(57)【要約】【課題】本発明はＰＨＳを用いてガス等の自動検針を行う自動検針システムにおいて、電流を削減し、電池寿命を伸ばすことを目的とする。【解決手段】タイムコントローラ１３は無線通信開始時には高周波送受信部１１およびクロック発生手段８への電源供給順序を制御し、無線通信を開始するとしてある。従って、プロトコルコントローラ９が高速クロックで動作（ＮＯＲＭＡＬモード）する時間を短縮することができるために、消費電流を低減することができるという効果がある。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メータに接続されたＰＨＳ通信装置とＰＨＳ公衆基地局との間をＰＨＳ無線接続し、前記メータの検針値を前記ＰＨＳ無線接続を介してセンター装置に伝送する自動検針システムであって、前記ＰＨＳ通信装置は、高周波信号を増幅する増幅手段、周波数を変換するミキサー手段および発振周波数を設定するＰＬＬ手段および変復調手段とから構成される高周波送受信部と、プロトコルコントローラと、前記プロトコルコントローラにクロックを供給するクロック発生手段と、タイムコントローラとを具備し、前記高周波送受信部は無線通信を行う機能を有し、無線通信開始時には前記タイムコントローラが前記プロトコルコントローラの動作時間ができるだけ短くなるように、前記高周波送受信部および前記クロック発生手段への電源供給順序を制御し無線通信を開始することを特徴とする自動検針システム。
【請求項２】
クロック発生手段に代わり、タイムコントローラの制御によりプロトコルコントローラに供給するクロックを可変できる可変クロック発生手段を有し、プロトコルコントローラは通信を行うのに必要な情報を記憶しておく書き換え可能なメモリーとプロトコルの手順が書きこまれている不揮発性メモリーと前記不揮発性メモリーに書きこまれた手順を解析し実行するＣＰＵとで構成され、前記タイムコントローラは前記ＣＰＵが所定の通信処理を終了したときに出力される信号を受信することにより、前記可変クロック発生手段のクロックを変更する処理を行う請求項１記載の自動検針システム。
【請求項３】
メータとの通信の間は、可変クロック発生手段を用いてプロトコルコントローラに供給するクロック信号を変更する処理を行う請求項２記載の自動検針システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＰＨＳを用いてガス等の検針データを収集する自動検針システムであって、特に電池駆動に適した低消費電力のＰＨＳ自動検針システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＰＨＳを用いた従来のガス自動検針システムの構成を図６を参照して説明する。
【０００３】
図６において、２０はガスメータ、２１はＰＨＳ通信装置、２２はアンテナ、２３はアンテナ、２４はＰＨＳ公衆基地局、２５はセンター装置である。センター装置２５より、ＰＨＳ公衆基地局２４を介してＰＨＳ無線で検針要求をメータ２０に対して行う。
【０００４】
ＰＨＳ通信装置２１は前記検針要求を受信しガスメータ２０に検針要求を伝える。ガスメータ２０は検針値をＰＨＳ通信装置２１及びＰＨＳ公衆基地局２４を介してセンター装置２５に伝送する。
【０００５】
図７はＰＨＳ通信装置２１を示し、１はアンテナ、２は増幅手段、３は１ｓｔミキサー手段、４は２ｎｄミキサー手段、５は１ｓｔＰＬＬ手段、６は２ｎｄＰＬＬ手段、７はπ／４ＱＰＳＫ変復調手段、８はクロック発生手段、９はプロトコルコントローラ、１０は電池、１１は高周波送受信部、１２は前記電池１０に接続され高周波送受信部１１およびクロック発生手段８への電源供給をＯＮ／ＯＦＦするスイッチである。
【０００６】
クロック発生手段８はプロトコルコントローラ９が高速動作を行うための高速クロックを発生する高速クロック部と低速動作を行うための低速クロックを発生する低速クロック部とから構成されている。
【０００７】
