以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
(実施の形態1)
図1は無線テレメータシステムの全体構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る無線テレメータシステムは、センタ側の構成として、ホストコンピュータ11及びセンタ側網制御装置12を備え、端末側の構成として、無線親機21、無線子機22A〜22H及び22N、並びに、無線子機22A〜22H及び22Nの夫々に接続されたメータ23を備える。メータ23は、例えば個人宅などの需要家毎に設置され、供給事業者から各需要家に対して供給される水道、ガス、電気など供給物の使用量を計測し、計測結果(検針値)を出力する計測器である。
本実施の形態に係る無線テレメータシステムは、メータ23から出力される検針値を含むデータ、無線親機21及び無線子機22A〜22H及び22Nの動作状態を示すデータなど端末側から出力される各種データを、無線通信を利用してセンタ側へ送信すると共に、無線親機21及び無線子機22A〜22H及び22Nの動作を制御するためのコマンド等を含んだ各種データをセンタ側から端末側へ送信する。
なお、以下の説明において、無線子機22A〜22H及び22Nの夫々を区別して説明する必要がない場合、無線子機22A〜22H及び22Nの夫々を無線子機22と記載する。また、無線親機21及び無線子機22を区別して説明する必要がない場合には、単に無線機とも記載する。
センタ側網制御装置12と端末側の無線親機21とは、例えばPHS網、FOMA網などの広域無線網N1に接続され、広域無線網N1を介して無線通信を行う。なお、図1に示す例では、広域無線網N1に接続されている無線親機21の数を1つとしたが、複数の無線親機21が接続されていてもよい。また、本実施の形態では、センタ側及び端末側を広域無線網N1により接続する構成としたが、公衆電話網等の有線の通信網により接続する構成であってもよい。
センタ側網制御装置12は、広域無線網N1を介した端末側との通信を制御する機能を有する。センタ側網制御装置12は、ホストコンピュータ11から端末側へ送信すべきデータが入力された場合、広域無線網N1の通信プロトコルに準拠した通信方式にて、端末側へデータを送信する。また、端末側から送信されたデータを広域無線網N1を介して受信した場合、受信したデータをホストコンピュータ11へ送信するように構成されている。
無線親機21は、広域無線網N1を介してセンタ側に接続されると共に、無線子機22A〜22Hとの間でメッシュ型の狭域無線網N2を形成する。無線親機21は、広域無線網N1で使用される通信プロトコルと、狭域無線網N2で使用される通信プロトコルとの間でプロトコル変換を行うゲートウェイ機能を有しており、センタ側から受信した無線子機22A〜22H及び22N宛のデータ、及び無線子機22A〜22H及び22Nから受信したホストコンピュータ11宛のデータを中継するように構成されている。
図1では、直接的に通信可能な無線機同士を破線により結んで示している。例えば、無線親機21は、2つの無線子機22A,22Bと通信可能に接続されており、これらの無線子機22A,22Bと直接的に通信可能であることを示している。他の無線機間の接続状況についても図1に示す通りである。
従来のメッシュ型ネットワークでは、各無線機のルーティング機能により通信経路が動的に決定される。例えば、従来では、狭域無線網N2内において通信経路を決定する際、宛先までのホップ数が最も少ない通信経路を優先的に選択することを基本とし、経由する各無線機の稼働状況、電波状況、通信状況等に応じて適宜経路を変更していた。
このため、従来のメッシュ型ネットワークでは、ネットワークの一部で不通箇所が生じた場合であっても、通信経路を1つでも確保できればデータを送受信できるという利点を有するものの、ネットワーク内で部分的な障害が発生した場合、その障害箇所を特定することは困難であった。
これに対し、本実施の形態では、狭域無線網N2内の通信経路は、各無線機(無線親機21並びに無線子機22A〜22H及び22N)が有する経路情報に従って決定される。各無線子機22は、予め定められている通信経路を通じて、センタ側から送信されるデータを受信することができる。また、同様にして、各無線子機22は、夫々に接続されたメータ23から検針値を取得した場合、検針値を含むデータを無線親機21経由でセンタ側へ送信することができる。
なお、狭域無線網N2内の無線機の設置数及び接続形態は、図1に示した例に限定されるものではなく、通信仕様等により規定されている最大設置数、及び1台当たりの最大接続数の範囲内で適宜変更され得る。
以下、無線親機21及び無線子機22の構成について説明する。
図2は無線親機21の内部構成を示すブロック図である。無線親機21は、制御部210、記憶部211、広域無線通信部212、狭域無線通信部213、表示部214、操作部215などを備える。無線親機21が備えるハードウェア各部は、電池219から供給される電力により動作するように構成されている。
制御部210は、CPU、ROMなどを備え、ROMに予め格納された制御プログラムをCPUが実行し、機器全体の制御を行うことにより、本発明に係る無線通信装置として機能させる。また、制御部210は、時刻情報を出力する時計手段(不図示)、開始指示を与えてから終了指示を与えるまでの時間を計測するタイマ(不図示)、数をカウントするカウンタ(不図示)を備えていてもよい。
記憶部211は、例えば、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read Only Memory)などの不揮発性メモリにより構成されており、自機の動作に関する設定情報、各無線子機22に至る通信経路に係る経路情報、狭域無線網N2内で無線親機21及び無線子機22A〜22H及び22Nを識別する無線機番号(ID)等を記憶する。
