JP2017130753A - 通信装置及び通信システム - Google Patents
通信装置及び通信システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017130753A JP2017130753A JP2016008003A JP2016008003A JP2017130753A JP 2017130753 A JP2017130753 A JP 2017130753A JP 2016008003 A JP2016008003 A JP 2016008003A JP 2016008003 A JP2016008003 A JP 2016008003A JP 2017130753 A JP2017130753 A JP 2017130753A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- unit
- communication
- control unit
- hops
- slave
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Selective Calling Equipment (AREA)
- Mobile Radio Communication Systems (AREA)
Abstract
【課題】通信の輻そうを低減することができる通信装置及び通信システムを提供する。
【解決手段】通信装置(子機2)は、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備える。通信部201は、親機11との間で、直接又は複数台の子機2のうちの一部の子機2を介してパケットを伝送するマルチホップ通信を行う。制御部203は、親機11との間の経路情報を取得している定常状態で親機11までのホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させる。制御部203は、制御部203の起動時に不揮発性メモリ202からホップ数を読み出し、起動時からホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を通信部201から送信させる。制御部203は、ホップ数が大きいほど待機時間を長くする。
【選択図】図2
【解決手段】通信装置(子機2)は、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備える。通信部201は、親機11との間で、直接又は複数台の子機2のうちの一部の子機2を介してパケットを伝送するマルチホップ通信を行う。制御部203は、親機11との間の経路情報を取得している定常状態で親機11までのホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させる。制御部203は、制御部203の起動時に不揮発性メモリ202からホップ数を読み出し、起動時からホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を通信部201から送信させる。制御部203は、ホップ数が大きいほど待機時間を長くする。
【選択図】図2
Description
本発明は、通信装置及び通信システムに関する。
従来、1台の親機と複数台の子機とを備え、親機と子機との間でマルチホップ通信を行うマルチホップ通信ネットワークがあった(例えば特許文献1参照)。
ここで、ネットワークに新規に参入する子機は、親機との間で通信ルートを確立するために、親機、又は、ネットワークに既に参入している他の子機から、通信ルート、通信品質などの情報を含むルーティングパケットを取得する必要がある。そこで、新規参入する子機は、ビーコン要求をブロードキャスト送信する。このビーコン要求を受信した親機および他の子機は、ビーコン応答をブロードキャスト送信する。新規参入する子機は、ビーコン応答を受信すると、このビーコン応答の送信元との間で、通信ルート、通信品質などの情報を含むルーティングパケットの送受信を行い、通信ルートを構築する。
なお、新規参入する子機は、ビーコン要求が衝突しないように、新規参入する他の子機から送信されたビーコン要求を受信した場合、ビーコン要求を送信するまでの待機時間を延ばしている。
ところで、ネットワークに未参入の子機が、他の子機からのビーコン要求を受信した場合、ネットワークに未参入の子機は、ビーコン要求に対するビーコン応答を返送しない。例えば停電後に電源が復旧するなどして複数台の子機が一斉に起動した場合に、ホップ数が小さい子機がネットワークに参入していなければ、ホップ数が大きい子機は、ビーコン要求を送信しても、ホップ数が小さい子機からビーコン応答を受信できない。そのため、無駄なビーコン要求が送信されることになり、通信の輻そうが発生しやすいという問題があった。
本発明は上記課題に鑑みてなされ、通信の輻そうを低減することができる通信装置及び通信システムを提供することを目的とする。
本発明の一態様の通信装置は、親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備えた通信システムに、前記子機として用いられる通信装置であって、通信部と、不揮発性メモリと、制御部とを備え、前記通信部は、前記親機との間で、直接又は前記複数台の子機のうちの一部の子機を介して前記パケットを伝送するマルチホップ通信を行い、前記制御部は、前記親機との間の経路情報を取得している定常状態で前記親機までのホップ数を前記不揮発性メモリに記憶させ、前記制御部は、前記制御部の起動時に前記不揮発性メモリから前記ホップ数を読み出し、前記起動時から前記ホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を前記通信部から送信させており、前記制御部は、前記ホップ数が大きいほど前記待機時間を長くする。
本発明の一態様の通信システムは、親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備え、前記複数台の子機のうちの一部の子機は、前記複数台の子機のうちの他の少なくとも1台の子機を介して前記親機との間で前記パケットを伝送するマルチホップ通信を行っており、前記複数台の子機のそれぞれは、通信部と、不揮発性メモリと、制御部とを備え、前記制御部は、前記親機との間の経路情報を取得している定常状態で前記親機までのホップ数を前記不揮発性メモリに記憶させ、前記制御部は、前記制御部の起動時に前記不揮発性メモリから前記ホップ数を読み出し、前記起動時から前記ホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を前記通信部から送信させており、前記制御部は、前記ホップ数が大きいほど前記待機時間を長くする。
