JP4354838B2 - 通信システム及び通信装置 - Google Patents

Description

この発明は、例えば、複数の無線センサノードと無線サーバノードが無線通信によってデータの送受信を行う無線センサネットワーク技術に関し、特に無線センサネットワークを構成する発信元の無線センサノードがセンサ測定結果をパケット化して発信し、他の無線センサノードが中継を繰り返しながら、宛先の無線サーバノードまで転送する通信方式に関する。

従来のマルチホップ無線ネットワークでは、中継する回数に応じて無線通信ネットワーク上にパケットが存在できる最大生存時間を付加してデータ転送し、存在可能な時間を越えたデータパケットは破棄していた（例えば、特許文献１）。

また、図１２は従来のマルチホップ無線通信ネットワークをそのまま無線センサネットワークに適用した場合に作成される無線経路情報の例であり、マルチホップの無線通信ネットワークの中で、ある無線センサノードから無線サーバノードにセンサの測定結果を送信するために、各無線センサノードと無線サーバノードは図１２に示すような自ノードから宛先ノードまでの無線経路情報を作成し、その無線経路情報に基いてデータ（センサの測定結果）の転送を行っていた。
特開２００２−３１９９５１号公報 第１頁〜４頁、第３図

従来のマルチホップ無線ネットワーク（特許文献１）は、何らかの障害でパケットが発信元から宛先に正しく転送されずにネットワーク上に残ってしまったような場合には効果があるが、通常の通信時には、当該技術により無線ネットワーク上の通信量を減らすことはできなかった。この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、通常動作中にも、無線ネットワーク上の通信量を削減できるような通信システム、通信装置等を実現することを目的としている。

本発明に係る通信システムは、
通知情報を生成し、生成した通知情報を所定の管理装置に対して送信する複数の通信装置を有する通信システムであって、
前記複数の通信装置のそれぞれは、
前記複数の通信装置に共通の周期で情報の収集を行うとともに、指定された複数周期分の情報を蓄積し、指定された複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成し、生成した通知情報を前記管理装置に対して送信することを特徴とする。

本発明によれば、複数周期分の情報をまとめて通知情報として送信するため、通信回数を減少させることができ、減少させた通信回数分の通知情報のプリアンブルおよびヘッダ分だけ、通信システム全体の通信量を減らすことが可能となる。また、通信システム全体の通信量を減少させることにより１つの通信装置がネットワークを専有する時間を減らすことができるため、通知情報の送信タイミングが競合する機会が少なくなり、通信品質および信頼性の高い無線通信を行うことが可能になる。

実施の形態１．
図１はこの発明のマルチホップ無線ネットワークからなる無線センサネットワークの一構成例を示す図である。

図１において、無線センサネットワークは無線サーバノードＳ、無線センサノードＡ０、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｃ０、Ｃ１によって構成されている。図中の点線は、無線経路情報作成手段により検出され、データ転送に使用される無線通信システムであり、この図では無線サーバノードと無線センサノードの間に、３つの無線通信システムＡ、Ｂ、Ｃが存在している。なお、無線サーバノードは、管理装置の例であり、無線センサノードは通信装置の例である。また、無線通信システムＡ、Ｂ、Ｃのそれぞれが通信システムの例である。

また、無線経路情報としては図１３に示す内容が無線サーバノードおよび無線センサノードのメモリに作成され、無線センサノードＢ０−無線センサノードＢ１−無線センサノードＢ２−無線センサノードＢ３からなる無線通信システムＢでは、最遠端の無線センサノードＢ３で中継回数は４であることが分かる。また、無線センサノードＢ３から無線サーバノードＳにデータパケットを送信する場合、中継回数は４で、無線センサノードＢ３は次の転送先として無線センサノードＢ２にデータパケットを転送すれば良いことが分かる。同様に、無線センサノードＢ２では、無線サーバノードにデータパケットを送信する場合の中継回数は３、次の転送先は無線センサノードＢ１、無線センサノードＢ３にデータ転送する場合の中継回数は１、次の転送先は無線センサノードＢ３であることが分かる。同様にして、無線サーバノードおよび全無線センサノードにおいて、自分自身が属する無線通信システムでの最大中継回数、無線センサノードから無線サーバノードへデータ転送する場合の次の転送先が分かるようになっている。なお、図１３の内容は従来と同じ方法で図１２の無線経路情報を作成し、その内容から作成することが可能であるし、新たな無線経路情報調査手段（説明せず）を用いて作成しても良い。

