(57)【要約】【課題】本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的はセンタ装置と通信を行う端末装置の電池残量の検出を、周囲の環境に影響を受けることなく、精度よく行い、的確な電池交換時期を知ることである。【解決手段】本発明は、電池により電源が供給されてい動作する無線端末装置において、電池電圧を検出する検出手段と、基準電圧が予め電池の基準電圧として設定されるメモリと、前記検出手段により検出された前記電池電圧と前記基準電圧とから前記電池電圧の正否を判定する判定手段を備え、前記判定手段により、前記電池電圧が前記基準電圧よりも低下していると判定した場合に、前記無線端末装置に連続して負荷を印加する手段をさらに備え、前記負荷を印加した後にもう一度前記判定手段による判定を行うことを特徴とした無線端末装置。【選択図】  図１
2011217123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池により電源が供給され動作する無線端末装置において、
電池電圧を検出する検出手段と、
基準電圧が予め電池の基準電圧として設定されるメモリと、
前記検出手段により検出された前記電池電圧と前記基準電圧とから前記電池電圧の正否を判定する判定手段を備え、
前記判定手段により、前記電池電圧が前記基準電圧よりも低下していると判定した場合に、
前記無線端末装置に連続して負荷を印加する手段をさらに備え、
前記負荷を印加した後にもう一度前記判定手段による判定を行うことを特徴とした無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスメータや水道メータなどの検針データを自動収集する自動検針システム、或いはガス漏れセンサや火災センサ等の情報を報知するセキュリティシステムなどに好適な無線通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
図１はこのような無線通信システムの概略構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置１と、無線親機２と、無線子機３および無線子機４とからなる。センタ装置１と無線親機２とは携帯電話網などの公衆通信回線を用いてデータ通信を行う。無線親機２と無線子機３および無線子機４とは特定小電力無線によりデータ通信を行う。無線子機３、４にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【０００３】
このように構成された通信システムにおいて、無線子機３および無線子機４に接続されたガスメータや水道メータで計測されたガスや水道の使用量（検針データ）をセンタ装置１で定期的に収集するには、センタ装置１は定期的に無線親機２を呼び出し、無線子機３および無線子機４に接続されたメータの検針データの送信を要求する。無線親機２は、この要求に従って無線子機３および無線子機４を呼び出し、検針データの送信を要求する。
無線子機４は、無線子機３を経由して検針データを無線親機２へ送信し、無線親機２は受信した検針データをセンタ装置１へ送信する。また、無線子機３は検針データを無線親機２へ送信し、無線親機２は受信した検針データをセンタ装置へ送信する。
【０００４】
無線子機３および無線子機４は電池により駆動されており、消費電力を節約するため、待機時には例えば３０sec毎に１０msec受信回路の電源をオンにする間欠受信動作を行う。ここで３０sec、１０msecをそれぞれ間欠受信間隔、間欠受信時間と言う。そして、間欠受信時間、即ち受信回路の電源がオンになっている時間に無線親機１０２からの呼び出し（起動電文）の有無をチェックし、有る場合はデータ通信を行い、無い場合は受信回路の電源をオフにして待機する（特許文献１参照）。
【０００５】
無線親機２、無線子機３および無線子機４の各端末装置は、電池から電源が供給されて動作している。このような端末装置では、電池交換の際に作業員が現地で電池交換をする必要があり、電池交換の時期を的確に知らせる必要がある。
そこで、端末装置の電力供給源となる電池の電池残量モニタ部を備え、電池残量モニタ部を介して電池残量が所定値以下になったことを検出したときに、その旨を示す所定のメッセージを出力し、端末制御部は、センサから出力された所定のメッセージを入力し、外部のセンサからの入力データと同様に処理し、無線処理部から無線信号としてセンサネットワーク側に通知する技術がある(特許文献２参照)。
