JP5853131B2 - 無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、環境エネルギーから生成された電気エネルギーの蓄積時に発生する事象を利用して他の無線通信装置との間で同期をとって通信を行う無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムに関する。

複数の無線通信装置（以下「ノード」という）によって構成され、ノードが取得した周囲環境に関するデータ又はノードが記憶するデータを伝達するセンサネットワークが利用されている。当該センサネットワークは、例えば、データを収集するノードと、データを発信するノードとによって構成された主従関係のあるネットワーク、又はＰ２Ｐ（peer-to-peer）通信を利用してデータを伝達するアドホックネットワークである。

センサネットワークでは、各ノードにおいて、通信等のために電力が消費される。ノードが電池を動力源とする場合、多くのノードを含むネットワークにおいては、取り付け困難なノードに対する電池交換、頻繁な電池交換を行うことによる作業コストの増大などの、メンテナンスが問題となる。この問題を解決する技術が、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されたセンサタグ装置（以下、従来技術）は、周囲の電波を受信し、その受信した電波を昇圧整流することで生成された電力を用いて駆動するセンサタグ装置が開示される。

特許第４７２５９７９号公報

しかしながら、一般に受信した電波から生成される電力は微弱であり、従来技術では、基地局とノード間で無線通信に必要となる同期をとるためだけに、その生成した電力を消費してしまう、という課題があった。

本発明の目的は、無線通信を行う際に同期をとるための消費電力を低減可能な無線通信装置、無線通信方法及び無線通信システムを提供することである。

本発明は、他の無線通信装置と同期通信を行う無線通信装置であって、外部から間欠的に供給される環境エネルギーから電気エネルギーを生成する電気エネルギー生成部と、前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーを蓄電し、蓄電量が所定の閾値以上になった場合、蓄積された電気エネルギーを出力する蓄電部と、前記蓄電部から出力された電気エネルギーによって起動し、前記蓄電部の蓄電状況を監視して、前記環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、前記蓄電部へはじめて突入電流が流入するタイミングを検出する蓄電状況監視部と、前記蓄電状況監視部において検出された前記タイミングを基準に、前記他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、前記他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信部と、を有する無線通信装置を提供する。

本発明は、無線通信装置が他の無線通信装置と同期通信を行う場合の無線通信方法において、電気エネルギー生成部は、外部から間欠的に供給される環境エネルギーから電気エネルギーを生成し、蓄電部は、前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーを前記蓄電部に蓄電し、蓄電量が所定の閾値以上になった場合に、蓄積された電気エネルギーを出力し、蓄電状況監視部は、前記蓄電部から出力された前記電気エネルギーにより前記蓄電部の蓄電状況を監視して、前記環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、前記蓄電部へはじめて突入電流が流入したタイミングを検出し、無線通信部は、前記蓄電状況監視部において検出された前記タイミングを基準に、前記他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、前記他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信方法を提供する。

本発明は、第１の無線通信装置が少なくとも一つの第２の無線通信装置と同期通信を行う無線通信システムであって、前記第１の無線通信装置は、間欠的に環境エネルギーを供給し、前記第２の無線通信装置は、前記第１の無線通信装置から供給される前記環境エネルギーから電気エネルギーを生成する電気エネルギー生成部と、前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーを蓄電し、蓄電量が所定の閾値以上になった場合、蓄積された電気エネルギーを出力する蓄電部と、前記蓄電部から出力された電気エネルギーによって起動し、前記蓄電部の蓄電状況を監視して、前記環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、前記蓄電部へはじめて突入電流が流入したタイミングを検出する蓄電状況監視部と、前記蓄電状況監視部において検出されたタイミングを基準に、前記第１の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、前記第１の無線通信装置と無線通信を行う無線通信部と、を有する無線通信システムを提供する。

本発明によれば、無線通信装置が他の無線通信装置と無線通信を行う際に同期をとるための消費電力を低減できる。

コンデンサに電圧をかけたときに生じる過渡現象の説明に供する図 過渡現象時にコンデンサを流れる典型的な突入電流の波形を示すグラフ 実施の形態１の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態１の無線通信装置を複数備えたセンサネットワークシステムの概要の一例を示す模式図 実施の形態１の無線通信装置を複数備えたセンサネットワークシステムの概要の他の例を示す模式図 基地局１が発信する電磁波の状態を模式的に示すタイムチャート ノード１００と基地局１の間又は複数のノード間で行われる無線通信における送信データの構成の一例を示す模式図 ノード１００と基地局１の間で行われる無線通信の状態を模式的に示すタイムチャート 実施の形態１の無線通信装置１００の動作を示すフローチャート 基地局が発信する電磁波の状態に対する、蓄電部の残容量の変位及び充電電流の変位、並びに、無線通信部の状態変位を示すタイムチャート 実施の形態１の無線通信装置が備える制御部の構成が図３とは異なる、第１実施例の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態１の無線通信装置が備える制御部の構成が図３とは異なる、第２実施例の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態１の無線通信装置が備える制御部の構成が図３とは異なる、第３実施例の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態２の無線通信装置の構成を示すブロック図 実施の形態２の無線通信装置２００の動作を示すフローチャート 図６に示したタイムチャート（基地局１が発信する電磁波の状態）に対する、各蓄電部の残容量（ＳＯＣ）の変位と、各蓄電部の充電電流の変位と、無線通信部２０５の状態の変位を示すタイムチャート

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。

はじめに、コンデンサ又はスーパーキャパシタ（電気二重層コンデンサ等）等の蓄電デバイスに蓄電するときの過渡現象について説明する。図１は、コンデンサに電圧をかけたときに生じる過渡現象の説明に供する図である。図１に示す電気回路は、電源４１と、コンデンサ４２と、スイッチ４３と、端子４４とを有する。当該電気回路において、スイッチ４３が端子４４に接続され、電源４１からの電圧がコンデンサ４２にかかると、コンデンサに、瞬間的に電流Ｉｃが流れる。この現象を一般的に過渡現象といい、瞬間的に流れる電流を「突入電流」という。

