JP2007041660A - Sensor network, sensor node and its program, and sensor information retrieval method - Google Patents

Sensor network, sensor node and its program, and sensor information retrieval method Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To rapidly retrieve and specify a sensor node, which measures sensing information requested for collection or sensing information for satisfying a designated condition (an attribute and a value) concerning a meta-information, even in a sensor network system without having a server to perform the unitary management of the meta-information, etc. <P>SOLUTION: The cluster member of a cluster transmits one's own identification information and a sensing information attribute being the attribute of the sensing information to a cluster head as retrieval information. The cluster head associates and stores the identification information of the cluster member and the sensing information attribute, which are transmitted from the cluster member, in a general purpose storage part as retrieval condition information. The identification information of the cluster member corresponding to the sensing information attribute in a retrieval request is retrieved from the retrieval condition information in response to the retrieval request of the sensing information from an external computer. Then the request of the sensing information is transmitted to the cluster member corresponding to the identification information. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明はセンサネットワーク、センサノード及びそのプログラムと、センサ情報検索方法に関し、特に複数のセンサノードが通信接続された環境において高速なセンシング情報検索を実現する技術に関する。   The present invention relates to a sensor network, a sensor node and a program thereof, and a sensor information search method, and more particularly to a technique for realizing high-speed sensing information search in an environment in which a plurality of sensor nodes are connected by communication.

センサネットワークシステムは、観測対象とする環境に複数のセンサノードを配置し、各センサノードは計測したセンシング情報を、複数のセンサノードを中継して遠隔地のセンシング情報を蓄積するためのコンピュータ(以降ではセンシング情報蓄積サーバと呼称する)に送信し、センシング情報蓄積サーバにセンサノードが計測したセンシング情報が記録されるシステムである。尚、データの最初の送信をするセンサノードと最終の受信をするセンサノード、または情報蓄積サーバとの間に、複数のセンサノードが存在して、通信を中継する通信形態は、マルチホップ通信と呼ばれる。   A sensor network system arranges a plurality of sensor nodes in an observation target environment, and each sensor node relays the measured sensing information to a computer for relaying a plurality of sensor nodes to accumulate remote sensing information (hereinafter referred to as a sensor network system). In this system, the sensing information measured by the sensor node is recorded in the sensing information storage server. Note that there are a plurality of sensor nodes between the sensor node that initially transmits data and the sensor node that finally receives data, or the information storage server, and the communication mode for relaying communication is multi-hop communication. be called.

センサノードはデータ処理装置、記憶装置、送信装置、受信装置から構成され、且つ温度センサ、照度センサ、湿度センサ、加速度センサ、赤外線センサ、マイクロフォン、カメラセンサ、ビデオセンサなどの複数のセンサが接続できる。センサノードは環境のセンシング情報を計測し、記憶装置に保存する。また、データ処理装置により記憶装置に保存されたセンシング情報を処理する。また、記憶装置に保存されたセンシング情報、及びセンシング情報がデータ処理装置で処理されることで生成されるデータを送信装置により送信し、受信装置により受信する。   The sensor node includes a data processing device, a storage device, a transmission device, and a reception device, and a plurality of sensors such as a temperature sensor, an illuminance sensor, a humidity sensor, an acceleration sensor, an infrared sensor, a microphone, a camera sensor, and a video sensor can be connected. . The sensor node measures environmental sensing information and stores it in a storage device. In addition, the sensing information stored in the storage device is processed by the data processing device. Further, sensing information stored in the storage device and data generated by processing the sensing information by the data processing device are transmitted by the transmission device and received by the reception device.

代表的なセンサノードとしては、非特許文献1がある。非特許文献1のセンサノードは、データ処理装置、記憶装置がワンチップ化されたマイクロ・コンピュータ・ユニットを搭載し、無線装置を具備し、センサとして温度センサ、照度センサ、加速度センサ、マイクロフォンが接続されている。   As a typical sensor node, there is Non-Patent Document 1. The sensor node of Non-Patent Document 1 is equipped with a micro computer unit with a data processing device and a storage device integrated into a single chip, and has a wireless device, to which a temperature sensor, illuminance sensor, acceleration sensor, and microphone are connected. Has been.

センサネットワークシステムが敷設された環境下において、センシング情報を必要とする観測者は、コンピュータなどの情報機器を利用して、例えばインターネットやLANなどのネットワークを経由して、センシング情報蓄積サーバに接続し、蓄積されたセンシング情報の中から要求するセンシング情報の検索を行う。   In an environment where a sensor network system is laid, an observer who needs sensing information uses an information device such as a computer to connect to a sensing information storage server via a network such as the Internet or a LAN. The requested sensing information is searched from the accumulated sensing information.

センサネットワークシステムの適用例として、交通分野における道路情報収集システムや、流通分野における倉庫内在庫管理システムや、観測分野における野生動物観察システムや、環境分野における自然情報収集システムなどがある。一般に、センサネットワークシステムでは、特定のセンサノードを指定し、センサノードが保存するセンシング情報を収集するといった検索形態は取らない。その理由として、環境に配置された複数のセンサノードの位置や、センサノードが装備するセンサの種類を把握して、特定のセンサノードを指定することが非現実的であるかである。センサネットワークシステムでは、データ中心な検索手法が現実的である。例えば、温度情報を計測するセンサネットワークでは、温度情報の特徴量(メタ情報とも呼ばれる)に関する条件を指定し(例えば、最大値や最小値)、その条件を満たすセンシング情報を保存するセンサノードが、温度情報を通知する。   Application examples of the sensor network system include a road information collection system in the traffic field, a warehouse inventory management system in the distribution field, a wild animal observation system in the observation field, and a natural information collection system in the environment field. In general, a sensor network system does not take a search form in which a specific sensor node is designated and sensing information stored in the sensor node is collected. The reason is that it is impractical to specify a specific sensor node by grasping the positions of a plurality of sensor nodes arranged in the environment and the types of sensors equipped in the sensor node. In the sensor network system, a data-centric search method is realistic. For example, in a sensor network that measures temperature information, a condition relating to a feature amount (also referred to as meta information) of temperature information is specified (for example, a maximum value or a minimum value), and a sensor node that stores sensing information that satisfies the condition, Notify temperature information.

このような従来のセンサネットワークに適合したデータ検索システムの一例が、非特許文献2に掲載されている。   An example of a data search system suitable for such a conventional sensor network is published in Non-Patent Document 2.

非特許文献2に記載されたデータ検索システムは、センシング情報蓄積サーバにより、センサノードに接続されているセンサが計測できるセンシング情報の種類や性能を一元管理し、観測者はセンシング情報を検索する際に、センシング情報に関する特徴量の条件を指定したセンシング情報要求をコンピュータなどにより、センシング情報蓄積サーバに送信する。センシング情報蓄積サーバは、センシング情報要求をセンサノードに送信する。そして、センシング情報要求をセンシング情報蓄積サーバから受信したセンサノードは、センシング情報をセンシング情報蓄積サーバに送信し、センシング情報蓄積サーバは受信したセンシング情報を観測者が要求するデータ形式に変更して、観測者が所持するコンピュータに返送する。   The data search system described in Non-Patent Document 2 uses a sensing information storage server to centrally manage the type and performance of sensing information that can be measured by sensors connected to sensor nodes, and when an observer searches for sensing information. In addition, a sensing information request specifying a feature amount condition regarding sensing information is transmitted to a sensing information storage server by a computer or the like. The sensing information accumulation server transmits a sensing information request to the sensor node. Then, the sensor node that has received the sensing information request from the sensing information storage server transmits the sensing information to the sensing information storage server, and the sensing information storage server changes the received sensing information to the data format requested by the observer, Return it to the computer owned by the observer.

また、他の従来のデータ検索システムの一例が、非特許文献3に掲載されている。   An example of another conventional data search system is published in Non-Patent Document 3.

非特許文献3に記載されたデータ検索システムは、観測者がコンピュータにより送信するセンシング要求をセンサネットワークシステムに配置されたセンサノードの全てに送信し、センシング情報要求を受信したセンサノードはセンシング情報を観測者が保持するコンピュータに返送する。   The data search system described in Non-Patent Document 3 transmits a sensing request transmitted by an observer by a computer to all of the sensor nodes arranged in the sensor network system, and the sensor node receiving the sensing information request transmits the sensing information. Return it to the computer held by the observer.

一方で、ノードが図64に示されるようなクラスタメッシュ型(スターメッシュ型と呼ばれる場合もある)のネットワークトポロジを形成する技術が特許文献1、非特許文献4に記載されている。   On the other hand, Patent Literature 1 and Non-Patent Literature 4 describe a technique in which a node forms a cluster topology (also referred to as a star mesh type) network topology as shown in FIG.

クラスタメッシュ型ネットワークトポロジを形成する通信機器としてZigBee、Bluetooth、無線LANなどの無線通信規格を搭載する通信機器、およびイーサネット(登録商標)などの有線通信規格を搭載する通信機器が存在し、ノードはこれらの通信機器のいずれかを搭載する。クラスタメッシュ型ネットワークトポロジは、一台の親ノードと複数台の子ノードとが接続したクラスタとよばれるグループを形成し、クラスタの親ノードがメッシュ状に相互接続することで構成される。クラスタにおける親ノードはクラスタヘッド(以降ではCHと略記する場合がある)、そして子ノードはクラスタメンバ(以降ではCMと略記する場合がある)と呼ばれる。クラスタを形成できなかったノードはクラスタヘッドとなり、クラスタメンバを管理することはないが、クラスタ間の通信を中継する役割を担う。   As communication devices that form a cluster mesh network topology, there are communication devices equipped with wireless communication standards such as ZigBee, Bluetooth, and wireless LAN, and communication devices equipped with wired communication standards such as Ethernet (registered trademark). One of these communication devices is installed. The cluster mesh type network topology is formed by forming a group called a cluster in which one parent node and a plurality of child nodes are connected, and the parent nodes of the cluster are interconnected in a mesh shape. A parent node in the cluster is called a cluster head (hereinafter abbreviated as CH), and a child node is called a cluster member (hereinafter abbreviated as CM). The node that could not form a cluster becomes a cluster head and does not manage cluster members, but plays a role of relaying communication between clusters.

クラスタメッシュ型ネットワークトポロジにおけるクラスタメンバは、少なくともそのクラスタメンバが所属するクラスタのクラスタヘッドと通信が可能であり、クラスタ間の通信は各クラスタのクラスタヘッドが代表して行う。例えば、図64におけるクラスタ1000のクラスタメンバCM11が、クラスタ3000のクラスタメンバCM31と通信を行う場合は、クラスタ1000とクラスタ3000とを接続する複数のクラスタヘッド、つまりクラスタヘッドCH2を経由して、『CM11→CH1→CH2→CH3→CM31』の通信経路を用いて通信を行う。尚、通常、クラスタヘッドとクラスタメンバとの間にハードウェア、およびソフトウェア上の差異は存在せず、クラスタヘッドとクラスタメンバとは同じハードウェア構成であり、クラスタヘッドのネットワーク制御を実行するための制御プログラム(ソフトウェア)と、クラスタメンバのネットワーク制御を実行するための制御プログラム(ソフトウェア)との両方を具備している。つまり、環境に配置されたノードは、クラスタを形成するために、周辺探索を実行して、直接通信が可能なノードの存在をリンクレベルプロトコルにより認識してクラスタを形成し、各クラスタのクラスタヘッドは通信可能な他のクラスタのクラスタヘッドと通信を確立することで、クラスタメッシュ型ネットワークトポロジを構築できる。   A cluster member in the cluster mesh network topology can communicate with at least a cluster head of a cluster to which the cluster member belongs, and communication between clusters is representatively performed by the cluster head of each cluster. For example, when the cluster member CM11 of the cluster 1000 in FIG. 64 communicates with the cluster member CM31 of the cluster 3000, the cluster member CM11 connects the cluster 1000 and the cluster 3000, that is, via the cluster head CH2, “ Communication is performed using a communication path of “CM11 → CH1 → CH2 → CH3 → CM31”. Normally, there is no difference in hardware and software between the cluster head and the cluster member, the cluster head and the cluster member have the same hardware configuration, and the network control of the cluster head is executed. Both a control program (software) and a control program (software) for executing network control of cluster members are provided. In other words, in order to form a cluster, the nodes arranged in the environment perform a peripheral search, recognize the existence of a node capable of direct communication by using a link level protocol, and form a cluster. Can establish a cluster mesh network topology by establishing communications with the cluster heads of other clusters that can communicate.

以降の説明では、クラスタヘッド、またはクラスタメンバとなったセンサノードが計測するセンシング情報を蓄積する機器として、コンピュータ(以降ではCmpと略記する場合がある)を用いる。コンピュータは、センサノードと異なるハードウェア/ソフトウェアの構成を有していてもよいが、少なくともクラスタヘッドと通信が可能であるものとする。以降では、特に断りがない限り、クラスタヘッドや、クラスタメンバはセンサノードであるものとする。また、複数のセンサノードや、コンピュータが本文で引用されるため、コンピュータの場合はCmp100と、クラスタヘッドの場合はCH1と、クラスタメンバの場合はCM11といったように、記号と数字を用いて固有の名称を与える。
特開2002-044003号公報 ジェイソン・ヒル(Jason Hill)外3名、コミュニケーションズ・オブ・ザ・エー・シー・エム(Communications of the ACM)、米国、2004年、第47巻、第6号、41-46頁 丸山大祐 外3名 著、情報処理学会ユビキタスコンピューティングシステム研究会、2004年、第4巻、第39号、11-16頁 サミュエル・マッデン(Samuel Madden)外1名 著、アイ・イー・イー・イー・パーベイシブ・コンピューティング(IEEE Pervasive Computing)、米国、2004年、第3巻、第1号、46-55頁 ウェンディ・ヘインゼルマン(Wendi Heinzelman)外2名 著、ハワイ・インターナショナル・カンファレンス・オン・システム・サイエンス(HICSS)、米国、2000年、第33巻
In the following description, a computer (hereinafter sometimes abbreviated as Cmp) is used as a device for storing sensing information measured by the cluster head or the sensor node that is a cluster member. The computer may have a hardware / software configuration different from that of the sensor node, but at least can communicate with the cluster head. Hereinafter, it is assumed that the cluster head and the cluster member are sensor nodes unless otherwise specified. In addition, since a plurality of sensor nodes and computers are cited in the text, they are unique using symbols and numbers, such as Cmp100 for computers, CH1 for cluster heads, and CM11 for cluster members. Give a name.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-044003 3 others outside Jason Hill, Communications of the ACM, USA, 2004, 47, 6, 41-46 Daisuke Maruyama, 3 authors, IPSJ Ubiquitous Computing System Study Group, 2004, Vol. 4, No. 39, pp. 11-16 1 other author, Samuel Madden, IEEE Pervasive Computing, USA, 2004, Vol. 3, No. 1, pp. 46-55 Wendi Heinzelman and two others, Hawaii International Conference on System Science (HICSS), USA, 2000, Volume 33

ところで、非特許文献2の従来技術には、センサノードが収集するセンシング情報に関するメタ情報、およびセンサノードに接続されているセンサが計測できるセンシング情報の属性をセンサノードで分散管理する手段がないため、データ検索を行うためにサーバを必要とし、サーバを設置できない環境ではデータ検索ができなかったという問題があった。   By the way, in the prior art of Non-Patent Document 2, there is no means to distribute and manage the meta information related to the sensing information collected by the sensor node and the attribute of the sensing information that can be measured by the sensor connected to the sensor node. However, there is a problem that data search cannot be performed in an environment where a server is required to perform data search and the server cannot be installed.

非特許文献3の従来技術は、データ検索のためのデータ検索要求を、事前に蓄積されたメタ情報に基づいてセンサノードに送信する手段がないため、データ検索要求をセンサネットワークシステムに配置されたセンサノードの全ての送信し、データ検索要求を受信したセンサノードはメタ情報を受信後に計算する必要があり、高速なデータ検索ができない問題があった。   In the prior art of Non-Patent Document 3, since there is no means for transmitting a data search request for data search to the sensor node based on pre-stored meta information, the data search request is arranged in the sensor network system. The sensor node that has transmitted all of the sensor nodes and received the data search request needs to calculate after receiving the meta information, and there is a problem that high-speed data search cannot be performed.

すなわち、第一の問題点は、メタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、且つ収集を要求するセンシング情報を計測しているセンサノードを特定するために、メタ情報等を一元管理するサーバを必要とすることである。その理由は、サーバを設置できない環境でのセンサネットワークシステムの運用が考慮されていないからである。   That is, the first problem is to store the sensing information that satisfies the specified conditions (attributes and values) regarding the meta information, and to identify the sensor node that measures the sensing information that requires collection, such as meta information It is necessary to have a server that centrally manages This is because the operation of the sensor network system in an environment where a server cannot be installed is not considered.

第二の問題点は、コンピュータが送信するメタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、且つ収集を要求するセンシング情報を計測しているセンサノードの検索に多大な時間を必要とすることである。その理由は、センサノードは、コンピュータからメタ情報の指定条件(属性と値)を含むメッセージを受信した後に、記憶するセンシング情報に対して指定条件(属性)のメタ情報を計算し、計算したメタ情報が指定条件(値)に一致するかを検証するからである。   The second problem is that it takes a great deal of time to search for sensor nodes that store sensing information that satisfies the specified conditions (attributes and values) related to meta information transmitted by the computer and that measure sensing information that requires collection. That is what you need. The reason is that the sensor node calculates the meta information of the specified condition (attribute) for the sensing information stored after receiving a message including the specified condition (attribute and value) of the meta information from the computer. This is because it is verified whether the information matches the specified condition (value).

第三の問題点は、センサネットワークシステムから、メタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、且つ収集を要求するセンシング情報を計測している複数のセンサノードを特定し、特定した複数のセンサノードから、要求するセンシング情報の収集を完了するまでに多大な時間を必要とすることである。その理由は、コンピュータが送信するメタ情報の指定条件(属性と値)と、収集を要求するセンシング情報を含むメッセージを、センサネットワークシステムに配置された全てのセンサノードに送信する必要があり、更に、メタ情報の指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、且つ収集を要求するセンシング情報を記憶する全てのセンサノードがコンピュータにセンシング情報を送信する必要があるからである。   The third problem is that, from the sensor network system, the sensing information that satisfies the specified conditions (attributes and values) regarding the meta information is stored, and a plurality of sensor nodes that measure the sensing information that requires collection are specified, It takes a lot of time to complete the collection of requested sensing information from a plurality of identified sensor nodes. The reason is that it is necessary to send a meta information specification condition (attribute and value) sent by the computer and a message including sensing information requesting collection to all sensor nodes arranged in the sensor network system. This is because all the sensor nodes that store the sensing information that satisfies the specified conditions (attributes and values) of the meta information and that store the sensing information that requires collection must transmit the sensing information to the computer.

そこで、本発明は上記課題に鑑みて発明されたものであって、その目的は、メタ情報等を一元管理するサーバが存在しないセンサネットワークシステムにおいても、収集を要求するセンシング情報、又はメタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を計測しているセンサノードを高速に検索して特定することができる技術を提供することにある。   Therefore, the present invention has been invented in view of the above-described problems, and the object thereof is related to sensing information or meta information that requires collection even in a sensor network system that does not have a server that centrally manages meta information and the like. An object of the present invention is to provide a technique capable of quickly searching and specifying a sensor node measuring sensing information that satisfies a specified condition (attribute and value).

また、本発明の目的は、メタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、又は、収集を要求するセンシング情報を計測しているセンサノードの検索に必要とする時間を短縮することができる技術を提供することにある。   Another object of the present invention is to store sensing information that satisfies the specified conditions (attributes and values) related to meta information, or reduce the time required to search for sensor nodes that measure sensing information that requires collection. It is to provide a technology that can do.

また、本発明の目的は、センサネットワークシステムから、メタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、又は、収集を要求するセンシング情報を計測している複数のセンサノードを検索し、特定した複数のセンサノードから、要求するセンシング情報の収集を完了するまでに必要とする時間を短縮することができる技術を提供することにある。   Another object of the present invention is to store sensing information satisfying specified conditions (attributes and values) related to meta information from a sensor network system, or search a plurality of sensor nodes measuring sensing information requiring collection. It is another object of the present invention to provide a technique capable of reducing the time required to complete the collection of requested sensing information from a plurality of specified sensor nodes.

上記課題を解決する第1の発明は、少なくともひとつ以上のクラスタから構成されるセンサネットワークシステムであって、前記クラスタは、クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成され、前記クラスタメンバは、センシング情報を取得するセンサと、自身の識別情報と、前記センシング情報の属性であるセンシング情報属性とを、前記クラスタヘッドに検索情報として送信する手段と、前記クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、前記センサにより取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信する手段とを有し、前記クラスタヘッダは、前記クラスタメンバから送信されてきたクラスタメンバの識別情報とセンシング情報属性とを関連付けて検索条件情報として記憶する記憶手段と、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求におけるセンシング情報属性に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信する手段とを有することを特徴とする。   A first invention for solving the above problem is a sensor network system including at least one cluster, wherein the cluster includes a cluster head and at least one cluster member, and the cluster member includes: A means for transmitting sensing information to the cluster head as search information, a sensor for acquiring sensing information, its own identification information, and a sensing information attribute that is an attribute of the sensing information, and a request for sensing information from the cluster header. In response, means for transmitting sensing information acquired by the sensor to the cluster header, wherein the cluster header associates identification information of the cluster member transmitted from the cluster member with a sensing information attribute. Storage means for storing as search condition information; In response to the search information search request, the cluster member identification information corresponding to the sensing information attribute in the search request is searched from the search condition information, and the sensing information request is transmitted to the cluster member corresponding to the identification information. And means for carrying out the above.

上記課題を解決する第2の発明は、少なくともひとつ以上のクラスタから構成されるセンサネットワークシステムであって、前記クラスタは、クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成され、前記クラスタメンバは、センシング情報を取得するセンサと、前記センサより取得したセンシング情報からセンシング情報の特徴量であるメタ情報を算出する手段と、自身の識別情報と、前記センシング情報の属性であるセンシング情報属性と、前記算出されたメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性とを、前記クラスタヘッドに送信する手段と、前記クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、前記センサにより取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信する手段とを有し、前記クラスタヘッダは、前記クラスタメンバから送信されてきた、クラスタメンバの識別情報、センシング情報属性、メタ情報及びメタ情報属性を関連付けて検索条件情報として記憶する記憶手段と、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求におけるセンシング情報属性、メタ情報属性及びメタ情報に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信する手段とを有することを特徴とする。   A second invention for solving the above problem is a sensor network system including at least one cluster, wherein the cluster includes a cluster head and at least one cluster member, and the cluster member includes: A sensor that acquires sensing information, a means for calculating meta information that is a feature quantity of sensing information from the sensing information acquired from the sensor, its own identification information, and a sensing information attribute that is an attribute of the sensing information, Sensing acquired by the sensor in response to a request for sensing information from the cluster header and a means for transmitting the calculated meta information and meta information attributes which are attributes of the meta information to the cluster head. Means for transmitting information to the cluster header, and the cluster The ddder responds to a sensing information search request and storage means for associating and storing the cluster member identification information, sensing information attribute, meta information and meta information attribute transmitted from the cluster member as search condition information. Then, the sensing information attribute, the meta information attribute and the cluster member identification information corresponding to the meta information in the search request are searched from the search condition information, and the sensing information request is transmitted to the cluster member corresponding to the identification information. Means.

上記課題を解決する第3の発明は、上記第1又は第2の発明において、前記クラスタは複数のセンサノードで構成され、各センサノードは、クラスタヘッドとクラスタメンバとの役割を、記憶する情報により、変化させることを特徴とする。   According to a third invention for solving the above-mentioned problem, in the first or second invention, the cluster is composed of a plurality of sensor nodes, and each sensor node stores information on roles of a cluster head and a cluster member. It is characterized by changing.

上記課題を解決する第4の発明は、上記第3の発明において、前記センサノードは、センサノードの固有情報であるプロファイルを記憶するノード情報管理手段を有すること特徴とする。   A fourth invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in the third invention, the sensor node has node information management means for storing a profile which is unique information of the sensor node.

上記課題を解決する第5の発明は、上記第4の発明において、クラスタヘッドとなったセンサノードは、管理する全てのクラスタメンバのプロファイルを前記ノード情報管理手段に記憶することを特徴とする。   A fifth invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in the above-mentioned fourth invention, the sensor node serving as the cluster head stores the profiles of all cluster members to be managed in the node information management means.

上記課題を解決する第6の発明は、上記第4又は第5の発明において、クラスタヘッドが、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送することを特徴とする。   According to a sixth invention for solving the above-mentioned problem, in the fourth or fifth invention, the cluster head integrates search condition information and shares a profile with a computer or other cluster head capable of direct communication. Thus, the cluster head to which the search request for the sensing information is transferred is selected, and the sensing information requested by the search request is returned to the computer through the shortest path.

上記課題を解決する第7の発明は、上記第1から第6のいずれかの発明において、直接通信の可能なクラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドが、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合することを特徴とする。   According to a seventh invention for solving the above-described problem, in any one of the first to sixth inventions, a terminal cluster head that holds only one cluster head capable of direct communication is a cluster head capable of direct communication. It is characterized by integrating search condition information.

上記課題を解決する第8の発明は、上記第7の発明において、終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する条件に合致する情報を検索条件情報が保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、前記クラスタヘッドは、前記終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求の転送を行い、前記クラスタヘッドが、前記クラスタヘッド、または前記終端クラスタヘッド、または前記クラスタメンバが計測するセンシング情報を前記コンピュータに最短の経路で返送するために、前記ノード情報記憶部に保持するプロファイルを参照して、センシング情報の転送を行うメッセージ転送手段を有することを特徴とする。   In an eighth invention for solving the above-mentioned problem, in the seventh invention, the terminal cluster head and the cluster member managed by the terminal cluster head search for information that matches a condition corresponding to the sensing information search request. If the condition information is not retained or the sensing information requested by the sensing information retrieval request is not measured, the cluster head transfers the sensing information retrieval request to a cluster head other than the terminal cluster head, The cluster head refers to the profile held in the node information storage unit in order to return the sensing information measured by the cluster head, the terminal cluster head, or the cluster member to the computer through the shortest route. , A message transfer means for transferring sensing information Characterized in that it.

上記課題を解決する第9の発明は、センサネットワークを構成するセンサノードであって、センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、このセンシング情報属性を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理するセンサノード情報管理手段を有することを特徴とする。   A ninth invention that solves the above problem is a sensor node that constitutes a sensor network, and includes a sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from the sensor, and a sensor node that has transmitted the sensing information attribute. Sensor node information management means for managing the identification information as search condition information in association with the identification information is provided.

上記課題を解決する第10の発明は、センサネットワークを構成するセンサノードであって、センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、センシング情報の特徴量であるメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性と、これらの情報を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理するセンサノード情報管理手段を有することを特徴とする。   A tenth invention that solves the above problem is a sensor node that constitutes a sensor network, and includes sensing information attributes that are attribute information of sensing information acquired from the sensors, meta information that is feature amounts of the sensing information, A sensor node information management unit that manages meta information attributes that are attributes of the meta information and identification information of the sensor node that has transmitted the information as search condition information is provided.

上記課題を解決する第11の発明は、上記第9又は第10の発明において、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性、メタ情報属性又はメタ情報から対応するセンサノードの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するセンサノードにセンシング情報の要求を送信する手段を有することを特徴とする。   In an eleventh invention for solving the above-mentioned problem, in the ninth or tenth invention, in response to a search request for sensing information, a sensor node corresponding from the sensing information attribute, meta-information attribute or meta-information of the search request And a means for transmitting a request for sensing information to a sensor node corresponding to the identification information.

上記課題を解決する第12の発明は、上記第9から第11いずれかの発明において、クラスタを複数のセンサノードで構成し、各センサノードは、クラスタヘッドとクラスタメンバとの役割を、記憶する情報により、変化させることを特徴とする。   In a twelfth invention for solving the above-described problem, in any of the ninth to eleventh inventions, a cluster is configured by a plurality of sensor nodes, and each sensor node stores a role of a cluster head and a cluster member. It is characterized by being changed by information.

上記課題を解決する第13の発明は、上記第9から第12いずれかの発明において、前記センサノードは、センサノードの固有情報であるプロファイルを記憶するノード情報管理手段を有すること特徴とする。   A thirteenth invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in any of the ninth to twelfth inventions, the sensor node has node information management means for storing a profile which is unique information of the sensor node.

上記課題を解決する第14の発明は、上記第13の発明において、クラスタヘッドとなったセンサノードは、管理する全てのセンサノードのプロファイルを前記ノード情報管理手段に記憶することを特徴とする。   A fourteenth invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in the thirteenth invention, the sensor node that becomes the cluster head stores the profiles of all sensor nodes to be managed in the node information management means.

上記課題を解決する第15の発明は、上記第14の発明において、クラスタヘッドとなったセンサノードは、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドとなったセンサノードと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送する手段を有することを特徴とする。   According to a fifteenth aspect of the present invention for solving the above-described problems, in the fourteenth aspect, the sensor node serving as the cluster head is a computer capable of direct communication, or the sensor node serving as another cluster head and the search condition information. A means for selecting a cluster head to which the search request for the sensing information is transferred by integrating and sharing the profile, and returning the sensing information requested by the search request for the sensing information to the computer through the shortest path; Features.

上記課題を解決する第16の発明は、上記第12から第15のいずれかの発明において、直接通信の可能なクラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドとなったセンサノードは、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合する手段を有することを特徴とする。   In a sixteenth aspect of the present invention for solving the above-described problem, in any one of the twelfth to fifteenth aspects, the sensor node that is the terminal cluster head that holds only one cluster head capable of direct communication is configured to perform direct communication. It is characterized by having means for integrating search condition information into possible cluster heads.

上記課題を解決する第17の発明は、上記第12から第16のいずれかの発明において、クラスタヘッドとなったセンサノードは、終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する検索条件情報に合致する検索条件情報を保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、前記終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求の転送を行い、クラスタヘッド、終端クラスタヘッド、またはクラスタメンバが計測するセンシング情報を前記コンピュータに最短の経路で返送するために、前記ノード情報記憶部に保持するプロファイルを参照して、センシング情報の転送を行うメッセージ転送手段を有することを特徴とする。   In a seventeenth aspect of the present invention for solving the above-described problem, in any one of the twelfth to sixteenth aspects, the sensor node serving as the cluster head includes a terminal cluster head and a cluster member managed by the terminal cluster head. If the search condition information that matches the search condition information corresponding to the search request for sensing information is not held, or the sensing information requested by the search request for the sensing information is not measured, the cluster heads other than the terminal cluster head are not measured. Transfer the sensing information search request and refer to the profile held in the node information storage unit in order to return the sensing information measured by the cluster head, terminal cluster head, or cluster member to the computer through the shortest route. Message transfer means for transferring sensing information Characterized in that it has.

上記課題を解決する第18の発明は、センサネットワークを構成するセンサノードのプログラムであって、前記プログラムは、前記センサノードに、センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、このセンシング情報属性を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理する処理を実行させることを特徴とする。   An eighteenth invention for solving the above-described problems is a sensor node program constituting a sensor network, wherein the program has a sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from a sensor in the sensor node, and It is characterized in that a process for managing the identification information of the sensor node that has transmitted the sensing information attribute as search condition information is executed.

上記課題を解決する第19の発明は、センサネットワークを構成するセンサノードのプログラムであって、前記プログラムは、前記センサノードに、センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、センシング情報からデータの特徴量であるメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性と、これらの情報を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理する処理を実行させることを特徴とする。   A nineteenth invention for solving the above-mentioned problem is a sensor node program constituting a sensor network, wherein the program has a sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from a sensor in the sensor node, and A process of managing meta-information which is a feature amount of data from sensing information, meta-information attribute which is an attribute of the meta-information, and identification information of a sensor node which has transmitted the information as search condition information It is made to perform.

上記課題を解決する第20の発明は、上記第18又は第19の発明において、前記プログラムは、前記センサノードに、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性、メタ情報属性又はメタ情報に対応するセンサノードの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するセンサノードにセンシング情報の要求を送信する処理を実行させることを特徴とする。   In a twentieth aspect of the invention for solving the above-described problem, in the eighteenth or nineteenth aspect of the invention, the program sends a sensing information attribute, meta information of the search request to the sensor node in response to a search request for sensing information. The sensor node identification information corresponding to the attribute or meta information is searched from the search condition information, and a process of transmitting a request for sensing information to the sensor node corresponding to the identification information is executed.

上記課題を解決する第21の発明は、上記第18から第20のいずれかの発明において、複数のセンサノードにより、クラスタヘッド及びクラスタメンバを構成する場合、センサノードの役割に応じて、前記プログラムは、記憶する情報を変化させることを特徴とする。   According to a twenty-first aspect of the present invention for solving the above-described problems, in the above-described eighteenth to twentieth aspects, when the cluster head and the cluster member are configured by a plurality of sensor nodes, the program is selected according to the role of the sensor node. Is characterized by changing the information to be stored.

上記課題を解決する第22の発明は、上記第18から第21のいずれかの発明において、前記プログラムは、前記センサノードに、センサノードの固有情報であるプロファイルを管理する処理を実行させることを特徴とする。   In a twenty-second invention for solving the above-described problem, in any one of the eighteenth to twenty-first inventions, the program causes the sensor node to execute a process of managing a profile that is unique information of the sensor node. Features.

上記課題を解決する第23の発明は、上記第22の発明において、前記プログラムは、前記センサノードがクラスタヘッドとなった場合、前記センサノードに、管理する全てのクラスタメンバのプロファイルを管理する処理を実行させることを特徴とする。   In a twenty-third aspect of the invention for solving the above-described problems, in the twenty-second aspect, when the sensor node becomes a cluster head, the program manages a profile of all cluster members managed by the sensor node. Is executed.

上記課題を解決する第24の発明は、上記第23の発明において、前記プログラムは、前記センサノードがクラスタヘッドとなった場合、前記センサノードに、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送する処理を実行させることを特徴とする。   In a twenty-fourth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in the twenty-third aspect, the program is a computer or other cluster head capable of directly communicating with the sensor node when the sensor node becomes a cluster head. The search condition information is integrated and the profile is shared to select the cluster head to which the sensing information search request is transferred, and return the sensing information requested by the sensing information search request to the computer through the shortest route. It is characterized in that the processing is performed.

上記課題を解決する第25の発明は、上記第21から第24のいずれかの発明において、前記プログラムは、前記センサノードが直接通信の可能なクラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドである場合、前記センサノードに、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合させる処理を実行させることを特徴とする。   In a twenty-fifth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in any one of the twenty-first to twenty-fourth aspects, the program is a terminal cluster head in which the sensor node holds only one cluster head capable of direct communication. In this case, the sensor node is caused to execute processing for integrating search condition information into a cluster head capable of direct communication.

上記課題を解決する第26の発明は、上記第21から第25のいずれかの発明において、前記センサノードがクラスタヘッドであり、終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する検索条件情報に合致する検索条件情報を保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、前記プログラムは、前記センサノードに、終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求を転送する処理と、クラスタヘッド、または終端クラスタヘッド、またはクラスタメンバが計測するセンシング情報をコンピュータに最短の経路で返送するために、前記プロファイルを参照して、センシング情報を転送する処理とを実行させることを特徴とする。   In a twenty-sixth aspect of the present invention for solving the above-described problem, in any one of the twenty-first to twenty-fifth aspects, the sensor node is a cluster head, and the terminal cluster head and the cluster member managed by the terminal cluster head are When the search condition information that matches the search condition information corresponding to the search request for sensing information is not held, or when the sensing information requested by the search request for the sensing information is not measured, the program causes the sensor node to In order to send a sensing information search request to a cluster head other than the terminal cluster head and return the sensing information measured by the cluster head, the terminal cluster head, or the cluster member to the computer through the shortest route, the profile is Refer to and transfer sensing information Characterized in that for the execution.

上記課題を解決する第27の発明は、センサノードから構成されるクラスタを少なくともひとつ以上有するセンサネットワークであって、クラスタを構成するセンサノードの識別情報と、前記センサノードのセンシング情報属性とが関連付けられた検索条件情報を、クラスタを管理するセンサノードに管理させ、前記検索条件情報を管理しているセンサノードに、センシング情報の検索要求を送信し、前記クラスタを管理するセンサノードは、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索条件情報に基づいて検索し、該当するセンサノードにセンシング情報の要求を送信することを特徴とする。   A twenty-seventh aspect of the present invention for solving the above problem is a sensor network having at least one cluster composed of sensor nodes, wherein the identification information of the sensor nodes constituting the cluster is associated with the sensing information attribute of the sensor node. The search node information is managed by a sensor node that manages the cluster, a sensing information search request is transmitted to the sensor node that manages the search condition information, and the sensor node that manages the cluster In response to the search request, a search is performed based on the search condition information, and a request for sensing information is transmitted to the corresponding sensor node.

