JP2005208719A

JP2005208719A - センサノードおよびセンサノード制御方法

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Publication number: JP2005208719A
Application number: JP2004011669A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nakamura; 雅之中村; Atsushi Sakurai; 敦櫻井; Shizuo Furuyasu; 静男古保; Tadashi Kato; 忠加藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2004-01-20
Filing date: 2004-01-20
Publication date: 2005-08-04
Anticipated expiration: 2024-01-20
Also published as: JP4262106B2

Abstract

【課題】センサノードが多くバッテリ駆動が必須となるセンサネットワークにおいても、測定精度や駆動時間などを損ねることなくセンシングを継続できるセンサノードおよびセンサノード制御方法を提供する。
【解決手段】騒音センサ１８、自動車排出粒子を測定する微粒子センサ１９、通信モジュール２２、ＣＰＵ２１を搭載したセンサノード２０を複数個準備し、これらのセンサノードでネットワークを構成する。微粒子センサ１９は吸引ポンプによって環境中の微粒子をセンサ室に吸引するので消費電力が大きく、常時動作させておくとバッテリは短時間しかもたない。消費電力の少ない騒音センサ１８で自動車交通量を常時モニタし、ある値を超えた時のみ、微粒子センサ１９を動作させるようにする。
【選択図】図７

Description

本発明はセンシング機能と通信機能をもつセンサノードと、複数のセンサノードからなるセンサネットワークにおいてセンサノードを制御する方法に関する。

特開２００３−１２３１７７号公報「情報処理装置、センサネットワークシステム、情報処理プログラム、および情報処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」特開２００３−１１５０９２号公報「センサネットワーシステム管理方法、センサネットワークシステム管理プ口グラム、センサネットワークシステム管理プログラムを記録した記録媒体、センサネットワークシステム管理装置、中継ネットワークの管理方法、中継ネットワーク管理プログラム、中継ネットヮワーク管理プログラムを記録した記録媒体、および中継ネットワーク管理装置」

近年、防災、防犯、環境計測、製造などの分野でネットワークに接続されたセンサを用いてリアルタイムで情報を収集できるものがある。この中には単純にセンサの応答値を通信回線によって遠隔地に送信するものの他に、特許文献１に記載されているように検知データの特性、例えば緊急度などに応じて通信回線を選択するものなどがある。

また、より高密度にセンサを制御しようとするとバッテリ駆動のものや無線によるデータ通信機能をもったセンサノードを使うといった例もでてきている。バッテリ駆動のセンサノードの場合、効率よくバッテリの電力を使用することが必要となる。例えば特許文献２に記載されているようにバッテリ駆動かつ無線によるデータ通信機能をもつセンサノードからなるセンサネットワークにおいて、バッテリの残存容量の大きいセンサノードを用いた通信経路を選択するものがある。

しかしながら、上記の従来技術には以下のような問題があった。すなわち、データの特性に応じた通信回線を選択する方法は、緊急性の高いデータの場合、高速通信回線を選択するなどセンシング機能を重視しているが、センサノードの数が多くかつバッテリ駆動が必須となるようなセンサネットワークにおいては対応できない。

さらに、バッテリの残存容量の大きいセンサノードを用いて通信経路を選択するものでは、センサノードの駆動時間を延ばすことを主目的としセンサ部に関しては考慮しないため、本来のセンサネットワークの目的であるセンシングという機能を損ねる可能性がある。

本発明はこれらの問題を解決するセンサノードおよびセンサノード制御方法を提供しようとするものである。
すなわち、センサノードが多くバッテリ駆動が必須となるセンサネットワークにおいても、測定精度や駆動時間などを損ねることなくセンシングを継続できるようにする。

バッテリ駆動を含むセンサネットワークでは、バッテリ切れになる前に対応するセンサノードを充電する必要がある。そのコストを低減させるために、あるグループのセンサノードの充電を一括で行なうことができるようにする。

請求項３記載のセンサノードは、センシング機能を有するハードウェアモジュール（以下、センシングモジュールと記す。）で消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュール（以下、通信モジュールと記す。）で消費する電力との和に上限を設定して制御されることを特徴とする。

