(57)【要約】【課題】一体型メーターモジュール及びユーティリティ計量システムを提供する。【解決手段】他の利点と共に、計測信号減衰、ピットの漏出、及びバッテリー消耗を防ぎ、損傷及び改竄の可能性を最小限に抑える自動メーター読み取り（ＡＭＲ）システムに関して、ユーティリティメーターモジュール、アンテナモジュール、ピットセット、及びピットリッドのアセンブリが記載される。【選択図】図１
2006195962.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーティリティメーター読み取り値を無線で供給するための自動メーター読み取り（ＡＭＲ）システムであって、
ピット内に少なくとも部分的に収容されるピットハウジングと、該ピットハウジングを少なくとも部分的に覆うピットリッドとを有するユーティリティピットシステムと、
前記ピットハウジング内に収容されたユーティリティメーターと、
無線又は有線接続を介して前記ユーティリティメーターからユーティリティデータを取得して、前記ユーティリティデータを該ユーティリティデータの信号を増幅する少なくとも１つの中継送信器モジュールに無線送信するための少なくとも１つのユーティリティメーター読み取りモジュールと、
を備え、
前記ユーティリティメーター読み取りモジュールは、前記ピットリッドの下方又は上方にあるか、もしくは該ピットリッドの一体部分又は前記ピットハウジングの一体部分であり、或いは前記ユーティリティメーター読み取りモジュールのアンテナが、前記ピットリッドの下方又は上方にあるか、もしくは前記ピットリッドの一体部分、又はこれらの組み合わせたものであり、
前記少なくとも１つの中継送信器モジュールが、前記ユーティリティメーター読み取りモジュールから前記ユーティリティデータ信号を受信して、前記ユーティリティメーター読み取りモジュールによる前記ユーティリティデータの送信よりも高パワーで前記ユーティリティデータ信号を再送信するように構成されており、
前記中継送信器モジュールが、前記ピットリッドほぼ近接しているか、又は下方にあり、又は上方にあり、或いはリッドの一体部分又は前記ピットハウジングの一体部分であり、
前記中継送信器モジュールのアンテナが、前記ピットリッドの穴ほぼ近接しているか、又は上方に取り付けられるか、又は前記リッドの穴の一体部分であるか、又は前記リッドの穴を貫通して突出しているか、或いは前記ピットハウジングの穴の一体部分であるか、又は前記ピットハウジングの穴を貫通して突出している、
ことを特徴とする自動メーター読み取り（ＡＭＲ）システム。
【請求項２】
前記ユーティリティメーター読み取りモジュール及び前記中継送信器モジュールは、ＲＦ（無線周波数）、低周波電磁放射、音響、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ（ワイヤレスフィデリティ）、超音波、ＩＲ（赤外線）、又はＩＥＥＥ８０２．１１技術により互いに通信することを特徴とする請求項１に記載のＡＭＲシステム。
【請求項３】
ユーティリティデータ収集モジュールが、前記中継送信器モジュールにウェイクアップコールを送り、増幅された前記ユーティリティメーター読み取り値を前記ユーティリティデータ収集モジュールに送信することを特徴とする請求項１に記載のＡＭＲシステム。
【請求項４】
ユーティリティメーター読み取りモジュール及び前記中継送信器モジュールは、２１７ＭＨｚで互いに通信することを特徴とする請求項１に記載のＡＭＲシステム。
【請求項５】
前記ユーティリティメーター読み取りモジュールは、
前記メーターの使用量読み取り値を表すエネルギー及びパルス情報を発生する圧電装置、磁気発生器、又は他のトランスデューサと、
前記発生したエネルギーを蓄えるためのエネルギー貯蔵モジュールと、
前記発生したパルス情報を受信するためのマイクロプロセッサと、
前記メーター使用量読み取り値を記憶するためのメモリと、
パルス情報を受信し、該受信された情報を前記中継送信器モジュールに放射するＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）無線機と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のＡＭＲシステム。
【請求項６】
前記中継送信器モジュールが、
前記中継送信器モジュールに給電するバッテリーと、
前記ユーティリティメーター読み取りモジュールから低パワー信号を受信する再生受信器と、
前記低パワー信号の完全性を確認して該信号を復号し、更に前記低パワー信号を高パワーの信号に変換するマイクロプロセッサと、
高パワーで前記ユーティリティデータ信号を送信するための送信器と、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のＡＭＲシステム。
【請求項７】
ユーティリティ使用量メーター読み取り値、ユーティリティセンサー読み取り値、又はこの両方をピット内の前記ユーティリティへのアクセスから無線でリレーするための装置であって、
ユーティリティメーター読み取りモジュール、ユーティリティセンサー、又はこの両方からの低パワーメーター読み取り信号を無線で受信する受信器ユニットと、
前記受信された読み取り値を移動又は固定ユーティリティメーターデータ収集ユニットに送信するための送信器ユニットと、
を備え、
前記送信器ユニットが、ユーティリティメーターピットのピットリッドほぼ近接しているか、又は下方にあり、もしくはリッドの一体部分又はピット壁の一体部分であり、前記送信器ユニットのアンテナが、前記ピットリッドの穴ほぼ近接しているか、又は上方に取り付けられるか、又は前記リッドの穴の一体部分であるか、又は前記リッドの穴を貫通して突出しているか、或いは前記ピット壁の面の穴の一体部分であるか、又は前記ピット壁の穴を貫通して突出しているか、或いは前記ピットリッドの少なくとも１つの表面内に埋め込まれており、
前記ユニットを通電するバッテリーユニットと、
前記受信器ユニット、送信器ユニット、及びバッテリーユニットの間と結合されたプロセッサユニットと、
