CN108702678A - 多跳通信系统、控制器以及程序 - Google Patents

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CN108702678A CN201780011378.3A CN201780011378A CN108702678A CN 108702678 A CN108702678 A CN 108702678A CN 201780011378 A CN201780011378 A CN 201780011378A CN 108702678 A CN108702678 A CN 108702678A
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青木隆明
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Abstract

多跳通信系统具备第一设备(2‑5)、作为第一设备(2‑5)的邻接节点的第二设备(2‑4)以及以多跳通信的方式经由第二设备(2‑4)来与第一设备(2‑5)进行通信的控制器(1)，在第一设备(2‑5)的靠控制器(1)侧的邻接节点仅为第二设备(2‑4)的情况下，向用户提供表示第二设备(2‑4)是针对控制器(1)与第一设备(2‑5)的通信而言必需的设备的通知。

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。
在这样的通信系统中，可能发生在某两个节点进行通信时必须经由特定节点才能进行通信的情况。在该情况下，如果特定节点由于电源切断等而变为不能通信，则导致两个节点之间无法进行通信。
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，用户无法识别是否存在针对某个通信而言必需的特定节点，因此存在用户切断了特定节点的电源、或者使特定节点移动到了不能通信的位置的可能性。
鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种能够向用户通知针对通信而言必需的设备的多跳通信系统、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，具备第一设备、作为第一设备的邻接节点的第二设备以及以多跳通信的方式经由第二设备来与第一设备进行通信的控制器，该多跳通信系统的特征在于，在第一设备的靠控制器侧的邻接节点仅为第二设备的情况下，控制器向用户提供表示第二设备是针对控制器与第一设备的通信而言必需的设备的通知。
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，该多跳通信系统具备第一设备、作为第一设备的邻接节点的第二设备以及以多跳通信的方式经由第二设备来与第一设备进行通信的控制器，所述控制器的特征在于，在第一设备的靠控制器侧的邻接节点仅为第二设备的情况下，向用户提供表示第二设备是针对控制器与第一设备的通信而言必需的设备的通知。
本发明的第三方式的要旨为一种程序，被用于具备第一设备、作为第一设备的邻接节点的第二设备以及以多跳通信的方式经由第二设备来与第一设备进行通信的控制器的多跳通信系统，该程序的特征在于，使计算机执行包括以下步骤的处理：在第一设备的靠控制器侧的邻接节点仅为第二设备的情况下，向用户提供表示第二设备是针对控制器与第一设备的通信而言必需的设备的通知。
发明的效果
根据本发明，能够提供一种能够向用户通知针对通信而言必需的设备的多跳通信系统、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。在下面的附图的记载中，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例如是具有包含多条路径的网格型拓扑的网络。
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)。
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起的通信所需要的跳数。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、通知处理部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、通知处理部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将所制作的跳数表132存储到存储装置13。
在对于某设备2(第一设备)而言父节点只有一个设备2(第二设备)的情况下，通知处理部122向用户提供示出作为父节点的设备2的通知。此外，在本实施方式中，“父节点”是指各通信路径上的靠控制器1侧的邻接节点。另外，通知处理部122向用户提供的通知是表示作为单一的父节点的设备2是针对控制器1与某设备2(第一设备)的通信而言必需的设备的通知。
例如，图1的设备2-5的父节点只有一个设备2-4。如果设备2-4的电源被切断、或者设备2-4被移动到了不能通信的位置，则设备2-4的到各邻接节点的通信路径被切断。于是，设备2-5不能进行与控制器1的通信，导致控制器1无法控制设备2-5。因而，设备2-4是维持控制器1与设备2-5或设备2-6的通信路径所必需的设备，是必须维持与邻接节点的通信路径的设备。控制器1通过向用户提供示出设备2-4的通知，能够降低设备2-4的电源被切断、或者设备2-4被移动到不能通信的位置的可能性。
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，并将控制设备2的控制命令发送到设备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和跳数表232。邻接表231预先记录各设备2的邻接节点的ID和地址来作为邻接节点的信息。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。
跳数表232与控制器1所保持的跳数表132相同。存储装置23将各设备2从控制器1接收到的跳数表132存储为跳数表232。
处理装置22具有跳数处理部221、判定处理部222以及负载控制部223作为逻辑构造。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、判定处理部222以及负载控制部223。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。
判定处理部222基于自节点(第一设备)的邻接表231和跳数表232来判定父节点的数量是否为1。在父节点的数量为1的情况下，判定处理部222将示出作为单一的父节点(第二设备)的设备2的单一父节点通知发送到控制器1。
负载控制部223根据从控制器1发送的控制命令来控制负载24。
(设备通知方法)
