CN104205999A - 数据通信装置、数据通信系统以及数据通信方法 - Google Patents

数据通信装置、数据通信系统以及数据通信方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及数据通信装置、数据通信系统以及数据通信方法。作为数据通信装置的无线站(31)～(326)具备：生成抄表数据帧并向网关发送的帧生成部、和转送所接收到的抄表数据帧的帧转送部，帧生成部发送附加了路径迂回次数的抄表数据帧，该路径迂回次数是从与抄表数据帧的目的地的网关邻接的无线站向网关的发送尝试许可次数，帧转送部在对邻接的网关转送抄表数据帧失败，且附加于抄表数据帧的路径迂回次数在1次以上的情况下，将所附加的路径迂回次数变更为比该路径迂回次数少1次的值，然后向其他的无线站转送。

Description

数据通信装置、数据通信系统以及数据通信方法
技术领域
本发明涉及应用于自动对电气等的使用量进行抄表的系统的数据通信装置、数据通信系统以及数据通信方法。
背景技术
近年来，提出应用多个无线站相互进行无线通信并通过多跳来形成网络的自组织通信来作为电气等的自动抄表的网络基础设施的方式。通过使用自组织通信，实现抑制设备成本，且覆盖大范围区域的自动抄表系统(例如非专利文献1)。
作为进行自组织通信的以往的无线站，存在专利文献1中记载的节点装置。该节点装置构成为即使不预先识别网络拓扑也能够选择合适的路径。该节点装置在向特定的节点装置发送帧(包含转送)的情况下，根据按照各帧的目的地而决定的各邻接节点的优先度来决定向邻接节点(邻接的节点装置)中的哪个发送，从而向所决定的邻接节点发送。此外，在发送失败的情况下，从除去成为发送失败的邻接节点之外剩余的邻接节点中决定新的发送目的地。在从邻接节点接收到的帧的转送动作中，尽管对除去接收到的帧的发送源的邻接节点之外全部的邻接节点尝试了转送，但是在成为发送失败的情况下，即在不存在向目的地节点的路径的情况下，将帧返送至发送源的邻接节点。
专利文献1:专利第4820464号公报
非专利文献1:高桥勇治，其他3名，“支持智能社会的网络技术：WisReed”，杂志FUJITSU，富士通株式会社，平成23年9月，第62卷，第3号，pp.348-355
发明内容
如上述那样，专利文献1的节点装置在帧的发送或者转送时，对全部的邻接节点尝试帧的发送/转送。这里，在转送的情况下，当对全部邻接节点的发送失败时(当不存在到目的地节点的路径时)，向前段的节点(发送源节点)返送帧，前段的节点尝试向其他路径再发送/转送帧。然而，若向前段的节点返送帧的动作增多，则存在帧滞留在网络上的时间增大这一问题。
此外，在目的地节点发生了故障的情况下，或者在与目的地节点邻接的全部的节点发生了故障的情况下，尽管处于不存在向目的地节点的路径的状态，但在发生故障的节点的周边的节点间反复执行帧的转送以及向发生故障的节点反复执行帧发送。其结果，存在发生无用的帧发送、白白消耗通信资源这一问题。
本发明正是鉴于上述而完成的，其目的在于，获得防止帧滞留在网络上的时间增大，并且防止发生无用的帧发送的数据通信装置、数据通信系统以及数据通信方法。
本发明解决上述的技术问题，本发明是与1台以上的网关一起形成网状网络的数据通信装置，其特征在于，具备：帧生成部，其生成包含抄表数据的帧亦即抄表数据帧并向网关发送；和帧转送部，其转送从其他的数据通信装置接收到的发给网关的抄表数据帧，上述帧生成部发送附加了路径迂回次数的抄表数据帧，该路径迂回次数是从与抄表数据帧的目的地的网关邻接的数据通信装置向该网关的发送尝试许可次数，在对邻接的网关转送抄表数据帧失败，且附加于该抄表数据帧的路径迂回次数在1次以上的情况下，上述帧转送部将所附加的路径迂回次数变更为比该路径迂回次数少1次的值，并向其他的数据通信装置转送该抄表数据帧。
根据该发明，在目的地的装置发生故障的情况下等，在对特定的装置的转送连续失败的状况下，能够防止不断地重复路径的迂回动作。其结果，起到能够抑制帧的转送延迟时间增大，能够防止帧滞留在网络上的时间增大这一效果。
附图说明
图1是表示应用本发明所涉及的数据通信装置而实现的自动抄表系统的构成例的图。
图2是表示节点的构成例的图。
图3是表示发送抄表数据的帧(抄表数据帧)的构成例的图。
图4是表示节点所保持的网关信息的一例的图。
图5是表示路径信息的一例的图。
图6是抄表数据帧的迂回动作例的流程图。
图7是表示迂回动作中的抄表数据帧的改写动作例的图。
图8是抄表数据帧的返送动作例的流程图。
图9是表示返送动作中的抄表数据帧的改写动作例的图。
图10是未与网关邻接的节点的动作例的流程图。
图11是与网关邻接的节点的动作例的流程图。
具体实施方式
以下基于附图，对本发明所涉及的数据通信装置、数据通信系统以及数据通信方法的实施方式详细进行说明。另外，本发明并不局限于本实施方式。
实施方式1
