JP2024083779A - 通信装置、通信システム、通信方法、通信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】外的要因によって電波環境が悪化してもリアルタイムで電波環境の悪化を監視することが可能な通信装置およびこれを備えた通信システムを提供する。【解決手段】通信システム１は、センサ２１ａ～２１ｄ、クラウドサーバ３１、センサ２１ａ等から出力信号を取得してクラウドサーバ３１へ送信する通信装置１０を備える。通信装置１０は、制御部１１ｂ、通信部１１、通信制御部１１ｄａを有する。通信部１１は、制御部１１ｂにおいて取得された出力信号を、クラウドサーバ３１へ送信する。通信制御部１１ｄａは、通信部１１から送信される出力信号の電波強度を取得する。クラウドサーバ３１は、データ入力部３１ａ、データ解析部３１ｄを有する。データ入力部３１ａは、通信部１１から出力信号および電波強度のデータを取得する。データ解析部３１ｄは、電波強度の大きさに基づいて通信装置１０とクラウドサーバ３１との間の通信環境を解析する。【選択図】図１

Description

本発明は、外部機器からの出力信号を取得して外部サーバへ送信する通信装置、通信システム、通信方法、通信プログラムに関する。

近年、センサ等の外部機器からの出力を管理サーバ等へ送信する通信装置が用いられている。
例えば、特許文献１には、無線通信モジュールとセンサとを有する複数のノード端末と、管理サーバとを備え、無線通信モジュールを通してセンサ情報を管理サーバに送信するとともに、管理サーバは、センサ情報を受信し、センサ情報に基づいて通知の必要の有無を判断し、通知の必要がある場合にはチャットルームに投稿するＩｏＴシステムおよび管理サーバについて開示されている。

特開２０２２－１１７２６１号公報

しかしながら、上記従来のＩｏＴシステムでは、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上記公報に開示されたＩｏＴシステムでは、例えば、山間部、ビルの屋上等に設置されることが多く、設置段階での電波強度の確認が行われるものの、設置後に気象状況や基地局の混雑度合い等の外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を把握することは困難であった。

本発明の課題は、外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を監視することが可能な通信装置、通信システム、通信方法、通信プログラムを提供することにある。

第１の発明に係る通信装置は、外部機器からの出力信号を取得して外部サーバへ送信する通信装置であって、信号取得部と、通信部と、解析部と、を備えている。信号取得部は、外部機器からの出力信号を取得する。通信部は、信号取得部において取得された出力信号を、外部サーバへ送信する。解析部は、通信部から外部サーバへ送信された信号の電波強度を取得して、外部サーバとの間における通信環境について解析を行う。

ここでは、センサ等の外部機器からの出力信号を取得し外部サーバへ送信する通信装置において、通信部から送信された信号の電波強度を取得して、外部サーバとの間における通信環境の解析を実施する。
ここで、外部機器には、例えば、各種センサ、リレー等の各種機器等が含まれる。
外部サーバには、例えば、記憶部を備えたクラウドサーバ、サーバ装置等が含まれる。

通信部は、外部サーバに対して、例えば、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）、Ｗｉｆｉ（登録商標）、ＬｏＲａ（登録商標）（Long Range）等の異なる通信方式によって通信を行ってもよいし、同じ通信方式によって通信を行ってもよい。
電波強度としては、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）の値を用いることができる。

これにより、通信装置において、外部サーバとの間における通信環境の変化を監視して、例えば、外部サーバ等へその結果を送信することで、通信装置を設置後における通信環境の変化を容易に認識することができる。
この結果、外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を監視することができる。

第２の発明に係る通信システムは、外部機器と、外部サーバと、外部機器からの出力信号を取得して外部サーバへ送信する通信装置と、を備えている。通信装置は、信号取得部と、通信部と、電波強度取得部と、を有している。信号取得部は、外部機器からの出力信号を取得する。通信部は、信号取得部において取得された出力信号を、外部サーバへ送信する。電波強度取得部は、通信部から送信される出力信号の電波強度を取得する。外部サーバは、データ取得部と、解析部と、を有している。データ取得部は、通信装置の通信部からの出力信号および電波強度のデータを取得する。解析部は、電波強度の大きさに基づいて、通信装置と外部サーバとの間における通信環境について解析を行う。

ここでは、センサ等の外部機器からの出力信号を取得し外部サーバへ送信する通信装置を含む通信システムにおいて、通信部から送信された信号の電波強度を取得して、外部サーバとの間における通信環境の解析を実施する。
ここで、外部機器には、例えば、各種センサ、リレー等の各種機器等が含まれる。
外部サーバには、例えば、記憶部を備えたクラウドサーバ、サーバ装置等が含まれる。

通信部は、外部サーバに対して、例えば、ＬＴＥ（Long Term Evolution）、Ｗｉｆｉ、ＬｏＲａ（Long Range）等の異なる通信方式によって通信を行ってもよいし、同じ通信方式によって通信を行ってもよい。
電波強度としては、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）の値を用いることができる。

