JP2021125863A - Wireless communication relay device for smart meter - Google Patents

Abstract

To stabilize communication between a smart meter installed inside a metal box such as a cabinet and the other party's apparatus.SOLUTION: A wireless communication relay device 1 is disposed in a housing 113 of a smart meter 110 inside a cabinet 120, and includes: an internal antenna 2 for wireless communication with an in-meter antenna 112; an external antenna 3 installed outside the cabinet 120 for wireless communication with a base station 130 (opposite party's apparatus); and a communication cable 4 for communicatively connecting the internal antenna 2 and the external antenna 3.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

Translated fromJapanese

本発明は、スマートメータ用の無線通信中継装置に関する。 The present invention relates to a wireless communication relay device for a smart meter.

需要家の消費電力を計測する電力量計は、検針の自動化等の要請により、検針員による検針を必要とするアナログ方式の旧電力量計から、計測結果を電力会社に送信できるスマートメータに置き換えられている。
スマートメータには、有線通信機能を有するものや無線通信機能を有するものがある。無線通信機能を有するスマートメータは、例えばマルチホップ無線方式や１：Ｎ無線方式による無線通信を行う。
マルチホップ無線方式は、スマートメータ自身が中継器の役割を果たし、スマートメータ同士がリレー方式によって短距離で通信路を形成しあうことにより、広範囲の通信ネットワークを形成する方式である。１：Ｎ無線方式は、携帯電話事業者等の通信事業者が提供する無線データ通信サービスを利用する方式である。The watt-hour meter that measures the power consumption of consumers has been replaced with a smart meter that can send the measurement results to the electric power company from the old analog watt-hour meter that requires meter reading by meter readers at the request of automation of meter reading. Has been done.
Some smart meters have a wired communication function and some have a wireless communication function. A smart meter having a wireless communication function performs wireless communication by, for example, a multi-hop wireless system or a 1: N wireless system.
The multi-hop wireless system is a system in which the smart meters themselves play the role of a repeater, and the smart meters form a communication path over a short distance by the relay system to form a wide-range communication network. The 1: N wireless system is a system that uses a wireless data communication service provided by a communication carrier such as a mobile phone carrier.

旧電力量計から置き換えられたスマートメータは、通常、旧電力量計と同じ場所に設置される。しかし、旧電力量計は無線通信機能を有していないために無線通信に適さない場所に設置されていることがある。スマートメータが無線通信に適さない場所に設置されると電波（電磁波）が弱められてしまい、無線通信が不安定になってしまう恐れがある。
例えば、多くの建物が密集する都市部において、マルチホップ無線方式を行うスマートメータが金属製の収納ボックス内に設置されると、建物や収納ボックスによって電波が弱められてしまい無線通信が不安定になってしまう恐れがある。
また、山間の地において、１：Ｎ無線方式による無線通信を行うスマートメータが金属製のキャビネット内に設置されると、基地局からの距離が遠いことから電波が弱められ、キャビネットによってさらに電波が弱められてしまうことから、無線通信が不安定になってしまう恐れがある。A smart meter that replaces the old watt-hour meter is usually installed in the same place as the old watt-hour meter. However, the old watt-hour meter may be installed in a place unsuitable for wireless communication because it does not have a wireless communication function. If the smart meter is installed in a place unsuitable for wireless communication, radio waves (electromagnetic waves) may be weakened and wireless communication may become unstable.
For example, in an urban area where many buildings are densely packed, if a smart meter that uses a multi-hop wireless system is installed in a metal storage box, the radio waves will be weakened by the building or storage box, and wireless communication will become unstable. There is a risk of becoming.
In addition, when a smart meter that performs wireless communication by the 1: N wireless method is installed in a metal cabinet in a mountainous area, the radio wave is weakened because the distance from the base station is long, and the cabinet further emits radio waves. Since it is weakened, there is a risk that wireless communication will become unstable.

スマートメータによる無線通信を安定させるため、スマートメータと通信の相手先機器との間に中継装置を配置する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、スマートメータと電力管理装置との間に中継装置を配置し、スマートメータと電力管理装置との間の無線通信を安定させている。また、特許文献２には、コードレステレフォンのメインセット（親機）とサブセット（子機）との間に伝送手段を配置し、通信を安定させている。特許文献２において、伝送手段は、親機側のアンテナ、及び整合回路のセットと、子機側のアンテナ、及び整合回路のセットと、両整合回路を接続する給電線と、を備えている。 In order to stabilize wireless communication by a smart meter, a technique of arranging a relay device between the smart meter and the communication partner device has been proposed. For example, inPatent Document 1, a relay device is arranged between the smart meter and the power management device to stabilize wireless communication between the smart meter and the power management device. Further, inPatent Document 2, a transmission means is arranged between a main set (master unit) and a subset (slave unit) of a cordless telephone to stabilize communication. InPatent Document 2, the transmission means includes an antenna on the master unit side and a set of matching circuits, an antenna on the slave unit side and a set of matching circuits, and a feeder line connecting both matching circuits.

国際公開第２０１６／１０４５０１号International Publication No. 2016/10451特開昭６３−１３８８４０公報JP-A-63-138840

特許文献２の伝送手段において、子機側のアンテナの設置場所は、コードレスタイプの子機が室内の様々な場所で使用されることから制限を受ける。従って、特許文献１の中継装置に換えて特許文献２の伝送手段を用いたとしても、スマートメータ側のアンテナについては設置場所に制限を受けることになり、通信が不安定になってしまう恐れがある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、金属製箱体の内部に設置されたスマートメータと相手先機器との間の通信を安定させることにある。In the transmission means ofPatent Document 2, the installation location of the antenna on the slave unit side is limited because the cordless type slave unit is used in various places in the room. Therefore, even if the transmission means ofPatent Document 2 is used instead of the relay device ofPatent Document 1, the installation location of the antenna on the smart meter side is restricted, and communication may become unstable. be.
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to stabilize communication between a smart meter installed inside a metal box and a destination device.

