CN109696889A - 数据收集装置及数据收集方法 - Google Patents

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Abstract

提供数据收集装置及数据收集方法，考虑由多个要件构成的数据收集，使通信负荷均衡化。数据收集装置从经由通信路径而连接的终端装置收集数据，具备：调度管理部，按照所管理的定时数据，决定向所述终端装置发送数据取得请求的调度；发送量调整部，对所述数据取得请求的发送量进行调整；以及收集数据管理部，对从所述终端装置收集到的数据进行管理，所述调度管理部将开始从各所述终端装置进行数据收集的时刻即起点时刻、从各所述终端装置进行数据收集的间隔即收集周期、从所述终端装置的数据收集失败时到重发数据取得请求为止的时间即重发间隔、及重发所述数据取得请求的次数即重发次数，作为所述定时数据来管理。

Description

数据收集装置及数据收集方法
技术领域
本发明涉及数据收集装置。
背景技术
近年，提供了从工厂设备或机器收集数据，基于所收集到的数据从远程对设备或机器进行监视或控制的系统。在这样的系统中，关于来自工厂设备或机器的数据，利用无线通信而定期地及按需地取得数据。
作为本技术领域的背景技术，有以下的现有技术。在专利文献1((日本)特开2015-32086号公报)中记载了一种终端，其是智能手机等具有应用执行功能的终端，其中，具备：日志收集部件，收集操作日志或传感器日志；状况估计部件，对所收集到的日志进行分析，估计周边状况或者用户的利用状况；以及状况输出部件，将所估计出的结果作为在全部用户中共通的符号即多个种类的状况数据而输出至任意的应用，日志收集部件拒绝来自状况估计部件以外的访问。
此外，在专利文献2((日本)特开2016-152611号公报)中记载了一种数据收集装置，其中，具有：调度信息生成部，基于由数据收集部输出的请求帧的历史而生成调度信息；调度信息发送部，使调度信息从通信部向中继装置发送；对应关系信息生成部，生成表示请求帧和响应帧的对应关系的对应关系信息；以及帧处理部，在调度信息被发送至中继装置之后，基于对应关系信息，确定与由数据收集部输出的请求帧对应的响应帧，将所确定的响应帧供应至数据收集部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：(日本)特开2015-32086号公报
专利文献2：(日本)特开2016-152611号公报
发明内容
但是，在从工厂设备或机器取得数据的系统中，除了定期地收集数据之外，有按需不定期地收集数据的情况，但在前述的现有技术中，没有考虑按需的数据收集，由此引起的通信负荷的增加成为课题。
此外，在从数据收集终端以轮询方式收集数据时，有通过一次数据取得请求而收集较大的数据的情况，考虑了响应包的大小的通信负荷没有被均衡化。
在无线网络、特别是无线多跳(hop)网络中，为了持续进行稳定的通信，避免过大的通信负荷，维持一定的负荷是重要的。从而，在无线多跳网络中，为了高效率且高概率地收集数据，需要考虑按需通信、定期通信、大容量通信的发生而使通信负荷均衡化。
本发明提出考虑定期通信、按需通信、大容量通信等的发生而调整通信调度，使无线多跳网络稳定地工作，高效率且高概率地进行数据收集的数据收集装置。
若示出在本申请中公开的发明的代表性一例，则如以下那样。即，一种数据收集装置，从经由通信路径而连接的终端装置收集数据，具备：调度管理部，按照所管理的定时数据，决定向所述终端装置发送数据取得请求的调度；发送量调整部，对所述数据取得请求的发送量进行调整；以及收集数据管理部，对从所述终端装置收集到的数据进行管理，所述调度管理部将开始从各所述终端装置进行数据收集的时刻即起点时刻、从各所述终端装置进行数据收集的间隔即收集周期、从所述终端装置的数据收集失败时到重发数据取得请求为止的时间即重发间隔、及重发所述数据取得请求的次数即重发次数，作为所述定时数据来管理。
发明效果
根据本发明的一方式，能够考虑由多个要件构成的数据收集，使通信负荷均衡化。除了前述以外的课题、结构及效果通过以下的实施例的说明而变得明确。
附图说明
图1是表示实施例1的数据收集系统的结构的图。
图2是表示数据收集装置的功能结构的图。
图3是表示请求发送顺序决定部的结构的图。
图4是表示调度信息设定画面的结构的图。
图5是表示调度信息管理表的结构例的图。
图6是表示设备信息管理表的结构例的图。
图7是表示无线信息管理表的结构例的图。
图8是实施例1的调度调整处理的流程图。
图9是发送量调整的流程图。
图10是实施例2的调度调整处理的流程图。
图11是实施例3的调度调整处理的流程图。
标号说明：
101：数据收集装置，102(A)、102(B)、102(C)、102(D)、102(E)：传感器装置，103：无线多跳网络(无线通信路径)，104(A)、104(B)：服务装置，105：通信路径。
具体实施方式
参照以下附图，详细叙述本发明的实施例。
＜实施例1＞
图1是表示实施例1的数据收集系统的结构的图。
本实施例的数据收集系统具有数据收集装置101、多个服务装置2(104(A)、104(B)、……)、以及多个传感器装置102(102(A)、102(B)、……)。多个服务装置2(104(A)、104(B)、……)经由网络等通信路径105与数据收集装置101连接，数据收集装置101经由无线网络(无线多跳网络)的通信路径103与多个传感器装置102(102(A)、102(B)、……)连接。
服务装置2是安装了将利用了从各传感器装置102被收集的现场数据的服务提供给用户的应用程序(以下称为服务应用)141的服务器装置，按每个服务而被准备。服务装置2经由数据收集装置101而从传感器装置102取得所需的测定数据(环境信息、设备信息等)。
