JP2014042093A - Radio communication terminal, its control method and its control program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線通信端末、その制御方法、および、その制御プログラムに関し、特に、エンドデバイスとしてもルータとしても動作できる無線通信端末、その制御方法、および、その制御プログラムに関する。 The present invention relates to a radio communication terminal, a control method thereof, and a control program thereof, and more particularly to a radio communication terminal capable of operating as both an end device and a router, a control method thereof, and a control program thereof.
従来、宅内の省電力のために複数の消費電力測定器(以下、「タップ」とも称する)と、複数の消費電力測定器を制御するための制御装置とを含む通信システムが知られている。このような通信システムには、一般的に近距離無線通信の通信方式が採用される。通信方式の一例としては、ZigBee(登録商標)が挙げられる。 2. Description of the Related Art Conventionally, a communication system including a plurality of power consumption measuring devices (hereinafter also referred to as “taps”) and a control device for controlling the plurality of power consumption measuring devices for power saving in a home is known. Such a communication system generally employs a short-range wireless communication system. An example of the communication method is ZigBee (registered trademark).
ZigBee(登録商標)のネットワークに存在するノードは、コーディネータと、ルータと、エンドデバイスとに分けられる。コーディネータは、ネットワークの中に必ず1台存在し、ネットワークの外部へデータを流したり受け取ったり、またネットワークの管理機能を持つノードである。管理機能としては、ネットワークの立ち上げ、デバイスの加入/離脱/再加入、論理ネットワークアドレスの割り振り、ルーティング、ルーティングの保守、セキュリティレベルの設定等が挙げられる。ルータとは、複数段数に渡ってデータの転送を行うマルチホッピングにおいて、効率よく安定して目的のノードにデータが届くように、通信を制御するノードである。エンドデバイスは、ネットワークの末端に位置するノードである。エンドデバイスは、データの転送は行なわない。 Nodes existing in the ZigBee (registered trademark) network are classified into a coordinator, a router, and an end device. One coordinator always exists in the network, and is a node that flows and receives data outside the network and has a network management function. Management functions include network startup, device joining / leaving / rejoining, logical network address allocation, routing, routing maintenance, security level setting, and the like. A router is a node that controls communication so that data can be efficiently and stably delivered to a target node in multi-hopping in which data is transferred over a plurality of stages. An end device is a node located at the end of the network. The end device does not transfer data.
ZigBee(登録商標)は、コーディネータを頂点とするツリー型のネットワークを構築する。なお、ZigBee(登録商標)では、コーディネータおよびルータから離れた位置にあり受信信号強度が低いエンドデバイスは、ネットワークに参加することが出来ない。 ZigBee (registered trademark) constructs a tree-type network having a coordinator as a vertex. In ZigBee (registered trademark), an end device with a low received signal strength that is located away from the coordinator and the router cannot participate in the network.
エンドデバイスとして動作していたノードを全てルータとして動作させれば、コーディネータから離れていることにより受信信号強度が低いノードも、ルータを介してネットワークに参加することができる確率が高まる。したがって、コーディネータ以外のすべてのノードをルータとして動作させることにより、上記のようにネットワークに参加することができないエンドデバイスの数を減らすことが出来る。ただし、ルータは、通信を中継するために、スリープに入ることが出来ない。このため、全てのエンドデバイスをルータとして動作させると、消費電力が大きくなるという課題がある。 If all the nodes that have been operating as end devices are operated as routers, the probability that even a node with low received signal strength due to being away from the coordinator can join the network via the router increases. Therefore, by operating all nodes other than the coordinator as routers, the number of end devices that cannot participate in the network as described above can be reduced. However, the router cannot go to sleep to relay communication. For this reason, if all the end devices are operated as routers, there is a problem that power consumption increases.
特許文献1(特開2008−85583号公報)において提案されるネットワークでは、無線通信端末は、受信信号強度が閾値より高い他の無線通信端末との間の経路を、予めルーティングテーブルとして登録する。そして、当該無線通信端末は、他の無線装置との間の無線通信空間において電波的な偏りがある場合、ルーティングテーブルに格納された経路情報を維持する。 In the network proposed in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-85583), a wireless communication terminal registers a route with another wireless communication terminal having a received signal strength higher than a threshold as a routing table in advance. Then, the radio communication terminal maintains the route information stored in the routing table when there is a radio wave bias in the radio communication space between other radio devices.
しかしながら、従来の技術は、無線通信端末の移動などの通信環境の変化に対応できなかった。このことから、通信環境の変化が生じた場合、ネットワークから排除されることによって孤立する無線通信端末が生じ得た。特許文献1に記載の技術は、無線通信空間において電波的な偏りが生じたときに以前の経路情報を利用する技術である。したがって、当該技術は、経路情報をネットワークの現状に合わせて動的に設定することができない。 However, the conventional technology cannot cope with a change in communication environment such as movement of a wireless communication terminal. From this, when a change in the communication environment occurs, an isolated wireless communication terminal can be generated by being excluded from the network. The technology described in Patent Document 1 is a technology that uses previous path information when a radio wave bias occurs in a wireless communication space. Therefore, this technology cannot dynamically set route information according to the current state of the network.
本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、無線通信ネットワークにおいて、通信環境の変化により当該無線通信ネットワークの構成に変更が生じた場合であっても、無線通信端末の孤立を回避することである。 The present invention has been conceived in view of such circumstances, and the object of the present invention is to provide a wireless communication terminal even when a change occurs in the configuration of the wireless communication network due to changes in the communication environment in the wireless communication network. Is to avoid isolation.
或る局面によれば、ネットワークを構成する無線通信端末が提供される。当該無線通信端末は、ネットワーク内で他のノードと通信する通信部と、通信部を制御するための制御部とを備える。制御部は、所定の条件が成立した場合に、通信部をルータとして一時的に機能させ、さらに、所定の条件が成立していない場合に、通信部をエンドデバイスとして機能させる第1判断手段と、第1判断手段によって通信部が一時的にルータとして機能しているときに、ネットワーク内の他のノードに関する検出を実行し、当該検出の結果に基づいて、通信部をエンドデバイスに戻すかまたはルータとして維持させるかを決定する第2判断手段と、を含むように構成されている。 According to an aspect, a wireless communication terminal configuring a network is provided. The wireless communication terminal includes a communication unit that communicates with other nodes in the network, and a control unit for controlling the communication unit. A control unit configured to cause the communication unit to function temporarily as a router when a predetermined condition is satisfied, and to cause the communication unit to function as an end device when the predetermined condition is not satisfied; When the communication unit is temporarily functioning as a router by the first determination unit, the detection on other nodes in the network is performed, and the communication unit is returned to the end device based on the detection result. Second determination means for determining whether to maintain as a router.
好ましくは、検出は、通信部がルータとして機能しているときに、第2判断手段が、ネットワーク内で無線通信端末と通信相手となっているノードと無線通信端末との距離が特定の距離以上であるか否かを判断することである。第2判断手段は、検出の結果が、距離が特定の距離以上であることを示す場合に、通信部をルータとして機能させ、検出の結果が、距離が特定の距離未満であることを示す場合に、通信部をエンドデバイスとして機能させるように構成されている。 Preferably, in the detection, when the communication unit is functioning as a router, the second determination means determines that the distance between the wireless communication terminal and the node that is the communication partner in the network and the wireless communication terminal is greater than or equal to a specific distance It is to determine whether or not. The second determination means, when the detection result indicates that the distance is equal to or greater than a specific distance, causes the communication unit to function as a router, and the detection result indicates that the distance is less than the specific distance In addition, the communication unit is configured to function as an end device.
好ましくは、所定の条件は、ネットワーク内で通信相手となっているノードと無線通信端末との距離が特定の距離以上であることである。 Preferably, the predetermined condition is that a distance between a node that is a communication partner in the network and the wireless communication terminal is a specific distance or more.
好ましくは、距離が特定の距離以上であるか否かは、通信部が受信した信号の電波強度に基づいて判断される。 Preferably, whether or not the distance is equal to or greater than a specific distance is determined based on the radio field intensity of the signal received by the communication unit.
好ましくは、検出は、通信部がルータとして機能しているときに、第2判断手段が、無線通信端末を介してネットワークに接続しているノードが存在しているか否かを判断することである。第2判断手段は、検出の結果が、無線通信端末を介してネットワークに接続しているノードが存在しているというものである場合に、通信部をルータとして機能させ、判断の結果が、無線通信端末を介してネットワークに接続しているノードが存在していないというものである場合に、通信部をエンドデバイスとして機能させるように構成されている。 Preferably, the detection is to determine whether or not there is a node connected to the network via the wireless communication terminal when the communication unit functions as a router. . The second determination means causes the communication unit to function as a router when the detection result is that a node connected to the network via the wireless communication terminal exists, and the determination result is When there is no node connected to the network via the communication terminal, the communication unit is configured to function as an end device.
好ましくは、第2判断手段は、特定時間ごとに、検出を実行する。
好ましくは、所定の条件は、通信部がエンドデバイスとして機能を開始したときから所定時間が経過したことである。
Preferably, a 2nd judgment means performs a detection for every specific time.
Preferably, the predetermined condition is that a predetermined time has elapsed since the communication unit started functioning as an end device.
好ましくは、制御部は、無線通信端末の初期状態には、通信部をエンドデバイスとして機能させる。 Preferably, the control unit causes the communication unit to function as an end device in the initial state of the wireless communication terminal.
他の局面によれば、ネットワークを構成する無線通信端末の制御方法が提供される。当該制御方法では、無線通信端末は、ネットワーク内で他のノードと通信する通信部と、プロセッサとを備える。当該制御方法は、プロセッサが、所定の条件が成立した場合に、通信部をルータとして一時的に機能させ、さらに、所定の条件が成立していない場合に、通信部をエンドデバイスとして機能させるステップと、プロセッサが、通信部が一時的にルータとして機能しているときに、ネットワーク内の他のノードに関する検出を実行するステップと、プロセッサが、検出の結果に基づいて、通信部をエンドデバイスに戻すかまたはルータとして維持させるかを決定するステップとを含む。 According to another aspect, a method for controlling a wireless communication terminal constituting a network is provided. In the control method, the wireless communication terminal includes a communication unit that communicates with other nodes in the network, and a processor. In the control method, the processor causes the communication unit to function temporarily as a router when a predetermined condition is satisfied, and further causes the communication unit to function as an end device when the predetermined condition is not satisfied. The processor performs detection on other nodes in the network when the communication unit temporarily functions as a router, and the processor sends the communication unit to the end device based on the detection result. Determining whether to return or maintain as a router.
さらに他の局面によれば、制御プログラムが提供される。当該制御プログラムは、上記した制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、コンピュータ読取可能な無線通信端末の制御プログラムである。 According to yet another aspect, a control program is provided. The control program is a program for causing a computer to execute the above-described control method, and is a computer-readable control program for a wireless communication terminal.
ある局面によれば、無線通信端末において、ネットワーク内で他のノードと情報を送受信する通信部における情報の受信態様に基づいて、当該通信部をエンドデバイスまたはルータとして機能させるかが判断される。 According to an aspect, in a wireless communication terminal, whether to cause the communication unit to function as an end device or a router is determined based on a reception mode of information in a communication unit that transmits and receives information to and from other nodes in the network.
