JP2013172227A - データ通信システムおよびデータ通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】別ゲートウェイノードに接続し、通信を再開する。
【解決手段】データ収集サーバに接続された複数のゲートウェイノードと、複数のゲートウェイノードに無線接続された複数のノードで構成され、ゲートウェイノードとノードの間では基本フレームを用いて無線通信を実行し、ノードからのデータをデータ収集サーバに収集するデータ通信システムにおいて、
各ノードは、通信タイミングを要求する通信タイミング要求信号送信手段と、決定された通信タイミングを受信する通信タイミング応答信号送信手段と、決定された通信タイミングによる基本フレームのタイムスロットで通信を実施する通信タイミング確定手段を備え、
ゲートウェイノードは、ノードからの通信タイミング要求信号を受信する通信タイミング要求信号受信手段と、通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段と、決定した通信タイミングを送信する通信タイミング応答信号送信手段とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明はデータ通信システムおよびデータ通信方法に係り、特にゲートウェイノード喪失後の対応を行うためのデータ通信システムおよびデータ通信方法に関する。

データ通信システムとして、データ収集サーバに複数のゲートウェイノードを接続し、かつ複数のゲートウェイノードにそれぞれ複数のノードが無線接続されて、各ノードからのデータを、ゲートウェイノードを介してデータ収集サーバに効率的に収集するシステムが知られている。

係るデータ通信システムにおいて、データ収集サーバと各ノード間を中継するゲートウェイノードが故障した場合、故障したゲートウェイノードに接続していたノードは、中継先を喪失する。このため、これらの喪失ノードを故障したゲートウェイノードに代えて健全な別のゲートウェイノードへ接続しなおしてデータ通信を継続させる方式が採用されている。

但し、接続先ゲートウェイノードを変更した場合には、各ノードと新ゲートウェイノードとの間で制御メッセージの送受信を行い、ノードごとに通信タイミングを計算して決定してから、通常のデータ通信が可能となる。

ゲートウェイノードでは所定の通信時間枠（基本フレーム）を複数のスロットに分割し、個別のスロットに各ノードを割り当てている。接続先ゲートウェイノードの変更処理では、既存のノードに割り当てられていた複数のスロットを、新ノードを加味して再構成することになる。

なお、データ通信システムを構築した際、通信の輻輳を回避するための通信タイミング制御は一般に公開されている。このうち特許文献１では、各ノードが他ノードと通信し、自律的に通信タイミングを計算している。

特開２０１０−１５４４４２号公報

上記のデータ通信システムの円滑、かつ継続的な運用にはゲートウェイノード再接続処理が必要であるが、この実現には幾つかの解決すべき課題がある。

まず各ノードの通信タイミングを制御するデータ通信システムにおいて、ゲートウェイノードが故障してノードを別ゲートウェイノードに接続する際には、ルート構築および通信タイミング計算にかかわる制御メッセージが必要となる。

ルート構築および通信タイミング確定が完了するまで通常のデータ通信が実施できない状況となるため、それらの時間を短縮する必要がある。なお、ルート構築時間については多種多様の短縮方法が知られている。

本発明では別ゲートウェイノードに接続する際の通信タイミング計算にかかわる制御メッセージを排除し、より迅速なデータ通信を実現することができるデータ通信システムおよびデータ通信方法を提供することを目的とする。

以上のことから本発明においては、データ収集サーバと、データ収集サーバに接続された複数のゲートウェイノードと、複数のゲートウェイノードにそれぞれ無線接続された複数のノードで構成され、ゲートウェイノードとノードの間では複数のタイムスロットで構成される基本フレームを用いて無線通信を実行するとともに、各ノードからのデータを、ゲートウェイノードを介してデータ収集サーバに収集するデータ通信システムにおいて、
各ノードは、通信タイミングを要求するための通信タイミング要求信号送信手段と、決定された通信タイミングを受信する通信タイミング応答信号受信手段と、決定された通信タイミングによる基本フレームのタイムスロットで通信を実施する通信タイミング確定手段を備え、
ゲートウェイノードは、ノードからの通信タイミング要求信号を受信する通信タイミング要求信号受信手段と、通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段と、決定した通信タイミングを送信する通信タイミング応答信号送信手段とを備えることを特徴とする。

