CN108702677A - 多跳通信系统、控制器以及程序 - Google Patents

Abstract

多跳通信系统由具有多个设备(2)以及与多个设备(2)分别进行通信的控制器(1)分别作为节点的网格型的多跳网络(MN)构成，控制器(1)基于分别记录有多个设备(2)各自的邻接节点的多个邻接表(231)，来识别多跳网络(MN)的网络结构，并将网络结构呈现给用户。

Description

多跳通信系统、控制器以及程序

技术领域

本发明涉及一种进行多跳通信的多跳通信系统、控制器以及程序。

背景技术

已知一种通过由其它节点对从信源节点向信宿节点的通信进行中继由此能够延长可通信距离的所谓的多跳通信(参照专利文献1)。在作为冗余性而具有多条路径的网格型的多跳通信系统中，在某个通信路径上的节点变为不能通信的情况下，能够通过其它的节点来构成其它的通信路径。

除此之外，在本来能够直接通信的两个节点之间存在干扰波等阻碍通信的因素的情况下，两个节点能够经由其它的节点来相互进行通信。

专利文献1：日本特开2012-235324号公报

发明内容

发明要解决的问题

然而，就专利文献1所记载的技术而言，用户无法识别系统的网络结构，因此，例如在实际的通信路径比用户的预想长的情况下，存在系统的操作性产生因延迟所致的影响的可能性。

鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种用户能够识别网络结构的多跳通信系统、控制器以及程序。

用于解决问题的方案

为了实现上述目的，本发明的第一方式的要旨为一种多跳通信系统，该多跳通信系统由具有多个设备以及与多个设备分别进行通信的控制器分别作为节点的网格型的多跳网络构成，该多跳通信系统的特征在于，控制器基于分别记录有多个设备各自的邻接节点的多个邻接表，来识别多跳网络的网络结构，并将网络结构呈现给用户。

本发明的第二方式的要旨为一种多跳通信系统中的控制器，所述多跳通信系统由具有多个设备以及与多个设备分别进行通信的控制器分别作为节点的网格型的多跳网络构成，所述多跳通信系统中的控制器的特征在于，基于分别记录有多个设备各自的邻接节点的多个邻接表，来识别多跳网络的网络结构，并将网络结构呈现给用户。

本发明的第三方式是一种在多跳通信系统中使用的程序，所述多跳通信系统由具有多个设备以及与多个设备分别进行通信的控制器分别作为节点的网格型的多跳网络构成，所述程序的特征在于，使计算机执行包括以下步骤的处理：基于分别记录有多个设备各自的邻接节点的多个邻接表，来识别多跳网络的网络结构，并将网络结构呈现给用户。

发明的效果

根据本发明，能够提供一种用户能够识别网络结构的多跳通信系统、控制器以及程序。

附图说明

图1是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统的基本结构进行说明的示意性的框图。

图2是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的控制器的基本结构进行说明的框图。

图3是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的控制器的邻接表进行说明的图。

图4是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统中使用的跳数表进行说明的图。

图5是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的基本结构进行说明的框图。

图6是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的邻接表进行说明的图。

图7是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的邻接表进行说明的图。

图8是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的邻接表进行说明的图。

图9是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的邻接表进行说明的图。

图10是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的邻接表进行说明的图。

图11是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的邻接表进行说明的图。

图12是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统的动作例进行说明的序列图。

图13是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的控制器的动作例进行说明的流程图。

图14是对本发明的实施方式所涉及的多跳通信系统所具备的设备的动作例进行说明的流程图。

具体实施方式

接着，参照附图来说明实施方式。在以下的附图的记载中，对相同或类似的部分标注相同或类似的标记，并省略重复的说明。

(多跳通信系统)

如图1所示，本实施方式所涉及的多跳通信系统具备控制器1以及多个设备2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6(设备2)。本实施方式所涉及的多跳通信系统是具有控制器1以及多个设备2分别作为通信的节点的网格型的多跳网络MN，就冗余性而言，具有多条路径。