が設けられたことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記プロセッサユニットが、信号の完全性の確認、復号化、増幅、又はこれらを組み合わせのために利用されることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
ユーティリティメーターデータを無線で収集するためのユーティリティデータ収集装置であって、
ユーティリティメーターピット内に位置付けられたユーティリティメーターからユーティリティデータを受信して、該受信されたデータを変換器モジュールに無線送信して増幅され遠隔受信ユニットにリレーされるようにする、前記ユーティリティメーター近傍にあるエンドポイントモジュールと、
前記エンドポイントモジュールから低パワーデータ信号を受信し、該データ信号を前記読み取り装置ユニット又は他の信号中継モジュール或いはこの両方に高パワーで再送信するための変換器ユニットと、
を備え、
前記変換器ユニットは、前記ピットを少なくとも部分的に覆うか又はピット壁に一体化されたピットリッドにほぼ近接しているか、又は該ピットリッドの下方にあるか、又は前記ピットリッドに一体化されており、
前記変換器ユニットのアンテナは、前記ピットリッド又はピット壁の穴にほぼ近接しているか、又は該穴の上方に取り付けられるか、又は該穴に一体化されるか、又は該穴を貫通して突出しているか、或いは前記ピットリッドの少なくとも１つの表面内に埋め込まれている、
ことを特徴とする装置。
【請求項１０】
ユーティリティメーターピットリッドと、
ユーティリティメーターピットと、
を備え、
前記ユーティリティメーターピットが、
ユーティリティ使用量を測定するためのユーティリティ計量ユニットと、
前記ユーティリティ計量ユニットから無線又は有線接続を介してユーティリティデータを受信して、該ユーティリティデータを無線又は有線接続を介して信号送受信器に送信するためのユーティリティメーター読み取りモジュールであって、前記ピットリッドの下方又は上方にあるか、もしくはリッドの一体部分であり、或いは前記ユーティリティメーター読み取りモジュールのアンテナが、前記ピットリッドの下方又は上方にあるか、もしくは前記ピッドリッドの一体部分、又はこれらの組み合わせであるユーティリティメーター読み取りモジュールと、
前記ユーティリティメーター読み取りモジュールから前記ユーティリティデータ信号を受信して、前記ユーティリティデータ信号を移動又は固定データ収集装置に再送信するための信号送受信器と、
を収容するように構成されており、
前記信号受信器が、前記ピットリッドの下方に取り付けられるか、或いは少なくとも部分的に前記ピッドリッド内に埋め込まれ、前記データ収集装置が前記ユーティリティメーター読み取りモジュールの近くにあり、前記ユーティリティメーター読み取りモジュールから離れていることを特徴とするユーティリティメーターピットセット。
【請求項１１】
前記信号送受信器のアンテナは、前記ピットリッド又はピット壁の穴にほぼ近接しているか、該穴の上方に取り付けられるか、該穴に一体化されているか、該穴を貫通して突出しているか、前記ピットリッドの少なくとも１つの表面内に埋め込まれているか、或いはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項１０に記載のピットセット。
【請求項１２】
メモリモジュールは、ウェイクアップコールに応答して前記信号送受信器に放射される前記ユーティリティデータを記憶することを特徴とする請求項１０に記載のピットセット。
【請求項１３】
前記ユーティリティメーター読み取りモジュールが、前記信号送受信器からの無線信号の受信に応答して、記憶されたユーティリティデータを前記信号送受信器に送信することを特徴とする請求項１０に記載のピットセット。
【請求項１４】
前記信号送受信器からの高パワー信号送信が、前記信号送受信器への後続の送信のために前記ユーティリティメーター読み取りモジュールを通電することを特徴とする請求項１０に記載のピットセット。
【請求項１５】
圧電トランスデューサ、磁気トランスデューサ、又は非バッテリー式電気発生ユニットが、前記ユーティリティメーター読み取りモジュールを通電することを特徴とする請求項１０に記載のピットセット。
【請求項１６】
前記ユーティリティメーター読み取りモジュール及び前記信号送受信器が、ＲＦ（無線周波数）、低周波電磁放射、音響、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ（ワイヤレスフィデリティ）、超音波、ＩＲ（赤外線）、又はＩＥＥＥ８０２．１１技術により互いに通信することを特徴とする請求項１０に記載のピットセット。
【請求項１７】
ピット内に少なくとも部分的にあるピットハウジングを含むユーティリティメーターピットセットであって、
前記ピットハウジング内に位置するユーティリティメーターからユーティリティデータを取得して、前記ユーティリティデータを信号リレー装置に無線送信するためのエンドポイントモジュールと、
前記エンドポイントモジュールから前記ユーティリティデータ信号を受信し、前記ユーティリティデータ信号を増幅して、前記増幅されたデータ信号を移動又は固定データ収集装置に送信するための、前記エンドポイントモジュールの低パワー信号範囲内に位置する信号リレー装置と、
を備えるユーティリティメーターピットセット。
【請求項１８】
１つの信号リレー装置が、１つより多いユーティリティメーターの対応をすることを特徴とする請求項１７に記載のピットセット。
【請求項１９】
ユーティリティメーターピットにおけるユーティリティ供給源からユーティリティメーター読み取り値を無線送信するための装置であって、
無線又は有線接続を介して前記ユーティリティメーターピット内の前記ユーティリティ供給源からユーティリティデータを取得して前記ユーティリティデータを無線送信する手段であって、前記ユーティリティ供給源の近傍で前記ユーティリティメーターピットの底部に向けて位置する前記手段と、
