JP2010034986A - 無線通信システム及び無線通信試験方法並びに無線通信システム試験プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】フィールド上に配置したセンサ端末と複数の中継端末に対して、中継端末のスイッチを切っている状態で、データが正常に取得できる場合は、当該中継端末は必要ない。また、データが正常に取得できない場合は、当該中継端末は必要となる。監視装置では、各センサ端末からのデータが中継端末を介して正常に取得できるか否かによって中継端末の要不要を判断する。本発明では、マルチホップ無線通信ネットワークにおいて、無線通信上で不必要なノードを効率良く特定するシステム及び試験方法を提供する。
【解決手段】複数のノードで構成されるマルチホップ無線通信ネットワークにおいて、親ノードからある子ノードを無線通信ネットワークに接続させるか否かを子ノードに記録し、子ノードは該記録によって接続させないノードに対して無線通信を行うか否かを判定する。
【選択図】図１０

Description

本発明は、無線通信ネットワークシステムに関し、特にマルチホップ無線通信ネットワークシステムにおける制御方法及び試験方法に関する。

マルチホップ無線通信ネットワークとは、データを直接、送信元ノード（送信元端末）から最終目的ノード（最終目的端末）へ伝送するのではなく１つ以上の中継ノードを経由して伝送するものである。マルチホップ無線通信ネットワークでは、中継ノードの設置数を増やすことによって、無線送信パワーを増加させることなく通信距離の延長を図ることが可能である。
なお、データ等を送信するノードを親ノードと言い、そのデータ等を受信したノードを子ノードと言う。更に、その子ノードが他のノードに対してデータ等を送信した場合には、送信したその子ノードが親ノードでそのデータ等を受信したノードを子ノードと言う。

また、マルチホップ無線通信ネットワークにおいて、無線センサネットワークとは、センサ端末（センサを有する無線ノード）を多数配置し、センサからの情報をセンサ端末（以降、センサを具備する無線ノードをセンサ端末と称する）若しくは中継ノード（以降、中継ノードを中継端末と称する）を経由して監視装置に集めて利用するものである。
無線センサネットワークシステムの適用先にとしては、例えば、ホームオートメーションやビルディングオートメーション、ファクトリオートメーションがある。これらにおいては、小型で安価なセンサ端末と中継端末を、多数設置してネットワークを構築し、きめ細かくセンサからデータを収集し、制御するものである。
なお、センサの種類は、データ収集若しくは制御の目的に応じて定められ、例えば、温度センサ、湿度センサ、圧力センサ、パーティクルカウンタ、赤外線センサ、等、１つのシステムにおいて、１種類乃至複数種類のセンサを用いる。

マルチホップ無線通信ネットワークシステムにおいて、通信経路を設定する方法としては、種々の提案がなされている。
例えば、非特許文献１には、マルチホップ無線通信ネットワークにおける経路設定として、リンク品質指数を用いた方法が記載されている。リンク品質指数とは、受信電波の強度と、マルチパス・フェージングやノイズ干渉電波などの影響を総合的に反映する通信リンク品質指数である。アプリケーションは、これらの情報を利用して、干渉電波が多い経路を避けて、より通信品質が良いリンクを採用している。
また、特許文献１には、センサノードから送信される情報を可能な限りリアルタイムで転送しながら、センサネットワークシステムの通信経路の負荷が過大になるのを抑制することによって信頼性を高める方法が記載されている。
また、特許文献２には、マルチホップ無線通信ネットワークシステムの保守作業などを行う際に、マルチホップネットワークシステムに用いられているリンク情報を使用して、例えばモバイルＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の利用者が携帯する検索用端末装置と、目的のノード（目的の端末）までの各経路のホップ数（通信中の中継端末の数）を収集し、収集したホップ数の値で目的の端末までの近さを表示する方法が記載されている。

一方、センサネットワークシステムの運用先では、スター型、メッシュ型、クラスタツリー型が混在したネットワークトポロジが良く利用されている。センサネットワークシステムでは、複数のノード（センサ端末若しくは中継端末）を配置して、所望のデータを収集する。
このとき各ノード（センサ端末若しくは中継端末）の配置は、運用先の諸条件によって限定される。例えば、電源の有無、天井や壁、機器の有無、等である。
また更に、センサネットワークシステムを構成するための中継端末は、ネットワークの冗長性や信頼性の観点から、設置数を増やしたメッシュトポロジを構成する場合が多い。このような中継端末を数多く設置するためには、それらの中継端末に対して、小型化及び低価格化が求められている。しかし、運用先（ユーザ）としては、中継端末の数は少ない方がコスト面で望ましい。従って、ユーザは、センサネットワークシステムを構築する際に、適用先の条件に応じてノードの必要性を考慮しつつ、信頼性のある配置を決定する必要がある。

