CN108076480B - 通信终端以及通信系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可靠且有效地向中继装置发送信息的通信终端和通信系统。实施方式所涉及的通信终端包括：通信部，其向接收从多个通信终端发送的信息并且将所接收的信息向服务器发送的中继装置，发送第1信息；和确定部，其基于发送所述第1信息时的所述中继装置的通信状态，确定在所述第1信息之后通过所述通信部发送的第2信息的发送定时。

Description

通信终端以及通信系统

技术领域

本发明涉及通信终端以及通信系统。

背景技术

以往，通过经由对网络进行中继的中继装置将传感器信息向服务器发送而使传感器信息集中于服务器的通信系统众所周知，所述传感器信息是包括被设置于传感器网络内的传感器的多个通信终端所收集的。作为该中继装置，例如有一种中继装置，其中，包括：数据库，其按发送目的地而累积并存储从节点发送的被赋予了累积信息的数据包；定时器管理部，其对将被存储于数据库的被累积的数据包向服务器发送的间隔进行管理；和通信部，其以该间隔将数据包向服务器发送(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2014－192661号公报

在专利文献1所记载的通信系统中，能够使在进行中继装置与服务器的通信时产生的服务器的负荷减轻。然而，在专利文献1所记载的通信系统中，在从通信终端相对于中继装置发送传感器信息时，如果多个通信终端一齐相对于中继装置发送传感器信息，则中继装置的负荷增大。因此，具有中继装置由于冲突和/或缓存溢出等的发生而不能正确接收传感器信息、或者中继装置进行的向多个通信终端发送ACK(acknowledgement：应答)等延迟的情况。在该情况下，通信终端与中继装置的通信的可靠性恶化，并且通信量增大，从而实时性恶化。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种能够可靠且有效地向中继装置发送信息的通信终端以及通信系统。

为解决上述的课题，达到目的，本发明的一个技术方案所涉及的通信终端包括：通信部，其向接收从多个通信终端发送的信息并且将所接收的信息向服务器发送的中继装置，发送第1信息；和确定部，其基于发送所述第1信息时的所述中继装置的通信状态，确定在所述第1信息之后通过所述通信部发送的第2信息的发送定时。

根据本发明的一个技术方案，能够将信息可靠且有效地向中继装置发送。

附图说明

图1是表示实施方式所涉及的通信系统的构成的一例的图。

图2是表示实施方式所涉及的节点的构成的一例的图。

图3是表示通过实施方式所涉及的控制部执行的传感器信息发送处理的流程的流程图。

图4是表示实施方式的变形例所涉及的数据库的数据结构的一例的图。

附图标记说明

1：通信系统；10：传感器；20：节点(通信终端)；30：GW(中继装置)；40：服务器；50：显示装置；201：存储部；202：通信部；203：控制部；203a：确定部(判定部)

具体实施方式

以下，参照附图对实施方式所涉及的通信终端以及通信系统进行说明。图1是表示实施方式所涉及的通信系统1的构成的一例的图。

如图1所示，实施方式所涉及的通信系统1具有8个传感器10a～10h、8个节点(通信终端)20a～20h、2个GW(Gate Way(网关；中继装置))30a、30b、服务器40和显示装置50。在以下的说明中，在不对传感器10a～10h进行区别说明的情况下，总称为传感器10；在不对节点20a～20h进行区别说明的情况下，总称为节点20；在不对GW30a、30b进行区别说明的情况下，总称为GW30。

另外，GW30的个数并不限定于2个，也可以为1个或3个以上。另外，被直接或间接地连接于各GW30的节点20的个数只要是多个，可以是任意个。

例如，通信系统1被设置于设置有多台工作设备的工厂。而且，在通信系统1中，传感器10检测工作设备的状态，节点20将表示由传感器10检测的工作设备的状态的传感器信息(也称为状态信息)经由GW30向服务器40发送，服务器40收集传感器信息。另外，传感器信息为例如表示工作设备为正常动作的状态(正常状态)或工作设备的动作为异常的状态(异常状态)的某一个的信息。然后，服务器40将所收集的传感器信息所表示的工作设备的状态显示于显示装置50。这样一来，通信系统1能够让工厂的管理者等用户把握多台工作设备的状态。

