JPH11266191A - 伝送方法および伝送装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 同一回路、ソフトウェアで信号の注入方式に
より最適な伝送速度、同期方式に自動設定を行うことに
より、伝送の信頼性の確保、伝送効率の向上を図る。 【解決手段】 ゼロクロス回路７からのゼロクロス信号
の周波数と信号の有無を制御回路１１が判別して伝送の
仕様を設定する。信号の受信処理は変調信号をＡ／Ｄ変
換回路８でデジタル変換して制御回路１１がソフトウェ
アにより処理する。送信処理は同様に制御回路１１がソ
フトウェアにより処理してＤ／Ａ変換回路１０で変調し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電気、ガス、水
道等の自動検針を行うための伝送方法および伝送装置、
特に低圧電灯線を利用した電力線搬送あるいは専用線を
利用した専用線通信機能のいずれの伝送方式にも対応可
能な伝送方法および伝送装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図８は、例えば特開平４−２３３３３６
号公報に示された従来の伝送装置を示す図である。図８
において、２１、２２は配電線（電灯線）に接続する電
源端子、２３は接地線に接続する接地端子である。２４
は通信を行うための変調信号を送信または受信する結合
回路、２５は商用電源のゼロクロス点を検出する電源同
期回路、２６は回路の電源を供給する電源回路である。
２７は受信した変調信号を復調する受信回路、２８はデ
ジタル信号を変調して送信する送信回路、２９は受信制
御および送信制御を行うＣＰＵである。３０は線間注入
方式と共同地線・大地帰路方式との切り替えを行うスイ
ッチ、３１は送信と受信を切り替えるリレーである。

【０００３】次に上記従来の伝送装置の動作を説明す
る。送信は、電源同期回路２５からのタイミングに同期
して、商用電源波形のピークからピークまで変調信号を
商用電源に重畳できるようにＣＰＵ２９が送信回路２８
へ送信信号を出力する電源同期方式である。一方、受信
は、電源同期回路２５からのタイミングに関係なく受信
回路２７が復調した受信信号を調歩同期によりＣＰＵ２
９が受信処理を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の伝送装置は、ノ
イズの影響を受け難い共同地線・大地帰路注入の方式に
おいて調歩同期受信を採用するのは問題ないが、電灯線
線間注入方式の場合にも調歩同期受信を行っているた
め、変調信号が電灯線ノイズの影響や負荷の影響を受け
ているタイミングも受信処理を行うことになり、伝送の
信頼性に問題点があった。また、共同地線・大地帰路注
入の方式において、調歩同期の際に、最適な伝送速度で
伝送されておらず、かつ、固定された伝送速度で伝送さ
れており、伝送効率が悪いという問題があった。

【０００５】この発明はかかる問題点を解消するために
なされたものであり、信号の注入方式により、同期の方
式を自動的に変更し、電灯線ノイズや負荷の影響を受け
難い方式では伝送速度を上げて通信時間を短くし、シス
テムの効率を上げる伝送方法および装置を得ることを目
的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る伝送方法
は、通信を行うための変調信号を商用周波電源と同期し
て、あるいは調歩同期により所定の速度で伝送するよう
にした伝送方法において、上記商用周波電源のゼロクロ
ス信号を検出し、その有無に応じて上記通信の同期方式
と伝送速度とを切り替えるようにしたものである。

【０００７】また、通信を行うための変調信号を商用周
波電源と同期して、あるいは調歩同期により所定の速度
で伝送するようにした伝送方法において、上記商用周波
電源のゼロクロス信号を検出すると共に、配電線間注入
方式、共同地線・大地帰線方式、専用通信方式等の伝送
方式に応じて外部から設定される設定信号を検出し、上
記ゼロクロス信号および設定信号にもとづいて上記通信
の同期方式と伝送速度とを切り替えるようにしたもので
ある。

【０００８】また、上記方法において、同期方式が調歩
同期のとき、親局から指定された指定速度による通信の
応答から、親局はエラーが発生しない最速の伝送速度を
判定し、伝送装置の伝送速度を上記最速の伝送速度に設
定するようにしたものである。

【０００９】また、伝送装置の設置時および親局からの
伝送速度設定指令があったときのみ、伝送装置の伝送速
度を選択し設定するようにしたものである。

【００１０】また、この発明に係る伝送装置は、配電線
（電灯線）に接続された電源端子と、上記配電線に接続
され、さらに配電線に接続されている一方の端子が接地
線に接続された通信端子を有し、送受切り替え用のリレ
ーを介して送信手段と受信手段に接続された結合回路
と、上記配電線電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロ
ス回路と、このゼロクロス回路の出力を受けて上記送信
手段と受信手段の同期方式と伝送速度を制御する制御回
路と、上記電源端子に接続され、上記各回路および手段
に電源を供給する電源回路とを備えたものである。

