JP5924074B2 - COMMUNICATION SYSTEM AND COMMUNICATION SYSTEM CONTROL METHOD - Google Patents
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本発明は、同一の通信周波数帯域を用いて無線通信を行う複数の無線タグと、それらの無線タグとの間で無線通信を行う複数の通信装置とによって構成される通信システム等に関する。 The present invention relates to a communication system that includes a plurality of wireless tags that perform wireless communication using the same communication frequency band, and a plurality of communication devices that perform wireless communication with these wireless tags.
例えば、水位や温度等の物理現象を測定するために、センサー回路を内蔵してデータを無線で送信する無線センサータグ(本願においては、「無線タグ」ともいう)が用いられている。また、無線センサータグと無線通信を行ってデータを収集するために、無線センサータグから近距離に設置されたアンテナにワイヤーを介して接続されたデータ収集装置(本願においては、「通信装置」ともいう)が用いられている。 For example, in order to measure physical phenomena such as water level and temperature, wireless sensor tags (also referred to as “wireless tags” in the present application) that incorporate a sensor circuit and transmit data wirelessly are used. In addition, in order to collect data by performing wireless communication with the wireless sensor tag, a data collecting device (in this application, also referred to as “communication device”) connected to an antenna installed at a short distance from the wireless sensor tag through a wire. Is used).
広い範囲における物理現象を測定するためには、複数の無線センサータグが必要となり、それに伴って多数のデータ収集装置が必要となる。そこで、各々のデータ収集装置には、複数の無線センサータグに対応して、複数のアンテナを接続することができる。しかしながら、それらの無線センサータグは同一の通信周波数帯域を使用するので、良好な通信品質を確保するために、どの無線センサータグとどのアンテナとの間で通信を行うかということが問題となる。 In order to measure a physical phenomenon in a wide range, a plurality of wireless sensor tags are required, and accordingly, a large number of data collection devices are required. Therefore, a plurality of antennas can be connected to each data collection device corresponding to a plurality of wireless sensor tags. However, since these wireless sensor tags use the same communication frequency band, there is a problem of which wireless sensor tag and which antenna perform communication in order to ensure good communication quality.
関連する従来技術として、特許文献1には、指向性を有する複数のアンテナを順次切替えて報知信号を送信する親局装置と無線通信するに際し、指向性を有する複数のアンテナの中から報知信号の受信状態が最良のアンテナを選択して親局装置と無線通信することができる子局装置が開示されている。 As a related prior art, in Patent Document 1, when performing wireless communication with a master station apparatus that sequentially switches a plurality of antennas having directivity and transmits a notification signal, the notification signal is transmitted from the plurality of antennas having directivity. A slave station device is disclosed that can select the antenna having the best reception state and wirelessly communicate with the master station device.
この子局装置は、指向性を有する複数のアンテナと、アンテナ毎に少なくとも親局装置のアンテナ切替の1周期の間報知信号の受信状態を検出する検出手段と、検出手段による検出結果に基づいて報知信号の受信状態が最良のアンテナを選択するアンテナ選択手段と、選択されたアンテナを用いて親局装置と無線通信する通信手段とを備えている。 The slave station device is based on a plurality of antennas having directivity, a detection unit that detects a reception state of a notification signal for at least one cycle of antenna switching of the master station device for each antenna, and a detection result by the detection unit Antenna selection means for selecting the antenna having the best reception state of the broadcast signal and communication means for wirelessly communicating with the master station apparatus using the selected antenna are provided.
また、特許文献2には、複数のアンテナを備えた無線局間で最も良い通信品質を確保できるアンテナを選択して通信を行う無線通信方式において、送受信アンテナの全組み合わせにおける通信品質を測定して、通信品質の良いアンテナの組み合わせを選択することにより、送受信するアンテナ組み合わせ数を減少させて、送受信遅延時間を短縮化することが開示されている。 Patent Document 2 also measures the communication quality of all combinations of transmission and reception antennas in a wireless communication system that performs communication by selecting an antenna that can ensure the best communication quality among wireless stations having a plurality of antennas. In addition, it is disclosed that by selecting a combination of antennas with good communication quality, the number of antenna combinations to be transmitted / received can be reduced to shorten the transmission / reception delay time.
