JP2015019278A

JP2015019278A - 無線通信システム

Info

Publication number: JP2015019278A
Application number: JP2013145788A
Authority: JP
Inventors: 征慶南山; Yukiyoshi Minamiyama
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2013-07-11
Filing date: 2013-07-11
Publication date: 2015-01-29

Abstract

【課題】データを中継する第３のノードにおいて、受信したデータが過去に送信したデータであるか否かを判断する処理を簡略化した無線通信システムを提供する。
【解決手段】無線通信システムは、データの送信元である子機１と、データの送信先である親機２との間での無線通信を中継する複数台の中継器３ａ〜３ｃを備える。中継器３ａ〜３ｃはそれぞれ無線通信部と記憶部と判断部を備える。記憶部は、無線通信部が受信したデータを一時的に保存する受信バッファ、及び、他の中継器にそれぞれ対応して設けられ、それぞれ対応する中継器に宛てて送信したデータを少なくとも保存するログエリアを備える。判断部は、データ受信時に受信バッファのデータを送信元の中継器に対応したログエリア内のデータと照合し、受信バッファのデータがログエリア内のデータと一致すれば、無線通信部が過去に送信したデータが、送信先である他の中継器に受信されたと判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、無線通信システムに関するものである。

従来、防犯センサが搭載されているノードＮ１と、その防犯信号を中継するノードＮ２〜Ｎ４と、サーバに接続されたベースとから構成されるセンサネットワークシステムがあった（例えば特許文献１参照）。

このセンサネットワークシステムでは、各ノード間、及びノード−ベース間が双方向の無線で接続されており、防犯センサの防犯信号はノード間で中継されてベースに送信され、ベースからサーバへ送信されるようになっている。また、このセンサネットワークシステムでは、下位ノードが上位ノードへ信号を送信した際に、上位ノードから下位ノードへＡＣＫ信号を返信しておらず、上位ノードからさらに上位のノードへと送信された信号を下位ノードが傍受することで、下位ノードは信号の送信に成功したと判断している。すなわち、上位ノードからさらに上位のノードへ送信された信号を、上位ノードから下位ノードに返信するＡＣＫ信号の代わりとすることで、信号の送信回数を減らして、消費電力の低減を図っている。

ここで、各ノードは、送信元から送信されたデータフレームを一時的に蓄積する受信バッファと、過去に自分が受信したデータを記憶するログエリアと、隣接している次のノードに確実に転送されたデータを記憶するＡＣＫエリアの３つのメモリ領域を備えている。

あるノードＮ２が、他のノードＮ３から送信されたデータを受信すると、先ず、受信バッファのデータとＡＣＫエリアのデータとを比較することによって、受信したデータが過去に自分が送信したデータであるか否かを判断する。

受信バッファのデータがＡＣＫエリアのデータと一致すれば、ノードＮ２は、過去に自分が送信したデータと判断し、データの再送は行わずに受信バッファのデータを削除する。

受信バッファのデータがＡＣＫエリアのデータと一致しなければ、ノードＮ２は、過去に自分が送信したデータではないと判断し、受信バッファのデータとログエリアのデータとを比較する。

受信バッファのデータがログエリアのデータと一致すれば、ノードＮ２は、過去に自分が受信したデータだと判断する。すなわち、ノードＮ２は、このデータを過去に受信し、その後、送信したデータがノードＮ３によって受信され、且つ、このノードＮ３からさらに上位のノードＮ４へ送信されたと判断する。そして、このノードＮ２は、受信バッファのデータと一致したログエリアのデータをＡＣＫエリアに移動させ、ログエリアから削除する。

一方、受信バッファのデータがログエリアのデータと一致しなければ、ノードＮ２は、今までに受信したことのないデータだと判断し、このデータをログエリアに移動させた後、このデータを送信し、受信バッファのデータを削除する。

特開２００９−２０６９０８号公報

上記特許文献１に記載されたセンサネットワークシステムでは、あるノードが上位ノードへ送信した信号を、下位ノードへのＡＣＫ信号として使用することで、ノード間の送信回数を減らしている。このように、あるノードが上位ノードへ送信した信号を、下位ノードへのＡＣＫ信号とするため、各ノードは、過去に自分が受信したデータを記憶するログエリアと、隣接している次のノードに確実に転送されたデータを記憶するＡＣＫエリアとを備えていた。そして、あるノードで、受信したデータが今までに受信したことのないデータと判断するために、受信バッファのデータを先ずＡＣＫエリアのデータと比較した後、ログエリアのデータと比較しており、２回の判断が必要であるから処理に時間がかかっていた。

本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、データを中継する第３のノードにおいて、受信したデータが過去に送信したデータであるか否かを判断する処理を簡略化した無線通信システムを提供することにある。

本発明の無線通信システムは、データの送信元である第１のノードと、データの送信先である第２のノードと、前記第１のノードと前記第２のノードとの間での無線通信を中継する複数台の第３のノードとを備え、各々の前記第３のノードは、アンテナを介して無線通信を行う通信部と、前記通信部が受信したデータを一時的に保存する受信バッファ、及び、他の前記第３のノードのそれぞれに対応して設けられそれぞれ対応する前記第３のノードに宛てて送信したデータを少なくとも保存するログエリアを備えた記憶部と、他の前記第３のノードから送信されたデータを前記通信部が受信した際に、前記受信バッファ内のデータと、送信元である他の前記第３のノードに対応した前記ログエリア内のデータを照合し、前記受信バッファ内のデータが前記ログエリア内のデータと一致すれば、前記通信部が過去に送信したデータが他の前記第３のノードに受信されたと判断する判断部とを備えたことを特徴とする。

