JP2010220086A - 端局装置および監視システム - Google Patents

Abstract

【課題】 端局情報を監視装置まで伝送する速度を向上させる。
【解決手段】 複数の端局装置は、命令情報および端局情報を無線送受信する通信部と、通信部が命令情報を受信した場合に、命令情報を受信した方向を示す識別情報を記憶する記憶部と、命令情報に応じて端局情報を生成する情報処理部と、通信部が当該端局装置に対する命令情報を受信した場合には、当該端局装置の端局情報を通信部から識別情報が示す方向に送信させ、通信部が他の端局装置に対する命令情報を受信した場合には、命令情報を通信部から送信させ、通信部が他の端局装置の端局情報を受信した場合には、他の端局装置の端局情報を通信部から識別情報が示す方向に送信させる通信制御部と、をそれぞれ有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、端局装置および監視システムに関する。

電力系統の信頼性を確保するためには、発電所、変電所、送電線、配電線などの設備を適宜監視することが重要である。特に、屋外に設置される鉄塔や当該鉄塔に支持される送電線などは、風雪や落雷などの気象状況を検知する気象センサや、人や動物の侵入を検知する近接センサなど、各種センサを用いて監視される。

しかしながら、鉄塔の設置場所は分散しており、交通が不便な場合も多いため、例えば図１１に示すように、変電所２に設置された監視装置１と各鉄塔Ｓ−ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）に設置された端局装置Ｔ−ｎ（１≦ｎ≦Ｎ）との間で無線通信を行い、各端局情報を監視装置１に集中する監視システムが用いられている。また、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮなどを用いて隣接装置間で無線通信を行い、バケツリレー方式で情報を中継伝送するマルチホップ通信を行うことによって、監視装置１から遠隔の場所に設置されている端局装置Ｔ−Ｎとも小電力で通信を行うことができる。

例えば、特許文献１では、上記のようなマルチホップ通信を行っている何れかの端局装置（特許文献１においては無線端局）において通信障害が発生した場合でも、他の端局装置の端局情報（特許文献１においては検出情報）を鉄塔列の両端に設置された監視装置（特許文献１においては情報収集局）に集中することができる架空送電線鉄塔基別監視システムが開示されている。

このようにして、監視装置と各端局装置との間で情報を中継伝送することによって、遠隔の場所に設置されている設備を小電力で監視することができる。

特開２００５−２２９７１５号公報

ここで、図１１に示したような監視システムに用いられる一般的な監視装置および端局装置の構成の一例を、それぞれ図９および図１０に示す。

図９に示されている一般的な監視装置１において、情報処理部１０は、端局装置に対する命令情報ＣＭＤを通信部１１から送信させ、通信部１１は、各端局装置から送信された端局情報ＩＮＦを受信する度に情報処理部１０に出力する。

図１０に示されている一般的な端局装置において、通信部ＣＭは、命令情報ＣＭＤを受信して通信制御部ＣＮに出力し、情報処理部ＰＲは、命令情報ＣＭＤに応じてそれぞれセンサＳ１ないしＳ３によって測定された測定情報Ｄ１ないしＤ３から端局情報ＩＮＦを生成し、そして、通信制御部ＣＮは、端局情報ＩＮＦを通信部ＣＭから送信させる。また、このような受信した命令情報ＣＭＤに応じた端局情報ＩＮＦの送信と並行して、端局装置は、他の端局装置に対する命令情報ＣＭＤや他の端局装置の端局情報ＩＮＦを受信しつつ中継し、隣接する端局装置または監視装置に伝送する。

しかしながら、図１０に示した端局装置では、監視装置１が無線チャネルｃｈ−Ａを使用する（ｃｈ−ｚ＝ｃｈ−Ａ）と、監視システムに用いられる全端局装置も無線チャネルｃｈ−Ａを使用する（ｃｈ−ｎ＝ｃｈ−Ａ）必要があるため、複数の端局装置が上記の中継伝送を同時に行うと、電波干渉が発生する場合がある。また、当該電波干渉を防止するため、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮの通信プロトコルでは、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避）方式の媒体アクセス制御が行われ、他の端局装置からの送信を検出している間、自身の送信を開始することはできない。そのため、気象状況や侵入を検知するためのセンサＳ１ないしＳ３の一部としてカメラやマイクロホンを用いる場合のように、端局情報ＩＮＦが画像情報や音声情報を含む場合には、情報のリアルタイム性や連続性が損なわれる場合がある。

また、命令情報ＣＭＤおよび端局情報ＩＮＦの送信パケットは、上記の中継伝送の順序を示す通信経路情報をそれぞれ含む必要があるため、多くの端局装置で構成される監視システムでは、当該通信経路情報が大きくなってしまう。そのため、端局情報ＩＮＦの送信パケットに含まれる画像情報や音声情報の割合が相対的に小さくなり、所定の期間内に伝送することができる情報量が少なくなるため、画像情報の画質や音声情報の音質が低下してしまう。

前述した課題を解決する主たる本発明は、監視装置と複数の端局装置とを含む監視システムに用いられる端局装置であって、情報を無線送受信する通信部と、前記通信部が前記監視装置から送信された命令情報を受信した場合に、前記命令情報を受信した方向を示す識別情報を記憶する記憶部と、前記命令情報に応じて端局情報を生成する情報処理部と、前記通信部が当該端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、当該端局装置の前記端局情報を前記通信部から前記識別情報が示す方向に送信させ、前記通信部が他の端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、前記命令情報を前記通信部から送信させ、前記通信部が他の端局装置の前記端局情報を受信した場合には、前記他の端局装置の前記端局情報を前記通信部から前記識別情報が示す方向に送信させる通信制御部と、を有することを特徴とする端局装置である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、端局情報を監視装置まで伝送する速度を向上させることができる。

