JP2024049629A - Wireless communication system and wireless communication method - Google Patents
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Abstract
【課題】多数の端末装置との通信を繋がりやすくすることができる無線通信システムおよび無線通信方法を提供する。【解決手段】無線通信システムは、情報を送信する複数の端末装置20と、端末装置20と無線通信して情報を収集する中継装置30と、中継装置30を介して端末装置20から収集した情報を受信して管理データとして受信する管理装置とを備えている。中継装置30は、一斉送信によるアドバタイズを所定の時間間隔ごとに送信して、端末装置20からのコネクションリクエストを待つ。そして、端末装置20は、中継装置30からの無線信号を受信可能とするスキャン期間であり、少なくともアドバタイズの送信間隔に設定されたスキャン期間を、少なくともスキャン期間の時間に接続台数を乗算した時間とした間隔で、アドバタイズを受信する。【選択図】図6[Problem] To provide a wireless communication system and wireless communication method that can facilitate communication with a large number of terminal devices. [Solution] The wireless communication system includes a plurality of terminal devices 20 that transmit information, a relay device 30 that wirelessly communicates with the terminal devices 20 to collect information, and a management device that receives the collected information from the terminal devices 20 via the relay device 30 as management data. The relay device 30 transmits advertisements by simultaneous transmission at predetermined time intervals and waits for a connection request from the terminal devices 20. The terminal devices 20 receive advertisements at intervals that are at least a scan period during which wireless signals from the relay device 30 can be received, and that are at least a scan period set to the advertisement transmission interval and that is equal to the time obtained by multiplying the number of connected devices by the time of the scan period. [Selected Figure] Figure 6
Description
本発明は、情報を発信する複数の端末装置と、この端末装置と無線通信して情報を収集する情報通信装置とを備えた無線通信システムおよび無線通信方法に関するものである。 The present invention relates to a wireless communication system and a wireless communication method that includes multiple terminal devices that transmit information and an information communication device that collects information by wirelessly communicating with the terminal devices.
複数の端末装置を管理対象物に取り付け、管理対象物からの情報を無線通信により受信して管理対象物を監視するシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。 A system is known in which multiple terminal devices are attached to managed objects, and information from the managed objects is received via wireless communication to monitor the managed objects (see, for example, Patent Document 1).
特許文献1に記載の通信システム、通信装置及び通信システムの設定変更方法は、時刻情報を取得するリアルタイムクロック(RTC)、人工衛星から位置情報を取得する全球測位衛星システムGNSS、加速度センサ、温湿度センサ、気圧センサ及び照度センサなどの各種のセンサからのデータを収集する子機と、子機からのデータを収集する親機と、親機からデータを収集するサーバとを備えたものである。 The communication system, communication device, and communication system setting change method described in Patent Document 1 include a slave unit that collects data from various sensors such as a real-time clock (RTC) that acquires time information, a global navigation satellite system (GNSS) that acquires position information from artificial satellites, an acceleration sensor, a temperature and humidity sensor, an air pressure sensor, and an illuminance sensor, a master unit that collects data from the slave unit, and a server that collects data from the master unit.
特許文献1における子機と親機との間は、無線LAN、Bluetooth(登録商標)、特定小電力無線又は携帯電話回線、あるいは他の無線通信のいずれかの機能を持ち、好ましくは、Bluetooth(Bluetooth Low Energyを含む)又は特定小電力無線(IEEE802.15.4準拠)であり、親機と通信する低速な無線通信部とすることができる、と記載されている。 Patent Document 1 describes that the communication between the handset and the parent unit has the function of wireless LAN, Bluetooth (registered trademark), specific low-power radio or mobile phone line, or other wireless communication, and is preferably Bluetooth (including Bluetooth Low Energy) or specific low-power radio (IEEE802.15.4 compliant), and can be a low-speed wireless communication unit that communicates with the parent unit.
また、BLE(Bluetooth Low Energy)接続する際に、同時に複数の端末装置と通信する技術に関して特許文献2に記載されたものが知られている。 In addition, the technology described in Patent Document 2 is known for communicating with multiple terminal devices simultaneously when connecting via BLE (Bluetooth Low Energy).
特許文献2に記載の通信装置、通信装置の制御方法、およびプログラムは、MFP(Multi Function Peripheral)が、いずれかのモバイル端末とBLE接続を行った後に、ペリフェラル、セントラル、アドバタイザの動作モードを時分割で切り替えて動作し、MFPがモバイル端末のいずれかとBLE接続を行った後で、さらにMFPがいずれかのモバイル端末とBLE接続を行う場合に、MFPはセントラルとしてBLE接続を行うことで、複数のモバイル端末とMFPとが、同時にBLE接続を行うことができる、というものである。 The communication device, communication device control method, and program described in Patent Document 2 are such that, after an MFP (Multi Function Peripheral) establishes a BLE connection with any mobile terminal, it operates by switching between peripheral, central, and advertiser operating modes in a time-division manner, and when the MFP establishes a BLE connection with any mobile terminal and then establishes a BLE connection with another mobile terminal, the MFP establishes a BLE connection as a central, thereby enabling multiple mobile terminals and the MFP to establish BLE connections simultaneously.
特許文献1に記載の通信システム、通信装置及び通信システムの設定変更方法では、子機からのセンサデータを受信すると、親機のプロセッサは、第1無線通信部を介して応答(ACK)データを子機に返信している。例えば、BLE(Bluetooth Low Energy)では、通信開始時には、ペリフェラル(Peripheral)となる子機から一斉送信して、セントラル(Central)となる親機が受信して返信するまで、一斉送信は継続される。 In the communication system, communication device, and communication system setting change method described in Patent Document 1, when sensor data is received from the child device, the processor of the parent device returns response (ACK) data to the child device via the first wireless communication unit. For example, in BLE (Bluetooth Low Energy), when communication starts, the child device acting as a peripheral transmits a broadcast, and the broadcast continues until the parent device acting as a central receives and replies.