これにより、通信装置から取得した外部サーバにおいて、通信装置と外部サーバとの間における通信環境の変化を監視することで、通信装置の設置後における通信環境の変化を容易に認識することができる。
この結果、外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を監視することができる。

第３の発明に係る通信システムは、第２の発明に係る通信システムであって、解析部は、データ取得部において取得した電波強度が、過去の電波強度の平均値よりも所定の閾値以上低い場合には、通信環境が悪化していると判定する。
なお、過去の電波強度の値は、平均値の代わりに、中央値、最頻値等を用いてもよい。
これにより、取得した電波強度が、例えば、直近の電波強度の平均値と比較して所定の閾値よりも低いか否かに応じて通信環境を解析することで、通信環境の悪化を容易に認識することができる。

第４の発明に係る通信システムは、第３の発明に係る通信システムであって、解析部は、データ取得部において正常に出力信号を受信できていた特定の期間において取得された電波強度を平均化して、閾値を更新する。
これにより、正常な通信環境下において取得された電波強度の平均値を用いて更新された最新の閾値を用いて、通信環境の悪化を正確に判定することができる。

第５の発明に係る通信システムは、第２または第３の発明に係る通信システムであって、解析部は、データ取得部において取得した出力信号の受信時に所定回数以上、データの欠損がある場合には、通信環境が悪化していると判定する。
これにより、外部サーバ側のデータ取得部において取得されたデータが断続的であって、所定回数以上の欠損がある場合には、通信環境の悪化と判定することができる。

第６の発明に係る通信システムは、第２または第３の発明に係る通信システムであって、外部サーバは、解析部における通信環境の解析結果を通知する通知部を、さらに有している。
これにより、例えば、管理者等の端末へ、リアルタイムでの通信環境の変化を示す解析結果を通知することで、通信システムの管理者等は通信環境の悪化に対する適切な措置を講ずることができる。

第７の発明に係る通信システムは、第２または第３の発明に係る通信システムであって、解析部は、電波強度を用いた解析用のデータとして、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）のデータを使用する。
これにより、例えば、通信部に設けられたアンテナから、上記ＲＳＳＩ、ＲＳＲＰ等の電波強度を取得することで、電波強度を用いた通信可否の判定を実施することができる。

第８の発明に係る通信システムは、第２または第３の発明に係る通信システムであって、外部サーバは、データ取得部において取得された出力信号および電波強度のデータを保存する記憶部を、さらに有している。
これにより、外部サーバ内に、データ取得部において取得した外部機器の出力信号のデータおよび電波強度のデータを記憶部に保存することで、外部サーバ内において、通信環境の悪化の有無を判定することができる。

第９の発明に係る通信システムは、第２または第３の発明に係る通信システムであって、外部機器は、気象データを取得する気象センサ、電力情報を取得する電力監視センサ、農作物を生育する機器から情報を取得する農業センサのいずれかを含む。
これにより、外部機器として、上述した各種センサを用いることで、各種センサから取得した各種データを外部サーバに対して安定的に送信することができる。

第１０の発明に係る通信方法は、外部機器と、外部サーバと、外部機器からの出力信号を取得して外部サーバへ送信する通信装置と、を備えた通信システムによる通信方法であって、信号取得ステップと、通信ステップと、電波強度取得ステップと、データ取得ステップと、解析ステップと、を備えている。信号取得ステップでは、通信装置の信号取得部が、外部機器からの出力信号を取得する。通信ステップでは、通信装置の通信部が、信号取得部において取得された出力信号を、外部サーバへ送信する。電波強度取得ステップでは、通信装置の電波強度取得部が、通信部から送信される出力信号の電波強度を取得する。データ取得ステップでは、外部サーバのデータ取得部が、通信装置の通信部からの出力信号および電波強度のデータを取得する。解析ステップでは、外部サーバの解析部が、電波強度の大きさに基づいて、通信装置と外部サーバとの間における通信環境について解析を行う。

ここでは、センサ等の外部機器からの出力信号を取得し外部サーバへ送信する通信装置を含む通信システムにおいて、通信部から送信された信号の電波強度を取得して、外部サーバとの間における通信環境の解析を実施する。
ここで、外部機器には、例えば、各種センサ、リレー等の各種機器等が含まれる。
外部サーバには、例えば、記憶部を備えたクラウドサーバ、サーバ装置等が含まれる。

通信部は、外部サーバに対して、例えば、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）、Ｗｉｆｉ（登録商標）、ＬｏＲａ（登録商標）（Long Range）等の異なる通信方式によって通信を行ってもよいし、同じ通信方式によって通信を行ってもよい。
電波強度としては、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）の値を用いることができる。

