CN102820949A - 通信装置、通信方法及远距离监视系统 - Google Patents

通信装置、通信方法及远距离监视系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种通信装置、通信方法及远距离监视系统。在远距离监视系统中，在使用如无线通信这样变动大的网络时也能够稳定地降低要求低延迟的包的延迟。在具有监视传感器、测定信息汇集站及一个或多个测定终端的远距离监视系统中，测定信息汇集站对测定终端的测定结果进行汇集，并将汇集的测定结果分类为优先信息和一般信息并对监视传感器发送。监视传感器在接收到优先信息时，将响应信息发送给测定信息汇集站。测定信息汇集站基于响应信息，根据延迟时间推定网络状况，推定的网络状况越混杂则使一般信息的发送速率越减小。由此，在网络状况变动的情况下，也稳定地以低延迟对测定结果的统计信息、满足规定条件的测定结果等希望的信息进行通信。

Description

通信装置、通信方法及远距离监视系统
技术领域
本发明涉及通信装置、通信方法及远距离监视系统，尤其涉及利用无线通信等通信环境变动的网络的通信装置、通信方法及远距离监视系统。
背景技术
近年来，用监视传感器通过网络对各种传感器测定结果进行监视的远距离监视系统得到发展。为了进行远距离监视，不仅需要有可能成为庞大的数据量的传感器测定结果的通信，而且需要将通信延迟稳定地减少以使监视传感器能够对在监视对象中发生的事件瞬时作出反应。
为了减少通信延迟，已知例如以使要求低延迟的通信所涉及的包的优先级高的方式对每个通信包设定优先级，并在网络节点内按照优先级顺序排序的优先级控制方式，提出有各种方式。例如专利文献1中公开了在路由器装置中基于包的优先级以及废弃容许度来决定处理的优先级和拥挤时的废弃包的技术。
专利文献1：日本特开平7－135512号公报
某装置的网络的拥挤在对该装置的输入信号速度超过从该装置的输出信号速度时发生。在装置具有缓冲器的情况下，信号以输出信号速度与输入信号速度之间的差量的速度积蓄在缓冲器中，信号与积蓄在缓冲器中的信号量成比例地延迟。以专利文献1为代表的优先级控制通过将要求低延迟的包优先处理来缓和由缓冲器引起的延迟的影响。
但是，专利文献1记载的技术是路由器装置中的技术，因此以IP包的单位进行包的优先级以及废弃包的决定。因此，通过该技术，能够缓和IP层的缓冲器的影响，但不能缓和更低层的缓冲器的影响。
另一方面，在网络的物理层中使用无线通信的情况下，一般使用较大的缓冲器来吸收无线通信特有的通信速度的大的变动。但是，由于该大的缓冲器积蓄信号，因此根据情况会成为大延迟的原因，此外，存在该延迟不能通过例如专利文献1记载的技术的优先级控制来缓和的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题而提供在远距离监视系统中使用变动大的网络的情况下也能够稳定地减少要求低延迟的包的延迟的通信装置、通信方法以及远距离监视系统。
为了解决上述的各种问题，本发明的远距离监视系统的特征之一是，具备监视传感器、通过网络而与监视传感器连接的测定信息收集站、以及通过网络而与测定信息收集站连接的一个或多个测定终端，上述测定信息收集站将上述一个或多个测定终端的测定结果进行汇集并将汇集的测定结果分类为优先信息和一般信息，上述测定信息收集站将上述优先信息以及上述一般信息向上述监视传感器发送，上述监视传感器针对上述优先信息的接收，将响应信息向上述测定信息收集站发送，上述测定信息收集站基于上述响应信息推定网络状况，上述推定的网络状况越混杂，使上述一般信息的发送速率越减少。
根据本发明的第一解决手段，
提供一种通信装置，将由测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息经由网络向监视装置发送，具有：
分类部，将由上述测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息分类为第1信息和第2信息；
第1信息发送部，向上述监视装置发送第1信息；
延迟时间取得部，测定第1信息被传送至上述监视装置时产生的全部或一部分的延迟时间，或者接收由其他装置测定的该延迟时间；
速率控制部，根据该延迟时间，以使延迟时间越大则第2信息的发送数据速率越小的方式决定第2信息的发送数据速率；以及
第2信息发送部，按照由该速率控制部决定的发送数据速率，发送第2信息。
根据本发明的第二解决手段，
提供一种通信方法，其是将由测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息经由网络向监视装置发送的系统中的通信方法，包括如下步骤：
将由测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息分类为第1信息和第2信息；
向监视装置发送第1信息；
测定第1信息被传送至监视装置时产生的全部或一部分延迟时间，或者接收由其他装置测定的该延迟时间；
根据该延迟时间，以使延迟时间越大则第2信息的发送数据速率越小的方式决定第2信息的发送数据速率；以及
按照决定的发送数据速率发送第2信息。
根据本发明的第三解决手段，
提供一种远距离监视系统，具备：
网络通信装置，收集并发送由测定终端测定的测定信息；以及
监视装置，经由网络从上述网络通信装置接收上述测定信息和／或基于测定信息的统计信息；
上述网络通信装置具有：
分类部，将来自上述测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息分类为第1信息和第2信息；
第1信息发送部，向上述监视装置发送第1信息；
延迟时间取得部，测定第1信息被从本网络通信装置传送至上述监视装置时产生的全部或一部分的延迟时间，或者接收由其他装置测定的该延迟时间；
速率控制部，根据该延迟时间，以使延迟时间越大则第2信息的发送数据速率越小的方式决定第2信息的发送数据速率；以及
第2信息发送部，按照由该速率控制部决定的发送数据速率，发送第2信息。
发明效果
