(57)【要約】【課題】データ通信を行っていないときに消費電流が大きくなった場合に、無線通信部を保護しながら電力消費を抑える。【解決手段】無線通信網４を通じて無線通信を行う無線通信部１３を制御する制御部１４は、データ通信を行っていないときに無線通信部１３の消費電流が所定電流より大きい場合、無線通信部１３とアンテナ２０とを切り離す。無線通信部１３は、無線通信ができなくなり、無線通信部１３の動作が停止したことになる。そして、制御部１４は、無線通信部１３の消費電流が所定電流より小さくなってから無線通信部１３の電源を切断する。【選択図】図２
2014107767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線通信網を利用してデータ通信を行い、電源によって動作する通信端末装置であって、前記無線通信網を通じて無線通信を行う無線通信部と、前記無線通信部を制御する制御部を備え、前記制御部は、データ通信を行っていないときに前記無線通信部の消費電流が所定電流より大きい場合、前記無線通信部の動作を停止させることを特徴とする通信端末装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記無線通信部とアンテナとの接続を切り離すことにより前記無線通信部の動作を停止させることを特徴とする請求項１記載の通信端末装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記無線通信部の消費電流が所定電流より小さくなってから前記無線通信部への電源を切断することを特徴とする請求項１または２記載の通信端末装置。
【請求項４】
前記制御部は、電源が電池であるか否かを判別し、電池の場合、電池の容量が所定容量より少ないとき、前記無線通信部の動作を停止させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の通信端末装置。
【請求項５】
センタ装置とデータ通信を行う通信端末装置において、前記制御部は、電池の容量が一定容量より多いとき、前記無線通信部の動作を開始させ、前記センタ装置に異常な消費電流の発生を通知することを特徴とする請求項４記載の通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信網を利用して、メータやセンサなどの端末機器の情報をセンタ装置に伝送する通信端末装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線データ通信システムでは、携帯電話網などの無線通信網を利用して、ガス、水道などのメータの検針値やセンサの検知情報をセンタ装置にデータ通信する。この通信システムにおいて、無線通信を行う通信端末装置が家庭や事業所に設置される。通信端末装置に、携帯電話事業者から提供される無線通信モジュールが実装される。通信端末装置は、メータ、センサなどの端末機器から情報を収集して、無線通信モジュールが無線通信網を通じてセンタ装置とデータ通信を行う。
【０００３】
通信端末装置の電源として、商用電源、電池のいずれかが用いられる。電池は、太陽電池によって充電される蓄電池も含む。通信端末装置は、検針時には電力を消費するが、ほとんどが待機状態であり、低消費電力となっている。そのため、通信端末装置は、電池による電力でも、長期間にわたり継続して動作可能となる。
【０００４】
しかし、電池の容量は有限である。無線通信を行う通信端末装置の消費電力の低減を図るために、例えば特許文献１には、通信データが条件を満たせば、ネットワークモジュールへの電力供給を定められた期間停止することが記載されている。このようにして、通信端末装置において自律的に電源制御を行うことにより、消費電力を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−５２１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
通信端末装置は通常、通信時以外は低消費電力であるが、無線通信網の基地局との電波状況等によって、通信端末装置の消費電流が長時間にわたり、断続的に多くなる場合がある。このような大きな電力消費があると、通信端末装置が電池で動作している場合、電池が消耗する。最悪の場合、通信端末装置が電源ダウンし、通信ができなくなるおそれがある。
【０００７】