传感器10被连接于节点20，并且被安装于工作设备。传感器10以规定(预定)时间(例如，5秒)间隔检测工作设备的状态，将所检测的状态向节点20通知。例如，为了检测所有的工作设备的状态，多个传感器10的各个被安装于多台工作设备的各个，检测多台工作设备的各自的状态。传感器10为检测部的一例，工作设备为检测对象的一例。

例如，传感器10a被连接于节点20a，以规定时间间隔，向节点20a通知工作设备的状态。传感器10b被连接于节点20b，以规定时间间隔，向节点20b通知工作设备的状态。传感器10c被连接于节点20c，以规定时间间隔，向节点20c通知工作设备的状态。传感器10d被连接于节点20d，以规定时间间隔，向节点20d通知工作设备的状态。传感器10e被连接于节点20e，以规定时间间隔，向节点20e通知工作设备的状态。传感器10f被连接于节点20f，以规定时间间隔，向节点20f通知工作设备的状态。传感器10g被连接于节点20g，以规定时间间隔，向节点20g通知工作设备的状态。传感器10h被连接于节点20h，以规定时间间隔，向节点20h通知工作设备的状态。另外，传感器10a～10h的各自被安装于互不相同的工作设备。

传感器10为例如温度传感器。在传感器10为温度传感器的情况下，传感器10检测工作设备的温度，向节点20通知所检测的温度。另外，在由传感器10检测的工作设备的温度处于工作设备的状态为正常状态的情况下的温度的范围(正常温度范围)内的情况下，由节点20判断为工作设备为正常状态。另一方面，在由传感器10检测的工作设备的温度不在正常温度范围内的情况下，由节点20判断为工作设备为异常状态。

节点20在由传感器10通知的工作设备的状态变化时，生成表示变化后的状态的传感器信息，向GW30发送。例如，节点20在工作设备的状态从正常状态变化为异常状态的情况下，向GW30发送表示变化后的异常状态的传感器信息。另外，节点20在工作设备的状态从异常状态变化为正常状态的情况下，向GW30发送表示变化后的正常状态的传感器信息。

在这里，由节点20a～20d以及GW30a形成网状网络91，由节点20e～20h以及GW30b形成网状网络92。

例如，节点20a～20d中，节点20a以及节点20b能够与GW30a直接地无线通信，节点20c能够经由节点20a或节点20b间接地与GW30a无线通信，节点20d能够经由节点20b间接地与GW30a无线通信。

因此，节点20a以及节点20b向GW30a直接发送传感器信息，节点20c经由节点20a或节点20b向GW30a发送传感器信息，节点20d经由节点20b向GW30a发送传感器信息。即，节点20a对节点20c生成的传感器信息进行中继。另外，节点20b对节点20c生成的传感器信息以及节点20d生成的传感器信息进行中继。

另外，节点20e～20h中，节点20e以及节点20f能够与GW30b直接地无线通信，节点20g能够经由节点20e或节点20f间接地与GW30b无线通信，节点20h能够经由节点20f间接地与GW30b无线通信。

因此，节点20e以及节点20f向GW30b直接发送传感器信息，节点20g经由节点20e或节点20f向GW30b发送传感器信息，节点20h经由节点20f向GW30b发送传感器信息。即，节点20e对节点20g生成的传感器信息进行中继。另外，节点20f对节点20g生成的传感器信息以及节点20h生成的传感器信息进行中继。

另外，节点20a～20d也可以分别能够与GW30a直接地无线通信，节点20e～20h也可以分别能够与GW30b直接地无线通信。

另外，节点20也可以具有未图示的指示灯，根据由传感器10通知的工作设备的状态，控制从指示灯发出的光的颜色。例如，节点20在工作设备的状态为正常状态的情况下，以发绿色的光的方式控制指示灯，在为异常状态的情况下，以发红色的光的方式控制指示灯。

