JP2006211480A - データ送信装置及びデータ収集システム - Google Patents

Abstract

【課題】 データ収集装置２と該データ収集装置２に対するデータ送信処理を繰り返す複数台のデータ送信装置１とを具えたデータ収集システム３において、両装置間の通信時間を従来よりも短縮する。
【解決手段】 本発明に係るデータ収集システム３においては、各データ送信装置１は、データ送信処理の実行前に自装置以外の他のデータ送信装置がデータ収集装置２と通信中であるか否かを判断し、他のデータ送信装置がデータ収集装置２と通信中である場合には、該通信が終了した後にデータ送信処理を実行する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、データ収集装置に対するデータ送信処理を繰り返すデータ送信装置及び、該データ送信装置を複数台具えたデータ収集システムに関するものである。

従来、図１３に示す如く、無線通信が可能な複数台のセンサ端末装置(６)と、これら複数台のセンサ端末装置(６)から無線通信によって検出データを収集するデータ収集装置(７)とを具えたセンサネットワークシステムが知られている。

この様なセンサネットワークシステムにおいては、各センサ端末装置(６)は、例えば機器の周囲温度を定期的に検出し、データ収集装置(７)は、ポーリング方式により複数台のセンサ端末装置(６)から順次、検出データを収集する。ポーリング方式によるデータ収集処理においては、データ収集装置(７)は、複数台のセンサ端末装置(６)に対して順次、データ送信要求を発し、各センサ端末装置(６)は、該データ送信要求に応じて検出データをデータ収集装置(７)に送信する。
しかしながら、上記センサネットワークシステムにおいては、センサ端末装置(６)が常にデータ収集装置(７)からのデータ送信要求を受信することが可能な通信可能状態に維持されているため、消費電力が大きい問題があった。

そこで、各センサ端末装置がデータ収集装置からのデータ送信要求を受けることなく自動的に一定の周期で検出データをデータ収集装置に送信するセンサネットワークシステムが知られている。
該センサネットワークシステムにおいては、各センサ端末装置は、通信可能な状態よりも消費電力の少ない節電モードにてデータ送信時刻の到来を監視し、データ送信時刻の到来時点で通常モードに移行してデータ収集装置に対するデータ送信処理を実行した後、節電モードに戻って次のデータ送信時刻の到来を監視する。該センサネットワークシステムによれば、通信可能な状態よりも消費電力の少ない節電モードでデータ送信時刻の到来が監視されるので、ポーリング方式によりデータの収集を行なう上記センサネットワークシステムに比べて消費電力が低減する。

尚、中心局のポーリングに応答して遠隔局がデータを送出するデータ収集方法が提案されている(特許文献１参照)。
特公昭６１−４７４５６号公報

しかしながら、各センサ端末装置からデータ収集装置に一定の周期でデータが送信される上記センサネットワークシステムにおいては、各センサ端末装置のデータ送信時刻が他のセンサ端末装置とは無関係に設定されていたため、センサ端末装置数が増大した場合に、複数台のセンサ端末装置間でデータ送信処理のタイミングが互いに重なり合ってデータの再送を行なわねばならない事態が発生し、データ収集装置と複数台のセンサ端末装置との間の通信時間が必要以上に長くなる問題があった。
本発明の目的は、データ収集装置と該データ収集装置に対するデータ送信処理を繰り返す複数台のデータ送信装置とを具えたデータ収集システムにおいて、両装置間の通信時間を従来よりも短縮することである。

本発明に係るデータ収集システムは、データ収集装置と、データ収集装置に対するデータ送信処理を繰り返す複数台のデータ送信装置とを具えており、各データ送信装置は、
データ送信処理を実行するデータ送信手段と、
データ送信処理が実行される度に、次回のデータ送信時刻を導出する時刻導出手段と、
導出されたデータ送信時刻よりも前の時点で、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であるか否かを判断する通信状態判断手段
とを具えている。そして、前記データ送信手段は、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、前記導出されたデータ送信時刻が到来した時点でデータ送信処理を実行する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、該通信が終了した後にデータ送信処理を実行する。

上記本発明に係るデータ収集システムにおいては、各データ送信装置においてデータ送信処理の実行前に他のデータ送信装置がデータ収集装置と通信中であるか否かが判断され、通信中である場合には、その通信が終了した後にデータ送信処理が実行されるので、複数台のデータ送信装置間でデータ送信処理のタイミングが互いに重なり合うことはない。

第１の具体的構成においては、前記複数台のデータ送信装置には、一定の周期でデータ送信処理を繰り返すデータ送信装置が含まれている。そして、該データ送信装置を除く他のデータ送信装置は、データ送信時刻を導出する際の基準となる周期が登録される周期登録手段を具えており、該データ送信装置の時刻導出手段は、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点よりも前の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する。

