JP2008204136A - Sensor network system - Google Patents

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Sadayuki Shimoda
貞之 下田
Tsuneshige Koga
恒繁 古賀
Noboru Kawai
昇 川合
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system for surely transmitting a crime-prevention signal to a base even when a node whose battery is running out or fails exists on a sensor network system. <P>SOLUTION: A lower node time-serially transmits a signal detected by a crime prevention sensor based on an adjacent node list to higher M nodes at most. The M nodes 1 transmit crime prevention signals to the higher M nodes of an adjacent node list of its own. This operation is repeated so that the same crime-prevention signal can be transmitted via a plurality of nodes 1 to a base 2 by a plurality of routes. The data system transmitted include the address and data ID of the node 1 as the transmission destination. This procedure is repeated by each node 1 so that the crime prevention signal can be finally transmitted to the base 2. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、センサデータを送信するノードと、そのノードからセンサデータを受信するベース、ならびにノードとベースから構成されるセンサネットワークシステムに関するものである。   The present invention relates to a node that transmits sensor data, a base that receives sensor data from the node, and a sensor network system that includes the node and the base.

近年、センサに無線通信機能を有する小型の電子回路を付加して、現実世界の様々な情報をリアルタイムに情報処理装置に取り込むセンサネットワークシステムが検討されている。センサネットワークシステムには幅広い応用が考えられており、例えば、無線回路、プロセッサ、センサ、電池を集積した指輪型の小型電子回路により、脈拍等を常時モニタし、モニタ結果は無線通信により診断装置に送信され、モニタ結果に基づいて健康状態を判定するといったような医療応用も考えられている(例えば、非特許文献1参照。)。

センサネットワークシステムを広く実用化するためには、無線通信機能、センサ、および、電池等の電源を搭載する電子回路(以下、ノードという)を、長時間に渡ってメンテナンスフリー、かつセンサデータを送信し続けられるものとし、かつ外形も小型化することが重要になる。このため、超小型でどこにでも設置できるノードの開発が進められている。現段階では、実用上、1年程度の期間、電池交換をせずに使用可能であることが、メンテナンスコストおよび使い勝手の両面から必要と考えられている。
例えば、非特許文献2には、「Mica2Dot」と呼ばれる、直径3cm程度の小型のノードのプロトタイプが紹介されている。このMica2Dotは、無線通信に必要な機能を集積したRFチップと、低消費電力なプロセッサチップから構成される。このプロトタイプにおいては、99%の時間は待機状態で、残りの1%の時間のみを間欠的に起動してセンサを動かして結果を無線通信するという間欠動作により、小型電池にて1年程度の動作が可能としている。
センサネットワークシステムには、上記のような小型で無線通信を行うノードと、センシングされたデータを無線で収集して、インターネットなどの有線ネットワークに接続するデバイス(以下、ベースと呼ぶ)の2種のデバイスが必要である。ノードは、小型かつ移動性を加味して電池で駆動されることが多いのに対し、ベースは据え置きでAC電源駆動されるケースが多い。
Sokwoo Rhee他「Artifact-Resistant Power-Efficient Design of Finger-Ring Plethysmographic Sensors」,IEEE Transactions On Biomedical Engineering, Vol.48, No.7, July 2001, pp.795-805 Crossbow 「Smarter Sensors In Silicon」、インターネット、URL : http://www.xbow.com/Support/Support_pdf_files/Motetraining/Hardware.pdf
In recent years, a sensor network system has been studied in which a small electronic circuit having a wireless communication function is added to a sensor and various information in the real world is taken into an information processing device in real time. The sensor network system is considered to have a wide range of applications. For example, a ring-type small electronic circuit that integrates a wireless circuit, processor, sensor, and battery is used to constantly monitor the pulse, etc. A medical application is also considered in which a health condition is determined based on a monitor result transmitted (see, for example, Non-Patent Document 1).