上記課題を解決する第28の発明は、上記第27の発明において、前記検索条件情報は、センサノードのメタ情報とメタ情報属性とを含み、前記メタ情報とメタ情報属性とは前記センサノードの識別情報とに関連付けられていることを特徴とする。   In a twenty-eighth aspect of the present invention for solving the above-described problem, in the twenty-seventh aspect, the search condition information includes meta information and meta information attributes of sensor nodes, and the meta information and meta information attributes are It is characterized by being associated with identification information.

上記課題を解決する第29の発明は、上記第27又は第28の発明において、センサノードは、センシング情報の検索要求又はセンシング情報の送信のための情報であるプロファイルを記憶することを特徴とする。   The twenty-ninth invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in the twenty-seventh or twenty-eighth invention, the sensor node stores a profile which is information for a sensing information search request or sensing information transmission. .

上記課題を解決する第30の発明は、クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成されるクラスタを、少なくともひとつ以上有するセンサネットワークシステムにおけるセンシング情報検索方法であって、クラスタメンバは、自身の識別情報と、自身のセンシング情報の属性であるセンシング情報属性とを、クラスタヘッドに検索情報として送信し、クラスタヘッダは、前記クラスタメンバから送信されてきたクラスタメンバの識別情報とセンシング情報属性とを関連付けて検索条件情報として記憶し、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信し、クラスタメンバは、クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信することを特徴とする。   A thirtieth invention for solving the above-mentioned problem is a sensing information search method in a sensor network system having at least one cluster composed of a cluster head and at least one cluster member, wherein the cluster member And the sensing information attribute that is an attribute of its own sensing information are transmitted as search information to the cluster head, and the cluster header includes the cluster member identification information and the sensing information attribute transmitted from the cluster member. Is stored as search condition information, and in response to a sensing information search request, cluster member identification information corresponding to the sensing information attribute of the search request is searched from the search condition information, and this identification information is supported. Send a request for sensing information to the cluster member And, a cluster member, in response to the request of the sensing information from the cluster header, and transmits the acquired sensing information to the cluster header.

上記課題を解決する第31の発明は、クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成されるクラスタを、少なくともひとつ以上有するセンサネットワークシステムにおけるセンシング情報検索方法であって、クラスタメンバは、自身の識別情報と、自身のセンシング情報の属性であるセンシング情報属性と、前記センシング情報から算出されたメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性とを、クラスタヘッドに送信し、クラスタヘッダは、前記クラスタメンバから送信されてきた、クラスタメンバの識別情報、センシング情報属性、メタ情報及びメタ情報属性を関連付けて検索条件情報として記憶し、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性、メタ情報属性及びメタ情報に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信し、クラスタメンバは、クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信することを特徴とする。   A thirty-first invention for solving the above-mentioned problem is a sensing information search method in a sensor network system having at least one cluster composed of a cluster head and at least one cluster member. Identification information, sensing information attribute that is an attribute of its own sensing information, meta information calculated from the sensing information, and meta information attribute that is an attribute of the meta information are transmitted to the cluster head, and the cluster header The cluster member identification information, sensing information attribute, meta information, and meta information attribute transmitted from the cluster member are stored as search condition information in association with each other, and in response to a sensing information search request, the search request Supports sensing information attributes, meta information attributes, and meta information The cluster member identification information is searched from the search condition information, and a sensing information request is transmitted to the cluster member corresponding to the identification information. The cluster member responds to the sensing information request from the cluster header, The acquired sensing information is transmitted to the cluster header.

上記課題を解決する第32の発明は、センサノードから構成されるクラスタを少なくともひとつ以上有するセンサネットワークにおけるセンシング情報検索方法であって、クラスタを構成するセンサノードの識別情報と、前記センサノードのセンシング情報属性とが関連付けられた検索条件情報を、クラスタを管理するセンサノードに管理させ、前記検索条件情報を管理しているセンサノードに、センシング情報の検索要求を送信し、前記クラスタを管理するセンサノードは、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索条件情報に基づいて検索し、該当するセンサノードにセンシング情報の要求を送信することを特徴とする。   A thirty-second invention for solving the above-described problem is a sensing information retrieval method in a sensor network having at least one cluster composed of sensor nodes, the sensor node identifying information constituting the cluster, and sensing of the sensor nodes. A sensor that manages the cluster by managing the search condition information associated with the information attribute to a sensor node that manages the cluster, transmits a search request for sensing information to the sensor node that manages the search condition information In response to a search request for sensing information, the node searches based on the search condition information and transmits a request for sensing information to the corresponding sensor node.

上記課題を解決する第33の発明は、センサネットワークを構成するセンサノードのセンシング情報検索方法であって、センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、このセンシング情報属性を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理することを特徴とする。   A thirty-third invention for solving the above-described problem is a sensing information search method for sensor nodes constituting a sensor network, wherein a sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from a sensor and the sensing information attribute are transmitted. It is characterized in that it is managed as search condition information in association with the sensor node identification information.

上記課題を解決する第34の発明は、センサネットワークを構成するセンサノードのセンシング情報検索方法であって、センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、センシング情報からデータの特徴量であるメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性と、これらの情報を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理することを特徴とする。   A thirty-fourth invention for solving the above-mentioned problem is a sensing information retrieval method for sensor nodes constituting a sensor network, wherein the sensing information attribute is attribute information of sensing information acquired from the sensor, and the data characteristics from the sensing information The meta information that is the quantity, the meta information attribute that is the attribute of the meta information, and the identification information of the sensor node that has transmitted the information are associated with each other and managed as search condition information.

上記課題を解決する第35の発明は、上記第33又は第34の発明において、センシング情報の検索要求に応答して、前記センシング情報のセンシング情報属性、メタ情報属性、又はメタ情報に対応するセンサノードの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するセンサノードにセンシング情報の要求を送信することを特徴とする。   In a thirty-fifth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problem, in the thirty-third or thirty-fourth aspect, in response to a sensing information search request, a sensor corresponding to a sensing information attribute, meta information attribute, or meta information of the sensing information Node identification information is searched from the search condition information, and a request for sensing information is transmitted to a sensor node corresponding to the identification information.

上記課題を解決する第36の発明は、上記第33から第35のいずれかの発明において、複数のセンサノードにより、クラスタヘッド及びクラスタメンバを構成する場合、センサノードの役割に応じて、記憶する情報を変化させることを特徴とする。   In a thirty-sixth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in any of the thirty-third to thirty-fifth aspects, when a cluster head and a cluster member are constituted by a plurality of sensor nodes, storage is performed according to the role of the sensor node. It is characterized by changing information.

上記課題を解決する第37の発明は、上記第33から第36のいずれかの発明において、ノードの固有情報であるプロファイルを管理することを特徴とする。   A thirty-seventh invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in any of the thirty-third to thirty-sixth inventions, a profile that is unique information of a node is managed.

上記課題を解決する第38の発明は、上記第37の発明において、センサノードがクラスタヘッドとなった場合、管理する全てのクラスタメンバのプロファイルを記憶することを特徴とする。   The thirty-eighth invention for solving the above-mentioned problems is characterized in that, in the above-mentioned thirty-seventh invention, when the sensor node becomes a cluster head, the profiles of all cluster members to be managed are stored.

上記課題を解決する第39の発明は、上記第37又は第38の発明において、センサノードがクラスタヘッドとなった場合、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送することを特徴とする。   In a thirty-ninth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, when the sensor node becomes a cluster head in the thirty-seventh or thirty-eighth aspect, search condition information is integrated with a computer or other cluster head capable of direct communication. Then, by sharing a profile, a cluster head to which the sensing information search request is transferred is selected, and the sensing information requested by the sensing information search request is returned to the computer through the shortest path.

上記課題を解決する第40の発明は、上記第36から第39のいずれかの発明において、センサノードが、直接通信の可能な前記クラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドである場合、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合させることを特徴とする。   In a forty-sixth aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, in any of the thirty-sixth to thirty-ninth aspects, if the sensor node is a terminal cluster head that holds only one cluster head capable of direct communication, The search condition information is integrated into a cluster head capable of communication.

上記課題を解決する第41の発明は、上記第36から第40のいずれかの発明において、センサノードがクラスタヘッドであり、終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する検索条件情報に合致する検索条件情報を保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、前記センサノードは、前記終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求を転送し、前記クラスタヘッド、または前記終端クラスタヘッド、または前記クラスタメンバが計測するセンシング情報を前記コンピュータに最短の経路で返送するために、前記プロファイルを参照して、センシング情報を転送することを特徴とする。   In a forty-first aspect of the present invention for solving the above-described problems, in any of the thirty-sixth to fortieth aspects, the sensor node is a cluster head, and the terminal cluster head and a cluster member managed by the terminal cluster head are the sensing nodes. If the search condition information that matches the search condition information corresponding to the information search request is not held or the sensing information requested by the sensing information search request is not measured, the sensor node is other than the terminal cluster head. A search request for sensing information to the cluster head, and refer to the profile in order to return the sensing information measured by the cluster head, the terminal cluster head, or the cluster member to the computer through the shortest route. Transfer of sensing information .

本発明は、少なくともひとつ以上のクラスタから構成されるセンサネットワークシステムにおいて、クラスタのクラスタメンバは、自身の識別情報と、センシング情報の属性であるセンシング情報属性とを、クラスタヘッドに検索情報として送信しておく。クラスタヘッダは、クラスタメンバから送信されてきたクラスタメンバの識別情報とセンシング情報属性とを関連付けて検索条件情報として、汎用機億部に記憶しておく。そして、外部のコンピュータからのセンシング情報の検索要求に応答して、検索要求におけるセンシング情報属性に対応するクラスタメンバの識別情報を、検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信することにより、従来のシステムに比較して、通信オーバヘッドを低減できる。   According to the present invention, in a sensor network system composed of at least one cluster, cluster members of the cluster transmit their identification information and sensing information attribute which is an attribute of sensing information to the cluster head as search information. Keep it. The cluster header stores the identification information of the cluster member transmitted from the cluster member and the sensing information attribute in association with the sensing information attribute in the general-purpose machine part as the search condition information. Then, in response to a sensing information retrieval request from an external computer, the cluster member identification information corresponding to the sensing information attribute in the retrieval request is retrieved from the search condition information, and the cluster member corresponding to this identification information is sensed. By transmitting information requests, communication overhead can be reduced compared to conventional systems.

更に、検索情報として、センシング情報の特徴量であるメタ情報と、メタ情報の属性であるメタ情報属性とを含めることも可能である。   Further, meta information that is a feature amount of sensing information and meta information attributes that are attributes of meta information can be included as search information.

本発明の第1の効果は、センサノードが搭載するセンサ機器の種類を、センシング情報の検索に利用しない手法と比較して高速なセンシング情報の検索を実現できる。なぜならば、センシング情報検索メッセージが指定する、つまり検索されるべきセンシング情報を計測するセンサ機器を搭載するクラスタメンバをクラスタヘッドが情報として内部に保持するので、クラスタヘッドは、内部に保持する情報に基づき、検索するセンシング情報を計測しているクラスタメンバとの間だけで通信作業を実行することができるので、通信オーバヘッドを低減できる。   The first effect of the present invention can realize a high-speed search for sensing information as compared to a method that does not use the type of sensor device mounted on the sensor node for the search of sensing information. This is because the cluster head holds the cluster member equipped with the sensor device that measures the sensing information to be searched, which is designated by the sensing information search message, as the information held in the cluster head. Based on this, the communication work can be executed only with the cluster member that measures the sensing information to be searched, so that the communication overhead can be reduced.

また、本発明の第2の効果は、センサネットワークシステムにクラスタメッシュ型ネットワークトポロジを採用するだけで、メタ情報や、プロファイル等を一元管理するためのサーバが不要となることである。この結果、コンピュータはサーバが存在しない環境においても、センサノードを経由してセンサネットワークシステムに接続し、データ検索を実現できる。その理由は、クラスタメッシュ型ネットワークトポロジのクラスタヘッドの汎用情報記憶部でメタ情報を管理し、ノード情報管理部でクラスタメンバのプロファイルを管理するためである。   Further, the second effect of the present invention is that a server for centrally managing meta information, profiles, and the like is not required only by adopting a cluster mesh network topology in the sensor network system. As a result, the computer can connect to the sensor network system via the sensor node even in an environment where no server exists, and can realize data retrieval. The reason is that the general information storage unit of the cluster head of the cluster mesh network topology manages the meta information, and the node information management unit manages the profile of the cluster member.

また、本発明の第3の効果は、メタ情報の指定条件(属性と値)と、収集を要求するセンシング情報を含むメッセージをコンピュータから受信するセンサノードをクラスタヘッドに限定することで、メタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、且つ収集を要求するセンシング情報を計測しているセンサノードの特定に要する時間を短縮できることである。その理由は、クラスタメンバは、計測したセンシング情報から事前にメタ情報を計算し、計算したメタ情報をクラスタヘッドに登録しているからである。   Further, the third effect of the present invention is that meta information is specified by limiting a sensor node that receives a message including a specified condition (attribute and value) of meta information and sensing information requesting collection from a computer to the cluster head. It is possible to reduce the time required to specify the sensor node that stores the sensing information that satisfies the specified conditions (attributes and values) and measures the sensing information that requires collection. The reason is that the cluster member calculates meta information in advance from the measured sensing information and registers the calculated meta information in the cluster head.

また、本発明の第4の効果は、クラスタヘッドが、メタ情報の指定条件(属性と値)と、収集を要求するセンシング情報を含むメッセージを転送するクラスタヘッドを制限し、要求するセンシング情報を最短経路でコンピュータに返信することで、センサネットワークシステムから、メタ情報に関する指定条件(属性と値)を満たすセンシング情報を記憶し、且つ収集を要求するセンシング情報を計測している複数のセンサノードの検索し、特定した複数のセンサノードから、要求するセンシング情報の収集を完了するまでに要する時間を短縮できることにある。その理由は、直接通信可能なクラスタヘッドを唯一しか有しないクラスタヘッドが記憶するメタ情報と、プロファイルと、を事前に直接通信可能な唯一のクラスタヘッドに送信し、且つ、クラスタヘッドは直接通信可能なコンピュータ/クラスタヘッドからプロファイルを受信するためである。   In addition, the fourth effect of the present invention is that the cluster head restricts the cluster head that transmits a message including the designation condition (attribute and value) of meta information and the sensing information requesting collection, and the sensing information requested is determined. By returning to the computer with the shortest path, the sensor network system stores the sensing information that satisfies the specified conditions (attributes and values) regarding the meta information, and the sensor nodes that measure the sensing information that requires collection are measured. It is possible to shorten the time required to complete the collection of requested sensing information from a plurality of sensor nodes that have been searched and identified. The reason is that the meta information stored in the cluster head that has only one cluster head that can communicate directly and the profile are sent to the only cluster head that can communicate directly in advance, and the cluster head can communicate directly. This is because the profile is received from the computer / cluster head.

本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、本発明の第1の実施の形態を説明する。   First, a first embodiment of the present invention will be described.

第1の実施の形態は、図53に示すような、少なくとも一台のクラスタヘッドCH1と、少なくとも1台以上のクラスタメンバCM11、CM12、CM13とが構成するクラスタ1000が少なくとも一つ存在するセンサネットワークシステムで動作する。図53のセンサネットワークシステムは、1つのクラスタしか存在せず、複数のクラスタヘッドを中継するマルチホップ通信を必要としないため、厳密にはクラスタメッシュ型のネットワークトポロジの構成ではないが、本発明を適用することにより、クラスタ内部で高速なセンシング情報の検索が可能となる。   In the first embodiment, as shown in FIG. 53, a sensor network in which at least one cluster 1000 including at least one cluster head CH1 and at least one cluster member CM11, CM12, CM13 exists. Works with the system. The sensor network system of FIG. 53 has only one cluster and does not require multi-hop communication that relays a plurality of cluster heads. Therefore, although it is not strictly a cluster mesh type network topology configuration, By applying it, it is possible to search for sensing information at high speed within the cluster.

図2は、第1の実施の形態におけるクラスタヘッドCH1のブロック図である。図2を参照すると、クラスタヘッドCH1は、有線接続、無線接続によりデータを受信する受信装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記憶する記憶装置3と、有線接続、無線接続によりデータを送信する送信装置4とを含む。   FIG. 2 is a block diagram of the cluster head CH1 in the first embodiment. Referring to FIG. 2, the cluster head CH1 includes a receiving device 1 that receives data by wired connection and wireless connection, a data processing device 2 that operates by program control, a storage device 3 that stores information, a wired connection, and wireless connection. And a transmission device 4 that transmits data by connection.

図3は第1の実施の形態におけるクラスタメンバCM11、CM12、CM13のブロック図である。図3を参照すると、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、有線接続、無線接続によりデータを受信する受信装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記憶する記憶装置3と、有線接続、無線接続によりデータを送信する送信装置4と、センシング情報を収集するためのセンサ装置5とを含む。   FIG. 3 is a block diagram of the cluster members CM11, CM12, and CM13 in the first embodiment. Referring to FIG. 3, the cluster members CM11, CM12, and CM13 include a receiving device 1 that receives data by wired connection and wireless connection, a data processing device 2 that operates by program control, and a storage device 3 that stores information. It includes a transmission device 4 that transmits data by wired connection and wireless connection, and a sensor device 5 that collects sensing information.

クラスタヘッドCH1、クラスタメンバCM11、CM12、CM13の記憶装置3は汎用情報記憶部31を備える。この汎用情報記憶部31は、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11、CM12、CM13とで記憶する情報が異なる。   The storage device 3 of the cluster head CH1 and the cluster members CM11, CM12, and CM13 includes a general-purpose information storage unit 31. The general-purpose information storage unit 31 stores different information in the cluster head CH1 and the cluster members CM11, CM12, and CM13.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13の汎用情報記憶部31には、センシング情報SEと、センシング情報属性SAとから構成される可変長データが記憶される。   The general-purpose information storage unit 31 of the cluster members CM11, CM12, and CM13 stores variable length data including sensing information SE and sensing information attribute SA.

ここで、センシング情報SEと、センシング情報属性SAとについて説明する。   Here, the sensing information SE and the sensing information attribute SA will be described.

センシング情報SEは、クラスタメンバCM11、CM12、CM13が装備するセンサ装置5を用いて計測するセンシング情報のデータ値(計測値)であり、センシング情報属性SAと対応付けされて記憶される。クラスタメンバCM11、CM12、CM13には、複数のセンサ機器が装備されている。例えば、センサ機器としては、『温度センサ、湿度センサ、照度センサ、赤外線センサ、カメラセンサ、マイクロフォン、電波時計、GPS』などが存在し、それらセンサ機器から計測されるセンシング情報SEには『温度計測値、湿度計測値、照度計測値、赤外線計測値、画像計測値、音声計測値、絶対時刻計測値、絶対位置計測値』が対応する。   The sensing information SE is a data value (measurement value) of sensing information measured using the sensor device 5 provided in the cluster members CM11, CM12, and CM13, and is stored in association with the sensing information attribute SA. The cluster members CM11, CM12, and CM13 are equipped with a plurality of sensor devices. For example, sensor devices include “temperature sensor, humidity sensor, illuminance sensor, infrared sensor, camera sensor, microphone, radio clock, GPS” and the like, and sensing information SE measured from these sensor devices includes “temperature measurement”. Value, humidity measurement value, illuminance measurement value, infrared measurement value, image measurement value, sound measurement value, absolute time measurement value, absolute position measurement value ”.

センシング情報属性SAは、『温度、湿度、照度、赤外線、画像、音声、絶対時刻、絶対位置』などのセンシング情報SEの種類を指定するためのパラメータであり(実際には、センシング情報属性SAは単位系を含めた上で定義される。つまり、温度[℃]と温度[K]では異なるセンシング情報属性SAとなる。尚、センシング情報属性SAは、図4に示す異なる8ビットの値で与えられる。具体的には、センサ装置5に具備される第一のセンサ機器51と、第二のセンサ機器52と、第三のセンサ機器53と、第四のセンサ機器54と、から計測されるセンシング情報SEに対して、一意にセンシング情報属性SAが関連付けされる。   The sensing information attribute SA is a parameter for designating the type of sensing information SE such as “temperature, humidity, illuminance, infrared ray, image, sound, absolute time, absolute position” (actually, the sensing information attribute SA is In other words, the sensing information attribute SA is different between the temperature [° C.] and the temperature [K], and the sensing information attribute SA is given as a different 8-bit value shown in FIG. Specifically, measurement is performed from a first sensor device 51, a second sensor device 52, a third sensor device 53, and a fourth sensor device 54 provided in the sensor device 5. A sensing information attribute SA is uniquely associated with the sensing information SE.

一方、クラスタヘッドCH1の汎用情報記憶部31には、ノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとから構成される固定長データが記憶される。   On the other hand, the general-purpose information storage unit 31 of the cluster head CH1 stores fixed-length data including a node identification number ID and a sensing information attribute SA.

ノード識別番号IDはセンサノードの識別情報である。各センサノードは、ノード識別番号をリンクレベルプロトコルにより認識し、クラスタヘッド、またはクラスタメンバの役割を相互に決定し、クラスタが確定される。   The node identification number ID is sensor node identification information. Each sensor node recognizes the node identification number by a link level protocol, determines the role of the cluster head or cluster member, and the cluster is determined.

データ処理装置2は、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11、CM12、CM13とで実行する処理が異なる。   The data processing device 2 is different in the processing executed by the cluster head CH1 and the cluster members CM11, CM12, and CM13.

クラスタヘッドCH1のデータ処理装置2は、メッセージ解釈手段21と、メタ情報参照手段22と、メタ情報登録手段24と、メッセージ変換手段26とを備える。   The data processing device 2 of the cluster head CH1 includes a message interpretation unit 21, a meta information reference unit 22, a meta information registration unit 24, and a message conversion unit 26.

一方、クラスタメンバCM11、CM12、CM13のデータ処理装置2は、メッセージ解釈手段21と、センシング情報抽出手段22と、センシング情報返送手段25と、メッセージ変換手段26とを備える。   On the other hand, the data processing devices 2 of the cluster members CM11, CM12, and CM13 include message interpretation means 21, sensing information extraction means 22, sensing information return means 25, and message conversion means 26.

ここで、本実施の形態で使用するメッセージについて説明する。   Here, messages used in the present embodiment will be described.

本実施の形態で使用するメッセージの種類には、『センシング情報検索メッセージ』と、『メタ情報通知メッセージ』と、『センシング情報通知メッセージ』との三種類がある。   There are three types of messages used in the present embodiment: “sensing information search message”, “meta information notification message”, and “sensing information notification message”.

センシング情報検索メッセージは、例えば、クラスタ1000以外の他のコンピュータ等からクラスタヘッドCH1に送信され、その後、クラスタヘッドCH1からクラスタメンバCM11、CM12、CM13に送信されるメッセージであり、クラスタメンバCM11、CM12、CM13の汎用情報記憶部31に記憶されたセンシング情報SEから、センシング情報検索メッセージが指定するセンシング情報SEを検索するためのメッセージである。   The sensing information search message is, for example, a message transmitted from a computer other than the cluster 1000 to the cluster head CH1, and then transmitted from the cluster head CH1 to the cluster members CM11, CM12, CM13. , A message for searching the sensing information SE specified by the sensing information search message from the sensing information SE stored in the general-purpose information storage unit 31 of the CM 13.

メタ情報通知メッセージは、クラスタメンバCM11、CM12、CM13が搭載するセンサ機器(図3における第一のセンサ機器51,第二のセンサ機器52,第三のセンサ機器53,第四のセンサ機器54等)に対応付けされたセンシング情報属性SAを、クラスタヘッドCH1に通知するためのメッセージである。   The meta information notification message is sent to the sensor devices (first sensor device 51, second sensor device 52, third sensor device 53, fourth sensor device 54, etc. in FIG. 3) mounted on the cluster members CM11, CM12, CM13. ) Is a message for notifying the cluster head CH1 of the sensing information attribute SA associated with.

センシング情報通知メッセージは、クラスタメンバCM11、CM12、CM13が計測したセンシング情報を、クラスタヘッドCH1からクラスタ1000以外の他のコンピュータ等に通知するためのメッセージである。   The sensing information notification message is a message for notifying the sensing information measured by the cluster members CM11, CM12, and CM13 from the cluster head CH1 to other computers other than the cluster 1000.

これら三種類のメッセージは、図54に示す『メッセージ定義ブロック』と、『メタ情報定義ブロック』と、『センシング情報定義ブロック』とを組合せることで構成される。   These three types of messages are configured by combining a “message definition block”, a “meta information definition block”, and a “sensing information definition block” shown in FIG.

メッセージ定義ブロックは、メッセージの内容を定義する部分で、メッセージ種類MgTと、送信元ノード識別番号SrcIDと、宛先ノード識別番号DstIDと、マルチホップ回数HOPnumと、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistと、メッセージ生存ホップ期間TTLと、メッセージ長MgLと、パディング長PadLとから構成される。   The message definition block is a part that defines the content of the message. The message type MgT, the source node identification number SrcID, the destination node identification number DstID, the multihop count HOPnum, the multihop routing route history RIDHist, and the message survival. It is composed of a hop period TTL, a message length MgL, and a padding length PadL.

メッセージ種類MgTは、メッセージの種類を指定する。   Message type MgT specifies the type of message.

送信元ノード識別番号SrcIDは、メッセージの送信元のノードのノード識別番号IDを指定する。   The transmission source node identification number SrcID designates the node identification number ID of the message transmission source node.

宛先ノード識別番号DstIDは、メッセージの宛先のノードのノード識別番号IDを指定する。   The destination node identification number DstID specifies the node identification number ID of the destination node of the message.

メッセージ長MgLは、メッセージの全長をバイト単位で指定する。メッセージの構成によって、メッセージ長MgLをバイト単位で指定できない場合、バイト単位で指定できるように未使用領域を確保し、未使用領域には”0“を記入する(”0“以外の数字でも良い)。未使用領域の全長をビット単位で指定するのがパディング長PadLである。   Message length MgL specifies the total length of the message in bytes. If the message length MgL cannot be specified in bytes, depending on the message structure, an unused area is secured so that it can be specified in bytes, and “0” is written in the unused area (a number other than “0” may be used). ). The padding length PadL specifies the total length of the unused area in bits.

メタ情報定義ブロックは、メタ情報の条件を定義する部分で、センシング情報属性SAから構成される。   The meta information definition block defines a meta information condition, and includes a sensing information attribute SA.

センシング情報定義ブロックは、センシング情報の条件を定義する部分で、センシング情報SEと、センシング情報属性SAとから構成される。   The sensing information definition block is a part that defines conditions for sensing information, and includes sensing information SE and sensing information attributes SA.

メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとの先頭部には継続フラグFが記述される。複数のメッセージを続けて送信する場合に、メッセージ定義ブロックの継続フラグFを有効にすることで、複数のメッセージを連続で記述できる。また、一つのメッセージに、複数のメタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとを記述する場合、メタ情報定義ブロック、およびセンシング情報定義ブロックの先頭部の継続フラグFを有効にすることで、複数のメタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとを記述できる。   A continuation flag F is described at the head of the message definition block, meta information definition block, and sensing information definition block. When a plurality of messages are continuously transmitted, a plurality of messages can be described in succession by enabling the continuation flag F in the message definition block. Further, when a plurality of meta information definition blocks and sensing information definition blocks are described in one message, the continuation flag F at the beginning of the meta information definition block and the sensing information definition block is enabled, Meta information definition block and sensing information definition block can be described.

クラスタヘッドCH1は、受信装置1により受信したメッセージのメッセージ定義ブロックをメッセージ解釈手段21により解析して、メタ情報参照手段22、またはメタ情報登録手段24に受け渡すかを決定する。   The cluster head CH1 analyzes the message definition block of the message received by the receiving device 1 by the message interpretation unit 21 and determines whether to pass it to the meta information reference unit 22 or the meta information registration unit 24.

一方、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は受信装置1により受信したメッセージのメッセージ定義ブロックをメッセージ解析手段21により解析して、センシング情報抽出手段23に受け渡すかを決定する。   On the other hand, the cluster members CM11, CM12, and CM13 analyze the message definition block of the message received by the receiving device 1 by the message analysis unit 21 and determine whether to pass to the sensing information extraction unit 23.

クラスタヘッドCH1は、メタ情報参照手段22を用いて、メッセージ解釈手段21から受け取ったセンシング情報検索メッセージを処理する。汎用情報記憶部31に保持するセンシング情報属性SAを参照して、センシング情報検索メッセージのセンシング情報定義ブロックで指定するセンシング情報属性SAを検索する。その後、センシング情報検索メッセージをメッセージ変換手段26に受け渡す。そして、クラスタヘッドCH1は、メッセージ変換手段26を用いて、メタ情報参照手段22から受け取ったセンシング情報検索メッセージを、新たなセンシング情報検索メッセージに変換する。   The cluster head CH1 processes the sensing information search message received from the message interpretation unit 21 using the meta information reference unit 22. With reference to the sensing information attribute SA held in the general-purpose information storage unit 31, the sensing information attribute SA designated in the sensing information definition block of the sensing information search message is searched. Thereafter, the sensing information search message is delivered to the message conversion means 26. Then, the cluster head CH1 uses the message conversion unit 26 to convert the sensing information search message received from the meta information reference unit 22 into a new sensing information search message.

その後、クラスタヘッドCH1は、メタ情報登録手段24を用いて、メッセージ解釈手段21から受け取ったメタ情報通知メッセージを処理する。汎用情報記憶部31を探索し、メタ情報通知メッセージが、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックとで指定するノード識別番号ID、およびセンシング情報属性SAを格納する記憶領域を検索する。既にノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとが書き込まれている場合は、処理を行わない。ノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとが書き込まれていない場合は、新規に記憶領域を確保してノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとを登録する。   Thereafter, the cluster head CH1 processes the meta information notification message received from the message interpreting means 21 using the meta information registering means 24. The general information storage unit 31 is searched, and the meta information notification message searches the storage area for storing the message definition block, the node identification number ID specified by the meta information definition block, and the sensing information attribute SA. If the node identification number ID and the sensing information attribute SA are already written, no processing is performed. If the node identification number ID and the sensing information attribute SA are not written, a new storage area is secured and the node identification number ID and the sensing information attribute SA are registered.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報抽出手段23を用いて、メッセージ解釈手段21から受け取ったセンシング情報検索メッセージを処理する。汎用記憶部31に保持するセンシング情報属性SAを参照して、センシング情報検索メッセージがセンシング情報定義ブロックにおいて指定するセンシング情報属性SAに対応するセンシング情報SEを抽出する。その後、センシング情報検索メッセージ、および抽出したセンシング情報SEをメッセージ変換手段26に受け渡す。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 process the sensing information search message received from the message interpretation unit 21 using the sensing information extraction unit 23. With reference to the sensing information attribute SA held in the general-purpose storage unit 31, the sensing information SE corresponding to the sensing information attribute SA specified in the sensing information definition block by the sensing information search message is extracted. Thereafter, the sensing information search message and the extracted sensing information SE are delivered to the message conversion means 26.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、メッセージ変換手段26を用いて、センシング情報抽出手段23から受け取ったセンシング情報検索メッセージと、センシング情報SEとをセンシング情報通知メッセージに変換し、送信装置4を介してクラスタヘッドCH1に送信する。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 convert the sensing information search message and the sensing information SE received from the sensing information extraction unit 23 into a sensing information notification message using the message conversion unit 26, and transmit the sensing information notification message via the transmission device 4. Transmit to the cluster head CH1.

次に、フローチャートを参照して本発明の実施の形態の動作について詳細に説明する。   Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to a flowchart.

まず、図6のフローチャートを参照して、環境に配置されたノードが、図53にあるようなクラスタを構築するまでの動作を説明する。   First, with reference to the flowchart of FIG. 6, the operation until the nodes arranged in the environment construct a cluster as shown in FIG. 53 will be described.

まず、センサノードは環境に配置されると、周辺検索を実行して(ステップF1)、リンクレベルのプロトコルにより、検索に成功したセンサノードと相互にノード識別番号を認識する(ステップF2)。その後、センサノードが搭載するバッテリ残量や、受信電波強度といったパラメータに基づきクラスタヘッド、またはクラスタメンバの役割を相互に決定し(ステップF3)、クラスタヘッドと複数のクラスタメンバとは通信リンクを確立して、クラスタが確定される(ステップF5)。   First, when the sensor node is arranged in the environment, a peripheral search is executed (step F1), and a node identification number is recognized mutually with the sensor node that has been successfully searched by a link level protocol (step F2). Thereafter, the roles of the cluster head or cluster members are determined based on parameters such as the remaining battery capacity of the sensor node and the received radio wave intensity (step F3), and a communication link is established between the cluster head and the plurality of cluster members. Then, the cluster is determined (step F5).

このような動作により、図53に示されるような、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11、CM12、CM13とから構成されるクラスタ1000が構築される。   By such an operation, a cluster 1000 composed of the cluster head CH1 and the cluster members CM11, CM12, and CM13 as shown in FIG. 53 is constructed.

次に、図55のフローチャートを参照して、クラスタメンバCM11、CM12、CM13が、センシング情報SEを計測し、メタ情報通知メッセージにより、クラスタヘッドCH1にノード識別番号IDと、センシング情報属性SAを通知する動作と、クラスタヘッドCH1がメタ情報MEを汎用情報記憶部31に登録する動作とを説明する。   Next, referring to the flowchart of FIG. 55, the cluster members CM11, CM12, and CM13 measure the sensing information SE and notify the cluster head CH1 of the node identification number ID and the sensing information attribute SA by the meta information notification message. And an operation in which the cluster head CH1 registers the meta information ME in the general-purpose information storage unit 31 will be described.

一般的に、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、間欠的な制御でセンシング情報の計測を実行する。クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、内部タイマー(センサ機器の『電波時計』とは異なる)を使用して、センシング情報の計測に割り当てられた計測時間TS(例えば秒単位で与えられる)の間に、サンプリング周期smpt(例えば秒単位で与えられる)でセンシング情報の計測を実行する。つまり、クラスタメンバは計測時間TS以外の時間(非計測時間Tと呼称する)は、クラスタヘッドとの通信作業、または消費電力を削減するためにスリープ状態への移行といった計測作業以外の作業に割り当て、計測時間TSの時間スロットで、“TS÷smpt[回]”だけセンシング情報SEを計測する(図8を参照)。計測時間TS、およびサンプリング周期smpt、および非計測時間Tは、アプリケーションに依存して決定されることが多い。   Generally, the cluster members CM11, CM12, and CM13 measure sensing information by intermittent control. The cluster members CM11, CM12, and CM13 use an internal timer (different from the “radio clock” of the sensor device) during a measurement time TS (for example, given in seconds) assigned to measurement of sensing information. , Sensing information is measured at a sampling period smpt (given in seconds, for example). That is, the cluster member allocates a time other than the measurement time TS (referred to as non-measurement time T) to work other than measurement work such as communication with the cluster head or transition to the sleep state in order to reduce power consumption. In the time slot of the measurement time TS, the sensing information SE is measured by “TS ÷ smpt [times]” (see FIG. 8). The measurement time TS, the sampling period smpt, and the non-measurement time T are often determined depending on the application.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、計測したセンシング情報SEを、センサ装置5に具備されるセンサ機器に一意に割振られたセンシング情報属性SAと関連付けて汎用情報記憶部31の先頭アドレスから記憶していく(ステップK1、ステップK2)。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 store the measured sensing information SE from the head address of the general-purpose information storage unit 31 in association with the sensing information attribute SA uniquely assigned to the sensor device provided in the sensor device 5. (Step K1, Step K2).

二回目の計測時間TS以降は一回目の計測時間に汎用情報記憶部31に記憶した同一のセンシング情報属性SAを有するメモリ空間にセンシング情報SEを上書きする(ステップK2)。計測時間TSが終了すると、ノード識別番号IDと、センシング情報属性とを含むメタ情報通知メッセージを作成し、クラスタヘッドCH1にメタ情報通知メッセージを送信する(ステップK3)。   After the second measurement time TS, the sensing information SE is overwritten in the memory space having the same sensing information attribute SA stored in the general-purpose information storage unit 31 at the first measurement time (step K2). When the measurement time TS ends, a meta information notification message including the node identification number ID and the sensing information attribute is created, and the meta information notification message is transmitted to the cluster head CH1 (step K3).