従って、子機は親機に繋がるまで止めずに一斉送信を繰り返してしまうため、子機の数が多いと、一斉送信するチャネルは数が限られてしまうため、一斉送信が重なってしまい、繋がり難い状態となってしまう。 As a result, the child devices will continue to transmit until they connect to the parent device, so if there are a large number of child devices, the number of channels for transmitting will be limited, causing the transmissions to overlap and making it difficult to connect.
また、特許文献2に記載の通信装置及び通信システムの設定変更方法では、同時に複数のモバイル端末と接続することが考慮されているが、数百台を超えるような台数の接続は考慮されていない。 In addition, the method for changing the settings of a communication device and a communication system described in Patent Document 2 takes into consideration simultaneous connection to multiple mobile terminals, but does not take into consideration the connection of more than several hundred devices.
そこで本発明は、多数の端末装置との通信を繋がりやすくすることができる無線通信システムおよび無線通信方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a wireless communication system and a wireless communication method that can facilitate communication with multiple terminal devices.
本発明の無線通信システムは、情報を送信する複数の端末装置と、前記端末装置と無線通信して情報を収集する情報通信装置とを備え、前記情報通信装置は、一斉送信による接続待ち通知を所定の時間間隔ごとに送信して、前記端末装置からの接続要求通知を待ち、前記端末装置は、前記情報通信装置からの無線信号が受信可能であり、少なくとも接続待ち通知の送信間隔に設定されたスキャン期間を、少なくとも前記スキャン期間の時間に接続台数を乗算した時間とした間隔で、接続待ち通知を受信し、前記情報通信装置と接続し、情報を送信することを特徴としたものである。 The wireless communication system of the present invention comprises a plurality of terminal devices that transmit information, and an information communication device that wirelessly communicates with the terminal devices to collect information, and the information communication device transmits a connection waiting notification by simultaneous transmission at a predetermined time interval and waits for a connection request notification from the terminal devices, and the terminal device is capable of receiving wireless signals from the information communication device, receives the connection waiting notification at an interval that is at least a scan period set as an interval for transmitting the connection waiting notification, and connects to the information communication device and transmits information, at least at an interval that is the time obtained by multiplying the time of the scan period by the number of connected devices.
また、本発明の無線通信システムの無線通信方法は、情報を送信する複数の端末装置と、前記端末装置と無線通信して情報を収集する情報通信装置とを備え、前記情報通信装置が、一斉送信による接続待ち通知を所定の時間間隔ごとに送信して、前記端末装置からの接続要求通知を待ち、前記端末装置が、前記情報通信装置からの無線信号が受信可能であり、少なくとも接続待ち通知の送信間隔に設定されたスキャン期間を、少なくとも前記スキャン期間の時間に接続台数を乗算した時間とした間隔で、接続待ち通知を受信し、前記情報通信装置と接続し、情報を送信することを特徴としたものである。 The wireless communication method of the wireless communication system of the present invention includes a plurality of terminal devices that transmit information, and an information communication device that wirelessly communicates with the terminal devices to collect information, and the information communication device transmits a connection waiting notification by simultaneous transmission at a predetermined time interval and waits for a connection request notification from the terminal devices, and the terminal device receives the connection waiting notification at an interval when the terminal device can receive a wireless signal from the information communication device and at least a scan period set as an interval for transmitting the connection waiting notification, which is at least a time obtained by multiplying the time of the scan period by the number of connected devices, connects to the information communication device, and transmits information.
本発明によれば、複数の端末装置から接続待ち通知が送信されるのではなく、情報通信装置が接続待ち通知を送信するため、複数の端末装置から次々に接続待ち通知が送信されることはない。また、複数の端末装置が、少なくとも接続待ち通知の送信間隔に設定されたスキャン期間にて、情報通信装置からの一斉送信による接続待ち通知を受信する。このスキャン期間を、少なくともスキャン期間の時間に接続台数を乗算した時間とした間隔とすることで、端末装置が多数あっても情報通信装置からの接続待ち通知を順番に受信することができる。 According to the present invention, since the connection waiting notification is not sent from multiple terminal devices, but rather by the information communication device, multiple terminal devices do not send connection waiting notifications one after another. Furthermore, multiple terminal devices receive connection waiting notifications sent simultaneously from the information communication device during a scan period set to at least the transmission interval of the connection waiting notification. By setting this scan period to an interval of at least the time obtained by multiplying the scan period time by the number of connected devices, even if there are many terminal devices, it is possible to receive connection waiting notifications from the information communication device in order.
前記端末装置は、電池により駆動され、前記情報通信装置と無線通信する通信手段と、前記通信手段を制御する制御手段とを備え、前記通信手段は、前記情報通信装置への無線信号を送信する送信手段と、前記情報通信装置からの無線信号を受信する受信手段と、前記送信手段および前記受信手段へ前記電池からそれぞれの電源の供給路を通電状態または非通電状態とするスイッチ手段とを備え、前記制御手段は、前記スイッチ手段を制御して、前記スキャン期間のときに、前記受信手段を通電状態とすると共に、前記送信手段を非通電状態とすることができる。
スキャン期間のときに、制御手段は、スイッチ手段を制御して、受信手段を通電状態とすると共に、送信手段を非通電状態とすることにより、送信手段での電流の消費を抑えることができるため、電池の長寿命化を図ることができる。
The terminal device is powered by a battery and comprises a communication means for wireless communication with the information and communication device, and a control means for controlling the communication means, wherein the communication means comprises a transmission means for transmitting a wireless signal to the information and communication device, a receiving means for receiving a wireless signal from the information and communication device, and a switch means for switching the power supply paths from the battery to the transmission means and the receiving means into a conductive or non-conductive state, and the control means can control the switch means to switch the receiving means into a conductive state and the transmitting means into a non-conductive state during the scanning period.