在图1所示的例子中，控制器1与设备2-1、2-2直接进行通信。控制器1以多跳通信的方式经由设备2-1与设备2-3进行通信。控制器1以多跳通信的方式经由设备2-1或设备2-2和设备2-4而与设备2-5或设备2-6进行通信。多个设备2分别被预先登记在控制器1中，由此与控制器1以能够直接或间接地进行通信的方式连接。

控制器1与各设备2以能够通信的方式连接，由此与各设备2一起构成个人局域网(PAN)。控制器1与多个设备2直接或间接地进行通信，且具有控制各设备2的功能。

如图2所示，控制器1具备通信接口(I/F)11、处理装置12、存储装置13以及输入输出I/F 14。通信I/F 11根据处理装置12的控制来以无线方式与设备2进行通信。输入输出I/F 14例如由用于向处理装置12输入与用户的操作相应的信号的输入装置、向用户输出文字、图像、声音等的输出装置等构成。

存储装置13存储邻接表131和跳数表132。邻接表131预先记录控制器1的邻接节点的标识符(ID)和地址来作为邻接节点的信息。在图1的例子中，控制器1的邻接节点为设备2-1、2-2，因此如图3所示，邻接表131记录设备2-1、2-2的信息。

如图4所示，跳数表132记录每个节点的从控制器1起的跳数。跳数是从控制器1来看经由规定的通信路径而到达信宿节点为止所存在的节点的数量。通信路径例如由Zigbee标准所规定的路由表来决定。

处理装置12具有跳数处理部121、结构呈现部122以及设备控制部123作为逻辑构造。处理装置12例如由包括中央运算装置(CPU)、存储器等的未图示的集成电路构成。例如，通过由处理装置12中的中央运算装置执行预先安装于处理装置12中的存储器的计算机程序来构成跳数处理部121、结构呈现部122以及设备控制部123。构成处理装置12的各部即可以是一体的硬件，也可以是独立的硬件。

跳数处理部121通过向各设备2发送跳数计数命令，来从各设备2获取各设备2与控制器1之间的跳数。跳数处理部121基于从各设备2获取到的跳数来制作跳数表132。跳数处理部121使存储装置13存储所制作的跳数表132。

结构呈现部122例如通过在输入输出I/F 14的显示装置上显示多跳网络MN的网络结构图，来向用户呈现多跳网络MN的网络结构。设备控制部123例如根据用户针对输入输出I/F 14的输入装置的操作来确定成为控制对象的设备2，并将用于控制设备2的控制命令直接或间接地发送到设备2。

设备2例如构成为根据控制器1的控制来进行调光的灯泡型的电灯。

如图5所示，设备2具备通信I/F 21、处理装置22、存储装置23以及负载24。通信I/F21根据处理装置22的控制来以无线方式与包括控制器1的其它设备进行通信。负载24是光源，根据处理装置22的控制来进行调光。

存储装置23存储邻接表231。邻接表231预先记录邻接节点的ID和地址来作为各设备2的邻接节点的信息。在图1的例子中，设备2-1的邻接节点为控制器1、设备2-3以及设备2-4，因此如图6所示，设备2-1的邻接表231记录控制器1、设备2-3以及设备2-4的信息。

同样，如图7所示，设备2-2的邻接表231记录控制器1和设备2-4的信息。如图8所示，设备2-3的邻接表231记录设备2-1的信息。如图9所示，设备2-4的邻接表231记录设备2-1、设备2-2、设备2-5以及设备2-6的信息。如图10所示，设备2-5的邻接表231记录设备2-4的信息。如图11所示，设备2-6的邻接表231记录设备2-4的信息。

处理装置22具有跳数处理部221和负载控制部222作为逻辑结构。处理装置22例如由包括中央运算装置(CPU)、存储器等的未图示的集成电路构成。例如，通过处理装置22中的中央运算装置执行预先安装于处理装置22中的存储器的计算机程序，来构成跳数处理部221和负载控制部222。构成处理装置22的各部即可以是一体的硬件，也可以是独立的硬件。