To put the sensor network system into widespread practical use, wireless communication functions, sensors, and electronic circuits equipped with power supplies such as batteries (hereinafter referred to as nodes) are maintenance-free and transmit sensor data for a long time. It is important to continue to do this and to reduce the size of the outer shape. For this reason, development of ultra-compact nodes that can be installed anywhere is underway. At the present stage, it is considered necessary from the standpoint of maintenance cost and usability to be usable without replacing the battery for a period of about one year.
For example, Non-Patent Document 2 introduces a prototype of a small node having a diameter of about 3 cm called “Mica2Dot”. The Mica2Dot includes an RF chip that integrates functions necessary for wireless communication and a processor chip with low power consumption. In this prototype, 99% of the time is in a standby state, and only the remaining 1% of time is intermittently activated and the sensor is moved to perform wireless communication of the results. Operation is possible.
There are two types of sensor network systems: a small node that performs wireless communication as described above, and a device that collects sensed data wirelessly and connects to a wired network such as the Internet (hereinafter referred to as a base). I need a device. The node is often driven by a battery in consideration of its small size and mobility, whereas the base is often stationary and driven by an AC power source.
Sokwoo Rhee et al. `` Artifact-Resistant Power-Efficient Design of Finger-Ring Plethysmographic Sensors '', IEEE Transactions On Biomedical Engineering, Vol.48, No.7, July 2001, pp.795-805 Crossbow “Smarter Sensors In Silicon”, Internet, URL: http://www.xbow.com/Support/Support_pdf_files/Motetraining/Hardware.pdf

センサネットワークシステムをビル等の施設の防犯システムに利用しようとすると、以下のような課題が発生する。前述したように、ノードは敷設のやりやすさから電池駆動が強く求められている。しかし、電池駆動ではその寿命に制限が発生する。
防犯センサが稼働し信号がノードから送出されると、この信号は他のノードを経由してベースに伝達される。しかし、その途中にあるノードの電池が消耗されていると、そのノードは信号伝達機能がない。そこで、信号が停止してしまう。これでは防犯システムが機能しない。すなわち、いつ消耗するかもしれない電池を使用してのシステムで防犯に適用するには、信頼性が劣るという課題がある。
When the sensor network system is used for a crime prevention system in a facility such as a building, the following problems occur. As described above, the node is strongly required to be driven by a battery because of the ease of installation. However, battery life is limited in its life.
When the security sensor is activated and a signal is transmitted from the node, this signal is transmitted to the base via another node. However, if the battery of the node in the middle is exhausted, the node does not have a signal transmission function. Therefore, the signal stops. This prevents the security system from functioning. That is, there is a problem that reliability is inferior when applied to crime prevention in a system using a battery that may be consumed at any time.

上記課題を解決する本発明の第1の態様は、センサの感知信号を送信するノードと、前記ノードから前記センサの感知信号を受信するベースとから構成され、無線ネットワークシステムを利用して前記センサの感知信号をサーバに伝達するセンサネットワークシステムにおいて、前記感知信号を受けたノードは、信号を送信されるノードの情報である隣接ノードリストに記載されたノードに対して、よりベースに近い上位から順番で時系列的に、前記感知信号を含んだデータフレームを送信するセンサネットワークシステムにある。   According to a first aspect of the present invention for solving the above-mentioned problems, the sensor comprises a node that transmits a sensor sensing signal and a base that receives the sensor sensing signal from the node, and uses a wireless network system to provide the sensor. In the sensor network system for transmitting the sensing signal to the server, the node that has received the sensing signal has a higher base closer to the base than the node described in the adjacent node list that is information of the node to which the signal is transmitted. The sensor network system transmits a data frame including the sensing signal in time series in order.

本発明の第2の態様は、前記データフレームは送信先アドレスとデータIDを含んでいることを特徴とする第1の態様のセンサネットワークシステムにある。   According to a second aspect of the present invention, in the sensor network system according to the first aspect, the data frame includes a transmission destination address and a data ID.

本発明の第3の態様は、前記隣接ノードリストに記載されている隣接ノードのうち、上位M個に上位から順番で時系列的に前記感知信号を含んだデータフレームを送信することを特徴とする第1の態様のセンサネットワークシステムにある。   A third aspect of the present invention is characterized in that a data frame including the sensing signal is transmitted in time series in order from the top to the top M of the neighboring nodes described in the neighboring node list. In the sensor network system according to the first aspect.

本発明の第4の態様は、前記隣接ノードリストに記載されている隣接ノードは、事前に各ノードが通信を行って受信感度値(RSSI)が高いノードから上位ノードとして前記リストに記載されることを特徴とする第1の態様のセンサネットワークシステムにある。   According to a fourth aspect of the present invention, adjacent nodes described in the adjacent node list are described in the list as nodes having higher reception sensitivity values (RSSI) from the nodes that communicate with each other in advance. The sensor network system according to the first aspect is characterized in that.

