JP2013046245A - 監視システム、監視システムに用いる親端末、および子端末 - Google Patents

Abstract

【課題】親端末と複数の子端末とを用いたマルチホップ通信を行うにあたって、通信トラフィックを低減させることができる監視システム、監視システムに用いる親端末、および子端末を提供する。
【解決手段】子端末２は、自端末と親端末１との間の通信経路を構築するためのトポロジー情報を、一定の時間間隔に設定された第１の送信タイミングで親端末１宛に送信する第１通信と、監視対象の監視情報を、第２の送信タイミングで親端末１宛に送信する第２通信とを行い、少なくとも一部の第１の送信タイミング、または少なくとも一部の第２の送信タイミングにおいて、トポロジー情報と監視情報とを含むトポロジー・監視情報を親端末１宛に送信し、少なくとも一部の第１通信、または少なくとも一部の第２通信を省略する。
【選択図】図１

Description

本発明は、親端末と複数の子端末とがマルチホップ通信を行う監視システム、監視システムに用いる親端末、および子端末に関するものである。

従来から、通信ネットワーク上に存在する通信端末間で通信する際に、情報を伝送しようとする通信端末間で通信を直接行うことができない場合に、他の通信端末を通信の中継に用いることによって通信を可能にするマルチホップ通信が知られている。このようなマルチホップ通信は、とくに通信ネットワークの一つである無線ネットワークにおいて用いられる。さらには、電力線搬送通信（以下、「ＰＬＣ」（Power Line Communication）と略称する）の技術を用いて構築した通信ネットワークであるＰＬＣネットワークにおいても、マルチホップ通信が用いられる（例えば、特許文献１，２参照）。

最近では、親を構成する通信端末（親端末）が、周辺に存在する子を構成する複数の通信端末（子端末）との間で通信を行う通信ネットワークがあり、親端末と子端末との間の通信に上記マルチホップ通信を用いることが提案されている。そして、親端末が、周辺の複数の子端末の各々から、直接的、または他の子端末を中継端末として用いて間接的に、監視情報等を取得する。

このような通信ネットワークでは、通信端末の接続・離脱、通信環境の変動等によって、通信可能であった通信端末が通信不可能となって、通信ネットワークのネットワークトポロジーが変化する場合がある。したがって、各通信端末間で通信を良好に行うためには、通信環境の変動に適応した通信ルートの構築が必要になる。

通信ルートを構築する方法としては、例えば、通信端末間で通信経路に関する情報を交換し、使用可能な通信経路のうち通信コストの低い（通信品質のよい）経路を選択することによって、通信端末間の通信経路を構築する方法がある。

例えば、通信端末（親端末、子端末）は、隣接端末（１ホップで直接通信ができる通信端末）に対して定期的に、ハローパケット（Hello Packet、以下、「Ｈパケット」と称する）をブロードキャスト送信する。Ｈパケットは、各通信端末が、他の通信端末に対して自端末の生存を報知する通信パケットである。このＨパケットには、ルート情報、リンク情報等が含まれる。Ｈパケットのルート情報は、Ｈパケットの送信元である子端末から親端末に至るまでの通信経路に関する情報である。Ｈパケットのリンク情報は、Ｈパケットの送信元である親端末または子端末と隣接端末との間の通信リンクに関する情報である。

そして、子端末は、他の通信端末から受信したＨパケットを受信し、このＨパケットに含まれるルート情報、リンク情報に基づいて、親端末宛に情報を送信する場合に用いる通信経路を決定する。

しかしながら、子端末が送信するＨパケットは自端末の隣接端末にのみ到達するので、自端末と通信経路を構築する親端末との直接通信が不可能である子端末は、この親端末に対してトポロジー情報をユニキャスト送信する必要がある（トポロジー通知）。トポロジー情報には、ルート情報、リンク情報等が含まれる。トポロジー情報のルート情報は、トポロジー情報の送信元である子端末から親端末に至るまでの通信経路に関する情報である。トポロジー情報のリンク情報は、トポロジー情報の送信元である子端末と隣接端末との間の通信リンクに関する情報である。子端末は、このトポロジー情報を、自端末と通信経路を構築する親端末宛に定期的に送信する。

親端末は、受信したトポロジー情報に基づいて、使用可能な通信経路のうち通信コストの低い（通信品質のよい）経路を選択することによって、子端末宛に情報を送信する場合に用いる通信経路を決定する。

特開２０００−２６１３６１号公報 特開２０１０−２８３５８７号公報

上記の通信ネットワークにおいて、子端末は、トポロジー情報を親端末宛に定期的に送信する。

さらに、マルチホップ通信を用いた監視システムの子端末は、温度センサを用いた気温の監視結果、湿度センサを用いた湿度の監視結果、人感センサを用いた防犯の監視結果等の監視情報を、親端末宛にユニキャスト送信する。

而して、マルチホップ通信を用いた監視システムでは、１台の子端末が、監視情報だけでなく、トポロジー情報の定期送信も行うため、通信ネットワーク上の通信トラフィックが大きくなる傾向にあり、通信トラフィックの低減が望まれていた。