この無線通信システムにおいて、前記記憶部には、前記第１のノード、前記第２のノード、及び他の前記第３のノードのＩＤ情報が登録されるデータベースが設けられ、前記判断部は、前記通信部がデータを受信した際に、前記受信バッファに保存されたデータの送信元のＩＤ情報が前記データベースに登録されているか否かを判断し、前記判断部は、登録済みと判断すると、対応するログエリア内のデータと前記受信バッファに保存されたデータとを照合することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記判断部は、前記通信部がデータを受信した際に、前記受信バッファに保存されたデータの送信元のＩＤ情報が前記データベースに登録されているか否かを判断し、前記判断部は、未登録と判断すると、未登録と判断された送信元のＩＤ情報を前記データベースに登録し、未登録と判断された送信元に対応する前記ログエリアを前記記憶部に設け、前記ログエリアに前記受信バッファ内のデータを保存することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記判断部は、前記データベースに前記ＩＤ情報が登録されたノードのうち、前記通信部との間で通信が所定時間以上行われていないノードの前記ＩＤ情報を前記データベースから削除することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記データベースには、前記ＩＤ情報が登録されたノードとの間で前記通信部が行う無線通信に関する情報は登録されず、前記ＩＤ情報のみが登録されることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記判断部は、対応する前記ログエリアが前記記憶部に設けられたノードのうち、前記通信部との間で通信が所定時間以上行われていないノードの前記ログエリアを前記記憶部から削除することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第２のノードは、前記第３のノードを経由して前記第１のノードから送信された前記データを受信した場合、前記データを受信したことを示すＡＣＫ信号に、前記データを含めずに送信することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記データには、前記データの送信順序を示すシーケンス番号が少なくとも付加され、前記受信バッファ及び前記ログエリアには、前記データと対応付けて前記シーケンス番号が保存されており、前記判断部は、前記データに付加された前記シーケンス番号をもとに、前記受信バッファ内のデータが前記ログエリア内のデータと一致するか否かを判断することも好ましい。

本発明によれば、判断部は、過去に自機が送信した信号が他の第３のノードによって中継送信されるのを受信することによって、自機が送信した信号が他の第３のノードで受信されたと判断しているから、他の第３のノードはＡＣＫ信号を返信する必要が無い。したがって、第３のノードがＡＣＫ信号を返信する場合に比べて、信号の送信回数が減り、電力消費を抑制することができる。しかも、記憶部には、他の第３のノードのそれぞれに対応してログエリアが設けられ、各ログエリアには対応する第３のノードに宛てて送信したデータが少なくとも保存されている。判断部は、受信バッファ内のデータを、送信元である他の第３のノードに対応したログエリア内のデータと照合することで、過去に自機が送信した信号が他の第３のノードで受信されたか否かを判断している。したがって、過去に自機が送信した信号が他の第３のノードで受信されたか否かの判断が、受信バッファのデータをログエリア内のデータと照合する１回の処理で済むので、判断の処理を簡略化でき、判断部の処理量を低減することができる。さらに、他の第３のノードのそれぞれに対応してログエリアが別個に設けられているので、各ログエリアに保存されるデータの数を少なくでき、受信バッファのデータをログエリア内のデータと照合する処理を短時間で行うことができる。

本実施形態の無線通信システムの概略的なシステム構成図である。（ａ）は同上に用いられる子機のブロック図、（ｂ）は同上に用いられる親機のブロック図、（ｃ）は同上に用いられる中継機のブロック図である。同上の動作を説明するフローチャートである。同上に用いられる中継器の中継処理を説明するフローチャートである。同上に用いられる中継器の記憶部の記憶内容を示し、（ａ）は記憶部内に設けたデータベースに保存されるデータの一例を示す図であり、（ｂ）は記憶部内に設けたログエリアに保存されるデータの一例を示す図である。同上の無線通信に使用されるデータのフレーム構成を示す図である。

本発明に係る無線通信システムの実施形態を図面に基づいて説明する。

図１に本実施形態の無線通信システムの概略構成を示す。本実施形態の無線通信システムは、データの送信元である子機１（第１のノード）と、データの送信先である親機２（第２のノード）と、複数台（本実施形態では例えば３台）の中継器３ａ〜３ｃ（第３のノード）とを備えている。以下の説明において個々の中継器を区別して説明する場合は中継器３ａ，３ｂ，３ｃと表記し、個々の中継器を区別せずに全般的な説明を行う場合は中継器３と表記する。なお、本実施形態では３台の中継器３ａ〜３ｃを備えているが、中継器の台数は３台に限定されるものではなく、信号の中継に必要な台数があればよい。また、データの送信元である子機１が複数台存在し、親機２が中継器３を介して複数台の子機１からデータを収集するようにしてもよい。

