JP2011199544A - 無線センサーネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 システムの運用中であっても端末を容易且つ確実に追加設置することができ、利便性を向上させると共に、システム全体の信頼性を向上させることができる無線センサーネットワークシステムを提供する。
【解決手段】 新規端末３′を追加する場合に、アクセスポイント２が、アクティブランニングモードに設定されると、制御部２２が、時刻データと時限抑止データとを既存の端末３に送信し、送信完了後にリセットが入力されると新規端末３′に時刻データを送信し、既存の端末３は、時限抑止データを受信すると、制御部２２が、予め設定された一定時間送信動作を停止すると共に、アクセスポイント２及び端末３が、送信動作の前には無線部２１のＡＧＣ回路で電界強度を測定し、測定された電界強度がしきい値以上であれば送信動作を行わない無線センサーネットワークシステムとしている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線センサーネットワークシステムに係り、特にシステム運用中であっても新規端末を容易且つ確実に追加することができ、利便性を向上させ、通信の信頼性を向上させることができる無線センサーネットワークシステムに関する。

［無線センサーネットワーシステムの概要］
オフィスビル、工場、ホテル、デパート、病院等の施設に、電気、ガス、上下水道等のサービスが提供されており、サービスの運用状況について監視するために、センサーと無線端末とを接続し、無線信号で監視状況のデータを収集する無線センサーネットワークが知られている。

無線センサーネットワークシステムは、電気、ガス等のサービスの運用が正常に為されているかを監視するにとどまらず、火災や外部からの侵入も監視でき、サービスが無駄なく適正に運用されるよう制御することで、地球温暖化抑制のための省エネルギー対策の基盤技術として脚光を浴びてきている。

［無線センサーネットワークシステムの構成例：図５］
無線センサーネットワークシステムの構成例について図５を用いて説明する。図５は、無線センサーネットワークシステムの構成例を示す説明図である。
図５に示すように、無線センサーネットワークシステムは、中継機１と、アクセスポイント２と、複数の端末３と、複数の各種センサー４と、監視サーバ５とを備えている。
中継機１は、地区毎に設けられ（ここでは地区Ａ）、ＬＡＮ（Local Area Network）によって監視サーバと接続されている。
アクセスポイント２は、地区内のエリア毎に設けられ（ここではエリアＡ，エリアＢ，エリアＣ）、複数の端末３及び中継機１と無線通信を行う。使用される周波数はエリア毎に異なる。
各端末３には各種センサー４が接続され、端末３は、各種センサー４からのデータを無線によって自己のエリアのアクセスポイント２に送信する。

そして、上記構成の無線センサーネットワークシステムにおいては、端末３は、各種センサー４から入力された監視データを記憶しておき、随時又は定期的にアクセスポイント２に無線送信する。
アクセスポイント２は、端末３から受信したデータを記憶し、随時又は定期的に中継機１に無線送信する。
中継機１は、無線で受信した各エリアの端末情報（センサ情報）をＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）プロトコルに変換して、ＬＡＮを介して監視サーバ５に送信する。

［従来の無線センサーネットワークシステムにおける据付方法］
次に、従来の無線センサーネットワークシステムにおける据付方法について説明する。
無線センサーネットワークシステムでは、アクセスポイント２や端末３（被据付装置）の据付時に、通信相手となる装置と確実に通信を行うことができるように、据付時に所定の送受信動作を行って、その結果をＬＥＤ（Light Emitting Diode）やブザーで作業者に報知し、通信状態のよい適切な場所に装置を設置するようにしている。尚、被据付装置の通信相手は既に設置場所が固定された中継機１やアクセスポイント２等の装置（固定装置）である。

据付時の動作を行うために、中継機１及びアクセスポイント２には、固定装置の動作モードとして「据付受信モード」が設けられており、アクセスポイント２及び端末３には被据付装置の動作モードとして「据付送信モード」が設けられている。
そして、各装置には各動作モードに応じた処理プログラムが記憶されており、外部から動作モードが設定された場合には、制御部が処理プログラムを起動することにより、所定の動作を実現するようになっている。

また、動作状態や送受信の結果を作業員に報知するために、アクセスポイント２及び端末３には緑色と赤色のＬＥＤが設けられ、中継機１には緑色のＬＥＤが設けられている。更に、アクセスポイント２及び端末３にはブザーが設けられている。

そして、端末３の据付時には、まず、固定装置であるアクセスポイント２を据付受信モードに設定する。これにより、アクセスポイント２は受信動作を試行し、緑色ＬＥＤを点灯する。受信動作の回数は無限回とする。