本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、親端末と複数の子端末とを用いたマルチホップ通信を行うにあたって、通信トラフィックを低減させることができる監視システム、監視システムに用いる親端末、および子端末を提供することにある。

本発明の監視システムは、親端末と、監視対象を監視する複数の子端末とで構成されて、前記子端末は、前記親端末宛に情報を送信し、且つ他の前記子端末が前記親端末宛に送信した情報を中継し、前記親端末は、前記子端末が送信した情報を、この子端末から直接、または他の前記子端末を介して受信する監視システムであって、前記子端末は、自端末と前記親端末との間の通信経路を構築するためのトポロジー情報を、一定の時間間隔に設定された第１の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第１通信と、前記監視対象の監視情報を、第２の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第２通信とを行い、少なくとも一部の前記第１の送信タイミング、または少なくとも一部の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報と前記監視情報とを含むトポロジー・監視情報を前記親端末宛に送信し、少なくとも一部の前記第１通信、または少なくとも一部の前記第２通信を省略することを特徴とする。

この発明において、前記子端末は、前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信し、次の前記第１の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報を送信しないことが好ましい。

この発明において、前記監視情報は、前記監視対象に応じた優先度が設定され、前記子端末は、自端末が送信する前記監視情報の優先度が所定レベルより低い場合、前記第２の送信タイミングにおいて、前記監視情報を送信せず、前記第１の送信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信することが好ましい。

この発明において、前記子端末は、前記第２の送信タイミングと次の前記第１の送信タイミングとの時間差が所定時間以内であれば、この第２の送信タイミングにおいて、前記監視情報を送信せず、前記次の第１の通信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信することが好ましい。

この発明において、前記子端末は、前記第１の送信タイミングの時間間隔内に、複数回の前記第２の送信タイミングが存在する場合、前記時間間隔内の最初の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信し、前記時間間隔内の２回目以降の前記第２の送信タイミングにおいて、前記監視情報のみを送信することが好ましい。

この発明において、前記子端末は、前記時間間隔内の２回目以降の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報が、前記時間間隔内に送信した最新の前記トポロジー・監視情報に含まれる前記トポロジー情報から変化する度に、この変化した前記トポロジー情報を含む前記トポロジー・監視情報を送信することが好ましい。

この発明において、前記第１の送信タイミングの時間間隔と、前記第２の送信タイミングの時間間隔とは同一であり、前記子端末は、前記第１の送信タイミングと前記第２の送信タイミングとがずれている場合、前記第２の送信タイミングを前記第１の送信タイミングに一致させることが好ましい。

この発明において、前記子端末は、前記他の子端末が前記親端末宛に送信した情報を中継する場合、この中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含めることが好ましい。

この発明において、前記子端末は、自端末の前記トポロジー情報を含む情報を送信してから所定時間が経過している場合、前記中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含めることが好ましい。

この発明において、前記子端末は、前記第１の送信タイミングの時間間隔内に、前記中継の処理を複数回実行する場合、前記時間間隔内の最初の前記中継の処理において、前記中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含め、前記時間間隔内の２回目以降の前記中継の処理において、前記中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含めないことが好ましい。

この発明において、前記子端末は、１または複数の通信パケットを用いて各情報を送信し、前記トポロジー・監視情報の送信に用いる通信パケットの数が、前記監視情報と前記トポロジー情報とのうち情報量が大きい一方の送信に用いる通信パケットの数より多い場合、前記トポロジー・監視情報を送信しないことが好ましい。

本発明の親端末は、複数の子端末との間でマルチホップ通信を行う親端末であって、一定の時間間隔に設定された第１の送信タイミングで前記子端末から送信された、前記子端末との間で通信経路を構築するためのトポロジー情報を受信する第１通信と、第２の送信タイミングで前記子端末から送信された監視対象の監視情報を受信する第２通信とを行い、少なくとも一部の前記第１の送信タイミング、または少なくとも一部の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報と前記監視情報とを含んで前記子端末から送信されたトポロジー・監視情報を受信し、受信した前記トポロジー・監視情報から、前記トポロジー情報を抽出することを特徴とする。

本発明の子端末は、親端末との間でマルチホップ通信を行う子端末であって、前記親端末との間で通信経路を構築するためのトポロジー情報を、一定の時間間隔に設定された第１の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第１通信と、監視対象の監視情報を、第２の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第２通信とを行い、少なくとも一部の前記第１の送信タイミング、または少なくとも一部の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報と前記監視情報とを含むトポロジー・監視情報を前記親端末宛に送信し、少なくとも一部の前記第１通信、または少なくとも一部の前記第２通信を省略することを特徴とする。

