JP2015186150A - 通信端末 - Google Patents

Abstract

【課題】送信周期や通信環境に合わせて、電力消費を効率良く抑制できる通信端末を提供する。【解決手段】基地局４０を介してコンピュータ５０にデータを送信する通信端末２０であって、第１待機モードと第２待機モードとに切り替え可能であり、基地局４０との通信接続に要する第１所要時間を計測するステップと、コンピュータ５０との通信接続に要する第２所要時間を計測するステップと、データの送信に要する第３所要時間を計測するステップと、コンピュータ５０との通信接続の切断に要する第４所要時間を計測するステップと、基地局４０との通信接続の切断に要する第５所要時間を計測するステップと、送信周期と第１所要時間と第２所要時間と第３所要時間と第４所要時間と第５所要時間とに基づいて、第１待機モードと第２待機モードとのうちの一方を選択するステップと、を含む手順に従って、待機モードの選択を行う。【選択図】図１

Description

本発明は、通信端末に関し、特に、基地局を介して通信端末からコンピュータにデータを定期的に送信する通信端末に関する。

通信端末と、通信端末と無線通信可能な基地局と、基地局とネットワーク等を介して通信接続されたコンピュータと、を備え、基地局を介して通信端末からコンピュータにデータを送信する通信システムが実用化されている。そして、近年、このような通信システムの通信端末を気温や湿度等のデータを検出するセンサ等と接続し、センサが検出したデータを基地局を介してコンピュータに送信するセンサネットワークシステムが提案されている。

このような通信システムの通信端末は、配置の容易さや移動性や小型化等を考慮して電池によって駆動されることが多い。その場合、メンテナンスの容易さの観点から電池交換の頻度は少ない方が良い。そのため、電力消費を抑制できる通信端末が求められている。このような通信端末としては、特許文献１に係るセンサ（通信端末）等が提案されている。図９は、特許文献１に係るセンサ２０３の構成を示す説明図である。

センサ２０３は、センシング機能と無線通信機能とを有したセンサモジールである。センサ２０３は、図９に示すように、タイマ部２１１と起動部２１２と計測部２１３と通信部２１４とスリープ設定部２１５と記憶部２１６とを有している。

タイマー部２１１は、所定の時刻になると起動部２１２に信号を出力している。起動部２１２は、タイマ部２１１からの信号に対応して、センサ２０３をスリープ状態からアクティブ状態へと移行させている。アクティブ状態は、通信可能な状態（通信機能を起動させた状態）である。スリープ状態は、通信不可能でアクティブ状態より消費電流が少ない状態（通信機能の少なくとも一部を停止させた状態）である。

計測部２１３は、気温や湿度等の計測を行い、計測値と計測時刻とを含む計測データを通信部２１４に出力している。通信部２１４は、外部の基地局又は中継機と通信接続し、図示しない基地局又は中継機を介して、コンピュータに計測データを送信している。スリープ設定部２１５は、センサ２０３をスリープ状態にするスリープ期間を決定している。そして、起動部２１２は、スリープ設定部２１５から信号を受け取ると、センサ２０３をアクティブ状態からスリープ状態へと移行させている。

センサ２０３は、このようにして、定期的に気温や湿度等の計測を行うと共に、基地局又は中継機を介して、コンピュータに計測データを送信している。そして、計測データを送信してから基地局又は中継機からのレスポンスを受信するまでの間、センサ２０３は、スリープ状態となり、アクティブ状態となる時間を削減して電力消費を抑制している。

特開２０１２−２３６６８号公報

このような通信端末は、基地局との通信接続を維持して待機する場合、基地局から定期的に送信されるビーコン信号を受信するビーコン受信機能と、基地局との通信接続用の情報を記憶する情報記憶機能と、を含む一部の通信機能を作動させておく必要が有る。

このような一部の通信機能を作動させて待機する場合、通信端末と基地局との通信接続を切断し、全ての通信機能を停止させて待機する場合と比較して、待機時の電力消費量（使用する電力に時間を掛けた値の合計）が多くなる。一方、基地局との通信接続を切断して待機する場合、データ送信を行う度に通信端末と基地局との通信接続と通信接続の切断とを行う必要が有る。その場合、通信端末と基地局との通信接続を維持する場合と比較して、データ送信時の電力消費量が多くなる。そのため、データを送信する送信周期が短い場合は、基地局との通信接続を維持して待機する方が、通信端末の電力消費を抑制し易くなり、送信周期が長い場合は、基地局との通信接続を切断して待機する方が、通信端末の電力消費を抑制し易くなる。

また、データ送信時には、全ての通信機能を作動させ、通信端末と基地局との間で頻繁に無線信号の送受信を行うため、データ送信に要する時間が長くなる程、データ送信時の電力消費量が多くなる。そして、データ送信に要する時間は、通信端末と基地局との通信接続や通信接続の切断に要する時間が長くなる程長くなる。通信端末と基地局との通信接続や通信接続の切断に要する時間は、通信端末付近の電波環境等に起因する通信端末と基地局との通信環境によって変化し易い。

このような理由により、通信端末の電力消費を抑制するのに最適な待機時の動作条件は、データ送信の送信周期や通信端末付近の電波環境等の通信環境によって異なる場合が有る。それに対して、通信端末の待機時の動作条件が一定であった場合、送信周期や通信環境に合わせて待機時の動作条件を最適化できず、その結果、通信端末の電力消費を効率良く抑制することができなくなる。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、送信周期や通信環境に合わせて、電力消費を効率良く抑制できる通信端末を提供することにある。

