JP2009159583A - ノンビーコンネットワークにおける電力消耗最小化方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ネットワークを構成するＦＦＤが常に能動状態を維持しなくても一定周期で一定時間の間に能動状態を維持することにより、ＦＦＤで消耗する電力を最小化する方法を提供する。
【解決手段】ＦＦＤ（親ノード）は一定時間（ｔ１）の周期で一定時間（ｔ２）の間だけ能動状態を維持し、ＲＦＤ（子ノード）は親ノードに伝達しなければならないデータが発生する場合にだけ、一定時間（ｔ３）の間に一定時間（ｔ４）の間隔で通信を試みる。一定時間（ｔ４）は、一定時間（ｔ２）に比べて小さな値を有するように設定され、子ノードで伝送するデータ発生の際、データ発生時点から親ノードが最初能動状態を維持する間にデータ伝送が行われる。
【選択図】図４

Description

本発明は小電力で効率的で安定的なノンビーコン（Ｎｏｎ−Ｂｅａｃｏｎ）ネットワークを構成する方法に係り、より詳しくは、本発明はネットワークを構成するＦＦＤ（Ｆｕｌｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）が常に能動（Ａｃｔｉｖｅ）状態を維持しなくても前記ＦＦＤが一定周期で一定時間の間に能動状態を維持することにより、前記ＦＦＤで消耗する電力を最小化するノンビーコンネットワークにおける電力消耗最小化方法に関するものである。

一般に、ノンビーコン（Ｎｏｎ−Ｂｅａｃｏｎ）ネットワーク（Ｎｅｔｗｏｒｋ）は、２種のノードで構成される。その一つは主にセンサーの役目をするＲＦＤ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）であり、他の一つは通信データの通路の役目などをするＦＦＤ（Ｆｕｌｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）である。このネットワークは、通常に一つのＦＦＤに数十、数百個のＲＦＤが連結されて一つのネットワークを構成する。このように構成されるネットワークにおいて、ＲＦＤの役目は大部分簡単である。ＲＦＤは、通信が必要な瞬間（主に端末に内蔵しているセンサーで約束された信号が発生する瞬間）にだけ能動（Ａｃｔｉｖｅ）状態になって通信を実行し、その以外の時間には休止（Ｓｌｅｅｐ）状態になることにより、電力消耗を最小化する。しかし、前記ＦＦＤは自分と通信をするＲＦＤがいつ通信を試みるか分からないため、常に能動状態を維持しなければならない。このように、常に能動状態を維持すれば電力消耗が高くてバッテリー電源を使用することができない。それで、このようなネットワークの構成において、電源の問題は常に最大の障害要素である。

以下、図面に基づいて従来のノンビーコンネットワークによる通信方法を説明し、その問題点を開示する。

図１は従来のノンビーコンネットワークによる通信方法を示す図である。図１を参照するに、前記ＦＦＤ（Ｆｕｌｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）とＲＦＤ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｄｅｖｉｃｅ）はそれぞれ親ノード（Ｐａｒｅｎｔ Ｎｏｄｅ）と、子ノード（Ｃｈｉｌｄ Ｎｏｄｅ）で動作することができる。

前記親ノードと子ノード間の通信過程は、まず子ノードから親ノードに送信しなければならないデータが存在する場合、子ノードは、親ノードに伝送するデータがあることを通知する（Ｓ１）。前記通知を受信した親ノードは、子ノードにデータ送信を命令する（Ｓ２）。親ノードからデータ送信命令を受信した子ノードは、親ノードにデータを送信する（Ｓ３）。前記子ノードから送信されたデータを受信した親ノードは、子ノードに、データ受信が正常になされたことを通知する（Ｓ４）。

前記過程によって、親ノードと子ノード間でデータの送受信がなされる。この過程で、前記親ノードは、子ノードからの送信データがあることを知らせるメッセージを受信するために、常に能動状態を維持しなければならない。一方、子ノードの場合には、普段休止状態を維持している途中、親ノードに送信しなければならないデータが存在する場合にだけ、能動状態に切り替えてデータ伝送を処理する。

これを電力消耗量の面で詳細に説明すれば図２のようである。

図２は、従来のノンビーコンネットワークによる通信方法の実行の際、親ノードと子ノードでの電力消耗量を示す図である。図２を参照するに、常時能動状態を維持しなければならない親ノードの場合、電力消耗量を常に最大値であるしかない。