在跳数计数命令的信宿为自节点的情况下，跳数处理部221将保存自身的跳数的跳数计数响应发送到控制器1。在跳数计数命令的信宿为其它节点的情况下，跳数处理部221使跳数递增并向信宿节点发送跳数计数命令。

负载控制部222根据从控制器1发送的控制命令来控制负载24。

(网络结构呈现方法)

参照图12的流程图来对本实施方式所涉及的多跳通信系统的网络结构呈现方法的一例进行说明。以下，作为设备2的动作，选择性地说明图1所示的设备2-1和设备2-4的动作。例如每隔固定周期或在与用户的操作相应的定时、将要控制各设备2之前等规定的定时开始图12所示的一系列的处理。

在步骤S101中，控制器1的跳数处理部121将所登记的设备2-1作为信宿而将跳数被设定为1的跳数计数命令发送到设备2-1。

在步骤S102中，设备2-1的跳数处理部221根据发送给自节点的跳数计数命令，将跳数被设定为1的跳数计数响应发送到控制器1。跳数计数响应中保存的跳数为发送给自节点的跳数计数命令中保存的跳数。

在步骤S103中，跳数处理部121基于规定的路由表将所登记的设备2-4作为信宿而将跳数被设定为1的跳数计数命令发送到设备2-1。路由表例如是由Zigbee标准规定的将信宿节点的地址与下一节点(下一跳)的地址相关联地进行记录的表。预先基于各节点来制作并保持路由表。

在步骤S104中，设备2-2的跳数处理部221根据发送给其它节点的跳数计数命令使跳数计数命令中所设定的跳数递增(加1)，设定为2。跳数处理部221基于路由表向与跳数计数命令的信宿节点对应的作为下一节点的设备2-4转发跳数被设定为2的跳数计数命令。

在步骤S105中，设备2-4的跳数处理部221根据发送给自节点的跳数计数命令将控制器1作为信宿而将跳数被设定为2的跳数计数响应发送到设备2-1。跳数计数响应中保存的跳数是发送给自节点的跳数计数命令中保存的跳数。

在步骤S106中，设备2-1的跳数处理部221基于路由表向与跳数计数响应的信宿节点对应的作为下一节点的控制器1转发跳数被设定为2的跳数计数响应。像这样，控制器1通过接收针对将多跳网络MN内的各设备2作为信宿进行发送的跳数计数命令的跳数计数响应，来收集各设备2的跳数。

在步骤S107中，跳数处理部121制作记录有各设备2的与控制器1之间的跳数的跳数表132，并存储到存储装置13。

在步骤S108中，结构呈现部122将作为请求邻接表231的消息的邻接表请求直接或间接地发送到多跳网络MN内的所有设备2。

在步骤S109中，各设备2的处理装置22根据从控制器1发送的邻接表请求将自节点的包含邻接表231的邻接表响应直接或间接地发送到控制器1。

在步骤S110中，控制器1的结构呈现部122基于从各设备2获取到的邻接表231和跳数表132，来识别多跳网络MN的网络结构。

在步骤S111中，结构呈现部122将在步骤S110中识别出的网络结构例如经由输入输出I/F 14呈现给用户。

(控制器的动作)

参照图13的流程图来说明控制器1的动作的一例。例如每隔固定周期、或在与用户的操作相应的定时、将要控制各设备2之前等规定的定时开始图13所示的一系列的处理。

在步骤S11中，跳数处理部121将所登记的各设备2作为信宿，经由通信I/F 11发送用于请求各设备2的跳数的跳数计数命令。

在步骤S12中，跳数处理部121经由通信I/F 11从各设备2直接或间接地接收针对在步骤S11中发送的跳数计数命令的跳数计数响应。

在步骤S13中，跳数处理部121基于从各设备2发送的跳数计数响应中保存的跳数来制作跳数表132，并存储到存储装置13。

在步骤S14中，结构呈现部122将作为请求邻接表231的消息的邻接表请求直接或间接地发送到已经登记的多跳网络MN内的所有设备2。

在步骤S15中，结构呈现部122接收作为针对在步骤S14中发送的邻接表请求的响应而从各设备2发送的邻接表响应。结构呈现部122从自各设备2接收到的邻接表响应中获取多个邻接表。

