(57)【要約】【課題】効率的なセンサネットワークシステムを構築する。【解決手段】センサネットワークシステムの設計方法は、検定有効期間が満了となる複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードである検満ノードから基準となる基準ノードを設定する処理（Ｓ２０２）と、基準ノードと、基準ノードからの距離が所定の距離条件を満たす所定数以下の検満ノードとでグループを生成する処理（Ｓ２０６）と、グループに含まれる検満ノードを基準ノードの候補から除外する処理（Ｓ２０８）と、を繰り返し、グループを生成できなくなったら基準ノードに中継機を対応付ける（Ｓ２１６）。【選択図】図４
2019102864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メータに対応付けられた複数のセンサノードと、前記センサノードを通じて前記メータの情報を収集するセンター装置と、前記センサノードと前記センター装置とを中継する中継機とを備えるセンサネットワークシステムの設計方法であって、
検定有効期間が満了となる複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードである検満ノードから基準となる基準ノードを設定する処理と、
前記基準ノードと、前記基準ノードからの距離が所定の距離条件を満たす所定数以下の検満ノードとでグループを生成する処理と、
前記グループに含まれる検満ノードを前記基準ノードの候補から除外する処理と、
を繰り返し、
前記グループを生成できなくなったら前記基準ノードに前記中継機を対応付けるセンサネットワークシステムの設計方法。
【請求項２】
前記基準ノードからの距離が前記距離条件を満たす検満ノードが前記所定数未満であるが、他のグループと前記距離条件を満たさない場合、前記基準ノードと、前記基準ノードからの距離が前記距離条件を満たす前記所定数未満の検満ノードとでグループを生成する請求項１に記載のセンサネットワークシステムの設計方法。
【請求項３】
前記基準ノードからの距離が前記距離条件を満たす検満ノードが前記所定数未満であり、かつ、他のグループと前記距離条件を満たす場合、その基準ノードの設定を解除する請求項１または２に記載のセンサネットワークシステムの設計方法。
【請求項４】
メータに対応付けられた複数のセンサノードと、前記センサノードを通じて前記メータの情報を収集するセンター装置と、前記センサノードと前記センター装置とを中継する中継機とを備えるセンサネットワークシステムを対象として、
コンピュータに、
検定有効期間が満了となる複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードである検満ノードから基準となる基準ノードを決定する処理と、
前記基準ノードと、前記基準ノードからの距離が所定の距離条件を満たす所定数以下の検満ノードとでグループを生成する処理と、
前記グループに含まれる検満ノードを前記基準ノードの候補から除外する処理と、
を繰り返させ、
前記グループを生成できなくなったら前記基準ノードに前記中継機を対応付ける処理を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のメータを含むセンサネットワークシステムの設計方法、および、そのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ガス事業者や電力事業者は、需要者が消費したガスや電力の使用量を積算するため、需要箇所にガスメータや電力メータを配置している。また、近年では、通信機能を備え、ガス事業者や電力事業者との間で双方向にデータ通信を行い、ガスや電力の使用量を自動的に遠隔検針可能なスマートメータが脚光を浴びている。かかるスマートメータは、ガスや電力といったインフラ網の安全性や利用効率を高めるための情報源としても利用できる。
【０００３】
また、上述したスマートメータとガス事業者や電力事業者とのデータ通信を実現すべく様々な手段が提案されている。例えば、スマートメータに近距離の無線機を設け、メッシュ型のネットワークを形成したり、３ＧやＬＴＥ（Long Term Evolution）といった携帯電話網によってスター型のネットワークを形成したり、電力線通信によるスター型のネットワークを形成することが考えられる。
【０００４】
また、メッシュ型のネットワークの応用として、基幹ネットワークと無線ＬＡＮによるアドホック通信とを併設し、基幹ネットワークの障害時においてアドホック通信に切り替えることでスマートメータを安定して運用する技術が知られている（例えば、特許文献１）。また、ネットワークのルーティングに関する技術も公開されている（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−０６５４２２号公報
【特許文献２】特開２０１２−１０５２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のように、アドホック通信を通じてセンサノード同士を接続するセンサネットワークシステムを構築することで、検針員がメータを直接検針しなくても、検針情報を収集（自動検針）することが可能となり、業務の効率化を図ることができる。
【０００７】
しかし、センサノードの位置は、メータの近傍（需要者宅の近傍）に制限されるため、メータの配置条件によってはセンサノード間の通信環境も限定されてしまい、効率的なセンサネットワークシステムを構築するのが困難であった。また、メータが交換されるタイミングも、その使用期限時（検定有効期間の満了時）に限られるので、個々のセンサノードが有効に利用可能となる時期も考慮に入れてセンサネットワークシステムを設計しなければならなかった。
