JP5187281B2 - Gateway device - Google Patents
Gateway device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5187281B2 JP5187281B2 JP2009148549A JP2009148549A JP5187281B2 JP 5187281 B2 JP5187281 B2 JP 5187281B2 JP 2009148549 A JP2009148549 A JP 2009148549A JP 2009148549 A JP2009148549 A JP 2009148549A JP 5187281 B2 JP5187281 B2 JP 5187281B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- packet transmission
- transmission timing
- node
- packet
- designated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Data Exchanges In Wide-Area Networks (AREA)
- Small-Scale Networks (AREA)
Description
本発明は、通信網間でパケットを中継するゲートウェイ装置に関する。 The present invention relates to a gateway device that relays packets between communication networks.
近年、いわゆるセンサネットワークやホームネットワークと称される家庭内、屋外問わず様々な物の管理や機器の操作のためのネットワークシステムが開発されている。例えば非特許文献1のようなホームネットワークの構築のための業界団体の標準化仕様書が策定されている。 2. Description of the Related Art In recent years, network systems for managing various things and operating devices, both home and outdoors, called so-called sensor networks and home networks have been developed. For example, a standardized specification of an industry group for building a home network such as Non-Patent Document 1 has been formulated.
一般にセンサネットワークシステムは他のシステムと連携して動作する。例えば、当該他のシステムに属するデータ処理ノード(データを処理するためのアプリケーションを有するノード。以下、アプリケーションノードと称する)が、センサネットワークシステムに属するセンサノードから例えば温度や降雨量などを表すセンサデータを取得してデータ処理するといった動作を行う。センサネットワークシステムと他のシステムとの間でデータを中継するためにゲートウェイ装置が設置されており、これらのシステムはゲートウェイ装置を介して互いにデータを送受信できる。 In general, a sensor network system operates in cooperation with other systems. For example, a data processing node belonging to the other system (a node having an application for processing data; hereinafter referred to as an application node) represents sensor data representing, for example, temperature and rainfall from the sensor node belonging to the sensor network system. To obtain data and process the data. Gateway devices are installed to relay data between the sensor network system and other systems, and these systems can transmit and receive data to and from each other via the gateway device.
ところで、複数のセンサノードがアプリケーションノードを宛先としてゲートウェイ装置へそれぞれパケットを送信した場合には、いわゆるパケット衝突が発生し、パケットロスが生じる。消失したパケットについては、そのパケットの送信元のノードが再送することになるが、この場合、データ処理ノードに予め設定されている所望のデータ取得時刻と実際のデータ取得時刻との間に再送時間分だけの差が生じてしまっていた。それ故、データを取得できない、または取得できても正確なデータ処理を行うことができないという問題があった。 By the way, when a plurality of sensor nodes transmit packets to the gateway device with the application node as a destination, so-called packet collision occurs and packet loss occurs. The lost packet is retransmitted by the source node of the packet. In this case, the retransmission time is between the desired data acquisition time preset in the data processing node and the actual data acquisition time. There was a difference of only minutes. Therefore, there is a problem that data cannot be acquired or accurate data processing cannot be performed even if it can be acquired.
本発明は上記した如き問題点に鑑みてなされたものであって、アプリケーションノードが所望のタイミングでデータを取得することができるゲートウェイ装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a gateway device that allows an application node to acquire data at a desired timing.
本発明によるゲートウェイ装置は、少なくとも2つの通信網の間でパケットを中継するゲートウェイ装置であって、前記通信網の一方に属する少なくとも1つのデータ要求ノードからの指定ノードと指定周期とを含むデータ要求信号を受信する受信部と、前記通信網の他方に属するノード毎の少なくともホップ数を記憶する記憶部と、前記指定ノードの各々に対応するホップ数と前記指定周期とに少なくとも基づいて当該指定ノード毎のパケット送信タイミングを設定するパケット送信タイミング設定部と、前記パケット送信タイミングでのパケット送信を要求するパケット送信要求信号を前記指定ノードの各々へ送信する送信部と、を含むことを特徴とする。 A gateway apparatus according to the present invention is a gateway apparatus that relays a packet between at least two communication networks, and includes a data request including a specified node and a specified period from at least one data request node belonging to one of the communication networks. A receiving unit that receives a signal, a storage unit that stores at least the number of hops for each node belonging to the other of the communication network, and the designated node based at least on the number of hops corresponding to each of the designated nodes and the designated period A packet transmission timing setting unit that sets a packet transmission timing for each packet; and a transmission unit that transmits a packet transmission request signal for requesting packet transmission at the packet transmission timing to each of the designated nodes. .