この無線通信方式によれば、一方の無線局が、アンテナ選択に際し、アンテナの回転周期を通信相手局のアンテナの回転周期の整数倍とし、通信相手局の信号に従属同期させて、自局のアンテナと通信相手局のアンテナとの全組み合わせについて受信し、その時の通信品質を測定して、通信が可能である通信品質を有する自局のアンテナと、そのタイミングとを記憶し、該アンテナとタイミングの情報とから使用する自局のアンテナとその切替タイミングとを決定して、その後、アンテナの切替周期を通信相手局のアンテナの回転周期と同じにする。 According to this wireless communication system, when one of the wireless stations selects an antenna, the rotation period of the antenna is set to an integral multiple of the rotation period of the antenna of the communication partner station, and is subordinately synchronized with the signal of the communication partner station. Receives all combinations of antennas and antennas of the communication partner station, measures the communication quality at that time, stores the antenna of the local station having communication quality capable of communication, and the timing thereof. The local station antenna to be used and the switching timing thereof are determined from the above information, and then the antenna switching cycle is made the same as the rotation cycle of the antenna of the communication partner station.
これらの従来技術は、複数のアンテナを有する親局と複数のアンテナを有する子局との間で通信品質が良くなるアンテナの組み合わせを見付けるという点において共通している。しかしながら、無線センサータグのように、複数の子局が同一の通信周波数帯域を使用する場合には、複数の子局が同時に複数の親局との間で通信を行うと、互いに近いアンテナ間の干渉によって通信品質が悪化するという問題がある。そのような場合には、個々に通信品質が良くなるアンテナの組み合わせを見付けるだけでは、問題を解決することができない。 These conventional techniques are common in that they find a combination of antennas that improve communication quality between a master station having a plurality of antennas and a slave station having a plurality of antennas. However, when a plurality of slave stations use the same communication frequency band as in a wireless sensor tag, if a plurality of slave stations communicate with a plurality of master stations at the same time, antennas close to each other There is a problem that communication quality deteriorates due to interference. In such a case, it is not possible to solve the problem only by finding a combination of antennas that individually improve the communication quality.
本発明の幾つかの観点においては、複数の無線タグが同一の通信周波数帯域を用いて複数の通信装置と通信を行う場合に、複数の通信装置に接続された複数のアンテナと複数の無線タグとの適切な組み合わせを自動的に決定することが課題となる。 In some aspects of the present invention, when a plurality of wireless tags communicate with a plurality of communication devices using the same communication frequency band, a plurality of antennas and a plurality of wireless tags connected to the plurality of communication devices. It is a problem to automatically determine an appropriate combination with.
以上の課題を解決するため、本発明の第1の観点に係る通信システムは、同一の通信周波数帯域を用いて無線通信を行う第1の無線タグ及び第2の無線タグと、第1のアンテナを用いて第1の無線タグと無線通信可能な第1の通信装置と、第2のアンテナを用いて第2の無線タグと無線通信可能な第2の通信装置であって、第1のアンテナを用いた第1の通信装置と第1の無線タグとの間の通信と、第2のアンテナを用いた第2の通信装置と第2の無線タグとの間の通信とが、同時に可能であるか否かを調査する第2の通信装置とを含む。 In order to solve the above problems, a communication system according to a first aspect of the present invention includes a first wireless tag and a second wireless tag that perform wireless communication using the same communication frequency band, and a first antenna. A first communication device capable of wireless communication with the first wireless tag using the second antenna, and a second communication device capable of wireless communication with the second wireless tag using the second antenna, wherein the first antenna Communication between the first communication device using the first wireless tag and the first wireless tag and communication between the second communication device using the second antenna and the second wireless tag are possible simultaneously. And a second communication device for investigating whether or not there is.
また、本発明の第2の観点に係る通信システムは、同一の通信周波数帯域を用いて無線通信を行う複数の無線タグと、複数のアンテナに各々が接続された複数の通信装置とを含み、複数の通信装置の内の1つが、個々の通信装置と個々の無線タグとの間で無線通信可能となるアンテナと無線タグとの組み合わせを調査し、さらに、それらの組み合わせについて同時に無線通信可能であるか否かを調査し、それらの調査結果に基づいて、複数の無線タグにそれぞれ1つのアンテナ及び最小限の通信用タイムスロットを割り当てる。 In addition, a communication system according to a second aspect of the present invention includes a plurality of wireless tags that perform wireless communication using the same communication frequency band, and a plurality of communication devices each connected to a plurality of antennas, One of a plurality of communication devices investigates a combination of an antenna and a wireless tag that can wirelessly communicate between each communication device and each wireless tag, and can further perform wireless communication at the same time for those combinations. It is investigated whether or not there is, and one antenna and a minimum communication time slot are allocated to each of the plurality of wireless tags based on the investigation results.
