JP2017161375A

JP2017161375A - 無線自動検針メータ

Info

Publication number: JP2017161375A
Application number: JP2016046421A
Authority: JP
Inventors: 祥太寺本; Shota Teramoto; 崇士渡邊; Takashi Watanabe; 中川　雅文; Masafumi Nakagawa; 雅文中川
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-09-14
Also published as: EP3217154A1; EP3217154B1

Abstract

【課題】無線自動検針メータにおいて、無線通信部は通信環境の劣化による想定以上の電池消耗を抑制し、電池残量不足により保安機能である緊急遮断を実施できなくなることを防止する。【解決手段】通信状態パラメータを元に無線通信部３０の消費電力値Ｗを算出する演算部４０と、演算部４０における算出結果を記憶部６０に格納してある設定閾値Ｗａと比較判定する判定部５０を有し、制御部７０が判定部５０における判定結果に基づき、無線通信部３０における通信機能を停止させる。【選択図】図２

Description

本発明は、自動検針機能を備える流量計測装置に関し、特に、電池残量不足による流量計測、弁の緊急遮断の非作動を防止する。

無線自動検針メータでは、一般にガス流量を測定するメータ部と、ガス流量を遮断する遮断弁を内蔵するガス遮断装置と、測定した流量値を管理センターへ送信する無線通信部とを有する。

このような無線自動検針メータでは、メータ部、無線通信部は、別筐体にて独立に動作するものが多いが、小型化、低コスト化の観点から共用・一体化を図った合理化メータが求められてきている。しかし、一体化することにより、前述のメリットが得られる反面、流量検出、ガス遮断、無線通信等、複数の処理が同時に実行される可能性があり、複数の処理が重複すると電池に大幅に負荷がかかる為、電池の消耗が大幅に増加するという課題がある。

本課題に対し、下記特許文献１では、管理センターへの流量値送信処理と、遮断制御部、通信制御部間における通信処理が重複しない様に判定処理を設けることで、電池消耗の抑制を図る方法が提案されている。

特開２００８−１０７２６７号公報

しかしながら、特許文献１には、電池を共用する際の電池の負荷を低減し、電池寿命を延ばす方法が示されているが、強い妨害電波などが存在する劣悪な通信環境下では、通信失敗や再送により無線通信部にて想定以上に電力を消費してしまうことがあり、流量計測や緊急遮断等の保安機能までも継続できなくなるという課題がある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、本構成を用いることにより、劣悪な通信環境下より、無線通信部にて想定以上に電池を消耗してしまった場合においても、無線機能を停止させることにより、最も肝要である流量計測、緊急遮断を保証期間の間、継続して動作させることが可能となる検針メータを提供することを目的とする。

前記従来の課題を解決するために、本発明の無線自動検針メータは、電池と、前記同電池により駆動しているメータ部と無線通信部を具備する無線自動検針メータにおいて、前記無線通信部における通信状態パラメータを元に前記無線通信部の消費電力値を算出する演算部と、前記演算部で算出された消費電力値を設定閾値と比較し判定する判定部と、前記無線通信部の通信機能を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記無線通信部における通信機能を制御することを特徴とするものである。

本発明は、以上に説明した構成を有し、劣悪な通信環境下より、無線通信部にて想定以
上に電池を消耗してしまった場合においても、無線機能を停止させるなどの制御を行うことで、無線通信部における消費電力を抑制することにより、メータの基本機能である流量計測、緊急遮断機能を保証期間の間、継続して動作させることができるという効果を奏する。

本発明の上記目的、他の目的、特徴、及び利点は、添付図面参照の下、以下の好適な実施態様の詳細な説明から明らかにされる。

実施の形態１に係る無線自動検針メータの構成図実施の形態１に係る無線自動検針メータのブロック図実施の形態１に係る無線自動検針メータの制御フロー図実施の形態２に係る無線自動検針メータの制御フロー図

本発明のある実施の態様に係る無線自動検針メータは、電池と、前記同電池により駆動しているメータ部と無線通信部を具備する無線自動検針メータにおいて、前記無線通信部における通信状態パラメータを元に前記無線通信部の消費電力値を算出する演算部と、前記演算部で算出された消費電力値を設定閾値と比較し判定する判定部と、前記無線通信部の通信機能を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記無線通信部における通信機能を制御することを特徴とするものである。

以下、本発明の実施の形態をについて、図面を参照しながら具体的に説明する。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る無線自動検針メータの構成図を示すもので、本実施の形態ではガスメータを用いて説明する。図２に、実施の形態１に係る無線自動検針メータのブロック図を示す。図３に、実施の形態１に係る無線自動検針メータの制御フロー図を示す。

