JP2018014667A - Radio communication network system, radio node, route selection method, and computer program - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To select a route on the basis of a remaining operation time of a radio node included in a radio communication network.SOLUTION: A radio node in a radio communication network system including a plurality of radio nodes includes: a route request message reception unit for receiving a route request message destined to the radio node transmitted by a transmission source node of the radio nodes; and a route selection unit for selecting a route on the basis of remaining operation time information included in the route request message received by the route request message reception unit and returning a route response message corresponding to the selected route to the transmission source node.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明は、無線通信ネットワークシステム、無線ノード、ルート選択方法、及びコンピュータプログラムに関する。   The present invention relates to a wireless communication network system, a wireless node, a route selection method, and a computer program.

複数の無線ノードから構成される無線通信ネットワークにおける従来のルート選択技術として、例えば非特許文献１に記載される技術が知られている。非特許文献１に記載される技術では、「Two Ray Ground Model」を用いた安定性のあるルート選択を実現している。   As a conventional route selection technique in a wireless communication network composed of a plurality of wireless nodes, for example, a technique described in Non-Patent Document 1 is known. The technology described in Non-Patent Document 1 realizes stable route selection using “Two Ray Ground Model”.

Hua Yang; Zhi-yuan Li, “A stability routing protocols base on Reverse AODV”, International Conference on Computer Science and Network Technology (ICCSNT), 2011.Hua Yang; Zhi-yuan Li, “A stability routing protocols base on Reverse AODV”, International Conference on Computer Science and Network Technology (ICCSNT), 2011.

しかし、上述した従来のルート選択技術では、選択されたルートに不都合が生じる場合があった。例えば、無線通信ネットワークを構成する各無線ノードの電源の残容量にバラツキがある場合、従来のルート選択技術によって選択されたルートでは、ルートに含まれる無線ノードの中に電源が枯渇するまでの時間が短い無線ノードが含まれると、通信できる残り時間が不十分になる可能性があった。   However, in the conventional route selection technique described above, inconvenience may occur in the selected route. For example, when there is variation in the remaining capacity of the power supply of each wireless node constituting the wireless communication network, the time until the power is exhausted in the wireless nodes included in the route in the route selected by the conventional route selection technology If a short wireless node is included, the remaining time for communication may be insufficient.

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、無線通信ネットワークを構成する無線ノードの残りの稼働時間に基づいてルートの選択を行うことができる無線通信ネットワークシステム、無線ノード、ルート選択方法、及びコンピュータプログラムを提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a wireless communication network system, a wireless node, and a wireless node capable of performing route selection based on the remaining operation time of the wireless nodes constituting the wireless communication network, An object is to provide a route selection method and a computer program.

（１）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムにおいて、前記無線ノードのうちの送信元ノードは、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信部を備え、前記無線ノードのうちの中継ノードは、受信した前記ルート要求メッセージに自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送するルート要求メッセージ転送部を備え、前記宛先ノードは、前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、を備える、無線通信ネットワークシステムである。
（２）本発明の一態様は、上記（１）の無線通信ネットワークシステムにおいて、前記ルート選択部は、残りの総稼働時間が最大であるルートを選択する、無線通信ネットワークシステムである。
（３）本発明の一態様は、上記（１）の無線通信ネットワークシステムにおいて、前記ルート要求メッセージ転送部は、転送する前記ルート要求メッセージに前記送信元ノードから自中継ノードまでのホップ数をさらに含め、前記ルート選択部は、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報とホップ数とに基づいてルートを選択する、無線通信ネットワークシステムである。
（４）本発明の一態様は、上記（３）の無線通信ネットワークシステムにおいて、前記ルート選択部は、残りの総稼働時間と総ホップ数の逆数とを総合したルート評価値を算出し、前記ルート評価値が最良であるルートを選択する、無線通信ネットワークシステムである。
（５）本発明の一態様は、上記（１）から（４）のいずれかの無線通信ネットワークシステムにおいて、前記ルート選択部は、前記ルート要求メッセージ受信部が最初に受信した前記ルート要求メッセージの受信タイミングから少なくとも所定の待機時間は前記ルート応答メッセージの返信を待機する、無線通信ネットワークシステムである。 (1) According to one aspect of the present invention, in a wireless communication network system including a plurality of wireless nodes, a transmission source node of the wireless nodes transmits a route request message addressed to a destination node of the wireless nodes A route request message transmission unit, wherein the relay node of the wireless nodes includes a route request message transfer unit that transfers the received route request message including remaining operation time information indicating the remaining operation time of the own relay node. The destination node selects a route based on a route request message receiving unit that receives the route request message, and a remaining working time information included in the route request message received by the route request message receiving unit. A route response message corresponding to the selected route is returned to the source node. Comprises a route selection section, the is a wireless communication network system.
(2) One aspect of the present invention is the wireless communication network system according to (1), wherein the route selection unit selects a route having the maximum remaining total operating time.
(3) According to one aspect of the present invention, in the wireless communication network system according to (1), the route request message transfer unit further adds the number of hops from the transmission source node to the own relay node in the route request message to be transferred. In addition, the route selection unit is a wireless communication network system that selects a route based on remaining working time information and the number of hops included in the route request message received by the route request message receiving unit.
(4) In one aspect of the present invention, in the wireless communication network system according to (3), the route selection unit calculates a route evaluation value that combines the remaining total operation time and the inverse of the total number of hops, A wireless communication network system that selects a route having the best route evaluation value.
(5) One aspect of the present invention is the wireless communication network system according to any one of (1) to (4), wherein the route selection unit is configured to receive the route request message received first by the route request message reception unit. The wireless communication network system waits for a reply of the route response message for at least a predetermined waiting time from the reception timing.

（６）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードにおいて、前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、を備える無線ノードである。 (6) According to one aspect of the present invention, in the wireless node of the wireless communication network system including a plurality of wireless nodes, a route request message addressed to the own wireless node transmitted from the transmission source node among the wireless nodes is received. A route request message receiving unit; and a route response message corresponding to the selected route is selected based on remaining working time information included in the route request message received by the route request message receiving unit. And a route selection unit that replies to the node.

（７）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムのルート選択方法であって、前記無線ノードのうちの送信元ノードが、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信ステップと、前記無線ノードのうちの中継ノードが、受信した前記ルート要求メッセージに自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送するルート要求メッセージ転送ステップと、前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信ステップと、前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージ受信ステップにより受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択ステップと、を含むルート選択方法である。 (7) One aspect of the present invention is a route selection method for a wireless communication network system including a plurality of wireless nodes, wherein a transmission source node of the wireless nodes is addressed to a destination node of the wireless nodes A route request message sending step for sending a route request message, and a route that the relay node of the wireless nodes transfers to the received route request message including remaining working time information indicating the remaining working time of the own relay node. A request message forwarding step; a route request message receiving step in which the destination node receives the route request message; and a remaining operation included in the route request message received by the destination node in the route request message receiving step. Select a route based on time information and A route selection step of returning the route reply message to respond to the source node, a route selection method comprising.

