JP2014174910A - Simulation device, simulation method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シミュレーション装置、シミュレーション方法、及びプログラムに関する。 The present invention relates to a simulation apparatus, a simulation method, and a program.
近年、携帯電話などの無線通信を利用して、人手を介さずに効率よく複数の無線機器の情報を収集する無線ネットワークシステムが知られている。また、一方で、このような複数の無線機器を接続する技術として、マルチホップ通信を利用して複数の無線機器を接続する無線ネットワークシステムがあり、マルチホップ通信を利用した無線ネットワークシステムにおける接続経路を算出する技術が知られている(例えば、特許文献1を参照)。 In recent years, a wireless network system that efficiently collects information on a plurality of wireless devices by using wireless communication such as a mobile phone has been known. On the other hand, as a technology for connecting a plurality of such wireless devices, there is a wireless network system that connects a plurality of wireless devices using multi-hop communication, and a connection path in a wireless network system that uses multi-hop communication. Is known (see, for example, Patent Document 1).
ところで、携帯電話などの無線通信を利用する無線ネットワークシステムでは、通信コストや無線機器の設備コストを低減するために、携帯電話などの遠距離無線通信と、この遠距離無線通信よりも通信距離が短く、且つ通信コストが安価な近距離無線通信とを組み合わせた無線ネットワークシステムを構築することがある。このような無線ネットワークシステムでは、確実に接続でき、且つ、コストを低減できるシステムの構築が望まれている。
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、1つの無線通信方式における電波強度に基づいて接続経路を算出する技術であるため、上述のような無線ネットワークシステムの接続経路及びコストを算出することは困難であった。
By the way, in a wireless network system using wireless communication such as a mobile phone, in order to reduce the communication cost and the equipment cost of the wireless device, the communication distance is longer than the long-distance wireless communication such as a mobile phone and the long-distance wireless communication. There is a case where a wireless network system combining short-range wireless communication with a short communication cost is constructed. In such a wireless network system, it is desired to construct a system that can be reliably connected and can reduce costs.
However, since the technique described in
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステムを構築することができるシミュレーション装置、シミュレーション方法、及びプログラムを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a simulation apparatus, a simulation method, and a program capable of constructing a wireless network system with reduced costs while ensuring a reliable connection. There is to do.
上記問題を解決するために、本発明の一態様は、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第1の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第1の無線通信よりも通信距離が短い第2の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第1の無線通信の受信信号強度、及び第2の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第1の無線通信及び前記第2の無線通信により接続可能な少なくとも1つの第1ノードと前記第2の無線通信により接続可能な複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出部と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第1ノードと複数の前記第2ノードとのコストの総和を算出するコスト算出部と、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力部とを備えることを特徴とするシミュレーション装置である。 In order to solve the above problem, an aspect of the present invention provides position information of a plurality of nodes indicating wireless devices, received signal strength of first wireless communication at a position indicated by the position information, and between the nodes. Position information of the plurality of nodes acquired from a storage unit storing received signal strength of second wireless communication having a received signal strength shorter than the first wireless communication, the first wireless Based on the received signal strength of the communication and the received signal strength of the second wireless communication, at least one first node and the second wireless communication connectable by the first wireless communication and the second wireless communication A connection calculating unit that calculates a connection path for multi-hop communication with a plurality of second nodes that can be connected to each other, and based on the connection path calculated by the connection calculating unit, The cost calculation part which calculates the sum total of the cost of a 1st node and several said 2nd node, the said sum total of the cost calculated by the said cost calculation part, and the said connection path | route calculated by the said connection calculation part are shown. A simulation apparatus comprising: an output unit that outputs information.
また、本発明の一態様は、上記のシミュレーション装置において、前記接続算出部は、前記第1の無線通信によって接続可能な前記ノードとして選択された前記第1ノードに対して前記第2の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第2の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第2ノードとして選択する第1処理と、さらに、前記第2ノードに選択した前記ノードに対して前記第2の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第2の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第2ノードとして選択する処理を、前記第2ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで繰り返す第2処理とを実行することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the simulation apparatus, the connection calculation unit performs the second wireless communication with respect to the first node selected as the node that can be connected by the first wireless communication. The node selected as the second node based on the position information and the received signal strength of the second wireless communication, and the node selected as the second node A process of selecting the node connectable by the second wireless communication as the second node based on the position information and the received signal strength of the second wireless communication. And a second process that is repeated until there is no node that can be selected.
また、本発明の一態様は、上記のシミュレーション装置において、前記接続算出部は、前記第2処理によって未接続な前記ノードがある場合に、前記未接続なノードにおいて、前記未接続なノードのうちから選択された前記第1ノードに対して、前記第1処理及び前記第2処理を、前記第1ノード又は前記第2ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで実行することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the simulation apparatus, the connection calculation unit may include, among the unconnected nodes, the unconnected nodes when the unconnected nodes exist in the second process. The first process and the second process are performed on the first node selected from the above until there is no node that can be selected as the first node or the second node.
また、本発明の一態様は、上記のシミュレーション装置において、前記第1の無線通信の受信信号強度に基づいて判定した前記第1の無線通信によって接続可能な各ノードに対して、前記第2の無線通信の受信信号強度に基づいて判定した接続可能なノードにおける前記マルチホップ通信の階層ごとのノード数に、前記階層ごとの所定の係数を乗算した乗算値の総和を評価値として算出する評価算出処理と、前記評価算出処理によって算出された前記接続可能な各ノードに対する前記評価値に基づいて前記第1ノードを選択する選択処理とを実行する選択部を備え、前記接続算出部は、前記選択部によって選択された前記第1ノードと前記複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the above simulation apparatus, the second connection may be performed on each node connectable by the first wireless communication determined based on the received signal strength of the first wireless communication. Evaluation calculation for calculating, as an evaluation value, the sum of multiplication values obtained by multiplying the number of nodes for each layer of the multi-hop communication in the connectable nodes determined based on the received signal strength of wireless communication by a predetermined coefficient for each layer. A selection unit that executes a process and a selection process that selects the first node based on the evaluation value for each connectable node calculated by the evaluation calculation process, wherein the connection calculation unit includes the selection A connection path for multi-hop communication between the first node selected by the communication unit and the plurality of second nodes is calculated.
また、本発明の一態様は、シミュレーション装置が実行するシミュレーション方法であって、前記シミュレーション装置の接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第1の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第1の無線通信よりも通信距離が短い第2の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第1の無線通信の受信信号強度、及び第2の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第1の無線通信及び前記第2の無線通信により接続可能な少なくとも1つの第1ノードと前記第2の無線通信により接続可能な複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、前記シミュレーション装置のコスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第1ノードと複数の前記第2ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、前記シミュレーション装置の出力部が、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップとを含むことを特徴とするシミュレーション方法である。 One embodiment of the present invention is a simulation method executed by a simulation apparatus, wherein the connection calculation unit of the simulation apparatus performs first information on position information of a plurality of nodes indicating wireless devices and a position indicated by the position information. Obtained from a storage unit for storing the received signal strength of the wireless communication and the received signal strength of the second wireless communication, which is the received signal strength between the nodes and has a communication distance shorter than the first wireless communication Based on the position information of the plurality of nodes, the received signal strength of the first wireless communication, and the received signal strength of the second wireless communication, connection is possible by the first wireless communication and the second wireless communication. A connection calculation step for calculating a connection path of multi-hop communication between at least one first node and a plurality of second nodes connectable by the second wireless communication. And a cost calculation unit of the simulation apparatus calculates a sum of costs of the first node and the plurality of second nodes on the connection path based on the connection path calculated in the connection calculation step. A cost calculating step; and an output step in which the output unit of the simulation apparatus outputs a sum of the costs calculated by the cost calculating unit and information indicating the connection path calculated by the connection calculating unit. This is a simulation method characterized by this.