これにより、通信装置から取得した外部サーバにおいて、通信装置と外部サーバとの間における通信環境の変化を監視することで、通信装置の設置後における通信環境の変化を容易に認識することができる。
この結果、外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を監視することができる。

第１１の発明に係る通信プログラムは、外部機器と、外部サーバと、外部機器からの出力信号を取得して外部サーバへ送信する通信装置と、を備えた通信システムによって実行される通信プログラムであって、信号取得ステップと、通信ステップと、電波強度取得ステップと、データ取得ステップと、解析ステップと、を備えている通信方法をコンピュータに実行させる。信号取得ステップでは、通信装置の信号取得部が、外部機器からの出力信号を取得する。通信ステップでは、通信装置の通信部が、信号取得部において取得された出力信号を、外部サーバへ送信する。電波強度取得ステップでは、通信装置の電波強度取得部が、通信部から送信される出力信号の電波強度を取得する。データ取得ステップでは、外部サーバのデータ取得部が、通信装置の通信部からの出力信号および電波強度のデータを取得する。解析ステップでは、外部サーバの解析部が、電波強度の大きさに基づいて、通信装置と外部サーバとの間における通信環境について解析を行う。

ここでは、センサ等の外部機器からの出力信号を取得し外部サーバへ送信する通信装置を含む通信システムにおいて、通信部から送信された信号の電波強度を取得して、外部サーバとの間における通信環境の解析を実施する。
ここで、外部機器には、例えば、各種センサ、リレー等の各種機器等が含まれる。
外部サーバには、例えば、記憶部を備えたクラウドサーバ、サーバ装置等が含まれる。

通信部は、外部サーバに対して、例えば、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）、Ｗｉｆｉ（登録商標）、ＬｏＲａ（登録商標）（Long Range）等の異なる通信方式によって通信を行ってもよいし、同じ通信方式によって通信を行ってもよい。
電波強度としては、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）の値を用いることができる。

これにより、通信装置から取得した外部サーバにおいて、通信装置と外部サーバとの間における通信環境の変化を監視することで、通信装置の設置後における通信環境の変化を容易に認識することができる。
この結果、外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を監視することができる。

本発明に係る通信装置によれば、外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を監視することができる。

本発明の一実施形態に係る通信システムの構成を示すブロック図。 図１の通信システムにおいて判定に用いられる電波強度の種類について説明する図。 図１の通信システムに含まれる通信装置側およびクラウドサーバ側の記憶部に保存されるセンサログデータを示す図。 図１の通信システムに含まれる通信装置側およびクラウドサーバ側の記憶部に保存される通信環境データを示す図。 図１の通信システムに含まれる通信装置側およびクラウドサーバ側の記憶部に保存される通信環境判定用の閾値のデータを示す図。 図１の通信システムにおける処理の全体シーケンスを示す図。 図１の通信システムによって実施される通信方法の処理の流れを示すフローチャート。 本発明の他の実施形態に係る通信装置を含む通信システムの構成を示すブロック図。

本発明の一実施形態に係る通信システム１について、図１～図７を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、本実施形態では、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。
また、出願人は、当業者が本発明を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。

（１）通信システム１の構成
本実施形態に係る通信システム１は、図１に示すように、複数のセンサ（外部機器）２１ａ～２１ｄにおいて検出した各種データ（出力信号）を、センサモジュール２０を介して取得し、通信ネットワーク３０を介して、クラウドサーバ３１へ送信する通信装置１０を中心に構成されている。すなわち、通信システム１は、通信装置１０と、センサモジュール２０およびセンサ２１ａ～２１ｄと、通信ネットワーク３０と、クラウドサーバ（外部サーバ）３１と、ユーザ端末装置３２と、を備えている。

通信装置１０は、図１に示すように、センサモジュール２０を介してセンサ２１ａ～２１ｄにおいて検出された各種データと、通信の電波強度とを取得し、クラウドサーバ３１へ送信する。
なお、通信装置１０の詳細な構成については、後段にて詳述する。
ここで、通信装置１０が備えている通信部１１とクラウドサーバ３１との間の通信環境を示す電波強度は、後述する通信部１１のアンテナ１１ｄｂから取得される電波強度の値として、例えば、図２に示すように、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）の測定値を用いることができる。

ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）は、図２に示すように、単位がｄＢｍ（デシベルミリワット）の値であって、アクセスポイント（基地局）またはルータからの信号（システム帯域全体）の電力測定値として表される。ＲＳＳＩ値は、値がプラスの方向に大きいほど電波が強いと判定され、例えば、－３０ｄＢｍ以上であれば“非常に強い”、－６７ｄＢｍ以上であれば“とても強い”、－７０ｄＢｍ以上であれば“強い”、－８０ｄＢｍ以上であれば“弱い”と判定される。

ＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）は、図２に示すように、単位がｄＢｍ（デシベルミリワット）の値であって、端末と基地局との位置関係で決まる基準信号の受信電力値として表される。ＲＳＲＰ値は、例えば、ＲＳＳＩと同様に、値がプラスの方向に大きいほど電波が強いと判定され、例えば、－４４ｄＢｍ以上であれば“非常に強い”、－９０ｄＢｍ以上であれば“とても強い”、－１００ｄＢｍ以上であれば“強い”、－１２０ｄＢｍ以上であれば“とても弱い”と判定される。

センサモジュール２０は、センサ２１ａ～２１ｄに接続されており、センサ２１ａ～２１ｄにおいて検出された各種データを、通信装置１０に対して送信する。
センサ２１ａ～２１ｄは、例えば、気象データ（気圧、温度、湿度等）を取得する気象センサ、家庭や事業所等における電力情報を取得する電力監視センサ、農作物を生育する機器から情報（日照時間、温湿度、加速度等）を取得する農業センサ等である。

通信ネットワーク３０は、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間を接続し、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間における無線通信が可能となる。
クラウドサーバ３１は、インターネット上のクラウド空間に設けられた仮想的なサーバ装置であって、通信装置１０を介して送信されてきた各種データを保存する。そして、クラウドサーバ３１は、図１に示すように、データ入力部（データ取得部）３１ａと、記憶部３１ｂと、表示・通知制御部（通知部）３１ｃと、データ解析部（解析部）３１ｄとを有している。

データ入力部３１ａは、通信ネットワーク３０を介して、通信装置１０から送信された各種データが入力される。
記憶部３１ｂは、図１に示すように、通信ネットワーク３０を介して通信装置１０から受信したセンサ２１ａ～２１ｄにおいて検出された各種データを、センサログデータ３１ｂａ（図３参照）として保存する。記憶部３１ｂは、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間の通信環境を電波強度の値として示す通信環境ログデータ３１ｂｂ（図４参照）、通信環境の解析を行う際に用いられる判定用閾値３１ｂｃ（図５参照）を保存する。

センサログデータ３１ｂａは、センサ２１ａ～２１ｄにおいて検出された各種データであって、例えば、図３に示すように、センサ２１ａ～２１ｄにおける検出時間、センサ２１ａ～２１ｄの種別（温度、湿度、気圧等）、通信部１１のＩＤ（“１”または“２”）、センサデータ（２０．０℃、１０１１ｈＰａ等）を含む。
通信環境ログデータ３１ｂｂは、通信部１１のアンテナ１１ｄｂから取得される電波強度のデータであって、図４に示すように、電波強度の取得日時、１時間おきに取得された電波強度（ＲＳＳＩの値、ＲＳＲＰの値）のデータ等が記録されている。

判定用閾値３１ｂｃは、後述する電波強度を用いた通信環境の解析処理で使用される閾値であって、図５に示すように、通信部１１において採用された通信方式（ＬＴＥ、ＬｏＲａ、Ｗｉｆｉ、ＢＬＥ等）と、閾値設定項目（ＲＳＲＰ、タイムアウト時間）、それぞれの閾値設定項目の値（ｄＢｍ、秒）を含む。
例えば、通信部１１が、通信方式としてＬＴＥ－Ｃａｔ１あるいはＬＴＥ－ＣａｔＭ１を採用している場合、電波強度の閾値（ＲＳＲＰ）は－１２０ｄＢｍであって、タイムアウト時間の閾値は１５０秒と設定されている。

また、通信部１１が、通信方式としてＬｏＲａを採用している場合、電波強度の閾値（ＲＳＳＩ）は－９０ｄＢであって、タイムアウト時間の閾値は６０秒と設定されている。
さらに、通信部１１が、通信方式としてＷｉｆｉあるいはＢＬＥを採用している場合、電波強度の閾値（ＲＳＳＩ）は－９０ｄＢｍであって、タイムアウト時間の閾値は６０秒と設定されている。

表示・通知制御部３１ｃは、センサログデータ３１ｂａと通信環境ログデータ３１ｂｂとを、通信ネットワーク３０を介して、ユーザ端末装置３２に表示させて、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間における通信環境等をユーザに通知する。
データ解析部３１ｄは、クラウドサーバ３１のデータ入力部３１ａが通信装置１０から取得した電波強度のデータを用いて、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間における通信環境について解析を行う。

より具体的には、データ解析部３１ｄは、データ入力部３１ａにおいて取得した電波強度が、過去（例えば、直近１日分）の電波強度の平均値よりも所定の閾値以上低い場合には、通信環境が悪化していると判定する。
これにより、取得した電波強度が、例えば、直近の電波強度の平均値と比較して所定の閾値よりも低いか否かに応じて、通信環境の悪化を容易に認識することができる。

ここで、データ解析部３１ｄは、電波強度を用いた判定用のデータとして、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）のデータを使用する。
また、データ解析部３１ｄは、データ入力部３１ａにおいて正常に出力信号を受信できていた特定の期間において取得された電波強度を平均化して、閾値を更新する。