また、図２に無線センサノードＡ０、Ｂ０〜Ｂ３、Ｃ０、Ｃ１の構成例を示す。図２において、無線センサノードはアンテナ２０１、無線送受信部２０２、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０３、メモリ２０４、時間計測部２０５、Ａ／Ｄ変換器２０６、温度センサ２０７、データパケット生成部２０８から構成される。本構成は説明を簡単にするための１例で、無線センサノードを構成するセンサは、温度センサであるが、例えば、照度センサなど他のセンサを取り付けても良く、また、複数、複数種類のセンサを取り付ける構成としても良い。なお、無線送受信部２０２は通信部の例であり、メモリ２０４は情報蓄積部の例であり、時間計測部２０５は通知情報生成指示部の例であり、温度センサ２０７は情報収集部の例であり、データパケット生成部２０８は通知情報生成部、または情報付加部の例である。

また、無線センサノード２００のメモリ２０４に、少なくとも時間計測部２０５及びデータパケット生成部２０８の機能を実現するプログラムを記憶させ、ＣＰＵ２０３がこれらのプログラムを読み込むことにより無線センサノード２００の動作を制御し、時間計測部２０５及びデータパケット生成部２０８の機能を実現するようにしてもよい。
また、図３は無線サーバノードの構成例で、無線センサノードと同じ番号の部分は同じもしくは同等の機能をする部分であり、外部とのデータ転送を行うＬＡＮインタフェースあるいはＵＡＲＴなどからなる外部接続インタフェース２０９が追加されている。なお、無線サーバノードにおいても、メモリ２０４に、少なくとも時間計測部２０５の機能を実現するプログラムを記憶させ、ＣＰＵ２０３がプログラムを読み込むことにより無線サーバノード１００の動作を制御し、時間計測部２０５の機能を実現するようにしてもよい。

次に動作について説明する。

まず全無線センサノードにて温度が測定される。この時の各無線センサノードの動作を図２を用いて説明する。各無線センサノードのＣＰＵ２０３は、時間計測部２０５からデータパケット生成部２０８に対し、無線サーバノードからの最大中継回数（最大転送回数）、すなわち、属する無線通信システムの無線センサノードの個数を単位時間Ｔに乗じた時間後にデータパケットの生成指示が通知されるように、時間計測部２０５を設定して時間の計測を開始させる。さらにＣＰＵ２０３は、単位時間Ｔに１回の割合で温度センサ２０７の出力をＡ／Ｄ変換器２０６にてデジタル値に変換して読み取り、メモリ２０４に格納する。

図４はこの時メモリに記憶される温度センサのＡ／Ｄ変換後の読み取り値がどのようにメモリ２０４に記憶されるかを示す図で、ポインタの内容が測定結果格納開始番地からの変位を示し、ポインタの内容が示す位置にセンサ読み取り値は格納され、格納後ポインタは＋１される。＋１された後、ポインタの内容が最大中継回数と比較され、最大中継回数と同じか、超えた値になると、ポインタは０にもどる。設定された時間が経過し、時間計測部２０５からデータパケットの生成指示が入ると、データパケット生成部２０８は図５に示すデータパケットを作成する。このデータパケットの中には、パケットヘッダ（詳細内容は省略）と、含まれる測定結果の数を示す値ｎおよび最新のｎ個の測定結果が新しい順に格納されている。このデータパケットは、メモリに蓄積された複数周期分の情報を示す情報であり、通知情報に相当する。