图1是表示应用本发明所涉及的数据通信装置而实现的自动抄表系统的构成例的图。图1所示的自动抄表系统包含：数据收集服务器1、网关2A和2B、以及作为数据通信装置的无线站(以下称为节点)31～326。节点31～326例如是设置于需要家庭，利用各节点自身具有的传感器功能测定电力，并定期地将作为测定数据的抄表数据发送至数据收集服务器1的抄表装置。另外，各节点代替利用传感器功能来测定电力，也可以构成为从外部的电表取得抄表数据并发送至数据收集服务器1。
节点31～326与网关2A和2B一起形成作为本发明所涉及的数据通信系统的自组织网络。在图1中，连结无线通信设备(网关2A～2B、以及节点31～326)的虚线表示无线通信的链路，各虚线两端的无线通信设备为邻接关系且能够直接进行通信。例如，节点31与网关2A、节点32、节点310以及节点311邻接，它们与节点31能够直接进行通信。另外，图1中记载了网关2A和2B这2台网关，但是网关的数量也可以是2台以外。可以是1台，也可以是3台以上。此外，在以下的说明中，在无需区别节点31～326的情况下，对它们进行总称，记载为节点3。
数据收集服务器1与网络连接，经由同样与该网络连接的网关2A或者2B，收集从各节点3发送的抄表数据。另外，数据收集服务器1与各网关的连接方式是任意的。也可以构成为不经由网络，而是各网关与数据收集服务器1直接连接。此外，各网关和数据收集服务器1可以通过有线连接，也可以通过无线连接。
网关2A和2B接收从节点3发送的抄表数据(帧)，转送至数据收集服务器1，并将节点3登记为从属节点。抄表数据的转送可以在每次接收数据时进行，也可以将一定期间内从节点3接收到的抄表数据总括在一起进行转送。此外，在从网络接收到从数据收集服务器1等向节点3发送的帧的情况下，网关2A和2B确认目的地的节点3是否是从属于自身的节点3，在从属于自身的情况下向目的地的节点3转送。
图2是表示节点3的构成例的图。如图示那样，节点3具备：无线通信部31、消息收发部32、计测部33、存储部34、时刻管理部35、以及天线36。
在节点3中，无线通信部31经由天线36而与其他的无线通信设备(节点3、网关2A、2B)之间利用无线通信进行帧收发。
作为帧生成部和帧转送部的消息收发部32进行以下处理：即，将控制信息、由计测部33测定出的数据等消息化并发送至数据收集服务器1的处理、接收从数据收集服务器1、其他的无线通信设备发送的消息的处理、以及转送所接收到的消息的处理。
计测部33计测设置有节点的需要家庭中的电力使用量。除了电力使用量之外，也可以一并进行数据收集服务器1所需要的信息的测定(温度、湿度等)。
存储部34存储各种信息，例如邻接的其他节点3(邻接节点)的信息、能够连接的网关的信息、计测部33中的测定结果等。
时刻管理部35管理节点3所保持的时刻，即本地时刻。另外，形成网络的节点3彼此以及节点3与网关实现时刻同步，在网状网络内，在规定的定时实施用于维持时刻同步的帧的收发。
对以上那样构成的自动抄表系统的动作详细进行说明。首先，分别对网关2A和2B的动作以及节点3的动作进行说明，然后，对节点3发送抄表数据的情况下的详细动作进行说明。另外，在各动作说明中，为了简单化，仅对与本发明关联的主要动作进行说明，对其他的一般的动作省略说明。
＜网关2A、2B的主要动作＞
由于网关2A和网关2B的动作相同，所以对网关2A的动作进行说明。
网关2A为了向周围的节点3通知自身的存在、动作状态等，在特定的通道中，定期地广播GW公告。GW公告中至少包含：发送源网关的识别信息(GW-ID)、和发送源网关与数据收集服务器1之间的通信状态的信息(即，与数据收集服务器1的通信是否能够正常的信息)。网关2A利用规定的方法，监视与数据收集服务器1的通信状态。另外，也可以使GW公告包含将自身选择为抄表数据的发送目的地的节点3的数量(为连接节点数)。例如通过在一定期间监视从节点3向数据收集服务器1定期发送的抄表数据(帧)来掌握连接节点数。此外，网关2A定期地广播后述的存在通知帧。
＜节点3的主要动作＞
系统内的各节点3为了掌握处于能够进行多跳通信的状态的网关，而监视从网关发送的GW公告。此外，为了使其他的节点3能够把握自身的存在，定期地广播包含自身的信息(识别信息等)的存在通知帧。节点3通过接收存在通知帧，能够掌握周围存在的邻接节点(能够直接通信的其他的节点3)。此外，节点3计测需要家庭中的使用电力量，并定期地将包含作为计测结果的抄表数据的帧发送至网关2A或者2B。发送定时例如通过GW公告等由网关指定。
图3是表示发送抄表数据的帧(以下称为抄表数据帧)的构成例的图。抄表数据帧包含“全局目的地地址”、“全局发出地址”、“本地目的地地址”、“本地发出地址”、“帧识别信息”、“路径迂回次数”作为控制信息。虽然省略图示，但是在净负荷存放抄表数据。
“全局目的地地址”表示作为抄表数据帧的最终目的地的装置的地址，在图1所示的构成的情况下设定网关2A或者2B的地址。“全局发出地址”设定最初发送抄表数据帧的节点3的地址，即，设定取得了通过抄表数据帧发送的抄表数据的节点3的地址。“本地目的地地址”是抄表数据帧的直接的发送目的地(下一个发送目的地)，设定邻接节点中的任意一个地址。“本地发出地址”设定发送或者转送抄表数据帧的节点3的地址。
