JP5425614B2 - 時刻同期方法、制御システム及び測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、電池駆動の複数の子機と単一の親機との間で無線通信する無線センサネットワークにおいて、親機と複数の子機との間の時刻同期方法、制御システム及び測定装置に関する。

電池駆動の複数の子機と単一の親機との間で無線通信する無線センサネットワークにおいて、子機は、起床（アクティブ状態）→データ計測→親機との通信→休眠（スリープ状態）の一連の動作（間歇動作）を繰り返し行なっている。この場合、複数の子機と単一の親機とは、時間管理をしつつ通信を行なうために、各子機の時刻を親機に合わせるための時刻同期が必要である。

通常、親機との時刻同期は、親機が時刻同期命令（時刻データ書き込み命令）をすべての子機へ送信することで成立するが、子機が間歇動作している場合、子機の休眠中（スリープ中）は、親機からの時刻同期命令（時刻データ書き込み命令）を受信することができず、時刻同期に失敗する。このため、確実に時刻同期を行なうためには、子機が通信可能状態のときに、親機から時刻同期命令（時刻データ書き込み命令）が到達するようにする必要がある。

また、複数の子機と単一の親機との間で無線通信する無線センサネットワークにおいて、子機が電池駆動の場合、電池容量の制約があるため、消費電力量を低く押えることにより、電池の長寿命化を図る必要がある。

これに関する一つの技術として、電池駆動の端末間で時刻同期を取りつつ、必要なデータを無線通信する無線センサネットワークにおいて、基準となる時刻情報を広告するリファレンス端末を同じセンサネットワーク上に設け、この時刻情報をリファレンス端末から複数の周辺端末へ定期的に配信する際、連続して複数回に亘り同じ時刻データを配信することにより、周辺端末が起床しているとき（アクティブ状態のとき）時刻データを受信できる確立を高めるものがある（特許文献１参照）。

また、他の技術として、センサ機能を搭載した小型無線センサノード、中継器、基地局、及び管理サーバから構成されたセンサネットシステムにおいて、管理サーバから指定期間ごとに各基地局へ時刻を設定するための時刻設定コマンドを発行し、中継局は、基地局から受信した時刻を基に自身の時刻を設定あるいは修正した後、配下の全センサノードへの時刻設定コマンドを生成待機状態にする。中継機は、センサノードからポーリングによるコマンド要求を受信した際、その時点での時刻を取得し、該時刻を用いて時刻設定コマンドを生成し、このセンサノードへ送信するものがある（特許文献２参照）。

特開２００６−７４３２６号公報 特開２００８−３０６４７２号公報

特許文献１の方法では、周辺端末が起床しているとき（アクティブ状態のとき）時刻データを受信すれば、時刻同期が行なわれるが、周辺端末が休眠しているとき（スリープ状態のとき）は時刻データを受信できないため、時刻データの配信頻度を高くすれば、時刻データを受信できる確率が高くなるが、周辺端末からリファレンス端末への送信との衝突確率が高くなる。一方、配信頻度を低くすれば、時刻データを受信できる確率が低くなり、受信できない可能性がある、という問題がある。

また特許文献２の方法では、センサノードから中継機に対し、ポーリングによるコマンド要求を行なうために、時刻設定コマンドの他に、ポーリングによる通信回数が加算されるため、センサノードの通信時間がその分延びること、及び、中継機にコマンドを持たせるための処理が必要となる、という問題がある。

本発明は、上記の問題に鑑み、電池駆動の複数の子機と単一の親機との間で無線通信する無線センサネットワークにおいて、前記親機は、第１の時計と、定期的に前記複数の子機が計測データを送信する計測データ転送パケットを受信し、当該計測データ転送パケットを送信した子機に受信応答パケットを返信する第１の制御部を有し、前記複数の子機は、第２の時計と、前記親機に対して定期的にパケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第２の時計が計時した計測時刻と計測データで構成した前記計測データ転送パケットを送信する第２の制御部を有しており、前記親機は時刻同期命令を発行せず、前記親機は前記子機から前記計測データ転送パケットを受信したとき、前記第１の制御部は、パケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第１の時計が計時した計測時刻とで構成された前記受信応答パケットを前記子機に返信し、前記子機の第２の制御部は前記親機から受信した前記受信応答パケットに埋め込まれた前記時刻情報に基づき、前記第２の時計の時刻設定を行う時刻同期方法である。