この課題を解決するために、請求項１に記載の通信端末は、基地局との無線通信による通信接続が可能であると共に、前記基地局と通信接続されたコンピュータとも通信接続が可能であり、前記基地局を介して前記コンピュータに定期的にデータを送信する通信端末であって、前記データを送信しない待機時の待機モードを、前記基地局との通信接続を切断して待機する第１待機モードと、前記基地局との通信接続を維持して待機する第２待機モードと、に切り替え可能であり、前記基地局との通信接続に要する第１所要時間を計測する第１のステップと、前記コンピュータとの通信接続に要する第２所要時間を計測する第２のステップと、前記コンピュータへの前記データの送信に要する第３所要時間を計測する第３のステップと、前記コンピュータとの通信接続の切断に要する第４所要時間を計測する第４のステップと、前記基地局との通信接続の切断に要する第５所要時間を計測する第５のステップと、前記データを送信する送信周期と前記第１所要時間と前記第２所要時間と前記第３所要時間と前記第４所要時間と前記第５所要時間とに基づいて、前記第１待機モードと前記第２待機モードとのうちの一方を選択する第６のステップと、を含む手順に従って、前記待機モードの選択を行うことを特徴とする。

この構成の通信端末は、待機時の待機モードを、基地局との通信接続を切断して待機する第１待機モードと、基地局との通信接続を維持して待機する第２待機モードと、に切り替え可能である。そのため、第１待機モードと第２待機モードとの切り替えによって、待機時の動作条件を最適化することができる。

しかも、この構成の通信端末は、第１のステップから第５のステップまでの手順に従って、基地局との通信接続に要する第１所要時間と、コンピュータとの通信接続に要する第２所要時間と、コンピュータへのデータの送信に要する第３所要時間と、コンピュータとの通信接続の切断に要する第４所要時間と、基地局との通信接続の切断に要する第５所要時間と、を計測している。そして、通信端末は、データを送信する送信周期と第１所要時間と第２所要時間と第３所要時間と第４所要時間と第５所要時間とに基づいて、第１待機モードと第２待機モードとのうちの一方を選択している。そのため、送信周期や通信環境が異なる場合でも、送信周期と第１所要時間と第２所要時間と第３所要時間と第４所要時間と第５所要時間とに基づいて、待機時の動作条件を最適化することができる。その結果、この構成の通信端末では、送信周期や通信環境に合わせて、通信端末の電力消費を効率良く抑制することができる。

請求項２に記載の通信端末は、前記基地局から送信されるビーコン信号を受信するビーコン受信機能と、前記基地局との通信接続用の情報を記憶する情報記憶機能と、を有し、前記第１待機モードでは、前記ビーコン受信機能と前記情報記憶機能とを停止させ、前記第２待機モードでは、前記ビーコン受信機能と前記情報記憶機能とを作動させることを特徴とする。

通信端末と基地局との通信接続を維持して待機する場合、通信端末は、待機中でも、基地局から送信されるビーコン信号を受信するビーコン受信機能と、基地局との通信接続用の情報を記憶する情報記憶機能と、を含む一部の通信機能を作動させておく必要が有る。一方、基地局との通信接続を切断して待機する場合、ビーコン受信機能と情報記憶機能とは不要となる。そのため、待機中にこれらの機能を作動させたのでは、無駄な電力を消費することになる。

それに対して、この構成の通信端末は、基地局との通信接続を切断して待機する第１待機モードでは、ビーコン受信機能と情報記憶機能とを停止させ、基地局との通信接続を維持して待機する第２待機モードでは、ビーコン受信機能と情報記憶機能とを作動させている。そのため、基地局との通信接続状態に合わせて、待機時の電力消費量を最適化することができる。その結果、通信端末の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

請求項３に記載の通信端末は、前記第２待機モードでは、前記コンピュータとの通信接続を切断することを特徴とする。

通信端末とコンピュータとの通信接続を維持して長時間待機する場合、通信端末とコンピュータとの通信接続を維持するか否かを判断するために、待機時でも通信端末とコンピュータとの間の通信を定期的に行う場合が多い。そのため、送信周期が長い場合には、通信端末とコンピュータとの通信接続を維持して待機すると、待機時の電力消費を増加させる要因となる。一方、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とに要する時間が短い環境では、データ送信を行う度に通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とを繰り返しても、大電力を使用する時間を短くすることができ、データ送信時の電力消費量を抑制し易い。そのため、送信周期が長く、且つ、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とに要する時間が短い環境では、基地局との通信接続を維持して待機していても、通信端末とコンピュータとの通信接続を切断した方が、通信端末とコンピュータとの通信接続を維持するよりも、通信端末の電力消費量を抑制し易い。

それに対して、この構成の通信端末は、基地局との通信接続を維持して待機する第２待機モードでは、コンピュータとの通信接続を切断している。そのため、送信周期が長く、且つ、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とに要する時間が短い環境において、通信端末の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

請求項４に記載の通信端末は、前記第２待機モードでは、前記コンピュータとの通信接続を維持することを特徴とする。

送信周期が短い場合には、通信端末とコンピュータとの通信接続を維持して待機しても、通信端末の電力消費全体に対する待機時の電力消費の影響を少なくすることができる。一方、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とに要する時間が長い環境では、データ送信を行う度に、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とを繰り返すと、長時間大電力を使用することになり、通信端末の電力消費が増加し易い。そのため、送信周期が短く、且つ、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とに要する時間が長い環境で、基地局との通信接続を維持して待機している場合には、通信端末とコンピュータとの通信接続も維持した方が、データ送信を行う度に、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とを繰り返すよりも、通信端末の電力消費を抑制し易い。

それに対して、この構成の通信端末は、基地局との通信接続を維持して待機する第２待機モードでは、コンピュータとの通信接続を維持している。そのため、送信周期が短く、且つ、通信端末とコンピュータとの通信接続と通信接続の切断とに要する時間が長い環境において、通信端末の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

請求項５に記載の通信端末は、前記基地局との通信接続と通信接続の切断とを定期的に行い、前記第１のステップから前記第６のステップまでの手順に従って、前記待機モードの見直しを行うことを特徴とする。