子機１、親機２、及び中継器３ａ〜３ｃは、それぞれ、近距離の無線通信方式（例えば特定小電力無線、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）の無線通信部を備えている。子機１と親機２との間の距離は、子機１及び親機２がそれぞれ備える無線通信部の電波の到達距離に比べて長いため、子機１と親機２との間で直接無線通信を行うことはできない。そのため、子機１と親機２との間には、子機１と中継器３ａの間、隣接する２台の中継器３ａ，３ｂ間、中継器３ｂ，３ｃ間、及び中継器３ｃと親機２の間の距離がそれぞれ電波の到達距離よりも短くなるようにして、３台の中継器３ａ〜３ｃが配置されている。したがって、子機１から無線送信されたデータは、中継器３ａ，３ｂ，３ｃによって中継されて親機２へと送信される。そして、親機２は、中継器３ａ〜３ｃを経由して子機１からデータを収集すると、収集したデータを所定の時間毎にネットワーク経由でサーバ４へ送信するように構成されている。ここにおいて、子機１と親機２と中継器３ａ〜３ｃには、それぞれ、子機１と親機２の間の通信経路の情報が予め登録されているものとする。

次に、子機１、親機２、及び中継器３ａ〜３ｃの各々の構成を図２（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。

子機１は、図２（ａ）に示すように、ＭＣＵ（Micro Control Unit）１０と、測定部１１と、記憶部１２と、無線通信部１３と、アンテナ１４と、操作部１５と、表示部１６と、電源部１７とを備えている。

ＭＣＵ１０は、子機１の全体的な制御を行う。

測定部１１は、例えば温度を測定するためのものであり、周囲温度に応じて電気抵抗が変化するサーミスタを備え、サーミスタの抵抗値を測定することによって周囲温度を測定する。なお、測定部１１の測定対象は温度に限定されるものではなく、周囲の湿度や照度など使用目的や用途に応じた物理量を測定すればよい。

記憶部１２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable and programmable read-only memory）のような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成されている。記憶部１２は、ＭＣＵ１０によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、子機１に割り当てられたＩＤ情報や、測定部１１によって測定された測定データや、通信経路の情報などが保存されている。

無線通信部１３は例えば特定小電力無線の通信規格に適合した無線モジュールからなり、アンテナ１４を介して無線信号の送信又は受信を行う。

操作部１５は、例えば測定部１１による測定範囲の下限値及び上限値や、測定間隔や、測定データの送信間隔などを設定するために使用される。

表示部１６は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ１０によって点灯／消灯が制御される。

電源部１７は例えば電池を電源として、子機１の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。

親機２は、図２（ｂ）に示すように、ＭＣＵ２０と、記憶部２１と、無線通信部２２と、アンテナ２３と、有線通信部２４と、操作部２５と、表示部２６と、電源部２７とを備えている。

ＭＣＵ２０は、親機２の全体的な制御を行う。

記憶部２１は、例えばＥＥＰＲＯＭのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成されている。記憶部２１は、ＭＣＵ２０によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、親機２に割り当てられたＩＤ情報や、子機１から収集した測定データや、通信経路の情報などが保存される。

無線通信部２２は例えば特定小電力無線の通信規格に適合した無線モジュールからなり、アンテナ２３を介して無線信号の送信又は受信を行う。

有線通信部２４は、通信線を介してサーバ４に接続されており、サーバ４との間で有線方式でデータを送受信する。

操作部２５は、例えば親機２の動作設定を行うために使用される。

表示部２６は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ２０によって点灯／消灯が制御される。

電源部２７は、例えば商用電源から電力の供給を受け、親機２の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。

中継器３は、図２（ｃ）に示すように、ＭＣＵ３０と、記憶部３１と、無線通信部３２と、アンテナ３３と、操作部３４と、表示部３５と、電源部３６とを備えている。

ＭＣＵ３０は、中継器３の全体的な制御を行う。

記憶部３１は、例えばＥＥＰＲＯＭのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成されている。記憶部３１は、ＭＣＵ３０によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、自機に割り当てられたＩＤ情報や、無線通信部３２が受信したデータや、無線通信部３２が過去に送信したデータや、通信経路の情報などを保存する。

無線通信部３２は例えば特定小電力無線の通信規格に適合した無線モジュールからなり、アンテナ３３を介して無線信号の送信又は受信を行う。

操作部３４は、例えば中継器３の動作設定を行うために使用される。

表示部３５は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ３０によって点灯／消灯が制御される。

電源部３６は例えば電池を電源として、中継器３の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。中継器３は電池を電源としているので、中継器３を自由な場所に設置して使用することができる。

