JP2019121155A - センサネットワークシステムおよびセンター装置 - Google Patents

Abstract

【課題】センサノードを適切に配置する。【解決手段】センター装置１１６は、メータ１１０を設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータの識別子とを取得するデータ取得部と、メータの識別子に対応付けられたセンサノード１１２が実際に経由した中継器１１４の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、メータ位置情報と中継器位置情報とに基づいてメータと中継器との距離Ｄ、Ｆを導出する距離導出部と、導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、複数のメータを含むセンサネットワークシステムおよびセンター装置に関する。

ガス事業者や電力事業者は、需要者が消費したガスや電力の使用量を積算するため、需要箇所にガスメータや電力メータを配置している。また、近年では、通信機能を備え、ガス事業者や電力事業者との間で双方向にデータ通信を行い、ガスや電力の使用量を自動的に遠隔検針可能なスマートメータが脚光を浴びている。かかるスマートメータは、ガスや電力といったインフラ網の安全性や利用効率を高めるための情報源としても利用できる。

また、上述したスマートメータとガス事業者や電力事業者とのデータ通信を実現すべく様々な手段が提案されている。例えば、スマートメータに近距離の無線機を設け、メッシュ型のネットワークを形成したり、３ＧやＬＴＥ（Long Term Evolution）といった携帯電話網によってスター型のネットワークを形成したり、電力線通信によるスター型のネットワークを形成することが考えられる。

また、メッシュ型のネットワークの応用として、基幹ネットワークと無線ＬＡＮによるアドホック通信とを併設し、基幹ネットワークの障害時においてアドホック通信に切り替えることでスマートメータを安定して運用する技術が知られている（例えば、特許文献１）。また、ネットワークのルーティングに関する技術も公開されている（例えば、特許文献２）。

特開２０１２−０６５４２２号公報 特開２０１２−１０５２５８号公報

上記のように、アドホック通信を通じてセンサノード同士を接続するセンサネットワークシステムを構築することで、検針員がメータを直接検針しなくても、検針情報を収集（自動検針）することが可能となり、業務の効率化を図ることができる。

しかし、このようなセンサノードを一度に配置しようとすると多大なコストを費やしてしまう。そこで、検定有効期間が満了するメータの交換時に随時センサノードを対応付け、徐々にセンサノードを増やすことで、センサネットワークシステムを段階的に構築することとする。

このようなメータの交換に伴い、新たなメータにセンサノードも対応付けられ、センター装置は、そのセンサノードの識別子（ＩＤ）によって、メータの検針情報を管理できるようになる。しかし、メータの交換時に、作業員が、設置したメータの識別子（メータ番号）を間違って報告すると、メータの識別子に予め対応付けられているセンサノードの識別子も間違って登録される。そうすると、センサノードの識別子に従って検針情報が収集されるため、実際の需要者と異なる需要者に課金情報が提示されることになってしまう。

本発明は、このような課題に鑑み、センサノードを適切に配置することが可能なセンサネットワークシステムおよびセンター装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードと、センサノードを通じてメータの情報を収集するセンター装置と、センサノードとセンター装置とを中継する中継器と、を備える本発明のセンサネットワークシステムでは、センター装置は、メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータの識別子とを取得するデータ取得部と、メータの識別子に対応付けられたセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、メータ位置情報と中継器位置情報とに基づいてメータと中継器との距離を導出する距離導出部と、導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、を備える。

上記課題を解決するために、複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノード、および、センサノードに接続される中継器を通じてメータの情報を収集する本発明のセンター装置は、メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータの識別子とを取得するデータ取得部と、メータの識別子に対応付けられたセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、メータ位置情報と中継器位置情報とに基づいてメータと中継器との距離を導出する距離導出部と、導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、を備える。

上記課題を解決するために、複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードと、センサノードを通じてメータの情報を収集するセンター装置と、センサノードとセンター装置とを中継する中継器と、を備える本発明の他のセンサネットワークシステムでは、センター装置は、メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータに対応付けられたセンサノードの識別子とを取得するデータ取得部と、センサノードの識別子で特定されるセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、メータ位置情報と中継器位置情報とに基づいてメータと中継器との距離を導出する距離導出部と、導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、を備える。

上記課題を解決するために、複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノード、および、センサノードに接続される中継器を通じてメータの情報を収集する本発明の他のセンター装置は、メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータに対応付けられたセンサノードの識別子とを取得するデータ取得部と、センサノードの識別子で特定されるセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、メータ位置情報と中継器位置情報とに基づいてメータと中継器との距離を導出する距離導出部と、導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、を備える。

本発明によれば、センサノードを適切に配置することが可能となる。

センサネットワークシステムの概略的な構成を示した説明図である。 メータの概略的な構成を示した機能ブロック図である。 センター装置の概略的な構成を示した機能ブロック図である。 センサネットワークシステムの構築手順を説明するための説明図である。 メータと中継器との位置関係を説明するための説明図である。 センサノードと中継器との位置関係を説明するための説明図である。 情報送信処理の流れを説明するためのフローチャートである。 センサノードと中継器との位置関係を説明するための説明図である。 正常動作判定処理の流れを説明するためのフローチャートである。 センサノードと中継器との位置関係を説明するための説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

（センサネットワークシステム１００）
図１は、センサネットワークシステム１００の概略的な構成を示した説明図である。図１に示すように、センサネットワークシステム１００は、複数のメータ１１０と、複数のセンサノード１１２と、複数の中継器１１４と、センター装置１１６とを含んで構成される。

