JP2005333238A - Path management device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、経路管理装置に関し、例えば、複数のノードが特定のノードに対して頻繁にデータを転送するネットワークにおいて、効率的にデータ統合させる経路管理装置に適用し得る。 The present invention relates to a path management apparatus, and can be applied to a path management apparatus that efficiently integrates data in a network in which a plurality of nodes frequently transfer data to a specific node, for example.
例えば、無線ネットワークシステムにおいて、ある無線通信装置(以下「ノード」という)から送信先ノードに対してある情報を転送する場合、少なくとも1以上のノードを中継して、送信先ノードにパケットを転送するマルチホップ型の無線通信システムがある。このようなマルチホップ型の無線通信システムでは、送信元ノードから送信先ノードまでの経路の構築・維持が必要となる。 For example, in a wireless network system, when transferring certain information from a certain wireless communication device (hereinafter referred to as “node”) to a destination node, the packet is forwarded to at least one node and forwarded to the destination node. There are multi-hop wireless communication systems. In such a multi-hop wireless communication system, it is necessary to construct and maintain a route from the transmission source node to the transmission destination node.
従来、経路構築・維持方法として、非特許文献1に示すようなDSR(Dynamic Surce Routing)方法がある。
Conventionally, there is a DSR (Dynamic Source Routing) method as shown in
このDSR方法は、まず、送信元ノードが、送信元アドレス及び送信先アドレスと、経路要求を識別可能にするユニークな識別番号とを含んだ経路要求パケット(RREQ:Route REQuest Packet)をブロードキャストで無線通信する。 In this DSR method, first, a transmission source node broadcasts a route request packet (RREQ: Route Request Packet) including a transmission source address and a transmission destination address and a unique identification number that makes it possible to identify a route request. connect.
経路要求パケット(RREQ)を受信したノードは、例えば当該受信ノードが有するルーティングテーブルなどを参照して、送信先ノードまでの経路を確認し、送信先ノードまでの経路を知っている場合、その経路に基づいて次の転送先ノードのアドレスを付加して転送し、また送信先ノードまでの経路を知らない場合、当該受信ノードのアドレスを付加して転送する。 The node that has received the route request packet (RREQ) refers to, for example, the routing table of the receiving node, checks the route to the destination node, and knows the route to the destination node. Based on the above, the address of the next transfer destination node is added and transferred, and when the route to the destination node is not known, the address of the receiving node is added and transferred.
そして、各中継ノードが上記のデータ転送処理を繰り返し行なうことで、経路要求パケットは送信先ノードに到達する。 Each relay node repeatedly performs the data transfer process described above, so that the route request packet reaches the transmission destination node.
また、経路要求パケットが送信先ノードに到達すると、送信先ノードは、応答パケット(RREP:Route REPly)を生成し、経路要求パケットの転送経路をさかのぼる形で応答パケットを送信元ノードに転送する。 When the route request packet reaches the destination node, the destination node generates a response packet (RREP: Route REPly) and forwards the response packet back to the route of the route request packet to the source node.
このようにして、送信元ノードから送信先ノードまでの双方向の経路を構築することができる。
ところで、マルチホップ型の無線ネットワークシステムにおいて、ある特定のノードが、多数のノードが有する情報を収集する場合がある。 Incidentally, in a multi-hop wireless network system, a specific node may collect information possessed by a large number of nodes.
この場合、多数のノードと特定ノードとの間の多対一通信となり、上述したような1対1通信の経路構築・維持手法をそのまま適用した場合、各中継ノードが受信する制御パケットの数が増加してしまい、データ統合が効率的に行なわれなかった。 In this case, many-to-one communication between a large number of nodes and a specific node is performed. When the one-to-one communication path construction / maintenance method as described above is applied as it is, the number of control packets received by each relay node is as follows. As a result, data integration was not performed efficiently.
つまり、既存の経路制御の場合、一対一通信の送信元と送信先の最短の経路は構築できるが、多対一通信では、一対一通信の経路の重ね合わせとなるので、効率的なデータの統合は出来なかった上に、ノードに必要な経路情報量がノード数に伴って膨大な量になってしまっていた。 In other words, in the case of existing route control, the shortest route between the source and destination of one-to-one communication can be constructed, but in many-to-one communication, the route of one-to-one communication is overlapped, so efficient data The integration was not possible, and the amount of route information required for the node was enormous with the number of nodes.
また、同じ長さの経路が複数存在する場合、その選択はランダムな選択か固定的な選択となり、特定の経路(一方)のみを選択してしまっていた。 In addition, when there are a plurality of routes having the same length, the selection is random selection or fixed selection, and only a specific route (one) is selected.
そのため、特定のノードヘのデータ収集が主で、他のノード間のアクセスが少ない大規模なネットワークにおいて、簡単な経路構築処理と経路情報の最小化、データ転送状況のフィードバックよる動的な経路評価値、高いデータ統合を可能とする最小の待ち遅延でデータ収集を可能とする経路管理装置が求められている。 Therefore, in a large-scale network that mainly collects data to a specific node and has few accesses between other nodes, simple route construction processing, minimization of route information, and dynamic route evaluation value by feedback of data transfer status Therefore, there is a need for a path management device that enables data collection with a minimum waiting delay that enables high data integration.
かかる課題を解決するために、本発明の経路管理装置は、情報要求する特定の無線通信装置までの経路情報を管理する経路管理装置において、他の周辺無線通信装置と無線通信を行なう通信手段と、特定無線通信装置の情報要求を受信するたびに、当該情報要求を要求した特定無線通信装置までの経路情報の最短経路を管理する経路情報管理手段と、受信した情報要求の内容を判断し、情報要求に応じて要求データを作成するデータ作成手段と、受信した情報要求に含まれるホップ回数を更新して他の周辺無線通信装置に送信させ、またデータ作成手段が作成した要求データを送信させる通信制御手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve this problem, the route management device of the present invention is a route management device that manages route information to a specific wireless communication device that requests information, and a communication unit that performs wireless communication with other peripheral wireless communication devices. Each time an information request for a specific wireless communication device is received, route information management means for managing the shortest route information of the route information to the specific wireless communication device that has requested the information request, and the content of the received information request are determined. Data creation means for creating request data in response to an information request, update the number of hops included in the received information request, send it to other peripheral wireless communication devices, and send request data created by the data creation means And a communication control means.
本発明によれば、簡単な経路構築処理と経路情報量の最小化、データ転送状況のフィードバックよる動的な経路評価値、高いデータ統合を可能とする最小の待ち遅延でデータ収集をすることができる。 According to the present invention, it is possible to collect data with a simple route construction process, minimization of route information amount, a dynamic route evaluation value based on feedback of data transfer status, and a minimum waiting delay enabling high data integration. it can.
(A)実施形態
以下では、本発明の経路管理装置を、マルチホップ型無線通信方式を採用する無線ネットワークの無線通信装置に適用した場合について説明する。
(A) Embodiment Hereinafter, a case where the route management apparatus of the present invention is applied to a wireless communication apparatus of a wireless network that employs a multi-hop wireless communication system will be described.
(A−1)実施形態の構成
図1は、本実施形態のネットワーク構成を説明するための図である。図1(A)は、複数のノードの物理的な配置例及び各ノードの通信可能範囲のイメージを説明する図であり、図1(B)は、各ノード間の通信可能な接続関係及びその接続関係から成る群(グループ)を説明する図である。
(A-1) Configuration of Embodiment FIG. 1 is a diagram for explaining a network configuration of this embodiment. FIG. 1A is a diagram for explaining an example of a physical arrangement of a plurality of nodes and an image of a communicable range of each node, and FIG. It is a figure explaining the group (group) which consists of connection relations.