図２は、典型的な突入電流の波形を示す。図２のグラフにおいて、横軸は時間ｔを示し、縦軸は突入電流Ｉｃを示す。図２に示すように、時間ｔ１でスイッチ４３が端子４４に接続されると、その直後に瞬間的に大きな電流（突入電流）がコンデンサ４２に流れ込む。

（実施の形態１）
図３は、実施の形態１の無線通信装置の構成を示すブロック図である。図３に示すように、実施の形態１の無線通信装置１００は、電気エネルギー生成部１０１と、蓄電部１０２と、制御部１０３とを備える。制御部１０３は、蓄電状況監視部１０４と、無線通信部１０５とを有する。本実施の形態の無線通信装置１００は、周囲環境にあるエネルギー源から電気エネルギーを生成し、この電気エネルギーを利用して他の無線通信装置との間で同期をとって無線通信を行う。また、図３において、エネルギーの流れを点線、データ及び制御情報の流れを実線で示す。

ここで、無線通信装置間で同期をとって通信を行うとは、送信処理の開始又は終了、受信処理の開始又は終了の時刻が複数の無線通信装置間で同時刻になっている状態を示す。

以下、無線通信装置１００が備える各構成要素について説明する。

電気エネルギー生成部１０１は、自然環境などの周囲環境中に存在する電磁波、光、振動、熱等の環境エネルギーから直流電力等の電気エネルギーを生成する。なお、電気エネルギー生成部１０１は、環境エネルギーから電気エネルギーを生成する素子であるレクテナ（Rectenna：Rectifying antenna）、太陽光発電素子、振動発電素子、圧電素子又は熱発電変換素子等を有する。電気エネルギー生成部１０１が生成した電気エネルギーは蓄電部１０２に蓄積される。

なお、電磁波には、電波、赤外線、可視光線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線などがある。また、電気エネルギー生成部１０１の機能である「生成」は、「変換」の意味を含むものとする。

蓄電部１０２は、電気エネルギー生成部１０１が生成した電気エネルギーを蓄積する。蓄電部１０２は、例えば、コンデンサ又はスーパーキャパシタ、二次電池（リチウム、ニッカド等）等である。蓄電部１０２は、自らの蓄電状況を判別する。蓄電量が所定の閾値以上になった場合、蓄積された電気エネルギー（電力）を制御部１０３に出力する。なお、蓄電状況とは、例えば、蓄電部１０２の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）である。また、所定の閾値とは、予め設計仕様により定まり、少なくとも後述する制御部１０３が有する蓄電状況監視部１０４が稼働するために要する電気エネルギーの値がその閾値となりうる。

制御部１０３は、蓄電部１０２に所定の閾値以上の電気エネルギーが蓄積された後、蓄電部１０２から出力される電気エネルギー（電力）により起動する。制御部１０３が有する蓄電状況監視部１０４は、蓄電部１０２の蓄電状況を監視することにより、無線通信装置１００に環境エネルギーが供給されていない期間を検出する。また、蓄電状況監視部１０４は、環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、蓄電部１０２へ初めて突入電流が流入したタイミングを検出する。具体的には、蓄電状況監視部１０４は、環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、初めて蓄電部１０２へ流入する突入電流を検出し、突入電流を検出した旨を無線通信部１０５へ即座に通知する。無線通信部１０５への通知は、突入電流を検出したタイミング又は時刻（以下「突入電流検出時刻」という）を含んでもよい。なお、瞬間的に流れる比較的大きな電流である突入電流のピーク電流値は、定常状態の電流値よりも大きい。

なお、蓄電状況監視部１０４は、蓄電部１０２に入力される電流（充電電流）を検出するセンサからのデータ又は蓄電部１０２の両端電圧を検出するセンサからのデータに基づいて、蓄電部１０２の蓄電状況を監視する。蓄電状況監視部１０４は、蓄電部１０２の蓄電状況を監視中に、所定のしきい値に到達した充電電流を検出すると、蓄電部１０２に突入電流が流れたと判別する。

制御部１０３が有する無線通信部１０５は、蓄電状況監視部１０４によって検出された突入電流が流入したタイミングを基準に他の無線通信装置との間で同期通信を行う。具体的には、無線通信部１０５は、蓄電状況監視部１０４から、突入電流を検出した旨の通知を受けることで、他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。蓄電状況監視部１０４及び無線通信部１０５の各機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び無線通信回路を有する制御部１０３が制御プログラムを実行することにより実現される。

図４は、実施の形態１の無線通信装置を複数備えたセンサネットワークシステムの構成の一例を示す模式図である。図４に示したセンサネットワークシステムは、道路施設又は農場等での定点観測などを目的としたシステムである。以下の説明では、各無線通信装置が周囲環境にあるエネルギー源として電磁波を利用し、また、他の無線通信装置と無線通信を行う際の通信プロトコルが時分割多元接続方式（ＴＤＭＡ：Time Division Multiple Access）である場合を例に説明する。

図４に示した例において、センサネットワーク１０は、３台の無線通信装置（以下「ノード」ともいう）１００ａ〜ｃと、エネルギー源として電磁波を発信することでノードに環境エネルギーを供給する基地局１とを有する。また、基地局１と３つのノード１００ａ〜ｃの各々は、ＴＤＭＡによる無線通信を行う。

３台のノード１００ａ〜ｃは、基地局１が発信する電磁波が到達し、かつ、基地局１と無線通信が可能な範囲に設置される。基地局１が電磁波を発信し、ノード１００が当該電磁波から電気エネルギーを生成すると、ノード１００に蓄電された電力によって基地局１と無線通信を行う。

なお、ノード１００が電気エネルギーを生成するための電磁波の周波数は、基地局１がノード１００と無線通信を行うために利用される電波の周波数と同じであっても異なっても良い。異なる周波数の場合、基地局１は、電磁波の発生と無線通信のための電波の発生をそれぞれ独立して行うことができる。同じ周波数の場合、基地局１は周波数のリソースを節約することができる。

図４に示した例では、３台のノード１００ａ〜ｃが基地局１と通信を行うセンサネットワーク１０が示されているが、これに限定されない。例えば、図５に示したセンサネットワーク１１も想定される。図５は、実施の形態１の無線通信装置を複数備えたセンサネットワークシステムの概要の他の例を示す模式図である。図５に示したセンサネットワーク１１では、基地局１はノード１００ａ〜ｃに電磁波を発信しており、３つのノード間でＴＤＭＡによるＰ２Ｐの無線通信が行われる。