特開２００８−０４２４５８号公報 特開２００７−３０６２８０号公報 鄭立、「実践入門ネットワーク"ＺｉｇＢｅｅ開発ハンドブック"」、株式会社リックテレコム、２００６年２月２２日第１版第１刷、ｐ．１２７−１４５

ユーザのコスト面を考えて、設置する中継端末の数をより少なくするようにセンサネットワークシステムを構築する場合には、適用先の条件に応じて、中継端末の必要性を考慮しつつ、信頼性のある配置を決定する必要がある。従来は、フィールド上に配置したセンサ端末と複数の中継端末に対して、１つ１つ中継端末の電源スイッチを入り切りして、当該中継端末がネットワークの通信で必要であるか否かを、作業者が判断していた。
例えば、まず中継端末の電源スイッチが入れられている状態（動作状態）でデータが正常に取得できたときに、次に、その中継端末のスイッチを切られている状態（休止状態）で、データが正常に取得できる場合には、当該中継端末が必要ないと判断できる。また、データが正常に取得できなかった場合は、当該中継端末は必要となる。このように、監視装置では、各センサ端末からのデータを、中継端末を介して正常に取得できていることによって中継端末の要不要を判断する。
しかし、多数の中継端末それぞれについて、電源スイッチの入り切りを行って当該中継端末の要不要を判断するには、多大の労力が必要であった。例えば、中継端末は、通常天井や壁の中、等の隠れた見えない場所や通行に支障のない場所に設置されており、それらを駆動する電源も同様である。従ってそれら中継端末それぞれの電源の入り切りのためには、通常、天井や壁等のカバーを除去する作業から始める必要がある。また、作業終了時には元に戻さなければならない。
本発明は、上記のような問題に鑑み、マルチホップ無線通信ネットワークシステムにおいて、複数配置された中継端末の中で無線通信上不必要な中継端末を、ハード的な処理によらず、ソフト的な処理によって効率良く特定する試験システム及び試験方法並びにそのプログラムを提供するものである。

上記目的を達成するために、本発明の無線通信システムは、監視装置、並びに、複数のセンサ端末及び複数の中継端末で構成されるマルチホップ無線通信ネットワークシステムにおいて、親ノードからある子ノードを無線通信ネットワークに接続させるか否かを子ノードに記録し、子ノードはその記録によって接続させないノードに対して無線通信を行うか否かを判定して、通信を行う無線通信試験システム及び無線通信試験方法並びにそのプログラムを提供するものである。
即ち、本発明の無線通信システムは、センサを備え、該センサが取得したデータを送信するセンサ端末と、前記センサ端末から送信されたデータを監視装置に中継する中継端末と、前記中継端末を介して受信した前記センサ端末から送信されたデータを受信する前記監視装置とで構成され、マルチホップ無線通信を行う無線通信システムにおいて、前記監視装置、前記中継端末、及び前記センサ端末は、それぞれ、マルチホップネットワークを構成するための経路情報を記録する記憶部と、該記録された経路情報を参照して経路を設定する制御部とを備え、前記監視装置は、更に、ユーザの指示によって前記中継端末のいずれかを透過ノードとして設定するための入出力装置と、設定された前記透過ノードの設定情報を前記中継端末及び前記センサ端末に送信する透過ノード設定手段を備え、前記透過ノードの設定情報を受信した前記中継端末及び前記センサ端末は、自己の記憶部に記録された前記経路情報を参照して、前記透過ノードとして設定された中継端末がある場合には、当該中継端末にデータを送信しない経路設定手段を備えたものである。
また好ましくは、上記本発明の無線通信システムにおいて、前記監視装置は、前記中継端末のいずれかが透過ノードとして設定された場合に、前記センサ端末から送信された前記センサが取得したデータを受信したか否かを判定する手段を備え、前記データを受信した場合には、当該透過ノード設定された中継端末を不要と判断し、前記データを受信しない場合には、当該透過ノード設定された中継端末を必要と判断するようにしたものである。

また、本発明の無線通信システム試験方法は、複数のノードで構成される無線通信システム試験方法であって、所定の子ノードから親ノードにマルチホップ無線通信する場合の経路情報をそれぞれのノードの経路設定テーブルに記録し、前記親ノードが送信した透過ノード情報を受信した前記複数のノードは、前記記録された経路情報を参照して、受信した前記透過ノード情報に対応するノードを経路として使用しないことを特徴とする無線通信システム試験方法である。
また好ましくは、上記本発明の無線通信システム試験方法は、前記経路として使用しないように設定した透過ノードについて、所定の子ノードからのデータが送信されるか否かに基づいて、前記透過ノードとして設定されたノードが不要か否かを判定することを特徴とする。

