JP2010252225A - ワイヤレスメッシュルータ、ワイヤレスネットワークシステムおよびエネルギー協調制御方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】メッシュ型ネットワークを構成する各ワイヤレスメッシュルータの電池の消耗を防止し、ルータとしての機能停止を防ぐワイヤレスメッシュルータを提供する。
【解決手段】エネルギー協調制御エンジン5は、太陽電池2の発電電力Ppvがあらかじめ定めた第1の電力閾値Ppv1よりも少なく、かつ、二次電池3の残容量Brestがあらかじめ定めた第1の残容量閾値B1よりも少なくなった場合、エンドノード9との間で無線信号を送受信する無線装置4の無線出力Pwを、定格出力値Pw0よりも低い値としてあらかじめ定めた第1の低出力値Pw1に設定する。無線装置4の無線出力Pwが太陽電池2の発電電力Ppvよりも大きく、かつ、二次電池3の残容量Brestがあらかじめ定めた第2の残容量閾値B2以下に減少した場合、無線装置4の無線出力Pwを、定格出力値Pw0よりも低い値としてあらかじめ定めた第2の低出力値Pw2に設定する。
【選択図】図1
【解決手段】エネルギー協調制御エンジン5は、太陽電池2の発電電力Ppvがあらかじめ定めた第1の電力閾値Ppv1よりも少なく、かつ、二次電池3の残容量Brestがあらかじめ定めた第1の残容量閾値B1よりも少なくなった場合、エンドノード9との間で無線信号を送受信する無線装置4の無線出力Pwを、定格出力値Pw0よりも低い値としてあらかじめ定めた第1の低出力値Pw1に設定する。無線装置4の無線出力Pwが太陽電池2の発電電力Ppvよりも大きく、かつ、二次電池3の残容量Brestがあらかじめ定めた第2の残容量閾値B2以下に減少した場合、無線装置4の無線出力Pwを、定格出力値Pw0よりも低い値としてあらかじめ定めた第2の低出力値Pw2に設定する。
【選択図】図1
Description
本発明は、ワイヤレスメッシュルータ、ワイヤレスネットワークシステムおよびエネルギー協調制御方法に関し、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムおよび該ワイヤレスネットワークシステムに用いられるワイヤレスメッシュルータ並びに該ワイヤレスメッシュルータの電源を制御するエネルギー協調制御方法に関する。
メッシュ型のネットワークを構成する無線規格に、非特許文献1に記載されているようなZigBee規格がある。ZigBee規格は、消費電力が小さいため、数ヶ月から数年の間、電池のみによる駆動が可能であり、最大で65,535台のノード(ワイヤレスメッシュルータ)を接続し、メッシュ型のネットワークを構築することが可能である。
高橋 広昭:「ワイヤレス・ネットワークZigBeeの可能性を探る」;トランジスタ技術,2008年3月号、p.159−170
しかし、ZigBee規格は、乾電池による駆動が可能であるが、通信距離が最大でも約30m程度しかなく、また、通信速度も最大で250kbpsしかないため、用途は、家庭内における電子機器や照明などの制御や、屋外においては位置情報の把握などの限られた用途に用いられ、画像や音声などの大容量データを高速で通信する場合には適さない。
本発明は、前述したZigBee規格のような従来のメッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構築するための無線規格の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、画像や音声などの大容量データを高速で通信するために必要となる速度を有する無線LANによってメッシュ型のネットワークシステムを構築するための各ワイヤレスメッシュルータに備えられている電池の消耗を防止し、ルータとしての機能の停止を防ぐことが可能なワイヤレスメッシュルータ、ワイヤレスネットワークシステムおよびエネルギー協調制御方法を提供することにある。
本発明は、前述の課題を解決するために、以下のごとき各技術手段から構成されている。
第1の技術手段は、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた第1の電力閾値よりも少なく、かつ、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第1の残容量閾値よりも少なくなった場合、前記無線装置の無線出力を、定格出力値よりも低い値としてあらかじめ定めた第1の低出力値に設定することを特徴とする。
第2の技術手段は、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記無線装置の無線出力が前記太陽電池の発電電力よりも大きく、かつ、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第2の残容量閾値以下に減少した場合、前記無線装置の無線出力を、定格出力値よりも低い値としてあらかじめ定めた第2の低出力値に設定するか、あるいは、前記無線装置の無線出力が前記太陽電池の発電電力よりも大きくなった場合、当該ワイヤレスメッシュルータに接続されている前記エンドノードの接続台数を、前記無線装置の無線出力が前記太陽電池の発電電力よりも少なくなる接続台数に制限することを特徴とする。
第3の技術手段は、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力が前記無線装置の定格出力値またはあらかじめ定めた最大出力値よりも大きい場合、前記発電電力から前記定格出力値または前記最大出力値を差し引いた余剰電力によって前記二次電池を充電することを特徴とする。
第4の技術手段は、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、インターネットを介してWebサイトより、当該ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報を取得し、該天気予報情報に基づいて、今後あらかじめ定めた第1の経過時間の間、前記太陽電池の発電電力が得られないと予測された場合、前記無線装置の無線出力を、前記第1の経過時間に達した時点で、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第2の残容量閾値まで減少する場合の消費電力と等しくなる無線出力値に設定することを特徴とする。
第5の技術手段は、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力が前記無線装置の定格出力値以下に少なくなった場合、インターネットを介してWebサイトより、当該ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報を取得し、該天気予報情報に基づいて、前記太陽電池の発電電力が前記無線装置の定格出力値と等しくなる経過時間を予測し、前記無線装置の無線出力を、前記経過時間に達した時点で、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第3の残容量閾値に達する場合の消費電力と等しくなる無線出力値に設定することを特徴とする。
第6の技術手段は、前記第1ないし第5の技術手段のいずれかに記載のワイヤレスメッシュルータにおいて、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた第3の電力閾値よりも大きいか否か、インターネットのWebサイトより取得した当該ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報に基づいて予測される今後あらかじめ定めた第2の経過時間の間の前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた発電量期待値よりも大きいか否か、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第4の残容量閾値よりも大きいか否か、当該ワイヤレスメッシュルータに接続されている前記エンドノードの接続台数があらかじめ定めた台数閾値よりも少ないか否かまたは前記無線装置の消費電力があらかじめ定めた消費電力閾値よりも少ないか否か、の4つの条件のうち、条件を満たす個数に応じて、前記電源部の状態の良好な順番を示す値としてレベル分けされたレベル番号を設定し、設定した前記レベル番号を、あらかじめ定めた範囲内の周辺のワイヤレスメッシュルータとの間で交換し合うことにより、自ワイヤレスメッシュルータのみならず、前記周辺のワイヤレスメッシュルータをも含む各ワイヤレスメッシュルータそれぞれに関する前記レベル番号を取得し、取得した各ワイヤレスメッシュルータの前記レベル番号に基づいて、最も良好な電源部の状態にある前記レベル番号からなるルートを、パケットを転送すべきルートとして決定することを特徴とする。
第7の技術手段は、前記第1ないし第6の技術手段のいずれかに記載のワイヤレスメッシュルータにおいて、前記エネルギー協調制御エンジンを当該ワイヤレスメッシュルータ内に備える代わりに、インターネットのサーバ上に、前記エネルギー協調制御エンジンと同等の機能を有するエネルギー協調制御部を備え、当該ワイヤレスメッシュルータは、あらかじめ定めた周期ごとに、前記太陽電池の発電電力、前記二次電池の残容量、接続されている前記エンドノードの接続台数に関する情報を前記サーバ上の前記エネルギー協調制御部に送信し、かつ、前記サーバ上の前記エネルギー協調制御部からの前記電源部や前記無線装置に対する制御指示および/またはパケットの転送ルートに関する情報を受信することを特徴とする。
第8の技術手段は、ワイヤレスメッシュルータを用いてメッシュ型のネットワークを構築するワイヤレスネットワークシステムにおいて、前記ワイヤレスメッシュルータが前記第1ないし第7の技術手段のいずれかに記載のワイヤレスメッシュルータからなっていることを特徴とする。
第9の技術手段は、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータのエネルギーを制御するエネルギー協調制御方法であって、前記ワイヤレスメッシュルータが、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部とを少なくとも備えている場合に、前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた第1の電力閾値よりも少なく、かつ、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第1の残容量閾値よりも少なくなった場合、前記無線装置の無線出力を、定格出力値よりも低い値としてあらかじめ定めた第1の低出力値に設定することを特徴とする。
