CN107408334A - 控制装置、控制程序、以及传感器节点 - Google Patents

Abstract

在服务器(10)中处理器(12)将多个传感器节点(50)分为各簇至少包含一个由中继节点和与中继节点之间直接地无线连接的子节点构成的部分簇的多个簇。而且，处理器(12)从各部分簇的中继节点收集各部分簇中的传感检测值的平均值，并根据收集的各部分簇的平均值，计算各簇的校准基准值。然后，处理器(12)将计算出的各簇的校准基准值通知给各簇。

Description

控制装置、控制程序、以及传感器节点

技术领域

本发明涉及控制装置、控制程序、以及传感器节点。

背景技术

近年，提出了将具有无线通信部和传感器的传感器节点配置在观测区域并以“收集周期(也就是传感检测值的样本周期)”收集传感检测信息的“无线传感器网络”。例如，无线传感器网络的各传感器节点具有将环境能量(例如，太阳光、振动等)转换为电能进行发电的环境发电部和对由环境发电部发电的电力进行蓄电的电池。而且，各传感器节点使用电池所蓄电的电力进行动作。

另外，无线传感器网络的各传感器节点所测定出的传感检测值经由网关装置报告给“控制装置(换句话说，网络装置)”。这里，无线传感器网络例如具有树型的拓扑。即，在无线传感器网络包含有处于对由其它的传感器节点测定出的传感检测值的传输进行中继的“中继动作状态”的传感器节点(也就是“中继节点”)、和处于“非中继动作状态”的传感器节点(也就是“末节点”)。各传感器节点所测定出的传感检测值从各传感器节点直接或者经由一个以上的中继节点传输至网关装置。即，无线传感器网络具有“多跳通信路径”。

专利文献1：日本特开2003－271231号公报

然而，在传感器间，由于各种原因而传感检测值产生偏差。例如，第一由于传感器的个体差，而传感检测值产生偏差(第一偏差原因)。另外，第二由于具备传感器的设备的个体差(工作精度等)，而传感检测值也产生偏差(第二偏差原因)。第三由于设置传感器的环境(例如，振动、风、雨、破坏等)，传感检测值也产生偏差(第三偏差原因)。

与此相对，例如，对于第一偏差原因或者第二偏差原因，考虑在传感器节点的出厂前执行校准的对策。另外，对于第三偏差原因，考虑使传感器节点成为不受到外部因素的影响的壳体设计的对策。

然而，任何的对策都有校准处理的负荷较大、对策成本较大等问题。

发明内容

公开的技术是鉴于上述而完成的，其目的在于提供能够减轻传感器网络中的校准处理的负荷的控制装置、控制程序、以及传感器节点。

在公开的方式中，控制装置控制各传感器节点具有传感器和无线部并且能够进行多跳通信的传感器节点组中的传感检测值的校准。上述控制装置具备存储器、和与上述存储器连接的处理器。上述处理器将上述传感器节点组分为各簇至少包含一个具有中继节点和进行无线通信的子节点的部分簇的多个簇，从各部分簇的中继节点收集上述各部分簇中的传感检测值的平均值，根据上述收集的各部分簇的平均值，计算各簇的校准基准值，并将上述计算出的各簇的校准基准值通知给上述各簇。

根据公开的方式，能够减轻传感器网络中的校准处理的负荷。

附图说明

图1是用于实施例1的无线传感器网络系统的说明的图。

图2是用于实施例1的无线传感器网络系统的说明的图。

图3是用于实施例1的无线传感器网络系统的说明的图。

图4是用于实施例1的无线传感器网络系统的说明的图。

图5是表示实施例1的服务器的一个例子的框图。

图6是表示实施例1的第一对应表格的一个例子的图。

图7是表示在从实施例1的服务器发送校准基准值时使用的数据包的格式例的图。

图8是表示实施例1的传感器节点的一个例子的框图。

图9是表示在从实施例1的母节点朝向服务器发送传感检测值平均时所使用的数据包的格式例的图。

图10是表示实施例1的传感器节点的处理动作的一个例子的流程图。

图11是表示图10的接续的流程图。

图12是表示图11的接续的流程图。

图13是表示图11的接续的流程图。

图14是表示从实施例2的母节点朝向服务器发送传感检测值平均时所使用的数据包的格式例的图。

图15是表示实施例2的第二对应表格的一个例子的图。

图16是用于实施例2的校准基准值的计算方法的说明的图。

图17是表示实施例2的向中继特化节点的移行命令信号的格式例的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本申请公开的控制装置、控制程序、以及传感器节点的实施方式进行详细说明。此外，并不由该实施方式限定本申请公开的控制装置、控制程序、以及传感器节点。另外，在实施方式中对具有相同的功能的构成附加相同的附图标记，并省略重复的说明。