During the scanning period, the control means controls the switch means to bring the receiving means into a conductive state and the transmitting means into a non-conductive state, thereby reducing current consumption in the transmitting means and thereby lengthening the battery life.
前記制御手段は、前記スイッチ手段を制御して、前記スキャン期間同士の間に、前記受信手段を非通電状態とすると共に、前記送信手段を非通電状態とすることができる。
スキャン期間が終了し次回のスキャン期間となるまでの間、受信手段および送信手段への給電を停止している。従って、更に、この期間の端末装置の消費電力を抑えることができるため、更に、電池の長寿命化を図ることができる。
The control means can control the switch means to place the receiving means in a non-conductive state and the transmitting means in a non-conductive state between the scanning periods.
During the period from the end of the scan period to the start of the next scan period, power supply to the receiving means and transmitting means is stopped, so that the power consumption of the terminal device during this period can be further reduced, thereby further extending the life of the battery.
前記端末装置は、前記情報通信装置との間で通信確立した後に、収集した情報を前記情報通信装置へ送信し、前記情報通信装置は、前記端末装置へスリープ指示を送信し、前記端末装置の前記制御手段は、スリープ指示により、前記端末装置が送信する情報の送信間隔に基づいた時間について、前記受信手段を非通電状態とすると共に、前記送信手段を非通電状態とすることができる。
そうすることで、端末装置は、一度、収集した情報を情報通信装置へ送信すると、端末装置が送信する情報の送信間隔の間、受信手段と送信手段とを非通電状態とすることにより、送信間隔に応じて消費電力を抑えることができる。
After establishing communication with the information communication device, the terminal device transmits the collected information to the information communication device, and the information communication device transmits a sleep instruction to the terminal device, and the control means of the terminal device can, in response to the sleep instruction, put the receiving means into a non-powered state and the transmitting means into a non-powered state for a time based on the transmission interval of the information transmitted by the terminal device.
In this way, once the terminal device transmits the collected information to the information communication device, the receiving means and transmitting means are kept in a non-powered state during the transmission interval of the information transmitted by the terminal device, thereby reducing power consumption according to the transmission interval.
前記制御手段は、前記スキャン期間にて前記受信手段を介して1回目の接続待ち通知を受信したときは引き続き2回目の接続待ち通知を受信待ちし、この前記スキャン期間にて2回目の接続待ち通知を受信したときは、前記スキャン期間中でも前記スキャン期間を終了することができる。
そうすることで、スキャン期間を前倒しで短縮させることができるため、端末装置の接続台数を増加せることができる。また、送信よりは消費電力が小さい受信でも早めにスキャン期間を終了することができるので消費電力を抑えることができる。
When the control means receives a first connection waiting notification via the receiving means during the scanning period, it continues to wait to receive a second connection waiting notification, and when the control means receives a second connection waiting notification during this scanning period, it is able to end the scanning period even during the scanning period.
By doing so, the scan period can be shortened ahead of schedule, which allows an increase in the number of connected terminal devices. Also, the scan period can be ended early even for reception, which consumes less power than transmission, which allows power consumption to be reduced.
前記制御手段は、前記スキャン期間にて前記受信手段を介して1回目の接続待ち通知を受信したときは引き続き2回目の接続待ち通知を受信待ちし、この前記スキャン期間にて2回目の接続待ち通知を受信できないときは前記スキャン期間を終了し、次の前記スキャン期間にて2回目の接続待ち通知を受信待ちするとすることができる。
そうすることで、他の端末装置のスキャン期間が重なってしまう確率を抑えることができるので、それぞれの端末装置が受信できる確率を均等に与えることができる。
When the control means receives a first connection waiting notification via the receiving means during the scanning period, it continues to wait to receive a second connection waiting notification, and when the control means is unable to receive the second connection waiting notification during this scanning period, it ends the scanning period and waits to receive the second connection waiting notification during the next scanning period.
By doing so, the probability that the scanning periods of other terminal devices will overlap can be reduced, so that each terminal device can be given an equal probability of receiving.
前記制御手段は、前記スキャン期間にて前記受信手段を介して1回目の接続待ち通知を受信したときは引き続き2回目の接続待ち通知を受信待ちし、この前記スキャン期間にて2回目の接続待ち通知を受信できないときは前記スキャン期間を延長して、2回目の接続待ち通知を受信待ちすることができる。
1回のスキャン期間で2回の接続待ち通知を受信することができるので、確実に接続待ち通知を2回受信することができる。また、2回のスキャン期間の合計より、1回のスキャン期間を延長した方が確率的に短い期間とすることができるため、スキャン期間の時間を短くすることができるので、端末装置の接続台数を増加せることができ、消費電力を抑えることができる。
When the control means receives a first connection waiting notification via the receiving means during the scanning period, it continues to wait to receive a second connection waiting notification, and when the control means cannot receive the second connection waiting notification during this scanning period, it extends the scanning period and waits to receive the second connection waiting notification.
Since two connection waiting notifications can be received in one scan period, it is possible to reliably receive two connection waiting notifications. Also, since extending one scan period can be probabilistically shorter than the sum of two scan periods, the scan period can be shortened, so that the number of connected terminal devices can be increased and power consumption can be reduced.
本発明は、端末装置が多数あっても情報通信装置からの接続待ち通知を順番に受信することができるので、多数の端末装置との通信を繋がりやすくすることができる。 The present invention can receive connection waiting notifications from information and communication devices in sequence even if there are many terminal devices, making it easier to establish communication with multiple terminal devices.
