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技術 遠方監視制御システム

出願人 株式会社日立製作所
発明者 野口博史
出願日 1998年10月29日 (22年2ヶ月経過) 出願番号 1998-308215
公開日 2000年5月12日 (20年7ヶ月経過) 公開番号 2000-134349
状態 特許登録済
技術分野 選択的呼出装置(遠隔制御・遠隔測定用) 他装置と結合した電話通信 電話通信サービス
主要キーワード アナログ出力データ 停電保護 リードエリア 中央監視所 末端機器 機器設備 ローカル制御装置 アナログ入力データ
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2000年5月12日)のものです。
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図面 (7)

課題

即時性を有する監視制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線とに共通する1つの親局装置使用可能な遠方監視制御システムを実現する。

解決手段

親局装置3には、複数の専用回線インタフェース331〜33nと複数の加入者電話回線インタフェース341〜34nを備える。第1種子局装置は専用回線インタフェースを備え、親局装置3とは専用回線を介して接続して親局装置と周期的に常時通信する。第2種子局装置は加入者電話回線インタフェースを備え、親局装置3とは加入者電話回線を介して接続され、その子局装置に入力される計測信号状態信号を時系列蓄積したデータを親局装置3からの呼び出し時のみ通信することとした。

概要

背景

親局装置子局装置とを備える遠方監視制御システムは、一般的に監視制御対象となる機場に子局装置が1台設置され、その機場内に設置されている水位計流量計ポンプ操作器などの末端機器設備計測信号状態信号、あるいは操作信号を末端機器と子局装置間で入出力取り合いしている。

さらに、子局装置は、複数の機場のそれぞれに点在設置され、中央監視制御所に設置される親局装置間でデータ通信を行うことにより機場を中央監視所にて集中監視あるいは制御を実現している。

また、集中監視あるいは制御におけるシステム用途として、即時性を有する監視・制御用途、概ね1日1回程度の監視用途、もしくは両者を混在した用途がある。

このような用途に答えるべく用意される遠方監視制御システムは、即時性を有する監視・制御用途の場合、親局装置と子局装置との間は、比較的コスト高ではあるが通信頻度には無関係な定額制専用回線を介して接続し、子局装置に入力される計測信号や状態信号の瞬時値および子局装置から出力すべく操作信号を親局装置間と周期的に常時通信している。

次に、概ね1日1回程度の監視用途の場合、親局装置と子局装置との間は、通信時間や通信回数によって通信費が科される加入者電話回線を介して接続し、子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列蓄積したデータを親局装置からの呼び出し時のみ通信して通信費を低く抑制している。

上記の両者のシステム用途に対して、親局装置は専用回線用、加入者電話回線用のそれぞれ専用機器で構成される。

概要

即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線とに共通する1つの親局装置を使用可能な遠方監視制御システムを実現する。

親局装置3には、複数の専用回線インタフェース331〜33nと複数の加入者電話回線インタフェース341〜34nを備える。第1種子局装置は専用回線インタフェースを備え、親局装置3とは専用回線を介して接続して親局装置と周期的に常時通信する。第2種子局装置は加入者電話回線インタフェースを備え、親局装置3とは加入者電話回線を介して接続され、その子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータを親局装置3からの呼び出し時のみ通信することとした。

目的

本発明の目的は、即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線とに共通する1つの親局装置を使用可能な遠方監視制御システムを実現することである。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
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請求項1

1個の親局装置と複数の子局装置とが広域通信網によって接続され、計測信号機器設備状態信号あるいは操作信号を親局装置と複数の子局装置との間で伝送する遠方監視制御システムにおいて、上記親局装置には、複数の専用回線インタフェースと複数の加入者電話回線インタフェースとを備え、上記親局装置は、上記専用回線インターフェースを介して、それぞれ専用回線インターフェースを有する複数の第1種子局装置接続されるとともに、上記加入者電話回線インターフェースを介して、それぞれ加入者電話回線インターフェースを有する複数の第2種子局装置に接続されることを特徴とする遠方監視制御システム。

請求項2

請求項1記載の遠方監視制御システムにおいて、第1種子局装置は、その第1種子局装置に入力される計測信号や状態信号の瞬時値及びその第1種子局装置から出力すべく操作信号を親局装置間と周期的に常時通信し、第2種子局装置は、その第2種子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列蓄積したデータを親局装置からの呼び出し時のみ通信することを特徴とする遠方監視制御システム。

