JP2011014981A

JP2011014981A - グループ登録装置及び無線端末装置

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Publication number: JP2011014981A
Application number: JP2009154892A
Authority: JP
Inventors: Hiromi Hirata; 裕己平田; Kazuaki Okamoto; 一晃岡本
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2009-06-30
Filing date: 2009-06-30
Publication date: 2011-01-20

Abstract

【課題】周辺環境により電界強度が影響を受けて電波の有効範囲が変化しても、グループ化しようとする所望エリア内以外に存在する無線装置がグループ化されることを防止し、所望エリア内の無線装置のみグループ化できるものを提供する。
【解決手段】親機２０の周辺に、グループ化したいセンサ機器１０(a-d)を所望エリア５０内に配置する。親機２０からグループ化の設定要求信号をブロードキャスト送信し、設定要求信号を受信したセンサ機器は、受信時の電界強度を測定して、測定した電界強度情報を含んだ応答信号を親機２０に送信する。親機２０は、受信した応答信号から電界強度情報を抽出し、電界強度情報が閾値以上である場合に、所望エリア５０内に配置されたグループ化したいセンサ装置であると判断し、センサ機器のＩＤ情報、センサ種類等を対応付けてメモリ部に記憶する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の無線端末装置をグループ化する際に、最適にグループ化を行うグループ登録装置及び無線端末装置に関する。

従来、センサ機器に無線ＬＡＮ等の無線機能を搭載し、複数のセンサ装置から無線によりセンサ情報を親機で収集するシステムが普及しつつある。

しかし、複数のセンサ機器を管理するためには、センサ機器をグループ化して管理する必要があり、そのグループ化の方法として、親機から無線ＬＡＮで弱い電波を出力し、有効範囲内にグループ化したセンサ機器を配置してセンサ機器を順次登録するシステムが考えられている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２０４２９０号公報

しかし、無線ＬＡＮの場合、周辺環境により電界強度が影響を受け電波の有効範囲が変化することは良く知られており、従来技術のシステムでは、親機が無線ＬＡＮで弱い電波を出力していたとしても、電波が所望エリア外に届く場合があり、その際、所望エリア外に送信出力の強い無線端末装置（センサ装置など）が設置されていた場合は、所望エリア外に設置されている送信出力の強い無線端末装置がグループ化されて登録される可能性があり、意図しない無線端末装置がグループ化されてしまうという問題点を有することとなる。

本発明は、前述問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、周辺環境により電界強度が影響を受け電波の有効範囲が変化しても、グループ化しようとする所望エリア外に存在する無線端末装置がグループ化されることを防止し、所望エリアの無線端末装置のみ最適にグループ化できるものを提供するものである。

本発明は、グループ化の設定要求信号を送信し、他無線端末装置からの前記グループ化の設定要求信号に応答した信号を受信し、前記受信した応答信号から電界強度情報を抽出し、電界強度情報が閾値以上の場合に、前記無線端末装置をグループ化するものである。

また、本発明は、グループ登録装置からのグループ化の設定要求信号を受信し、前記グループ化の設定要求信号の受信時の電界強度を測定し、前記測定した電界強度情報を含んだ応答信号を前記グループ登録装置に送信するものである。

これにより、周辺環境により電界強度が影響を受け電波の有効範囲が変化しても、グループ化しようとする所望エリア外に存在する無線端末装置がグループ化されることを防止し、所望エリアの無線端末装置のみ最適にグループ化できるものである。

本発明によれば、周辺環境により電界強度が影響を受け、電波の有効範囲が変化しても、グループ化しようとする所望エリア外に存在するセンサ機器がグループ化されることを防止でき、所望エリア内のセンサ機器のみ最適にグループ化できる。

