JP3151068U

JP3151068U - 無線センサネットワークシステム

Info

Publication number: JP3151068U
Application number: JP2009001885U
Authority: JP
Inventors: 綱貴川淵
Original assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Precision Products Co Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2019-03-27

Abstract

【課題】複数個の無線中継機能付きの無線センサ端末を用いたマルチホップによる無線センサネットワークシステムにおいて、移動ノードからの信号を固定ノードで受信したときの電波強度から移動ノードの現存エリアを検出する際の検出精度を高める。【解決手段】相隣接するエリアＡ１，Ａ２において、移動ノードＴの現存エリアの検出を行う場合に、エリアＡ１，Ａ２に第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２をそれぞれ設ける。第１の固定ノードＸ１，Ｘ２は、移動ノードＴを検出可能な無指向性アンテナを具備する無線センサ端末である。第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、移動ノードＴを検出可能な指向性アンテナを具備し、それぞれの検出領域Ｄ１，Ｄ２が重複しないように配置されている。第２の固定ノードＹ１，Ｙ２によるエリア検出結果を優先する。【選択図】図１

Description

本考案は、複数個の無線中継機能付きの無線センサ端末を用いたマルチホップによる無線センサネットワークシステムに関し、より詳しくは、移動ノードとして使用された無線センサ端末に対するエリア検出機能の精度向上に有効な無線センサネットワークシステムに関する。

従来より、遠隔地の情報を人の手を借りずに取得したいという要望がある。例えば所有する店舗やビルの様子、旅行中の自宅、菜園の温度、地盤の緩みなどの情報取得の要望である。このような要望に対し、これまではインターネットが利用されてきた。すなわち、パソコンに上記情報取得のためのセンサを接続し、常時インターネットに接続しておけば、今日でもこのような情報取得は可能である。

しかしながらパソコンは大きく、観測点を増やす場合に限界がある。また、観測点が移動する場合、例えば人の健康状況を遠隔から監視するような場合、大型のパソコンは携帯性に問題がある。更にインターネット接続は設定が必要であるとか、無線ＬＡＮのカバーエリアが狭いといった問題があり、これも観測点の増加や移動に対する対応を困難にしている。このような状況下で最近開発された技術の一つが、例えば「ＭＯＴＥ（モート）」（登録商標）として知られる小型で自律型の無線センサ端末を用いた無線センサネットワークシステムである（特許文献１）。

この無線センサネットワークシステムにおいては、情報を収集すべき箇所に中継ノードと呼ばれる無線センサ端末が設置される。無線センサ端末は、情報を収集するためのセンサの他に、そのセンサデータを送信する無線送信機能、及び他の無線センサ端末から受信したデータを中継する無線中継機能等を備えている。

なかでも特徴的なのは無線中継機能であり、この機能実現のために、ハードウエアとして、データの送受信を行う無線チップ、及びその無線チップの動作を制御する制御部などを具備しており、自らの無線センサ端末に搭載されたセンサからの情報を送信するのみならず、他の無線センサ端末に搭載されたセンサからの情報を受信して送信する。このような無線中継機能による情報のマルチホップにより、無線センサ端末は大規模の無線メッシュネットワークを構築する。

すなわち、個々の無線センサ端末は、処理能力、無線能力が低くても、前述の無線中継機能、これによるマルチホップにより、個々の能力を遥かに超える能力のネットワークシステムを構築するのである。このため、個々の無線センサ端末は非常に小型かつ安価で低消費電力であり、観測点の増加や移動にも簡単に対応できることになる。この特徴のため、複数の無線センサ端末を用いた無線ネットワークシステムは、海鳥の生態研究などにも用いられ始めている。

そして個々の端末情報は、基地局である無線センサ端末に集められ、これに接続されたパソコンなどのホストコンピュータにより一元管理される。また、そのホストコンピュータがＬＡＮやインターネットに接続されることにより、この無線ネットワークシステムにおける端末情報は事実上、世界中どこでも入手することができる。

ところで、このような無線センサネットワークシステムを構築する複数個の無線センサ端末は、基本的には、情報を得ようとすべき特定の各箇所に固定設置される。その一方で研究者、動物、自動車などの移動体に無線センサ端末が所持されることもある。特定箇所に固定設置された無線センサ端末（中継ノード）は固定ノードと呼ばれ、移動体に所持された無線センサ端末（中継ノード）は移動ノードと呼ばれている。