全局目的地地址以及全局发出地址不变。另一方面，本地目的地地址和本地发出地址在每次转送抄表数据帧时被更新。例如，在节点311经由节点31而向网关2A发送抄表数据帧的情况下，节点311分别对抄表数据帧的全局目的地地址设定网关2A的地址、对全局发出地址设定自身的地址、对本地目的地地址设定节点31的地址、对本地发出地址设定自身的地址来发送。该帧被节点31接收，节点31将接收到的抄表数据帧的本地目的地地址变更为网关2A的地址，并且将本地发出地址变更为自身的地址之后转送至网关2A。
“帧识别信息”是唯一地表示帧的信息，接收到帧的节点3、网关2A以及2B通过确认该信息，来判别是否已接收到相同的帧。
“路径迂回次数”是在用于实现防止抄表数据帧长时间滞留在网络上，以及防止发生无用的帧发送的控制中使用的信息。对详细的使用方法后述，但是在与表示为抄表数据帧的全局目的地地址的网关邻接的节点3向该网关发送该帧失败的情况下，更新该路径迂回次数。例如在从节点31向网关2A的抄表数据帧发送失败的情况下，节点31从设定在抄表数据帧中的路径迂回次数减去1。另外，仅在从节点3向网关2A或者2B的发送失败的情况下，将路径迂回次数变更为比当前设定的次数少1次的次数。即，在对全局目的地地址和本地目的地地址设定了相同值的抄表数据帧的发送失败的情况下，变更路径迂回次数。该路径迂回次数表示还能够允许几次对全局目的地地址和本地目的地地址设定有相同值的抄表数据帧的发送尝试。
图4是表示节点3所保持的网关信息的一例的图。节点3保持有能够连接的网关的信息(以下称为网关信息)，网关信息中包含：“GW-ID”、“与上位装置的通信”、“动作状态”、“选择状况”、“最新GW公告接收时刻”。
“GW-ID”是网关的识别信息。
“与上位装置的通信”是表示网关与其上位装置(在本实施方式中为数据收集服务器1)之间的通信是否正常的信息。节点3通过确认从系统内的各网关发布的GW公告(已经说明)，能够获知网关与数据收集服务器1的通信状态(是否能够正常通信)。在不能够接收GW公告的情况下为“不明”。
“动作状态”是表示网关是否正常动作的信息。节点3在一定期间无法接收应从某个网关发送的GW公告或者存在通知帧的情况下，或者在接收到的GW公告所包含的“与上位装置的通信”信息表示为异常或者不明的情况下，判断为在该网关发生了障碍(装置故障或停电等)。在判断为发生了障碍的情况下，将判断为发生障碍的网关的动作状态变更为“异常”。然后，在从将“动作状态”设为“异常”的网关发布了与上位装置的通信状态为正常的GW公告的情况下，将“动作状态”变更为“正常”。
“选择状况”是表示作为抄表数据帧的发送目的地的网关以及预备的网关的信息。节点3选择“动作状态”以及“与上位装置的通信”均为“正常”的网关中的1台设为“现用”，将剩余的网关设为“预备”。在具有多个选择候补的情况下，将哪个网关设为“现用”是基于到网关为止的跳数、到网关为止的路径中的通信品质等而决定的。在基于跳数而选择的情况下，例如优先选择跳数更少的网关。在基于通信品质而选择的情况下，例如优先选择过去的一定期间内的发送成功率最高的网关。也可以在每次发送失败时，依次切换设为现用的网关。也可以基于跳数和通信品质等多个信息来进行选择。
“最新GW公告接收时刻”是最后接收到GW公告的时刻。如已说明的那样，该信息用于判别网关的动作状态。
如以上那样，网关信息是通过接收从系统内的各网关发布的GW公告而生成、更新的信息。另外，节点3在接收到GW公告的情况下，判断是否需要转送该GW公告，在需要转送的情况下，通过广播进行转送。转送的必要性判断例如通过在每次转送时值被变更的TTL(Time ToLive：存活时间)来判断。此时，在再次接收到与已转送完的GW公告为相同内容的GW公告的情况下，不论TTL如何都不进行转送。
此外，节点3保持有图5所例示的信息，作为在发送抄表数据帧(参照图3)时参照的路径信息。即，保持有包含“目的地候补”、“邻接节点ID”、“到目的地为止的跳数”的路径信息。另外，图5所示的路径信息相当于图1所示的节点31保持的信息。
“目的地候补”是成为设定为抄表数据帧的全局目的地地址的候补的网关的识别信息(例如地址)。节点3在接收到GW公告的情况下，确认其发送源的网关是否在目的地候补中登记完，若未登记则追加登记。
“邻接节点ID”是邻接节点的识别信息(例如地址)，是在发送或者转送将左邻的“目的地候补”所记载的识别信息(或者与此对应的地址)设定为全局目的地地址的抄表数据帧时能够选择为发送目的地(直接发送的对象)的邻接节点的列表。另外，在能够与网关直接通信的情况下，该网关的识别信息也被保持为邻接节点ID。图5的最上段所记载的“G01”相当于网关的识别信息。节点3将向自身转送来GW公告或者存在通知帧的邻接节点(其他的节点3或者网关)的识别信息追加登记为邻接节点ID。节点3有时从多个邻接节点接收某个网关发送的GW公告或者存在通知帧。在从登记在邻接节点ID中的识别信息的邻接节点之外接收到GW公告或者存在通知帧的情况下，使向自身转送来接收到的GW公告或者存在通知帧的邻接节点的识别信息与发送了GW公告的网关(目的地候补)建立对应地追加登记到邻接节点ID中。