在步骤S16中，结构呈现部122基于从各设备2获取到的邻接表231和跳数表132来识别多跳网络MN的网络结构。结构呈现部122例如从跳数表132中记录的跳数少的设备2起依次与邻接表231中记录的设备2(节点)进行关联，由此识别多跳网络MN整体的网络结构。

例如，结构呈现部122参照跳数表132，确定跳数最少的设备2-1和设备2-2。如图6所示，在设备2-1的邻接表231中，除记录控制器1外，还记录设备2-3和设备2-4的信息。如图7所示，在设备2-2的邻接表231中除记录控制器1外，还记录设备2-4的信息。因此，结构呈现部122将设备2-1与设备2-3和设备2-4分别进行关联，将设备2-2与设备2-4进行关联。以下同样地，结构呈现部122基于跳数表132和各邻接表来识别网络结构。

在步骤S17中，结构呈现部122将在步骤S16中识别出的网络结构例如通过在输入输出I/F 14的显示装置上显示多跳网络MN的网络结构图来呈现给用户。例如图1所示，网络结构图是将相关联的节点之间用意味着候选通信路径的线连结而成的图。在网络结构图中，也可以针对每个节点显示设置场所、名称、跳数等与节点相关的信息。此外，结构呈现部122只要以用户能够识别的方式呈现网络结构即可。

结构呈现部122也可以经由用户的移动终端等其它装置来呈现网络结构。在该情况下，结构呈现部122只要在移动终端所具备的显示装置上显示网络结构图即可。另外，也可以设为控制器1由移动终端构成，使移动终端向用户呈现网络结构。例如，也可以在控制各设备2的控制应用程序上向用户呈现网络结构。

(设备的动作)

参照图14的流程图来说明设备2的动作的一例。图14所示的一系列的处理将设备2等待接收从控制器1发送的跳数计数命令的状态设为初始状态。

在步骤S21中，跳数处理部221直接或间接地经由通信I/F 21接收从控制器1发送的跳数计数命令。

在步骤S22中，跳数处理部221判定在步骤S21中接收到的跳数计数命令的信宿是否为自节点。在跳数计数命令是发送给自节点的情况下，跳数处理部221使处理进入步骤S23，在不是发送给自节点的情况下，使处理进入步骤S24。

在步骤S23中，跳数处理部221获取跳数计数命令中保存的跳数，并作为自节点的跳数设定于跳数计数响应中。跳数处理部221将保存自节点的跳数的跳数计数响应经由通信I/F 21发送到控制器1。

在步骤S24中，跳数处理部221使跳数计数命令中保存的跳数递增。跳数处理部221基于路由表将保存递增后的跳数的跳数计数命令发送到与信宿节点对应的下一节点。

在步骤S25中，处理装置22直接或间接地接收从控制器1发送的邻接表请求。

在步骤S26中，处理装置22根据在步骤S25中接收到的邻接表请求，将包含自节点所保持的邻接表的邻接表响应直接或间接地发送到控制器1。

如以上那样，根据本实施方式所涉及的多跳通信系统，能够将基于从各设备2收集到的邻接表231识别出的多跳网络MN的网络结构呈现给用户。因此，根据本实施方式所涉及的多跳通信系统，用户能够识别多跳网络MN的网络结构。由此，例如在控制对象的跳数多到超出预料的情况下等，能够减轻用户所感受到的在系统的操作性上的影响。