また、ゲートウェイノードの通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段は、通信タイミング決定を要求するノードを、基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置するケースと、通信タイミング決定を要求するノードを、基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置するケースとを備えていることを特徴とする。

また、通信タイミング決定を要求するノードがそのゲートウェイノードに新規参入する場合には、このノードを前記基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置することを特徴とする。

また、通信タイミング決定を要求するノードが、ゲートウェイノード喪失時の再接続を求めている場合には、このノードを基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置することを特徴とする。

また、ゲートウェイノードの通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段は、通信タイミング決定を要求するノードがゲートウェイノード喪失前における基本フレームのタイムスロットの先頭からの順番を、基本フレームのタイムスロットの後尾からの順番に変更して新たな通信タイミングとして決定することを特徴とする。

以上のことから本発明においては、データ収集サーバと、データ収集サーバに接続された複数のゲートウェイノードと、複数のゲートウェイノードにそれぞれ無線接続された複数のノードで構成され、ゲートウェイノードとノードの間では複数のタイムスロットで構成される基本フレームを用いて無線通信を実行するとともに、各ノードからのデータを、ゲートウェイノードを介してデータ収集サーバに収集するデータ通信方法において、
各ノードは、ゲートウェイノードに通信タイミングを要求し、ゲートウェイノードで決定された通信タイミングによる基本フレームのタイムスロットで通信を実施し、
ゲートウェイノードは、ノードからの通信タイミング要求に応じて通信タイミングを決定し、決定した通信タイミングをノードに連絡することを特徴とする。

またゲートウェイノードの通信タイミングを決定する手法には、通信タイミング決定を要求するノードを、基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置するケースと、通信タイミング決定を要求するノードを、基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置するケースとがあることを特徴とする。

また、通信タイミング決定を要求するノードがそのゲートウェイノードに新規参入する場合には、このノードを基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置することを特徴とする。

また、通信タイミング決定を要求するノードが、ゲートウェイノード喪失時の再接続を求めている場合には、このノードを基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置することを特徴とする。

また、ゲートウェイノードの通信タイミングを決定するときに、通信タイミング決定を要求するノードがゲートウェイノード喪失前における基本フレームのタイムスロットの先頭からの順番を、基本フレームのタイムスロットの後尾からの順番に変更して新たな通信タイミングとして決定することを特徴とする。

本発明は通信タイミングを制御した通信システムにおいて、各ノードが経路を切替えた際、通信タイミング計算時間を削減するとともに、通信タイミングの計算に伴う通信を削除する。

データ通信システムのハードウェア構成を示す図。 ゲートウェイノードとノードが備えるべき機能を示す図。 データ通信システムの接続処理動作フローを示す図。 通信タイミング付与の考え方を示す図。 ゲートウェイノード喪失時の再接続処理について説明する図。 ゲートウェイノード喪失時の再接続処理について説明する図。 ゲートウェイノード障害発生時の処理フローを示す図。

以下に本発明を実施するための形態を記載する。

図１は本発明に係るデータ通信システムのハードウェア構成を示している。このデータ通信システムは、データ収集サーバＤＳと、データ収集サーバＤＳに接続された複数のゲートウェイノードＧＷと、かつ複数のゲートウェイノードＧＷにそれぞれ無線接続された複数のノードＮで構成されている。このデータ通信システムでは、各ノードＮからのデータを、ゲートウェイノードＧＷを介してデータ収集サーバＤＳに効率的に収集する。

例えば、ノードＮがデータを作成し、無線通信によりそのデータをゲートウェイノードＧＷに送信する。ゲートウェイノードＧＷは、受信したデータをデータ収集サーバＤＳに送信する。これにより、データ収集サーバＤＳは、各ノードからのデータを収集する。

なお図１の構成では、ゲートウェイノードは、ＧＷ１、ＧＷ２、ＧＷ３の３台で構成されている。またノードＮとしては、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４、Ｎ５、Ｎ６、Ｎ７、Ｎ８が配置されているものとする。これらのゲートウェイノードＧＷとノードＮとの間の伝送方式は、これらが直接通信を行えるネットワークトポロジー形式のものであっても、マルチホップ方式により無線通信を行うものであってもよい。

