JP5766503B2 - 無線管理システム、無線端末装置および伝送管理方法 - Google Patents
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Description
図1は、無線管理システム100全体の構成例を示す図である。図1において、無線管理システム100は、離れた場所に点在する9つの各圃場に設置された無線端末装置101(1)から無線端末装置101(9)と、無線端末装置101(9)の圃場と通信可能な場所に設置された1つの無線管理装置102とを有する。そして、無線管理装置102では、管理者が管理用端末であるパソコン103を操作して、各無線端末装置101の設定を行ったり、各無線端末装置101からデータを集めて管理する。無線端末装置101から取得するデータ例として、畑の土壌温度や雰囲気温度、湿度、或いはpH値や水分量、日照量などのデータを取得する。また、作物の生育状態や農地の状態を撮影するカメラを設置して画像データを取得する。このようにして、無線管理装置102は、遠隔地から各圃場の状態を確認することができる。
[無線端末装置101の構成例]
次に、無線端末装置101の構成例について図3を用いて説明する。図3において、無線端末装置101は、CPU301と、無線モジュール302と、センサ303と、カメラ304と、RTC(Real Time Clock)305と、メモリ306と、乾電池307と、フォトモスリレー308とで構成される。尚、各ブロックはバス309を介して相互に接続されている。
[CPU301の処理]
次に、CPU301の処理について詳しく説明する。CPU301は、図3に示したように、データ取得処理部351と、通信処理部352と、ウェークアップ処理部353と、スリープ処理部354と、時刻設定処理部355と、データ比較処理部356とを有する。
[無線管理装置102の構成例]
次に、無線管理装置102の構成例について図4を用いて説明する。図4において、無線管理装置102は、CPU401と、無線モジュール402と、RTC403と、メモリ404とで構成される。尚、各ブロックはバス405を介して相互に接続されている。
[CPU401の処理]
次に、CPU401の処理について詳しく説明する。CPU401は、図4に示したように、入出力端末IF部451と、時刻設定処理部452と、データ管理処理部453と、コマンド発行処理部454と、通信処理部455とを有する。
次に第1実施形態に係る無線管理システム100における無線端末装置101と無線管理装置102との間で送受信されるシーケンス例について説明する。尚、本実施形態では、無線管理システム100全体で予め設定された1つの通信チャネルしか利用しない。図5は、子局である無線端末装置101がRTC305に設定された時刻にCPU301をウェイクアップし、親局である無線管理装置102にカメラ304で撮影した画像データを送信する場合のシーケンス例を示している。
次に第2実施形態に係る無線管理システム100における無線端末装置101と無線管理装置102との間で送受信されるシーケンス例について説明する。第1実施形態では、1つの通信チャネルを中継局を含めて時分割で使用したが、本実施形態では複数の通信チャネルを使用する。そして、無線モジュール302で使用するチャネル選択を行い、同じデータを周波数と時間で冗長化して送信する。これにより、特定の周波数が他のシステムで使用されている場合やノイズの影響がある場合でも通信できる確立が高くなる。特に特定小電力無線規格は公共的に様々な場所で使用されるものなので、突然の通信障害などで伝送できないことが日常的に起きる可能性が高く、冗長化によりある程度回避することができる。
次に第3実施形態に係る無線管理システム100における無線端末装置101と無線管理装置102との間で送受信されるシーケンス例について説明する。第1実施形態では、各無線端末装置101は、互いに異なる時間にウェイクアップするようにスケジューリングされているが、各無線端末装置101のRTC305の時刻設定にずれがある場合は、無線端末装置101がウェイクアップしてウェイクアップ通知コマンドを送信する際に衝突する可能性がある。特に、圃場など屋外に無線端末装置101が設置される場合は、環境条件が良くないのでRTC305の時間が変動し易く、時間で管理されたデータ伝送が難しいという問題がある。