以上説明したように、本発明では、親端末と複数の子端末とを用いたマルチホップ通信を行うにあたって、通信トラフィックを低減させることができるという効果がある。

実施形態１の監視システムの通信ネットワークを示す概略図である。 同上の通信端末の構成を示すブロック図である。 同上の情報テーブルを示すテーブル図である。 同上のＨパケットの送信処理を示すシーケンス図である。 同上のトポロジー情報の送信経路を示す概略図である。 同上のトポロジー情報および監視情報の送信処理を示すシーケンス図である。 実施形態２のトポロジー情報および監視情報の送信処理を示すシーケンス図である。 同上のトポロジー情報および監視情報の別の送信処理を示すシーケンス図である。 実施形態３のトポロジー情報および監視情報の送信処理を示すシーケンス図である。 同上のトポロジー情報および監視情報の別の送信処理を示すシーケンス図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
図１は、本実施形態の監視システムが構成する通信ネットワークの概略図である。この通信ネットワークは、親となる通信端末１と、複数の子となる通信端末２とで構成され、通信端末１、通信端末２のそれぞれは、無線通信技術またはＰＬＣ通信技術を用いて、互いに通信を行う。なお以降、親となる通信端末１は親端末１と称し、子となる通信端末２は子端末２と称す。さらに、子端末２を個別に識別する場合は、子端末２−１，２−２，２−３，．．．の符号を用いる。また、図１中の各通信リンクに付した数字は、この通信リンクの後述するリンクコストを示す。

そして、子端末２は、温度センサを用いた気温の監視結果、湿度センサを用いた湿度の監視結果、人感センサを用いた防犯の監視結果等の監視情報を、親端末１宛に送信する。親端末１は、取得した監視情報を、図示しない上位の管理装置へ送信する機能や、各監視対象の状態を管理する機能を有する。

この通信ネットワークでは、親端末１および子端末２は、マルチホップ通信により通信パケットを互いに送受している。すなわち、本通信ネットワークでは、親端末１と各子端末２との間で直接または間接に通信が行われ、親端末１と直接通信できない子端末２は、通信可能な距離にある他の子端末２が通信パケットを順次中継することで、親端末１との間で通信を行っている。この通信パケットを中継する子端末２が、中継端末を構成する。

図２は、通信端末Ａのブロック図である。本実施形態では、親端末１と子端末２とに同一の通信端末Ａを用いており、例えば、通信端末Ａは、ジャンパースイッチや切替スイッチ等の設定手段を用いて「親」に設定されることで親端末１として機能し、また「子」に設定されることで子端末２として機能する。また以降では、親端末１と子端末２とを区別しない場合、通信端末Ａと称す。

通信端末Ａは、記憶部１０と、制御部２０と、通信インタフェース部３０とを備えて構成される。

記憶部１０は、ＲＯＭなどの不揮発性のメモリ、ＥＥＰＲＯＭなどの書換え可能な不揮発性のメモリ、ＲＡＭなどの揮発性のメモリからなる。そして記憶部１０は、ルート情報、リンク情報等が格納されている。ルート情報は、自端末（子端末２）と親端末１との間で構築可能な通信経路の通信コスト（通信品質）に関する情報である。リンク情報は、自端末（親端末１または子端末２）と隣接端末（直接通信可能な親端末１または子端末２）との間に形成される通信リンクの通信コスト（通信品質）に関する情報である。ここで、親端末１と子端末２との間における通信ルートは、１乃至複数の通信リンクによって形成されている。なお、記憶部１０は、通信端末Ａを動作させるための制御プログラム等の各プログラムや、各プログラムの実行に必要な情報等も記憶している。

また、通信端末Ａの各々には、シリアル番号（製造番号）やＭＡＣアドレス等の装置ＩＤが予め割り付けられており、各通信端末Ａの記憶部１０には、この装置ＩＤが予め格納されている。そして、通信端末Ａが送受信する通信パケットは、この装置ＩＤが付加されることによって通信制御がなされる。

図３は、通信端末Ａ（親端末１および子端末２）の記憶部１０に格納されている情報テーブルＴＢ１であり、ルート情報およびリンク情報をテーブル形式で記憶している。具体的に、情報テーブルＴＢ１は、隣接端末ＩＤ、受信リンクコスト、送信リンクコスト、上位ルートコスト、仮ルートコスト、ルートコストの各フィールドが設けられている。

情報テーブルＴＢ１において、隣接端末ＩＤは、自端末と直接通信が可能な隣接端末に割り付けられた端末ＩＤであり、親端末１、子端末２の各々には、ユニークな端末ＩＤが割り付けられている。受信リンクコストは、隣接端末から自端末への通信リンクの通信コストを示す。送信リンクコストは、自端末から隣接端末への通信リンクの通信コストを示す。上位ルートコストは、隣接端末から親端末１までの各通信経路の通信コストのうち、最も低い通信コストを示す。仮ルートコストは、受信リンクコストと上位ルートコストとの和である。ルートコストは、送信リンクコストと受信リンクコストのうち大きいほうのリンクコストと上位ルートコストとの和である。

直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間の通信リンクにおけるリンク通信コストは、例えば、通信品質値ＳＱが用いられる。通信品質値ＳＱは、直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間の受信信号強度が大きいほど小さくなる整数値で表される。すなわち、通信品質値ＳＱは、その整数値が小さいほど、通信パケットの減衰が小さく、通信状態がよい。