ここで、図６は、子機１から無線送信されるデータのフレーム構成を示している。１フレームのデータは、識別コードＤ１と、グループ識別情報Ｄ２と、チャンネル番号Ｄ３と、アドレス情報Ｄ４，Ｄ５と、測定部１１で測定された測定データＤ６と、この測定データＤ６の送信順序を示すシーケンス番号Ｄ７と、チェックサムＤ８からなる。なお識別コードＤ１は、送信（Ｔｘ）又は受信（Ｒｘ）を区別するためのコードである。グループ識別情報Ｄ２は、例えばＳＳＩＤ（Service Set Identifier）と呼ばれる情報であり、複数のグループが近接して存在する場合に、グループ間で混信しないようにグループを識別するために用いられる情報である。チャンネル番号Ｄ３は、通信に使用する周波数チャンネル（ＣＨ）を定める情報である。アドレス情報Ｄ４は送信先のノード（例えば中継器３ａ）に割り当てられたＩＤ情報（局番）であり、アドレス情報Ｄ５は送信元のノード（例えば子機１）に割り当てられたＩＤ情報（局番）である。シーケンス番号Ｄ７は、個々の測定データＤ６に対応付けて設定された値であり、各々の測定データＤ６に対して別個の番号が割り当てられており、シーケンス番号Ｄ７をもとに各々の測定データＤ６の送信順序を把握することができる。

中継器３の記憶部３１は、無線通信部３２が受信したデータを一時的に保存する受信バッファと、他のノード（子機１、親機２及び他の中継器３）のＩＤ情報を保存するデータベースと、他の中継器３のそれぞれに対応して設けられた複数のログエリアとを備える。

図５（ａ）は上記したデータベースの記憶内容の一例を示しており、登録されているノードのＩＤ情報と、その種別（子機、親機、中継器の別）と、ルート情報とが対応付けて保存されている。図示例では、記憶部３１内のデータベースに、親機２のＩＤ情報「０」と、２台の子機１のＩＤ情報「１」「２」と、２台の中継器３のＩＤ情報「１０」「２０」が保存され、各ノードの識別情報に対応して、各ノードの種別とルート情報が保存されている。なお、ルート情報の代わりに受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indication）が保存されていてもよく、ルートコストの算出に使用できる。また、親機２の記憶部２１に中継器３と同様のデータベースが構築されていれば、このデータベースから親機２に接続された全てのノードを把握することができる。

図５（ｂ）は上記したログエリアの記憶内容の一例を示し、個々の中継器３に対応して設けられたログエリアには、対応する中継器３に宛てて送信したデータ、及び、対応する中継器３から受信したデータが保存されている。図示例では、識別コードＤ１と、送信又は受信した時間を示す時間情報Ｄ９と、送信又は受信したデータの種別Ｄ１０と、データの内容Ｄ６と、シーケンス番号Ｄ７とが対応付けて保存されている。なお、本実施形態では、各々のログエリアに、自機が過去に送信した信号と自機が過去に受信した信号の両方を保存しているが、自機が過去に送信した信号を少なくとも保存していればよい。

ここで、子機１から送信されたデータが中継器３ａ〜３ｃを経由して親機２に伝送され、親機２から子機１へとＡＣＫ信号が返信される処理を、図３及び図４のフローチャートに基づいて説明する。

子機１のＭＣＵ１０は、所定のサンプリング間隔（例えば１０分間隔）で測定部１１に温度を測定させる（ステップＳ１）。子機１のＭＣＵ１０は、測定部１１から測定データを取得すると、図６のフレーム構成で中継器３ａに宛てた送信データを作成し、この送信データを無線通信部１３から中継器３ａに送信させる（ステップＳ２）。

子機１の通信圏内には中継器３ａしか設置されていないので、子機１から送信された電波は、送信先の中継器３ａのみで受信される。中継器３ａの無線通信部３２が、子機１から送信された信号を受信すると（ステップＳ１１）、中継器３ａのＭＣＵ３０は、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ１２）。

この判断処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。中継器３ａの記憶部３１には、上述のように、無線通信部３２が受信した信号を一時的に保存する受信バッファと、各ノードのＩＤ情報を保存するデータベースと、各ノードに対応して設けられたログエリアとが設けられている。中継器３ａのＭＣＵ３０は、無線通信部３２が信号を受信すると（ステップＳ７１）、受信バッファのデータに含まれる送信元のＩＤ情報を、データベースに登録されているＩＤ情報と照合する（ステップＳ７２）。

ステップＳ７２の判定の結果、送信元のＩＤ情報がデータベースに登録されていなければ（ステップＳ７３のＮｏ）、中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信バッファ内のデータに含まれる送信元のＩＤ情報をデータベースに登録する（ステップＳ７４）。そして、中継器３ａのＭＣＵ３０は、ＩＤ情報に対応するログエリアを記憶部３１内に設け、このログエリアに受信バッファに保存されたデータを移動した後（ステップＳ７５）、受信バッファのデータをクリアする（ステップＳ８０）。

ステップＳ７２の判定で送信元のＩＤ情報がデータベースに登録されていれば（ステップＳ７３のＹｅｓ）、中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータを、このデータに含まれるＩＤ情報に対応したログエリア内のデータと比較する（ステップＳ７６）。ここで、ＭＣＵ３０は、受信バッファのデータに含まれるシーケンス番号と、ログエリアに保存された複数のデータにそれぞれ含まれているシーケンス番号とを比較することによって、受信バッファのデータと同じデータがログエリアに存在するか否かを判断する。

