JP7005815B2 - マルチホップネットワークを構成する通信端末、及びマルチホップネットワーク - Google Patents

マルチホップネットワークを構成する通信端末、及びマルチホップネットワーク Download PDF

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Description

本発明は、マルチホップネットワークを構成する通信端末、及びマルチホップネットワークに関する。
マルチホップネットワークは、複数の通信端末を備える。複数の通信端末に含まれる各通信端末は、電力系統から供給された電力を用いて他の通信端末と無線通信を行う。このため、各通信端末は、電力系統の停電が発生した場合には、他の通信端末と無線通信を行うことができなくなる。一方、各通信端末は、当該各通信端末が故障して動作することができなくなった場合にも、他の通信端末と無線通信を行うことができなくなる。このため、各通信端末が他の通信端末と無線通信を行うことができなくなったことの原因が、電力系統の停電が発生したこと、及び各通信端末が故障して動作することができなくなったことのいずれにあるのかを区別することは困難である。
このため、複数の通信端末に含まれる通信端末に、電力系統から供給された電力を供給する通常電源部に加えて、電池、蓄電池等の電力貯蔵器により放電させられる電力を供給する予備電源部を設け、当該通信端末に、予備電源部により供給される電力を用いて停電通知を発報させることが提案されている。
特許文献１に記載された技術においては、広域監視システムが、親局、切替子局及び複数の子局によって構成される（段落００１８－００１９）。子局は、主電源部、予備電源部、電源切替部、コントローラ部、情報記憶部、無線通信部及び監視制御部によって構成される（段落００２７）。主電源部は、系統電源から電力を供給する（段落００２８）。予備電源部は、バッテリ、電気二重層コンデンサ等で構成することができ、主電源の出力が低下した、又は出力がなくなった場合に、予備的に用いられる（段落００２９）。電源切替部は、主電源の出力電圧がある場合には端末に電力を供給するように電力供給の流れを制御する（段落００３０）。主電源の出力が閾値未満の時は、予備電源部からの出力に切換えを行う（段落００３０）。コントローラ部は、電源切替部による電源の切換え監視等を実行する（段落００３１）。無線通信部は、コントローラ部で生成された信号を電波により発信し、受信した信号をコントローラ部に受け渡す（段落００３３）。広域監視システムにおいては、予備電源動作子局の通信回数が抑えられ、その結果、予備電源の消費を抑え、予備電源動作する子局が長時間の通信を維持することができる（段落０１４５）。
特開２０１３－８９９７８号公報
通信端末に予備電源部を設けることは、通信端末のコストを増加させ、マルチホップネットワークを構築するのに要する設備投資を増加させる。そして、通信端末に予備電源部を設けることによる通信端末のコストの増加量は、予備電源部に備えられる電力貯蔵器の容量に主に依存する。このため、予備電源部に備えられる電力貯蔵器の容量を減らすことが期待される。
特許文献１に記載された技術によれば、予備電源の消費が抑えられるので（段落０１４５）、予備電源部を構成するバッテリ、電気二重層コンデンサ等の容量を減らすことができるようにも見える。しかし、特許文献１に記載された技術においては、系統電源の大規模な停電が発生して子局の全部が予備電源動作子局となった場合に、主電源動作子局が行っていた通信を予備電源動作子局が行わなければならず、予備電源動作子局の通信回数を抑えることができなくなる。このことを考慮すると、必ずしも予備電源部を構成するバッテリ、電気二重層コンデンサ等の容量を減らすことができるとは限らない。
本発明は、この問題に鑑みてなされた。本発明が解決しようとする課題は、マルチホップネットワークを構成する通信端末に設けられる予備電源部に備えられる電力貯蔵器の容量を削減することである。
本発明は、マルチホップネットワークを構成する通信端末に向けられる。
通信端末は、通常電源部、予備電源部、無線部、切り替え部及び制御部を備える。
通常電源部は、電力系統から供給される第１の電力を供給する。
予備電源部は、電力貯蔵器を備える。予備電源部は、電力貯蔵器により放電される第２の電力を供給する。
無線部は、マルチホップネットワークを構成する他の通信端末と無線通信を行う。無線部は、無線通信の通信速度を、第１の通信速度と、第１の通信速度より速い第２の通信速度と、の間で切り替える。無線部は、電力系統の停電が発生したことを示す停電通知を無線通信により送信する。
切り替え部は、無線部を動作させる電力を、第１の電力と、第２の電力と、の間で切り替える。
制御部は、電力系統の停電を検出した場合に、切り替え部に、無線部を動作させる電力を、第１の電力から第２の電力に切り替えさせ、無線部に、無線通信の通信速度を、第１の通信速度から第２の通信速度に切り替えさせ、無線部に、停電通知を送信させる。
本発明は、マルチホップネットワークにも向けられる。
本発明によれば、電力系統の停電が発生し電力貯蔵器により放電される第２の電力により無線部が動作する場合に、無線通信の通信速度が第１の通信速度から第２の通信速度に速くなり、無線通信に要する時間を短縮することができる。このため、無線部を動作させるのに必要な電力量を削減することができ、電力貯蔵器の容量を削減することができる。
この発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。
実施の形態１の通信端末を備えるマルチホップネットワークを模式的に図示する模式図である。 実施の形態１－３の通信端末の、データを送信する際の動作を図示するフローチャートである。 実施の形態１－３の通信端末を図示するブロック図である。 実施の形態１－３の通信端末の、電力系統の停電時の制御シーケンスを図示するフローチャートである。 実施の形態１－３の通信端末の、電力系統の停電時の制御シーケンスを図示するフローチャートである。 実施の形態１－３の通信端末の、消費電力の時間変化を図示するタイムチャートである。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークを構成する複数の通信端末の通常時の通信経路を図示する図である。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークを構成する複数の通信端末の電力系統の停電時の通信経路を図示する図である。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークに備えられる集約装置又は親局により管理されるテーブルを図示する図である。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の停電時に行われる処理のシーケンスを図示するシーケンス図である。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の停電時に行われる処理のシーケンスを図示するシーケンス図である。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の模擬停電時に行われる処理のシーケンスを図示するシーケンス図である。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の模擬停電時に行われる処理のシーケンスを図示するシーケンス図である。 実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の模擬停電時に集約装置に記憶されるテーブルを図示する図である。 実施の形態３の通信端末を備えるマルチホップネットワークに備えられる集約装置又は親局により管理されるテーブルを図示する図である。 実施の形態３の通信端末を備えるマルチホップネットワークを構成する複数の通信端末の電力系統の停電時の通信経路を図示する図である。 実施の形態３の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおけるＴｒａｎｋを決定する方法を図示するフローチャートである。
１ 実施の形態１
１．１ マルチホップネットワーク
図１は、実施の形態１の通信端末を備えるマルチホップネットワークを模式的に図示する模式図である。
図１に図示されるマルチホップネットワーク１は、複数の通信端末１１、集約装置１２及び親局１３を備える。
複数の通信端末１１は、４台の通信端末１１ａ，１１ｂ，１１ｃ及び１１ｄであり、集約装置１２は、１台の集約装置であり、親局１３は、１台の親局である。しかし、マルチホップネットワーク１が、３台以下又は５台以上の通信端末を備えてもよく、２台以上の集約装置を備えてもよく、２台以上の親局を備えてもよい。
