JP4781391B2 - 無線通信端末 - Google Patents
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Description
そのため、端末の運用を開始した後に通信状況が変化して再度無線通信を行うことができなくなる場合も考えられる。
図1は、本発明の実施の形態1に係る通信システムの構成図である。
図1において、通信端末100a〜100cは、無線通信機能を有し通信パケットを送受信する。図1は、通信端末100aから通信端末100cに宛てて通信パケットを送信しようとしている状況を想定した図である。
中継器200は、自己以外の他通信端末宛の通信パケットを受信してその他通信端末に宛ててその通信パケットを転送する機能を備える。
なお、通信端末100bも、中継器200と同様の通信パケット転送機能を備える。
以後、通信端末100a〜100cを総称するときは、通信端末100とする。
図1の例では、通信端末100aは宛先である通信端末100cと直接通信を行うことができない。そのため、中継器200を設置して通信端末100b〜通信端末100cという通信経路を確保し、最終的に通信端末100aから通信端末100cへ通信パケットを配送できるようにしている。
しかし、無線ネットワークの無線通信状態は、周辺環境等によって各端末の設置時から経時変化する。
例えば、上記特許文献1に記載されているようなセンサ端末で構成される無線ネットワークでは、ドアの開閉、他無線通信ネットワークからの電波に起因する電波障害、家電機器などの電気機器から生じる電波漏洩、人間等の介在物の存在などによって、電波状況は常時変化する。
本実施の形態1に係る通信端末100は、通信部110、通信制御部120、通信結果取得部130、通信状況算出部140、表示部150を備える。
通信制御部120は、通信部110の通信動作を制御する。
通信結果取得部130は、通信制御部120を介して、通信部110の通信結果を取得する。ここでいう通信結果とは、通信の成否、通信エラーの発生内容や回数、通信部110の受信電波強度など、通信可否そのもの、または通信状況を示唆する通信パラメータを指す。
ここでいう通信状況の算出とは、例えば上記所定期間におけるエラー発生回数の累積値、受信電波強度の平均値、これらの最悪値など、上記所定期間の通算的な通信結果の状況を把握することができる値を、集計処理や統計処理などの計算により求めることを指す。
なお、通信状況算出部140の算出結果は、表示部150から自主的に通信状況算出部140へアクセスして取得するように構成してもよい。
通信端末100bは、図2で説明した構成に加え、中継部160を備える。
中継部160は、通信部110が受信した他通信端末宛の通信パケットを、通信部110を介して当該他通信端末宛に転送する機能を備える。また、必要に応じて、例えばパケットを転送するために用いる通信経路情報を格納する記憶装置等の手段(図示せず)を備える。
通信制御部120、通信結果取得部130、通信状況算出部140、中継部160は、これらの機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、CPU(Central Processing Unit)やマイコンのような演算装置とその動作を規定するソフトウェアで構成することもできる。
図4(a)はバーグラフで通信状況の良悪を示した例、図4(b)は2値の点灯表示で通信状況の良悪を示した例である。
通信状況「良」とは、例えば所定期間内のエラー発生回数の累積値が少ない、受信電波強度の平均値が高い、といった、無線通信が良好に行われる通信環境下にあることを示すものである。通信状況「悪」とは、その逆の状況を指す。
次に、通信状況算出部140が当該通信端末100の所定期間における上記通信状況を算出する手順の1例を、下記ステップ(1)〜(6)で説明する。
(2)通信状況算出部140は、例えば所定時間間隔で、または通信部110が通信を行う毎に、通信結果取得部130より通信部110の通信結果の瞬時値を取得する。
(4)通信状況算出部140は、以後同様に所定時間間隔で、通信結果取得部130より通信結果の瞬時値を取得する。
通信状況算出部140は、これまでのエラー発生回数の積算値をRAM(Random Access Memory)等の書き込み可能な記憶手段に格納しておき、ステップ(4)で取得した瞬時値を加算した値で従前の値を更新する。
通信状況算出部140は、これまでの受信電波強度の平均値と算出開始からの積算経過時間をRAM等の記憶手段に格納しておく。本ステップで受信電波強度の瞬時値を取得すると、例えば以下のような計算式で現時点の平均値を算出し、従前の値を更新する。