通信端末と基地局との通信環境が時間によって変化し易い環境では、通信端末の最適な動作条件も時間によって変化する。それに対して、この構成の通信端末は、基地局との通信接続と通信接続の切断とを定期的に行い、第１のステップから第６のステップまでの手順に従って、待機モードの見直しを行っている。そのため、通信環境が時間によって変化しても、それに合わせて、待機時の動作条件を最適化することができる。その結果、この構成の通信端末では、通信環境が時間によって変化し易い環境において、通信端末の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

請求項６に記載の通信端末は、前記データの検出を行うセンサと接続され、前記センサが検出した前記データを、前記コンピュータに定期的に送信することを特徴とする。

この構成の通信端末は、データの検出を行うセンサと接続され、センサが検出したデータを、コンピュータに定期的に送信している。このように、通信端末とセンサとを組み合わせることによって、通信端末の電力消費量が少ないセンサネットワークを構築することができる。

本発明によれば、送信周期や通信環境に合わせて、電力消費を効率良く抑制できる通信端末を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る通信端末２０の構成を示す説明図である。 図１に示す通信端末２０の動作に関する第１の説明図である。 図１に示す通信端末２０の動作に関する第２の説明図である。 図１に示す通信端末２０の待機モードの選択手順を示すフローチャートである。 図１に示す通信端末２０のデータ送信の手順を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る通信端末１２０の構成を示す説明図である。 図６に示す通信端末１２０の動作に関する説明図である。 図６に示す通信端末１２０のデータ送信の手順を示すフローチャートである。 特許文献１に係るセンサ２０３の構成を示す説明図である。

［第１実施形態］
以下、本考案の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る通信端末２０の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る通信端末２０の構成を示す説明図である。図１（ａ）は、通信端末２０を用いた通信システム１の構成を示し、図１（ｂ）は、通信端末２０の構成を示している。

本発明の実施形態に係る通信システム１は、センサから送信される気温や湿度等のデータを管理するセンサネットワーク等に使用される。通信システム１は、図１に示すように、センサ１０と通信端末２０と基地局４０とコンピュータ５０とを備えている。センサ１０と通信端末２０とは、互いに接続されてセンサモジュール３０を構成している。通信端末２０と基地局４０とは、無線通信によって通信接続することができる。基地局４０とコンピュータ５０とは、有線又は無線のネットワークを介して通信接続されている。そして、通信端末２０とコンピュータ５０とは、基地局４０を介して通信接続することができる。

センサ１０は、温度センサや湿度センサ等を有した検出装置であり、通信端末２０の周辺の気温や湿度等のデータを検出している。センサ１０が検出したデータは通信端末２０に伝達される。

通信端末２０は、無線ＬＡＮ等の通信規格に対応した通信端末である。通信端末２０は、センサ１０が検出したデータを、基地局４０を介してコンピュータ５０に定期的に送信している。通信端末２０は、図１に示すように、通信部２１と記憶部２２と計時部２３と制御部２４とを有している。

通信部２１は、無線ＬＡＮ等の通信規格に対応した通信回路である。通信部２１は、通信部２１に接続された通信アンテナ２１ａを用いて、基地局４０から送信された無線信号を受信すると共に、基地局４０に無線信号を送信している。通信部２１が送受信する無線信号としては、２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯の周波数の無線信号が使用される。センサ１０が検出したデータは、無線信号の変調成分として通信部２１から送信される。

記憶部２２は、ＲＡＭ等の記憶用の半導体を有した回路である。記憶部２２は、基地局４０との通信接続用の情報やコンピュータ５０との通信接続用の情報や認証用の暗号情報等を記憶している。基地局４０との通信接続用の情報には、通信接続する基地局４０の固有情報や通信プロトコル等が含まれる。コンピュータ５０との通信接続用の情報には、通信接続するコンピュータ５０の固有情報や通信プロトコル等が含まれる。

計時部２３は、タイマ機能を有した回路である。計時部２３は、各種の時間の計測や管理に用いられる。

制御部２４は、ＣＰＵ等の制御用の半導体を有した回路である。制御部２４は、通信部２１と記憶部２２と計時部２３とを制御している。また、制御部２４は、計時部２３から各種の時間に関する情報を入手し、入手した情報に基づいて各種の判断を行っている。

基地局４０は、無線ＬＡＮ等の通信規格に対応したアクセスポイントと呼ばれる基地局である。前述したように、通信端末２０と基地局４０とは、無線通信によって通信接続することができる。図示しないが、基地局４０は、所定のエリア内に複数配置されている。そして、複数の基地局４０のうち、最も通信端末２０との通信環境の良い基地局４０が、通信端末２０と通信接続される。

コンピュータ５０は、データ管理用のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）である。前述したように、基地局４０とコンピュータ５０とは、有線又は無線のネットワークを介して通信接続されている。そして、通信端末２０とコンピュータ５０とは、基地局４０を介して通信接続することができる。そして、コンピュータ５０は、通信端末２０から定期的に送信されるデータを、基地局４０を介して入手している。

次に、通信端末２０の動作について、図２及び図３を用いて説明する。図２は、図１に示す通信端末２０の動作に関する第１の説明図である。図２（ａ）は、待機モードが第１待機モードである場合の通信端末２０の動作タイミングと通信端末２０が必要とする電力との関係を模式的に示している。図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるデータ送信時の動作タイミングをより詳しく示している。図２において、横軸は時間であり、縦軸は電力である。図３は、図１に示す通信端末２０の動作に関する第２の説明図である。図３（ａ）は、待機モードが第２待機モードである場合の通信端末２０の動作タイミングと通信端末２０が必要とする電力との関係を模式的に示している。図３（ｂ）は、図３（ａ）におけるデータ送信時の動作タイミングをより詳しく示している。図３において、横軸は時間であり、縦軸は電力である。

通信端末２０は、データ送信モードと第１待機モードと第２待機モードという３つの動作モードに切り替え可能となっている。データ送信モードは、データ送信を行うデータ送信時の動作モードである。第１待機モードと第２待機モードとは、データ送信を行わない待機時の動作モード（以下、待機モードと略称）である。第１待機モードは、基地局４０との通信接続を切断して待機する場合の待機モードである。第２待機モードは、基地局４０との通信接続を維持して待機する場合の待機モードである。