本発明は、電池駆動の複数の子機と単一の親機とは、無線通信する関係にあり、前記親機は、第１の時計と、定期的に前記複数の子機が計測データを送信する計測データ転送パケットを受信し、当該計測データ転送パケットを送信した子機に受信応答パケットを返信する第１制御部を有し、前記複数の子機は、第２の時計と、前記親機に対して定期的にパケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第２の時計が計時した計測時刻と計測データで構成した前記計測データ転送パケットを送信する第２の制御部を有しており、前記親機は時刻同期命令を発行せず、前記親機は前記子機から前記計測データ転送パケットを受信したとき、前記第１の制御部は、前記計測データ転送パケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第１の時計が計時した計測時刻とで構成された前記受信応答パケットを前記子機に返信し、前記子機の前記第２の制御部は前記親機から受信した前記受信応答パケットに埋め込まれた前記時刻情報に基づき、前記第２の時計の時刻設定を行う制御システムである。

また、本発明は、複数の機器夫々における温度、電力等の物理量の計測データを前記夫々の機器に設けた子機から当該機器と関連付けられた親機に返送し、当該親機で前記計測データを収集するように成した物理量の測定装置において、前記親機は、第１の時計と、定期的に前記夫々の機器に設けた子機が計測データを送信する計測データ転送パケットを受信し、当該計測データ転送パケットを送信した子機に受信応答パケットを返信し、前記子機から収集した前記計測データを少なくとも前記物理量毎に集計する第１の制御部を有し、前記夫々の子機は、第２の時計と、当該第２の時計の計時に基づき前記親機の周期に実質的に同期してスリープ状態から起床状態へ移行するとともに、前記起床状態において、前記親機に対して定期的にパケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第２の時計が計時した計測時刻と計測データで構成した前記計測データ転送パケットを送信する第２の制御部を有しており、前記親機は時刻同期命令を発行せず、前記親機は前記子機から前記計測データ転送パケットを受信したとき、前記第１の制御部は、前記計測データ転送パケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第１の時計が計時した計測時刻とで構成された前記受信応答パケットを前記子機に返信し、前記子機の前記第２の制御部は前記親機から受信した前記受信応答パケットに埋め込まれた前記時刻情報に基づき、前記第２の時計の時刻設定を行う測定装置である。

また、本発明は、複数の機器夫々における温度、電力等の物理量の測定情報を前記夫々の機器に設けた子機から当該機器と関連付けられた親機へ送信し、当該親機で前記情報を収集するように成した物理量の測定装置において、前記親機には第１の時計と、定期的に前記夫々の機器に設けた子機が送信する前記測定情報の受信が確認された際に第１の時計のタイムスタンプを付した受信確認信号をこの子機に返信し、収集された前記測定情報を少なくとも前記物理量毎に集計する第１の制御部とを設け、
前記夫々の子機には第２の時計と、当該第２の時計の計時に基づき前記親機の周期に実質的に同期してスリープ状態から起床状態へ移行する制御部を有し、当該制御部は前記起床状態において前記測定情報を前記親機に送信し、前記親機から受信確認信号を受信した際には当該受信確認信号に付されたタイムスタンプの時刻で第２の時計の時刻を修正することを特徴とする測定装置である。

本発明によれば、親機は特別に時刻同期命令を発行せず、親機は子機からの計測データを受信したとき、送信元の子機へ返す受信確認（ＡＣＫ）の中に現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んで送信するため、子機から親機への計測データの送信の度に最新の時刻情報（時刻データ）を得られ、任意のタイミングで時刻同期が可能となる。このため、時刻同期のための余分な通信回数を削減でき、通信回数の削減を図ることができ、電池駆動する子機の電池の消費電力量を低く押えることで、電池の長寿命化を図ることができるものとなる。
請求項１乃至請求項３の本願発明では、特に、「前記親機は前記子機から前記計測データ転送パケットを受信したとき、前記第１の制御部は、パケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第１の時計が計時した計測時刻とで構成された前記受信応答パケットを前記子機に返信」する構成によって、親機から子機に送信する受信応答パケットのパケット長を、子機が親機に送信した計測データ送信パケットのパケット長より短くすることができ、システムの消費電力を抑えることができる。
また、請求項１、請求項２の本願発明では、電池駆動する子機では、駆動時間を改善することができる。更に、「前記子機の第２の制御部は前記親機から受信した前記受信応答パケットに埋め込まれた前記時刻情報に基づき、前記第２の時計の時刻設定を行う」構成を備えているため、時刻同期コマンドを削減することにより、システムの消費電力を抑えることができる。

