JP2017228933A - Sensor network system - Google Patents

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JP2017228933A
JP2017228933A JP2016123762A JP2016123762A JP2017228933A JP 2017228933 A JP2017228933 A JP 2017228933A JP 2016123762 A JP2016123762 A JP 2016123762A JP 2016123762 A JP2016123762 A JP 2016123762A JP 2017228933 A JP2017228933 A JP 2017228933A
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Withdrawn
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JP2016123762A
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Japanese (ja)
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周平 杉山
Shuhei Sugiyama
周平 杉山
貴弘 下山
Takahiro Shimoyama
貴弘 下山
年康 中野
Toshiyasu Nakano
年康 中野
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Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
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    • Y02DCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sensor network system capable of deriving a communication path by measuring a RSSI value between a transmitter and a relay or between relays and receiving reception data on which timer counting is started at the time of transmission start by the transmitter and a timer count value is updated on the way.SOLUTION: A transmitter 110 starts counting a timer from a start of measurement. After completion of the measurement, the transmitter embeds the transmitter's ID and a timer value at timing at which transmission from the transmitter to a reception destination starts into a number zero area and number two area in a frame before transmitting the frame. A relay 4, when receiving the frame, reads a progress counter value in the received frame; takes over the value and embeds a received timer value into an own reception counter in a number eleven area in the frame; and sets the counter value taken over into the number two area in the frame before starting counting of update by a timer in the relay. The relay 4 also measures RSSI at the time of receiving the frame and embeds a value thereof into a number seven area in the frame before transmitting the frame.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本発明は、送信機が、工場やビル、店舗などの分電盤に取り付けられて消費する電力を計測し、ネットワーク内の受信機が送信機から送出された計測データを受信し、さらに受信機から送出された計測データを上位系装置に集約させるセンサネットワークシステムに関する。   According to the present invention, a transmitter measures power consumed by being attached to a distribution board such as a factory, a building, or a store, and a receiver in the network receives measurement data transmitted from the transmitter. The present invention relates to a sensor network system that aggregates measurement data transmitted from a host system device.

従来のメッシュ構成のセンサネットワークでは、個々の無線装置が、通信経路の選択に使用されるホップ数のテーブルを持ち、送信機から受信機までの通信経路を選択する場合に、ホップ数を確認しながら少ないホップ数となる通信経路を選択していた。   In a conventional mesh sensor network, each wireless device has a table of the number of hops used to select the communication path. When selecting a communication path from the transmitter to the receiver, the number of hops is checked. However, a communication path with a small number of hops was selected.

その場合、通信経路の最終段である受信機のみが、受信した電波のRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)を管理している。
しかしながら中継機を介した場合、受信機は、送信機から中継機間もしくは中継機から中継機間の電波のRSSIを把握していなかった。または受信機や中継機に直接個別に接続して計測しないとRSSI値を確認することができなかった。
In that case, only the receiver at the final stage of the communication path manages the received signal strength indicator (RSSI) of the received radio wave.
However, when a relay is used, the receiver does not grasp the RSSI of the radio wave between the transmitter and the repeater or between the repeater and the repeater. Alternatively, the RSSI value could not be confirmed unless directly connected to the receiver or the repeater for measurement.

ところで無線通信分野では、電波受信強度の低下や混信の影響で通信が途切れることがあるため、無線装置の設置位置の適否を検討することが非常に重要である。
特に無線通信は、通信の環境条件に大きく左右され、周辺の設備や人の移動の影響で受信点での信号強度も安定せず、一日あたり20dBもの変動が生じることもある。
By the way, in the field of wireless communication, since communication may be interrupted due to a decrease in radio wave reception intensity or interference, it is very important to examine the appropriateness of the installation position of the wireless device.
In particular, wireless communication is greatly affected by the environmental conditions of communication, the signal strength at the receiving point is not stable due to the influence of surrounding equipment and people movement, and fluctuations of 20 dB per day may occur.

以上のような考察から、センサネットワークシステムにおいて、無線装置を設置する際に、受信点の信号強度の測定と、通信経路の確認をすることで無線装置の設置位置を決定して無線通信ネットワークを構築することが重要である。   From the above considerations, when installing a wireless device in a sensor network system, the wireless communication network is determined by determining the installation position of the wireless device by measuring the signal strength of the reception point and confirming the communication path. It is important to build.

しかし従来のネットワーク技術では、受信機が受信した電波のRSSI値しか計測できておらず、中継機を介した場合、送信機から中継機間、または中継機から中継機間の電波のRSSIは測定できなかったため、無線通信ネットワーク全体の電波のRSSI値の分布が分からず、設置位置の妥当性を判断することができなかった。   However, with the conventional network technology, only the RSSI value of the radio wave received by the receiver can be measured, and when the relay is used, the RSSI of the radio wave between the transmitter and the repeater or between the repeater and the repeater is measured. Since it was not possible, the distribution of the RSSI value of the radio waves in the entire wireless communication network was not known, and the validity of the installation position could not be determined.

または無線装置個々に直接接続しないとRSSI値を確認できないため、現場に技術者を派遣し実際に無線装置からRSSI値を個別に取得しなければならないので甚だ非効率であった。   Or, since the RSSI value cannot be confirmed unless it is directly connected to each wireless device, it is extremely inefficient because an engineer is dispatched to the site and the RSSI value must actually be individually acquired from the wireless device.

また通信経路の選択においても、無線装置がホップ数のテーブルを持ち、送信機から受信機までのホップ数を確認することは可能だが、それだけで実際の通信経路を割出すことはできなかった。   In selecting a communication path, the wireless device has a hop count table and can confirm the number of hops from the transmitter to the receiver. However, the actual communication path cannot be determined by itself.

下記特許文献1は、端末装置から定期的に電界強度測定のための電界強度測定信号を無線で送信し、該信号を受信した各端末装置は、該信号の受信レベルを電界強度情報として管理装置に通知し、管理装置は、電界強度情報に基づき各端末装置間の中継経路を含む複数の通信経路を作成管理し、端末装置は、管理装置で作成管理された複数の通信経路から所望の通信要求条件を満足する通信経路を選択する無線通信ネットワークにおける通信誤りを考慮した通信経路決定技術を開示している。   Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. 2004-228688 periodically transmits a field strength measurement signal for field strength measurement from a terminal device wirelessly, and each terminal device that has received the signal manages the reception level of the signal as field strength information. The management apparatus creates and manages a plurality of communication paths including relay paths between the terminal apparatuses based on the electric field strength information, and the terminal apparatus performs desired communication from the plurality of communication paths created and managed by the management apparatus. A communication path determination technique considering communication errors in a wireless communication network that selects a communication path that satisfies a required condition is disclosed.

また下記特許文献2は、電波経路に影響を与える物理現象を発生する構造物の形状及び位置情報から、送信する一の無線ノードから受信する他の無線ノードまで到達する複数の電波経路を算出し、当該電波経路ごとにその受信電力を算出し、さらに、複数の電波経路のそれぞれにおいて、反射、透過、または回折の影響を与える構造物を求め、その構造物の存在確率を用いて、受信電力を調整し、調整後の受信電力に基づいて、それぞれの電波経路の利用可能性を評価して電波の伝搬状態のより良い中継経路を使用して無線通信ネットワークを構築することを開示している。   Further, Patent Document 2 below calculates a plurality of radio wave paths that reach from one transmitting wireless node to another receiving wireless node from the shape and position information of a structure that generates a physical phenomenon that affects the radio wave path. The received power is calculated for each radio wave path, and further, a structure that affects reflection, transmission, or diffraction is obtained in each of the plurality of radio wave paths, and the received power is calculated using the existence probability of the structure. And assessing the availability of each radio wave path based on the adjusted received power and constructing a wireless communication network using a relay path with a better radio wave propagation state .

特開平11−168526号公報JP-A-11-168526 特許第5076156号公報Japanese Patent No. 5076156

上記特許文献1は、端末装置から定期的に電界強度測定のための電界強度測定信号を無線で送信し、該信号を受信した各端末装置は、該信号の受信レベルを電界強度情報として管理装置に通知し、管理装置は、電界強度情報に基づき各端末装置間の中継経路を含む複数の通信経路を作成して管理し、端末装置は、管理装置で作成して管理された複数の通信経路から所望の通信要求条件を満足する通信経路を選択するので、無線通信ネットワークにおける通信経路を決定する制御が複雑であるという課題があった。   The above-mentioned Patent Document 1 wirelessly transmits a field strength measurement signal for periodically measuring a field strength from a terminal device, and each terminal device that has received the signal manages the reception level of the signal as field strength information. The management apparatus creates and manages a plurality of communication paths including relay paths between the terminal apparatuses based on the electric field strength information, and the terminal apparatus creates a plurality of communication paths created and managed by the management apparatus. Therefore, there is a problem that the control for determining the communication path in the wireless communication network is complicated.

また上記特許文献2は、電波経路に影響を与える物理現象を発生する構造物の形状及び位置情報から、送信する一の無線ノードから受信する他の無線ノードまで到達する複数の電波経路を算出し、当該電波経路ごとにその受信電力を算出し、さらに、回折等の影響を与える構造物を求めその構造物の存在確率を用いて受信電力を調整してそれぞれの電波経路の利用可能性を評価し電波の伝搬状態の良い中継経路を使用して無線通信ネットワークを構築しているが、ネットワーク構築に至る処理が複雑であるという課題があった。   Further, Patent Document 2 calculates a plurality of radio wave paths that reach from one transmitting wireless node to another receiving wireless node from the shape and position information of a structure that generates a physical phenomenon that affects the radio wave path. , Calculate the received power for each radio path, find the structure that affects diffraction, adjust the received power using the existence probability of the structure, and evaluate the availability of each radio path However, although a wireless communication network is constructed using a relay route having a good radio wave propagation state, there is a problem that the process leading to the network construction is complicated.

このように上記従来の通信ネットワーク技術では、受信機が受信した電波のRSSI値しか計測できておらず、中継機を介した場合、送信機から中継機間、または中継機から中継機間の電波のRSSI値は測定できなかったため、メッシュ構成の無線通信システム全体における電波のRSSI値の分布が分からず、無線装置の設置位置の妥当性を判断することができないという課題があった。   As described above, in the conventional communication network technology, only the RSSI value of the radio wave received by the receiver can be measured. When the signal is passed through the repeater, the radio wave between the transmitter and the repeater or between the repeater and the repeater. Since the RSSI value of the wireless device could not be measured, the distribution of the RSSI value of the radio wave in the entire wireless communication system with the mesh configuration was not known, and there was a problem that the validity of the installation position of the wireless device could not be determined.

そこで本発明の目的は、メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおいて、送信機から中継機間又は中継機から中継機間のRSSI値の測定と送信機の送信開始からタイマを計数し始め途中でタイマカウント値の更新を行う受信データを受信することで通信経路を割出すことが可能なセンサネットワークシステムを提供することにある。   SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a timer count value in the middle of the measurement of the RSSI value between the transmitter and the repeater or between the repeater and the repeater and the start of counting the timer from the start of transmission of the transmitter in the mesh sensor network system. It is an object of the present invention to provide a sensor network system capable of determining a communication path by receiving received data for performing update.

