JP5805993B2 - 通信装置、通信システム、通信方法および通信プログラム - Google Patents

通信装置、通信システム、通信方法および通信プログラム Download PDF

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Description

本発明は、通信装置、通信システム、通信方法および通信プログラムに関する。
各通信局が自律分散的にネットワーク動作を行なう無線通信システムでは、各通信局はチャネル上で周期的に制御信号(例えば、ビーコン信号)を報知することにより、近隣(すなわち通信可能範囲内)の他の通信局に自己の存在を知らしめるとともに、ネットワーク構成を通知する。このような無線通信システムでは、各通信局において周辺局との時間の同期を確保しながら、上述のようなビーコン信号の報知などが周期的に行なわれている。
また、通信局がフレーム周期内で帯域を予約する、あるいは優先利用期間を設定するなど時間同期をベースにしたアクセス方式においては、通信局同士で時間の同期を確保することが行われている。
例えば、特許文献1には、制御信号の受信時刻から多局の時間スロットタイミングを推定し、ある時間区間内において最も時間スロットの先頭タイミングが遅れている通信局に自局のスロットを合わせることで時間同期を図る無線通信装置が示されている。
特開2005−253038号公報
しかし、特許文献1の方法では、通信装置は、他の通信装置からの制御信号を常時受信する必要がある。その場合、あらゆる局装置の通信部の電源を常にオンの状態にしておかなければならず、システム消費電力が大きいという問題がある。特に大きな容量の電源を備えることができない小型機器においては、電源の駆動期間を延ばすためにも、常時、自装置が備える通信部に電源を供給し続けることは困難である。
加えて、通信相手となる局装置が常に通信可能な状態にあるとは限らず、そのような条件下においてできるだけ駆動時間を延ばすことが可能で、かつ効率的な通信を実現する必要がある。
そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、無線通信において駆動時間を延ばすことが可能で、かつ効率的な通信を実現可能とする技術を提供することを課題とする。
(1)本発明の通信装置は前記事情に鑑みなされたもので、自装置の外部にある他の装置から無線送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信部と、データが蓄積されていく記憶部と、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記データに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす通信制御部と、を備えることを特徴とする通信装置を備えることを特徴とする。
(2)(1)に記載の通信装置において、前記通信制御部は、前記受信可能期間の回数が、所定の回数増える毎に、前記受信可能期間を増やすことを特徴とする。
(3)(1)または(2)に記載の通信装置において、前記通信制御部は、前記受信可能期間が所定の回数になったら、受信可能期間を増やすことを特徴とする。
(4)(1)に記載の通信装置において、前記通信制御部は、前記データに関する値として前回のデータ送信後の経過時間に応じて前記受信可能期間を増やすことを特徴する。
(5)(1)から(4)のいずれかに記載の通信装置において、前記通信制御部は、前記受信可能期間の変更の規則が定められた設定情報に基づいて前記受信可能期間を増やすことを特徴とする。
(6)自装置の外部にある他の装置から無線送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信部と、データが蓄積されていく記憶部と、前記記憶部に記憶されているデータの量が多いほど、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を増やす通信制御部と、を備えることを特徴とする通信装置。
(7)(6)に記載の通信装置において、前記通信制御部は、前記データの量が所定の閾値を超えた場合、前記受信可能期間を増やすことを特徴とする。
(8)(1)から(7)のいずれかに記載の通信装置において、前記通信制御部は、前記記憶部に蓄積されたデータを読み出し、前記他の装置から前記接続要求情報を受信した場合、該読み出したデータを前記他の装置に送信するよう前記通信部を制御し、送信したデータを前記記憶部から削除することを特徴とする。
(9)(1)から(8)のいずれかに記載の通信装置において、所定の物理化学的量を電気信号に変換するセンサ部と、前記記憶部に、前記センサ部により検出された信号に基づくデータが蓄積されていくことを特徴とする。
(10)本発明の通信システムは、無線通信装置と、通信装置とを有する通信システムであって、前記無線通信装置は、前記通信装置に対して通信の接続を要求する接続要求情報を無線送信する第1の通信部と、単位時間当たりの前記接続要求情報のタイミングを変更する第1の通信制御部と、を備え、前記通信装置は、前記無線通信装置から無線送信された前記接続要求情報を受信する第2の通信部と、データが蓄積されていく記憶部と、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記データに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす第2の通信制御部と、を備えることを特徴とする。
(11)(10)に記載の通信システムにおいて、前記第1の通信制御部は、前記通信装置との間で無線通信の接続が成功しない場合、所定の時間当たりの前記接続要求情報の送信回数を変更することを特徴とする。
(12)(11)に記載の通信システムにおいて、前記第1の通信制御部は、前記通信装置が前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間の変更の規則に基づいて、前記所定の時間当たりの前記接続要求情報の送信回数を変更することを特徴とする。
