CN108632962A - 无线通信装置以及无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种使通信节能化的无线通信装置以及无线通信系统。实施方式的无线通信装置是进行时分通信的无线通信装置，具备存储部和处理部。存储部保持要在第1期间发送的发送数据。处理部在第1期间所包含的多个帧中的最初的第1帧中对发送数据的全部进行发送处理，或者，在第1期间所包含的包括第1帧在内的连续的多个帧中将所述发送数据分割来进行发送处理。无线通信装置在第1期间中的对发送数据进行了发送处理之后的一个或多个帧中处于休眠状态。

Description

无线通信装置以及无线通信系统
技术领域
本发明的实施方式涉及无线通信装置以及无线通信系统。
背景技术
以往以来，利用了多个无线节点连接而成的无线网络。对于该无线网络的通信方式，例如采用了时分通信方式。
发明内容
然而，希望有一种比以往更加实现了通信节能化(省电化)的无线网络。本发明的课题在于提供使通信节能化的无线通信装置以及无线通信系统。
实施方式的无线通信装置是进行时分(时间分割)通信的无线通信装置，具备存储部和处理部。存储部保持要在第1期间发送的发送数据。处理部在第1期间所包含的多个帧中的最初的第1帧中对发送数据的全部进行发送处理，或者，在第1期间所包含的包括第1帧在内的连续的多个帧中将所述发送数据分割来进行发送处理。无线通信装置在第1期间中的对发送数据进行了发送处理之后的一个或多个帧中，处于休眠状态。
根据上述无线通信装置，能够使通信节能化。
附图说明
图1是表示实施方式的无线通信系统的装置构成的例子的图。
图2是表示实施方式的表示通信时间的单位的帧的例子的图。
图3是表示实施方式的数据包(packet)的例子的图。
图4是表示实施方式的无线通信装置以及聚合(aggregation)装置的硬件结构的例1的图。
图5是表示实施方式的无线通信装置以及聚合装置的硬件结构的例2的图。
图6是表示实施方式的聚合装置的功能结构的例子的图。
图7是表示实施方式的无线通信装置的功能结构的例子的图。
图8是表示实施方式的无线通信装置的处理状态的转换的例子的图。
图9是表示实施方式的通信控制方法的例1的时序图。
图10是表示实施方式的无线通信装置从子节点接收接收信息的方法的例子的流程图。
图11是表示实施方式的无线通信装置向父节点发送发送信息的方法以及从父节点接收接收信息的方法的例子的流程图。
图12是表示实施方式的通信控制方法的例2的时序图。
图13是表示实施方式的通信控制方法的例3的时序图。
图14是表示实施方式的通信控制方法的例4的时序图。
图15A是表示实施方式的初始连接目的地(destination，目标)搜索的例1的时序图。
图15B是表示实施方式的初始连接目的地搜索的例1的时序图。
图15C是表示实施方式的初始连接目的地搜索的例1的时序图。
图16A是表示实施方式的初始连接目的地搜索的例2的时序图。
图16B是表示实施方式的初始连接目的地搜索的例2的时序图。
图16C是表示实施方式的初始连接目的地搜索的例2的时序图。
图17是表示实施方式的聚合装置的决定发送定时的方法的例1的流程图。
图18是表示实施方式的聚合装置的决定发送定时的方法的例2的流程图。
图19是表示实施方式的无线通信装置的切断时的连接目的地搜索的例子的时序图。
标号的说明
10 聚合装置
11 通信控制部
12 接收信息存储部
13 帧信息存储部
14 控制信息生成部
15 发送信息生成部
16 决定部
20 无线通信装置
21 通信控制部
22 接收地址判定部
23 中继信息存储部
24 发送信息生成部
25 发送目的地节点决定部
26 周边节点信息存储部
27 收发资源决定部
28 帧信息存储部
29 传感器信息取得部
30 传感器信息存储部
31 状态控制部
32 继续判定部
50 服务器装置
80 网络
90 网络
100 无线通信系统
具体实施方式
以下，参照附图来详细说明无线通信装置以及无线通信系统的实施方式。
(实施方式)
首先，对实施方式进行说明。
[装置构成的例子]
图1是表示实施方式的无线通信系统100的装置构成的例子的图。实施方式的无线通信系统100具备聚合装置10、多个无线通信装置20以及服务器装置50。聚合装置10以及多个无线通信装置20构成以聚合装置10为根节点的网络80。在图1的例子中，网络80是无线多跳网络。图1所示的无线多跳网络的形状是一例，可根据状况进行适当变更。
另外，网络80的形状可以是任意的。网络80的形状例如也可以是树型以及网型等。网络80例如是多跳型网络。
实施方式的无线通信系统100的通信方式是时分通信方式。
无线通信装置20能够与配置在预定范围内的聚合装置10以及无线通信装置20互相进行无线通信。无线通信装置20例如搭载有温度传感器以及加速度传感器等任意传感器。无线通信装置20将包含由传感器测定出的传感器信息的发送信息向其他的无线通信装置20发送。由各无线通信装置20发送的发送信息，经由其他的无线通信装置20或直接向聚合装置10发送。
聚合装置10将从各无线通信装置20发送的发送信息聚合为聚合信息。将从无线通信装置20向聚合装置10传递发送信息这一情况称为上行链路、上行通信，或简称为上行。另外，聚合装置10经由网络90与服务器装置50连接。网络90既可以是有线方式，也可以是无线方式，或者还可以组合两者来实现。聚合装置10将聚合信息以任意的数据形式向服务器装置50发送。
服务器装置50在从聚合装置10接收到聚合信息时，进行该聚合信息的存储以及使用了该聚合信息的任意处理等。
以下，有时将网络80所包含的聚合装置10以及无线通信装置20称为节点以便说明。另外，有时将成为发送目的地的节点称为发送目的地节点，将成为发送源的节点称为发送源节点。
接着，对实施方式的表示网络80的通信时间的单位的帧的例子进行说明。
<帧的例子>
图2是表示实施方式的表示通信时间的单位的帧的例子的图。
超帧(super frame)包含多个帧。超帧例如表示各无线通信装置20测定传感器信息的频度。例如通过一次测定获得的传感器信息在一个超帧内被发送到聚合装置10。
帧包含多个子帧。子帧包含多个时隙。时隙表示能够用于供各个无线通信装置20进行发送的时间间隔。子帧内的时隙的个数例如设定为网络80所包含的无线通信装置20的个数以上。无线通信装置20能够使用的时隙例如也可以基于识别无线通信装置20的识别信息来分配。此外，用于通信的频率信道(frequency channel)可以通过任何方法来决定。
此外，超帧所包含的帧的个数可以是任意的。同样地，帧所包含的子帧的个数以及子帧所包含的时隙的个数也可以是任意的。
接着，对实施方式的网络80所使用的数据包(packet)的例子进行说明。
<数据包的例子>
图3是表示实施方式的数据包的例子的图。实施方式的网络80所使用的数据包包括PHY(Physical)头(head)和PHY有效载荷。PHY有效载荷包括MAC(Media AccessControl，媒体访问控制)头、MAC有效载荷和FCS(Frame Check Sequence，帧校验序列)。MAC有效载荷也可以进一步包括LLC(Logical Link Control，逻辑链控制)头和LLC有效载荷，另外，LLC有效载荷也可以包括存储更上位的协议信息的域(field，字段)。
PHY头包含前导序列(preamble sequence)、帧定界符开始位置以及帧长度等信息。
MAC头包含帧控制、序列编号以及地址信息等信息。
在LLC或存储更上位的协议信息的域中，包含消息类别、跳数、传感器信息、中继路径信息以及与MAC相独立设定的发送源节点的ID以及发送目的地节点的ID等。消息类别例如是用于判别传感器信息和用于网络80的构建以及维持等的控制信息的信息。此外，在LLC或存储更上位的协议信息的域中，也可以包含其他的任何信息。
另外，在实施方式中，在MAC头之后包含发送继续信息。发送继续信息例如是表示True(继续)或者False(结束)的1比特的信息。以下，将False(结束)称为结束标志(F标志)。
接着，对实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20的硬件结构的例子进行说明。
[硬件结构的例1]
图4是表示实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20的硬件结构的例1的图。在图4的例1中，聚合装置10以及无线通信装置20具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)101、主存储装置102、外部存储装置103、通信接口104以及无线装置105。CPU101、主存储装置102、外部存储装置103、通信接口104以及无线装置105通过总线120进行连接。
CPU101从外部存储装置103等存储介质中读出程序，在主存储装置102上执行该程序。