また、本発明の無線通信システム試験方法は、センサを備え、該センサが取得したデータを送信するセンサ端末と、前記センサ端末から送信されたデータを監視装置に中継する中継端末と、前記中継端末を介して受信した前記センサ端末から送信されたデータを受信する前記監視装置とで構成され、マルチホップ無線通信を行う無線通信システムの無線通信システム試験方法において、前記監視装置が、ユーザの指示によって前記中継端末のうちから所定の中継端末を透過ノードに設定し、透過ノード設定コマンドを生成し、前記透過ノード設定コマンドを前記中継端末に送信するステップと、前記中継端末が前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、前記中継端末が、受信した前記透過ノード設定コマンドを前記センサ端末に送信するステップと、前記センサ端末が、前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、前記透過ノード設定コマンドを受信した前記中継端末及び前記センサ端末それぞれが、透過ノード設定処理を実行するステップと、前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録されている隣接ノードに、前記透過ノードに設定された中継端末が含まれている場合に、前記透過ノードに設定された中継端末以外の隣接ノードを次の中継先と決定する経路設定処理ステップと、前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定した経路に則り、前記中継端末に経路設定終了イベントを送信するステップと、前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、を備えたものである。
また好ましくは、上記本発明の無線通信システム試験方法は、前記監視装置が前記透過ノード設定コマンドを前記中継端末に送信するステップは、前記監視装置に記録された経路設定テーブルを参照して送信することを特徴とする。
また好ましくは、上記本発明の無線通信システム試験方法は、前記透過ノード設定処理を実行するステップは、前記中継端末が透過ノードであることを、前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録するステップであることを特徴とする無線通信システム試験方法。

また好ましくは、上記本発明の無線通信システム試験方法は、更に、前記監視装置が経路設定開始コマンドをマルチキャストで送信するステップと、前記中継端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、前記中継端末が、受信した前記経路設定開始コマンドを更にマルチキャストで送信するステップと、前記センサ端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、前記受信した前記経路設定開始コマンドがどの中継端末から送信されたかをそれぞれの前記経路設定テーブルに記録することによって、前記中継端末及び前記センサ端末が、それぞれ、経路設定処理を実行する経路設定処理ステップと、前記経路設定処理ステップを実行後に、前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定された経路に経路設定終了イベントを送信するステップと、前記中継端末が前記経路設定終了イベントを受信するステップと、前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、前記監視装置が、前記センサ端末からの経路設定終了イベントを前記中継端末を介して受信し、経路設定処理を終了する経路設定処理終了ステップと、を備えたことを特徴とする。

また、本発明の無線通信システム試験プログラムは、前記監視装置が経路設定開始コマンドをマルチキャストで送信するステップと、前記中継端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、前記中継端末が、受信した前記経路設定開始コマンドを更にマルチキャストで送信するステップと、前記センサ端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、前記受信した前記経路設定開始コマンドがどの中継端末から送信されたかをそれぞれの前記経路設定テーブルに記録することによって、前記中継端末及び前記センサ端末が、それぞれ、経路設定処理を実行する経路設定処理ステップと、前記経路設定処理ステップを実行後に、前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定された経路で経路設定終了イベントを送信するステップと、前記中継端末が前記経路設定終了イベントを受信するステップと、前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、前記監視装置が、前記センサ端末からの経路設定終了イベントを前記中継端末を介して受信し、経路設定処理を終了する経路設定処理終了ステップと、前記監視装置が、ユーザの指示によって所定の中継端末を透過ノードに設定し、透過ノード設定コマンドを生成し、前記透過ノード設定コマンドを前記経路設定処理ステップで設定された経路で前記中継端末に送信するステップと、前記中継端末が前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、前記中継端末が、受信した前記透過ノード設定コマンドをセンサ端末に送信するステップと、前記センサ端末が、前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、前記透過ノード設定コマンドを受信した前記中継端末及び前記センサ端末それぞれが、前記中継端末が透過ノードであることを、前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録する透過ノード設定処理ステップと、前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録されている隣接ノードに、前記透過ノードに設定された中継端末が含まれている場合に、前記透過ノードに設定された中継端末以外の隣接ノードを次の中継先と決定する経路設定処理ステップと、前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定で前記中継端末に経路設定終了イベントを送信するステップと、前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、を備えたものである。

本発明によれば、マルチホップ無線通信ネットワークシステムにおいて、複数台設置された中継端末の中から、無線通信上不必要な中継端末を、効率良く特定することが可能となる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、各図の説明において、共通な機能を有する構成要素には同一の参照番号を付し、できるだけ説明の重複を避ける。

図１によって、本発明の無線通信システムの構成を説明する。図１は、本発明のマルチホップ無線通信ネットワークシステムの、一実施例の構成を示すブロック図である。１０１は監視装置、１０２は中継端末、１０３はセンサ端末、１０４はセンサ端末１０３のセンサ、１０５はセンサ端末１０３のケーブルである。センサ１０４は有線のケーブル１０５によってセンサ端末１０３本体に接続されているが、無線によって接続されている場合もある。また、１台のセンサ端末に接続されるセンサの数も種類も任意である。
図１において、監視装置１０１、中継端末１０２、及びセンサ端末１０３の間は、ＷＰＡＮ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格と呼ばれる無線ネットワークで接続される。ＷＰＡＮの標準規格では、例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＵＷＢ（Ｕｌｔｒａ Ｗｉｄｅ Ｂａｎｄ）、特定小電力無線、等が使用されるが、図１では、ＺｉｇＢｅｅを用いている。

