JP5866580B2 - 遠隔検針システム、子局、親局 - Google Patents

Description

本発明は、電力線搬送通信による通信路を利用して検針データの伝送を可能にした遠隔検針システム、この遠隔検針システムに用いられる子局、および親局に関する。

一般に、電気、ガス、水、熱のような供給媒体は、送電線、ガス導管、水道管、熱導管のような供給設備を通して供給事業者から需要家に供給されている。供給媒体の需要家では、供給媒体の使用量を計測器（メータ）により計測しており、供給事業者では、計測器による計測結果を検針員により確認し、需要家に供給媒体の使用量に対する対価を請求している。

検針員による検針作業は、人件費が必要であるとともに、計測値の読み間違いが生じるなどの問題があるから、この種の問題を解決するために、検針員を通さずに計測値を管理する技術が種々提案されている。

たとえば、集合住宅では、各住戸（需要家）に配置したメータ（電力メータなど）に通信装置としての子局を接続し、電気室や管理人室に配置した親局と子局との間で、電力線搬送通信により通信を行う技術が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。すなわち、集合住宅に敷設された配電線を親局と子局との間の通信路に用い、メータにより計測した検針データを子局から親局に配電線を通して伝送する技術が提案されている。

戸建て住宅では、柱上変圧器の二次側から電力が供給される需要家において、メータに子局を付設し、柱上変圧器の近傍に配置された親局と子局との間で、柱上変圧器の二次側の配電線を電力線搬送通信での通信路に用いることが提案されている。また、親局と通信可能な副親局を設け、子局から副親局を経由して親局に検針データを伝送する構成も提案されている。

上述のように電力線搬送通信の技術を用いる場合には、各需要家において電力を供給する配電線を、親局と子局との間の通信路に兼用することができるから省施工になる。ただし、電力線搬送通信において用いる通信信号は小信号であるから、親局と子局との間で直接到達させることができない場合がある。このような場合に備えて、子局を中継に用いてマルチホップ通信を行う技術が提案されている。

特開２００６−１８００２１号公報

ところで、上述した構成では、親局と子局との間で配電線を通信路に用いて電力線搬送通信を行い、必要に応じてマルチホップ通信を行うから、親局と子局との間に長い通信路が存在している場合でも多くの場合には検針データを伝送することが可能である。しかしながら、需要家において配電線に重畳されるノイズが発生している場合のように一部の子局を中継に用いることができない場合には、配電線のみで構成される通信路を用いても、親局と子局との間の通信が成立しないことがある。

本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、親局と子局との間で電力線搬送通信による通信路とは異なる通信路を選択して利用することを可能にし、通信路として迂回路を選択可能にすることにより、親局と子局との間の通信の信頼性を高め、結果的に検針の信頼性を高めることを可能にした遠隔検針システムを提供することにある。さらに、本発明は、この遠隔検針システムに用いられる子局、および親局を提供することを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、供給事業者から供給設備を通して購入した供給媒体の需要家における使用量を取得する複数台の子局と、子局と通信可能であって子局が取得した計測結果を収集し通信網を通して計測結果に基づく検針情報を上位集約サーバに通知する親局とを有し、親局および子局を通信のノードとして、ノード間での通信においてマルチホップ通信を可能とし、各ノードは、それぞれ他のノードとの通信路として、配電線を通信路に兼用した電力線搬送通信による第１の通信路と無線通信による第２の通信路とを選択可能であって、ノードのうちの所望のノード間でマルチホップ通信を行う際に、第１の通信路のみを含む主ルートに含まれるいずれか一対のノード間において第１の通信路を利用できないときに、当該一対のノード間において、第２の通信路を含み、かつ当該一対とは異なる他のノードを含めて探索された迂回路を選択する構成を採用している。

主ルートに含まれるいずれか一対のノードの一方が、第１の通信路を利用できないと判断すると、当該ノードは、迂回路を動的に探索することが望ましい。

この場合、各ノードは、動的に探索することにより選択された迂回路を記憶し、記憶後に同じノード間において第１の通信路を利用できなくなった場合は、すでに記憶されている迂回路を選択することが望ましい。

