JP2018049604A - センサネットワーク端末、センサネットワークシステム、収集装置及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサネットワークにおいて、通信回数を制限する。【解決手段】センサネットワーク端末であって、他の装置又は他のセンサネットワーク端末から通信要求を受信する受信部と、前記受信部が前記通信要求を受信すると、該通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行うか否かを判定する通信判定部と、前記通信判定部が前記通信を行うと判定した場合、前記通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行う通信部と、を有し、前記通信判定部は、前記通信部が通信を行った回数を示す通信回数が、予め決められた第１の閾値未満である場合、前記通信を行うと判定する、ことを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、センサネットワーク端末、センサネットワークシステム、収集装置及び通信方法に関する。

センサを有する複数の端末（以降、「センサネットワーク端末」とも表す。）を無線通信によって接続したセンサネットワークが従来から知られている。

また、太陽電池を駆動電源とする端末装置間を接続した通信システムにおいて、太陽電池の発電量が予想消費電力以下となった場合に、自端末装置を経由する接続経路を、他の端末装置を経由する接続経路に切り替えることで、各端末装置の消費電力を均一化する技術が知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００８−２２７６１２号公報

しかしながら、上記の従来技術では、想定外の処理要求（例えば、スリープ拒否攻撃（Denial Of Sleep）等）が発生し、センサネットワーク端末の通信回数が増加した場合、消費電力が増加する。このため、センサネットワーク端末の製品寿命が想定よりも短くなる可能性がある。

本発明の一実施形態は、上記の点に鑑みてなされたもので、センサネットワークにおいて、通信回数を制限することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の一実施形態は、センサネットワーク端末であって、他の装置又は他のセンサネットワーク端末から通信要求を受信する受信部と、前記受信部が前記通信要求を受信すると、該通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行うか否かを判定する通信判定部と、前記通信判定部が前記通信を行うと判定した場合、前記通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行う通信部と、を有し、前記通信判定部は、前記通信部が通信を行った回数を示す通信回数が、予め決められた第１の閾値未満である場合、前記通信を行うと判定する、ことを特徴とする。

本発明によれば、センサネットワークにおいて、通信回数を制限することができる。

第一の実施形態に係るセンサネットワークシステムの全体構成の一例を示す図である。 第一の実施形態に係るコンセントレータのハードウェア構成の一例を示す図である。 第一の実施形態に係るセンサネットワーク端末のハードウェア構成の一例を示す図である。 第一の実施形態に係るセンサネットワーク端末の機能構成の一例を示す図である。 第一の実施形態に係るセンサネットワーク端末が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。 第二の実施形態に係るセンサネットワーク端末の機能構成の一例を示す図である。 第二の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の一例を説明する図である。 第二の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の他の例を説明する図である。 第二の実施形態に係るセンサネットワーク端末が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。 第三の実施形態に係るセンサネットワーク端末の機能構成の一例を示す図である。 第三の実施形態に係る通信回数の履歴の一例を説明する図である。 第三の実施形態に係るセンサネットワーク端末が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。 第四の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の一例を説明する図である。 第四の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の他の例を説明する図である。 第四の実施形態に係るセンサネットワーク端末が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。 第五の実施形態に係るセンサネットワーク端末の機能構成の一例を示す図である。 第五の実施形態に係るセンシングデータの履歴の一例を説明する図である。 第五の実施形態に係るセンサネットワーク端末が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。 第五の実施形態に係るセンシングデータの変化率に基づく閾値の設定の一例を説明する図である。 センシング対象が変更になる場合の一例を説明する図である。 第六の実施形態に係るセンサネットワークシステムの全体構成の一例を示す図である。 第六の実施形態に係るコンセントレータの機能構成の一例を示す図である。 生産スケジュール情報の一例を説明する図である。 第六の実施形態に係るコンセントレータが実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。 閾値情報の一例を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

［第一の実施形態］
＜全体構成＞
まず、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１の全体構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、第一の実施形態に係るセンサネットワークシステムの全体構成の一例を示す図である。

図１に示すように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１には、コンセントレータ１０と、複数のセンサネットワーク端末２０とが含まれる。コンセントレータ１０及びセンサネットワーク端末２０並びにセンサネットワーク端末２０同士は、無線通信より通信可能に接続されている。

各センサネットワーク端末２０は、コンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０からの通信要求に応じて、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０に対して所定のデータを送信する。なお、送信されるデータの種類等は、予めセンサネットワーク端末２０に設定したり、通信要求にて指定したりすることができる。送信されるデータの種類としては、例えば、センサネットワーク端末２０が有するセンサによるセンシング結果を示すデータやセンサネットワーク端末２０の状態を示すデータ等が挙げられる。

また、コンセントレータ１０は、或るセンサネットワーク端末２０を介して、別のセンサネットワーク端末２０に通信要求を送信することができる。同様に、各センサネットワーク端末２０は、他のセンサネットワーク端末２０を介して、コンセントレータ１０にデータを送信することができる。このように、各センサネットワーク端末２０は、コンセントレータ１０からの通信要求を他のセンサネットワーク端末２０へ中継することができる。

このため、図１に示すセンサネットワークシステム１０では、コンセントレータ１０は、各センサネットワーク端末２０に対して、直接的又は間接的に、通信要求を送信することで、これら各センサネットワーク端末２０からデータを収集することができる。

ここで、センサネットワーク端末２０は、例えば、製品を製造する産業用のプラント等のプラント機器に設置され、プラント機器によって製造、検査又は貯蔵される製品等の物理量や状態等をセンシングする。そして、センサネットワーク端末２０は、センシング結果を示すデータを生成及び記憶する。また、センサネットワーク端末２０は、コンセントレータ１０等からの通信要求を受信すると、無線通信によりデータを送信する。なお、データの送信は、例えば、タイマ等によって定期的に行われても良い。

また、送信されるデータは、暗号化等が行われた状態で送信されるのが望ましい。すなわち、センサネットワーク端末２０は、暗号化されたデータを送受信する、いわゆるセキュアな通信を行うのが望ましい。

なお、図１に示すセンサネットワークシステム１の構成は一例であって、他の構成であっても良い。例えば、センサネットワークシステム１には、更に、情報処理装置や中継機器等が含まれていても良い。

また、例えば、センサネットワークシステム１には、更に、コンセントレータ１０に接続されるサーバ装置等が含まれていても良い。この場合、コンセントレータ１０は、例えば、サーバ装置からの要求に応じて、各センサネットワーク端末２０に通信要求を送信しても良い。すなわち、コンセントレータ１０は、サーバ装置からの要求に応じて、各センサネットワーク端末２０からデータを収集しても良い。なお、コンセントレータ１０（又はコンセントレータ１０とサーバ装置とを組み合わせた装置又はシステム）は収集装置又は収集システムとも称される。

＜ハードウェア構成＞
≪コンセントレータ１０≫
次に、本実施形態に係るコンセントレータ１０のハードウェア構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、第一の実施形態に係るコンセントレータ１０のハードウェア構成の一例を示す図である。

図２に示すように、本実施形態に係るコンセントレータ１０は、外部Ｉ／Ｆ１０１と、通信Ｉ／Ｆ１０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０３と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０４と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０５と、補助記憶装置１０６とを有する。これら各ハードウェアは、バスＢ１により相互に通信可能に接続されている。

外部Ｉ／Ｆ１０１は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体１０１ａ等がある。コンセントレータ１０は、外部Ｉ／Ｆ１０１を介して、記録媒体１０１ａの読み取りや書き込みを行うことができる。

記録媒体１０１ａには、例えば、ＳＤメモリカード(SD memory card）やＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等がある。

