JP2004186865A - 無線データ収集システム - Google Patents

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Abstract

【課題】親機が他無線システムやノイズ発生源からの電波干渉を受けて動作し、その結果不要に生じる電力の消費低減を図ると共に、通信トラフィックの軽減を図ること。
【解決手段】少なくとも受信検知レベルが可変可能に受信を行なうと共に送信機能をもつ親機無線通信手段2と、親機無線通信手段2が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する親機ID記憶手段3と、親機無線通信手段2が受信した受信レベルを検出する子機受信レベル検出手段4と、子機受信レベルに所定のマージンを付加する親機キャリアセンスレベル算出手段7と、親機キャリアセンスレベル算出手段7で算出されたレベルを親機無線通信手段2に設定する親機キャリアセンスレベル設定手段6を親機1に設けている。これによって、親機1がサポートしている子機11以外の無線からの無線干渉を低減することができる。
【選択図】 図1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、親機と1台以上の子機とから構成される無線システムの電波干渉が軽減さた無線データ収集システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来のこの種の無線データ収集システムは親機から送信された同報電文に対する子機の応答電文から干渉台数を算出し最も干渉の少ない周波数を選定するものがある(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
図11において、複数の周波数から選択された周波数を用いて通信を行う無線通信システムにおいて、少なくとも2つ以上の無線周波数で送信または受信を行う親機無線通信手段2と、親機無線通信手段2が送信時にデータに付加するIDを記憶する親機ID記憶手段3と、親機無線通信手段2の送信周波数を記憶する親機チャンネル記憶手段20(以下チャンネルをCHという)と、親機無線通信手段2に干渉を調べるための同報電文を送出させ、その応答を親機受信解析手段8からその結果を判断し親機CH記憶手段20を変更する干渉台数検出手段21と、親機無線通信手段2にデータ送信の処理を行う親機送信制御手段8と、親機無線通信手段2からの受信データを解析する親機受信データ解析手段7と送受信データ等の処理を行う親機制御手段9を備えた親機と、少なくとも2つ以上の無線周波数で送信または受信を行う子機無線通信手段12と、子機無線通信手段12が送信時にデータに付加するIDを記憶する子機ID記憶手段13と、子機無線通信手段13の送信周波数を記憶する子機CH記憶手段22と、子機無線通信手段12からの受信データを解析する子機受信解析手段17と、子機無線通信手段12にデータ送信の処理を行う子機送信制御手段18と、送受信データなどの処理を行う子機制御手段を備えた子機とから構成され、親機は干渉台数検出手段により子機との通信を行い最も干渉の少ない周波数を検出し、その周波数に親機無線通信手段2の周波数を変更するように動作する。
【0004】
【特許文献1】
特開平10−42353号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の無線データ収集システムでは、設置されるシステムが同じ仕様のものでなければ同報のデータを収集することができず、同じ周波数を使用しているにもかかわらず通信プロトコルが異なったシステムが近傍にある場合には干渉の検出が困難であった。また、電波の干渉が発生すると無線機親機・子機が不必要に動作することになり、消費電力が増加するという課題があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、無線機親機は自分がサポートしている子機から受信が合ったと判断した場合、その受信レベルにマージンを加えた値で以後の受信を行うため、自分がサポートしていない必要以上に受信レベルの低い子機に対して受信しないように動作するようにしたものである。
【0007】
上記発明によれば、自システムの近傍に他社システムが設置された場合に、それらとの電波干渉を低減することが可能となる。