各ノードは、他のノードとの通信可能性を確認する確認用パケットを定期的に送信することにより、各ノード間における第１の通信路と第２の通信路とを動的に把握するとともに、マルチホップ通信を行うノードの一方は、主ルートに加えて迂回路を含む副ルートをあらかじめ設定し、主ルートに含まれるいずれか一対のノード間において第１の通信路を利用できないときに、副ルートを選択するようにしてもよい。

各ノードは、無線信号の信号強度を複数段階から選択可能であって、信号強度の弱いほうから順に信号強度の強い無線信号を選択することにより、選択した無線信号による通信が可能であるノードとの間で前記迂回路を形成することが望ましい。

本発明の構成によれば、親局と子局との間で電力線搬送通信による通信路とは異なる通信路を選択して利用することが可能になり、通信路において迂回路が選択可能になるから、親局と子局との間の通信の信頼性が高まり、結果的に検針の信頼性を高めることが可能になるという利点がある。

実施形態を示すブロック図である。 同上に用いる子局を示すブロック図である。 同上に用いる親局を示すブロック図である。 実施形態１の動作説明図である。 実施形態２を示す動作説明図である。 実施形態３を示す動作説明図である。

以下に説明する実施形態では、集合住宅のように１つの建物に複数の需要家が存在する場合を想定して説明するが、戸建て住宅のように需要家が１つの建物を占有している場合であっても同様の技術を採用することが可能である。１つの建物に複数の需要家が存在する場合としては、集合住宅だけではなく、事務所や店舗として使用されるテナントビルのように、複数の需要家がそれぞれ独立したスペース（事務所、店舗）を占有する場合もある。

実施形態では、供給事業者を電力会社とし、供給媒体を電気として説明する。したがって、各需要家では、それぞれ電力メータ（計測器）により使用電力量を計測する。また、各電力メータにはそれぞれ子局が接続されており、子局は電力メータから需要家による使用電力量を取得する。さらに、子局は、建物内の電気室あるいは管理人室などに配置した親局との間で通信し、電力メータでの計測結果（以下、「検針データ」と呼ぶ）を親局に送信することが可能になっている。子局と親局との間の通信ルートについては後述する。なお、需要家が戸建て住宅の場合は、柱上変圧器の二次側に接続された需要家のうちの１軒に親局を設けるか、あるいは電柱に親局を設ける。

また、以下の実施形態では、供給媒体を電気としているが、ガス、水、熱などの供給媒体についてもメータ（計測器）による検針データを親局に送信することができる。子局と親局との間の通信ルートを構成する通信路は複数種類設けられ、通信路のうちの１つには、各需要家に電力を供給している配電線を用いる。配電線を通信路に用いるために、子局は、電力線搬送通信を行うための通信インターフェースを備える。また、他の通信路として、無線通信による通信路を用いる。したがって、子局は、無線通信を行うための通信インターフェースを備える。

（実施形態１）
図１に示すように、集合住宅１に設けた各住戸をそれぞれ需要家とし、各住戸にそれぞれ子局１０を設けている。各子局１０には、通信の際に識別する固有の識別情報として子局ＩＤが設定されている。各子局１０は各住戸での使用電力量を個別に計測する電力メータ１１にそれぞれ付設される。したがって、子局ＩＤを各需要家ごとの電力メータ１１の識別に用いることができる。なお、電力メータ１１を識別するために、電力メータ１１に識別情報を設定してもよい。

子局１０は、図２に示すように、集合住宅１に敷設した配電線５０を通信路に用いるための電力線通信インターフェース１２を備える。さらに、子局１０は、通信用インターフェースとして、無線通信による通信路を用いるためのサブ通信インターフェース１３を備える。サブ通信インターフェース１３は、通常は子局１０の保守に用いる保守端末４０との通信に用いられる。保守端末４０は、子局１０との間で無線通信を行うことにより、子局１０の点検や設定変更などを行うために用いられる。したがって、保守端末４０は作業員による携行が可能になっている。ここに、親局２０も保守端末４０との無線通信が可能であり、親局２０についても子局１０と同様に保守端末４０による保守点検が可能になっている。

