【手続補正書】
【提出日】平成16年9月3日(2004.9.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】        明細書
【発明の名称】    無線データ通信端末及び電波状態検出方法
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた無線データ通信端末であって、
他端末とデータ通信する時間帯以外に前記他端末との電波状態を検出することを特徴とする
無線データ通信端末。
【請求項２】
前記電波状態は、最強電界強度、電界強度の平均値、最低電界強度、電界強度の振れ幅状態の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする
請求項１記載の無線データ通信端末。
【請求項３】
システム内に存在しない仮想の呼出番号に対して発呼することを特徴とする
請求項１記載の無線データ通信端末。
【請求項４】
無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた無線データ通信端末であって、
他端末とデータ通信していない時間帯に試験電波を発し、当該試験電波からの受信状態を検出することを特徴とする無線データ通信端末。
【請求項５】
無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた複数の無線データ通信端末と、上位装置とからなる無線データ通信システムであって、
各端末がデータ通信していない時間帯に各端末から順に試験電波を発し、当該試験電波からの受信状態を記憶すると共に、データ通信時間帯もしくはデータ通信時間帯以外に当該電波状態を上位装置に送信することを特徴とする
無線データ通信システム。
【請求項６】
周辺の電波を周期的に検知する検知周期期間が設定されていることを特徴とする
請求項５記載の無線データ通信システム。
【請求項７】
無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた複数の無線データ通信端末からなる無線データ通信システムであって、
各端末がデータ通信していない時間帯に各端末から順に試験電波を発し、当該試験電波からの受信状態を記憶すると共に、データ通信時間帯もしくはデータ通信時間帯以外に当該電波状態を上位装置に送信することを特徴とする
電波状態検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電気、ガス、水道の計器あるいは自動販売機やＰＯＳ（販売時点情報管理）等の端末から上位装置にデータを送信する無線データ通信端末に関し、さらに詳しくは端末部間で試験電波を発して電波状態をチェックすることにより安定した通信ルートを確保する無線データ通信端末及び電波状態検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種の無線データの収集に際しては、１つのデータ収集ユニットと、これと無線で通信接続する複数の端末無線ユニットとを通信許容して設け、データ収集ユニットから各端末無線ユニットのそれぞれに順番にポーリングをかけて、検針値等の計測データを収集している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、現状のポーリングによるデータ収集方法では、予め設定された１つの専用の通信ルートを介してデータ収集する通信方法のため、突然電波状態が乱れて通信異常が発生した場合は通信不能になり、この結果、データ収集できなくなってしまう。
【０００４】
また近年、計測機器の需要増大に伴って多くの端末無線ユニットが利用されるようになり、新規の端末無線ユニットを必要とした場合に、追加される端末無線ユニット毎にプログラムの変更を必要とする問題を有していた。
【０００５】
そこでこの発明は、通信異常が発生しても別の通信ルートを確保して安定してデータ収集することができる無線データ通信端末及び電波状態検出方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた無線データ通信端末であって、他端末とデータ通信する時間帯以外に前記他端末との電波状態を検出することを特徴とする。
【０００７】
この結果、他端末との電波状態を検出できるため、端末の周辺に通信許容する他端末を検出した場合は、他端末との通信を可能にして別の通信ルートを設定することができる。したがって、予め定められた専用の１つの通信ルートだけでなく、複数の通信ルートを新設でき、通信異常が発生した場合は新たな通信ルートに切換えて通信ルートを確保することができる。
【０００８】
さらに、上記電波状態には、最強電界強度、電界強度の平均値、最低電界強度、電界強度の振れ幅状態の少なくともいずれか１つを含むことを特徴とする。
【０００９】
これにより端末間の電波状態を把握して的確に通信可否を判断することができる。
【００１０】
さらに、上記無線データ通信端末は、システム内に存在しない仮想の呼出番号に対して発呼することを特徴とする。
【００１１】
しかも、無線データ通信端末は、無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた無線データ通信端末であって、他端末とデータ通信していない時間帯に試験電波を発し、当該試験電波からの受信状態を検出することを特徴とする。
【００１２】