そこで、通信端末装置は、データ通信を行っていないときに消費電流が大きい場合、自律的に電源制御を行う。無線通信モジュールへの電源供給を強制的に停止することにより、電力消費を防ぐことができる。しかし、無線通信モジュールがメモリの書込み動作を行っていた場合、電源が切断されると、無線通信モジュールのメモリの内容が異常になり、無線通信モジュールが破損するおそれがある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑み、データ通信を行っていないときに消費電流が大きくなった場合に、無線通信モジュールを保護しながら電力消費を抑えることができる通信端末装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、無線通信網を利用してデータ通信を行い、電源によって動作する通信端末装置であって、無線通信網を通じて無線通信を行う無線通信部と、無線通信部を制御する制御部を備えたものである。制御部は、データ通信を行っていないときに無線通信部の消費電流が所定電流より大きい場合、無線通信部の動作を停止させる。
【００１０】
データ通信を行っていないにもかかわらず、無線通信部の消費電流が大きい場合、無線通信部に異常電流が発生している。無線通信部の動作が停止することにより、異常電流が治まる。電池を電源として用いている場合、電池の消耗を防げる。
【００１１】
制御部は、無線通信部とアンテナとの接続を切り離すことにより無線通信部の動作を停止させる。アンテナとの接続が切り離されると、無線通信部は無線通信できなくなり、無線通信部の消費電流が低下する。また、制御部は、消費電流が所定電流より小さくなってから無線通信部への電源を切断する。消費電流が所定電流より小さくなったとき、無線通信は行われていない。このときに電源を切断することにより、無線通信部が破損することはない。
【００１２】
制御部は、電源が電池であるか否かを判別し、電池の場合、電池の容量が所定容量より少ないとき、無線通信部の動作を停止させる。電池の容量が少ないとき、異常電流によって電池が消耗し、無線通信部の電源ダウンが起こり、無線通信部が破損するおそれがある。このような場合に、無線通信部の動作を停止させることにより、電源ダウンを防げる。
【００１３】
制御部は、無線通信部を通じてセンタ装置とデータ通信を行い、制御部は、電池の容量が一定容量より多いとき、無線通信部の動作を開始させ、センタ装置に異常な消費電流の発生を通知する。電池の容量が一定容量より多いとき、無線通信部の異常電流が再発しても、電源ダウンを避けることができ、無線通信を確実に行える。
【００１４】
また、制御部は、電池の容量が所定容量より多いとき、無線通信部の動作を停止させない。制御部は、商用電源などの外部電源の場合、データ通信を行っていないときに無線通信部の消費電流が所定電流より大きくても、無線通信部の動作を停止させない。
【００１５】
制御部は、データ通信を行っていないときの無線通信部の消費電流が所定電流より大きくなったとき、無線通信部とアンテナとの接続を切り離し、無線通信部の消費電流が所定電流より低下すると、無線通信部への電源を切断せず、無線通信部の消費電流が所定電流より低下しない場合、電池の容量が所定容量より少ないとき、無線通信部への電源を切断する、あるいは無線通信部の消費電流が所定電流より小さくなるまで待って、無線通信部への電源を切断する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、データ通信を行っていないときに無線通信部に異常電流が流れたとき、無線通信部の動作を停止させることにより、電力消費を抑えることができる。電源が電池の場合、電池の消耗を防げる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の無線データ通信システムの全体構成図
【図２】通信端末装置の概略構成を示すブロック図
【図３】無線通信部の消費電流の変化を示す図
【図４】監視処理のフローチャート
【図５】停止処理のフローチャート
【図６】再開処理のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本実施形態の無線データ通信システムを図１に示す。本システムは、ホストコンピュータ１、センタ網制御装置（センタＮＣＵ）２からなるセンタ装置と通信端末装置３とが無線通信網４を介して無線通信可能に接続されて構成される。無線通信網４として、携帯電話網、ＰＨＳ網、無線ＬＡＮなどが利用される。
【００１９】
通信端末装置３は、住宅や事業所などに設置される。通信端末装置３には、ガス、水道、電気などの各種メータ、異常検知用のセンサといった端末機器５が接続される。なお、通信端末装置３に、複数の無線子機を接続してもよい。無線子機は、通信端末装置３と特定小電力無線、無線ＬＡＮなどによる無線通信を行う。
【００２０】
図２に示すように、通信端末装置３は、電源１０、電源部１１、メータインターフェース１２、無線通信部１３、制御部１４を備えている。通信端末装置３を動作させる電源１０は、商用電源（ＡＣ電源）１５、電池１６、太陽電池１７、燃料電池のいずれかを使用する。なお、太陽電池１７を使用する場合、蓄電部１８が設けられ、太陽電池１７が発電した電力が蓄電部１８に蓄えられ、夜間などの太陽電池１７の発電がないときでも、蓄電部１８から電源供給できるようになっている。
【００２１】
