JP2023149387A - wireless mesh network system - Google Patents

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Lyndon Craig
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Mccarthy Mitchell
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Chino Corp
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Abstract

To provide a mechanism for receiving ACK packets from a plurality of predetermined wireless devices after transmitting ACK request packets to the predetermined wireless devices.SOLUTION: In a wireless mesh network system, each wireless node device includes a link quality information/path information storage unit which stores link quality information and path information between all wireless node devices in a cluster. A wireless gateway node device includes: a transmission unit which transmits ACK request packets to a plurality of predetermined wireless node devices, as receivers, in a cluster, on the basis of the link quality information and the path information; and a receiving unit which receives ACK packets from the predetermined wireless node devices, as receivers, in the cluster, in response to the transmitted ACK request packets, on the basis of the link quality information and the path information.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、複数の無線ノード装置から構成される無線メッシュネットワークシステムに関するものである。 The present invention relates to a wireless mesh network system composed of a plurality of wireless node devices.

近年、スマートメータ、HEMS(Home Energy Management System)やBEMS(Building Energy Management System)向けの通信技術として、無線センサーネットワークが注目されている。その中の1つに、Zigbeeネットワークがある。Zigbeeネットワークは、従来のワイヤレスネットワークと比べて、メッシュネットワークを構成できるという特徴を有している。このZigbeeネットワークには、ルーティング機能を持つルータ・ノードと、ルーティング機能を持たないエンドデバイス・ノードがある。ルータ・ノードは、自分自身のための通信だけでなく、ボランティアで他のノードのためのメッセージを伝送することによって、通信カバー範囲の拡大と通信経路の冗長化を実現する。
また、メッシュネットワークにした場合、送信元のノードから送信先のノードまでの経路に異常がないか、送信先のノードに故障がないかなどを確認するため、ACK要求パケットを送信し、それに応答してACKパケットが戻ってくるかを確認する必要がある。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
In recent years, wireless sensor networks have attracted attention as a communication technology for smart meters, HEMS (Home Energy Management System), and BEMS (Building Energy Management System). One of them is the Zigbee network. Compared to conventional wireless networks, Zigbee networks are characterized by the ability to configure mesh networks. This Zigbee network includes router nodes that have a routing function and end device nodes that do not have a routing function. A router node not only communicates for itself, but also voluntarily transmits messages for other nodes, thereby increasing communication coverage and making communication paths redundant.
In addition, when using a mesh network, an ACK request packet is sent and a response is sent to check whether there are any abnormalities in the route from the source node to the destination node, or whether there is a failure in the destination node. It is necessary to check whether an ACK packet is returned.
Here, ACK is an abbreviation for "acknowledgement" and is a technical term commonly used in the communication field. In communication between two parties, it refers to signals, data, packets, etc. sent when returning some kind of positive response to the other party. It is used to convey information such as ``the connection request was accepted'' and ``the data was received correctly.'' On the other hand, in communication between two parties, NAK (Negative ACK), etc., which indicates a negative response such as failure or rejection, is often used on the receiving side.

このような課題を解決するための一例として、特許文献1に記載された通信システムが提案されていた。この発明では、1つの無線コーディネータが複数の無線デバイスに対して順番に制御データフレームを送信した後、制御データフレームを受信した無線デバイスが順番にACKパケットを無線コーディネータに送信する技術を開示している。 As an example for solving such problems, a communication system described in Patent Document 1 has been proposed. The present invention discloses a technique in which one wireless coordinator sequentially transmits control data frames to a plurality of wireless devices, and then the wireless devices that have received the control data frames sequentially transmit ACK packets to the wireless coordinator. There is.

特開2016-92737JP2016-92737

しかしながら、上述した発明では、例えば、この技術をZigbee等の無線メッシュネットワークに適用した場合、所定の複数の無線デバイスに対してACK要求パケットを送信した後、所定の複数の無線デバイスからACKパケットを受信する仕組みや、全ての無線デバイスに対してACK要求パケットを送信した後、全ての無線デバイスからACKパケットを受信する仕組みが開示されていないという課題があった。 However, in the above-mentioned invention, for example, when this technology is applied to a wireless mesh network such as Zigbee, after transmitting an ACK request packet to a plurality of predetermined wireless devices, the ACK packet is sent from the plurality of predetermined wireless devices. There was a problem in that the mechanism for receiving ACK packets and the mechanism for receiving ACK packets from all wireless devices after transmitting ACK request packets to all wireless devices were not disclosed.

本発明は、上述したような課題を踏まえ、各無線ノード装置が、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置が、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有することが可能な無線メッシュネットワークシステムを提供しようとするものである。 In view of the above-mentioned problems, the present invention provides that each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster. The gateway node device sends an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster, which are transmission destinations, based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit. Based on the transmitter that transmits the data and the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, An object of the present invention is to provide a wireless mesh network system that can include a receiving unit that receives ACK packets from a plurality of wireless node devices.

具体的には、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。 Specifically, the present invention provides a wireless mesh network system including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured of at least one cluster, in which one of the wireless node devices in the cluster is a wireless gateway. Functioning as a node device, each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster, and the wireless gateway node device a transmitting unit that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster as a transmission destination based on the link quality information and route information stored in the quality information/route information storage unit; Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that is the destination A receiving unit that receives an ACK packet from a wireless mesh network system is provided.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。 The present invention also provides a wireless mesh network system including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured of at least one cluster, in which one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device. Each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster, and the wireless gateway node device stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster. A transmitting unit that broadcasts an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster that are destinations based on the link quality information and route information stored in the route information storage unit; and a link quality information/route. Reception for receiving ACK packets from all wireless node devices in the cluster that are transmission destinations in response to the ACK request packet transmitted by the transmission unit, based on the link quality information and route information stored in the information storage unit. Provided is a wireless mesh network system comprising:

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。 Further, the present invention provides a wireless mesh network system including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets, and configured of at least one network consisting of at least one cluster, among the wireless node devices in the cluster. One of the wireless node devices functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device is connected to a cluster to which the wireless node device belongs. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices within the cluster, and each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless The wireless route node device or the wireless gateway node device has a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between the wireless node devices and between the wireless gateway node devices in the network, and the wireless route node device or the wireless gateway node device Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, a plurality of predetermined a first transmitter that transmits an ACK request packet by multicast to the wireless node device; A first transmitter that receives an ACK packet from a plurality of predetermined wireless node devices within the cluster as a transmission destination in response to an ACK request packet transmitted by the first transmitter based on the link quality information and the route information. A wireless mesh network system is provided, comprising a receiving section.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。 Further, the present invention provides a wireless mesh network system including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets, and configured of at least one network consisting of at least one cluster, among the wireless node devices in the cluster. One of the wireless node devices functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device is connected to a cluster to which the wireless node device belongs. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices within the cluster, and each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless The wireless route node device or the wireless gateway node device has a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between the wireless node devices and between the wireless gateway node devices in the network, and the wireless route node device or the wireless gateway node device Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, all wireless nodes in the cluster that are transmission destinations a second transmitting unit that broadcasts an ACK request packet to the device; and a link quality stored in the first link quality information/routing information storage unit and/or the second link quality information/routing information storage unit. a second transmitting unit that receives an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from all the wireless node devices in the cluster that is the transmission destination in response to the ACK request packet transmitted by the second transmitting unit based on the information and the route information; A wireless mesh network system is provided, comprising: a receiving section;

更に、上述した無線メッシュネットワークシステムについて、それらを実現するため、コンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法、並びに、計算機である無線メッシュネットワークシステムに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークシステムの動作プログラムを提供する。 Furthermore, in order to realize the wireless mesh network system described above, a method for operating the wireless mesh network system, which is a computer, and an operating program for the wireless mesh network system, which is written so as to be readable and executable by the wireless mesh network system, which is a computer, are provided. I will provide a.

具体的には、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法において、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法を提供する。 Specifically, the present invention provides a method for operating a wireless mesh network, which is a computer that includes at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and is constituted by at least one cluster. One of the wireless gateway node devices functions as a wireless gateway node device, and each wireless node device has a link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster, and one of the wireless node devices functions as a wireless gateway node device. Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage step, the node device transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that are destinations. Based on the link quality information and route information stored in the link quality information and route information storage step, in response to the ACK request packet transmitted in the transmission step, A method of operating a wireless mesh network, which is a computer, is provided, the method comprising the step of receiving ACK packets from a plurality of wireless node devices.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法において、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法を提供する。 The present invention also provides a method for operating a wireless mesh network, which is a computer including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured with at least one cluster, in which one of the wireless node devices in the cluster Functioning as a wireless gateway node device, each wireless node device has a link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster, and the wireless gateway node device , a transmitting step of broadcasting an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster as a transmission destination based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage step; Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage step, in response to the ACK request packet transmitted in the transmission step, all wireless node devices in the destination cluster receive an ACK. A receiving step of receiving a packet is provided.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法において、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信ステップと、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信ステップと、を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法を提供する。 The present invention also provides a method for operating a wireless mesh network, which is a computer that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and is configured of at least one network consisting of at least one or more clusters. One of the wireless node devices functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device functions as a wireless gateway node device. It has a first link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the node device belongs, and each wireless gateway node device a second link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster to which it belongs and between wireless gateway node devices in the network; Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information and route information storage step and/or the second link quality information and route information storage step, the gateway node device a first transmission step of transmitting an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices; and a first link quality information/route information storage step or/and a second link quality information/route information storage step. Based on the link quality information and route information stored in the step, in response to the ACK request packet transmitted in the first transmission step, an ACK packet is sent from a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster as the transmission destination. A method of operating a wireless mesh network system, which is a computer, is provided.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法において、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信ステップと、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信ステップと、を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法を提供する。 The present invention also provides a method for operating a wireless mesh network, which is a computer that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and is configured of at least one network consisting of at least one or more clusters. One of the wireless node devices functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device functions as a wireless gateway node device. It has a first link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the node device belongs, and each wireless gateway node device a second link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster to which it belongs and between wireless gateway node devices in the network; Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information and route information storage step and/or the second link quality information and route information storage step, the gateway node device a second transmission step of broadcasting an ACK request packet to all wireless node devices; and a first link quality information/route information storage step or/and a second link quality information/route information storage step. Based on the stored link quality information and route information, in response to the ACK request packet transmitted in the second transmission step, an aggregated ACK packet that aggregates ACKs from all wireless node devices in the destination cluster. A method of operating a wireless mesh network system, which is a computer, is provided, the method comprising: a second receiving step of receiving the wireless mesh network system;

具体的には、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムを提供する。 Specifically, the present invention provides a wireless mesh network that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets, and that is readable and executable in a wireless mesh network that is a computer that is composed of at least one or more clusters. In the operating program, one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and each wireless node device stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster. The wireless gateway node device includes a route information storage step, and the wireless gateway node device selects a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that are transmission destinations based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit. a transmitting step of transmitting an ACK request packet by multicast to the ACK request packet; and a transmitting step of transmitting an ACK request packet by multicast to , a receiving step of receiving an ACK packet from a plurality of predetermined wireless node devices in a cluster as a transmission destination. Provide programs.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムを提供する。 The present invention also provides an operating program for a wireless mesh network that is readable and executable by a wireless mesh network that is a computer that includes at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and is composed of at least one cluster. , one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and each wireless node device has link quality information/route information storage that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster. Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit, the wireless gateway node device can broadcast to all the wireless node devices in the cluster that are transmission destinations. A transmitting step of transmitting an ACK request packet, and a transmitting device that is a destination in response to the ACK request packet transmitted in the transmitting step based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit. A receiving step of receiving ACK packets from all wireless node devices in a cluster is provided. A wireless mesh network operating program written to be readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer, is provided.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信ステップと、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信ステップと、を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムを提供する。 Further, the present invention provides a wireless mesh network that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets, and that is readable and executable in a wireless mesh network that is a computer constituted by at least one network consisting of at least one or more clusters. In a mesh network operation program, one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device. Each wireless node device has a first link quality information/route information storage step that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless node device belongs, and each wireless node device A second link quality information/route information storage step in which the gateway node device stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network. The wireless route node device or the wireless gateway node device stores the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step. a first transmitting step of transmitting an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster as a transmission destination, and a first link quality information/route information storage step and/or Based on the link quality information and route information stored in the second link quality information and route information storage step, in response to the ACK request packet transmitted in the first transmission step, A first receiving step of receiving ACK packets from a plurality of wireless node devices.

また、本発明は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信ステップと、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信ステップと、を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムを提供する。 Further, the present invention provides a wireless mesh network that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets, and that is readable and executable in a wireless mesh network that is a computer constituted by at least one network consisting of at least one or more clusters. In a mesh network operation program, one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device. Each wireless node device has a first link quality information/route information storage step that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless node device belongs, and each wireless node device A second link quality information/route information storage step in which the gateway node device stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network. The wireless route node device or the wireless gateway node device stores the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step. a second transmission step of broadcasting an ACK request packet to all the wireless node devices in the cluster as the transmission destination based on the first link quality information/route information storage step; Based on the link quality information and route information stored in the link quality information and route information storage step, in response to the ACK request packet transmitted in the second transmission step, all wireless networks in the destination cluster A second receiving step of receiving an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from a node device, and a wireless mesh network operating program written to be readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer, is provided.

以上より、本発明では、各無線ノード装置が、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置が、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有することが可能な無線メッシュネットワークシステムを提供することができる。 As described above, in the present invention, each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster, and the wireless gateway node device a transmitter that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that are destinations, based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit; , based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, a plurality of predetermined wireless nodes in the cluster that are the transmission destinations A receiving unit that receives an ACK packet from a device can be provided.

本件発明に適用されるハードウェア構成を示す図Diagram showing the hardware configuration applied to the present invention 本件発明における無線メッシュネットワークシステムの全体的構成及び 本システムで使用されるアドレス割り当ての一例を示す図A diagram showing the overall configuration of the wireless mesh network system according to the present invention and an example of address assignment used in the system 本件発明における無線メッシュネットワークシステムのリンク品質情報 及び経路情報の一例を示す図A diagram showing an example of link quality information and route information of the wireless mesh network system in the present invention 本件発明における無線メッシュネットワークシステムのリンク品質情報の 一例を示す図A diagram showing an example of link quality information of a wireless mesh network system in the present invention 本件発明における無線メッシュネットワークシステムのリンク品質情報に 基づくランク付けの一例を示す図A diagram showing an example of ranking based on link quality information of the wireless mesh network system in the present invention 本件発明における無線メッシュネットワークシステムの経路選択条件の 一例を示す図A diagram showing an example of route selection conditions of the wireless mesh network system in the present invention 実施形態1における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を 示す図Diagram showing the functional configuration of the wireless mesh network system in Embodiment 1 実施形態1におけるパケットの構成の一例を示す図A diagram showing an example of the configuration of a packet in Embodiment 1. 従来のシステムにおける動作の一例を示す図Diagram showing an example of operation in a conventional system 実施形態1の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例 を示す図A diagram showing an example of operation in the wireless mesh network system of Embodiment 1 実施形態1における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア 構成を示す図Diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system in Embodiment 1 実施形態1における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合 の処理の流れを示す図Diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in Embodiment 1 実施形態2における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を 示す図Diagram showing the functional configuration of the wireless mesh network system in Embodiment 2 実施形態2におけるパケットの構成の一例を示す図A diagram showing an example of a packet configuration in Embodiment 2 従来のシステムにおける動作の一例を示す図Diagram showing an example of operation in a conventional system 実施形態2の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例 を示す図Diagram showing an example of operation in the wireless mesh network system of Embodiment 2 実施形態2における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア 構成を示す図Diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system in Embodiment 2 実施形態2における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合 の処理の流れを示す図Diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in Embodiment 2 実施形態3における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を 示す図Diagram showing the functional configuration of a wireless mesh network system in Embodiment 3 実施形態3におけるパケットの構成の一例を示す図A diagram showing an example of the configuration of a packet in Embodiment 3 実施形態3の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例 を示す図A diagram showing an example of operation in the wireless mesh network system of Embodiment 3 実施形態3における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア 構成を示す図Diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system in Embodiment 3 実施形態3における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合 の処理の流れを示す図Diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in Embodiment 3 実施形態4における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を 示す図Diagram showing the functional configuration of the wireless mesh network system in Embodiment 4 実施形態4におけるパケットの構成の一例を示す図A diagram showing an example of the configuration of a packet in Embodiment 4 実施形態4の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例 を示す図A diagram showing an example of operation in the wireless mesh network system of Embodiment 4 実施形態4における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア 構成を示す図Diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system in Embodiment 4 実施形態4における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合 の処理の流れを示す図<本発明を構成し得るハードウェアについて>Diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in Embodiment 4 <About hardware that can constitute the present invention>

図1は、本件発明に適用されるハードウェア構成を示す図である。
本件発明における無線ノード装置は、マイクロコンピュータと、記憶装置と、無線を送受信するための装置と、電源などを備え、センサなどの各種情報を取得する機器や、スピーカーやLEDなどの出力機器や、リレーやスイッチなどの制御機器のいずれか一または複数を制御する機器を複数接続した無線メッシュネットワークシステムとその動作方法、動作プログラムに関する。マイクロコンピュータによって上記機器が制御され、さらに上記無線メッシュネットワークはPC等の外部管理機器とも接続されているため、各機器は電子計算機と類似したハードウェア構成を持ち、ソフトウェアとの協働によって本件発明が実現される。
FIG. 1 is a diagram showing a hardware configuration applied to the present invention.
The wireless node device in the present invention includes a microcomputer, a storage device, a device for transmitting and receiving wireless signals, a power source, etc., and includes devices for acquiring various information such as sensors, output devices such as speakers and LEDs, The present invention relates to a wireless mesh network system in which a plurality of devices that control one or more of control devices such as relays and switches are connected, an operating method thereof, and an operating program. The above-mentioned devices are controlled by a microcomputer, and the wireless mesh network is also connected to external management devices such as PCs, so each device has a hardware configuration similar to that of a computer, and the present invention can be implemented in collaboration with software. is realized.