上記具体的構成を有するデータ収集システムにおいては、複数台のデータ送信装置の内、少なくとも１台のデータ送信装置は、一定の周期でデータ送信処理を実行する。以下、該データ送信装置を基準データ送信装置という。
該データ収集システムにおいては、複数台のデータ送信装置がデータ送信処理を繰り返す過程で、基準データ送信装置以外のデータ送信装置のデータ送信時刻が基準データ送信装置のデータ送信時刻に徐々に近づいて、１つのデータ送信装置のデータ送信処理が終了してから次に他のデータ送信装置のデータ送信処理が開始されるまでの時間が徐々に短縮される。そして、該時間は最終的に零或いは略零となり、その後、全てのデータ送信装置は一定の周期でデータ送信処理を繰り返すことになる。
上記具体的構成によれば、１つのデータ送信装置のデータ送信処理が終了してから次に他のデータ送信装置のデータ送信処理が開始されるまでの時間を零或いは略零とすることが出来、これによって、通信帯域の有効利用を図ることが出来る。

第２の具体的構成において、各データ送信装置は、データ送信時刻を導出する際の基準となる周期が登録される周期登録手段と、ユーザによる入力操作に応じて自装置が他のデータ送信装置との間でデータ送信処理のタイミングを調整するための基準となる装置であるか否かを表わすフラグが登録されるフラグ登録手段とを具えている。そして、前記時刻導出手段は、
前記フラグ登録手段に登録されているフラグが基準装置であることを表わしているとき、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であるか否かに拘わらず今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する手段と、
前記フラグ登録手段に登録されているフラグが基準装置でないことを表わしているとき、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点よりも前の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する手段
とを具えている。

上記具体的構成を有するデータ収集システムにおいては、ユーザは、複数台のデータ送信装置の内、少なくとも１台のデータ送信装置に対して基準装置であることを表わすフラグを登録するための操作を行なう。以下、該データ送信装置を基準データ送信装置という。
該データ収集システムにおいては、複数台のデータ送信装置がデータ送信処理を繰り返す過程で、基準データ送信装置以外のデータ送信装置のデータ送信時刻が基準データ送信装置のデータ送信時刻に徐々に近づいて、１つのデータ送信装置のデータ送信処理が終了してから次に他のデータ送信装置のデータ送信処理が開始されるまでの時間が徐々に短縮される。そして、該時間は最終的に零或いは略零となり、その後、全てのデータ送信装置は一定の周期でデータ送信処理を繰り返すことになる。
上記具体的構成によれば、１つのデータ送信装置のデータ送信処理が終了してから次に他のデータ送信装置のデータ送信処理が開始されるまでの時間を零或いは略零とすることが出来、これによって、通信帯域の有効利用を図ることが出来る。

本発明に係るデータ収集システムによれば、データ収集装置と複数台のデータ送信装置との間の通信時間を従来よりも短縮することが出来る。

以下、本発明を、遠隔監視システムを構成するセンサネットワークシステムに実施した形態につき、２つの実施例に基づき具体的に説明する。
第１実施例
図１に示す遠隔監視システムは、複数の場所にそれぞれ構築されているセンサネットワークシステム(３)を遠隔地から監視するものであって、各センサネットワークシステム(３)は、無線通信が可能な複数台のセンサ端末装置(１)(10)と、これら複数台のセンサ端末装置(１)(10)から無線通信によって検出データを収集するデータ収集装置(２)とを具えており、各データ収集装置(２)が、インターネット網等の通信ネットワーク網(４)を介して、監視センタに設置されている監視装置(５)に繋がっている。

各センサネットワークシステム(３)において、複数台のセンサ端末装置(１)(10)はそれぞれ、機器の周囲温度を検出して該検出データをデータ収集装置(２)に送信する処理を繰り返す。そして、監視センタに設置されている監視装置(５)は、各センサネットワークシステム(３)において複数台のセンサ端末装置(１)(10)から収集された検出データをデータ収集装置(２)から定期的に取得する。

各センサネットワークシステム(３)を構成する複数台のセンサ端末装置(１)(10)は、予め設定された周期に基づき次回のデータ送信時刻を算出しつつデータ送信処理を繰り返すものであって、これら複数台のセンサ端末装置には、常に今回のデータ送信時刻から前記周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻とするセンサ端末装置(以下、基準センサ端末装置という)(10)と、データ送信処理前に自装置以外の他のセンサ端末装置が通信中でないと判断した場合に今回のデータ送信時刻から前記周期が経過する時点よりも前の時刻を次回のデータ送信時刻とするセンサ端末装置(以下、非基準センサ端末装置という)(１)とが含まれている。

図２は、データ収集装置(２)の構成を表わしている。図示の如く、データ収集装置(２)は、センサ端末装置(１)(10)から収集したデータに対して所定のデータ処理を施すデータ処理部(21)と、監視センタに設置されている監視装置等の外部端末装置と通信を行なう外部通信部(22)と、センサ端末装置(１)(10)と無線通信を行なう無線通信部(23)と、センサネットワークシステム(３)の無線信号を受信するアンテナ(24)と、データ処理部(21)、外部通信部(22)及び無線通信部(23)の動作を制御する制御部(25)とを具えている。
センサ端末装置(１)(10)により無線信号に変換されて送信された検出データは、アンテナ(24)によって受信され、無線通信部(23)を経てデータ処理部(21)に供給され、前記所定のデータ処理が施されて内蔵メモリ(図示省略)に格納される。又、この様にして内蔵メモリに格納された検出データは、外部通信部(22)から通信ネットワーク網(４)を経て監視装置(５)に送信される。