本発明の一態様の通信装置によれば、通信の輻そうを低減することができる。
本発明の一態様の通信システムによれば、通信の輻そうを低減することができる。
(実施形態)
以下の実施形態は、通信装置及び通信システムに関し、特に、マルチホップ通信を行う通信装置及び通信システムに関する。
以下の実施形態は、通信装置及び通信システムに関し、特に、マルチホップ通信を行う通信装置及び通信システムに関する。
(1)概要
図1に示すように、本実施形態に係る通信システム1は、1台の親機11と、複数台の子機21,22,23,24とを備えている。以下、複数台の子機21〜24の各々を特に区別しない場合には「子機2」という。
図1に示すように、本実施形態に係る通信システム1は、1台の親機11と、複数台の子機21,22,23,24とを備えている。以下、複数台の子機21〜24の各々を特に区別しない場合には「子機2」という。
本実施形態の通信装置は、親機11と、親機11との間でパケットを伝送する複数台の子機2とを備えた通信システム1において子機2として用いられる。すなわち、子機2が本実施形態の通信装置である。通信装置(子機2)は、図2Aに示すように、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備える。通信部201は、親機11との間で、直接又は複数台の子機2のうちの一部の子機2を介してパケットを伝送するマルチホップ通信を行う。制御部203は、親機11との間の経路情報を取得している定常状態で親機11までのホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させる。制御部203は、起動時に不揮発性メモリ202からホップ数を読み出し、起動時からホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を通信部201から送信させている。制御部203は、ホップ数が多いほど待機時間を長くしている。
また、本実施形態の通信システム1は、親機11と、親機11との間でパケットを伝送する複数台の子機2とを備える。複数台の子機2のうちの一部の子機2は、複数台の子機2のうちの他の少なくとも1台の子機2を介して親機11との間でパケットを伝送するマルチホップ通信を行っている。複数台の子機2のそれぞれは、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備える。制御部203は、親機11との間の経路情報を取得している定常状態で親機11までのホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させる。制御部203は、起動時に不揮発性メモリ202からホップ数を読み出し、起動時からホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を通信部201から送信させている。そして、制御部203は、ホップ数が大きいほど待機時間を長くしている。
複数台の子機2が一斉に起動した場合に、ホップ数が小さい子機2と親機11との通信経路が確立していなければ、ホップ数が大きい子機2がビーコン要求を送信しても、ビーコン要求に対するビーコン応答は送信されない。そのため、ホップ数が大きい子機2から送信されたビーコン要求が無駄になり、通信の輻そうが発生する可能性がある。本実施形態の子機2(通信装置)では、複数台の子機2が一斉に起動した場合に、ホップ数が小さい子機2は、ホップ数が大きい子機2よりも先にビーコン要求を送信するから、親機11との間の通信経路を先に確立することができる。したがって、ホップ数が大きい子機2がビーコン要求を送信する場合、ホップ数が小さい子機2は通信経路が確立している可能性が高くなり、ビーコン要求の送信が無駄にならず、通信の輻そうを低減することができる。
(2)詳細
以下、本実施形態の通信装置(子機2)、及びそれを用いる通信システム1について図面を参照して詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
以下、本実施形態の通信装置(子機2)、及びそれを用いる通信システム1について図面を参照して詳しく説明する。ただし、以下に説明する構成は本発明の一例にすぎない。本発明は、以下の実施形態に限定されず、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。
(2.1)構成
本実施形態の通信システム1は、親機11と、複数台の子機2とを備えている。この通信システム1は、例えば複数の住宅で構成される住宅群で用いられる。このような住宅群は、所定範囲ごと(例えば、半径500mごと)に構成されている。住宅群には親機11が設置されており、複数の住宅の各々に子機2が設置されている。
本実施形態の通信システム1は、親機11と、複数台の子機2とを備えている。この通信システム1は、例えば複数の住宅で構成される住宅群で用いられる。このような住宅群は、所定範囲ごと(例えば、半径500mごと)に構成されている。住宅群には親機11が設置されており、複数の住宅の各々に子機2が設置されている。
子機2は、この子機2が設置された住宅に関する所定情報を、親機11に宛てて、電波を伝送媒体として用いた無線通信により送信する機能を有する。親機11は、各住宅に関する所定情報を複数の子機2から無線で取得し、取得した所定情報を、図示しない上位の管理装置へ光ファイバ回線等を用いて送信する機能を有する。例えば、親機11は、各住宅における電力使用量、ガス使用量、水道使用量等の検針情報を、子機2から取得することによって、遠隔検針システムを構成できる。
この場合、子機2は、例えばスマートメータのように、住宅での電力使用量を計測する計測機能を持ったメータ装置に用いられる。つまり、メータ装置は、電力使用量等を計測する計測モジュール(図示せず)と、子機2とを、1つの筐体内に備えている。メータ装置は、計測モジュールの計測結果(検針情報)を、親機11であるコンセントレータに子機2から送信する。