主存储装置102存储程序、该程序的执行所需的数据、以及通过该程序的执行而生成的数据等。主存储装置102可以是任意的。主存储装置102例如是RAM、DRAM以及SRAM等。
主存储装置102存储程序、中继信息、帧信息、节点ID、跳数、父节点以及子节点等信息。中继信息例如是从其他节点接收到的接收信息。具体而言，中继信息例如是从其他节点取得的传感器信息等。父节点是与本节点相比跳数小1的节点，是后述的发送目的地节点。子节点是与本节点相比跳数大1的节点，是将其发送目的地节点决定为本节点的节点。
另外，主存储装置102也可以存储聚合装置10的OS、BIOS以及各种中间件等。
外部存储装置103存储程序、该程序的执行所需的数据、以及通过该程序的执行而生成的数据等。这些程序以及数据在该程序的执行时被展开于主存储装置102。外部存储装置103可以是任意的。外部存储装置103例如是硬盘、光盘、闪速存储器以及磁带等。外部存储装置103存储程序、中继信息、帧信息、节点ID、跳数、父节点以及子节点等信息。
此外，由聚合装置10以及无线通信装置20执行的程序，例如也可以被预先安装在外部存储装置103中。另外，例如，也可以是，外部存储装置103通过存储经由另外的有线或者无线网络从其他装置发送到聚合装置10的程序，由此在外部存储装置103中安装该程序。
通信接口104是用于与外部设备通信的通用I/F。通信接口104例如是UART、I2C、SPI、CAN、RS232以及Ethernet(注册商标)端口等。
无线装置105是用于供聚合装置10以及无线通信装置20与其他装置进行无线通信的装置。另外，聚合装置10以及无线通信装置20也可以具备多个无线装置105。在聚合装置10以及无线通信装置20例如具备2个无线装置105的情况下，也可以是第2无线装置105发送由第1无线装置105收集到的数据。此外，第2无线装置105只要是使用与第1无线装置105不同的无线频率的装置就可以是任意的。第2无线装置105例如是蜂窝通信以及Wi-Fi等。
接着，对实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20的硬件结构的例2进行说明。
[硬件结构的例2]
图5是表示实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20的硬件结构的例2的图。在图5的例2中，聚合装置10以及无线通信装置20具备CPU101、主存储装置102、外部存储装置103、通信接口104、输入接口106以及图形处理装置107。CPU101、主存储装置102、外部存储装置103，通信接口104、输入接口106以及图形处理装置107经由总线120进行连接。
另外，在图5的例2中，传感器108以及无线通信模块109连接于通信接口104。输入装置110连接于输入接口106。另外，显示器111连接于图形处理装置107。
CPU101、主存储装置102、外部存储装置103以及通信接口104的说明与上述的图4相同，因此省略。
输入接口106从输入装置110受理与由输入装置110受理的输入操作相应的操作信号。输入装置110可以是任意的。输入装置110例如是键盘以及鼠标等。
图形处理装置107是基于由CPU101生成的影像信号以及图像信号等使显示器111显示影像或图像的装置。显示器111可以是任意的。显示器111例如是LCD(液晶显示器)、CRT(显像管)以及PDP(等离子体显示器)等。
传感器108可以是任意的。传感器108例如是照度传感器、温湿度传感器、加速度传感器、角速度传感器以及照度传感器等。另外，传感器108也可以是虚拟的传感器。虚拟的传感器例如是输出数据的其他的计算机装置。此外，聚合装置10因为是对来自无线通信装置20的数据进行聚合的装置，故而也可以不具备传感器108。
无线通信模块109发挥上述的图4的无线装置105的作用。无线通信模块109的硬件结构不一定与上述的无线装置105的硬件结构相同。另外，聚合装置10以及无线通信装置20也可以与图4的无线装置105同样地具备多个无线通信模块109。
此外，上述的图4以及图5的硬件的电源可以是任意的。上述的图4以及图5的硬件的电源例如是商用电源、电池、发电机以及发电模块等。
但是，对于无线通信装置20的电源，由于考虑到无线通信装置20的节能性，主要设想为通过电池以及发电元件等的能量供给进行驱动。然而，即使无线通信装置20的电源是商用电源，通过实施方式的通信方法，也能够获得抑制消耗电力(功耗)的效果。
接着，对实施方式的聚合装置10的功能结构的例子进行说明。
[聚合装置的功能结构]
图6是表示实施方式的聚合装置10的功能结构的例子的图。聚合装置10发送成为无线通信装置20计量通信定时的基准的基准信号(信标)。另外，聚合装置10对从无线通信装置20接收到的接收信息进行聚合。实施方式的聚合装置10具备通信控制部11、接收信息存储部12、帧信息存储部13、控制信息生成部14、发送信息生成部15以及决定部16。
通信控制部11通过将所接收到的无线信号变换为电信号，并对该电信号实施预定的信号处理，由此从无线信号中抽出接收信息。信号处理可以是任意的。信号处理例如包括AD变换以及遵循预定通信协议的解码等处理。
接收信息至少包含发送源节点的ID、跳数、传感器信息、中继信息以及发送目的地节点的ID。ID是识别无线通信装置的识别信息。接收信息所包含的发送目的地节点的ID是发送源节点要发送信息的节点的ID或者根节点(聚合装置10)的ID。
另外，通信控制部11通过对由发送信息生成部15生成的发送信息实施预定的信号处理，将该发送信息变换为电信号。信号处理可以是任意的。信号处理例如包括AD变换以及遵循预定通信协议的编码等处理。
发送信息例如是本节点的ID、跳数、帧信息、时间信息以及确认应答信息。
帧信息是指上述的超帧、帧、子帧以及时隙等的设定信息。帧信息例如也可以预先登记在聚合装置10中。另外，例如，帧信息也可以经由另外的有线或无线网络从外部进行登记以及更新。
帧信息的设定方法可以是任意的。例如，如果已设定超帧长度且已设定帧数，则可决定帧长度。如果已设定帧长度且已设定子帧数，则可决定子帧长度。另外，反过来，如果已设定子帧长度且已提供子帧数，则可决定帧长度。如果已设定帧长度且已提供帧数，则可决定超帧长度。进而，如果已设定时隙长度来作为比子帧小的时间单位，则能够以该时隙长度为基准，通过子帧中的时隙数的信息等来决定超帧长度、帧长度以及子帧长度。
时间信息是表示成为计量通信定时的基准的时间的信息。时间信息例如也可以是通过某种方法对标准时间进行了变换后的值。另外，例如，时间信息也可以是从使无线通信系统100开始工作起以超帧或帧为单位进行了计数的帧编号。另外，时间信息还可以包含帧中的子帧的编号、时隙的编号、从该子帧的开头到发送开始为止的经过时间信息等。
接收信息存储部12通过存储从发送源节点接收到的多个接收信息，对该多个接收信息(聚合信息)进行聚合。此外，存储接收信息时的数据形式可以是任意的。
控制信息生成部14基于存储在帧信息存储部13中的帧信息，生成帧信息和时间信息。
控制信息生成部14在设时间信息为标准时间的情况下，例如也可以手动地进行设定。另外，例如，控制信息生成部14在设时间信息为标准时间的情况下，也可以经由另外的有线或无线的网络使用通过NTP(Network Time Protocol，网络时间协议)以及PTP(Precision Time Protocol，精确时间协议)等进行了同步后的时刻。另外，例如，控制信息生成部14在设时间信息为标准时间且具有电波钟的接收功能的情况下，也可以使用通过该接收功能进行了同步后的时刻。
发送信息生成部15基于由控制信息生成部14生成的帧信息和时间信息，生成发送信息。发送信息生成部15也可以进一步基于存储在接收信息存储部12中的接收信息，生成确认应答信息，将该确认应答信息包含在发送信息中。
确认应答信息例如是根据从最后的帧编号所包含的各节点进行接收的接收结果设定了与各节点一一对应的比特(bit，位)的系列。
决定部16基于帧信息，决定本节点要发送发送信息的定时。后面叙述基于帧信息决定定时的方法的详细情况。此外，在使用多个频率信道的情况下，选择用于收发的频率信道的方法可以是任意的。
接着，对实施方式的无线通信装置20的功能结构的例子进行说明。
[无线通信装置的功能结构]
无线通信装置具备存储部和处理部。存储部保持要在第1期间发送的发送数据。处理部在超帧所包含的多个帧中的最初的第1帧中对发送数据的全部进行发送处理，或者，在超帧所包含的包括第1帧在内的连续的多个帧中将发送数据分割来进行发送处理。无线通信装置在第1期间中的对所述发送数据进行了发送处理之后的一个或多个帧中处于休眠状态。存储部可以由中继信息存储部23和传感器信息存储部30的至少某一方或这两方构成。处理部可以由通信控制部21构成。处理部还可以包括图4所示的其他结构。