電力線通信インターフェース１２は配電線５０に接続される。また、サブ通信インターフェース１３で用いる無線信号は電波を伝送媒体とするのが望ましい。この種の無線通信の規格は種々知られており、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの各種規格から選択することができる。伝送媒体には、電波ではなくＩｒＤＡのように赤外線を用いることも可能である。

子局１０には、電力メータ１１から取得した検針データを記憶する電力メータ情報記憶部１４も設けられる。電力メータ情報記憶部１４は、一定時間毎（たとえば、１分毎、５分毎、１０分毎など）の検針データを一定期間分（たとえば、１日分）記憶する。子局１０は、マイコンからなる子局制御部１５を有し、子局制御部１５はプログラムの実行により子局１０に各種の機能を付与する。子局制御部１５は、後述する通信ルートを決定する機能も備える。子局１０の機能については後述する。

子局１０は、電力線通信インターフェース１２に接続された配電線５０を通して親局２０と通信することができる。親局２０は、集合住宅１においては電気室あるいは管理人室（図示せず）に配置される。親局２０は、図３に示すように、インターネットや遠隔検針専用の専用回線のような通信網５１（図１参照）に接続するための上位系通信インターフェース２１を備える。上位系通信インターフェース２１は、通信網５１としてたとえば光回線を用いることにより、高速かつ大容量の通信が可能になっている。また、親局２０は、配電線５０を通信路に用いて子局１０との通信を行うための電力線通信インターフェース２２と、無線通信による通信路を用いるためのサブ通信インターフェース２３とを、通信用インターフェースとして備える。

親局２０は、複数台の子局１０と通信可能であって、子局１０から取得した検針データを子局ＩＤとともに記憶する管理情報記憶部２４と、マイコンからなる親局制御部２５とを備える。親局制御部２５はプログラムの実行により親局２０に各種の機能を付与する。親局制御部２５は、後述する通信ルートを決定する機能も備える。親局２０の機能については後述する。

親局２０は、通信網５１を通して、電力会社あるいは電力量の集計サービスを行うサービス事業者が運営する上位集約サーバ３０（図１参照）と通信を行う。これにより、親局２０は、子局１０から取得した電力メータ１１ごとの検針データ（計測結果）に基づく検針情報を上位集約サーバ３０に送信する。すなわち、親局２０は、子局１０から取得した検針データを、必要があれば加工して上位集約サーバ３０に送信する。

親局２０は、子局１０から検針データを収集するとともに集約して検針情報を生成し、生成した検針情報を上位集約サーバ３０に伝送する。また、上位集約サーバ３０は、必要に応じて、親局２０を経由して子局１０から検針データを取得する機能を有している。子局１０には需要家への電力の供給と遮断とを可能にする開閉器（図示せず）が付設され、上位集約サーバ３０では親局２０を経由して開閉器の開閉を子局１０に指示することも可能になっている。

子局１０が収集し電力メータ情報記憶部１４に記憶している検針データは親局２０が定期的に収集する。親局２０は、たとえば、１日に１回ずつ規定の時刻（たとえば、０：００）において、通信により子局１０に対して検針データの送信を要求し、子局１０から検針データを転送させる。このとき、前回の要求以降に電力メータ情報記憶部１４に記憶されている検針データが親局２０に転送される。このように定期的に行う検針を、以下「定期検針」と呼ぶ。

ところで、定期検針で親局２０が子局１０から取得した検針データを上位集約サーバ３０に送信した場合に、通信状態などによっては、上位集約サーバ３０が取得した検針データに脱漏が生じる場合がある。このような場合に備えて、上位集約サーバ３０は、子局１０を指定し、親局２０を経由して特定の子局１０から検針データを取得する機能も備えている。この機能を用いることにより、脱漏している検針データを補完することが可能になる。