(実施の形態1)
本発明の実施の形態1に係る無線通信システムを図面に基づいて説明する。
図1および図2に示す無線通信システム10は、物流センターDC(拠点)間を車両Tによる搬送されたり、最終拠点となる配送倉庫(図示せず)に配送されたりする荷物Pを、管理対象として、荷物の位置や経路を管理する物流管理システムとして機能するものである。
(Embodiment 1)
A wireless communication system according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The
(無線通信システムの構成の説明)
図1および図2に示す無線通信システム10は、荷物Pと一緒に搬送される端末装置20と、物流センターDCおよび配送倉庫に設置された中継装置30(情報通信装置)と、管理センターCに設置された管理装置40と、管理センターCや管理センターCを運営する企業(図示せず)に設置されたり、荷物Pの運送依頼者が操作したりする問い合わせ端末50と、管理装置40を管理する管理者が操作する管理端末60とを備えている。
(Explanation of the configuration of a wireless communication system)
The
端末装置20と中継装置30とは、例えば、近距離通信の一例であるBLE(Bluetooth Low Energy)のような無線通信規格により通信している。
The
中継装置30は、例えば、遠距離通信の一例である通信事業者による通信規格であるLTE(Long Term Evolution)や5G~3Gなどにより通信可能に通信ネットワークNに接続されている。通信ネットワークNは、例えば、インターネットとすることができる。
The
次に、端末装置20の構成について図3に基づいて説明する。
端末装置20は、荷物Pに装着される移動装置である。図3に示すように端末装置20は、電源として電池Bを備えており、電池Bから各手段への電源供給により長時間駆動することができるものである。
端末装置20は、通信手段21と、残量測定手段22と、制御手段23と、記憶手段24とを備えている。
Next, the configuration of the
The
The
通信手段21は、無線通信により中継装置30からの情報を受信して制御手段23へ出力したり、制御手段23からの情報を入力して中継装置30へ送信したりすることができる。
通信手段21は、中継装置30へ無線信号を送信する送信手段21tと、中継装置30からの無線信号を受信する受信手段21rと、電池Bから送信手段21tおよび受信手段21rへのそれぞれの電源の供給路を通電状態または非通電状態に切り替えるスイッチ手段S1,S2とを備えている。
送信手段21tと受信手段21rとは、制御手段23により、通信状態のときは電力を消費する動作状態になり、非通信状態のときには電力を消費しない非動作状態となる。
The communication means 21 can receive information from the
The communication means 21 includes a transmitting means 21t for transmitting a wireless signal to the
The transmitting means 21t and the receiving means 21r are set by the control means 23 to an operating state in which they consume power when in a communication state, and to a non-operating state in which they do not consume power when in a non-communication state.
残量測定手段22は、電池Bの残量を測定する機能を有する。電池Bの残量は、電圧測定法、クーロンカウンタ法、電池セルモデリング法、インピーダンストラック法などが使用できる。 The remaining charge measuring means 22 has the function of measuring the remaining charge of battery B. The remaining charge of battery B can be measured using the voltage measurement method, the coulomb counter method, the battery cell modeling method, the impedance track method, etc.
制御手段23は、通信手段21を制御してBLEの手順により中継装置30と通信する機能を備えている。制御手段23は、残量測定手段22からの情報を送信手段21tにより送信する。制御手段23は、電池Bから送信手段21tと受信手段21rへの供給路を通電状態したり非通電状態としたりするスイッチ手段S1,S2を制御することで、端末装置20を「受信モード」と「送信モード」と「休止モード」とに切り替えることができる。
記憶手段24は、各種データが格納される。記憶手段24は、例えば、以前に通信した中継装置30の識別情報(以下、センターIDと称す。)と、端末装置20を識別する識別情報(以下、端末IDと称す。)と、電池残量を示す残量情報と、制御手段23にて動作するファームウェアのバージョン情報など格納される。
The control means 23 has a function of controlling the communication means 21 to communicate with the
Various data are stored in the storage means 24. For example, the storage means 24 stores identification information (hereinafter referred to as a center ID) of the
次に、中継装置30の構成について図4に基づいて説明する。
中継装置30は、物流センターDC(図1参照)の電灯線からの電力が供給される固定装置である。中継装置30は、端末装置20からの情報を収集して管理装置40へ送信する。中継装置30は、約600台以上の端末装置20との接続を想定するものである。
中継装置30は、第1通信手段31と、第2通信手段32と、通信制御手段33と、記憶手段34とを備えている。
Next, the configuration of the
The
The
第1通信手段31は、通信制御手段33の制御により、基地局または中継局とネットワークNとを介して管理装置40と通信する機能を有する。第2通信手段32は、通信制御手段33の制御により、端末装置20との間を通信する機能を有する。
The first communication means 31 has a function of communicating with the
通信制御手段33は、第1通信手段31により受信した端末装置20からの情報を、第2通信手段32により管理装置40に中継する機能を有する。
記憶手段34は、各種データが格納される。記憶手段34は、例えば、端末装置20からの管理データと、管理データの受信日時データと、センターIDとが格納される。
The communication control means 33 has a function of relaying information received from the
Various data are stored in the
次に、管理装置40の構成について図5に基づいて説明する。
管理装置40は、端末装置20から収集した情報を中継装置30を介して受信して管理データとして受信するものである。
管理装置40は、通信手段41と、制御手段42と、記憶手段43とを備えている。
通信手段41は、図示しないルータ装置を介して通信ネットワークNと通信する機能を備えている。通信手段41は、ルータ装置と通信するため、例えば、LAN(Local Area Network)とすることができる。
Next, the configuration of the
The
The
The communication means 41 has a function of communicating with a communication network N via a router device (not shown). The communication means 41 may be, for example, a LAN (Local Area Network) for communicating with the router device.