本発明の実施例に係るセンサ機器のグループ化の概念を示す図である。本発明の実施例に係る親機の機能ブロック図である。本発明の実施例に係るセンサ機器の機能ブロック図である。本発明の一実施例に係るグループ化する手順を示すシーケンス図である。本発明の一実施例に係るグループ化判断処理のフローチャートである。本発明の変形例の一実施例に係るグループ化する手順を示すシーケンス図である。本発明の変形例の一実施例に係るグループ化判断処理のフローチャートである。本発明の更なる変形例の一実施例に係るグループ化する手順を示すシーケンス図である。本発明の更なる変形例の一実施例に係るグループ化判断処理のフローチャートである。本発明の更なる変形例の一実施例に係るグループ化する手順を示すシーケンス図である。本発明の更なる変形例の一実施例に係る応答信号送信判断処理のフローチャートである。本発明の更なる変形例の一実施例に係るグループ化判断処理のフローチャートである。

本発明の所望の無線装置をグループ化するグループ登録装置及び無線端末装置を用いたシステムについて図を用いて説明する。尚、本実施の形態では、グループ登録装置は親機、無線端末装置はセンサ機器であるものとして説明を行う。

図１は、グループ化の概念を示す図であり、所望エリア５０内に存在するセンサ機器１０ａ〜ｄをグループ化し、親機２０は、グループ化されたセンサ機器１０からセンサ情報を収集する。所望エリア５０外に存在するセンサ機器１１はサンサ機器１０と同様のものであるがグループ化されない。

親機２０は、図２に示すように、ＣＰＵ等により構成され親機２０を統括的に制御する制御部２２と、センサ機器１０と無線接続を行うためのＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮ機能を備えた無線部２４と、ＲＡＭ等により構成されるメモリ部２６を備えている。

センサ機器１０は、図３に示すように、ＣＰＵ等により構成されセンサ機器１０を統括的に制御する制御部１２と、親機２０と無線接続を行うためのＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮ機能を備えた無線部１４と、温度・湿度・照度等を計測するためのセンサ部１６を備えている。

なお、本実施例では、無線部１４及び２４にＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等の無線ＬＡＮを用いて説明するが、ＺｉｇＢｅｅ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＵＷＢ等のＩＥＥＥ８０２．１５や、微弱無線、特定小電力等でもよく、無線通信を行うものであれば本実施例に限定するものではない。

親機２０は、複数のセンサ機器１０，１１から所望のセンサ機器１０ａ〜ｄから計測情報を収集するために、所望のセンサ機器１０ａ〜ｄをグループ化する。このグループ化する手順を図４のシーケンス図、図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、親機２０の周辺に、グループ化したいセンサ機器１０ａ〜ｄを所望エリア５０内に配置する（図１参照）。本実施例では、所望エリア５０は、親機２０を中心とした半径５メートル程度のエリアとする。

親機２０は、制御部２２にて、親機２０のＩＤ情報を含んだグループ化設定用のパケットを生成し、グループ化設定要求信号として無線部２４を介してブロードキャストで送信する（Ｓ４１）。

センサ機器１０は、無線部１４を介してＳ４１で受信したグループ化設定要求信号を受信すると、制御部１２にて、無線部１４で受信した際の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定し、グループ化設定要求信号を送信した親機２０のＩＤ情報と、測定した受信電界強度の情報と、センサ機器自身のＩＤ情報と、センサの種類を示す情報を含んだ応答用のパケットを生成し、応答信号として無線部１４を介して、グループ化設定要求信号を送信した親機２０に送信する（Ｓ４３）。

親機２０は、各センサ機器１０から送られてきた応答信号の受信電界強度情報に基づき、グループ化を行う。グループ化判断の処理は、図５のフローチャートに従い制御部２２により処理される。

Ｓ５１０にて、制御部２２は、無線部２４を介して受信した応答信号内に格納されている受信電界強度情報を抽出する。

Ｓ５３０にて、Ｓ５１０にて抽出された受信電界強度情報が閾値以上か否かを判断する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎなどの２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯で無線通信を行う場合、送信電力１０ｄＢｍで送信すると、５メートル離れた距離では、受信電界強度が約１０２．９ｄＢμＶ/ｍとなり、１０メートル離れた距離では、受信電界強度が約９６．９ｄＢμＶ/ｍとなるため、本実施例では１００ｄＢμＶ/ｍを閾値として予め設定し、閾値以上か否かを判断するものとする。尚、受信電界強度の求め方は無線通信技術では一般的なものであり、詳しくは述べない。