図３は、非基準センサ端末装置(１)の構成を表わしている。図示の如く、該センサ端末装置(１)は、センサ部(11)と、センサ部(11)によって検出されたデータに所定のデータ処理を施すデータ処理部(12)と、データ収集装置(２)と無線通信を行なう無線通信部(13)と、センサネットワークシステム(３)の無線信号を受信するアンテナ(14)と、センサ部(11)、データ処理部(12)及び無線通信部(13)の動作を制御する制御部(15)とを具えている。
センサ部(11)によって検出されたデータは、データ処理部(12)に供給されて所定のデータ処理が施され、無線通信部(13)により無線信号に変換された後、アンテナ(14)からデータ収集装置(２)に送信される。
又、上記のセンサ部(11)、データ処理部(12)、無線通信部(13)及び制御部(15)には、図示省略する電力供給部が接続されており、制御部(15)により該電力供給部の動作が制御されることによって、装置本体は、通常モードと送受信モードと節電モードの３つのモード間でモードが切り換えられる。通常モードでは、センサ部(11)、データ処理部(12)及び制御部(15)に電力が供給され、送受信モードでは、データ処理部(12)、無線通信部(13)及び制御部(15)に電力が供給され、節電モードでは、データ処理部(12)及び制御部(15)に電力が供給される。そして、該節電モードにおいては、制御部(15)のプログラム実行速度が必要最低限に抑えられている。
尚、基準センサ端末装置(10)の構成は、制御部を除いて、上記非基準センサ端末装置(１)と同じであるので、説明は省略する。

図４は、横軸に時間、縦軸に消費電力をとって、センサ端末装置(１)(10)の消費電力の変化を表わしたものである。センサ端末装置(１)(10)は、モニタリング開始時刻Ｔｍの到来時点で通常モードに設定されて、周囲温度の検出動作を実行した後、送受信モードに設定されて、自装置以外の他のセンサ端末装置がデータ収集装置(２)と通信中であるか否かのモニタリング処理を開始する。その後、所定のモニタリング時間ｔが経過してデータ送信時刻Ｔｔが到来した時点で、検出データをデータ収集装置(２)に送信するデータ送信処理を実行する。続いてデータ収集装置(２)からの応答を受信した後、節電モードに設定されて、次回のモニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機する。
センサ端末装置(１)(10)は、通常モードでの検出動作と、送受信モードでのモニタリング処理、データ送信処理及び応答受信処理と、節電モードでのモニタリング開始時刻待機処理とからなる一連の処理を繰り返す。

図５は、基準センサ端末装置(10)の制御部によって実行される手続きを表わしている。
装置本体に電源が投入されると、先ずステップＳ１にて、初回のモニタリング開始時刻Ｔｍ、モニタリング時間ｔ及び周期Ｔを設定する。ここで、モニタリング時間ｔは、例えば５ｍ秒に設定される。又、周期Ｔは、後述の如く次回のデータ送信時刻を算出する際の基準となる値であって、例えば３０秒に設定される。

次にステップＳ２にて装置本体を節電モードに設定した後、ステップＳ３では、モニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機し、その後、モニタリング開始時刻が到来した時点で、ステップＳ４に移行して装置本体を通常モードに設定する。続いてステップＳ５では、周囲温度の検出動作を実行した後、ステップＳ６では、装置本体を送受信モードに設定し、次にステップＳ７では、自装置以外の他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であるか否かを判断する。該判断は、受信動作を行なって他のセンサ端末装置から送信された無線信号が受信されたか否かによって行なわれ、他のセンサ端末装置から送信された無線信号が受信された場合にはイエスと判断される一方、該無線信号が受信されない場合にはノーと判断される。

ステップＳ７にてノーと判断された場合には、ステップＳ８に移行して、前記モニタリング開始時刻の到来から前記モニタリング時間ｔが経過したか否かを判断し、ノーと判断された場合はステップＳ７に戻る。この様にして、他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であるか否かの判断が繰り返され、その後、他のセンサ端末装置とデータ収集装置との間で通信が行なわれることなくモニタリング時間ｔが経過すると、ステップＳ１０に移行する。
これに対し、他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であって上記ステップＳ７にてイエスと判断された場合には、ステップＳ９に移行して、その通信の終了に待機し、その後、その通信が終了した時点でステップＳ１０に移行する。

ステップＳ１０では、検出データをデータ収集装置に送信した後、ステップＳ１１ではデータ収集装置からの応答を受信し、更にステップＳ１２では、データ収集装置からの応答データに含まれる現在時刻に、ステップＳ１にて設定した周期Ｔを加算して、次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出する。尚、内蔵タイマから取得した現在時刻に周期Ｔを加算して次回のデータ送信時刻を算出することも可能である。又、データ収集装置からの応答の受信に待機することなく次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出することも可能である。
続いてステップＳ１３では、ステップＳ１２にて算出した次回のデータ送信時刻からモニタリング時間ｔを減算して次回のモニタリング開始時刻Ｔｍを算出し、次にステップＳ１４にて装置本体を節電モードに設定した後、ステップＳ１５では次回のモニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機する。その後、モニタリング開始時刻Ｔｍが到来した時点でステップＳ４に戻る。

