特開 2024-140452 通信装置、マイクロコンピュータ、通信方法、およびネットワークシステム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024140452

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】通信装置、マイクロコンピュータ、通信方法、およびネットワークシステム

(51)【国際特許分類】

   H04W 72/1268 20230101AFI20241003BHJP

   H04W 4/38 20180101ALI20241003BHJP

   H04M 11/00 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

H04W72/1268

H04W4/38

H04M11/00 301

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023051589

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100148275

【弁理士】

【氏名又は名称】山内 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100142745

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 世子

(72)【発明者】

【氏名】河野 正司

(72)【発明者】

【氏名】中原 正守

【テーマコード（参考）】

5K067

5K201

【Ｆターム（参考）】

5K067AA23

5K067BB27

5K067DD11

5K067EE12

5K067GG01

5K067KK01

5K201AA02

5K201BA02

5K201EA07

5K201EB06

5K201EC06

(57)【要約】

【課題】通信端末からデータを送信した後、サーバからのデータが返ってくる前に通信端末と基地局との接続が切断される可能性を低減する。
【解決手段】基地局３００を介してサーバ４００と通信するための無線通信アンテナ１２１と、マイクロコンピュータ１１０と、を備える通信装置１００が提供される。マイクロコンピュータは、基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に当該電文の基地局への無線送信を停止する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基地局を介してサーバと通信するための無線通信アンテナと、
マイクロコンピュータと、を備える通信装置であって、
前記マイクロコンピュータは、前記基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に当該電文の前記基地局への無線送信を停止する、通信装置。

【請求項2】

前記マイクロコンピュータは、前記タイミングの第２の所定時間経過後に、前記無線通信アンテナを介して前記基地局に前記電文を無線送信する、請求項１に記載の通信装置。

【請求項3】

前記マイクロコンピュータは、
無線通信のキャリア毎に、前記基地局との最後の電文の送受信から前記基地局との接続が終了されるタイミングまでの期間を記憶しており、
当該期間に基づいて前記基地局との接続が終了されるタイミングを決定する、請求項１に記載の通信装置。

【請求項4】

前記マイクロコンピュータは、無線通信のキャリアを切り替えた際、または電源をＯＮした際に、前記基地局との電文の送受信から前記基地局との接続が終了されるタイミングまでの期間を測定して、当該期間に基づいて前記基地局との接続が終了されるタイミングを決定する、請求項１に記載の通信装置。

【請求項5】

無線通信モジュールと接続されるマイクロコンピュータであって、
前記無線通信モジュールを利用した基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に、前記無線通信モジュールに対する当該電文の無線送信の命令を停止する、マイクロコンピュータ。

【請求項6】

通信装置における情報処理方法であって、
基地局を介してサーバと通信するステップと、
前記基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に前記基地局を介してサーバに送信すべき電文が生じた場合に当該電文の前記基地局への無線送信を停止するステップと、を備える情報処理方法。

【請求項7】

サーバと、
基地局と、
前記基地局を介して前記サーバに各種の情報を送信する通信端末と、を備えるネットワークシステムであって、
前記基地局は、前記通信端末との間で電文の送受信が無い状態が一定期間継続すると、前記通信端末との無線通信の接続を終了し、
前記通信端末は、前記一定期間が経過するタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に当該電文の前記基地局への無線送信を停止する、ネットワークシステム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信装置の技術に関し、特に各種の情報を無線通信によって基地局を介してサーバにアップロードするための通信装置の技術に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、検針結果や測定結果やその他の情報などを無線通信によって基地局を介してサーバにアップロードする通信装置が知られている。たとえば、特開２０１７－３７３５８号公報（特許文献１）には、観測システム、中継装置及び観測データ受信方法が開示されている。特許文献１によると、観測対象の観測データを観測して所定の周期で送信する観測局から観測データを間欠受信し、無線受信部が観測データを受信できなかった場合に、現在設定された受信周期を、無線受信部における間欠受信の受信休止時間又は受信時間の少なくとも一方を現在の受信休止時間又は現在の受信時間とは異なる時間に設定した受信周期に変更して、次回の受信動作を行い、無線受信部が観測データを受信できた場合に、無線受信部における間欠受信の受信休止時間及び受信時間を予め設定された基本受信休止時間及び基本受信時間に設定した、所定の送信周期に対応する基本受信周期で、次回の受信動作を行う。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１７－３７３５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明の目的は、通信端末からデータを送信した後、サーバからのデータが返ってくる前に通信端末と基地局との接続が切断される可能性を低減することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