(13)本発明の通信方法は、通信装置が実行する通信方法であって、自装置の外部にある装置から送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信手順と、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を変更する通信制御手順と、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記通信装置の記憶部にデータに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす通信制御手順と、を有することを特徴とする。
(14)本発明の通信プログラムは、自装置の外部にある他の装置から無線送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信部と、データが蓄積されていく記憶部と、を備える通信装置のコンピュータに、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記データに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす通信制御ステップを実行させるための通信プログラムである。
(15)本発明の通信方法は、無線通信装置と、通信装置とを有する通信システムにおける通信方法であって、前記無線通信装置が実行する手順として、前記通信装置に対して通信の接続を要求する接続要求情報を無線送信する第1の通信手順と、単位時間当たりの前記接続要求情報のタイミングを変更する第1の通信制御手順と、前記通信装置が実行する手順として、前記無線通信装置から無線送信された前記接続要求情報を受信する第2の通信手順と、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記通信装置が備える記憶部に蓄積されていくデータに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす第2の通信制御手順と、を有することを特徴とする
本発明によれば、常に通信可能な状態にあるとは限らない、制約の厳しい機器での無線通信において、効果的な間欠動作での通信を行うことにより、駆動時間を延ばすことが可能で、かつ効率的な通信を実現することができる。その結果、当該機器における消費電力を削減することができる。
本実施形態における通信システムの概略ブロック図である。 本実施形態における無線通信装置の斜視図である。 本実施形態における無線通信装置の概略ブロック図である。 本実施形態における表示部に表示された無線通信装置を設定するための設定画面の一例である。 通信部から送信された接続要求情報の送信時刻(発呼時刻)とセンサ装置がその接続要求情報を受信した受信時刻との一例が示された図である。 本実施形態における表示部に表示されたセンサ装置を設定するための設定画面の一例である。 本実施形態における表示部に表示されたデータを受け取るセンサ装置の識別情報を入力するための設定画面である。 本実施形態におけるセンサ装置の斜視図である。 本実施形態におけるセンサ装置の概略ブロック図である。 センサ部により記憶部に記憶されるデータフォーマットの一例が示された図である。 通信制御部による受信可能期間の時間変化の一例が示された図である。 本実施形態における無線システムの処理の一例を示したシーケンス図である。 本実施形態における無線通信装置の処理の流れの一例を示したフローチャートである。 本実施形態におけるセンサ装置の処理の流れの一例を示したフローチャートである。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図1は、本実施形態における通信システム1の概略ブロック図である。通信システム1は、無線通信装置100と、センサ装置(無線装置)200とを有する。無線通信装置100とセンサを備えるセンサ装置200との間での間欠動作型無線通信環境において、無線通信装置100は、接続要求信号をセンサ装置200に無線送信する。センサ装置200との間で無線通信の接続が成功しない場合、無線通信装置100は接続要求信号の送信頻度を上げる可変制御を行う。
センサ装置200は、接続要求信号を受信可能な受信可能期間を序々に延ばす可変制御を行うことで、間欠動作型の同期通信を確立する。センサ装置200は、センサによるセンシングによって得られたデータを自装置の記憶部に蓄積している。センサ装置200は、受信可能期間に接続要求信号を受信した場合、無線通信装置100と通信可能な期間に、蓄積されたデータを変調し、変調により得られた信号(データが変調された信号)を無線通信装置100に無線送信する。
図2は、本実施形態における無線通信装置100の斜視図である。無線通信装置100の筐体は、例えば矩形の板状に形成されており、入力部101と表示部102を保持する。また、同図には、入力用のペン101_2が示されている。
表示部102は、筐体のうち板面に設けられている。表示部102は、例えば液晶装置や有機EL装置などを有する表示パネルを有している。表示パネルが設けられる表示領域には、例えば入力部101としてタッチパネルが設けられており、入力用のペン101_2の先が表示部102面上に接触することにより、無線通信装置100に情報が入力される。
図3は、本実施形態における無線通信装置100の概略ブロック図である。無線通信装置100は、入力部101と、表示部102と、通信制御部(第1の通信制御部)103と、通信部(第1の通信部)104と、アンテナ105とを備える。
入力部101は、例えば、タッチパネルを備え、タッチパネルを介して入力されるパラメータの設定値を示す情報を受け付け、受け付けたパラメータの設定値を示す情報を入力情報として通信制御部103に出力する。具体的には、入力部101は、受け付けた入力情報(例えば、所定の時間経過毎に通信の接続を要求する接続要求情報の送信を増加させる回数を示す情報、センサ装置200の受信可能期間の変更の規則が定められた設定情報)を通信制御部103に出力する。
表示部102は、自装置の設定画面と、センサ装置200の設定画面とを表示させる。通信制御部103は、入力部101から供給された入力情報に基づいて、表示部102に表示された設定値の表示を更新するよう制御する。
通信制御部103は、入力部101から供給された入力情報に基づいて、単位時間当たりの接続要求情報の送信回数を変更する。