これにより、無線通信ネットワークの構成によって変化が生じた場合であっても、無線通信端末の孤立を回避できる。 Thereby, even if a change occurs due to the configuration of the wireless communication network, isolation of the wireless communication terminal can be avoided.
以下、図面を参照しつつ、無線通信端末の実施の形態を含むネットワークについて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。 Hereinafter, a network including an embodiment of a wireless communication terminal will be described with reference to the drawings. In the following description, the same parts are denoted by the same reference numerals. Their names and functions are also the same. Therefore, detailed description thereof will not be repeated.
[第1の実施の形態]
<A.ネットワークの概要>
図1は、本発明の実施の形態に係るネットワークの概略構成を示した図である。図1を参照して、ネットワークZは、低速無線通信ネットワーク(主に、ZigBee(登録商標)を想定)を示す。ネットワークEは、高速通信ネットワーク(主に、Ethernet(登録商標)やWiFi(登録商標)を想定)を示す。
[First Embodiment]
<A. Network Overview>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a network Z represents a low-speed wireless communication network (mainly assuming ZigBee (registered trademark)). The network E indicates a high-speed communication network (mainly assuming Ethernet (registered trademark) or WiFi (registered trademark)).
ネットワークZは、HTTP(HyperText Transfer Protocol)サーバ機能を有するモニタ1001と、ブロードバンドルータ1002と、パーソナルコンピュータ1003と、複数のタップ1004a,1004b,1004cと、複数の家電機器(エアーコンディショナ1005,冷蔵庫1006,テレビ1007など)と、タブレット端末1008とを備える。
The network Z includes a
エアーコンディショナ1005の電源プラグ1051は、タップ1004aのソケットに差し込まれている。同様に、冷蔵庫1006の電源プラグ1061は、タップ1004bのソケットに差し込まれている。また、テレビ1007の電源プラグ1071は、タップ1004cのソケットに差し込まれている。
The
タップ1004a、1004b、1004cは、それぞれ、宅内に設置されたコンセント1015,1016,1017に取り付けられている。これにより、タップ1004a,1004b、1004cは、給電される。
タップ1004a、1004b、1004cは、各々に接続される各家電の消費電力を測定する消費電力測定器である。たとえば、タップ1004aは、エアーコンディショナ1005の消費電力を測定する。タップ1004a、1004b、1004cの各々は、測定した消費電力をモニタ1001に送信する。なお、以下では、説明の便宜上、タップ1004a,1004b,1004cを区別することなく表す場合には、「タップ1004」と表記する。
The
モニタ1001および複数のタップ1004の各々は、低速無線通信モジュールを備える。また、モニタ1001と複数のタップ1004とにより、低速無線通信ネットワークZ(以下、単に「ネットワークZ」とも称する)を構成している。モニタ1001は、Ethernet(登録商標)によりブロードバンドルータ1002に接続されている。モニタ1001は、ネットワークZのゲートウェイとして機能する。モニタ1001は、複数のタップ1004と低速度で無線通信する。
Each of the
ブロードバンドルータ1002は、インターネットに接続されていてもよい。パーソナルコンピュータ1003は、Ethernet(登録商標)により、ブロードバンドルータ1002に接続される。なお、パーソナルコンピュータ1003は、WiFi(登録商標)により、ブロードバンドルータ1002に接続されてもよい。
The
パーソナルコンピュータ1003は、ブラウザ(HTTPクライアント)が動作する一般的なパソコンである。パーソナルコンピュータ1003は、パーソナルコンピュータ1003のブラウザを経由してモニタ1001のHTTPサーバと通信する。このようにして、パーソナルコンピュータ1003は、モニタ1001のさまざまな設定を行なうことができる。このHTTPサーバとHTTPクライアントの働きによって、貧弱な入力装置しか持たないモニタ1001でも、複雑な設定を行なうことができる。
The
タブレット端末1008は、ブロードバンドルータ1002を介して、モニタ1001と通信する。タブレット端末1008は、WiFi(登録商標)により、ブロードバンドルータ1002に接続される。なお、タブレット端末1008は、Ethernet(登録商標)により、ブロードバンドルータ1002に接続されてもよい。
The
タブレット端末1008は、消費電力に関する各種の表示を行なうことができる。タブレット端末1008は、たとえば、ネットワークZにおける消費電力を表示できる。また、タブレット端末1008は、たとえば、ユーザによって選択された家電の消費電力を表示できる。
The
以下では、ネットワークZとして、家電向けの短距離無線通信規格の一つであるZigBee(登録商標)を用いた例について説明する。なお、ZigBee(登録商標)は、Blootooth(登録商標)よりも低速かつ伝送距離も短いが、省電力かつ低コストという利点がある。 Below, the example using ZigBee (trademark) which is one of the short-range wireless communication standards for household appliances as the network Z is demonstrated. ZigBee (registered trademark) has lower speed and shorter transmission distance than Bluetooth (registered trademark), but has an advantage of power saving and low cost.
<B.モニタ1001の構成>
図2は、モニタ1001の外観を表した図である。図2(A)は、モニタ1001の斜視図である。図2(B)は、モニタ1001の側面図である。図2(C)は、モニタ1001の他の側面の要部拡大図である。
<B. Configuration of
FIG. 2 is a diagram illustrating the appearance of the
図2(A)を参照して、モニタ1001は、発光部1103と、アンテナ1107とを備える。発光部1103は、モニタ1001の動作状態等を表示するための3つのLED(Light Emitting Diode)1103a,1103b,1103cにより構成される。
Referring to FIG. 2A, the
LED1103aは、モニタ1001の電源がオン・オフの状態を示すための発光素子(電源LED)である。LED1103bは、タップ1004との通信状態を表示するための発光素子(タップLED)である。LED1103cは、ブロードバンドルータ1002との通信状態を表示するための発光素子(ルータLED)である。
The
アンテナ1107は、モニタ1001が各タップ1004a,1004b,1004cと通信するために用いられる。
The
図2(B)を参照して、モニタ1001は、発光部1103が設けられた表面とは反対側の表面に、ペアリングボタン1108をさらに備える。ペアリングボタン1108は、モニタ1001をペアリング許可状態に遷移させるためのボタンである。
Referring to FIG. 2B, the
図2(C)を参照して、モニタ1001は、発光部1103が設けられた表面およびペアリングボタン1108が設けられた表面とは異なる表面に、スライドスイッチ1109をさらに備える。スライドスイッチ1109は、ユーザの操作によりスライドする。スライドスイッチ1109は、ペアリング位置、ノーマル位置、およびリーブ位置のうちのいずれか1つの位置をとることができる。スライドスイッチ1109は、ペアリング(ネットワークへの参加)を行なう際、リーブ(ネットワークからの離脱)を行なう際に用いられる。スライドスイッチ1109は、通常の使用時にはノーマル位置に設定される。
Referring to FIG. 2C, the
図3は、モニタ1001のブロック図である。図3を参照して、モニタ1001は、制御部1101と、発光部1103と、高速通信インターフェイス部1104と、電源部1105と、無線RF(Radio Freaquency)内蔵通信コントローラ部1106と、アンテナ1107と、ペアリングボタン1108と、スライドスイッチ1109と、図示しないリセットスイッチとを備える。
FIG. 3 is a block diagram of the
無線RF内蔵通信コントローラ部1106は、CPU(Central Processing Unit)1161と、ROM(Read Only Memory)1162と、RAM(Random Access Memory)1163と、GPIO(General Purpose Input/Output)1164と、無線RF部1165と、制御部1101との間で通信するためのUART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter)1166とを含む。なお、無線RF内蔵通信コントローラ部1106が、ZigBee(登録商標)コーディネータ部に該当する。また、ROM1162と、RAM1163と、UART1166と、GPIO1164と、無線RF部1165とは、それぞれ、CPU1161に接続されている。
A wireless RF built-in
無線RF内蔵通信コントローラ部1106は、アンテナ1107と接続されている。無線RF内蔵通信コントローラ部1106は、ネットワークZ上に存在する通信機器との間の通信を制御する。
The wireless RF built-in
制御部1101のOS(Operating System)は、たとえばLinux(登録商標)を用いることができる。制御部1101は、CPU1161に比べて高性能なCPUを備えており、またメモリも豊富である。当該構成によって、モニタ1001は、高度な情報処理を実現できる。
As the OS (Operating System) of the
高速通信インターフェイス部1104は、ブロードバンドルータ1002とEthernet(登録商標)またはWiFi(登録商標)を用いて通信するためのインターフェイスである。電源部1105は、制御部1101と無線RF内蔵通信コントローラ部1106とに電力を供給する。
The high-speed
制御部1101は、発光部1103と、高速通信インターフェイス部1104と、電源部1105と、無線RF内蔵通信コントローラ部1106と、ペアリングボタン1108と、スライドスイッチ1109とに接続されている。制御部1101は、モニタ1001の全体的な動作を制御する。制御部1101は、ペアリングボタン1108およびスライドスイッチ1109からの入力を受け付ける。また、制御部1101は、発光部1103に出力指示を出す。
The
次に、ユーザがペアリングを行なうときの操作の概要について説明する。まず、ユーザが、スライドスイッチ1109をノーマル位置からペアリング位置にスライドさせる。その後、ユーザは、ペアリングボタン1108を押す。これにより、予め定められた時間(たとえば60秒間)、モニタ1001がペアリング許可状態となる。なお、この間、制御部1101は、発光部1103を予め定められた状態で発光させる。そして、モニタ1001がペアリング許可状態にあるときに、ユーザがタップ1004をコンセントに差すことにより、モニタ1001とタップ1004とのペアリングが行なわれる。
Next, an outline of operations when the user performs pairing will be described. First, the user slides the
<C.タップ1004の構成>
図4は、タップ1004の斜視図である。図4を参照して、タップ1004は、プラグ差込用のソケット2101と、プラグ2102と、LED2105と、設定ボタン2106とを備える。タップの使用時には、ユーザは、家電機器の電源プラグをソケット2101に差し込むとともに、宅内に設置されたコンセントにプラグ2102を差し込む(図1参照)。なお、ソケット2101の形状は、接続される家電機器の電源プラグの形状に応じて決まる。
<C. Configuration of
FIG. 4 is a perspective view of the
図5は、タップ1004のハードウェア構成を表した図である。図5を参照して、タップ1004は、ソケット2101と、プラグ2102と、シャント抵抗2103と、電源部2104と、LED2105と、設定ボタン2106と、アンテナ2107と、電力センサ部2110と、低速無線通信モジュール2120と、配線2131と、配線2132と、配線2133とを備える。
FIG. 5 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
電力センサ部2110は、電圧入力ADC部2111と、電流入力ADC部2112と、乗算器2113と、デジタル/周波数変換部2114とを含む。低速無線通信モジュール2120は、CPU2121と、ROM2122と、RAM2123と、GPIO2124と、無線RF部2125とを含む。
The
配線2132と配線2133とは、シャント抵抗2103により接続されている。シャント抵抗2103は電流を測定するために使われる微小な(数百マイクロΩ)抵抗である。
The
ソケット2101とプラグ2102とは、配線2131〜2133およびシャント抵抗2103で接続されている。配線2131は、プラグ2102の一方の端子およびソケット2101の一方の端子に接続されている。配線2132は、プラグ2102の他方の端子とシャント抵抗2103の一方の端部とに接続されている。配線2133は、ソケット2101の他方の端子とシャント抵抗2103の他方の端部とに接続されている。
The
電源部2104は、配線2132に接続されている。電源部2104は、交流を直流に変換する。電源部2104は、変換により得られた直流電力を電力センサ部2110と低速無線通信モジュール2120とに与える。
The
電圧入力ADC部2111は、配線2131と、配線2132とに接続されている。電圧入力ADC部2111は、配線2131と配線2132との間の電圧(電位差)を、デジタル信号にて乗算器2113に出力する。
The voltage
電流入力ADC部2112は、配線2132と、配線2133とに接続されている。電流入力ADC部2112は、シャント抵抗2103に流れる電流の電流値を、デジタル信号にて乗算器2113に出力する。
The current
乗算器2113は、電圧入力ADC部2111からの出力と、電流入力ADC部2112からの出力とを乗算し、当該乗算により得られたデジタル信号をデジタル/周波数変換部2114に出力する。