プロトコルコントローラ９は通信を行うのに必要な情報を記憶しておく書き換え可能なメモリー（以下ＲＡＭと呼ぶ）とプロトコルの手順が書きこまれている不揮発性メモリー（以下ＲＯＭと呼ぶ）と前記不揮発性メモリーに書きこまれた手順を解析し実行するＣＰＵとで構成されたいわゆるプログラミング処理機能を有した構成である。
【０００８】
ＲＯＭにはＰＨＳ規格で決められている通信プロトコルが実装されており、プロトコルコントローラ９におけるＣＰＵから指示されたモードのプロトコルで動作している。ＣＰＵはアプリケーションに適した動作モードで動くようプロトコルコントローラ９の設定を行ったり、ＰＩＡＦＳプロトコルや外部Ｉ／Ｆ機能を有している。ＰＨＳ通信装置２１は増幅手段２、１ｓｔミキサー手段３、２ｎｄミキサー手段４、１ｓｔＰＬＬ手段５、２ｎｄＰＬＬ手段５およびπ／４ＱＰＳＫ変復調手段７からなる高周波送受信部１１と、クロック発生手段８およびプロトコルコントローラ９から構成されている。
【０００９】
ＲＯＭに書きこまれたＰＨＳの通信プロトコルを実行するためには、プロトコルコントローラ９のＣＰＵ能力として１６ビット或いは３２ビットＣＰＵが必要である。次にＰＨＳ公衆基地局２４との間の通信を考える。ＰＨＳ公衆基地局２４からは１．２秒毎に電波が発射されている。
【００１０】
プロトコルコントローラ９におけるＣＰＵはアンテナ１および高周波送受部１１を介して前記ＰＨＳ公衆基地局２４からの電波を受信し、前記ＰＨＳ公衆基地局２４からの１．２秒毎の時間に同期を取る。
【００１１】
スイッチ１２を用いて前記ＰＨＳ公衆基地局２４からの１．２秒毎の電波発射に同期してクロック発生手段８における高速クロック部および高周波送受信部１１に電池１０から電源を供給し、この高速クロック信号で受信動作を開始する。
【００１２】
そして自装置宛の電波がなければ受信を中断しスイッチ１２を用いてクロック発生手段８における高速クロック部および高周波送受信部への電源供給を停止し、次の１．２秒後の前記ＰＨＳ公衆基地局２４からの電波受信まではクロック発生手段８における低速クロック部から供給される低速クロック信号で動作する。
【００１３】
自装置宛の電波がある場合には高速クロック信号で動作しながら受信を継続し通信を開始する。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の自動検針システムでは、ＰＨＳ通信装置の構成として１６ビット或いは３２ビットＣＰＵが用いられている。そして１６ビット或いは３２ビットＣＰＵは４ビット或いは８ビットＣＰＵと比べ処理速度、処理能力とも格段に上であるが、消費電流の点では劣っている。
【００１５】
例えば消費電流は高速クロック信号で動作する高速動作モード（以下、ＮＯＲＭＡＬモードと呼ぶ）では４ビット或いは８ビットのＣＰＵが４ｍＡ程度であるのに対して１６ビット或いは３２ビットＣＰＵは３５ｍＡ程度消費する。
【００１６】
また低速クロック信号で動作する低速動作モード（以下、ＨＡＬＴモードと呼ぶ）においても４ビット或いは８ビットのＣＰＵが５μＡ程度であるのに対して１６ビット或いは３２ビットＣＰＵは５０μＡ程度流れる。
【００１７】
そのため従来のＰＨＳ通信装置の構成では電池を用いて１０年間動作させなければならない自動検針システムに用いることは難しいという課題があった。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、メータに接続されたＰＨＳ通信装置とＰＨＳ公衆基地局との間をＰＨＳ無線接続し、前記メータの検針値を前記ＰＨＳ無線接続を介してセンター装置に伝送する検針システムであって、前記ＰＨＳ通信装置は、高周波信号を増幅する増幅手段、周波数を変換するミキサー手段および発振周波数を設定するＰＬＬ手段および変復調手段とから構成される高周波送受信部と、プロトコルコントローラと、前記プロトコルコントローラにクロックを供給するクロック発生手段と、タイムコントローラとからなり、前記高周波送受信部は無線通信を行う機能を有し、無線通信開始時には前記タイムコントローラが前記プロトコルコントローラの動作時間ができるだけ短くなるように、前記高周波送受信部および前記クロック発生手段への電源供給順序を制御し無線通信を開始するように構成したものである。