GW30能够与服务器40以及节点20无线通信。GW30接收从节点20发送过来的传感器信息，并且将所接收的传感器信息向服务器40发送。即，GW30对传感器信息进行中继。另外，GW30在接收传感器信息时，相对于传感器信息的发送源的节点20发送ACK。

服务器40通过例如计算机实现。服务器40在接收从GW30发送过来的传感器信息时，将所接收的传感器信息所示的工作设备的状态显示于显示装置50。

显示装置50通过例如液晶显示器等实现。显示装置50受服务器40的控制，显示工厂内的所有的工作设备的状态。由此，用户能够把握工厂内的所有的工作设备的状态。

接下来，参照图2，对实施方式所涉及的节点20的构成的一例进行说明。图2是表示实施方式所涉及的节点20的构成的一例的图。

如图2所示，节点20具有存储部201、通信部202和控制部203。

存储部201通过例如存储器等存储装置而实现。在存储部201中，存储有由控制部203执行的各种程序。例如，在存储部201中，存储有用于执行发送传感器信息的传感器信息发送处理的传感器信息发送程序。另外，在存储部201中，暂时地存储有通过控制部203执行各种程序时使用的各种数据。

通信部202通过例如根据Wifi(无线保真)(注册商标)和/或Bluetooth(蓝牙)(注册商标)等标准而进行无线通信的网络接口卡而实现。通信部202在能够与GW30直接通信的情况下，在其与GW30之间进行无线通信。另外，通信部202在不能与GW30直接通信的情况下，在其与进行向GW30的中继的节点20之间进行无线通信。

控制部203通过CPU(Central Processing Unit：中央处理器)等处理器而实现。控制部203控制节点20整体。控制部203读取存储于存储部201的各种程序，通过执行所读取的程序，而执行各种处理。例如，控制部203通过执行传感器信息发送程序，而执行传感器信息发送处理。

如图2所示，在功能性表示执行传感器信息发送处理的控制部203时，控制部203具有确定部203a。

接下来，参照图3，对传感器信息发送处理进行说明。图3是表示由实施方式所涉及的控制部203执行的传感器信息发送处理的流程的流程图。传感器信息发送处理在从未图示的电源向控制部203供给电力时执行。

如图3所示，控制部203的确定部203a，判定通过传感器10通知的工作设备的状态是否已经变化(步骤S101)。在判定为工作设备的状态没有变化的情况下(步骤S101：否)，确定部203a再次进行步骤S101的判定。即，在步骤S101中，确定部203a待机直到工作设备的状态变化。

在判定为工作设备的状态已变化的情况下(步骤S101：是)，确定部203a生成表示变化后的工作设备的状态的传感器信息，并控制通信部202以将所生成的传感器信息向GW30发送(步骤S102)。由此，通信部202将传感器信息向GW30发送。

然后，确定部203a使用软件构成的定时器，开始测定从发送传感器信息到接收从GW30发送的ACK为止的时间(步骤S103)。

然后，确定部203a判定是否从GW30接收了ACK(步骤S104)。在判定为没有接收ACK的情况下(步骤S104：否)，确定部203a再次进行S104的判定。即，在步骤S104中，确定部203a待机直到接收ACK。

另外，在从向GW30发送传感器信息开始经过规定的时间也没有接收ACK的情况下，确定部203a控制通信部202以再次发送传感器信息。在该情况下，确定部203a使用定时器再度开始上述的时间的测定。另外，在再发送规定的次数的传感器信息也没有接收ACK的情况下，确定部203a将传感器信息作废后，返回到上述的步骤S101。

在判定为接收了ACK的情况下(步骤S104：是)，确定部203a将使用了定时器的时间的测定结束(步骤S105)。由此，节点20测定从发送传感器信息到接收ACK为止的时间。从发送传感器信息到接收ACK为止的时间为第1时间的一例。另外，ACK为表示GW30接收了传感器信息的接收信息的一例。

然后，确定部203a计算发送屏蔽期间(发送掩蔽期间)，即在从发送传感器信息到接收ACK为止的时间上作为系数乘以1.1得到的时间(步骤S106)。另外，作为系数，列举1.1为例，但系数的值并不限定于此。发送屏蔽期间是第2时间的一例。