根据本发明，能够提供例如在远距离监视系统的网络物理层中使用无线通信的情况等通信速度大幅变动的环境下，也能够稳定地降低要求低延迟的包的延迟的通信装置、通信方法以及远距离监视系统。
附图说明
图1是本实施方式的远距离监视系统的整体结构图。
图2是第一实施例的远距离监视系统的序列的一例。
图3是本实施方式的发送信号信息的一例。
图4是第一实施例的测定信息汇集站的功能框图的一例。
图5是表示本实施方式的延迟时间与一般信息发送速率的关系的一例的图表。
图6是第二实施例的远距离监视系统的序列的一例。
图7是第二实施例的测定信息汇集站的功能框图的一例。
图8是第三实施例的远距离监视系统的序列的一例。
图9是第三实施例的路由器的功能框图的一例。
图10是第四实施例的远距离监视系统的序列的一例。
图11是第四实施例的路由器的功能框图的一例。
图12是本实施方式的发送控制信号的一例。
图13是表示本实施方式的从信号发送部向网络接口部的信息信号的状况的示意图。
图14是第二实施例的监视传感器的功能框图的一例。
图15是表示以DSP或CPU为主体的各实施例的构成装置的结构图的一例的图。
图16是表示测定信息汇集站的硬件结构的一例的图。
图17是表示监视传感器的硬件结构的一例的图。
图18是表示路由器的硬件结构的一例的图。
图19是表示第四实施例的路由器的硬件结构的一例的图。
附图标记说明
110测定信息汇集站        111测定终端          120监视传感器
130广域网络              131路由器            140本地网络
201测定信息汇集部        202发送信号生成部
211优先信息提取部        212一般信息积蓄部
213一般信息信号发送部    214优先信息积蓄部
215优先信息信号发送部    216发送控制部
221  网络接口                    231  控制信息提取部
232  响应信息提取部              233  延迟信息提取部
241  速率控制部                  251  参数控制部
301、302  转发信号积蓄部         305  延迟时间判断部
306  延迟时间信息发送部          311  优先信息提取部
312  一般信息积蓄部              313  一般信息信号发送部
314  优先信息积蓄部              315  优先信息信号发送部
316  发送控制部                  321、322  网络接口
331  控制信息提取部              333  延迟信息提取部
341  速率控制部                  351  参数控制部
401  数据接收部                  402  响应信号发送部
405  延迟时间判断部              406  延迟时间信息发送部
421  网络接口                    501  优先标志字段
502  数据数字段                  503  数据种类字段
504  数据值字段                  601  一般信息发送时刻字段
602  一般信息发送预定数据量字段
611  优先信息发送时刻字段        612  优先信息发送预定数据量字段
700  一般信息信号                710  优先信息信号
801  CPU／DSP模块                802  存储器模块
803  逻辑电路模块                805  接口模块
806  总线
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的各种实施方式。
1.第一实施例
图1表示远距离监视系统的整体结构图。
本实施例的远距离监视系统例如包括经由广域网络130连接的测定信息汇集站（网络通信装置、通信装置、测定信息收集站）110和监视传感器（监视装置）120、以及经由本地网络140而与测定信息汇集站110连接的一个或多个测定终端111。此外，广域网络130包括一个或多个路由器（转发装置、通信装置）131。
测定终端111具有传感器功能以及本地网络通信功能。测定终端111使用传感器功能进行测定，并将测定的结果得到的传感器测定信息经由本地网络140通知给测定信息汇集站110。这里传感器功能是指例如温度传感器或湿度传感器、加速度传感器这样的可独立动作的传感器，或者是使用GPS的位置传感器等利用来自外部的信号输入的传感器，或者是取得声音、静止图像、运动图像的监视装置中的某一个或它们的组合。此外，测定端末111也可以具有按照测定信息汇集站110的控制对传感器功能以及本地网络通信功能中的某一个或双方的动作进行变更的功能。这里，变更的功能是指例如传感器功能中的测定所使用的传感器的种类，或者是传感器功能中的测定的频度，或者是本地网络通信功能中的通信的频度。
测定信息汇集站110具有经由网络130与监视传感器120的通信功能以及经由本地网络140与一个或多个测定终端111的通信功能。测定信息汇集站110具有对经由本地网络140从一个或多个测定终端111通知的传感器测定信息进行汇集，并通过广域网络130对监视传感器120通知的功能。此外，测定信息汇集站110具有基于从监视传感器120通知的响应信息来控制对监视传感器120的通知的功能。或者，测定信息汇集站110具有基于从监视传感器120或路由器131通知的延迟时间信息来控制对监视传感器120的通知的功能。此外，测定信息汇集站110具有基于来自路由器131或监视传感器120的通知来控制广域网络通信功能的功能。此外，测定信息汇集站110也可以具有如下功能：按照通过广域网络130进行的监视传感器120的控制，通过本地网络140变更测定终端111的动作。