また、本発明の一態様は、シミュレーション装置としてのコンピュータに、接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第1の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第1の無線通信よりも通信距離が短い第2の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第1の無線通信の受信信号強度、及び第2の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第1の無線通信及び前記第2の無線通信により接続可能な少なくとも1つの第1ノードと前記第2の無線通信により接続可能な複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、コスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第1ノードと複数の前記第2ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップとを実行させるためのプログラムである。 Further, according to one embodiment of the present invention, in the computer as the simulation apparatus, the connection calculation unit includes the position information of the plurality of nodes indicating the wireless device, and the received signal strength of the first wireless communication at the position indicated by the position information. The position information of the plurality of nodes acquired from the storage unit that stores the received signal strength between the nodes and the received signal strength of the second wireless communication having a communication distance shorter than that of the first wireless communication. , At least one first node connectable by the first wireless communication and the second wireless communication based on the received signal strength of the first wireless communication and the received signal strength of the second wireless communication; A connection calculating step of calculating connection paths of multi-hop communication with a plurality of second nodes connectable by the second wireless communication, and a cost calculating unit comprising the connection calculating step Thus, based on the calculated connection route, a cost calculation step of calculating a sum of costs of the first node and the plurality of second nodes on the connection route, and the cost calculated by the cost calculation unit And an output step for outputting the information indicating the connection path calculated by the connection calculation unit.
本発明によれば、確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステムを構築することができる。 According to the present invention, it is possible to construct a wireless network system with reduced costs while ensuring a reliable connection.
以下、本発明の一実施形態によるシミュレーション装置について図面を参照して説明する。
本実施形態におけるシミュレーション装置は、複数の無線機器を備える無線ネットワークシステムを評価及び構築するために用いるシミュレーション装置である。そこで、まず本実施形態において、前提となる無線ネットワークシステムについて説明する。
Hereinafter, a simulation apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The simulation apparatus in the present embodiment is a simulation apparatus used for evaluating and constructing a wireless network system including a plurality of wireless devices. Therefore, first, a wireless network system as a premise in the present embodiment will be described.
図1は、本実施形態において構築する無線ネットワークシステムの一例を示すブロック図である。
図1において、無線ネットワークシステム100は、センタサーバ140とWAN(Wide Area Network)ネットワーク2を介して接続されるマルチホップネットワーク部3を備えている。また、マルチホップネットワーク部3は、少なくとも1つの無線親機110と複数の無線子機120(120−1〜120−4)とを備え、無線親機110と複数の無線子機120とがマルチホップ通信により接続されている。マルチホップネットワーク部3は、例えば、無線メッシュネットワークが構築されている。ここで、無線子機120−1〜120−4は、同様の構成であるため、無線子機120−1〜120−4のうちの任意の無線子機、又は単に無線ネットワークシステム100が備える無線子機を示すなど特に区別しない場合には、無線子機120として説明する。
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a wireless network system constructed in the present embodiment.
In FIG. 1, the
無線親機110は、例えば、携帯電話などの無線通信システムを利用して、WANネットワーク2を介してセンタサーバ140に接続されている。また、無線親機110と無線子機120の間、及び無線子機120と無線子機120の間の無線通信は、無線親機110とセンタサーバ140との間の無線通信よりも近距離で、且つ、安価な無線通信方式により接続されている。
The
本実施形態では、一例として、無線親機110とセンタサーバ140との間の無線通信方式が、3G移動通信システム(第3世代移動通信システム)であり、無線親機110と無線子機120の間、及び無線子機120と無線子機120の間の無線通信方式が、特定小電力無線システムである場合について説明する。ここで、特定小電力無線システムとは、例えば、920MHz帯を利用した無線通信であり、無線LAN(Wireless Local Area Network)に比べて、接続範囲(接続距離)が広い(長い)、通信品質が良い、省電力などの特徴を持っている。
また、特定小電力無線システムは、3G移動通信システムよりも通信距離が短く、通信コストが低い無線システムである。
In this embodiment, as an example, the wireless communication method between the
The specific low-power radio system is a radio system that has a shorter communication distance and lower communication cost than a 3G mobile communication system.
また、無線親機110及び各無線子機120は、シリアル通信を介してデバイス130に接続されており、センタサーバ140は、3G移動通信システム(第1の無線通信)及び特定小電力無線システム(第2の無線通信)を利用して、デバイス130から情報を収集する。この無線ネットワークシステム100は、例えば、複数の自動販売機(この場合、自動販売機は、無線親機110又は無線子機120を備える)から情報を収集するシステムに適用できる。なお、自動販売機に適用する場合、自動販売機は、上述したデバイス130を備え、自動販売機においてデバイス130が収集した情報をマルチホップ通信を利用してセンタサーバ140に出力する。
The
図2は、本実施形態における無線親機110の一例を示す機能ブロック図である。また、図3は、本実施形態における無線子機120の一例を示す機能ブロック図である。
図2に示すように、無線親機110は、マルチホップ制御部111、無線NW(無線ネットワーク)制御部112、特定小電力無線通信部113、ゲートウェイ部114、無線NW管理部115、及びWAN通信部116を備えている。また、図3に示すように、無線子機120は、マルチホップ制御部121、無線NW制御部122、及び特定小電力無線通信部123を備えている。
FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of the
As shown in FIG. 2, the
マルチホップ制御部111(121)は、特定小電力無線通信部113(123)を介して自無線機からデータを送信する制御を行うとともに、他の無線機からのデータを中継する制御を行う。
無線NW制御部112(122)は、他の無線親機110又は無線子機120を検出し、無線メッシュネットワーク(通信経路)を形成するとともに、隣接する無線親機110又は無線子機120のNW離脱を検出し、新たな無線親機110又は無線子機120と無線メッシュメッシュネットワーク(通信経路)を再形成する。
特定小電力無線通信部113(123)は、例えば、920MHz帯を利用した特定小電力無線の通信モジュールである。
The multi-hop control unit 111 (121) performs control to transmit data from the own radio device via the specific low-power radio communication unit 113 (123), and performs control to relay data from other radio devices.
The wireless NW control unit 112 (122) detects another
The specific low power wireless communication unit 113 (123) is, for example, a specific low power wireless communication module using the 920 MHz band.
また、ゲートウェイ部114は、無線メッシュネットワークとWANとの中継を行い、無線NW管理部115は、無線子機120の接続状態と、無線子機120との通信経路を管理する。また、WAN通信部116は、例えば、3G移動通信システム(以下、3G通信と表記することがある)の通信モジュールである。
このように、無線親機110は、マルチホップ通信を利用する構成(マルチホップ制御部111、無線NW制御部112、特定小電力無線通信部113)とWANネットワーク2に接続する構成(ゲートウェイ部114、無線NW管理部115、WAN通信部116)との両方を備えている。また、無線子機120は、マルチホップ通信に利用する構成(マルチホップ制御部111、無線NW制御部112、特定小電力無線通信部113)のみを備えている。そのため、無線子機120は、無線親機110に比べて安価な構成である。
The
As described above, the
次に、上述したような無線ネットワークシステム100を構築することを前提として、本発明に係る第1の実施形態によるシミュレーション装置について説明する。
[第1の実施形態]
図4は、本実施形態によるシミュレーション装置1の一例を示す機能ブロック図である。
この図において、シミュレーション装置1は、管理端末10、DB(データベース)サーバ20、及びAP(アプリケーション)サーバ30を備えている。
Next, on the assumption that the
[First Embodiment]
FIG. 4 is a functional block diagram illustrating an example of the
In this figure, the
管理端末10は、操作部11と表示部12とを備え、使用者が操作部11によって操作した操作情報をAPサーバ30に出力するとともに、APサーバ30から取得した情報を表示部12に表示する。ここで、表示部12に表示する情報は、シミュレーション装置1における操作画面やシミュレーション処理の実行結果などである。
The
DBサーバ20(記憶部)は、シミュレーション装置1における各種処理において用いられる情報を記憶する。DBサーバ20は、入力情報記憶部21と、出力情報記憶部22とを備えている。
The DB server 20 (storage unit) stores information used in various processes in the
入力情報記憶部21は、シミュレーション処理の入力情報を記憶している。シミュレーション処理の入力情報には、例えば、各ノードの位置情報、位置情報が示す位置(各ノード)における3G通信(第1の無線通信)の受信信号強度、及び各ノード間における特定小電力無線(第2の無線通信)の受信信号強度などが含まれる。ここで、「ノード」とは、無線機器(無線親機110又は無線子機120)を示しており、初期状態において、「ノード」は、無線親機110及び無線子機120のいずれでもない無線機器であり、後述するAPサーバ30の接続算出部31による接続経路を算出する処理において、無線親機110又は無線子機120に決定される。また、この入力情報は、図5に示すようにノードを表示するための地図情報(地図画像G1)を含んでもよい。
なお、図5は、本実施形態における地図及び無線機器の配置の一例を示す図である。
この図において、白丸印は、各ノード(各無線機器)の配置を示している。また、ここでのノードの位置(無線機器の位置)は、例えば、既に設置されている自動販売機の位置を示している。
The input
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the arrangement of a map and wireless devices in the present embodiment.