この図にあるように、回路基板上に構成される、CPU、不揮発性メモリであるROM(フラッシュメモリ)、メインメモリである揮発メモリRAM(SRAM)、シリアルバスや汎用各種インターフェース、無線回路、A-D/D-Aコンバータ、パワーONリセット回路、クロック発信器等からなる。これらはオペレーティングシステムや各種アプリケーションプログラムなどと協働して動作する。本発明を構成する各種プログラムや各種データはこれらのハードウェア資源を効率的に利用して各種の処理を実行するように構成されている。
例えば、不揮発メモリには、無線ノード装置が実行すべき動作プログラムや、他の無線ノード装置との間のリンク品質情報や経路情報などが記憶される。ここで、リンク品質情報や経路情報は揮発メモリに記憶されるように構成してもよいが、瞬断などが生じて揮発メモリが消去された場合にも対処できるように、不揮発メモリにも記憶されるように構成されることが望ましい。
As shown in this figure, the circuit board includes a CPU, ROM (flash memory), which is nonvolatile memory, volatile memory RAM (SRAM), which is main memory, serial buses, various general-purpose interfaces, wireless circuits, - Consists of D/DA converter, power ON reset circuit, clock oscillator, etc. These operate in cooperation with the operating system and various application programs. Various programs and various data constituting the present invention are configured to efficiently utilize these hardware resources to execute various processes.
For example, the nonvolatile memory stores operational programs to be executed by the wireless node device, link quality information and route information with other wireless node devices, and the like. Here, link quality information and route information may be configured to be stored in volatile memory, but they are also stored in non-volatile memory so that they can be handled even if the volatile memory is erased due to a momentary power outage. It is desirable that the

フラッシュメモリは、浮遊ゲートMOSFETと呼ばれる半導体素子を利用し、浮遊ゲートに電子を蓄えることによってデータ記録を行う不揮発性メモリである。フラッシュEEPROMやフラッシュROMとも呼ばれる。各ビットの記憶セルの基本的な構造としては、ある種のEEPROMであるが、複数ビットから成るブロック内で「押し流す」ようなメカニズムと、読み書き可能な単位(ブロックサイズは数キロバイトから数十キロバイト)と速度が扱いやすい程度であることが特徴である。主に、NAND型フラッシュメモリとNOR型フラッシュメモリの2種類が存在する。 Flash memory is a nonvolatile memory that uses a semiconductor element called a floating gate MOSFET and records data by storing electrons in the floating gate. Also called flash EEPROM or flash ROM. The basic structure of the storage cell for each bit is a type of EEPROM, but it has a mechanism that "pushes" within a block consisting of multiple bits, and a read/write unit (block size ranges from several kilobytes to several tens of kilobytes). ) and speed are easy to handle. There are mainly two types of flash memory: NAND flash memory and NOR flash memory.

SRAM(スタティックラム)は、半導体メモリの一種である。DRAM(ダイナミック(動的)RAM)に対して、「スタティック(静的)な回路方式により情報を記憶するもの」であることからその名前が付いている。 SRAM (static RAM) is a type of semiconductor memory. DRAM (dynamic RAM) is so named because it "stores information using a static circuit system."

パワーONリセット回路については以下の通りである。
電源投入時、全てのマイコンは内部論理の定まらない状態からスタートする。そのため、マイコンの内部ロジックは電源投入直後に自ら内部状態を初期化する必要がある。電源が投入されても動作保証電圧に達しないと、マイコンはスタートできない。そこで、その間は内部の論理回路の値を強制的に固定しておいて、マイコンが誤動作しないようにする。その後、論理回路が動作できる電源電圧まで達すると、内部回路がレジスタなどの回路を初期値に設定する。この一連の動作を行う回路を「パワーONリセット回路」と呼ぶ。
The power ON reset circuit is as follows.
When the power is turned on, all microcontrollers start from an undefined internal logic state. Therefore, the internal logic of the microcomputer must initialize its internal state immediately after power is turned on. Even if the power is turned on, the microcontroller cannot start unless the guaranteed operating voltage is reached. Therefore, during that time, the values of the internal logic circuit are forcibly fixed to prevent the microcomputer from malfunctioning. After that, when the power supply voltage reaches a level at which the logic circuit can operate, internal circuitry sets circuits such as registers to initial values. A circuit that performs this series of operations is called a "power ON reset circuit."

本件発明の無線メッシュネットワークシステムは、例えば、各無線ノード装置と工場などの工作機械に設置した各種センサとを電気的に接続し、温度、モーター回転数、振動数、電圧、電流、気温、湿度、照度などを収集して、工作機械の稼働状況や周囲の環境をリアルタイムで計測するといった使い方に用いられる。また、気温ばらつきに応じて窓の局所開閉や局所空調をしたりするシステムや、教室の机上に照度計を備えた無線ノード装置を配置すると共に、天井灯には輝度調節機能を備えた無線ノード装置を配置して、机上での照度のばらつきが少なくなるように天井灯の輝度調整を行うシステムや、市内各所に設置した温度計、湿度計、気圧計、照度計、風向風速計の観測結果を収集するシステムなどが考えられる。 The wireless mesh network system of the present invention electrically connects each wireless node device to various sensors installed on machine tools in factories, etc., and detects temperature, motor rotation speed, vibration frequency, voltage, current, air temperature, humidity, etc. It is used to collect information such as illuminance and measure the operating status of machine tools and the surrounding environment in real time. In addition, we have installed a system that locally opens and closes windows and performs local air conditioning according to temperature variations, and installed wireless node devices equipped with illuminance meters on classroom desks, as well as wireless nodes equipped with brightness adjustment functions for ceiling lights. A system that uses equipment to adjust the brightness of ceiling lights to reduce variations in illuminance on desks, and observation of thermometers, hygrometers, barometers, illumination meters, and wind speed and direction meters installed throughout the city. Possible systems include a system that collects results.

<本発明の自然法則の利用性の充足> <Satisfaction of the usability of natural laws of the present invention>

本発明は、コンピュータと通信設備とソフトウェアとの協働で機能するものである。具体的には、複数の無線ノード装置から構成される無線メッシュネットワークシステムに関するものであり、各無線ノード装置が、無線によるパケット通信を行い、お互いの間で様々な情報やデータがハードウェア資源を用いてやり取りされている。従って、この観点から本願発明はコンピュータなどのリソースを請求項や明細書に記載された事項と、それらの事項に関係する技術常識に基づいて判断すれば、本願発明は全体として自然法則を利用したものであり、また、コンピュータ・ソフトウェア関連発明に該当するものである。 The present invention functions in cooperation with a computer, communication equipment, and software. Specifically, it relates to a wireless mesh network system composed of multiple wireless node devices, in which each wireless node device performs wireless packet communication, and various information and data are exchanged between each other using hardware resources. It is used to communicate. Therefore, from this point of view, if the claimed invention is judged based on the matters stated in the claims and specification, as well as the common general knowledge related to these matters, the claimed invention as a whole utilizes the laws of nature. This invention also falls under computer software-related inventions.

<特許法で求められる自然法則の利用の意義> <Significance of the use of natural laws required by patent law>

特許法で求められる自然法則の利用とは、法目的に基づいて、発明が産業上利用性を有し、産業の発達に寄与するものでなければならないとの観点から、産業上有用に利用することができる発明であることを担保するために求められるものである。つまり、産業上有用であること、すなわち出願に際して宣言した発明の効果がその発明の実施によってある一定の確実性の下再現できることを求めるものである。この観点から自然法則利用性とは、発明の効果を発揮するための発明の構成である発明特定事項(発明構成要件)のそれぞれが発揮する機能が自然法則を利用して発揮されるものであればよい、と解釈される。さらに言えば、発明の効果とはその発明を利用する利用者に所定の有用性を提供できる可能性があればよいのであって、その有用性を利用者がどのように感じたり、考えたりするかという観点で見るべきではない。したがって、利用者が本システムによって得る効果が心理的な効果であったとしても、その効果自体は求められる自然法則の利用性の対象外の事象である。 The use of natural laws required by the Patent Act refers to the use of natural laws that are industrially useful, from the viewpoint that inventions must have industrial applicability and contribute to the development of industry based on the legal purpose. This is required to ensure that the invention is capable of In other words, it requires that the invention be industrially useful, that is, that the effects of the invention declared at the time of filing the application can be reproduced with a certain degree of certainty by implementing the invention. From this perspective, the usability of natural laws means that the functions of each of the invention specifying matters (invention constituent elements), which are the composition of the invention to achieve the effects of the invention, are achieved by utilizing natural laws. It is interpreted as bayoi. Furthermore, the effectiveness of an invention is defined as the possibility of providing a certain level of usefulness to the users who use the invention, and it is not sufficient to define the effectiveness of an invention as long as it has the potential to provide a certain level of usefulness to the users who use the invention. It should not be viewed from that perspective. Therefore, even if the effect that the user obtains from this system is a psychological effect, that effect itself is a phenomenon that is not subject to the required usability of natural laws.

以下、本件発明の実施の形態について、添付図面を用いて説明する。なお、実施形態と請求項の相互の関係は以下の通りである。主として、実施形態1の説明は請求項1、5および9に関し、実施形態2の説明は請求項2、6および10に関し、実施形態3の説明は請求項3、7および11に関し、実施形態4の説明は請求項4、8および12に関するものである。本件発明は、これら実施形態に何ら限定されるべきものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得る。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the mutual relationship between the embodiments and the claims is as follows. Primarily, the description of embodiment 1 relates to claims 1, 5 and 9, the description of embodiment 2 relates to claims 2, 6 and 10, the description of embodiment 3 relates to claims 3, 7 and 11, and the description of embodiment 4 relates to claims 3, 7 and 11. The explanation relates to claims 4, 8 and 12. The present invention should not be limited to these embodiments in any way, and may be implemented in various forms without departing from the spirit thereof.

<本件発明の無線メッシュネットワークシステムの全体的な構成>
図2は、本件発明における無線メッシュネットワークシステムの全体的構成及び本システムで使用されるアドレス割り当ての一例を示す図である。
本件発明の無線メッシュネットワークシステムでは、少なくとも1以上の無線ノード装置からクラスタが構成されるように設計されている。例えば、1つのクラスタは最大32個の無線ノード装置から構成される。また、1つのネットワークは、少なくとも1以上のクラスタから構成され、最大32個のクラスタで構成されるように設計されている。要するに、8の倍数で表されるように設計されている。
<Overall configuration of the wireless mesh network system of the present invention>
FIG. 2 is a diagram showing an example of the overall configuration of the wireless mesh network system according to the present invention and address assignment used in the system.
The wireless mesh network system of the present invention is designed so that a cluster is formed from at least one wireless node device. For example, one cluster is composed of a maximum of 32 wireless node devices. Further, one network is configured to include at least one cluster, and is designed to include a maximum of 32 clusters. In short, it is designed to be expressed as a multiple of 8.

図2では、同じタイプの32個の無線ノード装置からなるクラスタのうちの1台は、無線ゲートウェイノード装置として機能し、その無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の通信管理を行う役目を担っている。また、無線ゲートウェイノード装置は、その属するクラスタのいわゆる出入口として他のクラスタとの間の通信管理の役目も担っている。1クラスタ内の無線ノード装置は、0~31までのノードID(アドレス)が予め割り当てられる。そして、クラスタを最大32個接続することで、1つのネットワークを構成する。1ネットワーク内のクラスタは、0~31までのクラスタID(アドレス)が予め割り当てられる。クラスタ間の通信は、各クラスタに属する無線ゲートウェイノード装置が送受信を行い、各クラスタ内の無線ノード装置にはこの無線ゲートウェイノード装置を経由して通信が行われる。更に、1つのネットワークに対して、そのネットワーク外との通信管理を行う無線ルートノード装置が1つ設定され、ネットワーク間の通信を担当する。無線ルートノード装置は、複数の無線ゲートウェイノード装置のうちの1台がその役割を担うこととなる。ネットワークを最大255個接続することで、1つのネットワークシステムが構成される。このネットワークシステムと外部の管理機器(PC、タブレット端末、スマートフォン等の電子機器を含む)との通信は、この複数の無線ルートノード装置のうちの1台がその役割を担う。ここで、このネットワークシステム内のネットワークは、0~255までのネットワークID(アドレス)が予め割り当てられる。このような構成を取ることにより、全体として、最大261120個の無線ノード装置から成る大規模な無線メッシュネットワークを構築することが可能である。
また、アドレスは、(ネットワークID(0~255).クラスタID(0~31).ノードID(0~31))というように表示される。例えば、ネットワーク1のクラスタ21のノード4の場合、「(1.21.4)」と表される。このアドレスにより、各無線ノード装置は識別されると共に、パケット通信の送信元や送信先として設定されることとなる。
なお、無線ルートノード装置や無線ゲートウェイノード装置の割り当ては、無線メッシュネットワークシステム構築時に予め設定することができるようにしてもよいし、外部機器であるPCなどから起動後に設定することができるように構成されてもよい。
In FIG. 2, one of the clusters consisting of 32 wireless node devices of the same type functions as a wireless gateway node device, and is responsible for managing communications within the cluster to which the wireless gateway node device belongs. . Furthermore, the wireless gateway node device also plays the role of managing communications with other clusters as a so-called entrance/exit of the cluster to which it belongs. Wireless node devices within one cluster are assigned node IDs (addresses) from 0 to 31 in advance. One network is configured by connecting up to 32 clusters. Cluster IDs (addresses) from 0 to 31 are assigned in advance to clusters within one network. Communication between clusters is performed by wireless gateway node devices belonging to each cluster, and communication is performed with wireless node devices within each cluster via this wireless gateway node device. Furthermore, one wireless root node device is set for one network to manage communication with outside the network, and is in charge of communication between networks. One of the plurality of wireless gateway node devices plays the role of the wireless root node device. One network system is configured by connecting up to 255 networks. One of the plurality of wireless root node devices plays the role of communication between this network system and external management devices (including electronic devices such as PCs, tablet terminals, and smartphones). Here, networks within this network system are assigned network IDs (addresses) from 0 to 255 in advance. By adopting such a configuration, it is possible to construct a large-scale wireless mesh network consisting of a maximum of 261,120 wireless node devices as a whole.
Further, the address is displayed as (network ID (0-255). cluster ID (0-31). node ID (0-31)). For example, in the case of node 4 of cluster 21 of network 1, it is expressed as "(1.21.4)". Each wireless node device is identified by this address and is set as the source or destination of packet communication.
Note that the allocation of wireless root node devices and wireless gateway node devices may be set in advance when constructing the wireless mesh network system, or may be set after startup from an external device such as a PC. may be configured.