固定ノード群の中に移動ノードが混在したシステムの二次的機能として、移動ノードが現在存在するエリアを検出するエリア検出機能がある。これは、固定ノード群中を移動ノードが移動する場合、移動ノードが送信する信号を受信した固定ノードが、受信電波強度の情報を基地局へ送信し、基地局に接続されたコンピュータが、固定ノードが受信した信号の電波強度の強弱から、移動ノードの存在エリアを検出するというものである。

この移動ノードに対するエリア検出機能の原理を図９により説明する。現存位置の検出対象である移動ノードが、ターゲットノードＴである。設置位置が既知である複数の固定ノードＸａ〜Ｘｄに対しては、自身を中心とする円形のエリアが設定されている。固定ノードＸａ〜Ｘｄの各円形のエリアは送受信域であり、移動ノードＴに対する検出領域でもある。固定ノードＸａ〜Ｘｄの検出領域が円形であるのは、無線中継機能実現のために、送受信用のアンテナとして無指向性アンテナを使用しているからである。同様に、移動ノードＴは無指向性のアンテナにより周囲に均等な電波強度で信号を送信する。移動ノードＴを中心とする複数の同心円は電波強度分布を表している。

図９の場合、移動ノードＴから送信された信号は、周囲の固定ノードＸａ〜Ｘｄに受信される。固定ノードＸａ〜Ｘｄは、受信された信号の電波強度を基地局へ送信する。基地局に接続されたホストコンピュータで電波強度が比較され、最も電波強度が大きい固定ノードのエリアが、移動ノードＴの現存エリアであると判定される。ここでは、移動ノードＴは左上の固定ノードＸａに最も近く、固定ノードＸａにおける受信電波強度が最も大きいことから、固定ノードＸａのエリア内にターゲットノードＴが存在していると判定される。

このような無線センサネットワークシステムにおけるエリア検出機能の問題点の一つとして、固定ノードの設置箇所の電波環境に起因するエリアの誤検出がある。この問題点を図１０により説明する。

図１０では、２つのエリアＡ１，Ａ２が隣接している。２つのエリアＡ１，Ａ２は、ここでは隣接する２つの部屋であり、移動ノードＴを携帯する人が隔壁Ｂに設けられたドアなどを通って相互に往来可能な構造になっている。２つのエリアＡ１，Ａ２には、固定ノードＸ１，Ｘ２がそれぞれ設置されており、固定ノードＸ１，Ｘ２によって、ターゲットノードである移動ノードＴがエリアＡ１，Ａ２のいずれに存在するかが図１０では判断される。

エリアＡ１においては、固定ノードＸ１がエリアＡ１の中央部に設置されており、その円形の検出領域Ｃ１はエリアＡ１を完全にカバーする。同様に、エリアＡ２においては、固定ノードＸ２がエリアＡ２の中央部に設置されており、その円形の検出領域Ｃ２はエリアＡ２を完全にカバーする。固定ノードＸ１，Ｘ２の検出領域Ｃ１，２が円形であるのは、前述したとおり、無線中継機能実現のために、送受信用のアンテナとして無指向性アンテナを使用しているからである。無指向性アンテナを使用することにより、各ノードは全方向からの信号を受信し、また全方向へ信号を送信することにより、無線中継機能を実現する。

そして、通常はターゲットノードである移動ノードＴがエリアＡ１に存在していれば、当該エリアＡ１に設置されている固定ノードＸ１が、移動ノードＴからの電波を強く受けるので、固定ノードＸ１，Ｘ２間で移動ノードＴからの受信電波強度を比較することにより、移動ノードＴがエリアＡ１に存在していることが判明する。反対に、移動ノードＴがエリアＡ２に存在していれば、当該エリアＡ２に設置されている固定ノードＸ２が、移動ノードＴからの電波を強く受けるので、固定ノードＸ１，Ｘ２間で移動ノードＴからの受信電波強度を比較することにより、移動ノードＴがエリアＸ２に存在していることが判明する。