そして、ＣＰＵ２０３は図５のパケットを無線送受信部２０２経由で無線サーバノードＳに向けた次の送信先の無線センサノードに送信する。このデータパケットを受信した次の送信先の無線センサノードは、さらに、無線サーバノードに向けたその次の送信先の無線センサノードに、受信したデータパケットを送信する。以下同様に繰り返され、データパケットは無線サーバノードに到達する。こうして、図１の無線通信システムＢに属する無線センサノードＢ３が測定結果を送信することを考えた場合、無線センサノードＢ３→無線センサノードＢ２→無線センサノードＢ１→無線センサノードＢ０→無線サーバノードＳとデータパケットはバケツリレー式に中継される。また、最初のデータパケット送信開始タイミングのみは、温度センサの測定開始時点から、最大中継回数に自ノードから無線サーバノードへの中継回数を加えた値に単位時間Ｔを乗じた時間が経過した時からとすることにより、無線ネットワークの使用状態を均一する。こうして、無線通信システムＢで考えた場合、例えば、無線サーバノードＳと隣接する無線センサノードＢ０の間では、最大中継回数が４なので、図６に示すようなタイミングで無線通信が実行され、本実施の形態による方式を用いない場合に比べ、通信回数が１／４になる。従って、最大中継回数がｍ回の無線通信システムの場合には、通信回数が１／ｍになる。

以上の無線センサノードの動作を図１７のフローチャートに示す。まず、各無線センサノードでは、ポインタ値が０に設定され（Ｓ１００）、温度センサ２０７による測定が行われ（Ｓ１０１）、Ａ／Ｄ変換器２０６により測定結果がＡ／Ｄ変換され（Ｓ１０２）、メモリ２０４にセンサ値が格納され（Ｓ１０３）、ポインタが＋１される（Ｓ１０４）。次に、時間計測部２０５によりデータ送信タイミングとなったか判断され（Ｓ１０５）、データ送信タイミングになっていない場合、現在のポインタ値と最大中継回数を比較し（Ｓ１０６）、ポインタ値が最大中継回数以上であればＳ１００に戻ってポインタ値が再度０に設定され、ポインタ値が最大中継回数未満であればＳ１０１に戻る。データ送信タイミングとなった場合、時間計測部２０５からデータパケット生成部２０８に対してデータパケットの生成指示が通知され（Ｓ１０７）、データパケット生成部２０８がメモリに蓄積されているセンサ値を示すデータパケットを生成し（Ｓ１０８）、無線送受信部２０２がデータパケットを転送先の無線センサノードに送信する（Ｓ１０９）。

このように本実施の形態に係るシステムでは、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、複数の無線センサノード（通信装置）に共通の周期で情報の収集を行うとともに、指定された複数周期分の情報を蓄積し、指定された複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいてデータパケット（通知情報）を生成し、生成したデータパケット（通知情報）を無線サーバノード（管理装置）に対して送信する。

また、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、情報を蓄積すべき周期数として複数の無線センサノード（通信装置）に共通の複数周期が指定されており、情報の蓄積の際に、共通の複数周期分の情報を蓄積し、共通の複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいてデータパケット（通知情報）を生成する。

また、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、データパケット（通知情報）の転送処理を行うための転送順序が設定されており、いずれかの無線センサノード（通信装置）からデータパケット（通知情報）が送信された際に転送順序に従ってデータパケット（通知情報）の転送処理を行っており、情報を蓄積すべき周期数として最大転送回数以上の共通の複数周期が指定されており、情報の蓄積の際に、最大転送回数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積し、最大転送回数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいてデータパケット（通知情報）を生成する。

また、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している複数周期分の情報を示すデータパケット（通知情報）を生成する。

以上のように、中継回数が多い場合には、無線センサノードにて中継回数分の測定を実行した後、無線センサノードへのデータ転送を行うようにしているので、単位時間ごとに毎回、測定結果のデータパケットを送信した場合に比べ通信回数が中継回数に反比例して少なくなり、減らした通信回数分のプリアンブルおよびパケットヘッダ分だけ、無線通信ネットワークの使用を減らすことが可能となる。特に、低通信速度のセンサネットワークでは、全データ転送の中でプリアンブルやパケットヘッダの占める割合が高く、この方式を用いることにより、１つの無線センサノードが無線ネットワークを専有する時間を減らすことができるため、データパケットの送信タイミングが競合する機会が少なくなり、通信品質および信頼性の高い無線通信を行うことが可能になる。

なお、以上では、センサによる測定値を無線センサノードから無線サーバノードに送信するようにしたが、無線サーバノードに送信する情報は、単位時間ごとに新たに得られる情報であればよく、センサによる測定値でなくてもよい。