請求項５記載のセンサノードは、センシングモジュールで消費する電力と通信モジュールで消費する電力との和が残存バッテリ容量に比例するように制御されることを特徴とする。

請求項６記載のセンサノードは、他センサノードから受信したデータを別のセンサノードやサーバに転送する中継機能を有することを特徴とする。

請求項７記載のセンサノードは、センシングモジュールに低消費電力型センサと高消費電力型センサが搭載されていることを特徴とする。

請求項９記載のセンサノード制御方法は、全てのセンサノードで消費する電力の総和に上限を設定して制御されることを特徴とする。

請求項１０記載のセンサノード制御方法は、各センサノードはセンシングモジュールで消費する電力と通信モジュールで消費する電力との和に上限を設定して制御されることを特徴とする。

請求項１１記載のセンサノード制御方法は、バッテリによって駆動されるセンサノードはセンシングモジュールで消費する電力と通信モジュールで消費する電力との和が残存バッテリ容量に比例するように制御されることを特徴とする。

請求項１２記載のセンサノード制御方法は、各センサの通信モジュールは送信に消費する電力と受信に消費する電力を制御することを特徴とする。

請求項１３記載のセンサノード制御方法は、各センサノードは他センサノードから受信したデータを別のセンサノードやサーバに転送する中継機能を有し、各センサノードのセンシング結果によって該中継機能を制御することを特徴とする。

請求項１４記載のセンサノード制御方法は、各センサノードはサーバからフィードバックされる情報によって、センシングモジュールで消費する電力と通信モジュールで消費する電力を制御することを特徴とする。

請求項１５記載のセンサノード制御方法は、各センサノードはサーバからフィードバックされる情報によって、中継機能を制御することを特徴とする。

請求項１６記載のセンサノード制御方法は、低消費電力型センサと高消費電力型センサが搭載されたセンサノードを含み、該センサノードは低消費電力型センサを常時動作状態にし高消費電力型センサを通常は停止状態にすると共に、低消費電力型センサが検出した信号に応じて高消費電力型センサを制御することを特徴する。

請求項３記載のセンサノードを複数個接続してネットワークを構成したとき、あるいは請求項９または１０記載のセンサノード制御方法によれば、予め制限された余裕のある電力の範囲内でセンシング状況に応じて各センサノードの役割を制御できる。すなわち、適宜各センサノードの役割を制御することにより、測定精度や駆動時間などを劣化させることなく必要なセンシングを継続できる。

請求項５記載のセンサノードを複数個接続してネットワークを構成したとき、あるいは請求項１１記載のセンサノード制御方法によれば、各センサノードの電力使用状況に応じて複数のグループに分類して、グループ毎のバッテリ消費率をほぼ一定にすることができる。すなわち、充電等のバッテリのメンテナンスを一括して行なうことができるため、メンテナンスコストを低減することができる。

請求項１２記載のセンサノード制御方法によれば、センシング状況に応じてあるセンサノードからの送信回数を多くしたり、データ転送距離を伸ばすために送信出力を上げたりすることができる。

請求項６記載のセンサノードを複数個接続してネットワークを構成したとき、あるいは請求項１３または１５記載のセンサノード制御方法によれば、センシングに消費する電力の少ないセンサノードを中継ノードとしても機能させることができる。そのためにデータ通信距離が長い場合でも、センシング結果を確実に転送することができる。

請求項１４または１５記載のセンサノード制御方法によれば、サーバがセンサネットワーク全体のセンシング結果および消費電力を制御して、最適化することができる。

請求項１６記載のセンサノード制御方法によれば、高消費型センサの方は必要な時だけ動作させることができる。また高消費型センサを動作させないセンサノードを中継ノードとして動作させることにより、安定したセンサネットワークが得られる。