【００１１】また、上記構成において、ゼロクロス回路
を、電源回路の２次側に接続したものである。

【００１２】また、短絡、開放を外部から設定できる端
子の短絡、開放を検出し、それに応じた信号を出力して
制御回路による同期方式と伝送速度の選択を制御する接
点検出回路を備えたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る伝送装置を示すブロック図である。
図において、１、２は配電線（電灯線）を接続する電源
端子、３、４は通信を行うための信号が入出力する通信
端子である。５は各回路への電源を供給する電源回路、
６は通信を行うための変調信号を送信または受信する結
合回路、７は商用電源のゼロクロス点を検出するゼロク
ロス回路である。８は受信した変調信号をデジタル信号
に変換するＡ／Ｄ変換回路、９は変調信号を送信する注
入回路、１０は送信するために信号を変調するＤ／Ａ変
換回路、１１は受信制御および送信制御を行う制御回
路、１２は送信と受信を切り替えるリレーである。

【００１４】次に、上記伝送装置の接続構成について説
明する。電源端子１、２と通信端子３、４を接続し、電
源端子１、２を配電線に接続するときは電力線搬送の線
間注入方式となる。電源端子１と通信端子３を配電線に
接続し、電源端子２を共同地線側として電源端子２と通
信端子４を接地線に接続するときは電力線搬送の共同地
線・大地帰路方式となる。電源端子１、２を配電線に、
通信端子３、４を専用線に接続すると専用線通信方式と
なる。

【００１５】次に、送受信動作について説明する。受信
処理は、結合回路６で受信した変調された受信信号をＡ
／Ｄ変換回路８でデジタル信号に変換し、制御回路１１
に供給する。制御回路１１が電源同期の場合はゼロクロ
ス回路７からのゼロクロス信号に同期してソフトウェア
処理をし、また、調歩同期の場合は制御回路１１の内部
タイミングでソフトウェア処理をする。一方、送信処理
は、制御回路１１がリレー１２を送信側に切り替え、同
様にソフトウェア処理でタイミングをとり、Ｄ／Ａ変換
回路１０に出力して送信信号を変調し、注入回路９から
結合回路６に変調信号を送信する。

【００１６】接続形態と商用電源周波数による伝送処理
設定動作を図２のフローチャートで説明する。伝送装置
の電源が投入されたときの初期設定プログラム実行時に
伝送処理設定動作を行う。ゼロクロス回路７は、線間注
入の場合、商用周波に同期したゼロクロス信号を出力す
るが、共同地線・大地帰路方式、専用線通信方式の場
合、ゼロクロス信号を出力しない。先ず、ゼロクロス回
路７からの信号を制御回路１１が解析する（ステップ
１）。ゼロクロス信号がある場合、ゼロクロス信号の周
波数を制御回路１１が判別する（ステップ２）。判別し
た結果、周波数が６０Ｈｚの場合は、１２０ｂｐｓの伝
送速度でゼロクロス信号のタイミングに同期して送受信
する電源同期方式の伝送処理設定を行う（ステップ
３）。判別した結果、周波数が５０Ｈｚの場合は、１０
０ｂｐｓの伝送速度でゼロクロス信号のタイミングに同
期して送受信する電源同期方式の伝送処理設定を行う
（ステップ４）。

【００１７】商用周波数が６０Ｈｚか５０Ｈｚかにより
伝送速度を切り替えるのは、変調信号を電灯線に注入す
る場合、商用電源のゼロ点付近が電灯線ノイズおよび負
荷の影響を最も受け難いタイミングであるからである。
従って、ゼロクロス点付近の信号だけを解析できるよう
にするため商用周波に比例した伝送速度に設定して、伝
送の信頼性を上げている。

【００１８】ゼロクロス信号がない場合（ステップ
１）、共同地線・大地帰路方式または専用線通信方式で
ある。この通信の場合、変調信号は電灯線ノイズ、負荷
の影響を受けないので商用周波数に関係なく伝送速度を
１００ｂｐｓ、１２０ｂｐｓより速い速度、例えば１２
００ｂｐｓなどに設定する。受信方式は調歩同期方式に
設定する（ステップ５）。