【０００６】
しかし、通常屋外に設置される端末装置は、気温等、周囲の環境の影響を受けやすい状態となっている。
そのため、電池残量をモニタしたとしても、必ずしも実際電池の交換時期である、とはいえない。
【特許文献１】特開２００７−１５９４８０号公報
【特許文献２】特開２００９−１６９６３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的はセンタ装置と通信を行う端末装置の電池残量の検出を、周囲の環境に影響を受けることなく、
精度よく行い、的確な電池交換時期を知ることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、電池により電源が供給され動作する無線端末装置において、
電池電圧を検出する検出手段と、
基準電圧が予め電池の基準電圧として設定されるメモリと、
前記検出手段により検出された前記電池電圧と前記基準電圧とから前記電池電圧の正否を判定する判定手段を備え、
前記判定手段により、前記電池電圧が前記基準電圧よりも低下していると判定した場合に、
前記無線端末装置に連続して負荷を印加する手段をさらに備え、
前記負荷を印加した後にもう一度前記判定手段による判定を行うことを特徴とした無線端末装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、電池電圧低下検出方法において、単に測定した電池電圧から電池電圧の低下を検出するのではなく、一度電池電圧低下と判断した場合に、一定時間連続で負荷を印加した後の電池電圧を測定することにより外部環境による影響に関係なく正確な電池電圧の低下を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について従来技術の説明で用いた図１を用いて説明する。図１は、本発明の無線通信システムの構成を示す図である。この無線通信システムは、センタ装置１と、無線親機２と、無線子機３、４とからなる。センタ装置１と無線親機２とは携帯電話網などの公衆通信回線によりデータ通信を行う。無線親機２と無線子機３とは特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機３と無線子機４も特定小電力無線などによりデータ通信を行う。無線子機３、４にはガスメータ、水道メータ、ガス漏れセンサなどが接続されている。
【００１１】
無線子機３に接続されているメータの検針データは無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。無線子機４に接続されているメータの検針データは無線子機３及び無線親機２を介してセンタ装置１へ送信される。各無線子機に接続されているガス漏れセンサの検知データをセンタ装置１へ報知する場合も同様である。
【００１２】
つまり、無線親機２の配下に２台の無線子機３、４が存在し、無線子機３の配下に１台の無線子機４が存在する階層構造を持っている。また、無線子機３は、階層構造の下位に位置する無線子機から送信されたデータを階層構造の上位へ中継することで、全ての無線子機からのデータは無線親機２に届けられ、さらにセンタ装置１に届けられる。
【００１３】
無線親機２の特定小電力無線の通信部、及び無線子機３、４は通信相手を呼び出すときには、その通信相手宛に起動電文を送信する。また、無線親機２の特定小電力無線の通信部、及び無線子機３、４は待機時には間欠受信動作を行う。そして、間欠受信動作中の間欠受信時間、即ち間欠受信間隔毎に受信回路の電源がオンになっている時間に自分宛の呼び出し（起動指令）を検出したときは、データの送受信が可能な状態へ移行し、自分宛の呼び出しを検出しなかった場合は受信回路の電源をオフにして待機する。
【００１４】
図２は図１の無線子機３の構成を示すブロック図である。無線子機３は、無線子機３全体の制御などを行う制御装置１１と、アンテナ１２と、アンテナ１２に接続された送受信切替え回路（ＳＷ）１３と、送受信切替え回路（ＳＷ）１３に接続された送信回路１４及び受信回路１５と、制御装置１１が動作するときに使用する各種データ、プログラムなどが記憶されるメモリ１６と、メータや各種センサ（図示せず）が接続されたインタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１７とを備えている。インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１７には、メータや各種センサからのガス漏れ信号、火災信号、侵入者検出信号等の緊急時のデータについても入力される。