メータ（スマートメータ）１１０は、例えば、需要者単位で設置され、ガス事業者から需要者にガスを供給したり、電力事業者から需要者に電力を供給する場合に、少なくともガスや電力の使用量を自動的に検針する装置である。本実施形態では、説明の便宜上、ガス事業者によるガスのメータ１１０について例示するが、電力（電気）にも適用できることは言うまでもない。なお、メータ１１０は、本体に付されたメータ１１０の識別子（メータ番号）によって特定することができる。

図２は、メータ１１０の概略的な構成を示した機能ブロック図である。メータ１１０は、遮断弁１５０と、圧力センサ１５２と、流量センサ１５４と、表示部１５６と、演算部１５８とを含んで構成される。なお、図２中、制御信号の流れを実線の矢印で、可燃性ガスの流れを破線の矢印で示している。

遮断弁１５０は、弁を含み、弁の開度を制御し、ガス流路１４８を流れる可燃性ガスの流量を制御する。したがって、遮断弁１５０は、弁を完全に閉じることで可燃性ガスの流れを遮断することができる。圧力センサ１５２は、遮断弁１５０より下流に設けられ、可燃性ガスの圧力を検出する。

流量センサ１５４は、超音波振動子１５４ａ、１５４ｂ、伝播速度導出部１５４ｃで構成される。超音波振動子１５４ａ、１５４ｂは、遮断弁１５０の下流かつ圧力センサ１５２の上流における、ガス流路１４８の上流側側面と下流側側面の予め定められた位置に配置され、例えば２０ｋＨｚ以上の音波である超音波の送信部および受信部として機能する。伝播速度導出部１５４ｃは、可燃性ガスを介して超音波振動子１５４ａ、１５４ｂ間を伝播する超音波の伝播時間を検出し、伝播時間に基づいて可燃性ガスの流量を導出する。

表示部１５６は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等で構成され、可燃性ガスの供給量（使用量）の積算値や、可燃性ガスの漏洩等の異常を報知するために用いられる。

演算部１５８は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＰＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路により、メータ１１０全体を管理および制御する。また、演算部１５８は、プログラムと協働して、遮断制御部１６０として機能する。遮断制御部１６０は、圧力センサ１５２で検出された可燃性ガスの圧力や、流量センサ１５４で導出された可燃性ガスの流量が所定の遮断条件を満たすと、遮断弁１５０を遮断したり、表示部１５６や警報スピーカを通じて、その旨警告する。

図１に戻って、センサノード１１２は、メータ１１０それぞれに対し１対１に対応付けられて設置され、少なくともメータ１１０で利用される情報（データ）の送受信を行う。なお、情報には、センサノード１１２内部に設定されているセンサノード１１２の識別子（センサノード番号）が付されるので、センター装置１１６は、情報の送受信を行ったセンサノード１１２を特定することができる。

中継器（ゲートウェイ機器）１１４は、複数のセンサノード１１２のいずれかに対応付けられて設置され、その対応付けられたセンサノード１１２と有線通信を確立するとともに、基地局１１８を通じてセンター装置１１６と無線通信を確立する。そして、中継器１１４は、対応付けられたセンサノード１１２を通じて、周囲の１または複数のセンサノード１１２と無線通信を確立する。したがって、センサノード１１２は、センター装置１１６との通信を確立するために必ず１の中継器１１４を経由することとなる。

ただし、センサノード１１２の通信は、近距離無線で実現されているため、全てのセンサノード１１２が、中継器１１４に対応付けられたセンサノード１１２と、無線通信を直接確立できるとは限らない。この場合、センサノード１１２は、無線通信可能な他のセンサノード１１２を１または複数回ホップして中継器１１４に接続される。こうして、中継器１１４は、対応付けられたセンサノード１１２および周囲の他のセンサノード１１２を通じて、各センサノード１１２の情報をセンター装置１１６に転送するとともに、センター装置１１６の情報を周囲のセンサノード１１２に送信することができる。なお、このとき、伝達される情報には、情報が伝達される際に経由した中継器１１４を特定する中継器１１４の識別子（中継器番号）も含まれるので、センター装置１１６は、その情報が経由した中継器１１４を特定することができる。

センター装置１１６は、コンピュータ等で構成され、ガス事業者や電力事業者といったセンサネットワークシステム１００の管理者側に属する機器で、１または複数の中継器１１４の情報を収集したり、または、１または複数の中継器１１４に対して情報を送信したりする。

ここで、センター装置１１６は、導管マッピング（ＧＩＳシステム）を通じて、メータ１１０が設置される位置（座標情報）を管理している。導管マッピングでは、メータ１１０の識別子とメータ１１０が設置された位置を示すメータ位置情報とが関連付けられる。なお、上述したように、中継器１１４は、メータ１１０やセンサノード１１２と対応付けられている。したがって、中継器１１４を対応付けたメータ１１０の識別子に関連付けられたメータ位置情報を、中継器１１４が設置された位置を示す中継器位置情報とみなすことができる。したがって、導管マッピングでは、メータ１１０の識別子とメータ位置情報とを介して、中継器１１４の識別子と中継器位置情報とが間接的に関連付けられていることとなる。そして、センター装置１１６は、メータ１１０が設置されるメータ位置情報とともに、中継器１１４が設置されている中継器位置情報を管理できる。以下では、説明の便宜上、導管マッピングにおいて中継器１１４の識別子と中継器位置情報とが関連付けられているとして説明する。また、メータ１１０の識別子の代わりに、そのメータ１１０に対応付けられているセンサノード１１２が、メータ位置情報に関連付けられるとしてもよい。したがって、センター装置１１６は、導管マッピングを通じ、メータ１１０、センサノード１１２、中継器１１４のいずれの位置も、直接的に、または、間接的に特定することができる。なお、ここでの「位置」は、水平面上の位置を示すが、鉛直方向の位置を含めてもよい。

