JP5232762B2 - 無線通信装置、無線通信装置の制御方法、及び無線通信装置を用いたセンサネットシステム - Google Patents

無線通信装置、無線通信装置の制御方法、及び無線通信装置を用いたセンサネットシステム Download PDF

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Description

本発明は、無線通信装置、無線通信装置の制御方法、及び無線通信装置を用いたセンサネットシステムに係り、特に消費電力を低減した無線通信装置、無線通信装置の制御方法、及び無線通信装置を用いたセンサネットシステムに関するものである。
センサと無線通信モジュール(以下、無線通信部と記す)を組み合わせた無線通信装置を用い、多数の無線通信装置から得られるセンシングデータを、ワイヤレスネットワークを通じて取得するセンサネットワークシステム(以下、センサネットシステム)の技術が発展しつつある。こうしたセンサネットワークを実現する無線通信規格としては、例えば一般向けの短距離無線通信規格であるZigBeeなどがある。
また、センサネットシステムでは、無線が直接届かない場所に配置された無線通信装置同士においても、他の無線通信装置がパケットを中継伝送することで通信が可能となるマルチホッピング通信を用いることが多い。さらに、マルチホッピング通信を応用したものとして、無線通信装置同士が相互に通信を行うことによって、自律的に伝送路を構築するメッシュネットワークがある。メッシュネットワークでは、1つの無線通信装置が故障したり、1つの接続が不良となっても、ネットワーク全体は運用可能であり、信頼性の高いネットワークとなる。センサネットシステムでは、マルチホッピング通信を応用したメッシュネットワークを用いることにより、信頼性の高いセンサネットシステムの構築が可能である。
一般的にセンサネットシステムでは、工事現場などインフラ設備の整っていない場所に設置されることがあるが、その場合は、無線通信装置を電池起動させることにより、設置場所の制限をなくすことが可能となる。その場合、電池の寿命を延ばすために、低消費電力化は必須である。
ところで、無線通信装置の使い勝手を向上させる目的や、不慣れなユーザによる誤使用を避けるために、また、無線通信装置の製作費を削減するために、無線通信装置に電源スイッチ(もしくは電源スイッチと同等の機能を有するもの)を実装しない場合がある。さらには、高水圧中や、腐食性のある液体中などに無線通信装置を設置する場合は、防水、防圧、防塵、耐衝撃性などを維持するために、電源スイッチを実装できないこともある。
上記のように無線通信装置に電源スイッチを実装しない場合、予め無線通信装置に電池をセットした後、センサネットシステムを運用する現場(以下、運用現場と記す)まで運送する必要があった、この場合、電池をセットしてから無線通信装置を運用現場まで運送するまでの期間も電池が消費され、結果として運用前に電池寿命が著しく消費している問題があった。
そこで、従来、電源スイッチを実装しない無線通信装置を運用現場まで運送する際は、運送中は無線通信装置から電池を外すことにより、運送中の不必要な電池の消耗を防いでいた。
もしくは、監視装置からスリープモードへ状態遷移する制御信号を伝達させ、スリープモードへ状態遷移する制御信号を受信した無線通信装置は、予め設定された時間、無線通信装置内のセンサや無線通信部の電源を落とすことにより、電池の消耗を防いでいた。
さらに特許文献1においては、端末は基地局の送信する信号の受信信号電力強度をモニタし、所定の値を超えた場合に、基地局が存在するものとして基地局と通信を行うための動作を行うという、基地局と無線通信装置が直接的にパケットの送受信が可能なスター型ネットワークで用いられる無線通信システムが開示されている。
特開2006−173691号公報
しかしながら、運送中に無線通信装置から電池を外す方法では、運用する際、ユーザが無線通信装置に電池をセットする手間がかかるなどの問題があった。特に防水、防圧、防塵、耐衝撃性加工などが施されている無線通信装置や、特殊ネジが使用されている無線通信装置の場合、無線通信装置に電池をセットするだけでも労力と時間がかかった。さらに、無線通信装置に電池をセットする際、ユーザが無線通信装置の内部を触れることによって、無線通信装置の防水、防圧、防塵、耐衝撃性能等の劣化が生じるなどの問題もあった。
また、スリープモードへ状態遷移する制御信号に応じて電源を落とす方法では、急遽、センシングが必要となった場合でも、予め指定された時刻になるまでアクティブモード(無線通信装置内のセンサや無線通信部の電源がオンの状態)へ状態遷移できない問題があった。
本発明の目的は、上記問題を解決したうえで消費電力を低減した無線通信装置、無線通信装置の制御方法、及び無線通信装置を用いたセンサネットシステムを提供することにある。
前記目的を達成するため本発明は、無線通信システムにおける無線通信装置を統括する基地局ないし他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、前記基地局ないし前記他の無線通信装置と情報の送受信を行う無線通信部と、所定の計測項目を計測し該計測結果を前記無線通信部に供給する計測用センサと、前記無線通信装置の各構成要素の稼動ないし停止を制御する制御部と、前記制御部を起動するための起動信号を生成して前記制御部に供給する起動用センサと、前記無線通信装置が運用中であるか否かを判断するための所定値を記憶し前記制御部に供給する記憶部を有することを特徴としている。
