JP2009253359A - Sensor network system and communication path determining method - Google Patents

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智之 中口
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem wherein much time is required to determine a communication path, communication is interrupted during the determining time, and a target cannot be detected in some cases, because the communication path is autonomously determined and when a trouble occurs in the path, a new different communication path is autonomously determined in a network system according to a conventional technique. <P>SOLUTION: A sensor network system is configured so that a plurality of communication paths from each of sensors to a management device are determined in advance and when an abnormality occurs in a communication path, a certain communication path is immediately switched to another communication path. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、無線アドホックネットワークを構成する複数のセンサとこれらのセンサ情報を管理する管理装置からなり、センサから管理装置までの検出信号の伝送時間を保証するとともに、信頼性の高い通信経路を有するセンサネットワークシステム及び通信経路決定方法に関するものである。   The present invention includes a plurality of sensors constituting a wireless ad hoc network and a management device that manages the sensor information, and guarantees the transmission time of a detection signal from the sensor to the management device and has a highly reliable communication path. The present invention relates to a sensor network system and a communication path determination method.

無線アドホックネットワークは、センサ同士を無線で接続し、複数のセンサが自律的に中継処理することでネットワークを構成し、電波が直接届かない管理装置までセンサ情報を伝送することを可能とする技術である。広範囲に点在するセンサ間を結ぶセンサネットワークを、送信電波強度を低く抑えて低コストで簡便に構築できることから、重要施設や危険地帯の侵入者警備への適用が考えられている。   Wireless ad-hoc network is a technology that enables sensors to be transmitted to a management device that does not reach radio waves directly by connecting sensors wirelessly and forming a network by autonomously relaying multiple sensors. is there. Since a sensor network connecting sensors scattered over a wide area can be easily constructed at a low cost while keeping the transmission radio wave intensity low, it is considered to be applied to intruder security in important facilities and danger zones.

無線アドホックネットワークにおける送信元から送信先までの通信経路の決定は、中継段数、受信電波強度又はスループットが指標として使用されている。（例えば、特許文献１参照。）また、中継段数及び受信電波強度の両方を重み付けにより考慮したものもある。（例えば、非特許文献１参照。）   In determining a communication path from a transmission source to a transmission destination in a wireless ad hoc network, the number of relay stages, received radio wave intensity, or throughput is used as an index. (For example, refer to Patent Document 1.) In some cases, both the number of relay stages and the received radio wave intensity are considered by weighting. (For example, refer nonpatent literature 1.)

特開２００６−２５２７４号公報JP 2006-25274 A 中川智尋、太田賢、吉川貴、倉掛正治，“無線マルチホップ・アクセスネットワークにおける経路制御及びハンドオーバ制御方式”信学論（Ｂ）,ｖｏｌ．８５−Ｂ，ｎｏ１２，ｐｐ２１４７−２１５４，Ｄｅｃ．２００２Tomohiro Nakagawa, Ken Ota, Takashi Yoshikawa, Masaharu Kurakake, “Route Control and Handover Control Methods in Wireless Multi-hop Access Networks”, Science Theory (B), vol. 85-B, no12, pp2147-2154, Dec. 2002

従来の技術によるセンサネットワークシステムでは、各センサにおける通信相手探索から所定の指標に従った通信経路決定までが自律的に実施される。決定された経路自体は管理されず、経路に支障が発生すると、自律的に再度センサにおける通信相手探索から通信経路決定までの動作が実行され通信経路が再決定される。この通信相手探索から所定の指標に従った通信経路決定まで時間を要し、この間通信が途絶する。   In a sensor network system according to the prior art, the process from searching for a communication partner in each sensor to determining a communication path according to a predetermined index is performed autonomously. The determined route itself is not managed, and when a failure occurs in the route, the operation from the communication partner search to the communication route determination in the sensor is autonomously performed again to re-determine the communication route. It takes time from communication partner search to communication path determination according to a predetermined index, and communication is interrupted during this time.

重要施設等の警備では侵入者を漏れなく検出し、検出した場合には即時に対処しなければならないが、上記のように通信経路に異常が発生し、通信経路の再決定動作になると通信途絶により侵入者を検出できない場合が発生する問題点があった。   In security of important facilities, etc., intruders are detected without omission, and if they are detected, they must be dealt with immediately.However, if an abnormality occurs in the communication path as described above, the communication is interrupted when the communication path is redetermined. There is a problem that the intruder cannot be detected due to the above.

また、自律的に通信経路が決定されるため、検出したセンサから管理装置に至る経路は時々で変化している。このため、検出したセンサから管理装置に至る情報の伝達時間（以下、リアクションタイムという）も変化し、侵入者対処のために必要なリアクションタイムを確保できない場合が発生する問題点があった。   In addition, since the communication path is determined autonomously, the path from the detected sensor to the management device changes from time to time. For this reason, the transmission time (hereinafter referred to as reaction time) of information from the detected sensor to the management device also changes, and there is a problem that the reaction time necessary for dealing with the intruder cannot be secured.