上記課題を解決するために、本発明は、金属製箱体の内部に設置されてメータ内アンテナを介した無線通信によって相手先機器との間で情報を送受信するスマートメータに用いられ、前記スマートメータと前記相手先機器との間の無線通信を中継する中継装置であって、前記金属製箱体の内部において前記スマートメータが備えたハウジングに配置され、前記メータ内アンテナとの間で無線通信を行う内部アンテナと、前記金属製箱体の外部に設置され、前記相手先機器との間で無線通信を行う外部アンテナと、前記内部アンテナと前記外部アンテナとの間を通信可能に接続する通信ケーブルと、を備えたことを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is used for a smart meter installed inside a metal box and transmitting and receiving information to and from a partner device by wireless communication via an antenna in the meter. A relay device that relays wireless communication between the meter and the other party's device, is arranged in a housing provided with the smart meter inside the metal box body, and wirelessly communicates with the antenna in the meter. Communication that connects the internal antenna for wireless communication between the internal antenna and the external antenna, which is installed outside the metal box and performs wireless communication with the other party's device, and the internal antenna and the external antenna so as to be communicable. It is characterized by being equipped with a cable.

本発明によれば、金属製箱体の内部に設置されたスマートメータと相手先機器との間の通信を安定させることができる。 According to the present invention, it is possible to stabilize the communication between the smart meter installed inside the metal box and the destination device.

第一実施形態の無線通信中継装置を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the wireless communication relay device of 1st Embodiment.スマートメータの正面図である。It is a front view of a smart meter.屋外に設置されたキャビネットに無線通信中継装置を取り付けた状態を説明する図である。It is a figure explaining the state which attached the wireless communication relay device to the cabinet installed outdoors.キャビネット内に収納されたスマートメータ、及び内部アンテナを説明する図である。It is a figure explaining the smart meter and the internal antenna housed in a cabinet.第二実施形態を説明する図であり、野立て太陽光発電施設を説明する斜視図である。It is a figure explaining the 2nd Embodiment, and is the perspective view explaining the field solar power generation facility.第三実施形態を説明する図であり、（ａ）はフィルム状の内部アンテナを説明する図、（ｂ）はスマートメータのカバー部材を説明する図、（ｃ）はカバー部材に対してフィルム状の内部アンテナを取り付けた状態を説明する図である。It is a figure explaining the 3rd Embodiment, (a) is the figure explaining the film-like internal antenna, (b) is the figure explaining the cover member of a smart meter, (c) is the figure with respect to the cover member, and it is film-like. It is a figure explaining the state which attached the internal antenna of.第四実施形態を説明する図であり、製造過程で内部アンテナをカバー部材の樹脂内に一体成型し、且つ通信ケーブル用の接点もカバー部材の裏面に一体化した専用のカバー部材を説明する図である。It is a figure explaining the 4th Embodiment, and is | Is.

＜中継装置の概要＞
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１は第一実施形態の無線通信中継装置１を説明するブロック図である。
図１に示す無線通信中継装置１は、金属製のキャビネット１２０（金属製箱体）の内部に設置されてメータ内アンテナ１１２を介した無線通信によって基地局１３０（相手先機器）との間で情報を送受信するスマートメータ１１０に用いられ、スマートメータ１１０と基地局１３０との間の無線通信を中継するための装置である。
無線通信中継装置１は、スマートメータ１１０が備えたハウジング１１３に配置され、メータ内アンテナ１１２との間で無線通信を行う内部アンテナ２と、キャビネット１２０の外部に設置され、基地局１３０との間で無線通信を行う外部アンテナ３と、内部アンテナ２と外部アンテナ３との間を通信可能に接続する通信ケーブル４とを備えたことを特徴としている。<Overview of relay device>
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram illustrating a wirelesscommunication relay device 1 of the first embodiment.
The wirelesscommunication relay device 1 shown in FIG. 1 is installed inside a metal cabinet 120 (metal box body) and communicates with a base station 130 (destination device) via wireless communication via anantenna 112 in a meter. It is used for thesmart meter 110 that transmits and receives information, and is a device for relaying wireless communication between thesmart meter 110 and thebase station 130.
The wirelesscommunication relay device 1 is arranged in thehousing 113 provided in thesmart meter 110, and is installed between theinternal antenna 2 that performs wireless communication with theantenna 112 in the meter and thebase station 130 that is installed outside thecabinet 120. It is characterized by including an external antenna 3 for wireless communication and acommunication cable 4 for communicably connecting theinternal antenna 2 and the external antenna 3.

この無線通信中継装置１において、内部アンテナ２は、スマートメータ１１０のハウジング１１３に配置されているため、金属製のキャビネット１２０の影響を受けることなく、メータ内アンテナ１１２との間で無線通信を行うことができる。
一方、外部アンテナ３は、キャビネット１２０の外部に設置されているため、金属製のキャビネット１２０の影響を受けることなく、基地局１３０との間で無線通信を行うことができる。
さらに、内部アンテナ２と外部アンテナ３との間を通信ケーブル４によって接続しているため、金属製のキャビネット１２０の影響を受けずに、内部アンテナ２と外部アンテナ３との間で通信を行わせることができる。
その結果、スマートメータ１１０が金属製のキャビネット１２０内に収容されていても、スマートメータ１１０と基地局１３０との間の通信を安定させることができる。In this wirelesscommunication relay device 1, since theinternal antenna 2 is arranged in thehousing 113 of thesmart meter 110, wireless communication is performed with theantenna 112 in the meter without being affected by themetal cabinet 120. be able to.
On the other hand, since the external antenna 3 is installed outside thecabinet 120, wireless communication can be performed with thebase station 130 without being affected by themetal cabinet 120.
Further, since theinternal antenna 2 and the external antenna 3 are connected by thecommunication cable 4, communication is performed between theinternal antenna 2 and the external antenna 3 without being affected by themetal cabinet 120. be able to.
As a result, even if thesmart meter 110 is housed in themetal cabinet 120, the communication between thesmart meter 110 and thebase station 130 can be stabilized.

