JP2010057078A - ネットワーク構築システム、ネットワーク構築方法、エンドノード及び管理ノード - Google Patents

Abstract

【課題】単純なネットワーク識別情報（ＰＡＮＩＤ）の選択方法を実現する。
【解決手段】本発明のネットワーク構築システムは、少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及びネットワークの参加許可処理を行う管理ノードと、管理ノードからネットワーク識別情報を取得し、管理ノードの立ち上げたネットワークに参加要求を行い、ネットワーク識別情報を用いて管理ノードとデータ通信を行う１又は複数のエンドノードとを備え、各エンドノードが、管理ノードの生存確認を行う生存確認手段と、生存確認手段により管理ノードの切断状態を検出した場合に、改めて管理ノードのネットワークへの参加要求を指示する再起動制御手段とを有し、管理ノードが、ネットワーク切断後に再起動を行う場合、各エンドノードからの参加要求を待機した後に再起動させるものあることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ネットワーク構築システム、ネットワーク構築方法、エンドノード及び管理ノードに関し、例えば、ＺｉｇＢｅｅネットワークにおいて、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータの再起動時に、ネットワークを自動的に再構築するネットワーク構築システム及び方法、又ネットワークを構成する管理ノード及びエンドノードに適用し得るものである。

従来、ＺｉｇＢｅｅ仕様におけるネットワークを確立する方法は、非特許文献１の第３．７．１．１項に記載されている。また、ＰＡＮＩＤ（Personal Area Network ＩＤ）の取扱いについては、非特許文献１の第３２５頁第５行目〜第７行目に示されているように、「適当な無線チャネルが見つかったあと、選択した無線チャネル上で未使用のＰＡＮＩＤをランダムに選択する。」と決められている。

すなわち、ネットワークを確立する際、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータは、自身ネットワークを識別するＰＡＮＩＤをランダムに決定することが必要となる。

図２は、非特許文献１のＺｉｇＢｅｅ仕様に記載されているネットワーク確立処理を説明するシーケンスである。図２では、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータのアプリケーション層（ＡＰＬ）９１、ネットワーク層（ＮＷＫ）９２、ＭＡＣ層（ＭＡＣ）９３を示す。

まず、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータがネットワークを立ち上げるときに、アプリケーション層９１は、プリミティブNLME-NETWORK-FORMATION.requestによりネットワーク層９２に対してネットワークの立ち上げの要求を行う（ステップＳ９０１）。

これを受けて、ネットワーク層９２は、プリミティブMLME-SCAN.requestにより、ＭＡＣ層９３に対してチャネルスキャンの要求を行う（ステップＳ９０２）。

そして、ＭＡＣ層９３が、指定されたチャネルリストに対して電界強度スキャンを行い、各チャネルで受信された電波のピーク値を検出し（ステップＳ９０３）、MLME-scan.comfirmによりネットワーク層９２に通知する（ステップＳ９０４）。このとき、高いピーク値が検出されたときは、近くに存在するデバイスがそのチャネルを使用していること意味する。

ネットワーク層９２は、MLME-SCAN.requestにより、ＭＡＣ層９３に対して閾値を超えているチャネルを使用しないようにチャネルスキャンの要求を行い（ステップＳ９０５）、ＭＡＣ層９３が、アクティブスキャンを行い（ステップＳ９０６）、周辺のチャネルをMLME-scan.comfirmによりネットワーク層９２に通知する（ステップＳ９０７）。

ネットワーク層９２は、探索した周辺ネットワークとぶつからないチャネルの中から番号が最小のチャネルを選択する。また、受信したビーコンから周辺ネットワークで使用しているＰＡＮＩＤが分かるので、周辺ネットワークとぶつからないＰＡＮＩＤをランダムに決定し、さらに自身のネットワークのアドレスを決定する（ステップＳ９０８〜Ｓ９１０）。

そして、ネットワーク層９２は、ＭＡＣ層に対してMLME-START.requestを与えることで、ネットワーク動作を開始させる（ステップＳ９１１〜Ｓ９１３）。

上記のようにして、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータは、チャネル選択を行い、自身ネットワークのＰＡＮＩＤ及びアドレスを決定し、ネットワークを立ち上げることとしている。