“到目的地为止的跳数”是在将与左邻的“邻接节点ID”对应的节点3(也有网关的情况)选择为帧的发送目的地的情况下的、到其左邻的“目的地候补”所表示的网关为止的跳数。该跳数例如能够根据从各网关发布的GW公告而获知。GW公告包含转送次数的信息，各节点3通过在转送GW公告时更新转送次数信息，从而能够取得跳数。
另外，图5所示的路径信息的构成为一例，只要能够管理发送/转送抄表数据帧时所需的信息，则可以为任意的构成。
＜节点3进行的抄表数据的发送动作＞
接着，对节点3进行的抄表数据(抄表数据帧)的发送、转送动作示出具体例来进行说明。这里，作为一例，对图1所示的节点311发送抄表数据的情况进行说明。另外，假设节点311在初始状态下将网关2A选择为抄表数据的发送目的地。
(正常时的动作)
节点311监视是否成为抄表数据的发送时刻，若成为发送时刻，则生成抄表数据帧并向网关2A发送。即，若成为抄表数据帧的发送时刻，则节点311的消息收发部32(参照图2)从计测部33取得计测数据，并生成抄表数据帧(参照图3)。这时，首先确认由存储部34保持的网关信息(参照图4)，识别选择状况为“现用”的网关。这里，将网关2A作为“现用”的网关继续说明。接着，消息收发部32确认由存储部34保持的路径信息(参照图5)，并选择直接发送抄表数据帧的邻接节点(本地目的地)。这里，假设选择了到网关2A为止的跳数为最小的节点31继续说明。若结束本地目的地的选择，则对抄表数据帧的全局目的地地址设定网关2A的地址，对本地目的地地址设定节点31的地址，对全局发出地址和本地发出地址设定自身(节点311)的地址。此外，对路径迂回次数设定转送失败时的迂回动作(详细后述)的最大执行次数。这里设定“3次”。
接收到节点311发送的抄表数据帧的节点31确认抄表数据帧的全局目的地而决定转送目的地(直接发送的对象)。转送目的地的决定基于路径信息而进行(参照图4、图5)。这里，假设将转送目的地决定为网关2A来继续说明。若节点31将转送目的地决定为网关2A，则将从节点311接收到的抄表数据帧的本地目的地地址变更为网关2A，并且将本地发出地址变更为自身的地址。转送目的地的决定、本地目的地地址以及本地发出地址的变更由节点31的消息收发部32进行。若节点31的消息收发部32结束地址的变更，则将抄表数据帧发送至网关2A。
若网关2A正常接收到抄表数据帧，则取出抄表数据，根据需要进行再帧化等之后向数据收集服务器1发送。
(异常时的动作)
接着，对由于装置故障、通信障碍等，使网关2A无法接收到节点311向网关2A发送的抄表数据帧的情况下的动作进行说明。
节点311进行的抄表数据帧的发送动作以及节点31进行的向网关2A转送抄表数据帧的转送动作与上述(正常时的动作)相同。但是，假设网关2A处于无法正常接收由节点31转送的抄表数据帧的状态。
节点31若检测到网关2A无法接收到所转送的抄表数据帧，则首先确认是否需要经由邻接的其他的节点3(通过迂回路径)而向网关2A发送抄表数据帧(是否需要迂回)。确认设定在从节点311接收到的抄表数据帧中的路径迂回次数，若路径迂回次数在1以上，则判断为需要迂回。在需要迂回的情况下，开始迂回动作。具体而言，如图6的流程所示，确认路径信息，决定作为转送目的地(迂回目的地)的邻接节点(步骤S1)。这里，假设需要迂回并且将迂回目的地决定为节点32来继续说明。若将节点32决定为迂回目的地，则节点31将从节点311接收到的抄表数据帧的本地目的地地址变更为节点32，并且将本地发出地址变更为自身的地址(步骤S2)。另外，从路径迂回次数减去1(从3次变更成2次)(步骤S3)，并转送变更后的抄表数据帧(步骤S4)。
图7是图6的步骤S2和S3中实施的与抄表数据帧的改写动作相关的图。在步骤S2中，节点31将作为步骤S1中决定的转送目的地的节点32的地址设定成本地目的地地址，另外将自身的地址设定成本地发出地址。此外，在步骤S3中，节点31设定从路径迂回次数减去1得到的值。在步骤S4中转送如以上那样进行了设定的变更后的抄表数据帧。
接收到由节点31转送的抄表数据帧的节点32确认抄表数据帧的全局目的地并决定转送目的地。这里，假设将转送目的地决定为网关2A来继续说明。若节点32将转送目的地决定为网关2A，则将接收到的抄表数据帧的本地目的地地址变更为网关2A，并且将本地发出地址变更为自身的地址，并向网关2A发送。在网关2A能够正常接收该抄表数据帧的情况下，到此结束动作。另一方面，在无法正常接收的情况下，节点32根据需要，将抄表数据帧转送至其他的节点3(迂回)。
即，若节点32若检测到网关2A无法接收所转送的抄表数据帧，则通过确认从节点31接收到的抄表数据帧的路径迂回次数是否在1以上，来对迂回的必要性进行判断，在需要迂回的情况下，进一步确认路径信息，决定作为迂回目的地的邻接节点。这里，假设需要迂回且将迂回目的地决定为节点33来继续说明。若将节点33决定为迂回目的地，则节点32将从节点31接收到的抄表数据帧的本地目的地地址变更为节点33，并且将本地发出地址变更为自身的地址。另外从路径迂回次数减去1(从2次变更为1次)，转送变更后的抄表数据帧。