上述の動作において、親局２０は、子局１０から検針データを受け取るために、配電線５０を通信路に用い、電力線搬送通信の技術を用いて通信を行っている。ただし、電力線搬送通信に用いる通信信号が、配電線５０を通して需要家に供給している電力の品質に影響を与えたり、輻射ノイズとして電気機器に影響を与えたりすることがないように、通信信号には小電力を用いている。したがって、子局１０と親局２０との距離が大きくなると、子局１０から親局２０に対して十分な電力の通信信号を伝送することができないという問題が生じることがある。

このような問題を回避するために、子局１０ではマルチホップ通信を可能にしている。すなわち、子局１０は他の子局１０の通信信号を他の子局１０あるいは親局２０に転送する機能を有している。したがって、親局２０と子局１０との間で通信を直接行うことができない場合でも、他の子局１０を経由させて親局２０と子局１０との間の通信を成立させることが可能になっている。このようにマルチホップ通信を可能にしたことにより、親局２０と子局１０との間の通信成功率が高くなっている。

マルチホップ通信を用いた通信ルートの決定に際しては、種々提案されている技術を用いればよい。たとえば、通信における各ノード（子局１０および親局２０）が、確認用パケット（いわゆる、Ｈａｌｌｏパケット）を定期的に送信し、ノード間の通信可能性を確認する技術を用いることができる。この場合、確認用パケットに対する応答により取得した通信可能性の情報を、他のノードに通知し、目的のノードへの通信ルートを探索する。この種の技術としては、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）が発行するＲＦＣ３６２６において規定されているＯＬＳＲ（Ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ Ｌｉｎｋ Ｓｔａｔｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）プロトコルなどが知られている。

要するに、隣接するノードとの通信可能性の情報を取得することにより、ダイクストラアルゴリズムのような経路探索のアルゴリズムを適用することが可能になる。その結果、子局１０と親局２０との間に存在する複数の通信ルートのうち利用可能な通信ルートを探索することが可能になる。このような通信ルートの探索は、子局１０における子局制御部１５および親局２０における親局制御部２５が行う。

以下、動作例を説明する。いま、親局２０がノード０であり、ノードｎである子局１０から検針データを取得する場合を想定する。ここでは、上述のような経路選択の技術によって、ノード０である親局２０が、ノード１の子局１０とノード２の子局１０とを経由し、ノードｎである子局１０と通信する通信ルートを選択した場合を例として説明する。すなわち、図４の上部に示すように、ノード０→ノード１→ノード２→ノードｎの通信ルートで電力線搬送通信による通信（図４では「ＰＬＣデータ通信」と記載している。なお、後述する図５、図６も同様である）が行われる。

上述のように、子局１０と親局２０との間では、電力線搬送通信の技術とマルチホップ通信の技術とを用いた通信を行うことにより、集合住宅１における各子局１０は親局２０との間で配電線５０を通して通信を行うことが可能になる。ただし、配電線５０を通信路に用いていることから、一時的なノイズの増加などにより通信状況が悪化し、図４の下部に示すように、一部の子局１０が親局２０と通信不能（×印は通信の失敗を表す）になる可能性がある。

このような場合に備えて、本実施形態では、子局１０および親局２０に、サブ通信インターフェース１３，２３を設け、子局１０と親局２０との間で無線通信による通信路を含む通信ルートを形成することを可能にしている。無線通信による通信路は、配電線５０を通信路に用いた通信に失敗した場合、または配電線５０を通信路に用いた通信を利用できない場合に、各ノード（子局１０または親局２０）の制御部１５，２５が選択する。すなわち、配電線５０を通信路に利用した電力線搬送通信を用いることができない場合に、無線通信による通信路を迂回路として用いることを可能にし、通信成功率を高めている（無線通信による通信路を用いている状態を、図４では、「無線通信データ通信」と記載している。なお、後述する図５、図６も同様である）。

ノードが近接して配置されている場合には、ノード同士で無線通信による通信路を用いて通信することが可能であるが、ノードが隣接して配置されていない場合には、無線通信を中継する他装置を経由してノード間の通信を成立させてもよい。また、場合によっては、保守点検に用いる保守端末４０を中継に利用することが可能である。

