電力消費のモニター(その5)2020年12月30日

消費電力のモニターとデータ蓄積ができる機器を製作しました(詳しくはこちら)。最初は順調に作動していたように思えたのですが、これまでの使用途中で突然「Wi-SUN通信が停止状態」という不具合が発生するようになりました。今回のブログでは、この不具合について調査し、検討した対策について紹介したいと思います。

ここでWi-SUN通信とは、スマートメーター(積算電力計)と消費電力をモニターする機器(以下、「モニター機器」)の間で無線で通信することを言います。ちなみに、このWi-SUN通信には920MHz帯の電波が使われています。モニター機器が正常に作動しているときは、モニター機器の液晶表示は次のような状態になっています。
 
正常作動状態
   ・日付&時刻の表示が白文字で1秒ごとに更新
   ・消費電力量の表示が白文字で5秒ごとに更新

Wi-SUN通信が停止状態」という不具合は、あるとき突然にWi-SUN通信が途切れて通信が復帰しないままになるという事象です。この不具合の発生頻度を調べてみたところ、4~7日ごとに生じるようです。不具合が生じた場合には、モニター機器の液晶表示は次のような状態になります。
 
Wi-SUN通信異常状態
   ・日付&時刻の表示は白文字で、正常に時刻を更新
   ・消費電力量が無表示のまま継続


モニター機器に消費電力量が表示されないのは、スマートメーターから消費電力のデータが受け取れない状態が続いている場合です。無線通信ですので、何らかの原因で一時的に通信が途切れることは考えられますが、通常なら自動的に正常に復帰するはずです。でも、一旦この不具合が発生すると、いつまで待っても正常に復帰しなくなるんです。このような状況に陥ったときには、強制的に再起動をかけることにより正常な状態に戻すことができます。これまでに発生した不具合に対しては、再起動によって100%正常復帰させることができました。つまり、スマートメーター側に問題があって通信途切れが続いているわけではないと考えることができます。

そこで、不具合の原因究明の第1段階として、モニター機器を持ち出して自宅から通信ができなくなるところまで移動してみました。スマートメーターから50mほど離れると通信が途切れて「電力消費量が無表示」状態になりますが、スマートメーターのほうに戻り始めると途中で通信が自動的に復帰し、モニター機器の表示が正常になります。

これより、モニター機器のプログラムにバグがあるため一旦通信が途切れると自動復帰しなくなるという訳ではないということが分かりました。また、自宅内でモニター機器を使っている分には距離が十分近いので、電波状態が悪くて通信が途切れるということは考えられません。というのは、スマートメーターのすぐ近くにモニター機器を置くという条件で試してみたのですが、やはり同じ不具合が発生してしまいました。

次に、ある仮説を立てて確認しました。その仮説というのは、「モニター機器を連続して長時間使い続けると何らかの原因で動作が不安定になるのでは?」というものです。例えば、パソコンを再起動しないままスリープを繰り返して使い続けると、次第に動作が不安定になることがありますよね。このモニター機器でも同様なことが起きるのではないかと考えたわけです。

この仮説に基づいて、定期的(3~4日ごと)にモニター機器を強制的に再起動させるようにしてみました。その結果、10月末から試して12月初めまでは「Wi-SUN通信が停止状態」という不具合は全く生じませんでした。

このモニター機器(マイコン)の場合、電源をOFFにするには電源ボタンを6秒ほど長押しする必要がありますが、電源ボタンを「チョン」と1回押すだけで再起動が始まります。

再起動をかけると、次のようなプロセスを経て10~20秒後に正常な作動状態に戻ります。
 
再起動のプロセス

しかしながら残念なことに、「このような予防措置を行えば不具合の発生は防げる」と安心したのも束の間でした。

12月に入ってからは、再起動をかけた翌日に不具合が発生するという新たな事態が生じるようになってしまいました。定期的に再起動をかけるという予防措置の効果が得られなくなったのは偶然1回だけというわけでなく、その後も頻繁に生じるようになりました。こうなると「もう何が何だか分かりません!」という状態です。

今後もデータの蓄積を続け、1年間の電力消費の傾向を把握したいと願っています。そのためには、モニター機器の安定した作動を期待したいのですが、直接的な不具合原因が分からないことには対策しようがありません。

とりあえずは、毎日決まった時間に再起動をかけて不具合発生のリスクを小さくし、騙し騙しながらでもデータの蓄積を続けていくしかないのでは?と思っています。な~んか釈然としないのですが。。。。。

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