実施の形態２．
次に実施の形態２の動作について説明する。実施の形態２の構成は実施の形態１と同じ図１であるが動作が異なる。

実施の形態２では、実施の形態１の場合と同様にセンサの測定を実施した後、時間計測部２０５から設定された時間を経過した旨の通知が入ると、データパケット生成部２０８はメモリ２０４に格納されていた最大中継回数分の測定結果の平均値を計算し、図７のデータパケットを作成し、無線送受信部２０２経由で無線サーバノードに向けた次ホップの無線センサノードに送信する。その他の動作は実施の形態１と同じである。従って、実施の形態１に比べ、各通信において、最大中継回数−１分のデータ転送を削減できる。

このように、本実施の形態に係るシステムでは、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、各周期において数値に関する情報を収集しており、複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している複数周期分の情報の平均値を示す通知情報を生成する。

以上のように、中継が行われるような場合、複数回分の測定結果を送るのではなく、測定結果の平均値を送信するようにしたため、実施の形態１に比べて１回に送るデータ量を削減することができ、無線ネットワーク上で通信される情報量をさらに減らすことが可能となる。その結果、実施の形態１の効果（高い品質と信頼性を得る）をさらに向上させることが可能となる。

実施の形態３．
次に実施の形態３の動作について説明する。実施の形態３の構成は実施の形態１と同じ図１であるが動作が異なる。無線通信システムＢでの動作を中心に説明する。

まず全無線センサノードにおいて、単位時間Ｔに１回の割合で温度が測定される。無線サーバノードＳから最遠端にある（中継回数が最大になる）無線センサノードＢ３は、単位時間Ｔ毎に、無線センサノードＢ３を示すＩＤ（ＩＤ＿Ｂ３）と最新の測定結果ＶＡＬ＿Ｂ３の組を図８に示すデータパケットにして、次の送信先の無線センサノードＢ２に送信する。そのデータパケットを受信した無線センサノードＢ２は、無線センサノードＢ２を示すＩＤ（ＩＤ＿Ｂ２）と最新の測定結果ＶＡＬ＿Ｂ２の組を、無線センサノードＢ３の測定結果の組の後ろに追加して、次送信先の無線センサノードＢ１に送信する。以下同様にして、ＩＤと測定結果の組の追加とデータパケットの送受信が繰り返され、最終的に無線センサノードＢ０から無線サーバノードＳに転送されるデータパケットには、無線通信システムＢ上の全無線センサノードの最新測定結果が含まれることになる。なお、ルートの中間に位置する無線センサノードＢ０、Ｂ１、Ｂ２からは、新たな測定結果の送信は開始されない。こうして、無線通信システムＢで考えた場合、例えば、無線サーバノードＳと隣接する無線センサノードＢ０の間では、図６とほぼ同じタイミングで無線通信が実行され、本実施の形態による方式を用いない場合に比べて、最大中継回数が４なので、通信回数が１／４になる。従って、最大中継回数がｍ回の無線通信システムの場合には、通信回数が１／ｍになる。

このように本実施の形態に係るシステムでは、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、所定の周期で情報の収集を行い、特定の無線センサノード（通信装置）よりデータパケット（通知情報）が送信された際に転送順序に従ってデータパケット（通知情報）を受信するとともに、収集した情報を受信したデータパケット（通知情報）に付加し、収集した情報を付加したデータパケット（通知情報）を転送順序に従って転送する。

以上のように、中継回数が多い場合、最遠端の無線センサノードから開始されるデータ送信１回で無線通信システム上の全無線センサノードの最新測定結果を無線サーバノードが獲得できるようにしたため、低速無線ネットワークを用いても、実時間性の高いセンサ監視および高品質／高信頼のセンサネットワークを実現することができる。

実施の形態４．
次に実施の形態４の動作について説明する。実施の形態４の構成は実施の形態１と同じ図１であるが動作が異なる。

無線サーバノードはモニタすべきセンサの緊急性に応じて、無線センサノードに対し、図９に示すようなデータパケットを送信する測定結果報告間隔設定手段により、無線センサノードが無線サーバノードに測定結果を報告する間隔を設定する。設定した値は無線センサノードに記憶され、測定結果を無線サーバノードに報告する間隔を決定するために使用される。無線サーバノードからの設定がなかった無線センサノードは、デフォルトとして最大中継回数を測定結果報告の間隔として使用する。