第10の技術手段は、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータのエネルギーを制御するエネルギー協調制御方法であって、前記ワイヤレスメッシュルータが、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部とを少なくとも備えている場合に、インターネットを介してWebサイトより、前記ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報を取得し、該天気予報情報に基づいて、今後あらかじめ定めた第1の経過時間の間、前記太陽電池の発電電力が得られないと予測された場合、前記無線装置の無線出力を、前記第1の経過時間に達した時点で、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第2の残容量閾値まで減少する場合の消費電力と等しくなる無線出力値に設定することを特徴とする。
本発明のワイヤレスメッシュルータ、ワイヤレスネットワークシステムおよびエネルギー協調制御方法によれば、ワイヤレスメッシュルータの電源として、商用電力によらず、太陽電池と二次電池のみを用いて構成する場合であっても、エネルギー協調制御によって消費電力を制御することにより、安定したワイヤレスメッシュルータの運用が可能となるとともに、該ワイヤレスメッシュルータを用いて構成するワイヤレスネットワークシステムについても、安定したワイヤレスネットワークシステムの運用が可能となる。
以下に、本発明に係るワイヤレスメッシュルータ、ワイヤレスネットワークシステムおよびエネルギー協調制御方法の好適な実施形態について、その一例を、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明においては、本発明によるワイヤレスメッシュルータおよびワイヤレスネットワークシステム並びに前記ワイヤレスメッシュルータのエネルギーを制御するエネルギー協調制御方法について説明するが、かかるエネルギー協調制御方法をコンピュータにより実行可能なエネルギー協調制御プログラムとして実施するようにしても良いし、さらに、かかるエネルギー協調制御プログラムをコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録するようにしても良いことは言うまでもない。
(本発明の概要)
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。画像や音声などの大容量データを高速で通信するために必要とする速度を有する無線LANによって、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構築する際に、構成要素として適用されるワイヤレスメッシュルータの電源部を商用電力ではなく太陽電池と二次電池とによって構成するとともに、該ワイヤレスメッシュルータにおける電源部の制御(二次電池の充放電制御)やワイヤレスメッシュルータのルーティング制御を、当該ワイヤレスメッシュルータの二次電池、太陽電池の使用状態やエンドノード(例えば携帯情報端末等の通信端末)の接続台数(またはワイヤレスメッシュルータの消費電力)に基づいて、さらには、場合によっては、周辺のワイヤレスメッシュルータにおける二次電池、太陽電池の使用状態やエンドノードの接続台数(またはワイヤレスメッシュルータの消費電力)をも勘案して、行うことを特徴としている。
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明の特徴についてその概要をまず説明する。画像や音声などの大容量データを高速で通信するために必要とする速度を有する無線LANによって、メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構築する際に、構成要素として適用されるワイヤレスメッシュルータの電源部を商用電力ではなく太陽電池と二次電池とによって構成するとともに、該ワイヤレスメッシュルータにおける電源部の制御(二次電池の充放電制御)やワイヤレスメッシュルータのルーティング制御を、当該ワイヤレスメッシュルータの二次電池、太陽電池の使用状態やエンドノード(例えば携帯情報端末等の通信端末)の接続台数(またはワイヤレスメッシュルータの消費電力)に基づいて、さらには、場合によっては、周辺のワイヤレスメッシュルータにおける二次電池、太陽電池の使用状態やエンドノードの接続台数(またはワイヤレスメッシュルータの消費電力)をも勘案して、行うことを特徴としている。
つまり、本発明は、ワイヤレスメッシュルータの二次電池の現在の残容量、太陽電池の現在の発電量、現在接続されているエンドノードの接続台数または当該ワイヤレスメッシュルータで消費される消費電力に基づいて、さらには、場合によっては、あらかじめ定めた範囲内にある周辺のワイヤレスメッシュルータそれぞれの二次電池の現在の残容量、太陽電池の現在の発電量、周辺のワイヤレスメッシュルータそれぞれに現在接続されているエンドノードの接続台数や周辺のワイヤレスメッシュルータそれぞれで消費される消費電力もさらに追加して勘案することにより、当該ワイヤレスムッシュルータの大半の消費電力を占める無線装置からの無線出力値を制御したり、当該ワイヤレスメッシュルータのパケットの転送ルートを指定するルーティング経路を制御したりする。
あるいは、さらに、ワイヤレスメッシュルータの所在位置における天気予報情報を利用して、当該ワイヤレスメッシュルータにおいて将来期待される太陽電池の発熱量を予測して、無線装置からの無線出力値を制御したり、パケットのルーティング経路を制御したり、さらには、二次電池の充電量を制御したりする。
かくのごとき制御を行うことによって、本発明は、ワイヤレスメッシュルータの電源部を構成する二次電池の消耗を防ぎ、ワイヤレスメッシュルータとしての機能が停止してしまうことを防止することを可能としている。
なお、前述のようなワイヤレスメッシュルータの電源部や無線装置の制御を司るエネルギー協調制御エンジンを、それぞれのワイヤレスメッシュルータ内に具備するようにしても良いし、該エネルギー協調制御エンジンを各ワイヤレスメッシュルータ内に具備する代わりに、該ワイヤレスメッシュルータを構成要素の一つとするワイヤレスネットワークシステムが接続されるインターネットのサーバ上に、各ワイヤレスメッシュルータの電源部や無線装置を制御するエネルギー協調制御部を具備するようにしても良い。
(第1の実施形態)
次に、本発明に係るワイヤレスメッシュルータの装置構成とその動作に関する第1の実施形態について、図1の構成図および図2、図3のフローチャートを用いて説明する。図1は、本発明のワイヤレスメッシュルータの第1の実施形態の装置構成を示す構成図である。
次に、本発明に係るワイヤレスメッシュルータの装置構成とその動作に関する第1の実施形態について、図1の構成図および図2、図3のフローチャートを用いて説明する。図1は、本発明のワイヤレスメッシュルータの第1の実施形態の装置構成を示す構成図である。
図1に示すワイヤレスメッシュルータ1は、太陽電池2、二次電池3からなる電源部、携帯情報端末等のエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置4、当該電源部の状態や、周辺に設置されたワイヤレスメッシュルータの電源部の状態に応じて、当該電源部や無線装置4の制御を行うエネルギー協調制御エンジン5、無線信号を送受信するアンテナ6を少なくとも含んで構成されている。
図1に示すワイヤレスメッシュルータ1のエネルギー協調制御エンジン5は、リアルタイムに太陽電池2の発電電力Ppv、二次電池3の残容量Brestをモニタリングしている。さらに、無線装置4は、当該ワイヤレスメッシュルータ1に現在接続されている、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)等に代表されるエンドノード9の接続台数Nの情報を取得して、エネルギー協調制御エンジン5に通知している。
図2は、図1に示すワイヤレスメッシュルータの動作の一例を示すフローチャートであり、エネルギー協調制御エンジン5の動作を中心にして示している。
図2のフローチャートにおいて、エネルギー協調制御エンジン5は、まず、太陽電池2の発電電力Ppvをあらかじめ定めた第1の電力閾値Ppv1と比較する(ステップS1)。太陽電池2の発電電力Ppvが第1の電力閾値Ppv1よりも下回った場合(ステップS1のyes)、次に、二次電池3の残容量Brestとあらかじめ定めた第1の残容量閾値B1とを比較する(ステップS2)。二次電池3の残容量Brestが第1の残容量閾値B1よりも下回った場合には(ステップS2のyes)、エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線出力Pwを定格出力値Pw0からあらかじめ定めた第1の低出力値Pw1まで減少させるように指令を出す(ステップS3)。なお、無線装置4の消費電力つまり無線出力Pwは、ワイヤレスメッシュルータ1の消費電力の大半を占めている。
一方、太陽電池2の発電電力Ppvが前記第1の電力閾値Ppv1以上に上回っていた場合(ステップS1のno)、あるいは、二次電池3の残容量Brestが前記第1の残容量閾値B1以上に上回っていた場合は(ステップS2のno)、通常の動作が可能な状態であり、エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線出力Pwを定格出力値Pw0とするように指令を出す(ステップS4)。
以上のような無線装置4に対する無線出力Pwの制御を行うことによって、電源部の状態に応じて、二次電池3の消耗を節約させることが可能になる。
さらに、ワイヤレスメッシュルータ1のエネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4から、現在接続されているエンドノード9の接続台数Nを取得する(ステップS5)。
ここで、ワイヤレスメッシュルータ1に現在接続されているエンドノード9が一台も存在していない場合(つまり接続台数N=0の場合)には(ステップS6のyes)、ワイヤレスメッシュルータ1の動作例えば消費電力の大半を占める無線装置4の動作を間欠的に行わせることによって、二次電池3の消耗をさらに節約させることが可能となる(ステップS7)。なお、ワイヤレスメッシュルータ1の間欠動作例えば無線装置4の間欠動作を行う際の動作と休止との比率(間欠動作比)や、動作、休止それぞれの期間の長さは、システムに要求される信頼性によって、自由に変更することができる。