＜第一実施形態＞
以下、第一実施形態の無線通信中継装置１について詳細に説明するが、先にスマートメータ１１０について説明する。
図１に示すスマートメータ１１０は、需要家における消費電力を計測し、計測値をデジタル変換するメータ本体１１１と、メータ本体１１１に対して電気的に接続され、デジタル変換された計測値を表示する表示部１１５と、メータ本体１１１に対して電気的に接続され、無線通信を行うために電波（電磁波）の送受信を行うメータ内アンテナ１１２と、メータ本体１１１、表示部１１５、及びメータ内アンテナ１１２を収容したハウジング１１３と、を備えている。<First Embodiment>
Hereinafter, the wirelesscommunication relay device 1 of the first embodiment will be described in detail, but thesmart meter 110 will be described first.
Thesmart meter 110 shown in FIG. 1 measures power consumption in a consumer and digitally converts the measured value into a meter main body 111, which is electrically connected to the meter main body 111 and displays the digitally converted measured value. Thedisplay unit 115, the in-meter antenna 112 that is electrically connected to the meter body 111 and transmits / receives radio waves (electromagnetic waves) for wireless communication, the meter body 111, thedisplay unit 115, and the in-meter antenna 112. Thehousing 113 and thehousing 113 are provided.

本実施形態のスマートメータ１１０は１：Ｎ無線方式による通信を行うものであるため、メータ内アンテナ１１２は通信事業者が所有する基地局１３０（相手先機器）と通信可能に構成されている。例えば、通信事業者が８００ＭＨｚ帯の周波数を使用している場合には、当該周波数の電波を送受信できる構成を備えている。
メータ内アンテナ１１２が送受信可能な電波の種類は無線通信の相手先機器に応じて定められる。本実施形態において、メータ内アンテナ１１２は、通信ユニットＵＮ内に配置されている。通信ユニットＵＮは、メータ本体１１１に対してモジュラーケーブルによって着脱自在に接続されている。
スマートメータ１１０は、基地局１３０、及び通信ネットワークＮＷを通じて、ヘッドエンドシステム１４０（サーバ）との間で情報を送受信する。Since thesmart meter 110 of the present embodiment communicates by the 1: N wireless system, theantenna 112 in the meter is configured to be able to communicate with the base station 130 (destination device) owned by the telecommunications carrier. For example, when a telecommunications carrier uses a frequency in the 800 MHz band, it has a configuration capable of transmitting and receiving radio waves of that frequency.
The type of radio waves that can be transmitted and received by theantenna 112 in the meter is determined according to the destination device for wireless communication. In this embodiment, the in-meter antenna 112 is arranged in the communication unit UN. The communication unit UN is detachably connected to the meter body 111 by a modular cable.
Thesmart meter 110 transmits / receives information to / from the headend system 140 (server) through thebase station 130 and the communication network NW.

図２は、スマートメータ１１０の正面図である。図２に示すように、ハウジング１１３は、ハウジング本体１１３ａと、ハウジング本体１１３ａに対して着脱自在なカバー部材１１３ｂとを備えている。
ハウジング本体１１３ａの上部は直方体形状をしており、メータ本体１１１が収納されている。表示部１１５は、ハウジング本体１１３ａの上部正面側に取り付けられている。ハウジング本体１１３ａの下部には通信ユニットＵＮ（メータ内アンテナ１１２）及び各種の端子等が収納されており、カバー部材１１３ｂによって覆われている。
なお、カバー部材１１３ｂは、ハウジング本体１１３ａの下部開口に対して着脱自在ではあるが封印具によって封印されている。すなわち、通信ユニットＵＮは、封印具によってハウジング１１３内に封印されている。FIG. 2 is a front view of thesmart meter 110. As shown in FIG. 2, thehousing 113 includes a housingmain body 113a and acover member 113b that is detachable from the housingmain body 113a.
The upper part of thehousing body 113a has a rectangular parallelepiped shape, and the meter body 111 is housed in it. Thedisplay portion 115 is attached to the upper front side of the housingmain body 113a. A communication unit UN (antenna in the meter 112), various terminals, and the like are housed in the lower part of thehousing body 113a, and are covered by thecover member 113b.
Thecover member 113b is detachably attached to the lower opening of thehousing body 113a, but is sealed by a sealing tool. That is, the communication unit UN is sealed in thehousing 113 by a sealing tool.

図３は屋外に設置されたキャビネット１２０に無線通信中継装置１を取り付けた状態を説明する図、図４はキャビネット１２０内に収納されたスマートメータ１１０、及び内部アンテナ２を説明する図である。
図３に示すキャビネット１２０は、公園、広場、施設内の空き地などの屋外に設置される。このキャビネット１２０は、縦長直方体形状の金属製箱体であって、正面上部が金属製の蓋体１２２によって開閉自在なキャビネット本体１２１と、キャビネット本体１２１の上部に取り付けられた金属製の切妻屋根１２３とを備えている。
図４に示すように、スマートメータ１１０は、支持板１２４を介してキャビネット本体１２１内の上部に取り付けられている。スマートメータ１１０の測定値は、キャビネット１２０正面上部の蓋体１２２に設けた覗き窓１２２ａを通してキャビネット１２０の外から視認できる。また、封印具取付装置１２２ｂには電力会社の封印具が設置されているため、蓋体１２２の開閉は電力会社以外の者には行えない。FIG. 3 is a diagram illustrating a state in which the wirelesscommunication relay device 1 is attached to acabinet 120 installed outdoors, and FIG. 4 is a diagram illustrating asmart meter 110 and aninternal antenna 2 housed in thecabinet 120.
Thecabinet 120 shown in FIG. 3 is installed outdoors such as a park, a plaza, or a vacant lot in a facility. Thecabinet 120 is a vertically long rectangular parallelepiped metal box body, and has acabinet body 121 whose front upper part can be opened and closed by ametal lid 122 and ametal gable roof 123 attached to the upper part of thecabinet body 121. And have.
As shown in FIG. 4, thesmart meter 110 is attached to the upper part in the cabinetmain body 121 via thesupport plate 124. The measured value of thesmart meter 110 can be visually recognized from the outside of thecabinet 120 through theviewing window 122a provided on thelid 122 at the upper front surface of thecabinet 120. Further, since the sealing tool of the electric power company is installed in the sealingtool attaching device 122b, thelid body 122 cannot be opened or closed by a person other than the electric power company.