Ｓ５３０にて閾値以上であると判断された場合、Ｓ５５０に進み、所望エリア５０内に配置されたグループ化したいセンサ装置１０であると判断し、センサ機器のＩＤ情報、センサ種類、無線ＬＡＮ用ＩＰアドレス、無線ＬＡＮ用ＭＡＣアドレスを夫々対応付けてメモリ部２６に記憶する。このメモリ部２６に記憶されたセンサ機器１０がグループ化されたものとして取り扱われる。

Ｓ５３０にて閾値未満であると判断された場合、つまり、所望エリア５０より外にある、グループ化させたくないセンサ機器１１が周辺環境によりグループ化設定要求信号（Ｓ４１）をたまたま受信できてしまい、応答信号（Ｓ４３）を返送した場合は、応答信号が破棄される。

なお、親機２０のグループ化判断処理（図５）は、グループ化設定要求信号を送信してから所定の時間内にセンサ機器１０、１１から応答信号が返信されてきたものだけを対象として処理を行うものとする。

本発明のグループ化を行った後の処理は、グループ化した場合に適したセンサ測定データの収集・管理がなされる。

なお、本実施例では、グループ化判断を受信電界強度情報の閾値に基づき決定しているが、本実施例に限るものではなく、受信した全ての応答信号の受信電界強度情報を大きい順から並べ、隣の受信電界強度情報データと著しく差があるところを所望エリアの区切りと判断し、著しく差があるところのデータを超える受信電界強度情報を持つものを所望エリア５０内に存在するグループ化しようとするセンサ機器１０であると判断してもよい。

次にグループ化する手順の変形例について図６、図７を用いて説明する。

前述と同様に、親機２０の周辺に、グループ化したいセンサ機器１０ａ〜ｄを所望エリア５０内に配置する（図１参照）。本実施例では、所望エリア５０は、親機２０を中心とした半径５メートル程度のエリアとする。

親機２０は、制御部２２にて、親機２０のＩＤ情報を含んだグループ化設定用のパケットを生成し、グループ化設定要求信号として無線部２４を介してブロードキャストで送信する（Ｓ６１）。

センサ機器１０は、無線部１４を介してＳ６１で受信したグループ化設定要求信号を受信すると、グループ化設定要求信号を送信した親機２０のＩＤ情報と、センサ機器自身のＩＤ情報と、センサの種類を示す情報を含んだ応答用のパケットを生成し、応答信号として無線部１４を介して、グループ化設定要求信号を送信した親機２０に送信する（Ｓ６３）。

親機２０は、各センサ機器１０から送られてきた応答信号を受信した際の受信電界強度に基づき、グループ化を行う。グループ化判断の処理は、図７のフローチャートに従い制御部２２により処理される。

Ｓ７１０にて、制御部２２は、無線部２４を介して応答信号を受信した際の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定する。

Ｓ７３０にて、Ｓ７１０にて測定された受信電界強度が閾値以上か否かを判断する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎなどの２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯で無線通信を行う場合、送信電力１０ｄＢｍで送信すると、５メートル離れた距離では、受信電界強度が約１０２．９ｄＢμＶ/ｍとなり、１０メートル離れた距離では、受信電界強度が約９６．９ｄＢμＶ/ｍとなるため、本実施例では１００ｄＢμＶ/ｍを閾値として予め設定し、閾値以上か否かを判断するものとする。尚、受信電界強度の求め方は無線通信技術では一般的なものであり、詳しくは述べない。