広域無線通信部212は、アンテナ212aを通じて電波を発信または受信することによって、広域無線網N1を介した無線通信を行う。無線親機21は、例えば、無線子機22を通じてメータ23の検針値を取得した場合、検針値を示すデータをセンタ側のホストコンピュータ11へ送信する。広域無線通信部212は、制御部210を通じて送信すべきデータを取得した場合、アンテナ212aを駆動して電波を発信させることにより、広域無線網N1の通信規格に準拠した形式にてデータを送信する処理を行う。
また、広域無線通信部212は、アンテナ212aにて電波を受信した場合、受信した電波(受信電波)をデコードすることにより所定の形式のデータを取得する。アンテナ212aにて受信する受信電波には、例えば、ホストコンピュータ11からの起動指令などの各種制御コマンドが含まれる。広域無線通信部212は、受信電波をデコードして得られるデータを制御部210へ出力する。制御部210は、広域無線通信部212から出力されたデータを取得した場合、そのデータに基づいて各種の制御を行う。
狭域無線通信部213は、アンテナ213aを通じて電波を発信または受信することによって、ホップ数が「1」の無線子機22(図1の例では、無線子機22A,22B)と所定の無線通信方式にて通信を行う。無線通信方式としては、例えば特定小電力無線方式が採用される。無線親機21の狭域無線通信部213は、送信すべきデータを有する無線子機22を探索するための探索信号として、送信元の識別子である無線機番号を含んだビーコンを間欠的に送信する。また、狭域無線通信部213は、無線子機22から送信されるビーコンを受信した場合であって、自機が送信すべきデータを有するとき、当該データをビーコンの送信元へ送信する。
表示部214は、LEDランプ、液晶表示パネル等により構成されており、制御部210から出力される制御信号に基づいて、例えば設置作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示する。
操作部215は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタンにより構成されており、作業員等による各種の設定操作を受付ける。制御部210は、操作部215から入力される設定内容を基に各種制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部211に記憶させる。
本実施の形態では、無線親機21がNCUの機能を有するものとして説明を行うが、NCUの機能を有する網制御装置を個別の装置として用意し、無線親機21を網制御装置に接続する構成であってもよい。この場合、無線親機21は、網制御装置を接続する接続インタフェースを備え、接続インタフェースに接続された網制御装置を介してセンタ側と通信を行う構成とすればよい。
図3は無線子機22の内部構成を示すブロック図である。無線子機22は、制御部220、記憶部221、狭域無線通信部222、接続ポート223、表示部224、操作部225などを備える。無線子機22が備えるハードウェア各部は、電池229から供給される電力により動作するように構成されている。
制御部220は、CPU、ROMなどを備え、ROMに予め格納された制御プログラムを実行し、機器全体の制御を行うことにより、本発明に係る無線通信装置として機能させる。また、制御部220は、時刻情報を出力する時計手段(不図示)、開始指示を与えてから終了指示を与えるまでの時間を計測するタイマ(不図示)、数をカウントするカウンタ(不図示)を備えていてもよい。
記憶部221は、例えば、EEPROMなどの不揮発性メモリにより構成されており、自機の動作に関する設定情報、無線親機21及び他の無線子機22に至る通信経路に係る経路情報、狭域無線網N2内で無線親機21及び無線子機22A〜22H及び22Nを識別する無線機番号(ID)等を記憶する。
狭域無線通信部222は、アンテナ222aを通じて電波を発信または受信することによって、無線親機21及び他の無線子機22と所定の無線通信方式にて通信を行う。無線通信方式としては、例えば特定小電力無線方式が採用される。無線子機22の狭域無線通信部222は、送信すべきデータを有する無線親機21又は他の無線子機22を探索するための探索信号として、ビーコンを間欠的に送信する。また、狭域無線通信部222は、無線親機21又は他の無線子機22から送信されるビーコンを受信した場合であって、自機が送信すべきデータを有するとき、当該データをビーコンの送信元へ送信する。
接続ポート223は、ガス、水道、電気などの使用量を計測するメータ23等を接続するためのインタフェースを備える。接続ポート223は、接続されたメータ23から検針値を取得した場合、検針値を示すデータを制御部220へ送出する。
表示部224は、LEDランプ、液晶表示パネル等により構成されており、制御部220から出力される制御信号に基づいて、例えば設置作業を行う作業員等に通知すべき情報を表示する。
操作部225は、ディップスイッチ等の各種スイッチ、ボタンにより構成されており、作業員等による各種の設定操作を受付ける。制御部220は、操作部225から入力される設定内容を基に各種制御を行い、必要に応じて設定内容を記憶部221に記憶させる。
以下、本願の適用例の1つとして、無線親機21から無線子機22Nへデータを送信する際に、無線親機21及び通信経路上の各無線子機22(22B,22F,22H)が実行する処理について説明する。