また、無線データ通信システムは、無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた複数の無線データ通信端末と、上位装置とからなる無線データ通信システムであって、各端末がデータ通信していない時間帯に各端末から順に試験電波を発し、当該試験電波からの受信状態を記憶すると共に、データ通信時間帯もしくはデータ通信時間帯以外に当該電波状態を上位装置に送信することを特徴とする。
【００１３】
さらに、上記無線データ通信システムは、周辺の電波を周期的に検知する検知周期期間が設定されていることを特徴とする。
【００１４】
またこの発明は、無線で他端末とデータを通信する通信機能を備えた複数の無線データ通信端末からなる無線データ通信システムであって、各端末がデータ通信していない時間帯に各端末から順に試験電波を発し、当該試験電波からの受信状態を記憶すると共に、データ通信時間帯もしくはデータ通信時間帯以外に当該電波状態を上位装置に送信することを特徴とする電波状態検出方法である。
【００１５】
この発明によれば、試験電波から求めた周辺の他端末との通信適否を上位装置に送信して管理できるため、上位装置は各端末間の通信に適したデータ収集経路を選択することができる。したがって、端末間の周辺電波状態が乱れて通信不能になった場合は、通信可能な別の通信ルートに設定変更して復旧する等の適切な処置を施すことができる。
【００１６】
また、上位装置は相互の端末間の通信状態から適正な通信ルートを新たに設定できるため、新規端末の追加があった場合は、その新規端末の設置場所に応じた通信に関する情報を記憶部から読出して、直ちに適切な通信ルートを新設することができ、新規端末が追加されてもプログラムを変更せずにそのまま運用できる。
【００１７】
また、電気、ガス、水道等の計器類からの検針データの収集、あるいは自動販売機の販売実績値の収集やＰＯＳ等からの売上げデータの収集に適用した場合は、電波の乱れによるデータ収集不良が解消されて信頼性の高い安定したデータ収集を行うことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。  
図１は家屋の電力消費量を自動検針する検針システム１１を示し、この検針システム１１は親局としての第１データ収集ユニットＵ1 と、家屋１２…毎に設置された子局（端局）としての第１〜第５端末無線ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ，Ｕｅとの通信を一括して行う無線通信機能を有し、それぞれＰＨＳ（パーソナル・ハンディホン・システム）のトランシーバモードで接続している。
【００１９】
この無線通信機能は各々の通信エリア毎に設置され、他の親局の第２データ収集ユニットＵ2 と、家屋１２…毎に設置された端局の第６〜第１０端末無線ユニットＵｆ，Ｕｇ，Ｕｈ，Ｕｉ，Ｕｊとが存在する場合は、同様に無線通信機能を有してＰＨＳのトランシーバモードで通信接続している。
【００２０】
また、通信接続される各家屋１２…間は立地条件によって定められた例えば２５ｄｂ〜５５ｄｂ程度の通信可能な２０ｄｂ以上の通信電界強度で通信接続されている。
【００２１】
親局の各データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 は、メインコントローラとして例えば電柱に設置され、上位のセンタ（基地局）１３側からの指令信号に基づいて検針値、ユニット呼出番号、その呼出時刻、端局経路（通信ルートＬ）情報等の検針データを収集し、この収集した検針データを折返しセンタ１３に返信するものであって、各データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 へは下位の端末無線ユニットＵｄ，Ｕｅから上位の端末無線ユニットＵｃ、あるいは下位の端末無線ユニットＵｊから中位の端末無線ユニットＵｉを介して上位の端末無線ユニットＵｆへとツリー構造の通信ルートＬを経由させて通信接続している。
【００２２】
各端局の端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊは、家屋１２…毎の電力消費量を検針する電力メータ１４…に設置されて、上位のデータ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 と無線で通信接続する。
【００２３】
この場合、データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 と分散された複数の第１〜第１０の端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊとの通信ルートＬに際しては、データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 の直下に直接通信接続される複数の上位の端末無線ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ、あるいはＵｆ，Ｕｇ，Ｕｈと、これ以降に枝分れして順次無線で通信接続される下位の端末無線ユニットＵｄ，Ｕｅ、あるいはＵｉ，Ｕｊとを有している。
【００２４】
そして、最も下位の端末無線ユニットからは、その１つ上位の端末無線ユニットを経由させた後、さらに１つ上位の端末無線ユニットを経由させて、下位から上位に吸上げる如くデータ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 へとデータを収集させる。このデータ収集機能により、分散された下位の端末無線ユニットからの検針データを上位の端末無線ユニットへと導き、これより各データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 へとデータ収集するツリー構造の通信ルートＬを確立している。