この発明のある態様に従うと、基地局を介してサーバと通信するための無線通信アンテナと、マイクロコンピュータと、を備える通信装置が提供される。マイクロコンピュータは、基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に当該電文の基地局への無線送信を停止する。

【発明の効果】

【0006】

以上のように、本発明によれば、通信端末からデータを送信した後、サーバからのデータが返ってくる前に通信端末と基地局との接続が切断される可能性を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】第１の実施の形態にかかるネットワークシステム１の全体構成を示すイメージ図である。

【図2】第１の実施の形態にかかるネットワークシステム１の情報処理を示すしーケンス図である。

【図3】第１の実施の形態にかかる通信装置の制御処理を示すフローチャートである。

【図4】第２の実施の形態にかかる通信装置の制御処理を示すフローチャートである。

【図5】第３の実施の形態にかかる無線解放時間データを示すイメージ図である。

【図6】第３の実施の形態にかかる通信装置の制御処理を示すフローチャートである。

【図7】第４の実施の形態にかかる解放までの時間を決定するための処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。
＜第１の実施の形態＞
＜ネットワークシステム１の全体構成＞

【0009】

本実施の形態にかかるネットワークシステム１は、主に、通信装置１００と、メータ２００と、基地局装置３００と、センタサーバ４００とを含む。

【0010】

メータ２００は、ガスや水道の使用量を検針するものである。メータ２００は、測定結果を通信装置１００に伝達する。

【0011】

通信装置１００は、メータ２００に接続されるものであって、メータ２００の測定値を取得して、ＬＴＥ（Long Term Evolution）などの無線通信によって測定値と測定日時とを基地局装置３００に送信するものである。また、本実施の形態の通信装置１００は、メータ２００に後付けで接続可能な装置であって、バッテリーで駆動されるものである。

【0012】

基地局装置３００は、各種の通信キャリアが構築している移動体通信網の末端を構成するものであって、複数の通信装置１００とＬＴＥなどの無線通信を行うものである。本実施の形態においては、基地局装置３００は、キャリア網やインターネットを介して、通信装置１００からのデータをセンタサーバ４００に伝達する。また、基地局装置３００は、定期的に、所定のサーバなどから正確な現在時刻情報を取得して、通信装置１００に提供したり、通信可能範囲内にある通信装置１００を特定したりする。

【0013】

センタサーバ４００は、インターネットやキャリア網を介して、水道やガスなどの各種のサービスで利用される複数の通信装置１００からメータ２００の検針結果を取得して、それらをデータベースに格納したり、ユーザ毎の利用料金を算出したりする。

【0014】

より詳細には、通信装置１００は、主に、マイコン１１０、外部インターフェイス１３０、通信モジュール１２１、無線インターフェイス１２２を含む。

【0015】

マイコン１１０は、プログラムやデータを記憶するメモリ１１２と、プログラムに従って通信装置１００の各部を制御するためのプロセッサ１１１と、現在時刻や経過時間を測定するタイマー１１３などを含む。

【0016】

外部インターフェイス１３０は、ケーブルなどが接続されて、メータ装置２００とデータ通信する。外部インターフェイス１３０は、メータ装置２００から取得したデータをマイコン１１０のプロセッサ１１１に受け渡す。

【0017】

無線インターフェイス１２２は、無線通信用のアンテナなどを含み、通信モジュール１２１に制御されながら基地局装置３００との間で各種のデータを送受信する。通信モジュール１２１は、無線インターフェイス１２２を制御して、基地局装置３００とデータをやり取りする。たとえば、通信モジュール１２１は、定期的に、あるいは所定のタイミングで、基地局装置３００に対してＴＡＵ（Tracking Area. Update）を実行することによって、現在通信可能な基地局装置３００を特定したり通信装置１００をサービスに登録したり、基地局装置３００から正確な現在時刻情報を取得したりするものである。また通信モジュール１２１は、マイコン１１０の指示に従って、無線インターフェイス１２２を利用して、各種のアプリケーション層のデータ、あるいはＩＰ（Internet Protocol）層のデータを、基地局装置３００との間で送受信する。なお、以下では、アプリケーションプログラムで使用するデータやＩＰ層のデータを電文データと言い、当該電文データの送受信をデータ通信ともいう。

【0018】

特に本実施の形態にかかるネットワークシステム１に関しては、通信装置１００が、測定値などの各種のデータを基地局装置３００を介してセンタサーバ４００に送信した後で、当該データの送信と入れ違いで基地局装置３００から通信装置１００に対して無線通信の接続状態が解放されることを防止したり、センタサーバ４００からのデータが通信装置１００に伝達されないことを防止したりするための構成を有するものである。
＜ネットワークシステム１のデータ通信の流れ＞