通信Ｉ／Ｆ１０２は、センサネットワーク端末２０や他の装置等と無線通信を行うためのインタフェースである。

ＲＯＭ１０３は、電源を切ってもデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＡＭ１０４は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＣＰＵ１０５は、例えば、補助記憶装置１０６やＲＯＭ１０３等からプログラムやデータをＲＡＭ１０４上に読み出して、各種処理を実行する演算装置である。なお、ＣＰＵ１０５は、例えば、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）等の演算装置であっても良い。

補助記憶装置１０６は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）等であり、プログラムやデータを格納している不揮発性のメモリである。補助記憶装置１０６に格納されるプログラムやデータには、例えば、基本ソフトウェアであるＯＳ（Operating System）、ＯＳ上で動作する各種プログラム等がある。

本実施形態に係るコンセントレータ１０は、図２に示すハードウェア構成を有することにより、各種処理を実現することができる。なお、本実施形態に係るコンセントレータ１０は、例えば各種ボタンやタッチパネル、キーボード、マウス等の入力装置１０７と、例えばディスプレイ等の表示装置１０８との少なくとも一方を有していても良い。

≪センサネットワーク端末２０≫
次に、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０のハードウェア構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、第一の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０のハードウェア構成の一例を示す図である。

図３に示すように、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、外部Ｉ／Ｆ２０１と、通信Ｉ／Ｆ２０２と、ＲＯＭ２０３と、ＲＡＭ２０４と、ＣＰＵ２０５と、補助記憶装置２０６と、センサ２０７とを有する。これら各ハードウェアは、バスＢ２により相互に通信可能に接続されている。また、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、電池２１０を有する。

外部Ｉ／Ｆ２０１は、外部装置とのインタフェースである。外部装置には、記録媒体２０１ａ等がある。センサネットワーク端末２０は、外部Ｉ／Ｆ２０１を介して、記録媒体２０１ａの読み取りや書き込みを行うことができる。

記録媒体２０１ａには、例えば、ＳＤメモリカードやＵＳＢメモリ、ＣＤ、ＤＶＤ等がある。

通信Ｉ／Ｆ２０２は、コンセントレータ１０や他のセンサネットワーク端末２０等と無線通信を行うためのインタフェースである。

ＲＯＭ２０３は、電源を切ってもデータを保持することができる不揮発性の半導体メモリである。ＲＡＭ２０４は、プログラムやデータを一時保持する揮発性の半導体メモリである。ＣＰＵ２０５は、例えば、補助記憶装置２０６やＲＯＭ２０３等からプログラムやデータをＲＡＭ２０４上に読み出して、各種処理を実行する演算装置である。なお、ＣＰＵ２０５は、例えば、ＭＰＵ等の演算装置であっても良い。

補助記憶装置２０６は、プログラムやデータを格納している不揮発性のメモリである。補助記憶装置２０６に格納されるプログラムやデータには、例えば、基本ソフトウェアであるＯＳ、ＯＳ上で動作する各種プログラム等がある。

センサ２０７は、センシング対象（例えば、プラント機器によって製造、検査又は貯蔵される製品等）をセンシングする各種センサである。センサ２０７としては、例えば、温度センサや圧力センサ、流量計等の様々なものが挙げられる。

電池２１０は、センサネットワーク端末２０が有する各ハードウェアに対して電力を供給する電源である。なお、センサネットワーク端末２０の製品寿命は、例えば、電池２１０の容量に基づいて決定される。具体的には、例えば、センサネットワーク端末２０の製品寿命は、センサネットワーク端末２０の年間消費電力と、電池２１０の容量とに基づいて決定される。

本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、図３に示すハードウェア構成を有することにより、各種処理を実現することができる。なお、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、例えば各種ボタンやタッチパネル、キーボード、マウス等の入力装置２０８と、例えばディスプレイ等の表示装置２０９との少なくとも一方を有していても良い。

＜機能構成＞
次に、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成について、図４を参照しながら説明する。図４は、第一の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成の一例を示す図である。

図４に示すように、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、通信部３０１と、要求内容確認部３０２と、通信判定部３０３と、通信回数カウント部３０４と、センシング判定部３０５と、センシング部３０６と、センシング回数カウント部３０７とを有する。これら各部は、センサネットワーク端末２０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ２０５に実行させる処理により実現される。

また、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、記憶部３１０を有する。記憶部３１０は、例えば補助記憶装置２０６を用いて実現可能である。

記憶部３１０は、通信回数カウンタ値と、通信回数閾値と、センシング回数カウンタ値と、センシング回数閾値とを記憶する。

通信回数カウンタ値とは、単位時間の間に、コンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０との間で通信を行った回数である。通信回数閾値とは、単位時間あたりの通信可能な回数の閾値である。また、センシング回数カウンタ値とは、単位時間の間に、センシングを行った回数である。センシング回数閾値とは、単位時間あたりにセンシング可能な回数の閾値である。なお、以降では、単位時間とは、例えば１時間である。ただし、単位時間は、１時間に限られず、任意の時間（例えば、「数秒」、「数分」、「数時間」、「１日」、「１週間」、「１か月」、「１年」等）を単位時間とすることができる。

通信部３０１は、コンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０からの通信要求を受信する。また、通信部３０１は、通信判定部３０３による判定結果に応じて、要求元のコンセントレータ１０又はセンサネットワーク端末２０に対して所定のデータを送信する。

要求内容確認部３０２は、通信部３０１が受信した通信要求の内容を確認する。より具体的には、要求内容確認部３０２は、通信部３０１が受信した通信要求に基づいて、当該通信要求に対する応答（例えば、通信状態やセンサネットワーク端末２０の状態等を示すデータの応答）等の通信が必要であるか否かを確認する。また、要求内容確認部３０２は、通信部３０１が受信した通信要求に基づいて、センシングが必要であるか否かを確認する。

通信判定部３０３は、通信要求の要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信が必要であるか否かを判定する。より具体的には、通信判定部３０３は、当該通信要求が自端末宛であるか否かを判定する。また、通信判定部３０３は、当該通信要求が自端末宛である場合に、要求内容確認部３０２の確認結果（当該通信要求に対する応答が必要であるか否かを示す確認結果）から、要求元との通信が必要であるか否かを判定する。

通信回数カウント部３０４は、通信部３０１が通信を行った場合（すなわち、通信判定部３０３により通信要求の要求元との通信が必要であると判定された場合）、記憶部３１０に記憶されている通信回数カウンタ値に１を加算する。

センシング判定部３０５は、要求内容確認部３０２による確認結果から、センシングが必要であるか否かを判定する。

センシング部３０６は、センシング判定部３０５によりセンシングが必要であると判定された場合、センシング対象（例えば、プラント機器によって製造、検査又は貯蔵される製品等）をセンシングする。

センシング回数カウント部３０７は、センシング部３０６がセンシングを行った場合（すなわち、センシング判定部３０５によりセンシングが必要であると判定された場合）、記憶部３１０に記憶されているセンシング回数カウンタ値に１を加算する。

＜センサネットワーク端末２０が実行する処理＞
次に、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理について、図５を参照しながら説明する。図５は、第一の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。各センサネットワーク端末２０は、図５に示す処理をそれぞれ実行する。

まず、通信部３０１は、コンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０からの通信要求を受信する（ステップＳ５０１）。

次に、通信判定部３０３は、通信部３０１が受信した通信要求が自端末宛であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。

ここで、コンセントレータ１０は、１以上の特定のセンサネットワーク端末２０のみからデータを収集する場合もあれば、全てのセンサネットワーク端末２０からデータを収集する場合もある。このため、各センサネットワーク端末２０は、コンセントレータ１０（又はコンセントレータ１０からの通信要求を中継する他のネットワーク端末２０）から通信要求を受信した場合、当該通信要求が自端末宛であるか否かを判定する。