また、重要施設等の警備では侵入者が人であるか車両であるかで対処方法が異なるが、これを類別するには画像センサによる映像を監視者が常時観察して判断する必要があり、監視者の負担が非常に大きくなる問題点があった。   In addition, in the security of important facilities etc., the countermeasures differ depending on whether the intruder is a person or a vehicle, but in order to classify this, it is necessary for the supervisor to constantly observe and judge the image from the image sensor, There was a problem that the burden on the observer became very large.

この発明は上記のような問題点を解決するためになされたものであり、所要のリアクションタイムを確保し、通信途絶による検出不能時間を発生することのないセンサネットワークシステム及び通信経路決定方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a sensor network system and a communication path determination method that secures a required reaction time and does not generate an undetectable time due to communication interruption. The purpose is to do.

さらに、侵入者が人であるか車両であるかを自動的に類別するセンサネットワークシステムを提供することを目的とする。   It is another object of the present invention to provide a sensor network system that automatically classifies whether an intruder is a person or a vehicle.

この発明によるセンサネットワークシステムは、管理装置と管理装置で制御される複数のセンサから構成され、前記複数のセンサが無線アドホックネットワークを構成するセンサネットワークシステムであって、各々の前記センサは、自らのセンサ位置である自己位置情報と、当該センサが通信可能なセンサのＩＤ番号と、当該ＩＤ番号の前記センサからの受信電波強度とを前記無線アドホックネットワークにより前記管理装置に伝達する通信手段を備え、前記管理装置は、各々の前記センサから伝達された各センサの前記自己位置情報と前記ＩＤ番号と前記受信電波強度とに基づき、前記管理装置に近くなる方向であって前記受信電波強度が強い順に、各々のセンサから前記管理装置に至る複数の通信経路を定める通信経路決定手段と、前記複数の通信経路の中から主となる通信経路を設定するネットワーク制御手段とを備え、前記ネットワーク制御手段は、主となる通信経路に異常が発生したときに前記複数の通信経路の他の通信経路に切り換えるようにした。   A sensor network system according to the present invention includes a management device and a plurality of sensors controlled by the management device, and the plurality of sensors constitute a wireless ad hoc network, and each of the sensors has its own A communication unit that transmits self-location information that is a sensor position, an ID number of a sensor that can communicate with the sensor, and a received radio wave intensity of the ID number from the sensor to the management device via the wireless ad hoc network; The management device is based on the self-location information of each sensor, the ID number, and the received radio wave intensity transmitted from each sensor, in a direction closer to the management device and in descending order of the received radio wave intensity. Communication path determination means for determining a plurality of communication paths from each sensor to the management device; Network control means for setting a main communication path from among a plurality of communication paths, wherein the network control means is configured to provide another communication path of the plurality of communication paths when an abnormality occurs in the main communication path. I switched to.

この発明によれば、通信途絶による検出不能時間を発生することのないセンサネットワークシステムを構成できる。   According to the present invention, it is possible to configure a sensor network system that does not generate undetectable time due to communication interruption.

実施の形態１．
図１は本実施の形態のセンサネットワークシステムのネットワーク構成を示す図であり、１ａ〜１ｊは侵入者を検出する機能及びアドホックネットワークを構成する無線通信機能を有する複数のセンサ、２はネットワークを管理制御する管理装置である。図中、実線及び破線の矢印は、それぞれ経路決定された第一の通信経路３及び第二の通信経路４である。 Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram illustrating a network configuration of a sensor network system according to the present embodiment. 1a to 1j are a plurality of sensors having a function of detecting an intruder and a wireless communication function of configuring an ad hoc network, and 2 is a network management It is a management device to control. In the figure, the solid line and broken line arrows are the first communication path 3 and the second communication path 4 that have been determined.

また、図２はセンサ１の構成を示す図であり、５は目標検出手段、６は自己位置標定手段、７は通信相手探索手段、８は受信電波強度測定手段、９は無線通信手段である。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the sensor 1, wherein 5 is a target detecting means, 6 is a self-positioning means, 7 is a communication partner searching means, 8 is a received radio wave intensity measuring means, and 9 is a wireless communication means. .