（８）本発明の一態様は、複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードのコンピュータに、前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信機能と、前記ルート要求メッセージ受信機能により受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択機能と、を実現させるためのコンピュータプログラムである。 (8) According to one aspect of the present invention, a route request message addressed to a local wireless node transmitted from a transmission source node of the wireless nodes is transmitted to a computer of the wireless node of a wireless communication network system including a plurality of wireless nodes. A route request message reception function to receive, a route is selected based on the remaining working time information included in the route request message received by the route request message reception function, and a route response message corresponding to the selected route is This is a computer program for realizing a route selection function for sending a reply to a transmission source node.

本発明によれば、無線通信ネットワークを構成する無線ノードの残りの稼働時間に基づいてルートの選択を行うことができるという効果が得られる。   According to the present invention, there is an effect that a route can be selected based on the remaining operation time of the wireless nodes constituting the wireless communication network.

一実施形態に係るワイヤレスセンサネットワークシステム１の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the wireless sensor network system 1 which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る無線センサノードＭの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the wireless sensor node M which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る送信元ノードＭｓの制御部１２の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control part 12 of the transmission source node Ms which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る中継ノードＭｒの制御部１２の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control part 12 of the relay node Mr which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る宛先ノードＭｄの制御部１２の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the control part 12 of the destination node Md which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るルート要求メッセージの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the route request message which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係るルート選択方法の例を示すシーケンス図である。It is a sequence diagram which shows the example of the route selection method which concerns on one Embodiment. 一実施形態に係る効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect which concerns on one Embodiment.

以下、図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。本実施形態では、無線通信ネットワークシステムの一例として、ワイヤレスセンサネットワークシステムを挙げて説明する。また、ルート（route；経路）とは、通信のルートである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a wireless sensor network system will be described as an example of a wireless communication network system. A route is a communication route.

図１は、一実施形態に係るワイヤレスセンサネットワークシステム１の構成例を示す図である。図１において、ワイヤレスセンサネットワークシステム１は、複数の無線センサノードＭを備える。無線センサノードＭは、無線ノードの例である。無線ノードは、無線により通信を行う通信ノードである。図１の構成例では、ワイヤレスセンサネットワークシステム１は、１６個の無線センサノードＭ＿ｍｎを備える（但し、ｍ及びｎは１から４までの整数）。各無線センサノードＭ＿ｍｎは、図１中に両方向矢印線で示されるように、隣接する他の無線センサノードＭ＿ｍｎと無線により通信を行う。なお、無線センサノードＭ＿ｍｎを特に区別しないときは無線センサノードＭと称する。   FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless sensor network system 1 according to an embodiment. In FIG. 1, the wireless sensor network system 1 includes a plurality of wireless sensor nodes M. The wireless sensor node M is an example of a wireless node. The wireless node is a communication node that performs wireless communication. In the configuration example of FIG. 1, the wireless sensor network system 1 includes 16 wireless sensor nodes M_mn (where m and n are integers from 1 to 4). Each wireless sensor node M_mn communicates wirelessly with another adjacent wireless sensor node M_mn, as indicated by a double arrow line in FIG. The wireless sensor node M_mn is referred to as a wireless sensor node M when not particularly distinguished.

図２は、本実施形態に係る無線センサノードＭの構成例を示す図である。図２において、無線センサノードＭは、電源１０と、センサ１１と、制御部１２と、無線通信部１３とを備える。電源１０は、発電部１４を備える。   FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the wireless sensor node M according to the present embodiment. In FIG. 2, the wireless sensor node M includes a power supply 10, a sensor 11, a control unit 12, and a wireless communication unit 13. The power supply 10 includes a power generation unit 14.

電源１０は一定の容量を持つ蓄電池を備える。電源１０は、発電部１４により蓄電池の充電を行う。発電部１４は、エナジーハーベスティング（energy harvesting：環境発電）技術により、自己を含む環境からエネルギーを収穫して発電する。該エネルギーの種類として、例えば、光、熱、振動などが挙げられる。振動は音の振動を含む。電源１０は、送信元ノードＭｓの各部に電力を供給する。   The power source 10 includes a storage battery having a certain capacity. The power source 10 charges the storage battery by the power generation unit 14. The power generation unit 14 uses the energy harvesting (energy harvesting) technology to harvest and generate energy from the environment including itself. Examples of the type of energy include light, heat, and vibration. Vibration includes sound vibration. The power supply 10 supplies power to each unit of the transmission source node Ms.

センサ１１は、一つ又は複数の種類の物理量を検知する。センサ１１として、例えば、温度センサ、圧力センサ、加速度センサ、磁気センサ、光センサ、ガスセンサなどが挙げられる。   The sensor 11 detects one or more types of physical quantities. Examples of the sensor 11 include a temperature sensor, a pressure sensor, an acceleration sensor, a magnetic sensor, an optical sensor, and a gas sensor.

制御部１２は、無線センサノードＭの各部を制御する。制御部１２は、ハードウェアにより実現されるものであってもよく、又は、メモリ及びＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算処理装置）等により構成され、制御部１２の機能を実現するためのコンピュータプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。無線通信部１３は、無線により他の無線センサノードＭと通信を行う。   The control unit 12 controls each unit of the wireless sensor node M. The control unit 12 may be realized by hardware, or is configured by a memory and a CPU (Central Processing Unit) and the like, and a computer program for realizing the function of the control unit 12 The function may be realized by the CPU executing. The wireless communication unit 13 communicates with other wireless sensor nodes M wirelessly.

図３、図４及び図５は、無線センサノードＭに係る制御部１２の構成例を示す図である。図３は、無線センサノードＭのうちの送信元ノードＭｓの制御部１２の構成例を示す図である。図４は、無線センサノードＭのうちの中継ノードＭｒの制御部１２の構成例を示す図である。図５は、無線センサノードＭのうちの宛先ノードＭｄの制御部１２の構成例を示す図である。   3, 4, and 5 are diagrams illustrating a configuration example of the control unit 12 according to the wireless sensor node M. FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of the control unit 12 of the transmission source node Ms in the wireless sensor node M. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the control unit 12 of the relay node Mr of the wireless sensor node M. FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the control unit 12 of the destination node Md in the wireless sensor node M.