ここで、複数の通信装置の内の1つが、複数の無線タグにアンテナ及び通信用タイムスロットを割り当てる際に、1つのアンテナを介してのみ無線通信可能な無線タグを優先しても良い。また、複数の無線タグにそれぞれ1つのアンテナ及び最小限の通信用タイムスロットを割り当てることを可能とするアンテナと無線タグとの組み合わせが複数通り存在する場合に、複数の通信装置の内の1つが、比較すべき複数のアンテナによって得られる受信信号の強度の最小値が大きい方の組み合わせを選択するようにしても良い。 Here, when one of the plurality of communication devices assigns an antenna and a communication time slot to the plurality of wireless tags, the wireless tag capable of wireless communication only through one antenna may be given priority. In addition, when there are a plurality of combinations of antennas and wireless tags capable of assigning one antenna and a minimum communication time slot to each of the plurality of wireless tags, one of the plurality of communication devices is A combination having a larger minimum value of received signal strength obtained by a plurality of antennas to be compared may be selected.
本発明の第1又は第2の観点によれば、同一の通信周波数帯域を用いて無線通信を行う複数の無線タグとの通信が同時に可能であるか否かを調査して、複数の通信装置に接続された複数のアンテナと複数の無線タグとの適切な組み合わせを自動的に決定することができる。 According to the first or second aspect of the present invention, a plurality of communication devices are investigated whether or not communication with a plurality of wireless tags performing wireless communication using the same communication frequency band is possible at the same time. An appropriate combination of a plurality of antennas and a plurality of wireless tags connected to the can be automatically determined.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る通信システムの構成例を示す図である。本実施形態に係る通信システムは、複数のデータ収集装置11、12、・・・と、複数のアンテナ21、22、23、24・・・と、複数の無線センサータグ31、32、33、34・・・とを含んでいる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to an embodiment of the present invention. The communication system according to the present embodiment includes a plurality of
データ収集装置11、12、・・・は、無線LAN(ローカル・エリア・ネットワーク)や有線LAN等のネットワークを介して互いに接続されている。また、それらのデータ収集装置の内の1つ(図1においては、データ収集装置11)がマスターとして用いられ、その他がスレーブとして用いられる。
The
アンテナ21、22、23、24・・・は、いずれかのデータ収集装置にワイヤーを介して接続されている。1つのデータ収集装置に複数のアンテナを接続することが可能であり、図1においては、例として、データ収集装置11にアンテナ21及び22が接続され、データ収集装置12にアンテナ23及び24が接続されている。ただし、1つのデータ収集装置が、同時に複数のアンテナを用いることはできない。
無線センサータグ31、32、33、34・・・は、少なくとも1つのアンテナを介して、少なくとも1つのデータ収集装置との間で無線通信を行うことが可能である。これらの無線センサータグは、例えば、バッテリー又は発電機を内蔵したアクティブ型のセンサー装置でも良いし、少なくとも1つのアンテナから磁界又は電磁界によってエネルギーが供給されて動作するパッシブ型のセンサー装置でも良い。
The
図2は、図1に示す無線センサータグの構成例を示すブロック図である。図2においては、無線センサータグ31の構成例が示されているが、無線センサータグ32、33、34、・・・の構成も、これと同様で良い。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of the wireless sensor tag illustrated in FIG. In FIG. 2, a configuration example of the
図2に示すように、無線センサータグ31は、センサー回路311と、計時回路312と、制御回路313と、記憶回路314と、通信回路315とを含んでいる。センサー回路311には、センサー素子310が接続される。センサー素子310は、環境の物理現象を計測するための素子であり、水位センサー、温度センサー、傾振センサー、又は、歪センサーであっても良い。
As shown in FIG. 2, the
例えば、貯水槽に貯められている水や型枠内に充填されたコンクリート等の測定対象物の界面の位置を測定するために、絶縁体によって被覆された一対の芯線を有する平行2芯ケーブルに末端処理を施したセンサーケーブルが、センサー素子310として用いられる。センサーケーブルは、貯水槽や型枠内に鉛直線に沿って配設される。
For example, in order to measure the position of the interface of an object to be measured such as water stored in a water tank or concrete filled in a formwork, a parallel two-core cable having a pair of core wires covered with an insulator is used. A sensor cable subjected to terminal treatment is used as the
センサーケーブルの周囲に空気が存在する部分における芯線間の静電容量を1とすると、センサーケーブルの周囲に液体物質が存在する部分における芯線間の静電容量は約80となる。まだ軟らかいフレッシュコンクリートがセンサーケーブルの周囲に存在する場合も、液体物質が存在する場合と同様になる。 Assuming that the capacitance between the core wires in the portion where the air exists around the sensor cable is 1, the capacitance between the core wires in the portion where the liquid substance exists around the sensor cable is about 80. When soft concrete still soft is present around the sensor cable, it is the same as when liquid material is present.