複数の通信端末１１は、単一のマルチホップネットワークエリア２０をカバーする。
複数の通信端末１１に含まれる各通信端末１１ｘは、第１の通信速度及び第２の通信速度で無線通信を行うことができる。第２の通信速度は、第１の通信読度より速い。各通信端末１１ｘが、互いに異なる３個以上の通信速度で無線通信を行うことができてもよい。
各通信端末１１ｘは、電力系統３０に電気的に接続される。これにより、各通信端末１１ｘは、電力系統３０から供給される第１の電力により動作する。また、各通信端末１１ｘは、下述する予備電源部を備え、下述する予備電源部により供給される第２の電力により動作する。
通常時は、複数の通信端末１１は、第１の通信速度で互いに無線通信を行う。また、集約装置１２は、複数の通信端末１１に含まれる通信端末１１ｄと無線通信を行う。また、親局１３は、集約装置１２と通信を行う。これにより、集約装置１２は、複数の通信端末１１によりそれぞれ送信された複数のデータを取得し、取得した複数のデータを集約する。親局１３は、集約された複数のデータを取得する。親局１３は、マルチホップネットワーク１の全体の管理、各通信端末１１ｘへの制御の振り分け等を行う。
１．２ 通信端末の通常時の送信動作
図２は、実施の形態１の通信端末の、データを送信する際の動作を図示するフローチャートである。
複数の通信端末１１に含まれる各通信端末１１ｘは、通常時は、図２に図示されるステップＳ１０１において、受信状態で待機している。また、各通信端末１１ｘは、通常時は、データを送信する際に、図２に図示されるステップＳ１０２からＳ１０５までを実行する。また、各通信端末１１ｘは、通常時は、データを送信した後に、図２に図示されるステップＳ１０６において、受信状態に戻る。
ステップＳ１０２においては、各通信端末１１ｘは、キャリアセンス（ＣＣＡ）を行い、ＣＣＡの結果に基づいて送信モードに移行することができるか否かを判定する。各通信端末１１ｘは、送信モードに移行することができると判定した場合は、ステップＳ１０３を実行する。各通信端末１１ｘは、送信モードに移行することができないと判定した場合は、再びステップＳ１０２を実行する。これにより、各通信端末１１ｘは、送信モードに移行することができると判定することができるようになるまで、ＣＣＡを行いＣＣＡの結果に基づいて送信モードに移行することができるか否かを判定することを繰り返す。
ステップＳ１０３においては、各通信端末１１ｘは、送信モードに移行し、データを無線通信により送信する。各通信端末１１ｘは、データを無線通信により送信する際に、第１の通信速度で無線通信を行う。
続くステップＳ１０４においては、各通信端末１１ｘは、アクノリッジメント（ＡＣＫ）応答を待ち、ＡＣＫ応答を受信したか否かを判定する。ＡＣＫ応答は、データが正常に送信されたことを示す。各通信端末１１ｘは、ＡＣＫ応答を受信したと判定した場合は、ステップＳ１０５を実行する。各通信端末１１ｘは、ＡＣＫ応答を受信しなかったと判定した場合は、再びステップＳ１０２を実行する。これにより、各通信端末１１ｘは、ＡＣＫ応答を受信したと判定することができるようになるまで、データを無線通信により送信することを繰り返す。
ステップＳ１０５においては、各通信端末１１ｘは、データを送信することを完了する。
各通信端末１１ｘは、電力系統３０の停電時も、ステップＳ１０１において、受信状態で待機し、データを送信する際に、ステップＳ１０２からＳ１０５までを実行し、データを送信した後に、ステップＳ１０６において、受信状態に戻る。
ただし、各通信端末１１ｘは、電力系統３０の停電時は、データを無線通信により送信する際に、第１の通信速度より速い第２の通信速度で無線通信を行う。これにより、各通信端末１１ｘは、電力系統３０の停電時は、通常時よりも、データを送信するのに要する時間を短縮することができる。一般的に言って、データを送信する間の各通信端末１１ｘの消費電力は、大きい。このため、データを送信するのに要する時間を短縮することは、データを送信する間の各通信端末１１ｘの消費電力量を削減することに寄与する。したがって、各通信端末１１ｘは、電力系統３０の停電時に第１の通信速度より速い第２の通信速度で無線通信を行うことにより、データを送信するのに要する時間を短縮し、データを送信する間の各通信端末１１ｘの消費電力量を削減する。
１．３ 通信端末
図３は、実施の形態１の通信端末を図示するブロック図である。
複数の通信端末１１に含まれる各通信端末１１ｘは、マルチホップネットワーク１を構成する。
各通信端末１１ｘは、図３に図示されるように、通常電源部１０１、予備電源部１０２、切り替え部１０３、無線部１０４及び制御部１０５を備える。
通常電源部１０１、予備電源部１０２及び切り替え部１０３は、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力を供給する電源部１１１を構成する。
通常電源部１０１は、電力系統３０に電気的に接続される。通常電源部１０１は、電力系統３０から供給される第１の電力を供給する。
予備電源部１０２は、電力貯蔵器１２１を備える。予備電源部１０２は、通常電源部１０１により供給される第１の電力により電力貯蔵器１２１を充電する。また、予備電源部１０２は、電力貯蔵器１２１により放電される第２の電力を供給する。電力貯蔵器１２１は、電気二重層キャパシタである。電力貯蔵器１２１が電気二重層キャパシタ以外の電力貯蔵器であってもよい。例えば、電力貯蔵器１２１が蓄電池であってもよい。
切り替え部１０３は、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力を、通常電源部１０１により供給される第１の電力と、予備電源部１０２により供給される第２の電力と、の間で切り替える。切り替え部１０３は、リレー等のスイッチング素子を備えるハードウェアにより実現されてもよいし、ソフトウェア制御により実現されてもよい。
無線部１０４は、マルチホップネットワーク１を構成する他の通信端末と無線通信を行う。無線部１０４は、無線通信の通信速度を、第１の通信速度と、第２の通信速度と、の間で切り替えることができる。第２の通信速度は、第１の通信速度より速い。無線部１０４は、電力系統３０の停電が発生したことを示す停電通知を無線通信により送信する。
制御部１０５は、無線部１０４及び切り替え部１０３を制御し、データを記憶する。
制御部１０５は、通常時及び各通信端末１１ｘの起動時は、切り替え部１０３に、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力を、通常電源部１０１により供給される第１の電力に設定させ、無線部１０４に、無線通信の通信速度を、第１の通信速度に設定させる。また、制御部１０５は、電力系統３０の停電時は、切り替え部１０３に、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力を、予備電源部１０２により供給される第２の電力に設定させ、無線部１０４に、無線通信の通信速度を、第２の通信速度に設定させる。したがって、制御部１０５は、電力系統３０の停電を検出した場合に、切り替え部１０３に、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力を、第１の電力から第２の電力に切り替えさせ、無線部１０４に、無線通信の通信速度を、第１の通信速度から第２の通信速度に切り替えさせる。
また、制御部１０５は、電力系統３０の停電を検出した場合に、無線部１０４に、停電通知を送信させる。
また、制御部１０５は、通常時及び各通信端末１１ｘの起動時は、各通信端末１１ｘを通常動作モードにする。また、制御部１０５は、電力系統３０の停電時は、各通信端末１１ｘを低消費電力モードにする。したがって、制御部１０５は、電力系統３０の停電を検出した場合に、各通信端末１１ｘを、通常動作モードから低消費電力モードに移行させる。通常動作モードは、各通信端末１１ｘの機能が制限されない第１のモードである。低消費電力モードは、各通信端末１１ｘの機能が最小限に制限され、通常動作モードの消費電力より低い消費電力を有する第２のモードである。各通信端末１１ｘの機能を最小限に制限することは、例えば、無線通信以外の通信を行う外部インターフェースを遮断することを含む。
１．４ 電力系統の停電時の通信端末の制御シーケンス
図４及び図５は、実施の形態１の通信端末の、電力系統の停電時の制御シーケンスを図示するフローチャートである。