無線親機21には、無線親機21から無線子機22Nに至る通信経路として、無線子機22B,22F,22Hを経由する通信経路が設定されており、このような通信経路に係る経路情報が記憶部211に予め記憶されているものとする。なお、経路情報は、例えばホストコンピュータ11から広域無線網N1経由で無線親機21へ送信することにより、または、図に示していないデータ設定器から狭域無線網N2経由で無線親機21へ送信することにより、無線親機21に設定することができる。すなわち、実施の形態1では、外部から人為的に定められた通信経路を利用する。
図4及び図5は通信経路上の各無線機が作成する電文の電文フォーマットの一例を示す図である。狭域無線網N2内の各無線機は、データを送信する際に予め定められた電文フォーマットに従って電文を作成する。図4及び図5に示す電文フォーマットにおいて、NETの項目は送信元及び送信先の無線機を表し、APPの各項目SADDR,DADDR,DATAは、それぞれ送信元のアドレス、送信先のアドレス、送信対象のデータを示している。なお、図4及び図5では、各無線子機22A〜22H及び22Nを、それぞれ子機A〜H及び子機Nのように略して記載している。
図4Aは、無線親機21が無線子機22Nに対してデータを送信する際に本来作成する電文の一例を示している。図4Aに示す例は、NETの項目は無線親機21(送信元)から無線子機22N(送信先)への電文であることを表し、APPの各項目には、それぞれ無線親機21のID、無線子機22NのID、送信対象のデータが設定されていることを表している。
無線親機21は、作成した電文をそのまま送信せずに、予め設定されている経路情報に基づいて宛先の変更を行い、データに経路情報を付加する処理を実行する。
図4Bは、無線親機21により変換された電文の一例を示している。無線親機21から無線子機22Nへ送信するデータの通信経路として、無線子機22B,22F,22Hを経由する通信経路が設定されている場合、無線親機21は、送信対象の電文におけるNET項目の送信先を無線子機22Bに変更すると共に、APP項目の送信先アドレスを無線子機22BのIDに変更する。また、無線親機21は、APP項目のDATAに、送信対象のデータに加え、無線子機22B,22F,22H,22Nの順に送信されるべき電文であることを示す経路情報を付加する。無線親機21は、変換後の電文を、無線子機22Bから送信されるビーコンを受信したタイミングで無線子機22Bへ送信する。
図4Cは、無線子機22Bが送信する電文の一例を示している。無線子機22Bは、無線親機21から送信される無線子機22N宛の電文を受信した場合、DATAに含まれる経路情報に基づいて電文を変換する。
例えば、無線子機22Bが受信した電文のDATAに、無線子機22B,22F,22H,22Nの順に送信されるべき電文であることを示す経路情報が付加されている場合、この経路情報を参照することにより、次の送信先が無線子機22Fであることが分かる。したがって、無線子機22Bは、送信対象の電文におけるNET項目の送信先を無線子機22Fに変更すると共に、APP項目の送信先アドレスを無線子機22FのIDに変更する。また、無線子機22Bは、APP項目のDATAに、送信対象のデータに加え、無線子機22F,22H,22Nの順に送信されるべき電文であることを示す経路情報を付加する。無線子機22Bは、変換後の電文を、無線子機22Fから送信されるビーコンを受信したタイミングで無線子機22Fへ送信する。
図5Aは、無線子機22Fが送信する電文の一例を示している。無線子機22Fは、無線子機22Bから送信される無線子機22N宛の電文を受信した場合、DATAに含まれる経路情報に基づいて電文を変換する。
前述と同様の手順により、無線子機22Fは、送信対象の電文におけるNET項目の送信先を無線子機22Hに変更すると共に、APP項目の送信先アドレスを無線子機22HのIDに変更する。また、無線子機22Fは、APP項目のDATAに、送信対象のデータに加え、無線子機22H,22Nの順に送信されるべき電文であることを示す経路情報を付加する。無線子機22Fは、変換後の電文を、無線子機22Hから送信されるビーコンを受信したタイミングで無線子機22Hへ送信する。
図5Bは、無線子機22Hが送信する電文の一例を示している。無線子機22Hは、無線子機22Fから送信される無線子機22N宛の電文を受信した場合、DATAに含まれる経路情報に基づいて電文を変換する。
前述と同様の手順により、無線子機22Hは、送信対象の電文におけるNET項目の送信先を無線子機22Nに変更すると共に、APP項目の送信先アドレスを無線子機22NのIDに変更する。また、送信先の無線子機22Nはデータの最終的な宛先であるため、無線子機22Hは、APP項目のDATAから経路情報を削除する。無線子機22Hは、変換後の電文を、無線子機22Nから送信されるビーコンを受信したタイミングで無線子機22Nへ送信する。
以上の処理により、無線親機21から無線子機22Nへ送信されるデータは、予め設定された経路情報により指定される通信経路上の各無線機(上記の例では、無線子機22B,22F,22H)を経由して、宛先の無線子機22Nに到達する。
なお、上記の例では、無線親機21から無線子機22Nへデータを送信する場合に各無線機が実行する処理の内容を説明したが、無線親機21から無線子機22N以外の無線子機22A〜22Hへデータを送信する場合、各無線子機22A〜22H及び22Nから無線親機21へデータを送信する場合等についても同様であり、各無線機は、予め設定されている経路情報に従って電文の変換処理等を行うことにより、データの送受信を行う。
以下、通信手順の一例として、無線親機21から無線子機22に対してデータを送信する際の通信手順について説明する。
