(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力損失の検出に応じて電力損失メッセージを構成する電源異常検出システム（２４、４２）と、
ネットワークを介してメッセージを送信するための通信システム（２６、４４）であって、
前記電力損失メッセージを高優先度メッセージとして優先順位付けするための優先順位付けシステム（２８、４８）と、
前記電力損失メッセージが低優先度メッセージの前に送信されることを確実にするキューイング・システム（３１、５０）と、を備える通信システム（２６、４４）と、を備え、
前記電力損失メッセージは暗号化部分および未暗号化部分を含み、前記優先順位付けシステム（２８、４８）は、受信メッセージの未暗号化部分に記憶されたインジケータを検査して前記受信メッセージが電力損失メッセージであるか否かをバック・アップ電源の電力を使用して判定する、
高度検針インフラストラクチャ（ＡＭＩ）（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項２】
前記ＡＭＩ利用可能装置（２２、４０）はメータ（５０）を備え、前記低優先度メッセージはメータ・データを含む請求項１に記載のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項３】
前記キューイング・システム（３１）は高優先度キュー（３２）および低優先度キュー（３４）を含む請求項１または２に記載のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項４】
前記キューイング・システム（５０）は、高優先度メッセージおよび低優先度メッセージの両方を取り扱うための単一キューを含む請求項１乃至３のいずれかに記載のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項５】
前記通信システム（２６、４４）はさらに、他のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）からメッセージを受けて送るための受信システム（３８、４６）を備え、前記優先順位付けシステム（２８、４８）は、受信した電力損失メッセージを高優先度メッセージとして優先順位付けする請求項１乃至４のいずれかに記載のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項６】
コンデンサである前記バック・アップ電源を備え、
前記優先順位付けシステム（２８）は、複数の高優先度メッセージを優先順位付けするための相対的優先順位付けシステム（３０）を備える請求項１乃至５のいずれかに記載のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項７】
前記複数の高優先度メッセージは、前記複数の高優先度メッセージのそれぞれが渡る装置の数に基づいて優先順位付けされる請求項６に記載のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項８】
前記キューイング・システム（３１、５０）は送信キューおよび受信キューを含む請求項１乃至７のいずれかに記載のＡＭＩ（１０）利用可能装置（２２、４０）。
【請求項９】
高度検針インフラストラクチャ（ＡＭＩ）（１０）装置（２２、４０）に付随するデータを通信するための通信システム（２６、４４）であって、
電力損失メッセージを識別する電源異常検出システム（２４、４２）と、
前記電力損失メッセージを高優先度メッセージとしてバック・アップ電源の電力を使用して優先順位付けする優先順位付けシステム（２８、４８）と、
前記高優先度メッセージがすべての低優先度メッセージの前に前記バック・アップ電源の電力を使用して送信されることを確実にするキューイング・システム（３１）と、を備え、
前記高優先度メッセージは暗号化部分および未暗号化部分を含み、前記未暗号化部分に記憶されたインジケータが電力損失メッセージを含む、通信システム（２６、４４）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に、公共送電網での電力損失状況の管理に関し、より詳細には、高度検針インフラストラクチャでの電力損失状態の間に送信されるデータ・パケットの優先順位付けに関する。
【背景技術】
【０００２】
公共送電網内で電力損失状態が発生したときはいつも、ヘッド・エンドのもとへ電力損失を即時に通知することが、できるだけ遅れずに問題を修正すべき場合には重要である。高度検針インフラストラクチャ（ＡＭＩ）では、メータおよび他の装置が通常、何らかのタイプの通信システム（たとえば、無線インターネット接続、セルラー電話など）を備えており、データを送るネットワーク内のノードとして働くことが多い。このような通信システムによって、装置は、とりわけ、電力損失状況を報告することができる。しかし、装置（たとえばメータ）は、非常に時間が限られたバックアップ電源（たとえば、超コンデンサ）のみを備えていることが多い。したがって、このような装置は、電力損失状態を送信する時間が非常に短い。