[实施例1]

[无线传感器网络系统的概要]

图1～4是用于实施例1的无线传感器网络系统的说明的图。在图1～4中，以图1、2、3、4的顺序示出构建无线传感器网络系统的顺序。

在图1～4中，无线传感器网络系统1具有作为控制装置的服务器10、以有线直接或者间接地与服务器10连接的网关(GW)30、以及传感器节点50－1～7。在并不特别区别传感器节点50－1～7的情况下，有总称为“传感器节点50”的情况。这里，虽然网关30以及传感器节点50的数目分别为一个以及七个，但并不限定于此。

图4所示的无线传感器网络系统1中的拓扑是根据“网络构成顺序”构成网络的结果的一个例子。“网络构成顺序”如以下那样。

首先，如图1所示，在无线传感器网络系统1的“初始状态”下，在网关30与传感器节点50－1～7未构建网络。无线传感器网络系统1可以在无线传感器网络系统1的运用开始前，或者，每次以规定的时间间隔从服务器10对网关30以及传感器节点50－1～7发送“网络构建(再构建)命令信号”时，成为该初始状态。

如图1所示，在无线传感器网络系统1的“初始状态”下，传感器节点50－1～7的各个发送“信标”。即，在“初始状态”下，全部的传感器节点50作为“子节点模式”进行动作。在图1中，以各传感器节点50为中心的圆(虚线)表示发送的“信标”以规定等级以上的接收电力到达的范围。

接下来，网关30若接收到信标则对该信标的发送源的传感器节点50发送“链路形成信号”。即，网关30接受该信标的发送源的传感器节点50作为自身的“子节点”。此外，“链路形成信号”有时也称为“接受同意信号”。这里，一个“母节点”能够接受的“子节点”的数目设有限制(以下，有时称为“部分簇大小限制数”)。这里，以“部分簇大小限制数”为2为例进行说明。

在图1中，网关30配设在能够接收从传感器节点50－1、2、3的各个发送的信标的位置，所以能够接受传感器节点50－1、2、3中的两个作为自身的“子节点”。这里，例如由于接收信标的顺序为传感器节点50－1、2、3，所以如图2所示，网关30在与传感器节点50－1、2的各个之间形成无线链路。如图2所示，由网关30作为“子节点”接受的传感器节点50－1、2停止信标的发送。由此，能够防止传感器节点50－1、2被接受为网关30以外的其它的节点(传感器节点50)的“子节点”。根据该“规则”，无线传感器网络系统1中的“拓扑”成为树结构。

然后，作为“母节点”的网关30对自身的“子节点”也就是传感器节点50－1、2发送向“母节点模式”的“切换指示信号”。

若接收到上述的“切换指示信号”，则传感器节点50－1、2的各个开始“母节点模式”下的动作。

例如，传感器节点50－1若接收到信标则对该信标的发送源的传感器节点50发送“链路形成信号”。即，传感器节点50－1接受该信标的发送源的传感器节点50作为自身的“子节点”。

在图2中，传感器节点50－1配设在能够接收从传感器节点50－3、4的各个发送的信标的位置，所以能够接受传感器节点50－3、4作为自身的“子节点”。因此，如图3所示，传感器节点50－1在与传感器节点50－3、4的各个之间形成无线链路。如图3所示，由传感器节点50－1作为“子节点”接受的传感器节点50－3、4停止信标的发送。这里，以下，有时将如作为“母节点”的传感器节点50－1和作为“子节点”的传感器节点50－3、4那样，由“中继节点”和该中继节点的“子节点”构成的组称为“部分簇”。

然后，传感器节点50－1对自身的子节点也就是传感器节点50－3、4发送传感检测值的“发送指示信号”。若接收到“发送指示信号”，则传感器节点50－3、4的各个向作为自身的“母节点”的传感器节点50－1发送自身的传感器的传感检测值。

然后，传感器节点50－1计算自身的“部分簇”中的“传感检测值平均”。即，传感器节点50－1计算自身的传感器的传感检测值与从传感器节点50－3、4的各个报告的传感检测值的平均。然后，传感器节点50－1将计算出的“传感检测值平均”经由作为自身的母节点的网关30发送给服务器10。这里，作为母节点的传感器节点50－1将自身的部分簇的传感检测值平均和自身的部分簇所包含的各传感器节点50的识别信息发送给服务器10。