图7是表示实施方式的无线通信装置20的功能结构的例子的图。实施方式的无线通信装置20具备通信控制部21、接收地址判定部22、中继信息存储部23、发送信息生成部24、发送目的地节点决定部25、周边节点信息存储部26、收发资源决定部27、帧信息存储部28、传感器信息取得部29、传感器信息存储部30、状态控制部31以及继续判定部32。
通信控制部21通过将所接收到的无线信号变换为电信号，并对该电信号实施预定的信号处理，由此从无线信号中抽出接收信息。信号处理可以是任意的。信号处理例如包括AD变换以及遵循预定通信协议的解码等处理。
接收信息至少包含发送源节点的ID、跳数、传感器信息、中继信息以及发送目的地节点的ID。接收信息的说明与图6的说明同样，因此省略。
另外，通信控制部21通过对由发送信息生成部15生成的发送信息实施预定的信号处理，将该发送信息变换为电信号。信号处理可以是任意的。信号处理例如包括AD变换以及遵循预定通信协议的编码等处理。
发送信息至少包含本节点的跳数、本节点的节点ID、中继信息以及发送目的地节点的节点ID。中继信息的说明与图6的说明同样，因此省略。
接收地址判定部22在从通信控制部21受理了接收信息时，判定该接收信息的发送目的地是否为本节点。具体而言，接收地址判定部22在接收信息所包含的发送目的地节点的ID是本节点的ID的情况下，判定为接收信息的接收地址是本节点。
中继信息存储部23将通过接收地址判定部22判定为本节点是接收地址的接收信息作为中继信息进行暂时存储。
发送信息生成部24基于存储在中继信息存储部23中的中继信息以及存储在传感器信息存储部30中的传感器信息，生成发送信息。发送信息通过对中继信息附加本节点的ID和跳数、传感器信息、以及发送目的地节点的ID等信息而生成。由发送信息生成部24生成的发送信息，通过通信控制部21来发送。
发送目的地节点决定部25在从通信控制部21受理了接收信息时，将该接收信息所包含的周边节点信息存储于周边节点信息存储部26。并且，发送目的地节点决定部25基于存储在周边节点信息存储部26中的周边节点信息，决定发送信息的发送目的地节点，直到一定期间以上或规定的定时为止。
周边节点信息是用于确定位于本节点周边的节点的信息。周边节点信息例如包含发送了接收信息的节点的ID、链路信息、跳数以及路径信息等。链路信息例如包含表示通信质量的指标、电力信息以及通信负荷信息等。表示通信质量的指标例如是接收功率以及数据包错误率等。电力信息例如是电池余量以及发电量信息等。通信负荷信息例如是连接数信息以及吞吐量等。
路径信息包含表示路径整体的通信质量的指标、路径整体的电力信息以及通信负荷信息。表示路径整体的通信质量的指标例如是ETX(Expected Transmission Count，期望传输数)以及数据包错误率等。路径整体的电力信息例如是根据路径上的一部分或全部节点的电池余量以及发电量算出的度量(metric)等。通信负荷信息例如是路径上的节点的最大中继节点数以及吞吐量值等。
在上行链路的情况下，发送目的地节点成为父节点。发送目的地节点决定部25基于由周边节点信息存储部26存储的周边信息，决定发送目的地节点。在仅是上行通信的情况下，发送目的地节点始终为父节点。发送目的地节点决定部25例如将接收信息所包含的跳数比本节点的跳数小1的节点中的无线信号的信号强度最大的节点决定为发送目的地节点。
另外，发送目的地节点决定部25基于所决定的发送目的地节点，决定本节点的跳数。发送目的地节点决定部25例如在通过上述的方法决定了发送目的地节点之后，将本节点的跳数决定为比发送目的地节点的跳数大1的跳数。
收发资源决定部27基于上述的帧信息，决定本节点要发送发送信息的发送时间(上述的时隙)。关于决定发送时间的方法的详细情况，在后面叙述。帧信息既可以预先存储在帧信息存储部28中，也可以通过无线通信在帧信息存储部28中进行存储以及更新。
收发资源决定部27也可以在决定发送时间之前，进行同步处理。同步处理是使由本节点计数的时刻在与其他节点之间同步的处理。
收发资源决定部27例如基于由通信控制部21接收到的接收信息所包含的发送源节点的跳数及ID和帧信息，决定发送源节点的发送时间(本节点的接收时间)。收发资源决定部27通过将对该发送时间的开始时刻加上本节点的通信控制部21的信号处理时间而得到的第1时刻与由本节点计数的第2时刻进行比较，能够进行同步处理。
同步处理的方法可以是任意的。同步处理例如通过对第2时刻加上修正值或从第2时刻减去修正值来进行。
修正值例如是基于如下结果的，该结果是使用第1时刻与第2时刻之差以及该差相对于时间经过的样本值等并通过最小二乘法等对晶体振子的频率漂移进行了计算的结果。进而，也可以对修正值加上或减去从发送源节点传播无线信号所需的时间。
收发资源决定部27基于本节点的跳数、本节点的ID、帧信息以及由继续判定部32进行的收发的继续判定，决定本节点的发送定时和接收定时。另外，收发资源决定部27基于父节点以及子节点的发送定时和由继续判定部32进行的收发的继续判定，决定本节点的接收定时。
传感器信息取得部29基于由收发资源决定部27决定的时隙，决定要取得传感器信息的定时。传感器信息取得部29在所决定的定时从外部的传感器装置取得传感器信息。
传感器信息存储部30存储由传感器信息取得部29取得的传感器信息。
状态控制部31在电源通电的期间，不管无线通信装置20的工作状态如何都发挥功能。状态控制部31对时间进行计数，基于所计数的时间、由发送目的地节点决定部25决定的本节点的跳数、和由收发资源决定部27决定的发送时间及接收时间，将通信控制部21的工作状态在休眠状态与唤醒状态之间进行控制。
休眠状态例如是无线通信装置20的运算处理以及通信功能等停止而仅进行时间的计数的状态。在休眠状态下，由于不进行信息的收发，因此无线通信装置20的消耗电力变低。以下，将无线通信装置20能够进行信息收发的状态称为唤醒状态。另外，将无线通信装置20从唤醒状态向休眠状态切换这一情况称为“休眠”。另外，将无线通信装置20从休眠状态向唤醒状态切换这一情况称为“唤醒”。
继续判定部32基于帧信息、所连接的子节点的信息、来自子节点的接收信息、和向父节点的发送结果，判定是否继续超帧内的之后的收发。后面叙述继续判定的详细方法的说明。
此外，上述的功能块的构成是一例，上述的功能块的构成也可以适当变更。例如，也可以将通信控制部21和继续判定部32通过一个功能块来实现。另外，例如，也可以将发送目的地节点决定部25和收发资源决定部27作为一个决定部来实现。
接着，对实施方式的无线通信装置20的状态转换的例子进行说明。
[状态转换的例子]
图8是表示实施方式的无线通信装置20的处理状态的转换的例子的图。
在无线通信装置20中，进行初始化处理、休眠控制处理、父节点搜索接收处理、帧结尾处理、父节点数据接收处理、子节点数据接收处理、本节点数据发送处理、连接请求接收处理、连接请求发送处理以及传感器信息取得处理。连接请求接收处理、连接请求发送处理以及传感器信息取得处理是根据需要进行的可选处理。
无线通信装置20在启动后进行了初始化处理之后，进行休眠控制处理。
初始化处理是对硬件、接口、可选功能、各软件模块以及变量的初始值进行设定的处理。
休眠控制处理包括：取得到下一个任务为止的时间，设定RTC的中断周期，并设定为休眠模式的处理；和在通过该中断而唤醒时，再次设定RTC的中断周期的处理。休眠控制处理通过状态控制部31来进行。
帧结尾处理是与由当前帧取得的信息相应的处理和进行要由下一个帧实施的处理的登记等的处理。具体而言，帧结尾处理包括连接目的地的父节点的选定处理、帧长度的调整处理、同步处理、帧编号的更新处理以及时隙编号的返回处理等。
进而，对于超帧的结尾而言，帧结尾处理包括与由超帧取得的信息相应的处理和由下一个超帧实施的处理的登记处理等。具体而言，对于超帧的结尾而言，帧结尾处理包括与父节点的选定相应的任务的追加处理、与传感器相应的任务的追加处理、超帧长度的调整处理、超帧编号的更新处理、以及帧编号的返回处理等。帧结尾处理通过继续判定部32来进行。
父节点搜索接收处理包括本节点的唤醒处理、接收待机、接收处理以及将接收信息所包含的周边节点信息存储于周边节点信息存储部26的处理等。
父节点数据接收处理包括本节点的唤醒处理、接收待机、基于所取得的帧信息的帧结构的更新、同步信息的取得、以及同步处理等。父节点数据接收处理也可以还包括表示接收结果的确认应答信号的发送处理。
子节点数据接收处理包括本节点的唤醒处理、接收待机、接收处理、将接收信息存储于中继信息存储部23的处理等。子节点数据接收处理也可以还包括表示接收结果的确认应答信号的发送处理。
本节点数据发送处理包括本节点的唤醒处理以及发送数据生成处理等。如果是取得时间为阈值以下的传感器信息，则传感器信息的取得处理也可以在本节点数据发送处理中实施。对于在本节点数据发送处理中发送的发送信息，利用上述的数据包(参照图3)进行发送。另外，在本节点数据发送处理中，也可以实施确认应答的接收处理，还可以根据确认应答的内容将发送数据从缓冲器中清除，还可以再次实施发送处理。即，处理部也可以在接收到表示父节点没有成功接收的确认应答的情况下，对发送处理完的发送数据再次进行发送处理。