マルチホップ方式による無線通信では例えば、ゲートウェイノードＧＷ１は、ノードＮ１、Ｎ２を第一段とする通信を実行し、ノードＮ１はノードＮ６、Ｎ７を第二段とする通信を実行し、ノードＮ７はノードＮ８を第三段とする通信を実行する。従って、ノードＮ８の通信は、ノードＮ７、Ｎ１を経由してゲートウェイノードＧＷ１に伝達される。この場合に、ノードＮ７、Ｎ１は中継器として機能し、データ転送を実行する。データ転送処理の中には、通常状態の転送以外に、ゲートウェイノード切替時の通信タイミング確定に必要な通信タイミング要求信号などの各種信号を含む。

なおマルチホップ方式による無線通信では、ゲートウェイノードＧＷごとにノードとの通信に使用する周波数チャネルが相違している。ゲートウェイノードＧＷ１の周波数チャネルはｃｈ１、ゲートウェイノードＧＷ２の周波数チャネルはｃｈ２、ゲートウェイノードＧＷ３の周波数チャネルはｃｈ３とする。なお、各ノードＮは全ての周波数チャネルでの交信が可能であり、周波数チャネルを切り替え使用することができる。また、以降の説明において同じ周波数チャネルで結合されたゲートウェイノードＧＷとノードの通信ネットワークをゲートウェイネットワークと呼ぶことにする。従って、図１の通信システムは、３組のゲートウェイネットワークで構成されていることになる。

図２は、本発明に係るデータ通信システムのゲートウェイノードＧＷとノードＮが備えるべき機能を示している。但し、この図の上には通常の通信処理に要する機能を除外して、通信タイミング決定に関与する部分の機能のみを表記している。

図２に示すように、通信タイミング決定に対応すべく、ゲートウェイノードＧＷには通信タイミング要求信号受信手段２１、通信タイミング計算手段２２、通信タイミング応答信号送信手段２３を備える。これらの機能は、ノードＮからの通信タイミング要求信号に応じて順次実行され、最終的にノードＮに通信タイミング応答信号を送出する。

ノードＮには、通信タイミング要求信号送信手段３１、通信タイミング応答信号受信手段３２、通信タイミング確定手段３３を備える。これらの機能では、最初にノードＮの通信タイミング要求信号送信手段３１からゲートウェイノードＧＷにトリガをかける。そしてゲートウェイノードＧＷの応答を受けて通信タイミング応答信号受信手段３２、通信タイミング確定手段３３が順次作動する。図２には、この作動順序が矢印で表記されている。

なお、マルチホップ方式を採用する場合には、ノードＮには、さらにデータ転送手段３４を備える。データ転送手段３４は、当該ノードＮが中継器として機能し下位のノードＮとゲートウェイノードＧＷの間の仲立ちをするときに、データ転送により相互間をつなぐための機能である。

図３は本発明に係るデータ通信システムの通信タイミング決定動作の処理フローを示している。この処理フローは、図１の全体システムにおいて、新たなノードが通信に組み込まれるまでのゲートウェイノードＧＷとノードＮの間の一連の処理を示している。

このような処理は、例えばゲートウェイノードＧＷを喪失したノードが、新たなゲートウェイノードＧＷとの通信を開始すべく通信タイミングを決定するときに使用される。あるいは、電力量や水道使用量の検針システムを図１のデータ通信システムで構成する場合に、電力需要家あるいは水道使用者の居宅に計量器と通信端末（ノード）を新規に取り付ける場合に生じる。ここでは新規に参加するノードを図１のＮ８とする。

図３の処理フローにおいて、例えば計量器の新規取り付けによる通信システム構築時に、ノードＮ８では、通信端末（ノード）の電源をＯＮに（処理ステップＳ１０１）する。これを受けてノードＮ８はゲートウェイノードＧＷ１への通信経路を構築（処理ステップＳ１０２）する。なお、ゲートウェイノードＧＷ１への通信経路構築手法は、既に多くのものが知られており、ここでは詳細説明を割愛する。