【0019】

以下では、図２を参照しながら、本実施の形態にかかる、ネットワークシステム１全体における情報処理の流れについて説明する。

【0020】

まず初めに、通信装置１００とセンタサーバ４００とは、基地局装置３００を介して、データをやり取りする。より詳細には、通信装置１００は、省電力のために、通常はスリープ状態となっており、間欠的に基地局装置３００と無線通信を行うものである。たとえば、通信装置１００は、定期的に基地局装置３００にアクセスして、自身に対するサーバからのデータがないかを確認して、自身へのデータがある場合に基地局装置３００との無線接続を確立して、各種のデータのやり取りを行う。

【0021】

そして、基地局装置３００は、最後に通信装置１００とのデータ通信を行ってから（ステップＳ００２）、通信装置１００とのデータ通信が無い状態が第１の所定時間（たとえば１０秒）続くと（ステップＳ００４）、無線解放命令を通信装置１００に送信する（ステップＳ００６）。これによって、基地局装置３００と通信装置１００との無線通信接続状態が解除される。

【0022】

そして、特に本実施の形態においては、通信装置１００が、最後に基地局装置３００とのデータ通信を行ってから（ステップＳ００２）の経過時間を測定する（ステップＳ０１２）。そして、無線解放の指令を受けるタイミングの第２の所定時間（たとえば２秒）前、すなわち第１の所定時間（たとえば１０秒）が経過する第２の所定時間（たとえば２秒）前を過ぎてから（ステップＳ０１４）、センタサーバ４００への新たな電文が生じた場合には（ステップＳ０１６）、当該電文の送信を実行しない（ステップＳ０１８）。すなわち、最後のデータ通信から第３の所定時間（たとえば８秒）が経過すると（ステップＳ０１４）、それ以降の電文の送信を行わない（ステップＳ０１８）。

【0023】

そして、通信装置１００は、基地局装置３００からの無線解放指令を受けると（ステップＳ０２２）、再度、基地局装置３００へ無線接続を行ってから（ステップＳ０２４）、停止していた上記の電文を基地局装置３００に送信する（ステップＳ０２６）。これによって、当該電文がセンタサーバ４００に伝達される（ステップＳ０２８）。次の無線解放までには時間的余裕があるため、すなわち無線解放まで第１の所定時間である１０秒間あるため、当該電文に対するセンタサーバ４００からのデータが通信装置１００まで到達する可能性が高い（ステップＳ０３０）。
＜通信装置の情報処理＞

【0024】

次に、図３を参照して、本実施の形態にかかる、通信装置１００の制御用のマイコン１１０の情報処理について説明する。より詳細には、マイコン１１０のプロセッサ１１１が、メモリ１１２の制御プログラムなどに従って、以下の処理を実行する。

【0025】

マイコン１１０は、通信モジュール１２１を利用した電文のデータ通信が終了すると（ステップＳ１０２にてＹＥＳである場合）、タイマーをスタートする（ステップＳ１０６）。

【0026】

マイコン１１０は、センタサーバ４００に送信すべき電文が生じないまま（ステップＳ１０８にてＮＯである場合）、通信モジュール１２１を介して基地局装置３００から無線通信接続が解放されると（ステップＳ１１０）、通信モジュール１２１と自身とをスリープ状態に移行させる（ステップＳ１１２）。マイコン１１０は、第４の所定時間、たとえば８１秒など、が経過すると（ステップＳ１１４にてＹＥＳである場合）、通信モジュール１２１を起動して（ステップＳ１１６）、間欠受信を行うことによって自身宛の待機データが無いか確認する（ステップＳ１１８）。ただし、基地局装置３００に自身への待機データがないか問い合わせてもよい（ステップＳ１１８）。待機データがある場合、マイコン１１０は、通信モジュール１２１を介して基地局装置３００と無線通信の接続処理を行って、待機データを受信する。

【0027】

なお、スリープ状態では、マイコン１１０の代わりに、通信モジュール１２１が、基地局からのデータの有無を確認することも好ましい。通信モジュール１２１は、間欠受信によってデータの有無を確認し、自身宛のデータがあれば基地局装置３００との無線接続処理を実施する。通信モジュール１２１は、基地局装置３００を介してセンタサーバ５００からのデータを受信した場合は、その旨をマイコン１１０に通知したり、マイコン１１０を起動させたり、当該データをマイコン１１０に受け渡したりする。