本発明の第5の態様は、センサの感知信号を送信するノードと、前記ノードから前記センサの感知信号を受信するベースとから構成され、無線ネットワークシステムを利用して前記センサの感知信号をサーバに伝達するセンサネットワークシステムにおいて、前記感知信号を受けたノードは、信号を送信されるノードの情報である隣接ノードリストに記載されたノードに対して、よりベースに近い上位から順番で時系列的に、受信したことを送信元に知らせるACK信号無しで前記感知信号を含んだデータフレームを送信するセンサネットワークシステムにある。   A fifth aspect of the present invention includes a node that transmits a sensor sensing signal and a base that receives the sensor sensing signal from the node, and uses a wireless network system to store the sensor sensing signal as a server. In the sensor network system that communicates to the node, the node that has received the sensing signal is time-sequentially in order from the top closer to the base with respect to the node described in the adjacent node list that is the information of the node to which the signal is transmitted. In addition, the sensor network system transmits a data frame including the sensing signal without an ACK signal notifying the transmission source of the reception.

本発明によれば、センサネットワークシステム上に電池切れまたは故障しているノードが存在していても、確実に防犯信号がベースに伝達されるシステムを構築できるという効果がある。   According to the present invention, there is an effect that it is possible to construct a system in which a crime prevention signal is reliably transmitted to the base even when a node that has run out of battery or has failed is present on the sensor network system.

本発明の代表的な実施形態の概要は次のとおりである。各ノードは自分(以下、下位ノードと言う)よりベースに距離的に近いノード(以下、上位ノードと言う)のうち、どのノードに信号を送信するかの情報(以下、隣接ノードリストという)を既にもっている。この情報は具体的に上位ノードのアドレスであり、この情報はあらかじめセンサネットワークシステムを構築した時に各ノードが入手できる情報である。この情報をもとに防犯センサが検知した信号(以下、防犯信号と言う)を受けた各ノードは、自分の隣接ノードリストの、例えば上位M個までの上位ノードに対して時系列的に信号を送信する。このM個のノードは、さらに自分の持っている隣接ノードリストの上位M個の上位ノードに対して防犯信号を送信する。これを繰り返すことによって同一の防犯信号が多数のノードを経由して、複数のルートでベースまで伝達される。これにより、センサネットワークシステム上の複数のノードが電池切れで動作していなくても、防犯信号がベースに伝達する確率は高くなる。   An outline of a typical embodiment of the present invention is as follows. Each node transmits information (hereinafter referred to as an adjacent node list) to which node a signal is transmitted among nodes (hereinafter referred to as upper nodes) that are closer to the base than themselves (hereinafter referred to as lower nodes). I already have it. This information is specifically the address of the upper node, and this information can be obtained by each node when the sensor network system is constructed in advance. Each node that has received a signal (hereinafter referred to as a security signal) detected by a security sensor based on this information is time-sequentially signaled to, for example, up to M upper nodes in its adjacent node list. Send. The M nodes further transmit a security signal to the upper M upper nodes in the adjacent node list owned by the M nodes. By repeating this, the same crime prevention signal is transmitted to the base via a plurality of routes via a number of nodes. Thereby, even if a plurality of nodes on the sensor network system are not operating due to running out of batteries, the probability that the security signal is transmitted to the base is increased.

この時送信されたデータフレームの構成を図4に示す。データフレーム40は送信元アドレスSrc41,送信先アドレスDest42,ベースアドレスBaseID43,防犯センサが検知した検知信号を他のノードで検出した同様な防犯センサの検知信号と一義的に区別できる信号(以下、データIDと言う)DataID44, 防犯センサの検知信号Data45,パリティチェック用のCRC46で構成されている。ここで、各データは8bitで構成される。信号を受け取った上位ノードは、このデータIDを参照することによって、すでに過去に受信した信号なのかを識別できる。すなわち、このデータIDの内容が過去のデータID(CPU内に記憶され、受信する毎に新しいIDに更新される)と同じならば、既に違うノードから受け取ったデータである事がわかる。もし過去に受信した信号なら、この上位ノードは再度信号を送信しない。この処理によって同じ信号が何度も同じノードから送信されることを防止する。この手順を各ノードが繰り返すことによって、最終的にベースに防犯信号が伝達される。   The structure of the data frame transmitted at this time is shown in FIG. The data frame 40 includes a source address Src41, a destination address Dest42, a base address BaseID43, and a signal (hereinafter referred to as data) that can uniquely distinguish a detection signal detected by a security sensor from a detection signal of a similar security sensor detected by another node. Data ID 44, detection signal Data 45 of the security sensor, and CRC 46 for parity check. Here, each data is composed of 8 bits. The host node receiving the signal can identify whether the signal has already been received in the past by referring to the data ID. That is, if the content of this data ID is the same as the past data ID (stored in the CPU and updated to a new ID each time it is received), it can be understood that the data has already been received from a different node. If the signal has been received in the past, this upper node does not transmit the signal again. This process prevents the same signal from being transmitted repeatedly from the same node. By repeating this procedure for each node, a security signal is finally transmitted to the base.

