JP2018007203A - 無線センサネットワークのセンサノード及び収集装置、並びに、無線センサネットワークシステム - Google Patents
無線センサネットワークのセンサノード及び収集装置、並びに、無線センサネットワークシステム Download PDFInfo
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Abstract
Description
i)ノードがデータを送信しようとしてから初めて経路選択が開始される。
ii)経路選択処理では、ノード間で経路情報が交換される。
iii)選択された経路は、ノード内の経路表に保存される。
iv)経路表の有効時間(言い換えると、ノードによる経路情報の保持時間)は設定可能であるものの、通常は短い時間(例えば30秒)が用いられる。
v)直近のデータ送信から所定の有効時間が経過すると、当該経路情報は無効になる(言い換えると、ノードにおいて経路情報が破棄される)。
vi)データ送信に必要な経路情報が、経路表で、有効である場合にはそれを利用する一方で、無効になっている場合には経路選択処理が改めて実施される。
ベイレベル装置は、主に、センサデータの読取を担うソフトウェアモジュールを備え、センサノードが計測を行って得た情報としてのセンサデータの収集を行う装置である。ベイレベル装置は、あわせて、無線センサネットワークとのインタフェースを実現し、関連する情報処理を行う。ベイレベル装置の機能は、例えば、無線による送受信機能(言い換えると、無線信号の送信及び受信を行うための機序)を備える(或いは、無線による送受信機構が付加された)コンピュータ上に実現され得る。
センサノードは、種々の設備や施設等に設置されて計測を行い、無線センサネットワークが設置された目的に関する処理に必要な情報(具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、温度,音などの計測データ)を取得してベイレベル装置(尚、ZigBeeコーディネータを備える)へと送信する。センサノードは、また、データ送信に必要な無線センサネットワークを自律的に構築(言い換えると、伝送経路/通信経路を自律的に設定)する。
下位レイヤの通信モジュールを対象として起動や停止などのライフサイクルに関する処理を提供するAPIである。
ii)NetComm
通信ネットワークに接続しているセンサノードとのデータ交換を行うためのAPIである。
iii)Registration
下位レイヤの通信モジュールを登録するためのAPIである。
iv)NetRegistration
センサノード又はセンサノードのグループを登録するAPIである。
v)NetReceive
センサノードから受信したデータの処理を起動するためのAPIである。
主に、データ整理を担うソフトウェアモジュールやデータ処理を担うソフトウェアモジュールを備え、無線センサネットワークが設置された目的(言い換えると、監視項目やセンサの計測項目)に関する処理を行う。ステーションレベル装置の機能は、例えば、コンピュータ上に実現され得る。
無線センサネットワークが設置された目的に関する処理に利用されるデータを扱うソフトウェアモジュールの生成・初期化とステーションレベル装置やベイレベル装置への配信、及び、ソフトウェアモジュールの起動・停止・復旧に関する指令送信を担う。また、ソフトウェアモジュール間の関係を管理する。ディレクトリサーバの機能は、例えば、コンピュータ上に実現(具体的には、ソフトウェアにて実装)され得る。
〈I〉センサノードの接続確認及び死活確認
〈II〉センサノードにおける経路情報の保持
についてそれぞれ説明する。
(1)センサノードの接続確認の概要
センサノードの接続確認の機能として、センサノードが設置・起動されてベイレベル装置とのデータ交換が可能になったことが自動的に確認され、また、接続確認が一旦為されたセンサノードとの接続状況が把握される。
〈条件2〉自らに対して(言い換えると、自らに宛てて)送信された最新の死活確認メッセージの受信後に、カウンタリセット信号を所定の閾値回数(Nr〔回〕)以上受信している場合。
〈条件3〉接続要求メッセージを1回送信した後に、自らに対する(言い換えると、自らに宛てられた)死活確認メッセージを受信しない状況で、カウンタリセット信号を所定の閾値回数(Nb〔回〕)受信した場合。
ベイレベル装置は、センサノードからの接続要求メッセージを受信した場合、死活確認の要求メッセージを当該センサノードに宛てて送信する。そして、当該センサノードからの生存信号を受信することにより、当該センサノードは生存していると共に接続していることを確認する。
上述の概要に基づく、ベイレベル装置とセンサノードとのそれぞれの具体的な動作手順は例えば以下のようになる(図4乃至図6参照)。ただし、以下に説明する具体的な動作手順は上述の概要の組み合わせとしてのベイレベル装置やセンサノードの具体的な動作手順のあくまでも一例であり、本発明の上述の構成を実現するベイレベル装置やセンサノードの具体的な動作手順は他にもあり得る。
上記(1)及び(2)の概要に基づくと共に、上述のベイレベル装置によるセンサノードの接続確認及び死活確認に纏わる動作に応答し、センサノードは以下の動作を行う。
経路表の有効時間(言い換えると、経路表の情報の保持時間,経路表の情報が破棄されるまでの時間)を適切に調整することにより、無線センサネットワークの経路探索に用いられる通信トラヒックの発生が抑制されることが期待される。
ここに、 Th:経路情報の保持時間〔秒〕,
Nn:ネットワーク内のセンサノードの台数〔台〕,
Tr:生存信号受信時限〔秒〕,
Ni:接続解除判定ターン数〔ターン〕
k:定数 をそれぞれ表す。
2A,2B,2C,2D,2E,2F センサノード
Claims (7)