The
デジタル/周波数変換部2114は、入力されたデジタル信号を周波数信号に変換する。デジタル/周波数変換部2114は、変換により得られた周波数信号を、低速無線通信モジュール2120のGPIO2124に出力する。
The digital /
CPU2121は、GPIO2124から取得した上記周波数信号をデータ変換する。無線RF部2125は、データ変換により得られた信号を、アンテナ2107を用いてモニタ1001に送信する。
The
ROM2122には、CPU2121が実行するプログラム等が格納されている。RAM2123は、CPU2121が処理するデータおよび処理したデータを一時的に格納する。
The
LED2105は、タップ1004のデータ処理状態を、点滅および/または点灯させる色等により表す。設定ボタン2106は、ユーザによるタップ1004の初期設定等のために用いられる。
The
CPU2121は、また、アンテナ2107を介して受信した信号を、適宜変換し、本明細書に記載される処理に利用する。
The
<D.タブレット端末1008の構成>
図6は、タブレット端末1008のハードウェア構成を表した図である。図6を参照して、タブレット端末1008は、CPU4010と、タッチスクリーン4020と、時計4030と、メモリ4040と、ボタン4050と、通信インターフェイス4060と、スピーカ4070とを含む。タッチスクリーン4020は、ディスプレイ4021と、タッチパネル(タブレット)4022とで構成され、ディスプレイ4021の表面にタッチパネル4022が敷設されている。ただし、タブレット端末1008は、タッチパネル4022を有していなくともよい。
<D. Configuration of
FIG. 6 is a diagram illustrating a hardware configuration of the
メモリ4040は、各種のRAM、ROM、フラッシュメモリ、ハードディスクなどによって実現される。メモリ4040は、CPU4010によって実行される、OS、各種の制御プログラム、並びにCPU4010によって読み出されるテーブル等の各種データテーブルを格納する。
The
CPU4010は、メモリ4040に記憶されている各種のプログラムを実行することによって、各種の情報処理などを実行する。ここでいうプログラムとは、CPUにより直接実行可能なプログラムだけでなく、ソースプログラム形式のプログラム、圧縮処理されたプログラム、暗号化されたプログラム等を含む。
The
ディスプレイ4021は、CPU4010によって制御されることによって、たとえば、各家電機器1005〜1007の消費電力を表示する。タッチパネル4022は、ユーザの指によるタッチ操作を検出して、タッチ座標などをCPU4010に入力する。CPU4010は、タッチパネル4022を介して、ユーザからの命令を受け付ける。
The
ボタン4050は、タブレット端末1008の表面に配置される。決定キー、方向キー、テンキーなどの複数のボタンがタブレット端末1008に配置されても良い。ボタン4050は、ユーザからの命令を受け付ける。ボタン4050は、ユーザからの命令をCPU4010に入力する。
The
通信インターフェイス4060は、CPU4010によって制御されることによって、ブロードバンドルータ1002を介して、モニタ1001と通信する。通信インターフェイス4060は、上述したように、たとえばWiFi(登録商標)により、ブロードバンドルータ1002と通信する。
The
スピーカ4070は、CPU4010からの命令に基づいて、音声を出力する。たとえば、CPU4010は、音声データに基づいて、スピーカ4070に音声を出力させる。時計4030は、CPU4010からの命令に基づいて、現在の日付や時刻をCPU4010に入力する。
The
<E.実装例>
図7は、タップ1004およびモニタ1001における実装方法を説明するための図である。つまり、図7は、タップ1004およびモニタ1001におけるソフトウェア構造を説明するための図である。
<E. Implementation example>
FIG. 7 is a diagram for explaining a mounting method in the
図7を参照して、タップ1004は、ZigBee(登録商標)アプリケーション3401と、Z−STACK ZigBee(登録商標)プロトコルスタック3402とを含む。ZigBee(登録商標)アプリケーション3401は、電力測定用のマイコン(図示せず)から消費電力に関する情報を取得して、当該情報を予め定められたフォーマットに変換する。ZigBee(登録商標)アプリケーション3401は、当該予め定められたフォーマットにて、消費電力に関する情報をモニタ1001に送る。Z−STACK ZigBee(登録商標)プロトコルスタック3402は、IEEE802.15.4を利用する通信機器のポートフォリオおよびプラットフォーム向けのZigBee(登録商標)準拠プロトコルスタックである。
Referring to FIG. 7, the
モニタ1001の無線RF内蔵通信コントローラ部1106(ZigBeeコーディネータ部)は、ZigBee(登録商標)アプリケーション3111と、Z−STACK ZigBee(登録商標)プロトコルスタック3112と、UART1166とを含む。ZigBee(登録商標)アプリケーション3111は、上述した消費電力に関する情報をタップ1004から受信する。Z−STACK ZigBee(登録商標)プロトコルスタック3112は、タップ1004におけるZ−STACK ZigBee(登録商標)プロトコルスタック3402と同様、IEEE802.15.4を利用する通信機器のポートフォリオおよびプラットフォーム向けのZigBee(登録商標)準拠プロトコルスタックである。UART1166は、上述したように、制御部1101との間で通信するためのトランスミッタである。
The wireless RF built-in communication controller unit 1106 (ZigBee coordinator unit) of the
モニタ1001の制御部1101(図3参照)は、ZigBee(登録商標)マネージャ3121と、Z−STACKモニタライブラリ3122と、UART3123と、LED&スイッチ制御3124と、UDP/IP(User Datagram Protocol / Internet Protocol)ポート12131と、Ethernet(登録商標)3125とを含む。ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、制御部1101に格納されているアプリケーションの1つである。なお、制御部1101に格納される他のアプリケーションとして、タップ1004の情報を収集するためのタップ情報収集アプリがある。
A control unit 1101 (see FIG. 3) of the
ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、ZigBee(登録商標)のノードを管理する。ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、ZigBee(登録商標)のネットワークZに、どのようなノードが存在するのかを判断する。さらに、ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、ZigBee(登録商標)のノードに変化があった場合には当該変化を検知し、当該変化を他のアプリケーションに通知等する。
The ZigBee (registered trademark)
また、ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、LED&スイッチ制御3124を監視している。具体的には、ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、LED1103a,1103b,1103cの発光を制御し、かつペアリングボタン1108およびスライドスイッチ1109からの入力を処理するためのプログラムである。ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、サーバの形態をとっており、他の機器からアクセスがあった場合に当該他の機器に返答(ZigBee上位プロトコルに基づく通信)をする。さらに、ZigBee(登録商標)マネージャ3121は、モニタ発見サーバとしての機能と、ペアリングを行なうための機能(ペアリングアプリ)とを有する。
The ZigBee (registered trademark)
Z−STACKモニタライブラリ3122は、直接、UART3123とデータの遣り取りをすることにより、無線RF内蔵通信コントローラ部1106と通信をする。Z−STACKモニタライブラリ3122は、UART3123によりデータを無線RF内蔵通信コントローラ部1106に送信すると、無線RF内蔵通信コントローラ部1106から何らかの応答を、UART3123を介して受け付ける。より詳しくは、ZigBee(登録商標)マネージャ3121と、タップ情報収集アプリと、後述する機器制御ライブラリ3802(図8参照)とが、Z−STACKモニタライブラリ3122を介して、ZigBeeと通信する。なお、Z−STACKモニタライブラリ3122が発信するコマンドは、無線RF内蔵通信コントローラ部1106に対するものもあれば、タップ1004に対するものもある。
The Z-STACK monitor library 3122 communicates with the wireless RF built-in
UDP/IPポート12131は、UDP/IPのポートの1つである。UDP/IPポート12131は、データをUDPのパケットに変換する。UDP/IPポート12131は、Ethernet(登録商標)3125を用いて、ブロードバンドルータ1002と通信する。たとえば、UDP/IPポート12131は、Ethernet(登録商標)3125を用い、上記のZigBee上位プロトコル、および、モニタ発見プロトコルに基づいた通信が可能である。なお、本明細書では、「UDP/IPポート12131」における数字“12131”はポート番号を意味する。
The UDP / IP port 12131 is one of UDP / IP ports. The UDP / IP port 12131 converts data into a UDP packet. The UDP / IP port 12131 communicates with the
図8は、タブレット端末1008における実装方法を説明するための図である。つまり、図8は、タブレット端末1008におけるソフトウェア構造を説明するための図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a mounting method in the
図8を参照して、タブレット端末1008は、UI(User Interface)アプリケーション3801と、機器制御ライブラリ3802と、UDP/IPポート(ポートは任意)3803と、WiFi(登録商標)3804と、モニタ発見アプリケーション3805と、UDP/IPポート(ポートは任意)3806と、WiFi(登録商標)3807とを備える。なお、「UDP/IPポート3803」および「UDP/IPポート3806」における数字“3803”および“3806”は参照符号であって、ポート番号を表すものではない。
Referring to FIG. 8, a
UIアプリケーション3801は、タブレット端末1008のディスプレイ4021にUIを表示するためのアプリケーションである。機器制御ライブラリ3802は、モニタ1001等の他の通信機器を制御するために用いられるライブラリである。モニタ発見アプリケーション3805は、タブレット端末1008がモニタ1001を発見するためのアプリケーションである。
The
UDP/IPポート3803,3806は、UDP/IPのポートの1つである。UDP/IPポート3803,3806は、データをUDPのパケットに変換する。UDP/IPポート3803,3806は、それぞれWiFi(登録商標)3804,3807を用いて、ブロードバンドルータ1002と通信する。具体的には、UDP/IPポート3803は、WiFi(登録商標)3804を用いて、上記のZigBee上位プロトコルとに基づいた通信を行なう。UDP/IPポート3806は、WiFi(登録商標)3807を用いて、モニタ発見プロトコルとに基づいた通信を行なう。
The UDP /
ここで、モニタ発見アプリケーション3805を用いてモニタ1001を発見する手法について説明すると以下の通りである。まず、タブレット端末1008は、モニタ発見プロトコルを用いて予め定められた信号をブロードキャストする。当該ブロードキャストに基づき、タブレット端末1008は、同じLAN(Local Area Network)セグメントにあるモニタから応答を受け取る。タブレット端末1008は、当該応答に含まれるIPアドレス(つまり、応答のあったモニタのIPアドレス)を取得する。これにより、タブレット端末1008は、モニタ1001を発見することができる。なお、タブレット端末1008は、当該IPアドレスに対して、機器制御ライブラリ3802を設定する。
Here, a method for discovering the
<F.ネットワーク構成の変形例>
(f1.第1の変形例)
次に、モニタ1001の代替構成について説明する。図9は、ネットワークZの制御装置としてタブレット端末を用いた場合における、ネットワークの概略構成を示した図である。具体的には、図9は、モニタ1001、パーソナルコンピュータ1003、およびタブレット端末1008の代わりに、タブレット端末1009を用いたネットワークZの構成を示した図である。
<F. Modification of network configuration>
(F1. First modification)
Next, an alternative configuration of the
図9を参照して、ネットワークZは、タブレット端末1009と、ブロードバンドルータ1002と、複数のタップ1004a,1004b,1004cと、複数の家電機器(エアーコンディショナ1005,冷蔵庫1006,テレビ1007など)とを備える。また、タブレット端末1009と、複数のタップ1004と、複数の家電機器1005〜1007とにより、低速無線通信ネットワークZを構成する。タブレット端末1009は、ブロードバンドルータ1002とWiFi(登録商標)等の高速無線通信により接続される。
Referring to FIG. 9, network Z includes
図10は、タブレット端末1009のブロック図である。タブレット端末1009は、制御部1901と、操作部1902と、表示部1903と、高速通信インターフェイス部1904と、電源部1905と、低速無線通信モジュール1906と、アンテナ1907とを備える。
FIG. 10 is a block diagram of the
操作部1902は、操作キー、タッチセンサ等の入力デバイスである。表示部1903は、液晶ディスプレイ等の出力デバイスである。高速通信インターフェイス部1904は、ブロードバンドルータ1002との間で無線通信を行なうためのインターフェイスである。電源部1905は、制御部1901と低速無線通信モジュール1906とに電力を供給する。
The
制御部1901は、操作部1902、表示部1903と、高速通信インターフェイス部1904と、電源部1905と、低速無線通信モジュール1906とに接続されている。制御部1901は、タブレット端末1009の全体的な動作を制御する。制御部1901は、操作部1902からの入力を受け付ける。また、制御部1901は、表示部1903に出力指示を出す。
The
より詳しくは、制御部1901は、CPUと、RAMと、ROMと、UARTと、GPIOとで構成される。RAMと、ROMと、UARTと、GPIOとは、それぞれ、CP
Uに接続されている。
More specifically, the
Connected to U.