図1にセンサネットワークシステムの一実施形態を示し、詳細に説明する。センサが搭載されているN1〜N10までのノード1と、サーバ3にLANケーブルで接続されたベース2から構成される。各ノード1の間、及びノード1−ベース2の間は双方向の無線で接続されている。矢印は、お互いに双方向で通信できることを意味している。ここで無線とは、微弱、特定省電力、ZigBee、Bluetooth等の通信方式で代表される無線を意味している。   FIG. 1 shows an embodiment of a sensor network system, which will be described in detail. It comprises a node 1 from N1 to N10 on which sensors are mounted, and a base 2 connected to the server 3 by a LAN cable. Bidirectional wireless connection is established between each node 1 and between node 1 and base 2. The arrows mean that they can communicate with each other in both directions. Here, the radio means a radio represented by a communication method such as weak, specific power saving, ZigBee, or Bluetooth.

ベース2のハードウェア構成を図2に示す。無線部20はアンテナ(ANT)21、無線モジュール(RFM)22,マイコン(CPU)23,制御回路(LOGIC)24,電圧レギュレータ(REG)25,リアルタイムクロック(RTC)26で構成されている。また、サーバ3との通信を行えるようにTCP/IPの変換IC27を搭載したLAN基板28が搭載されている。このLAN基板28によりサーバ3とベース2の間の有線通信を行う。また、LAN基板28と無線部20はコネクタCN2,CN4で接続されている。   The hardware configuration of the base 2 is shown in FIG. The radio unit 20 includes an antenna (ANT) 21, a radio module (RFM) 22, a microcomputer (CPU) 23, a control circuit (LOGIC) 24, a voltage regulator (REG) 25, and a real time clock (RTC) 26. In addition, a LAN board 28 on which a TCP / IP conversion IC 27 is mounted is mounted so that communication with the server 3 can be performed. The LAN board 28 performs wired communication between the server 3 and the base 2. The LAN board 28 and the wireless unit 20 are connected by connectors CN2 and CN4.

一方、ノード1の構成を図3に示す。無線部30はアンテナ(ANT)31、無線モジュール(RFM)32,マイコン(CPU)33,制御回路(LOGIC)34,リアルタイムクロック(RTC)36で構成され、内蔵電池35で駆動される。N1〜N10までのノード1は、人感センサ等の人間の動きを検知できるセンサ39とその検知した信号を無線で伝送できる無線部30から構成されている。   On the other hand, the configuration of the node 1 is shown in FIG. The radio unit 30 includes an antenna (ANT) 31, a radio module (RFM) 32, a microcomputer (CPU) 33, a control circuit (LOGIC) 34, and a real time clock (RTC) 36, and is driven by a built-in battery 35. The node 1 from N1 to N10 includes a sensor 39 that can detect a human motion such as a human sensor and a wireless unit 30 that can wirelessly transmit the detected signal.

例えば、ノードN8に搭載されている人感センサが人間の動きを感知すると、ノードN8に搭載されている無線モジュールによって、その感知した信号は上位ノードに送信される。この信号の送信先は、無線部に搭載されているCPU内のメモリに記憶されている隣接ノードリストに記載されているノードであり、かつより上位に位置付けられているノードへ順番に送信される。隣接ノードリストに記載される順番は、事前に各ノードが通信を行ってノードN8からの送信された電波が最も強く受信できるノードの順番である。すなわち受信感度値(RSSI)の高い順番を意味する。外乱がない状態では、この受信感度値はノード間の距離の2乗に反比例するので、ノード間の距離が近い上位ノードから記載される。例えばノードN8の場合には、ベースに距離的に近い上位ノードはノードN4、9,10の3個である。ノードN10の場合にはノードN8との距離が他のノードより遠い為に電波が届かないとすると、隣接ノードリストにはノードN4、9のみが記載されている。したがって、ノードN4とN9に信号を無線で送ることが出来る。またノードN10においては、隣接したノードN5、ノードN6、ノードN9に信号を送ることが出来る。   For example, when a human sensor mounted on the node N8 senses a human motion, the detected signal is transmitted to the upper node by the wireless module mounted on the node N8. The transmission destination of this signal is a node described in the adjacent node list stored in the memory in the CPU mounted on the wireless unit, and is sequentially transmitted to the node positioned higher. . The order described in the adjacent node list is the order in which each node communicates in advance and the radio wave transmitted from the node N8 can be received most strongly. That is, the order of reception sensitivity value (RSSI) is high. In the absence of disturbance, this reception sensitivity value is inversely proportional to the square of the distance between the nodes, and therefore, it is described from the upper node having a short distance between the nodes. For example, in the case of the node N8, there are three higher-order nodes N4, N9 and N10 that are close to the base in terms of distance. In the case of the node N10, if the radio wave does not reach because the distance to the node N8 is longer than the other nodes, only the nodes N4 and N9 are described in the adjacent node list. Therefore, signals can be transmitted wirelessly to the nodes N4 and N9. In the node N10, a signal can be sent to the adjacent nodes N5, N6, and N9.