データ送信モードでは、通信端末２０は、全ての通信機能を作動させる。そして、通信端末２０は、基地局４０と通信接続され、コンピュータ５０とも通信接続された状態となる。第１待機モードからデータ送信モードに切り替わる場合には、通信端末２０は、基地局４０との通信接続を行った後に、コンピュータ５０との通信接続を行う。第２待機モードからデータ送信モードに切り替わる場合には、通信端末２０は、コンピュータ５０との通信接続のみを行う。

尚、データ送信時には、全ての通信機能を作動させ、頻繁に無線信号の送受信を行うので、大電力を必要とする。データ送信時に必要な電力は、通信端末２０の回路構成や通信端末２０と基地局４０との通信環境等によって変化するが、平均で数百ｍＷ程度の電力が必要となる。以下、データ送信時に必要な平均の電力を送信電力Ｐａとして説明を進める。

第１待機モードでは、通信端末２０は、基地局４０との通信接続とコンピュータ５０との通信接続とを切断した状態となる。そして、通信端末２０は、全ての通信機能を停止させて待機する。データ送信モードから第１待機モードに切り替わる場合には、コンピュータ５０との通信接続が切断されると共に、基地局４０との通信接続も切断される。そして、全ての通信機能を停止させて待機する。尚、第１待機モードで待機する場合、全ての通信機能を停止させるので、待機時に必要な電力（以下、待機電力と略称）はほぼ０となる。

第２待機モードでは、通信端末２０は、コンピュータ５０との通信接続を切断し、基地局４０との通信接続を維持した状態となる。データ送信モードから第２待機モードに切り替わる場合には、コンピュータ５０との通信接続は切断されるが、基地局４０との通信接続は維持される。そして、基地局４０との通信接続を維持するための一部の通信機能を作動させて待機する。

第２待機モードで作動させる一部の通信機能には、ビーコン受信機能と情報記憶機能とが含まれる。ビーコン受信機能は、基地局４０から定期的に送信されるビーコン信号を受信するための機能である。ビーコン信号は、基地局４０の固有情報や通信プロトコル等の通信接続用の情報を含む信号である。情報記憶機能等は、基地局４０の固有情報や通信プロトコル等の通信接続用の情報を記憶する機能である。尚、これらの一部の通信機能を作動させておくためには、数ｍＷ程度の待機電力が必要となる。以下、第２待機モードで待機する場合の待機電力をＰｓとして説明を進める。

図２及び図３に示すように、通信端末２０は、定期的に待機モードからデータ送信モードに切り替わって、コンピュータ５０にデータを送信し、データ送信が完了した後に、再びデータ送信モードから待機モードに切り替わって、次回にデータ送信を行うまで待機する。

以下、通信端末２０がデータ送信を行う周期を送信周期Ｔ、通信端末２０が待機モードからデータ送信モードに切り替わってコンピュータにデータを送信し、再び待機モードに戻るまでに要する時間をデータ送信時間ｔａ、通信端末２０がデータを送信しないで待機する時間を待機時間ｔｓとして説明を進める。また、通信端末２０と基地局４０との通信接続に要する時間を第１所要時間ｔａ１、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続に要する時間を第２所要時間ｔａ２、通信端末２０からコンピュータ５０へのデータ送信に要する時間を第３所要時間ｔａ３、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続の切断に要する時間を第４所要時間ｔａ４、通信端末２０と基地局４０との通信接続の切断に要する時間を第５所要時間ｔａ５、として説明を進める。

送信周期Ｔは、通信端末２０の使用条件に合わせて適宜設定される。例えば、短い期間で気温や湿度を細かく管理する場合には、送信周期Ｔは数十秒程度に設定され、長い期間で気温や湿度を管理する場合には、送信周期Ｔは、数分から数時間程度に設定される。尚、本実施形態では、通信端末２０は、送信周期Ｔが比較的長い場合を想定した通信端末となっている。

データ送信時間ｔａは、待機モードが第１待機モードであるか第２待機モードであるかによって異なる。待機モードが第１待機モードである場合、データ送信時間ｔａは、図２に示すように、第１所要時間ｔａ１と第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４と第５所要時間ｔａ５とを足し合わせた時間となる。待機モードが第２待機モードである場合、データ送信時間ｔａは、図３に示すように、第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４とを足し合わせた時間となる。待機時間ｔｓは、送信周期Ｔからデータ送信時間ｔａを差し引いた時間となる。

通信端末２０の送信周期Ｔ当りの電力消費量（電力に時間を掛けた値の合計）は、送信電力Ｐａにデータ送信時間ｔａを掛けた値と待機電力（０又はＰｓ）に待機時間ｔｓを掛けた値を足し合わせた値となる。そして、データ送信時間ｔａの長さや、待機時間ｔｓの長さや、待機モードが第１待機モードであるか第２待機モードであるか等の動作条件によって、通信端末２０の送信周期Ｔ当りの電力消費量が異なってくる。

そのため、データ送信時間ｔａや待機時間ｔｓに基づいて、第１待機モードと第２待機モードとのうちのどちらか一方を選択し、待機時の動作条件を最適化する必要がある。以下、通信端末２０の送信周期Ｔ当りの電力消費量を、通信端末２０の電力消費量と略称し、通信端末２０の送信周期Ｔ当りの電力消費量を引き下げることを、通信端末２０の電力消費を抑制すると略称する。

次に、通信端末２０の待機モードの選択方法について、図４を用いて説明する。図４は、図１に示す通信端末２０の待機モードの選択手順を示すフローチャートである。

図４に示すように、まず、第１のステップであるステップＳａ１では、通信端末２０が、基地局４０と通信接続し、と基地局４０との通信接続に要する第１所要時間を計測する。次に、第２のステップであるステップＳａ２では、通信端末２０が、コンピュータ５０と通信接続し、コンピュータ５０との通信接続に要する第２所要時間ｔａ２を計測する。