また本発明は、無線通信システムにおける無線通信装置を統括する基地局ないし他の無線通信装置と通信を行い、前記基地局ないし前記他の無線通信装置と情報の送受信を行う無線通信部と、所定の計測項目を計測し該計測結果を前記無線通信部に供給する計測用センサと、前記制御部を起動するための起動信号を生成して前記制御部に供給する起動用センサと、隣接する他の無線通信装置の数に係る所定値を記憶する記憶部を有し、動作モードとして、少なくとも前記無線通信部と前記計測用センサが稼動するアクティブモードと、少なくとも前記無線通信部と前記記憶部が稼動するサブアクティブモードと、前記起動用センサが稼動し少なくも無線通信部が停止するスリープモードの、少なくも3つの動作モードを有する無線通信装置の制御方法であって、前記動作モードがサブアクティブモードにある場合には、隣接する他の無線通信装置の数を確認するための第1のリンク接続確認用パケットを他の無線通信装置に送信する送信ステップと、該送信ステップで送信した第1のリンク接続確認用パケットに応じて前記他の無線通信装置から受信した第2のリンク接続確認用パケットに基づき前記隣接する他の無線通信装置の数を確認する確認ステップと、該確認ステップで確認した前記隣接する他の無線通信装置の数を前記所定値と比較する比較ステップを有し、該比較ステップで比較した結果、隣接する他の無線通信装置の数が前記所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には前記スリープモードで、前記隣接する他の無線通信装置の数が前記所定値よりも小さいか同じ(または、小さい)場合には前記アクティブモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換えることを特徴としている。
また本発明は、無線通信システムにおける無線通信装置を統括する基地局ないし他の無線通信装置と通信を行い、前記基地局ないし前記他の無線通信装置と情報の送受信を行う無線通信部と、所定の計測項目を計測し計測結果を前記無線通信部に供給する計測用センサと、前記制御部を起動するための起動信号を生成して前記制御部に供給する起動用センサと、受信した電波強度に係る所定値を記憶する記憶部を有し、動作モードとして、少なくとも前記無線通信部と前記計測用センサが稼動するアクティブモードと、少なくとも前記無線通信部と前記記憶部が稼動するサブアクティブモードと、前記起動用センサが稼動し少なくも無線通信部が停止するスリープモードの、少なくも3つの動作モードを有する無線通信装置の制御方法であって、前記動作モードがサブアクティブモードにある場合には、他の無線通信装置から受信する電波強度を確認するための第3のリンク接続確認用パケットを前記他の無線通信装置に送信する送信ステップと、該送信ステップで送信した第3のリンク接続確認用パケットに応じて前記他の無線通信装置から受信した電波強度を確認する確認ステップと、該確認ステップで確認した前記他の無線通信装置から受信した電波強度を前記所定値と比較する比較ステップを有し、該比較ステップで比較した結果、前記他の無線通信装置から受信した電波強度が前記所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には前記スリープモードで、前記他の無線通信装置から受信した電波強度が前記所定値よりも小さいか同じ(または、小さい)場合には前記アクティブモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換えることを特徴としている。
また本発明は、センサデバイスと制御部を有する無線通信装置と、複数の該無線通信装置を統括する基地局と、該基地局に接続され前記無線通信装置から送られるセンシングデータを監視する監視装置からなる無線通信装置を用いたセンサネットシステムであって、前記無線通信装置の制御部は、前記無線通信装置に隣接する他の無線通信装置の数が所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には、前記センサデバイスが稼動しないよう前記無線通信装置を制御することを特徴としている。
また本発明は、センサデバイスと制御部を有する無線通信装置と、複数の該無線通信装置を統括する基地局と、該基地局に接続され前記無線通信装置から送られるセンシングデータを監視する監視装置からなる無線通信装置を用いたセンサネットシステムであって、前記無線通信装置の制御部は、前記無線通信装置が他の無線通信装置から受信した電波強度が所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には、前記センサデバイスが稼動しないよう前記無線通信装置を制御することを特徴としている。
本発明によれば消費電力を低減した無線通信装置、無線通信装置の制御方法、及び無線通信装置を用いたセンサネットシステムを実現でき、ユーザの使い勝手の向上に寄与できるという効果がある。
本発明の実施の形態1におけるセンサネットシステムの構成図。 本発明の実施の形態1における無線通信装置101の構成図。 本発明の実施の形態1における動作を示すシーケンス図。 本発明の実施の形態1における基地局102の構成図。 本発明の実施の形態1における監視装置103の構成図。 本発明の実施の形態1における無線通信装置101の状態を示す図。 本発明の実施の形態1における隣接無線通信装置数の把握方法を示す概念図。 本発明の実施の形態1における高層ビルに無線通信装置を設置した例を示す概念図。 本発明の実施の形態2を説明するためのシーケンス図。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いながら説明する。
(第1実施形態の構成)
図1は、実施の形態1におけるセンサネットシステム100の一例を示した構成図である。実施の形態1におけるセンサネットシステム100は、1台以上の無線通信装置101と、基地局102と、監視装置103を有している。ただし、図1では、便宜上、基地局102や監視装置103が1台のみ図示されているが、複数台あっても構わない。また、無線通信装置101として101aから101dの4台を示しているが、これも限定条件ではない。以下、複数の無線通信装置に対して共通する説明をする時は、単に無線通信装置101と記述するものとする。さらに図1では便宜上、無線通信装置101dは、無線通信装置101a、101b、101cを順次介して、基地局102に接続される例を示しているが、これに限定するものではない。例えば、無線通信装置101aと101bが直接基地局102に接続され、無線通信装置101cと101dが101aを介して基地局102に接続される場合など、多くの異なる例も本実施形態の対象である。