传感器装置102是从测定对象(监视对象的装置或环境)取得测定数据，将所取得的现场数据发送至数据收集装置101的终端装置，按每个测定对象而被设置。传感器装置102根据所取得的现场数据的种类而是各种结构。例如，是对测定对象的温度传感器进行计测的温度计测装置、取得监视对象的装置的影像的相机装置、对监视对象的环境的声音(噪声)等进行收集的声传感器装置等。与这些各传感器对应的传感方法或传感定时等的各种设定通过传感器装置102内的RAM126或ROM125被管理。CPU123执行在ROM125中储存的传感器程序124。传感器装置102具有的传感器122所取得的测定数据从通信接口121被发送至无线通信路径103，汇聚至数据收集装置101。传感器装置102的CPU123是对传感器装置102整体的动作进行控制的处理器。RAM126作为CPU123的工作存储器而被利用，ROM125主要为了储存程序而被利用。另外，也可以将CPU123执行程序而进行的处理的一部分通过硬件(例如FPGA)来进行。
数据收集装置101是具有CPU 111、RAM 112、ROM 113、非易失性储存器114、通信接口115、操作部116及显示部117的计算机。CPU 111是执行数据收集装置101中发送数据取得请求或接收数据时的各种处理的运算装置。另外，也可以使基于硬件的运算装置(例如，FPGA)执行CPU 111执行的功能的一部分。RAM 112是如DRAM(动态随机存取存储器(DynamicRandom Access Memory))那样的高速且易失性的存储元件，临时地储存CPU 111所执行的程序及在程序的执行时使用的数据。ROM 113是非易失性的存储元件，储存不变的程序(例如，BIOS)等。
非易失性储存器114例如由硬盘装置、非易失性半导体存储装置(固态驱动器(Solid State Drive))、非易失性存储器等非易失性的存储介质构成，为了长期保持应用或数据等而被利用。在非易失性储存器114中，除了OS(操作系统(Operating System))或各种参数外，还储存用于使数据收集装置101发挥作用的各种程序。即，程序从非易失性储存器114被读出，加载到RAM 112，由CPU 111执行。
通信接口115是进行经由通信路径105或通信路径103的通信时的协议控制的装置，例如，是NIC(网络接口卡(Network Interface Card))等。操作部116例如由键盘或鼠标等构成，为了用户输入各种操作或指令而被使用。显示部117例如由液晶显示器显示装置等构成，显示所需的画面或各种处理的结果。后述的设备信息管理表204、调度信息管理表205、无线信息管理表213被储存至RAM 112或非易失性储存器114而保持。
CPU 111所执行的程序经由可移动介质(CD-ROM、闪速存储器等)或网络而被提供至数据收集装置101，储存至作为非易失的存储介质的非易失性储存器114。因此，数据收集装置101也可以具有从可移动介质读入数据的接口。
数据收集装置101是物理地在一个计算机上、或在逻辑地或物理地构成的多个计算机上构成的计算机系统，既可以在同一计算机上通过独立的线程来动作，也可以在多个物理性计算机资源上构筑的虚拟计算机上动作。
图2是表示数据收集装置101的功能结构的图。
在本实施例的数据收集系统中，系统管理者按从各传感器装置102收集的每个现场数据，将开始收集数据的时刻(起点时刻)、收集间隔、收集失败时的再取得请求的间隔或次数等调度信息预先登记到调度管理部202的调度205。此外，系统管理者将各种传感器装置102具有的传感器122的种类等信息预先登记到设备信息204。
进而，无线信息管理部212实时地收集数据收集装置101和传感器装置102之间的无线多跳网络的质量信息等，储存至无线信息213并进行保持。例如，无线信息管理部212收集作为各传感器装置102的网络内的位置的跳数或通信成功概率等。
数据收集装置101使用如上述那样事先登记的调度205、设备信息204及无线信息213，由调度管理部202的请求发送顺序决定部203决定用于使得通信带域长期地均匀的数据取得顺序，作为执行调度而登记到调度205。按照该执行调度，执行定期性/周期性的数据取得。在定期性/周期性的数据取得时，数据取得请求发送量调整部206一边参照无线信息213及设备信息204而调整数据取得请求间隔，一边将数据取得请求存放至周期发送队列207，经由无线通信处理部209发送至传感器装置102。
各传感器装置102若接收到数据取得请求，则回复存放了由传感器122测定的测定数据的响应包。数据收集装置101的无线通信处理部209接收响应包，传送至收集数据管理部210。
收集数据管理部210对从各传感器装置102收集到的无线包的有效载荷部分进行分析，取出测定数据，存放至收集数据211。
此外，服务装置104(A)或服务装置104(B)能够经由信息设定画面201，产生按需从传感器装置102(A)……102(E)不定期地取得数据的请求。例如，除了周期性调度外，在想要取得当前的数据的情况等下，利用按需的数据产生请求。此时，从信息设定画面201向数据取得请求发送量调整部206传递按需数据取得请求，数据取得请求发送量调整部206一边参照无线信息213及设备信息204来调整数据取得请求间隔，一边将按需数据取得请求存放至按需发送队列208，经由无线通信处理部209而发送至传感器装置102。按需发送队列208比周期发送队列207更优先地向无线通信处理部209传输数据取得请求。
图3是表示数据收集装置101内的调度管理部202的请求发送顺序决定部203的结构的图。
请求发送顺序决定部203考虑系统管理者预先输入的决定周期发送的调度所需的信息(开始周期发送的起点时刻、收集间隔、重发间隔、重发次数等)，决定对于在设备信息204中登记的全部传感器装置102的数据取得请求顺序。在此，在设定了同一时刻的起点时刻的情况下，根据加入到无线网络的顺序、或随机地选择顺序等，决定暂时的顺序。
接着，顺序调换终端提取功能302选择多个能够从上述初始顺序调换顺序的传感器装置102，对数据取得顺序进行调换。此时，与重发时刻再分配功能303连动，对第1次数据取得请求、及该请求失败的情况下的重发的数据取得请求的顺序进行调换。