逆に、ワイヤレスメッシュルータ1に現在接続されているエンドノード9の接続台数Nが“0”ではなく(ステップS6のno)、無線装置4の消費電力つまり無線出力Pwが増加して、太陽電池2の発電電力Ppvよりも大きくなった場合であって(ステップS8のyes)、かつ、二次電池3の残容量Brestがあらかじめ定めた第2の残容量閾値B2以下に下回っている場合には(ステップS9のno)、エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線出力Pwをあらかじめ定めた第2の低出力値Pw2まで低下させるように指令を出すことによって(ステップS10)、二次電池3の消耗を節約させるように制御する。
一方、ワイヤレスメッシュルータ1にエンドノード9が現在接続されている状態であって(ステップS6のno)、かつ、太陽電池2の発電電力Ppvが増加して、無線装置4の消費電力Pw以上に大きい場合(ステップS8のno)、あるいは、太陽電池2の発電電力Ppvが無線装置4の消費電力Pwよりも下回っていても(ステップS8のyes)、二次電池3の残容量Brestが前記第2の残容量閾値B2よりも上回っている場合には(ステップS9のyes)、エネルギー協調制御エンジン5は、当該ワイヤレスメッシュルータ1は通常の動作が可能であるものと判断して、無線装置4の無線出力Pwを、定格出力値Pw0のままとする(ステップS11)。
以上のようなエンドノード9の接続台数Nに応じた無線装置4に対する無線出力Pwの制御を行うことによって、二次電池3の消耗をさらに節約させることが可能となる。
また、ワイヤレスメッシュルータ1に現在接続されているエンドノード9の接続台数Nが“0”ではなく(ステップS6のno)、無線装置4の消費電力つまり無線出力Pwが増加して、太陽電池2の発電電力Ppvよりも大きくなった場合(ステップS8のyes)の制御方法を、図3のフローチャートのような制御を行うようにしても良い。図3は、図1に示すワイヤレスメッシュルータの動作の図2とは異なる例を示すフローチャートであり、図2におけるステップS9、S10の代わりに、ステップS12に示す動作(エンドノード接続台数Nの制御動作)を行う場合を示している。すなわち、図3のフローチャートは、ステップS12の動作を除くステップS1ないしS8、および、ステップS11の動作は、図2のフローチャートの場合と全く同一の動作ステップである。
つまり、図2のフローチャートにおいては、前述のように、ワイヤレスメッシュルータ1に現在接続されているエンドノード9の接続台数Nが“0”ではなく(ステップS6のno)、無線装置4の消費電力つまり無線出力Pwが増加して、太陽電池2の発電電力Ppvよりも大きくなった場合において(ステップS8のyes)、二次電池3の残容量Brestが前記第2の残容量閾値B2以下に下回っている場合には(ステップS9のno)、無線装置4に対して、無線出力Pwを前記第2の低出力値Pw2まで低下させるように指令を出し(ステップS10)、一方、二次電池3の残容量Brestが前記第2の残容量閾値B2よりも上回っている場合には(ステップS9のyes)、無線装置4の無線出力Pwを定格出力値Pw0のままにするように制御していた(ステップS11)。
しかし、図3のフローチャートにおいては、ワイヤレスメッシュルータ1に現在接続されているエンドノード9の接続台数Nが“0”ではなく(ステップS6のno)、無線装置4の消費電力Pwが増加して、太陽電池2の発電電力Ppvよりも大きくなった場合には(ステップS8のyes)、無線装置4の消費電力つまり無線出力Pwが太陽電池2の発電電力Ppvよりも小さくなるように、ワイヤレスメッシュルータ1と接続可能なエンドノード9の接続台数Nを制限するように、無線装置4の動作を制御する(ステップS12)。なお、エンドノード9の接続台数Nを制限する制御は、図2のフローチャートのステップS9,S10の場合と同様、さらに、二次電池3の残容量Brestが前記第2の残容量閾値B2以下に下回っている場合に限って、実施するようにしても良い。
ここで、第1の電力閾値Ppv1、第1、第2の残容量閾値B1,B2、定格出力値Pw0、第1、第2の低出力値Pw1,Pw2、最大接続可能台数Nmaxのそれぞれの設定値は、ワイヤレスメッシュシステムが要求する信頼度に合わせて任意に変更することが可能である。
以上に説明したように、本実施形態においては、ワイヤレスメッシュルータを、商用電力によらず、太陽電池と二次電池のみで電源部を構成するようにしても、安定したワイヤレスメッシュルータの運用が可能となる。
(第2の実施形態)
次に、本発明に係るワイヤレスメッシュルータの装置構成とその動作に関する第2の実施形態について、図4の構成図および図5のフローチャートを用いて説明する。図4は、本発明のワイヤレスメッシュルータの第2の実施形態の装置構成を示す構成図であり、ワイヤレスメッシュルータがインターネットを介して天気予報情報を取得する場合について示している。
次に、本発明に係るワイヤレスメッシュルータの装置構成とその動作に関する第2の実施形態について、図4の構成図および図5のフローチャートを用いて説明する。図4は、本発明のワイヤレスメッシュルータの第2の実施形態の装置構成を示す構成図であり、ワイヤレスメッシュルータがインターネットを介して天気予報情報を取得する場合について示している。
図4に示すワイヤレスメッシュルータ1は、図1の場合と同様、太陽電池2、二次電池3からなる電源部、携帯情報端末等のエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置4、当該電源部の状態や、周辺に設置されたワイヤレスメッシュルータの電源部の状態に応じて、当該電源部や無線装置4の制御を行うエネルギー協調制御エンジン5、無線信号を送受信するアンテナ6を少なくとも含んで構成されている。ここで、図4の場合、ワイヤレスメッシュルータ1のエネルギー協調制御エンジン5は、インターネット7のWebサイトから天気予報情報8をあらかじめ定めた周期で定期的に取得することにより、太陽電池2の将来の発電量を予測し、電源部や無線装置4の制御用の情報の一つとして用いる。
また、図4に示すワイヤレスメッシュルータ1のエネルギー協調制御エンジン5は、図1の場合と同様、リアルタイムに太陽電池2の発電電力Ppv、二次電池3の残容量Brestをモニタリングしている。また、無線装置4は、図1の場合と同様、当該ワイヤレスメッシュルータ1に現在接続されている、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)等に代表されるエンドノード9の接続台数Nの情報を取得して、エネルギー協調制御エンジン5に通知している。
図5は、図4に示すワイヤレスメッシュルータの動作の一例を示すフローチャートであり、エネルギー協調制御エンジン5の動作を中心にして示している。
図5のフローチャートにおいて、エネルギー協調制御エンジン5は、まず、あらかじめ定めた周期ごとに、ワイヤレスメッシュルータ1が設置されている付近の現在の天気予報情報8をインターネット7のWebサイトから取得する(ステップS21)。次に、太陽電池2の発電電力Ppvをあらかじめ定めた第2の電力閾値Ppv2と比較する(ステップS22)。太陽電池2の発電電力Ppvが第2の電力閾値Ppv2よりも下回った場合(ステップS22のyes)、インターネット7から取得している天気予報情報8を参照して、今後、太陽電池2の発電電力Ppvを期待することができず、あらかじめ定めた第1の経過時間(α時間)の間、発電電力Ppvが略“0”に落ち込むか否かを予測する(ステップS23)。
前記第1の経過時間(α時間)の間、太陽電池2の発電電力Ppvを期待することができず、発電電力Ppvが略“0”に落ち込むと予測される場合(ステップS23のyes)、エネルギー協調制御エンジン5は、二次電池3の現在の残容量Brestから、時間経過に比例して徐々に減少していき、前記第1の経過時間(α時間)に達した時点で、二次電池3の残容量があらかじめ定めた第2の残容量閾値B2にまで減少する場合の放電速度(消費電力)Pwαつまり無線装置4の無線出力値を、次の演算によって算出する(ステップS24)。
Brest−Pwα×α=B2
エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線出力Pwを、前述の演算によって算出した放電速度Pwαに応じた無線出力値(消費電力)に設定するように指令を出すことによって(ステップS25)、二次電池3の出力を制御し、二次電池3の消耗を節約させることが可能となる。
エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線出力Pwを、前述の演算によって算出した放電速度Pwαに応じた無線出力値(消費電力)に設定するように指令を出すことによって(ステップS25)、二次電池3の出力を制御し、二次電池3の消耗を節約させることが可能となる。
また、太陽電池2の発電電力Ppvが第2の電力閾値Ppv2以上に上回った場合(ステップS22のno)、あるいは、太陽電池2の発電電力Ppvが第2の電力閾値Ppv2よりも下回っていても、前記第1の経過時間(α時間)の間、太陽電池2の発電電力Ppvを期待することができ、発電電力Ppvが“0”に落ち込むことはないと予測される場合には(ステップS23のno)、太陽電池2の現在の発電電力Ppvが、無線装置4の定格消費電力つまり定格出力値Pw0よりも上回っているか否かを判定する(ステップS26)。
太陽電池2の現在の発電電力Ppvが、無線装置4の定格出力値Pw0を上回っている場合は(ステップS26のyes)、エネルギー協調制御エンジン5の制御により、定格出力値Pw0よりも上回る太陽電池2の余剰電力(Ppv−Pw0)によって二次電池3を充電する動作を行う(ステップS27)。しかる後、二次電池3の現在の残容量Brestが前記第2の残容量閾値B2よりも上回る状態まで充電されたか否かを判定する(ステップS28)。
二次電池3の現在の残容量Brestが前記第2の残容量閾値B2を上回っていない場合は(ステップS28のno)、ステップS26に復帰して、太陽電池2の余剰電力(Ppv−Pw0)が残っている限り、太陽電池2の余剰電力による二次電池3の充電動作を継続する。
二次電池3の現在の残容量Brestが前記第2の残容量閾値B2を上回るまで充電された場合は(ステップS28のyes)、太陽電池2の現在の発電電力Ppvが、無線装置4の定格消費電力つまり定格出力値Pw0よりも大きい出力値としてあらかじめ定めた最大出力値Pwmax以上に上回っているか否かを確認する。太陽電池2の現在の発電電力Ppvが、無線装置4の最大出力値Pwmax以上に上回っている場合は、エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線装置4の最大出力値Pwmaxに設定する指令を出力する。さらに、最大出力値Pwmaxよりも上回る太陽電池2の余剰電力(Ppv−Pwmax)によって二次電池3を継続して充電する動作を行う(ステップS29)。