【００１５】
送受信切替え回路（ＳＷ）１３は、制御装置１１の制御に従ってアンテナ１２を送信状態又は受信状態に切り替える回路である。送信回路１４は制御装置１１からのデータを変調するための変調回路を含んでおり、受信回路１５は受信したデータを復調するための復調回路を含んでいる。インタフェース（Ｉ／Ｆ）回路１７は制御装置１１からの指令に応じてメータの検針データを読み出し、制御装置１１に送る。また、ガス漏れセンサが検知データを生成したときは制御装置１１に通知する。時計ＩＣ２０は、日々の時間を検出しており、メモリに保存されている電池電圧検出を行う一定周期のタイマーの役割である。
【００１６】
電池電圧低下検出回路２１は、電池の電圧低下を検出する電池電圧低下検出回路であり、電池電圧低下の検出方法については後述する。
この電池電圧低下検出方法によって電池電圧の低下を検出した場合には、制御部はセンタ装置に対して電池交換要求を行う。
【００１７】
無線子機４も以上説明した無線子機３と同様に構成されている。また、無線親機２は無線子機３の構成に対し、センタ装置１と携帯電話網を介してデータ通信を行うための通信回路を付加したものである。ただし、無線親機２の電源は電池でもよいが、商用交流電源でもよい。さらに、センタ装置１は無線親機２との通信機能を備えたコンピュータにより構成されている。
【００１８】
[電池電圧低下検出方法について]
次に、無線親機および無線子機（以下、端末装置という）の電池電圧低下検出方法について説明する。
【００１９】
後述するこれらのフローチャートで使用している、電池電圧判定閾値、正常電圧検出周期、低下電圧検出周期、電池寿命、測定電圧は図２のメモリ１６に保持しているものとし、ここでは、電池電圧判定閾値を２．３Ｖ、正常電圧周期を７３時間、低下検出周期を２時間、電池寿命を５年とする。
なお、これら上述の各値は出荷時に設定されていても、端末設置時に設定されていてもよく、当然書き換えることも可能であり、書き換える場合は端末装置自身の入力部から書き換えても、センタ装置から端末装置に通信を行い、書き換えてもよい。
【００２０】
[全体の流れについて]
図３は、端末装置の電池電圧低下検出方法の全体の流れについての手順を示すフローチャートである。
【００２１】
端末装置は通常モードの電池電圧確認時間かどうか、チェックを行う(Ｓ１０１)。通常モードの電池電圧確認時間ではない場合は、電池電圧低下検出は行わない。通常モードの電池電圧確認時間の場合は、通常モードによる電池電圧低下検出を行う(Ｓ１０２)。
通常モードによる電池電圧低下検出結果がＯＫの場合は、電池残量はＯＫであると判断する(Ｓ１０３  ＹＥＳ)。
通常モードによる電池電圧低下検出結果の結果がＮＧの場合は、低下モードによる電池電圧低下検出に移行する(Ｓ１０３  ＮＯ)。
まず、低下モードの電池電圧確認時間かどうか、チェックを行う(Ｓ１０４)。これは、通常モードの電池電圧確認時間と低下モードの電池電圧確認時間が異なる為である。低下モードの電池電圧確認時間ではない場合は、低下モードの電池電圧確認時間になるまで待機する。低下モードの電池電圧確認時間の場合は、低下モードによる電池電圧低下検出を行う(Ｓ１０５)。
低下モードによる電池電圧低下検出結果結果がＯＫの場合（Ｓ１０６）は、電池残量はＯＫであると判断する(Ｓ１０７)。
低下モードによる電池電圧低下検出結果結果がＮＧの場合は、電池残量はＮＧであると判断する(Ｓ１０８)。
電池残量がＮＧと判断された場合は前述する送信回路により、上位の端末、センタ装置に対して電池電圧低下による電池交換要求の送信を行う。
【００２２】
このように、全体の流れとしては、まず通常モードによる電池電圧の測定、電池電圧低下の検出を行い、検出結果がＮＧの場合はさらに低下モードによる電池電圧低下の検出を行うことで電池交換時期の精度を高めている。
【００２３】
[通常モードの流れについて]