図1(A)において、本実施形態の無線ネットワーク1は、1個のシンクノード(以下、シンクという)20と、6個の一般ノード(以下、ノードという)N11〜N32を備えるものとする。勿論、無線ネットワーク1の物理的配置及びノード数などはこれに限定されない。
In FIG. 1A, the
また、図1(B)に示すように、ノードN11及びN12は、シンク20から一定距離内に位置し、ノードN21及びN22は、ノードN11及びN12から一定距離内に位置し、ノードN31及びN32は、ノードN21及びN22から一定距離内に位置する。また、ノードN11及びN12をN1群と示し、ノードN21及びN22をN2群と示し、ノードN31及びN32をN3群と示す。さらに、シンク20を最下流とし、シンク20から距離が離れる群を上流と示す。
As shown in FIG. 1B, the nodes N11 and N12 are located within a certain distance from the
シンク20は、外部ネットワーク(図示しない)と無線ネットワーク1とに接続可能なノード(通信装置)である。また、シンク20は、後述するノードN11〜N32が実現する諸機能を実行可能であるが、各ノードN11〜N32と異なり、シンク20が情報収集するデータを要求する情報要求コマンドの作成・送信機能を備える。これにより、シンク20が収集する情報内容及び要求するノード情報を各ノードN11〜N32に知らせることが可能となる。
The
ノードN11〜N32は、無線リンクにより無線通信可能な他のノードと伝送フレームを送受信する通信装置である。また、ノードN11〜N32は、受信した伝送フレームに基づいて、当該ノードN11〜N32が有する経路選択テーブル(Routing Table)の管理情報の登録・更新・追加機能、伝送フレーム中継機能、測定データに基づくデータコマンドの作成・伝送機能、伝送フレームに含まれるデータのデータ統合機能、データを含む伝送フレームの中継機能、データを含む伝送フレームの実績情報を上流ノードに通知するリポートコマンドの作成・送信機能などを備えるものである。 The nodes N11 to N32 are communication devices that transmit and receive transmission frames to and from other nodes that can perform wireless communication via a wireless link. Also, the nodes N11 to N32 are based on the received transmission frame, based on the registration / update / addition function of the management information of the route selection table (routing table) possessed by the nodes N11 to N32, the transmission frame relay function, and the measurement data Data command creation / transmission function, data integration function for data included in transmission frame, relay function for transmission frame including data, report command creation / transmission function for reporting actual information of transmission frame including data to upstream node, etc. Is provided.
図2は、ノードN11〜N32の内部構成を示す構成ブロック図である。図2に示すように、ノードN11〜N32は、通信ポート11、データ蓄積部12、キャッシュ13、命令解析部14、比較検索部15、タイマ16、計算部17、センサ部18などを少なくとも備える。
FIG. 2 is a configuration block diagram showing an internal configuration of the nodes N11 to N32. As illustrated in FIG. 2, the nodes N11 to N32 include at least a communication port 11, a
通信ポート11は、伝送フレームを無線通信する通信部である。通信ポート11は、受信した伝送フレームをデータ蓄積部12に与えて蓄積させるものである。また、通信ポート11は、所定にポート番号が割り当てられており、受信伝送フレームのフレームヘッダにポート番号を付与するものである。
The communication port 11 is a communication unit that wirelessly communicates transmission frames. The communication port 11 gives the received transmission frame to the
データ蓄積部12は、通信ポート11が受信した伝送フレームを一時的に蓄積するものである。また、データ蓄積部12は、後述する命令解析部14が作成したコマンドやパケットなどを一時的に蓄積するものである。
The
キャッシュ13は、受信した伝送フレーム情報を管理するルーティングテーブル(Routng Table)13aを一時的に保存するものである。
The
ここで、キャッシュ13が保存するルーティングテーブルの管理項目例について図3を参照して説明する。
Here, an example of management items of the routing table stored in the
図3に示すように、ルーティングテーブル13aの管理項目例は、シンク名(Sink Name)、ホップ回数(Hop Count)、ネットワークサイズ(NS:Network Size)、ノードの実績情報(Node Result)、下流ノード情報(Lower Node)1〜3、下流ノードのデータ転送実績情報(Status)1〜3である。 As shown in FIG. 3, examples of management items of the routing table 13a include a sink name (Sink Name), the number of hops (Hop Count), a network size (NS: Network Size), node performance information (Node Result), and downstream nodes. Information (Lower Node) 1 to 3 and downstream node data transfer performance information (Status) 1 to 3.
なお、図3において、下流ノード及びデータ転送実績情報の管理数は特に限定されず、伝送フレームの転送状況に応じて増減させることが可能である。 In FIG. 3, the number of downstream nodes and data transfer record information management numbers is not particularly limited, and can be increased or decreased according to the transfer status of the transmission frame.
シンク名(Sink Name)は、情報を収集するシンクの名称を示す。ホップ回数(Hop Count)は、伝送フレームをノード間で転送した回数を示す。ネットワークサイズ(NS)は、ホップ回数に基づくネットワークの大きさを示す。 The sink name (Sink Name) indicates the name of the sink that collects information. The number of hops (Hop Count) indicates the number of times a transmission frame is transferred between nodes. The network size (NS) indicates the size of the network based on the number of hops.
ノードの実績情報(Node Result)は、当該ノードのデータ統合作業回数であり、受信伝送フレームに含まれているデータについてデータ統合作業をするたびに計数する受信データ数(RDN:Receive Data Number)と、データ統合した伝送フレームを送信するたびに計数する送信データ数(TDN:Transmit Data Number)とを有する。 The node result information (Node Result) is the number of data integration operations of the node, and the number of received data (RDN: Receive Data Number) counted every time the data integration operation is performed on the data included in the received transmission frame. , And a transmission data number (TDN) that is counted each time a transmission frame in which data is integrated is transmitted.
下流ノード(Lower Node)1〜3は、伝送フレームを転送してきた下流ノードに関する情報であり、下流ノードアドレス(Node Address)とその通信ポート11のポート番号とを有する。 Downstream nodes (Lower Nodes) 1 to 3 are information regarding downstream nodes that have transferred the transmission frame, and have a downstream node address (Node Address) and a port number of the communication port 11.
データ転送実績情報(Status)1〜3は、下流ノード1〜3のデータ転送実績情報であり、受信データ数(RDN)、送信データ数(TDN)、総送信データ数(TTDN:Total Transmit Data Number)を有する。
Data transfer record information (Status) 1 to 3 is data transfer record information of the
命令解析部14は、データ蓄積部12が蓄積している受信パケットのパケットタイプ(Packet Type)に基づいて受信パケットの情報種類を判断し、受信パケットの情報種類に応じて所定の命令解析処理を行なうものである。
The
ここで、伝送フレーム及びパケットの構成について図4を参照して説明する。図4において、伝送フレームは、フレームヘッダ部とパケット部とから構成される。 Here, the configuration of the transmission frame and the packet will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the transmission frame is composed of a frame header part and a packet part.
フレームヘッダ部は、伝送元アドレス(Source Address)と伝送先アドレス(Destination Address)とを有し、パケット部は、パケットヘッダ部とパケットペイロード部とを有する。 The frame header part has a transmission source address (Source Address) and a transmission destination address (Destination Address), and the packet part has a packet header part and a packet payload part.
このパケットヘッダ部は、パケットペイロード部のパケット種類を示すパケットタイプ(Packet Type)、パケットの伝送元ノード名(Source Name)、パケットの伝送先名(Destination Name)、ホップ回数(Hop Count)を有する。 The packet header portion has a packet type (Packet Type) indicating the packet type of the packet payload portion, a packet transmission source node name (Source Name), a packet transmission destination name (Destination Name), and a hop count (Hop Count). .