【0028】

一方、センタサーバ４００に向けて送信すべき電文が生じた場合（ステップＳ１０８にてＹＥＳである場合）、マイコン１１０は、送信停止期間であるか否かを判断する（ステップＳ１２２）。言い換えれば、マイコン１１０は、タイマーの経過時間が、第１の所定時間（１０秒）の第２の所定時間（２秒）前を過ぎているか否かを判断する（ステップＳ１２２）。

【0029】

送信停止期間でない場合は（ステップＳ１２２にてＮＯである場合）、マイコン１１０は、電文のデータを通信モジュール１２１に渡して、基地局装置３００に送信させる（ステップＳ１２４）。マイコン１１０は、タイマーをリセットする（ステップＳ１２６）。

【0030】

送信停止期間である場合（ステップＳ１２２にてＹＥＳである場合）、マイコン１１０は、電文のデータをメモリ１１２に記憶したままで待機する（ステップＳ１３２）。

【0031】

マイコン１１０は、通信モジュール１２１を介して基地局装置３００から無線通信の接続が解放されると（ステップＳ１３４にてＹＥＳである場合）、再度通信モジュール１２１を介して基地局装置３００に無線通信接続を開始する（ステップＳ１３６）。マイコン１１０は、通信モジュール１２１を介して、蓄積していた電文のデータを基地局装置３００に送信する（ステップＳ１２４）。

【0032】

無線が解放されていない場合（ステップＳ１３４にてＮＯである場合）、マイコン１１０は、タイマーの経過時間が、第１の所定時間（１０秒）が経過して、さらに第５の所定時間（２秒）が経過した場合（ステップＳ１３８にてＹＥＳである場合）、通信モジュール１２１を介して、電文のデータを基地局装置３００に送信する（ステップＳ１２４）。
＜第２の実施の形態＞

【0033】

上記の実施の形態においては、図３のステップＳ１３８やステップＳ１２４において、第１の所定時間（１０秒）が経過して、さらに第５の所定時間（２秒）が経過した場合に、電文のデータを基地局装置３００に送信するものであった。しかしながら、図４に示すように、マイコン１１０は、電文のデータをメモリ１１２に記憶したままで（ステップＳ１３２）、基地局装置３００による無線通信接続の解放まで待機し続けてもいい（ステップＳ１３４）。

【0034】

あるいは、図３のステップＳ１３４で無線解放を受信した場合であっても（ステップＳ１３４にてＹＥＳである場合）、第１の所定時間（１０秒）が経過後にさらに第５の所定時間（２秒）が経過してから（ＡＮＤ条件）、再度通信モジュール１２１を介して基地局装置３００に無線通信接続を開始する構成であってもよい（ステップＳ１３６）。
＜第３の実施の形態＞

【0035】

基地局装置３００による無線通信接続の開放までの時間、すなわち上記の第１の所定時間は、キャリア網の種類によって異なることがある。あるいは無線通信網の基地局毎に、解放までの時間が異なることがある。

【0036】

そこで、本実施の形態においては、マイコン１１０が、キャリア毎の第１の所定時間を記憶している。より詳細には、図５に示すように、マイコン１１０のメモリ１１２は、無線解放時間データ１１２Ｘを記憶する。無線解放時間データ１１２Ｘは、キャリア毎の、第１の所定時間、第２の所定時間、第３の所定時間、第４の所定時間、第５の所定時間の対応関係を格納する。

【0037】

そして、本実施の形態においては、マイコン１１０は、各種の入力方法を介して、サービスマンやユーザから、利用するキャリア網の設定を受け付けるものである。設定方法は、スイッチや無線通信や有線通信や磁石など、特に限定するものではない。

【0038】

これによって、図６に示すように、マイコン１１０は、設定されたキャリアに対応した第１の所定時間、第２の所定時間、第３の所定時間、第４の所定時間、第５の所定時間をメモリ１１２に設定する（ステップＳ１０４）。そして、マイコン１１０は、これらの所定時間に従って、図６に示すその他の処理を実行する。なお、図６に示すその他の処理の内容は、上記の実施の形態と同様であるため、ここでは説明を繰り返さない。
＜第４の実施の形態＞

【0039】

あるいは、マイコン１１０は、電源がＯＮされた際に、基地局装置３００による無線通信接続の開放までの時間を計測しても良い。たとえば、マイコン１１０の電源がＯＮされるたびに、マイコン１１０のプロセッサ１１１が、メモリ１１２の制御プログラムなどに従って、以下の処理を実行する。