請求項3

請求項1記載の遠方監視制御システムにおいて、第2種子局装置は、着脱可能でかつ停電保護されたメモリカードを備え、そのメモリカードにその第2種子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータを格納するように構成したことを特徴とする遠方監視制御システム。

技術分野

0001

本発明は、親局装置子局装置とを備え、水道計装システム等に使用される遠方監視制御システムに関する。

背景技術

0002

親局装置と子局装置とを備える遠方監視制御システムは、一般的に監視制御対象となる機場に子局装置が1台設置され、その機場内に設置されている水位計流量計ポンプ操作器などの末端機器設備計測信号状態信号、あるいは操作信号を末端機器と子局装置間で入出力取り合いしている。

0003

さらに、子局装置は、複数の機場のそれぞれに点在設置され、中央監視制御所に設置される親局装置間でデータ通信を行うことにより機場を中央監視所にて集中監視あるいは制御を実現している。

0004

また、集中監視あるいは制御におけるシステム用途として、即時性を有する監視・制御用途、概ね1日1回程度の監視用途、もしくは両者を混在した用途がある。

0005

このような用途に答えるべく用意される遠方監視制御システムは、即時性を有する監視・制御用途の場合、親局装置と子局装置との間は、比較的コスト高ではあるが通信頻度には無関係な定額制専用回線を介して接続し、子局装置に入力される計測信号や状態信号の瞬時値および子局装置から出力すべく操作信号を親局装置間と周期的に常時通信している。

0006

次に、概ね1日1回程度の監視用途の場合、親局装置と子局装置との間は、通信時間や通信回数によって通信費が科される加入者電話回線を介して接続し、子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列蓄積したデータを親局装置からの呼び出し時のみ通信して通信費を低く抑制している。

0007

上記の両者のシステム用途に対して、親局装置は専用回線用、加入者電話回線用のそれぞれ専用機器で構成される。

発明が解決しようとする課題

0008

しかしながら、上記従来技術によれば、即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者を混在したシステム用途の場合、全て専用回線で親局装置と子局装置との間の通信を行っており、通信費用が高価格となっていた。

0009

そこで、即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在するシステムの場合、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるようにすることが考えられる。

0010

しかし、専用回線と加入者電話回線とを用いる場合には、通信親局装置として少なくとも専用回線用、加入者電話回線用の2種類のものを設置する必要があり、コストが増大するという欠点があった。

0011

本発明の目的は、即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線とに共通する1つの親局装置を使用可能な遠方監視制御システムを実現することである。

課題を解決するための手段

0012

上記目的を達成するため、本発明は、次のように構成される。
(1)1個の親局装置と複数の子局装置とが広域通信網によって接続され、計測信号や機器設備の状態信号あるいは操作信号を親局装置と複数の子局装置との間で伝送する遠方監視制御システムにおいて、上記親局装置には、複数の専用回線インタフェースと複数の加入者電話回線インタフェースとを備え、上記親局装置は、上記専用回線インターフェースを介して、それぞれ専用回線インターフェースを有する複数の第1種子局装置接続されるとともに、上記加入者電話回線インターフェースを介して、それぞれ加入者電話回線インターフェースを有する複数の第2種子局装置に接続される。

0013

(2)好ましくは、上記(1)において、第1種子局装置は、その第1種子局装置に入力される計測信号や状態信号の瞬時値及びその第1種子局装置から出力すべく操作信号を親局装置間と周期的に常時通信し、第2種子局装置は、その第2種子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータを親局装置からの呼び出し時のみ通信する。

0014

(3)また、好ましくは、上記(1)において、第2種子局装置は、着脱可能でかつ停電保護されたメモリカードを備え、そのメモリカードにその第2種子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータを格納するように構成される。

0015

即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線とに共通する1つの親局装置を使用することが可能であり、遠方監視制御システムのコストを低下することができる。