図６は、基地局１が発信する電磁波の状態を模式的に示すタイムチャートである。図６のタイムチャートに示すように、基地局１は、時間ｔ０〜ｔ１、ｔ２〜ｔ３、ｔ４〜ｔ５及びｔ６〜ｔ７の各期間で電磁波の発信を停止し、時間ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４及びｔ５〜ｔ６の期間では電磁波を発信する。このように、基地局１は間欠的に電磁波の発信を停止する。

次に、ノード１００と基地局１の間又は複数のノード間で行われる無線通信について説明する。図７は、ノード１００と基地局１の間又は複数のノード間で行われる無線通信における送信データの構成の一例を示す模式図である。図７に示すように、送信データ３１は、ヘッダ部３２と、ペイロード部３３とから構成される。ヘッダ部３２には、プロトコルタイプ３４及びメッセージタイプ３５が格納される。ペイロード部３３には、ノードＩＤ３６及びデータ３７が格納される。

プロトコルタイプ３４は、無線通信のプロトコルの種別を示し、例えば、フレーム間隔、タイムスロット間隔及び伝送速度などを規定する。メッセージタイプ３５は、ペイロード部３３に格納されたデータの種類を示し、例えば、ビーコンＡＣＫ／応答ＡＣＫ、ビーコンＮＡＫ／応答ＮＡＫ及び制御ビーコンなどを示す。ノードＩＤ３６は、送信データ３１の送信元のノード識別子（ノードＩＤ）を示す。データ３７は、データ本体であり、本実施の形態ではノード内部で記憶しているデータを格納する。

図８は、ノード１００と基地局１の間で行われる無線通信の状態の一例を模式的に示すタイムチャートである。図８のタイムチャートに示すように、当該無線通信では、フレーム２１を単位とし、複数のフレーム２１が連続的に配置されている。各フレーム２１は、複数のスーパーフレーム（ＳＦ）２２から構成される。本実施の形態では、各フレーム２１の先頭のスーパーフレーム（ＳＦ１）は、無線通信に使用されない送信停止期間２３であるものとする。そして、残りのスーパーフレーム（ＳＦ２〜ＳＦｎ）は、無線通信に使用される送受信期間２４であるものとする。各スーパーフレーム２２は、複数のタイムスロット（ＴＳ）２５から構成される。

無線通信での送受信は、タイムスロット２５を最小単位として行う。ノード１００及び基地局１は、例えば、図８に示すように、あるタイムスロット２５では、キャリアセンス（ＣＳ）２６の後に送信（ＴＸ）２７を行い、別のタイムスロット２５では、受信（ＲＸ）２８のみを行う。

ここで、無線通信装置間で同期をとって通信を行うとは、送信停止期間２３のはじまり、あるいは、終わり、又は、送受信期間２４のはじまり、あるいは、終わりの時刻が複数の無線通信装置間で同時刻になっている状態を示す。

なお、ノード１００及び基地局１は、必ずしも送信の前にキャリアセンスを行わなくてもよい。キャリアセンスとは、他の無線通信装置が無線で送信している最中かを確認することを示し、無線通信装置が送信を行う前にキャリアセンスを行うことで同じタイムスロットで複数の送信が重なることを防ぎ、他の無線通信装置が正しく受信できるようになる。したがって、ノード１００及び基地局１がキャリアセンス２６を行うことにより、センサネットワーク１０は、より確実に、全てのノード１００及び基地局１が互いに異なるタイムスロット２５で送信を行うようにすることができる。

以下、基地局１とノード１００の間での無線通信の一例を説明する。基地局１は、フレーム２１ごとに、送信停止期間２３が経過した後、送受信期間２４において、ノード１００との通信を行う。基地局１は、フレーム２１の先頭からいくつかのタイムスロットにて、ノード１００に対して送信（ＴＸ）２７でビーコン信号を送信し、受信待機状態に移行する。ノード１００は、フレーム２１の先頭からいくつかのタイムスロットで受信待機状態となり、基地局１からのビーコン信号を受信する。ビーコン信号を受信したノード１００は、ビーコン信号に対してノードＩＤ３６とデータ３７を有する送信データ３１を、スーパーフレームの中の何番目のタイムスロットで送信するかをランダムに仮決定する。そして、ノード１００は、送信（ＴＸ）２７を行うと仮決定したタイムスロット２５において、キャリアセンス２６により、他のノードが送信を行っているか否かを判断する。そして、そのノードは、他のノードが送信を行っていないと判断した場合にのみ、そのタイムスロット２５において、実際に送信（ＴＸ）２７にて送信データ３１を送り、受信待機状態に移行する。そして、受信待機状態である基地局１は、送信データ３１を受け取り、それに対する応答を送信元のノードに送り返す。

このように、基地局１は、送信データ３１を受信するごとに、送信データ３１から、その送信元のノードＩＤ３６及びデータ３７を取得することができる。なお、３つの異なるノード１００は、キャリアセンスを行い、常に、スーパーフレームの中で、互いに異なるタイムスロット番号で送信（ＴＸ）２７を行うものとして説明を行う。

以下、無線通信装置１００の動作について、図９を参照して詳細に説明する。図９は、実施の形態１の無線通信装置１００の動作を示すフローチャートである。まず、蓄電部１０２は、当該蓄電部１０２のＳＯＣが所定値以上かを判断し（ステップＳ１０１）、ＳＯＣが所定値以上であればステップＳ１０３に進む。ステップＳ１０３では、蓄電部１０２は、制御部１０３への電力供給を開始する。次に、制御部１０３の蓄電状況監視部１０４は、蓄電部１０２の蓄電状況を監視して、蓄電部１０２への入力電力（充電電流）が０か否かを判断し（ステップＳ１０５）、充電電流が０であればステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７では、蓄電状況監視部１０４は、蓄電部１０２への突入電流の検出の有無を判断し、突入電流を検出するとステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、蓄電状況監視部１０４は、突入電流を検出した時刻（突入電流検出時刻）を無線通信部１０５に通知する。次に、ステップＳ１１１では、無線通信部１０５は、突入電流検出時刻を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。