【００２５】
上位のセンタ１３は、営業所１５のサーバ（パーソナルコンピュータ）１６及びデータベース１７と通信接続し、サーバ１６からの送信指令にしたがって制御データをデータ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 及び端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊに送信し、また各端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊから収集された多くの検針データをデータベース１７に格納する。
【００２６】
図２は端末無線ユニットの制御回路ブロック図を示し、第１端末無線ユニットＵａを例にとると、この第１端末無線ユニットＵａのＣＰＵ２１は、第１フラッシュメモリ２２と、第２フラッシュメモリ２３に格納されたプログラムに沿って無線部２４及びメータＩ／Ｆ（インターフェース）２５を制御し、その制御データをＲＡＭ２６で読出し可能に記憶する。また、ＣＰＵ２１はメータＩ／Ｆ２５を介して端末無線ユニットの呼出番号毎に設けられた電力メータ１４の数値を定期的に読取る。
【００２７】
この場合、ＣＰＵ２１は予め設定された計測設定時間、例えば１５分間隔毎に電力メータ１４の検針値を計測して、この計測した検針値を第２フラッシュメモリ２３に記憶している。そして、この記憶した例えば１日分の検針データを１日１回、第１データ収集ユニットＵ1 に一括して送信する。
【００２８】
上位の第１データ収集ユニットＵ1 は、下位の端末無線ユニットＵａ…から送信されてきた検針データを受信し、送信元の各端末無線ユニットＵａ〜Ｕｅと、その検針データを対応させて記憶し、この記憶した検針データがサーバ１６に収集されて統率管理される。
【００２９】
ところで、各端末無線ユニットＵａ…はデータ通信していない時間帯に他の端末無線ユニットに向けて順に試験電波を発し、当該試験電波からの受信状態を記憶する電波状態の記憶ロジックを第１フラッシュメモリ２２に有し、ＣＰＵ２１により実行される。
【００３０】
これにより、試験電波から求めた周辺に位置する他の端末無線ユニットとの通信状態の適否を求めることができる。この結果を上位のデータ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 及びサーバ１６に送信して端末無線ユニット間の通信状態を管理できるため、サーバ１６から各端末無線ユニット間の通信に適した複数の通信ルートを決定でき、新規の通信ルートを容易に設定することができる。
【００３１】
このため、端末無線ユニット間の電波状態が乱れて通信不能になった場合は、通信可能な別の通信ルートに切換えて変更することができる。また、各ユニット間でデータ通信していない時間帯を選択して試験電波を発することにより、混信を避けて安定して通信することができる。
【００３２】
この結果、予め定められた正規の１つの通信ルートだけでなく、通信可能な端末無線ユニット数に応じた複数の通信ルートを新設することができ、通信異常が発生した場合は別の任意の通信ルートに切換えることができ、常に通信ルートを確保することができる。
【００３３】
また、端末無線ユニット間の通信可否の判断基準となる電波状態は、最強電界強度、最低電界強度、電界強度の振れ幅状態等をチェックすればよく、この判定結果により他のユニット間との電波状態及び通信可否を的確に判断することができる。
【００３４】
また、上位のサーバ１６にあっては相互のユニット間の通信状態のデータを収集管理しているため適正な通信ルートを容易に設定できる。このため、新規に端末無線ユニットの追加があった場合は、その新規の端末無線ユニットとその周辺の既存の端末無線ユニットとの設置場所に応じた電波状態に関する情報を読出して、直ちに適切な通信ルートを追加することができる。このため、新規の端末無線ユニットが追加されてもプログラムを変更せずにそのまま追加運用でき、プログラムの変更を省略することができる。また、正規の通信ルートの電波状態が乱れて通信異常が発生しても通信ルートを変更して確実にデータ収集できることから、データ収集不良を解消して信頼性の高い安定したデータ収集が得られる。
【００３５】
また、端末無線ユニットから試験電波を発して他の端末無線ユニットとの電波状態を確実に検知するには連続的に検知すればよいが、検知効率が悪いので端末無線ユニットの周辺の電波を周期的に検知する検知周期期間（チューニング期間）を設定し、その検知周期期間に各端末無線ユニットが必ず１回発呼するので検針システム内に存在しない仮想の呼出番号に対して発呼するロジックを作成している。
【００３６】
図３は仮想呼出タイミングのイメージ図を示し、例えば全７台の端末無線ユニットＵ31〜Ｕ37には呼出番号＜００１０＞〜＜００７０＞がそれぞれ付けられており、データ収集ユニットＵ30は登録設定済みの正規の端末無線ユニットＵ31〜Ｕ37以外の新規の端末無線ユニットとの通信を許容する仮想呼出構成を有している。この仮想呼出は２時間程度の一定周期毎に実行し、１日当り１２回行うことになる。
【００３７】