また、ＺｉｇＢｅｅネットワークは、省消費電力、ローコスト、相互接続性などのメリットがあり、様々なシステムへの利用が期待されており、例えば自動販売機の管理システムへの利用が求められている。特許文献１及び特許文献２は、自動販売機の管理システムに関する技術が記載されている。

特開平０７−３３４７３６号公報 特開２００３−２１７００８号公報 「ＺｉｇＢｅｅ−２００６ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ ０５３４７４ｒ１３， 第３．７．１．１項 "Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｉｎｇ ａ Ｎｅｗ Ｎｅｔｗｏｒｋ"

上述したように、ＺｉｇＢｅｅ仕様では、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータが、未使用のＰＡＮＩＤを選択する具体的な詳細手続については、明記されておらず、実装に委ねられている。

例えば、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータがＰＡＮＩＤを選択する際、使用するＰＡＮＩＤの他に、１又は複数のバックアップ用のＰＡＮＩＤを予め選択することができる。これは、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータが再起動する際に、新たなＰＡＮＩＤを探索する必要がないからである。

このように、予めバックアップ用ＰＡＮＩＤを選択した親ＺｉｇＢｅｅコーディネータが再起動したときの処理について、図３を用いて説明する。

図３では、子ＺｉｇＢｅｅ８１と親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２との間で共通のＰＡＮＩＤ（ＰＡＮＩＤ＝１２３４）でネットワークを確立しているものとする。また、バックアップ用ＰＡＮＩＤをＰＡＮＩＤ＝２０００とする。

図３において、子ＺｉｇＢｅｅ８１と親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２とは、ＰＡＮＩＤ＝１２３４を使用してデータ通信を行っており（ステップＳ８０１、Ｓ８０２）、その後、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２が再起動すると切断状態となる（ステップＳ８０３）。

このとき、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２が上記のＺｉｇＢｅｅ仕様のネットワーク確立処理に従ってチャネルスキャンをすると、子ＺｉｇＢｅｅ８１が当該チャネルでＰＡＮＩＤ＝１２３４を使用しているため（ステップＳ８０４）、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２はＰＡＮＩＤ＝１２３４との重複を回避するため、バックアップ用ＰＡＮＩＤ＝２０００を選択し、その旨を宣言する（ステップＳ８０５）。

このとき、予めバックアップ用ＰＡＮＩＤを選択しているので、改めてチャネルスキャンする必要はない。

その間、子ＺｉｇＢｅｅ８１はデータ失敗を繰り返す（ステップＳ８０６）。子ＺｉｇＢｅｅ８１は親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２の切断状態を認識し、切断状態になる（ステップＳ８０７）。

切断状態の認識後、子ＺｉｇＢｅｅ８１は、再びネットワークへの参加を試み、ＮＷ発見シーケンスを開始し（ステップＳ８０８）、ＰＡＮＩＤ＝２０００の存在を確認する（ステップＳ８０９）。そして、子ＺｉｇＢｅｅ８１は、ＰＡＮＩＤ＝２０００でＪＯＩＮシーケンスを行う（ステップＳ８１０）。

これにより、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２は接続完了し（ステップＳ８１１）、ＪＯＩＮ成功メッセージを子ＺｉｇＢｅｅ８１に送信し（ステップＳ８１２）、子ＺｉｇＢｅｅ８１も接続を完了する（ステップＳ８１３）。

しかしながら、図３に示すシーケンスを適用する場合、子ＺｉｇＢｅｅ８１は、使用するＰＡＮＩＤ＝１２３４の他に、バックアップ用ＰＡＮＩＤ＝２０００を保持し、知っておく必要がある。

また、図示しない別の子ＺｉｇＢｅｅが、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２の再起動を未だ認識できず、元のＰＡＮＩＤ＝１２３４でデータ送信をトライしている場合、ＰＡＮＩＤ＝１２３４とＰＡＮＩＤ＝２０００が使用されている状態となる。従って、この場合、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ８２が、この別の子ＺｉｇＢｅｅとネットワークを構築するためには、ＰＡＮＩＤ＝２０００とは別のバックアップ用ＰＡＮＩＤが必要となってしまう。勿論、この場合、それぞれの子ＺｉｇＢｅｅは、全てのバックアップ用ＰＡＮＩＤを保持し、知っておく必要がある。