発明を実施するための最良の形態

0016

本発明の一実施形態を添付図面を参照して説明する。図1は、本発明のシステム構成の一例の全体構成図である。この図1を用いてシステムの動作の概略を説明する。オペレータコンソール1は制御ネットワーク2を介して親局装置3と接続しており、親局装置3内に形成されている子局入出力信号イメージに対し、読み出し書込みを周期的に行う。

0017

親局装置3は、専用回線41〜4nを介して第1種子局装置51〜5nと接続しており、第1種子局装置51〜5nに対してポーリング等の通信方式により第1種子局装置51〜5nの入出力信号イメージを親局装置3の内部メモリ上に周期的に形成する。第1種子局装置51〜5nは、即時性重視形の監視・制御が必要な機場に設置される。

0018

さらに、親局装置3は加入者電話回線網6を介して第2種子局装置71〜7nと接続しており、1日1回程度、親局装置3から通信起動し、第2種子局装置71〜7nの情報を順次収集する。

0019

第2種子局装置71〜7nの情報は、それぞれの子局装置71〜7nに入力された計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータ、例えば、帳票作成に使用するロギングデータや信号の時系列傾向の解析等に使用するトレンドデータである。そして、第2種子局装置71〜7nは、通信費低減形の監視用途の機場に設置される。

0020

図2は、本発明の一実施形態である親局装置3の内部構成例を示す図である。図2において、親局装置3は、CPU部31、制御ネットワークインタフェース32、専用回線インタフェース331〜33n、加入者電話回線インタフェース341〜34nで構成されている。

0021

制御ネットワークインタフェース32は、図1に示したオペレータズコンソール1と制御ネットワーク2を介してデータ通信する。また、専用回線インタフェース331〜33nは、それぞれ専用回線インターフェースを有する複数の第1種子局装置51〜5nと専用回線41〜4nを介して接続され、その子局装置51〜5nに入力される計測信号や状態信号の瞬時値および子局装置51〜5nから出力する操作信号を親局装置3間と周期的に通信し、CPU部31内に形成されている子局装置の入出力信号イメージを周期的にリフレッシュする。

0022

加入者電話回線インタフェース341〜34nは、それぞれ加入者電話回線インターフェースを有する複数の第2種子局装置71〜7nとCPU部31と接続するために設けたインタフェースであり、物理的には加入者電話回線網6と接続しているが、論理的には複数の第2種子局装置71〜7nと1日に1回程度、通信起動して順次、第2種子局装置71〜7nの情報を収集する。

0023

図3は、本発明の一実施形態における第2種子局装置71の構成の一例を示す図である。図3において、第2種子局装置71は、ネットワークコントロール部(NCU部)701、変復調部702、通信制御部703、メモリカード704、アナログ入力部705、ディジタル入力部706、パルス入力部707、ディジタル出力部708、アナログ出力部709とを備えている。

0024

NCU部701は、加入者電話回線網6との網制御を司り、自動着信自動発信等の機能を実行している。また、変復調部702は、回線61との信号授受するための回線信号変調・復調する。ここで用いられる変復調方式周波数遷移方式に代表される方式であり、回線61に送出する信号に対しては原信号に含まれる周波数帯域を抑制して回線61に送出する。また、上記変復調方式は、回線61から受信する信号に対しては周波数帯域を抑制された信号から原信号に復元するように動作するものであり、単に電気的な信号変換である。

0025

通信制御部703は子局装置71全体のデータフローを統括的に制御するように機能し、子局装置71の論理構造を形成している。アナログ入力部705は流量計あるいは水位計に代表されるアナログ計測信号11を入力している。そして、アナログ計測信号11はDC4〜20mAあるいはDC1〜5Vに代表される規格化された信号であり、アナログ入力部705は、入力される計測信号を、その大きさに比例し、かつ、正規化したディジタル値に変換する。

0026

ディジタル入力部706はポンプ等機器運転状態レベルスイッチ等の警報状態を示す状態信号12を入力している。状態信号12は物理的にはリレー接点信号に代表されるON/OFF信号である。また、パルス入力部707は流量を示すパルス信号13を入力し、流量積算など積算量計測する場合に用いられる。、そして、このパルス入力部707は、一般に12〜16ビットカウンタで構成されている。