そして、通信パケットを受信する場所におけるノイズレベルが異なることから、通信リンクにおける双方向の通信品質は互いに異なり、通信リンクにおける双方向の通信品質は、受信リンクコストおよび送信リンクコストで構成される。受信リンクコストは、直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間のリンクにおいて、自端末Ａが他の通信端末Ａから通信パケットを受信したときのリンク通信コストである。送信リンク通信品質は、直接通信可能な２台の通信端末Ａ−Ａ間のリンクにおいて、自端末Ａが他の通信端末Ａへ通信パケットを送信し、他の通信端末Ａが通信パケットを受信したときのリンク通信コストである。

さらに、ルート情報には、通信経路を構成する中継端末に関する情報（子端末２から親端末１に至るまでに経由する中継端末の装置ＩＤ、ホップ数等の各情報）を含んでもよい。

なお、上述の通信品質値ＳＱは、受信信号強度と関連付けられたが、受信信号強度に代えて、ＳＮ比、ＥＶＭ（Error Vector Magnitude）、ビットエラーレート、パケットエラーレート等の他の要素と関連付けて算出してもよい。

次に、通信インタフェース部３０は、他の通信端末Ａとの間で通信を行うための通信インタフェース回路である。

制御部２０は、通信端末Ａの各部を制御することによって通信端末Ａ全体の動作を制御する装置であり、例えば、マイクロプロセッサおよびその周辺回路等で構成される。また、制御部２０は、所定の時間の経過を計る図示しない計時手段を備えており、所定の時間間隔で、各種通信パケットの定期送信のタイミング到来を認識する。

そして、通信端末Ａ（親端末１、子端末２）は、隣接端末に対して定期的に、ハローパケット（Hello Packet、以下、背景技術と同様に「Ｈパケット」と称する）をブロードキャスト送信する。Ｈパケットは、各通信端末Ａが、他の通信端末Ａに対して自端末の生存を報知する通信パケットである。このＨパケットには、Ｈパケットの送信元である通信端末Ａの記憶部１０に格納されている情報テーブルＴＢ１のルート情報、リンク情報等が含まれる。

例えば、図１の通信ネットワークにおけるＨパケットの送信シーケンスの一例を、図４に示す。子端末２−１が送信したＨパケットは、隣接端末である親端末１、子端末２−２，２−３，２−５，２−６に到達する。子端末２−３が送信したＨパケットは、隣接端末である子端末２−１，２−２，２−６に到達する。子端末２−５が送信したＨパケットは、隣接端末である子端末２−１，２−６に到達する。

そして、子端末２は、他の通信端末Ａが送信したＨパケットを受信し、このＨパケットに含まれるルート情報、リンク情報に基づいて、親端末１宛に情報を送信する場合に用いる通信経路を決定する。

しかしながら、子端末２が送信するＨパケットは隣接端末にのみ到達するので、自端末と通信経路を構築する親端末１との直接通信が不可能である子端末２は、この親端末１に対してトポロジー情報をユニキャスト送信する必要がある（トポロジー通知）。トポロジー情報には、トポロジー情報の送信元である子端末２の記憶部１０に格納されている情報テーブルＴＢ１のルート情報、リンク情報等が含まれており、通信端末Ａが用いる通信プロトコルのルーティング層で授受される。トポロジー情報の送信タイミング（第１の送信タイミング）は、一定の時間間隔に設定され、子端末は、トポロジー情報を、自端末と通信経路を構築する親端末１宛に定期的にユニキャスト送信する（第１通信）。

例えば、子端末２−６は、図５に示すように、子端末２−１を中継端末とする通信経路を用いて、親端末１宛に通信パケットを送信する。この場合、子端末２−６は、子端末２−１を中継端末として、親端末１へトポロジー情報を送信する。

親端末１は、子端末２から送信されたトポロジー情報を受信する。そして、親端末１は、受信したトポロジー情報に基づいて、使用可能な通信経路のうち通信コストの低い（通信品質のよい）経路を選択することによって、子端末２宛に情報を送信する場合に用いる通信経路を決定する。

なお、このルート情報、リンク情報を用いた通信端末Ａ−Ａ間の通信経路の構築については、周知の技術であり、詳細な説明は省略する。

そして、上記のように親端末１−子端末２間の通信経路が構築された後、子端末２は、監視情報を、親端末１宛にユニキャスト送信する（第２通信）。監視情報は、温度センサを用いた気温の監視結果、湿度センサを用いた湿度の監視結果、人感センサを用いた防犯の監視結果等の情報である。監視情報の送信タイミング（第２の送信タイミング）は、温度、湿度等の監視結果の場合は、定期的に送信され、侵入者検知等の防犯の監視結果であれば、人検知等のイベント発生時に送信される。この監視情報は、ルーティング層より上位の通信プロトコルであるアプリケーション層で授受され、通信端末Ａ−Ａ間の通信は、アプリケーション層からルーティング層を介して行われる。そして、親端末１は、子端末２から送信された監視情報を受信する。