一方、現在の太陽電池2の発電電力Ppvが、無線装置4の定格消費電力つまり定格出力値Pw0を上回っていない場合(ステップS26のno)、太陽電池2の発電電力Ppvは、太陽光によって上昇する状態にあるものとして、エネルギー協調制御エンジン5は、今後、時間が経過して、太陽電池2の発電電力Ppvが無線装置4の定格出力値Pw0と略等しくなる経過時間となるβ時間を予測する(ステップS30)。
さらに、太陽電池2の発電電力Ppvが無線装置4の定格出力値Pw0と略等しくなるβ時間が経過するまでに、二次電池3の残容量Brestが、時間の経過に比例して徐々に減少していって、前記経過時間(β時間)に達した時点で、あらかじめ定めた第3の残容量閾値B3に達することになる放電速度(消費電力)Pwβつまり無線装置4の無線出力値を、次の演算によって算出する(ステップS31)。
Brest+(Ppv-Pwβ)×β=B3
エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線出力Pwを、前述の演算によって算出した放電速度Pwβに応じた無線出力値(消費電力)に設定する指令を出力することによって(ステップS32)、二次電池3の出力を制御し、二次電池3の消耗を節約させることが可能となる。
エネルギー協調制御エンジン5は、無線装置4に対して、無線出力Pwを、前述の演算によって算出した放電速度Pwβに応じた無線出力値(消費電力)に設定する指令を出力することによって(ステップS32)、二次電池3の出力を制御し、二次電池3の消耗を節約させることが可能となる。
以上のような制御を行うことによって、ワイヤレスメッシュルータ1は、長期間に亘って、停止することなく、運用することが可能となり、本実施形態についても、第1の実施形態と同様、ワイヤレスメッシュルータを、商用電力によらず、太陽電池と二次電池のみで電源部を構成するようにしても、安定したワイヤレスメッシュルータの運用が可能となる。さらに、気象条件の良い場合には、ワイヤレスメッシュルータ1の無線装置4の無線出力値を高めることができるので、ワイヤレスメッシュルータ1の通信可能なエリアを拡大することが可能となる。
(第3の実施形態)
次に、本発明に係るワイヤレスネットワークシステムのシステム構成とその動作に関する実施形態について、第3の実施形態として、図6の構成図および図7のフローチャートを用いて説明する。図6は、本発明の第3の実施形態として、図1または図2に示すワイヤレスメッシュルータからなるワイヤレスネットワークシステムのシステム構成の一例を示すシステム構成図であり、各ワイヤレスメッシュルータが、自ワイヤレスメッシュルータにおける電源状態(太陽電池2の発電量Ppv、二次電池3の残容量Brest)のみならず、自ワイヤレスメッシュルータに現在接続されているエンドノード9(例えば携帯情報端末等の通信端末)の接続台数Nを加味するとともに、あらかじめ定めた範囲内にある周辺の各ワイヤレスメッシュルータそれぞれにおける電源状態(太陽電池2の発電量Ppv、二次電池3の残容量Brest)、さらには、周辺の各ワイヤレスメッシュルータそれぞれに現在接続されているエンドノード9の接続台数Nをも加味して、他のワイヤレスメッシュルータと協調して、電源部や無線装置4の制御を行う場合について示している。
次に、本発明に係るワイヤレスネットワークシステムのシステム構成とその動作に関する実施形態について、第3の実施形態として、図6の構成図および図7のフローチャートを用いて説明する。図6は、本発明の第3の実施形態として、図1または図2に示すワイヤレスメッシュルータからなるワイヤレスネットワークシステムのシステム構成の一例を示すシステム構成図であり、各ワイヤレスメッシュルータが、自ワイヤレスメッシュルータにおける電源状態(太陽電池2の発電量Ppv、二次電池3の残容量Brest)のみならず、自ワイヤレスメッシュルータに現在接続されているエンドノード9(例えば携帯情報端末等の通信端末)の接続台数Nを加味するとともに、あらかじめ定めた範囲内にある周辺の各ワイヤレスメッシュルータそれぞれにおける電源状態(太陽電池2の発電量Ppv、二次電池3の残容量Brest)、さらには、周辺の各ワイヤレスメッシュルータそれぞれに現在接続されているエンドノード9の接続台数Nをも加味して、他のワイヤレスメッシュルータと協調して、電源部や無線装置4の制御を行う場合について示している。
図6に示すワイヤレスネットワークシステムは、複数のワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8が、メッシュ状に互いに接続されて構成されている。
各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8は、図1や図2のワイヤレスメッシュルータ1と同一の装置構成からなっており、太陽電池2、二次電池3からなる電源部、携帯情報端末等のエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置4、当該電源部の状態や、周辺に設置されたワイヤレスメッシュルータの電源部の状態に応じて、当該電源部や無線装置4の制御を行うエネルギー協調制御エンジン5、無線信号を送受信するアンテナ6を少なくとも含んで構成されている。
ここで、エンドノードは、それぞれ、最寄りのワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8に接続されるが、図6の場合、ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のうち、ワイヤレスメッシュルータ1−1には、エンドノード9−1、ワイヤレスメッシュルータ1−2には、エンドノード9−2,9−3、ワイヤレスメッシュルータ1−5には、エンドノード9−4がそれぞれ接続され、ワイヤレスメッシュルータ1−1は、固定系ブロードバンド回線終端装置11を介してインターネット7に接続されている。なお、固定系ブロードバンド回線終端装置11は、場合によっては、画像や音声等の大容量のデータを扱うことができる移動系ブロードバンド通信端末であっても良い。
また、ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8それぞれのエネルギー協調制御エンジン5(5−1,5−2,…,5−8。以下、特に区別を要しない場合は、エネルギー協調制御エンジン5と記述する)は、図2の場合と同様、インターネット7のWebサイトから天気予報情報8をあらかじめ定めた周期で定期的に取得して、電源部や無線装置4の制御用の情報として使用している。
また、図6に示す各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のエネルギー協調制御エンジン5は、自ワイヤレスメッシュルータ内の太陽電池2の発電電力Ppv、二次電池3の残容量Brestをリアルタイムにモニタリングすると同時に、周辺の各ワイヤレスメッシュルータとの間で、互いに、太陽電池2の発電電力Ppv、二次電池3の残容量Brestに関する情報を交換し合っている。なお、無線装置4は、自ワイヤレスメッシュルータに現在接続されている、携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assistants)等に代表されるエンドノード9の接続台数Nの情報を取得して、エネルギー協調制御エンジン5に通知するとともに、エネルギー協調制御エンジン5は、通知されてきた接続台数Nの情報を、周辺の各ワイヤレスメッシュルータとの間で、互いに交換し合っている。
図7は、図6に示すワイヤレスネットワークシステムの動作の一例を示すフローチャートであり、各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のいずれも同一の動作を行うが、以下には、或るワイヤレスメッシュルータ例えばワイヤレスメッシュルータ1−1のエネルギー協調制御エンジン5の動作を例にして説明することにする。
図7のフローチャートにおいて、例えばワイヤレスメッシュルータ1−1のエネルギー協調制御エンジン5は、まず、あらかじめ定めた周期ごとに、当該ワイヤレスメッシュルータ1−1が設置されている付近の現在の天気予報情報8をインターネット7のWebサイトから取得し、取得した天気予報情報8を参照して、今後あらかじめ定めた一定時間(γ時間)の間に、太陽電池2が発電することができる発電量を予測する(ステップS41)。さらに、エネルギー協調制御エンジン5は、当該ワイヤレスメッシュルータ1−1の太陽電池2の現在の発電電力Ppv、当該ワイヤレスメッシュルータ1−1の二次電池3の残容量Brest、当該ワイヤレスメッシュルータ1−1に現在接続されているエンドノード9の接続台数N(図6の例では、エンドノード9−1が接続されていて、N=1)を取得する。
次いで、例えばワイヤレスメッシュルータ1−1のエネルギー協調制御エンジン5は、次の4つの条件について判定を行い、電源部の状態の良好な順番を示す値としてレベル分けしたレベル番号を設定する(ステップS42)。
(1)太陽電池2の発電電力Ppvが、あらかじめ定めた第3の電力閾値Ppv3を上回っているか否か。
(2)二次電池3の残容量Brestが、あらかじめ定めた第4の残容量閾値B4を上回っているか否か。
(3)取得した天気予報情報8に基づいて今後あらかじめ定めた第2の経過時間(γ時間)の間に、太陽電池2が発電することができると予測される発電量が、該第2の経過時間(γ時間)の発電量として期待されるあらかじめ定めた発電量期待値Wγを上回っているか否か。
(4)現在接続しているエンドノードの接続台数Nは、あらかじめ定めた台数閾値N1よりも下回っているか否か。
前述の4つの条件すべてを満たす場合は(ステップS42のyes)、ワイヤレスメッシュルータ1−1のエネルギー協調制御エンジン5は、4つの条件を満たしていることを示す「レベル番号=1」(L1)の制御情報を設定するとともに、該制御情報を周辺に位置するすべてのワイヤレスメッシュルータ1−2,1−3,…,1−8に対して送信する(ステップS45)。