図４に図示されるステップＳ１１１からＳ１１５までは、電力系統３０の停電に対する準備を行う停電準備ステップである。図４に図示されるステップＳ１１６からＳ１２０までは、電力系統３０の停電が発生したことを通知する停電通知ステップである。図５に図示されるステップＳ１２１からＳ１２４までは、電力系統３０の復電に対する準備を行う復電準備ステップである。
ステップＳ１１１においては、制御部１０５が、電力系統３０の停電を検出する。
続くステップＳ１１２においては、制御部１０５が、切り替え部１０３を制御する。切り替え部１０３は、制御部１０５による制御にしたがって、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力を、通常電源部１０１により供給される第１の電力から予備電源部１０２により供給される第２の電力に切り替える。
続くステップＳ１１３においては、制御部１０５が、無線部１０４を制御する。無線部１０４は、制御部１０５による制御にしたがって、無線通信の通信速度を、第１の通信速度から第２の通信速度に切り替える。これにより、停電通知ステップにおいては、第２の通信速度で無線通信が行われる。
続くステップＳ１１４においては、制御部１０５が、リセットタイマをセットする。これにより、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力が通常電源部１０１により供給される第１の電力から予備電源部１０２により供給される第２の電力に切り替えられてから経過した時間Ｔの計測が開始される。また、経過した時間Ｔが設定された時間Ｔｓに達した場合に、各通信端末１１ｘの自己リセットが発生する。設定される時間Ｔｓは、各通信端末１１ｘの納入先が要求する仕様に応じて決定される固定値である。
ステップＳ１１３及びＳ１１４が実行される順序が変更されてもよい。
続くステップＳ１１５においては、制御部１０５が、各通信端末１１ｘを、通常動作モードから低消費電力モードに移行させる。
続くステップＳ１１６においては、制御部１０５が、無線部１０４を制御する。無線部１０４は、制御部１０５による制御にしたがって、ＣＣＡを行う。また、制御部１０５は、ＣＣＡの結果に基づいて、送信モードに移行することができるか否かを判定する。送信モードに移行することができると判定された場合は、ステップＳ１１７が実行される。送信モードに移行することができないと判定された場合は、再びステップＳ１１６が実行される。
ステップＳ１１７においては、制御部１０５が、無線部１０４を制御する。無線部１０４は、制御部１０５による制御にしたがって、送信モードに移行し、停電通知を無線通信により送信する。送信される停電通知は、電力系統３０の停電が発生したことを示す。
続くステップＳ１１８においては、制御部１０５が、無線部１０４を制御する。無線部１０４は、制御部１０５による制御にしたがって、受信モードに移行する。
続くステップＳ１１９においては、制御部１０５が、無線部１０４を制御する。無線部１０４は、制御部１０５による制御にしたがって、ＡＣＫ応答を待つ。また、制御部１０５は、ＡＣＫ応答が受信されたか否かを判定する。ＡＣＫ応答が受信されたと判定された場合は、ステップＳ１２０が実行される。ＡＣＫ応答が受信されなかったと判定された場合は、再びステップＳ１１６が実行される。
続くステップＳ１２０においては、制御部１０５が、各通信端末１１ｘを、低消費電力モードに移行させる。
続くステップＳ１２１においては、経過した時間Ｔが設定された時間Ｔｓに達し、各通信端末１１ｘの自己リセットが発生する。制御部１０５は、その際に、切り替え部１０３を制御する。切り替え部１０３は、制御部１０５による制御にしたがって、無線部１０４及び制御部１０５を動作させる電力を、予備電源部１０２により供給される第２の電力から通常電源部１０１により供給される第１の電力に切り替える。
続くステップＳ１２２以降は、電力系統３０が復電しているか否かに応じて各通信端末１１ｘの状態が変化する。電力系統３０が復電している場合は、ステップＳ１２３において、各通信端末１１ｘが起動する。電力系統３０が復電していない場合は、ステップＳ１２４において、各通信端末１１ｘの電源がオフのまま維持される。
１．５ 通信端末の消費電力の時間変化
図６は、実施の形態１の通信端末の、消費電力の時間変化を図示するタイムチャートである。図６（ａ）は、第１の通信速度で無線通信が行われる場合のタイムチャートである。図６（ｂ）は、第２の通信速度で無線通信が行われる場合のタイムチャートである。
図６（ａ）及び図６（ｂ）は、各通信端末１１ｘが停電通知を１回送信する場合の各通信端末１１ｘの、消費電力の時間変化を図示する。
図６（ａ）及び図６（ｂ）に図示されるように、各通信端末１１ｘが通常動作モードに設定されている期間１３１における各通信端末１１ｘの消費電力は、Ｐａ［Ｗ］である。また、各通信端末１１ｘが低消費電力モードに設定されている期間１３２における各通信端末１１ｘの消費電力は、Ｐｅ［Ｗ］である。また、無線部１０４がＣＣＡを行う期間１３３における各通信端末１１ｘの消費電力は、Ｐｃ［Ｗ］である。また、無線部１０４が停電通知を送信する期間１３４における各通信端末１１ｘの消費電力は、Ｐｂ［Ｗ］である。また、無線部１０４がＡＣＫ応答を受信する期間１３５における各通信端末１１ｘの消費電力は、Ｐｄ［Ｗ］である。消費電力Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ及びＰｅは、Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ＞Ｐｄ＞Ｐｅ＞０という関係を満たす。
また、図６（ａ）及び図６（ｂ）に図示されるように、第１の通信速度で無線通信が行われる場合、及び第２の通信速度で無線通信が行われる場合のいずれにおいても、期間１３２，１３３，１３４及び１３５の長さの合計は、Ｔｓ［ｓｅｃ］である。また、第１の通信速度で無線通信が行われる場合は、期間１３３の長さは、ＴＣＣＡ［ｓｅｃ］であり、期間１３４及び１３５の長さは、それぞれ、ＴＴｘ及びＴＲｘ［ｓｅｃ］である。また、第２の通信速度で無線通信が行われる場合は、期間１３３の長さは、ＴＣＣＡ［ｓｅｃ］であるが、期間１３４及び１３５の長さは、それぞれ、ＴＴｘ及びＴＲｘ［ｓｅｃ］より短い。したがって、無線通信の速度を第１の通信速度から第２の通信速度に切り替えることにより、無線通信が行われる期間１３４及び１３５の長さの合計を短縮することができる。例えば、第１の通信速度が１００ｋｂｐｓであり、第２の通信速度が２００ｋｂｐｓである場合は、無線通信が行われる期間１３４及び１３５の長さの合計を、（ＴＴｘ＋ＴＲｘ）［ｓｅｃ］から（ＴＴｘ＋ＴＲｘ）／２［ｓｅｃ］に短縮することができる。より一般的には、第２の通信速度が第１の通信速度のＮ倍である場合は、無線通信が行われる期間１３４及び１３５の長さの合計を、（ＴＴｘ＋ＴＲｘ）［ｓｅｃ］から（ＴＴｘ＋ＴＲｘ）／Ｎ［ｓｅｃ］に短縮することができる。これにより、無線通信に用いられる電力量を削減することができる。
１．６ 電力貯蔵器の静電容量の削減量
電力貯蔵器１２１の静電容量Ｃは、電荷Ｑ、電力貯蔵器１２１の電圧降下Ｖ、消費電流Ｉ、動作時間Ｔ及び消費電力Ｐを用いて、式（１）により表される。式（１）は、電荷の式及びオームの法則から得られる。
Figure 0007005815000001
電力貯蔵器１２１の電圧降下Ｖは、通常電源電圧Ｖｉｎ［Ｖ］及び各通信端末１１ｘの最低動作電圧Ｖｌｏｗ［Ｖ］を用いて、式（２）により表される。
Figure 0007005815000002
電力貯蔵器１２１の静電容量Ｃの削減量Ｃ’［Ｆ］は、第１の通信速度で無線通信が行われる場合の無線通信が行われる期間１３４及び１３５における各通信端末１１ｘの消費電力量を賄うのに必要な静電容量から、第２の通信速度で無線通信が行われる場合の無線通信が行われる期間１３４及び１３５における各通信端末１１ｘの消費電力量を賄うのに必要な静電容量、及び各通信端末１１ｘが低消費電力モードにされている場合の無線通信が行われる期間１３４及び１３５の長さの短縮量に一致する長さを有する期間における各通信端末１１ｘの消費電力量を賄うのに必要な静電容量を減ずることにより得られる。したがって、電力貯蔵器１２１の静電容量Ｃの削減量Ｃ’は、式（３）により表される。
Figure 0007005815000003
第２の通信速度が第１の通信速度のＮ倍である場合は、第２の通信読度で無線通信が行われる場合の期間１３４及び１３５の長さは、それぞれ、第１の通信速度で無線通信が行われる場合の期間１３４及び１３５の長さのＮ分の１となる。このため、第２の通信読度で無線通信が行われる場合の期間１３４及び１３５における各通信端末１１ｘの消費電力量は、第１の通信読度で無線通信が行われる場合の期間１３４及び１３５における各通信端末１１ｘの消費電力量のＮ分の１となる。これらのことから、式（３）により表される電力貯蔵器１２１の静電容量Ｃの削減量Ｃ’は、正の値をとる。