図３は、センター装置１１６の概略的な構成を示した機能ブロック図である。センター装置１１６は、センター通信部１７０と、センター保持部１７２と、センター制御部１７４とを含んで構成される。

センター通信部１７０は、基地局１１８を通じて中継器１１４と無線通信を確立する。センター保持部１７２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、センター装置１１６に用いられるプログラムや上記の導管マッピング等、各種情報を保持する。センター制御部１７４は、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、センター保持部１７２に格納されたプログラムを用い、センター装置１１６全体を制御する。また、センター制御部１７４は、プログラムと協働して、データ取得部１８０、中継器位置導出部１８２、距離導出部１８４、距離判定部１８６、情報送信部１８８として機能する。かかるデータ取得部１８０、中継器位置導出部１８２、距離導出部１８４、距離判定部１８６、情報送信部１８８については後程詳述する。

ここで、各装置間の通信について説明する。例えば、中継器１１４とセンター装置１１６との間は、基地局１１８を含む携帯電話網やＰＨＳ（Personal Handyphone System）網等の、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）といった、通信量に応じて通信料が生じる既存の有料通信網を通じた無線通信が確立される。また、センサノード１１２同士は、例えば、９２０ＭＨｚ帯を利用するスマートメータ用無線システム（Ｕ−Ｂｕｓ Ａｉｒ）を通じた無線通信が確立される。かかるセンサノード１１２同士の無線通信は無料であることを想定しているが、有料か無料かは問わず、少なくとも中継器１１４とセンター装置１１６との間の無線通信より通信コストが低ければよい。このような無線通信により、中継器１１４は、有料通信網を通じて、センター装置１１６と接続されると共に、スマートメータ用無線システムを通じて各センサノード１１２と接続される。

本実施形態では、複数の需要者単位でメータ１１０およびセンサノード１１２が配置されている。なお、中継器１１４が併設される場合もある。センター装置１１６は、センサノード１１２や中継器１１４を通じてメータ１１０の情報を収集、または、メータ１１０を制御する。したがって、センサノード１１２や中継器１１４は、需要者が存在するあらゆる位置に配置されることとなる。

ここでは、中継器１１４の設置箇所において、センサノード１１２によるスマートメータ用無線システムと中継器１１４による有料通信網とを併用する。スマートメータ用無線システム専用の基地局を別途設けることなく、既存の有料通信網を利用することで、センター装置１１６とセンサノード１１２との通信を簡易かつ安価に確立することができる。

また、中継器１１４とその周囲の複数のセンサノード１１２との組み合わせにおいて、中継器１１４のみが有料通信網を利用し、他のセンサノード１１２はすべて通信料が生じないスマートメータ用無線システムを利用している。したがって、通信コストを大幅に削減することが可能となる。

例えば、中継器１１４は、自己に対応付けられたセンサノード１１２を通じ、周囲の複数のセンサノード１１２からスマートメータ用無線システムを通じて情報を収集し、その収集した情報を、日単位で有料通信網を通じてセンター装置１１６に送信する。こうして、中継器１１４の有料通信網の利用を最小限に留めることができ、通信コストを削減することが可能となる。

上記スマートメータ用無線システムは、近距離無線を想定しているため、無線通信に費やす電力は比較的少ない。したがって、センサノード１１２の電源は、電池等で賄うことができ、センサネットワークシステム１００の消費電力を削減することが可能となる。有料通信網は、スマートメータ用無線システムと比べると相対的に電力を消費し易いので、大容量の電池もしくは別途の電源を要するが、センサノード１１２に対して中継器１１４の絶対数が少ないので、全てのメータ１１０から携帯電話網を利用する場合に比べ、消費電力を極めて低く抑えることができる。

（センサネットワークシステム１００の構築）
上述したように、センサノード１１２同士を接続するセンサネットワークシステム１００を構築することで、ガス事業者の検針員がメータ１１０を直接検針しなくても、検針情報を収集（自動検針）することが可能となり、業務の効率化を図ることができる。

しかし、センサノード１１２は、メータ１１０と対応付けられるため、その位置はメータ１１０の近傍（需要者宅の近傍）に制限され、メータ１１０の配置条件によってはセンサノード１１２間の通信環境も限定されてしまう。また、メータ１１０が交換されるタイミングも、その使用期限時（検定有効期間の満了時）に限られるので、個々のセンサノード１１２が有効に利用可能となる時期も考慮に入れてセンサネットワークシステム１００を設計しなければならない。そこで、以下のように、センサネットワークシステム１００を構築する。

図４は、センサネットワークシステム１００の構築手順を説明するための説明図である。メータ１１０は、検定有効期間が、例えば、１０年といったように決まっており、その検定有効期間の満了に伴って交換しなければならない。ただし、全てのメータ１１０を一度に交換するのではなく、例えば、１年毎に全量の１／１０を交換することで少なくとも１０年後に全量の交換を完了させることを目標としている。ここでは、検定有効期間が満了となるメータ１１０（もしくはそれに対応付けられるセンサノード１１２）を白抜きで示し、まだ検定有効期間が満了とはならないメータ１１０を黒の塗り潰しで示す。