そこで、本発明は、単純で効率的なネットワーク識別情報（ＰＡＮＩＤ）の選択方法を行うことができるネットワーク構築システム、ネットワーク構築方法、エンドノード及び管理ノードを提供するものである。

かかる課題を解決するために、第１の本発明のネットワーク構築システムは、少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及びネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段とを備える管理ノードと、管理ノードからネットワーク識別情報を取得し、管理ノードの立ち上げたネットワークに参加要求を行うネットワーク参加要求手段と、管理ノードから参加許可を受けた後、ネットワーク識別情報を用いて管理ノードとデータ通信を行う通信手段とを備える１又は複数のエンドノードとを備え、各エンドノードが、管理ノードの生存確認を行う生存確認手段と、生存確認手段により管理ノードの切断状態を検出した場合に、ネットワーク参加要求手段に対して改めて管理ノードのネットワークへの参加要求を指示する再起動制御手段とを有し、ネットワーク構築手段が、管理ノードのネットワーク切断後に再起動を行う場合、決定されたネットワーク識別情報を再び用いて、各エンドノードからの参加要求を期待して、管理ノードの再起動を行うことを特徴とする。

第２の本発明のネットワーク構築方法は、少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及びネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段とを備える管理ノードと、管理ノードからネットワーク識別情報を取得し、管理ノードの立ち上げたネットワークに参加要求を行うネットワーク参加要求手段と、管理ノードから参加許可を受けた後、ネットワーク識別情報を用いて管理ノードとデータ通信を行う通信手段とを備える１又は複数のエンドノードとを備え、各エンドノードが、管理ノードの生存確認を行う生存確認工程と、生存確認工程により管理ノードの切断状態を検出した場合に、ネットワーク参加要求手段に対して改めて管理ノードのネットワークへの参加要求を指示する再起動制御工程とを有し、ネットワーク構築手段は、管理ノードのネットワーク切断後に再起動を行う場合、既に決定されたネットワーク識別情報を再度用いて、各エンドノードからの参加要求を期待して再起動することを特徴とする。

第３の本発明のエンドノードは、少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及びネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段とを備える管理ノードとデータ通信するエンドノードにおいて、管理ノードからネットワーク識別情報を取得し、管理ノードが立ち上げたネットワークに参加要求を行うネットワーク参加要求手段と、管理ノードからの参加許可を受けた後、ネットワーク識別情報を用いて管理ノードとデータ通信を行う通信手段と、管理ノードの生存確認を行う生存確認手段と、生存確認手段により管理ノードの切断状態を検出した場合に、ネットワーク参加要求手段に対して改めて管理ノードのネットワークへの参加要求を指示する再起動制御手段とを備えることを特徴とする。

第４の本発明の管理ノードは、少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及びネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段とを備える管理ノードにおいて、ネットワーク構築手段が、管理ノードのネットワーク切断後に再起動を行う場合、各エンドノードからの参加要求を期待して、決定されたネットワーク識別情報を再び用いて、再起動することを特徴とする。

本発明によれば、単純で効率的なネットワーク識別情報（ＰＡＮＩＤ）の選択方法を行うことができる。

（Ａ）第１の実施形態
以下では、本発明のネットワーク構築システム、ネットワーク構築方法、エンドノード及び管理ノードの第１の実施形態について図面を参照しながら説明する。

第１の実施形態は、本発明を利用したＺｉｇＢｅｅデバイスを用いて、自動販売機の管理を行う実施形態を例示して説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
（Ａ−１−１）自動販売機の管理システムの構成
図４は、第１の実施形態の自動販売機の管理システムの構成を示す構成図である。図４に示すように、第１の実施形態の自動販売機の管理システム１０は、複数の自動販売機３−１〜３−Ｎ（Ｎは正の整数）、管理自動販売機４を有して構成される。

複数の自動販売機３−１〜３−Ｎには、それぞれ子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎが搭載されており、管理自動販売機４には、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２が搭載されている。

ここで、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は、自身ネットワーク（ＰＡＮ）を全体的に管理する管理ノードである。１つのネットワーク（ＰＡＮ）には、１つのコーディネータしか存在せず、ネットワーク（ＰＡＮ）の立ち上げは親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２が行う。