本発明によるゲートウェイ装置によれば、アプリケーションノードが所望のタイミングでデータを取得することができる。 According to the gateway device of the present invention, the application node can acquire data at a desired timing.
以下、本発明に係る実施例について添付の図面を参照しつつ詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は本実施例によるゲートウェイ装置1をセンサノード4−1−1などと共に表すブロック図である。ゲートウェイ装置1は、例えばインターネットなどの通信網2−1と例えばセンサネットワークなどの通信網2−2との間でパケットを中継するパケット中継装置である。アプリケーションノード3−1は、ゲートウェイ装置1を介して受信したパケットに含まれるデータを処理するためのアプリケーションを備えるノードであり、例えばセンサノード4−1−1が備えるセンサによって得られた温度や降雨量などを表すデータの解析処理を行うデータ処理ノードである。アプリケーションノード3−2〜3−n(nは正整数)の各々もアプリケーションノード3−1と同様の構成である。
FIG. 1 is a block diagram showing the
センサノード4−1−1は、例えば温度や降雨を検知するセンサを備え、当該センサによって得られた温度や降雨量を表すデータを生成し、ゲートウェイ装置1からのパケット送信タイミングを含むパケット送信要求信号に応じて当該データを宛先のアプリケーションノード(3−1〜3−nのいずれか)へ送信するノードである。センサノード4−1−2〜4−4−2の各々もセンサノード4−1−1と同様の構成であり、各々が互いに通信するための例えばZigBee(登録商標)の仕様に従ったツリールーティングによって得られたパス情報を保持している。なお、ゲートウェイ装置1もこのパス情報を取得して保持及び利用できる。センサノード4−1−1〜4−4−2によって構成されるいわゆるツリー型の通信ネットワークが通信網2−2である。なお、通信網2−2には別の複数のセンサノードが更に含まれていても良いし、通信網2−2が図1に示されるよりも少ない数のセンサノードから構成されていても良い。
The sensor node 4-1-1 includes, for example, a sensor for detecting temperature and rainfall, generates data representing the temperature and rainfall obtained by the sensor, and includes a packet transmission request including a packet transmission timing from the
図2は、ゲートウェイ装置1を表すブロック図である。ゲートウェイ装置1は、パケット受信部10と、APデータ変換部11と、信号送信部12と、信号受信部13と、センサデータ変換部14と、パケット送信部15と、ネットワーク情報管理部16と、ネットワーク情報記憶部17と、センサデータ要求情報記憶部18と、パケット送信タイミング設定部19と、を含む。
FIG. 2 is a block diagram showing the
パケット受信部10は、通信網2−1を介して到来したアプリケーションノード3−1〜3−nからのパケットを受信する。APデータ変換部11は、パケット受信部10によって受信されたパケットのフォーマットを通信網2−2へ送信するのに適した形式に変換する。信号送信部12は、APデータ変換部11によるフォーマットの変換によって得られたパケット信号を通信網2−2へ送信する。以下、パケット受信部10と、APデータ変換部11と、信号送信部12と、を総称してパケット中継部20と称する。すなわち、パケット中継部20は、通信網2−1を介して到来した送信元ノードからのパケットを通信網2−2を介して送信先ノードへ中継する。また、信号送信部12は、このような中継のみならず、後述のパケット送信タイミング設定部19によって生成されたパケット送信要求信号を含むパケットを通信網2−1を介して送信する機能も有する。
The
信号受信部13は、通信網2−2を介して到来したセンサノード4−1−1〜4−4−2からのパケット信号を受信する。センサデータ変換部14は、信号受信部13によって受信されたパケット信号のフォーマットを通信網2−1へ送信するのに適した形式に変換する。パケット送信部15は、センサデータ変換部14によるフォーマットの変換によって得られたパケットを通信網2−1へ送信する。以下、信号受信部13と、センサデータ変換部14と、パケット送信部15と、を総称して信号中継部21と称する。すなわち、信号中継部21は、通信網2−2を介して到来した送信元ノードからのパケット信号を通信網2−1を介して送信先ノードへ中継する。
The
ネットワーク情報管理部16は、通信網2−2に属するセンサノード4−1−1〜4−4−2によって構成されるネットワークトポロジーについての情報を管理する。当該情報は、例えばセンサノード毎のホップ数や子ノード数である。通信網2−2のネットワークトポロジーが例えばZigBeeの仕様に従って構成されたクラスタツリー型のトポロジーである場合、ネットワーク情報管理部16は、センサノード4−1−1〜4−4−2からのパケットのアドレスフィールドに含まれる2バイトのショートアドレスから、例えばセンサノード毎のホップ数や子ノード数などのネットワークトポロジーの構成を解析する。ZigBeeのネットワークアドレスとしてはIEEE802.15.4で規定されている16ビットショートアドレスが用いられる。
The network