【0008】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項1にかかる無線データ収集システムは、親機と1台以上の子機から構成される無線通信システムにおいて、少なくとも受信検知レベル(キャリアセンスレベル)が可変可能に受信を行ない、送信機能をもつ親機無線通信手段と、前記親機無線通信手段が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する親機ID記憶手段と、前記親機無線通信手段が受信した受信レベルを検出する子機受信レベル検出手段と、子機受信レベルに所定のマージンを付加する親機キャリアセンスレベル算出手段と、前記親機キャリアセンスレベル算出手段で算出されたレベルを前記親機無線通信手段に設定するキャリアセンス設定手段と、親機無線通信手段からの受信データを解析する親機受信解析手段と、前記親機無線通信手段を送信状態にするための親機送信制御手段と、前記送受信データなどの処理を行う親機制御手段を備えた親機と、前記親機と送信または受信を行う子機無線通信手段と、前記子機無線通信手段が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する子機ID記憶手段と、前記子機無線通信手段からの受信データを解析する子機受信解析手段と、前記子機無線通信手段にデータ送信の処理を行う子機送信制御手段と、前記送受信データなどの処理を行う子機制御手段を備えた子機を有するものである。
【0009】
そして、親機キャリアセンスレベル算出手段により親機が子機から受信した受信レベルにマージンを入れたレベルをキャリアセンスレベルとして設定するため親機が受ける電波などの干渉を低減することが可能となる。
【0010】
また、本発明の請求項2にかかる無線データ収集システムは、親機がサポートする全ての子機からの受信レベルの中から最も低いレベルを検出するよう動作させるようにした子機受信レベル検出手段を有するものである。
【0011】
そして、子機受信解析手段により親機がサポートする受信レベルの最も低い子機の受信レベルにマージンを入れたレベルをキャリアセンスレベルとして動作するためシステム全体として親機が受ける電波の干渉を低減することが可能となる。
【0012】
また、本発明の請求項3にかかる無線データ収集システムは、子機に子機無線通信手段が受信した受信レベルを検出する親機受信レベル検出手段と、親機受信レベルに所定のマージンを付加する子機キャリアセンスレベル算出手段と、前記子機キャリアセンスレベル算出手段で算出されたレベルを前記子機無線通信手段に設定する子機キャリアセンス設定手段とを有するものである。
【0013】
そして、子機キャリアセンスレベル算出手段により子機が親機から受信した受信レベルにマージンを入れたレベルをキャリアセンスレベルとして設定するため子機が受ける電波などの干渉を低減することが可能となる。
【0014】
また、本発明の請求項4にかかる無線データ収集システムは、親機は親機キャリアセンスレベル算出手段の内容を子機に送信するように構成したものである。
【0015】
そして、子機は親機からの指示により適切なキャリアセンスレベルが設定されるため子機が受ける電波の干渉を低減することが可能となる。
【0016】
また、本発明の請求項5にかかる無線データ収集システムは、所定時間受信が行わなければキャリアセンス設定手段が所定の値を親機無線通信手段または子機無線通信手段に設定するように構成したものである。
【0017】
そして、環境などの変化により設定されたキャリアセンスレベルでは受信ができなくなった場合に、キャリアセンスレベルを初期状態に戻すため通信不能といった事態から回避することが可能となる。
【0018】
また、本発明の請求項6にかかる無線データ収集システムは、少なくとも親機キャリアセンスレベル算出手段の値が通信媒体を介して確認可能に構成したものである。
【0019】
そして、親機は無線チャンネルの変更をセンターなどに通報するため、センターは無線システムが使用しているキャリアセンスレベルを把握できるためシステムの管理を綿密に行うことが可能となる。
【0020】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
【0021】
(実施例1)
図1は本発明の実施例1の無線データ収集システムを示すブロック図である。
【0022】
図1において、1は親機であり、少なくとも受信検知レベル(キャリアセンスレベル)が可変可能に受信を行なうと共に送信機能をもつ親機無線通信手段2と、親機無線通信手段2が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する親機ID記憶手段3と、親機無線通信手段2が受信した受信レベルを検出する子機受信レベル検出手段4と、子機受信レベルに所定のマージンを付加する親機キャリアセンスレベル算出手段5と、親機キャリアセンスレベル算出手段5で算出されたレベルを親機無線通信手段2に設定する親機キャリアセンスレベル設定手段6と、親機無線通信手段2からの受信データを解析する親機受信解析手段7と、親機無線通信手段2を送信状態にするための親機送信制御手段8と、前記送受信データなどの処理を行う親機制御手段9を備えている。