次にこのノードＮ８は、データ発信タイミングを得るために、図２の通信タイミング要求信号送信手段３１により、ゲートウェイノードＧＷ１に通信タイミングを要求する（処理ステップＳ１０３）。

尚この場合にノードＮ８が使用する周波数チャネルは、この設置位置で受信可能な周波数チャネルのうちから信号受信強度などを考慮して適宜選択すればよい。ここでは、周波数チャネルＣｈ１を選択し、かつ直接の通信相手としてノードＮ７が選択されたものとする。この結果ノードＮ８は、以後の処理によりゲートウェイノードＧＷ１との交信を模索することになる。本発明の場合に、「通信タイミングの要求」により、ゲートウェイノードＧＷ１の所定の通信時間枠（基本フレーム）の中から、ノードＮ８のための通信スロットを割り当ててもらうことになる。

ゲートウェイノードＧＷ１は、通信タイミング要求信号受信手段２１により受信（処理ステップＳ１０４）した通信タイミング要求信号に基づき、通信タイミング計算手段２２でノードの通信タイミングを計算（処理ステップＳ１０５）する。この結果を、通信タイミング応答信号送信手段２３により、要求してきたノードＮ８に通信タイミングを送信（処理ステップＳ１０６）する。

ノードＮ８は、通信タイミング応答信号受信手段３２により通信タイミングを受信（処理ステップＳ１０７）し、通信タイミング確定手段３３により通信タイミングを確定（処理ステップＳ１０８）する。

データ通信システムのゲートウェイノードＧＷとノードＮは、図２の機能を備え、かつ図３の処理フローのように協同して作動することにより、接続先と通信タイミングを決定している。上記の説明では、新規にノード追加する場合について説明したが、この機能はゲートウェイノードＧＷを喪失し、別のゲートウェイノードＧＷに接続し直す場合にもそのまま利用できる。

ゲートウェイノードＧＷ１喪失後の再接続先の模索の場合、ノードＮ８はゲートウェイノードＧＷ１喪失により周波数チャネルｃｈ１での通信が途絶した状態となる。このため、ノードＮ８は新たな接続可能な周波数チャネルｃｈ２を探し、通信を開始する。

但し、この場合の通信は周波数チャネルｃｈ２を使用するゲートウェイノードＧＷ２がまだ正式に認可していない通信である。しかし、ノードＮ８の通信継続によりやがてゲートウェイノードＧＷ２の知るところとなり、ゲートウェイノードＧＷ２はノードＮ８が通信タイミング要求信号を送信していることを認知し、以後の動作（通信タイミング付与）に入ることができる。

このようにして、ゲートウェイノードＧＷ１で構成されたゲートウェイネットワークに参加する全てのノードは、上記手順によりいずれかのゲートウェイノードＧＷ２、ＧＷ３の管轄化に入ることになり、それぞれのゲートウェイネットワーク内での通信タイミングを得ることができる。

次に、図２のゲートウェイノードＧＷにおける通信タイミング決定手段２２の処理内容について説明する。ここでの説明は、ゲートウェイネットワーク内での単なる経路変更と、ノードの新規参入の場合の処理と、ゲートウェイノードＧＷ喪失時の再接続処理に分けて行う。

ゲートウェイノードＧＷの通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段２２は、通信タイミング決定を要求するノードＮを、基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置するモードと、通信タイミング決定を要求するノードを、前記基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置するモードとを備えている。ノードの新規参入では先頭側に配置し、ゲートウェイノードＧＷ喪失時の再接続では後尾側に配置する。

まず単なるゲートウェイネットワーク内での経路変更の場合の処理について説明する。この事例では、ゲートウェイネットワークが複数存在するデータ通信システムにおいて、ノードが何らかの原因により経路を変更し、同一ゲートウェイネットワークに参加したとする。

この場合には、同一ゲートウェイネットワーク内での変更なので、経路変更前に確定した通信タイミングによりデータを発信すればよい。つまり、ノードＮ８が、今までＮ７、Ｎ１経由でゲートウェイノードＧＷ１と通信していたものが、何らかの理由でＮ６、Ｎ１経由でゲートウェイノードＧＷ１に通信するように経路変更したとする。このときにはゲートウェイノードはＧＷ１のままであり、ここに変更が無いので、経路変更前に確定した通信タイミングがそのまま利用できる。