また、子機が親機から受け取った時刻情報（時刻データ）の適用については、子機側で判断できるようになるため、子機それぞれの状況に応じた運用ができるようになる効果も奏する。

本発明に係る時刻同期方法の基本的説明図である。 本発明に係る時刻同期方法を適用したトータル制御システムの構成を示す図である。 本発明に係る時刻同期方法を採用して無線センサネットワークを構築した測定装置または制御システムを示す図である。 本発明に係る子機及び親機の動作に係るタイミングチャートを示す図である。 本発明に係る子機から親機へ送信する測定情報（計測データ）転送パケット及び親機から子機へ送信する受信確認（ＡＣＫ）パケット（受信応答パケット）のフォーマットを示す図である。 本発明に係る親機の内部構成を示す図である。 本発明に係る子機の内部構成を示す図である。 図３の形態に電力量を加えた測定装置または制御システムを示す図である。 本発明に係る多数の種類の測定情報（計測データ）におけるセンサネットワークの構成を示す図である。

以下において、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

本発明に係る時刻同期方法は、電池駆動の複数の子機２と単一の親機１との間で無線通信する無線センサネットワークにおいて、親機１は時刻同期命令を発行せず、親機１は子機２からの計測データを受信したとき、送信元の子機２へ返す受信確認（ＡＣＫ）の中に現在時刻を埋め込んで送信する方法である。

図１において、親機に相当する受信機１（以下、親機１という）に対して、子機に相当する複数の端末２（以下、子機２という）を備え、各子機２は、それぞれ電池駆動するように電池を備えており、取り付け場所や設置場所を自由に変更できる形態であり、また携帯可能な形態である。このため、子機２は、温度管理を行なう必要のある機器３や、電力管理を行なう必要のある機器３等、種々の機器３の温度、電力等の物理量の測定情報（計測データともいう）を、一定周期（間歇動作）で計測し、これら機器３に設けた子機２から当該機器３と関連付けられた親機１へ、この測定情報（計測データ）を一定周期（間歇動作）で送信する。図１は、このように、子機２で計測した測定情報（計測データ）が、親機１で収集するように構成した物理量の測定装置または制御システムを構成している。

この場合、各子機２は、一定周期（間歇動作）で該当する機器３の温度、電力等の物理量を計測し、この計測した計測データを親機１へ無線送信する。親機１はこの計測データを受信したとき、送信元の子機２へ受信確認（ＡＣＫ）情報を送信する。この受信確認（ＡＣＫ）情報の中に、現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んで送信する。

図２には、本発明に係る時刻同期方法を適用したトータル制御システムの構成を示している。図１の基本構成と同じ機能部には同じ符号を付している。図２において、コンピュータで構成した中央コントローラ４は、親機１と有線接続され、また、有線端末である複数の有線子機５と有線接続されている。中央コントローラ４は、各子機２及び有線子機５に対して時刻同期命令を発行する。この場合、中央コントローラ４と有線接続されている親機１及び有線子機５は、この時刻同期命令を受けた時点で、自己の時刻同期（内蔵した時計ＲＴＣを中央コントローラ４の時刻に合わせこと）を行なうが、子機２は間歇動作をしているため、中央コントローラ４からの時刻同期命令では時刻同期をせず、中央コントローラ４から子機２を宛先とした時刻同期命令が発行されたときは、親機１がそれを保留する。

中央コントローラ４は、時刻同期命令が各子機２及び有線子機５に到達していることを確認するために、有線子機５を宛先とした時刻同期命令に対しては、有線子機５が送信する受信確認（ＡＣＫ）を受信するが、子機２を宛先とした時刻同期命令に対しては、子機２の代わりに親機１が、中央コントローラ４へ受信確認（ＡＣＫ）を送信する。

中央コントローラ４は、親機１及び有線子機５から、温度、電力等の物理量の測定情報を受け、この測定情報の管理および利用を行なう機能である制御システムにおいては、機器３の温度、電力等の物理量の測定情報（計測データ）を、これら機器３に設けた子機２から当該機器３と関連付けられた親機１へ送信し、親機１から中央コントローラ４へ測定情報（計測データ）を送信する。