0027

ディジタル出力部708はポンプや操作器等機器への運転指令をする操作信号14を出力する。また、アナログ出力部709はリレー接点等に操作信号15を出力する。この操作信号15は物理的にはリレー接点信号に代表されるON/OFF信号である。また、アナログ出力部709は主にローカル制御装置に対する設定値出力としてDC4〜20mAあるいはDC1〜5Vに代表される規格化された信号を出力する。

0028

通信制御部703は、この通信制御部703内にアナログ入力部705、ディジタル入力部706、パルス入力部707、ディジタル出力部708、アナログ出力部709のイメージ領域を持ち、アナログ入力部705、ディジタル入力部706、パルス入力部707の各入力値を周期的に収集して、自内のイメージ領域をリフレッシュする。逆に、ディジタル出力部708、アナログ出力部709に対しては、自内のイメージ領域の内容に基づいて周期的に書込みを行う。

0029

このようにして形成された通信制御部703内の入出力部イメージは、例えば、日報月報のような帳票形式、あるいは、タイムスタンプ付のトレンドデータ形式ファイル化してメモリカード704内に形成した蓄積データエリアに格納する。また、メモリカード704は着脱可能でかつ停電保護しているので、バックアップデータとして取外して保管しておくことが可能となる。

0030

次に、本発明の一実施形態におけるデータ処理方法について、図4を参照して説明する。図4は、本発明の一実施形態における親局装置3におけるデータ処理機能ブロック図である。図4において、親局装置3は、大きくは次の3つの通信制御機能を有している。つまり、第1は制御ネットワーク2を介して接続される上位機器1との通信制御であり、第2は専用回線41〜4nを介して接続される第1種子局装置51〜5nとの通信制御であり、第3は加入者電話回線を介して接続される第2種子局装置71〜7nとの通信制御である。

0031

上位機器1との間で実行される通信制御は、上位機器1を主局としたコマンド/レスポンス方式の通信であり、上位機器1からのコマンドテキストに対して親局装置3が制御ネットワークインターフェース310を介してコマンド受信部311で受信し、レスポンス送信部312でレスポンステキスト応答する方式である。

0032

上位機器1からのコマンドには、親局装置3の動作状態リードするコマンドと、親局装置3内に形成している第1種子局装置イメージバッファ313のリードエリア313Rに対するリード要求コマンドと、親局装置3内に形成している第1種子局装置イメージバッファ313のライトエリア313Wに対するライト要求コマンドと、親局装置3に対する第2種子局装置への接続要求コマンドと、第2種子局装置に対するリード要求コマンドと、親局装置3に対する第2種子局装置との接続要求コマンドとを有している。

0033

親局装置3は、上記のコマンドを受信・解読して以下のようなレスポンステキストを上位機器1に返す。親局装置3の動作状態をリードするコマンド及び第1種子局装置イメージバッファ313に対するリード要求コマンドに対しては、該当データを返すことで応答する。第1種子局装置イメージバッファ313に対するライト要求コマンドに対しては、第1種子局装置イメージバッファ313への書き込み完了報告することで応答する。

0034

第1種子局イメージバッファ313は、図5の(A)に示すように、接続されている複数の第1種子局装置の持つ入出力データの瞬時値を種別毎に並べた形式で形成している。つまり、リードエリア313Rは、アナログ入力データ領域、ディジタル入力データ領域、パルス入力データ領域のそれぞれについて、子局No.1〜子局No.nの入力データが格納される。また、ライトエリア313Wは、アナログ出力データ領域、ディジタル出力データ領域のそれぞれについて、子局No.1〜子局No.nの入力データが格納される。

0035

親局装置3と第1種子局装置との通信制御は、親局装置3が主局となるコマンド/レスポンス方式であり、親局装置3がコマンド送信部316及びレスポンス受信部317により自律的に専用回線インターフェース331〜33nを介して第1種子局装置との通信を周期的に起動する。第1種子局装置へのコマンドには第1種子局装置に入力される流量、水位ポンプ運転状況等の瞬時値をリードするコマンドと、第1種子局装置から出力されるポンプ運転指令バルブ開閉指令等の値をライトするコマンドがある。親局装置3は、上記両者のコマンドを交互に周期的に発行して、第1種子局装置イメージバッファ313と第1種子局装置間をリフレッシュする。