従って、センサーケーブルの芯線間の静電容量を計測することにより、液体物質又はコンクリートの界面の位置を算出することができる。特に、コンクリート打設時の充填状況を確認する場合には、バッテリーで動作するアクティブ型の無線センサータグを各所に配置すれば、広い範囲におけるコンクリートの充填状況を連続的に把握することが可能となる。 Therefore, the position of the interface of the liquid substance or concrete can be calculated by measuring the capacitance between the core wires of the sensor cable. In particular, when confirming the state of filling when placing concrete, it is possible to continuously grasp the filling state of concrete in a wide range by placing active wireless sensor tags that operate on batteries. Become.
センサー回路311は、センサー素子310を用いて環境の物理現象を計測し、計測結果を表す計測データを生成する。例えば、センサー回路311は、センサーケーブルの芯線間の静電容量によって発振周波数が変化するRC発振回路と、RC発振回路の発振周期の整数倍の期間においてクロック信号のパルスの数をカウントするカウンターとを含んでおり、カウント値を表す計測データを生成する。このカウント値は、センサーケーブルの芯線間の静電容量と所定の関係を有しているので、カウント値に基づいて、液体物質又はコンクリートの界面の位置を算出することができる。
The
計時回路312は、例えば、水晶振動子等を用いて発振動作を行う発振回路を含んでおり、発振回路によって生成されるクロック信号に基づいて時刻を計測して、計時データを生成する。また、計時回路312は、センサー回路311にクロック信号を供給する。
The
制御回路313は、予め設定されたプログラムに従って、無線センサータグ31の各回路を制御する。また、制御回路313は、センサー回路311によって生成される計測データを、計時回路312によって生成される計時データに対応付けて、記憶回路314に格納する。記憶回路314は、メモリー等によって構成される。
The
通信回路315は、アンテナを有しており、図1に示すデータ収集装置11、12、・・・の内のいずれかとの間で無線通信を行うことにより、計測データ及び計時データを含む測定情報を、固有の識別子(ID)を表す識別子情報と共に、データ収集装置に送信する。
The
複数の無線センサータグを用いることを考慮して、それぞれの無線センサータグには、固有の識別子が割り当てられている。これにより、通信回路315がデータ収集装置から無線センサータグ31の識別子情報を受信した際に、制御回路313は、当該無線センサータグ31が選択されたことを認識することができる。また、通信回路315がデータ収集装置に無線センサータグ31の識別子情報を送信した際に、データ収集装置は、当該無線センサータグ31を識別することができる。
Considering the use of a plurality of wireless sensor tags, each wireless sensor tag is assigned a unique identifier. Thereby, when the
再び図1を参照すると、複数のデータ収集装置11、12、・・・は、アンテナ21、22、23、24、・・・の内のいずれかを用いて、無線センサータグ31、32、33、34、・・・の内のいずれかとの間で無線通信を行うことにより、無線センサータグから送信される測定情報及び識別子情報を受信して計測データ及び計時データを処理する。
Referring again to FIG. 1, the plurality of
図3は、図1に示すデータ収集装置の構成例を示すブロック図である。図3においては、マスターとして用いられるデータ収集装置11の構成例が示されている。データ収集装置11は、通信回路111及び112と、制御部113と、格納部114と、操作部115と、表示部116とを含んでいる。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the data collection device illustrated in FIG. 1. In FIG. 3, the structural example of the
通信回路111及び112は、アンテナ21及び22にそれぞれ接続されており、無線センサータグとの間で通信を行う。例えば、通信回路111及び112は、各種の命令を識別子情報と共に無線センサータグに送信する。また、通信回路111及び112は、無線センサータグから送信される測定情報及び識別子情報を受信する。
The
制御部113は、ノード統合調整部113aと、ノード制御部113bと、タグアクセス制御部113cとを含んでいる。ノード統合調整部113aは、操作部115を用いるオペレーターの操作に従って通信システム全体の動作を調整すると共に、複数のデータ収集装置によって得られる情報を統合する。ノード制御部113bは、ネットワークに接続された他のデータ収集装置との間における命令やデータ等の送受信を制御する。タグアクセス制御部113cは、選択された無線センサータグに対してアクセスを行うように、通信回路111及び112を制御する。
The
また、制御部113は、通信回路111及び112によって受信される計測データ及び計時データを処理して、測定結果を表すデータを生成し、生成したデータを無線センサータグの識別子情報に対応付けて格納部114に格納する。制御部113は、CPU(中央演算装置)とソフトウェア(制御プログラム)とによって構成されても良いし、ディジタル回路で構成されても良い。制御プログラムは、ハードディスク又はメモリー等によって構成される格納部114に格納される。表示部116は、測定結果を表すデータに基づいて、測定結果を表す画像を表示する。
