JP2020092542A - Ｂルート通信アダプタ - Google Patents

Abstract

【課題】 スマートメータとＨＥＭＳ機器との間の通信を中継するＢルート通信アダプタを提供する。【解決手段】 スマートメータ２と通信する第１通信ＩＦ１１と、ＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する第２通信ＩＦ１２と、第１通信ＩＦ１１と第２通信ＩＦ１２とを管理してスマートメータ２とＨＥＭＳ−ＧＷ３との間の通信を制御する制御部１４とを有し、第１通信ＩＦ１１は、Ｗｉ−ＳＵＮ及びＰＬＣの２つの通信機能を有し、第２通信ＩＦ１２はＷｉ−ＳＵＮ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＰＬＣの４つの通信機能を有し、何れかが選択されてスマートメータ２及びＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する。【選択図】 図１

Description

本発明は、スマートメータとＨＥＭＳ機器との間の通信を中継するＢルート通信アダプタに関する。

使用電力量を計測するスマートメータを利用する技術として、スマートメータが測定した住宅内の使用電力量などのデータを収集して、電力を管理するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）機器を住宅内に設置して、住宅で使用する電気機器の使用電力を管理する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この場合、スマートメータとＨＥＭＳ機器との間の通信はＢルート通信と称され、Ｗｉ−ＳＵＮ方式（９２０ＭＨｚ）が広く採用されている。

特開２０１８−６６６０３号公報

しかしながら、スマートメータのＢルート通信に使用されるＷｉ−ＳＵＮ方式は、スマートメータの設置場所或いはＨＥＭＳ機器の設置場所によっては通信が安定せず、ＨＥＭＳ機器がＢルートデータを取得できない場合があった。

そこで、本発明はこのような問題点に鑑み、スマートメータとＨＥＭＳ機器との間の通信を中継するＢルート通信アダプタを提供することを目的としている。

上記課題を解決する為に、請求項１の発明に係るＢルート通信アダプタは、スマートメータと通信する第１通信部と、ＨＥＭＳ機器と通信する第２通信部と、第１通信部及び第２通信部を管理してスマートメータとＨＥＭＳ機器との間の通信を制御する通信制御部とを有することを特徴とする。
この構成によれば、スマートメータとＨＥＭＳ機器との間の通信を中継できるため、両者が直接通信できない環境でも通信が可能となり、ＨＥＭＳ機器の任意の場所への設置が可能となる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の構成において、第１通信部は、Ｗｉ−ＳＵＮ及びＰＬＣの２つの通信機能を有し、一方が選択されてスマートメータと通信することを特徴とする。
この構成によれば、設置環境に応じて好ましい通信形態を選択できるし、スマートメータとＢルート通信アダプタとの通信形態が変更されても、ＨＥＭＳ機器との通信形態は変更せずに済むため利便性が良い。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の構成において、第２通信部は、Ｗｉ−ＳＵＮ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＰＬＣのうち、少なくともＷｉ−ＳＵＮ及びＰＬＣの通信機能を備えており、その中から１つが選択されてＨＥＭＳ機器と通信することを特徴とする。
この構成によれば、ＨＥＭＳ機器と通信する信号を選択できるため、通信相手の信号形態を問わず通信を実施でき、信号の形態によって機器を交換する必要がない。

請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の構成において、スマートメータから受信したデータを一時記憶するデータ記憶部を有し、通信制御部は、定期的にスマートメータから電力情報を入手してデータ記憶部に保存すると共に、ＨＥＭＳ機器からの要求を受けて、データ記憶部に記憶されているデータをＨＥＭＳ機器に送信することを特徴とする。
この構成によれば、ＨＥＭＳ機器から要求があったら、データ記憶部が記憶しているデータを送信することができ、スマートメータからの応答を待つことなく速やかに電力情報をＨＥＭＳ機器に返信できる。よって、スマートメータからのデータ送信遅延によるエラーの発生を防止できる。