次に、第３のステップであるステップＳａ３では、通信端末２０が、コンピュータ５０に計測用の試験データを送信し、コンピュータ５０へのデータ送信に要する第３所要時間ｔａ３を計測する。次に、第４のステップであるステップＳａ４では、通信端末２０が、コンピュータ５０との通信接続を切断し、コンピュータ５０との通信接続の切断に要する第４所要時間ｔａ４を計測する。

次に、第５のステップであるステップＳａ５では、通信端末２０が、基地局４０との通信接続を切断し、基地局４０との通信接続の切断に要する第５所要時間ｔａ５を計測する。

次に、第６のステップであるステップＳａ６では、通信端末２０が、送信周期Ｔと第１所要時間ｔａ１と第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４と第５所要時間ｔａ５とに基づいて、第１待機モードと第２待機モードとのうちの一方を選択している。

ステップＳａ６では、通信端末２０は、送信周期Ｔと第１所要時間ｔａ１と第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４と第５所要時間ｔａ５とから、データ送信時間ｔａと待機時間ｔｓとを算出している。そして、通信端末２０は、算出したデータ送信時間ｔａと待機時間ｔｓとに基づいて、待機モードが第１待機モードである場合と、待機モードが第２待機モードである場合とで、通信端末２０の電力消費量の予測値をそれぞれ算出している。

待機モードが第１待機モードである場合、通信端末２０の電力消費量の予測値は、送信電力Ｐａ×データ送信時間ｔａとなる。データ送信時間ｔａの予測値は、第１所要時間ｔａ１＋第２所要時間ｔａ２＋第３所要時間ｔａ３＋第４所要時間ｔａ４＋第５所要時間ｔａ５となる。待機時間ｔｓの予測値は、送信周期Ｔ−データ送信時間ｔａとなる。

待機モードが第２待機モードである場合、通信端末２０の電力消費量の予測値は、送信電力Ｐａ×データ送信時間ｔａ＋待機電力Ｐｓ×待機時間ｔｓとなる。データ送信時間ｔａの予測値は、第２所要時間ｔａ２＋第３所要時間ｔａ３＋第４所要時間ｔａ４となり、待機モードが第１待機モードである場合よりも短くなる。待機時間ｔｓの予測値は、送信周期Ｔ−データ送信時間ｔａとなり、待機モードが第１待機モードである場合よりも長くなる。

そして、通信端末２０は、算出した電力消費量の予測値に基づいて、待機モードが第１待機モードである場合と、待機モードが第２待機モードである場合とで、どちらが通信端末２０の電力消費を抑制できるか、すなわち、どちらが通信端末２０の電力消費量を少なくすることができるかを判定している。そして、通信端末２０は、第１待機モードと第２待機モードとのうちから、通信端末２０の電力消費を抑制できる方を待機モードとして選択している。

次に、ステップＳａ７では、通信端末２０が、自身の動作モードをステップＳａ６において選択した待機モードに設定する。選択した待機モードが第１待機モードである場合、通信端末２０は、基地局４０との通信接続を切断した状態に設定し、全ての通信機能を停止させる。選択した待機モードが第２待機モードである場合、通信端末２０は、基地局４０との通信接続がなされた状態に設定し、前述した一部の通信機能を作動させる。

通信端末２０は、このように、第１のステップから第５のステップまでに示す手順に従って、第１所要時間ｔａ１と第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４と第５所要時間ｔａ５とを計測し、第６のステップに示す手順に従って、待機モードの選択を行っている。

次に、通信端末２０からコンピュータ５０へのデータ送信の手順について、図５を用いて説明する。図５は、図１に示す通信端末２０のデータ送信の手順を示すフローチャートである。

図５に示すように、まず、ステップＳｂ１では、通信端末２０が、所定の手順に従って待機モードの選択を行う。通信端末２０は、図４に示す第１のステップから第５のステップまでに示す手順に従って、第１所要時間ｔａ１と第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４と第５所要時間ｔａ５とを計測し、第６のステップに示す手順に従って、待機モードの選択を行う。そして、通信端末２０は、自身の動作状態を選択された待機モードの状態に設定する。

次に、ステップＳｂ２では、通信端末２０が、所定の時間待機する。待機モードが第１待機モードである場合、通信端末２０が、基地局４０との通信接続を切断し、全ての通信機能を停止させて待機する。待機モードが第２待機モードである場合、通信端末２０が、基地局４０との通信接続を維持し、一部の通信機能を作動させて待機する。そして、ステップＳｂ３に移動する。

次に、ステップＳｂ３では、通信端末２０が、選択した待機モードが第１待機モードか第２待機モードかに基づく判断を行う。選択した待機モードが第１待機モードである場合、ステップＳｂ４に移動する。選択した待機モードが第２待機モードである場合、ステップＳｂ６に移動する。

ステップＳｂ４では、通信端末２０が、第１待機モードからデータ送信モードに切り替わり、全ての通信機能を作動させる。次に、ステップＳｂ５では、基地局４０との通信接続を行う。そして、ステップＳｂ７に移動する。

ステップＳｂ６では、通信端末２０が、第２待機モードからデータ送信モードに切り替わり、全ての通信機能を作動させる。そして、ステップＳｂ７に移動する。尚、第２待機モードでは、基地局４０との通信接続は維持されているので、改めて基地局４０との通信接続を行う必要は無い。

次に、ステップＳｂ７では、通信端末２０が、コンピュータ５０との通信接続を行う。次に、ステップＳｂ８では、通信端末２０が、コンピュータ５０に所定のデータを送信する。次に、ステップＳｂ９では、通信端末２０が、コンピュータ５０との通信接続を切断する。