現時点の平均値={従前の経過時間×従前の平均値+瞬時値}/現時点の経過時間
以上の説明では、RAM等の記憶手段にはこれまでの積算値や平均値の算出結果のみを格納し、逐次これを更新していく手法を説明したが、過去の通信状況の瞬時値履歴を記憶手段に蓄積しておき、その集計を用いて通信状況を算出するようにしてもよい。以後の実施の形態でも同様である。
これにより、通信端末100の設置後に通信状況が悪化して通信することができなくなる前に、中継器200を増設したり、各通信端末の設置位置を変更したりするなどの措置をとることができるので、通信ネットワークの安定的な運用に資する。
実施の形態1では、通信端末100の通信先の個数を問わず、各通信先との間の通信状況を総合的に算出し、表示部150で画面表示する例を説明した。
本発明の実施の形態2では、通信端末100の通信先毎に通信状況を算出し、表示部150で個別に画面表示する例を説明する。なお、本実施の形態2に係る通信端末100の構成は、実施の形態1で説明した図2〜図3と同様であるため、説明を省略する。
本実施の形態2において、表示部150は、通信端末100の通信先毎に図4(a)のような通信状況を表す画面表示を行う。また、各通信状況がいずれの通信先との間のものを示しているかを表すため、通信先のアドレス等の識別情報を併せて画面表示する。
図5では、記載の便宜上、通信端末の名称を通信状況と併せて画面表示する例を示したが、表示形式はこれに限られるものではない。
(2)通信状況算出部140は、例えば所定時間間隔で、または通信部110が通信を行う毎に、通信結果取得部130より通信部110の通信結果の瞬時値を取得する。このとき、例えばその通信先のアドレスなど、当該通信先を識別することのできる情報を併せて取得しておく。また、通信先が複数存在する場合には、各通信先毎に通信結果の瞬時値を取得する。
(4)通信状況算出部140は、以後同様に所定時間間隔で、通信結果取得部130より通信結果の瞬時値を取得する。
通信状況算出部140は、これまでのエラー発生回数の積算値をRAM等の記憶手段に通信先毎に格納しておき、ステップ(4)で取得した瞬時値を加算した値で従前の値を更新する。新たな通信先が生じると、新たな積算値を生成して初期化し、以後同様に積算値の更新を行う。
通信状況算出部140は、これまでの受信電波強度の平均値と算出開始からの積算経過時間をRAM等の記憶手段に通信先毎に格納しておく。本ステップで受信電波強度の瞬時値を取得すると、実施の形態1で説明したような計算式で現時点の平均値を通信先毎に算出し、従前の値を更新する。
図6は、本発明の実施の形態3に係る通信端末100の機能ブロック図である。
本実施の形態3に係る通信端末100は、実施の形態1で説明した図2の構成に加え、新たに開始指示部170、終了指示部180を備える。その他の構成は図2と同様であるため、説明を省略する。なお、図3の構成に加えて新たに開始指示部170、終了指示部180を設けてもよい。
終了指示部180は、通信状況算出部140に対し、通信部110の通信状況の算出終了を指示する手段である。
これらの手段は、例えば以下の(1)〜(4)のような手法で構成することができる。これらは1例であり、その他の手法をもって構成してもよい。
(2)これらのボタンをトグルボタン等で一体的に構成し、押下すると算出開始、再押下すると算出終了、といった動作を行うように構成してもよい。
次に、開始指示部170と終了指示部180を設けることによる効果を説明する。
必要でないときにまで算出処理を実施すると、そのために演算リソース等を消費してしまうので、好ましくない。特に、センサ端末のようにハードウェア資源が限られた端末であれば、不要な動作は極力実施しないようにすることが望ましい。
これにより、通信状況の不要な算出処理を抑制することができるので、特にハードウェア資源が限られた通信端末100において、その消費を抑える効果を顕著に発揮することができる。
これにより、開始指示部170と同様の効果を発揮することができる。
実施の形態3では、開始指示部170と終了指示部180を備え、通信状況の算出処理を必要なときのみ実施することができるようにした構成を説明した。
本発明の実施の形態4では、通信状況の算出処理を終了した後などに、算出結果を初期化して以後の算出処理を初期状態から再開することができるようにした構成を説明する。
本実施の形態4に係る通信端末100は、実施の形態3で説明した図6の構成に加え、新たに初期化指示部190を備える。その他の構成は実施の形態3と同様であるため、説明を省略する。