ネットワーク情報記憶部17は、例えばセンサノード毎のホップ数や子ノード数などの、通信網2−2に属するセンサノード4−1−1〜4−4−2によって構成されるネットワークトポロジーについての情報を記憶する例えばハードディスクやRAMなどの記憶媒体である。当該情報は、ネットワーク情報管理部16によって取得されたものでも良いし、ネットワーク管理者等によって予め入力されたものでも良い。詳細には、ネットワーク情報記憶部17は、これらの情報をネットワーク構成テーブルとして記憶する。
The network information storage unit 17 is information about the network topology configured by the sensor nodes 4-1-1 to 4-4-2 belonging to the communication network 2-2, such as the number of hops and the number of child nodes for each sensor node. For example, a storage medium such as a hard disk or a RAM. The information may be acquired by the network
図3は、ネットワーク構成テーブルを表す図である。「ノード識別子」は、センサノード4−1−1〜4−4−2の各々を表す識別子である。「ホップ数」は、パケットがゲートウェイ装置1に到達するまでにセンサノードによって送信される回数である。例えばセンサノード4−1−1がパケットを送信する場合には1回であり、センサノード4−4−1がパケットを送信する場合には、センサノード4−4−1、4−3−1、4−2−1、4−1−1によって送信されるので4回である。「子ノード数」は、ツリー構造におけるあるノードに下属するノード(子ノード)の数である。換言すれば、子ノード数は、そのノードによってパケット中継されなければパケットをゲートウェイ装置1へ送信することができないノードの数である。例えばセンサノード4−4−1についての子ノードは存在せず、子ノード数は0である。また、センサノード4−3−1についての子ノードはセンサノード4−4−1及び4−4−2であり、子ノード数は2である。ネットワーク構成テーブルには、通信網2−2に属するセンサノード4−1−1〜4−4−2の各々についてこれらの情報が記憶されている。
FIG. 3 is a diagram illustrating a network configuration table. The “node identifier” is an identifier representing each of the sensor nodes 4-1-1 to 4-4-2. The “hop count” is the number of times that a packet is transmitted by the sensor node before reaching the
センサデータ要求情報記憶部18は、パケット受信部10によって受信された、センサノード(4−1−1〜4−4−2のいずれか)へのデータ送信要求を含むパケット(以下、データ要求信号とも称する)に含まれる指定ノード及び指定周期などのデータを記憶する例えばハードディスクやRAMなどの記憶媒体である。詳細には、センサデータ要求情報記憶部18は、これらの情報をアプリケーション要求テーブルとして記憶する。
The sensor data request
図4は、アプリケーション要求テーブルを表す図である。「アプリケーションノード識別子」は、データ送信要求を発したアプリケーションノード(3−1〜3−nのいずれか)に固有の例えばIPアドレスなどの識別子である。パケット受信部10によって受信されたデータ送信要求を含むパケットのヘッダ内に示されている送信元アドレスが「アプリケーションノード識別子」として記憶される。ここでは、便宜上、3−1などとして表している。「センサノード識別子」は、データ送信要求に含まれる、センサノード4−1−1〜4−4−2のいずれか1つを示す例えばIPアドレスなどのノード毎に固有の識別子である。当該識別子は、データ送信要求を発したアプリケーションノード(3−1〜3−nのいずれか)が、センサデータの取得対象とすべきセンサノード(4−1−1〜4−4−2のいずれか)を指定するために用いられる。以下、当該識別子によって指定されたノードを指定ノードとも称する。ここでは、便宜上、4−4−1などとして表している。
FIG. 4 is a diagram illustrating an application request table. The “application node identifier” is an identifier such as an IP address that is unique to the application node (any one of 3-1 to 3-n) that has issued the data transmission request. The transmission source address indicated in the header of the packet including the data transmission request received by the
例えば「アプリケーションノード識別子」が3−1、「センサノード識別子」が4−4−1である場合、アプリケーションノード3−1が、センサノード4−4−1が保持しているセンサデータを取得すべく、センサノード4−4−1を指定ノードとしていることを表す。「指定周期」は、データ送信要求を発したアプリケーションノード(3−1〜3−nのいずれか)が、センサデータを取得すべき周期を指定したものである。例えば「アプリケーションノード識別子」が3−1、「指定周期」が10であれば、アプリケーションノード3−1が10秒間隔でのセンサデータの取得を望んでいることを表している。センサデータ要求情報記憶部18は、パケット受信部10によってデータ送信要求を含むパケットが受信される毎に、アプリケーション要求テーブルにこれらの情報を順次記憶する。