図3は、本件発明における無線メッシュネットワークシステムのリンク品質情報及び経路情報の一例を示す図である。
この図では、ネットワーク5のクラスタ1における無線ノード装置1~10について、リンク品質情報及び経路情報の状態が表されている。各ノード装置の中に記載された数値は、各ノード装置に割り当てられたアドレスを表している。ここでは、通信可能な無線ノード装置間が直線で結ばれている。後述するリンク品質のランクにより、良い方から順に、太い実線、細い実線、細い点線からなる3種類に区別されて表示されている。ここで、最も悪いリンク品質情報の場合は、通信不能なため、無線ノード装置間に線が引かれていない。
例えば、無線ノード装置(5.1.4)から見た場合、隣接する無線ノード装置(5.1.1)(5.1.2)(5.1.3)(5.1.5)(5.1.6)(5.1.7)の6個については、直接通信可能なので、リンク品質情報及び経路情報がすぐに分かり、記憶することが可能である。この場合、リンク品質情報を4段階のランク付けを行って区別している。例えば、リンク品質の悪い方から良い方に順に並べると、No Link(通信不能)、Poor、Good、Excellentの4段階となる。
例えば、無線ノード装置(5.1.9)から見た場合、無線ノード装置(5.1.8)に対しては、リンク品質情報は「Excellent」状態であることが示されている。また、無線ノード装置(5.1.2)(5.1.10)に対しては、リンク品質情報は「Good」状態であることが示されている。また、無線ノード装置(5.1.1)(5.1.7)に対しては、リンク品質情報は「Poor」状態であることが示されている。
図5は、本件発明における無線メッシュネットワークシステムのリンク品質情報に基づくランク付けの一例を示す図である。この図に表されるように、リンク品質情報をランク付けしたものが示されており、Excellentは、通信品質が非常に良好であり、優先的に利用される。次に、品質の良いGoodは、通信品質に特に問題はなく、受信電波強度(RSSI)の値もデータ欠損が発生しない範囲内にあり、ほぼ通信の失敗はない状態である。Poorは、この経路を利用すると、データ欠損が発生し、受信電波強度(RSSI)が低い状態である。No Linkは、完全に通信不能な状態であり、通信経路として使えないことを表している。
また、無線ノード装置(5.1.4)から見た場合、無線ノード装置(5.1.8)(5.1.9)(5.1.10)は、それぞれ無線ノード装置(5.1.1)(5.1.2)を介してリンク品質情報及び経路情報を取得するように構成される。このようにすることで、クラスタ内の各無線ノード装置におけるリンク品質情報及び経路情報が記憶・把握されることとなる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of link quality information and route information of the wireless mesh network system according to the present invention.
This figure shows the state of link quality information and route information for wireless node devices 1 to 10 in cluster 1 of network 5. The numerical value written in each node device represents the address assigned to each node device. Here, communicable wireless node devices are connected by straight lines. Depending on the rank of the link quality, which will be described later, the links are displayed in three types: a thick solid line, a thin solid line, and a thin dotted line, in descending order of quality. Here, in the case of the worst link quality information, no line is drawn between the wireless node devices because communication is impossible.
For example, when viewed from a wireless node device (5.1.4), adjacent wireless node devices (5.1.1) (5.1.2) (5.1.3) (5.1.5) Regarding the six items (5.1.6) and (5.1.7), direct communication is possible, so link quality information and route information can be immediately known and stored. In this case, link quality information is ranked and differentiated in four stages. For example, if the link quality is arranged in descending order of quality, there will be four stages: No Link (unable to communicate), Poor, Good, and Excellent.
For example, when viewed from the wireless node device (5.1.9), the link quality information indicates that the wireless node device (5.1.8) is in an “Excellent” state. Further, for the wireless node devices (5.1.2) (5.1.10), the link quality information indicates that the state is "Good". Further, for the wireless node devices (5.1.1) (5.1.7), the link quality information indicates that the state is "Poor".
FIG. 5 is a diagram showing an example of ranking based on link quality information of the wireless mesh network system according to the present invention. As shown in this figure, link quality information is ranked, and Excellent indicates very good communication quality and is used preferentially. Next, Good quality indicates that there is no particular problem in communication quality, the value of received radio wave intensity (RSSI) is within a range where data loss does not occur, and there are almost no communication failures. Poor means that if this route is used, data loss will occur and the received radio wave intensity (RSSI) will be low. No Link indicates that communication is completely disabled and cannot be used as a communication path.
Also, when viewed from the wireless node device (5.1.4), the wireless node devices (5.1.8), (5.1.9), and (5.1.10) are respectively the wireless node devices (5.1.8), (5.1.9), and (5.1.10). 1.1) (5.1.2). By doing so, link quality information and route information in each wireless node device within the cluster are stored and understood.

図4は、本件発明における無線メッシュネットワークシステムのリンク品質情報の一例を示す図である。
この対応表は、上述した図3におけるクラスタ1の各無線ノード装置間のリンク品質情報を纏めたものである。
このような対応表を各無線ノード装置が記憶しており、どのリンクの通信品質が良いか悪いかを、適宜、記憶・把握することができるように構成されることが好ましい。
本件発明の無線メッシュネットワークシステムにおいて、このようなリンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・把握するように構成してもよい。また、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新するように構成してもよい。
FIG. 4 is a diagram showing an example of link quality information of the wireless mesh network system according to the present invention.
This correspondence table summarizes link quality information between each wireless node device of cluster 1 in FIG. 3 described above.
It is preferable that each wireless node device stores such a correspondence table so that it can appropriately store and understand which links have good or bad communication quality.
In the wireless mesh network system of the present invention, such link quality information and route information are periodically transmitted from each wireless node device (for example, once every 5 seconds at startup, once every 30 seconds during stable operation). The information may be stored and understood by a beacon signal transmitted at a certain frequency. Further, it may be configured to refer to and store/update link quality information and route information when actually communicating with other wireless node devices.

図6は、本件発明における無線メッシュネットワークシステムの経路選択条件の一例を示す図である。
この図から分かるように、経路選択には一定の重みづけがなされており、優先順位は良い方から順に、Excellent、Good、Poorとなっている。また、無線ノード装置間をホップする回数も考慮し、2回ホップするExcellentよりも、1回ホップするGoodの方を選択するように設定されている。Poorについては、ExcellentやGoodの経路が無い場合のみ使用できるように設定されている。このような条件の下で、無線ノード装置間の経路情報が選択されることとなる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of route selection conditions for the wireless mesh network system according to the present invention.
As can be seen from this figure, route selection is given a certain weight, and the priorities are Excellent, Good, and Poor in descending order of priority. Also, considering the number of hops between wireless node devices, Good, which hops once, is selected over Excellent, which hops twice. Poor is set so that it can be used only when there is no Excellent or Good route. Under such conditions, route information between wireless node devices will be selected.

<実施形態1(主に請求項1、請求項5および請求項9に対応)>
<実施形態1 概要>
本実施形態は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有する無線メッシュネットワークシステムを提供する。
また、それを実現するため、コンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法、並びに、計算機である無線メッシュネットワークシステムに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークシステムの動作プログラムを提供する。
<Embodiment 1 (mainly corresponding to claims 1, 5, and 9)>
<Embodiment 1 Overview>
This embodiment is a wireless mesh network system that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and is configured of at least one or more clusters, in which one of the wireless node devices in the cluster is a wireless gateway node device. Each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster, and the wireless gateway node device stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster. - A transmitting unit that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in a cluster as a transmission destination based on link quality information and route information stored in a route information storage unit; Based on the link quality information and route information stored in the information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, an ACK is sent from a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that is the destination. A wireless mesh network system is provided, comprising: a receiving unit that receives packets.
In order to achieve this, the present invention provides a method for operating a wireless mesh network system, which is a computer, and an operating program for the wireless mesh network system, which is written to be readable and executable by the wireless mesh network system, which is a computer.

<実施形態1 機能的構成>
図7は、実施形態1における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を示す図である。本実施形態では、無線ノード装置が、受信部と、パケット解析部と、リンク品質情報・経路情報記憶部と、パケット作成部と、送信部とを備えている。
<Embodiment 1 Functional configuration>
FIG. 7 is a diagram showing the functional configuration of the wireless mesh network system in the first embodiment. In this embodiment, the wireless node device includes a reception section, a packet analysis section, a link quality information/route information storage section, a packet creation section, and a transmission section.

<実施形態1 構成の説明:無線ノード装置の受信部>
「受信部」701は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを受信する機能を有するように構成される。ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 1 Configuration description: Receiving unit of wireless node device>
The “receiving unit” 701 is configured to have a function of receiving packets sent from other wireless node devices. Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in another radio band by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

<実施形態1 構成の説明:無線ノード装置のパケット解析部>
「パケット解析部」702は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを解析する機能を有するように構成される。一般的に、パケットは、ヘッダー部とペイロード部から構成され、それらの中に様々な情報やデータが格納されている。それらの中にどのような情報やデータが含まれているかを解析し、調べる役割を「パケット解析部」702は担っている。図8は、実施形態1におけるパケットの構成の一例を示す図である。この図に示されるように、ヘッダー情報には、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報が含まれる。パケット種別情報は、そのパケットがどのようなものであるかを示す情報であり、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。ACK情報は、クラスタを構成する最大32個の無線ノード装置に対応して、32ビットが割り当てられている。即ち、ノードIDが1の無線ノード装置がACKを返す場合には、このACK情報のノードIDが1に対応する部分に「ACK(1)」(肯定応答)が入ることとなる。ノードIDが1の無線ノード装置に不具合があって正常に動作していない場合には、このACK情報の対応する部分に「NAK(0)」(否定応答)が入ることとなる。
また、「パケット解析部」702は、送られてきたパケットのヘッダー情報から送信先アドレスを抽出して自身の無線ノード装置宛のパケットであるか否かを判断する機能も有するように構成される。自身の無線ノード装置宛のパケットであると判断した場合には、パケット種別情報などを参照して、次の動作に進む。なお、自身宛に送られてきたものでないと判断した場合には、リンク品質情報・経路情報記憶部を参照して、次の無線ノード装置に転送する。
例えば、ネットワークIDが1で、クラスタIDが1で、ノードIDが1の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)と設定される。また、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定される。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定すればよい。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
<Embodiment 1 Configuration description: Packet analysis unit of wireless node device>
The “packet analysis unit” 702 is configured to have a function of analyzing packets sent from other wireless node devices. Generally, a packet is composed of a header section and a payload section, and various information and data are stored in these sections. The "packet analysis unit" 702 has the role of analyzing and examining what kind of information and data are included in them. FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the structure of a packet in the first embodiment. As shown in this figure, the header information includes packet type information, source address, destination address, and ACK information. The packet type information is information indicating what kind of packet the packet is. For example, "000" indicates an ACK request packet, and "001" indicates an ACK packet. Good too. ACK information has 32 bits assigned to correspond to a maximum of 32 wireless node devices forming a cluster. That is, when a wireless node device with a node ID of 1 returns an ACK, "ACK(1)" (affirmative response) is entered in the portion of the ACK information corresponding to the node ID of 1. If the wireless node device with node ID 1 has a problem and is not operating normally, "NAK (0)" (negative response) will be entered in the corresponding part of this ACK information.
The "packet analysis unit" 702 is also configured to have a function of extracting the destination address from the header information of the sent packet and determining whether the packet is addressed to its own wireless node device. . If it is determined that the packet is addressed to its own wireless node device, it refers to the packet type information and proceeds to the next operation. Note that if it is determined that the message has not been sent to itself, the link quality information/route information storage section is referred to and the message is forwarded to the next wireless node device.
For example, if the network ID is 1, the cluster ID is 1, and the node ID is 1, the destination address is set as (1.1.1). Furthermore, when there are multiple destinations, the destination addresses are set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3). Furthermore, if all wireless node devices in the cluster are to be the destination, the destination address may be set as (1.1.X).
Here, ACK is an abbreviation for "acknowledgement" and is a technical term commonly used in the communication field. Refers to signals, data, packets, etc. sent when returning some kind of positive response to the other party in communication between two parties. It is used to convey information such as ``the connection request was accepted'' and ``the data was received correctly.'' On the other hand, in communication between two parties, NAK (Negative ACK), which indicates a negative response such as failure or rejection, is often used on the receiving side.

<実施形態1 構成の説明:無線ノード装置のリンク品質情報・経路情報記憶部>
「リンク品質情報・経路情報記憶部」703は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
<Embodiment 1 Configuration description: Link quality information/route information storage unit of wireless node device>
The “link quality information/route information storage unit” 703 is configured to have a function of storing link quality information and route information between all wireless node devices within a cluster. For example, information such as that shown in FIGS. 3 and 4 described above may be stored. Also, for example, link quality information and route information may be issued periodically (for example, once every 5 seconds at startup, once every 30 seconds during stable operation) from each wireless node device. The information may be stored and updated by a beacon signal sent to the wireless node, or the information may be stored and updated by referring to the link quality information and route information when actually communicating with other wireless node devices. - It may be configured to be updated.

<実施形態1 構成の説明:無線ノード装置のパケット作成部>
「パケット作成部」704は、自身が送信元となってパケットを他の無線ノード装置に送るときに、パケットを作成する機能を有するように構成される。この場合、送信元アドレスは自身のアドレス、例えば、(1.1.1)を設定する。また、パケット種別情報を設定することにより、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。
ここで、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは、例えば、(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定してもよい。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定してもよい。
<Embodiment 1 Configuration description: Packet creation unit of wireless node device>
The "packet creation unit" 704 is configured to have a function of creating a packet when it becomes a transmission source and sends a packet to another wireless node device. In this case, the source address is set to its own address, for example (1.1.1). Further, by setting the packet type information, for example, "000" may represent an ACK request packet, and "001" may represent an ACK packet.
Here, if there are multiple destinations, the destination addresses may be set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3), for example. Furthermore, when all the wireless node devices in the cluster are the destinations, the destination address may be set to (1.1.X).

<実施形態1 構成の説明:無線ノード装置の送信部>
「送信部」705は、リンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする機能を有するように構成される。
ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 1 Configuration description: Transmitting unit of wireless node device>
Based on the link quality information and route information, the "transmission unit" 705 forwards packets not addressed to itself to other wireless node devices, or transmits self-created packets to wireless node devices specified by a predetermined destination address. It is configured to have the function of sending data to.
Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in another radio band by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

ここで、本実施形態の無線メッシュネットワークシステムの動作について図面を用いて説明する。
図9は、上述した従来のシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、同じクラスタ内の無線ノード装置間での通信を簡略化して示している。ノードID「1」の無線ノード装置は、このクラスタにおける無線ゲートウェイノード装置として機能している。
送信元がノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置から、送信先であるノードID「2」「4」「6」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送る場合を考える。
この場合、従来では、1つの送信先の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信し、それに応答して、その送信先から送信元に対してACKパケットが返送される構成となっている。
具体的には、まず、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「2」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。ここでは、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置は、ノードID「2」の無線ノード装置と直接通信できないため、ノードID「5」の無線ノード装置を経由してACK要求パケットを送信することとなる。ノードID「2」の無線ノード装置は、ACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットをノードID「5」の無線ノード装置を経由して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はノードID「2」の無線ノード装置からのACKパケットを受信する。
同様にして、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「4」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。ここでは、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置は、ノードID「4」の無線ノード装置と直接通信できないため、ノードID「5」「3」の無線ノード装置を経由してACK要求パケットを送信することとなる。ノードID「4」の無線ノード装置は、ACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットをノードID「3」「5」の無線ノード装置を経由して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はノードID「4」の無線ノード装置からのACKパケットを受信する。
同様にして、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「6」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。ここでは、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置は、ノードID「6」の無線ノード装置と直接通信できないため、ノードID「5」の無線ノード装置を経由してACK要求パケットを送信することとなる。ノードID「6」の無線ノード装置は、ACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットをノードID「5」の無線ノード装置を経由して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はノードID「6」の無線ノード装置からのACKパケットを受信する。
ここまでで、無線ノード装置間のホップ数は、合計14個となる。
Here, the operation of the wireless mesh network system of this embodiment will be explained using the drawings.
FIG. 9 is a diagram showing an example of the operation of the conventional system described above.
As a premise, communications between wireless node devices within the same cluster are shown in a simplified manner. The wireless node device with node ID "1" functions as a wireless gateway node device in this cluster.
Consider a case where an ACK request packet is sent from a wireless gateway node device whose source is node ID "1" to wireless node devices whose destination is node IDs "2", "4", and "6".
In this case, conventionally, an ACK request packet is transmitted to one destination wireless node device, and in response, an ACK packet is sent back from the destination to the source.
Specifically, first, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "2". Here, since the wireless gateway node device with the node ID "1" cannot directly communicate with the wireless node device with the node ID "2", the wireless gateway node device with the node ID "5" must transmit the ACK request packet via the wireless node device with the node ID "5". becomes. The wireless node device with the node ID "2" receives the ACK request packet, and in response transmits an ACK packet via the wireless node device with the node ID "5" to the wireless gateway node with the node ID "1". The device receives an ACK packet from the wireless node device with node ID "2".
Similarly, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "4". Here, since the wireless gateway node device with node ID "1" cannot directly communicate with the wireless node device with node ID "4", it sends the ACK request packet via the wireless node devices with node IDs "5" and "3". It will be sent. The wireless node device with the node ID "4" receives the ACK request packet, and in response, transmits an ACK packet via the wireless node devices with the node IDs "3" and "5". The wireless gateway node device receives an ACK packet from the wireless node device with node ID "4".
Similarly, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "6". Here, since the wireless gateway node device with the node ID "1" cannot directly communicate with the wireless node device with the node ID "6", the ACK request packet is sent via the wireless node device with the node ID "5". becomes. The wireless node device with the node ID "6" receives the ACK request packet, and in response transmits an ACK packet via the wireless node device with the node ID "5" to the wireless gateway node with the node ID "1". The device receives an ACK packet from the wireless node device with node ID "6".
Up to this point, the number of hops between wireless node devices is 14 in total.