In this figure, white circles indicate the arrangement of each node (each wireless device). Further, the node position (the position of the wireless device) here indicates, for example, the position of an already installed vending machine.
また、ノードの位置情報とは、例えば、所定の範囲における3次元の位置座標である。この3次元の位置座標(例えば、X軸座標、Y軸座標、Z軸座標)は、所定の範囲(例えば、図5の画像G1の範囲)における所定の位置を基準とした座標情報である。
また、各ノードにおける3G通信の受信信号強度は、例えば、各ノードにおける受信信号強度を「強」、「中」、「弱」により示している。この3G通信の受信信号強度は、各ノードの位置における受信信号強度の測定に基づいて予め取得したものであってもよいし、3G通信を提供するキャリア企業によって提供される電波強度情報を含むエリア情報などに基づいて予め取得したものであってもよい。
また、各ノード間における特定小電力無線の受信信号強度は、例えば、RSSI(Received Signal Strength Indication)の値である。RSSIの値は、各ノード間において測定に基づいて予め取得したものでもよいし、各ノード間の座標から算出された各ノード間の距離情報に基づいて算出されたものでもよい。
The node position information is, for example, three-dimensional position coordinates in a predetermined range. The three-dimensional position coordinates (for example, X-axis coordinates, Y-axis coordinates, and Z-axis coordinates) are coordinate information based on a predetermined position in a predetermined range (for example, the range of the image G1 in FIG. 5).
In addition, the received signal strength of 3G communication at each node indicates, for example, the received signal strength at each node by “strong”, “medium”, and “weak”. The received signal strength of this 3G communication may be acquired in advance based on the measurement of the received signal strength at the position of each node, or an area including radio wave strength information provided by a carrier company that provides 3G communication. It may be acquired in advance based on information or the like.
Further, the received signal strength of the specific low power radio between the nodes is, for example, a value of RSSI (Received Signal Strength Indication). The RSSI value may be acquired in advance based on the measurement between the nodes, or may be calculated based on the distance information between the nodes calculated from the coordinates between the nodes.
入力情報記憶部21は、図6に示すように、各ノードの位置情報と、各ノードにおける3G通信の受信信号強度と、各ノード間における特定小電力無線の受信信号強度とを関連付けて予め記憶している。
図6は、本実施形態における入力情報テーブルの一例を示す図である。
この図において、入力情報テーブルは、「ノードID」、「座標(3次元座標:X軸、Y軸、Z軸)」、「3G強度」、及び「最大RSSI」を含んでいる。ここで、「ノードID」は、ノードを識別する識別情報を示し、「3G強度」は、上述した各ノードにおける3G通信の受信信号強度を示している。また、「最大RSSI」は、ノード間における特定小電力無線の受信信号強度を示しており、「相手」のノードIDと受信信号強度である「強度(RSSI)」とを関連付けて記憶している。
As shown in FIG. 6, the input
FIG. 6 is a diagram showing an example of the input information table in the present embodiment.
In this figure, the input information table includes “node ID”, “coordinates (three-dimensional coordinates: X axis, Y axis, Z axis)”, “3G intensity”, and “maximum RSSI”. Here, “node ID” indicates identification information for identifying a node, and “3G strength” indicates a received signal strength of 3G communication in each node described above. “Maximum RSSI” indicates the received signal strength of the specific low-power radio between the nodes, and the “strength (RSSI)” that is the received signal strength is stored in association with the “partner” node ID. .
図6に示す例では、入力情報テーブルは、例えば、「ノードID」が「1」である場合に、「座標(X軸、Y軸、Z軸)」が「100、20、30」を示し、「3G強度」が「強」、ノードID「1」と「2」との間の「強度(RSSI)」が「−100」を示している。また、ノードID「1」と「3」との間の「強度(RSSI)」が「−10」を示している。
このように、入力情報記憶部21は、入力情報テーブルとして、全ての「ノードID」に対して、「3G強度」と、全ての「相手」との組み合わせ分の「強度(RSSI)」とを記憶している。
In the example illustrated in FIG. 6, for example, when the “node ID” is “1”, the “coordinate (X axis, Y axis, Z axis)” indicates “100, 20, 30”. , “3G strength” indicates “strong”, and “strength (RSSI)” between node IDs “1” and “2” indicates “−100”. Further, the “strength (RSSI)” between the node IDs “1” and “3” indicates “−10”.
In this way, the input
出力情報記憶部22は、シミュレーション処理の出力情報を記憶している。ここで、シミュレーション処理の出力情報は、例えば、図7に示すようにノード(無線機器)の接続経路を表示する地図情報(地図画像G2)を含んでもよい。
なお、図7は、本実施形態における無線機器の接続結果の一例を示す図である。
この図において、縦縞模様の丸印(P1〜P3)は、無線親機110を示し、縦縞模様の丸印(P1〜P3)以外の丸印(横縞模様の丸印)は、無線子機120を示している。また、各丸印間を結ぶ線は、ノードの接続経路を示している。
The output
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of a connection result of wireless devices in the present embodiment.
In this figure, the vertical stripes (P1 to P3) indicate the
また、シミュレーション処理の出力情報は、図8に示すような情報を含んでいてもよい。すなわち、出力情報記憶部22は、例えば、図8に示すように、各ノードが接続可能であるか否かを示す情報である「接続可否フラグ」と、各ノードが無線親機110であるか無線子機120であるかを示す情報である「機器フラグ」と、無線機器の設備価格の合計値を示す「合計金額」と、エリア(所定の範囲)内のノードが全て接続可能であるか否かを示す情報である「エリア接続可否」とを記憶する。
The output information of the simulation process may include information as shown in FIG. That is, the output
図8は、本実施形態における出力情報テーブルの一例を示す図である。
この図において、出力情報テーブルは、例えば、「ノードID」、「座標(X軸、Y軸、Z軸)」、「3G強度」、「接続可否フラグ」、「機器フラグ」、「合計金額」、及び「エリア接続可否」を含んでいる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of the output information table in the present embodiment.
In this figure, the output information table includes, for example, “node ID”, “coordinates (X axis, Y axis, Z axis)”, “3G strength”, “connectability flag”, “device flag”, “total amount”. , And “area connectability”.
ここで、「ノードID」、「3G強度」、及び「最大RSSI」は、上述した図6と同様である。また、「接続可否フラグ」は、例えば、接続可能な場合に「1」、接続不可能な場合に「0」を示している。また、「機器フラグ」は、例えば、ノードが無線親機110に選択された場合に「1」、無線子機120に選択された場合に「0」を示している。また、「エリア接続可否」は、エリア内のノードが全て接続可能である場合に「1」、接続不可能である場合に「0」を示している。
Here, the “node ID”, “3G strength”, and “maximum RSSI” are the same as those in FIG. Further, the “connectability flag” indicates, for example, “1” when the connection is possible and “0” when the connection is impossible. The “device flag” indicates, for example, “1” when the node is selected as the
図8に示す例では、出力情報テーブル(出力結果)は、例えば、「ノードID」が「1」である場合に、「座標(X軸、Y軸、Z軸)」が「100、20、30」を示し、「3G強度」が「強」、「接続可否フラグ」が「1」(可能)、「機器フラグ」が「1」(無線親機110)を示している。また、出力情報テーブルは、例えば、「ノードID」が「2」である場合に、「座標(X軸、Y軸、Z軸)」が「30、10、10」を示し、「3G強度」が「強」、「接続可否フラグ」が「1」(可能)、「機器フラグ」が「1」(無線子機120)を示している。また、この例では、「合計金額」が「○○円」を示し、「エリア接続可否」が「1」(接続可能)を示している。
このように、出力情報記憶部22は、出力情報テーブルとして、全ての「ノードID」に対して、「座標(X軸、Y軸、Z軸)」、「3G強度」、及び「接続可否フラグ」、「機器フラグ」をそれぞれ記憶する。また、出力情報テーブルには、上述したように「合計金額」と、「エリア接続可否」とが含まれている。
In the example illustrated in FIG. 8, the output information table (output result) indicates that, for example, when “node ID” is “1”, “coordinates (X axis, Y axis, Z axis)” is “100, 20, 30 ”,“ 3G strength ”is“ strong ”,“ connectability flag ”is“ 1 ”(possible), and“ device flag ”is“ 1 ”(wireless master 110). In the output information table, for example, when “node ID” is “2”, “coordinates (X axis, Y axis, Z axis)” indicates “30, 10, 10”, and “3G intensity” Indicates “strong”, “connectability flag” indicates “1” (possible), and “device flag” indicates “1” (wireless slave unit 120). Further, in this example, “total amount” indicates “XX yen”, and “area connection availability” indicates “1” (connection possible).