一方、前述の4つの条件すべては満たしていない場合は(ステップS42のno)、前述の4つの条件のうち、いずれか3つの条件を満たしているか否かを判定する(ステップS43)。前述の4つの条件のうち、いずれか3つの条件を満たす場合は(ステップS43のyes)、ワイヤレスメッシュルータ1−1のエネルギー協調制御エンジン5は、3つの条件を満たしていることを示す「レベル番号=2」(L2)の制御情報を設定するとともに、該制御情報を周辺に位置するすべてのワイヤレスメッシュルータ1−2,1−3,…,1−8に対して送信する(ステップS46)。
また、前述の4つの条件のうち、3つ以上の条件を満たしていない場合は(ステップS43のno)、前述の4つの条件のうち、いずれか2つの条件を満たしているか否かを判定する(ステップS44)。前述の4つの条件のうち、いずれか2つの条件を満たす場合は(ステップS44のyes)、ワイヤレスメッシュルータ1−1のエネルギー協調制御エンジン5は、2つの条件を満たしていることを示す「レベル番号=3」(L3)の制御情報を設定するとともに、該制御情報を周辺に位置するすべてのワイヤレスメッシュルータ1−2,1−3,…,1−8に対して送信する(ステップS47)。
さらに、前述の4つの条件のうち、2つ以上の条件を満たしていない場合は(ステップS44のno)、2つ以上の条件を満たしていないことを示す「レベル番号=4」(L4)の制御情報を設定するとともに、該制御情報を周辺に位置するすべてのワイヤレスメッシュルータ1−2,1−3,…,1−8に対して送信する(ステップS48)。
なお、ワイヤレスメッシュルータ例えばワイヤレスメッシュルータ1−1のレベル番号を算出する場合、前述の4つの条件それぞれについて重み付け演算を行うようにしても良く、例えば、二次電池3の残容量Brestが多い・少ないことを優先する方法や、太陽電池2の発電電力Ppvの多い・少ないことを優先する方法などに応じて、前述の4つの条件それぞれについて重み付けを行い、前述の4つの条件それぞれの成立・不成立に関して重み付け演算を行うことにより、レベル番号を算出するようにしても良く、また、ワイヤレスネットワークシステムが要求する条件に適合するように、随時、重みを変更することも可能である。
ステップS48の送信処理を行うことにより、各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8は、周辺に存在するすべてのワイヤレスメッシュルータのレベル番号を取得することになる。例えば、ワイヤレスメッシュルータ1−1の場合、図6において、ワイヤレスメッシュルータ1−1自身も含め、周辺のワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のそれぞれのレベル番号が次の通りであったものと仮定する。
ワイヤレスメッシュルータ1−1(WR1)のレベル番号:3(L3)
ワイヤレスメッシュルータ1−2(WR2)のレベル番号:4(L4)
ワイヤレスメッシュルータ1−3(WR3)のレベル番号:2(L2)
ワイヤレスメッシュルータ1−4(WR4)のレベル番号:4(L4)
ワイヤレスメッシュルータ1−5(WR5)のレベル番号:4(L4)
ワイヤレスメッシュルータ1−6(WR6)のレベル番号:3(L3)
ワイヤレスメッシュルータ1−7(WR7)のレベル番号:3(L3)
ワイヤレスメッシュルータ1−8(WR8)のレベル番号:2(L2)
各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のレベル番号を取得した以降においては、取得した各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のレベル番号に基づいて、最も良好な電源部の状態にあるレベル番号からなるルートを、パケットを転送すべきルートとして決定する。例えばワイヤレスメッシュルータ1-1(WR1)が、固定系ブロードバンド回線終端装置11(または移動系ブロードバンド通信端末11)を介してインターネット7へパケットを送信しようとする場合、ワイヤレスメッシュルータ1-1のエネルギー協調制御エンジン5は、固定系ブロードバンド回線終端装置11が接続されているワイヤレスメッシュルータ1−7へ至る各ルートについて、次の通り、それぞれのワイヤレスメッシュルータ(WR:Wireless Mesh Router)から取得したレベル番号を加算して、合計レベル番号を算出する処理を行う。
ワイヤレスメッシュルータ1−2(WR2)のレベル番号:4(L4)
ワイヤレスメッシュルータ1−3(WR3)のレベル番号:2(L2)
ワイヤレスメッシュルータ1−4(WR4)のレベル番号:4(L4)
ワイヤレスメッシュルータ1−5(WR5)のレベル番号:4(L4)
ワイヤレスメッシュルータ1−6(WR6)のレベル番号:3(L3)
ワイヤレスメッシュルータ1−7(WR7)のレベル番号:3(L3)
ワイヤレスメッシュルータ1−8(WR8)のレベル番号:2(L2)
各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のレベル番号を取得した以降においては、取得した各ワイヤレスメッシュルータ1−1,1−2,…,1−8のレベル番号に基づいて、最も良好な電源部の状態にあるレベル番号からなるルートを、パケットを転送すべきルートとして決定する。例えばワイヤレスメッシュルータ1-1(WR1)が、固定系ブロードバンド回線終端装置11(または移動系ブロードバンド通信端末11)を介してインターネット7へパケットを送信しようとする場合、ワイヤレスメッシュルータ1-1のエネルギー協調制御エンジン5は、固定系ブロードバンド回線終端装置11が接続されているワイヤレスメッシュルータ1−7へ至る各ルートについて、次の通り、それぞれのワイヤレスメッシュルータ(WR:Wireless Mesh Router)から取得したレベル番号を加算して、合計レベル番号を算出する処理を行う。
ルート1(WR1→WR2→WR6→WR7)の合計レベル番号=13
ルート2(WR1→WR2→WR3→WR7)の合計レベル番号=12
ルート3(WR1→WR3→WR7)の合計レベル番号=8
ルート4(WR1→WR4→WR7)の合計レベル番号=10
ルート5(WR1→WR5→WR4→WR7)の合計レベル番号=14
ルート6(WR1→WR5→WR8→WR7)の合計レベル番号=12
…
さらに、ワイヤレスメッシュルータ1-1のエネルギー協調制御エンジン5は、算出した各ルートの合計レベル番号が最小になっているルートを、パケットを送信するルートの候補(候補ルート)として選択する。
ルート2(WR1→WR2→WR3→WR7)の合計レベル番号=12
ルート3(WR1→WR3→WR7)の合計レベル番号=8
ルート4(WR1→WR4→WR7)の合計レベル番号=10
ルート5(WR1→WR5→WR4→WR7)の合計レベル番号=14
ルート6(WR1→WR5→WR8→WR7)の合計レベル番号=12
…
さらに、ワイヤレスメッシュルータ1-1のエネルギー協調制御エンジン5は、算出した各ルートの合計レベル番号が最小になっているルートを、パケットを送信するルートの候補(候補ルート)として選択する。
ここで、選択した最小の合計レベル番号を有するルート数が一つのみつまり候補ルートが1個のみか否かを判定する(ステップS49)。最小の合計レベル番号を有するルート数が一つのみつまり候補ルートが1個のみであった場合(ステップS49のyes)、最小の合計レベル番号を有するルートを、実際にパケットを送信するルートとして決定し、当該ルートにおいて隣接に位置するワイヤレスメッシュルータに向けてパケットを送信する(ステップS50)。
図6の例では、前述のように、ワイヤレスメッシュルータ1-1からワイヤレスメッシュルータ1−7へ至る各ルートのうち、ルート3(ワイヤレスメッシュルータ1−1→ワイヤレスメッシュルータ1−3→ワイヤレスメッシュルータ1−7)の合計レベル番号が“8”と、最小の値になっている唯一のルートであるので、ルート3がパケットの送信ルートとして選択されて、ワイヤレスメッシュルータ1-1からワイヤレスメッシュルータ1−3に向けてパケットが送信される。
かくのごときルート選択を行うことにより、ワイヤレスメッシュルータ内の太陽電池2の発電電力Ppvが、あらかじめ定めた第3の電力閾値Ppv3よりも低下していたり、太陽電池2が発電することができると予測される発電量が、一定時間(γ時間)の発電量として期待されるあらかじめ定めた発電量期待値Wγを下回っていたり、二次電池3の残容量Brestがあらかじめ定めた第4の残容量閾値B4よりも低下していたり、あるいは、現在接続されているエンドノード9の接続台数Nは、あらかじめ定めた台数閾値N1よりも上回っていたりしているワイヤレスメッシュルータが多く存在しているようなルートを回避することが可能となり、当該ルートに存在するワイヤレスメッシュルータに内蔵されている二次電池3の残容量を温存し、ワイヤレスメッシュルータが停止してしまうことを防止することが可能になる。
なお、最小の合計レベル番号を有するルート数が一つのみつまり候補ルートが1個のみではなく、複数のルートが存在している場合(ステップS49のno)、複数の候補ルートそれぞれに存在するワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)を算出する。
各候補ルートのうち、算出したワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小となるルート数が一つのみか否かを判定する(ステップS51)。ワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小のルート数が一つのみであった場合(ステップS51のyes)、ワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小のルートを、実際にパケットを送信するルートとして決定し、当該ルートにおいて隣接に位置するワイヤレスメッシュルータに向けてパケットを送信する(ステップS52)。
一方、ワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小のルート数が複数存在している場合(ステップS51のno)、複数のルートの中から任意に選択したいずれかのルートを選択して、当該ルートにおいて隣接に位置するワイヤレスメッシュルータに向けてパケットを送信する(ステップS53)。
以上のように、本実施形態においては、ワイヤレスネットワークシステムを構成する各ワイヤレスメッシュルータを、商用電力によらず、太陽電池と二次電池のみで電源部を構成するようにしても、安定したワイヤレスネットワークシステムの運用が可能となる。
(第4の実施形態)