具体的には、例えば、通信制御部103は、センサ装置200との間で無線通信の接続が成功しない場合、入力部101から供給された所定の時間毎に接続要求情報の送信をどれだけ増加させるかを示す情報に基づいて、所定の時間当たりの接続要求情報の送信回数を増加させる。
また、通信制御部103は、入力部101から供給されたセンサ装置200の受信可能期間の変更の規則が定められた設定情報を通信部104に出力する。
また、通信制御部103は、所定の期間であるAタイマの周期内に、センサ装置200との通信が行われなかった場合、通信制御部103が保持するステータス(例えば、トライ時刻、通信の成否、センサ装置200の機器ID、成功時時刻、データのヘッダ情報)を更新し、通信制御部103が備える送信バッファをクリアする。
通信部104は、通信制御部103から供給された情報(例えば、接続要求情報、設定情報)を変調する。通信部104は、変調により得られた信号(例えば、接続要求信号、設定信号)を、アンテナ105を介して、センサ装置200に無線送信する。
通信部104は、センサ装置200から無線送信されたデータが変調された信号をアンテナ105を介して受信する。通信部104は、受信したデータが変調された信号を復調し、元のデータを生成する。
通信部104は、元のデータを通信制御部103に出力する。通信制御部103は、通信部104から供給された元のデータを表示部102に表示させる。これにより、無線通信装置100は、センサ装置200から無線送信されたデータを自装置の表示部102に表示することができる。
図4は、本実施形態における表示部102に表示された無線通信装置100を設定するための設定画面の一例である。同図において、無線通信装置100の通信設定画面W140が示されている。画面領域141には、無線通信装置に固有の名称である端末名(例えば、z0001)が示されている。
画面領域R142は、無線通信装置100の通信部104が起動する起動間隔(分)が入力される領域であり、ここでは、一例として60が入力されている。
画面領域R143は、Bタイマ時間T_B(秒)が入力される領域であり、ここでは、一例として60が入力されている。
画面領域R144は、Bタイマ時間が経過する毎に、センサ装置200に接続要求情報を送信する回数(発呼回数)の増加回数(以下、発呼増加回数と称する)が入力される領域であり、ここでは、一例として2回が入力されている。
画面領域R145は、OKボタンであり、このOKボタンが押されることにより、入力された情報が通信制御部103に送信される。これにより、通信制御部103は、Bタイマ時間(この例では、60秒)が経過する毎に、発呼回数を発呼増加回数(この例では、2回)だけ増加させる。
図5は、通信部104から送信された接続要求情報の送信時刻(発呼時刻)とセンサ装置200がその接続要求情報を受信した受信時刻との一例が示された図である。同図において、1番目の発呼T171から9番目の発呼T179までの9つの発呼が示されている。同図において、時刻が経過する毎に、所定の時間毎の発呼回数が増加することが示されている。このように、通信制御部103は、所定の時間毎の発呼回数を増加させる。
図6は、本実施形態における表示部102に表示されたセンサ装置200を設定するための設定画面の一例である。同図において、センサ装置200の通信設定画面W150が示されている。画面領域R151には、センサ装置200に固有の識別情報である機器ID(例えば、xxxx1)が示されている。
画面領域R152には、分子に通信可能なセンサ装置毎に定められている設定画面の番号、分母に通信可能なセンサ装置の数が示されている。本実施形態では、センサ装置が1つなので、分子が1で、分母が1である。
画面領域R153は、センサ装置200の後述する通信部205の起動間隔(分)が入力される領域であり、ここでは、一例として60が入力されている。
画面領域R154は、Cタイマ時間T_C(秒)が入力される領域であり、ここでは、一例として10が入力されている。
画面領域R155は、Cタイマ時間T_C経過毎に、受信可能時間を増加させる時間である加算時間Ta(秒)が入力される領域であり、ここでは、一例として10が入力されている。この例では、センサ装置200は、Cタイマ時間T_Cである10秒が経過する毎に、無線通信装置100から送信された接続要求情報を受信することが可能な期間である受信可能期間を10秒加算する。
画面領域R156は、戻るボタンであり、この戻るボタンが押された場合、通信制御部103は所定の画面(例えば、メニュー画面)を表示させる。
画面領域R157は、後述する受信機器選択画面W160に遷移するための次へボタンである。次へボタンが押された場合、通信制御部103は、後述する図7に示される受信機器選択画面W160を表示部102に表示させる。
図7は、本実施形態における表示部102に表示されたデータを受け取るセンサ装置の識別情報を入力するための設定画面である。同図の向かって左側に、データを受け取るセンサ装置の機器IDを入力するための受信機器選択画面W160が示されている。この受信機器選択画面W160において、画面領域R161は、センサ装置200に固有の識別情報である機器ID(例えば、xxxx1)が示されている。
画面領域R162は、戻るボタンであり、この戻るボタンが押された場合、通信制御部103は、表示部102の表示を図6の通信設定画面W150に切り替える。画面領域R163は、OKボタンであり、このOKボタンが押された場合、通信制御部103は、センサ装置200から送信されたデータの受信を開始するために、接続要求情報を通信部104からセンサ装置200へ送信させる。
同図の向かって右側には、受信開始表示画面W165が示されている。受信開始表示画面W165は、センサ装置200に対して接続要求信号の送信を開始した旨を報知するための画面である。受信開始表示画面W165において「受信を開始しました」と表示されているのは、センサ装置200との通信の確立後に、センス装置200から送信されたセンサ装置200に蓄積されたデータを受信することを意味している。
図7の向かって左側の画面領域R163のOKボタンが押されると、通信制御部103は、受信開始表示画面W165を表示させる。画面領域R166は、OKボタンであり、このOKボタンが押された場合、通信制御部103は所定の画面(例えば、メニュー画面)を表示部102に表示させる。