上記課題を解決するために本発明の請求項1記載の発明は、メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおいて、該センサネットワークシステムは、
計測機能と無線通信機能を有し、中継機能を有さない送信機と、
計測機能を有さず、メッシュ中継機能を有する中継機と、
前記送信機と前記中継機との間の無線電波を送受信する受信機と、
前記受信機に接続され、少なくともセンサネットワークの各通信状況を観察する機能を有する上位系装置と、から成り、
前記送信機は、
通信の開始前にビーコンを送信しその応答から受信先となる中継機または受信機のいずれかを選択する手段と、
計測を開始した瞬間からタイマをカウントアップし、計測データの送信までに要した時間をデータフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、
自局のIDを前記データフレームの所定領域に埋め込む手段と、を有し、
前記中継機は、
前記送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの所定の領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
前記送信機が送信したデータフレームを受信し、該データフレーム内に埋め込まれたカウンタ値を読取り、その値を基準に自局に内蔵のタイマのカウントアップを行って計測データの中継送信までに要した時間を前記データフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、を有し、
前記受信機は、
直前の中継機または送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
自局に到達するまでに関与したすべての中継機のそれぞれが埋め込んだRSSI値とカウンタ値と中継機IDを含む前記データフレームを受信する手段と、
自局が計測した前記RSSI値、および、前記自局が受信した前記RSSI値とカウンタ値と中継機IDを含むデータフレームを上位系装置に送出する手段と、を有し、
前記上位系装置は、前記受信機から送出された前記データフレームを基に通信経路ごとのRSSI値を画面のフロアマップ上に表示し、その内容をオペレータが見て分析して前記受信機及び前記中継機の配置位置を評価する、ことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present invention is a sensor network system having a mesh configuration, wherein the sensor network system includes:
A transmitter having a measurement function and a wireless communication function and not having a relay function;
A repeater that does not have a measurement function and has a mesh relay function;
A receiver for transmitting and receiving radio waves between the transmitter and the repeater;
A host system connected to the receiver and having a function of observing at least each communication status of the sensor network; and
The transmitter is
Means for transmitting a beacon prior to the start of communication and selecting either a repeater or a receiver from the response;
Means for counting up a timer from the moment measurement is started and embedding a time required for transmission of measurement data as a counter value in a predetermined area of the data frame;
Means for embedding the ID of the local station in a predetermined area of the data frame,
The repeater is
Means for measuring an RSSI value at the time of reception of a data frame transmitted by the transmitter and embedding the measured RSSI value in a predetermined area of the data frame allocated to the own station;
The data frame transmitted by the transmitter is received, the counter value embedded in the data frame is read, the timer built in the local station is counted up based on the value, and it is necessary for the relay transmission of the measurement data. Means for embedding as a counter value in a predetermined area of the data frame,
The receiver
Means for measuring an RSSI value at the time of receiving a data frame transmitted by the immediately preceding relay or transmitter, and embedding the measured RSSI value in an area of the data frame allocated to the own station;
Means for receiving the data frame including the RSSI value, the counter value, and the repeater ID embedded in each of the repeaters involved until reaching the own station;
Means for transmitting the RSSI value measured by the local station, and a data frame including the RSSI value, the counter value, and the relay ID received by the local station to a higher-level device;
The host system apparatus displays an RSSI value for each communication path on the floor map of the screen based on the data frame transmitted from the receiver, and the contents are viewed and analyzed by an operator to analyze the receiver and the receiver. The arrangement position of the repeater is evaluated.

また本発明の請求項2記載の発明は、メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける送信機であって、該送信機は、計測機能と無線通信機能を有するも中継機能を有しておらず、
通信の開始前にビーコンをブロードキャスト送信し、その応答の中からRSSI値がもっとも強い相手を計測データの受信先に選択する手段と、
消費した電力の計測を開始した瞬間からタイマをカウントアップし、計測データの送信までに要した時間をフォーマット化したデータフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、
自局のIDを前記データフレームの所定領域に埋め込む手段と、を有し、
前記送信機は、消費する電力を計測して自局内のメモリに格納し、格納した電力データを前記メモリから読み出して前記データフレームの所定領域に埋め込み、前記データフレームを所定周期で受信先に送信する、ことを特徴とする。
The invention according to claim 2 of the present invention is a transmitter in a sensor network system having a mesh structure, and the transmitter has a measurement function and a wireless communication function but does not have a relay function.
A means for broadcasting a beacon before the start of communication, and selecting a partner having the strongest RSSI value from among the responses as a receiver of measurement data;
Means for counting up a timer from the moment when measurement of consumed power is started and embedding a time required for transmission of measurement data as a counter value in a predetermined area of the formatted data frame;
Means for embedding the ID of the local station in a predetermined area of the data frame,
The transmitter measures power consumption and stores it in its own memory, reads the stored power data from the memory, embeds it in a predetermined area of the data frame, and transmits the data frame to a receiver at a predetermined cycle It is characterized by.

また本発明の請求項3記載の発明は、メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける中継機であって、該中継機は、計測機能を有さずにメッシュ中継機能を有し、
前記送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの所定の領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
前記送信機が送信したデータフレームを受信し、該データフレーム内に埋め込まれたカウンタ値を読取り、その値を基準に自局に内蔵のタイマのカウントアップを行って計測データの中継送信までに要した時間を前記データフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、を有し、
前記中継機は、自局に割当てられた前記データフレームの所定領域に埋め込んだRSSI値と更新したタイマカウンタ値と中継機IDを付加した前記データフレームを前向き又は横向きの中継機に中継送信することを特徴とする。
The invention according to claim 3 of the present invention is a repeater in a sensor network system having a mesh configuration, and the repeater has a mesh relay function without having a measurement function,
Means for measuring an RSSI value at the time of reception of a data frame transmitted by the transmitter and embedding the measured RSSI value in a predetermined area of the data frame allocated to the own station;
The data frame transmitted by the transmitter is received, the counter value embedded in the data frame is read, the timer built in the local station is counted up based on the value, and it is necessary for the relay transmission of the measurement data. Means for embedding as a counter value in a predetermined area of the data frame,
The repeater relays and transmits the data frame to which the RSSI value embedded in the predetermined area of the data frame assigned to the own station, the updated timer counter value, and the repeater ID are added to the forward or lateral repeater. It is characterized by.

また本発明の請求項4記載の発明は、メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける受信機であって、該受信機は、前記送信機と前記中継機との間の無線電波を送受信し、
直前の中継機または送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
自局に到達するまでに関与したすべての中継機のそれぞれが埋め込んだRSSI値とカウンタ値と中継機IDを含む前記データフレームを受信する手段と、
自局が計測した前記RSSI値、および、前記自局が受信した前記RSSI値とカウンタ値と中継機IDを含むデータフレームを上位系装置に送出する手段と、を有し、
前記受信機は、自局とLAN接続された上位系装置に前記受信したデータフレームを送出する、ことを特徴とする。
The invention according to claim 4 of the present invention is a receiver in a sensor network system having a mesh configuration, wherein the receiver transmits and receives radio waves between the transmitter and the repeater,
Means for measuring an RSSI value at the time of receiving a data frame transmitted by the immediately preceding relay or transmitter, and embedding the measured RSSI value in an area of the data frame allocated to the own station;
Means for receiving the data frame including the RSSI value, the counter value, and the repeater ID embedded in each of the repeaters involved until reaching the own station;
Means for transmitting the RSSI value measured by the local station, and a data frame including the RSSI value, the counter value, and the relay ID received by the local station to a higher-level device;
The receiver sends the received data frame to a host system connected to the local station via a LAN.

また本発明の請求項5記載の発明は、メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける受信機にネットワークで接続される上位系装置であって、該上位系装置は、前記受信機にLAN接続され、
前記上位系装置は、
前記受信機から送出されたデータフレームを基に通信経路ごとのRSSI値を画面のフロアマップ上に表示する手段と、
前記受信機から送出されたデータフレームを基に特定の送信機におけるRSSIトレンドを画面上に表示する手段と、を有し、
前記画面表示された内容をオペレータが見て分析して前記受信機及び前記中継機の配置位置を評価する、ことを特徴とする。
The invention according to claim 5 of the present invention is a host system apparatus connected to a receiver in a mesh sensor network system via a network, and the host system apparatus is connected to the receiver via a LAN,
The host system device is
Means for displaying an RSSI value for each communication path on the floor map of the screen based on the data frame transmitted from the receiver;
Means for displaying an RSSI trend in a specific transmitter on the screen based on the data frame transmitted from the receiver,
The content displayed on the screen is viewed and analyzed by an operator, and the arrangement positions of the receiver and the repeater are evaluated.

また本発明の請求項6記載の発明は、センサネットワークシステムが、計測機能と無線通信機能を有し、中継機能を有さない送信機と、計測機能を有さず、メッシュ中継機能を有する中継機と、前記送信機と前記中継機との間の無線電波を送受信する受信機と、前記受信機に接続され、少なくともセンサネットワークの各通信状況を観察する機能を有する上位系装置と、から成るメッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける無線装置の適正配置方法であって、
無線装置の適正配置を決定する前に、送信機、中継機、受信機を含む無線装置を仮置きする過程、
該仮置きした状態でネットワークを構築し、構築したネットワークを利用して計測データを送信した時点で送信機のタイマをカウントし始める過程、
計測データが受信機に到達するまでの中継接続における受信時点で前記タイマの更新した値と前記受信時点のRSSI値を測定する過程、
前記中継接続における受信時点で計測データを含むデータフォーマット内の前記中継に関与する中継機に対応する領域に更新した前記タイマ値と前記RSSI値を埋め込む過程、
前記受信機で受信した前記データフォーマット内の各領域に埋め込まれた値を上位系装置に送出する過程、および、
前記送出された前記データフォーマット内の各領域に埋め込まれた値を基に前記上位系装置でネットワーク内のRSSI値を画面に表示し、その内容をオペレータが見て分析し、ネットワーク上における無線装置の適正な配置を決定する過程、を含むことを特徴とする。
In the invention according to claim 6 of the present invention, the sensor network system includes a transmitter having a measurement function and a wireless communication function and not having a relay function, and a relay having no meshing function and having no measurement function. A receiver that transmits and receives radio waves between the transmitter and the repeater, and a host system that is connected to the receiver and has a function of observing at least each communication status of the sensor network. A method for properly arranging wireless devices in a sensor network system having a mesh configuration,
The process of temporarily placing a wireless device including a transmitter, a repeater, and a receiver before determining the proper placement of the wireless device;
The process of constructing the network in the temporarily placed state and starting counting the timer of the transmitter when the measurement data is transmitted using the constructed network,
A process of measuring the updated value of the timer and the RSSI value at the reception time at the reception time in the relay connection until the measurement data reaches the receiver;
Embedding the updated timer value and the RSSI value in an area corresponding to the relay unit involved in the relay in a data format including measurement data at the reception time in the relay connection;
Sending a value embedded in each area in the data format received by the receiver to a higher-level device; and
The RSSI value in the network is displayed on the screen by the host system on the basis of the value embedded in each area in the transmitted data format, the contents are viewed and analyzed by the operator, and the wireless device on the network A process of determining an appropriate arrangement of the.

