JPH08163664A - 無線テレメータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 無線テレメータ端末の低消費電力化に効果的
な無線テレメータシステムの提供。 【構成】 各家庭（或いは、事業所）に設けられている
電気、ガス、水道等のユーティリティの計測器に接続さ
れた無線テレメータ端末１２−１，１２−２，１２−
３，…から計測データ（消費量データ）をスペクトル拡
散通信方式により間欠的に蓄積型中継器１６に伝送す
る。蓄積型中継器１６はある地域範囲毎に設けられてお
り、当該地域の複数の無線テレメータ端末からのデータ
を蓄積する。データ収集車１４は各蓄積型中継器１６を
それぞれアクセスして蓄積された検針データを収集す
る。 【効果】 蓄積型中継器を設けたことにより、他の技術
的条件に影響を与えることなく無線テレメータ端末の大
幅な低消費電力化が実現できバッテリーの小型化及び長
寿命化が達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はテレメータシステムに関
し、特に、電気、ガス、水道などのいわゆるユーティリ
ティの使用量を遠隔検針するための無線テレメータシス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】電気、ガス、水道などのいわゆるユーテ
ィリティの使用量の検針は検針員が個々の家庭や事業所
毎に設置されている使用量メータの針を読み取る、いわ
ゆる手作業によるものが現時点ではほとんどである。こ
のような手作業による検針では先ず大勢の検針員を要し
コストがかかること、検針の際読取りミスや記入ミスが
生じやすい等の問題点があった。

【０００３】上記従来の方法に対し、ユーティリティの
使用量の遠隔検針の実現が検討されており、その主な方
向は図４に示すような電話回線（公衆電話回線）を用い
る例がある。

【０００４】図４のテレメータシステムは電力計４１に
よる検針結果をモデム４２を介して公衆電話回線により
伝送し、センターで伝送された検針結果を収集する有線
伝送方式のテレメータ方式である。

【０００５】このような有線伝送方式のテレメータ方式
としては、電力メータを例とすると、電力メータ側のモ
デムを消費者が電話機に接続し、電力メータで計測した
電気使用量を、電話線或いは電力線を介して伝送するも
のがあるが、この方式では消費者が手作業でモデムを接
続しなければならないという不都合がある。

【０００６】また、特開平１−１１２８９６号公報に記
載の発明（名称「消費量メータ及び消費量測定方法」）
では、電力メータ側でモデムと電話機の接続／切り離し
を必要に応じて自動的に行う手段を備えた消費量メータ
が開示されている。なお、このようなテレメータシステ
ムに応用可能な消費量メータとして所定時間毎の使用実
績を測定しメモリーに記憶しておく実開平１−８９３６
９号開示の考案（名称「時間登録式電気エネルギー計測
装置」）がある。

【０００７】一方、計測器により計測したデータを無線
伝送し受信側で収集を行うテレメータデータ伝送技術と
しては、 一般的な無線テレメータに関するものとして、例え
ば、測定装置（定置網に設けられた魚群探知機）の探知
情報を基地に送信する無線テレメータ（特公平６−２４
３４９号（名称「魚群探知機用無線テレメータ装置」）
がある。 また、本発明に関連する先行技術として、複数の計
測装置とデータ集録装置からなり、データ集録装置から
のデータ伝送開始指示信号を受信した各計測装置（地震
計）からスペクトル拡散通信により計測データを伝送
し、データ集録装置側では各計測装置から伝送されたス
ペクトル拡散データを受信・復調して各計算装置毎のデ
ータを識別して集録する、特公平４−６１３１４号公報
に開示の発明（名称「無線テレメトリー式地震探索デー
タ伝送方法」）がある。