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑み、効率的なセンサネットワークシステムを構築することが可能なセンサネットワークシステムの設計方法、および、そのプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、メータに対応付けられた複数のセンサノードと、センサノードを通じてメータの情報を収集するセンター装置と、センサノードとセンター装置とを中継する中継機とを備える本発明のセンサネットワークシステムの設計方法は、検定有効期間が満了となる複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードである検満ノードから基準となる基準ノードを設定する処理と、基準ノードと、基準ノードからの距離が所定の距離条件を満たす所定数以下の検満ノードとでグループを生成する処理と、グループに含まれる検満ノードを基準ノードの候補から除外する処理と、を繰り返し、グループを生成できなくなったら基準ノードに中継機を対応付ける。
【００１０】
基準ノードからの距離が距離条件を満たす検満ノードが所定数未満であるが、他のグループと距離条件を満たさない場合、基準ノードと、基準ノードからの距離が距離条件を満たす所定数未満の検満ノードとでグループを生成してもよい。
【００１１】
基準ノードからの距離が距離条件を満たす検満ノードが所定数未満であり、かつ、他のグループと距離条件を満たす場合、その基準ノードの設定を解除してもよい。
【００１２】
上記課題を解決するために、メータに対応付けられた複数のセンサノードと、センサノードを通じてメータの情報を収集するセンター装置と、センサノードとセンター装置とを中継する中継機とを備えるセンサネットワークシステムを対象として、コンピュータに、検定有効期間が満了となる複数のメータそれぞれに対応付けられたセンサノードである検満ノードから基準となる基準ノードを決定する処理と、基準ノードと、基準ノードからの距離が所定の距離条件を満たす所定数以下の検満ノードとでグループを生成する処理と、グループに含まれる検満ノードを基準ノードの候補から除外する処理と、を繰り返させ、グループを生成できなくなったら基準ノードに中継機を対応付ける処理を実行させるためのプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、効率的なセンサネットワークシステムを構築することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】センサネットワークシステムの概略的な構成を示した説明図である。
【図２】メータの概略的な構成を示した機能ブロック図である。
【図３】センター装置の概略的な構成を示した機能ブロック図である。
【図４】センサネットワークシステムの設計方法を説明するためのフローチャートである。
【図５】構築されるセンサネットワークシステムを説明するための説明図である。
【図６】型式号数と保安号数との関係を説明するための説明図である。
【図７】センター装置の処理の流れを示したフローチャートである。
【図８】課金情報の対象期間を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１６】
（センサネットワークシステム１００）
図１は、センサネットワークシステム１００の概略的な構成を示した説明図である。図１に示すように、センサネットワークシステム１００は、複数のメータ１１０と、複数のセンサノード１１２と、複数の中継機１１４と、センター装置１１６とを含んで構成される。
【００１７】
メータ（スマートメータ）１１０は、例えば、需要者単位で設置され、ガス事業者から需要者にガスを供給したり、電力事業者から需要者に電力を供給する場合に、少なくともガスや電力の使用量を自動的に検針する装置である。本実施形態では、説明の便宜上、ガス事業者によるガスのメータ１１０について例示するが、電力（電気）にも適用できることは言うまでもない。
【００１８】
図２は、メータ１１０の概略的な構成を示した機能ブロック図である。メータ１１０は、遮断弁１５０と、圧力センサ１５２と、流量センサ１５４と、表示部１５６と、演算部１５８とを含んで構成される。なお、図２中、制御信号の流れを実線の矢印で、可燃性ガスの流れを破線の矢印で示している。
【００１９】
遮断弁１５０は、弁を含み、弁の開度を制御し、ガス流路１４８を流れる可燃性ガスの流量を制御する。したがって、遮断弁１５０は、弁を完全に閉じることで可燃性ガスの流れを遮断することができる。圧力センサ１５２は、遮断弁１５０より下流に設けられ、可燃性ガスの圧力を検出する。
【００２０】
流量センサ１５４は、超音波振動子１５４ａ、１５４ｂ、伝播速度導出部１５４ｃで構成される。超音波振動子１５４ａ、１５４ｂは、遮断弁１５０の下流かつ圧力センサ１５２の上流における、ガス流路１４８の上流側側面と下流側側面の予め定められた位置に配置され、例えば２０ｋＨｚ以上の音波である超音波の送信部および受信部として機能する。伝播速度導出部１５４ｃは、可燃性ガスを介して超音波振動子１５４ａ、１５４ｂ間を伝播する超音波の伝播時間を検出し、伝播時間に基づいて可燃性ガスの流量を導出する。
【００２１】
表示部１５６は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ等で構成され、可燃性ガスの供給量（使用量）の積算値や、可燃性ガスの漏洩等の異常を報知するために用いられる。