次に、被据付装置である端末３を据付送信モードに設定する。これにより、端末３は送信動作を試行し、送信元（自己）を示すデータをアクセスポイント２宛に送信し、赤色ＬＥＤを点灯する。送信動作の回数は無限回とする。

アクセスポイント２は、端末３からの送信データの受信に成功すると、Ａｃｋデータを端末３に応答する。
端末３は、アクセスポイント２からのＡｃｋデータを３回連続して受信すると、送受信成功として緑色ＬＥＤを点灯する。これにより、端末３では、赤色と緑色のＬＥＤが両方点灯する。

そして、アクセスポイント２は３回連続してＡｃｋを送信すると、当該端末３は送受信可能なエリアに設置されたとして、当該端末３に対して、自装置内部で管理している時刻データを送信する。

端末３は、アクセスポイント２からの時刻データの受信に成功すると、自装置内部の時刻を受信した時刻データに基づいて設定し、据付成功として、緑色ＬＥＤを点灯し、赤色ＬＥＤを消灯し、ブザーを鳴音する。
作業者は、緑色ＬＥＤの点灯およびブザーの鳴音により、当該端末３の据付は成功したと判断し、設置場所を確定する。

また、端末３は、アクセスポイント２からの時刻データの受信に失敗すると、赤色ＬＥＤを点灯して緑色ＬＥＤを消灯し、ブザーを鳴音する。
作業者は、赤色ＬＥＤの点灯により、当該端末３の設置場所は不適切であると判断して、別の設置場所を選択し、最初から同様の動作を繰り返す。
このようにして無線センサーネットワークシステムにおける各装置の据付時の動作（据付動作）が行われるものである。

［従来の無線センサーネットワークシステムにおける端末追加：図６］
次に、従来の無線センサーネットワークシステムにおける端末追加について図６を用いて説明する。図６は、従来の無線センサーネットワークシステムにおける端末追加を示す模式説明図である。
図６の例では、アクセスポイント２のエリアに既存の端末３が１２台設置され、運用中となっている。そこに１３台目の端末（新規端末）３′を設置する場合を示している。

新規端末３′を設置する場合には、当該新規端末３′の時刻をアクセスポイント２の時刻に合わせるために、上述したように据付動作としてアクセスポイント２から新規端末３′に時刻データを送信する。
一方、既存の各端末３は、定期的にセンシングデータをアクセスポイント２に送信している。
そのため、アクセスポイント２から新規端末３′への時刻データと、既存端末３の定期送信データとが干渉してしまい、正常に送受信動作を行うことができない場合がある。

そのため、従来の無線センサーネットワークシステムでは、新規端末３′を追加する場合、既存の端末３の電源を全てオフにして、新規端末３′の据付設置を行った後、再度既存の端末３の電源をオンにして、各端末３の運用を再開するようになっていた。
また、その際に、センシングや送信のタイミング（スケジュール）をパラメータとして再度設定しなければならない場合もあった。
尚、据付動作において、時刻データは新規端末３′のみに送信される。既存の端末３は電源オフの間も時刻を保持しており、アクセスポイント２からの定期送信（１日２回）で時刻調整を行うようにしている。

また、従来の無線センサーネットワークシステムでは、アクセスポイント２や端末３において無線送信時に他の端末３や外部の通信データとの混信を防ぐ構成は設けられていない。

［関連技術］
尚、関連する先行技術として、特開平１−１３４６４７号公報「通信制御システムの端末追加方式」（出願人：日本電気株式会社：特許文献１）、特開２００２−９４６０６号公報「通信端末装置及び送信タイミング自動設定方法」（出願人：松下電器産業株式会社：特許文献２）、特開２００６−１６５６８６号公報「通信端末装置、通信制御方法、及びプログラム」（出願人：キャノン株式会社：特許文献３）がある。

特許文献１には、端末追加時に、通信管理装置から各端末へ「非活性化状態」を指示し、端末は、「非活性化状態」を受信した時点から「活性状態」の指示があるまでの間送信動作を停止することが記載されている。

特許文献２には、端末位置登録時に基地局からの受信電界強度に応じて送信タイミングの初期値を決定し、当該初期値から送信タイミングをずらしながら基地局との通信可能な送信タイミングを検索して決定し、送信タイミングを自動的に調整することが記載されている。

また、特許文献３には、複数の端末と接続可能なネットワークカメラが、端末の追加時に、既存端末に通信停止タイミング及び通信停止期間を指示し、端末がそれに基づいて通信動作を停止することが記載されている。