另一方面，传感器节点50－2也执行与传感器节点50－1同等的处理。即，传感器节点50－2接受传感器节点50－5作为自身的子节点，并计算自身的传感器的传感检测值与从传感器节点50－5报告的传感检测值的传感检测值平均。然后，传感器节点50－2将计算出的“传感检测值平均”经由作为自身的母节点的网关30发送给服务器10。

然后，传感器节点50－1、2的各个对自身的“子节点”发送向“母节点模式”的“切换指示信号”。

若接收到上述的“切换指示信号”，则传感器节点50－3、4、5的各个开始“母节点模式”下的动作。

例如，传感器节点50－4若接收到信标则对该信标的发送源的传感器节点50发送“链路形成信号”。即，传感器节点50－4接受该信标的发送源的传感器节点50作为自身的“子节点”。

在图3中，传感器节点50－4配设在能够接收从传感器节点50－6、7的各个发送的信标的位置，所以能够接受传感器节点50－6、7作为自身的“子节点”。因此，如图4所示，传感器节点50－4在与传感器节点50－6、7的各个之间形成无线链路。如图4所示，由传感器节点50－4作为“子节点”接受的传感器节点50－6、7停止信标的发送。此外，在图1～图4所示的例子中，传感器节点50－6、7作为末节点进行动作。

然后，传感器节点50－4对自身的子节点，也就是传感器节点50－6、7发送传感检测值的“发送指示信号”。若接收到“发送指示信号”，则传感器节点50－6、7的各个对作为自身的“母节点”的传感器节点50－4发送自身的传感器的传感检测值。

然后，传感器节点50－4计算自身的“部分簇”中的“传感检测值平均”。即，传感器节点50－4计算自身的传感器的传感检测值与从传感器节点50－6、7的各个报告的传感检测值的平均。然后，传感器节点50－4将计算出的“传感检测值平均”经由作为自身的母节点的传感器节点50－1发送给服务器10。

另一方面，服务器10基于传感器节点50的个数将无线传感器网络系统1的多个传感器节点50分为至少包含一个部分簇的多个“簇”。例如，服务器10将一个簇所包含的传感器节点50的个数(以下，有时称为“簇大小限制数”)设为五个。该情况下，由传感器节点50－1以及传感器节点50－3、4构成的部分簇1和由传感器节点50－2以及传感器节点50－5构成的部分簇2的构成节点数为5，所以组合部分簇1以及部分簇2作为簇1。而且，对于不包含于簇1的传感器节点50－6、7来说，若在周边存在其它的传感器节点50则形成部分簇，且形成的部分簇被服务器10分给簇1以外的其它的簇。

然后，服务器10以簇单位，基于簇所包含的部分簇的传感检测值平均，计算“校准基准值”。例如，服务器10在某个簇包含多个部分簇的情况下，通过以各部分簇所包含的传感器节点50的个数对与该多个部分簇的各个对应的多个传感检测值平均进行加权平均，来计算该簇的“校准基准值”。

然后，服务器10利用多跳通信将对各簇计算出的“校准基准值”发送给各簇所包含的各传感器节点50。

而且，各传感器节点50若接收到发给自身的“校准基准值”，则使用该“校准基准值”执行校准处理。即，各传感器节点50通过从自身的传感器的传感检测值减去接收到的“校准基准值”，计算“误差值”。然后，各传感器节点50在每个上述的“收集周期”，通过对自身的传感器的传感检测值加上计算出的“误差值”来修正传感检测值，并经由自身的母节点将修正后的传感检测值报告给服务器10。

如以上那样通过在无线传感器网络系统1中执行校准处理，能够避免在传感器节点50的出厂前独立地执行校准处理，所以能够减轻校准处理的处理负荷。另外，通过在无线传感器网络系统1的网络构成顺序中执行校准处理，能够排除在网络构成顺序和校准处理中重复的处理，所以能够进一步减轻校准处理的处理负荷。

[服务器的构成例]