本発明の第１実施形態における端局装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態における監視システム全体の動作を説明する図である。 本発明の第１実施形態における端局装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第２および第３実施形態における端局装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態における監視システム全体の動作を説明する図である。 本発明の第２および第３実施形態における端局装置の動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態における監視システム全体の構成および動作を説明する図である。 分岐が存在する監視システム全体の構成および動作の一例を説明する図である。 一般的な監視装置の構成の一例を示すブロック図である。 一般的な端局装置の構成の一例を示すブロック図である。 監視システム全体の適用例および概略構成を示すブロック図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＜第１実施形態＞
＝＝＝監視システム全体の概略構成＝＝＝
以下、図１１を参照して、本発明の第１の実施形態における端局装置を備えた監視システム全体の概略構成について説明する。
図１１に示されている監視システムは、例えば、複数の鉄塔Ｓ−１ないしＳ−Ｎの状態や送電線を含む各鉄塔Ｓ−ｎの周囲の状態を変電所２において集中的に監視するためのシステムであり、監視装置１および複数の端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎを含んで構成されている。

変電所２と鉄塔Ｓ−１とは隣接しており、変電所２に設置された監視装置１と鉄塔Ｓ−１に設置された端局装置Ｔ−１との間で無線通信が行われる。また、２≦ｎ≦Ｎの条件下で、鉄塔Ｓ−（ｎ−１）と鉄塔Ｓ−ｎとは隣接しており、鉄塔Ｓ−（ｎ−１）に設置された端局装置Ｔ−（ｎ−１）と鉄塔Ｓ−ｎに設置された端局装置Ｔ−ｎとの間で無線通信が行われる。なお、監視装置１は、例えば図９に示した一般的な監視装置１と同様の構成となっている。また、端局装置Ｔ−ｎの構成についての詳細な説明は後述する。

＝＝＝監視システム全体の共通モード時の動作＝＝＝
次に、図２を参照して、本実施形態における監視システム全体の動作について説明する。なお、前述したように、各装置間の無線通信には、例えばＩＥＥＥ８０２．１１規格の無線ＬＡＮなどが用いられる。また、監視システム全体として、無線チャネルｃｈ−Ａが使用されている。

以下、監視装置１が端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎに対する共通の命令情報ＣＭＤを送信する、共通モードにおける動作について説明する。
監視装置１は、命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−１に送信し、端局装置Ｔ−１は、命令情報ＣＭＤを受信しつつ中継し、端局装置Ｔ−２に伝送する。また、端局装置Ｔ−２は、命令情報ＣＭＤを受信しつつ中継し、端局装置Ｔ−３に伝送し、端局装置Ｔ−３は、命令情報ＣＭＤを受信しつつ中継し、端局装置Ｔ−４（不図示）に伝送する。

以下同様に、命令情報ＣＭＤは、各端局装置において受信されつつ中継され、監視装置１から最も遠隔に位置する端局装置Ｔ−Ｎまで伝送される。なお、上記のような命令情報ＣＭＤの中継伝送をＤＬ（ダウンリンク）通信と称することとすると、ＤＬ通信の順序は、命令情報ＣＭＤが通信経路情報を含む場合には、当該通信経路情報に基づいて決定される。

一方、端局装置Ｔ−１は、受信した命令情報ＣＭＤに応じて、鉄塔Ｓ−１やその周囲に設置されたセンサ（不図示）の測定情報から端局情報ＩＮＦを生成し、監視装置１に送信する。また、端局装置Ｔ−２は、端局装置Ｔ−１と同様に端局情報ＩＮＦを生成し、端局装置Ｔ−１に送信し、端局装置Ｔ−１は、当該端局装置Ｔ−２の端局情報ＩＮＦを受信しつつ中継し、監視装置１に伝送する。

以下同様に、端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎからそれぞれ送信される端局情報ＩＮＦは、各端局装置において受信されつつ中継され、ＤＬ通信の順序と反対の順序で監視装置１まで伝送される。なお、上記のような端局情報ＩＮＦの中継伝送をＵＬ（アップリンク）通信と称することとすると、それぞれの端局情報ＩＮＦはＵＬ通信の順序を示す通信経路情報を含まず、ＵＬ通信の順序は、後述する方法によって決定される。

このようにして、監視装置１から送信された共通の命令情報ＣＭＤは、各端局装置において受信されつつ端局装置Ｔ−Ｎまで中継伝送（ＤＬ通信）され、受信した命令情報ＣＭＤに応じて各端局装置から順次送信される端局情報ＩＮＦは、監視装置１まで中継伝送（ＵＬ通信）される。したがって、監視装置１は、端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎに対する共通の命令情報ＣＭＤを１回送信すると、端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎの端局情報ＩＮＦを当該順序でＮ回分受信することとなる。

＝＝＝監視システム全体の単独モード時の動作＝＝＝
以下、監視装置１が端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎのうちの何れか１つに対する命令情報ＣＭＤを送信する、単独モードにおける動作について説明する。ここでは、一例として、監視装置１が特定の端局装置Ｔ−ｎに対する命令情報ＣＭＤを送信する場合の動作について説明する。

端局装置Ｔ−１ないしＴ−（ｎ−１）は、ＤＬ通信において共通モードの場合と同様に動作し、命令情報ＣＭＤは、各端局装置において受信されつつ中継され、監視装置１から端局装置Ｔ−ｎまで伝送される。しかしながら、端局装置Ｔ−１ないしＴ−（ｎ−１）は、受信した命令情報ＣＭＤを自身に対するものでないと判定し、端局情報ＩＮＦの生成を行わない。