まず、図４（ａ）に示すように、１年毎に検定有効期間が満了となるメータ１１０を抽出し、その内、需要者宅「Ａ」に位置する任意の１のメータ１１０にセンサノード１１２のみならず、中継器１１４を対応付ける。そして、その中継器１１４を対応付けたメータ１１０を基準にして、中継器１１４を対応付けたメータ１１０と所定距離（例えば電波伝搬平均距離である３０ｍ）内に位置する需要者宅「Ｂ」に位置するメータ１１０、および、所定距離内に位置すると判断されたメータ１１０からさらに所定距離内に位置する需要者宅「Ｃ」に位置するメータ１１０を所定数（例えば４）抽出してグループ「Ｄ」のようにグループ化する。

続いて、図４（ｂ）に示すように、検定有効期間が満了となるメータ１１０の他の需要者宅「Ｅ」に位置するメータ１１０に中継器１１４を対応付ける。そして、その中継器１１４を対応付けたメータ１１０を基準にして、中継器１１４を対応付けたメータ１１０と所定距離内に位置する需要者宅「Ｆ」に位置するメータ１１０、および、所定距離内に位置すると判断されたメータ１１０からさらに所定距離内に位置するメータ１１０（ここでは抽出されず）を所定数抽出してグループ「Ｇ」のようにグループ化する。なお、所定距離や所定数が上記の数値に限らないのは言うまでもない。

このように、図４（ａ）、図４（ｂ）に示したようなグループ化を繰り返すことで、中継器１１４の絶対数を抑制しつつ、効率的なセンサネットワークシステム１００を構築することができる。ここでは、検定有効期間が満了となるメータ１１０を、新たなメータ１１０およびセンサノード１１２と交換すればよいのか、さらに中継器１１４を対応付けるべきかが特定される。作業員は、かかる情報に基づいて、メータ１１０を交換すればよい。

（メータ１１０の交換）
メータ１１０の交換に伴い、新たなメータ１１０にセンサノード１１２も対応付けられるので、センター装置１１６は、そのセンサノード１１２の識別子によって、メータ１１０の検針情報を管理できるようになる。

図５は、メータ１１０と中継器１１４との位置関係を説明するための説明図である。ここでは、図５（ａ）のように、メータ１１０の交換に伴い、作業員が、需要者宅「Ａ」に、メータ１１０とセンサノード１１２を対応付けたとする。作業員は、需要者宅「Ａ」のメータ１１０の交換を行うと、メータ１１０を設置すべき位置を示すメータ位置情報に、設置したメータ１１０の識別子を関連付け、報告情報としてセンター装置１１６に送信する。したがって、報告情報には、メータ位置情報とメータ１１０の識別子が含まれる。なお、メータ１１０の位置情報は、メータが位置する座標情報を表す固有のメータ設置場所番号により特定されるとしてもよい。

そして、センター装置１１６は、取得した報告情報におけるセンサノード１１２の識別子に基づいてメータ１１０を特定し、センサノード１１２を通じてメータ１１０の検針情報を収集し、その検針情報に基づいて課金情報を生成する。そして、その課金情報を需要者に提示し、需要者から集金する。

しかし、メータ１１０の交換時に、作業員が、設置したメータ１１０の識別子（メータ番号）を間違って報告する場合がある。そうすると、その間違ったメータ１１０の識別子に予め対応付けられているセンサノード１１２の識別子が登録される。例えば、作業員が、需要者宅「Ａ」のメータ１１０の識別子として、間違って需要者宅「Ｂ」のメータ１１０の識別子を報告情報として報告したとする。そうすると、需要者宅「Ａ」の検針情報として、実際には、需要者宅「Ｂ」のメータ１１０の識別子に対応付けられたセンサノード１１２の識別子に従い、需要者宅「Ｂ」の検針情報が収集されてしまう。そして、その検針情報に基づく課金情報が需要者宅「Ａ」の需要者に提示される。すなわち、実際の需要者と異なる需要者に課金情報が提示されることになってしまう。

そこで、本実施形態では、メータ１１０（センサノード１１２）と中継器１１４との位置関係に基づいて、センサノード１１２を適切に配置する。このため、センター装置１１６は、報告情報によって、メータ１１０が正しい位置に設置されたか否かを判定する。

具体的に、センター装置１１６のデータ取得部１８０は、作業員から、メータ位置情報とメータ１１０の識別子とを含む報告情報を取得する。中継器位置導出部１８２は、メータ１１０の識別子に対応付けられたセンサノード１１２から報告情報を受信すると、上述した導管マッピングに基づいて、メータ１１０の識別子に対応付けられたセンサノード１１２が実際に経由した中継器１１４の位置を示す中継器位置情報を間接的に導出する。距離導出部１８４は、メータ位置情報と中継器位置情報とに基づいてメータ１１０と中継器１１４との距離を導出する。そして、距離判定部１８６は、導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、メータ１１０（センサノード１１２）が適切な位置に対応付けられていないと判定する。

例えば、図５（ａ）のように、作業員が、需要者宅「Ａ」のメータ１１０の交換に伴い、そのメータ１１０を設置すべき位置（需要者宅「Ａ」）を示すメータ位置情報に、設置したメータ１１０の識別子を関連付け、報告情報としてセンター装置１１６に送信したとする。このとき、作業員は、需要者宅「Ａ」のメータ１１０の識別子を正しく報告したとする。なお、作業員は、メータ位置情報やメータ１１０の識別子は特定できるが、メータ１１０に対応付けられたセンサノード１１２が通信確立する中継器１１４（識別子や位置情報）は特定できない。