なお、図2や図3の構成に加えて初期化指示部190を設けてもよい。
通信状況の算出を一旦終了した後、改めて初めから算出を実施しようとした際に、RAM等に前回までの算出結果が残っていると、正確な算出の妨げになる。そこで本実施の形態4では、初期化指示部190を設けてこれを初期化することができるようにした。
これにより、通信状況の算出を再開した際に、前回までの算出結果に影響されず改めて算出を行うことができる。また、算出を一時的に中断しておいて前回算出結果を引き継ぎながら算出を再開したい場合には、初期化指示部190から初期化指示を入力することなく開始指示部170より開始指示を行えばよい。
この場合は、終了指示部180と初期化指示部190が一体的に構成されたものと同様の作用を奏することになる。
以上の実施の形態1〜4では、表示部150は通信部110の通信状況の算出結果を画面表示することを説明した。一般的に、電気的手段で構成された画面表示デバイスを用いて画面表示を行う際、例えば画面表示内容を更新して再描画する際などには、そのための電力を必要とする。
そこで、本発明の実施の形態5では、表示部150の表示回数を抑えるための手法を説明する。なお、本実施の形態5に係る通信端末100の構成は、実施の形態1〜4と同様であるため、説明を省略する。
通信状況算出部140は、例えば所定時間間隔で、または通信部110が通信を行う毎に、通信結果取得部130より通信部110の通信結果の瞬時値を取得し、通信状況の通算値を算出する。
通信状況算出部140は、この算出結果が変化した際のみ、算出結果を表示部150に出力する。これにより、通信状況の算出結果が変化した場合に限り、表示部150の表示を更新することができる。この動作は、通信状況の変化が少ない環境下において、表示更新頻度を削減したい場合に、特に奏功する。
通信状況算出部140は、例えば所定時間間隔で、または通信部110が通信を行う毎に、通信結果取得部130より通信部110の通信結果の瞬時値を取得し、通信状況の通算値を算出する。
通信状況算出部140は、所定時間が経過するまでその算出結果を保持しておき、表示部150の表示を更新する周期に到達した時点で、表示部150に算出結果を出力する。
あるいは、表示部150の表示更新間隔と同じ時間間隔で通信結果の瞬時値を取得し、即座に算出を実施して算出結果を表示部150に出力するようにしても、同様の動作となる。
これにより、表示部150の表示更新回数を抑えることができる。この動作は、通信状況の変化の多寡によらず、同様の効果を発揮する。
以上の実施の形態1〜5では、通信状況算出部140は通信部110の通信状況を算出することを説明したが、その前提として、算出に足るだけの通信が通信部110で行われる必要がある。
一方で、センサ端末のなかには、検出値が変化したときのみ通信を行って検出結果を送信するように構成されたものがある。
そこで、本発明の実施の形態6では、このような積極的に通信を行わない端末の通信状況を把握するための手法を説明する。
図8(a)は通常の窓開閉センサの動作例、図8(b)は本実施の形態6における動作例を示している。
なお、窓開閉センサ300は、実施の形態1〜5で説明した通信端末100と同様の構成を備えるものとする。
中継器200はその通信パケットを受信し、通信状況の算出処理を行った上で、その結果と窓開閉センサ300の検出結果をコントローラ400に宛てて転送する。
コントローラ400は、窓開閉センサ300の通信状況の算出結果を画面表示するとともに、侵入警報の発報など適宜必要な動作を実行する。
したがって、中継器200、窓開閉センサ300自身、およびコントローラ400は、窓開閉センサ300の通信状況を十分に把握することができず、窓開閉センサ300が通信をすることができなくなっていても、これに気が付かない等により必要な措置をとることができない。
中継器200は、窓開閉センサ300からの応答パケットを受信すると、通信状況の算出処理を行った上で、その結果をコントローラ400に宛てて転送する。
コントローラ400は、窓開閉センサ300の通信状況の算出結果を画面表示する。
一般的には、コントローラ400のような高機能端末に算出結果を集約してユーザがこれを閲覧することが便宜であると考えられる。
また、これ以外の通信環境でも、例えば通常動作では通信方向が1方向で発信側からのパケット送信がなければ通信が発生しないような通信システムでは、本実施の形態6で説明した手法を適用することで、同様の効果を発揮することができる。