【０００８】なお、上記特公平４−６１３１４号公報に
開示の発明では、各計測装置からの信号が混合されてい
る受信信号の中から各計測装置の信号毎に同期をとって
相関をとる必要上、各計測装置からの信号到達時刻をデ
ータ集録装置側で予め知っておく必要があり、そのため
データ集録装置と各計測装置との位置関係を示す位置情
報をデータ集録装置に予め記憶させておき、データ集録
装置でデータ伝送開始指示信号を送出した後に上記位置
情報に基づいて各測定装置からのスペクトル拡散信号の
到達時間をそれぞれ予測している。すなわち、データ集
録装置は計測装置からのデータ伝送がいつ行われるかを
知っていてそのデータを受信する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】有線伝送方式のテレメ
ータ方式は今後ＩＳＤＮや光ファイバーが一般化した際
には急速な普及が見込まれるが、現時点ではコスト上の
問題や量的な問題から一搬家庭の検針まで全国的に普及
させるまでにはまだ日時を要し、それ迄の間は従来の手
作業を要することとなる。

【００１０】図１はユーティリティの使用量の遠隔検針
のための無線テレメータシステムの概念図であり、電力
消費量の遠隔検針を例としたものである。図１に示す無
線テレメータシステム１は（ａ）に示すように電力計１
１に接続された無線テレメータ端末１２を各家庭（或い
は、事業所）に設け、（ｂ）に示すように各家庭（或い
は、事業所）の電力消費量を無線テレメータ端末１２
−，１２−２，１２−３，…から無線によりデータ伝送
し、データ収集車４で収集しようとするものである。こ
のような無線テレメータシステムは有線テレメータ方式
とは異なり、電力会社、ガス会社、水道公社（又は自治
体の水道部）等のユーティリティのサービス会社（或い
はその一部地域）毎のクローズシステムが構築可能であ
ることから、コスト対効果が良好であれば直ちに普及可
能であるという利点を有している。

【００１１】ここで、コスト対効果が良好な無線テレメ
ータシステムを構築する際のポイントとなる装置は無線
テレメータ端末であり、そのための無線テレメータ端末
の技術的条件として、（１）データ伝送の信頼性が高い
こと（すなわち、データのエラー率が小さいこと）、
（２）低価格であること、（３）１回の電池交換で５年
以上稼動可能なこと、（４）移動速度が時速４０Ｋｍ／
Ｈ程度のデータ収集車でもデータ収集が可能であるこ
と、（５）データ収集の時期が不定期（毎月一定した日
ではないことを意味する）でも対応可能であること、

【００１２】上述の技術的条件に対する個別の解決策と
しては下記のようなものがある。 （ａ）条件（１）に対するものとして、 無線送信電力を大きくしてデータ収集車の無線受信
機入力段での信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を大きくする。

【００１３】（ｂ）条件（２）に対するものとして、 大電力用の増幅器は高価であることから、無線送信
電力をあまり大きくしないこと。 無線テレメータ端末は送信のみとし受信機能を有さ
ないものとすること。 バッテリーの容量をできる限り小さくすること。

【００１４】（ｃ）条件（３）に対するものとして、 作動時の消費電力の低減のため送信電力を大きくし
ないこと、 作動時間と非作動時間の比を小さくすること、すな
わち、間欠動作とし、その周期をできる限り長くとる。 バッテリー容量をできるだけ大きくする。 無線テレメータ端末のデータ送信を起動するトリガ
として、定期（毎日／毎週／毎月）にタイマを用いる。 上記トリガとしてデータ収集車からなんらかのトリ
ガ信号を送信し、無線テレメータ端末で受信し無線デー
タ収集のトリガとする。

【００１５】（ｄ）条件（４）に対するものとして、 間欠動作の周期を短くする。 送信電力を大きくする。

【００１６】（ｅ）（ｃ）条件（５）に対するものとし
て、 上記（ｄ）−と同様に、無線テレメータ端末のデ
ータ送信を起動するためのトリガとしてデータ収集車か
らなんらかのトリガ信号を送信し、無線テレメータ端末
で受信し無線データ収集のトリガとする。 上記と異なり、データ収集車からトリガ信号を送
信しない方式とする場合には、間欠動作の周期を短くす
る。

【００１７】しかしながら上記解決策は前記技術的条件
を総合的に見た場合に、（ａ）と（ｃ）−、（ｂ）−
と（ｃ）−、（ｂ）−と（ｃ）−、（ｄ）−
及び（ｅ）−と（ｃ）−、（ｅ）と（ｃ）−が、
低消費電力化という課題解決の点で相互に矛盾し、上記
解決策ではこの課題解決が困難であるという問題点があ
る。