(センサネットシステム100)
以下、センサネットシステム100について記す。センサネットシステム100とは、無線通信装置101に実装されるセンサにより、予め設定された時刻や、センサにより温度や湿度など周囲環境の変化を検出したとき、センサによりセンシングした後、センシングデータ104として基地局102に向けて送信する。
また、基地局102は、無線通信装置101宛てに制御信号105を送信することにより、無線通信装置101を遠隔制御する。
また、無線通信装置101は中継伝送機能を有することにより、他の無線通信装置101が送信したセンシングデータ104や、基地局102が送信した制御信号105を受信した場合、他の無線通信装置101や基地局102に向けて再送信する機能(中継伝送機能)を有する。中継伝送機能により、無線通信装置101と基地局102が直接通信を行うことが不可能な距離に設置されている場合においても、複数台の他の無線通信装置101を中継することにより、センシングデータ104や制御信号105を伝達することが可能となる。(これをマルチホップと呼ぶ)
基地局で収集されたセンシングデータは、監視装置103で蓄積、記録、解析等が行われた後、後に図5で示すディスプレイ604やその他の手段を用いてユーザへ通知する。また、ユーザは、図5のキーボード603などの入力手段を用いて、遠隔的に無線通信装置101を制御可能である。
(高層ビル901に無線通信装置101を設置した例)
図8は、実施の形態1の具体的な実施例として、高層ビル901に振動センサを搭載した無線通信装置101を設置することにより、地震発生時に、どのフロアでどの程度の揺れが生じたかを把握するシステムについて説明する。この場合、無線通信装置101が有する起動用センサ(後に図2の202で示す)、及び計測用センサ(図2の203で示す)は、振動センサが用いられるものとする。また、無線通信装置101は、電池で起動するものとする。
図8に示すように、高層ビル901には、無線通信装置101(無線通信装置101G、無線通信装置101H、無線通信装置101I、無線通信装置101J)と、基地局102と、監視装置103が設置される。
ここで、無線通信装置101が常にアクティブモード(無線通信装置内のセンサや無線通信部の電源がオンの状態)であると、すぐに無線通信装置内の電池を消耗してしまうので、地震発生時のみ、無線通信装置101がスリープモード(無線通信装置内のセンサや無線通信部の電源がオフの状態)からアクティブモードへ状態遷移することが望ましい。そこで、通常時の無線通信装置101の状態はスリープモードであり、地震発生時、無線通信装置に搭載される起動用センサ(振動センサ)からの通知信号(割り込み)により、スリープモードからアクティブモードへ状態遷移する無線通信装置について述べる。この例の場合、地震発生時は、全てのフロアが揺れるはずであるので、起動用センサ(振動センサ)からの通知信号により全ての無線通信装置101が同時にアクティブモードへ状態遷移することにより、迅速なセンサネットシステムを構築することが可能となる。
しかしながら、無線通信装置101を工場出荷(電池をセット)してから高層ビル901に運送中の間も、常に振動が発生している為に頻繁にスリープモードからアクティブモードへ状態遷移してしまう。結果として、無線通信装置101を高層ビル901に設置する前、すなわち、運用前に電池寿命を著しく短くしてしまう。
ところで、無線通信装置101を運送する場合は束ねて運送することが多く、運送中は運用中より隣接無線通信端末数が増加することが考えられる。出荷する前に倉庫などに保管する際も同様である。本実施形態では、隣接無線通信端末数の変化により、例えば運用中か運送中(保管中)かを判定することにより、不必要な電力消費を防ぐことを特徴としている。以下、本発明について具体的に説明する。
(無線通信装置101の構成)
図2は、実施の形態1における無線通信装置101の構成図の一例を示している。無線通信装置101は、CPU201と、起動用センサ202と、計測用センサ203と、無線通信部205と、タイマー207と、記憶部208を有している。
(CPU201)
CPU(Central Processing Unit)201は、起動用センサ202、計測用センサ203、無線通信部205、タイマー207、記憶部208を制御する機能を有する。また、CPU201は、アクティブモード(後に図6のM701で示す)や、サブアクティブモード(図6のM702で示す)、スリープモード(図6のM703で示す)に応じて、起動用センサ202、計測用センサ203、無線通信部205、タイマー207、記憶部208の電源を停止させる機能も有す。さらに、サブアクティブモードM702や、スリープモードM703のときは、CPU201自体の消費電力を控えるために、CPU201を動作させるのに必要最低限の機能に抑え、例えばCPU201内部のアナログ・デジタル変換回路などを停止させるなどの機能があるものとする。なお、アクティブモードM701、サブアクティブモードM702や、スリープモードM703については後に詳しく述べる。
(起動用センサ202)
起動用センサ202は、周囲環境の変化を検出した場合、CPU201に通知信号209を発信する機能を有する。起動用センサ202としては、どのようなセンサを用いても良いが、スリープモードにおける消費電力を小さくするために、可能な限り低消費電力であることが望ましい。
さらに、起動用センサ202は、CPU201からの指示により、起動用センサ202自身の電源を停止する機能も有す。
実施の形態1では、起動用センサ202の一例として、振動センサなどを用いた場合について記す。
(計測用センサ203)
計測用センサ203は、CPU201からの指示により、センサネットシステムとしてセンシングしたい情報を取得する機能を有する。例えば、温度情報を取得したい場合は、計測用センサ203は温度センサが実装される。