例えば、図１において無線センサノードＢ３が測定結果報告間隔としてＮを設定された場合には、無線センサノードＢ３が属する無線通信システムの最大中継回数は４であるが、無線センサノードＢ３は、時間計測部２０５を単位時間Ｔと設定値Ｎを乗じた時間経過した時に通知が行われるように設定する。こうして、単位時間Ｔ毎に１回、合計Ｎ回のセンサの測定が行われた後、図１０に示すデータパケットにより、最新のＮ回分の測定結果が送信される。データパケットは無線センサノードＢ３→無線センサノードＢ２→無線センサノードＢ１→無線センサノードＢ０→無線サーバノードＳとバケツリレー式に転送される。こうして、無線センサノードＢ３から無線サーバノードＳへの測定結果の通信回数は、本実施の形態の方式を用いない場合に比べ１／Ｎになる。

このように本実施の形態に係るシステムでは、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、情報を蓄積すべき周期数を無線サーバノード（管理装置）より指定され、情報の蓄積の際に、指定された複数周期分の情報を蓄積し、指定された複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成する。

以上のように、センサ測定の頻度を変えることなしに、無線センサノードから無線サーバノードへの報告回数を調整できるので、緊急性の低い無線センサノードからの報告頻度を下げることにより、無線ネットワーク上で通信される情報量をさらに削減でき、無線通信の品質と信頼性をさらに向上できる。

実施の形態５．
実施の形態５の動作について説明する。実施の形態５の構成は他の実施の形態と同じ図１であるが動作が異なる。

実施の形態１でセンサ測定結果の報告は無線サーバノードが無線センサノードに対して測定結果報告指示を出した時に行われるようにした場合の無線センサノードＢ３の動作を例に説明する。無線センサノードＢ３は単位時間Ｔ毎に１回の割合でセンサの測定を実施し、測定結果をメモリに保持する。測定回数がＮ回の時に、図１１に示すパケットにより無線サーバノードＳからの測定結果報告指示を受信すると、図１０に示すデータパケットにより、最新のＮ回分の測定結果を返送する。データパケットは無線センサノードＢ３→無線センサノードＢ２→無線センサノードＢ１→無線センサノードＢ０→無線サーバノードＳとバケツリレー式に転送される。こうして、単位時間毎に毎回測定値を報告する従来のやり方に比べ、無線サーバノードＳからの測定結果報告指示がＮ回に１回の割合で行われるため、通信回数は１／Ｎになる。また、測定結果の報告タイミングは無線サーバノードＳによって全て制御されるため、ある無線センサノードからの測定結果報告と他の無線センサノードからの測定結果報告が衝突する可能性がなくなる。

本実施の形態のシステムでは、複数の無線センサノード（通信装置）のそれぞれは、無線サーバノード（管理装置）からデータパケット（通知情報）の送信指示を受信する場合があり、無線サーバノード（管理装置）からデータパケット（通知情報）の送信指示を受信した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成する。

以上のように、センサ測定の頻度は変えることなしに、無線センサノードにより無線サーバノードへの報告頻度を調整できるので、緊急性の低い無線センサノードからの測定結果の報告頻度を下げることが可能となり、無線ネットワーク上で通信される情報量を削減できるとともに、無線ネットワーク上を流れるデータパケットの制御は無線サーバノードのみで行うため、複数の無線センサノードからのデータパケットの衝突といったことがなくなり、無線通信の品質と信頼性を向上できる。

実施の形態６．
実施の形態１では、各無線センサノードは、最大中継回数分のセンサ値を蓄積し、単位時間Ｔに最大中継回数を乗じた時間ごとにデータパケットを送信するようにしていたが、最大中継回数以下のセンサ値を蓄積し、単位時間Ｔに最大中継回数以下の数を乗じた時間ごとにデータパケットを送信するようにしてもよい。

例えば、図１４に示すように、無線センサノードＢ０−無線センサノードＢ１−無線センサノードＢ２−無線センサノードＢ３からなる無線通信システムＢにおいて、それぞれの無線センサノードで最大中継回数以下の２回分のセンサ値を蓄積し、単位時間Ｔに最大中継回数以下の２を乗じた時間ごとにデータパケットを送信するようにしてもよい。