监视传感器120具有广域网络通信功能，通过广域网络130接收由测定信息汇集站110汇集的传感器测定信息。此外，监视传感器120也可以具有基于通过广域网络130接收的信息来发送响应信息以及延迟时间信息的功能。监视传感器120也可以具有对接收到的传感器测定信息进行存储的存储装置、对传感器测定信息进行解析的解析装置、对传感器测定信息进行显示的显示装置中的某一个或多个。此外，监视传感器120也可以具有对测定信息汇集站110以及通信终端111中的一方或双方的动作进行控制的功能。
广域网络130例如是物理层中使用IEEE802.11或IEEE802.3的LAN，或者例如是物理层中使用IEEE802.16的MAN（Metropolitan AreaNetwork：城域网），或者是蜂窝网，或者是由它们的组合构成的无线或有线的网络。路由器131在广域网络130内进行通信数据的转发以及不同的网络间的连接。此外，路由器131也可以基于进行转发的通信数据，发送延迟时间信息。此外，路由器131也可以基于接收到的延迟时间信息来控制转发的通信。
本地网络140例如是物理层中使用IEEE802.15.4的PAN（PersonalArea Network：个人网），或者例如是物理层中使用IEEE802.11或IEEE802.3的LAN（Local Area Network：本地网），或者是蜂窝网，或者是由它们的组合构成的无线或有线的网络。
图2表示第一实施例的远距离监视系统的序列的一例。另外，在图2及以下的例中例示了广域网络130中存在两个路由器131的情况，但路由器131的数量也可以是其他值。此外，为了说明的简略化，在以下的序列中仅记述了一个处理的流程，但也能够以流水线方式执行多个处理的流程。
测定信息汇集站110首先在测定信息汇集处理1101中取得、汇集并保存从一个或多个测定终端111通知的传感器测定信息。接着，测定信息汇集站110在发送信号生成处理1102中，基于所保存的传感器测定信息生成发送信号信息。
图3表示本实施方式的发送信号信息的一例。发送信号信息包括优先标志信息501、数据数信息502、以及由数据种类信息503与数据值信息504组成的一个或多个对。
优先标志信息501是区别该发送信号信息是优先信息（第1信息）还是一般信息（第2信息）的符号。例如在该发送信号信息是优先信息的情况下取值1，在该发送信号信息是一般信息的情况下取值0。数据数信息502是表示该发送信号信息所包含的数据种类信息503与数据值信息504的对的数量的信息。例如在数据数信息502表示数据数＝3时，该发送信号信息中包含数据种类信息503和数据值信息504各3个。
数据种类信息503是表示在对应的数据值信息504中包含怎样的值的信息。例如是温度传感器或位置传感器这样的传感器的种类、是单一的传感器的测定结果还是根据多个传感器的测定结果求出的代表值的区别、表示传感器号码或传感器号码的组合的索引、表示传感器的测定时刻的时刻信息等。数据值信息504中包含数据种类信息503所示的值。
测定信息汇集站110在发送信号生成处理1102之后在优先信息发送处理以及一般信息发送处理1103中，将对通过发送信号生成处理1102生成的发送信号信息赋予序列号、或者赋予序列号以及发送时刻信息而生成的优先信息信号以及一般信息信号以监视传感器120为目的地向广域网络130发送，并存储发送时刻以及序列号。在广域网络130内，路由器131分别转发所接收到的优先信息信号以及一般信息信号。
监视传感器120在优先信息接收处理以及一般信息接收处理1201中，接收优先信息信号以及一般信息信号，在监视传感器120内的存储装置中存储接收信息，并且向监视传感器120内的输出装置输出。
监视传感器120在优先信息接收处理以及一般信息接收处理1201之后、或者与优先信息以及一般信息接收处理1201同时地在优先信息响应信号发送处理1202中将优先信息响应信号向广域网络130发送。优先信息响应信号是表示监视传感器120中优先信息的接收成功、或者监视传感器120中优先信息的接收失败的信息，包括对应的优先信息的序列号。在广域网络130内，路由器131分别转发所接收到的优先信息响应信号。
测定信息汇集站110通过广域网络130在优先信息响应信号接收处理1104中接收优先信息响应信号。接着，测定信息汇集站110在优先信息延迟时间判断处理1105中，根据接收到的优先信息响应信号的接收时刻与对应的优先信息的发送时刻之差，进行延迟时间的判断。接着，测定信息汇集站110在一般信息速率控制处理1105中，决定在发送信号生成处理1102中生成并在优先信息及一般信息发送处理1103中发送的一般信息信号的发送速率。这里，一般信息信号的发送速率被选择为：延迟时间越大则发送速率越小，或者延迟时间越小则发送速率越大，或者延迟时间与发送速率具有负相关。
第一实施例中的远距离监视系统通过反复进行以上的处理，使用优先信息信号来推定网络的变动，并控制一般信息信号的速率，由此能够将需要低延迟的优先信息稳定地通信，并且适应于网络的品质变动而将其他一般的测定信息进行通信。
另外，也可以是，测定信息汇集站110和监视传感器120经由配置在广域网络130内的进行优先控制的至少一个路由器131进行通信，从测定信息汇集站110发送的优先信息和一般信息例如在路由器131中的优先级是同级。根据这样的结构，能够使广域网络的优先设定保持原样来防止优先信息的延迟。特别是，广域网络的优先设定相对于由网络事业者设定，能够由使用网络通信装置和监视装置等远距离监视系统的用户设定。
图4是表示第一实施例的远距离监视系统中的测定信息汇集站110的结构的功能框图的一例。
本实施例中的测定信息汇集站110具有测定信息汇集部201、发送信号生成部202、优先信息提取部（分类部）211、一般信息积蓄部212、一般信息信号发送部（非优先信息发送部）213、优先信息积蓄部214、优先信息信号发送部215、发送控制部216、网络接口部221、控制信息提取部231、响应信息提取部（延迟时间取得部）232、速率控制部241以及参数控制部251。各部如后述那样，能够通过CPU／DSP模块和存储器来实现。
参数控制部251保持与测定信息汇集站110内的各部动作有关的参数，并且对各部进行动作参数的设定以及变更。这里，动作参数例如是发送信号生成部202的优先发送条件以及一般发送条件。此外，作为动作参数的其他例，例如有发送控制部216、速率控制部241的优先信息发送间隔Tp、优先信息发送速率Rp、一般信息最大发送速率Rgmax、一般信息最小发送速率Rgmin。