また、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎは、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２と交信するエンドノードである。

管理自動販売機４は、通常の自動販売機であるが、ネットワークを通じて、管理下にある各自動販売機３−１〜３−Ｎから自動販売機に関する管理情報を収集し、各種管理情報を管理するものである。

なお、第１の実施形態では、管理自動販売機４が自動販売機３−１〜３−Ｎの管理情報を管理する場合を例示するが、管理サーバが自動販売機３−１〜３−Ｎの管理情報を管理するようにしてもよい。

図５は、第１の実施形態の自動販売機３−１〜３−Ｎ及び４の構成を説明する構成図である。なお、図５では自動販売機に共通する構成を説明するため、説明便宜上、自動販売機５と表示して説明する。

図５において、自動販売機５の構成としては、自販機制御部５１、商品補充棚５３、取り出し部５４、商品陳列部５５、操作ボタン部５６、売り切れ表示部５７を少なくとも有する。

自販機制御部５１は、操作ボタン部５６及び売り切れ表示部と接続しており、提供する商品の自動販売処理を制御するものである。自販機制御部５１による自動販売処理については、既存の技術を広く適用することができるので、ここでの詳細な説明は省略するが、例えば、利用者に押下された操作ボタン５６から操作信号を受け取ると、対応する商品補充棚５３に対して商品の取り出し指示を与えるものである。

また、自販機制御部５１は、例えば、商品の補充数や販売数や売り上げや欠品等の販売管理情報や、自動販売機５の温度管理情報、自動販売処理が正常に稼動しているか否かの管理情報などを管理するものである。

さらに、自販機制御部５１は、ＺｉｇＢｅｅノード１又は２と接続している。ここで、ＺｉｇＢｅｅノード１又は２との接続は、特に限定されないが、例えばＲＳ−２３２Ｃなどによる接続を適用できる。

自動販売機３−１〜３−Ｎの場合、自販機制御部５１は、周期的に、自身が管理している上記の管理情報をＺｉｇＢｅｅノード（子ＺｉｇＢｅｅに相当）１に与えるものである。また管理自動販売機４の場合、自販機制御部５１は、ＺｉｇＢｅｅノード（親ＺｉｇＢｅｅコーディネータに相当）２が受信した管理下の自動販売機３−１〜３−Ｎの管理情報を受け取り、各管理情報を各管理下の自動販売機３−１〜３−Ｎ毎に管理する。

商品補充棚５３は、提供する商品を補充する棚であり、自販機制御部５１から取り出し指示を受けると、補充されている商品を取り出し部５４に送り出すものである。

取り出し部５４は、利用者が選択した商品を商品補充棚５３から送り出すものであり、商品陳列棚５５は、販売する商品サンプルを陳列する棚である。

操作ボタン部５６は、商品陳列棚５６に陳列される各商品に対応付けて設けられており、商品購入を希望する利用者により押下されるものであり、利用者に押下されると、操作信号を自販機制御部５１に与えるものである。

売り切れ表示部５７は、自販機制御部５１の制御を受けて、商品の売り切れを表示するものである。

（Ａ−１−２）ＺｉｇＢｅｅノードの構成
次に、ＺｉｇＢｅｅノードの内部構成について図面を参照して説明する。図６は、自動販売機３−１〜３−Ｎが接続する子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎの内部構成であり、図７は、管理自動販売機４が接続する親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の内部構成である。

図６に示すように、子ＺｉｇＢｅｅ１（１−１〜１−Ｎ）の内部構成は、通信部１１、ネットワーク管理部１２、自販機接続部２３を少なくとも有するものである。

通信部１１は、所定の通信方式（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４）に従って、通信信号の送受信を行うものであり、自販機接続部１３から自動販売機３−１〜３−Ｎの管理情報を受け取ると、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２に送信するものである。

自販機接続部１３は、接続する自動販売機３−１〜３−Ｎとの間で、送信情報の送受信を行うものである。

ネットワーク管理部１２は、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２との間のネットワーク接続管理を行うものである。図６に示すように、ネットワーク管理部１２は、その主な機能として、ネットワーク参加処理部１２１、ネットワークアドレス管理部１２２、再起動制御部１２３、ヘルスチェック部１２４を少なくとも有する。