一方、子機２は物理量の測定情報（計測データ）を親機１へ送信し、親機１からの受信確認（ＡＣＫ）を待つ。そして、親機１は受信確認（ＡＣＫ）の中に、親機１のＲＴＣによる現在時刻情報（時刻データ、またはタイムスタンプという）を埋め込んで、該当子機２へ送信する。そして、子機２は、受信した現在時刻情報（時刻データ）により、時刻同期を行なう。

このように、親機１が子機２に対する時刻同期命令の変換機能を持つことにより、中央コントローラ４において各子機２に対応した制御を行う必要がなくなる。

図３には、本発明に係る時刻同期方法を採用して無線センサネットワークを構築した、スーパーマーケット等の店舗２０における温度データの測定、及び時刻同期に係る測定装置または制御システム１５を示している。店舗２０に備えられる機器３として、販売食品を貯蔵する冷蔵ショーケースや冷凍ショーケース６（以下、これらを総称してショーケース６という）、冷凍機７、調理場に設けた業務用冷蔵庫８、食品売り場などの空気調和を行なう空調機９、店舗２０の照明機器１０等がある。

ショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、及び照明機器１０には、それぞれ運転管理装置６Ａ、７Ａ、８Ａ、９Ａ及び１０Ａが備えられ、これらは、店舗２０全体の管理を行うように設置された店舗管理装置１２と、有線１１によって接続されている。

また、ショーケース６には食品貯蔵室の温度を検知する庫内センサ部６Ｓが備えられ、業務用冷蔵庫８には食品貯蔵室の温度を検知する庫内センサ部８Ｓが備えられ、空調機９には空気吸い込み温度を検知する温度センサ部９Ｓが備えられている。また、空調機９の運転制御のために、店舗２０内の適所の温度を検知する室内センサ部１３と、店舗２０の外気を検知する室外センサ部１４が設けられている。

庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、及び室外センサ部１４は、それぞれ温度検知回路や、後述のようにデータの送受信を行う送受信回路を含む。そして、庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、及び室外センサ部１４は、それぞれ単独で電池を備え、その電池を電源として、前記温度検知回路や送受信回路等が動作する仕組みである。これらが電池を電源としているのは、自由に選定した場所へ取り付けることができるようにするためのものである。

店舗２０には、店舗管理装置１２に付随して、または店舗管理装置１２に関連して、中央無線送受信機１６が備えられている。庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、及び室外センサ部１４は、それぞれ設定された一定周期（間歇動作）で温度を測定し、測定した温度の測定情報（計測データともいう）を、一定周期（間歇動作）で中央無線送受信機１６へ送信する。

そして、中央無線送受信機１６は、庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、及び室外センサ部１４からの温度の測定情報（計測データ）を受信した時、測定情報（計測データ）を送信してきた庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、または室外センサ部１４へ、受信確認（ＡＣＫ）を送信する。この場合、中央無線送受信機１６からは、受信確認（ＡＣＫ）の中に、中央無線送受信機１６のＲＴＣによる現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んで、庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、及び室外センサ部１４へ送信する。そして、庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、及び室外センサ部１４は、受信した現在時刻情報（時刻データ）により、ＲＴＣの時刻同期を行なう。

このような動作を行うため、庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓ、室内センサ部１３、及び室外センサ部１４は、図１及び図２における子機２に相当し、ショーケース６、業務用冷蔵庫８、空調機９は、図１及び図２における機器３に相当し、また、中央無線送受信機１６は親機１に相当する。

上記において、中央無線送受信機１６は、店舗管理装置１２と有線１１によって接続されているため、上記のような測定情報（計測データ）を受信して、所定のプログラムに従って、運転管理装置６Ａ、７Ａ、８Ａ、９Ａ及び１０Ａの動作を制御する。この制御は、例えば、ショーケース６においては、庫内センサ部６Ｓからの測定情報（計測データ）と設定データとの比較において、運転管理装置６Ａを制御して、ショーケース６の庫内温度を設定温度になるように制御する。また、業務用冷蔵庫８においては、庫内センサ部８Ｓからの測定情報（計測データ）と設定データとの比較において、運転管理装置８Ａを制御して、業務用冷蔵庫８の庫内温度を設定温度になるように制御する。また、空調機９においては、温度センサ部９Ｓからの測定情報（計測データ）と設定データとの比較において、運転管理装置９Ａを制御して、空調機９による店舗２０内の温度を設定温度になるように制御する。更に、照明機器１０においては、消費電力の検知部（図示せず）からの測定情報（計測データ）と設定データとの比較において、運転管理装置１０Ａを制御して、照明機器１０の照度を設定照度になるように制御する。