As described above, the output
APサーバ30(制御部)は、シミュレーション装置1におけるシミュレーション処理を実行するサーバ装置である。APサーバ30は、管理端末10から出力される操作情報とDBサーバ20に記憶されている情報とに基づいて、無線ネットワークシステム100を評価及び構築するシミュレーション処理を実行する。また、APサーバ30は、シミュレーション処理の実行結果を管理端末10に出力し、表示部12に表示させる。ここで、APサーバ30は、例えば、上述したDBサーバ20の入力情報記憶部21に予め記憶されている入力情報(図5及び図6参照)に基づいてシミュレーション処理を実行する。そして、APサーバ30は、図7及び図8に示すようなシミュレーション処理の実行結果を示す結果情報を上述したDBサーバ20の出力情報記憶部22に記憶させるとともに、結果情報を管理端末10に出力して表示部12に表示させる。
また、APサーバ30は、接続算出部31と、コスト算出部32と、結果出力部34とを備えている。
The AP server 30 (control unit) is a server device that executes simulation processing in the
The
接続算出部31は、各ノードの位置情報と、各ノードにおける3G通信(第1の無線通信)の受信信号強度と、各ノード間における特定小電力無線通信(第2の無線通信)の受信信号強度とに基づいて、少なくとも1つの無線親機110(第1ノード)と複数の無線子機120(第2ノード)とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。
The
また、具体的に、接続算出部31は、入力情報記憶部21から複数のノードの位置情報と、各ノードにおける3G通信の受信信号強度と、各ノード間における特定小電力無線通信の受信信号強度と取得する。接続算出部31は、取得した複数のノードの位置情報、各ノードにおける3G通信の受信信号強度、及び各ノード間における特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて、以下の2つの処理を実行する。
接続算出部31は、第1処理として、3G通信によって接続可能なノードとして選択された無線親機110に対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機120として選択する。なお、本実施形態では、選択された無線親機110は、シミュレーション装置1の使用者によって、操作部11を介して入力される。
さらに、接続算出部31は、第2処理として、無線子機120に選択したノードに対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機120として選択する処理を実行する。また、接続算出部31は、この無線子機120として選択する処理を無線子機120として選択可能なノードがなくなるまで繰り返す。
Specifically, the
As the first process, the
Further, as the second process, the
また、接続算出部31は、上述の第2処理によって未接続なノードがある場合に、未接続なノードにおいて、未接続なノードのうちから選択された無線親機110に対して、上述の第1処理及び第2処理を、無線親機110又は無線子機120として選択可能なノードがなくなるまで実行する。
また、接続算出部31は、算出した接続経路を示す情報である図7に示すような出力情報を出力情報記憶部22に記憶させる。
In addition, when there is an unconnected node by the above-described second processing, the
Further, the
コスト算出部32は、接続算出部31によって算出された接続経路に基づいて、接続経路におけるコストを算出する。ここで「接続経路におけるコスト」とは、例えば、当該接続経路を実現した場合における無線親機110及び無線子機120の設備初期投資費用である。すなわち、コスト算出部32は、エリア内のノードのうち、無線親機110に選択された台数と、無線子機120に選択された台数と、各無線機器の設備価格とに基づいて、図8に示す「合計金額」を算出する。つまり、コスト算出部32は、接続算出部31によって算出された接続経路に基づいて、接続経路上における無線親機110と複数の無線子機120とのコストの総和を算出する。なお、各無線機器の設備価格は、例えば、DBサーバ20の入力情報記憶部21に予め記憶されている。
また、コスト算出部32は、出力結果として、図8に示すような出力情報を出力情報記憶部22に記憶させる。
The
Further, the
結果出力部34(出力部)は、コスト算出部32によって算出されたコストの総和と、接続算出部31によって算出された接続経路を示す情報とを管理端末10に出力し、表示部12に表示させる。
The result output unit 34 (output unit) outputs the sum of the costs calculated by the
次に、本実施形態におけるシミュレーション装置1の動作について説明する。
まず、シミュレーション装置1によるマルチホップ通信の接続経路を算出する処理について、図9を参照して説明する。
Next, the operation of the
First, processing for calculating a connection path of multi-hop communication by the
図9は、本実施形態における無線機器の接続処理の一例を示す模式図である。
この図における例では、エリア内にノードN1〜N14のノードがある場合について説明する。なお、図9(a)〜図9(f)の各図において、ノードN1〜N14は同一のノードを示し、ノードN1〜N14のうちの説明に必要なノードの符号のみを記載して、説明に使用しないノードの符号を省略する。また、この図において、無線親機110を「親機」、無線子機120を「子機」、無線機器を単に「機器」と表記している。また、この図において、未接続の無線機器を白丸印、無線親機110を縦縞模様の丸印、無線子機120を横縞模様の丸印で図示している。
FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of connection processing of a wireless device in the present embodiment.
In the example in this figure, a case where there are nodes N1 to N14 in the area will be described. In each of FIGS. 9A to 9F, the nodes N1 to N14 indicate the same node, and only the symbols of the nodes necessary for the description of the nodes N1 to N14 are described. Symbols of nodes that are not used for are omitted. In this figure, the
まず、図9(a)に示すように、[Step1]において、APサーバ30は、無線親機110(親機)を1台指定する。なお、本実施形態では、管理端末10の操作部11を介して、使用者によって無線親機110が選択される。図9(a)の例では、ノードN1〜N14のうちのノードN3が、無線親機110として選択されている。なお、無線親機110は、3G通信によりセンタサーバ140と通信する必要があるため、3G通信の受信信号強度が、例えば、「強」又は「中」であるノードを選択する必要がある。
First, as shown in FIG. 9A, in [Step 1], the
次に、図9(b)に示すように、[Step2]において、APサーバ30の接続算出部31は、無線親機110(親機)に1ホップで接続可能な無線子機120(子機)を決定する。接続算出部31は、例えば、ノードN3の無線親機110との間における特定小電力無線通信の受信信号強度(RSSI)が所定の強度以上のノードを無線子機120として選定する。ここでは、ノードN1、ノードN2、及びノードN4〜N6が、無線子機120として選定される。
Next, as shown in FIG. 9B, in [Step 2], the
次に、図9(c)に示すように、[Step3]において、APサーバ30の接続算出部31は、無線親機110(親機)に2ホップで接続可能な無線子機120(子機)を決定する。接続算出部31は、例えば、ノードN1、ノードN2、及びノードN4〜N6の無線子機120との間における特定小電力無線通信の受信信号強度(RSSI)が所定の強度以上のノードを新たな無線子機120として選定する。ここでは、ノードN7〜N9が、無線子機120として選定される。
Next, as shown in FIG. 9C, in [Step 3], the
次に、図9(d)に示すように、[Step4]において、APサーバ30の接続算出部31は、無線親機110(親機)に3ホップで接続可能な無線子機120(子機)を決定する。接続算出部31は、例えば、ノードN7〜N9の無線子機120との間における特定小電力無線通信の受信信号強度(RSSI)が所定の強度以上のノードを新たな無線子機120として選定する。ここでは、ノードN10〜N12が、無線子機120として選定される。なお、ノードN10〜N12には、次に接続可能なノードが存在しないため、APサーバ30は、次の[Step5]を実行する。
Next, as shown in FIG. 9D, in [Step 4], the
図9(e)に示すように、[Step5]において、APサーバ30は、2つ目の無線親機110(親機)を指定する。ここでは、管理端末10の操作部11を介して、使用者によって、未接続のノード(ノードN13及びノードN14)のうちから、2代目の無線親機110が選択される。図9(e)の例では、ノードN13が、無線親機110として選択されている。
As shown in FIG. 9E, in [Step 5], the
次に、図9(f)に示すように、[Step6]において、接続算出部31は、2台目の無線親機110(親機)に1ホップで接続可能な無線子機120(子機)を決定する。接続算出部31は、例えば、ノードN13の無線親機110との間における特定小電力無線通信の受信信号強度(RSSI)が所定の強度以上のノードを無線子機120として選定する。ここでは、ノードN14が、無線子機120として選定される。接続算出部31は、2台目の無線親機110についても1台目と同様の処理を実行して、接続可能な無線機器(機器)を決定する。
なお、上述の図9の接続経路を算出する一例では、スター型のネットワーク接続となっているが、この結果を基に構築された無線ネットワークシステム100は、メッシュ型のネットワーク接続として通信してもよいし、スター型のネットワーク接続として通信してもよい。
Next, as shown in FIG. 9F, in [Step 6], the
In the example of calculating the connection path in FIG. 9 described above, a star-type network connection is used. However, the
次に、シミュレーション装置1によるシミュレーション処理について、図10を参照して説明する。
図10は、本実施形態におけるシミュレーション装置1の動作の一例を示すフローチャートである。なお、この図においても、図9と同様に、無線親機110を「親機」、無線子機120を「子機」、無線機器を単に「機器」と表記している。
Next, simulation processing by the
FIG. 10 is a flowchart showing an example of the operation of the
図10において、まず、シミュレーション装置1のAPサーバ30は、無線親機110(親機)を1台選択する(ステップS101)。APサーバ30は、管理端末10の操作部11を介して、使用者によって無線親機110が指定されることにより、無線親機110(親機)を選択する。
なお、このステップS101の処理は、上述した図9(a)の[Step1]の処理に対応する。
In FIG. 10, first, the
The process of step S101 corresponds to the process of [Step 1] in FIG.