これにより、正常な通信環境下において取得された電波強度の平均値を用いて、閾値を最新の値に更新することで、通信環境の悪化を正確に判定することができる。
さらに、データ解析部３１ｄは、データ入力部３１ａにおいて取得した出力信号の受信時に所定回数以上、データの欠損がある場合には、通信環境が悪化していると判定する。
例えば、所定時間（１０分）の間に所定時間間隔（１分）ごとに、１０個のセンサデータ等を受信しているはずのところ、７個のデータしか受信できていなかった場合には、データ解析部３１ｄは、３個のデータ欠損があると判定する。

これにより、クラウドサーバ３１側のデータ入力部３１ａにおいて取得されたデータが断続的であって、所定時間（１０分間）内に所定回数（例えば、３個）以上の欠損がある場合には、通信環境の悪化と判定することができる。
ユーザ端末装置３２は、センサ２１ａ～２１ｄを用いて検出された各種データを管理する管理者が所有する端末であって、通信ネットワーク３０を介して、クラウドサーバ３１と接続されている。そして、ユーザ端末装置３２は、後述する通信装置１０における電波強度を用いた判定結果（通信環境等）の情報を表示する。

（２）通信装置１０の構成
本実施形態に係る通信装置１０は、センサモジュール２０を介して取得したセンサ２１ａ～２１ｄにおける検出結果を、クラウドサーバ３１に送信する装置であって、通信手段として、図１に示すように、通信部１１を備えている。
通信部１１は、通信装置１０が備えている複数の通信手段のうちの１つであって、例えば、ＬＴＥ（登録商標）（Long Term Evolution）、Ｗｉｆｉ（登録商標）、ＬｏＲａ（登録商標）（Long Range）、ＢＬＥ（登録商標）（Bluetooth（登録商標） Low Energy）等の通信方式を採用している。通信部１１は、図１に示すように、無線通信モジュール１１ａと、ネットワーク装置１１ｅとを有している。

無線通信モジュール１１ａは、図１に示すように、制御部（信号取得部）１１ｂと、記憶部１１ｃと、通信処理部（電波強度取得部）１１ｄとを含む。
制御部（信号取得部）１１ｂは、図１に示すように、センサモジュール２０と接続されており、センサモジュール２０を介して、センサ２１ａ～２１ｄにおける検出結果（出力信号）を取得する。また、制御部１１ｂは、取得した検出結果をセンサログデータ１１ｃａとして、記憶部１１ｃに保存させる。さらに、制御部１１ｂは、通信処理部１１ｄと接続されており、後述する電波強度のデータを取得して、通信環境ログデータ１１ｃｂとして記憶部１１ｃに保存させる。

記憶部１１ｃは、図１に示すように、センサログデータ１１ｃａ（図３参照）、通信環境ログデータ１１ｃｂ（図４参照）を保存する。
なお、記憶部１１ｃに保存されるセンサログデータ１１ｃａおよび通信環境ログデータ１１ｃｂは、上述したクラウドサーバ３１側の記憶部３１ｂに保存されるセンサログデータ３１ｂａおよび通信環境ログデータ３１ｂｃと同様である。

通信処理部１１ｄは、制御部１１ｂが取得したセンサ２１ａ～２１ｄにおける検出結果を、ネットワーク装置１１ｅ、通信ネットワーク３０を介して、クラウドサーバ３１に送信する。通信処理部１１ｄは、図１に示すように、通信制御部１１ｄａと、アンテナ１１ｄｂとを有している。
通信制御部１１ｄａは、通信ネットワーク３０を介した通信装置１０とクラウドサーバ３１との通信を制御する。より具体的には、通信制御部１１ｄａは、通信部１１のアンテナ１１ｄｂからクラウドサーバ３１へ送信された信号の電波強度を取得して、ネットワーク装置１１ｅおよび通信ネットワーク３０を介して、クラウドサーバ３１へ送信する。

また、通信制御部１１ｄａは、クラウドサーバ３１に対して、センサ２１ａ～２１ｄにおける検出結果（出力信号）を送信した際に、クラウドサーバ３１から所定時間内に応答信号を受信するか否かに応じて、通信の可否を判定する。
アンテナ１１ｄｂは、ネットワーク装置１１ｅに対して、センサ２１ａ～２１ｄにおける検出結果等のデータを送信する。また、アンテナ１１ｄｂは、アンテナ１１ｄｂが受信している信号の強度として、電波強度（ＲＳＳＩ値あるいはＲＳＲＰ値等）の測定が行われる。
ネットワーク装置１１ｅは、通信ネットワーク３０に接続されており、無線通信モジュール１１ａから受信した各種データを、通信ネットワーク３０を介して、クラウドサーバ３１へ送信する。