図１にて、無線自動検針メータ１は、たとえば、流量センサ４により検出された流量データを無線通信でガスの供給業者のコンピュータに送信する機能を有する。

無線自動検針メータ１は、樹脂製の蓋と箱型の導電性材料で形成される筐体２内部に、ガスの流量を計測する流量センサ４、およびガスを遮断する遮断弁を内蔵するガス遮断装置５と、流量センサ４、およびガス遮断装置５の動作を制御するメータ部２０と、流量センサ４により検出した流量データやガス遮断装置５の状態情報を管理センター（図示せず）へ送信する無線通信部３０を有するプリント基板６を備える。導電性材料としては、たとえば、アルミニウムやステンレスなどの金属、導電性樹脂などが挙げられる。

筐体２は、その上面に、被計量物の流入用の配管３ａと流出用の配管３ｂが接続されている。流入用の配管３ａから筐体２内に流入した被計量物であるガスは、流量センサ４によってその流量が検出された後、流出用の配管３ｂを通じて外部へ流出する。

プリント基板６は、筐体２内部に、非導電性材料で形成される固定トレイ（図示せず）に固定されて筐体２内に配される。非導電性材料としては、たとえば、ポリプロピレンやＡＢＳなど電気絶縁性を有する樹脂が挙げられる。

プリント基板６は、主にメータ部２０と無線通信部３０から構成される。

メータ部２０は、プログラムが実装された集積回路を備える。集積回路は、流量センサ４からの検知信号に基づいて、伝送すべき信号を生成する信号生成回路を含む。この集積回路がプログラムに基づいて動作することにより、流量センサ４からの検出値に基づいて、ガスの被計測物の流量が取得される。

計測値の取得方法は、特に限定されない。本実施の形態では、計量対象がガスであり、膜式や超音波式、或いはフルイディック式など公知の何れの方法が採用できる。この採用した計量方法に基づいて計量値を算出するのに必要なプログラムが集積回路に実装されていればよい。

無線通信部３０は、無線通信によりデータを送信するための送信回路、無線通信により受信したデータを処理するための受信回路、および、放射導体部３１とこれら送受信回路とを整合させる整合回路等が基板に搭載された構成となっている。

電池１０は、メータ部２０、および、無線通信部３０の機能を実現するためにプリント基板６に実装された電子部品などに電力を供給する電源であり、本電源によりメータ部２０における流量計測の制御や、無線通信部３０では給電回路を通じて高周波電力に変換され放射導体部３１を介して無線通信が行われる。

図２は、実施の形態１に係る無線自動検針メータのブロック図を示す。

本発明は、電池１０より駆動されるメータ部２０と無線通信部３０を具備する無線自動検針メータ１を対象とし、通信状態パラメータを元にして無線通信部３０における消費電力を算出する演算部４０と、演算部４０で算出された消費電力値（Ｗとする）と記憶部６０に予め格納してある設定閾値（Ｗａとする）とを比較判定する判定部５０を有している。

ここで、設定閾値Ｗａは、メータ部２０の基本機能である流量計測や緊急遮断機能を保証期間の間、継続して動作させることができる電池容量を元に決められた値で、この設定閾値Ｗａを上回った電力消費が発生した場合には、無線通信部３０の機能を制御して消費電力を抑制する必要のある値であり、無線通信部３０の制御内容に応じて決定される。

そして、制御部７０は、判定部５０において、演算部４０で算出された消費電力値Ｗが設定閾値Ｗａ未満場合には無線通信部３０の動作を継続し、算出された消費電力値Ｗが設定閾値Ｗａ以上の場合には無線通信部３０における通信機能を制御して消費電力を抑制する。

この消費電力を抑制する方法の１つとして、本実施の形態では、通信機能を停止させる制御を行う。
なお、消費電力値Ｗとは、電流値×時間の積算値を示し、放電容量や消費電流量という言葉が用いられる場合もある。

更に、制御部７０は、判定部５０において、演算部４０で算出された消費電力値Ｗが設定閾値Ｗａ以上の場合、無線通信部３０の機能を停止させる代わりに管理センターに対して電池残量の低下を通知するアラーム機能を設けることで、管理センターにアラームを報知することにより、早急の電池交換を促すことができる。

また、無線通信部３０における消費電力を抑制する方法として、無線通信のビーコンの通信間隔を変更することにより、電流消費を削減しても良い。

また、無線通信部３０における消費電力を抑制する方法として、例えば、送信電力の抑制、ビーコン送信の停止、休止モードへ移行させる等、無線通信部３０の特定の機能を制限することにより、電流消費を削減しても良い。

また、制御部７０で無線通信部３０における消費電力を抑制する制御を行った場合に、その状態を、たとえばＬＣＤの様な表示部８０に通知し、表示させる機能を設けることで、報知する機能を有する。

次に、図３は、本実施の形態１に係る無線自動検針メータの制御フロー図を示しており、図３を用いて、通信パラメータとして無線通信の通信回数を使用する場合の説明を行う。

無線通信部３０にて、無線通信が実施されると（Ｓ１０１）、演算部４０にて現在までの無線通信の通信回数を元に、電池１０の消費電力値Ｗを算出する（Ｓ１０２）。次に、判定部５０にて算出した消費電力値Ｗを記憶部６０に予め格納してある設定閾値Ｗａと比較する（Ｓ１０３）。