次に第4実施形態に係る無線管理システム100について図8を用いて説明する。本実施形態では、無線端末装置101から無線管理装置102に送信されるデータ量を削減することにより、省電力化を図ることができる。例えば送信データ量が削減されると、データ送信時間や無線端末装置101がウェイクアップしている時間が短くなり、また送信時間も短くなるので、電池の消耗を少なくすることができる。
101・・・無線端末装置
102・・・無線管理装置
301・・・CPU
302・・・無線モジュール
303・・・センサ
304・・・カメラ
305・・・RTC
306・・・メモリ
307・・・乾電池
308・・・フォトモスリレー
309・・・バス
351・・・データ取得処理部
352・・・通信処理部
353・・・ウェークアップ処理部
355・・・時刻設定処理部
356・・・データ比較処理部
401・・・CPU
402・・・無線モジュール
403・・・RTC
404・・・メモリ
405・・・バス
451・・・入出力端末IF部
452・・・時刻設定処理部
453・・・データ管理処理部
454・・・コマンド発行処理部
455・・・通信処理部
Claims (19)
- 点在して配置された複数の無線端末装置と、前記複数の無線端末装置を管理する無線管理装置とを含む無線管理システムにおいて、
前記複数の無線端末装置は、
データを取得するデータ取得部と、
複数の通信チャネルのうち少なくとも1つの通信チャネルを用いてデータを送受信する無線通信部と、
前記データ取得部で取得したデータまたは他装置から前記無線通信部が受信する他装置宛のデータおよびコマンドを前記無線通信部から送信する制御部と、
時間を計測し、前記時間が予め設定された時刻になった時にスリープ状態にある前記制御部をウェイクアップさせる計時部と
を有し、
前記制御部は、前記無線管理装置が送信した自装置宛のスリープコマンドを受信した場合に少なくとも前記計時部を除いてスリープ状態に移行し、前記計時部によりウェイクアップした場合に、前記データ取得部が取得したデータの送信や自装置宛のコマンドの受信または他装置宛のデータやコマンドの転送を行うと共に、前記無線管理装置にウェイクアップ通知データを送信し、該ウェイクアップ通知データに応じて前記無線管理装置から受信する時刻設定コマンドにより、前記計時部の時刻設定を行い、
前記無線管理装置は、
前記複数の無線端末装置にコマンドを送信し、前記複数の無線端末装置が互いに中継しながら伝送するデータを受信する送受信部と、
前記無線端末装置を管理する端末制御部と
を有し、
前記端末制御部は、前記無線端末装置から前記ウェイクアップ通知データを受信したタイミングで、当該無線端末装置に前記時刻設定コマンドを送信する
ことを特徴とする無線管理システム。 - 点在して配置された複数の無線端末装置と、前記複数の無線端末装置を管理する無線管理装置とを含む無線管理システムにおいて、
前記複数の無線端末装置は、
データを取得するデータ取得部と、
複数の通信チャネルのうち少なくとも1つの通信チャネルを用いてデータを送受信する無線通信部と、
前記データ取得部で取得したデータまたは他装置から前記無線通信部が受信する他装置宛のデータおよびコマンドを前記無線通信部から送信する制御部と、
時間を計測し、前記時間が予め設定された時刻になった時にスリープ状態にある前記制御部をウェイクアップさせる計時部と
を有し、
前記制御部は、前記無線管理装置が送信した自装置宛のスリープコマンドを受信した場合に少なくとも前記計時部を除いてスリープ状態に移行し、前記計時部によりウェイクアップした場合に、前記データ取得部が取得したデータの送信や自装置宛のコマンドの受信または他装置宛のデータやコマンドの転送を行うと共に、前記無線管理装置から受信する時刻設定コマンドにより、前記計時部の時刻設定を行い、
前記無線管理装置は、
前記複数の無線端末装置にコマンドを送信し、前記複数の無線端末装置が互いに中継しながら伝送するデータを受信する送受信部と、
