(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置と通信を行う第１の通信手段と、前記第１の通信手段とは異なり下位装置と通信を行う第２の通信手段とを備え、前記第２の通信手段が下位装置からデータを受信した場合に前記第１の通信手段を介して上位装置にデータを送信し、または前記第１の通信手段が上位装置からデータを受信した場合に前記第２の通信手段を介して下位装置にデータを送信する通信端末装置であって、
前記第１の通信手段または第２の通信手段の何れか一方が故障した場合、他方の通信手段を用いて上位装置及び下位装置と通信を行うと共に、上位装置及び下位装置に対して通信時間の変更情報を送信する
通信端末装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば電気、ガス、水道の計器あるいは自動販売機やＰＯＳ（販売時点情報管理）等の端末から上位装置に検針データを送信する通信端末装置に関し、さらに詳しくは通信異常発生時に通信部を切換えて代替通信を確保する通信端末装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種のデータ通信に際しては、下位の複数の端末無線ユニットが検針対象の電子メータから検針データを取得し、この取得した検針データを中継局として設置されたデータ収集ユニットに一旦収集させ、この収集した検針データを上位のサーバに収集する通信システムが採用されている。
【０００３】
この通信システムの中継局となるデータ収集ユニットは、内部に無線ユニットを１台内蔵し、この無線ユニットを経由させて上位側と下位側に対応する通信を行っている。
【０００４】
ところが、この無線ユニットが故障した場合は、保守作業員が故障した無線ユニットと正常な無線ユニットを交換する復旧作業を行っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この場合は
（１）無線ユニットの交換作業を必要とするため、システムの全体を一旦、停止させなければならなかった。
（２）一旦、システムを停止させるため、復旧作業に時間がかかっていた。
（３）１台の無線ユニットで上位側と下位側の通信処理を兼用して行うので通信能力に限界が生じていた。例えば、１台では無線部の負荷が高くなり、通信エラー等が発生しやすい。
という問題を有していた。
【０００６】
そこでこの発明は、上位側を受け持つ第１の通信手段と下位側を受け持つ第２の通信手段とを備え、一方の通信手段が故障した場合に他方の通信手段が故障した通信機能を併せ持つように構成した通信端末装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上位装置と通信を行う第１の通信手段と、前記第１の通信手段とは異なり下位装置と通信を行う第２の通信手段とを備え、前記第２の通信手段が下位装置からデータを受信した場合に前記第１の通信手段を介して上位装置にデータを送信し、または前記第１の通信手段が上位装置からデータを受信した場合に前記第２の通信手段を介して下位装置にデータを送信する通信端末装置であって、前記第１の通信手段または第２の通信手段の何れか一方が故障した場合、他方の通信手段を用いて上位装置及び下位装置と通信を行うと共に、上位装置及び下位装置に対して通信時間の変更情報を送信することを特徴とする。
【０００８】
この結果、一方の通信手段に故障が発生しても他方の通信手段を代替利用できるため、復旧作業時にはシステム全体を停止させずに交換作業を行うことができる。またこの場合、システムの一部は停止するが全てが停止しないので復旧処理時間が速くなり、これに伴う保守作業工数も同時に削減できる。また、正常な通信状態では上位側を受け持つ第１の通信手段と下位側を受け持つ第２の通信手段とが別々に独立して通信を行うので通信負荷が小さくなり、それゆえ通信エラーのない安定した通信ができる。
【０００９】
さらに、第１の通信手段に故障が発生した場合は、第２の通信手段が代替通信動作して上位装置との通信を許容する。また、第２の通信手段に故障が発生した場合は、第１の通信手段が代替通信動作して下位装置との通信を許容する。したがって、第１の通信手段のプログラムまたは第２の通信手段のプログラムを切換えるだけで上位装置側と下位装置側とに切換えて通信することができる。
【００１０】
さらに、この発明によれば、上位装置及び下位装置に対して通信時間の変更情報を送信することができるため、異常発生時のデータ通信量を調整制御することができる。例えば、異常発生に伴ってデータ通信量を抑制する場合は、一定時間毎にデータ送信する送信時間間隔を正規の時間間隔より長く延ばして設定すれば、復旧作業に適した少量のデータ通信量にすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１は家屋の電力消費量を自動検針する検針システム１１を示し、この検針システム１１は親局としての第１データ収集ユニットＵ1 と、家屋１２…毎に設置された子局（端局）としての第１〜第５端末無線ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ，Ｕｄ，Ｕｅとの通信を一括して行う無線通信機能を有し、それぞれＰＨＳ（パーソナル・ハンディホン・システム）のトランシーバモードで接続している。