前記無線送信されたユーティリティデータを受信し、前記ユーティリティデータを少なくとも１つのデータ収集ユニットにリレーする送受信器手段であって、前記リレー手段が、前記ユーティリティメーターピットの上部にほぼ近接している前記送受信器手段と、
を備える装置。
【請求項２０】
前記リレー手段は、ピットリッドの下方に取り付けられるか、又は少なくとも部分的に前記ピットリッドの一体部分であるか、或いはピット壁の一体部分であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記リレー手段のアンテナが、前記ピットを少なくとも部分的に覆うピットリッドの穴にほぼ近接しているか、該穴の上方に取り付けられるか、該穴の一体部分であるか、又は該穴を貫通して突出しているか、或いはピット壁の穴の一体部分か又は該穴を貫通して突出しているか、或いは前記ピットリッドの少なくとも１つの表面にセットされることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２２】
ユーティリティメーターデータ、ユーティリティセンサーデータ、又はこの両方を無線で収集するためのユーティリティデータ収集装置であって、
ユーティリティメーターピット内に位置付けられ、前記ユーティリティメーターピット内に同様に位置付けられたユーティリティメーターからユーティリティデータを受信し、更に前記受信されたデータを中継器モジュールに無線送信するためのユーティリティメーターデータ読み取りモジュールと、
前記ユーティリティメーターデータ読み取りモジュール又はユーティリティセンサーから前記データ信号を受信し、受信されたパワーよりも高パワーで、前記読み取りユニット又は他の信号中継モジュール或いはこの両方に前記データ信号を再送信するための中継器モジュールと、
を備え、
前記中継器モジュールが、ピットリッドにほぼ近接しているか、該ピットリッドの下方にあるか、該ピットリッドの上方にあるか、該ピットリッドの一体部分であるか、或いは該ピットリッドに少なくとも部分的に埋め込まれており、前記中継器モジュールのアンテナが、前記ピットリッドの穴にほぼ近接しているか、該穴の上方に取り付けられるか、該穴に一体化されているか、又は該穴を貫通して突出しているか、或いは前記ピットリッドの少なくとも１つの表面内に埋め込まれていることを特徴とする装置。
【請求項２３】
ユーティリティ使用量メーターデータ収集のためのユーティリティデータ収集装置であって、該装置が、
ピットリッドによって少なくとも部分的に覆われるユーティリティメーターピット内に位置付けられ、配線接続を介して前記ユーティリティメーターピット内のユーティリティメーターからユーティリティデータを受信し、前記受信されたデータを前記ピットリッドの下方にあるか、上方にあるか、又は前記ピットリッドに少なくとも一体化された中継器モジュールに送信するためのエンドポイントモジュールを備え、
前記中継器モジュールが、前記データ信号を増幅して読み取りユニット又は他の信号中継モジュール或いはこの両方に無線で再送信することを特徴とするユーティリティデータ収集装置。
【請求項２４】
ユーティリティ使用量メーターデータ、ユーティリティセンサーデータ、又はこの両方を遠隔的に収集するためのユーティリティデータ収集装置であって、前記装置が、
ユーティリティデータを収集し、前記ピットを覆うピットリッドの近くにあるか、下方にあるか、上方にあるか、又は前記ピットリッドによって少なくとも部分的に囲まれた中継器モジュールに前記収集されたデータを無線送信するためのユーティリティメーターデータ読み取りモジュール、ユーティリティセンサー、又はこの両方を備え、
前記中継器モジュールのアンテナが、前記ピットリッドの近くに置付けられるか、前記ピットリッドの上方に取り付けられるか、前記ピットリッドに一体化されるか、或いは前記ピットリッドを通って突出しており、前記中継器モジュールが、前記データを増幅して遠隔読み取りユニット又は他の信号中継モジュール、或いはこの両方に無線で再送信することを特徴とするユーティリティデータ収集装置。
【請求項２５】
ユーティリティメーターピットを少なくとも部分的に覆うためのピットリッドであって、前記ピットリッドが、自動メーター読み取り装置（ＡＭＲ）の少なくとも一部を囲む三次元構造体を含み、前記ＡＭＲが、前記ユーティリティメーターからユーティリティメーターデータを受信して、前記データを少なくとも１つの固定又は移動信号中継器、データ収集装置、又はこの両方に無線でリレーすることを特徴とするピットリッド。
【請求項２６】
前記ＡＭＲが、前記ピットリッド構造体内に完全に囲まれていることを特徴とする請求項２５に記載のピットリッド。
【請求項２７】
前記ＡＭＲのアンテナの少なくとも一部が、前記ピットリッドの内部、或いは前記ピットリッドの少なくとも１つの表面内に埋め込まれていることを特徴とする請求項２５に記載のピットリッド。
【請求項２８】
前記ＡＭＲが、無線又はケーブルを介して前記ユーティリティメーターデータを受信することを特徴とする請求項２５に記載のピットリッド。
【請求項２９】
前記メーターデータが、前記ユーティリティメーターに近接して位置するユーティリティメーター読み取り装置によって、前記ユーティリティメーターから前記ＡＭＲに無線送信されることを特徴とする請求項２５に記載のピットリッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、引用により本明細書に組み込まれる、２００４年１０月２９日に出願された同一出願人の米国暫定特許出願番号第６０／６２３，３０８号に対する優先権を主張する。
本明細書で説明される実施形態は、一般に、自動ユーティリティ使用量測定及びデータ収集などの自動メーター読み取り（ＡＭＲ）システムに関し、更に具体的にはデータ伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水道、ガス、又は電気などのユーティリティ使用量のメーター読み取りはこれまで、顧客の敷地内に出向いたメーター検針人によって手動で行われてきた。この分野での比較的最近の進歩は、電話回線、無線伝送、又はメーターとメーター読み取り装置との間の無線通信を用いたウォークバイ（徒歩による）又はドライブバイ（車両走行による）読み取りシステムによるデータの収集を含む。無線メーター読み取りシステムは、個々の計測データを少ないスタッフで選択的に取得することができ、信頼性及び技術的な正確さを向上させることができる。