図6は送信元の無線親機21が実行する処理の手順を示すフローチャートである。無線親機21の制御部210は、無線子機22に対して送信すべきデータがあるか否かを判断する(ステップS101)。例えば、無線親機21内で無線子機22に通知すべきイベントが発生した場合、センタ側から無線子機22へ送信されるデータを広域無線通信部212にて受信した場合等において、無線子機22に対して送信すべきデータがあると判断する。無線子機22に対して送信すべきデータがない場合には(S101:NO)、制御部210は、無線子機22に対して送信すべきデータが発生するまで待機する。
無線子機22に対して送信すべきデータがあると判断した場合(S101:YES)、制御部210は、送信先の無線子機22を最終の宛先として含む経路情報を記憶部211から読み出すことにより、通信経路を設定する(ステップS102)。
次いで、制御部210は、設定した通信経路に基づき電文を作成する(ステップS103)。例えば、データの送信先が無線子機22Nであり、無線親機21から無線子機22Nに至る通信経路として、無線子機22B,22F,22Hを経由する経路情報が記憶部211に記憶されている場合、制御部210は、NET項目の送信先を無線子機22B、APP項目の送信先アドレスを無線子機22BのIDに設定すると共に、APP項目のDATAに、送信対象のデータに加え、無線子機22B,22F,22H,22Nの順に送信されるべき電文であることを示す経路情報を付加した電文を作成する。
次いで、制御部210は、各無線子機22から間欠的に送信されるビーコンを狭域無線通信部213を通じて受信したか否かを判断する(ステップS104)。図1に示す例では、無線親機21に直接的に通信可能に接続されている無線子機22(ホップ数が1の無線子機22)は、無線子機22A及び22Bの2つのであり、無線親機21は、これら2つの無線子機22A及び22Bからビーコンを受信することができる。ビーコンを受信していない場合(S104:NO)、制御部210は、狭域無線通信部213を通じてビーコンを受信するまで待機する。
ビーコンを受信したと判断した場合(S104:YES)、制御部210は、ビーコンに含まれる送信元のIDに基づき、ビーコンの送信元が、設定した通信経路上の無線子機22であるか否かを判断する(ステップS105)。上述した例では、無線子機22B,22F,22Hを経由する通信経路が設定されているので、無線子機22Bから送信されたビーコンを受信した場合にのみ、制御部210は、ビーコンの送信元が、設定した通信経路上の無線子機22(22B)であると判断する。
ビーコンの送信元が、設定した通信経路上の無線子機22(22B)でないと判断した場合(S105:NO)、制御部210は、処理をステップS104へ戻す。
ビーコンの送信元が、設定した通信経路上の無線子機22(22B)であると判断した場合(S105:YES)、制御部210は、そのビーコンに対する応答として、ステップS103で作成した電文を送信する(ステップS106)。
図7は通信経路上の無線子機22が実行する処理の手順を示すフローチャートである。無線子機22の制御部220は、狭域無線通信部222を通じて電文を受信したか否かを判断する(ステップS111)。電文を受信していない場合(S111:NO)、制御部220は、電文を受信するまで待機する。
電文を受信したと判断した場合(S111:YES)、制御部220は、電文に含まれるNET項目、APP項目の送信先アドレス等を参照することにより、受信した電文が自機宛の電文であるか否かを判断する(ステップS112)。
自機宛の電文を受信したと判断した場合(S112:YES)、制御部220は、受信した電文に基づく処理(例えば、検針処理)を行った上で、本フローチャートによる処理を終了する。
他機宛の電文を受信したと判断した場合(S112:NO)、制御部220は、受信した電文におけるAPP項目のDATAに含まれている経路情報を参照し、電文を変換する(ステップS113)。例えば、自機が無線子機22Bであり、無線子機22B,22F,22H,22Nの順に送信されるべき電文であることを示す経路情報が付加された電文を受信した場合、電文の次の宛先が無線子機22Fであることが分かるので、無線子機22Bの制御部220は、NET項目の送信先及びAPP項目の送信先アドレスを、それぞれ無線子機22F及び無線子機22FのIDに変更すると共に、DATAに付加する経路情報を、無線子機22F,22H,22Nの順に送信されるべき電文であることを示す経路情報に変更することによって、電文を変換する。
次いで、制御部220は、各無線機から間欠的に送信されるビーコンを狭域無線通信部222を通じて受信したか否かを判断する(ステップS114)。ビーコンを受信していない場合(S114:NO)、制御部210は、狭域無線通信部222を通じてビーコンを受信するまで待機する。
ビーコンを受信したと判断した場合(S114:YES)、制御部220は、ビーコンに含まれる送信元のIDに基づき、受信したビーコンの送信元が、電文により定められている通信経路上の無線機であるか否かを判断する(ステップS115)。上述した例では、無線子機22B,22F,22Hを経由する通信経路が設定されているので、この通信経路上の無線機(例えば、無線子機22F)から送信されたビーコンを受信した場合にのみ、制御部220は、ビーコンの送信元が通信経路上の無線機であると判断する。
受信したビーコンの送信元が、電文に付加されている経路情報により定められる通信経路上の無線機でないと判断した場合(S115:NO)、制御部220は、処理をステップS114へ戻す。
受信したビーコンの送信元が、電文に付加されている経路情報により定められる通信経路上の無線機であると判断した場合(S115:YES)、制御部220は、そのビーコンに対する応答として、ステップS113で変換した電文を送信する(ステップS116)。