このように、子端末２は、トポロジー情報および監視情報を、親端末１宛にユニキャスト送信する。以下、本実施形態におけるトポロジー情報および監視情報の送信処理を、図６の通信シーケンスを用いて説明する。

まず、子端末２−３は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１との間で通信経路を構築しているものとする。そして、子端末２−３は、ルーティング層Ｌ１で作成したトポロジー情報Ｊ１を親端末１宛に送信する。子端末２−３が送信したトポロジー情報Ｊ１は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。子端末２−３は、このトポロジー情報Ｊ１を、時間間隔Ｔ１で、親端末１宛に定期的に送信する。

そして、子端末２−３は、トポロジー情報Ｊ１を送信してから次のトポロジー情報Ｊ１を送信するまでの時間間隔Ｔ１内において、アプリケーション層Ｌ２で、監視情報Ｊ２を作成する。この監視情報の作成処理は、定期的またはイベント発生毎に行われ、子端末２−３では、アプリケーション層Ｌ２で作成した監視情報Ｊ２をルーティング層Ｌ１に引き渡す。ルーティング層Ｌ１では、トポロジー情報Ｊ１と監視情報Ｊ２とを１つのパケットに格納したトポロジー・監視情報Ｊ３を作成して、親端末１宛に送信する。子端末２−３が送信したトポロジー・監視情報Ｊ３は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。すなわち、子端末２−３は、トポロジー・監視情報Ｊ３を、監視情報の送信タイミングに送信している。

親端末１は、トポロジー・監視情報Ｊ３からトポロジー情報を抽出し、抽出したトポロジー情報に基づいて、子端末２−３宛に情報を送信する場合に用いる通信経路を決定する。

子端末２−３は、トポロジー・監視情報Ｊ３を送信した後、次のトポロジー情報Ｊ１の送信タイミングが到来しても、トポロジー情報Ｊ１を送信せず、トポロジー情報Ｊ１の定期送信を１回省略する（図６中の一点鎖線の矢印を参照）。

このように、子端末２は、監視情報の送信タイミングに、監視情報とトポロジー情報とを１つのパケットに含めたトポロジー・監視情報を親端末１へ送信し、次のトポロジー情報の定期送信を省略する。したがって、親端末と複数の子端末とを用いたマルチホップ通信を行うにあたって、通信トラフィックを低減させることができる。さらに、子端末２による監視情報の送信タイミングが定期的に設定されている場合、監視周期を乱すことなく、トポロジー情報を送信することができる。

（実施形態２）
本実施形態の監視システムは、実施形態１と同様に図１〜図５の各構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、子端末２は、自端末が送信する監視情報の優先度の情報を、記憶部１０に予め格納している。この優先度は、監視対象毎に必要な応答性を考慮して、２レベル以上に設定されており、速い応答性が要求される監視情報には、高い優先度が設定され、速い応答性が要求されない監視情報には、低い優先度が設定される。

子端末２は、自端末が送信する監視情報の優先度が所定レベル以上の場合、実施形態１と同様に、監視情報の送信タイミングにおいて、トポロジー・監視情報を親端末１へ送信し、次のトポロジー情報の定期送信を省略する。

そして、子端末２は、自端末が送信する監視情報の優先度が所定レベル未満の場合、トポロジー情報および監視情報の送信処理を、図７の通信シーケンスにしたがって行う。

まず、子端末２−３は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１との間で通信経路を構築しているものとする。そして、子端末２−３は、ルーティング層Ｌ１で作成したトポロジー情報Ｊ１を親端末１宛に送信する。子端末２−３が送信したトポロジー情報Ｊ１は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。子端末２−３は、このトポロジー情報Ｊ１を、時間間隔Ｔ１で、親端末１宛に定期的に送信する。

そして、子端末２−３は、トポロジー情報Ｊ１を送信してから次のトポロジー情報Ｊ１を送信するまでの時間間隔Ｔ１内において、アプリケーション層Ｌ２で、監視情報Ｊ２を作成する。この監視情報の作成処理は、定期的またはイベント発生毎に行われ、子端末２−３では、アプリケーション層Ｌ２で作成した監視情報Ｊ２をルーティング層Ｌ１に引き渡す。ルーティング層Ｌ１では、監視情報Ｊ２を保持し、次のトポロジー情報の送信タイミングにおいて、トポロジー情報Ｊ１と監視情報Ｊ２とを１つのパケットに格納したトポロジー・監視情報Ｊ３を作成して送信する。子端末２−３が送信したトポロジー・監視情報Ｊ３は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。すなわち、子端末２−３は、トポロジー・監視情報Ｊ３を、トポロジー情報の送信タイミングに送信している。

このように、子端末２は、トポロジー情報の送信タイミングに、監視情報とトポロジー情報とを１つのパケットに含めたトポロジー・監視情報を親端末１へ送信し、監視情報のみの送信を省略する。したがって、親端末と複数の子端末とを用いたマルチホップ通信を行うにあたって、通信トラフィックを低減させることができる。さらに、速い応答性が要求されない監視情報にのみ、この送信処理を適用することによって、速い応答性が要求される監視情報の応答性には影響を与えない。