【０００３】
ユーティリティメーターには、少なくともメーターセンサーユニット、送信器、及びアンテナが備えられる。メーターセンサーユニットは通常、メーターデータを処理し記憶するためにメーター装置に結合されたエンコーダー回路を含む。また複数のセンサー又はセンサーシステムを用いて、改竄検出、電力供給停止、温度モニタリング、及び同様のものに関するデータを識別し処理することができる。自動ユーティリティメーター読み取り（ＡＭＲ）システムはまた、メーターに組み合わされた読み取り装置及び変換器を含み、該変換器は、メーターからの使用量読み取り値を取得して、これをＲＦ信号又は電磁場（ＥＭＦ）を介して読み取り装置に送る。
【０００４】
地表下のメーターピット（ピット）内に位置付けられたメーターから集められる無線データには特定の課題がある。これらのピットは、環境要因から覆うためのハウジングを形成し、地下の水道、ガス管線などへアクセスできるようにする。通常、ピットハウジングは、伝送上の問題を提起する種々のコンクリート及び金属材料から構成される。メーターはピットの底部に位置付けられる場合が多いので、許容可能なＲＦ伝送をピットから最適又は均一に達成することは困難である。
【０００５】
水道メーターでは、変換器及びメーターはピット筐体内にシールされているが、ピット筐体の有効なシールが形成されることによって、変換器の有効な伝送能力を妨げる可能性がある。典型的なピットシステムでは、変換器はピットリッドのすぐ下に位置付けられているか又は変換器が無く、該変換器又はメーターからのＲＦ信号は３０ｄＢだけ減衰され、この干渉を改善するためには、変換器又はメーターはより高い送信パワーで動作しなければならず、これによりシステムのコスが上昇し、エネルギーを浪費し、且つバッテリー駆動システムのバッテリーを急速に消耗させる。メーターが変換器にケーブルで接続されるメーターシステムでは、ピット内のシステムに漏出の問題が生じやすい。ケーブルが損傷すると、水によりメーターと変換器との間の接続が損なわれる可能性があり、読み取り装置への不完全データの送信を防ぐことができず、或いは変換器を完全に不能にしてしまう可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ユーティリティメーターモジュールは、通常、リッドを有するピット内に位置付けられ、ピットリッドを覆い又はこれを貫通して取り付けられるか、リッドの穴を通って他のモジュール構成要素に接続される送信アンテナを備えている。ピットリッドを介した種々の構成要素の接続には、特別な設計が必要となり、ハウジング構造が複雑になる程、ユニットにかかるコストが高くなる。また突出しているアンテナは、車及び好奇心の強い人々などの他の外部からの力によって損傷を受ける可能性がある。別の問題には、ピットリッドが取り外されたときに、ユーティリティメーターモジュールの構成要素が露出し、起こり得る改竄及び／又は環境被害を受けやすいことがある。一般に、既存の遠隔ユーティリティメーター読み取りシステムは、他の問題の中でもとりわけ信号減衰、ピットの漏出、及びバッテリー消耗の影響を受ける。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
開示される実施形態は、自動ユーティリティメーター読み取り（ＡＭＲ）システムに関し、更に具体的には低パワー無線ピットシステムに関する。ＡＭＲシステムは、２つのモジュール、すなわちユーティリティメーターモジュールと変換器モジュールとを備え、この両方は、ＲＦ（無線周波数）又は低周波電磁放射を介して互いに通信する。通常ユーティリティピットには、メーター、メーターに取り付けられるか或いはメーターの一部として製造されるレジスタがあり、レジスタは読み取り値を表示するか、或いはデータを変換器又は読み取り装置に送信するエンドポイントにメーター読み取り値を伝達する。
【０００８】
他の利点と共に、従来の設計に伴う計測信号減衰、ピットの漏出、バッテリーの消耗、及び他の問題を防ぐメーターモジュール、アンテナモジュール、及びピットリッド組立体が本明細書で記載される。開示されるモジュール及びアセンブリは、システムの露出部分を最小にし、損傷及び改竄の可能性を最小に抑える。開示されるピットセットシステムにより、ユーティリティメーターモジュールは、低パワーで変換器モジュールにデータを無線送信することができ、同様に変換器モジュールは、より高パワーのＲＦ（無線周波数）信号としてデータを読み取り装置に送信できる。
【０００９】
一体型メーターモジュールは、エンドポイントのようにピットリッドの内側に少なくとも部分的に位置するユーティリティメーターモジュール、及び／又はピットリッドの内側に少なくとも部分的に配置されたアンテナを含む一体型アンテナモジュールを備える。両方の種類のモジュールにより、システムはＲＦ減衰を低減し、改竄を防ぎ、性能を向上させることが可能となる。
【００１０】
本発明の種々の実施形態の以下の説明は、これらの実施形態の製造、使用、及び全体的な理解を可能にすると共にこれらの特定の詳細を提供する。しかしながら、当業者であれば、本発明がこれらの詳細の多くが無くとも実施することができることは理解されるであろう。更に、幾つかの公知の構造又は機能は、種々の実施形態の関連する説明を必要以上に曖昧にしないために図示或いは詳細な説明は行わない場合がある。
【００１１】