特開平１−１３４６４７号公報 特開２００２−９４６０６号公報 特開２００６−１６５６８６号公報

しかしながら、従来の無線センサーネットワークシステムでは、システムの運用中に新たに端末を追加することができず、不便であるという問題点があり、また、アクセスポイントや端末の無線送信時に他の無線通信との混信を防ぐ構成が設けられておらず、混信の恐れがあるという問題点があった。

また、特許文献１〜３には、アクセスポイントから新規に追加された端末に対して時刻データを送信する際に、他の装置との混信を防止することについては記載されていない。

本発明は上記実状に鑑みて為されたもので、システムの運用中であっても、据え付けに伴うデータの送受信を行う際に、他の装置との干渉や混信を防ぎ、容易且つ確実に端末を追加設置することができ、利便性を向上させ、システム全体の信頼性を向上させることができる無線センサーネットワークシステムを提供することを目的とする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、センサーから入力されたデータを無線送信する端末と、エリア内に設置された端末から送信されたデータを受信するアクセスポイントとを備え、端末がアクセスポイントから送信される時刻データに基づいて内部に時刻を設定して、アクセスポイントに定期的にデータを送信する無線センサーネットワークシステムであって、アクセスポイント及び端末が、電界強度を測定する測定手段を有する無線部と、制御部とを備え、アクセスポイントの制御部が、新規端末の追加時に、特定の動作モードが設定されると、送信動作の一時停止を指示する時限抑止データを既存の端末に送信し、当該送信の完了後に指示が入力されると、時刻データを新規端末に送信し、既存の端末の制御部が、時限抑止データを受信すると、予め設定された一定時間送信動作を停止し、新規端末の制御部が、アクセスポイントからの時刻データを受信すると、時刻データに基づいて装置内部に時刻を設定し、アクセスポイント及び端末の制御部が、送信動作の前に測定手段で測定された電界強度が予め設定されたしきい値以上であれば、送信動作を行わないことを特徴としている。

また、本発明は、上記無線センサーネットワークシステムにおいて、アクセスポイントが、時限抑止データの送信が完了した場合にその旨報知する報知手段を備えたことを特徴としている。

また、本発明は、上記無線センサーネットワークシステムにおいて、端末の制御部が、送信動作を停止している一定時間の間に定期的な送信タイミングになった場合には、一定時間が経過した後に、当該送信タイミングで送信されるべきデータを送信する送信動作を行うことを特徴としている。

また、本発明は、上記無線センサーネットワークシステムにおいて、アクセスポイント及び端末の制御部が、測定された電界強度を特定回数分平均し、当該平均値としきい値とを比較することを特徴としている。

また、本発明は、上記無線センサーネットワークシステムにおいて、アクセスポイント及び端末の制御部が、電界強度がしきい値以上で送信動作を行わなかった場合に、特定時間後に、測定手段に再度電界強度の測定を行わせ、測定された電界強度がしきい値未満であれば、送信動作を行うことを特徴としている。

また、本発明は、上記無線センサーネットワークシステムにおいて、アクセスポイント及び端末が、特定回数連続して電界強度がしきい値以上で送信動作を行わなかった場合にその旨報知する報知手段を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、センサーから入力されたデータを無線送信する端末と、エリア内に設置された端末から送信されたデータを受信するアクセスポイントとを備え、端末がアクセスポイントから送信される時刻データに基づいて内部に時刻を設定して、アクセスポイントに定期的にデータを送信する無線センサーネットワークシステムであって、アクセスポイント及び端末が、電界強度を測定する測定手段を有する無線部と、制御部とを備え、アクセスポイントの制御部が、新規端末の追加時に、特定の動作モードが設定されると、送信動作の一時停止を指示する時限抑止データを既存の端末に送信し、当該送信の完了後に指示が入力されると、時刻データを新規端末に送信し、既存の端末の制御部が、時限抑止データを受信すると、予め設定された一定時間送信動作を停止し、新規端末の制御部が、アクセスポイントからの時刻データを受信すると、時刻データに基づいて装置内部に時刻を設定し、アクセスポイント及び端末の制御部が、送信動作の前に測定手段で測定された電界強度が予め設定されたしきい値以上であれば、送信動作を行わない無線センサーネットワークシステムとしているので、一定時間既存端末の送信動作を停止させて、その間に新規端末にアクセスポイントから時刻データを送信することで、既存端末の送信データと時刻データとが干渉するのを防ぎ、また、時限抑止データや時刻データの送信時に他の装置との混信を防ぎ、据え付け時の送受信を誤りなく行うことができ、システム運用中であっても、容易且つ確実に新たな端末を追加することができる効果がある。