ステップＳ５０２において、通信要求が自端末宛でないと判定された場合、センサネットワーク端末２０は、処理を終了する。したがって、この場合、センサネットワーク端末２０は、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信を行わない。このように、自端末宛でない通信要求を受信した場合、センサネットワーク端末２０は、要求元との間で通信を行わないことで、通信回数を制限することができる。しかも、通信回数を制限することで、通信に伴う消費電力も少なくすることができる。

一方で、ステップＳ５０２において、通信要求が自端末宛であると判定された場合、要求内容確認部３０２は、通信部３０１が受信した通信要求の内容を確認する（ステップＳ５０３）。

通信要求には、例えば、センサネットワーク端末２０に行わせる処理の内容（例えば、センシング等）やセンサネットワーク端末２０から収集するデータの種類（例えば、センシング結果を示すデータや通信状態を示すデータ等）等が指定される。したがって、要求内容確認部３０２は、これらの処理内容やデータ種類等を確認する。

次に、通信判定部３０３は、要求内容確認部３０２の確認結果から、通信部３０１が受信した通信要求の要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０との通信が必要であるか否かを判定する（ステップＳ５０４。）
ここで、要求内容確認部３０２の確認結果によっては、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信を行わなくても良い処理を実行する場合がある。このような場合には、通信判定部３０３は、通信が必要でないと判定する。

一方で、例えば、データの種類として、センシング結果を示すデータや通信状態を示すデータ等が指定されている場合、これらのデータを要求元に送信するための処理を実行する必要がある。このため、このような場合には、通信判定部３０３は、通信が必要であると判定する。

ステップＳ５０４において、通信が必要でないと判定された場合、センサネットワーク端末２０は、処理を終了する。したがって、この場合、センサネットワーク端末２０は、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信を行わない。

一方で、ステップＳ５０４において、通信が必要であると判定された場合、通信判定部３０３は、通信回数カウンタ値及び通信回数閾値を記憶部３１０から読み出す（ステップＳ５０５）。

通信回数カウンタ値は、上述したように、単位時間の間に、コンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０との間で通信を行った回数である。通信回数カウンタ値は、例えば、単位時間が経過する毎に、その値がリセットされる。なお、通信回数カウンタ値は、センサネットワーク端末２０の電源投入の際にリセットされても良い。

通信回数閾値とは、上述したように、単位時間あたりの通信可能な回数の閾値である。通信回数閾値は、例えば、センサネットワークシステム１の管理者ユーザ等により設定される。

なお、通信回数閾値は、センサネットワーク端末２０毎に異なる値が設定されていても良い。例えば、或るセンサネットワーク端末２０が他のセンサネットワーク端末２０へ通信要求を中継する場合、当該或るセンサネットワーク端末２０は、自端末宛の通信要求の他に、当該他のセンサネットワーク端末２０宛の通信要求も受信する。このため、他のセンサネットワーク端末２０への通信要求を中継するセンサネットワーク端末２０では、通信回数が多くなることがある。そこで、他のセンサネットワーク端末２０への通信要求を中継するセンサネットワーク端末２０（すなわち、他のセンサネットワーク端末２０の通信経路となるセンサネットワーク端末２０）では、通信回数閾値に高い値が設定される等、センサネットワークシステム１の構成によって閾値が設定されても良い。

ただし、センサネットワーク端末２０は、他のセンサネットワーク端末２０への通信要求を中継する場合には、自端末宛の通信とは別に通信回数カウンタ値をカウントし、自端末宛の通信回数閾値とは別の通信回数閾値を、他のセンサネットワーク端末２０への中継用に設定しても良い。

次に、通信判定部３０３は、上記のステップＳ５０５で読み出した通信回数カウンタ値及び通信回数閾値を用いて、通信回数カウンタ値が通信回数閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。

ステップＳ５０６において、通信回数カウンタ値が通信回数閾値以上であると判定された場合、センサネットワーク端末２０は、処理を終了する。したがって、この場合、センサネットワーク端末２０は、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信を行わない。このように、通信回数カウンタ値が通信回数閾値以上である場合（すなわち、例えば、単位時間あたりの通信回数が通信回数閾値以上である場合）、センサネットワーク端末２０は、要求元との間で通信を行わないことで、通信回数を制限することができる。しかも、通信回数を制限することで、通信に伴う消費電力も少なくすることができる。

一方で、ステップＳ５０６において、通信回数カウンタ値が通信回数閾値以上であると判定されなかった場合、通信部３０１は、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信を行う（ステップＳ５０７）。すなわち、例えば、通信部３０１は、通信要求の内容に応じて、センシング結果を示すデータや通信状態を示すデータ等を要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０に送信する。

次に、通信回数カウント部３０４は、記憶部３１０に記憶されている通信回数カウンタ値に１を加算する（ステップＳ５０８）。

次に、センシング判定部３０５は、要求内容確認部３０２による確認結果から、センシングが必要であるか否かを判定する（ステップＳ５０９）。

ここで、要求内容確認部３０２の確認結果によっては、センサネットワーク端末２０は、センシングを行わなくても良い処理を実行する場合がある。このような場合には、センシング判定部３０５は、センシングが必要でないと判定する。

ステップＳ５０９において、センシングが必要でないと判定された場合、センサネットワーク端末２０は、処理を終了する。したがって、この場合、センサネットワーク端末２０は、センシング対象のセンシングを行わない。

一方で、ステップＳ５０９において、センシングが必要であると判定された場合、センシング判定部３０５は、センシング回数カウンタ値及びセンシング回数閾値を記憶部３１０から読み出す（ステップＳ５１０）。

センシング回数カウンタ値は、上述したように、単位時間の間に、センサネットワーク端末２０がセンシングを行った回数である。センシング回数カウンタ値は、例えば、単位時間が経過する毎に、その値がリセットされる。なお、センシング回数カウンタ値は、センサネットワーク端末２０の電源投入の際にリセットされても良い。

センシング回数閾値とは、上述したように、単位時間あたりのセンシング可能な回数の閾値である。センシング回数閾値は、例えば、センサネットワークシステム１の管理者ユーザ等により設定される。

次に、センシング判定部３０５は、上記のステップＳ５１０で読み出したセンシング回数カウンタ値及びセンシング回数閾値を用いて、センシング回数カウンタ値がセンシング回数閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ５１１）。

ステップＳ５１１において、センシング回数カウンタ値がセンシング回数閾値以上であると判定された場合、センサネットワーク端末２０は、処理を終了する。したがって、この場合、センサネットワーク端末２０は、センシング対象のセンシングを行わない。

一方で、ステップＳ５１１において、センシング回数カウンタ値がセンシング回数閾値以上であると判定されなかった場合、センシング部３０６は、センシング対象（例えば、プラント機器によって製造、検査又は貯蔵される製品等）をセンシングする（ステップＳ５１２）。

次に、センシング回数カウント部３０７は、記憶部３１０に記憶されているセンシング回数カウンタ値に１を加算する（ステップＳ５１３）。

なお、例えば、センサネットワーク端末２０が、例えば、所定の間隔毎に常時センシングを行っている場合も有り得る。この場合、センサネットワーク端末２０は、上記のステップＳ５１０〜ステップＳ５１３の処理を実行せずに、センシング部３０６により、当該所定の間隔毎にセンシング対象のセンシングを行えば良い。

以上のように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１におけるセンサネットワーク端末２０は、コンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０から通信要求を受信した場合に、単位時間あたりの通信回数が閾値以上であるか否かを判定する。そして、センサネットワーク端末２０は、単位時間あたりの通信回数が閾値以上であると判定した場合、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信を行わない。

これにより、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、単位時間あたりの通信回数が過剰となるのを押さえることができる。一方で、センサネットワーク端末２０が消費する電力は、例えば、「１回の通信で消費する消費電力×通信回数」で定まる。したがって、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０では、単位時間あたりの通信回数を制限することで、消費電力を少なくすることができる。