Further, the
図3においては、マスターとして用いられるデータ収集装置11の構成例が示されているが、スレーブとなるデータ収集装置12の構成も、ノード統合調整部113aが不要であることを除き、これと同様で良い。
In FIG. 3, the configuration example of the
次に、本実施形態に係る通信システムの動作について、図1〜図4を参照しながら説明する。図4は、本発明の一実施形態に係る通信システムの動作を説明するためのフローチャートである。以下においては、説明を簡単にするために、2つのノードN1及びN2にデータ収集装置11及び12がそれぞれ配置されている場合について説明する。
Next, the operation of the communication system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the communication system according to the embodiment of the present invention. Hereinafter, in order to simplify the description, a case where the
図1に示す無線センサータグ31、32、33、34、・・・は、水位や温度等の物理現象を測定するために、測定上の理由から定められたそれぞれの測定ポイントに配置される。測定は、データ収集装置から送信される測定命令に従って行われても良いし、特定のイベントが発生した際に、例えば、傾振センサーが振動を計測した際に行われても良い。あるいは、定期的に測定が行われても良いし、データ収集装置によって設定された時刻に測定が行われても良い。 The wireless sensor tags 31, 32, 33, 34,... Shown in FIG. 1 are arranged at respective measurement points determined for measurement reasons in order to measure physical phenomena such as water level and temperature. The measurement may be performed according to a measurement command transmitted from the data collection device, or may be performed when a specific event occurs, for example, when a tilt sensor measures vibration. Alternatively, the measurement may be performed periodically, or the measurement may be performed at a time set by the data collection device.
無線センサータグとデータ収集装置との間で無線通信を行うために、アンテナ21、22、23、24、・・・が配置される。無線センサータグとデータ収集装置との間の無線通信に用いられる信号は微弱なものなので、アンテナ21、22、23、24、・・・は、例えば、通信相手の無線センサータグから3m〜4m以内の所望の場所に配置されて、数十mのワイヤーを介していずれかのデータ収集装置に接続される。
In order to perform wireless communication between the wireless sensor tag and the data collection device,
ここで、単一のデータ収集装置を用いる場合には、無線センサータグから得られる受信信号の強度が最大となるアンテナを、その無線センサータグとの無線通信に用いるアンテナとして選択すれば良い。しかしながら、非常に広いアンテナ配置場所をカバーするために、多数のデータ収集装置を用いることも行われる。その場合においても、全ての無線センサータグと全てのデータ収集装置との間の無線通信のために、同一の通信周波数帯域(搬送波周波数)が使用されるので、良好な通信品質を確保するために、どの無線センサータグとどのアンテナとの間で通信を行うかということが問題となる。 Here, when a single data collection device is used, an antenna that maximizes the intensity of a received signal obtained from a wireless sensor tag may be selected as an antenna used for wireless communication with the wireless sensor tag. However, many data collection devices are also used to cover a very wide antenna location. Even in that case, the same communication frequency band (carrier frequency) is used for wireless communication between all wireless sensor tags and all data collection devices, so that good communication quality is ensured. Which wireless sensor tag and which antenna to communicate with becomes a problem.
