(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
公衆回線に接続された親機と、検針対象となるメータに接続された子機とを備え、親機と子機との間で無線信号によりデータを授受して前記メータでの計測値を公衆回線を通して伝送する無線検針システムにおいて、子機は複数台の親機と通信可能に配置され、子機には通信可能な親機が登録されるとともに各親機に対する優先順位が設定してあり、子機と各親機との間に形成される複数の伝送路から通信可能な親機の優先順位が高い順に１つの伝送路を選択する伝送路選択手段と、選択した伝送路を用いて子機から親機に伝送した無線信号に対する親機からの応答の有無を判断する受信確認手段と、親機からの応答がないときに伝送路選択手段に別の伝送路を選択させて他の親機に対して無線信号を再送させる再送指示手段とを子機に備えることを特徴とする無線検針システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガス、水道、電力などの使用量、とくに燃料ガスの使用量の検針に適した無線検針システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、都市ガスやプロパンガスのような燃料ガスの使用量はガスメータにより計量され、検針員が各戸を巡回しガスメータを確認することによって使用量の検針を行なってきた。しかしながら、検針員がガスメータを目視して確認する従来の方法では、多くの人員を要し、また使用量を誤認する可能性も高いから、最近では公衆回線を用いて検針値をセンタに伝送する技術が提案されている。さらに、各ガスメータと公衆回線との間を有線で接続するのでは施工作業が面倒であるから、公衆回線に親機を接続するとともにガスメータに子機を設け、親機と子機との間で無線によりデータを授受することが考えられている。つまり、ガスの使用量を確認する際には、センタから親機を通して無線により子機を呼び出し、子機がガスメータの計測値を無線により親機に返送してセンタにガスの使用量を通知するのである。
【０００３】
この種の無線検針システムでは、子機はガスメータとともに電池を電源として駆動されるから、電池の交換頻度が１０年に１回程度になるように、消費電力を小さくしなければならない。子機の送信頻度はごく少ないから、子機での電力消費の大部分は受信待機状態で生じる。そこで、子機の受信待機状態でのキャリアセンスを間欠的に行なうとともに、その頻度を低減させれば子機の電力消費を低減することができると考えられる。
【０００４】
このような知見に基づいて、子機のキャリアセンスの時間間隔を２０秒に１回程度とし、親機から子機を呼び出す際にはこの時間間隔よりも長い電文を伝送する技術が考えられている。つまり、親機からの電文の伝送中に少なくとも１回は子機がキャリアセンスを行なうことになるから、これによって親機と子機との間にリンクを確立することが可能になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、親機と子機との間で伝送される無線信号の通信成功率は、受信側での受信電力に依存し、受信電力が小さいと通信成功率が低下する。とくに、子機は電力消費を低減しなければならないから、送信電力も比較的小さく、したがって、親機と子機との位置関係や使用環境によっては通信成功率が大幅に低下するという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、受信電力が小さくなる条件下でも通信成功率を高めることができる無線検針システムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、公衆回線に接続された親機と、検針対象となるメータに接続された子機とを備え、親機と子機との間で無線信号によりデータを授受して前記メータでの計測値を公衆回線を通して伝送する無線検針システムにおいて、子機は複数台の親機と通信可能に配置され、子機には通信可能な親機が登録されるとともに各親機に対する優先順位が設定してあり、子機と各親機との間に形成される複数の伝送路から通信可能な親機の優先順位が高い順に１つの伝送路を選択する伝送路選択手段と、選択した伝送路を用いて親機から子機に伝送した無線信号に対する親機からの応答の有無を判断する受信確認手段と、親機からの応答がないときに伝送路選択手段に別の伝送路を選択させて他の親機に対して無線信号を再送させる再送指示手段とを子機に備えるものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（基本構成）