以下で示される説明に使用される専門用語は、本発明の幾つかの特定の実施形態の詳細な説明と共に使用されている場合でも、その用語の最も広い適切な様態で解釈されるものとする。幾つかの用語は、以下では強調される場合もあるが、どのような制約された様態にも解釈される全ての用語は、この詳細な説明の部分におけるように明白に且つ具体的に定義されることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、ユーティリティ計量のための例示的なピットセットシステム１００の構成要素を示す。ピット１０４は、ユーティリティメーターモジュール１０２を収容し、リッド１０８によって囲まれている。ユーティリティメーターモジュール１０２は、ピット１０４の底部近くにある別個にシールされたハウジングユニット１０３内に収容することができる。ユーティリティメーターモジュール１０２は、メーター、変換器にデータを伝送するエンドポイントにメーター読み取り値を伝達するレジスタ、又は読み取り装置を含む点に留意されたい。
【００１３】
ユーティリティメーターモジュール１０２は、ユーティリティ使用量データ（例えばユーティリティメーターから）を受信し、この使用量データ／読み取り値を低パワーＲＦ信号１１６を使用して変換器モジュール１１０に無線送信する。変換器モジュール１１０は、ピット１０４の近傍でリッド１０８に接近している別個にシールされたハウジングユニット１１１内に収容される。変換器モジュール１１０は、受信した低パワーＲＦ信号１１６の完全性を確認し、該信号を復号した後、アンテナ１１２を介して高パワーＲＦ信号１１８として信号１１６を再送信する。
【００１４】
高パワーＲＦ信号１１８は、読み取り装置１１４に送信される。変換器モジュール１１０はまた、読み取り装置１１４がこれらの情報を要求するまで使用量読み取り値を記憶することができる。読み取り装置１１４は、携帯用メーター読み取りユニット、無線ネットワーク中継器、中間送受信装置、中央計量ステーション、或いは他の同様の装置などの無線モジュールとすることができる。幾つかの実施形態では、読み取り装置１１４は、変換器モジュール１１０に対し読み取り装置１１４への使用量読み取り値の送信を指示するウェイクアップコール１２０を変換器モジュール１１０に送ることができる。
【００１５】
ユーティリティメーターモジュール１０２は、住居配線に接続する必要はなく、これにより変換器モジュール１１０及びユーティリティメーターモジュール１０２を内部に取り付けられた窒素又は二酸化炭素発生源により加圧することができる。無線ユーティリティメーターモジュール１０２はまた、エポキシ樹脂がユーティリティメーターモジュール１０２のキャビティを充填して、とりわけ水及びごみに対するシールを形成するプロセスである「ポッティング」の必要性を排除する。「ポッティング」が排除されると、システムの製造コストが低減される。
【００１６】
ピットセットシステム１００は、ピットデータ送信用の全国的な２１７ライセンスを利用できる。２１７ＭＨｚチャンネルの使用は、ごみ及び水への信号伝播を改善し、低コストの送信器の使用を可能にする。２１７ＭＨｚチャンネルはまた、ユーティリティメーターモジュール１０２からの低パワーＲＦ送信を可能にする。或いは、多数の他のライセンス周波数帯及び非ライセンス周波数帯を利用することができる。
【００１７】
図２は、ピットセットシステム内に収容されるユーティリティメーターモジュール１０２の構成要素を示す。１つの実施形態では、インペラ２０２は、エネルギーを生成する磁気発生器又は他のトランスデューサを収容する。発生したエネルギーは、電源エネルギー蓄積装置２０６内に貯蔵される。またインペラ２０２は、マイクロプロセッサ２０８に送信され、メーターのための使用量読み取り値２１６を表すパルス情報２０４を生成することができ、ここでインペラへの入力はユーティリティメーターによって供給される。インペラ／発生器を駆動するための入力エネルギーは、ガス／水の圧力又はガス／水の移動のようなユーティリティから取得される。フラッシュメモリ２１０などのメモリは、変換器モジュール１１０又は直接読み取り装置１１４に放射されることになるＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク：通信の目的で個々の人−すなわち２〜３メートルの範囲内での情報技術装置の相互接続を意味する）無線機２１２にも送信される使用量読み取り値２１６を記憶する。
【００１８】
別の実施形態では、圧電トランスデューサは、環境によって引き起こされる機械的な歪みにより電気を発生させるのに使用される。圧電トランスデューサは、変換器モジュール１１０を頻繁に更新するのに十分なエネルギーを生成することができ、その結果、読み取り装置１１４がドライブバイされる時は常に変換器モジュール１１０が１つ又はそれ以上のユーティリティメーターモジュール１０２から最新の使用量読み取り値を読み取り装置１１４に送信するようになる。
【００１９】
別の実施形態では、磁石とコイルを備えた磁気発生器が、機械運動を電気パルスに変換する。磁気発生器は、電磁式オドメータカウンタを増加させるのに十分なエネルギーを生成することができる。低パワーマイクロプロセッサと不揮発性メモリを使用することで、使用量情報は、必要とされウェイクアップコールによって要求されるまで記憶することができる。
【００２０】
圧電トランスデューサ、磁気発生器、又は他の電力発生器を使用してユーティリティメーターモジュール１０２に給電することで、配線コスト及びバッテリー消耗を低減させることができる。一般的な水道メーターは長寿命（３０年）であり、定電流によって生じる電気分解は望ましくないので、無電源の水ピットシステムは有利である。電流が水溶液の化合物を切断するときに生じる電気分解は、バッテリー及び／又はユーティリティメーターモジュールの他の構成要素の性能を阻害する。更に、無電源システムは、バッテリーに入る湿気によって生じる問題を排除する。上述の水ピットシステムでは、メーターはバッテリーが切れた場合に交換する必要があった。バッテリーを圧電トランスデューサに置き換えることによって、ユーティリティメーターモジュール１０２の平均寿命期間を大幅に延ばすことができる。
【００２１】