- 計測によって取得された情報を無線通信網のトポロジの起点に位置づけられている収集装置に宛てて送信するセンサノードであり、前記収集装置から繰り返し送信されるカウンタリセット信号への応答として所定の場合に前記無線通信網への接続を要求する接続要求メッセージを前記収集装置に宛てて送信すると共に当該接続要求メッセージが前記収集装置によって受信された後に周期的な死活確認として前記収集装置から周期的に送信される自らに対する死活確認メッセージを受信したときは生存していることを通知する生存信号を前記収集装置に宛てて送信するように構成され、前記接続要求メッセージを前記収集装置に宛てて送信した後に前記自らに対する死活確認メッセージを受信しない状態が継続している間に前記カウンタリセット信号の受信回数が所定の回数以上になった場合に前記接続要求メッセージを前記収集装置に宛てて送信することを特徴とする無線センサネットワークのセンサノード。
- 前記無線通信網における通信経路の情報の保持時間が、前記収集装置による前記死活確認の周期よりも長く設定されることを特徴とする請求項1記載の無線センサネットワークのセンサノード。
- 無線通信網のトポロジの起点に位置づけられてセンサノードが計測によって取得した情報を収集する収集装置であり、前記センサノードに対してブロードキャストにてカウンタリセット信号を送信すると共に当該カウンタリセット信号への応答として前記センサノードから送信される前記無線通信網への接続を要求する接続要求メッセージを受信した後に周期的な死活確認として死活確認メッセージを前記センサノードに宛てて周期的に送信するように構成され、前記死活確認の1ターン当り前記死活確認メッセージを所定の回数送信しても当該死活確認メッセージへの応答としての前記センサノードからの生存信号を受信しない場合に当該ターンについては前記センサノードは途絶していると判断し、前記途絶と判断されたターンが所定のターン数繰り返されたときに前記センサノードを前記死活確認メッセージの送信対象から外すことを特徴とする無線センサネットワークの収集装置。
- 前記死活確認メッセージへの応答としての前記センサノードからの生存信号を受信しない状態が継続している間に前記死活確認の或るターンにおける1回目の前記死活確認メッセージの送信の時から所定の時間が経過した場合にも当該ターンについては前記センサノードは途絶していると判断することを特徴とする請求項3記載の無線センサネットワークの収集装置。
- 計測によって取得された情報を無線通信網のトポロジの起点に宛てて送信するセンサノードと前記無線通信網のトポロジの起点に位置づけられて前記センサノードが計測によって取得した前記情報を収集する収集装置とを有する無線センサネットワークシステムであり、前記センサノードは、前記収集装置から繰り返し送信されるカウンタリセット信号への応答として所定の場合に前記無線通信網への接続を要求する接続要求メッセージを前記収集装置に宛てて送信すると共に当該接続要求メッセージが前記収集装置によって受信された後に周期的な死活確認として前記収集装置から周期的に送信される自らに対する死活確認メッセージを受信したときは生存していることを通知する生存信号を前記収集装置に宛てて送信するように構成され、前記接続要求メッセージを前記収集装置に宛てて送信した後に前記自らに対する死活確認メッセージを受信しない状態が継続している間に前記カウンタリセット信号の受信回数が所定の回数以上になった場合に前記接続要求メッセージを前記収集装置に宛てて送信し、また、前記収集装置は、前記センサノードに対してブロードキャストにて前記カウンタリセット信号を送信すると共に当該カウンタリセット信号への応答として前記センサノードから送信される前記接続要求メッセージを受信した後に前記周期的な死活確認として前記死活確認メッセージを前記センサノードに宛てて周期的に送信するように構成され、前記死活確認の1ターン当り前記死活確認メッセージを所定の回数送信しても当該死活確認メッセージへの応答としての前記センサノードからの前記生存信号を受信しない場合に当該ターンについては前記センサノードは途絶していると判断し、前記途絶と判断されたターンが所定のターン数繰り返されたときに前記センサノードを前記死活確認メッセージの送信対象から外すことを特徴とする無線センサネットワークシステム。
- 前記センサノードでの前記無線通信網における通信経路の情報の保持時間が、前記収集装置による前記死活確認の周期よりも長く設定されることを特徴とする請求項5記載の無線センサネットワークシステム。
- 前記収集装置は、前記死活確認メッセージへの応答としての前記センサノードからの生存信号を受信しない状態が継続している間に前記死活確認の或るターンにおける1回目の前記死活確認メッセージの送信の時から所定の時間が経過した場合にも当該ターンについては前記センサノードは途絶していると判断することを特徴とする請求項5記載の無線センサネットワークシステム。
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JP2020144505A (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社マウンテン | ドア開閉見守りシステム |
Citations (2)
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JP2013065957A (ja) * | 2011-09-15 | 2013-04-11 | Nec Corp | マルチホップ無線ネットワークの経路制御方法 |
JP2014022808A (ja) * | 2012-07-13 | 2014-02-03 | Panasonic Corp | ゲートウェイ装置、ネットワークシステム及び通信方法 |
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WO2020179308A1 (ja) * | 2019-03-05 | 2020-09-10 | 株式会社マウンテン | ドア開閉見守りシステム |
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