アクセスポイントが、時限抑止データの送信が完了した場合にその旨報知する報知手段を備えた上記無線センサーネットワークシステムとしているので、作業者が、既存端末が送信動作を停止する前に据付作業を開始してしまうのを防ぎ、システム運用中でも確実に新たな端末を追加することができる効果がある。

また、本発明によれば、端末の制御部が、送信動作を停止している一定時間の間に定期的な送信タイミングになった場合には、一定時間が経過した後に、当該送信タイミングで送信されるべきデータを送信する送信動作を行う上記無線センサーネットワークシステムとしているので、送信動作の停止により送信されなかったデータも、送信動作の再開後に確実に送信することができる効果がある。

また、本発明によれば、アクセスポイント及び端末の制御部が、測定された電界強度を特定回数分平均し、当該平均値としきい値とを比較する上記無線センサーネットワークシステムとしているので、瞬間的な測定値の変動を吸収して安定した動作を行うことができる効果がある。

また、本発明によれば、アクセスポイント及び端末の制御部が、電界強度がしきい値以上で送信動作を行わなかった場合に、特定時間後に、測定手段に再度電界強度の測定を行わせ、測定された電界強度がしきい値未満であれば、送信動作を行う上記無線センサーネットワークシステムとしているので、周辺の装置における送信が終了した後に、混信することなく確実に送信を行うことができる効果がある。

また、本発明によれば、アクセスポイント及び端末が、特定回数連続して電界強度がしきい値以上で送信動作を行わなかった場合にその旨報知する報知手段を備えた上記無線センサーネットワークシステムとしているので、装置に異常が発生した可能性があることを作業者に報知でき、迅速に復旧作業を行うことができる効果がある。

本発明の実施の形態に係る無線センサーネットワークシステム（本システム）のアクセスポイント及び端末の構成ブロック図である。 アクティブランニングモードにおけるアクセスポイントの処理を示すフローチャートである。 端末における時限抑止データ受信時の処理を示すフローチャートである。 アクセスポイント又は端末における混信防止処理を示すフローチャートである。 無線センサーネットワークシステムの構成例を示す説明図である。 従来の無線センサーネットワークシステムにおける端末追加を示す模式説明図である。

［実施の形態の概要］
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
本発明の実施の形態に係る無線センサーネットワークシステムは、新たな端末を追加する場合に、アクセスポイントが特定の動作モードに設定されると、既存の各端末に時刻データと共に一定期間の送信停止を指示する時限抑止データを送信し、既存の端末が、時限抑止データを受信すると、予め設定された一定時間送信動作を停止するものであり、既存端末が送信動作を行わない一定期間の間にアクセスポイントから時刻データを送信して、新規端末が据付動作を行えば、干渉が発生することなく正常に時刻データを送受信することができ、システムの運用中であっても端末の追加を容易に行うことができるものである。

また、本無線センサーネットワークシステムでは、アクセスポイント及び端末が、無線送信を行う際に、周囲の電界強度を測定し、測定値が予め設定されたしきい値を超える場合には、送信動作を行わないものであり、他の端末や外部の通信装置との混信を防ぐことができ、システム全体の信頼性を向上させることができるものである。

特に、混信防止の処理を新規端末の追加時にも行うことにより、時限抑止データや時刻データの送受信を誤りなく行うことができ、システム運用中であっても新規端末を確実に追加することができるものである。

［実施の形態の構成］
本発明の実施の形態に係る無線センサーネットワークシステム（本システム）の構成は、図５に示した一般的な無線センサーネットワークシステムと同様であり、ＬＡＮによって監視サーバ５に接続された中継機１と、エリア内に設けられたアクセスポイント２と、各種センサーが接続された複数の端末３とを備えている。
そして、各種センサーから入力されたデータは、端末３から無線通信でアクセスポイント２に送信され、アクセスポイント２から中継機１に無線送信され、中継機１からＬＡＮによって監視サーバ５に送信され、遠隔監視が行われるようになっている。

［アクセスポイント２、端末３の構成：図１］
ここで、本システムにおいてアクセスポイント２又は端末３として用いられる装置の構成について図１を用いて説明する。図１は、本システムのアクセスポイント２及び端末３の構成ブロック図である。
図１に示すように、本システムのアクセスポイント２又は端末３は、無線部２１と、制御部（ＣＰＵ：Central Processing Unit）２２と、ＲＴＣ（Real Time Clock）２３と、インターフェース２４と、Ａ／Ｄ変換器２５（ＡＤＣ１）と、カウンタ２６と、リセットボタン（ＲＥＳＥＴ）２７と、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read only Memory）２８と、メモリ２９と、ＬＥＤ３０と、電源回路３１と、Ａ／Ｄ変換器３２（ＡＤＣ２）と、バッテリー３３とを備えている。