また、パケットペイロード部は、シンク20又はノードN11〜N32が生成したコマンドを含む部分である。
Further, the packet payload portion is a portion including a command generated by the
本実施形態では、シンク20又はノードN11〜N32が作成するコマンドとして、情報要求コマンド(Query Command)、データコマンド(Data Command)、リポートコマンド(Report Command)がある。
In the present embodiment, the commands generated by the
情報要求コマンドは、情報収集する際にシンク20が作成するコマンドである。また、データコマンドは、測定データを提供する際にノードN11〜N32が作成するコマンドである。更に、リポートコマンドは、伝送フレームの転送状況を隣接上流ノードに通知する際に作成するコマンドである。
The information request command is a command created by the
命令解析部14は、上記構成の受信伝送フレームについて、受信パケットのパケットタイプを確認し、パケットタイプが情報要求コマンドであると判断した場合、その受信パケットの受信処理及び中継処理を行なうものである。
The
命令解析部14は、パケットタイプに基づいて情報要求コマンドと判断すると、ルーティングテーブル13aのシンク名に、受信パケットの伝送元名と一致するものがあるか否かを比較検索部15に比較させる。また、命令解析部14は、受信パケットの伝送元名がルーティングテーブル13aに登録されていない場合、その受信パケットの伝送元名、ホップ回数、伝送先アドレス及び通信ポート番号をルーティングテーブルに登録処理するものである。また、命令解析部14は、登録されている場合、受信パケットのホップ回数と、すでにルーティングテーブル13aに管理されているホップ回数とを比較し、その比較結果に応じてルーティングテーブル13aの管理情報の更新・追加処理、又は受信パケットの廃棄処理を行なうものである。
When determining that the request is an information request command based on the packet type, the
さらに、命令解析部14は、受信した情報要求コマンドのパケットについて、ホップ回数を「1」増加させ、そのパケットを通信ポート11に与え、伝送先アドレスにブロードキャスト用アドレスを付加させてブロードキャストで中継処理を制御する。
Further, the
また、命令解析部14は、情報要求コマンドの内容に基づいて、自ノードN11〜N32がシンク20の情報要求するノードに該当するか否かを判断して、データコマンドを作成するものである。
Further, the
ここで、情報要求コマンドの構成について図5を参照して説明する。情報要求コマンドは、シンク20において作成されるコマンドであり、その構成は、シンク名(Sink Name)、要求識別番号(Query Number)、情報要求ノード名(Target Name)、要求情報種類(Data Class)からなる。
Here, the configuration of the information request command will be described with reference to FIG. The information request command is a command created in the
シンク名は情報収集するシンク20の名称である。要求識別番号は情報要求(Query)を識別するためのユニークな識別番号である。
The sink name is the name of the
情報要求ノード名はシンク20が情報提供を要求するノードN11〜N32の名称である。シンク20は、情報提供を要求するノードを複数指定することも可能であり、また全ノードを指定(例えば「ALL」)する事も可能である。
The information requesting node names are names of the nodes N11 to N32 from which the
また、要求情報種類は、シンク20が収集を希望するデータ種別情報である。例えば、本実施形態では、「10分毎に測定した温度の最大値及び平均値」を要求情報種類とする。これ以外に、例えば、各ノードN11〜N32が測定可能なデータであれば広く適用することができ、例えば、湿度、圧力、濃度、画像、音などのデータを収集することができる。
The request information type is data type information that the
次に、命令解析部14は、上記構成の情報要求コマンドから自ノードが情報要求ノードであるか否かを判断し、自ノードが含まれている場合、要求情報種類に示されるデータをセンサ部18で測定させ、その測定結果を有するデータコマンドを作成して、そのデータコマンドをデータ蓄積部12に一時的に保存させるものである。また、命令解析部14は、自ノードが含まれていない場合、センサ部18による測定結果を含まないデータコマンドを作成して、そのデータコマンドをデータ蓄積部12に一時的に保存させるものである。
Next, the
ここで、命令解析部14が作成するデータコマンドの構成について図6を参照して説明する。図6に示すように、データコマンドは、シンク名(Sink Name)、要求識別番号(Query Number)、ネットワークスケール(Network Scale)、統合数(Aggregation)、データ値(Data Vavue)からなる。
Here, the configuration of the data command created by the
シンク名は情報収集するシンク20の名称である。要求識別番号は情報要求(Query)を識別するためのユニークな識別番号である。
The sink name is the name of the
ネットワークスケールは、ホップ回数に基づく無線ネットワーク1の大きさである。統合数は、データ統合した数である。データ値は、センサ部18が測定したデータ値である。
The network scale is the size of the
次に、命令解析部14は、作成したデータコマンドを有するパケットを送信する際に、ルーティングテーブル13aからデータコマンドのシンク名に対応する管理情報を比較検索部15に検索させて、その検索結果から下流ノード及びそのデータ転送実績情報を読み取り、その下流ノード及びデータ転送実績情報に基づいて下流ノードを選択し、データコマンドの伝送フレームを伝送する中継ノードを決定するものである。また、命令解析部14は、データコマンドのパケットを通信ポート11に与えて、選択した下流ノードのアドレスを伝送フレームの伝送先アドレスとし、自ノードのアドレスを伝送元アドレスとしてユニキャストで送信させるものである。
Next, when transmitting the packet having the created data command, the
ここで、命令解析部15による中継ノードの決定方法について説明する。命令解析部15がルーティングテーブル13aから読み取った下流ノードが複数存在する場合、ルーティングテーブル13aのデータ転送実績情報に基づいて下流ノードによるデータ統合度を評価して、データ統合度が比較的高い下流ノードを1個選択して中継ノードを決定する。
Here, a method for determining a relay node by the
下流ノードのデータ統合度の評価方法として、例えば、ルーティングテーブル13aから読み取った各下流ノードのデータ転送実績情報から、RDNとTDNとを読み出し、(TDN÷RDN)を計算し、その計算結果が小さい下流ノードを中継ノードとして選択する。これにより、複数の下流ノードのうちデータ統合度の高い下流ノードを選択することができ、その下流ノードで作成するデータコマンドの統合度(Aggregation)を大きくすることができるので、多対一通信の効率的な通信を可能とすることができる。 As an evaluation method of the data integration degree of the downstream node, for example, RDN and TDN are read from the data transfer performance information of each downstream node read from the routing table 13a, and (TDN ÷ RDN) is calculated, and the calculation result is small. A downstream node is selected as a relay node. As a result, it is possible to select a downstream node with a high degree of data integration among a plurality of downstream nodes, and to increase the degree of integration (aggregation) of data commands created in the downstream node. Efficient communication can be made possible.
また例えば、データ転送実績情報からRDNとTDNとTTDNとを読み出し、(TDN÷RDN×TTDN)を計算し、その計算結果が小さい下流ノードを中継ノードとして選択する。これにより、複数の下流ノードのうちデータ統合度がある程度高く、特定のノードへのデータ長期に集中しない下流ノードを選択することができるので、多対一通信の全体的に電力消費を抑えることが可能となる。 Also, for example, RDN, TDN, and TTDN are read from the data transfer record information, (TDN ÷ RDN × TTDN) is calculated, and a downstream node having a small calculation result is selected as a relay node. As a result, among the plurality of downstream nodes, the degree of data integration is high to some extent, and it is possible to select a downstream node that does not concentrate on the long-term data to a specific node, thereby reducing overall power consumption of many-to-one communication. It becomes possible.
なお、命令解析部14による下流ノードの選択方法は、各ノードN11〜N32の位置等に応じて異なる計算をさせるようにしてもよい。
Note that the downstream node selection method by the
命令解析部14は、データ蓄積部12に蓄積されている受信パケットのパケットタイプに基づいて、受信パケットがデータコマンドであると判断した場合、比較検索部15に対して受信パケットの伝送先名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致するか否かを比較させて、シンク20に関する転送経路がルーティングテーブル13aに登録されているか否かを検索させるものである。
If the
また、命令解析部14は、シンク20に関する転送経路がルーティングテーブル13aに登録されていると判断した場合、比較検索部15に対して、受信パケットのデータコマンドの内容と、データ蓄積部12に蓄積されている過去に自ノードが作成したデータコマンドの内容とに基づいて、シンク名と要求識別番号とが一致するか否かを比較させるものである。
When the
さらに、命令解析部14は、シンク名と要求識別番号とが一致する場合、受信パケットのデータコマンドが有するデータ値と、過去に作成したデータコマンドのデータ値とを統合処理を行ない、その統合処理結果を新たなデータ値として更新したデータコマンドを作成するものである。
Further, when the sync name and the request identification number match, the
ここで、命令解析部14によるデータコマンドを更新する際、ネットワークスケールについて、受信パケットのデータコマンド又は過去に作成したデータコマンドのうちホップ回数が大きい方のネットワークスケールを書き込み、またデータ統合度について、データ統合度の値を「1」増加して更新する。
Here, when updating the data command by the
また、情報要求コマンドの要求情報種類が統計処理を必要とする場合、命令解析部14は、計算部17により統計処理された結果を、データコマンドのデータ値に書き込む。
When the request information type of the information request command requires statistical processing, the
さらに、命令解析部14は、データコマンドの統合処理を行なうと、ルーティングテーブル13aのノード統合実績(Node Result)のRDNに「1」を加えて更新する。
Further, when performing the data command integration processing, the
命令解析部14は、更新したデータコマンドに基づいてパケットを作成して、作成したパケットを通信ポート11に与えて、選択した下流ノードのアドレスを伝送フレームの伝送先アドレスとし、自ノードのアドレスを伝送元アドレスとしてユニキャストで送信させるものである。
The
ここで、命令解析部14によるパケットの作成は、伝送先名をシンク名とし、伝送元名をホップ回数が最大となるノード名とし、パケットタイプをデータコマンドとして作成される。
Here, the packet is created by the
また、伝送フレームを伝送する下流ノードの選択方法は、上述した下流ノードの選択方法を適用可能である。 Further, the selection method of the downstream node described above can be applied to the selection method of the downstream node that transmits the transmission frame.
また、命令解析部14は、更新したデータコマンドを含む伝送フレームの送信を行なうと、ルーティングテーブル13aのノード統合実績(Node Result)のTDNに「1」を加えて更新する。
In addition, when transmitting the transmission frame including the updated data command, the
命令解析部14は、データコマンドを含む伝送フレームを送受信すると、送受信した伝送フレーム、自ノード名及びルーティングテーブル13aに基づいてリポートコマンドを作成し、そのリポートコマンドを含む伝送フレームを、隣接する上流ノードに対して通信させるものである。
When the
ここで、リポートコマンドの構成について図7を参照して説明する。図7に示すように、リポートコマンドは、シンク名(Sink Name)、要求識別番号(Query Number)、ノード名(Node Name)、データ転送実績結果(Status)からなる。 Here, the structure of the report command will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 7, the report command includes a sink name (Sink Name), a request identification number (Query Number), a node name (Node Name), and a data transfer result (Status).