例えば、後述する図４に示すように、仮想呼出を検針周期１５分に組込んだ場合、呼出番号＜００１０＞の端末無線ユニットの１日の初回周辺電波の検知時間帯（１台当りの仮想呼出時間が1,8 秒に設定されているとき）は、自ユニットが発呼する時間帯（00:13:01,8〜00:13:03,7）以外のチューニング時間帯（00:13:00,0〜00:13:01,7と00:13:03,8〜00:14:59,9）となる。
【００３８】
図４は仮想呼出アルゴリズムの一例を示し、この仮想呼出したときの検針周期を１５分に設定した場合、その内訳は呼出応答する上り期間４１と、呼出指令する下り期間４２と、チューニング期間４３とを要する。
【００３９】
例えば、データ収集ユニット１台＜呼出番号００００＞、端末無線ユニットの設置数４９９台＜呼出番号００１０〜４４９０＞の場合、チューニング期間４３に全計ユニット５００台を割付けると、１台当りの仮想呼出時間は1.8 秒となる呼出時間が決定され、この1.8 秒の仮想呼出タイミングのアルゴリズムに基づいて自動的に仮想呼出を実行する。
【００４０】
このチューニング期間４３内に平均何デシベルの電界強度か等の電波状態のデータが測定される。これは各端末無線ユニットが他端末無線ユニットの通信をモニタリングし、これに基づいて周辺に位置する他端末無線ユニットの電界強度値を得る。
【００４１】
このような仮想呼出処理動作を図５のフローチャートを参照して説明する。今、各端末無線ユニットのＣＰＵ２１は、図４に示す仮想呼出アルゴリズムに基づいて仮想呼出タイミングを決定し（ステップｎ1 ）、
この決定された呼出タイミングになると（ステップｎ2 ）、
各端末無線ユニットは周辺の他の端末無線ユニットに対して試験電波を発し、仮想呼出を実行する。この仮想呼出に基づいて他端末無線ユニットからは通信時の電界強度等の通信に関するデータを応答し、この応答データを記憶する。また、この応答データを上位のデータ収集ユニット及びサーバ１６に送信して管理される。
【００４２】
この場合、ユニット間の電界強度を通信指標に設定し、この電界強度の平均値や振れ幅が通信基準値を満たしていれば、ユニット間の通信ルートを確保することができ、逆に電界強度の通信基準値を満たしていなければ、通信に不適な通信不可ルートと判定することができる。その後、正規の通信ルートに電波の乱れによる故障が発生して検針データを収集できないときは、別の通信ルートに切換えてデータ収集を実行する（ステップｎ3 ）。
【００４３】
上述のように、端末無線ユニットが他の端末無線ユニットとの通信状態を検出し、この検出した端末無線ユニットの通信状態から端末無線ユニット間における通信可否を正確に把握することができるため、新規の無線検針ユニットの追加があった場合は、その新規の端末無線ユニットに関する情報を電波状態から読出して適切な通信ルートを追加設定することができる。また、端末無線ユニット間の周辺電波状態が乱れたり、電波障害を有して通信不可ルートと判定された場合は、自動的に通信可能な別の通信ルートに変更する等の適切な処置を施すことができる。
【００４４】
この発明と、上述の一実施例の構成との対応において、
この発明の無線データ通信端末、他端末及び各端末は、実施例の第１〜第１０端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊ，Ｕ31〜Ｕ37に対応し、
以下同様に、
無線データ通信システムは、検針システム１１に対応し、
上位装置は、各データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 ，Ｕ30及びサーバ１６に対応するも、
この発明は請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、上述の一実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００４５】
例えば、上述の一実施例では電気消費量の検針値をデータ収集する場合を示したが、これに限らず、ガス、水道等の各種の機器使用量のデータ収集、あるいは自動販売機の販売実績値の収集やＰＯＳ等の売上データの収集に適用することができる。
【００４６】
また、各ユニットＵ1 ，Ｕ2 ，Ｕ30、Ｕａ〜Ｕｊ，Ｕ31〜Ｕ37間の通信及びセンタ１３やサーバ１６との通信に際しては、無線による通信に限らず、有線を利用することもできる。
【００４７】
【発明の効果】
この発明によれば、他端末との電波状態を検出できるため、端末の周辺に通信許容する他端末を検出した場合は、他端末との通信を可能にして別の通信ルートを設定することができる。したがって、予め定められた専用の１つの通信ルートだけでなく、複数の通信ルートを新設でき、通信異常が発生した場合は新たな通信ルートに切換えて通信ルートを確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  家屋の電力消費量を自動検針する検針システムの概略構成図。
【図２】  検針システムの制御回路ブロック図。
【図３】  各端末無線ユニットの仮想呼出タイミングのイメージ状態を示す説明図。
【図４】  仮想呼出時間の割付け状態を示す説明図。
【図５】  各端末無線ユニットの仮想呼出処理動作を示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…検針システム
１２…家  屋
１３…センタ
１４…電力メータ
１６…サーバ
Ｕ1 ，Ｕ2 ，Ｕ30…データ収集ユニット
Ｕａ〜Ｕｊ，Ｕ31〜Ｕ37…端末無線ユニット
Ｌ…通信ルート
２１…ＣＰＵ
２２…第１フラッシュメモリ
４３…チューニング期間