このように、本実施形態では、供給事業者から電力、ガス、水等の資源の供給を受ける需要家施設(customer’s facility)に設置された通信装置を子機2として用いる通信システムを例示する。資源の供給を受ける需要家施設は戸建て住宅に限らず、例えば集合住宅の各住戸、店舗、工場、オフィスなどであってもよい。また、親機11が、あらかじめ設定された所定情報を子機2との間で伝送することによって、通信システム1は、各住宅内の機器の状態を監視する遠隔監視システム、各住宅内の機器の状態を制御する遠隔制御システム等を構成することも可能である。
なお、この通信システム1では、親機11および子機2は、マルチホップ通信により無線信号を互いに送信あるいは受信している。すなわち、通信システム1では、親機11と各子機2との間で直接的又は間接的に通信が行われ、親機11と直接通信できない子機2は、通信可能な距離にある他の子機2がパケットを中継する中継器として機能することで、親機11との間で通信を行う。
図2Aは、本実施形態に係る通信装置(子機2)の機能を示すブロック図である。図2Aでは、複数台の子機21〜24のうち任意の1台の子機2を例に通信装置を説明する。つまり、複数台の子機21〜24には、同一の構成の通信装置が用いられている。
子機2は、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備えている。なお、本実施形態では、子機2は、スマートメータなどのメータ装置に用いられるため、計測モジュールから検針情報を取得するためのインタフェースを更に備えている。
通信部201はマルチホップ通信を行う。通信部201は、親機11との間で、直接又は他の子機2を介してパケットの伝送(送信および受信)を行う。通信部201は、無線局の免許が不要な近距離の無線通信方式(例えば特定小電力無線方式)で、電波を媒体とした無線通信を行う通信モジュールを備えている。
不揮発性メモリ202は、電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリである。電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリは、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)や、フラッシュメモリなどである。不揮発性メモリ202は、親機11までのホップ数の情報を記憶する。また、不揮発性メモリ202は、マルチホップ通信のための経路制御に用いる経路情報を記憶する。また、不揮発性メモリ202は、周辺台数の情報も記憶する。ここにおいて、周辺台数とは、複数台の子機2のうち直接通信可能な子機2の台数から決定した台数である。本実施形態では、周辺台数は、直接通信可能な子機2の台数である。また、不揮発性メモリ202は、例えば親機11によって割り当てられた個別の識別番号を記憶している。親機11は、ネットワークに参入してきた子機2に対して、ネットワーク内で個々の子機2を識別するための識別番号を割り当てる。図1において子機21〜24のそれぞれを示す円内の数字は、子機21〜24のそれぞれに割り当てられた識別番号を示している。すなわち、子機21の識別番号は「1」、子機22の識別番号は「2」、子機23の識別番号は「3」、子機24の識別番号は「4」である。
制御部203は、マイコン(マイクロコンピュータ)を主構成としている。マイコンが、ROM(Read Only Memory)に記憶されているプログラムを実行することによって、制御部203の機能が実現される。このプログラムは、通信装置の工場出荷時にあらかじめROMに記憶されていてもよいし、メモリカードなどの記憶媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。
次に、親機11の構成を図2Bに基づいて説明する。
親機11は、通信部111と、記憶部112と、制御部113とを備える。
通信部111はマルチホップ通信を行う。通信部111は、子機2との間でパケットの伝送(送信および受信)を行う。通信部111は、子機2と同じ通信方式で、電波を媒体とした無線通信を行う通信モジュールを備えている。
記憶部112は、ROMなどの不揮発性のメモリ、EEPROMなどの電気的に書き換え可能な不揮発性のメモリ、RAM(Random Access Memory)などの揮発性のメモリからなる。記憶部112は、ネットワークに参入している子機2の経路情報、ホップ数などの情報を記憶する。記憶部112は、制御部113が実行するプログラムを記憶している。
制御部113は、マイコン(マイクロコンピュータ)を主構成としている。マイコンが記憶部112に記憶されているプログラムを実行することにより、親機11の機能が実現される。このプログラムは、親機11の工場出荷時にあらかじめ記憶部112に記憶されていてもよいし、メモリカードなどの記憶媒体に記録されて提供されてもよいし、電気通信回線を通して提供されてもよい。
(2.2)動作
本実施形態の通信システム1の動作を図3に基づいて説明する。
本実施形態の通信システム1の動作を図3に基づいて説明する。
本実施形態の通信システム1は、図1に示すように、親機11と、複数台の子機2とで構成されている。定常状態では、複数台の子機2の各々と親機11との間の通信経路が確定している。親機11の記憶部112には、複数台の子機2のそれぞれについて、経路情報、ホップ数、識別番号などの情報が記憶されている。また、複数台の子機2の各々では、親機11との間の通信経路を示す経路情報やホップ数の情報が不揮発性メモリ202に記憶されている。この定常状態において、親機11の制御部113は、複数台の子機2のそれぞれに宛てて、送信先の子機2のホップ数と識別番号の情報を含むパケットを通信部111から送信させる。
子機2の通信部201が、親機11から送信されたパケットを受信すると、制御部203は、パケットの送信先アドレスが自機のアドレスに一致するか否かを判断する。パケットに含まれる送信先アドレスが自機のアドレスに一致する場合、制御部203は、パケットに含まれる識別番号及びホップ数の情報を不揮発性メモリ202に記憶させる。パケットに含まれる送信先アドレスが自機のアドレスに一致しない場合、制御部203は、不揮発性メモリ202に記憶されたルーティングテーブルにしたがって、受信したパケットを、通信部201から転送先の子機2に送信させる。
これにより、複数台の子機2の各々では、制御部203が、定常状態において親機11から送信されてきたホップ数の情報を不揮発性メモリ202に記憶させている。