【００１９】実施の形態１では以上のように構成してい
るので、接続形態の違いにかかわらず信号注入方法に合
った伝送速度、同期方式を自動設定することができる。
すなわち、電灯線注入方式用および共同地線・大地帰路
方式用の伝送装置を準備する必要がなく、さらに、従来
例で説明したようなスイッチによる切り替え動作は不要
となるので、人為的ミスによる誤接続がなくなり、さら
に５０Ｈｚ用、６０Ｈｚ用の伝送装置も準備する必要が
ない。

【００２０】また、送受信信号の処理を実現する手段と
しては、電気回路またはソフトウェアのいずれの手段を
採用してもよいが、実施の形態１で説明したように、ソ
フトウェア処理による手段を採用すれば、従来例で説明
したハードウエア構成を用いて、ＣＰＵで処理されるア
ルゴリズム（ソフトウェア）のみの変更でよいので、廉
価、汎用性および置換え効率のよい伝送装置を提供する
ことができる。

【００２１】実施の形態２．図３はこの発明の実施の形
態２に係る伝送装置を示すブロック図である。図におい
て、１から１２は図１で説明したものと同様の構成、同
様の機能を有するものである。１３、１４は外部から短
絡、開放の設定が可能な接点入力端子、１５は接点入力
端子１３、１４からの接点情報を検出する接点検出回路
である。例えば、接点入力端子１３、１４が短絡されて
いる場合、接点検出回路１５は“Ｈ”レベルの信号を出
力し、接点入力端子１３、１４が開放されている場合、
接点検出回路１５は“Ｌ”レベルの信号を出力する。７
は電源回路５の２次側に接続されたゼロクロス回路であ
る。

【００２２】接続については実施の形態１（図１）で説
明した構成と同じである。線間注入の場合には接点入力
端子１３と１４を短絡し、共同地線・大地帰路、専用線
通信の場合には開放する。初期設定プログラム実行時
に、制御回路１１はゼロクロス回路７からのゼロクロス
信号および接点検出回路１５からの信号レベルを判定す
る。接点検出回路１５からの信号を制御回路１１が
“Ｈ”レベルと判定した場合、制御回路１１は線間注入
の伝送処理である電源同期方式に設定する。このとき、
制御回路１１はゼロクロス回路７からのゼロクロス信号
を判定して、伝送速度を１００ｂｐｓか１２０ｂｐｓに
設定する。

【００２３】制御回路１１が接点検出回路１５からの信
号を“Ｌ”レベルと判定した場合、制御回路１１は回路
構成を調歩同期方式で、かつ、伝送速度を例えば１２０
０ｂｐｓに設定する。ゼロクロス回路７を実施の形態１
のゼロクロス回路のように通信端子３、４から接続する
のではなく、電源回路５の２次側から接続しているの
は、配電線との絶縁を省略し、ゼロクロス回路７を少な
い部品で構成できるようにするためである。

【００２４】実施の形態３．図４はこの発明の実施の形
態３を説明するための構成図である。図において、５０
は配電線（電灯線）または専用線、５１は自動検針の親
局、５２は本実施の形態３に係る伝送装置、５３は電
気、ガス、水道等の使用量を計量するメータである。

【００２５】実施の形態１または実施の形態２で説明し
た共同地線・大地帰路方式または専用線通信方式におい
て、伝送速度を最適の速度に自動設定する本実施の形態
３の動作を、図５のシーケンス図を用いて説明する。親
局５１と伝送装置５２は伝送処理については同様の機能
を持っていて、調歩同期の場合、伝送速度を３００ｂｐ
ｓ、６００ｂｐｓ、１２００ｂｐｓ、２４００ｂｐｓと
切り替えることができるようになされている。また、１
００ｂｐｓの伝送速度については必ず受信処理できる構
成にしている。

【００２６】伝送装置５２の設置時に、伝送装置５２が
共同地線・大地帰路方式または専用線通信方式であると
親局５１が判定したとき、親局５１は伝送装置５２に対
して低速１００ｂｐｓで、図６にあるようなフォーマッ
トで、伝送速度を指定した電文を送信した後（ステップ
１０）、同じフォーマットで、指定した伝送速度で電文
を送信する（ステップ１２）。一方、伝送装置５２は、
低速１００ｂｐｓの電文を受信し、この電文で指定され
た伝送速度の電文を受信できるように設定する。その
後、ステップ１２による指定された伝送速度の親局５１
からの電文を正常に受信できた場合、同じフォーマット
の電文を親局５１へ応答する（ステップ１４）。親局５
１は、伝送装置５２からの応答を正常に受信できた場合
には、低速１００ｂｐｓでの伝送速度を指定する電文中
の指定伝送速度を順次上げて行き、伝送装置５２が正常
に（エラー無く）応答できる最速の伝送速度を判定す
る。親局５１は、判定した速度で伝送装置５２に図６の
フォーマットでコード情報を変えた電文を送信する（ス
テップ１６）。伝送装置５２はステップ１６による電文
を受信した後、受信確認の応答を親局５１に返す（ステ
ップ１８）。その後、親局５１と伝送装置５２とは、指
定された伝送速度で送受信処理を行う。親局５１は所定
時間以上、伝送装置５２からの通信が正常に行われなく
なった場合には、再度ステップ１０〜ステップ１８と同
様の処理を行って最速の伝送速度を再設定する。