【0023】
一方2は子機であり、親機1と送信または受信を行う子機無線通信手段12と、子機無線通信手段12が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する子機ID記憶手段13と、子機無線通信手段12からの受信データを解析する子機受信解析手段17と、子機無線通信手段12にデータ送信の処理を行う子機送信制御手段17と、前記送受信データなどの処理を行う子機制御手段19を備えている。
【0024】
また、上記子機受信レベル検出手段4は子機11の子機IDにより親機1がサポートしている子機からの受信のみを判定するように構成されている。また、図示はしないが親機1、子機21は電池電源で構成され設置工事が簡単になるように構成されている。
【0025】
更に、親機ID記憶手段3、親機キャリアセンスレベル算出手段5、親機受信解析手段7、親機送信制御手段8、親機制御手段9等はマイクロコンピュータで構成されている。更に、図示はしないが親機無線通信手段の受信部にはD/Aを用いてキャリアセンスレベルの検出レベルを可変するよう構成されている。
【0026】
図2は本発明の実施例1の無線データ収集システムの設置例を示す図である。
【0027】
図2において、31は道路でありその周辺に親機1aを設置した住宅30aと、親機1aがサポートする子機11a、11b、11c、11dがそれぞれ住宅30b、30c、30d、30eに設置されている。
【0028】
また、親機1bは住宅30iに設置され、親機1bがサポートする子機11e、11f、11g、21hがそれぞれ住宅30f、30g、30h、30jに設置されている。この中で破線32は親機1aが送信する電波の到達距離であり、親機1aは子機11a、11b、11c、11dをその範囲に入れているが、親機1bのシステムの親機1b、子機11e、11f、11g、11hもその範囲にはいっている。
【0029】
また、親機1bがキャリアセンスレベルを上げた場合には他から送信される電波の到達範囲が狭くなったのと同等の状況になるが、この状況は破線33で示す。従って、親機1bがキャリアセンスレベルを高くすることにより、少なくとも親機1bは親機1aの影響を受けなくすることが可能となる。また、近傍にノイズ発生源41がある場合も同様である。
【0030】
図3は本発明の実施例1の無線データ収集システムを構成する子機受信レベル検出手段4、親機キャリアセンスレベル算出手段5、親機キャリアセンスレベル設定手段6などの要部動作を示すフローチャート図である。
【0031】
図3において、ステップ42で親機無線通信手段2が受信後、ステップ43で親機1宛のデータを受信したかどうかを判定し、親機1宛でなければステップ46のシステムのその他の処理を行う。親機1宛の場合には、ステップ44で子機受信レベル検出手段4で子機からの受信レベルの検出を行ない、ステップ45において親機キャリアセンスレベル算出手段5により、例えば子機受信レベルがー50dBmであれば、マージンを入れてキャリアセンスレベルを−70dBmの算出を行い、親機キャリアセンスレベル設定手段6により親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルを−70dBmに設定する。
【0032】
また、親機1のキャリアセンスレベルの初期状態が−100dBmに設定されているとすると、上記設定により30dB程、他のシステムからの電波干渉を受ける度合いが低減する。また、上記マージンは受信レベルによって変えることも可能である。
【0033】
以上のように、親機キャリアセンスレベル設定手段6などにより、親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルの設定を変えることにより親機が受ける電波などの干渉を低減することが可能となり、不必要に電池電源の消費を防止することが可能になる。
【0034】
(実施例2)
図4は本発明の実施例1の無線データ収集システムを構成する子機受信レベル検出手段4、親機キャリアセンスレベル算出手段5、親機キャリアセンスレベル設定手段6などの要部動作を示すフローチャートである。
【0035】