基準センサ端末装置(10)においては、上記手続きによって、常に、今回のデータ送信時刻から予め設定した周期Ｔが経過する時刻が次回のデータ送信時刻として算出されることになる。

図６は、非基準センサ端末装置(１)の制御部(15)によって実行される手続きを表わしている。
装置本体に電源が投入されると、先ずステップＳ２１にて、初回のモニタリング開始時刻Ｔｍ、モニタリング時間ｔ及び周期Ｔを設定する。ここで、モニタリング時間ｔは、例えば上記基準センサ端末装置(10)と同じ５ｍ秒に設定される。又、周期Ｔは、上記基準センサ端末装置(10)を含む複数台のセンサ端末装置において同じ値に設定される。

次にステップＳ２２にて装置本体を節電モードに設定した後、ステップＳ２３では、モニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機し、その後、モニタリング開始時刻が到来した時点で、ステップＳ２４に移行して装置本体を通常モードに設定する。続いてステップＳ２５では、周囲温度の検出動作を実行した後、ステップＳ２６では装置本体を送受信モードに設定し、次にステップＳ２７では、自装置以外の他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であるか否かを判断する。

ステップＳ２７にてノーと判断された場合には、ステップＳ２８に移行して、前記モニタリング開始時刻の到来から前記モニタリング時間ｔが経過したか否かを判断し、ノーと判断された場合は、ステップＳ２７に戻る。その後、他のセンサ端末装置とデータ収集装置との間で通信が行なわれることなくモニタリング時間ｔが経過すると、ステップＳ２９に移行して検出データをデータ収集装置に送信する。続いてステップＳ３０では、データ収集装置からの応答を受信した後、ステップＳ３１では、データ収集装置からの応答データに含まれる現在時刻に、ステップＳ２１にて設定した周期Ｔから所定時間Ｔｏを減算した値(Ｔ−Ｔｏ)を加算して、次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出する。ここで、所定時間Ｔｏは、例えば５０ｍ秒に設定される。尚、内蔵タイマから取得した現在時刻に周期Ｔから所定時間Ｔｏを減算した値(Ｔ−Ｔｏ)を加算して次回のデータ送信時刻を算出することも可能である。又、データ収集装置からの応答の受信に待機することなく次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出することも可能である。

これに対し、他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であって上記ステップＳ２７にてイエスと判断された場合には、ステップＳ３５に移行して、その通信の終了に待機し、その後、該通信が終了した時点で、ステップＳ３６に移行して検出データをデータ収集装置に送信する。続いてステップＳ３７では、データ収集装置からの応答を受信した後、ステップＳ３８では、データ収集装置からの応答データに含まれる現在時刻に、ステップＳ２１にて設定した周期Ｔを加算して、次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出する。尚、内蔵タイマから取得した現在時刻に周期Ｔを加算して次回のデータ送信時刻を算出することも可能である。又、データ収集装置からの応答の受信に待機することなく次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出することも可能である。

上述の如くステップＳ３１或いはステップＳ３８にて次回のデータ送信時刻が算出されると、その後、ステップＳ３２では、次回のデータ送信時刻からモニタリング時間ｔを減算して次回のモニタリング開始時刻Ｔｍを算出し、続いてステップＳ３３では装置本体を節電モードに設定した後、ステップＳ３４にて次回のモニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機する。その後、モニタリング開始時刻Ｔｍが到来した時点でステップＳ２４に戻る。

非基準センサ端末装置(１)においては、上記手続きによって、他のセンサ端末装置とデータ収集装置との間で通信が行なわれることなくモニタリング時間ｔが経過した場合に、今回のデータ送信時刻から予め設定した周期Ｔよりも所定時間Ｔｏだけ短い時間(Ｔ−Ｔｏ)が経過する時点の時刻が次回のデータ送信時刻として算出されることになる。
これに対し、他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中である場合には、今回のデータ送信時刻から予め設定した周期Ｔが経過する時点の時刻が次回のデータ送信時刻として算出されることになる。

図７(ａ)(ｂ)はそれぞれ、図４と同様に横軸に時間、縦軸に消費電力をとって、センサ端末装置１とデータ収集装置との間で通信が行なわれることなくセンサ端末装置２のモニタリング処理が終了した場合のセンサ端末装置１、２のデータ送信処理のタイミングを表わしたものである。
図７(ｂ)の如くセンサ端末装置２がモニタリング処理を行なっている間、即ちモニタリング開始時刻Ｔｍnowからデータ送信時刻Ｔｔnowまでに、同図(ａ)の如くセンサ端末装置１とデータ収集装置との間で通信が行なわれていないので、センサ端末装置２においては、今回のデータ送信時刻Ｔｔnowに予め設定した周期Ｔよりも所定時間Ｔｏだけ短い時間(Ｔ−Ｔｏ)を加算した時刻が次回のデータ送信時刻Ｔｔnextとして算出される。そして、該データ送信時刻Ｔｔnextからモニタリング時間ｔを減算した時刻が次回のモニタリング開始時刻Ｔｍnextとして算出される。