制御手段42は、中継装置30を介して受信した端末装置20からの情報を、記憶手段43に格納された情報に関連付けて格納したり、記憶手段43から情報を読み出し問い合わせに対して返信したりする。
記憶手段43は、端末装置20から収集した管理データが、荷物Pを識別する識別情報(以下、荷物IDと称す。)に関連付けて蓄積される。また、記憶手段43には、センターIDに対応する物流センター名称が格納されている。
The control means 42 stores information received from the
The storage means 43 accumulates the management data collected from the
次に、問い合わせ端末50について、図1および図2に基づいて説明する。
問い合わせ端末50は、通信ネットワークNに通信可能に接続されている。問い合わせ端末50は、管理装置40に荷物Pの配送状況の確認を取る機能を有する。
問い合わせ端末50は、管理センターや管理センターを運営する企業に設置されたデスクトップ型やノートブック型のパーソナルコンピュータとすることができる。また、問い合わせ端末50は、荷物Pの運送依頼者が操作するスマートフォンとすることができる。
Next, the
The
The
問い合わせ端末50は、管理装置40が配送情報を提供するサイトを閲覧するブラウザ(閲覧ソフト)が動作する機能や、管理装置40へ配送情報を問い合わせるアプリケーションソフトが動作する機能を有している。
管理端末60は、デスクトップ型やノートブック型のパーソナルコンピュータとすることができる。
管理者が管理端末60となるコンピュータを操作して管理装置40にアクセスして、管理装置40にログインするときに、管理者権限を有するIDによりログインすることで、コンピュータが管理端末60として機能する。管理端末60は、問い合わせ端末50と同様にブラウザやアプリケーションソフトが動作することが可能である。
The
The
When an administrator operates a computer serving as the
(無線通信システムの動作および使用状態の説明)
以上のように構成された本発明の実施の形態1に係る無線通信システムの動作および使用状態について、図面に基づいて説明する。
BLEにおいて接続確立する前の状態では、親機となる1台の装置がセントラル、この親機の周囲に位置する複数の子機がペリフェラルとして機能する。しかし、本実施の形態1では、物流センターDCに配置された親機(中継装置30)をペリフェラル、この物流センターDCに配送される複数の端末装置20をセントラルとして機能させている。
(Explanation of the operation and use of the wireless communication system)
The operation and usage of the wireless communication system according to the first embodiment of the present invention configured as above will be described with reference to the drawings.
In the state before a connection is established in BLE, one device that is a parent device functions as a central, and multiple child devices located around this parent device function as peripherals. However, in the present embodiment 1, the parent device (relay device 30) arranged in the logistics center DC functions as a peripheral, and multiple
まず、図1に示すように、端末装置20は、荷物Pに装着され、車両Tにより運搬される。荷物Pは、物流センターDCを順次車両Tにより運搬される。
物流センターDCでは、固定設置され、ペリフェラルとして動作する中継装置30が、常に、一斉送信による接続待ち通知であるアドバタイズを、通信制御手段33が第2通信手段32を介して送信している。
1, the
In the distribution center DC, the
従って、端末装置20を装着した荷物Pが車両Tによる運搬中の場合では、中継装置30から離れているため、中継装置30からの無線信号は端末装置20へは届かない(ステップS10参照)。
端末装置20は、所定時間ごとに中継装置30からの無線信号(アドバタイズ)を受信するために、図3に示すように、送信手段21tを非動作状態とし、受信手段21rを動作状態とした「受信モード」により受信待ちをしている。
「受信モード」では、制御手段23が、スイッチ手段S1を通電状態として受信手段21rへの給電を有効とし、スイッチ手段S2を非通電状態として送信手段21tへの給電を無効とした状態である。
従って、この「受信モード」とした期間が受信可能なスキャン期間となる(ステップS20参照)。
Therefore, when the baggage P equipped with the
In order to receive a wireless signal (advertisement) from the
In the "reception mode", the control means 23 sets the switch means S1 to a conducting state to enable power supply to the reception means 21r, and sets the switch means S2 to a non-conducting state to disable power supply to the transmission means 21t.
Therefore, the period during which the "reception mode" is in effect becomes the scanning period during which reception is possible (see step S20).
「受信モード」の基本時間は、少なくともアドバタイズが送信される間隔である送信間隔とすることができるが、例えば、送信間隔+αとすることができる。従って、0.020秒≦「受信モード」の時間≦0.020秒+αとすることができる。
αが大きければアドバタイズを受信できる確率が高くなるが、大き過ぎると、他の端末装置20の「受信モード」と重なってしまう確率が高くなるため、例えば、送信間隔の1/4以下とすることができる。
本実施の形態1では、アドバタイズが送信される間隔を0.02秒とし、αを送信間隔の1/4時間としているため、0.020秒≦「受信モード」の時間≦0.025秒(0.02秒+0.02秒×1/4)とすることができる。
The basic time of the "receive mode" can be at least the transmission interval, which is the interval at which advertisements are transmitted, but can be, for example, the transmission interval + α. Therefore, it can be 0.020 seconds ≦ "receive mode" time ≦ 0.020 seconds + α.
A larger α increases the probability of receiving an advertisement, but if it is too large, there is a higher probability of overlapping with the “reception mode” of another
In this embodiment 1, the interval at which advertisements are transmitted is 0.02 seconds, and α is 1/4 of the transmission interval, so that 0.020 seconds≦the time in “receiving mode”≦0.025 seconds (0.02 seconds + 0.02 seconds x 1/4).
そして、時間が経過して「受信モード」が終了すると、制御手段23は、スイッチ手段S1を非通電状態として受信手段21rへの給電を停止することで、受信手段21rおよび送信手段21tへの両方の給電を停止する「休止モード」とする(ステップS30参照)。
「休止モード」の時間(スキャン間隔時間)は、端末装置20の台数に基づいて設定することができる。
例えば、中継装置30が接続する端末装置20の台数が300台である場合、アドバタイズが送信される間隔が0.025秒であるため、600台×0.025秒=15秒とすることができる。本実施の形態1では、接続台数の余裕を持って640台に設定することで、スキャン間隔時間を16秒としている。
Then, when the time has passed and the "receiving mode" has ended, the control means 23 switches the switch means S1 to a non-energized state to stop the supply of power to the receiving means 21r, thereby switching to a "pause mode" in which the supply of power to both the receiving means 21r and the transmitting means 21t is stopped (see step S30).