図4において、ステップ52で親機無線通信手段2が受信後、ステップ53で親機1宛のデータを受信したかどうかを判定し、親機1宛でなければステップ57のシステムのその他の処理を行う。親機1宛の場合には、ステップ54で親機1がサポートする子機全てを受信したかを判定し、未だの場合にはステップ58の処理に進み、子機の受信レベルの解析を行いその結果を保存しておく。
【0036】
一方、全ての子機の受信レベルを受信した場合には、ステップ55で全ての子機の中の最も低い受信レベルの値を求め、ステップ56において親機キャリアセンスレベル算出手段5により、例えば子機受信レベルがー50dBmであれば、マージンを入れてキャリアセンスレベルを−70dBmの算出を行い、親機キャリアセンスレベル設定手段6により親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルを−70dBmに設定する。
【0037】
また、親機1のキャリアセンスレベルの初期状態が−100dBmに設定されているとすると、上記設定により30dB程、親機1のシステムが他のシステムからの電波干渉を受ける度合いが低減する。
【0038】
以上のように、親機キャリアセンスレベル設定手段6などにより、親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルの設定を変えることにより親機が受ける電波などの干渉を低減することが可能となり、不必要に電池電源の消費を防止することが可能になる。
【0039】
(実施例3)
図5は本発明の実施例3の無線データ収集システムのブロック図である。
【0040】
図5において、11は子機であり少なくとも受信検知レベル(キャリアセンスレベル)が可変可能に受信を行なうと共に送信機能をもつ親機無線通信手段12と、親機無線通信手段12が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する子機ID記憶手段13と、親機無線通信手段12が受信した受信レベルを検出する親機受信レベル検出手段14と、親機受信レベルに所定のマージンを付加する子機キャリアセンスレベル算出手段15と、子機キャリアセンスレベル算出手段15で算出されたレベルを子機無線通信手段12に設定する子機キャリアセンスレベル設定手段16と、子機無線通信手段12からの受信データを解析する子機受信解析手段17と、子機無線通信手段12を送信状態にするための子機送信制御手段18と、前記送受信データなどの処理を行う子機制御手段19を備えている。
【0041】
また、上記親機受信レベル検出手段14は親機1の親機IDにより子機11がサポートされている親機からの受信のみを判定するように構成されている。
【0042】
図6は本発明の実施例3の無線データ収集システムを構成する親機受信レベル検出手段14、子機キャリアセンスレベル算出手段15、子機キャリアセンスレベル設定手段16などの要部動作を示すフローチャート図である。
【0043】
図6において、ステップ62で子機無線通信手段12が受信後、ステップ63で子機11宛のデータを受信したかどうかを判定し、子機11宛でなければステップ66のシステムのその他の処理を行う。子機11宛の場合には、ステップ64で親機受信レベル検出手段14で親機からの受信レベルの検出を行ない、ステップ65において子機キャリアセンスレベル算出手段15により、例えば親機受信レベルがー50dBmであれば、マージンを入れてキャリアセンスレベルを−70dBmの算出を行い、子機キャリアセンスレベル設定手段16により子機無線通信手段12のキャリアセンスレベルを−70dBmに設定する。
【0044】
また、子機1のキャリアセンスレベルの初期状態が−100dBmに設定されているとすると、上記設定により30dB程、他のシステムからの電波干渉を受ける度合いが低減する。
【0045】
以上のように、子機キャリアセンスレベル設定手段16などにより、子機無線通信手段12のキャリアセンスレベルの設定を変えることにより子機が受ける電波などの干渉を低減することが可能となり、不必要に電池電源の消費を防止することが可能になる。
【0046】
(実施例4)
図7は本発明の実施例1の無線データ収集システムを構成する子機受信レベル検出手段4、親機キャリアセンスレベル算出手段5、親機キャリアセンスレベル設定手段6などの要部動作を示すフローチャートである。
【0047】
図7において、ステップ42で親機無線通信手段2が受信後、ステップ43で親機1宛のデータを受信したかどうかを判定し、親機1宛でなければステップ46のシステムのその他の処理を行う。親機1宛の場合には、ステップ44で子機受信レベル検出手段4で子機からの受信レベルの検出を行ない、ステップ45において親機キャリアセンスレベル算出手段5により、例えば子機受信レベルがー50dBmであれば、マージンを入れてキャリアセンスレベルを−70dBmの算出を行い、親機キャリアセンスレベル設定手段6により親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルを−70dBmに設定する。