続いて、図56のフローチャートを参照して、クラスタヘッドCH1が、クラスタメンバCM11、CM12、CM13から受信するメタ情報通知メッセージに含まれるノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとを汎用情報記憶部31に登録する動作を説明する。   Subsequently, referring to the flowchart of FIG. 56, the cluster head CH1 stores the node identification number ID and the sensing information attribute SA included in the meta information notification message received from the cluster members CM11, CM12, and CM13. The operation of registering in No. 31 will be described.

クラスタヘッドCH1は、クラスタメンバから受信したメッセージがメタ情報通知メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップL1)、メタ情報登録手段24によって、メタ情報通知メッセージからノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとを抽出して、汎用情報記憶部31のメタ情報用記憶領域に記憶する(ステップL2)。   When the cluster head CH1 confirms that the message received from the cluster member is the meta information notification message by the message interpreting means 21 (step L1), the meta head registration means 24 uses the meta information notification message to identify the node identification number ID and The sensing information attribute SA is extracted and stored in the meta information storage area of the general-purpose information storage unit 31 (step L2).

二回目以降にメタ情報通知メッセージを受信した場合は、一回目のメタ情報通知メッセージを受信した際に、汎用情報記憶部31に記憶した同一のノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとを有するメモリ空間が存在する場合は、処理を行わない。もし、二回目以降にメタ情報通知メッセージを受信した場合に、同一のノード識別番号IDと、センシング情報属性SAとを有するメモリ空間が存在しない場合は、汎用情報記憶部31に追記する。   When the meta information notification message is received after the second time, the same node identification number ID stored in the general-purpose information storage unit 31 and the sensing information attribute SA are received when the first meta information notification message is received. If there is a memory space, no processing is performed. If the meta information notification message is received after the second time and there is no memory space having the same node identification number ID and sensing information attribute SA, the meta information notification message is added to the general-purpose information storage unit 31.

図57のフローチャートを参照して、センシング情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、汎用情報記憶部31を検索し、センシング情報検索メッセージを、新たなセンシング情報検索メッセージに変換するまでの動作を説明する。   With reference to the flowchart of FIG. 57, the operation until the cluster head CH1 that has received the sensing information search message searches the general-purpose information storage unit 31 and converts the sensing information search message into a new sensing information search message will be described. To do.

クラスタヘッドCH1は、例えば、クラスタ1000以外の他のコンピュータ等から受信したメッセージがセンシング情報検索メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップM1)、メタ情報参照手段22によって、センシング情報検索メッセージからセンシング情報定義ブロックを読み出し、センシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAに一致するセンシング情報属性SA(クラスタメンバが搭載するセンサ機器に一意に割り当てられる)を有するクラスタメンバのノード識別番号IDを汎用情報記憶部31から検索する(ステップM2)。   For example, when the cluster head CH1 confirms that the message received from a computer other than the cluster 1000 is a sensing information search message by the message interpreting means 21 (step M1), the meta information referring means 22 performs the sensing information. The node identification number of the cluster member having the sensing information attribute SA (uniquely assigned to the sensor device mounted on the cluster member) that matches the sensing information attribute SA specified by the sensing information definition block is read from the search message. The ID is searched from the general-purpose information storage unit 31 (step M2).

検索に成功した場合は、メッセージ変換手段26によってセンシング情報検索メッセージを、新たなセンシング情報検索メッセージに変換して、検索に成功した一台、または複数のクラスタメンバにセンシング情報検索メッセージを送信する(ステップM3およびM4)。センシング情報検索メッセージのセンシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAと一致するセンシング情報属性SAを有するクラスタメンバを検索できなかった場合は、センシング情報検索メッセージを破棄する(ステップM5)。   If the search is successful, the message conversion means 26 converts the sensing information search message into a new sensing information search message, and transmits the sensing information search message to one or a plurality of cluster members that have been successfully searched ( Steps M3 and M4). If the cluster member having the sensing information attribute SA that matches the sensing information attribute SA specified by the sensing information definition block of the sensing information search message cannot be searched, the sensing information search message is discarded (step M5).

図58のフローチャートを参照して、クラスタヘッドCH1から送信されたセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバが、汎用情報記憶部31を検索し、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換するまでの動作を説明する。   58, the cluster member that has received the sensing information search message transmitted from cluster head CH1 searches general information storage unit 31 and converts the sensing information search message into a sensing information notification message. The operation of will be described.

クラスタメンバは、クラスタヘッドCH1から受信したメッセージがセンシング情報検索メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップN1)、センシング情報抽出手段23によって、センシング情報検索メッセージからセンシング情報定義ブロックを読み出し、センシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAに一致するセンシング情報属性SAを汎用情報記憶部31から検索する(ステップN2)。検索したセンシング情報属性SAに関するセンシング情報SEを抽出し(ステップN3)、抽出したセンシング情報SEはメッセージ変換手段26によって、センシング情報通知メッセージに変換され、その後に、自身を管理するクラスタヘッドCH1にセンシング情報通知メッセージを送信する(ステップN4およびN5)。   When the cluster member confirms that the message received from the cluster head CH1 is the sensing information search message by the message interpretation means 21 (step N1), the sensing information extraction means 23 causes the sensing information extraction means 23 to detect the sensing information definition block from the sensing information search message. The sensing information attribute SA that matches the sensing information attribute SA designated by the reading and sensing information definition block is searched from the general-purpose information storage unit 31 (step N2). Sensing information SE related to the searched sensing information attribute SA is extracted (step N3), and the extracted sensing information SE is converted into a sensing information notification message by the message converting means 26, and thereafter the sensing is performed by the cluster head CH1 that manages itself. An information notification message is transmitted (steps N4 and N5).

次に、第1の実施の形態の効果について説明する。   Next, the effect of the first embodiment will be described.

本実施の形態では、センサノードが搭載するセンサ機器の種類を、センシング情報の検索に利用しない手法と比較して高速なセンシング情報の検索を実現できる。なぜならば、センシング情報検索メッセージが指定する、つまり検索されるべきセンシング情報を計測するセンサ機器を搭載するクラスタメンバをクラスタヘッドがメタ情報として内部に保持するので、クラスタヘッドは、内部に保持するメタ情報に基づき、検索するセンシング情報を計測しているクラスタメンバとの間だけで通信作業を実行するので、通信オーバヘッドを低減できる。   In the present embodiment, it is possible to realize a high-speed search for sensing information as compared to a method that does not use the type of sensor device mounted on the sensor node for the search for sensing information. This is because the cluster head holds the cluster member that includes the sensor device that measures the sensing information to be searched, that is specified by the sensing information search message, as the meta information. Based on the information, the communication work is executed only with the cluster member that measures the sensing information to be searched, so that the communication overhead can be reduced.

以上のことから、センサネットワークシステムから所望のセンシング情報を高速に検索することが可能となる。   From the above, it is possible to retrieve desired sensing information from the sensor network system at high speed.

次に、本発明の第2の実施の形態を説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第2の実施の形態は、図1に示すような、少なくとも一台のクラスタヘッドCH1と、少なくとも1台以上のクラスタメンバCM11、CM12、CM13とが構成するクラスタ1000が少なくとも一つ存在するセンサネットワークシステムで動作する。図1のセンサネットワークシステムは、1つのクラスタしか存在せず、複数のクラスタヘッドを中継するマルチホップ通信を必要としないため、厳密にはクラスタメッシュ型のネットワークトポロジの構成ではないが、本発明を適用することにより、クラスタ内部で高速なセンシング情報の検索が可能となる。   In the second embodiment, as shown in FIG. 1, a sensor network in which at least one cluster 1000 including at least one cluster head CH1 and at least one cluster member CM11, CM12, CM13 exists. Works with the system. Since the sensor network system of FIG. 1 has only one cluster and does not require multi-hop communication that relays a plurality of cluster heads, it is not strictly a configuration of a cluster mesh type network topology. By applying it, it is possible to search for sensing information at high speed within the cluster.

図2は、第2の実施の形態におけるクラスタヘッドCH1のブロック図である。図2を参照すると、クラスタヘッドCH1は、有線接続、無線接続によりデータを受信する受信装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記憶する記憶装置3と、有線接続、無線接続によりデータを送信する送信装置4とを含む。   FIG. 2 is a block diagram of the cluster head CH1 in the second embodiment. Referring to FIG. 2, the cluster head CH1 includes a receiving device 1 that receives data by wired connection and wireless connection, a data processing device 2 that operates by program control, a storage device 3 that stores information, a wired connection, and wireless connection. And a transmission device 4 that transmits data by connection.

図3は第2の実施の形態におけるクラスタメンバCM11、CM12、CM13のブロック図である。図3を参照すると、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、有線接続、無線接続によりデータを受信する受信装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記憶する記憶装置3と、有線接続、無線接続によりデータを送信する送信装置4と、センシング情報を収集するためのセンサ装置5とを含む。   FIG. 3 is a block diagram of the cluster members CM11, CM12, and CM13 in the second embodiment. Referring to FIG. 3, the cluster members CM11, CM12, and CM13 include a receiving device 1 that receives data by wired connection and wireless connection, a data processing device 2 that operates by program control, and a storage device 3 that stores information. It includes a transmission device 4 that transmits data by wired connection and wireless connection, and a sensor device 5 that collects sensing information.

クラスタヘッドCH1、クラスタメンバCM11、CM12、CM13の記憶装置3は汎用情報記憶部31を備える。この汎用情報記憶部31は、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11、CM12、CM13とで記憶する情報が異なる。   The storage device 3 of the cluster head CH1 and the cluster members CM11, CM12, and CM13 includes a general-purpose information storage unit 31. The general-purpose information storage unit 31 stores different information in the cluster head CH1 and the cluster members CM11, CM12, and CM13.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13の汎用情報記憶部31には、センシング情報SEとセンシング情報属性SAとから構成される可変長データが記憶される。   The general-purpose information storage unit 31 of the cluster members CM11, CM12, and CM13 stores variable length data including sensing information SE and sensing information attributes SA.

ここで、センシング情報SEとセンシング情報属性SAとについて説明する。   Here, the sensing information SE and the sensing information attribute SA will be described.

センシング情報SEは、クラスタメンバCM11、CM12、CM13が装備するセンサ装置5を用いて計測するセンシング情報のデータ値(計測値)であり、センシング情報属性SAと関連付けされて記憶される。クラスタメンバCM11、CM12、CM13には、複数のセンサ機器が装備されている。例えば、センサ機器としては、『温度センサ、湿度センサ、照度センサ、赤外線センサ、カメラセンサ、マイクロフォン、電波時計、GPS』などが存在し、それらセンサ機器から計測されるセンシング情報SEには『温度計測値、湿度計測値、照度計測値、赤外線計測値、画像計測値、音声計測値、絶対時刻計測値、絶対位置計測値』が対応する。   The sensing information SE is a data value (measurement value) of sensing information measured using the sensor device 5 provided in the cluster members CM11, CM12, and CM13, and is stored in association with the sensing information attribute SA. The cluster members CM11, CM12, and CM13 are equipped with a plurality of sensor devices. For example, sensor devices include “temperature sensor, humidity sensor, illuminance sensor, infrared sensor, camera sensor, microphone, radio clock, GPS” and the like, and sensing information SE measured from these sensor devices includes “temperature measurement”. Value, humidity measurement value, illuminance measurement value, infrared measurement value, image measurement value, sound measurement value, absolute time measurement value, absolute position measurement value ”.

センシング情報属性SAは、『温度、湿度、照度、赤外線、画像、音声、絶対時刻、絶対位置』などのセンシング情報SEの種類を指定するためのパラメータであり(実際には、センシング情報属性SAは単位系を含めた上で定義される。つまり、温度[℃]と温度[K]では異なるセンシング情報属性SAとなる。尚、センシング情報属性SAは、図4に示す異なる8ビットの値で与えられる。具体的には、センサ装置5に具備される第一のセンサ機器51と、第二のセンサ機器52と、第三のセンサ機器53と、第四のセンサ機器54とから計測されるセンシング情報SEに対して、一意にセンシング情報属性SAが関連付けされる。   The sensing information attribute SA is a parameter for designating the type of sensing information SE such as “temperature, humidity, illuminance, infrared ray, image, sound, absolute time, absolute position” (actually, the sensing information attribute SA is In other words, the sensing information attribute SA is different between the temperature [° C.] and the temperature [K], and the sensing information attribute SA is given as a different 8-bit value shown in FIG. Specifically, sensing is performed from the first sensor device 51, the second sensor device 52, the third sensor device 53, and the fourth sensor device 54 provided in the sensor device 5. A sensing information attribute SA is uniquely associated with the information SE.

一方、クラスタヘッドCH1の汎用情報記憶部31には、ノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEとから構成される可変長データが記憶される。   On the other hand, the general-purpose information storage unit 31 of the cluster head CH1 stores variable length data including a node identification number ID, a sensing information attribute SA, a meta information attribute MA, and a meta information ME.

ノード識別番号IDはセンサノードの識別情報である。各センサノードは、ノード識別番号をリンクレベルプロトコルにより認識し、クラスタヘッド、またはクラスタメンバの役割を相互に決定し、クラスタが確定される。   The node identification number ID is sensor node identification information. Each sensor node recognizes the node identification number by a link level protocol, determines the role of the cluster head or cluster member, and the cluster is determined.

メタ情報属性MAは、センシング情報の統計処理や、特徴量等の属性を示したものであり、例えば、最大値、最小値、平均値、周期性、異常データ検出、計測開始時刻、計測終了時刻、計測位置等などがある。   The meta information attribute MA indicates attributes such as statistical processing of sensing information and feature quantities. For example, the maximum value, minimum value, average value, periodicity, abnormal data detection, measurement start time, measurement end time , Measurement position, etc.

メタ情報MEは、メタ情報属性の値であって、センシング情報SEの数値データから計算されるデータ特徴量であり、ノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと関連付けされて記憶される。   The meta information ME is a value of the meta information attribute and is a data feature amount calculated from the numerical data of the sensing information SE, and is associated with the node identification number ID, the sensing information attribute SA, and the meta information attribute MA. Remembered.

データ処理装置2は、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11、CM12、CM13とで実行する処理が異なる。   The data processing device 2 is different in the processing executed by the cluster head CH1 and the cluster members CM11, CM12, and CM13.

クラスタヘッドCH1のデータ処理装置2は、メッセージ解釈手段21と、メタ情報参照手段22と、メタ情報登録手段24と、メッセージ変換手段26とを備える。   The data processing device 2 of the cluster head CH1 includes a message interpretation unit 21, a meta information reference unit 22, a meta information registration unit 24, and a message conversion unit 26.

一方、クラスタメンバCM11、CM12、CM13のデータ処理装置2は、メッセージ解釈手段21と、センシング情報抽出手段22と、センシング情報返送手段25と、メッセージ変換手段26とを備える。   On the other hand, the data processing devices 2 of the cluster members CM11, CM12, and CM13 include message interpretation means 21, sensing information extraction means 22, sensing information return means 25, and message conversion means 26.

ここで、本実施の形態で使用するメッセージについて説明する。   Here, messages used in the present embodiment will be described.

本実施の形態で使用するメッセージの種類には、『メタ情報検索メッセージ』と、『センシング情報検索メッセージ』と、『メタ情報通知メッセージ』と、『センシング情報通知メッセージ』との四種類がある。   There are four types of messages used in the present embodiment: “meta information search message”, “sensing information search message”, “meta information notification message”, and “sensing information notification message”.

メタ情報検索メッセージは、例えば、クラスタ1000以外の他のコンピュータ等からクラスタヘッドCH1に送信されるメタ情報MEを検索するためのメッセージであり、クラスタヘッドCH1の汎用情報記憶部31に記憶されたメタ情報MEから、メタ情報検索メッセージが指定するメタ情報MEを検索するためのメッセージである。   The meta information search message is a message for searching for meta information ME transmitted from the computer other than the cluster 1000 to the cluster head CH1, for example, and is stored in the general information storage unit 31 of the cluster head CH1. This is a message for searching the meta information ME specified by the meta information search message from the information ME.

センシング情報検索メッセージは、クラスタヘッドCH1からクラスタメンバCM11、CM12、CM13に送信されるメッセージであり、クラスタヘッドCH1、クラスタメンバCM11、CM12、CM13の汎用情報記憶部31に記憶されたセンシング情報SEから、センシング情報検索メッセージが指定するセンシング情報SEを検索するためのメッセージである。   The sensing information search message is a message transmitted from the cluster head CH1 to the cluster members CM11, CM12, and CM13. From the sensing information SE stored in the general-purpose information storage unit 31 of the cluster head CH1, the cluster members CM11, CM12, and CM13. , A message for searching for sensing information SE specified by the sensing information search message.

メタ情報通知メッセージは、クラスタメンバCM11、CM12、CM13が一定の期間に計測したセンシング情報SEから計算したメタ情報MEをクラスタヘッドに通知するためのメッセージである。   The meta information notification message is a message for notifying the cluster head of the meta information ME calculated from the sensing information SE measured by the cluster members CM11, CM12, and CM13 during a certain period.

センシング情報通知メッセージは、クラスタメンバが計測したセンシング情報を、クラスタヘッドCH1からコンピュータに通知するためのメッセージである。   The sensing information notification message is a message for notifying the computer of sensing information measured by the cluster member from the cluster head CH1.

これら四種類のメッセージは、図5に示す『メッセージ定義ブロック』と、『メタ情報定義ブロック』と、『センシング情報定義ブロック』とを組合せることで構成される。   These four types of messages are configured by combining a “message definition block”, a “meta information definition block”, and a “sensing information definition block” shown in FIG.

メッセージ定義ブロックは、メッセージの内容を定義する部分で、メッセージ種類MgTと、送信元ノード識別番号SrcIDと、宛先ノード識別番号DstIDと、マルチホップ回数HOPnumと、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistと、メッセージ生存ホップ期間TTLと、メッセージ長MgLと、パディング長PadLとから構成される。   The message definition block is a part that defines the content of the message. The message type MgT, the source node identification number SrcID, the destination node identification number DstID, the multihop count HOPnum, the multihop routing route history RIDHist, and the message survival. It is composed of a hop period TTL, a message length MgL, and a padding length PadL.

メッセージ種類MgTは、メッセージの種類を指定する。   Message type MgT specifies the type of message.

送信元ノード識別番号SrcIDは、メッセージの送信元のノードのノード識別番号IDを指定する。   The transmission source node identification number SrcID designates the node identification number ID of the message transmission source node.

宛先ノード識別番号DstIDは、メッセージの宛先のノードのノード識別番号IDを指定する。   The destination node identification number DstID specifies the node identification number ID of the destination node of the message.

マルチホップ回数HOPnumは、メッセージが宛先ノードに到達するまでに中継するノードの個数を指定する。   The multi-hop count HOPnum specifies the number of nodes to be relayed before the message reaches the destination node.

マルチホップルーティング経路履歴RIDHistは、メッセージが宛先ノードに到達するまでに中継するノードのノード識別番号IDを指定する。   The multi-hop routing route history RIDHist designates the node identification number ID of the node that relays until the message reaches the destination node.

メッセージ生存ホップ期間TTLは、メッセージがセンサネットワークシステムの内部を永遠にループすることを防止するために設けられ、マルチホップ回数HOPnumの最大値を指定する。   The message lifetime hop period TTL is provided to prevent the message from forever looping inside the sensor network system, and specifies the maximum value of the multi-hop count HOPnum.

尚、クラスタ外に存在するコンピュータを無視することができるならば、RIDHistは不要であり、TTL、HOPnumも除外することが可能である。   If computers outside the cluster can be ignored, RIDHist is unnecessary and TTL and HOPnum can be excluded.

メッセージ長MgLは、メッセージの全長をバイト単位で指定する。メッセージの構成によって、メッセージ長MgLをバイト単位で指定できない場合、バイト単位で指定できるように未使用領域を確保し、未使用領域には”0“を記入する(”0“以外の数字でも良い)。未使用領域の全長をビット単位で指定するのがパディング長PadLである。   Message length MgL specifies the total length of the message in bytes. If the message length MgL cannot be specified in bytes, depending on the message structure, an unused area is secured so that it can be specified in bytes, and “0” is written in the unused area (a number other than “0” may be used). ). The padding length PadL specifies the total length of the unused area in bits.

メタ情報定義ブロックは、メタ情報の条件を定義する部分で、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEとから構成される。   The meta information definition block defines a meta information condition, and includes a sensing information attribute SA, a meta information attribute MA, and a meta information ME.

センシング情報定義ブロックは、センシング情報の条件を定義する部分で、センシング情報属性SAと、センシング情報SEとから構成される。   The sensing information definition block is a part that defines conditions for sensing information, and includes a sensing information attribute SA and sensing information SE.

メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、の先頭部には継続フラグFが記述される。複数のメッセージを続けて送信する場合に、メッセージ定義ブロックの継続フラグFを有効にすることで、複数のメッセージを連続で記述できる。また、一つのメッセージに、複数のメタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとを記述する場合、メタ情報定義ブロック、およびセンシング情報定義ブロックの先頭部の継続フラグFを有効にすることで、複数のメタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとを記述できる。   A continuation flag F is described at the head of the message definition block, the meta information definition block, and the sensing information definition block. When a plurality of messages are continuously transmitted, a plurality of messages can be described in succession by enabling the continuation flag F in the message definition block. Further, when a plurality of meta information definition blocks and sensing information definition blocks are described in one message, the continuation flag F at the beginning of the meta information definition block and the sensing information definition block is enabled, Meta information definition block and sensing information definition block can be described.

クラスタヘッドCH1は、受信装置1により受信したメッセージのメッセージ定義ブロックをメッセージ解釈手段21により解析して、メタ情報参照手段22、またはメタ情報登録手段24に受け渡すかを決定する。   The cluster head CH1 analyzes the message definition block of the message received by the receiving device 1 by the message interpretation unit 21 and determines whether to pass it to the meta information reference unit 22 or the meta information registration unit 24.

一方、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は受信装置1により受信したメッセージのメッセージ定義ブロックをメッセージ解析手段21により解析して、センシング情報抽出手段23に受け渡すかを決定する。   On the other hand, the cluster members CM11, CM12, and CM13 analyze the message definition block of the message received by the receiving device 1 by the message analysis unit 21 and determine whether to pass to the sensing information extraction unit 23.

クラスタヘッドCH1は、メタ情報参照手段22を用いて、メッセージ解釈手段21から受け取ったメタ情報検索メッセージを処理する。汎用情報記憶部31に保持するメタ情報MEを参照して、メタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックで指定するメタ情報MEを検索する。その後、メタ情報検索メッセージをメッセージ変換手段26に受け渡す。そして、クラスタヘッドCH1は、メッセージ変換手段26を用いて、メタ情報参照手段22から受け取ったメタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換する。   The cluster head CH1 uses the meta information reference unit 22 to process the meta information search message received from the message interpretation unit 21. The meta information ME specified in the meta information definition block of the meta information search message is searched with reference to the meta information ME held in the general-purpose information storage unit 31. Thereafter, the meta information search message is delivered to the message conversion means 26. Then, the cluster head CH1 uses the message conversion unit 26 to convert the meta information search message received from the meta information reference unit 22 into a sensing information search message.

その後、クラスタヘッドCH1は、メタ情報登録手段24を用いて、メッセージ解釈手段21から受け取ったメタ情報通知メッセージを処理する。汎用情報記憶部31を探索し、メタ情報通知メッセージが、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックとで指定するノード識別番号ID、およびセンシング情報属性SA、およびメタ情報属性MAを格納する記憶領域を検索する。その後、メタ情報通知メッセージが指定するメタ情報MEを、既に書き込まれているメタ情報MEを更新して登録するか、または、新規に記憶領域を確保してメタ情報MEを登録する。   Thereafter, the cluster head CH1 processes the meta information notification message received from the message interpreting means 21 using the meta information registering means 24. The general information storage unit 31 is searched, and a storage area in which the meta information notification message stores a message definition block, a node identification number ID specified by the meta information definition block, a sensing information attribute SA, and a meta information attribute MA. Search for. Thereafter, the meta information ME specified by the meta information notification message is registered by updating the already written meta information ME, or newly registering the meta information ME by securing a storage area.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報抽出手段23を用いて、メッセージ解釈手段21から受け取ったセンシング情報検索メッセージを処理する。汎用記憶部31に保持するセンシング情報SEを参照して、センシング情報検索メッセージがセンシング情報定義ブロックで指定するセンシング情報SEを抽出する。その後、センシング情報検索メッセージ、および抽出したセンシング情報SEをメッセージ変換手段26に受け渡す。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 process the sensing information search message received from the message interpretation unit 21 using the sensing information extraction unit 23. With reference to the sensing information SE held in the general-purpose storage unit 31, the sensing information SE specified by the sensing information definition block in the sensing information definition block is extracted. Thereafter, the sensing information search message and the extracted sensing information SE are delivered to the message conversion means 26.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、メッセージ変換手段26を用いて、センシング情報抽出手段23から受け取ったセンシング情報検索メッセージと、センシング情報抽出手段23から抽出したセンシング情報SEとをセンシング情報通知メッセージに変換し、送信装置4を介してクラスタヘッドCH1に送信する。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 use the message conversion unit 26 to convert the sensing information search message received from the sensing information extraction unit 23 and the sensing information SE extracted from the sensing information extraction unit 23 into a sensing information notification message. Then, the data is transmitted to the cluster head CH1 via the transmission device 4.

次に、フローチャートを参照して本発明の実施の形態の動作について詳細に説明する。   Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to a flowchart.

まず、図6のフローチャートを参照して、環境に配置されたノードが、図1にあるようなクラスタを構築するまでの動作を説明する。   First, with reference to the flowchart of FIG. 6, the operation until the nodes arranged in the environment construct a cluster as shown in FIG.

まず、センサノードは環境に配置されると、周辺検索を実行して(ステップF1)、リンクレベルのプロトコルにより、検索に成功したセンサノードと相互にノード識別番号を認識する(ステップF2)。その後、センサノードが搭載するバッテリ残量や、受信電波強度といったパラメータに基づきクラスタヘッド、またはクラスタメンバの役割を相互に決定し(ステップF3)、クラスタヘッドと複数のクラスタメンバとは通信リンクを確立して、クラスタが確定される(ステップF5)。   First, when the sensor node is arranged in the environment, a peripheral search is executed (step F1), and a node identification number is recognized mutually with the sensor node that has been successfully searched by a link level protocol (step F2). Thereafter, the roles of the cluster head or cluster members are determined based on parameters such as the remaining battery capacity of the sensor node and the received radio wave intensity (step F3), and a communication link is established between the cluster head and the plurality of cluster members. Then, the cluster is determined (step F5).

このような動作により、図1に示されるような、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11、CM12、CM13とから構成されるクラスタ1000が構築される。   By such an operation, a cluster 1000 composed of the cluster head CH1 and cluster members CM11, CM12, and CM13 as shown in FIG. 1 is constructed.

次に、図7のフローチャートを参照して、クラスタメンバCM11、CM12、CM13が、計測したセンシング情報SEからメタ情報MEを計算し、メタ情報通知メッセージにより、クラスタヘッドCH1にメタ情報MEを通知する動作と、クラスタヘッドCH1がメタ情報を汎用情報記憶部31に登録する動作とを説明する。   Next, referring to the flowchart of FIG. 7, the cluster members CM11, CM12, and CM13 calculate the meta information ME from the measured sensing information SE, and notify the cluster head CH1 of the meta information ME by the meta information notification message. An operation and an operation in which the cluster head CH1 registers meta information in the general-purpose information storage unit 31 will be described.

一般的に、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、間欠的な制御でセンシング情報の計測を実行する。クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、内部タイマー(センサ機器の『電波時計』とは異なる)を使用して、センシング情報の計測に割り当てられた計測時間TS(例えば秒単位で与えられる)の間に、サンプリング周期smpt(例えば秒単位で与えられる)でセンシング情報の計測を実行する。つまり、クラスタメンバは計測時間TS以外の時間(非計測時間Tと呼称する)は、クラスタヘッドとの通信作業、または消費電力を削減するためにスリープ状態への移行といった計測作業以外の作業に割り当て、計測時間TSの時間スロットで、“TS÷smpt[回]”だけセンシング情報SEを計測する(図8を参照)。計測時間TS、およびサンプリング周期smpt、および非計測時間Tは、アプリケーションに依存して決定されることが多い。   Generally, the cluster members CM11, CM12, and CM13 measure sensing information by intermittent control. The cluster members CM11, CM12, and CM13 use an internal timer (different from the “radio clock” of the sensor device) during a measurement time TS (for example, given in seconds) assigned to measurement of sensing information. , Sensing information is measured at a sampling period smpt (given in seconds, for example). That is, the cluster member allocates a time other than the measurement time TS (referred to as non-measurement time T) to work other than measurement work such as communication with the cluster head or transition to the sleep state in order to reduce power consumption. In the time slot of the measurement time TS, the sensing information SE is measured by “TS ÷ smpt [times]” (see FIG. 8). The measurement time TS, the sampling period smpt, and the non-measurement time T are often determined depending on the application.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、計測したセンシング情報SEを、センサ装置5に具備されるセンサ機器に一意に割振られたセンシング情報属性SAと関連付けて汎用情報記憶部31の先頭アドレスから記憶していく(ステップG1、ステップG2)。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 store the measured sensing information SE from the head address of the general-purpose information storage unit 31 in association with the sensing information attribute SA uniquely assigned to the sensor device provided in the sensor device 5. (Step G1, Step G2).

二回目の計測時間TS以降は一回目の計測時間に汎用情報記憶部31に記憶した同一のセンシング情報属性SAを有するメモリ空間にセンシング情報SEを上書きする(ステップG2)。計測時間TSが終了すると、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報属性SAに事前に関連付けされているメタ情報属性MAに基づき、汎用情報記憶部31のセンシング情報SEからメタ情報MEを計算する(ステップG3)。ステップB10で計算されたメタ情報MEを含むメタ情報通知メッセージを作成し、クラスタヘッドCH1にメタ情報通知メッセージを送信する(ステップG4)。   After the second measurement time TS, the sensing information SE is overwritten in the memory space having the same sensing information attribute SA stored in the general-purpose information storage unit 31 at the first measurement time (step G2). When the measurement time TS ends, the cluster members CM11, CM12, and CM13 calculate the meta information ME from the sensing information SE in the general-purpose information storage unit 31 based on the meta information attribute MA associated in advance with the sensing information attribute SA. (Step G3). A meta information notification message including the meta information ME calculated in step B10 is created, and the meta information notification message is transmitted to the cluster head CH1 (step G4).

続いて、図9のフローチャートを参照して、クラスタヘッドCH1が、クラスタメンバCM11、CM12、CM13から受信するメタ情報通知メッセージに含まれるメタ情報MEを汎用情報記憶部31に登録する動作を説明する。   Subsequently, an operation of the cluster head CH1 registering the meta information ME included in the meta information notification message received from the cluster members CM11, CM12, and CM13 in the general-purpose information storage unit 31 will be described with reference to the flowchart of FIG. .

クラスタヘッドCH1は、クラスタメンバから受信したメッセージがメタ情報通知メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップH1)、メタ情報登録手段24によって、メタ情報通知メッセージからノード識別番号IDと、センシング情報属性SEと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEとを抽出して、汎用情報記憶部31のメタ情報用記憶領域に記憶する(ステップH2)。   When the cluster head CH1 confirms that the message received from the cluster member is the meta information notification message by the message interpretation means 21 (step H1), the meta head registration means 24 uses the node ID number ID and the ID from the meta information notification message. Then, the sensing information attribute SE, the meta information attribute MA, and the meta information ME are extracted and stored in the meta information storage area of the general-purpose information storage unit 31 (step H2).

二回目以降にメタ情報通知メッセージを受信した場合は、一回目のメタ情報通知メッセージを受信した際に、汎用情報記憶部31に記憶した同一のノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAを有するメモリ空間にメタ情報MEを上書きする。もし、二回目以降にメタ情報通知メッセージを受信した場合に、同一のノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAを有するメモリ空間が存在しない場合は、汎用情報記憶部31に追記する。   When the meta information notification message is received after the second time, when the first meta information notification message is received, the same node identification number ID, sensing information attribute SA, and meta information stored in the general-purpose information storage unit 31 are received. The meta information ME is overwritten on the memory space having the information attribute MA. If a meta information notification message is received after the second time, and there is no memory space having the same node identification number ID, sensing information attribute SA, and meta information attribute MA, the general information storage unit 31 stores the meta information notification message. Append.

図10のフローチャートを参照して、メタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、汎用情報記憶部31を検索し、メタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換するまでの動作を説明する。   With reference to the flowchart of FIG. 10, an operation until the cluster head CH1 that has received the meta information search message searches the general-purpose information storage unit 31 and converts the meta information search message into a sensing information search message will be described.

クラスタヘッドCH1は、外部のコンピュータから受信したメッセージがメタ情報検索メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップI1)、メタ情報参照手段22によって、メタ情報検索メッセージからメタ情報定義ブロックを読み出し、メタ情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAと、メタ情報MAとに関するメタ情報MEに一致するメタ情報MEを有するクラスタメンバを汎用情報記憶部31から検索する(ステップI2)。   When the cluster head CH1 confirms by the message interpretation means 21 that the message received from the external computer is a meta information search message (step I1), the meta information reference means 22 makes a meta information definition block from the meta information search message. And the cluster member having the meta information ME matching the sensing information attribute SA designated by the meta information definition block and the meta information ME related to the meta information MA is searched from the general-purpose information storage unit 31 (step I2).

検索に成功した場合は、メッセージ変換手段26によってメタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換して、検索に成功した一台、または複数のクラスタメンバにセンシング情報検索メッセージを送信する(ステップI3およびI4)。メタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックが指定するメタ情報と一致するメタ情報MEを有するクラスタメンバを検索できなかった場合は、メタ情報検索メッセージを破棄する(ステップI5)。   If the search is successful, the message conversion means 26 converts the meta information search message into a sensing information search message, and transmits the sensing information search message to one or a plurality of cluster members that have been successfully searched (Steps I3 and I3). I4). If the cluster member having the meta information ME that matches the meta information specified by the meta information definition block of the meta information search message cannot be searched, the meta information search message is discarded (step I5).

図11のフローチャートを参照して、クラスタヘッドCH1から送信されたセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバが、汎用情報記憶部31を検索し、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換するまでの動作を説明する。   Referring to the flowchart of FIG. 11, until the cluster member that has received the sensing information search message transmitted from the cluster head CH1 searches the general-purpose information storage unit 31 and converts the sensing information search message into a sensing information notification message. The operation of will be described.

クラスタメンバは、クラスタヘッドCH1から受信したメッセージがセンシング情報検索メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップH1)、センシング情報抽出手段23によって、センシング情報検索メッセージからセンシング情報定義ブロックを読み出し、センシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAに一致するセンシング情報SEを汎用情報記憶部31から検索する(ステップH2)。検索したセンシング情報属性SAに関するセンシング情報SEを抽出し(ステップH3)、抽出したセンシング情報SEはメッセージ変換手段26によって、センシング情報通知メッセージに変換され、その後に、自身を管理するクラスタヘッドCH1にセンシング情報通知メッセージを送信する(ステップH4およびH5)。   When the cluster member confirms by the message interpretation means 21 that the message received from the cluster head CH1 is a sensing information search message (step H1), the sensing information extraction means 23 extracts the sensing information definition block from the sensing information search message. The sensing information SE that matches the sensing information attribute SA designated by the reading and sensing information definition block is searched from the general-purpose information storage unit 31 (step H2). Sensing information SE related to the searched sensing information attribute SA is extracted (step H3), and the extracted sensing information SE is converted into a sensing information notification message by the message conversion means 26, and thereafter the sensing is performed by the cluster head CH1 that manages itself. An information notification message is transmitted (steps H4 and H5).

次に、第2の実施の形態の効果について説明する。   Next, the effect of the second embodiment will be described.