なお、ステップＳ１０９において、無線通信部３０５へ通知する内容として、突入電流検出時刻ｔｐ２に限ったものではない。突入電流を検出したことを通知してもよい。この場合、ステップＳ１１１では、無線通信部３０５は、通知を受けた時点を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。

次に、図１０を参照して、無線通信装置１００が、蓄電部１０２への突入電流の検出時刻を基準に他の無線通信装置との間で同期をとり、無線通信を行う際の状態遷移について説明する。図１０は、基地局１が発信する電磁波の状態に対する、蓄電部１０２の残容量（ＳＯＣ）の変位及び充電電流の変位、並びに、無線通信部１０５の状態を示すタイムチャートである。図１０において、基地局１が発信する電磁波の状態は、図６に示したタイムチャートと同じである。

図１０に示すように、蓄電部１０２のＳＯＣは、基地局１からの電磁波の発信に応じて、時間ｔ０〜ｔ１で０％、時間ｔ１〜ｔ２で増加、時間ｔ２〜ｔ３で変化量が０、時間ｔ３〜ｔ４で増加、時間ｔ４〜ｔ５で若干低下、時間ｔ５〜ｔ６で増加、時間ｔ６〜ｔ７で低下を示す。また、蓄電部１０２への充電電流は、時間ｔ０〜ｔ１で電流値は０、時間ｔ１の直後にピークｐ０があり、時間ｔ２〜ｔ３で電流値０、時間ｔ３の直後にピークｐ１があり、時間ｔ４〜ｔ５で電流値０、時間ｔ５の直後にピークｐ２があり、時間ｔ６〜ｔ７で電流値０を示す。

時間ｔ０〜ｔ１の期間、基地局１は電磁波を発信していない。そのため、無線通信装置１００は電気エネルギーを生成できず、蓄電部１０２のＳＯＣは０％のままである。次の時間ｔ１〜ｔ２の期間、基地局１は電磁波を発信する。そのため、無線通信装置１００は電気エネルギーを生成でき、蓄電部１０２への充電が開始されて、蓄電部１０２のＳＯＣが徐々に増加する。次の時間ｔ２〜ｔ３の期間、基地局１は電磁波を発信しない。そのため、無線通信装置１００は電気エネルギーを生成できず、蓄電部１０２のＳＯＣは増加しない。

次の時間ｔ３〜ｔ４の期間、基地局１は電磁波を発信する。そのため、蓄電部１０２への充電が再開され、蓄電部１０２のＳＯＣは徐々に増加する。蓄電部１０２のＳＯＣが制御部１０３を稼働可能なしきい値に到達すると、蓄電部１０２から制御部１０３に電力供給が開始され、蓄電状況監視部１０４が起動する。なお、当該しきい値は、無線通信部１０５が無線通信を行うために要する電力を蓄電部１０２が供給可能なＳＯＣであってもよい。図１０に示した例では、時間ｔ３〜ｔ４の期間中の時刻ｔｐ１の時点で、蓄電部１０２のＳＯＣがしきい値に到達する。すなわち、時刻ｔｐ１の時点で蓄電状況監視部１０４が起動され、蓄電状況監視部１０４は、蓄電部１０２の蓄電状況の監視を開始する。なお、蓄電状況監視部１０４の起動に伴い、蓄電状況監視部１０４における電力消費が発生するため、蓄電部１０２のＳＯＣの増加の割合（傾斜）は小さくなる。

次の時間ｔ４〜ｔ５の期間、基地局１は電磁波を発信しない。このとき、蓄電状況監視部１０４は蓄電部１０２からの電力供給により稼働しているため、蓄電部１０２のＳＯＣは若干低下する。次に、時間ｔ５のとき、基地局１は電磁波の発信を再開する。このとき、電気エネルギー生成部１０１が電気エネルギーを生成するため、蓄電部１０２には突入電流が流れる。制御部１０３は稼働状態であり、蓄電状況監視部１０４は、この突入電流を検出する。図１０の例では、時間ｔ５の直後（ｔ５＋Δｔ）である時刻ｔｐ２にピークｐ２を示す突入電流が示されている。蓄電状況監視部１０４は、時刻ｔｐ２（＝ｔ５＋Δｔ）を突入電流検出時刻として無線通信部１０５に通知する。

ここで、時間ｔ１〜ｔ２および時間ｔ３〜ｔ４の期間にも突入電流ｐ０、ｐ１が流れるが、時間ｔ０〜ｔｐ１の期間は、制御部１０３が稼働していないため、蓄電状況監視部１０４は突入電流ｐ０、ｐ１は検出しない。

時間ｔ５〜ｔ６の期間、基地局１は電磁波を発信する。そのため、蓄電部１０２への充電が再開され、蓄電部１０２のＳＯＣは徐々に増加する。したがって、時間ｔ５の直後（時刻ｔｐ２）には蓄電部１０２に突入電流が流れる。無線通信部１０５は、突入電流検出時刻ｔｐ２を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとる。具体的には、無線通信部１０５は、ｔｐ２＋Ｔ１（＝ｔ７）の時刻から無線通信を開始する。Ｔ１＝Ｔ０−Δｔである。Ｔ０は、基地局１における電磁波の発信及び停止の１フレーム期間である。このようにして、無線通信部１０５が無線通信を行う際の送信可能期間の先頭を合わせる、つまり、外部の他の無線通信装置と同期を合わせることができる。

なお、同期を合わせる時刻としては、ｔｐ２＋Ｔ１（＝ｔ７）に限ったものではない。ｔｐ２を基準とした時刻であればよく、例えば、すべての無線通信装置間で共有しているオフセット時間をＴとすると、ｔｐ２＋Ｔとしてもよい。また、無線通信における同期を合わせる基準として、突入電流検出時刻ｔｐ２に限ったものではない。突入電流を検出したことを受け取り、その時点を基準として無線通信の同期を合わせてもよい。