【0048】
また、親機1のキャリアセンスレベルの初期状態が−100dBmに設定されているとすると、上記設定により30dB程、他のシステムからの電波干渉を受ける度合いが低減する。その後、ステップ71でこのキャリアセンスレベルを子機11に送信して子機11のキャリアセンスレベルを変えるように動作する。親機1と子機11の図示はしないがアンテナや、親機無線通信手段2や子機無線通信手段12の構成が同等である場合には、親機1のキャリアセンスレベルの値を子機11設定することが可能となる。
【0049】
以上のように、親機のキャリアセンスレベルを直ぐに子機に設定することが可能となりシステムの起動が早く役なると共に、親機子機のシステムが受ける電波などの干渉を低減することが可能となり、不必要に電池電源の消費を防止することが可能になる。
【0050】
(実施例5)
図8は本発明の実施例1の無線データ収集システムを構成する子機受信レベル検出手段4、親機キャリアセンスレベル算出手段5、親機キャリアセンスレベル設定手段6などの要部動作を示すフローチャートである。
【0051】
図8において、ステップ42で親機無線通信手段2が受信後、ステップ43で親機1宛のデータを受信したかどうかを判定し、親機1宛でなければステップ81に進む。親機1宛の場合には、ステップ44で子機受信レベル検出手段4で子機からの受信レベルの検出を行ない、ステップ45において親機キャリアセンスレベル算出手段5により、例えば子機受信レベルがー50dBmであれば、マージンを入れてキャリアセンスレベルを−70dBmの算出を行い、親機キャリアセンスレベル設定手段6により親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルを−70dBmに設定する。
【0052】
また、親機1のキャリアセンスレベルの初期状態が−100dBmに設定されているとすると、上記設定により30dB程、他のシステムからの電波干渉を受ける度合いが低減する。また、上記マージンは受信レベルによって変えることも可能である。
【0053】
一方、ステップ81で一定期間受信があったかどうかを判定し、一定時間受信がなければステップ82でキャリアセンスレベルを変更する。例えば−100dBmにすることにより、環境の変化などにより受信が正常に行かなくなった場合に復帰することが可能となる。
【0054】
以上のように、親機キャリアセンスレベル設定手段6などにより、親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルの設定を変えることにより親機が受ける電波などの干渉を低減することが可能となり、不必要に電池電源の消費を防止すると共に、環境の変化により受信状況が悪化した場合に受信性能を復帰させることが可能になる。
【0055】
(実施例6)
図9は本発明の実施例6の無線データ収集システムを示すブロック図である。
【0056】
図9において、親機1は親機制御手段9から通信インフラ91に接続され、図示はしないが情報を交換するセンターなどと通信が可能に構成されている。図10は本発明の実施例1の無線データ収集システムを構成する子機受信レベル検出手段4、親機キャリアセンスレベル算出手段5、親機キャリアセンスレベル設定手段6などの要部動作を示すフローチャートである。
【0057】
図3において、ステップ42で親機無線通信手段2が受信後、ステップ43で親機1宛のデータを受信したかどうかを判定し、親機1宛でなければステップ46のシステムのその他の処理を行う。親機1宛の場合には、ステップ44で子機受信レベル検出手段4で子機からの受信レベルの検出を行ない、ステップ45において親機キャリアセンスレベル算出手段5により、例えば子機受信レベルがー50dBmであれば、マージンを入れてキャリアセンスレベルを−70dBmの算出を行い、親機キャリアセンスレベル設定手段6により親機無線通信手段2のキャリアセンスレベルを−70dBmに設定する。
【0058】
また、親機1のキャリアセンスレベルの初期状態が−100dBmに設定されているとすると、上記設定により30dB程、他のシステムからの電波干渉を受ける度合いが低減する。その後、ステップ101でこのキャリアセンスの変更内容を通信インフラ91を介してセンターに送信することが可能である。
【0059】