上述のように、電力が除かれた後でもデータを保持する不揮発性記憶装置であるフラッシュメモリ２１０を用いて、メーターからの使用量読み取り値を記憶することができる。フラッシュメモリ２１０によって、ユーティリティメーターモジュール１０２は、メーター読み取り値を収集するために読み取り装置１１４がドライブバイされるまでパワーオフすることができる。読み取り装置１１４がフラッシュメモリ２１０を励磁又は「ウェイクアップ」すると、フラッシュメモリ２１０は、パルスにより使用量読み取り値２１６を送信する。このプロセスは、使用されていないときにユーティリティメーターモジュール１０２が自己停止することができることにより、エネルギーが節約される。勿論、他の記憶装置を使用してもよい。
【００２２】
使用量読み取り値２１６がフラッシュメモリ２１０から取り出されると、ＰＡＮ（パーソナルエリアネットワーク）無線機２１２に送信される。ＰＡＮは、短距離通信の磁界送受信を利用する。ＰＡＮモジュールは、低パワー要件及び短距離伝播特性を有する。上述の水ピットシステムでは、不良のユーティリティメーターモジュールはもはやユーザーとは通信できないので、不良のユーティリティメーターモジュールを故障点検することは困難であることが判明した。ＰＡＮ無線機２１２の使用により、ユーティリティメーターモジュール１０２が機能不全の場合に内蔵ＰＡＮ無線機２１２により機能不全の原因を確実に突き止めることができるようになる。ＰＡＮ無線機２１２は、メーターから情報を「ウェイクアップ」又は要求できるかどうかを判断し、対応する応答から、エラーの原因を特定することができる。ＰＡＮモジュールの別の実施形態には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＷｉＦｉ（ワイヤレス・フェデリティ）、ホームＲＦ（無線周波数）、超音波、ＩＲ（赤外線）、及びＩＥＥＥ８０２．１１がある。
【００２３】
別の実施形態では、モジュール１０２は、パルス情報の受信時に短ＲＦ（無線周波数）メッセージの送信に十分なパワーを受け取る。従って、モジュール１０２及び無線機は、装置を起動するのに電磁場を使用するＲＦＩＤ（無線ＩＣタグ）に類似している。実際には、電磁場が電流を誘起し、これを装置２０６（例えばコンデンサ）内に蓄え、該装置に通電して、これをターンオンする。この実施形態は、エネルギーを発生させることができる方法についての別の実施例を示す。別の実施形態では、マイクロプロセッサは、ハイパワー送信器又は読み取り装置１１４からの「ウェイクアップ」信号によって照射されるまでパルス情報をＥＥ−ＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ内に記憶する。
【００２４】
ハイパワー送信器は、中央無線機への送信に必要であり、これはモジュール１０２の「ＲＦＩＤ部分」の照明を提供することができる。ハイパワー送信によって照明されると、上述のパルス送信により蓄積されたエネルギーを用いて、次のパルスを起動することができる。これにより、前の送信が後続の送信を励磁する連続的ループが形成される。この実施形態は、システムを起動するためにエネルギーを発生させることができる方法に関する別の実施例を示している。
【００２５】
図３は、ピットセットシステム１００内に収容される「漏出防止」変換器モジュール１１０の構成要素を示す。各変換器モジュール１１０は、これらのピットの低パワー信号の範囲内にある場合に複数のピットの対応をすることができる。バッテリー３０２は、変換器モジュール１１０に給電する。２１７ＭＨｚ又は他の周波数再生受信器３０４は高パワー送信を可能にする。マイクロプロセッサ３０６は、低パワー信号の完全性を確認しこれを復号する。次いで、マイクロプロセッサ３０６は、低パワー信号を高パワーの信号に変換する。送信器３０８は、アンテナ１１２を介して高パワーの信号を読み取り装置に送信する前に、読み取り装置からのウェイクアップコールを待つ。
【００２６】
ピットリッド１０８に対する変換器モジュール１１０の配置は、従来の設計においては重要な関心事であった。上述の水ピットシステムでは、変換器モジュール１１０は、ピットリッド１０８の下に置かれピット筐体内にシールされていた。これは約３０ｄＢの信号損失を生じさせる。この損失を改善するために、変換器モジュール１１０は、読み取り装置に十分な信号強度を与えるために高ＲＦパワーで送信する必要があり、これが、システムのコストを高め、エネルギーを無駄にし、更にバッテリー駆動システムの寿命期間を短くしていた。ピットリッド１０８の上部に変換器モジュール１１０を配置することによってその状況を改善しようとする試みは、車両及び歩行者などに関する別の問題を生じさせた。
【００２７】
本発明の開示される実施形態の幾つかでは、変換器モジュール１１０は、ピットリッド１０８と一体化されているか、或いはピットリッド１０８の傍に位置付けられる。ピットリッド１０８の上部に載置することのできるアンテナ１１２は、穴によってピットリッド１０８を貫通し、ピットリッド１０８上の最も高い突起を上回る約５／８インチを越えて突出することはない。アンテナ１１２の貫通穴は、現場で手動により容易に穴開けが可能であるように直径約５／８インチより大きくする必要はない。アンテナ１１２の位置に関係なく、変換器モジュール１１０は、ピットリッド１０８の上、下、或いは内部にあるものとすることができる。
【００２８】
また変換器モジュール１１０は、ピットリッド１０８に近接した地面に設置してもよい。ピットリッド１０８に隣接して変換器モジュール１１０を配置することにより、ユーティリティメーターモジュール１０２は、可能性のある障害を排除しながらより低いパワーで送信してエネルギーを節約し、更にシステムの全体コストを低減することができる。更に、より低い相対パワーで送信することによって、バッテリー３０２は電力消費量が少なくて済み、通常は小型になる。
【００２９】
マイクロプロセッサ３０８は、入来する低パワーＲＦ信号の完全性を確認し、信号を復号して高パワーで読み取り装置１１４に再送信する。これにより、水ピットシステム１０４は、信号１１８が十分なパワーで読み取り装置１１４に確実に到達させながらもエネルギーを節約することが可能となる。
【００３０】