【００１９】
上記発明によれば、１６ビット或いは３２ビットのプロトコルコントローラと比較して格段に消費電流が低い４ビット或いは８ビットのタイムコントローラを用いて高周波送受信部およびクロック発生手段への電源供給を制御しているため、プロトコルコントローラがＮＯＲＭＡＬモードで動作する時間を短縮することができるので消費電力を大幅に削減でき、電池で１０年間動作可能な自動検針システムを実現できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
上記の目的を達成するために本発明は、メータに接続されたＰＨＳ通信装置とＰＨＳ公衆基地局との間をＰＨＳ無線接続し、前記メータの検針値を前記ＰＨＳ無線接続を介してセンター装置に伝送する検針システムであって、前記ＰＨＳ通信装置は、高周波信号を増幅する増幅手段、周波数を変換するミキサー手段および発振周波数を設定するＰＬＬ手段および変復調手段とから構成される高周波送受信部と、プロトコルコントローラと、前記プロトコルコントローラにクロックを供給するクロック発生手段と、タイムコントローラとからなり、前記高周波送受信部は無線通信を行う機能を有し、無線通信開始時には前記タイムコントローラが前記プロトコルコントローラの動作時間ができるだけ短くなるように、前記高周波送受信部および前記クロック発生手段への電源供給順序を制御し無線通信を開始するとすることにより、プロトコルコントローラと比較して格段に消費電力が低いタイムコントローラが高周波送受信部およびクロック発生手段への電源供給を制御することにより、プロトコルコントローラがＮＯＲＭＡＬモードで動作する時間を短縮することができるので消費電力を大幅に削減することができる。
【００２１】
また、クロック発生手段に代わり、タイムコントローラの制御によりプロトコルコントローラに供給するクロックを可変できる可変クロック発生手段を有し、プロトコルコントローラは通信を行うのに必要な情報を記憶しておく書き換え可能なメモリーとプロトコルの手順が書きこまれている不揮発性メモリーと前記不揮発性メモリーに書きこまれた手順を解析し実行するＣＰＵとで構成され、前記タイムコントローラは前記ＣＰＵが所定の通信処理を終了したときに出力される信号を受信することにより、前記可変クロック発生手段のクロックを変更できるとすることにより、ＣＰＵがＨＡＬＴモードの間、つまり１．２秒後の次回の通信開始までの間プロトコルコントローラにおけるＣＰＵの動作クロック信号を可変できるため、プロトコルコントローラにおけるＣＰＵの動作クロック信号を低くすることができるので消費電力をさらに低減することができる。
【００２２】
さらに、メータと通信を行う間は、可変クロック発生手段を用いてプロトコルコントローラに供給するクロックを変更できるとすることにより、プロトコルコントローラと比較して格段に消費電力が低いタイムコントローラがメータと通信を行うことができるため、プロトコルコントローラにおけるＣＰＵはタイムコントローラがメータと通信中はＨＡＬＴモード等の低消費電力モードに移行することができるため、プロトコルコントローラがＮＯＲＭＡＬモードで動作する時間を短縮することができ消費電力をさらに低減することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【００２４】
（実施例１）
図１は自動検針システムを示し、従来例と全体構成は同じであるが、ＰＨＳ通信装置２１に特徴を有している。
【００２５】
すなわち、１はアンテナ、２は増幅手段、３は１ｓｔミキサー手段、４は２ｎｄミキサー手段、５は１ｓｔＰＬＬ手段、６は２ｎｄＰＬＬ手段、７はπ／４ＱＰＳＫ変復調手段、８はクロック発生手段、９はプロトコルコントローラ、１０は電池、１１は高周波送受信部、１２は前記電池１０に接続されたスイッチである。
【００２６】
従来例である図７と同じ機能ブロックには便宜上同一の番号を付与している。タイムコントローラ１３はＰＨＳ公衆基地局２４との間で１．２秒毎の同期を取るための時間を管理するタイムコントローラである。
