JP2009159075A

JP2009159075A - 通信システム、子局及び通信方法

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Publication number: JP2009159075A
Application number: JP2007332568A
Authority: JP
Inventors: Takashi Minamimoto; 高志南本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2007-12-25
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】従来よりも通信手順が簡便で且つ低消費電力化を図ることが可能な通信システム、子局及び通信方法を提供する。
【解決手段】親局は、子局に対する通信予定時刻が記載された通信予定テーブルを記憶する記憶部と、計時動作を行う計時部と、前記通信予定テーブル及び前記計時部による計時結果を基に、通信予定時刻が到来した子局に対して起動要求信号を送信する親局通信制御部と、を備え、前記子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う子局通信制御部を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、通信システム、子局及び通信方法に関する。

例えば、下記特許文献１には、制御局として機能する親局と被制御局として機能する子局とからなる無線通信システムにおいて、親局は既定時刻に全ての子局から子局通信予定格納テーブルに格納された当該子局の通信予定情報を収集し、これら収集された子局の全ての通信予定に相対する親局側の通信予定テーブルを作成し、自分の配下の子局に親局通信予定情報を通達した後、親局及び子局双方は、各々の通信予定時刻になる迄の間は通信タイマ部及び通信制御部の必要最小限の回路のみ動作させ、通信予定テーブルに記載された必要な通信時刻にのみ通信に必要な回路を動作させて通信を行うことにより、親局及び子局の低消費電力化を図る技術が開示されている。
特開２００７−５９９１号公報

上記従来技術では、事前に親局が通信予定情報を子局に対して通知しておく必要があり、通信手順が煩雑である。また、子局は通信予定時間を検知するために通信制御部及び通信タイマを動作させておく必要があり、低消費電力化の妨げになっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来よりも通信手順が簡便で且つ低消費電力化を図ることが可能な通信システム、子局及び通信方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る通信システムは、制御局として機能する親局と被制御局として機能する１つ若しくは複数の子局とからなる通信システムであって、前記親局は、前記子局に対する通信予定時刻が記載された通信予定テーブルを記憶する記憶部と、計時動作を行う計時部と、前記通信予定テーブル及び前記計時部による計時結果を基に、通信予定時刻が到来した子局に対して起動要求信号を送信する親局通信制御部と、を備え、前記子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う子局通信制御部を備える、ことを特徴とする。
このような特徴を有する通信システムによれば、従来のように、事前に親局が通信予定情報を子局に対して通知しておく必要がなく、通信手順を簡便にすることができる。また、子局側において、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切ってスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合にスリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させることにより、従来のようにタイマで通信予定時刻を監視する動作が必要なくなるため、低消費電力化を図ることができる。

また、本発明に係る他の通信システムは、制御局として機能する親局と被制御局として機能する複数の子局とからなる通信システムであって、前記複数の子局の各々には、予め通信順序が割り当てられており、前記親局は、前記通信順序が最初の子局に対する通信予定時刻が記載された通信予定テーブルを記憶する記憶部と、計時動作を行う計時部と、前記通信予定テーブル及び前記計時部による計時結果を基に、通信予定時刻が到来した前記通信順序が最初の子局に対して起動要求信号を送信する親局通信制御部と、を備え、前記複数の子局の各々は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させる子局通信制御部を備え、前記通信順序が最初の子局における子局通信制御部は、前記親局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、前記通信順序が最初及び最後以外の子局における子局通信制御部は、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、前記通信順序が最後の子局における子局通信制御部は、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う、ことを特徴とする。
このような特徴を有する通信システムによれば、先に述べた通信システムの効果（通信手順の簡便化及び低消費電力化）に加えて、親局及び子局の設置場所に関して柔軟性を持たせることができる。すなわち、先に述べた通信システムでは、親局と全ての子局とは互いに通信路が確保された場所に設置されなければならないという制約があるが、上記の通信システムでは、親局は通信順序が最初及び最後の子局との通信路が確保されていれば良く、また、他の子局は前後の通信順序の子局との通信路が確保されていれば良いので、親局及び子局の設置場所に関して柔軟性を持たせることができる。