传感器信息取得处理包括本节点的唤醒处理、以及对取得时间为阈值以上的传感器信息进行取得并使该传感器信息存储于传感器信息存储部30的处理等。传感器信息取得处理也可以包括将表示取得了传感器信息的时间的时间信息与该传感器信息一并存储于传感器信息存储部30的处理。此外，时间信息也可以是超帧的编号、帧的编号、子帧的编号以及时隙的编号。
连接请求发送处理包括：本节点的唤醒处理、请求连接的类别的连接请求的生成处理、向由发送目的地节点决定部25决定的节点发送连接请求的处理、对连接请求的确认应答信号的接收处理、以及与确认应答信号的接收结果相应的处理等。
连接请求接收处理包括本节点的唤醒处理、接收待机、子节点接收任务的登记处理等。连接请求接收处理也可以包括利用确认应答信号发送接收结果的处理。
接着，对实施方式的通信控制方法的例子进行说明。
<通信控制方法的例1>
图9是表示实施方式的通信控制方法的例1的时序图。在图9的例子中，对无线通信装置20的初始连接结束后的状态下的工作的例子进行说明。此外，关于初始连接时的工作，在后面叙述。
图9中，为了便于说明，将聚合装置10用C来表示，将无线通信装置20用N来表示。另外，Nx(1≦x≦3)表示跳数为x的无线通信装置20。另外，在图9的例子中，因为存在4个跳数为3的无线通信装置20，所以通过Nx-y(1≦y≦4)来识别。
在图9的例子中，超帧包含4个帧。另外，帧包含4个子帧。在超帧中，无线通信系统所包含的多个无线通信装置的发送数据的全部被聚合于聚合装置。
在图9的例子中，收发资源决定部27将向各节点分配的子帧例如通过该节点的跳数除以帧所包含的子帧的个数得到的余数(剩余)来决定。
各帧所包含的第1个子帧通过收发资源决定部27分配给跳数为3的节点(N3-1～N3-4)。
各帧所包含的第2个子帧通过收发资源决定部27分配给跳数为2的节点(N2)。
各帧所包含的第3个子帧通过收发资源决定部27分配给跳数为1的节点(N1)。
各帧所包含的第4个子帧通过收发资源决定部27分配给跳数为0的节点(C)。即，聚合装置10的跳数被视为0，在图9中，最终时隙被分配给聚合装置10。
子帧与跳数的对应并不限于图9的例子，但通过如图9那样进行分配，能够将从各节点向聚合装置10的上行通信的中继传输的延迟时间确保为基于跳数计算的期间以内。
另外，通过收发资源决定部27，基于节点的识别信息将各子帧所包含的时隙分配给各节点(C以及N1～N3-4)。
各节点将每个超帧的帧数、每个帧的子帧数以及每个子帧的时隙数作为帧信息而共享。由此，各节点的收发资源决定部27能够根据节点的ID自主地决定能够在本节点的发送中使用的时隙，并且，能够根据跳数自主地决定能够在本节点的发送中使用的子帧。
在图9的例子中，在超帧开头的帧，由跳数为3的节点(N3-1～N3-4)发送的发送信息被跳数为2的节点(N2)接收。跳数为2的节点(N2)在该帧内向跳数为1的节点(N1)发送包含本节点的传感器信息和子节点的传感器信息的发送信息。但是，跳数为2的节点(N2)不能全部送完发送信息，将未送完的发送信息通过下一个帧进行发送。跳数为3的节点(N3-1～N3-4)由于在开头的帧就已结束发送，因此在第2个帧进行休眠而不会为了收发是唤醒的。在第3个以后的帧，跳数为2的节点(N2)和跳数为1的节点(N1)也能够休眠而不会为了收发是唤醒的。由此，能够实现用于中继传输的必要最小限度的唤醒次数。
以下，对图9的例子进行详细说明。
在第1个帧所包含的第1个子帧，向跳数为2的节点(N2)发送跳数为3的节点(N3-1～N3-4)的发送信息。在图9的例子中，由于对发送信息赋予了结束标志(F)，因此跳数为3的节点(N3-1～N3-4)的发送处理在第1个帧结束。
在第1个帧所包含的第2个子帧，向跳数为1的节点(N1)以及跳数为3的节点(N3-1～N3-4)发送跳数为2的节点(N2)的发送信息。在图9的例子中，由于未对发送信息赋予结束标志(F)，因此跳数为2的节点(N2)的发送处理即使在第2个帧也进行。此外，跳数为3的节点(N3-1～N3-4)通过接收在第1个帧所包含的第2个子帧发送的发送信息，确认到在第1个帧所包含的第1个子帧进行的发送处理已正常结束。
在第1个帧所包含的第3个子帧，向跳数为0的节点(C)以及跳数为2的节点(N2)发送跳数为1的节点(N1)的发送信息。在图9的例子中，由于未对发送信息赋予结束标志(F)，因此跳数为1的节点(N1)的发送处理即使在第2个帧也进行。此外，跳数为2的节点(N2)通过接收在第1个帧所包含的第3个子帧发送的发送信息，确认到在第1个帧所包含的第2个子帧进行的发送处理已正常结束。
在第2个帧所包含的第2个子帧，向跳数为1的节点(N1)发送跳数为2的节点(N2)的发送信息。在图9的例子中，由于对发送信息赋予了结束标志(F)，因此跳数为2的节点(N2)的发送处理在该子帧结束。
在第2个帧所包含的第3个子帧，向跳数为0的节点(C)以及跳数为2的节点(N2)发送跳数为1的节点(N1)的发送信息。在图9的例子中，由于对发送信息赋予了结束标志(F)，因此跳数为1的节点(N1)的发送处理在该子帧结束。此外，跳数为2的节点(N2)通过接收在第2个帧所包含的第3个子帧发送的发送信息，确认到在第2个帧所包含的第2个子帧进行的发送处理已正常结束。
在各帧的第4个子帧，跳数为0的节点(C)发送基准信号。
各节点的状态控制部31在除本节点进行发送处理或接收处理的时隙以外的时隙转换为休眠状态。具体而言，在超帧中的对发送信息进行了发送处理之后的帧中，处于休眠状态。以聚合装置为起点的跳数越大的无线通信装置，从所述第1期间中的越早的帧开始成为休眠状态。由此，能够降低节点的消耗电力。
接着，对实施方式的无线通信装置20从子节点接收接收信息的方法的例子进行说明。
图10是表示实施方式的无线通信装置20从子节点接收接收信息的方法的例子的流程图。在图10中，对在与本节点建立连接后从子节点接收接收信息的方法进行说明。因此，在图10中，对于从父节点接收接收信息的方法以及用于与父节点建立连接的控制数据的收发的方法等未进行说明。关于从父节点接收接收信息的方法以及与父节点建立连接的方法的说明，在后面叙述。
图10的流程图从超帧的开头或结尾的定时开始。关于接收，如果不存在与本节点连接的子节点，则无线通信装置20进入休眠，在超帧结尾之前都不进行子节点的接收。
首先，状态控制部31判定是否存在与本节点连接的子节点(步骤S1)。在存在子节点的情况下(步骤S1：是)，状态控制部31登记下次从子节点接收接收信息的子节点接收任务(步骤S2)。在不存在子节点的情况下(步骤S1：否)，处理进入步骤S3。
子节点接收任务的定时通过子节点的跳数以及子节点的ID来决定。状态控制部31针对受理了连接的子节点，在登记了各个子节点接收任务之后，在到下次的子节点接收任务的开始时刻为止的期间，使本节点成为休眠状态(步骤S3)。
接着，状态控制部31判定工作定时是否到了超帧的结尾(步骤S4)。在到了超帧的结尾的情况下(步骤S4：是)，对子节点的发送继续信息的接收状态进行复位(reset)，因此返回到步骤S1。在未到超帧的结尾的情况下(步骤S4：否)，处理进入步骤S5。
接着，状态控制部31判定是否到了子节点接收任务的开始时刻(步骤S5)。在未到子节点接收任务的开始时刻的情况下(步骤S5：否)，继续休眠状态(步骤S3)。
在到了子节点接收任务的开始时刻的情况下(步骤S5：是)，状态控制部31通过RTC的中断等使本节点从休眠状态唤醒，由此使通信控制部21进行接收待机。由此，通信控制部21进行接收处理(步骤S6)。
接着，通信控制部21在接收待机中从子节点成功接收到接收信息的情况下(步骤S7：是)，将该接收信息作为中继信息存储于中继信息存储部23。然后，通信控制部21确认发送头信息中是否包含表示发送的继续或者结束的信息(结束标志)(步骤S8)。
在包含结束标志(F)的情况下(步骤S8：是)，处理返回到步骤S3。即，状态控制部31不在该超帧中登记子节点接收任务而切换到休眠模式。
在不包含结束标志(F)的情况下(步骤S8：否)，处理返回到步骤S2。即，状态控制部31在登记了下次的子节点接收任务之后切换到休眠模式。下次例如是指下一个帧。
此外，对于子节点接收任务的登记，只要是下次子节点获得发送机会之前的时间，则可以在任何定时进行。例如，状态控制部31也可以按子节点存储有结束标志的有无，以后在相同的定时登记子节点接收任务。具体而言，状态控制部31也可以使本节点暂时切换到休眠模式，在帧结尾或开头，在使本节点唤醒时，对要继续发送的子节点的子节点接收任务进行统一登记。
子节点接收任务并不限于一个时隙的期间，也可以考虑接收处理和/或该接收处理的事前处理和事后处理所需的期间来设定期间。
接着，通信控制部21在接收待机中未从子节点成功接收到接收信息的情况下(步骤S7：否)，判定是否维持与该子节点的连接(步骤S9)。