一方、図10は実施形態1の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、同じクラスタ内の無線ノード装置間での通信を簡略化して示している。ノードID「1」の無線ノード装置は、このクラスタにおける無線ゲートウェイノード装置として機能している。
送信元がノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置から、送信先であるノードID「2」「4」「6」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送る場合を考える。
この場合、本実施形態では、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置からACK要求パケットを送信先であるノードID「2」「4」「6」の無線ノード装置に対して、マルチキャストで送信する構成となっている。
具体的には、まず、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、自身が記憶しているリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるノードID「2」「4」「6」を設定したACK要求パケットをノードID「5」の無線ノード装置に対して送信する。
ノードID「5」の無線ノード装置は、自身が記憶しているリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるノードID「2」「6」の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信すると共に、送信先であるノードID「4」の経路上に存在するノードID「3」の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信する。
ノードID「2」「6」の無線ノード装置は、自身が宛先であり、これ以上の経路は存在しないため、ACKパケットをノードID「5」の無線ノード装置に対して送信し、ノードID「5」の無線ノード装置はこれらを受信して記憶する。
ノードID「3」の無線ノード装置は、自身が記憶しているリンク品質情報及び経路情報に基づいて、ノードID「4」の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信し、ノードID「4」の無線ノード装置はこれに応答してACKパケットをノードID「3」の無線ノード装置に対して送信する。
ノードID「3」の無線ノード装置は、ACKパケットを、ノードID「5」の無線ノード装置に対して送信する。
ノードID「5」の無線ノード装置は、ノードID「2」「4」「6」の無線ノード装置からのACKパケットを纏めて、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置に対して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はこれを受信する。
本実施形態では、無線ノード装置間のホップ数は合計10個となる。
従って、本実施形態では、従来のシステムのホップ数の合計14個よりも少なくなるため、より効率的になり、ACKありで信頼性の高い通信を高速に行うことができる。
On the other hand, FIG. 10 is a diagram showing an example of the operation in the wireless mesh network system of the first embodiment.
As a premise, communications between wireless node devices within the same cluster are shown in a simplified manner. The wireless node device with node ID "1" functions as a wireless gateway node device in this cluster.
Consider a case where an ACK request packet is sent from a wireless gateway node device whose source is node ID "1" to wireless node devices whose destination is node IDs "2", "4", and "6".
In this case, in this embodiment, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet by multicast to the destination wireless node devices with node IDs "2", "4", and "6". The structure is as follows.
Specifically, first, the wireless gateway node device with the node ID “1” selects the destination node IDs “2”, “4”, and “6” based on the link quality information and route information that it has stored. The ACK request packet in which the ACK request packet is set is transmitted to the wireless node device with the node ID "5".
The wireless node device with node ID "5" sends an ACK request packet to the destination wireless node devices with node IDs "2" and "6" based on the link quality information and route information stored in itself. At the same time, it also transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "3" existing on the route of node ID "4" which is the destination.
Since the wireless node devices with node IDs "2" and "6" are themselves the destinations and there are no further routes, they transmit ACK packets to the wireless node devices with node ID "5" and The wireless node device No. 5'' receives and stores these.
The wireless node device with the node ID "3" transmits an ACK request packet to the wireless node device with the node ID "4" based on the link quality information and route information stored in itself, and In response, the wireless node device with the node ID “3” transmits an ACK packet to the wireless node device with the node ID “3”.
The wireless node device with node ID "3" transmits an ACK packet to the wireless node device with node ID "5".
The wireless node device with node ID "5" collects ACK packets from the wireless node devices with node IDs "2", "4", and "6" and transmits them to the wireless gateway node device with node ID "1", The wireless gateway node device with node ID "1" receives this.
In this embodiment, the total number of hops between wireless node devices is 10.
Therefore, in this embodiment, since the total number of hops is less than 14 in the conventional system, it is more efficient, and highly reliable communication with ACK can be performed at high speed.

<実施形態1 無線メッシュネットワークシステム:ハードウェア構成>
本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成について図を用いて説明する。
<Embodiment 1 Wireless mesh network system: Hardware configuration>
The hardware configuration of the wireless mesh network system in this embodiment will be explained using diagrams.

図11は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステム(無線ノード装置)のハードウェア構成を示す図である。この図に示すように、本実施形態における無線ノード装置は、各種演算処理を行う「CPU(中央演算装置)」と、所定の情報やデータを記憶・保持する「揮発RAM(SRAM)」と、「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」を備えている。また、外部の無線ノード装置との間で無線による送受信を行う「無線回路」、外部のセンサなどと接続され、情報やデータのやり取りを行う「シリアルI/O」や「汎用I/O」、「カウンタ/タイマ」、「A-D/D-Aコンバータ」などを備えている。そして、それらが「内部バス」などのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。 FIG. 11 is a diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system (wireless node device) in this embodiment. As shown in this figure, the wireless node device in this embodiment includes a "CPU (central processing unit)" that performs various calculation processes, a "volatile RAM (SRAM)" that stores and holds predetermined information and data, It is equipped with a "non-volatile ROM (flash memory)". In addition, there are "wireless circuits" that perform wireless transmission and reception with external wireless node devices, "serial I/O" and "general-purpose I/O" that are connected to external sensors and exchange information and data, It is equipped with a "counter/timer", "A-D/DA converter", etc. These devices are interconnected through data communication paths such as "internal buses" to transmit, receive, and process information.

ここに「揮発RAM」は、各種処理を行うプログラムを「CPU」に実行させるために読み出すと同時に、そのプログラムの作業領域でもあるワーク領域を提供する。また、この「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」にはそれぞれ複数のアドレスが割り当てられており、「CPU」で実行されるプログラムは、そのアドレスを特定しアクセスすることで相互にデータのやり取りを行い、処理を行うことが可能になっている。本実施形態において、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているプログラムは、リンク品質・経路情報記憶プログラム、送信プログラム、受信プログラム、パケット解析プログラム、パケット作成プログラムである。また、「揮発RAM(SRAM)」と「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」には、リンク品質情報、経路情報、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などが格納されている。 Here, the "volatile RAM" reads out programs that perform various processes in order to be executed by the "CPU", and at the same time provides a work area that is also a work area for the programs. In addition, multiple addresses are assigned to each of these "volatile RAM (SRAM)" and "nonvolatile ROM (flash memory)," and programs executed by the "CPU" can identify and access those addresses. It is now possible to exchange and process data with each other. In this embodiment, the programs stored in the "volatile RAM (SRAM)" are a link quality/route information storage program, a transmission program, a reception program, a packet analysis program, and a packet creation program. Further, the "volatile RAM (SRAM)" and the "nonvolatile ROM (flash memory)" store link quality information, route information, packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.

「CPU」は、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている受信プログラムを実行して、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット解析プログラムを実行して、受信したパケットを解析し、パケット種別情報、送信元アドレスや送信先アドレス、ACK情報などを「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット作成プログラムを実行して、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている送信プログラムを実行して、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする。
The "CPU" executes the link quality information/route information storage program stored in the "volatile RAM (SRAM)" and stores the link quality information and route information between the wireless node devices in the cluster in the "volatile RAM (SRAM)". )” or “non-volatile ROM (flash memory)”.
It also executes a reception program stored in "volatile RAM (SRAM)" to receive packets sent from other wireless node devices.
In addition, the packet analysis program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to analyze the received packet, and the packet type information, source address, destination address, ACK information, etc. are stored in the "volatile RAM (SRAM)". )” or “non-volatile ROM (flash memory)”.
Furthermore, a packet creation program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to create a packet based on packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.
It also executes the sending program stored in the "volatile RAM (SRAM)" to send packets not addressed to itself to other wireless node devices, or send packets it has created to other wireless node devices. I do things.

<実施形態1 無線メッシュネットワークシステム:処理の流れ>
図12は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合の処理の流れを示す図である。図に示されるように、受信ステップS1201と、パケット解析ステップS1202と、リンク品質情報・経路情報記憶ステップS1203と、パケット作成ステップS1204と、送信ステップS1205とからなる処理方法である。これらの処理方法は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有する無線メッシュネットワークシステムによって実行されるものである。
<Embodiment 1 Wireless mesh network system: Processing flow>
FIG. 12 is a diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in this embodiment. As shown in the figure, the processing method includes a receiving step S1201, a packet analyzing step S1202, a link quality information/route information storing step S1203, a packet creating step S1204, and a transmitting step S1205. These processing methods apply to a wireless mesh network system that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and is configured of at least one or more clusters, in which one of the wireless node devices in the cluster is a wireless gateway node. Each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster, and the wireless gateway node device a transmitting unit that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in a cluster that are transmission destinations based on link quality information and route information stored in an information/route information storage unit; Based on the link quality information and route information stored in the quality information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, from a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that is the transmission destination. The present invention is executed by a wireless mesh network system having a receiving unit that receives an ACK packet.

「受信ステップ」S1201とは、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する段階である。 "Receiving step" S1201 is a step of receiving a packet sent from another wireless node device.

「パケット解析ステップ」S1202とは、他の無線ノード装置から受信したパケットを解析する段階である。 "Packet analysis step" S1202 is a step of analyzing a packet received from another wireless node device.

「リンク品質情報・経路情報記憶ステップ」S1203とは、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する段階である。 "Link quality information/route information storage step" S1203 is a step of storing link quality information and route information between wireless node devices within a cluster.

「パケット作成ステップ」S1204とは、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する段階である。 "Packet creation step" S1204 is a step of creating a packet based on packet type information, source address, destination address, ACK information, etc.

「送信ステップ」S1205とは、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする段階である。 "Transmission step" S1205 is a stage in which a packet not addressed to itself is transmitted to another wireless node device, or a packet created by itself is transmitted to another wireless node device.

<まとめ>
以上により、各無線ノード装置が、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置が、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有することが可能な無線メッシュネットワークシステムを提供することができる。
また、従来のシステムに比べて、ACKありで信頼性の高い通信を効率的かつ高速に行うことができるようになった。
<Summary>
As described above, each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster, and the wireless gateway node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster. a transmitting unit that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in a cluster that are transmission destinations based on link quality information and route information stored in a route information storage unit; and link quality information.・Based on the link quality information and route information stored in the route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, an ACK packet is sent from a plurality of predetermined wireless node devices in the destination cluster. It is possible to provide a wireless mesh network system that can include a receiving unit that receives the following information.
Furthermore, compared to conventional systems, highly reliable communication with ACK can now be performed efficiently and at high speed.

<実施形態2(主に請求項2、請求項6および請求項10に対応)>
<実施形態2 概要>
<Embodiment 2 (mainly corresponding to claims 2, 6, and 10)>
<Embodiment 2 Overview>

本実施形態では、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。
また、それを実現するため、コンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法、並びに、計算機である無線メッシュネットワークシステムに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークシステムの動作プログラムを提供する。
In this embodiment, in a wireless mesh network system that includes at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and is configured of at least one cluster, one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device. Each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster, and the wireless gateway node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster. A transmitting unit that broadcasts an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster as transmission destinations based on the link quality information and route information stored in the information storage unit, and link quality information and route information. a receiving unit that receives ACK packets from all wireless node devices in the cluster that are destinations in response to the ACK request packet transmitted by the transmitting unit, based on the link quality information and route information stored in the storage unit; Provided is a wireless mesh network system characterized by having the following.
In order to achieve this, the present invention provides a method for operating a wireless mesh network system, which is a computer, and an operating program for the wireless mesh network system, which is written to be readable and executable by the wireless mesh network system, which is a computer.

<実施形態1 機能的構成>
図13は、実施形態2における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を示す図である。本実施形態では、無線ノード装置が、受信部と、パケット解析部と、リンク品質情報・経路情報記憶部と、パケット作成部と、送信部とを備えている。
<Embodiment 1 Functional configuration>
FIG. 13 is a diagram showing the functional configuration of a wireless mesh network system in the second embodiment. In this embodiment, the wireless node device includes a reception section, a packet analysis section, a link quality information/route information storage section, a packet creation section, and a transmission section.

<実施形態2 構成の説明:無線ノード装置の受信部>
「受信部」1301は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを受信する機能を有するように構成される。ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 2 Configuration description: Receiving unit of wireless node device>
The “receiving unit” 1301 is configured to have a function of receiving packets sent from other wireless node devices. Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in other radio bands by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

<実施形態2 構成の説明:無線ノード装置のパケット解析部>
「パケット解析部」1302は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを解析する機能を有するように構成される。一般的に、パケットは、ヘッダー部とペイロード部から構成され、それらの中に様々な情報やデータが格納されている。それらの中にどのような情報やデータが含まれているかを解析し、調べる役割を「パケット解析部」1302は担っている。図14は、実施形態2におけるパケットの構成の一例を示す図である。この図に示されるように、ヘッダー情報には、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報が含まれる。パケット種別情報は、そのパケットがどのようなものであるかを示す情報であり、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。ACK情報は、クラスタを構成する最大32個の無線ノード装置に対応して、32ビットが割り当てられている。即ち、ノードIDが1の無線ノード装置がACKを返す場合には、このACK情報のノードIDが1に対応する部分に「ACK(1)」(肯定応答)が入ることとなる。ノードIDが1の無線ノード装置に不具合があって正常に動作していない場合には、このACK情報の対応する部分に「NAK(0)」(否定応答)が入ることとなる。
また、「パケット解析部」1302は、送られてきたパケットのヘッダー情報から送信先アドレスを抽出して自身の無線ノード装置宛のパケットであるか否かを判断する機能も有するように構成される。自身の無線ノード装置宛のパケットであると判断した場合には、パケット種別情報などを参照して、次の動作に進む。なお、自身宛に送られてきたものでないと判断した場合には、リンク品質情報・経路情報記憶部を参照して、次の無線ノード装置に転送する。
例えば、ネットワークIDが1で、クラスタIDが1で、ノードIDが1の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)と設定される。また、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定される。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定すればよい。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
<Embodiment 2 Configuration description: Packet analysis unit of wireless node device>
The "packet analysis unit" 1302 is configured to have a function of analyzing packets sent from other wireless node devices. Generally, a packet is composed of a header section and a payload section, and various information and data are stored in these sections. The "packet analysis unit" 1302 has the role of analyzing and examining what kind of information and data are included in them. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the structure of a packet in the second embodiment. As shown in this figure, the header information includes packet type information, source address, destination address, and ACK information. The packet type information is information indicating what kind of packet the packet is. For example, "000" indicates an ACK request packet, and "001" indicates an ACK packet. Good too. ACK information has 32 bits assigned to correspond to a maximum of 32 wireless node devices forming a cluster. That is, when a wireless node device with a node ID of 1 returns an ACK, "ACK(1)" (affirmative response) is entered in the portion of the ACK information corresponding to the node ID of 1. If the wireless node device with node ID 1 has a problem and is not operating normally, "NAK (0)" (negative response) will be entered in the corresponding part of this ACK information.
The "packet analysis unit" 1302 is also configured to have a function of extracting the destination address from the header information of the sent packet and determining whether the packet is addressed to its own wireless node device. . If it is determined that the packet is addressed to its own wireless node device, it refers to the packet type information and proceeds to the next operation. Note that if it is determined that the message has not been sent to itself, the link quality information/route information storage section is referred to and the message is forwarded to the next wireless node device.
For example, if the network ID is 1, the cluster ID is 1, and the node ID is 1, the destination address is set as (1.1.1). Furthermore, when there are multiple destinations, the destination addresses are set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3). Furthermore, if all wireless node devices in the cluster are to be the destination, the destination address may be set as (1.1.X).
Here, ACK is an abbreviation for "acknowledgement" and is a technical term commonly used in the communication field. In communication between two parties, it refers to signals, data, packets, etc. sent when returning some kind of positive response to the other party. It is used to convey information such as ``the connection request was accepted'' and ``the data was received correctly.'' On the other hand, in communication between two parties, NAK (Negative ACK), which indicates a negative response such as failure or rejection, is often used on the receiving side.

<実施形態2 構成の説明:無線ノード装置のリンク品質情報・経路情報記憶部>
「リンク品質情報・経路情報記憶部」1303は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
<Embodiment 2 Configuration description: Link quality information/route information storage unit of wireless node device>
The “link quality information/route information storage unit” 1303 is configured to have a function of storing link quality information and route information between all wireless node devices within a cluster. For example, information such as that shown in FIGS. 3 and 4 described above may be stored. Also, for example, link quality information and route information may be issued periodically (for example, once every 5 seconds at startup, once every 30 seconds during stable operation) from each wireless node device. The information may be stored and updated by a beacon signal sent to the wireless node, or the information may be stored and updated by referring to the link quality information and route information when actually communicating with other wireless node devices. - It may be configured to be updated.

<実施形態2 構成の説明:無線ノード装置のパケット作成部>
「パケット作成部」1304は、自身が送信元となってパケットを他の無線ノード装置に送るときに、パケットを作成する機能を有するように構成される。この場合、送信元アドレスは自身のアドレス、例えば、(1.1.1)を設定する。また、パケット種別情報を設定することにより、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。
ここで、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは、例えば、(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定してもよい。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定してもよい。
<Embodiment 2 Configuration description: Packet creation unit of wireless node device>
The "packet creation unit" 1304 is configured to have a function of creating a packet when it becomes a transmission source and sends a packet to another wireless node device. In this case, the source address is set to its own address, for example (1.1.1). Furthermore, by setting the packet type information, for example, "000" may represent an ACK request packet, and "001" may represent an ACK packet.
Here, if there are multiple destinations, the destination addresses may be set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3), for example. Furthermore, when all the wireless node devices in the cluster are the destinations, the destination address may be set to (1.1.X).