＜通信装置１０とクラウドサーバ３１との間における通信環境の解析処理＞
本実施形態の通信システム１は、図６に示すように、通信装置１０の通信部１１、センサモジュール２０およびセンサ２１ａ～２１ｄ、クラウドサーバ３１、ユーザ端末装置３２との間において通信を行うとともに、通信部１１とクラウドサーバ３１との間における通信環境の解析処理を行う。

すなわち、通信装置１０は、まず、通信部１１から、センサモジュール２０に対して初期設定を送信する。
続いて、通信部１１は、センサデータ取得指示信号を、センサモジュール２０に対して送信する。
センサモジュール２０は、通信部１１から受信したセンサデータ取得指示信号を受信すると、これに応答して、センサ２１ａ～２１ｄにおける検出結果を、センサデータ（出力信号）として、通信部１１に対して送信する。これにより、通信部１１は、センサデータを取得して、記憶部１１ｃに保存することができる。

続いて、通信部１１は、通信処理部１１ｄ内の通信制御部１１ｄａが、アンテナ１１ｄｂから電波強度に関するデータを取得する。
なお、通信部１１において取得される電波強度に関するデータは、上述したように、例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）のデータである。

そして、通信部１１の通信制御部１１ｄａは、センサデータと、アンテナ１１ｄｂから取得した電波強度のデータとを、クラウドサーバ３１へ送信する。
クラウドサーバ３１は、通信装置１０の通信部１１から受信した電波強度を用いて、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間における通信環境の解析処理を行う。
具体的には、クラウドサーバ３１のデータ解析部３１ｄが、直近の１日分の電波強度の平均値と比較して電波強度が低いか否かに応じて、通信環境が悪化しているか否かを判定する。
また、データ解析部３１ｄは、通信部１１からクラウドサーバ３１への通信が遮断された回数が所定の閾値以上発生しているか否かに応じて、通信環境が悪化しているか否かを判定する。なお、通信が遮断しているか否かは、通信部１１から受信したセンサデータあるいは電波強度のデータの一部が欠損しているか否かに応じて判定することができる。

ここで、データ解析部３１ｄにおける解析の結果、通信環境が悪化していると判定された場合には、クラウドサーバ３１からユーザ端末装置３２に対して、通信環境の悪化を示すアラート通知を送信する。
これにより、ユーザ端末装置３２を所有するユーザは、通信装置１０の通信環境が悪化していることを認識して、通信装置１０が設置された場所へ向かって適切な措置を講ずることができる。

＜通信装置１０による通信方法＞
本実施形態の通信装置１０による通信方法について、図７のフローチャートを用いて説明すれば以下の通りである。

すなわち、ステップＳ１１では、通信装置１０の電源がＯＮされる。
次に、ステップＳ１２では、通信部１１の制御部１１ｂが、センサモジュール２０に対して、初期設定を送信する。
次に、ステップＳ１３では、通信部１１の制御部１１ｂが、センサモジュール２０を介して、各センサ２１ａ～２１ｄにおける検出結果を取得する。

次に、ステップＳ１４では、通信部１１の制御部１１ｂが、取得したセンサデータを、記憶部１１ｃに保存する。
次に、ステップＳ１５では、通信部１１の通信制御部１１ｄａが、アンテナ１１ｄｂから電波強度を取得し、通信環境ログデータとして記憶部１１ｃに保存する。
次に、ステップＳ１６では、ステップＳ１５において取得された通信部１１の現在の電波強度を、通信環境判定用閾値（ＲＳＳＩ／ＲＳＲＰ）と比較して、閾値よりも大きい場合にはステップＳ１７へ進む。一方、通信部１１の現在の電波強度が閾値以下である場合には、ステップＳ２０へ進む。

次に、ステップＳ１７では、ステップＳ１６において良好な通信環境下であると判定されたため、通信部１１の制御部１１ｂが、通信処理部１１ｄを介して、センサデータをクラウドサーバ３１へ送信する。
次に、ステップＳ１８では、通信部１１からセンサデータを送信した後、記憶部１１ｃに保存された判定用閾値（タイムアウト時間）内に、クラウドサーバ３１からの応答があったか否かを判定する。

ここで、通信部１１が、所定のタイムアウト時間内にクラウドサーバ３１からの応答信号を受信した場合には、ステップＳ１９へ進む。一方、通信部１１が、所定のタイムアウト時間内にクラウドサーバ３１からの応答信号を受信できなかった場合には、通信部１１とクラウドサーバ３１との間のいずれかの通信環境が悪化していると想定されるため、ステップＳ２０へ進む。

次に、ステップＳ１９では、クラウドサーバ３１のデータ入力部３１ａが、通信部１１から受信したセンサデータおよび電波強度のデータを記憶部３１ｂに保存する。
次に、ステップＳ２０では、クラウドサーバ３１のデータ解析部３１ｄが、記憶部３１ｂから電波強度データを取得して、通信環境の解析（Ａ）を行う。具体的には、データ解析部３１ｄは、例えば、直近１日の電波強度の平均値と、現在の電波強度とを比較して、所定の閾値よりも小さい場合には、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間の通信環境が悪化していると判定する。