これに対し、図８(ａ)(ｂ)はそれぞれ、図４と同様に横軸に時間、縦軸に消費電力をとって、センサ端末装置２のモニタリング処理中にセンサ端末装置１とデータ収集装置との間で通信が行なわれた場合のセンサ端末装置１、２のデータ送信処理のタイミングを表わしたものである。
図８(ｂ)の如くセンサ端末装置２がモニタリング処理を行なっている間、即ちモニタリング開始時刻Ｔｍnowからデータ送信時刻Ｔｔnowまでに、同図(ａ)の如くセンサ端末装置１とデータ収集装置との間で通信が行なわれているので、センサ端末装置２においては、今回のデータ送信時刻Ｔｔnowに予め設定した周期Ｔを加算した時刻が次回のデータ送信時刻Ｔｔnextとして算出される。そして、該データ送信時刻Ｔｔnextからモニタリング時間ｔを減算した時刻が次回のモニタリング開始時刻Ｔｍnextとして算出される。

図９(ａ)(ｂ)(ｃ)は、図４と同様に横軸に時間、縦軸に消費電力をとって、３台のセンサ端末装置のデータ送信処理のタイミングの変化の一例を表わしたものである。
基準センサ端末装置１においては、図５に示す手続きが実行されることによって、予め設定した周期Ｔでデータ送信処理が繰り返される。
これに対し、非基準センサ端末装置２、３においては、図６に示すステップＳ２７にてノーと判断されて、予め設定した周期Ｔよりも短い周期(Ｔ−Ｔｏ)でデータ送信処理が繰り返される。これによって、先ず、図９(ａ)(ｂ)の如く、基準センサ端末装置１のデータ送信処理が終了してからセンサ端末装置２のデータ送信処理が開始されるまでの時間が徐々に短縮されて零となり、その後、センサ端末装置２において、図６に示すステップＳ２７にてイエスと判断されて、予め設定した周期Ｔでデータ送信処理が繰り返される。
上述の如く基準センサ端末装置１のデータ送信処理が終了してから非基準センサ端末装置２のデータ送信処理が開始されるまでの時間が零となった後、図９(ｂ)(ｃ)の如く、センサ端末装置２のデータ送信処理が終了してからセンサ端末装置３のデータ送信処理が開始されるまでの時間が徐々に短縮されて零となり、その後、センサ端末装置３において、図６に示すステップＳ２７にてイエスと判断されて、予め設定した周期Ｔでデータ送信処理が繰り返される。

本発明に係るセンサネットワークシステム(３)においては、図５及び図６に示す如く、各センサ端末装置(１)(10)においてデータ送信処理の実行前に他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であるか否かが判断され、通信中である場合にはその通信が終了した時点でデータ送信処理が実行されるので、複数台のセンサ端末装置(１)(10)間でデータ送信処理のタイミングが互いに重なり合ってデータの再送を行なわねばならない事態が発生することはなく、データ収集装置(２)と複数台のセンサ端末装置(１)(10)との間の通信時間が従来よりも短縮される。
又、図９(ｃ)に示す如く１つのセンサ端末装置のデータ送信処理が終了してから次に他のセンサ端末装置のデータ送信処理が開始されるまでの時間を零とすることが出来、これによって、通信帯域の有効利用を図ることが出来る。
更に、各センサ端末装置(１)(10)において通信可能な状態である送受信モードよりも消費電力の少ない節電モードでモニタリング開始時刻の到来が監視されるので、各センサ端末装置が常に通信可能な状態に維持されていたポーリング方式のセンサネットワークシステムに比べて消費電力が低減する。

第２実施例
本実施例のセンサ端末装置は、第１実施例の基準センサ端末装置(10)の機能(以下、基準センサ端末機能という)と非基準センサ端末装置(１)の機能(以下、非基準センサ端末機能という)の２つの機能を有しており、これら２つの機能間で機能の切換えが可能である。又、該センサ端末装置は、節電モードへの移行の要否を設定することが可能である。

図１０乃至図１２は、本実施例のセンサ端末装置の制御部によって実行される手続きを表わしている。
装置本体に電源が投入されると、先ずステップＳ４１にて、初回のモニタリング開始時刻Ｔｍ、モニタリング時間ｔ及び周期Ｔを設定すると共に、基準センサ端末機能及び非基準センサ端末機能の何れの機能が有効であるかを表わす端末フラグと節電モードへの移行の要否を表わす節電フラグを“０”或いは“１”の値に設定する。ここで、端末フラグは、基準センサ端末機能が有効である場合に“１”の値、非基準センサ端末機能が有効である場合に“０”の値に設定されるものであって、センサネットワークシステムを構成する複数台のセンサ端末装置の内、１台のセンサ端末装置において“１”の値に設定される。又、節電フラグは、節電モードへの移行が必要である場合に“１”の値、不要である場合に“０”の値に設定される。尚、これらのフラグは、内蔵メモリに格納される。

次にステップＳ４２にて装置本体を通常モードに設定した後、ステップＳ４３では、モニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機し、その後、モニタリング開始時刻が到来した時点で、ステップＳ４４に移行して装置本体を通常モードに設定する。続いてステップＳ４５では、周囲温度の検出動作を実行した後、ステップＳ４６では装置本体を送受信モードに設定し、次にステップＳ４７では、自装置以外の他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であるか否かを判断する。