なお、通信制御部103は、入力部101から供給されたセンサ装置200の受信可能期間の変更の規則が定められた設定情報に基づいて、所定の時間当たりの接続要求情報の送信回数を変更してもよい。具体的には、例えば、通信制御部103は、加算時間Taに応じて、所定の時間当たりの発呼増加回数を決定してもよい。その場合、通信制御部103は、加算時間Taが長くなるほど、所定の時間当たりの発呼増加回数を多くしてもよい。これにより、通信制御部103は、無線通信装置100とセンサ装置200間で通信ができる確率を高めることができる。
続いて、センサ装置200について説明する。図8は、本実施形態におけるセンサ装置200の斜視図である。センサ装置200の筐体は、例えば丸みを帯びた板状に形成されており、その筐体の一面には、電源入力部201が設けられている。一例として、電源入力部201は、センサ装置200の電源のONとOFFとを切り替えるボタン(電源ボタン)である。
図9は、本実施形態におけるセンサ装置200の概略ブロック図である。センサ装置200は、電源入力部201と、センサ部202と、記憶部203と、通信制御部204と、通信部205と、アンテナ206とを備える。
電源入力部201は、電源ボタンが押された場合、電源がONになり、センサ部202と通信制御部204に電源を供給する。これにより、センサ部202は、センシング可能となり、通信制御部204は、通信が可能となる。
センサ部202は一例として、3軸の加速度センサであり、3軸それぞれの軸における加速度を計測する。そして、センサ部202は各軸の加速度が、所定時間(例えば、10秒)内に正から負又は負から正へ変化する回数であるゼロクロス回数を計数し、計数した計数値を示す情報を記憶部203に記憶させる。
なお、本実施形態では、センサ部202は、3軸の加速度センサとしたが、これに限らず、所定の物理化学的量を電気信号に変換するセンサであればよい。
図10は、センサ部202により記憶部203に記憶されるデータフォーマットの一例が示された図である。同図のデータフォーマットD100において、データの先頭にヘッダ(4bytes)があり、その後に、時刻の古いものから順に、時刻ti(7bytes)毎のx軸のゼロクロス回数Cxi(1byte)、y軸のゼロクロス回数Cyi(1byte)、z軸のゼロクロス回数Czi(1byte)が順に並んでいることが示されている(iは正の整数)。
ヘッダには機器ID(固定)と、データが無線通信装置100に送信される毎に増加する番号が割当てられる。これにより、無線通信装置100は、センサ装置200から送信されたデータのうち、ヘッダに含まれる番号を参照することにより、データの順番を識別することができる。
このように、センサ部202により、記憶部203には、所定時間(例えば、10秒)毎に、時刻tiと、x軸のゼロクロス回数Cxi、y軸のゼロクロス回数Cyi、z軸のゼロクロス回数Cziとを示すデータが蓄積されていく。
図9に戻って、通信制御部204の処理の概要を説明する。通信制御部204は、無線通信装置100から送信された接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を変更する。具体的には、例えば、通信制御部204は、通信部205をスリープ状態から受信可能状態に遷移させる頻度を一定のままで受信可能期間を延長する。
ここで、通信制御部204が通信部205をスリープ状態から受信可能状態に遷移させる際に通信部205に流れるショット電流が大きいことに鑑みると、通信部205のスリープモードから通常モードに遷移する頻度を高めるよりも、受信可能期間を延長した方が消費電力を抑えることができる。
通信制御部204は、記憶部203に蓄積されたデータを読み出し、読み出したデータを通信制御部204が備える送信バッファ(不図示)に一時的に格納する。通信制御部204は、接続要求情報を通信部204から受け取った場合、無線通信装置100との通信が確立できたとみなして、当該読み出したデータを無線通信装置100に送信するよう前記通信部205を制御し、送信したデータを記憶部203から削除する。これにより、センサ装置200は、無線通信装置100に送信してしまったデータを記憶部203から削除するので、データの量が記憶部203の記憶容量を超えないようにすることができる。
通信制御部204は、所定の期間であるAタイマの周期内に無線通信装置100との通信が行われなかった場合、通信記憶部202に記憶されているステータス(トライ時刻、通信の成否、無線通信装置の端末名、成功時時刻、ヘッダ情報、タイマC設定値)を更新し、通信制御部204が備える送信バッファをクリアする。
通信制御部204は、通信部205から供給された受信可能期間の変更の規則が定められた設定情報に基づいて、受信可能期間を変更する。これにより、センサ装置200の外部にある無線通信装置100が、センサ装置200が従う受信可能期間の変更の規則を更新することができる。
通信部205は、自装置の外部にある他の装置から無線送信された信号(例えば、接続要求信号、設定信号)を、アンテナ206を介して受信し、受信した信号を復調し、元の情報(例えば、接続要求情報、設定情報)を生成する。通信部205は、生成した元の情報(例えば、接続要求情報、設定情報)を通信制御部204に出力する。
また、通信部205は、通信制御部204から供給されたデータを変調し、変調により得られた信号(データが変調された信号)をアンテナ206を介して、無線通信装置100に無線送信する。
本実施形態では、センサ部202は常に動作する必要があるため、通信部205は、電源を落とさず待機状態(スリープ状態)にするローパワーリスニング(low power listening)方式を前提にして説明する。
このローパワーリスニング方式ではまず、通信を確立するための接続要求信号を受信する側のセンサ装置200は、所定周期であるCタイマ周期T_Cで、短い期間受信可能状態(この期間を、受信可能期間と称する)となり、その後長い待機状態(スリープ状態)になるという間欠動作を繰り返す。このローパワーリスニング方式では、センサ装置200は、Cタイマ周期T_Cの間欠受信状態を繰り返すため、消費電力を低く抑えることができる。