無線部２１は、無線信号の送受信に伴う変復調や増幅等を行う。また、本システムのアクセスポイント２又は端末３は、無線部２１にＡＧＣ（Auto Gain Control：自動利得制御）回路（図では「ＡＧＣ」）を備えており、受信信号の電界強度に応じて利得を制御している。
ＡＧＣ回路は、特開２００９−１４１８９９号公報に記載されているように、ＡＧＣアンプと、ＡＧＣ制御回路とを備えており、ＡＧＣ制御回路が、ＡＧＣアンプからの出力における電界強度を測定し、当該測定値に基づいてＡＧＣアンプの利得を制御するようになっている。尚、ＡＧＣ制御回路が請求項における電界強度の測定手段に相当している。
そして、後述するように、本システムのアクセスポイント２と端末３の制御部２２では、ＡＧＣ制御回路での電界強度測定値を利用して混信防止処理を行うものである。

制御部２２は、ＥＥＰＲＯＭ２８に記憶された処理プログラムを起動して、送受信制御等、装置全体の制御を行う。
端末３の制御部２２では、各種センサー４からのセンシングデータの蓄積や設定されているスケジュールに基づくアクセスポイント２への送信を制御する。
特に、本システムの装置では、アクセスポイント２として動作する場合に用いられる「アクティブランニングモード」を新たな動作モードとして備えている。また、アクセスポイント２のアクティブランニングモードに伴い、端末３の動作も従来とは一部異なっている。
アクセスポイント２のアクティブランニングモード及び端末３の動作については後で詳細に説明する。

ＲＴＣ２３は、現在時刻を管理し、制御部２２の動作クロックを提供する。また、タイマを備え、制御部２２から設定された一定時間を計時する。
インターフェース２４は、外部に設けられた各種センサー４に接続し、センサー４からの監視データを入力する。各種センサー４からの入力としては、アナログ（電圧）入力、パルス入力、イベント入力（立ち上がりエッジ又は立下りエッジ）がある。インターフェース２４は、アナログ入力をＡ／Ｄ変換器２５に出力し、パルス入力をカウンタ２６に出力し、イベント入力を制御部２２に出力する。尚、アクセスポイント２では、通常、センサーは接続されていない。

Ａ／Ｄ変換器２５は、電圧などのアナログ値をデジタル値に変換して取り込むＡ／Ｄコンバータである。
カウンタ２６は、流量計等のパルスデータをカウントするカウンタである。カウンタ２６には、運用開始前に測定期間が設定され、制御部２２によって定期的に起動されると当該測定期間における入力パルスのカウントを行う。

リセットボタン２７は、アクティブランニングモード及び据付送信モードを解除する指示を入力する操作部である。
ＥＥＰＲＯＭ２８は、制御部２２における処理プログラムや自己の固有番号等を記憶する不揮発性メモリである。端末３では、ＥＥＰＲＯＭ２８は、センシングを行うためのパラメータとして、時間情報や異常検出のためのしきい値等を記憶している。

メモリ２９は、センサーから取得したセンシングデータ及びその取得日時（タイムスタンプ）や、アクセスポイント２又は中継機１への送信日時等のログを記憶するリングバッファである。情報量が格納領域を超える場合には、古い番地（アドレス）から順に上書きされる。
ＬＥＤ３０は、赤色ＬＥＤと緑色ＬＥＤとを備え、制御部２２からの指示に従って、点滅や点灯、消灯の動作を行い、作業者に装置の状態を報知する報知手段である。

電源回路３１は、装置に接続されたバッテリー（又は外部電源）３３から電力の供給を受け、装置全体に電源を供給する。尚、通常、端末３は電源としてバッテリーを用い、アクセスポイント２は外部電源を用いる。
Ａ／Ｄ変換器３２は、電源電圧を検出し、特に端末３において制御部２２でバッテリー電圧の低下を監視するために用いられる。

［アクティブランニングモード］
次に、本システムの特徴であるアクセスポイント２のアクティブランニングモードについて説明する。アクティブランニングモードは、システムの運用中に新規端末を追加することができる動作モードである。
本システムのアクセスポイント２は、アクティブランニングモードの処理プログラムを備えており、追加外部からアクティブランニングモードが設定されると、アクティブランニングモードに移行して、処理を行う。
つまり、本システムでは、システムの運用中に新たな端末３を追加したい場合には、作業者が手動で、アクセスポイント２にアクティブランニングモードを設定するようになっている。