在维持连接的情况下(步骤S9：是)，处理返回到步骤S2。即，状态控制部31仅在与子节点的连接被维持的情况下登记下次的该子节点的子节点接收任务。
在不维持连接的情况下(步骤S9：否)，处理返回到步骤S3。
在上述的步骤S9中，状态控制部31例如仅在无法确认接收成功的次数小于规定次数的情况下登记子节点接收任务。
反过来，如果规定次数以上都无法确认接收成功，则通信控制部21进行切断与该子节点的连接的切断处理。切断处理包括：判定是否切断与子节点的连接的处理；以及在切断了与该子节点的连接的情况下从周边节点信息存储部26中删除该子节点的信息的处理等。并且，状态控制部31在通过通信控制部21进行了与子节点的切断处理之后，不进行该子节点的子节点接收任务的登记，使本节点切换到休眠模式。
此外，也可以省略上述的步骤S9的处理。例如，状态控制部31也可以在子节点接收任务的期间中，在接收失败或未确认到接收的情况下始终登记下次的该子节点的子节点接收任务。
另外，在上述的步骤S8中，即使在从子节点接收到的接收信息中包含结束标志，状态控制部31也可以进一步登记规定次数的子节点接收任务，在该接收任务中接收到该子节点的发送信号的情况下，以返回确认应答的目的来登记发送任务。这是为了避免如下情况：在子节点无法接收本节点的发送信号而无法进行到达确认的情况下，继续发送而徒劳地消耗了电力。另外，作为代替的方法，状态控制部31也可以不登记子节点接收任务而登记规定次数的发送任务，仅发送确认应答。
接着，对实施方式的无线通信装置向父节点发送发送信息的方法以及从父节点接收接收信息的方法的例子进行说明。
图11是表示实施方式的无线通信装置向父节点发送发送信息的方法以及从父节点接收接收信息的方法的例子的流程图。图11的流程图与图10同样，从与父节点建立连接后的超帧的结尾或开头的定时开始。
首先，状态控制部31登记下次从本节点发送发送信息的本节点发送任务和下次从父节点接收接收接收信息的父节点接收任务(步骤S21)。对于超帧的结尾或开头的定时，下次是指超帧的开头的帧内的定时。
对于本节点发送任务的开始定时，与前述一样，通过本节点的跳数和本节点的ID来决定。关于父节点接收任务，也是通过父节点的跳数和父节点的ID来决定。接着，状态控制部31在到下次的任务开始时刻为止的期间，使本节点成为休眠模式(步骤S22)。
接着，状态控制部31判定工作定时是否到了超帧的结尾(步骤S23)。在到了超帧的结尾的情况下(步骤S23：是)，返回到步骤S21。此时，继续判定部32也可以在超帧结尾或开头，将发送继续信息初始化为未表示发送结束的信息(True(继续))。
在未到超帧的结尾的情况下(步骤S23：否)，处理进入步骤S24。
<本节点发送任务>
接着，状态控制部31判定是否到了本节点发送任务的开始时刻(步骤S24)。在未到本节点发送任务的开始时刻的情况下(步骤S24：否)，处理进入步骤S29。
在到了本节点发送任务的开始时刻的情况下(步骤S24：是)，通信控制部21通过RTC的中断等而唤醒，开始发送信息的发送处理。具体而言，发送信息生成部24在从子节点接收到的接收信息被存储于中继信息存储部23的情况下，将该接收信息和本节点的传感器信息合起来构成一个数据包。传感器信息例如存储于传感器信息存储部30。另外，发送信息生成部24对数据包的头信息附加发送继续信息。
接着，继续判定部32判定在该超帧中是否从全部子节点接收完结束标志(步骤S25)。在未从全部子节点接收完结束标志的情况下(步骤S25：否)，处理进入步骤S28。
在从全部子节点接收完结束标志的情况下(步骤S25：是)，继续判定部32判定发送信息是否为一次可发送的数据尺寸(size)以下(步骤S26)。在发送信息不为一次可发送的数据尺寸以下的情况下(步骤S26：否)，处理进入步骤S28。
在发送信息为一次可发送的数据尺寸以下的情况下(步骤S26：是)，发送信息生成部24使发送信息所包含的发送继续信息的结束标志为有效(步骤S27)。一次就能够发送完发送信息的条件例如是：如果在该本节点发送任务期间中仅发送一个数据包，则能够将本节点的传感器信息和存储在中继信息存储部23中的子节点的传感器信息合起来收进一个数据包中。
此外，在不存在与本节点连接的子节点的情况下，一次就能够发送完发送信息的条件是本节点的发送对象数据(由本节点取得的传感器信息等)被收进一个数据包中。
接着，通信控制部21将发送信息向父节点发送(步骤S28)。然后，状态控制部31使本节点成为休眠模式(步骤S22)。此外，也可以是，通信控制部21在该本节点发送任务中立即接收确认应答，根据该确认应答的确认处理结果，在该本节点发送任务期间内实施再次发送。
<父节点接收任务>
状态控制部31判定是否到了父节点接收任务的开始时刻(步骤S29)。在未到父节点接收任务的开始时刻的情况下(步骤S29：否)，处理返回到步骤S22。
在到了父节点接收任务的开始时刻的情况下(步骤S29：是)，通信控制部21通过RTC的中断等而醒，进行接收待机。然后，通信控制部21从父节点接收接收信息(步骤S30)。
接着，通信控制部21判定接收信息的接收是否成功(步骤S31)。在接收信息的接收未成功的情况下(步骤S31：否)，处理返回到步骤S21。即，状态控制部31登记下次的本节点发送任务和父节点接收任务(步骤S21)，使本节点成为休眠模式(步骤S22)。
在接收信息的接收成功的情况下(步骤S31：是)，通信控制部21判定在上次的本节点发送任务中发送的发送信息的发送是否成功(步骤S32)。具体而言，通信控制部21例如根据从父节点接收到的接收信息(由父节点发送的发送信息)，判定在上次的本节点发送任务中发送的发送信息的发送是否成功。
在发送信息的发送未成功的情况下(步骤S32：否)，处理返回到步骤S21。即，状态控制部31登记下次的本节点发送任务和父节点接收任务(步骤S21)，使本节点成为休眠模式(步骤S22)。
在发送信息的发送成功的情况下(步骤S32：是)，处理返回到步骤S22。此时，通信控制部21将被父节点确认了到达的发送信息从发送缓冲器(或者中继信息存储部23以及传感器信息存储部30)中删除。
上述的图11的说明中的下次例如是指下一个帧。此外，也可以是，在本节点一度切换到休眠之后，在帧的结尾或开头唤醒了时，状态控制部31登记本节点发送任务和父节点接收任务。对于本节点发送任务的登记，只要是在下次的本节点的发送机会之前实施，则可以在任何定时进行。同样地，对于父节点接收任务的登记，只要是在下次的父节点的发送机会之前实施，则可以在任何定时进行。
另外，通信控制部21也可以在父节点的接收失败了规定次数以上的情况下，判断为切断，转移到再次连接的处理。关于用于再次连接的处理，后面使用图19来叙述。
此外，根据实施方式中的跳数与子帧的对应，也有时在超帧内相比于本节点发送任务而先执行父节点接收任务。
<通信控制方法的例2>
图12是表示实施方式的通信控制方法的例2的时序图。在图12的例子中，对图9的网络拓扑添加了跳数为4的节点(N4)。跳数为4的节点(N4)的父节点是节点N3-2。
在图12的例子中，跳数为3的节点(N3-2)在超帧的开头的子帧发送了发送信息201，但未接收识别到连接的子节点(N4)的接收信息。因此，从跳数为3的节点(N3-2)发送的发送信息201所包含的发送继续信息的结束标志未被设为有效。
跳数为3的节点(N3-2)在开头帧内的第4个子帧(最终子帧)从子节点(N4)接收到接收信息203(包含结束标志的发送信息202)。跳数为3的节点(N3-2)在下一个发送机会，即在超帧的第2个帧的最初的子帧中，将包含从子节点(N4)接收到的接收信息所包含的传感器信息和结束标志的发送信息204向跳数为2的节点(N2)发送。根据本具体例，示出了如下情况：即使在超帧内子节点的最初的发送机会位于父节点的最初的发送机会之后，也能够进行中继传输和适当休眠(必要最小限度的用于收发的唤醒)。
另外，在图12的例子中，示出如下例子：跳数为2的节点(N2)的中继传输用缓冲器(中继信息存储部23)的存储区域饱和，取消了跳数为3的节点中的1个节点(N3-4)的接收。具体而言，如果在子节点接收任务刚开始之后中继信息存储部23的剩余容量小于阈值，则状态控制部31不实施该子节点接收任务内的处理而使本节点休眠。
另外，跳数为2的节点(N2)以在下次的本节点发送任务中区别于通常的接收失败为目的，将表示在控制信息中由于中继信息存储部23的剩余容量低下而取消了接收处理这一情况的信息设定在发送信息205中。
子节点(N3-4)在父节点接收任务中将发送信息205作为接收信息206进行接收时，也可以调整再送次数以及到切断为止的发送失败次数。子节点(N3-4)在下一个发送机会、即第2个帧的开头子帧中，发送发送信息207。
在图12的例子中，跳数为2的节点(N2)在开头帧成功发送了发送信息205，中继信息存储部23的存储区域空闲，因此，在第2个帧，发送信息207的接收和包含该发送信息207所包含的传感器信息的发送信息208的中继传输成功。