次に、ステップＳ２１では、クラウドサーバ３１のデータ解析部３１ｄが、記憶部３１ｂから電波強度データを取得して、通信環境の別の解析（Ｂ）を行う。具体的には、データ解析部３１ｄは、例えば、クラウドサーバ３１の記憶部３１ｂに保存されたデータの一部の欠損（通信遮断）の有無を確認し、欠損の回数が所定回数以上である場合には、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間の通信環境が悪化していると判定する。

次に、ステップＳ２２では、データ解析部３１ｄが、ステップＳ２０における解析（Ａ）およびステップＳ２１における解析（Ｂ）のいずれか一方がＮＧ（電波強度が平均値と比較して所定の閾値より小さい、あるいは、通信遮断回数（欠損数）が所定回数より多い）であるか否かを判定する。
ここで、解析（Ａ）および（Ｂ）のいずれかがＮＧと判定された場合には、ステップＳ２３へ進み、解析（Ａ）、（Ｂ）ともにＮＧではないと判定された場合には、ステップＳ２４へ進む。

次に、ステップＳ２３では、ステップＳ２２において、解析（Ａ）および（Ｂ）の少なくともいずれかがＮＧと判定されたため、利用者に対して、通信環境の悪化を知らせる通知を行う。
次に、ステップＳ２４では、クラウドサーバ３１の表示・通知制御部３１ｃが、記憶部３１ｂからセンサデータを取得して、ユーザ端末装置３２に対して送信する。

［他の実施形態］
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
（Ａ）
上記実施形態では、通信装置および通信方法として、本発明を実現した例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、上述した通信装置による通信方法をコンピュータに実行させる通信プログラムとして本発明を実現してもよい。
このプログラムは、通信装置に搭載されたメモリ（記憶部）に保存されており、ＣＰＵがメモリに保存された通信プログラムを読み込んで、ハードウェアに各ステップを実行させる。より具体的には、ＣＰＵが通信プログラムを読み込んで、上述した信号取得ステップと、通信ステップと、電波強度取得ステップと、データ取得ステップと、解析ステップと、を実行することで、上記と同様の効果を得ることができる。
また、本発明は、通信プログラムを保存した記録媒体として実現されてもよい。

（Ｂ）
上記実施形態では、通信装置１０とクラウドサーバ３１との間における通信環境の判定に用いられる電波強度のデータを、通信装置１０からクラウドサーバ３１へ送信し、クラウドサーバ３１に設けられたデータ解析部３１ｄにおいて、通信環境の判定を行う例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

例えば、図８に示すように、通信環境の解析を行う主体であるデータ解析部１１１ｆが、通信装置１１０側の通信部１１１内に設けられた通信システム１０１であってもよい。
この場合には、通信装置１１０の通信部１１１内において、記憶部１１ｃに保存された判定用閾値１１１ｃｃを用いてクラウドサーバ１３１との間における通信環境の解析処理を行って、その結果を、クラウドサーバ１３１へ送信することで、上記と同様の効果を得ることができる。

（Ｃ）
上記実施形態では、電波強度を用いた判定用のデータとして、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）のデータを用いる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、他の判定用データとして、ＲＳＲＱ（Reference Signal Received Quality）やＳＩＮＲ（Signal to Interference plus Noise Ratio）等のデータを用いてもよい。

（Ｄ）
上記実施形態では、センサモジュール２０を介して、４つのセンサ２１ａ～２１ｄにおいて検出された各種データ（出力信号）が、通信装置１０に送信される例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、通信装置に対して送信される出力信号は、１つ、２つあるいは３つの外部機器（センサ等）から送信されてもよいし、５つ以上の外部機器から送信されてもよい。

（Ｅ）
上記実施形態では、外部機器として、気象センサ、電力監視センサ、農業センサ等の各種センサから出力信号を取得する通信装置１０を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、リレー等の外部機器から電力遮断信号を取得して、外部サーバへ送信する通信装置であってもよい。

本発明の通信装置は、外的要因によって通信環境が悪化してもリアルタイムで通信環境の悪化を監視することができるという効果を奏することから、通信装置を含む各種システムに対して広く適用可能である。

１ 通信システム
１０ 通信装置
１１ 通信部
１１ａ 無線通信モジュール
１１ｂ 制御部（信号取得部）
１１ｃ 記憶部
１１ｃａ センサログデータ
１１ｃｂ 通信環境ログデータ
１１ｄ 通信処理部
１１ｄａ 通信制御部（電波強度取得部）
１１ｄｂ アンテナ
１１ｅ ネットワーク装置
２０ センサモジュール
２１ａ～２１ｄ センサ（外部機器）
３０ 通信ネットワーク
３１ クラウドサーバ（外部サーバ）
３１ａ データ入力部（データ取得部）
３１ｂ 記憶部
３１ｂａ センサログデータ
３１ｂｂ 通信環境ログデータ
３１ｂｃ 判定用閾値
３１ｃ 表示・通知制御部（通知部）
３１ｄ データ解析部（解析部）
３２ ユーザ端末装置
１０１ 通信システム
１１０ 通信装置
１１１ 通信部
１１１ｃｃ 判定用閾値
１１１ｆ データ解析部
１３１ クラウドサーバ