そして、このメータ１１０に対応付けられたセンサノード１１２がセンター装置１１６に検針情報を送信する際、センサノード１１２自身の識別子に加え、実際に経由した中継器１１４の識別子も送信される。

したがって、データ取得部１８０は、報告情報とともに、センサノード１１２が実際に経由した中継器１１４の識別子も取得することができる。中継器位置導出部１８２は、導管マッピングに基づいて、かかるセンサノード１１２が実際に経由した中継器１１４の位置を示す中継器位置情報を間接的に導出する。

距離導出部１８４は、報告情報に含まれるメータ位置情報と、中継器位置導出部１８２が導出した中継器位置情報とに基づいて、メータ１１０と中継器１１４との距離を導出する。ここでは、メータ位置情報に基づいてメータ１１０の位置が需要者宅「Ａ」となり、中継器位置情報に基づいて中継器１１４の位置が需要者宅「Ｃ」となるので、距離導出部１８４は、図５（ａ）における距離「Ｄ」を導出する。

そして、距離判定部１８６は、導出された距離、すなわち、需要者宅「Ａ」と需要者宅「Ｃ」との距離「Ｄ」が、無線通信を確立できる所定の閾値距離以下なので、メータ１１０（センサノード１１２）は適切な位置に対応付けられていると判定する。ここで、閾値距離は、センサノード１１２のホップ数によって可変する。すなわち、需要者宅「Ａ」のセンサノード１１２から中継器１１４までのホップ数をＭ、センサノード１１２間の電波伝搬最大距離をＬｍとすると、閾値距離は、Ｍ×Ｌｍで表される。

一方、図５（ｂ）のように、作業員が、需要者宅「Ａ」のメータ１１０の交換に伴い、そのメータ１１０を設置すべき位置（需要者宅「Ａ」）を示すメータ位置情報に、間違って、需要者宅「Ｂ」に設置されているメータ１１０の識別子を関連付け、報告情報としてセンター装置１１６に送信したとする。

ここでも、メータ１１０に対応付けられたセンサノード１１２がセンター装置１１６に検針情報を送信する際、センサノード１１２自身の識別子に加え、実際に経由した中継器１１４の識別子も送信される。

したがって、データ取得部１８０は、報告情報とともに、センサノード１１２が実際に経由した中継器１１４の識別子も取得することができる。中継器位置導出部１８２は、導管マッピングに基づいて、かかるセンサノード１１２が実際に経由した中継器１１４の位置を示す中継器位置情報を間接的に導出する。ただし、本来、需要者宅「Ａ」に近い需要者宅「Ｃ」の中継器１１４を経由すべきところ、実際は、需要者宅「Ｂ」に近い需要者宅「Ｅ」の中継器１１４を経由することとなるので、データ取得部１８０は、需要者宅「Ｅ」の中継器１１４の識別子を取得することとなり、中継器位置導出部１８２は、需要者宅「Ｅ」を示す中継器位置情報を導出する。

距離導出部１８４は、報告情報に含まれるメータ位置情報と、中継器位置導出部１８２が導出した中継器位置情報とに基づいて、メータ１１０と中継器１１４との距離を導出する。ここでは、メータ位置情報に基づいてメータ１１０の位置が需要者宅「Ａ」となり、中継器位置情報に基づいて中継器１１４の位置が需要者宅「Ｅ」となるので、距離導出部１８４は、図５（ｂ）における距離「Ｆ」を導出する。

そして、距離判定部１８６は、導出された距離、すなわち、需要者宅「Ａ」と需要者宅「Ｅ」との距離「Ｆ」が、無線通信を確立できる所定の閾値距離（例えばＭ×Ｌｍ）よりも大きいので、メータ１１０（センサノード１１２）が適切な位置に対応付けられていないと判定する。

このように、メータ１１０（センサノード１１２）と中継器１１４との位置関係に基づいて、センサノード１１２が適切な位置に対応付けられているか否かを判定し、適切な位置に対応付けられていないと判定されれば、作業員は、メータ位置情報に、改めて、需要者宅「Ａ」に設置されている正しいメータ１１０の識別子を関連付け、報告情報としてセンター装置１１６に送信する。こうして、メータ１１０（センサノード１１２）を適切に配置することが可能となる。

なお、ここでは、報告情報として、メータ位置情報に、メータの識別子を関連付ける例を挙げて説明しているが、メータ１１０の識別子の代わりに、そのメータ１１０に対応付けられているセンサノード１１２の識別子を、メータ位置情報に関連付けてもよい。この場合、データ取得部１８０は、メータ位置情報と、設置したメータ１１０に対応付けられたセンサノード１１２の識別子とを取得し、中継器位置導出部１８２は、センサノード１１２の識別子で特定されるセンサノード１１２が実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出することとなる。かかる構成によっても、メータ１１０（センサノード１１２）を適切に配置することが可能となる。

（センサノード間の通信環境の変化への対応）
メータ１１０が正しく配置されると、センサネットワークシステム１００において、センサノード１１２とセンター装置１１６との通信が適切に行われる。例えば、センサノード１１２は、他のセンサノード１１２や中継器１１４を経由してセンター装置１１６に情報を送信する。そして、センター装置１１６は、センサノード１１２が経由した中継器を利用してセンサノード１１２に情報を送信する。