図３において、送信元ノードＭｓの制御部１２は、ルート要求メッセージ発信部２１を備える。ルート要求メッセージ発信部２１は、無線センサノードＭのうちの宛先ノードＭｄに宛てたルート要求（route request）メッセージを発信する。ルート要求メッセージによって、送信元ノードＭｓから宛先ノードＭｄに至るルートの探索（route discovery）が行われる。   In FIG. 3, the control unit 12 of the transmission source node Ms includes a route request message transmission unit 21. The route request message transmission unit 21 transmits a route request message addressed to the destination node Md among the wireless sensor nodes M. A route discovery from the transmission source node Ms to the destination node Md is performed by the route request message.

図４において、中継ノードＭｒの制御部１２は、ルート要求メッセージ転送部３１を備える。ルート要求メッセージ転送部３１は、自中継ノードＭｒが受信したルート要求メッセージに自中継ノードＭｒの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送する。   In FIG. 4, the control unit 12 of the relay node Mr includes a route request message transfer unit 31. The route request message transfer unit 31 transfers the route request message received by the own relay node Mr including the remaining operation time information indicating the remaining operation time of the own relay node Mr.

図５において、宛先ノードＭｄの制御部１２は、ルート要求メッセージ受信部４１と、ルート選択部４２とを備える。ルート要求メッセージ受信部４１は、自宛先ノードＭｄ宛てのルート要求メッセージを受信する。ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択する。ルート選択部４２は、該選択したルートに対応するルート応答（route reply）メッセージを送信元ノードＭｓに返信する。   In FIG. 5, the control unit 12 of the destination node Md includes a route request message receiving unit 41 and a route selecting unit 42. The route request message receiving unit 41 receives a route request message addressed to its own destination node Md. The route selection unit 42 selects a route based on the remaining working time information included in the route request message received by the route request message receiving unit 41. The route selection unit 42 returns a route reply message corresponding to the selected route to the transmission source node Ms.

図６は、本実施形態に係るルート要求メッセージの構成例を示す図である。図６に示すルート要求メッセージの構成例は、ＡＯＤＶ（Ad hoc On-Demand Distance Vector）プロトコルの「Route Requestメッセージ」を基にしている。図６において、ルート要求メッセージは、「ホップ数（Hop Count）」、「残稼働時間情報（Energy）」、「宛先ノードＭｄのＩＰアドレス（Destination IP Address）」、「送信元ノードＭｓのＩＰアドレス（Original IP Address）」などを格納するヘッダを備える。   FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration example of a route request message according to the present embodiment. The configuration example of the route request message shown in FIG. 6 is based on a “Route Request message” of an AODV (Ad hoc On-Demand Distance Vector) protocol. In FIG. 6, the route request message includes “Hop Count”, “Remaining Working Time Information (Energy)”, “Destination Node Md IP Address (Destination IP Address)”, and “Source Node Ms IP Address”. (Original IP Address) ”and other headers are stored.

ホップ数フィールド１０１と残稼働時間情報フィールド１０２とは、従来のＡＯＤＶプロトコルの「Route Requestメッセージ」のヘッダ内のホップ数フィールドに設けられている。つまり、本実施形態では、従来のＡＯＤＶプロトコルの「Route Requestメッセージ」のヘッダ内のホップ数フィールドを、ホップ数フィールド１０１と残稼働時間情報フィールド１０２とに分けて使用する。   The hop number field 101 and the remaining operation time information field 102 are provided in the hop number field in the header of the “Route Request message” of the conventional AODV protocol. That is, in this embodiment, the hop number field in the header of the “Route Request message” of the conventional AODV protocol is divided into the hop number field 101 and the remaining working time information field 102.

ホップ数フィールド１０１には、送信元ノードＭｓからの総ホップ数が格納される。残稼働時間情報フィールド１０２には、ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの残りの稼働時間の合計時間を表す残稼働時間情報が格納される。   The hop count field 101 stores the total hop count from the transmission source node Ms. The remaining working time information field 102 stores remaining working time information indicating the total remaining working time of the relay node Mr that has transferred the route request message.

次に図７を参照して本実施形態に係る無線センサノードＭの動作を説明する。図７は、本実施形態に係るルート選択方法の例を示すシーケンス図である。図７には、説明の便宜上の一例として、図１のワイヤレスセンサネットワークシステム１において、無線センサノードＭ＿１１を送信元ノードＭｓとし、無線センサノードＭ＿４４を宛先ノードＭｄとしている。また、図７には、図１のワイヤレスセンサネットワークシステム１における、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルート中の中継ノードＭｒの例として、無線センサノードＭ＿１２、Ｍ＿２３及びＭ＿３４を図示している。   Next, the operation of the wireless sensor node M according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sequence diagram illustrating an example of a route selection method according to the present embodiment. In FIG. 7, as an example for convenience of explanation, in the wireless sensor network system 1 of FIG. 1, the wireless sensor node M_11 is the transmission source node Ms, and the wireless sensor node M_44 is the destination node Md. FIG. 7 also shows wireless sensor nodes M_12, M_23, and an example of the relay node Mr in the route from the transmission source node Ms (M_11) to the destination node Md (M_44) in the wireless sensor network system 1 of FIG. M_34 is illustrated.

以下、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）が宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルートの探索を行う場合を例に挙げて説明する。また、ルート要求メッセージの転送ルートは複数存在するが、一例として、図７に示される中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）を通る転送ルートを挙げて説明する。また、ルート要求メッセージとして図６に示す構成例を挙げて説明する。   Hereinafter, a case where the transmission source node Ms (M_11) searches for a route to reach the destination node Md (M_44) will be described as an example. Further, although there are a plurality of transfer routes for the route request message, as an example, a transfer route passing from the relay node Mr (M_12) to the relay node Mr (M_23) and then the relay node Mr (M_34) shown in FIG. explain. Further, the configuration example shown in FIG. 6 will be described as a route request message.

（ステップＳ１）送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）のルート要求メッセージ発信部２１は、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に宛てたルート要求メッセージを発信する。このルート要求メッセージは、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）の無線通信部１３により送信され、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）に隣接する各無線センサノードＭ＿１２、Ｍ２１及びＭ＿２２の無線通信部１３により受信される。 (Step S1) The route request message transmission unit 21 of the transmission source node Ms (M_11) transmits a route request message addressed to the destination node Md (M_44). This route request message is transmitted by the wireless communication unit 13 of the transmission source node Ms (M_11) and received by the wireless communication units 13 of the wireless sensor nodes M_12, M21, and M_22 adjacent to the transmission source node Ms (M_11). .