さらに、計測用センサ203は、CPU201からの指示により、計測用センサ203自身の電源を停止する機能も有す。
他の無線通信装置101が送信したセンシングデータ104や、基地局102が送信した制御信号105を中継伝送する目的のみで設置される無線通信装置101は、計測用センサ203を実装する必要はない。また、計測用センサ203は、起動用センサ202で代用できる場合もある。
(無線通信部205)
無線通信部205は、CPU201からの指示により、計測用センサ203を用いてセンシングしたセンシングデータを基地局102へ送信する機能と、基地局102からの制御信号を受信する機能と、隣接する無線通信装置101の数(以下、隣接無線通信装置数と略記し、その詳細は後述する)を把握するためにリンク接続確認用パケット(詳細は後述する)を送受信する機能を有する。
さらに、無線通信部205は、CPU201からの指示により、無線通信部205自身の電源を停止する機能も有す。
(タイマー207)
タイマー207は、CPU201がセンシングする時刻と、スリープモードへ状態遷移する時刻を判定するために用いられ、CPU201からの指示により現時刻を通知する。
さらに、タイマー207は、CPU201からの指示により、タイマー207自身の電源を停止する機能も有す。
(記憶部208)
記憶部208は、CPU201がセンシングする時刻と、スリープモードへ状態遷移する時刻と、予め設定された隣接無線通信装置数が記録されている。
さらに、記憶部208は、CPU201からの指示により、記憶部208自身の電源を停止する機能も有する。
(基地局102の構成図)
図4は、基地局102の構成図である。基地局102は、CPU501と、無線通信部502と、シリアル通信I/F503を有している。
(CPU501)
CPU501は、無線通信部502と、シリアル通信I/F503を制御する。
(無線通信部502)
無線通信部502は、CPU501からの指示により、無線通信装置101から送信されるセンシングデータ104を受信し、無線通信装置101に制御信号105を送信する機能を有する。さらに、リンク接続確認用パケットを送信する機能を有する。(リンク接続確認用パケットの詳細は後述する)
(シリアル通信I/F503)
シリアル通信I/F(インタフェース)503は、CPU501からの指示により、無線通信装置101から収集したセンシングデータを監視装置103へ通知し、監視装置103から伝送される制御信号を受信する機能を有する。
実施の形態1では、基地局102と監視装置103でデータの送受信を行う一例としてシリアル通信I/F503としたが、データの送受信が可能であれば、どのような方法を用いても良い。
(監視装置103の構成図)
図5は、監視装置103の構成図である。監視装置103は、CPU601と、シリアル通信I/F602と、キーボード603と、ディスプレイ604と、記憶装置605を有している。
(CPU601)
CPU601は、シリアル通信I/F602と、キーボード603と、ディスプレイ604と、記憶装置605を制御する。
(シリアル通信I/F602)
シリアル通信I/F602は、基地局102から通知されるセンシングデータを受信し、基地局102へ制御信号を通知する機能を有する。
(キーボード603)
キーボード603は、ユーザが無線通信装置101を制御する場合に用いられる。
(ディスプレイ604)
ディスプレイ604は、記憶装置605に蓄積されているセンシングデータを表示し、無線通信装置101を制御する場合に用いられる。
(記憶装置605)
記憶装置605は、センシングデータを蓄積し、無線通信装置101の制御情報を蓄積する機能を有する。
(無線通信装置101の状態)
図6は、無線通信装置101の状態を示している。無線通信装置101は、消費電力を抑えるために、アクティブモードM701と、サブアクティブモードM702と、スリープモードM703の3つの状態を有する。これらの3つの状態は、CPU201が、起動用センサ202、計測用センサ203、無線通信部205、タイマー207、記憶部208の電源を制御することにより実施される。以下、アクティブモードM701と、サブアクティブモードM702と、スリープモードM703について、図6を用いて説明する。
(アクティブモードM701)
アクティブモードM701は、計測用センサ203を用いてセンシングした後、基地局へセンシングデータを送信し、他の無線通信装置101や基地局102が送信したパケットを中継伝送するために用いられる。図6に示すとおり、アクティブモードS301では、CPU201、計測用センサ203、無線通信部205、タイマー207、記憶部208の電源がオン(以下、これらの構成要素が稼動すると表現することがある)となっているため、消費電力は、サブアクティブモードM702や、スリープモードM703より大きい。
(サブアクティブモードM702)
図6に示すとおり、サブアクティブモードM702では、CPU201、無線通信部205、タイマー207、記憶部208の電源がオンとなっている。すなわちアクティブモードM701と比較して、計測用センサ203の電源がオフである点が異なる。サブアクティブモードM702は、無線通信装置101の一部機能を動作させることにより、無線通信装置101が運用中であるのかどうかを判定する状態で用いられる。非運用中と判定した場合はスリープモードM703に戻り、運用中であると判定した場合は、アクティブモードM701へ状態変移する。
(スリープモードM703)
スリープモードM703は、例えば、無線通信装置101を運送中や、非運用中などに用いる。図6に示すとおり、スリープモードM703では、CPU201、起動用センサ202のみの電源がオンとなっている。さらに、CPU201は起動用センサ202からの通知信号209のみを受信できればよく、それ以外の機能、例えば、CPU内部のアナログ-デジタル変換回路などを停止することにより、消費電力を小さくする。このように、スリープモードM703は、無線通信装置101の殆どの機能を停止させることにより、消費電力を最低限に抑える。