图5是表示实施例1的服务器的一个例子的框图。在图5中，服务器10具有接口(IF)部11、处理器12、以及存储器13。作为处理器12的一个例子，能够列举CPU、DSP(DigitalSignal Processor：数字信号处理器)、以及FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等。另外，作为存储器13的一个例子，能够列举SDRAM(Synchronous DynamicRandom Access Memory：同步动态随机存储器)等RAM(Random Access Memory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、以及闪存等。由处理器12执行的各种处理功能通过在存储器13记录与该各种处理功能对应的程序，并由处理器12执行各程序来实现。

接口部11是以有线的方式与网关30直接或者间接地通信的接口。接口部11经由网关30接收从传感器节点50发送的各种信号并输出至处理器12。另外，接口部11经由网关30将从处理器12接受的各种信号发送给各传感器节点50。

处理器12将使从各部分簇的中继节点发送来的传感检测值平均与构成部分簇的各传感器节点50的识别信息相对应的“第一对应表格”存储于存储器13。

图6是表示实施例1的第一对应表格的一个例子的图。在图6中，在第一对应表格中，各部分簇的识别信息(例如，母节点的识别信息)、各部分簇所包含的子节点的识别信息以及各部分簇的传感检测值平均相对应。在图4所示的拓扑的例子中，以传感器节点50－1为母节点的部分簇识别信息(50－1)、部分簇(50－1)的子节点亦即传感器节点50－3、4、以及部分簇(50－1)的传感检测值平均α1相对应。

另外，处理器12基于传感器节点50的个数将无线传感器网络系统1的多个传感器节点50分为各簇至少包含一个部分簇的多个“簇”。例如，处理器12在不超过“簇大小限制数”的范围内，将多个部分簇集中形成簇。

然后，处理器12以簇单位，基于簇所包含的部分簇的传感检测值平均，计算“校准基准值”。例如，处理器12在某个簇包含多个部分簇的情况下，通过以各部分簇所包含的传感器节点50的个数对与该多个部分簇的各个对应的多个传感检测值平均进行加权平均，来计算该簇的“校准基准值”。

然后，处理器12将对各簇计算出的“校准基准值”和各簇所包含的部分簇的识别信息(例如，各部分簇的母节点的识别信息)输出给IF部11。由此，对各簇计算出的“校准基准值”与各簇所包含的各传感器节点50的识别信息经由网关30以及多跳通信，发送到各簇所包含的各传感器节点50。

图7是表示在从实施例1的服务器发送校准基准值时使用的数据包的格式例的图。如图7所示，例如，服务器10发送作为“目的地地址”包含部分簇(50－1)，且作为“校准基准值”包含α1的数据包。在图4所示的例子中，在与部分簇(50－1)相同的簇还包含部分簇(50－2)。因此，服务器10还发送作为“目的地地址”包含部分簇(50－2)，且作为“校准基准值”包含值β1的数据包。发送到部分簇的母节点的校准基准值通过该母节点转送至子节点。

存储器13存储从传感器节点50发送的各种信息、以及在处理器12计算出的各种信息。

[传感器节点的构成例]

图8是表示实施例1的传感器节点的一个例子的框图。在图8中，传感器节点50具有环境发电部51、电池52、传感器53、处理器54、无线部55、以及存储器56。作为处理器54的一个例子，能够列举CPU、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)、以及FPGA(Field Programmable Gate Array：现场可编程门阵列)等。另外，作为存储器56的一个例子，能够列举SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory：同步动态随机存储器)等RAM(Random Access Memory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)、以及闪存等。由处理器54执行的各种处理功能通过在存储器56记录与该各种处理功能对应的程序，并由处理器54执行各程序来实现。

环境发电部51利用环境能量(例如，太阳光、振动等)进行发电，并将发电的电力输出给电池52。

电池52对环境发电部51发电的电力进行蓄电，并将蓄电的电力供给至处理器54以及无线部55。

传感器53将测定出的传感检测值输出给处理器54。

处理器54经由天线以及无线部55接收控制信号，并控制与接收的控制信号对应的处理。

例如，处理器54若接收到从服务器10发送的“网络构建(再构建)命令信号”，则使自传感器节点移至“子节点模式”。然后，处理器54生成“信标”，并以规定周期经由无线部55以及天线发送生成的信标。另外，处理器54若接收到从自传感器节点的母节点发送的“接受同意信号”，则停止信标的发送。