以上の手順により、無線親機21から無線子機22へ送信されるデータは、予め設定された経路情報により定められる通信経路上の各無線機(例えば、無線子機22B,22F,22H)を経由して、宛先の無線子機22に到達する。
なお、上記の例では、無線親機21から無線子機22へデータを送信する場合に各無線機が実行する手順について説明したが、各無線子機22A〜22H及び22Nから無線親機21へデータを送信する場合等についても同様であり、各無線機は、予め設定されている経路情報に従ってデータの送受信を行う。
以上のように、実施の形態1では、メッシュ型ネットワークを活用しつつ、各無線機間でデータを送受信する通信経路を固定化することができる。このため、狭域無線網N2内で故障が発生した無線機が存在する場合、予め定められている経路情報を参照することにより、故障が発生した無線機を特定することが可能となり、故障した無線機のメンテナンスを実施することが容易となる。
なお、実施の形態1では、各無線機が有する経路情報に基づき通信経路を固定化する構成としたが、必ずしも常時通信経路を固定化する必要はなく、センタ側から送信した電文に対して端末側からのレスポンスが得られないといった狭域無線網N2内での障害の予兆が現れ始めた場合にのみ、各無線機に経路情報を設定し、通信経路を固定化する構成であってもよい。
(実施の形態2)
実施の形態1では、予め定められた経路情報に基づき通信経路を固定化する構成について説明したが、各無線機が能動的に通信経路を固定化する構成であってもよい。
実施の形態2では、各無線機にて受信したビーコンの信号強度を基に通信経路を固定化する構成について説明する。なお、無線テレメータシステムの全体構成、無線親機21及び無線子機22の内部構成については、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略することとする。
図8は実施の形態2に係る通信経路の設定例を説明する説明図である。図8は、1つの無線親機21と、9つの無線子機22A〜22H及び22Nとを含む無線テレメータシステムを簡略化して示したものである。また、図8では、無線親機21をZ、無線子機22A〜22H及び22NのそれぞれをA〜H及びNの符号により示している。
各無線機は、適宜のタイミング(例えば、定期的なタイミング、狭域無線網N2内に新たな無線機が設置されたタイミング、狭域無線網N2内に所定数の無線機が設置されたタイミング等のタイミング)でビーコンの信号強度を計測し、計測した信号強度を送信元の無線機の無線機番号(ID)に関連付けて記憶しておく。各無線機は、データを送信する際に、記憶しておいた信号強度に基づいて通信経路を設定する。すなわち、実施の形態2では、各無線機は計測したビーコンの信号強度をデータ送信時の通信経路を定める経路情報として記憶する。
例えば、無線親機21の狭域無線通信部213は、アンテナ213aを通じて受信したビーコンの信号強度を計測し、計測した信号強度及びビーコンの送信元の無線機番号(ID)を制御部210へ通知する。制御部210は、狭域無線通信部213から通知される信号強度及び無線機番号を関連付けて記憶部211に記憶させる。図8に示す例では、無線子機22Aから受信したビーコンの信号強度が−50dBm、無線子機22Bから受信したビーコンの信号強度が−60dBmであり、各信号強度がそれぞれ無線子機22A,22Bの無線機番号に関連付けられて無線親機21に記憶されている状態を示している。
同様に、無線子機22の狭域無線通信部222は、アンテナ222aを通じて受信したビーコンの信号強度を計測し、計測した信号強度及びビーコンの送信元の無線機番号(ID)を制御部220へ通知する。制御部220は、狭域無線通信部222から通知される信号強度及び無線機番号を関連付けて記憶部221に記憶させる。図8に示す例では、無線子機22Cから受信したビーコンの信号強度が−50dBm、無線子機22Dから受信したビーコンの信号強度が−60dBmであり、各信号強度がそれぞれ無線子機22C,22Dの無線機番号に関連付けられて無線子機22Aの記憶部221に記憶されている状態を示している。
なお、図8に示す例では、各無線機が計測し得るビーコンの信号強度のうち、無線親機21及び無線子機22が計測した下り方向(無線親機21から無線子機22Nへデータを送信する方向)の信号強度についてのみ示したが、上り方向及び他の無線機によって計測されるビーコンの信号強度についても各無線機に記憶されているものとする。
実施の形態2では、記憶してあるビーコンの信号強度が最も高い無線機を宛先とする通信経路を各無線機にて選択することにより、通信経路の固定化を行う。
例えば、図8に示す例において、無線親機21の記憶部211に記憶されているビーコンの信号強度は、無線子機22Aが−50dBm、無線子機22Bが−60dBmであり、無線子機22Aの方が高いため、無線親機21は、下り方向への通信経路として無線子機22Aを宛先とする通信経路を選択する。
また、無線子機22Aの記憶部221に記憶されているビーコンの信号強度は、無線子機22Cが−50dBm、無線子機22Dが−60dBmであり、無線子機22Cの方が高いため、無線子機22Aは、下り方向への通信経路として無線子機22Cを宛先とする通信経路を選択する。
なお、無線子機22C及び22Gの下り方向に通信可能に接続されている無線機はそれぞれ1つであるため、無線子機22Cは、下り方向への通信経路として無線子機22Gを宛先とする通信経路を選択し、無線子機22Gは、下り方向への通信経路として無線子機22Nを宛先とする通信経路を選択する。
よって、図8に示す例では、無線親機21から無線子機22Nに至る通信経路として、無線子機22A,22C,22Gを経由する通信経路が自動的に設定される。また、各無線機がある特定のタイミングで計測したビーコンの信号強度を保持しておくことにより、通信経路を固定化することができる。