前記複数の無線端末装置の中継ルートを保持し、前記無線端末装置を管理する端末制御部と
を有し、
前記端末制御部は、前記中継ルートのうち前記無線端末装置の位置が前記無線管理装置から遠い前記無線端末装置から順に前記時刻設定コマンドを送信する
ことを特徴とする無線管理システム。 - 請求項1または2に記載の無線管理システムにおいて、
前記制御部は、少なくとも2つの通信チャネルのいずれかで互いに重複しない時間に同一の取得データを前記無線通信部から送信する
ことを特徴とする無線管理システム。 - 請求項2または3に記載の無線管理システムにおいて、
前記無線管理装置は、前記中継ルートのうち近端の前記無線端末装置から順にウェイクアップするように前記時刻設定コマンドを前記中継ルートにある前記無線端末装置に送信する
ことを特徴とする無線管理システム。 - 請求項4に記載の無線管理システムにおいて、
前記無線端末装置は、前記無線管理装置から自装置宛のデータ要求コマンドを受信した場合に、前記データを前記無線管理装置に送信する
ことを特徴とする無線管理システム。 - 請求項1から5のいずれか一項に記載の無線管理システムにおいて、
前記制御部は、前記データ取得部で取得したデータと、前回送信したデータとを比較して、予め設定した閾値以上の変化があった場合に前記データ取得部で取得したデータを前記無線通信部から送信する
ことを特徴とする無線管理システム。 - 請求項1から6のいずれか一項に記載の無線管理システムにおいて、
前記無線端末装置と前記無線管理装置との間で使用する無線は、特定小電力無線規格を使用し、
前記データ取得部が取得するデータは、温度センサ、湿度センサ、pHセンサ、水分センサ、日照量センサ、画像センサの少なくとも1つのセンサが出力するデータである
ことを特徴とする無線管理システム。 - 点在して複数配置され、データを無線管理装置に送信する無線管理システムに用いられる無線端末装置であって、
データを取得するデータ取得部と、
複数の通信チャネルのうち少なくとも1つの通信チャネルを用いてデータを送受信する無線通信部と、
前記データ取得部で取得したデータまたは他装置から前記無線通信部が受信する他装置宛のデータおよびコマンドを前記無線通信部から送信する制御部と、
時間を計測し、前記時間が予め設定された時刻になった時にスリープ状態にある前記制御部をウェイクアップさせる計時部と
を有し、
前記制御部は、前記無線管理装置が送信した自装置宛のスリープコマンドを受信した場合に少なくとも前記計時部を除いてスリープ状態に移行し、前記計時部によりウェイクアップした場合に、前記データ取得部が取得したデータの送信や自装置宛のコマンドの受信または他装置宛のデータやコマンドの転送を行うと共に、前記無線管理装置にウェイクアップ通知データを送信し、該ウェイクアップ通知データに応じて前記無線管理装置から受信する時刻設定コマンドにより、前記計時部の時刻設定を行う
ことを特徴とする無線端末装置。 - 請求項8に記載の無線端末装置において、
前記制御部は、少なくとも2つの通信チャネルのいずれかで互いに重複しない時間に同一の取得データを前記無線通信部から送信する
ことを特徴とする無線端末装置。 - 請求項8または9に記載の無線端末装置において、
前記制御部は、前記無線管理装置から自装置宛のデータ要求コマンドを受信した場合に、前記データ取得部で取得した前記データを前記無線管理装置に送信する
ことを特徴とする無線端末装置。 - 請求項8から10のいずれか一項に記載の無線端末装置において、
前記制御部は、前記データ取得部で取得したデータと、前回送信したデータとを比較して、予め設定した閾値以上の変化があった場合に前記データ取得部で取得したデータを前記無線通信部から送信する
ことを特徴とする無線端末装置。 - 請求項8から11のいずれか一項に記載の無線端末装置において、
前記無線通信部と前記無線管理装置との間で使用する無線は、特定小電力無線規格を使用し、
前記データ取得部が取得するデータは、温度センサ、湿度センサ、pHセンサ、水分センサ、日照量センサ、画像センサの少なくとも1つのセンサが出力するデータである