また、複数台の子機2の各々では、他の子機2から送信されたパケットを通信部201が受信すると、制御部203が、通信部201が受信したパケットの送信元アドレスをもとに、通信圏内に存在する他の子機2の台数をカウントする。これにより、各子機2の制御部203は、複数台の子機2のうち直接通信可能な子機2の台数を求めることができ、直接通信可能な子機2の台数から決定した周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させる。
複数台の子機2の各々と親機11との通信経路が確定し、複数台の子機2の各々と親機11との間で通信を行っている定常状態で、複数台の子機2に電力を供給する電源が停電した後に、復旧すると、複数台の子機2の制御部203は一斉に起動する。
各子機2の制御部203が一斉に起動すると(S1)、制御部203は、不揮発性メモリ202から、ホップ数と、周辺台数とを読み出す。制御部203は、不揮発性メモリ202から読み出したホップ数と周辺台数とをもとに、ビーコン(Beacon)要求を送信する送信タイミングを決定する。
すなわち、制御部203は、起動時からホップ数に基づく待機時間が経過した時点より、周辺台数に基づく遅延時間が経過した送信タイミングでビーコン要求を通信部201からブロードキャスト送信させる。
ここにおいて、各子機2の制御部203は、ホップ数が「1」であれば待機時間をT11とし、ホップ数が「2」であれば待機時間をT12とし、ホップ数が「3」であれば待機時間をT13とする。なお、制御部203は、ホップ数が大きいほど待機時間が長くなるように、すなわちT11<T12<T13となるように、待機時間T11,T12,T13を設定する。
また、待機時間T11,T12の時間差は、ホップ数が「1」である子機2の想定台数をもとに、ホップ数が「1」である全ての子機2が、ビーコン要求を送信してネットワークに参入する処理を行うのに必要な時間よりも、長い時間に設定されている。同様に、待機時間T12,T13の時間差は、ホップ数が「2」である子機2の想定台数をもとに、ホップ数が「2」である全ての子機2が、ビーコン要求を送信してネットワークに参入する処理を行うのに必要な時間よりも、長い時間に設定されている。
また、各子機2の制御部203は、周辺台数をもとに遅延時間を決定している。なお、本実施形態では、周辺台数は、直接通信可能な子機2の台数である。また、「直接通信可能な子機2」とは、送信電波を直接受信できる子機2のことであり、通信圏内にある子機2のことをいう。図1にネットワーク構成を示した通信システム1では、子機21は親機11及び子機22と直接通信可能であり、子機21の周辺台数は「1」である。子機22は子機21,23,24と直接通信可能であり、子機22の周辺台数は「3」である。子機23は子機22,24と直接通信可能であり、子機23の周辺台数は「2」である。子機24は子機22,23と直接通信可能であり、子機24の周辺台数は「2」である。
各子機2の制御部203は、周辺台数に応じて最大遅延時間を決定する。制御部203は、周辺台数が多いほど最大遅延時間を長い時間に設定している。本実施形態では、制御部203は、最大遅延時間に、自機の識別番号をもとに生成したランダム値を乗算した時間を遅延時間に決定する。制御部203は、自機の識別番号をもとに、0より大きく、かつ、1以下の値であるランダム値を生成している。したがって、遅延時間は、ランダム値に応じて、最大遅延時間に等しい時間、又は、最大遅延時間よりも短い時間に設定される。
ここで、子機21の場合、最大遅延時間がT21、ランダム値がR1であり、子機21の制御部203は時間(R1×T21)を遅延時間としている。子機22の場合、最大遅延時間がT22、ランダム値がR2であり、子機22の制御部203は時間(R2×T22)を遅延時間としている。子機23の場合、最大遅延時間がT23、ランダム値がR3であり、子機23の制御部203は時間(R3×T23)を遅延時間としている。子機24の場合、最大遅延時間がT23、ランダム値がR4であり、子機24の制御部203は時間(R4×T23)を遅延時間としている。なお、本実施形態では、子機23と子機24とで周辺台数が同じ値になっているので、子機23と子機24とで最大遅延時間は同じ時間(T23)になっている。
したがって、起動後(S1)に子機21からビーコン要求が送信される送信タイミングt1は、起動時から待機時間T11が経過した時点より、遅延時間(R1×T21)が経過した時点(T11+R1×T11)となる。また、起動後に子機22からビーコン要求が送信される送信タイミングt2は、起動時から待機時間T12が経過した時点より、遅延時間(R2×T22)が経過した時点(T12+R2×T12)となる。また、起動後に子機23からビーコン要求が送信される送信タイミングt3は、起動時から待機時間T13が経過した時点より、遅延時間(R3×T23)が経過した時点(T13+R3×T13)となる。また、起動後に子機24からビーコン要求が送信される送信タイミングt4は、起動時から待機時間T13が経過した時点より、遅延時間(R4×T23)が経過した時点(T13+R4×T14)となる。なお、ランダム値R3,R4は、子機23,24の制御部203がそれぞれランダムに生成しているので、ランダム値R3,R4が同じ値となる可能性は低く、送信タイミングt3,t4が同じタイミングとなる可能性は低い。送信タイミングt3,t4が同じタイミングとなった場合、子機23,24がそれぞれ送信したビーコン要求が衝突する可能性があるが、その場合は子機23,24がビーコン要求を再送することになる。
本実施形態の通信システム1では、各子機2の制御部203が、ホップ数が大きいほど待機時間が長くなるように、待機時間を設定している。したがって、ホップ数が「1」の子機21が、ビーコン要求を送信する送信タイミングt1が最も早くなり、ホップ数が「2」の子機22が、ビーコン要求を送信する送信タイミングt2がその次に早くなる。すなわち、起動後にまず子機21からビーコン要求が送信され、その後、子機22からビーコン要求が送信される。また、子機23と子機24とでは、子機23の方が子機24よりも遅延時間が短くなっているので、子機22からビーコン要求が送信された後に、子機23、子機24の順番でビーコン要求が送信される。
また、最大遅延時間T21は、待機時間T12と待機時間T11との時間差よりも短い時間に設定されるのが好ましい。これにより、ホップ数が「1」の子機2から送信されるビーコン要求と、ホップ数が「2」の子機2から送信されるビーコン要求とが衝突する可能性が低くなる。同様に、最大遅延時間T22は、待機時間T13と待機時間T12との時間差よりも短い時間に設定されるのが好ましい。これにより、ホップ数が「2」の子機2から送信されるビーコン要求と、ホップ数が「3」の子機2から送信されるビーコン要求とが衝突する可能性が低くなる。