通信端末装置３は無線通信を行うので、構造物による電波障害の影響を受ける。これを避けるために、通信端末装置３は見通しのよい高所に設置されることが多い。そのため、商用電源１５の配線工事が困難な場合に、一次電池、二次電池などの電池１６あるいは太陽電池１７が使用される。なお、以降、電池１６および太陽電池１７を総称して、電池１６とする。
【００２２】
電源部１１は、電源１０からの電力を各部が動作するのに必要な電圧に変換し、各部に電源供給を行う。制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭから構成され、電源部１１からの電源供給によって動作し、通信端末装置３全体の制御を行う。また、電源部１１は、商用電源１５、電池１６のいずれが使用されているのかを検知して、制御部１４に通知する。制御部１４は、電池１６の容量を監視している。電池１６の容量が少なくなったとき、制御部１４は、電池１６の容量低下を報知する。
【００２３】
メータインターフェース１２は、通信端末装置３に接続された端末機器５と通信を行う。制御部１４は、メータインターフェース１２を介して端末機器５から検針値などの情報を収集したり、端末機器５に検針の指示などを行う。
【００２４】
無線通信部１３は、アンテナ２０を介して無線通信網４の基地局と所定の通信方式にしたがって無線通信を行う無線通信モジュールである。制御部１４は、無線通信部１３を通じてセンタ装置とデータ通信を行う。無線通信部１３への電源供給をオンオフする電源スイッチ２１が設けられる。制御部１４は、電源スイッチ２１を動作させて、無線通信部１３の動作を制御する。電源スイッチ２１がオフされると、無線通信部１３への電源が切断され、無線通信部１３は動作を停止する。
【００２５】
アンテナ２０と無線通信部１３との間に、アンテナ２０と無線通信部１３との接続／切離しを行うアンテナスイッチ２２が設けられる。なお、この切り離しは、電気的な接続を切断するものである。アンテナスイッチ２２のオンオフは、制御部１４により制御される。アンテナスイッチ２２がオフされると、無線通信部１３からアンテナ２０が切り離され、無線通信部１３は無線通信を行えなくなる。すなわち、無線通信部１３は動作を停止する。アンテナスイッチ２２がオンされると、アンテナ２０と無線通信部１３とが接続され、無線通信部１３は無線通信を行える。
【００２６】
そして、無線通信部１３の消費電流を検知する電流検知部２３が電源部１１と無線通信部１３との間に設けられる。制御部１４は、電流検知部２３からの出力に基づいて無線通信部１３の消費電流を監視する。消費電流が異常な場合、制御部１４は、無線通信部１３の動作を停止させる。
【００２７】
通信端末装置３がセンタ装置とデータ通信を行っているとき、無線通信部１３は基地局との間で無線通信を行う。このとき、図３に示すように、データ通信中のｔ１−ｔ２区間では、無線通信部１３の消費電流が大きくなる。通信端末装置３がデータ通信を行っていないｔ０−ｔ１、ｔ２−ｔ３区間では、無線通信部１３は待機状態にあり、消費電流は小さい。
【００２８】
ところで、無線通信網４の基地局との電波状況により、通信端末装置３がデータ通信を行っていないときであっても、無線通信部１３が動作して、大きな消費電流が断続的に生じることがある（ｔ３−ｔ４区間）。この無線通信部１３の独自の動作は基地局との通信によって起こるものであり、制御部１４はこの動作を制御することができない。電源１０が商用電源１５を使用している場合、大きな消費電流があっても、電力容量的には問題はない。しかし、容量が有限の電池１６を使用している場合、電池１６が早く消耗したり、電池１６の容量不足となって、電源ダウンし、無線通信が行えなくなる。
【００２９】
そこで、制御部１４は、データ通信を行っていないときに消費電流が大きくなった場合に、無線通信部１３の動作を停止させて、電池の電力消費を抑える。このような異常な電力消費に対する監視処理を図４〜６にしたがって説明する。通信端末装置３が動作を開始したとき、制御部１４は、使用される電源１０を確認する（Ｓ１）。商用電源１５が使用されているとき、消費電流が大きくても電源ダウンが生じることはないので、制御部１４は、監視処理を行わない。
【００３０】
電池１６が使用されているとき、制御部１５は、データ通信の有無を確認する（Ｓ２）。データ通信中のとき、制御部１４は、監視処理を終了する。データ通信が行われていないとき、制御部１４は、無線通信部１３の消費電流をチェックする。制御部１４は、電流検知部２３を通じて無線通信部１３の消費電流を監視しており、消費電流が所定電流ＩＨより大きいか否かを判定する（Ｓ３）。無線通信部１３の消費電流が所定電流ＩＨより小さい場合、制御部１４は、監視処理を終了する。無線通信部１３の消費電流が所定電流ＩＨより大きい場合、制御部１４は、異常電流が発生していると判断して、無線通信部１３の停止処理を実行する（Ｓ４）。
【００３１】