例如，起点时刻0点0分、收集间隔为15分钟的传感器装置(A)的调度、和起点时刻0点0分、收集间隔为10分钟的传感器装置(B)的调度被预先输入而设定，在设定了传感器装置(A)在0点0分30秒为第1次数据取得请求，在0点5分30秒为重发的数据取得请求，传感器装置(B)在0点2分45秒为第1次数据取得请求，在0点6分为重发的数据取得请求作为初始顺序的情况下，顺序调换终端提取功能302选择传感器装置(A)和传感器装置(B)，与重发时刻再分配功能303连动，对传感器装置(A)的第1次数据取得请求和传感器装置(B)的重发的数据取得请求的时刻进行调换。由此，再分配为在0点2分45秒进行传感器装置(B)的第1次数据取得请求，在0点6分30秒进行传感器装置(A)的第1次数据取得请求，其后，考虑各自的收集间隔，重新设定重发时刻。例如，重新分配为在0点5分30秒进行传感器装置(B)的重发的数据取得请求，在0点10分10秒进行传感器装置(A)的重发的数据取得请求。
在不能进行该重发分配的情况下，不能进行上述顺序调换，需要返回上述调换前的调度。重发分配可否判定部304进行该判定。关于这样的顺序调换，通信业务量评价功能305确认在长期性调度中通信业务量的发生被均匀化的情况，并进行评价。
图4是表示调度信息设定画面201的结构的图。
信息设定画面(调度信息登记/解除画面)201显示调度205中登记的内容，为了登记调度205而包含输入栏。具体而言，信息设定画面201包含收集开始按钮401、收集停止按钮402、设定值再加载按钮403、调度调整功能按钮404、设定装置的选择框405、无线连接状况显示部406、设备ID显示部407、起点时刻输入/显示部408、数据收集周期输入/显示部409、重发间隔输入/显示部410、重发次数输入/显示部411及关联性输入/显示部412。
收集开始按钮401是用于向数据收集装置101指示开始按照调度进行周期收集的按钮。收集停止按钮402是用于向数据收集装置101指示上述周期收集的停止的按钮。设定值再加载按钮403是用于读入已经设定的各传感器装置的周期收集的调度205，对起点时刻输入/显示部408、数据收集周期输入/显示部409、重发间隔输入/显示部410、重发次数输入/显示部411及关联性输入/显示部412的显示内容进行更新的按钮。调度调整功能按钮404是用于对传感器装置102的数据取得请求发送顺序的初始顺序，以通信业务量的均匀化等为目的而向请求发送顺序决定部203指示执行顺序调换的按钮。调度调整功能按钮404按每个操作，切换发送顺序调整功能的有效/无效。
设定装置的选择框405是在对预先输入的各传感器装置102的周期收集的调度信息进行变更的情况、或向调度为未输入的传感器装置102输入调度信息的情况下，用于选择成为对象的传感器装置102的复选框。在不对个别传感器装置102设定调度，而对全部传感器装置102设定同一起点时刻、数据收集周期、重发间隔、及重发次数的情况下，也可以选择一并设定的选择框405(A)。
此外，也可以对同一传感器装置设定多个起点时刻、数据收集周期。系统管理者若通过选择框405而选择要设定追加的调度的传感器装置102，对调度追加按钮413进行了操作，则输入调度的栏被增设，能够输入已经设定了数据收集调度的传感器装置102的追加的调度。在本实施例中，能够对1台传感器装置102设定多个起点时刻或周期的调度，因此能够灵活地设定数据收集调度。例如能够不定间隔地收集数据。此外，能够将一个传感器装置102以多个用途(服务应用141)来共用，能够抑制所设置的传感器装置102的数量的增加。
无线连接状况显示部406是显示已经加入到当前的无线网络而处于连接状态、由于等待加入而未加入、或在加入后无线状况恶化而处于切断状态等各传感器装置102的无线网络的连接状况的区域。
设备ID显示部407是显示用于识别要实施调度信息的登记/解除的传感器装置102的识别信息(设备ID)的区域。设备ID既可以是在系统内不会重复而唯一地被决定的，也可以是在全局上唯一地被决定的。例如，也可以利用为了无线通信而分配的MAC地址。
起点时刻输入/显示部408是输入、显示想要对传感器装置102开始周期性数据收集的时刻的区域，在本例中，能够设定时、分。数据收集周期输入/显示部409是输入、显示要执行周期收集的时间间隔的区域。例如，服务应用141在想要使某传感器装置102监视每早8点的温度的情况下，可以对起点时刻设定8点0分，对数据收集周期设定24时00分。此外，在本系统中，设想了利用无线网络，所以数据收集不一定必然成功。从而，能够考虑到数据收集的失败，在重发间隔输入/显示部410输入、显示重发间隔，能够在重发次数输入/显示部411输入、显示重发次数。重发次数及重发间隔根据对于服务应用141的数据取得请求的响应时间或所需程度，由服务应用141或系统管理者设定。
关联性输入/显示部412是在想要从多个传感器装置102连续地收集数据的情况下，用于设定该传感器装置102的组的区域。例如，在某服务应用141中，利用来自传感器装置102(A)和传感器装置102(B)的信息这双方。例如，是在对X轴设定了传感器装置102(A)的值且对Y轴设定了传感器装置102(B)的值而成的图表中表示的情况等。
图5是表示调度信息管理表205的结构例的图。
如上述那样，在数据收集装置101中，在系统管理者、服务应用141、或与本数据收集系统的外部连接的系统(在该外部系统中进行动作的系统管理程序)等输入、设定调度信息时，调度管理部202向调度205登记信息。调度信息管理表205是用于管理从数据收集装置101向各传感器装置102的数据收集调度的表，包含设备ID栏501、起点时刻栏502、收集周期栏503、重发间隔栏504、重发次数栏505、关联组栏506及下次发送栏507。
设备ID栏501存放数据收集调度被管理的传感器装置102的识别信息。在设备ID栏501中存放的数据被显示在信息设定画面201的设备ID显示部407中。
起点时刻栏502存放被输入至信息设定画面201的起点时刻输入/显示部408的信息。收集周期栏503存放被输入至信息设定画面201的数据收集周期输入/显示部409的信息。重发间隔栏504存放被输入至信息设定画面201的重发间隔输入/显示部410的信息。重发次数栏505存放被输入至信息设定画面201的重发次数输入/显示部411的信息。关联组栏506存放被输入至信息设定画面201的关联性输入/显示部412的信息。
下次发送栏507存放按照通过调度调整而决定的顺序的下次的数据取得请求时刻。该下次发送时刻不区分第1次数据取得请求和重发的数据取得请求而存放应实施数据取得请求的时刻。从而，在实施第1次数据取得时，重发预定时刻被存放至下次发送栏507，在从传感器装置102的数据取得成功的情况下，更新为根据数据收集周期计算的接着的第1次数据取得请求时刻。