また、上述した通信システムにおいて、前記親局は、信号送信及び信号受信を無線で行うための送受信部を備え、前記子局は、信号受信を無線で行うための受信部及び信号送信を無線で行うための送信部を備え、前記子局通信制御部は、通信時以外は信号受信に必要な前記受信部のみ動作させて前記送信部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して通信に必要な前記送信部を動作させる、ことが好ましい。
このような構成を採用することにより、特に親局と子局とが無線通信を行う通信システムにおいて、通信手順の簡便化及び低消費電力化を図ることができる。

また、上述した通信システムにおいて、前記子局通信制御部は、非同期ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成されていることが好ましい。
子局側で仮に同期ＣＰＵを用いた場合、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態中において、クロック信号に同期しつつ割込み信号（つまり起動要求信号）の入力の有無を常に監視する必要があるが、非同期ＣＰＵを用いた場合、動作タイミングの基準となるクロック信号が不要であり、同期ＣＰＵのような割込み信号の監視動作を行う必要がなく、低消費電力化に寄与することができる。

一方、本発明に係る子局は、被制御局として機能する子局であって、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させる子局通信制御部を備える、ことを特徴とする。
このような特徴を有する子局によれば、通信手順の簡便化及び低消費電力化を図ることができる。

また、上述した子局において、信号受信を無線で行うための受信部と、信号送信を無線で行うための送信部と、を備え、前記子局通信制御部は、通信時以外は信号受信に必要な前記受信部のみ動作させて前記送信部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して通信に必要な前記送信部を動作させる、ことが好ましい。
このような構成を採用することにより、特に子局が無線通信を行う場合に、通信手順の簡便化及び低消費電力化を図ることができる。

また、上述した子局において、前記子局通信制御部は、非同期ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成されていることが好ましい。
これにより、子局における低消費電力化に寄与することができる。

さらに、本発明に係る通信方法は、制御局として機能する親局と被制御局として機能する１つ若しくは複数の子局との間で実施される通信方法であって、前記親局は、通信予定時刻が到来した子局に対して起動要求信号を送信し、前記子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う、ことを特徴とする。
このような特徴を有する通信方法によれば、通信手順の簡便化及び低消費電力化を図ることができる。

また、本発明に係る他の通信方法は、制御局として機能する親局と被制御局として機能する複数の子局との間で実施される通信方法であって、前記複数の子局の各々には、予め通信順序が割り当てられており、前記親局は、通信予定時刻が到来した前記通信順序が最初の子局に対して起動要求信号を送信し、前記通信順序が最初の子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前記親局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、前記通信順序が最初及び最後以外の子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、前記通信順序が最後の子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う、ことを特徴とする。
このような特徴を有する通信方法によれば、先に述べた通信方法の効果（通信手順の簡便化及び低消費電力化）に加えて、親局及び子局の設置場所に関して柔軟性を持たせることができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る通信システム（本実施形態では無線通信システムを例示する）の構成概略図である。図１に示すように、第１実施形態に係る通信システムは、制御局として機能する親局１０と、被制御局として機能する子局２０、３０、４０とから構成されている。子局２０、３０、４０にはそれぞれ異なるチャネル周波数が割り当てられており、親局１０は、子局２０、３０、４０と無線通信を行う際、通信先の子局のチャネル周波数を選択的に使用することにより、通信先の子局との１対１の通信を行う。なお、図１では、説明の便宜上、３つの子局２０、３０、４０を備えた通信システムを例示しているが、子局の数は少なくとも１つ以上であれば良い。

親局１０は、親局通信制御部１０ａ、記憶部１０ｂ、時刻タイマ（計時部）１０ｃ、送受信部１０ｄ及びアンテナ１０ｅを備えている。親通信制御部１０ａは、非同期ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成されており、記憶部１０ｂに記憶されている親局制御プログラムを実行し、記憶部１０ｂに記憶されている親局通信予定テーブルと、時刻タイマ１０ｃによる計時結果と、送受信部１０ｄを介して子局２０、３０、４０から受信した受信信号とに基づいて親局１０の全体動作を制御する。具体的には、親局通信予定テーブルとは、子局２０、３０、４０のそれぞれに対する通信予定時刻が記載されたテーブルデータであり、親局通信制御部１０ａは、親局通信予定テーブル及び時刻タイマ１０ｃによる計時結果を基に、通信予定時刻が到来した子局に対して起動要求信号を送受信部１０ｄを介して送信する。