目標検出手段５は、ＩＲセンサや振動センサで構成し、温度変化や地面の振動により侵入者の接近を検出して検出信号を発生する。
自己位置標定手段６は、ＧＰＳで構成することでセンサ１の位置情報を得ることができるが、別途ＧＰＳやその他の測量手段を用いて測定した位置情報を入力してもよく、この場合はセンサ１をＧＰＳを用いる場合に比べて低コスト化及び低消費電力化できる効果がある。
通信相手探索手段７は、周囲のセンサ１と無線通信手段９により電波を送受して通信可能な周囲のセンサ１を特定する。なお、各センサには予め個々のセンサを特定するＩＤが与えられており、通信相手探索手段７はこのＩＤにより通信可能な周囲のセンサ１を特定することができる。
受信電波強度測定手段８は、通信相手探索手段７で特定した通信可能なセンサ１からの受信電波の強度を測定する。
無線通信手段９は、センサ１同士で相互に通信することでアドホックネットワークを構成するとともに、通信可能なセンサ１とそのセンサ１からの受信電波強度、及び自己位置情報をアドホックネットワークにより管理装置２まで伝達する。 The target detection means 5 is composed of an IR sensor or a vibration sensor, and detects the approach of an intruder by a temperature change or ground vibration and generates a detection signal.
The self-positioning means 6 can obtain the position information of the sensor 1 by being constituted by GPS. However, the position information measured by using GPS or other surveying means may be input separately. 1 has the effect of reducing the cost and power consumption compared to the case of using GPS.
The communication partner searching means 7 specifies surrounding sensors 1 that can communicate with each other by transmitting and receiving radio waves between the surrounding sensors 1 and the wireless communication means 9. Each sensor is previously given an ID for identifying an individual sensor, and the communication partner searching means 7 can identify a surrounding sensor 1 that can communicate with the ID.
The received radio wave intensity measuring unit 8 measures the intensity of the received radio wave from the communicable sensor 1 specified by the communication partner searching unit 7.
The wireless communication means 9 constitutes an ad hoc network by communicating with each other between the sensors 1, and the communicable sensor 1, received radio wave intensity from the sensor 1, and self-location information to the management device 2 through the ad hoc network. introduce.

図３は、管理装置２の構成を示す図である。管理装置２は、通信経路決定手段１０及びネットワーク制御手段１１を有し、通信経路決定手段１０は、各センサ１から伝達される通信可能なセンサ１とそのセンサ１からの受信電波強度、及び自己位置情報を記憶し、これらを用いて各センサ１から管理装置２に至る複数の通信経路を決定する。
図４は、管理装置２が記憶している各センサ１から伝達される通信可能なセンサ１とそのセンサ１からの受信電波強度及び自己位置情報を示した記憶内容の一例である。
通信経路決定手段１０は、図４で示される通信可能なセンサ情報やそのセンサ１からの受信電波強度及び自己位置情報をもとに、通信経路を複数設定する。通信経路の設定にあたり通信経路決定手段１０は、各センサの位置からみて管理装置２の方向に存在し、かつ受信電波強度の大きい順に、接続先となるセンサを選択することを指標とする。また、各々の通信経路が同一のセンサを中継する場合にその複数の通信経路を中継することになる同一のセンサの数を予め定めた所定数以下となることを指標とする。さらに、通信経路決定手段１０は、各センサ間の中継時間に中継段数（管理装置２に至る経路でセンサを中継する段数）を乗じた時間が、所要のリアクションタイム以下となることを指標として、通信経路を複数設定する。 FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the management apparatus 2. The management device 2 includes a communication path determination unit 10 and a network control unit 11, and the communication path determination unit 10 includes a communicable sensor 1 transmitted from each sensor 1, received radio wave intensity from the sensor 1, and self The location information is stored, and a plurality of communication paths from each sensor 1 to the management device 2 are determined using these.
FIG. 4 is an example of stored contents showing communicable sensors 1 transmitted from the respective sensors 1 stored in the management apparatus 2, received radio wave intensity from the sensors 1, and self-location information.
The communication path determination means 10 sets a plurality of communication paths based on the communicable sensor information shown in FIG. 4, the received radio wave intensity from the sensor 1 and the self-location information. In setting the communication path, the communication path determining means 10 uses as an index to select a sensor as a connection destination in the descending order of the received radio wave intensity that exists in the direction of the management device 2 as viewed from the position of each sensor. Further, when each communication path relays the same sensor, the index is that the number of the same sensors that relay the plurality of communication paths is equal to or less than a predetermined number. Further, the communication path determination means 10 uses as an index that the time obtained by multiplying the relay time between the sensors by the number of relay stages (the number of stages relaying the sensor on the path to the management device 2) is equal to or less than the required reaction time. Set multiple communication paths.