本発明の無線検針システムでは、図１に示すように、検針データを収集するセンタ１０はＣ−ＮＣＵ（網制御装置）５１を介して公衆回線５０に接続される。公衆回線５０にはＴ−ＮＣＵ（網制御装置）５２が接続され、Ｔ−ＮＣＵ５２では電話機５３と親機３０とを公衆回線５０に選択的に接続する。つまり、Ｔ−ＮＣＵ５２は常時は電話機５３を公衆回線５０に接続しており、親機３０は必要に応じて公衆回線５０に接続される。
【００１１】
親機３０は無線信号を送受する機能を有し、子機４０との間で無線信号によりデータを授受する。また、子機４０には検針対象としてのガスメータ２０が接続される。このガスメータ２０はいわゆるマイコンメータであって、燃料ガスの使用量の計量だけではなく、地震の発生、ガス漏れ、電池切れ等の異常の検出や、異常発生時における閉栓のような処理を行なう機能を有する。燃料ガスの使用量の検針はセンタ１０から親機３０および子機４０を通して行なうから、センタ１０からの制御信号によりＴ−ＮＣＵ５２を制御して親機３０を公衆回線５０に接続するが、異常発生に伴う報知は子機４０から親機３０を通してセンタ１０にデータを伝送するから、この場合には親機３０がＴ−ＮＣＵ５２を制御して親機３０を公衆回線５０３に接続させる。
【００１２】
親機３０と子機４０とは複数台ずつ設けられ、各子機４０は複数台の親機３０との間で無線信号の送受が可能に配置される。要するに子機４０からの無線信号を受信可能な範囲内に複数台の親機３０が配置され、子機４０からの無線信号を受信可能な親機３０は子機４０に対応付けられる。この対応付けは、子機４０のＩＤを親機３０が確認することにより可能になる。つまり、親機３０には無線信号を受信することができる範囲内に配置された子機４０のＩＤを保持する管理範囲記憶部３２ａ（図２参照）が設けられており、子機４０からの無線信号に含まれるＩＤが管理範囲記憶部３２ａに登録されているＩＤであればその子機４０からの無線信号の受信が可能になる。
【００１３】
子機４０はガスメータ２０に隣接ないし内蔵する形で配置され、親機３０は、戸建て住宅では宅内あるいは戸外に配置され、集合住宅ではエレベータ内や管理室などに配置される。また、Ｔ−ＮＣＵ５２とともに電柱などに親機３０を配置してもよい。この場合、電話機５３は不要である。
【００１４】
以下では、説明を簡略化するために、複数台の親機３０と子機４０とが多対一に対応している場合を想定して説明するが、多対多に対応させてもよい。
【００１５】
親機３０は、図２に示すように、マイコン３１を主構成としており、センタ１０と子機４０との間で授受されるデータの一時記憶などに用いるメモリ３２が設けられる。メモリ３２の一部領域は管理範囲記憶部３２ａとして用いられ、交信可能な子機４０のＩＤが登録される。マイコン３１は通信インタフェース３３を介してＴ−ＮＣＵ５２に接続され、また通信インタフェース３４を介して無線送受信部３５に接続される。無線送受信部３５にはアンテナ３６が接続され、子機４０との間で無線信号を送受する。親機３０には商用電源から給電される。
【００１６】
子機４０は、親機３０とほぼ同様の構成を有し、図３に示すように、マイコン４１を主構成として構成され、親機３０とガスメータ２０との間で授受されるデータの一時記憶などに用いるメモリ４２を備える。このメモリ４２には子機４０のＩＤも登録されている。マイコン４１には通信インタフェース４３を介して無線送受信部４４が接続される。無線送受信部４４にはアンテナ４５が接続され、親機３０との間で無線信号を送受する。また、マイコン４１には通信インタフェース４６を介してガスメータ２０が接続される。子機４０の電源４７はリチウム電池よりなる電池が用いられる。
【００１７】
上述の説明から明らかなように、センタ１０とガスメータ２０との間の伝送路のうち親機３０と子機４０との間のみが無線による伝送路であり、他は有線による伝送路であって、本発明の要旨は無線による伝送路での通信成功率の向上にあるから、以下では親機３０と子機４０との間での無線信号の手順について説明する。