一方、端局装置Ｔ−ｎは、受信した命令情報ＣＭＤを、自身のみに対するものであり、他の端局装置に対するものでないと判定し、端局情報ＩＮＦを生成するものの、端局装置Ｔ−（ｎ＋１）へのＤＬ通信を行わない。したがって、命令情報ＣＭＤは、端局装置Ｔ−（ｎ＋１）ないしＴ−Ｎには伝送されず、端局装置Ｔ−（ｎ＋１）ないしＴ−Ｎは、端局情報ＩＮＦの生成を行わない。

このようにして、監視装置１から送信された端局装置Ｔ−ｎに対する命令情報ＣＭＤは、各端局装置において受信されつつ端局装置Ｔ−ｎまで中継伝送（ＤＬ通信）され、受信した命令情報ＣＭＤに応じて端局装置Ｔ−ｎのみが端局情報ＩＮＦを送信する。また、当該端局装置Ｔ−ｎの端局情報ＩＮＦは、共通モードの場合と同様に、監視装置１まで中継伝送（ＵＬ通信）される。したがって、監視装置１は、特定の端局装置Ｔ−ｎに対する命令情報ＣＭＤを１回送信すると、端局装置Ｔ−ｎの端局情報ＩＮＦを１回受信することとなる。

なお、本実施形態における監視システムは、共通モードおよび単独モード以外に、監視装置１が端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎのうちの複数の端局装置に対する命令情報ＣＭＤを送信する、複数モードを有していてもよい。複数モードにおいて、各端局装置は、単独モードの場合と略同様に動作し、受信した命令情報ＣＭＤを自身に対するものであると判定した場合に端局情報ＩＮＦを生成し、受信した命令情報ＣＭＤを他の端局装置に対するものであると判定した場合にＤＬ通信を行う。

＝＝＝端局装置の構成＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における端局装置の構成について説明する。
図１に示されている端局装置Ｔ−ｎは、例えば、監視システムにおいて図９に示した一般的な監視装置１とともに用いられる複数の端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎの１つであり、通信部ＣＭ、通信制御部ＣＮ、記憶部ＭＥ、情報処理部ＰＲ、およびセンサＳ１ないしＳ３を含んで構成されている。なお、各端局装置は、設置される場所や設備などに応じて適宜１つ以上のセンサを有するが、図１においては、説明の便宜上、３個のセンサＳ１ないしＳ３で示すこととする。また、本実施形態における端局装置Ｔ−ｎは、端局情報ＩＮＦが画像情報や音声情報を含む場合に好適であるため、一例として、センサＳ３としてカメラを用いている。

通信部ＣＭは、無線信号を送受信するためのアンテナを有している。また、通信制御部ＣＮは、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array：フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）などで論理回路として構成され、通信部ＣＭとの間で命令情報ＣＭＤおよび端局情報ＩＮＦを入出力し、記憶部ＭＥとの間で後述する識別情報ｔを入出力している。さらに、情報処理部ＰＲは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央処理装置）の機能を有するマイクロコンピュータなどで構成され、通信制御部ＣＮとの間で命令情報ＣＭＤおよび端局情報ＩＮＦを入出力している。そして、センサＳ１ないしＳ３からそれぞれ出力される測定情報Ｄ１ないしＤ３は、いずれも情報処理部ＰＲに入力されている。

＝＝＝端局装置の共通モード時の動作＝＝＝
次に、図１および図３を参照して、本実施形態における端局装置の動作について説明する。なお、図３においては、通信制御部ＣＮにおける処理と通信制御部ＣＮによって制御される通信部ＣＭおよび記憶部ＭＥにおける処理とが一点鎖線の左側に配置され、情報処理部ＰＲにおける処理と情報処理部ＰＲによって制御されるセンサＳ１ないしＳ３における処理とが一点鎖線の右側に配置されている。

以下、共通モードにおける動作について説明する。なお、共通モードにおける命令情報ＣＭＤは、端局装置Ｔ−ｎ自身に対するものであると同時に、端局装置Ｔ−ｎ以外（他の端局装置）に対するものでもある。
通信部ＣＭは、命令情報ＣＭＤを受信すると、当該命令情報ＣＭＤを通信制御部ＣＮに出力する（Ｓ１０）。

次に、通信制御部ＣＮは、例えばヘッダ情報によって、入力された情報を命令情報ＣＭＤであると判定し（Ｓ１１：ＣＭＤ）、当該命令情報ＣＭＤを情報処理部ＰＲに出力するとともに、命令情報ＣＭＤを最後に、すなわち、端局装置Ｔ−ｎが受信する直前に送信した監視装置または端局装置を示す識別情報ｔを記憶部ＭＥに記憶させる（Ｓ１２ｔ）。例えば図２において、識別情報ｔは、ｎ＝３の場合に端局装置Ｔ−２を示し、ｎ＝１の場合に監視装置１を示すこととなる。以下、説明の便宜上、識別情報ｔが示す監視装置または端局装置を、一般に装置Ｔ−ｔと表すこととする。なお、識別情報ｔは、命令情報ＣＭＤに含まれる通信経路情報から抽出することができる。また、後述するＳ１４ｔにおいて、例えばヘッダ情報に識別情報ｔを付加したうえで命令情報ＣＭＤを送信することによって、当該ヘッダ情報から識別情報ｔを抽出することもできる。

次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ以外に対するもので（も）あると判定し（Ｓ２３：ＹＥＳ）、通信制御部ＣＮは、当該命令情報ＣＭＤに含まれる通信経路情報に基づいて、通信部ＣＭから命令情報ＣＭＤを送信させる（Ｓ１４ｔ）。

次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ自身に対するものであると判定し（Ｓ２５：ＹＥＳ）、当該命令情報ＣＭＤに応じて、センサＳ１ないしＳ３にそれぞれの設置箇所の状態を測定・検知させ、当該測定・検知された測定情報Ｄ１ないしＤ３から端局情報ＩＮＦを生成して通信制御部ＣＮに出力する（Ｓ２６）。