図9は実施の形態2に係る無線親機21が実行する処理の手順を示すフローチャートである。無線親機21の制御部210は、無線子機22に対して送信すべき電文があるか否かを判断する(ステップS201)。例えば、無線親機21内で無線子機22に通知すべきイベントが発生した場合、無線子機22を宛先とする電文を外部から受信した場合等において、無線子機22に対して送信すべき電文があると判断する。無線子機22に対して送信すべき電文がない場合には(S201:NO)、制御部210は、無線子機22に対して送信すべき電文が発生するまで待機する。
無線子機22に対して送信すべき電文があると判断した場合(S201:YES)、制御部210は、記憶部211に記憶されているビーコンの信号強度に基づき、通信経路を設定する(ステップS202)。具体的には、制御部210は、記憶部211に記憶されている信号強度のうち最も高い信号強度に関連付けられている無線機を、次の送信先として決定することにより、通信経路を設定する。
次いで、制御部210は、各無線子機22から間欠的に送信されるビーコンを狭域無線通信部213を通じて受信したか否かを判断する(ステップS203)。無線親機21に直接的に通信可能に接続されている無線子機22(ホップ数が1の無線子機22)は、無線子機22A及び22Bの2つのであり、無線親機21は、これら2つの無線子機22A及び22Bからビーコンを受信することができる。ビーコンを受信していない場合(S203:NO)、制御部210は、狭域無線通信部213を通じてビーコンを受信するまで待機する。
ビーコンを受信したと判断した場合(S203:YES)、制御部210は、ビーコンに含まれる送信元のIDに基づき、ビーコンの送信元が、設定した通信経路上の無線子機22であるか否かを判断する(ステップS204)。上述した例では、無線親機21は、無線子機22Aを宛先とする通信経路を設定するので、無線子機22Aから送信されたビーコンを受信した場合にのみ、ビーコンの送信元は、設定した通信経路上の無線子機22(22A)であると判断する。
ビーコンの送信元が、設定した通信経路上の無線子機22でないと判断した場合(S204:NO)、制御部210は、処理をステップS203へ戻す。
ビーコンの送信元が、設定した通信経路上の無線子機22であると判断した場合(S204:YES)、制御部210は、そのビーコンに対する応答として電文を送信する(ステップS205)。
なお、図9に示す例では、無線親機21が実行する処理の手順について説明したが、各無線子機22についても、同様の処理手順により、電文を送信することが可能である。
以上のように、実施の形態2では、ある特定のタイミングで計測した信号強度の情報を基に通信経路を固定化することができる。このため、狭域無線網N2内で故障が発生した無線機が存在する場合、予め定められている経路情報を参照することにより、故障が発生した無線機を特定することが可能となり、故障した無線機のメンテナンスを実施することが容易となる。
(実施の形態3)
実施の形態3では、狭域無線網N2内で各無線機を識別する無線機番号を付与する際に用いた通信経路を基に経路情報を設定する構成について説明する。
なお、無線テレメータシステムの全体構成、無線親機21及び無線子機22の内部構成については、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略することとする。
実施の形態3において、無線親機21は、狭域無線網N2内で各無線機を識別する無線機番号を発行する番号発行無線機として機能するものとする。無線親機21は、狭域無線網N2に新たに接続される無線子機22(新規設置端末)から無線機番号の発行要求を示す電文(以下、番号発行要求ともいう)を受信した場合、当該無線子機22に付与する無線機番号を含んだ電文(以下、番号発行応答ともいう)を狭域無線網N2を通じて返信する。
実施の形態3では、新規設置端末から送信される番号発行要求(又は無線親機21から送信される番号発行応答)を中継する無線子機22,22,…,22の無線機番号を記憶することによって、経路情報を設定する。
図10は実施の形態3に係る通信経路の設定例を説明する説明図である。図10は、無線親機21、既存端末である無線子機22A〜22H、及び新規設置端末である無線子機22Nを含む無線テレメータシステムを簡略化して示したものである。また、図10では、無線親機21をZ、無線子機22A〜22H及び22NのそれぞれをA〜H及びNの符号により示している。
新規設置端末である無線子機22Nが番号発行要求を行う場合、自機から最も近い隣接端末(図10の例では、無線子機22G)に対し、無線親機21宛の番号発行要求を送信する。
番号発行要求を受信した無線子機22Gは、無線子機22Gが記憶する無線親機21までの経路情報を参照し、当該経路情報により定められている通信経路上の無線機(図10の例では、無線子機22D)からビーコンを受信したタイミングで、新規設置端末からの番号発行要求をビーコンの送信元へ送信する。
同様に、番号発行要求を受信した無線子機22Dは、無線子機22Dが記憶する無線親機21までの経路情報を参照し、当該経路情報により定められる通信経路上の無線機(図10の例では、無線子機22A)からビーコンを受信したタイミングで、番号発行要求をビーコンの送信元へ送信する。
更に、番号発行要求を受信した無線子機22Aは、無線子機22Aが記憶する無線親機21までの経路情報を参照し、当該経路情報により定められる通信経路上の無線機(図10の例では、無線親機21)からビーコンを受信したタイミングで、番号発行要求をビーコンの送信元へ送信する。