請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の構成において、第１通信部と第２通信部とは異なる筐体に組み込まれ、筐体の間の通信をＰＬＣで行うことを特徴とする。
この構成によれば、２つの筐体で構成しても両者の間の通信をＰＬＣで行うため、住戸内に配設された電力線を介して両者を接続でき、別途通信線を配設する必要がない。加えて、筐体を電源コンセントに接続する構成とすれば、分岐電路を容易にＰＬＣ通信路にでき、簡易に通信路を形成できる。

請求項６の発明は、請求項５に記載の構成において、第１通信部とスマートメータとの通信をＷｉ−ＳＵＮで実施することを特徴とする。
この構成によれば、第１通信部を備えた筐体と第２通信部を備えた筐体との間の通信をＰＬＣで実施しても、スマートメータと第１通信部との間の通信をＷｉ−ＳＵＮで実施することで、信号形態が異なり良好な通信を実施できる。

請求項７の発明は、請求項１に記載の構成において、第１通信部及び第２通信部を収容し、第１通信部はスマートメータとの通信をＰＬＣで行う親器と、ＰＬＣ信号を伝送する電力線の任意位置に設置されて、ＰＬＣ信号を中継する機能を備えた子器とを有することを特徴とする。
この構成によれば、スマートメータと親器との間で直接ＰＬＣ通信が実施できない環境であっても、中継機能を備えた子器をＰＬＣ通信路である電力線の任意部位に設置することで通信が可能となる。よって、親器の設置環境によらずスマートメータとＨＥＭＳ−ＧＷとの間で通信を実施でき利便性が良い。

本発明によれば、スマートメータとＨＥＭＳ機器との間の通信を中継できるため、両者が直接通信できない環境でも通信が可能となり、ＨＥＭＳ機器の任意の場所への設置が可能となる。

本発明に係るＢルート通信アダプタの一例を示すブロック図である。 Ｂルート通信アダプタの設置説明図である。 Ｂルート通信アダプタの他の形態を示すブロック図である。 図３のＢルート通信アダプタの設置説明図である。 Ｂルート通信アダプタの他の形態を示す説明図である。

以下、本発明を具体化した実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明に係るＢルート通信アダプタ（以下、単に「通信アダプタ」と称する。）の一例を示すブロック図である。通信アダプタ１は、スマートメータ２と通信する第１通信ＩＦ１１、ＨＥＭＳ−ＧＷ（Home Energy Management System gatewey）３と通信する第２通信ＩＦ１２、スマートメータ２から送信されたデータを記憶するデータ記憶部１３、スマートメータ２とＨＥＭＳ−ＧＷ３との間の通信を管理すると共に、通信アダプタ１全体を制御する制御部１４、電源プラグ１６を備えて商用電源から電源の供給を受ける電源部１５等を備えている。
尚、ＨＥＭＳ−ＧＷ３はＨＥＭＳ機器（図示せず）の一部を成し、ＨＥＭＳ機器の一部を成すゲートウェイである。

第１通信ＩＦ１１は、Ｗｉ−ＳＵＮ通信部１１ａとＰＬＣ通信部１１ｂの２つの通信部を有し、何れか一方が選択されて使用される。Ｗｉ−ＳＵＮ通信部１１ａを選択した場合は、スマートメータ２との間でＷｉ−ＳＵＮに基づく無線通信が実施される。ＰＬＣ通信部１１ｂが選択された場合は、スマートメータ２からの引き込み線及び住宅内に配設された電力線（分電盤からの分岐電路）を介して通信が実施される。特に、図１に示す通信アダプタ１では、電源プラグ１６を電源コンセントに接続することで分電盤５（図２に示す）の分岐電路即ち電力線に接続でき、スマートメータ２と通信が可能となる。

第２通信ＩＦ１２は、Ｗｉ−ＳＵＮ通信部１２ａ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信部１２ｂ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信部１２ｃ、ＰＬＣ通信部１２ｄの４つの通信部を有し、何れかが選択されてＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信が行われる。Ｗｉ−ＳＵＮ通信、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信は無線通信であるため信号線を使用しないが、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信はＬＡＮ通信であるためＨＥＭＳ−ＧＷ３と図示しないＬＡＮを介して接続される。
また、ＰＬＣ通信によりＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する場合は、スマートメータ２との通信の場合と同様に、分電盤５からの分岐電路を介して通信を実施できるため、通信アダプタ１の電源部１５とＨＥＭＳ−ＧＷ３の電源部（図示せず）を介して通信を実施でき、専用の信号線を必要としない。