図２によって、本発明の無線通信システムに使用する監視装置について説明する。図２は、図１の無線通信システムに使用する監視装置の一実施例の構成を示すブロック図である。２１は記憶部、２２は記憶部内の経路設定テーブル、２３は制御部、２４は制御部２３内の経路設定部、２５は無線通信部、２６は電源部、２７は外部入出力部、２８はアンテナである。
図２の監視装置１０１において、記憶部２１内に設けられた経路設定テーブル２２には、マルチホップネットワークを構成するために経路情報が記録されている。経路情報には、例えば、隣接するセンサ端末若しくは中継端末のノードの固有アドレス、経路の通信状態を評価する指数がある。

制御部２３は、少なくとも経路設定部２４を有している。経路設定部２４では、マルチホップネットワークを構築するために、経路設定テーブル２２を参照し、経路を設定する。経路設定方法は、種々の方法が考案されている。例えば、ＺｉｇＢＥＥでは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４規格に基づいた経路設定方法がある。
無線通信部２５は、アンテナ２８を介して送信するデータを変調し、アンテナ２８を介して受信した信号を復調する機能を有する。
外部入出力２７は、例えば、ユーザが、設定若しくは操作を行うために使用するモニタ、キーボード、マウス等の入出力装置である。

図３によって、本発明の無線通信システムに使用する中継端末について説明する。図３は、図１の無線通信システムに使用する中継端末１０２の一実施例の構成を示すブロック図である。３１は記憶部、３２は記憶部内の経路設定テーブル、３３は制御部、３４は制御部３３内の経路設定部、３５は無線通信部、３６は電源部、３８はアンテナである。
図３において、中継端末１０２は、経路設定部３４によってマルチホップネットワークを構成する機能を有している。

図４によって、本発明の無線通信システムに使用するセンサ端末について説明する。図４は、図１の無線通信システムに使用するセンサ端末１０３の一実施例の構成を示すブロック図である。４１は記憶部、４２は記憶部内の経路設定テーブル、４３は制御部、４４は制御部４３内の経路設定部、４５は無線通信部、４６は電源部、４８はアンテナ、４７はセンサ部である。
図４は、センサ端末１０３にセンサが１台接続された場合を示す。センサ部４９は、例えば、湿度センサで構成される。

図５は、本発明の無線通信システムの一実施例を説明するためのセンサネットワークシステムの構成図である。図５のセンサネットワークシステムは、監視装置１０１、中継端末１０２−１、中継端末１０２−２、センサ端末１０３−１、センサ端末１０３−２で構成されている。また、図５の実線で結ばれた監視装置１０１、中継端末、若しくはセンサ端末間は、それぞれのノード間（端末間）での無線通信が成立している状態を示している。
即ち、監視装置１０１は、中継端末１０２−１及び中継端末１０２−２と通信可能である。また中継端末１０２−１は、監視装置１０１、中継端末１０２−２、センサ端末１０３−１、及びセンサ端末１０３−２、それぞれと通信可能である。また同様に、中継端末１０２−２は、監視装置１０１、中継端末１０２−１、センサ端末１０３−１、及びセンサ端末１０３−２、それぞれと通信可能である。従って、センサ端末１０３−１は、中継端末１０２−１及び中継端末１０２−２と通信可能であり、センサ端末１０３−２もまた、中継端末１０２−１及び中継端末１０２−２と通信可能である。

なお、図３〜図４において、中継端末１０２とセンサ端末１０３内の構成要素である記憶部３１と４１、経路設定テーブル３２と４２、制御部３３と４３、経路設定部３４と４４、無線通信部３５と４５、電源部３６と４６、及びアンテナ３８と４８は、それぞれが、同一の機能であっても良い。即ち、中継端末１０２とセンサ端末１０３との違いは、センサ４９を具備しているか否かの違いである。
また、監視装置１０１の記憶部２１、経路設定テーブル２２、経路設定部２４、無線通信部２５、電源部２６、及びアンテナ２８もまた、中継端末１０２若しくはセンサ端末１０３を構成する同一名のものと、同一の機能であっても良い。

図６によって、センサ端末１０３−１とセンサ端末１０３−２で取得したデータを収集するために、中継端末１０２−１が必要であるか否か試験する処理動作を説明する。図６は、本発明の無線通信システムにおける無線通信試験方法において、試験開始から経路設定処理を行うまでのシーケンスの一実施例を示す図である。