ネットワーク参加処理部１２１は、ＺｉｇＢｅｅ仕様に従って、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２のネットワークを発見して、ネットワークに参加する処理を行うものである。ここで、ネットワーク参加処理部１２１によるネットワーク参加処理は、ＺｉｇＢｅｅ仕様に従った既存の技術を適用することができるので、ここでの詳細な説明は省略する。

ネットワークアドレス管理部１２２は、ネットワーク参加処理部１２１によりネットワークへの参加が成功すると、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２のＰＡＮＩＤ及びアドレスを管理するものである。

再起動制御部１２３は、自身（該子ＺｉｇＢｅｅ１）のネットワーク接続後、後述するヘルスチェック部１２４が親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を検出すると、ネットワークとの切断処理を行い、ネットワーク参加処理部１２１に対して再起動を指示するものである。

ヘルスチェック部１２４は、周期的に、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２が起動しているか否かを確認するものである。ヘルスチェック部１２４による処理としては、種々の方法を適用できるが、例えば、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２に対してヘルスチェック信号（例えば、Ping信号）を送信し、所定時間内に、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２から応答信号の返信があれば親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は生存をしていると判断し、所定時間内に返信がなければ親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は切断状態であると判断する方法を適用できる。

また、ヘルスチェックの周期は、システム運用や子ＺｉｇＢｅｅの参加数などに応じて決めることができるが、例えば１０分毎にヘルスチェック信号を送信することができる。ＺｉｇＢｅｅシステムの特徴は省消費電力やローコスト等であることから、通常の通信システムよりもヘルスチェックの間隔を長くすることができる。

図７に示すように、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の内部構成は、通信部２１、ネットワーク管理部２２、自販機接続部２３を少なくとも有するものである。

通信部２１は、所定の通信方式（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４）に従って、通信信号の送受信を行うものであり、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎから受信した自動販売機３−１〜３−Ｎの管理情報を、自販機接続部２３を介して自販機制御部５１に与えるものである。

自販機接続部２３は、接続する自動販売機３−１〜３−Ｎとの間で、通信部２１から受け取った自動販売機３−１〜３−Ｎの管理情報を自販機制御部５１に与えるものである。

ネットワーク管理部２２は、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎとの間でネットワーク接続管理を行うものである。図７に示すように、ネットワーク管理部２２は、その主な機能として、ネットワーク構築部２２１、ネットワークアドレス管理部２２２、再起動タイミング制御部２２３、ヘルスチェック応答部２２４を少なくとも有するものである。

ネットワーク構築部２２１は、ＺｉｇＢｅｅ仕様に従って、自身ネットワークを構築するものである。また、ネットワーク構築部２２１は、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎからの参加要求に対して参加許可処理を行うものである。ネットワーク構築部２２１の処理は、ＺｉｇＢｅｅ仕様に従った既存の技術を適用することができるので、ここでの詳細な説明は省略する。

また、ネットワーク構築部２２１は、自身（親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２）のネットワーク切断後に再起動を行う場合、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−ＮがＰＡＮＩＤを解放し、その後、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎからからの参加要求を待機した後に再起動させるものである。

具体的には、ネットワーク構築部２２１は、後述する再起動タイミング制御部２２３から、再起動処理を開始するタイミングの制御を受けて再起動を行う。そして、再起動したときに、それまで使用したＰＡＮＩＤが空き状態の場合に、ネットワーク構築部２２１は、当該ＰＡＮＩＤを宣言し、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−ＮからのＪＯＩＮを待機し、当該子ＺｉｇＢｅｅとの接続を完了させる。

ネットワークアドレス管理部２２２は、ネットワーク構築部２２１により構築した自身ネットワークのＰＡＮＩＤ及びアドレスを管理するものである。

再起動タイミング制御部２２３は、自身（該親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２）のネットワーク切断後、所定周期により、自身（該親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２）が再起動処理を開始するタイミングを制御するものである。

これにより、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の再起動処理の開始を所定時間だけ待機させることができる。その結果、ヘルスチェックにより親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎに認識させることができるので、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎでの再起動処理を促すことができる。