そこで、マスターのデータ収集装置11は、通信システムが起動されると、個々のデータ収集装置と個々の無線センサータグとの間で無線通信可能となるアンテナと無線センサータグとの組み合わせを調査し、さらに、それらの組み合わせについて同時に無線通信可能であるか否かを調査し、それらの調査結果に基づいて、複数の無線センサータグにそれぞれ1つのアンテナ及び最小限の通信用タイムスロットを割り当てる。
Therefore, when the communication system is activated, the master
まず、マスターのデータ収集装置11は、個々のデータ収集装置と個々の無線センサータグとの間で無線通信可能であるか否かを調査する(通信可能調査)。例えば、データ収集装置が、接続されている複数のアンテナを順次用いて、個々の無線センサータグに対して送信を行い、それに応答した無線センサータグから得られる受信信号の強度が所定の値以上であれば、その無線センサータグとの間で無線通信可能であると判定される。
First, the master
図4を参照すると、ノードN1に配置されたデータ収集装置11は、ステップS11において、無線センサータグ31との間で無線通信可能であるか否かを調査し、ステップS12において、無線センサータグ32との間で無線通信可能であるか否かを調査し、ステップS13において、無線センサータグ33との間で無線通信可能であるか否かを調査し、以下、これを繰り返す。
Referring to FIG. 4, the
その結果、データ収集装置11は、図5に示すように、ノードN1に関して無線通信可能な無線センサータグを表す通信可能タグテーブルを作成する。この通信可能タグテーブルによれば、データ収集装置11は、アンテナ21を用いて無線センサータグ31との間で無線通信可能であり、アンテナ22を用いて無線センサータグ32及び33との間で無線通信可能であることが分かる。また、それぞれの受信信号の強度も保存される。
As a result, as shown in FIG. 5, the
ステップS14において、マスターのデータ収集装置11は、スレーブのデータ収集装置12に、同様の通信可能調査を行うように指示する。ノードN2に配置されたデータ収集装置12は、無線センサータグ31及び32との間で無線通信可能であるか否かを調査した後に、ステップS21において、無線センサータグ33との間で無線通信可能であるか否かを調査し、ステップS22において、無線センサータグ34との間で無線通信可能であるか否かを調査し、以下、これを繰り返す。
In step S <b> 14, the master
ステップS23において、データ収集装置12は、図6に示すように、ノードN2に関して無線通信可能な無線センサータグを表す通信可能タグテーブルを作成して、データ収集装置11に通信可能調査結果を報告する。この通信可能タグテーブルによれば、データ収集装置12は、アンテナ23を用いて無線センサータグ33及び34との間で無線通信可能であり、アンテナ24を用いて無線センサータグ33及び34との間で無線通信可能であることが分かる。また、それぞれの受信信号の強度も保存される。
In step S23, as shown in FIG. 6, the
次に、マスターのデータ収集装置11は、複数のアンテナが同一の通信用タイムスロットで通信を行う場合に、相互の干渉が問題となるか否かを調査する(アンテナ競合調査)。例えば、複数のデータ収集装置が、それぞれに接続されている複数のアンテナを用いて、複数の無線センサータグに対して同時に送信を行い、対応する無線センサータグがそれに応答したことが確認できれば、それらのアンテナの間における干渉は問題ないと判定される。
Next, the master
ステップS15において、マスターのデータ収集装置11が、スレーブのデータ収集装置12に、アンテナ21とアンテナ23との間のアンテナ競合調査を共に行うように指示する。ステップS16において、ノードN1におけるデータ収集装置11がアンテナ21を用いて無線通信を行うのと同一の通信用タイムスロットで、ステップS24において、ノードN2におけるデータ収集装置12がアンテナ23を用いて無線通信を行う。これにより、アンテナ21とアンテナ23との間のアンテナ競合調査が行われる。ステップS25において、スレーブのデータ収集装置12が、アンテナ競合調査の結果を、マスターのデータ収集装置11に報告する。
In step S <b> 15, the master
このようにして、データ収集装置11は、アンテナ21又は22を用いたデータ収集装置1と無線センサータグ31〜33の内のいずれかとの間の通信と、アンテナ23又は24を用いたデータ収集装置12と無線センサータグ33〜34の内のいずれかとの間の通信とが、同時に可能であるか否かを調査する。
In this way, the
このようなアンテナ競合調査は、無線通信可能なアンテナと無線センサータグとの全ての組み合わせについて行われる。2つのアンテナ間のいずれかのアンテナ競合調査において支障が生じると、それらのアンテナ間における相互の干渉が問題になると判定される。全てのアンテナ競合調査が終了すると、マスターのデータ収集装置11は、図7に示すようなアンテナ競合調査の結果を表すアンテナ競合テーブルを作成する。このアンテナ競合テーブルによれば、アンテナ22とアンテナ23との間における相互の干渉が問題になることが分かる。なお、同一のデータ収集装置に接続されている複数のアンテナを同時に使用することはできない。
Such an antenna competition survey is performed for all combinations of antennas capable of wireless communication and wireless sensor tags. If trouble occurs in any antenna competition investigation between two antennas, it is determined that mutual interference between the antennas becomes a problem. When all the antenna competition surveys are completed, the master
ステップS17において、マスターのデータ収集装置11は、通信可能調査及びアンテナ競合調査の結果に基づいて、アンテナと無線センサータグとの組み合わせ、及び、それらの間の無線通信において使用される通信用タイムスロットを決定する(割当処理)。
In step S17, the master
図8は、割当処理の内容を説明するためのフローチャートである。ステップS171において、データ収集装置11は、ノードN1及びN2に関する通信可能タグテーブルに基づいて、図9に示すように、無線センサータグに関して無線通信可能なアンテナを示す通信可能アンテナテーブルを作成する。この通信可能アンテナテーブルによれば、無線センサータグ31は、アンテナ21を介してのみ無線通信可能であり、無線センサータグ32は、アンテナ22を介してのみ無線通信可能であり、無線センサータグ33は、アンテナ22〜24を介して無線通信可能であり、無線センサータグ34は、アンテナ23及び24を介して無線通信可能であることが分かる。