本発明によれば、無線装置のネットワーク上の配置決定前に送信機、中継機、受信機を仮置きし、仮置きした状態で計測を実施しセンサネットワークを介して、受信機へデータ伝送する際のデータフォーマット内に含まれるRSSI値とタイマ値を監視することにより、ネットワーク内の無線装置の適性配置の指標を得ることで、無線装置のネットワーク上の適正な配置を決定することが可能となる。   According to the present invention, a transmitter, a repeater, and a receiver are temporarily placed before determining the arrangement of the wireless device on the network, measurement is performed in the temporarily placed state, and data is transmitted to the receiver via the sensor network. By monitoring the RSSI value and the timer value included in the data format at the time, it is possible to determine the appropriate arrangement of the wireless device on the network by obtaining an indication of the appropriate arrangement of the wireless device in the network Become.

これにより、無線装置同士の設置距離を近づけたり、又は無線装置の設置距離を離したりし、或いは、全く機能していない中継機の配置を把握することができ、無線装置の適切な配置を決めることでより良いセンサネットワークを構築することが可能となる。   As a result, the installation distance between wireless devices can be reduced, the installation distance between wireless devices can be increased, or the arrangement of repeaters that are not functioning at all can be grasped, and the appropriate arrangement of the wireless devices can be determined. This makes it possible to construct a better sensor network.

さらには一旦設置した後に無線環境の変化により、通信の失敗が後に発生することがあったとしても、本発明を適用することにより、現場に技術者を派遣することなく通信異常の要因をオペレータが画面上で把握することで通信異常が発生しないように改善することができる。   Furthermore, even if communication failure may occur later due to changes in the wireless environment after installation, by applying the present invention, the operator can cause the cause of communication abnormality without dispatching engineers to the site. By grasping on the screen, it is possible to improve so that communication abnormality does not occur.

本発明が適用されるセンサネットワークシステムの構成概要を示す図である。It is a figure which shows the structure outline | summary of the sensor network system to which this invention is applied. 本発明の前提となるホップ数を決定する前の無線装置の配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning of the radio | wireless apparatus before determining the hop number used as the premise of this invention. 図2に示された受信機の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of a receiver illustrated in FIG. 2. 図2に示された中継機の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the relay machine shown by FIG. 図2に示された送信機の構成を示す機能ブロック図である。FIG. 3 is a functional block diagram illustrating a configuration of a transmitter illustrated in FIG. 2. 本発明の実施形態に係るセンサネットワークシステムで使用される無線伝送データフォーマットの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the wireless transmission data format used with the sensor network system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係るデータ送信シーケンスを示す図であって本発明のルーチングの一端を説明するシーケンスチャートである。It is a figure which shows the data transmission sequence which concerns on embodiment of this invention, Comprising: It is a sequence chart explaining the end of the routing of this invention. 本発明の実施形態に係る受信機に受信されたデータフォーマット内の受信カウンタ値の推移に基づいて送信機からの通信経路を確定する様子を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows a mode that the communication path | route from a transmitter is decided based on transition of the reception counter value in the data format received by the receiver which concerns on embodiment of this invention. 図8に示す確定した通信経路を画面上に表示した図である。It is the figure which displayed on the screen the fixed communication path | route shown in FIG. 本発明の実施形態に係る無線装置の建屋内への配置例を示す図である。It is a figure which shows the example of arrangement | positioning in the building of the radio | wireless apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図10に示した無線装置の建屋内への配置例における無線伝送の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the wireless transmission in the example of arrangement | positioning in the building of the radio | wireless apparatus shown in FIG. 図11に示した無線伝送の状況を本発明の受信機経由で上位系装置が受信し、受信したデータを画面のフロアマップ上に表示した図である。FIG. 12 is a diagram in which the host system apparatus receives the status of the wireless transmission shown in FIG. 11 via the receiver of the present invention and displays the received data on the floor map of the screen. 上位系装置の画面に表示された建屋5階に設置された送信機から送信されたデータの受信時におけるRSSIトレンドの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the RSSI trend at the time of the reception of the data transmitted from the transmitter installed in the building 5 floor displayed on the screen of the high-order apparatus. 図11に示した無線装置の配置例を変更した後の無線伝送の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the radio transmission after changing the example of arrangement | positioning of the radio | wireless apparatus shown in FIG. 図14に示した無線伝送の状況を本発明の受信機経由で上位系装置が受信し、受信したデータを画面のフロアマップ上に表示した図である。FIG. 15 is a diagram in which the host system apparatus receives the status of the wireless transmission shown in FIG. 14 via the receiver of the present invention and displays the received data on the floor map of the screen.

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図1は、本発明が適用されるセンサネットワークシステムの構成概要を示す図である。図1のセンサネットワーク1は、一例として、単一の受信機120と、複数の中継機130〜160と、単一の送信機110が配置されて構築したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a sensor network system to which the present invention is applied. The sensor network 1 of FIG. 1 is constructed by arranging a single receiver 120, a plurality of relays 130 to 160, and a single transmitter 110 as an example.

受信機120は、送信機110から送信された計測データを複数の中継機130〜160を経て受信することができ、受信した結果を上位系装置に送出する機能を有している。
中継機130〜160は、計測機能を有さず、メッシュ中継機能を有し、送信機110は、中継機能を有さず、電力の計測機能と無線通信機能を有し、送信機と中継機との間の無線電波を送受信することができ、自局で取得した計測データを中継機や受信機に送信する。
The receiver 120 can receive the measurement data transmitted from the transmitter 110 via the plurality of relays 130 to 160, and has a function of sending the received result to the host system device.
The repeaters 130 to 160 do not have a measurement function and have a mesh relay function, and the transmitter 110 does not have a relay function and has a power measurement function and a wireless communication function. Can transmit and receive wireless radio waves between them and transmit measurement data acquired by the local station to a repeater or receiver.

なお、図1には示していないが、上位系装置は、PC(Personal Computer)を含んで成り、受信機120にネットワークで接続され、受信機120から受信したデータフレームを基に出力装置(表示手段)に表示する機能を有している。   Although not shown in FIG. 1, the host system device includes a PC (Personal Computer), is connected to the receiver 120 via a network, and is based on a data frame received from the receiver 120, an output device (display). Means).

図1に示す送信機110は、3相交流R,S,TのうちのR相,T相に接続されたCT(Current Transformer:変流器)17と、3相交流R,S,Tの各相に接続されたVT(Voltage Transformer:計器用変圧器)18とに接続され、上記CT及びVTによって変流/変圧された電流/電圧を計器用の電流/電圧に変換した後に電力を算出し、後述の図5に示す送信機内のメモリ52に計測データを記録する。   The transmitter 110 shown in FIG. 1 includes a CT (Current Transformer) 17 connected to the R phase and the T phase of the three-phase alternating currents R, S, and T, and the three-phase alternating currents R, S, and T. Connected to VT (Voltage Transformer) 18 connected to each phase, and calculates power after converting current / voltage transformed / transformed by CT and VT to current / voltage for meter. Then, the measurement data is recorded in the memory 52 in the transmitter shown in FIG.

上記においてCT(変流器)17は、大電流回路の電流を計器や継電器に必要な電流に変換する計器用変成器の一種であり、また、VT(計器用変圧器)18は、高電圧回路の電圧を計器や継電器に必要な扱い易い電圧(通常は110V)に変換する計器用変成器の一種として使用されている。   In the above, the CT (current transformer) 17 is a kind of instrument transformer for converting the current of the large current circuit into the current required for the instrument and relay, and the VT (instrument transformer) 18 is a high voltage. It is used as a kind of instrument transformer that converts the voltage of the circuit into an easy-to-handle voltage (usually 110V) required for the instrument and relay.

送信機110は、通信を開始するに先立ち、本発明のセンサネットワークに導入された、データ送信シーケンス(詳細は後述する)に則り、先ず、RREQ(RNO(無線機番号)リクエスト)信号をネットワーク内の無線装置にブロードキャストする。   The transmitter 110 first transmits an RREQ (RNO (radio device number) request) signal in the network in accordance with a data transmission sequence (details will be described later) introduced into the sensor network of the present invention before starting communication. Broadcast to other wireless devices.

RREQ(RNO要求:無線機番号要求)信号を受信した無線装置(例.中継機)が送信機から送信された計測データを中継する用意が出来ていることを示すRNO(Radio Number:無線機番号)信号を送信機110に応答する。   RNO (Radio Number: Radio number) indicating that the wireless device (eg, repeater) that received the RREQ (RNO request: radio number request) signal is ready to relay measurement data sent from the transmitter ) Respond to the transmitter 110 with a signal.

送信機110は、応答されたRNO信号のRSSI(Received Signal Strength Indicator:受信信号強度)がもっとも強い相手を計測データの受信宛先に選択する。図1の例では、受信宛先として中継機4(F4)160が選択されたことを示している。   The transmitter 110 selects a partner having the strongest RSSI (Received Signal Strength Indicator) of the response RNO signal as a reception destination of the measurement data. In the example of FIG. 1, it is shown that the relay device 4 (F4) 160 is selected as the reception destination.

また中継機4(F4)160から中継データ送信の受信宛先の決定及び中継送信も上記と同様であり、中継機4(F4)160から中継機2(F2)140、さらに中継機2(F2)140から中継機1(F1)130にそれぞれ決定され、最終的に中継機1(F1)130から受信機120に計測データの中継送信がなされる。   The determination of the destination of relay data transmission from the relay device 4 (F4) 160 and the relay transmission are the same as described above, and the relay device 4 (F4) 160 to the relay device 2 (F2) 140, and further the relay device 2 (F2). 140 is determined as the relay device 1 (F1) 130, and finally, the relay transmission of the measurement data is performed from the relay device 1 (F1) 130 to the receiver 120.

上記の受信宛先の決定のルーチング(通信経路の探索)処理の詳細については後述する。なお中継機3(F3)150は上記のルーチング処理で選択されなかったことを示す。
また上記に記載される中継機は、送信機110と受信機120との間に設置されていて、送信機110から受信機120まで距離が無線信号の到達距離よりも遠い場合に中継を行って通信を完了するためのものであり、種々の無線通信方式において採用されている。
Details of the above-described receiving destination determination routing (communication path search) processing will be described later. Note that the repeater 3 (F3) 150 is not selected in the above routing process.
The repeater described above is installed between the transmitter 110 and the receiver 120 and relays when the distance from the transmitter 110 to the receiver 120 is longer than the reach of the radio signal. This is for completing communication and is adopted in various wireless communication systems.

図2は、本発明の前提となるホップ数を決定する前の無線装置の配置例を示す図である。図2に示される無線装置は、一例として、単一の受信機11と、複数の中継機12〜16と、複数の送信機21〜23が配置されてメッシュ構成のセンサネットワークシステムを構築しようとしているものとする。   FIG. 2 is a diagram illustrating an arrangement example of wireless devices before determining the number of hops as a premise of the present invention. As an example, the wireless device shown in FIG. 2 tries to construct a sensor network system having a mesh structure in which a single receiver 11, a plurality of relays 12 to 16, and a plurality of transmitters 21 to 23 are arranged. It shall be.