一方、子ノードの場合、データの伝送の際にだけ能動状態に転換され、電力消耗量が最大値を示し、残り時間の場合、休止状態であって最小限の電力消耗量を示す。休止状態に必要な電力消耗量は、能動状態に必要な電力消耗量と比較すると、極めて低い水準に過ぎないので、無視可能な水準である。

したがって、前記親ノードの場合、常時能動状態を維持しなければならないことにより、電力消耗が大きく、よってバッテリーの使用が不可能である。したがって、ノンビーコンネットワークを用いるシステムの応用分野が限定され、さらにメーン電源を利用するように構成されるシステムの構築費用が増加する問題点がある。

前記問題点を解決するためになされた本発明は、小電力で効率的で安定的なノンビーコン（Ｎｏｎ−Ｂｅａｃｏｎ）ネットワークを構成する方法を提供することを目的とする。特に、本発明は、ネットワークを構成するＦＦＤが常に能動状態を維持しなくても前記ＦＦＤが一定周期で一定時間の間に能動状態を維持することにより、前記ＦＦＤで消耗する電力を最小化するノンビーコンネットワークにおける電力消耗最小化方法を提供することをその目的とする。

前記目的を達成するための本発明は、一定時間（ｔ１）の周期で一定時間（ｔ２）の間だけ能動（Ａｃｔｉｖｅ）状態を維持する親ノード、及び前記親ノードに伝達しなければならないデータが発生する場合にだけ、データ発生時点から親ノードが最初能動状態を維持する間にデータ伝送が行われるように、一定時間（ｔ４）の間隔で通信を試みる子ノードを含むノンビーコンネットワークにおいて、前記子ノードから親ノードに送信しなければならないデータが存在する場合、前記子ノードは、前記親ノードに、伝送するデータがあることを通知する段階；前記親ノードが最初能動状態を維持するまで、前記子ノードで周期的に前記親ノードに伝送するデータがあることを通知する段階；前記親ノードが能動状態に転換され、前記子ノードからデータ伝送予告メッセージを受信すれば、前記親ノードは子ノードにデータ送信を命令する段階；前記親ノードからデータ送信命令を受信した前記子ノードが親ノードにデータを送信する段階；及び前記子ノードから送信されたデータを受信した前記親ノードで、前記子ノードに、データ受信が正常になされたことを通知する段階；を含むことを特徴とする電力消耗最小化方法を提供する。

好ましくは、前記（ｔ４）は、前記（ｔ２）に比べて小さな値を有するように設定され、子ノードで伝送するデータ発生の際、データ発生時点から親ノードが最初能動状態を維持する間にデータ伝送がなされるようにすることができる。

以上説明したように、本発明によれば、小電力で効率的で安定的なノンビーコンネットワークを構成する方法を提供する。

特に、本発明は、ネットワークを構成するＦＦＤが常に能動状態を維持しなくても前記ＦＦＤが一定周期で一定時間の間に能動状態を維持することにより、前記ＦＦＤで消耗する電力を最小化するノンビーコンネットワークにおける電力消耗最小化方法を提供する。

本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的を充分に理解するためには、本発明の好適な実施例を例示する添付図面、及び添付図面に記載した内容を参照しなければならない。

以下、添付図面に基づいて本発明の好適な実施例を説明することで、本発明を詳細に説明する。各図面に示す同一参照符号は同一部材を指す。

図３は本発明のノンビーコンネットワークによる通信方法を示す図、図４は本発明のノンビーコンネットワークによる通信方法の実行の際、親ノードと子ノードでの電力消耗量を示す図である。

図３及び図４を参照すれば、前記ＦＦＤとＲＦＤは、それぞれ親ノードと、子ノードとして動作することができる。

前記親ノードは、一定時間（ｔ１）の周期で一定時間（ｔ２）の間だけ能動状態を維持する。

一方、子ノードは、前記親ノードに伝達しなければならないデータが発生する場合にだけ、一定時間（ｔ３）の間に一定時間（ｔ４）の間隔で通信を試みる。

前記（ｔ４）は、（ｔ２）に比べて小さな値を有するように設定され、子ノードで伝送するデータ発生の際、データ発生時点から親ノードが最初能動状態を維持する間にデータ伝送が行われるようにする。