次に、通信経路決定手段１０は、このようにして設定した通信経路上にあるセンサに対して以下の設定を実行する。図１に示した例を用いて説明すると、通信経路決定手段１０は通信経路３を設定するにあたり、まず、通信経路３上にあるセンサ１ｂに対して、センサ１ｅから信号を受けたときは管理装置２に信号を伝達するルールを設定する。更に、センサ１ｅに対してはセンサ１ｉから信号を受けたときはセンサ１ｂに伝達するルールを設定する。更にセンサ１ｉに対しては・・・というようにして、特定のセンサからの信号を受けたときにその信号を伝達するセンサを予めルールとして設定しておく。
同様に通信経路決定手段１０は、通信経路４上にあるセンサに対しても、特定のセンサからの信号を受けたときの伝達先を設定する。
これにより管理装置２は、各センサから管理装置２に至る通信経路を設定することが可能となる。 Next, the communication path determination means 10 performs the following settings for the sensors on the communication path set in this way. Referring to the example shown in FIG. 1, when setting the communication path 3, the communication path determination means 10 first manages the sensor 1b on the communication path 3 when it receives a signal from the sensor 1e. A rule for transmitting a signal to the device 2 is set. Furthermore, a rule is set for the sensor 1e to transmit to the sensor 1b when a signal is received from the sensor 1i. Furthermore, for the sensor 1i, a sensor that transmits a signal when a signal from a specific sensor is received is set as a rule in advance.
Similarly, the communication path determination unit 10 also sets a transmission destination when a signal from a specific sensor is received for a sensor on the communication path 4.
Thereby, the management device 2 can set a communication path from each sensor to the management device 2.

ネットワーク制御手段１１は、各センサ毎に、各センサが検出した検出信号を管理装置２に向けて送信するため通信経路として、上記複数の通信経路のうちの一つを主経路として選択する。選択した主経路上のセンサに対しては、先に設定したルールを実効状態とする信号を発する。   The network control unit 11 selects, for each sensor, one of the plurality of communication paths as a main path as a communication path for transmitting the detection signal detected by each sensor to the management apparatus 2. For the selected sensor on the main route, a signal for making the previously set rule effective is issued.

ネットワーク制御手段１１は、ネットワークを監視しており、ある通信経路に異常が発生した場合には即時に上記複数の通信経路のうちの他の通信経路に切り換える。
ネットワーク制御手段１１は、定期的に（例えば、３０分毎）に、各センサに対してセンサの状態を確認するための問合せを行っている。これによりネットワーク制御手段１１はセンサが正常に動作しているか否かや、センサに搭載した電池の残量等を確認している。この定期的な問合せに対して指定したセンサからの応答がないとき、ネットワーク制御手段１１は、通信経路に異常が発生したと判断する。
あるいは、所定の時間以上経過しても特定のセンサからの信号がないとき、ネットワーク制御手段１１は当該センサに問合せを行い、その指定したセンサからの応答がないときに、通信経路に異常が発生したと判断する。 The network control unit 11 monitors the network and immediately switches to another communication path among the plurality of communication paths when an abnormality occurs in a certain communication path.
The network control unit 11 periodically inquires each sensor to check the sensor state (for example, every 30 minutes). Thereby, the network control means 11 confirms whether the sensor is operating normally, the remaining amount of the battery mounted on the sensor, and the like. When there is no response from the specified sensor in response to this periodic inquiry, the network control means 11 determines that an abnormality has occurred in the communication path.
Alternatively, when there is no signal from a specific sensor even after a predetermined time has elapsed, the network control means 11 inquires the sensor, and when there is no response from the designated sensor, an abnormality occurs in the communication path. Judge that

通信経路決定手段１０が２つの通信経路を決定した一例を図１に示す。図１において、主となる第一の通信経路３と、バックアップとなる第二の通信経路４が設定されている。図１において、センサ１ｐは、主となる通信経路３により目標検出手段５で検出した検出信号を管理装置２に伝達する。
ネットワーク制御手段１１は主となる通信経路３に異常を検知すると、通信経路決定手段１０が予め決定したセンサ１ｐから管理装置２に至る２つの通信経路３、４のうち、通信経路４を瞬時に選択する。このときネットワーク制御手段１１は、通信経路３上のセンサに対して実効状態としたルールを破棄し、通信経路４上のセンサに対して、先に設定したルールを実効状態とする指示を発する。 An example in which the communication path determination means 10 determines two communication paths is shown in FIG. In FIG. 1, a primary first communication path 3 and a backup second communication path 4 are set. In FIG. 1, the sensor 1 p transmits a detection signal detected by the target detection unit 5 to the management device 2 through the main communication path 3.
When the network control unit 11 detects an abnormality in the main communication path 3, the communication path 4 is instantaneously selected from the two communication paths 3 and 4 from the sensor 1 p determined in advance by the communication path determination unit 10 to the management device 2. select. At this time, the network control unit 11 discards the rule set to the effective state for the sensor on the communication path 3 and issues an instruction to set the previously set rule to the effective state for the sensor on the communication path 4.