受信機11は、送信機21〜23及び中継機12〜16から送信される計測データを集約して上位系装置に送出する機能を有するものとする。中継機12〜16は、計測機能を有さずに中継機能のみを有し、また送信機21〜23は、中継機能を有さずに電力の計測機能と無線通信機能を有するものとする。   The receiver 11 has a function of collecting measurement data transmitted from the transmitters 21 to 23 and the relay devices 12 to 16 and sending the collected measurement data to the host system device. The repeaters 12 to 16 have only a relay function without having a measurement function, and the transmitters 21 to 23 have a power measurement function and a wireless communication function without having a relay function.

図2に示される各無線装置は、自局以外にどの無線装置と通信可能かのルーチング情報を有しておらず通信を開始する際の前段階にある。つまり、
図2の例では、配置された無線装置の中の受信機11が主導してルーチングを開始する。すなわち受信機11は、中継機12〜16、および、送信機21〜23のホップ数を決定するために、3秒おきにビーコンを送信してルーチングを開始する。
Each wireless device shown in FIG. 2 does not have routing information on which wireless device other than its own station can communicate with, and is in the previous stage when starting communication. That means
In the example of FIG. 2, the receiver 11 in the arranged wireless device takes the initiative to start routing. That is, the receiver 11 transmits a beacon every 3 seconds and starts routing in order to determine the number of hops of the repeaters 12 to 16 and the transmitters 21 to 23.

3秒おきにビーコンを送信するため、無線装置の通信環境が変化しても、3秒後にはホップ数の修正/更新を行うことが可能になっている。
図2に示される中継機12〜16は、受信機11から送信されたビーコンを受信し、自局のメモリ(後述する)内に保存されているホップ数を1だけ増加し、さらに、ビーコンを送信する。最初にビーコンを送信する受信機のホップ数は0に設定されている。
Since a beacon is transmitted every 3 seconds, even if the communication environment of the wireless device changes, the number of hops can be corrected / updated after 3 seconds.
2 receives the beacon transmitted from the receiver 11, increases the number of hops stored in its own memory (described later) by 1, and further transmits the beacon. Send. The number of hops of the receiver that first transmits the beacon is set to zero.

そして当該ビーコンに応答した中継機12〜16は、自局のメモリ(後述する)内に保存されているホップ数を1だけ増加して自局のホップ数とし、さらに受信機と同じくビーコンの送信を行って受信機11が発したビーコンを次々にリレーする。   Then, the repeaters 12 to 16 responding to the beacon increase the number of hops stored in their own memory (to be described later) by 1 to the number of hops of their own station, and also transmit the beacon in the same manner as the receiver. To relay the beacons emitted by the receiver 11 one after another.

受信機11、中継機12〜16および送信機21〜23は、自局のメモリ(後述する)内にホップ数(受信機までの中継段数)を保持しており、送られてくるビーコン内のデータには、ビーコンを送信してきた無線装置のホップ数が埋め込まれている。     The receiver 11, the repeaters 12 to 16 and the transmitters 21 to 23 hold the number of hops (the number of relay stages to the receiver) in their own memory (described later), The number of hops of the wireless device that has transmitted the beacon is embedded in the data.

ビーコンを受信した中継機12〜16、または送信機21〜23は、ビーコン内のホップ数を1だけ増加して、それを自局のホップ数として自局メモリ(後述する)に保存する。
受信機11からビーコンを受信した中継機、これを中継機Aとすると、中継機Aはホップ数を1だけ増加したあとに、受信機11と同じくビーコンを送信する。
The repeaters 12 to 16 or the transmitters 21 to 23 that have received the beacon increase the number of hops in the beacon by 1, and store it in the local station memory (described later) as the hop number of the local station.
Assuming that the relay device that has received the beacon from the receiver 11 and this is the relay device A, the relay device A increases the number of hops by 1, and then transmits a beacon in the same manner as the receiver 11.

受信機11からのビーコンを受信できなかった中継機、これを中継機Bとすると、中継機Bが、ホップ数1の中継機Aから送信されたビーコンを受信した場合、自局メモリ(後述する)に保存しているホップ数をさらに1だけ増加することで、中継機Aからビーコンを受信した中継機Bのホップ数は2となる。   Assuming that the relay device that could not receive the beacon from the receiver 11 and this relay device B, when the relay device B receives a beacon transmitted from the relay device A with a hop number of 1, the local station memory (described later) ), The number of hops of the relay station B that has received the beacon from the relay station A becomes two.

以下、同様に、ホップ数2の中継機Bから送信されたビーコンを受信できた中継機、これを中継機Cとすると、中継機Cが、ホップ数2の中継機Bから送信されたビーコンを受信した場合、自局メモリ(後述する)に保存しているホップ数をさらに1だけ増加することで、中継機Bからビーコンを受信した中継機Cのホップ数は3となる。   Hereinafter, similarly, assuming that the relay device that has received the beacon transmitted from the relay device B with the hop number 2 and this is the relay device C, the relay device C transmits the beacon transmitted from the relay device B with the hop number 2. When received, the number of hops of the relay C that has received the beacon from the relay B becomes 3 by further increasing the number of hops stored in its own memory (described later) by one.

以下は、上記の手順を同様に繰り返すことで、ホップ数3の中継機Cから送信されたビーコンを受信できた中継機、これを中継機Dとすると、中継機Dのホップ数は4となる。   In the following, the above procedure is repeated in the same manner, and if the relay device that can receive the beacon transmitted from the relay device C with the hop number 3 is assumed to be the relay device D, the hop number of the relay device D is 4. .

この過程で、ホップ数が自局と同じ、或いは、自局より大きい中継機から送信されたビーコンは無視される。これにより各無線装置におけるホップ数が決定されることになる。   In this process, a beacon transmitted from a repeater having the same number of hops as the local station or larger than the local station is ignored. As a result, the number of hops in each wireless device is determined.

なお、このようなホップ数の決定およびルーチング技術は、例えば、特開2014−150478号公報等に開示されているので、必要に応じて参照されたい。
図2の無線装置の配置例で、各無線装置のホップ数が決定された後に、送信機21〜23が計測した計測データを受信機11に向けて送信が開始される。
Such a hop number determination and routing technique is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-150478, and is referred to as necessary.
In the arrangement example of the wireless devices in FIG. 2, after the number of hops of each wireless device is determined, transmission of measurement data measured by the transmitters 21 to 23 toward the receiver 11 is started.

送信機21〜23は、中継機能を有さず、電力の計測機能と無線通信機能を有するようにされている。
すなわち、図2に示される送信機21〜23は、分電盤に取り付けられて消費する電力を、図1に示したCT及びVTを介して図1の送信機110のように1分おきに計測を行うとともに計測したデータの送信を行う。
The transmitters 21 to 23 do not have a relay function, but have a power measurement function and a wireless communication function.
That is, the transmitters 21 to 23 shown in FIG. 2 are connected to the distribution board and consume the power every other minute like the transmitter 110 of FIG. 1 via the CT and VT shown in FIG. Performs measurement and transmits measured data.

図2の送信機21は、図1に示される送信機110に対応するものとしているが、図2に示される他の送信機22、23が計測データを送信する場合も送信機21と同様の対応となるので説明を省略する。   The transmitter 21 in FIG. 2 corresponds to the transmitter 110 shown in FIG. 1, but when the other transmitters 22 and 23 shown in FIG. 2 transmit measurement data, the transmitter 21 is the same as the transmitter 21. Since it corresponds, it abbreviate | omits description.

計測したデータを送信する場合、後述するシーケンスに従って、ホップ数が少ない方の中継機12〜16に中継送信(データ転送)を行い、ホップ数の少ない中継機12〜16はこれを受信機11に到達するまで中継送信(データ転送)を繰り返す。   When transmitting the measured data, according to the sequence described later, relay transmission (data transfer) is performed to the repeaters 12 to 16 having the smaller hop count, and the repeaters 12 to 16 having the smaller hop count transmit this to the receiver 11. Repeat relay transmission (data transfer) until it arrives.

以上によりホップ数の少ない中継機は、上記ホップ数に基づいて送られてきた計測データをさらにホップ数の少ない中継機に中継送信(データ転送)する。こうして最終的に受信機11に送信機21〜23が計測した計測データが集約されて受信されることとなる。   As described above, the relay station with a small number of hops relays (data transfers) the measurement data transmitted based on the number of hops to the relay station with a smaller number of hops. Thus, finally, the measurement data measured by the transmitters 21 to 23 is collected and received by the receiver 11.

ここで上記の送信機、中継機、及び、受信機の各構成を示す機能ブロック図を用いてその作用を簡単に説明する。
図3は、図2に示された受信機の構成を示す機能ブロック図であり、本発明の実施形態にも使用されているものである。
Here, the operation will be briefly described with reference to functional block diagrams showing the configurations of the transmitter, repeater, and receiver.
FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the receiver shown in FIG. 2, which is also used in the embodiment of the present invention.

図3において、受信機11は、受信機制御部30、間欠動作制御部31、データ送受制御部34、通信部35、無線部37、および、アンテナ38から成る。
受信機は、上述したように、送信機又は中継機から送信される計測データを集約して上位系装置36に送信する役目を担っている。すなわち、
受信機は、アンテナ38を介して送信機又は中継機から送信された計測データを受信する。データを受信すると、受信したことの信号がデータ送受制御部34を介して間欠動作制御部31に通知されると共に、受信データはメモリ32の所定領域に書込みされる。
In FIG. 3, the receiver 11 includes a receiver control unit 30, an intermittent operation control unit 31, a data transmission / reception control unit 34, a communication unit 35, a radio unit 37, and an antenna 38.
As described above, the receiver is responsible for collecting the measurement data transmitted from the transmitter or relay device and transmitting it to the host system device 36. That is,
The receiver receives measurement data transmitted from the transmitter or the relay device via the antenna 38. When data is received, a signal indicating that the data has been received is notified to the intermittent operation control unit 31 via the data transmission / reception control unit 34, and the received data is written to a predetermined area of the memory 32.

さらに伝送データフォーマット内のタイムカウンタ値の引継ぎ、及びタイマ更新を行ってメモリ32の所定領域に書込みする。
書込みされた受信データおよびタイマカウンタ値は、メモリ制御部33により読出され、通信部35を介して上位系装置36に送出される。
Further, the time counter value in the transmission data format is taken over and the timer is updated and written in a predetermined area of the memory 32.
The written reception data and timer counter value are read by the memory control unit 33 and sent to the host system device 36 via the communication unit 35.

また、間欠動作制御部31の制御動作に基づいて、受信機制御部30、データ送受制御部34、通信部35および無線部37は、間欠的に動作制御を行なって、不図示のバッテリ電源の電力保持を行っている。   Further, based on the control operation of the intermittent operation control unit 31, the receiver control unit 30, the data transmission / reception control unit 34, the communication unit 35, and the radio unit 37 perform operation control intermittently, and a battery power source (not shown) Holding power.

メモリ32は、メモリ制御部33により読取/書込みが制御され、データ受信に応じて各無線装置対応に割当てられた領域に書込まれたデータを上位系装置36に送出する。なお、ホップ数決定法は上述した公知例に開示されているのでここでの説明を割愛する。   The memory 32 is controlled to be read / written by the memory control unit 33, and sends the data written in the area allocated for each wireless device to the host system device 36 in response to data reception. Note that the hop count determination method is disclosed in the above-described known examples, and thus the description thereof is omitted here.