例えば、交通量の環境への影響を調査するために、騒音センサ、自動車排出粒子を測定する微粒子センサ、通信モジュール、ＣＰＵを搭載したセンサノードを複数個準備する。これら複数個のセンサノードとサーバでネットワークを構成し、様々な場所での交通障害を測定する。
微粒子センサは吸引ポンプによって環境中の微粒子をセンサ室に吸引し、光計測などによって微粒子の数を計測する。吸引ポンプによる消費電力が大きく、常時微粒子センサを動作させておくとセンサノードのバッテリは短時間しかもたない。自動車排出粒子の濃度は交通量と相関が高いと考えられるので、消費電力の少ない騒音センサで自動車交通量を常時モニタし、交通量がある値を超えた時のみ、微粒子センサを動作させるようにする。
また騒音センサ出力の小さい箇所でのセンサノードを中継ノードとして利用し、このセンサノードで測定したデータ、および他のセンサノードで測定したデータを受信してサーバに送る。

本発明のセンサノードおよびセンサノード制御方法について実施例をあげ、図に基づいて説明する。

図１はセンシングモジュール１と通信モジュール２を持ったセンサノード３の概略図である。センシングモジュール１には温度センサ、湿度センサ、ひずみセンサ、振動センサ、加速度センサ、光センサ、音センサ、微粒子センサ、ガスセンサ、カメラなどが搭載される。通信モジユール２は電話回線ＲＳ２３２ｃなどのシリアル回線、ＬＡＮ回線などの有線による通信の他、携帯電話、ＰＨＳ、無線ＬＡＮ、小電カ無線、微弱無線、ＺＩＧＢＥＥ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨなどの無線による通信を行なうものが搭載される。ＣＰＵ４はセンシングモジュール１に搭載されているセンサの出力を処理しながら、センシングモジュール１や通信モジュール２の制御を行なう。各センサノードの電源はバッテリにて供給すると共に、それぞれのセンサノードが無線通信機能を有しているので、センサネットワーク配線が不要になるという点で有利である。特に無線ＬＡＮ、小電カ無線、微弱無線、ＺＩＧＧＢＥＥ、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨなどによる無線プライベートネットワークにおいては、センサノード間の通信距離が１０ｍから数ｋｍというように制限されている。この場合には通信距離を延長するために、あるセンサノードを中継ノードとして機能させることも可能で、複数の中継ノードを経由してデータを転送するマルチホップ通信も可能である。

図２は複数個のセンサノードとサーバで構成したセンサネットワークの概略図である。いくつかのセンサノード５、６、７が中継ノード８を経由してサーバ９にデータを転送する。

図３はひずみセンサを搭載したセンサノード１０、１１、１２によって構造物１３のひずみを測定するセンサネットワークの一実施例である。ひずみセンサの出力値に閾値を設定する。その値を越えたセンサノードがある構造物の部分はひずんでいることを示し、その部分は詳細にモニタする必要がある。このように出力値が閾値を越えたセンサノードでのセンサのサンプリング間隔は短くとり、構造物のひずみを正確に把握する。ひずみ出力の小さい部分のセンサノードはセンサのサンプリング間隔は長いままで、データ中継機能など主に通信機能に電力を使用することができる。

例えば、センサノード１０がある構造物の第一領域１４とセンサノード１２がある構造物の第三領域１６はひずみがあることから、センサノード１０とセンサノード１２のセンサのサンプリング間隔は短くとって詳細なデータを収集している。このために第一領域１４および第三領域１６にあるセンサの消費電力は大きくなる。第二領域１５の部分のひずみはあまり大きくないため、センサのサンプリング時間も長くとり、この部分のセンサノード１１は中継ノードとしてサーバ１７にデータを転送している。何かの原因で第二領域１５のひずみが第三領域１６のひずみよりも大きくなり、第二領域１５の詳細なひずみデータが必要となった場合、第三領域１６にあるセンサノード１２が中継ノードとして動作し、第二領域１５のセンサノード1１はセンサに多くの電カを使用することになる。