記憶部１０ｂは、例えばフラッシュメモリであり、上記親通信制御部１０ａで実行される親局制御プログラムや親局通信予定テーブル、各子局２０、３０、４０に割り当てられているチャネル周波数情報、その他の各種データを記憶している。時刻タイマ１０ｃは、親局通信制御部１０ａの制御によって計時動作を行い、その計時結果を親局通信制御部１０ａに出力する。

送受信部１０ｄは、親局通信制御部１０ａの制御の下、親局通信制御部１０ａから出力される起動要求信号の変調及びＲＦ周波数帯（つまり通信先の子局に割り当てられたチャネル周波数）への周波数変換を行った後、ＲＦ信号に変換後の起動要求信号をアンテナ１０ｅを介して子局２０、３０、４０に送信する。また、この送受信部１０ｄは、子局２０、３０、４０からアンテナ１０ｅを介して受信したＲＦ信号のＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれるデータを抽出し、受信データとして親局通信制御部１０ａに出力する。

子局２０は、例えばセンサネットワーク端末であり、子局通信制御部２０ａ、記憶部２０ｂ、送信部２０ｃ、送信アンテナ２０ｄ、受信部２０ｅ及び受信アンテナ２０ｆを備えている。ここで、センサネットワーク端末とは、各種プロセス装置に設置されプロセス値を検出するセンサ（図示せず）の出力信号を取得し、親局１０からの要請に応じてセンサの出力信号、つまりプロセスデータを親局１０に送信するものである。

子局通信制御部２０ａは、非同期ＣＰＵから構成されており、記憶部２０ｂに記憶されている子局制御プログラムを実行し、受信部２０ｅを介して親局１０から受信した起動要求信号に基づいて子局２０の全体動作を制御する。具体的には、この子局通信制御部２０ａは、通信時以外は信号受信に必要な機能部（つまり受信部２０ｅ）のみ動作（電源オン）させてその他の機能部（つまり送信部２０ｃ）の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部（つまり送信部２０ｃ）を動作させ（電源オン）、センサの出力信号を取得してプロセスデータを親局１０に送信する。

記憶部２０ｂは、例えばフラッシュメモリであり、上記子局通信制御部２０ａで実行される子局制御プログラムや、自己に割り当てられているチャネル周波数情報、その他の各種データを記憶している。送信部２０ｃは、子局通信制御部２０ａの制御の下、子局通信制御部２０ａから出力されるプロセスデータの変調及びＲＦ周波数帯（つまり自己に割り当てられているチャネル周波数）への周波数変換を行った後、ＲＦ信号に変換後のプロセスデータを送信アンテナ２０ｄを介して親局１０に送信する。受信部２０ｅは、子局通信制御部２０ａの制御の下、親局１０から受信アンテナ２０ｆを介して受信したＲＦ信号のＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれる起動要求信号を抽出して子局通信制御部２０ａに出力する。

なお、子局３０は、子局２０と同様の構成要素である、子局通信制御部３０ａ、記憶部３０ｂ、送信部３０ｃ、送信アンテナ３０ｄ、受信部３０ｅ及び受信アンテナ３０ｆを備え、子局４０は、子局通信制御部４０ａ、記憶部４０ｂ、送信部４０ｃ、送信アンテナ４０ｄ、受信部４０ｅ及び受信アンテナ４０ｆを備えているが、図１では図示はせず、説明を省略する。

続いて、上記のように構成された第１実施形態に係る通信システムの動作について、図２のシーケンスチャートを参照して説明する。なお、初期状態において、親局１０と子局２０、３０、４０とは通信を行っておらず、子局２０、３０、４０において、受信部２０ｅ、３０ｅ、４０ｅのみ動作しており（電源オン）、子局通信制御部２０ａ、３０ａ、４０ａは、スリープ状態に移行しているものとする。また、親局１０の親局通信制御部１０ａは、親局通信予定テーブルと時刻タイマ１０ｃによる計時結果とを基に、子局２０、３０、４０の通信予定時刻が到来したか否かを監視している。なお、以下では通信予定時刻が、子局２０→子局３０→子局４０の順で到来するものと仮定して説明する。