図４は、低パワー信号を複合メーターシステムから高パワーで再送信することができる方法を示す。ユーティリティメーターモジュール１０２は、低パワーデータ１１６を変換器モジュール１１０に送信する。変換器モジュール１１０は、ピットリッド１０８の下、上部、或いはこれに隣接して配置することができる。変換器モジュール１１０は、低パワーデータ信号１１６を高パワーデータ１１８としてアンテナ１１２を介して読み取り装置１１４に再送信する。更に、他の複合メーター４１６からの低パワーデータ１１６もまた、変換器モジュール１１０によって高パワーデータ１１８として再送信することができる。別の実施形態では、複合水メーター４１６は、低パワーデータ１１６を自宅４２０内又はその近傍に配置された変換器モジュール又は電気メーター４２２を介して高パワーデータ１１８として再送信することができる。
【００３１】
別の実施形態では、変換器によって送信された信号１１８は、リレー装置４２４によって受信される。リレー装置４２４は、読み取り装置１１４に高パワーで信号を再送信する前に、受信された信号を確認して復号する。この実施形態は、低パワー信号が１つより多い中間ステップを介して高パワー信号として再送信することができる実施例を示している。
【００３２】
更に別の実施形態では、送信器は、ユーティリティメーターモジュール１０２上に直接取り付けられるか、或いはユーティリティメーターモジュール１０２と一体化される。送信器は、ＲＦ、ＩＲ、音響、又は他のどのような無線通信手段であってもよい。送信器は、ピットリッド１０８上に取り付けられたＡＭＲ（自動メーター読み取り）装置に使用量データを無線で「バブルアップ」する。ＡＭＲ装置は、使用量データを読み取り装置にリレーする。
【００３３】
別の実施形態では、ピットリッド１０８に配置された高パワー送信器を用いて、減衰を改善し、より高いパワーで使用量データを送信することができる。高パワー送信器の使用は、エネルギーコストを高めるが、読み取り装置に効率的に使用量データを送信するのに必要な信号強度をもたらす。
【００３４】
図５は、一体型メーターモジュール５００の構成要素を示す。この実施形態では、エンドポイントなどのユーティリティメーターモジュール１０２の少なくとも一部がピットリッド１０８内に配置される。ユーティリティメーターモジュール１０２の少なくとも一部をピットリッド１０８と一体化させることで、ピットリッド１０８によって生じるＲＦ減衰が低減される。場合によっては、ＲＦ減衰は３０ｄＢ程度又はそれ以上の場合がある。更に、ピットリッド１０８の内側にユーティリティメーターモジュール１０２の少なくとも一部を配置することで、システムの出張りが少なくなり、環境又は人的要因からユーティリティメーターモジュール１０２を保護することができる。幾つかの実施形態では、ケーブルは、メーター読み取り値データを受信するためにそのエンドポイントをメーター／レジスタに接続することができる。
【００３５】
更に別の実施形態では、変換器モジュール１１０は、リッド１０８とメーター近傍のユーティリティメーターモジュールエンドポイントとに配置することができ、これらの間に無線リンクを備える。この実施形態は、信号伝播を向上させるためにユーティリティメーターモジュール１０２を計測システム内に配置することができる方法の実施例を示している。
【００３６】
図６は、一体型アンテナモジュール６００の構成要素を示す。この別の実施形態では、アンテナ１１２は、ピットリッド１０８の内側に配置される（１つのタイプのアンテナが示されているが、他のどのようなタイプのアンテナも用いることができる）。アンテナをピットリッド１０８に、或いは幾つかの実施形態ではピット壁の内側に一体化させることで、ピットリッド１０８の上、下、貫通して、或いは内部に取り付けられたユーティリティメーターモジュールのＲＦ性能が向上する。一体型アンテナモジュール６００は、ピットリッド１０８によって起こる減衰を低減又は排除することによってＲＦ性能を向上させ、幾つかの事例では、開口利得を提供することもできる。更に、モジュールは放射パターンを改善し、該モジュールが目で見ることができないことにより、改竄を防ぐことができる。アンテナ１１２は、ピットの他の構成要素に無線或いはケーブルを介して接続することができる。
【００３７】
別の実施形態では、アンテナ１１２は、ピットリッド又はピット壁の外側表面と同じ高さに取り付けられる。従って、この設計により、車両、他の交通手段、或いは他の要因からのアンテナ構造への損傷の可能性が最小になる。しかしながら、アンテナ組立体は、それでもなお、リッド又はピット壁の外表面、及びアンテナ構成要素を収容し、更にリッド又は壁を貫通してピット構造内部までハウジングを露出させるハウジング構成要素上で見ることができる。
【００３８】
結論
上記の実施形態を実施するために特定の回路を用いることができ、開示された実施形態の態様は、どのような適切なコンピュータ環境においても実施することができる。必須ではないが、本実施形態の態様は、汎用コンピュータ、例えばサーバーコンピュータ、無線装置、又はパーソナルコンピュータによって実行されるルーチンのようなコンピュータ実行可能命令として実施することができる。当業者であれば、インターネット用機器、携帯用装置（携帯情報端末（ＰＤＡ）を含む）、ウェアラブルコンピュータ、携帯電話又は移動電話の全方式、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベース又はプログラム可能な家庭用電化製品、セットトップボックス、ネットワークＰＣ（パーソナルコンピュータ）、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、及び同様のものを含む他の通信、データ処理、又はコンピュータシステム構成で実施することができることを理解するであろう。
【００３９】
本実施形態の幾つかの態様は、本明細書で詳細に説明されたプロセスの１つ又はそれ以上を実行するように具体的にプログラムされ、構成され、或いは構築された特定用途のコンピュータ又はデータプロセッサで実施することができる。
【００４０】