しかしながら、エリアＡ１に配置された固定ノードＸ１の検出領域Ｃ１と、エリアＡ２に配置された固定ノードＸ２の検出領域Ｃ２とは、無線中継機能実現のために重複している。このため、移動ノードＴは、固定ノードＸ２，Ｙ２とのいずれとも通信可能である。このような状態であるため、エリアＡ１，Ａ２の構造や仕切り壁Ｂの材質などによっては、移動ノードＴがエリアＡ１に存在しているにもかかわらず、エリアＡ２に設置された固定ノードＸ２の方が、移動ノードＴからの電波を強く受けることがあり、その結果、移動ノードＴがエリアＡ２に存在しているとの誤った判断を下してしまう危険性があった。

すなわち、従来の無線センサネットワークシステムにおけるエリア検出機能にあっては、固定ノードが周囲の電波環境の影響を受けることにより、移動ノードに対するエリア検出機能が正常に機能しない場合があった。

特開２００７−１４４７１号公報

本考案の目的は、移動ノードからの信号を固定ノードが受信したときの受信電波強度の違いから移動ノードのエリア検出を行う場合に、固定ノード周囲の電波環境による悪影響を受けることなく、移動ノードの現存エリアを正確に検出することができる無線センサネットワークシステムを提供することにある。

上記目的を達成するために、本考案の無線センサネットワークシステムは、複数個の無線中継機能付きの無線センサ端末を用いたマルチホップによる無線センサネットワークシステムであって、前記無線センサ端末として、相隣接する複数のエリア内を移動可能な移動ノードと、当該エリア内に設けられて前記移動ノードを検出可能な無指向性アンテナを具備する第１の固定ノードと、当該エリア内に設けられて前記移動ノードを検出可能な指向性アンテナを具備する第２の固定ノードとを有している。

無指向性アンテナを具備する第１の固定ノードの検出領域は、周囲に障害物がなければ、基本的に当該固定ノードを中心とする円形である。一方、無指向性アンテナを具備する第２の固定ノードの検出領域は、当該固定ノードから特定の方向に指向性がある長円形である。このため、第２の固定ノードを併用すれば、相互間の距離を大きくせずとも、検出領域の重複を回避することができる。検出領域の重複を回避することができれば、周囲の電波環境に関係なく移動ノードが現存するエリアの誤検出を防止することができる。

第２の固定ノードの典型的な配置形態は、往来自在な相隣接する２つのエリアに、移動ノードを検出する第２の固定ノードの検出領域が非重複となるように、当該第２の固定ノードをそれぞれのエリアに配置するというものである。これにより、移動ノードが何れのエリアに存在するかが正確に検出される。

第２の固定ノードは特定エリアに単独で配置することができるが、第１の固定ノードと共に配置することができる。特定エリアに第２の固定ノードのみを配置した場合、検出領域が重複しない空白部分が生じるおそれがあり、そうなると本来の無線中継機能に支障が生じるおそれがある。

この問題に対しては、同一エリア内に第１の固定ノードと第２の固定ノードとを設けておけばよい。そうすれば、検出領域の空白部分の発生を防止でき、無線中継機能に支障が生じる事態を回避できる。第１の固定ノードと第２の固定ノードとの間で、移動ノードのエリア検出結果に違いが生じた場合は、第２の固定ノードの方を優先すればよく、そうすることによりエリアの誤検出も防止できる。或いは、第２の固定ノードと共に同一エリアに配置される第１の固定ノードを無線中継機能のみに限定し、移動ノードのエリア検出に使用しないことでも、無線中継機能を維持しつつ移動ノードのエリア誤検出の問題を防止できる。

本考案の無線センサネットワークは、当該無線センサネットワークシステムを構成する無線センサ端末として、相隣接する複数のエリア内を移動可能な移動ノードと、当該エリア内に設けられて前記移動ノードを検出可能な無指向性アンテナを具備する第１の固定ノードと、前記移動ノードを検出可能な指向性アンテナを具備する第２の固定ノードとを有し、第２の固定ノードの活用により、固定ノードの検出領域の重複を防止できる。したがって、固定ノード周囲の電波環境による悪影響を受けることなく、移動ノードの現存エリアを正確に検出することができる。