尤其是在设备2为电灯的情况下，例如考虑如下状况：利用设置于墙壁的主电源的开关等切断设备2的电源，由此变更基于路由表预先决定的通信路径。根据本实施方式所涉及的多跳通信系统，能够将多跳网络MN的网络结构呈现给用户，因此能够降低系统操作性上的用户所感受到的影响。

并且，根据本实施方式所涉及的多跳通信系统，基于多个邻接表和跳数表132来识别多跳网络MN的网络结构。由此，能够从跳数表132中的跳数少的设备2起依次与邻接表231中记录的设备2进行关联，因此能够简化算法，能够降低控制器1的处理负荷。

(其它的实施方式)

如上述那样记载了实施方式，但是不应该理解为构成本公开的一部分的阐述和附图是对本发明的限定。根据本公开，本领域技术人员将知晓各种替代实施方式、实施例以及应用技术。

例如，在已经记述的实施方式中，负载24不限于光源，也可以是检测各种电磁波的检测器等。在该情况下，设备2不是电灯而是传感器，多跳通信系统构成为由控制器1管理的传感器网络。

另外，在已经记述的实施方式中，结构呈现部122也可以基于自节点的邻接表131和各设备2的邻接表231来识别多跳网络MN的网络结构。

另外，在已经记述的实施方式中，结构呈现部122也可以对网络结构图的候选通信路径(参照图1的虚线)的基于路由表所决定的通信路径进行强调显示。路由表例如包含于各设备2根据邻接表请求发送到控制器1的邻接表响应中即可。由此，结构呈现部122能够将在实际的通信中使用的通信路径呈现给用户。

除了上述以外，当然也包含任意地应用在上述的实施方式中说明的各结构所得到的结构等、本发明在此处没有记载的各种实施方式等。因而，本发明的技术范围仅通过从上述的说明来看妥当的权利要求书所涉及的发明特定事项来决定。

附图标记说明

MN：多跳网络；1：控制器；2、2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6：设备；131、231：邻接表；132：跳数表。

Claims (8)

1.一种多跳通信系统，由具有多个设备以及与所述多个设备分别进行通信的控制器分别作为节点的网格型的多跳网络构成，该多跳通信系统的特征在于，

所述控制器基于分别记录有所述多个设备各自的邻接节点的多个邻接表，来识别所述多跳网络的网络结构，并将所述网络结构呈现给用户。

2.根据权利要求1所述的多跳通信系统，其特征在于，

所述多个设备预先存储各自的所述邻接表，

所述控制器通过从所述多个设备分别收集所述邻接表，来获取所述多个邻接表。

3.根据权利要求1或2所述的多跳通信系统，其特征在于，

所述控制器基于所述多个邻接表以及记录有所述多个设备各自的从所述控制器起的跳数的跳数表，来识别所述网络结构。

4.根据权利要求3所述的多跳通信系统，其特征在于，

所述控制器通过从所述多个设备分别收集所述跳数，来制作所述跳数表。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的多跳通信系统，其特征在于，

所述控制器通过控制其它装置，来经由所述其它装置向用户呈现所述网络结构。

6.根据权利要求1至5中的任一项所述的多跳通信系统，其特征在于，

所述控制器通过显示所述多跳网络的网络结构图，来向用户呈现所述网络结构。

7.一种多跳通信系统中的控制器，所述多跳通信系统由具有多个设备以及与所述多个设备分别进行通信的所述控制器分别作为节点的网格型的多跳网络构成，所述多跳通信系统中的控制器的特征在于，

基于分别记录有所述多个设备各自的邻接节点的多个邻接表，来识别所述多跳网络的网络结构，并将所述网络结构呈现给用户。

8.一种在多跳通信系统中使用的程序，所述多跳通信系统由具有多个设备以及与所述多个设备分别进行通信的控制器分别作为节点的网格型的多跳网络构成，所述程序的特征在于，使计算机执行包括以下步骤的处理：

基于分别记录有所述多个设备各自的邻接节点的多个邻接表，来识别所述多跳网络的网络结构，并将所述网络结构呈现给用户。