また、図８の通信シーケンスに示すように、監視情報の送信待ち時間に上限値Ｔ２（上限待ち時間Ｔ２）を設けて、監視情報の応答性を確保し、監視情報の送信遅れを抑制してもよい。

図８において、子端末２−３では、監視情報Ｊ２の送信タイミングと、次のトポロジー情報Ｊ１の送信タイミングとの時間差が、上限待ち時間Ｔ２を超えている。この場合、子端末２−３は、監視情報Ｊ２をルーティング層Ｌ１に引き渡してから上限待ち時間Ｔ２が経過した時点で、監視情報Ｊ２を親端末１宛に送信する。子端末２−３が送信した監視情報Ｊ２は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。

そして、子端末２−３は、監視情報Ｊ２の送信タイミングと、次のトポロジー情報Ｊ１の送信タイミングとの時間差が、上限待ち時間Ｔ２を超えていなければ、次のトポロジー情報Ｊ１の送信タイミングに、トポロジー・監視情報Ｊ３を親端末１へ送信する（図７参照）。

（実施形態３）
本実施形態の監視システムは、実施形態１と同様に図１〜図５の各構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する。

以下、本実施形態におけるトポロジー情報および監視情報の送信処理を、図９の通信シーケンスを用いて説明する。

まず、子端末２−３は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１との間で通信経路を構築しているものとする。そして、子端末２−３は、ルーティング層Ｌ１で作成したトポロジー情報Ｊ１を親端末１宛に送信する。子端末２−３が送信したトポロジー情報Ｊ１は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。子端末２−３は、このトポロジー情報Ｊ１を、時間間隔Ｔ１で、親端末１宛に定期的に送信する。

そして、子端末２−３は、トポロジー情報Ｊ１を送信してから次のトポロジー情報Ｊ１を送信するまでの時間間隔Ｔ１内において、アプリケーション層Ｌ２で、複数の監視情報Ｊ２（Ｊ２ａ，Ｊ２ｂ，Ｊ２ｃ）を作成する。この監視情報の作成処理は、定期的またはイベント発生毎に行われ、子端末２−３では、アプリケーション層Ｌ２で作成した監視情報Ｊ２をルーティング層Ｌ１に引き渡す。

ルーティング層Ｌ１では、アプリケーション層Ｌ２から引き渡された監視情報Ｊ２が、時間間隔Ｔ１内で最初の監視情報Ｊ２ａであるか否かを判断する。引き渡された監視情報Ｊ２が、時間間隔Ｔ１内で最初の監視情報Ｊ２ａであれば、トポロジー情報Ｊ１と監視情報Ｊ２ａとを１つのパケットに格納したトポロジー・監視情報Ｊ３を作成して、親端末１宛に送信する。子端末２−３が送信したトポロジー・監視情報Ｊ３は、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。すなわち、子端末２−３は、時間間隔Ｔ１内の最初の監視情報Ｊ２ａの送信タイミングにおいて、トポロジー・監視情報Ｊ３を送信している。

一方、引き渡された監視情報Ｊ２が、時間間隔Ｔ１内で２回目以降の監視情報Ｊ２ｂ，Ｊ２ｃであれば、子端末２−３は、監視情報Ｊ２ｂ，Ｊ２ｃを親端末１宛に送信する。子端末２−３が送信した監視情報Ｊ２ｂ，Ｊ２ｃは、子端末２−２，２−１を中継端末として、親端末１に到達する。すなわち、子端末２−３は、時間間隔Ｔ１内の２回目以降の監視情報Ｊ２ｂ，Ｊ２ｃの送信タイミングにおいて、監視情報Ｊ２のみを送信している。

そして、子端末２−３は、次のトポロジー情報Ｊ１の送信タイミングが到来しても、トポロジー情報Ｊ１を送信せず、トポロジー情報Ｊ１の定期送信を１回省略する（図９中の一点鎖線の矢印を参照）。

このように、子端末２は、時間間隔Ｔ１内の最初の監視情報の送信タイミングに、監視情報とトポロジー情報とを１つのパケットに含めたトポロジー・監視情報を親端末１へ送信し、次のトポロジー情報の定期送信を省略する。したがって、親端末と複数の子端末とを用いたマルチホップ通信を行うにあたって、通信トラフィックを低減させることができる。さらに、子端末２による監視情報の送信タイミングが定期的に設定されている場合、監視周期を乱すことなく、トポロジー情報を送信することができる。

さらに、子端末２は、時間間隔Ｔ１内の２回目以降の監視情報Ｊ２の送信タイミングにおいて、監視情報Ｊ２のみを送信している。したがって、トポロジー情報の通信が必要以上に行われることなく、通信トラフィックの増大を防ぐことができる。