【００１３】
この無線通信機能は各々の通信エリア毎に設置され、他の親局の第２データ収集ユニットＵ2 と、家屋１２…毎に設置された端局の第６〜第１０端末無線ユニットＵｆ，Ｕｇ，Ｕｈ，Ｕｉ，Ｕｊとが存在する場合は、同様に無線通信機能を有してＰＨＳのトランシーバモードで通信接続している。
【００１４】
また、通信接続される各家屋１２…間は立地条件によって定められた例えば２５ｄｂ〜５５ｄｂ程度の通信可能な２０ｄｂ以上の通信電界強度で通信接続されている。
【００１５】
親局の各データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 は、メインコントローラとして例えば電柱に設置され、上位のセンタ（基地局）１３側からの指令信号に基づいて検針値、ユニット呼出番号、その呼出時刻、端局経路（通信ルートＬ）情報等の検針データを収集し、この収集した検針データを折返しセンタ１３に返信するものであって、各データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 へは下位の端末無線ユニットＵｄ，Ｕｅから上位の端末無線ユニットＵｃ、あるいは下位の端末無線ユニットＵｊから中位の端末無線ユニットＵｉを介して上位の端末無線ユニットＵｆへと通信環境条件に適した通信ルートＬを経由させて通信接続している。
【００１６】
各端局の端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊは、家屋１２…毎の電力消費量を検針する電力メータ１４…に設置されて、上位のデータ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 と無線で通信接続する。
【００１７】
この場合、データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 と分散された複数の第１〜第１０の端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊとの通信ルートＬに際しては、データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 に直接通信接続される複数の上位の端末無線ユニットＵａ，Ｕｂ，Ｕｃ、あるいはＵｆ，Ｕｇ，Ｕｈと、これ以降に枝分れして順次無線で通信接続される下位の端末無線ユニットＵｄ，Ｕｅ、あるいはＵｉ，Ｕｊとを有している。
【００１８】
そして、最も下位の端末無線ユニットからは、その１つ上位の端末無線ユニットを経由させた後、さらに１つ上位の端末無線ユニットを経由させて、下位から上位に吸上げる如くデータ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 へとデータを収集させるツリー構造のデータ収集機能を有し、このツリー構造のデータ収集機能により、分散された下位の端末無線ユニットからの検針データを上位の端末無線ユニットへと導き、これより各データ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 へとデータ収集する通信ルートＬを確立している。
【００１９】
上位のセンタ１３は、営業所１５のサーバ（パーソナルコンピュータ）１６及びデータベース１７と通信接続し、サーバ１６からの送信指令にしたがって制御データをデータ収集ユニットＵ1 ，Ｕ2 及び端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊに送信し、また各端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊから収集された多くの検針データをデータベース１７に格納する。
【００２０】
図２は検針システム１１の制御回路ブロック図を示し、第１データ収集ユニットＵ1 とその直下の第１端末無線ユニットＵａとの通信を例にとると、この第１データ収集ユニットＵ1 のＣＰＵ２１は、第１フラッシュメモリ２２と、第２フラッシュメモリ２３に格納されたプログラムに沿って上位無線部２４と下位無線部２５を制御し、その制御データをＲＡＭ２６で読出し可能に記憶する。
【００２１】
上位無線部２４は、上位のセンタ１３と通信接続し、このセンタ１３を経由させて営業所１５に設置されるサーバ１６のハードディスク２７及びデータベース１７と通信接続する。これに対し、下位無線部２５は直下の第１端末無線ユニットＵａ側と通信接続する。
【００２２】
一方、第１端末無線ユニットＵａのＣＰＵ３１は、第１フラッシュメモリ３２と、第２フラッシュメモリ３３に格納されたプログラムに沿って無線部３４及びメータＩ／Ｆ（インターフェース）３５を制御し、その制御データをＲＡＭ３６で読出し可能に記憶する。また、ＣＰＵ３１はメータＩ／Ｆ３５を介して端末無線ユニットＵａ…の呼出番号毎に設けられた電力メータ１４の数値を定期的に読取る。