次に、本発明に係るワイヤレスネットワークシステムのシステム構成とその動作に関する他の実施形態について、第4の実施形態として、図8の構成図および図9のフローチャートを用いて説明する。図8は、本発明の第4の実施形態として、図1または図2とは異なるワイヤレスメッシュルータからなるワイヤレスネットワークシステムのシステム構成の一例を示すシステム構成図であり、各ワイヤレスメッシュルータが、自ワイヤレスメッシュルータのみならず、周辺の各ワイヤレスメッシュルータにおける電源状態(太陽電池2の発電量Ppv、二次電池3の残容量Brest)、エンドノード9の接続台数Nをも加味して、他のワイヤレスメッシュルータと協調して、電源部や無線装置4の制御を行う場合について示している。
次に、本発明に係るワイヤレスネットワークシステムのシステム構成とその動作に関する他の実施形態について、第4の実施形態として、図8の構成図および図9のフローチャートを用いて説明する。図8は、本発明の第4の実施形態として、図1または図2とは異なるワイヤレスメッシュルータからなるワイヤレスネットワークシステムのシステム構成の一例を示すシステム構成図であり、各ワイヤレスメッシュルータが、自ワイヤレスメッシュルータのみならず、周辺の各ワイヤレスメッシュルータにおける電源状態(太陽電池2の発電量Ppv、二次電池3の残容量Brest)、エンドノード9の接続台数Nをも加味して、他のワイヤレスメッシュルータと協調して、電源部や無線装置4の制御を行う場合について示している。
図8に示すワイヤレスネットワークシステムは、図6のワイヤレスネットワークシステムの場合と同様、複数のワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aが、メッシュ状に互いに接続されて構成されている。
各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aは、太陽電池2、二次電池3からなる電源部、携帯情報端末等のエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置4、無線信号を送受信するアンテナ6については、図1や図2のワイヤレスメッシュルータ1の場合と同様に具備している。
しかし、図8に示す各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aは、図1や図2のワイヤレスメッシュルータ1とは異なり、自装置内の電源部の状態や、周辺に設置されたワイヤレスメッシュルータの電源部の状態に応じて、当該電源部や無線装置4の制御を行うエネルギー協調制御エンジン5は、備えておらず、その代わり、インターネット7上のサーバ12に、エネルギー協調制御エンジン5と同様の機能を有するものとして、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aに関する電源部の状態に応じて、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれの電源部や無線装置4の制御を行うための指示信号を、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに対して送信するエネルギー協調制御部13を具備している。
図9は、図8に示すワイヤレスネットワークシステムの動作の一例を示すフローチャートであり、サーバ12のエネルギー協調制御部13の動作の一例について示している。
図9のフローチャートにおいて、サーバ12のエネルギー協調制御部13は、まず、あらかじめ定めた周期ごとに、制御対象とするワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aが設置されている付近の現在の天気予報情報8をインターネット7のWebサイトから取得し、取得した天気予報情報8を参照して、今後あらかじめ定めた一定時間(γ時間)の間に、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに関して、太陽電池2が発電することができる発電量を予測する(ステップS61)。
一方、制御対象のワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれは、あらかじめ定めた周期ごとに、自装置の二次電池3の残容量Brest、自装置の太陽電池2の現在の発電電力Ppv、自装置に接続されているエンドノード9の接続台数Nを、自装置の電源関連情報14として、サーバ12に対して送信しており、サーバ12のエネルギー協調制御部13は、制御対象のワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれの電源関連情報14(すなわち二次電池3の残容量Brest、太陽電池2の現在の発電電力Ppv、エンドノード9の接続台数N)を、あらかじめ定めた周期ごとに取得している(ステップS62)。
次いで、サーバ12のエネルギー協調制御部13は、制御対象のワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに関して、第3の実施形態の場合と同様、次の4つの条件について判定を行い、電源部の状態の良好な順番を示す値としてレベル分けしたレベル番号を設定する(ステップS63)。
(1)太陽電池2の発電電力Ppvが、あらかじめ定めた第3の電力閾値Ppv3を上回っているか否か。
(2)二次電池3の残容量Brestが、あらかじめ定めた第4の残容量閾値B4を上回っているか否か。
(3)取得した天気予報情報8に基づいて今後あらかじめ定めた第2の経過時間(γ時間)の間に、太陽電池2が発電することができると予測される発電量が、該第2の経過時間(γ時間)の発電量として期待されるあらかじめ定めた発電量期待値Wγを上回っているか否か。
(4)現在接続しているエンドノードの接続台数Nは、あらかじめ定めた台数閾値N1よりも下回っているか否か。
前述の4つの条件すべてを満たすワイヤレスメッシュルータの場合は(ステップS63のyes)、当該ワイヤレスメッシュルータが4つの条件を満たしていることを示す「レベル番号=1」(L1)の制御情報を設定する(ステップS66)。
一方、前述の4つの条件すべては満たしていない場合は(ステップS63のno)、前述の4つの条件のうち、いずれか3つの条件を満たしているか否かを判定する(ステップS64)。前述の4つの条件のうち、いずれか3つの条件を満たすワイヤレスメッシュルータの場合は(ステップS64のyes)、当該ワイヤレスメッシュルータが3つの条件を満たしていることを示す「レベル番号=2」(L2)の制御情報を設定する(ステップS67)。
また、前述の4つの条件のうち、3つ以上の条件を満たしていない場合は(ステップS64のno)、前述の4つの条件のうち、いずれか2つの条件を満たしているか否かを判定する(ステップS65)。前述の4つの条件のうち、いずれか2つの条件を満たすワイヤレスメッシュルータの場合は(ステップS65のyes)、当該ワイヤレスメッシュルータが2つの条件を満たしていることを示す「レベル番号=3」(L3)の制御情報を設定する(ステップS68)。
さらに、前述の4つの条件のうち、2つ以上の条件を満たしていないワイヤレスメッシュルータの場合は(ステップS65のno)、当該ワイヤレスメッシュルータが2つ以上の条件を満たしていないことを示す「レベル番号=4」(L4)の制御情報を設定する(ステップS69)。
なお、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれのレベル番号を算出する場合、前述の4つの条件それぞれについて重み付け演算を行うようにしても良く、例えば、第3の実施形態の場合と同様、二次電池3の残容量Brestが多い・少ないことを優先する方法や、太陽電池2の発電電力Ppvの多い・少ないことを優先する方法などに応じて、前述の4つの条件それぞれについて重み付けを行い、前述の4つの条件それぞれの成立・不成立に関して重み付け演算を行うことにより、レベル番号を算出するようにしても良く、また、ワイヤレスネットワークシステムが要求する条件に適合するように、随時、重みを変更することも可能である。
次に、算出した各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aのレベル番号に基づいて、最も良好な電源部の状態にあるレベル番号からなるルートを、パケットを転送すべきルートとして決定する。例えば、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aが、固定系ブロードバンド回線終端装置11(または移動系ブロードバンド通信端末11)を介してインターネット7へパケットを送信しようとする場合について、サーバ12のエネルギー協調制御部13は、次の通り、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれが該パケットを実際に転送すべき最適のルートを設定する。つまり、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに関して、固定系ブロードバンド回線終端装置11が接続されているワイヤレスメッシュルータ1−7へ至るすべてのルートを求め、第3の実施形態の場合と同様、各ルートに存在するワイヤレスメッシュルータのレベル番号を加算して、合計レベル番号を求める処理を行う。
サーバ12のエネルギー協調制御部13は、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに関して、算出した各ルートの合計レベル番号が最小になっているルートを、パケットを送信するルートの候補(候補ルート)として選択する。
ここで、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに関して、選択した最小の合計レベル番号を有するルート数が一つのみつまり候補ルートが1個のみか否かを判定する(ステップS70)。最小の合計レベル番号を有するルート数が一つのみつまり候補ルートが1個のみのワイヤレスメッシュルータの場合(ステップS70のyes)、当該ワイヤレスメッシュルータに対して、最小の合計レベル番号を有するルートを、実際にパケットを送信するルートとして決定し、当該ルートにおいて隣接に位置するワイヤレスメッシュルータに向けてパケットを送信すべき旨を指示する(ステップS71)。
かくのごときルート選択の指示を行うことにより、ワイヤレスメッシュルータ内の太陽電池2の発電電力Ppvが、あらかじめ定めた第3の電力閾値Ppv3よりも低下していたり、太陽電池2が発電することができると予測される発電量が、一定時間(γ時間)の発電量として期待されるあらかじめ定めた発電量期待値Wγを下回っていたり、二次電池3の残容量Brestがあらかじめ定めた第4の残容量閾値B4よりも低下したり、あるいは、現在接続されているエンドノード9の接続台数Nは、あらかじめ定めた台数閾値N1よりも上回っていたりしているワイヤレスメッシュルータが多く存在しているようなルートを回避することが可能となり、当該ルートに存在するワイヤレスメッシュルータに内蔵されている二次電池3の残容量を温存し、ワイヤレスメッシュルータが停止してしまうことを防止することが可能になる。