Ｓ７３０にて閾値以上であると判断された場合、Ｓ７５０に進み、所望エリア５０内に配置されたグループ化したいセンサ装置１０であると判断し、センサ機器のＩＤ情報、センサ種類、無線ＬＡＮ用ＩＰアドレス、無線ＬＡＮ用ＭＡＣアドレスを夫々対応付けてメモリ部２６に記憶する。このメモリ部２６に記憶されたセンサ機器１０がグループ化されたものとして取り扱われる。

Ｓ７３０にて閾値未満であると判断された場合、つまり、所望エリア５０より外にある、グループ化させたくないセンサ機器１１が周辺環境によりグループ化設定要求信号（Ｓ６１）をたまたま受信できてしまい、応答信号（Ｓ６３）を返送した場合は、応答信号が破棄される。

なお、親機２０のグループ化判断処理（図７）は、グループ化設定要求信号を送信してから所定の時間内にセンサ機器１０、１１から応答信号が返信されてきたものだけを対象として処理を行うものとする。

なお、本実施例では、グループ化判断を受信電界強度の閾値に基づき決定しているが、本実施例に限るものではなく、受信した全ての応答信号の受信電界強度を大きい順から並べ、隣の受信電界強度と著しく差があるところを所望エリアの区切りと判断し、著しく差がある受信電界強度を超える受信電界強度のものを所望エリア５０内に存在するグループ化しようとするセンサ機器１０であると判断してもよい。

次にグループ化する手順の更なる変形例について図８、図９を用いて説明する。

親機２０は、制御部２２にて、親機２０のＩＤ情報を含んだグループ化設定用のパケットを生成し、グループ化設定要求信号として無線部２４を介してブロードキャストで送信する（Ｓ８１）。

センサ機器１０は、無線部１４を介してＳ８１で受信したグループ化設定要求信号を受信すると、制御部１２にて、無線部１４で受信した際の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定し、グループ化設定要求信号を送信した親機２０のＩＤ情報と、測定した受信電界強度の情報と、センサ機器自身のＩＤ情報と、センサの種類を示す情報を含んだ応答用のパケットを生成し、応答信号として無線部１４を介して、グループ化設定要求信号を送信した親機２０に送信する（Ｓ８３）。

親機２０は、各センサ機器１０から送られてきた応答信号の受信電界強度情報に基づき、グループ化を行う。グループ化判断の処理は、図９のフローチャートに従い制御部２２により処理される。

Ｓ９１０にて、制御部２２は、無線部２４を介して応答信号を受信した際の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定する。

次に、Ｓ９２０にて、制御部２２は、無線部２４を介して受信した応答信号内に格納されている受信電界強度情報を抽出する。

Ｓ９３０にて、Ｓ９１０にて測定された受信電界強度、及びＳ９２０にて抽出された受信電界強度情報が閾値以上か否かを判断する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎなどの２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯で無線通信を行う場合、送信電力１０ｄＢｍで送信すると、５メートル離れた距離では、受信電界強度が約１０２．９ｄＢμＶ/ｍとなり、１０メートル離れた距離では、受信電界強度が約９６．９ｄＢμＶ/ｍとなるため、本実施例では１００ｄＢμＶ/ｍを閾値として予め設定し、閾値以上か否かを判断するものとする。尚、受信電界強度の求め方は無線通信技術では一般的なものであり、詳しくは述べない。また、本実施例では、Ｓ９３０にて、Ｓ９１０にて測定された受信電界強度及び９２０にて抽出された受信電界強度情報を同じ閾値と比較しているが、それぞれ異なる閾値であってもよい。

Ｓ９３０にて、Ｓ９１０にて測定された受信電界強度及び９２０にて抽出された受信電界強度情報の両方が閾値以上であると判断された場合、Ｓ９５０に進み、所望エリア５０内に配置されたグループ化したいセンサ装置１０であると判断し、センサ機器のＩＤ情報、センサ種類、無線ＬＡＮ用ＩＰアドレス、無線ＬＡＮ用ＭＡＣアドレスを夫々対応付けてメモリ部２６に記憶する。このメモリ部２６に記憶されたセンサ機器１０がグループ化されたものとして取り扱われる。