ＺｉｇＢｅｅネットワークでは、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２が、自身（親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ）の切断状態を子ＺｉｇＢｅｅ１に知らせる方法がないので、上記のように、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の再起動処理の開始を待機させて、子ＺｉｇＢｅｅ１に親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を認識させることが重要となる。

ここで、再起動処理を開始するタイミング周期は、システム運用等に応じて決定することができるが、例えば５分毎とすることができる。このように、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎのヘルスチェック周期よりも短くすることにより、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎのネットワーク発見シーケンスの開始（再起動）を確認する機会を増やすことができる。

また、再起動タイミング制御部２２３は、タイミング周期を可変調整できるようにしてもよい。例えば、子ＺｉｇＢｅｅの数が多くなるにつれ、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２のチャネルスキャンの回数を増やすことが必要であるから、タイミング周期が短くなるように変更してもよい。

このタイミング周期の変更の仕方としては、例えば、予め子ＺｉｇＢｅｅの数とこれに応じたタイミング周期とを対応付けたテーブルを用意しておき、このテーブルを参照しながらタイミング周期を決定する方法を適用できる。また、子ＺｉｇＢｅｅ数に応じてタイミング周期を短くする所定の演算式を用いてもよい。

ヘルスチェック応答部２２４は、子ＺｉｇＢｅｅ１−１〜１−Ｎから受信したヘルスチェック信号に対する応答信号を返信するものである。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態のネットワークの再構築処理の動作について図面を参照しながら説明する。

図１は、子ＺｉｇＢｅｅ１と親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２との間で確立したネットワークにおいて、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２のネットワーク切断後、ネットワークを再構築するときの処理を示すシーケンスである。

また、図８は、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２におけるネットワーク再構築処理の動作を示すフローチャートであり、図９は、子ＺｉｇＢｅｅ１におけるネットワーク参加処理の動作を示すフローチャートである。

図１では、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２がＰＡＮＩＤ＝１２３４とする自身のネットワークを構築しており、子ＺｉｇＢｅｅ１がこのネットワークに参加し、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２との間でデータ通信している。

子ＺｉｇＢｅｅ１は、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の生存を確認するために、定期的にヘルスチェックを行い（ステップＳ１０１、図９のステップＳ３０１）、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の生存を確認しながら（ステップＳ１０２、図９のステップＳ３０２）、ＰＡＮＩＤ＝１２３４を使用してデータ通信を行う（ステップＳ１０３及びＳ１０４）。

その後、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２が切断状態になり（ステップＳ１０５）、再度ネットワークを立ち上げるために、ＺｉｇＢｅｅ仕様のネットワーク確立処理に従ってネットワーク構築開始処理（再起動処理）を行う（ステップＳ１０６、図８のステップＳ２０１）。

ネットワーク確立処理を行う親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は、チャネルチェックの際に、それまで直前まで使用していたＰＡＮＩＤ＝１２３４が空いているかどうかを判断する（ステップＳ１０７）。

子ＺｉｇＢｅｅ１は親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を認識しておらず、ＰＡＮＩＤ＝１２３４を用いてデータ通信しているので衝突が生じ得る（ステップＳ１０８）。

このとき、図８のように、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は、ＰＡＮＩＤ＝１２３４が使用中であると判断するので（ステップＳ２０２）、再起動タイミング制御部２２３により所定時間だけ再起動開始のタイミングを取り（ステップＳ２０３）、所定のタイミング期間経過後、再起動開始を指示して（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０１に戻り、再度ネットワーク構築開始処理を繰り返す。

図１のステップＳ１０９〜ステップＳ１１１では、再度ネットワーク構築開始処理を行う親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２がチャネルチェックをするが、この時点でも子ＺｉｇＢｅｅ１が親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を認識しておらず、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８と同様に衝突が生じ得、再度親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は再起動開始のタイミングを取る。

そして、子ＺｉｇＢｅｅ１は親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２のヘルスチェックを行い（ステップＳ１１２）、所定時間内に応答信号の返信がないことを判断して、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を認識し（ステップＳ１１３）、再起動処理を行う（ステップＳ１１４）。

ここで、子ＺｉｇＢｅｅ１における再起動処理については、図９のように、子ＺｉｇＢｅｅ１が親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を認識すると（ステップＳ３０２）、ネットワーク参加処理を実行し、ＺｉｇＢｅｅ仕様によるネットワーク発見シーケンス処理を開始する（ステップＳ３０３、図１のステップＳ１１５）。