【００２３】
また、各ユニットのＣＰＵ２１，３１は、時刻を計時するタイマを内蔵してユニットＵ1 ，Ｕａ間での時刻データを照合し、通信性能及び信頼性を確保している。
【００２４】
この場合、第１端末無線ユニットＵａのＣＰＵ３１は、予め設定された計測設定時間、例えば１５分間隔毎に電力メータの検針値を計測して、この計測した検針値を第２フラッシュメモリ３３に記憶している。そして、この記憶した例えば１日分の検針データを１日１回、第１データ収集ユニットＵ1 に一括して送信する。
【００２５】
また、第１データ収集ユニットＵ1 のＣＰＵ２１は、第１〜第５端末無線ユニットＵａ〜Ｕｅから送信されてきた検針データを受信して第２フラッシュメモリ２３で記憶する。この場合、送信元の第１〜第５端末無線ユニットＵａ〜Ｕｅと、その計測した検針値を対応させて記憶し、この記憶した検針データがサーバ１６に収集されて統率管理される。
【００２６】
ところで、データ収集ユニットＵ1 に内蔵される上位無線部２４と下位無線部２５は互いに独立した無線通信機能を有して内蔵しており、ＣＰＵ２１は下位無線部２５が下位の各端末無線ユニットＵａ…から検針データを受信した場合に第２フラッシュメモリ２３で記憶した後、上位からの呼出し時に上位無線部２４を介して上位のサーバ１３にデータを送信する。また、ＣＰＵ２１は上位無線部２４が上位のサーバ１６から制御データを受信した場合に、下位無線部２５を介して下位の端末無線ユニットＵａ…にデータを送信する。
【００２７】
この送受信時に、上位無線部２４または下位無線部２５の何れか一方が故障した場合は、他方の無線部を代替利用して通信を行う代替通信機能を有している。したがって、上位無線部２４に故障が発生した場合は、下位無線部２５が代替動作して上位側との通信を許容する。また、下位無線部２５に故障が発生した場合は、上位無線部２４が代替動作して下位側との通信を許容する。
【００２８】
このように、どちらか一方の無線部２４，２５に故障が発生した場合は、この故障が発生したことをデータ収集ユニットのＣＰＵ２１が判断し、一方の故障が発生した方の無線機能を、他方の残っている無線部に拡張するロジックはデータ収集ユニットの第１フラッシュメモリ２２に有し、ＣＰＵ２１で実行する。
【００２９】
例えば、図３（Ａ）に示すように、第１データ収集ユニットＵ1 の下位無線部２５に故障が発生した場合について説明すると、ＣＰＵ２１は上位無線部２４を上位側との通信接続機能だけでなく、下位側との通信接続機能を併せ持つように第１フラッシュメモリ２２のロジックに基づいてプログラムを切換えて通信機能を拡張する。これにより、図３（Ｂ）に示すように、上位無線部２４が上位側だけでなく、下位側との間も通信許容してデータ収集する。
【００３０】
このように、双方の無線部２４，２５が互いの代替通信機能を併せ持つように構成しているため、故障が発生しても故障した一方の無線部を交換すればよく、復旧作業時には一部のシステムを停止させるだけでよく、システム全体を停止させずに交換作業を行うことができるため復旧処理時間が速くなり、これに伴う保守作業工数も同時に削減できる。また、正常な通信状態では上位側を受け持つ上位無線部２４と下位側を受け持つ下位無線部２５とが別々に独立して通信を行うので通信負荷が小さくなり、それゆえ通信エラーのない安定した通信が得られる。
【００３１】
このように構成されたデータ収集ユニットの上位無線部２４または下位無線部２５に対するバックアップ処理動作を図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３２】
通常、データ収集ユニットのＣＰＵ２１は上位無線部２４または下位無線部２５が正常に通信動作しているか、あるいは故障が発生しているかをチェックしている（ステップｎ1 ）。
【００３３】
例えば、ＣＰＵ２１が第１データ収集ユニットＵ1 の上位無線部２４に故障が発生していることを検出した場合（ステップｎ2 ）、ＣＰＵ２１は下位無線部２５に上位無線部２４の通信接続機能を併せ持つように第１フラッシュメモリ２２のロジックに基づいて通信機能を拡張させる。これに基づいて下位無線部２５は１台で上位側と下位側との双方に共通して通信許容し、検針システム１１を停止させずに継続して運用維持することができる（ステップｎ3 ）。
【００３４】
これに対し、第１データ収集ユニットＵ1 の下位無線部２５に故障が発生していることをＣＰＵ２１が検出した場合は、上位無線部２４に下位無線部２５の通信接続機能を併せ持つようにＣＰＵ２１が第１フラッシュメモリ２２のロジックに基づいて通信機能を拡張させる。これに基づいて上位無線部２４は、図３（Ｂ）に示すように、１台で上位側と下位側との双方に共通して通信許容し、同様に検針システム１１を停止させずに継続して運用維持することができる。このようなバックアップ処理機能を有して通信継続している間に保守作業員が故障した無線部の交換作業を行って復旧処理する（ステップｎ4 ）。