ステップＳ４７にてノーと判断された場合には、ステップＳ４８に移行して、前記モニタリング開始時刻の到来から前記モニタリング時間ｔが経過したか否かを判断し、ノーと判断された場合は、ステップＳ４７に戻る。その後、他のセンサ端末装置とデータ収集装置との間で通信が行なわれることなくモニタリング時間ｔが経過すると、ステップＳ４９に移行して、端末フラグが“０”及び“１”の何れの値であるかを判断し、端末フラグが基準センサ端末機能の有効を表わす“１”の値である場合には、ステップＳ５１に移行する。
一方、他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であって上記ステップＳ４７にてイエスと判断された場合には、ステップＳ４８に移行して、その通信の終了に待機し、その後、該通信が終了した時点でステップＳ５１に移行する。

ステップＳ５１では、検出データをデータ収集装置に送信し、続いてステップＳ５２では、所定時間内にデータ収集装置から応答データを受信したか否かを判断し、イエスと判断された場合は、ステップＳ５３乃至ステップＳ５６にて夫々、前記応答データに所定の命令コマンドが含まれているか否かを判断する。前記応答データに何れの命令コマンドも含まれていない場合には、ステップＳ５７に移行して、前記応答データに検出データの受信完了コマンドが含まれているか否かを判断し、イエスと判断された場合は、ステップＳ５８に移行して、ステップＳ４１にて設定した周期Ｔを今回のデータ送信時刻Ｔｔに加算して次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出する。

所定時間内にデータ収集装置から応答データを受信せず、タイムアウトが発生した場合には、ステップＳ５２にてノーと判断されてステップＳ５９に移行し、タイムアウトの発生が１回目か否かを判断し、イエスと判断された場合にはステップＳ５１に戻って、再度、検出データをデータ収集装置に送信する一方、ノーと判断された場合には、上記ステップＳ５８に移行する。
データ収集装置からの応答データに非基準センサ端末機能への切換えを行なうべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ５３にてイエスと判断されてステップＳ６０に移行し、端末フラグを“０”の値に設定した後、上記ステップＳ５８に移行する。
前記応答データに基準センサ端末機能への切換えを行なうべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ５４にてイエスと判断されてステップＳ６１に移行し、端末フラグを“１”の値に設定した後、上記ステップＳ５８に移行する。
前記応答データに節電モードへの移行を必要とすべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ５５にてイエスと判断されてステップＳ６２に移行し、節電フラグを“１”の値に設定した後、上記ステップＳ５８に移行する。
前記応答データに節電モードへの移行を不要とすべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ５６にてイエスと判断されてステップＳ６３に移行し、節電フラグを“０”の値に設定した後、上記ステップＳ５８に移行する。
前記応答データに前記受信完了コマンドが含まれていない場合には、ステップＳ５７にてノーと判断されてステップＳ６４に移行し、所定の受信未完了処理を実行した後、上記ステップＳ５８に移行する。

上述の如く、端末フラグが“１”の値に設定されている場合、及び他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中である場合には、ステップＳ５１乃至ステップＳ６４の処理が実行されるのに対し、端末フラグが非基準センサ端末機能の有効を表わす“０”の値である場合には、ステップＳ６５に移行して、後述の非基準センサ端末処理を実行する。
非基準センサ端末処理においては、先ず、図１２のステップＳ８１にて検出データをデータ収集装置に送信し、続いてステップＳ８２では、所定時間内にデータ収集装置から応答データを受信したか否かを判断し、イエスと判断された場合は、ステップＳ８３乃至ステップＳ８６にて夫々、前記応答データに所定の命令コマンドが含まれているか否かを判断する。前記応答データに何れの命令コマンドも含まれていない場合には、ステップＳ８７に移行して、前記応答データに検出データの受信完了コマンドが含まれているか否かを判断し、イエスと判断された場合は、ステップＳ８８に移行して、図１０のステップＳ４１にて設定した周期Ｔから所定時間Ｔｏを減算した値(Ｔ−Ｔｏ)を今回のデータ送信時刻Ｔｔに加算して次回のデータ送信時刻Ｔｔを算出する。

所定時間内にデータ収集装置から応答データを受信せず、タイムアウトが発生した場合には、ステップＳ８２にてノーと判断されてステップＳ８９に移行し、タイムアウトの発生が１回目か否かを判断し、イエスと判断された場合にはステップＳ８１に戻って、再度、検出データをデータ収集装置に送信する一方、ノーと判断された場合には、上記ステップＳ８８に移行する。
データ収集装置からの応答データに非基準センサ端末機能への切換えを行なうべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ８３にてイエスと判断されてステップＳ９０に移行し、端末フラグを“０”の値に設定した後、上記ステップＳ８８に移行する。
前記応答データに基準センサ端末機能への切換えを行なうべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ８４にてイエスと判断されてステップＳ９１に移行し、端末フラグを“１”の値に設定した後、上記ステップＳ８８に移行する。
前記応答データに節電モードへの移行を必要とすべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ８５にてイエスと判断されてステップＳ９２に移行し、節電フラグを“１”の値に設定した後、上記ステップＳ８８に移行する。
前記応答データに節電モードへの移行を不要とすべき旨の命令コマンドが含まれている場合には、ステップＳ８６にてイエスと判断されてステップＳ９３に移行し、節電フラグを“０”の値に設定した後、上記ステップＳ８８に移行する。
前記応答データに前記受信完了コマンドが含まれていない場合には、ステップＳ８７にてノーと判断されてステップＳ９４に移行し、所定の受信未完了処理を実行した後、上記ステップＳ８８に移行する。