以上の動作をまとめると、起動後に送信タイミングt1がくると、子機21の制御部203が通信部201からビーコン要求をブロードキャスト送信させる(S2)。子機21から送信されたビーコン要求は親機11と子機22とに受信されるが、子機22はネットワークへの参入が完了していないので、ビーコン応答は返送しない。親機11の通信部111が子機21から送信されたビーコン要求を受信すると、制御部113はビーコン応答を通信部111からブロードキャスト送信させる(S3)。ビーコン要求を送信した子機21の通信部201がビーコン応答を受信すると、子機21は、ビーコン応答の送信元である親機11との間で、経路情報、通信品質などの情報を含むルーティングパケットの送受信を行う。これにより、子機21は親機11との間の通信経路を構築し、子機21はネットワークへの参入が許可される。
その後、送信タイミングt2がくると、子機22の制御部203が通信部201からビーコン要求をブロードキャスト送信させる(S4)。子機22から送信されたビーコン要求は子機21,23,24によって受信されるが、子機23,24はネットワークへの参入が完了していないので、ビーコン応答は返送しない。子機21の通信部201が子機22から送信されたビーコン要求を受信すると、子機21の制御部203はビーコン応答を通信部201からブロードキャスト送信させる(S5)。ビーコン要求を送信した子機22の通信部201が、子機21からのビーコン応答を受信すると、子機22は、ビーコン応答の送信元である子機21との間で、経路情報、通信品質などの情報を含むルーティングパケットの送受信を行う。これにより、子機22は親機11との間の通信経路を構築し、子機22はネットワークへの参入が許可される。
その後、送信タイミングt3がくると、子機23の制御部203が通信部201からビーコン要求をブロードキャスト送信させる(S6)。子機23から送信されたビーコン要求は子機22,24によって受信されるが、子機24はネットワークへの参入が完了していないので、ビーコン応答は返送しない。子機22の通信部201が子機23から送信されたビーコン要求を受信すると、子機22の制御部203はビーコン応答を通信部201からブロードキャスト送信させる(S7)。ビーコン要求を送信した子機23の通信部201が、子機22からのビーコン応答を受信すると、子機23は、ビーコン応答の送信元である子機22との間で、経路情報、通信品質などの情報を含むルーティングパケットの送受信を行う。これにより、子機23は親機11との間の通信経路を構築し、子機23はネットワークへの参入が許可される。
その後、送信タイミングt4がくると、子機24の制御部203が通信部201からビーコン要求をブロードキャスト送信させる(S8)。子機24から送信されたビーコン要求は子機22,23によって受信され、図3の例では子機22の制御部203がビーコン応答を通信部201からブロードキャスト送信させる(S9)。ビーコン要求を送信した子機24の通信部201が、子機22からのビーコン応答を受信すると、子機24は、ビーコン応答の送信元である子機22との間で、経路情報、通信品質などの情報を含むルーティングパケットの送受信を行う。これにより、子機24は親機11との間の通信経路を構築し、子機23はネットワークへの参入が許可される。
このようにして、複数台の子機21〜24がネットワークへの参入を許可されると、以後の定常状態では、親機11と複数台の子機21〜24との間でマルチホップ通信が行われる。なお、親機11の通信部111が、ネットワークに参入した子機2との間でマルチホップ通信を行うことで、親機11の制御部103は、各子機2の経路情報を収集し、記憶部202に記憶させる。
(3)効果
本実施形態の通信装置は、親機11と、親機11との間でパケットを伝送する複数台の子機2とを備えた通信システム1に子機2(21〜24)として用いられる。通信装置は、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備える。通信部201は、親機11との間で、直接又は複数台の子機2のうちの一部の子機2を介してパケットを伝送するマルチホップ通信を行う。制御部203は、親機11との間の経路情報を取得している定常状態で親機11までのホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させる。制御部203は、制御部203の起動時に不揮発性メモリ202からホップ数を読み出し、起動時からホップ数に基づく待機時間(T11,T12,T13)が経過した後にビーコン要求を通信部201から送信させている。制御部203は、ホップ数が大きいほど待機時間を長くする。
本実施形態の通信装置は、親機11と、親機11との間でパケットを伝送する複数台の子機2とを備えた通信システム1に子機2(21〜24)として用いられる。通信装置は、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備える。通信部201は、親機11との間で、直接又は複数台の子機2のうちの一部の子機2を介してパケットを伝送するマルチホップ通信を行う。制御部203は、親機11との間の経路情報を取得している定常状態で親機11までのホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させる。制御部203は、制御部203の起動時に不揮発性メモリ202からホップ数を読み出し、起動時からホップ数に基づく待機時間(T11,T12,T13)が経過した後にビーコン要求を通信部201から送信させている。制御部203は、ホップ数が大きいほど待機時間を長くする。
これにより、複数台の通信装置(子機2)が一斉に起動した場合、ホップ数が小さい通信装置から順番にビーコン要求が送信される。したがって、ホップ数が大きい通信装置からビーコン要求が送信された場合、ホップ数が小さい通信装置はネットワークへの参入を許可されている可能性が高いから、ホップ数が大きい通信装置から送信されたビーコン要求が無駄になる可能性が低くなる。よって、本実施形態の通信装置では、通信装置から無駄なビーコン要求が送信される可能性が低くなり、無駄なビーコン要求の送信を減らすことで、通信の輻そうを低減することができる。
