JP5166203B2 - センサネットワークシステム、センサノード、及び基地局 - Google Patents
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Description
T1(M)=M×ds1・・・(1)
T2(M)=M×ds2・・・(2)
したがって、T1(M)とT2(M)とが同じ時刻(又は、同じタイミング)であるためには、サンプリング間隔ds1とds2とが同じでなければならない。
以下、本発明の第1の実施形態のセンサネットワークシステムについて、図2から図11を用いて説明する。
T1(M) = M×ds1 ・・・(1)
T2(M) = M×ds2 ・・・(2)
各センサノードのサンプリングのタイミングは、各センサノードが備えるクロック部305によって与えられるため、各センサノードのクロック部305が正確である場合には、ds1=ds2となる。
T2(M)=M×ds1×(補正係数)・・・(3)
つまり、前述した補正係数を計算することによって、基地局200は、T1(M)とT2(M)との共通の時間軸を得ることができる。
S1(K)=S1(K−1)+ΔNs1(K)・・・(4)
S2(K)=S2(K−1)+ΔNs2(K)・・・(5)
ここで、ΔNs(K)は次の式のとおり定義される。
ΔNs(K)=Ns(K)−Ns(K−1)
(Ns(K)>=Ns(K−1)の場合)
ΔNs(K)=Ns(K)−Ns(K−1)+X
(Ns(K)<Ns(K−1)の場合)・・・(6)
ここで、X=(カウンタの最大値+1)である。
(補正係数)=S1(K)/S2(K)・・・(7)
前述した方法によれば、計測の時間が長くなるほど、補正係数が正確になるため、基地局200は、各センサノードの間のクロックを相対的に正しく補正することができる。
M1(K)=M1(K−1)+ΔNs1(K)−ΔNs1(K−L+1)・・・(8)
M2(K)=M2(K−1)+ΔNs2(K)−ΔNs2(K−L+1)・・・(9)
(補正係数)=M1(K)/M2(K) ・・・(10)
以上説明したとおり、補正係数に基づいて各センサノードのクロックを相対的に補正することによって、各センサノードのセンシングデータの取得時刻を合わせることができる。
図12は、本発明の第2の実施形態のセンサノードの構成の例を示すブロック図である。
次に、本発明のセンサネットワークシステムを自動車内に備わる装置のデータ(例えば、走行データ)の計測に適用した例について説明する。
201 センサノード(Sensor node)
302 センサ(Sensor)
303 送受信装置(Transceiver)
304 アナログディジタル変換部(A/D)
305 クロック部(Clock)
306 カウンタ(Counter)
307 インターフェース(I/F)
308 コントローラ(Controller)
309 記憶部(Memory)
1200 センサノード(Sensor node)
1202 センサ(Sensor)
1203 送受信装置(Transceiver)
1204 アナログディジタル変換部(A/D)
1205 クロック部(Clock)
1206 カウンタ(Counter)
1207 インターフェース(I/F)
1208 コントローラ(Controller)
1209 記憶部(Memory)
Claims (11)
- 複数のセンサノードに所定のタイミングでビーコン信号を送信する基地局と、データを計測し、前記基地局から送信されたビーコン信号に従って、前記計測されたデータを前記基地局に送信する前記複数のセンサノードと、を備えるセンサネットワークシステムであって、
前記複数のセンサノードは、基準となる第1のセンサノードと、前記第1のセンサノード以外の第2のセンサノードとを含み、
前記各センサノードは、所定のデータを計測するセンサと、前記基地局との間で信号を送受信する送受信部と、前記センサによって計測されたデータの取得と前記取得されたデータの送信とを制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記ビーコン信号を受信した時刻を取得し、
前記送受信部は、前記ビーコン信号の受信時刻及び取得されたデータを前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記各センサノードにおけるビーコン信号の受信時刻及び取得されたデータを受信し、
前記第1のセンサノードから受信した前記ビーコン信号の受信時刻と、前記第2のセンサノードから受信した前記ビーコン信号の受信時刻との相対的な関係に基づいて、前記データの取得時刻を補正することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 請求項1において、