低速無線通信モジュール1906は、アンテナ1107と接続されている。低速無線通信モジュール1906は、低速無線通信ネットワークZにおける消費電力測定器との間の通信を制御する。低速無線通信モジュール1906は、CPUと、RAMと、ROMと、UARTと、GPIOと、無線RF(Radio Frequency)部で構成される。RAMと、R
OMと、UARTと、GPIOとは、それぞれ、CPUに接続されている。
The low speed
The OM, UART, and GPIO are each connected to the CPU.
タブレット端末1009は、以上のような構成を有することにより、モニタ1001とパーソナルコンピュータ1003とタブレット端末1008を用いた構成の場合と同様の効果を奏する。
Since the
(f2.第2の変形例)
上記においては、パーソナルエリアネットワークとしてZigBee(登録商標)を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。パーソナルエリアネットワークとして、マルチホップをサポートするような他の通信方式にも適用することができる。
(F2. Second modification)
In the above description, ZigBee (registered trademark) has been described as an example of the personal area network, but the personal area network is not limited to this. As a personal area network, the present invention can also be applied to other communication systems that support multi-hop.
<G.低速無線通信モジュール2120の機能構成>
図11は、低速無線通信モジュール2120の機能構成を表わした図である。図11を参照して、低速無線通信モジュール2120は、通信部21201と、参加要求部21202と、第1判断部21203と、第2判断部21204と、機能切替部21205と、通知部21206とを含む。
<G. Functional configuration of low-speed
FIG. 11 is a diagram illustrating a functional configuration of the low-speed
通信部21201は、ネットワークZ(図1参照)において、他のノードと通信する。参加要求部21202は、通信部21201を介して、ネットワークZのコーディネータに対して当該ネットワークZへの参加の要求を送信する。
The
本実施の形態では、上記のように、通信部21201は、ネットワークZにおいて、エンドデバイスとルータのいずれとしても機能できる。このため、ネットワークZにおける通信方式としてZigBee(登録商標)が採用された場合、通信部21201を実現する物理デバイスは、IEEE 802.15.4の規定に従ってフル機能を備えた、FFD(Full−Function Device)である。
In the present embodiment, as described above, the
第2判断部21204は、通信部21201が受信した情報の内容に基づいて、通信部21201を、ネットワークZにおいてエンドデバイスとして機能させるか、または、ルータとして機能させるかを判断する。第2判断部21204は、当該判断結果を、機能切替部21205へ出力する。機能切替部21205は、第2判断部21204から受信した判断結果に基づいて、通信部21201の機能を、エンドデバイスまたはルータのいずれかに設定する。
The
本実施の形態では、タップ1004の初期状態では、通信部21201の機能は、エンドデバイスである。そして、第1判断部21203は、所定の条件が成立した場合に、通信部21201をルータとして一時的に機能させ、さらに、当該所定の条件が成立していない場合に、通信部21201の機能をエンドデバイスに戻す。本実施の形態では、上記所定の条件は、たとえば、ネットワークZ内でタップ1004の通信相手となっているノードと当該タップ1004との距離が特定の距離以上であることである。
In the present embodiment, in the initial state of the
第1判断部21203は、上記所定の条件が成立しているか否かを判断する。当該判断の結果に応じて、機能切替部21205は、通信部21201の機能をルータとエンドデバイスとの間で切替える。本明細書では、低速無線通信モジュール2120における通信部21201の機能(ルータまたはエンドデバイス)を、ネットワークZ内でのタップ1004の機能として言及する場合がある。
The
つまり、本実施の形態では、第1判断部21203は、タップ1004の機能をエンドデバイスからルータに一時的に切り替えるか否かを判断する。タップ1004の機能がルータに切り替えられると、第2判断部21204は、タップ1004の機能をルータで維持するかエンドデバイスに切り替えるかを判断する。
That is, in this embodiment, the
通知部21206は、通信部21201による通信部21201の機能の切替の結果を、通信部21201を介して、ネットワークZのコーディネータへ通知する。
The
通信部21201は、たとえば無線RF部2125によって実現される。参加要求部21202、第1判断部21203、第2判断部21204、機能切替部21205、および、通知部21206は、たとえば、CPU2121が所定のプログラムを実行することにより、実現される。
The
低速無線通信モジュール2120における各要素の機能を、より具体的に説明する。
低速無線通信モジュール2120の通信動作開始時に、参加要求部21202は、通信部21201を介してHelloパケットを送信する等して、ネットワークZへの参加を要求する。低速無線通信モジュール2120の通信動作開始時とは、たとえば、タップ1004への電力の供給が開始される時や、タップ1004においてリセットボタン等の所定の操作部に対する操作がなされた時である。この状態では、通信部21201の機能は、エンドデバイスである。
The function of each element in the low-speed
At the start of the communication operation of the low-speed
タップ1004のネットワークZへの参加が完了すると、第1判断部21203が、上記した所定の条件が成立しているか否かを判断する。そして、第1判断部21203は、当該所定の条件が成立していると判断すると、機能切替部21205に、通信部21201の機能をエンドデバイスからルータへと切替える指示を出力する。これに応じて、通知部21206は、通信部21201を介して、ネットワークZのコーディネータに、通信部21201の機能は、エンドデバイスからルータへと切替えられたことを通知する。
When the participation of the
通信部21201がルータとして機能しているとき、第2判断部21204は、ネットワークZ内でタップ1004の通信相手となっているノードと当該タップ1004との距離が特定の距離以上であるかどうかを判断する。本実施の形態では、第2判断部21204は、通信部21201が受信する信号の電波強度が特定の強度未満であるか否かにより、通信相手との距離が上記特定の距離以上であるか否かを判断する。より具体的には、第2判断部21204は、上記電波強度が特定の強度以下である場合には、上記通信相手との距離が上記特定の距離以上であると判断する。一方、第2判断部21204は、上記電波強度が上記特定の強度を超える場合には、上記通信相手との距離が上記特定の距離未満であると判断する。
When the
そして、第2判断部21204は、上記通信相手とタップ1004との距離が上記特定の距離以上であると判断すると、通信部21201の機能をルータで維持する。一方、第2判断部21204は、上記通信相手とタップ1004との距離が上記特定の距離未満であると判断すると、通信部21201の機能をエンドデバイスに戻すことを、機能切替部21205へ指示する。これに応じて、通知部21206は、通信部21201を介して、ネットワークZのコーディネータに、通信部21201の機能がルータからエンドデバイスへ切替えられたことを通知する。
If the
通信部21201の機能がエンドデバイスに戻されると、再度、第1判断部21203は、上記所定の条件が成立しているか否かを、判断する。
When the function of the
以上説明したように、本実施の形態では、タップ1004(低速無線通信モジュール2120)の初期状態では、通信部21201は、エンドデバイスとして機能する。
As described above, in the present embodiment, in the initial state of the tap 1004 (low-speed wireless communication module 2120), the
通信部21201がエンドデバイスとして機能している期間中は、第1判断部21203が、上記所定の条件が成立しているか否かを判断する。そして、第1判断部21203は、当該所定の条件が成立していると判断すると、通信部21201の機能をエンドデバイスからルータへと切替える。
During a period in which the
通信部21201の機能がルータへと切替えられると、第2判断部21204は、タップ1004とその通信相手との距離が上記特定の距離以上であるか否かを判断する。そして、上記距離が上記特定の距離未満であると判断すると、第2判断部21204は、通信部21201の機能を、ルータからエンドデバイスへと切替える。
When the function of the
<H.タップにおける機能切替処理の概要>
次に、図12を参照して、タップ1004が、自機の機能をエンドデバイスとするかルータとするかを決定するための処理(機能切替処理)の概要を説明する。
<H. Overview of function switching process in tap>
Next, with reference to FIG. 12, an outline of processing (function switching processing) for the
図12には、ネットワークZの3つの状態が示されている。図12(A)は、ネットワーク構築の初期状態を示し、図12(B)は、ネットワークZにおいて再構築が行なわれている状態を示し、そして、図12(C)は、当該再構築後のネットワークZの状態を示す。 FIG. 12 shows three states of the network Z. FIG. 12A shows an initial state of network construction, FIG. 12B shows a state where reconstruction is performed in the network Z, and FIG. 12C shows the state after the reconfiguration. The state of the network Z is shown.