【００２２】
演算部１５８は、中央処理装置（ＣＰＵ）、プログラム等が格納されたＰＲＯＭ、ワークエリアとしてのＲＡＭ等を含む半導体集積回路により、メータ１１０全体を管理および制御する。また、演算部１５８は、プログラムと協働して、閾値更新部１６０、遮断制御部１６２として機能する。かかる閾値更新部１６０、遮断制御部１６２については後程詳述する。
【００２３】
図１に戻って、センサノード１１２は、メータ１１０それぞれに対し１対１に対応付けられて設置され、少なくともメータ１１０で利用される情報（データ）の送受信を行う。
【００２４】
中継機（ゲートウェイ機器）１１４は、複数のセンサノード１１２のいずれかに対応付けられて設置され、その対応付けられたセンサノード１１２と有線通信を確立するとともに、基地局１１８を通じてセンター装置１１６と無線通信を確立する。そして、中継機１１４は、対応付けられたセンサノード１１２を通じて、周囲の１または複数のセンサノード１１２と無線通信を確立する。
【００２５】
ただし、センサノード１１２の通信は、近距離無線で実現されているため、全てのセンサノード１１２が、中継機１１４に対応付けられたセンサノード１１２と、無線通信を直接確立できるとは限らない。この場合、センサノード１１２は、無線通信可能な他のセンサノード１１２を１または複数回ホップして中継機１１４に接続される。こうして、中継機１１４は、対応付けられたセンサノード１１２および周囲の他のセンサノード１１２を通じて、各センサノード１１２の情報をセンター装置１１６に転送するとともに、センター装置１１６の情報を周囲のセンサノード１１２に送信することができる。なお、このとき、伝達される情報には、情報が伝達される際に経由した中継機１１４を特定する識別子も含まれるので、センター装置１１６は、その情報の発信元を特定することができる。
【００２６】
センター装置１１６は、コンピュータ等で構成され、ガス事業者や電力事業者といったセンサネットワークシステム１００の管理者側に属する機器で、１または複数の中継機１１４の情報を収集したり、または、１または複数の中継機１１４に対して情報を送信したりする。なお、メータ１１０が設置されている位置（座標情報）は、センター装置１１６において導管マッピング（ＧＩＳシステム）を通じて管理されている。したがって、センサノード１１２や中継機１１４の位置も導管マッピングによって特定できる。
【００２７】
図３は、センター装置１１６の概略的な構成を示した機能ブロック図である。センター装置１１６は、センター通信部１７０と、センター保持部１７２と、センター制御部１７４とを含んで構成される。
【００２８】
センター通信部１７０は、基地局１１８を通じて中継機１１４と無線通信を確立する。センター保持部１７２は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、センター装置１１６に用いられるプログラムや各種情報を保持する。センター制御部１７４は、ＣＰＵやＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、センター保持部１７２に格納されたプログラムを用い、センター装置１１６全体を制御する。また、センター制御部１７４は、プログラムと協働して、データ取得部１８０、情報生成部１８２、情報送信部１８４として機能する。かかるデータ取得部１８０、情報生成部１８２、情報送信部１８４については後程詳述する。
【００２９】
ここで、各装置間の通信について説明する。例えば、中継機１１４とセンター装置１１６との間は、基地局１１８を含む携帯電話網やＰＨＳ（Personal Handyphone System）網等の、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）といった、通信量に応じて通信料が生じる既存の有料通信網を通じた無線通信が確立される。また、センサノード１１２同士は、例えば、９２０ＭＨｚ帯を利用するスマートメータ用無線システム（Ｕ−Ｂｕｓ  Ａｉｒ）を通じた無線通信が確立される。かかるセンサノード１１２同士の無線通信は無料であることを想定しているが、有料か無料かは問わず、少なくとも中継機１１４とセンター装置１１６との間の無線通信より通信コストが低ければよい。このような無線通信により、中継機１１４は、有料通信網を通じて、センター装置１１６と接続されると共に、スマートメータ用無線システムを通じて各センサノード１１２と接続される。
【００３０】
本実施形態では、複数の需要者単位でメータ１１０およびセンサノード１１２が配置されている。なお、中継機１１４が併設される場合もある。センター装置１１６は、センサノード１１２や中継機１１４を通じてメータ１１０の情報を収集、または、メータ１１０を制御する。したがって、センサノード１１２や中継機１１４は、需要者が存在するあらゆる位置に配置されることとなる。
【００３１】
ここでは、中継機１１４の設置箇所において、センサノード１１２によるスマートメータ用無線システムと中継機１１４による有料通信網とを併用し、スマートメータ用無線システム専用の基地局を別途設けることなく、既存の有料通信網を利用することで、センター装置１１６とセンサノード１１２との通信を簡易かつ安価に確立することができる。
【００３２】
また、中継機１１４とその周囲の複数のセンサノード１１２との組み合わせにおいて、中継機１１４のみが有料通信網を利用し、他のセンサノード１１２はすべて通信料が生じないスマートメータ用無線システムを利用している。したがって、通信コストを大幅に削減することが可能となる。