ここで、例えばスリープ拒否攻撃と呼ばれるサイバー攻撃では、例えば、センサネットワーク端末２０に対する通信要求を多数行って、消費電力を多くすることで、製品寿命を短くしたり、センサネットワーク端末２０を使用不能にしたりする。センサネットワーク端末２０が使用不能になった場合、センシング対象のプラント機器を停止させる必要が生じたり、プラント機器の故障を検出できなくなったり等の悪影響がある。

これに対して、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０では、単位時間あたりの通信回数の閾値未満に抑えることができる。このため、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０によれば、通信に伴う消費電力の増加を少なくすることができ、上記のようなサイバー攻撃によるプラント機器の悪影響を防止することができる。

［第二の実施形態］
次に、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、時間帯によって異なる通信回数閾値及びセンシング回数閾値が設定されている場合について説明する。これにより、例えば、工場やプラントが操業している時間帯では、比較的高い値を通信回数閾値及びセンシング回数閾値に設定する一方で、工場やプラントが操業していない時間帯では、比較的低い値を通信回数閾値及びセンシング回数閾値に設定することができる。これにより、第一の実施形態と比べて、工場やプラントの操業時間に応じて、単位時間あたりの通信回数をより柔軟に制限することができる。

なお、第二の実施形態では、主に、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の構成要素については、その説明を省略する。

＜機能構成＞
まず、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成について、図６を参照しながら説明する。図６は、第二の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成の一例を示す図である。

図７に示すように、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、更に、時刻取得部３０８を有する。時刻取得部３０８は、センサネットワーク端末２０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ２０５に実行させる処理により実現される。

時刻取得部３０８は、現在の時刻を取得する。現在の時刻は、例えば、センサネットワーク端末２０が有する時計（内部タイマ）から取得されても良いし、例えば時刻サーバ等から取得されても良い。

また、本実施形態に係る記憶部３１０に記憶されている通信回数閾値及びセンシング回数閾値は、時間帯毎に設定されている。

ここで、本実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の一例を図７に示す。図７は、第二の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の一例を説明する図である。

図７に示す例では、所定の時間帯として、「０９：００〜１７：００」における単位時間あたりの通信回数閾値及びセンシング回数閾値と、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における単位時間あたりの通信回数閾値及びセンシング回数閾値とが設定されている。

具体的には、「０９：００〜１７：００」における通信回数閾値には「１０」が設定されている。これは、「０９：００〜１７：００」の時間帯では、例えば１時間あたり１０回が通信回数の閾値となることを示している。

同様に、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における通信回数閾値には「５」が設定されている。これは、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」の時間帯では、例えば１時間あたり５回が通信回数の閾値となることを示している。このように、ユーザは、時間帯毎に、通信回数閾値が設定できる。

これにより、例えば、工場やプラントの稼働時間帯である「０９：００〜１７：００」では、通信回数閾値を比較的高い値に設定する一方で、工場やプラントの非稼働時間帯である「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」では、通信回数閾値を比較的低い値に設定することができる。これは、工場やプラントの稼働時間帯に比べて、非稼働時間帯では、通信が発生する回数が少ないためである。

また、「０９：００〜１７：００」におけるセンシング回数閾値には「１０」が設定されている。これは、「０９：００〜１７：００」の時間帯では、例えば１時間あたり１０回がセンシング回数の閾値となることを示している。

同様に、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」におけるセンシング回数閾値には「５」が設定されている。これは、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」の時間帯では、例えば１時間あたり５回がセンシング回数の閾値となることを示している。このように、ユーザは、時間帯毎に、センシング回数閾値が設定できる。

これにより、例えば、工場やプラントの稼働時間帯である「０９：００〜１７：００」では、センシング回数閾値を比較的高い値に設定する一方で、工場やプラントの非稼働時間帯である「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」では、センシング回数閾値を比較的低い値に設定することができる。これは、工場やプラントの稼働時間帯に比べて、非稼働時間帯では、センシングが発生する回数が少ないためである。

また、本実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の他の例を図８に示す。図８は、第二の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の他の例を説明する図である。

図８に示す例では、所定の時間帯として、「０９：００〜１７：００」における累積の通信回数閾値及びセンシング回数閾値と、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における累積の通信回数閾値及びセンシング回数閾値とが設定されている。

具体的には、「０９：００〜１７：００」における通信回数閾値には「８０」が設定されている。これは、「０９：００〜１７：００」の時間帯では、累積で８０回が通信回数の閾値となることを示している。

同様に、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における通信回数閾値には「２０」が設定されている。これは、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」の時間帯では、累積で２０回が通信回数の閾値となることを示している。

また、「０９：００〜１７：００」におけるセンシング回数閾値には「８０」が設定されている。これは、「０９：００〜１７：００」の時間帯では、累積で８０回がセンシング回数の閾値となることを示している。

同様に、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」におけるセンシング回数閾値には「２０」が設定されている。これは、「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」の時間帯では、累積で２回がセンシング回数の閾値となることを示している。

このように、通信回数閾値及びセンシング回数閾値は、所定の時間帯における累積が設定されていても良い。

＜センサネットワーク端末２０が実行する処理＞
次に、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理について、図９を参照しながら説明する。図９は、第二の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。各センサネットワーク端末２０は、図５に示す処理をそれぞれ実行する。なお、図９におけるステップＳ５０１〜ステップＳ５０４、ステップＳ５０６〜ステップＳ５０９、及びステップＳ５１１〜ステップＳ５１３の処理は、図５と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ５０４において、通信が必要であると判定された場合、時刻取得部３０８は、現在の時刻を取得する（ステップＳ９０１）。現在の時刻が取得されることで、センサネットワーク端末２０は、現在の時刻がどの時間帯に属するのかを特定することができる。現在の時刻が取得されることで、センサネットワーク端末２０は、単位時間あたりに行った通信回数を算出することもできる。

次に、通信判定部３０３は、通信回数カウンタ値及び通信回数閾値を記憶部３１０から読み出す（ステップＳ９０２）。このとき、通信判定部３０３は、上記のステップＳ９０１で取得した現在の時刻が属する時間帯の通信回数閾値を記憶部３１０から取得する。これにより、現在の時刻が属する時間帯に応じた通信回数閾値を用いて、単位時間あたりの通信回数（又は現在の時刻が属する時間帯における累積の通信回数）をより柔軟に制限することができる。

ステップＳ５０９において、センシングが必要であると判定された場合、時刻取得部３０８は、現在の時刻を取得する（ステップＳ９０３）。現在の時刻が取得されることで、センサネットワーク端末２０は、現在の時刻がどの時間帯に属するのかを特定することができる。現在の時刻が取得されることで、センサネットワーク端末２０は、単位時間あたりに行ったセンシング回数を算出することもできる。

なお、ステップＳ９０３の処理は必ずしも実行されなくても良い。この場合、上記のステップＳ９０１で取得した現在の時刻を用いれば良い。

次に、センシング判定部３０５は、センシング回数カウンタ値及びセンシング回数閾値を記憶部３１０から読み出す（ステップＳ９０４）。このとき、センシング判定部３０５は、上記のステップＳ９０３（又は上記のステップＳ９０１）で取得した現在の時刻が属する時間帯のセンシング回数閾値を記憶部３１０から取得する。これにより、現在の時刻が属する時間帯に応じたセンシング回数閾値を用いて、単位時間あたりのセンシング回数（又は現在の時刻が属する時間帯における累積のセンシング回数）をより柔軟に制限することができる。