The time for the “sleep mode” (scan interval time) can be set based on the number of
For example, when the number of
端末装置20を装着した荷物Pが物流センターDCに搬入されると、中継装置30からの無線信号は端末装置20に到達する。そのため、中継装置30から送信されたアドバタイズが端末装置20にて受信可能となる。
When a parcel P equipped with a
「受信モード」としたスキャン期間のときに、中継装置30からのアドバタイズを、受信手段21rを介して制御手段23が受信する(ステップS40参照)。そうすると、コネクションリクエストの送信準備を行い、引き続き、次の中継装置30からのアドバタイズを待つ。
During the scan period in "reception mode", the control means 23 receives an advertisement from the
図6に示す例では、1回のスキャン期間のときに、中継装置30からの2回目のアドバタイズを受信している。そうすると、制御手段23は、スイッチ手段S1を非通電状態とし、スイッチ手段S2を通電状態とすることで、受信手段21rへの給電を無効とし、送信手段21tへの給電を有効とした「送信モード」へ変更する。
従って、このスキャン期間にて2回目のアドバタイズを受信したときは、スキャン期間中でもスキャン期間を終了して、スキャン期間を基本時間より短く終了することで、「受信モード」が終了し、「送信モード」が始まる(ステップS50参照)。
このように、2回目のアドバタイズを受信したときは、スキャン期間中でもスキャン期間を終了する。そのため、スキャン期間を前倒しで短縮させることができるため、中継装置30と通信可能な端末装置20の接続台数を増加させることができる。また、送信手段21tが消費する電力より小さい受信手段21rでも、早めに給電を無効とすることで、消費電力を抑えることができる。
6, during one scan period, the second advertisement is received from the
Therefore, when a second advertisement is received during this scan period, the scan period is ended even during the scan period, and by ending the scan period shorter than the basic time, the "receiving mode" ends and the "transmitting mode" begins (see step S50).
In this way, when the second advertisement is received, the scanning period ends even if it is still in the scanning period. Therefore, the scanning period can be shortened ahead of schedule, so that it is possible to increase the number of
そして、端末装置20の制御手段23は、送信手段21tを介して中継装置30へのコネクションリクエストの送信を行う(ステップS60参照)。
Then, the control means 23 of the
中継装置30の通信制御手段33が、端末装置20からのコネクションリクエストを、第2通信手段32を介して受信することで、BLEの接続が確立するので、端末装置20がマスター、中継装置30がスレーブとなって、データの送受信が行われる(ステップS70参照)。
When the communication control means 33 of the
端末装置20からの管理データは、前回に通信した中継装置30の識別情報(前回経由した物流センターを識別するセンターID)と、端末IDと、残量測定手段22の測定による電池残量を示す残量情報と、ファームウェアのバージョン情報などが送信される。
中継装置30では、通信制御手段33が受信した管理データを記憶手段34に格納する。
The management data transmitted from the
In the
端末装置20と中継装置30とのデータ送受信が完了すると、中継装置30から端末装置20へスリープ指示を示す通知が送信される(ステップS80参照)。
スリープは、端末装置20を「休止モード」とすることを指示する通知である。スリープ時間は、端末装置20がどれくらいの時間間隔でデータを送信するかによって決定される。本実施の形態1では、8分間の「休止モード」としているが、例えば、端末装置がセンサにより周囲状態をセンシングするものであり、周囲状態が時々刻々と変化するものであれば数分や数十秒とすることも可能である。従って、この休止モードの時間は、端末装置20が送信する情報の送信間隔に基づいて決定することができる。
When data transmission and reception between the
Sleep is a notification that instructs the
このように、端末装置20は、一度、収集した情報を中継装置30へ送信すると、端末装置20が送信する情報の送信間隔の間、受信手段21rと送信手段21tとを非通電状態とした「休止モード」とすることにより、送信間隔に応じて消費電力を抑えることができる。
In this way, once the
図1に示す中継装置30では、図4に示す通信制御手段33が記憶手段34に格納された管理データを読み込み、第1通信手段31を介して管理装置40へ送信する。
管理装置40では、制御手段42が、図1に示す各物流センターDCに設置された中継装置30からの管理データを、通信手段41を介して受信すると、記憶手段43に蓄積する。
記憶手段43に蓄積するときには、端末装置20から収集した管理データと、端末装置20が装着された荷物Pの荷物IDに関連付けて格納される。
In the
In the
When the data is accumulated in the memory means 43, the management data collected from the
図6に示すステップS40,S50では、1回のスキャン期間(受信モード)で2回のアドバタイズを受信しているが、2回目のアドバタイズが中継装置30から送信されたときに、端末装置20のスキャン期間が終了していると(ステップS90参照)、2回目のアドバタイズは受信できないため、端末装置20は「休止モード」を挟んで、次のスキャン期間(受信モード)によりアドバタイズを待つことになる(ステップS100参照)。
In steps S40 and S50 shown in FIG. 6, two advertisements are received in one scanning period (reception mode). However, if the scanning period of the
図1に示すように、荷物Pを発送した者、または荷物Pを受け取る者は、問い合わせ端末50を操作して管理装置40へ荷物Pの配送状況を問い合わせすることができる。
問い合わせ端末50を操作して配送状況を問い合わせするときには、問い合わせ端末50から、問い合わせ通知として、問い合わせしたい荷物IDを管理装置40へ送信する。
As shown in FIG. 1, a sender of a package P or a recipient of a package P can inquire about the delivery status of the package P to the
When inquiring about the delivery status by operating the
管理装置40では、図5に示す通信手段41を介して問い合わせ通知を受信すると、制御手段42が記憶手段43から荷物IDに関連付けられた管理データを読み込む。
制御手段42は、読み込んだ管理データのうち、センターID(中継装置30を識別する識別情報)に対応する物流センター名称を、中継装置30が管理データを受信した受信日時データの時系列順に並べて、問い合わせ端末50へ通信手段41を介して返信する。
そうすることで、問い合わせ端末50にて、荷物Pがどこの物流センターDCまで配送されているのか把握することができる。
In the