図５に示すように、停止処理において、制御部１４は、アンテナスイッチ２２をオフする（Ｓ１１）。アンテナ２０が無線通信部１３から切り離される。無線通信部１３は、正常な無線通信を行えなくなる。制御部１４は、無線通信部１３の消費電流をチェックし、消費電流が低下したかを確認する（Ｓ１２）。すなわち、制御部１４は、消費電流が所定の下限電流ＩＬより小さくなったかを判定する。なお、ＩＬ＜ＩＨとされる。
【００３２】
消費電流が所定の下限電流ＩＬ以下であるとき、制御部１４は、停止処理を終了する。このように、アンテナ２０を切り離すことにより、電波状況が悪くなるだけであるので、無線通信部１３は、基地局との通信ができなくなり、無線通信部１３の消費電流が低くなる。したがって、無線通信部１３の動作が実質的に停止したことになる。無線通信部１３には、電源供給が行われているので、無線通信部１３は正常に動作しており、無線通信部１３に破損等の異常を来すことはない。
【００３３】
消費電流が所定の下限電流ＩＬより大きいとき、制御部１４は、電池１６の容量をチェックして、電池１６の残容量が所定容量ＰＬより少ないかを確認する（Ｓ１３）。電池１６の容量が所定容量ＰＬ以下の場合、制御部１４は、電池１６の残容量が少ないと判断して、ただちに電源スイッチ２１をオフする（Ｓ１５）。無線通信部１３への電源供給が断たれ、無線通信部１３は動作を停止する。
【００３４】
電池１６の容量が所定容量ＰＬより大きい場合、制御部１４は、無線通信部１３の消費電流が低下したかを確認する（Ｓ１４）。すなわち、制御部１４は、消費電流が所定の下限電流ＩＬより小さくなったかを判定する。
消費電流が所定の下限電流ＩＬより大きいとき、すぐに電源ダウンが生じることはないので、消費電流が低下するのを待つ。そこで、制御部１４は、電池１６の容量が所定容量ＰＬより大きいことを確認してから、無線通信部１３の消費電流が所定の下限電流ＩＬより小さくなったかを確認する。
【００３５】
無線通信部１３の消費電流が所定の下限電流ＩＬ以下になったとき、制御部１４は、電源スイッチ２１をオフする（Ｓ１５）。すなわち、図３における、消費電流が下限電流ＩＬより小さくなったｔ５のときに、無線通信部１３への電源供給が断たれ、無線通信部１３は動作を停止する。このとき、無線通信部１３の消費電流は０となり、無線通信部１３での電力消費をなくせる。このように、無線通信部１３の消費電流が小さいとき、消費電流が大きい場合に比べて、無線通信部１３の動作が少ない。したがって、消費電流が小さくなるのを待ってから強制的に電源１０を切断しても、無線通信部１３が誤動作する可能性は低く、無線通信部１３の破損を防いで、無線通信部１３を保護できる。
【００３６】
上記のように、無線通信部１３に異常電流が生じて、無線通信部１３の動作が停止した後、データ通信を行うためには、無線通信部１３を再動作させなければならない。制御部１４は、無線通信部１３の停止後、一定時間経過したら無線通信部１３を再動作させる再開処理を実行する。なお、一定時間経過する前に、通信端末装置３がセンタ装置とデータ通信する必要が生じたとき、すぐに再開処理が実行される。
【００３７】
再開処理として、図６に示すように、制御部１４は、無線通信部１３の動作を停止させてから一定時間経過したときに、電池１６の容量をチェックする（Ｓ２１）。電池１６の容量が一定容量ＰＨより小さい場合、制御部１４は、電池１６の容量不足と判断して、再開処理を終了する。なお、ＰＨ＞ＰＬとされる。電池１６の残容量が少ないときに、無線通信部１３が動作すると、無線通信部１３における異常電流が再発したとき、電源ダウンが起こる可能性がある。このようなことを防ぐために、無線通信部１３の再動作が行われない。制御部１４は、電池１６の容量不足を報知して、交換、充電等の対処を促す。電池１６の交換などによって、電池１６の容量が回復すると、再開処理が行われる。
【００３８】
電池１６の容量が一定容量ＰＨ以上であるとき、無線通信部１３における異常電流が再発しても、電池１６の残容量が十分にあるので、無線通信部１３の電源ダウンを避けることができる。そこで、制御部１４は、アンテナスイッチ２２をオンする（Ｓ２２）。アンテナ２０と無線通信部１３とが接続される。さらに、制御部１４は、電源スイッチ２１をオンする（Ｓ２３）。無線通信部１３への電池１６からの電源供給が開始される。無線通信部１３は正常な無線通信を行えるようになる。図３における無線通信部１３の動作を停止させたｔ５から一定時間経過したｔ６のとき、無線通信部１３は動作を開始する。無線通信部１３の動作により、消費電流が増える。
【００３９】
無線通信部１３が再動作すると、制御部１４は、無線通信部１３における異常電流の発生をセンタ装置に通知する（Ｓ２４）。センタ装置は、通信端末装置３とデータ通信を行い、異常電流の発生の通知を受ける。この通知に応じて、通信端末装置３の設置場所を移動させるなどの処置を行う。電波状況が改善することにより、異常電流の再発の防止を図ることができる。