FIG. 8 is a flowchart for explaining the contents of the allocation process. In step S171, the
ステップS172において、データ収集装置11は、1つのアンテナを介してのみ通信可能な無線センサータグをリストアップし、それらの無線センサータグにアンテナ及び通信用タイムスロットを優先的に割り当てる。図9において、アンテナ21を介してのみ通信可能な無線センサータグ31と、アンテナ22を介してのみ通信可能な無線センサータグ32とが、これに該当する。
In step S172, the
ステップS173において、データ収集装置11は、その他の組み合わせを全てリストアップし、通信用タイムスロットの数が最小限となり、かつ、全ての無線センサータグとの通信が可能である組み合わせを選択する。その結果、図10に示すような組み合わせリストが作成される。
In step S173, the
図10に示す組み合わせリストの最右欄には、図7に示すアンテナ競合テーブルにおけるアンテナ競合調査の結果が表されている。従って、図10に示す組み合わせリストにおいて抽出された組み合わせA〜Hの内で、アンテナ同士の競合が問題とならないのは、組み合わせC、D、G、Hのみとなる。 The rightmost column of the combination list shown in FIG. 10 shows the result of the antenna competition investigation in the antenna competition table shown in FIG. Therefore, among the combinations A to H extracted from the combination list shown in FIG. 10, only combinations C, D, G, and H do not cause a problem of competition between antennas.
図10に示すように、選択可能な組み合わせが複数通り存在する場合には、ステップS174において、データ収集装置11が、図6に示す通信可能タグテーブルを参照することにより、選択肢が分かれるノードN2について、比較すべき複数のアンテナによって得られる受信信号の強度の最小値が大きい方の組み合わせを選択する。
As shown in FIG. 10, when there are a plurality of selectable combinations, in step S174, the
例えば、図6を参照すると、組み合わせCにおいて、無線センサータグ33からアンテナ23によって得られる受信信号の強度は1500であり、無線センサータグ34からアンテナ24によって得られる受信信号の強度は2000であるので、受信信号の強度の最小値は1500である。
For example, referring to FIG. 6, in combination C, the strength of the received signal obtained from the
一方、組み合わせDにおいては、無線センサータグ34からアンテナ23によって得られる受信信号の強度は1000であり、無線センサータグ33からアンテナ24によって得られる受信信号の強度は1000であるので、受信信号の強度の最小値は1000である。
On the other hand, in the combination D, the strength of the received signal obtained from the
また、組み合わせGにおいては、無線センサータグ33からアンテナ24によって得られる受信信号の強度は1000であり、無線センサータグ34からアンテナ24によって得られる受信信号の強度は2000であるので、受信信号の強度の最小値は1000である。組み合わせHにおいても、受信信号の強度の最小値は1000である。
In the combination G, the strength of the received signal obtained from the
従って、データ収集装置11は、受信信号の強度の最小値が大きい方の組み合わせCを選択する。なお、受信信号の強度の最小値が同じとなる複数の組み合わせが存在する場合には、データ収集装置11は、いずれを選択しても良い。
Accordingly, the
再び図4を参照すると、ステップS18において、マスターのデータ収集装置11が、スレーブのデータ収集装置12に対して、組み合わせCにおけるデータ収集装置12の分担を指示する。ステップS26において、スレーブのデータ収集装置12が、マスターのデータ収集装置11に対して、分担を確認した旨の応答を行う。ステップS19において、マスターのデータ収集装置11が、アンテナ及び通信用タイムスロットの割当終了をオペレーターに報告する。
Referring again to FIG. 4, in step S <b> 18, the master
以上の実施形態においては、計測データ等を無線で送信する無線センサータグと、無線センサータグから計測データ等を収集するデータ収集装置とを用いる場合について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではなく、一般的な無線タグ及び通信装置を含む通信システムに適用可能であると共に、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。 In the above embodiment, the case where the wireless sensor tag that wirelessly transmits the measurement data and the data collection device that collects the measurement data from the wireless sensor tag has been described. However, the present invention is not limited to this embodiment. The present invention is not limited, and can be applied to a communication system including a general wireless tag and a communication device, and many modifications can be made within the technical idea of the present invention by a person having ordinary knowledge in the technical field. Is possible.