また、図１０の通信シーケンスに示すように、時間間隔Ｔ１内の２回目の監視情報Ｊ２ｂの送信タイミングと、３回目の監視情報Ｊ２ｃの送信タイミングとの間（時間ｔ１）で、子端末２−３のトポロジー情報が変化したとする。

この場合、子端末２−３は、３回目の監視情報Ｊ２ｃの送信タイミングにおいて、トポロジー情報Ｊ１と監視情報Ｊ２ｃとを１つのパケットに格納したトポロジー・監視情報Ｊ３を作成して、親端末１宛に送信する。したがって、トポロジー情報の変化に迅速に対応することができる。

（実施形態４）
本実施形態の監視システムは、実施形態１と同様に図１〜図５の各構成を備えており、同様の構成には同一の符号を付して説明は省略する
子端末２は、温度、湿度等の監視結果を定期的に送信するものであり、トポロジー情報の送信タイミングの時間間隔と、監視情報の送信タイミングの時間間隔とを、同一に設定している。そして、子端末２は、トポロジー情報の送信タイミングと監視情報の送信タイミングとがずれている場合（異なる場合）、監視情報の送信タイミングを、トポロジー情報の送信タイミングに一致させる。

そして、子端末２は、この一致したタイミングにおいて、監視情報とトポロジー情報とを１つのパケットに含めたトポロジー・監視情報を親端末１へ送信する。したがって、親端末と複数の子端末とを用いたマルチホップ通信を行うにあたって、通信トラフィックを低減させることができる。さらに、子端末２による監視情報の送信タイミングが定期的に設定されている場合、監視周期を乱すことなく、トポロジー情報を送信することができる。

（実施形態５）
本実施形態の監視システムは、実施形態１乃至４のいずれかにおいて、中継端末を構成する子端末２の中継処理について、説明する。

中継端末を構成する子端末２は、他の子端末２が親端末１宛に送信した通信パケットを中継する。そして、本実施形態において、中継端末を構成する子端末２は、中継する通信パケット（中継パケット）に自端末のトポロジー情報を含めて送信する。したがって、中継処理において中継パケットとトポロジー情報の各通信を兼ねることにより、通信トラフィックの低減を図ることができる。

また、中継端末を構成する子端末２は、自端末のトポロジー情報を含む通信パケット（トポロジー情報、トポロジー・監視情報、自端末のトポロジー情報を含めた中継パケット）を送信してから所定時間が経過している場合のみ、本実施形態の中継処理を行ってもよい。したがって、トポロジー情報の通信が必要以上に行われることなく、通信トラフィックの増大を防ぐことができる。

また、子端末２は、トポロジー情報Ｊ１を送信してから次のトポロジー情報Ｊ１を送信するまでの時間間隔Ｔ１内において、複数回の中継処理を行うとする。この場合、子端末２は、時間間隔Ｔ１内の最初の中継処理において、中継パケットに自端末のトポロジー情報を含めて送信する。そして、時間間隔Ｔ１内の２回目以降の中継処理において、中継パケットに自端末のトポロジー情報を含めることなく、受信した中継パケットのみを送信する。したがって、トポロジー情報の通信が必要以上に行われることなく、通信トラフィックの増大を防ぐことができる。

また、上述の各実施形態において、子端末２は、トポロジー情報、監視情報、トポロジー・監視情報を１または複数の通信パケットを用いて送信する。そして、送信する情報の容量が大きい場合、子端末２は、１つの情報を複数の通信パケットに分割して送信することになる。

そして、子端末２は、トポロジー・監視情報の送信に用いる通信パケットの数が、監視情報とトポロジー情報とのうち情報量が大きい一方の送信に用いる通信パケットの数より多い場合、トポロジー・監視情報を送信しないようにしてもよい。この場合、監視情報およびトポロジー情報を単独で送信する。

例えば、１つの通信パケットの最大送信データ長が１００ｂｙｔｅ、監視情報が８０ｂｙｔｅ、トポロジー情報が３０ｂｙｔｅであるとする。この場合、監視情報およびトポロジー情報のそれぞれは、１つの通信パケットを用いて送信できるが、トポロジー・監視情報は、１１０ｂｙｔｅ（８０ｂｙｔｅ＋３０ｂｙｔｅ）になるので、２つの送信パケットを用いて送信する必要がある。そこで、通信トラフィックの増大を防ぐために、このトポロジー・監視情報を送信せず、トポロジー情報および監視情報を単独で送信する。

また、監視情報が１２０ｂｙｔｅ、トポロジー情報が３０ｂｙｔｅであれば、トポロジー情報は、１つの通信パケットを用いて送信できるが、監視情報は、２つの通信パケットを用いて送信する必要がある。そして、トポロジー・監視情報も、１５０ｂｙｔｅ（１２０ｂｙｔｅ＋３０ｂｙｔｅ）になるので、２つの送信パケットを用いる。したがって、トポロジー・監視情報の送信に用いる通信パケットの数が、監視情報とトポロジー情報とのうち情報量が大きい一方の送信に用いる通信パケットの数に等しいので、通信トラフィックが増大する虞がなく、このトポロジー・監視情報を送信できる。