本考案の一実施形態を示す無線センサネットワークシステムの概略構成図である。同無線センサネットワークシステムに使用される無線センサ端末の概略構成図である。同無線センサネットワークシステムの基本動作を、信号の送信受信タイミングについて示すタイムチャートである。同無線センサネットワークシステムにおける移動ノードの動作の詳細を示すフローチャートである。同無線センサネットワークシステムにおける固定ノードの動作の詳細を示すフローチャートである。同無線センサネットワークシステムにおける基地局の動作の詳細を示すフローチャートである。同無線センサネットワークシステムにおけるコンピュータ側の動作の詳細を示すフローチャートである。無線センサネットワークにおけるエリア検出原理を示す模式図である。本考案の他の実施形態を示す無線センサネットワークシステムの概略構成図である。無線センサネットワークにおけるエリア検出機能の問題点を示す模式図である。

以下に本考案の実施形態を詳細に説明する。

本実施形態の無線センサネットワークシステムは、多数の地点における気温、湿度、その他の各種データを収集するために、多数個の無線センサ端末を使用する。

各無線センサ端末は、図２に示すように、温度、湿度等の各種情報を収集するためのセンサ１と、収集されたデータを処理して各種の演算処理を行う制御部としてのＭＰＵ２と、ＭＰＵ２での演算処理のために時間データを与えるタイマー３と、ＭＰＵ２からの指示に従って無線による送受信を行う無線チップ４と、ＭＰＵ２における演算処理手順を格納するＲＯＭ５と、ＭＰＵ２における演算処理ためにデータの授受を行うＲＡＭ６などを備えている。７は前記無線チップ４のアンテナである。

このような多数個の無線センサ端末は、既知の地点に固定設置される固定ノードと、人、動物、車両などの移動体に装着される移動ノードと、固定ノード及び移動ノードを統括する基地局とに分類され、無線センサ端末の大部分は固定ノードである。基地局は基本的にシステム毎に１個であり、コンピュータと接続されている。このコンピュータは基地局を介して収集される固定ノード及び移動ノードからの諸情報を解析する。情報解析の一つが、移動ノードの現存エリアの検出である。

本実施形態の無線センサネットワークシステムは、このような無線センサネットワークシステム内の特に、移動ノードのエリア検出が不正確となる箇所に工夫を講じたものであり、ここにおける対象箇所は、図１に示すように、相隣接すると共に相互に往来可能なエリアＡ１，Ａ２である。このようなエリアＡ１，Ａ２は、例えば当該エリアＡ１と当該エリアＡ２とを往来自在とするドアを有する仕切り壁Ｂを介して相隣接する矩形状の部屋等であるが、これに限定されず、ドアを有する柵等を介して相隣接する広場等であってもよい。

エリアＡ１，Ａ２には、それぞれ第１の固定ノードＸ１，Ｘ２が当該エリアＡ１，Ａ２の略中央に位置して配置されている。第１の固定ノードＸ１，Ｘ２は、無線チップのアンテナ７（図２）として、各々の固定ノードＸ１，Ａ２を中心とした同心円状の検出領域Ｃ１，Ｃ２を有する無指向性アンテナを具備している。第１の固定ノードＸ１，Ｘ２の配置位置については、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２の検出領域Ｃ１，Ｃ２がエリアＡ１，Ａ２を効率的にフォローするために、前述のように当該エリアＡ１，Ａ２の略中央であることが好ましいが、これに限定されず他の場所でもよい。

エリアＡ１，Ａ２には又、それぞれ第２の固定ノードＹ１，Ｙ２が設けられている。第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、無線チップのアンテナ７（図２）として、当該固定ノードＹ１，Ｙ２から特定方向に指向性のある検出領域Ｄ１，Ｄ２を有する指向性アンテナを具備している。そして、第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、エリアＡ１，Ａ２のそれぞれに、仕切り壁Ｂを隔てて互いの検出領域Ｄ１，Ｄ２が非重複に相反する方向となると共に、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２が検出領域Ｄ１，Ｄ２内に入るように、仕切り壁Ｂの中央付近に設置されている。