【００２７】以上のような構成によれば、親局５１と伝
送装置５２間で通信可能な速度に自動設定することがで
き、共同地線・大地帰路方式または専用線通信方式によ
る最適なシステムを構築することができる。また、上述
のように、伝送装置５２の設置時および親局５１からの
伝送速度設定指令（電文）があったときのみ、伝送速度
を選択するようにすれば、単純なアルゴリズムでソフト
ウェアを作成することができ、装置の信頼性を高くする
ことが可能である。

【００２８】なお、通信速度を自動的に選択して通信す
る方式として、コンピュータ通信やＦＡＸ送受信等があ
るが、これらは、通信路の輻輳度に対して如何に効率よ
く伝送するかを目的としており、本実施の形態の配電線
搬送のように、通信路の輻輳の問題がほとんどなく、伝
送エラーを発生させずに如何に高い伝送効率を得るかと
いう本装置の目的とは目的が相違する。

【００２９】実施の形態４．上記実施の形態３の説明で
は、親局５１において、所定時間以上、伝送装置５２か
らの通信が正常に行われなくなった場合には、再度図５
のステップ１０〜ステップ１８と同様の処理を行って最
速の伝送速度を再設定する例について説明したが、これ
以外の方法でも対処できる。図７は実施の形態４に係る
伝送方法を示すフローチャートである。その他の構成は
実施の形態３と同様であるのでその説明を省略する。実
施の形態４では、例えば、通信が正常に行われなくなっ
たときの伝送速度が２４００ｂｐｓであった場合につい
て説明する。

【００３０】親局５１において、所定時間以上、伝送装
置５２からの通信が正常に行われなくなった場合、すな
わち、伝送エラーが発生した場合（ステップ７０）、親
局５１は、伝送装置５２に対して、低速１００ｂｐｓ
で、図６にあるようなフォーマットで、伝送速度を１ラ
ンクディクリメントした１２００ｂｐｓに指定した電文
を送信し（ステップ７２）、その後、同じフォーマット
で伝送速度を指定した速度（１２００ｂｐｓ）で電文を
送信する。一方、伝送装置５２は、低速１００ｂｐｓの
電文を受信し、この電文で指定された伝送速度（１２０
０ｂｐｓ）の電文を受信できるように設定し、伝送速度
１２００ｂｐｓの親局５１からの電文を正常に受信でき
るか否かを判別する（ステップ７４）。図５のステップ
１４において、伝送装置５２が伝送速度１２００ｂｐｓ
の電文を受信したとき、同じフォーマットの電文を親局
５１へ応答し、一方、受信できないとき、ステップ７２
においてさらに伝送速度を１ランクディクリメントした
６００ｂｐｓに指定した電文を送信し、ステップ７４に
よる判定をして、ステップ７４において伝送装置５２か
ら応答が有るまでステップ７２〜ステップ７４を繰返
す。このようにして、最速の伝送速度を再設定する。そ
の後送受信処理を行う（ステップ７６）。

【００３１】以上のような構成によれば、実施の形態３
の場合に比較して、現在伝送している伝送速度を記憶す
るためのラッチ回路またはメモリが必要となり、構成ま
たはアルゴリズムが多少複雑になるが、最低の伝送速度
から順に最速の伝送速度を設定する必要がないので、最
速の伝送速度の設定効率がよい。

【００３２】なお、上述の実施の形態３、実施の形態４
において、親局５１が所定時間以上、伝送装置５２から
の通信が正常に行われなくなった場合に、最速の伝送速
度を設定する場合について説明したが、伝送装置５２か
ら親局５１に電文を伝送する毎に最速の伝送速度を設定
するように構成してもよい。