検針データの取得に失敗した子局１０があれば、当該子局１０の近傍において保守端末４０を中継装置として用いることにより、当該子局１０と他の子局１０あるいは親局２０との間で通信が可能になる。たとえば、配電線５０を用いた通信路が一時的に通信不能になった場合に、保守端末４０により子局１０の点検作業を行うと、子局１０の故障でなければ、保守端末４０が中継装置として用いられ、子局１０と親局２０との通信路が確保されることになる。

図４に示す例では、ノード１とノード２との間に、無線通信による通信路を用いた通信ルートをあらかじめ定めている場合を示している。この通信ルートは、保守端末４０を経由せず、ノード１とノード２との間で直接通信を行う通信ルートとして設定してある。なお、図４において通信を示す矢印のうち、実線は配電線５０を通信路に用いた電力線搬送通信による通信を表し、破線は無線の通信路を用いた通信を表している。

ここで、図４の下部のように、ノード０（親局２０）からノード１（子局１０）とノード２（子局１０）とを経由してノードｎ（子局１０）との通信を行うときに、ノード１とノード２との間で通信が失敗した場合を考える。この場合、ノード１となる子局１０は、ノード２となる子局１０との通信の失敗を検出するから、ノード１の制御部１５ではノード２との通信ルートとして無線通信による通信路を選択する。ここに、ノード１とノード２との間で通信を行う前に、確認用パケットを用いてノード１とノード２と間の通信路が利用可能か否かを事前に検出しておいてもよい。ノード１は、無線通信によってノード２との通信に成功した後は、配電線５０を通信路に用いる状態に復帰する。つまり、無線通信による通信路を用いて規定のパケット数をノード２に伝送した後には、配電線５０を通信路に用いる状態に復帰する。

上述の動作では、ノード１とノード２との間でのみ無線通信による通信路を採用しているから、ノード２とノードｎとの間では配電線５０が通信路に用いられる。このように、子局１０と親局２０との間の通信ルートにおいて、電力線搬送通信による通信路と無線通信による通信路とが含まれる場合に、無線通信に用いるパケットにおいて電力線搬送通信で用いる情報をカプセル化するのが望ましい。この場合、無線通信によるパケットを受信したノードにおいて、無線通信のパケットに含まれる電文をそのまま電力線搬送通信における通信信号として用いることができるから、受信側での処理負荷が軽減される。

なお、電力線搬送通信による通信路を迂回する通信路として、無線通信を直接行う通信路と、保守端末４０を経由する無線通信を行う通信路とを例示したが、子局１０が需要家の無線ＬＡＮを通信路の一部に用いて通信を行う構成を採用することも可能である。このように、配電線５０を通信路に用いた電力線搬送通信による通信が一時的に不能になった場合に、迂回路を通して通信を行うことができるから、通信の成功率を高めることができる。

（実施形態２）
実施形態１では、無線通信による通信路が、各ノード間においてあらかじめ定められている場合を説明した。これに対して、本実施形態では、各一対のノード間において無線通信による通信路が利用可能か否かを判断し、利用可能な通信路を動的に選択する場合について説明する。すなわち、検針データを取得しようとする子局１０と親局２０との間の通信路において、次のノードとの通信に失敗したノードがあると、当該ノードでは他のノードを含めて無線通信が可能な範囲のノードを探索する。

無線通信が可能なノードのうち、検針データを取得しようとする子局１０との通信路に利用可能なノードが検出されると、そのノードとの間で無線通信を行うことにより、目的の子局１０との通信を行う。ここに、無線通信が可能なノードを探索する際には、探索したノードがさらに別のノードと無線通信を行う場合も含むようにする。言い換えると、ノード間の無線通信によるマルチホップ通信が許容されている。本実施形態では、各ノード間に有線の通信路と無線の通信路とをそれぞれ設け、各ノード間において有線の通信路が利用できなければ無線の通信路を利用するように通信路を二重化した上で、マルチホップ通信を可能にしているのである。