上述の如く図１０のステップＳ５８或いは図１２のステップＳ８８にて次回のデータ送信時刻が算出されると、その後、図１１のステップＳ６６では、次回のデータ送信時刻からモニタリング時間ｔを減算して次回のモニタリング開始時刻Ｔｍを算出し、次にステップＳ６７では、節電フラグが“０”及び“１”の何れの値であるかを判断する。
節電フラグが節電モードへの移行が必要であることを表わす“１”の値である場合には、ステップＳ６８に移行して装置本体を節電モードに設定した後、ステップＳ６９にて次回のモニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機し、その後、モニタリング開始時刻Ｔｍが到来した時点で図１０のステップＳ４４に戻る。
これに対し、節電フラグが“０”の値である場合には、ステップＳ７０に移行してデータ収集装置からのコマンド受信処理を実行した後、ステップＳ７１にて次回のモニタリング開始時刻Ｔｍの到来に待機し、その後、モニタリング開始時刻Ｔｍが到来した時点で図１０のステップＳ４４に戻る。

上記手続きによれば、端末フラグが“１”の値に設定されている場合には、常に、今回のデータ送信時刻から予め設定した周期Ｔが経過する時刻が次回のデータ送信時刻として算出されることになる。
これに対し、端末フラグが“０”の値に設定されている場合には、他のセンサ端末装置とデータ収集装置との間で通信が行なわれることなくモニタリング時間ｔが経過した場合に、今回のデータ送信時刻から予め設定した周期Ｔよりも所定時間Ｔｏだけ短い時間(Ｔ−Ｔｏ)が経過する時点の時刻が次回のデータ送信時刻として算出される一方、他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中である場合に、今回のデータ送信時刻から予め設定した周期Ｔが経過する時点の時刻が次回のデータ送信時刻として算出されることになる。

本実施例のセンサネットワークシステムにおいては、図１０に示す如く、各センサ端末装置においてデータ送信処理の実行前に他のセンサ端末装置がデータ収集装置と通信中であるか否かが判断され、通信中である場合にはその通信が終了した時点でデータ送信処理が実行されるので、複数台のセンサ端末装置間でデータ送信処理のタイミングが互いに重なり合ってデータの再送を行なわねばならない事態が発生することはなく、データ収集装置と複数台のセンサ端末装置との間の通信時間が従来よりも短縮される。
又、複数台のセンサ端末装置の内、１台のセンサ端末装置の端末フラグを“１”の値、他のセンサ端末装置の端末フラグを“０”に設定すれば、第１実施例と同様に、１つのセンサ端末装置のデータ送信処理が終了してから次に他のセンサ端末装置のデータ送信処理が開始されるまでの時間を零とすることが出来、これによって、通信帯域の有効利用を図ることが出来る。
更に、センサ端末装置の節電フラグを“１”に設定しておけば、通信可能な状態である送受信モードよりも消費電力の少ない節電モードでモニタリング開始時刻の到来が監視されるので、各センサ端末装置が常に通信可能状態に維持されていたポーリング方式のセンサネットワークシステムに比べて消費電力が低減する。

尚、本発明の各部構成は上記実施の形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。
例えば、データ送信処理の実行後に自装置以外の他のデータ送信装置がデータ収集装置と通信中であるか否かを判断し、通信中でない場合には、今回のデータ送信時刻から予め設定した周期が経過する時点よりも後の時刻を次回のデータ送信時刻とすることも可能である。
又、上記実施の形態においては、図３に示すデータ処理部(12)及び制御部(15)に電力が供給される節電モードにてモニタリング処理を行なっているが、データ処理部と制御部がそれぞれ別のハードウエアによって構成されている場合には、制御部にのみ電力を供給した状態でモニタリング処理を行なうことも可能である。
又、本発明は、電力を計測するセンサ端末装置、湿度を検出するセンサ端末装置、照度を検出するセンサ端末装置、振動の大きさを検出するセンサ端末装置、力の大きさを検出するセンサ端末装置など、種々のセンサ端末装置を具えたセンサネットワークシステムに実施することが可能である。尚、次回のデータ送信時刻を算出する際の基準となる周期Ｔは、例えば、電力を計測するセンサ端末装置においては１分、湿度を検出するセンサ端末装置においては３０秒に設定される。

更に、上記実施の形態においては、センサ端末装置を、通常モードと送受信モードと節電モードの間でモードの切換えが可能な構成としているが、センサ部、データ処理部、無線通信部及び制御部に常に電力を供給する構成とすることも可能である。
更に又、本発明を、データ収集装置が複数台のセンサ端末装置から有線通信によって検出データを収集するセンサネットワークシステムに実施することも可能である。