このように主となる通信経路３に異常が生じた場合に、管理装置２からの指令により瞬時にバックアップ用の第二の通信経路４に切換えることができる。これにより、従来のように通信異常が生じた際に、センサ１同士で改めて自律的に通信経路の再決定を行うことがない。
なお、図１では通信経路決定手段１０が主の通信経路３とバックアップ用の通信経路４の２つの通信経路を予め決定した例を説明したが、設定する通信経路は２つに限られるものではない。
また、通信経路切替の直後には、切替えた通信経路に従いセンサへの問合せを行うが、この問合せに対して指定したセンサからの応答がないときは更に他の通信経路に切替えることを行う。通信経路の切替を複数回行った結果、なお通信異常が継続するときは、指定したセンサ自体に故障があるとしてこのセンサを情報収集の対象から外すようにしてもよい。 As described above, when an abnormality occurs in the main communication path 3, the second communication path 4 for backup can be instantaneously switched by a command from the management device 2. Thereby, when a communication abnormality occurs as in the prior art, the sensors 1 do not autonomously redetermine the communication path again.
In FIG. 1, the communication path determination unit 10 has been described in advance as an example in which two communication paths, the main communication path 3 and the backup communication path 4, have been determined. However, the number of communication paths to be set is not limited to two. Absent.
Immediately after switching the communication path, an inquiry is made to the sensor according to the switched communication path. When there is no response from the sensor designated for the inquiry, the communication path is further switched to another communication path. As a result of switching the communication path a plurality of times, if the communication abnormality continues, this sensor may be excluded from the information collection target because the designated sensor itself is faulty.

図５は、管理装置２の通信経路決定手段１０が通信経路を決定する方法を示すフロー図である。
通信経路の決定は３ステップから構成される。
まずステップ１において、通信経路決定手段１０は、複数設置された各センサから通信可能相手センサのＩＤ番号、通信可能相手センサからの受信電波強度及び各センサの自己位置の情報を収集する。
ステップ２において、通信経路決定手段１０は各センサの自己位置からみて管理装置２の方向に存在し、受信電波強度の大きい順に接続相手となるセンサを複数選択する。なお、管理装置２にセンサが隣接する場合は、そのセンサの通信相手は管理装置２とする。
次にステップ３において、通信経路決定手段１０は各センサから管理装置２に至る通信経路の決定にあたって、各々の通信経路が同一のセンサを中継する場合にその複数の通信経路を中継することになる同一のセンサの数を予め定めた所定数以下となるようにする。さらに、通信経路決定手段１０は、各センサ間の中継時間に中継段数（管理装置２に至る経路でセンサを中継する段数）を乗じた時間が、所要のリアクションタイム以下となることを指標として、複数形成する。 FIG. 5 is a flowchart showing a method for the communication path determination means 10 of the management apparatus 2 to determine the communication path.
The determination of the communication path consists of three steps.
First, in step 1, the communication path determination means 10 collects information on the ID number of the communicable partner sensor, the received radio wave intensity from the communicable partner sensor, and the self position of each sensor from a plurality of installed sensors.
In step 2, the communication path determination means 10 selects a plurality of sensors that are present in the direction of the management device 2 as viewed from the self-position of each sensor and are connected to in descending order of received radio wave intensity. When a sensor is adjacent to the management device 2, the communication partner of the sensor is the management device 2.
Next, in step 3, when determining the communication path from each sensor to the management device 2, the communication path determining means 10 relays the plurality of communication paths when each communication path relays the same sensor. The number of the same sensors is set to be a predetermined number or less. Further, the communication path determination means 10 uses as an index that the time obtained by multiplying the relay time between the sensors by the number of relay stages (the number of stages relaying the sensor on the path to the management device 2) is equal to or less than the required reaction time. A plurality are formed.

以上のように、本実施の形態では、管理装置が各センサから所定の情報を予め収集しておき、各センサから管理装置に至る通信経路を複数設定しておくようにした。そして、複数設定した通信経路のうち、主となる通信経路で異常が検出されると、バックアップ用の通信経路に瞬時に切替えるようにした。
これにより、通信途絶を原因として、管理装置が各センサで検出した検出信号を受信できない検出不能時間を、極めて短時間に抑えることができる。検出不能時間を極めて短時間に抑えることで、例えば、センサが設置された重要施設等の警備では侵入者を漏れなく検出し、検出した場合には即時に対処することが可能となる。 As described above, in this embodiment, the management apparatus collects predetermined information from each sensor in advance, and sets a plurality of communication paths from each sensor to the management apparatus. When an abnormality is detected in the main communication path among a plurality of set communication paths, the communication path is instantly switched to the backup communication path.
As a result, the undetectable time during which the management device cannot receive the detection signal detected by each sensor due to communication interruption can be suppressed to an extremely short time. By limiting the undetectable time to an extremely short time, for example, an intruder can be detected without omission in the security of an important facility where a sensor is installed, and if detected, it can be dealt with immediately.