(実施の形態1のシーケンス図)
図3は本発明の一実施例を説明するためのシーケンス図である。以下、図3を用いて実施の形態1における一連の動作を説明する。
ユーザあるいは製作者が無線通信装置101に電池をセットする(S301)ことにより、無線通信装置101はアクティブモードM701となる(S302)。ここでCPU201は、予め記憶部208に記録されているセンシング時刻とタイマー207による現時刻を比較することにより、センシングする時刻であるか判定する(S303)。ここで、センシングする時刻であれば(図中のYES)、計測用センサ203を用いてセンシングを行い(センシング処理)、センシングデータは無線通信部205により、基地局102に向けて送信(センシングデータの送信処理)する。(S304)
その後、ステップS303でセンシングする時刻でない場合(図中のNO)も含め、CPU201は、予め記憶部208に記録されているスリープ時刻とタイマー207による現時刻を比較することにより、スリープする時刻であるか判定する(S305)。スリープする時刻であれば(図中のYES)、CPU201は、計測用センサ203、無線通信部205、記憶部208の電源を落とした後、起動用センサ202の電源を入れことによりスリープモードM703へ状態遷移する(S306)。また、CPU201も起動用センサ202からの通知信号209の受信機能以外の機能をオフにする。このようにすることにより、CPU201自体の消費電力も抑える。なお、ステップS305でスリープする時刻でない場合には(図中のNO)、先のステップS303へ戻りセンシング時刻か否かの判定を再度行う。
スリープモードM703において、起動用センサ202が周囲環境の変化(起動用センサ202として振動センサを用いたときは振動)を検出した場合、起動用センサ202はCPU201に向けて通知信号209を発信する(S307のYES)。通知信号209を受信したCPU201は、サブアクティブ状態M702へ状態遷移する(S308)。なお、ステップS307で起動用センサ202が周囲環境の変化を検出しない場合には、ステップS307での判定を再度行う(S307のNO)。
(サブアクティブ状態M702)
以下、サブアクティブ状態M702のときの、無線通信装置101の一連の動作について説明する。
(リンク接続確認用パケットを送信S309)
CPU201は、無線通信部205からリンク接続確認用パケットを送信するように制御する(S309)。なお、リンク接続確認用パケットの詳細については後に述べる。
さらに無線通信部205は、他の無線通信装置101から送信されたリンク接続確認用パケットの受信数をカウントした後、CPU201へ隣接無線通信装置数を通知する(S310)。CPU201は、記憶部208に記録される予め設定されている隣接無線通信装置数と、無線通信部205から通知された現時点の隣接無線通信装置数を比較し、後者の方が大きい場合は(S311のYES)、無線通信装置は運送中であると判定し、ステップS306に戻り、サブアクティブモードM702からスリーモードM703へ状態遷移する。逆に、後者の方が小さい場合は(S311のNO)、無線通信装置101は運用中であると判定し、サブアクティブモードM702からアクティブモードM701へ状態遷移し(S312)、ステップS303へ戻り再度センシング時刻に関する判定を行う。
実施例1では、無線通信装置101を運送するときは、多数の無線通信装置101を束ねて運送することを前提としている。このような場合には、運搬中の隣接無線通信装置数は、運用中の隣接無線通信装置数より多くなる。そこで、予め記憶部208に、運用中に想定される接続無線通信装置数を予め記憶させておき、現時点の隣接無線通信装置数を比較することにより、運用中か非運用中であるか正確に判定することが可能である。
ここで、予め運用中の隣接無線通信装置数を記憶部208に記録する方法として、ユーザが監視装置103のキーボード603(または同等の入力手段)を用いて設定値を入力し、制御信号105を用いて遠隔的に書き込む方法が望ましい。
以上の動作シーケンスにより、無線通信装置101は基地局102や監視装置103から情報を得ることをしなくとも、無線通信装置101自身が運用中か非運用中(運送中を含む)であるかを判定することが可能となり、例えば、運送中の振動により、アクティブモードへ状態遷移することによる不必要な電力消費を防ぐことが可能となる。
(隣接無線通信装置数の把握方法)
図7は、隣接無線通信装置数の把握方法を説明した概念図を示す。図7を用いて隣接する無線通信装置数の把握方法について記す。ここで、隣接無線通信装置数とは、他の無線通信装置を介して中継伝送することなく、直接、パケットの送受信が可能な無線通信装置101の総数である。また、実施例1では、全ての無線通信装置101が同時にサブアクティブモードM702へ状態遷移することが前提となっている。
サブアクティブモードM702に状態遷移した無線通信装置101は、基地局102を介してブロードキャストでリンク接続確認用パケットを送信する。図7では、無線通信装置101(101A、101B、101C、101D、101E、101F)が、リンク接続確認用パケットを送信している図である。ただし、便宜上、101Aもリンク接続確認用パケットを送信しているが、図7では省略した。
図7では、無線通信装置101Aは、無線通信装置101B、無線通信装置101C、無線通信装置101D、無線通信装置101E、無線通信装置101Fが送信するリンク接続確認用パケットのうち、無線通信装置101B、無線通信装置101D、無線通信装置101Eから送信されるリンク接続確認用パケットを受信可能であるので、無線通信装置101Aの隣接無線通信装置数は3であると把握する。図7では、具体例として無線通信装置101Aの隣接無線通信装置数を把握する方法について述べたが、他の無線通信装置101(101B、101C、101D、101E、101F)に関しても同様の方法を用いて、隣接無線通信装置数を把握する。