<実施形態2 構成の説明:無線ノード装置の送信部>
「送信部」1305は、リンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする機能を有するように構成される。
ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 2 Description of configuration: Transmitting unit of wireless node device>
Based on the link quality information and route information, the "transmission unit" 1305 forwards packets not addressed to itself to other wireless node devices, or transmits self-created packets to wireless node devices specified by a predetermined destination address. It is configured to have the function of sending data to.
Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in another radio band by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

ここで、本実施形態の無線メッシュネットワークシステムの動作について図面を用いて説明する。
図15は、上述した従来のシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、同じクラスタ内の無線ノード装置間での通信を簡略化して示している。ノードID「1」の無線ノード装置は、このクラスタにおける無線ゲートウェイノード装置として機能している。
送信元がノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置から、クラスタ内のノードID「2」「3」「4」「5」「6」の無線ノード装置全てに対して、順番にACK要求パケットを送る場合を考える。
この場合、従来では、1つの送信先の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信し、それに応答して、その送信先から送信元に対してACKパケットが返送される構成となっている。
具体的には、まず、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「2」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。ここでは、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置は、ノードID「2」の無線ノード装置と直接通信できないため、ノードID「5」の無線ノード装置を経由してACK要求パケットを送信することとなる。ノードID「2」の無線ノード装置は、ACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットをノードID「5」の無線ノード装置を経由して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はノードID「2」の無線ノード装置からのACKパケットを受信する。
同様にして、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「3」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。ここでは、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置は、ノードID「3」の無線ノード装置と直接通信できないため、ノードID「5」の無線ノードを経由してACK要求パケットを送信することとなる。ノードID「3」の無線ノード装置は、ACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットをノードID「5」の無線ノード装置を経由して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はノードID「3」の無線ノード装置からのACKパケットを受信する。
同様にして、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「4」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。ここでは、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置は、ノードID「4」の無線ノード装置と直接通信できないため、ノードID「5」「3」の無線ノード装置を経由してACK要求パケットを送信することとなる。ノードID「4」の無線ノード装置は、ACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットをノードID「3」「5」の無線ノード装置を経由して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はノードID「4」の無線ノード装置からのACKパケットを受信する。
同様にして、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「5」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。この場合、直接通信が行えるため、ノードID「5」の無線ノード装置は、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置に対してACKパケットを送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイ装置はこれを受信する。
同様にして、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、ノードID「6」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送信する。ここでは、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置は、ノードID「6」の無線ノード装置と直接通信できないため、ノードID「5」の無線ノード装置を経由してACK要求パケットを送信することとなる。ノードID「6」の無線ノード装置は、ACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットをノードID「5」の無線ノード装置を経由して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はノードID「6」の無線ノード装置からのACKパケットを受信する。
ここまでで、無線ノード装置間のホップ数は、合計20個となる。
Here, the operation of the wireless mesh network system of this embodiment will be explained using the drawings.
FIG. 15 is a diagram showing an example of the operation of the conventional system described above.
As a premise, communications between wireless node devices within the same cluster are shown in a simplified manner. The wireless node device with node ID "1" functions as a wireless gateway node device in this cluster.
The sender sends an ACK request packet from the wireless gateway node device with node ID "1" to all the wireless node devices with node IDs "2", "3", "4", "5", and "6" in the cluster in order. Consider the case of sending.
In this case, conventionally, an ACK request packet is transmitted to one destination wireless node device, and in response, an ACK packet is sent back from the destination to the source.
Specifically, first, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "2". Here, since the wireless gateway node device with the node ID "1" cannot directly communicate with the wireless node device with the node ID "2", the wireless gateway node device with the node ID "5" must transmit the ACK request packet via the wireless node device with the node ID "5". becomes. The wireless node device with the node ID "2" receives the ACK request packet, and in response transmits an ACK packet via the wireless node device with the node ID "5" to the wireless gateway node with the node ID "1". The device receives an ACK packet from the wireless node device with node ID "2".
Similarly, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "3". Here, since the wireless gateway node device with the node ID "1" cannot directly communicate with the wireless node device with the node ID "3", it is not possible to transmit the ACK request packet via the wireless node with the node ID "5". Become. The wireless node device with the node ID "3" receives the ACK request packet, and in response, transmits the ACK packet via the wireless node device with the node ID "5" to the wireless gateway node with the node ID "1". The device receives an ACK packet from the wireless node device with node ID "3".
Similarly, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "4". Here, since the wireless gateway node device with node ID "1" cannot directly communicate with the wireless node device with node ID "4", it sends the ACK request packet via the wireless node devices with node IDs "5" and "3". It will be sent. The wireless node device with the node ID "4" receives the ACK request packet, and in response, transmits an ACK packet via the wireless node devices with the node IDs "3" and "5". The wireless gateway node device receives an ACK packet from the wireless node device with node ID "4".
Similarly, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "5". In this case, since direct communication is possible, the wireless node device with node ID "5" transmits an ACK packet to the wireless gateway node device with node ID "1", and the wireless gateway device with node ID "1" sends an ACK packet to the wireless gateway node device with node ID "1". receive.
Similarly, the wireless gateway node device with node ID "1" transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "6". Here, since the wireless gateway node device with the node ID "1" cannot directly communicate with the wireless node device with the node ID "6", the ACK request packet is sent via the wireless node device with the node ID "5". becomes. The wireless node device with the node ID "6" receives the ACK request packet, and in response transmits an ACK packet via the wireless node device with the node ID "5" to the wireless gateway node with the node ID "1". The device receives an ACK packet from the wireless node device with node ID "6".
Up to this point, the total number of hops between wireless node devices is 20.

一方、図16は実施形態2の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、同じクラスタ内の無線ノード装置間での通信を簡略化して示している。ノードID「1」の無線ノード装置は、このクラスタにおける無線ゲートウェイノード装置として機能している。
送信元がノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置から、送信先であるノードID「2」「3」「4」「5」「6」の無線ノード装置に対して、ACK要求パケットを送る場合を考える。
この場合、本実施形態では、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置からACK要求パケットを送信先であるノードID「2」「3」「4」「5」「6」の無線ノード装置に対して、ブロードキャストで送信する構成となっている。
具体的には、まず、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置が、自身が記憶しているリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるノードID「2」「3」「4」「5」「6」を設定したACK要求パケットをノードID「5」の無線ノード装置に対して送信する。
ノードID「5」の無線ノード装置は、自身が記憶しているリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるノードID「2」「6」の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信すると共に、送信先であるノードID「4」の経路上に存在するノードID「3」の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信する。
ノードID「2」「6」の無線ノード装置は、自身が宛先であり、これ以上の経路は存在しないため、ACKパケットをノードID「5」の無線ノード装置に対して送信し、ノードID「5」の無線ノード装置はこれらを受信して記憶する。
ノードID「3」の無線ノード装置は、自身が記憶しているリンク品質情報及び経路情報に基づいて、ノードID「4」の無線ノード装置に対してACK要求パケットを送信し、ノードID「4」の無線ノード装置はこれに応答してACKパケットをノードID「3」の無線ノード装置に対して送信する。
ノードID「3」の無線ノード装置は、ACKパケットを纏めて、ノードID「5」の無線ノード装置に対して送信する。
ノードID「5」の無線ノード装置は、ノードID「2」「3」「4」「5」「6」の無線ノード装置からのACKパケットを纏めて、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置に対して送信し、ノードID「1」の無線ゲートウェイノード装置はこれを受信する。
本実施形態では、無線ノード装置間のホップ数は合計10個となる。
従って、本実施形態では、従来のシステムのホップ数の合計20個よりも少なくなるため、より効率的になり、ACKありで信頼性の高い通信を高速に行うことができる。
On the other hand, FIG. 16 is a diagram showing an example of the operation in the wireless mesh network system according to the second embodiment.
As a premise, communications between wireless node devices within the same cluster are shown in a simplified manner. The wireless node device with node ID "1" functions as a wireless gateway node device in this cluster.
When sending an ACK request packet from a wireless gateway node device whose source is node ID “1” to a wireless node device whose destination is node ID “2”, “3”, “4”, “5”, or “6” think of.
In this case, in this embodiment, the wireless gateway node device with the node ID "1" sends an ACK request packet to the wireless node devices with the destination node IDs "2", "3", "4", "5", and "6". It is configured to transmit by broadcast.
Specifically, first, the wireless gateway node device with the node ID “1” selects the destination node IDs “2”, “3”, and “4” based on the link quality information and route information stored in itself. An ACK request packet in which "5" and "6" are set is transmitted to the wireless node device with node ID "5".
The wireless node device with node ID "5" sends an ACK request packet to the destination wireless node devices with node IDs "2" and "6" based on the link quality information and route information stored in itself. At the same time, it also transmits an ACK request packet to the wireless node device with node ID "3" existing on the route of node ID "4" which is the destination.
The wireless node devices with node IDs “2” and “6” send ACK packets to the wireless node device with node ID “5” because they are the destination and there are no further routes, and The wireless node device No. 5'' receives and stores these.
The wireless node device with the node ID "3" transmits an ACK request packet to the wireless node device with the node ID "4" based on the link quality information and route information stored in itself, and In response, the wireless node device with the node ID “3” transmits an ACK packet to the wireless node device with the node ID “3”.
The wireless node device with node ID "3" collects ACK packets and transmits them to the wireless node device with node ID "5".
The wireless node device with the node ID "5" collects the ACK packets from the wireless node devices with the node IDs "2", "3", "4", "5", and "6" and sends them to the wireless gateway node device with the node ID "1". The wireless gateway node device with node ID "1" receives this.
In this embodiment, the total number of hops between wireless node devices is 10.
Therefore, in this embodiment, since the total number of hops is less than 20 in the conventional system, it becomes more efficient, and highly reliable communication with ACK can be performed at high speed.

<実施形態1 無線メッシュネットワークシステム:ハードウェア構成>
本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成について図を用いて説明する。
<Embodiment 1 Wireless mesh network system: Hardware configuration>
The hardware configuration of the wireless mesh network system in this embodiment will be explained using diagrams.

図17は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成を示す図である。この図に示すように、本実施形態における無線ノード装置は、各種演算処理を行う「CPU(中央演算装置)」と、所定の情報やデータを記憶・保持する「揮発RAM(SRAM)」と、「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」を備えている。また、外部の無線ノード装置との間で無線による送受信を行う「無線回路」、外部のセンサなどと接続され、情報やデータのやり取りを行う「シリアルI/O」や「汎用I/O」、「カウンタ/タイマ」、「A-D/D-Aコンバータ」などを備えている。そして、それらが「内部バス」などのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。 FIG. 17 is a diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system in this embodiment. As shown in this figure, the wireless node device in this embodiment includes a "CPU (central processing unit)" that performs various calculation processes, a "volatile RAM (SRAM)" that stores and holds predetermined information and data, It is equipped with a "non-volatile ROM (flash memory)". In addition, there are "wireless circuits" that perform wireless transmission and reception with external wireless node devices, "serial I/O" and "general-purpose I/O" that are connected to external sensors and exchange information and data, It is equipped with a "counter/timer", "A-D/DA converter", etc. These devices are interconnected through data communication paths such as "internal buses" to transmit, receive, and process information.

ここに「揮発RAM(SRAM)」は、各種処理を行うプログラムを「CPU」に実行させるために読み出すと同時に、そのプログラムの作業領域でもあるワーク領域を提供する。また、この「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」にはそれぞれ複数のアドレスが割り当てられており、「CPU」で実行されるプログラムは、そのアドレスを特定しアクセスすることで相互にデータのやり取りを行い、処理を行うことが可能になっている。本実施形態において、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているプログラムは、リンク品質・経路情報記憶プログラム、送信プログラム、受信プログラム、パケット解析プログラム、パケット作成プログラムである。また、「揮発RAM(SRAM)」と「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」には、リンク品質情報、経路情報、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などが格納されている。 Here, the "volatile RAM (SRAM)" reads out programs that perform various processes for the "CPU" to execute, and at the same time provides a work area that is a work area for the programs. In addition, multiple addresses are assigned to each of these "volatile RAM (SRAM)" and "nonvolatile ROM (flash memory)," and programs executed by the "CPU" can identify and access those addresses. It is now possible to exchange and process data with each other. In this embodiment, the programs stored in the "volatile RAM (SRAM)" are a link quality/route information storage program, a transmission program, a reception program, a packet analysis program, and a packet creation program. Further, the "volatile RAM (SRAM)" and the "nonvolatile ROM (flash memory)" store link quality information, route information, packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.

「CPU」は、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている受信プログラムを実行して、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット解析プログラムを実行して、受信したパケットを解析し、パケット種別情報、送信元アドレスや送信先アドレス、ACK情報などを「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット作成プログラムを実行して、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている送信プログラムを実行して、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする。
The "CPU" executes the link quality information/route information storage program stored in the "volatile RAM (SRAM)" and stores the link quality information and route information between the wireless node devices in the cluster in the "volatile RAM (SRAM)". )” or “non-volatile ROM (flash memory)”.
It also executes a reception program stored in "volatile RAM (SRAM)" to receive packets sent from other wireless node devices.
In addition, the packet analysis program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to analyze the received packet, and the packet type information, source address, destination address, ACK information, etc. are stored in the "volatile RAM (SRAM)". )” or “non-volatile ROM (flash memory)”.
Furthermore, a packet creation program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to create a packet based on packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.
It also executes the sending program stored in the "volatile RAM (SRAM)" to send packets not addressed to itself to other wireless node devices, or send packets it has created to other wireless node devices. I do things.

<実施形態2 無線メッシュネットワークシステム:処理の流れ>
図18は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合の処理の流れを示す図である。図に示されるように、受信ステップS1801と、パケット解析ステップS1802と、リンク品質情報・経路情報記憶ステップS1803と、パケット作成ステップS1804と、送信ステップS1805とからなる処理方法である。これらの処理方法は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムによって実行されるものである。
<Embodiment 2 Wireless mesh network system: Processing flow>
FIG. 18 is a diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in this embodiment. As shown in the figure, the processing method includes a receiving step S1801, a packet analyzing step S1802, a link quality information/route information storing step S1803, a packet creating step S1804, and a transmitting step S1805. These processing methods include at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets, and in a wireless mesh network system composed of at least one or more clusters, one of the wireless node devices in the cluster acts as a wireless gateway node device. Each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster, and the wireless gateway node device stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster. A transmitting unit that broadcasts an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster that are destinations based on the link quality information and route information stored in the route information storage unit; and a link quality information/route. Reception for receiving ACK packets from all wireless node devices in the cluster that are transmission destinations in response to the ACK request packet transmitted by the transmission unit, based on the link quality information and route information stored in the information storage unit. A wireless mesh network system is implemented by a wireless mesh network system characterized by having:

「受信ステップ」S1801とは、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する段階である。 "Receiving step" S1801 is a step of receiving a packet sent from another wireless node device.

「パケット解析ステップ」S1802とは、他の無線ノード装置から受信したパケットを解析する段階である。 "Packet analysis step" S1802 is a step of analyzing a packet received from another wireless node device.

「リンク品質情報・経路情報記憶ステップ」S1803とは、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する段階である。 "Link quality information/route information storage step" S1803 is a step of storing link quality information and route information between wireless node devices within a cluster.

「パケット作成ステップ」S1804とは、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する段階である。 "Packet creation step" S1804 is a step of creating a packet based on packet type information, source address, destination address, ACK information, etc.

「送信ステップ」S1805とは、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする段階である。 "Transmission step" S1805 is a stage in which a packet not addressed to itself is transmitted to another wireless node device, or a packet created by itself is transmitted to another wireless node device.

<まとめ>
以上により、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、各無線ノード装置は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ゲートウェイノード装置は、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、を有する無線メッシュネットワークシステムを提供することができる。
また、従来のシステムに比べて、ACKありで信頼性の高い通信を効率的かつ高速に行うことができるようになった。
<Summary>
As described above, in a wireless mesh network system that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and is configured of at least one or more clusters, one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, Each wireless node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster, and the wireless gateway node device has a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster. a transmitting unit that broadcasts an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster as transmission destinations based on the link quality information and route information stored in the unit; and a link quality information/route information storage unit. a receiving unit that receives ACK packets from all wireless node devices in the cluster that are destinations in response to the ACK request packet transmitted by the transmitting unit based on the link quality information and route information stored in the transmitting unit; A wireless mesh network system can be provided.
Furthermore, compared to conventional systems, highly reliable communication with ACK can now be performed efficiently and at high speed.

<実施形態3(主に請求項3、請求項7および請求項11に対応)>
<実施形態3 概要>
本実施形態は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。
また、それを実現するため、コンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法、並びに、計算機である無線メッシュネットワークシステムに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークシステムの動作プログラムを提供する。
<Embodiment 3 (mainly corresponding to claims 3, 7, and 11)>
<Embodiment 3 Overview>
The present embodiment provides a wireless mesh network system including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured of at least one network consisting of at least one cluster. One wireless node device functions as a wireless gateway node device, one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device functions as a wireless node device within the cluster to which the wireless node device belongs. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster, and each wireless gateway node device The wireless route node device or the wireless gateway node device includes a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between wireless node devices and between wireless gateway node devices in the network. Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, a plurality of predetermined radios within the cluster that is the transmission destination A first transmitting unit that transmits an ACK request packet by multicast to a node device, and a link stored in the first link quality information/routing information storage unit and/or the second link quality information/routing information storage unit. A first reception unit that receives ACK packets from a plurality of predetermined wireless node devices in a cluster that are transmission destinations in response to an ACK request packet transmitted by the first transmission unit based on the quality information and route information. Provided is a wireless mesh network system comprising:
In order to achieve this, the present invention provides a method for operating a wireless mesh network system, which is a computer, and an operating program for the wireless mesh network system, which is written to be readable and executable by the wireless mesh network system, which is a computer.