然后，确定部203a使用软件构成的定时器，开始测定从接收ACK算起的时间(在步骤S104中，为从判定为接收了ACK算起的时间)(步骤S107)。

然后，确定部203a判定通过传感器10通知的工作设备的状态是否已经变化(步骤S108)。在判定为工作设备的状态没有变化的情况下(步骤S108：否)，确定部203a再次进行步骤S108的判定。即，在步骤S108中，确定部203a待机直到工作设备的状态变化。

在判定为工作设备的状态已变化的情况下(步骤S108：是)，确定部203a通过对在步骤S106中计算的发送屏蔽期间与在步骤S107中开始计测的从接收ACK算起的时间进行比较，判定是否从接收ACK开始经过了发送屏蔽期间(步骤S109)。

在判定为没有经过发送屏蔽期间的情况下(步骤S109：否)，确定部203a再次进行步骤S109的判定。即，在步骤S109中，确定部203a待机直到发送屏蔽期间经过。

在判定为经过了发送屏蔽期间的情况下(步骤S109：是)，确定部203a将使用了定时器的从接收ACK算起的时间的测定结束(步骤S110)。然后，确定部203a返回到上述的步骤S102，生成表示变化后的工作设备的状态的传感器信息，并控制通信部202以将所生成的传感器信息向GW30发送。然后，确定部203a再次执行步骤S103以后的处理。即，确定部203a反复执行数次步骤S102～110的各处理。

另外，当在步骤S109中待机中、工作设备的状态新变化的情况下，确定部203a也可以以新生成表示变化后的工作设备的状态的传感器信息、以FIFO(First-In First-Out：先进先出)方式使传感器信息排队、从旧的传感器信息开始按顺序发送的方式进行控制。

在以上说明的传感器信息发送处理中，在第1次的步骤S102中，确定部203a控制通信部202以向GW30发送传感器信息，由此通信部202将传感器信息向GW30发送。然后，确定部203a在第1次的步骤S106中，基于发送在第1次的步骤S102中发送的传感器信息时的GW30的通信状态(例如，GW30与多个节点20的通信状态)，确定在在第1次的步骤S102中发送的传感器信息之后在第2次的步骤S102中通过通信部202发送的传感器信息的发送定时。然后，确定部203a在第2次的步骤S102中，控制通信部202以向GW30发送传感器信息。

在这里，在将N设为自然数时，确定部203a执行的处理能够如下所述那样概括。例如，在第N次的步骤S102中，确定部203a控制通信部202以向GW30发送传感器信息，由此通信部202向GW30发送传感器信息。然后，确定部203a在第N次的步骤S106中，基于发送在第N次的步骤S102中发送的传感器信息时的GW30的通信状态，确定在在第N次的步骤S102中发送的传感器信息之后在第(N+1)次的步骤S102中通过通信部202发送的传感器信息的发送定时。然后，确定部203a在第(N+1)次的步骤S102中，控制通信部202以向GW30发送传感器信息。

另外，在第N次的步骤S102中发送的传感器信息为第1信息的一例，在第(N+1)次的步骤S102中发送的传感器信息为第2信息的一例。另外，第1信息所表示的工作设备的状态为第1状态的一例，第2信息所表示的工作设备的状态为第2状态的一例。

另外，在传感器信息发送处理中，确定部203a基于从在第N次的步骤S102中发送传感器信息到在第N次的步骤S104中从GW30接收ACK为止的时间，确定在第(N+1)次的步骤S102中发送的传感器信息的发送定时。

另外，在传感器信息发送处理中，确定部203a，当在第N次的步骤S108中判定为工作设备的状态已变化的情况下(工作设备的状态已变化的情况下)，将从在第N次的步骤S104中判定为接收了ACK(从接收ACK)经过了在第N次的步骤S106中计算的发送屏蔽期间的定时，确定为在第(N+1)次的步骤S102中发送的传感器信息的发送定时。另外，在第N次的步骤S106中计算的发送屏蔽期间为与从在第N次的步骤S102中发送传感器信息到在第N次的步骤S104中从GW30接收ACK为止的时间相应的时间。