図4は、図2に示された中継機の構成を示す機能ブロック図であり、本発明の実施形態にも使用されているものである。
図4において、中継機12〜16は、中継機制御部40、間欠動作・タイムカウンタ制御部41、タイムカウンタ部44、データ送受制御部45、無線部46、および、アンテナ47から成る。
FIG. 4 is a functional block diagram showing the configuration of the repeater shown in FIG. 2, which is also used in the embodiment of the present invention.
In FIG. 4, the repeaters 12 to 16 include a repeater control unit 40, an intermittent operation / time counter control unit 41, a time counter unit 44, a data transmission / reception control unit 45, a radio unit 46, and an antenna 47.

中継機は、上述したように、計測機能を有さずに送信機から送信された計測データの中継機能のみが付与されている。
アンテナ47を介して送信機又は他の中継機から送信された計測データを受信し、一旦、受信したデータはメモリ42の所定領域に書込みされる。またデータを受信したことがデータ送受制御部45を介して間欠動作・タイムカウンタ制御部41に通知される。
As described above, the relay machine has only the relay function of the measurement data transmitted from the transmitter without having the measurement function.
The measurement data transmitted from the transmitter or another relay is received via the antenna 47, and the received data is once written in a predetermined area of the memory. Further, the intermittent operation / time counter control unit 41 is notified of the data reception via the data transmission / reception control unit 45.

間欠動作・タイムカウンタ制御部41は、中継機制御部40、データ送受制御部45および無線部46を間欠的に動作制御して、不図示のバッテリ電源の電力保持を行うと共に、中継機制御部40のタイムカウンタ部44を制御して、伝送データフォーマット内のタイムカウンタ値の引継ぎ、及びタイマ更新を行ってメモリ42の所定領域に書込みする。   The intermittent operation / time counter control unit 41 intermittently controls the operation of the repeater control unit 40, the data transmission / reception control unit 45, and the wireless unit 46 to hold power of a battery power source (not shown), and the repeater control unit 40 time counter units 44 are controlled to take over the time counter value in the transmission data format and update the timer to write to a predetermined area of the memory 42.

メモリ42に書込まれた受信データおよび更新されたカウンタ値は、間欠動作・タイムカウンタ制御部41、タイムカウンタ部44の制御並びにメモリ制御部43による読取制御に基づいて読取り、データ送受制御部45、無線部46、アンテナ47を介して上述のホップ数の少ない中継機等の無線装置に中継送信(データ転送)される。   The received data and the updated counter value written in the memory 42 are read based on the intermittent operation / time counter control unit 41, the control of the time counter unit 44, and the reading control by the memory control unit 43, and the data transmission / reception control unit 45. Then, relay transmission (data transfer) is performed via the radio unit 46 and the antenna 47 to the above-described radio apparatus such as a repeater with a small number of hops.

メモリ42は、メモリ制御部43及びタイムカウンタ部44の指示により読取/書込制御され、データの中継送信に対応した各無線装置の領域に書込まれた計測データ及び更新したタイムカウント値を読取りして無線伝送データフォーマット(後述する)の所定領域に転記し上述のホップ数の少ない中継機等の無線装置にデータ転送する。   The memory 42 is read / write controlled in accordance with instructions from the memory control unit 43 and the time counter unit 44, and reads the measurement data and the updated time count value written in the area of each wireless device corresponding to the relay transmission of data. Then, the data is transferred to a predetermined area of a wireless transmission data format (described later) and transferred to a wireless device such as a repeater with a small number of hops.

なお、ホップ数決定法は上述した公知例に開示されているのでここでの説明を割愛する。
図5は、図2に示された送信機の構成を示す機能ブロックを示す図であり、本発明の実施形態にも使用されているものである。
Note that the hop count determination method is disclosed in the above-described known examples, and thus the description thereof is omitted here.
FIG. 5 is a diagram showing functional blocks showing the configuration of the transmitter shown in FIG. 2, and is also used in the embodiment of the present invention.

図5において、送信機21〜23は、送信機制御部50、間欠動作・タイムカウンタ制御部51、タイムカウンタ部54、データ送受制御部55、計測部56、無線部57、および、アンテナ58から成る。   In FIG. 5, transmitters 21 to 23 include a transmitter control unit 50, an intermittent operation / time counter control unit 51, a time counter unit 54, a data transmission / reception control unit 55, a measurement unit 56, a radio unit 57, and an antenna 58. Become.

送信機は、上述したように、中継機能を有さず、電力の計測機能と無線通信機能が付与されている。
送信機21〜23は分電盤に取り付けられ、計測部56により計器(不図示)の値を基に消費する電力の算出を行って、メモリ52の自送信機に割当てられた所定領域に計測データを書込む。
As described above, the transmitter does not have a relay function and is provided with a power measurement function and a wireless communication function.
The transmitters 21 to 23 are attached to the distribution board, and the measurement unit 56 calculates the power consumed based on the value of a meter (not shown), and measures in a predetermined area assigned to the own transmitter of the memory 52. Write data.

そして送信機21〜23は、メモリ52に書込みした計測データを間欠動作・タイムカウンタ制御部51、タイムカウンタ部54の制御並びにメモリ制御部53による読取制御に基づいて読取り、データ送受制御部55、無線部57、アンテナ58を介して上述のホップ数の少ない中継機等の無線装置に中継送信(データ転送)する。   The transmitters 21 to 23 read the measurement data written in the memory 52 based on the intermittent operation / time counter control unit 51, the control of the time counter unit 54, and the reading control by the memory control unit 53, and the data transmission / reception control unit 55, Relay transmission (data transfer) is performed via the wireless unit 57 and the antenna 58 to the above-described wireless device such as a relay device with a small number of hops.

具体的に記録された計測データの送信はホップ数が少ない中継機または受信機に向けて1分おきに送信する。
メモリ52は、メモリ制御部53及びタイムカウンタ部54の指示により読取/書込制御され、各送信機宛に割当てられた領域に書込された計測データ及び更新したタイムカウント値を読取って無線伝送データフォーマット(後述する)の所定領域に転記し、上述のホップ数の少ない中継機等の無線装置にデータ転送する。
Specifically, the recorded measurement data is transmitted every minute to a repeater or receiver with a small number of hops.
The memory 52 is read / write controlled according to instructions from the memory control unit 53 and the time counter unit 54, and reads the measurement data written in the area assigned to each transmitter and the updated time count value and wirelessly transmits them. The data is transferred to a predetermined area of a data format (described later), and the data is transferred to a wireless device such as a repeater with a small number of hops.

なお、ホップ数決定法は上述した公知例に開示されているのでここでの説明を割愛する。
図6は、本発明の実施形態に係るセンサネットワークシステムで使用される無線伝送データフォーマットの一例を示す図である。
Note that the hop count determination method is disclosed in the above-described known examples, and thus the description thereof is omitted here.
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a wireless transmission data format used in the sensor network system according to the embodiment of the present invention.

図6に示す無線伝送データフォーマットは、記憶領域がデータ種別ごとに仕切られている。
すなわち、無線伝送データフォーマットのゼロ番領域は、送信機番号を識別する送信機IDが埋め込まれる領域である。この送信機IDは、中継機が絡んでもその送信機IDは変化せず、送信データの届け先である受信機に送られる。
In the wireless transmission data format shown in FIG. 6, the storage area is partitioned for each data type.
That is, the zero number area of the wireless transmission data format is an area in which a transmitter ID for identifying a transmitter number is embedded. This transmitter ID does not change even if a relay unit gets involved, and is sent to the receiver that is the destination of transmission data.

1番領域は、送信機内の計測部56が計測したデータをフレーム内に埋め込む領域である。
2番領域は、送信機が計測を開始した瞬間から自局タイマをカウントアップしデータ送信までに要した時間を当該領域に経過カウンタの値として埋め込んで計測データと一緒に送信する。
The first area is an area in which the data measured by the measuring unit 56 in the transmitter is embedded in the frame.
The second area counts up the own station timer from the moment the transmitter starts measurement and embeds the time required for data transmission in the area as the value of the elapsed counter and transmits it together with the measurement data.

受信機に到達するまでに中継に関与する中継機は、経過カウンタの値を引継いで、各自のタイマでそのタイマ値を更新していく。
3〜7番領域は、送信または中継された計測データを受信した際に、RSSI(受信信号強度)を測定し、それぞれに割当てられた領域にRSSI値を埋め込む。
Until reaching the receiver, the repeater involved in the relay takes over the value of the progress counter and updates the timer value with its own timer.
The third to seventh areas measure RSSI (Received Signal Strength) when receiving the transmitted or relayed measurement data, and embed the RSSI values in the areas assigned to them.

8〜11番領域は、データを受信した際に経過カウンタ領域に埋め込まれている値を引継ぎ、各中継機のタイムカウンタで更新を行ってさらにそのカウンタ値を経過カウンタに埋め込む。   The 8th to 11th areas take over the value embedded in the elapsed counter area when data is received, update the time counter of each relay machine, and further embed the counter value in the elapsed counter.

つまり、上記2番領域の経過カウンタ値に埋め込まれた値を引継ぎ、当該中継機で更新カウントを行って更新したカウンタ値を経過カウンタに埋め込むとともに、更新したカウンタ値を8〜11番領域のいずれかに割当てられた、すなわち当該中継機IDに割当られている受信カウンタ領域にその値を埋め込む。   In other words, the value embedded in the progress counter value in the second area is taken over, the counter value updated by performing the update count in the relay device is embedded in the progress counter, and the updated counter value is set in any of the eighth to eleventh areas. The value is embedded in the reception counter area assigned to the relay ID, that is, assigned to the relay ID.

図7は、本発明の実施形態に係るデータ送信シーケンスを示す図であって本発明のルーチングの一端を説明するシーケンスチャートである。
図7において、左側の縦線には、計測データの送信側となる、送信機または中継機の動作を示し、右側の縦線には、計測データの受信側となる、受信機または中継機の動作を示している。番号は信号等の送受信の順序(シーケンス)を示している。
FIG. 7 is a sequence chart illustrating a data transmission sequence according to the embodiment of the present invention and explaining one end of the routing of the present invention.
In FIG. 7, the vertical line on the left shows the operation of the transmitter or relay that is the transmission side of measurement data, and the vertical line on the right shows the operation of the receiver or relay that is the reception side of measurement data. The operation is shown. The numbers indicate the order of transmission / reception of signals and the like (sequence).

図7を用いて本発明の実施形態に係るデータ送信シーケンスとルーチングの一端を説明する。
データの送信とルーチングは、計測データ送信側の無線装置(例.図1に示す送信機110)により開始される。
The data transmission sequence and one end of the routing according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
Data transmission and routing are started by a wireless device (eg, transmitter 110 shown in FIG. 1) on the measurement data transmission side.

(1)送信機110が送信を開始するために、まず、計測データ送信側から計測データ受信側に、RREQ(RNO要求)信号をマルチキャストする。すなわち、計測データ送信側から計測データ受信側に対して受信側のRNO(無線機番号とホップ数)の応答を要求する。   (1) In order to start transmission, the transmitter 110 first multicasts an RREQ (RNO request) signal from the measurement data transmission side to the measurement data reception side. That is, the measurement data transmission side requests the measurement data reception side for a response of the RNO (radio device number and hop number) on the reception side.