次に、APサーバ30の接続算出部31は、ホップ数カウンタを初期化する(ステップS102)。ここで、ホップ数カウンタは、親機からの接続段数であるホップ数を示すカウンタであり、接続算出部31は、ホップ数を“1”に初期化する。
Next, the
次に、接続算出部31は、ホップ数カウンタが上限に達したか否かを判定する(ステップS103)。ここで、「上限」とは、ホップ数の上限値であり、例えば、10ホップなどである。接続算出部31は、ホップ数カウンタが上限に達した場合(ステップS103:YES)に、処理をステップS104に進める。また、接続算出部31は、ホップ数カウンタが上限に達していない場合(ステップS103:NO)に、処理をステップS105に進める。
Next, the
次に、ステップS104において、APサーバ30は、残りのノードから無線親機110(親機)を選択可能であるか否かを判定する。APサーバ30は、残りのノード(未接続のノード)のうちに、3G通信の受信信号強度が、例えば、「強」又は「中」であるノードがあるか否かを判定する。APサーバ30は、残りのノードから無線親機110(親機)を選択可能である場合(ステップS104:YES)に、処理をステップS101に戻して、残りのノードについて、無線親機110(親機)の選択から処理を繰り返す。また、APサーバ30は、残りのノードから無線親機110(親機)を選択不可能である場合(ステップS104:NO)に、処理をステップS108に進める。
なお、このステップS104の処理は、上述した図9(e)の[Step5]の処理に対応する。
Next, in step S104, the
Note that the processing in step S104 corresponds to the processing in [Step 5] in FIG.
また、ステップS105において、接続算出部31は、ホップ数カウンタのホップ数で繋がる無線子機120(子機)を選択する。接続算出部31は、例えば、既に選択されている無線親機110又は無線子機120を基準にして、特定小電力無線通信の受信信号強度(RSSI)が所定の強度以上のノードを無線子機120として選定する。なお、接続算出部31は、各ノードの位置情報に基づいて、基準となる無線親機110又は無線子機120との距離を算出し、無線子機120として選定するノードの条件に、基準となる無線親機110又は無線子機120との距離が所定の距離以内という条件を含めてもよい。
なお、このステップS105の処理は、上述した図9における[Step2]〜[Step4]、及び[Step6]の処理に対応する。
In step S105, the
The process of step S105 corresponds to the processes of [Step 2] to [Step 4] and [Step 6] in FIG. 9 described above.
次に、接続算出部31は、選択されていない無線子機120(子機)が残っているか否かを判定する(ステップS106)。接続算出部31は、選択されていない無線子機120(子機)が残っている場合(ステップS106:YES)に、処理をステップS107に進める。また、接続算出部31は、選択されていない無線子機120(子機)が残っていない場合(ステップS106:NO)に、処理をステップS108に進める。
Next, the
次に、ステップS107において、接続算出部31は、ホップ数カウンタをインクリメントして、処理をステップS103に戻す。すなわち、接続算出部31は、ホップ数カウンタに“1”を加算して、ホップ数を更新して、更新したホップ数に接続可能な無線子機120を選択する。
Next, in step S107, the
また、ステップS108において、APサーバ30のコスト算出部32は、コストを算出する。すなわち、コスト算出部32は、接続算出部31によって算出された接続経路に基づいて、接続経路におけるコストを算出する。ここで「接続経路におけるコスト」とは、例えば、当該接続経路を実現した場合における無線親機110及び無線子機120の設備初期投資費用である。具体的に、コスト算出部32は、エリア内のノードのうち、無線親機110に選択された台数と、無線子機120に選択された台数と、各無線機器の設備価格とに基づいて、図8に示す「合計金額」を算出する。
In step S108, the
次に、コスト算出部32は、接続不可ノードを決定し、処理を終了する(ステップS109)。すなわち、コスト算出部32は、図8に示す出力情報記憶部22の「接続可否フラグ」に対して、接続可能なノードに「1」を、接続不可能なノードに「0」を記憶させる。そして、コスト算出部32は、出力情報記憶部22の「エリア接続可否」に対して、エリア内のノードが全て接続可能である場合に「1」を、接続不可能である場合に「0」を記憶させる。
Next, the
APサーバ30の結果出力部34は、このようにシミュレーション処理された結果情報を管理端末10に出力して、表示部12に出力させる。すなわち、結果出力部34は、出力情報記憶部22に記憶されている結果情報を表示部12に表示させる。
The
以上説明したように、本実施形態におけるシミュレーション装置1は、無線機器を示す複数のノードを備える無線ネットワークシステム100におけるシミュレーション装置であって、接続算出部31と、コスト算出部32とを備えている。接続算出部31は、複数のノードの位置情報と、位置情報が示す位置における3G通信の受信信号強度と、各ノード間における受信信号強度であって、特定小電力無線通信の受信信号強度とを記憶する入力情報記憶部21から取得した複数のノードの位置情報、3G通信の受信信号強度と、及び特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて、少なくとも1つの無線親機110と複数の無線子機120とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。ここで、特定小電力無線通信は、3G通信よりも通信距離が短く、無線親機110は、3G通信及び特定小電力無線通信の両方の通信方式により接続可能な無線機器である。また、無線子機120は、特定小電力無線通信の通信方式により接続可能な無線機器である。そして、コスト算出部32は、接続算出部31によって算出された接続経路に基づいて、接続経路上における無線親機110と複数の無線子機120とのコストの総和におけるコストを算出する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置1は、無線ネットワークシステム100の接続経路及びコストを算出することができる。そのため、シミュレーション装置1の使用者は、無線ネットワークシステム100の接続経路及びコストの結果を比較することにより、構築する無線ネットワークシステム100を事前に評価することができる。よって、本実施形態におけるシミュレーション装置1は、無線機器の確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステム100を構築することができる。
As described above, the
Thereby, the
また、本実施形態では、接続算出部31は、3G通信によって接続可能なノードとして選択された無線親機110に対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機120として選択する第1処理を実行する。そして、接続算出部31は、さらに、無線子機120に選択したノードに対して特定小電力無線通信によって接続可能なノードを、ノードの位置情報と特定小電力無線通信の受信信号強度とに基づいて、無線子機120として選択する処理を、無線子機120として選択可能なノードがなくなるまで繰り返す第2処理を実行する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置1は、無線機器の確実な接続を確保した適切な接続経路を算出することができる。また、この処理を実行することにより、本実施形態におけるシミュレーション装置1は、無線親機110に対してマルチホップ通信により接続不可能なノードを判定することができる。
Further, in the present embodiment, the
Thereby, the
また、本実施形態では、接続算出部31は、上述の第2処理によって未接続なノードがある場合に、未接続なノードにおいて、未接続なノードのうちから選択された第1ノードに対して、第1処理及び第2処理を、無線親機110又は無線子機120として選択可能なノードがなくなるまで実行する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置1は、例えば、所定の範囲(所定のエリア)内において、全てのノード(無線機器)が接続可能であるか否かを判定することができる。
Further, in the present embodiment, the
Thereby, the
また、本実施形態では、入力情報として使用する各ノードの位置情報は、3次元の位置座標である。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置1は、立体的な位置を考慮した無線ネットワークシステム100を評価することができる。本実施形態におけるシミュレーション装置1は、例えば、自動販売機における情報収集システムを構築する場合など、建物内の立体的な位置を考慮した無線ネットワークシステム100を適切に評価及び構築することができる。
In this embodiment, the position information of each node used as input information is a three-dimensional position coordinate.