そして、新規端末の追加時等にアクティブランニングモードが設定されると、アクセスポイント２は、時刻データと共に端末３に対して送信動作の一定時間停止を指示する時限抑止データを送信する。
端末３は、時刻データと時限抑止データを受信した場合には、時刻データに基づいて内部の時刻調整を行うと共に、時限抑止データに基づいて、予め設定された一定時間、送信動作を行わないようになっている。

新規端末は、各端末３が送信を停止している一定時間の間であれば、既存の端末３の送信データと干渉することなくアクセスポイント２から正常に時刻データを受信して、据付動作を完了できるものである。
つまり、端末据付の作業者は、新規端末の据え付け時にアクセスポイント２にアクティブランニングモードを設定すれば、一定時間の間に何台でも新規端末の据付作業を行うことが可能となるものである。

［アクティブランニングモードにおける処理：図２］
次に、アクティブランニングモードにおける処理について図２を用いて説明する。図２は、アクティブランニングモードにおけるアクセスポイントの処理を示すフローチャートである。
図２に示すように、アクセスポイントの制御部２２は、アクティブランニングモードに設定されたかどうかを判断し（２００）、設定された場合には（Yesの場合）、アクティブランニングモードに移行し（２０２）、既存の端末３宛に時刻データと時限抑止データとを一斉送信する（２０４）。

そして、アクセスポイント２の制御部２２は、時刻データと時限抑止データの送信を完了したかどうかを判断し（２０６）、送信が完了していない場合には、アクセスポイント２の制御部２２は、処理２０４に戻って時刻データと時限抑止データの送信を行う。
また、処理２０６で送信が完了した場合には（Yesの場合）、緑色のＬＥＤ３０を点灯する（２０８）。
これにより、作業者に、各端末３に時限抑止データが送信されたことを報知して、新しい端末を追加する作業が開始できることを認識させるものである。

そして、アクセスポイント２の制御部２２は、リセットボタン２７が押下されたかどうかを判断し（２１０）、リセットボタン２７が押下された場合には（Yesの場合）、据付送信モードに移行し（２１２）、新規に追加された端末に対して時刻データの送信動作を行う（２１４）。
ここで、リセットボタン２７は、据付作業者が緑ＬＥＤの点灯を確認してから押下するものであり、据付送信モードへ移行して時刻データを送信する指示となっている。

そして、アクセスポイント２の制御部２２は、新規端末の据付作業が完了したかどうか、つまり再度リセットボタン２７が押下されたかどうかを判断し（２１６）、押下されなければ（Noの場合）、据付送信モードの処理を行って時刻データの送信を繰り返す。時限抑止データによる送信停止時間内であれば、リセットボタン２７が押下されるまで何台でも端末を据え付けることができるものである。
尚、処理２１６におけるリセットボタン２７の押下は、据付送信モードから通常の運用モードへの移行指示である。

処理２１６でリセットボタン２７が押下された場合には、アクセスポイント２の制御部２２は、据付送信モードから通常運用モードに移行して、通常の運用を行う（２２０）。
このようにして、アクティブランニングモードが設定された場合のアクセスポイント２の処理が行われるものである。

［端末３における時限抑止データ受信時の処理：図３］
次に、端末３における時限抑止データ受信時の処理について図３を用いて説明する。図３は、端末における時限抑止データ受信時の処理を示すフローチャートである。
図３に示すように、端末３の制御部２２は、通常運用において、アクセスポイント２から時限抑止データを受信したか否かを定期的にチェックしており（３００）、受信しなかった場合（Noの場合）には通常運用を続ける。

そして、処理３００において、時限抑止データを受信した場合（Yesの場合）には、端末３の制御部２２は、送信動作を停止し（３０２）、ＲＴＣ２３のタイマを起動して、送信動作停止期間の時間を計時する。送信動作停止期間は任意に設定可能であって、ここでは１時間としている。尚、送信動作停止期間はＥＥＰＲＯＭ２８に記憶されており、例えば、装置運用開始時に制御部２２がタイマに設定しておく。
端末３の制御部２２は、送信動作停止期間の１時間が経過したかどうかを判断し（３０４）、１時間が経過した場合には（Yesの場合）、通常運用に移行し、設定されているスケジュールに従ってデータ送信を行う。
このようにして、端末３における時限抑止データ受信時の処理が行われるものである。

尚、端末３では、送信動作を停止している間も、センシング動作としてセンサー４からのセンシングデータを取得してログとしてメモリ２９に記憶する動作は行っており、送信停止期間中に通常のデータ送信タイミングになってしまった場合には、送信停止期間が終了した後、蓄積されたデータを送信するものである。
蓄積されたデータを送信するタイミングは、送信停止期間の終了後、最初のデータ送信のタイミングとしてもよいし、送信停止期間終了後に直ちに送信するようにしてもよい。