另外，处理器54若接收到传感检测值的“发送指示信号”，则经由无线部55以及天线对自传感器节点的母节点发送传感器53测定出的传感检测值。

另外，处理器54若接收到向母节点模式的“切换指示信号”，则使自传感器节点移至“母节点模式”。而且，处理器54若经由天线以及无线部55接收到信标，则对该信标的发送源的传感器节点50发送“链路形成信号”。处理器54将上述的“部分簇大小限制数”作为上限，向接收的信标的发送源的传感器节点50发送链路形成信号。即，处理器54将上述的“部分簇大小限制数”作为上限，接受接收的信标的发送源的传感器节点50作为自传感器节点的子节点。然后，处理器54对自传感器节点的子节点发送传感检测值的“发送指示信号”。然后，处理器54若接收到与发送的“发送指示信号”对应地从子节点发送的传感检测值，则计算自传感器节点成为中继节点的部分簇中的“传感检测值平均”。然后，处理器54经由自传感器节点的母节点将计算出的“传感检测值平均”发送至服务器10。然后，处理器54向自传感器节点的子节点发送向母节点模式的“切换指示信号”。

图9是表示在从实施例1的母节点朝向服务器发送传感检测值平均时使用的数据包的格式例的图。图9特别图示数据包的有效负载(payload)部分。如图9所示在有效负载部分，建立对应地储存有部分簇的识别信息(例如，母节点的识别信息)、该部分簇所包含的子节点的识别信息以及该部分簇的传感检测值平均。在图4所示的拓扑的例子中，在有效负载建立对应地储存有以传感器节点50－1为母节点的部分簇识别信息(50－1)、作为部分簇(50－1)的子节点的传感器节点50－3、4、以及部分簇(50－1)的传感检测值平均α1。

另外，处理器54若接收到从服务器10发送的“校准基准值”，则执行校准处理。即，处理器54通过从传感器53的传感检测值减去接收的“校准基准值”，计算“误差值”。然后，处理器54在每个上述的“收集周期”，通过对传感器53的传感检测值加上计算出的“误差值”来修正传感检测值，并经由自传感器节点的母节点将修正后的传感检测值报告给服务器10。

[无线传感器网络系统的动作例]

对具有以上的构成的无线传感器网络系统1的处理动作的一个例子进行说明。这里，主要对传感器节点50的处理动作的一个例子进行说明。图10～图13是表示实施例1的传感器节点的处理动作的一个例子的流程图。图10～图13所示的处理流程例如在无线传感器网络系统1的运用开始前，或者，每当以规定的时间间隔从服务器10对网关30以及传感器节点50－1～7发送“网络构建(再构建)命令信号”时执行。

无线传感器网络系统1若成为上述的“初始状态”，则在传感器节点50中处理器54开始恒定周期的信标的发送(步骤S101)。如上述那样，在无线传感器网络系统1的“初始状态”下，例如，全部的传感器节点50移至“子节点模式”。

处理器54等待接收控制信号(步骤S102否定)，若接收到控制信号(步骤S102肯定)，则判定接收的控制信号是否是“接受同意信号”，换句话说，是否是“链路形成信号”(步骤S103)。

在接收的控制信号是“接受同意信号”的情况下(步骤S103肯定)，处理器54由于自传感器节点作为子节点被接受，所以停止信标的发送(步骤S104)。然后，处理步骤返回到步骤S102。

在接收的控制信号不是“接受同意信号”的情况下(步骤S103否定)，处理器54判定接收的控制信号是否是传感检测值的“发送指示信号”(步骤S105)。

在接收的控制信号是“发送指示信号”的情况下(步骤S105肯定)，处理器54对作为“发送指示信号”的发送源的自传感器节点的母节点发送由自传感器节点的传感器53测定出的传感检测值(步骤S106)。然后，处理步骤返回到步骤S102。

在接收的控制信号不是“发送指示信号”的情况下(步骤S105否定)，处理器54判定接收的控制信号是否是向母节点模式的“切换指示信号”(步骤S107)。

在接收的控制信号是向母节点模式的“切换指示信号”的情况下(步骤S107肯定)，处理器54经由天线以及无线部55依次接收信标(步骤S108)。

处理器54将接收信标的一个发送源传感器节点设定为“对象节点”(步骤S109)。

处理器54向对象节点发送“接受同意信号”，也就是“链路形成信号”(步骤S110)。

处理器54判定是否将接收信标的全部的发送源传感器节点设定为“对象节点”(步骤S111)。

在将接收信标的全部的发送源传感器节点设定为“对象节点”的情况下(步骤S111肯定)，处理器54向发送了接受同意信号的全部的节点发送传感检测值的“发送指示信号”(步骤S112)。