接收到由节点32转送的抄表数据帧的节点33进行与接收到由节点31转送的抄表数据帧的节点32相同的动作，根据需要，进一步使抄表数据帧迂回。这里，假设进一步向节点34迂回来继续说明。另外，节点33向节点34发送的抄表数据帧的路径迂回次数成为0次。
接收到由节点33转送的抄表数据帧的节点34确认抄表数据帧的全局目的地并决定转送目的地。这里，假设将转送目的地决定为网关2A来继续说明。若节点34将转送目的地决定为网关2A，则将接收到的抄表数据帧的本地目的地地址变更为网关2A，并且将本地发出地址变更为自身的地址，向网关2A发送。在网关2A无法正常接收到该抄表数据帧的情况下，节点34确认设定在抄表数据帧中的路径迂回次数来判断迂回的必要性，但是由于路径迂回次数为0次，所以不再进行迂回。该情况下，节点34执行按照图8所示的流程的动作(返送动作)。即，节点34通过确认路径信息来决定该抄表数据帧的发送源的节点(这里为节点33)(步骤S11)，将抄表数据帧的本地目的地地址变更为节点33，并且使路径迂回次数保持0次不变(步骤S12)。然后，返送变更后的抄表数据帧(步骤S13)。此外，节点34将返送的抄表数据帧的路径迂回次数为0次作为条件，判断为与设定在抄表数据帧中的全局目的地地址对应的网关无法正常动作，更新图4所示的网关信息的相应处(步骤S14)。即，将判断为无法正常动作的网关的“动作状态”变更为“异常”(在图4中，将选择为现用的G02的动作状态设为“异常”)。由此，能够从发送包含自身测定的抄表数据的抄表数据帧时的发送目的地候补中除去即使发送抄表数据帧也无法正常接收的可能性较高的网关。因此，能够防止发生无用的发送，并且能够缩短抄表数据帧滞留在网络上的时间。另外，在从“动作状态”为“异常”的网关发布了与上位装置的通信状态为正常的GW公告的情况下，将“动作状态”恢复至“正常”。
图9是与图8的步骤S12中实施的抄表数据帧的改写动作相关的图。在步骤S12中，节点34将作为步骤S11中决定的转送目的地的节点33的地址设定为本地目的地地址，另外将自身的地址设定为本地发出地址。此外，路径迂回次数保持0不变。在步骤S13中返送如以上那样进行了设定的变更后的抄表数据帧。
接收到由节点34返送的抄表数据帧的节点33将该抄表数据帧返送至作为最初接收到时的发送源的节点32。这时，路径迂回次数不变更。此外，判断为与所设定的全局目的地地址对应的网关无法正常动作，更新所保持的网关信息的相应处。以下，网关2A无法正常接收到的抄表数据帧经由最初发送的路径上的各节点(节点32和节点31)，而到达发送源的节点311。另外，返送抄表数据帧时的节点32和节点31的动作与节点34进行的返送动作相同。
另外，在各节点构成为基于通信品质来决定作为帧的发送目的地的邻接节点、或者根据通信品质来更新发送目的地候补的优先度(选择容易度)的情况下，在抄表数据帧的返送动作时，不更新所保持的通信品质。
最初向网关2A发送了抄表数据帧的节点311在该帧被返送的情况下，判断为发送失败，确认除网关2A以外是否存在发送目的地候补的网关(网关信息的“选择状况”为“预备”的网关)，若存在其他的发送目的地候补，则向该其他的发送目的地候补的网关再送。通过确认所保持的网关信息(图4)来判断是否存在其他的发送目的地候补。例如，若网关2B在正常动作中，则将上述所返送的抄表数据帧的全局目的地地址变更为网关2B的地址，将路径迂回次数初始化(恢复至3次)并进行再送。此外，更新所保持的网关信息，将作为所返送的抄表数据帧的目的地的网关的“动作状态”变更为“异常”。
在向网关2B再送的抄表数据帧也被返送的情况下，再次确认有无其他的发送目的地候补，若存在其他的发送目的地候补，则向该发送目的地候补再送。以下，直到不存在发送目的地候补为止，重复进行相同的处理。
如以上那样，在本实施方式的自动抄表系统中，如图10所示，若成为抄表数据的发送时刻，则未与网关邻接的第1节点3(例如图1的节点311)取得抄表数据，生成并发送对路径迂回次数设定了初始值的抄表数据帧(步骤S21)，若抄表数据帧没有被返送则结束动作(步骤S22：否)。在抄表数据帧被返送的情况下(步骤S22：是)，确认是否存在抄表数据帧的其他的发送目的地候补的网关(步骤S23)，在存在其他的发送目的地候补(网关)的情况下(步骤S23：是)，将所返送的抄表数据帧的全局目的地地址变更为其他的发送目的地候补网关的地址，此外，将本地目的地地址变更为与变更后的全局目的地地址对应的地址(邻接节点的地址)，在将路径迂回次数初始化之后进行再送(步骤S24)。在不存在其他的发送目的地候补(网关)的情况下(步骤S23：否)，结束动作。