例如，在调度信息管理表205的行510中，关于设备ID“AA-BB-11”的传感器装置102，登记了起点时刻为8点0分、周期为24小时、重发间隔为5分钟、重发次数为3次、关联组为1、下次发送设为8点0分6秒的调度。此外，如前述那样，在本发明中，对同一传感器装置，能够设定多个周期，在行511中，关于与行510同一设备ID“AA-BB-11”的传感器装置102，登记了起点时刻为17点0分、周期为24小时、重发间隔为5分钟、重发次数为3次、关联组为2、下次发送设为17点0分20秒的调度。进而，在行512中，关于设备ID“AA-BB-22”的传感器装置102，登记了起点时刻为8点0分、周期为1小时、重发间隔为10分钟、重发次数为1次、关联组为1、下次发送设为8点0分8秒的调度。此时，行510和行512作为同一关联组而被登记，关于在8点收集的数据而连续地被调度。另一方面，行512的调度以1小时为周期，行510的调度以24小时为周期，所以在两个调度的数据取得请求时刻不一致的时刻(9点、10点等)，成为不考虑关联组的数据取得请求调度。
图6是表示设备信息管理表204的结构例的图。
设备信息管理表204是用于管理传感器装置102的种类等传感器装置102所固有的信息的表，包含设备ID栏601、传感器种类栏602及数据长度栏603。设备信息管理表204通过系统管理者、系统管理程序、或服务应用141等而被登记。
例如，在行610中，示出了设备ID“AA-BB-11”的传感器装置102为温度计，包含计测数据在内数据长度为30B的数据从传感器装置102被发送至数据收集装置101。
图7是表示无线信息管理表213的结构例的图。
无线信息管理表213是用于数据收集装置101通过无线信息管理部212管理经由无线通信处理部209收集到的无线网络的结构或通信质量等信息的表。无线信息管理表213包含设备ID栏701、通信质量栏702及跳数栏703。在图示的例中，通信质量栏702包含通信成功概率702(A)及通信延迟702(B)，但也可以是它们的一部分，此外，也可以包含其他信息。例如，在能够从无线网络取得接收电波强度或近邻的传感器装置102的数量等的情况下，也可以一起管理这些信息。
例如，在行710中，示出了设备ID“AA-BB-11”的传感器装置102距离数据收集装置101经由1级的中继装置，在位于前方2跳处加入到网络，通信延迟的实绩值为平均1.1秒，数据收集装置101发送数据取得请求而能够1次取得数据的概率为75％。
接着，使用图8、图9，在第一实施例中，说明调度管理部202执行的调度调整处理801、及数据取得请求发送量调整部206执行的发送量调整处理901。
在数据收集装置101中，用于数据取得请求的调度被输入至信息设定画面201，若收集开始按钮401被操作，则调度管理部202的请求发送顺序决定部203关于向各传感器装置102发送的数据取得请求而执行图8所示的调度调整处理801，决定数据取得请求的调度。
首先，在步骤802中，请求发送顺序决定部203(初始顺序决定部301)读出在调度信息管理表205中存放的全部数据，基于起点时刻、收集间隔、重发次数、及重发间隔，决定成为数据取得请求的发送目的地的传感器装置102的顺序。在步骤802中决定的初始顺序能够采用加入到无线网络的顺序或随机地排列的顺序等任意的顺序，也可以不一定必须在调度整体上使通信业务量均匀化或均衡化。此时，若以考虑了对于数据取得请求的响应包的延迟时间的时间间隔来排列传感器装置102，则能够避免数据取得请求和响应包的冲突、或响应包彼此的冲突。
接着，在步骤803中，判定发送顺序调整功能是有效还是无效。具体而言，能够判定是否通过信息设定画面201的调度调整功能按钮404的操作将发送顺序调整功能切换为有效。在发送顺序调整功能为有效的情况下前进至步骤804而实施调度的调整，在并非有效的情况下前进至步骤809而结束调度调整。
在步骤804中，顺序调换终端提取功能302选择多个(至少两个以上)能够从上述初始顺序调换顺序的传感器装置102，前进至步骤805。调换候选的传感器装置102的选择能够采用随机、网络加入顺序等任意的顺序。
另外，在顺序调换终端提取功能302提取要调换顺序的传感器装置102时，也可以考虑无线信息213。例如，通过调换数据取得请求的发送顺序，以使跳数大的传感器装置102和跳数小的传感器装置102交替地排列，能够在时间的观点上使一次数据取得请求所需的实际的无线通信次数(跳数)均衡化。
在步骤805中，重发时刻再分配功能303调换数据取得顺序，在步骤806中，重发时刻再分配功能303变更数据取得请求的发送调度。此时，包含第1次数据取得请求及该请求失败的情况下的重发而调换顺序，前进至步骤807。其中，在上述选择的调换候选中，重发分配可否判定部304判定是否满足通过系统管理者、系统管理程序、服务应用141等而预先设定的调度信息管理表205的重发间隔或重发数量等条件，在不满足条件的情况下，不实施调换，而前进至步骤807。
在步骤807中，通信业务量评价功能305为了评价上述数据取得请求顺序的调换的结果，算出评价结果，前进至步骤808。例如，以规定时间(例如，5分钟)间隔来算出请求发送数，将各5分钟之中的请求发送数的偏差的程度、每5分钟的请求发送数的偏差的程度等设为评价指标。
在步骤808中，通信业务量评价功能305判定上述计算出的评价指标是否到达了预先决定的阈值。在超过了阈值的情况下前进至步骤809，结束调度调整处理。在比阈值小的情况下返回步骤804，反复执行步骤804～808的调换处理。该阈值是在系统中预先决定的系统参数，由系统管理者、系统管理程序、服务应用141等预先决定。
在数据收集装置101中，在从调度管理部202发出了周期性数据取得请求时、或从服务应用141或系统管理者等发出了按需的数据取得请求时，数据取得请求发送量调整部206在周期发送队列207或按需发送队列208中存放数据取得请求。数据取得请求发送量调整部206执行图9的发送量调整处理901，基于设备信息204及无线信息213来调整存放数据取得请求的定时。