参数控制部251还基于从控制信息提取部231输入的控制信息进行所保持的参数的更新。参数控制部251还通过本地网络140对测定终端111进行与测定有关的参数的通知。这里，与测定有关的参数例如是在测定终端111中用于测定的传感器的种类，或者例如是在测定终端111中进行测定的频度，或者例如是测定终端111通过本地网络140对测定信息汇集站110报告测定信息的频度，或者例如是通信终端111通过本地网络140进行通信时的信道等的通信参数等。
测定信息汇集部201进行取得、汇集并保存从一个或多个测定终端111通知的传感器测定信息的测定信息汇集处理。
发送信号生成部202进行基于测定信息汇集部201中保存的传感器测定信息以及由参数控制部251设定的优先发送条件及一般发送条件来生成图3的发送信号的发送信号生成处理。优先发送条件是表示对优先标志501赋予表示是优先信息的符号并从发送信号生成部202输出的发送信号的条件。例如，优先发送条件可以包含：传感器的种类；传感器号码（或识别信息）或其组合；应发送的值是测定值其本身还是平均值或标准偏差这样的统计信息、还是规定时间内的或多个传感器的测定值的最大值、最小值、95％值这样的顺序值的信息；仅在这些值为一定值以上的情况下满足条件的范围条件。例如作为优先发送条件指定了如下条件即作为传感器的种类指定了温度传感器、作为传感器号码指定了1号至5号、作为值指定了平均值的情况下，发送信号生成部202输出传感器号码1号至5号的温度传感器的测定信息的平均值，作为对优先标志501赋予表示是优先信息的符号的发送信号。一般发送条件是指表示对优先标志501赋予表示不是优先信息的（或者是一般信息）符号并从发送信号生成部输出的发送信号的条件，除了对优先标志501赋予了表示不是优先信息的符号这一点之外，是与优先发送条件相同的条件。另外，也可以指定优先发送条件和一般发送条件中的一方，将其以外设定为另一方的条件。
此外，例如可以是，作为一般发送条件，将条件设定为发送所有的测定终端的测定信息，作为优先发送条件，将条件设定为仅在测定信息值是一定以上的值的情况下发送测定信息。在该情况下，监视传感器120中，将需要应对的测定信息作为优先信息而以低延迟接收，而关于其他的测定信息，作为一般信息而另行接收，因此能够利用于迅速的个别的异常值检测等。此外，例如可以是，作为一般发送条件，将条件设定为发送各个测定终端的测定信息，作为优先发送条件，将条件设定为发送多个测定终端的测定信息的平均值等的统计信息。在该情况下，监视传感器120中，关于整体的趋势，作为优先信息而以低延迟接收，而关于各个测定信息，作为一般信息而另行接收，因此能够利用于迅速的整体的趋势的异常检测等。
优先信息提取部211基于从发送信号生成部202输入的发送信号信息中的优先标志501，提取优先信息并向优先信息积蓄部214输出。优先信息提取部211还基于从发送信号生成部202输出的发送信号信息中的优先标志501，将不是优先信息的信息向一般信息积蓄部212输出。
一般信息积蓄部212积蓄从优先信息提取部211输入的发送信号信息。一般信息积蓄部212还按照来自一般信息信号发送部213的指示，将所积蓄的发送信号信息向一般信息信号发送部213输出。
一般信息信号发送部213进行按照从发送控制部216通知的发送控制信号、对从一般信息积蓄部212得到的发送信号附加序列号和表示当前的时刻的时刻信息并向网络接口部221输出的一般信息发送处理。
优先信息积蓄部214积蓄从优先信息提取部211输入的发送信号信息。优先信息积蓄部214还按照来自优先信息信号发送部215的指示，将所积蓄的发送信号信息向优先信息信号发送部215输出。
优先信息信号发送部215进行按照从发送控制部216通知的发送控制信号、对从优先信息积蓄部214得到的发送信号附加序列号和表示当前的时刻的时刻信息并向网络接口部221输出的优先信息发送处理。
发送控制部216基于从速率控制部241通知的一般信息发送速率Rn和动作参数，对一般信息信号发送部213以及优先信息信号发送部215通知发送控制信号。图12是从发送控制部216对一般信息信号发送部213以及优先信息信号发送部215通知的发送控制信号的一例。从发送控制部216对一般信息信号发送部213通知的发送控制信号（图12（a））包含一般信息发送时刻601以及一般信息发送预定数据量602。一般信息信号发送部213在由一般信息发送时刻601指定的时刻将由一般信息发送预定数据量602指定的量的数据向网络接口部221输出。从发送控制部216对优先信息信号发送部215通知的发送控制信号（图12（b））包含优先信息发送时刻611以及优先信息发送预定数据量612。优先信息信号发送部215在由优先信息发送时刻611指定的时刻将将由优先信息发送预定数据量612指定的量的数据向网络接口部221输出。另外，一般信息信号发送部213以及优先信息信号发送部215中，在可发送的数据量小于指定的发送预定数据量的情况下，既可以仅将可发送的数据量向网络接口部221输出，也可以赋予与差量以下的数据量相当的填充。此外，也可以是：优先信息信号发送部215向网络接口部221输出的数据量为固定量，预先被设定为参数，从发送控制部216向优先信息信号发送部215通知的发送控制信号中不包含优先信息发送预定数据量612。此外，也可以是，一般信息发送时刻601以及优先信息发送时刻611中不包含表示时刻的值本身，一般信息信号发送部213以及优先信息信号发送部215中例如将接收到来自发送控制部316的发送控制信号的通知的时刻、或者接收到通知后经过规定时间后识别为发送时刻。
发送控制部216从参数控制部251接收的动作参数例如包括优先信息发送速率Rp以及优先信息发送间隔Tp。这些各信息例如可以包含于来自监视传感器120的控制信息中。在该情况下，发送控制部216对优先信息信号发送部215通知的优先信息发送时刻611为前一次通知的发送预定时刻与作为参数接收到的优先信息发送间隔Tp之和。此外，优先信息发送预定数据量612被选择为成为优先信息发送间隔Tp与优先信息发送速率Rp之积。此外，发送控制部215对一般信息信号发送部213通知的一般信息发送时刻601为前一次通知的发送预定时刻与作为参数接收到的优先信息发送间隔Tp之和。此外，一般信息发送预定数据量602被选择为成为优先信息发送间隔Tp与一般信息发送速率Rg之积。