<実施形態3 機能的構成>
図19は、実施形態3における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を示す図である。本実施形態では、無線ノード装置が、第1の受信部と、パケット解析部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部と、パケット作成部と、第1の送信部とを備えている。
<Embodiment 3 Functional configuration>
FIG. 19 is a diagram showing the functional configuration of a wireless mesh network system in Embodiment 3. In this embodiment, the wireless node device includes a first receiving unit, a packet analysis unit, a first link quality information/route information storage unit, a second link quality information/route information storage unit, and a packet creation unit. and a first transmitter.

<実施形態3 構成の説明:無線ノード装置の第1の受信部>
「第1の受信部」1901は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを受信する機能を有するように構成される。ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 3 Description of configuration: first receiving section of wireless node device>
The "first receiving unit" 1901 is configured to have a function of receiving packets sent from other wireless node devices. Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in other radio bands by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

<実施形態3 構成の説明:無線ノード装置のパケット解析部>
「パケット解析部」1902は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを解析する機能を有するように構成される。一般的に、パケットは、ヘッダー部とペイロード部から構成され、それらの中に様々な情報やデータが格納されている。それらの中にどのような情報やデータが含まれているかを解析し、調べる役割を「パケット解析部」1902は担っている。図20は、実施形態1におけるパケットの構成の一例を示す図である。この図に示されるように、ヘッダー情報には、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報が含まれる。パケット種別情報は、そのパケットがどのようなものであるかを示す情報であり、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。ACK情報は、クラスタを構成する最大32個の無線ノード装置に対応して、32ビットが割り当てられている。即ち、ノードIDが1の無線ノード装置がACKを返す場合には、このACK情報のノードIDが1に対応する部分に「ACK(1)」(肯定応答)が入ることとなる。ノードIDが1の無線ノード装置に不具合があって正常に動作していない場合には、このACK情報の対応する部分に「NAK(0)」(否定応答)が入ることとなる。
また、「パケット解析部」1902は、送られてきたパケットのヘッダー情報から送信先アドレスを抽出して自身の無線ノード装置宛のパケットであるか否かを判断する機能も有するように構成される。自身の無線ノード装置宛のパケットであると判断した場合には、パケット種別情報などを参照して、次の動作に進む。なお、自身宛に送られてきたものでないと判断した場合には、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部並びに第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を参照して、次の無線ノード装置に転送する。
例えば、ネットワークIDが1で、クラスタIDが1で、ノードIDが1の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)と設定される。また、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定される。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定すればよい。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
<Embodiment 3 Configuration description: Packet analysis unit of wireless node device>
The "packet analysis unit" 1902 is configured to have a function of analyzing packets sent from other wireless node devices. Generally, a packet is composed of a header section and a payload section, and various information and data are stored in these sections. The "packet analysis unit" 1902 has the role of analyzing and examining what kind of information and data are included in these packets. FIG. 20 is a diagram illustrating an example of the structure of a packet in the first embodiment. As shown in this figure, the header information includes packet type information, source address, destination address, and ACK information. The packet type information is information indicating what kind of packet the packet is. For example, "000" indicates an ACK request packet, and "001" indicates an ACK packet. Good too. ACK information has 32 bits assigned to correspond to a maximum of 32 wireless node devices forming a cluster. That is, when a wireless node device with a node ID of 1 returns an ACK, "ACK(1)" (affirmative response) is entered in the portion of the ACK information corresponding to the node ID of 1. If the wireless node device with node ID 1 has a problem and is not operating normally, "NAK (0)" (negative response) will be entered in the corresponding part of this ACK information.
The "packet analysis unit" 1902 is also configured to have a function of extracting the destination address from the header information of the sent packet and determining whether the packet is addressed to its own wireless node device. . If it is determined that the packet is addressed to its own wireless node device, it refers to the packet type information and proceeds to the next operation. Note that if it is determined that the message was not sent to the wireless node itself, it refers to the first link quality information/route information storage unit and the second link quality information/route information storage unit and sends the message to the next wireless node. Transfer to device.
For example, if the network ID is 1, the cluster ID is 1, and the node ID is 1, the destination address is set as (1.1.1). Furthermore, when there are multiple destinations, the destination addresses are set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3). Furthermore, if all wireless node devices in the cluster are to be the destination, the destination address may be set as (1.1.X).
Here, ACK is an abbreviation for "acknowledgement" and is a technical term commonly used in the communication field. In communication between two parties, it refers to signals, data, packets, etc. sent when returning some kind of positive response to the other party. It is used to convey information such as ``the connection request was accepted'' and ``the data was received correctly.'' On the other hand, in communication between two parties, NAK (Negative ACK), etc., which indicates a negative response such as failure or rejection, is often used on the receiving side.

<実施形態3 構成の説明:無線ノード装置の第1のリンク品質情報・経路情報記憶部>
「第1のリンク品質情報・経路情報記憶部」1903は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
<Embodiment 3 Configuration description: first link quality information/route information storage unit of wireless node device>
The “first link quality information/route information storage unit” 1903 is configured to have a function of storing link quality information and route information between all wireless node devices within a cluster. For example, information such as that shown in FIGS. 3 and 4 described above may be stored. Also, for example, link quality information and route information may be issued periodically (for example, once every 5 seconds at startup, once every 30 seconds during stable operation) from each wireless node device. The information may be stored and updated by a beacon signal sent to the wireless node, or the information may be stored and updated by referring to the link quality information and route information when actually communicating with other wireless node devices. - It may be configured to be updated.

<実施形態3 構成の説明:無線ノード装置の第2のリンク品質情報・経路情報記憶部>
「第2のリンク品質情報・経路情報記憶部」1904は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報並びに無線ゲートウェイ装置間のリンク品質情報・経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
<Embodiment 3 Configuration description: second link quality information/route information storage unit of wireless node device>
The “second link quality information/route information storage unit” 1904 has a function of storing link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster as well as link quality information and route information between wireless gateway devices. It is configured as follows. For example, information such as that shown in FIGS. 3 and 4 described above may be stored. Also, for example, link quality information and route information may be issued periodically (for example, once every 5 seconds at startup, once every 30 seconds during stable operation) from each wireless node device. The information may be stored and updated by a beacon signal sent to the wireless node, or the information may be stored and updated by referring to the link quality information and route information when actually communicating with other wireless node devices. - It may be configured to be updated.

<実施形態3 構成の説明:無線ノード装置のパケット作成部>
「パケット作成部」1905は、自身が送信元となってパケットを他の無線ノード装置に送るときに、パケットを作成する機能を有するように構成される。この場合、送信元アドレスは自身のアドレス、例えば、(1.1.1)を設定する。また、パケット種別情報を設定することにより、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。
ここで、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは、例えば、(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定してもよい。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定してもよい。
<Embodiment 3 Configuration description: Packet creation unit of wireless node device>
The "packet creation unit" 1905 is configured to have a function of creating a packet when it becomes a transmission source and sends a packet to another wireless node device. In this case, the source address is set to its own address, for example (1.1.1). Furthermore, by setting the packet type information, for example, "000" may represent an ACK request packet, and "001" may represent an ACK packet.
Here, if there are multiple destinations, the destination addresses may be set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3), for example. Furthermore, when all the wireless node devices in the cluster are the destinations, the destination address may be set to (1.1.X).

<実施形態3 構成の説明:無線ノード装置の第1の送信部>
「第1の送信部」1906は、第1のリンク品質情報及び経路情報記憶部1903並びに第2のリンク品質情報・経路情報記憶部1904に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする機能を有するように構成される。
ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 3 Description of configuration: first transmitter of wireless node device>
The “first transmitting unit” 1906 transmits its own information based on the link quality information and route information stored in the first link quality information and route information storage unit 1903 and the second link quality information and route information storage unit 1904. It is configured to have a function of forwarding packets that are not addressed to another wireless node device, and transmitting packets it has created to a wireless node device specified by a predetermined destination address.
Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in another radio band by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

ここで、本実施形態の無線メッシュネットワークシステムの動作について図面を用いて説明する。
図21は実施形態3の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)が、クラスタ4内の無線ノード装置(3.4.0)(3.4.1)(3.4.6)に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する場合を考える。
この場合、まず、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)が、クラスタ0に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)並びにクラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)を経由して、クラスタ4内の無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)にACK要求パケットを送信する。
次に、クラスタ4に属する無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)が、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、同じクラスタ内の無線ノード装置(3.4.0)(3.4.1)(3.4.6)に対して、ACK要求パケットを送信する。
これら無線ノード装置(3.4.0)(3.4.1)(3.4.6)が、ACK要求パケットに応答して、ACKパケットを無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)に対して送信する。
その後、無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)が、ACKパケットを、クラスタ0に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)並びにクラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)を経由して、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)に送信し、これを受信する。
Here, the operation of the wireless mesh network system of this embodiment will be explained using the drawings.
FIG. 21 is a diagram illustrating an example of the operation in the wireless mesh network system according to the third embodiment.
As a premise, the wireless gateway node device (3.3.0) belonging to cluster 3 is connected to the wireless node device (3.4.0) (3.4.1) (3.4.6) in cluster 4. Consider the case where an ACK request packet is transmitted by multicast.
In this case, first, the wireless gateway node device (3.3.0) belonging to cluster 3 is transferred to cluster 0 based on the link quality information/route information stored in the second link quality information/route information storage unit. ACK to the wireless gateway node device (3.4.10) in cluster 4 via the wireless gateway node device (3.0.5) to which it belongs and the wireless gateway node device (3.2.2) that belongs to cluster 2. Send a request packet.
Next, the wireless gateway node device (3.4.10) belonging to cluster 4 uses the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit to An ACK request packet is transmitted to the node device (3.4.0) (3.4.1) (3.4.6).
These wireless node devices (3.4.0) (3.4.1) (3.4.6) send the ACK packet to the wireless gateway node device (3.4.10) in response to the ACK request packet. Send to.
Thereafter, the wireless gateway node device (3.4.10) sends the ACK packet to the wireless gateway node device (3.0.5) belonging to cluster 0 and the wireless gateway node device (3.2.2) belonging to cluster 2. via the wireless gateway node device (3.3.0) belonging to cluster 3, and receives it.

<実施形態3 無線メッシュネットワークシステム:ハードウェア構成>
本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成について図を用いて説明する。
<Embodiment 3 Wireless mesh network system: Hardware configuration>
The hardware configuration of the wireless mesh network system in this embodiment will be explained using diagrams.

図22は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成を示す図である。この図に示すように、本実施形態における無線ノード装置は、各種演算処理を行う「CPU(中央演算装置)」と、所定の情報やデータを記憶・保持する「揮発RAM(SRAM)」と、「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」を備えている。また、外部の無線ノード装置との間で無線による送受信を行う「無線回路」、外部のセンサなどと接続され、情報やデータのやり取りを行う「シリアルI/O」や「汎用I/O」、「カウンタ/タイマ」、「A-D/D-Aコンバータ」などを備えている。そして、それらが「内部バス」などのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。 FIG. 22 is a diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system in this embodiment. As shown in this figure, the wireless node device in this embodiment includes a "CPU (central processing unit)" that performs various calculation processes, a "volatile RAM (SRAM)" that stores and holds predetermined information and data, It is equipped with a "non-volatile ROM (flash memory)". In addition, there are "wireless circuits" that perform wireless transmission and reception with external wireless node devices, "serial I/O" and "general-purpose I/O" that are connected to external sensors and exchange information and data, It is equipped with a "counter/timer", "A-D/DA converter", etc. These devices are interconnected through data communication paths such as "internal buses" to transmit, receive, and process information.

ここに「揮発RAM(SRAM)」は、各種処理を行うプログラムを「CPU」に実行させるために読み出すと同時に、そのプログラムの作業領域でもあるワーク領域を提供する。また、この「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」にはそれぞれ複数のアドレスが割り当てられており、「CPU」で実行されるプログラムは、そのアドレスを特定しアクセスすることで相互にデータのやり取りを行い、処理を行うことが可能になっている。本実施形態において、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているプログラムは、第1のリンク品質・経路情報記憶プログラム、第2のリンク品質情報・経路情報記憶プログラム、第1の送信プログラム、第1の受信プログラム、パケット解析プログラム、パケット作成プログラムである。また、「揮発RAM(SRAM)」と「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」には、リンク品質情報、経路情報、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などが格納されている。 Here, the "volatile RAM (SRAM)" reads out programs that perform various processes for the "CPU" to execute, and at the same time provides a work area that is a work area for the programs. In addition, multiple addresses are assigned to each of these "volatile RAM (SRAM)" and "nonvolatile ROM (flash memory)," and programs executed by the "CPU" can identify and access those addresses. It is now possible to exchange and process data with each other. In this embodiment, the programs stored in the "volatile RAM (SRAM)" are a first link quality/route information storage program, a second link quality information/route information storage program, a first transmission program, and a first link quality/route information storage program. 1 reception program, packet analysis program, and packet creation program. Further, the "volatile RAM (SRAM)" and the "nonvolatile ROM (flash memory)" store link quality information, route information, packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.

「CPU」は、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第1のリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2のリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報・経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第1の受信プログラムを実行して、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット解析プログラムを実行して、受信したパケットを解析し、パケット種別情報、送信元アドレスや送信先アドレス、ACK情報などを「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット作成プログラムを実行して、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第1の送信プログラムを実行して、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする。
The "CPU" executes the first link quality information/route information storage program stored in the "volatile RAM (SRAM)" and stores the link quality information and route information between the wireless node devices in the cluster in the "volatile" manner. The data is stored in RAM (SRAM) or non-volatile ROM (flash memory).
In addition, a second link quality information/route information storage program stored in "volatile RAM (SRAM)" is executed to store link quality information/route information between wireless node devices in the cluster and between wireless gateway node devices. link quality information and route information are stored in "volatile RAM (SRAM)" or "nonvolatile ROM (flash memory)".
It also executes the first reception program stored in the "volatile RAM (SRAM)" to receive packets sent from other wireless node devices.
In addition, the packet analysis program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to analyze the received packet, and the packet type information, source address, destination address, ACK information, etc. are stored in the "volatile RAM (SRAM)". )” or “non-volatile ROM (flash memory)”.
Furthermore, a packet creation program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to create a packet based on packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.
It also executes the first transmission program stored in the "volatile RAM (SRAM)" to transmit packets not addressed to itself to other wireless node devices, or to transmit packets it has created to other wireless nodes. or send it to the device.

<実施形態3 無線メッシュネットワークシステム:処理の流れ>
図23は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合の処理の流れを示す図である。図に示されるように、第1の受信ステップS2301と、パケット解析ステップS2302と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS2303と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS2304と、パケット作成ステップS2305と、第1の送信ステップS2306とからなる処理方法である。これらの処理方法は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムによって実行されるものである。
<Embodiment 3 Wireless mesh network system: Processing flow>
FIG. 23 is a diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in this embodiment. As shown in the figure, a first reception step S2301, a packet analysis step S2302, a first link quality information/route information storage step S2303, a second link quality information/route information storage step S2304, and a packet analysis step S2302. This processing method consists of a creation step S2305 and a first transmission step S2306. These processing methods include at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets, and in a wireless mesh network system configured of at least one network consisting of at least one or more clusters, among the wireless node devices in the cluster. One of the wireless node devices functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device is connected to a cluster to which the wireless node device belongs. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices within the cluster, and each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless The wireless route node device or the wireless gateway node device has a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between the wireless node devices and between the wireless gateway node devices in the network, and the wireless route node device or the wireless gateway node device Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, a plurality of predetermined a first transmitter that transmits an ACK request packet by multicast to the wireless node device; A first transmitter that receives an ACK packet from a plurality of predetermined wireless node devices within the cluster as a transmission destination in response to an ACK request packet transmitted by the first transmitter based on the link quality information and the route information. The present invention is implemented by a wireless mesh network system characterized by having a receiving section.

「第1の受信ステップ」S2301とは、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する段階である。 "First reception step" S2301 is a stage of receiving packets sent from other wireless node devices.

「パケット解析ステップ」S2302とは、他の無線ノード装置から受信したパケットを解析する段階である。 "Packet analysis step" S2302 is a step of analyzing a packet received from another wireless node device.

「第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ」S2303とは、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する段階である。 "First link quality information/route information storage step" S2303 is a step of storing link quality information and route information between wireless node devices within a cluster.

「第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ」S2304とは、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報・経路情報を記憶する段階である。 "Second link quality information/route information storage step" S2304 is a step of storing link quality information/route information between wireless node devices in a cluster and link quality information/route information between wireless gateway node devices. .

「パケット作成ステップ」S2305とは、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する段階である。 "Packet creation step" S2305 is a step of creating a packet based on packet type information, source address, destination address, ACK information, etc.

「第1の送信ステップ」S2306とは、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする段階である。 "First transmission step" S2306 is a stage in which a packet not addressed to itself is transmitted to another wireless node device, or a packet created by itself is transmitted to another wireless node device.

<まとめ>
以上により、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、ネットワーク又は/及びクラスタを介して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、ネットワーク又は/及びクラスタを介して、第1の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供することができる。
<Summary>
As described above, in a wireless mesh network system configured of at least one network including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and consisting of at least one or more clusters, one of the wireless node devices in the cluster A wireless node device functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device functions as a wireless node device. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between wireless node devices, and each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between wireless node devices, and each wireless gateway node device has a The wireless route node device or the wireless gateway node device has a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between the devices and between the wireless gateway node devices in the network, and the wireless route node device or the wireless gateway node device Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, the destination cluster is transmitted via the network or/and the cluster. a first transmitting unit that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices within the wireless node device, and a first link quality information/route information storage unit or/and a second link quality information/route information storage unit; Based on the link quality information and route information stored in the storage unit, a predetermined packet within the destination cluster is transmitted via the network or/and the cluster in response to the ACK request packet transmitted by the first transmission unit. It is possible to provide a wireless mesh network system characterized by having a first receiving unit that receives ACK packets from a plurality of wireless node devices.