本実施の形態では、複数のセンサノードが個別にセンシング情報を記憶し、それらのセンサノード全てにセンシング情報の検索要求を発信し、全てのセンサノードが汎用情報記憶部31に格納したセンシング情報を逐次検証する手法と比較して高速なセンシング情報の検索を実現できる。なぜならば、複数のセンサノードを、少なくとも一台のクラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成されるクラスタに形成し、センシング情報のメタ情報に関する検索要求をクラスタヘッドにだけ送信すれば良いので、通信オーバヘッドを削減できる。   In the present embodiment, a plurality of sensor nodes individually store sensing information, send a search request for sensing information to all of the sensor nodes, and all the sensor nodes store the sensing information stored in the general-purpose information storage unit 31. Compared with the method of sequential verification, it is possible to realize a search for sensing information at a higher speed. This is because it is only necessary to form a plurality of sensor nodes in a cluster composed of at least one cluster head and at least one cluster member, and send a search request regarding meta information of sensing information only to the cluster head. Therefore, communication overhead can be reduced.

更に、クラスタヘッドは検索要求に含まれるメタ情報に適合するセンシング情報を記憶しないクラスタメンバには検索要求を送信しないため、検索応答までのRTT(Round−Trip−Time)を低く抑えることができる。   Furthermore, since the cluster head does not transmit the search request to the cluster members that do not store the sensing information that matches the meta information included in the search request, it is possible to keep RTT (Round-Trip-Time) until the search response low.

以上のことから、センサネットワークシステムから所望のセンシング情報を高速に検索することが可能となる。   From the above, it is possible to retrieve desired sensing information from the sensor network system at high speed.

第3の実施の形態を説明する。   A third embodiment will be described.

上述した第2の実施の形態では、クラスタ内部で高速なセンシング情報の検索を実施するための形態を説明した。第3の実施の形態では、コンピュータを含むクラスタツリー型ネットワークトポロジと呼ばれるクラスタメッシュ型ネットワークトポロジの部分集合として与えられるネットワークトポロジで高速なセンシング情報の検索を実施するための形態を説明する。例えば、第3の実施の形態は、図14に示すような、少なくとも一台のコンピュータCmp100が存在し、少なくとも一台のクラスタヘッドCH1、CH2、CH3と、少なくとも1台のクラスタメンバCM1、CM2、CM3とが構成するクラスタ1000が少なくとも一つ存在し、全てのクラスタのクラスタヘッドはコンピュータと直接通信が可能であるようなセンサネットワークシステムで動作する。図14のセンサネットワークシステムは、厳密にはクラスタメッシュ型のネットワークトポロジの構成ではない。なぜなら、全てのクラスタのクラスタヘッドは、コンピュータと直接通信が可能であるため、クラスタメンバが計測するセンシング情報をコンピュータに伝送する際に、複数のクラスタヘッドを中継するマルチホップ通信を必要としないからである。一般的には、図14のようなネットワークトポロジはクラスタツリー型ネットワークトポロジと呼ばれる。しかしながら、本発明では、クラスタツリー型ネットワークトポロジを、クラスタメッシュ型ネットワークトポロジの部分集合と考え、第3の実施の形態では、クラスタツリー型ネットワークトポロジで高速なセンシング情報の検索を実施するための構成及び動作を説明する。   In the second embodiment described above, the mode for performing a high-speed sensing information search inside the cluster has been described. In the third embodiment, a mode for performing high-speed sensing information search in a network topology given as a subset of a cluster mesh network topology called a cluster tree network topology including computers will be described. For example, in the third embodiment, as shown in FIG. 14, there is at least one computer Cmp100, at least one cluster head CH1, CH2, CH3 and at least one cluster member CM1, CM2, There is at least one cluster 1000 formed by the CM 3, and the cluster heads of all the clusters operate in a sensor network system that can directly communicate with the computer. Strictly speaking, the sensor network system of FIG. 14 does not have a cluster mesh type network topology configuration. This is because the cluster heads of all the clusters can directly communicate with the computer, and therefore, when the sensing information measured by the cluster members is transmitted to the computer, multi-hop communication that relays a plurality of cluster heads is not required. It is. In general, a network topology as shown in FIG. 14 is called a cluster tree type network topology. However, in the present invention, the cluster tree type network topology is considered as a subset of the cluster mesh type network topology, and in the third embodiment, a configuration for performing high-speed sensing information search in the cluster tree type network topology. The operation will be described.

図12を参照すると、本実施の形態のセンサノードは、有線接続、無線接続によりデータを受信する受信装置1と、プログラム制御により動作するデータ処理装置2と、情報を記憶する記憶装置3と、有線接続、無線接続によりデータを送信する送信装置4とを含む。   Referring to FIG. 12, the sensor node of the present embodiment includes a receiving device 1 that receives data by wired connection and wireless connection, a data processing device 2 that operates by program control, and a storage device 3 that stores information. And a transmission device 4 that transmits data by wired connection or wireless connection.

記憶装置3は、汎用情報記憶部31とノード情報記憶部32とを備える。このノード情報記憶部32は、ノード固有の情報を含む複数のプロファイルを記憶する。プロファイルは、ノードが周辺検索によって、探索した直接通信が可能なノード、または直接通信が可能なノードを中継して、通信が可能なノードの基本情報を含む。プロファイルが含む基本情報は、少なくともノード識別番号IDと、ノード属性NAと、クラスタリンク情報フレームと、センシング情報属性数SANumと、センシング情報属性SAとから構成される。   The storage device 3 includes a general-purpose information storage unit 31 and a node information storage unit 32. The node information storage unit 32 stores a plurality of profiles including node-specific information. The profile includes basic information of nodes that can be communicated by relaying the nodes that can be directly communicated by the nodes searched by the peripheral search or the nodes that can directly communicate. The basic information included in the profile includes at least a node identification number ID, a node attribute NA, a cluster link information frame, a sensing information attribute number SANum, and a sensing information attribute SA.

ノード識別番号IDでは、プロファイルを作成したノードのノード識別番号IDを指定する。ノード属性NAでは、プロファイルを作成したノードが、コンピュータであるのか、クラスタヘッドであるのか、クラスタメンバであるのかを指定する。   The node identification number ID designates the node identification number ID of the node that created the profile. The node attribute NA specifies whether the node that created the profile is a computer, a cluster head, or a cluster member.

クラスタリンク情報フレームは可変長データである。プロファイルを作成したノードがクラスタヘッドであれば、プロファイルを作成したクラスタヘッドが管理するクラスタに所属するクラスタメンバ数CMnumと、クラスタメンバ数CMnumに相当する個数のクラスタメンバのノード識別番号IDと、を指定する。一方で、プロファイルを作成したノードがクラスタメンバであれば、プロファイルを作成したクラスタメンバが所属するクラスタを管理するクラスタヘッド数CHnumと、クラスタヘッドのノード識別番号IDと、を指定する。プロファイルを作成したノードがコンピュータであれば、プロファイルを作成したコンピュータが通信可能なクラスタヘッド数CHnumと、クラスタヘッドのノード識別番号IDとを指定する。   The cluster link information frame is variable length data. If the node that created the profile is the cluster head, the number of cluster members CMNum belonging to the cluster managed by the cluster head that created the profile and the node identification number IDs of the cluster members corresponding to the number of cluster members CMNum specify. On the other hand, if the node that created the profile is a cluster member, the cluster head number CHnum that manages the cluster to which the cluster member that created the profile belongs and the node identification number ID of the cluster head are specified. If the node that created the profile is a computer, the number of cluster heads CHnum that the computer that created the profile can communicate with and the node identification number ID of the cluster head are specified.

センシング情報属性SAは、センサノードに装備されているセンサ機器が収集できるセンシング情報の種類を指定し、センシング情報属性数SAnumは、センシング情報属性SAの個数を指定する。つまり、センシング情報属性数SAnumと、センシング情報属性SAと、を参照することで、センサノードが計測できるセンシング情報の個数と種類を特定できる。コンピュータは、センシング情報を収集する機器であるため、センサ機器を装備していない。よって、プロファイルを作成したノードがコンピュータであれば、センシング情報属性数SAnumは、明示的に“0”と指定し、続くセンシング情報属性SAは指定しない。また、コンピュータが、ノード情報記憶部32のような、プロファイルの管理に特化した記憶部を具備しない場合は、アプリケーションから制御が可能な主記憶装置、および補助記憶装置などの記憶装置にプロファイルを記憶する(以降の説明ではコンピュータはノード情報管理部32を具備するものとする)。   The sensing information attribute SA specifies the type of sensing information that can be collected by the sensor device installed in the sensor node, and the sensing information attribute number SAnum specifies the number of sensing information attributes SA. That is, by referring to the sensing information attribute number SAnum and the sensing information attribute SA, the number and types of sensing information that can be measured by the sensor node can be specified. Since the computer is a device that collects sensing information, it is not equipped with a sensor device. Therefore, if the node that created the profile is a computer, the sensing information attribute number SAnum is explicitly designated as “0”, and the subsequent sensing information attribute SA is not designated. Further, when the computer does not have a storage unit specialized for profile management, such as the node information storage unit 32, the profile is stored in a storage device such as a main storage device and an auxiliary storage device that can be controlled from an application. (In the following description, it is assumed that the computer includes a node information management unit 32).

以降の説明では、当該ノードのノード情報記憶部32に保存されるプロファイルの内で、当該ノードのプロファイルを明示的に『マイ・プロファイル』と呼称し、当該ノード以外のノードのプロファイルと区別する。   In the following description, among the profiles stored in the node information storage unit 32 of the node, the profile of the node is explicitly referred to as “my profile”, and is distinguished from the profiles of nodes other than the node.

汎用情報記憶部31は、ノード情報記憶部32に記憶されるマイ・プロファイルのノード属性NAに基づき記憶領域の使用方法を汎用的に変更することができる。クラスタヘッドの場合は、汎用情報記憶部31は、ノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEと、から構成される可変長データ、およびセンシング情報属性SAと、センシング情報SEと、から構成される可変長データを記憶する。センシング情報SEは、センサノードが装備するセンサ機器を用いて計測するセンシング情報のデータ値であり、センシング情報属性SAと関連付けされて記憶される。メタ情報MEは、センシング情報SEの数値データから計算されるデータ特徴量であり、ノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、関連付けされて記憶される。メタ情報属性MAの例として、『最大値、最小値、平均値、周期性、異常データ検出、計測開始時刻、計測終了時刻、計測位置』などがある。   The general-purpose information storage unit 31 can change the usage method of the storage area in a general-purpose manner based on the node attribute NA of the my profile stored in the node information storage unit 32. In the case of a cluster head, the general-purpose information storage unit 31 includes variable length data including a node identification number ID, a sensing information attribute SA, a meta information attribute MA, and meta information ME, and a sensing information attribute SA. And variable length data composed of sensing information SE. The sensing information SE is a data value of sensing information measured using a sensor device provided in the sensor node, and is stored in association with the sensing information attribute SA. The meta information ME is a data feature amount calculated from numerical data of the sensing information SE, and is stored in association with the node identification number ID, the sensing information attribute SA, and the meta information attribute MA. Examples of the meta information attribute MA include “maximum value, minimum value, average value, periodicity, abnormal data detection, measurement start time, measurement end time, and measurement position”.

一方で、クラスタメンバの場合は、汎用情報記憶部31は、センシング情報属性SAと、センシング情報SEと、から構成される可変長データを記憶する。   On the other hand, in the case of a cluster member, the general-purpose information storage unit 31 stores variable length data composed of the sensing information attribute SA and the sensing information SE.

データ処理装置2は、メッセージ解釈手段21と、メタ情報参照手段22と、センシング情報抽出手段23と、メタ情報登録手段24と、センシング情報返送手段25と、メッセージ変換手段26とを備える。   The data processing device 2 includes a message interpretation unit 21, a meta information reference unit 22, a sensing information extraction unit 23, a meta information registration unit 24, a sensing information return unit 25, and a message conversion unit 26.

本実施の形態で使用するメッセージの種類には、『メタ情報検索メッセージ』と、『センシング情報検索メッセージ』と、『メタ情報通知メッセージ』と、『センシング情報通知メッセージ』と、の四種類がある。   There are four types of messages used in this embodiment: “meta information search message”, “sensing information search message”, “meta information notification message”, and “sensing information notification message”. .

メタ情報検索メッセージは、クラスタヘッドの汎用情報記憶部31に記憶されたメタ情報MEから、メタ情報検索メッセージが指定するメタ情報MEを検索するためのメッセージである。   The meta information search message is a message for searching the meta information ME specified by the meta information search message from the meta information ME stored in the general-purpose information storage unit 31 of the cluster head.

センシング情報検索メッセージは、クラスタヘッド、クラスタメンバの汎用情報記憶部31に記憶されたセンシング情報SEから、センシング情報検索メッセージが指定するセンシング情報SEを検索するためのメッセージである。   The sensing information search message is a message for searching the sensing information SE specified by the sensing information search message from the sensing information SE stored in the general-purpose information storage unit 31 of the cluster head and the cluster member.

メタ情報通知メッセージは、クラスタメンバが一定の期間に計測したセンシング情報SEから計算したメタ情報MEをクラスタヘッドに通知するためのメッセージである。センシング情報通知メッセージは、クラスタメンバが計測したセンシング情報を、コンピュータに通知するためのメッセージである。   The meta information notification message is a message for notifying the cluster head of the meta information ME calculated from the sensing information SE measured by the cluster member during a certain period. The sensing information notification message is a message for notifying the computer of sensing information measured by the cluster member.

これら四種類のメッセージは、図13に示す『メッセージ定義ブロック』と、『メタ情報定義ブロック』と、『センシング情報定義ブロック』とを組合せることで構成される。   These four types of messages are configured by combining a “message definition block”, a “meta information definition block”, and a “sensing information definition block” shown in FIG.

メッセージ定義ブロックは、メッセージの内容を定義する部分で、メッセージ種類MsgTと、送信元ノード識別番号SrcIDと、宛先ノード識別番号DstIDと、マルチホップ回数HOPnumと、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistと、メッセージ生存ホップ期間TTLと、メッセージ長MgLと、パディング長PadLと、から構成される。メッセージ種類MsgTは、メッセージの種類を指定する。送信元ノード識別番号SrcIDは、メッセージの送信元のノードのノード識別番号IDを指定する。宛先ノード識別番号DstIDは、メッセージの宛先のノードのノード識別番号IDを指定する。マルチホップ回数HOPnumは、メッセージが宛先ノードに到達するまでに中継するノードの個数を指定する。マルチホップルーティング経路履歴RIDHistは、メッセージが宛先ノードに到達するまでに中継するノードのノード識別番号IDを指定する。メッセージ生存ホップ期間TTLは、メッセージがセンサネットワークシステムの内部を永遠にループすることを防止するために設けられ、マルチホップ回数HOPnumの最大値を指定する。メッセージ長MgLは、メッセージの全長をバイト単位で指定する。メッセージの構成によって、メッセージ長MgLをバイト単位で指定できない場合、バイト単位で指定できるように未使用領域を確保し、未使用領域には”0“を記入する(”0“以外の数字でも良い)。未使用領域の全長をビット単位で指定するのがパディング長PadLである。   The message definition block is a part that defines the content of the message. The message type MsgT, the source node identification number SrcID, the destination node identification number DstID, the multihop count HOPnum, the multihop routing path history RIDHist, and the message survival. It is composed of a hop period TTL, a message length MgL, and a padding length PadL. The message type MsgT specifies the message type. The transmission source node identification number SrcID designates the node identification number ID of the message transmission source node. The destination node identification number DstID specifies the node identification number ID of the destination node of the message. The multi-hop count HOPnum specifies the number of nodes to be relayed before the message reaches the destination node. The multi-hop routing route history RIDHist designates the node identification number ID of the node that relays until the message reaches the destination node. The message lifetime hop period TTL is provided to prevent the message from forever looping inside the sensor network system, and specifies the maximum value of the multi-hop count HOPnum. Message length MgL specifies the total length of the message in bytes. If the message length MgL cannot be specified in bytes, depending on the message structure, an unused area is secured so that it can be specified in bytes, and “0” is written in the unused area (a number other than “0” may be used). ). The padding length PadL specifies the total length of the unused area in bits.

メタ情報定義ブロックは、メタ情報の条件を定義する部分で、センシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEと、から構成される。   The meta information definition block defines a meta information condition, and includes a sensing information attribute SA, a meta information attribute MA, and a meta information ME.

センシング情報定義ブロックは、センシング情報の条件を定義する部分で、センシング情報属性SAと、センシング情報SEと、から構成される。   The sensing information definition block is a part that defines conditions for sensing information, and includes a sensing information attribute SA and sensing information SE.

メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、の先頭部には継続フラグFが記述される。複数のメッセージを続けて送信する場合に、メッセージ定義ブロックの継続フラグFを有効にすることで、複数のメッセージを連続で記述できる。一つのメッセージに、複数のメタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、を記述する場合、メタ情報定義ブロック、およびセンシング情報定義ブロックの先頭部の継続フラグFを有効にすることで、複数のメタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとを記述できる。   A continuation flag F is described at the head of the message definition block, the meta information definition block, and the sensing information definition block. When a plurality of messages are continuously transmitted, a plurality of messages can be described in succession by enabling the continuation flag F in the message definition block. When describing a plurality of meta information definition blocks and sensing information definition blocks in one message, by enabling the continuation flag F at the beginning of the meta information definition block and the sensing information definition block, A meta information definition block and a sensing information definition block can be described.

メッセージ解釈手段21は、受信装置1により受信したメッセージのメッセージ定義ブロックを解析して、受信したメッセージをメタ情報参照手段22、またはセンシング情報抽出手段23、またはメタ情報登録手段24、またはセンシング情報返送手段25に受け渡すかを決定する。   The message interpretation unit 21 analyzes the message definition block of the message received by the receiving device 1, and sends the received message to the meta information reference unit 22, the sensing information extraction unit 23, the meta information registration unit 24, or the sensing information return It is determined whether or not to pass to the means 25.

メタ情報参照手段22は、メッセージ解釈手段21から受け取ったメタ情報検索メッセージを処理する。汎用情報記憶部31に保持するメタ情報MEを参照して、メタ情報検索メッセージが、メタ情報定義ブロックで指定するメタ情報MEを検索する。その後、メタ情報検索メッセージをメッセージ変換手段26に受け渡す。   The meta information reference unit 22 processes the meta information search message received from the message interpretation unit 21. With reference to the meta information ME held in the general information storage unit 31, the meta information search message searches for the meta information ME specified in the meta information definition block. Thereafter, the meta information search message is delivered to the message conversion means 26.

センシング情報抽出手段23は、メッセージ解釈手段21から受け取ったセンシング情報検索メッセージを処理する。汎用記憶部31に保持するセンシング情報SEを参照して、センシング情報検索メッセージがセンシング情報定義ブロックで指定するセンシング情報SEを抽出する。その後、センシング情報検索メッセージ、および抽出したセンシング情報SEをメッセージ変換手段26に受け渡す。   The sensing information extraction unit 23 processes the sensing information search message received from the message interpretation unit 21. With reference to the sensing information SE held in the general-purpose storage unit 31, the sensing information SE specified by the sensing information definition block in the sensing information definition block is extracted. Thereafter, the sensing information search message and the extracted sensing information SE are delivered to the message conversion means 26.

メタ情報登録手段24は、メッセージ解釈手段21から受け取ったメタ情報通知メッセージを処理する。汎用情報記憶部31を探索し、メタ情報通知メッセージが、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックと、で指定するノード識別番号ID、およびセンシング情報属性SA、およびメタ情報属性MAを格納する記憶領域を検索する。その後、メタ情報通知メッセージが指定するメタ情報MEを、既に書き込まれているメタ情報MEを更新して登録するか、または、新規に記憶領域を確保してメタ情報MEを登録する。   The meta information registration unit 24 processes the meta information notification message received from the message interpretation unit 21. A storage area in which the general information storage unit 31 is searched and the meta information notification message stores the node identification number ID, the sensing information attribute SA, and the meta information attribute MA specified by the message definition block and the meta information definition block Search for. Thereafter, the meta information ME specified by the meta information notification message is registered by updating the already written meta information ME, or newly registering the meta information ME by securing a storage area.

センシング情報返送手段25は、メッセージ解釈手段21から受け取ったセンシング情報通知メッセージを処理する。センシング情報通知メッセージが、メッセージ定義ブロックで指定する宛先ノード識別番号DstIDと、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistと、を参照して、センシング情報通知メッセージを次に中継するノードのノード識別番号IDを特定する。その後、センシング情報通知メッセージをメッセージ変換手段26に受け渡す。   The sensing information return means 25 processes the sensing information notification message received from the message interpretation means 21. The sensing information notification message refers to the destination node identification number DstID specified in the message definition block and the multi-hop routing route history RIDHist, and identifies the node identification number ID of the node that relays the sensing information notification message next. . Thereafter, the sensing information notification message is transferred to the message conversion means 26.

メッセージ変換手段26は、メタ情報参照手段22から受け取ったメタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換し、センシング情報抽出手段23から受け取ったセンシング情報検索メッセージをセンシング情報通知メッセージに変換し、センシング情報返送手段24から受け取ったセンシング情報通知メッセージを新たなセンシング情報通知メッセージに変換する。   The message conversion means 26 converts the meta information search message received from the meta information reference means 22 into a sensing information search message, converts the sensing information search message received from the sensing information extraction means 23 into a sensing information notification message, and detects sensing information. The sensing information notification message received from the return means 24 is converted into a new sensing information notification message.

次に、第3の実施の形態の動作を説明する。   Next, the operation of the third embodiment will be described.

まず、図15のフローチャートを参照して、環境に配置されたノードが、図14にあるようなクラスタツリー型ネットワークトポロジを構築し、ノード情報記憶部32にプロファイルを登録するまでの動作を説明する。   First, with reference to the flowchart of FIG. 15, an operation from when a node arranged in the environment constructs a cluster tree type network topology as shown in FIG. 14 and registers a profile in the node information storage unit 32 will be described. .

ノードは環境に配置されると、周辺検索を実行して、図14にあるようなクラスタツリー型ネットワークトポロジを構成する。図14のようなクラスタツリー型ネットワークトポロジは、コンピュータCmp100の信号到達距離内に全てのクラスタヘッドCH1、CH2、CH3が存在し、且つそれらのクラスタヘッドCH1、CH2、CH3の各々が相互に直接通信できない場合に構成される。   When a node is placed in the environment, it performs a peripheral search to form a cluster tree network topology as shown in FIG. In the cluster tree type network topology as shown in FIG. 14, all the cluster heads CH1, CH2, and CH3 exist within the signal reach of the computer Cmp100, and each of these cluster heads CH1, CH2, and CH3 directly communicate with each other. Configured when it is not possible.

ネットワークトポロジが確定すると、クラスタヘッドと複数のクラスタメンバとは通信リンクを確立し(例えば、クラスタヘッドCH1と複数のクラスタメンバCM1、CM2、CM3)、相互通信が可能となり、且つコンピュータCmp100と、複数のクラスタヘッドCH1、CH2、CH3とは通信リンクを確立し、相互通信が可能となる(ステップA1)。ノードはマイ・プロファイルを作成するために、不揮発性メモリからノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと、を抽出して、ネットワークトポロジからノード属性NAと、クラスタリンク情報フレームと、を判定し、マイ・プロファイルを作成し(プロファイルの詳細な構成は後述する)、ノード情報記憶部32に記憶する(ステップA2)。尚、以下の説明においては、クラスタ1000のクラスタヘッドCH1と複数のクラスタメンバCM1、CM2、CM3とに絞って記載する。   When the network topology is established, a communication link is established between the cluster head and the plurality of cluster members (for example, the cluster head CH1 and the plurality of cluster members CM1, CM2, and CM3), and mutual communication is possible. The cluster heads CH1, CH2, and CH3 establish a communication link to enable mutual communication (step A1). In order to create a My Profile, the node extracts the node identification number ID and the sensing information attribute SA from the nonvolatile memory, determines the node attribute NA and the cluster link information frame from the network topology, My profile is created (the detailed configuration of the profile will be described later) and stored in the node information storage unit 32 (step A2). In the following description, only the cluster head CH1 of the cluster 1000 and a plurality of cluster members CM1, CM2, and CM3 are described.

次に、クラスタメンバCM1、CM2、CM3は、ステップA2でノード情報記憶部32に記憶したマイ・プロファイルをクラスタヘッドCH1に送信し(ステップA3)、クラスタメンバCM1、CM2、CM3のマイ・プロファイルを受信したクラスタヘッドCH1は、クラスタメンバCM1、CM2、CM3のマイ・プロファイルをノード情報記憶部32に記憶する(ステップA4およびA5)。つまり、コンピュータCmp100と、クラスタメンバCM1、CM2、CM3とはマイ・プロファイルのみを保持し、クラスタヘッドCH1は、マイ・プロファイルと、クラスタメンバCM1、CM2、CM3から受信したクラスタメンバのマイ・プロファイルとの複数のプロファイルを保持する。   Next, the cluster members CM1, CM2, and CM3 transmit the My Profile stored in the node information storage unit 32 in Step A2 to the cluster head CH1 (Step A3), and the My Profiles of the cluster members CM1, CM2, and CM3 are transmitted. The received cluster head CH1 stores the my profile of the cluster members CM1, CM2, and CM3 in the node information storage unit 32 (steps A4 and A5). That is, the computer Cmp100 and the cluster members CM1, CM2, and CM3 hold only the My Profile, and the cluster head CH1 has the My Profile and the My Profile of the cluster member received from the Cluster Members CM1, CM2, and CM3. Keep multiple profiles.

図16のフローチャートを参照して、クラスタヘッドCH1とクラスタメンバCM1、CM2、CM3とが計測したセンシング情報SEからメタ情報MEを計算し、クラスタメンバCM1、CM2、CM3がメタ情報通知メッセージにより、クラスタヘッドCH1にメタ情報MEを通知する動作と、クラスタヘッドCH1がメタ情報を汎用情報記憶部31に登録する動作とを説明する。   Referring to the flowchart of FIG. 16, the meta information ME is calculated from the sensing information SE measured by the cluster head CH1 and the cluster members CM1, CM2, and CM3, and the cluster members CM1, CM2, and CM3 are notified by the meta information notification message. An operation of notifying the head CH1 of the meta information ME and an operation of the cluster head CH1 registering the meta information in the general-purpose information storage unit 31 will be described.

一般的に、センサノードは、間欠的な制御でセンシング情報の計測を実行する。センサノードは、内部タイマー(センサ機器の『電波時計』とは異なる)を使用して(図16の『タイマー検証』に相当する)、センシング情報の計測に割り当てられた計測時間TS(例えば秒単位で与えられる)の間に、サンプリング周期smpt(例えば秒単位で与えられる)でセンシング情報の計測を実行する。つまり、センサノードは計測時間TS以外の時間(非計測時間Tと呼称する)は、周辺のコンピュータ、およびクラスタヘッド、およびクラスタメンバとの通信作業、または消費電力を削減するためにスリープ状態への移行といった計測作業以外の作業に割り当て、計測時間TSの時間スロットで、“TS÷smpt[回]”だけセンシング情報SEを計測する(図8を参照)。計測時間TS、およびサンプリング周期smpt、および非計測時間Tは、アプリケーションに依存して決定されることが多い。   Generally, a sensor node performs sensing information measurement by intermittent control. The sensor node uses an internal timer (different from the “radio clock” of the sensor device) (corresponding to “timer verification” in FIG. 16), and a measurement time TS (for example, in seconds) assigned to measurement of sensing information. Measurement of sensing information is performed at a sampling period smpt (for example, given in seconds). In other words, the sensor node is in a time other than the measurement time TS (referred to as non-measurement time T) to enter a sleep state in order to reduce communication work with peripheral computers, cluster heads, and cluster members, or power consumption. The sensing information SE is measured by “TS ÷ smpt [times]” in the time slot of the measurement time TS, which is assigned to work other than measurement work such as migration (see FIG. 8). The measurement time TS, the sampling period smpt, and the non-measurement time T are often determined depending on the application.

クラスタメンバCM1、CM2、CM3は、センシング情報SEを効率的に記憶するために、汎用情報記憶部31を、マイ・プロファイルのセンシング情報属性数SAnumに相当する記憶領域に予め分割することで初期化する(ステップB1)。分割した各々の記憶領域には、センシング情報属性SAと、TS/smpt[回]に渡り計測した複数のセンシング情報SEとを記憶する(ステップB3およびB4)。計測時間TSが終了すると、クラスタメンバCM1、CM2、CM3は、センシング情報属性SAに事前に関連付けされているメタ情報属性MAに基づき、汎用情報記憶部31のセンシング情報SEからメタ情報MEを計算する(ステップB5)。ステップB10で計算されたメタ情報MEを含むメタ情報通知メッセージを作成し、クラスタヘッドCH1にメタ情報通知メッセージを送信する(ステップB6)。   The cluster members CM1, CM2, and CM3 are initialized by dividing the general-purpose information storage unit 31 in advance into storage areas corresponding to the number of sensing information attributes SAnum of My Profile in order to efficiently store the sensing information SE. (Step B1). Each divided storage area stores sensing information attribute SA and a plurality of sensing information SE measured over TS / smpt [times] (steps B3 and B4). When the measurement time TS ends, the cluster members CM1, CM2, and CM3 calculate the meta information ME from the sensing information SE in the general-purpose information storage unit 31 based on the meta information attribute MA previously associated with the sensing information attribute SA. (Step B5). A meta information notification message including the meta information ME calculated in step B10 is created, and the meta information notification message is transmitted to the cluster head CH1 (step B6).

一方で、クラスタヘッドCH1は、クラスタメンバCM1、CM2、CM3から受信するメタ情報通知メッセージに含まれるメタ情報MEを記憶する記憶領域(メタ情報用記憶領域と呼称する)と、クラスタヘッドCH1自身が計測するセンシング情報SEを記憶する記憶領域(センシング情報用記憶領域と呼称する)と、に汎用情報記憶部31を分割することで初期化する(ステップB1)。クラスタヘッドCH1はメタ情報MEを優先的に記憶するため、管理するクラスタメンバの台数が多く、汎用情報記憶部31に十分なメタ情報MEの記憶領域を確保できない場合は、センシング情報SEを計測しなくてもよい。クラスタヘッドCH1は、クラスタメンバと同様に、ステップB3、およびステップB4によって、センシング情報属性SAと、TS/smpt[回]に渡り計測した複数のセンシング情報SEと、を汎用情報記憶部31のセンシング情報用記憶領域に記憶する。次に、ステップB3、およびステップB4によって、登録したセンシング情報SEからメタ情報MEを計算して、汎用情報記憶部31のメタ情報用記憶領域に記憶する(ステップB7)。   On the other hand, the cluster head CH1 includes a storage area (referred to as a meta information storage area) for storing the meta information ME included in the meta information notification message received from the cluster members CM1, CM2, and CM3, and the cluster head CH1 itself. The general-purpose information storage unit 31 is initialized by dividing it into a storage area for storing the sensing information SE to be measured (referred to as a sensing information storage area) (step B1). Since the cluster head CH1 preferentially stores the meta information ME, when the number of cluster members to be managed is large and a sufficient storage area for the meta information ME cannot be secured in the general-purpose information storage unit 31, the sensing information SE is measured. It does not have to be. Like the cluster member, the cluster head CH1 senses the sensing information attribute SA and the plurality of sensing information SE measured over TS / smpt [times] in steps B3 and B4 in the general-purpose information storage unit 31. Store in the information storage area. Next, in step B3 and step B4, the meta information ME is calculated from the registered sensing information SE and stored in the meta information storage area of the general-purpose information storage unit 31 (step B7).

次に、クラスタヘッドCH1は、クラスタメンバCM1、CM2、CM3から受信したメッセージがメタ情報通知メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合、メタ情報登録手段24によって、メタ情報通知メッセージからメタ情報を抽出して、汎用情報記憶部31のメタ情報用記憶領域に記憶する(ステップB8およびB9)。   Next, when the cluster head CH1 confirms that the message received from the cluster members CM1, CM2, and CM3 is a meta information notification message by the message interpretation unit 21, the meta information registration unit 24 converts the meta information notification message from the meta information notification message. Information is extracted and stored in the meta information storage area of the general-purpose information storage unit 31 (steps B8 and B9).

続いて、図17のフローチャートを参照して、コンピュータCmp100から送信されたメタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、汎用情報記憶部31を検索し、メタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換するまでの動作を説明する。   Subsequently, referring to the flowchart of FIG. 17, the cluster head CH1 that has received the meta information search message transmitted from the computer Cmp100 searches the general-purpose information storage unit 31, and converts the meta information search message into a sensing information search message. The operation up to is described.

コンピュータCmp100はメタ情報検索メッセージを生成し、マイ・プロファイルのクラスタリンク情報フレームに記述されている直接通信が可能なクラスタヘッドの全てに、メタ情報検索メッセージを送信する。クラスタヘッドCH1は、コンピュータCmp100から受信したメッセージがメタ情報検索メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップC1)、メタ情報参照手段22によって、メタ情報検索メッセージからメタ情報定義ブロックを読み出し、メタ情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAと、メタ情報MAと、に関するメタ情報MEに一致するメタ情報MEを有するクラスタメンバを汎用情報記憶部31から検索する(ステップC2)。   The computer Cmp100 generates a meta information search message and transmits the meta information search message to all of the cluster heads that can be directly communicated described in the cluster link information frame of the my profile. When the cluster head CH1 confirms by the message interpreting means 21 that the message received from the computer Cmp100 is a meta information search message (step C1), the meta head is referred to by the meta information reference means 22 from the meta information search message. The cluster member having the meta information ME that matches the meta information ME related to the reading and the sensing information attribute SA designated by the meta information definition block and the meta information MA is searched from the general-purpose information storage unit 31 (step C2).

検索に成功した場合は、メタ情報検索メッセージからセンシング情報定義ブロックを読み出し、センシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAが検索に成功したクラスタメンバのプロファイルのセンシング情報属性SAに含まれているかを検索する(ステップC3)。検索に成功したクラスタメンバのプロファイルにセンシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAが含まれている場合は、メッセージ変換手段26によってメタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換して、検索に成功した一台、または複数のクラスタメンバにセンシング情報検索メッセージを送信する(ステップC4およびC5)。   When the search is successful, the sensing information definition block is read from the meta information search message, and whether the sensing information attribute SA specified by the sensing information definition block is included in the sensing information attribute SA of the profile of the cluster member that has been successfully searched. Search is performed (step C3). When the profile of the cluster member that has been successfully searched contains the sensing information attribute SA specified by the sensing information definition block, the message conversion means 26 converts the meta information search message into a sensing information search message, and the search is successful. A sensing information search message is transmitted to one or a plurality of cluster members (steps C4 and C5).

メタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックが指定するメタ情報と一致するメタ情報MEを有するクラスタメンバを検索できなかった場合と、検索に成功した場合でも、検索に成功したクラスタメンバのプロファイルにメタ情報検索メッセージのセンシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAが含まれていない場合と、はメタ情報検索メッセージを破棄する(ステップC6)。   When the cluster member having the meta information ME that matches the meta information specified by the meta information definition block of the meta information search message cannot be searched, and even if the search is successful, the meta information is included in the profile of the cluster member that has been searched successfully. When the sensing information attribute SA specified by the sensing information definition block of the search message is not included, the meta information search message is discarded (step C6).

図18のフローチャートを参照して、クラスタヘッドCH1から送信されたセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバが、汎用情報記憶部31を検索し、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換するまでの動作を説明する。   Referring to the flowchart of FIG. 18, the cluster member that has received the sensing information search message transmitted from cluster head CH1 searches general information storage unit 31 and converts the sensing information search message into a sensing information notification message. The operation of will be described.

クラスタメンバは、クラスタヘッドCH1から受信したメッセージがセンシング情報検索メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップD1)、センシング情報抽出手段23によって、センシング情報検索メッセージからセンシング情報定義ブロックを読み出し、センシング情報定義ブロックが指定するセンシング情報属性SAに一致するセンシング情報SEを汎用情報記憶部31から検索する(ステップD2)。検索したセンシング情報属性SAに関するセンシング情報SEを抽出し(ステップD3)、抽出したセンシング情報SEはメッセージ変換手段26によって、センシング情報通知メッセージに変換され、その後に、自身を管理するクラスタヘッドCH1にセンシング情報通知メッセージを送信する(ステップD4およびD5)。   When the cluster member confirms by the message interpretation means 21 that the message received from the cluster head CH1 is a sensing information search message (step D1), the sensing information extraction means 23 extracts the sensing information definition block from the sensing information search message. The sensing information SE that matches the sensing information attribute SA specified by the reading and sensing information definition block is searched from the general-purpose information storage unit 31 (step D2). Sensing information SE related to the searched sensing information attribute SA is extracted (step D3), and the extracted sensing information SE is converted into a sensing information notification message by the message conversion means 26, and then the sensing is performed by the cluster head CH1 that manages itself. An information notification message is transmitted (steps D4 and D5).