また、本実施の形態では、図５のステップ２で説明したように、通信経路の決定にあたっては受信電波強度の大きい順にセンサの通信相手を選択するようにしているため、信頼性の高い通信経路を構成できる効果がある。   Further, in the present embodiment, as described in step 2 of FIG. 5, when determining the communication path, the communication partner of the sensor is selected in descending order of the received radio wave intensity. There is an effect that can be configured.

また、本実施の形態では図５のステップ３で説明したように、通信経路の決定にあたり、所要のリアクションタイムを確保する通信経路を形成するとともに、形成した複数の通信経路において各々の通信経路が同一のセンサを中継する場合にその同一のセンサの数を予め定めた値以下となるようにしたので、中継するセンサに異常が発生した場合において他の通信経路に切り換えるときに異常を発生したセンサ１を回避できる確率が高くなり、切り換えた通信経路の通信の確達性を向上できる効果がある。
図１で説明した２つの通信経路３、４では、同一センサ１を中継する数を０とした完全に独立した通信経路を構成した場合であり、この場合は初期設定した通信経路に異常が発生した場合に他の通信経路に切り換えることで完全に異常個所を回避することができる効果がある。 Further, in the present embodiment, as described in Step 3 of FIG. 5, in determining the communication path, a communication path that secures a required reaction time is formed, and each communication path in the formed plurality of communication paths When relaying the same sensor, the number of the same sensors is set to be equal to or less than a predetermined value. Therefore, when an abnormality occurs in the relaying sensor, the sensor that has malfunctioned when switching to another communication path There is an effect that the probability of avoiding 1 increases, and the reliability of communication on the switched communication path can be improved.
The two communication paths 3 and 4 described with reference to FIG. 1 are cases where a completely independent communication path with 0 as the number of relays of the same sensor 1 is configured. In this case, an abnormality occurs in the initially set communication path. In such a case, there is an effect that the abnormal part can be completely avoided by switching to another communication path.

実施の形態２．
図６は、本実施の形態のセンサ１の構成を示す図であり、実施の形態１で説明した図２の構成に送信電波強度制御手段１２を更に付加したものである。ここで送信電波強度制御手段１２は、無線通信手段９が送信する電波強度を調整する機能を有する。 Embodiment 2. FIG.
FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the sensor 1 according to the present embodiment, in which transmission radio wave intensity control means 12 is further added to the configuration of FIG. 2 described in the first embodiment. Here, the transmission radio wave intensity control means 12 has a function of adjusting the radio wave intensity transmitted by the wireless communication means 9.

送信電波強度制御手段１２は、各センサ１において送信電波強度を所要数の通信相手が得られる最低限の強度に制御する。これにより、送信電波強度を必要最小限に抑えることができるため、電波傍受に対して秘匿性を高める効果がある。   The transmission radio wave intensity control means 12 controls the transmission radio wave intensity at each sensor 1 to a minimum intensity at which a required number of communication partners can be obtained. As a result, the transmitted radio wave intensity can be suppressed to a necessary minimum, and thus there is an effect of improving secrecy against radio wave interception.

さらに、送信電波強度制御手段１２により、電波の通達距離が最小限度に制限されることから、必要範囲を超えて通達することによる電波の干渉を防げ、通信の信頼性を高くできる効果がある。   Further, since the transmission distance of the radio wave is limited to the minimum by the transmission radio wave intensity control means 12, it is possible to prevent radio wave interference caused by reaching beyond the necessary range and to improve the communication reliability.

なお、実施の形態２では、送信電波強度制御手段１２が無線通信手段９が送信する電波強度を調整するようにしたが、管理装置２が無線通信手段９が送信する電波強度を調整するようにしてもよい。
例えば、管理装置２は、図４で示した通信可能なセンサ１とそのセンサ１からの受信電波強度に基づき、各々のセンサが通信相手探索手段７により自律的に通信可能相手を探索する際に、通信可能相手の数があらかじめ設定した数以下となるよう無線通信手段９が送信する電波強度を設定し、その設定を各センサに対して伝達する。
各センサは、管理装置２から伝達された設定に基づき、無線通信手段９が送信する電波強度を調整し、調整後の電波を周囲に送信するようにするようにしてもよい。 In the second embodiment, the transmission radio field intensity control unit 12 adjusts the radio field intensity transmitted by the wireless communication unit 9. However, the management apparatus 2 adjusts the radio field intensity transmitted by the wireless communication unit 9. May be.
For example, when the management device 2 autonomously searches for a communicable partner by the communication partner searching means 7 based on the communicable sensor 1 and the received radio wave intensity from the sensor 1 shown in FIG. The radio wave intensity transmitted by the wireless communication means 9 is set so that the number of communicable opponents is equal to or less than the preset number, and the setting is transmitted to each sensor.
Each sensor may adjust the intensity of the radio wave transmitted by the wireless communication unit 9 based on the setting transmitted from the management apparatus 2 and transmit the adjusted radio wave to the surroundings.