Ｓ９３０にて、少なくともＳ９１０にて測定された受信電界強度及び９２０にて抽出された受信電界強度情報のどちらかが閾値未満であると判断された場合、つまり、所望エリア５０より外にある、グループ化させたくないセンサ機器１１が周辺環境によりグループ化設定要求信号（Ｓ８１）をたまたま受信できてしまい、応答信号（Ｓ８３）を返送した場合は、応答信号が破棄される。

なお、親機２０のグループ化判断処理（図９）は、グループ化設定要求信号を送信してから所定の時間内にセンサ機器１０、１１から応答信号が返信されてきたものだけを対象として処理を行うものとする。

なお、本実施例では、グループ化判断をＳ９１０にて測定された受信電界強度及び９２０にて抽出された受信電界強度情報の閾値に基づき決定しているが、本実施例に限るものではなく、受信した全ての受信電界強度（受信電界強度情報）を大きい順から並べ、隣の受信電界強度（受信電界強度情報）と著しく差があるところを所望エリアの区切りと判断し、著しく差があるところの受信電界強度（受信電界強度情報）を超える受信電界強度（受信電界強度情報）を持つものを所望エリア５０内に存在するグループ化しようとするセンサ機器１０であると判断してもよい。

これにより、センサ機器でグループ化設定要求信号受信した際の受信電界強度と、応答信号を受信した際の受信電界強度との両方を受信電界強度に基づき、所望エリア５０内に存在するグループ化しようとするセンサ機器か否かを判断するため、より正確な判断が可能となる。

次にグループ化する手順の更なる変形例について図１０乃至図１２を用いて説明する。

親機２０は、制御部２２にて、親機２０のＩＤ情報を含んだグループ化設定用のパケットを生成し、グループ化設定要求信号として無線部２４を介してブロードキャストで送信する（Ｓ１０１）。

センサ機器１０は、無線部１４を介してＳ４１で受信したグループ化設定要求信号を受信すると、応答信号を送信するか否かの判断処理を行う。応答信号の送信判断処理は、後述する図１１のフローチャートに従い制御部１２により処理される。制御部１２にて、応答信号を送信すると判断された場合、グループ化設定要求信号を送信した親機２０のＩＤ情報と、測定した受信電界強度の情報と、センサ機器自身のＩＤ情報と、センサの種類を示す情報を含んだ応答用のパケットを生成し、応答信号として無線部１４を介して、グループ化設定要求信号を送信した親機２０に送信する（Ｓ１０３）。

親機２０は、各センサ機器１０から送られてきた応答信号の受信電界強度情報に基づき、グループ化を行う。グループ化判断の処理は、後述する図１２のフローチャートに従い制御部２２により処理される。

応答信号の送信判断処理について図１１を用いて説明する。

Ｓ１１１０にて、制御部１２は、無線部１４を介してグループ化設定要求信号を受信した際の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定する。

Ｓ１１３０にて、Ｓ１１１０にて測定された受信電界強度が閾値以上か否かを判断する。ＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎなどの２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯で無線通信を行う場合、送信電力１０ｄＢｍで送信すると、５メートル離れた距離では、受信電界強度が約１０２．９ｄＢμＶ/ｍとなり、１０メートル離れた距離では、受信電界強度が約９６．９ｄＢμＶ/ｍとなるため、本実施例では１００ｄＢμＶ/ｍを閾値として予め設定し、閾値以上か否かを判断するものとする。尚、受信電界強度の求め方は無線通信技術では一般的なものであり、詳しくは述べない。

Ｓ１１３０にて閾値以上であると判断された場合、Ｓ１１５０に進み、自センサ機器は、親機２０の所望エリア５０内に配置されたグループ化したいセンサ装置１０であると判断し、グループ化設定要求信号を送信した親機２０のＩＤ情報と、Ｓ１１１０で測定した受信電界強度の情報と、センサ機器自身のＩＤ情報と、センサの種類を示す情報を含んだ応答用のパケットを生成し、応答信号として無線部１４を介して、グループ化設定要求信号を送信した親機２０に送信する（図１０のＳ１０３）。