また、図１５に示すように、無線センサノードＢ０−無線センサノードＢ１−無線センサノードＢ２−無線センサノードＢ３からなる無線通信システムＢにおいて、センサノードＢ０とセンサノードＢ１を同じグループとし、センサノードＢ２とセンサノードＢ３を同じグループとし、グループごとに異なる単位時間において２回分のセンサ値が示されたデータパケットを送信するようにしてもよい。

また、図１６に示すように、無線センサノードＢ０−無線センサノードＢ１−無線センサノードＢ２−無線センサノードＢ３からなる無線通信システムＢにおいて、それぞれの無線センサノードで最大中継回数（無線センサノードの個数）以上の５回分のセンサ値を蓄積し、各無線センサノードで異なる単位時間に５回分のセンサ値を示すデータパケットを送信するとともに、５回目の単位時間にはどの無線センサノードからも測定結果が送信されないようにしてもよい。

このように、本実施の形態に示すような方式によっても、通信回数を削減することができ、無線通信ネットワークの負荷を減少させることができる。

ここで、以上の実施の形態で示した無線センサネットワークシステムの特徴を以下にて再言する。

以上の実施の形態で示した無線センサネットワークシステムは、
低速で無線データ通信を行う複数の無線センサノードと無線サーバノードによって構成され、前記無線センサノードの何れもが直接あるいは他の１以上の無線センサノードを介することで、全ての無線センサノードと無線サーバノードが通信可能である無線センサネットワークシステムにおいて、
前記無線センサノードおよび無線サーバノードは、
通信可能な他の無線センサノードおよび無線サーバノードを調査し、自ら送出するデータパケットが宛先の無線センサノードおよび無線サーバノードに着信するまでに要する中継回数と前記宛先との関係情報と宛先に送信するために次に送信すべき送信先ノードの情報を含む無線経路情報を作成する手段と、
前記無線経路情報に基いて、前記無線サーバノードおよび無線センサノード間で途中中継しながら前記データパケットを全ての他の無線センサノードおよび無線サーバノードに送信する送信手段とを備え、
さらに、前記無線センサノードは、
それ自身に接続されたセンサの測定結果を複数回分（少なくとも無線サーバノードまでの最大パケット中継回数分以上）記憶する手段と、
各無線サーバノードに対応して、前回センサ測定結果を送信してからの経過時間を測定する手段を備え、
前記無線センサノードは、前記無線サーバノードに対してセンサ測定結果を前回送信してからの経過時間が、単位時間に自分が属する無線通信ルートでの最大中継回数を乗じた時間以上経過した時に、最大中継回数分の最新のセンサ測定結果を１つのデータパケットにして送信することで、無線通信ルートでの中継回数が多いほど無線センサノードから無線サーバノードへのセンサ測定結果報告頻度を減らすことを特徴とする。

また、以上の実施の形態に示した無線センサネットワークシステムは、
前記無線センサノードが前記無線サーバノードに対して送信するデータを、最新のセンサ測定結果の、その無線センサノードが属する無線通信ルートの最大中継回数分の平均値のみとすることで、さらに通信情報量を減らすことを特徴とする。