图13是表示从一般信息信号发送部213以及优先信息信号发送部215输入到网络接口部221中的信息信号的状况的示意图。例如，优先信息信号710每隔优先信息发送间隔Tp周期性地每次以同量输入到网络接口部221中，一般信息信号700夹在优先信息710与优先信息710之间每次以由发送控制部216指定的数据量输入到网络接口部221中。
网络接口部221将从一般信息信号发送部213以及优先信息信号发送部215输入的发送信号向广域网络130发送。网络接口部221还将通过广域网络130接收到的信号向控制信息提取部231以及响应信息提取部232输出。
控制信息提取部231从由网络接口部221接收到的信号中提取监视传感器120发送的控制信息，并向参数控制部251输出。
响应信息提取部232从由网络接口部221接收到的信号中提取监视传感器120发送的响应信息，并从响应信息中取得序列号。响应信息提取部232还进行根据响应信息的接收时刻与对应于所取得的序列号的发送信号的发送时刻的差量来判断延迟时间的优先信息延迟时间判断处理，并将作为结果而得到的延迟时间通知给速率控制部241。
速率控制部241基于被通知到的延迟时间，推定网络的状况并决定一般信息发送速率Rg，对发送控制部216通知一般信息发送速率Rg。
图15是以DSP或CPU为主体的本远距离监视系统的构成装置的硬件结构的概略图。
本远距离监视系统的构成装置例如是测定信息汇集站110、路由器131以及监视传感器120。更具体而言，是图4的功能框图所示的本实施例的测定信息汇集站、在后述的各实施例中图7的功能框图所示的测定信息汇集站、图9或图11的功能框图所示的路由器、图14的功能框图所示的监视传感器。图15所示的构成装置具有CPU以及DSP模块801、存储器802、逻辑电路模块803以及接口805，分别经由总线806而连接。
各装置的各个功能框图中的各功能部（例如图4所示的各部）的处理使用CPU／DSP模块801中的程序和逻辑电路803的运算电路中的一方或双方、以及根据需要使用存储器802来进行。此外，各功能框图中的各模块所需要的信息、例如参数控制部251（或后述的参数控制部351）所积蓄的动作参数、测定信息汇集部201所积蓄的测定信息等保持在存储器802中。此外，路由器131中，转发信号等保持在存储器802中。
接口805进行各功能框图中的网络接口部221（或后述的网络接口部321、322、421）与无线通信或有线通信的物理层的连接。
另外，图15中，各模块以及总线分别并不需要一定是单个。例如也可以有多个CPU／DSP模块801，此外也可以有多个总线806。此外，在有多个总线806的情况下，不需要一定是全部的总线与全部的模块连接，例如除了与全部模块连接的总线以外，也可以有仅连接存储器802与逻辑电路803的总线。
此外，若CPU／DSP模块801中能够执行全部功能的信号处理运算以及信号处理的控制的每一个，则逻辑运算模块803也可以没有。相反，若在逻辑运算模块803中能够执行全部功能的信号处理运算以及信号处理的控制的每一个，则CPU／DSP模块801也可以没有。
图16是表示测定信息汇集站110的硬件结构的一例的图。
测定信息汇集站110的存储器802－A具有优先信息积蓄缓冲器2140和一般信息积蓄缓冲器2120。分别相当于图4所示的优先信息积蓄部214和一般信息积蓄部212。存储器802－A除此以外还可以具有积蓄所接收到的测定信息的测定信息积蓄缓冲器。此外，存储器802－A中存储所设定的各种参数等。
测定信息汇集站110的CPU以及DSP模块801－A执行规定的程序，实现图4所示的各功能部。程序存储在存储器802－A中，能够被适当读出。其他结构与图15相同。
图5是表示被通知的延迟时间与所决定的一般信息发送速率Rg的关系的一例的图表。延迟时间越大，则推测为网络处于越混杂的状况，因此在图5的关系中被决定为具有如下趋势：延迟时间越大则一般信息发送速率Rg越小，迟延时间越小则一般信息发送速率Rg越大。例如，既可以预先设定函数，也可以将延迟时间按每规定范围分割，并参照存储了对应的一般信息发送速率的表。其中，能够如以下这样对值的范围设置限制，即：Rg最大为一般信息最大发送速率Rgmax，最小为一般信息最小发送速率Rgmin。另外，在根据延迟时间求出一般信息发送速率Rg时，既可以直接使用被通知到的延迟时间，也可以与过去的延迟时间信息相加并平均化之后使用。此外，向发送控制部216通知的一般信息送信速率Rg既可以将使用如图5的关系而得到的值原样通知，也可以通知与过去的一般信息发送速率Rg平均化而得到的值以避免变动变得急剧。
一般，对各个数据通信分配的数据通信速度对应于网络的混杂状况的变化、尤其在无线通信的情况下对应于通信环境的变化而变动。此外，在进行数据通信时，发生相当于用数据量除以对该数据通信分配的数据通信速度而得到的值的通信延迟。因此，通过使用如图5的延迟时间与一般信息发送速率Rg之间的关系控制成若因网络的混杂等而延迟时间增加则一般信息发送速率Rg变小的结果，作为整体发送的数据量减少，因此延迟时间减少。此外，相反，控制成若因网络的混杂解除等而延迟时间减少则一般信息发送速率Rg变大的结果，延迟时间增加。
2.第二实施例
上述第一实施例记载了基于与测定信息汇集站110向监视传感器120发送的优先信息对应的响应信号，测定信息汇集站110判断网络的延迟时间，并且测定信息汇集站110进行一般信息速率控制的情况的例子。另一方面，也可以在网络的延迟时间的判断中不使用响应信号，监视传感器120判断网络的延迟时间并向测定信息汇集站110通知，测定信息汇集站110进行一般信息速率控制。
图6是第二实施例的远距离监视系统的序列的一例。