次に、ステップＳｂ１０では、通信端末２０が、選択した待機モードが第１待機モードか第２待機モードかに基づく判断を行う。選択した待機モードが第１待機モードである場合、ステップＳｂ１１に移動する。選択した待機モードが第２待機モードである場合、ステップＳｂ１３に移動する。

ステップＳｂ１１では、通信端末２０が、基地局４０との通信接続を切断する。次に、ステップＳｂ１２では、通信端末２０が、全ての通信機能を停止させる。そして、ステップＳｂ１５に移動する。

ステップＳｂ１３では、通信端末２０が、基地局４０との通信接続を維持する。次に、ステップＳｂ１４では、通信端末２０が、前述した一部の通信機能を作動させ、他の通信機能を停止させる。そして、ステップＳｂ１５に移動する。

次に、ステップＳｂ１５では、通信端末２０が、待機モードの見直しが必要か否かに基づく判断を行う。待機モードの見直しが不要と判断した場合、ステップＳｂ２に戻り、ステップＳｂ２からの手順を繰り返す。待機モードの見直しが必要と判断した場合、ステップＳｂ１に戻り、ステップＳｂ１からの手順を繰り返す。通信端末２０は、このような手順に従って、コンピュータ５０へのデータ送信を行っている

尚、前述したように、ステップＳｂ１では、通信端末２０は、図４に示す手順に従って、各種の所要時間の計測と待機モードの選択とを行っている。そのため、データ送信を複数回行う毎にステップＳｂ１に戻ることによって、定期的に待機モードの見直しを行うことができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の通信端末２０は、待機時の待機モードを、基地局４０との通信接続を切断して待機する第１待機モードと、基地局４０との通信接続を維持して待機する第２待機モードと、に切り替え可能である。そのため、第１待機モードと第２待機モードとの切り替えによって、待機時の動作条件を最適化することができる。

しかも、通信端末２０は、図４に示す第１のステップから第５のステップまでの手順に従って、基地局４０との通信接続に要する第１所要時間ｔａ１と、コンピュータ５０との通信接続に要する第２所要時間ｔａ２と、コンピュータ５０へのデータの送信に要する第３所要時間ｔａ３と、コンピュータ５０との通信接続の切断に要する第４所要時間ｔａ４と、基地局４０との通信接続の切断に要する第５所要時間ｔａ５と、を計測している。そして、データを送信する送信周期Ｔと第１所要時間ｔａ１と第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４と第５所要時間ｔａ５とに基づいて、第１待機モードと第２待機モードとのうちの一方を選択している。

そのため、送信周期Ｔや通信環境が異なる場合でも、送信周期Ｔと第１所要時間ｔａ１と第２所要時間ｔａ２と第３所要時間ｔａ３と第４所要時間ｔａ４と第５所要時間ｔａ５とに基づいて、待機時の動作条件を最適化することができる。その結果、通信端末２０では、送信周期Ｔや通信環境に合わせて、通信端末２０の電力消費を効率良く抑制することができる。

また、本実施形態の通信端末２０では、基地局４０との通信接続を維持して待機する場合、基地局４０から定期的に送信されるビーコン信号を受信するビーコン受信機能と、基地局４０との通信接続用の情報を記憶する情報記憶機能と、を含む一部の通信機能を作動させておく必要が有る。一方、基地局４０との通信接続を切断して待機する場合、ビーコン受信機能と情報記憶機能とは不要となる。そのため、待機中にこれらの機能を作動させたのでは、無駄な電力を消費することになる。

それに対して、本実施形態の通信端末２０は、基地局４０との通信接続を切断して待機する第１待機モードでは、ビーコン受信機能と情報記憶機能とを停止させ、基地局４０との通信接続を維持して待機する第２待機モードでは、ビーコン受信機能と情報記憶機能とを作動させている。そのため、基地局４０との通信接続状態に合わせて、待機時の電力消費量を最適化することができる。その結果、通信端末２０の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

また、本実施形態の通信端末２０では、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続を維持して長時間待機する場合、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続を維持するか否かを判断するために、待機時でも通信端末２０とコンピュータ５０との間の通信を定期的に行う場合が多い。そのため、送信周期Ｔが長い場合には、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続を維持して待機すると、待機時の電力消費量を増加させる要因となる。一方、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とに要する時間が短い環境では、データ送信を行う度に通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とを繰り返しても、大電力を使用する時間を短くすることができ、データ送信時の電力消費量を抑制し易い。そのため、送信周期Ｔが長く、且つ、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とに要する時間が短い環境では、基地局４０との通信接続を維持して待機していても、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続を切断した方が、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続を維持するよりも、通信端末２０の電力消費を抑制し易い。

それに対して、本実施形態の通信端末２０は、基地局４０との通信接続を維持して待機する第２待機モードでは、コンピュータ５０との通信接続を切断している。そのため、送信周期Ｔが長く、且つ、通信端末２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とに要する時間が短い環境において、通信端末２０の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

また、本実施形態の通信端末２０では、通信端末２０と基地局４０との通信環境が時間によって変化し易い環境では、通信端末２０の最適な動作条件も時間によって変化する。それに対して、本実施形態の通信端末２０は、基地局４０との通信接続と通信接続の切断とを定期的に行い、第１のステップから第６のステップまでの手順に従って、待機モードの見直しを行っている。そのため、通信環境が時間によって変化しても、それに合わせて、待機時の動作条件を最適化することができる。その結果、通信端末２０では、通信環境が時間によって変化し易い環境において、通信端末２０の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

また、本実施形態の通信端末２０は、データの検出を行うセンサ１０と接続され、センサ１０が検出したデータを、コンピュータ５０に定期的に送信している。このように、通信端末２０とセンサ１０とを組み合わせることによって、通信端末２０の電力消費量が少ないセンサネットワークを構築することができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。

まず、本発明の第２実施形態に係る通信端末１２０の構成について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る通信端末１２０の構成を示す説明図である。図６（ａ）は、通信端末１２０を用いた通信システム１０１の構成を示し、図６（ｂ）は、通信端末１２０の構成を示している。