また、以上の実施の形態に示した無線センサネットワークシステムは、
低速で無線データ通信を行う複数の無線センサノードと無線サーバノードによって構成され、前記無線センサノードの何れもが直接あるいは他の１以上の無線センサノードを介することで、全ての無線センサノードと無線サーバノードが通信可能である無線センサネットワークシステムにおいて、
前記無線センサノードおよび無線サーバノードは、
通信可能な他の無線センサノードおよび無線サーバノードを調査し、自ら送出するデータパケットが宛先の無線センサノードあるいは無線サーバノードに着信するまでに要する中継回数と前記宛先との関係情報と宛先に送信するために次に送信すべき送信先ノードの情報を含む無線経路情報を作成する手段と、
前記無線経路情報に基いて、前記無線サーバノードおよび無線センサノード間で途中中継しながら前記データパケットを全ての他の無線センサノードおよび無線サーバノードに送信する送信手段と、
データパケットを次のノードに中継する時に、そのノード自身を識別するためのＩＤと、それノード自身に接続されたセンサの測定結果をデータパケットに追加してから送信する送信手段を備え、
各無線通信ルートにおいて無線サーバから一番遠くにある（すなわち、無線サーバまでの中継回数が一番多い）前記無線センサノードは、前回送信してからの経過時間が単位時間を超えた時に、前記各無線サーバノードそれぞれに対応して、自分を示すＩＤと最新のセンサ測定結果の組１つのみをデータパケットにし、無線サーバノードに向けた次の送信先である無線センサノードに送信し、そのデータパケットを受信した前記次の送信先の無線センサノードは、受信したデータパケットに自分自身を示すＩＤと自分自身に接続されたセンサの測定結果の組を追加し、そのデータパケットを無線サーバノードに向けた次の送信先である無線センサノードに送信し、以下これが繰り返され、最終的に無線サーバノードがデータパケットを受信した時には、データパケットが中継され、送信されてきた経路上に存在する全ての無線センサノードのＩＤとセンサ測定結果の組が含まれるため、経路の途中でデータパケットを中継した無線センサノードが新たなデータパケットを送信しなくても全センサ情報が無線サーバノードに届くようにして、通信情報量を減らすようにしたことを特徴とする。

また、以上の実施の形態に示した無線センサネットワークシステムは、
無線センサノードが測定結果を報告する間隔を無線サーバノードから設定可能にする手段を備えたことを特徴とする。

また、以上の実施の形態に示した無線センサネットワークシステムは、
無線サーバノードがセンサ測定結果報告開始を指示するパケットを無線センサノードに送信し、その応答として無線センサノードからのデータパケット送信が開始されるようにしたことを特徴とする。

実施の形態１〜６に係る無線センサネットワークの構成例を示す図。 実施の形態１〜６に係る無線センサノードの構成例を示す図。 実施の形態１〜６に係る無線サーバノードの構成例を示す図。 実施の形態１〜６に係るメモリ内での記憶形式の例を示す図。 実施の形態１に係るデータパケットの例を示す図。 実施の形態１によるデータパケットの転送タイミングを示す図。 実施の形態２に係るデータパケットの例を示す図。 実施の形態３に係るデータパケットの例を示す図。 実施の形態４に係る測定結果報告間隔設定用データパケットの例を示す図。 実施の形態５に係る測定結果報告データパケットの例を示す図。 実施の形態５に係る測定結果報告開始指示用データパケットの例を示す図。 従来の無線通信ネットワークで作成される無線経路情報の例を示す図。 実施の形態１〜６で作成される無線経路情報の例を示す図。 実施の形態６によるデータパケットの転送タイミングを示す図。 実施の形態６によるデータパケットの転送タイミングを示す図。 実施の形態６によるデータパケットの転送タイミングを示す図。 実施の形態１における無線センサノードの動作を示すフローチャート図。

符号の説明

１００ 無線サーバノード、２００ 無線センサノード、２０１ アンテナ、２０２ 無線送受信部、２０３ ＣＰＵ、２０４ メモリ、２０５ 時間計測部、２０６ Ａ／Ｄ変換器、２０７ 温度センサ、２０８ データパケット生成部、２０９ 外部接続インタフェース。

Claims (14)