最後に、通信制御部ＣＮは、入力された端局情報ＩＮＦを通信部ＣＭから装置Ｔ−ｔに送信させ（Ｓ１７ｔ）、端局装置Ｔ−ｎ自身に対する命令情報ＣＭＤに応じた処理を終了する（Ｓ１９）。

一方、通信部ＣＭは、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを受信すると、当該端局情報ＩＮＦを通信制御部ＣＮに出力し（Ｓ１０）、通信制御部ＣＮは、入力された情報を端局情報ＩＮＦであると判定し（Ｓ１１：ＩＮＦ）、当該端局情報ＩＮＦを通信部ＣＭから装置Ｔ−ｔに送信させ（Ｓ１８ｔ）、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦの中継伝送処理を終了する（Ｓ１９）。

このようにして、共通モードにおいて、端局装置Ｔ−ｎは、命令情報ＣＭＤに含まれる通信経路情報に基づいて通信部ＣＭから命令情報ＣＭＤを送信するＤＬ通信を行うとともに、当該命令情報ＣＭＤに応じて生成した端局情報ＩＮＦ、または端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを通信部ＣＭから装置Ｔ−ｔに送信するＵＬ通信を行う。なお、監視装置１から最も遠隔に位置する端局装置Ｔ−ＮがさらなるＤＬ通信を行わないようにすることも可能である。

また、図３のＳ１７ｔおよびＳ１８ｔに示したように、本実施形態の端局装置Ｔ−ｎでは、ＵＬ通信を行う相手先は、常に命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎが受信する直前に送信した装置Ｔ−ｔとなっている。そのため、端局情報ＩＮＦや当該端局情報ＩＮＦの送信パケットは、通信経路情報をそれぞれ含む必要がなく、所定の期間内に伝送することができるＵＬ通信の情報量を増加させ、端局情報ＩＮＦの伝送速度（端局情報ＩＮＦを監視装置１まで伝送する速度）を向上させることができる。

＝＝＝端局装置の単独モード時の動作＝＝＝
以下、単独モードにおいて、命令情報ＣＭＤが端局装置Ｔ−ｎのみに対するものである場合の動作について説明する。

通信部ＣＭは、命令情報ＣＭＤを受信すると、当該命令情報ＣＭＤを通信制御部ＣＮに出力する（Ｓ１０）。
次に、通信制御部ＣＮは、入力された情報を命令情報ＣＭＤであると判定し（Ｓ１１：ＣＭＤ）、当該命令情報ＣＭＤを情報処理部ＰＲに出力するとともに、命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎが受信する直前に送信した監視装置または端局装置を示す識別情報ｔを記憶部ＭＥに記憶させる（Ｓ１２ｔ）。

次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ以外に対するものでないと判定する（Ｓ２３：ＮＯ）ため、通信制御部ＣＮは、さらなるＤＬ通信を行わない。
次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ自身に対するものであると判定し（Ｓ２５：ＹＥＳ）、当該命令情報ＣＭＤに応じて、センサＳ１ないしＳ３にそれぞれの設置箇所の状態を測定・検知させ、当該測定・検知された測定情報Ｄ１ないしＤ３から端局情報ＩＮＦを生成して通信制御部ＣＮに出力する（Ｓ２６）。

最後に、通信制御部ＣＮは、入力された端局情報ＩＮＦを通信部ＣＭから装置Ｔ−ｔに送信させ（Ｓ１７ｔ）、端局装置Ｔ−ｎ自身に対する命令情報ＣＭＤに応じた処理を終了する（Ｓ１９）。

一方、命令情報ＣＭＤは、端局装置Ｔ−ｎのみに対するものであるため、通信部ＣＭが端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを受信することはなく、通信制御部ＣＮは、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦの中継伝送処理を行わない。

次に、単独モードにおいて、命令情報ＣＭＤが端局装置Ｔ−（ｎ＋１）ないしＴ−Ｎのうちの何れか１つに対するものである場合の動作について説明する。
通信部ＣＭは、命令情報ＣＭＤを受信すると、当該命令情報ＣＭＤを通信制御部ＣＮに出力する（Ｓ１０）。

次に、通信制御部ＣＮは、入力された情報を命令情報ＣＭＤであると判定し（Ｓ１１：ＣＭＤ）、当該命令情報ＣＭＤを情報処理部ＰＲに出力するとともに、命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎが受信する直前に送信した監視装置または端局装置を示す識別情報ｔを記憶部ＭＥに記憶させる（Ｓ１２ｔ）。

次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ以外に対するものであると判定し（Ｓ２３：ＹＥＳ）、通信制御部ＣＮは、当該命令情報ＣＭＤに含まれる通信経路情報に基づいて、通信部ＣＭから命令情報ＣＭＤを送信させる（Ｓ１４ｔ）。

次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ自身に対するものでないと判定する（Ｓ２５：ＮＯ）ため、当該命令情報ＣＭＤに応じた処理を行わない（Ｓ１９）。

一方、通信部ＣＭは、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを受信すると、当該端局情報ＩＮＦを通信制御部ＣＮに出力し（Ｓ１０）、通信制御部ＣＮは、入力された情報を端局情報ＩＮＦであると判定し（Ｓ１１：ＩＮＦ）、当該端局情報ＩＮＦを通信部ＣＭから装置Ｔ−ｔに送信させ（Ｓ１８ｔ）、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦの中継伝送処理を終了する（Ｓ１９）。

なお、単独モードにおいて、命令情報ＣＭＤが端局装置Ｔ−１ないしＴ−（ｎ−１）のうちの何れか１つに対するものである場合、当該端局装置は、さらなるＤＬ通信を行わないため、通信部ＣＭが命令情報ＣＭＤおよび端局情報ＩＮＦを受信することはなく、端局装置Ｔ−ｎは、図３に示した処理を開始しない。