本実施形態の通信装置では、制御部203が、定常状態で、複数台の子機2のうち直接通信可能な子機2の台数から決定した周辺台数を、不揮発性メモリ202に更に記憶させている。制御部203は、起動時に不揮発性メモリ202から周辺台数を更に読み出している。制御部203は、起動時から待機時間が経過した時点より、周辺台数に基づく遅延時間が経過した送信タイミングで、ビーコン要求を通信部から送信させている。
これにより、ホップ数が同じ子機2が複数台ある場合でも、ホップ数が同じ複数台の子機2からそれぞれビーコン要求が送信される送信タイミングがずれるから、ビーコン要求が衝突する可能性が低くなる。したがって、本実施形態の通信装置では、ビーコン要求が再送信される可能性が低くなり、通信の輻そうを低減することができる。
本実施形態の通信装置では、制御部203は、周辺台数に基づく最大遅延時間(T21,T22,T23)に、自機の識別番号をもとに生成した0より大きく、かつ、1以下のランダム値(R1,R2,R3,R4)を乗算した時間を遅延時間としている。
これにより、ホップ数が同じ通信装置が複数台ある場合、ホップ数が同じ複数台の通信装置からビーコン要求が送信される送信タイミングを、起動時から待機時間が経過した時点より最大遅延時間が経過するまでの間でずらすことができる。したがって、ビーコン要求が送信される送信タイミングを、周辺台数に基づいて決定される最大遅延時間の範囲内で設定することができる。
また、本実施形態の通信システム1は、親機11と、親機11との間でパケットを伝送する複数台の子機2(21〜24)とを備える。複数台の子機2のうちの一部の子機2は、複数台の子機2のうちの他の少なくとも1台の子機2を介して親機11との間でパケットを伝送するマルチホップ通信を行っている。複数台の子機2のそれぞれは、通信部201と、不揮発性メモリ202と、制御部203とを備える。制御部203は、親機11との間の経路情報を取得している定常状態で親機11までのホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させる。制御部203は、制御部203の起動時に不揮発性メモリ202からホップ数を読み出し、起動時からホップ数に基づく待機時間(T11,T12,T13)が経過した後にビーコン要求を通信部から送信させている。制御部203は、ホップ数が大きいほど待機時間を長くする。
これにより、複数台の子機2が一斉に起動した場合、ホップ数が小さい子機2から順番にビーコン要求が送信される。したがって、ホップ数が大きい子機2からビーコン要求が送信された場合、ホップ数が小さい子機2はネットワークへの参入を許可されている可能性が高いから、ホップ数が大きい子機2から送信されたビーコン要求が無駄になる可能性が低くなる。よって、子機2から無駄なビーコン要求が送信される可能性が低くなり、無駄なビーコン要求の送信を減らすことで、通信の輻そうを低減することができる。
(4)変形例
本実施形態の通信装置において、制御部203は、定常状態で、ホップ数と周辺台数とを不揮発性メモリ202に定期的に記憶させてもよい。
本実施形態の通信装置において、制御部203は、定常状態で、ホップ数と周辺台数とを不揮発性メモリ202に定期的に記憶させてもよい。
図4は、通信システム1の定常状態での動作を示すシーケンス図である。
親機11は、複数台の子機2の各々にホップ数の情報を定期的に送信している。
複数台の子機2の各々では、通信圏内に存在する他の子機2から送信されたパケットを通信部201が受信すると、制御部203は、通信部201が受信したパケットをもとに、通信圏内に存在する他の子機2の台数をカウントする。これにより、各子機2の制御部203は、直接通信可能な子機2の台数を定期的に求めている。
そして、複数台の子機2の各々では、制御部203は、定常状態で、ホップ数と周辺台数とを不揮発性メモリ202に一定の時間間隔T3で記憶させている(図4参照)。
なお、各子機2の制御部203は、定常状態で、ホップ数及び周辺台数のいずれかが変化すると、ホップ数及び周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。
不揮発性メモリ202の書き込み回数には制限がある。したがって、各子機2の制御部203が、ホップ数及び周辺台数のいずれかが変化した場合に、ホップ数及び周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させるようにすれば、不揮発性メモリ202への書き込み回数を少なくできる。
また、各子機2の制御部203は、定常状態で、ホップ数が一定値以上変化した場合、ホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。例えば、各子機2の制御部203が、ホップ数が2以上変化した場合に、ホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。ホップ数の変化が一定値未満(例えば2未満)であれば、各子機2の制御部203は不揮発性メモリ202へのホップ数の書き込み処理を行わないから、不揮発性メモリ202への書き込み回数を少なくできる。
また、各子機2の制御部203は、定常状態で、周辺台数が一定の割合以上変化した場合、周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。例えば、各子機2の制御部203は、周辺台数が一定の割合(例えば数十%)以上変化した場合に、周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。各子機2の制御部203は、周辺台数の変化が一定の割合未満であれば、不揮発性メモリ202への書き込みを行わないから、不揮発性メモリ202への書き込み回数を少なくできる。
また、通信装置(子機2)の制御部203は、定常状態で、複数台の子機2のうち直接通信可能な子機2の台数から、ホップ数が自機のホップ数よりも大きい子機2の台数を差し引いた台数を、周辺台数として決定してもよい。
例えば、本実施形態の通信システム1において、子機22の制御部203は、直接通信可能な子機2の台数「3」から、ホップ数が自機のホップ数「2」よりも大きい子機2の台数「2」を差し引いた台数を、周辺台数として決定する。各子機2の制御部203は、周辺台数が多いほど最大遅延時間を長い時間に設定している。したがって、直接通信可能な子機2の台数から、ホップ数が自機のホップ数よりも大きい子機2の台数を差し引いた台数を周辺台数とした場合は、直接通信可能な子機2の台数を周辺台数とする場合に比べて、最大遅延時間が短くなる。よって、子機22が、起動後にビーコン要求を送信するまでの時間を短くできる。