For example, when the “application node identifier” is 3-1 and the “sensor node identifier” is 4-4-1, the application node 3-1 acquires the sensor data held by the sensor node 4-4-1. Therefore, the sensor node 4-4-1 is designated as the designated node. The “designated period” is a period in which the application node (any one of 3-1 to 3-n) that has issued the data transmission request designates a period for acquiring sensor data. For example, if the “application node identifier” is 3-1 and the “designated period” is 10, it indicates that the application node 3-1 wants to acquire sensor data at intervals of 10 seconds. Each time the
パケット送信タイミング設定部19は、ネットワーク情報記憶部17に記憶されているネットワーク構成テーブルの情報と、センサデータ要求情報記憶部18に記憶されているアプリケーション要求テーブルの情報とに基づいて、指定ノード毎のパケット送信タイミングを設定する。ここで、パケット送信タイミングは、指定ノードがアプリケーションノードへパケットを送信すべきタイミングであり、初期送信時刻と送信周期とからなる。
The packet transmission
パケット送信タイミング設定部19は、ネットワーク構成テーブルに含まれるホップ数と子ノード数とに基づいてパケット送信タイミングを優先的に設定すべきセンサノードを決定し、アプリケーション要求テーブルに含まれる指定周期に基づいてそのセンサノードについてのパケット送信タイミングを設定する。パケット送信タイミング設定部19は指定ノード毎にこのような設定を行い、パケット送信タイミングを含むパケット送信要求信号(パケット信号)を生成する。パケット送信要求信号は、信号送信部12によって通信網2−1を介して指定ノード(センサノード4−1−1〜4−4−2のいずれか)に送信される。
The packet transmission
上記したパケット送信タイミング設定部19などの各ブロックの機能は例えばCPUなどの演算処理機能を備えたマイクロプロセッサによりハードウェアとして実現可能であり、また、これらの機能を実現するコンピュータプログラムの実行によってソフトウェアとしても実現可能である。
The function of each block such as the packet transmission
図5は、パケット送信タイミング設定処理ルーチンを表すフローチャートである。以下、図5を参照しつつ、パケット送信タイミング設定部19によるパケット送信タイミング設定処理について説明する。パケット送信タイミング設定部19は、パケット受信部10によってデータ送信要求を含むパケットが受信される毎に当該ルーチンを実行する。
FIG. 5 is a flowchart showing a packet transmission timing setting processing routine. Hereinafter, the packet transmission timing setting process by the packet transmission
先ず、パケット送信タイミング設定部19は、データ送信要求に応じて、アプリケーション要求テーブル(図4)に記憶されているセンサノード識別子(指定ノード)4−4−1、4−2−1及び4−2−3のうちのホップ数の最も大きいものを、ネットワーク構成テーブル(図3)を参照して選択する(ステップS101)。詳細には、ネットワーク構成テーブルにおけるセンサノード識別子4−4−1のホップ数は4であり、4−2−1のホップ数は2であり、4−2−3のホップ数は2であるので、パケット送信タイミング設定部19は、ホップ数の最も大きいセンサノード識別子4−4−1を選択する。
First, the packet transmission
次に、パケット送信タイミング設定部19は、アプリケーション要求テーブルに記憶されているセンサノード識別子のうち、ホップ数が4であるセンサノード識別子は4−4−1のみであると判別し(ステップS102)、ステップS103を実行せず、ステップS104に移行する。
Next, the packet transmission
続いて、パケット送信タイミング設定部19は、センサノード4−4−1についてのパケット送信タイミングを設定する(ステップS104)。パケット送信タイミングは、センサノード4−4−1によるセンサデータの初期送信時刻と送信周期とからなる。パケット送信タイミング設定部19は、例えばパケット受信部10によるデータ送信要求を含むパケットの受信時刻から所定時間経過後の時刻を初期送信時刻T0として設定する。ここで、所定時間は、例えばゲートウェイ装置1からのパケットが通信網2−1を介してセンサノード4−4−1へ到達するまでに十分な時間である。
Subsequently, the packet transmission
また、パケット送信タイミング設定部19は、アプリケーション要求テーブルに記憶されている、センサノード4−4−1についての指定周期を送信周期として設定する。この場合、指定周期は例えば10秒である。このようにして設定されたパケット送信タイミングは、図6(a)に示される如く、センサノード4−4−1が、初期送信時刻T0に最初のパケットA0を送信し、次に初期送信時刻T0から指定周期10秒経過後の時刻T3に2番目のパケットA1を送信し、続いて同様に指定周期10秒経過毎にパケットA2、・・・を順次送信すべき旨を表している。