Claims (11)

1. 外部機器からの出力信号を取得して外部サーバへ送信する通信装置であって、
   前記外部機器からの出力信号を取得する信号取得部と、
   前記信号取得部において取得された前記出力信号を、前記外部サーバへ送信する通信部と、
   前記通信部から前記外部サーバへ送信された信号の電波強度を取得して、前記外部サーバとの間における通信環境について解析を行う解析部と、
   を備えている通信装置。
2. 外部機器と、外部サーバと、前記外部機器からの出力信号を取得して前記外部サーバへ送信する通信装置と、を備え、
   前記通信装置は、
   前記外部機器からの出力信号を取得する信号取得部と、
   前記信号取得部において取得された前記出力信号を、前記外部サーバへ送信する通信部と、
   前記通信部から送信される前記出力信号の電波強度を取得する電波強度取得部と、
   を有しており、
   前記外部サーバは、
   前記通信装置の前記通信部から前記出力信号および前記電波強度のデータを取得するデータ取得部と、
   前記電波強度の大きさに基づいて、前記通信装置と前記外部サーバとの間における通信環境について解析を行う解析部と、
   を有している、
   通信システム。
3. 前記解析部は、前記データ取得部において取得した前記電波強度が、過去の電波強度の平均値よりも所定の閾値以上低い場合には、通信環境が悪化していると判定する、
   請求項２に記載の通信システム。
4. 前記解析部は、前記データ取得部において正常に前記出力信号を受信できていた特定の期間において取得された前記電波強度を平均化して、前記閾値を更新する、
   請求項３に記載の通信システム。
5. 前記解析部は、前記データ取得部において取得した前記出力信号の受信時に所定回数以上、データの欠損がある場合には、通信環境が悪化していると判定する、
   請求項２または３に記載の通信システム。
6. 前記外部サーバは、前記解析部における通信環境の解析結果を通知する通知部を、さらに有している、
   請求項２または３に記載の通信システム。
7. 前記解析部は、電波強度を用いた解析用のデータとして、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）あるいはＲＳＲＰ（Reference Signal Received Power）のデータを使用する、
   請求項２または３に記載の通信システム。
8. 前記外部サーバは、前記データ取得部において取得された前記出力信号および前記電波強度のデータを保存する記憶部を、さらに有している、
   請求項２または３に記載の通信システム。
9. 前記外部機器は、気象データを取得する気象センサ、電力情報を取得する電力監視センサ、農作物を生育する機器から情報を取得する農業センサのいずれかを含む、
   請求項２または３に記載の通信システム。
10. 外部機器と、外部サーバと、前記外部機器からの出力信号を取得して前記外部サーバへ送信する通信装置と、を備えた通信システムによる通信方法であって、
    前記通信装置の信号取得部が、前記外部機器からの出力信号を取得する信号取得ステップと、
    前記通信装置の通信部が、前記信号取得部において取得された前記出力信号を、前記外部サーバへ送信する通信ステップと、
    前記通信装置の電波強度取得部が、前記通信部から送信される前記出力信号の電波強度を取得する電波強度取得ステップと、
    前記外部サーバのデータ取得部が、前記通信装置の前記通信部から前記出力信号および前記電波強度のデータを取得するデータ取得ステップと、
    前記外部サーバの解析部が、前記電波強度の大きさに基づいて、前記通信装置と前記外部サーバとの間における通信環境について解析を行う解析ステップと、
    を備えている通信方法。
11. 外部機器と、外部サーバと、前記外部機器からの出力信号を取得して前記外部サーバへ送信する通信装置と、を備えた通信システムによって実行される通信プログラムであって、
    前記通信装置の信号取得部が、前記外部機器からの出力信号を取得する信号取得ステップと、
    前記通信装置の通信部が、前記信号取得部において取得された前記出力信号を、前記外部サーバへ送信する通信ステップと、
    前記通信装置の電波強度取得部が、前記通信部から送信される前記出力信号の電波強度を取得する電波強度取得ステップと、
    前記外部サーバのデータ取得部が、前記通信装置の前記通信部から前記出力信号および前記電波強度のデータを取得するデータ取得ステップと、
    前記外部サーバの解析部が、前記電波強度の大きさに基づいて、前記通信装置と前記外部サーバとの間における通信環境について解析を行う解析ステップと、
    を備えている通信方法をコンピュータに実行させる通信プログラム。

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