上記図１０に示した例では、制御部１０３への電力供給が、蓄電部１０２の残容量（ＳＯＣ）に基づいて開始されているが、電気エネルギー生成部１０１の電力発電量に基づいて開始されても良い。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信装置１００の周囲環境にあるエネルギー源から間欠的に得られる環境エネルギーを利用して、蓄電部１０２への蓄電過程で得られる特定の電気信号として突入電流の検出時刻を他の無線通信装置との無線通信の同期信号として扱う。したがって、無線通信装置１００は、周囲環境にあるエネルギー源から間欠的に得られる同じ環境エネルギー源を利用して同様の動作を行う他の無線通信装置とであれば、無線通信における同期をとるための制御信号を予め送受信しなくても無線通信を開始できる。その結果、他の無線通信装置との無線通信における同期をとるための制御信号の送受信に要する電力消費を削減でき、かつ、無線通信を開始するまでの時間を短縮できる。

なお、本実施の形態の無線通信装置１００では、制御部１０３への電力供給源は電気エネルギー生成部１０１が生成した電気エネルギーを蓄えた蓄電部１０２であるとしたが、これに限定されない。例えば、蓄電部１０２に代わって、別途あらかじめ装備された電池、振動、熱又は光等から発電可能な環境発電モジュール等からの電力を制御部１０３に供給されてもよい。また、蓄電状況監視部１０４の電力供給源を蓄電部１０２とし、制御部１０３の蓄電状況監視部１０４以外の構成要素の電力供給源を別途あらかじめ装備された電力源としてもよい。

（第１実施例）
図１１は、実施の形態１の無線通信装置が備える制御部の構成が図３とは異なる、第１実施例の無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、第１実施例の無線通信装置１００ａは、電気エネルギー生成部１０１と、蓄電部１０２と、制御部１０３ａとを備える。第１実施例の無線通信装置１００ａが図３に示した実施の形態１の無線通信装置１００と異なる点は、制御部１０３ａの内部構成である。この点以外は実施の形態１と同様であり、図１１において、図３と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。

制御部１０３ａは、制御部１０３と同様に、蓄電部１０２に所定の閾値以上の電気エネルギーが蓄積された後、蓄電部１０２から供給される電力により起動する。制御部１０３ａは、蓄電状況監視部１０４と、無線通信部１０５ａと、内部状態取得部１０６と、内部状態記憶部１０７とを有する。

内部状態取得部１０６は、無線通信装置１００ａの内部状態を示すデータを取得する。内部状態とは、例えば、無線通信装置１００ａの稼働履歴、電気エネルギー生成状態又は蓄電状況等である。内部状態記憶部１０７は、内部状態取得部１０６が取得したデータ及び無線通信装置１００ａが動作するために内部で管理しているデータ（例えば、装置ＩＤ、無線通信履歴、無線通信設定パラメータ等）を記憶する。内部状態記憶部１０７は、例えば、メモリ（揮発メモリ若しくは不揮発メモリ）、ハードディスクドライブ、ＳＤカード又はＵＳＢメモリである。

無線通信部１０５ａは、蓄電状況監視部１０４から通知された突入電流検出時刻を同期信号として扱い、当該突入電流検出時刻を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。また、無線通信部１０５ａは、基地局１からの要求に応じて、内部状態記憶部１０７が記憶するデータを返信したり、内部状態記憶部１０７が記憶するデータを定期的に基地局１に発信したりする。

（第２実施例）
図１２は、実施の形態１の無線通信装置が備える制御部の構成が図３とは異なる、第２実施例の無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１２に示すように、第２実施例の無線通信装置１００ｂは、電気エネルギー生成部１０１と、蓄電部１０２と、制御部１０３ｂとを備える。第２実施例の無線通信装置１００ｂが図３に示した実施の形態１の無線通信装置１００と異なる点は、制御部１０３ｂの内部構成である。この点以外は実施の形態１と同様であり、図１２において、図３と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。

制御部１０３ｂは、制御部１０３と同様に、蓄電部１０２に所定の閾値以上の電気エネルギーが蓄積された後、蓄電部１０２から供給される電力により起動する。制御部１０３ｂは、蓄電状況監視部１０４と、無線通信部１０５ｂと、センサデータ取得部１０８と、センサデータ記憶部１０９とを有する。

センサデータ取得部１０８は、外界から得られる環境情報を取得し、数値データ（以下「センサデータ」という）に変換する。環境情報とは、自然現象（温度、湿度、土壌温湿度、振動、光、ガス濃度等）、人工物の機械的、電磁気的、熱的、音響的、化学的性質あるいはそれらで示される空間情報又は時間情報の物理量を示す情報である。センサデータ記憶部１０９は、センサデータ取得部１０８が変換したセンサデータを記憶する。センサデータ記憶部１０９は、例えば、メモリ（揮発メモリ若しくは不揮発メモリ）、ハードディスクドライブ、ＳＤカード又はＵＳＢメモリである。

無線通信部１０５ｂは、蓄電状況監視部１０４から通知された突入電流検出時刻を同期信号として扱い、当該突入電流検出時刻を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。また、無線通信部１０５ｂは、基地局１からの要求に応じて、センサデータ記憶部１０９が記憶するセンサデータを返信したり、センサデータ記憶部１０９が記憶するセンサデータを定期的に基地局１に発信したりする。

（第３実施例）
図１３は、実施の形態１の無線通信装置が備える制御部の構成が図３とは異なる、第３実施例の無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１３に示すように、第３実施例の無線通信装置１００ｃは、電気エネルギー生成部１０１と、蓄電部１０２と、制御部１０３ｃとを備える。第３実施例の無線通信装置１００ｃが図３に示した実施の形態１の無線通信装置１００と異なる点は、制御部１０３ｃの内部構成である。この点以外は実施の形態１と同様であり、図１３において、図３と共通する構成要素には同じ参照符号が付されている。

制御部１０３ｃは、制御部１０３と同様に、蓄電部１０２に所定の閾値以上の電気エネルギーが蓄積された後、蓄電部１０２から供給される電力により起動する。制御部１０３ｃは、蓄電状況監視部１０４と、無線通信部１０５ｃと、設定データ記憶部１１０と、設定データ変換部１１１とを有する。