1. 通知情報を生成し、生成した通知情報を所定の管理装置に対して送信する複数の通信装置を有する通信システムであって、
   前記複数の通信装置のそれぞれは、
   前記複数の通信装置に共通の周期で情報の収集を行うとともに、前記複数の通信装置に共通に指定されている複数周期分の情報の蓄積が各通信装置で異なる周期に完了するように情報を蓄積し、指定された複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成し、生成した通知情報を前記管理装置に対して送信し、前記管理装置に対する通知情報の送信を各通信装置で異なる周期に行うことを特徴とする通信システム。
2. 前記複数の通信装置のそれぞれは、
   情報を蓄積すべき周期数として通信装置の個数以上の共通の複数周期が指定されており、情報の蓄積の際に、通信装置の個数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積し、通信装置の個数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
3. 前記複数の通信装置のそれぞれは、
   通知情報の転送処理を行うための転送順序が設定されており、いずれかの通信装置から通知情報が送信された際に転送順序に従って通知情報の転送処理を行っており、
   情報を蓄積すべき周期数として最大転送回数以上の共通の複数周期が指定されており、情報の蓄積の際に、最大転送回数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積し、最大転送回数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
4. 前記複数の通信装置のそれぞれは、
   複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している複数周期分の情報を示す通知情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
5. 前記複数の通信装置のそれぞれは、
   各周期において数値に関する情報を収集しており、
   複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している複数周期分の情報の平均値を示す通知情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
6. 前記複数の通信装置のそれぞれは、
   情報を蓄積すべき周期数を前記管理装置より指定され、情報の蓄積の際に、指定された複数周期分の情報を蓄積し、指定された複数周期分の情報を蓄積した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
7. 前記複数の通信装置のそれぞれは、
   前記管理装置から通知情報の送信指示を受信する場合があり、
   前記管理装置から通知情報の送信指示を受信した時点で蓄積している情報に基づいて通知情報を生成することを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
8. 複数の通信装置を有する通信システムに含まれ、
   通知情報を生成し、生成した通知情報を所定の管理装置に対して送信する通信装置であって、
   前記通信システムに含まれる他の通信装置と共通の周期で情報の収集を行う情報収集部と、
   前記情報収集部により収集された情報を特定の複数周期分蓄積する情報蓄積部と、
   前記特定の複数周期分の情報が前記情報蓄積部に蓄積された時点で通知情報の生成を指示する通知情報生成指示部と、
   前記通知情報生成指示部により通知情報の生成指示が行われた際に、前記情報蓄積部に蓄積されている情報に基づいて通知情報を生成する通知情報生成部と、
   前記通知情報生成部により生成された通知情報を前記管理装置に対して送信する通信部とを有し、
   前記情報蓄積部は、
   前記特定の複数周期として他の通信装置と共通の複数周期が指定されており、前記特定の複数周期分の情報の蓄積が通信装置相互間で異なる周期に完了するように情報を蓄積し、
   前記通信部は、
   前記管理装置に対する通知情報の送信を通信装置相互間で異なる周期に行うことを特徴とする通信装置。
9. 前記情報蓄積部は、
   情報を蓄積すべき周期数として前記通信システムに含まれる通信装置の個数以上の共通の複数周期が指定されており、情報の蓄積の際に、通信装置の個数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積し、
   前記通知情報生成指示部は、
   通信装置の個数以上の共通の複数周期分の情報が前記情報蓄積部に蓄積された時点で通知情報の生成を指示することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
10. 前記通信装置は、
    通知情報の転送処理を行うための転送順序がそれぞれに設定され、それぞれに設定された転送順序に従って通知情報の転送処理を行う複数の通信装置を有する通信システムに含まれ、
    前記情報蓄積部は、
    情報を蓄積すべき周期数として前記通信システムでの転送処理における最大転送回数以上の共通の複数周期が指定されており、情報の蓄積の際に、最大転送回数以上の共通の複数周期分の情報を蓄積し、
    前記通知情報生成指示部は、
    最大転送回数以上の共通の複数周期分の情報が前記情報蓄積部に蓄積された時点で通知情報の生成を指示することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
11. 前記通知情報生成部は、
    通知情報の生成指示が行われた時点で前記情報蓄積部に蓄積されている複数周期分の情報を示す通知情報を生成することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
12. 前記情報収集部は、
    各周期において数値に関する情報を収集しており、
    前記通知情報生成部は、
    通知情報の生成指示が行われた時点で前記情報蓄積部に蓄積されている複数周期分の情報の平均値を示す通知情報を生成することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
13. 前記通信装置は、
    情報を蓄積すべき周期数を前記管理装置より指定され、
    前記情報蓄積部は、
    指定された複数周期分の情報を蓄積し、
    前記通知情報生成指示部は、
    指定された複数周期分の情報が前記情報蓄積部に蓄積された時点で通知情報の生成を指示することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。
14. 前記通信部は、
    前記管理装置から通知情報の送信指示を受信する場合があり、
    前記通知情報生成指示部は、
    前記管理装置からの通知情報の送信指示が前記通信部により受信された時点で通知情報の生成を指示することを特徴とする請求項８に記載の通信装置。

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