一方、無線通信装置100は、Cタイマ周期T_Cよりも長い期間で連続送信状態となり、その期間で連続的に接続要求信号を送信する。この結果、受信側のセンサ装置200では、Cタイマ周期T_Cで起きあがる短い受信可能期間において、上述の接続要求信号を受信する。これ以降、送信側の無線通信装置100と受信側のセンサ装置200同士で、通信リンクの確立動作が実行され、データの交信状態に移行する。
続いて、通信制御部204の処理に詳細について説明する。通信制御部204は、データに関する値に基づいて、受信可能期間を変更する。本実施形態では、データに関する値は、最初の受信可能期間からの受信可能期間を設けた回数であり、通信制御部204は、当該受信可能期間を設けた回数に応じて受信可能期間を変更する。具体的には、例えば、通信制御部204は、受信可能期間の回数が、所定の回数(ここでは、一例として2回)増える毎に、受信可能期間を増やす。
図11は、通信制御部204による受信可能期間の時間変化の一例が示された図である。
同図において、棒の縦の幅が受信可能期間を示している。受信可能期間1の期間はT1であり、受信可能期間2の期間はT1であり、受信可能期間3の期間はT1+Taであり、受信可能期間4の期間はT1+Taであり、受信可能期間5の期間はT1+2×Taである。
このように、通信制御部204は、受信可能期間を2回設ける毎に、受信可能期間の時間を加算時間Taだけ増加させる。
また、各受信可能期間の最初の時刻から、次の受信可能期間の最初の時刻までの時間は、Cタイマ時間T_Cであり、一定である。
なお、本実施形態の通信制御部204は、受信可能期間を2回設ける毎に、受信可能期間の時間を加算時間Taだけ増加させたがこれに限らず、受信可能期間が所定の回数になったら、受信可能期間を増やすようにしてもよい。
また、本実施形態では、データに関する値は、最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数としたが、これに限らず、最初の前記受信可能期間からの経過時間としてもよい。その場合、通信制御部204は、当該経過時間に応じて受信可能期間を変更してもよい。具体的には、一例として、通信制御部204は、当該経過時間が長くなるほど、受信可能期間を長くしてもよい。これにより、センサ装置200は、記憶部203のデータ量が多いほど受信可能期間を長くすることができるので、無線通信装置100との通信を早く確立することができる。その結果、記憶部203に記憶されているデータの量が記憶部203の容量を超える前に当該データを記憶部203から削除することができる。
また、データに関する値は記憶部203に記憶されているデータの量としてもよい。その場合、通信制御部204は、当該データの量に応じて、受信可能期間を変更してもよい。具体的には、一例として、通信制御部204は、当該データの量が多いほど、受信可能期間を長くしてもよい。これにより、センサ装置200は、記憶部203のデータ量が多いほど受信可能期間を長くすることができるので、無線通信装置100との通信を早く確立することができる。その結果、記憶部203に記憶されているデータの量が記憶部203の容量を超える前に当該データを記憶部203から削除することができる。
また、他の一例として、通信制御部204は、データの量が所定の閾値を超えた場合、受信可能期間を長くしてもよい。これにより、センサ装置200は、記憶部203のデータが所定の閾値を超えた場合、受信可能期間を長くすることができるので、無線通信装置100との通信を早く確立することができる。その結果、記憶部203に記憶されているデータの量が記憶部203の容量を超える前に当該データを記憶部203から削除することができる。
図12は、本実施形態における無線システムの処理の一例を示したシーケンス図である。同図において、無線通信装置100による接続要求信号の送信時刻(発呼時刻)と、センサ装置200による接続要求信号の受信時刻との一例が示された図である。本シーケンス図では、Bタイマ時間T_BとCタイマ時間T_Cと加算時間Taとが既に設定され、Bタイマ時間T_Bあたりの発呼増加回数が2回と設定されているものとして説明する。
まず、センサ装置200は、受信可能期間T1だけ通信部205を受信可能状態にし(時刻T101)、その後休止状態にする。次に、無線通信装置100は、接続要求信号をセンサ装置200へ送信する(時刻T102)。時刻T101からCタイマ期間T_C経過後、センサ装置200は、受信可能期間T1だけ通信部205を受信可能状態にし(時刻T103)、その後休止状態にする。
次に、無線通信装置100は、時刻T102からBタイマ期間T_B経過後、接続要求信号をセンサ装置200へ送信する(時刻T104)。次に、センサ装置200は、時刻T103からCタイマ期間T_C経過後、受信可能期間(T1+Ta)だけ通信部205を受信可能状態にし(時刻T105)、その後休止状態にする。
次に、無線通信装置100は、時刻T104からBタイマ期間T_B経過後、Bタイマ期間T_B毎の接続要求信号の送信回数を2増やす。そして、無線通信装置100は、接続要求信号をセンサ装置200へ送信する(時刻T106)。
次に、無線通信装置100は、時刻T106からBタイマ期間T_Bの3分の1の期間経過後、接続要求信号をセンサ装置200へ送信する(時刻T107)。
次に、センサ装置200は、時刻T105からCタイマ期間T_C経過後、受信可能期間(T1+Ta)だけ通信部205を受信可能状態にし(時刻T108)、その後休止状態にする。
次に、無線通信装置100は、時刻T107からBタイマ期間T_Bの3分の1の期間経過後、接続要求信号をセンサ装置200へ送信する(時刻T109)。
次に、センサ装置200は、受信可能期間で無線通信装置100から送信された接続要求信号を受信する(時刻T110)。次に、センサ装置200は、無線通信が成功した旨の信号とデータが変調された信号を無線通信装置100に送信する(時刻T111)。
次に、無線通信装置100は、センサ装置200から送信された無線通信が成功した旨の信号とデータが変調された信号を受信する(時刻T112)。そして、無線通信装置100は、センサ装置200の受信可能期間と同期させるために、Bタイマ期間T_BをCタイマ期間T_Cの値に変更する。また、Bタイマ期間T_B毎の接続要求信号の送信回数を初期値(ここでは、1回)に戻す。無線通信装置100は、データが変調された信号を復調し、当該データを復元する。