【００２７】
本実施例の動作を示すフローおよび電源制御のタイミングを示す図２、図３を参照しながら動作について説明する。
【００２８】
ステップ（１）
高周波送受信部１１およびクロック発生手段８における高速クロック部の電源はＯＦＦであり、タイムコントローラ１３、プロトコルコントローラ９およびクロック発生手段８における低速クロック部にだけ電源が供給されおり、プロトコルコントローラ９におけるＣＰＵはＨＡＬＴモードである。
【００２９】
ステップ（２）
タイムコントローラ１３は１．２秒のタイマーを有し、スイッチ１２を用いて１．２秒毎に電池１０から次のように順次各部への電源をＯＮしていく。
【００３０】
“１ｓｔＰＬＬ手段５→２ｎｄＰＬＬ手段６→２ｎｄミキサ手段４→π／４ＱＰＳＫ変復調手段７→クロック発生手段８における高速クロック部”の電源ＯＮ
ステップ（３）
タイムコントローラ１３はプロトコルコントローラ９におけるＣＰＵに対してＮＯＲＭＡＬモードでの動作を開始する旨の信号を出力する。この信号を受信したプロトコルコントローラ９はＨＡＬＴモードからＮＯＲＭＡＬモードに移行する。
【００３１】
ステップ（４）
続いてタイムコントローラ１０は、次のようにスイッチ１２を用いて消費電流が最も多い１ｓｔミキサー手段３と増幅手段２の電源をＯＮにする。
“１ｓｔミキサ手段３→増幅手段２”の電源ＯＮ
ステップ（５）
プロトコルコントローラ９は同期確認モードに移行。つまりＰＨＳ公衆基地局２４からの１．２秒毎の電波を受信しに行き、そしてＰＨＳ公衆基地局２４からの電波を補足し、自装置宛の呼び出しがあるかどうかを解析する。そして自装置宛の呼び出しがあれば受信を継続する。呼び出しが無ければ必要な情報は不揮発性メモリーに格納する。
【００３２】
ステップ（６）
プロトコルコントローラ９におけるＣＰＵはＰＨＳ公衆基地局２４と同期を取り直すための信号をタイムコントローラ１３に出力する。そしてＨＡＬＴモードに移行する。
【００３３】
ステップ（７）
タイムコントローラ１３は、前記のＣＰＵか出力されたＰＨＳ公衆基地局２４と同期を取り直すための信号を受信することにより、ステップ（２）で起きあがるために１．２秒のタイマーをセットする。また高周波送受信部１１およびクロック発生手段８における高速クロック部の電源をＯＦＦにし、ステップ（１）に戻る。
【００３４】
上記ステップ（１）〜ステップ（７）の処理から明らかなように、タイムコントローラ１３がＰＨＳ公衆基地局２４との１．２秒毎の通信タイミングに合わせて、スイッチ１２を用いて高周波送受信部１１およびクロック発生手段８における高速クロック部の電源をＯＮ／ＯＦＦする構成とすることにより、プロトコルコントローラ９がＮＯＲＭＡＬモードで動作する時間を短縮することができるため消費電力を大幅に低減することができ、電池を用いて１０年間動作させる必要がある自動検針システムを実現することができる。
【００３５】
なお、タイムコントローラ１３としてはプロトコルコントローラ９におけるＣＰＵと比較して消費電力が低い４ビット或いは８ビット等のＣＰＵが考えられる。
また、先に述べたタイムコントローラ１３がスイッチ１２を用いて各部へ電源を供給する順序は一例であり、この通りでなくてもよい。
【００３６】
また、通信装置に含まれる各手段は本実施例で述べた手段に限定されるものではなく様々な形態が考えられる。例えば２ｎｄミキサー４や２ｎｄＰＬＬ手段６がない構成や、π／４ＱＰＳＫ変復調手段７がプロトコルコントローラ９と１チップ化されている構成や、１ｓｔＰＬＬ手段５と２ｎｄＰＬＬ手段６が１チップ化されている構成等であってもよい。
【００３７】
また、本実施例ではステップ（６）でプロトコルコントローラ９におけるＣＰＵがＰＨＳ公衆基地局２４と同期を取り直すための信号をタイムコントローラ１３に出力するとしたが、ステップ（５）つまりＰＨＳ公衆基地局２４からの１．２秒毎の電波を受信しに行き、そしてＰＨＳ公衆基地局２４からの電波を補足した時点でプロトコルコントローラ９におけるＣＰＵがＰＨＳ公衆基地局２４と同期を取り直すための信号をタイムコントローラ１３に出力するようにすることもできる。