１．７ 実施の形態１の発明の効果
実施の形態１の発明によれば、電力系統３０の停電が発生し電力貯蔵器１２１により放電される第２の電力により無線部１０４が動作する場合に、無線通信の通信速度が第１の通信速度から第２の通信速度に速くなり、無線通信に要する時間を短縮することができる。このため、無線部１０４を動作させるために必要な電力量を削減することができ、電力貯蔵器１２１の容量を削減することができる。
２ 実施の形態２
２．１ はじめに
図２は、実施の形態２の通信端末の、データを送信する際の動作を図示するフローチャートでもある。図３は、実施の形態２の通信端末を図示するブロック図でもある。図４及び図５は、実施の形態２の通信端末の、電力系統の停電時の制御シーケンスを図示するフローチャートでもある。図６は、実施の形態２の通信端末の、消費電力の時間変化を図示するタイムチャートでもある。
実施の形態２は、実施の形態１と主に下述する点で相違する。下述されない点については、実施の形態１において採用される構成と同様の構成が実施の形態２においても採用される。
２．２ 通信端末
図７は、実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークを構成する複数の通信端末の通常時の通信経路を図示する図である。図８は、実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークを構成する複数の通信端末の電力系統の停電時の通信経路を図示する図である。
複数の通信端末１１は、図７及び図８に図示されるように、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０を備える。
２．３ 通信経路の切り替え
通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０に含まれる各通信端末ＣＴｘに備えられる制御部１０５は、マルチホップネットワーク１を構成する通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路を定義する設定値を記憶する。また、制御部１０５は、電力系統３０の停電を検出した場合に、当該設定値を、通常時の設定値から電力系統３０の停電時の設定値に切り替える。通常時の設定値は、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路を、図７に図示される通常時の通信経路に設定する第１の設定値である。電力系統３０の停電時の設定値は、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路を、図８に図示される電力系統３０の停電時の通信経路に設定する第２の設定値である。図８に図示される電力系統３０の停電時の通信経路は、図７に図示される通常時の通信経路と異なる。
通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路が図８に図示される電力系統３０の停電時の通信経路である場合は、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路が図７に図示される通常時の通信経路である場合と比較して、無線通信の通信距離が短縮される。これにより、無線通信の通信速度が第１の通信速度から第２の通信速度に切り替えられることにより無線通信の通信可能距離が短縮された場合であっても、無線通信が可能でなくなることを抑制することができる。また、ＣＣＡに失敗することを抑制することができ、ＣＣＡに要する時間を短縮することができる。このため、各通信端末１１ｘの消費電力量をさらに削減することができる。
各通信端末１１ｘが記憶する設定値は、各通信端末１１ｘから集約装置１２までデータを送信するのに要するホップ数を示す数値である。以下では、当該数値をｒａｎｋという。各通信端末１１ｘは、通常時は、各通信端末１１ｘが記憶するｒａｎｋより上位のｒａｎｋを記憶する通信端末にデータを無線通信により送信する。
２．４ 通常時の通信経路
図９は、実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークに備えられる集約装置又は親局により管理されるテーブルを図示する図である。
図９に図示されるテーブル１４１は、集約装置１２又は親局１３により管理される。テーブル１４１は、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０にそれぞれ付与された端末番号１５１、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０にそれぞれ付与されたアドレス１５２、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０にそれぞれ付与されたｒａｎｋ１５３、及び終点となる通信端末ＣＴ１及びＣＴ２以外の通信端末ＣＴ３－ＣＴ１０にそれぞれ付与された宛先アドレス１５４を含む。集約装置１２又は親局１３は、テーブル１４１を参照することにより、通常時の通信経路を把握する。
アドレス１５２及び宛先アドレス１５４は、各通信端末１１ｘが、各通信端末１１ｘに付与された宛先アドレスに一致するアドレスが付与された通信端末にデータを送信するように付与される。ｒａｎｋ１５３は、各通信端末１１ｘが、各通信端末１１ｘに付与されたｒａｎｋより高位のｒａｎｋが付与された通信端末にデータを送信するように設定される。
図９に図示されるテーブル１４１によれば、端末番号「１」及び「２」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ１及びＣＴ２に、ｒａｎｋ「１」が付与されている。また、端末番号「３」，「４」及び「５」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ３，ＣＴ４及びＣＴ５に、ｒａｎｋ「２」が付与されている。また、端末番号「６」，「７」，「８」及び「９」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ６，ＣＴ７，ＣＴ８及びＣＴ９に、ｒａｎｋ「３」が付与されている。また、端末番号「１０」が付与された通信端末ＣＴ１０に、ｒａｎｋ「４」が付与されている。
また、図９に図示されるテーブル１４１によれば、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３に、端末番号「１」が付与された通信端末ＣＴ１に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xa」に一致する宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xa」が付与されている。また、端末番号「４」及び「５」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ４及びＣＴ５に、端末番号「２」が付与された通信端末ＣＴ２に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xb」に一致する宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xb」が付与されている。また、端末番号「６」が付与された通信端末ＣＴ６に、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xc」に一致する宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xc」が付与されている。また、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７に、端末番号「４」が付与された通信端末ＣＴ４に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xd」に一致する宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xd」が付与されている。また、端末番号「８」及び「９」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ８及びＣＴ９に、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xe」に一致する宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xe」が付与されている。また、端末番号「１０」が付与された通信端末ＣＴ１０に、端末番号「６」が付与された通信端末ＣＴ６に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xf」に一致する宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xf」が付与されている。