以上のように、本実施形態の通信装置において、制御部203は、定常状態で、定期的に、ホップ数と周辺台数とを不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。子機2の追加、廃止などによってホップ数又は周辺台数は変化する可能性があるが、制御部203は、不揮発性メモリ202に記憶されているホップ数、周辺台数を定期的に更新することができる。
また、制御部203は、定常状態で、ホップ数及び周辺台数のいずれかが変化すると、ホップ数及び周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。子機2の追加、廃止などによってホップ数又は周辺台数が変化した場合、制御部203は、変化後のホップ数、周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させることができる。また、制御部203は、ホップ数又は周辺台数に変化があった場合にホップ数及び周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させているから、不揮発性メモリ202への書き込み回数を少なくできる。
また、制御部203は、定常状態で、ホップ数が一定値以上変化した場合、ホップ数を不揮発性メモリに記憶させてもよい。子機2の追加、廃止などによってホップ数が一定値以上変化した場合、制御部203は、変化後のホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させることができる。また、制御部203は、ホップ数が一定値以上変化した場合にホップ数を不揮発性メモリ202に記憶させているから、不揮発性メモリ202への書き込み回数を少なくできる。
また、制御部203は、定常状態で、周辺台数が一定の割合以上変化した場合、周辺台数を不揮発性メモリに記憶させてもよい。子機2の追加、廃止などによって周辺台数が一定の割合以上変化した場合、制御部203は、変化後の周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させることができる。また、制御部203は、周辺台数が一定の割合以上変化した場合に周辺台数を不揮発性メモリ202に記憶させているから、不揮発性メモリ202への書き込み回数を少なくできる。
また、制御部203は、定常状態で、複数台の子機2のうち直接通信可能な子機2の台数から、ホップ数が自機のホップ数よりも大きい子機2の台数を差し引いた台数を、周辺台数として決定し、不揮発性メモリ202に記憶させてもよい。
子機2は、ホップ数に基づく待機時間が設定されているため、自機がビーコン要求を送信する際に、自機よりホップ数が大きい子機2は、ビーコン要求を送信しないと想定される。したがって、ホップ数が自機のホップ数よりも大きい子機2は、自機がビーコン要求を送信する際に通信の輻そうに影響を与える可能性が低いと想定される。よって、直接通信可能な子機2の台数から、ホップ数が自機のホップ数よりも大きい子機2の台数を差し引いた台数を、周辺台数として決定することで、最大遅延時間を短くでき、ビーコン要求を送信するまでの時間を短くできる。
この通信システム1において、複数台の子機2が一斉に起動するのは、停電後に電源が復旧する場合に限定されず、例えばリセット信号を含むパケットを全ての子機2に送信して、複数台の子機2を一斉に再起動させる場合も含む。
また、本実施形態の通信システム1では、親機11及び子機2が、電波を伝送媒体として用いた無線通信により通信を行っているが、親機11及び子機2が行う通信は無線通信に限定されない。例えば、親機11及び子機2は、G3−PLC規格に準拠した電力線通信(Power Line Communication)方式で通信を行ってもよい。この場合、1台の柱上トランスから引き込み線を介して電力が供給される複数の住宅で住宅群が構成され、この住宅群を構成する複数の住宅にそれぞれ複数の子機2が設置されている。親機11及び子機2は、柱上トランスに接続された引き込み線に電気的に接続され、引き込み線を介して電力線搬送方式により通信を行えばよい。
本実施形態の通信システム1では子機2の台数が4台であったが、通信装置(子機2)の台数は4台に限定されず、通信システム1の規模に応じて適宜変更が可能である。
1 通信システム
2 子機(通信装置)
11 親機
21〜24 子機
201 通信部
202 不揮発性メモリ
203 制御部
2 子機(通信装置)
11 親機
21〜24 子機
201 通信部
202 不揮発性メモリ
203 制御部
Claims (9)
- 親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備えた通信システムに、前記子機として用いられる通信装置であって、
通信部と、不揮発性メモリと、制御部とを備え、
前記通信部は、前記親機との間で、直接又は前記複数台の子機のうちの一部の子機を介して前記パケットを伝送するマルチホップ通信を行い、
前記制御部は、前記親機との間の経路情報を取得している定常状態で前記親機までのホップ数を前記不揮発性メモリに記憶させ、
前記制御部は、前記制御部の起動時に前記不揮発性メモリから前記ホップ数を読み出し、前記起動時から前記ホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を前記通信部から送信させており、
前記制御部は、前記ホップ数が大きいほど前記待機時間を長くする、
通信装置。 - 前記制御部は、前記定常状態で、前記複数台の子機のうち直接通信可能な子機の台数から決定した周辺台数を、前記不揮発性メモリに更に記憶させ、
前記制御部は、前記起動時に前記不揮発性メモリから前記周辺台数を更に読み出し、
前記制御部は、前記起動時から前記待機時間が経過した時点より、前記周辺台数に基づく遅延時間が経過した送信タイミングで、前記ビーコン要求を前記通信部から送信させる、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記制御部は、前記定常状態で、定期的に、前記ホップ数と前記周辺台数とを前記不揮発性メモリに記憶させる、
請求項2に記載の通信装置。 - 前記制御部は、前記定常状態で、前記ホップ数及び前記周辺台数のいずれかが変化すると、前記ホップ数及び前記周辺台数を前記不揮発性メモリに記憶させる、
請求項2に記載の通信装置。 - 前記制御部は、前記定常状態で、前記ホップ数が一定値以上変化した場合、前記ホップ数を前記不揮発性メモリに記憶させる、