测定信息汇集站110首先在测定信息汇集处理1101中，取得、汇集并保存从一个或多个测定终端111通知的传感器测定信息。接着，测定信息汇集站110在发送信号生成处理1102中，基于保存的传感器测定信息生成发送信号信息。这里，发送信号信息与第一实施例中的发送信号信息相同。
测定信息汇集站110在发送信号生成处理1102之后在优先信息发送处理以及一般信息发送处理1103中，将对发送信号生成处理1102中生成的发送信号信息赋予发送时刻以及序列号而生成的优先信息信号以及一般信息信号以监视传感器120为目的地向广域网络130发送，并存储发送时刻以及序列号。在广域网络130内，路由器131分别转发所接收到的优先信息信号以及一般信息信号。
监视传感器120在优先信息接收处理以及一般信息接收处理1201中，接收优先信息信号以及一般信息信号，在监视传感器120内的存储装置中存储接收信息，并且向监视传感器120内的输出装置输出。
监视传感器120还在优先信息延迟时间判断处理1203中，根据管理传感器120的优先信息接收时刻与发送该优先信息时在优先信息以及一般信息发送处理1103中赋予的时刻信息的差量，判断该优先信息的延迟时间。另外，测定信息汇集站110和监视传感器120能够通过适当的方法取得时刻的同步。接着，监视传感器120在优先信息延迟时间发送处理1204中，将包括优先信息延迟时间判断处理1203中判断的优先信息的延迟时间和该优先信息的序列号在内的优先信息延迟时间信号以测定信息汇集站110为目的地向广域网络130发送。在广域网络130内，路由器131分别转发所接收到的优先信息延迟时间信号。
测定信息汇集站110通过广域网络130在优先信息延迟时间信号接收处理1107中接收优先信息延迟时间信号。接着，测定信息汇集站110在一般信息速率控制处理1106中，基于接收到的延迟时间，决定在发送信号生成处理1102中生成并在优先信息以及一般信息发送处理1103中发送的一般信息信号的发送速率。这里，一般信息信号的发送速率与第一实施例同样，被选择为：延迟时间越大则发送速率越小，或者延迟时间越小则发送速率越大，或者延迟时间与发送速率具有负相关。
第二实施例中的远距离监视系统通过反复进行以上的处理，利用优先信息信号推定网络的变动并控制一般信息信号的速率，由此能够将需要低延迟的优先信息稳定地通信，并且适应于网络的品质变动而将其他的一般的测定信息进行通信。
图7是第二实施例的测定信息汇集站110的功能框图的一例。除了代替图4所示的第一实施例的测定信息汇集站中的响应信息提取部232而具有延迟信息提取部（延迟时间取得部）233这一点以外，其他相同。
即，本实施例的测定信息汇集站110具有测定信息汇集部201、发送信号生成部202、优先信息提取部211、一般信息积蓄部212、一般信息信号发送部213、优先信息积蓄部214、优先信息信号发送部215、发送控制部216、网络接口部221、控制信息提取部231、延迟信息提取部233、速率控制部241以及参数控制部251。本实施例中的测定信息汇集站110关于测定信息汇集部201、发送信号生成部202、优先信息提取部211、一般信息积蓄部212、一般信息信号发送部213、优先信息积蓄部214、优先信息信号发送部215、发送控制部216、网络接口部221、控制信息提取部231、速率控制部241、参数控制部251的各部的动作，进行与上述的第1的实施例中的同名的部位相同的动作。
延迟信息提取部233进行根据网络接口部221接收到的信号提取延迟时间信息的优先信息延迟时间接收处理，并将提取到的延迟时间通知给速率控制部241。
测定信息汇集站110的硬件结构与第一实施例相同，例如，CPU以及DSP模块801－A执行程序来实现图7所示的各功能部。
图14是第二实施例的监视传感器120的功能框图的一例。
第二实施例的监视传感器具有网络接口部421、数据接收部401、响应信号发送部402、延迟时间判断部405以及延迟时间信息发送部406。
网络接口部421接收从测定信息汇集站110经由网络130向监视传感器120发送的信号，并向延迟时间判断部405输出。此外，网络接口部421将从响应信号发送部402以及延迟时间信息发送部406输入的信号经由网络130向测定信息汇集站110发送。
延迟时间判断部405将从网络接口421输入的信号原样输出给数据接收部401。延迟时间判断部405还确认从网络接口421输入的信号中的优先标志501的字段，在优先标志501的内容是表示优先信息的符号的情况下，将在该信号发送时被附加的时刻信息与当前时刻的差量作为延迟时间来求出，将在该信号发送时被附加的序列号和延迟时间向延迟时间信息发送部406通知。
延迟时间信息发送部406将被通知到的序列号和延迟时间作为延迟时间信息向网络接口421输出。
数据接收部401接收从测定信息汇集站110发送的优先信息以及一般信息，进行接收数据的积蓄、解析、显示等。数据接收部401还在每当正确地接收到数据信号时，将在该信号发送时被附加的序列号向响应信号发送部402通知。
响应信号发送部402中，生成表示正确接收到与序列号对应的信号的响应信号，向网络接口421输出。
图17是表示监视传感器120的硬件结构的一例的图。
监视传感器120的存储器802－B具有接收信号积蓄缓冲器4010。
监视传感器120的CPU以及DSP模块801－B执行规定的程序，实现图14所示的各功能部。程序存储在存储器802－B中，能够被适当读出。其他结构与图15相同。
3.第三实施例
上述的第二实施例中，记载了监视传感器120判断网络的延迟时间、测定信息汇集站110进行一般信息速率控制的例子。这是将从测定信息汇集站110到监视传感器120的网络整体的延迟时间判断为网络的延迟时间的例子。另一方面，在网络的延迟时间的变动在一部分区间中占主要地位的情况下，也能够在优先信息以及一般信息通过该区间之后判断网络的延迟时间，在优先信息以及一般信息通过该区间之前进行一般信息速率控制。例如通过某个设备判断网络的延迟时间并且进行一般信息速率控制也能够得到相同的效果。
图8是第三实施例中的远距离监视系统的序列的一例。
第三实施例中的远距离监视系统的序列与第二实施例相比，没有监视传感器120中的优先信息延迟时间判断处理1203以及优先信息延迟时间发送处理1203，在路由器131中追加优先信息延迟时间判断处理1301以及优先信息延迟时间发送处理1302。其他处理与图6所示的第二实施例中的远距离监视系统的序列相同。