【００４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。上記の監視処理は、通信端末装置３の動作中、随時行われる。例えば、センタ装置とのデータ通信が終了した後、制御部１４は、定期的に監視処理を実行する。あるいは、制御部１４は、無線通信部１３の消費電流を常時監視する。消費電流が所定電流ＩＨより大きくなったことが検知されたとき、制御部１４は、監視処理を実行する。
【００４１】
停止処理において、アンテナ２０を切り離すことなく、消費電流が所定電流より小さくなってから無線通信部１３への電源１０を切断してもよい。制御部１４は、異常な消費電流の発生を検知したとき、まず無線通信部１３に動作を停止するように指令する。無線通信部１３の消費電流が低下したとき、制御部１４は、電源スイッチ２１をオフして、無線通信部１３への電源を切断する。
【００４２】
以上の通り、本発明の通信端末装置３は、無線通信網４を利用してセンタ装置とデータ通信を行い、電源１０によって動作するものであって、無線通信網４を通じて無線通信を行う無線通信部１３と、無線通信部１３を制御する制御部１４を備えている。制御部１４は、データ通信を行っていないときに無線通信部１３の消費電流が所定電流より大きい場合、無線通信部１３の動作を停止させる。無線通信部１３に異常電流が発生している。無線通信部１３の動作が停止することにより、異常電流が治まる。電池１６を電源として用いている場合、電池１６の消耗を防げる。
【００４３】
制御部１４は、無線通信部１３とアンテナ２０との接続を切り離すことにより無線通信部１３の動作を停止させる。アンテナ２０が切り離されると、無線通信部１３は無線通信できなくなり、無線通信部１３の消費電流が低下する。また、制御部１４は、消費電流が所定電流より小さくなってから無線通信部１３への電源を切断する。無線通信が行われていないときに無線通信部１３に供給される電源を切断することができ、無線通信部１３の破損を防止できる。
【００４４】
制御部１４は、電源１０が電池１６であるか否かを判別し、電池１６の場合、電池１６の容量が所定容量より少ないとき、無線通信部１３の動作を停止させる。この場合、電池１６が消耗して、電源ダウンのおそれがあるので、無線通信部１３の動作が停止することにより、消費電流が減る。したがって、電源ダウンになることを防げ、無線通信部１３の破損を防止できる。制御部１４は、電池１６の容量が所定容量より多いとき、無線通信部１３の動作を停止させない。また、制御部１４は、商用電源１５などの外部電源の場合、データ通信を行っていないときに無線通信部１３の消費電流が所定電流より大きくても、無線通信部１３の動作を停止させない。電源１０の容量が十分にある場合、電源ダウンは起きないので、無線通信部１３の動作を停止させなくてもよい。
【００４５】
電池１６の容量が少ないとき、異常電流によって電池が消耗し、無線通信部１３の電源ダウンが起こり、無線通信部１３が破損するおそれがある。このような場合に、無線通信部１３の動作を停止させることにより、電源ダウンを防止でき、無線通信部１３を保護できる。
【００４６】
制御部１４は、電池１６の容量が一定容量より多いとき、無線通信部１３の動作を開始させ、センタ装置に異常な消費電流の発生を通知する。この通知により、通信端末装置３の移動による電波状況の改善といった、異常電流の原因を回避する対策を取ることができる。
【００４７】
制御部１４は、データ通信を行っていないときの無線通信部１３の消費電流が所定電流より大きくなったとき、無線通信部１３とアンテナ２０とを切り離し、無線通信部１３の消費電流が所定電流より低下すると、無線通信部１３への電源を切断せず、無線通信部１３の消費電流が所定電流より低下しない場合、電池１６の容量が所定容量より少ないとき、無線通信部１３の電源を切断する、あるいは無線通信部１３の消費電流が所定電流より小さくなるまで待って、無線通信部１３への電源を切断する。このようにアンテナ２０の切り離し、電源１０の切断を状況に応じて順に行うことにより、安全に無線通信部１３の動作を停止させることができ、無線通信部１３を保護できる。
【符号の説明】
【００４８】
３    通信端末装置
４    無線通信網
５    端末機器
１０    電源
１１    電源部
１３    無線通信部
１４    制御部
１５    商用電源
１６    電池
１７    太陽電池
２０    アンテナ
２１    電源スイッチ
２２    アンテナスイッチ
２３    電流検知部
【図１】
2014107767.tif 000003
【図２】
2014107767.tif 000004
【図３】
2014107767.tif 000005
【図４】
2014107767.tif 000006
【図５】
2014107767.tif 000007
【図６】
2014107767.tif 000008