【００１８】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、無線テレメータ端末の低消費電力化に効果的
な無線テレメータシステムの提供を目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに第１の発明の無線テレメータシステムは、計測デー
タを所定の時間間隔をおいて送信する無線テレメータ端
末と、複数の無線テレメータ端末から送信される計測デ
ータを受信して蓄積する蓄積型中継器と、複数の蓄積型
中継器にそれぞれ蓄積された各計測データを収集するデ
ータ収集装置と、からなることを特徴とする。

【００２０】第２の発明は上記第１の発明の無線テレメ
ータ端末において、少なくとも、無線テレメータ端末か
ら蓄積型中継器までのデータ送信方式がスペクトル拡散
通信方式であることを特徴とする。

【００２１】第３の発明は上記第１の発明の無線テレメ
ータ端末において、スペクトル拡散通信に用いられる拡
散符号が共通であって、各無線テレメータ端末がそれぞ
れの端末毎に予め設定された送信時刻を有し、蓄積型中
継器に蓄積された測定データの受信時刻から該測定デー
タを送信した無線テレメータ端末を識別し得る、ことを
特徴とする。

【００２２】

【作用】上記構成により、第１の発明の無線テレメータ
システムは、無線テレメータ端末からのデータ送信はシ
ステムで予め設定された時間間隔をおいて間欠的に行わ
れ、各無線テレメータ端末からの送信データはそれぞれ
蓄積型中継器に蓄えられ、データ収集車が蓄積型中継器
に蓄えられたデータを収集するように構成されているの
で、無線テレメータ端末の消費電力は極めて少なくてす
む。

【００２３】更に、第２の発明では無線テレメータ端末
から蓄積型中継器へのデータの送信をスペクトラム拡散
通信方式で行うので、ノイズによる影響を避け得る。

【００２４】第３の発明は各無線テレメータ端末の拡散
符号が共通とし、それぞれの端末毎に送信時刻を設定す
ることにより、蓄積型中継器に蓄積された測定データの
受信時刻≒送信時刻からそれぞれの測定データを送信し
た無線テレメータ端末を識別できる。

【００２５】

【実施例】図２は本発明に基づく無線テレメータシステ
ムの一実施例の構成を示す概念図であり、本実施例では
ユーティリティとして電力の場合を想定しているが、ガ
ス、水道等の検針システムにも同様に適用できる。

【００２６】図２で、各家庭（或いは、事業所）の電力
計に接続された無線テレメータ端末１２−１，１２−
２，１２−３，…から検針データを無線により間欠的に
蓄積型中継器１６に伝送する。

【００２７】蓄積型中継器１６はある地域範囲毎に設け
られており、当該地域の複数の無線テレメータ端末から
のデータを蓄積する。データ収集車１４は（無線テレメ
ータ端末ではなく）各蓄積型中継器１６をそれぞれアク
セスして蓄積された検針データを収集する。

【００２８】ここで、無線機器は一般に送信部より受信
部の方が高価であり回路構成も複雑である。従って、前
述したようにコスト対効果が良好な無線テレメータシス
テムを構築する際のポイントとなる無線テレメータ端末
の技術的条件の一つとしての“データ伝送の高信頼性の
確保”のための解決策である、“無線テレメータ端末は
送信のみとし受信機能を有さないものとすること”の実
現のためには受信部をできるだけ少なくすることが望ま
しい。

【００２９】そこで、本実施例では無線テレメータ端末
から蓄積型中継器１６へのデータの送信が確実に行える
ようにするために（すなわち、送信のやり直し要求信号
を無線テレメータ端末で受信する必要をなくすため
に）、少なくとも無線テレメータ端末から蓄積型中継器
１６への送信にあたってはノイズに強いスペクトル拡散
通信方式によるものとする。また、無線テレメータ端末
は受信機を有していないものとする。

【００３０】このように無線テレメータシステムを構成
することにより、無線テレメータ端末はその間欠動作周
期を図１（ｂ）に示した場合に比べ著しく長くすること
ができるので平均消費電力が大幅に低減する。従って、
バッテリーの長寿命化を実現できる。以下、本発明の無
線テレメータシステムにより無線テレメータ端末の間欠
動作周期を長くし得る理由について述べる。