进行优先信息延迟时间判断处理1301以及优先信息延迟时间发送处理1302的路由器131可以是广域网络130内的任一个路由器131，但作为一例，可以设为通过网络的延迟时间的变动占主要地位的区间后的路由器。例如，可以设为来自测定信息汇集站110的通信数据通过无线区间之后的路由器。
路由器131在优先信息延迟时间判断处理1301中，根据在路由器131中转发的优先信息的接收时刻与该优先信息的发送时在优先信息以及一般信息发送处理1103中赋予的时刻信息的差量，判断该优先信息的延迟时间。接着，路由器131在优先信息延迟时间发送处理1302中，将包括优先信息延迟时间判断处理1301中判断的优先信息的延迟时间和该优先信息的序列号在内的优先信息延迟时间信号以测定信息汇集站110为目的地向广域网络130发送。在广域网络130内，路由器131分别转发所接收到的优先信息延迟时间信号。
第三实施例中的远距离监视系统通过反复进行以上的处理，利用优先信息信号推定网络的变动并控制一般信息信号的速率，由此能够将要求低延迟的优先信息稳定地通信，并且适应于网络的品质变动而将其他一般的测定信息进行通信。
图9是第三实施例的路由器131的功能框图的一例。
第三实施例的路由器具有网络接口部321及322、转发信号积蓄部301及302、延迟时间判断部305以及延迟时间信息发送部306。
网络接口部321在网络130内接收从监视传感器120朝向测定信息汇集站110的方向的信号，向转发信号积蓄部302输出。此外，网络接口部321在网络130内将从转发信号积蓄部301输入的信号向监视传感器120方向发送。
网络接口部322在网络130内接收从测定信息汇集站110朝向监视传感器120的方向的信号，向延迟时间判断处理305出力。并且网络接口部322在网络130内将从转发信号积蓄部302以及延迟时间信息发送部306输入的信号向测定信息汇集站110方向发送。
转发信号积蓄部301将从延迟时间判断部305输入的信号暂时积蓄，向网络接口部321输出。转发信号积蓄部302将从网络接口部321输入的信号暂时积蓄，向网络接口部322输出。
延迟时间判断部305将从网络接口部322输入的信号原样向转发信号积蓄部301输出。并且延迟时间判断部305确认从网络接口部322输入的信号中的优先标志501的字段，在优先标志501的内容是表示优先信息的符号的情况下，将在信号发送时被附加的时刻信息与当前时刻的差量作为延迟时间求出，并将在该信号发送时附加的序列号和延迟信息向延迟时间信息发送部306通知。
延迟时间信息发送部306将被通知到的序列号和延迟信息作为延迟时间信息向网络接口部322输出。
图18是表示路由器131的硬件结构的一例的图。
路由器131的存储器802－C具有转发信号积蓄缓冲器3010。转发信号积蓄缓冲器3010相当于例如图9所示的转发信号积蓄部301、302。
路由器131的CPU以及DSP模块801－C执行规定的程序，实现图9所示的各功能部。程序存储在存储器802－C中，能够被适当地读出。其他结构与图15相同。
另外，测定信息汇集站110的结构与第二实施例相同。
4.第四实施例
图10是第四实施例中的远距离监视系统的序列的一例。第四实施例中的远距离监视系统的序列除了在路由器131－1中追加优先信息迟延时间接收处理1315以及一般信息速率控制处理1316这一点以外，与图8所示的第三实施例中的远距离监视系统的序列相同。
路由器131－1通过广域网络130在优先信息延迟时间信号接收处理1315中从路由器131－2接收优先信息延迟时间信号。接着，路由器131－1在一般信息速率控制处理1316中，决定要转发的一般信息信号的发送速率。这里，一般信息信号的发送速率与上述同样被选择为：延迟时间越大则发送速率越小，或者延迟时间越小则发送速率越大，或者延迟时间与发送速率具有负相关。另外，处理1311、1312与图8所示的处理1301、1302相同。
第四实施例中的远距离监视系统通过反复进行以上的处理，利用优先信息信号推定网络的变动并控制一般信息信号的速率，由此能够将需要低延迟的优先信息稳定地通信，并且适应于网络的品质变动而将其他的一般的测定信息进行通信。
另外，测定信息汇集站110的处理1107及处理1106和路由器131－1的处理1315及处理1316既可以由双方装置执行，在本实施例中也可以仅由路由器131－1执行。此外，延迟时间的判断除了如上所述由路由器131－2进行以外，也可以如第二实施例那样由监视传感器120判断延迟时间。例如，也能够以隔着延迟时间的变动占主要地位的区间的方式求出延迟时间。测定信息汇集站110以及监视传感器120的结构能够采用上述的各实施例的结构。
图11是第四实施例的路由器131－1的功能框图的一例。
第四实施例的路由器131－1具有网络接口部321及322、转发信号积蓄部302、优先信息提取部311、一般信息积蓄部312、一般信息信号发送部313、优先信息积蓄部314、优先信息信号发送部315、发送控制部316、控制信息提取部331、延迟信息提取部333、速率控制部341以及参数控制部351。
第四实施例的路由器131－1的优先信息提取部311、一般信息积蓄部312、一般信息信号发送部313、优先信息积蓄部314、优先信息信号发送部315、发送控制部316、控制信息提取部331、延迟信息提取部333、速率控制部341、参数控制部351的动作分别与上述第一实施例的测定信息汇集站110的优先信息提取部211、一般信息积蓄部212、一般信息信号发送部213、优先信息积蓄部214、优先信息信号发送部215、发送控制部216、控制信息提取部231、延迟信息提取部233、速率控制部241以及参数控制部251相同。此外，转发信号积蓄部302的动作与第三实施例的路由器131的转发信号积蓄部302的动作相同。
网络接口部321在网络130内接收从监视传感器120向测定信息汇集站110的方向的信号，向转发信号积蓄部302等输出。此外，网络接口部321在网络130内将从一般信息信号发送部313以及优先信息信号发送部315输入的信号向监视传感器120方向发送。