図５に示すように、ノード０→ノード１→ノード２→ノードｎの通信ルートで親局２０（ノード０）が子局１０（ノードｎ）から検針データを取得する場合を例として具体例を説明する。ここで、実施形態１と同様に、ノード１からノード２への通信が失敗したとすると、ノード１では無線通信による通信路の中からノード２との間の通信路を探索する。図示例では、通信路の探索により、ノード４を経由した場合にノード１→ノード４→ノード２という通信ルートであれば、ノード１とノード２との間の通信が可能であるという結果が得られた場合を示している。そこで、抽出された無線通信による通信路を用い、ノード１からノード２への通信を行っている。また、図示例では、ノード２とノードｎとの通信は、電力線搬送通信により行っている。

無線通信による通信路の探索にあたっては、たとえば、ＩＥＦＴ ＭＡＮＥＴ（Ｍｏｂｉｌｅ Ａｄ−ｈｏｃ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）ＷＧで提案されているＤＳＲ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｓｏｕｒｃｅ Ｒｏｕｔｉｎｇ）などの技術を用いる。

また、図示例では、ノード１においてノード２との通信が失敗したときに、電力線搬送通信におけるノード１の通信相手であるノード２への通信ルートを探索しているが、実際には、ノード１とノードｎとの間で通信が可能であればよい。したがって、ノード１において通信失敗が検出されたときには、ノード２への通信ルートではなくノードｎへの通信ルートとなる通信路を探索してもよい。

上述したように、常時は電力線搬送通信による有線の通信を行っており、無線通信による通信路は迂回路として用いるから、常時は、無線通信に用いるサブ通信インターフェース１３，２３に給電する電力を低減させることが望ましい。そのため、送信側となるサブ通信インターフェース１３，２３では、出力を停止ないし低減しておき、受信側となるサブ通信インターフェース１３，２３では、間欠的に受信を行うように構成しておくのが望ましい。あるいはまた、受信側において、無線信号の受信によって起動される起動回路を設け、起動回路の起動により受信回路への電源供給がなされるように構成することも可能である。この種の回路を用いることにより、待機時にはいわゆるスリープ状態になって消費電力が抑制される。

上述のように、電力線搬送通信による有線の通信路を利用できないときに、無線信号による通信路を探索して動的に通信路を決定する場合、通信に一度成功した無線の通信路を、子局制御部１５あるいは親局制御部２４に記憶させておけば、次回の使用に供することができる。すなわち、通信に失敗したノードは、将来においても通信に失敗する可能性があるから、当該ノードにおいて通信に失敗したときに、すでに用いたことがある無線通信の通信路を優先的に使用すれば、通信路の探索を行わずに通信が成功する可能性が高くなる。このように、探索を行わなければ通信路が迅速に決定され、通信応答速度の低下を防ぐことが可能になる。また、迂回路を探索するための無線通信の通信量が低減され、消費電力の抑制につながる。

さらに、電力線搬送通信による通信路の選択だけではなく、無線通信による通信路の決定にもマルチホップ通信の技術を用いているから、事前に一定時間ごとに無線通信による確認用パケットを各ノードから送信し、あらかじめ各ノード間で利用可能な通信路（迂回路）を探索して記憶させておいてもよい。このように事前に迂回路を探索しておくことにより、電力線搬送通信による通信が失敗した後に迂回路の探索をする必要がなく、通信応答速度の低下を防ぐことができる。しかも、無線通信による通信路が動的に変化する場合でも対応可能になる。

上述の動作では、無線通信に用いる無線信号の強度について言及していないが、無線信号の強度を複数段階から選択可能にしておき、できるだけ強度の小さい無線信号で通信可能な通信路を優先的に選択するようにしてもよい。たとえば、無線信号の強度を強中弱の３段階から選択可能にしておき、強度が最小である無線信号を用いて通信路の探索を行い、通信路が見つからなければ、無線信号の強度を順に高めて通信路の探索を行う構成を採用することができる。この構成により、無線通信に必要な電力の少ない通信路を探索することが可能になる。また、無線信号の強度を可及的に小さくしているから、無線信号の干渉を防止することができる。