開示された実施形態の態様は、方法及びこれらの方法を実施するための装置の形態、或いはフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ハードドライブ、又は他のいずれかの機械可読記憶媒体といった有形媒体で具現化されるプログラムコードの形態で実施でき、ここでプログラムコードがコンピュータなどの機械によってロードされ実行されるときには、該機械は、本発明の種々の態様を実施する装置となる。またこれらの態様は、プログラムコード形態で具現化することができ、例えば記憶媒体に記憶されるか、機械によってロード及び／又は実行されるか、或いは電気配線又はケーブル、光ファイバー、もしくは電磁放射を介してなどの幾つかの伝送媒体を通じて送信され、プログラムコードがコンピュータなどの機械によってロード及び実行されるときには、該機械は、本発明の種々の態様を実施する装置となる。
【００４１】
文脈上他の意味に解釈すべき場合を除き、本文書を通じて、「備える」、「構成される」、「含む」及び同様の用語は、排他的又は網羅的な意味ではなく包括的な意味、すなわち「限定ではないが含む」意味に解釈されるものとする。更に、用語「本明細書では」、「上記の」、及び「以下の」、及び類似の趣旨の用語は、本出願において使用される場合、全体的に本出願を意味するものとし、本出願の何らかの特定の部分を意味するものではない。
【００４２】
本発明の実施形態の上記の詳細な説明は、網羅的なものではなく、又は上記に開示されたままの形態に対して本発明を限定するものでもない。本発明の特定の実施形態及びその実施例が例証の目的で上記に記載されているが、当業者が認めるように本発明の範囲内で種々の均等な変更が可能である。例えば、ブロックが所与の順序で提示されているが、別の実施形態では、異なる順序のブロックを有するシステムを用いることができ、幾つかのプロセス又はブロックは、削除、移動、追加、細分化、結合、及び／又は修正を行うことができる。これらのブロックの各々は、多様な種々の方法で実施することができる。また、幾つかのブロックが場合によっては連続して示されているが、これらのブロックは並行なものとすることもでき、又は異なる時間に実行することもできる。本文脈により許容される場合には、単数又は複数を使用する上記の詳細な説明の用語は、それぞれ複数又は単数も含むことができる。
【００４３】
本明細書で与えられる本発明の教示は、必ずしも本明細書で説明されるシステムではなく他のシステムに適用することができる。上述の種々の実施形態の要素及び作用は、別の実施形態を提供するために組み合わせることができる。添付の出願書類に記載することのできるどのようなものも含む、いずれの参照特許及び／又は特許出願もしくは他の何らかの引例は、引用により本明細書に組み込まれる。本発明の態様は、必要であれば、本発明のまた更に別の実施形態を提供するため、本明細書で説明された種々の引例のシステム、機能、及び概念を用いるために修正することができる。
【００４４】
これら及び他の変更は、上記の詳細な説明を考慮して本発明に対して行うことができる。上記の説明は、本発明の幾つかの実施形態を詳述し、企図される最適なモードを説明しており、文中にどのように上記に詳細に現れていなくとも、本発明は多くの方法で実施することができる。本システムの詳細は、実施の細部において大きく変更することができるが、これらは依然として本明細書で開示された本発明に包含される。本発明の幾つかの特徴又は態様を記述する際に使用される特定の用語は、該用語が関連付けられる本発明のあらゆる特定の特性、特徴、又は態様に限定されるものとして暗に本明細書で該用語が再定義されると解釈すべきではない。
【００４５】
一般に、添付の請求項で使用される用語は、上記の詳細な説明の部分でこのような用語が明確に定義されていない限り、本明細書で開示された特定の実施形態に本発明を限定するものではない。従って、本発明の実際の範囲は、開示された実施形態だけでなく、本発明を実施又は実装する全ての均等な方法を網羅する。
【００４６】
本発明の幾つかの態様は、幾つかの請求項の形態で示されており、発明者らは、任意の数の請求項様式において本発明の種々の態様を企図する。例えば、本発明の１つの態様だけが、コンピュータ可読媒体で具現化されるものとして挙げられているが、他の態様も同様にコンピュータ可読媒体で具現化することができる。従って、発明者らは、本発明の他の態様のためのこのような追加の請求項様式を求めるために本出願の出願後も追加の請求項を付加する権利を保有する。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ユーティリティメーターモジュール、変換器モジュール、及び読み取り装置モジュールを含むユーティリティ計量のためのピットセットシステムの構成要素を示す図である。
【図２】ピットセットシステム内に収容されるユーティリティメーターモジュールの構成要素を示す図である。
【図３】ピットセットシステム内に収容される変換器モジュールの構成要素を示す図である。
【図４】種々の場所に取り付けられた複数のメーターシステムからの低パワー信号の高パワーでの再送信を示す図である。
【図５】リッドの内側の一体型メーターモジュールの構成要素を示すピットリッドの断面図である。
【図６】リッドの内側の一体型アンテナモジュールの構成要素を示すピットリッドの上面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０２  ユーティリティメーターモジュール
１０３  ハウジングユニット
１０４  ピット
１０６  ピットリッド
１１０  変換器モジュール
１１１  ハウジングユニット
１１２  アンテナ
１１４  読み取り装置
１１６  低パワーＲＦ信号
１１８  高パワーＲＦ信号
１２０  ウェイクアップコール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【外国語明細書】
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