データ記憶部１３には、スマートメータ２から取得した電力情報が保存される。具体的に、制御部１４の制御により定期的にスマートメータ２から瞬時電力測定値、瞬時電流測定値、積算電力量測定値等のデータが取得されて保存される。こうして保存されたデータは、ＨＥＭＳ−ＧＷ３から要求が来ると、ＨＥＭＳ−ＧＷ３に送信され、その後消去される。

ここでスマートメータ２の通信機能の特徴及びデータ記憶部１３の機能について説明する。スマートメータ２自体は、電力会社を結ぶ通信経路であるＡルートと住戸内に設置された機器と結ぶＢルートの２つの通信部を搭載しており、内部ではＡルート処理が優先される。そのため、Ｂルート要求が成されたときにＡルート側で時間のかかる処理が行われていると、Ｂルートの処理は後回しにされ、通信アダプタ１の応答が遅れる場合が発生する。このとき、ＨＥＭＳ−ＧＷ３は応答が遅れていることから、通信異常と判断する場合がある。

そこで通信アダプタ１は、制御部１４の制御により、定期的にスマートメータ２からデータを取得してデータ記憶部１３に保存する。こうすることで、ＨＥＭＳ−ＧＷ３からデータ要求が来たときに、スマートメータ２からの返信を待つことなく、データ記憶部１３に保存されている直近のデータをＨＥＭＳ−ＧＷ３に送信することで、直ぐに応答することができＨＥＭＳ−ＧＷ３が応答待ちになることがなくなる。

図２は、この通信アダプタ１の設置例を示す説明図であり、スマートメータ２とＰＬＣ通信を実施し、ＨＥＭＳ−ＧＷ３とＷｉ−ＳＵＮ通信する場合を示している。図２において、５は分電盤、６は主幹ブレーカ、７は分岐ブレーカを示し、Ｓ１は通信アダプタ１とスマートメータ２との間のＰＬＣ通信の信号経路、Ｌ２は分電盤５から配設されて通信アダプタ１の電源プラグ１６が接続された電源コンセント８に至る分岐電路（電力線）を示している。

こうして、通信アダプタ１の電源プラグ１６が電源コンセント８に接続され、必要な電源の供給を受けると同時に、電源プラグ１６を介してスマートメータ２と通信を実施する。具体的に、通信アダプタ１からスマートメータ２へ送信される信号は、電源コンセント８、分岐電路Ｌ２を介して分電盤５に送信され、分電盤５内の分岐ブレーカ７、主幹ブレーカ６、更に主幹ブレーカ６の一次側電路を構成する引き込み線Ｌ１を介してスマートメータ２に伝送される。一方、スマートメータ２からの返信信号は、逆の経路を辿り通信アダプタ１に送信される。
そして、通信アダプタ１とＨＥＭＳ−ＧＷ３との間は、Ｗｉ−ＳＵＮによる無線通信により信号が送受される。

このように、スマートメータ２とＨＥＭＳ−ＧＷ３との間の通信を中継できるため、両者が直接通信できない環境でも通信が可能となり、ＨＥＭＳ機器の任意の場所への設置が可能となる。
また、第１通信ＩＦ１１はＷｉ−ＳＵＮ及びＰＬＣの２つの通信機能を有するため、設置環境に応じて好ましい通信形態を選択できるし、スマートメータ２と通信アダプタ１との通信形態が変更されても、ＨＥＭＳ−ＧＷ３との通信形態は変更せずに済むため利便性が良い。
更に、第２通信ＩＦ１２は、ＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する信号をＷｉ−ＳＵＮ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＰＬＣから選択できるため、通信相手の信号形態を問わず通信を実施でき、信号の形態によって機器を交換する必要がない。
また、スマートメータ２から定期的にデータを入手して保存するデータ記憶部１３を備えるため、ＨＥＭＳ−ＧＷ３から要求があったら、データ記憶部１３に保存されているデータを送信することができ、スマートメータ２からの応答を待つことなく速やかに電力情報をＨＥＭＳ機器に返信できる。よって、スマートメータ２からのデータ送信遅延によるエラーの発生を防止できる。