【０００３】
メッシュ・ネットワークでは、メータは、データ源として働くだけでなく、すべてのタイプのデータ（たとえば、ステータス・メッセージ）の中継を担うルータとしても働く。したがって、電力損失の間に、送信しなければならない場合がある複数のパケットが生じる場合があるが、すべてのパケットを送信する十分な電力がない場合がある。複数のノードが電力損失を受ける場合、電力損失データをネットワークを通して送ることができる前に何らかの数の装置が電源オフすることがあるため、電力損失データを効果的に通信するメッシュ・ネットワークの能力がさらに小さくなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
公共送電網での電力損失状況の管理を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
電力損失メッセージをソース・メータへ伝えるパケットにより高い優先度を割り当てる検針インフラストラクチャが記載されている。電力損失パケットの送信をより高い優先度へ移して、複数のパケットを送信しなければならない場合に対処する。
【０００６】
一態様においては、本発明によって、電力損失の検出に応じて電力損失メッセージを構成する電源異常検出システムと、ネットワークを介してメッセージを送信するための通信システムであって、電力損失メッセージを高優先度メッセージとして優先順位付けするための優先順位付けシステムと、電力損失メッセージが低優先度メッセージの前に送信されることを確実にするキューイング・システムと、を備える通信システムと、を備える高度検針インフラストラクチャ（ＡＭＩ）利用可能装置が提供される。
【０００７】
別の態様においては、本発明によって、高度検針インフラストラクチャ（ＡＭＩ）装置においてメッセージを処理するための非一時的なコンピュータ読取可能な記憶媒体上に記憶されるプログラム製品であって、電力損失の検出に応じて電力損失メッセージを認識するプログラム・コードと、メッセージを優先順位付けするためのプログラム・コードであって、電力損失メッセージは高優先度メッセージとして優先順位付けされる、プログラム・コードと、電力損失メッセージが低優先度メッセージの前に送信されることを確実にするプログラム・コードと、を含むプログラム製品が提供される。
【０００８】
さらなる態様においては、本発明によって、高度検針インフラストラクチャ（ＡＭＩ）装置に付随するデータを通信するための通信システムであって、電力損失メッセージを識別する電源異常検出システムと、電力損失メッセージを高優先度メッセージとして優先順位付けする優先順位付けシステムと、電力損失メッセージがすべての低優先度メッセージの前に送信されることを確実にするキューイング・システムと、を備える通信システムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態によるＡＭＩの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態によるメッセージを優先順位付けすることができるＡＭＩ利用可能装置の概略図である。
【図３】本発明の別の実施形態によるメッセージを優先順位付けすることができるＡＭＩ利用可能装置の概略図である。
【図４】本発明の一実施形態による高および低優先度キューを用いるインフラストラクチャの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１に、例示的な高度検針インフラストラクチャ（ＡＭＩ）１０を示す。インフラストラクチャ１０は、インフラストラクチャ１０内で動作できるようにされた複数の装置を、メッシュ・ネットワークを用いて接続している。複数の装置は、たとえば、メータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅ、ルータ１６、１８、およびヘッド・エンド２０の組である。当然のことながら、ＡＭＩ１０は、単純化したインフラストラクチャを示しており、実際に実施する場合には、数百または数千の装置（たとえば、図１には具体的には示していない装置）を備えていても良い。加えて、メッシュ・ネットワークとして示しているが、当然のことながら、任意のタイプのネットワーク・インフラストラクチャを実施することができる。たとえば、ポイント・ツー・ポイント、イーサネット（商標）、電力線搬送（ＰＬＣ）、セルラー、ウィマックス（ＷｉＭａｘ）などである。