<実施形態4(主に請求項4、請求項8および請求項12に対応)>
<実施形態4 概要>
本実施形態は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。
また、それを実現するため、コンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法、並びに、計算機である無線メッシュネットワークシステムに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークシステムの動作プログラムを提供する。
<Embodiment 4 (mainly corresponding to claims 4, 8, and 12)>
<Embodiment 4 Overview>
The present embodiment provides a wireless mesh network system including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured of at least one network consisting of at least one cluster. One wireless node device functions as a wireless gateway node device, one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device functions as a wireless node device within the cluster to which the wireless node device belongs. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster, and each wireless gateway node device The wireless route node device or the wireless gateway node device includes a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between wireless node devices and between wireless gateway node devices in the network. Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, all wireless node devices in the cluster that are the transmission destinations a second transmission unit that broadcasts an ACK request packet to the link quality information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit; and a second transmitting unit that receives an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from all the wireless node devices in the cluster that is the transmission destination in response to the ACK request packet transmitted by the second transmitting unit based on the route information and the route information. A wireless mesh network system is provided, comprising a receiving section.
In order to achieve this, the present invention provides a method for operating a wireless mesh network system, which is a computer, and an operating program for the wireless mesh network system, which is written to be readable and executable by the wireless mesh network system, which is a computer.

<実施形態4 機能的構成>
図24は、実施形態4における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を示す図である。本実施形態では、無線ノード装置が、第2の受信部と、パケット解析部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部と、パケット作成部と、第2の送信部とを備えている。
<Embodiment 4 Functional configuration>
FIG. 24 is a diagram showing the functional configuration of a wireless mesh network system in Embodiment 4. In this embodiment, the wireless node device includes a second receiving section, a packet analysis section, a first link quality information/route information storage section, a second link quality information/route information storage section, and a packet creation section. and a second transmitter.

<実施形態4 構成の説明:無線ノード装置の第2の受信部>
「第2の受信部」2401は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを受信する機能を有するように構成される。ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 4 Description of configuration: second receiving section of wireless node device>
The "second receiving unit" 2401 is configured to have a function of receiving packets sent from other wireless node devices. Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in other radio bands by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

<実施形態4 構成の説明:無線ノード装置のパケット解析部>
「パケット解析部」2402は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを解析する機能を有するように構成される。一般的に、パケットは、ヘッダー部とペイロード部から構成され、それらの中に様々な情報やデータが格納されている。それらの中にどのような情報やデータが含まれているかを解析し、調べる役割を「パケット解析部」2402は担っている。図25は、実施形態4におけるパケットの構成の一例を示す図である。この図に示されるように、ヘッダー情報には、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報が含まれる。パケット種別情報は、そのパケットがどのようなものであるかを示す情報であり、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。ACK情報は、基本的に、クラスタを構成する最大32個の無線ノード装置に対応して、32ビットが割り当てられている。即ち、ノードIDが1の無線ノード装置がACKを返す場合には、このACK情報のノードIDが1に対応する部分に「ACK(1)」(肯定応答)が入ることとなる。ノードIDが1の無線ノード装置に不具合があって正常に動作していない場合には、このACK情報の対応する部分に「NAK(0)」(否定応答)が入ることとなる。
なお、本実施形態では、1つのクラスタから集められたACK情報を集約して、1つのビットに対応させてACK情報エリアに格納するように構成される。例えば、クラスタ0の全ての無線ノード装置がACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットを送信する場合には、そのクラスタ0に対応するACK情報エリア位置に「ACK(1)」(肯定応答)を格納する。もし、1つの無線ノード装置でもACK情報を返信しなかった場合には、全体として「NAK(0)」(否定応答)をそのクラスタ0に対応するACK情報エリア位置に格納する。
また、「パケット解析部」2402は、送られてきたパケットのヘッダー情報から送信先アドレスを抽出して自身の無線ノード装置宛のパケットであるか否かを判断する機能も有するように構成される。自身の無線ノード装置宛のパケットであると判断した場合には、パケット種別情報などを参照して、次の動作に進む。なお、自身宛に送られてきたものでないと判断した場合には、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部並びに第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を参照して、次の無線ノード装置に転送する。
例えば、ネットワークIDが1で、クラスタIDが1で、ノードIDが1の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)と設定される。また、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定される。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定すればよい。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
<Embodiment 4 Configuration description: Packet analysis unit of wireless node device>
The "packet analysis unit" 2402 is configured to have a function of analyzing packets sent from other wireless node devices. Generally, a packet is composed of a header section and a payload section, and various information and data are stored in these sections. The "packet analysis unit" 2402 has the role of analyzing and examining what kind of information and data are included in them. FIG. 25 is a diagram illustrating an example of the structure of a packet in the fourth embodiment. As shown in this figure, the header information includes packet type information, source address, destination address, and ACK information. The packet type information is information indicating what kind of packet the packet is. For example, "000" indicates an ACK request packet, and "001" indicates an ACK packet. Good too. Basically, 32 bits are allocated to the ACK information, corresponding to a maximum of 32 wireless node devices forming a cluster. That is, when a wireless node device with a node ID of 1 returns an ACK, "ACK(1)" (affirmative response) is entered in the portion of the ACK information corresponding to the node ID of 1. If the wireless node device with node ID 1 has a problem and is not operating normally, "NAK (0)" (negative response) will be entered in the corresponding part of this ACK information.
In this embodiment, the ACK information collected from one cluster is aggregated and stored in the ACK information area in correspondence with one bit. For example, if all wireless node devices in cluster 0 receive an ACK request packet and transmit an ACK packet in response, "ACK(1)" (affirmation) is placed in the ACK information area position corresponding to cluster 0. response). If even one wireless node device does not return ACK information, "NAK (0)" (negative response) as a whole is stored in the ACK information area position corresponding to cluster 0.
The "packet analysis unit" 2402 is also configured to have a function of extracting the destination address from the header information of the sent packet and determining whether the packet is addressed to its own wireless node device. . If it is determined that the packet is addressed to its own wireless node device, it refers to the packet type information and proceeds to the next operation. Note that if it is determined that the message was not sent to the wireless node itself, it refers to the first link quality information/route information storage unit and the second link quality information/route information storage unit and sends the message to the next wireless node. Transfer to device.
For example, if the network ID is 1, the cluster ID is 1, and the node ID is 1, the destination address is set as (1.1.1). Furthermore, when there are multiple destinations, the destination addresses are set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3). Furthermore, if all wireless node devices in the cluster are to be the destination, the destination address may be set as (1.1.X).
Here, ACK is an abbreviation for "acknowledgement" and is a technical term commonly used in the communication field. In communication between two parties, it refers to signals, data, packets, etc. sent when returning some kind of positive response to the other party. It is used to convey information such as ``the connection request was accepted'' and ``the data was received correctly.'' On the other hand, in communication between two parties, NAK (Negative ACK), etc., which indicates a negative response such as failure or rejection, is often used on the receiving side.

<実施形態4 構成の説明:無線ノード装置の第1のリンク品質情報・経路情報記憶部>
「第1のリンク品質情報・経路情報記憶部」2403は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
<Embodiment 4 Configuration description: first link quality information/route information storage unit of wireless node device>
The “first link quality information/route information storage unit” 2403 is configured to have a function of storing link quality information and route information between all wireless node devices within a cluster. For example, information such as that shown in FIGS. 3 and 4 described above may be stored. Also, for example, link quality information and route information may be issued periodically (for example, once every 5 seconds at startup, once every 30 seconds during stable operation) from each wireless node device. The information may be stored and updated by a beacon signal sent to the wireless node, or the information may be stored and updated by referring to the link quality information and route information when actually communicating with other wireless node devices. - It may be configured to be updated.

<実施形態4 構成の説明:無線ノード装置の第2のリンク品質情報・経路情報記憶部>
「第2のリンク品質情報・経路情報記憶部」2404は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイ装置間のリンク品質情報・経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
<Embodiment 4 Configuration description: Second link quality information/route information storage unit of wireless node device>
The “second link quality information/route information storage unit” 2404 has a function of storing link quality information/route information between all wireless node devices in a cluster and link quality information/route information between wireless gateway devices. It is configured as follows. For example, information such as that shown in FIGS. 3 and 4 described above may be stored. Also, for example, link quality information and route information may be issued periodically (for example, once every 5 seconds at startup, once every 30 seconds during stable operation) from each wireless node device. The information may be stored and updated by a beacon signal sent to the wireless node, or the information may be stored and updated by referring to the link quality information and route information when actually communicating with other wireless node devices. - It may be configured to be updated.

<実施形態4 構成の説明:無線ノード装置のパケット作成部>
「パケット作成部」2405は、自身が送信元となってパケットを他の無線ノード装置に送るときに、パケットを作成する機能を有するように構成される。この場合、送信元アドレスは自身のアドレス、例えば、(1.1.1)を設定する。また、パケット種別情報を設定することにより、例えば、「000」の場合は、ACK要求パケットを表し、「001」の場合は、ACKパケットを表すようにしてもよい。
ここで、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは、例えば、(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定してもよい。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定してもよい。
なお、本実施形態では、1つのクラスタから集められたACK情報を集約して、1つのビットに対応させてACK情報エリアに格納するように構成される。例えば、クラスタ0の全ての無線ノード装置がACK要求パケットを受信し、それに応答してACKパケットを送信する場合には、そのクラスタ0に対応するACK情報エリア位置に「ACK(1)」(肯定応答)を格納する。もし、1つの無線ノード装置でもACK情報を返信しなかった場合には、全体として「NAK(0)」(否定応答)をそのクラスタに対応するACK情報エリア位置に格納する。
<Embodiment 4 Configuration description: Packet creation unit of wireless node device>
The "packet creation unit" 2405 is configured to have a function of creating a packet when it becomes a transmission source and sends a packet to another wireless node device. In this case, the source address is set to its own address, for example (1.1.1). Further, by setting the packet type information, for example, "000" may represent an ACK request packet, and "001" may represent an ACK packet.
Here, if there are multiple destinations, the destination addresses may be set as (1.1.1) (1.1.2) (1.1.3), for example. Furthermore, when all the wireless node devices in the cluster are the destinations, the destination address may be set to (1.1.X).
In this embodiment, the ACK information collected from one cluster is aggregated and stored in the ACK information area in correspondence with one bit. For example, if all wireless node devices in cluster 0 receive an ACK request packet and transmit an ACK packet in response, "ACK(1)" (affirmation) is placed in the ACK information area position corresponding to cluster 0. response). If even one wireless node device does not return ACK information, "NAK (0)" (negative response) as a whole is stored in the ACK information area position corresponding to that cluster.

<実施形態4 構成の説明:無線ノード装置の第2の送信部>
「第2の送信部」2406は、第1のリンク品質情報及び経路情報記憶部2403並びに第2のリンク品質情報・経路情報記憶部2404に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする機能を有するように構成される。
ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
<Embodiment 4 Description of configuration: second transmitter of wireless node device>
The “second transmitting unit” 2406 transmits its own information based on the link quality information and route information stored in the first link quality information and route information storage unit 2403 and the second link quality information and route information storage unit 2404. It is configured to have a function of forwarding packets that are not addressed to another wireless node device, and transmitting packets it has created to a wireless node device specified by a predetermined destination address.
Here, although the present invention is basically configured to use a radio frequency in the 2.4 GHz band, it can be configured to operate in other radio bands by changing an antenna (not shown) or the like. It is also possible.

ここで、本実施形態の無線メッシュネットワークシステムの動作について図面を用いて説明する。
図26は実施形態4の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)が、クラスタ0、クラスタ1、クラスタ2及びクラスタ4の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する場合を考える。
この場合、まず、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)が、クラスタ0に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)並びにクラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)を経由して、クラスタ4内の無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)にACK要求パケットを送信する。同様に、クラスタ1に属する無線ゲートウェイノード装置(3.1.3)に対してもACK要求パケットを送信する。
次に、クラスタ1に属する無線ゲートウェイノード装置は、同じクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信すると、それを1ビットに集約して、ACKパケットのACK情報の対応する位置に「ACK(1)」(肯定応答)を格納してクラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)に送信する。
同様にして、クラスタ4に属する無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)は、同じクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信すると、それを1ビットに集約して、ACKパケットのACK情報の対応する位置に「ACK(1)」(肯定応答)を格納してクラスタ2の無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)に送信する。
また、クラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)は、同じクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信すると、それを1ビットに集約して、クラスタ4に属する無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)から受信したACKパケットのACK情報の対応する位置に「ACK(1)」(肯定応答)を格納してクラスタ0に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)に送信する。
また、クラスタ0に属する無線ゲートウェイノード装置は、同じクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信すると、それを1ビットに集約して、クラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)から受信したACKパケットのACK情報の対応する位置に「ACK(1)」(肯定応答)を格納して、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)に対して送信し、無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)はこれを受信する。
このようにすることで、無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)は、ACKパケットのACK情報のクラスタ0、クラスタ1、クラスタ2、クラスタ4に対応する位置に「ACK(1)」(肯定応答)が入っているか否かを解析して、全ての無線ノード装置に対するACKを一括して取得することができる。即ち、一括ACKを取得することにより、信頼性の高い通信を行いながら、より効率的で高速な通信を行うことができる。
Here, the operation of the wireless mesh network system of this embodiment will be explained using the drawings.
FIG. 26 is a diagram illustrating an example of the operation in the wireless mesh network system according to the fourth embodiment.
The premise is that a wireless gateway node device (3.3.0) belonging to cluster 3 transmits an ACK request packet by broadcast to all wireless node devices in cluster 0, cluster 1, cluster 2, and cluster 4. think.
In this case, first, the wireless gateway node device (3.3.0) belonging to cluster 3 is transferred to cluster 0 based on the link quality information/route information stored in the second link quality information/route information storage unit. ACK to the wireless gateway node device (3.4.10) in cluster 4 via the wireless gateway node device (3.0.5) to which it belongs and the wireless gateway node device (3.2.2) that belongs to cluster 2. Send a request packet. Similarly, an ACK request packet is also transmitted to the wireless gateway node device (3.1.3) belonging to cluster 1.
Next, when the wireless gateway node device belonging to cluster 1 receives ACK packets from all the wireless node devices in the same cluster, it aggregates the ACK packets into one bit and writes "ACK" in the corresponding position of the ACK information in the ACK packet. (1)'' (affirmative response) and transmits it to the wireless gateway node device (3.3.0) belonging to cluster 3.
Similarly, when the wireless gateway node device (3.4.10) belonging to cluster 4 receives ACK packets from all the wireless node devices in the same cluster, it aggregates the ACK packets into one bit, "ACK(1)" (acknowledgement) is stored in the corresponding position of the information and transmitted to the wireless gateway node device (3.2.2) of cluster 2.
Furthermore, when the wireless gateway node device (3.2.2) belonging to cluster 2 receives an ACK packet from all the wireless node devices in the same cluster, it aggregates it into 1 bit and sends it to the wireless gateway node device (3.2.2) belonging to cluster 4. The wireless gateway node device (3.0.5) that belongs to cluster 0 stores "ACK (1)" (acknowledgement) in the position corresponding to the ACK information of the ACK packet received from the node device (3.4.10). ).
Furthermore, when the wireless gateway node device belonging to cluster 0 receives ACK packets from all the wireless node devices in the same cluster, the wireless gateway node device belonging to cluster 2 aggregates the ACK packets into one bit and sends the ACK packets to the wireless gateway node device belonging to cluster 2 (3.2. 2) stores "ACK (1)" (acknowledgement) in the position corresponding to the ACK information of the ACK packet received from 2), and transmits it to the wireless gateway node device (3.3.0) belonging to cluster 3. , the wireless gateway node device (3.3.0) receives this.
By doing this, the wireless gateway node device (3.3.0) can write "ACK(1)" (affirmative ACKs for all wireless node devices can be obtained at once by analyzing whether or not there is a response (response). That is, by acquiring batch ACK, it is possible to perform more efficient and high-speed communication while performing highly reliable communication.

<実施形態4 無線メッシュネットワークシステム:ハードウェア構成>
本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成について図を用いて説明する。
<Embodiment 4 Wireless mesh network system: Hardware configuration>
The hardware configuration of the wireless mesh network system in this embodiment will be explained using diagrams.