無線通信部１０５ｃは、蓄電状況監視部１０４から通知された突入電流検出時刻を同期信号として扱い、当該突入電流検出時刻を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。なお、無線通信部１０５ｃは、基地局１から送信された無線通信装置１００ｃにおける設定データを受信し、当該設定データを設定データ記憶部１１０に記憶する。設定データとは、無線通信周波数及び無線通信間隔等といった無線通信部１０５ｃが行う無線通信に関するパラメータ、又は、蓄電状況監視部１０４が行う蓄電状況の監視に関するパラメータ等である。

設定データ記憶部１１０は、無線通信部１０５ｃが受信した設定データを記憶する。設定データ記憶部１１０は、例えば、メモリ（揮発メモリ又は不揮発メモリ）、ハードディスクドライブ、ＳＤカード又はＵＳＢメモリである。設定データ変換部１１１は、設定データ記憶部１１０が記憶する設定情報を読み取って、無線通信装置１００ｃにおける設定を変更する。

（実施の形態２）
図１４は、実施の形態２の無線通信装置の構成を示すブロック図である。図１４に示すように、実施の形態２の無線通信装置２００は、蓄電部を二つ備え、状況に応じて蓄電先を切り替え、切り替えた蓄電部の蓄電状況を監視する。無線通信装置２００は、電気エネルギー生成部３０１と、第一蓄電部３０２ａと、第二蓄電部３０２ｂと、蓄電切替部３１１と、制御部３０３とを備える。制御部３０３は、蓄電状況監視部３０４と、無線通信部３０５とを有する。また、図１４において、エネルギーの流れを点線、データ及び制御情報の流れを実線で示す。

電気エネルギー生成部３０１は、実施の形態１の電気エネルギー生成部１０１と同様に、周囲環境中に存在するエネルギー源から電気エネルギーを生成する。電気エネルギー生成部３０１が生成した電気エネルギーは、蓄電切替部３１１を介して第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂに蓄積される。

蓄電切替部３１１は、電気エネルギー生成部３０１が生成した電気エネルギーの蓄積先を、第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂに切り替える。蓄電切替部３１１は、電子回路で実装される場合、例えば、トランジスタ又はリレーを使ったスイッチなどである。

第一蓄電部３０２ａ及び第二蓄電部３０２ｂは、実施の形態１の蓄電部１０２と同様に、電気エネルギー生成部３０１が生成した電気エネルギーを蓄積する。なお、第一蓄電部３０２ａ及び第二蓄電部３０２ｂは、各々、自らの蓄電状況を判別し、所定の閾値以上の電気エネルギーが蓄積されれば制御部３０３に電力を供給する。なお、蓄電状況とは、例えば、各蓄電部の残容量（ＳＯＣ：State of Charge）である。

制御部３０３は、第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂに所定の閾値以上の電気エネルギーが蓄積された後、第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂから供給される電力により起動する。制御部３０３が有する蓄電状況監視部３０４は、無線通信装置２００に環境エネルギーが供給されていない期間を検出すると、電気エネルギーの蓄積先をＳＯＣが低い方（最大蓄電容量が同じ場合）あるいは、蓄電可能容量（最大蓄電容量からＳＯＣを引いた値）が大きい方の蓄電部に切り替える。また、蓄電状況監視部３０４は、電気エネルギーの蓄積先を切り替えた後に、初めて蓄電部へ流入する突入電流を検出し、突入電流を検出した旨を無線通信部１０５へ即座に通知する。無線通信部１０５への通知は、突入電流を検出したタイミング又は時刻（以下「突入電流検出時刻」という）を含んでもよい。

なお、蓄電状況監視部３０４は、第一蓄電部３０２ａ若しくは第二蓄電部３０２ｂに入力される電流（充電電流）を検出するセンサからのデータ又は第一蓄電部３０２ａ若しくは第二蓄電部３０２ｂの両端電圧を検出するセンサからのデータに基づいて、第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂの蓄電状況を監視する。蓄電状況監視部３０４は、蓄電部の蓄電状況を監視中に、しきい値に到達した充電電流を検出すると、当該蓄電部に突入電流が流れたと判別する。さらに、蓄電状況監視部３０４は、電気エネルギー生成部３０１が生成した電気エネルギーの蓄積先を切り替えるよう蓄電切替部３１１に指示する。

制御部３０３が有する無線通信部３０５は、蓄電状況監視部３０４から通知された突入電流検出時刻を同期信号として扱い、当該突入電流検出時刻を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。蓄電状況監視部３０４及び無線通信部３０５の各機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び無線通信回路を有する制御部３０３が制御プログラムを実行することにより実現される。

以下、無線通信装置２００の動作について、図１５を参照して詳細に説明する。図１５は、実施の形態２の無線通信装置２００の動作を示すフローチャートである。まず、一方の蓄電部は、当該蓄電部のＳＯＣが所定値以上かを判断し（ステップＳ２０１）、ＳＯＣが所定値以上であればステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３では、前記一方の蓄電部は、制御部３０３への電力供給を開始する。次に、制御部３０３の蓄電状況監視部２０４は、前記一方の蓄電部の蓄電状況を監視して、当該一方の蓄電部への入力電力（充電電流）が０か否かを判断し（ステップＳ２０５）、充電電流が０であればステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７では、蓄電状況監視部３０４は、電気エネルギー生成部３０１が生成した電気エネルギーの蓄積先を前記一方の蓄電部から他方の蓄電部に切り替えるよう蓄電切替部３１１に指示し、蓄電切替部３１１が当該指示に従って動作する。次に、ステップＳ２０９では、蓄電状況監視部３０４は、前記他方の蓄電部への突入電流の検出の有無を判断し、突入電流を検出するとステップＳ１０９に進む。ステップＳ１０９では、実施の形態１と同様に、蓄電状況監視部３０４は、突入電流を検出した時刻（突入電流検出時刻）を無線通信部３０５に通知する。次に、ステップＳ１１１では、実施の形態１と同様に、無線通信部３０５は、突入電流検出時刻を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。

なお、ステップＳ１０９において、無線通信部３０５へ通知する内容として、突入電流検出時刻ｔｐ２に限ったものではない。突入電流を検出したことを通知してもよい。この場合、ステップＳ１１１では、無線通信部３０５は、通知を受けた時点を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、当該他の無線通信装置と無線通信を行う。