【００３１】図１（ｂ）に示したような構成の無線テレ
メータシステムでは、前述したように、移動速度が時速
４０Ｋｍ／Ｈ程度のデータ収集車でもデータ収集を可能
とするためには“間欠動作の周期を短くする”必要があ
り、また、データ収集の時期が不定期でも対応可能とす
るためには“無線テレメータ端末のデータ送信を起動す
るためのトリガとしてデータ収集車からなんらかのトリ
ガ信号を送信し、無線テレメータ端末で受信し無線デー
タ収集のトリガとする”必要があるので、少なくとも、
１秒に１回の送信（動作）が必要となる。

【００３２】すなわち、図１（ｂ）に示したような構成
の無線テレメータシステムではデータ収集車４がいつ来
るかわからず、また、来たとしてもすぐに通り過ぎてし
まうかもしれないのでテレメータ端末からの頻繁な送信
が必要となる。ここで、このように頻繁な送信を行う場
合のテレメータ端末の消費電力を比較上の基準値とし
て、１とする。

【００３３】これに対し、図２に示す本発明の無線テレ
メータシステムの場合は、後述（図３参照）するように
無線テレメータ端末からのデータ送信はシステムで予め
設定された時間間隔をおいて間欠的に行われ、各無線テ
レメータ端末からの送信データはそれぞれ蓄積型中継器
に蓄えられ、データ収集車が蓄積型中継器に蓄えられた
データを収集するよう構成されているので、無線テレメ
ータ端末の消費電力は図１（ｂ）に示す無線テレメータ
システムに比べ極めて少ない。

【００３４】例えば、データ収集車で収集するそれぞれ
の無線テレメータ端末からのデータがあまり古いデータ
では意味がないので、仮に、１日に１回ずつ無線テレメ
ータ端末からのデータの送信を行うようにシステムを構
成したとしても、無線テレメータ端末の平均消費電力は
上記基準値の１秒毎の送信の場合１／８７４００、１分
毎では１／１４４０となる。

【００３５】すなわち、本実施例の無線テレメータ端末
の平均消費電力は図１（ｂ）に示した無線テレメータシ
ステムにおける無線テレメータ端末の平均消費電力の１
／１４４０以下となり、大幅な低消費電力化が実現す
る。

【００３６】また、本発明の無線テレメータシステムで
は、前述した特公平４−６１３１４号公報に開示の発明
とは異なり、データ収集車（データ集録装置）が何時来
ても無線テレメータ端末のデータ送信時刻とは関係なし
にデータを収集できる。すなわち、データ収集車は計測
装置からのデータ伝送がいつ行われるかを知っていてそ
のデータを受信するのではなく、システムによって決定
される時間間隔で送信され蓄積されたデータを、計測装
置からのデータ伝送とは別の時間に収集できる。

【００３７】また、送信時間帯を各無線テレメータ端末
毎に定めておけば蓄積型中継器の受信時刻で無線テレメ
ータ端末を識別できるのでスペクトル拡散通信で用いる
ＰＮ符号（拡散用擬似符号）は共通のものでよい。

【００３８】なお、図２の無線テレメータシステムは図
１（ｂ）のシステムと比べ蓄積型中継器を備えているの
でその分コストが加わるが、蓄積型中継器が仮に無線テ
レメータ端末の１０倍のコストであるとしても１つの蓄
積型中継器は多数の無線テレメータ端末を管轄でき、蓄
積型中継器が１００台程度の無線テレメータ端末を管轄
すれば、無線テレメータ端末１セット当たりでは１０％
程度コストアップするが、このコストアップ分は低消費
電力化によるバッテリーの小型化（小容量化）により吸
収できる。また、蓄積型中継器はバッテリーではなく商
用電源で作動するので消費電力の問題は特に生じない。

【００３９】図３は本発明の無線テレメータシステムに
適用可能な無線テレメータ端末の一実施例の構成を示す
ブロック図であり、３１はＣＰＵ及び内部メモリ３１Ａ
を有する制御部、３２はメータ部、３３はメモリ、３４
はＡ／Ｄ変換回路、３５は変調回路、３６は送信段、３
７はタイマ回路、３８Ａはタイマ回路に付加された送信
間隔設定回路、３８は送信アンテナである。