本実施形態の技術を採用すれば、実施形態１のように無線通信による通信路を固定的に設定する必要がなく、自動的に適正な通信路が探索されることになる。しかも、無線通信の環境が変化しても、通信路が動的に設定されるから、通信成功率が高くなる。他の構成および動作は実施形態１と同様である。

（実施形態３）
実施形態２においては、親局２０と子局１０との間で電力線搬送通信による通信に失敗したときに、無線による通信路を動的に選択している。一方、本実施形態は、親局２０と子局１０との間の通信を開始する前に、親局２０と子局１０との間で利用可能な通信ルートを事前に探索しておき、電力線搬送通信による通信の失敗時に、事前に求めてある無線通信による通信路を含む通信ルートを用いる技術を採用している。

本実施形態では、無線通信による通信路を含む通信ルートを事前に探索するために、子局１０の間で無線通信を行ったときの通信可能性の情報を取得しておき、取得した情報を電力線搬送通信によって子局１０の間で受け渡している。電力線搬送通信における通信可能性の情報は、実施形態１において説明した電力線搬送通信での子局１０のマルチホップ通信における通信路の探索と同様にして、確認用パケットを用いることにより取得する。すなわち、電力線搬送通信での確認用パケットは各ノード（子局１０および親局２０）が定期的に送信し、各ノード間の通信可能性の情報を取得する。一方、無線通信の通信可能性は、確認用パケットを用いるのではなく、ノード間の無線通信の伝送時に取得した通信状況を用いて判断する。その結果は、ノード間のリンク情報（通信可能なノードの情報および通信品質）として、電力線搬送通信での確認用パケットに含めて各ノードに通知される。

このように、電力線搬送通信の通信路だけではなく無線通信の通信路も探索しているから、無線通信による通信路である迂回路を動的に選択することが可能になる。迂回路の選択には、実施形態１に説明したように、電力線搬送通信によるマルチホップ通信での通信路の選択と同様の技術を用いればよい。

上述の動作により、各ノードが電力線搬送通信の通信路のリンク情報とともに無線通信の通信路のリンク情報を保有することにより、各ノードからの無線通信による通信路を求めることができる。ノード間の通信路を求める際には、電力線搬送通信のみを用いる通信ルートを主ルートとして求めるとともに、無線通信による通信ルートを含む通信路を副ルートとして併せて求めておく。

たとえば、ノード０からノードｎへの通信を行う際に、図６に示すように、電力線搬送通信のみを用いる主ルートとして「ノード０→ノード１→ノード２→ノードｎ」を求め、無線通信を含む副ルートとして「ノード０→ノード１→ノード４→ノード２→ノードｎ」を求めることができる。このように主ルートと副ルートとをあらかじめ求めておくことにより、ノード０からノードｎへの通信にあたり、先に、主ルートを用いた通信を試み、主ルートを用いた通信に失敗したときには、副ルートを選択して通信することができる。

上述した動作により、電力線搬送通信のみでは通信に失敗する場合でも、無線通信による迂回路を含む通信ルート（副ルート）を用いて通信を行うことにより、通信成功率を向上させることができる。しかも、無線通信による迂回路は動的に探索されるから、副ルートを設定する手間がない。さらに、通信の失敗が検出される前に迂回ルートを含む副ルートを事前に探索しているから、通信に失敗した後に迂回路を探索する場合に比較すると、通信応答性が向上することになる。また、確認用パケットを無線通信では送信せずに、電力線搬送通信のみを用いて確認用パケットを送信する構成を採用しているから、無線通信の使用頻度を低減させることができ、結果的に電力消費の低減につながる。

また、電力線搬送通信での確認用パケットに含めるノード間の無線通信によるリンク情報には、１種類の信号強度についてのリンク情報だけではなく、信号強度を変えた場合のリンク情報を含めてもよい。たとえば、強中弱の３段階の信号強度を用いてノード間のリンク情報を求め、信号強度に応じたリンク情報を利用して副ルートを求めるようにしてもよい。この場合、無線信号の強度の合計が最小になる副ルートを選択することにより、消費電力の増加を抑制することができる。