次に、図１６を参照して、無線通信装置２００において、突入電流の検出時刻を基準とした他の無線通信装置との無線通信における同期をとり、当該他の無線通信装置との無線通信を行う際の状態遷移について説明する。図１６は、図６に示したタイムチャート（基地局１が発信する電磁波の状態）に対する、各蓄電部の残容量（ＳＯＣ）の変位と、各蓄電部への充電電流の変位と、無線通信部２０５の状態を示すタイムチャートである。なお、図１６に示した例において、電気エネルギー生成部３０１が生成した電気エネルギーの蓄電先は、蓄電切替部３１１によって時間ｔ４〜ｔ５の間に、第一蓄電部３０２ａから第二蓄電部３０２ｂへ切り替えられる。

図１６に示すように、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣは、基地局１からの電磁波の発信及び蓄電切替部３１１による切替制御に応じて、時間ｔ０〜ｔ１で０％、時間ｔ１〜ｔ２で増加、時間ｔ２〜ｔ３で変化量が０、時間ｔ３〜ｔ４で増加、時間ｔ４〜ｔ７で低下を示す。また、第一蓄電部３０２ａの充電電流は、時間ｔ０〜ｔ１で電流値は０、時間ｔ１の直後にピークｐ０があり、時間ｔ２〜ｔ３で電流値０、時間ｔ３の直後にピークｐ１があり、時間ｔ４〜ｔ７で電流値０を示す。

また、第二蓄電部３０２ｂのＳＯＣは、基地局１からの電磁波の発信及び蓄電切替部３１１による切替制御に応じて、時間ｔ０〜ｔ５で０％、時間ｔ５〜ｔ６で増加、時間ｔ６〜ｔ７で変化量が０を示す。また、第二蓄電部３０２ｂの充電電流は、時間ｔ０〜ｔ５で電流値は０、時間ｔ５の直後にピークｐ２があり、時間ｔ６〜ｔ７で電流値０を示す。

時間ｔ０〜ｔ１の期間は、基地局１は電磁波を発信していない。そのため、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣは０％のままである。次の時間ｔ１〜ｔ２の期間、基地局１は電磁波を発信する。そのため、第一蓄電部３０２ａへの充電が開始され、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣは徐々に増加する。次の時間ｔ２〜ｔ３の期間、基地局１は電磁波を発信しない。そのため、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣは増加しない。

次の時間ｔ３〜ｔ４の期間、基地局１は電磁波を発信する。そのため、第一蓄電部３０２ａへの充電が再開され、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣは徐々に増加する。第一蓄電部３０２ａのＳＯＣが制御部３０３を稼働可能なしきい値に到達すると、第一蓄電部３０２ａから制御部３０３に電力供給が開始され、蓄電状況監視部３０４が起動する。なお、当該しきい値は、無線通信部３０５が無線通信を行うために要する電力を第一蓄電部３０２ａが供給可能なＳＯＣであってもよい。図１６に示した例では、時間ｔ３〜ｔ４の期間中の時刻ｔｐ１の時点で、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣがしきい値に到達する。すなわち、時刻ｔｐ１の時点で蓄電状況監視部３０４が起動され、蓄電状況監視部３０４は、第一蓄電部３０２ａの蓄電状況の監視を開始する。なお、蓄電状況監視部３０４の起動に伴い、蓄電状況監視部３０４における電力消費が発生するため、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣの増加の割合（傾斜）は小さくなる。

時間ｔ４〜ｔ５の期間は、基地局１は電磁波を発信しない。このとき、蓄電状況監視部３０４は第一蓄電部３０２ａからの電力供給により稼働しているため、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣは若干低下する。時間ｔ４〜ｔ５の期間中、蓄電状況監視部３０４は、蓄電切替部３１１に蓄電先の切り替えを指示し、蓄電切替部３１１は、当該指示に従って、電気エネルギー生成部３０１が生成する電気エネルギーの蓄電先を第一蓄電部３０２ａから第二蓄電部３０２ｂに切り替える。なお、蓄電切替部３１１が電気エネルギーの蓄電先を第一蓄電部３０２ａから第二蓄電部３０２ｂに切り替えても、第一蓄電部３０２ａが制御部３０３に電力を供給し続ける。また、蓄電状況監視部３０４は、蓄電切替部３１１に蓄電先の切り替えを指示すると、切替先の蓄電部（第二蓄電部３０２ｂ）の蓄電状況の監視を開始する。なお、図１６に示すように、この時点で第二蓄電部３０２ｂのＳＯＣは０％である。

時間ｔ５〜ｔ６の期間、基地局１は電磁波を発信する。そのため、第二蓄電部３０２ｂへの充電が開始され、第二蓄電部３０２ｂのＳＯＣは徐々に増加する。したがって、時間ｔ５の直後には第二蓄電部３０２ｂに突入電流が流れる。当該突入電流は、実施の形態１と異なり、ＳＯＣが０％の第二蓄電部３０２ｂを流れる。ＳＯＣが低い蓄電部の内部抵抗は低いため、本実施の形態の突入電流のピーク値は、実施の形態１の図１０で説明した蓄電部１０２を流れる突入電流のピーク値よりも高い。

無線通信部３０５は、突入電流検出時刻ｔｐ２を基準に他の無線通信装置との無線通信における同期をとる。具体的には、無線通信部３０５は、ｔｐ２＋Ｔ１（＝ｔ７）の時刻から無線通信を開始する。Ｔ１＝Ｔ０−Δｔである。Ｔ０は、基地局１における電磁波の発信及び停止の１フレーム期間である。このようにして、無線通信部３０５が無線通信を行う際の送信可能期間の先頭を合わせる、つまり、外部の他の無線通信装置と同期を合わせることができる。

なお、無線通信における同期を合わせる基準として、突入電流検出時刻ｔｐ２に限ったものではない。突入電流を検出したことを受け取り、その時点を基準として無線通信の同期を合わせてもよい。

上記図１６に示した例では、制御部３０３への電力供給が、第一蓄電部３０２ａのＳＯＣに基づいて開始されているが、電気エネルギー生成部３０１の電力発電量に基づいて開始されても良い。