(リンク接続確認用パケット)
次に、リンク接続確認用パケットについて説明する。リンク接続確認用パケットは、パケット種別が記載されている。リンク接続確認用パケットを受信した無線通信装置101は、パケット種別によりリンク接続確認用パケットであることを認識可能である。
リンク接続確認用パケットは、その他の情報、例えば、送信元IDやシーケンス番号、パケット長などの情報を含んでも構わないが、低消費電力化の観点から、可能な限りパケット長は短いほうが良い。
リンク接続確認用パケットは、全ての無線通信装置101が受信可能とするため、基地局102を介してブロードキャストで送信されるものとする。また、無線通信装置101は、リンク接続確認用パケットを受信した際には中継伝送を行わないものとする。
(第2実施形態の構成)
実施の形態1は、隣接無線通信装置数を計測し所定値以下の場合は、運用中と判定しアクティブモードへ状態遷移する具体例について説明した。実施の形態2では、隣接無線通信装置数以外の通信接続状態判定値を用いて、運用中であるか、運送中であるかを判定する方法について説明する。
実施の形態1は、無線通信装置を束ねて運搬されることを前提とした。この場合、運搬中は運用中より隣接無線通信装置数が増えることを利用しているが、ネットワークの構成によっては、運送中の隣接無線通信装置数と、運用中の隣接する無線通信装置数があまり変わらないことがある。(例えば、スター型に近いネットワークを用いた場合など)。このような場合には、隣接する無線通信接続数以外の項目で運用中か運送中か判定する必要がある。
無線通信装置101の構成図は、実施の形態1と同じであるので省略する。また、図9は、実施の形態2を説明するためのシーケンス図であるが、S301〜S309までは、第1実施形態と同じであるので説明を省略する。
無線通信装置101は、リンク接続確認用パケットを受信する毎に、受信電波強度を測定する(S1101)。無線通信端末が束ねられて運送される場合、リンク接続確認用パケットの受信電波強度が高くなることが予想される。以上により、予め記憶部208へ記録されている所定の受信電波強度より高いリンク接続確認用パケットを受信した場合は(S1102のYES)、運送中と判定してステップS306へ戻り、スリープモードへ状態遷移する。所定の受信電波強度より低い場合は(S1102のNO)、運用中と判定してステップS312でアクティブモードM701へ状態遷移する。
以上説明したように、本発明の無線通信装置は、起動用センサにより周囲環境の変化を検出した場合、スリープモードからサブアクティブモードへ状態遷移し、さらに無線通信部により隣接無線通信装置数をカウントした後、予め設定される隣接無線通信装置数と現時点の隣接無線通信装置数を比較することにより、運用中かどうかを判定可能となり、運送中の無駄な電力消費を防ぐことができる。隣接無線通信装置数をカウントする代わりに、受信電波強度を用いて判定しても同様な効果を得ることができる。
また例えば、運送中の無駄な電力消費を防ぐことにより、電池や無線通信装置の小型化ができる。
また例えば、無線通信装置単体で無線通信装置が運用中かどうかを判定できるので、運用中であることを通知するための制御信号などの通信が不要となる。
また例えば、無線通信装置に電源スイッチを搭載する不要がなくなるので、ユーザの誤使用を減らすことができ、かつ、無線通信装置の製作費を削減できる。
また例えば、ユーザによる無線通信装置の電池のセットが不要となるので、ユーザの労力や時間を低減することができ、かつ、ユーザが無線通信装置の内部を触れることによる、無線通信装置の防水、防圧、防塵、耐衝撃性能等の劣化をなくすことができるなどの効果もある。
なお、これまで述べた実施形態は一例であって、変更を加えた他の実施形態も考えることができるが、いずれも本発明の範疇にある。
100:センサネットワーク、101:無線通信装置、102:基地局、103:監視装置、201:CPU、202:起動用センサ、203:計測用センサ、205:無線通信部、207:タイマー、208:記憶部、501:CPU、502:無線通信部、503:シリアル通信I/F、601:CPU、602:シリアル通信I/F、603:キーボード、604:ディスプレイ、605:記憶部。

Claims (8)

  1. 無線通信システムにおける無線通信装置を統括する基地局ないし他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、
    前記基地局ないし前記他の無線通信装置と情報の送受信を行う無線通信部と、
    所定の計測項目を計測し該計測結果を前記無線通信部に供給する計測用センサと、
    前記無線通信装置の各構成要素の稼動ないし停止を制御する制御部と、
    前記制御部を起動するための起動信号を生成して前記制御部に供給する起動用センサと、
    前記無線通信装置が運用中であるか否かを判断するための所定値を記憶し前記制御部に供給する記憶部
    を有し、
    前記制御部は、少なくとも前記無線通信部と前記計測用センサが稼動するアクティブモードと、少なくとも前記無線通信部と前記記憶部が稼動するサブアクティブモードと、前記起動用センサが稼動し少なくも無線通信部が停止するスリープモードの、少なくも3つの動作モードを切換えて前記無線通信装置を制御し、
    前記記憶部に記憶する所定値は隣接する他の無線通信装置の数に係り、
    前記制御部は、前記無線通信装置をサブアクティブモードで動作するよう制御中に前記無線通信部を介して隣接する他の無線通信装置の数を確認するための第1のリンク接続確認用パケットを他の無線通信装置に送信し、
    送信した前記第1のリンク接続確認用パケットに応じて前記他の無線通信装置から受信した第2のリンク接続確認用パケットに基づき前記隣接する他の無線通信装置の数を確認し、
    前記記憶部に記憶する所定値と比較し、