The control means 42 arranges the logistics center names corresponding to the center IDs (identification information for identifying the relay device 30) from the read management data in chronological order of the reception date and time data when the
This allows the
また、管理装置40では、制御手段42により、端末装置20の残量測定手段22が測定した残量情報がしきい値未満であるか否かを判定して、残量がしきい値未満であるときには、端末IDと共に残量情報、センターIDを管理端末60へ送信する。
In addition, the
このように、中継装置30からのアドバタイズが受信可能である端末装置20によるスキャン期間であり、少なくともアドバタイズの送信間隔に設定されたスキャン期間が、少なくともスキャン期間の時間に接続台数を乗算した間隔で、端末装置20が中継装置30からのアドバタイズを受信している。
例えば、中継装置をセントラル、端末装置をペリフェラルとした場合では、多数の端末装置が、中継装置に向けて一斉にアドバタイズを送信してしまい、競合するケースが多く発生してしまう。
しかし、本実施の形態では、中継装置30がアドバタイズを送信することにより、BLEではアドバタイズの送信チャンネルが3チャンネルしか許容されていなくても、多数の端末装置20が次々にアドバタイズを送信することはないため、アドバタイズが競合してしまうことを回避することができる。
また、端末装置20がアドバタイズの送信間隔に設定されたスキャン期間による受信間隔が、スキャン期間の時間に接続台数を乗算した時間に設定されていることにより、それぞれの端末装置20が中継装置30からのアドバタイズを順番に受信することを可能とすることができる。
従って、中継装置30が多数の端末装置20との通信を繋がりやすくすることができる。
In this way, the
For example, if a relay device is a central and a terminal device is a peripheral, many terminal devices will transmit advertisements simultaneously to the relay device, resulting in many cases of contention.
However, in this embodiment, by having
In addition, by setting the reception interval due to the scanning period set as the advertisement transmission interval of the
Therefore, the
また、スキャン期間中は受信手段21rへは給電しているが、送信手段21tへは給電を停止しており、スキャン期間同士の間は受信手段21rおよび送信手段21tへの給電を停止している。従って、送信手段21tでの電流の消費を抑えることができるため、電池の長寿命化を図ることができるので、1回の荷物Pの配送だけでなく、複数回の荷物Pの配送の経路を管理することができる。 During the scanning period, power is supplied to the receiving means 21r, but power supply to the transmitting means 21t is stopped, and power supply to the receiving means 21r and the transmitting means 21t is stopped between scanning periods. This makes it possible to reduce current consumption in the transmitting means 21t, thereby extending the life of the battery, and thus making it possible to manage the route for not only one delivery of package P, but also multiple deliveries of package P.
更に、端末装置20から中継装置30への通信が完了すると、中継装置30から端末装置20へスリープを指示することにより、次回の管理データを送信するまでの間、受信手段21rおよび送信手段21tへの給電を停止している。従って、更に、この期間の端末装置20の消費電力を抑えることができるため、更に、電池の長寿命化を図ることができる。
Furthermore, when communication from the
本実施の形態では、端末装置20でのスキャン期間は、2回目のアドバタイズを受信して送信モードに移行する以外は固定時間である。従って、他の端末装置20のスキャン期間が重なってしまう確率を抑えることができるので、それぞれの端末装置20が受信できる確率を均等に与えることができる。
In this embodiment, the scanning period of the
(実施の形態2)
本発明の実施の形態2に係る無線通信システムを図面に基づいて説明する。
なお、図1および図2に示す無線通信システム10、図3に示す端末装置20、図4に示す中継装置30および図5に示す管理装置40の各構成は、実施の形態1と同じであるため、説明を省略する。
(Embodiment 2)
Second Embodiment A wireless communication system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the configurations of the
図6に示す実施の形態1に掛る端末装置20では、2回目のアドバタイズが中継装置30から送信されたときに、端末装置20のスキャン期間が終了していると(ステップS90参照)、2回目のアドバタイズは受信できないため、端末装置20は「休止モード」を挟んで、次の「受信モード」によりアドバタイズを待っている(ステップS100参照)。
In the
図7に示すように、実施の形態2では、1回目のアドバタイズをスキャン期間にて受信すると(ステップS110参照)、コネクションリクエストを送信する準備を開始すると共に、スキャン期間を延長して、2回目のアドバタイズを待つようにしている(ステップS120参照)。
そうすることで、1回のスキャン期間で2回のアドバタイズを受信することができるので、確実にアドバタイズを2回受信することができる。また、2回のスキャン期間の合計より、1回のスキャン期間を延長した方が確率的に短い期間とすることができるため、受信モードの時間を短くすることができるので、端末装置の接続台数を増加せることができ、消費電力を抑えることができる。
As shown in FIG. 7, in the second embodiment, when the first advertisement is received during the scanning period (see step S110), preparation for sending a connection request is started and the scanning period is extended to wait for the second advertisement (see step S120).
By doing so, it is possible to receive two advertisements in one scan period, and therefore it is possible to reliably receive two advertisements. In addition, since it is possible to probabilistically make the period by extending one scan period shorter than the sum of two scan periods, it is possible to shorten the time in the reception mode, and therefore it is possible to increase the number of connected terminal devices and reduce power consumption.