（ステップＳ２）中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１に格納されているホップ数（Hop Count）に１を加算してホップ数フィールド１０１のホップ数（Hop Count）を書き換える。 (Step S2) The route request message transfer unit 31 of the relay node Mr (M_12) adds 1 to the hop number (Hop Count) stored in the hop number field 101 of the route request message received by the wireless communication unit 13. Then, the hop count (Hop Count) in the hop count field 101 is rewritten.

また、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、該ルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Energy）の値に、自中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）の残りの稼働時間を表す値を加算して残稼働時間情報フィールド１０２の残稼働時間情報（Energy）を書き換える。ルート要求メッセージ転送部３１は、自中継ノードＭｒの残りの稼働時間を次式により算出する。
「残りの稼働時間［ｈ］」＝「電源１０の残容量［Ｗｈ］」÷「消費電力［Ｗ］」
電源１０は、自己の残容量を表す信号を制御部１２に出力する。制御部１２は、該信号により電源１０の残容量を認識する。消費電力は、予め、制御部１２に設定された値である。 Further, the route request message transfer unit 31 of the relay node Mr (M_12) sets the value of the remaining operation time information (Energy) stored in the remaining operation time information field 102 of the route request message to the own relay node Mr (M_12). The remaining working time information (Energy) in the remaining working time information field 102 is rewritten by adding a value representing the remaining working time of). The route request message transfer unit 31 calculates the remaining operation time of the own relay node Mr by the following equation.
“Remaining operating time [h]” = “Remaining capacity of power supply 10 [Wh]” ÷ “Power consumption [W]”
The power supply 10 outputs a signal representing its remaining capacity to the control unit 12. The control unit 12 recognizes the remaining capacity of the power supply 10 based on the signal. The power consumption is a value set in the control unit 12 in advance.

中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）のルート要求メッセージ転送部３１は、ホップ数フィールド１０１及び残稼働時間情報フィールド１０２を書き換えた後のルート要求メッセージを転送する。このルート要求メッセージは、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）に隣接する各無線センサノードＭ＿１１、Ｍ＿１３、Ｍ＿２１、Ｍ＿２２及びＭ＿２３の無線通信部１３により受信される。   The route request message transfer unit 31 of the relay node Mr (M_12) transfers the route request message after rewriting the hop number field 101 and the remaining working time information field 102. The route request message is transmitted by the wireless communication unit 13 of the relay node Mr (M_12) and received by the wireless communication units 13 of the wireless sensor nodes M_11, M_13, M_21, M_22, and M_23 adjacent to the relay node Mr (M_12). Is done.

（ステップＳ３）中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）のルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１及び残稼働時間情報フィールド１０２を書き換える。この書き換え方法は、上記ステップＳ２と同じである。 (Step S3) The route request message transfer unit 31 of the relay node Mr (M_23) rewrites the hop number field 101 and the remaining working time information field 102 of the route request message received by the wireless communication unit 13. This rewriting method is the same as in step S2.

中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）のルート要求メッセージ転送部３１は、ホップ数フィールド１０１及び残稼働時間情報フィールド１０２を書き換えた後のルート要求メッセージを転送する。このルート要求メッセージは、中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）に隣接する各無線センサノードＭ＿１２、Ｍ＿１３、Ｍ＿１４、Ｍ＿２２、Ｍ＿２４、Ｍ＿３２、Ｍ＿３３及びＭ＿３４の無線通信部１３により受信される。   The route request message transfer unit 31 of the relay node Mr (M_23) transfers the route request message after rewriting the hop number field 101 and the remaining working time information field 102. The route request message is transmitted by the wireless communication unit 13 of the relay node Mr (M_23), and the wireless sensor nodes M_12, M_13, M_14, M_22, M_24, M_32, M_33, and M_34 adjacent to the relay node Mr (M_23). Received by the wireless communication unit 13.

（ステップＳ４）中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）のルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１及び残稼働時間情報フィールド１０２を書き換える。この書き換え方法は、上記ステップＳ２と同じである。 (Step S4) The route request message transfer unit 31 of the relay node Mr (M_34) rewrites the hop number field 101 and the remaining working time information field 102 of the route request message received by the wireless communication unit 13. This rewriting method is the same as in step S2.

中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）のルート要求メッセージ転送部３１は、ホップ数フィールド１０１及び残稼働時間情報フィールド１０２を書き換えた後のルート要求メッセージを転送する。このルート要求メッセージは、中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）に隣接する各無線センサノードＭ＿２３、Ｍ＿２４、Ｍ＿３３、Ｍ＿４３及びＭ＿４４の無線通信部１３により受信される。   The route request message transfer unit 31 of the relay node Mr (M_34) transfers the route request message after rewriting the hop number field 101 and the remaining working time information field 102. This route request message is transmitted by the wireless communication unit 13 of the relay node Mr (M_34) and received by the wireless communication units 13 of the wireless sensor nodes M_23, M_24, M_33, M_43, and M_44 adjacent to the relay node Mr (M_34). Is done.

（ステップＳ５）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート要求メッセージ受信部４１は、自宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）宛てのルート要求メッセージを無線通信部１３により受信する。宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）には、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から発信されたルート要求メッセージが複数の転送ルートによりそれぞれ到達する。その一つが、図７に示される中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）を通る転送ルートにより宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達するルート要求メッセージである。つまり、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート要求メッセージ受信部４１は、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から発信されて複数の転送ルートによりそれぞれに自宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達した複数のルート要求メッセージを無線通信部１３により受信する。 (Step S5) The route request message receiving unit 41 of the destination node Md (M_44) receives the route request message addressed to its own destination node Md (M_44) by the wireless communication unit 13. The route request message transmitted from the transmission source node Ms (M_11) reaches the destination node Md (M_44) through a plurality of transfer routes. One of them is a route request message that reaches the destination node Md (M_44) by a transfer route that passes from the relay node Mr (M_12) to the relay node Mr (M_23) and then the relay node Mr (M_34) shown in FIG. That is, the route request message receiving unit 41 of the destination node Md (M_44) transmits a plurality of route request messages transmitted from the transmission source node Ms (M_11) and arriving at the own destination node Md (M_44) through a plurality of transfer routes. Is received by the wireless communication unit 13.