首先，若开始发送量调整处理901，则在步骤902中确认受理了数据取得请求的紧前及紧后的周期数据取得的调度。在本处理中，从无线信息管理表213取得受理了数据取得请求的传感器装置102的通信延迟，算出在受理了本处理之后经过通信延迟时间为止预定发送的周期性数据取得请求的数量、及针对发送完毕的数据取得请求经过该通信延迟时间为止要接收的响应包的数量，前进至步骤903。通过算出针对发送完毕的数据取得请求经过该通信延迟时间为止要接收的响应包的数量，能够考虑上行和下行这双方的业务量，对数据取得进行调度。
在步骤903中，判定在步骤902中算出的包数的通信业务量负荷是否超过了阈值。步骤903中的通信业务量也可以还考虑对于在紧前受理的按需的数据取得请求的响应包。例如，将对上述周期性数据取得请求数量加上对于按需的数据取得请求的未接收的响应包的数量后的值设为通信业务量负荷。若为阈值以上则前进至步骤904，若比阈值小则前进至步骤905。
在步骤904中，在此次的发送量调整功能的开始由按需的数据取得请求引起的情况下，为了不使通信负荷再增加，将按需的数据取得请求变更为受理等待状态。具体而言，不使按需的数据取得请求存放至按需发送队列208，而被保持至数据取得请求发送量调整部206。此时，可以对作为按需的数据取得请求的请求源的服务应用141或系统管理者，通知按需的数据取得请求的状态。数据取得请求的状态可以包含发送等待、发送完毕、接收完成。并且，前进至步骤902。由此，即使有按需的数据取得请求，也能够避免通信业务量的过度的增加。
在步骤905中，在此次的发送量调整功能的开始由按需的数据取得请求引起的情况下，受理相应请求，前进至步骤906。
在步骤906中，将上述受理的按需的数据取得请求存放至按需发送队列208。此时，在实施了周期性数据取得请求的发送的情况下，在待机了从无线信息管理表213取得的通信延迟时间以上之后，将上述受理的按需的数据取得请求存放至按需发送队列208。在没有实施周期性数据取得请求的发送的情况下，将上述受理的按需的数据取得请求立刻存放至按需发送队列208，前进至步骤907。这样，在待机了通信延迟时间以上之后对按需的数据取得请求进行调度，从而能够避免与对于周期性数据取得请求的响应包的冲突。
另外，通过将数据取得请求存放至按需发送队列208的定时，对数据取得请求的发送量进行控制，但也可以通过将数据取得请求从按需发送队列208取出的定时，对数据取得请求的发送量进行控制。
在步骤907中，从设备信息管理表204，取得从按需的数据取得请求的发送目的地的传感器装置102接收的数据长度，算出对于上述按需取得请求的响应包数量，前进至步骤908。例如，在无线包的有效载荷长度为100字节，传感器装置102发送的数据长度为2K字节的情况下，接收至少20个响应包。
在步骤908中，判定是否需要调整用于定期调度的发送间隔。在步骤907中，在对于按需的数据取得请求的响应包为大量的情况下前进至步骤909，对周期性数据取得请求的发送定时进行调整。另一方面，在对于按需的数据取得请求的响应包并非大量的情况下，也可以不对周期性数据取得请求的发送定时进行调整，因此前进至步骤910，结束发送量调整处理。
在步骤909中，对取出在周期发送队列207中已经存放完毕的数据取得请求的间隔进行调整。若数据取得请求的响应包变多则通信业务量增加，所以使从数据收集装置101发送的周期性数据取得请求的间隔变长，前进至步骤910。通过本处理，能够抑制无线网络的通信业务量负荷。
以上那样，在实施例1的数据收集系统中，关于服务应用141或系统管理者设定的周期性数据取得调度，数据收集装置101通过调换对全部传感器装置102发送的第1次和重发的数据取得请求的顺序，在长期性观点上，能够使从数据收集装置101产生的数据取得请求均衡化，能够使通信业务量负荷均衡化。此外，通过考虑通信业务量，对按需的数据取得请求的数量或发送间隔进行调整，能够抑制通信业务量的剧烈的增加。由此，能够使无线多跳网络稳定地工作。
＜实施例2＞
在前述的本发明的实施例1中，在周期发送的顺序调换处理中，没有考虑服务应用141对数据的利用。例如有如下用途：某服务应用141在相同的定时(具体而言连续)取得来自多个传感器装置102的数据，将相同的定时取得的数据一起利用，对测定对象的工作状况进行判定。在该情况下，即使在使通信业务量均衡化之后，这些多个传感器装置102的数据取得请求也应在时间上连续实施。因此，若对数据取得请求的顺序进行调换，则有产生在特定的服务应用141中不能取得准确的数据的不好的情况。因此，在实施例2中，说明考虑相关联的传感器装置群的数据取得顺序，决定数据取得请求的顺序的数据收集系统。
实施例2的系统结构、数据收集装置101的结构、调度管理部202的功能块、信息设定画面201、各种信息管理表204、205、211、213、及发送量调整处理901等与实施例1相同，所以省略它们的说明，使用图10，说明与实施例1不同的调度调整处理。
图10是考虑了来自相关联的多个传感器装置102的数据取得顺序的调度调整处理1001的流程图。
在数据收集装置101中，若用于数据取得请求的调度被输入至信息设定画面201，且收集开始按钮401被操作，则调度管理部202的请求发送顺序决定部203关于要向各传感器装置102发送的数据取得请求执行图10所示的处理，决定数据取得请求的调度。
首先，在步骤1002中，请求发送顺序决定部203(初始顺序决定部301)读出在调度信息管理表205中存放的全部数据，基于起点时刻、收集间隔、重发次数、重发间隔、及关联组，决定成为数据取得请求的发送目的地的传感器装置102的顺序。在步骤1002中决定的初始顺序能够采用加入到无线网络的顺序或随机地排列的顺序等任意的顺序，也可以不一定必须在调度整体上使通信业务量均匀化或均衡化。另外，与在实施例1中说明的同样，也可以以考虑了无线信息213的顺序(例如，跳数大的传感器装置102和跳数小的传感器装置102交替地)排列。在实施例2中，优先使得属于同一关联组的传感器装置102连续排列。
接着，在步骤1003中，判定发送顺序调整功能是有效还是无效。具体而言，能够判定是否通过信息设定画面201的调度调整功能按钮404的操作将发送顺序调整功能切换为有效。在发送顺序调整功能为有效的情况下前进至步骤1004而实施调度的调整，在并非有效的情况下前进至步骤1011而结束调度调整。