跳数为2的节点(N2)在第2个帧之前的处理中从识别到连接的全部子节点(N3-1～N3-4)接收到结束标志，并且成功发送了本节点的传感器信息。因此，跳数为2的节点(N2)在第3个以后的帧不会为了收发而进行唤醒。根据本具体例，示出了如下情况：在由于中继信息存储部23的容量限制而无法接收的情况下，能够通过不实施接收处理来提高节能性。
<通信控制方法的例3>
在图9以及图12中，因为子帧中的时隙数比无线通信装置20的台数多，所以聚合装置10能够在各子帧内将固定的时隙分配为各无线通信装置20的发送用。
图13是表示实施方式的通信控制方法的例3的时序图。以下，使用图13来说明在子帧中的时隙数与无线通信装置20的台数相同的情况下变动地决定聚合装置10进行发送的定时的方法。
图13相比于图9，跳数为3的节点的个数从4增加到8。另外，跳数为1的节点和跳数为2的节点各为一个，因此节点的个数总共为10。
另一方面，子帧中的时隙(a～j)的个数为10。若如在此之前说明的那样将聚合装置10的发送用的时隙固定地分配到子帧内的最终时隙等，则时隙会缺少一个。因此，根据网络拓扑以及帧中的子帧数的设定等，有可能会因干涉而导致通信质量劣化。
因此，即使子帧中的时隙的个数与无线通信装置20的个数相同，作为避免上述问题的聚合装置10的发送用时隙的决定方法，使用已对跳数为1的节点的ID分配的时隙。
在图13的例子中，聚合装置10使用已分配给跳数为0的节点的子帧所包含的时隙中的跳数为1的节点(N1)的时隙，发送发送信息211、212以及213。
此外，为了使用该决定方法，在帧内需要至少2个以上的子帧。通过如上述那样决定聚合装置10的发送用时隙，能够提高频率利用效率。另外，能够使无线通信装置20的容纳台数增加。
此外，在网络80的结构的初始阶段等不存在跳数为1的节点的情况下，聚合装置10也可以使用子帧内的最终时隙等来固定地发送发送信息。关于网络80的结构中的通信控制方法的详细情况，通过后述的具体例子进行说明。
<通信控制方法的例4>
图14是表示实施方式的通信控制方法的例4的时序图。图14的例子示出子帧中的时隙的个数比无线通信装置20的台数多的情况下的其他的中继传输的例子。在图14中，跳数为3的节点比图13少1个。跳数为3的7个节点(N3-1～N3-7)连接于跳数为2的节点(N2)。
图14的中继传输例与在此之前说明的中继传输不同之处在于，在连续的子帧中实施中继传输。换言之，父节点在超帧内从子节点接收到接收信息之后，按每个子帧提供发送机会。由此，可实现图14所示的例子中示出的中继传输。将按每个子帧提供发送机会的发送方法称为子帧连续发送。
具体而言，在开头的帧的开头的子帧，跳数为2的节点(N2)接收从网络80的末端的节点(N3-1～N3-7)发送的发送信息中的3个节点(N3-1～N3-3)的发送信息来作为接收信息。跳数为2的节点(N2)将接收到的接收信息作为中继信息存储于中继信息存储部23。并且，由于中继信息存储部23的容量超过阈值，因此跳数为2的节点(N2)取消4个节点(N3-4～N3-7)的接收信息的接收。
在开头的帧的第2个子帧，跳数为2的节点(N2)将本节点的中继信息存储部23所存储的中继信息的一部分做成一个数据包来发送。并且，跳数为2的节点(N2)在数据包的发送后，例如将发送数据包内的数据与控制信息合起来存储于再送用缓冲器。控制信息包含再送次数等。
在开头的帧的第3个子帧，跳数为2的节点(N2)通过接收父节点(N1)的发送信息，确认上次所发送的发送信息的到达。跳数为2的节点(N2)在已确认到达的情况下，从再送用缓冲器中清除已确认到达的数据。
另外，在开头的帧的第3个子帧，跳数为2的节点(N2)也对中继信息存储部23所存储的中继信息的一部分或者全部进行发送。
在开头的帧的第4个子帧，跳数为1的节点(N1)和跳数为2的节点(N2)接着前一个子帧来发送发送信息。
该子帧连续发送的结束条件是：在该超帧中从识别到连接的全部子节点接收到结束标志，并且结束从该子节点接收到的接收信息和本节点的发送信息的发送。
跳数为1的节点(N1)和跳数为2的节点(N2)，在发送缓冲器或中继信息存储部23中没有发送对象中继信息的情况下，也可以取消发送。
发送的取消方法可以是任意的。例如，发送的取消通过是否在下次的子节点接收之后的发送机会登记本节点发送任务自身来进行。另外，例如，也可以是，本节点发送任务按每个子帧预先登记，状态控制部31在取消发送的情况下，不在本节点发送任务内实施发送处理而使本节点立即切换到休眠。
<发送的取消的连锁反应的防止>
例如，考虑如下情况：跳数为2的节点(N2)在虽然没有了发送对象发送信息但未从全部子节点接收到结束标志时，取消发送。该情况下，父节点(N1)因为没有接收到来自子节点(N2)的发送信息而成为没有发送对象发送信息的状态。由此，跳数为1的节点(N1)也会取消发送，因此发送的取消会发生连锁反应。
为了避免因发送的取消而导致的切断，通信控制部21也可以发送使数据部分为空的发送信息。另外，例如，通信控制部21也可以发送虚设数据(dummy data)来作为发送信息。
对于判定切断的连续接收失败次数的设定，也可以与被取消发送的次数的最大值一并来设定。例如在图14的情况下，取消发送的次数最大成为3次(从子帧数4减去1得到的值)。因此，父节点也可以将为了判定与子节点的切断而使用的接收失败次数设为连续4次以上。
进而，通信控制部21在没有了发送对象发送信息的情况下，也可以在最后的发送中对该意思进行通知。将该信息称为发送暂时停止信息。发送暂时停止信息也可以包含在数据包的任何域中。发送暂时停止信息例如能够用1比特来表现。
但是，发送暂时停止信息不同于上述的发送继续信息，父节点在接收到该发送暂时停止信息时不登记连续子帧的接收任务，而在下次的子节点的发送机会登记子节点接收任务。具体而言，在图14的例子中，下次的子节点的发送机会是与子节点的跳数除以子帧数得到的余数(剩余)对应的下次的子帧。
用于实现图14所示的中继传输的各节点的处理，与图10以及图11中示出的流程相比基本上没有改变，但在对下次的各任务进行登记的时刻以及定时的规则中，与图9以及图12中示出的中继传输不同。
另外，通信控制部21在具有一个以上的子节点且用连续子帧来发送通信信息的情况下，也可以将该意思作为子节点存在信息通知给父节点。子节点存在信息也可以包含在数据包的任何域中。子节点存在信息例如能够用1比特来表现。
通过子节点存在信息的通知，父节点能够获知是否为子节点进一步具有子节点、且用以后的连续的子帧进行发送。
在子节点为进一步具有子节点的中继节点的情况下，状态控制部31需要使以后的子节点接收任务与连续的子帧的子节点的发送用时隙对应地登记。如本具体例那样，中继节点通过用连续的子帧发送发送信息，即使在发送缓冲器或中继信息存储部23的容量小的情况下，也能够获得较多发送机会。由此，能够顺畅地进行中继传输，因此，能够抑制发送目的地节点的接收取消的次数，抑制发送源节点的徒劳的发送。即，能够使发送源节点节能化。
接着，对实施方式的网络构成方法的例子进行说明。
<初始连接目的地搜索的例1>
图15A～C是实施方式的初始连接目的地搜索的例1的时序图。以如下情况为例进行说明：存在聚合装置(C)和2个节点(N1以及N2)，聚合装置(C)和节点(N1)处于通信范围内，节点(N1)和节点(N2)处于通信范围内。
在图15A～C的例子中，对先对聚合装置(C)接通电源的情况(实现本实施方式的无线通信的过程启动的情况)进行说明，但接通电源的顺序可以是任意的。
聚合装置(C)在各帧的最终时隙发送基准信号。节点(N1)和节点(N2)在电源接通后，经过初始化处理和休眠控制处理，开始父节点数据接收处理。
此外，在初始化后的父节点数据接收处理的执行前，不一定需要执行休眠控制处理。节点(N1)和节点(N2)在开始父节点数据接收处理时成为接收待机状态。
节点(N1)在接收到基准信号221作为接收信息222时，将该接收信息222所包含的周边节点信息存储于周边节点信息存储部26，将该接收信息222所包含的帧信息存储于帧信息存储部28，与聚合装置(C)进行同步。
然后，节点(N1)进行休眠直到下一个超帧。此外，节点(N1)也可以在到下一个超帧的开头为止的帧期间进行接收待机。节点(N1)在该接收待机中接收到接收信息的情况下，同样地，将该接收信息所包含的周边节点信息存储于周边节点信息存储部26，通过该接收信息所包含的帧信息来更新帧信息存储部28。
节点(N1)在下一个超帧的开头的帧，基于周边节点信息存储部26所存储的周边节点信息来选定父节点。父节点的选定方法可以是任意的。父节点的选定方法例如是选定满足规定的接收功率阈值的最小跳数的节点的方法。
在选定聚合装置(C)作为父节点的情况下，由于聚合装置(C)一直能够接收，因此，节点(N1)发送表示连接请求的发送信息223的定时，例如如图15C所示那样是下一个超帧的开头帧。