Ａ 通信端末
１ 親端末
２（２−１，２−２，．．．） 子端末

Claims (13)

1. 親端末と、監視対象を監視する複数の子端末とで構成されて、前記子端末は、前記親端末宛に情報を送信し、且つ他の前記子端末が前記親端末宛に送信した情報を中継し、前記親端末は、前記子端末が送信した情報を、この子端末から直接、または他の前記子端末を介して受信する監視システムであって、
   前記子端末は、
   自端末と前記親端末との間の通信経路を構築するためのトポロジー情報を、一定の時間間隔に設定された第１の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第１通信と、前記監視対象の監視情報を、第２の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第２通信とを行い、
   少なくとも一部の前記第１の送信タイミング、または少なくとも一部の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報と前記監視情報とを含むトポロジー・監視情報を前記親端末宛に送信し、
   少なくとも一部の前記第１通信、または少なくとも一部の前記第２通信を省略する
   ことを特徴とする監視システム。
2. 前記子端末は、前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信し、次の前記第１の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報を送信しないことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
3. 前記監視情報は、前記監視対象に応じた優先度が設定され、
   前記子端末は、自端末が送信する前記監視情報の優先度が所定レベルより低い場合、前記第２の送信タイミングにおいて、前記監視情報を送信せず、前記第１の送信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信する
   ことを特徴とする請求項１記載の監視システム。
4. 前記子端末は、前記第２の送信タイミングと次の前記第１の送信タイミングとの時間差が所定時間以内であれば、この第２の送信タイミングにおいて、前記監視情報を送信せず、前記次の第１の通信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信することを特徴とする請求項３記載の監視システム。
5. 前記子端末は、前記第１の送信タイミングの時間間隔内に、複数回の前記第２の送信タイミングが存在する場合、前記時間間隔内の最初の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー・監視情報を送信し、前記時間間隔内の２回目以降の前記第２の送信タイミングにおいて、前記監視情報のみを送信することを特徴とする請求項１または２記載の監視システム。
6. 前記子端末は、前記時間間隔内の２回目以降の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報が、前記時間間隔内に送信した最新の前記トポロジー・監視情報に含まれる前記トポロジー情報から変化する度に、この変化した前記トポロジー情報を含む前記トポロジー・監視情報を送信することを特徴とする請求項５記載の監視システム。
7. 前記第１の送信タイミングの時間間隔と、前記第２の送信タイミングの時間間隔とは同一であり、前記子端末は、前記第１の送信タイミングと前記第２の送信タイミングとがずれている場合、前記第２の送信タイミングを前記第１の送信タイミングに一致させることを特徴とする請求項３記載の監視システム。
8. 前記子端末は、前記他の子端末が前記親端末宛に送信した情報を中継する場合、この中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含めることを特徴とする請求項１乃至７いずれか記載の監視システム。
9. 前記子端末は、自端末の前記トポロジー情報を含む情報を送信してから所定時間が経過している場合、前記中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含めることを特徴とする請求項８記載の監視システム。
10. 前記子端末は、前記第１の送信タイミングの時間間隔内に、前記中継の処理を複数回実行する場合、前記時間間隔内の最初の前記中継の処理において、前記中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含め、前記時間間隔内の２回目以降の前記中継の処理において、前記中継する情報に自端末の前記トポロジー情報を含めないことを特徴とする請求項８記載の監視システム。
11. 前記子端末は、１または複数の通信パケットを用いて各情報を送信し、前記トポロジー・監視情報の送信に用いる通信パケットの数が、前記監視情報と前記トポロジー情報とのうち情報量が大きい一方の送信に用いる通信パケットの数より多い場合、前記トポロジー・監視情報を送信しないことを特徴とする請求項１乃至１０いずれか記載の監視システム。
12. 複数の子端末との間でマルチホップ通信を行う親端末であって、
    一定の時間間隔に設定された第１の送信タイミングで前記子端末から送信された、前記子端末との間で通信経路を構築するためのトポロジー情報を受信する第１通信と、第２の送信タイミングで前記子端末から送信された監視対象の監視情報を受信する第２通信とを行い、
    少なくとも一部の前記第１の送信タイミング、または少なくとも一部の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報と前記監視情報とを含んで前記子端末から送信されたトポロジー・監視情報を受信し、受信した前記トポロジー・監視情報から、前記トポロジー情報を抽出する
    ことを特徴とする親端末。
13. 親端末との間でマルチホップ通信を行う子端末であって、
    前記親端末との間で通信経路を構築するためのトポロジー情報を、一定の時間間隔に設定された第１の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第１通信と、監視対象の監視情報を、第２の送信タイミングで前記親端末宛に送信する第２通信とを行い、
    少なくとも一部の前記第１の送信タイミング、または少なくとも一部の前記第２の送信タイミングにおいて、前記トポロジー情報と前記監視情報とを含むトポロジー・監視情報を前記親端末宛に送信し、
    少なくとも一部の前記第１通信、または少なくとも一部の前記第２通信を省略する
    ことを特徴とする子端末。

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