次に、センサ装置200は、時刻T108からCタイマ期間T_C経過後に、接続要求信号を受信したので受信可能期間を増やさずに、時刻T108のときの同一の受信可能期間(T1+Ta)だけ通信部205を受信可能状態にする(時刻T113)。
無線通信が成功した旨の信号を既に受信しているので、無線通信装置100は、センサ装置200が受信可能状態の間に、時刻T109からCタイマ期間T_C経過後、接続要求信号をセンサ装置200へ送信する(時刻T114)。次に、センサ装置200は、無線通信装置100から送信された接続要求信号を受信し、記憶部202に記憶されている未送信データを変調し、変調後の未送信データを無線通信装置100へ送信する(時刻T115)。次に、無線通信装置100は、変調後の受信データを復調し、受信データを復元する(時刻T116)。以上で、本シーケンスの処理を終了する。
以上、本実施形態の通信システム1においては、最初の通信が確立するまでは、無線通信装置100は、発呼の頻度を上昇させ、センサ装置200は、受信可能期間を延長させる。これにより、センサ装置200は、受信可能期間だけ延長することにより通信の確立を可能とするので、センサ装置200は、消費電力をなるべく抑えつつ最初の通信の確立までの時間を短縮することができる。
図13は、本実施形態における無線通信装置100の処理の流れを示したフローチャートである。まず、通信制御部103は、通信パラメータを初期化し、Aタイマ、Bタイマを設定する(ステップS101)。次に、通信制御部103は、Aタイマを開始する(ステップS102)。次に、通信制御部103は、通信部104を待機状態(スリープ状態)にする(ステップS103)。
次に、通信制御部103は、Aタイマが経過したか否か判定する(ステップS104)。通信制御部103は、Aタイマが経過していない場合(ステップS104 NO)、そのまま待つ。一方、Aタイマが経過した場合(ステップS104 YES)、通信制御部103は、通信部104をスリープ状態から復帰させる(ステップS105)。
次に、通信制御部103は、発呼回数jを1に初期化する(ステップS106)。次に、通信制御部103は、Aタイマより周期が短いBタイマを開始する(ステップS107)。次に、通信制御部103は、Bタイマ期間に発呼回数jだけ発呼する(ステップS108)。次に、通信制御部103は、センサ装置200との通信の接続が成功したか否か判定する(ステップS109)。
センサ装置200との通信の接続が成功した場合(ステップS109 YES)、通信部104は、センサ装置200から送信されたデータを受信する(ステップS110)。
次に、通信制御部103は、送信されたデータに含まれるデータの時刻のうち最新の時刻に基づいて、受信データがあるか否か判定する(ステップS111)。すなわち、通信制御部103は、当該最新の時刻が現在の時刻から10秒前の間のデータでない場合、受信データがあると判定する。通信制御部103は、当該最新の時刻が現在の時刻から10秒前の間のデータである場合、受信データがないと判定する。
通信制御部103により受信データがあると判定された場合(ステップS111 YES)、無線通信装置100はステップS110の処理に戻る。通信制御部103により受信データがないと判定された場合(ステップS111 NO)、無線通信装置100はステップS116の処理に進む。
ステップS109において、センサ装置200との通信の接続が成功しなかった場合(ステップS109 NO)、通信制御部103はBタイマが経過したか否か判定する(ステップS112)。Bタイマが経過していない場合(ステップS112 NO)、通信制御部103は、ステップS109の処理に戻る。一方、Bタイマが経過した場合(ステップS112 YES)、通信制御部103は、Aタイマが経過したか否か判定する(ステップS113)。
Aタイマが経過していていない場合(ステップS113 NO)、通信制御部103は、発呼回数jに2を加えて(ステップS114)、ステップS107の処理に戻る。
一方、Aタイマが経過した場合(ステップS113 YES)、通信制御部103は、ステータス(例えば、トライ時刻、通信の成否、センサ装置200の機器ID、成功時時刻、データのヘッダ情報)を更新し、通信制御部103の送信バッファをクリアし(ステップS115)、ステップS116の処理に進む。
ステップS116において、通信制御部103は、通信部104への電源の供給を切断し(ステップS116)、ステップS102の処理に戻る。以上で、本フローチャートの処理を終了する。
以上、本実施形態の無線通信装置100は、最初の通信が確立するまでは、発呼の頻度を上昇させる。これにより、無線通信装置100は、センサ装置200との最初の通信の接続までの時間を短縮することができる。その結果、センサ装置200の受信可能期間の回数を減らすことができるので、センサ装置200の消費電力を減らすことができる。
図14は、本実施形態におけるセンサ装置200の処理の流れの一例を示したフローチャートである。まず、通信制御部204は、受信可能期間を初期化し、Aタイマ、Cタイマを設定する(ステップS201)。次に、通信制御部204は、Aタイマを開始する(ステップS202)。次に、通信制御部204は、Aタイマが経過したか否か判定する(ステップS203)。
Aタイマが経過していない場合(ステップS203 NO)、通信制御部204はステップS203の処理に戻る。Aタイマが経過した場合(ステップS203 YES)、通信制御部204は記憶部203に送信データがあるか否か判定する(ステップS204)。
記憶部203に送信データがない場合(ステップS204 NO)、ステップS202の処理に戻る。一方、記憶部203に送信データがある場合(ステップS204 YES)、ステップS202の処理に戻る。一方、通信制御部204により送信データがあると判定された場合(ステップS204 YES)、通信制御部204は通信部205への電源供給を開始する(ステップS205)。