【0040】

図７を参照して、マイコン１１０は、通信モジュール１２１を利用した最初の電文データの送受信が完了すると（ステップＳ１５２にてＹＥＳである場合）、タイマー１１３による計測を開始する。（ステップＳ１５４）。マイコン１１０は、通信モジュール１２１を介して、基地局装置３００から無線通信接続の開放の指示を受け付けると（ステップＳ１５６にてＹＥＳである場合）、それまでの経過時間を第１の所定時間としてメモリ１１２にセットする（ステップＳ１５８）。

【0041】

これ以降、マイコン１１０は、第１の所定時間に従って、上記の図３や図４の処理を実行する。なお、第２～第５の所定時間は規定のものを利用し続けてもよいし、第１の所定の時間に比例する所定の割合の時間を設定してもよい。

【0042】

マイコン１１０は、電源がＯＮされた時だけでなく、所定の時間が経過する度に、たとえば１週間ごとに、図７の処理を実行して、第１の所定時間を設定し直してもよい。
＜第５の実施の形態＞

【0043】

あるいは、単に、マイコン１１０が、各種の入力方法を介して、第１の所定時間や第２～第５の所定時間の設定命令を受け付けても良い。なお、設定方法は、スイッチや無線通信や有線通信や磁石など、特に限定するものではない。
＜第６の実施の形態＞

【0044】

上記の実施の形態においては、メータ２００や通信装置１００が、ガスや水道の使用量を検針するものであった。しかしながら、上記の実施の形態の構成を利用できるのは、このような検針システムには限られない。たとえば、自動販売機、太陽光発電、農業、ドライブレコーダー、警備システム、トランシーバー、監視カメラ、防災システムなどに適用してもよい。

【0045】

具体的には、ガスや水道のメータ装置２００の代わりに、購入情報を取得したり、残量を計算したり、発電量を計測したり、重量を測定したり、振動を検知したり、現在位置を取得したり、人感センサの検知結果を取得したりして、それらを通信装置１００に提供する装置を利用してもよい。そして、通信装置１００が、それらの情報を基地局装置３００を介してサーバ４００にアップロードしてもよい。

【0046】

あるいは、通信装置１００自体が、自動販売機やドライブレコーダーによって実現されてもよい。すなわち、通信装置１００自体が、測定機能や検知機能や精算機能などのメータの機能を有するものであってもよい。
＜まとめ＞

【0047】

上記の実施の形態においては、基地局を介してサーバと通信するための無線通信アンテナと、マイクロコンピュータと、を備える通信装置が提供される。マイクロコンピュータは、基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に当該電文の基地局への無線送信を停止する。

【0048】

好ましくは、マイクロコンピュータは、タイミングの第２の所定時間経過後に、無線通信アンテナを介して基地局に電文を無線送信する。

【0049】

好ましくは、マイクロコンピュータは、無線通信のキャリア毎に、基地局との最後の電文の送受信から基地局との接続が終了されるタイミングまでの期間を記憶しており、当該期間に基づいて基地局との接続が終了されるタイミングを決定する。

【0050】

好ましくは、マイクロコンピュータは、無線通信のキャリアを切り替えた際、または電源をＯＮした際に、基地局との電文の送受信から基地局との接続が終了されるタイミングまでの期間を測定して、当該期間に基づいて基地局との接続が終了されるタイミングを決定する。

【0051】

上記の実施の形態においては、無線通信モジュールと接続されるマイクロコンピュータが提供される。マイクロコンピュータは、無線通信モジュールを利用した基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に、無線通信モジュールに対する当該電文の無線送信の命令を停止する。

【0052】

上記の実施の形態においては、通信装置における情報処理方法が提供される。情報処理方法は、基地局を介してサーバと通信するステップと、基地局との無線通信の接続が終了されるタイミングの第１の所定時間前以降に基地局を介してサーバに送信すべき電文が生じた場合に当該電文の基地局への無線送信を停止するステップと、を備える。

【0053】

上記の実施の形態においては、サーバと、基地局と、基地局を介してサーバに各種の情報を送信する通信端末と、を備えるネットワークシステムが提供される。基地局は、通信端末との間で電文の送受信が無い状態が一定期間継続すると、通信端末との無線通信の接続を終了する。通信端末は、一定期間が経過するタイミングの第１の所定時間前以降に電文が生じた場合に当該電文の基地局への無線送信を停止する。

【0054】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0055】

１ ：ネットワークシステム
１００ ：通信装置
１１０ ：マイコン
１１１ ：プロセッサ
１１２ ：メモリ
１１２Ｘ ：無線解放時間データ
１１３ ：タイマー
１２１ ：通信モジュール
１２２ ：無線インターフェイス
１３０ ：外部インターフェイス
２００ ：メータ装置
３００ ：基地局装置
４００ ：センタサーバ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】