ノード名は、自ノード名である。データ転送実績結果は、ルーティングテーブル13aのノード統合実績(Node Result)である。 The node name is its own node name. The data transfer result is the node integration result (Node Result) of the routing table 13a.
命令解析部14は、作成したリポートコマンドに基づいてパケットを作成して、そのパケットを通信ポート11に与えて、ブロードキャストで無線通信させるものである。
The
また、命令解析部14は、リポートコマンドを含む伝送フレームをブロードキャストで送信すると、ルーティングテーブル13aのノード統合実績(Node Result)をリセットするものである。
Further, the
命令解析部14は、データ蓄積部12に蓄積されている受信パケットのパケットタイプに基づいて、受信パケットがリポートコマンドであると判断した場合、比較検索部15に対して受信パケットの伝送先名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致するか否かを比較させて、伝送先名がルーティングテーブル13aに登録されているか否かを検索させるものである。
If the
また、命令解析部14は、伝送先名がルーティングテーブル13aに登録されている場合、比較検索部15に対して、伝送フレームの伝送元アドレスが、ルーティングテーブル13aの下流ノードのアドレスと一致するものがあるか否かを検索させるものである。
Further, when the transmission destination name is registered in the routing table 13a, the
さらに、命令解析部14は、伝送フレームの伝送先アドレスが下流ノードのアドレスとしてルーティングテーブル13aに登録されている場合、リポートコマンドに含まれている情報(RDN、TDN)を読み出し、その読み出した情報(RDN、TDN)をルーティングテーブル13aの対応する下流ノードのデータ転送実績情報に更新するものである。なお、ルーティングテーブル13aのTTDNは、更新前のTDNの値を累積することで更新することができる。
Further, when the transmission destination address of the transmission frame is registered in the routing table 13a as the address of the downstream node, the
比較検索部15は、命令解析部14の指示を受けて、データ蓄積部12に蓄積されている伝送フレームを読み出し、その伝送フレームが有する情報内容に対応する管理情報をルーティングテーブル13aから比較・検索するものである。
The
タイマ16は、情報要求コマンドを含む伝送フレームを受信した場合に、命令解析部14の指示により、データコマンドを含む伝送フレームの送信待機時間(TW)を計時するものである。タイマ16は、送信待機時間(TW)を経過すると、命令解析部14に経過した旨を通知するものである。
When receiving a transmission frame including an information request command, the
計算部17は、命令解析部14の指示により、送信待機時間(TW)やデータ統合するデータ値の統計処理を行なうものである。
The
計算部17による送信待機時間(TW)の算出方法は、例えば、ルーティングテーブル13aで管理するネットワークサイズ(NS:無線ネットワーク1が最大何ホップのサイズかを示す変数)の初期値から、受信パケットのホップ回数を引いた値に、単位時間(W)の初期値を乗算することで算出する(下記式(1)参照)。
The calculation method of the transmission waiting time (TW) by the
TW=(NS−ホップ回数)×W …(1)
なお、単位時間(W)の初期値は、無線ネットワーク1に適用する通信方式の仕様や性能などにより決定されるものである。
TW = (NS−hop count) × W (1)
Note that the initial value of the unit time (W) is determined by the specifications and performance of the communication method applied to the
また、計算部17によるデータ統計処理は、情報要求コマンドの要求情報種類に応じて処理し、例えば、要求情報種類が統合したデータ値の平均値をも要求する場合、計算部17は統合したデータ値の平均処理を行なうものである。
Further, the data statistical processing by the
センサ部18は、データ値を測定する測定手段である。
The
次に、シンク20の内部構成について図8の構成ブロック図を参照して説明する。
Next, the internal configuration of the
図8に示すように、シンク20は、通信ポート21、データ蓄積部22、キャッシュ23、命令生成部24、比較検索部25、タイマ26、計算部27.外部通信ポート29を少なくとも備える。
As shown in FIG. 8, the
なお、シンク20は、一般ノードとして機能させることも可能であり、シンク20の内部構成は、ノードN11〜N32の内部構成に対応可能である。
The
すなわち、シンク20の通信ポート21、データ蓄積部22、キャッシュ23、比較検索部25、タイマ26、計算部27の機能は、ノードN11〜N32の通信ポート11、データ蓄積部12、キャッシュ13、比較検索部15、タイマ16、計算部17の機能に対応する。
That is, the functions of the
従って、以下では、シンク20の特有の構成の機能説明について詳細に説明し、ノードN11〜N32との対応構成の詳細な機能説明については省略する。
Therefore, in the following, the functional description of the specific configuration of the
命令生成部24は、情報収集する際に、情報要求コマンドを作成するものである。また、命令生成部24は、作成した情報要求コマンドに基づいてパケットを作成し、作成したパケットを通信ポート21に与えて、伝送元アドレスをシンク20のアドレスとし、伝送先アドレスをブロードキャスト用アドレスを付与して、ブロードキャストで無線通信させるものである。
The
外部通信ポート29は、外部ネットワーク(図示しない)に対する通信ポートである。
The
(A−2)実施形態の動作
図9は、本実施形態の無線ネットワーク1における、シンク20とノードN11〜N32との間の通信シーケンス図である。以下では、図9に示すシーケンス図を適宜参照して経路構築動作について説明する。
(A-2) Operation of Embodiment FIG. 9 is a communication sequence diagram between the
(A−2−1)情報要求パケットの送信処理
図10は、シンク20による情報要求コマンドを含む伝送フレームを送信する処理動作を説明するフローチャートである。
(A-2-1) Information Request Packet Transmission Process FIG. 10 is a flowchart illustrating a processing operation for transmitting a transmission frame including an information request command by the
図10に示すように、シンク20が情報を収集する際、シンク20において、情報を要求するノードや要求情報種類を示す情報要求コマンド(Query Command)が、命令生成部24により作成される(S1)。
As shown in FIG. 10, when the
このとき、生成される情報要求コマンドは、情報収集するノード名称としてシンク20の名称(Sink Name)、情報要求コマンドを識別するためのユニークな要求識別番号(Query Number)、情報を要求するノード名称(Target Name)、収集する情報内容を示す要求情報種類(Data Class)が、命令生成部24により書き込まれる。
At this time, the generated information request command includes the name of the sink 20 (Sink Name) as a node name for collecting information, a unique request identification number (Query Number) for identifying the information request command, and the name of the node requesting information. (Target Name) and a request information type (Data Class) indicating the information content to be collected are written by the
また、本実施形態では収集するデータの内容として「10分毎の温度」及び「この温度の最大値と平均値」とし、その旨を示す情報が要求情報種類に書き込まれる。 In this embodiment, the contents of data to be collected are “temperature every 10 minutes” and “maximum value and average value of this temperature”, and information indicating that is written in the request information type.
情報要求コマンドが生成されると、命令生成部24により、生成した情報要求コマンドに所定のパケットヘッダが付加されてパケット(以下、このパケットをREQという)が形成される(S2)。
When the information request command is generated, the
このとき、パケットヘッダにおいて、パケットタイプ(Packet Type)は、情報要求コマンドであることが示される。また、伝送元名(Source Name)にシンク20の名称が示され、伝送先名(Destination Name)にフラッディング用の特殊Nameが示される。
At this time, the packet header indicates that the packet type (Packet Type) is an information request command. Further, the name of the
また、パケットヘッダのホップ回数(Hop Count)には、「1」が書き込まれる。 Further, “1” is written in the hop count (Hop Count) of the packet header.
このようにして形成されたパケットは命令生成部24から通信ポート21に与えられ、通信ポートによりフレームヘッダが付与された伝送フレーム(以下、この伝送フレームをQueryという)は、通信ポート21から無線リンクを通じてブロードキャストで送信される(S3)。
The packet formed in this way is given from the
このとき、フレームヘッダの伝送元アドレス(Source Address)にはシンク20のアドレスが示され、伝送先アドレス(Destination Address)にはブロードキャスト用アドレスが示される。
At this time, the address of the
このようにして、Queryがブロードキャストで隣接上流ノードN11及びN12に送信される。 In this way, the query is broadcast to the adjacent upstream nodes N11 and N12.