Further, the packet transmission
パケット送信タイミング設定部19は、このパケット送信タイミングでのパケット送信を要求するパケット送信要求信号を生成し、信号送信部12をしてセンサノード4−4−1へ送信せしめる(ステップS105)。
The packet transmission
パケット送信タイミング設定部19は、センサノード識別子4−2−1及び4−2−3についてのパケット送信タイミングの設定が完了していないと判別し(ステップS106)、これらのノード識別子についてもステップS101の処理から順次実行する。
The packet transmission
パケット送信タイミング設定部19は、ネットワーク構成テーブルにおけるセンサノード識別子4−2−1のホップ数は2であり、4−2−3のホップ数も2であるので、ホップ数の最も大きい1つのセンサノード識別子を選択できないと判別し(ステップS101、S102)、ステップS103の処理に移行する。
The packet transmission
この場合、パケット送信タイミング設定部19は、センサノード識別子4−2−1及び4−2−3のうちの子ノード数の最も大きいものを、ネットワーク構成テーブルを参照して選択する(ステップS103)。詳細には、ネットワーク構成テーブルにおけるセンサノード識別子4−2−1の子ノード数は4であり、4−2−3の子ノード数は0であるので、パケット送信タイミング設定部19は、子ノード数の最も大きいセンサノード識別子4−2−1を選択する。
In this case, the packet transmission
続いて、パケット送信タイミング設定部19は、センサノード4−2−1についてのパケット送信タイミングを設定する(ステップS104)。パケット送信タイミングは、センサノード4−2−1によるセンサデータの初期送信時刻と送信周期とからなる。パケット送信タイミング設定部19は、例えば先に設定したセンサノード4−4−1についての初期送信時刻T0から一定時間経過後の時刻を初期送信時刻T1として設定する。ここで、一定時間は、例えば先に設定したセンサノード4−4−1についての送信周期10秒を、アプリケーション要求テーブルに記憶されているセンサノード識別子の数(図3の場合には3)で除算して得られた時間約3.3秒である。この場合、センサノード4−4−1についての初期送信時刻T0から約3.3秒経過後の時刻をセンサノード4−2−1についての初期送信時刻T1として設定する。
Subsequently, the packet transmission
また、パケット送信タイミング設定部19は、アプリケーション要求テーブルに記憶されている、センサノード4−2−1についての指定周期を送信周期として設定する。この場合、指定周期は例えば10秒である。このようにして設定されたパケット送信タイミングは、図6(b)に示される如く、センサノード4−2−1が、時刻T0から約3.3秒経過後の初期送信時刻T1に最初のパケットB0を送信し、次に初期送信時刻T1から指定周期10秒経過後の時刻T4に2番目のパケットB1を送信し、続いて同様に指定周期10秒経過毎にパケットB2、・・・を順次送信すべき旨を表している。
Further, the packet transmission
パケット送信タイミング設定部19は、このパケット送信タイミングでのパケット送信を要求するパケット送信要求信号を生成し、信号送信部12をしてセンサノード4−2−1へ送信せしめる(ステップS105)。
The packet transmission
パケット送信タイミング設定部19は、センサノード識別子4−2−3についてのパケット送信タイミングの設定が完了していないと判別し(ステップS106)、ノード識別子4−2−3についてもステップS101の処理から順次実行する。パケット送信タイミング設定部19は、上記したのと同様の処理により、センサノード識別子4−2−3についてのパケット送信タイミングを設定する(ステップS104)。当該設定されたパケット送信タイミングは、図6(c)に示される如く、センサノード4−2−3が、時刻T1から約3.3秒経過後の初期送信時刻T2に最初のパケットC0を送信し、次に初期送信時刻T2から指定周期10秒経過後の時刻T5に2番目のパケットC1を送信し、続いて同様に指定周期10秒経過毎にパケットC2、・・・を順次送信すべき旨を表している。
The packet transmission
パケット送信タイミング設定部19は、このパケット送信タイミングでのパケット送信を要求するパケット送信要求信号を生成し、信号送信部12をしてセンサノード4−2−3へ送信せしめる(ステップS105)。パケット送信タイミング設定部19は、全てのセンサノードについてのパケット送信タイミングの設定を完了したと判別し(ステップS106)、パケット送信タイミング設定処理ルーチンを終了する。
The packet transmission
上記した例は、各センサノードについての初期送信時刻を約3.3秒間隔として設定した場合の例であるが、初期送信時刻の設定はこれに限られず、各センサノードについての初期送信時刻が互いに重なり合わないように設定しさえすれば良い。 The above example is an example in which the initial transmission time for each sensor node is set as an interval of about 3.3 seconds, but the setting of the initial transmission time is not limited to this, and the initial transmission time for each sensor node is All you have to do is set them so that they do not overlap.