在步骤1004中，顺序调换终端提取功能302选择多个(至少两个以上)能够从上述初始顺序调换顺序的传感器装置102，前进至步骤1005。调换候选的传感器装置102的选择能够采用随机、网络加入顺序等任意的方法。另外，如在实施例1中说明的那样，也可以考虑无线信息213而提取调换顺序的传感器装置102。
在步骤1005中，确认是否有与在步骤1004中提取到的调换候选的传感器装置102属于同一关联组的传感器装置102。在有属于同一关联组的传感器装置102的情况下前进至步骤1006，在没有属于同一关联组的传感器装置102的情况下前进至步骤1007。
在步骤1006中，选择属于同一关联组的全部传感器装置102，以使向属于同一关联组的多个传感器装置102的数据取得请求被连续调度，前进至步骤1007。
在步骤1007中，重发时刻再分配功能303调换数据取得顺序，在步骤1008中，重发时刻再分配功能303变更数据取得请求的发送调度。此时，包含第1次数据取得请求及该请求失败的情况下的重发而调换顺序，前进至步骤1009。其中，在上述选择的调换候选中，重发分配可否判定部304判定是否满足由系统管理者、系统管理程序、服务应用141等预先设定的调度信息管理表205的重发间隔或重发数量等条件，在不满足条件的情况下，不实施调换，而前进至步骤1009。
在步骤1009中，通信业务量评价功能305为了评价上述数据取得请求顺序的调换的结果，算出评价结果，前进至步骤1010。例如，以规定时间(例如，5分钟)间隔算出请求发送数，将各5分钟之中的请求发送数的偏差的程度、每5分钟的请求发送数的偏差的程度等设为评价指标。
在步骤1010中，通信业务量评价功能305判定上述算出的评价指标是否到达了预先决定的阈值。在超过了阈值的情况下前进至步骤1011，结束调度调整处理。在比阈值小的情况下返回步骤1004，反复执行步骤1004～1010的调换处理。该阈值是在系统中预先决定的系统参数，由系统管理者、系统管理程序、服务应用141等预先决定。
以上那样，在本实施例的数据收集系统中，除了前述的实施例的效果之外，即使对服务应用141或系统管理者设定的周期性数据取得调度进行变更，也能够从传感器装置102连续地取得服务应用141想要一起利用的数据，因此能够考虑服务应用141所需的同时性而提供数据。
在前述的实施例中，通过被输入至信息设定画面201的关联组的信息来确定相关联的传感器装置102，但只要能够确定传感器装置102间的关联性，关联性的确定也可以是其他方式。
＜实施例3＞
在前述的实施例1、2中，在周期发送的顺序调换处理中，没有考虑各数据取得请求引起的响应包的数据量(包数)。因此，有在数据量大的响应包的附近通信业务量变大，在数据量小的响应包的附近通信业务量变小的情况。为了使无线网络的通信业务量均衡化，应考虑响应包数，对数据取得请求的顺序进行调换。因此，在实施例3中，说明考虑响应包的数据量，决定数据取得请求的顺序的数据收集系统。此外，与实施例2同样地，说明还考虑传感器装置间的关联性的例，但也可以不与实施例2组合，而将实施例3单独与实施例1组合。
实施例3的系统结构、数据收集装置101的结构、调度管理部202的功能块、信息设定画面201、各种信息管理表204、205、211、213、及发送量调整处理901等与实施例1、2相同，所以省略它们的说明，使用图11，说明与实施例1、2不同的调度调整处理。
图11是考虑了响应包的数据量的调度调整处理1101的流程图。
在数据收集装置101中，若用于数据取得请求的调度被输入至信息设定画面201，且收集开始按钮401被操作，则调度管理部202的请求发送顺序决定部203关于发送至各传感器装置102的数据取得请求而执行图11所示的处理，决定数据取得请求的调度。
首先，在步骤1102中，请求发送顺序决定部203(初始顺序决定部301)读出在调度信息管理表205中存放的全部数据，基于起点时刻、收集间隔、重发次数、重发间隔、及关联组，决定成为数据取得请求的发送目的地的传感器装置102的顺序。在步骤1102中决定的初始顺序能够采用加入到无线网络的顺序或随机地排列的顺序等任意的顺序，也可以不一定必须在调度整体上使通信业务量均匀化或均衡化。另外，与在实施例1中说明的同样，也可以以考虑了无线信息213的顺序(例如，跳数大的传感器装置102和跳数小的传感器装置102交替地)排列。在实施例3中，也优先使得属于同一关联组的传感器装置102连续排列。
接着，在步骤1103中，判定发送顺序调整功能是有效还是无效。具体而言，能够判定是否通过信息设定画面201的调度调整功能按钮404的操作将发送顺序调整功能切换为有效。在发送顺序调整功能为有效的情况下前进至步骤1104而实施调度的调整，在并非有效的情况下前进至步骤1112而结束调度调整。
在步骤1104中，从调度管理部202管理的设备信息204取得对于数据取得请求的响应包的数据长度，算出响应包数量而前进至步骤1105。
在步骤1105中，顺序调换终端提取功能302选择多个(至少两个以上)能够从上述初始顺序调换顺序的传感器装置102，前进至步骤1106。调换候选的传感器装置102的选择能够采用随机、网络加入顺序等任意的方法。另外，如在实施例1中说明的那样，也可以考虑无线信息213而提取调换顺序的传感器装置102。
在步骤1106中，确认是否有与在步骤1105中提取到的调换候选的传感器装置102属于同一关联组的传感器装置102。在有属于同一关联组的传感器装置102的情况下前进至步骤1107，在没有属于同一关联组的传感器装置102的情况下前进至步骤1108。
在步骤1107中，选择属于同一关联组的全部传感器装置102，以使向属于同一关联组的多个传感器装置102的数据取得请求被连续调度，前进至步骤1109。
在步骤1108中，重发时刻再分配功能303调换数据取得顺序。此时，包含第1次数据取得请求及该请求失败的情况下的重发而调换顺序，前进至步骤1109。其中，对数据取得顺序进行调换，以使向属于在上述步骤1107中选择的同一关联组的传感器装置102的数据取得请求被连续调度。此外，在连续调度数据取得请求的情况下，也可以在连续的数据取得请求所涉及的传感器装置102之间，考虑在步骤1104中算出的响应包数量，对顺序进行调换，以使数据取得请求数量和响应包数量的合计数量的偏差变小。