(A−2−2)REQの受信処理
図11は、シンク20から伝送されたQueryを受信するノードN11〜N32の受信動作を説明するフローチャートである。
(A-2-2) REQ Reception Processing FIG. 11 is a flowchart for explaining the reception operation of the nodes N11 to N32 that receives the Query transmitted from the
図11に示すように、シンク20から送信されたQueryは、N1群の全てのノードN11及びN12に受信される(S4)。
As shown in FIG. 11, the Query transmitted from the
このとき、伝送フレームは、各ノードN11及びN12の通信ポート11によりフレームヘッダが確認され、伝送先アドレスがブロードキャスト用アドレスであることで受信される。 At this time, the transmission frame is received when the frame header is confirmed by the communication ports 11 of the nodes N11 and N12, and the transmission destination address is a broadcast address.
N1群の各ノードN11及びN12にQueryが受信されると、Queryは、各ノード11及びN12の通信ポート11からデータ蓄積部12に与えられて蓄積される(S5)。
When the query is received by each of the nodes N11 and N12 of the N1 group, the query is given from the communication port 11 of each node 11 and N12 to the
このとき、フレームヘッダは、通信ポート11のポート番号が付与されてからデータ蓄積部12に蓄積される。
At this time, the frame header is stored in the
Queryがデータ蓄積部22に蓄積されると、パケットヘッダのパケットタイプが、命令解析部14により読み取られ、パケットの種類が確認される(S6)。これにより、受信パケットがREQであることが判断される。
When the query is stored in the
命令解析部14により受信パケットがREQであると判断されると、命令解析部14により、REQに含まれる情報に基づいてルーティングテーブルの作成処理及びQueryの中継処理が行なわれる(S7)。
When the
なお、N2群以降の上流ノードN21〜N32においても同様のREQの受信処理が行なわれる。 It should be noted that similar REQ reception processing is also performed in upstream nodes N21 to N32 subsequent to the N2 group.
(A−2−2−1)ルーティングテーブル作成処理
図12は、Queryを受信したノードN11〜N32において、ルーティングテーブル13aを参照してREQの伝送経路の登録、更新、追加等する処理を示すフローチャートである。
(A-2-2-1) Routing Table Creation Processing FIG. 12 is a flowchart showing processing for registering, updating, adding, etc. a REQ transmission path with reference to the routing table 13a in the nodes N11 to N32 that have received the query. It is.
命令解析部14により受信パケットがREQであると判断されると、比較検索部15により、REQの伝送経路がキャッシュ13のルーティングテーブル13aに登録されているか判断される(S8)。
When the
比較検索部15により、REQの伝送元名とルーティングテーブル13aのシンク名とが比較され、一致するものがあるか否か検索される(S9)
REQの伝送元名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致しない場合、REQの伝送経路がルーティングテーブル13aに登録されていないものと命令解析部14により判断され、命令解析部14により、REQの伝送経路がルーティングテーブル13aに新規登録される(S15)。
The
If the transmission source name of the REQ and the sink name of the routing table 13a do not match, the
このとき、REQのパケットヘッダにあるシンク名及びホップ回数が、ルーティングテーブル13aのシンク名及びホップ回数に登録され、Queryのフレームヘッダにある伝送元アドレス及びポート番号が、ルーティングテーブル13aの下流ノードのノードアドレス及びポート番号に登録される。 At this time, the sync name and the hop count in the packet header of the REQ are registered in the sync name and the hop count of the routing table 13a, and the transmission source address and port number in the Query frame header are set to the downstream node of the routing table 13a. Registered in node address and port number.
また、ルーティングテーブル13aのネットワークサイズには、初期値(例えば「5」)が登録される。このネットワークサイズの初期値は利用するネットワーク規模の推定から決定される変数であり、ネットワークサイズは最大ホップ回数に基づいて更新され得る変数である。 An initial value (for example, “5”) is registered in the network size of the routing table 13a. The initial value of the network size is a variable determined from the estimation of the network size to be used, and the network size is a variable that can be updated based on the maximum number of hops.
一方、REQの伝送元名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致する場合、REQの伝送経路がルーティングテーブル13aに登録されているものと命令解析部14により判断され、次に、ルーティングテーブル13aに登録されているホップ回数と、受信REQのパケットヘッダのホップ回数との大きさが、比較検索部15により比較される(S10)。
On the other hand, if the transmission source name of the REQ matches the sink name of the routing table 13a, the
S10において、受信REQのホップ回数の方がルーティングテーブル13aのホップ回数よりも小さい場合、ルーティングテーブル13aの登録経路より受信REQの方が短い経路長で当該ノードに届いているので、ルーティングテーブル13aの下流ノード1とホップ回数とは、命令解析処理14により、フレームヘッダ伝送元アドレス及びポート番号と、受信REQのホップ回数とに更新される(S12)。
In S10, when the number of hops of the received REQ is smaller than the number of hops of the routing table 13a, the received REQ reaches the node with a shorter path length than the registered route of the routing table 13a. The
また、S10において、受信REQのホップ回数とルーティングテーブル13aのホップ回数とが同じである場合、Queryのフレームヘッダの伝送元アドレスと、ルーティングテーブル13aの下流ノード1のアドレスとが一致するか否かが、比較検索部15により比較される(S11)。
If the hop count of the received REQ and the hop count of the routing table 13a are the same in S10, whether or not the transmission source address of the Query frame header matches the address of the
比較検索部14により、フレームヘッダの伝送元アドレスとルーティングテーブル13aの下流ノード1のアドレスとが一致しない場合、すなわち、ホップ回数が同じであり経路が異なる冗長パスであるので、フレームヘッダの伝送元アドレス及びポート番号が、ルーティングテーブル13aの下流ノード2に追加される(S13)。
When the
さらに、S10において受信REQのホップ回数の方がルーティングテーブル13aのホップ回数より大きい場合、又は、S11において受信REQとルーティングテーブル13aとのホップ回数とが同じでありかつフレームヘッダの伝送元アドレスとルーティングテーブル13aの下流ノード1のアドレスとが一致する場合、命令解析部14により、受信したREQは破棄される(S14)
これにより、各ノードN11〜N32は、シンク20から最短経路で受信した経路のみをルーティングテーブル13aに記録しておくことができるので、テーブルサイズを小さくすることができる。
Further, when the hop count of the received REQ is larger than the hop count of the routing table 13a in S10, or the hop count of the received REQ and the routing table 13a is the same in S11 and the transmission source address and routing of the frame header are the same. When the address of the
As a result, each of the nodes N11 to N32 can record only the route received by the shortest route from the
(A−2−2−2)REQの中継処理
図13は、REQの中継処理を示すフローチャートである。
(A-2-2-2) REQ Relay Processing FIG. 13 is a flowchart showing REQ relay processing.
図13に示すように、各ノードN11〜N32において、ルーティングテーブル13aの新規登録、更新、追加がなされると、受信REQのパケットヘッダのホップ回数は、命令解析部14により「1」が加えられて更新される(S16)。
As illustrated in FIG. 13, when new registration, update, and addition of the routing table 13 a are performed in each of the nodes N <b> 11 to N <b> 32, the
パケットヘッダのホップ回数が更新されたREQは、通信ポート11に与えられ、通信ポート11において、伝送元アドレスに自ノードアドレスが書き込まれ、伝送先アドレスにブロードキャスト用アドレスが書き込まれたフレームヘッダがREQに付与されて、ブロードキャストで送信(中継)される(S17)。 The REQ in which the hop count of the packet header is updated is given to the communication port 11, and in the communication port 11, the frame header in which the own node address is written in the transmission source address and the broadcast address is written in the transmission destination address is REQ. And transmitted (relayed) by broadcast (S17).
上述したREQの受信処理は、N2群、N3群においても同様にしてなされ、Queryは、シンク20からN1群、N2群、N3群へと無線ネットワーク1内の全ノードに転送され、最短経路で転送されたパケットの隣接下流ノードがルーティングテーブル13aに保持される。
The REQ reception process described above is performed in the same manner in the N2 group and the N3 group, and the query is transferred from the
また、1つのQueryに対して最短経路が複数存在する場合、複数の経路が保持されるのでシンクまでの冗長な最短経路がルーティングテーブル13aに保持される。 In addition, when there are a plurality of shortest paths for one Query, a plurality of paths are held, so that a redundant shortest path to the sink is held in the routing table 13a.
(A−2−3)データコマンドの作成処理
次に、REQを受信した各ノードN11〜N32によるデータコマンド作成処理について図14を参照して説明する。
(A-2-3) Data Command Creation Processing Next, data command creation processing by the nodes N11 to N32 that have received the REQ will be described with reference to FIG.