【００１８】
親機３０および子機４０は常時は１８秒周期でキャリアセンスを行なっており、互いに他方に情報を伝送する際には、図４に示すように、呼出符号とＩＤを含む起動電文ＳＴＸを２０秒間送出する。いま、センタ１０からガスメータ２０に対して使用量の伝送を要求するとすれば、親機３０からの起動電文ＳＴＸが２０秒間送出されている間に子機４０は少なくとも１回は起動電文ＳＴＸを受信するから、起動電文ＳＴＸに含まれるＩＤが、子機４０に設定されているＩＤに一致すると、その子機４０は親機３０に対して応答電文ＲＴＸを返送する。応答電文ＲＴＸはガスメータ２０により計測された使用量等のデータＤＴを伝送する。また、親機３０は子機４０からの応答電文ＲＴＸの受信に成功したときに肯定応答ＡＣＫを返す。
【００１９】
ところで、子機４０との交信が可能な範囲に配置された複数台の親機３０における管理範囲記憶部３２ａには同じ子機４０のＩＤが登録される。したがって、複数台の親機３０で１台の子機４０との間の交信が可能になる。ただし、同時に複数台の親機３０が子機４０と交信すると距離差などによって干渉を生じる可能性があるから、どの親機３０が子機４０と交信するかを択一的に選択することが必要である。
【００２０】
そこで、センタ１０には伝送路選択手段１１を設けてあり、ガスメータ２０の検針を行なうときには、そのガスメータ２０に接続されている子機４０のＩＤを指定し、センタ１０の指定したＩＤが管理範囲記憶部３２ａに格納されている親機３０を探し出す。このとき複数台の親機３０が見付かるが、各親機３０には、対象となる子機４０との距離などに基づいて、あらかじめ優先順位を設定してあり、優先順位の高い親機３０を用いて子機４０に起動電文ＳＴＸなどの無線信号を伝送する。親機３０からの無線信号に対して子機４０は応答電文ＲＴＸを返送するから、親機３０に設けた受信確認手段３７で応答の有無を確認すれば、選択した親機３０と子機４０との間の伝送路を用いて無線信号が伝送可能か否かを判断することができる。つまり、親機３０からの無線信号に対して子機４０からの応答がなければ、選択した親機３０と子機４０との間の伝送路は適切ではないと判断され、センタ１０には交信の失敗が通知される。
【００２１】
センタ１０には再送指示手段１２が設けられ、再送指示手段１２では、伝送路選択手段１１で選択した親機３０による交信の失敗が通知されると、同じＩＤが登録されている別の親機（優先順位が次に高い親機）３０を選択して同じ内容の無線信号を子機４０に伝送させる。このような手順で子機４０への伝送が成功するまで親機３０が次々に選択される。ここで、子機４０への再送回数には上限値が定められており、再送回数が上限値に達するまでに交信に成功しなければ、センタ１０では交信失敗の報知がなされる。
【００２２】
以上説明したように、各子機４０にはそれぞれ複数台の親機３０が対応付けられており、１台の親機３０が子機４０との交信に失敗しても他の親機３０が選択されて子機４０と交信を試みるから、通信成功率が向上するのである。
【００２３】
図５に示すように、親機４０に複数のアンテナ３６ａ，３６ｂを設けてもよい。この構成では、親機４０から子機３０への無線信号の送信時に、アンテナ選択手段３８によって使用するアンテナ３６ａ，３６ｂが選択される。アンテナ選択手段３８は受信状態検出手段３９で検出された受信状態に応じて、送信時に用いるアンテナ３６ａ，３６ｂを選択するものであり、最良の受信状態が得られたアンテナ３６ａ，３６ｂは送信時にも条件がよいと判断し、そのアンテナ３６ａ，３６ｂを送信時に用いる。この技術は上述した技術とともに用いることが可能である。
【００２４】
（実施形態）
本実施形態は、図６に示すように、ガスメータ２０が接続された子機４０に伝送路選択手段４０ａと再送指示手段４０ｂと受信確認手段４０ｃとを設けたものである。伝送路選択手段４０ａは、センタ４０に設けた伝送路選択手段１１と同様に、交信可能な複数台の親機３０が登録されており、各親機３０に対する優先順位が設定してある。また、受信確認手段４０ｃを備えるから、子機４０から親機３０に伝送した無線信号に対する応答の有無を確認することによって無線信号の伝送が可能か否かを判断することができる。再送指示手段４０ｂは、基本構成におけるセンタ１０に設けた再送指示手段１２と同様の機能を有する。