（ステップＳ６）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が最初に受信したルート要求メッセージの受信タイミングから所定の待機時間が経過するまで待つ。これは、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から発信されたルート要求メッセージが、複数の転送ルートによりそれぞれに自宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達完了するまで待つためである。このため、該待機時間は、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の規模（無線センサノードＭの総数）に応じて予め決定されて無線センサノードＭに設定される。つまり、無線センサノードＭの総数が多いほど待機時間を長くする。 (Step S6) The route selection unit 42 of the destination node Md (M_44) waits until a predetermined standby time elapses from the reception timing of the route request message first received by the route request message reception unit 41. This is because the route request message transmitted from the transmission source node Ms (M_11) waits until it reaches the destination node Md (M_44) for each of the plurality of transfer routes. For this reason, the standby time is determined in advance according to the scale of the wireless sensor network system 1 (total number of wireless sensor nodes M) and set in the wireless sensor node M. That is, the standby time is lengthened as the total number of wireless sensor nodes M increases.

（ステップＳ７）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Energy）に基づいてルートを選択する。このルート選択方法については後述する。 (Step S7) The route selection unit 42 of the destination node Md (M_44) is based on the remaining working time information (Energy) stored in the remaining working time information field 102 of the route request message received by the route request message receiving unit 41. To select a route. This route selection method will be described later.

（ステップＳ８）宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、選択したルートに対応するルート応答メッセージを送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）に返信する。このルート応答メッセージは、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）の無線通信部１３により送信され、中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿２３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）を通る転送ルートにより送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）に到達し、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）の無線通信部１３により受信される。送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）は、無線通信部１３により受信したルート応答メッセージによって、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）までのルートを認識する。 (Step S8) The route selection unit 42 of the destination node Md (M_44) returns a route response message corresponding to the selected route to the transmission source node Ms (M_11). The route response message is transmitted by the wireless communication unit 13 of the destination node Md (M_44), and is transmitted from the relay node Mr (M_34) to the relay node Mr (M_23), and then the relay node Mr (M_12). It reaches Ms (M_11) and is received by the wireless communication unit 13 of the source node Ms (M_11). The transmission source node Ms (M_11) recognizes the route to the destination node Md (M_44) based on the route response message received by the wireless communication unit 13.

次に本実施形態に係るルート選択方法の例を説明する。   Next, an example of the route selection method according to the present embodiment will be described.

（ルート選択方法の例１）
ルート選択方法の例１では、ルート選択部４２は、残りの総稼働時間が最大であるルートを選択する。以下、ルート選択方法の例１の手順の一例を説明する。宛先ノードＭｄのルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Energy）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの残りの稼働時間の合計時間（残りの総稼働時間）を表す。 (Example 1 of route selection method)
In example 1 of the route selection method, the route selection unit 42 selects a route having the maximum remaining total operating time. Hereinafter, an example of the procedure of Example 1 of the route selection method will be described. The remaining working time information (Energy) stored in the remaining working time information field 102 of the route request message received by the route request message receiving unit 41 of the destination node Md is the rest of the relay node Mr that has transferred the route request message. Represents the total operating time (remaining total operating time).

ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの中から、残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Energy）の値が最大であるルート要求メッセージを選択する。これにより、残りの総稼働時間が最大であるルートが選択される。   The route selection unit 42 selects a route request message having the maximum remaining working time information (Energy) value stored in the remaining working time information field 102 from the route request messages received by the route request message receiving unit 41. select. As a result, the route having the maximum remaining total operating time is selected.

ルート選択部４２は、選択したルート要求メッセージ（ルート）に対応するルート応答メッセージを送信元ノードＭｓへ返信する。これにより、残りの総稼働時間が最大であるルートに対応するルート応答メッセージが送信元ノードＭｓへ返信される。
以上がルート選択方法の例１の説明である。 The route selection unit 42 returns a route response message corresponding to the selected route request message (route) to the transmission source node Ms. As a result, a route response message corresponding to the route with the remaining total operating time is returned to the transmission source node Ms.
The above is the description of the route selection method example 1.

（ルート選択方法の例２）
ルート選択方法の例２では、ルート選択部４２は、ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報とホップ数とに基づいてルートを選択する。以下、ルート選択方法の例２の手順の一例を説明する。宛先ノードＭｄのルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージのホップ数フィールド１０１に格納されているホップ数は、送信元ノードＭｓからの総ホップ数を表す。また、該ルート要求メッセージの残稼働時間情報フィールド１０２に格納されている残稼働時間情報（Energy）は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの残りの総稼働時間を表す。 (Example 2 of route selection method)
In Example 2 of the route selection method, the route selection unit 42 selects a route based on the remaining working time information and the number of hops included in the route request message. Hereinafter, an example of the procedure of Example 2 of the route selection method will be described. The number of hops stored in the hop number field 101 of the route request message received by the route request message receiving unit 41 of the destination node Md represents the total number of hops from the source node Ms. Further, the remaining working time information (Energy) stored in the remaining working time information field 102 of the route request message represents the remaining total working time of the relay node Mr that transferred the route request message.

ルート選択部４２は、一つのルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報とホップ数とを使用して、次式により、当該ルート要求メッセージのルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅを算出する。
Ｖ＿ｒｏｕｔｅ＝ａ×（１／Ｈ＿ａｌｌ）＋ｂ×Ｔ＿ａｌｌ
但し、Ｈ＿ａｌｌは総ホップ数であり、Ｔ＿ａｌｌは残りの総稼働時間である。ａ及びｂは、予め設定される係数である。ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅは、残りの総稼働時間Ｔ＿ａｌｌと総ホップ数Ｈ＿ａｌｌの逆数とを総合した評価値である。ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅは、その値が大きいほど良い評価であることを表す。 The route selection unit 42 calculates the route evaluation value V_route of the route request message by using the remaining operation time information and the number of hops included in one route request message according to the following equation.
V_route = a × (1 / H_all) + b × T_all
However, H_all is the total number of hops, and T_all is the remaining total operating time. a and b are coefficients set in advance. The route evaluation value V_route is an evaluation value obtained by combining the remaining total operation time T_all and the reciprocal of the total hop count H_all. The route evaluation value V_route indicates that the larger the value, the better the evaluation.

ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージの中から、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルート要求メッセージを選択する。これにより、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルートが選択される。   The route selection unit 42 selects the route request message having the maximum (best) route evaluation value V_route from the route request messages received by the route request message receiving unit 41. As a result, the route having the maximum (best) route evaluation value V_route is selected.

ルート選択部４２は、選択したルート要求メッセージ（ルート）に対応するルート応答メッセージを送信元ノードＭｓへ返信する。これにより、ルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最大（最良）であるルートに対応するルート応答メッセージが送信元ノードＭｓへ返信される。
以上がルート選択方法の例２の説明である。 The route selection unit 42 returns a route response message corresponding to the selected route request message (route) to the transmission source node Ms. As a result, a route response message corresponding to the route having the maximum (best) route evaluation value V_route is returned to the transmission source node Ms.
The above is the description of the example 2 of the route selection method.