(2)RREQ信号を受け取った受信側(例.図1に示す中継機4(F4)160)は、データ送信側に対して、自局のRNO(無線機番号とホップ数)を応答として返信する。
(3)次に、データ送信側は、ルーチング手順に従って、前向き(ホップ数が少なくなる向き)転送になる受信相手を選択して、データ送信側からデータ受信側へ計測データを送信してよいかを確認する信号、すなわち、データ送信要求を行う。
(2) The receiving side (eg, repeater 4 (F4) 160 shown in FIG. 1) that has received the RREQ signal returns its own RNO (radio number and hop number) as a response to the data transmitting side. To do.
(3) Next, according to the routing procedure, can the data transmission side select a reception partner that is forward-forwarding (direction in which the number of hops is reduced) and transmit the measurement data from the data transmission side to the data reception side? A signal for confirming, that is, a data transmission request is made.

(4)これに対し、データ送信要求を受信した受信側は、計測データの受信準備ができたことを示すために、データ送信許可の意味を持つ応答、すなわち、送信要求肯定応答を返信する。   (4) On the other hand, the receiving side that has received the data transmission request returns a response having the meaning of data transmission permission, that is, a transmission request acknowledgment in order to indicate that the measurement data is ready to be received.

(5)次いで、送信要求肯定応答を受信した送信側は、計測データを所定のタイミング内に単発送信データ(パケットデータ)を送信する。その際に、SUM値(誤り検出用符号)を付加する。   (5) Next, the transmission side that has received the transmission request acknowledgment transmits the transmission data (packet data) within a predetermined timing. At that time, a SUM value (error detection code) is added.

(6)単発送信データ(パケットデータ)を受信した受信側は、単発送信データに付加されたSUM値を確認し、誤りが検出されなければ、計測データが正常に受信できたことを示すために、データ肯定応答を送信側へ返信する。   (6) The receiving side that has received the single transmission data (packet data) confirms the SUM value added to the single transmission data, and indicates that the measurement data has been successfully received if no error is detected. The data acknowledgment is returned to the transmission side.

データ肯定応答を受信したことで、送信側は計測データの送信(転送)が完了したものと判断する。これにより一連のデータ送信シーケンスを終了する。
上記に示したデータ送信シーケンスはノーマルケースであって、以下に示すようなケースではシーケンスの変更/省略が可能としている。すなわち、
上記(2)において、受信機からのRNOを直接受信できた場合には、受信機へ直ちに計測データを送信する。
By receiving the data acknowledgment, the transmission side determines that the transmission (transfer) of the measurement data has been completed. This completes a series of data transmission sequences.
The data transmission sequence shown above is a normal case. In the following cases, the sequence can be changed / omitted. That is,
In the above (2), when the RNO from the receiver can be directly received, the measurement data is immediately transmitted to the receiver.

また上記(3)において、RNO待ち期間内に受信側から複数のRNOが送られてきた場合、RNOに含まれている応答側のホップ数が自分より大きなホップ数のRNOは、すべて無視し、最初に受信した前向き(自分より少ないホップ数)のRNOに対してのみデータを転送する。   In (3) above, if multiple RNOs are sent from the receiving side within the RNO waiting period, all RNOs with hops on the responding side included in the RNO are ignored. Transfer data only to the first forward-facing RNO (less hops than you).

さらに上記(3)において、RNO待ち期間の半分が経過した時点で、前向きのRNOを受信できなかった場合、自分と同じホップ数のRNOに対するデータの転送を許可する、すなわち、横向き転送を可とする。   Furthermore, in the above (3), when the forward RNO is not received when half of the RNO waiting period has elapsed, the data transfer to the RNO having the same number of hops as that of itself is permitted, that is, the horizontal transfer is permitted. To do.

図8は、本発明の実施形態に係る受信機に受信されたデータフォーマット内の受信カウンタ値に基づいて送信機からの通信経路を確定する様子を示すシーケンス図である。
図8に示すように送信機110は、計測を開始した瞬間からタイムカウンタ部54におけるタイマのインクリメントを開始する。
FIG. 8 is a sequence diagram showing how a communication path from a transmitter is determined based on a reception counter value in a data format received by a receiver according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 8, the transmitter 110 starts incrementing the timer in the time counter unit 54 from the moment measurement is started.

送信機110の計測部56における計測が完了した後、自局IDと自局から受信相手への送信開始するタイミングのタイマ値を無線伝送データフレーム(図6参照)内のゼロ番領域と2番領域に埋め込んで送信する。その際、計測データを1番領域に埋め込んでいる。   After the measurement by the measuring unit 56 of the transmitter 110 is completed, the local station ID and the timer value of the timing for starting transmission from the local station to the receiving party are set to the zeroth region and the second region in the wireless transmission data frame (see FIG. 6). Send it embedded in the area. At that time, the measurement data is embedded in the first area.

中継機4(F4)160がこれを受信した場合、受信した無線伝送データフレーム内の経過カウンタのタイマ値を読み込み、そのタイマ値を引継いで無線伝送データフレーム(図6参照)内の11番領域に受信カウンタ(F4)に受信したタイマ値を埋め込むとともに、自局タイマに引継いだカウンタ値をセットして当該中継機内の自局タイマによる更新のインクリメントを開始する。   When the repeater 4 (F4) 160 receives this, it reads the timer value of the elapsed counter in the received wireless transmission data frame, takes over the timer value, and takes over the 11th area in the wireless transmission data frame (see FIG. 6). In addition, the received timer value is embedded in the reception counter (F4), and the counter value taken over by the local station timer is set to start incrementing the update by the local station timer in the relay station.

さらに中継機4(F4)160は、上記の無線伝送データフレームを受信した際のRSSI(受信信号強度)値を測定し、その値を自局に割当てられている、無線伝送データフレーム(図6参照)内の7番領域に埋め込み、送信する。   Further, the repeater 4 (F4) 160 measures the RSSI (Received Signal Strength) value when the above-mentioned wireless transmission data frame is received, and the wireless transmission data frame (FIG. 6) assigned to the own station. It is embedded in the 7th area in the reference) and transmitted.

次いで中継機2(F2)140は、中継機4(F4)160が中継した計測データを含む無線伝送データフレームを受信し、当該データフレーム内の経過カウンタのタイマ値を読み込み、無線伝送データフレーム(図6参照)内の9番領域に受信したタイマ値を埋め込むとともに、自局タイマに引継いだカウンタ値をセットして当該中継機内の自局タイマによる更新のインクリメントを開始する。   Next, the relay device 2 (F2) 140 receives the wireless transmission data frame including the measurement data relayed by the relay device 4 (F4) 160, reads the timer value of the elapsed counter in the data frame, and transmits the wireless transmission data frame ( The received timer value is embedded in the 9th area in FIG. 6), and the counter value taken over by the own station timer is set, and the update increment by the own station timer in the relay station is started.

さらに中継機2(F2)140は、上記の無線伝送データフレームを受信した際のRSSI(受信信号強度)を測定し、その値を自局に割当てられている、無線伝送データフレーム(図6参照)内の5番領域に埋め込み、送信する。   Further, the repeater 2 (F2) 140 measures the RSSI (received signal strength) when the wireless transmission data frame is received, and assigns the value to the wireless transmission data frame (see FIG. 6). It is embedded in the fifth area in) and transmitted.

さらに中継機1(F1)130が上記中継機2(F2)140から計測データを含む無線伝送データフレームを受信したら、上記した中継機が受信した場合と同様の処理を行う。
最後に受信機120が中継機1(F1)130から中継されたデータを受信した際には、中継した段数分のタイマ値が無線伝送データフレーム内の経過カウンタに埋め込まれている。
Further, when the repeater 1 (F1) 130 receives a wireless transmission data frame including measurement data from the repeater 2 (F2) 140, the same processing as when the repeater receives is performed.
Finally, when the receiver 120 receives the data relayed from the repeater 1 (F1) 130, timer values corresponding to the number of relayed stages are embedded in the progress counter in the wireless transmission data frame.

その結果、送信機110がデータを送信した時間、中継機4がデータを送信した時間(受信カウンタ(中継機4))、中継機2がデータを送信した時間(受信カウンタ(中継機2))、中継機3がデータを送信した時間(受信カウンタ(中継機3))、受信機120がデータを受信した時間(経過カウンタ)がそれぞれ計測開始を基準として分かる。   As a result, the time when the transmitter 110 transmits data, the time when the relay device 4 transmits data (reception counter (relay device 4)), and the time when the relay device 2 transmits data (reception counter (relay device 2)). The time when the relay device 3 transmits data (reception counter (relay device 3)) and the time when the receiver 120 receives data (elapsed counter) can be known based on the start of measurement.

この中継機番号(ID)と各中継機の受信カウンタの領域に埋め込まれた値を分析できるように、LAN(Local Area Network)を介して上位系装置に受信した無線伝送データフレームを送信する。   The wireless transmission data frame received is transmitted to the host system apparatus via the LAN (Local Area Network) so that the relay station number (ID) and the value embedded in the reception counter area of each relay station can be analyzed.

上位系装置は、受信した無線伝送データフレーム内の受信カウンタ領域に埋め込まれたタイマ値(中継機番号(ID)付)とRSSI値を基にタイマ値の低い順に並べ直して帳票化し、無線伝送データフレームのデータがどういう通信経路(中継ルート)を通ったかを表示画面に表示することが可能となる。   The host system rearranges the timer value (with repeater number (ID)) embedded in the reception counter area in the received wireless transmission data frame and the RSSI value in order from the lowest timer value to form a form, and wirelessly transmits it. It is possible to display on the display screen what kind of communication path (relay route) the data of the data frame has passed.

図9は、図8に示す確定した通信経路を画面上に表示した図である。図9に示されるように、送信機ID(01)からタイマ値の小さい順で中継機F4、F2、F1を経て受信機に至る通信経路が決まり、その順に受信した時点のRSSI値が表示される。   FIG. 9 is a diagram showing the determined communication path shown in FIG. 8 on the screen. As shown in FIG. 9, the communication path from the transmitter ID (01) to the receiver through the relays F4, F2, and F1 is determined in ascending order of the timer value, and the RSSI value at the time of reception is displayed in that order. The

また、図示例では中継段数を表す中継4には、数値が記入されていないことから中継4は中継に含まれていないことが分かる。
図10は、本発明の実施形態に係る無線装置の建屋内への配置例を示す図である。図10は、一例として建屋の3階〜5階の所定箇所に配置された無線装置、すなわち、送信機、受信機、中継機の配置例を示すものである。
Also, in the illustrated example, the relay 4 representing the number of relay stages has no numerical value, so that it can be seen that the relay 4 is not included in the relay.
FIG. 10 is a diagram illustrating an arrangement example of the wireless device according to the embodiment of the present invention in a building. FIG. 10 shows an arrangement example of wireless devices, that is, transmitters, receivers, and repeaters arranged at predetermined locations on the third to fifth floors of the building as an example.

図10においては、例えば、受信機を4階の室内左の天井付近に、中継機F2を2階の室内中央に,中継機F4を5階の室内中央にそれぞれ配置している。
そして送信機を各階のそれぞれの階段室に設置し、また中継機F1を3階左の階段の踊り場に、また中継機F3を4階左の階段の踊り場に設置している。
In FIG. 10, for example, the receiver is disposed near the left ceiling of the room on the fourth floor, the repeater F2 is disposed at the center of the room on the second floor, and the repeater F4 is disposed at the center of the room on the fifth floor.
A transmitter is installed in each staircase on each floor, a repeater F1 is installed on the left staircase landing on the third floor, and a repeater F3 is installed on the staircase landing on the fourth floor left.