次に、無線通信中継装置１について説明する。図１にて説明したように、無線通信中継装置１は、内部アンテナ２、外部アンテナ３、及び通信ケーブル４を備えている。
内部アンテナ２は、スマートメータ１１０のメータ内アンテナ１１２と無線通信を行うものであるため、メータ内アンテナ１１２と同じ周波数帯（例えば８００ＭＨｚ帯）の電波を送受信可能に構成されている。内部アンテナ２の種類は、電波を送受信できればどのようなものであってもよいが、キャビネット１２０内の限られたスペースに収納することを考慮すると、ダイポールアンテナ、モノポールアンテナ、又はループアンテナが好ましい。
図４に示すように、本実施形態では、内部アンテナ２をモノポールアンテナによって構成している。この内部アンテナ２は、扁平な長方形状のアンテナ本体２ａと、アンテナ本体２ａの一端側の表面に設けられ、通信ケーブル４に接続される接続コネクタ２ｂと、接続コネクタ２ｂ、及び通信ケーブル４の端部をカバーするコネクタカバー２ｃと、を備えている。
内部アンテナ２（アンテナ本体２ａ）は、ハウジング１１３の側面に配置されている。例えば、内部アンテナ２をカバー部材１１３ｂ左側面（所定位置）に対して両面テープによって左側方から貼設している。
なお、内部アンテナ２のハウジング１１３への取り付けは両面テープに限られない。例えば、接着剤によって貼り付けてもよいし、結束バンドによって固定してもよい。Next, the wirelesscommunication relay device 1 will be described. As described with reference to FIG. 1, the wirelesscommunication relay device 1 includes aninternal antenna 2, an external antenna 3, and acommunication cable 4.
Since theinternal antenna 2 wirelessly communicates with the in-meter antenna 112 of thesmart meter 110, it is configured to be able to transmit and receive radio waves in the same frequency band (for example, 800 MHz band) as the in-meter antenna 112. The type of theinternal antenna 2 may be any type as long as it can transmit and receive radio waves, but a dipole antenna, a monopole antenna, or a loop antenna is preferable in consideration of storing in the limited space in thecabinet 120. ..
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, theinternal antenna 2 is composed of a monopole antenna. Theinternal antenna 2 is provided on a flatrectangular antenna body 2a and a surface on one end side of theantenna body 2a, and is connected to acommunication cable 4, aconnector 2b, aconnection connector 2b, and an end of thecommunication cable 4. It is provided with aconnector cover 2c that covers the portion.
The internal antenna 2 (antenna body 2a) is arranged on the side surface of thehousing 113. For example, theinternal antenna 2 is attached to the left side surface (predetermined position) of thecover member 113b from the left side with double-sided tape.
The attachment of theinternal antenna 2 to thehousing 113 is not limited to double-sided tape. For example, it may be attached with an adhesive or fixed with a binding band.

図１に示すように、外部アンテナ３は通信事業者が所有する基地局１３０と無線通信を行うものであるため、基地局１３０やメータ内アンテナ１１２と同じ周波数帯の電波を送受信可能に構成されている。
図３に示すように、本実施形態において、外部アンテナ３は、キャビネット１２０の屋根１２３に取り付けられているが、キャビネット１２０の外部であればキャビネット１２０の屋根１２３に限られない。例えば、家屋の屋根、ビル等の建物の屋上、或いは支柱に取り付けてもよい。
外部アンテナ３の種類は、電波を送受信できればどのようなものであってもよいが、キャビネット１２０の屋根１２３に取り付けることを考慮すると、モノポールアンテナ（ホイップアンテナ）が好ましい。また、外部アンテナ３を建物の屋根１２３や支柱に取り付ける時には、遠距離の無線通信に適していることから、八木アンテナやダイポールアンテナが好ましい。As shown in FIG. 1, since the external antenna 3 wirelessly communicates with thebase station 130 owned by the telecommunications carrier, it is configured to be able to transmit and receive radio waves in the same frequency band as thebase station 130 and theantenna 112 in the meter. ing.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, the external antenna 3 is attached to theroof 123 of thecabinet 120, but is not limited to theroof 123 of thecabinet 120 as long as it is outside thecabinet 120. For example, it may be attached to the roof of a house, the roof of a building such as a building, or a support.
The type of the external antenna 3 may be any type as long as it can transmit and receive radio waves, but a monopole antenna (whipped antenna) is preferable in consideration of mounting on theroof 123 of thecabinet 120. Further, when the external antenna 3 is attached to theroof 123 or the support column of the building, the Yagi antenna or the dipole antenna is preferable because it is suitable for long-distance wireless communication.

通信ケーブル４は、内部アンテナ２と外部アンテナ３との間を通信可能に接続し、各アンテナ２、３の間で高周波電力を伝送するための電線（給電線）である。本実施形態では、例えばインピーダンス値が５０オームの同軸ケーブルが用いられており、その長さは内部アンテナ２から外部アンテナ３までの距離に応じて定められる。
例えば、外部アンテナ３をキャビネット１２０の屋根１２３に取り付ける時において、通信ケーブル４の長さは２ｍ乃至５ｍ程度に定められる。また、外部アンテナ３を建物の屋根や支柱に取り付ける時には、通信ケーブル４の長さは１０ｍ以上に定められる。Thecommunication cable 4 is an electric wire (feeding line) for connecting theinternal antenna 2 and the external antenna 3 so as to be communicable and transmitting high frequency power between theantennas 2 and 3. In this embodiment, for example, a coaxial cable having an impedance value of 50 ohms is used, and the length thereof is determined according to the distance from theinternal antenna 2 to the external antenna 3.
For example, when the external antenna 3 is attached to theroof 123 of thecabinet 120, the length of thecommunication cable 4 is set to about 2 m to 5 m. Further, when the external antenna 3 is attached to the roof or a support of a building, the length of thecommunication cable 4 is set to 10 m or more.