実施の形態３．
図７は、本実施の形態のセンサ１の目標検出手段５の構成を示す図である。本実施の形態の目標検出手段５はＩＲセンサ１３と振動センサ１４と制御器１５からなる。 Embodiment 3 FIG.
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the target detection unit 5 of the sensor 1 according to the present embodiment. The target detection means 5 of this embodiment includes an IR sensor 13, a vibration sensor 14, and a controller 15.

ＩＲセンサ１３は、常時動作状態であり周囲の温度変化を検出するもので目標が人であっても車両であっても検知範囲に入ると温度が変化するため両方を検出できる。
一方、振動センサ１４は、センサ１が設置されている地面を介して目標から伝達する振動を検出するもので、車両は検出できても人は困難である。
制御器１５はＩＲセンサ１３の目標検出信号と振動センサ１４の目標検出信号を無線通信手段を介して管理装置２に送信する。 The IR sensor 13 is always in an operating state and detects a change in ambient temperature. Even if the target is a person or a vehicle, the temperature changes when entering the detection range, and both can be detected.
On the other hand, the vibration sensor 14 detects vibration transmitted from the target through the ground on which the sensor 1 is installed, and it is difficult for a person to detect a vehicle.
The controller 15 transmits the target detection signal of the IR sensor 13 and the target detection signal of the vibration sensor 14 to the management apparatus 2 via wireless communication means.

管理装置２は、アドホックネットワークによりＩＲセンサ１３からの目標検出信号と振動センサ１４からの目標検出信号の両方を受信すると、そのセンサ１は車両を検出したと判断する。
また、管理装置２は、アドホックネットワークによりＩＲセンサ１３からの目標検出信号のみを受信した場合は、そのセンサ１は人を検出したと判断する。
このように、従来例のように画像センサを用いることなく、ＩＲセンサ１３と振動センサ１４により人と車両が自動的に類別可能となるため、監視者が常時映像を観察している必要がなくなり、監視者の負担を大幅に低減できる効果がある。また、画像送信には高速で大容量の無線通信手段９が必要であるが、ＩＲセンサ１３及び振動センサ１４の検出情報のみの送信でよいため、無線通信手段９を安価で低消費電力にできる効果がある。 When the management apparatus 2 receives both the target detection signal from the IR sensor 13 and the target detection signal from the vibration sensor 14 via the ad hoc network, the management apparatus 2 determines that the sensor 1 has detected the vehicle.
In addition, when the management apparatus 2 receives only the target detection signal from the IR sensor 13 through the ad hoc network, the management apparatus 2 determines that the sensor 1 has detected a person.
As described above, since the person and the vehicle can be automatically classified by the IR sensor 13 and the vibration sensor 14 without using an image sensor as in the conventional example, it is not necessary for the supervisor to always observe the image. This has the effect of significantly reducing the burden on the observer. In addition, high-speed and large-capacity wireless communication means 9 is necessary for image transmission, but only the detection information of the IR sensor 13 and the vibration sensor 14 needs to be transmitted, so the wireless communication means 9 can be inexpensive and have low power consumption. effective.

さらに、制御器１５は、振動センサ１４を通常停電させておき、ＩＲセンサ１３が目標を検出した時に電源を入れて動作を開始させるよう制御することで、センサ１の消費電力を低減できる効果がある。   In addition, the controller 15 can normally reduce the power consumption of the sensor 1 by controlling the vibration sensor 14 so that the vibration sensor 14 is normally subjected to a power failure and the IR sensor 13 detects the target to turn on the power and start the operation. is there.

この発明の実施形態１のセンサネットワークシステムのネットワーク構成を示す図である。It is a figure which shows the network structure of the sensor network system of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態１のセンサ１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the sensor 1 of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態１の管理装置２の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the management apparatus 2 of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態１の管理装置２が記憶している各センサ１からの情報の一例である。It is an example of the information from each sensor 1 which the management apparatus 2 of Embodiment 1 of this invention has memorize | stored. この発明の実施形態１の通信経路決定方法を示すフロー図である。It is a flowchart which shows the communication path determination method of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施形態２のセンサ１の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the sensor 1 of Embodiment 2 of this invention. この発明の実施形態３の目標検出手段５の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the target detection means 5 of Embodiment 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１ センサ、 ２ 管理装置、 ３ 第一の通信経路、 ４ 第二の通信経路、 ５ 目標検出手段、 ６ 自己位置標定手段、 ７ 通信相手探索手段、 ８ 受信電波強度測定手段、 ９ 無線通信手段、 １０ 通信経路決定手段、 １１ ネットワーク制御手段、 １２ 送信電波強度制御手段、 １３ ＩＲセンサ、 １４ 振動センサ、 １５ 制御器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sensor, 2 Management apparatus, 3 1st communication path, 4 2nd communication path, 5 Target detection means, 6 Self-localization means, 7 Communication partner search means, 8 Received field strength measurement means, 9 Wireless communication means, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Communication path determination means, 11 Network control means, 12 Transmission electric field intensity control means, 13 IR sensor, 14 Vibration sensor, 15 Controller