各ノードが自身のデータを無線で送ることができる相手のノードは、自身と相手のノードとの距離によって決まる。その距離は具体的には無線方式によって異なっている。例えば、微弱無線のような送信出力の低いものでは3〜5m、特定小電力のような送信出力の高いものでは100m程度距離が離れていても、自身の信号を相手のノードに送ることが可能である。したがって、送信出力の高い無線方式ではノード間の距離を離すことが出来る為に、広範囲なセンサネットワークシステムを構築することができる。   The partner node to which each node can send its own data wirelessly is determined by the distance between itself and the partner node. Specifically, the distance differs depending on the radio system. For example, it is possible to send its own signal to the partner node even if the distance is about 3 to 5 m when the transmission output is low, such as weak wireless, and about 100 m when the transmission output is high such as specific small power. It is. Therefore, since the distance between nodes can be increased in the wireless system having a high transmission output, a wide range of sensor network systems can be constructed.

本発明の送信フローチャートを図5に示す。まず、あるノードの人感センサが人を検知する(S50)。この検知したノードが持っている隣接ノードリストの上位M個のノードに対して、送信するノードの順番等の送信準備をする(S51)。次に、その順番に従い対応するノードに、ACK信号無しのデータフレームを送信する(S52)。更に、M個のノードへACK信号無しのデータフレームを送信したかを判別し(S53)、未了の場合はS52の処理に戻る。S53で送信が終了した場合には、送信がベースへ到達したかを判別する(S54)。ベースに到達した場合は、この送信フローを終了する。S54でベースに到達していない場合には、更に受信したノードは、データIDが一致しているかを判別する(S55)。データIDが一致している場合は、既に受信されたデータであるので、この送信フローを終了する。S55でデータIDが一致していない場合には、受信していないデータであるので、受信したノードが持っている隣接ノードリストの上位M個のノードに対して、送信するノードの順番等の送信準備をする(S56)。次に、上記S52の処理に戻る。   A transmission flowchart of the present invention is shown in FIG. First, a human sensor at a certain node detects a person (S50). The top M nodes in the adjacent node list possessed by the detected node are prepared for transmission such as the order of nodes to be transmitted (S51). Next, a data frame without an ACK signal is transmitted to the corresponding node according to the order (S52). Further, it is determined whether or not a data frame without an ACK signal has been transmitted to M nodes (S53), and if not completed, the process returns to S52. When the transmission is completed in S53, it is determined whether the transmission has reached the base (S54). When the base is reached, this transmission flow is terminated. If the base has not been reached in S54, the received node further determines whether the data IDs match (S55). If the data IDs match, the data has already been received, so this transmission flow ends. If the data IDs do not match in S55, the data is not received, so transmission to the upper M nodes of the adjacent node list held by the received node such as the order of the nodes to be transmitted. Preparation is made (S56). Next, the process returns to S52.

例えば、ノードN4の人感センサが人の侵入を検知し、人感センサの出力状態が変化したとする。その信号変化は、ノードN4に搭載されている無線部に伝達される。信号の変化が伝達された無線部は自身が持っている隣接ノードリストに基づいて、そのリストに記載されている上位M個の上位ノードに信号変化を伝える。この時、隣接ノードリストに記載されている上位ノードは、事前に各ノードが通信を行って受信感度値(RSSI)が高いものから上位ノードとしてリストに記載され、受信感度値が一定レベル以下のノードは、受信し難い為にリストから外される。したがって、ノードによって隣接ノードリストに記載されているノードの数は異なる。外乱が多い環境では、受信能力が低くなる為に一定以上の受信感度値を持つような隣接ノードリストに記載さるノードの数は少なく、反対に外乱が少ない環境では、隣接ノードリストに記載されるノードの数は多くなる。したがって外乱が多い為、ある一定以上の受信感度値(RSSI)を持つような隣接ノードリストに記載されるノードが1個しかない場合には、前述した上位M個のノードはM=1になる。   For example, it is assumed that the human sensor at the node N4 detects a human intrusion and the output state of the human sensor has changed. The signal change is transmitted to the radio unit mounted on the node N4. The wireless unit to which the signal change is transmitted transmits the signal change to the top M number of upper nodes described in the list based on the adjacent node list that the wireless unit has. At this time, the upper nodes listed in the adjacent node list are listed in the list from the node having the highest reception sensitivity value (RSSI) as a result of each node communicating beforehand, and the reception sensitivity value is below a certain level. The node is removed from the list because it is difficult to receive. Therefore, the number of nodes described in the adjacent node list varies depending on the node. In an environment with many disturbances, the reception capability is low, so the number of nodes listed in the adjacent node list that has a reception sensitivity value above a certain level is small. The number of nodes increases. Therefore, since there are many disturbances, when there is only one node described in the adjacent node list having a reception sensitivity value (RSSI) above a certain level, the above-mentioned top M nodes are M = 1. .