另一方面，与网关邻接的第2节点3(例如图1的节点32)若接收到抄表数据帧，则按照图11进行动作。即，若接收到抄表数据帧(步骤S31)，则向与其邻接的网关转送(步骤S32)。在向网关的转送成功的情况下结束动作(步骤S33：是)。在转送失败的情况下(步骤S33：否)，确认步骤S31中接收到的抄表数据帧的路径迂回次数是否是0以外(正的整数)(步骤S34)，在0以外的情况下(步骤S34：是)，确认是否存在迂回路径(步骤S35)。然后，在存在迂回路径的情况下(步骤S35：是)，更新抄表数据帧的路径迂回次数(减去1)，并向迂回路径上的邻接节点转送(步骤S36)。在上述的路径迂回次数为0的情况下(步骤S34：否)、或在不存在迂回路径的情况下(步骤S35：否)，返送抄表数据帧(步骤S37)。
另外，节点3在接收到路径迂回次数为0的抄表数据帧的情况下，向设定于其全局发出地址的地址的节点3进行转送(返送)(以路径迂回次数不变更的方式转送)。
这样，在本实施方式的自动抄表系统中，各节点在将测定结果向收集服务器发送的情况下，对包含了测定信息的抄表数据帧设定路径迂回次数，此外，在网关无法正常接收对该网关直接发送的抄表数据帧的情况下，确认设定在该抄表数据帧中的路径迂回次数，在设定了0次以外的值的情况下，从设定值减去1，然后向其他的节点转送(向其他的路径迂回)。此外，在路径迂回次数为0次的情况下，不进一步进行迂回，而使向发送源的节点返送。由此，例如在目的地的网关发生故障的情况下，能够避免与故障中的网关处于邻接关系的节点不断地重复迂回动作。其结果，能够抑制帧的转送延迟时间增加，能够防止帧滞留在网络上的时间增加。此外，能够防止发生无用的帧发送。
此外，返送路径迂回次数为0次的抄表数据帧的路径上的各节点在返送动作中，更新所保持的网关信息，所以能够避免向未正常动作的可能性较高的网关发送帧，根据这一点，也能够防止帧滞留在网络上的时间增加，并且能够防止发生无用的帧发送。
另外，在本实施方式中，对接收到向网关发送的抄表数据帧的情况下的动作进行了说明，但是不仅是发给网关的帧，对于发给节点3的帧也可以进行相同的控制。即，最初发送帧的节点设定路径迂回次数，各节点在发送(转送)全局目的地地址和本地目的地地址的设定值相同的帧失败的情况下，若路径迂回次数在1次以上，则也可以变更该帧的路径迂回次数(减去1次)，并向其他的路径发送帧(迂回)。
实施方式2
在实施方式1中，对存在多个抄表数据帧的发送目的地候补的网关的情况下的动作进行了说明，但是在本实施方式中，对发送目的地候补的网关为1台的情况下的动作进行说明。
如已说明的那样，网关定期广播GW公告，并将自身的存在与数据收集服务器1之间的通信状态通知给节点3，但是也可能存在因停电等使网关停止，而无法发布GW公告的情况。
另一方面，节点3监视GW公告的接收，在从最后接收GW公告开始经过了一定期间(第1期间)的情况下，判断为在网关发生障碍，停止抄表数据帧的发送。这时，将上述的网关信息的“动作状态”变更为“异常”。但是，继续GW公告的接收动作，监视该网关的恢复。由此，能够防止不必要地发送抄表数据帧，并且在网关恢复了的情况下能够迅速地检测到。此外，在向判断为发生障碍的网关发送帧时所参照的路径信息在比第1期间长的第2期间内持续保持，以使得能够在网关恢复的情况下立即将网络恢复。在经过了第2期间的情况下，将路径信息初始化，对网络进行再构筑。另外，即使在停止帧的发送的期间，也继续进行电力等的测定，并保持测定结果，以使得能够在网络恢复后发送。
这样，节点3基于GW公告的接收结果来检测网关的障碍发生，在检测到障碍发生后，停止向该网关的抄表数据帧的发送。此外，在障碍发生后，直到经过一定期间(上述第2期间)为止，持续保持在向该网关宛发送帧时使用的路径信息。由此，能够防止发送无用的帧发送，并且能够期待网络在网关恢复后迅速恢复。此外，能够防止尽管网关没有恢复的可能性也持续等待恢复，导致网络的再构筑动作的开始晚于所需要的时间。另外，节点3保持无法接收到GW公告的期间的抄表数据，在网关恢复了的情况下，将未发送而保持了的抄表数据进行帧化来发送。
实施方式2也能够不与实施方式1组合而单独地实施，该情况下，也能够期待网络在网关恢复后迅速恢复。
实施方式3
以下，对本发明所涉及的通信装置的实施方式3详细进行说明。另外，这里仅对与实施方式1不同的事项进行说明，对与实施方式1共同的事项省略说明。
在实施方式1中，示出根据在向网关2A的发送失败时发生的迂回而对路径迂回次数进行减法运算的构成。在本实施方式3中构成为，在节点31将网关2A的动作状态判断为异常的情况下，不进行向网关2A的发送尝试，而是节点31直接对路径迂回次数进行减法运算后对节点32发送(迂回)。
节点31根据GW公告或者存在通知帧等来监视网关2A是否正常动作。这里在网关2A发生故障的情况下，节点31接收不到定期发送的GW公告或者存在通知帧等，由此检测出网关2A的异常。在节点31中的向网关2A的最优先的路径是从节点31向网关2A直接进行转送的路径的状况下，当节点31检测到网关2A的异常时，节点31若接收到发给网关2A的帧，则不向网关2A直接进行发送，而进行例如从节点31经由节点32而发送至网关2A的迂回动作，并且对路径迂回次数进行减法运算。