本実施形態によれば、送信元ノードＭｓから宛先ノードＭｄに至るルートを、中継ノードＭｒの残りの稼働時間に基づいて選択することができる。これにより、残りの稼働時間に余裕のあるルートを優先的に使用することができる。また、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体の稼働時間を延ばす効果が得られる。   According to the present embodiment, a route from the transmission source node Ms to the destination node Md can be selected based on the remaining operation time of the relay node Mr. As a result, it is possible to preferentially use a route having a sufficient remaining operating time. Further, the effect of extending the operation time of the entire wireless sensor network system 1 can be obtained.

本実施形態に係る効果について図８を参照して以下に説明する。図８において、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の全ての無線センサノードＭは、その電源１０の容量が一律に同じであるとする。また、無線センサノードＭ＿２２、Ｍ＿２３、Ｍ＿３２及びＭ＿３３の電源１０の残容量は２５％の容量であり、その他の無線センサノードＭの電源１０の残容量は５０％の容量であるとする。また、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の全ての無線センサノードＭは、その消費電力として、一律に、時間Ｔ秒で電源１０の２５％を消費するとする。また、説明の便宜上、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の全ての無線センサノードＭは、その発電量が０であるとする。また、無線センサノードＭ＿１１を送信元ノードＭｓとし、無線センサノードＭ＿４４を宛先ノードＭｄとする。   The effects according to the present embodiment will be described below with reference to FIG. In FIG. 8, it is assumed that all the wireless sensor nodes M of the wireless sensor network system 1 have the same capacity of the power supply 10. Further, it is assumed that the remaining capacity of the power supply 10 of the wireless sensor nodes M_22, M_23, M_32, and M_33 is 25%, and the remaining capacity of the power supply 10 of the other wireless sensor nodes M is 50%. Further, all the wireless sensor nodes M of the wireless sensor network system 1 uniformly consume 25% of the power supply 10 in time T seconds. For convenience of explanation, it is assumed that the power generation amount of all the wireless sensor nodes M of the wireless sensor network system 1 is zero. In addition, the wireless sensor node M_11 is a transmission source node Ms, and the wireless sensor node M_44 is a destination node Md.

従来のＡＯＤＶプロトコルのルート探索では、ホップ数が少ないルートが優先的に選択される。このため、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルートとして、例えば中継ノードＭｒ（Ｍ＿２２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿３３）を通るルートＲ＿ａが選択される。中継ノードＭｒ（Ｍ＿２２）及び中継ノードＭｒ（Ｍ＿３３）の残りの稼働時間はＴ秒である。したがって、従来のＡＯＤＶプロトコルのルート探索によって選択されるルートＲ＿ａの残りの稼働時間はＴ秒となる。   In the route search of the conventional AODV protocol, a route with a small number of hops is preferentially selected. For this reason, for example, the route R_a passing from the relay node Mr (M_22) to the relay node Mr (M_33) is selected as the route from the transmission source node Ms (M_11) to the destination node Md (M_44). The remaining operation time of the relay node Mr (M_22) and the relay node Mr (M_33) is T seconds. Therefore, the remaining operation time of the route R_a selected by the route search of the conventional AODV protocol is T seconds.

これに対して本実施形態によれば、中継ノードＭｒの残りの稼働時間に基づいて選択することができる。送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）から宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に至るルートとして、例えば中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）から中継ノードＭｒ（Ｍ＿１３）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿１４）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿２４）、次いで中継ノードＭｒ（Ｍ＿３４）を通るルートＲ＿ｂが選択される。中継ノードＭｒ（Ｍ＿１２）、Ｍｒ（Ｍ＿１３）、Ｍｒ（Ｍ＿１４）、Ｍｒ（Ｍ＿２４）及びＭｒ（Ｍ＿３４）の残りの稼働時間は２Ｔ秒である。したがって、本実施形態によって選択されるルートＲ＿ｂの残りの稼働時間は２Ｔ秒となる。よって、本実施形態によって選択されるルートＲ＿ｂの残りの稼働時間は、従来のＡＯＤＶプロトコルのルート探索によって選択されるルートＲ＿ａの残りの稼働時間の２倍となる。   On the other hand, according to the present embodiment, the selection can be made based on the remaining operation time of the relay node Mr. As a route from the source node Ms (M_11) to the destination node Md (M_44), for example, the relay node Mr (M_12) to the relay node Mr (M_13), then the relay node Mr (M_14), and then the relay node Mr (M_24), Next, the route R_b passing through the relay node Mr (M_34) is selected. The remaining operation time of the relay nodes Mr (M_12), Mr (M_13), Mr (M_14), Mr (M_24) and Mr (M_34) is 2T seconds. Therefore, the remaining operation time of the route R_b selected by this embodiment is 2T seconds. Therefore, the remaining operation time of the route R_b selected by the present embodiment is twice the remaining operation time of the route R_a selected by the route search of the conventional AODV protocol.

また、本実施形態によれば、ルート選択部４２は、ルート要求メッセージ受信部４１が最初に受信したルート要求メッセージの受信タイミングから少なくとも所定の待機時間はルート応答メッセージの返信を待機する。例えば、図８において、送信元ノードＭｓ（Ｍ＿１１）が宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に宛てて発信したルート要求メッセージのうち、最小ホップ数のルートＲ＿ａを通って宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達するルート要求メッセージａが最初に宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達すると考えられる。一方、ルートＲ＿ａよりもホップ数が多いルートＲ＿ｂを通って宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達するルート要求メッセージｂは、ルートＲ＿ａのルート要求メッセージａよりも遅れて宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）に到達すると考えられる。このため、宛先ノードＭｄ（Ｍ＿４４）のルート選択部４２は、ルート要求メッセージａの受信タイミングから少なくとも所定の待機時間はルート応答メッセージの返信を待機することによって、ルート要求メッセージｂを受信してからルート要求メッセージｂも含めてルートの選択を行うことができる。該待機時間は、ワイヤレスセンサネットワークシステム１の規模（無線センサノードＭの総数）に応じて予め決定されて無線センサノードＭに設定される。   Further, according to the present embodiment, the route selection unit 42 waits for a reply of the route response message for at least a predetermined waiting time from the reception timing of the route request message first received by the route request message receiving unit 41. For example, in FIG. 8, among the route request messages transmitted from the transmission source node Ms (M_11) to the destination node Md (M_44), the route reaching the destination node Md (M_44) through the route R_a having the minimum number of hops. It is considered that the request message a reaches the destination node Md (M_44) first. On the other hand, when the route request message b that reaches the destination node Md (M_44) through the route R_b having more hops than the route R_a reaches the destination node Md (M_44) later than the route request message a of the route R_a. Conceivable. For this reason, the route selection unit 42 of the destination node Md (M_44) waits for the reply of the route response message for at least a predetermined waiting time from the reception timing of the route request message a, and then receives the route request message b. The route can be selected including the route request message b. The standby time is determined in advance according to the scale of the wireless sensor network system 1 (total number of wireless sensor nodes M) and set in the wireless sensor node M.