なお、通信ケーブル４と各アンテナ２、３との接続点（給電点）では、マッチングが図られている。具体的には、通信ケーブル４から見た時の各アンテナ２、３側のインピーダンス値を通信ケーブル４のインピーダンス値（本実施形態では５０オーム）に一致させており、通信ケーブル４と各アンテナ２、３の間でエネルギーの反射が無いように接続している。図示は省略するが、整合回路を設けてインピーダンス値を一致させてもよい。
また、通信ケーブル４は、内部アンテナ２と外部アンテナ３との間で高周波電力を伝送できれば同軸ケーブルに限られない。例えば、通信ケーブル４としてフィーダー線を用いてもよい。Matching is achieved at the connection points (feeding points) between thecommunication cable 4 and theantennas 2 and 3. Specifically, the impedance values of theantennas 2 and 3 when viewed from thecommunication cable 4 are matched with the impedance values of the communication cable 4 (50 ohms in this embodiment), and thecommunication cable 4 and eachantenna 2 are matched. It is connected so that there is no reflection of energy between 3. Although not shown, a matching circuit may be provided to match the impedance values.
Further, thecommunication cable 4 is not limited to the coaxial cable as long as high frequency power can be transmitted between theinternal antenna 2 and the external antenna 3. For example, a feeder wire may be used as thecommunication cable 4.

図１、図３、及び図４に示すように、本実施形態の無線通信中継装置１では、キャビネット１２０内の内部アンテナ２はスマートメータ１１０のハウジング１１３に配置されており、メータ内アンテナ１１２との間で高い効率で無線通信を行う。また、キャビネット１２０外の外部アンテナ３はキャビネット１２０に影響されることなく、基地局１３０との間で無線通信を行う。さらに、通信ケーブル４は、内部アンテナ２と外部アンテナ３との間、言い換えればキャビネット１２０の内側と外側の間において、キャビネット１２０に影響されることなく高周波電力を伝送する。
従って、本実施形態の無線通信中継装置１を使用することにより、キャビネット１２０が金属製であってもキャビネット１２０に影響されることなく、キャビネット１２０内のスマートメータ１１０とキャビネット１２０外の基地局１３０（相手先機器）との間の通信を安定して行わせることができる。As shown in FIGS. 1, 3, and 4, in the wirelesscommunication relay device 1 of the present embodiment, theinternal antenna 2 in thecabinet 120 is arranged in thehousing 113 of thesmart meter 110, and theantenna 112 in the meter and theantenna 112 in the meter. Wireless communication between the two with high efficiency. Further, the external antenna 3 outside thecabinet 120 performs wireless communication with thebase station 130 without being affected by thecabinet 120. Further, thecommunication cable 4 transmits high frequency power between theinternal antenna 2 and the external antenna 3, that is, between the inside and the outside of thecabinet 120 without being affected by thecabinet 120.
Therefore, by using the wirelesscommunication relay device 1 of the present embodiment, even if thecabinet 120 is made of metal, thesmart meter 110 inside thecabinet 120 and thebase station 130 outside thecabinet 120 are not affected by thecabinet 120. It is possible to stably perform communication with (the other party's device).

＜第二実施形態＞
前述の第一実施形態において、無線通信中継装置１が取り付けられるスマートメータ１１０（キャビネット１２０）は、公園、広場、施設内の空き地等に設置されていたが、本発明に係る無線通信中継装置１は、他の場所（例えば、図５に示す野立て太陽光発電施設２００）に設置されたスマートメータ１１０にも取り付けることができる。
野立て太陽光発電施設２００（以下、発電施設２００）の殆んどは、周りに民家が無い山間の地で基地局からの距離が遠い所に施設されている。以下、発電施設２００について説明する。図５は、発電施設２００を説明する斜視図である。<Second embodiment>
In the first embodiment described above, the smart meter 110 (cabinet 120) to which the wirelesscommunication relay device 1 is attached is installed in a park, a plaza, a vacant lot in a facility, or the like, but the wirelesscommunication relay device 1 according to the present invention. Can also be attached to asmart meter 110 installed at another location (for example, the field solarpower generation facility 200 shown in FIG. 5).
Most of the field solar power generation facilities 200 (hereinafter referred to as power generation facilities 200) are installed in mountainous areas where there are no private houses around them and are far from the base station. Hereinafter, thepower generation facility 200 will be described. FIG. 5 is a perspective view illustrating thepower generation facility 200.

発電施設２００は、太陽光パネル２１０と、メータボックス２２０と、を備えている。
太陽光パネル２１０は、複数の薄膜型の太陽電池を直列に接続した板状のユニットを複数備えており、各ユニットを直列及び並列に接続したものである。本実施形態では、太陽光パネル２１０をフレーム２１１によって設置している。太陽光パネル２１０が発電した直流は接続箱や集電盤を経て高電圧化され、パワーコンディショナーにて交流に変換された後、電力系統に送られる。
発電施設２００において、スマートメータ１１０は、パワーコンディショナーと電力系統の間に配置される。本実施形態のスマートメータ１１０は１：Ｎ無線方式による通信を行うものであるので、図１にて説明したように、メータ内アンテナ１１２は通信事業者が所有する基地局１３０と通信可能に構成されている。Thepower generation facility 200 includes asolar panel 210 and ameter box 220.
Thesolar panel 210 includes a plurality of plate-shaped units in which a plurality of thin-film solar cells are connected in series, and each unit is connected in series and in parallel. In this embodiment, thesolar panel 210 is installed by theframe 211. The direct current generated by thesolar panel 210 is increased in voltage through a junction box and a current collector, converted into alternating current by a power conditioner, and then sent to the power system.
In thepower generation facility 200, thesmart meter 110 is arranged between the power conditioner and the power system. Since thesmart meter 110 of the present embodiment communicates by the 1: N wireless system, theantenna 112 in the meter is configured to be able to communicate with thebase station 130 owned by the telecommunications carrier as described with reference to FIG. Has been done.