店舗管理装置１２は、店舗から離れた中央コントローラ室の遠隔管理装置１８と、インターネットなどのネットワーク１７で接続されており、受信した上記のような測定情報（計測データ）を、所定のタイミングで遠隔管理装置１８へ送信する。遠隔管理装置１８は、これら測定情報（計測データ）を記憶し、また利用して、店舗２０のよりよい運営を行うように、店舗管理装置１２を制御する。

図４には、庫内センサ部６Ｓ、庫内センサ部８Ｓ、温度センサ部９Ｓを含む子機２（無線端末と表示）及びこの子機２と通信する親機１の動作に係るタイミングチャートを示す。図４において、親機１に相当する中央無線送受信機１６は待機モードにある。この状態で、子機２（無線端末と表示）は、スリープモードから起床して温度を測定し、その測定情報（計測データ）を中央無線送受信機１６へ送信し、待機状態となる。子機２（無線端末と表示）から親機１に相当する中央無線送受信機１６へ送信する測定情報（計測データ）転送パケットは、図５に（イ）計測データ転送パケットとして示すように、型、宛先、発信元、計測時刻、及び測定情報（計測データ）で構成される。

一方、中央無線送受信機１６は、この測定情報（計測データ）を受信した時、測定情報（計測データ）を送信してきた子機２（無線端末と表示）に対して、現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んだ受信確認（ＡＣＫ）を送信する。この親機１に相当する中央無線送受信機１６から子機２（無線端末と表示）へ送信する受信確認（ＡＣＫ）パケットは、図５に（ロ）受信応答パケットとして示すように、型、宛先、発信元、及び現在時刻で構成される。

そして、中央無線送受信機１６は、メモリへの書き込みを行った後、再び待機モードとなる。一方、現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んだ受信確認（ＡＣＫ）を受信した子機２（無線端末と表示）は、その時刻情報（時刻データ）に基づきＲＴＣの時刻設定を行い、再びスリープモードとなる。

このように、子機２（無線端末と表示）は、一定周期（間歇動作）で温度を測定し、測定した温度の測定情報（計測データともいう）を中央無線送受信機１６へ送信する。一方、親機１に相当する中央無線送受信機１６は、
常時、子機２（無線端末と表示）からの測定情報（計測データ）を受信できるように、待機モードにあり、子機２（無線端末と表示）から測定情報（計測データ）が送信される度に、上記のように、現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んだ受信確認（ＡＣＫ）を送信する。

このように、子機２から親機１への測定情報（計測データ）の送信の度に最新の時刻情報（時刻データ）を得られ、任意のタイミングで親機１と子機２の時刻同期が可能となる。このため、子機２の時刻同期を取るための余分な通信を削減でき、通信回数の削減を図ることができ、子機２の電池の消費電力量を低く押えることができ、電池の長寿命化を図ることができるものとなる。

上記における親機１の内部構成及び子機２の内部構成は、それぞれ図６及び図７に示す。図６には親機１の内部構成を示す。図６において、親機１（無線受信機１として示す）は、子機２との情報の送受信を行う無線通信手段１Ａ、店舗管理装置１２のような管理装置（監視装置）１２との情報の有線で送受信を行う有線通信手段１Ｂ、制御手段１Ｃ、測定情報（計測データ）受信手段１Ｄ、記憶手段１Ｅ、現在時刻設定手段１Ｆ、リアルタイムクロックと称する時計ＲＴＣ、到着確認（受信確認ＡＣＫ）生成手段１Ｇ、到着確認（受信確認ＡＣＫ）送信手段１Ｈから構成され、これらは、実線で示すように相互に電気的に接続され、制御手段１Ｃによる制御動作を伴って、矢印方向の情報の伝達及び制御動作を行う。

図７には子機２の内部構成を示す。図６において、親機１の内部構成及び子機２の内部構成は、それぞれ図６及び図７に示す。図７において、子機２（無線端末２として示す）は、親機１との情報の送受信を行う無線通信手段２Ａ、到達確認（受信確認ＡＣＫ）受信手段２Ｂ、到着確認（受信確認ＡＣＫ）判定手段２Ｃ、制御手段２Ｄ、温度センサ等の計測手段２Ｅ、測定情報（計測データ）生成手段２Ｆ、測定情報（計測データ）送信手段２Ｇ、時刻情報抽出手段２Ｈから構成され、これらは、実線で示すように相互に電気的に接続され、制御手段２Ｄによる制御動作を伴って、矢印方向の情報の伝達及び制御動作を行う。