このように建造物にセンサノードをつければ建築物の老朽化によるひずみ、ひび割れなどを精度よく検知でき、前もって危険度を把握することができる。また、法面などに設置すれば崖崩れなどを精度よく予測することも可能となる。センサとして水位センサを用いるものは、冠水が起きそうな箇所を、詳細にモニタすることができる。更に環境センサ、例えばＮＯｘセンサを用いるものは、ＮＯｘ濃度の高い箇所のデータを詳細化することが可能になる。

図４は本センサノード制御方法の一実施例を示すフローチャートである。始めにあるセンサノードがセンサデータを取得する（Ｓ１１）。その値が閾値を越えている場合は（Ｓ１２）、センサによる測定方法を変更する（Ｓ１３）。その際、消費電カが次の(1)、(2)式の条件を満たすように変更する。例えば簡易測定中に測定データが閾値を超えて詳細測定に切り換えるときEsはΔEsだけ変化するが、Es、Ecが(2)式を満たすように各消費電力を調整する。
△Eｓ = a・ｆ（S） ------------------------------------------------------(1)
Es十Ec ≦ Emax, Es < Esmax ---------------------------------------------(2)

各変数の内容は次のとおりである。
Es :センシングモジュールでの消費電力
Ec :通信モジュールでの消費電力
△Es:センシングモジュールでの消費電カの変化分
S :センサ出力
f(S):センサ出力の関数。例えばSが閾値を越えた時に１、それ以下では０という関数
a :定数

センサノードで消費できる電力の上限値をEmaxとする。またセンサのみに全電力を使用することはできないので、センシングモジュールでの消費電力Esにも上限値Esmaxを設ける。(2)式は、全てのセンサノードのセンシングモジュールでの消費量カと通信モジュールでの消費電力の和を一定値以下にしてセンサノード間の消費電力の偏りを減らす条件である。これにより、センサノードの充電などのメンテナンスコストを低減させることができる。(2)式の条件はあらゆる時刻に成立させる必要はなく、測定条件などを変えた後など所定の期間における消費電カあるいはその平均をチェックするようにしてもよい。

(2)式の条件に従って同時に通信機能の動作も変更する（Ｓ１４）処理には、例えばデータの送信回数やデータ転送距離に関わる送信出力の制御、データ中継機能などを含む。検出回数の多いセンサノードはセンシング機能を高めるべきであり、限られた電カをセンサとデータ送信に利用し、中継機能には多くの電カを使用しないようにする。

センサノードの他の制御方法について説明する。
センサがある閾値を越えて例えば異常を検出すると、センシングモジュールの消費電力を増やす、あるいは動作時間を増やすことになる。このことは、センンングによって得られる効果、この場合は何かの異常を何％かの確度で検知するということを、(2)式という制限のもとで最大化することとも言える。例えば、センシングモジュール異常動作状態にしておけば何かの異常が起きた場合には１００％検知できると考えられる。動作時聞を短くすれば検知の確度は下がっていく。また、異常状態が1秒間持続するようなものであれば、センシングモジュールを常時動作状態にする必要はなく、1秒以下の周期で動作状態にすれば異常は検知できることになる。このように、センシングによって得られる効果はEsの関数となるため、それをg(Es)とすると、(3)式のように評価関数g(Es)を最大化するEsを決定することになる。
g(Es) → max ------------------------------------------------------------ (3)

(2)式のかわりにn個のセンサノードからなるセンサネットワークにおいて、各センサノード間で消費する全電カを上限値Etotal以下にするという
Es1 + Ec1 + Es2 + Ec2 + … +Esn + Ecn ≦ Etotal, Esi < Esmax --------- (4)

を使うこともできる。ここで、Esi、Eciはそれぞれセンサノードiのセンシングモジュールでの消費電カ、通信モジュールでの消費電カである。この場合は、他のセンサノードにおけるセンシングモジュールでの消費電カと通信モジュールでの消費電力とに関する情報を得るための方法が必要となる。更に厳密に各センサノード間で消費電力の上限値を等しくするのではなく、必ずしも等しくない最適な消費電力の上限値を決定するという方法で代替することも可能である。