ステップＳ７６の判断で、受信バッファのデータがログエリアに保存されたデータと一致すると（ステップＳ７７のＹｅｓ）、中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信したデータが、過去に自機が送信したデータであると判断する。すなわち、中継器３ａのＭＣＵ３０は、過去に自機が送信したデータを上位の中継器３が受信し、この中継器３がさらに上位の中継器３に対して送信したデータを自機が受信したものと判断し、受信バッファの信号をクリアする（ステップＳ８０）。この場合、中継器３ａは、受信したデータを無線通信部３２から送信させる処理は行わない。

一方、ステップＳ７６の判断で、受信バッファのデータがログエリアに保存されたデータと一致しなければ（ステップＳ７７のＮｏ）、中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信したデータが、過去に自機が送信したデータではないと判断する。この場合、中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信バッファの信号をログエリアに移動させるとともに（ステップＳ７８）、無線通信部３２から送信させた後（ステップＳ７９）、受信バッファの信号をクリアする（ステップＳ８０）。

図３のステップＳ１２において、中継器３ａのＭＣＵ３０は、上記の判定処理を行っており、受信バッファのデータと、子機１に対応して設けられたログエリア内のデータを比較する。中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信したデータが過去に自機が送信したデータではないと判断し、受信したデータを無線通信部３２から上位の中継器３ｂに宛てて送信させる（ステップＳ１３）。また中継器３ａのＭＣＵ３０は、中継器３ｂに送信したデータを、送信先の中継器３ｂに対応したログエリアに保存する。

中継器３ｂのＭＣＵ３０は、中継器３ａから送信された信号を受信すると（ステップＳ２１）、中継器３ａと同様に、図４のフローチャートにしたがって、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ２２）。この判断処理は中継器３ａと同様であるので詳細な説明は省略するが、中継器３ｂのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータを、中継器３ａに対応して設けたログエリア内のデータと比較する。ここで、中継器３ｂのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータと同じデータがログエリアには存在しないことから、過去に自機が送信したデータではないと判断し、受信したデータを無線通信部３２から上位の中継器３ｃに宛てて送信させる（ステップＳ２３）。また中継器３ｂのＭＣＵ３０は、中継器３ｃに送信したデータを、送信先の中継器３ｃに対応したログエリアに保存する。

中継器３ｂから送信された信号は、送信先である中継器３ｃの無線通信部３２によって受信されるとともに（ステップＳ４１）、通信圏内にある中継器３ａの無線通信部３２によっても受信される（ステップＳ１４）。中継器３ａ，３ｃのＭＣＵ３０は、それぞれ、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ１５，Ｓ４２）。

ステップＳ１５において、中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータが、中継器３ｂに対応して設けたログエリア内のデータと一致することから、受信したデータが過去に自機が送信したデータであると判断し、データ送信は行わない（ステップＳ１６）。すなわち、中継器３ａのＭＣＵ３０は、過去に自機が送信した信号が上位の中継器３ｂによって中継送信されるのを受信することによって、自機が送信した信号が中継器３ｂによって受信されたと判断する。よって、上位の中継器３ｂは、下位の中継器３ａからの信号を受信した際に、中継器３ａに対してＡＣＫ信号を返信しないですむから、信号の送信回数を減らして、電力消費を抑制することができる。なお、下位の中継器３ａのＭＣＵ３０は、ステップＳ１３で信号を送信した時点から所定時間内に、同じ信号が上位の中継器３ｂによって送信されるのを受信できなければ、信号送信に失敗したと判断して信号の再送処理を行うようにしてもよい。

ステップＳ４２において、中継器３ｃのＭＣＵ３０は、中継器３ｂと同様、図４のフローチャートにしたがって、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う。この判断処理は中継器３ａと同様であるので詳細な説明は省略するが、中継器３ｃのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータを、中継器３ｂに対応して設けたログエリア内のデータと比較する。ここで、中継器３ｃのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータと同じデータがログエリアには存在しないことから、過去に自機が送信したデータではないと判断し、受信したデータを無線通信部３２から親機２へ送信させる（ステップＳ４３）。また中継器３ｃのＭＣＵ３０は、親機２に送信したデータを、送信先の親機２に対応したログエリアに保存する。

中継器３ｃから送信された信号は、送信先である親機２の無線通信部２２によって受信されるとともに（ステップＳ５１）、通信圏内にある中継器３ｂの無線通信部３２によっても受信される（ステップＳ２４）。中継器３ｂのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータを、中継器３ｃに対応したログエリア内のデータと比較することによって、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ２５）。中継器３ｂのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータがログエリア内のデータと一致することから、受信したデータが過去に自機が送信したデータであると判断し、受信したデータの送信は行わない（ステップＳ２６）。なお、中継器３ｂのＭＣＵ３０は、ステップＳ２３で信号を送信した時点から所定時間内に、同じ信号が上位の中継器３ｃによって送信されるのを受信できなければ、信号送信に失敗したと判断して信号の再送処理を行うようにしてもよい。

親機２のＭＣＵ２０は、無線通信部２２が子機１からの信号を受信すると、子機１に宛てたＡＣＫ信号を含む送信信号を図６のフレーム構成で作成し、無線通信部２２から中継器３ｃへ送信させる（ステップＳ５２）。親機２から子機１に宛てて送信されるＡＣＫ信号には、子機１から親機２に宛てて送信された測定データは含まれず、送信元が親機２であることを示すアドレス情報（例えば親機２のアドレス情報など）のみが付加されている。したがって、ＡＣＫ信号のデータ長を、子機１から親機２に宛てて送信された信号のデータ長よりも短くでき、送信信号が占有する時間が短くなるから、信号の衝突が起こりにくくなる。