図６及び図７に示す親機１及び子機２の構成でもって、図２及び図３に示す測定装置または制御システムを参照して、本発明を以下に記載する。

複数の機器３夫々における温度、電力等の物理量の測定情報（計測データ）を夫々の機器３に設けた子機２から当該機器３と関連付けられた親機１（へ送信し、親機１で測定情報（計測データ）を収集するように成した物理量の測定装置において、親機１には第１の時計ＲＴＣと、定期的に子機２が送信する前記測定情報（計測データ）の受信が確認された際に、第１の時計ＲＴＣのタイムスタンプを付した受信確認信号を到着確認（受信確認ＡＣＫ）生成手段１Ｇで生成し、到着確認（受信確認ＡＣＫ）送信手段１Ｈから無線通信手段１Ａを通して当該子機２に返信し、収集された前記測定情報（計測データ）を少なくとも前記物理量毎に集計する第１の制御部として制御部（制御手段）１Ｄとを設けている。

また、夫々の子機２には、第２の時計ＲＴＣと、この第２の時計ＲＴＣの計時に基づきスリープ状態から起床状態へ移行する制御部（制御手段）２Ｄを有し、制御部２Ｄは、定期的に測定情報（計測データ）生成手段２Ｆで測定情報（計測データ）を生成し、この測定情報（計測データ）を測定情報（計測データ）送信手段２Ｇから無線通信手段１Ａを通して親機１に送信し、無線通信手段２Ａを通して到達確認（受信確認ＡＣＫ）受信手段２Ｂが、親機１からの受信確認信号を受信した際には、時刻情報抽出手段２Ｈによって当該受信確認信号に付されたタイムスタンプ（現在時刻情報）の時刻を抽出し、このタイムスタンプ（現在時刻情報）の時刻で第２の時計ＲＴＣの時刻を修正する。

このように、子機２から親機１への測定情報（計測データ）の送信の度に最新の時刻情報（時刻データ、タイムスタンプ）を得られ、任意のタイミングで親機１と子機２の時刻同期が可能となる。

なお、本発明の応用例として、親機１から子機２への到達確認（受信確認ＡＣＫ）の中に、図５の（ハ）に矢印で示すような、時刻同期命令フラッグを設けることにより、親機１側から強制的に子機２の時刻情報更新を行なわせることで、親機１が時刻同期のタイミングを制御することが可能となる。

上記では、ショーケース６、業務用冷蔵庫８、空調機９の温度の測定情報（計測データともいう）を送信するが、これに限定されず、例えば、ショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、及び照明機器１０に、それぞれの消費電力の検知部を備えておき、ショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、及び照明機器１０の消費電力を検知し送信する構成とすることもできる。図８には、これに係る測定情報（計測データ）及び時刻同期に係る測定装置または制御システム１５を示している。図８の場合も、親機１の内部構成及び子機２の内部構成は、図６及び図７に示すものと同様である。

図８には、図３に示した温度の測定情報（計測データ）に、更に、消費電力の測定情報（計測データ）を加えて無線センサネットワークを構築した、スーパーマーケット等の店舗２０における測定情報（計測データ）及び時刻同期に係る測定装置または制御システム１５を示している。図３に示す部分と同じ機能部には同じ符号を付している。なお、機器３として調理場に設けた調理機器１９を備え、その運転管理装置１９Ａが店舗管理装置（店舗監視装置）１２、中央無線送受信機１６及び電力量管理装置（電力量管理装置）３３と有線で接続されている。

この場合、ショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、及び照明機器１０にそれぞれ備えた消費電力の検知部は、図示していないが、図１及び図２における子機２に相当する。これら消費電力の検知部は、それぞれ単独で電池を備え、その電池を電源として動作し、図１及び図２における親機１に相当する無線変換機３０と無線交信する。無線変換機３０は、第２分電盤３１に設けた電力量計３２と有線接続されている。電力量計３２は、それぞれショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、及び照明機器１０に対応した電力量計の総称であり、ショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、及び照明機器１０に対応した電力量計が、その電力量を表示する。