メータボックス２２０は、スマートメータ１１０を収納するための金属製箱体であり、支柱２３０における高さ方向の途中に取り付けられている。
メータボックス２２０は、直方体形状の金属製箱体であって、正面上部が金属製の蓋体２２２によって開閉自在なボックス本体２２１を備えている。蓋体２２２には覗き窓２２２ａが設けられている。覗き窓２２２ａを通じてスマートメータ１１０の測定値をメータボックス２２０の外から視認できる。また、封印具取付装置２２２ｂには電力会社の封印具が設置されているため、蓋体２２２の開閉は電力会社以外の者には行えない。
メータボックス２２０（スマートメータ１１０）に対し、図１にて説明した無線通信中継装置１を取り付けることにより、基地局１３０との間の通信を安定して行わせることができる。
この場合において、メータボックス２２０内のスマートメータ１１０に対しては、図４にて説明したように、内部アンテナ２（アンテナ本体２ａ）をハウジング１１３の側面に配置する。また、図５に示すように、外部アンテナ３はメータボックス２２０の上面に設置する。そして、内部アンテナ２と外部アンテナ３との間を通信ケーブル４によって接続する。Themeter box 220 is a metal box body for accommodating thesmart meter 110, and is attached in the middle of thesupport column 230 in the height direction.
Themeter box 220 is a rectangular parallelepiped metal box body, and includes abox body 221 whose front upper portion can be opened and closed by a metal lid 222. The lid 222 is provided with aviewing window 222a. The measured value of thesmart meter 110 can be visually recognized from the outside of themeter box 220 through theviewing window 222a. Further, since the sealing tool of the electric power company is installed in the sealing tool attaching device 222b, the lid body 222 cannot be opened or closed by anyone other than the electric power company.
By attaching the wirelesscommunication relay device 1 described with reference to FIG. 1 to the meter box 220 (smart meter 110), stable communication with thebase station 130 can be performed.
In this case, with respect to thesmart meter 110 in themeter box 220, the internal antenna 2 (antenna body 2a) is arranged on the side surface of thehousing 113 as described with reference to FIG. Further, as shown in FIG. 5, the external antenna 3 is installed on the upper surface of themeter box 220. Then, theinternal antenna 2 and the external antenna 3 are connected by acommunication cable 4.

＜第三実施形態＞
前述の第一実施形態において、内部アンテナ２はモノポールアンテナによって構成されており、両面テープによってハウジング１１３に貼設されていたが、この構成に限定されるものではない。
図６（ａ）乃至（ｃ）は、内部アンテナ２Ａをフィルムアンテナによって構成した第三実施形態の無線通信中継装置１の要部（内部アンテナ２Ａ）を説明する図である。
図６（ａ）に示すように、第三実施形態の内部アンテナ２Ａは、電気絶縁性を有する合成樹脂製のベースフィルム２１と、ベースフィルム２１に形成された金属製（例えば銅製）の導体パターン２２と、導体パターン２２と通信ケーブル４とを電気的に接続した接点２３と、を備えている。接点２３の表面は、電気絶縁性を有する部材で覆われている。
なお、第三実施形態の無線通信中継装置１において、他の構成は第一実施形態の無線通信中継装置１と同じであるため、説明は省略する。<Third Embodiment>
In the first embodiment described above, theinternal antenna 2 is composed of a monopole antenna and is attached to thehousing 113 by double-sided tape, but the present invention is not limited to this configuration.
6 (a) to 6 (c) are diagrams for explaining a main part (internal antenna 2A) of the wirelesscommunication relay device 1 of the third embodiment in which theinternal antenna 2A is composed of a film antenna.
As shown in FIG. 6A, theinternal antenna 2A of the third embodiment has an electrically insulating syntheticresin base film 21 and a metal (for example, copper) conductor pattern formed on thebase film 21. The 22 is provided with acontact 23 for electrically connecting theconductor pattern 22 and thecommunication cable 4. The surface of thecontact 23 is covered with an electrically insulating member.
Since the other configurations of the wirelesscommunication relay device 1 of the third embodiment are the same as those of the wirelesscommunication relay device 1 of the first embodiment, the description thereof will be omitted.

内部アンテナ２Ａは、図６（ｂ）に示すカバー部材１１３ｂ表面の所定領域に貼設される。内部アンテナ２Ａの貼設は、両面テープによって行ってもよいし、接着剤によって行ってもよい。
図６（ｃ）に示すように、内部アンテナ２Ａをカバー部材１１３ｂに予め貼設しておくことにより、内部アンテナ２Ａの取り付けは、既設のカバー部材１１３ｂに換えて内部アンテナ２Ａを貼設したカバー部材１１３ｂをハウジング本体１１３ａに対して取り付けるだけ済む。
従って、第三実施形態の無線通信中継装置１では、設置の容易化が図れる。Theinternal antenna 2A is attached to a predetermined region on the surface of thecover member 113b shown in FIG. 6B. Theinternal antenna 2A may be attached with double-sided tape or with an adhesive.
As shown in FIG. 6C, by attaching theinternal antenna 2A to thecover member 113b in advance, theinternal antenna 2A can be attached to the cover to which theinternal antenna 2A is attached instead of the existingcover member 113b. It is only necessary to attach themember 113b to thehousing body 113a.
Therefore, the wirelesscommunication relay device 1 of the third embodiment can be easily installed.