また、親機２のＭＣＵ２０は、ＡＣＫ信号を返信した後、子機１から受信した測定データを記憶部２１に保存する（ステップＳ５３）。そして、親機２のＭＣＵ２０は、所定の時間間隔（例えば３０分間隔）で、記憶部２１に蓄積した測定データを有線通信部２４からサーバ４へ送信させる（ステップＳ５４）。

親機２から送信された信号は、送信先の中継器３ｃによって受信される（ステップＳ４４）。中継器３ｃのＭＣＵ３０は、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ４５）。中継器３ｃのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータが、親機２に対応して設けられたログエリア内のデータと一致しないことから、受信したデータが過去に自機が送信したデータではないと判断する。このとき、中継器３ｃのＭＣＵ３０は、受信したデータを無線通信部３２から中継器３ｂに宛てて送信させるとともに（ステップＳ４６）、中継器３ｂに送信したデータを、送信先の中継器３ｂに対応したログエリアに保存する。

ステップＳ４６において中継器３ｃから送信された信号は、送信先である中継器３ｂの無線通信部３２によって受信される（ステップＳ２７）。中継器３ｂのＭＣＵ３０は、図４のフローチャートにしたがって、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ２８）。この場合、中継器３ｂのＭＣＵ３０は、受信したデータが、過去に自機が送信したデータではないと判断し、無線通信部３２から中継器３ａに宛てて送信させる（ステップＳ２９）。また、中継器３ｂのＭＣＵ３０は、中継器３ａに送信したデータを、送信先の中継器３ａに対応したログエリアに保存する。

中継器３ｂから送信された信号は、送信先である中継器３ａの無線通信部３２によって受信されるとともに（ステップＳ１７）、通信圏内にある中継器３ｃの無線通信部３２によっても受信される（ステップＳ４７）。中継器３ａ，３ｃのＭＣＵ３０は、それぞれ、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ１８，Ｓ４８）。

ステップＳ４８において、中継器３ｃのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータと、送信元である中継器３ｂに対応したログエリア内のデータとを比較する。ここで、中継器３ｃのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータがログエリア内のデータと一致することから、受信したデータが過去に自機が送信したデータであると判断し、受信したデータの送信は行わない（ステップＳ４９）。なお、中継器３ｃのＭＣＵ３０は、ステップＳ４６で信号を送信した時点から所定時間内に、同じ信号が中継器３ｂによって送信されるのを受信できなければ、信号送信に失敗したと判断して信号の再送処理を行ってもよい。

ステップＳ１８において、中継器３ａのＭＣＵ３０は、図４のフローチャートにしたがって、受信バッファのデータを中継器３ｂに対応したログエリア内のデータと照合することで、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かを判断する。この場合、中継器３ａのＭＣＵ３０は、受信したデータが、過去に自機が送信したデータではないと判断し、無線通信部３２から子機１宛てに送信させる（ステップＳ１９）。また、中継器３ａのＭＣＵ３０は、子機１に宛てて送信したデータを、子機１に対応して設けたログエリアに保存する。

ステップＳ１９において、中継器３ａから送信された信号は、子機１の無線通信部１３と、通信圏内にある中継器３ｂの無線通信部３２とによって受信される（ステップＳ３０，Ｓ３）。中継器３ｂのＭＣＵ３０は、無線通信部３２が受信した信号が、過去に送信した信号であるか否かの判断を行う（ステップＳ３１）。中継器３ｂのＭＣＵ３０は、受信バッファのデータが、送信元の中継器３ａに対応したログエリア内のデータと一致することから、受信したデータが過去に自機が送信したデータであると判断し、受信したデータの送信は行わない（ステップＳ３２）。なお、中継器３ｂのＭＣＵ３０は、ステップＳ２８で信号を送信した時点から所定時間内に、同じ信号が中継器３ａによって送信されるのを受信できなければ、信号送信に失敗したと判断して信号を再送してもよい。

ステップＳ３において子機１の無線通信部２２が親機２からのＡＣＫ信号を受信すると、子機１のＭＣＵ１０は、自機が送信した信号が親機２によって受信されたと判断する。なお、子機１のＭＣＵ１０は、ステップＳ２で信号を送信した時点から所定の待ち時間が経過するまでの間に、親機２からＡＣＫ信号を受信できなければ、信号送信に失敗したと判断し、ステップＳ２で送信した信号を再送する。

以上説明したように、本実施形態の無線通信システムは、データの送信元である子機１（第１のノード）と、データの送信先である親機２（第２のノード）と、子機１と親機２との間での無線通信を中継する複数台の中継器３（第３のノード）とを備える。各々の中継器３は、無線通信部３２（通信部）と、記憶部３１と、ＭＣＵ３０（判断部）とを備える。無線通信部３２は、アンテナ３３を介して無線通信を行う。記憶部３１は、無線通信部３２が受信したデータを一時的に保存する受信バッファ、及び、他の中継器３のそれぞれに対応して設けられ、それぞれ対応する中継器３に宛てて送信したデータを少なくとも保存するログエリアを有する。判断部たるＭＣＵ３０は、他の中継器３から送信されたデータを無線通信部３２が受信した際に、受信バッファ内のデータと、送信元である他の中継器３に対応した前記ログエリア内のデータを照合する。ＭＣＵ３０は、前記受信バッファ内のデータが前記ログエリア内のデータと一致すれば、無線通信部３２が過去に送信したデータが、他の中継器３によって受信されたと判断する。