【００３３】
例えば、中継機１１４は、自己に対応付けられたセンサノード１１２を通じ、周囲の複数のセンサノード１１２からスマートメータ用無線システムを通じて情報を収集し、その収集した情報を、日単位で有料通信網を通じてセンター装置１１６に送信する。こうして、中継機１１４の有料通信網の利用を最小限に留めることができ、通信コストを削減することが可能となる。
【００３４】
上記スマートメータ用無線システムは、近距離無線を想定しているため、無線通信に費やす電力は比較的少ない。したがって、センサノード１１２の電源は、電池等で賄うことができ、センサネットワークシステム１００の消費電力を削減することが可能となる。有料通信網は、スマートメータ用無線システムと比べると相対的に電力を消費し易いので、大容量の電池もしくは別途の電源を要するが、センサノード１１２に対して中継機１１４の絶対数が少ないので、全てのメータ１１０から携帯電話網を利用する場合に比べ、消費電力を極めて低く抑えることができる。以下、センサノード１１２や中継機１１４の配置について詳述する。
【００３５】
（センサネットワークシステム１００の設計方法）
上述したように、センサノード１１２同士を接続するセンサネットワークシステム１００を構築することで、ガス事業者の検針員がメータ１１０を直接検針しなくても、検針情報を収集（自動検針）することが可能となり、業務の効率化を図ることができる。
【００３６】
しかし、センサノード１１２は、メータ１１０と対応付けられるため、その位置はメータ１１０の近傍（需要者宅の近傍）に制限され、メータ１１０の配置条件によってはセンサノード１１２間の通信環境も限定されてしまう。そうすると、効率的なセンサネットワークシステム１００を構築するのが困難であった。また、メータ１１０が交換されるタイミングも、その使用期限時（検定有効期間の満了時）に限られるので、個々のセンサノード１１２が有効に利用可能となる時期も考慮に入れてセンサネットワークシステム１００を設計しなければならなかった。
【００３７】
そこで、本実施形態では、中継機１１４を不要に多く設置することなく、効率的なセンサネットワークシステム１００を構築することが可能なセンサネットワークシステム１００の設計方法を提供する。
【００３８】
図４は、センサネットワークシステム１００の設計方法を説明するためのフローチャートであり、図５は、構築されるセンサネットワークシステム１００を説明するための説明図である。メータ１１０は、検定有効期間が、例えば、１０年といったように決まっており、その検定有効期間の満了に伴って交換しなければならない。ただし、全てのメータ１１０を一度に交換するのではなく、例えば、１年毎に全量の１／１０を交換することで少なくとも１０年後に全量の交換を完了させることを目標とする。
【００３９】
したがって、図４のフローチャートは、１年に１回、検定有効期間が満了となるメータ１１０に対して行われる。また、図５では、検定有効期間が満了となるメータ１１０（もしくはそれに対応付けられるセンサノード１１２）を白抜きで示し、まだ検定有効期間が満了とはならないメータ１１０を黒の塗り潰しで示す。また、検定有効期間が満了となるメータ１１０を「検満メータ」と呼ぶ場合があり、検満メータに対応付けられて配置されるセンサノード１１２を「検満ノード」と呼ぶ場合がある。なお、以下で説明するセンサネットワークシステム１００の設計方法は、所定の装置（コンピュータ）を用いて実現される。
【００４０】
まず、所定の装置は、対象となる地域に対し、今回の処理でまだ選択されていない検満ノード（検満メータ）があるか否か判定する（Ｓ２００）。そして、対象となる地域に検満ノードがあれば（Ｓ２００におけるＹＥＳ）、その検満ノードのうちの１のメータ１１０を任意に選択し、基準ノードとして設定する（Ｓ２０２）。ここでは、図５（ａ）中、「Ａ」で示した検満ノードを基準ノードとする。
【００４１】
続いて、基準ノードからの距離が所定の距離条件を満たす検満ノードが所定数あるか否か判定する（Ｓ２０４）。ここで、所定の距離条件は、検満ノード同士が隣接するとみなされる距離以内にあることであり、具体的には、基準ノードから所定距離（例えば、３０ｍ）内に検満ノードが位置するか、または、所定距離に位置すると判断された検満ノードからさらに所定距離内に他の検満ノードが位置するかどうかということである。かかる所定距離としては、実験等により、安定的に通信を実現可能な適切な値（ここでは、３０ｍ）を採用する。したがって、基準ノードまで複数連鎖する検満ノード間の距離が全て所定距離内であれば、かかる検満ノードは全て距離条件を満たすこととなる。例えば、図５（ａ）の例では、「Ａ」の基準ノードに対して、「Ｂ」で示した３つの検満ノードが対象となる。ここでは、所定の距離条件を満たす検満ノード同士を破線で結んで示している。
【００４２】
また、所定数は、中継機１１４が接続可能なセンサノード１１２の最大許容数より小さい数である。このように所定数を最大許容数より少なくすることで、次年度以降に追加される検満ノードが基準ノードに隣接していた場合に、その基準ノードで追加される検満ノードとの通信を許容することができる。なお、所定数は、所定年（例えば１０年）後に各中継機１１４が最大許容数以下のセンサノード１１２との通信を許容できることを想定した適切な値であり、例えば、最大許容数「５０」に対し所定数を「３０」とする。ただし、図５においては、説明の便宜上、所定数を「３」として説明している。
【００４３】