以上のように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１におけるセンサネットワーク端末２０は、現在時刻が属する時間帯に応じた通信回数閾値及びセンシング回数閾値を用いて、通信回数及びセンシング回数を制限することができる。これにより、例えば、工場やプラント等が稼働している時間帯では通信回数閾値を比較的高く設定する一方で、工場やプラント等が稼働していない時間帯では通信回数閾値を比較的低く設定する等、センサネットワーク端末２０の通信回数をより柔軟に制限することができる。同様に、例えば、工場やプラント等が稼働している時間帯ではセンシング回数閾値を比較的高く設定する一方で、工場やプラント等が稼働していない時間帯ではセンシング回数閾値を比較的低く設定する等、センサネットワーク端末２０のセンシング回数をより柔軟に制限することができる。

［第三の実施形態］
次に、第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、過去の通信回数の履歴に基づいて、今後の通信回数の傾向を分析した上で、当該傾向に基づいて通信回数閾値の値を更新する場合について説明する。これにより、今後の通信回数の傾向（例えば増加傾向や減少傾向等）に応じて、通信回数閾値の値を更新することができる。

なお、第三の実施形態では、主に、第二の実施形態との相違点について説明し、第二の実施形態と同様の構成要素については、その説明を省略する。

＜機能構成＞
まず、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成について、図１０を参照しながら説明する。図１０は、第三の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成の一例を示す図である。

図１０に示すように、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、更に、傾向分析部３０９と、閾値設定部３１１とを有する。傾向分析部３０９及び閾値設定部３１１は、センサネットワーク端末２０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ２０５に実行させる処理により実現される。また、本実施形態に係る記憶部３１０には、通信回数の履歴が記憶されている。

傾向分析部３０９は、記憶部３１０に記憶されている通信回数の履歴に基づいて、今後の通信回数の傾向を分析する。ここで、本実施形態に係る通信回数の履歴について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、第三の実施形態に係る通信回数の履歴の一例を説明する図である。

図１１に示す例では、単位時間毎に、過去の通信回数の履歴が記憶されている。例えば、単位時間「０９：００〜１０：００」における通信回数「２０」が記憶されている。これは、単位時間「０９：００〜１０：００」における通信回数が２０回であったことを示している。

同様に、例えば、単位時間「１０：００〜１１：００」における通信回数「３０」、単位時間「１１：００〜１２：００」における通信回数「４０」等が記憶されている。

このように、本実施形態に係る記憶部３１０には、例えば単位時間毎の過去の通信回数の履歴が記憶されている。なお、通信回数の履歴は、例えば、単位時間毎に、通信回数カウンタ値を用いて作成することができる。

閾値設定部３１１は、傾向分析部３０９により分析された傾向に基づいて、記憶部３１０に記憶されている通信回数閾値を更新する。

＜センサネットワーク端末２０が実行する処理＞
次に、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理について、図１２を参照しながら説明する。図１２は、第三の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１２におけるステップＳ５０１〜ステップＳ５０４、ステップＳ５０６〜ステップＳ５０９、ステップＳ５１１〜ステップＳ５１３、及びステップＳ９０１〜ステップＳ９０４の処理は、図９と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ５０６において、通信回数カウンタ値が通信回数閾値以上であると判定された場合、傾向分析部３０９は、記憶部３１０に記憶されている通信回数の履歴を読み出す（ステップＳ１２０１）。

次に、傾向分析部３０９は、通信回数の履歴に基づいて、今後の通信回数の傾向を分析する（ステップＳ１２０２）。例えば、傾向分析部３０９は、単位時間あたりの通信回数をｙ、所定の時間帯における単位時間数をｘとして、通信回数の履歴に基づいて、各単位時間あたりの通信回数を近似する１次式ｙ＝ａｘ＋ｂを、今後の通信回数の傾向を表す式として算出する。

より具体的には、例えば図１１に示す通信回数の履歴では、単位時間「０９：００〜１０：００」では通信回数「２０」、単位時間「１０：００〜１１：００」では通信回数「３０」、単位時間「１１：００〜１２：００」では通信回数「３０」である。したがって、時間帯「０９：００」〜「１７：００」における通信回数を近似する１次式は、ｘ＝０を単位時間「０９：００〜１０：００」、ｘ＝１を単位時間「１０：００〜１１：００」、ｘ＝２を単位時間「１１：００〜１２：００」とすれば、ｙ＝１０ｘ＋２０となる。したがって、この場合、１次式ｙ＝１０ｘ＋２０が今後の通信回数の傾向を表す式となる。

なお、傾向分析部３０９は、通信回数の履歴に基づいて、近似式として１次式を算出したが、これに限られず、任意の近似式（例えば２次式等）を算出して、算出した近似式を今後の傾向を表す式としても良い。

次に、傾向分析部３０９は、上記のステップＳ１２０２で分析した傾向から算出される想定通信回数が、通信回数閾値以下であるか否かを判定する（ステップＳ１２０３）。

例えば、上記のステップＳ１２０２で分析した傾向を表す式がｙ＝１０ｘ＋２０であり、かつ、通信回閾値が時間帯「０９：００〜１７：００」における単位時間あたりの通信回数の閾値であるものとする。このとき、ｙ＝１０ｘ＋２０で算出される単位時間あたりの想定通信回数が通信回数閾値以下であるか否かを判定する。

より具体的には、例えば、通信回数閾値が「８０」である場合、ｘ＝７（すなわち、単位時間「１６：００」〜「１７：００」）のとき、ｙ＝９０となり、想定通信回数が通信回数閾値より大きくなる。一方で、例えば、通信回数閾値が「１００」である場合、ｘ＝０，・・・，ｘ＝７（すなわち、単位時間「０９：００」〜「１０：００」，・・・，単位時間「１６：００」〜「１７：００」）のいずれでも、想定通信回数は、通信回数閾値以下となる。

ステップＳ１２０３において、想定通信回数が通信回数閾値以下であると判定された場合、センサネットワーク端末２０は、ステップＳ５０７に進む。すなわち、この場合、センサネットワーク端末２０は、要求元のコンセントレータ１０又は他のセンサネットワーク端末２０と通信を行う。

一方で、想定通信回数が通信回数閾値以下でないと判定された場合、閾値設定部３１１は、傾向分析部３０９により分析された傾向に基づいて、記憶部３１０に記憶されている通信回数閾値を更新（設定）する（ステップＳ１２０４）。

より具体的には、例えば、上述したように、通信回数閾値が「８０」、ｘ＝７における想定通信回数が「９０」であった場合、閾値設定部３１１は、記憶部３１０に記憶されている通信回数閾値を、「９０」に更新（設定）すれば良い。

なお、上記では、１次式ｙ＝ａｘ＋ｂが単位時間あたりの通信回数を近似する式であるものとして説明したが、傾向分析部３０９は、累積通信回数を近似する１次式を算出しても良い。この場合、当該１次式の傾きａが単位時間あたりの通信回数となる。したがって、この場合、上記のステップＳ１２０４で、閾値設定部３１１は、単位時間あたりにａ回の通信が行えるように通信回数閾値を更新（設定）しても良い。

以上のように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１におけるセンサネットワーク端末２０は、過去の通信回数に基づき算出された今後の通信回数の傾向に応じて、通信回数閾値を動的に更新することができる。これにより、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、今後の通信回数の傾向に応じた適切な通信回数閾値を設定することができる。

［第四の実施形態］
次に、第四の実施形態について説明する。第四の実施形態では、センシング対象及び時間帯によって異なる通信回数閾値及びセンシング回数閾値が設定されている場合について説明する。これにより、例えば、センシング対象である或る製品と、別の或る製品とでセンシングデータの特性（例えば、センシング頻度やセンシングする時間帯等）が異なる場合に、センシング対象及び時間帯に応じた適切な通信回数閾値及びセンシング回数閾値を設定することができる。

なお、第四の実施形態では、主に、第二の実施形態との相違点について説明し、第二の実施形態と同様の構成要素については、その説明を省略する。

ここで、本実施形態に係る記憶部３１０に記憶されている通信回数閾値及びセンシング回数閾値の一例を図１３に示す。図１３は、第四の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の一例を説明する図である。