【００４０】図３で、制御部３１はメータ部３２及びメ
モリ３３を制御して、屋内配線を介しメータ部３２で計
測された消費電力量をメモリ３３に記憶させる。なお、
扱うデータが少ない場合にはメモリ３３を省略して制御
部の内部メモリ３３Ａに消費電力量を記憶させるよう構
成してもよい。

【００４１】計測された消費電力量をメモリ３３を経由
してＡ／Ｄ変換回路で変換し、スペクトル拡散変調等の
所望の変調を変調回路３５で行う。変調回路３５からの
出力信号は送信段３６で電力増幅されアンテナ３８から
送信される。

【００４２】また、タイマ回路３７が制御部３１に接続
されておりデータの送信間隔を自由に設定できるように
構成されている。ここで、タイマ回路３７としては、例
えば？５５５（？規格？、商品名？）のようなタイマＩ
Ｃが使用可能であり、外付けのＲ，Ｃにより送信間隔設
定回路３７Ａが構成され、Ｒ，Ｃの定数を変えることで
数Ｓから数回の範囲で送信間隔の設定が可能になる。こ
の送信間隔によってメモリ３３からのデータの読み出し
と送信段３６の駆動を同時に行う。

【００４３】なお、図３の実施例ではメモリ３３と送信
段３６の駆動とを同期させて動作すように構成している
がメモリ３０から読み出されるデータがＡ／Ｄ変換回路
３４を経由するときにスタートビットを付加するように
して、スタートビットの検出により送信段３６に電源が
接続されるように構成することも可能である。

【００４４】以上本発明の一実施例について説明した
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種
々の変形実施が可能であることはいうまでもない。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように本発明の無線テレメ
ータシステムによれば、無線テレメータ端末からのデー
タ送信はシステムで予め設定された時間間隔をおいて間
欠的に行われ、各無線テレメータ端末からの送信データ
はそれぞれ蓄積型中継器に蓄えられ、データ収集車が蓄
積型中継器に蓄えられたデータを収集するよう構成され
ているので、他の技術的条件に影響を与えることなく無
線テレメータ端末の大幅な低消費電力化が実現でき、バ
ッテリーの小型化及び長寿命化が達成できる。また、従
来技術とは異なり、データ収集車（データ集録装置）が
何時来ても無線テレメータ端末のデータ送信時刻とは関
係なしにデータを収集できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ユーティリティの使用量の遠隔検針のための無
線テレメータシステムの概念図である。

【図２】本発明に基づく無線テレメータシステムの一実
施例の構成を示す概念図である。

【図３】本発明の無線テレメータシステムに適用可能な
無線テレメータ端末の一実施例の構成を示すブロック図
である。

【図４】電話回線を用いたユーティリティの使用量の遠
隔検針システムの例を示す図である。

【符号の説明】

１ 無線テレメータシステム １１ 電力計 １２−１，１２−２，１２−３ 無線テレメータ端末 １４ データ収集車（データ収集装置） １６ 蓄積型中継器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 計測データを所定の時間間隔をおいて送
   信する無線テレメータ端末と、 複数の前記無線テレメータ端末から送信される計測デー
   タを受信して蓄積する蓄積型中継器と、 複数の前記蓄積型中継器にそれぞれ蓄積された各計測デ
   ータを収集するデータ収集装置と、 からなることを特徴とする無線テレメータシステム。
2. 【請求項２】 少なくとも、前記無線テレメータ端末か
   ら前記蓄積型中継器までのデータ送信方式がスペクトル
   拡散通信方式であることを特徴とする請求項１記載の無
   線テレメータシステム。
3. 【請求項３】 スペクトル拡散通信に用いられる拡散符
   号が共通であって、各無線テレメータ端末がそれぞれの
   端末毎に予め設定された送信時刻を有し、 蓄積型中継器に蓄積された測定データの受信時刻から該
   測定データを送信した無線テレメータ端末を識別し得
   る、ことを特徴とする請求項２記載の無線テレメータシ
   ステム。