以上説明したように、本実施の形態によれば、蓄電切替部３１１が蓄電先を切り替えることにより、制御部３０３に電力が供給されているとき、環境エネルギーから生成された電気エネルギーによってＳＯＣが０％に近い蓄電部に突入電流が流れる。当該突入電流のピーク値は、ＳＯＣがある程度増加した蓄電部を流れる突入電流よりも大きい。したがって、蓄電状況監視部３０４は、突入電流の発生を高い精度で検出することができる。その結果、他の無線通信装置との無線通信における同期の精度が高くなる。

なお、本実施の形態の無線通信装置２００では、制御部３０３への電力供給源は電気エネルギー生成部３０１が生成した電気エネルギーを蓄えた第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂであるとしたが、これに限定されない。例えば、第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂに代わって、別途あらかじめ装備された電池、振動、熱又は光等から発電可能な環境発電モジュール等の電力を制御部３０３に供給されてもよい。また、蓄電状況監視部３０４の電力供給源を第一蓄電部３０２ａ又は第二蓄電部３０２ｂとし、制御部３０３の蓄電状況監視部３０４以外の構成要素の電力供給源を別途あらかじめ装備された電力源としてもよい。

上記各実施の形態では、本発明をハードウェアで構成する場合を例にとって説明したが、本発明はハードウェアとの連携においてソフトウェアでも実現することも可能である。

また、上記各実施の形態の説明に用いた各機能ブロックは、典型的には集積回路であるＬＳＩとして実現される。これらは個別に１チップ化されてもよいし、一部又は全てを含むように１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。

また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、又はＬＳＩ内部の回路セルの接続若しくは設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。

さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適用等が可能性としてありえる。

本発明に係る無線通信装置、無線通信方法、及び無線通信システムは、環境エネルギーから生成された電気エネルギーの蓄積時に発生する事象を利用することで、他の無線通信装置との間で同期をとり、無線通信を行う技術等に有用である。

１００，１００ａ，１００ｂ，１００ｃ，２００ 無線通信装置（ノード）
１０１，３０１ 電気エネルギー生成部
１０２ 蓄電部
１０３，１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ，３０３ 制御部
１０４，３０４ 蓄電状況監視部
１０５，１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，３０５ 無線通信部
１０６ 内部状態取得部
１０７ 内部状態記憶部
１０８ センサデータ取得部
１０９ センサデータ記憶部
１１０ 設定データ記憶部
１１１ 設定データ変換部
３０２ａ 第一蓄電部
３０２ｂ 第二蓄電部
３１１ 蓄電切替部

Claims (6)

1. 他の無線通信装置と同期通信を行う無線通信装置であって、
   外部から間欠的に供給される環境エネルギーから電気エネルギーを生成する電気エネルギー生成部と、
   前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーを蓄電し、蓄電量が所定の閾値以上になった場合、蓄積された電気エネルギーを出力する蓄電部と、
   前記蓄電部から出力された電気エネルギーによって起動し、前記蓄電部の蓄電状況を監視して、前記環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、前記蓄電部へはじめて突入電流が流入したタイミングを検出する蓄電状況監視部と、
   前記蓄電状況監視部において検出された前記タイミングを基準に、前記他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、前記他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信部と、
   を備える無線通信装置。
2. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記蓄電部は第一蓄電部及び第二蓄電部を有し、
   さらに、前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーの蓄積先を、前記第一蓄電部又は前記第二蓄電部に切り替える蓄電切替部を備え、
   前記第一蓄電部は、前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーを蓄電し、蓄電量が所定の閾値以上になった場合、蓄積された電気エネルギーを出力し、
   前記第一蓄電部から出力された電気エネルギーにより起動した前記蓄電状況監視部は、
   前記環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーの蓄積先を前記第一蓄電部から前記第二蓄電部に切り替えるよう前記蓄電切替部に指示し、前記蓄電切替部が前記電気エネルギーの蓄積先を切り替えた後に、前記第二蓄電部へはじめて突入電流が流入したタイミングを検出する、
   無線通信装置。
3. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記所定の閾値以上の電気エネルギーが蓄積された前記蓄電部は、少なくとも前記蓄電状況監視部が稼働するために要する電気エネルギーを前記蓄電状況監視部に出力する無線通信装置。
4. 請求項１に記載の無線通信装置であって、
   前記環境エネルギーが電磁波の場合、
   前記無線通信部は、前記環境エネルギーの周波数と同じ周波数又は前記環境エネルギーの周波数と異なる周波数を用いて、前記他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信装置。
5. 無線通信装置が他の無線通信装置と同期通信を行う場合の無線通信方法であって、
   電気エネルギー生成部は、外部から間欠的に供給される環境エネルギーから電気エネルギーを生成し、
   蓄電部は、前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーを前記蓄電部に蓄電し、蓄電量が所定の閾値以上になった場合に、蓄積された電気エネルギーを出力し、
   蓄電状況監視部は、前記蓄電部から出力された前記電気エネルギーにより前記蓄電部の蓄電状況を監視して、前記環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、前記蓄電部へはじめて突入電流が流入したタイミングを検出し、
   無線通信部は、前記蓄電状況監視部において検出された前記タイミングを基準に、前記他の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、前記他の無線通信装置と無線通信を行う無線通信方法。
6. 第１の無線通信装置が少なくとも一つの第２の無線通信装置と同期通信を行う無線通信システムであって、
   前記第１の無線通信装置は、間欠的に環境エネルギーを供給し、
   前記第２の無線通信装置は、
   前記第１の無線通信装置から供給される前記環境エネルギーから電気エネルギーを生成する電気エネルギー生成部と、
   前記電気エネルギー生成部が生成した電気エネルギーを蓄電し、蓄電量が所定の閾値以上になった場合、蓄積された電気エネルギーを出力する蓄電部と、
   前記蓄電部から出力された電気エネルギーによって起動し、前記蓄電部の蓄電状況を監視して、前記環境エネルギーが供給されていない期間を検出した後、前記蓄電部へはじめて突入電流が流入したタイミングを検出する蓄電状況監視部と、
   前記蓄電状況監視部において検出された前記タイミングを基準に、前記第１の無線通信装置との無線通信における同期をとった上で、前記第１の無線通信装置と無線通信を行う無線通信部と、
   を有する無線通信システム。

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