尚、第２通信ＩＦ１２は、Ｗｉ−ＳＵＮ通信部１２ａ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信部１２ｂ、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信部１２ｃ、ＰＬＣ通信部１２ｄの４つの通信部を備えているが、Ｗｉ−ＳＵＮ通信部１２ａ及びＰＬＣ通信部１２ｄの２つの通信部を備えるだけでも良く、安価な構成となる。
また、データ記憶部１３を備えているが、データ記憶部１３を持たず、ＨＥＭＳ−ＧＷ３からデータ要求を受けたら、その時点でスマートメータ２にデータを要求し、入手したデータを送信するよう制御しても良い。

図３は通信アダプタ１の他の例を示し、スマートメータ２と通信する第１アダプタ１ａとＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する第２アダプタ１ｂとに分離した構成を示している。以下、上記図１に示す通信アダプタ１と共通する構成要素には同一の符号を付与して説明する。 第１アダプタ１ａは第１通信ＩＦ１１、第２アダプタ１ｂと通信する第１ＰＬＣ通信部１７、データ記憶部１３、第１アダプタ１ａを制御する第１制御部１４ａ、電源部１５ａ等を備えている。
第２アダプタ１ｂは、ＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する第２通信ＩＦ１２、第１アダプタ１ａと通信する第２ＰＬＣ通信部１８、第２制御部１４ｂ、電源部１５ｂ等を備えている。

第１ＰＬＣ通信部１７と第２ＰＬＣ通信部１８との間の通信はＰＬＣにより行われ、両者の間の通信は、双方の電源プラグ１６ａ、１６ｂが接続された分岐電路を介して行われる。

図４は、このように２つの筐体に分離した構成の通信アダプタ１の使用例を示している。スマートメータ２と第１アダプタ１ａとはＷｉ−ＳＵＮ通信を実施し、第２アダプタ１ｂとＨＥＭＳ−ＧＷ３とはＷｉ−ＳＵＮ、或いはＷｉ−Ｆｉ（登録商標）で通信する場合を示している。尚、Ｗは住宅Ｈ内に設けられている壁等の電波障害物を示している。

このように通信アダプタ１を第１アダプタ１ａと第２アダプタ１ｂに分離しても良く、スマートメータ２と通信する第１アダプタ１ａはスマートメータ２の近くに設置できるし、ＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する第２アダプタ１ｂはＨＥＭＳ−ＧＷ３の近くに設置でき、それぞれ通信相手と良好に実施できる。
そして、２つの筐体に分離しても、両者の間の通信はＰＬＣで行うため、住戸内に配設された分電盤５からの分岐電路（電力線）を介して接続でき、別途通信線を配設する必要がない。加えて、筐体を電源コンセントに接続する構成とすれば、分岐電路を容易にＰＬＣ通信路にでき、簡易に通信路を形成できる。
また、第１通信部１１を備えた第１アダプタ１ａと第２通信部１２を備えた第２アダプタ１ｂとの間の通信をＰＬＣで実施しても、スマートメータ２と第１通信部１１との間の通信をＷｉ−ＳＵＮとすれば、信号形態が異なり良好な通信を実施できる。

図５は更に他の形態を示している。通信アダプタ１を、信号を変換する機能を備えた親器１ｃと、ＰＬＣ信号を増幅する子器としてのＰＬＣ中継器１ｄとで構成している。
親器１ｃは、図５に示すようにスマートメータ２と通信する第１通信部１１、ＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信する第２通信部１２、第１通信部１１と第２通信部１２の間の通信を管理すると共に親器１ｃ全体を制御する親器制御部１４ｃ、電源部１５ｃを有している。
但し、第１通信部１１はＰＬＣ中継器１ｄを介してスマートメータ２との間で通信するため、ＰＬＣ通信部１１ｂのみ有していれば良い。一方、第２通信部１２は、Ｗｉ−ＳＵＮ通信部１２ａを選択した構成を示し、ＨＥＭＳ−ＧＷ３との間でＷｉ−ＳＵＮ通信を実施する構成となっている。