(4)式の条件もあらゆる時刻に成立させる必要はなく、所定の期間における各センサノードのセンシングモジュールでの消費電力と、通信モジュールでの消費電カの和あるいはその平均に関してチェックするようにしてもよい。

更にバッテリ駆動のセンサノードの場合、(2)式のかわりにセンシングモジュールでの消費電力と通信モジュールでの消費電カの和を残存バッテリ容量Xに比例させることにより、センサノード間の消費電カの偏りをなくすことができる。
Es＋Ec = b・x, Es < Esmax ---------------------------------------------- (5)

bは定数である。残存バッテリ容量の多いセンサノードの消費電カは多くし、残存バッテリ容量の少ないセンサノードの消費電カは少なくする。残存バッテリ容量はバッテリ電圧より求めることができる。

(5)式の条件もあらゆる時刻に成立させる必要はなく、ある期間におけるセンシングモジュールでの消費電力と通信モジュールでの消費電カとの和あるいはその平均に関してチェックすればよい。
必要であれば、評価関数としてセンシングに関する効果g(Es)だけでなく、例えば消費電力の逆数を付加し、消費電力の逆数の最大化すなわち消費電カの最小化も合わせて行なうこともできる。.

図５は上記センサノード制御方法を示すフローチャートである。あるセンサノードにおいて、センサデータを取得する（Ｓ２１）。次に消費電力を評価する（Ｓ２２）。消費電力の評価は、(2)、(4)、(5)式のいずれか１式を用いて評価しても良いし、あるいはそれぞれを(3)式と組み合わせて評価しても良い。この評価に基づいてセンサによる測定方法（Ｓ２３）と、通信機能の動作を変更する（Ｓ２４）。

通信機能の動作の変更として、ひとつの方法は送信と受信に関してその比を制御することがあげられる。例えば、あるセンサノードのデータ転送距離を延ばすには送信出力を上げることによって可能となる。あるいは、データ送信回数を増やすこともできる。また、あるセンサノードの通信機能を送信のみにすれば受信による消費電カを０にすることができる。このようなセンサノードはセンシング機能を重視し、通信機能はセンシングした結果を中継ノードに送信する場合のみ使用する。中継ノードは常に他ノードと通信できる状態にあるため、受信による消費電カの比を高くする必要がある。

あるいは今まで中継ノードであったセンサノードが明示的に今後の中継ノードを指定することにより通信機能を変化させることができる。中継ノードはセンサでの消費電カが少ないセンサノードがなることが好ましい。中継ノードはそれと通信を行なう全てのセンサノードでのセンサの動作状態すなわち消費電カに関するデータも収集するため、中継ノードのセンサでの消費電力が増えた場合、他のセンサノードと比較してセンサでの消費電力の少ないセンサノードが中継処理を行なうよう全センサノード、サーバに指示を送る。これによって中継ノードが変わってもデータ転送に支障が生じることはない。

センサノードの消費電力をサーバからフィードバックされる情報によって制御することにより、センサネットワーク全体の消費電カを最適化することもできる。サーバは全てのセンサノードのセンシング結果およびセンシングと通信に消費する電力に関するデータを保持している。
すなわち、各センサノードのセンシング結果の相対的な重要度に応じて各センサノードのセンシングと通信に消費する電カの比を変化させる。これは、中継ノードの新規設定など、センサネットワーク全体を大きく変更する場合に特に有用である。センサネックワークの規模が大きくなると中継ノードの数も増え、センシング機能と中継機能の偏重が生ずるようになったとき、局所的な中継ノードの変更では最適なセンサセットワークが得られなくなる可能性がある。この場合、サーバがセンサネットワークの再構成を行なうことにより、センサネットワーク全体としてセンシンク機能を最適化することになる。

それぞれのセンサノードのセンシングによる効果を例えばセンサノードiのそれをgi(Esi)というように表すと、全部でn個のセンサノードからなるセンサネットワークにおいては、(7)式の条件のもとで(6)式のように各センサノードのセンシングによる効果の和を最大化するEs１…Esnを求めることになる。
g1(Es1) + g2(Es2) + … + gn(Esn) → max ---------------------------------(6)
Esi + Eci ≦ Emax, Esi < Esmax ------------------------------------------(7)