11、12、・・・データ収集装置、21、22、・・・アンテナ、31、32、・・・無線センサータグ、111、112…通信回路、113…制御部、113a…ノード統合調整部、113b…ノード制御部、113c…タグアクセス制御部、114…格納部、115…操作部、116…表示部、310…センサー素子、311…センサー回路、312…計時回路、313…制御回路、314…記憶回路、315…通信回路
DESCRIPTION OF
Claims (4)
複数のアンテナに各々が接続された複数の通信装置と、
を含み、前記複数の通信装置の内の1つが、個々の通信装置と個々の無線タグとの間で無線通信可能となるアンテナと無線タグとの組み合わせを調査し、さらに、それらの組み合わせについて同時に無線通信可能であるか否かを調査し、それらの調査結果に基づいて、前記複数の無線タグにそれぞれ1つのアンテナ及び通信用タイムスロットを割り当て、前記割り当てを行う際に、1つのアンテナを介してのみ無線通信可能な無線タグを優先する、通信システム。 A plurality of wireless tags that perform wireless communication using the same communication frequency band;
A plurality of communication devices each connected to a plurality of antennas;
One of the plurality of communication devices investigates a combination of an antenna and a wireless tag that enables wireless communication between the individual communication device and each wireless tag, and further, the combination of the antenna and the wireless tag is simultaneously performed. It investigated whether a wireless communication possible, on the basis of their findings, respectively assigned one antenna及beauty communication credit time slots to the plurality of wireless tags, when performing the allocation, one antenna A communication system that prioritizes a wireless tag that can be wirelessly communicated only via the Internet .
複数のアンテナに各々が接続された複数の通信装置と、
を含み、前記複数の通信装置の内の1つが、個々の通信装置と個々の無線タグとの間で無線通信可能となるアンテナと無線タグとの組み合わせを調査し、さらに、それらの組み合わせについて同時に無線通信可能であるか否かを調査し、それらの調査結果に基づいて、前記複数の無線タグにそれぞれ1つのアンテナ及び通信用タイムスロットを割り当て、前記割り当てを行う際に、前記複数の無線タグにそれぞれ1つのアンテナ及び通信用タイムスロットを割り当てることを可能とするアンテナと無線タグとの組み合わせが複数通り存在する場合に、比較すべき複数のアンテナによって得られる受信信号の強度の最小値が大きい方の組み合わせを選択する、通信システム。 A plurality of wireless tags that perform wireless communication using the same communication frequency band;
A plurality of communication devices each connected to a plurality of antennas;
One of the plurality of communication devices investigates a combination of an antenna and a wireless tag that enables wireless communication between the individual communication device and each wireless tag, and further, the combination of the antenna and the wireless tag is simultaneously performed. investigated whether a wireless communication possible, on the basis of their findings, respectively assigned one antenna及beauty communication credit time slots to the plurality of wireless tags, when performing the allocation, the plurality of radio When there are a plurality of combinations of antennas and radio tags that allow one antenna and a communication time slot to be assigned to each tag, the minimum value of the received signal strength obtained by the plurality of antennas to be compared is A communication system that selects the larger combination .
前記複数の無線タグにそれぞれ前記複数のアンテナのうち1つのアンテナ及び通信用タイムスロットを割り当てる際に、1つのアンテナを介してのみ無線通信可能な無線タグを優先して割り当てる、通信システムの制御方法。 A control method of a communication system including a plurality of wireless tags that perform wireless communication using the same communication frequency band, a plurality of antennas, and a communication device that communicates with the wireless tag via the antennas,
A communication system control method that preferentially assigns a radio tag capable of radio communication only through one antenna when assigning one of the plurality of antennas and a communication time slot to each of the plurality of radio tags. .
前記複数の無線タグにそれぞれ前記複数のアンテナのうち1つのアンテナ及び通信用タイムスロットを割り当てる際に、前記複数の無線タグにそれぞれ1つのアンテナ及び通信用タイムスロットを割り当てることを可能とするアンテナと無線タグとの組み合わせが複数通り存在する場合に、比較すべき複数のアンテナによって得られる受信信号の強度の最小値が大きい方の組み合わせを選択する、通信システムの制御方法。 A control method of a communication system including a plurality of wireless tags that perform wireless communication using the same communication frequency band, a plurality of antennas, and a communication device that communicates with the wireless tag via the antennas,
An antenna capable of allocating one antenna and a communication time slot to each of the plurality of wireless tags when allocating one antenna and a communication time slot among the plurality of antennas to each of the plurality of wireless tags; A communication system control method for selecting a combination having a larger minimum value of received signal strength obtained by a plurality of antennas to be compared when there are a plurality of combinations with wireless tags.
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