第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、本実施形態では前述のように設置したが、これ以外にもエリアＡ１，Ａ２の各角部に当該第２の固定ノードＹ１，Ｙ２を設置して当該角部から対角方向に検出領域Ｄ１，Ｄ２に向けるようにしてもよい。更に、検出領域Ｄ１，Ｄ２が非重複であり、他の第１の固定ノードが当該検出領域Ｄ１，Ｄ２に入れば、その他の配置形態であってもよい。

移動ノードＴは、特定の人（人は不図示）の位置を検出するために、当該人が携帯している。ここでは、移動ノードＴがエリアＡ１，Ａ２の何れに存在するかが検出される。

この検出ために、移動ノードＴは信号を送信し、その信号は周囲の第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２に受信される。第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、受信された信号の電波強度を基地局へ送信する。基地局に接続されたコンピュータは、基地局を介して収集される第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２からの諸情報を解析する。情報解析の一つは、前述したとおり、移動ノードＴの現存エリアの検出、すなわち移動ノードＴがエリアＡ１，Ａ２の何れに存在しているかを判定することである。

このような無線センサネットワークの基本機能を図３のタイムチャートにより説明する。図３は第１の固定ノードＸ１，Ｘ２、第２の固定ノードＹ１，Ｙ２及び移動ノートＴにおける無線チップ４の基本動作、すなわち送信受信動作を示している。無線チップ４の送信受信動作がＲＯＭ５に格納された処理手順に基づきＭＰＵ２が実行することは前述したとおりである。

移動ノードＴは、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２に対して所定時間Ｔ１毎に規則的な電波送信（ビーコン送信）を行う。一方、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、基地局へ所定時間Ｔ２毎にパケット送信を行う。このパケットは、移動ノードＴからのビーコン送信に関する情報、具体的には送信先である移動ノードＴのＩＤ情報、受信した電波の強度情報等であり、本来のセンサ情報も含む。このパケット送信時以外は、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は受信待機状態にあり、移動ノードＴからのビーコンパケットを随時、受信する。

基地局は、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２から送信された移動ノードＴについてのデータをコンピュータに有線で送信する。コンピュータは、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２から送信された移動ノードＴについての情報、特に受信電波強度情報に基づいて、移動ノードＴがエリアＡ１，Ａ２のいずれに存在するかを検出する。

以下に、エリア検出動作の詳細を、図４〜図７のフローチャートにより、移動ノード、第１の固定ノード、第２の固定ノード、基地局、コンピュータの順に説明する。

まず、移動ノードＴにおいては、図４に示すように、ステップＳ１１で移動ノードＴの電源がオン状態とされると、ステップＳ１２で無線チップ４はスリープ状態になる。これと共に、ステップＳ１３でビーコン送信用のタイマー３ー１がスタートする。ステップＳ１４でタイマー３ー１で計測される時間が設定時間（図３中のＴ１）に到達するか否かが判定される。計測時間が設定時間Ｔ１に到達しないときはステップＳ１４に戻る。計測時間が設定時間Ｔ１に到達すると、ステップＳ１５でビーコンパケットか送信され（図３中のビーコン送信）、ステップＳ１４に戻る。

このような移動ノードＴでの制御動作により、移動ノードＴは所定の時間間隔Ｔ１でビーコンパケットを送信する（図３参照）。

次に、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２における制御動作を図５により説明する。第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２における制御動作は全て同じである。

ステップＳ２１で第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２の電源がオン状態とされると、ステップＳ２２で無線チップ４は受信待機状態となる。次にステップＳ２３で、基地局へのパケット送信用のタイマー３ー２が計時動作を開始する。ステップＳ２４で、計測時間が設定時間（図３中のＴ２）に到達したか否かが判定される。計測時間が設定時間Ｔ２に到達しないときはステップＳ２４に戻る。計測時間が設定時間Ｔ２に到達したならば、ステップＳ２５に移行し、基地局へパケット送信が行われる。ここにおけるパケットは、移動ノードＴから受信したビーコンパケットに関する情報、具体的には移動ノードＴのＩＤ情報、電波強度等の移動ノード情報であり、本来のセンサ情報も含む。基地局への送信後はステップＳ２４に戻る。

これにより、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、所定の時間間隔Ｔ２で基地局へ移動ノード情報のパケット送信を行う（図３参照）。