その結果として、図７に図示されるように、通常時は、端末番号「１０」が付与された通信端末ＣＴ１０が、端末番号「６」が付与された通信端末ＣＴ６にデータを送信する。また、端末番号「８」及び「９」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ８及びＣＴ９が、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５にデータを送信する。また、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７が、端末番号「４」が付与された通信端末ＣＴ４にデータを送信する。また、端末番号「６」が付与された通信端末ＣＴ６が、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３にデータを送信する。また、端末番号「４」及び「５」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ４及びＣＴ５が、端末番号「２」が付与された通信端末ＣＴ２にデータを送信する。また、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３が、端末番号「１」が付与された通信端末ＣＴ１にデータを送信する。また、端末番号「１」及び「２」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ１及びＣＴ２が、集約装置１２にデータを送信する。これにより、通常時の通信経路は、枝分かれを有しツリー状である第１の通信経路となる。
２．５ 電力系統の停電時の通信経路
図８に図示されるように、電力系統３０の停電時は、端末番号「１０」が付与された通信端末ＣＴ１０が、端末番号「６」が付与された通信端末ＣＴ６にデータを送信する。また、端末番号「６」が付与された通信端末ＣＴ６が、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７にデータを送信する。また、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７が、端末番号「８」が付与された通信端末ＣＴ８にデータを送信する。また、端末番号「８」が付与された通信端末ＣＴ８が、端末番号「９」が付与された通信端末ＣＴ９にデータを送信する。また、端末番号「９」が付与された通信端末ＣＴ９が、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５にデータを送信する。また、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５が、端末番号「４」が付与された通信端末ＣＴ４にデータを送信する。また、端末番号「４」が付与された通信端末ＣＴ４が、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３にデータを送信する。また、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３が、端末番号「１」が付与された通信端末ＣＴ１にデータを送信する。また、端末番号「１」が付与された通信端末ＣＴ１が、端末番号「２」が付与された通信端末ＣＴ２にデータを送信する。また、端末番号「２」が付与された通信端末ＣＴ２が、集約装置１２にデータを送信する。これにより、電力系統３０の停電時の通信経路は、枝分かれを有さず数珠つなぎ状である第２の通信経路となる。電力系統３０の停電時の通信経路の始点となる通信端末は、最下位のｒａｎｋを有する通信端末である。例えば、始点となる通信端末は、ｒａｎｋ「４」が付与された通信端末ＣＴ１０である。
２．６ 電力系統の停電時の処理のシーケンス
図１０及び図１１は、実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の停電時に行われる処理のシーケンスを図示するシーケンス図である。
電力系統３０の停電が発生した際には、複数の通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路が、図８に図示される電力系統３０の停電時の通信経路にされる。
また、始点となる通信端末ＣＴ１０に備えられる無線部１０４が、図１１に図示されるように、電力系統３０の停電が発生したことを示す停電通知ＢＮ１０を次の通信端末ＣＴ６に無線通信により送信する。また、始点となる通信端末ＣＴ１０及び終点となる通信端末ＣＴ２以外の中継器となる各通信端末ＣＴｊに備えられる無線部１０４が、図１０に図示されるように、停電通知ＢＮｉが前の通信端末ＣＴｉから送信されてくることを受信状態で待ち、受信状態で待つ間に停電通知ＢＮｉを前の通信端末ＣＴｉから無線通信により受信する。また、中継器となる各通信端末ＣＴｊに備えられる無線部１０４が、停電通知ＢＮｉを前の通信端末ＣＴｉから無線通信により受信した後に、停電通知ＢＮｊを次の通信端末ＣＴｋに無線通信により送信する。また、終点となる通信端末ＣＴ２に備えられる無線部１０４が、停電通知ＢＮ１が前の通信端末ＣＴ１から送信されてくることを受信状態で待ち、受信状態で待つ間に停電通知ＢＮ１を前の通信端末ＣＴ１から無線通信により受信する。また、終点となる通信端末ＣＴ２に備えられる無線部１０４が、停電通知ＢＮ１を前の通信端末ＣＴ１から無線通信により受信した後に、停電通知ＢＮ２を集約装置１２に無線通信により送信する。
中継器となる各通信端末ＣＴｊに備えられる制御部１０５は、電力系統３０の停電が発生した時刻Ｔｐから設定された待ち時間Ｗｊが経過した時点に、無線部１０４に、受信状態で待つことを開始させ、停電通知ＢＮｉが前の通信端末ＣＴｉから受信された後に、無線部１０４に、受信状態で待つことを停止させる。また、終点となる通信端末ＣＴ２に備えられる制御部１０５は、電力系統３０の停電が発生した時刻から設定された待ち時間Ｗ２が経過した時点に、無線部１０４に、受信状態で待つことを開始させ、停電通知ＢＮ１が前の通信端末ＣＴ１から受信された後に、無線部１０４に、受信状態で待つことを停止させる。
中継器となる各通信端末ＣＴｊに備えられる無線部１０４は、前の通信端末ＣＴｉから受信した停電通知ＢＮｉに含まれるデータを、次の通信端末ＣＴｋに送信する停電通知ＢＮｊに含める。
２．７ 待ち時間の決定
図１２及び図１３は、実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の模擬停電時に行われる処理のシーケンスを図示するシーケンス図である。
マルチホップネットワーク１においては、待ち時間Ｗ１－Ｗ９を決定するために、通常時に電力系統３０の模擬停電が発生させられる。発生させられる電力系統３０の模擬停電は、電力系統３０の実際の停電を伴わない。
電力系統３０の模擬停電が発生させられる際には、電力系統３０の停電が発生した場合と同様に、複数の通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路が、図８に図示される電力系統３０の停電時の通信経路にされる。
また、集約装置１２が、図１２及び図１３に図示されるように、終点となる通信端末ＣＴ２、並びに中継器となる通信端末ＣＴ１，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ９，ＣＴ８，ＣＴ７及びＣＴ６を順次に経由して、始点となる通信端末ＣＴ１０に模擬停電発生通知ＳＢＳＮを無線通信により送信する。また、始点となる通信端末ＣＴ１０に備えられる無線部１０４が、模擬停電発生通知ＳＢＳＮを無線通信により受信する。また、始点となる通信端末ＣＴ１０に備えられる無線部１０４が、図１３に図示されるように、模擬停電発生通知ＳＢＳＮを集約装置１２から無線通信により受信した後に、電力系統３０の模擬停電が発生させられたことを示す模擬停電通知ＳＢＮ１０を次の通信端末ＣＴ６に無線通信により送信する。また、中継器となる各通信端末ＣＴｊに備えられる無線部１０４が、図１２に図示されるように、模擬停電通知ＳＢＮｉを前の通信端末ＣＴｉから無線通信により受信する。また、中継器となる各通信端末ＣＴｊに備えられる無線部１０４が、模擬停電通知ＳＢＮｉを前の通信端末ＣＴｉから無線通信により受信した後に、模擬停電通知ＳＢＮｊを次の通信端末ＣＴｋに無線通信により送信する。また、終点となる通信端末ＣＴ２が、前の通信端末ＣＴ１から模擬停電通知ＳＢＮ１を無線通信により受信する。また、終点となる通信端末ＣＴ２が、前の通信端末ＣＴ１から模擬停電通知ＳＢＮ１を無線通信により受信した後に、模擬停電通知ＳＢＮ２を集約装置１２に無線通信により送信する。