［混信防止処理］
次に、本システムの特徴部分である混信防止処理について説明する。
本システムのアクセスポイント２及び端末３では、他の装置との混信を防ぐために、送信動作を行う場合には、その直前に周囲の電界強度を測定する混信防止処理を行うようにしている。
混信防止処理は、送信動作を行う前に、無線部で受信動作を行って、ＡＧＣ回路のＡＧＣ制御回路において受信信号の電界強度を所定回数測定し、制御部２２が、測定値の平均値が予め設定されているしきい値以上の場合には混信の恐れがあるとして送信動作を行わないようにするものである。

［制御部２２における混信防止処理：図４］
アクセスポイント２又は端末３の制御部２２における混信防止処理について図４を用いて説明する。図４は、アクセスポイント又は端末における混信防止処理を示すフローチャートである。
図３に示すように、制御部２２は、送信を行うタイミングであるかどうかを判断し（１００）、送信タイミングであれば、受信動作を行って、無線部２１のＡＧＣ回路から測定値を３回読み込む（１０２）。

そして、制御部２２は、３回の測定値の平均値を算出し、「ＡＧＣ測定値」として保持する（１０４）。
制御部２２は、ＡＧＣ測定値と予め記憶されているしきい値とを比較し、ＡＧＣ測定値がしきい値未満であるかどうかを判断し（１０６）、しきい値未満であった場合（Yesの場合）には、データ送信を行う（１１０）。

また、処理１０６でＡＧＣ測定値がしきい値未満ではなかった場合（Noの場合）には、制御部２２は、送信動作を行わず、スタンバイ状態となって次の送信タイミングを待機する（１０８）。

一旦送信不可と判断されてスタンバイ状態となった場合には、制御部２２は、予め設定された特定時間後に再度当該データの送信を行うための混信防止処理を行うようになっている。周辺にある他の装置の送信が終了していれば、測定される電界強度は低くなり、送信動作を行うことができるものである。
更に、特定回数（例えば３回）続けて送信不可となった場合には、装置異常も考えられるため、例えば、赤色ＬＥＤを点滅させて作業者に異常を報知して復旧作業を促すことも可能である。
このようにして、混信防止処理が行われるものである。

これにより、本システムでは、他の装置が送信動作を行っていて電界強度が高い場合には、送信動作を一旦保留することにより他の装置との混信を防止し、更に一定時間後に再度送信可能かどうかを確認し、送信可能な状態になっていれば当該データの送信を行うことができ、データを確実に送受信することができるようにしている。

尚、ＡＧＣ回路から読み込んだ値としきい値との比較は、上述したように平均値を用いた比較に限るものではなく任意に設定可能であり、例えば、３回の読み込みの内１回でもしきい値を下回った場合には送信を許可する、あるいは２回下回った場合に許可するようにしてもよく、又は１回でもしきい値以上となった場合には送信を行わないようにしてもよい。

［アクセスポイント２における混信防止処理］
アクセスポイント２では、例えば、端末３に時刻データと時限抑止データを送信する際や、新規に追加された端末に時刻データを送信する際に混信防止処理を行う。
図２に示した例では、処理２０４の前に混信防止処理を行い、電界強度が高い場合には時刻データ及び時限抑止データの送信を行わない。そのため、電界強度がしきい値未満となって正常に送信が行われるまでは、処理２０８で緑ＬＥＤが点灯することはなく、作業者が据付作業を開始してしまうことはない。つまり、既存端末３が送信動作を停止するまでは新規端末３′の据付作業は行われないようにしている。
また、制御部２２は、処理２１４における時刻データの送信動作の前にも混信防止処理を行って、正常に時刻データを送受信できるようにしている。
これにより、据付に伴う時限抑止データや時刻データの送信における干渉及び混信を防ぐことができ、システムの運用中であっても新規端末を確実に追加することができるものである。

［端末３における混信防止処理］
端末３では、センシングデータをアクセスポイント２に送信する際に混信防止処理を行う。
センシングデータの送信は、予め設定されたスケジュールに従って行われる定期送信時や、時限抑止データによる送信動作停止期間の解除に伴う送信時が考えられる。
これにより、センシングデータを正常に送受信でき、また、装置に異常が発生した場合でも迅速に復旧作業を行うことができ、システムの信頼性を向上させることができるものである。