また、上記したステップS101〜S103の処理によって優先度が高いとされたセンサノードに対して、他のセンサノードに比較してより多くのパケット送信回数を割り当てるようにしても良い。例えば、ネットワーク構成テーブル(図3)におけるセンサノード識別子4−4−1、4−2−1及び4−2−3の各々についての指定周期の和である30秒の期間内で各センサノードによるパケット送信回数に差を持たせる。図7は、一定期間30秒内において各センサノードによるパケット送信回数に差を持たせた場合のパケット送信タイミングを表す模式図である。 Further, a larger number of packet transmissions may be assigned to the sensor node that is determined to have a higher priority by the processes in steps S101 to S103 as compared to other sensor nodes. For example, each sensor node within a period of 30 seconds, which is the sum of the designated periods for each of the sensor node identifiers 4-4-1, 4-2-1 and 4-2-3 in the network configuration table (FIG. 3). Make a difference in the number of packet transmissions. FIG. 7 is a schematic diagram showing packet transmission timing when there is a difference in the number of packet transmissions by each sensor node within a predetermined period of 30 seconds.
先ず、パケット送信タイミング設定部19は、例えばアプリケーション要求テーブルにおけるセンサノード識別子4−4−1、4−2−1及び4−2−3の各々についての指定周期(各10秒)の和(30秒)を算出する。次に、パケット送信タイミング設定部19は、上記した例と同様にしてパケット送信間隔を約3.3秒として算出する。パケット送信間隔を約3.3秒とした場合、所定周期30秒内で9つのパケットを送信可能である。そこで、パケット送信タイミング設定部19は、この9パケットを上記した3つのセンサノードに対して優先順に例えば3:2:1の比率で割り振る。この場合、当該30秒間に例えばセンサノード4−4−1に対しては5回、センサノード4−2−1に対しては3回、センサノード4−2−3に対しては1回のパケット送信回数がそれぞれ割り当てられる。なお、比率計算で割り切れない場合には小数点以下を適宜、四捨五入又は切り捨て処理してパケット送信回数を算出する。
First, the packet transmission
上記のようにパケット送信回数が設定された場合、各センサノードについてのパケット送信タイミングは例えば図7に示される如く設定されたこととなる。詳細には、センサノード4−4−1については時刻T0〜T4の間に約3.3秒間隔で5回連続してパケット送信すべき設定がなされ、センサノード4−2−1については時刻T5〜T7の間に約3.3秒間隔で3回連続してパケット送信すべき設定がなされ、センサノード4−2−3については時刻T8に1回のパケット送信をすべき設定がなされたこととなる。 When the number of packet transmissions is set as described above, the packet transmission timing for each sensor node is set as shown in FIG. 7, for example. Specifically, the sensor node 4-4-1 is set to transmit packets five times at intervals of about 3.3 seconds between times T0 and T4, and the sensor node 4-2-1 Between T5 and T7, settings were made to transmit packets three times at intervals of about 3.3 seconds, and sensor node 4-2-3 was set to transmit packets once at time T8. It will be.
例えばパケットA0〜A4の各々が同一データである場合、パケット衝突によりアプリケーションノード3−1がパケットA0を受信できなかった場合でも、パケットA1〜A4のいずれかを受信できれば良いので、パケットの取得時間が実質的に拡張されたこととなり、アプリケーションノード3−1が所望のタイミングでデータを取得し易くなる。 For example, when each of the packets A0 to A4 is the same data, even if the application node 3-1 cannot receive the packet A0 due to a packet collision, it is only necessary to receive any of the packets A1 to A4. Is substantially expanded, and the application node 3-1 can easily acquire data at a desired timing.