在未将接收信标的全部的发送源传感器节点设定为“对象节点”的情况下(步骤S111否定)，处理器54判定发送了接受同意信号的节点的数目是否达到“部分簇大小限制数”(步骤S113)。

在发送了接受同意信号的节点的数目未达到“部分簇大小限制数”的情况下(步骤S113否定)，处理器54将下一个发送源传感器节点设定为“对象节点”(步骤S114)。然后，处理步骤返回到步骤S115。另一方面，在发送了接受同意信号的节点的数目达到“部分簇大小限制数”的情况下(步骤S113肯定)，处理步骤进入步骤S112。

处理器54等待从发送了传感检测值的“发送指示信号”的全部的子节点接收传感检测值(步骤S115否定)。而且，处理器54若从发送了传感检测值的“发送指示信号”的全部的子节点接收到传感检测值(步骤S115肯定)，则计算自传感器节点成为中继节点的部分簇中的“传感检测值平均”(步骤S116)。

处理器54经由自传感器节点的母节点将计算出的传感检测值平均以及各子节点的识别信息发送给服务器10(步骤S117)。此外，在服务器10中处理器12将多个传感器节点50分为各簇至少包含一个由中继节点和与中继节点之间直接地无线连接的子节点构成的部分簇的多个簇。然后，处理器12从各部分簇的中继节点收集各部分簇中的传感检测值平均，并根据收集的各部分簇的传感检测值平均，计算各簇的校准基准值。然后，处理器12经由多跳通信将计算出的各簇的校准基准值通知给各簇。

处理器54将向母节点模式的“切换指示信号”发送给全部的子节点(步骤S118)。然后，处理步骤返回到步骤S102。

在接收的控制信号不是向母节点模式的“切换指示信号”的情况下(步骤S107否定)，处理器54判定接收的控制信号是否是“校准基准值”(步骤S119)。

在接收的控制信号是“校准基准值”的情况下(步骤S119肯定)，处理器54以接收的“校准基准值”执行校准处理(步骤S120)。即，处理器54通过从自传感器节点的传感器53的传感检测值减去接收的“校准基准值”，计算“误差值”。

处理器54在每个“收集周期”，通过对传感器53的传感检测值加上计算出的“误差值”修正传感检测值，并经由自传感器节点的母节点将修正后的传感检测值报告给服务器10(步骤S121)。

在接收的控制信号不是“校准基准值”的情况下(步骤S119否定)，处理器54执行与接收的控制信号对应的处理(步骤S122)。然后，处理步骤返回到步骤S102。

如以上那样根据本实施例，在服务器10中处理器12将多个传感器节点50分为各簇至少包含一个由中继节点和与中继节点之间直接地无线连接子节点构成的部分簇的多个簇。然后，处理器12从各部分簇的中继节点收集各部分簇中的传感检测值的平均值，并根据收集的各部分簇的平均值，计算各簇的校准基准值。然后，处理器12经由多跳通信将计算出的各簇的校准基准值通知给各簇。

根据该服务器10的构成，能够在无线传感器网络系统1中执行校准处理，所以能够避免在传感器节点50的出厂前独立地执行校准处理。作为其结果，能够减轻校准处理的处理负荷。

另外，处理器12在多个簇中的第一簇包含多个部分簇的情况下，通过以各部分簇所包含的传感器节点的个数对与这些多个部分簇分别对应的多个平均值进行加权平均，来计算第一簇的校准基准值。

根据该服务器10的构成，能够进一步加上各部分簇的大小来计算簇的校准基准值，所以能够使校准的精度提高。

另外，在传感器节点50中处理器54接收到向母节点模式的切换指示信号的情况下，接收从存在于自节点的周边的其它的传感器节点发送的信标，接受接收到的信标的发送源节点作为自节点的子节点，并对子节点发送传感检测值的发送指示信号。然后，处理器54在与发送的发送指示信号对应地从子节点接受了传感检测值的情况下，通过对自节点的传感检测值与子节点的传感检测值进行平均，计算包含自节点以及子节点的部分簇的传感检测值平均，经由多跳通信将计算出的传感检测值平均发送给服务器10，并向子节点发送向母节点模式的切换指示信号。而且，处理器54在接收到传感检测值的发送指示信号的情况下，向发送指示信号的发送源节点发送自节点的传感检测值。

根据该传感器节点50的构成，能够在无线传感器网络系统1的网络构成顺序中执行校准处理。由此，能够排除在网络构成顺序和校准处理中重复的处理，所以能够进一步减轻校准处理的处理负荷。