これら消費電力の検知部は、一定周期（間歇動作）で消費電力を測定し、この測定情報（計測データ）を一定周期（間歇動作）で無線変換機３０へ無線送信し、無線変換機３０は、これらの測定情報（計測データ）を受信した時、測定情報（計測データ）を送信してきたショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、または照明機器１０の消費電力の検知部へ、受信確認（ＡＣＫ）を無線送信する。この場合、受信確認（ＡＣＫ）の中に、無線変換機３０のＲＴＣによる現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んで、無線送信する。そして、当該消費電力の検知部は、受信した現在時刻情報（時刻データ）により、時刻同期を行なう。

図８において、第１分電盤３３に設けた電力量監視装置３４は、各運転管理装置（運転監視装置として示す）６Ａ、７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａ、及び店舗管理装置１２と有線接続されており、店舗の総電力量を管理し、そのデータを店舗管理装置（店舗監視装置として示す）１２へ送信すると共に、各運転管理装置６Ａ、７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａの総電力量が、所定の最大値を超える場合は、所定の最大値以下になるように、運転管理装置６Ａ、７Ａ、８Ａ、９Ａ、１０Ａのうちの、電力削減してもよいものから電力削減するように制御する。

店舗管理装置１２は、店舗から離れた中央コントローラ室の遠隔管理装置１８と、インターネットなどのネットワーク１７で接続されており、受信した消費電力の測定情報（計測データ）を、所定のタイミングで遠隔管理装置１８へ送信する。遠隔管理装置１８は、これら測定情報（計測データ）を記憶し、また利用して、店舗２０のよりよい省エネ運営を行うように、店舗管理装置１２を制御する。

このように、子機２に相当するショーケース６、冷凍機７、業務用冷蔵庫８、空調機９、及び照明機器１０にそれぞれ備えた消費電力の検知部から、親機１に相当する無線変換機３０への測定情報（計測データ）の送信の度に、子機２は最新の時刻情報（時刻データ）を得られ、任意のタイミングで親機１と子機２の時刻同期が可能となる。このため、子機２の時刻同期を取るための余分な通信を削減でき、通信回数の削減を図ることができ、子機２の電池の消費電力量を低く押えることができ、電池の長寿命化を図ることができるものとなる。

図９には、多数の種類の測定情報（計測データ）におけるセンサネットワークの構成を示す図であり、本発明が適用できる測定情報（計測データ）の種類は、図９に示すように、測定情報（計測データ）として、温度、電力、照度の他に、湿度、雨量、風力等があり、これに係る機器または装置３における子機２の時刻同期は、上記同様に、子機２からの測定情報（計測データ）を親機１（無線受信機１として示す）が受信したとき、その受信確認（ＡＣＫ）の中に、現在時刻情報（時刻データ）を埋め込んで、子機２へ無線送信することにより、当該子機２は、受信した現在時刻情報（時刻データ）により、上記同様に時刻同期を行なうことができる。

図９には、親機１（無線受信機１として示す）と有線接続されたデータ収集装置１２は、図２及び図３に対応した店舗管理装置（店舗監視装置）１２に相当し、データ収集装置１２は、機器または装置３から離れた中央コントローラ室の遠隔監視装置（遠隔管理装置ともいう）１８と、インターネットなどのネットワーク１７で接続されている。

本発明に係る時刻同期方法、制御システム及び測定装置は、上記実施例に示した構成に限定されず、種々の形態のものに適用できるものであり、本発明の技術範囲において種々の形態を包含するものである。

１・・・・・親機
１Ａ・・・・無線通信手段
１Ｂ・・・・有線通信手段
１Ｃ・・・・制御手段
１Ｄ・・・・測定情報（計測データ）受信手段
１Ｅ・・・・記憶手段
１Ｆ・・・・現在時刻設定手段
１Ｇ・・・・到着確認（受信確認ＡＣＫ）生成手段
１Ｈ・・・・到着確認（受信確認ＡＣＫ）送信手段
２・・・・・子機
２Ａ・・・・無線通信手段
２Ｂ・・・・到着確認（受信確認ＡＣＫ）受信手段
２Ｃ・・・・到着確認（受信確認ＡＣＫ）判定手段
２Ｄ・・・・制御手段
２Ｅ・・・・計測手段
２Ｆ・・・・測定情報（計測データ）生成手段
２Ｇ・・・・測定情報（計測データ）送信手段
２Ｈ・・・・時刻情報抽出手段
３・・・・・機器
４・・・・・中央コントローラ
５・・・・・有線子機
６・・・・・ショーケース
６Ａ・・・・運転管理装置
６Ｓ・・・・庫内センサ部
７・・・・・冷凍機
７Ｓ・・・・運転管理装置
８・・・・・業務用冷蔵庫
８Ａ・・・・運転管理装置
８Ｓ・・・・庫内センサ部
９・・・・・空調機
９Ａ・・・・運転管理装置
９Ｓ・・・・温度センサ部
１０・・・・照明機器
１０Ａ・・・運転管理装置
１１・・・・有線
１２・・・・店舗管理装置
１３・・・・室内センサ部
１４・・・・室外センサ部
１５・・・・測定装置または制御システム
１６・・・・中央有線送受信機
１７・・・・ネットワーク
１８・・・・遠隔管理装置
１９・・・・調理機器
１９Ａ・・・運転管理装置
２０・・・・店舗
３０・・・・無線変換機
３１・・・・第２分電盤
３２・・・・電力量計
３３・・・・第１分電盤
３４・・・・電力量監視装置