また、本実施形態によれば、残りの稼働時間（電源１０の残容量）に余裕のあるルートを優先的に使用することができるので、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体として電源１０の残容量の平滑化を図ることができる。これにより、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体の稼働時間を延ばす効果が得られる。例えば、無線センサノードＭがエナジーハーベスティング技術により自己を含む環境からエネルギーを収穫して発電する場合、その発電量は無線センサノードＭが存在する環境に依存するので、各無線センサノードＭの電源１０の残容量にバラツキが生じる可能性がある。本実施形態によれば、無線センサノードＭの電源１０の残容量に余裕のあるルートを優先的に使用することができる。これにより、エナジーハーベスティング技術によって発電する各無線センサノードＭの電源１０の残容量にバラツキがあったとしても、それら無線センサノードＭの電源１０の残容量を平滑化することができる。この結果として、ワイヤレスセンサネットワークシステム１全体の稼働時間を延ばす効果が得られる。   In addition, according to the present embodiment, a route having a surplus in remaining operating time (remaining capacity of the power supply 10) can be preferentially used, so that the remaining capacity of the power supply 10 can be smoothed as a whole of the wireless sensor network system 1. Can be achieved. Thereby, the effect of extending the operation time of the whole wireless sensor network system 1 is acquired. For example, when the wireless sensor node M harvests energy from an environment including itself by means of energy harvesting technology and generates power, the amount of power generation depends on the environment in which the wireless sensor node M exists. There is a possibility that the remaining capacity of 10 will vary. According to the present embodiment, it is possible to preferentially use a route having a sufficient remaining capacity of the power supply 10 of the wireless sensor node M. Thereby, even if there is variation in the remaining capacity of the power supply 10 of each wireless sensor node M that generates power by the energy harvesting technology, the remaining capacity of the power supply 10 of the wireless sensor node M can be smoothed. As a result, an effect of extending the operation time of the entire wireless sensor network system 1 can be obtained.

また、本実施形態のルート選択方法の例２によれば、残りの総稼働時間Ｔ＿ａｌｌと総ホップ数Ｈ＿ａｌｌの逆数とを総合したルート評価値Ｖ＿ｒｏｕｔｅが最良であるルートを選択することができる。これにより、残りの稼働時間の長さとホップ数の少なさとの総合的な評価に基づいて選択されたルートを使用することができる。   In addition, according to the route selection method example 2 of the present embodiment, it is possible to select a route having the best route evaluation value V_route that combines the remaining total operation time T_all and the reciprocal of the total number of hops H_all. Thereby, the route selected based on the comprehensive evaluation of the remaining length of operation time and the small number of hops can be used.

本実施形態に係る中継ノードＭｒのルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージに自中継ノードＭｒの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送する。このルート要求メッセージ転送方法の一例として、上述した図７に係るステップＳ２、Ｓ３及びＳ４では、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージに含まれる残稼働時間情報の値に自中継ノードＭｒの残りの稼働時間を表す値を加算し、当該ルート要求メッセージを転送する。これにより、宛先ノードＭｄのルート要求メッセージ受信部４１が受信したルート要求メッセージに格納されている残稼働時間情報は、当該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの残りの稼働時間の合計時間（残りの総稼働時間）を表す。なお、該ルート要求メッセージ転送方法の他の一例として、中継ノードＭｒのルート要求メッセージ転送部３１は、無線通信部１３により受信したルート要求メッセージに対して、自中継ノードＭｒの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を追記してもよい。この場合、宛先ノードＭｄが受信したルート要求メッセージは、当該ルート要求メッセージを転送した全ての中継ノードＭｒの各残稼働時間情報を有する。宛先ノードＭｄは、該ルート要求メッセージの全ての残稼働時間情報が各々に示す残りの稼働時間を合計することにより、該ルート要求メッセージを転送した中継ノードＭｒの残りの稼働時間の合計時間（残りの総稼働時間）を取得する。   The route request message transfer unit 31 of the relay node Mr according to the present embodiment transfers the route request message received by the wireless communication unit 13 including the remaining operation time information indicating the remaining operation time of the own relay node Mr. As an example of the route request message transfer method, in steps S2, S3, and S4 according to FIG. 7 described above, the remaining operation time information included in the route request message received by the wireless communication unit 13 is set to the remaining value of the own relay node Mr. The route request message is transferred by adding a value representing the operation time of the route. As a result, the remaining operation time information stored in the route request message received by the route request message receiving unit 41 of the destination node Md is the sum of the remaining operation times of the relay node Mr that transferred the route request message (remaining Total operating hours). As another example of the route request message transfer method, the route request message transfer unit 31 of the relay node Mr determines the remaining operation time of the own relay node Mr with respect to the route request message received by the wireless communication unit 13. The remaining working time information may be added. In this case, the route request message received by the destination node Md includes the remaining working time information of all the relay nodes Mr that transferred the route request message. The destination node Md adds up the remaining operation time indicated by each of the remaining operation time information of the route request message, so that the total operation time (remaining time) of the relay node Mr that has transferred the route request message. Total operating hours).

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。   As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail with reference to drawings, the specific structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included.

例えば、上述した実施形態では、無線通信ネットワークシステムの一例として、複数の無線センサノードから構成されるワイヤレスセンサネットワークシステムを挙げたが、無線センサノード以外の無線ノードを含む無線通信ネットワークシステムに適用してもよい。   For example, in the above-described embodiment, a wireless sensor network system including a plurality of wireless sensor nodes has been described as an example of a wireless communication network system. However, the embodiment is applied to a wireless communication network system including wireless nodes other than wireless sensor nodes. May be.

また、上述した無線センサノードＭの機能を実現するためのコンピュータプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行するようにしてもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。 Further, a computer program for realizing the function of the wireless sensor node M described above is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read into the computer system and executed. Good. Here, the “computer system” may include an OS and hardware such as peripheral devices.
“Computer-readable recording medium” refers to a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a writable nonvolatile memory such as a flash memory, a portable medium such as a DVD (Digital Versatile Disc), and a built-in computer system. A storage device such as a hard disk.