次に、通信制御部204はAタイマより周期が短いCタイマを開始する(ステップS206)。次に、通信制御部204は受信可能期間だけ通信部205が受信可能となるように制御し(ステップS207)、その後、通信部205をスリープ状態にする。次に、通信制御部204は無線通信装置100から送信された接続要求信号を受信したか否か判定する(ステップS208)。接続要求信号を受信した場合(ステップS208 YES)、通信制御部204は通信制御部204の送信バッファに格納されたデータを通信部205から無線通信装置100へ無線送信するよう制御する(ステップS209)。
次に、通信制御部204は、まだ送信していないデータが記憶部204にあるか否か判定する(ステップS210)。まだ送信していないデータがある場合(ステップS210 YES)、通信制御部204はステップS209の処理に戻る。一方、まだ送信していないデータがない場合(ステップS210 NO)、通信制御部204は、ステップS215の処理に進む。
ステップS208において、接続要求信号を受信していない場合(ステップS208 YES)、Cタイマが経過したか否か判定する(ステップS211)。Cタイマが経過していない場合(ステップS211 NO)、通信制御部204はステップS208の処理に戻る。一方、Cタイマが経過した場合(ステップS211 YES)、通信制御部204はAタイマが経過したか否か判定する(ステップS212)。
Aタイマが経過していない場合(ステップS212 NO)、通信制御部204は受信可能期間を加算時間Taだけ増やして(ステップS213)、通信制御部204はステップ206の処理に戻る。一方、Aタイマが経過した場合(ステップS212 YES)、通信制御部204は、記憶部202に記憶されているステータス(トライ時刻、通信の成否、無線通信装置の端末名、成功時時刻、ヘッダ情報、タイマC設定値)を更新し、送信バッファをクリアし(ステップS214)、ステップS215の処理に進む。
ステップS215において、通信制御部204は通信部205への電源供給を切断し(ステップS215)、ステップS202の処理に戻る。以上で、本フローチャートを終了する。
なお、本実施形態では、受信可能期間の加算時間Taを一定にしたが、これに限らず、通信制御部204は上述したデータに関する値に応じて、加算時間Taを変更してもよい。具体的には、例えば、通信制御部204は記憶部203に記憶されているデータ量が多くなるほど、加算時間Taを長くしてもよい。
以上、本実施形態のセンサ装置200は、最初の通信が確立するまでは、受信可能期間の回数が2回増える毎に受信可能期間を延長させる。これにより、センサ装置200は、自装置の通信部205の受信可能期間を延長することにより通信の確立を可能とするので、センサ装置200は、消費電力を削減することができる。本実施形態のセンサ装置200の通信方法は、特に電源オン時に電力を要し、その繰り返しによる電力消費を無視できない小型デバイスにおいて効果的である。
本実施形態の通信システム1は、センサ装置200がデータを蓄積し、無線通信装置100と通信可能になった場合に、蓄積されたデータを無線通信装置100に無線送信する。これにより、センサ装置200は、蓄積されたデータをまとめて無線通信装置100に送信することができるので、データの無線送信回数を減らすことができる。その結果、センサ装置200は、消費電力を削減することができる。
本実施形態の通信システム1は、特にセンサを備えるセンサ装置が、他の無線通信装置にリアルタイムにデータを送信する必要がない場合に好適である。
以上、本実施形態の通信システム1は、無線通信装置100の通信相手となるセンサ装置200が常に通信可能な状態とは限らない条件下において、センサ装置200のバッテリ駆動時間を延ばすことができ、かつデータの通信も効率的に行うことができる。
なお、本実施形態の通信システム1は、無線通信装置100の送信頻度を可変にし、センサ装置200の受信可能期間を可変にしたが、これに限ったものではない。通信システム1は、無線通信装置100の送信頻度を可変にし、センサ装置200の受信可能期間を一定にしてもよい。また、通信システム1は、無線通信装置100の送信頻度を一定にし、センサ装置200の受信可能期間を可変にしてもよい。
なお、本実施形態の通信システム1は無線通信装置100とセンサ装置200との1対1の通信について説明したが、これに限らず、通信システム1は1台の無線通信装置100とN(Nは正の整数)台のセンサ装置200とを有し、1対Nの通信を行うようにしてもよい。
また、本実施形態の無線通信装置100、センサ装置200の各処理を実行するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、当該記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより、無線通信装置100、センサ装置200に係る上述した種々の処理を行ってもよい。
なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものであってもよい。また、「コンピュータシステム」は、WWWシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、フラッシュメモリ等の書き込み可能な不揮発性メモリ、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。
さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ(例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク(通信網)や電話回線等の通信回線(通信線)のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
1 通信システム
100 無線通信装置
101 入力部
102 表示部
103 通信制御部(第1の通信制御部)
104 通信部(第1の通信部)
105 アンテナ
200 センサ装置(通信装置)
201 電源入力部
202 センサ部
203 記憶部
204 通信制御部(第2の通信制御部)
205 通信部(第2の通信部)
206 アンテナ

Claims (15)