【００３５】
上述の故障発生時にはデータ収集量を調整して異常発生状況下に適したデータ収集量に設定するデータ収集量調整機能を有している。このデータ収集量調整機能は異常発生に伴い上位側及び下位側に対してＣＰＵ２１が通信時間の変更情報を送信するものである。このときの通信時間の変更ロジックもデータ収集ユニットの第１フラッシュメモリ２２に有し、ＣＰＵ２１で実行する。
【００３６】
例えば、図５に示すように、一方の無線部２４，２５の異常発生に伴ってデータ収集量を抑制する場合、一定時間毎にデータ収集するデータ収集時間の周期を正規の収集周期（例えば１５分間隔）Ｄ1 より長く延ばして延長収集周期（例えば３０分間隔）Ｄ2 に設定すれば、復旧作業に適した少量のデータ収集量にすることができる。
【００３７】
次に、データ収集量調整処理ロジックを図６のフローチャートを参照して説明する。
今、データ収集ユニットの何れか一方の無線部２４，２５に故障が発生したことをＣＰＵ２１が認識すると（ステップｎ11）、ＣＰＵ２１は下位の各端末無線ユニットＵａ…に対して、データ収集量を抑制するためのデータ収集周期の延長コマンドを送信する。例えば、図５に示したように、正常時は１５分間隔でデータ送信を行っているものを３０間隔のデータ送信に変更する（ステップｎ12）。
【００３８】
これと同時に、ＣＰＵ２１は上位のサーバ１６に対してデータ収集周期の延長コマンドを送信し、故障発生時のデータ収集に適したデータ収集量に抑制したことを知らせる（ステップｎ13）。
【００３９】
この発明と、上述の一実施例の構成との対応において、
この発明の通信端末装置は、実施例の中継局としての第１データ収集ユニットＵ1 または第２データ収集ユニットＵ2 に対応し、
以下同様に、
上位装置は、サーバ１６に対応し、
第１の通信手段は、上位無線部２４に対応し、
第２の通信手段は、下位無線部２５に対応し、
下位装置は、第１〜第１０端末無線ユニットＵａ〜Ｕｊに対応し、
通信時間の変更情報は、延長収集周期Ｄ2 に対応するも、
この発明は請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、上述の一実施例の構成のみに限定されるものではない。
【００４０】
例えば、上述の一実施例では電気消費量の検針値をデータ収集する場合を示したが、これに限らず、ガス、水道等の各種の機器使用量のデータ収集、あるいは自動販売機やＰＯＳ等の売上データの収集に適用することができる。
【００４１】
また、各ユニットＵ1 ，Ｕ2 、Ｕａ〜Ｕｊ間の通信及びセンタ１３やサーバ１６との通信に際しては、無線による通信に限らず、有線を利用することもできる。
【００４２】
【発明の効果】
この発明によれば、一方の通信手段に故障が発生しても他方の通信手段を代替利用できるため、復旧作業時にはシステム全体を停止させずに故障した部品を交換して運用継続しながら復旧作業を行うことができ、またこれに伴う保守作業工数も同時に削減できる。また、正常な通信状態では上位側を受け持つ第１の通信手段と下位側を受け持つ第２の通信手段とが別々に独立して通信を行うので通信負荷が小さくなり、それゆえ通信エラーのない安定した通信が得られる。
【００４３】
さらに、第１の通信手段に故障が発生した場合は、第２の通信手段が代替通信動作して上位装置との通信を許容する。また、第２の通信手段に故障が発生した場合は、第１の通信手段が代替通信動作して下位装置との通信を許容する。したがって、第１の通信手段のプログラムまたは第２の通信手段のプログラムを切換えるだけで上位装置側と下位装置側とに切換えて通信することができる。
【００４４】
さらに、上位装置及び下位装置に対して通信時間の変更情報を送信することができるため、異常発生時のデータ通信量を調整制御することができる。例えば、異常発生に伴ってデータ通信量を抑制する場合は、一定時間毎にデータ送信する送信時間間隔を正規の時間間隔より長く延ばして設定すれば、復旧作業に適した少量のデータ通信量にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  家屋の電力消費量を自動検針する検針システムの概略構成図。
【図２】  検針システムの制御回路ブロック図。
【図３】  下位無線部に故障が発生したときのバックアップ状態を示す制御回路ブロック図。
【図４】  無線部のバックアップ処理動作を示すフローチャート。
【図５】  データ収集量調整処理状態を示す説明図。
【図６】  データ収集量調整処理ロジックを示すフローチャート。
【符号の説明】
１１…検針システム
１２…家  屋
１３…センタ
１４…電力メータ
１６…サーバ
Ｕ1 ，Ｕ2 …データ収集ユニット
Ｕａ〜Ｕｊ…端末無線ユニット
Ｌ…通信ルート
２１…ＣＰＵ
２２…第１フラッシュメモリ
Ｄ1 …正規の収集周期
Ｄ2 …延長収集周期
【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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