図19のフローチャートを参照して、クラスタヘッドCH1、またはクラスタメンバCM1、CM2、CM3から送信されたセンシング情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、センシング情報通知メッセージを、新たなセンシング情報通知メッセージに変換するまでの動作を説明する。   Referring to the flowchart of FIG. 19, the cluster head CH1 that has received the sensing information notification message transmitted from the cluster head CH1 or the cluster members CM1, CM2, and CM3 converts the sensing information notification message into a new sensing information notification message. The operation until conversion will be described.

クラスタヘッドCH1は、クラスタヘッドCH1、またはクラスタメンバから受信したメッセージがセンシング情報通知メッセージであることをメッセージ解釈手段21により確認した場合(ステップE1)、センシング情報返送手段24によって、センシング情報通知メッセージからメッセージ定義ブロックを読み出し、宛先ノード識別番号DstIDと、マルチホップ回数HOPnumと、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistと、を参照して、センシング情報通知メッセージを次に送信するコンピュータ、またはクラスタヘッドを特定する(ステップE2)。   When the cluster head CH1 confirms by the message interpretation means 21 that the message received from the cluster head CH1 or the cluster member is a sensing information notification message (step E1), the sensing information return means 24 causes the sensing information return message 24 to The message definition block is read, and the destination computer identification number DstID, the multihop count HOPnum, and the multihop routing route history RIDHist are referred to, and the computer or cluster head to which the sensing information notification message is next transmitted is specified ( Step E2).

その後、メッセージ変換手段26によって、センシング情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックが指定するマルチホップルーティング経路履歴RIDHistから自分自身のノード識別番号IDを消去し、マルチホップ回数HOPnumの値を“1”減じて、新たなセンシング情報通知メッセージを生成し、ステップE2で特定したコンピュータ、またはクラスタヘッドに新たなセンシング情報通知メッセージを送信する(ステップE3およびE4)。   Thereafter, the message conversion means 26 deletes its own node identification number ID from the multi-hop routing route history RIDHist specified by the message definition block of the sensing information notification message, and decrements the multi-hop count HOPnum by “1”. A new sensing information notification message is generated, and the new sensing information notification message is transmitted to the computer or cluster head specified in step E2 (steps E3 and E4).

コンピュータCmp100がセンシング情報通知メッセージを受信した場合、図17で直接通信が可能なクラスタヘッドに送信したメタ情報検索メッセージに対応するセンシング情報SEを返送されたことになるので、センシング情報通知メッセージからセンシング情報SEを抽出して、センシング情報通知メッセージは破棄する。また、本手法を用いた場合、コンピュータに到達したセンシング情報通知メッセージのマルチホップ回数HOPnumは必ず“0”であり、且つ宛先ノード識別番号DstIDにコンピュータのノード識別番号IDが記述されていることになる。   When the computer Cmp100 receives the sensing information notification message, the sensing information SE corresponding to the meta information search message transmitted to the cluster head capable of direct communication in FIG. The information SE is extracted and the sensing information notification message is discarded. Further, when this method is used, the multihop count HOPnum of the sensing information notification message reaching the computer is always “0”, and the node identification number ID of the computer is described in the destination node identification number DstID. Become.

次に、本実施の形態の効果について説明する。   Next, the effect of this embodiment will be described.

本実施の形態では、コンピュータが送信するセンシング情報の検索要求に対して、全てのセンサノードが応答し、全てのセンサノードが汎用情報記憶部31に格納したセンシング情報を逐次検証する手法と比較して高速なセンシング情報の検索を実現できる。なぜならば、センシング情報のメタ情報に関する検索要求を用いることで、コンピュータはメタ情報を集中的に管理するクラスタヘッドにだけに検索要求を送信すれば良いので、通信オーバヘッドを削減できる。更に、クラスタヘッドは検索要求に適合しないクラスタメンバには検索要求を送信しないため、検索応答までのRTT(Round−Trip−Time)を低く抑えることができる。以上のことから、コンピュータは、センサネットワークシステムから所望のセンシング情報を高速に検索することが可能となる。   In the present embodiment, all sensor nodes respond to a search request for sensing information transmitted by a computer, and all sensor nodes compare with a method of sequentially verifying sensing information stored in the general-purpose information storage unit 31. High-speed sensing information search. This is because by using a search request related to meta information of sensing information, the computer need only transmit the search request to the cluster head that centrally manages the meta information, thereby reducing communication overhead. Furthermore, since the cluster head does not transmit a search request to a cluster member that does not conform to the search request, RTT (Round-Trip-Time) until the search response can be kept low. From the above, the computer can retrieve desired sensing information from the sensor network system at high speed.

本発明の第4の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。   A fourth embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

上述した第3の実施の形態では、コンピュータの信号到達距離内に全てのクラスタヘッドが存在するとしたが、一般的にセンサネットワークシステムの施設規模は、コンピュータの信号到達距離よりも広く、実用上では、コンピュータが発信するメタ情報検索メッセージを複数のクラスタヘッドがマルチホップ中継して、コンピュータの信号到達距離外に配置されるクラスタヘッドに送信する必要がある。つまり、クラスタメッシュ型ネットワークトポロジを形成するセンサネットワークシステムにおけるセンシング情報の検索手法が要求される。   In the third embodiment described above, all the cluster heads exist within the signal reach of the computer. However, the facility scale of the sensor network system is generally larger than the signal reach of the computer. It is necessary that a plurality of cluster heads relay a meta information retrieval message transmitted from a computer to a cluster head arranged outside the signal reach of the computer by multihop relay. That is, a sensing information search method in a sensor network system that forms a cluster mesh network topology is required.

センサネットワークシステムに配置されるクラスタヘッドが、メタ情報検索メッセージを直接通信が可能な全てのクラスタヘッドへ送信することを繰り返すことで、センサネットワークシステムの全てのクラスタヘッドが記憶するメタ情報を検索する手法は、通信オーバヘッドの観点から非効率的であり、センシング情報の検索に多大な時間を要する。   The cluster head arranged in the sensor network system repeatedly transmits the meta information search message to all the cluster heads capable of direct communication, thereby searching the meta information stored in all the cluster heads of the sensor network system. The method is inefficient from the viewpoint of communication overhead, and it takes a long time to search for sensing information.

そこで、本発明の第4の実施の形態では、メタ情報検索メッセージを終端クラスタヘッドに送信する必要を無くすと共に、センシング情報通知メッセージを最短経路でコンピュータに返送する手法によって、通信オーバヘッドを削減し、クラスタメッシュ型ネットワークトポロジのセンサネットワークシステムにおいても、メタ情報検索メッセージが指定するセンシング情報を高速に収集できる例を説明する。   Therefore, in the fourth embodiment of the present invention, it is not necessary to transmit the meta information search message to the terminal cluster head, and the method of returning the sensing information notification message to the computer through the shortest path reduces the communication overhead. An example in which sensing information specified by a meta information search message can be collected at high speed also in a sensor network system having a cluster mesh network topology will be described.

図20を参照すると、本発明の第4の実施の形態は、メッセージの送受信作業とは独立して、受信器1と、送信器4との間に、図12に示された第2の実施の形態におけるデータ処理装置2にプロファイル共有手段27と、メタ情報統合手段28と、を加え、メタ情報参照手段22、およびセンシング情報抽出手段23、およびセンシング情報返送手段25と、メッセージ変換手段26と、の間と、にメッセージ転送手段29を加える点で異なる。   Referring to FIG. 20, in the fourth embodiment of the present invention, the second embodiment shown in FIG. 12 is provided between the receiver 1 and the transmitter 4 independently of the message transmission / reception operation. The profile sharing means 27 and the meta information integration means 28 are added to the data processing apparatus 2 in the form of the above, the meta information reference means 22, the sensing information extraction means 23, the sensing information return means 25, and the message conversion means 26. Are different in that message transfer means 29 is added.

また、本発明の第4の実施の形態では、当該クラスタヘッドが直接通信可能なクラスタヘッドを1つしか有しない場合、当該クラスタヘッドを終端クラスタヘッドと呼称する(以降ではTCHと略記する場合がある)。   In the fourth embodiment of the present invention, when the cluster head has only one cluster head that can directly communicate, the cluster head is referred to as a terminal cluster head (hereinafter, abbreviated as TCH in some cases). is there).

プロファイル共有手段27は、コンピュータが直接通信の可能なコンピュータ、クラスタヘッドにマイ・プロファイルを送信し、クラスタヘッドが直接通信の可能な全てのクラスタヘッド、終端クラスタヘッドにマイ・プロファイルを送信し、終端クラスタヘッドが直接通信の可能な唯一のクラスタヘッドにマイ・プロファイルと、終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバのマイ・プロファイルとを送信する。コンピュータ、クラスタヘッドは、受信した複数のプロファイルをノード情報記憶部32に記憶し、終端クラスタヘッドは、受信した唯一のプロファイルをノード情報記憶部32に記憶する。   The profile sharing means 27 sends the My Profile to the computer and cluster head that can communicate directly with the computer, and sends the My Profile to all the cluster heads that can communicate directly with the cluster head and the terminating cluster head. The cluster profile transmits the My Profile to the only cluster head that can communicate directly and the My Profile of the cluster member managed by the terminal cluster head. The computer and cluster head store the received plurality of profiles in the node information storage unit 32, and the terminal cluster head stores the received only profile in the node information storage unit 32.

メタ情報統合手段28は、終端クラスタヘッドが汎用情報記憶部31に記憶するセンシング情報SEから計算したメタ情報MEを、メタ情報通知メッセージによりクラスタヘッドに登録すると共に、終端クラスタヘッドがクラスタメンバから受信したメタ情報登録メッセージをクラスタヘッドに転送して登録する。   The meta information integration unit 28 registers the meta information ME calculated from the sensing information SE stored in the general-purpose information storage unit 31 by the terminal cluster head in the cluster head by the meta information notification message, and receives the terminal cluster head from the cluster member. The registered meta information registration message is transferred to the cluster head and registered.

メッセージ転送手段29は、メタ情報参照手段22から受け取ったメタ情報検索メッセージと、センシング情報抽出手段23から受け取ったセンシング情報検索メッセージと、センシング情報返送手段25から受け取ったセンシング情報通知メッセージとを処理する。受け取ったメッセージがメタ情報検索メッセージの場合、ノード情報記憶部32を参照し直接通信可能なクラスタヘッドの全てを抽出し(終端クラスタヘッドは除く)、直接通信可能なクラスタヘッドに転送する。受け取ったメッセージがセンシング情報検索メッセージの場合、終端クラスタヘッドは、センシング情報検索メッセージをクラスタメンバに転送する。受け取ったメッセージがセンシング情報通知メッセージの場合、ノード情報記憶部32を参照し直接通信可能なクラスタヘッドの全てを抽出し、メタ情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックのマルチホップルーティング経路履歴RIDHistと照合することで、メタ情報通知メッセージを最短経路で宛先ノード識別番号DstIDに転送する。   The message transfer unit 29 processes the meta information search message received from the meta information reference unit 22, the sensing information search message received from the sensing information extraction unit 23, and the sensing information notification message received from the sensing information return unit 25. . When the received message is a meta information search message, all of the cluster heads that can be directly communicated are extracted by referring to the node information storage unit 32 (excluding the terminal cluster head) and transferred to the cluster head that can be directly communicated. When the received message is a sensing information search message, the terminal cluster head transfers the sensing information search message to the cluster member. If the received message is a sensing information notification message, refer to the node information storage unit 32, extract all the cluster heads that can communicate directly, and collate with the multihop routing route history RIDHist in the message definition block of the meta information notification message. Then, the meta information notification message is transferred to the destination node identification number DstID through the shortest path.

次に、第4の実施の形態の動作について詳細に説明する。   Next, the operation of the fourth embodiment will be described in detail.

第4の実施の形態の動作は、図21に示すような、クラスタメッシュ型ネットワークトポロジを有するセンサネットワークシステムで動作する。コンピュータは信号到達距離内のクラスタヘッドと相互接続し、クラスタヘッドは信号到達距離内のクラスタヘッドと相互接続するので、コンピュータは、信号到達距離外に位置するクラスタヘッドと、複数のクラスタヘッドを中継することで通信が可能となる。   The operation of the fourth embodiment operates in a sensor network system having a cluster mesh network topology as shown in FIG. The computer interconnects with the cluster head within the signal reach, and the cluster head interconnects with the cluster head within the signal reach, so the computer relays the cluster head and multiple cluster heads located outside the signal reach By doing so, communication becomes possible.

図22のステップA1、およびA3−A5で示される本実施の形態におけるセンサノードの動作は、図15で示した実施の形態のセンサノードの動作と同一のため、説明は省略する。   The operation of the sensor node in the present embodiment indicated by steps A1 and A3-A5 in FIG. 22 is the same as the operation of the sensor node in the embodiment shown in FIG.

ステップA2において、終端クラスタヘッドのマイ・プロファイルの構成は、クラスタヘッドと同様に、ノード識別番号IDと、ノード属性NAと、クラスタリンク情報フレームと、センシング情報属性SAと、から構成されるが、ノード属性NAはクラスタヘッドと異なる値が与えられる。コンピュータは生成したマイ・プロファイルを直接通信の可能なコンピュータ/クラスタヘッドに送信し(ステップA6)、クラスタヘッドは生成したマイ・プロファイルをクラスタヘッド/終端クラスタヘッドに送信する(ステップA7)。コンピュータは、異なるコンピュータから送信されたマイ・プロファイルを受信し、ノード情報記憶部32に記憶し(ステップA8)、クラスタヘッドは、コンピュータと、異なるクラスタヘッドと、から送信されたマイ・プロファイルを受信し、ノード情報記憶部32に記憶し(ステップA9)、終端クラスタヘッドは、直接通信の可能な唯一のクラスタヘッドから送信されたマイ・プロファイルを受信し、ノード情報記憶部32に記憶する(ステップA10)。その後、終端クラスタヘッドは、直接通信の可能な唯一のクラスタヘッドに、マイ・プロファイルと、自身が管理するクラスタメンバのマイ・プロファイルと、を送信する(ステップ11)。クラスタヘッドは、終端クラスタヘッドから受信した終端クラスタヘッドのマイ・プロファイルと、終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバのマイ・プロファイルと、をノード情報記憶部32に記憶する(ステップA12)。ステップA6−A12は、プロファイル共有手段27によって実行される。   In step A2, the my profile of the terminal cluster head is composed of a node identification number ID, a node attribute NA, a cluster link information frame, and a sensing information attribute SA, as in the cluster head. The node attribute NA is given a value different from that of the cluster head. The computer transmits the generated my profile to a computer / cluster head capable of direct communication (step A6), and the cluster head transmits the generated my profile to the cluster head / terminal cluster head (step A7). The computer receives the my profile transmitted from the different computer and stores it in the node information storage unit 32 (step A8), and the cluster head receives the my profile transmitted from the computer and the different cluster head. The terminal cluster head receives the my profile transmitted from the only cluster head capable of direct communication and stores it in the node information storage unit 32 (step A9). A10). Thereafter, the terminal cluster head transmits the My Profile and the My Profile of the cluster member managed by itself to the only cluster head capable of direct communication (Step 11). The cluster head stores the my profile of the terminal cluster head received from the terminal cluster head and the my profile of the cluster member managed by the terminal cluster head in the node information storage unit 32 (step A12). Steps A 6 -A 12 are executed by the profile sharing means 27.

図23のB2−B9で示される本実施の形態におけるセンサノードの動作は、図16で示した実施の形態のセンサノードの動作と同一のため、説明は省略する。終端クラスタヘッドは、メタ情報MEを管理しないため、ステップB1における汎用情報記憶部31の初期化ではクラスタメンバと同様に、全ての記憶領域をセンシング情報SEの記憶するために使用する。終端クラスタメンバは、ステップB3、およびステップB4で汎用情報記憶部31に記憶したセンシング情報SEから、ステップB10でメタ情報MEを計算し(ステップB10はステップB5と同様の処理である)、ステップB11でメタ情報MEを含むメタ情報通知メッセージを、直接通信が可能な唯一のクラスタヘッドに送信する(ステップB11はステップB6と同様の処理である)。   The operation of the sensor node in this embodiment shown by B2-B9 in FIG. 23 is the same as the operation of the sensor node in the embodiment shown in FIG. Since the terminal cluster head does not manage the meta information ME, in the initialization of the general-purpose information storage unit 31 in step B1, all the storage areas are used for storing the sensing information SE as in the cluster member. The terminal cluster member calculates meta information ME in step B10 from the sensing information SE stored in the general-purpose information storage unit 31 in step B3 and step B4 (step B10 is the same processing as step B5), and step B11. The meta information notification message including the meta information ME is transmitted to the only cluster head capable of direct communication (step B11 is the same process as step B6).

次に、終端クラスタヘッドは、自身が管理するクラスタメンバから受信したメタ情報通知メッセージをメタ情報統合手段28によって、直接通信が可能な唯一のクラスタヘッドに送信する(ステップB12)。   Next, the terminal cluster head transmits the meta information notification message received from the cluster member managed by itself to the only cluster head capable of direct communication by the meta information integration unit 28 (step B12).

図24のC1−C5で示される本実施の形態におけるセンサノードの動作は、図17で示した実施の形態のセンサノードの動作と同一のため、説明は省略する。第2の実施の形態では、メタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドはステップC2、およびステップC3のどちらかの検索作業に失敗した場合、メタ情報検索メッセージをステップC6で破棄していた。本発明では、メッセージ転送手段29によって、ノード情報記憶部32に保存されたプロファイルを参照して、終端クラスタヘッドを除くクラスタヘッドにメタ情報検索メッセージを転送する(ステップC7)。   The operation of the sensor node in this embodiment indicated by C1-C5 in FIG. 24 is the same as the operation of the sensor node in the embodiment shown in FIG. In the second embodiment, when the cluster head that has received the meta information search message fails in the search operation in either step C2 or step C3, the meta information search message is discarded in step C6. In the present invention, the message transfer means 29 refers to the profile stored in the node information storage unit 32 and transfers the meta information search message to the cluster heads excluding the terminal cluster head (step C7).

図25のD1−D5で示される本実施の形態におけるセンサノードの動作は、図18で示した実施の形態のセンサノードの動作と同一のため、説明は省略する。第2の実施の形態では、センシング情報検索メッセージを受信するノードはクラスタメンバに限られていた。本発明では、終端クラスタヘッドもセンシング情報検索メッセージを受信する。よって、終端クラスタヘッドがセンシング情報検索メッセージを受信した場合、センシング情報検索メッセージ内で指定される宛先ノード識別番号DstIDを検証し、宛先ノード識別番号DstIDが管理するクラスタメンバであれば、メッセージ転送手段29によって、該当するクラスタメンバにセンシング情報検索メッセージを転送する(ステップD6)。   The operation of the sensor node in this embodiment indicated by D1-D5 in FIG. 25 is the same as the operation of the sensor node in the embodiment shown in FIG. In the second embodiment, the nodes that receive the sensing information search message are limited to cluster members. In the present invention, the terminal cluster head also receives the sensing information search message. Therefore, when the terminal cluster head receives the sensing information search message, the destination node identification number DstID specified in the sensing information search message is verified, and if it is a cluster member managed by the destination node identification number DstID, message transfer means 29, the sensing information search message is transferred to the corresponding cluster member (step D6).

図26のE1−E4で示される本実施の形態におけるセンサノードの動作は、図19で示した実施の形態のセンサノードの動作と同一のため、説明は省略する。センシング情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドは、センシング情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックの宛先ノード識別番号DstIDと、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistと、ノード情報記憶部32に保存された直接通信の可能なコンピュータ/クラスタヘッドの複数のプロファイルと、を参照して、センシング情報通知メッセージを最短経路で宛先ノード識別番号DstIDに返送できるコンピュータ/クラスタヘッドのプロファイルを保持する場合は、メッセージ転送手段29によって、該当するコンピュータ/クラスタヘッドにセンシング情報通知メッセージを転送する(ステップE5)。   The operation of the sensor node in this embodiment indicated by E1-E4 in FIG. 26 is the same as the operation of the sensor node in the embodiment shown in FIG. The cluster head that has received the sensing information notification message receives the destination node identification number DstID of the message definition block of the sensing information notification message, the multihop routing route history RIDHist, and a computer capable of direct communication stored in the node information storage unit 32. If the profile of the computer / cluster head that can return the sensing information notification message to the destination node identification number DstID by the shortest path is stored with reference to the plurality of / cluster head profiles, the message transfer means 29 applies A sensing information notification message is transferred to the computer / cluster head (step E5).

次に、本発明の第4の実施の形態の効果について説明する。   Next, the effect of the 4th Embodiment of this invention is demonstrated.

本発明を実施するための最良の形態では、終端クラスタヘッドと、終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバと、のメタ情報MEをメタ情報通知メッセージによって、直接通信可能な唯一のクラスタヘッドに送信する。これにより、メタ情報検索メッセージを受信した終端クラスタヘッドと直接通信の可能な唯一のクラスタヘッドは、自身の汎用情報記憶部31を検索することで、終端クラスタヘッドと、終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバのメタ情報とを検索することが可能となる。つまり、メタ情報検索メッセージが指定するメタ情報をクラスタヘッド上で検索できなかった場合は、クラスタヘッドは、終端クラスタヘッドにメタ情報検索メッセージを転送する必要がなくなり、通信オーバヘッドを削減することができる。また、センシング情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドは、自身が直接通信の可能なコンピュータ/クラスタヘッドにセンシング情報通知メッセージを転送することで、センシング情報通知メッセージを最短経路で宛先ノード識別番号DstIDに返送する。以上の二点の工夫により、センシング情報をクラスタメッシュ型ネットワークトポロジを有するセンサネットワークシステムから高速に検索する効果がある。   In the best mode for carrying out the present invention, meta information ME of a terminal cluster head and cluster members managed by the terminal cluster head is transmitted to the only cluster head capable of direct communication by a meta information notification message. As a result, the only cluster head capable of directly communicating with the terminal cluster head that has received the meta information search message searches the general-purpose information storage unit 31 of the terminal cluster head and the cluster managed by the terminal cluster head. It becomes possible to search for meta information of members. In other words, if the meta information specified by the meta information search message cannot be searched on the cluster head, the cluster head does not need to transfer the meta information search message to the terminal cluster head, and communication overhead can be reduced. . Further, the cluster head that has received the sensing information notification message transfers the sensing information notification message to the destination node identification number DstID through the shortest path by transferring the sensing information notification message to a computer / cluster head that can directly communicate with the cluster head. To do. With the above two ideas, there is an effect that the sensing information is retrieved at high speed from the sensor network system having the cluster mesh network topology.

本発明の実施例1を説明する。実施例1は、第1の実施の形態に対応する実施例である。   A first embodiment of the present invention will be described. Example 1 is an example corresponding to the first embodiment.

本実施例では、図53に示すセンサネットワークシステムを用いて説明する。センサネットワークシステムは、一つのクラスタ1000から構成されている。クラスタ1000は、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11と、クラスタメンバCM12と、クラスタメンバCM13とから構成されている。尚、クラスタ1000が形成するまでの過程では、4台のセンサノードは一定期間毎に直接通信が可能な周辺のセンサノードの検索を実行し、クラスタヘッド、クラスタメンバといった各センサノードの役割を決定する。この過程において、クラスタヘッドCH1はクラスタメンバのノード識別番号をリンクレベルプロトコルにより認識し、同様にクラスタメンバCM11、CM12、CM13はクラスタヘッドCH1のノード識別番号をリンクレベルプロトコルにより認識する。   This embodiment will be described using the sensor network system shown in FIG. The sensor network system is composed of one cluster 1000. The cluster 1000 includes a cluster head CH1, a cluster member CM11, a cluster member CM12, and a cluster member CM13. In the process until the cluster 1000 is formed, the four sensor nodes perform a search for surrounding sensor nodes capable of direct communication every predetermined period, and determine the role of each sensor node such as the cluster head and the cluster member. To do. In this process, the cluster head CH1 recognizes the node identification number of the cluster member by the link level protocol, and similarly, the cluster members CM11, CM12, CM13 recognize the node identification number of the cluster head CH1 by the link level protocol.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13には、複数のセンサ機器、例えば、センサ機器としては、『温度センサ、湿度センサ、照度センサ、赤外線センサ、カメラセンサ、マイクロフォン、電波時計、GPS』を搭載可能であり、それらセンサ機器から計測されるセンシング情報SEには『温度計測値、湿度計測値、照度計測値、赤外線計測値、画像計測値、音声計測値、絶対時刻計測値、絶対位置計測値』が対応する。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 can be equipped with a plurality of sensor devices, for example, “temperature sensor, humidity sensor, illuminance sensor, infrared sensor, camera sensor, microphone, radio clock, GPS” as sensor devices. , "Temperature measurement value, humidity measurement value, illuminance measurement value, infrared measurement value, image measurement value, audio measurement value, absolute time measurement value, absolute position measurement value" correspond to the sensing information SE measured from these sensor devices To do.

また、センシング情報属性SAは『温度、湿度、照度、赤外線、画像、音声、絶対時刻、絶対位置』などのセンシング情報SEの種類を指定するためのパラメータであり(実際には、センシング情報属性SAは単位系を含めた上で定義される。つまり、温度[℃]と温度[K]では異なるセンシング情報属性SAとなる)、8ビットのビット列で与えられるが、センシング情報SEのデータ長は、センシング情報属性SAに依存して決定されるため、クラスタヘッドと、クラスタメンバとはセンシング情報属性SAに対応してセンシング情報SEのデータ長を記憶する必要がある。   The sensing information attribute SA is a parameter for designating the type of sensing information SE such as “temperature, humidity, illuminance, infrared ray, image, sound, absolute time, absolute position” (actually, the sensing information attribute SA Is defined by including the unit system, that is, the sensing information attribute SA is different between the temperature [° C.] and the temperature [K]), and is given as an 8-bit bit string. Since it is determined depending on the sensing information attribute SA, the cluster head and the cluster member need to store the data length of the sensing information SE corresponding to the sensing information attribute SA.

本実施例では、具体的な説明をする為に、クラスタメンバCM11と、クラスタメンバCM12と、クラスタメンバCM13とは、『温度センサ』と、『湿度センサ』と、『電波時計』との三個のセンサ機器を装備しているものとする(但し、本発明では、全てのセンサノードが同種類、同数のセンサを装備する必要はない)。   In the present embodiment, for specific explanation, the cluster member CM11, the cluster member CM12, and the cluster member CM13 are three units of “temperature sensor”, “humidity sensor”, and “radio clock”. (However, in the present invention, all sensor nodes need not be equipped with the same type and the same number of sensors).

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報の計測に割り当てられた計測時間TSの間に、サンプリング周期smptでセンシング情報の計測を実行する。例えば、計測時間“TS=60[秒]”で、サンプリング周期“smpt=5[秒]”とすると、クラスタメンバCM11は、『温度センサ』と、『湿度センサ』と、『電波時計』と、の三個のセンサ機器を用いて“60/5=12[回]”の計測を実行し、図27に示すように汎用情報管理用フラッシュメモリにセンシング情報を保存する。図27では、温度は[℃]単位で、湿度は[%]単位で、絶対時間は『時:分:秒』形式で保存している。尚、クラスタメンバCM12、CM13も、クラスタメンバCM11と同様にセンシング情報を汎用情報管理用フラッシュメモリにセンシング情報を保存する。クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報属性SAに対応した記憶領域を使い切るか、センシング情報属性SAに対応した記憶領域の残量がセンシング情報SEを保存するのに不十分な場合は、古いセンシング情報SEを上書きして保存を継続する。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 perform sensing information measurement at a sampling period smpt during the measurement time TS allocated to sensing information measurement. For example, when the measurement time is “TS = 60 [seconds] and the sampling cycle is“ smpt = 5 [seconds] ”, the cluster member CM11 has“ temperature sensor ”,“ humidity sensor ”,“ radio clock ”, The measurement of “60/5 = 12 [times]” is executed using the three sensor devices, and the sensing information is stored in the general-purpose information management flash memory as shown in FIG. In FIG. 27, the temperature is stored in units of [° C.], the humidity is stored in units of [%], and the absolute time is stored in the “hour: minute: second” format. The cluster members CM12 and CM13 also store the sensing information in the general-purpose information management flash memory in the same manner as the cluster member CM11. The cluster members CM11, CM12, and CM13 are old if the storage area corresponding to the sensing information attribute SA is used up or the remaining capacity of the storage area corresponding to the sensing information attribute SA is insufficient to store the sensing information SE. Overwrite the sensing information SE and continue saving.

次に、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、ノード識別番号IDと、搭載するセンサ機器の種類によって一意に割振られるセンシング情報属性SAと、をメタ情報通知メッセージによって、クラスタヘッドCH1に送信する。   Next, the cluster members CM11, CM12, and CM13 transmit the node identification number ID and the sensing information attribute SA uniquely assigned according to the type of the mounted sensor device to the cluster head CH1 by a meta information notification message.

本実施例で使用する『センシング情報検索メッセージ』と、『メタ情報通知メッセージ』と、『センシング情報通知メッセージ』との三種類のメッセージで使用する記号と、記号のデータ長と、記号の意味とを図29に示すと共に、メッセージ種類MgTとビット列との対応表を図30に示す。   Symbols used in the three types of messages `` Sensing information search message '', `` Meta information notification message '', and `` Sensing information notification message '' used in this example, the data length of the symbol, the meaning of the symbol, FIG. 29 shows a correspondence table between the message type MgT and the bit string.

メタ情報通知メッセージは、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックとから構成され、図54のような形式で与えられるため、クラスタメンバCM11が、クラスタヘッドCH1に送信するメタ情報通知メッセージは図59で与えられる。『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)、および『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)、および『絶対時間』(“センシング情報属性SA=0000110“)のセンシング情報属性SA7ビットを送信する場合、図59に示すメタ情報登録メッセージの全長は”91ビット=12バイト−5ビット“となるため、”メッセージ長MgL=00001100“、および”パディング長=101“と設定される。   The meta information notification message is composed of a message definition block and a meta information definition block, and is given in the format shown in FIG. 54. Therefore, the meta information notification message transmitted from the cluster member CM 11 to the cluster head CH1 is shown in FIG. Given. Sensing information attribute SA7 bit of “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”), “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”), and “absolute time” (“sensing information attribute SA = 00000110”) 59, since the total length of the meta information registration message shown in FIG. 59 is “91 bits = 12 bytes−5 bits”, “message length MgL = 000001100” and “padding length = 101” are set.

また、本実施例では、図53に示すようなセンサネットワークシステムを取り扱うので、メッセージ生存ホップ期間TTLは、“1”で良い。結局、図59で与えられるメタ情報通知メッセージの最後尾に4ビットのパディング(任意の値を記入してよい)を付加して、クラスタヘッドCH1に送信する。以上と同様の作業をクラスタメンバCM12、CM13も実行する。   In this embodiment, since the sensor network system as shown in FIG. 53 is handled, the message survival hop period TTL may be “1”. Eventually, 4-bit padding (an arbitrary value may be entered) is added to the tail of the meta information notification message given in FIG. 59, and transmitted to the cluster head CH1. The cluster member CM12 and CM13 execute the same operation as above.

一方で、クラスタヘッドCH1は、クラスタメンバCM11、CM12、CM13からメタ情報通知メッセージを受信した場合、メタ情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックの“メッセージ種類MgT=0010”を参照し、受信したメッセージをメタ情報通知メッセージであることを確認する。例えば、受信したメタ情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックの“送信元ノード識別番号=0000−0000−0000−1011”であった場合、クラスタメンバCM11が送信したメタ情報通知メッセージであることが確認できるので、クラスタメンバCM11のノード識別番号ID(CM11)と、メタ情報定義ブロックに含まれるセンシング情報属性SAとを汎用情報管理用フラッシュメモリに保存する(図60を参照)。   On the other hand, when receiving the meta information notification message from the cluster members CM11, CM12, and CM13, the cluster head CH1 refers to “message type MgT = 0010” in the message definition block of the meta information notification message, and converts the received message to the meta information notification message. Confirm that it is an information notification message. For example, if “source node identification number = 0000-0000-0000-1011” in the message definition block of the received meta information notification message, the meta information notification message transmitted by the cluster member CM 11 can be confirmed. The node identification number ID (CM11) of the cluster member CM11 and the sensing information attribute SA included in the meta information definition block are stored in the general-purpose information management flash memory (see FIG. 60).

次に、クラスタメンバCM11からメタ情報登録メッセージを受信した場合、ノード識別番号IDと、メタ情報定義ブロックに含まれるセンシング情報属性SAとを参照し、図60の汎用情報管理用フラッシュメモリに保存する全てのノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと照合する。受信したメタ情報通知メッセージに含まれるノード識別番号IDと、センシング情報属性SAと一致するノード識別番号IDと、センシング情報属性SAを汎用情報管理用フラッシュメモリに発見した場合は、処理を実行しない。一致するノード識別番号IDと、センシング情報属性SAを汎用情報管理用フラッシュメモリに発見できない場合は、汎用情報管理用フラッシュメモリに追記して保存する。   Next, when the meta information registration message is received from the cluster member CM 11, the node identification number ID and the sensing information attribute SA included in the meta information definition block are referred to and stored in the general-purpose information management flash memory of FIG. All node identification numbers ID are compared with the sensing information attribute SA. If the node identification number ID included in the received meta information notification message, the node identification number ID that matches the sensing information attribute SA, and the sensing information attribute SA are found in the general-purpose information management flash memory, the process is not executed. If the matching node identification number ID and sensing information attribute SA cannot be found in the general-purpose information management flash memory, they are added to the general-purpose information management flash memory and stored.

次に、クラスタメンバCM11、または、クラスタメンバCM12、またはクラスタメンバCM13が保存するセンシング情報SEを検索するためのセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、センシング情報検索メッセージが指定するセンシング情報属性に一致するセンシング情報を記憶するクラスタメンバを特定する手法に関して説明する。   Next, the cluster head CH1 that has received the sensing information search message for searching for the sensing information SE stored in the cluster member CM11, the cluster member CM12, or the cluster member CM13 has a sensing information attribute specified by the sensing information search message. A method for specifying a cluster member that stores sensing information matching the above will be described.

センシング情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとから構成され、図35のような形式で与えられる。例えば、センサネットワークシステムに配置されているクラスタメンバから、湿度に関するセンシング情報SEを要求する場合、センシング情報検索メッセージは図61のようになる。   The sensing information search message includes a message definition block and a sensing information definition block, and is given in a format as shown in FIG. For example, when requesting sensing information SE related to humidity from a cluster member arranged in the sensor network system, the sensing information search message is as shown in FIG.

センシング情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、センシング情報検索メッセージのメッセージ定義ブロックの“メッセージ種類MgT=0001”を参照して、受信したメッセージがセンシング情報検索メッセージであることを確認する。   The cluster head CH1 that has received the sensing information search message refers to “message type MgT = 0001” in the message definition block of the sensing information search message and confirms that the received message is the sensing information search message.

センシング情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、まずセンシング情報検索メッセージのセンシング情報定義ブロックに記述されたセンシング情報属性SAと、を参照する(継続フラグFが有効の場合は、連続して記述される全てのセンシング情報属性SAを参照する)。   The cluster head CH1 that has received the sensing information search message first refers to the sensing information attribute SA described in the sensing information definition block of the sensing information search message (if the continuation flag F is valid, it is described continuously. All sensing information attributes SA are referred to).

次に、汎用情報管理用フラッシュメモリを参照し、センシング情報検索メッセージのセンシング情報定義ブロックに記述されたセンシング情報属性SAに一致するクラスタメンバCMを特定する(継続フラグFが有効の場合は、連続して記述される全てのセンシング情報属性SAを満たすクラスタメンバCMを特定する)。クラスタヘッドCH1の汎用情報管理用フラッシュメモリは図65のようになっているので、クラスタメンバCM11が受信したセンシング情報検索メッセージが指定する湿度を計測するセンサノードであることが判る。   Next, referring to the general-purpose information management flash memory, a cluster member CM that matches the sensing information attribute SA described in the sensing information definition block of the sensing information search message is specified (if the continuation flag F is valid, the cluster information is continuously The cluster member CM satisfying all the sensing information attributes SA described in the above is specified). Since the general-purpose information management flash memory of the cluster head CH1 is as shown in FIG. 65, it can be seen that it is a sensor node that measures the humidity specified by the sensing information search message received by the cluster member CM11.