まず、図２に示すように、親局１０の親局通信制御部１０ａは、子局２０の通信予定時刻の到来を検知すると（ステップＳ１）、送受信部１０ｄを制御して起動要求信号を子局２０に送信する（ステップＳ２）。具体的には、親通信制御部１０ａは、子局２０に割り当てられているチャネル周波数（ＲＦ周波数帯）への周波数変換を行うように送受信部１０ｄに指示し、送受信部１０ｄは親局通信制御部１０ａから出力される起動要求信号の復調及び子局２０に割り当てられているチャネル周波数への周波数変換を行い、ＲＦ信号に変換後の起動要求信号をアンテナ１０ｅを介して子局２０に送信する。

一方、子局２０の受信部２０ｅは、受信アンテナ２０ｆを介してＲＦ信号である起動要求信号を受信すると、ＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれる起動要求信号を抽出して子局通信制御部２０ａに出力する。つまり、子局２０の子局通信制御部２０ａに起動要求信号が割込み信号として入力され、これにより、子局通信制御部２０ａはスリープ状態から復帰して送信部２０ｃを動作（電源オン）させる（ステップＳ３）。そして、子局２０の子局通信制御部２０ａは、自己の担当するセンサの出力信号をプロセスデータとして取得し（ステップＳ４）、プロセスデータを送信部２０ｃを介して親局１０に送信する（ステップＳ５）。プロセスデータの送信後、子局２０の子局通信制御部２０ａは、親局１０との通信を行う必要がなくなったため、信号受信に必要な受信部２０ｅのみ動作（電源オン）させて送信部２０ｃの電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する（ステップＳ６）。

次に、親局１０の親局通信制御部１０ａは、子局３０の通信予定時刻の到来を検知すると（ステップＳ７）、送受信部１０ｄを制御して起動要求信号を子局３０に送信する（ステップＳ８）。一方、子局３０の受信部３０ｅは、受信アンテナ３０ｆを介してＲＦ信号である起動要求信号を受信すると、ＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれる起動要求信号を抽出して子局通信制御部３０ａに出力する。つまり、子局３０の子局通信制御部３０ａに起動要求信号が割込み信号として入力され、これにより、子局通信制御部３０ａはスリープ状態から復帰して送信部３０ｃを動作させる（ステップＳ９）。そして、子局３０の子局通信制御部３０ａは、自己の担当するセンサの出力信号をプロセスデータとして取得し（ステップＳ１０）、プロセスデータを送信部３０ｃを介して親局１０に送信する（ステップＳ１１）。プロセスデータの送信後、子局３０の子局通信制御部２０ａは、信号受信に必要な受信部３０ｅのみ動作させて送信部３０ｃの電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する（ステップＳ１２）。

次に、親局１０の親局通信制御部１０ａは、子局４０の通信予定時刻の到来を検知すると（ステップＳ１３）、送受信部１０ｄを制御して起動要求信号を子局４０に送信する（ステップＳ１４）。一方、子局４０の受信部４０ｅは、受信アンテナ４０ｆを介してＲＦ信号である起動要求信号を受信すると、ＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれる起動要求信号を抽出して子局通信制御部４０ａに出力する。つまり、子局４０の子局通信制御部４０ａに起動要求信号が割込み信号として入力され、これにより、子局通信制御部４０ａはスリープ状態から復帰して送信部４０ｃを動作させる（ステップＳ１５）。そして、子局４０の子局通信制御部４０ａは、自己の担当するセンサの出力信号をプロセスデータとして取得し（ステップＳ１６）、プロセスデータを送信部４０ｃを介して親局１０に送信する（ステップＳ１７）。プロセスデータの送信後、子局４０の子局通信制御部４０ａは、信号受信に必要な受信部４０ｅのみ動作させて送信部４０ｃの電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する（ステップＳ１８）。
以降は、通信予定時刻が到来する毎に、上記のような通信動作が繰り返される。