第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２では又、次の２つの割り込み処理が行われる。第１の割り込み処理は、移動ノードＴからビーコンパケットを受信したときの処理である。この処理では、ステップＳ３１で移動ノードＴからビーコンパケットを受信すると、ステップＳ３２に移行し、その移動ノードＴのＩＤ情報、受信電波強度情報を一旦、基地局への送信パケットへ格納する。基地局への送信パケットに格納された移動ノード情報が、センサ情報等と共に所定時間Ｔ２ごとに基地局へ送信されることは、前述したとおりである。

第２の割り込み処理は中継処理であり、より詳しくは、他の固定ノード（自分の子ノード）から更に別の固定ノード（自分の親ノード）への移動ノード情報パケットの中継処理である。この処理では、ステップＳ３５で他の固定ノード（自分の子ノード）から基地局へ送信するべき移動ノード情報、センサ情報等のパケットを受信したとき、ステップＳ３６に移行し、受信した移動ノード情報パケットを自分の親ノードへ送信する。この中継処理は随時、実行される。子ノード、親ノードは個々の固定ノードに規定されている中継対象ノードのことであり、個々の固定ノードは子ノードとして規定されている固定ノードからの移動ノード情報パケットのみを、親ノードとして規定されている固定ノードへのみ中継する。

次に、基地局における制御動作を図６により説明する。

ステップＳ４１で基地局の電源がオン状態とされると、ステップＳ４２で無線チップ４が受信待機状態となる。そしてステップＳ４３で、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２からのパケットが受信された否かが判定される。第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２からのパケットが受信されないときはステップＳ４３に戻る。第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２からのパケットが受信されると、ステップＳ４４に移行し、受信したパケット内の情報がコンピュータへ有線で送信される。コンピュータへの情報送信が終わるとステップＳ４３に戻る。

コンピュータへ送信される情報は、前述したとおり、移動ノードＴのＩＤ情報、受信電波強度情報等である。移動ノード情報を受信したコンピュータは、その受信情報に基づいて、移動ノードＴのエリア検出を行う。

最後に、コンピュータにおける処理動作、特に移動ノードＴのエリア検出についての処理動作を図７により説明する。

ステップＳ５１でエリア検出処理が開始されると、ステップＳ５２で検出エリア判定用のタイマー３ー３がスタートする。ステップＳ５３で、基地局から移動ノード情報パケットが受信されると、ステップＳ５４に移行する。ステップＳ５４では、移動ノードＴからのビーコンパケットを受信した第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２のそれぞれにつき、固定ノードが受信した移動ノードＴからの電波強度を、移動ノードＴごとに分類する。

次に、ステップＳ５５で、タイマー３ー３による計測時間が、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２から基地局への移動ノード情報の送信間隔Ｔ２（図４）に到達したか否かが判定され、送信間隔Ｔ２（図３）に到達していないときはステップＳ５３に戻る。送信間隔Ｔ２（図３）に到達したときはステップＳ５６に移行する。ステップＳ５６では、各移動ノードＴごとに、各固定ノードでの受信電波強度を分類する。各固定ノード毎の受信電波強度の分類が終わると、ステップＳ５７に移行する。

ステップＳ５７では、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２のうちの受信電波強度の強い固定ノードを選択する。すなわち、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２のうち、エリアＡ１，Ａ２のどちらのエリアに設置されている固定ノードでの受信電波強度が大きいかを判断する。次にステップＳ５８で、第２の固定ノードＹ１，Ｙ２のうちの受信電波強度の強い固定ノードを選択する。すなわち、第２の固定ノードＹ１，Ｙ２のうち、エリアＡ１，Ａ２のどちらのエリアに設置されている固定ノードの受信電波強度が大きいかを判断する。

これが終わるとステップＳ５９に移行し、ステップＳ５７での判断結果とステップＳ５８での判断結果が同じか否かが判断される。ステップＳ５７での判断結果とステップＳ５８での判断結果が同じであれば、ステップＳ６０に移行し、その判断結果にしたがって、受信電波強度の強い第１の固定ノード及び第２の固定ノードが配置されているエリアを、移動ノードＴが存在するエリアとし、ステップＳ５３に戻る。