进而，与实施例1、2同样地，在上述选择的调换候选中，重发分配可否判定部304判定是否满足由系统管理者、系统管理程序、服务应用141等预先设定的调度信息管理表205的重发间隔或重发数量等条件，在不满足条件的情况下，不实施调换，前进至步骤1109。
在步骤1109中，重发时刻再分配功能303变更数据取得请求的发送调度。
在步骤1110中，通信业务量评价功能305为了评价上述数据取得请求顺序的调换的结果，算出评价结果，前进至步骤1111。例如，以规定时间(例如，5分钟)间隔算出请求发送数量，将各5分钟之中的请求发送数量的偏差的程度、每5分钟的请求发送数量的偏差的程度等设为评价指标。
在步骤1111中，通信业务量评价功能305判定上述计算出的评价指标是否到达了预先决定的阈值。在超过了阈值的情况下前进至步骤1112，结束调度调整处理。在比阈值小的情况下返回步骤1104，反复执行步骤1104～1111的调换处理。该阈值是在系统中预先决定的系统参数，由系统管理者、系统管理程序、服务应用141等预先决定。
以上那样，在实施例3的数据收集系统中，除了前述的实施例的效果之外，还考虑从传感器装置102取得的数据量而设定数据取得请求的调度，因此即使在收集大容量的数据的情况下，也能够使通信业务量均衡化，使无线多跳网络稳定地工作。例如，在每月一次的系统日志的收集、或收集拍摄了计测对象的图像等的情况下是有效的。
以上那样，根据本发明的实施例，具备：调度管理部202，按照定时数据，决定向传感器装置102发送数据取得请求的调度；数据取得请求发送量调整部206，对数据取得请求的发送量进行调整；以及收集数据管理部210，对从传感器装置102收集到的数据进行管理，调度管理部202将开始从传感器装置102进行数据收集的时刻即起点时刻502、从传感器装置102进行数据收集的间隔即收集周期503、从传感器装置102的数据收集失败时到重发数据取得请求为止的时间即重发间隔504、及重发数据取得请求的次数即重发次数505，作为定时数据来管理，因此能够灵活地制成从传感器装置102收集数据的调度。
此外，调度管理部202关于一台传感器装置102，保持起点时刻502、收集周期503、重发间隔504及重发次数505的多个组合，按照所保持的多个组合，决定向该传感器装置102的数据取得请求的发送调度，因此能够以多个用途(服务应用141)活用传感器装置102。此外，能够以1日之中不均匀的周期(例如，每日9点和17点)取得数据。
此外，数据取得请求发送量调整部206基于周期性发送的数据取得请求导致的通信负荷与规定的阈值的比较结果，使不定期地发送的按需的数据取得请求的发送延迟，因此能够考虑按需通信而调整通信调度，使无线多跳网络稳定地工作，能够提高数据收集率。
此外，调度管理部202将多个传感器装置102作为一个组来管理，为了从属于同一组的多个传感器装置102连续进行数据收集，决定数据取得请求的发送调度，以使向属于上述同一组的多个传感器装置102连续发送数据取得请求，因此能够从多个传感器装置102以相同的定时取得数据，还能够应对于在相同的定时需要数据的服务应用141。
此外，调度管理部202考虑对于数据取得请求的响应包的数据量，决定数据取得请求的发送调度，以使通信路径103的业务量均衡化，因此能够不影响从其他传感器装置102的数据收集，而收集大容量的数据。
此外，数据取得请求发送量调整部206决定定时，以使按照从数据取得请求的发送至响应包的接收为止的延迟时间以上的时间间隔发送数据取得请求，因此能够抑制响应包与数据取得请求的冲突，提高数据收集率。
此外，调度管理部202选择成为数据取得请求的目的地的两个终端装置102，判定若对上述选择的终端装置102的数据取得请求的顺序进行调换，则是否满足对各终端装置102决定的数据取得的条件，在不满足上述数据取得的条件的情况下，不对该终端装置102的数据取得请求的顺序进行调换，进而选择至少一方与上述选择的终端装置102不同的两个终端装置102，在满足上述数据取得的条件的情况下，通过对该终端装置102的数据取得请求的顺序进行调换，变更数据取得请求的发送调度，评价在上述变更后的发送调度中通信路径103的业务量是否被均衡化，在通信路径103的业务量不满足规定的均衡化的条件的情况下，进而选择至少一方与上述选择的终端装置102不同的两个终端装置102，对数据取得请求的顺序进行调换，因此能够在预先设定的条件之下使通信负荷均衡化。此外，通过判定是否满足数据取得的条件，能够减轻对数据取得请求的顺序进行调换的处理的负荷而实现高速化。
另外，本发明并非限定于前述的实施例，而包含在所付的权利要求书的宗旨内的各种变形例及等同的结构。例如，前述的实施例为了易于明白地说明本发明而详细地说明，本发明不必须限定于具备所说明的全部结构。此外，也可以将某实施例的结构的一部分置换为其他实施例的结构。此外，也可以对某实施例的结构添加其他实施例的结构。此外，关于各实施例的结构的一部分，也可以进行其他结构的追加/删除/置换。
此外，前述的各结构、功能、处理部、处理部件等也可以通过例如在集成电路中设计等，由硬件来实现它们的一部分或全部，也可以通过处理器分析并执行用于实现各自的功能的程序，由软件来实现它们的一部分或全部。
实现各功能的程序、表、文件等信息能够储存至存储器、硬盘、SSD(固态驱动器(Solid State Drive))等存储装置、或IC卡、SD卡、DVD等记录介质。
此外，控制线或信息线示出认为在说明上是必须的线，不限于示出安装上所需的全部控制线或信息线。实际上，也可以认为基本全部结构被相互连接。

Claims (15)

1.一种数据收集装置，从经由通信路径而连接的终端装置收集数据，其特征在于，具备：
调度管理部，按照定时数据，决定向所述终端装置发送数据取得请求的调度；
发送量调整部，对所述数据取得请求的发送量进行调整；以及
收集数据管理部，对从所述终端装置收集到的数据进行管理，
所述调度管理部将开始从各所述终端装置进行数据收集的时刻即起点时刻、从各所述终端装置进行数据收集的间隔即收集周期、从所述终端装置的数据收集失败时到重发数据取得请求为止的时间即重发间隔、及重发所述数据取得请求的次数即重发次数，作为所述定时数据来管理。