図１３に示す例では、センシング対象である製品Ａの時間帯「０９：００〜１７：００」における単位時間あたり通信回数閾値と、センシング対象である製品Ｂの時間帯「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における単位時間あたり通信回数閾値とが設定されている。

同様に、センシング対象である製品Ａの時間帯「０９：００〜１７：００」における単位時間あたりセンシング回数閾値と、センシング対象である製品Ｂの時間帯「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における単位時間あたりセンシング回数閾値とが設定されている。このように、ユーザは、センシング対象毎及び時間帯毎に、単位時間あたりの通信回数閾値及びセンシング対象閾値が設定できる。

また、本実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の他の例を図１４に示す。図１４は、第四の実施形態に係る通信回数閾値及びセンシング回数閾値の他の例を説明する図である。

図１４に示す例では、センシング対象である製品Ａの時間帯「０９：００〜１７：００」における累積の通信回数閾値と、センシング対象である製品Ｂの時間帯「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における累積の通信回数閾値とが設定されている。

同様に、センシング対象である製品Ａの時間帯「０９：００〜１７：００」における累積のセンシング回数閾値と、センシング対象である製品Ｂの時間帯「１７：００〜２４：００」及び「００：００〜０９：００」における累積のセンシング回数閾値とが設定されている。このように、ユーザは、センシング対象毎及び時間帯毎に、当該時間帯における累積の通信回数閾値及びセンシング対象閾値を設定しても良い。

＜センサネットワーク端末２０が実行する処理＞
次に、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理について、図１５を参照しながら説明する。図１５は、第四の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１５におけるステップＳ５０１〜ステップＳ５０４、ステップＳ５０６〜ステップＳ５０９、ステップＳ５１１〜ステップＳ５１３、及びステップＳ９０１及びステップＳ９０３の処理は、図９と同様であるため、その説明を省略する。

まず、通信判定部３０３は、通信部３０１が受信した通信要求からセンシング対象情報を取得する（ステップＳ１５０１）。センシング対象情報とは、センシング対象を識別する情報であり、例えば、センシング対象を識別する製品コードや製品名等の情報である。

なお、要求内容確認部３０２による確認結果によっては、センシングが不要である場合がある。この場合には、センシング対象情報が通信要求に含まれないことも有り得る。以降では、通信要求からセンシング対象情報が取得されたものとする。

ステップＳ９０１に続いて、通信判定部３０３は、通信回数カウンタ値及び通信回数閾値を記憶部３１０から読み出す（ステップＳ１５０２）。このとき、通信判定部３０３は、上記のステップＳ１５０１で取得したセンシング対象情報が示すセンシング対象であって、かつ、ステップＳ９０１で取得した現在の時刻が属する時間帯の通信回数閾値を記憶部３１０から取得する。これにより、センシング対象及び時間帯に応じた通信回数閾値を用いて、単位時間あたりの通信回数（又は当該時間帯における累積の通信回数）をより柔軟に制限することができる。

ステップＳ９０３に続いて、センシング判定部３０５は、センシング回数カウンタ値及びセンシング回数閾値を記憶部３１０から読み出す（ステップＳ１５０３）。このとき、センシング判定部３０５は、上記のステップＳ１５０１で取得したセンシング対象情報が示すセンシング対象であって、かつ、ステップＳ９０３（又はステップＳ９０１）で取得した現在の時刻が属する時間帯のセンシング回数閾値を記憶部３１０から取得する。これにより、センシング対象及び時間帯に応じたセンシング回数閾値を用いて、単位時間あたりのセンシング回数（又は当該時間帯における累積のセンシング回数）をより柔軟に制限することができる。

以上のように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１におけるセンサネットワーク端末２０は、センシング対象及び時間帯に応じた通信回数閾値及びセンシング回数閾値を用いて、通信回数及びセンシング回数を制限することができる。これにより、例えば、或る時間帯におけるセンシング頻度が高く、かつ、データ収集を頻繁に行う必要がある製品では通信回数閾値及びセンシング回数閾値を比較的高く設定する一方で、或る時間帯におけるセンシング頻度が低く、かつ、データ収集の頻度も低い製品では通信回数閾値及びセンシング回数閾値を比較的低く設定する等、センシング対象及び時間帯に応じて、センサネットワーク端末２０の通信回数（及びセンシング回数）を柔軟に制限することができる。

［第五の実施形態］
次に、第五の実施形態について説明する。第五の実施形態では、過去のセンシング結果を示すデータ（以降、センシングデータと表す。）の履歴に基づいて、センシングデータの変化率を分析した上で、当該変化率に基づいてセンシング回数閾値を更新する場合について説明する。これにより、今後予想されるセンシング回数に応じて、センシング回数閾値の値を更新することができる。

なお、第五の実施形態では、主に、第二の実施形態との相違点について説明し、第二の実施形態と同様の構成要素については、その説明を省略する。

＜機能構成＞
まず、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成について、図１６を参照しながら説明する。図１６は、第五の実施形態に係るセンサネットワーク端末２０の機能構成の一例を示す図である。

図１６に示すように、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、更に、閾値設定部３１１と、変化率分析部３１２とを有する。閾値設定部３１１及び変化率分析部３１２は、センサネットワーク端末２０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ２０５に実行させる処理により実現される。また、本実施形態に係る記憶部３１０には、センシングデータの履歴が記憶されている。

変化率分析部３１２は、記憶部３１０に記憶されているセンシングデータの履歴に基づいて、センシングデータの変化率を分析する。ここで、本実施形態に係るセンシングデータの履歴について、図１７を参照しながら説明する。図１７は、第五の実施形態に係るセンシングデータの履歴の一例を説明する図である。

図１７に示す例では、Ｎ個のセンシングデータがリングバッファに格納されている場合を示している。センシングデータをリングバッファに格納することにより、直近のＮ個のセンシングデータを保持することができる。すなわち、リングバッファにセンシングデータが格納される際において、リングバッファに空きが無い場合、最も古いセンシングデータが削除される。

したがって、変化率分析部３１２は、これら直近のＮ個のセンシングデータを用いて変化率を分析することができる。なお、Ｎはリングバッファに格納可能な数であり、例えばユーザ等により予め設定されても良い。

閾値設定部３１１は、変化率分析部３１２により分析された変化率に基づいて、記憶部３１０に記憶されているセンシング回数閾値を更新する。

＜センサネットワーク端末２０が実行する処理＞
次に、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０が実行する全体処理について、図１８を参照しながら説明する。図１８は、第五の実施形態に係るセンサネットワーク端末が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。なお、図１８におけるステップＳ５０１〜ステップＳ５０４、ステップＳ５０６〜ステップＳ５０９、ステップＳ５１１〜ステップＳ５１３、及びステップＳ９０１〜ステップＳ９０４の処理は、図９と同様であるため、その説明を省略する。

ステップＳ５１２に続いて、センシング部３０６は、センシング結果を示すセンシングデータを記憶部３１０に格納する（ステップＳ１８０１）。このとき、センシング部３０６は、記憶部３１０内のリングバッファに当該センシングデータを格納する。

ステップＳ５１３に続いて、変化率分析部３１２は、記憶部３１０からセンシングデータを読み出す（ステップＳ１８０２）。このとき、変化率分析部３１２は、記憶部３１０内のリングバッファに格納されているセンシングデータを、例えば、新しい順にＮ個読み出す。

次に、変化率分析部３１２は、上記のステップＳ１８０２で読み出したセンシングデータに基づいて変化率を分析する（ステップＳ１８０３）。例えば、変化率分析部３１２は、センシングデータの値をｙ、リングバッファへの格納順をｘ（古い順にｘ＝１，２，・・・，Ｎ）として、センシングデータの値を近似する１次式ｙ＝ａｘ＋ｂを算出し、傾きａを変化率とする。