以上のように、第１実施形態に係る通信システムによると、従来のように、事前に親局１０が通信予定情報を子局２０、３０、４０に対して通知しておく必要がなく、通信手順を簡便にすることができる。また、子局側において、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切ってスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合にスリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させることにより、従来のようにタイマで通信予定時刻を監視する動作が必要なくなるため、低消費電力化を図ることができる。

〔第２実施形態〕
次に、第２実施形態に係る通信システムについて説明する。図３は、第２実施形態に係る通信システムの構成概略図である。図３に示すように、第２実施形態に係る通信システムは、制御局として機能する親局１０’と、被制御局として機能する子局２０’、３０’、４０’とから構成されている。なお、図３において、図１と同様の構成要素には同一符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態において第１実施形態と異なる点は、まず、子局２０’、３０’、４０’の各々には予め通信順序が割り当てられている点である。本実施形態では、子局２０’（最初）→子局３０’（２番目）→子局４０’（最後）という通信順序が割り当てられているものとする。また、第２実施形態における親局１０’の親局通信制御部１０ａ’は、親局通信予定テーブル及びによる計時結果を基に、通信予定時刻が到来した通信順序が最初の子局２０’に対して起動要求信号を送信する。つまり、第２実施形態では、親局通信予定テーブルには通信順序が最初の子局２０’に対する通信予定時刻だけが記載されていれば良い。

また、子局２０’、３０’、４０’の子局通信制御部２０ａ’、子局通信制御部３０ａ’、子局通信制御部３０ａ’は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させる点では、第１実施形態と同様であるが、通信順序が最初の子局２０’における子局通信制御部２０ａ’は、親局１０から起動要求信号を割込み信号として受信した場合、スリープ状態から復帰して２番目の通信順序の子局３０’に対して起動要求信号及び自己の担当するセンサから取得したプロセスデータ（以下第１プロセスデータと称す）を送信し、子局３０’における子局通信制御部３０ａ’は、子局２０’から起動要求信号を割込み信号として受信した場合、スリープ状態から復帰して最後の通信順序の子局４０’に対して起動要求信号及び自己が担当するセンサから取得したプロセスデータ（以下第２プロセスデータと称す）と第１プロセスデータとを送信し、子局４０’における子局通信制御部４０ａ’は、子局３０’から起動要求信号を割込み信号として受信した場合、スリープ状態から復帰して親局１０に対して自己が担当するセンサから取得したプロセスデータ（以下第３プロセスデータと称する）と第１プロセスデータと第２プロセスデータとを親局１０’に送信する。

つまり、通信順序が最初の子局２０’における記憶部２０ｂには、自己に割り当てられているチャネル周波数情報と２番目の通信順序の子局３０’に割り当てられているチャネル周波数情報が記憶されている必要がある。また、２番目の通信順序の子局３０’における記憶部３０ｂには、自己に割り当てられているチャネル周波数情報と最後の通信順序の子局４０’に割り当てられているチャネル周波数情報が記憶されている必要がある。なお、最後の通信順序の子局４０’における記憶部４０ｂには、第１実施形態と同様、自己に割り当てられているチャネル周波数情報が記憶されていれば良い。

続いて、上記のように構成された第２実施形態に係る通信システムの動作について、図４のシーケンスチャートを参照して説明する。なお、初期状態において、親局１０’と子局２０’、３０’、４０’とは通信を行っておらず、子局２０’、３０’、４０’において、受信部２０ｅ’、３０ｅ’、４０ｅ’のみ動作しており（電源オン）、子局通信制御部２０ａ’、３０ａ’、４０ａ’は、スリープ状態に移行しているものとする。また、親局１０’の親局通信制御部１０ａ’は、親局通信予定テーブルと時刻タイマ１０ｃによる計時結果とを基に、子局２０’の通信予定時刻が到来したか否かを監視している。