このように、所定の距離条件を満たす検満ノードを抽出している途中で、所定数に至った場合（Ｓ２０４におけるＹＥＳ）、さらに所定の距離条件を満たす検満ノードがあるか否かに拘わらず、その基準ノードと、抽出した、基準ノードからの距離が所定の距離条件を満たす所定数以下の検満ノードとでグループを生成する（Ｓ２０６）。例えば、図５（ａ）の例では、「Ａ」を基準ノードとする３つの「Ｂ」の検満ノードを含んだグループ「Ｃ」が生成される。
【００４４】
続いて、このように生成されたグループに含まれる検満ノードを、基準ノードの候補から除外し（Ｓ２０８）、検満ノード判定処理Ｓ２００からの処理を繰り返す。したがって、基準ノードの候補から除外された検満ノードは、検満ノード判定処理Ｓ２００の対象とはならない。これは、グループに含まれる検満ノードは、すでに基準ノードに設置される中継機１１４を通じてセンター装置１１６と通信確立可能と判断されているので、改めて基準ノードの候補とする必要がないからである。こうして、検満ノード判定処理Ｓ２００の負荷を軽減することができる。
【００４５】
例えば、図５（ａ）において、グループ化された「Ｂ」の検満ノードは基準ノードの候補から除外されるので、次の検満ノード判定処理Ｓ２００では、図５（ｂ）のように、「Ｂ」の検満ノードを除いた検満ノード、例えば、「Ｄ」で示した検満ノードが基準ノードとして設定される。そうすると、ステップＳ２０４において、図５（ｂ）における「Ｄ」の基準ノードに対して、「Ｅ」で示した３つの検満ノードが対象となり、「Ｄ」を基準ノードとする３つの「Ｅ」の検満ノードを含んだグループ「Ｆ」が生成される。このようにして、順次新たなグループが生成されることとなる。
【００４６】
また、所定の距離条件を満たす検満ノードが所定数未満である場合（Ｓ２０４におけるＮＯ）、基準ノードと、抽出された所定数未満の検満ノードとのセンサノード群が、既に生成されている他のグループと所定の距離条件を満たすか否か判定する（Ｓ２１０）。ここで、センサノード群が他のグループと所定の距離条件を満たさなければ（Ｓ２１０におけるＮＯ）、当該センサノード群、すなわち、基準ノードと、抽出された所定数未満の検満ノードとでグループを生成する（Ｓ２１２）。例えば、図５（ｃ）の「Ｇ」を基準ノードとする２つの「Ｈ」の検満ノードを含むセンサノード群が、他のグループ「Ｃ」、「Ｆ」と所定の距離条件を満たさないので、「Ｇ」を基準ノードとする２つの「Ｈ」の検満ノードを含んでグループ「Ｉ」が生成される。かかるセンサノード群は、他のグループと所定の距離条件を満たしていないので、本年度のみならず、次年度以降に通信が確立される可能性も低い。ここでは、このようなセンサノード群が所定数未満であったとしても、独立したグループとして扱うことで、多くのセンサノード１１２と通信を確立することが可能となる。
【００４７】
そして、グループ生成処理Ｓ２０６でグループを生成した場合と同様に、生成されたグループに含まれる検満ノードを、基準ノードの候補から除外し（Ｓ２０８）、検満ノード判定処理Ｓ２００からの処理を繰り返す。
【００４８】
また、センサノード群が他のグループと所定の距離条件を満たす場合（Ｓ２１０におけるＹＥＳ）、その基準ノードの設定を解除して単なる検満ノードとする（Ｓ２１４）。例えば、図５（ｄ）の「Ｊ」を基準ノードとする「Ｋ」の検満ノードを含むセンサノード群が、他のグループ「Ｃ」、「Ｆ」と所定の距離条件を満たすので、「Ｊ」の基準ノードの設定を解除する。ここで、センサノード群をグループ化しないのは、他のグループと所定の距離条件を満たしているので、他のグループの検満ノードと通信を確立することが想定され、また、本年度に通信を確立しなくても、次年度以降に通信を確立する可能性が高いからである。このように、基準ノードを不要に多く設定しないようにすることで、中継機１１４の絶対数を抑制しつつ、効率的なセンサネットワークシステム１００を構築することができる。
【００４９】
また、基準ノードの設定を解除しただけでは、検満ノード判定処理Ｓ２００において、同一の検満ノードが再び基準ノードとして設定され得るので、ここでは、不要な処理を繰り返すのを防止するため、抽出されたすべての検満ノードを、基準ノードの候補から除外し（Ｓ２０８）、検満ノード判定処理Ｓ２００からの処理を繰り返す。
【００５０】
このように、グループ化されなかった検満ノードは、例えば、次年度以降に新たな検満ノードが生じることで、それらが基準ノードの候補となり、グループ化が促進される場合がある。また、新たに建物が建設され、所定の距離条件を満たすセンサノード１１２が増えることで、検満ノードが所定数以上となり、グループ化が可能になる場合もある。
【００５１】
そして、検満ノード判定処理Ｓ２００において、今回の処理でまだ選択されていない検満ノードがないか、または、検満ノードはあるが、基準ノードの候補から除外されたものであれば（Ｓ２００におけるＮＯ）、設定された基準ノード全てに中継機１１４を対応付け（Ｓ２１６）、当該センサネットワークシステム１００の設計方法を終了する。
【００５２】
こうして、検定有効期間が満了となった既設のメータ１１０は、新たなメータ１１０に交換される。そして、新たなメータ１１０にはセンサノード１１２が対応付けられている。また、基準ノードとして設定されたセンサノード１１２（もしくは、それに対応付けられたメータ１１０）には、メータ１１０およびセンサノード１１２に加え、中継機１１４が併設される。こうして、検定有効期間が満了するタイミングで、中継機１１４を適切に配置したセンサネットワークシステム１００が更新される。
【００５３】