【００３３】さらに、配電線搬送に用いられる伝送装置
５２が送信する電文のフレーム長は電文の種類に応じて
決っているので、この電文の種類に応じて伝送速度を選
択するように構成してもよい。例えば、フレーム長が所
定長さ以上の場合には最速の伝送速度を使用し、それ以
下の場合には１００ｂｐｓ（または低伝送速度）の伝送
速度を使用する。このようにすることで、伝送に長い時
間かかる電文をエラー伝送が発生する頻度が高い最速の
伝送速度で伝送し、さらに、元来伝送に短い時間しかか
からない電文をエラー伝送が発生しない（または発生頻
度が低い）速度で伝送する。このように構成すること
で、エラー伝送が発生する頻度が減少し、かつ、最速の
伝送速度の設定を要する頻度も減少するので、伝送効率
のよい伝送装置５２が得られる。

【００３４】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、同一の
回路構成、ソフトウェアを用いて配線形態による信号注
入方法にあった伝送速度、同期方式を自動設定すること
ができる。

【００３５】また、信号が電灯線の影響を受けない信号
の注入方式では伝送速度を速くすることにより伝送効率
を上げることができる。

【００３６】また、伝送速度を速くする場合でも、設置
環境の影響を考慮して親局、伝送装置間で通信可能な速
度に自動設定することができ、最適なシステムを構築す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る伝送装置を示
すブロック図である。

【図２】 実施の形態１の動作を説明するフローチャー
トである。

【図３】 この発明の実施の形態２に係る伝送装置を示
すブロック図である。

【図４】 この発明の実施の形態３を説明するブロック
図である。

【図５】 実施の形態３の動作を説明するシーケンス図
である。

【図６】 実施の形態３の動作を説明する電文フォーマ
ットを示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態４を説明する伝送を示
すフローチャートである。

【図８】 従来の伝送装置を示すブロック図である。

【符号の説明】

１、２ 電源端子、３、４ 通信端子、５ 電源回路、
６ 結合回路、７ ゼロクロス回路、８ Ａ／Ｄ変換回
路、９ 注入回路、１０ Ｄ／Ａ変換回路、１１ 制御
回路、１２ リレー、１３、１４ 接点入力端子、１５
接点検出回路、５０ 配電線、５１ 親局、５２ 伝
送装置。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通信を行うための変調信号を商用周波電
   源と同期して、あるいは調歩同期により所定の速度で伝
   送するようにした伝送方法において、上記商用周波電源
   のゼロクロス信号を検出し、その有無に応じて上記通信
   の同期方式と伝送速度とを切り替えるようにしたことを
   特徴とする伝送方法。
2. 【請求項２】 通信を行うための変調信号を商用周波電
   源と同期して、あるいは調歩同期により所定の速度で伝
   送するようにした伝送方法において、上記商用周波電源
   のゼロクロス信号を検出すると共に、配電線間注入方
   式、共同地線・大地帰線方式、専用通信方式等の伝送方
   式に応じて外部から設定される設定信号を検出し、上記
   ゼロクロス信号および設定信号にもとづいて上記通信の
   同期方式と伝送速度とを切り替えるようにしたことを特
   徴とする伝送方法。
3. 【請求項３】 同期方式が調歩同期のとき、親局が指定
   した指定速度による通信の応答から、親局はエラーが発
   生しない最速の伝送速度を判定し、伝送装置の伝送速度
   を上記最速の伝送速度に設定するようにしたことを特徴
   とする請求項１または２記載の伝送方法。
4. 【請求項４】 伝送装置の設置時および親局からの伝送
   速度設定指令があったときのみ、伝送装置の伝送速度を
   選択し設定するようにしたことを特徴とする請求項３記
   載の伝送方法。
5. 【請求項５】 配電線（電灯線）に接続された電源端
   子、上記配電線に接続され、さらに配電線に接続されて
   いる一方の端子が接地線に接続された通信端子を有し、
   送受切り替え用のリレーを介して送信手段と受信手段に
   接続された結合回路、上記配電線電圧のゼロクロス点を
   検出するゼロクロス回路、このゼロクロス回路の出力を
   受けて上記送信手段と受信手段の同期方式と伝送速度を
   制御する制御回路、および上記電源端子に接続され、上
   記各回路および手段に電源を供給する電源回路を備えた
   ことを特徴とする伝送装置。
6. 【請求項６】 ゼロクロス回路は、電源回路の２次側に
   接続されていることを特徴とする請求項５記載の伝送装
   置。
7. 【請求項７】 短絡、開放を外部から設定できる端子の
   短絡、開放を検出し、それに応じた信号を出力して制御
   回路による同期方式と伝送速度の選択を制御する接点検
   出回路を備えたことを特徴とする請求項５または請求項
   ６記載の伝送装置。