一方、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２では、所定のタイミング期間経過後、再起動を開始する（ステップＳ１１６、Ｓ１１７）。

このとき、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２の切断状態を認識した子ＺｉｇＢｅｅ１はＰＡＮＩＤ＝１２３４を使用したデータ通信を行っていないから、図８のように、ＰＡＮＩＤ＝１２３４が空き状態であることを親ＺｉｇＢｅｅコーディナータ２は判断し（ステップＳ２０２）、ＰＡＮＩＤ＝１２３４を宣言して（ステップＳ２０５）、子ＺｉｇＢｅｅ１からのＪＯＩＮ待ちを行う（ステップＳ２０６）。

また、子ＺｉｇＢｅｅ１は、ＺｉｇＢｅｅ仕様のネットワーク発見シーケンスにより親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２を発見すると（ステップＳ３０４）、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２へのＪＯＩＮ処理を行う（ステップＳ３０５）。なお、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２を発見しない場合、再起動を開始し、ネットワーク発見シーケンスの処理を繰り返す。

そして、図１に示すように、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２が子ＺｉｇＢｅｅ１からＰＡＮＩＤ＝１２３４を使用したＪＯＩＮシーケンスを受けると（ステップＳ１１９）、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２は、子ＺｉｇＢｅｅ１とのネット接続を完了し（ステップＳ１２０）、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２が子ＺｉｇＢｅｅ１にＪＯＩＮ完了を通知することで（ステップＳ１２１）、子ＺｉｇＢｅｅ１も親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ２とのネットワーク接続を完了する（ステップＳ１２２）。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
以上のように、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータの再起動時は、ネットワークに使用するＰＡＮＩＤ＝ＸＸＸＸが子供ＺｉｇＢｅｅに使用されているため、ネットワーク構築処理をせずに、一定時間タイミングをとって再起動する。そのうち、子供ＺｉｇＢｅｅが、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータとの切断状態を検知し、再起動するため、ＰＡＮＩＤ＝ＸＸＸＸが未使用状態になり、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータがＺｉｇＢｅｅネットワークを構築でき、子供ＺｉｇＢｅｅがネットワークに再ＪＯＩＮできる。

その結果、第１の実施形態によれば、ＰＡＮＩＤ衝突時の複雑なＰＡＮＩＤ選択処理（予め子供ＺｉｇＢｅｅと取り決めたバックアップ用の複数のＰＡＮＩＤの選択）が単純化できる。

（Ｂ）他の実施形態
第１の実施形態で説明した子ＺｉｇＢｅｅ及び親ＺｉｇＢｅｅコーディネータのそれぞれにおける処理機能は、ソフトウェア処理により実現することができる。例えば、各ＺｉｇＢｅｅノードのハードウェア構成は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を有して構成され、ＣＰＵが、ＲＯＭに格納される処理プログラムを必要なデータを用いて実行することにより、上述した各種機能は実現される。

本発明はＺｉｇＢｅｅ仕様に従ったネットワーク構築システムにおいて特に有効であるが、ＺｉｇＢｅｅ仕様に限定されるものではなく、広く適用することができる。

第１の実施形態において、子ＺｉｇＢｅｅと親ＺｉｇＢｅｅコーディネータとの間で確立したネットワークにおいて、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータのネットワーク切断後、ネットワークを再構築するときの処理を示すシーケンスである。 非特許文献１のＺｉｇＢｅｅ仕様に記載されているネットワーク確立処理を説明するシーケンスである。 従来技術において、予めバックアップ用ＰＡＮＩＤを選択した親ＺｉｇＢｅｅコーディネータが再起動したときの処理を示すシーケンスである。 第１の実施形態の自動販売機の管理システムの構成を示す構成図である。 第１の実施形態の自動販売機の構成を説明する構成図である。 第１の実施形態において、子ＺｉｇＢｅｅの内部構成を示す内部構成図である。 第１の実施形態において、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータの内部構成を示す内部構成図である。 第１の実施形態において、親ＺｉｇＢｅｅコーディネータのネットワーク再構築処理の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態において、子ＺｉｇＢｅｅのネットワーク参加処理の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１（１−１〜１−Ｎ）…子ＺｉｇＢｅｅ、１１…通信部、１２…ネットワーク管理部、１２１…ネットワーク参加処理部、１２２…ネットワークアドレス管理部、１２３…再起動制御部、１２４…ヘルスチェック部、
２…親ＺｉｇＢｅｅコーディネータ、２１…通信部、２２…ネットワーク管理部、２２１…ネットワーク構築部、２２２…ネットワークアドレス管理部、２２３…再起動タイミング制御部、２２４…ヘルスチェック応答部。