以上のようにして、新規設置端末から送信される番号発行要求は、既存端末である無線子機22(図10の例では、無線子機22G,22D,22A)を経由して無線親機21に到達する。無線親機21は、番号発行要求を受信した場合、新規設置端末に付与する無線機番号を決定し、決定した無線機番号を含んだ番号発行応答を新規設置端末宛に送信する。
無線親機21から送信される番号発行応答は、例えば、番号発行要求が中継された経路とは逆の経路(図10の例では、無線子機22A,22D,22Gの順に中継される経路)により、新規設置端末に到達する。新規設置端末は、受信した番号発行応答から自機宛の無線機番号を取出し、自機の無線機番号として記憶部221に記憶させる。
実施の形態3では、無線親機21及び新規設置端末は、番号発行要求(又は番号発行応答)を中継した無線子機22,22,…,22の無線機番号を取得し、取得した無線機番号を無線親機21及び新規設置端末間の経路情報として記憶する。経路情報を記憶した後に無線親機21及び新規設置端末間で通信を行う場合、既存端末と同様に、経路情報により定められる通信経路に従って通信を行う。
なお、無線親機21と既存端末との間で通信経路が固定化されている場合、番号発行要求を中継する通信経路は、例えば、隣接端末が有する無線親機21までの経路情報により定まる。したがって、無線親機21及び新規設置端末は、この隣接端末(図10の例では、無線子機22G)から無線親機21までの経路情報を取得することにより、無線親機21及び新規設置端末間の経路情報を定めることができる。
また、隣接端末が番号発行要求を中継する際に、隣接端末から無線親機21までの経路情報を電文に付加することにより、無線親機21に経路情報を通知する構成としてもよい。この場合、無線親機21は、番号発行応答を送信する際に、隣接端末から取得した経路情報を付加することにより、新規設置端末に無線親機21及び新規設置端末間の経路情報を通知する構成としてもよい。
以上のように、実施の形態3では、番号発行要求(又は番号発行応答)の実行時に番号発行要求(又は番号発行応答)を中継する無線子機22,22,…,22の情報を取得することにより、通信経路を固定化することができる。このため、狭域無線網N2内で故障が発生した無線機が存在する場合、予め定められている経路情報を参照することにより、故障が発生した無線機を特定することが可能となり、故障した無線機のメンテナンスを実施することが容易となる。
(実施の形態4)
実施の形態4では、中継転送テストの際に利用した通信経路を基に経路情報を設定する構成について説明する。
なお、無線テレメータシステムの全体構成、無線親機21及び無線子機22の内部構成については、実施の形態1と同様であるため、その説明を省略することとする。
実施の形態4において、狭域無線網N2内の任意の無線機(発信元無線機)は中継転送テストの指令に係る電文(以下、中継テスト指令ともいう)を対象の無線機(対象無線機)へ送信する。中継テスト指令を中継する各無線機は、自身に付与されている無線機番号と、中継テスト指令を受信したときの信号強度とを、受信した電文に付加した上で次の無線機へ転送する。対象無線機が中継テスト指令を受信した場合、自身に付与されている無線機番号と、中継テスト指令を受信したときの信号強度とを、受信した電文に付加した上で発信元無線機まで折り返す。発信元無線機は、折り返されてきた中継テスト指令に含まれる無線機番号を基に、自機から対象無線機までの経路情報を設定する。
図11は実施の形態4に係る通信経路の設定例を説明する説明図である。図11は、1つの無線親機21と、9つの無線子機22A〜22H及び22Nとを含む無線テレメータシステムを簡略化して示したものである。また、図11では、無線親機21をZ、無線子機22A〜22H及び22NのそれぞれをA〜H及びNの符号により示している。
図11を参照し、無線子機22Nと無線親機21との間で中継転送テストを行い、無線子機22N及び無線親機21が両者の間の経路情報を取得する構成について説明する。なお、以下では、無線親機21並びに無線子機22A〜22H及び22Nは事前に経路情報を有していないものとして説明を行う。
無線子機22Nは中継テスト指令を他の無線子機22を通じて無線親機21へ送信する。このとき、無線子機22Nは、自機と通信可能な無線機(図11の例では、無線子機22G又は22Hの何れか)から送信されるビーコンを受信した場合、中継テスト指令をビーコンの送信元へ送信する。
例えば、無線子機22Gが無線子機22Nから送信される中継テスト指令を受信した場合、無線子機22Gは、狭域無線通信部222によって計測される信号強度と、自機の無線機番号とを中継テスト指令に付加する。無線子機22Gは、自機と通信可能な無線機(図11の例では、無線子機22C又は22Dの何れか)から送信されるビーコンを受信した場合、中継テスト指令をビーコンの送信元へ送信する。
例えば、無線子機22Dが無線子機22Gから送信される中継テスト指令を受信した場合、無線子機22Dは、狭域無線通信部222によって計測される信号強度と、自機の無線機番号とを中継テスト指令に付加する。無線子機22Dは、自機と通信可能な無線機(図11の例では、無線子機22A)から送信されるビーコンを受信した場合、中継テスト指令をビーコンの送信元へ送信する。
無線子機22Aが無線子機22Dから送信される中継テスト指令を受信した場合、無線子機22Aは、狭域無線通信部222によって計測される信号強度と、自機の無線機番号とを中継テスト指令に付加する。無線子機22Aは、自機と通信可能な無線機(図11の例では、無線親機21)から送信されるビーコンを受信した場合、中継テスト指令をビーコンの送信元へ送信する。
無線親機21が無線子機22Aから受信する中継テスト指令には、発信元無線機である無線子機22Nから対象無線機である無線親機21に至る通信経路に係る経路情報が含まれるので、無線親機21は、この経路情報を無線親機21及び無線子機22N間の経路情報として記憶部211に記憶させる。