［実施の形態の効果］
本発明の実施の形態に係る無線センサーネットワークシステムによれば、新規端末３′を追加する場合に、アクセスポイント２が、アクティブランニングモードに設定されると、時刻データと時限抑止データとを既存の端末３に送信し、送信完了後にリセットが入力されると新規端末３′に時刻データを送信し、既存の端末３は、時限抑止データを受信すると、予め設定された一定時間送信動作を停止して、一定時間経過後に送信停止を解除するようにしており、既存端末３が送信動作を行わない一定時間の間に新規端末３′の据付を行えば、既存端末３の送信データと新規端末３′への時刻データが干渉することがなく、新規端末３′が正常に時刻データを受信して当該エリアでの運用が可能となり、システムの運用中であっても新規端末３′の追加を容易に行うことができ、利便性を向上させることができる効果がある。

また、本システムによれば、アクセスポイント２及び端末３が、送信動作を行う直前に、混信防止処理として、受信電界強度を複数回測定してしきい値と比較し、その平均値がしきい値以上であった場合には送信動作を行なわず、一定時間後に再度送信を試みるようにしているので、他の端末３や外部装置が送信を行っている場合には無線送信を行わないようにして混信を防ぎ、データが正常に送受信されるようにして、システム全体の信頼性を向上させることができる効果がある。

特に、本システムでは、新たな端末の据付時の処理において混信防止処理を行うことにより、既存端末３に対する時限抑止データや、追加端末３′に対する時刻データを誤りなく送受信することができ、システム運用中であっても新規端末を確実に据え付けることができる効果がある。

また、本システムによれば、混信防止処理において、受信電界強度が一定回数連続してしきい値以上となった場合には、赤色ＬＥＤを点滅させる等の報知動作を行って、保守員に復旧作業を促すことができる効果がある。

本発明は、特にシステム運用中であっても新規端末を容易且つ確実に追加することができる、利便性を向上させ、通信の信頼性を向上させることができる無線センサーネットワークシステムに適している。

１…中継機、 ２…アクセスポイント、 ３…端末、 ４…各種センサ、 ５…監視サーバ、 ２１…無線部、 ２２…制御部（ＣＰＵ）、 ２３…ＲＴＣ、 ２４…インターフェース、 ２５…Ａ／Ｄ変換器、 ２６…カウンタ、 ２７…リセットボタン、 ２８…ＥＥＰＲＯＭ、 ２９…メモリ、 ３０…ＬＥＤ、 ３１…電源回路、 ３２…Ａ／Ｄ変換器、 ３３…バッテリー

Claims (6)

1. センサーから入力されたデータを無線送信する端末と、エリア内に設置された前記端末から送信されたデータを受信するアクセスポイントとを備え、前記端末が前記アクセスポイントから送信される時刻データに基づいて内部に時刻を設定して、前記アクセスポイントに定期的にデータを送信する無線センサーネットワークシステムであって、
   前記アクセスポイント及び端末が、電界強度を測定する測定手段を有する無線部と、制御部とを備え、
   前記アクセスポイントの制御部が、新規端末の追加時に、特定の動作モードが設定されると、送信動作の一時停止を指示する時限抑止データを既存の端末に送信し、前記送信の完了後に指示が入力されると、時刻データを前記新規端末に送信し、
   前記既存の端末の制御部が、前記時限抑止データを受信すると、予め設定された一定時間送信動作を停止し、
   前記新規端末の制御部が、前記アクセスポイントからの時刻データを受信すると、前記時刻データに基づいて装置内部に時刻を設定し、
   前記アクセスポイント及び前記端末の制御部が、送信動作の前に前記測定手段で測定された電界強度が予め設定されたしきい値以上であれば、前記送信動作を行わないことを特徴とする無線センサーネットワークシステム。
2. アクセスポイントが、時限抑止データの送信が完了した場合にその旨報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の無線センサーネットワークシステム。
3. 端末の制御部が、送信動作を停止している一定時間の間に定期的な送信タイミングになった場合には、前記一定時間が経過した後に、前記送信タイミングで送信されるべきデータを送信する送信動作を行うことを特徴とする請求項１又は２記載の無線センサーネットワークシステム。
4. アクセスポイント及び端末の制御部が、測定された電界強度を特定回数分平均し、前記平均値としきい値とを比較することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の無線センサーネットワークシステム。
5. アクセスポイント及び端末の制御部が、電界強度がしきい値以上で送信動作を行わなかった場合に、特定時間後に、測定手段に再度電界強度の測定を行わせ、前記測定された電界強度がしきい値未満であれば、送信動作を行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の無線センサーネットワークシステム。
6. アクセスポイント及び端末が、特定回数連続して電界強度がしきい値以上で送信動作を行わなかった場合にその旨報知する報知手段を備えたことを特徴とする請求項５記載の無線センサーネットワークシステム。

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