此外，在构成为根据通信品质来更新发送目的地候补的优先度(选择容易度)的情况下，也可以构成为在上述抄表数据帧进行迂回动作时不更新所保持的通信品质。
另外，在节点31中的向网关2A的最优先的路径不是从节点31向网关2A直接进行转送的路径的状态下，当节点31检测到网关2A的异常时，节点31若接收到发给网关2A的帧，则进行向最优先的路径的转送，而不进行迂回动作。此外，对于异常检测而言，GW公告或者存在通知帧等中包含表示网关异常的信息，在接收到GW公告或者存在通知帧等而其中包含表示网关异常的信息的情况下，也能够基于该信息来检测网关的异常。
根据该构成，能够抑制向事先判断为异常的网关的帧的无用的发送尝试，并且起到防止帧滞留在网络上的时间增加的效果。
实施方式4
以下对本发明所涉及的通信装置的实施方式4详细进行说明。另外，这里仅对与实施方式1不同的事项进行说明，对与实施方式1共同的事项省略说明。
在实施方式3中，对节点31基于来自网关2A的信号来判断网关异常的构成进行了描述，但是在本实施方式4中，对节点31基于对网关2A实施的帧发送尝试的结果来判断网关2A的异常的构成进行描述。
在实施方式4中，节点31接收以网关2A为目的地的帧，并向网关2A发送该帧。在节点31向网关2A的发送失败了规定的次数的情况下，节点31判断为网关2A异常。
之后，节点31的动作与实施方式3相同，在转送发给网关2A的帧的情况下，不进行向网关2A的发送尝试，而直接对路径迂回次数进行减法运算，进行向节点32发送(迂回)的动作。
根据该构成，能够抑制向判断为异常的网关的帧的无用的发送尝试，并且起到防止帧滞留在网络上的时间增加的效果。此外，也起到与实施方式3的基于定期发送的GW公告或者存在通知帧等来判断异常相比，在短时间检测网关异常的效果。
实施方式5
以下对本发明所涉及的通信装置的实施方式5详细进行说明。另外，这里仅对与实施方式1不同的事项进行说明，对与实施方式1共同的事项省略说明。
在实施方式1中，示出根据在向网关2A的发送失败的情况下发生的迂回而对路径迂回次数进行减法运算的构成。在本实施方式5中，对如下方式进行说明，即，将在向网关2A的路径中途发生的向作为本地发出地址的节点的返送作为路径迂回次数而进行减法运算，在路径迂回次数成为0的情况下，恢复至全局发出地址的节点。
在向网关2A的路径中途，某个节点针对向网关2A的多个路径尝试了发送但是全部的发送都无法进行的情况下，进行向相应节点接收到的帧的本地发出地址中所示的节点的帧返送。在发生了向作为该本地发出地址的节点的返送的情况下对路径迂回次数进行减法运算。在将要对路径迂回次数进行减法运算时值已成为0的情况下，经由作为本地发出地址的节点而将帧返送到全局发出地址的节点为止。通过这样构成，抑制了抄表数据等的帧滞留在网络上的时间增加。
这里，上述的路径迂回次数可以构成为具有两个独立的计数器，即，在向实施方式1所示的网关2A的发送失败而发生了迂回的情况下进行减法运算的计数器、和在向本实施方式5所示的网关2A的路径中途所发生的向作为本地发出地址的节点的返送发生了的情况下进行减法运算的计数器，也可以构成为使2个内容合在1个计数器中。此外，在本实施方式中，示出无论在中继路径的哪处发生了向作为本地发出地址的节点的返送的情况下都进行路径迂回次数的减法运算的例子，但是也考虑限于在发生了基于向网关发送的帧向作为本地发出地址的节点返送的情况下，才实施路径迂回次数的减法运算。
实施方式6
以下对本发明所涉及的通信装置的实施方式6详细进行说明。另外，这里仅对与实施方式5不同的事项进行说明，对实施方式5共同的事项省略说明。
在实施方式5中，示出在发生了向作为本地发出地址的节点的返送时路径迂回次数的值已成为0的情况下，经由作为本地发出地址的节点而将帧返送到全局发出地址的节点为止，在对所返送的抄表数据帧的路径迂回次数进行了初始化之后，向其他的发送目的地候补的网关再送的动作。在本实施方式中，对在发生了向作为本地发出地址的节点的返送时该节点为全局发出地址的节点的情况下的动作进行说明。
在发生了从某个节点向作为本地发出地址的节点的返送的情况下，当路径迂回次数的值在1以上，且接收到所返送的帧的节点的地址与所返送的帧的全局发出地址一致时，接收到所返送的帧的节点不论所返送的帧的路径迂回次数的值如何，而立即向其他的发送目的地候补的网关再送。另外，在上述的实施方式5中，示出了向其他的发送目的地候补的网关再送时对路径迂回次数的值进行初始化的构成，但是也可以为保持路径迂回次数的值(不进行初始化)的构成。
这样，通过构成为在向全局发出地址返送了帧的情况下，当路径迂回次数的值在1以上时，不向当前选择的网关发送，而是将目的地切换为其他的发送目的地候补的网关，从而能够抑制网络滞留的时间增加。
在各实施方式中，对测定需要家庭中的电量(使用电力量)和计测与此关联的信息的节点的例子进行了说明，但是也能够应用于测定自来水、煤气等的使用量的情况。
工业上的可利用性
如以上那样，本发明所涉及的数据通信装置作为形成自动抄表系统的自组织网络的节点是有用的。