これにより、通常の動作では通信状況を把握することが難しい通信端末についても、必要に応じて上述の専用パケットを送信して通信状況を把握することができるので、通信状況が悪化して通信ができなくなる前に、端末の設置位置を変更する、中継器200を増設する、といった措置をとることができる。
実施の形態6では、電池駆動される窓開閉センサ300に対して通信状況把握のための専用パケットを送信することを説明した。しかし、専用パケットをあまり多数送信し過ぎると、電池の消耗を促進してしまう。
そこで、本発明の実施の形態7では、電池駆動される通信端末に対して実施の形態6で説明したような専用パケットを送信する際には、通信頻度を他通信端末よりも低く抑える動作例を説明する。
なお、本実施の形態7に係る機器の構成は、実施の形態1〜6で説明したものと概ね同様であるため、必要に応じて差異点のみ説明する。
電池駆動される通信端末のアドレス等の識別情報を、当該通信システム内の通信端末100、中継器200、コントローラ400等の各通信機器が備える記憶手段にあらかじめ格納しておくか、もしくは各通信機器が通信可能な端末にあらかじめ保持させておく。
各通信機器は、上記識別情報を自己の記憶手段から読み取るか、もしくはこれを保持している端末から通信により取得し、電池駆動される通信端末を識別する。
当該通信システム内の各通信機器は、例えば端末種別を確認するためのパケットを通信ネットワーク内に同報送信する、もしくは各通信機器の端末種別を把握している端末に問い合わせる等の手法により、各通信機器の端末種別を取得し、電池駆動される通信端末を識別する。
次に、電池駆動される通信端末に対する通信頻度を低く抑える動作例を説明する。
ここでは、実施の形態6で説明した図8と同様に、中継器200が専用パケットを送信する例を示すが、その他の通信端末100やコントローラ400も同様の通信シーケンスを用いて専用パケットを送信することができる。
以下、図9の各ステップについて説明する。
中継器200は、窓開閉センサ300に対して、実施の形態6で説明した専用パケットの送信を開始する。窓開閉センサ300は、その専用パケットに対して応答する。
中継器200は、窓開閉センサ300からの応答を受信するときに得られる通信結果をRAM等の記憶手段に保持しておく。
(S902)
以後、中継器200は、例えば1時間置きに同様の専用パケットの送信を繰り返し実行する。この手順を例えば3日間等の所定期間実行する。
中継器200は、3日間の通信結果に基づき、窓開閉センサ300との間の通信状況を算出する。なお、3日間分をまとめて算出することに代えて、窓開閉センサ300からの応答を受信する毎に算出を実施してもよい。
中継器200は、通信状況の算出を終了した後、窓開閉センサ300に対する上述の専用パケットの送信を停止する。停止期間は例えば1ヶ月程度などに設定する。
(S904)
中継器200は、1ヶ月の停止期間を終了した後、窓開閉センサ300に対する上述の専用パケットの送信を再開する。以後、ステップS902と同様の手順を実行する。
(2)通信状況の把握は、窓開閉センサ300の設置時に行えば足りる場合もあるため、通信状況算出に足るだけの通信結果を取得できる程度(図9では3日間)の期間、専用パケットを送信すればよい。これにより、さらに電池消耗を抑える。
したがって、必要に応じて、窓開閉センサ300の設置位置を変更する、中継器200を増設するなどの措置をとることができ、窓開閉センサ300が確実に通信を行うことができる。
図9のステップS901〜S903と同様であるため、説明を省略する。
(S1004)
中継器200は、窓開閉センサ300と通信することができるか否かを確認するための試験パケットを窓開閉センサ300に宛てて送信する。ここでは、窓開閉センサ300から正常な応答を受信することができず、通信エラーになったものとする。
(S1005)
中継器200は、ステップS1004で通信エラーが発生した場合に限り、窓開閉センサ300に対する上述の専用パケットの送信を再開する。以後、ステップS1002と同様の手順を実行する。
以上の実施の形態1〜7で説明した通信端末100、中継器200、窓開閉センサ300、コントローラ400などの通信端末は、ZigBee端末として構成することもできる。この場合、通信制御部120は、通信部110を介してZigBeeに準拠した通信パケットを送受信する。
(2)窓開閉センサ300:ZigBee End Device(ZED)
(3)コントローラ400:ZigBee Coordinator(ZC)
この数値を受信側から送信側(通信状況を把握しようとしている機器)に知らせることにより、通信の成否だけでなく、これを用いて通算通信結果を算出することができる。