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设备通知方法的一例进行说明。下面，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2-1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基于路由表向作为与跳数计数命令的信宿节点对应的下一节点的设备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为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基于路由表向作为与跳数计数响应的信宿节点对应的下一节点的控制器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PAN内的各设备2作为信宿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，跳数处理部121将所制作的跳数表132直接或间接地发送到PAN内的所有设备2。各设备2的跳数处理部221将接收到的跳数表132作为跳数表232存储到存储装置23。
在步骤S109中，各设备2的判定处理部222基于自节点的邻接表231和跳数表232来判定父节点的数量是否为1。在父节点的数量为1的情况下，各判定处理部222将控制器1作为信宿，发送示出作为单一的父节点的设备2的单一父节点通知。
如图1所示，设备2-4的父节点的数量为设备2-1和设备2-2这两个。在此，在图1的例子中，假定为设备2-2由于主电源的切断等而不能通信。由于设备2-2自PAN脱离，从而设备2-4的父节点的数量变为只有一个设备2-1。在该情况下，设备2-4(第一设备)的判定处理部222确定出作为单一的父节点的设备2-1(第二设备)。
在步骤S110中，设备2-4的判定处理部222基于路由表，将控制器1作为信宿，将示出作为单一的父节点的设备2-1的单一父节点通知发送到设备2-1。
在步骤S111中，设备2-1基于路由表，将在步骤S110中发送的单一父节点通知发送到控制器1。
在步骤S112中，控制器1的通知处理部122根据从设备2-4发送的单一父节点通知，来向用户提供表示单一父节点通知所示出的设备2-1是针对控制器1与设备2-4的通信而言必需的设备的通知。即，在设备2-4的父节点只有一个设备2-1的情况下，控制器1将示出设备2-1的通知例如经由输入输出I/F14提供给用户。
(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，跳数处理部121将各设备2作为信宿，经由通信I/F 11发送在步骤S13中制作的跳数表132。
在步骤S15中，通知处理部122判定是否从某一个设备2接收到了单一父节点通知。通知处理部122在接收到单一父节点通知的情况下，使处理进入步骤S16，在没有接收到的情况下，结束处理。
在步骤S16中，通知处理部122确定接收到的单一父节点通知所示出的设备2，并向用户提供表示所确定的设备2是针对控制器1与发送了单一父节点通知的设备2的通信而言必需的设备的通知。
向用户提供的通知只要使用户知晓对于某设备2而言是单一的父节点的设备2即可。由此，用户能够理解作为单一的父节点的设备2是维持控制器1与某设备2的通信路径所必需的设备。例如，也可以是，通知处理部122与设备控制部123进行联动，以闪烁、颜色变更等规定的调光模式对所确定的设备2进行控制，由此向用户提供通知。
通知处理部122也可以经由用户的移动终端等其它装置来通知所确定的设备2。另外，也可以设为控制器1由移动终端构成，使移动终端向用户提供通知。例如，也可以在控制各设备2的控制应用程序上明确示出所确定的设备2。
或者，也可以设为在排列有用于控制作为电灯的各设备2的开关的开关面板上针对各开关设置了显示控制状态的指示器的情况下，通过与所确定的设备2对应的开关的指示器来提供通知。在该情况下，通知处理部122对与所确定的设备2对应的开关的指示器进行控制使其以规定的模式进行显示即可。
(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将保存递增后的跳数的跳数计数命令基于路由表发送到与信宿节点对应的下一节点。
在步骤S25中，跳数处理部221接收从控制器1发送的跳数表132。跳数处理部221将接收到的跳数表132作为跳数表232存储到存储装置23。
在步骤S26中，判定处理部222基于存储装置23中存储的邻接表231和跳数表232来对自节点的父节点的数量进行计数。即，判定处理部222通过对跳数表232中比自节点的跳数少1且被记录于邻接表231中的设备2的数量进行计数，来获取父节点的数量。
例如，跳数表232(参照图4)中比设备2-4的跳数少1的设备为设备2-1、2-2。另外，设备2-4的邻接表231(参照图9)记录设备2-1、2-2、2-6、2-6的信息。因此，设备2-4的判定处理部222将跳数表232中比自节点的跳数少1且被记录于邻接表231中的设备2-1、2-2这两个计数为父节点的数量。
在步骤S27中，判定处理部222判定在步骤S26中计数出的父节点的数量是否为1。判定处理部222在父节点的数量为1的情况下，使处理进入步骤S28，在父节点的数量不为1的情况下，结束处理。
在步骤S28中，判定处理部222将控制器1作为信宿，发送示出作为自节点的单一的父节点的设备2的单一父节点通知。
如以上那样，根据本实施方式所涉及的多跳通信系统，能够在对于某设备2仅存在一个针对与控制器1的通信而言必需的父节点的情况下，向用户通知该单一的父节点。由此，本实施方式所涉及的多跳通信系统能够降低单一的父节点的通信路径被切断的可能性。因此，能够降低在预料之外产生无法由控制器1控制设备2的状态的可能性。
尤其是在设备2为电灯的情况下，例如考虑在利用设置于墙壁的主电源的开关等切断设备2的电源的同时通信路径也被切断的状况。根据本实施方式所涉及的多跳通信系统，在某个节点(第一设备)为了与控制器1进行通信而需要经由特定节点(第二设备)的状况下，能够向用户通知特定节点。由此，能够降低通信路径被切断的可能性。
另外，根据本实施方式所涉及的多跳通信系统，各设备2基于邻接表231和跳数表232来判定父节点的数量是否为1，控制器1根据判定来向用户提供通知。因此，控制器1和设备2不需要掌握系统内的网络结构，因此能够降低处理负荷。
(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，PAN不限于网格型的网络，也可以是树型的网络。
另外，在已经记述的实施方式中，单一的父节点由各设备2来确定，但是如果控制器1保持各设备2的邻接表231，则也可以是，控制器1与各设备2同样地对各设备2的父节点的数量进行计数。即，也可以是，不是各设备2具备判定处理部222，而是在控制器1中具备判定处理部222。
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基于上述说明的妥当的权利要求书所涉及的发明特征来决定。
附图标记说明
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、232：跳数表。