网络接口部322在网络130内接收从测定信息汇集站110向监视传感器120的方向的信号，向优先信息提取部311输出。此外，网络接口部322在网络130内将从转发信号积蓄部302输入的信号向测定信息汇集站110方向发送。
图19是表示第四实施例中的路由器131－1的硬件结构的一例的图。
路由器131－1的存储器802－D具有转发信号积蓄缓冲器3020、优先信息积蓄缓冲器3140以及一般信息积蓄缓冲器3120。分别相当于图11所示的转发信号积蓄部302、优先信息积蓄部314、一般信息积蓄部312。
路由器131－1的CPU以及DSP模块801－D执行规定的程序，实现图11所示的各功能部。程序存储在存储器802－D中，能够适当被读出。其他结构与图15相同。
5.其他
另外，上述实施例所示的功能的划分始终是一例，只要能够作为远距离监视系统、测定信息汇集站、路由器的各实施例整体而实现同等的功能，则可以是其他结构。
此外，在上述各实施例中，作为优先信息／一般信息进行了说明，但不限于优先／一般，也可以是适当的分类方法。例如，也可以是，上述优先信息是以固定发送速率发送的第1信息，一般信息是基于第1信息的延迟时间以可变速率发送的第2信息。
产业上的可利用性
本发明例如能够用于通过监视传感器对传感器等的测定信息进行监视的远距离监视系统、以及利用无线通信等通信环境变动的网络时的通信装置等。

Claims (14)

1.一种通信装置，将由测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息经由网络向监视装置发送，具有：
分类部，将由上述测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息分类为第1信息和第2信息；
第1信息发送部，向上述监视装置发送第1信息；
延迟时间取得部，测定第1信息被传送至上述监视装置时产生的全部或一部分延迟时间，或者接收由其他装置测定的该延迟时间；
速率控制部，根据该延迟时间，以使延迟时间越大则第2信息的发送数据速率越小的方式决定第2信息的发送数据速率；以及
第2信息发送部，按照由该速率控制部决定的发送数据速率，发送第2信息。
2.如权利要求1所述的通信装置，
上述通信装置是测定信息汇集站，该测定信息汇集站取得来自一个或多个上述测定终端的测定信息，并将该测定信息和／或其统计信息向上述监视装置发送。
3.如权利要求1所述的通信装置，
上述通信装置是从测定信息汇集站接收测定信息和／或统计信息并进行转发的转发装置，上述测定信息汇集站取得来自一个或多个上述测定终端的测定信息，并将该测定信息和／或其统计信息向上述监视装置发送。
4.如权利要求1所述的通信装置，
上述第1信息是符合希望的优先发送条件的优先信息，上述第2信息是非优先信息。
5.如权利要求4所述的通信装置，
在来自上述测定终端的测定信息的值在预定的范围内的情况下，该测定信息被分类为优先信息。
6.如权利要求4所述的通信装置，
来自上述测定终端的测定信息的统计信息被分类为优先信息，来自上述测定终端的测定信息被分类为非优先信息。
7.如权利要求4所述的通信装置，
针对由上述网络的拥挤引起的优先信息的延迟时间的增加，通过降低非优先信息的发送速率来减小优先信息的延迟时间。
8.如权利要求4所述的通信装置，
上述网络包括无线网络，在该无线网络的电波环境变化引起带宽变动而使得优先信息的延迟时间增加时，通过降低非优先信息的发送速率来减小优先信息的延迟时间。
9.如权利要求2所述的通信装置，
上述延迟时间取得部从上述监视装置接收针对由上述第1信息发送部发送的第1信息的响应信号，测定从发送该第1信息开始到接收到该响应信号为止的延迟时间。
10.如权利要求9所述的通信装置，
上述响应信号的接收时刻与上述第1信息的发送时刻之间的差量越大，则判断为网络状况越混杂。
11.如权利要求1所述的通信装置，
上述第1信息发送部对第1信息附加发送时刻信息并向上述监视装置发送；
上述延迟时间取得部接收由上述监视装置或网络内的转发装置基于该发送时刻信息和接收到第1信息的时刻测定并发送的延迟时间。
12.一种通信方法，是将由测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息经由网络向监视装置发送的系统中的通信方法，包括如下步骤：
将由测定终端测定的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息分类为第1信息和第2信息；
向监视装置发送第1信息；
测定第1信息被传送至监视装置时产生的全部或一部分延迟时间，或者接收由其他装置测定的该延迟时间；
根据该延迟时间，以使延迟时间越大则第2信息的发送数据速率越小的方式决定第2信息的发送数据速率；以及
按照决定的发送数据速率发送第2信息。
13.一种远距离监视系统，具备：
网络通信装置，收集并发送由测定终端测定的测定信息；以及
监视装置，经由网络从上述网络通信装置接收该测定信息和／或基于测定信息的统计信息；
上述网络通信装置具有：
分类部，将来自上述测定终端的测定信息和／或基于该测定信息的统计信息分类为第1信息和第2信息；
第1信息发送部，向上述监视装置发送第1信息；
延迟时间取得部，测定第1信息被从本网络通信装置传送至上述监视装置时产生的全部或一部分延迟时间，或者接收由其他装置测定的该延迟时间；
速率控制部，根据该延迟时间，以使延迟时间越大则第2信息的发送数据速率越小的方式决定第2信息的发送数据速率；以及
第2信息发送部，按照由该速率控制部决定的发送数据速率，发送第2信息。
14.如权利要求13所述的远距离监视系统，
上述第1信息是优先信息，上述第2信息是非优先信息；
上述网络通信装置和上述监视装置经由配置在上述网络内的进行优先控制的至少一个转发装置进行通信，上述优先信息和上述非优先信息在该转发装置中的优先级是同级。
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