前記親ノードと子ノード間の通信過程は、まず子ノードから親ノードに送信しなければならないデータが存在する場合、子ノードは、親ノードに伝送するデータがあることを通知する（Ｓ１０）。しかし、前記親ノードが休止状態の場合、データ伝送予告メッセージは伝達することができなく、子ノードでは周期的に同一メッセージを前記親ノードに伝送する（Ｓ１１〜Ｓ１４）。この過程において、前記親ノードが能動状態に転換され、子ノードからデータ伝送予告メッセージを受信すれば、前記親ノードは、子ノードにデータ送信を命令する（Ｓ１５）。親ノードからデータ送信命令を受信した子ノードは親ノードにデータを送信する（Ｓ１６）。前記子ノードから送信されたデータを受信した親ノードでは、子ノードにデータ受信が正常になされたことを通知する（Ｓ１７）。

例えば、親ノードは、１０秒の周期で０．１秒間だけ能動状態を維持し、子ノードは、通信をしなければならないイベントが発生すれば、前記親ノードが能動状態を維持するまで０．０９秒の間隔で通信を試みる。

休止状態の電力消耗は能動状態の電力消耗に比べて極めて少ないので、休止状態の電力消耗は無視することができ、前記方式でシステムを構成すれば、親ノードの電力消耗は、従来の方式と比較して、１／１００になる。

実際には不可能であるが、従来のノンビーコンネットワークにおいて親ノードをバッテリーで駆動する場合、持続時間が１０日であったが、ここで提案する方式のノンビーコンネットワークの親ノードは１０００日の時間の間に維持することができる。

もちろん、子ノードでデータ送信のイベントが発生する場合、親ノードが能動状態を維持するまで周期的にデータ送信予告メッセージを送信しなければならないため、電力消耗が増加することができるが、元の子ノードの動作は極めて小さい頻度で発生すると仮定するので、無視することができる。

本発明は図面に示す一実施例を参照して説明したが、これは例示的なものに過ぎなく、当該技術分野の通常の知識を持った者であれば、これから多様な変形、及び均等な他の実施例が可能である点を理解することが可能であろう。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は特許請求の範囲の技術的思想によって決定されなければならない。

本発明は、ネットワークを構成するＦＦＤが常に能動状態を維持しなくても前記ＦＦＤが一定周期で一定時間の間に能動状態を維持することにより、前記ＦＦＤで消耗する電力を最小化するノンビーコンネットワークにおける電力消耗最小化方法に適用可能である。

従来のノンビーコンネットワークによる通信方法を示す図である。 従来のノンビーコンネットワークによる通信方法の実行の際、親ノードと子ノードでの電力消耗量を示す図である。 本発明のノンビーコンネットワークによる通信方法を示す図である。 本発明のノンビーコンネットワークによる通信方法の実行の際、親ノードと子ノードでの電力消耗量を示す図である。

Claims (2)

1. 一定時間（ｔ１）の周期で一定時間（ｔ２）の間だけ能動（Ａｃｔｉｖｅ）状態を維持する親ノード、及び前記親ノードに伝達しなければならないデータが発生する場合にだけ、データ発生時点から親ノードが最初能動状態を維持する間にデータ伝送が行われるように、一定時間（ｔ４）の間隔で通信を試みる子ノードを含むノンビーコンネットワークにおいて、
   前記子ノードから親ノードに送信しなければならないデータが存在する場合、前記子ノードは、前記親ノードに、伝送するデータがあることを通知する段階；
   前記親ノードが最初能動状態を維持するまで、前記子ノードで周期的に前記親ノードに伝送するデータがあることを通知する段階；
   前記親ノードが能動状態に転換され、前記子ノードからデータ伝送予告メッセージを受信すれば、前記親ノードは子ノードにデータ送信を命令する段階；
   前記親ノードからデータ送信命令を受信した前記子ノードが親ノードにデータを送信する段階；及び
   前記子ノードから送信されたデータを受信した前記親ノードで、前記子ノードに、データ受信が正常になされたことを通知する段階；を含むことを特徴とする電力消耗最小化方法。
2. 前記（ｔ４）は、前記（ｔ２）に比べて小さな値を有するように設定され、子ノードで伝送するデータ発生の際、データ発生時点から親ノードが最初能動状態を維持する間にデータ伝送がなされるようにすることを特徴とする請求項１に記載の電力消耗最小化方法。

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