REQが受信されると(S18)、命令解析部14により、送信待機時間(TW)がタイマ16にセットされる(S19)。
When the REQ is received (S18), the
この送信待機時間(TW)は各ノードが送信中継する間隔であり、送信待機時間が経過するとタイマ16から命令解析部14に通知信号が与えられ、伝送フレームが送信・中継される。また、この時間内に受信したデータは命令解析部14によりデータ統合がなされる。
This transmission standby time (TW) is an interval at which each node relays transmission. When the transmission standby time elapses, a notification signal is given from the
また、送信待機時間(TW)は、命令解析部14の指示により計算部17が算出し、その算出方法は、例えば上記式(1)に従う。これにより、図8に示すように、下流ノードのほうが上流ノードよりも送信待機時間(TW)を長くすることができ、データ統合の効率化することができる。
The transmission waiting time (TW) is calculated by the
次に、受信した情報要求コマンドの情報要求ノードが命令解析部1により確認され、自ノードが情報要求ノードに含まれているか確認される(S20)。
Next, the information requesting node of the received information request command is confirmed by the
情報要求ノードの確認がなされると、次のようにして、データコマンドが命令解析部14により作成される。
When the information request node is confirmed, a data command is generated by the
まず、自ノードが情報要求ノードに含まれている場合、命令解析部14により、要求情報種類が確認され、センサ部18が測定したデータ値が書き込まれたデータコマンドが作成される(S21)。
First, when the own node is included in the information request node, the
このとき、図15(A)に示すように、データコマンドは、情報要求コマンドのシンク名及び要求識別番号が書き込まれる。また、ネットワークスケールには、最大ホップ回数がルーティングテーブル13aから読み取られて書き込まれる。 At this time, as shown in FIG. 15A, the data command is written with the sink name and request identification number of the information request command. Further, the maximum hop count is read from the routing table 13a and written in the network scale.
また、本実施形態では、要求情報種類を10分毎の温度の最大値及び平均値とする場合であり、他ノード(上流ノード)が測定したデータを受信しておらずデータ統合がなされていないので、データ値にはセンサ部18に測定されたデータ値が書き込まれ、統合数には「1」が書き込まれる。
In this embodiment, the request information type is the maximum value and the average value of the temperature every 10 minutes, and data measured by other nodes (upstream nodes) is not received and data integration is not performed. Therefore, the data value measured in the
一方、自ノードが情報要求ノードに含まれている場合、命令解析部14により、データ値が書き込まれていないデータコマンドが作成される(S21)。
On the other hand, when the own node is included in the information request node, the
このとき、図15(B)に示すように、データコマンドは、情報要求コマンドのシンク名及び要求識別番号が書き込まれる。また、ネットワークスケールには、最大ホップ回数がルーティングテーブル13aから読み取られて書き込まれる。 At this time, as shown in FIG. 15B, the data command is written with the sink name and request identification number of the information request command. Further, the maximum hop count is read from the routing table 13a and written in the network scale.
また、自ノードが情報要求ノードに含まれていないので、データ値には0が書き込まれ、また他ノード(上流ノード)が測定したデータを受信しておらずデータ統合がなされていないので、統合数には「0」が書き込まれる。 Also, since the own node is not included in the information request node, 0 is written in the data value, and the data measured by the other node (upstream node) has not been received and data integration has not been performed. “0” is written in the number.
以上のようにして、REQを受信したノードN11〜N32において、命令解析部14によりデータコマンドが作成される。また、作成されたデータコマンドは、送信待機時間(TW)のあいだデータ蓄積部12に蓄積される。
As described above, the data command is generated by the
(A−2−4)データコマンドの送信処理
データコマンドが作成され、送信待機時間(TW)が経過すると、作成されたデータコマンドがパケット化され伝送フレームとして送信される。
(A-2-4) Data command transmission processing When a data command is created and the transmission standby time (TW) elapses, the created data command is packetized and transmitted as a transmission frame.
図16は、データコマンドの送信処理を説明するフローチャートである。 FIG. 16 is a flowchart for explaining data command transmission processing.
図16において、送信待機時間(TW)が経過していない場合(S22)、命令解析部14は、送信待機時間(TW)が経過するまで送信処理を待機する。
In FIG. 16, when the transmission standby time (TW) has not elapsed (S22), the
一方、送信待機時間(TW)が経過した場合、命令解析部14により、データコマンドはデータ蓄積部12から読み出される(S23)。
On the other hand, when the transmission standby time (TW) has elapsed, the
データコマンドがデータ蓄積部12から読み出されると、データコマンドは、命令解析部14により、DATAパケットが形成される(S24)。
When the data command is read from the
このとき、DATAパケットは、パケットペイロードにデータコマンドが挿入され、パケットヘッダの伝送先名にシンク20の名称が挿入され、パケットヘッダの伝送元名にホップ回数が最大のノード名が挿入され、パケットタイプにデータコマンドとして示される。
At this time, in the DATA packet, the data command is inserted into the packet payload, the name of the
次に、データコマンドのシンク名に対応する経路情報が、ルーティングテーブル13aから比較検索部15により検索される(S25)。
Next, the path information corresponding to the sync name of the data command is searched by the
比較検索部15により経路情報が検索されると、比較検索部15により、その検索情報の中から下流ノード及びその下流ノードのデータ転送実績情報が読み出され、その下流ノードがDATAの伝送先ノードとして決定される(S26)。
When the path information is searched by the
このとき、ルーティングテーブル13aからの検索情報に、複数の下流ノードが存在する場合、データ統合度が比較的高いノードが、命令解析部14により選択される。
At this time, when a plurality of downstream nodes exist in the search information from the routing table 13a, the
この伝送先ノードの選択方法は、例えば、図17に示すように、ルーティングテーブル13aから各下流ノードのデータ転送実績情報が読み出され(S29)、これらデータ転送実績情報のRDNとTDNとに基づいて、各下流ノードの(TDN÷RDN)が計算部17により計算される(S30)。これら計算結果の中から最小となるものに対応する下流ノードが、伝送先ノードとして選択される(S31)。 For example, as shown in FIG. 17, the transmission destination node selection method reads the data transfer performance information of each downstream node from the routing table 13a (S29), and based on the RDN and TDN of the data transfer performance information. Thus, (TDN ÷ RDN) of each downstream node is calculated by the calculation unit 17 (S30). The downstream node corresponding to the smallest one among these calculation results is selected as the transmission destination node (S31).
また例えば、読み出された各データ転送実績情報のRDN、TDN及びTTDNに基づいて、各下流ノードの(TDN÷RDN×TTDN)が計算部17により計算される(S30)。これら計算結果の中から最小となるものに対応する下流ノードが、伝送先ノードとして選択される(S31)。 Further, for example, based on the read RDN, TDN, and TTDN of each data transfer record information, (TDN / RDN × TTDN) of each downstream node is calculated by the calculation unit 17 (S30). The downstream node corresponding to the smallest one among these calculation results is selected as the transmission destination node (S31).
このようにして伝送先ノードが決定・選択され、データコマンドを含むDATAパケットが通信ポート11に与えられ、通信ポート11において、伝送先アドレスに、選択された下流ノードのアドレスが書き込まれ、伝送元アドレスに自ノードのアドレスが書き込まれたフレームヘッダが、DATAパケットに付与されてユニキャストで送信される(S27)。 In this way, the transmission destination node is determined and selected, and a DATA packet including a data command is given to the communication port 11. In the communication port 11, the address of the selected downstream node is written in the transmission destination address. A frame header in which the address of the own node is written in the address is added to the DATA packet and transmitted by unicast (S27).
通信ポート11からDATAが送出されるたびに、命令解析部14は、ルーティングテーブル13aのノード実績情報(Node Result)のTDNに「1」を加えて更新する(S28)。
Each time DATA is sent out from the communication port 11, the
なお、本実施形態のように、要求情報種類が「10分毎の温度」のように、継続的な情報要求の場合には、DATA伝送後、再度、送信待機時間(TW)を算出してタイマ16にセットする。
As in this embodiment, when the request information type is a continuous information request such as “temperature every 10 minutes”, the transmission waiting time (TW) is calculated again after the DATA transmission. Set to
(A−2−5)DATAの受信処理
次に、伝送されたDATAを受信するノードN11〜N32の受信処理について図18を参照して説明する。
(A-2-5) DATA Reception Processing Next, reception processing of the nodes N11 to N32 that receive the transmitted DATA will be described with reference to FIG.
送出された伝送フレームがノードN11〜N32に与えられると、通信ポート11において、その伝送フレームの伝送先アドレスが確認され、自ノードのアドレスであるか又はブロードキャスト用アドレスの場合に、通信ポート11は伝送フレームを受信する(S32)。 When the transmitted transmission frame is given to the nodes N11 to N32, the transmission port address of the transmission frame is confirmed at the communication port 11, and if it is the address of the own node or the address for broadcast, the communication port 11 A transmission frame is received (S32).