上記のセンサネットワークシステム１００の設計方法は、少なくとも所定年（例えば１０年）後に、全てのメータ１１０がセンサノード１１２に対応付けられたメータ１１０に交換され、全てのメータ１１０がセンサノード１１２によって通信可能になった場合を想定して設計されている。しかし、上述したように、実際は、検満ノードに対応するメータ１１０のみの交換なので、毎年、所定の割合（例えば、１／１０）でしかセンサノード１１２が追加されない。したがって、当該方法によって、初年度に、センサネットワークシステム１００が完全に構築されるものではなく、交換されたメータ１１０であってもセンター装置１１６と通信できない場合もある。その場合は、不要に中継機１１４を設置せず、検針員が個別に検針することとする。
【００５４】
なお、中継機１１４の最大許容数は、所定数より大きい。したがって、検満ノードがグループに含まれていない場合であっても、その検満ノードが、グループに属する他の検満ノードや基準ノードと通信を確立し、センター装置１１６と通信できる場合もある。この場合、その時点や過去の接続実績を参照し、安定して通信を確立している中継機１１４とセンサノード１１２との組合せがあれば、その通信は既に成り立っているものとみなし、その通信経路を固定した（検満ノード判定処理Ｓ２００の対象から除外した）上で、他のセンサノード１１２に関し、上記の設計方法を実行してもよい。
【００５５】
なお、所定年に近づいても、または、所定年が経過しても、センサネットワークシステム１００として構築されなかった検満ノードに相当するメータ１１０については、所定の距離条件を満たすメータ１１０が所定数に満たない場合であっても、いずれかの検満ノードを基準ノードとしてもよい。こうして、全てのメータ１１０との通信が可能となる。
【００５６】
かかる構成により、毎年、検定有効期間が満了したメータをメータ１１０に適切に交換し、所定の規則に則って画一的、かつ効率的に中継機１１４を配置することができる。したがって、所定年後を見据えて、中継機１１４の絶対数を抑制しつつ、かつ、その少ない中継機１１４が適切に配分された（バランスよく配分された）効率的なセンサネットワークシステム１００を構築することが可能となる。
【００５７】
（保安号数の変更）
このように構築されたセンサネットワークシステム１００を用いることで、検針員がメータ１１０を直接検針しなくても、検針情報を収集（自動検針）することが可能となり、業務の効率化を図ることができる。しかし、需要者の利用状況が変化し、変化した利用状況に対応するメータ１１０が必要になると、やはり作業員が需要者宅に出向き、該当する保安号数のメータ１１０を直接交換することとなり、業務の効率化が十分ではなかった。そこで、本実施形態では、メータ１１０の共通化を図り、効率的なセンサネットワークシステム１００を構築する。
【００５８】
ところで、メータ１１０は、単位時間当たりの使用最大流量を示す保安号数によってその外形および内部構造の大きさが異なる。ただし、保安号数の違いによりハードウェア的に変化するのは「大きさ（スケール）」のみである。したがって、保安号数が大きいメータ１１０を保安号数が小さいメータ１１０で代用することはできないが、その逆、すなわち、保安号数が小さいメータ１１０を保安号数が大きいメータ１１０で代用することはできる。そうすると、保安号数が大きいメータ１１０を用いることでメータ１１０の共通化が可能となる。なお、ここでは、メータ１１０として、機能はほぼ等しいが外観が異なるＵＨ型とＪＯ（ＭＯ）型の２機種を例示する。
【００５９】
図６は、型式号数と保安号数との関係を説明するための説明図である。ここでは、共通化されたメータ１１０として機種それぞれで５つの型式（型式号数）を準備している。図６（ａ）に示すＵＨ型では、１．６号、２．５号、３号、４号、６号の型式号数のメータ１１０それぞれが、１または複数の保安号数を兼用する。例えば、型式号数が１．６号のメータ１１０は、保安号数が１．６号にしか対応していないが、型式号数が６号のメータ１１０は、保安号数として、１．６号、２．５号、３号、４号、４．５号、５号、６号の７通りに対応できる。また、図６（ｂ）に示すＪＯ型では、１号、１．６号、２．５号、４号、６号の型式号数のメータ１１０それぞれが、１または複数の保安号数を兼用する。例えば、型式号数が１号のメータ１１０は、保安号数が１号にしか対応していないが、型式号数が６号のメータ１１０は、保安号数として、１号、１．６号、２．５号、３号、４号、４．５号、５号、６号の８通りに対応できる。
【００６０】
したがって、ガス事業者の作業員は、需要者が利用する本来の保安号数より大きな型式号数のメータ１１０を設置することで、保安号数の変更に容易に対応することが可能となる。例えば、需要者が利用希望する保安号数が３号であっても、敢えて、型式号数が６号のメータ１１０を設置することで、需要者の利用状況が変化したとしても、本体を交換することなく、１．６号、２．５号といった小さな保安号数にも、また、４号、４．５号、５号、６号といった大きな保安号数にも変更することができる。
【００６１】
ただし、メータ１１０の本体を共通化できても、その内部のソフトウェアは共通化できない。具体的に、メータ１１０における遮断や警告の判断処理が各保安号数によって異なる。このような判断処理としては、例えば、「合計最大流量オーバ遮断」、「個別最大流量オーバ遮断」、「流量オーバ警報」があり、それぞれ判断処理を行うための閾値を複数有している。
【００６２】