図６において、監視装置１０１は、経路設定開始コマンドＳ１をマルチキャストで送信する（ステップＳ６０１）。
このとき、監視装置１０１の通信範囲内にある中継端末１０２−１と中継端末１０２−２は、それぞれ、経路設定開始コマンドＳ１を受信する（ステップＳ６０２及びステップＳ６０３）。

中継端末１０２−１は、経路設定開始コマンドＳ１を受信した（ステップＳ６０２）後、経路設定開始コマンドＳ２をマルチキャストで送信する（ステップＳ６０４）。経路設定開始コマンドＳ２は、中継端末１０２−１の通信範囲内にある監視装置１０１、中継端末１０２−２、センサ端末１０３−１、及びセンサ端末１０３−２において受信される（ステップＳ６０５、Ｓ６０６、Ｓ６０７）。
ただし、送信元の監視装置１０１への送信結果（送信された経路設定開始コマンドＳ２）は、監視装置１０１において破棄される。なお、図６では、監視装置１０１に到達する経路設定開始コマンドＳ２、及びその経路設定開始コマンドＳ２を破棄する処理は図示していない。

一方、中継端末１０２−２は、監視装置１０１から送信された経路設定開始コマンドＳ１を受信し（ステップＳ６０３）、その後、中継端末１０２−１から送信された経路設定開始コマンドＳ２を受信する（ステップＳ６０５）。
中継端末１０２−２は、経路設定開始コマンドＳ１を受信した（ステップＳ６０３）後、経路設定開始コマンドＳ３をマルチキャストで送信する（ステップＳ６０８）。しかし、その後、中継端末１０２−２は、中継端末１０２−１が送信した経路設定開始コマンドＳ２を受信した場合には、その前に受信した経路設定開始コマンドＳ１と比較して、データの中身が同一であるか否かを判定し、同一のデータの場合には、受信した経路設定開始コマンドＳ２を無視し、更なる送信経路設定開始コマンドを送信しない（図示せず）。
なお、ステップＳ６０８において、中継端末１０２−２が送信した経路設定開始コマンドＳ３を、センサ端末１０３−１及びセンサ端末１０３−２で受信する（ステップＳ６０９、ステップＳ６１０）と共に、中継端末１０２−２の通信範囲内にある監視装置１０１及び中継端末１０２−１でも受信する。ただし、監視装置１０１及び中継端末１０２−１への送信結果（送信された経路設定開始コマンドＳ２）は、監視装置１０１及び中継端末１０２−１において破棄される。なお、監視装置１０１に到達する経路設定開始コマンドＳ３及びその経路設定開始コマンドＳ３を破棄する処理、並びに、中継端末１０２−１に到達する経路設定開始コマンドＳ３及びその経路設定開始コマンドＳ３を破棄する処理は図示していない。

以上の結果、監視装置１０１が送信した経路設定開始コマンドは、図５に示したセンサネットワークシステムを構成するすべての中継端末とセンサ端末とで受信された。
このコマンドを受けて、中継端末１０２−１、１０２−２、及び、センサ端末１０３−１、１０３−２のそれぞれの制御部３３若しくは４３は、経路設定処理（ステップＳ６１１）を実行する。
経路設定処理ステップＳ６１１は、それぞれの制御部３３若しくは４３内の経路設定部３４若しくは４４によって実行される。

即ち、経路設定部３４若しくは４４は、受信した経路設定開始コマンドが、どの中継端末から送信されたかを、それぞれの経路設定テーブル３２若しくは４２に記録することによって、端末毎に、その隣接する端末が記録されることになる。
例えば、中継端末１０２−２に隣接するノード（端末）は、監視装置１０１、中継端末１０２−１、センサ端末１０３−１、センサ端末１０３−２となる。

なお、中継端末若しくはセンサ端末は、無線電波を受信する都度、受信した無線電波の強度を測定し、経路の安定性を数値化してより安定な経路を選択するように構成されているのが一般的である。この指標化した電波強度も経路設定テーブル３２若しくは４２に記録しておく。経路設定テーブル３２若しくは４２に記録された隣接端末（隣接ノード）と指標化された電波強度を、経路設定部３４若しくは４４が参照して、経路を設定する。ここで中継端末１０２−１とセンサ端末１０３−１間の電波強度が優れ、中継端末１０２−２とセンサ端末１０３−２間の電波強度が優れているものとする。
図７は、上述の経路設定処理ステップＳ６１１を実行した後のセンサネットワークシステムの経路を示している。

図８は、経路設定処理ステップＳ６１１の処理実行後から、経路設定処理終了Ｓ６１８までのシーケンス図である。
図８において、センサ端末１０３−１は、経路設定処理ステップＳ６１１を実行後に、経路設定処理ステップＳ６１１で設定された経路（即ち、中継端末１０２−１）に経路設定終了イベントＳ４を送信する（ステップＳ６１２）。
中継端末１０２−１は、経路設定終了イベントＳ４を受信する（ステップＳ６１３）。受信後、中継端末１０２−１は、経路設定終了イベントＳ５を監視装置１０１に送信する（ステップＳ６１６）。