このようにして、単独モードにおいても共通モードの場合と同様に、端局装置Ｔ−ｎは、端局装置Ｔ−ｎ自身に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合に端局情報ＩＮＦを生成して通信部ＣＭから装置Ｔ−ｔにＵＬ通信を行い、端局装置Ｔ−ｎ以外に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合にＤＬ通信を行い、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを受信した場合に通信部ＣＭから装置Ｔ−ｔにＵＬ通信を行う。

なお、複数モードにおいても、端局装置Ｔ−ｎは、単独モードの場合と略同様に動作する。しかしながら、図３のＳ２３において、情報処理部ＰＲは、共通モードの場合と同様に、入力された命令情報ＣＭＤを常に端局装置Ｔ−ｎ以外に対するもので（も）あると判定する（ＹＥＳ）。そのため、監視システム全体として、不要なＤＬ通信が行われる場合があるが、端局情報ＩＮＦは命令情報ＣＭＤに応じて生成されるため、不要なＵＬ通信は行われず、端局情報ＩＮＦの伝送速度は影響を受けない。また、図３のＳ１４ｔにおいて、命令情報ＣＭＤに含まれる通信経路情報に基づいて、通信制御部ＣＮが不要なＤＬ通信を行わないようにすることも可能である。

＜第２実施形態＞
＝＝＝監視システム全体の構成および動作＝＝＝
本発明の第２の実施形態における監視システム全体の構成は、第１実施形態の監視システム全体の構成と略同様である。しかしながら、後述するように、各端局装置の通信部は、互いに異なる無線チャネルを使用する２つの送受信部を備え、監視システム全体として、３つの無線チャネルｃｈ−Ａ、ｃｈ−Ｂ、およびｃｈ−Ｃが使用されている。

次に、図５を参照して、本実施形態における監視システム全体の動作について説明する。
まず、共通モードにおける動作について説明する。
監視装置１は、無線チャネルｃｈ−Ａを使用して命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−１に送信し、端局装置Ｔ−１は、無線チャネルｃｈ−Ａを使用して命令情報ＣＭＤを受信しつつ中継し、無線チャネルｃｈ−Ｂを使用して端局装置Ｔ−２に伝送する。また、端局装置Ｔ−２は、無線チャネルｃｈ−Ｂを使用して命令情報ＣＭＤを受信しつつ中継し、無線チャネルｃｈ−Ｃを使用して端局装置Ｔ−３に伝送し、端局装置Ｔ−３は、無線チャネルｃｈ−Ｃを使用して命令情報ＣＭＤを受信しつつ中継し、無線チャネルｃｈ−Ａを使用して端局装置Ｔ−４（不図示）に伝送する。

以下同様に、命令情報ＣＭＤは、各端局装置において受信されつつ中継され、監視装置１から最も遠隔に位置する端局装置Ｔ−Ｎまで伝送される。なお、端局装置Ｔ−Ｎが使用する無線チャネルｃｈ−Ｎ１およびｃｈ−Ｎ２は、隣接する端局装置Ｔ−（Ｎ−１）がＤＬ通信に使用する無線チャネルに応じて設定される。

一方、端局装置Ｔ−１は、受信した命令情報ＣＭＤに応じて、鉄塔Ｓ−１やその周囲に設置されたセンサ（不図示）の測定情報から端局情報ＩＮＦを生成し、無線チャネルｃｈ−Ａを使用して監視装置１に送信する。また、端局装置Ｔ−２は、端局装置Ｔ−１と同様に端局情報ＩＮＦを生成し、無線チャネルｃｈ−Ｂを使用して端局装置Ｔ−１に送信し、端局装置Ｔ−１は、無線チャネルｃｈ−Ａを使用して当該端局装置Ｔ−２の端局情報ＩＮＦを受信しつつ中継し、無線チャネルｃｈ−Ａを使用して監視装置１に伝送する。

以下同様に、端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎからそれぞれ送信される端局情報ＩＮＦは、各端局装置において受信されつつ中継され、ＤＬ通信の順序と反対の順序で監視装置１まで伝送される。また、第１実施形態の監視システムと同様に、それぞれの端局情報ＩＮＦはＵＬ通信の順序を示す通信経路情報を含まず、ＵＬ通信の順序は、後述する方法によって決定される。

このようにして、第１実施形態の監視システムと同様に、監視装置１から送信された共通の命令情報ＣＭＤは、各端局装置において受信されつつ端局装置Ｔ−Ｎまで中継伝送（ＤＬ通信）され、受信した命令情報ＣＭＤに応じて各端局装置から順次送信される端局情報ＩＮＦは、監視装置１まで中継伝送（ＵＬ通信）される。

なお、単独モードおよび複数モードにおいても、隣接装置間のＤＬ通信およびＵＬ通信に使用される無線チャネルの設定を除いて、第１実施形態の場合と同様に動作する。

また、図５に示したように、本実施形態の監視システムでは、隣接装置間のＤＬ通信およびＵＬ通信に使用される無線チャネルは、ｃｈ−Ａ、ｃｈ−Ｂ、ｃｈ−Ｃ、ｃｈ−Ａ…の順に、繰り返し設定されている。そのため、当該３つの無線チャネルｃｈ−Ａ、ｃｈ−Ｂ、およびｃｈ−Ｃを、互いに電波干渉が発生しない無線チャネルに設定することによって、複数の端局装置がＤＬ通信またはＵＬ通信を同時に行うことが可能となり、端局情報ＩＮＦの伝送速度を向上させることができる。一例として、ＤＬ通信およびＵＬ通信にＩＥＥＥ８０２．１１ｂ規格の無線ＬＡＮを用いる場合、上記３つの無線チャネルとして、互いに電波干渉が発生しない無線チャネル１ｃｈ、６ｃｈ、および１１ｃｈを使用することができる。