＜第四実施形態＞
前述の第三実施形態では、内部アンテナ２Ａをフィルムアンテナによって構成し、カバー部材１１３ｂ表面の所定領域に貼設していたが、この構成に限定されない。
図７は、第四実施形態を説明する図であり、内部アンテナ２１’を一体成型した専用のカバー部材１１３ｂ’を説明する図である。
このカバー部材１１３ｂ’は、カバー部材１１３ｂ’を製造する過程で導体パターン２２’を備えた内部アンテナ２１’を樹脂内に一体成型して隠蔽し、さらに導体パターン２２’に対して電気的に接続された通信ケーブル４用の接点２３’をカバー部材１１３ｂ’の内表面（裏面）に一体化したものである。接点２３’の表面は、電気絶縁性を有する部材で覆われている。
カバー部材１１３ｂ’では、内部アンテナ２１’や接点２３’がメータ外部から見えないように隠蔽されているため、美観が損なわれない。さらに、接点２３’がカバー部材１１３ｂ’の内表面に一体化されているため、通信ケーブル４を取り外す場合には、カバー部材１１３ｂ’を脱着する必要があり、悪意のある第三者が接点２３’から通信ケーブル４を容易に取り外す不都合を有効に防止できる。
万一、上記の第三者が接点２３’から通信ケーブル４を取り外したとしても、ハウジング本体１１３ａに対してカバー部材１１３ｂ’の脱着を感知する接点が備えられており、脱着情報が無線通信によってヘッドエンドシステム１４０（サーバー）に蓄積されるため追跡調査も容易に行える。<Fourth Embodiment>
In the third embodiment described above, theinternal antenna 2A is composed of a film antenna and attached to a predetermined area on the surface of thecover member 113b, but the present invention is not limited to this configuration.
FIG. 7 is a diagram for explaining the fourth embodiment, and is a diagram for explaining a dedicated cover member 113b'in which the internal antenna 21'is integrally molded.
The cover member 113b'conceals the internal antenna 21' provided with the conductor pattern 22'in the resin in the process of manufacturing thecover member 113b', and is electrically connected to the conductor pattern 22'. The contact 23'for thecommunication cable 4 is integrated with the inner surface (back surface) of thecover member 113b'. The surface of the contact 23'is covered with an electrically insulating member.
In thecover member 113b', the internal antenna 21'and the contact 23'are hidden so as not to be seen from the outside of the meter, so that the aesthetic appearance is not impaired. Further, since the contact 23'is integrated with the inner surface of thecover member 113b', it is necessary to attach and detach thecover member 113b' when removing thecommunication cable 4, and a malicious third party can use the contact 23'. The inconvenience of easily removing thecommunication cable 4 from'can be effectively prevented.
Even if the above-mentioned third party removes thecommunication cable 4 from the contact 23', thehousing body 113a is provided with a contact for detecting the attachment / detachment of thecover member 113b', and the attachment / detachment information is transmitted by wireless communication. Since it is stored in the headend system 140 (server), follow-up surveys can be easily performed.

＜変形例＞
前述の各実施形態において、スマートメータ１１０は１：Ｎ無線方式による通信を行うものであったが、本発明は１：Ｎ無線方式のスマートメータ１１０に限定されるものではない。例えば、マルチホップ通信方式のスマートメータにも適用できる。
マルチホップ通信方式のスマートメータに適用する時には、各スマートメータに対して上述の無線通信中継装置１を取り付ければよい。この場合、一のスマートメータを基準にすると、通信可能範囲に設置された他のスマートメータが通信の相手先機器に対応する。
なお、マルチホップ通信方式のスマートメータでは、例えば９２０ＭＨｚ帯の周波数が使用される。このため、無線通信中継装置１が備える内部アンテナ２、２Ａ、及び外部アンテナ３は、９２０ＭＨｚ帯の周波数によって電波を送受信可能なものが用いられる。<Modification example>
In each of the above-described embodiments, thesmart meter 110 communicates by the 1: N wireless system, but the present invention is not limited to the 1: N wireless systemsmart meter 110. For example, it can be applied to a multi-hop communication type smart meter.
When applied to a multi-hop communication type smart meter, the above-mentioned wirelesscommunication relay device 1 may be attached to each smart meter. In this case, based on one smart meter, other smart meters installed in the communicable range correspond to the other party's device for communication.
In the multi-hop communication type smart meter, for example, a frequency in the 920 MHz band is used. Therefore, theinternal antennas 2, 2A, and the external antenna 3 included in the wirelesscommunication relay device 1 are those capable of transmitting and receiving radio waves at a frequency in the 920 MHz band.

[本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ]
＜第一の実施態様＞
本態様に係る無線通信中継装置１は、キャビネット１２０（金属製箱体）の内部に設置されてメータ内アンテナ１１２を介した無線通信によって通信事業者の基地局１３０や他のスマートメータ（相手先機器）との間で情報を送受信するスマートメータ１１０に用いられ、スマートメータ１１０と基地局１３０等との間の無線通信を中継する装置であり、キャビネット１２０の内部においてスマートメータ１１０が備えたハウジング１１３に配置され、メータ内アンテナ１１２との間で無線通信を行う内部アンテナ２、２Ａと、キャビネット１２０の外部に設置され、基地局１３０等との間で無線通信を行う外部アンテナ３と、内部アンテナ２等と外部アンテナ３との間を通信可能に接続する通信ケーブル４と、を備えたことを特徴とする。
本態様に係る無線通信中継装置１によれば、内部アンテナ２等とメータ内アンテナ１１２との間、外部アンテナ３と基地局１３０との間、及び内部アンテナ２、２Ａと外部アンテナ３との間のそれぞれにおいて、金属製のキャビネット１２０の影響を受けることなく通信を行うことができる。
その結果、スマートメータ１１０と基地局１３０等との間の通信を安定させることができる。[Summary of Examples of Embodiments of the Present Invention, Actions, and Effects]
<First embodiment>
The wirelesscommunication relay device 1 according to this embodiment is installed inside the cabinet 120 (metal box body) and is used for wireless communication via theantenna 112 in the meter to thebase station 130 of the telecommunications carrier or another smart meter (destination). A device used for asmart meter 110 that transmits and receives information to and from a device), and is a device that relays wireless communication between thesmart meter 110 and abase station 130, etc., and is a housing provided in thesmart meter 110 inside thecabinet 120.Internal antennas 2 and 2A arranged at 113 and performing wireless communication with theantenna 112 in the meter, and an external antenna 3 installed outside thecabinet 120 and performing wireless communication with thebase station 130 and the like, and inside. Acommunication cable 4 for communicably connecting theantenna 2 and the like to the external antenna 3 is provided.
According to the wirelesscommunication relay device 1 according to this aspect, between theinternal antenna 2 and the like and the antenna inside themeter 112, between the external antenna 3 and thebase station 130, and between theinternal antennas 2 and 2A and the external antenna 3. In each of the above, communication can be performed without being affected by themetal cabinet 120.
As a result, communication between thesmart meter 110 and thebase station 130 and the like can be stabilized.