図12(A)〜図12(C)のそれぞれには、ZigBee(登録商標)のネットワークを構成するノードとして、モニタ1001とタップ1004a,1004b,1004cとが示されている。このうち、モニタ1001は、ZigBee(登録商標)のネットワークにおいて、コーディネータとして機能する。そして、タップ1004a,1004b,1004cは、エンドデバイスまたはルータとして機能する。
In each of FIGS. 12A to 12C, a
まず、図12(A)を参照して、ネットワーク構築の初期状態では、タップ1004a,1004b,1004cは、すべて、エンドデバイスとして動作(機能)する。つまり、タップ1004a,1004b,1004cは、いずれも、コーディネータであるモニタ1001に、ネットワークへの参加要求を出力することになる。
First, referring to FIG. 12A, in the initial state of network construction, taps 1004a, 1004b, and 1004c all operate (function) as end devices. That is, the
図12(A)では、タップ1004a,1004b,1004cのうち、タップ1004cは、コーディネータであるモニタ1001から離れ過ぎているため、モニタ1001と通信できず、ネットワークに参加できない状態である。
In FIG. 12A, among the
次に、図12(B)を参照して、タップ1004a,1004b,1004cのうち、ネットワークに参加できた各タップ(タップ1004aとタップ1004b)は、コーディネータであるモニタ1001と自機との距離を算出する。当該距離の算出は、赤外線を利用した非接触の手法などの光学的手法によって実現される場合もあれば、モニタ1001から受信する信号の電波強度を取得し、当該電波強度を予め定められた関係に基づいて変換することによって実現される場合もある。
Next, referring to FIG. 12B, among the
本実施の形態では、コーディネータと特定の距離以上離れているノードは、エンドデバイスからルータへとその機能を切替える。特定の距離とは、たとえば、ZigBee(登録商標)ネットワーク内の他の機器と通信可能な最大の距離または、当該最大の距離より若干短い距離である。つまり、特定の距離に存在するノードは、ZigBee(登録商標)ネットワークが可能なエリアと当該ネットワークが不能なエリアとの境界またはその近傍に位置する。 In this embodiment, a node that is more than a specific distance away from the coordinator switches its function from the end device to the router. The specific distance is, for example, the maximum distance at which communication with other devices in the ZigBee (registered trademark) network is possible, or a distance slightly shorter than the maximum distance. That is, a node existing at a specific distance is located at or near the boundary between an area where a ZigBee (registered trademark) network is possible and an area where the network is impossible.
図12(B)の例では、タップ1004aとモニタ1001の距離は、上記特定の距離未満であるが、タップ1004bとモニタ1001との距離は、上記特定の距離以上である。これにより、タップ1004bは、自機の機能をルータへと切替える。
In the example of FIG. 12B, the distance between the
タップ1004bは、タップ1004cと、無線通信が可能な距離の範囲内にある。したがって、タップ1004bは、タップ1004cからのネットワークへの参加要求を受信し、モニタ1001へと転送する。
The
当該転送により、図12(C)に示されるように、タップ1004cは、タップ1004bを介して、ネットワークZへ参加できるようになる。
The transfer allows the
図12(A)〜図12(C)を参照して説明したように、本実施の形態では、ネットワークZ内のコーディネータ以外のノードを、すべてルータとして機能させるのではなく、コーディネータとの距離が無線通信が可能であり、かつ、上記特定の距離以上であるノードのみを、ルータとして機能させる。これにより、ネットワークの通信可能範囲の境界(またはその近傍)に位置するノードのみを、選択的に、ルータとして機能させることができる。これにより、ネットワーク通信が不能な位置にあるノードをネットワークへ参加させることができる。また、存在するノードのうちの一部のみが、ルータへとその機能が切替えられる。これにより、ネットワーク全体としての消費電力を、極力抑えることができる。特に、図12(B)を参照して説明されたネットワークの再構築は、エンドデバイスとして機能しているタップ1004において定期的に参照電波強度が算出されることにより、定期的に実行される。これにより、動的に、タップ1004の機能を切り替えることができる。
As described with reference to FIGS. 12A to 12C, in this embodiment, not all nodes other than the coordinator in the network Z function as routers, but the distance from the coordinator is different. Only nodes that are capable of wireless communication and that are longer than the specific distance function as routers. Thereby, only the node located at the boundary (or the vicinity thereof) of the communication range of the network can selectively function as a router. As a result, a node at a position where network communication is not possible can participate in the network. Also, only some of the existing nodes have their functions switched to routers. Thereby, the power consumption as the whole network can be suppressed as much as possible. In particular, the network reconstruction described with reference to FIG. 12B is periodically executed by periodically calculating the reference radio wave intensity at the
<I.機能切替処理のフロー>
図13は、図12(A)に示したように、ネットワークに参加することができたノード(タップ1004aとタップ1004b)のそれぞれにおいて、実行される機能切替処理のフローチャートである。
<I. Function switching process flow>
FIG. 13 is a flowchart of the function switching process executed in each of the nodes (tap 1004a and
図13を参照して、ネットワークへの参加のための処理が完了すると、ステップS100で、CPU2121(図5参照)は、上記ネットワーク内の通信による信号の電波強度を取得し、取得した当該電波強度に基づいて、参照電波強度を算出する。なお、このとき、CPU2121は、タップ1004の機能をエンドデバイスに設定する。
Referring to FIG. 13, when the process for participation in the network is completed, in step S100, CPU 2121 (see FIG. 5) acquires the radio field intensity of the signal by communication in the network, and the acquired radio field intensity The reference radio wave intensity is calculated based on At this time, the
参照電波強度とは、ステップS100で取得した電波強度の、数回分(たとえば、5回や10回)の平均値である。 The reference radio wave intensity is an average value of several times (for example, 5 times or 10 times) of the radio wave intensity acquired in step S100.
次に、ステップS110で、CPU2121は、ステップS110で取得した参照電波強度が、予め定められた閾値を超えているか否かを判断する。そして、CPU2121は、上記参照電波強度が閾値を超えていると判断するとステップS120へ処理を進める。一方、CPU2121は、上記参照電波強度が閾値以下であると判断するとステップS130へ処理を進める。
Next, in step S110, the
ステップS120では、CPU2121は、一定時間(たとえば、500msec程度)待機した後、ステップS100へ処理を戻す。なお、ステップS120では、CPU2121は、タップ1004の機能をエンドデバイスに設定する。
In step S120,
一方、ステップS130では、CPU2121は、タップ1004の機能をルータに変更して、ステップS140へ処理を進める。
On the other hand, in step S130, the
次に、ステップS140では、CPU2121は、他のノードのネットワークへの参加を許可する状態(以下、「参加許可状態」という)へと移行する。参加許可状態では、CPU2121は、他のルータからHelloパケットを受信する等してネットワークへの参加の要求を受信すると、コーディネータであるモニタ1001に対して当該要求を転送する。
Next, in step S140, the
次に、ステップS150では、CPU2121は、ステップS140でタップ1004が参加許可状態に移行してから、予め定められた参加許可時間が経過したか否かを判断する。そして、CPU2121は、当該参加許可時間が経過したと判断すると、ステップS160へ処理を進める。なお、参加許可時間は、たとえば、60sec程度とされる。
Next, in step S150, the
ステップS160では、CPU2121は、タップ1004を他のノードのネットワークへの参加を禁止する状態(以下、「参加禁止状態」という)として、ステップS170へ処理を進める。参加禁止状態では、CPU2121は、他のノードからネットワークへの参加要求を受信しても、モニタ1001へ当該要求を転送しない。
In step S160, the
ステップS170では、CPU2121は、ステップS100と同様に、タップ1004がネットワーク内の他のノードから受信する信号の電波強度を取得して、ステップS180へ処理を進める。
In step S170,
ステップS180では、CPU2121は、ステップS170で取得した電波強度に基づいて、ステップS100と同様に参照電波強度を算出して、ステップS110へ処理を戻す。
In step S180, the
第1の実施の形態のCPU2121は、たとえば、コンセント1015(図1参照)から取り外されることにより電力の供給を停止されるまで、図13に示された処理を継続して実行する。
The
以上、図13を参照して説明した機能切替処理によれば、タップ1004は、その参照電波強度が予め定められた閾値を超えている場合には、エンドデバイスとして機能する。一方、タップ1004は、その参照電波強度が上記閾値以下である場合には、ルータとして機能する。ルータとして機能しているタップ1004は、参加許可時間だけ、他のノードのネットワークへの参加を許可する。他のノードのネットワークへの参加を許可することは、他のノードからのネットワークへの参加要求をモニタ1001に転送することを意味する。
As described above, according to the function switching process described with reference to FIG. 13, the
タップ1004の参照電波強度が閾値を超えているということは、当該タップ1004と当該タップ1004のネットワーク内での通信相手との距離が特定の距離未満であることに対応する。無線通信では、通信する端末間の距離が短くなるほど、送受信される信号の各端末における電波強度は高くなる傾向にあるからである。タップ1004の参照電波強度が上記閾値以下であるということは、当該タップ1004と当該タップ1004の通信相手のノードとの距離が特定の距離以上であることを意味する。
That the reference radio wave intensity of the
図13の処理では、参照電波強度が閾値を超えていれば、タップ1004はルータとして機能する(ステップS110,S130)。一方、参照電波強度が閾値を超えていれば、当該タップ1004はエンドデバイスとして機能する(ステップS110,S120)。
In the process of FIG. 13, if the reference radio wave intensity exceeds the threshold value, the
ステップS110,S130〜S180の処理として説明されたように、CPU2121は、参照電波強度が閾値以下であることを条件として、タップ1004を一時的にルータとして機能させる。
As described in steps S110 and S130 to S180, the
そして、参照電波強度が閾値未満である状態が維持されていれば、タップ1004の機能をルータで維持させる。このことは、ステップS180からステップS110へ処理が戻された後、当該ステップS110からステップS130へ処理が進められることに対応する。一方、ステップS110へ処理が戻された後、上記参照電波強度が閾値を超えれば、タップ1004の機能は、ルータからエンドデバイスへと戻される。
If the state where the reference radio wave intensity is less than the threshold is maintained, the function of the
なお、図13の処理では、参照電波強度は、複数回の電波強度に基づいて算出される。これにより、タップ1004における電波強度の測定値が、測定されるごとに変動する場合であっても、当該変動を緩和して、ステップS120での判断を行なうことができる。
In the process of FIG. 13, the reference radio wave intensity is calculated based on the radio wave intensity of a plurality of times. Thereby, even if the measured value of the radio wave intensity at the
また、図13の処理では、一度ステップS120において参照電波強度が閾値以下と判断されても、ステップS180まで処理が実行された後、再度、ステップS120における判断が実行される。これにより、タップ1004の通信環境が、当該タップ1004の近傍を人が通過する等のように一時的に変化した場合や、タップ1004の近傍に家具が配置される等のように継続的に変化した場合でも、動的に、タップ1004は、その機能を切り替えることができる。