図示したように、各メータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１２ｅは、対応する通信システム１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅを備えており、これらは、メッシュ・ネットワーク内の送信および／または受信ノード（すなわち、ルータ）としての機能を果たすことができる。本明細書でより詳細に説明するように、各通信システム１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ、１４ｅは、データ通信を優先順位付けするためのメカニズムを備えており、より詳細には、メッシュ・ネットワーク内の１または複数のノードで発生する電力損失状態を含むデータ・メッセージに高優先度を割り当てるためのシステムを備えている。
【００１１】
図２に、このような能力を有するＡＭＩ利用可能装置２２（たとえばスマート・メータ）の例示的な実施形態を示す。図示したように、ＡＭＩ利用可能装置２２は、ＡＭＩ利用可能装置２２の場所での電源異常状態を検出するための電源異常検出システム２４と、受信システム３８、送信システム３６、およびキューイング・システム３１を用いてデータ・パケットを通信するための通信システム２６と、を備えている。一実施形態においては、電源異常検出システム２４は、物理的な電力損失を検出するハードウェアおよび／またはソフトウェアの任意の組み合わせ（たとえば、電力がオフのときにバイナリ１を出力するゲート回路）を含んでいても良い。別の実施形態においては、電源異常検出システム２４は単に、付随する装置から生成される電力損失メッセージを識別するハードウェアおよび／またはソフトウェアの組み合わせを含んでいても良い。たとえば、メッセージの入力または一部を電力損失状態に付随していると解釈するコンピュータ・プログラム、ＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）デバイス、またはＮＩＣである。受信システム３８は、データ・パケットを、ＡＭＩ利用可能装置２２自体からまたはネットワーク内の他の装置から受信することができる。たとえば、ＡＭＩ利用可能装置２２が電力使用メータを含んでいる場合、受信システム３８を、電力使用に関するメータ・データを受信するように構成することができる。さらに、受信システム３８を、メッシュ・ネットワーク内に送る目的で近くのメータからデータを（たとえば無線信号を介して）受信するように構成しても良い。送信システム３６は、ＡＭＩ利用可能装置２２からのデータをネットワークに送信することを担う。任意のタイプの装置またはシステムを用いてデータを受信および送信しても良い。たとえば、モデム、セルラー・デバイス、ルータなどである。
【００１２】
通信システム２６はさらに、データ・パケットをキューイング・システム３１内の高優先度キュー３２または低優先度キュー３４を優先順位付けするための優先順位付けシステム２８を備えている。データ・パケットは、インジケータ（たとえば、優先度インジケータ・ビット）を用いて、メッセージが電力損失状態を含んでいるか否かを示しても良い。一実施形態においては、メッセージが暗号化部分および未暗号化部分を含み、電力損失情報およびまたはインジケータ・ビットをメッセージの未暗号化部分内に記憶して処理オーバヘッドを減らしても良い。別の実施形態においては、メッセージ全体を暗号化して安全な電力損失通知を実現しても良い。
【００１３】
高優先度キュー３２を用いて、電力損失メッセージを含むデータ・パケットを保持する。たとえば、電力損失が検出されたら、電源異常検出システム２４は、適切な電力損失メッセージを、優先度インジケータ・ビットをターン・オンした状態で通信システム２６へ転送して、ネットワークを介してヘッド・エンドへ送信することを図る。受信したら、優先順位付けシステム２８は、優先度インジケータ・ビットを調べ、ビットがターン・オンされていることを認識して、電力損失メッセージを高優先度キュー３２内に置く。逆に、通常動作の間に送受信されたデータ・パケット（たとえば、メータ・データ）は、低優先度キュー３４内に置く。送信システム３６は、データ・パケットがいつ到着したかに関係なく、高優先度キュー３２からのデータ・パケットを最初に処理および送信する。
【００１４】
結果的に、ＡＭＩネットワーク・デバイス２２で電力損失が発生した場合、通信システム２６は、データ・パケットを送信するバック・アップ電源が数秒しかない場合がある。電源異常メッセージが高優先度キュー３２内に置かれるため、メッセージの送信が成功する可能性が非常に高くなる。同様に、受信システム３８が近くの装置から電源異常メッセージを受信する場合、そのメッセージも高優先度キュー３２内に置かれるため、ネットワーク崩壊前に送信が成功する可能性が高くなる。