また、センサ端末１０３−２も同様に、経路設定処理ステップＳ６１１を実行後に、経路設定処理ステップＳ６１１で設定された経路（即ち、中継端末１０２−２）に経路設定終了イベントＳ６を送信する（ステップＳ６１４）。
中継端末１０２−２は、経路設定終了イベントＳ６を受信する（ステップＳ６１５）。受信後、中継端末１０２−２は、経路設定終了イベントＳ７を監視装置１０１に送信する（ステップＳ６１７）。

監視装置１０１は、各中継端末１０２−１、１０２−２を介して、センサ端末１０３−１とセンサ端末１０３−２の経路設定終了イベントを受信し、経路設定処理を終了する（ステップＳ６１８）。

次に、図９は、本発明における中継端末１０２−２を、透過ノード設定、即ち、センサネットワーク内の経路から除去している状態を示している。図中の破線で囲った中継端末１０２−２が透過ノード設定されている。この状態は、中継端末１０２−２の電源を切りにした状態と無線通信上は等価である。ただし、必要な時に無線電波の送受信は行える状態にある。

図１０は、本発明における中継端末１０２−２を、透過ノードに設定する処理を説明するためのシーケンス図の一実施例である。まず、ユーザが監視装置１０１の外部入出力部２７のマウスやキーボードを使用して、中継端末１０２−２を透過ノードに設定する。これに設定操作によって、透過ノード設定コマンドＳ１１が生成される。生成された透過ノード設定コマンドＳ１１は、経路設定処理Ｓ６１１によって設定した経路に則り、中継端末１０２−１と中継端末１０２−２に送信される（ステップＳ６１９）。
中継端末１０２−１は、透過ノード設定コマンドＳ１１を受信し（ステップＳ６２０）、透過ノード設定コマンドＳ１２をセンサ端末１０３−１に送信する（ステップＳ６２２）。この結果、センサ端末１０３−１は、透過ノードコマンド受信Ｓ１２を受信する。
一方、中継端末１０２−２は、透過ノード設定コマンド受信Ｓ１１を受信し（ステップＳ６２１）、透過ノード設定コマンドＳ１３としてセンサ端末１０３−２に送信する（ステップＳ６２４）。この結果、センサ端末１０３−２は、透過ノードコマンド受信Ｓ１３を受信する。
透過ノード設定コマンドの受信によって、受信した各ノード（中継端末１０２−１及び１０２−２、並びに、センサ端末１０３−１及び１０３−２）それぞれは、透過ノード設定処理を実行する（ステップＳ６２６）。

透過ノード設定処理ステップＳ６２６では、中継端末１０２−２が透過ノードであることを、各ノード（中継端末１０２−１、並びに、センサ端末１０３−１及び１０３−２）それぞれの経路設定テーブル３２若しくは４２に記録する。そして、次に、経路設定処理ステップＳ６２７が実行される。
経路設定処理ステップＳ６２７では、それぞれの中継端末１０２−１、並びに、センサ端末１０３−１及び１０３−２において、経路設定テーブル３２若しくは４２に記録されている隣接ノードに、中継端末１０２−２が含まれている場合には、中継端末１０２−２以外の隣接ノードを次の中継先と決定する。本実施例では、中継端末１０２−１が選択される。
また、隣接ノードが複数存在する場合には、電波強度指標を用いて条件が良い方を選択する。こうして、経路設定処理を終了する（ステップＳ６２８）。

図１１は、中継端末１０２−２を透過ノードとして設定した場合の経路を示している。この場合、センサ端末１０３−２は、中継端末１０２−１を経路として監視装置１０１にデータを送信する。

図１２は、経路設定処理終了（ステップＳ６２８）後、透過ノード設定された中継端末１０２−２が、本実施例のセンサネットワークシステムにおいてセンサ端末１０３−１とセンサ端末１０３−２によって得たデータを監視装置で収集するにあたり必要な中継端末であるか否かを判定するシーケンスの一実施例を示す図である。
図１２において、ステップＳ６２８にて経路設定処理を終了後は、経路設定処理ステップＳ６２７で設定した経路に則り、中継端末１０２−１にそれぞれ、センサ端末１０３−１は経路設定終了イベントＳ１４を送信し（ステップＳ６２９）、センサ端末１０３−２は経路設定終了イベントＳ１５を送信する（ステップＳ６３２）。

中継端末１０２−１は、経路設定終了イベントＳ１４を受信した（ステップＳ６３０）場合には、経路設定終了イベントＳ１６として監視装置１０１に送信する（ステップＳ６３１）。また、中継端末１０２−１は、経路設定終了イベントＳ１５を受信した（ステップＳ６３３）場合には、経路設定終了イベントＳ１７として監視装置１０１に送信する（ステップＳ６３４）。