Claims (4)

管理装置と管理装置で制御される複数のセンサから構成され、前記複数のセンサが無線アドホックネットワークを構成するセンサネットワークシステムであって、
各々の前記センサは、自らのセンサ位置である自己位置情報と、当該センサが通信可能なセンサのＩＤ番号と、当該ＩＤ番号の前記センサからの受信電波強度とを前記無線アドホックネットワークにより前記管理装置に伝達する通信手段を備え、
前記管理装置は、各々の前記センサから伝達された各センサの前記自己位置情報と前記ＩＤ番号と前記受信電波強度とに基づき、前記管理装置に近くなる方向であって前記受信電波強度が強い順に、各々のセンサから前記管理装置に至る複数の通信経路を定める通信経路決定手段と、前記複数の通信経路の中から主となる通信経路を設定するネットワーク制御手段とを備え、
前記ネットワーク制御手段は、主となる通信経路に異常が発生したときに前記複数の通信経路の他の通信経路に切り換え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 comprising a management device and a plurality of sensors controlled by the management device, wherein the plurality of sensors constitute a wireless ad hoc network,
Each of the sensors uses the wireless ad hoc network to manage its own position information, which is its own sensor position, an ID number of a sensor with which the sensor can communicate, and a received radio wave intensity of the ID number from the sensor. Communication means to communicate to
The management device is based on the self-location information of each sensor, the ID number, and the received radio wave intensity transmitted from each sensor, in a direction closer to the management device and in descending order of the received radio wave intensity. A communication path determination unit that determines a plurality of communication paths from each sensor to the management device; and a network control unit that sets a main communication path from the plurality of communication paths.
The sensor network system, wherein the network control means switches to another communication path of the plurality of communication paths when an abnormality occurs in a main communication path. 前記センサは送信強度制御手段を備え、前記送信強度制御手段は前記通信手段が送信する電波強度を制御して、前記センサが通信が可能なセンサの数を調整することを特徴とする請求項１記載のセンサネットワークシステム。 The sensor includes transmission intensity control means, and the transmission intensity control means controls the radio wave intensity transmitted by the communication means to adjust the number of sensors with which the sensor can communicate. The described sensor network system. 前記センサは、ＩＲセンサと振動センサとを備えて前記ＩＲセンサと前記振動センサが検出した検出信号を前記管理装置に伝達し、前記管理装置は前記センサから、前記振動センサの検出信号がある場合は車両と判断し、前記ＩＲセンサの検出信号のみの場合は人と判別する判断手段を備えることを特徴とする請求項１記載のセンサネットワークシステム。 The sensor includes an IR sensor and a vibration sensor, and transmits a detection signal detected by the IR sensor and the vibration sensor to the management device, and the management device receives a detection signal of the vibration sensor from the sensor. 2. The sensor network system according to claim 1, further comprising a determination unit that determines that the vehicle is a vehicle, and that only the detection signal of the IR sensor determines that the vehicle is a person. 無線アドホックネットワークを構成する複数のセンサの各センサより、自らのセンサ位置である自己位置情報と、通信が可能なセンサのＩＤ番号と、当該ＩＤ番号の前記センサからの受信電波強度とを収集する第一のステップと、
前記第一のステップで収集した通信可能なセンサの中から、前記複数のセンサを制御する管理装置の方向にあって前記収集した受信電波強度の大きい順に通信相手となるセンサを複数選択する第二のステップと、
前記第二のステップで選択した各センサを経由するように、各々のセンサから前記管理装置に至る通信経路を設定する第三のステップと、
からなることを特徴とする通信経路決定方法。 From each sensor of a plurality of sensors constituting a wireless ad hoc network, self-position information as its own sensor position, an ID number of a communicable sensor, and received radio wave intensity from the sensor of the ID number are collected. The first step,
Secondly, a plurality of sensors as communication partners are selected from the sensors that can be communicated collected in the first step in the direction of the management device that controls the plurality of sensors in descending order of the collected received radio wave intensity. And the steps
A third step of setting a communication path from each sensor to the management device so as to pass through each sensor selected in the second step;
A communication path determination method comprising:
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