In the process of FIG. 13, even if it is determined that the reference radio wave intensity is equal to or smaller than the threshold value in step S120, the process in step S120 is executed again after the process is executed up to step S180. As a result, the communication environment of the
図14は、図13を参照して説明した機能切替処理における、タップ1004とモニタ1001との間の信号の送受信のシーケンス図である。
FIG. 14 is a sequence diagram of signal transmission / reception between the
タップ1004が、電力供給を開始される等して起動すると、図13のステップS100の処理として説明されたように、タップ1004の機能がエンドデバイスに設定される。これに応じて、図14においてステップS10で示されるように、タップ1004は、モニタ1001に、自機がエンドデバイスとして起動したことを通知する。
When the
これに続いて、図14においてステップS12で示されるように、タップ1004は、自機の初期設定を行なう。
Subsequently, as shown in step S12 in FIG. 14, the
ステップS10の通知に応じて、図14においてステップS14で示されるように、モニタ1001は、タップ1004に、設定情報を送信する。当該設定情報は、エンドデバイスとしての閾値および待機時間を含む。
In response to the notification in step S10, the
その後、タップ1004は、自機の電波強度を取得し(ステップS16)、参照電波強度を算出する(ステップS18)。図13では、電波強度の取得は、ステップS100やステップS170の処理として説明された。参照電波強度の算出は、ステップS100やステップS180の処理として説明された。
After that, the
そして、当該参照電波強度が、閾値を超えていれば、タップ1004は、自機の状態(機能)をエンドデバイスに設定した後、一定時間、スリープ状態で待機する。これらの処理は、図13では、ステップS110とステップS120の処理として説明された。また、上記一定時間は、たとえば、モニタ1001がステップS14において送信した設定情報によって定められる。タップ1004は、エンドデバイスとして機能しているとき、一定時間スリープ状態に移行した後、ウェイク状態に移行し、再度、電波強度の取得(ステップS16)や参照電波強度の算出(ステップS18)、そして、当該参照電波強度が閾値を超えているかどうかの判断等を行なう。
If the reference radio wave intensity exceeds the threshold, the
一方、参照電波強度が閾値以下であれば、タップ1004は、自機の状態(機能)をルータに設定する(ステップS22)。この処理は、図12のステップS130の処理に対応する。また、タップ1004は、自機の機能をルータに変更したことを、モニタ1001へ通知する(ステップS24)。
On the other hand, if the reference radio wave intensity is less than or equal to the threshold,
タップ1004は、自機の機能をルータに設定した後、参加許可時間(ステップS150)の期間、他のノードのネットワークへの参加を許可する(ステップS26)。その後、タップ1004は、他のノードのネットワークへの参加を禁止する状態へと移行し(ステップS28)、予め定められた特定の時間(図14中の「待機時間」)だけ待機する(ステップS30)。他のノードのネットワークへの参加の許可および禁止は、図13のステップS140〜ステップS160の処理に対応する。
After setting the function of the own device in the router, the
その後、ステップS16に処理が戻される。そして、タップ1004は、参照電波強度し、当該参照電波強度に基づいて、自機の状態(機能)をルータで維持するか、エンドデバイスに切替えるかを判断する。タップ1004は、自機の機能をルータで維持する場合には、ステップS16に処理を移行させる。また、タップ1004は、自機の機能をエンドデバイスに切替える場合には、ステップS20に処理を移行させる。
Thereafter, the process returns to step S16. Then, the
[第2の実施の形態]
<タップ1004の機能の概要>
第1の実施の形態の説明では、図11を参照して、タップ1004の機能が述べられた。第2の実施の形態は、第1の実施の形態に対して、タップ1004の機能の要素において、当該機能の実現態様が異なる。
[Second Embodiment]
<Overview of
In the description of the first embodiment, the function of the
より具体的には、第2の実施の形態でも、第1判断部21203は、タップ1004の機能をエンドデバイスからルータに一時的に切り替えるか否かを判断する。タップ1004の機能がルータに切り替えられると、第2判断部21204は、タップ1004の機能をルータで維持するかエンドデバイスに切り替えるかを判断する。
More specifically, also in the second embodiment, the
第1の実施の形態のタップ1004では、第2判断部21204は、タップ1004とネットワークZ内の通信相手との距離に基づいて、当該タップ1004をルータとして機能させるかエンドデバイスとして機能させるかを判断した。第2の実施の形態のタップ1004では、第2判断部21204は、当該タップ1004を介してネットワークZに接続する他のノードが存在するか否かに基づいて、当該タップ1004をルータとして機能させるかエンドデバイスとして機能させるかを判断する。
In the
より具体的には、タップ1004は、自機を介してネットワークZへ接続するノードが存在する場合には、自機の機能を継続してルータに設定する。一方、タップ1004は、自機を介してネットワークZへ接続するルータが存在しないと判断すると、自機の機能をエンドデバイスへ切替える。
More specifically, when there is a node connected to the network Z via its own device, the
また、本実施の形態においても、タップ1004は、初期状態では、エンドデバイスとして機能する。そして、第1判断部21203は、所定の条件が成立した場合に、タップ1004を一時的にルータとして機能させ、さらに、当該所定の条件が成立していない場合に、タップ1004の機能をエンドデバイスに戻す。第2の実施の形態では、上記所定の条件は、たとえば、タップ1004がエンドデバイスとして機能を開始してから一定時間が経過したことである。つまり、第2の実施の形態のタップ1004では、第1判断部21203は、タップ1004の機能がエンドデバイスに設定され、または、切替えられてから、一定時間が経過したか否かを判断し、経過したと判断する。第1判断部21203が当該一定時間が経過したと判断すると、機能切替部21205は、タップ1004の機能をルータへと切替える。
Also in the present embodiment, the
<タップにおける機能切替処理の概要>
次に、図15を参照して、第2の実施の形態のタップ1004が実行する機能切替処理の概要を説明する。
<Overview of function switching process at tap>
Next, an overview of the function switching process executed by the
図15には、ネットワークZの3つの状態が示されている。図15(A)は、ネットワーク構築の初期状態を示し、図15(B)は、ネットワークZにおいて再構築が行なわれている状態を示し、そして、図15(C)は、当該再構築後のネットワークZの状態を示す。 FIG. 15 shows three states of the network Z. FIG. 15 (A) shows the initial state of network construction, FIG. 15 (B) shows the state where reconstruction is performed in the network Z, and FIG. 15 (C) shows the state after the reconstruction. The state of the network Z is shown.
図15(A)〜図15(C)のそれぞれには、ZigBee(登録商標)のネットワークを構成するノードとして、モニタ1001とタップ1004a,1004b,1004cとが示されている。このうち、モニタ1001は、ZigBee(登録商標)のネットワークにおいて、コーディネータとして機能する。そして、タップ1004a,1004b,1004cは、エンドデバイスまたはルータとして機能する。
In each of FIGS. 15A to 15C, a
まず、図15(A)を参照して、ネットワーク構築の初期状態では、タップ1004a,1004b,1004cは、すべて、エンドデバイスとして動作(機能)する。つまり、タップ1004a,1004b,1004cは、いずれも、コーディネータであるモニタ1001に、ネットワークへの参加要求を出力することになる。
First, referring to FIG. 15A, in the initial state of network construction, taps 1004a, 1004b, and 1004c all operate (function) as end devices. That is, the
図15(A)では、タップ1004a,1004b,1004cのうち、タップ1004cは、コーディネータであるモニタ1001から離れ過ぎているため、モニタ1001と通信できず、ネットワークに参加できない状態である。
In FIG. 15A, among the
次に、図15(B)を参照して、タップ1004a,1004b,1004cのうち、ネットワークに参加できた各タップ(タップ1004aとタップ1004b)は、所定時間毎に、その機能をルータへと切替え、他のノードからのネットワークZへの参加要求を受信する。これにより、タップ1004bは、タップ1004cからの、ネットワークZへの参加要求を受信できる。タップ1004bは、タップ1004cから上記参加要求を受信すると、当該参加要求をモニタ1001へ転送する。
Next, referring to FIG. 15B, among the
当該転送により、図15(C)に示されるように、タップ1004cは、タップ1004bを介して、ネットワークZへ参加できるようになる。
The transfer allows the
タップ1004bは、タップ1004cからネットワークZへの参加要求を受信したことにより、その機能をルータとして維持させる。一方、タップ1004aは、参加要求を受信しなければ、その機能をエンドデバイスに戻す。
When the
なお、タップ1004bが参加要求を受けた後、当該参加要求を受けたタップ(タップ1004c)のネットワークへの接続が維持されれば、タップ1004bの機能もルータに維持される。一方、タップ1004cのネットワークへの接続が中止されれば、タップ1004bの機能はエンドデバイスへと戻される。タップ1004cのネットワークへの接続が維持されているか否かの判断は、たとえば、特定時間ごとに行なわれる。
If the connection of the tap (tap 1004c) that has received the participation request to the network is maintained after the
第2の実施の形態では、上記所定時間と上記特定時間は、同じ長さ(後述する「状態切替タイマ」のカウント値のインクリメントが開始されてから後述する「閾値」に達するまでの時間)とされる。ただし、これらは同じ長さにされる必要は無い。 In the second embodiment, the predetermined time and the specific time are the same length (the time from the start of incrementing the count value of a “state switching timer” described later until reaching a “threshold” described later) Is done. However, they need not be the same length.
図15(A)〜図15(C)を参照して説明された第2の実施の形態では、ネットワークZ内のコーディネータ以外のノードを、常時ルータとして機能させるのではなく、一定時間毎にルータとして機能させる。そして、ルータとして機能している期間中に他のノードからのネットワークZへの参加要求を受けたノードは、継続してルータとして機能する。一方、他のノードから上記参加要求を受けなかったノードは、その機能をエンドデバイスに戻される。さらに、図15(B)を参照して説明されたネットワークの再構築は、特定時間ごとに実行される。これにより、ネットワークにおいて必要最小限のノードを、選択的に、継続してルータとして機能させることができる。したがって、ネットワーク通信が不能な位置にあるノードが、ネットワークへ参加できる。また、一部のノードのみが、継続してルータとして機能するため、すべてのノードが常時ルータとして機能する場合よりも、ネットワーク全体としての消費電力を、極力抑えることができる。 In the second embodiment described with reference to FIGS. 15A to 15C, a node other than the coordinator in the network Z does not always function as a router, but a router at regular intervals. To function as. A node that receives a request to join the network Z from another node during the period of functioning as a router continues to function as a router. On the other hand, a node that has not received the participation request from another node returns its function to the end device. Furthermore, the network reconstruction described with reference to FIG. 15B is executed at specific times. As a result, the minimum necessary number of nodes in the network can be selectively and continuously functioned as a router. Therefore, a node in a position where network communication is impossible can participate in the network. In addition, since only some of the nodes continue to function as routers, the power consumption of the entire network can be suppressed as much as possible compared to the case where all of the nodes always function as routers.