另外，在传感器信息发送处理中，确定部203a，当在第N次的步骤S108中判定为工作设备的状态已变化的情况下，将从在第N次的步骤S104中判定为接收了ACK开始经过了发送屏蔽期间的定时，确定为在第(N+1)次的步骤S102中发送的传感器信息的发送定时，所述发送屏蔽期间通过在从在第N次的步骤S102中发送传感器信息到在第N次的步骤S104中从GW30接收ACK为止的时间上乘以系数而得到。

在这里，具有从多个节点20向GW30一齐发送传感器信息从而网状网络91、92中的信息流量变大的情况。在这样的情况下，GW30相对于多个节点20，1个1个按顺序发送ACK。因此，在多个节点20中在接收ACK的定时上产生偏差，所以在通过多个节点20计算的多个发送屏蔽期间的长度上产生偏差。结果，多个节点20在互不相同的定时发送接下来的传感器信息。特别，在系数比1大的情况下，与在多个节点20中接收ACK的定时的偏差相比，多个发送屏蔽期间的长度的偏差变大。因此，根据实施方式所涉及的节点20，能够自律地控制信息流量，抑制从多个节点20向GW30一齐发送多个传感器信息这样的事态的发生。

因此，根据实施方式所涉及的节点20，能够抑制冲突和/或缓存溢出等的发生。由此，根据实施方式所涉及的节点20，能够抑制GW30由于冲突和/或缓存溢出等的发生而不能正确接收传感器信息或GW30进行的ACK的发送延迟这样的事态的发生。

因此，根据实施方式所涉及的节点20，能够可靠且有效地将传感器信息向GW30发送。

另外，根据实施方式所涉及的节点20，在接收ACK后，发送传感器信息，所以能够更可靠地在GW30接收传感器信息。结果，节点20与GW30的通信的可靠性升高。

另外，根据实施方式，多个节点20分别个别地计算发送屏蔽期间，所以GW30没有指定与各节点20的通信间隔。因此，根据实施方式所涉及的节点20，能够使GW30的负荷降低。

(实施方式的变形例)

另外，在上述的步骤S106中，对在计算发送屏蔽期间时使用的系数为固定值的情况进行了说明，但确定部203a也可以与从发送传感器信息到接收ACK为止的时间相应而使系数变化。因此，将这样的方式设为实施方式的变形例而说明。

图4是表示实施方式的变形例所涉及的数据库60的数据结构的一例的图。数据库60被存储于存储部201。

数据库60具有“时间”以及“系数”各字段(项目)。在“时间”字段中，登记有从发送传感器信息到接收ACK为止的时间的范围。例如，在图4所示的例子中，在数据库60的第1记录的“时间”字段中，登记有大于0秒小于等于5秒的范围。另外，在数据库60的第2记录的“时间”字段中，登记有大于5秒小于等于10秒的范围。

在“系数”字段中，登记有与从发送传感器信息到接收ACK为止的时间的范围相对应的系数。例如，在图4所示的例子中，在数据库60的第1记录的“系数”字段中，登记有与大于0秒小于等于5秒的范围相对应的系数“1.1”。另外，在数据库60的第2记录的“系数”字段中，登记有与大于5秒小于等于10秒的范围相对应的系数“1.2”。

即，从发送传感器信息到接收ACK为止的时间越长，则图4所示的登记于数据库60的系数变得越大。

然后，在实施方式的变形例中，在步骤S106中，确定部203a进行以下所说明的处理。例如，确定部203a从数据库60的所有记录中，特别指定包含从发送传感器信息到接收ACK为止的时间的范围被登记于“时间”字段中的记录。

然后，确定部203a获取被登记于所特别指定的记录的“系数”字段中的系数。然后，确定部203a计算在从发送传感器信息到接收ACK为止的时间上乘以所获取的系数的发送屏蔽期间。