図６は、センサノード１１２と中継器１１４との位置関係を説明するための説明図である。ここでは、例えば、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２が、自己に対応付けられたメータ１１０の検針情報をセンター装置１１６に送信したとする。この場合、図６（ａ）に破線の矢印で示したように、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２は、近くの需要者宅「Ｂ」に位置するセンサノード１１２をホップし、需要者宅「Ｃ」に位置するセンサノード１１２および中継器１１４を経由してセンター装置１１６に情報を送信する。

このとき、センター装置１１６は、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２が複数の中継器１１４のうちのいずれの中継器１１４（ここでは需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４）を経由したのかをセンター保持部１７２に記憶する。そして、センター装置１１６は、そのセンサノード１１２に情報を送信する場合、記憶した中継器１１４を経由させる。すなわち、センター装置１１６は、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を経由して、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２に情報を送信する。

ここで、通信環境が変化し、図６（ｂ）に示すように、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２が、それまでに通信を確立できていた需要者宅「Ｂ」に位置するセンサノード１１２との通信が不安定になったとする。

そうすると、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２は、通信を確立可能な新たなセンサノード１１２を探して情報の送信を試みる。そして、例えば、図６（ｂ）に破線の矢印で示したように、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２は、需要者宅「Ｂ」に位置するセンサノード１１２とは異なる、需要者宅「Ｄ」に位置するセンサノード１１２および中継器１１４を経由してセンター装置１１６に情報を送信する。こうして、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２の情報が適切にセンター装置１１６に伝達される。

しかし、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２が新たな中継器１１４（ここでは需要者宅「Ｄ」に位置する中継器１１４）を経由したことがセンター装置１１６のセンター保持部１７２に反映される（センター保持部１７２が更新される）までに、例えば２〜３日といったように長時間を要する場合がある。そうすると、かかる新たな需要者宅「Ｄ」に位置する中継器１１４がセンター装置１１６に反映されるまでの間、センター装置１１６は、通信環境が変化する前から記憶されている中継器１１４、すなわち、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を経由してセンサノード１１２に情報を配信しようとする。この場合、図６（ｂ）に示すように、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２と、需要者宅「Ｂ」に位置するセンサノード１１２との通信が不安定なので、センサノード１１２に情報が適切に送信されないおそれがある。そうすると、緊急にメータ１１０の閉栓を行う場合においても、その情報がセンサノード１１２に到達せず、適切に閉栓が実行されなくなってしまう。

そこで、本実施形態では、センサノード１１２と複数の中継器１１４との位置関係を利用して、センサノード１１２に適切に情報を送信することを目的とする。

上述したように、センター保持部１７２には、導管マッピングが保持され、導管マッピングによってメータ１１０や中継器１１４が設置された位置を、直接的に、または、間接的に特定することができる。なお、メータ１１０とセンサノード１１２は対応付けられているので、メータ１１０が設定されている位置を特定できることは、メータ１１０に対応付けられたセンサノード１１２が設置されている位置も特定可能であることを示す。また、センター保持部１７２は、任意のセンサノード１１２が経由した中継器１１４の識別子を、そのセンサノード１１２に関連付けて保持する。

そして、センター装置１１６の情報送信部１８８は、任意のセンサノード１１２への情報が生成されると、センター保持部１７２を参照し、任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４を経由して情報を送信する。

また、センサノード１１２が情報を受信できなかった場合、情報送信部１８８は、センター保持部１７２に保持された導管マッピングに基づいて、任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４とは異なり、かつ、任意のセンサノード１１２に最も近い他の中継器１１４を決定し、他の中継器１１４を経由させて情報を送信する。以下、かかる処理の流れを詳述する。

図７は、情報送信処理の流れを説明するためのフローチャートである。情報送信部１８８は、任意のセンサノード１１２への情報が生成されると、センター保持部１７２を参照し、任意のセンサノード１１２に関連付けられた図６（ｂ）における需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を経由して情報を送信することを試みる（Ｓ２００）。

そして、情報送信部１８８は、センサノード１１２において情報が正常に受信されたか否か判定する（Ｓ２０２）。かかる正常受信の判定は、例えば、センサノード１１２からリアルタイムまたは所定時間間隔で受信完了応答（ＡＣＫ）が返信されたか否かによって行い、受信完了応答が返信されたことをもって正常受信とする。ただし、かかる場合に限らず、既存の様々な技術を適用することができる。そして、センサノード１１２において情報が正常に受信されていれば（Ｓ２０２におけるＹＥＳ）、当該情報送信処理を終了する。

一方、センサノード１１２において情報が正常に受信されていなければ（Ｓ２０２におけるＮＯ）、情報送信部１８８は、導管マッピングに基づいて、経由する中継器１１４を間接的に決定する（Ｓ２０４）。具体的に、情報送信部１８８は、センター保持部１７２に保持されている任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４を除外した複数の中継器１１４のうち、導管マッピングに基づいて、任意のセンサノード１１２に最も近い他の中継器１１４を抽出する。ここでは、仮に、図６（ｂ）における需要者宅「Ｄ」に位置する中継器１１４が決定されたとする。

続いて、情報送信部１８８は、需要者宅「Ｄ」に位置する中継器１１４を経由して情報を送信する（Ｓ２０６）。そして、情報送信部１８８は、再度、センサノード１１２において情報が正常に受信されたか否か判定する（Ｓ２０８）。ここで、センサノード１１２において情報が正常に受信されていなければ（Ｓ２０８におけるＮＯ）、中継器抽出処理Ｓ２０４からを繰り返す。このとき、一度決定された中継器１１４は除外され、他の中継器１１４が抽出される。