Thereby, the
また、本実施形態によれば、無線ネットワークシステム100におけるシミュレーション方法は、接続算出ステップと、コスト算出ステップとを含んでいる。接続算出ステップにおいて、接続算出部31が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、位置情報が示す位置における3G通信の受信信号強度と、各ノード間における受信信号強度であって、特定小電力無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、3G通信の受信信号強度、及び特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて、少なくとも1つの無線親機110と複数の無線子機120とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。そして、コスト算出ステップにおいて、コスト算出部32が、接続算出ステップによって算出された接続経路に基づいて、接続経路上における無線親機110と複数の無線子機120とのコストの総和を算出する。出力ステップにおいて、結果出力部34が、コスト算出ステップによって算出されたコストの総和と、接続算出ステップによって算出された接続経路を示す情報とを出力する。
これにより、本実施形態によるシミュレーション方法は、シミュレーション装置1と同様の効果を奏する。
In addition, according to the present embodiment, the simulation method in the
Thereby, the simulation method according to the present embodiment has the same effects as the
次に、第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
[第2の実施形態]
図11は、本実施形態によるシミュレーション装置1aの一例を示す機能ブロック図である。
この図において、シミュレーション装置1aは、管理端末10、DBサーバ20a、及びAPサーバ30aを備えている。なお、この図において、図4と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。
本実施形態におけるシミュレーション装置1aは、無線親機110を選定する処理を自装置で実行する点が、上述した第1の実施形態と異なる。以下、この第1の実施形態と異なる点について、説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to the drawings.
[Second Embodiment]
FIG. 11 is a functional block diagram illustrating an example of the
In this figure, the
The
DBサーバ20aは、入力情報記憶部21と、出力情報記憶部22と、評価値記憶部23を備えている。また、APサーバ30aは、接続算出部31と、コスト算出部32と、親機選定部33と、結果出力部34とを備えている。
The
評価値記憶部23は、例えば、図12に示すように無線親機110を選定する際の評価結果を記憶する。
The evaluation
図12は、本実施形態における親機選択のための評価結果テーブルの一例を示す図である。
この図において、出力情報テーブルは、例えば、「ノードID」、「1ホップ接続可能なノードID」、及び「評価値」を含んでいる。すなわち、評価値記憶部23は、「ノードID」、「1ホップ接続可能なノードID」、及び「評価値」を関連付けて記憶している。
FIG. 12 is a diagram showing an example of an evaluation result table for selecting a master unit in the present embodiment.
In this figure, the output information table includes, for example, “node ID”, “node ID that can be connected by one hop”, and “evaluation value”. That is, the evaluation
ここで、「ノードID」は、ノードを識別する識別情報を示し、「1ホップ接続可能なノードID」は、「ノードID」に対して1ホップで接続可能な全ノードのIDを示している。また、「評価値」は、各ホップ(1ホップ〜Nホップ)の接続数に応じた評価値、及び各ホップの評価値の合計値を示している。
図12に示す例では、評価結果テーブルは、例えば、「ノードID」が「1」である場合に、「1ホップ接続可能なノードID」が「2」、「3」、「4」を示し、「評価値」の「合計値」が「7.60」を示している。また、「ノードID」が「3」である場合に、「1ホップ接続可能なノードID」が「1」、「2」、「4」、「5」、「6」を示し、「評価値」の「合計値」が「8.90」を示している。
Here, “node ID” indicates identification information for identifying a node, and “node ID that can be connected by one hop” indicates IDs of all nodes that can be connected by one hop to “node ID”. . The “evaluation value” indicates an evaluation value corresponding to the number of connections of each hop (1 hop to N hop) and a total value of the evaluation values of each hop.
In the example illustrated in FIG. 12, for example, when the “node ID” is “1”, the “node ID that can be connected by one hop” indicates “2”, “3”, and “4”. “Total value” of “Evaluation value” indicates “7.60”. Further, when the “node ID” is “3”, the “node ID that can be connected by one hop” indicates “1”, “2”, “4”, “5”, “6”, and “evaluation value” "Total value" of "" indicates "8.90".
親機選定部33(選択部)は、各ノード(親機候補)に対して、特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて判定した接続可能なノードにおけるマルチホップ通信の階層(例、ホップ数)ごとのノード数に、階層ごとの所定の係数を乗算した乗算値の総和を評価値として算出する評価算出処理を実行する。ここで、各ノード(親機候補)は、3G通信の受信信号強度に基づいて判定した3G通信によって接続可能なノードである。親機選定部33は、例えば、図12に示すように、ホップ数ごとに評価値を算出するとともに、その合計値を算出する。なお、親機選定部33は、ホップ数ごとの評価値を、下記の式(1)に基づいて算出する。
The base unit selection unit 33 (selection unit), for each node (base unit candidate), has a multi-hop communication hierarchy (for example, hop) in a connectable node determined based on the received signal strength of specific low power wireless communication. An evaluation calculation process is performed in which the sum of multiplication values obtained by multiplying the number of nodes for each number) by a predetermined coefficient for each layer is calculated as an evaluation value. Here, each node (master candidate) is a node that can be connected by 3G communication determined based on the received signal strength of 3G communication. For example, as shown in FIG. 12, base
評価値EI=(ホップ数Iにより接続可能なノード数)×(係数KI) ・・・(1) Evaluation value E I = (number of nodes connectable by the number of hops I) × (coefficient KI) (1)
ここで、ホップ数Iは、「1ホップ」、「2ホップ」などのホップ数を示し、係数KIは、ホップ数Iに対応する重み付け係数を示している。この係数KIは、例えば、「1ホップ」の場合に「K1=1.0」、「2ホップ」の場合に「K2=0.8」、「3ホップ」の場合に「K3=0.5」、・・・である。なお、ホップ数Iが大きい場合に、係数KIの値を小さくするのは、ホップ数が多くなる場合に、通信品質が低下することが考えられるためである。すなわち、無線親機110には、低いホップ数により多くのノードと接続可能なノードが適している。
このように、親機選定部33は、ホップ数に応じて、重み付けをした評価値(EI)を算出する。そして、親機選定部33は、図12に示すように、ホップ数に応じた評価値の合計値をノード(親機候補)ごとに算出する。親機選定部33は、算出した評価値を評価値記憶部23に評価結果テーブルとして記憶させる。
Here, the number of hops I indicates the number of hops such as “1 hop” and “2 hops”, and the coefficient KI indicates a weighting coefficient corresponding to the number of hops I. This coefficient KI is, for example, “K1 = 1.0” in the case of “1 hop”, “K2 = 0.8” in the case of “2 hops”, and “K3 = 0.5 in the case of“ 3 hops ”. "... The reason why the coefficient KI is decreased when the number of hops I is large is that the communication quality may decrease when the number of hops increases. That is, a node that can be connected to many nodes with a low number of hops is suitable for the
Thus, base
また、親機選定部33は、評価算出処理によって算出された接続可能な各ノードに対する評価値に基づいて、無線親機110を選択する選択処理を実行する。具体的に、親機選定部33は、評価値記憶部23に記憶している評価結果テーブルを読み出して、評価値の「合計値」が最も大きい「ノードID」に対応するノードを無線親機110として選択する。
例えば、図12に示す例では、「ノードID」が「3」のノードが「合計値」が最も大きいので、親機選定部33は、「ノードID」が「3」に対応するノードを無線親機110として選択する。
Further, the parent
For example, in the example illustrated in FIG. 12, the node having “node ID” “3” has the largest “total value”, so the parent
なお、本実施形態では、接続算出部31は、親機選定部33によって選択された無線親機110と、複数の無線子機120とにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。
In the present embodiment, the
次に、本実施形態におけるシミュレーション装置1aの動作について説明する。
本実施形態におけるシミュレーション装置1aの動作は、無線親機110を選定する処理を自装置で実行する点を除いて、図10に示す第1の実施形態の動作と同様である。すなわち、本実施形態におけるシミュレーション装置1aでは、図10のステップS101の処理が異なり、この本実施形態におけるステップS101処理の詳細について説明する。
Next, the operation of the
The operation of the
図13は、本実施形態における親機選択処理の一例を示すフローチャートである。
この図において、親機選定部33は、まず、ノードIDを初期化(ノードID=0)する(ステップS201)。ここで初期化するノードIDは、評価値を算出するノードに対応する。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of the parent device selection process in the present embodiment.