【００１５】
相対的優先順位付けシステム３０を用いて、高優先度キュー３２内の複数のメッセージを優先順位付けしても良い。たとえば、複数の電力損失メッセージの中のある電力損失メッセージに比較的高い優先度を割り当てることを、メッセージが渡った（すなわち、「跳び」回った：“ｈｏｐｐｅｄ”）装置の数に基づいて行なっても良い。このような実施形態では、優先度ビットの組を用いて、電力損失メッセージを識別するだけでなく、パケットが移動した跳びの数を示すこともできる。こうして、電力を損失した最も遠いノードを、電力不足によってメッシュが崩壊する前に決定することができる。他の状況では、跳び数が最も少ないパケットを、より高い優先度に対して用いることができる。他の状況では、先入れ先出し処理を用いることができる。これを監視するために、優先度ビットの組には、たとえばメッセージが装置によって処理される度に増加するｎ−ビット・フィールドを含めることができる。
【００１６】
図３に、キューイング・システムが単一キュー５０を含む代替的な実施形態を示す。この場合に、ＡＭＩ利用可能装置４０が電源異常検出システム４２と通信システム４４とを備え、通信システム４４は受信システム４６と送信システム５２とを有していることは、図２を参照して説明したことと同様である。しかし、ＡＭＩ利用可能装置４０は、単一キュー５０および優先順位付けシステム４８を用いている。優先順位付けシステム４８は、キュー５０の先頭における電源異常メッセージを、すべての他のデータ・パケットよりも優先させるように構成されている。複数の電源異常メッセージがキュー５０内に置かれている場合には、優先順位付けシステム４８は、パケットが移動した跳び数などに基づいてこれらのメッセージを優先順位付けするための任意のアルゴリズム（たとえば、先入れ先出し）を用いることができる。
【００１７】
なお、ＡＭＩ利用可能装置２２、４０は１または複数の別個の構成部品を用いて実施しても良い。たとえば、電源異常検出検出システム４２を、たとえばメータ内で実施しても良く、一方で、通信システム２６を、メータと一体化したネットワーク・インターフェース・コントローラ（ＮＩＣ）内で実施しても良い。あるいは、電源異常検出システム４２および通信システム２６を、単一の装置たとえばメータまたはＮＩＣ内で完全に実施しても良い。
【００１８】
なお、図２および３に記載したキューイング・システムは、受信キューおよび送信キューの一方または両方を含むように実施しても良い。図４に、受信（ＲＸ）および送信（ＴＸ）キューの両方を用いることを示すインフラストラクチャを示す。実施形態には、３つの装置、メータ５１、メッシュ・ノード５２、およびテイク・アウト・ポイント５４が含まれている。図示したように、メータ５１は、電力損失メッセージを送信するための高優先度送信キュー５６と、メータ・データを送信するための低優先度送信キュー５８とを備えている。メッシュ・ノード５２は、電力損失メッセージを受信するための高優先度受信キュー６０と、メータ・データを受信するための低優先度受信キュー６２とを備えている。メッシュ・ノード５２はまた、電力損失メッセージを送信するための高優先度送信キュー６４と、メータ・データを送信するための低優先度送信キューとを備えている。テイク・アウト・ポイント５４は、電力損失メッセージを受信するための高優先度受信キュー６８と、メータ・データを受信するための低優先度受信キュー７０とを備えている。図に示すように、このインフラストラクチャによって、電力損失メッセージがテイク・アウト・ポイント５４に達する可能性を最も高くすることができる。
【００１９】
本発明の技術的効果には、電力損失メッセージをソース・メータに伝えるパケットに優先度を割り当てるメカニズムが含まれている。これらのより高い優先度パケットの送信を、高優先度キュー、または共有キューの先頭のいずれかに移す。電力損失パケットの表示をパケットの未暗号化部分に設けることができ、その結果、メカニズムは、パケットを迅速に認識して適切なキューに処理することを、復号化を必要とせずに行なうことができる。
【００２０】
本発明の種々の実施形態においては、本明細書で説明したシステムおよび方法の態様を、完全にハードウェア実施形態、完全にソフトウェア実施形態、またはハードウェアおよびソフトウェア要素の両方を含む実施形態の形で実施することができる。一実施形態においては、処理機能をソフトウェアで実施しても良い。ソフトウェアは、たとえば、限定することなく、ファームウェア、常駐ソフトウェア、マイクロコードなどである。
【００２１】