まず、図２に示すように、親局１０’の親局通信制御部１０ａ’は、子局２０’の通信予定時刻の到来を検知すると（ステップＳ１００）、送受信部１０ｄを制御して起動要求信号を子局２０’に送信する（ステップＳ１０１）。具体的には、親通信制御部１０ａ’は、子局２０’に割り当てられているチャネル周波数（ＲＦ周波数帯）への周波数変換を行うように送受信部１０ｄに指示し、送受信部１０ｄは親局通信制御部１０ａ’から出力される起動要求信号の復調及び子局２０’に割り当てられているチャネル周波数への周波数変換を行い、ＲＦ信号に変換後の起動要求信号をアンテナ１０ｅを介して子局２０’に送信する。

一方、子局２０’の受信部２０ｅは、受信アンテナ２０ｆを介してＲＦ信号である起動要求信号を受信すると、ＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれる起動要求信号を抽出して子局通信制御部２０ａ’に出力する。つまり、子局２０’の子局通信制御部２０ａ’に起動要求信号が割込み信号として入力され、これにより、子局通信制御部２０ａ’はスリープ状態から復帰して送信部２０ｃを動作（電源オン）させる（ステップＳ１０２）。そして、子局２０’の子局通信制御部２０ａ’は、自己の担当するセンサから第１プロセスデータを取得し、この第１プロセスデータを記憶部１０ｂに記憶する（ステップＳ１０３）。

そして、子局２０’の子局通信制御部２０ａ’は、送信部２０ｃを制御して起動要求信号を子局３０’に送信する（ステップＳ１０４）。具体的には、子局通信制御部２０ａ’は、子局３０’に割り当てられているチャネル周波数（ＲＦ周波数帯）への周波数変換を行うように送信部２０ｃに指示し、送信部２０ｃは子局通信制御部２０ａ’から出力される起動要求信号の復調及び子局３０’に割り当てられているチャネル周波数への周波数変換を行い、ＲＦ信号に変換後の起動要求信号を送信アンテナ２０ｄを介して子局３０’に送信する。

一方、子局３０’の受信部３０ｅは、受信アンテナ３０ｆを介してＲＦ信号である起動要求信号を受信すると、ＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれる起動要求信号を抽出して子局通信制御部３０ａ’に出力する。つまり、子局３０’の子局通信制御部３０ａ’に起動要求信号が割込み信号として入力され、これにより、子局通信制御部３０ａ’はスリープ状態から復帰して送信部３０ｃを動作（電源オン）させる（ステップＳ１０５）。そして、子局３０’の子局通信制御部３０ａ’は、自己の担当するセンサから第２プロセスデータを取得し、この第２プロセスデータを記憶部３０ｂに記憶する（ステップＳ１０６）。そして、子局３０’の子局通信制御部３０ａ’は、送信部３０ｃを制御してプロセスデータ送信要求信号を子局２０’に送信する（ステップＳ１０７）。

子局２０’の子局通信制御部２０ａ’は、受信部２０ｅを介してプロセスデータ送信要求信号を受信すると、記憶部２０ｂから第１プロセスデータを読み出し、送信部２０ｃを制御して第１プロセスデータを子局３０’に送信する（ステップＳ１０８）。子局３０’の子局通信制御部３０ａ’は、受信部３０ｅを介して第１プロセスデータを受信すると、この第１プロセスデータを記憶部３０ｂに記憶する。この時点で、子局３０’の記憶部３０ｂには第１プロセスデータ及び第２プロセスデータが記憶されている。

プロセスデータの送信後、子局２０’の子局通信制御部２０ａ’は、通信を行う必要がなくなったため、信号受信に必要な受信部２０ｅのみ動作（電源オン）させて送信部２０ｃの電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する（ステップＳ１０９）。

そして、子局３０’の子局通信制御部３０ａ’は、送信部３０ｃを制御して起動要求信号を子局４０’に送信する（ステップＳ１１０）。具体的には、子局通信制御部３０ａ’は、子局４０’に割り当てられているチャネル周波数（ＲＦ周波数帯）への周波数変換を行うように送信部３０ｃに指示し、送信部３０ｃは子局通信制御部３０ａ’から出力される起動要求信号の復調及び子局４０’に割り当てられているチャネル周波数への周波数変換を行い、ＲＦ信号に変換後の起動要求信号を送信アンテナ３０ｄを介して子局４０’に送信する。