一方、センサノード１１２において情報が正常に受信されていれば（Ｓ２０８におけるＹＥＳ）、決定された中継器１１４を当該センサノード１１２に関連付けてセンター保持部１７２に保持し、経由可能な中継器１１４を更新し（Ｓ２１０）、当該情報送信処理を終了する。こうして、いずれかの中継器１１４を通じ、センサノード１１２に適切に情報を送信することが可能となる。また、センター保持部１７２では、センサノード１１２に新たに通信を確立した中継器１１４が関連付けられ、新たな中継器１１４を通じた通信環境が不安定にならない限り、その中継器１１４を通じた通信が維持されるので、次に情報を送信しようと試みた場合、センサノード１１２に迅速かつ適切に情報を送信することができる。

（中継器に関する通信環境の変化への対応）
上記では、図６、図７を用いて、複数の中継器１１４が正常なことを前提に、センサノード１１２間の通信環境が変化した場合の対応について説明した。ここでは、中継器１１４自体が故障したり、中継器１１４周辺の通信環境が変化した場合の対応について詳述する。

図８は、センサノード１１２と中継器１１４との位置関係を説明するための説明図である。ここでは、例えば、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２が、自己に対応付けられたメータ１１０の検針情報をセンター装置１１６に送信したとする。この場合、図８（ａ）に破線の矢印で示したように、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２は、近くの需要者宅「Ｂ」に位置するセンサノード１１２をホップし、需要者宅「Ｃ」に位置するセンサノード１１２および中継器１１４を経由してセンター装置１１６に情報を送信する。

このとき、センター装置１１６は、図６の場合同様、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２が複数の中継器１１４のうちのいずれの中継器１１４（ここでは需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４）を経由したのかをセンター保持部１７２に記憶する。そして、センター装置１１６は、そのセンサノード１１２に情報を送信する場合、記憶した中継器１１４を経由させる。すなわち、センター装置１１６は、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を経由して、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２に情報を送信する。

ここで、センター装置１１６と直接通信を確立している中継器１１４が故障したり、中継器１１４周辺の通信環境が変化すると、例えば、図８（ｂ）に示すように、センター装置１１６と、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４との通信が不安定となり、結果として、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２とセンター装置１１６との情報交換が不可能になる場合がある。

この場合、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を直接メンテナンスすることが考えられるが、その需要者宅「Ｃ」の需要者が長期間留守にしており、中継器１１４が対応付けられているメータ１１０が閉栓している等、何らかの事情により、中継器１１４を直接メンテナンスできない場合がある。そこで、本実施形態では、中継器１１４とセンサノード１１２との位置関係を利用して、センサノード１１２に適切に情報を送信することを目的とする。

上述したように、センター保持部１７２は、任意のセンサノード１１２が経由した中継器１１４の識別子を、そのセンサノード１１２に関連付けて保持する。そして、センター装置１１６の情報送信部１８８は、任意のセンサノード１１２への情報が生成されると、センター保持部１７２を参照し、任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４を経由して情報を送信する。

また、センサノード１１２が情報を受信できなかった場合、情報送信部１８８は、図６のように、センター保持部１７２に保持された導管マッピングに基づいて、任意のセンサノード１１２に最も近い他の中継器１１４を決定し、他の中継器１１４を経由させて情報を送信する。また、情報送信部１８８は、これと並行して、以下に示すように、任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４との通信が可能か否か判定し、通信が可能でなければ、その近傍に新たに中継器１１４を設定することを試みる。以下、かかる正常動作の判定処理の流れを詳述する。

図９は、正常動作判定処理の流れを説明するためのフローチャートであり、図１０は、センサノード１１２と中継器１１４との位置関係を説明するための説明図である。情報送信部１８８は、任意のセンサノード１１２への情報が生成されると、センター保持部１７２を参照し、任意のセンサノード１１２に関連付けられた図８（ｂ）における需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を経由して情報を送信することを試みる（Ｓ３００）。

そして、情報送信部１８８は、センサノード１１２において情報が正常に受信されたか否か判定する（Ｓ３０２）。そして、センサノード１１２において情報が正常に受信されていれば（Ｓ３０２におけるＹＥＳ）、当該正常動作判定処理を終了する。

一方、センサノード１１２において情報が正常に受信されていなければ（Ｓ３０２におけるＮＯ）、情報送信部１８８は、任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４にポーリング通信を行い、その中継器１１４との通信が可能か否か判定する（Ｓ３０４）。かかる正常動作の判定は、例えば、過去に、その中継器１１４を経由している複数のセンサノード１１２と、当該中継器１１４を経由して通信が確立されたか否かによって行い、複数のセンサノード１１２の少なくとも１のセンサノード１１２と通信が確立されたことをもって正常動作しているとする。ただし、かかる場合に限らず、既存の様々な技術を適用することができる。そして、任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４との通信が可能であれば（Ｓ３０４におけるＹＥＳ）、当該正常動作判定処理を終了する。

一方、任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４との通信ができなければ（Ｓ３０４におけるＮＯ）、情報送信部１８８は、導管マッピングに基づいて、センター保持部１７２に保持されている任意のセンサノード１１２に関連付けられた中継器１１４と最も近いセンサノード１１２を決定して（Ｓ３０６）、当該正常動作判定処理を終了する。

ここでは、仮に、図１０における需要者宅「Ｂ」に位置するセンサノード１１２が決定されたとする。このように決定されたセンサノード１１２に、事後的に新たに中継器１１４が対応付けられることとなる。なお、ここでは、中継器１１４と最も近いセンサノード１１２を抽出しているが、通信距離の設定によっては、１または複数のホップ数の通信距離にあるセンサノード１１２を設定することもできる。