図27は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成を示す図である。この図に示すように、本実施形態における無線ノード装置は、各種演算処理を行う「CPU(中央演算装置)」と、所定の情報やデータを記憶・保持する「揮発RAM(SRAM)」と、「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」を備えている。また、外部の無線ノード装置との間で無線による送受信を行う「無線回路」、外部のセンサなどと接続され、情報やデータのやり取りを行う「シリアルI/O」や「汎用I/O」、「カウンタ/タイマ」、「A-D/D-Aコンバータ」などを備えている。そして、それらが「内部バス」などのデータ通信経路によって相互に接続され、情報の送受信や処理を行う。 FIG. 27 is a diagram showing the hardware configuration of the wireless mesh network system in this embodiment. As shown in this figure, the wireless node device in this embodiment includes a "CPU (central processing unit)" that performs various calculation processes, a "volatile RAM (SRAM)" that stores and holds predetermined information and data, It is equipped with a "non-volatile ROM (flash memory)". In addition, there are "wireless circuits" that perform wireless transmission and reception with external wireless node devices, "serial I/O" and "general-purpose I/O" that are connected to external sensors and exchange information and data, It is equipped with a "counter/timer", "A-D/DA converter", etc. These devices are interconnected through data communication paths such as "internal buses" to transmit, receive, and process information.

ここに「揮発RAM(SRAM)」は、各種処理を行うプログラムを「CPU」に実行させるために読み出すと同時に、そのプログラムの作業領域でもあるワーク領域を提供する。また、この「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」にはそれぞれ複数のアドレスが割り当てられており、「CPU」で実行されるプログラムは、そのアドレスを特定しアクセスすることで相互にデータのやり取りを行い、処理を行うことが可能になっている。本実施形態において、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているプログラムは、第1のリンク品質・経路情報記憶プログラム、第2のリンク品質情報・経路情報記憶プログラム、第2の送信プログラム、第2の受信プログラム、パケット解析プログラム、パケット作成プログラムである。また、「揮発RAM(SRAM)」と「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」には、リンク品質情報、経路情報、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などが格納されている。 Here, the "volatile RAM (SRAM)" reads out programs that perform various processes for the "CPU" to execute, and at the same time provides a work area that is a work area for the programs. In addition, multiple addresses are assigned to each of these "volatile RAM (SRAM)" and "nonvolatile ROM (flash memory)," and programs executed by the "CPU" can identify and access those addresses. It is now possible to exchange and process data with each other. In this embodiment, the programs stored in the "volatile RAM (SRAM)" include a first link quality/route information storage program, a second link quality information/route information storage program, a second transmission program, and a second link quality/route information storage program. 2, a receiving program, a packet analysis program, and a packet creation program. Further, the "volatile RAM (SRAM)" and the "nonvolatile ROM (flash memory)" store link quality information, route information, packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.

「CPU」は、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第1のリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2のリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報・経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2の受信プログラムを実行して、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット解析プログラムを実行して、受信したパケットを解析し、パケット種別情報、送信元アドレスや送信先アドレス、ACK情報などを「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット作成プログラムを実行して、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2の送信プログラムを実行して、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする。
The "CPU" executes the first link quality information/route information storage program stored in the "volatile RAM (SRAM)" and stores the link quality information and route information between the wireless node devices in the cluster in the "volatile" manner. The data is stored in RAM (SRAM) or non-volatile ROM (flash memory).
In addition, a second link quality information/route information storage program stored in "volatile RAM (SRAM)" is executed to store link quality information/route information between wireless node devices in the cluster and between wireless gateway node devices. link quality information and route information are stored in "volatile RAM (SRAM)" or "nonvolatile ROM (flash memory)".
It also executes a second reception program stored in the "volatile RAM (SRAM)" to receive packets sent from other wireless node devices.
In addition, the packet analysis program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to analyze the received packet, and the packet type information, source address, destination address, ACK information, etc. are stored in the "volatile RAM (SRAM)". )” or “non-volatile ROM (flash memory)”.
Furthermore, a packet creation program stored in the "volatile RAM (SRAM)" is executed to create a packet based on packet type information, source address, destination address, ACK information, etc.
It also executes a second transmission program stored in "volatile RAM (SRAM)" to transmit packets not addressed to itself to other wireless node devices, or to transmit packets it has created to other wireless nodes. or send it to the device.

<実施形態4 無線メッシュネットワークシステム:処理の流れ>
図28は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合の処理の流れを示す図である。図に示されるように、第2の受信ステップS2801と、パケット解析ステップS2802と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS2803と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS2804と、パケット作成ステップS2805と、第2の送信ステップS2806とからなる処理方法である。これらの処理方法は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムによって実行されるものである。
<Embodiment 4 Wireless mesh network system: Processing flow>
FIG. 28 is a diagram showing the flow of processing when using the wireless mesh network system in this embodiment. As shown in the figure, a second reception step S2801, a packet analysis step S2802, a first link quality information/route information storage step S2803, a second link quality information/route information storage step S2804, and a packet analysis step S2802. This processing method consists of a creation step S2805 and a second transmission step S2806. These processing methods include at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets, and in a wireless mesh network system configured of at least one network consisting of at least one or more clusters, among the wireless node devices in the cluster. One of the wireless node devices functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device is connected to a cluster to which the wireless node device belongs. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices within the cluster, and each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless The wireless route node device or the wireless gateway node device has a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between the wireless node devices and between the wireless gateway node devices in the network, and the wireless route node device or the wireless gateway node device Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, all wireless nodes in the cluster that are transmission destinations a second transmitting unit that broadcasts an ACK request packet to the device; and a link quality stored in the first link quality information/routing information storage unit and/or the second link quality information/routing information storage unit. a second transmitting unit that receives an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from all the wireless node devices in the cluster that is the transmission destination in response to the ACK request packet transmitted by the second transmitting unit based on the information and the route information; The wireless mesh network system is implemented by a wireless mesh network system characterized by having a receiving unit.

「第2の受信ステップ」S2801とは、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する段階である。 "Second reception step" S2801 is a stage of receiving packets sent from other wireless node devices.

「パケット解析ステップ」S2802とは、他の無線ノード装置から受信したパケットを解析する段階である。 "Packet analysis step" S2802 is a step of analyzing a packet received from another wireless node device.

「第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ」S2803とは、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する段階である。 "First link quality information/route information storage step" S2803 is a step of storing link quality information and route information between wireless node devices within a cluster.

「第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ」S2804とは、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報・経路情報を記憶する段階である。 "Second link quality information/route information storage step" S2804 is a step of storing link quality information/route information between wireless node devices in a cluster and link quality information/route information between wireless gateway node devices. .

「パケット作成ステップ」S2805とは、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、ACK情報などに基づき、パケットを作成する段階である。 "Packet creation step" S2805 is a step in which a packet is created based on packet type information, source address, destination address, ACK information, and the like.

「第2の送信ステップ」S2806とは、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする段階である。 "Second transmission step" S2806 is a stage in which a packet not addressed to itself is transmitted to another wireless node device, or a packet created by itself is transmitted to another wireless node device.

<まとめ>
以上により、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置又は無線ゲートウェイノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供することができる。
また、一括ACKを取得することにより、信頼性が高く、通信を高速に行うことができる。
<Summary>
As described above, in a wireless mesh network system configured of at least one network including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and consisting of at least one or more clusters, one of the wireless node devices in the cluster A wireless node device functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device, and each wireless node device functions as a wireless node device. Each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between wireless node devices, and each wireless gateway node device has a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between wireless node devices, and each wireless gateway node device has a The wireless route node device or the wireless gateway node device has a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between the devices and between the wireless gateway node devices in the network, and the wireless route node device or the wireless gateway node device Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, the information is sent to all wireless node devices in the cluster that are transmission destinations. a second transmitting unit that transmits an ACK request packet by broadcast; and link quality information and routes stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit. a second receiving unit that receives an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from all the wireless node devices in the destination cluster in response to the ACK request packet transmitted by the second transmitting unit based on the information; It is possible to provide a wireless mesh network system characterized by having the following.
Furthermore, by obtaining batch ACK, high reliability and high speed communication can be achieved.

無線ノード装置:700、1300、1900、2400
受信部:701、1301
第1の受信部:1901
第2の受信部:2401
パケット解析部:702、1302、1902、2402
リンク品質情報・経路情報記憶部:703、1303
第1のリンク品質情報・経路情報記憶部:1903、2403
第2のリンク品質情報・経路情報記憶部:1904、2404
パケット作成部:704、1304、1905、2405
送信部:705、1305
第1の送信部:1906
第2の送信部:2406
Wireless node device: 700, 1300, 1900, 2400
Receiving section: 701, 1301
First receiving section: 1901
Second receiving section: 2401
Packet analysis section: 702, 1302, 1902, 2402
Link quality information/route information storage unit: 703, 1303
First link quality information/route information storage unit: 1903, 2403
Second link quality information/route information storage unit: 1904, 2404
Packet creation section: 704, 1304, 1905, 2405
Transmission section: 705, 1305
First transmitter: 1906
Second transmitter: 2406

Claims (12)

パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
前記クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、
前記無線ゲートウェイノード装置は、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、
を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステム。
In a wireless mesh network system including at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and configured with at least one or more clusters,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device,
Each of the wireless node devices includes:
comprising a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster;
The wireless gateway node device includes:
a transmitting unit that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that are transmission destinations based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit; and,
Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, a plurality of predetermined radios within the cluster that are the destinations are transmitted. a receiving unit that receives an ACK packet from the node device;
A wireless mesh network system comprising:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
前記クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、
前記無線ゲートウェイノード装置は、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信部と、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信部と、
を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステム。
In a wireless mesh network system including at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and configured with at least one or more clusters,
one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device;
Each of the wireless node devices includes:
comprising a link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster;
The wireless gateway node device includes:
a transmitting unit that broadcasts an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster as a transmission destination based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit;
Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted by the transmitter, all wireless node devices in the cluster that are destinations a receiving unit that receives an ACK packet from the
A wireless mesh network system comprising:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、
前記無線ルートノード装置又は前記ゲートウェイノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信部と、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信部と、
を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステム。
A wireless mesh network system comprising at least one network including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and consisting of at least one cluster,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device,
Each of the wireless node devices includes:
a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless node device belongs;
Each of the wireless gateway node devices includes:
a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network;
The wireless root node device or the gateway node device is
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, a first transmitter that transmits an ACK request packet by multicast to a plurality of wireless node devices;
an ACK request transmitted by the transmitter based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit; a first receiving unit that receives an ACK packet from a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster as a transmission destination in response to the packet;
A wireless mesh network system comprising:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、
前記無線ルートノード装置又は前記ゲートウェイノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信部と、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第2の送信部で送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信部と、
を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステム。
A wireless mesh network system comprising at least one network including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and consisting of at least one cluster,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device,
Each of the wireless node devices includes:
a first link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless node device belongs;
Each of the wireless gateway node devices includes:
a second link quality information/route information storage unit that stores link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network;
The wireless root node device or the gateway node device is
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit, all a second transmitter that transmits an ACK request packet by broadcast to the wireless node device;
Transmitted by the second transmitter based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage unit and/or the second link quality information/route information storage unit. a second receiving unit that receives an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from all the wireless node devices in the cluster that are transmission destinations in response to the received ACK request packet;
A wireless mesh network system comprising:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法において、
前記クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
前記クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ゲートウェイノード装置は、
前記リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、
前記リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法。
In a method of operating a wireless mesh network system, which is a computer including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured of at least one cluster,
one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device;
Each of the wireless node devices includes:
a link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster;
The wireless gateway node device includes:
a transmission step of transmitting an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster as a transmission destination, based on the link quality information and route information stored in the link quality information and route information storage step; and,
Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storing step, in response to the ACK request packet transmitted in the transmitting step, a plurality of predetermined radios within the cluster that are the destinations are transmitted. a receiving step of receiving an ACK packet from the node device;
1. A method of operating a wireless mesh network, which is a computer, characterized in that the computer comprises:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法において、
前記クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
前記クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ゲートウェイノード装置は、
前記リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、
前記リンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークの動作方法。
In a method of operating a wireless mesh network system, which is a computer including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured of at least one cluster,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device,
Each of the wireless node devices includes:
a link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster;
The wireless gateway node device includes:
a transmitting step of broadcasting an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster as a transmission destination based on the link quality information and route information stored in the link quality information and route information storage step;
Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage step, in response to the ACK request packet transmitted in the transmitting step, all wireless node devices in the cluster that are destinations a receiving step of receiving an ACK packet from
1. A method of operating a wireless mesh network, which is a computer, characterized in that the computer comprises:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法において、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ルートノード装置又は前記ゲートウェイノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第1の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法。
In a method of operating a wireless mesh network system, which is a computer including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured with at least one network consisting of at least one cluster,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device,
Each of the wireless node devices includes:
a first link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster to which the wireless node device belongs;
Each of the wireless gateway node devices includes:
a second link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network;
The wireless root node device or the gateway node device is
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step, a first transmission step of transmitting an ACK request packet by multicast to a plurality of wireless node devices;
Transmitted in the first transmitting step based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step. a first receiving step of receiving an ACK packet from a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster as a transmission destination in response to the received ACK request packet;
1. A method of operating a wireless mesh network system, which is a computer, characterized in that the system comprises:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法において、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ルートノード装置又は前記ゲートウェイノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第2の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法。
In a method of operating a wireless mesh network system, which is a computer including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and configured with at least one network consisting of at least one cluster,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device,
Each of the wireless node devices includes:
a first link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster to which the wireless node device belongs;
Each of the wireless gateway node devices includes:
a second link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network;
The wireless root node device or the gateway node device is
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step, all a second transmission step of transmitting an ACK request packet by broadcast to the wireless node device;
Transmitted in the second transmitting step based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step. a second receiving step of receiving an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from all wireless node devices in the destination cluster in response to the received ACK request packet;
1. A method of operating a wireless mesh network system, which is a computer, characterized in that the system comprises:
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
前記クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ゲートウェイノード装置は、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、
を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラム。
In a wireless mesh network operating program written to be readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and composed of at least one cluster,
one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device;
Each of the wireless node devices includes:
a link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster;
The wireless gateway node device includes:
a transmitting step of transmitting an ACK request packet by multicast to a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster that are transmission destinations based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit; and,
Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage section, in response to the ACK request packet transmitted in the transmitting step, a plurality of predetermined radios within the cluster that are the transmission destinations are transmitted. a receiving step of receiving an ACK packet from the node device;
An operating program for a wireless mesh network written in a manner readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer characterized by having the following.
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置の1つが無線ゲートウェイノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
前記クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶するリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ゲートウェイノード装置は、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する送信ステップと、
前記リンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKパケットを受信する受信ステップと、
を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラム。
In a wireless mesh network operating program written to be readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer including at least one wireless node device capable of transmitting and receiving packets and composed of at least one cluster,
one of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device;
Each of the wireless node devices includes:
a link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in the cluster;
The wireless gateway node device includes:
a transmitting step of broadcasting an ACK request packet to all wireless node devices in the cluster as a transmission destination based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit;
Based on the link quality information and route information stored in the link quality information/route information storage unit, in response to the ACK request packet transmitted in the transmitting step, all wireless node devices in the cluster that are destinations a receiving step of receiving an ACK packet from
1. An operating program for a wireless mesh network written in a manner readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer having the following features.
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ルートノード装置又は前記ゲートウェイノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでACK要求パケットを送信する第1の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記ネットワーク又は/及び前記クラスタを介して、前記第1の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACKパケットを受信する第1の受信ステップと、
を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラム。
In a wireless mesh network operating program written to be readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and is composed of at least one network consisting of at least one or more clusters. ,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device,
Each of the wireless node devices includes:
a first link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster to which the wireless node device belongs;
Each of the wireless gateway node devices includes:
a second link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network;
The wireless root node device or the gateway node device is
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step, a first transmission step of transmitting an ACK request packet by multicast to a plurality of wireless node devices;
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step, a first receiving step of receiving an ACK packet from a plurality of predetermined wireless node devices in the cluster as a destination in response to the ACK request packet transmitted in the first transmitting step;
An operating program for a wireless mesh network written in a manner readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer characterized by having the following.
パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラムにおいて、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップを有し、
前記無線ルートノード装置又は前記ゲートウェイノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置に対してブロードキャストでACK要求パケットを送信する第2の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記ネットワーク又は/及び前記クラスタを介して、前記第2の送信ステップで送信されたACK要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の全ての無線ノード装置からACKを集約した集約ACKパケットを受信する第2の受信ステップと、
を有することを特徴とする計算機である無線メッシュネットワークに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークの動作プログラム。
In a wireless mesh network operating program written to be readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer that includes at least one or more wireless node devices capable of transmitting and receiving packets and is composed of at least one network consisting of at least one or more clusters. ,
One of the wireless node devices in the cluster functions as a wireless gateway node device, and one of the wireless gateway node devices in the network functions as a wireless root node device,
Each of the wireless node devices includes:
a first link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all wireless node devices in a cluster to which the wireless node device belongs;
Each of the wireless gateway node devices includes:
a second link quality information/route information storage step for storing link quality information and route information between all the wireless node devices in the cluster to which the wireless gateway node device belongs and between the wireless gateway node devices in the network;
The wireless root node device or the gateway node device is
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step, all a second transmission step of transmitting an ACK request packet by broadcast to the wireless node device;
Based on the link quality information and route information stored in the first link quality information/route information storage step and/or the second link quality information/route information storage step, a second receiving step of receiving an aggregated ACK packet in which ACKs are aggregated from all wireless node devices in the destination cluster in response to the ACK request packet transmitted in the second transmitting step;
An operating program for a wireless mesh network written in a manner readable and executable by a wireless mesh network, which is a computer characterized by having the following.
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