一方、子局４０’の受信部４０ｅは、受信アンテナ４０ｆを介してＲＦ信号である起動要求信号を受信すると、ＩＦ周波数帯への周波数変換及び復調を行って、受信したＲＦ信号に含まれる起動要求信号を抽出して子局通信制御部４０ａ’に出力する。つまり、子局４０’の子局通信制御部４０ａ’に起動要求信号が割込み信号として入力され、これにより、子局通信制御部４０ａ’はスリープ状態から復帰して送信部４０ｃを動作（電源オン）させる（ステップＳ１１１）。そして、子局４０’の子局通信制御部４０ａ’は、自己の担当するセンサから第３プロセスデータを取得し、この第３プロセスデータを記憶部４０ｂに記憶する（ステップＳ１１２）。そして、子局４０’の子局通信制御部４０ａ’は、送信部４０ｃを制御してプロセスデータ送信要求信号を子局３０’に送信する（ステップＳ１１３）。

子局３０’の子局通信制御部３０ａ’は、受信部３０ｅを介してプロセスデータ送信要求信号を受信すると、記憶部３０ｂから第１プロセスデータ及び第２プロセスデータを読み出し、送信部３０ｃを制御して第１プロセスデータ及び第２プロセスデータを子局４０’に送信する（ステップＳ１１４）。プロセスデータの送信後、子局３０’の子局通信制御部３０ａ’は、通信を行う必要がなくなったため、信号受信に必要な受信部３０ｅのみ動作（電源オン）させて送信部３０ｃの電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する（ステップＳ１１５）。

子局４０’の子局通信制御部４０ａ’は、受信部４０ｅを介して第１プロセスデータ及び第２プロセスデータを受信すると、記憶部４０ｂから第３プロセスデータを読み出し、送信部４０ｃを制御して第１プロセスデータ、第２プロセスデータ及び第３プロセスデータを親局１０’に送信する（ステップＳ１１６）。プロセスデータの送信後、子局４０’の子局通信制御部４０ａ’は、通信を行う必要がなくなったため、信号受信に必要な受信部４０ｅのみ動作（電源オン）させて送信部４０ｃの電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する（ステップＳ１１７）。
以降は、通信予定時刻が到来する毎に、上記のような通信動作が繰り返される。

以上のように、第２実施形態に係る通信システムによると、第１実施形態に係る通信システムと同様の効果（通信手順の簡便化及び低消費電力化）に加えて、親局１０’及び子局２０’、３０’、４０’の設置場所に関して柔軟性を持たせることができる。すなわち、第１実施形態に係る通信システムでは、親局１０と全ての子局２０、３０、４０とは互いに通信路が確保された場所に設置されなければならないという制約があるが、第２実施形態に係る通信システムでは、親局１０’は通信順序が最初の子局２０’及び最後の子局４０’との通信路が確保されていれば良く、また、他の子局３０’は前後の通信順序の子局２０’、４０’との通信路が確保されていれば良いので、親局及び子局の設置場所に関して柔軟性を持たせることができる。

なお、上記第１及び第２実施形態では、親局及び子局共に非同期ＣＰＵから構成される通信制御部を備える場合を想定して説明したが、親局側は非同期ＣＰＵではなく同期ＣＰＵを用いる構成としても良い。この理由は、子局側で同期ＣＰＵを用いた場合、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態中において、クロック信号に同期しつつ割込み信号（つまり起動要求信号）の入力の有無を常に監視する必要があるため、低消費電力化の観点から子局側では非同期ＣＰＵを用いることが望ましい（非同期ＣＰＵでは動作タイミングの基準となるクロック信号が不要であり、同期ＣＰＵのような割込み信号の監視動作を行う必要がない）が、親局側では割込み信号の待受け状態に移行する必要がないため、同期ＣＰＵを用いても良いからである。

また、上記第１及び第２実施形態では、無線通信システムを例示して説明したが、本発明はこれに限定されず、有線の通信システムに適用することも可能である。勿論、本発明はセンサネットワークに限定されず、他の通信システムに適用することも可能である。