作業員は、まず、通信ができない中継器１１４を直接メンテナンスすることを試みる。しかし、中継器１１４が対応付けられているメータ１１０が閉栓している等、何らかの事情により、中継器１１４を直接メンテナンスできない場合、作業員は、正常動作判定処理によって決定されたセンサノード１１２に、新たに中継器１１４を対応付ける（設置する）。

こうすることで、図１０に示すように、例えば、需要者宅「Ａ」に位置するセンサノード１１２が、正常動作していない中継器１１４に代え、需要者宅「Ｂ」に位置する新たな中継器１１４を通じてセンター装置１１６と通信を確立し、図１０に破線の矢印で示したように、センター装置１１６に情報を送信することが可能となる。

ただし、新たに中継器１１４を設置したとしても、通信ができない中継器１１４が直ちに利用できなくなるわけではない。例えば、図１０における、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を経由する通信が不安定になった原因が、中継器１１４自体の故障であるか、中継器１１４周辺の通信環境の変化であるかを容易に特定することはできない。仮に、中継器１１４周辺の通信環境の変化によるものであれば、中継器１１４自体は、まだ、有効に利用できることとなる。

そうすると、折角、新たに中継器１１４を設置したにも拘わらず、センサノード１１２は、センター装置１１６との通信が不安定な需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４との通信を試み、再度、正常動作判定処理が実行され、不要に処理負荷が費やされることとなる。

そこで、新たに中継器１１４が設置された場合、情報送信部１８８は、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４を、新たに設置した中継器１１４を介して通信先から排除し、ソフトウェア的に無効化する。また、可能であれば、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４の電源を切断する等、ハードウェア的に無効化する。

こうして、通信が不安定な需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４が不要に通信経路となるのを回避しつつ、センサノード１１２に適切に情報を伝達することが可能となる。

また、上述したように、センター保持部１７２は、任意のセンサノード１１２が経由した中継器１１４の識別子を、そのセンサノード１１２に関連付けて保持している。ここで、センター保持部１７２に、需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４が保持されたままでは、センサノード１１２に情報を送信する際に、不要に、通信が不安定な需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４との通信を試みることになる。

そこで、情報送信部１８８は、中継器１１４が無効化されると、センター保持部１７２に保持されている無効化された中継器１１４を、決定されたセンサノード１１２に対応付けられた中継器１１４に全て更新する。

こうして、通信が不安定な需要者宅「Ｃ」に位置する中継器１１４が不要に通信経路となるのを回避しつつ、需要者宅「Ｂ」に位置する新たな中継器１１４を通じて、センサノード１１２に適切に情報を伝達することが可能となる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

また、コンピュータを、上記センサネットワークシステム１００、メータ１１０、センサノード１１２、または、センター装置１１６として機能させるプログラムや、当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。

なお、本明細書に示した各処理は、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

本発明は、複数のメータを含むセンサネットワークシステムおよびセンター装置に利用することができる。

１００ センサネットワークシステム
１１０ メータ
１１２ センサノード
１１４ 中継器
１１６ センター装置
１７２ センター保持部
１７４ センター制御部
１８０ データ取得部
１８２ 中継器位置導出部
１８４ 距離導出部
１８６ 距離判定部
１８８ 情報送信部

Claims (4)

1. 複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードと、
   前記センサノードを通じて前記メータの情報を収集するセンター装置と、
   前記センサノードと前記センター装置とを中継する中継器と、
   を備えるセンサネットワークシステムであって、
   前記センター装置は、
   メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータの識別子とを取得するデータ取得部と、
   前記メータの識別子に対応付けられたセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、
   前記メータ位置情報と前記中継器位置情報とに基づいて前記メータと前記中継器との距離を導出する距離導出部と、
   導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、前記センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、
   を備えるセンサネットワークシステム。
2. 複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノード、および、前記センサノードに接続される中継器を通じて前記メータの情報を収集するセンター装置であって、
   メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータの識別子とを取得するデータ取得部と、
   前記メータの識別子に対応付けられたセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、
   前記メータ位置情報と前記中継器位置情報とに基づいて前記メータと前記中継器との距離を導出する距離導出部と、
   導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、前記センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、
   を備えるセンター装置。
3. 複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードと、
   前記センサノードを通じて前記メータの情報を収集するセンター装置と、
   前記センサノードと前記センター装置とを中継する中継器と、
   を備えるセンサネットワークシステムであって、
   前記センター装置は、
   メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータに対応付けられたセンサノードの識別子とを取得するデータ取得部と、
   前記センサノードの識別子で特定されるセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、
   前記メータ位置情報と前記中継器位置情報とに基づいて前記メータと前記中継器との距離を導出する距離導出部と、
   導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、前記センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、
   を備えるセンサネットワークシステム。
4. 複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノード、および、前記センサノードに接続される中継器を通じて前記メータの情報を収集するセンター装置であって、
   メータを設置すべき位置を示すメータ位置情報と、設置したメータに対応付けられたセンサノードの識別子とを取得するデータ取得部と、
   前記センサノードの識別子で特定されるセンサノードが実際に経由した中継器の位置を示す中継器位置情報を導出する中継器位置導出部と、
   前記メータ位置情報と前記中継器位置情報とに基づいて前記メータと前記中継器との距離を導出する距離導出部と、
   導出された距離が所定の閾値距離以上であれば、前記センサノードが適切な位置に対応付けられていないと判定する距離判定部と、
   を備えるセンター装置。

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