監視装置１０１では、経路設定終了イベントＳ１７と経路設定終了イベントＳ１８を、それぞれ受信し、センサ端末１０３−１とセンサ端末１０３−２が、共に、経路設定終了イベント送信を受信したならば、「正常」と判定し、正常に受信できない場合には「異常」と判定する（ステップＳ６３５）。
「正常」と判定された場合には、中継端末１０２−２が不必要であると考えられる（ステップＳ６３６）。また、「異常」と判定された場合には、中継端末１０２−２が必要であると考えられる（ステップＳ６３７）。

これによって、センサネットワークシステムにおけるセンサ端末で得たデータを監視装置で監視するにあたり、中継端末の電源スイッチを入り切りすること無しに、中継端末が必要であるかどうか効率良く試験することが可能となる。

本発明のマルチホップ無線通信ネットワークシステムの一実施例の構成を示すブロック図。 本発明の無線通信システムに使用する監視装置の一実施例の構成を示すブロック図。 本発明の無線通信システムに使用する中継端末の一実施例の構成を示すブロック図。 本発明の無線通信システムに使用するセンサ端末の一実施例の構成を示すブロック図。 本発明の無線通信システムの一実施例を説明するためのセンサネットワークシステムの構成図。 本発明の無線通信システムにおける無線通信試験方法において、試験開始から経路設定処理を行うまでのシーケンスの一実施例を示す図。 本発明の無線通信システムの経路設定後の経路を説明するためのセンサネットワークシステムの構成図。 本発明の無線通信システムにおける無線通信試験方法において、経路設定後の処理シーケンス動作の一実施例を示す図。 本発明の無線通信システムにおける、マルチホップ無線ネットワークシステムの透過ノードの一実施例を示す構成図。 本発明における透過ノード設定の処理動作を説明するためのシーケンスの一実施例を示す図。 本発明における、マルチホップ無線ネットワークの透過ノードの設定と設定後の構成の一実施例を示すブロック図。 本発明の無線通信試験方法において無線通信上の要不要を判定する動作の一実施例を示すシーケンス図。

符号の説明

２１：記憶部、 ２２：経路設定テーブル、 ２３：制御部、 ２４：経路設定部、 ２５：無線通信部、 ２６：電源部、 ２７：外部入出力部、 ２８：アンテナ、 ３１：記憶部、 ３２：経路設定テーブル、 ３３：制御部、 ３４：経路設定部、 ３５：無線通信部、 ３６：電源部、 ３８：アンテナ、 ４１：記憶部、 ４２：経路設定テーブル、 ４３：制御部、 ４４：経路設定部、 ４５：無線通信部、 ４６：電源部、 ４８：アンテナ、 ４９：センサ部、 １０１：監視装置、 １０２、１０２−１、１０２−２：中継端末、 １０３、１０３−１、１０３−２：センサ端末、 １０４：センサ、 １０５：ケーブル。

Claims (9)