なお、実施の形態1,2では、端末装置20と中継装置30(情報通信装置)との間の無線通信としてBLEを例に説明したが、情報通信装置から端末装置へ一斉送信による接続待ち通知が所定の時間間隔ごとに送信され、接続待ち通知を受信した端末装置が接続要求通知を情報通信装置へ返信する無線通信であれば、本発明は適用可能である。
また、実施の形態1では、端末装置20が2回のアドバタイズを受信することにより情報通信装置に接続要求通知を返信していたが、1回のアドバタイズを受信することにより接続要求通知を返信してもよい。
In the first and second embodiments, BLE has been used as an example of wireless communication between the
In addition, in the first embodiment, the
本発明は、多数の端末装置からの情報を無線通信により収集することができるので、端末装置に各種のセンサを搭載したり、端末装置の測位手段を搭載したりして、端末装置の被装着物の各種の情報を得るような状況に好適である。 The present invention can collect information from multiple terminal devices through wireless communication, making it suitable for situations in which the terminal devices are equipped with various sensors or positioning means to obtain various information about the items worn by the terminal devices.
10 無線通信システム
20 端末装置
21 通信手段
21t 送信手段
21r 受信手段
22 残量測定手段
23 制御手段
24 記憶手段
30 中継装置
31 第1通信手段
32 第2通信手段
33 通信制御手段
34 記憶手段
40 管理装置
41 通信手段
42 制御手段
43 記憶手段
50 問い合わせ端末
60 管理端末
B 電池
C 管理センター
DC 物流センター
P 荷物
T 車両
N 通信ネットワーク
S1,S2 スイッチ手段
REFERENCE SIGNS
Claims (8)
前記情報通信装置は、一斉送信による接続待ち通知を所定の時間間隔ごとに送信して、前記端末装置からの接続要求通知を待ち、
前記端末装置は、前記情報通信装置からの無線信号が受信可能であり、少なくとも接続待ち通知の送信間隔に設定されたスキャン期間を、少なくとも前記スキャン期間の時間に接続台数を乗算した時間とした間隔で、接続待ち通知を受信し、前記情報通信装置と接続し、情報を送信する無線通信システム。 a plurality of terminal devices for transmitting information; and an information communication device for collecting information by wirelessly communicating with the terminal devices;
the information communication device transmits a connection waiting notification by broadcasting at a predetermined time interval and waits for a connection request notification from the terminal device;
The terminal device is capable of receiving wireless signals from the information communication device, and receives a connection waiting notification at an interval equal to at least the scan period set as the interval for sending the connection waiting notification, which is at least the time obtained by multiplying the time of the scan period by the number of connected devices, and connects to the information communication device and transmits information.
前記通信手段は、前記情報通信装置への無線信号を送信する送信手段と、前記情報通信装置からの無線信号を受信する受信手段と、前記送信手段および前記受信手段へ前記電池からそれぞれの電源の供給路を通電状態または非通電状態とするスイッチ手段とを備え、
前記制御手段は、前記スイッチ手段を制御して、前記スキャン期間のときに、前記受信手段を通電状態とすると共に、前記送信手段を非通電状態とする請求項1記載の無線通信システム。 the terminal device is powered by a battery and includes a communication means for wirelessly communicating with the information communication device, and a control means for controlling the communication means;
the communication means comprises a transmission means for transmitting a radio signal to the information communication device, a reception means for receiving a radio signal from the information communication device, and a switch means for switching between a power supply path from the battery to the transmission means and the reception means and a power supply path to each of the transmission means and the reception means;
2. The wireless communication system according to claim 1, wherein said control means controls said switch means to bring said receiving means into a powered state and bring said transmitting means into a powered non-powered state during said scanning period.
前記情報通信装置は、前記端末装置へスリープ指示を送信し、
前記端末装置の前記制御手段は、スリープ指示により、前記端末装置が送信する情報の送信間隔に基づいた時間について、前記受信手段を非通電状態とすると共に、前記送信手段を非通電状態とする請求項2記載の無線通信システム。 the terminal device transmits collected information to the information communication device after establishing communication with the information communication device;
The information communication device transmits a sleep instruction to the terminal device;
3. The wireless communication system according to claim 2, wherein the control means of the terminal device, in response to a sleep instruction, puts the receiving means in a non-powered state and the transmitting means in a non-powered state for a time period based on the transmission interval of the information transmitted by the terminal device.
前記情報通信装置が、一斉送信による接続待ち通知を所定の時間間隔ごとに送信して、前記端末装置からの接続要求通知を待ち、
前記端末装置が、前記情報通信装置からの無線信号が受信可能であり、少なくとも接続待ち通知の送信間隔に設定されたスキャン期間を、少なくとも前記スキャン期間の時間に接続台数を乗算した時間とした間隔で、接続待ち通知を受信し、前記情報通信装置と接続し、情報を送信する無線通信システムの無線通信方法。 a plurality of terminal devices for transmitting information; and an information communication device for collecting information by wirelessly communicating with the terminal devices;
the information communication device transmits a connection waiting notification by broadcasting at a predetermined time interval and waits for a connection request notification from the terminal device;
A wireless communication method for a wireless communication system in which the terminal device is capable of receiving a wireless signal from the information communication device, receives a connection waiting notification at an interval equal to at least the time obtained by multiplying the time of the scan period by the number of connected devices, connects to the information communication device, and transmits information, the terminal device being capable of receiving a wireless signal from the information communication device, and the connection waiting notification is received at an interval equal to at least the time obtained by multiplying the time of the scan period by the number of connected devices.
Priority Applications (1)
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JP2022155972A JP2024049629A (en) | 2022-09-29 | 2022-09-29 | Wireless communication system and wireless communication method |
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