前記各センサノードは、さらに、クロック部と、前記クロック部が発生するクロックを計数するカウンタ部と、を備え、
前記制御部は、前記カウンタ部によって計数されたカウンタ値を前記ビーコン信号の受信時刻に対応付け、
前記基地局は、
前記各センサノードの前記カウンタ値を、前記各センサノード毎に積算し、
前記第1のセンサノードのカウンタ値の第1の積算値と、第2のセンサノードのカウンタ値の第2の積算値との比に基づいて、前記第2のセンサノードによって計測されたデータの取得時刻を補正することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 請求項2において、
前記各センサノードは、さらに、前記センサによって計測されたデータをサンプリングすることによって取得するアナログディジタル変換部を備え、
前記アナログディジタル変換部は、前記センサによって計測されたデータを、前記クロック部が発生するクロックに基づいてサンプリングすることによって、前記サンプリングの回数が前記カウンタ値と等しくなるようにすることを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 請求項2において、
前記基地局は、トリガ信号を送信し、
前記各センサノードは、前記トリガ信号を受信した時に、前記カウンタ部を初期化し、データの計測を開始することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 請求項1において、
前記各センサノードは、さらに、前記取得されたデータを格納する記憶部を備え、
前記制御部は、前記ビーコン信号の受信時刻と前記取得されたデータとを含む複数のパケットを前記記憶部に格納し、
前記送受信部は、前記格納された複数のパケットを前記基地局に送信し、
前記制御部は、前記送信に失敗した場合、前記記憶部に格納されたパケットを前記基地局に再送することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 請求項5において、
前記基地局は、
前記パケットを正しく受信したことを示す情報、又は、前記パケットを正しく受信しなかったことを示す情報を前記ビーコン信号に含め、
前記いずれかの情報を含むビーコン信号を前記複数のセンサノードに送信し、
前記制御部は、前記ビーコン信号に含まれる情報に基づいて、前記パケットが正しく送信されたか否かを判定することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 請求項1において、
前記制御部は、
前記取得された一連のデータ列を所定の単位に分割し、
前記分割されたデータのうち隣接する部分を異なるパケットに格納し、
前記送受信部は、前記データの部分が格納されたパケットを前記基地局に送信することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - データを計測する複数のセンサノードと接続される基地局であって、
前記基地局は、所定のタイミングでビーコン信号を送信し、
前記複数のセンサノードは、基準となる第1のセンサノードと、前記第1のセンサノード以外の第2のセンサノードとを含み、
前記各センサノードは、前記基地局から送信されたビーコン信号に従って、前記計測されたデータを前記基地局に送信し、
前記基地局は、
前記ビーコン信号の受信時刻と、前記取得されたデータとを、前記センサノードから受信し、
前記第1のセンサノードから受信した前記ビーコン信号の受信時刻と、前記第2のセンサノードから受信した前記ビーコン信号の受信時刻との相対的な関係に基づいて、前記データの取得時刻を補正することを特徴とする基地局。 - 請求項8において、
前記各センサノードが所定のクロック信号に基づいて計数したカウンタ値を、前記各センサノード毎に積算し、
前記第1のセンサノードのカウンタ値の第1の積算値と、第2のセンサノードのカウンタ値の第2の積算値との比に基づいて、前記第2のセンサノードによって計測されたデータの取得時刻を補正することを特徴とする基地局。 - 請求項9において、
前記基地局は、前記複数のセンサノードに前記カウンタ値の初期化を指示するトリガ信号を送信することを特徴とする基地局。 - 請求項8において、
前記基地局は、
前記ビーコン信号の受信時刻と前記取得されたデータとを含む複数のパケットを正しく受信したことを示す情報、又は、前記パケットを正しく受信しなかったことを示す情報を前記ビーコン信号に含め、
前記いずれかの情報を含むビーコン信号を、前記パケットが正しく送信されたか否かを判定させるために、前記複数のセンサノードに送信することを特徴とする基地局。
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