始点となる通信端末ＣＴ１０は、模擬停電通知ＳＢＮ１０を次の通信端末ＣＴ６に送信する際に、模擬停電が発生させられた停電発生時刻Ｔｐを模擬停電通知ＳＢＮ１０に含める。停電発生時刻Ｔｐは、始点となる通信端末ＣＴ１０が模擬停電発生通知ＳＢＳＮを受信した時刻である。
中継器となる各通信端末ＣＴｊは、模擬停電通知ＳＢＮｉを前の通信端末ＣＴｉから受信した停電通知受信時刻Ｔｉを、次の通信端末ＣＴｋに送信する模擬停電通知ＳＢＮｊに含め、前の通信端末ＣＴｉから受信した模擬停電通知ＳＢＮｉに含まれる停電発生時刻Ｔｐ及び停電通知受信時刻Ｔｈ，・・・，Ｔ１０を、次の通信端末ＣＴｋに送信する模擬停電通知ＳＢＮｊに含める。終点となる通信端末ＣＴ２は、模擬停電通知ＳＢＮ１を前の通信端末ＣＴ１から受信した停電通知受信時刻Ｔ１を、集約装置１２に送信する模擬停電通知ＳＢＮ２に含め、前の通信端末ＣＴ１から受信した模擬停電通知ＳＢＮ１に含まれる停電発生時刻Ｔｐ、並びに停電通知受信時刻Ｔ３，Ｔ４，Ｔ５，Ｔ９，Ｔ８，Ｔ７，Ｔ６及びＴ１０を、集約装置１２に送信する模擬停電通知ＳＢＮ２に含める。
これらにより、集約装置１２は、停電発生時刻Ｔｐ、並びに停電通知受信時刻Ｔ１０，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９，Ｔ５，Ｔ４，Ｔ３及びＴ１を含む模擬停電通知ＳＢＮ２を受信する。また、集約装置１２は、受信した模擬停電通知ＳＢＮ２に含まれる停電発生時刻Ｔｐ、並びに停電通知受信時刻Ｔ１０，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９，Ｔ５，Ｔ４，Ｔ３及びＴ１を集計し、停電発生時刻Ｔｐと停電通知受信時刻Ｔ１０，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９，Ｔ５，Ｔ４，Ｔ３及びＴ１との時刻差をそれぞれ示す受信開始時刻差ΔＴ６＝Ｔｐ－Ｔ１０，ΔＴ７＝Ｔｐ－Ｔ６，ΔＴ８＝Ｔｐ－Ｔ７，ΔＴ９＝Ｔｐ－Ｔ８，ΔＴ５＝Ｔｐ－Ｔ９，ΔＴ４＝Ｔｐ－Ｔ５，ΔＴ３＝Ｔｐ－Ｔ４，ΔＴ１＝Ｔｐ－Ｔ３及びΔＴ２＝Ｔｐ－Ｔ１を求める。
図１４は、実施の形態２の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおいて電力系統の模擬停電時に集約装置に記憶されるテーブルを図示する図である。
図１４に図示されるテーブル１７１は、集約装置１２に記憶される。テーブル１７１は、通信端末ＣＴ１０，ＣＴ６，ＣＴ７，ＣＴ８，ＣＴ９，ＣＴ５，ＣＴ４，ＣＴ３，ＣＴ１及びＣＴ２にそれぞれ付与された端末番号１８１、始点となる通信端末ＣＴ１０について得られた停電発生時刻１８２、始点となる通信端末ＣＴ１０以外の通信端末ＣＴ６，ＣＴ７，ＣＴ８，ＣＴ９，ＣＴ５，ＣＴ４，ＣＴ３，ＣＴ１及びＣＴ２についてそれぞれ得られた停電通知受信時刻１８３、並びに始点となる通信端末ＣＴ１０以外の通信端末ＣＴ６，ＣＴ７，ＣＴ８，ＣＴ９，ＣＴ５，ＣＴ４，ＣＴ３，ＣＴ１及びＣＴ２についてそれぞれ得られた受信開始時刻差１８４を含む。
テーブル１７１に含まれる停電発生時刻１８２は、上述した停電発生時刻Ｔｐである。テーブル１７１に含まれる停電通知受信時刻１８３は、上述した停電通知受信時刻Ｔ１０，Ｔ６，Ｔ７，Ｔ８，Ｔ９，Ｔ５，Ｔ４，Ｔ３及びＴ１である。テーブル１７１に含まれる受信開始時刻差１８４は、上述した受信開始時刻差ΔＴ６＝Ｔｐ－Ｔ１０，ΔＴ７＝Ｔｐ－Ｔ６，ΔＴ８＝Ｔｐ－Ｔ７，ΔＴ９＝Ｔｐ－Ｔ８，ΔＴ５＝Ｔｐ－Ｔ９，ΔＴ４＝Ｔｐ－Ｔ５，ΔＴ３＝Ｔｐ－Ｔ４，ΔＴ１＝Ｔｐ－Ｔ３及びΔＴ２＝Ｔｐ－Ｔ１である。
集約装置１２は、図１２に図示されるように、待ち時間情報ＷＩ２を終点となる通信端末ＣＴ２に無線通信により送信する。また、終点となる通信端末ＣＴ２は、待ち時間情報ＷＩ２を集約装置１２から無線通信により受信する。また、終点となる通信端末ＣＴ２及び始点となる通信端末ＣＴ１０以外の中継器となる各通信端末ＣＴｊは、待ち時間情報ＷＩｊを前の通信端末ＣＴｋから無線通信により受信する。また、中継器となる各通信端末ＣＴｊは、待ち時間情報ＷＩｉを次の通信端末ＣＴｉに無線通信により送信する。


待ち時間情報ＷＩ２は、受信開始時刻差ΔＴ６，ΔＴ７，ΔＴ８，ΔＴ９，ΔＴ５，ΔＴ４，ΔＴ３，ΔＴ１及びΔＴ２を含む。待ち時間情報ＷＩｊは、受信開始時刻差ΔＴｊ，・・・，ΔＴ２を含む。これにより、中継器となる各通信端末ＣＴｊは、受信開始時刻差ΔＴｊを得る。待ち時間Ｗｊは、受信開始時刻差ΔＴｊから得られる。電力系統３０の模擬停電が１回だけ発生させられる場合は、待ち時間Ｗｊは、受信開始時刻差ΔＴｊそのものである。電力系統３０の模擬停電が複数回発生させられる場合は、待ち時間Ｗｊは、複数の受信開始時刻差ΔＴｊの最小値と最大値との間の時間である。これらにより、待ち時間Ｗｊを必要最小限とすることができ、電力貯蔵器１２１の容量を削減することができる。待ち時間Ｗｊが受信開始時刻差ΔＴｊを補正することにより得られてもよい。電力系統３０の模擬停電が複数回発生させられる場合は、電力系統３０の模擬停電が１日に１回発生させられてもよいし、新たな通信端末がマルチホップネットワーク１に追加され通信経路が変更されるごとに電力系統３０の模擬停電が発生させられてもよい。中継器となる各通信端末ＣＴｊは、電力系統３０の模擬停電が発生させられてから待ち時間Ｗｊが経過した時点に停電通知ＢＮｉを受信することを受信状態で待つことを開始する。例えば、通信端末ＣＴ６は、電力系統３０の模擬停電が発生させられてから待ち時間Ｗ６が経過した時点に停電通知ＢＮ１０を受信することを受信状態で待つことを開始する。
望ましくは、集約装置１２又は親局１３は、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０が有する時刻情報を同期させる時刻同期情報を通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０に送信する。例えば、集約装置１２又は親局１３は、１日に１回０時に時刻同期情報を通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０に送信する。これにより、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０が有する時刻情報が同期し、受信開始時刻差ΔＴ６，ΔＴ７，ΔＴ８，ΔＴ９，ΔＴ５，ΔＴ４，ΔＴ３，ΔＴ１及びΔＴ２に含まれる誤差を抑制することができる。この際に、親局１３又は集約装置１２から通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０まで時刻同期情報が伝送されるのに要する時間の誤差は、マイクロ秒オーダーであり、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０が有する時刻情報の誤差は、秒オーダーであるので、前者の誤差を考慮する必要は事実上ない。
２．８ 電力貯蔵器の静電容量の削減量
停電通知の送信回数がｎ回である場合の電力貯蔵器１２１の静電容量Ｃｎは、式（４）で表される。式（４）は、図６に図示されるタイムチャートから導くことができる。
Figure 0007005815000004
また、停電通知の送信回数が１回である場合の電力貯蔵器１２１の静電容量Ｃ１は、式（５）で表される。式（５）は、式（４）から導くことができる。
Figure 0007005815000005
したがって、停電通知の送信回数がｎ回から１回に削減されることによる電力貯蔵器１２１の静電容量の削減量Ｃ”は、式（６）で表される。式（６）は、式（４）及び式（５）から導くことができる。
Figure 0007005815000006
２．９ 実施の形態２の発明の効果
実施の形態２の発明によれば、実施の形態１の発明と同様に、電力系統３０の停電が発生し電力貯蔵器１２１により放電される第２の電力により無線部１０４が動作する場合に、無線通信の通信速度が第１の通信速度から第２の通信速度に速くなり、無線通信に要する時間を短縮することができる。このため、無線部１０４を動作させるために必要な電力量を削減することができ、電力貯蔵器１２１の容量を削減することができる。