【００２５】
ガスメータ２０ないし子機４０においてセンタ１０に伝送すべき情報が発生したときには、交信可能な親機３０の範囲内で優先順位のもっとも高い親機３０に対して無線信号を伝送する。受信確認手段４０ｃでは、無線信号に対する親機３０からの応答の有無を確認する。子機４０からの無線信号に対して親機３０から正常な応答があれば、子機４０では無線信号の伝送に成功したものとして、次の機会まで無線信号の伝送を停止する。
【００２６】
一方、親機３０から正常な応答がなければ、再送指示手段４０ｂが他の親機３０を選択して同じ内容の無線信号を子機４０から別の親機３０に伝送する。ここで、親機３０への無線信号の伝送が成功すれば無線信号の伝送を終了し、親機３０への無線信号の伝送が失敗すれば、無線信号の再送を繰り返す。こうして、親機３０への無線信号の伝送が成功するか、再送指示手段４０ｂに設定されている再送回数に達すると無線信号の再送を終了させる。
【００２７】
他の構成および動作は基本構成と同様であり、各子機４０にはそれぞれ複数台の親機３０が対応付けられ、子機４０が１台の親機３０との交信に失敗しても他の親機３０を選択して交信を試みるから、通信成功率が向上するのである。しかも、本実施形態では子機４０において親機３０からの応答を確認するから、ガスメータ２０や子機４０においてセンタ１０に伝送すべき情報が発生したときに、センタ１０からの呼び出しを待たずに情報を伝送することができ、ガスメータ２０や子機４０において緊急性の高い情報を発呼する場合に迅速な対応が可能になる。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１の発明は、公衆回線に接続された親機と、検針対象となるメータに接続された子機とを備え、親機と子機との間で無線信号によりデータを授受して前記メータでの計測値を公衆回線を通して伝送する無線検針システムにおいて、子機は複数台の親機と通信可能に配置され、子機には通信可能な親機が登録されるとともに各親機に対する優先順位が設定してあり、子機と各親機との間に形成される複数の伝送路から通信可能な親機の優先順位が高い順に１つの伝送路を選択する伝送路選択手段と、選択した伝送路を用いて親機から子機に伝送した無線信号に対する親機からの応答の有無を判断する受信確認手段と、親機からの応答がないときに伝送路選択手段に別の伝送路を選択させて他の親機に対して無線信号を再送させる再送指示手段とを子機に備えるものであり、１台の子機を複数台の親機と交信可能に配置しておき、選択した親機と子機との間で交信に失敗したときには他の親機を選択して子機との交信を行なうから、親機と子機との間で通信が成功する確率が高くなるという利点がある。しかも、メータに接続された子機に受信確認手段と再送指示手段とを設けているから、子機から発呼したときに親機の応答を確認し、親機からの応答がなければ再送するのであって、メータ側からの発呼が可能になる。すなわち、子機が通信可能な複数台の親機のうち優先順位の高い親機を選択し、子機において親機からの応答を確認して情報を伝送するから、子機において緊急性の高い情報を発呼する場合に、親機側からの呼び出しを待たずに情報を迅速に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  基本構成を示すブロック図である。
【図２】  同上に用いる親機を示すブロック図である。
【図３】  同上に用いる子機を示すブロック図である。
【図４】  同上の動作説明図である。
【図５】  同上の他例に用いる親機を示すブロック図である。
【図６】  本発明の実施形態を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０  センタ
１１  伝送路選択手段
１２  再送指示手段
２０  ガスメータ
３０  親機
３６ａ、３６ｂ  アンテナ
３７  受信確認手段
３８  アンテナ選択手段
３９  受信状態検出手段
４０  子機
５０  公衆回線
【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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