なお、DATAの場合、各ノードN11〜N32はユニキャスト送信するので、伝送先アドレスが自ノードアドレスでないと判断したノードは、そのDATAを破棄する。 In the case of DATA, since each of the nodes N11 to N32 performs unicast transmission, the node that determines that the transmission destination address is not its own node address discards the DATA.
通信ポート11が受信した伝送フレームは、データ蓄積部12に与えられて一時的に蓄積される(S33)。
The transmission frame received by the communication port 11 is given to the
データ蓄積部12に伝送フレームが蓄積されると、命令解析部14により、パケットヘッダのパケットタイプが確認される(S34)。これにより、受信したパケットがDATAパケットであると判断される。
When the transmission frame is stored in the
受信パケットがDATAパケットであると判断されると、比較検索部15により、パケットヘッダの伝送先名と、ルーティングテーブル13aのシンク名とが一致するか否か比較される(S35)。
If it is determined that the received packet is a DATA packet, the comparison /
パケットヘッダの伝送先名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致しない場合、受信したパケットは破棄される(S36)。 If the transmission destination name in the packet header does not match the sync name in the routing table 13a, the received packet is discarded (S36).
一方、パケットヘッダの伝送先名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致する場合、受信したパケットのデータコマンドのシンク名及び要求識別番号と、データ蓄積部12に蓄積されている過去に作成したデータコマンドのシンク名及び要求識別番号とが一致するデータコマンドが、比較検索部15により検索される(S37)。 On the other hand, if the transmission destination name in the packet header matches the sync name in the routing table 13a, the sync name and request identification number of the data command of the received packet and the data created in the past stored in the data storage unit 12 A data command whose command sync name and request identification number match is searched by the comparison search unit 15 (S37).
比較検索部15によりデータコマンドが検索されると、受信したデータコマンドと過去に作成したデータコマンドとの間のデータ統合処理が、命令解析部14により行なわれる(S38)。
When the data command is searched by the
このとき、データコマンドのネットワークスケールには、受信したデータコマンドと過去に作成したデータコマンドとのホップ回数のうち大きい方のホップ回数が書き込まれ、統合数には、データを統合した回数として「1」加えた回数が書き込まれ、データ値には、双方のデータ値を統合処理又は統計処理した結果が書き込まれる。 At this time, the larger hop number of the hop counts between the received data command and the data command created in the past is written in the network scale of the data command. The number of times added is written, and the result obtained by integrating or statistically processing both data values is written in the data value.
また、データ統合又は統計処理では、計算部17が統合又は統計計算した結果がデータコマンドのデータ値に書き込まれる。本実施形態では、計算部17が計算した温度の最大値及び平均値を計算部17が計算した結果がデータ値に書き込まれる。
In the data integration or statistical processing, the result of integration or statistical calculation by the
このようにして、データコマンドの更新・データ統合がなされると、データ統合されたデータコマンドは、データ蓄積部12に蓄積される。そして、送信待機時間(TW)が経過したときに送信される。
When the data command is updated / integrated in this way, the data command that has been integrated is stored in the
また、データコマンドのネットワークスケールが更新されると、ルーティングテーブル13aのネットワークスケールも更新される(S39)。このネットワークスケールの更新は、次の送信待機時間(TW)の算出時に反映される。 When the network scale of the data command is updated, the network scale of the routing table 13a is also updated (S39). This network scale update is reflected when the next transmission waiting time (TW) is calculated.
さらに、命令解析処理14は、データの受信し統合作業を行うたびに、ルーティングテーブル13aのノードの実績情報のRDNに「1」を加えて更新する(S40)。
Further, the
(A−2−6)リポートコマンドの作成及び送信処理
次に、各ノードがDATAの受信・送信(中継)状況を隣接上流ノードに通知するリポートコマンドの作成について図19を参照して説明する。
(A-2-6) Report Command Creation and Transmission Processing Next, creation of a report command in which each node notifies the adjacent upstream node of the DATA reception / transmission (relay) status will be described with reference to FIG.
受信したデータコマンドについてデータ統合を行ない、DATAを送出すると(S41)、リポートコマンドが命令解析部14により作成される。
When data integration is performed for the received data command and DATA is transmitted (S41), a report command is generated by the
リポートコマンドは、命令解析部14により、送出したデータコマンドのシンク名及び要求識別番号が、リポートコマンドのシンク名及び要求識別番号に書き込まれる。また、リポートコマンドのノード名に、自ノードの名称が書き込まれる。
In the report command, the
また、命令解析部14により、ルーティングテーブル13aからノードの実績情報が読み出されて(S42)、その読み出されたノードの実績情報(RDN及びTDN)が、リポートコマンドのデータ転送実績情報に書き込まれ、リポートコマンドが作成される(S43)。
Further, the
リポートコマンドが作成されると、リポートコマンドは、命令解析部14により、Reportパケットが形成される(S44)
このとき、Reportパケットは、パケットペイロードにリポートコマンドが挿入され、パケットヘッダの伝送元名に自ノードの名称が挿入され、パケットヘッダの伝送先名にホップ回数が最大のノード名が挿入され、パケットタイプにリポートコマンドとして示される。
When the report command is created, a report packet is formed in the report command by the instruction analysis unit 14 (S44).
At this time, in the Report packet, a report command is inserted into the packet payload, the name of the own node is inserted into the transmission source name of the packet header, and the node name with the maximum hop count is inserted into the transmission destination name of the packet header. Shown in the type as a report command.
命令解析部14により形成されたReportパケットは、通信ポート11に与えられ、通信ポート11において、伝送元アドレスに自ノードアドレスが書き込まれ、伝送先アドレスにブロードキャスト用アドレスが書き込まれたフレームヘッダが、Reportパケットに付与され、リポートコマンドを含む伝送フレーム(以下、Reportという)がブロードキャストで送信される(S45)。
The Report packet formed by the
これにより、DATAを伝送したノードの実績情報を隣接ノードに提供することができる。 Thereby, the performance information of the node which transmitted DATA can be provided to an adjacent node.
また、Reportの送信後、命令解析部14により、ルーティングテーブル13aのノードの実績情報の内容がリセットされる(S46)。但し、ノードの実績情報のTDNは「0」である。
Further, after the transmission of the report, the
(A−2−7)Reportの受信処理
次に、ノードN11〜N32のReportの受信処理について図20を参照して説明する。
(A-2-7) Report Reception Processing Next, report reception processing of the nodes N11 to N32 will be described with reference to FIG.
伝送フレームがノードN11〜N32に与えられると、通信ポート11において、伝送フレームの伝送先アドレスが確認され、自ノードのアドレスであるか又はブロードキャスト用アドレスの場合に、通信ポート11は伝送フレームを受信する(S47)。 When the transmission frame is given to the nodes N11 to N32, the transmission destination address of the transmission frame is confirmed at the communication port 11, and the communication port 11 receives the transmission frame when it is the address of the own node or the address for broadcast. (S47).
なお、Reportの場合、ブロードキャストで送信されるので、全ての隣接ノードが受信する。 In the case of Report, since it is transmitted by broadcast, all adjacent nodes receive it.
受信された伝送フレームは、データ蓄積部12に与えられて一時的に蓄積される(S48)、命令解析部14により、パケットヘッダのパケットタイプが確認される(S49)。これにより、受信パケットがReportパケットであると判断される。
The received transmission frame is given to the
受信パケットがReportパケットであると判断されると、比較検索部15により、リポートコマンドのシンク名と、ルーティングテーブル13aのシンク名とが一致するか否か比較される(S50)。
If it is determined that the received packet is a report packet, the comparison /
リポートコマンドのシンク名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致しない場合、受信したパケットは破棄される(S51)。 If the sync name of the report command does not match the sync name of the routing table 13a, the received packet is discarded (S51).
一方、リポートコマンドのシンク名とルーティングテーブル13aのシンク名とが一致する場合、受信したReportの伝送元アドレスと、ルーティングテーブル13aの下流ノードアドレスとが一致するか否か判定される(S51)。 On the other hand, if the sync name of the report command matches the sync name of the routing table 13a, it is determined whether or not the transmission source address of the received report matches the downstream node address of the routing table 13a (S51).
Reportの伝送元アドレスと、ルーティングテーブル13aの下流ノードアドレスとが一致する場合、命令解析部14により、リポートコマンドからデータ転送実績情報が取り出され、ルーティングテーブル13aの当該下流ノードに対応するデータ転送実績情報が、取り出したデータ実績情報に更新される(S52)。
When the transmission source address of the report matches the downstream node address of the routing table 13a, the
また、リポートコマンドのデータ実績情報に基づいて、ルーティングテーブル13aのRDNとTDNとの更新は可能であるが、TTDNに関しては、更新直前のTDNの値を加算することで更新可能である。 In addition, the RDN and TDN of the routing table 13a can be updated based on the data record information of the report command, but the TTDN can be updated by adding the value of the TDN immediately before the update.