另外，节点(N2)通过接收节点(N1)的发送信息223来作为接收信息224，能够初次取得帧信息。在图15C的例子中，由于接收到接收信息224的帧是超帧的开头的帧，因此节点(N2)在进行了接收待机直到该期间结束之后，选定节点(N1)作为父节点。
在父节点不是聚合装置(C)的情况下，将发送连接请求的定时设为同一超帧内的最终帧。通过设为最终帧，能够从下一个超帧开始发送信息的发送，因此能够缩短到加入网络80为止的延迟时间。
已加入网络80的节点(N1)为了受理向本节点的连接，在规定的时隙进行连接受理。规定的时隙例如是与将从本节点的跳数减去2后的值除以子帧数而得到的余数(剩余)相应的子帧所包含的本节点的ID所对应的时隙。
规定的时隙也可以存在多个。例如除了上述的例子之外，在与将从本节点的跳数减去1以及3等后的值除以子帧数而得到的余数相应的子帧中，也可以进行连接受理。通过设定多个连接受理用的时隙，能够在超帧内受理更多的连接，因此可顺畅地进行网络80的构建。
已加入网络80的节点(N1)在帧的结尾或开头登记连接受理的任务。发出连接请求的节点(N2)确定父节点(N1)的连接受理的时隙，在该时隙发送表示连接请求的发送信息225。发送信息225至少包含本节点的ID。
父节点(N1)在接收到发送信息225来作为接收信息226的情况下，也可以立即将表示确认应答的发送信息227返回给子节点(N2)。
此外，聚合装置(C)在电源一直通电而无需通过休眠实现的节能化的情况下，由于能够一直接收，因此不需要特别设置连接受理。节点(N1)不向聚合装置(C)发送连接请求的信号(参照图15A以及B)而在下一个超帧(参照图15C)开始发送信息223的发送。当节点(N1)发送发送信息223时，节点(N2)接收该发送信息223来作为接收信息224。然后，节点(N2)将接收信息224所包含的周边节点信息存储于周边节点信息存储部26。
节点(N2)将节点(N1)选定为父节点，在超帧内的最终帧，在通过上述的规则决定的时隙，发送表示连接请求的发送信息225。在图15C的例子中，在超帧的最终帧的开头子帧，进行连接受理，立即返回表示确认应答的发送信息227。并且，在图15C所示的超帧的下一个超帧，节点(N2)开始发送信息的发送。无线通信系统100通过使用以上的网络构建方法，能够用较少的消耗电力构建起网络80。
<初始连接目的地搜索的例2>
图16A～C是表示实施方式的初始连接目的地搜索的例2的时序图。在上述的图15A～C中，在子帧内的时隙的个数比无线通信装置20的台数多的情况下，固定地分配了聚合装置10的发送时隙。在图16A～C中，对子帧内的时隙的个数与无线通信装置20的台数相同的情况下变动地分配聚合装置10的发送用时隙的情况进行说明。
使用图17对实现图16A～C的时序图的工作的聚合装置10的工作方法进行说明。
图17是表示实施方式的决定聚合装置10的发送定时的方法的例1的流程图。图17的例1表示在子帧内的时隙的个数与无线通信装置20的台数相同的情况下决定聚合装置10的发送用时隙的方法。
首先，聚合装置10的决定部16判定是否存在跳数为1的节点(步骤S41)。在存在跳数1的节点的情况下(步骤S41：是)，决定部16通过在已对跳数为0的节点分配的子帧中，在与跳数为1的节点的ID关联的时隙登记发送任务，由此决定发送定时(步骤S42)。
在不存在跳数1的节点的情况下(步骤S41：否)，决定部16通过在帧的最终时隙固定地登记发送基准信号的发送任务，由此决定发送定时(步骤S43)。此外，固定地登记发送基准信号的发送任务的时隙也可以不一定是最终时隙。
跳数为1的节点使用聚合装置10分配给本节点的时隙来发送发送信息，由此以使得在该定时进行接收的方式登记父节点接收任务。
返回到图16A，聚合装置(C)在电源通电后(过程启动后)，在最初的超帧中，处于未识别到跳数为1的节点(N1)的状态，由此在每个帧的最终时隙发送表示基准信号的发送信息。
在表示下一个超帧的图16B中，如图15中说明的那样，节点(N1)在开头帧接收表示基准信号的发送信息231来作为接收信息232。
进一步，在表示下一个超帧的图16C中，跳数为2的节点(N2)通过在开头帧接收由节点(N1)发送的发送信息233来作为接收信息234，由此识别到跳数1的节点(N1)的存在。
在以后的帧中，聚合装置(C)在跳数为0的节点的发送用子帧内的节点(N1)的时隙，发送表示基准信号的发送信息。
聚合装置(C)在存在多个跳数为1的节点的情况下，按该节点的个数发送表示基准信号的发送信息。通过增加聚合装置(C)的发送机会，新加入网络80的节点能够迅速地取得帧信息，并进行休眠直到下一个超帧的开头帧为止，由此能够使节点节能化。图16的具体例中的节点(N2)的工作与图15中说明的节点(N2)的工作同样，因此省略说明。
图18是表示实施方式的决定聚合装置的发送定时的方法的例2的流程图。在图18的例2中，与图17的流程图不同之处在于追加了步骤S41-2。在通过图18的流程来决定聚合装置(C)的发送用时隙的情况下，在图16C的第2个以后的帧中，聚合装置(C)仅在帧内最终时隙发送表示基准信号的发送信息。在存在多个跳数为1的节点的情况下，相比于图17的流程，能够减少聚合装置(C)的发送次数。
<附近搜索以及再次连接的例子>
图19是表示实施方式的无线通信装置20的切断时的连接目的地搜索的例子的时序图。图19的例子表示在一度与网络80连接的节点(N2)断开了与父节点(N1)的连接的情况下的到与该父节点(N1)再次连接为止的处理的例子。
节点(N2)例如在超过规定次数而未能获得发送信息的到达确认的情况下，重新搜索连接目的地。根据实施方式的中继传输的构造，在超帧的开头帧进行发送信息的发送的可能性高。因此，节点(N2)在超帧开头的帧切换到接收待机，尝试收集周边节点信息。
为了进一步提高节能性，节点(N2)通过在开头的帧中仅在与切断前的本节点的跳数例如±1次跳跃的跳数对应的子帧进行接收待机，由此以更短的接收待机时间进行周边节点信息收集。将其称为附近搜索。
图19示出如下情况：节点(N2)进行了附近搜索的结果是，再次接收节点N1的发送信息241来作为接收信息242，在该超帧的最终帧发送表示连接请求的发送信息243。
另外，图19示出节点(N2)通过附近搜索未能取得周边节点信息的情况、或者在虽然能够取得周边节点信息但不满足规定的接收功率等未能从满足父节点选定的基准的节点进行接收的情况下使接收待机时间扩大(增大)的情况。接收待机时间的扩大例如以帧为单位来进行。
此外，节点(N2)也可以为了提高节能性，例如按规定的超帧的个数实施附近搜索，如果这样也未能选定父节点，则实施接收待机时间扩大。另外，例如，节点(N2)也可以在按规定次数反复进行超帧内的同范围的附近搜索之后扩大接收待机时间。另外，例如，节点(N2)也可以不进行是否扩大接收待机时间的判定而从一开始就实施全部时间的接收待机。
此外，节点(N2)也可以在一度与某一个父节点连接之后父节点接收任务的接收处理失败的次数为阈值以上的情况下，或者在使用通过父节点接收任务接收到的接收信息确认到的到达确认的失败的次数为阈值以上的情况下，跳过附近搜索处理，将表示连接请求的发送信息向父节点发送。
如以上说明的那样，实施方式的通信装置20使用表示能够通信的时间的长度的帧进行时分通信。收发资源决定部27(决定部)基于包含帧所包含的子帧的个数、子帧所包含的时隙的个数以及时隙长度在内的帧信息、和识别通信装置20的识别信息，决定能够在通信装置20的发送中使用的时隙。另外，收发资源决定部27基于帧信息和从通信装置20到聚合装置10的跳数，决定能够在通信装置20的发送中使用的子帧。状态控制部31在通信装置20开始发送或者接收时，使通信装置20的工作状态从休眠状态转换为唤醒状态，在通信装置20结束发送或者接收时，使通信装置20的工作状态从唤醒状态转换为休眠状态。并且，通信控制部21(继续判定部32)判定是否继续发送，在继续发送的情况下，使用能够在通信装置20的发送中使用的下一个时隙来进行发送，判定是否继续接收，在继续接收的情况下，使用能够在至少一个发送源节点的发送中使用的下一个时隙来进行接收。
根据实施方式的无线通信系统100，在时分通信方式的网络80中，在传感器信息被收集到聚合装置10时，能够通过必要最小限度的用于收发的唤醒来应对高通信负荷，并且，也能够实现节能性。
进而，无线通信装置20在搜索连接目的地的过程中，从周边节点正在发送的可能性高的期间开始优先进行接收待机，其他的期间主动进入休眠工作，由此能够抑制消耗电力。
例如能够将震度计作为传感器设置于建筑物并且由无线通信装置20取得该传感器信息。在将无线通信装置20安装于已有的建筑物的情况下，通过用电池驱动无线通信装置20，设置场所的自由度会增大。并且，通过适用本实施方式的无线通信系统100，能够降低无线通信装置20的电池更换频度、即能够降低维护成本。另外，通过多跳通信，例如能够缓和因聚合装置10的电源以及通信线等导致的设置场所的制约。