次の事例では、ノードが新規参入された場合を考える。これは、電力量や水道使用量の検針システムにおいて、電力需要家あるいは水道使用者の居宅に計量器と通信端末（ノード）を新規に取り付けた場合などに該当する。この場合の通信タイミング付与の考え方を図４で説明する。

図４では最初にゲートウェイノードＧＷ１にノードＮ１１だけが接続されていたとする。この状態を図４上に示す。またゲートウェイノードＧＷ１はノードＮとの通信のために、Ｍ個（図示の例では７個）のタイムスロットＳで構成された基本フレームＦを用いている。基本フレームＦによる通信は一定時間ごとに繰り返し実行される。ノードＮ１１とのあいだの通信のために、７個のタイムスロットＳのうち、先頭のタイムスロットＳ１が割り当てられている。

次に、図４中段に示すように、新たなノードＮ１２がゲートウェイノードＧＷ１に通信タイミング要求信号を送信してきたとする。この場合、ゲートウェイノードＧＷ１はノードＮ１２が新規参入であることを確認のうえ、２番目のタイムスロットＳ２を割り当てる。同様にして、新たなノードＮ１３の新規参入に対して図４下に示すように３番目のタイムスロットＳ３を割り当てる。なお、ノードＮの新規参入を確認するためには、例えばノードＮが発行する通信タイミング要求信号の中にこの識別情報を含めておくのがよい。

次にゲートウェイノードＧＷ喪失時の再接続処理について説明する。この場合の接続事例を図５、図６で説明する。図５の事例では、２つのゲートウェイノードＧＷ１、ＧＷ２がそれぞれ３台のノードＮに接続されている。

具体的には、図５上に示すように、２つのゲートウェイノードＧＷ１、ＧＷ２は、７個のタイムスロットＳで構成された基本フレームによる通信を実施している。各タイムスロットには、先頭から順次ノードＮの通信タイミングが設定されている。因みにゲートウェイノードＧＷ１のタイムスロットＳは、先頭からノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３の順に割り当てられている。同様にゲートウェイノードＧＷ２のタイムスロットＳは、先頭からノードＮ２１、Ｎ２２、Ｎ２３の順に割り当てられている。

係る状況下でゲートウェイノードＧＷ１が故障し、これに接続されて通信を行っていたノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３が通信相手を喪失したとする。また、この喪失後にノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３はゲートウェイノードＧＷ２に対して通信タイミング要求信号を送信してきたものとする。

本発明のゲートウェイノードＧＷ２の通信タイミング計算手段２２では、この場合に既存のノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３の通信タイミングについては現状を維持し、基本フレームＦ先頭のタイムスロットからノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３の通信に使用する。これによりノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３の通信は、ゲートウェイノードＧＷ１の故障に影響を受けない。

これに対し、新たなノードＮ２１、Ｎ２２、Ｎ２３については、基本フレームＦの最終段から順次タイムスロットを割り当てる。以前に基本フレームＦの先頭のタイムスロットＳ１を割り当てられていたノードＮ１１は、以後は基本フレームＦの最後列のタイムスロットＳ７を割り当てられる。以前に基本フレームＦの先頭から２番目のタイムスロットＳ２を割り当てられていたノードＮ１２は、以後は基本フレームＦの最後列から２番目のタイムスロットＳ６を割り当てられる。以前に基本フレームＦの先頭から３番目のタイムスロットＳ３を割り当てられていたノードＮ１３は、以後は基本フレームＦの最後列から３目のタイムスロットＳ５を割り当てられる。

なおその際、ノードＮ２３の後に空きスロットＳ４が発生するが、ゲートウェイネットワークＧＷ１に参入していたノードは何らかの通信をしない限りゲートウェイネットワークＧＷ２のタイミング割当て状況を把握できないため、通信をせずにタイミングの重複が発生しない本発明に優位性がある。

図６の事例では、２つのゲートウェイノードＧＷ１、ＧＷ２がそれぞれ３台、５台のノードＮに接続されている。

この場合も、ゲートウェイノードＧＷ１が故障し、これに接続されて通信を行っていたノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３が通信相手を喪失したとする。また、この喪失後にノードＮ１１、Ｎ１２、Ｎ１３はゲートウェイノードＧＷ２に対して通信タイミング要求信号を送信してきたものとする。