In this figure, the parent
次に、親機選定部33は、ホップ数Iを“1”にするとともに、変数SEIを初期化(SEI=0)する(ステップS202)。ここで、変数SEIは、図12に示めされる「合計値」に対応する合計評価値を示している。
Next, base
次に、親機選定部33は、ホップ数Iにより接続可能なノード数と係数KIとに基づいて、評価値EIを算出する(ステップS203)。すなわち、親機選定部33は、上述した式(1)を用いて評価値EIを算出する。例えば、図12の例では、「ノードID」が「1」にホップ数I(=1ホップ)で接続可能なノードは、「2」、「3」、「4」の3つである。そのため、親機選定部33は、以下の式(2)のように、評価値E1を算出する。
Next, base
評価値E1=3×1.0=3.0 ・・・(2) Evaluation value E 1 = 3 × 1.0 = 3.0 (2)
次に、親機選定部33は、算出したと評価値EIを合計評価値SEIに加算する(ステップS204)。
次に、親機選定部33は、ホップ数Iが上限に達したか否かを判定する(ステップS205)。ここで、「上限」とは、ホップ数Iの上限値Nであり、例えば、10ホップなどである。親機選定部33は、ホップ数Iが上限に達した場合(ステップS205:YES)に、処理をステップS207に進める。また、親機選定部33は、ホップ数Iが上限に達していない場合(ステップS205:NO)に、処理をステップS206に進める。
Next, parent
Next, base
次に、ステップS206において、親機選定部33は、ホップ数Iをインクリメント(I=I+1)し、処理をステップS203に戻す。すなわち、親機選定部33は、次のホップ数Iを基準として、評価値EI及び合計評価値SEIを算出する処理を繰り返す。
Next, in step S206,
例えば、インクリメントしたホップ数Iが“2”である場合に、次回のステップS203において、親機選定部33は、以下の式(3)のように、評価値E2を算出する。
For example, if the incremented hop count I is "2", in the next step S203, the master
評価値E2=3×0.8=2.4 ・・・(3) Evaluation value E 2 = 3 × 0.8 = 2.4 (3)
また、ステップS207において、親機選定部33は、ノードIDが上限に達したか否かを判定する。ここで、「上限」とは、エリア内に存在するノードの数を示している。親機選定部33は、ノードIDが上限に達した場合(ステップS207:YES)に、処理をステップS209に進める。また、親機選定部33は、ノードIDが上限に達していない場合(ステップS207:NO)に、処理をステップS208に進める。
In step S207, the parent
次に、ステップS208において、親機選定部33は、ノードIDをインクリメント(ノードID=ノードID+1)し、処理をステップS202に戻す。すなわち、親機選定部33は、合計評価値SEIの算出が完了し、次のノードIDにおける評価値EI及び合計評価値SEIを算出する処理を繰り返す。
Next, in step S208, base
また、ステップS209において、親機選定部33は、最も合計評価値SEIの値が大きいノードを無線親機110(親機)に選定し、処理を終了する。
Further, in step S209, the master
以上説明したように、本実施形態におけるシミュレーション装置1aは、親機選定部33を備えている。親機選定部33は、各ノード(親機候補)に対して、特定小電力無線通信の受信信号強度に基づいて判定した接続可能なノードにおけるマルチホップ通信の階層(例、ホップ数)ごとのノード数に、階層ごとの所定の係数を乗算した乗算値の総和を評価値として算出する評価算出処理を実行する。ここで、各ノード(親機候補)は、3G通信の受信信号強度に基づいて判定した3G通信によって接続可能なノードである。また、親機選定部33は、評価算出処理によって算出された接続可能な各ノードに対する評価値に基づいて、無線親機110を選択する選択処理を実行する。そして、接続算出部31は、親機選定部33によって選択された無線親機110と複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する。
これにより、本実施形態におけるシミュレーション装置1aは、適切な無線親機110を自動で算出することができる。そのため、本実施形態におけるシミュレーション装置1aは、無線機器の確実な接続を確保しつつ、コストを低減した無線ネットワークシステム100を構築することができる。
As described above, the
Thereby, the
なお、本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、上記の各実施形態において、シミュレーション装置1(1a)は、管理端末10、DBサーバ20(20a)、及びAPサーバ30(30a)に分割されて構成される場合について説明したが、これに限定されるわけではない。例えば、シミュレーション装置1(1a)は、任意のコンピュータ装置に分散又は集約して構成されてもよいし、1つの装置として構成されてもよい。なお、シミュレーション装置1(1a)を、1つの装置として構成する場合には、上述したAPサーバ30(30a)の機能を制御部とし、DBサーバ20(20a)の機能を記憶部として構成してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiments, and can be modified without departing from the spirit of the present invention. For example, in each of the above embodiments, the simulation apparatus 1 (1a) has been described as being divided into the
また、上記の各実施形態において、コスト算出部32が算出するコストとして設備初期投資費用を算出する場合について説明したが、算出するコストには、通信コストやメンテナンスのためのコストなどのランニングコストを含めてもよい。また、コスト算出部32は、3G通信を提供するキャリア企業の選択も含めて、コストを算出してもよい。この場合、シミュレーション装置1(1a)は、キャリア企業の選択を含めた無線ネットワークシステム100のコストを評価することができる。
In each of the above embodiments, the case where the equipment initial investment cost is calculated as the cost calculated by the
また、上記の各実施形態において、特定小電力通信を利用してマルチホップ通信を実現する場合を説明したが、他の通信方式を利用してもよい。例えば、無線ネットワークシステム100は、特定小電力通信の代わりに、無線LANによる通信を利用してもよい。
In each of the above embodiments, the case where multi-hop communication is realized using specific low-power communication has been described. However, other communication methods may be used. For example, the
また、上記の各実施形態において、接続算出部31は、接続可能なノードがなくなるまで、無線親機110を選択して接続経路を算出する形態を説明したが、1つの無線親機110において接続可能なノードがなくなった場合に接続経路を算出する処理を終了してもよい。この場合、コスト算出部32は、エリア内の一部のノードにおけるコストの総和を算出してもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the
また、上記の各実施形態において、無線ネットワークシステム100は、自動販売機の情報収集のためのシステムに適用する場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、大規模なマンションや複数の棟からなるマンションなどにおいて、電気やガスの利用情報を収集するスマートメータなどの無線ネットワークシステムに適用してもよい。
Further, in each of the above embodiments, the case where the
また、上記の各実施形態において、シミュレーション装置1(1a)は、選択した無線親機110を基準にした無線ネットワークシステム100の接続経路及びコストを算出する場合について説明したが、無線親機110となるノードを順番に変更して、それぞれについての接続経路及びコストを算出してもよい。また、この場合、シミュレーション装置1(1a)は、算出した接続経路及びコストを比較する処理を実行してもよい。
また、上記の各実施形態において、各ノードは、既に設置されている自動販売機である場合について説明したが、これから設置しようとしている場合、又は追加しようとしている場合に適用してもよい。
In each of the above embodiments, the simulation apparatus 1 (1a) has been described with respect to calculating the connection route and cost of the
In each of the above embodiments, each node has been described as being a vending machine that is already installed. However, the present invention may be applied to a case where the node is to be installed or to be added.
また、図8に示す一例では、「エリア接続可否」は、「可能」又は「不可能」を「1」又は「0」により表す形態について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、「エリア接続可否」は、エリア内の全てのノードのうちの、通信可能なノードの割合を示すようにしてもよい。この場合、例えば、エリア内全体に20個のノードがあり、そのうちの18個のノードが接続可能となった場合に、「エリア接続可否」は、90%(=18/20×100)という表示としてもよい。 In the example illustrated in FIG. 8, “area connection availability” has described a form in which “possible” or “impossible” is represented by “1” or “0”, but is not limited thereto. For example, “area connectability” may indicate the ratio of communicable nodes among all the nodes in the area. In this case, for example, when there are 20 nodes in the entire area and 18 of them are connectable, “area connectability” is displayed as 90% (= 18/20 × 100). It is good.