作为其他的应用例，实施方式的无线通信系统100也能够以无线方式收集设温湿度计为传感器的温湿度管理系统的传感器信息、使用了CO2传感器以及照度传感器等的植物生育监视系统的传感器信息、使用了角速度传感器的河川泛滥监视系统以及坡度监视系统的传感器信息、使用了水量传感器的泥石流检测系统的传感器信息、使用了放射线量计的放射线量监视系统的传感器信息、使用了图像传感器的入侵者检测系统的传感器信息、以及已有空调的日志信息等。
根据实施方式的无线通信系统100，为了大容量化而分配较多通信机会，但通过对之后的预定通信的信息进行适当共享，能够实现最小限度的唤醒次数的工作，因此能够实现无线通信装置20的节能化。即，根据本实施方式，能够在节能化的基础上实现大容量化。
<通过程序实现的情况>
上述的聚合装置10的功能块(参照图6)以及上述的无线通信装置20的功能块(参照图7)中的能够通过程序实现的功能块，也可以通过程序来实现。
由实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20执行的程序，以可安装的形式或可执行的形式的文件存储于CD-ROM、存储卡、CD-R以及DVD(Digital Versatile Disc)等计算机可读取的存储介质而作为计算机程序产品来提供。
另外，也可以构成为通过将由实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20执行的程序保存于与互联网等网络连接的计算机上并经由网络下载来提供。
另外，也可以构成为将实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20所执行的程序不必下载地经由互联网等网络来提供。
另外，也可以构成为将由实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20执行的程序预先装载到ROM等来提供。
由实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20执行的程序，成为包括实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20的功能结构中的能够由程序实现的功能的模块结构。
此外，也可以将实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20的功能的一部分或者全部通过IC(Integrated Circuit，集成电路)等硬件来实现。IC例如是执行专用处理的处理器。
另外，在使用多个处理器实现各功能的情况下，各处理器既可以实现各功能中的一个功能，也可以实现各功能中的2个以上的功能。
另外，实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20的工作方式可以是任意的。也可以使实施方式的聚合装置10以及无线通信装置20例如作为构成网络上的云系统的装置进行工作。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但是这些实施方式是作为例子提出的，并非旨在限定发明的范围。这些新的实施方式能够以其他各种方式实施，在不偏离发明宗旨的范围内，可以进行各种省略、替换、变更。这些实施方式和/或其变形包含在发明的范围和/或宗旨中，并且包含在专利权利要求书所记载的发明和其等同的范围内。
此外，可以将上述的实施方式总结为以下的技术方案。
技术方案1
一种无线通信装置，是进行时分通信的无线通信装置，具备：
存储部，其保持要在第1期间发送的发送数据；和
处理部，其在所述第1期间所包含的多个帧中的最初的第1帧中对所述发送数据的全部进行发送处理，或者，在所述第1期间所包含的包括所述第1帧在内的连续的多个帧中将所述发送数据分割来进行发送处理，
在所述第1期间中的对所述发送数据进行了发送处理之后的一个或多个帧中，处于休眠状态。
技术方案2
根据技术方案1所述的无线通信装置，其中，
所述发送数据包含该无线通信装置自身生成的数据和从其他的无线通信装置接收到的接收数据中的至少某一方。
技术方案3
根据技术方案1所述的无线通信装置，其中，
所述处理部在所述第1期间中的包括所述第1帧在内的连续的所述多个帧中，对来自其他的无线通信装置的接收数据进行接收处理，
所述存储部按包括所述第1帧在内的连续的所述多个帧，将包含所述接收数据的数据作为所述发送数据进行存储，
所述处理部按包括所述第1帧在内的连续的多个帧，将所述发送数据分割来进行发送处理。
技术方案4
根据技术方案3所述的无线通信装置，其中，
在所述接收数据中含有表示结束的信息的情况下，在所述处理部对包含含有所述表示结束的信息的接收数据的发送数据进行了发送处理之后的、所述第1期间中的一个或多个帧中，处于休眠状态。
技术方案5
根据技术方案4所述的无线通信装置，其中，
所述处理部在对所述发送数据进行了发送处理之后，从所述发送数据的发送目的地接收表示所述发送数据的接收是否成功的接收确认信息，在所述接收确认信息表示未成功的情况下，对已被发送处理的所述发送数据再次进行发送处理。
技术方案6
一种无线通信系统，是进行时分通信的具备多个无线通信装置的无线通信系统，
所述无线通信系统具备：
存储部，其保持要在第1期间发送的发送数据；和
处理部，其在所述第1期间所包含的多个帧中的最初的第1帧中对所述发送数据的全部进行发送处理，或者，在所述第1期间所包含的包括所述第1帧在内的连续的多个帧中将所述发送数据分割来进行发送处理，
在所述第1期间中的对所述发送数据进行了发送处理之后的一个或多个帧中，处于休眠状态。
技术方案7
根据技术方案6所述的无线通信系统，其中，
还具备聚合装置，所述聚合装置对所述多个无线通信装置的发送数据进行聚合，
在所述第1期间，所述多个无线通信装置的发送数据的全部被聚合于所述聚合装置。
技术方案8
根据技术方案7所述的无线通信系统，其中，
所述发送数据包含从比以所述聚合装置为起点的自身的跳数大的其他的无线通信装置接收的接收数据。
技术方案9
根据技术方案7所述的无线通信系统，其中，
以所述聚合装置为起点的跳数越大的所述无线通信装置，从所述第1期间中的越早的帧开始成为休眠状态。

Claims (9)

1.一种无线通信装置，是进行时分通信的无线通信装置，具备：
存储部，其保持要在第1期间发送的发送数据；和
处理部，其在所述第1期间所包含的多个帧中的最初的第1帧中对所述发送数据的全部进行发送处理，或者，在所述第1期间所包含的包括所述第1帧在内的连续的多个帧中将所述发送数据分割来进行发送处理，
在所述第1期间中的对所述发送数据进行了发送处理之后的一个或多个帧中，处于休眠状态。
2.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，
所述发送数据包含该无线通信装置自身生成的数据和从其他的无线通信装置接收到的接收数据中的至少某一方。
3.根据权利要求1所述的无线通信装置，其中，
所述处理部在所述第1期间中的包括所述第1帧在内的连续的所述多个帧中，对来自其他的无线通信装置的接收数据进行接收处理，
所述存储部按包括所述第1帧在内的连续的所述多个帧，将包含所述接收数据的数据作为所述发送数据进行存储，
所述处理部按包括所述第1帧在内的连续的多个帧，将所述发送数据分割来进行发送处理。
4.根据权利要求3所述的无线通信装置，其中，
在所述接收数据中含有表示结束的信息的情况下，在所述处理部对包含含有所述表示结束的信息的接收数据的发送数据进行了发送处理之后的、所述第1期间中的一个或多个帧中，处于休眠状态。
5.根据权利要求4所述的无线通信装置，其中，
所述处理部在对所述发送数据进行了发送处理之后，从所述发送数据的发送目的地接收表示所述发送数据的接收是否成功的接收确认信息，在所述接收确认信息表示未成功的情况下，对已被发送处理的所述发送数据再次进行发送处理。
6.一种无线通信系统，是进行时分通信的具备多个无线通信装置的无线通信系统，
所述无线通信系统具备：
存储部，其保持要在第1期间发送的发送数据；和
处理部，其在所述第1期间所包含的多个帧中的最初的第1帧中对所述发送数据的全部进行发送处理，或者，在所述第1期间所包含的包括所述第1帧在内的连续的多个帧中将所述发送数据分割来进行发送处理，
在所述第1期间中的对所述发送数据进行了发送处理之后的一个或多个帧中，处于休眠状态。
7.根据权利要求6所述的无线通信系统，其中，
还具备聚合装置，所述聚合装置对所述多个无线通信装置的发送数据进行聚合，
在所述第1期间，所述多个无线通信装置的发送数据的全部被聚合于所述聚合装置。
8.根据权利要求7所述的无线通信系统，其中，
所述发送数据包含从比以所述聚合装置为起点的自身的跳数大的其他的无线通信装置接收的接收数据。
9.根据权利要求7所述的无线通信系统，其中，
以所述聚合装置为起点的跳数越大的所述无线通信装置，从所述第1期间中的越早的帧开始成为休眠状态。
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