如上所述，确定部203a计算在从发送传感器信息到接收ACK为止的时间上乘以与从发送传感器信息到接收ACK为止的时间相应的系数的发送屏蔽期间。

根据实施方式的变形例，例如，从发送传感器信息到接收ACK为止的时间越长则系数变得越大。因此，在从多个节点20一齐向GW30发送传感器信息的情况下，通过多个节点20计算的多个发送屏蔽期间的长度的偏差变得更大。结果，多个节点20在互相较大不同的定时发送接下来的传感器信息。因此，根据实施方式的变形例所涉及的节点20，能够进一步抑制从多个节点20向GW30一齐发送多个传感器信息这样的事态的发生。结果，根据实施方式的变形例所涉及的节点20，能够更可靠且有效地向GW30发送传感器信息。

另外，在上述的实施方式和变形例中，对确定部203a在从发送传感器信息到接收ACK为止的时间上乘以系数而计算发送屏蔽期间的例子进行了说明，但确定部203a也可以通过其他的方法计算发送屏蔽期间。

例如，在节点20与GW30之间取时刻的同步，GW30向节点20发送包含有表示接收了传感器信息的时刻的信息的ACK。然后，节点20的确定部203a，在接收ACK时，计算从ACK所含的通过GW30接收了传感器信息的时刻到接收了ACK的时刻为止的时间。然后，确定部203a在所计算的时间上乘以系数而计算发送屏蔽期间。

这样的发送屏蔽期间为相对较大地反映了GW30的传感器信息的接收处理的负荷以及GW30的ACK的发送处理的负荷中的GW30的ACK的发送处理的负荷的信息。节点20这样使用相对较大地反映了GW30的ACK的发送处理的负荷的发送屏蔽期间，确定传感器信息的发送定时。由此，节点20能够自律地控制网状网络91、92中的信息流量，以使GW30的传感器信息的接收处理的负荷以及GW30的ACK的发送处理的负荷中特别是GW30的ACK的发送处理的负荷降低。

另外，在上述的实施方式和变形例中，对在使节点的传感器信息集中于服务器的通信系统中适用上述的技术的例子进行了说明，但也可以将上述的技术适用于其他的系统。

另外，本发明并不限定于上述实施方式。将上述的各构成要素适当组合而构成的发明方案也包含于本发明。另外，进一步的效果和/或变形例能够由本领域技术人员容易地导出。由此，本发明的更广泛的技术方案并不限定于上述实施方式，能够进行各种变更。

Claims (3)

1.一种通信终端，其中，包括：

通信部，其向接收由多个通信终端发送的信息并且将所接收的信息向服务器发送的中继装置发送第1信息；和

确定部，其基于发送所述第1信息时的所述中继装置的通信状态，确定在所述第1信息之后由所述通信部向所述中继装置发送的第2信息的发送定时，

所述确定部基于从发送所述第1信息到由所述中继装置接收表示该中继装置接收了所述第1信息的接收信息为止的第1时间，确定所述第2信息的发送定时，并且将从接收所述接收信息开始经过了在所述第1时间上乘以系数的第2时间的定时确定为所述第2信息的发送定时。

2.根据权利要求1所述的通信终端，其中：

所述第1信息表示由检测部检测的检测对象的第1状态；

所述第2信息表示由所述检测部检测的所述检测对象的第2状态；

所述确定部，在检测对象的状态从第1状态变化为第2状态的情况下，将从接收所述接收信息开始经过了所述第2时间的定时确定为所述第2信息的发送定时，所述第2时间为在所述第1时间上乘以与所述第1时间相应的系数的时间。

3.一种通信系统，该通信系统包含多个通信终端、服务器和中继装置，所述中继装置接收从所述多个通信终端发送的信息并且将所接收的信息向所述服务器发送；

所述多个通信终端分别包括：

通信部，其向所述中继装置发送第1信息；和

确定部，其基于发送所述第1信息时的所述中继装置的通信状态，确定在所述第1信息之后由所述通信部向所述中继装置发送的第2信息的发送定时，

所述确定部基于从发送所述第1信息到由所述中继装置接收表示该中继装置接收了所述第1信息的接收信息为止的第1时间，确定所述第2信息的发送定时，并且将从接收所述接收信息开始经过了在所述第1时间上乘以系数的第2时间的定时确定为所述第2信息的发送定时。

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