また、上記の各実施形態において、結果出力部34は、表示部12に結果情報を表示させる形態について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、結果出力部34は、結果情報をファイルとして、ファイルサーバ装置などの記憶装置に出力してもよいし、結果情報を別の端末装置などにデータ出力してもよい。
Further, in each of the embodiments described above, the
なお、本発明におけるシミュレーション装置1(1a)の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述した無線ネットワークシステム100におけるシミュレーション処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやWAN、LAN、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、CD−ROM等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後にシミュレーション装置1(1a)で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(RAM)のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
A program for realizing the function of the simulation apparatus 1 (1a) in the present invention is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into a computer system and executed. You may perform the simulation process in the
また、上述した機能の一部または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現してもよい。上述した各機能は個別にプロセッサ化してもよいし、一部、または全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現してもよい。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いてもよい。 Moreover, you may implement | achieve part or all of the function mentioned above as integrated circuits, such as LSI (Large Scale Integration). Each function described above may be individually made into a processor, or a part or all of them may be integrated into a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. In addition, when an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to the advancement of semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology may be used.
1、1a シミュレーション装置
2 WANネットワーク
3 マルチホップネットワーク部
10 管理端末
11 操作部
12 表示部
20、20a DBサーバ
21 入力情報記憶部
22 出力情報記憶部
23 評価値記憶部
30、30a APサーバ
31 接続算出部
32 コスト算出部
33 親機選定部
34 結果出力部
100 無線ネットワークシステム
110 無線親機
111、121 マルチホップ制御部
112、122 無線NW制御部
113、123 特定小電力無線通信部
114 ゲートウェイ部
115 無線NW管理部
116 WAN通信部
120、120−1、120−2、120−3、120−4 無線子機
130 デバイス
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記接続算出部によって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第1ノードと複数の前記第2ノードとのコストの総和を算出するコスト算出部と、
前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力部と
を備えることを特徴とするシミュレーション装置。 Position information of a plurality of nodes indicating a wireless device, received signal strength of first wireless communication at a position indicated by the position information, and received signal strength between the nodes, and more than the first wireless communication The position information of the plurality of nodes, the received signal strength of the first wireless communication, and the received signal of the second wireless communication acquired from the storage unit that stores the received signal strength of the second wireless communication having a short communication distance. Based on the strength, multi-hop communication between at least one first node connectable by the first wireless communication and the second wireless communication and a plurality of second nodes connectable by the second wireless communication A connection calculation unit for calculating a connection route;
A cost calculation unit that calculates a sum of costs of the first node and the plurality of second nodes on the connection path based on the connection path calculated by the connection calculation unit;
A simulation apparatus comprising: an output unit that outputs a sum of the costs calculated by the cost calculation unit and information indicating the connection path calculated by the connection calculation unit.
前記第1の無線通信によって接続可能な前記ノードとして選択された前記第1ノードに対して前記第2の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第2の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第2ノードとして選択する第1処理と、
さらに、前記第2ノードに選択した前記ノードに対して前記第2の無線通信によって接続可能な前記ノードを、前記位置情報と前記第2の無線通信の受信信号強度とに基づいて、前記第2ノードとして選択する処理を、前記第2ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで繰り返す第2処理と
を実行することを特徴とする請求項1に記載のシミュレーション装置。 The connection calculation unit
The node that can be connected by the second wireless communication to the first node selected as the node that can be connected by the first wireless communication, the position information and a reception signal of the second wireless communication A first process to select as the second node based on intensity;
Further, based on the position information and the received signal strength of the second wireless communication, the second node that can be connected to the node selected as the second node by the second wireless communication is connected to the second node. 2. The simulation apparatus according to claim 1, wherein a process of selecting a node is performed by repeating a second process until the node that can be selected as the second node disappears.
前記第2処理によって未接続な前記ノードがある場合に、前記未接続なノードにおいて、前記未接続なノードのうちから選択された前記第1ノードに対して、前記第1処理及び前記第2処理を、前記第1ノード又は前記第2ノードとして選択可能な前記ノードがなくなるまで実行する
ことを特徴とする請求項2に記載のシミュレーション装置。 The connection calculation unit
When there is an unconnected node in the second process, the first process and the second process are performed on the first node selected from the unconnected nodes in the unconnected node. The simulation device according to claim 2, wherein the simulation device is executed until there is no node that can be selected as the first node or the second node.
前記接続算出部は、
前記選択部によって選択された前記第1ノードと前記複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のシミュレーション装置。 Connectable nodes determined based on the received signal strength of the second wireless communication for each node connectable by the first wireless communication determined based on the received signal strength of the first wireless communication An evaluation calculation process for calculating a sum of multiplication values obtained by multiplying the number of nodes for each hierarchy of the multi-hop communication by a predetermined coefficient for each hierarchy as an evaluation value, and the connectable calculated by the evaluation calculation process A selection unit that performs a selection process of selecting the first node based on the evaluation value for each node;
The connection calculation unit
The simulation according to any one of claims 1 to 3, wherein a connection path of multi-hop communication between the first node and the plurality of second nodes selected by the selection unit is calculated. apparatus.
前記シミュレーション装置の接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第1の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第1の無線通信よりも通信距離が短い第2の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第1の無線通信の受信信号強度、及び第2の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第1の無線通信及び前記第2の無線通信により接続可能な少なくとも1つの第1ノードと前記第2の無線通信により接続可能な複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、
前記シミュレーション装置のコスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第1ノードと複数の前記第2ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、
前記シミュレーション装置の出力部が、前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップと
を含むことを特徴とするシミュレーション方法。 A simulation method executed by a simulation apparatus,
The connection calculation unit of the simulation apparatus includes position information of a plurality of nodes indicating wireless devices, received signal strength of first wireless communication at a position indicated by the position information, and received signal strength between the nodes. Position information of the plurality of nodes acquired from a storage unit that stores received signal strength of second wireless communication having a communication distance shorter than that of the first wireless communication, received signal strength of the first wireless communication, And at least one first node connectable by the first wireless communication and the second wireless communication based on the received signal strength of the second wireless communication and a plurality of connectable by the second wireless communication A connection calculating step of calculating a connection path of multi-hop communication with the second node;
A cost calculation in which a cost calculation unit of the simulation apparatus calculates a sum of costs of the first node and the plurality of second nodes on the connection path based on the connection path calculated in the connection calculation step. Steps,
The output unit of the simulation device includes an output step of outputting the sum of the costs calculated by the cost calculation unit and information indicating the connection path calculated by the connection calculation unit. Simulation method.
接続算出部が、無線機器を示す複数のノードの位置情報と、前記位置情報が示す位置における第1の無線通信の受信信号強度と、前記各ノード間における受信信号強度であって、前記第1の無線通信よりも通信距離が短い第2の無線通信の受信信号強度とを記憶する記憶部から取得した前記複数のノードの位置情報、前記第1の無線通信の受信信号強度、及び第2の無線通信の受信信号強度に基づいて、前記第1の無線通信及び前記第2の無線通信により接続可能な少なくとも1つの第1ノードと前記第2の無線通信により接続可能な複数の第2ノードとにおけるマルチホップ通信の接続経路を算出する接続算出ステップと、
コスト算出部が、前記接続算出ステップによって算出された前記接続経路に基づいて、前記接続経路上における前記第1ノードと複数の前記第2ノードとのコストの総和を算出するコスト算出ステップと、
前記コスト算出部によって算出された前記コストの総和と、前記接続算出部によって算出された前記接続経路を示す情報とを出力する出力ステップと
を実行させるためのプログラム。 In the computer as a simulation device,
The connection calculating unit includes position information of a plurality of nodes indicating wireless devices, received signal strength of first wireless communication at a position indicated by the position information, and received signal strength between the nodes, The position information of the plurality of nodes acquired from the storage unit storing the received signal strength of the second wireless communication having a communication distance shorter than the wireless communication of the first wireless communication, the second received signal strength of the first wireless communication, and the second Based on the received signal strength of wireless communication, at least one first node connectable by the first wireless communication and the second wireless communication and a plurality of second nodes connectable by the second wireless communication; A connection calculating step of calculating a connection path of multi-hop communication in
A cost calculating step in which a cost calculating unit calculates a sum of costs of the first node and the plurality of second nodes on the connection path based on the connection path calculated in the connection calculation step;
A program for executing an output step of outputting the sum of the costs calculated by the cost calculation unit and information indicating the connection path calculated by the connection calculation unit.
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