親器１ｃ及びＰＬＣ中継器１ｄは、商用電力に接続して電源の供給を受けるための電源プラグ１６ｃ，１６ｄをそれぞれ有し、上記形態と同様に電力線を介してスマートメータ２と通信するし、親器１ｃとＰＬＣ中継器１ｄは電力線を介して通信する。そのため、親器１ｃはＨＥＭＳ−ＧＷ３と通信できる位置に設置すれば良いし、ＰＬＣ中継器１ｄの設置場所は任意の場所で良い。

このように、スマートメータ２と親器１ｃとの間で直接ＰＬＣ通信が実施できない環境であっても、ＰＬＣ中継器１ｄをＰＬＣ通信路である電力線の任意位置に設置することで、ＰＬＣ中継器１ｄを介してスマートメータ２と親器１ｃとの通信が可能となる。よって、親器１ｃの設置環境によらずスマートメータ２とＨＥＭＳ−ＧＷ３の間で通信を実施でき利便性が良い。

尚、このＰＬＣ中継器１ｄを備えた形態では、第２通信ＩＦ１２はＷｉ−ＳＵＮ通信を実施する構成としているが、ＰＬＣや他の通信機能を選択しても良い。

１・・通信アダプタ（Ｂルート通信アダプタ）、２・・スマートメータ、３・・ＨＥＭＳ−ＧＷ（ＨＥＭＳ機器）、５・・分電盤、８・・電源コンセント、１１・・第１通信ＩＦ（第１通信部）、１１ａ・・Ｗｉ−ＳＵＮ通信部、１１ｂ・・ＰＬＣ通信部、１２・・第２通信ＩＦ（第２通信部）、１２ａ・・Ｗｉ−ＳＵＮ通信部、１２ｂ・・Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）通信部、１２ｃ・・Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信部、１２ｄ・・ＰＬＣ通信部、１３・・データ記憶部、１４・・制御部（通信制御部）１４ａ・・第１制御部（通信制御部）、１４ｂ・・第２制御部（通信制御部）、１４ｃ・・親器制御部（通信制御部）、１６・・電源プラグ、Ｌ１・・引き込み線（電力線）、Ｌ２・・分岐電路（電力線）。

Claims (7)

1. スマートメータと通信する第１通信部と、
   ＨＥＭＳ機器と通信する第２通信部と、
   前記第１通信部及び前記第２通信部を管理して、前記スマートメータと前記ＨＥＭＳ機器との間の通信を制御する通信制御部とを有することを特徴とするＢルート通信アダプタ。
2. 前記第１通信部は、Ｗｉ−ＳＵＮ及びＰＬＣの２つの通信機能を有し、一方が選択されて前記スマートメータと通信することを特徴とする請求項１記載のＢルート通信アダプタ。
3. 前記第２通信部は、Ｗｉ−ＳＵＮ、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、ＰＬＣのうち、少なくともＷｉ−ＳＵＮ及びＰＬＣの通信機能を備えており、その中から１つが選択されて前記ＨＥＭＳ機器と通信することを特徴とする請求項１又は２記載のＢルート通信アダプタ。
4. 前記スマートメータから受信したデータを一時記憶するデータ記憶部を有し、
   前記通信制御部は、定期的に前記スマートメータから電力情報を入手して前記データ記憶部に保存すると共に、
   前記ＨＥＭＳ機器からの要求を受けて、前記データ記憶部に記憶されているデータを前記ＨＥＭＳ機器に送信することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のＢルート通信アダプタ。
5. 前記第１通信部と前記第２通信部とは異なる筐体に組み込まれ、前記筐体の間の通信をＰＬＣで行うことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のＢルート通信アダプタ。
6. 前記第１通信部と前記スマートメータとの通信をＷｉ−ＳＵＮで実施することを特徴とする請求項５記載のＢルート通信アダプタ。
7. 前記第１通信部及び前記第２通信部を収容し、前記第１通信部は前記スマートメータとの通信をＰＬＣで行う親器と、
   ＰＬＣ信号を伝送する電力線の任意位置に設置されて、前記ＰＬＣ信号を中継する機能を備えた子器とを有することを特徴とする請求項１記載のＢルート通信アダプタ。

Images