また、反対に外乱が少ない状態では、隣接ノードリストに記載されているノードの数は多くなる。仮にそのノードの数が10個あったと仮定すればM=10となるが、実際に送信先の上位ノードは、例えば隣接ノードリストの上位3個程度で十分である。なぜなら、記載されているノード数が多いということは、電波環境が良いことを意味するので、通信の確度は高いと判断できるからである。したがって、この場合にはM=3となる。このMの値については、本発明によるセンサネットワークシステムが適応される環境によって異なるので、その環境状況に応じてその場で決められるものである。   On the other hand, when the disturbance is small, the number of nodes described in the adjacent node list is large. If it is assumed that there are 10 nodes, M = 10. However, for example, the upper three nodes in the adjacent node list are sufficient as the upper node of the transmission destination. This is because a large number of nodes being described means that the radio wave environment is good, and it can be determined that the accuracy of communication is high. Therefore, in this case, M = 3. Since the value of M differs depending on the environment to which the sensor network system according to the present invention is applied, it is determined on the spot according to the environmental situation.

ここで、ノードN4のリストにはノードN1、ノードN5、ノードN9の順番で書かれていたとする。したがって、ノードN4はノードN1に対して送信元アドレスとして自身のIDと、送信先アドレスとしてノードN1のIDと、最終あて先アドレスとしてベースのIDと人感センサの信号変化の情報とデータIDを、一連のデータ(これを以下データフレームと呼ぶ)として送信する。この時ノードN5も当然ノードN4からの信号を受信するが、データの中にノードN1が送信先アドレスとして入っているのでノードN5はこのデータを破棄する。ノードN9もノードN5と同様の処理をする。
また、ノードN4から信号を受信したノードN1は本来なら受信したという信号(以下ACK信号と呼ぶ)をノードN4に対して発信するが、本発明ではACK信号を発信しない。
Here, it is assumed that the list of the node N4 is written in the order of the node N1, the node N5, and the node N9. Therefore, the node N4 provides the node N1 with its own ID as the source address, the ID of the node N1 as the destination address, the base ID as the final destination address, the signal change information and the data ID of the human sensor, It is transmitted as a series of data (hereinafter referred to as a data frame). At this time, the node N5 naturally receives the signal from the node N4, but the node N5 discards this data because the node N1 is included in the data as the transmission destination address. Node N9 performs the same processing as node N5.
In addition, the node N1 that has received the signal from the node N4 transmits a signal (hereinafter referred to as an ACK signal) that is normally received to the node N4, but does not transmit an ACK signal in the present invention.

ノードN1への信号送信が終了したら、ノードN4は隣接リストの上位2番目のノードN5に対してノードN1に対して送信したデータと同様な信号を送信する。ただし、送信先アドレスとしてノードN1の替わりにノードN5のIDにする。この信号は前述と同様、ノードN1、ノードN9も受信するが、送信先アドレスが自身のノードではない為に受信データを破棄する。   When the signal transmission to the node N1 is completed, the node N4 transmits a signal similar to the data transmitted to the node N1 to the second highest node N5 in the adjacent list. However, the ID of the node N5 is used instead of the node N1 as the transmission destination address. This signal is also received by the nodes N1 and N9 as described above, but the received data is discarded because the destination address is not its own node.

ノードN4から信号を受信したノードN5は、本来なら受信したというACK信号をノードN4に対して発信するが本発明ではACK信号を発信しない。   The node N5 that has received the signal from the node N4 transmits an ACK signal that is originally received to the node N4, but does not transmit an ACK signal in the present invention.