ステップＳ５７での判断結果とステップＳ５８での判断結果が相違する場合は、ステップＳ６１に移行し、ステップＳ６１でステップＳ５８での判断結果を優先する。すなわち、第２の固定ノードＹ１，Ｙ２のうちの受信電波強度の強い方が配置されているエリアを、移動ノードＴが存在するエリアとし、ステップＳ５３に戻る。

第２の固定ノードＹ１，Ｙ２は、無線チップ４のアンテナ７として、検出領域Ｄ１，Ｄ２が重複しないように配置された指向性アンテナを具備しているので、移動ノードＴが存在するエリアの検出については、誤検出を生じるおそれがない。

図１で具体的に説明するならば、移動ノードＴはエリアＡ１に存在しており、エリアＡ１に配置された第２の固定ノードＹ１の検出領域Ｄ１内に存在し、エリアＡ２に配置された第２の固定ノードＹ２の検出領域Ｄ２からは遠く離れている。一方、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２の検出領域Ｃ１，Ｃ２は当該固定ノードＸ１，Ｘ２を中心とする同心円状の円形であり、それぞれがエリアＡ１，Ａ２を完全にカバーする結果、移動ノードＴは第１の固定ノードＸ１，Ｘ２の検出領域Ｃ１，Ｃ２内の何れにも重複して存在する。このため、周囲の電波環境によっては第１の固定ノードＸ１，Ｘ２での受信電波強度からの検出では誤検出が生じるおそれがあるが、第２の固定ノードＹ１，Ｙ２での電波受信強度を優先することにより、この誤検出は防止される。

他方、エリアＡ１，Ａ２に第２の固定ノードＹ１，Ｙ２を検出領域Ｃ３，Ｃ４が重複しないように配置すると、検出領域の空白域が生じ、本来の無線中継機能に支障を生じるおそれがあるが、エリアＡ１，Ａ２に第１の固定ノードＸ１，Ｘ２を配置して、それらの検出領域Ｃ１，Ｃ２でエリアＡ１，Ａ２を完全にカバーし、そのエリアＡ１，Ａ２内に第２の固定ノードＹ１，Ｙ２が含まれているので、本来の無線中継機能に支障を生じるおそれもない。

なお、上記実施形態では、エリアＡ１，Ａ２に配置された第１の固定ノードＸ１，Ｘ２にも移動ノードＴのエリア検出機能をもたせたが、エリアＡ１，Ａ２におけるエリア検出は第２の固定ノードＹ１，Ｙ２のみで行い、第１の固定ノードＸ１，Ｘ２は無線中継機能専用としてもよい。

上記実施形態では又、エリアＡ１，Ａ２に第１の固定ノードＸ１，Ｘ２及び第２の固定ノードＹ１，Ｙ２を配置したが、本来の無線中継機能に支障を生じなければ、図８に示すように、エリアＡ１，Ａ２に第２の固定ノードＹ１，Ｙ２のみを配置することも可能である。

Ａ１，Ａ２エリア
Ｂ仕切り壁
Ｘ１，Ｘ２第１の固定ノード
Ｙ１，Ｙ２第２の固定ノード
Ｔ移動ノード
Ｃ１，Ｃ２，Ｄ１，Ｄ２検出領域
１センサ
２ＭＰＵ
３タイマー
４無線チップ
５ＲＯＭ
６ＲＡＭ
７アンテナ

Claims

複数個の無線中継機能付きの無線センサ端末を用いたマルチホップによる無線センサネットワークシステムであって、前記無線センサ端末として、相隣接する複数のエリア内を移動可能な移動ノードと、当該エリア内に設けられて前記移動ノードを検出可能な無指向性アンテナを具備する第１の固定ノードと、前記移動ノードを検出可能な指向性アンテナを具備する第２の固定ノードとを有する無線センサネットワークシステム。
請求項１に記載の無線センサネットワークシステムにおいて、往来自在な相隣接する２つのエリアに、前記移動ノードを検出する第２の固定ノードの検出領域が非重複となるように、当該第２の固定ノードを前記２つのエリアのそれぞれに配置する無線センサネットワークシステム。
請求項１又は２に記載の無線センサネットワークシステムにおいて、前記第１の固定ノードと第２の固定ノードとが同一のエリアに設けられる無線センサネットワークシステム。