加えて、実施の形態２の発明によれば、電力系統３０の停電が発生した際に、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の通信経路が数珠つなぎ状の通信経路にされた状態で各通信端末が停電通知を送信する。このため、各通信端末が停電通知を送信する回数は、１回のみである。また、２個以上の通信端末が同時に停電通知を送信することがない。このため、ＣＣＡに失敗することを抑制することができ、停電通知を短時間で送信することができる。
３ 実施の形態３
３．１ はじめに
図２は、実施の形態３の通信端末の、データを送信する際の動作を図示するフローチャートでもある。図３は、実施の形態３の通信端末を図示するブロック図でもある。図４及び図５は、実施の形態３の通信端末の、電力系統の停電時の制御シーケンスを図示するフローチャートでもある。図６は、実施の形態３の通信端末の、消費電力の時間変化を図示するタイムチャートでもある。
実施の形態３は、実施の形態２と主に下述する点で相違する。下述されない点については、実施の形態２において採用される構成と同様の構成が実施の形態３においても採用される。
３．２ 電力系統の停電時の通信経路
実施の形態２においては、電力系統３０の停電が発生した場合に、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の全部の通信経路が、通常時の通信経路から電力系統３０の停電時の通信経路に切り替えられる。これに対して、実施の形態３においては、電力系統３０の停電が発生した場合に、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の一部の通信経路が、通常時の通信経路から電力系統３０の停電時の通信経路に切り替えられる。通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の一部は、小さな容量しか有しない電力貯蔵器１２１、又は劣化した電力貯蔵器１２１を備える通信端末である。これにより、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の全部の通信経路を変更することが困難である場合でも、電力系統３０の停電が発生した場合に通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０が消費する電力量を削減することができる。
図１５は、実施の形態３の通信端末を備えるマルチホップネットワークに備えられる集約装置又は親局により管理されるテーブルを図示する図である。図１６は、実施の形態３の通信端末を備えるマルチホップネットワークを構成する複数の通信端末の電力系統の停電時の通信経路を図示する図である。
図１５に図示されるテーブル２０１は、集約装置１２又は親局１３により管理される。テーブル２０１は、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０にそれぞれ付与された端末番号２１１、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０にそれぞれ付与されたアドレス２１２、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０にそれぞれ付与されたｒａｎｋ２１３、及び終点となる通信端末ＣＴ１及びＣＴ２以外の通信端末ＣＴ３－ＣＴ１０にそれぞれ付与された宛先アドレス２１４を含む。テーブル２０１は、さらに、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０についてそれぞれ得られた予備電源容量２１５、通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０にそれぞれ付与されたＴｒａｎｋ２１６、及び終点となる通信端末ＣＴ１及びＣＴ２以外の通信端末ＣＴ３－ＣＴ１０にそれぞれ付与された停電時宛先アドレス２１７を含む。
通信端末ＣＴｊについて得られる予備電源容量は、通信端末ＣＴｊに備えられる電力貯蔵器１２１の容量を示す。電力貯蔵器１２１の容量は、どのように検出されてもよい。電力貯蔵器１２１の容量の具体値も、どのようなものであってもよい。アドレス２１２及び停電時宛先アドレス２１７は、電力系統３０の停電が発生した場合に、各通信端末１１ｘが、各通信端末１１ｘに付与された停電時宛先アドレスに一致するアドレスを有する通信端末にデータを送信するように付与される。また、Ｔｒａｎｋ２１６は、電力系統３０の停電が発生した場合に、各通信端末１１ｘが、各通信端末１１ｘに付与されたＴｒａｎｋより低位のＴｒａｎｋが付与された通信端末にデータを送信するように付与される。
図１５に図示されるテーブル２０１によれば、端末番号「１」及び「２」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ１及びＣＴ２に、Ｔｒａｎｋ「１」が付与されている。また、端末番号「３」及び「５」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ３及びＣＴ５に、Ｔｒａｎｋ「２」が付与されている。また、端末番号「４」，「７」及び「８」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ４，ＣＴ７及びＣＴ８に、Ｔｒａｎｋ「３」が付与されている。また、端末番号「６」，「９」及び「１０」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ６，ＣＴ９及びＣＴ１０に、Ｔｒａｎｋ「４」が付与されている。
また、図１５に図示されるテーブル２０１によれば、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３に、端末番号「１」が付与された通信端末ＣＴ１に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xa」に一致する停電時宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xa」が付与されている。また、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５に、端末番号「２」が付与された通信端末ＣＴ２に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xb」に一致する停電時宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xb」が付与されている。また、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７に、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xc」に一致する停電時宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xc」が付与されている。また、端末番号「４」及び「８」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ４及びＣＴ８に、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xe」に一致する停電時宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xe」が付与されている。また、端末番号「６」及び「１０」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ６及びＣＴ１０に、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xg」に一致する停電時宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xg」が付与されている。また、端末番号「９」が付与された通信端末ＣＴ９に、端末番号「８」が付与された通信端末ＣＴ８に付与されたアドレス「xx.xxx.xxx.xh」に一致する停電時宛先アドレス「xx.xxx.xxx.xh」が付与されている。