图中符号说明：
1：数据收集服务器；2A，2B：网关；31～326：无线站(节点)；31：无线通信部；32：消息收发部；33：计测部；34：存储部；35：时刻管理部；36：天线。

Claims (11)

1.一种数据通信装置，与1台以上的网关一起形成网状网络，该数据通信装置的特征在于，具备：
帧生成部，其生成包含抄表数据的帧亦即抄表数据帧并向网关发送；和
帧转送部，其转送从其他的数据通信装置接收到的发给网关的抄表数据帧，
所述帧生成部发送附加了路径迂回次数的抄表数据帧，该路径迂回次数是从与抄表数据帧的目的地的网关邻接的数据通信装置向该网关的发送尝试许可次数，
在向邻接的网关转送抄表数据帧失败，且附加于该抄表数据帧的路径迂回次数在1次以上的情况下，所述帧转送部将所附加的路径迂回次数变更为比该路径迂回次数少1次的值，并向其他的数据通信装置转送该抄表数据帧。
2.根据权利要求1所述的数据通信装置，其特征在于，
在向邻接的网关转送抄表数据帧失败，且附加于该抄表数据帧的路径迂回次数为0次的情况下，向该抄表数据帧的发送源返送该抄表数据帧。
3.根据权利要求1或者2所述的数据通信装置，其特征在于，
在过去转送的抄表数据帧被返送的情况下，向最初接收到该抄表数据帧时的发送源返送该抄表数据帧。
4.根据权利要求1、2或者3所述的数据通信装置，其特征在于，
在自身生成的抄表数据帧被返送的情况下，若存在与作为该抄表数据帧的目的地的网关不同的其他的网关，则将该其他的网关设定为新的目的地并再送该抄表数据帧。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的数据通信装置，其特征在于，
在自身生成的抄表数据帧被返送的情况下，若附加于该抄表数据帧的路径迂回次数在1次以上，且存在与作为该抄表数据帧的目的地的网关不同的其他的网关，则将该其他的网关设定为新的目的地，并对所附加的路径迂回次数进行初始化后再送该抄表数据帧。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的数据通信装置，其特征在于，
在接收到返送的抄表数据帧的情况下，判断为该抄表数据帧的目的地的网关处于故障中，并在以后的抄表数据帧发送中，将该网关从目的地的候补中排除。
7.根据权利要求1～6中任意一项所述的数据通信装置，其特征在于，
在无法接收到从各网关定期广播的、包含与发送源网关相关的信息的GW公告的情况下，将无法接收到的GW公告的发送源网关从抄表数据帧的目的地的候补中排除。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的数据通信装置，其特征在于，
在接收到从各网关定期广播的、包含与发送源网关相关的信息的GW公告，并根据该GW公告判断为所述网关与该网关的上位装置之间的通信状态异常的情况下，将所述GW公告的发送源网关从抄表数据帧的目的地的候补中排除。
9.根据权利要求1～8中任意一项所述的数据通信装置，其特征在于，
基于从各网关定期广播的、包含与发送源网关相关的信息的GW公告、和从其他的数据通信装置定期发送的、包含与发送源数据通信装置相关的信息的存在通知帧，来生成并保持在发送所述抄表数据帧时要参照的路径信息，在形成网状网络的网关为1台的情况下，若从成为无法接收到来自该网关的GW公告的状态开始经过了第1期间，则停止抄表数据帧的生成和发送动作，若进一步经过了第2期间，则对所保持的路径信息进行初始化。
10.一种数据通信系统，其特征在于，具备：
1台以上的网关；和
数据通信装置，该数据通信装置与所述网关一起形成网状网络，并具备：生成包含抄表数据的帧亦即抄表数据帧并向网关发送的帧生成部、和转送从其他的装置接收到的发给网关的抄表数据帧的帧转送部，
所述帧生成部发送附加了路径迂回次数的抄表数据帧，该路径迂回次数是从与抄表数据帧的目的地的网关邻接的数据通信装置向该网关的发送尝试许可次数，
在向邻接的网关转送抄表数据帧失败，且附加于该抄表数据帧的路径迂回次数在1次以上的情况下，所述帧转送部将所附加的路径迂回次数变更为比该路径迂回次数少1次的值，并向其他的数据通信装置转送该抄表数据帧。
11.一种数据通信方法，是由通信系统执行的数据通信方法，该通信系统具备1台以上的网关和多个无线站，所述多个无线站与所述网关一起形成网状网络，生成包含抄表数据的帧亦即抄表数据帧并向网关发送，该数据通信方法的特征在于，包括：
帧生成步骤，在该步骤中，第1无线站生成附加了路径迂回次数的抄表数据帧，该路径迂回次数是从与抄表数据帧的目的地的网关邻接的第2无线站向该网关的发送尝试许可次数；和
帧转送步骤，在该步骤中，在向邻接的网关转送抄表数据帧失败，且附加于该抄表数据帧的路径迂回次数在1次以上的情况下，所述第2无线站将所附加的路径迂回次数变更为比该路径迂回次数少1次的值，并向其他的无线站转送该抄表数据帧。
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