なお、各階の階段室に設置した送信機のそれぞれは、図1の送信機110に対応して動作するものであり、階段の踊り場や室内中央に設置した中継機のそれぞれは、図1の中継機130〜160のいずれかに対応し、また4階の室内左の天井付近に設置された受信機は、図1の受信機120に対応して動作するものである。   In addition, each transmitter installed in the staircase on each floor operates corresponding to the transmitter 110 in FIG. 1, and each of the repeaters installed in the stair landing and in the center of the room is the relay in FIG. A receiver installed in the vicinity of the ceiling on the left side of the room on the fourth floor corresponds to any of the machines 130 to 160 and operates in correspondence with the receiver 120 in FIG.

4階の室内左の天井付近に設置された受信機と上位系装置とを結ぶLANは図示省略されている。
図11は、図10に示した無線装置の建屋内への配置例における無線伝送の様子を示す図である。
The LAN connecting the receiver and the host system installed near the ceiling on the left side of the room on the fourth floor is not shown.
FIG. 11 is a diagram illustrating a state of wireless transmission in an example of arrangement of the wireless device illustrated in FIG. 10 in a building.

送信機から受信機に至る計測データの伝送は上記したセンサネットワークの構築およびルーチング手順によって実現されている。
また、データ受信時点に上記したRSSI(受信信号強度)値の測定がなされ、図6に示した無線伝送データフォーマット内の所定領域に埋め込まれることになるが、上記と重複するためここでの説明を省略している。
Transmission of measurement data from the transmitter to the receiver is realized by the construction and routing procedure of the sensor network described above.
Further, the RSSI (Received Signal Strength) value is measured at the time of data reception and is embedded in a predetermined area in the wireless transmission data format shown in FIG. Is omitted.

図11において、実線の矢視線は中継を含めて無線データの送受信が達成されたことを表し、また破線の矢視線は無線データの送受信が達成されなかったことを表している。
図12は、図11に示した無線伝送の状況を本発明の受信機経由で上位系装置が受信して画面に受信したデータをフロアマップ上に表示した図である。
In FIG. 11, a solid arrow indicates that wireless data transmission / reception has been achieved including relay, and a broken arrow indicates that wireless data transmission / reception has not been achieved.
FIG. 12 is a diagram in which data received by the host system device via the receiver of the present invention and the data received on the screen is displayed on the floor map as shown in FIG.

この画面例は、図9に示した画面例と同種であって、図示左側に建屋内に設置された各送信機位置を表示し、図示右側に建屋内に設置した各送信機位置から送信されて受信機で受信したデータの受信状況、すなわちRSSI値を表示し、図示左側から右側に向かって建屋内に設置され中継に関与した中継機の中継時のRSSI値を示すことで中継時の様子も表示している。   This screen example is the same type as the screen example shown in FIG. 9. The transmitter positions installed in the building are displayed on the left side of the figure, and the transmitter positions installed in the building are transmitted on the right side of the figure. The reception status of the data received by the receiver, that is, the RSSI value is displayed, and the RSSI value at the time of relaying of the relay device that is installed in the building from the left side to the right side of the figure and is involved in relaying is shown at the time of relaying Is also displayed.

図12を見ると、4階(4F)に設置した送信機「E3A-4E-S4」の受信時のRSSI値が何処にも埋め込まれていないことから、受信機、中継機F2、中継機F4のどれとも通信に失敗していることがわかる。   Referring to FIG. 12, since the RSSI value at the time of reception of the transmitter “E3A-4E-S4” installed on the fourth floor (4F) is not embedded anywhere, the receiver, the relay F2, the relay F4 It can be seen that communication has failed with any of the above.

その一方、4階(4F)に設置した送信機「E3A-4E-S1」及び「E3A-4E-S2」、階段の踊り場に設置した、中継機F1、中継機F3から受信機への通信時のRSSI値を確認すると、その値に余裕(受信信号強度が強い)があることが分かる。   On the other hand, the transmitters “E3A-4E-S1” and “E3A-4E-S2” installed on the 4th floor (4F), when communicating from the relay F1 and the relay F3 to the receiver at the landing stage of the stairs When the RSSI value is confirmed, it can be seen that there is a margin (the received signal strength is strong).

また4階(4F)に設置した送信機「E3A-4E-S3」は、受信機におけるRSSI値に余裕がなく、-90dBmを下回っており、放置すれば通信失敗がおきることが予想される。
因みに図12の表は、図11で得られた結果を基に右矢印で送信機から受信機に至る通信経路(中継ルート)をフロアマップ上に示すものである。
In addition, the transmitter “E3A-4E-S3” installed on the fourth floor (4F) has no margin in the RSSI value at the receiver and is below −90 dBm, and if it is left unattended, a communication failure is expected.
Incidentally, the table of FIG. 12 shows a communication path (relay route) from the transmitter to the receiver on the floor map by the right arrow based on the result obtained in FIG.

図13は、上位系装置の画面に表示された建屋5階に設置された送信機から送信されたデータの受信時におけるRSSIトレンドの一例を示す図である。
図13において、建屋5Fに設置された送信機E3A-5E-S2は、目の粗い破線でRSSIトレンドが示され、建屋5Fに設置された送信機E3A-5E-S3は、目の細かい破線でRSSIトレンドが示され、建屋5Fに設置された送信機E3A-5E-S4は、実線でRSSIトレンドが示されている。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an RSSI trend at the time of receiving data transmitted from a transmitter installed on the fifth floor of the building displayed on the screen of the host system device.
In FIG. 13, the transmitter E3A-5E-S2 installed in the building 5F has an RSSI trend indicated by a rough broken line, and the transmitter E3A-5E-S3 installed in the building 5F is indicated by a fine broken line. The RSSI trend is shown, and the transmitter E3A-5E-S4 installed in the building 5F shows the RSSI trend as a solid line.

図13は、図12の左部に示されるすべての送信機におけるRSSIトレンドを示すものではないが、本発明が注視するセンサネットワークシステムにおけるRSSIトレンドが時間経過とともにどのように推移するかが理解できるであろう。   FIG. 13 does not show the RSSI trend in all the transmitters shown in the left part of FIG. 12, but it can be understood how the RSSI trend in the sensor network system that the present invention pays attention to changes with time. Will.

図14は、図11に示した無線装置の配置例を変更した後の無線伝送の様子を示す図である。
すなわち、図14は、図11に示した4階(4F)に設置された受信機を中央側に移動して、再度、上記したのと同様に受信機におけるRSSI値の計測を実施したものである。
FIG. 14 is a diagram illustrating a state of wireless transmission after the arrangement example of the wireless device illustrated in FIG. 11 is changed.
That is, FIG. 14 shows the measurement of the RSSI value in the receiver again in the same manner as described above by moving the receiver installed on the fourth floor (4F) shown in FIG. 11 to the center side. is there.

その結果を、図12と同様に、受信機経由で上位系装置の画面上に並べて表示してみると、図15に示さるものになった。
図15は、図14に示した無線伝送の状況を本発明の受信機経由で上位系装置が受信して画面に受信したデータをフロアマップ上に表示した図である。
Similar to FIG. 12, the results are displayed side by side on the screen of the host system device via the receiver, and the result is shown in FIG.
FIG. 15 is a diagram in which data received by the host system device via the receiver of the present invention and the data received on the screen is displayed on the floor map as shown in FIG.

図15を見ると、3階(3F)に設置した送信機「E3A-3E-S1」及び「E3A-3E-S2」が受信機と直接通信することができなくなっている。
しかしながら、階段の踊り場に設置した中継機F1を経由することで、図11では通信できなかったものが図15では通信できていることが分かる。
As shown in FIG. 15, the transmitters “E3A-3E-S1” and “E3A-3E-S2” installed on the third floor (3F) cannot communicate directly with the receiver.
However, it can be seen that what could not be communicated in FIG. 11 can be communicated in FIG. 15 via the relay machine F1 installed at the landing stage of the stairs.

また図11では、4階(4F)に設置した送信機「E3A-4E-S4」が受信機と通信できなかったものが、図15では、受信機と直接通信することができるようになっている。
因みに図15の表は、図14で得られた結果を基に矢印で送信機から中央側に移動した受信機に至る通信経路(中継ルート)をフロアマップ上に示すものである。
In FIG. 11, the transmitter “E3A-4E-S4” installed on the fourth floor (4F) cannot communicate with the receiver, but in FIG. 15, it can communicate directly with the receiver. Yes.
Incidentally, the table of FIG. 15 shows, on the floor map, communication paths (relay routes) from the transmitter to the receiver moved to the center side by arrows based on the results obtained in FIG.

以上のように本発明が適用されるセンサネットワークシステムは、送信機110から受信機120までの間で中継機による中継回数が増えるごとに各中継機宛に割当られたRSSI値が納められる領域における埋め込みデータが増えていくことになる。   As described above, the sensor network system to which the present invention is applied is in an area where the RSSI value assigned to each repeater is stored whenever the number of relays by the repeater increases between the transmitter 110 and the receiver 120. The embedded data will increase.

しかしながら、受信機120が無線伝送データフレームを受信したときには、通信路ごとにRSSI値を判読すると共にセンサネットワーク全体におけるRSSI値の時間的推移を取得することが可能となる。   However, when the receiver 120 receives the wireless transmission data frame, it is possible to read the RSSI value for each communication path and to obtain the temporal transition of the RSSI value in the entire sensor network.

受信機120は、受信したデータフレームにRSSI値が埋め込まれたデータを、例えば、LAN経由で上位系装置に送出し、上位系装置が取得したデータを帳票化して画面に表示する。この内容をオペレータが見て分析することで無線装置の配置を評価してその配置が適切であることの確認を行うことができる。   The receiver 120 sends the data in which the RSSI value is embedded in the received data frame to, for example, the host system device via the LAN, forms the data acquired by the host system device, and displays it on the screen. By viewing and analyzing this content, it is possible to evaluate the arrangement of the wireless devices and confirm that the arrangement is appropriate.