[实施例2]

实施例2涉及从计算校准基准值时使用的“使用对象传感检测值”除去判定为“异常值(换句话说，“离群值”)”的传感检测值，并且将与除去的传感检测值对应的传感器节点作为“中继特化节点”的实施例。此外，实施例2的服务器以及传感器节点的基本构成与实施例1的服务器10以及传感器节点50相同，所以使用图5以及图8进行说明。

[传感器节点的构成例]

在实施例2的传感器节点50中，处理器54与实施例1相同，若在“母节点模式”下，接收到与发送的“发送指示信号”对应地从子节点发送的传感检测值，则计算自传感器节点成为中继节点的部分簇中的“传感检测值平均”。然后，处理器54除了计算出的“传感检测值平均”之外，还将自传感器节点以及自传感器节点的子节点各自的传感检测值经由自传感器节点的母节点向服务器10发送。

图14是表示在从实施例2的母节点朝向服务器发送传感检测值平均时使用的数据包的格式例的图。在图14特别图示数据包的有效负载部分。如图14所示在有效负载部分建立对应地储存有部分簇的识别信息(也就是母节点识别信息)以及该母节点的传感检测值、该部分簇所包含的子节点的识别信息以及各子节点的传感检测值、及该部分簇的传感检测值平均。

另外，在实施例2的传感器节点50中，处理器54若接受到从服务器10发送的针对自传感器节点的“向中继特化节点的移行命令信号”，则使自传感器节点移至“中继特化节点模式”。“中继特化节点”是指在传感检测值的收集时刻，不发送自传感器节点的传感检测值而转送自传感器节点的子节点的传感检测值的节点。

[服务器的构成例]

在实施例2的服务器10中，处理器12将使从各部分簇的中继节点发送来的部分簇的识别信息(也就是母节点识别信息)以及该母节点的传感检测值、该部分簇所包含的子节点的识别信息以及各子节点的传感检测值、及该部分簇的传感检测值平均相对应的“第二对应表格”存储于存储器13。

图15是表示实施例2的第二对应表格的一个例子的图。在图15中，在第二对应表格中，部分簇的识别信息(也就是母节点识别信息)以及该母节点的传感检测值、该部分簇所包含的子节点的识别信息以及各子节点的传感检测值、及该部分簇的传感检测值平均相对应。

另外，在实施例2的服务器10中，处理器12与实施例1相同，基于传感器节点50的个数将无线传感器网络系统1的多个传感器节点50分为各簇至少包含一个部分簇的多个“簇”。例如，处理器12在不超过“簇大小限制数”的范围内，将多个部分簇集中形成簇。

这里，在实施例2的服务器10中，处理器12在针对某个簇收集到的传感检测值存在“离群值”的情况下，除去与该离群值对应的传感检测值来计算“校准基准值”。例如，处理器12基于某个簇所包含的各传感器节点50的传感检测值，使用“Trim mean”，计算除去了离群值后的平均值，并将该计算出的平均值作为“校准基准值”。“Trim mean”是以往使用的用于计算除去了异常值后的平均值的算法。

图16是用于实施例2的校准基准值的计算方法的说明的图。在图16中，为了使说明变得简单，列举包含传感器节点#A～#D四个传感器节点50的簇作为一个例子。在图16中，作为传感检测值的一个例子列举“湿度”。在图16中，传感器节点#A～#D的传感检测值(湿度值)分别为“63”、“60”、“118”、“62”。若单纯地对它们进行平均，则成为“75.8”，它们的中值为“62.5”。若对这些传感器节点#A～#D的传感检测值(“63”、“60”、“118”、“62”)应用“Trimmean”，则能够计算排除离群值(“118”)后的平均值(“61.7”)。

然后，在实施例2的服务器10中，处理器12与实施例1相同，将针对各簇计算出的“校准基准值”和各簇所包含的部分簇的识别信息(例如，各部分簇的母节点的识别信息)输出给IF部11。由此，针对各簇计算出的“校准基准值”和各簇所包含的各传感器节点50的识别信息经由网关30以及多跳通信，发送至各簇所包含的各传感器节点50。

另外，在实施例2的服务器10中，处理器12生成包括包含与上述的“离群值”对应的传感器节点50的部分簇的识别信息(例如，各部分簇的母节点的识别信息)、和与上述的“离群值”对应的传感器节点50的识别信息的上述的“向中继特化节点的移行命令信号”，并输出给IF部11。