本発明を実施した遠隔監視システムの全体構成を表わすブロック図である。 上記遠隔監視システムのデータ収集装置の構成を表わすブロック図である。 上記遠隔監視システムのセンサ端末装置の構成を表わすブロック図である。 上記センサ端末装置の消費電力の変化を表わす図である。 第１実施例の基準センサ端末装置によって実行される手続きを表わすフローチャートである。 第１実施例の非基準センサ端末装置によって実行される手続きを表わすフローチャートである。 センサ端末装置１とデータ収集装置との間で通信が行なわれることなくセンサ端末装置２のモニタリング処理が終了した場合のセンサ端末装置１、２のデータ送信処理のタイミングを表わすタイミングチャートである。 センサ端末装置２のモニタリング処理中にセンサ端末装置１とデータ収集装置との間で通信が行なわれた場合のセンサ端末装置１、２のデータ送信処理のタイミングを表わすタイミングチャートである。 ３台のセンサ端末装置のデータ送信処理のタイミングの変化の一例を表わすタイミングチャートである。 第２実施例のセンサ端末装置によって実行される手続きの前半を表わすフローチャートである。 上記手続きの後半を表わすフローチャートである。 非基準センサ端末処理の具体的手続きを表わすフローチャートである。 センサネットワークシステムの構成を表わすブロック図である。

符号の説明

(１) 非基準センサ端末装置
(10) 基準センサ端末装置
(11) センサ部
(12) データ処理部
(13) 無線通信部
(14) アンテナ
(15) 制御部
(２) データ収集装置
(３) センサネットワークシステム

Claims (7)

1. データ収集装置に対するデータ送信処理を繰り返すデータ送信装置において、データ送信処理の実行前に自装置以外の他のデータ送信装置がデータ収集装置と通信中であるか否かを判断し、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中である場合には、該通信が終了した後にデータ送信処理を実行することを特徴とするデータ送信装置。
2. データ送信処理を実行するデータ送信手段と、
   データ送信処理が実行される度に、次回のデータ送信時刻を導出する時刻導出手段と、
   導出されたデータ送信時刻よりも前の時点で、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であるか否かを判断する通信状態判断手段
   とを具えており、前記データ送信手段は、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、前記導出されたデータ送信時刻が到来した時点でデータ送信処理を実行する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、該通信が終了した後にデータ送信処理を実行する請求項１に記載のデータ送信装置。
3. データ送信時刻を導出する際の基準となる周期が登録される周期登録手段を具えており、前記時刻導出手段は、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点よりも前の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する請求項２に記載のデータ送信装置。
4. ユーザによる入力操作に応じて自装置が他のデータ送信装置との間でデータ送信処理のタイミングを調整するための基準となる装置であるか否かを表わすフラグが登録されるフラグ登録手段を具えており、前記時刻導出手段は、
   前記フラグ登録手段に登録されているフラグが基準装置であることを表わしているとき、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であるか否かに拘わらず今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する手段と、
   前記フラグ登録手段に登録されているフラグが基準装置でないことを表わしているとき、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点よりも前の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する手段
   とを具えている請求項３に記載のデータ送信装置。
5. データ収集装置と、データ収集装置に対するデータ送信処理を繰り返す複数台のデータ送信装置とを具えたデータ収集システムにおいて、各データ送信装置は、
   データ送信処理を実行するデータ送信手段と、
   データ送信処理が実行される度に、次回のデータ送信時刻を導出する時刻導出手段と、
   導出されたデータ送信時刻よりも前の時点で、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であるか否かを判断する通信状態判断手段
   とを具えており、前記データ送信手段は、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、前記導出されたデータ送信時刻が到来した時点でデータ送信処理を実行する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、該通信が終了した後にデータ送信処理を実行することを特徴とするデータ収集システム。
6. 前記複数台のデータ送信装置には、一定の周期でデータ送信処理を繰り返すデータ送信装置が含まれており、該データ送信装置を除く他のデータ送信装置は、データ送信時刻を導出する際の基準となる周期が登録される周期登録手段を具えており、該データ送信装置の時刻導出手段は、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点よりも前の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する請求項５に記載のデータ収集システム。
7. 各データ送信装置は、データ送信時刻を導出する際の基準となる周期が登録される周期登録手段と、ユーザによる入力操作に応じて自装置が他のデータ送信装置との間でデータ送信処理のタイミングを調整するための基準となる装置であるか否かを表わすフラグが登録されるフラグ登録手段とを具えており、前記時刻導出手段は、
   前記フラグ登録手段に登録されているフラグが基準装置であることを表わしているとき、自装置以外の他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であるか否かに拘わらず今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する手段と、
   前記フラグ登録手段に登録されているフラグが基準装置でないことを表わしているとき、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中でないと判断された場合に、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点よりも前の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する一方、他のデータ送信装置が前記データ収集装置と通信中であると判断された場合には、今回のデータ送信時刻から前記周期登録手段に登録されている周期が経過する時点の時刻を次回のデータ送信時刻として導出する手段
   とを具えている請求項５に記載のデータ収集システム。

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