1 センサネットワーク
17 CT(変流器)
18 VT(計器用変圧器)
31 間欠動作制御部
32、42、52 メモリ
33、43、53 メモリ制御部
34、45、55 データ送受制御部
35 通信部
36 上位系装置
37、46、57 無線部
38、47、58 アンテナ
41、51 間欠動作・タイムカウンタ制御部
44、54 タイムカウンタ部
56 計測部
110 送信機
120 受信機
130〜160 中継機
1 Sensor network 17 CT (current transformer)
18 VT (instrument transformer)
31 Intermittent operation control unit 32, 42, 52 Memory 33, 43, 53 Memory control unit 34, 45, 55 Data transmission / reception control unit 35 Communication unit 36 Host system device 37, 46, 57 Radio unit 38, 47, 58 Antenna 41, 51 Intermittent operation / time counter control unit 44, 54 Time counter unit 56 Measuring unit 110 Transmitter 120 Receiver 130 to 160 Repeater

Claims (6)

メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおいて、該センサネットワークシステムは、
計測機能と無線通信機能を有し、中継機能を有さない送信機と、
計測機能を有さず、メッシュ中継機能を有する中継機と、
前記送信機と前記中継機との間の無線電波を送受信する受信機と、
前記受信機に接続され、少なくともセンサネットワークの各通信状況を観察する機能を有する上位系装置と、
から成り、
前記送信機は、
通信の開始前にビーコンを送信しその応答から受信先となる中継機または受信機のいずれかを選択する手段と、
計測を開始した瞬間からタイマをカウントアップし、計測データの送信までに要した時間をデータフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、
自局のIDを前記データフレームの所定領域に埋め込む手段と、
を有し、
前記中継機は、
前記送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの所定の領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
前記送信機が送信したデータフレームを受信し、該データフレーム内に埋め込まれたカウンタ値を読取り、その値を基準に自局に内蔵のタイマのカウントアップを行って計測データの中継送信までに要した時間を前記データフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、
を有し、
前記受信機は、
直前の中継機または送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
自局に到達するまでに関与したすべての中継機のそれぞれが埋め込んだRSSI値とカウンタ値と中継機IDを含む前記データフレームを受信する手段と、
自局が計測した前記RSSI値、および、前記自局が受信した前記RSSI値とカウンタ値と中継機IDを含むデータフレームを上位系装置に送出する手段と、
を有し、
前記上位系装置は、前記受信機から送出された前記データフレームを基に通信経路ごとのRSSI値を画面のフロアマップ上に表示し、その内容をオペレータが見て分析して前記受信機及び前記中継機の配置位置を評価する、
ことを特徴とするセンサネットワークシステム。
In a sensor network system having a mesh configuration, the sensor network system includes:
A transmitter having a measurement function and a wireless communication function and not having a relay function;
A repeater that does not have a measurement function and has a mesh relay function;
A receiver for transmitting and receiving radio waves between the transmitter and the repeater;
A host system connected to the receiver and having a function of observing at least each communication status of the sensor network; and
Consisting of
The transmitter is
Means for transmitting a beacon prior to the start of communication and selecting either a repeater or a receiver from the response;
Means for counting up a timer from the moment measurement is started and embedding a time required for transmission of measurement data as a counter value in a predetermined area of the data frame;
Means for embedding the ID of the own station in a predetermined area of the data frame;
Have
The repeater is
Means for measuring an RSSI value at the time of reception of a data frame transmitted by the transmitter and embedding the measured RSSI value in a predetermined area of the data frame allocated to the own station;
The data frame transmitted by the transmitter is received, the counter value embedded in the data frame is read, the timer built in the local station is counted up based on the value, and it is necessary for the relay transmission of the measurement data. Means for embedding the time as a counter value in a predetermined area of the data frame;
Have
The receiver
Means for measuring an RSSI value at the time of receiving a data frame transmitted by the immediately preceding relay or transmitter, and embedding the measured RSSI value in an area of the data frame allocated to the own station;
Means for receiving the data frame including the RSSI value, the counter value, and the repeater ID embedded in each of the repeaters involved until reaching the own station;
Means for sending the RSSI value measured by the own station, and a data frame including the RSSI value, the counter value, and the repeater ID received by the own station to a higher-level device;
Have
The host system apparatus displays an RSSI value for each communication path on the floor map of the screen based on the data frame transmitted from the receiver, and the contents are viewed and analyzed by an operator to analyze the receiver and the receiver. Evaluate the location of repeaters,
A sensor network system characterized by the above.
メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける送信機であって、該送信機は、計測機能と無線通信機能を有するも中継機能を有しておらず、
通信の開始前にビーコンをブロードキャスト送信し、その応答の中からRSSI値がもっとも強い相手を計測データの受信先に選択する手段と、
消費した電力の計測を開始した瞬間からタイマをカウントアップし、計測データの送信までに要した時間をフォーマット化したデータフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、
自局のIDを前記データフレームの所定領域に埋め込む手段と、
を有し、
前記送信機は、消費する電力を計測して自局内のメモリに格納し、格納した電力データを前記メモリから読み出して前記データフレームの所定領域に埋め込み、前記データフレームを所定周期で受信先に送信する、
ことを特徴とする送信機。
Transmitter in a sensor network system of mesh configuration, the transmitter has a measurement function and a wireless communication function, but does not have a relay function,
A means for broadcasting a beacon before the start of communication, and selecting a partner having the strongest RSSI value from among the responses as a receiver of measurement data;
Means for counting up a timer from the moment when measurement of consumed power is started and embedding a time required for transmission of measurement data as a counter value in a predetermined area of the formatted data frame;
Means for embedding the ID of the own station in a predetermined area of the data frame;
Have
The transmitter measures power consumption and stores it in its own memory, reads the stored power data from the memory, embeds it in a predetermined area of the data frame, and transmits the data frame to a receiver at a predetermined cycle To
A transmitter characterized by that.
メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける中継機であって、該中継機は、計測機能を有さずにメッシュ中継機能を有し、
前記送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの所定の領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
前記送信機が送信したデータフレームを受信し、該データフレーム内に埋め込まれたカウンタ値を読取り、その値を基準に自局に内蔵のタイマのカウントアップを行って計測データの中継送信までに要した時間を前記データフレームの所定領域にカウンタ値として埋め込む手段と、
を有し、
前記中継機は、自局に割当てられた前記データフレームの所定領域に埋め込んだRSSI値と更新したタイマカウンタ値と中継機IDを付加した前記データフレームを前向き又は横向きの中継機に中継送信することを特徴とする中継機。
A relay device in a sensor network system having a mesh structure, the relay device having a mesh relay function without a measurement function,
Means for measuring an RSSI value at the time of reception of a data frame transmitted by the transmitter and embedding the measured RSSI value in a predetermined area of the data frame allocated to the own station;
The data frame transmitted by the transmitter is received, the counter value embedded in the data frame is read, the timer built in the local station is counted up based on the value, and it is necessary for the relay transmission of the measurement data. Means for embedding the time as a counter value in a predetermined area of the data frame;
Have
The repeater relays and transmits the data frame to which the RSSI value embedded in the predetermined area of the data frame assigned to the own station, the updated timer counter value, and the repeater ID are added to the forward or lateral repeater. A repeater characterized by
メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける受信機であって、該受信機は、前記送信機と前記中継機との間の無線電波を送受信し、
直前の中継機または送信機が送信したデータフレームの受信時にRSSI値を計測し、自局に割当てられた前記データフレームの領域に前記計測したRSSI値を埋め込む手段と、
自局に到達するまでに関与したすべての中継機のそれぞれが埋め込んだRSSI値とカウンタ値と中継機IDを含む前記データフレームを受信する手段と、
自局が計測した前記RSSI値、および、前記自局が受信した前記RSSI値とカウンタ値と中継機IDを含むデータフレームを上位系装置に送出する手段と、
を有し、
前記受信機は、自局とLAN接続された上位系装置に前記受信したデータフレームを送出する、
ことを特徴とする受信機。
A receiver in a sensor network system having a mesh configuration, wherein the receiver transmits and receives radio waves between the transmitter and the repeater,
Means for measuring an RSSI value at the time of receiving a data frame transmitted by the immediately preceding relay or transmitter, and embedding the measured RSSI value in an area of the data frame allocated to the own station;
Means for receiving the data frame including the RSSI value, the counter value, and the repeater ID embedded in each of the repeaters involved until reaching the own station;
Means for sending the RSSI value measured by the own station, and a data frame including the RSSI value, the counter value, and the repeater ID received by the own station to a higher-level device;
Have
The receiver sends the received data frame to a host system connected to the local station via a LAN.
A receiver characterized by that.
メッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける受信機にネットワークで接続される上位系装置であって、該上位系装置は、前記受信機にLAN接続され、
前記上位系装置は、
前記受信機から送出されたデータフレームを基に通信経路ごとのRSSI値を画面のフロアマップ上に表示する手段と、
前記受信機から送出されたデータフレームを基に特定の送信機におけるRSSIトレンドを画面上に表示する手段と、
を有し、
前記画面表示された内容をオペレータが見て分析して前記受信機及び前記中継機の配置位置を評価する、
ことを特徴とする上位系装置。
A host system apparatus connected to a receiver in a mesh sensor network system via a network, and the host system apparatus is connected to the receiver via a LAN,
The host system device is
Means for displaying an RSSI value for each communication path on the floor map of the screen based on the data frame transmitted from the receiver;
Means for displaying an RSSI trend at a specific transmitter on the screen based on the data frame transmitted from the receiver;
Have
The operator views and analyzes the content displayed on the screen to evaluate the arrangement position of the receiver and the relay,
A host system device characterized by that.
センサネットワークシステムが、計測機能と無線通信機能を有し、中継機能を有さない送信機と、計測機能を有さず、メッシュ中継機能を有する中継機と、前記送信機と前記中継機との間の無線電波を送受信する受信機と、前記受信機に接続され、少なくともセンサネットワークの各通信状況を観察する機能を有する上位系装置と、から成るメッシュ構成のセンサネットワークシステムにおける無線装置の適正配置方法であって、
無線装置の適正配置を決定する前に、送信機、中継機、受信機を含む無線装置を仮置きする過程、
該仮置きした状態でネットワークを構築し、構築したネットワークを利用して計測データを送信した時点で送信機のタイマをカウントし始める過程、
計測データが受信機に到達するまでの中継接続における受信時点で前記タイマの更新した値と前記受信時点のRSSI値を測定する過程、
前記中継接続における受信時点で計測データを含むデータフォーマット内の前記中継に関与する中継機に対応する領域に更新した前記タイマ値と前記RSSI値を埋め込む過程、
前記受信機で受信した前記データフォーマット内の各領域に埋め込まれた値を上位系装置に送出する過程、および、
前記送出された前記データフォーマット内の各領域に埋め込まれた値を基に前記上位系装置でネットワーク内のRSSI値を画面に表示し、その内容をオペレータが見て分析し、ネットワーク上における無線装置の適正な配置を決定する過程、
を含むことを特徴とするセンサネットワークシステムにおける無線装置の適正配置方法。
A sensor network system includes a transmitter having a measurement function and a wireless communication function, not having a relay function, a relay having no measurement function and having a mesh relay function, and the transmitter and the repeater. Proper arrangement of wireless devices in a mesh-structured sensor network system comprising: a receiver that transmits and receives wireless radio waves between; and a host device connected to the receiver and having a function of observing at least each communication status of the sensor network A method,
The process of temporarily placing a wireless device including a transmitter, a repeater, and a receiver before determining the proper placement of the wireless device;
The process of constructing the network in the temporarily placed state and starting counting the timer of the transmitter when the measurement data is transmitted using the constructed network,
A process of measuring the updated value of the timer and the RSSI value at the reception time at the reception time in the relay connection until the measurement data reaches the receiver;
Embedding the updated timer value and the RSSI value in an area corresponding to the relay unit involved in the relay in a data format including measurement data at the reception time in the relay connection;
Sending a value embedded in each area in the data format received by the receiver to a higher-level device; and
The RSSI value in the network is displayed on the screen by the host system on the basis of the value embedded in each area in the transmitted data format, the contents are viewed and analyzed by the operator, and the wireless device on the network The process of determining the proper placement of
A method for properly arranging wireless devices in a sensor network system, comprising:
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