图17是表示实施例2的向中继特化节点的移行命令信号的格式例的图。如图17所示，例如，服务器10发送作为“目的地地址”包含部分簇(50－1)，且作为“作为向中继特化节点的移行命令信号的对象的传感器节点的识别信息”，包含传感器节点(50－4)的“移行命令信号”。

如以上那样根据本实施例，在服务器10中，处理器12进一步收集各部分簇所包含的各传感器节点的传感检测值。而且，处理器12在针对某个簇收集的传感检测值存在离群值的情况下，除去与离群值对应的传感检测值，并计算该簇的校准基准值。

根据该服务器10的构成，能够在排除离群值之后计算校准基准值，所以能够使校准基准值的精度提高。

另外，在服务器10中，处理器12使与离群值对应的传感器节点移至“中继特化模式”。

根据该服务器10的构成，能够从传感器节点周期性地报告的传感检测值的对象除去与离群值对应的传感检测值，所以能够使在服务器10中收集的传感检测值的精度提高。另外，由于能够使与离群值对应的传感器节点作为中转站进行动作，所以能够使多跳通信稳定。

附图标记说明

1…无线传感器网络系统，10…服务器，11…接口部，12、54…处理器，13、56…存储器，30…网关，50…传感器节点，51…环境发电部，52…电池，53…传感器，55…无线部。

Claims (7)

1.一种控制装置，是对各传感器节点具有传感器和无线部并且能够进行多跳通信的传感器节点组中的传感检测值的校准进行控制的控制装置，其特征在于，具备：

存储器；以及

处理器，其与上述存储器连接，

上述处理器：

将上述传感器节点组分为各簇至少包含一个具有中继节点和进行无线通信的子节点的部分簇的多个簇；

从各部分簇的中继节点收集上述各部分簇中的传感检测值的平均值；

根据上述收集的各部分簇的平均值，计算出各簇的校准基准值；以及

将上述计算出的各簇的校准基准值通知给上述各簇。

2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，

上述处理器在第一簇包含多个部分簇的情况下，通过以各部分簇所包含的传感器节点的个数对分别与上述多个部分簇对应的多个平均值进行加权平均，来计算出上述第一簇的校准基准值。

3.根据权利要求1或者2所述的控制装置，其特征在于，

上述处理器进一步收集各部分簇所包含的各传感器节点的传感检测值，

在针对第一簇收集的传感检测值中存在离群值的情况下，除去与上述离群值对应的传感检测值来计算上述第一簇的校准基准值。

4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，

上述处理器使与上述离群值对应的第一传感器节点移至不发送上述第一传感器节点自身的传感检测值并且转送上述第一传感器节点的传感检测值的模式。

5.一种控制程序，其特征在于，

使对各传感器节点具有传感器和无线部并且能够进行多跳通信的传感器节点组中的传感检测值的校准进行控制的控制装置执行以下处理：

将上述传感器节点组分为各簇至少包含一个具有与中继节点进行无线通信的子节点的部分簇的多个簇；

从各部分簇的中继节点收集上述各部分簇中的传感检测值的平均值；

根据上述收集的各部分簇的平均值来计算出各簇的校准基准值；以及

经由上述多跳通信将上述计算出的校准基准值通知给上述各簇。

6.一种传感器节点，是具有传感器和无线部并且能够进行多跳通信的传感器节点，其特征在于，具备：

存储器；以及

处理器，其与上述存储器连接，

上述处理器：

在接收到向母节点模式的切换指示信号的情况下，接收从存在于自节点的周边的其它的传感器节点发送的信标，将上述接收的信标的发送源节点作为自节点的子节点来接受，并对上述子节点发送传感检测值的第一发送指示信号；

在与上述发送的第一发送指示信号对应地从上述子节点接受到传感检测值的情况下，通过对自节点的传感检测值与上述子节点的传感检测值进行平均，计算出包含自节点以及上述子节点的部分簇的传感检测值平均，经由上述多跳通信将上述计算出的传感检测值平均发送给控制装置，并且向上述子节点发送向母节点模式的切换指示信号；以及

在接收到传感检测值的第二发送指示信号的情况下，将自节点的传感检测值发送给上述第二发送指示信号的发送源节点。

7.根据权利要求6所述的传感器节点，其特征在于，

上述处理器在接收到包含自节点的簇的校准基准值的情况下，使用上述校准基准值校正自节点的传感检测值。