その結果として、図１６に図示されるように、電力系統３０の停電時は、端末番号「６」及び「１０」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ６及びＣＴ１０が、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７にデータを送信する。また、端末番号「９」が付与された通信端末ＣＴ９が、端末番号「８」が付与された通信端末ＣＴ８にデータを送信する。また、端末番号「４」及び「８」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ４及びＣＴ８が、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５にデータを送信する。また、端末番号「７」が付与された通信端末ＣＴ７が、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３にデータを送信する。また、端末番号「５」が付与された通信端末ＣＴ５が、端末番号「２」が付与された通信端末ＣＴ２にデータを送信する。また、端末番号「３」が付与された通信端末ＣＴ３が、端末番号「１」が付与された通信端末ＣＴ１にデータを送信する。また、端末番号「１」及び「２」がそれぞれ付与された通信端末ＣＴ１及びＣＴ２が、集約装置１２にデータを送信する。
図１７は、実施の形態３の通信端末を備えるマルチホップネットワークにおけるＴｒａｎｋを決定する方法を図示するフローチャートである。
図１７に図示されるステップＳ１３１においては、電力系統３０の停電時の通信経路の作成が開始される。
ステップＳ１３２においては、着目する通信端末に付与されているｒａｎｋの値が１であるか否かが判定される。ｒａｎｋの値が１であると判定された場合は、ステップＳ１３３が実行される。ｒａｎｋの値が１でないと判定された場合は、ステップＳ１３４が実行される。
ステップＳ１３３においては、着目する通信端末に付与されるＴｒａｎｋの値が着目する通信端末に付与されているｒａｎｋの値と同じ値に設定されて記憶される。
ステップＳ１３４においては、着目する通信端末に備えられる電力貯蔵器１２１の容量を示す予備電源容量が閾値未満であるか否かが判定される。予備電源容量が閾値未満である場合は、ステップＳ１３５が実行される。予備電源容量が閾値以上である場合は、ステップＳ１３３が実行され、着目する通信端末に付与されるＴｒａｎｋの値がｒａｎｋの値と同じ値に設定されて記憶される。ステップＳ１３５においては、着目する通信端末に付与されるＴｒａｎｋの値が着目する通信端末に付与されているｒａｎｋの値より低位の値に設定されて記憶される。例えば、着目する通信端末に付与されているｒａｎｋの値が３である場合は、着目する通信端末に付与されるＴｒａｎｋの値が４に設定されて記憶される。これらにより、着目する通信端末に付与されているｒａｎｋの値が１である場合は、予備電源容量が閾値未満であるか否かにかかわらず、Ｔｒａｎｋの値は１に設定される。これにより、ｒａｎｋ「１」が付与された通信端末が集約装置１２にデータを送信することができなくなることを抑制することができる。また、着目する通信端末に付与されているｒａｎｋの値が２であるか又は２より低位であり、予備電源容量が閾値以上である場合は、Ｔｒａｎｋの値はｒａｎｋの値に一致させられる。また、着目する通信端末に付与されているｒａｎｋの値が２であるか又は２より低位であり、予備電源容量が閾値未満である場合は、Ｔｒａｎｋの値はｒａｎｋの値より低位の値に設定される。
各通信端末１１ｘは、各通信端末１１ｘに付与されたＴｒａｎｋより高位のＴｒａｎｋが付与された通信端末にデータを送信する。このため、例えば、端末番号「４」が付与された通信端末ＣＴ４にｒａｎｋ「２」及びそれより低位のＴｒａｎｋ「３」が付与されている場合は、通信端末ＣＴ４の周囲の通信端末は、通信端末ＣＴ４に付与されたＴｒａｎｋ「３」と同じＴｒａｎｋ、又は高位のＴｒａｎｋを有するため、電力系統３０の停電を検出した場合に、通信端末ＣＴ４により送信されたデータを中継することがなくなる。これにより、電力系統３０の停電が発生している間に送信される停電通知の送信回数が１回ですむ。これにより、小さな予備電源容量を有する通信端末が電力系統３０の停電が発生している間に消費する電力量を削減することができる。
実施の形態３の発明によれば、実施の形態１の発明と同様に、電力系統３０の停電が発生し電力貯蔵器１２１により放電される第２の電力により無線部１０４が動作する場合に、無線通信の通信速度が第１の通信速度から第２の通信速度に速くなり、無線通信に要する時間を短縮することができる。このため、無線部１０４を動作させるために必要な電力量を削減することができ、電力貯蔵器１２１の容量を削減することができる。
加えて、実施の形態３の発明によれば、通常時の通信経路を定義するｒａｎｋ２１３に代えて用いられる、電力系統３０の停電時の通信経路を定義する複数のＴｒａｎｋ２１６が設定される、このため、マルチホップネットワーク１の既存のマルチホップネットワークルールにしたがいながら通信端末ＣＴ１－ＣＴ１０の消費電力量を削減することができ、電力貯蔵器１２１の容量を削減することができる。
なお、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
この発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。
１ マルチホップネットワーク、１１ 複数の通信端末、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，ＣＴ１，ＣＴ２，ＣＴ３，ＣＴ４，ＣＴ５，ＣＴ６，ＣＴ７，ＣＴ８，ＣＴ９，ＣＴ１０ 通信端末、１２ 集約装置、１３ 親局、３０ 電力系統、１０１ 通常電源部、１０２ 予備電源部、１０３ 切り替え部、１０４ 無線部、１０５ 制御部、１２１ 電力貯蔵器。

Claims (6)

  1. 電力系統から供給される第１の電力を供給する通常電源部と、
    電力貯蔵器を備え、前記電力貯蔵器により放電される第２の電力を供給する予備電源部と、
    マルチホップネットワークを構成する他の通信端末と無線通信を行い、前記無線通信の通信速度を第１の通信速度と前記第１の通信速度より速い第２の通信速度との間で切り替え、前記電力系統の停電が発生したことを示す停電通知を前記無線通信により送信する無線部と、
    前記無線部を動作させる電力を前記第１の電力と前記第２の電力との間で切り替える切り替え部と、
    前記電力系統の停電を検出した場合に、前記切り替え部に、前記無線部を動作させる電力を前記第１の電力から前記第２の電力に切り替えさせ、前記無線部に、前記無線通信の通信速度を前記第１の通信速度から前記第２の通信速度に切り替えさせ、前記無線部に、前記停電通知を送信させる制御部と、
    を備えるマルチホップネットワークを構成する通信端末。
  2. 前記制御部は、
    前記マルチホップネットワークを構成する複数の通信端末の通信経路を定義する設定値を記憶し、
    前記電力系統の停電を検出した場合に、前記設定値を、前記通信経路を第１の通信経路にする第１の設定値から前記通信経路を前記第１の通信経路と異なる第２の通信経路にする第２の設定値に切り替える
    請求項１のマルチホップネットワークを構成する通信端末。
  3. 前記第２の通信経路は、数珠つなぎ状である
    請求項２のマルチホップネットワークを構成する通信端末。
  4. 前記無線部は、
    前記電力系統の模擬停電が発生させられたことを示し前記電力系統の模擬停電が発生させられた停電発生時刻を含む模擬停電通知を前記無線通信により受信し、前記停電通知が送信されてくることを受信状態で待ち、前記受信状態で待つ間に前記停電通知を前記無線通信により受信し、
    前記制御部は、
    前記停電発生時刻と前記模擬停電通知が受信された停電通知受信時刻との時刻差から得られる待ち時間を得、
    前記電力系統の停電が発生した時刻から前記待ち時間が経過した時点に、前記無線部に、前記受信状態で待つことを開始させる
    請求項１から３までのいずれかのマルチホップネットワークを構成する通信端末。
  5. 前記制御部は、
    前記電力系統の停電を検出した場合に、前記マルチホップネットワークを構成する通信端末を、第１のモードから前記第１のモードの消費電力より低い消費電力を有する第２のモードに移行させ、
    前記無線部を動作させる電力が前記第１の電力から前記第２の電力に切り替えられてから経過した時間が設定された時間に達した場合に、前記切り替え部に、前記無線部を動作させる電力を、前記第２の電力から前記第１の電力に切り替えさせる
    請求項１から３までのいずれかのマルチホップネットワークを構成する通信端末。
  6. 請求項１から３までのいずれかのマルチホップネットワークを構成する通信端末を含むマルチホップネットワーク。
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