(7)式において、各センサノードで消費できる電力の上限値をEmaxとする。またセンサのみに全電カを使用することはできないのでESiにはEsmaxという上限を設ける。もちろん(7)式の代わりに各センサノード間で消費する全電カが等しいとする(4)式を使用することもできるし、消費電カの和を残存バッテリ電カに比例させるという(5)式を使用することもできる。

必要であれば、評価関数としてはセンシングに関する効果gi(Esi)だけでなく、例えば各センサノードの消費電カの逆数の和を付加し、消費電カの逆数の和の最大化すなわち消費電カの和の最小化なども合わせて行なうことができる。

図６は上記センサノード制御方法を示すフローチャー卜である。サーバは各センサノードのセンサデータおよびセンサと通信機能での消費電カデータを取得し（Ｓ３１）、(6)および(7)式を評価する（Ｓ３２）。そして各センサノードとの通信を行ない、各センサノードのセンサによる測定方法と通信機能の動作を変更する（Ｓ３３）。通信機能の動作を変更することとは、例えば中継ノードを変えることである。すなわち、Esiの値の小さなセンサノードをいくつか選択し、それらを中継ノードとしてセンサネットワークを設計することである。

サーバからフィードバッグされる情報が例えば測定対象の形状といった情報の場合、センサノードの機能を変化させることにより、有効な情報を得ることが可能になる。例えば、ひずみセンサを搭載したセンサノードによる構造物のひずみセンシングにおいて、測定対象構造物の形状や構造などから、詳細なデータが必要になることがある。そのような部分のセンサノードはセンサの動作時間を長くする、あるいはサンプリング問隔を短くしてデータ量を増やすことができる。それ以外のセンサノードは中継ノードとしてなど主に通信機能に電カを使用することができる。

センシングモジュールに搭載するセンサは１個と限らず、複数個搭載してもよい。以下、２つの例について説明する。
図７は騒音センサ１８と微粒子センサ１９を搭載したセンサノード２０を用いて交通量の環境への影響を調査するためのセンサネットワークの一実施例である。センサノード２０のＣＰＵ２１は騒音センサ１８と微粒子センサ１９、通信モジュール２２の制御を行なう。一般微粒子センサは吸引ポンプによって環鏡中の微粒子をセンサ室に吸引し、光計測などによって微粒子の数を計測する。吸引ポンプによる消費電力が大きく、常時微粒子センサを動作させておくとセンサノードのバッテリは短時間しかもたない。自動車排出粒子の濃度は交通量と相関が高いと考えられる。消費電カの少ない騒音センサで自動車交通量を常時モニタし、交通量がある値を超えた時のみ微粒子センサを動作させるようにすれば、特に注目すべき高濃度での微粒子濃度を長時間モニタすることができる。

例えば交通量の多い第一地区２３、第三地区２５、第四地区２４にあるセンサノード２６、２８、２７は微粒子センサが動作可能な状態にしておかなければならないため、通信による消費電力を抑える必要がある。騒音センサ出力の小さい箇所では微粒子濃度が低いと予測されるため、微粒子センサの動作を制限し、センサノードとしてはデータ中継機能など主に通信機能に電力を使用することができる。交通量の少ない第二地区２９のセンサノード３０は中継ノードとしてサーバ３1とデータのやりとりをし、主に通信機能に電力を消費する。

図８は焦電型赤外線センサ３２によって人、動物などの動作、存在を検知し、カメラ３３などで撮影するセンサノード３４の一実施例である。センサノード３４のＣＰＵ３５は焦電型赤外線センサ３２、カメラ３３、通信モジュール３６を制御する。このようなセンサノードによってセンサネットワークを構成して防犯システムとして適用できる。消費電カの少ない赤外線センサによって常時モニタし、人や動物を検知した場合に消費電カの大きいカメラを動作させる。この場合も、センシング効果の小さい箇所のセンサノードはデータ中継機能など主に通信機能に電カを使用することができる。