以上のように、親機1はキャリアセンスの変更情報をセンターなどに通報するため、センターは無線システムの状態を把握できるためシステムの管理を綿密に行うことが可能となる。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、自システムの近傍に通信ができない他システムや、ノイズを発生するノイズ源がある場合に、その電波干渉の影響を低減するように動作するため、他システムにより起動させられ電源消費の増加や、通信トラフィックを低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1における無線データ収集システムのブロック図
【図2】同システムの設置例を示す概念図
【図3】同システムの動作を示すフローチャート
【図4】発明の実施例2における無線データ収集システムの動作を示すフローチャート
【図5】本発明の実施例3における無線データ収集システムのブロック図
【図6】同システムの動作を示すフローチャート
【図7】本発明の実施例4における無線データ収集システムの動作を示すフローチャート
【図8】本発明の実施例5における無線データ収集システムの動作を示すフローチャート
【図9】本発明の実施例6における無線データ収集システムのブロック図
【図10】同システムの動作を示すフローチャート
【図11】従来の無線データ収集装置のブロック図
【符号の説明】
1 親機
2 親機無線通信手段
3 親機ID記憶手段
4 子機受信レベル検出手段
5 親機キャリアセンスレベル算出手段
6 親機キャリアセンス設定手段
7 親機受信解析手段
8 親機送信制御手段
9 親機制御手段
11 子機
12 子機無線通信手段
13 子機ID記憶手段
14 親機受信レベル検出手段
15 子機キャリアセンスレベル算出手段
16 子機キャリアセンスレベル設定手段
17 子機受信解析手段
18 子機送信制御手段
19 子機制御手段

Claims (6)

  1. 親機と、該親機と通信可能な少なくとも1台の子機から構成される無線通信システムにおいて、前記親機は、少なくとも受信検知レベル(キャリアセンスレベル)が可変可能に受信を行なうと共に送信機能をもつ親機無線通信手段と、前記親機無線通信手段が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する親機ID記憶手段と、前記親機無線通信手段が受信した受信レベルを検出する子機受信レベル検出手段と、子機受信レベルに所定のマージンを付加する親機キャリアセンスレベル算出手段と、前記親機キャリアセンスレベル算出手段で算出されたレベルを前記親機無線通信手段に設定する親機キャリアセンスレベル設定手段と、親機無線通信手段からの受信データを解析する親機受信解析手段と、前記親機無線通信手段を送信状態にする親機送信制御手段と、前記送受信データなどの処理を行う親機制御手段とを備え、前記子機は、前記親機と送受信する子機無線通信手段と、前記子機無線通信手段が送信時にデータに付加する識別符号(ID)を記憶する子機ID記憶手段と、前記子機無線通信手段からの受信データを解析する子機受信解析手段と、前記子機無線通信手段にデータ送信の処理を行う子機送信制御手段と、前記送受信データなどの処理を行う子機制御手段とを備えた無線データ収集システム。
  2. 子機受信レベル検手段は親機がサポートする全ての子機からの受信レベルの中から最も低いレベルを検出するよう動作する請求項1記載の無線データ収集システム。
  3. 子機は、子機無線通信手段が受信した受信レベルを検出する親機受信レベル検出手段と、親機受信レベルに所定のマージンを付加する子機キャリアセンスレベル算出手段と、前記子機キャリアセンスレベル算出手段で算出されたレベルを前記子機無線通信手段に設定する子機キャリアセンス設定手段とを備えた請求項1記載の無線データ収集システム。
  4. 親機は、親機キャリアセンスレベル算出手段の内容を子機に送信する請求項1、2または3記載の無線データ収集システム。
  5. 所定時間受信が行わなければキャリアセンス設定手段が所定の値を親機無線通信手段または子機無線通信手段に設定する請求項1、2または3記載の無線データ収集システム。
  6. 親機キャリアセンスレベル算出手段の値は、少なくとも通信媒体を介して確認可能である請求項1、2または3記載の無線データ収集システム。
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Cited By (5)

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