ノードN5への信号送信が終了したら、ノードN4は隣接リストの上位3番目のノードN9に対して、ノードN1に送信したデータと同様な信号を送信する。ただし、送信先アドレスとしてノードN1の替わりにノードN9のIDにする。この信号は前述と同様、ノードN1、ノードN5も受信するが、送信先アドレスが自身のノードではない為に受信データを破棄する。   When the signal transmission to the node N5 is completed, the node N4 transmits a signal similar to the data transmitted to the node N1 to the third highest node N9 in the adjacent list. However, the ID of the node N9 is used as the transmission destination address instead of the node N1. This signal is also received by the nodes N1 and N5 as described above, but the received data is discarded because the destination address is not its own node.

ノードN4から信号を受信したノードN9は、本来なら受信したというACK信号をノードN4に対して発信するが、本発明ではACK信号を発信しない。
以上のように、ノードN4の人感センサが検出した信号は、隣接ノードリストに記載された上位ノードの順番で時系列的にデータ送信される。この時、データを受け取った上位ノードはACK信号を発信しない。
The node N9 that has received the signal from the node N4 transmits an ACK signal that is originally received to the node N4, but does not transmit an ACK signal in the present invention.
As described above, the signal detected by the human sensor of the node N4 is transmitted in time series in the order of the upper nodes described in the adjacent node list. At this time, the upper node receiving the data does not transmit an ACK signal.

さらにノードN5は、自身に記載されている隣接ノードリストの上位3個のノード、例えばノードN1、ノードN2、ノードN3に対して、ノードN4が行った動作を繰り返す。ただし、ノードN1は、既にノードN4から同様のデータが送信されている為に、受信したデータを破棄する。この動作は、受信したデータフレームにデータIDが含まれており、このデータIDが同一なことから判断して破棄される。ノードN2、ノードN3に対しては、ノードN4がノードN5、ノードN9に対して行ったものと同様の動作をする。   Further, the node N5 repeats the operation performed by the node N4 for the top three nodes in the adjacent node list described therein, for example, the node N1, the node N2, and the node N3. However, since the same data has already been transmitted from the node N4, the node N1 discards the received data. In this operation, the received data frame includes the data ID, and the data ID is the same, and is discarded. For the nodes N2 and N3, the operation similar to that performed by the node N4 for the nodes N5 and N9 is performed.

更に、ノードN1、ノードN2、ノードN3の隣接ノードリストに記載されているノードはベースのみである。したがって、ノードN1、N2、N3は、ベースに向かってノードN4の人感センサの検知信号を送信する。この結果、ノードN4の人感センサの検知信号は、ノードN1→ベース、ノードN5→ノードN2→ベース、ノードN5→ノードN3→ベースの3種類のルートを通ってベースに送られる。これにより、どれかのノードが故障または電池切れしていても前述のように複数のルートが確保される為に、信号がベースに送られる確率が高くなる。ここで、ノードN1、N2、N3が同時にベースに向かって送信すると、電波のコリジョンが起こり、ベースはいずれのノードからの信号も受信できない。   Furthermore, the node described in the adjacent node list of the node N1, the node N2, and the node N3 is only the base. Therefore, the nodes N1, N2, and N3 transmit detection signals of the human sensor of the node N4 toward the base. As a result, the detection signal of the human sensor at the node N4 is sent to the base through three types of routes: node N1 → base, node N5 → node N2 → base, and node N5 → node N3 → base. As a result, a plurality of routes are secured as described above even if any one of the nodes is out of order or out of battery, so the probability that a signal is sent to the base is increased. Here, if the nodes N1, N2, and N3 transmit toward the base at the same time, radio wave collision occurs, and the base cannot receive signals from any of the nodes.

しかし、本発明では隣接ノードリストに記載された上位ノードに対して上位ノードから時系列的に信号が送信される。これにより、例えばノードN4からノードN1に送られた信号は、ノードN5→ノードN2経由で送られる信号よりも時間的に先行している。またノードN5→ノードN2で送られた信号は、ノードN5→ノードN3経由で送られた信号よりも時間的に先行している。これにより、上記3種類のルートを通って伝達されるノードN4の信号はベースに到達するまでに時間差が生じる為、信号のコリジョンは起こらない。   However, in the present invention, signals are transmitted in time series from the upper node to the upper node described in the adjacent node list. Thereby, for example, the signal sent from the node N4 to the node N1 precedes the signal sent via the node N5 → the node N2. Further, the signal sent from the node N5 to the node N2 is temporally ahead of the signal sent from the node N5 to the node N3. As a result, the signal of the node N4 transmitted through the three types of routes has a time difference until it reaches the base, and therefore no signal collision occurs.