    前記隣接する他の無線通信装置の数が前記所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には前記スリープモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換え、
    前記隣接する他の無線通信装置の数が前記所定値よりも小さいか同じ(または、小さい)場合には前記アクティブモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換えることを特徴とする無線通信装置。
  2. 請求項1に記載の無線通信装置において、前記制御部は、前記無線通信装置をスリープモードで動作するよう制御中に前記起動用センサから前記起動信号を供給された場合には、前記サブアクティブモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換えることを特徴とする無線通信装置。
  3. 無線通信システムにおける無線通信装置を統括する基地局ないし他の無線通信装置と通信を行う無線通信装置であって、
    前記基地局ないし前記他の無線通信装置と情報の送受信を行う無線通信部と、
    所定の計測項目を計測し該計測結果を前記無線通信部に供給する計測用センサと、
    前記無線通信装置の各構成要素の稼動ないし停止を制御する制御部と、
    前記制御部を起動するための起動信号を生成して前記制御部に供給する起動用センサと、
    前記無線通信装置が運用中であるか否かを判断するための所定値を記憶し前記制御部に供給する記憶部
    を有し、
    前記制御部は、少なくとも前記無線通信部と前記計測用センサが稼動するアクティブモードと、少なくとも前記無線通信部と前記記憶部が稼動するサブアクティブモードと、前記起動用センサが稼動し少なくも無線通信部が停止するスリープモードの、少なくも3つの動作モードを切換えて前記無線通信装置を制御し、
    前記記憶部に記憶する所定値は前記無線通信部が受信した電波の電波強度に係り、
    前記制御部は、前記無線通信装置をサブアクティブモードで動作するよう制御中に前記無線通信部を介して他の無線通信装置から受信する電波強度を確認するための第1のリンク接続確認用パケットを他の無線通信装置に送信し、
    送信した前記第1のリンク接続確認用パケットに応じて前記他の無線通信装置から受信した第2のリンク接続確認用パケットに基づき当該の第2のリンク接続確認用パケットを受信した際の電波強度を確認し、
    前記記憶部に記憶する所定値と比較し、前記他の無線通信装置から前記第2のリンク接続確認用パケットを受信した際の電波強度が前記所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には前記スリープモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換え、
    前記他の無線通信装置から前記第2のリンク接続確認用パケットを受信した際の電波強度が前記所定値よりも小さいか同じ(または、小さい)場合には前記アクティブモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換えることを特徴とする無線通信装置。
  4. 請求項1または3に記載の無線通信装置において、前記リンク接続確認用パケットは、いずれの他の無線通信装置で受信可能なブロードキャストパケットで送信され、前記リンク接続確認用パケットを受信した前記他の無線通信装置は、さらに他の無線通信装置や前記基地局へ中継伝送しないことを特徴とする無線通信装置。
  5. 無線通信システムにおける無線通信装置を統括する基地局ないし他の無線通信装置と通信を行い、
    前記基地局ないし前記他の無線通信装置と情報の送受信を行う無線通信部と、
    所定の計測項目を計測し該計測結果を前記無線通信部に供給する計測用センサと、
    前記制御部を起動するための起動信号を生成して前記制御部に供給する起動用センサと、
    隣接する他の無線通信装置の数に係る所定値を記憶する記憶部を有し、
    動作モードとして、少なくとも前記無線通信部と前記計測用センサが稼動するアクティブモードと、少なくとも前記無線通信部と前記記憶部が稼動するサブアクティブモードと、前記起動用センサが稼動し少なくも無線通信部が停止するスリープモードの、少なくも3つの動作モードを有する無線通信装置の制御方法であって、
    前記動作モードがサブアクティブモードにある場合には、
    隣接する他の無線通信装置の数を確認するための第1のリンク接続確認用パケットを他の無線通信装置に送信する送信ステップと、
    該送信ステップで送信した第1のリンク接続確認用パケットに応じて前記他の無線通信装置から受信した第2のリンク接続確認用パケットに基づき前記隣接する他の無線通信装置の数を確認する確認ステップと、
    該確認ステップで確認した前記隣接する他の無線通信装置の数を前記所定値と比較する比較ステップを有し、
    該比較ステップで比較した結果、隣接する他の無線通信装置の数が前記所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には前記スリープモードで、前記隣接する他の無線通信装置の数が前記所定値よりも小さいか同じ(または、小さい)場合には前記アクティブモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換えることを特徴とする無線通信装置の制御方法。
  6. 無線通信システムにおける無線通信装置を統括する基地局ないし他の無線通信装置と通信を行い、
    前記基地局ないし前記他の無線通信装置と情報の送受信を行う無線通信部と、
    所定の計測項目を計測し計測結果を前記無線通信部に供給する計測用センサと、
    前記制御部を起動するための起動信号を生成して前記制御部に供給する起動用センサと、
    前記無線通信部が受信した電波の電波強度に係る所定値を記憶する記憶部を有し、