ことを特徴とする無線端末装置。 - 点在して配置された複数の無線端末装置と、前記複数の無線端末装置を管理する無線管理装置とを含む無線管理システムに用いられる伝送管理方法において、
前記無線管理装置は、
前記複数の無線端末装置にコマンドを送信し、前記複数の無線端末装置から受信するデータを管理し、
前記無線端末装置からウェイクアップ通知データを受信したタイミングで、当該無線端末装置に時刻設定コマンドを送信し、
前記複数の無線端末装置は、
自装置が取得したデータまたは他装置から受信する他装置宛のデータおよびコマンドを送信し、
前記無線管理装置が送信した自装置宛のスリープコマンドを受信した場合にスリープ状態に移行し、
時間を計測し、前記時間が予め設定された時刻になった時にスリープ状態にある自装置をウェイクアップし、
自装置がウェイクアップした場合に、前記取得したデータの送信や自装置宛のコマンドの受信または他装置宛のデータやコマンドの転送を行うと共に、前記無線管理装置に前記ウェイクアップ通知データを送信し、該ウェイクアップ通知データに応じて前記無線管理装置から受信する前記時刻設定コマンドにより、前記計時部の時刻設定を行う
ことを特徴とする無線管理システムに用いられる伝送管理方法。 - 点在して配置された複数の無線端末装置と、前記複数の無線端末装置を管理する無線管理装置とを含む無線管理システムに用いられる伝送管理方法において、
前記無線管理装置は、
前記複数の無線端末装置にコマンドを送信し、前記複数の無線端末装置から受信するデータを管理し、
前記複数の無線端末装置の中継ルートを保持し、前記中継ルートのうち前記無線端末装置の位置が前記無線管理装置から遠い前記無線端末装置から順に前記時刻設定コマンドを送信し、
前記複数の無線端末装置は、
自装置が取得したデータまたは他装置から受信する他装置宛のデータおよびコマンドを送信し、
前記無線管理装置が送信した自装置宛のスリープコマンドを受信した場合にスリープ状態に移行し、
時間を計測し、前記時間が予め設定された時刻になった時にスリープ状態にある自装置をウェイクアップし、
自装置がウェイクアップした場合に、前記取得したデータの送信や自装置宛のコマンドの受信または他装置宛のデータやコマンドの転送を行うと共に、前記無線管理装置から受信する時刻設定コマンドにより、前記計時部の時刻設定を行う
ことを特徴とする無線管理システムに用いられる伝送管理方法。 - 請求項13または14に記載の無線管理システムに用いられる伝送管理方法において、
少なくとも2つの通信チャネルのいずれかで互いに重複しない時間に同一の取得データを前記無線端末装置から前記無線管理装置に送信する
ことを特徴とする無線管理システムに用いられる伝送管理方法。 - 請求項15に記載の無線管理システムに用いられる伝送管理方法において、
前記無線管理装置は、前記中継ルートのうち近端の前記無線端末装置から順にウェイクアップするように前記時刻設定コマンドを前記中継ルートにある前記無線端末装置に送信する
ことを特徴とする無線管理システムに用いられる伝送管理方法。 - 請求項16に記載の無線管理システムに用いられる伝送管理方法において、
前記無線端末装置は、前記無線管理装置から自装置宛のデータ要求コマンドを受信した場合に、前記データを前記無線管理装置に送信する
ことを特徴とする無線管理システムに用いられる伝送管理方法。 - 請求項13から17のいずれか一項に記載の無線管理システムに用いられる伝送管理方法において、
前記無線端末装置は、新たに取得したデータと、前回送信したデータとを比較して、予め設定した閾値以上の変化があった場合に前記データを前記無線管理装置に送信する
ことを特徴とする無線管理システムに用いられる伝送管理方法。 - 請求項13から18のいずれか一項に記載の無線管理システムに用いられる伝送管理方法において、
前記無線端末装置と前記無線管理装置との間で使用する無線は、特定小電力無線規格を使用し、
前記無線端末装置が取得するデータは、温度センサ、湿度センサ、pHセンサ、水分センサ、日照量センサ、画像センサの少なくとも1つのセンサが出力するデータである
ことを特徴とする無線管理システムに用いられる伝送管理方法。
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