より具体的には、例えば図１７に示すセンシングデータの履歴では、古い順に「２０」、「３０」、「４０」等のセンシングデータの値が格納されているため、センシングデータの値を近似する１次式はｙ＝１０ｘ＋１０となる。したがって、変化率は「１０」となる。

なお、変化率分析部３１２は、センシングデータの履歴に基づいて、近似式として１次式を算出したが、これに限られず、任意の近似式（例えば２次式等）を算出しても良い。

次に、閾値設定部３１１は、変化率分析部３１２により分析された変化率に基づいて、記憶部３１０に記憶されているセンシング回数閾値を更新（設定）する（ステップＳ１８０４）。ここで、変化率に基づくセンシング回数閾値の設定方法の一例について、図１９を参照しながら説明する。図１９は、第五の実施形態に係るセンシングデータの変化率に基づく閾値の設定の一例を説明する図である。

図１９に示すように、例えば、変化率＞５である場合、閾値設定部３１１は、センシング回数閾値を「５」に設定する。一方で、例えば、変化率≦５である場合、閾値設定部３１１は、センシング回数閾値を「１０」に設定する。このように、閾値設定部３１１は、変化率が比較的大きい場合、センシング回数閾値が小さくなるように設定する一方、変化率が比較的小さい場合、センシング回数閾値が大きくなるように設定することが好ましい。

以上のように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１におけるセンサネットワーク端末２０は、過去のセンシングデータに基づき算出されたセンシングデータの値の変化率に応じて、センシング回数閾値を動的に更新することができる。これにより、本実施形態に係るセンサネットワーク端末２０は、センシングデータのデータ特性（すなわち、センシングデータの値の変化率）に応じて、適切なセンシング回数閾値を設定することができる。

［第六の実施形態］
次に、第六の実施形態について説明する。第六の実施形態では、コンセントレータ１０が、センサネットワーク端末２０がセンシングするセンシング対象に応じて、通信回数閾及びセンシング回数閾値を当該センサネットワーク端末２０に設定する場合について説明する。

すなわち、上述したように、センサネットワーク端末２０は、工場やプラント等において、プラント機器によって製造等される製品の物理量や状態等をセンシングするが、当該プラント機器によって製造等される製品は、時間帯よって変わる場合がある。

例えば、図２０に示すように、或る時間ｔ_１〜ｔ_２ではプラント機器によって製造等される製品（センシング対象）は「製品Ａ」である一方、別の或る時間ｔ_３〜ｔ_４では同一のプラント機器によって製造等される製品（センシング対象）が「製品Ｂ」である場合が有り得る。このような場合、時間ｔ_１〜ｔ_２では、センサネットワーク端末２０には、製品Ａに応じた通信回数閾値及びセンシング回数閾値が設定されることが好ましい。同様に、時間ｔ_３〜ｔ_４では、センサネットワーク端末２０には、製品Ｂに応じた通信回数閾値及びセンシング回数閾値が設定されることが好ましい。

したがって、本実施形態では、プラント機器によって生産又は製造等される製品等のスケジュールを示す生産スケジュール情報に基づいて、コンセントレータ１０が通信回数閾及びセンシング回数閾値の情報を作成し、センサネットワーク端末２０に送信することで、これら通信回数閾及びセンシング回数閾値を設定する場合について説明する。

なお、第六の実施形態では、主に、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の構成要素については、その説明を省略する。

＜全体構成＞
まず、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１の全体構成について、図２１を参照しながら説明する。図２１は、第六の実施形態に係るセンサネットワークシステム１の全体構成の一例を示す図である。

図２１に示すように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１には、更に、生産管理システム３０が含まれる。また、コンセントレータ１０及び生産管理システム３０は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークにより通信可能に接続されている。

生産管理システム３０は、工場やプラント等のプラント機器における生産を管理するコンピュータ又はコンピュータシステムである。生産管理システム３０は、プラント機器で生産又は製造等される製品等の生産スケジュール情報を管理する。そして、生産管理システム３０は、生産スケジュール情報をコンセントレータ１０に送信する。

なお、生産スケジュール情報は、例えば、生産スケジュールが変更されたタイミングで生産管理システム３０からコンセントレータ１０に送信される。ただし、これに限られず、例えば、コンセントレータ１０の要求に応じて送信されても良いし、所定の時間毎に送信されても良い。

＜機能構成＞
次に、本実施形態に係るコンセントレータ１０の機能構成について、図２２を参照しながら説明する。図２２は、第六の実施形態に係るコンセントレータ１０の機能構成の一例を示す図である。

図２２に示すように、本実施形態に係るコンセントレータ１０は、通信部４０１と、閾値情報作成部４０２とを有する。これら各部は、コンセントレータ１０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ１０５に実行させる処理により実現される。

通信部４０１は、生産管理システム３０から生産スケジュール情報を受信する。また、通信部４０１は、閾値情報作成部４０２により作成された閾値情報をセンサネットワーク端末２０に送信する。

閾値情報作成部４０２は、通信部４０１が受信した生産スケジュール情報に基づいて、センサネットワーク端末２０が用いる通信回数閾値及びセンシング回数閾値が含まれる閾値情報を作成する。

ここで、生産スケジュール情報の一例について、図２３を参照しながら説明する。図２３は、生産スケジュール情報の一例を説明する図である。

図２３に示すように、生産スケジュール情報には、プラント機器で行われるバッチ処理の名称（バッチ処理名）と、当該バッチ処理で生産等される製品名及びそのロット（ロット・製品名）と、当該バッチ処理の開始時間及び終了時間と、センシングデータ収集ルートとが含まれる。センシングデータ収集ルートとは、センシングデータがコンセントレータ１０まで送信される通信経路に含まれるセンサネットワーク端末２０の端末名である。

例えば、センシングデータ収集ルートが「端末Ａ⇒端末Ｂ⇒端末Ｄ」である場合、端末名「端末Ａ」であるセンサネットワーク端末２０でセンシングされたセンシングデータは、端末名「端末Ｂ」であるセンサネットワーク端末２０と、端末名「端末Ｄ」であるセンサネットワーク端末２０とを経由してコンセントレータ１０まで送信される。

以降では、端末名「端末Ａ」であるセンサネットワーク端末２０を「センサネットワーク端末２０Ａ」、端末名「端末Ｂ」であるセンサネットワーク端末２０を「センサネットワーク端末２０Ｂ」等と表す。

＜コンセントレータ１０が実行する処理＞
次に、本実施形態に係るコンセントレータ１０が実行する全体処理について、図２４を参照しながら説明する。図２４は、第六の実施形態に係るコンセントレータ１０が実行する全体処理の一例を示すフローチャートである。

まず、通信部４０１は、生産管理システム３０から生産スケジュール情報を受信する（ステップＳ２４０１）。

次に、閾値情報作成部４０２は、通信部４０１が受信した生産スケジュール情報に基づいて、閾値情報を作成する（ステップＳ２４０２）。

ここで、図２３に示す生産スケジュール情報を受信した場合に作成される閾値情報の一例を図２５に示す。図２５に示す閾値情報は、例えば、次のようにして作成される。

（１）生産スケジュール情報のセンシングデータ収集ルートから端末名「端末Ａ」、「端末Ｂ」及び「端末Ｄ」を取得する。

（２）次に、生産スケジュール情報から開始時間「１０：００」及び終了時間「１１：００」を取得する。

（３）次に、端末名「端末Ａ」、「端末Ｂ」及び「端末Ｄ」のそれぞれに対して、開始時間「１０：００」から終了時間「１１：００」までの時間帯「１０：００〜１１：００」の通信回数閾値とセンシング回数閾値とを設定する。これにより、端末名「端末Ａ」、「端末Ｂ」及び「端末Ｄ」の時間帯「１０：００〜１１：００」（すなわち、工場やプラント等が稼働している時間帯）における閾値情報が作成される。なお、具体的な値（すなわち、通信回数閾値「６０」及びセンシング回数閾値「６０」）は、予め管理者ユーザ等により決定される。