一方、Reportの伝送元アドレスと、ルーティングテーブル13aの下流ノードアドレスとが一致しない場合、受信パケットは破棄される(S53)。 On the other hand, if the transmission source address of the report does not match the downstream node address of the routing table 13a, the received packet is discarded (S53).
これにより、上流ノードは、下流ノードからデータ転送実績情報を受け取り、下流ノードの実績情報を管理することができ、その後の経路選択の際に、下流ノードの統合度の算出に寄与させることができる。 Thereby, the upstream node can receive the data transfer record information from the downstream node, manage the record information of the downstream node, and can contribute to the calculation of the degree of integration of the downstream node in the subsequent route selection. .
(A−3)実施形態の効果
以上、本実施形態によれば、シンク20にデータを収集するような多対一通信において、すべての経路の情報を持つ必要がなく、隣接下流ノードの情報だけでよくテーブルサイズを小さくすることができる。
(A-3) Effects of Embodiment As described above, according to the present embodiment, in the many-to-one communication in which data is collected in the
また、本実施形態によれば、シンク20からデータ要求(Query)のフラッディングによって、各ノードは、シンクまでの最短経路となる隣接下流ノードのテーブルを容易に構築できる。
Further, according to the present embodiment, each node can easily construct a table of adjacent downstream nodes that are the shortest path to the sink by flooding the data request (Query) from the
さらに、本実施形態によれば、隣接下流ノードからデータ転送の状況報告を逐次受け、隣接下流ノードの選択にフィードバックをかけるので効率的なデータの統合が実現できる。また、特定のノードに負荷が集中しすぎて電力を使いきることも避けられる。 Furthermore, according to this embodiment, data transfer status reports are sequentially received from adjacent downstream nodes, and feedback is applied to selection of adjacent downstream nodes, so that efficient data integration can be realized. It is also possible to avoid using too much power due to excessive load concentration on a specific node.
また、本実施形態によれば、各ノードは、データをシンク20へ中継する段階で上流ノードから正確なネットワーク規模を通知される。そのネットワーク規模とシンクからの正確な距離によってデータ転送待ち時間を逐次算出するので、データの送信・中継を適正な時間遅らせられるので高い確率でデータ統合ができる。
Further, according to the present embodiment, each node is notified of an accurate network scale from the upstream node at the stage of relaying data to the
(B)他の実施形態
(B−1)上述した実施形態において、情報要求コマンドで要求する情報種類の内容を「温度」としたが、情報種類の内容はこれに限られず、例えば、湿度、圧力、濃度など各ノードで測定可能であり、シンク20が要望するものであれば広く適用できる。
(B) Other Embodiments (B-1) In the above-described embodiment, the content of the information type requested by the information request command is “temperature”, but the content of the information type is not limited to this, for example, humidity, It can be measured at each node such as pressure and concentration, and can be widely applied if the
また、あるシンクを介して外部ネットワークに音声信号や画像信号を伝送させる形態のネットワークであっても、音声信号や画像信号をDATAとして伝送する場合に適用可能である。 Further, even in a network in which an audio signal and an image signal are transmitted to an external network through a certain sink, the present invention can be applied when transmitting an audio signal and an image signal as DATA.
(B−2)上述した実施形態において、リポートコマンドで上流ノードにフィードバックした情報は、データ転送回数(RDN、TDN)としたが、当該ノードの転送制御状況であれば、例えば、各ノードのバッテリー残量、障害情報、他の方式で算出したトラフィック量等の情報としてもよい。 (B-2) In the embodiment described above, the information fed back to the upstream node by the report command is the data transfer count (RDN, TDN). If the transfer control status of the node is concerned, for example, the battery of each node Information such as the remaining amount, failure information, and traffic volume calculated by other methods may be used.
(B−3)上述した実施形態において、DATAを送信する際に、ルーティングテーブルの複数の伝送先から1個の伝送先(隣接下流ノード)を選択する計算例について説明したが、他の計算例であってもよい。 (B-3) In the above-described embodiment, a calculation example in which one transmission destination (adjacent downstream node) is selected from a plurality of transmission destinations in the routing table when transmitting DATA has been described. It may be.
(B−4)上述した実施形態では、マルチホップ型無線通信ネットワークを構成する無線通信装置に適用した場合について説明したが、無線通信ネットワークの形態はこれに限定されず広く適用可能である。 (B-4) In the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a wireless communication apparatus configuring a multi-hop wireless communication network has been described. However, the form of the wireless communication network is not limited to this and can be widely applied.
1…無線ネットワーク、20…シンク、N11〜N32…ノード、
11(11−1〜11−n)、21(21−1〜21−n)…通信ポート、
12、22…データ蓄積部、13、23…キャッシュ、
13a、23a…ルーティングテーブル、14…命令解析部、
24…命令生成部、15、25…比較検索部、16、26…タイマ、
17、27…計算部、18…センサ部。
DESCRIPTION OF
11 (11-1 to 11-n), 21 (21-1 to 21-n) ... communication ports,
12, 22 ... data storage unit, 13, 23 ... cache,
13a, 23a ... routing table, 14 ... instruction analysis unit,
24 ...
17, 27: Calculation unit, 18: Sensor unit.
Claims (8)
他の周辺無線通信装置と無線通信を行なう通信手段と、
特定無線通信装置の情報要求を受信するたびに、当該情報要求を要求した上記特定無線通信装置までの経路情報の最短経路を管理する経路情報管理手段と、
受信した上記情報要求の内容を判断し、上記情報要求に応じて要求データを作成するデータ作成手段と、
受信した上記情報要求に含まれるホップ回数を更新して他の周辺無線通信装置に送信させ、また上記データ作成手段が作成した要求データを送信させる通信制御手段と
を備えることを特徴とする経路管理装置。 In a route management device that manages route information to a specific wireless communication device that requests information,
Communication means for performing wireless communication with other peripheral wireless communication devices;
Path information management means for managing the shortest path of path information to the specific radio communication device that has requested the information request each time an information request for the specific radio communication device is received;
Data creation means for judging the content of the received information request and creating request data in response to the information request;
Communication control means for updating the number of hops included in the received information request and transmitting it to other peripheral wireless communication devices, and transmitting the request data created by the data creation means apparatus.
上記情報要求を転送してきた直前の下流無線通信装置に関する情報と、上記情報要求に含まれているホップ回数とを、上記情報要求毎に管理するルーティングテーブルと、
当該受信した上記情報要求の転送元情報とホップ回数情報と、上記ルーティングテーブルの管理情報とを比較して、最短経路を検出する最短経路検出部と、
上記最短経路検出部が検出した最短経路をルーティングテーブルに少なくとも保存するように更新するルーティングテーブル更新部と
を有することを特徴とする請求項1に記載の経路管理装置。 The route information management means
A routing table for managing the information about the downstream wireless communication apparatus immediately before transferring the information request, and the number of hops included in the information request for each information request;
The shortest path detection unit that detects the shortest path by comparing the transfer source information and the hop count information of the received information request with the management information of the routing table;
The route management apparatus according to claim 1, further comprising: a routing table update unit that updates the shortest route detected by the shortest route detection unit so as to be stored at least in a routing table.
上記通信制御手段は、上記伝送先選択部が選択した伝送先に上記要求データを送信させることを特徴とする請求項2又は3に記載の経路管理装置。 A transmission destination in which the communication control means selects, as a transmission destination, a downstream wireless communication device that forms the shortest route to a specific wireless communication device based on the routing table of the route information management means when transmitting the request data Having a selection part,
The path management apparatus according to claim 2 or 3, wherein the communication control unit causes the request data to be transmitted to a transmission destination selected by the transmission destination selection unit.
上記通信制御手段が、上記要求データの送信後、上記ルーティングテーブルに管理される上記通信制御状況の監視結果を、上記上流無線通信装置にフィードバックさせることを特徴とする請求項3〜6のいずれかに記載の経路管理装置。 A communication control status monitoring means for monitoring the communication control status of the communication control means and managing the monitoring result in the routing table;
The communication control means feeds back the monitoring result of the communication control status managed in the routing table to the upstream wireless communication apparatus after the transmission of the request data. The route management device described in 1.
上記ルーティングテーブル更新部が、受信した上記通信制御情報の監視結果に基づいて、上記下流無線通信装置に関する情報を更新することを特徴とする請求項7に記載の経路管理装置。 When the monitoring result of the communication control status is received from the immediately preceding downstream wireless communication device,
8. The route management device according to claim 7, wherein the routing table update unit updates information related to the downstream wireless communication device based on the received monitoring result of the communication control information.
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