0036

一方、親局装置3と第2種子局装置との通信においては、親局装置3は、上位機器1と第2種子局装置間にあって単なる中間のバッファ役割を果たすものであり、第2種子局装置との通信起動及び通信終了は、上位機器1からのコマンドにより行われる。

0037

上位機器1から親局装置3が第2種子局装置への接続要求コマンドを受信した場合、親局装置3が自身の加入者電話回線インターフェース341〜34nの空き状態を接続・切断制御部315及び対第2種子局通信制御部318により、確認して空きであれば、予め設定してある第2種子局装置のダイヤリング情報を参照して要求された第2種子局装置へ回線を接続する。第2種子局装置への接続完了後、上位機器1に対して接続完了報告を返すことで応答する。

0038

これに続き、上位機器1は、第2種子局装置に対するリード要求コマンドを発行する。上記コマンドは、親局装置3内の転送バッファ314に一時格納され、第2種子局装置との通信開始後、対第2種子局通信制御部318及び第2種子局装置への加入者電話回線インターフェース341〜34nを介して転送される。第2種子局装置は、上記コマンドを受信すると、これまでに蓄積したロギングデータやトレンドデータをレスポンスとして応答する。なお、転送バッファ314は、ず5図5の(B)に示すように、上記機器から第2種子局装置へのバッファ領域と、第2種子局装置から上位機器へのバッファ領域とを備える構成となっている。

0039

親局装置3は、上記レスポンスを受信して、転送バッファ314に一時格納し、上位機器1に対して転送バッファ314の内容をレスポンスとして応答する。続いて、上位機器1からは、第2種子局装置との切断要求コマンドが発行され、これによって、親局装置3は、接続・切断制御部315により第2種子局装置との回線を切断し、切断完了報告を接続・切断制御部315から上位機器1に行うことで応答する。

0040

以上説明した構成及び動作により、上位機器1においては、図6に示すように、第1種子局装置からの即時データの表示(第1種子局画面500)が可能となるとともに、第2種子局装置からの日報・月報データの表示(第2種子局画面700)が可能となる。

0041

なお、本発明は、浄水下水の管理システムに適用することが好ましいが、これらのシステム以外であっても、定期用の即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムであれば、適用可能である。

発明の効果

0042

本発明によれば、即時性を有する監視・制御用途と、概ね1日1回程度の監視用途の両者が混在し、専用回線と加入者電話回線とをそれぞれ使い分けるシステムの場合であっても、専用回線と加入者電話回線とに共通する1つの親局装置を使用可能な遠方監視制御システムを実現することができ、遠方監視制御システムのコストを低下することができるという効果がある。

0043

また、子局装置に入力される計測信号や状態信号を時系列に蓄積したデータを親局装置へ伝送すると共に子局装置に設けた着脱可能でかつ停電保護されたメモリカードに格納するため、万一、親局装置への伝送失敗が発生した場合でも過去のデータを保護でき、信頼性の高い遠方監視制御装置を実現することができるという効果がある。

図面の簡単な説明

0044

図1本発明の一実施形態のシステム全体構成図である。
図2本発明の一実施形態の親局装置の概略構成図である。
図3本発明の一実施形態の第2種子局装置の構成の一例を示す図である。
図4本発明の一実施形態における親局装置のデータ処理機能ブロック図である。
図5図4に示した親局装置の第1種子局イメージバッファ及び転送バッファの構成例を示す図である。
図6上位機器にて表示される第1種子局画面と第2種子局画面の一例を示す図である。

--

0045

1オペレータズコンソール(上位機器)
2制御ネットワーク
3親局装置
41〜4n専用回線
51〜5n 第1種子局装置
加入者電話網
71〜7n 第2種子局装置
31 CPU部
32 制御ネットワークインタフェース
331〜33n 専用回線インタフェース
341〜34n加入者電話回線インタフェース
310 制御ネットワークインタフェース
311コマンド受信部
312レスポンス送信部
313 第1種子局イメージバッファ
314転送バッファ
315 接続・切断制御部
316コマンド送信部
317レスポンス受信部
318 対第2種子局通信制御部
500 第1種子画面
700 第2種子局画面
701NCU部
702 変復調部
703 通信制御部
704メモリカード
705アナログ入力部
706ディジタル入力部
707パルス入力部
708ディジタル出力部
709アナログ出力部

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