Claims (6)

1. 少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及び当該ネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、上記ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段とを備える管理ノードと、
   上記管理ノードから上記ネットワーク識別情報を取得し、上記管理ノードの立ち上げたネットワークに参加要求を行うネットワーク参加要求手段と、上記管理ノードから参加許可を受けた後、上記ネットワーク識別情報を用いて上記管理ノードとデータ通信を行う通信手段とを備える１又は複数のエンドノードと
   を備え、
   上記各エンドノードが、
   上記管理ノードの生存確認を行う生存確認手段と、
   上記生存確認手段により上記管理ノードの切断状態を検出した場合に、上記ネットワーク参加要求手段に対して改めて上記管理ノードのネットワークへの参加要求を指示する再起動制御手段とを有し、
   上記ネットワーク構築手段が、上記管理ノードのネットワーク切断後に再起動を行う場合、上記決定されたネットワーク識別情報を再び用いて、上記各エンドノードからの参加要求を期待して、上記管理ノードの再起動を行う
   ことを特徴とするネットワーク構築システム。
2. 上記管理ノードが、上記ネットワーク構築手段の再起動タイミングを制御する再起動タイミング制御手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のネットワーク構築システム。
3. 上記再起動タイミング制御手段が制御する上記再起動タイミングは可変であることを特徴とする請求項２に記載のネットワーク構築システム。
4. 少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及び当該ネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、上記ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段とを備える管理ノードと、
   上記管理ノードから上記ネットワーク識別情報を取得し、上記管理ノードの立ち上げたネットワークに参加要求を行うネットワーク参加要求手段と、上記管理ノードから参加許可を受けた後、上記ネットワーク識別情報を用いて上記管理ノードとデータ通信を行う通信手段とを備える１又は複数のエンドノードと
   を備え、
   上記各エンドノードが、
   上記管理ノードの生存確認を行う生存確認工程と、
   上記生存確認工程により上記管理ノードの切断状態を検出した場合に、上記ネットワーク参加要求手段に対して改めて上記管理ノードのネットワークへの参加要求を指示する再起動制御工程とを有し、
   上記ネットワーク構築手段は、上記管理ノードのネットワーク切断後に再起動を行う場合、既に決定されたネットワーク識別情報を再度用いて、上記各エンドノードからの参加要求を期待して再起動すること
   を特徴とするネットワーク構築方法。
5. 少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及び当該ネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、上記ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段とを備える管理ノードとデータ通信するエンドノードにおいて、
   上記管理ノードから上記ネットワーク識別情報を取得し、上記管理ノードが立ち上げたネットワークに参加要求を行うネットワーク参加要求手段と、
   上記管理ノードからの参加許可を受けた後、上記ネットワーク識別情報を用いて上記管理ノードとデータ通信を行う通信手段と、
   上記管理ノードの生存確認を行う生存確認手段と、
   上記生存確認手段により上記管理ノードの切断状態を検出した場合に、上記ネットワーク参加要求手段に対して改めて上記管理ノードのネットワークへの参加要求を指示する再起動制御手段と
   を備えることを特徴とするエンドノード。
6. 少なくともネットワーク識別情報を決定して、ネットワークの立ち上げ処理及び当該ネットワークの参加許可処理を行うネットワーク構築手段と、
   上記ネットワーク識別情報を用いてデータ通信を行う通信手段と
   を備える管理ノードにおいて、
   上記ネットワーク構築手段が、上記管理ノードのネットワーク切断後に再起動を行う場合、上記各エンドノードからの参加要求を期待して、前記決定されたネットワーク識別情報を再び用いて、再起動する
   ことを特徴とする管理ノード。

Images