1. センサを備え、該センサが取得したデータを送信するセンサ端末と、前記センサ端末から送信されたデータを監視装置に中継する中継端末と、前記中継端末を介して受信した前記センサ端末から送信されたデータを受信する前記監視装置とで構成され、マルチホップ無線通信を行う無線通信システムにおいて、
   前記監視装置、前記中継端末、及び前記センサ端末は、それぞれ、マルチホップネットワークを構成するための経路情報を記録する記憶部と、該記録された経路情報を参照して経路を設定する制御部とを備え、
   前記監視装置は、更に、ユーザの指示によって前記中継端末のいずれかを透過ノードとして設定するための入出力装置と、設定された前記透過ノードの設定情報を前記中継端末及び前記センサ端末に送信する透過ノード設定手段を備え、
   前記透過ノードの設定情報を受信した前記中継端末及び前記センサ端末は、自己の記憶部に記録された前記経路情報を参照して、前記透過ノードとして設定された中継端末がある場合には、当該中継端末にデータを送信しない経路設定手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。
2. 請求項１記載の無線通信システムにおいて、前記監視装置は、前記中継端末のいずれかが透過ノードとして設定された場合に、前記センサ端末から送信された前記センサが取得したデータを受信したか否かを判定する手段を備えたことを特徴とする無線通信システム。
3. 複数のノードで構成される無線通信システム試験方法であって、所定の子ノードから親ノードにマルチホップ無線通信する場合の経路情報をそれぞれのノードの経路設定テーブルに記録し、前記親ノードが送信した透過ノード情報を受信した前記複数のノードは、前記記録された経路情報を参照して、受信した前記透過ノード情報に対応するノードを経路として使用しないことを特徴とする無線通信システム試験方法。
4. 請求項３記載の無線通信システム試験方法において、前記経路として使用しないように設定した透過ノードについて、所定の子ノードからのデータが送信されるか否かに基づいて、前記透過ノードとして設定されたノードが不要か否かを判定することを特徴とする無線通信システム試験方法。
5. センサを備え、該センサが取得したデータを送信するセンサ端末と、前記センサ端末から送信されたデータを監視装置に中継する中継端末と、前記中継端末を介して受信した前記センサ端末から送信されたデータを受信する前記監視装置とで構成され、マルチホップ無線通信を行う無線通信システムの無線通信システム試験方法において、
   前記監視装置が、ユーザの指示によって前記中継端末のうちから所定の中継端末を透過ノードに設定し、透過ノード設定コマンドを生成し、前記透過ノード設定コマンドを前記中継端末に送信するステップと、
   前記中継端末が前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記透過ノード設定コマンドを前記センサ端末に送信するステップと、
   前記センサ端末が、前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、
   前記透過ノード設定コマンドを受信した前記中継端末及び前記センサ端末それぞれが、透過ノード設定処理を実行するステップと、
   前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録されている隣接ノードに、前記透過ノードに設定された中継端末が含まれている場合に、前記透過ノードに設定された中継端末以外の隣接ノードを次の中継先と決定する経路設定処理ステップと、
   前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定した経路に則り、前記中継端末に経路設定終了イベントを送信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、
   を備えたことを特徴とする無線通信システム試験方法。
6. 請求項５記載の無線通信システム試験方法において、前記監視装置が前記透過ノード設定コマンドを前記中継端末に送信するステップは、前記監視装置に記録された経路設定テーブルを参照して送信することを特徴とする無線通信システム試験方法。
7. 請求項６記載の無線通信システム試験方法において、前記透過ノード設定処理を実行するステップは、前記中継端末が透過ノードであることを、前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録するステップであることを特徴とする無線通信システム試験方法。
8. 請求項６または請求項７記載の無線通信システム試験方法において、更に、
   前記監視装置が経路設定開始コマンドをマルチキャストで送信するステップと、
   前記中継端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記経路設定開始コマンドを更にマルチキャストで送信するステップと、
   前記センサ端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、
   前記受信した前記経路設定開始コマンドがどの中継端末から送信されたかをそれぞれの前記経路設定テーブルに記録することによって、前記中継端末及び前記センサ端末が、それぞれ、経路設定処理を実行する経路設定処理ステップと、
   前記経路設定処理ステップを実行後に、前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定された経路に経路設定終了イベントを送信するステップと、
   前記中継端末が前記経路設定終了イベントを受信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、
   前記監視装置が、前記センサ端末からの経路設定終了イベントを前記中継端末を介して受信し、経路設定処理を終了する経路設定処理終了ステップと、
   を備えたことを特徴とする無線通信システム試験プログラム。
9. 前記監視装置が経路設定開始コマンドをマルチキャストで送信するステップと、
   前記中継端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記経路設定開始コマンドを更にマルチキャストで送信するステップと、
   前記センサ端末が前記経路設定開始コマンドを受信するステップと、
   前記受信した前記経路設定開始コマンドがどの中継端末から送信されたかをそれぞれの前記経路設定テーブルに記録することによって、前記中継端末及び前記センサ端末が、それぞれ、経路設定処理を実行する経路設定処理ステップと、
   前記経路設定処理ステップを実行後に、前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定された経路で経路設定終了イベントを送信するステップと、
   前記中継端末が前記経路設定終了イベントを受信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、
   前記監視装置が、前記センサ端末からの経路設定終了イベントを前記中継端末を介して受信し、経路設定処理を終了する経路設定処理終了ステップと、
   前記監視装置が、ユーザの指示によって所定の中継端末を透過ノードに設定し、透過ノード設定コマンドを生成し、前記透過ノード設定コマンドを前記経路設定処理ステップで設定された経路で前記中継端末に送信するステップと、
   前記中継端末が前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記透過ノード設定コマンドをセンサ端末に送信するステップと、
   前記センサ端末が、前記透過ノード設定コマンドを受信するステップと、
   前記透過ノード設定コマンドを受信した前記中継端末及び前記センサ端末それぞれが、前記中継端末が透過ノードであることを、前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録する透過ノード設定処理ステップと、
   前記中継端末及び前記センサ端末のそれぞれの経路設定テーブルに記録されている隣接ノードに、前記透過ノードに設定された中継端末が含まれている場合に、前記透過ノードに設定された中継端末以外の隣接ノードを次の中継先と決定する経路設定処理ステップと、
   前記センサ端末が、前記経路設定処理ステップで設定で前記中継端末に経路設定終了イベントを送信するステップと、
   前記中継端末が、受信した前記経路設定終了イベントを更に前記監視装置に送信するステップと、
   を備えたことを特徴とする無線通信システム試験プログラム。

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