よって、クラスタヘッドCH1は、受信したセンシング情報検索メッセージの送信元ノード識別番号SrcIDと、宛先ノード識別番号DstIDと、マルチホップ回数HOPnumを変更し、新たなセンシング情報検索メッセージに変換して、クラスタメンバCM11に送信する。センシング情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとから構成され、図35のような形式で与えられる。   Therefore, the cluster head CH1 changes the source node identification number SrcID, the destination node identification number DstID, and the multi-hop count HOPnum of the received sensing information search message, converts it to a new sensing information search message, and converts it into a cluster member. Send to CM11. The sensing information search message includes a message definition block and a sensing information definition block, and is given in a format as shown in FIG.

次に、クラスタヘッドCH1からセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバCM11が汎用情報管理フラッシュメモリから、センシング情報検索メッセージが指定するセンシング情報を抽出し、センシング情報検索メッセージの発信元ノード識別番号SrcIDにセンシング情報を返送するための手法に関して説明する。   Next, the cluster member CM11 that has received the sensing information search message from the cluster head CH1 extracts the sensing information specified by the sensing information search message from the general-purpose information management flash memory, and sets it to the source node identification number SrcID of the sensing information search message. A method for returning sensing information will be described.

センシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバCM11は、センシング情報検索メッセージがセンシング情報定義ブロックで指定する『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)を、図27に示す汎用情報管理用フラッシュメモリから抽出し、その後に、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換する。センシング情報通知メッセージは、メッセージ定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、から構成され、図62のような形式で与えられる。センシング情報通知メッセージは、クラスタメンバCM11が受信したセンシング情報検索メッセージの送信元ノード識別番号SrcIDに記述されているノード識別番号IDを宛先ノード識別番号DstIDに記述し、送信元ノード識別番号SrcIDにノード識別番号ID(CM11)を記述する。その後、センシング情報定義ブロックのセンシング情報SEに、クラスタメンバCM11の汎用情報管理用フラッシュメモリから抽出した『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)を記述し、“メッセージ長MgL=00010110”と、“パディング長PadL=011“を新たに設定することで、図63のようになる。クラスタメンバCM11は、クラスタヘッドCH1にセンシング情報通知メッセージを送信する。   The cluster member CM 11 that has received the sensing information search message sends “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) specified in the sensing information definition block by the sensing information search message from the general-purpose information management flash memory shown in FIG. After that, the sensing information search message is converted into a sensing information notification message. The sensing information notification message is composed of a message definition block and a sensing information definition block, and is given in the format shown in FIG. In the sensing information notification message, the node identification number ID described in the transmission source node identification number SrcID of the sensing information search message received by the cluster member CM11 is described in the destination node identification number DstID, and the node in the transmission source node identification number SrcID. The identification number ID (CM11) is described. Thereafter, “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) extracted from the general-purpose information management flash memory of the cluster member CM11 is described in the sensing information SE of the sensing information definition block, and “message length MgL = 00010110” is described. , “Padding length PadL = 011” is newly set as shown in FIG. The cluster member CM11 transmits a sensing information notification message to the cluster head CH1.

本発明の実施例2を説明する。実施例2は、第2の実施の形態に対応する実施例である。   A second embodiment of the present invention will be described. Example 2 is an example corresponding to the second embodiment.

本実施例では、図1に示すセンサネットワークシステムを用いて説明する。センサネットワークシステムは、一つのクラスタ1000から構成されている。クラスタ1000は、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11と、クラスタメンバCM12と、クラスタメンバCM13とから構成されている。尚、クラスタ1000が形成するまでの過程では、4台のセンサノードは一定期間毎に直接通信が可能な周辺のセンサノードの検索を実行し、クラスタヘッド、クラスタメンバといった各センサノードの役割を決定する。この過程において、クラスタヘッドCH1はクラスタメンバのノード識別番号をリンクレベルプロトコルにより認識し、同様にクラスタメンバCM11、CM12、CM13はクラスタヘッドCH1のノード識別番号をリンクレベルプロトコルにより認識する。   In this embodiment, description will be made using the sensor network system shown in FIG. The sensor network system is composed of one cluster 1000. The cluster 1000 includes a cluster head CH1, a cluster member CM11, a cluster member CM12, and a cluster member CM13. In the process until the cluster 1000 is formed, the four sensor nodes perform a search for surrounding sensor nodes capable of direct communication every predetermined period, and determine the role of each sensor node such as the cluster head and the cluster member. To do. In this process, the cluster head CH1 recognizes the node identification number of the cluster member by the link level protocol, and similarly, the cluster members CM11, CM12, CM13 recognize the node identification number of the cluster head CH1 by the link level protocol.

クラスタメンバCM11、CM12、CM13には、複数のセンサ機器、例えば、センサ機器としては、『温度センサ、湿度センサ、照度センサ、赤外線センサ、カメラセンサ、マイクロフォン、電波時計、GPS』を搭載可能であり、それらセンサ機器から計測されるセンシング情報SEには『温度計測値、湿度計測値、照度計測値、赤外線計測値、画像計測値、音声計測値、絶対時刻計測値、絶対位置計測値』が対応する。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 can be equipped with a plurality of sensor devices, for example, “temperature sensor, humidity sensor, illuminance sensor, infrared sensor, camera sensor, microphone, radio clock, GPS” as sensor devices. , "Temperature measurement value, humidity measurement value, illuminance measurement value, infrared measurement value, image measurement value, audio measurement value, absolute time measurement value, absolute position measurement value" correspond to the sensing information SE measured from these sensor devices To do.

また、センシング情報属性SAは『温度、湿度、照度、赤外線、画像、音声、絶対時刻、絶対位置』などのセンシング情報SEの種類を指定するためのパラメータであり(実際には、センシング情報属性SAは単位系を含めた上で定義される。つまり、温度[℃]と温度[K]では異なるセンシング情報属性SAとなる)、8ビットのビット列で与えられるが、センシング情報SEのデータ長は、センシング情報属性SAに依存して決定されるため、クラスタヘッドと、クラスタメンバとはセンシング情報属性SAに対応してセンシング情報SEのデータ長を記憶する必要がある。   The sensing information attribute SA is a parameter for designating the type of sensing information SE such as “temperature, humidity, illuminance, infrared ray, image, sound, absolute time, absolute position” (actually, the sensing information attribute SA Is defined by including the unit system, that is, the sensing information attribute SA is different between the temperature [° C.] and the temperature [K]), and is given as an 8-bit bit string. Since it is determined depending on the sensing information attribute SA, the cluster head and the cluster member need to store the data length of the sensing information SE corresponding to the sensing information attribute SA.

本実施例では、具体的な説明をする為に、クラスタメンバCM11と、クラスタメンバCM12と、クラスタメンバCM13とは、『温度センサ』と、『湿度センサ』と、『電波時計』との三個のセンサ機器を装備しているものとする(但し、本発明では、全てのセンサノードが同種類、同数のセンサを装備する必要はない)。   In the present embodiment, for specific explanation, the cluster member CM11, the cluster member CM12, and the cluster member CM13 are three units of “temperature sensor”, “humidity sensor”, and “radio clock”. (However, in the present invention, all sensor nodes need not be equipped with the same type and the same number of sensors).

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報の計測に割り当てられた計測時間TSの間に、サンプリング周期smptでセンシング情報の計測を実行する。例えば、計測時間“TS=60[秒]”で、サンプリング周期“smpt=5[秒]”とすると、クラスタメンバCM11は、『温度センサ』と、『湿度センサ』と、『電波時計』と、の三個のセンサ機器を用いて“60/5=12[回]”の計測を実行し、図27に示すように汎用情報管理用フラッシュメモリにセンシング情報を保存する。図27では、温度は[℃]単位で、湿度は[%]単位で、絶対時間は『時:分:秒』形式で保存している。尚、クラスタメンバCM12、CM13も、クラスタメンバCM11と同様にセンシング情報を汎用情報管理用フラッシュメモリにセンシング情報を保存する。クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報属性SAに対応した記憶領域を使い切るか、センシング情報属性SAに対応した記憶領域の残量がセンシング情報SEを保存するのに不十分な場合は、古いセンシング情報SEを上書きして保存を継続する。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 perform sensing information measurement at a sampling period smpt during the measurement time TS allocated to sensing information measurement. For example, when the measurement time is “TS = 60 [seconds] and the sampling cycle is“ smpt = 5 [seconds] ”, the cluster member CM11 has“ temperature sensor ”,“ humidity sensor ”,“ radio clock ”, The measurement of “60/5 = 12 [times]” is executed using the three sensor devices, and the sensing information is stored in the general-purpose information management flash memory as shown in FIG. In FIG. 27, the temperature is stored in units of [° C.], the humidity is stored in units of [%], and the absolute time is stored in the “hour: minute: second” format. The cluster members CM12 and CM13 also store the sensing information in the general-purpose information management flash memory in the same manner as the cluster member CM11. The cluster members CM11, CM12, and CM13 are old if the storage area corresponding to the sensing information attribute SA is used up or the remaining capacity of the storage area corresponding to the sensing information attribute SA is insufficient to store the sensing information SE. Overwrite the sensing information SE and continue saving.

次に、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、汎用情報管理用フラッシュメモリに保存したセンシング情報SEから、メタ情報MEを計算する。メタ情報MEは、計測時間“TS=60[秒]”が終了し、非計測時間T(図8を参照)の間に計算され、メタ情報通知メッセージによって、クラスタヘッドCH1に送信される。   Next, the cluster members CM11, CM12, and CM13 calculate meta information ME from the sensing information SE stored in the general-purpose information management flash memory. The meta information ME is calculated during the non-measurement time T (see FIG. 8) after the measurement time “TS = 60 [seconds]”, and is transmitted to the cluster head CH1 by the meta information notification message.

メタ情報属性MAは4ビットのビット列で与えられ、メタ情報属性MAとビット列との対応は図28のようになる。メタ情報属性MAには、『最大値、最小値、平均値、周期性、異常データ検出、計測開始時刻、計測終了時刻、計測位置』などがあり、メタ情報属性MAは、センシング情報属性SAに関連付けされている。   The meta information attribute MA is given as a 4-bit bit string, and the correspondence between the meta information attribute MA and the bit string is as shown in FIG. The meta information attribute MA includes “maximum value, minimum value, average value, periodicity, abnormal data detection, measurement start time, measurement end time, measurement position” and the like, and the meta information attribute MA is a sensing information attribute SA. Is associated.

本実施例では、『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)、および『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)の場合、計算するメタ情報属性MAは、『最大値』(”メタ情報属性MA=0000“)と、『最小値』(”メタ情報属性MA=0001“)と、『平均値』(”メタ情報属性MA=0010“)とする例を説明する。また、『絶対時間』(“センシング情報属性SA=0000110“)の場合、計算するメタ情報属性MAは、『計測開始時刻』(”メタ情報属性MA=0101“)と、『計測終了時刻』(”メタ情報属性MA=0110“)とする例を説明する。尚、センシング情報属性SAとメタ情報属性MEとの関連付けは、センサノード制御を実行するための制御プログラム(ソフトウェア)で管理されており、可変である。よって、『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)に『異常データ検出』(”メタ情報属性MA=0100“)を追加して関連付けることも可能である。   In this embodiment, in the case of “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”) and “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”), the meta information attribute MA to be calculated is “maximum value” (” An example in which meta information attribute MA = 0000 “),“ minimum value ”(“ meta information attribute MA = 0001 ”), and“ average value ”(“ meta information attribute MA = 0010 ”) will be described. In the case of “absolute time” (“sensing information attribute SA = 0000110”), the meta information attribute MA to be calculated is “measurement start time” (“meta information attribute MA = 0101”) and “measurement end time” ( An example of “meta information attribute MA = 0110”) will be described. The association between the sensing information attribute SA and the meta information attribute ME is managed by a control program (software) for executing sensor node control and is variable. Therefore, “abnormal data detection” (“meta information attribute MA = 0100”) can be added to “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”) for association.

計測時間TSが終了し、クラスタメンバCM11の汎用情報管理用フラッシュメモリに図27に示すように、センシング情報SEが保存された場合、『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)に関するメタ情報MEは、『最大値』(”メタ情報属性MA=0000“)が”32“となり、『最小値』(”メタ情報属性MA=0001“)が”26“となり、『平均値』(”メタ情報属性MA=0010“)が”(28+26+32+31+30+29+29+28+31+30+29+26)/12=29“となる。同様に、『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)に関するメタ情報MEは、『最大値』(”メタ情報属性MA=0000“)が”72“となり、『最小値』(”メタ情報属性MA=0001“)が”58“となり、『平均値』(”メタ情報属性MA=0010“)が”(65+60+58+62+63+63+63+60+72+68+66+64)/12=64“となる。一方で、『絶対時間』(“センシング情報属性SA=0000110“)に関するメタ情報MEは、『計測開始時刻』(”メタ情報属性MA=0101“)が”13:27:00“となり、『計測終了時刻』(”メタ情報属性MA=0110“)が”13:27:55“となる。   When the measurement time TS ends and the sensing information SE is stored in the general-purpose information management flash memory of the cluster member CM11 as shown in FIG. 27, the meta information related to “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”). In ME, “maximum value” (“meta information attribute MA = 0000”) is “32”, “minimum value” (“meta information attribute MA = 0001”) is “26”, and “average value” (“meta” The information attribute MA = 0010 “) becomes“ (28 + 26 + 32 + 31 + 30 + 29 + 29 + 28 + 31 + 30 + 29 + 26) / 12 = 29 ”. Similarly, in the meta information ME related to “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”), “maximum value” (“meta information attribute MA = 0000”) becomes “72”, and “minimum value” (“meta information”). The attribute MA = 0001 ") is" 58 ", and the" average value "(" meta information attribute MA = 0010 ") is" (65 + 60 + 58 + 62 + 63 + 63 + 63 + 60 + 72 + 68 + 66 + 64) / 12 = 64 ". On the other hand, the meta information ME related to “absolute time” (“sensing information attribute SA = 0000110”) has “measurement start time” (“meta information attribute MA = 0101”) “13:27:00” The “end time” (“meta information attribute MA = 0110”) becomes “13:27:55”.

次に、クラスタメンバCM11は、計算したメタ情報MEを用いて、メタ情報通知メッセージを作成する。本実施例で使用する『メタ情報検索メッセージ』と、『センシング情報検索メッセージ』と、『メタ情報通知メッセージ』と、『センシング情報通知メッセージ』との四種類のメッセージで使用する記号と、記号のデータ長と、記号の意味とを図29に示すと共に、メッセージ種類MgTとビット列との対応表を図30に示す。   Next, the cluster member CM 11 creates a meta information notification message using the calculated meta information ME. Symbols used in the four types of messages, “Meta information search message”, “Sensing information search message”, “Meta information notification message”, and “Sensing information notification message” used in this embodiment, FIG. 29 shows the data length and the meaning of the symbol, and FIG. 30 shows a correspondence table between the message type MgT and the bit string.

メタ情報通知メッセージは、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックとから構成され、図31のような形式で与えられるため、クラスタメンバCM11が、クラスタヘッドCH1に送信するメタ情報通知メッセージは図32で与えられる。『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)、および『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)のセンシング情報SEを7ビットの分解能で計測し、『絶対時間』(“センシング情報属性SA=0000110“)のセンシング情報SEを15ビットの分解能で計測した場合、図32に示すメタ情報登録メッセージの全長は”195ビット=25バイト−4ビット“となるため、”メッセージ長MgL=00011001“、および”パディング長=100“と設定される。マルチホップルーティング経路履歴RIDHistはメッセージがノードを中継する毎に、メッセージを中継するノードのノード識別番号IDを記入するため、クラスタメンバCM11が最初にメタ情報登録メッセージをクラスタヘッドCH1に送信する段階では空白となる。   Since the meta information notification message is composed of a message definition block and a meta information definition block and is given in the format as shown in FIG. 31, the meta information notification message transmitted from the cluster member CM 11 to the cluster head CH1 is shown in FIG. Given. Sensing information SE of “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”) and “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) is measured with a resolution of 7 bits, and “absolute time” (“sensing information attribute” When the sensing information SE of SA = 0000110 “) is measured with a resolution of 15 bits, the total length of the meta information registration message shown in FIG. 32 is“ 195 bits = 25 bytes−4 bits ”, so the message length MgL = 00011001 “And” “padding length = 100” is set. Since the multi-hop routing path history RIDHist enters the node identification number ID of the node that relays the message every time the message relays the node, the cluster member CM11 first transmits the meta information registration message to the cluster head CH1. It will be blank.

また、本実施例では、図1に示すようなセンサネットワークシステムを取り扱うので、メッセージ生存ホップ期間TTLは、“1”で良い。結局、図32で与えられるメタ情報通知メッセージの最後尾に4ビットのパディング(任意の値を記入してよい)を付加して、クラスタヘッドCH1に送信する。以上と同様の作業をクラスタメンバCM12、CM13も実行する。   In this embodiment, since the sensor network system as shown in FIG. 1 is handled, the message survival hop period TTL may be “1”. Eventually, 4-bit padding (an arbitrary value may be entered) is added to the tail of the meta information notification message given in FIG. 32, and transmitted to the cluster head CH1. The cluster member CM12 and CM13 execute the same operation as above.

一方で、クラスタヘッドCH1は、クラスタメンバCM11、CM12、CM13からメタ情報通知メッセージを受信した場合、メタ情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックの“メッセージ種類MgT=0010”を参照し、受信したメッセージをメタ情報通知メッセージであることを確認する。例えば、受信したメタ情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックの“送信元ノード識別番号=0000−0000−0000−1011”であった場合、クラスタメンバCM11が送信したメタ情報通知メッセージであることが確認できるので、クラスタメンバCM11のノード識別番号ID(CM11)と、メタ情報定義ブロックとを汎用情報管理用フラッシュメモリに保存する(図33を参照)。クラスタメンバCM11からメタ情報登録メッセージを受信する毎に、図33のメタ情報MEを上書きして登録する。クラスタメンバCM11から、図33で保存した、メタ情報ME以外のメタ情報ME(例えば、温度に関する異常データ検出のメタ情報ME)を受信した場合は、新たに、クラスタメンバCM11のノード識別番号ID(CM11)と、メタ情報定義ブロックとを汎用情報管理用フラッシュメモリに追記して保存する。   On the other hand, when receiving the meta information notification message from the cluster members CM11, CM12, and CM13, the cluster head CH1 refers to “message type MgT = 0010” in the message definition block of the meta information notification message, and converts the received message to the meta information notification message. Confirm that it is an information notification message. For example, if “source node identification number = 0000-0000-0000-1011” in the message definition block of the received meta information notification message, the meta information notification message transmitted by the cluster member CM 11 can be confirmed. The node identification number ID (CM11) of the cluster member CM11 and the meta information definition block are stored in the general-purpose information management flash memory (see FIG. 33). Each time the meta information registration message is received from the cluster member CM 11, the meta information ME in FIG. 33 is overwritten and registered. When the meta information ME other than the meta information ME (for example, meta information ME for detecting abnormal data related to temperature) stored in FIG. 33 is received from the cluster member CM 11, a new node identification number ID ( CM 11) and the meta information definition block are added to and saved in the general-purpose information management flash memory.

次に、クラスタメンバCM11、または、クラスタメンバCM12、またはクラスタメンバCM13が保存するセンシング情報SEを検索するためのメタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、メタ情報検索メッセージの指定条件に一致するセンシング情報を記憶するクラスタメンバを特定する手法に関して説明する。   Next, the cluster head CH1 that has received the meta information search message for searching the sensing information SE stored in the cluster member CM11, the cluster member CM12, or the cluster member CM13 matches the specified condition of the meta information search message. A method for specifying a cluster member that stores sensing information will be described.

メタ情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとから構成され、図5のような形式で与えられる。例えば、センサネットワークシステムから、温度の最大値が30[℃]から33[℃]であり、且つ湿度の平均値が60[%]から65[%]の環境下にあるクラスタメンバの湿度に関するセンシング情報SEを要求する場合、メタ情報検索メッセージは図34のようになる。メタ情報検索メッセージでは、メタ情報MEの値を範囲指定できるように、メタ情報定義ブロックのメタ情報属性MAに続くメタ情報MEは、下限値と上限値とを連続して記述する。   The meta information search message is composed of a message definition block, a meta information definition block, and a sensing information definition block, and is given in the format shown in FIG. For example, from a sensor network system, sensing is performed on the humidity of a cluster member in an environment where the maximum temperature is 30 [° C.] to 33 [° C.] and the average humidity is 60 [%] to 65 [%]. When requesting information SE, the meta information search message is as shown in FIG. In the meta information search message, the meta information ME following the meta information attribute MA of the meta information definition block continuously describes the lower limit value and the upper limit value so that the range of the value of the meta information ME can be specified.

メタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、メタ情報検索メッセージのメッセージ定義ブロックの“メッセージ種類MgT=0000”を参照して、受信したメッセージがメタ情報検索メッセージであることを確認する。   The cluster head CH1 that has received the meta information search message refers to “message type MgT = 0000” in the message definition block of the meta information search message and confirms that the received message is a meta information search message.

メタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、まずメタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックに記述されたセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEと、を参照する(継続フラグFが有効の場合は、連続して記述される全てのセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEとを参照する)。   The cluster head CH1 that has received the meta information search message first refers to the sensing information attribute SA, the meta information attribute MA, and the meta information ME described in the meta information definition block of the meta information search message (continuation flag F When is effective, all sensing information attributes SA, meta information attributes MA, and meta information ME described in succession are referred to).

次に、汎用情報管理用フラッシュメモリを参照し、メタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックに記述されたセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEと、に一致するクラスタメンバCMを特定する(継続フラグFが有効の場合は、連続して記述される全てのセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEと、を満たすクラスタメンバCMを特定する)。クラスタヘッドCH1の汎用情報管理用フラッシュメモリは図20のようになっているので、クラスタヘッドCH1が受信したメタ情報検索メッセージが指定する温度と、湿度とのメタ情報MEに関する条件を満たすことが判る。   Next, referring to the general-purpose information management flash memory, cluster member CMs matching the sensing information attribute SA, the meta information attribute MA, and the meta information ME described in the meta information definition block of the meta information search message are displayed. Identify (if the continuation flag F is valid, identify cluster member CMs that satisfy all the sensing information attributes SA, meta information attributes MA, and meta information ME described in succession). Since the general-purpose information management flash memory of the cluster head CH1 is as shown in FIG. 20, it can be seen that the conditions regarding the meta information ME of the temperature and humidity specified by the meta information search message received by the cluster head CH1 are satisfied. .

よって、クラスタヘッドCH1は、メタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換して、クラスタメンバCM11に送信する。センシング情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、センシング情報定義ブロックとから構成され、図35のような形式で与えられる。   Therefore, the cluster head CH1 converts the meta information search message into a sensing information search message and transmits it to the cluster member CM11. The sensing information search message includes a message definition block and a sensing information definition block, and is given in a format as shown in FIG.

センシング情報検索メッセージは、クラスタヘッドCH1が受信したメタ情報検索メッセージの、“マルチホップ回数HOPnum=00000001”として、“マルチホップ回数HOPnum=00000001“に”1“を加えた値”2“を、センシング情報検索メッセージのメッセージ生存ホップ期間TTLとして、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistにノード識別番号ID(CH1)を設定した後に、メタ情報定義ブロックを削除し、“メッセージ長MgL=00001100”と、“パディング長PadL=111“を新たに設定することで、図36のようになる。   The sensing information retrieval message is “metahop number HOPnum = 00000001” of the meta information retrieval message received by the cluster head CH1 and “multihop number HOPnum = 00000001” plus “1” is sensed. After setting the node identification number ID (CH1) in the multihop routing route history RIDHist as the message survival hop period TTL of the information search message, the meta information definition block is deleted, and “message length MgL = 000001100” and “padding length” By newly setting PadL = 111 ", the result is as shown in FIG.

これは、メッセージが永遠にループすることを防ぐための、現在までのマルチホップ数を示すHOPnumを更新しており、HOPnumがTTLに達するとメッセージは廃棄される。また、RIDHistはセンシング情報通知メッセージを送信するときに、コンピュータまでの道しるべとなり、自信のIDを組み込む必要がある。そして、以上のメッセージ形態変更に伴いメッセージの全長が変化したため、MgLとPadLを最後に変更している。一般的なネットワークではルータが存在するが、センサネットワークにはそのようなモノが存在しないため、メッセージに経路情報を埋め込んでおく必要があるからである。   This updates the HOPnum indicating the number of multihops up to now to prevent the message from looping forever, and the message is discarded when the HOPnum reaches TTL. In addition, when RIDHist sends a sensing information notification message, it becomes a guide to the computer, and it is necessary to incorporate a self-confidence ID. And since the full length of the message changed with the above message form change, MgL and PadL are changed last. This is because a router exists in a general network, but such a thing does not exist in a sensor network, and thus it is necessary to embed route information in a message.

次に、クラスタヘッドCH1からセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバCM11が汎用情報管理フラッシュメモリから、センシング情報検索メッセージが指定するセンシング情報を抽出し、センシング情報検索メッセージの発信元ノード識別番号SrcIDにセンシング情報を返送するための手法に関して説明する。   Next, the cluster member CM11 that has received the sensing information search message from the cluster head CH1 extracts the sensing information specified by the sensing information search message from the general-purpose information management flash memory, and sets it to the source node identification number SrcID of the sensing information search message. A method for returning sensing information will be described.

センシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバCM11は、センシング情報検索メッセージがセンシング情報定義ブロックで指定する『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)を、図27に示す汎用情報管理用フラッシュメモリから抽出し、その後に、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換する。センシング情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、から構成され、図37のような形式で与えられる。センシング情報通知メッセージは、クラスタメンバCM11が受信したセンシング情報検索メッセージの送信元ノード識別番号SrcIDに記述されているノード識別番号IDを宛先ノード識別番号DstIDに記述し、送信元ノード識別番号SrcIDにノード識別番号ID(CM11)を記述する。その後、センシング情報定義ブロックのセンシング情報SEに、クラスタメンバCM11の汎用情報管理用フラッシュメモリから抽出した『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)を記述し、“メッセージ長MgL=00010110”と、“パディング長PadL=011“を新たに設定することで、図38のようになる。クラスタメンバCM11は、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistを参照して、最後尾に記述されているクラスタヘッドCH1にセンシング情報通知メッセージを送信する。   The cluster member CM 11 that has received the sensing information search message sends “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) specified in the sensing information definition block by the sensing information search message from the general-purpose information management flash memory shown in FIG. After that, the sensing information search message is converted into a sensing information notification message. The sensing information search message is composed of a message definition block and a sensing information definition block, and is given in a format as shown in FIG. In the sensing information notification message, the node identification number ID described in the transmission source node identification number SrcID of the sensing information search message received by the cluster member CM11 is described in the destination node identification number DstID, and the node in the transmission source node identification number SrcID. The identification number ID (CM11) is described. Thereafter, “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) extracted from the general-purpose information management flash memory of the cluster member CM11 is described in the sensing information SE of the sensing information definition block, and “message length MgL = 00010110” is described. , “Padding length PadL = 011” is newly set as shown in FIG. The cluster member CM11 sends a sensing information notification message to the cluster head CH1 described at the end with reference to the multi-hop routing route history RIDHist.

本発明の実施例3を、図面を参照して説明する。かかる実施例は本発明の第3の実施の形態に対応するものである。   A third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Such an example corresponds to the third embodiment of the present invention.

本実施例では、図14に示すセンサネットワークシステムを用いて説明する。センサネットワークシステムは、一台のコンピュータCmp100と、複数のクラスタから構成されている。複数のクラスタの内で、以下の説明で注目するクラスタをクラスタ1000とし、クラスタ1000は、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11と、クラスタメンバCM12と、クラスタメンバCM13とから構成されている。   This embodiment will be described using the sensor network system shown in FIG. The sensor network system includes one computer Cmp100 and a plurality of clusters. Among the plurality of clusters, a cluster to be noted in the following description is a cluster 1000, and the cluster 1000 includes a cluster head CH1, a cluster member CM11, a cluster member CM12, and a cluster member CM13.

ノードには、16ビットのノード識別番号IDが割振られており、216=65536台のノードから構成されるセンサネットワークシステムに対応できる。また、ノードが、コンピュータCmpであるのか、クラスタヘッドCHであるのか、クラスタメンバCMであるのか、を判定するために3ビットのノード属性NAを使用する。センサノードには、多種多様なセンサ機器が装備されており、センサ機器の個数と種類は、センサノードによって様々である。例えば、センサの種類としては、『温度センサ、湿度センサ、照度センサ、赤外線センサ、カメラセンサ、マイクロフォン、電波時計、GPS』などが存在し、それらセンサ機器から計測されるセンシング情報SEには『温度、湿度、照度、赤外線、画像、音声、絶対時刻、絶対位置』などの値が対応する。センシング情報属性SAは『温度、湿度、照度、赤外線、画像、音声、絶対時刻、絶対位置』などのセンシング情報SEの種類を指定するためのパラメータであり(実際には、センシング情報属性SAは単位系を含めた上で定義される.つまり、温度[℃]と温度[K]では異なるセンシング情報属性SAとなる)、8ビットのビット列で与えられるが、センシング情報SEのデータ長は、センシング情報属性SAに依存して決定されるため、ノードはセンシング情報属性SAに対応してセンシング情報SEのデータ長を記憶する必要がある。   Each node is assigned a 16-bit node identification number ID, and can correspond to a sensor network system composed of 216 = 65536 nodes. Further, a 3-bit node attribute NA is used to determine whether the node is a computer Cmp, a cluster head CH, or a cluster member CM. A sensor node is equipped with a wide variety of sensor devices, and the number and type of sensor devices vary depending on the sensor node. For example, “temperature sensor, humidity sensor, illuminance sensor, infrared sensor, camera sensor, microphone, radio clock, GPS” and the like exist as sensor types. Sensing information SE measured from these sensor devices includes “temperature , Humidity, illuminance, infrared, image, sound, absolute time, absolute position ”and so on. The sensing information attribute SA is a parameter for designating the type of sensing information SE such as “temperature, humidity, illuminance, infrared, image, sound, absolute time, absolute position” (actually, the sensing information attribute SA is a unit. In other words, the sensing information attribute SA is different between the temperature [° C.] and the temperature [K]), and the data length of the sensing information SE is the sensing information. Since it is determined depending on the attribute SA, the node needs to store the data length of the sensing information SE corresponding to the sensing information attribute SA.

本実施例3では、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11と、クラスタメンバCM12と、クラスタメンバCM13とは『温度センサ』と、『湿度センサ』と、『電波時計』と、の三個のセンサ機器を装備し、コンピュータCmp100にはセンサ機器は装備されていないものとする(但し、本発明では、全てのセンサノードが同種類、同数のセンサを装備する必要はない)。   In the third embodiment, the cluster head CH1, the cluster member CM11, the cluster member CM12, and the cluster member CM13 are three sensor devices of “temperature sensor”, “humidity sensor”, and “radio clock”. The computer Cmp100 is not equipped with a sensor device (however, in the present invention, it is not necessary that all sensor nodes are equipped with the same type and the same number of sensors).

プロファイルで使用する記号と、記号のデータ長と、記号の意味とを図39に示すと共に、ノード属性NAとビット列との、センシング情報属性SAとビット列との対応表を図4に示す。全てのノードが作成するプロファイルの構造は図40のような形式で記述されるので(図40中の数値は記号のデータ長を示す)、コンピュータCmp100、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11と、のマイ・プロファイルは図40のようなビット列の可変長データとなる(クラスタメンバCM12と、クラスタメンバCM12と、のマイ・プロファイルは、クラスタメンバCM11のマイ・プロファイルのノード識別番号IDを変更するだけである)。コンピュータCmp100と、クラスタヘッドCH1と、クラスタメンバCM11/CM12/CM13とは図40のマイ・プロファイルを生成し、ノード情報管理用フラッシュメモリに保存する。   FIG. 39 shows the symbols used in the profile, the data length of the symbols, and the meanings of the symbols, and FIG. 4 shows a correspondence table of the sensing information attribute SA and the bit string between the node attribute NA and the bit string. Since the structure of the profile created by all the nodes is described in a format as shown in FIG. 40 (the numerical value in FIG. 40 indicates the data length of the symbol), the computer Cmp100, the cluster head CH1, and the cluster member CM11 My profile is variable-length data of a bit string as shown in FIG. 40. (My profile of cluster member CM12 and cluster member CM12 only changes the node identification number ID of my profile of cluster member CM11. is there). The computer Cmp100, the cluster head CH1, and the cluster members CM11 / CM12 / CM13 generate the My Profile of FIG. 40 and store it in the node information management flash memory.

その後、クラスタメンバCM11、CM12、CM13はマイ・プロファイルをクラスタヘッドCH1に送信し、クラスタメンバCM11、CM12、CM13のマイ・プロファイルを受信したクラスタヘッドCH1は、ノード情報管理用フラッシュメモリに、クラスタメンバCM11、CM12、CM13のマイ・プロファイルを保存する。   Thereafter, the cluster members CM11, CM12, and CM13 transmit the My Profile to the cluster head CH1, and the cluster head CH1 that has received the My Profile of the cluster members CM11, CM12, and CM13 stores the cluster member in the node information management flash memory. Save My Profile of CM11, CM12, CM13.

次に、クラスタメンバCM11、CM12、CM13はマイ・プロファイルを参照して、汎用情報管理用フラッシュメモリの初期化を行う。汎用情報管理用フラッシュメモリの記憶容量をC[ビット]とすると、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、マイ・プロファイルのセンシング情報属性数SAnumの値“x”を取得し、汎用情報管理用フラッシュメモリをx個の記憶領域に等分割する。例えば、クラスタメンバCM11の場合、“x=3”であるので、分割された記憶領域の長さはC/3[ビット]となる(C/3で割り切ることができず、剰余となった記憶領域は未使用領域となる)。分割された各記憶領域の先頭アドレスからセンシング情報属性SAを保存し、それに続きセンシング情報SEを保存する。汎用情報管理用フラッシュメモリを初期化することにより、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、自身に装備されるセンサ機器が計測するセンシング情報の種類(センシング情報属性SA)に対して、独立した記憶領域を整備することができる。その後、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報の計測に割り当てられた計測時間TSの間に、サンプリング周期smptでセンシング情報の計測を実行する。例えば、計測時間“TS=60[秒]”で、サンプリング周期“smpt=5[秒]”とすると、クラスタメンバCM11は、『温度センサ』と、『湿度センサ』と、『電波時計』と、の三個のセンサ機器を用いて“60/5=12[回]”の計測を実行し、図27に示すように汎用情報管理用フラッシュメモリにセンシング情報を保存する(図27では、温度は[℃]単位で、湿度は[%]単位で、絶対時間は『時:分:秒』形式で保存している)(クラスタメンバCM12、CM13も、クラスタメンバCM11と同様にセンシング情報を汎用情報管理用フラッシュメモリにセンシング情報を保存する)。   Next, the cluster members CM11, CM12, and CM13 refer to the My Profile and initialize the flash memory for general information management. When the storage capacity of the general-purpose information management flash memory is C [bits], the cluster members CM11, CM12, and CM13 acquire the value “x” of the sensing information attribute number SAnum of My Profile, and the general-purpose information management flash memory Are equally divided into x storage areas. For example, in the case of the cluster member CM11, since “x = 3”, the length of the divided storage area is C / 3 [bits] (the memory that cannot be divided by C / 3 and becomes a remainder. The area becomes an unused area). The sensing information attribute SA is saved from the head address of each divided storage area, and then the sensing information SE is saved. By initializing the general-purpose information management flash memory, the cluster members CM11, CM12, and CM13 have independent storage areas for the type of sensing information (sensing information attribute SA) measured by the sensor devices installed therein. Can be maintained. Thereafter, the cluster members CM11, CM12, and CM13 measure the sensing information at the sampling period smpt during the measurement time TS assigned to the sensing information measurement. For example, when the measurement time is “TS = 60 [seconds] and the sampling cycle is“ smpt = 5 [seconds] ”, the cluster member CM11 has“ temperature sensor ”,“ humidity sensor ”,“ radio clock ”, The measurement of “60/5 = 12 [times]” is performed using the three sensor devices, and the sensing information is stored in the general-purpose information management flash memory as shown in FIG. 27 (in FIG. 27, the temperature is (In [° C] units, humidity is in [%] units, and absolute time is stored in “hour: minute: second” format.) (The cluster members CM12 and CM13 also use the sensing information as general-purpose information in the same way as the cluster member CM11. Save the sensing information to the management flash memory).

クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、センシング情報属性SAに対応した記憶領域を使い切るか、センシング情報属性SAに対応した記憶領域の残量がセンシング情報SEを保存するのに不十分な場合は、古いセンシング情報SEを上書きして保存を継続する。次に、クラスタメンバCM11、CM12、CM13は、汎用情報管理用フラッシュメモリに保存したセンシング情報SEから、メタ情報MEを計算する。メタ情報MEは、計測時間“TS=60[秒]”が終了し、非計測時間T(図8を参照)の間に計算され、メタ情報通知メッセージによって、クラスタヘッドCH1に送信される。メタ情報属性MAは4ビットのビット列で与えられ、メタ情報属性MAとビット列との対応は図28のようになる。メタ情報属性MAには、『最大値、最小値、平均値、周期性、異常データ検出、計測開始時刻、計測終了時刻、計測位置』などがあり、メタ情報属性MAは、センシング情報属性SAに関連付けされている。つまり、『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)、および『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)の場合、計算するメタ情報属性MAは、『最大値』(”メタ情報属性MA=0000“)と、『最小値』(”メタ情報属性MA=0001“)と、『平均値』(”メタ情報属性MA=0010“)と、であり、『絶対時間』(“センシング情報属性SA=0000110“)の場合、計算するメタ情報属性MAは、『計測開始時刻』(”メタ情報属性MA=0101“)と、『計測終了時刻』(”メタ情報属性MA=0110“)と、である。センシング情報属性SAとメタ情報属性MEとの関連付けは、センサノード制御を実行するための制御プログラム(ソフトウェア)で管理されており、可変である。よって、『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)に『異常データ検出』(”メタ情報属性MA=0100“)を追加して関連付けることも可能である。   The cluster members CM11, CM12, and CM13 are old if the storage area corresponding to the sensing information attribute SA is used up or the remaining capacity of the storage area corresponding to the sensing information attribute SA is insufficient to store the sensing information SE. Overwrite the sensing information SE and continue saving. Next, the cluster members CM11, CM12, and CM13 calculate meta information ME from the sensing information SE stored in the general-purpose information management flash memory. The meta information ME is calculated during the non-measurement time T (see FIG. 8) after the measurement time “TS = 60 [seconds]”, and is transmitted to the cluster head CH1 by the meta information notification message. The meta information attribute MA is given as a 4-bit bit string, and the correspondence between the meta information attribute MA and the bit string is as shown in FIG. The meta information attribute MA includes “maximum value, minimum value, average value, periodicity, abnormal data detection, measurement start time, measurement end time, measurement position” and the like, and the meta information attribute MA is a sensing information attribute SA. Is associated. That is, in the case of “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”) and “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”), the calculated meta information attribute MA is “maximum value” (“meta information attribute”). MA = 0000 ")," minimum value "(" meta information attribute MA = 0001 ")," average value "(" meta information attribute MA = 0010 "), and" absolute time "(" sensing information "). In the case of the attribute SA = 00000110 “), the meta information attribute MA to be calculated is“ measurement start time ”(“ meta information attribute MA = 0101 ”) and“ measurement end time ”(“ meta information attribute MA = 0110 ”). . The association between the sensing information attribute SA and the meta information attribute ME is managed by a control program (software) for executing sensor node control and is variable. Therefore, “abnormal data detection” (“meta information attribute MA = 0100”) can be added to “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”) for association.

計測時間TSが終了し、クラスタメンバCM11の汎用情報管理用フラッシュメモリに図27に示すように、センシング情報SEが保存された場合、『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)に関するメタ情報MEは、『最大値』(”メタ情報属性MA=0000“)が”32“となり、『最小値』(”メタ情報属性MA=0001“)が”26“となり、『平均値』(”メタ情報属性MA=0010“)が”(28+26+32+31+30+29+29+28+31+30+29+26)/12=29“となる。同様に、『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)に関するメタ情報MEは、『最大値』(”メタ情報属性MA=0000“)が”72“となり、『最小値』(”メタ情報属性MA=0001“)が”58“となり、『平均値』(”メタ情報属性MA=0010“)が”(65+60+58+62+63+63+63+60+72+68+66+64)/12=64“となる。一方で、『絶対時間』(“センシング情報属性SA=0000110“)に関するメタ情報MEは、『計測開始時刻』(”メタ情報属性MA=0101“)が”13:27:00“となり、『計測終了時刻』(”メタ情報属性MA=0110“)が”13:27:55“となる。   When the measurement time TS ends and the sensing information SE is stored in the general-purpose information management flash memory of the cluster member CM11 as shown in FIG. 27, the meta information related to “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”). In ME, “maximum value” (“meta information attribute MA = 0000”) is “32”, “minimum value” (“meta information attribute MA = 0001”) is “26”, and “average value” (“meta” The information attribute MA = 0010 “) becomes“ (28 + 26 + 32 + 31 + 30 + 29 + 29 + 28 + 31 + 30 + 29 + 26) / 12 = 29 ”. Similarly, in the meta information ME related to “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”), “maximum value” (“meta information attribute MA = 0000”) becomes “72”, and “minimum value” (“meta information”). The attribute MA = 0001 ") is" 58 ", and the" average value "(" meta information attribute MA = 0010 ") is" (65 + 60 + 58 + 62 + 63 + 63 + 63 + 60 + 72 + 68 + 66 + 64) / 12 = 64 ". On the other hand, the meta information ME related to “absolute time” (“sensing information attribute SA = 0000110”) has “measurement start time” (“meta information attribute MA = 0101”) “13:27:00” The “end time” (“meta information attribute MA = 0110”) becomes “13:27:55”.

次に、クラスタメンバCM11は、計算したメタ情報MEを用いて、メタ情報通知メッセージを作成する。本発明で使用する『メタ情報検索メッセージ』と、『センシング情報検索メッセージ』と、『メタ情報通知メッセージ』と、『センシング情報通知メッセージ』と、の四種類のメッセージで使用する記号と、記号のデータ長と、記号の意味とを図29に示すと共に、メッセージ種類MgTとビット列との対応表を図30に示す。   Next, the cluster member CM 11 creates a meta information notification message using the calculated meta information ME. “Meta information search message”, “sensing information search message”, “meta information notification message”, and “sensing information notification message” used in the present invention FIG. 29 shows the data length and the meaning of the symbol, and FIG. 30 shows a correspondence table between the message type MgT and the bit string.

メタ情報通知メッセージは、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックと、から構成され、図31のような形式で与えられるため、クラスタメンバCM11が、クラスタヘッドCH1に送信するメタ情報通知メッセージは図32で与えられる。『温度』(“センシング情報属性SA=0000000“)、および『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)のセンシング情報SEを7ビットの分解能で計測し、『絶対時間』(“センシング情報属性SA=0000110“)のセンシング情報SEを15ビットの分解能で計測した場合、図32に示すメタ情報登録メッセージの全長は”195ビット=25バイト−4ビット“となるため、”メッセージ長MgL=00011001“、および”パディング長=100“と設定される。マルチホップルーティング経路履歴RIDHistはメッセージがノードを中継する毎に、メッセージを中継するノードのノード識別番号IDを記入するため、クラスタメンバCM11が最初にメタ情報登録メッセージをクラスタヘッドCH1に送信する段階では空白となる。また、本実施零では、図14に示すようなセンサネットワークシステムを取り扱うので、メッセージ生存ホップ期間TTLは、“1”で良い。結局、図32で与えられるメタ情報通知メッセージの最後尾に4ビットのパディング(任意の値を記入してよい)を付加して、クラスタヘッドCH1に送信する。以上と同様の作業をクラスタメンバCM12、CM13も実行する。   Since the meta information notification message is composed of a message definition block and a meta information definition block and is given in the format as shown in FIG. 31, the meta information notification message transmitted from the cluster member CM 11 to the cluster head CH1 is shown in FIG. Given in. Sensing information SE of “temperature” (“sensing information attribute SA = 0000000”) and “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) is measured with a resolution of 7 bits, and “absolute time” (“sensing information attribute” When the sensing information SE of SA = 0000110 “) is measured with a resolution of 15 bits, the total length of the meta information registration message shown in FIG. 32 is“ 195 bits = 25 bytes−4 bits ”, so the message length MgL = 00011001 “And” “padding length = 100” is set. Since the multi-hop routing path history RIDHist enters the node identification number ID of the node that relays the message every time the message relays the node, the cluster member CM11 first transmits the meta information registration message to the cluster head CH1. It will be blank. Further, in this embodiment zero, since the sensor network system as shown in FIG. 14 is handled, the message survival hop period TTL may be “1”. Eventually, 4-bit padding (an arbitrary value may be entered) is added to the tail of the meta information notification message given in FIG. 32, and transmitted to the cluster head CH1. The cluster member CM12 and CM13 execute the same operation as above.

一方、クラスタヘッドCH1も、マイ・プロファイルと、クラスタメンバのプロファイルと、を参照して、メタ情報管理用フラッシュメモリの初期化を行う。クラスタヘッドCH1は、汎用情報管理用フラッシュメモリにメタ情報を管理できる十分な記憶領域(メタ情報用記憶領域)を確保できる場合に限り、メタ情報用記憶領域を除く汎用情報管理用フラッシュメモリの記憶領域(センシング情報用記憶領域)をクラスタメンバCM11と同様の手法で初期化し、装備したセンサ機器を用いてセンシング情報SEを計測し、センシング情報SEを保存する。   On the other hand, the cluster head CH1 also initializes the meta information management flash memory with reference to the my profile and the profile of the cluster member. The cluster head CH1 stores the general-purpose information management flash memory excluding the meta-information storage area only when a sufficient storage area (meta-information storage area) capable of managing meta-information can be secured in the general-purpose information management flash memory. An area (sensing information storage area) is initialized by a method similar to that of the cluster member CM11, the sensing information SE is measured using the equipped sensor device, and the sensing information SE is stored.

その後、メタ情報MEをクラスタメンバCM11と同様の手法で計算し、メタ情報通知メッセージを使用することなくメタ情報用記憶領域にメタ情報MEを登録する。汎用情報管理用フラッシュメモリにメタ情報を管理できる十分な記憶領域(メタ情報用記憶領域)かの判断は、クラスタヘッドCH1がノード管理用フラッシュメモリに保存するマイ・プロファイルのクラスタメンバ数CMnumと、クラスタメンバCM11、CM12、CM13のプロファイルのセンシング情報属性数SAnumから判定する。クラスタメンバCM11、CM12、CM13からメタ情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、メタ情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックの“メッセージ種類MgT=0010”を参照し、受信したメッセージをメタ情報通知メッセージであることを確認する。例えば、受信したメタ情報通知メッセージのメッセージ定義ブロックの“送信元ノード識別番号=0000−0000−0000−1011”であった場合、クラスタメンバCM11が送信したメタ情報通知メッセージであることが確認できるので、クラスタメンバCM11のノード識別番号ID(CM11)と、メタ情報定義ブロックと、を汎用情報管理用フラッシュメモリに保存する(図33を参照)。   Thereafter, the meta information ME is calculated by the same method as that for the cluster member CM11, and the meta information ME is registered in the meta information storage area without using the meta information notification message. Whether the general-purpose information management flash memory has sufficient storage area (meta-information storage area) that can manage meta-information is determined by the cluster member number CMNum of My Profile that the cluster head CH1 stores in the node management flash memory, This is determined from the sensing information attribute number SAnum of the profiles of the cluster members CM11, CM12, and CM13. The cluster head CH1 that has received the meta information notification message from the cluster members CM11, CM12, and CM13 refers to “message type MgT = 0010” in the message definition block of the meta information notification message, and the received message is the meta information notification message. Make sure. For example, if “source node identification number = 0000-0000-0000-1011” in the message definition block of the received meta information notification message, the meta information notification message transmitted by the cluster member CM 11 can be confirmed. The node identification number ID (CM11) of the cluster member CM11 and the meta information definition block are stored in the general-purpose information management flash memory (see FIG. 33).

クラスタメンバCM11からメタ情報登録メッセージを受信する毎に、図33のメタ情報MEを上書きして登録する。クラスタメンバCM11から、図33で保存した、メタ情報ME以外のメタ情報ME(例えば、温度に関する異常データ検出のメタ情報ME)を受信した場合は、新たに、クラスタメンバCM11のノード識別番号ID(CM11)と、メタ情報定義ブロックと、を汎用情報管理用フラッシュメモリに追記して保存する。   Each time the meta information registration message is received from the cluster member CM 11, the meta information ME in FIG. 33 is overwritten and registered. When the meta information ME other than the meta information ME (for example, meta information ME for detecting abnormal data related to temperature) stored in FIG. 33 is received from the cluster member CM 11, a new node identification number ID ( CM 11) and the meta information definition block are added to and saved in the general-purpose information management flash memory.

次に、コンピュータCmp100から、センサネットワークシステムに配置されたセンサノードが保存するセンシング情報SEを検索する手法に関して説明する。コンピュータCmp100では、メタ情報検索メッセージを生成する。メタ情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、メタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、から構成され、図41のような形式で与えられる。例えば、センサネットワークシステムから、温度の最大値が30[℃]から33[℃]であり、且つ湿度の平均値が60[%]から65[%]の環境下にあるクラスタメンバの湿度に関するセンシング情報SEを要求する場合、コンピュータCmp100が生成するメタ情報検索メッセージは図34のようになる。メタ情報検索メッセージでは、メタ情報MEの値を範囲指定できるように、メタ情報定義ブロックのメタ情報属性MAに続くメタ情報MEは下限値と、上限値と、を連続して記述する。コンピュータCmp100は、作成したメタ情報検索メッセージを、直接通信が可能なクラスタヘッドCH1/CH2/CH3に送信する。メタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1/CH2/CH3は、メタ情報検索メッセージのメッセージ定義ブロックの“メッセージ種類MgT=0000”を参照して、受信したメッセージがメタ情報検索メッセージであることを確認する。   Next, a method for searching the sensing information SE stored in the sensor node arranged in the sensor network system from the computer Cmp100 will be described. The computer Cmp100 generates a meta information search message. The meta information search message includes a message definition block, a meta information definition block, and a sensing information definition block, and is given in a format as shown in FIG. For example, from a sensor network system, sensing is performed on the humidity of a cluster member in an environment where the maximum temperature is 30 [° C.] to 33 [° C.] and the average humidity is 60 [%] to 65 [%]. When requesting the information SE, a meta information search message generated by the computer Cmp100 is as shown in FIG. In the meta information search message, the meta information ME following the meta information attribute MA of the meta information definition block continuously describes a lower limit value and an upper limit value so that the range of the value of the meta information ME can be specified. The computer Cmp100 transmits the created meta information search message to the cluster heads CH1 / CH2 / CH3 capable of direct communication. The cluster heads CH1 / CH2 / CH3 that received the meta information search message confirm that the received message is the meta information search message by referring to “message type MgT = 0000” in the message definition block of the meta information search message. To do.

メタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、まずメタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックに記述されたセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEとを参照する(継続フラグFが有効の場合は、連続して記述される全てのセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEとを参照する)。   The cluster head CH1 that has received the meta information search message first refers to the sensing information attribute SA, the meta information attribute MA, and the meta information ME described in the meta information definition block of the meta information search message (the continuation flag F is set). If it is valid, all sensing information attributes SA, meta information attribute MA, and meta information ME described in succession are referred to).

次に、汎用情報管理用フラッシュメモリを参照し、メタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックに記述されたセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEと、に一致するクラスタメンバCMを特定する(継続フラグFが有効の場合は、連続して記述される全てのセンシング情報属性SAと、メタ情報属性MAと、メタ情報MEと、を満たすクラスタメンバCMを特定する)。クラスタヘッドCH1の汎用情報管理用フラッシュメモリは図33のようになっているので、クラスタヘッドCH1が受信したメタ情報検索メッセージが指定する温度と、湿度と、のメタ情報MEに関する条件を満たすことが判る。次に、メタ情報検索メッセージのセンシング情報定義ブロックに記述されたセンシング情報属性SAを参照し、ノード情報管理用フラッシュメモリに保存しているクラスタメンバCM11のプロファイルのセンシング情報属性SAに一致するものが存在するかを検証する。クラスタメンバCM11のプロファイルは図42のようになっているので、クラスタヘッドCH1が受信したメタ情報検索メッセージが指定する『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)を計測していることが判る。よって、クラスタヘッドCH1は、メタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換して、クラスタメンバCM11に送信する。センシング情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、から構成され、図35のような形式で与えられる。   Next, referring to the general-purpose information management flash memory, cluster member CMs matching the sensing information attribute SA, the meta information attribute MA, and the meta information ME described in the meta information definition block of the meta information search message are displayed. Identify (if the continuation flag F is valid, identify cluster member CMs that satisfy all the sensing information attributes SA, meta information attributes MA, and meta information ME described in succession). Since the general-purpose information management flash memory of the cluster head CH1 is as shown in FIG. 33, the conditions regarding the meta-information ME of the temperature and humidity specified by the meta-information search message received by the cluster head CH1 must be satisfied. I understand. Next, referring to the sensing information attribute SA described in the sensing information definition block of the meta information search message, the one that matches the sensing information attribute SA of the profile of the cluster member CM 11 stored in the node information management flash memory. Verify whether it exists. Since the profile of the cluster member CM11 is as shown in FIG. 42, it is understood that “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) specified by the meta information search message received by the cluster head CH1 is measured. . Therefore, the cluster head CH1 converts the meta information search message into a sensing information search message and transmits it to the cluster member CM11. The sensing information search message includes a message definition block and a sensing information definition block, and is given in a format as shown in FIG.

センシング情報検索メッセージは、クラスタヘッドCH1が受信したメタ情報検索メッセージの、“マルチホップ回数HOPnum=00000001”として、“マルチホップ回数HOPnum=00000001“に”1“を加えた値”2“を、センシング情報検索メッセージのメッセージ生存ホップ期間TTLとして、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistにノード識別番号ID(CH1)を設定した後に、メタ情報定義ブロックを削除し、“メッセージ長MgL=00001100”と、“パディング長PadL=111“を新たに設定することで、図36のようになる。   The sensing information retrieval message is “metahop number HOPnum = 00000001” of the meta information retrieval message received by the cluster head CH1 and “multihop number HOPnum = 00000001” plus “1” is sensed. After setting the node identification number ID (CH1) in the multihop routing route history RIDHist as the message survival hop period TTL of the information search message, the meta information definition block is deleted, and “message length MgL = 000001100” and “padding length” By newly setting PadL = 111 ", the result is as shown in FIG.

次に、クラスタヘッドCH1からセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバCM11が汎用情報管理フラッシュメモリから、センシング情報検索メッセージが指定するセンシング情報を抽出し、センシング情報検索メッセージの発信元ノード識別番号SrcIDにセンシング情報を返送するための手法に関して説明する。センシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバCM11は、センシング情報検索メッセージがセンシング情報定義ブロックで指定する『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)を、図27に示す汎用情報管理用フラッシュメモリから抽出し、その後に、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換する。センシング情報検索メッセージは、メッセージ定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、から構成され、図37のような形式で与えられる。センシング情報通知メッセージは、クラスタメンバCM11が受信したセンシング情報検索メッセージの送信元ノード識別番号SrcIDに記述されているノード識別番号ID(Comp100)を宛先ノード識別番号DstIDに記述し、送信元ノード識別番号SrcIDにノード識別番号ID(CM11)を記述する。その後、センシング情報定義ブロックのセンシング情報SEに、クラスタメンバCM11の汎用情報管理用フラッシュメモリから抽出した『湿度』(“センシング情報属性SA=0000001“)を記述し、“メッセージ長MgL=00010110”と、“パディング長PadL=011“を新たに設定することで、図38のようになる。クラスタメンバCM11は、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistを参照して、最後尾に記述されているクラスタヘッドCH1にセンシング情報通知メッセージを送信する。   Next, the cluster member CM11 that has received the sensing information search message from the cluster head CH1 extracts the sensing information specified by the sensing information search message from the general-purpose information management flash memory, and sets it to the source node identification number SrcID of the sensing information search message. A method for returning sensing information will be described. The cluster member CM 11 that has received the sensing information search message sends “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) specified in the sensing information definition block by the sensing information search message from the general-purpose information management flash memory shown in FIG. After that, the sensing information search message is converted into a sensing information notification message. The sensing information search message is composed of a message definition block and a sensing information definition block, and is given in a format as shown in FIG. In the sensing information notification message, the node identification number ID (Comp100) described in the transmission source node identification number SrcID of the sensing information search message received by the cluster member CM11 is described in the destination node identification number DstID, and the transmission source node identification number The node identification number ID (CM11) is described in SrcID. Thereafter, “humidity” (“sensing information attribute SA = 0000001”) extracted from the general-purpose information management flash memory of the cluster member CM11 is described in the sensing information SE of the sensing information definition block, and “message length MgL = 00010110” is described. , “Padding length PadL = 011” is newly set as shown in FIG. The cluster member CM11 sends a sensing information notification message to the cluster head CH1 described at the end with reference to the multi-hop routing route history RIDHist.

次に、クラスタメンバCM11からセンシング情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドCH1がセンシング情報通知メッセージを、発信元ノード識別番号SrcIDで指定されたコンピュータCmp100に転送するための手法に関して説明する。クラスタメンバCM11からセンシング情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistから自身のノード識別番号ID(CH1)を削除し、マルチホップ回数HOPnumから“1”を減じた値“0”を設定する。また、“メッセージ長MgL=00010100”と、“パディング長PadL=011“と新たに設定する。その後、宛先ノード識別番号DstIDで指定されているコンピュータCmp100にセンシング情報通知メッセージを送信する。クラスタヘッドCH1がコンピュータCmp100に送信するセンシング情報通知メッセージを図43に示す。   Next, a method for the cluster head CH1 that has received the sensing information notification message from the cluster member CM11 to transfer the sensing information notification message to the computer Cmp100 designated by the source node identification number SrcID will be described. The cluster head CH1 that has received the sensing information notification message from the cluster member CM11 deletes its own node identification number ID (CH1) from the multihop routing path history RIDHist, and a value “0” obtained by subtracting “1” from the multihop count HOPnum. "Is set. Also, “message length MgL = 0000110” and “padding length PadL = 011” are newly set. Thereafter, a sensing information notification message is transmitted to the computer Cmp100 designated by the destination node identification number DstID. FIG. 43 shows a sensing information notification message transmitted from the cluster head CH1 to the computer Cmp100.

次に実施例4を、図面を参照して説明する。かかる実施例は、第4の実施の形態に対応するものである。   Next, Example 4 will be described with reference to the drawings. This example corresponds to the fourth embodiment.

本実施例では、図44に示すセンサネットワークシステムを用いて説明する。   In this embodiment, description will be made using the sensor network system shown in FIG.

クラスタヘッドの内で、直接通信できるクラスタヘッドを一台しか有しないクラスタヘッドを明示的に終端クラスタヘッドと呼称する。終端クラスタヘッドも、クラスタヘッドと同様にマイ・プロファイルを作成する。但し、マイ・プロファイル中のノード属性NAを“011”として、クラスタヘッド(“ノード属性NA=001”)と異なるビット列を指定する(図4を参照)。図44の終端クラスタヘッドTCH2のマイ・プロファイルは図36のように与えられる(終端クラスタヘッドTCH2を含む図44の全てのセンサノードは『温度センサ』と、『湿度センサ』と、『電波時計』と、の三個のセンサ機器を装備するものとする)。終端クラスタヘッドは、生成したマイ・プロファイルをノード情報管理用フラッシュメモリに保存する。   Among the cluster heads, a cluster head having only one cluster head capable of direct communication is explicitly called a terminal cluster head. The terminal cluster head also creates a My Profile in the same manner as the cluster head. However, the node attribute NA in my profile is set to “011”, and a bit string different from that of the cluster head (“node attribute NA = 001”) is designated (see FIG. 4). My profile of the terminal cluster head TCH2 in FIG. 44 is given as shown in FIG. 36 (all sensor nodes in FIG. 44 including the terminal cluster head TCH2 are “temperature sensor”, “humidity sensor”, and “radio clock”. And three sensor devices). The terminal cluster head stores the generated My Profile in the node information management flash memory.

コンピュータCmp100は生成したマイ・プロファイルを直接通信可能なコンピュータCmp101と、クラスタヘッドCH1、CH7、CH8と、に送信する。クラスタヘッドCH1は生成したマイ・プロファイルを直接通信可能なクラスタヘッドCH3と、終端クラスタヘッドTCH2と、に送信する。終端クラスタヘッドTCH2は生成したマイ・プロファイルと、クラスタメンバCM21から受信したプロファイルと、を直接通信可能な唯一のクラスタヘッドCH1に送信する。全てのノードは受信したプロファイルをノード情報管理用フラッシュメモリに保存する。   The computer Cmp100 transmits the generated My Profile to the computer Cmp101 that can directly communicate with the cluster heads CH1, CH7, and CH8. The cluster head CH1 transmits the generated my profile to the cluster head CH3 that can directly communicate with the terminal cluster head TCH2. The terminal cluster head TCH2 transmits the generated my profile and the profile received from the cluster member CM 21 to the only cluster head CH1 capable of direct communication. All nodes store the received profile in the node information management flash memory.

クラスタメンバCM21はメタ情報通知メッセージを用いて、計測したセンシング情報SEに関するメタ情報MEを終端クラスタヘッドTCH2に送信する。クラスタメンバCM21から終端クラスタヘッドTCH2が受信したメタ情報通知メッセージが図37であった場合、終端クラスタヘッドTCH2は受信したメタ情報通知メッセージの宛先ノード識別番号DstIDを“ノード識別番号ID(TCH2)=2”から“ノード識別番号ID(CH1)=1”に変更し、メッセージ生存ホップ期間TTLを“1”から“2”に変更し、マルチホップ回数を“0”から“1”に変更し、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistに“ノード識別番号ID(TCH2)=2”を追加して、図45に示す新たなメタ情報通知メッセージをクラスタヘッドCH1に送信する。その後、終端クラスタヘッドTCH2は自身が計測したセンシング情報SEからメタ情報MEを計算し、メタ情報通知メッセージを生成して、クラスタヘッドCH1に送信する。よって、クラスタヘッドCH1は、終端クラスタヘッドTCH2と、終端クラスタヘッドTCH2が管理するクラスタメンバCM21と、のメタ情報MEを統合的に保持する。   Using the meta information notification message, the cluster member CM 21 transmits meta information ME related to the measured sensing information SE to the terminal cluster head TCH2. When the meta information notification message received by the end cluster head TCH2 from the cluster member CM21 is the one shown in FIG. 37, the end cluster head TCH2 sets the destination node identification number DstID of the received meta information notification message to “node identification number ID (TCH2) = “2” is changed to “node identification number ID (CH1) = 1”, the message survival hop period TTL is changed from “1” to “2”, and the multi-hop count is changed from “0” to “1”, “Node identification number ID (TCH2) = 2” is added to the multihop routing route history RIDHist, and a new meta information notification message shown in FIG. 45 is transmitted to the cluster head CH1. Thereafter, the terminal cluster head TCH2 calculates meta information ME from the sensing information SE measured by itself, generates a meta information notification message, and transmits it to the cluster head CH1. Therefore, the cluster head CH1 integrally holds the meta information ME of the terminal cluster head TCH2 and the cluster member CM21 managed by the terminal cluster head TCH2.

次に、コンピュータCmp100から、センサネットワークシステムに配置されたセンサノードが保存するセンシング情報SEを検索する手法に関して説明する。コンピュータCmp100は、図46に示すようなメタ情報検索メッセージを生成し、作成したメタ情報検索メッセージを、直接通信が可能なクラスタヘッドCH1/CH7/CH8に送信する。図46のメタ情報検索メッセージは、メッセージ生存ホップ期間TTL以外は図34と同様である。本実施例では、メタ情報検索メッセージは複数のクラスタヘッドを経由するので、メッセージ生存ホップ期間TTLはセンサネットワークシステムの規模に相当する値を指定する必要があり、本実施例ではコンピュータCmp100から末端のクラスタヘッドCH4まで最大“3”ホップで到達できるので(Cmp100→CH1→CH3→CH4)、余裕をとって“メッセージ生存ホップ期間TTL=4”とする。コンピュータCmp100からメタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1は、汎用情報管理用フラッシュメモリを参照し、メタ情報検索メッセージのメタ情報定義ブロックの条件に一致するセンシング情報MEを、クラスタメンバCM11、または終端クラスタヘッドTCH2、またはクラスタメンバCM21が保持するかを検証し、更に、メタ情報定義ブロックの条件に一致するメタ情報MEを保持するセンサノードが、メタ情報検索メッセージのセンシング情報定義ブロックの条件に一致するセンシング情報属性SAを保持するかを検証する。   Next, a method for searching the sensing information SE stored in the sensor node arranged in the sensor network system from the computer Cmp100 will be described. The computer Cmp100 generates a meta information search message as shown in FIG. 46, and transmits the created meta information search message to the cluster heads CH1 / CH7 / CH8 capable of direct communication. The meta information search message in FIG. 46 is the same as that in FIG. 34 except for the message survival hop period TTL. In this embodiment, since the meta information search message passes through a plurality of cluster heads, it is necessary to specify a value corresponding to the scale of the sensor network system for the message survival hop period TTL. Since the cluster head CH4 can be reached with a maximum of “3” hops (Cmp100 → CH1 → CH3 → CH4), a margin is set to “message survival hop period TTL = 4”. The cluster head CH1 that has received the meta information search message from the computer Cmp100 refers to the general-purpose information management flash memory, and sets the sensing information ME that matches the condition of the meta information definition block of the meta information search message to the cluster member CM11 or the terminal. It is verified whether the cluster head TCH2 or the cluster member CM21 holds, and the sensor node holding the meta information ME that matches the condition of the meta information definition block matches the condition of the sensing information definition block of the meta information search message It is verified whether the sensing information attribute SA to be held is held.

次に、センシング情報検索メッセージを生成して、メタ情報定義ブロックと、センシング情報定義ブロックと、が指定する条件に一致するセンサノードにセンシング情報検索メッセージを送信する。例えば、センシング情報検索メッセージをクラスタメンバCM21に送信する場合、終端クラスタヘッドTCH2を経由してクラスタメンバCM21に送信する必要がある。ノード情報管理用フラッシュメモリを参照して、クラスタメンバCM21を管理するクラスタヘッドが終端クラスタヘッドTCH2であることを確認し、メタ情報検索メッセージの“マルチホップ回数HOPnum=1“に”2“を加えた値”3“を、センシング情報検索メッセージのメッセージ生存ホップ期間TTLに設定し(例えば、センシング情報検索メッセージを終端クラスタヘッドTCH2に送信する場合、メタ情報検索メッセージの“マルチホップ回数HOPnum=1“に”1“を加えた値”2“を、センシング情報検索メッセージのメッセージ生存ホップ期間TTLに設定する)、宛先ノード識別番号DstIDに“ノード識別番号ID(CM21)=21”に設定し、マルチホップ回数を“1”に設定し、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistに“ノード識別番号ID(CH1)=1”を追加して、図47に示すセンシング情報検索メッセージを終端クラスタヘッドTCH2に送信する(メッセージ長MgL、およびパディング長PadLは第一の実施例と同様に更新する)。   Next, a sensing information search message is generated, and the sensing information search message is transmitted to the sensor node that matches the conditions specified by the meta information definition block and the sensing information definition block. For example, when a sensing information search message is transmitted to the cluster member CM21, it is necessary to transmit it to the cluster member CM21 via the terminal cluster head TCH2. Referring to the node information management flash memory, it is confirmed that the cluster head that manages the cluster member CM 21 is the terminal cluster head TCH2, and “2” is added to “multihop count HOPnum = 1” of the meta information search message. The value “3” is set to the message survival hop period TTL of the sensing information search message (for example, when the sensing information search message is transmitted to the terminal cluster head TCH2, “multihop count HOPnum = 1” of the meta information search message Is set to the message survival hop period TTL of the sensing information search message), and the destination node identification number DstID is set to “node identification number ID (CM21) = 21”. Set the number of hops to “1” and multi-hople 47 adds “node identification number ID (CH1) = 1” to the routing path history RIDHist, and transmits the sensing information search message shown in FIG. 47 to the terminal cluster head TCH2 (the message length MgL and the padding length PadL are the first ones). Update as in the example).

一方、クラスタヘッドCH1は、更に、メタ情報検索メッセージを直接通信可能なクラスタヘッドに転送する。ノード情報管理用フラッシュメモリを参照して、直接通信可能なクラスタヘッドCH3/CH4を抽出し、例えば、センシング情報検索メッセージの転送先をクラスタヘッドCH3とした場合、図46の受信したメタ情報検索メッセージの宛先ノード識別番号DstIDを“ノード識別番号ID(CH1)=1”から“ノード識別番号ID(CH3)=3”に変更し、マルチホップ回数HOPnumを“0”に“1”を加えて“1”に変更し、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistに“ノード識別番号ID(CH1)=1”を追加して、図48に示す新たなメタ情報検索メッセージをクラスタヘッドCH3に送信する(メッセージ長MgL、およびパディング長PadLは第一の実施例と同様に更新する)。但し、変更したマルチホップ回数HOPnumが、受信したメタ情報検索メッセージのメッセージ生存ホップ期間TTLと一致した場合は、メタ情報検索メッセージの転送は行わない。   On the other hand, the cluster head CH1 further transfers the meta information search message to the cluster head capable of direct communication. 46, when the cluster heads CH3 / CH4 that can communicate directly are extracted with reference to the node information management flash memory, and the transfer destination of the sensing information search message is the cluster head CH3, for example, the received meta information search message in FIG. The destination node identification number DstID is changed from “node identification number ID (CH1) = 1” to “node identification number ID (CH3) = 3”, and the multihop count HOPnum is added to “0” by adding “1” to “ 1 ”,“ node identification number ID (CH1) = 1 ”is added to multihop routing route history RIDHist, and a new meta information search message shown in FIG. 48 is transmitted to cluster head CH3 (message length MgL And the padding length PadL is updated as in the first embodiment). However, when the changed multi-hop count HOPnum matches the message survival hop period TTL of the received meta information search message, the meta information search message is not transferred.

次に、センシング情報検索メッセージを受信した終端クラスタヘッドTCH2は、センシング情報検索メッセージの宛先ノード識別番号DstIDを検証し、宛先ノード識別番号DstIDが“ノード識別番号ID(CM21)”であった場合、マルチホップ回数HOPnumを“1”に“1”を加えて“2”に変更し、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistに“ノード識別番号ID(TCH2)=2”を追加して、図49に示す新たなセンシング情報検索メッセージをクラスタメンバCH21に送信する。   Next, the terminal cluster head TCH2 that has received the sensing information search message verifies the destination node identification number DstID of the sensing information search message, and when the destination node identification number DstID is “node identification number ID (CM21)”, The multi-hop count HOPnum is changed to “2” by adding “1” to “1”, and “node identification number ID (TCH2) = 2” is added to the multi-hop routing route history RIDHist, and the new one shown in FIG. A sensing information search message is transmitted to the cluster member CH21.

一方、図49に示すセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバ21は、実施例1と同様にして、図50に示すセンシング情報通知メッセージを生成して、マルチホップルーティング経路履歴の最後尾に記述されている終端クラスタヘッドTCH2にセンシング情報通知メッセージを送信する。   On the other hand, the cluster member 21 that has received the sensing information search message shown in FIG. 49 generates the sensing information notification message shown in FIG. 50 and is described at the end of the multihop routing path history in the same manner as in the first embodiment. A sensing information notification message is transmitted to the terminal cluster head TCH2 that is present.

次に、センシング情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドがセンシング情報通知メッセージの宛先ノード識別番号DstIDに指定されたコンピュータに最短経路でセンシング情報通知メッセージを返送する手法を説明する。例えば、クラスタメンバCM41から、図51に示すセンシング情報通知メッセージをクラスタヘッドCH4が受信した場合、クラスタヘッドCH4は、ノード情報管理用フラッシュメモリを参照して、直接通信可能なクラスタヘッドを抽出し、センシング情報通知メッセージのマルチホップルーティング経路履歴RIDHistに記述されているクラスタヘッドのノード識別番号IDに一致するクラスタヘッドと直接通信が可能かを検証する。クラスタヘッドCH4の場合、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistに記述されているクラスタヘッドCH1と直接通信が可能である。よって、クラスタヘッドCH4は受信したセンシング情報通知メッセージのマルチホップルーティング経路履歴RIDHistから自身のノード識別番号ID(CH4)と、ノード識別番号ID(CH3)を削除し、マルチホップ回数HOPnumから“2”を減じた値“1”を設定し、図52に示すようなセンシング情報通知メッセージを生成する。その後、マルチホップ回数HOPnumと、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistと、を参照して、マルチホップルーティング経路履歴RIDHistの最後尾に記述されているクラスタヘッドCH1にセンシング情報通知メッセージを送信する。マルチホップ回数HOPnumの値が”0“の場合は、先ノード識別番号DstIDで指定されているコンピュータCmp100にセンシング情報通知メッセージを送信する。   Next, a method in which the cluster head that has received the sensing information notification message returns the sensing information notification message through the shortest path to the computer designated by the destination node identification number DstID of the sensing information notification message will be described. For example, when the cluster head CH4 receives the sensing information notification message shown in FIG. 51 from the cluster member CM 41, the cluster head CH4 refers to the node information management flash memory and extracts a cluster head capable of direct communication. It is verified whether direct communication is possible with the cluster head that matches the node identification number ID of the cluster head described in the multi-hop routing route history RIDHist of the sensing information notification message. In the case of the cluster head CH4, direct communication is possible with the cluster head CH1 described in the multi-hop routing path history RIDHist. Therefore, the cluster head CH4 deletes its own node identification number ID (CH4) and node identification number ID (CH3) from the multihop routing path history RIDHist of the received sensing information notification message, and “2” from the multihop count HOPnum. Is set to a value “1”, and a sensing information notification message as shown in FIG. 52 is generated. Thereafter, with reference to the multihop count HOPnum and the multihop routing path history RIDHist, a sensing information notification message is transmitted to the cluster head CH1 described at the end of the multihop routing path history RIDHist. When the value of the multi-hop count HOPnum is “0”, a sensing information notification message is transmitted to the computer Cmp100 designated by the destination node identification number DstID.

本発明によれば、ネットワーク上に分散配置されたデータベースからデータのメタ情報を条件として、データを検索するデータ検索システムに適用でき、特に非力な計算能力した有しないノードから構成されるアドホックネットワーク環境において有効である。データ検索システムを、災害区域の状況収集システムや、建造物の環境管理システムといった用途にも適用できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can apply to the data search system which searches data on condition of the meta information of data from the database distributed on the network, and is especially an ad hoc network environment comprised from the node which does not have a weak calculation capability Is effective. The data search system can also be applied to uses such as disaster area situation collection systems and building environmental management systems.

図1は第2の実施の形態のセンサネットワークシステムの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a sensor network system according to a second embodiment. 図2は第2の実施の形態におけるクラスタヘッドCH1のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the cluster head CH1 in the second embodiment. 図3は第1、2の実施の形態におけるクラスタメンバCM11、CM12、CM13のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of the cluster members CM11, CM12, and CM13 in the first and second embodiments. 図4はセンシング情報属性SAを説明する為の図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the sensing information attribute SA. 図5はメッセージを説明する為の図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a message. 図6はクラスタを構築するまでの動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 6 is a flowchart for explaining an operation until a cluster is constructed. 図7はクラスタメンバCM11、CM12、CM13が、計測したセンシング情報SEからメタ情報MEを計算し、メタ情報通知メッセージにより、クラスタヘッドCH1にメタ情報MEを通知する動作と、クラスタヘッドCH1がメタ情報を汎用情報記憶部31に登録する動作とを説明する為のフローチャートである。FIG. 7 illustrates an operation in which the cluster members CM11, CM12, and CM13 calculate the meta information ME from the measured sensing information SE and notify the meta information ME to the cluster head CH1 by the meta information notification message. 5 is a flowchart for explaining the operation of registering the information in the general-purpose information storage unit 31. 図8はセンシング情報の計測について説明する為の図である。FIG. 8 is a diagram for explaining measurement of sensing information. 図9はクラスタヘッドCH1が、クラスタメンバCM11、CM12、CM13から受信するメタ情報通知メッセージに含まれるメタ情報MEを汎用情報記憶部31に登録する動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for explaining an operation in which the cluster head CH1 registers the meta information ME included in the meta information notification message received from the cluster members CM11, CM12, and CM13 in the general-purpose information storage unit 31. 図10はメタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、汎用情報記憶部31を検索し、メタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換するまでの動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation until the cluster head CH1 that has received the meta information search message searches the general-purpose information storage unit 31 and converts the meta information search message into a sensing information search message. 図11はクラスタヘッドCH1から送信されたセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバが、汎用情報記憶部31を検索し、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換するまでの動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 11 is a diagram for explaining the operation until the cluster member that has received the sensing information search message transmitted from the cluster head CH1 searches the general-purpose information storage unit 31 and converts the sensing information search message into a sensing information notification message. It is a flowchart of. 図12は第3の実施の形態のセンサネットワークシステムの構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram of a sensor network system according to the third embodiment. 図13はメッセージを説明する為の図である。FIG. 13 is a diagram for explaining a message. 図14は第3の実施の形態の動作を説明する為の図である。FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the third embodiment. 図15は第3の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 15 is a flowchart for explaining the operation of the third embodiment. 図16はクラスタヘッドCH1とクラスタメンバCM1、CM2、CM3とが計測したセンシング情報SEからメタ情報MEを計算し、クラスタメンバCM1、CM2、CM3がメタ情報通知メッセージにより、クラスタヘッドCH1にメタ情報MEを通知する動作と、クラスタヘッドCH1がメタ情報を汎用情報記憶部31に登録する動作とを説明する為のフローチャートである。FIG. 16 calculates the meta information ME from the sensing information SE measured by the cluster head CH1 and the cluster members CM1, CM2, and CM3, and the cluster members CM1, CM2, and CM3 send the meta information ME to the cluster head CH1 by the meta information notification message. And an operation of the cluster head CH1 registering meta information in the general-purpose information storage unit 31. 図17はコンピュータCmp100から送信されたメタ情報検索メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、汎用情報記憶部31を検索し、メタ情報検索メッセージをセンシング情報検索メッセージに変換するまでの動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 17 is a diagram for explaining the operation until the cluster head CH1 that has received the meta information search message transmitted from the computer Cmp100 searches the general-purpose information storage unit 31 and converts the meta information search message into a sensing information search message. It is a flowchart. 図18は、クラスタヘッドCH1から送信されたセンシング情報検索メッセージを受信したクラスタメンバが、汎用情報記憶部31を検索し、センシング情報検索メッセージを、センシング情報通知メッセージに変換するまでの動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 18 illustrates operations until the cluster member that has received the sensing information search message transmitted from the cluster head CH1 searches the general-purpose information storage unit 31 and converts the sensing information search message into a sensing information notification message. It is a flowchart for this. 図19は、クラスタヘッドCH1、またはクラスタメンバCM1、CM2、CM3から送信されたセンシング情報通知メッセージを受信したクラスタヘッドCH1が、センシング情報通知メッセージを、新たなセンシング情報通知メッセージに変換するまでの動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 19 shows operations until the cluster head CH1 that has received the sensing information notification message transmitted from the cluster head CH1 or the cluster members CM1, CM2, and CM3 converts the sensing information notification message into a new sensing information notification message. It is a flowchart for demonstrating. 図20は本発明の第4の実施の形態におけるセンサノードのブロック図である。FIG. 20 is a block diagram of a sensor node according to the fourth embodiment of the present invention. 図21は第4の実施の形態に適用されるセンサネットワークシステムの構成図である。FIG. 21 is a configuration diagram of a sensor network system applied to the fourth embodiment. 図22は第4の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 22 is a flowchart for explaining the operation of the fourth embodiment. 図23は第4の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 23 is a flowchart for explaining the operation of the fourth embodiment. 図24は第4の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 24 is a flowchart for explaining the operation of the fourth embodiment. 図25は第4の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 25 is a flowchart for explaining the operation of the fourth embodiment. 図26は第4の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 26 is a flowchart for explaining the operation of the fourth embodiment. 図27は汎用情報管理用フラッシュメモリを説明する為の図である。FIG. 27 is a diagram for explaining a general-purpose information management flash memory. 図28はメタ情報属性MAとビット列との対応を説明する為の図である。FIG. 28 is a diagram for explaining the correspondence between the meta information attribute MA and the bit string. 図29は四種類のメッセージで使用する記号と、記号のデータ長と、記号の意味とを説明する為の図である。FIG. 29 is a diagram for explaining the symbols used in the four types of messages, the data length of the symbols, and the meaning of the symbols. 図30はメッセージ種類MgTとビット列との対応表を示した図である。FIG. 30 is a diagram showing a correspondence table between message types MgT and bit strings. 図31はメタ情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 31 is a diagram for explaining the meta information notification message. 図32はメタ情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 32 is a diagram for explaining the meta information notification message. 図33は汎用情報管理用フラッシュメモリを説明する為の図である。FIG. 33 is a diagram for explaining a general-purpose information management flash memory. 図34はメタ情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 34 is a diagram for explaining the meta information notification message. 図35センシング情報検索メッセージを説明する為の図である。FIG. 35 is a diagram for explaining a sensing information search message. 図36センシング情報検索メッセージを説明する為の図である。36 is a diagram for explaining the sensing information search message. 図37センシング情報通知メッセージを説明する為の図である。37 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図38はセンシング情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 38 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図39はプロファイルで使用する記号と、記号のデータ長と、記号の意味とを説明する為の図である。FIG. 39 is a diagram for explaining the symbols used in the profile, the data length of the symbols, and the meaning of the symbols. 図40はプロファイルの構造を説明する為の図である。FIG. 40 is a diagram for explaining the structure of a profile. 図41はメタ情報検索メッセージを説明する為の図である。FIG. 41 is a diagram for explaining a meta information search message. 図42はプロファイルの構造を説明する為の図である。FIG. 42 is a diagram for explaining the structure of a profile. 図43はセンシング情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 43 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図44は本実施例に適用されるセンサネットワークシステムの構成図である。FIG. 44 is a configuration diagram of a sensor network system applied to this embodiment. 図45はメタ情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 45 is a diagram for explaining the meta information notification message. 図46はメタ情報検索メッセージを説明する為の図である。FIG. 46 is a diagram for explaining a meta information search message. 図43はセンシング情報検索メッセージを説明する為の図である。FIG. 43 is a diagram for explaining the sensing information search message. 図43はメタ情報検索メッセージを説明する為の図である。FIG. 43 is a diagram for explaining a meta information search message. 図49はセンシング情報検索メッセージを説明する為の図である。FIG. 49 is a diagram for explaining the sensing information search message. 図50はセンシング情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 50 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図51はセンシング情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 51 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図52はセンシング情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 52 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図53は第1の実施の形態に適用されるセンサネットワークシステムの構成図である。FIG. 53 is a block diagram of a sensor network system applied to the first embodiment. 図54は各定義ブロックを説明する為の図である。FIG. 54 is a diagram for explaining each definition block. 図55は第1の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 55 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. 図56は第1の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 56 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. 図57は第1の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 57 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. 図58は第1の実施の形態の動作を説明する為のフローチャートである。FIG. 58 is a flowchart for explaining the operation of the first embodiment. 図59はメタ情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 59 is a diagram for explaining the meta information notification message. 図60は汎用情報管理用フラッシュメモリを説明する為の図である。FIG. 60 is a diagram for explaining a general-purpose information management flash memory. 図61はセンシング情報検索メッセージを説明する為の図である。FIG. 61 is a diagram for explaining a sensing information search message. 図62はセンシング情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 62 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図63はセンシング情報通知メッセージを説明する為の図である。FIG. 63 is a diagram for explaining the sensing information notification message. 図64は従来技術を説明する為の図である。FIG. 64 is a diagram for explaining the prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1 受信装置
2 データ処理装置
3 記憶装置
4 送信装置
5 センサ装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Receiving device 2 Data processing device 3 Storage device 4 Transmitting device 5 Sensor device

Claims (41)

少なくともひとつ以上のクラスタから構成されるセンサネットワークシステムであって、
前記クラスタは、クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成され、
前記クラスタメンバは、
センシング情報を取得するセンサと、
自身の識別情報と、前記センシング情報の属性であるセンシング情報属性とを、前記クラスタヘッドに検索情報として送信する手段と、
前記クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、前記センサにより取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信する手段と
を有し、
前記クラスタヘッダは、
前記クラスタメンバから送信されてきたクラスタメンバの識別情報とセンシング情報属性とを関連付けて検索条件情報として記憶する記憶手段と、
センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求におけるセンシング情報属性に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信する手段と
を有する
ことを特徴とするセンサネットワークシステム。
A sensor network system composed of at least one cluster,
The cluster is composed of a cluster head and at least one cluster member,
The cluster member is
A sensor for obtaining sensing information;
Means for transmitting its own identification information and sensing information attribute which is an attribute of the sensing information as search information to the cluster head;
Means for transmitting sensing information obtained by the sensor to the cluster header in response to a request for sensing information from the cluster header;
The cluster header is
Storage means for storing the identification information of the cluster member transmitted from the cluster member and the sensing information attribute in association with each other as search condition information;
In response to a search request for sensing information, the cluster member identification information corresponding to the sensing information attribute in the search request is searched from the search condition information, and the sensing information request is transmitted to the cluster member corresponding to the identification information. And a sensor network system.
少なくともひとつ以上のクラスタから構成されるセンサネットワークシステムであって、
前記クラスタは、クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成され、
前記クラスタメンバは、
センシング情報を取得するセンサと、
前記センサより取得したセンシング情報からセンシング情報の特徴量であるメタ情報を算出する手段と、
自身の識別情報と、前記センシング情報の属性であるセンシング情報属性と、前記算出されたメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性とを、前記クラスタヘッドに送信する手段と、
前記クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、前記センサにより取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信する手段と
を有し、
前記クラスタヘッダは、
前記クラスタメンバから送信されてきた、クラスタメンバの識別情報、センシング情報属性、メタ情報及びメタ情報属性を関連付けて検索条件情報として記憶する記憶手段と、
センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求におけるセンシング情報属性、メタ情報属性及びメタ情報に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信する手段と
を有する
ことを特徴とするセンサネットワークシステム。
A sensor network system composed of at least one cluster,
The cluster is composed of a cluster head and at least one cluster member,
The cluster member is
A sensor for obtaining sensing information;
Means for calculating meta information, which is a feature amount of sensing information, from sensing information acquired from the sensor;
Means for transmitting the identification information of itself, a sensing information attribute that is an attribute of the sensing information, the calculated meta information, and a meta information attribute that is an attribute of the meta information to the cluster head;
Means for transmitting sensing information obtained by the sensor to the cluster header in response to a request for sensing information from the cluster header;
The cluster header is
Storage means for associating and storing the cluster member identification information, sensing information attribute, meta information and meta information attribute transmitted from the cluster member as search condition information;
In response to a search request for sensing information, the search information attribute, meta information attribute, and cluster member identification information corresponding to the meta information in the search request are searched from the search condition information, and the cluster member corresponding to the identification information And a means for transmitting a request for sensing information to the sensor network system.
前記クラスタは複数のセンサノードで構成され、各センサノードは、クラスタヘッドとクラスタメンバとの役割を、記憶する情報により、変化させることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のセンサネットワークシステム。   3. The sensor network according to claim 1, wherein the cluster includes a plurality of sensor nodes, and each sensor node changes a role of a cluster head and a cluster member according to stored information. system. 前記センサノードは、センサノードの固有情報であるプロファイルを記憶するノード情報管理手段を有すること特徴とする請求項3に記載のセンサネットワークシステム。   The sensor network system according to claim 3, wherein the sensor node has node information management means for storing a profile that is unique information of the sensor node. クラスタヘッドとなったセンサノードは、管理する全てのクラスタメンバのプロファイルを前記ノード情報管理手段に記憶することを特徴とする請求項4に記載のセンサネットワークシステム。   5. The sensor network system according to claim 4, wherein the sensor node that has become a cluster head stores profiles of all cluster members to be managed in the node information management means. クラスタヘッドが、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送することを特徴とする請求項4又は請求項5に記載のセンサネットワークシステム。   The cluster head selects a cluster head to which the search request for sensing information is transferred by integrating search condition information with a computer or other cluster head capable of direct communication and sharing a profile, and the search request 6. The sensor network system according to claim 4, wherein the sensing information required by is returned to the computer through the shortest path. 直接通信の可能なクラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドが、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合することを特徴とする請求項1から請求項1から請求項6のいずれかに記載のセンサネットワークシステム。   7. The terminal cluster head that holds only one cluster head capable of direct communication integrates search condition information into the cluster head capable of direct communication. The sensor network system according to the above. 終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する条件に合致する情報を検索条件情報が保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、前記クラスタヘッドは、前記終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求の転送を行い、
前記クラスタヘッドが、前記クラスタヘッド、または前記終端クラスタヘッド、または前記クラスタメンバが計測するセンシング情報を前記コンピュータに最短の経路で返送するために、前記ノード情報記憶部に保持するプロファイルを参照して、センシング情報の転送を行うメッセージ転送手段を有することを特徴とする請求項7に記載のセンサネットワークシステム。
Sensing that the search condition information does not hold information that matches the condition corresponding to the search request for the sensing information between the end cluster head and the cluster member managed by the end cluster head, or that the search request for the sensing information requires If the information is not measured, the cluster head transfers a sensing information search request to a cluster head other than the terminal cluster head,
The cluster head refers to the profile held in the node information storage unit in order to return the sensing information measured by the cluster head, the terminal cluster head, or the cluster member to the computer through the shortest route. The sensor network system according to claim 7, further comprising message transfer means for transferring sensing information.
センサネットワークを構成するセンサノードであって、
センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、このセンシング情報属性を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理するセンサノード情報管理手段を有することを特徴とするセンサノード。
A sensor node constituting a sensor network,
It has sensor node information management means for managing sensing information attributes, which are attribute information of sensing information acquired from sensors, and identification information of sensor nodes that have transmitted the sensing information attributes as search condition information. Feature sensor node.
センサネットワークを構成するセンサノードであって、
センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、センシング情報の特徴量であるメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性と、これらの情報を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理するセンサノード情報管理手段を有することを特徴とするセンサノード。
A sensor node constituting a sensor network,
Sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from a sensor, meta information that is a feature amount of sensing information, meta information attribute that is an attribute of the meta information, and a sensor node that has transmitted the information A sensor node comprising sensor node information management means for managing identification condition information as search condition information in association with identification information.
センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性、メタ情報属性又はメタ情報から対応するセンサノードの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するセンサノードにセンシング情報の要求を送信する手段を有することを特徴とする請求項9又は請求項10に記載のセンサノード。   In response to a search request for sensing information, the sensor information corresponding to the identification information is retrieved from the search condition information by searching the sensor condition identification information, meta information attribute or meta information corresponding to the search request from the search condition information. 11. The sensor node according to claim 9, further comprising means for transmitting a request for sensing information to the sensor node. クラスタを複数のセンサノードで構成し、各センサノードは、クラスタヘッドとクラスタメンバとの役割を、記憶する情報により、変化させることを特徴とする請求項9から請求項11のいずれかに記載のセンサノード。   The cluster is composed of a plurality of sensor nodes, and each sensor node changes the roles of the cluster head and the cluster member according to the stored information. Sensor node. 前記センサノードは、センサノードの固有情報であるプロファイルを記憶するノード情報管理手段を有すること特徴とする請求項9から請求項12のいずれかに記載のセンサノード。   The sensor node according to any one of claims 9 to 12, wherein the sensor node includes node information management means for storing a profile that is unique information of the sensor node. クラスタヘッドとなったセンサノードは、管理する全てのセンサノードのプロファイルを前記ノード情報管理手段に記憶することを特徴とする請求項13に記載のセンサノード。   14. The sensor node according to claim 13, wherein the sensor node that has become a cluster head stores profiles of all sensor nodes to be managed in the node information management means. クラスタヘッドとなったセンサノードは、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドとなったセンサノードと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送する手段を有することを特徴とする請求項14に記載のセンサノード。   The sensor node that became the cluster head forwards the search request for the sensing information by integrating the search condition information and sharing the profile with the computer that can communicate directly or the sensor node that became the other cluster head. 15. The sensor node according to claim 14, further comprising means for selecting a cluster head to be sent and returning the sensing information required by the sensing information search request to the computer through the shortest path. 直接通信の可能なクラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドとなったセンサノードは、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合する手段を有することを特徴とする請求項12から請求項15のいずれかに記載のセンサノード。   13. The sensor node which has become a terminal cluster head that holds only one cluster head capable of direct communication has means for integrating search condition information into a cluster head capable of direct communication. Item 16. The sensor node according to any one of Items 15. クラスタヘッドとなったセンサノードは、
終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する検索条件情報に合致する検索条件情報を保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、前記終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求の転送を行い、
クラスタヘッド、終端クラスタヘッド、またはクラスタメンバが計測するセンシング情報を前記コンピュータに最短の経路で返送するために、前記ノード情報記憶部に保持するプロファイルを参照して、センシング情報の転送を行うメッセージ転送手段
を有することを特徴とする請求項12から請求項16のいずれかに記載のセンサノード。
The sensor node that became the cluster head
Sensing that the termination cluster head and the cluster member managed by the termination cluster head do not hold search condition information that matches the search condition information corresponding to the search request for the sensing information, or that the search request for the sensing information requires If the information is not measured, transfer the sensing information search request to a cluster head other than the terminal cluster head.
Message transfer for transferring sensing information with reference to a profile stored in the node information storage unit in order to return sensing information measured by a cluster head, a terminal cluster head, or a cluster member to the computer through the shortest route The sensor node according to claim 12, further comprising: means.
センサネットワークを構成するセンサノードのプログラムであって、
前記プログラムは、前記センサノードに、
センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、このセンシング情報属性を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理する処理を実行させることを特徴とするプログラム。
A sensor node program constituting a sensor network,
The program is stored in the sensor node.
It is characterized in that a sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from a sensor is associated with identification information of a sensor node that has transmitted the sensing information attribute and managed as search condition information. program.
センサネットワークを構成するセンサノードのプログラムであって、
前記プログラムは、前記センサノードに、
センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、センシング情報からデータの特徴量であるメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性と、これらの情報を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理する処理を実行させることを特徴とするプログラム。
A sensor node program constituting a sensor network,
The program is stored in the sensor node.
Sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from the sensor, meta information that is a feature amount of data from the sensing information, meta information attribute that is an attribute of the meta information, and a sensor that has transmitted the information A program that executes processing for managing node identification information as search condition information in association with node identification information.
前記プログラムは、前記センサノードに、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性、メタ情報属性又はメタ情報に対応するセンサノードの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するセンサノードにセンシング情報の要求を送信する処理を実行させることを特徴とする請求項18又は請求項19に記載のプログラム。   In response to a sensing information search request, the program searches the sensor condition identification information, meta information attribute, or sensor node identification information corresponding to the meta information in the search request from the search condition information. The program according to claim 18 or 19, wherein a process of transmitting a request for sensing information to a sensor node corresponding to the identification information is executed. 複数のセンサノードにより、クラスタヘッド及びクラスタメンバを構成する場合、センサノードの役割に応じて、前記プログラムは、記憶する情報を変化させることを特徴とする請求項18から請求項20のいずれかに記載のセンサノード。   21. When the cluster head and the cluster member are configured by a plurality of sensor nodes, the program changes information to be stored according to the role of the sensor node. The described sensor node. 前記プログラムは、前記センサノードに、センサノードの固有情報であるプロファイルを管理する処理を実行させることを特徴とする請求項18から請求項21いずれかに記載のプログラム。   The program according to any one of claims 18 to 21, wherein the program causes the sensor node to execute a process of managing a profile that is unique information of the sensor node. 前記プログラムは、前記センサノードがクラスタヘッドとなった場合、前記センサノードに、管理する全てのクラスタメンバのプロファイルを管理する処理を実行させることを特徴とする請求項22に記載のプログラム。   The program according to claim 22, wherein when the sensor node becomes a cluster head, the program causes the sensor node to execute processing for managing profiles of all cluster members to be managed. 前記プログラムは、前記センサノードがクラスタヘッドとなった場合、前記センサノードに、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送する処理を実行させることを特徴とする請求項23に記載のプログラム。   When the sensor node becomes a cluster head, the program integrates search condition information with a computer or other cluster head capable of direct communication with the sensor node and shares the profile, thereby sensing the sensing. 24. The program according to claim 23, further comprising: selecting a cluster head to which an information search request is transferred, and executing processing for returning the sensing information requested by the sensing information search request to the computer through the shortest path. 前記プログラムは、前記センサノードが直接通信の可能なクラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドである場合、前記センサノードに、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合させる処理を実行させることを特徴とする請求項21から請求項24のいずれかに記載のプログラム。   When the sensor node is a terminal cluster head that holds only one cluster head capable of direct communication, the program executes processing for integrating search condition information into the cluster head capable of direct communication with the sensor node. 25. The program according to claim 21, wherein the program is executed. 前記センサノードがクラスタヘッドであり、終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する検索条件情報に合致する検索条件情報を保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、前記プログラムは、前記センサノードに、
終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求を転送する処理と、
クラスタヘッド、または終端クラスタヘッド、またはクラスタメンバが計測するセンシング情報をコンピュータに最短の経路で返送するために、前記プロファイルを参照して、センシング情報を転送する処理と
を実行させることを特徴とする請求項21から請求項25のいずれかに記載のプログラム。
The sensor node is a cluster head, and the end cluster head and the cluster member managed by the end cluster head do not hold search condition information that matches the search condition information corresponding to the search request for the sensing information, or When sensing information requested by a search request for sensing information is not measured, the program sends the sensor node
Processing for transferring a search request for sensing information to a cluster head other than the terminal cluster head;
In order to return the sensing information measured by the cluster head, the terminal cluster head, or the cluster member to the computer through the shortest route, the processing is performed by referring to the profile and transferring the sensing information. The program according to any one of claims 21 to 25.
センサノードから構成されるクラスタを少なくともひとつ以上有するセンサネットワークであって、
クラスタを構成するセンサノードの識別情報と、前記センサノードのセンシング情報属性とが関連付けられた検索条件情報を、クラスタを管理するセンサノードに管理させ、
前記検索条件情報を管理しているセンサノードに、センシング情報の検索要求を送信し、
前記クラスタを管理するセンサノードは、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索条件情報に基づいて検索し、該当するセンサノードにセンシング情報の要求を送信する
ことを特徴とするセンサネットワークシステム。
A sensor network having at least one cluster composed of sensor nodes,
The sensor node that manages the cluster manages the search condition information in which the identification information of the sensor node that constitutes the cluster and the sensing information attribute of the sensor node are associated,
Sending a sensing information search request to the sensor node that manages the search condition information,
In response to a search request for sensing information, a sensor node that manages the cluster searches based on the search condition information, and transmits a request for sensing information to the corresponding sensor node.
前記検索条件情報は、センサノードのメタ情報とメタ情報属性とを含み、前記メタ情報とメタ情報属性とは前記センサノードの識別情報とに関連付けられていることを特徴とする請求項27に記載のセンサネットワークシステム。   The search condition information includes meta information and meta information attributes of a sensor node, and the meta information and meta information attributes are associated with identification information of the sensor node. Sensor network system. センサノードは、センシング情報の検索要求又はセンシング情報の送信のための情報であるプロファイルを記憶することを特徴とする請求項27又は請求項28に記載のセンサネットワークシステム。   29. The sensor network system according to claim 27 or 28, wherein the sensor node stores a profile which is information for sensing information search request or sensing information transmission. クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成されるクラスタを、少なくともひとつ以上有するセンサネットワークシステムにおけるセンシング情報検索方法であって、
クラスタメンバは、自身の識別情報と、自身のセンシング情報の属性であるセンシング情報属性とを、クラスタヘッドに検索情報として送信し、
クラスタヘッダは、前記クラスタメンバから送信されてきたクラスタメンバの識別情報とセンシング情報属性とを関連付けて検索条件情報として記憶し、
センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信し、
クラスタメンバは、クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信する
ことを特徴とするセンシング情報検索方法。
A sensing information search method in a sensor network system having at least one cluster composed of a cluster head and at least one cluster member,
The cluster member sends its identification information and sensing information attribute that is an attribute of its own sensing information to the cluster head as search information,
The cluster header associates the identification information of the cluster member transmitted from the cluster member and the sensing information attribute and stores it as search condition information,
In response to a search request for sensing information, cluster member identification information corresponding to the sensing information attribute of the search request is searched from the search condition information, and a request for sensing information is transmitted to the cluster member corresponding to the identification information. And
A cluster member, in response to a request for sensing information from a cluster header, transmits the acquired sensing information to the cluster header.
クラスタヘッドと、少なくとも一台のクラスタメンバとから構成されるクラスタを、少なくともひとつ以上有するセンサネットワークシステムにおけるセンシング情報検索方法であって、
クラスタメンバは、自身の識別情報と、自身のセンシング情報の属性であるセンシング情報属性と、前記センシング情報から算出されたメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性とを、クラスタヘッドに送信し、
クラスタヘッダは、前記クラスタメンバから送信されてきた、クラスタメンバの識別情報、センシング情報属性、メタ情報及びメタ情報属性を関連付けて検索条件情報として記憶し、
センシング情報の検索要求に応答して、前記検索要求のセンシング情報属性、メタ情報属性及びメタ情報に対応するクラスタメンバの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するクラスタメンバにセンシング情報の要求を送信し、
クラスタメンバは、クラスタヘッダからのセンシング情報の要求に応答して、取得したセンシング情報を前記クラスタヘッダに送信する
ことを特徴とするセンシング情報検索方法。
A sensing information search method in a sensor network system having at least one cluster composed of a cluster head and at least one cluster member,
The cluster member uses the identification information, the sensing information attribute that is the attribute of the sensing information, the meta information calculated from the sensing information, and the meta information attribute that is the attribute of the meta information to the cluster head. Send
The cluster header is stored as search condition information in association with cluster member identification information, sensing information attribute, meta information and meta information attribute transmitted from the cluster member,
In response to the search request for sensing information, the search information attribute of the search request, the meta information attribute, and the cluster member identification information corresponding to the meta information are searched from the search condition information, and the cluster member corresponding to the identification information Send a request for sensing information to
A cluster member, in response to a request for sensing information from a cluster header, transmits the acquired sensing information to the cluster header.
センサノードから構成されるクラスタを少なくともひとつ以上有するセンサネットワークにおけるセンシング情報検索方法であって、
クラスタを構成するセンサノードの識別情報と、前記センサノードのセンシング情報属性とが関連付けられた検索条件情報を、クラスタを管理するセンサノードに管理させ、
前記検索条件情報を管理しているセンサノードに、センシング情報の検索要求を送信し、
前記クラスタを管理するセンサノードは、センシング情報の検索要求に応答して、前記検索条件情報に基づいて検索し、該当するセンサノードにセンシング情報の要求を送信する
ことを特徴とするセンシング情報検索方法。
A sensing information search method in a sensor network having at least one cluster composed of sensor nodes,
The sensor node that manages the cluster manages the search condition information in which the identification information of the sensor node that constitutes the cluster and the sensing information attribute of the sensor node are associated,
Sending a sensing information search request to the sensor node that manages the search condition information,
The sensor node managing the cluster searches based on the search condition information in response to a sensing information search request, and transmits the sensing information request to the corresponding sensor node. .
センサネットワークを構成するセンサノードのセンシング情報検索方法であって、
センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、このセンシング情報属性を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理することを特徴とするセンシング情報検索方法。
A method for retrieving sensing information of sensor nodes constituting a sensor network,
Sensing information search method characterized in that sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from a sensor and identification information of a sensor node that has transmitted the sensing information attribute are associated with each other and managed as search condition information .
センサネットワークを構成するセンサノードのセンシング情報検索方法であって、
センサから取得されるセンシング情報の属性情報であるセンシング情報属性と、センシング情報からデータの特徴量であるメタ情報と、前記メタ情報の属性であるメタ情報属性と、これらの情報を送信してきたセンサノードの識別情報とを対応させて検索条件情報として管理することを特徴とするセンシング情報検索方法。
A method for retrieving sensing information of sensor nodes constituting a sensor network,
Sensing information attribute that is attribute information of sensing information acquired from the sensor, meta information that is a feature amount of data from the sensing information, meta information attribute that is an attribute of the meta information, and a sensor that has transmitted the information A sensing information search method characterized by managing node identification information in association with search condition information.
センシング情報の検索要求に応答して、前記センシング情報のセンシング情報属性、メタ情報属性、又はメタ情報に対応するセンサノードの識別情報を、前記検索条件情報から検索し、この識別情報に対応するセンサノードにセンシング情報の要求を送信することを特徴とする請求項33又は請求項34に記載のセンシング情報検索方法。   In response to a search request for sensing information, the sensing information attribute of the sensing information, the meta information attribute, or sensor node identification information corresponding to the meta information is searched from the search condition information, and the sensor corresponding to the identification information 35. The sensing information search method according to claim 33 or claim 34, wherein a request for sensing information is transmitted to a node. 複数のセンサノードにより、クラスタヘッド及びクラスタメンバを構成する場合、センサノードの役割に応じて、記憶する情報を変化させることを特徴とする請求項33から請求項35のいずれかに記載のセンシング情報検索方法。   36. Sensing information according to any one of claims 33 to 35, wherein when the cluster head and cluster members are constituted by a plurality of sensor nodes, the stored information is changed according to the role of the sensor node. retrieval method. ノードの固有情報であるプロファイルを管理することを特徴とする請求項33から請求項36のいずれかに記載のセンシング情報検索方法。   37. The sensing information search method according to any one of claims 33 to 36, wherein a profile that is unique information of a node is managed. センサノードがクラスタヘッドとなった場合、管理する全てのクラスタメンバのプロファイルを記憶することを特徴とする請求項37に記載のセンシング情報検索方法。   38. The sensing information search method according to claim 37, wherein when the sensor node becomes a cluster head, profiles of all cluster members to be managed are stored. センサノードがクラスタヘッドとなった場合、直接通信が可能なコンピュータ、あるいは他のクラスタヘッドと、検索条件情報を統合し、プロファイルを共有することにより、前記センシング情報の検索要求を転送するクラスタヘッドを選択し、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を最短の経路でコンピュータに返送することを特徴とする請求項37又は請求項38に記載のセンシング情報検索方法。   When a sensor node becomes a cluster head, a cluster head that transfers a search request for sensing information by integrating search condition information and sharing a profile with a computer or other cluster head capable of direct communication. 39. The sensing information search method according to claim 37 or claim 38, wherein the sensing information requested by the sensing information search request is sent back to the computer through the shortest route. センサノードが、直接通信の可能な前記クラスタヘッドを一台しか保持しない終端クラスタヘッドである場合、直接通信の可能なクラスタヘッドに検索条件情報を統合させることを特徴とする請求項36から請求項39のいずれかに記載のセンシング情報検索方法。   37. The search condition information is integrated into a cluster head capable of direct communication when the sensor node is a terminal cluster head that holds only one cluster head capable of direct communication. 40. The sensing information search method according to any one of 39. センサノードがクラスタヘッドであり、終端クラスタヘッドと前記終端クラスタヘッドが管理するクラスタメンバとが、前記センシング情報の検索要求に対応する検索条件情報に合致する検索条件情報を保持しない、または、前記センシング情報の検索要求が要求するセンシング情報を計測していない場合、
前記センサノードは、前記終端クラスタヘッド以外のクラスタヘッドにセンシング情報の検索要求を転送し、前記クラスタヘッド、または前記終端クラスタヘッド、または前記クラスタメンバが計測するセンシング情報を前記コンピュータに最短の経路で返送するために、前記プロファイルを参照して、センシング情報を転送することを特徴とする請求項36から請求40のいずれかに記載のセンシング情報検索方法。
The sensor node is a cluster head, and the terminal cluster head and the cluster member managed by the terminal cluster head do not hold search condition information that matches the search condition information corresponding to the search request for the sensing information, or the sensing If the sensing information requested by the information search request is not measured,
The sensor node transfers a search request for sensing information to a cluster head other than the terminal cluster head, and transmits the sensing information measured by the cluster head, the terminal cluster head, or the cluster member to the computer through the shortest path. 41. The sensing information search method according to claim 36, wherein sensing information is transferred with reference to the profile for returning.
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