ここで、「合計最大流量オーバ遮断」は、ガス流路１４８の折損等により、可燃性ガスの流量が閾値を超える異常な値になった場合に、１分以内に遮断弁１５０を閉じる判断処理である。また、「個別最大流量オーバ遮断」は、ガス栓が誤って開放されたり、ゴム管が誤って外れたことにより、可燃性ガスの流量が閾値を超えて異常に増加した場合に、１分以内に遮断弁１５０を閉じる判断処理である。また、「流量オーバ警報」は、可燃性ガスの３０秒間の平均流量が閾値を超える異常な値になった場合に、表示部１５６や図示しない警報スピーカを通じて警告する判断処理である。
【００６３】
これらの判断処理は、各保安号数に応じて閾値が異なる。また、閾値は経過年によって変化する場合がある。ここでは、メータ１１０の共通化に加え、各メータ１１０への保安号数を、センサネットワークシステム１００を通じて遠隔から設定することで、作業員の現地出向や煩雑な作業を抑制しつつ、効率的なセンサネットワークシステム１００を構築する。
【００６４】
具体的に、センター装置１１６の情報送信部１８４は、対象となるメータ１１０に対応付けられたセンサノード１１２に、少なくとも保安号数が示された号数情報のみを送信する。そして、メータ１１０の閾値更新部１６０は、かかる号数情報から保安号数を抽出して、自己が保持する保安号数を更新する。遮断制御部１６２は、自己が保持する、保安号数（または、保安号数および経過年）と、複数の判断処理の閾値（合計最大流量オーバ遮断、個別最大流量オーバ遮断、流量オーバ警報）とがそれぞれ一意に対応付けられたテーブルから、更新された保安号数に対応する複数の判断処理の閾値を一度に読み出し、その複数の閾値に応じて、遮断弁１５０を遮断したり、表示部１５６や警報スピーカを通じて警告する。また、遮断制御部１６２は、自己のタイマを参照し、設置から１年経過したか否かに応じてテーブルの参照位置を変更して閾値を読み出す場合もある。
【００６５】
このようなテーブルを用いて、例えば、設置して１年未満のＪＯ型のメータ１１０の保安号数を、「３」から「４」に変更する場合、センター装置１１６の情報送信部１８４は、対象となるメータ１１０に対応付けられたセンサノード１１２に、保安号数「４」が示された号数情報を送信する。そして、メータ１１０の閾値更新部１６０は、かかる号数情報から保安号数「４」を抽出して保持する。遮断制御部１６２は、自己が保持するテーブルから、それまでの保安号数「３」に代えて保安号数「４」に対応する閾値を読み出す。そうすると、「合計最大流量オーバ遮断」、「個別最大流量オーバ遮断」、「流量オーバ警報」の各閾値が異なる値に更新されることとなる。遮断制御部１６２は、可燃性ガスの流量が、このような閾値を超えると、遮断弁１５０を遮断したり、表示部１５６や警報スピーカを通じて警告する。
【００６６】
以上、説明したように、センサネットワークシステム１００を通じて保安号数を設定するといった簡易な処理のみで、複数の判断処理の閾値を一度に変更（設定）することができる。こうして、作業員の現地出向や煩雑な作業を抑制しつつ、需要者の利用状況の変化に適切に対応可能なセンサネットワークシステム１００を構築することが可能となる。
【００６７】
（課金情報生成）
また、センサネットワークシステム１００が構築されると、センター装置１１６は、センサノード１１２を通じてメータ１１０の検針情報を収集し、検針情報に基づいて需要者への課金請求のための課金情報を生成する。しかし、課金請求の基準となる検針日において、仮に、センサノード１１２同士の通信が確立できなかった等、何らかの事情で検針情報を収集できなかった場合、課金請求のため、やはり検針員がメータを直接検針しなくてはならなくなる。ここでは、検針情報を得られなかった場合でも課金情報を生成することを目的とする。
【００６８】
上述したように、センター装置１１６のデータ取得部１８０は、センサノード１１２から、少なくとも所定のタイミング（例えば、月１回の検針日）で検針結果等を含む検針情報を取得する。そして、情報生成部１８２は、取得された検針情報に基づいて、課金情報を生成する。ここで、検針結果は、例えば、設置から積算された可燃性ガスの流量（総流量）である。したがって、情報生成部１８２は、今回の検針情報における検針結果（総流量）から前回の検針情報における検針結果（総流量）を減算することで前回から今回までの可燃性ガスの使用総流量を導出し、使用総流量に応じて課金情報を生成している。そして、生成された課金情報は需要者に提示されることとなる。
【００６９】
このとき、所定のタイミングでセンサノード１１２から検針情報を正常に取得できなかった場合、情報生成部１８２は、過去の検針情報を参照して課金情報を生成する。具体的に、データ取得部１８０は、所定のタイミングに拘わらず、所定周期（例えば、１日に１回）で検針情報をセンサノード１１２から取得し、センター保持部１７２に保持させておく。そして、所定のタイミングでセンサノード１１２から検針情報を正常に取得できなかった場合、情報生成部１８２は、センター保持部１７２から過去に正常に取得された検針情報、例えば、１日前の検針情報を参照し、その検針情報に基づいて課金情報を生成する。このとき、１日前の検針情報が正常に取得されていなければ、２日前の検針情報を参照するといったように、正常に取得された検針情報が抽出されるまで参照を繰り返す。
【００７０】
図７は、センター装置１１６の処理の流れを示したフローチャートであり、図８は、課金情報の対象期間を説明するための説明図である。なお、ここでは、検針を行う所定のタイミングを、月１回とし、例えば毎月５日として説明する。
【００７１】
まず、センター装置１１６のデータ取得部１８０は、所定周期（例えば毎日の１２時）に至ったか否か判定し（Ｓ３００）、所定周期に至るまでは（Ｓ３００におけるＮＯ）、所定周期判定処理Ｓ３００を繰り返す。そして、所定周期に至ると（Ｓ３００におけるＹＥＳ）、データ取得部１８０は、検針情報をセンサノード１１２から取得し、検針情報を取得した日時に関連付けてセンター保持部１７２に保持させる（Ｓ３０２）。このとき、検針情報を正常に取得できなかった場合、その旨を保持する。