センサノードの概略図である。複数個のセンサノードとサーバで構成したセンサネットワークの概略図である。構造物のひずみを測定するセンサネットワークの一実施例である。本発明によるセンサノード制御方法の一実施例を示すフローチャートである。本発明によるセンサノード制御方法の他の実施例を示すフローチャートである。本発明によるセンサノード制御方法の更に他の実施例を示すフローチャートである。交通量の環境への影響を調査するためのセンサノードとセンサネットワークの一実施例である。防犯システムとして利用するセンサノードの一実施例である。

符号の説明

１：センシングモジュール
２：通信モジュール
３：センサノード
４：ＣＰＵ
５、６、７：センサノード
８：センサノード（中継ノード）
９：サーバ
１０、１１、１２：センサノード
１３：構造物
１４：構造物の第一領域
１５：構造物の第二領域
１６：構造物の第三領域
１７：サーバ
１８：騒音センサ
１９：微粒子センサ
２０：センサノード
２１：ＣＰＵ
２２：通信モジュール
２３：第一地区
３０：第二地区
２４：第三地区
２５：第四地区
２６，２７、２８：センサノード
３０：センサノード（中継ノード）
３１：サーバ
３２：焦電型赤外線センサ
３３：カメラ
３４：センサノード
３５：ＣＰＵ
３６：通信モジュール

Claims

センシング機能を有するハードウェアモジュールと、通信機能を有するハードウェアモジュールとから構成されることを特徴とするセンサノード。
センシング機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力とを制御する電力制御手段を具備することを特徴とする請求項１記載のセンサノード。
センシング機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力との和に上限値が設定され、前記２つの電力の和がこの上限値以下になるように制御されることを特徴とする請求項２記載のセンサノード。
バッテリによって駆動されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のセンサノード。
センシング機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力との和が残存バッテリ容量に比例するように制御されることを特徴とする請求項４記載のセンサノード。
他センサノードから受信したデータを別のセンサノードやサーバに転送する中継機能を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載のセンサノード。
センシング機能を有するハードウェアモジュールに低消費電力型センサと高消費電力型センサが搭載されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載のセンサノード。
請求項１記載の複数のセンサノードとこれらのセンサノードからデータを収集するサーバからなるセンサネットワークにおいて、各センサノードのセンシング結果によってセンシング機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力を制御することを特徴とするセンサノード制御方法。
全てのセンサノードで消費する電力の総和に上限値が設定され、総電力値がこの上限値以下になるように制御されることを特徴とする請求項８記載のセンサノード制御方法。
各センサノードはセンシング機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力との和に上限値が設定され、前記２つの電力の和がこの上限値以下になるように制御されることを特徴とする請求項８記載のセンサノード制御方法。
バッテリによって駆動されるセンサノードを含み、該センサノードはセンシング機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力の和が残存バッテリに比例するように制御されることを特徴する請求項８または９記載のセンサノード制御方法。
各センサノードの通信機能を有するハードウェアモジュールは送信に消費する電力と受信に消費する電力を制御することを特徴とする請求項８乃至１１いずれか１項記載のセンサノード制御方法。
各センサノードは他センサノードから受信したデータを別のセンサノードやサーバに転送する中継機能を有し、各センサノードのセンシング結果によって該中継機能を制御することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項記載のセンサノード制御方法。
各センサノードはサーバからフィードバックされる情報によって、センシング機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力と通信機能を有するハードウェアモジュールで消費する電力を制御することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項記載のセンサノード制御方法。
各センサノードはサーバからフィードバックされる情報によって、中継機能を制御することを特徴とする請求項１３記載のセンサノード制御方法。
低消費電力型センサと高消費電力型センサが搭載されたセンサノードを含み、該センサノードは低消費電力型センサを常時動作状態にし高消費電力型センサを通常は停止状態にすると共に、低消費電力型センサが検出した信号に応じて高消費電力型センサを制御することを特徴する請求項８乃至１５のいずれか１項記載のセンサノード制御方法。