このように、中継器３のＭＣＵ３０は、過去に自機が送信した信号が他の中継器３によって中継送信されるのを受信することによって、自機が送信した信号が他の中継器３によって受信されたと判断しているから、他の中継器３はＡＣＫ信号を返信する必要が無い。したがって、中継器３がＡＣＫ信号を返信する場合に比べて、信号の送信回数が減り、電力消費を抑制することができる。しかも、記憶部３１には、他の中継器３の各々に対応してログエリアが設けられ、各ログエリアには、無線通信部３２から送信したデータの履歴が少なくとも保存されている。中継器３のＭＣＵ３０は、受信バッファのデータを、送信元である他の中継器３に対応したログエリア内のデータと照合することで、過去に自機が送信した信号が他の中継器３で受信されたか否かを判断している。したがって、過去に自機が送信した信号が他の中継器３で受信されたか否かの判断が、受信バッファのデータをログエリアのデータと照合する１回の処理で済むので、判断の処理を簡略化して、ＭＣＵ３０の処理量を低減することができる。さらに、ログエリアは他の中継器３のそれぞれに対応して設けられているので、各ログエリアに保存されたデータの量を少なくでき、受信バッファ内のデータを、ログエリア内のデータと照合する処理を短時間に行うことができる。

本実施形態の無線通信システムにおいて、中継器３の記憶部３１に、子機１、親機２、及び他の中継器３のＩＤ情報が登録されるデータベースが設けられることも好ましい。判断部たるＭＣＵ３０は、無線通信部３２がデータを受信した際に、受信バッファに保存されたデータの送信元のＩＤ情報が前記データベースに登録されているか否かを判断する。そして、ＭＣＵ３２は、登録済みと判断すると、対応するログエリア内のデータと前記受信バッファに保存されたデータとを照合すればよい。

これにより、受信バッファに保存されたデータの送信元のＩＤ情報が前記データベースに登録されていなければ、過去に自機が送信した信号ではないと判断できるので、ＭＣＵ３０の処理量を低減することができる。

本実施形態の無線通信システムにおいて、判断部たるＭＣＵ３０は、無線通信部３２がデータを受信した際に、受信バッファに保存されたデータの送信元のＩＤ情報が前記データベースに登録されているか否かを判断する。そして、ＭＣＵ３２は、未登録と判断すると、未登録と判断された送信元のＩＤ情報を前記データベースに登録し、未登録と判断された送信元に対応する前記ログエリアを記憶部３１に設け、前記ログエリアに前記受信バッファ内のデータを保存することも好ましい。

これにより、中継器３が新たに追加された場合でも、追加された中継器３のＩＤ情報をデータベースに登録し、この中継器３に対応して設けられたログエリアに受信したデータを記憶させることができる。

本実施形態の無線通信システムにおいて、判断部たるＭＣＵ３０は、前記データベースに前記ＩＤ情報が登録されたノードのうち、無線通信部３２との間で通信が所定時間以上行われていないノードの前記ＩＤ情報を前記データベースから削除することも好ましい。

これにより、使用されなくなったノードのデータが記憶部３１から削除されるから、記憶部３１の記憶容量を節約でき、小容量のメモリを使用することができる。

また本実施形態の無線通信システムにおいて、前記データベースには、前記ＩＤ情報が登録されたノードとの間で前記通信部が行う無線通信に関する情報は登録されず、前記ＩＤ情報のみが登録されることも好ましい。

このように、無線通信に関する情報（例えば使用する周波数チャンネルやグループなど）はデータベースに登録されていないから、記憶部３１の記憶容量を小さくでき、記憶部３１に小容量のメモリを使用することができる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、判断部たるＭＣＵ３０は、対応する前記ログエリアが記憶部３１に設けられたノードのうち、無線通信部３２との間で通信が所定時間以上行われていないノードの前記ログエリアを記憶部３１から削除することも好ましい。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、親機２が、中継器３を経由して子機１から送信された前記データを受信した場合、前記データを受信したことを示すＡＣＫ信号に、前記データを含めずに送信することも好ましい。

これにより、親機２が、ＡＣＫ信号に前記データを含めた場合に比べて、ＡＣＫ信号のデータ長を短くでき、送信信号が占有する時間が短くなるから、信号の衝突が起こりにくくなる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、前記データには、前記データの送信順序を示すシーケンス番号が少なくとも付加され、前記受信バッファ及び前記ログエリアには、前記データと対応付けて前記シーケンス番号が保存されることも好ましい。そして、中継器３のＭＣＵ３０（判断部）は、前記データに付加された前記シーケンス情報をもとに、前記受信バッファ内のデータが前記ログエリア内のデータと一致するか否かを判断すればよい。