ところで、上述のように、電力線搬送通信で用いる確認用パケットに、電力線搬送通信のリンク情報だけではなく無線通信のリンク情報も含んでいるから、電力線搬送通信と無線通信とが混在する通信ルートを選択することが可能である。この場合、通信品質も考慮し、通信品質を優先させて通信ルートを選択するのが望ましい。このようにして選択した通信ルートを主ルートとして用いると、通信成功率の高い通信ルートを選択することが可能になる。

ただし、無線通信は周囲の電波環境の影響を受けるから、電力線搬送通信に比べるとノード間の通信品質が変化しやすく、時間経過に伴う通信ルートの変化が生じやすい。この点を考慮して、副ルートを選択する際には、電力線搬送通信による通信路が無線通信による通信路に対して優先的に採用されるように、ノード間の通信品質について重み付けを行うことが望ましい。

上述のような重み付けを行うと、副ルートの選択に際して、電力線搬送通信による通信路と無線通信による通信路との混在を許容しながらも、電力線搬送通信による通信路を優先的に選択することになるから、通信の安定度が高くなる。また、無線通信による通信路の使用を抑制することができるから、消費電力の増加を抑制することが可能になる。

他の構成および動作は実施形態１、実施形態２と同様である。また、パケットのカプセル化、無線通信の待機時の消費電力の抑制、無線信号の強度の選択などの技術は、本実施形態においても、実施形態１、実施形態２と同様の技術を採用することができる。

１０ 子局
２０ 親局
３０ 上位集約サーバ
４０ 保守端末
５０ 配電線

Claims (7)

1. 供給事業者から供給設備を通して購入した供給媒体の需要家における使用量を取得する複数台の子局と、前記子局と通信可能であって前記子局が取得した計測結果を収集し通信網を通して計測結果に基づく検針情報を上位集約サーバに通知する親局とを有し、前記親局および前記子局を通信のノードとして、前記ノード間での通信においてマルチホップ通信を可能とし、前記各ノードは、それぞれ他のノードとの通信路として、配電線を通信路に兼用した電力線搬送通信による第１の通信路と無線通信による第２の通信路とを選択可能であって、前記ノードのうちの所望のノード間でマルチホップ通信を行う際に、前記第１の通信路のみを含む主ルートに含まれるいずれか一対の前記ノード間において前記第１の通信路を利用できないときに、当該一対のノード間において、前記第２の通信路を含み、かつ当該一対とは異なる他のノードを含めて探索された迂回路を選択することを特徴とする遠隔検針システム。
2. 前記主ルートに含まれるいずれか一対の前記ノードの一方が、前記第１の通信路を利用できないと判断すると、当該ノードは、前記迂回路を動的に探索することを特徴とする請求項１記載の遠隔検針システム。
3. 前記各ノードは、動的に探索することにより選択された前記迂回路を記憶し、記憶後に同じノード間において前記第１の通信路を利用できなくなった場合は、すでに記憶されている前記迂回路を選択することを特徴とする請求項２記載の遠隔検針システム。
4. 前記各ノードは、他のノードとの通信可能性を確認する確認用パケットを定期的に送信することにより、前記各ノード間における前記第１の通信路と前記第２の通信路とを動的に把握するとともに、マルチホップ通信を行う前記ノードの一方は、前記主ルートに加えて前記迂回路を含む副ルートをあらかじめ設定し、前記主ルートに含まれるいずれか一対の前記ノード間において前記第１の通信路を利用できないときに、前記副ルートを選択することを特徴とする請求項１記載の遠隔検針システム。
5. 前記各ノードは、無線信号の信号強度を複数段階から選択可能であって、信号強度の弱いほうから順に信号強度の強い無線信号を選択することにより、選択した無線信号による通信が可能であるノードとの間で前記迂回路を形成することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の遠隔検針システム。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠隔検針システムに用いられる子局。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の遠隔検針システムに用いられる親局。

Images