    動作モードとして、少なくとも前記無線通信部と前記計測用センサが稼動するアクティブモードと、少なくとも前記無線通信部と前記記憶部が稼動するサブアクティブモードと、前記起動用センサが稼動し少なくも無線通信部が停止するスリープモードの、少なくも3つの動作モードを有する無線通信装置の制御方法であって、
    前記動作モードがサブアクティブモードにある場合には、
    他の無線通信装置から受信する電波強度を確認するための第1のリンク接続確認用パケットを前記他の無線通信装置に送信する送信ステップと、
    該送信ステップで送信した第1のリンク接続確認用パケットに応じて前記他の無線通信装置から受信した第2のリンク接続確認用パケットに基づき当該の第2のリンク接続確認用パケットを受信した際の電波強度を確認する確認ステップと、
    該確認ステップで確認した前記電波強度を前記所定値と比較する比較ステップを有し、
    該比較ステップで比較した結果、前記他の無線通信装置から前記第2のリンク接続確認用パケットを受信した際の電波強度が前記所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には前記スリープモードで、前記他の無線通信装置から前記第2のリンク接続確認用パケットを受信した際の電波強度が前記所定値よりも小さいか同じ(または、小さい)場合には前記アクティブモードで動作するよう前記無線通信装置の動作モードを切換えることを特徴とする無線通信装置の制御方法。
  7. センサデバイスと制御部を有する無線通信装置と、複数の該無線通信装置を統括する基地局と、該基地局に接続され前記無線通信装置から送られるセンシングデータを監視する監視装置からなる無線通信装置を用いたセンサネットシステムであって、
    前記無線通信装置の制御部は、前記無線通信装置に隣接する他の無線通信装置からリンク接続通信用パケットを受信して前記隣接する他の無線通信装置の数を判定し、当該の数が所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には、前記センサデバイスが稼動しないよう前記無線通信装置を制御することを特徴とする無線通信装置を用いたセンサネットシステム。
  8. センサデバイスと制御部を有する無線通信装置と、複数の該無線通信装置を統括する基地局と、該基地局に接続され前記無線通信装置から送られるセンシングデータを監視する監視装置からなる無線通信装置を用いたセンサネットシステムであって、
    前記無線通信装置の制御部は、前記無線通信装置が他の無線通信装置からリンク接続通信用パケットを受信し、当該のリンク接続通信用パケットを受信した際の電波強度が所定値よりも大きい(または、大きいか同じ)場合には、前記センサデバイスが稼動しないよう前記無線通信装置を制御することを特徴とする無線通信装置を用いたセンサネットシステム。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5865612B2 (ja) * 2011-06-27 2016-02-17 セイコーインスツル株式会社 端末装置、通信システム及び端末装置の起動方法
JP5865613B2 (ja) * 2011-06-27 2016-02-17 セイコーインスツル株式会社 端末装置、通信システム及び端末装置の起動方法
JP5905213B2 (ja) * 2011-06-27 2016-04-20 セイコーインスツル株式会社 センサ端末、センサネットワークシステム、センサ端末制御方法
JP6453817B2 (ja) * 2016-07-07 2019-01-16 株式会社東海理化電機製作所 携帯機
US11935399B2 (en) 2018-06-29 2024-03-19 Sony Corporation Sensing device, device management apparatus for sensing device, device selecting method, and device managing method

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6901066B1 (en) * 1999-05-13 2005-05-31 Honeywell International Inc. Wireless control network with scheduled time slots
NO314330B1 (no) * 1999-12-01 2003-03-03 Electronic Target System As Innretning for fjernlokalisering av et objekt og fremgangsmåte for å operere innretningen
JP4407812B2 (ja) * 2004-06-14 2010-02-03 日本電気株式会社 間欠受信待ち技術を用いたマルチホップ無線通信方法/システム/無線装置
JP4801929B2 (ja) * 2005-04-27 2011-10-26 新川センサテクノロジ株式会社 無線データ伝送機能を有するセンサ装置、このセンサ装置の動作方法、このセンサ装置により構成されたセンサシステム
JP2009049890A (ja) * 2007-08-22 2009-03-05 Advanced Telecommunication Research Institute International データ中継装置
JP2011035438A (ja) * 2007-10-24 2011-02-17 Nec Corp センサ機能を有する無線端末機器、該端末機器の省電力化方法およびコンピュータプログラム
JP4866453B2 (ja) * 2009-08-06 2012-02-01 株式会社日立製作所 無線通信方法、無線端末装置、及び無線通信システム

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