前述したように、受信したノードは受信したというACK信号を発信しない。この理由はACK信号を発信すると、それだけノードN4の検知信号をベースに伝達する時間が多くかかってしまう。これは、防犯目的で設置される本システムにとっては致命的欠点である為、本発明では、ACK信号を発信せずにシステムを構成させている。これによる欠点は、信号が確実に伝達されているかの確認が行われていないことになるが、この欠点を本システムでは複数ルートの信号経路を確保することにより補っている。
ベースに送られた検知信号はLANを通してサーバに送られ、侵入者信号がセンタで確認できる。
As described above, the receiving node does not transmit an ACK signal indicating that it has been received. This is because when an ACK signal is transmitted, it takes much time to transmit the detection signal of the node N4 to the base. Since this is a fatal defect for the system installed for the purpose of crime prevention, in the present invention, the system is configured without transmitting an ACK signal. The drawback due to this is that confirmation of whether or not the signal is reliably transmitted has not been made, but this system compensates for this drawback by securing a plurality of signal paths.
The detection signal sent to the base is sent to the server through the LAN, and the intruder signal can be confirmed at the center.

センサネットワークシステムの一実施形態を示す図である。It is a figure which shows one Embodiment of a sensor network system. ベースのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a base. ノードのハードウェア構成を示す図である。It is a figure which shows the hardware constitutions of a node. データフレームの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a data frame. 送信フローチャートを示す図である。It is a figure which shows a transmission flowchart.

符号の説明Explanation of symbols

1 ノード
2 ベース
3 サーバ
39 センサ
1 node
2 base
3 servers
39 Sensor

Claims (5)

センサの感知信号を送信するノードと、
前記ノードから前記センサの感知信号を受信するベースとから構成され、
無線ネットワークシステムを利用して前記センサの感知信号をサーバに伝達するセンサネットワークシステムにおいて、
前記感知信号を受けたノードは、信号を送信されるノードの情報である隣接ノードリストに記載されたノードに対して、よりベースに近い上位から順番で時系列的に、前記感知信号を含んだデータフレームを送信するセンサネットワークシステム。
A node that transmits a sensor sensing signal;
A base for receiving a sensor sensing signal from the node;
In a sensor network system that transmits a sensing signal of the sensor to a server using a wireless network system,
The node that has received the sensing signal includes the sensing signal in chronological order from the upper level closer to the base relative to the node described in the adjacent node list that is information of the node to which the signal is transmitted. A sensor network system that transmits data frames.
前記データフレームは送信先アドレスとデータIDを含んでいることを特徴とした請求項1に記載のセンサネットワークシステム。   The sensor network system according to claim 1, wherein the data frame includes a transmission destination address and a data ID. 前記隣接ノードリストに記載されている隣接ノードのうち、上位M個に上位から順番で時系列的に前記感知信号を含んだデータフレームを送信することを特徴とした請求項1に記載のセンサネットワークシステム。   2. The sensor network according to claim 1, wherein a data frame including the sensing signal is transmitted in time series in order from the top to the top M nodes among the neighboring nodes described in the neighboring node list. system. 前記隣接ノードリストに記載されている隣接ノードは、事前に各ノードが通信を行って受信感度値(RSSI)が高いノードから上位ノードとして前記リストに記載されることを特徴とした請求項1に記載のセンサネットワークシステム。   The adjacent node described in the adjacent node list is described in the list as an upper node from a node having a high reception sensitivity value (RSSI) by communicating with each node in advance. The described sensor network system. センサの感知信号を送信するノードと、
前記ノードから前記センサの感知信号を受信するベースとから構成され、
無線ネットワークシステムを利用して前記センサの感知信号をサーバに伝達するセンサネットワークシステムにおいて、
前記感知信号を受けたノードは、信号を送信されるノードの情報である隣接ノードリストに記載されたノードに対して、よりベースに近い上位から順番で時系列的に、受信したことを送信元に知らせるACK信号無しで前記感知信号を含んだデータフレームを送信するセンサネットワークシステム。
A node that transmits a sensor sensing signal;
A base for receiving a sensor sensing signal from the node;
In a sensor network system that transmits a sensing signal of the sensor to a server using a wireless network system,
The node that has received the sensing signal indicates that it has received the information in the time series in order from the higher level closer to the base with respect to the node described in the adjacent node list that is information of the node to which the signal is transmitted. A sensor network system for transmitting a data frame including the sensing signal without an ACK signal for informing the user.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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