これにより、中継器３のＭＣＵ３０は、シーケンス番号によりユニーク性を確保したデータ構成で、受信バッファのデータとログエリアのデータとを照合することができる。

なお、図３のフローチャートで説明した中継処理では、親機２が子機１からの信号を受信すると子機１宛てにＡＣＫ信号を返信しているが、親機２から返信されたＡＣＫ信号を中継器３ｃ、３ｂ、３ａが中継する処理を省略することも可能である。すなわち、ステップＳ１３において中継器３ａから中継器３ｂに送信される信号は、中継器３ａの通信圏内にある子機１によっても受信される。したがって、子機１は、中継器３ａから中継器３ｂに送信される信号を受信することによって、自機がステップＳ２で送信した信号が中継器３ａで受信されたことを確認できる。よって、子機１がステップＳ２で信号を送信してから所定時間内に、中継器３ａから中継器３ｂに送信される信号を受信できなければ、子機１は、中継器３ａへのデータ送信が失敗したと判断して、信号の再送処理を行う。これにより、子機１から中継器３ａに確実に信号を送信できる。また、中継器３ａ，３ｂ，３ｃにおいても、上位の中継器にデータを送信してから所定時間内に、上位の中継器からさらに上位の中継器又は親機２にデータが送信されるのを受信できなければ、送信データの再送処理を行うようにする。これにより、子機１から送信された信号は親機２に確実に中継されるから、親機２がステップＳ５２で返信したＡＣＫ信号を中継器３ｃ、３ｂ、３ａが中継して子機１まで送信する必要が無くなる。したがって、中継器３ｃはステップＳ４５で判断処理を行った結果、自機が送信した信号が親機２で受信されたと判断すれば、中継器３ｂにＡＣＫ信号を返信する処理を行わず、ステップＳ４６以降の処理は行われなくなるから、電力消費をさらに低減できる。

また、本発明の精神と範囲に反することなしに、広範に異なる実施形態を構成することができることは明白なので、この発明は、特定の実施形態に制約されるものではない。

１子機（第１のノード）
２親機（第２のノード）
３，３ａ〜３ｃ中継器（第３のノード）
４サーバ
３０ＭＣＵ（判断部）
３１記憶部
３２無線通信部（通信部）
３３アンテナ

Claims

データの送信元である第１のノードと、
データの送信先である第２のノードと、
前記第１のノードと前記第２のノードとの間での無線通信を中継する複数台の第３のノードとを備え、
各々の前記第３のノードは、
アンテナを介して無線通信を行う通信部と、
前記通信部が受信したデータを一時的に保存する受信バッファ、及び、他の前記第３のノードのそれぞれに対応して設けられそれぞれ対応する前記第３のノードに宛てて送信したデータを少なくとも保存するログエリアを備えた記憶部と、
他の前記第３のノードから送信されたデータを前記通信部が受信した際に、前記受信バッファ内のデータと、送信元である他の前記第３のノードに対応した前記ログエリア内のデータを照合し、前記受信バッファ内のデータが前記ログエリア内のデータと一致すれば、前記通信部が過去に送信したデータが他の前記第３のノードに受信されたと判断する判断部とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
前記記憶部には、前記第１のノード、前記第２のノード、及び他の前記第３のノードのＩＤ情報が登録されるデータベースが設けられ、
前記判断部は、前記通信部がデータを受信した際に、前記受信バッファに保存されたデータの送信元のＩＤ情報が前記データベースに登録されているか否かを判断し、
前記判断部は、登録済みと判断すると、対応するログエリア内のデータと前記受信バッファに保存されたデータとを照合することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
前記判断部は、前記通信部がデータを受信した際に、前記受信バッファに保存されたデータの送信元のＩＤ情報が前記データベースに登録されているか否かを判断し、
前記判断部は、未登録と判断すると、未登録と判断された送信元のＩＤ情報を前記データベースに登録し、未登録と判断された送信元に対応する前記ログエリアを前記記憶部に設け、前記ログエリアに前記受信バッファ内のデータを保存することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
前記判断部は、前記データベースに前記ＩＤ情報が登録されたノードのうち、前記通信部との間で通信が所定時間以上行われていないノードの前記ＩＤ情報を前記データベースから削除することを特徴とする請求項２又は３の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記データベースには、前記ＩＤ情報が登録されたノードとの間で前記通信部が行う無線通信に関する情報は登録されず、前記ＩＤ情報のみが登録されたことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記判断部は、対応する前記ログエリアが前記記憶部に設けられたノードのうち、前記通信部との間で通信が所定時間以上行われていないノードの前記ログエリアを前記記憶部から削除することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記第２のノードは、前記第３のノードを経由して前記第１のノードから送信された前記データを受信した場合、前記データを受信したことを示すＡＣＫ信号に、前記データを含めずに送信することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記データには、前記データの送信順序を示すシーケンス番号が少なくとも付加され、
前記受信バッファ及び前記ログエリアには、前記データと対応付けて前記シーケンス番号が保存されており、
前記判断部は、前記データに付加された前記シーケンス番号をもとに、前記受信バッファ内のデータが前記ログエリア内のデータと一致するか否かを判断することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の無線通信システム。