本発明のゲートウェイノードＧＷ２の通信タイミング計算手段２２では、この場合にも新たなノードＮ２１、Ｎ２２、Ｎ２３については、基本フレームＦの最終段から順次タイムスロットを割り当てる。

然しながらこの配置では、基本フレームＦの先頭から５番目のタイムスロットＳ５に、
ゲートウェイノードＧＷ１からのノードＮ１３とゲートウェイノードＧＷ２のノードＮ２５を重複して割り当てる結果となる。この結果、輻輳が発生してノードＮ１３とノードＮ２５はともに通信不可能な状態となる。本発明では、これをやむを得ない事項とする。７つのタイムスロットしかない状態で７つ以上の通信を行うことはできない相談であるとする。

このノードＮ１３とノード２５の通信タイミング重複について、ゲートウェイネットワークＧＷ１に参入していたノードＮ１３が何らかの通信をして、通信タイミングを確定しても重複が発生するため、通信をせずに通信タイミングを確定する本発明に優位性がある。

なお、ノードＮ１３とノード２５は、通信不可能になったことで次の段階では周波数チャネルを変更して新たな接続先を探索しにいくので、以後の通信が途絶するということではない。

なお、再接続に際し、各ノードの通信タイミング要求信号には自己ノードが以前に基本フレームのどのタイムスロットに位置づけられていたのかを示す情報を含めて送信する必要がある。このように、本発明では経路変更前に確定した通信タイミングを基に、通信タイミング確定手段によりゲートウェイノードの通信タイミング計算手段が持つ一定のルールを反転して、自ノードの通信タイミングを確定し、データを発信する。

上記手順によりノードの経路変更時には通信タイミングの確定に伴う通信が全く発生しないことが本発明の特徴である。

なお、単一ノードの経路変更では効果が少ないが、ゲートウェイノードが故障した場合を想定すると、ゲートウェイネットワークに参加していた全てのノードが他ゲートウェイノードへの経路を構築することになり、本発明の手段を具備していないと、故障したゲートウェイネットワークに参加していた全てのノードがタイミングを確定するために同時に複数の通信を行い輻輳が発生する可能性がある。

また、ゲートウェイノードの通信タイミング計算手順が持つ一定のルールを反転して、自ノードの通信タイミングを確定することにより、故障したゲートウェイネットワークに参加していた複数のノードの通信タイミングは経路変更後の通信タイミングと重複することはない。更に経路変更先のゲートウェイネットワークに以前より参加していたノードと通信タイミングが重複しにくい特徴を持っている。

図７にゲートウェイノード障害発生時の処理フローを示している。ここでは、ゲートウェイノードＧＷに障害が発生（Ｓ２０１）すると、ノードＮは、ゲートウェイノードＧＷの障害発生を検知（Ｓ２０２）する。これを受けて、ノードＮは異なるゲートウェイノードＧＷへの経路を構築（Ｓ２０３）する。

ノードＮは、通信タイミング確定手段により経路切り替え前の通信タイミングを反転させ、通信タイミングを確定（Ｓ２０４）する。ノードＮは、確定した通信タイミングにおいてデータを送信（Ｓ２０５）する。

なお、本発明の実施に当たり、上記の例では再接続以前の先頭からの通信順序を、後尾からの接続順序に反転（置き換えて）通信タイミングを決定した。本発明の他の実施例では、新規参入については先頭からの通信順序決定とし、再接続については後尾からの通信順序決定とすることでもよい。必ずしも反転位置に配置するものでなくともよい。再接続案件が生じ次第、後尾から順次位置づけることでも同様の効果を奏することが可能である。

ＤＳ：データ収集サーバ
ＧＷ：ゲートウェイノード
２１：通信タイミング要求信号受信手段
２２：通信タイミング計算手段
２３：通信タイミング応答信号送信手段
Ｎ：ノード
３１：通信タイミング要求信号送信手段
３２：通信タイミング応答信号受信手段
３３：通信タイミング確定手段