そして、算出した消費電力値Ｗが、設定閾値Ｗａ以上の場合（Ｓ１０３がＹｅｓの場合）、事前に設定された制御方法に従い、ここでは、制御部７０により無線通信部３０の機能を停止する、もしくは管理センターへ電池残量低下のアラーム通知を行う（Ｓ１０４）。一方、算出した消費電力値が、設定閾値未満の場合（Ｓ１０３がＮｏの場合）、何も処理は行わず、次回、無線通信が実施されるまで待機する（Ｓ１０１へ戻る）。

（実施の形態２）
図４には、実施の形態２に係る無線自動検針メータの制御フロー図を示す。

本実施の形態２では、通信パラメータとして無線通信の積算時間を使用する場合の説明を示す。

無線通信部３０にて、無線通信が実施されると（Ｓ２０１）、演算部４０にて現在までの無線通信の積算時間を元に、電池１０の消費電力値Ｗを算出する（Ｓ２０２）。

ここで、無線通信の積算時間とは、無線通信の通信動作（送信、受信、待機）を実施した時間のことであり、１回の通信動作時間（送信、受信、待機）に其々の動作回数を積算して算出を行う。

次に、判定部５０にて算出した消費電力値Ｗを記憶部６０に予め格納してある設定閾値Ｗａと比較する（Ｓ２０３）。

そして、算出した消費電力値Ｗが、設定閾値Ｗａ以上の場合（Ｓ２０３がＹｅｓの場合）、事前に設定された制御方法に従い、制御部７０により無線通信部３０の機能を停止する、もしくは管理センターへ電池残量低下のアラーム通知を行う（Ｓ２０４）。一方、算出した消費電力値Ｗが、設定閾値Ｗａ未満の場合（Ｓ２０３がＮｏの場合）、何も処理は行わず、次回無線通信が実施されるまで待機する（Ｓ２０１へ戻る）。

なお、通信パラメータとしては、前記無線通信の通信回数、無線通信の積算時間の他に、無線通信の各動作電流値（例として、送信、受信、待機）と動作時間の積算値を用いたり、無線通信のキャリアセンス後の通信失敗回数を用いたり、起動から管理センターと通信を実施するまでの接続時間を用いることにより、メータの設置環境が劣悪な通信環境下であることを推測して判定することも可能である。

上記実施の形態では、無線自動検針メータとしてガスメータに適用した例で説明したが、ガスメータだけでなく、電力メータや水道メータにおいても適用できるものである。

上記説明は、例示としてのみ解釈されるべきであり、本発明は実行する最良の態様を当業者に教示する目的で提供されたものである。本発明の精神を逸脱することなくその構造及び／又は機能の詳細を実質的に変更できる。

以上のように、本発明にかかる無線自動検針メータは、ガスメータだけでなく、電力メータ、水道メータにも適用できるもので、劣悪な通信環境下において、想定以上に電池を消耗してしまった場合においても、無線機能を停止させることにより、緊急遮断機能を保証期間の間、継続して動作させることが可能することができる。

１無線自動検針メータ
１０電池
２０メータ部
３０無線通信部
３１放射導体部
４０演算部
５０判定部
７０制御部

Claims

電池と、前記同電池により駆動しているメータ部と無線通信部を具備する無線自動検針メータにおいて、
前記無線通信部における通信状態パラメータを元に前記無線通信部の消費電力値を算出する演算部と、
前記演算部で算出された消費電力値を設定閾値と比較し判定する判定部と、
前記無線通信部の通信機能を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記判定部の判定結果に基づき、前記無線通信部における通信機能を制御することを特徴とする無線自動検針メータ。
前記制御部は、前記判定部で前記消費電力値が前記設定閾値以上と判定された場合、管理センターへアラーム発呼することを特徴とする請求項１記載の無線自動検針メータ。
前記制御部は、前記判定部で前記消費電力値が前記設定閾値以上と判定された場合、前記無線通信部におけるビーコンの通信間隔を変更することを特徴とする請求項１又は２記載の無線自動検針メータ。
前記制御部は、前記判定部で前記消費電力値が前記設定閾値以上と判定された場合、前記無線通信部における通信機能を制限することを特徴とする請求項１又は２記載の無線自動検針メータ。
前記制御部は、前記判定部で前記消費電力値が前記設定閾値以上と判定された場合、前記無線通信部における通信機能を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の無線自動検針メータ。
前記通信状態パラメータとして、無線通信の通信回数を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線自動検針メータ。
前記通信状態パラメータとして、無線通信の積算時間を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線自動検針メータ。
前記通信状態パラメータとして、無線通信の各動作電流値と動作時間の積算値を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線自動検針メータ。
前記通信状態パラメータとして、無線通信のキャリアセンス後の失敗回数を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線自動検針メータ。
前記通信状態パラメータとして、起動から管理センターと通信を実施するまでの接続時間を用いることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の無線自動検針メータ。