＝＝＝端局装置の構成および動作＝＝＝
以下、図４を参照して、本実施形態における端局装置の構成について説明する。
図４に示されている端局装置Ｔ−ｎは、例えば、監視システムにおいて図９に示した一般的な監視装置１とともに用いられる複数の端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎの１つであり、通信部ＣＭ、通信制御部ＣＮ、記憶部ＭＥ、情報処理部ＰＲ、およびセンサＳ１ないしＳ３を含んで構成されている。

通信部ＣＭは、無線信号を送受信するためのアンテナをそれぞれ有する送受信部Ｃ１およびＣ２を備えている。また、通信制御部ＣＮは、送受信部Ｃ１およびＣ２との間で命令情報ＣＭＤおよび端局情報ＩＮＦを入出力し、記憶部ＭＥとの間で後述する識別情報ｍを入出力している。さらに、情報処理部ＰＲは、通信制御部ＣＮとの間で命令情報ＣＭＤおよび端局情報ＩＮＦを入出力している。そして、センサＳ１ないしＳ３からそれぞれ出力される測定情報Ｄ１ないしＤ３は、いずれも情報処理部ＰＲに入力されている。

次に、図４および図６を参照して、本実施形態における端局装置の動作について説明する。なお、送受信部Ｃ１およびＣ２は、互いに異なる無線チャネルｃｈ−ｎ１およびｃｈ−ｎ２をそれぞれ使用し、本実施形態では、当該無線チャネルｃｈ−ｎ１およびｃｈ−ｎ２は、前述した３つの無線チャネルｃｈ−Ａ、ｃｈ−Ｂ、およびｃｈ−Ｃのうちの何れか２つである。

まず、共通モードにおける動作について説明する。
送受信部Ｃ１またはＣ２は、命令情報ＣＭＤを受信すると、当該命令情報ＣＭＤを通信制御部ＣＮに出力する（Ｓ１０）。
次に、通信制御部ＣＮは、入力された情報を命令情報ＣＭＤであると判定し（Ｓ１１：ＣＭＤ）、当該命令情報ＣＭＤを情報処理部ＰＲに出力するとともに、命令情報ＣＭＤを受信した送受信部を示す識別情報ｍを記憶部ＭＥに記憶させる（Ｓ１２ｍ）。なお、識別情報ｍは、０または１で表される１ビットの情報でもよいが、本実施形態においては、説明の便宜上、ｍ＝１の場合に送受信部Ｃ１を示し、ｍ＝２の場合に送受信部Ｃ２を示すこととし、識別情報ｍが示す送受信部をＣｍと表すこととする。

次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ以外に対するもので（も）あると判定し（Ｓ２３：ＹＥＳ）、通信制御部ＣＮは、送受信部Ｃｍではない方の送受信部から命令情報ＣＭＤを送信させる（Ｓ１４ｍ）。なお、命令情報ＣＭＤが通信経路情報を有する場合、通信制御部ＣＮは、当該通信経路情報に基づいて、次に命令情報ＣＭＤが伝送されるべき端局装置とＤＬ通信を行う送受信部を決定し、当該送受信部から命令情報ＣＭＤを送信させてもよい。

次に、情報処理部ＰＲは、入力された命令情報ＣＭＤを端局装置Ｔ−ｎ自身に対するものであると判定し（Ｓ２５：ＹＥＳ）、当該命令情報ＣＭＤに応じて、センサＳ１ないしＳ３にそれぞれの設置箇所の状態を測定・検知させ、当該測定・検知された測定情報Ｄ１ないしＤ３から端局情報ＩＮＦを生成して通信制御部ＣＮに出力する（Ｓ２６）。

最後に、通信制御部ＣＮは、入力された端局情報ＩＮＦを送受信部Ｃｍから送信させ（Ｓ１７ｍ）、端局装置Ｔ−ｎ自身に対する命令情報ＣＭＤに応じた処理を終了する（Ｓ１９）。

一方、送受信部Ｃ１またはＣ２は、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを受信すると、当該端局情報ＩＮＦを通信制御部ＣＮに出力し（Ｓ１０）、通信制御部ＣＮは、入力された情報を端局情報ＩＮＦであると判定し（Ｓ１１：ＩＮＦ）、当該端局情報ＩＮＦを送受信部Ｃｍから送信させ（Ｓ１８ｍ）、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦの中継伝送処理を終了する（Ｓ１９）。

このようにして、共通モードにおいて、端局装置Ｔ−ｎは、送受信部Ｃｍではない方の送受信部、または命令情報ＣＭＤに含まれる通信経路情報に基づいて決定される送受信部から命令情報ＣＭＤを送信するＤＬ通信を行うとともに、当該命令情報ＣＭＤに応じて生成した端局情報ＩＮＦ、または端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを送受信部Ｃｍから送信するＵＬ通信を行う。なお、命令情報ＣＭＤが通信経路情報を有する場合には、監視装置１から最も遠隔に位置する端局装置Ｔ−ＮがさらなるＤＬ通信を行わないようにすることも可能である。

また、図６のＳ１７ｍおよびＳ１８ｍに示したように、本実施形態の端局装置Ｔ−ｎでは、ＵＬ通信を行う送受信部は、常に命令情報ＣＭＤを受信した送受信部Ｃｍとなっている。そのため、端局情報ＩＮＦや当該端局情報ＩＮＦの送信パケットは、通信経路情報をそれぞれ含む必要がなく、所定の期間内に伝送することができるＵＬ通信の情報量を増加させ、端局情報ＩＮＦの伝送速度を向上させることができる。

なお、単独モードおよび複数モードにおいても、共通モードの場合と同様に、端局装置Ｔ−ｎは、端局装置Ｔ−ｎ自身に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合に端局情報ＩＮＦを生成して送受信部ＣｍからＵＬ通信を行い、端局装置Ｔ−ｎ以外に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合にＤＬ通信を行い、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを受信した場合に送受信部ＣｍからＵＬ通信を行う。