【００３８】
（実施例２）
図４は本発明の実施例２のＰＨＳ通信装置２１を示し、図１と異なる部分はクロック発生手段８に代わり、プロトコルコントローラ９に供給するクロック信号をタイムコントローラ１３の制御により可変することができる可変クロック発生手段１４を設けた点である。
【００３９】
なお、実施例１と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４０】
次に動作、作用を説明すると、実施例１におけるステップ（１）ではプロトコルコントローラ９におけるＣＰＵはＨＡＬＴモードである、すなわちクロック発生手段８の低速クロック部から供給される一定の低速クロックで動作している。
【００４１】
例えば低速クロックとしては一般的には約３２ＫＨｚが用いられる。しかし本実施例ではクロック発生手段８に代わりプロトコルコントローラ９に供給するクロック信号を可変できる可変クロック発生手段１４を有しているため、実施例１におけるステップ（７）において、タイムコントローラ１３はＣＰＵから出力されたＰＨＳ公衆基地局２４と同期を取り直すための信号を受信した時に、高周波送受信部１１および可変クロック発生手段１４における高速クロック部の電源をＯＦＦにするとともに、低速クロック部からプロトコルコントローラ９に供給するクロック信号を低くするように制御（例えば、３２ＫＨｚ→１ＫＨｚ）しステップ（１）に戻る。
【００４２】
そして１．２秒後の通信開始時、すなわちステップ（２）で元のクロック信号に変更（１ＫＨｚ→３２ＫＨｚ）する。
【００４３】
このようにすることにより、プロトコルコントローラ９におけるＣＰＵが低速クロック信号が停止されたＳＴＯＰモードといわれる超低消費電力モードに移行できる機能を有していなくとも、可変クロック発生手段１４によりプロトコルコントローラ９に供給する低速クロック信号を低くすることができるためさらなる低消費電力化を図ることができる。
【００４４】
なお、本実施例では可変クロック発生手段１４により、実施例１におけるステップ（１）でプロトコルコントローラ９に供給する低速クロック信号を低くするとしたが、これに限らず高速クロック信号をプロトコルコントローラ９の動作状態に応じて可変することにより低消費電力化を図るように構成することもできる。
【００４５】
また、可変クロック発生手段１４としては、分周機能付きリアルタイムクロックやプログラマブル発振器やＣＲ発振器等が考えられる。
【００４６】
また、可変クロック発生手段１４の代わりにタイムコントローラ１３から直接プロトコルコントローラ９に高速クロック信号や低速クロック信号を供給するように構成することもできる。
【００４７】
（実施例３）
図５は本発明の実施例３のＰＨＳ通信装置２１示し、図４と異なる部分は、外部インターフェイス手段１５を設けタイムコントローラ１３とメータが通信を行えるように構成した点である。
【００４８】
なお、実施例２と同一符号のものは同一構造を有し、説明は省略する。
【００４９】
次に動作、作用を説明すると、実施例１におけるステップ（５）において、プロトコルコントローラ９はＰＨＳ公衆基地局２４からの１．２秒毎の電波を受信しに行き、そしてＰＨＳ公衆基地局２４からの電波を補足し、自装置宛の呼び出しがあるかどうかを解析する。
【００５０】
そして自装置宛の呼び出しがあれば受信を継続すると述べたが、ここで受信を継続した結果ＰＨＳ通信装置に接続されたメータの検針値等を収集する旨の要求があれば、ステップ（６）でのＰＨＳ公衆基地局２４と同期を取り直すための信号に、メータの検針値を要求する検針要求を付加してタイムコントローラ１３に出力する。
【００５１】
そしてＨＡＬＴモードに移行する。次にタイムコントローラ１３は、前記のＣＰＵから出力されたＰＨＳ公衆基地局２４と同期を取り直すための信号を受信すると、ステップ（２）で起きあがるために１．２秒のタイマーをセットする。
【００５２】