例えば、通信は成功しているが、受信強度が弱くあまり通信状況はよくない、といった判断を行うことが可能となる。
この仕組みは、上述の受信電波強度に相当するものである。
Claims (15)
- 無線通信で通信パケットを受信する通信部と、
前記通信部の通信結果を取得する通信結果取得部と、
前記通信結果取得部が取得した通信結果に基づき前記通信部の所定期間の通算通信結果を算出する通信状況算出部と、
前記通信状況算出部が算出した通算通信結果を表示する表示部と、
前記通信部の通信先が電池駆動される端末であるか否かを判別する手段と、
を備え、
前記通信部は、
自無線通信端末における通信結果を取得するためのみに用いる専用パケットを通信先に送信し、
通信先が電池駆動される端末である場合には、
それ以外の通信先に対するよりも前記専用パケットの送信頻度を低くし、
前記専用パケットを当該通信先に所定量送信した後その送信を停止し、
一定時間経過後に当該通信先と通信することができるか否かを確認する試験パケットを送信し、
その試験パケットに通信エラーが発生すると、前記専用パケットの送信を再開する
ことを特徴とする無線通信端末。 - 前記通信部が受信した他通信端末宛の通信パケットを当該他通信端末に宛てて転送する中継部を備えた
ことを特徴とする請求項1記載の無線通信端末。 - 前記通信結果取得部は、
前記通信部の通信先毎に前記通信結果を取得し、
前記通信状況算出部は、
前記通信結果に基づき前記通信部の通信先毎に前記所定期間の通算通信結果を算出し、
前記表示部は、
前記通信状況算出部が算出した前記通信部の通信先毎の通算通信結果を表示する
ことを特徴とする請求項1または請求項2記載の無線通信端末。 - 前記通信状況算出部に前記通算通信結果の算出を開始すべき旨を指示する開始指示手段を備えた
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記通信状況算出部に前記通算通信結果の算出を終了すべき旨を指示する終了指示手段を備えた
ことを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記通信状況算出部の算出結果を初期化する初期化手段を備えた
ことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記表示部は、前記所定期間における前記通信結果の平均値を表示する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記表示部は、前記所定期間における前記通信結果の最悪値を表示する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記表示部は、
前記所定期間において前記通信部の通信エラー率が所定閾値を所定時間継続して超過した際の前記通信結果を表示する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記表示部は、
前記通信状況算出部の算出結果が変化する毎に前記通算通信結果の表示を更新する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記表示部は、所定時間間隔が経過する毎に前記通算通信結果の表示を更新する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記通信部は、
通信先が電池駆動される端末である場合には、
前記専用パケットを当該通信先に所定量送信した後その送信を停止する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記通信部は、
通信先が電池駆動される端末である場合には、
前記専用パケットを当該通信先に所定量送信した後その送信を停止し、
一定時間経過後に前記専用パケットの送信を再開する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項11のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記通信部は、ZigBee(登録商標)に準拠した無線通信を行う
ことを特徴とする請求項1ないし請求項13のいずれかに記載の無線通信端末。 - 前記通信部は、
前記通信状況算出部の算出結果を所定の他通信端末に送信する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項14のいずれかに記載の無線通信端末。
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