さらに、処理機能は、コンピュータまたは任意の命令実行システム（たとえば、処理装置）によって用いるかまたはそれと共に用いるためのプログラム・コードを与えるコンピュータ利用可能またはコンピュータ読取可能な媒体からアクセス可能なコンピュータ・プログラム製品という形を取ることができる。この説明の目的上、コンピュータ利用可能またはコンピュータ読取可能な媒体は、コンピュータ、命令実行システム、機器によって用いるかまたはそれらと共に用いるためのプログラムを収容または記憶することができる任意のコンピュータ読取可能な記憶媒体とすることができる。さらなる実施形態を、コンピュータ、命令実行システム、機器、または装置によって用いるかまたはそれらと共に用いるためのプログラムを通信するか、伝搬するか、または運ぶことができるコンピュータ読取可能な伝送媒体（または伝搬媒体）上で具体化しても良い。
【００２２】
コンピュータ読取可能な媒体は、電子、磁気、光学、電磁気、赤外、または半導体システム（もしくは機器もしくは装置）とすることができる。コンピュータ読取可能な媒体の例としては、半導体または固体メモリ、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、固い磁気ディスク、および光ディスクが挙げられる。光ディスクの現在の例としては、コンパクト・ディスク−読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクト・ディスク−読み出し／書き込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、およびデジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）が挙げられる。
【００２３】
いずれにしても、本明細書で説明したＡＭＩ利用可能装置としては、インストールされたプログラム・コードを実行することができる１または複数の汎用コンピューティング製品（たとえば、コンピューティング・デバイス）を挙げることができる。本明細書で用いる場合、当然のことながら、「プログラム・コード」の意味は、任意の言語、コード、または表記法で表した命令の任意の収集物であって、コンピューティング・デバイスに、特定の機能を直接的に実行するかまたは以下のものの任意の組み合わせの後で実行する情報処理能力を所有させる収集物である。（ａ）別の言語、コード、または表記法への変換、（ｂ）異なる具体的形式での再現、および／または（ｃ）復元。この点で、本明細書で説明したシステムおよび装置は、システム・ソフトウェアおよび／またはアプリケーション・ソフトウェアの任意の組み合わせとして具体化することができる。
【００２４】
本明細書で用いる専門用語は、単に特定の実施形態を説明するためであり、本開示を限定することは意図されていない。本明細書で用いる場合、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明らかに他の意味を示す場合を除き、複数形も含むことが意図されている。さらに当然のことながら、用語「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」および／または「備えている（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、本明細書で用いる場合、記載した特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成部品の存在を特定しているが、１または複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成部品、および／またはそのグループの存在または付加を排除するものではない。
【００２５】
本開示を、その好ましい実施形態とともに詳細に図示し説明してきたが、当然のことながら、変形および変更が当業者には想起される。したがって、当然のことながら、添付の請求項は、本開示の真の趣旨に含まれるすべての変更および変形に及ぶことが意図されている。
【００２６】
この書面の説明では、実施例を用いて、本発明を、ベスト・モードも含めて開示するとともに、どんな当業者も本発明を実施できるように、たとえば任意の装置またはシステムを作りおよび用いること、ならびに取り入れた任意の方法を実行することができるようにしている。本発明の特許可能な範囲は、請求項によって定められるとともに、当業者に想起される他の実施例を含んでいても良い。このような他の実施例は、請求項の文字通りの言葉使いと違わない構造要素を有する場合、または請求項の文字通りの言葉使いとの違いが非実質的である均等な構造要素を含む場合には、請求項の範囲内であることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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