パケット送信タイミング設定部19は、これらのパケット送信タイミングを含むパケット送信要求信号をセンサノード毎に生成し、信号送信部12をしてそれぞれ対応するセンサノード(4−4−1、4−2−1及び4−2−3)へ送信せしめる。このようにすれば、ホップ数や子ノード数に基づいて求めた優先度に応じてパケット送信回数をセンサノード毎に設定することができる。
The packet transmission
上記したように本実施例によるゲートウェイ装置は、センサノード毎のホップ数や子ノード数が多い順にパケット送信タイミングを設定する。一般にホップ数や子ノード数が多い程パケット衝突が発生し易いところ、本実施例によるゲートウェイ装置は、ホップ数や子ノード数が多いノードを優先してパケット送信タイミングを設定するので、パケット衝突が生じ難くなる。その結果、パケット再送の必要がなくなるので、アプリケーションノードにおける所望のパケット取得時刻と実際のパケット取得時刻との間の差が減少する。それ故、アプリケーションノードが所望のタイミングでデータを取得することができる。 As described above, the gateway device according to this embodiment sets the packet transmission timing in descending order of the number of hops and the number of child nodes for each sensor node. In general, as the number of hops and child nodes increases, packet collision is more likely to occur. Therefore, the gateway device according to the present embodiment sets the packet transmission timing in preference to a node having a larger number of hops and child nodes. It becomes difficult to occur. As a result, since there is no need for packet retransmission, the difference between the desired packet acquisition time and the actual packet acquisition time at the application node is reduced. Therefore, the application node can acquire data at a desired timing.
更に、本実施例によるゲートウェイ装置は、各センサノードについてのパケット送信タイミングの設定に際して、ホップ数や子ノード数が多い(パケット衝突が生じ易い)センサノードから順により多くのパケット送信回数を割り振ることができる。パケット衝突が生じ易いセンサノードが連続してパケットを送信することにより、アプリケーションノードにおけるパケット取得期間に実質的に余裕が与えられることとなるので、アプリケーションノードが所望のタイミングでデータを取得し易くなるという効果を奏する。 Further, the gateway device according to the present embodiment allocates more packet transmission times in order from the sensor node having the largest number of hops and child nodes (packet collision is likely to occur) when setting the packet transmission timing for each sensor node. Can do. By continuously transmitting packets by sensor nodes that are likely to encounter packet collisions, a substantial margin is provided in the packet acquisition period in the application node, making it easier for the application node to acquire data at a desired timing. There is an effect.
なお、本実施例は、通信網2−2を構成するノードがセンサノードであり、通信網2−2がセンサネットワークである場合の例であるが、通信網2−2は例えば家庭内の各種機器の制御を司るノードから構成されるホームネットワークなどの他のネットワークであっても良い。 In addition, although a present Example is an example in case the node which comprises the communication network 2-2 is a sensor node, and the communication network 2-2 is a sensor network, the communication network 2-2 is various in home, for example It may be another network such as a home network composed of nodes that control devices.
1 ゲートウェイ装置
2−1、2−2 通信網
3−1〜3−n アプリケーションノード(データ要求ノード)
4−1−1〜4−4−2 センサノード(ノード、指定ノード)
10 パケット受信部(受信部)
11 APデータ変換部
12 信号送信部(送信部)
13 信号受信部
14 センサデータ変換部
15 パケット送信部
16 ネットワーク情報管理部
17 ネットワーク情報記憶部(記憶部)
18 センサデータ要求情報記憶部
19 パケット送信タイミング設定部
20 パケット中継部
21 信号中継部
DESCRIPTION OF
4-1-1 to 4-4-2 Sensor node (node, designated node)
10 Packet receiver (receiver)
11
13
18 Sensor data request
Claims (7)
前記通信網の一方に属する少なくとも1つのデータ要求ノードからの指定ノードと指定周期とを含むデータ要求信号を受信する受信部と、
前記通信網の他方に属するノード毎の少なくともホップ数を記憶する記憶部と、
前記指定ノードの各々に対応するホップ数と前記指定周期とに少なくとも基づいて当該指定ノード毎のパケット送信タイミングを設定するパケット送信タイミング設定部と、
前記パケット送信タイミングでのパケット送信を要求するパケット送信要求信号を前記指定ノードの各々へ送信する送信部と、を含むことを特徴とするゲートウェイ装置。 A gateway device that relays packets between at least two communication networks,
A receiving unit for receiving a data request signal including a designated node and a designated period from at least one data requesting node belonging to one of the communication networks;
A storage unit for storing at least the number of hops for each node belonging to the other of the communication network;
A packet transmission timing setting unit that sets a packet transmission timing for each designated node based at least on the number of hops corresponding to each of the designated nodes and the designated period;
And a transmission unit that transmits a packet transmission request signal for requesting packet transmission at the packet transmission timing to each of the designated nodes.