2.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，
所述调度管理部针对一台所述终端装置，保持所述起点时刻、所述收集周期、所述重发间隔及所述重发次数的多个组合，
所述调度管理部按照保持的所述多个组合，决定向该终端装置的数据取得请求的发送调度。
3.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，
所述发送量调整部基于周期性地被发送的数据取得请求导致的通信负荷与规定的阈值的比较结果，使不定期地被发送的数据取得请求的发送延迟。
4.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，
所述调度管理部将多个所述终端装置作为一个组来管理，为了从属于同一组的多个终端装置连续进行数据收集，决定所述数据取得请求的发送调度，以使向属于所述同一组的多个终端装置连续发送数据取得请求。
5.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，
所述调度管理部考虑对于所述数据取得请求的响应包的数据量，决定所述数据取得请求的发送调度，以使所述通信路径的业务量均衡化。
6.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，
所述发送量调整部决定定时，以使按照从发送所述数据取得请求至接收响应包为止的延迟时间以上的时间间隔发送所述数据取得请求。
7.如权利要求1所述的数据收集装置，其特征在于，
所述调度管理部选择成为所述数据取得请求的目的地的两个终端装置，
所述调度管理部通过对所述选择的终端装置的数据取得请求的顺序进行调换，变更数据取得请求的发送调度，
所述调度管理部评价在所述变更后的发送调度中所述通信路径的业务量是否被均衡化，
在所述通信路径的业务量不满足规定的均衡化条件的情况下，所述调度管理部进而选择至少一方与所述选择的终端装置不同的两个终端装置，对数据取得请求的顺序进行调换。
8.如权利要求7所述的数据收集装置，其特征在于，
所述调度管理部在若对所述选择的终端装置的数据取得请求的顺序进行调换，则不满足对各终端装置决定的数据取得的条件的情况下，不对该终端装置的数据取得请求的顺序进行调换，而是进而选择至少一方与所述选择的终端装置不同的两个终端装置，对数据取得请求的顺序进行调换。
9.一种数据收集方法，用于数据收集装置从经由通信路径而连接的终端装置收集数据，其特征在于，
所述数据收集装置具有：
运算装置，执行规定的处理；
存储设备，与所述运算装置连接；以及
通信接口，与所述运算装置连接，
所述数据收集方法包含：
调度管理过程，所述运算装置对为了决定向所述终端装置发送数据取得请求的调度而参照的定时数据进行管理；
调度决定过程，所述运算装置按照管理的所述定时数据，决定向所述终端装置发送数据取得请求的调度；
发送量调整过程，所述运算装置对所述数据取得请求的发送量进行调整；以及
数据收集过程，所述运算装置对从所述终端装置收集到的数据进行管理，
在所述调度管理过程中，所述运算装置将开始从各所述终端装置进行数据收集的时刻即起点时刻、从各所述终端装置进行数据收集的间隔即收集周期、从所述终端装置的数据收集失败时到重发数据取得请求为止的时间即重发间隔、及重发所述数据取得请求的次数即重发次数，作为所述定时数据来管理。
10.如权利要求9所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述调度管理过程中，所述运算装置针对一台所述终端装置，管理所述起点时刻、所述收集周期、所述重发间隔及所述重发次数的多个组合，
在所述调度决定过程中，所述运算装置按照管理的所述多个组合，决定向该终端装置的数据取得请求的发送调度。
11.如权利要求9所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述发送量调整过程中，所述运算装置基于周期性地被发送的数据取得请求导致的通信负荷与规定的阈值的比较结果，使不定期地被发送的数据取得请求的发送延迟。
12.如权利要求9所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述调度管理过程中，所述运算装置将多个所述终端装置作为一个组来管理，
在所述调度决定过程中，所述运算装置为了从属于同一组的多个终端装置连续进行数据收集，决定所述数据取得请求的发送调度，以使向属于所述同一组的多个终端装置连续发送数据取得请求。
13.如权利要求9所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述调度决定过程中，所述运算装置考虑对于所述数据取得请求的响应包的数据量，决定所述数据取得请求的发送调度，以使所述通信路径的业务量均衡化。
14.如权利要求9所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述发送量调整过程中，所述运算装置决定定时，以使按照从发送所述数据取得请求至接收响应包为止的延迟时间以上的时间间隔发送所述数据取得请求。
15.如权利要求9所述的数据收集方法，其特征在于，
在所述调度决定过程中，
所述运算装置选择成为所述数据取得请求的目的地的两个终端装置，
所述运算装置判定若对所述选择的终端装置的数据取得请求的顺序进行调换，则是否满足对各终端装置决定的数据取得的条件，
在不满足所述数据取得的条件的情况下，所述运算装置不对该终端装置的数据取得请求的顺序进行调换，而是进而选择至少一方与所述选择的终端装置不同的两个终端装置，
在满足所述数据取得的条件的情况下，所述运算装置通过对该终端装置的数据取得请求的顺序进行调换，变更数据取得请求的发送调度，
所述运算装置评价在所述变更后的发送调度中所述通信路径的业务量是否被均衡化，
在所述通信路径的业务量不满足规定的均衡化的条件的情况下，所述运算装置进而选择至少一方与所述选择的终端装置不同的两个终端装置，对数据取得请求的顺序进行调换。
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