【００７２】
続いて、データ取得部１８０は、所定のタイミング（例えば毎月の５日）に至ったか否か判定し（Ｓ３０４）、所定のタイミングに至るまでは（Ｓ３０４におけるＮＯ）、所定周期判定処理Ｓ３００から繰り返す。そして、所定タイミングに至ると（Ｓ３０４におけるＹＥＳ）、情報生成部１８２は、データ取得部１８０が取得した検針情報が正常値であるか否か判定する（Ｓ３０６）。ここで、正常値とは、センサノード１１２同士の通信が正規に確立され、正常に取得された値を示す。したがって、センサノード１１２同士の通信が確立できなかった等、何らかの事情で検針情報を正常に収集できなかった場合、それは正常値ではないと判断される。
【００７３】
検針情報が正常値であれば（Ｓ３０６におけるＹＥＳ）、情報生成部１８２は、取得された検針情報に基づいて、課金情報を生成する（Ｓ３０８）。具体的に、図８（ａ）のように、対象期間を９月５日〜１０月５日とし、情報生成部１８２は、今回（例えば１０月５日）の検針情報における検針結果（総流量）から前回（例えば９月５日）の検針情報における検針結果（総流量）を減算して使用総流量を導出し、使用総流量に応じて課金情報を生成する。
【００７４】
一方、検針情報が正常値でなければ（Ｓ３０６におけるＮＯ）、情報生成部１８２は、センター保持部１７２から１回分過去の検針情報、例えば、１日前の検針情報を参照する（Ｓ３１０）。そして、情報生成部１８２は、その参照した検針情報が正常値であるか否か判定する（Ｓ３１２）。検針情報が正常値でなければ（Ｓ３１２におけるＮＯ）、正常な検針情報が参照されるまで、検針情報参照処理Ｓ３１０を繰り返す。
【００７５】
検針情報が正常値であれば（Ｓ３１２におけるＹＥＳ）、その検針情報に基づいて課金情報を生成する（Ｓ３０８）。例えば、図８（ｂ）のように、検針日（１０月５日）に正常に検針情報が取得できず、１日前（１０月４日）の検針情報が正常に取得できていた場合、対象期間を９月５日〜１０月４日とし、情報生成部１８２は、正常に取得できた１日前（１０月４日）の検針情報を用い、今回（例えば１０月４日）の検針情報における検針結果（総流量）から前回（例えば９月５日）の検針情報における検針結果（総流量）を減算して使用総流量を導出し、使用総流量に応じて課金情報を生成する。
【００７６】
このように、課金情報の基になる検針情報を過去のものとすることで、検針日までの課金が行われないことになるが、その分は、次回に繰り越すことで課金し損なうことはない。
【００７７】
すなわち、情報生成部１８２は、前回の課金情報の生成において過去の検針情報を用いた場合、過去の検針情報を起算点として今回の課金情報を生成する。例えば、図８（ｃ）のように、検針日（１０月５日）に正常に検針情報が取得できず、正常に取得できた１日前（１０月４日）の検針情報を用いた場合、次回、情報生成部１８２は、検針情報を用いた１０月４日を起算点（起算日）として課金情報を生成する。
【００７８】
こうして、検針日当日ではないが、その数日前の検針情報に基づいて課金情報を生成できる。したがって、検針員が直接メータ１１０を検針しなくても、検針日当日に課金情報を確実に生成することが可能となる。
【００７９】
なお、検針情報が複数日（例えば１０日）以上、正常に取得できない場合、対象となるセンサノード１１２が何らかの通信障害に陥っている可能性があり、正規に課金できないので、その場合にのみ検針員が現地に検針に行くとしてもよい。
【００８０】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８１】
また、コンピュータを、上記センサネットワークシステム１００を設計する装置、メータ１１０、センサノード１１２、または、センター装置１１６として機能させるプログラムや、当該プログラムを記録した、コンピュータで読み取り可能なフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＢＤ等の記憶媒体も提供される。ここで、プログラムは、任意の言語や記述方法にて記述されたデータ処理手段をいう。
【００８２】
なお、本明細書に示した各処理は、必ずしもフローチャートに記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明は、複数のメータを含むセンサネットワークシステムの設計方法、および、そのプログラムに利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１００  センサネットワークシステム
１１０  メータ
１１２  センサノード
１１４  中継機
１１６  センター装置
１５０  遮断弁
１５４  流量センサ
１５６  表示部
１５８  演算部
１６０  閾値更新部
１６２  遮断制御部
１７２  センター保持部
１７４  センター制御部
１８０  データ取得部
１８２  情報生成部
１８４  情報送信部
【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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【図７】
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【図８】
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