本発明の実施形態に係る通信システム１０１は、図６に示すように、第１実施形態に係る通信システム１の通信端末２０が通信端末１２０に置き換わったものである。通信端末１２０の構成は、第１実施形態に係る通信端末２０と同じ構成である。但し、通信端末１２０は、送信周期Ｔが比較的短い場合を想定した通信端末であり、待機時の動作状態が通信端末２０とは弱冠異なる。

次に、通信端末１２０の動作について、図７を用いて説明する。図７は、図６に示す通信端末１２０の動作に関する第２の説明図である。図７（ａ）は、待機モードが第２待機モードである場合の通信端末１２０の動作タイミングと通信端末１２０が必要とする電力との関係を模式的に示している。図７（ｂ）は、図７（ａ）におけるデータ送信時の動作タイミングをより詳しく示している。

通信端末１２０は、通信端末２０と同様に、データ送信モードと第１待機モードと第２待機モードという３つの動作モードに切り替え可能となっている。データ送信モードは、データ送信を行うデータ送信時の動作モードである。第１待機モードは、基地局４０との通信接続を切断して待機する場合の待機モードである。第２待機モードは、基地局４０との通信接続を維持して待機する場合の待機モードである。

但し、図７に示すように、通信端末１２０は、第２待機モードでは、基地局４０との通信接続を維持するだけでなく、コンピュータ５０との通信接続も維持して待機する。そして、通信端末１２０が第２待機モードにおいて作動させる一部の通信機能には、ビーコン受信機能や情報記憶機能に加えて、コンピュータ５０から送信される信号を基地局４０を介して受信する機能や、コンピュータ５０から送信された信号に対応した応答信号を基地局４０を介してコンピュータ５０に送信する機能等も含まれている。

尚、待機モードが第２待機モードである場合、データ送信時間ｔａは、図７に示すように、第３所要時間ｔａ３と同じ時間となり、コンピュータ５０との通信接続を切断して待機する場合と比較して、データ送信時間ｔａは更に短くなる。

待機モードが第２待機モードである場合の、通信端末１２０の電力消費量の予測値は、
第１実施形態と同様に、送信電力Ｐａ×データ送信時間ｔａ＋待機電力Ｐｓ×待機時間ｔｓとなるが、データ送信時間ｔａの予測値は、第１実施形態での予測値よりも更に短くなる。一方、待機時間ｔｓの予測値は、第１実施形態での予測値よりも更に長くなる。

次に、通信端末２０からコンピュータ５０へのデータ送信の手順について、図８を用いて説明する。図８は、図６に示す通信端末１２０のデータ送信の手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、まず、ステップＳｃ１では、通信端末１２０が、所定の手順に従って待機モードの選択を行う。通信端末１２０は、第１実施形態の通信端末２０と同様に、図４に示す手順に従って、各種の所要時間の計測と待機モードの選択とを行っている。但し、前述したように、本実施形態では、第１実施形態と比較して、データ送信時間ｔａの予測値が更に短くなり、待機時間ｔｓの予測値が更に長くなる。そのため、待機時の最適な動作条件が第１実施形態と異なってくる。

次に、ステップＳｃ２では、通信端末１２０が、所定の時間待機する。待機モードが第１待機モードである場合、通信端末１２０が、基地局４０との通信接続を切断し、全ての通信機能を停止させて待機する。待機モードが第２待機モードである場合、通信端末１２０が、基地局４０との通信接続を維持し、一部の通信機能を作動させて待機する。そして、ステップＳｃ３に移動する。

次に、ステップＳｃ３では、通信端末１２０が、選択した待機モードが第１待機モードか第２待機モードかに基づく判断を行う。選択した待機モードが第１待機モードである場合、ステップＳｃ４に移動する。選択した待機モードが第２待機モードである場合、ステップＳｃ７に移動する。

ステップＳｃ４では、通信端末１２０が、第１待機モードからデータ送信モードに切り替わり、全ての通信機能を作動させる。次に、ステップＳｃ５では、通信端末１２０が、基地局４０との通信接続を行う。次に、ステップＳｃ６では、通信端末１２０が、コンピュータ５０との通信接続を行う。そして、ステップＳｃ８に移動する。

ステップＳｃ７では、通信端末１２０が、第２待機モードからデータ送信モードに切り替わり、全ての通信機能を作動させる。そして、ステップＳｃ８に移動する。尚、第２待機モードでは、基地局４０との通信接続とコンピュータ５０との通信接続とは維持されているので、改めて基地局４０との通信接続やコンピュータ５０との通信接続を行う必要は無い。

次に、ステップＳｃ８では、通信端末１２０が、コンピュータ５０に所定のデータを送信する。次に、ステップＳｃ９では、通信端末１２０が、選択した待機モードが第１待機モードか第２待機モードかに基づく判断を行う。選択した待機モードが第１待機モードである場合、ステップＳｃ１０に移動する。選択した待機モードが第２待機モードである場合、ステップＳｃ１３に移動する。

ステップＳｃ１０では、通信端末１２０が、コンピュータ５０との通信接続を切断する。次に、ステップＳｃ１１では、通信端末１２０が、基地局４０との通信接続を切断する。次に、ステップＳｃ１２では、通信端末１２０が、全ての通信機能を停止させる。そして、ステップＳｃ１６に移動する。

ステップＳｃ１３では、通信端末１２０が、コンピュータ５０との通信接続を維持する。次に、ステップＳｃ１４では、通信端末１２０が、基地局４０との通信接続を維持する。次に、ステップＳｃ１５では、通信端末１２０が、一部の通信機能を作動させ、他の通信機能を停止させる。そして、ステップＳｃ１６に移動する。