また高周波送受信部１１およびクロック発生手段８における高速クロックの電源をＯＦＦにすると共に、外部インターフェイス手段１５を用いてメータと通信を行い検針値を収集し、収集が完了した時点でスイッチ１２を用いてプロトコルコントローラ９におけるＣＰＵをＮＯＲＭＡＬモードで動作させ前記のデータをプロトコルコントローラ９に返信すると共に、高周波送受信部１１の電源をＯＮにする。
【００５３】
そしてプロトコルコントローラ９は収集した検針値を高周波送受信部１１およびアンテナ１を介して送信する。（プロトコルコントローラ９はＨＡＬＴモードからＮＯＲＭＡＬモードに切り替わったときは、例えばポートのＨｏｒＬの状態で、１．２秒毎の受信なのか、検針値を送信するのかを判別するようにもできる）。
【００５４】
プロトコルコントローラ９はタイムコントローラ１３がメータと通信を行う間は低消費電力状態であるＨＡＬＴモードに移行できる。従ってプロトコルコントローラ９がＮＯＲＭＡＬモードで動作する時間を短縮することができさらに消費電力を削減することができる。
【００５５】
また、プロトコルコントローラ９が検針値を送信するときに、タイムコントローラ１３ではなくプロトコルコントローラ９がスイッチ１２を用いて高周波送受信部１１への電源をＯＮにするように構成することもできる。
【００５６】
また、実施例１、実施例２、実施例３ともＰＨＳ公衆基地局２４からの電波を受信するために、１．２秒毎に無線モジュール７は起きあがるとしたが、１．２秒の整数倍で起き上がるようにしてもよい。例えば３．６秒毎に置きあがるように設計することもできる。
【００５７】
以上各実施例によれば、タイムコントローラがＰＨＳ公衆基地局との１．２秒毎の通信タイミングに合わせて、スイッチを用いて高周波送受信部およびクロック発生手段における高速クロックの電源をＯＮする構成とすることにより、１６ビット或いは３２ビットのプロトコルコントローラと比較して格段に消費電流が低い４ビット或いは８ビットのタイムコントローラを用いて高周波送受信部およびクロック発生手段への電源供給を制御しているため、プロトコルコントローラが高速クロックで動作（ＮＯＲＭＡＬモード）する時間を短縮することができる、消費電力を大幅に削減でき、電池を用いて１０年間動作させる必要がある自動検針システムを実現することができる。
【００５８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、プロトコルコントローラが高速クロックで動作（ＮＯＲＭＡＬモード）する時間を短縮することができるので消費電力を大幅に削減し、電池を用いたものにおいて長期間動作させ得る自動検針システムを提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における自動検針システムを構成するＰＨＳ通信装置のブロック図
【図２】同ＰＨＳ通信装置のフロー図
【図３】同ＰＨＳ通信装置の電源制御のタイミング図
【図４】本発明の実施例２における自動検針システムを構成するＰＨＳ通信装置のブロック図
【図５】本発明の実施例３における自動検針システムを構成するＰＨＳ通信装置のブロック図
【図６】自動検針システムの構成図
【図７】従来の自動検針システムを構成するＰＨＳ通信装置のブロック図
【符号の説明】
１　アンテナ
２　増幅手段
３　１ｓｔミキサー手段
４　２ｎｄミキサー手段
５　１ｓｔＰＬＬ手段
６　２ｎｄＰＬＬ手段
７　π／４ＱＰＳＫ変復調手段
８　クロック発生手段
９　プロトコルコントローラ
１０　電池
１１　高周波送受信部
１２　スイッチ手段
１３　タイムコントローラ
１４　可変クロック発生手段
１５　外部インターフェイス手段
２０　ガスメータ
２１　ＰＨＳ通信装置
２４　ＰＨＳ公衆基地局
２５　センター装置
【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】
2004133758.tif 000008
【図７】
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