なお、最小の合計レベル番号を有するルート数が一つのみつまり候補ルートが1個のみではなく、複数のルートが存在しているワイヤレスメッシュルータであった場合(ステップS70のno)、複数の候補ルートそれぞれに存在するワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)を算出する。
各候補ルートのうち、算出したワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小となるルート数が一つのみか否かを判定する(ステップS72)。ワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小のルート数が一つのみのワイヤレスメッシュルータの場合(ステップS72のyes)、当該ワイヤレスメッシュルータに対して、ワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小のルートを、実際にパケットを送信すべきルートとして決定し、当該ルートにおいて隣接に位置するワイヤレスメッシュルータに向けてパケットを送信すべき旨を指示する(ステップS73)。
一方、ワイヤレスメッシュルータの台数すなわちステップ数(ホップ数)が最小のルート数が複数存在しているワイヤレスメッシュルータであった場合(ステップS72のno)、当該ワイヤレスメッシュルータに対して、複数のルートの中から任意に選択したいずれかのルートを選択して、当該ルートにおいて隣接に位置するワイヤレスメッシュルータに向けてパケットを送信すべき旨を指示する(ステップS74)。
なお、サーバ12のエネルギー協調制御部13は、ステップS63に示した4つの条件それぞれの成立の有無に応じて、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれのパケットの転送ルートを決定するのみならず、第1、第2の実施形態において説明したエネルギー協調制御エンジン5の場合と同様に、太陽電池2の現在の発電電力、将来予測される発電量、二次電池3の現在の残容量、現在接続されているエンドノード9の接続台数Nに応じて、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれの電源部や無線装置4の制御を行うための制御指示も、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに対して送信する。
かくのごとく、サーバ12にエネルギー協調制御部13を集中配備して、制御対象の各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれの電源部や無線装置4の制御を行うことによって、各ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aには、エネルギー協調制御エンジン5を具備する必要が無くなるため、ワイヤレスメッシュルータ1−1A,1−2A,…,1−8Aそれぞれに関して装置の小型化・低コスト化を図ることが可能となる。
以上のように、本実施形態についても、ワイヤレスネットワークシステムを構成するワイヤレスメッシュルータを、商用電力によらず、太陽電池と二次電池のみで電源部を構成するようにしても、安定したワイヤレスネットワークシステムの運用が可能となる。
(その他の実施形態)
以上、本発明の実施形態例について詳細に説明したが、本発明は、必ずしも前述した各実施形態にて説明した手段および手法に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し、本発明の効果を有する範囲において、適宜変更して実施することが可能であることは言うまでもない。
以上、本発明の実施形態例について詳細に説明したが、本発明は、必ずしも前述した各実施形態にて説明した手段および手法に限定されるものではなく、本発明の目的を達成し、本発明の効果を有する範囲において、適宜変更して実施することが可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の各実施形態においては、電源部や無線装置4の制御を行うための条件の一つとして、ワイヤレスメッシュルータに現在接続されているエンドノードの接続台数Nを用いる場合について説明したが、エンドノードの接続台数Nの代わりに、ワイヤレスメッシュルータにおいて現在消費されている消費電力あるいは無線装置においてエンドノードとの間の通信に使用されている消費電力つまり無線出力Pwが、あらかじめ定めた消費電力閾値よりも下回っているか否かを、前記条件の一つとして用いるようにしても良い。
また、第1の実施形態の図2、図3においては、ステップS5以降の動作を、ステップS1ないしS4に後続させる形態としているが、それぞれを独立した動作とし、ネットワークシステムにおける要求条件により、あらかじめ定めた優先順位に基づいて、いずれかの処理を優先させるようにしても良いし、両者の処理の順番を逆にしても良い。
また、第2の実施形態において、太陽電池2の発電電力Ppvが無線装置4の定格出力値Pw0を上回っている場合、太陽電池2の余剰電力(Ppv−Pw0)によって、二次電池3の充電を行う動作について説明したが、天気予報情報の取得を行わない第1の実施形態の場合であっても、場合によっては、太陽電池2の余剰電力(Ppv−Pw0)によって、二次電池3の充電を行うようにしても良いし、さらには、太陽電池2の発電電力Ppvが無線装置4のあらかじめ定めた最大出力値Pwmaxを上回っている場合、無線装置4を最大出力値Pwmaxによって動作させるようにしても良いし、最大出力値Pwmaxを上回っている太陽電池2の余剰電力によって、二次電池3の充電を行うようにしても良い。
また、第3,第4の実施形態においては、前述した4つの条件の成立の有無に応じて、パケットの転送ルートを決定する場合について説明したが、各ワイヤレスメッシュルータ内においては、それぞれのワイヤレスメッシュルータにおける前述した4つの条件の成立の有無に応じて、二次電池3の放充電動作や無線装置4の無線出力Pwを制御するようにしても良い。
1,1−1,1−2,…,1−8,1−1A,1−2A,…,1−8A…ワイヤレスメッシュルータ、2…太陽電池、3…二次電池、4…無線装置、5…エネルギー協調制御エンジン、6…アンテナ、7…インターネット、8…天気予報情報、9,9-1,9−2,…,9-4…エンドノード、10-1〜10-3…通信経路、11…固定系ブロードバンド回線終端装置または移動系ブロードバンド通信端末、12…サーバ、13…エネルギー協調制御部、14…電源関連情報、B1…第1の残容量閾値、B2…第2の残容量閾値、B3…第3の残容量閾値、B4…第4の残容量閾値、N1…台数閾値、Ppv1…第1の電力閾値、Ppv2…第2の電力閾値、Ppv3…第3の電力閾値、Pw0…定格出力値、Pw1…第1の低出力値、Pw2…第2の低出力値、Pwmax…最大出力値、Pwα…放電速度、Pwβ…放電速度、Wγ…発電量期待値。
Claims (10)
- メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた第1の電力閾値よりも少なく、かつ、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第1の残容量閾値よりも少なくなった場合、前記無線装置の無線出力を、定格出力値よりも低い値としてあらかじめ定めた第1の低出力値に設定することを特徴とするワイヤレスメッシュルータ。
- メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記無線装置の無線出力が前記太陽電池の発電電力よりも大きく、かつ、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第2の残容量閾値以下に減少した場合、前記無線装置の無線出力を、定格出力値よりも低い値としてあらかじめ定めた第2の低出力値に設定するか、あるいは、前記無線装置の無線出力が前記太陽電池の発電電力よりも大きくなった場合、当該ワイヤレスメッシュルータに接続されている前記エンドノードの接続台数を、前記無線装置の無線出力が前記太陽電池の発電電力よりも少なくなる接続台数に制限することを特徴とするワイヤレスメッシュルータ。
- メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力が前記無線装置の定格出力値またはあらかじめ定めた最大出力値よりも大きい場合、前記発電電力から前記定格出力値または前記最大出力値を差し引いた余剰電力によって前記二次電池を充電することを特徴とするワイヤレスメッシュルータ。
- メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、インターネットを介してWebサイトより、当該ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報を取得し、該天気予報情報に基づいて、今後あらかじめ定めた第1の経過時間の間、前記太陽電池の発電電力が得られないと予測された場合、前記無線装置の無線出力を、前記第1の経過時間に達した時点で、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第2の残容量閾値まで減少する場合の消費電力と等しくなる無線出力値に設定することを特徴とするワイヤレスメッシュルータ。
- メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータにおいて、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部と、前記無線装置および前記電源部を制御するエネルギー協調制御エンジンとを少なくとも備え、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力が前記無線装置の定格出力値以下に少なくなった場合、インターネットを介してWebサイトより、当該ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報を取得し、該天気予報情報に基づいて、前記太陽電池の発電電力が前記無線装置の定格出力値と等しくなる経過時間を予測し、前記無線装置の無線出力を、前記経過時間に達した時点で、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第3の残容量閾値に達する場合の消費電力と等しくなる無線出力値に設定することを特徴とするワイヤレスメッシュルータ。