<機能切替処理のフロー>
図16は、図15(A)に示したように、ネットワークに参加することができたノード(タップ1004aとタップ1004b)のそれぞれにおいて、実行される機能切替処理のフローチャートである。
<Function switching process flow>
FIG. 16 is a flowchart of the function switching process executed in each of the nodes (tap 1004a and
図16を参照して、ネットワークへの参加のための処理が完了すると、ステップS200で、CPU2121(図5参照)は、状態切替タイマについての閾値を設定し、ステップS210へ処理を進める。状態切替タイマとは、たとえば、CPU2121が計時動作を実行することによって実現される。なお、ステップS200では、CPU2121は、タップ1004の機能をエンドデバイスに設定する。
Referring to FIG. 16, when the process for joining the network is completed, in step S200, CPU 2121 (see FIG. 5) sets a threshold value for the state switching timer, and the process proceeds to step S210. The state switching timer is realized, for example, when the
ステップS210では、CPU2121は、状態切替タイマのカウント値を予め定められた単位の値だけインクリメントして、ステップS220へ処理を進める。
In step S210,
ステップS220では、CPU2121は、状態切替タイマのカウント値がステップS200で設定した閾値に達したか否かを判断し、達したと判断すると、ステップS240へ処理を進める。一方、CPU2121は、切替タイマのカウント値が上記閾値に達していないと判断すると、ステップS230へ処理を進める。なお、CPU2121は、ステップS220で、状態切替タイマのカウント値をリセットする。
In step S220, the
ステップS230では、CPU2121は、一定時間(たとえば、500msec程度)待機した後、ステップS210へ処理を戻す。
In step S230, the
ステップS240では、CPU2121は、タップ1004の機能をルータに変更して、ステップS250へ処理を進める。
In step S240, the
ステップS250では、CPU2121は、他のノードのネットワークへの参加を許可する状態(参加許可状態)へと移行する。
In step S250, the
次に、ステップS260で、CPU2121は、ステップS250でタップ1004が参加許可状態に移行してから、予め定められた参加許可時間が経過したか否かを判断する。そして、CPU2121は、当該参加許可時間が経過したと判断すると、ステップS270へ処理を進める。なお、参加許可時間は、たとえば、60sec程度とされる。
Next, in step S260, the
ステップS270では、CPU2121は、当該CPU2121を搭載するタップ1004に対して、新規のノードが接続されたか否かを判断し、接続されたと判断するとステップS280へ、接続されていないと判断するとステップS300へ、それぞれ処理を進める。新規のノードとは、新たに、ステップS270を実行するCPU2121を搭載するタップ1004を介して、ネットワークZに接続するノードである。より具体的には、ステップS270では、CPU2121は、ステップS250において、他のノードから受信した接続要求をモニタ1001へ送信したか否かを判断し、送信したと判断するとステップS280へ、送信していないと判断するとステップS300へ、それぞれ処理を進める。
In step S270, the
ステップS280では、CPU2121は、タップ1004を他のノードのネットワークへの参加を禁止する状態(参加禁止状態)として、ステップS290へ処理を進める。
In step S280,
ステップS290では、CPU2121は、タップ1004の機能をルータに維持したまま一定時間待機した後、ステップS210へ処理を戻す。
In step S290, the
タップ1004の機能がルータに維持された状態でステップS210へ処理が戻されると、CPU2121は、再度、状態切替タイマの計時時間が上記閾値に達するまで待機し(ステップS210〜ステップS230)、参加許可時間だけ他のノードからのネットワークZへの接続要求を受け付け(ステップS250,ステップS260)、そして、ステップS270の判断を実行する。
When the process is returned to step S210 while the function of the
二回目以降のステップS270では、CPU2121は、当該CPU2121を備えるタップ1004を介してネットワークZに接続するノードが存在するか否かが判断する。タップ1004を介してネットワークZに接続するノードが存在することは、それまでに実行されたステップS250のいずれかにおいて、他のノードからネットワークZへの接続要求を受信したことに加え、当該他のノードのネットワークZへの接続が維持されているかどうかを判断する。「それまでに実行されたステップS250のいずれかにおいて」とは、二回目以降のステップS270が実行されている時点で、直前に実行されたステップS250のみでなく、それまでに実行されたステップS250のいずれかにおいて、ということを意味する。
In step S270 after the second time, the
第2の実施の形態のCPU2121は、たとえば、コンセント1015(図1参照)から取り外されることにより電力の供給を停止されるまで、図16に示された処理を継続して実行する。
The
以上、図16を参照して説明した機能切替処理では、タップ1004がルータとして機能しているときに、他のノードが当該タップ1004を介してネットワークZに接続しているか否かが判断された。この判断は、第2判断部21204の機能に対応する。そして、そのような「他のノード」が存在する場合には、当該タップ1004の機能は、ルータで維持される(ステップS280)。一方、そのような「他のノード」が存在しない場合には、タップ1004の機能は、エンドデバイスへと切り替えられる(ステップS300)。
As described above, in the function switching process described with reference to FIG. 16, when the
また、ステップS200またはステップS300においてタップ1004の機能がエンドデバイスに設定された場合、その時点から、状態切替タイマのカウント値が上記閾値に達したか否かが判断される。この判断は、第1判断部21203の機能に対応する。そして、状態切替タイマのカウント値が上記閾値に達すると、タップ1004の機能がルータに切り替えられる(ステップS240)。
When the function of the
本実施の形態では、第1判断部21203と第2判断部21204の判断において参照される時間は、いずれも、状態切替タイマのカウントが開始されてからそのカウント値が上記閾値に達するまでとされている。なお、各判断部における判断において参照される時間は、同じ長さでなくても良い。
In the present embodiment, the times referred to in the determinations of the
図17は、図16を参照して説明した機能切替処理における、タップ1004とモニタ1001との間の信号の送受信のシーケンス図である。
FIG. 17 is a sequence diagram of signal transmission / reception between the
タップ1004が、電力供給を開始される等して起動すると、図16のステップS100の処理として説明されたように、タップ1004の機能がエンドデバイスに設定される。これに応じて、図17においてステップS50で示されるように、タップ1004は、モニタ1001に、自機がエンドデバイスとして起動したことを通知する。
When the
これに続いて、図17においてステップS52で示されるように、タップ1004は、自機の初期設定を行なう。
Subsequently, as shown in step S52 in FIG. 17, the
ステップS10の通知に応じて、図17においてステップS54で示されるように、モニタ1001は、タップ1004に、設定情報を送信する。当該設定情報は、エンドデバイスとしての閾値および待機時間を含む。
In response to the notification in step S10, the
その後、タップ1004は、図16のステップS210の処理として説明されたように、状態切替タイマのカウント値のインクリメント(ステップS56)と一定時間の待機(ステップS58)とを繰返す。一定時間とは、図16のステップS230において説明された一定時間である。
Thereafter, the
そして、状態切替タイマのカウント値が上記した閾値に達すると、タップ1004は、自機の機能をルータへと変更する(ステップS60)。この処理は、図16においてステップS220およびステップS240の処理として説明された処理に対応する。また、タップ1004は、自機の当該機能の変更を、モニタ1001に対して通知する(ステップS62)。
When the count value of the state switching timer reaches the above threshold, the
そして、タップ1004は、参加許可時間が経過するまで、参加許可状態になる(ステップS64)。この処理は、図16においてステップS250とステップS260の処理として説明された処理に対応する。
Then, the
その後、タップ1004は、一定時間待機し(ステップS66)、そして、自機を介してネットワークZに接続する他のノードがなければ、自機の機能(状態)をエンドデバイスに変更する(ステップS68)。これらの処理は、図16においてステップS270とステップS300の処理として説明された処理に対応する。また、タップ1004は、このときの機能(状態)の変更を、モニタ1001に通知する(ステップS70)。一方、タップ1004は、自機を介してネットワークZに接続する他のノードがあれば、自機の機能をエンドデバイスに変更することなく、参加禁止状態に移行した後、一定期間待機する(ステップS32,ステップS34)。
Thereafter, the
[比較例]
次に、図18および図19を参照して、第1の実施の形態および第2の実施の形態に対する比較例の実施の形態を説明する。
[Comparative example]
Next, with reference to FIG. 18 and FIG. 19, an embodiment of a comparative example with respect to the first embodiment and the second embodiment will be described.
比較例では、タップ1004は、その初期状態から最初に状態切替タイマのカウント値が閾値に達すると、第2の実施の形態と同様に、自機の機能をルータに切替える。そして、タップ1004は、自機を介してネットワークに接続している他のノードが存在する場合には、自機の機能をルータで維持し、当該他のノードが存在しない場合には、自機の機能をエンドデバイスへと切替える。ただし、比較例では、第2の実施の形態と異なり、タップ1004は、その後は、自機を介してネットワークZに接続するノードの有無に基づく自機の機能の切替を行なわない。
In the comparative example, when the count value of the state switching timer first reaches the threshold value from the initial state, the
<機能切替の概要>
図18は、比較例の実施の形態のノードにおける機能切替の概要を説明するための図である。
<Overview of function switching>
FIG. 18 is a diagram for describing an overview of function switching in the node according to the embodiment of the comparative example.
次に、図18を参照して、第2の実施の形態のタップ1004が実行する機能切替処理の概要を説明する。
Next, an overview of the function switching process executed by the
図18には、ネットワークZの3つの状態が示されている。図18(A)は、ネットワーク構築の初期状態を示し、図18(B)は、ネットワークZにおいて再構築が行なわれている状態を示し、そして、図18(C)は、当該再構築後のネットワークZの状態を示す。 FIG. 18 shows three states of the network Z. 18A shows an initial state of network construction, FIG. 18B shows a state where reconstruction is performed in the network Z, and FIG. 18C shows the state after the reconstruction. The state of the network Z is shown.
図18(A)〜図18(C)のそれぞれには、ZigBee(登録商標)のネットワークを構成するノードとして、モニタ1001とタップ1004a,1004b,1004cとが示されている。このうち、モニタ1001は、ZigBee(登録商標)のネットワークにおいて、コーディネータとして機能する。そして、タップ1004a,1004b,1004cは、エンドデバイスまたはルータとして機能する。
Each of FIGS. 18A to 18C shows a
まず、図18(A)を参照して、ネットワーク構築の初期状態では、タップ1004a,1004b,1004cは、すべて、エンドデバイスとして動作(機能)する。つまり、タップ1004a,1004b,1004cは、いずれも、コーディネータであるモニタ1001に、ネットワークへの参加要求を出力することになる。
First, referring to FIG. 18A, in the initial state of network construction, taps 1004a, 1004b, and 1004c all operate (function) as end devices. That is, the
図18(A)では、タップ1004a,1004b,1004cのうち、タップ1004cは、コーディネータであるモニタ1001から離れ過ぎているため、モニタ1001と通信できず、ネットワークに参加できない状態である。
In FIG. 18A, among the
次に、図18(B)を参照して、タップ1004a,1004b,1004cのうち、ネットワークに参加できた各タップ(タップ1004aとタップ1004b)は、ネットワークZへの接続開始から特定時間後に、その機能をルータへと切替え、他のノードからのネットワークZへの参加要求を受信する。これにより、タップ1004bは、タップ1004cからの、ネットワークZへの参加要求を受信できる。タップ1004bは、タップ1004cから上記参加要求を受信すると、当該参加要求をモニタ1001へ転送する。
Next, referring to FIG. 18B, among the
当該転送により、図18(C)に示されるように、タップ1004cは、タップ1004bを介して、ネットワークZへ参加できるようになる。
By this transfer, as shown in FIG. 18C, the
一方、タップ1004aは、参加要求を受信しなければ、その機能をエンドデバイスに戻す。
On the other hand, if the
上記したように、比較例では、タップ1004は、この後、自機の機能を切替えるか否かの判断を行なわない。
As described above, in the comparative example, the
したがって、たとえば、図18(C)に示された状態から、タップ1004cがネットワークZへの接続を中止しても、タップ1004bは、その機能をルータで維持する。このため、タップ1004bは、ルータとして機能する必要が無いにも関わらず、ルータとして機能し続ける。結果として、タップ1004bは、無駄にルータとして機能することにより無駄に電力を消費する。
Therefore, for example, even if the
また、たとえば、図18(C)に示された状態から、モニタ1001やタップ1004bと直接通信できないがタップ1004aとは通信できる位置にある新たなタップ1004がネットワークZに接続するための要求を出力しても、タップ1004aは、その機能をエンドデバイスで維持しているため、当該接続要求を受信できない。仮に受信したとしても、タップ1004aは、当該接続要求をモニタ1001へ転送できない。結果として、比較例のネットワークは、当該新たなタップ1004をネットワークZに参加させることができない。
Also, for example, from the state shown in FIG. 18C, a request for a
一方、第2の実施の形態では、これらの2つの不都合は、生じない。
具体的には、図15(C)に示された状態から、タップ1004cがネットワークZへの接続を中止した場合、タップ1004bは、ステップS270とステップS300(図16)の処理により、その機能をエンドデバイスへと切替える。このため、タップ1004bは、ルータとして機能する必要が無い場合には、その機能をエンドデバイスへと切替える。したがって、タップ1004bは、無駄にルータとして機能することにより無駄に電力を消費することを回避できる。
On the other hand, in the second embodiment, these two disadvantages do not occur.