＜第３実施形態＞
＝＝＝監視システム全体の構成および動作＝＝＝
本発明の第３の実施形態における監視システム全体の構成は、第２実施形態の監視システム全体の構成と略同様である。しかしながら、監視システム全体として、第２実施形態では、図５に示したように、３つの無線チャネルｃｈ−Ａ、ｃｈ−Ｂ、およびｃｈ−Ｃが使用されているのに対して、本実施形態では、図７に示すように、２つの無線チャネルｃｈ−Ａおよびｃｈ−Ｂのみが使用されている。したがって、本実施形態の監視システムにおいては、例えば監視装置１と無線通信を行う端局装置Ｔ−１の送受信部および端局装置Ｔ−３と無線通信を行う端局装置Ｔ−２の送受信部のように、隣接する端局装置が同一の無線チャネルを使用する送受信部を有しているため、当該送受信部間で電波干渉が発生する場合がある。

しかしながら、図１１に示したような送電系統の監視システムにおいて、架空送電線が架設される隣接鉄塔同士は、見通し内にあるものの、数百ｍないし数ｋｍ程度離れているため、監視装置１および各端局装置の送受信部には指向性の高いアンテナが用いられる。そのため、直接ＤＬ通信およびＵＬ通信を行うべき送受信部のアンテナ同士が対向し、各端局装置の２つの送受信部のアンテナ同士が異なる方向を向くように、各アンテナの方向を調整することによって、同一の無線チャネルを使用する送受信部間の電波干渉を防止することができる。

なお、本実施形態における監視システム全体の動作は、隣接装置間のＤＬ通信およびＵＬ通信に使用される無線チャネルの設定を除いて、第２実施形態の監視システム全体の動作と同様である。

前述したように、端局装置Ｔ−ｎにおいて、通信部ＣＭが命令情報ＣＭＤを受信した方向を示す識別情報を記憶し、端局装置Ｔ−ｎ自身に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合に端局情報ＩＮＦを生成して識別情報が示す方向にＵＬ通信を行い、端局装置Ｔ−ｎ以外に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合にＤＬ通信を行い、端局装置Ｔ−ｎ以外の端局情報ＩＮＦを受信した場合に識別情報が示す方向にＵＬ通信を行うことによって、端局情報ＩＮＦの通信経路情報が不要となり、伝送速度を向上させることができる。

また、命令情報ＣＭＤを最後に（端局装置Ｔ−ｎが受信する直前に）送信した監視装置または端局装置を示す識別情報ｔを記憶することによって、端局情報ＩＮＦに通信経路情報を含めることなくＵＬ通信を行う相手先を装置Ｔ−ｔと決定することができる。

また、通信部ＣＭが互いに異なる無線チャネルを使用する送受信部Ｃ１およびＣ２を備え、命令情報ＣＭＤを受信した送受信部を示す識別情報ｍを記憶することによって、端局情報ＩＮＦに通信経路情報を含めることなくＵＬ通信を行う送受信部を送受信部Ｃｍと決定することができる。さらに、複数の端局装置がＤＬ通信またはＵＬ通信を同時に行うことが可能となり、端局情報ＩＮＦの伝送速度を向上させることができる。

また、端局装置Ｔ−ｎ以外に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合に、命令情報ＣＭＤに含まれる通信経路情報に基づいてＤＬ通信を行うことによって、不要なＤＬ通信を防止することができる。

また、端局装置Ｔ−ｎ以外に対する命令情報ＣＭＤを受信した場合に、送受信部Ｃｍではない方の送受信部からＤＬ通信を行うことによって、命令情報ＣＭＤが通信経路情報を有しない場合であっても、ＵＬ通信における伝送速度に影響を与えることなくＤＬ通信を行うことができる。

また、通信制御部ＣＮをＦＰＧＡなどで論理回路として構成することによって、命令情報ＣＭＤおよび端局情報ＩＮＦの中継伝送処理の速度を速くし、監視装置１が端局情報ＩＮＦを受信するまでに要する時間を短縮することができる。

また、監視装置１および複数の端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎを備えた監視システムにおいて、各端局装置として図１または図４に示したような端局装置Ｔ−ｎを用いることによって、ＵＬ通信において通信経路情報を必要とせず、伝送速度を向上させることができる。さらに、端局装置Ｔ−ｎにおける中継伝送処理のうち、通信制御部ＣＮによる中継処理を、図３および図６に示したようなアプリケーション層の通信プロトコルに従って行うことによって、通信部ＣＭによる伝送処理を規定する、より下位層の通信プロトコルの制限によらず、中継伝送の段数を増加させることができる。

また、端局装置Ｔ−１ないしＴ−Ｎをそれぞれ鉄塔Ｓ−１ないしＳ−Ｎに設置することによって、各鉄塔Ｓ−ｎの状態や送電線を含む各鉄塔Ｓ−ｎの周囲の状態を、監視装置１が設置される変電所２などにおいて集中的に監視することができる。

また、端局装置Ｔ−ｎにおいて、画像情報や音声情報を含む端局情報ＩＮＦの中継伝送処理を行うことによって、リアルタイム性や連続性を損なわず、画質や音質を向上させることができる。

また、各端局装置の通信部ＣＭが互いに異なる無線チャネルを使用する送受信部Ｃ１およびＣ２を備え、隣接装置間のＤＬ通信およびＵＬ通信に使用される無線チャネルとして、ｃｈ−Ａ、ｃｈ−Ｂ、およびｃｈ−Ｃを当該順序で繰り返し設定することによって、複数の端局装置がＤＬ通信またはＵＬ通信を同時に行うことが可能となり、端局情報ＩＮＦの伝送速度を向上させることができる。

なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るととともに、本発明にはその等価物も含まれる。

上記実施形態では、端局装置Ｔ−ｎの適用例として、図１１において鉄塔や送電線などの監視システムを示したが、これに限定されるものではない。端局装置Ｔ−ｎは、複数の端局装置を備え、監視装置と各端局装置との間で情報が中継伝送される監視システムに適用することができ、電力系統の監視システム以外に、ガスや水道の系統の監視システムにも適用可能である。

上記実施形態では、図２、図５、および図７に示したように、ＤＬ通信およびＵＬ通信の通信経路は、監視装置１および各端局装置が一列に並んでいるが、これに限定されるものではない。一例として、図２の端局装置Ｔ−３からの分岐が存在する監視システムの構成を図８に示す。図８に示されている監視システムは、端局装置Ｔ−３から端局装置Ｔ−１４以降の列と端局装置Ｔ−２４以降の列とに分岐しており、ツリー構造のネットワークとなっている。また、図５の端局装置Ｔ−３からの分岐が存在する監視システムを、図８と同様の構造のネットワークとして構成する場合、端局装置Ｔ−３は、無線チャネルｃｈ−Ａを使用して端局装置Ｔ−１４およびＴ−２４との間で無線通信を行い、上記２つの列の端局装置が使用する無線チャネルは、それぞれ同様に設定される。

１ 監視装置
２ 変電所
１０ 情報処理部
１１ 通信部
Ｓ−ｎ（１≦ｎ≦Ｎ） 鉄塔
Ｔ−ｎ（１≦ｎ≦Ｎ） 端局装置
ＣＭ 通信部
Ｃ１、Ｃ２ 送受信部
ＣＮ 通信制御部
ＭＥ 記憶部
ＰＲ 情報処理部
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ センサ

Claims (10)

1. 監視装置と複数の端局装置とを含む監視システムに用いられる端局装置であって、
   情報を無線送受信する通信部と、
   前記通信部が前記監視装置から送信された命令情報を受信した場合に、前記命令情報を受信した方向を示す識別情報を記憶する記憶部と、
   前記命令情報に応じて端局情報を生成する情報処理部と、
   前記通信部が当該端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、当該端局装置の前記端局情報を前記通信部から前記識別情報が示す方向に送信させ、前記通信部が他の端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、前記命令情報を前記通信部から送信させ、前記通信部が他の端局装置の前記端局情報を受信した場合には、前記他の端局装置の前記端局情報を前記通信部から前記識別情報が示す方向に送信させる通信制御部と、
   を有することを特徴とする端局装置。
2. 前記識別情報は、前記命令情報を最後に送信した前記監視装置または他の端局装置を示す情報を含み、
   前記通信制御部は、前記端局情報を前記通信部から前記識別情報が示す前記監視装置または他の端局装置に送信させることを特徴とする請求項１に記載の端局装置。
3. 前記通信部は、互いに異なる無線チャネルを使用する第１および第２の送受信部を備え、
   前記識別情報は、前記第１および第２の送受信部のうち前記命令情報を受信した送受信部を示す情報を含み、
   前記通信制御部は、前記端局情報を前記識別情報が示す送受信部から送信させることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の端局装置。
4. 前記通信制御部は、前記通信部が他の端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、前記命令情報に含まれる通信経路情報に基づいて前記通信部から前記命令情報を送信させることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の端局装置。
5. 前記通信制御部は、前記第１または第２の送受信部が他の端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、前記識別情報が示す送受信部ではない方の送受信部から前記命令情報を送信させることを特徴とする請求項３に記載の端局装置。
6. 前記通信制御部は、ＦＰＧＡで構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の端局装置。
7. 複数の端局装置と、
   前記複数の端局装置に対する命令情報を送信し、前記複数の端局装置からそれぞれ送信される端局情報を受信する監視装置と、
   を備え、
   前記複数の端局装置は、
   前記命令情報および前記端局情報を無線送受信する通信部と、
   前記通信部が前記命令情報を受信した場合に、前記命令情報を受信した方向を示す識別情報を記憶する記憶部と、
   前記命令情報に応じて前記端局情報を生成する情報処理部と、
   前記通信部が当該端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、当該端局装置の前記端局情報を前記通信部から前記識別情報が示す方向に送信させ、前記通信部が他の端局装置に対する前記命令情報を受信した場合には、前記命令情報を前記通信部から送信させ、前記通信部が他の端局装置の前記端局情報を受信した場合には、前記他の端局装置の前記端局情報を前記通信部から前記識別情報が示す方向に送信させる通信制御部と、
   をそれぞれ有することを特徴とする監視システム。
8. 前記複数の端局装置は、送電線を支持する鉄塔にそれぞれ設置され、
   前記端局情報は、前記送電線の状態、前記鉄塔の状態、もしくは前記鉄塔の周囲の状態、またはそれらの組み合わせであることを特徴とする請求項７に記載の監視システム。
9. 前記端局情報は、画像情報および音声情報の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の監視システム。
10. 前記複数の端局装置は、
    前記通信部が第１の無線チャネルおよび第２の無線チャネルをそれぞれ使用する第１および第２の送受信部を備えた第１の端局装置と、
    前記通信部が前記第２の無線チャネルおよび第３の無線チャネルをそれぞれ使用する第１および第２の送受信部を備えた第２の端局装置と、
    前記通信部が前記第３の無線チャネルおよび前記第１の無線チャネルをそれぞれ使用する第１および第２の送受信部を備えた第３の端局装置と、
    を含み、
    前記命令情報および前記端局情報は、
    前記第１および第２の端局装置間では、前記第２の無線チャネルを使用して送受信され、
    前記第２および第３の端局装置間では、前記第３の無線チャネルを使用して送受信され、
    前記第３および第１の端局装置間では、前記第１の無線チャネルを使用して送受信されることを特徴とする請求項７ないし請求項９の何れかに記載の監視システム。

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