Claims (3)

1. 電池駆動の複数の子機と単一の親機との間で無線通信する無線センサネットワークにおいて、
   前記親機は、第１の時計と、定期的に前記複数の子機が計測データを送信する計測データ転送パケットを受信し、当該計測データ転送パケットを送信した子機に受信応答パケットを返信する第１の制御部を有し、
   前記複数の子機は、第２の時計と、前記親機に対して定期的にパケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第２の時計が計時した計測時刻と計測データで構成した前記計測データ転送パケットを送信する第２の制御部を有しており、
   前記親機は時刻同期命令を発行せず、
   前記親機は前記子機から前記計測データ転送パケットを受信したとき、前記第１の制御部は、パケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第１の時計が計時した計測時刻とで構成された前記受信応答パケットを前記子機に返信し、
   前記子機の第２の制御部は前記親機から受信した前記受信応答パケットに埋め込まれた前記時刻情報に基づき、前記第２の時計の時刻設定を行うことを特徴とする時刻同期方法。
2. 電池駆動の複数の子機と単一の親機とは、無線通信する関係にあり、
   前記親機は、第１の時計と、定期的に前記複数の子機が計測データを送信する計測データ転送パケットを受信し、当該計測データ転送パケットを送信した子機に受信応答パケットを返信する第１制御部を有し、
   前記複数の子機は、第２の時計と、前記親機に対して定期的にパケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第２の時計が計時した計測時刻と計測データで構成した前記計測データ転送パケットを送信する第２の制御部を有しており、
   前記親機は時刻同期命令を発行せず、
   前記親機は前記子機から前記計測データ転送パケットを受信したとき、前記第１の制御部は、前記計測データ転送パケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第１の時計が計時した計測時刻とで構成された前記受信応答パケットを前記子機に返信し、
   前記子機の前記第２の制御部は前記親機から受信した前記受信応答パケットに埋め込まれた前記時刻情報に基づき、前記第２の時計の時刻設定を行うことを特徴とする制御システム。
3. 複数の機器夫々における温度、電力等の物理量の計測データを前記夫々の機器に設けた子機から当該機器と関連付けられた親機に返送し、当該親機で前記計測データを収集するように成した物理量の測定装置において、
   前記親機は、第１の時計と、定期的に前記夫々の機器に設けた子機が計測データを送信する計測データ転送パケットを受信し、当該計測データ転送パケットを送信した子機に受信応答パケットを返信し、前記子機から収集した前記計測データを少なくとも前記物理量毎に集計する第１の制御部を有し、
   前記夫々の子機は、第２の時計と、当該第２の時計の計時に基づき前記親機の周期に実質的に同期してスリープ状態から起床状態へ移行するとともに、前記起床状態において、前記親機に対して定期的にパケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第２の時計が計時した計測時刻と計測データで構成した前記計測データ転送パケットを送信する第２の制御部を有しており、
   前記親機は時刻同期命令を発行せず、
   前記親機は前記子機から前記計測データ転送パケットを受信したとき、前記第１の制御部は、前記計測データ転送パケットの型、宛先情報、発信元情報、前記第１の時計が計時した計測時刻とで構成された前記受信応答パケットを前記子機に返信し、
   前記子機の前記第２の制御部は前記親機から受信した前記受信応答パケットに埋め込まれた前記時刻情報に基づき、前記第２の時計の時刻設定を行うことを特徴とする測定装置。

Images