図４は、端末装置の通常モードによる電池電圧低下検出方法についての手順を示すフローチャートである。通常モードによる電池電圧低下検出は、図３に示すように通常モードの電池電圧低下確認時間になった場合、電池電圧低下検出を行う。電池電圧低下確認時間かどうかは、時計ＩＣを使用し、メモリに保存されている通常モードの電池電圧低下確認時間を取得し、判断を行う。
【００２４】
まず、端末装置の電池電圧１を測定し（Ｓ２０１）、測定した電池電圧１をメモリに保存する（Ｓ２０２）。
次にメモリから再チェックフラグを取得し、再チェックフラグの判定を行う（Ｓ２０３）。Ｓ２０２の判定がＹＥＳの場合は、通常モードの再チェックと判定し、前回測定した電池電圧１と電池電圧２の差分をメモリから取得する（Ｓ２０４）。
取得した差分電圧とＳ２０１で測定した電池電圧１を電池電圧低下検出用の電池電圧と（Ｓ２０４）する。なお、再チェックフラグがＮＯの場合（Ｓ２０３  ＮＯ）は、差分電圧を取得しないので、電池電圧１が電池電圧低下検出用の電池電圧となる。
ここでいう再チェックとは、電池電圧の低下が気温等の外部環境の影響によるものか判断し、再度電池電圧低下検出を行うことである。つまり、一時的に電池電圧が低下している場合、一定時間負荷をかけ続けることによって電池電圧が上昇し、正常に戻る場合がある。負荷をかけ続けた分上昇した電池電圧を差分とし、測定した電池電圧に加えることで再度電池電圧低下検出を行うことを再チェックとしている。
【００２５】
Ｓ２０６では、先ほどＳ２０５で算出した電池電圧とメモリから取得した電池電圧低下判定閾値との比較を行い（Ｓ２０６）、算出した電池電圧が高い場合（Ｓ２０６  ＮＯ）、電池電圧は正常であると判断する（Ｓ２０９）。その際、再チェックフラグ、低下モードフラグをオフに設定する（Ｓ２０７、Ｓ２０８）。低下モードフラグとは、低下モードによる電池電圧低下検出を行うかどうかのフラグである。
算出した電池電圧が電池電圧低下判定閾値よりも低い場合は（Ｓ２０６  ＹＥＳ）、外部環境の影響による電池電圧の低下かどうかのチェックを行う。
【００２６】
まず、メモリから端末装置の稼働日数を取得する（Ｓ２１０）。
Ｓ２１０で取得した稼働日数と、メモリから取得した電池寿命との比較を行う（Ｓ２１１）。
【００２７】
稼働日数が電池寿命を超えている場合（Ｓ２１１  ＮＯ）は、電池電圧の低下は電池寿命である可能性が高いと判断し、低下モードでの電池電圧検出に移行する。その際、再チェックフラグをオフ（Ｓ２０７）に、低下モードフラグをオン（Ｓ２１２）に設定する。
稼働日数が電池寿命を超えていない場合（Ｓ２１１  ＹＥＳ）は、外部環境による影響により電池電圧が低下したかどうかのチェックを行う。
【００２８】
これは、周囲環境等により一時的に電池電圧が低下していた場合、一定時間負荷を印加することにより電池が活性化され電池電圧が上昇することがあり、本当に電池電圧が電池交換しなければいけない段階にあるのか、判定するためである。
まず、一定時間連続で負荷を印加する（Ｓ２１３）。
ここでいう一定時間とは30秒から1分くらいであり、親機や、子機、また多段中継等により自端末に接続されている端末装置の数、自端末の接続段数によって連続印加する時間が異なってくる。
これらの各条件による印加時間は、テーブルの形でメモリに保存されている(図示しない)。
【００２９】
次に再度電池電圧の測定を行う（Ｓ２１４）。ここで測定した電池電圧は、電池電圧２とする。
Ｓ２０１で測定した電池電圧１と、Ｓ２１４で測定した電池電圧２の比較を行う（Ｓ２１５）。
Ｓ２０１で測定した電池電圧１の方が高い場合は、外部環境の影響によらず電池電圧が低下している可能性が高いとして、低下モードでの電池電圧チェックに移行する（Ｓ２１２）。
Ｓ２１５において、Ｓ２１４で測定した電池電圧２の方が高いと判断した場合（Ｓ２１５  ＹＥＳ）は、外部環境の影響により一時的に電池電圧が低下していた可能性が高いとして、引き続き電池電圧低下検出を行う。
Ｓ２１４で測定した電池電圧２と、メモリから取得した電池電圧判定閾値の比較を行い（Ｓ２１６）、閾値の方が高い場合（Ｓ２１６ ＮＯ）は、外部環境の影響により一時的に電池電圧が低下していたとしても、十分な電池電圧が得られていないとして、低下モードでの電池電圧チェックへ移行する。
Ｓ２１４で測定した電池電圧のほうが高い場合（Ｓ２１６  ＹＥＳ）は、外部環境の影響により一時的に電池電圧が低下していたと判断し、Ｓ２１４で取得した電池電圧２とＳ２０１で取得した電池電圧１の差分を、一時的に低下した分の電池電圧としてメモリに保存し（Ｓ２１８）、再チェックフラグをオンにする（Ｓ２１８）。