  1. 自装置の外部にある他の装置から無線送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信部と、
    データが蓄積されていく記憶部と、
    前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記データに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす通信制御部と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  2. 前記通信制御部は、前記受信可能期間の回数が、所定の回数増える毎に、前記受信可能期間を増やすことを特徴とする請求項に記載の通信装置。
  3. 前記通信制御部は、前記受信可能期間が所定の回数になったら、受信可能期間を増やすことを特徴とする請求項または請求項に記載の通信装置。
  4. 前記通信制御部は、前記データに関する値として前回のデータ送信後の経過時間に応じて前記受信可能期間を増やすことを特徴する請求項に記載の通信装置。
  5. 前記通信制御部は、前記受信可能期間の変更の規則が定められた設定情報に基づいて前記受信可能期間を増やすことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の通信装置。
  6. 自装置の外部にある他の装置から無線送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信部と、
    データが蓄積されていく記憶部と、
    前記記憶部に記憶されているデータの量が多いほど、前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を増やす通信制御部と、
    を備えることを特徴とする通信装置。
  7. 前記通信制御部は、前記データの量が所定の閾値を超えた場合、前記受信可能期間を増やすことを特徴とする請求項に記載の通信装置。
  8. 前記通信制御部は、前記記憶部に蓄積されたデータを読み出し、前記他の装置から前記接続要求情報を受信した場合、該読み出したデータを前記他の装置に送信するよう前記通信部を制御し、送信したデータを前記記憶部から削除することを特徴とする請求項から請求項のいずれか1項に記載の通信装置。
  9. 所定の物理化学的量を電気信号に変換するセンサ部と、
    前記記憶部に、前記センサ部により検出された信号に基づくデータが蓄積されていくことを特徴とする請求項から請求項のいずれか1項に記載の通信装置。
  10. 無線通信装置と、通信装置とを有する通信システムであって、
    前記無線通信装置は、
    前記通信装置に対して通信の接続を要求する接続要求情報を無線送信する第1の通信部と、
    単位時間当たりの前記接続要求情報のタイミングを変更する第1の通信制御部と、
    を備え、
    前記通信装置は、
    前記無線通信装置から無線送信された前記接続要求情報を受信する第2の通信部と、
    データが蓄積されていく記憶部と、
    前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記データに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす第2の通信制御部と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
  11. 前記第1の通信制御部は、前記通信装置との間で無線通信の接続が成功しない場合、所定の時間当たりの前記接続要求情報の送信回数を変更することを特徴とする請求項10に記載の通信システム
  12. 前記第1の通信制御部は、前記通信装置が前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間の変更の規則に基づいて、前記所定の時間当たりの前記接続要求情報の送信回数を変更することを特徴とする請求項11に記載の通信システム
  13. 通信装置が実行する通信方法であって、
    自装置の外部にある装置から送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信手順と、
    前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を変更する通信制御手順と
    前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記通信装置の記憶部にデータに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす通信制御手順と、
    を有することを特徴とする通信方法。
  14. 自装置の外部にある他の装置から無線送信された通信の接続を要求する接続要求情報を受信する通信部と、データが蓄積されていく記憶部と、を備える通信装置のコンピュータに、
    前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記データに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす通信制御ステップを実行させるための通信プログラム。
  15. 無線通信装置と、通信装置とを有する通信システムにおける通信方法であって、
    前記無線通信装置が実行する手順として、
    前記通信装置に対して通信の接続を要求する接続要求情報を無線送信する第1の通信手順と、
    単位時間当たりの前記接続要求情報のタイミングを変更する第1の通信制御手順と、
    前記通信装置が実行する手順として、
    前記無線通信装置から無線送信された前記接続要求情報を受信する第2の通信手順と、
    前記接続要求情報を受信可能な期間である受信可能期間を前記通信装置が備える記憶部に蓄積されていくデータに関する値として最初の前記受信可能期間からの前記受信可能期間を設けた回数に基づいて前記受信可能期間を増やす第2の通信制御手順と、
    を有することを特徴とする通信方法。
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