連送すれば通信が成功するかのデータを保存しておくことができる。

そして、検針用無線子機１が検針用無線親機１１に検針データを応答する際には、親機応答電文構成部２１は、通信結果記憶部２０で記憶していたデータを図４で示される連送回数に設定した電文構成にして、無線送受信部２に渡し、検針用無線親機１１へ送信する。

ここで検針用無線親機１１は検針応答電文を受信した場合は、受信が成功した旨を伝えるべく受信応答を検針用無線子機１に送信する。検針用無線子機１の制御部３は、受信応答を確認できない場合は通信が失敗していると判断して、再送信を行うべく再度、親機応答電文構成部２１へ検針応答データを渡す。

この時、親機応答電文構成部２１では、前回送信した時よりも連送回数を１回増やして送信を行なう。

これでも通信が失敗したと判断して再送信するときは、さらに送回数を１回増やして送信を行なう。これを繰り返し、連送回数が最大連送回数記憶部７で記憶されている回数分になると最終の再送信とする。これでも通信失敗と判断した場合は通信を中断する。

一方、図２で、検針用無線子機１が中継機能を持つ場合は、検針用無線親機１１が送信した電文をさらに他の検針用無線子機３１に中継することが可能である。

検針用無線子機１が中継する場合、検針用無線親機１１が送信した電文を無線送受信部２で一旦受信する。制御部３は中継電文と判定すると、中継電文構成部２２へ転送する。中継電文構成部２２は最初の通信では連送回数を１回にして送信を行い、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なう。そして連送回数が最大連送回数記憶部７で記憶されている回数分になると最終の再送信とする。

中継電文構成部２２で構成される電文は、図４で示されるように、親機応答電文構成部２１で構成された電文同様に各データの先頭には、連送回数と何番目を送信しているかを知らせる情報を設定するようになっている。

このように、検針用無線親機１１から受信した電文を他の検針用無線装置３１へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、もし通信が失敗して再送信することになった場合は、連送回数を再送する毎に増やして送信を行なうようにすることで、送信
データの連送回数を最適化している。

ここでは、検針用無線子機１に本発明を適用したが、検針用無線親機１１にも適用でき、検針無線親機が通信相手との通信結果を元に連送回数を変更して送信することで、さらに検針システム全体の通信効率を上げることができる。

なお、検針員１３が操作するハンディータミナル１２は、検針用無線親機１１と接続して使用できるものであるなら、ＰＤＡやパソコンであっても良い。

また、検針用無線子機１との通信は、検針用無線親機１１にハンディータミナル１２を接続して、検針員１３が操作するように説明したが、検針用無線親機１１は網制御装置（通称ＴＮＣＵ）経由で公衆回線網に接続してガス事業者のセンターからの操作としても同様の効果がある。

以上のように、本発明にかかる検針用無線装置は、ガスメータに限らず電気、水道その他の流量を計測する計測メータ装置にも適用できるものである。

この発明の一実施の形態である検針用無線子機のブロック図 この発明の一実施の形態である検針用無線子機のシステム図 検針用無線親機からの送信される検針要求の電文フォーマットを示す図 検針用無線子機からの送信される検針応答の電文フォーマットを示す図

１ 検針用無線子機
２ 無線送受信部
３ 制御部
５ 電源
６ アンテナ
７ 最大連送回数記憶部
８ 有線送受信部
１４ ガスメータ
２０ 通信結果記憶部
２１ 親機応答電文構成部
２２ 中継電文構成部

Claims (1)

1. 電気、ガス、水道などの使用量を計測する機器あるいは使用量計測機能を内蔵した無線機器と無線により情報取得を行う検針システムにおいて、
   連送番号が付加された送信データを連送する構成をとる電文を無線通信により送受信する無線送受信部と、
   検針用無線親機から送信された電文の受信が成功した時の連送番号を記憶する通信結果記憶部と、
   検針用無線親機へ応答する際に前記通信結果記憶部で記憶した連送番号と同じ連送回数で送信データを送信し、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する親機応答電文構成部と、
   検針用無線親機から受信した電文を他の検針用無線装置へ中継する時には、最初は連送回数を１回にして送信を行い、再送信する際は再送する毎に連送回数を増やして送信を行なうように電文を構成する中継電文構成部と、
   前記無線送受信部で受信した電文を解析したり、前記親機応答電文構成部や前記中継電文構成部へ送信データを送る制御部とを備える検針用無線装置。

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