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（例えばＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory））のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。 Further, the “computer-readable recording medium” means a volatile memory (for example, DRAM (Dynamic DRAM) in a computer system that becomes a server or a client when a program is transmitted through a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. Random Access Memory)), etc., which hold programs for a certain period of time.
The program may be transmitted from a computer system storing the program in a storage device or the like to another computer system via a transmission medium or by a transmission wave in the transmission medium. Here, the “transmission medium” for transmitting the program refers to a medium having a function of transmitting information, such as a network (communication network) such as the Internet or a communication line (communication line) such as a telephone line.
The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

１…ワイヤレスセンサネットワークシステム（無線通信ネットワークシステム）、１０…電源、１１…センサ、１２…制御部、１３…無線通信部、１４…発電部、２１…ルート要求メッセージ発信部、３１…ルート要求メッセージ転送部、４１…ルート要求メッセージ受信部、４２…ルート選択部、Ｍ…無線センサノード（無線ノード）、Ｍｓ…送信元ノード、Ｍｒ…中継ノード、Ｍｄ…宛先ノード DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wireless sensor network system (wireless communication network system), 10 ... Power supply, 11 ... Sensor, 12 ... Control part, 13 ... Wireless communication part, 14 ... Power generation part, 21 ... Route request message transmission part, 31 ... Route request message Forwarding unit, 41 ... Route request message receiving unit, 42 ... Route selection unit, M ... Wireless sensor node (wireless node), Ms ... Source node, Mr ... Relay node, Md ... Destination node

Claims (8)

複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムにおいて、
前記無線ノードのうちの送信元ノードは、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信部を備え、
前記無線ノードのうちの中継ノードは、
受信した前記ルート要求メッセージに自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送するルート要求メッセージ転送部を備え、
前記宛先ノードは、
前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、
前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、を備える、
無線通信ネットワークシステム。 In a wireless communication network system including a plurality of wireless nodes,
The source node of the wireless nodes includes a route request message transmission unit that transmits a route request message addressed to a destination node of the wireless nodes,
Among the wireless nodes, the relay node is
A route request message transfer unit for transferring the received route request message including remaining operation time information indicating the remaining operation time of the own relay node;
The destination node is
A route request message receiving unit for receiving the route request message;
A route selection unit that selects a route based on the remaining working time information included in the route request message received by the route request message reception unit and returns a route response message corresponding to the selected route to the transmission source node. And comprising
Wireless communication network system. 前記ルート選択部は、残りの総稼働時間が最大であるルートを選択する、
請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。 The route selection unit selects a route having the maximum remaining total operation time.
The wireless communication network system according to claim 1. 前記ルート要求メッセージ転送部は、転送する前記ルート要求メッセージに前記送信元ノードから自中継ノードまでのホップ数をさらに含め、
前記ルート選択部は、前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報とホップ数とに基づいてルートを選択する、
請求項１に記載の無線通信ネットワークシステム。 The route request message transfer unit further includes the number of hops from the transmission source node to the own relay node in the route request message to be transferred,
The route selection unit selects a route based on remaining working time information and the number of hops included in the route request message received by the route request message receiving unit.
The wireless communication network system according to claim 1. 前記ルート選択部は、残りの総稼働時間と総ホップ数の逆数とを総合したルート評価値を算出し、前記ルート評価値が最良であるルートを選択する、
請求項３に記載の無線通信ネットワークシステム。 The route selection unit calculates a route evaluation value that combines the remaining total operation time and the reciprocal of the total number of hops, and selects a route having the best route evaluation value.
The wireless communication network system according to claim 3. 前記ルート選択部は、前記ルート要求メッセージ受信部が最初に受信した前記ルート要求メッセージの受信タイミングから少なくとも所定の待機時間は前記ルート応答メッセージの返信を待機する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の無線通信ネットワークシステム。 The route selection unit waits for a reply of the route response message for at least a predetermined waiting time from the reception timing of the route request message first received by the route request message reception unit;
The wireless communication network system according to any one of claims 1 to 4. 複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードにおいて、
前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信部と、
前記ルート要求メッセージ受信部が受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択部と、
を備える無線ノード。 In the wireless node of a wireless communication network system comprising a plurality of wireless nodes,
A route request message receiving unit for receiving a route request message addressed to a self-radio node transmitted from a source node of the radio nodes;
A route selection unit that selects a route based on the remaining working time information included in the route request message received by the route request message reception unit and returns a route response message corresponding to the selected route to the transmission source node. When,
A wireless node comprising: 複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムのルート選択方法であって、
前記無線ノードのうちの送信元ノードが、前記無線ノードのうちの宛先ノードに宛てたルート要求メッセージを発信するルート要求メッセージ発信ステップと、
前記無線ノードのうちの中継ノードが、受信した前記ルート要求メッセージに自中継ノードの残りの稼働時間を表す残稼働時間情報を含めて転送するルート要求メッセージ転送ステップと、
前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信ステップと、
前記宛先ノードが、前記ルート要求メッセージ受信ステップにより受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択ステップと、
を含むルート選択方法。 A route selection method for a wireless communication network system comprising a plurality of wireless nodes,
A route request message transmission step in which a source node of the wireless nodes transmits a route request message addressed to a destination node of the wireless nodes;
A route request message transfer step in which the relay node of the wireless nodes transfers the received route request message including remaining operation time information indicating the remaining operation time of the own relay node;
A route request message receiving step in which the destination node receives the route request message;
The destination node selects a route based on remaining working time information included in the route request message received in the route request message receiving step, and sends a route response message corresponding to the selected route to the source node. A route selection step to reply,
Route selection method including 複数の無線ノードを備える無線通信ネットワークシステムの前記無線ノードのコンピュータに、
前記無線ノードのうちの送信元ノードが発信した自無線ノードに宛てたルート要求メッセージを受信するルート要求メッセージ受信機能と、
前記ルート要求メッセージ受信機能により受信した前記ルート要求メッセージに含まれている残稼働時間情報に基づいてルートを選択し、選択したルートに対応するルート応答メッセージを前記送信元ノードに返信するルート選択機能と、
を実現させるためのコンピュータプログラム。 A computer of the wireless node of a wireless communication network system comprising a plurality of wireless nodes,
A route request message receiving function for receiving a route request message addressed to a self-radio node transmitted from a source node of the radio nodes;
A route selection function for selecting a route based on the remaining working time information included in the route request message received by the route request message receiving function and returning a route response message corresponding to the selected route to the source node. When,
Computer program for realizing.
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