また、無線親機21から折り返されて無線子機22Nが受信する中継テスト指令には、対象無線機である無線親機21から発信元無線機である無線子機22Nに至る通信経路に係る経路情報が含まれるので、無線子機22Nは、この経路情報を無線子機22N及び無線親機21間の経路情報として記憶部221に記憶させる。
なお、図11では、中継テスト指令の往路と復路とが同一の例について説明したが、中継テスト指令の往路と復路とが異なる場合であってもよい。この場合、無線親機21が記憶する無線親機21及び無線子機22N間の経路情報と、無線子機22Nが記憶する無線子機22N及び無線親機21間の経路情報とが異なるものであってもよい。
以上のように、実施の形態4では、中継転送テストの指令に係る電文を送受信する際に経路情報を取得することにより、通信経路を固定化することができる。このため、狭域無線網N2内で故障が発生した無線機が存在する場合、予め定められている経路情報を参照することにより、故障が発生した無線機を特定することが可能となり、故障した無線機のメンテナンスを実施することが容易となる。
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
以上の実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
本願の無線通信システムは、無線網(N2)を介して接続された複数の無線通信装置(21,22)を含み、各無線通信装置(21,22)は、通信相手を探索するための探索信号を外部へ送信すると共に、外部から送信された探索信号を受信する通信部(213,222)を備え、自装置が送信すべきデータを有する場合であって、外部から送信された探索信号を受信したとき、該探索信号の送信元へ前記データを送信する無線通信システムにおいて、各無線通信装置(21,22)は、自装置から他の無線通信装置(21,22)に至る通信経路を定める経路情報を記憶する記憶部(211,221)を備え、前記他の無線通信装置(21,22)へ送信すべきデータを有する場合であって、前記経路情報より定まる通信経路とは異なる通信経路上の無線通信装置(21,22)から探索信号を受信したとき、前記データを送信しないようにしてあることを特徴とする。
本願では、メッシュ型ネットワークを活用しつつ、各無線通信装置間でデータを送受信する通信経路を固定化することができる。このため、無線網内に故障が発生した無線通信装置が存在する場合、予め定められている経路情報を参照することにより、故障が発生した無線通信装置を特定することが可能となり、故障した無線通信装置のメンテナンスを実施することが容易となる。
本願の無線通信システムは、各無線通信装置(21,22)は、前記通信部(213,222)にて受信した探索信号の信号強度を計測する計測部(213,222)を備え、該計測部(213,222)により計測した探索信号の信号強度を、前記経路情報として前記記憶部(211,221)に記憶させるようにしてあることを特徴とする。
本願では、あるタイミングで計測した信号強度の情報を基に通信経路を固定化することができる。
本願の無線通信システムは、前記無線網(N2)に新たに接続される無線通信装置(22)からの要求に応じて、前記無線網(N2)内で前記無線通信装置(22)を識別する識別子を発行する発行装置(21)を備え、前記無線通信装置(22)は、前記要求の送信経路、又は前記発行装置から発行される前記識別子の送信経路を、前記経路情報として前記記憶部(221)に記憶させるようにしてあることを特徴とする。
本願では、実施の形態3では、新規に接続される無線通信装置から送信される識別子の発行要求(又はそれに対する応答)を中継する経路情報を取得することにより、新規に接続される無線通信装置と発行装置との間の通信経路を固定化することができる。
本願の無線通信システムは、前記複数の無線通信装置(22)のうちの少なくとも1つは、需要家に供給される供給物の使用量を計測して計測結果を出力するメータ(23)を接続する接続部(223)を備え、該接続部(223)に接続されたメータ(23)から出力される計測結果に係るデータを、前記記憶部(221)に記憶されている経路情報に従って送信するようにしてあることを特徴とする。
本願では、メッシュ型ネットワークを利用した無線テレメータシステムにおいて、無線網内に接続される無線通信装置間の通信経路を固定化することができる。
本願の無線通信装置は、無線網(N2)を介して他の無線通信装置(21,22)と通信可能に接続されており、通信相手を探索するための探索信号を外部へ送信すると共に、外部から送信された探索信号を受信する通信部(213,222)を備え、自装置が送信すべきデータを有する場合であって、外部から送信された探索信号を受信したとき、該探索信号の送信元へ前記データを送信する無線通信装置(21,22)において、自装置から他の無線通信装置(21,22)に至る通信経路に係る経路情報を記憶する記憶部(211,221)を備え、前記他の無線通信装置(21,22)へ送信すべきデータを有する場合であって、前記経路情報より定まる通信経路とは異なる通信経路上の無線通信装置(21,22)から探索信号を受信したとき、前記データを送信しないようにしてあることを特徴とする。
本願では、メッシュ型ネットワークを活用しつつ、各無線通信装置間でデータを送受信する通信経路を固定化することができる。このため、無線網内に故障が発生した無線通信装置が存在する場合、予め定められている経路情報を参照することにより、故障が発生した無線通信装置を特定することが可能となり、故障した無線通信装置のメンテナンスを実施することが容易となる。