請求項2に記載の通信装置。 - 前記制御部は、前記定常状態で、前記周辺台数が一定の割合以上変化した場合、前記周辺台数を前記不揮発性メモリに記憶させる、
請求項2に記載の通信装置。 - 前記制御部は、前記定常状態で、前記複数台の子機のうち直接通信可能な子機の台数から、ホップ数が自機のホップ数よりも大きい子機の台数を差し引いた台数を、前記周辺台数として決定し、前記不揮発性メモリに記憶させる、
請求項2〜6のいずれか1項に記載の通信装置。 - 前記制御部は、前記周辺台数に基づく最大遅延時間に、自機の識別番号をもとに生成した0より大きく、かつ、1以下のランダム値を乗算した時間を前記遅延時間とする、
請求項2〜7のいずれか1項に記載の通信装置。 - 親機と、前記親機との間でパケットを伝送する複数台の子機とを備え、
前記複数台の子機のうちの一部の子機は、前記複数台の子機のうちの他の少なくとも1台の子機を介して前記親機との間で前記パケットを伝送するマルチホップ通信を行っており、
前記複数台の子機のそれぞれは、通信部と、不揮発性メモリと、制御部とを備え、
前記制御部は、前記親機との間の経路情報を取得している定常状態で前記親機までのホップ数を前記不揮発性メモリに記憶させ、
前記制御部は、前記制御部の起動時に前記不揮発性メモリから前記ホップ数を読み出し、前記起動時から前記ホップ数に基づく待機時間が経過した後にビーコン要求を前記通信部から送信させており、
前記制御部は、前記ホップ数が大きいほど前記待機時間を長くする、
通信システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016008003A JP2017130753A (ja) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | 通信装置及び通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016008003A JP2017130753A (ja) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | 通信装置及び通信システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017130753A true JP2017130753A (ja) | 2017-07-27 |
Family
ID=59396382
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016008003A Pending JP2017130753A (ja) | 2016-01-19 | 2016-01-19 | 通信装置及び通信システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017130753A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021060365A (ja) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 河村電器産業株式会社 | 感震リレーシステム |
-
2016
- 2016-01-19 JP JP2016008003A patent/JP2017130753A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2021060365A (ja) * | 2019-10-09 | 2021-04-15 | 河村電器産業株式会社 | 感震リレーシステム |
JP7346222B2 (ja) | 2019-10-09 | 2023-09-19 | 河村電器産業株式会社 | 感震リレーシステム |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107852661B (zh) | 网络管理器和网状网络系统 | |
US9642132B2 (en) | Communication device and communication method | |
WO2017067179A1 (zh) | 一种分配智能仪表通信地址的方法、装置和系统 | |
JP2008109198A (ja) | 無線検針システムおよび無線検針方法 | |
CN106488445B (zh) | 无线中继仪器、控制装置、无线通信系统以及加入方法 | |
CN105246137A (zh) | 一种微功率无线网络数据传输方法及系统 | |
JP2017130753A (ja) | 通信装置及び通信システム | |
JP2015056816A (ja) | 通信システム | |
JP5923715B2 (ja) | 計測情報収集システム、無線ノード、無線ノードの通信方法及びプログラム | |
JP6474247B2 (ja) | 無線テレメータシステム及び無線通信装置 | |
JP6443808B2 (ja) | マルチホップ通信システム、通信端末、マルチホップ通信方法、およびプログラム | |
JP2009296065A (ja) | 無線検針システム | |
JP2006295907A (ja) | 無線センサネットワークシステム、基地局、無線センサ及びプログラム | |
WO2018025602A1 (ja) | 通信装置、通信システム、通信制御方法、及びプログラム | |
JP2017041742A (ja) | 無線通信システム及び無線通信装置 | |
JP6064678B2 (ja) | 電力情報収集システム、電力情報取得装置、登録情報送信プログラムおよび親装置 | |
CN111817820B (zh) | 设备的编码方法及装置、基于二总线的编码系统 | |
JP2018182603A (ja) | 無線通信システム | |
JP6381468B2 (ja) | 無線通信システム及び無線通信装置 | |
JP6052653B2 (ja) | データ管理システム、親機、子機 | |
JP2017130752A (ja) | 子機及び通信システム | |
JP6433242B2 (ja) | 無線通信システム及び番号発行無線機 | |
JP6501677B2 (ja) | 無線テレメータシステム及び通信装置 | |
WO2018016183A1 (ja) | 通信システム及び通信装置 | |
JP6376881B2 (ja) | 無線通信システム及び無線通信装置 |