Claims (7)

1.一种多跳通信系统，具备第一设备、作为所述第一设备的邻接节点的第二设备以及以多跳通信的方式经由所述第二设备来与所述第一设备进行通信的控制器，该多跳通信系统的特征在于，
在所述第一设备的靠所述控制器侧的邻接节点仅为所述第二设备的情况下，所述控制器向用户提供表示所述第二设备是针对所述控制器与所述第一设备的通信而言必需的设备的通知。
2.根据权利要求1所述的多跳通信系统，其特征在于，
所述控制器根据由所述第一设备判定为靠所述控制器侧的邻接节点仅为所述第二设备，来向所述用户提供所述通知。
3.根据权利要求2所述的多跳通信系统，其特征在于，
所述第一设备基于记录有所述第一设备的邻接节点的邻接表和记录有各节点的从所述控制器起的通信所需要的跳数的跳数表，来判定靠所述控制器侧的邻接节点是否仅为所述第二设备。
4.根据权利要求3所述的多跳通信系统，其特征在于，
所述控制器通过从各节点收集所述跳数来制作所述跳数表，并将所述跳数表发送到所述第一设备，
所述第一设备基于所述邻接表和从所述控制器接收到的所述跳数表，来判定靠所述控制器侧的邻接节点是否仅为所述第二设备。
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，
所述控制器通过对其它装置进行控制，来经由所述其它装置向所述用户提供所述通知。
6.一种多跳通信系统中的控制器，该多跳通信系统具备第一设备、作为所述第一设备的邻接节点的第二设备以及以多跳通信的方式经由所述第二设备来与所述第一设备进行通信的控制器，所述控制器的特征在于，
在所述第一设备的靠所述控制器侧的邻接节点仅为所述第二设备的情况下，向用户提供表示所述第二设备是针对所述控制器与所述第一设备的通信而言必需的设备的通知。
7.一种在多跳通信系统中使用的程序，所述多跳通信系统具备第一设备、作为所述第一设备的邻接节点的第二设备以及以多跳通信的方式经由所述第二设备来与所述第一设备进行通信的控制器，所述程序的特征在于，使计算机执行包括以下步骤的处理：
在所述第一设备的靠所述控制器侧的邻接节点仅为所述第二设备的情况下，向用户提供表示所述第二设备是针对所述控制器与所述第一设备的通信而言必需的设备的通知。
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