（４）次に、端末名「端末Ａ」、「端末Ｂ」及び「端末Ｄ」のそれぞれに対して、開始時間「１０：００」から終了時間「１１：００」以外の時間帯「１１：００〜２４：００，００：００〜１０：００」の通信回数閾値とセンシング回数閾値とを設定する。これにより、端末名「端末Ａ」、「端末Ｂ」及び「端末Ｄ」の時間帯「１１：００〜２４：００，００：００〜１０：００」（すなわち、工場やプラント等が稼働していない時間帯）における閾値情報が作成される。なお、具体的な値（すなわち、通信回数閾値「１」及びセンシング回数閾値「１」）は、予め管理者ユーザ等により決定される。

次に、通信部４０１は、閾値情報作成部４０２が作成した閾値情報をセンサネットワーク端末２０に送信する（ステップＳ２４０３）。より具体的には、通信部４０１は、閾値情報作成部４０２が作成した閾値情報のうち、端末名「端末Ａ」の閾値情報をセンサネットワーク端末２０Ａに送信する。なお、このとき、通信部４０１は、センサネットワーク端末２０Ｄと、センサネットワーク端末２０Ｂとを経由する通信経路により、当該閾値情報をセンサネットワーク端末２０Ａに送信しても良い。

同様に、通信部４０１は、閾値情報作成部４０２が作成した閾値情報のうち、端末名「端末Ｂ」の閾値情報をセンサネットワーク端末２０Ｂに送信し、端末名「端末Ｄ」の閾値情報をセンサネットワーク端末２０Ｄに送信する。

閾値情報が各センサネットワーク端末２０に送信されるとことで、当該センサネットワーク端末２０では通信回閾値及びセンシング回数閾値が設定される。

以上のように、本実施形態に係るセンサネットワークシステム１におけるコンセントレータ１０は、生産管理システム３０から受信した生産スケジュール情報に基づいて、各センサネットワーク端末２０の閾値情報を作成する。これにより、バッチ処理で生産等される製品のスケジュールに応じた適切な通信回数閾値及びセンシング回数閾値を各センサネットワーク端末２０に設定することができる。

なお、本発明は、具体的に開示された上記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１ センサネットワークシステム
１０ コンセントレータ
２０ センサネットワーク端末
３０１ 通信部
３０２ 要求内容確認部
３０３ 通信判定部
３０４ 通信回数カウント部
３０５ センシング判定部
３０６ センシング部
３０７ センシング回数カウント部
３１０ 記憶部

Claims (13)

1. センサネットワーク端末であって、
   他の装置又は他のセンサネットワーク端末から通信要求を受信する受信部と、
   前記受信部が前記通信要求を受信すると、該通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行うか否かを判定する通信判定部と、
   前記通信判定部が前記通信を行うと判定した場合、前記通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行う通信部と、
   を有し、
   前記通信判定部は、
   前記通信部が通信を行った回数を示す通信回数が、予め決められた第１の閾値未満である場合、前記通信を行うと判定する、ことを特徴とするセンサネットワーク端末。
2. 前記第１の閾値は、単位時間あたりに行える通信可能回数、所定の時間帯に行える累積通信可能回数、又は前記時間帯において単位時間あたりに行える通信可能回数のいずれかである、ことを特徴とする請求項１に記載のセンサネットワーク端末。
3. 前記時間帯は、前記センサネットワーク端末が設置されたプラント機器が稼働する時間帯である、ことを特徴とする請求項２に記載のセンサネットワーク端末。
4. 前記プラント機器により生産又は製造されるセンシング対象をセンシングするセンシング部と、
   前記センシング対象をセンシングするか否かを判定するセンシング判定部とを有し、
   前記センシング判定部は、
   前記センシング部がセンシングを行った回数を示すセンシング回数が、予め決められた第２の閾値未満である場合、前記センシングを行うと判定する、ことを特徴とする請求項３に記載のセンサネットワーク端末。
5. 前記第１の閾値は、前記センシング対象毎に設定された前記時間帯に行える累積通信可能回数、又は前記センシング対象毎に設定された前記時間帯において単位時間あたりに行える通信可能回数である、ことを特徴とする請求項４に記載のセンサネットワーク端末。
6. 前記他の装置には、前記センシングの結果を複数のセンサネットワーク端末から収集する収集装置が含まれる請求項４又は５に記載のセンサネットワーク端末。
7. 前記センシングの結果を示すセンシングデータを記憶する第１の記憶部と、
   前記第１の記憶部に記憶された前記センシングデータの変化率を分析する変化率分析部と、
   前記変化率分析部が分析した前記変化率に基づいて、前記第２の閾値を更新する第１の更新部とを有する、ことを特徴とする請求項４乃至６の何れか一項に記載のセンサネットワーク端末。
8. 前記通信判定部は、
   前記受信部が受信した前記通信要求が自端末宛であるか否かを判定し、
   該通信要求が自端末宛であると判定した場合、要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行うか否かを判定する、ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のセンサネットワーク端末。
9. 前記通信判定部により前記通信要求が自端末宛であると判定された場合、該通信要求が要求する処理内容を確認する確認部を有し、
   前記通信判定部は、
   前記確認部により確認された前記処理内容に基づいて、前記通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信が必要であるか否か判定し、
   前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信が必要であると判定した場合、該他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行うか否かを判定する、ことを特徴とする請求項８に記載のセンサネットワーク端末。
10. 前記通信回数の履歴を記憶する第２の記憶部と、
    前記履歴に基づいて、前記通信回数の傾向を分析する傾向分析部と、
    前記傾向分析部が分析した前記傾向に基づいて、前記第１の閾値を更新する第２の更新部とを有することを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載のセンサネットワーク端末。
11. 情報処理装置と、複数のセンサネットワーク端末とが含まれるセンサネットワークシステムであって、
    前記センサネットワーク端末は、
    前記情報処理装置又は他のセンサネットワーク端末から通信要求を受信する受信部と、
    前記受信部が前記通信要求を受信すると、該通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行うか否かを判定する通信判定部と、
    前記通信判定部が前記通信を行うと判定した場合、前記通信要求の要求元の前記情報処理装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行う通信部と、
    を有し、
    前記通信判定部は、
    前記通信部が通信を行った回数を示す通信回数が、予め決められた第１の閾値未満である場合、前記通信を行うと判定する、ことを特徴とするセンサネットワークシステム。
12. プラントの生産スケジュールを管理する生産管理システムと、前記プラントの機器をセンシングする複数のセンサネットワーク端末とそれぞれ接続される収集装置であって、
    前記生産スケジュールを示す生産スケジュール情報を前記生産管理システムから受信する受信部と、
    前記受信部が受信した前記生産スケジュール情報に基づいて、前記センサネットワーク端末の単位時間あたりの通信回数及びセンシング回数を制限するための閾値情報を作成する閾値作成部と、
    前記閾値作成部が作成した前記閾値情報を前記センサネットワーク端末に送信する送信部と、
    を有する収集装置。
13. センサネットワーク端末が実行する通信方法であって、
    他の装置又は他のセンサネットワーク端末から通信要求を受信する受信手順と、
    前記受信手順により前記通信要求が受信されると、該通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行うか否かを判定する通信判定手順と、
    前記通信判定手順により前記通信を行うと判定された場合、前記通信要求の要求元の前記他の装置又は他のセンサネットワーク端末と通信を行う通信手順と、
    を有し、
    前記通信判定手順は、
    前記通信手順により通信が行なわれた回数を示す通信回数が、予め決められた第１の閾値未満である場合、前記通信を行うと判定する、ことを特徴とする通信方法。

Images