本発明の第１実施形態に係る通信システムの構成概略図である。本発明の第１実施形態に係る通信システムの動作説明図である。本発明の第２実施形態に係る通信システムの構成概略図である。本発明の第２実施形態に係る通信システムの動作説明図である。

符号の説明

１０、１０’…親局、２０、３０、４０、２０’、３０’、４０’…子局、１０ａ、１０ａ’…親局通信制御部、１０ｂ…記憶部、１０ｃ…時刻タイマ、１０ｄ…送受信部、１０ｅ…アンテナ、２０ａ、２０ａ’…子局通信制御部、２０ｂ…記憶部、２０ｃ…送信部、２０ｄ…送信アンテナ、２０ｅ…受信部、２０ｆ…受信アンテナ

Claims

制御局として機能する親局と被制御局として機能する１つ若しくは複数の子局とからなる通信システムであって、
前記親局は、
前記子局に対する通信予定時刻が記載された通信予定テーブルを記憶する記憶部と、
計時動作を行う計時部と、
前記通信予定テーブル及び前記計時部による計時結果を基に、通信予定時刻が到来した子局に対して起動要求信号を送信する親局通信制御部と、を備え、
前記子局は、
通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う子局通信制御部を備える、
ことを特徴とする通信システム。
制御局として機能する親局と被制御局として機能する複数の子局とからなる通信システムであって、
前記複数の子局の各々には、予め通信順序が割り当てられており、
前記親局は、
前記通信順序が最初の子局に対する通信予定時刻が記載された通信予定テーブルを記憶する記憶部と、
計時動作を行う計時部と、
前記通信予定テーブル及び前記計時部による計時結果を基に、通信予定時刻が到来した前記通信順序が最初の子局に対して起動要求信号を送信する親局通信制御部と、を備え、
前記複数の子局の各々は、
通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させる子局通信制御部を備え、
前記通信順序が最初の子局における子局通信制御部は、前記親局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、
前記通信順序が最初及び最後以外の子局における子局通信制御部は、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、
前記通信順序が最後の子局における子局通信制御部は、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う、
ことを特徴とする通信システム。
前記親局は、信号送信及び信号受信を無線で行うための送受信部を備え、
前記子局は、信号受信を無線で行うための受信部及び信号送信を無線で行うための送信部を備え、
前記子局通信制御部は、通信時以外は信号受信に必要な前記受信部のみ動作させて前記送信部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して通信に必要な前記送信部を動作させる、ことを特徴とする請求項１または２に記載の通信システム。
前記子局通信制御部は、非同期ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の通信システム。
被制御局として機能する子局であって、
通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させる子局通信制御部を備える、
ことを特徴とする子局。
信号受信を無線で行うための受信部と、
信号送信を無線で行うための送信部と、を備え、
前記子局通信制御部は、通信時以外は信号受信に必要な前記受信部のみ動作させて前記送信部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して通信に必要な前記送信部を動作させる、ことを特徴とする請求項５に記載の子局。
前記子局通信制御部は、非同期ＣＰＵ（Central Processing Unit）から構成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の子局。
制御局として機能する親局と被制御局として機能する１つ若しくは複数の子局との間で実施される通信方法であって、
前記親局は、通信予定時刻が到来した子局に対して起動要求信号を送信し、
前記子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う、
ことを特徴とする通信方法。
制御局として機能する親局と被制御局として機能する複数の子局との間で実施される通信方法であって、
前記複数の子局の各々には、予め通信順序が割り当てられており、
前記親局は、通信予定時刻が到来した前記通信順序が最初の子局に対して起動要求信号を送信し、
前記通信順序が最初の子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前記親局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、
前記通信順序が最初及び最後以外の子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、次の通信順序の子局に対して起動要求信号を送信し、
前記通信順序が最後の子局は、通信時以外は信号受信に必要な機能部のみ動作させてその他の機能部の電源を切り、割込み信号の待受け状態であるスリープ状態に移行する一方、前の通信順序の子局から前記起動要求信号を割込み信号として受信した場合、前記スリープ状態から復帰して少なくとも通信に必要な機能部を動作させ、前記親局との通信を行う、
ことを特徴とする通信方法。