Claims (10)

1. データ収集サーバと、該データ収集サーバに接続された複数のゲートウェイノードと、該複数のゲートウェイノードにそれぞれ無線接続された複数のノードで構成され、前記ゲートウェイノードと前記ノードの間では複数のタイムスロットで構成される基本フレームを用いて無線通信を実行するとともに、前記各ノードからのデータを、前記ゲートウェイノードを介して前記データ収集サーバに収集するデータ通信システムにおいて、
   前記各ノードは、通信タイミングを要求するための通信タイミング要求信号送信手段と、決定された通信タイミングを受信する通信タイミング応答信号受信手段と、決定された通信タイミングによる前記基本フレームのタイムスロットで通信を実施する通信タイミング確定手段を備え、
   前記ゲートウェイノードは、前記ノードからの通信タイミング要求信号を受信する通信タイミング要求信号受信手段と、通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段と、決定した通信タイミングを送信する通信タイミング応答信号送信手段とを備えることを特徴とするデータ通信システム。
2. 請求項１に記載のデータ通信システムにおいて、
   前記ゲートウェイノードの通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段は、通信タイミング決定を要求するノードを、前記基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置するケースと、通信タイミング決定を要求するノードを、前記基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置するケースとを備えていることを特徴とするデータ通信システム。
3. 請求項２に記載のデータ通信システムにおいて、
   通信タイミング決定を要求するノードがそのゲートウェイノードに新規参入する場合には、このノードを前記基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置することを特徴とするデータ通信システム。
4. 請求項２に記載のデータ通信システムにおいて、
   通信タイミング決定を要求するノードが、ゲートウェイノード喪失時の再接続を求めている場合には、このノードを前記基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置することを特徴とするデータ通信システム。
5. 請求項４に記載のデータ通信システムにおいて、
   前記ゲートウェイノードの通信タイミングを決定する通信タイミング計算手段は、通信タイミング決定を要求するノードがゲートウェイノード喪失前における前記基本フレームのタイムスロットの先頭からの順番を、前記基本フレームのタイムスロットの後尾からの順番に変更して新たな通信タイミングとして決定することを特徴とするデータ通信システム。
6. データ収集サーバと、該データ収集サーバに接続された複数のゲートウェイノードと、該複数のゲートウェイノードにそれぞれ無線接続された複数のノードで構成され、前記ゲートウェイノードと前記ノードの間では複数のタイムスロットで構成される基本フレームを用いて無線通信を実行するとともに、前記各ノードからのデータを、前記ゲートウェイノードを介して前記データ収集サーバに収集するデータ通信方法において、
   前記各ノードは、前記ゲートウェイノードに通信タイミングを要求し、前記ゲートウェイノードで決定された通信タイミングによる前記基本フレームのタイムスロットで通信を実施し、
   前記ゲートウェイノードは、前記ノードからの通信タイミング要求に応じて通信タイミングを決定し、決定した通信タイミングを前記ノードに連絡することを特徴とするデータ通信方法。
7. 請求項６に記載のデータ通信方法において、
   前記ゲートウェイノードの通信タイミングを決定する手法には、通信タイミング決定を要求するノードを、前記基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置するケースと、通信タイミング決定を要求するノードを、前記基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置するケースとがあることを特徴とするデータ通信方法。
8. 請求項７に記載のデータ通信方法において、
   通信タイミング決定を要求するノードがそのゲートウェイノードに新規参入する場合には、このノードを前記基本フレームのタイムスロットの先頭側に配置することを特徴とするデータ通信方法。
9. 請求項７に記載のデータ通信方法において、
   通信タイミング決定を要求するノードが、ゲートウェイノード喪失時の再接続を求めている場合には、このノードを前記基本フレームのタイムスロットの後尾側に配置することを特徴とするデータ通信方法。
10. 請求項９に記載のデータ通信方法において、
    前記ゲートウェイノードの通信タイミングを決定するときに、通信タイミング決定を要求するノードがゲートウェイノード喪失前における前記基本フレームのタイムスロットの先頭からの順番を、前記基本フレームのタイムスロットの後尾からの順番に変更して新たな通信タイミングとして決定することを特徴とするデータ通信方法。

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