次に、ステップＳｃ１６では、通信端末１２０が、待機モードの見直しが必要か否かに基づく判断を行う。待機モードの見直しが不要と判断した場合、ステップＳｃ２に戻り、ステップＳｃ２からの手順を繰り返す。待機モードの見直しが必要と判断した場合、ステップＳｃ１に戻り、ステップＳｃ１からの手順を繰り返す。通信端末１２０は、このような手順に従って、コンピュータ５０へのデータ送信を行っている。

尚、前述したように、ステップＳｃ１では、通信端末１２０は、図４に示す手順に従って、各種の所要時間の計測と待機モードの選択とを行っている。そのため、データ送信を複数回行う毎にステップＳｃ１に戻ることによって、定期的に待機モードの見直しを行うことができる。

次に、本実施形態の効果について説明する。尚、本実施形態では、第１実施形態と異なる効果についてのみ説明する。

本実施形態の通信端末１２０では、送信周期Ｔが短い場合には、通信端末１２０とコンピュータ５０との通信接続を維持して待機しても、通信端末１２０の電力消費量全体に対する待機時の電力消費量を少なくすることができる。一方、通信端末１２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とに要する時間が長い環境では、データ送信を行う度に、通信端末１２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とを繰り返すと、長時間大電力を使用することになり、データ送信時の電力消費量が増加し易い。そのため、送信周期Ｔが短く、且つ、通信端末１２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とに要する時間が長い環境で、基地局４０との通信接続を維持して待機している場合には、通信端末１２０とコンピュータ５０との通信接続も維持した方が、データ送信を行う度に通信端末１２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とを繰り返すよりも、通信端末１２０の電力消費を抑制し易い。

それに対して、本実施形態の通信端末１２０は、基地局４０との通信接続を維持して待機する第２待機モードでは、コンピュータ５０との通信接続を維持している。そのため、送信周期Ｔが短く、且つ、通信端末１２０とコンピュータ５０との通信接続と通信接続の切断とに要する時間が長い環境において、通信端末２０の電力消費を更に効率良く抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。

例えば、本発明の実施形態において、センサ１０が検出するデータは、気温や湿度以外のデータでも構わない。また、通信端末２０は、センサ１０から伝達されたデータ以外のデータをコンピュータ５０に送信しても構わない。

また、本発明の実施形態において、通信端末２０や通信端末１２０は、無線ＬＡＮ以外の規格に対応した通信端末であっても構わない。また、送受信する無線信号は、前述した以外の周波数の無線信号であっても構わない。また、基地局４０が対応する規格は、通信端末２０が対応する規格に合わせて適宜変更しても構わない。

また、本発明の実施形態において、コンピュータ５０は、パーソナルコンピュータ以外の装置であっても構わない。例えば、コンピュータ５０は、携帯情報端末やタブレットＰＣや大型コンピュータ等であっても構わない。また、コンピュータ５０は、コンピュータとしての機能を有した専用の計測機等であっても構わない。

また、本発明の実施形態において、送信周期Ｔが比較的短い場合や、通信環境が時間によって変化しない環境で通信端末２０や通信端末１２０を使用する場合には、通信端末２０や通信端末１２０は、定期的に待機モードの見直しを行わなくても構わない。逆に、送信周期Ｔが比較的長い場合や、通信環境が時間によって変化し易い環境で通信端末２０や通信端末１２０を使用する場合には、通信端末２０や通信端末１２０は、データ送信を行う度に待機モードの見直しを行っても構わない。

１ 通信システム
１０ センサ
２０ 通信端末
２１ 通信部
２１ａ 通信アンテナ
２２ 記憶部
２３ 計時部
２４ 制御部
３０ センサモジュール
４０ 基地局
５０ コンピュータ
１０１ 通信システム
１２０ 通信端末

Claims (6)

1. 基地局との無線通信による通信接続が可能であると共に、
   前記基地局と通信接続されたコンピュータとも通信接続が可能であり、
   前記基地局を介して前記コンピュータに定期的にデータを送信する通信端末であって、
   前記データを送信しない待機時の待機モードを、
   前記基地局との通信接続を切断して待機する第１待機モードと、
   前記基地局との通信接続を維持して待機する第２待機モードと、
   に切り替え可能であり、
   前記基地局との通信接続に要する第１所要時間を計測する第１のステップと、
   前記コンピュータとの通信接続に要する第２所要時間を計測する第２のステップと、
   前記コンピュータへの前記データの送信に要する第３所要時間を計測する第３のステップと、
   前記コンピュータとの通信接続の切断に要する第４所要時間を計測する第４のステップと、
   前記基地局との通信接続の切断に要する第５所要時間を計測する第５のステップと、
   前記データを送信する送信周期と前記第１所要時間と前記第２所要時間と前記第３所要時間と前記第４所要時間と前記第５所要時間とに基づいて、前記第１待機モードと前記第２待機モードとのうちの一方を選択する第６のステップと、
   を含む手順に従って、
   前記待機モードの選択を行うことを特徴とする通信端末。
2. 前記基地局から送信されるビーコン信号を受信するビーコン受信機能と、
   前記基地局との通信接続用の情報を記憶する情報記憶機能と、を有し、
   前記第１待機モードでは、
   前記ビーコン受信機能と前記情報記憶機能とを停止させ、
   前記第２待機モードでは、
   前記ビーコン受信機能と前記情報記憶機能とを作動させることを特徴とする、
   請求項１に記載の通信端末。
3. 前記第２待機モードでは、
   前記コンピュータとの通信接続を切断することを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の通信端末。
4. 前記第２待機モードでは、
   前記コンピュータとの通信接続を維持することを特徴とする、
   請求項１又は請求項２に記載の通信端末。
5. 前記基地局との通信接続と通信接続の切断とを定期的に行い、
   前記第１のステップから前記第６のステップまでの手順に従って、
   前記待機モードの見直しを行うことを特徴とする、
   請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の通信端末。
6. 前記データの検出を行うセンサと接続され、
   前記センサが検出した前記データを、
   前記コンピュータに定期的に送信することを特徴とする、
   請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の通信端末。