Specifically, from the state shown in FIG. 15C, when the
また、図15(C)に示された状態から、モニタ1001やタップ1004bと直接通信できないがタップ1004aとは通信できる位置にある新たなタップ1004がネットワークZに接続するための要求を出力した場合、タップ1004aは、当該新たなタップ1004をネットワークZに参加させることができる。タップ1004aは、ステップS220とステップS240により、その機能を一時的にルータとし、そして、ステップS250により、当該新たなタップ1004の接続要求をモニタ1001へ転送するからである。したがって、第2の実施の形態のネットワークZは、比較例のネットワークがネットワークZに参加させることができない新たなタップ1004をネットワークZに参加させることができる。
Also, from the state shown in FIG. 15C, when a
<機能切替処理のフロー>
図19は、図18(A)に示したように、ネットワークに参加することができたノード(タップ1004aとタップ1004b)のそれぞれにおいて、実行される機能切替処理のフローチャートである。
<Function switching process flow>
FIG. 19 is a flowchart of the function switching process executed in each of the nodes (tap 1004a and
図19を参照して、ネットワークへの参加のための処理が完了すると、タップ1004は自機の機能を、初期状態のエンドデバイスからルータに切替え、そして、ステップS900で、参加許可状態へと移行する。このとき、CPU2121は、モニタ1001へ、当該CPU2121を備えるタップ1004の機能の変更を通知する。
Referring to FIG. 19, when the process for joining the network is completed,
そして、CPU2121は、予め定められたネットワーク構築時間(たとえば、60sec程度)だけ、ネットワーク構築処理を実行する(ステップS910,ステップS920)。ここでのネットワーク構築処理は、他のノードからのネットワークZへの参加要求を受付け、参加要求を受信した場合には、当該参加要求をモニタ1001へと転送する処理である。
Then, the
そして、ステップS930で、CPU2121は、当該CPU2121を備えるタップ1004に子タップが接続されているか否かを判断する。子タップとは、当該CPU2121を備えるタップ1004を介してネットワークZへ接続するタップ1004である。そして、CPU2121は、子タップが存在すると判断すると、ステップS940へ処理を進める。一方、CPU2121は、子タップが存在しないと判断すると、ステップS960へ処理を進める。
In step S930, the
ステップS940では、CPU2121は、当該CPU2121を備えるタップ1004の機能(状態)をルータで維持したまま、ステップS950へ処理を進める。
In step S940, the
ステップS950では、CPU2121は、参加禁止状態へと移行して、機能切替処理を終了する。
In step S950, the
一方、ステップS960では、CPU2121は、当該CPU2121を備えるタップ1004の機能(状態)をエンドデバイスに変更して、機能切替処理を終了する。このとき、CPU2121は、モニタ1001へ、当該CPU2121を備えるタップ1004の機能の変更を通知する。
On the other hand, in step S960, the
[変形例(1)]
第1および第2の実施の形態では、初期状態において、タップ1004の機能はエンドデバイスに設定された。なお、タップ1004の初期状態では、その機能はルータとされても良い。
[Modification (1)]
In the first and second embodiments, in the initial state, the function of the
[変形例(2)]
第1の実施の形態では、タップ1004は、ネットワークZ内の通信相手から受信した信号の電波強度が特定の閾値を超えているか否かによって、当該タップ1004と当該通信相手の間の距離が特定の距離未満であるか否かが判断された。なお、タップ1004は、当該通信相手から受信した信号等に基づいて当該通信相手を特定し、そして、当該特定された通信相手と自機の間の距離を、当該距離を直接的に計測する機器から取得しても良い。この場合、タップ1004は、当該取得した距離に基づいて、自機の機能をルータに切り替えるか否かを決定する。
[Modification (2)]
In the first embodiment, the
より具体的には、タップ1004は、ネットワークを介して、上記機器から上記距離を取得しても良いし、図20に示されるように上記機器を備えていても良い。図20は、図5に示されたハードウェア構成の変形例を表した図である。図20では、上記機器が、測距センサ2108として示されている。測距センサ2108は、たとえば、赤外線や超音波等を利用して、非接触で、上記のように特定された通信相手とタップ1004本体との距離を計測する。
More specifically, the
[変形例(3)]
図5を参照して説明されたように、CPU2121が実行するプログラム等は、ROM2122に格納されていても良いし、タップ1004に対して着脱可能な記録媒体に記録されていても良い。
[Modification (3)]
As described with reference to FIG. 5, the program executed by the
この場合、タップ1004は、図21に示されるように、メディアドライブ2109をさらに備える。この例では、CPU2121は、メディアドライブ2109を介して、記録媒体9000に記録された情報を読込み、また、記録媒体9000に情報を書込む。
In this case, the
記録媒体9000としては、CD−ROM(Compact Disk - Read Only Memory)、DVD−ROM(Digital Versatile Disk - Read Only Memory)、USB(Universal Serial Bus)メモリ、メモリカード、FD(Flexible Disk)、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、MO(Magnetic Optical Disk)、MD(Mini Disk)、IC(Integrated Circuit)カード(メモリカードを除く)、光カード、マスクROM、EPROM、EEPROM(Electronically Erasable Programmable Read Only Memory)などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体が挙げられる。
The
[変形例(4)]
第1および第2の実施の形態では、無線通信端末の一例としてタップ1004が挙げられた。なお、無線通信端末は、ネットワークに接続するための通信機能を有している端末であれば、タップに限定されない。
[Modification (4)]
In the first and second embodiments, the
無線通信端末を実現する装置としては、たとえば、スマートフォンや携帯電話機、ノート型パソコン、タブレット型端末等の種々の装置が挙げられる。 Examples of the device that realizes the wireless communication terminal include various devices such as a smartphone, a mobile phone, a notebook computer, and a tablet terminal.
[実施の形態の効果]
以上説明した無線通信ネットワークでは、当該無線通信ネットワークの構成の変化に応じて、無線通信端末の(通信部の)機能が、エンドデバイスとルータとの間で動的に変更される。
[Effect of the embodiment]
In the wireless communication network described above, the function (of the communication unit) of the wireless communication terminal is dynamically changed between the end device and the router in accordance with a change in the configuration of the wireless communication network.
これにより、無線通信ネットワークの構成によって変化が生じた場合であっても、無線通信端末の孤立を回避できる。 Thereby, even if a change occurs due to the configuration of the wireless communication network, isolation of the wireless communication terminal can be avoided.
今回開示された実施の形態およびその変形例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。実施の形態およびその変形例において開示された技術は、可能な限り単独でも組み合わせても実施され得ることが意図される。 It should be thought that embodiment disclosed this time and its modification are illustrations in all the points, and are not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims. It is intended that the techniques disclosed in the embodiments and the modifications thereof can be implemented alone or in combination as much as possible.
1001 モニタ、1004,1004a,1004b,1004c タップ、2120 低速無線通信モジュール、2121 CPU、21201 通信部、21202 参加要求部、21203 第1判断部、21204 第2判断部、21205 機能切替部、21206 通知部。 1001 monitor, 1004, 1004a, 1004b, 1004c tap, 2120 low-speed wireless communication module, 2121 CPU, 21201 communication unit, 21202 participation request unit, 21203 first determination unit, 21204 second determination unit, 21205 function switching unit, 21206 notification unit .
Claims (10)
前記ネットワーク内で他のノードと通信する通信部と、
前記通信部を制御するための制御部とを備え、
前記制御部は、
所定の条件が成立した場合に、前記通信部をルータとして一時的に機能させ、さらに、前記所定の条件が成立していない場合に、前記通信部をエンドデバイスとして機能させる第1判断手段と、
前記第1判断手段によって前記通信部が一時的にルータとして機能しているときに、前記ネットワーク内の他のノードに関する検出を実行し、当該検出の結果に基づいて、前記通信部をエンドデバイスに戻すかまたはルータとして維持させるかを決定する第2判断手段と、を含むように構成されている、無線通信端末。 A wireless communication terminal constituting a network,
A communication unit that communicates with other nodes in the network;
A control unit for controlling the communication unit,
The controller is
First determination means for temporarily functioning the communication unit as a router when a predetermined condition is satisfied, and further causing the communication unit to function as an end device when the predetermined condition is not satisfied;
When the communication unit is temporarily functioning as a router by the first determination unit, detection on other nodes in the network is performed, and the communication unit is turned into an end device based on the detection result. And a second determination means for determining whether to return or maintain the router as a router.
前記第2判断手段は、
前記検出の結果が、前記距離が特定の距離以上であることを示す場合に、前記通信部をルータとして機能させ、
前記検出の結果が、前記距離が前記特定の距離未満であることを示す場合に、前記通信部をエンドデバイスとして機能させるように構成されている、請求項1に記載の無線通信端末。 In the detection, when the communication unit is functioning as a router, the second determination means specifies a distance between the wireless communication terminal and a node that is a communication partner with the wireless communication terminal in the network. To determine whether or not the distance is greater than
The second determination means includes
When the detection result indicates that the distance is equal to or greater than a specific distance, the communication unit functions as a router;
2. The wireless communication terminal according to claim 1, wherein when the detection result indicates that the distance is less than the specific distance, the communication unit is configured to function as an end device.
前記第2判断手段は、
前記検出の結果が、前記無線通信端末を介して前記ネットワークに接続しているノードが存在しているというものである場合に、前記通信部をルータとして機能させ、
前記判断の結果が、前記無線通信端末を介して前記ネットワークに接続しているノードが存在していないというものである場合に、前記通信部をエンドデバイスとして機能させるように構成されている、請求項1に記載の無線通信端末。 In the detection, when the communication unit functions as a router, the second determination unit determines whether there is a node connected to the network via the wireless communication terminal. And
The second determination means includes
When the result of the detection is that there is a node connected to the network via the wireless communication terminal, the communication unit functions as a router,
The communication unit is configured to function as an end device when the result of the determination is that there is no node connected to the network via the wireless communication terminal. Item 2. A wireless communication terminal according to Item 1.
前記プロセッサが、所定の条件が成立した場合に、前記通信部をルータとして一時的に機能させ、さらに、前記所定の条件が成立していない場合に、前記通信部をエンドデバイスとして機能させるステップと、
前記プロセッサが、前記通信部が一時的にルータとして機能しているときに、前記ネットワーク内の他のノードに関する検出を実行するステップと、
前記プロセッサが、前記検出の結果に基づいて、前記通信部をエンドデバイスに戻すかまたはルータとして維持させるかを決定するステップとを含む、無線通信端末の制御方法。 A method of controlling a wireless communication terminal constituting a network, wherein the wireless communication terminal includes a communication unit that communicates with other nodes in the network, and a processor, and the control method includes:
The processor causing the communication unit to temporarily function as a router when a predetermined condition is satisfied, and further causing the communication unit to function as an end device when the predetermined condition is not satisfied; and ,
The processor performing detection for other nodes in the network when the communication unit temporarily functions as a router;
And a step of determining whether to return the communication unit to an end device or to maintain the processor as a router based on the detection result.
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