＜第二の実施態様＞
本態様に係る無線通信中継装置１において、スマートメータ１１０は、ハウジング本体１１３ａと共にハウジング１１３の一部を構成し、且つハウジング本体１１３ａに対して着脱自在なカバー部材１１３ｂを備えており、内部アンテナ２Ａは、カバー部材１１３ｂに貼設されたフィルムアンテナによって構成されていることを特徴とする。
本態様に係る無線通信中継装置１によれば、内部アンテナ２Ａをカバー部材１１３ｂに予め貼設しておくことにより、内部アンテナ２Ａの取り付けは、既設のカバー部材１１３ｂに換えて内部アンテナ２Ａを貼設したカバー部材１１３ｂをハウジング本体１１３ａに対して取り付けるだけ済むため、設置の容易化が図れる。<Second embodiment>
In the wirelesscommunication relay device 1 according to the present embodiment, thesmart meter 110 constitutes a part of thehousing 113 together with thehousing body 113a, and includes acover member 113b that is detachable from thehousing body 113a, and has aninternal antenna 2A. Is composed of a film antenna attached to thecover member 113b.
According to the wirelesscommunication relay device 1 according to this aspect, theinternal antenna 2A is attached to thecover member 113b in advance, so that theinternal antenna 2A is attached instead of the existingcover member 113b. Since it is only necessary to attach the providedcover member 113b to thehousing body 113a, installation can be facilitated.

＜第三の実施態様＞
本態様に係る無線通信中継装置１において、スマートメータ１１０は、ハウジング本体１１３ａと共にハウジング１１３の一部を構成し、且つハウジング本体１１３ａに対して着脱自在な樹脂製のカバー部材１１３ｂ’を備えており、内部アンテナ２１’はカバー部材１１３ｂ’内に一体成型され、且つ内部アンテナ２１’と通信ケーブル４との接点２３’をカバー部材１１３ｂ’の内表面側に設けたことを特徴とする。
本態様に係る無線通信中継装置１によれば、内部アンテナ２１’をカバー部材１１３ｂ’内に一体成型し、且つ接点２３’をカバー部材１１３ｂ’の内表面側に設けたので、悪意のある第三者が接点２３’から通信ケーブル４を取り外そうとしても、この行為を有効に防止できる。
また、内部アンテナ２１’がカバー部材１１３ｂ’内に一体成型され、且つ接点２３’がカバー部材１１３ｂ’の内表面側に設けられているので、美観を損なわない。<Third embodiment>
In the wirelesscommunication relay device 1 according to this aspect, thesmart meter 110 constitutes a part of thehousing 113 together with thehousing body 113a, and includes a resin cover member 113b'that is removable from thehousing body 113a. The internal antenna 21'is integrally molded inside thecover member 113b', and the contact point 23'between the internal antenna 21'and thecommunication cable 4 is provided on the inner surface side of thecover member 113b'.
According to the wirelesscommunication relay device 1 according to this aspect, since the internal antenna 21'is integrally molded in the cover member 113b'and the contact 23' is provided on the inner surface side of thecover member 113b', the malicious first. Even if a third party tries to remove thecommunication cable 4 from the contact 23', this action can be effectively prevented.
Further, since the internal antenna 21'is integrally molded in the cover member 113b'and the contact 23' is provided on the inner surface side of thecover member 113b', the aesthetic appearance is not impaired.

１…無線通信中継装置、２、２Ａ…内部アンテナ、３…外部アンテナ、４…通信ケーブル、１１０…スマートメータ、１１１…メータ本体、１１２…メータ内アンテナ、１１３…ハウジング、１１５…表示部、１２０…キャビネット、１３０…基地局1 ... Wireless communication relay device, 2, 2A ... Internal antenna, 3 ... External antenna, 4 ... Communication cable, 110 ... Smart meter, 111 ... Meter body, 112 ... In-meter antenna, 113 ... Housing, 115 ... Display, 120 ... cabinet, 130 ... base station

Claims (3)

Translated fromJapanese

金属製箱体の内部に設置されてメータ内アンテナを介した無線通信によって相手先機器との間で情報を送受信するスマートメータに用いられ、前記スマートメータと前記相手先機器との間の無線通信を中継する無線通信中継装置であって、
前記金属製箱体の内部において前記スマートメータが備えたハウジングに配置され、前記メータ内アンテナとの間で無線通信を行う内部アンテナと、
前記金属製箱体の外部に設置され、前記相手先機器との間で無線通信を行う外部アンテナと、
前記内部アンテナと前記外部アンテナとの間を通信可能に接続する通信ケーブルと、
を備えたことを特徴とする無線通信中継装置。It is used in a smart meter that is installed inside a metal box and transmits and receives information to and from the other party device by wireless communication via an antenna inside the meter, and wireless communication between the smart meter and the other party device. It is a wireless communication relay device that relays
An internal antenna, which is arranged in a housing provided with the smart meter inside the metal box and performs wireless communication with the antenna in the meter,
An external antenna installed outside the metal box and performing wireless communication with the other party's device,
A communication cable that connects the internal antenna and the external antenna so that they can communicate with each other.
A wireless communication relay device characterized by being equipped with. 前記スマートメータは、ハウジング本体と共に前記ハウジングの一部を構成し、且つ前記ハウジング本体に対して着脱自在なカバー部材を備え、
前記内部アンテナは、前記カバー部材に貼設されたフィルムアンテナによって構成されていることを特徴とする請求項１に記載の無線通信中継装置。The smart meter constitutes a part of the housing together with the housing body, and includes a cover member that can be attached to and detached from the housing body.
The wireless communication relay device according to claim 1, wherein the internal antenna is composed of a film antenna attached to the cover member. 前記スマートメータは、ハウジング本体と共に前記ハウジングの一部を構成し、且つ前記ハウジング本体に対して着脱自在な樹脂製のカバー部材を備え、
前記内部アンテナは、前記カバー部材内に一体成型され、
前記内部アンテナと前記通信ケーブルとの接点を、前記カバー部材の内表面側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の無線通信中継装置。The smart meter constitutes a part of the housing together with the housing body, and includes a resin cover member that is removable from the housing body.
The internal antenna is integrally molded in the cover member.
The wireless communication relay device according to claim 1, wherein the contact point between the internal antenna and the communication cable is provided on the inner surface side of the cover member.

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