- 請求項1ないし5のいずれかに記載のワイヤレスメッシュルータにおいて、前記エネルギー協調制御エンジンは、前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた第3の電力閾値よりも大きいか否か、インターネットのWebサイトより取得した当該ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報に基づいて予測される今後あらかじめ定めた第2の経過時間の間の前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた発電量期待値よりも大きいか否か、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第4の残容量閾値よりも大きいか否か、当該ワイヤレスメッシュルータに接続されている前記エンドノードの接続台数があらかじめ定めた台数閾値よりも少ないか否かまたは前記無線装置の消費電力があらかじめ定めた消費電力閾値よりも少ないか否か、の4つの条件のうち、条件を満たす個数に応じて、前記電源部の状態の良好な順番を示す値としてレベル分けされたレベル番号を設定し、設定した前記レベル番号を、あらかじめ定めた範囲内の周辺のワイヤレスメッシュルータとの間で交換し合うことにより、自ワイヤレスメッシュルータのみならず、前記周辺のワイヤレスメッシュルータをも含む各ワイヤレスメッシュルータそれぞれに関する前記レベル番号を取得し、取得した各ワイヤレスメッシュルータの前記レベル番号に基づいて、最も良好な電源部の状態にある前記レベル番号からなるルートを、パケットを転送すべきルートとして決定することを特徴とするワイヤレスメッシュルータ。
- 請求項1ないし6のいずれかに記載のワイヤレスメッシュルータにおいて、前記エネルギー協調制御エンジンを当該ワイヤレスメッシュルータ内に備える代わりに、インターネットのサーバ上に、前記エネルギー協調制御エンジンと同等の機能を有するエネルギー協調制御部を備え、当該ワイヤレスメッシュルータは、あらかじめ定めた周期ごとに、前記太陽電池の発電電力、前記二次電池の残容量、接続されている前記エンドノードの接続台数に関する情報を前記サーバ上の前記エネルギー協調制御部に送信し、かつ、前記サーバ上の前記エネルギー協調制御部からの前記電源部や前記無線装置に対する制御指示および/またはパケットの転送ルートに関する情報を受信することを特徴とするワイヤレスメッシュルータ。
- ワイヤレスメッシュルータを用いてメッシュ型のネットワークを構築するワイヤレスネットワークシステムにおいて、前記ワイヤレスメッシュルータが請求項1ないし7のいずれかに記載のワイヤレスメッシュルータからなっていることを特徴とするワイヤレスネットワークシステム。
- メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータのエネルギーを制御するエネルギー協調制御方法であって、前記ワイヤレスメッシュルータが、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部とを少なくとも備えている場合に、前記太陽電池の発電電力があらかじめ定めた第1の電力閾値よりも少なく、かつ、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第1の残容量閾値よりも少なくなった場合、前記無線装置の無線出力を、定格出力値よりも低い値としてあらかじめ定めた第1の低出力値に設定することを特徴とするエネルギー協調制御方法。
- メッシュ型のワイヤレスネットワークシステムを構成するためのワイヤレスメッシュルータのエネルギーを制御するエネルギー協調制御方法であって、前記ワイヤレスメッシュルータが、通信端末であるエンドノードとの間で無線信号を送受信する無線装置と、太陽電池および充電可能な二次電池からなる電源部とを少なくとも備えている場合に、インターネットを介してWebサイトより、前記ワイヤレスメッシュルータの設置場所における天気予報情報を取得し、該天気予報情報に基づいて、今後あらかじめ定めた第1の経過時間の間、前記太陽電池の発電電力が得られないと予測された場合、前記無線装置の無線出力を、前記第1の経過時間に達した時点で、前記二次電池の残容量があらかじめ定めた第2の残容量閾値まで減少する場合の消費電力と等しくなる無線出力値に設定することを特徴とするエネルギー協調制御方法。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012157187A1 (ja) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | 日本電気株式会社 | ネットワーク制御方法、経路制御装置、ネットワーク制御システムおよび経路制御プログラム |
JP2014116850A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アクセスポイント装置、アクセスポイント装置の制御方法、及び無線通信システム |
JP2014116681A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | データ伝送装置 |
KR20170048992A (ko) * | 2015-10-27 | 2017-05-10 | 엘지전자 주식회사 | 에너지 저장 시스템 |
JP2017085867A (ja) * | 2015-10-23 | 2017-05-18 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | エネルギー貯蔵システム |
JP2018046517A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | インターブリッジ合同会社 | 自律型小型無線装置及びその分散設置方法 |
JP2018064300A (ja) * | 2018-01-24 | 2018-04-19 | インターブリッジ合同会社 | 自律型小型無線装置及びその分散設置方法 |
CN108029155A (zh) * | 2015-08-27 | 2018-05-11 | 飞利浦照明控股有限公司 | 网格网络节点 |
-
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Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012157187A1 (ja) * | 2011-05-13 | 2012-11-22 | 日本電気株式会社 | ネットワーク制御方法、経路制御装置、ネットワーク制御システムおよび経路制御プログラム |
JPWO2012157187A1 (ja) * | 2011-05-13 | 2014-07-31 | 日本電気株式会社 | ネットワーク制御方法、経路制御装置、ネットワーク制御システムおよび経路制御プログラム |
US20150063183A1 (en) * | 2011-05-13 | 2015-03-05 | Nec Corporation | Network control method, path control apparatus, network control system and path control program |
JP5861701B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2016-02-16 | 日本電気株式会社 | ネットワーク制御方法、経路制御装置、ネットワーク制御システムおよび経路制御プログラム |
US9432938B2 (en) | 2011-05-13 | 2016-08-30 | Nec Corporation | Network control method, path control apparatus, network control system and path control program |
JP2014116681A (ja) * | 2012-12-06 | 2014-06-26 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | データ伝送装置 |
JP2014116850A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | アクセスポイント装置、アクセスポイント装置の制御方法、及び無線通信システム |
US10887166B2 (en) | 2015-08-27 | 2021-01-05 | Signify Holding B.V. | Mesh network node |
CN108029155A (zh) * | 2015-08-27 | 2018-05-11 | 飞利浦照明控股有限公司 | 网格网络节点 |
CN108029155B (zh) * | 2015-08-27 | 2021-07-27 | 昕诺飞控股有限公司 | 网格网络节点 |
JP2017085867A (ja) * | 2015-10-23 | 2017-05-18 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | エネルギー貯蔵システム |
KR20170048992A (ko) * | 2015-10-27 | 2017-05-10 | 엘지전자 주식회사 | 에너지 저장 시스템 |
KR102421893B1 (ko) * | 2015-10-27 | 2022-07-18 | 엘지전자 주식회사 | 에너지 저장 시스템 |
JP2018046517A (ja) * | 2016-09-16 | 2018-03-22 | インターブリッジ合同会社 | 自律型小型無線装置及びその分散設置方法 |
JP2018064300A (ja) * | 2018-01-24 | 2018-04-19 | インターブリッジ合同会社 | 自律型小型無線装置及びその分散設置方法 |
JP7093485B2 (ja) | 2018-01-24 | 2022-06-30 | インターブリッジ合同会社 | 自律型小型無線装置及びその分散設置方法 |
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