Ｓ１１３０にて閾値未満であると判断された場合、つまり、自センサ機器が所望エリア５０より外にある、グループ化させたくないセンサ機器１１であると判断した場合は、グループ化設定要求信号（Ｓ１０１）を破棄する。

グループ化判断の処理について図１２を用いて説明する。

Ｓ１２１０にて、制御部２２は、無線部２４を介して応答信号を受信した際の受信電界強度（ＲＳＳＩ）を測定する。

Ｓ１２３０にて、Ｓ１２１０にて測定された受信電界強度が閾値以上か否かを判断する。本実施例では１００ｄＢμＶ/ｍを閾値として予め設定し、閾値以上か否かを判断するものとする。尚、受信電界強度の求め方は無線通信技術では一般的なものであり、詳しくは述べない。

Ｓ１２３０にて閾値以上であると判断された場合、Ｓ１２５０に進み、所望エリア５０内に配置されたグループ化したいセンサ装置１０であると判断し、センサ機器のＩＤ情報、センサ種類、無線ＬＡＮ用ＩＰアドレス、無線ＬＡＮ用ＭＡＣアドレスを夫々対応付けてメモリ部２６に記憶する。このメモリ部２６に記憶されたセンサ機器１０がグループ化されたものとして取り扱われる。

Ｓ１２３０にて閾値未満であると判断された場合、つまり、所望エリア５０より外にある、グループ化させたくないセンサ機器１１が周辺環境によりグループ化設定要求信号（Ｓ１０１）をたまたま受信できてしまい、応答信号（Ｓ１０３）を返送した場合は、応答信号が破棄される。

なお、親機２０のグループ化判断処理（図１０）は、グループ化設定要求信号を送信してから所定の時間内にセンサ機器１０、１１から応答信号が返信されてきたものだけを対象として処理を行うものとする。

これにより、センサ機器側で親機の所望エリア内かを判断し、所望エリア内であると判断した場合のみ応答信号を送信するため、親機側の処理が軽減される。

以上の説明した本実施の形態において、親機２０からのグループ化設定要求信号に応答する際、センサ機器１０は、応答信号に、センサ部１６による測定データも同じ応答信号に含んで送信するようにしてもよい。これにより、グループ化設定の時点からのセンサ測定データ収集が可能になり、きめ細かなセンサ測定データの収集・管理が行える。この場合、あるセンサ機器から送られてきた応答信号内のセンサ測定データが、他のセンサ機器からのセンサ測定データと逸脱している場合は、親機２０においてセンサ部１６の故障であるとして、他のセンサ機器から逸脱したセンサ機器をグループ化から除外するようにしてもよい。

以上により、周辺環境により電界強度が影響を受け、電波の有効範囲が変化しても、グループ化しようとする所望エリア外に存在するセンサ機器がグループ化されることを防止でき、所望エリア内のセンサ機器のみ最適にグループ化できる。

また、本実施の形態では、センサ機器を用いて説明したが、無線機能を備えグループ化されるものであれば、どのような無線端末装置であってもよいことは云うまでもない。

以上、本実施の形態では本発明の一例を示したが、これに限るものではない。

１０センサ機器、１１センサ機器、１２制御部、１４無線部、２０親機、２２制御部、２４無線部、２６メモリ部。

Claims

グループ化の設定要求信号を送信し、
他無線端末装置からの前記グループ化の設定要求信号に応答した信号を受信し、
前記受信した応答信号から電界強度情報を抽出し、
電界強度情報が閾値以上の場合に、前記無線端末装置をグループ化するグループ登録装置。
グループ登録装置からのグループ化の設定要求信号を受信し、
前記グループ化の設定要求信号の受信時の電界強度を測定し、
前記測定した電界強度情報を含んだ応答信号を前記グループ登録装置に送信する無線端末装置。