【００３０】
このように通常モードでは、まず通常の電池電圧の測定、低下検出を行い、ＮＧの場合は、電池電圧の低下が電池寿命や、外部環境による一時的なものかどうかのチェックを行う。外部環境による可能性が高い場合は再度通常モードでチェックを行うことにより電池交換時期の精度を高めている。
【００３１】
[低下モードの流れについて]
図５は、端末装置の低下モードにおける電池電圧低下検出方法についての手順を示すフローチャートである。
【００３２】
低下モードによる電池電圧低下検出は、図５に示すように低下モードの電池電圧低下確認時間になった場合、電池電圧低下検出を行う。電池電圧低下確認時間かどうかは、時計ＩＣを使用し、メモリに保存されている低下モードの電池電圧低下確認時間を取得し、判断を行う。なお、上述している通常モードの電池電圧低下確認時間と低下モードの電池電圧低下確認時間は同じでもよいし、異なっていてもよい。
まず、低下モードフラグのチェックを行い（Ｓ３０１）、低下モードで電池電圧低下検出を行う必要がある場合のみ行う（Ｓ３０１  ＹＥＳ）。次に、メモリから低下カウントを取得し（Ｓ３０２）、電池電圧の測定を行う（Ｓ３０３）。
そして測定した電池電圧と、メモリから取得した電池電圧判定閾値との比較を行い（Ｓ３０４）、測定した電池電圧の方が高い場合（Ｓ３０４  ＮＯ）は、正常であると判断する。
その際、低下カウントを０に設定し（Ｓ３０８）、低下フラグをオフにする（Ｓ３０９）。
Ｓ３０４で使用している電池電圧判定閾値は、通常モードで使用している電池電圧判定閾値と同じでもよく、異なっていてもよい。
なお、Ｓ３０４において、測定した電池電圧の方が電池電圧判定閾値よりも低いと判断した場合（Ｓ３０４  ＹＥＳ）は、メモリから取得した低下カウントをインクリメント（Ｓ３０５）する。
【００３３】
さらに、低下カウントのチェックを行い、低下カウントが閾値（ここでは２４とした）を超えている場合（Ｓ３０６  ＹＥＳ）は、電池電圧が低下していると判断する。
低下カウントが閾値を越えていない場合は、低下カウントをメモリに記録し、引き続き低下モードで電池電圧チェックを行う。
低下カウントとは、測定した電池電圧が電池電圧判定閾値を下回った場合にインクリメントを行い、一度でも電池電圧判定閾値を上回った場合は０に設定している。つまり、一定回数連続で測定した電池電圧が電池電圧判定閾値を下回ったかどうかを判定している。
【００３４】
このように本発明では電池電圧低下検出方法として、まず通常モードによる電池電圧低下検出を行い、電池電圧低下の要因が外部環境の影響によるものかどうか判断を行う。電池電圧低下の要因が外部環境の影響による可能性が高いと判断した場合には、さらに低下モードによる電池電圧低下検出を行う。低下モードによる電池電圧低下検出では、一定時間連続で電池電圧の低下が検出された場合に電池電圧低下と判断する。
よって、正確な電池交換時期を把握できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明における無線通信システムの構成を示す図である。
【図２】図１の無線子機の構成を示すブロック図である。
【図３】電池電圧低下検出方法における全体の流れを示すフローである。
【図４】電池電圧低下検出方法における通常モードの流れを示すフローである。
【図５】電池電圧低下検出方法における低下モードの流れを示すフローである。
【符号の説明】
【００３６】
１・・・センタ装置、２・・・親機、３、４・・・子機、１１・・・制御装置、１２・・・アンテナ、１３・・・スイッチ、１４・・・送信回路、１５・・・受信回路、１６・・・メモリ、１７・・・Ｉ／Ｆ回路、１８・・・間欠受信用タイマー、１９・・・起動指令用タイマー、２０・・・時計ＩＣ、２１・・・電池電圧低下検出回路
【図１】
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【図２】
2011217123.tif 000004
【図３】
2011217123.tif 000005
【図４】
2011217123.tif 000006
【図５】
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