前記パケット送信タイミング設定部は、前記指定周期と前記ホップ数と前記子ノード数とに基づいて前記パケット送信タイミングを設定することを特徴とする請求項1に記載のゲートウェイ装置。 The storage unit further stores the number of child nodes for each node belonging to the other of the communication network,
The gateway apparatus according to claim 1, wherein the packet transmission timing setting unit sets the packet transmission timing based on the designated period, the hop count, and the child node count.
前記パケット送信タイミング設定部は、前記指定ノードの各々についての前記初期送信時刻が互いに重なり合わないように設定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1つに記載のゲートウェイ装置。 The packet transmission timing includes an initial transmission time,
5. The gateway apparatus according to claim 1, wherein the packet transmission timing setting unit sets the initial transmission times of the designated nodes so as not to overlap each other. 6.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009148549A JP5187281B2 (en) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | Gateway device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009148549A JP5187281B2 (en) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | Gateway device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011009828A JP2011009828A (en) | 2011-01-13 |
JP5187281B2 true JP5187281B2 (en) | 2013-04-24 |
Family
ID=43566018
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009148549A Expired - Fee Related JP5187281B2 (en) | 2009-06-23 | 2009-06-23 | Gateway device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5187281B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017030175A1 (en) | 2015-08-18 | 2017-02-23 | 株式会社テイエルブイ | Communication terminal and wireless communication system |
JP6719429B2 (en) * | 2017-08-25 | 2020-07-08 | 沖電気工業株式会社 | Wireless communication device, program and method, and wireless communication system |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4535380B2 (en) * | 2005-03-31 | 2010-09-01 | Kddi株式会社 | Data transmission method in wireless sensor network |
JP4950000B2 (en) * | 2007-11-06 | 2012-06-13 | 関西電力株式会社 | RADIO COMMUNICATION SYSTEM, INFORMATION COMMUNICATION SYSTEM USING THE SAME, AND POWER SUPPLY MONITORING / CONTROL SYSTEM |
-
2009
- 2009-06-23 JP JP2009148549A patent/JP5187281B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011009828A (en) | 2011-01-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5683755B2 (en) | How to avoid broken links in smart meter networks for loop-free routing of packets | |
JP2016515339A5 (en) | ||
JP4535380B2 (en) | Data transmission method in wireless sensor network | |
WO2015027406A1 (en) | Method and apparatus for selecting preferred parent node in wireless sensor network | |
JP2009302694A (en) | Radio communication network system | |
US11395112B2 (en) | Wireless sensor system, wireless terminal device, communication control method and communication control program | |
Chlebus et al. | Efficient distributed communication in ad-hoc radio networks | |
JP2013179392A (en) | Communication device and communication method | |
CN113765825B (en) | Planning method and system architecture for chained service flow scheduling | |
JP5187281B2 (en) | Gateway device | |
JP4737396B2 (en) | Wireless multi-hop network forming method and wireless communication apparatus | |
US20160050040A1 (en) | Radio communication system and radio communication method | |
JP7404185B2 (en) | Communication system, node, communication method and program | |
Zhang et al. | Time-optimal convergecast with separated packet copying: Scheduling policies and performance | |
US7941531B2 (en) | Age biased distributed collision resolution without clocks | |
US10250477B2 (en) | Method and controller for announcing bandwidth of cluster system | |
JP2008148039A (en) | Communication control device, communication control method, communication control program, node, and communication system | |
Parsaei et al. | RPL load balancing in Internet of Things | |
Kulkarni et al. | Embedded vs. external controllers in software-defined IoT networks | |
US11909623B2 (en) | Device presence method and system for mesh network management | |
EP3496363B1 (en) | Devices and methods for data propagation in a distributed network | |
JP2016225837A (en) | Multi-hop communication system, communication device and communication method | |
JP6347039B2 (en) | WIRELESS DEVICE, WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM EQUIPPED WITH THE SAME, AND PROGRAM RUNNED IN WIRELESS DEVICE | |
US9473597B2 (en) | Implementing multiple MAC protocols using a single wireless communication unit | |
JP6206105B2 (en) | Communication system, communication method, and communication program |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20121218 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130107 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20160201 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5187281 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |