JP6007845B2 - データ送信システム、データ送信方法、およびデータ送信システム用の通信ユニット - Google Patents

Description

本発明は、複数の通信ユニットを備えるデータ送信システムに関する。

無線通信が可能な端末（例えば、パソコン、ＰＤＡ、携帯電話など）が、アクセスポイントの介在なしに相互に接続してマルチホップ通信をする自律分散型無線ネットワークは、アドホックネットワークと呼ばれている。このアドホックネットワークを利用して、複数の端末それぞれが特定のサーバ装置へデータを送信するシステムが知られている。

図１６は、アドホックネットワークを利用したデータ送信システムの構成例を示す図である。

図１６に示すデータ送信システム９０は、通信ユニット９１、ゲートウェイ装置（ＧＷ１、ＧＷ２、ＧＷ３）９２、ＨＵＢ装置（またはルータ装置（ハブ／ルータ）９３、およびサーバ装置（サーバ）９４を有している。

通信ユニット９１は、複数の端末装置各々に備えられ、マルチホップ通信により他の通信ユニット９１またはゲートウェイ装置９２へ取得したデータを転送する。ゲートウェイ装置（ＧＷ１、ＧＷ２、ＧＷ３）９２は、各通信ユニット９１から受信したデータを集約し、ハブ／ルータ９３を介して、集約したデータをサーバ装置９４へ送信する。なお、ゲートウェイ装置９２−ハブ／ルータ９３−サーバ装置９４間の通信は無線または有線を問わない。

このようなデータ送信システム９０は、家庭や店舗その他のエネルギー（電気、ガス等）の使用量等の計測値を示す検針データの収集に適用することができる。すなわち、通信ユニット９１は、家庭、店舗等に設置されたメータに接続され、一定の周期（例えば３０分周期）でメータから計測値を取得し、ゲートウェイ装置９２に対し計測値を含む検針データを送信する。

図１７は、データ送信システムの正常シーケンス例を示す図である。

データ送信システム９０の各通信ユニット９１（通信ユニットＡ、通信ユニットＢ等）が、定期的に計測値を取得し、アドホックネットワークを構築する過程で自動的に決定される（最も信頼性の高い）ゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２へ検針データをへ転送してサーバ装置９４へ送信する。ゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２は、複数の通信ユニット９１それぞれから検針データを取得して数分間待機した後、サーバ装置９４とＴＣＰコネクションを確立し、受信した検針データを集約した集約データをサーバ装置９４へ送信する。

このデータ送信システム９０において、サーバ装置９４側に近い装置（上位の装置）で装置故障、通信エラーなどの異常が発生したとする。例えば、図１８に示すように、データ送信システム９０において、何かしらの原因でゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２と上位のサーバ装置９４間の通信コネクションが切れたとする。

この場合に、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２が各通信ユニット９１から転送されてきた検針データをサーバ装置９４に送信できない状態になる。ゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２は、指定された回数のリトライ処理を繰り返しても送信ができなかった場合には、自装置が保持する検針データを破棄する。

このような状況を防止してサーバ装置９４がデータを受信できるようにするため、従来手法の１つとして、上位装置が下りパケットによって主ルートと副ルートを設定し、上りパケットでエラーとなった場合に設定された副ルートを用いてデータ再送をする方法が知られている。

特開２０１２−１５１６２９号公報

上記のデータ送信システム９０において、上位装置の送信不可の状態によって破棄されてしまう検針データをサーバ装置９４へ転送するための対策を検討すると、以下のような動作が考えられる。

１つの対策（第１の対策）として、図１９に示すように、データ送信のリトライがタイムアウトしたゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２が、サーバ装置９４と通信可能な他のゲートウェイ装置（ＧＷ２、ＧＷ３）へ収集した検針データをネットワーク経由で転送する。

別の対策（第２の対策）として、図２０に示すように、データ送信のリトライがタイムアウトしたゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２が、配下の各通信ユニット９１に対してデータの再送要求をブロードキャストし、検針データを別のゲートウェイ装置（ＧＷ２）へ再送信させる。

上記のデータ送信システム９０を、検針データ収集業務に適用する場合に、１台のゲートウェイ装置９２の配下には、通常、数百台の通信ユニット９１が存在することが想定される。そのため、上記検討した対策（第１または第２の対策）においても、検針データのデータ量が問題となる。

特に、上記検討した第１の対策の場合には、複数の経路または複数の送信先（ゲートウェイ装置）を併用することも可能であるが、ゲートウェイ装置９２間の通信トラフィック、送信側／受信側の処理負荷が極端に増加することになる。

また、上記第２の対策の場合には、ゲートウェイ装置９２の処理負担は少ないが、通信ユニット９１へのブロードキャストによる下り通信、および再送要求された全通信ユニット９１からの検針データ（再送データ）の上り通信が発生するため、ネットワーク全体の通信トラフィックが大きく増加することになる。

１つの側面では、本発明の目的は、アドホックネットワークで接続する複数の装置がデータ送信をする場合に、通信トラフィックの大幅増加を抑制できるデータ再送信を行うデータ送信技術を提供することである。

本願において開示されるデータ送信システムは、データを収集するサーバ装置、受信したデータを該サーバ装置へ送信する複数のゲートウェイ装置、該複数のゲートウェイ装置の１つに対してデータを送信する複数の通信ユニットを備えるデータ送信システムであって、前記複数の通信ユニット各々は、以下の処理を実行する。

すなわち、前記データ送信システムの各通信ユニットは、１）前記複数のゲートウェイ装置各々を最終宛先とする経路毎に次のデータ転送先である隣接宛先を設定したゲートウェイ管理情報を記憶し、２）前記ゲートウェイ管理情報の各経路の隣接宛先が異なる場合に、自通信ユニットで取得したデータおよび他の通信ユニットから中継するデータであっていずれの通信ユニットでも記憶されていないデータをデータ蓄積部に記憶し、３）前記ゲートウェイ管理情報の第１の経路に従って前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信し、４）前記第１の経路の最終宛先であるゲートウェイ装置からの再送要求を受信した場合に、前記ゲートウェイ管理情報の第２の経路に従って前記データ蓄積部に記憶している前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信する、処理を実行する。

１つの態様におけるデータ送信システムによれば、一部の通信ユニットがデータを分散して記憶し、再送信するので、通信ユニットの処理負荷および資源の使用量を分散することができ、さらに、再送時の通信トラフィックの増加を抑制することができる。

開示するデータ送信システムの一実施例におけるシステム構成例を示す図である。 データ送信システムにおける各通信ユニットの接続関係および経路情報の管理例を示す図である。 データ送信システムのネットワークにおけるデータ分散保持の例を示す図である。 通信ユニットの一実施例における機能ブロック構成例を示す図である。 通信ユニットにおける自発処理の処理フロー例を示す図である。 通信ユニットにおける中継処理の処理フロー例を示す図である。 通信ユニットにおけるデータ再送処理の処理フロー例を示す図である。 データ送信システムにおける各通信ユニットの検針データ送信開始の直前状態の一例を示す図である。 データ送信システムにおけるデータ蓄積判定の例を示す図である。 データ送信システムにおける定期送信終了後の複製された検針データの分散保持の例を示す図である。 データ送信システムにおけるゲートウェイ装置からの「ＧＷ通信断通知」の送信例を示す図である。 データ送信システムにおける再送用検針データの送信例を示す図である。 データ送信システムにおけるデータ送信および再送信におけるシーケンス例を示す図（１）である。 データ送信システムにおけるデータ送信および再送信におけるシーケンス例を示す図（２）である。 データ送信システム１の通信ユニットのハードウェア構成例を示す図である。 アドホックネットワークを利用した従来のデータ送信システムの構成例を示す図である。 従来のデータ送信システムの正常シーケンス例を示す図である。 従来のデータ送信システムにおける上位装置の送信不可の状態例を示す図である。 従来のデータ送信システムについて検討したデータ再送の第１の対策を示す図である。 従来のデータ送信システムについて検討したデータ再送の第２の対策を示す図である。

以下、本発明の一態様として開示するデータ送信システムについて説明する。

図１は、開示するデータ送信システム１の一実施例におけるシステム構成例を示す図である。

データ送信システム１は、通信ユニット１１、ゲートウェイ装置（ＧＷ１、ＧＷ２、ＧＷ３）１２、ＨＵＢ装置またはルータ装置（ハブ／ルータ）１３、およびサーバ装置（サーバ）１４を有する。

通信ユニット１１は、各種計測データを収集する装置各々に備えられ、予め設定された期間毎に計測値を含む検針データを取得または生成し、マルチホップ通信により他の通信ユニット１１を介してゲートウェイ装置１２へ転送する。通信ユニット１１は、例えば、家庭、店舗等に設置される電力メータに組み込まれる専用ハードウェアとして実施することができる。

ゲートウェイ装置（ＧＷ１、ＧＷ２、ＧＷ３）１２は、各通信ユニット１１から受信した検針データをハブ／ルータ１３を介してサーバ装置１４へ送信する。なお、ゲートウェイ装置１２−ハブ／ルータ１３−サーバ装置１４間の通信は無線または有線を問わない。

なお、ゲートウェイ装置１２、ハブ／ルータ１３、サーバ装置１４は既知の装置で実施可能である。

図２は、データ送信システム１における各通信ユニットの接続関係および経路情報の管理例を示す図である。

データ送信システム１の各通信ユニット１１は、アドホックネットワークによりデータ送信を行うため、ルーティング情報としてゲートウェイ管理テーブル１５を保持している。

ゲートウェイ管理テーブル１５は、データ送信の最終宛先となる各ゲートウェイ装置１２への経路を示す情報を記憶する記憶部であり、各ゲートウェイ装置１２への経路毎に、その経路において次のデータ送信先となる隣接宛先（ネクストホップアドレス）が記録されている。ゲートウェイ管理テーブル１５は、ゲートウェイ装置１２毎の経路から、データ送信に使用する経路を管理できるようにしている。ゲートウェイ管理テーブル１５は、例えば、検針データを定期送信する主たるゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２を最終宛先とする第１の経路、予備となるゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２を最終宛先とする第２の経路が記録される。

例えば、通信ユニットＡ１１が保持するＧＷ管理テーブル１５には、第１の経路として、最終宛先にゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２を示す“ＧＷ１”および隣接宛先に通信ユニットＢ１１を示す“ＵＮＩＴ Ｂ”が記録され、第２の経路として、最終宛先にゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２を示す“ＧＷ２”および隣接宛先に通信ユニットＣ１１を示す“ＵＮＩＴ Ｃ”が記録されている。

また、通信ユニットＳ１１が保持するＧＷ管理テーブル１５には、第１の経路として、最終宛先にゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２を示す“ＧＷ１”および隣接宛先に通信ユニットＡ１１を示す“ＵＮＩＴ Ａ”が記録され、第２の経路として、最終宛先にゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２を示す“ＧＷ２”および隣接宛先に通信ユニットＡ１１を示す“ＵＮＩＴ Ａ”が記録されている。

ゲートウェイ管理テーブル１５により、第１の経路（主たる経路）のゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２が検針データの送信先として不適切であると分かれば、即座に第２の経路（予備的な経路）によりゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２へ検針データを送信することができる。

ゲートウェイ装置１２は、サーバ装置１４への送信処理を行うアプリケーションがサーバ装置１４との通信異常を検出した場合に、自分のＭＡＣアドレスを設定した「ＧＷ通信断通知」を配下の通信ユニット１１に対してブロードキャストし、通信ユニット１１に対し、他のゲートウェイ装置１２への検針データ再送を要求する。

各通信ユニット１１は、検針データの再送要求に備えるため、自身が保持しているＧＷ管理テーブル１５に記録された第１の経路と第２の経路のそれぞれの「隣接宛先」に設定されている通信ユニットが同一であるか異なるかをチェックして検針データの蓄積処理の要否を判定する。通信ユニット１１は、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路と第２の経路の「隣接宛先」の通信ユニット（ネクストホップアドレス）が異なっている場合のみ、他の通信ユニット１１のいずれにも蓄積されていない検針データの複製・蓄積を実施する。

図２に示す例では、通信ユニットＳ１１が保持するＧＷ管理テーブル１５の第１の経路と第２の経路の「隣接宛先」は“ＵＮＩＴ Ａ”で同一であるので、通信ユニットＳ１１は、自身の検針データｓを蓄積しない。

一方、通信ユニットＡ１１が保持するＧＷ管理テーブル１５の第１の経路と第２の経路の「隣接宛先」は“ＵＮＩＴ Ｂ”と“ＵＮＩＴ Ｃ”で異なっているので、通信ユニットＡ１１は、自身の検針データａと通信ユニットＳ１１から受信した検針データｓを複製して蓄積しておく。

図２に示すＧＷ管理テーブル１５は、第１の経路、第２の経路までしか存在しない構成例であるが、ネットワーク内に３台以上のゲートウェイ装置１２が存在する場合には、存在するゲートウェイ装置１２の数だけ、各ゲートウェイ装置１２を最終宛先とする経路が生成されてＧＷ管理テーブル１５に記録される。ただし、検針データ蓄積処理の要否判定を行う対象は、ＧＷ管理テーブル１５の主たる経路である第１の経路および予備の経路の最優先（第１位）である経路のみである。なお、経路の優先順位は、例えば、経路の通信品質に基づいて決定してもよい。

ネットワーク内にゲートウェイ装置１２が３台以上存在しているケースで、各通信ユニット１１は、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２からの「ＧＷ通信断通知」を受信した場合には、ＧＷ管理テーブル１５の経路の優先順位の入れ替えを行うようにしてもよい。例えば、３台のゲートウェイ装置（ＧＷ１、ＧＷ２、ＧＷ３）１２の中から、「ＧＷ通信断通知」を送信してきたゲートウェイ装置（ＧＷ１）を最終宛先としている経路を第３（最下位）の経路とし、第２の経路および第３の経路を、それぞれ、第１の経路、第２の経路として、定期送信における最終宛先をゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２、予備の最終宛先をゲートウェイ装置（ＧＷ３）１２とする。

このように、通信不可となったゲートウェイ装置１２への経路の順位を下げて経路の優先順位を入れ替えることにより、仮に複数台のゲートウェイ装置１２−サーバ装置１４間で障害が発生した場合でも、データ送信システム１は、以下に説明する検針データの分散蓄積および再送を実行することが可能となる。

図３は、データ送信システム１のネットワークにおけるデータ分散保持の例を示す図である。

図３に示すネットワークにおいて、四角形は通信ユニット１１またはゲートウェイ装置１２を示し、角丸矩形は各通信ユニット１１が取得または生成する検針データを示す。四角形および角丸矩形内の英字は、通信ユニット１１を識別する情報であり、例えば、内部に“Ａ”と記された四角形は、通信ユニットＡを表し、内部に“ａ”と記された角丸矩形は、通信ユニットＡ１１で取得または生成された検針データａを表す。

図３に示すネットワークで、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２の配下となる通信ユニット１１の一部として通信ユニットＡ、Ｃ、Ｇ、Ｋ、Ｌ、Ｓがあるとする。

通信ユニットＣ、Ｋ、Ｌ、Ｓは、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」が同一となるため、検針データの蓄積を行わない。

通信ユニットＡは、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」が異なるため（ＧＷ１、ＵＮＩＴ Ｇ）、自身の検針データａおよび受信した検針データｃ、ｋ、ｌ、ｓを蓄積する。

通信ユニットＧは、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」が異なるため（ＵＮＩＴ Ａ、ＵＮＩＴ Ｉ）、検針データを蓄積するが、受信した検針データｆ、ｎ、ｒ、ｏ、ｐ、ｑは既に通信ユニットＦで蓄積されているので、自身の検針データｇのみを蓄積する。

図３に示すように、各通信ユニット１１が検針データを分散して保持している状態において、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２からの「ＧＷ通信断通知」を受信した全通信ユニット１１が、受信した「ＧＷ通信断通知」を配下の通信ユニット１１へブロードキャストする。ここで、各通信ユニット１１は、「ＧＷ通信断通知」を通知したゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２がＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の最終宛先と一致する場合に、データ再送処理を実行する。データ再送処理では、通信ユニット１１は、保持している全検針データを、ＧＷ管理テーブル１５の第２の経路の最終宛先であるゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２へ送信する。通信ユニット１１は、複数の検針データを連結して１つの再送用データとして送信してもよい。

通信ユニット１１は、保持しているデータを次回の検針データ送信処理の直前に削除する。

従来のデータ送信システム９０においては、「ＧＷ通信断通知」を受信した各通信ユニット９１は、その通知を更にブロードキャストすると共に、それがゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２からの通知であれば、自身の検針データをゲートウェイ装置（ＧＷ２）９２に向けて送信する、といった動作が想定されていた。しかし、この従来の方法では、検針データの収集を達成することはできるが、初めにゲートウェイ装置（ＧＷ１）９２へ送信された検針データは特に利用されず、送信元の各通信ユニット９１において、送信前後に再送用のコピーを作成する程度である。

これに対し、開示するデータ送信システム１では、各通信ユニット１１が、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２へ送信する検針データを転送途中で複写・蓄積しておき、再送信が必要となった際に利用できるようにする。データ送信システム１では、全通信ユニット１１が自発の検針データを蓄積するのではなく、データ蓄積が必要と判定した通信ユニット１１のみが自身の検針データと中継した他の通信ユニット１１の検針データを重複することなく記憶する。このように、データ送信システム１は、ネットワーク内に検針データを分散して保持することにより、再送信時の通信トラフィックを低減することが可能となる。

図３に示す検針データの保持例では、ネットワーク内の１２台／２０台＝６０％の通信ユニット１１が、データ再送を実行する必要が無くなっている。さらに、ゲートウェイ装置１２から遠い末端の通信ユニット１１の検針データほど、自装置よりもゲートウェイ装置１２へ近い通信ユニット１１で記憶される状況となる。そのため、データ再送が必要になった場合にも、従来に比べて転送のホップ数を大きく軽減することが可能となる。

加えて、アドホックネットワークでは、通信経路が常に最適な形になるようにルーティングテーブルが動的に更新されるため、各通信ユニット１１のＧＷ管理テーブル１５も動的に更新される。したがって、検針データを記憶する役目を担う通信ユニット１１も、その都度変化することになり、特定の通信ユニット１１のみに、データ蓄積処理が集中してしまう事態を避けることが可能となる。

以下、データ送信システム１の通信ユニット１１の機能をより詳細に説明する。

図４は、通信ユニット１１の機能ブロック構成例を示す図である。

各通信ユニット１１は、通信制御部１６、データ管理部１７を備える。

通信制御部１６は、マルチホップ通信を制御する処理部であり、ＧＷ管理テーブル１５の他、データ送信部１６１、データ受信部１６２、蓄積判定部１６３、再送判定部１６４を備える。

データ送信部１６１は、ＧＷ管理テーブル１５の「隣接宛先」に記録された他の通信ユニット１１、ゲートウェイ装置１２へ検針データを送信する。

データ受信部１６２は、他の通信ユニット１１から送信された検針データ、データ再送要求（「ＧＷ通信断通知」）等を受信する。

蓄積判定部１６３は、受信した検針データの蓄積フラグをチェックする。蓄積フラグは、その検針データがネットワーク内の通信ユニット１１のいずれかで蓄積済みであるか否かを示し、“オフ（未蓄積）”または“オン（蓄積済み）”が設定される。蓄積判定部１６３は、蓄積フラグがオフであれば、検針データをデータ管理部１７へ渡し、蓄積フラグがオンであれば、検針データをデータ送信部１６１に渡す。

再送判定部１６４は、ゲートウェイ装置１２からの「ＧＷ通信断通知」が受信された場合に、検針データの再送処理を実行するか否かを判定する。再送判定部１６４は、「ＧＷ通信断通知」を通知したゲートウェイ装置１２がＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の最終宛先と一致、かつ、データ蓄積部１７４に検針データが記憶されている場合に、検針データの再送処理の実行を決定する。

データ管理部１７は、メータの計測値を含む検針データを管理する処理部であり、データ取得部１７１、蓄積要否判定部１７２、蓄積処理・フラグ制御部１７３、データ蓄積部１７４を備える。

データ取得部１７１は、メータの計測値を含む検針データを取得または生成し、初期設定の“オフ”を設定した蓄積フラグを検針データに付加する。

蓄積要否判定部１７２は、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」を参照し、「隣接宛先」に記録されたアドレスが異なっている場合に、蓄積処理が必要と判定する。

蓄積処理・フラグ制御部１７３は、検針データを複写してデータ蓄積部１７４へ保存し、保存した検針データの蓄積フラグにオンを設定する。

データ蓄積部１７４は、検針データを記憶する。

次に、通信ユニット１１の処理の流れを説明する。

図５は、通信ユニット１１における自発処理の処理フロー例を示す図である。

自発処理は、各通信ユニット１１が自装置で得た検針データを所定のゲートウェイ装置１２へ送信する処理である。

各通信ユニット１１では、データ取得部１７１が、定期検針を行う所定の時間または契機毎に、メータの計測値を含む検針データを取得し、または自らメータの計測値を読み取って検針データを生成し、検針データに蓄積フラグを付加しオフ（未蓄積）に設定する（ステップＳ１）。

蓄積要否判定部１７２は、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路と第２の経路の「隣接宛先」に設定されているＭＡＣアドレスが相違するかを判定する（ステップＳ２）。「隣接宛先」に設定されているＭＡＣアドレスが相違する場合には（ステップＳ２のＹ）、蓄積処理・フラグ制御部１７３が、検針データの蓄積フラグをオンに設定し（ステップＳ３）、検針データを複製してデータ蓄積部１７４へ格納し（ステップＳ４）、ステップＳ５の処理へ進む。

「隣接宛先」に設定されているＭＡＣアドレスが同一である場合には（ステップＳ２のＮ）、ステップＳ５の処理へ進む。

ステップＳ５の処理で、データ管理部１７は、検針データの送信を通信制御部１６へ依頼し、通信制御部１６のデータ送信部１６１が、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路に従って検針データの送信処理を行う。

図６は、通信ユニット１１における中継処理の処理フロー例を示す図である。

中継処理は、各通信ユニット１１が、他の通信ユニット１１から受信した検針データをその最終宛先に応じた転送先へ送信する処理である。

各通信ユニット１１では、データ受信部１６２が下位の通信ユニット１１からの検針データを受信する（ステップＳ１１）。

蓄積判定部１６３は、受信した検針データの蓄積フラグがオフであるかを判定する（ステップＳ１２）。検針データの蓄積フラグがオフであれば（ステップＳ１２のＹ）、蓄積判定部１６３は、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」のＭＡＣアドレスが相違するかを判定する（ステップＳ１３）。

「隣接宛先」のＭＡＣアドレスが相違する場合には（ステップＳ１３のＹ）、蓄積処理・フラグ制御部１７３が、受信した検針データの蓄積フラグをオンに設定し（ステップＳ１４）、受信した検針データを複製してデータ蓄積部１７４へ格納し（ステップＳ１５）、ステップＳ１６の処理へ進む。

検針データの蓄積フラグがオフでない場合（ステップＳ１２のＮ）、もしくは、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」のＭＡＣアドレスが同一である場合（ステップＳ１３のＮ）、ステップＳ１６の処理へ進む。

ステップＳ１６の処理で、通信制御部１６のデータ送信部１６１が、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路に従って検針データの送信処理を行う。

図７は、通信ユニット１１におけるデータ再送処理の処理フロー例を示す図である。

各通信ユニット１１では、データ受信部１６２がゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２からの「ＧＷ通信断通知」を受信する（ステップＳ２１）。

再送判定部１６４は、「ＧＷ通信断通知」を通知したゲートウェイ装置１２のＭＡＣアドレスがＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の最終宛先と一致するかをチェックする（ステップＳ２２）。「ＧＷ通信断通知」のＭＡＣアドレスがＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の最終宛先と一致すれば（ステップＳ２２のＹ）、再送判定部１６４は、データ蓄積部１７４に検針データが記憶されているかをチェックする（ステップＳ２３）。

データ蓄積部１７４に検針データが記憶されていれば（ステップＳ２３のＹ）、データ送信部１６１が、データ蓄積部１７４に記憶されている全ての検針データを集約して再送用検針データを生成し、ＧＷ管理テーブル１５の第２の経路に従って再送用検針データの送信を行い（ステップＳ２４）、「ＧＷ通信断通知」を転送する（ステップＳ２５）。

「ＧＷ通信断通知」のＭＡＣアドレスがＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の最終宛先と一致しない場合（ステップＳ２２のＮ）またはデータ蓄積部１７４に検針データが記憶されていない場合（ステップＳ２３のＮ）、データ送信部１６１は、「ＧＷ通信断通知」を転送する（ステップＳ２５）。

以下、図８〜図１２を用いて、データ送信システム１のデータの分散保持およびデータ再送のより具体的な実施例を説明する。

本実施例において、データ送信システム１は、１０台の通信ユニット１１（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ）および２台のゲートウェイ装置１２（ＧＷ１、ＧＷ２）を備えているとする。なお、図示しないが、データ送信システム１は、ゲートウェイ装置１２と接続するハブ／ルータ１３、サーバ装置１４を備えている。

まずデータ送信システム１において、定期検針時間に達した通信ユニット１１は、自身の検針データを作成する。

図８は、データ送信システム１において、各通信ユニット１１が検針データ送信開始の直前状態の一例を示す図である。

通信ユニット（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ）１１は、それぞれ、自発処理により、検針データ（ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊ）を作成している。

各通信ユニット１１の通信制御部１６が、ＧＷ管理テーブル１５を確認し、ルーティングテーブルに従って検針データの送信・転送処理を行う。

検針データの送信・転送処理の際に、データ管理部１７が、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」を参照し、自身の蓄積処理の要否の判定を行う。データ管理部１７は、自身での蓄積処理が不要と判定した場合には、作成した検針データの蓄積フラグを“オフ（未蓄積）”のままにしておき、蓄積処理が必要と判定した場合には、作成した検針データの複製をデータ蓄積部１７４に保存し、蓄積フラグに“オン（蓄積済み）”を設定する。

その後、通信制御部１６が、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の「最終宛先」のゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２へ向けて検針データを送信する。

図９は、データ蓄積判定の例を示す図である。

通信ユニットＤ１１では、蓄積要否判定部１７２が、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路（ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２への経路）と第２の経路（ゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２への経路）の「隣接宛先」が共に通信ユニットＡ（同一）であって、蓄積処理は不要であると判定する。したがって、通信ユニットＤ１１では、検針データｄの蓄積を行わずに、データ送信部１６１が、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路のゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２を宛先として、蓄積フラグがオフの検針データｄを隣接宛先の通信ユニットＡ１１に送信する。

通信ユニットＡ１１では、データ受信部１６２が検針データｄを受信すると、蓄積判定部１６３が、検針データｄの蓄積フラグがオフであるので蓄積判定を行う。蓄積判定部１６３が、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」が通信ユニットＢ、通信ユニットＣで異なっているので、蓄積処理が必要と判定する。

この判定を受けて、蓄積処理・フラグ制御部１７３が、検針データｄを複製してデータ蓄積部１７４に格納し、検針データｄの蓄積フラグにオンを設定する。その後、データ送信部１６１が、蓄積フラグがオンの検針データｄを、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路に従って通信ユニットＢ１１に転送する。

通信ユニットＢ１１では、データ受信部１６２が検針データｄを受信すると、蓄積判定部１６３が、検針データｄの蓄積フラグがオンであるので、蓄積処理は不要であると判定する。したがって、蓄積処理を行わずに、データ送信部１６１が、ＧＷ管理テーブル１５の第１の経路に従って、蓄積フラグがオンの検針データｄをゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２宛に転送する。

通信ユニットＨ１１では、通信ユニットＤ１１と同様、蓄積要否判定部１７２が、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」が共に通信ユニットＧ（同一）であるので、蓄積処理不要と判定する。したがって、蓄積処理を行わずに、データ送信部１６１が、蓄積フラグがオフの検針データｈを通信ユニットＧ１１宛に送信する。

通信ユニットＧ１１では、データ受信部１６２が検針データｈを受信すると、蓄積判定部１６３が、検針データｈの蓄積フラグがオフであるので、蓄積判定を行う。蓄積判定部１６３が、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」が通信ユニットＢで同一であるので、蓄積処理は不要であると判定する。したがって、蓄積処理を行わずに、データ送信部１６１が、蓄積フラグがオフの検針データｈを通信ユニットＢ１１宛に転送する。

通信ユニットＢ１１では、データ受信部１６２が検針データｈを受信すると、蓄積判定部１６３が、受信した検針データｈの蓄積フラグがオフであるので、蓄積判定を行う。蓄積判定部１６３が、ＧＷ管理テーブル１５の第１および第２の経路の「隣接宛先」がゲートウェイ装置（ＧＷ１）、通信ユニットＡであって異なるので、蓄積処理要と判定する。

蓄積処理・フラグ制御部１７３が、検針データｈを複製してデータ蓄積部１７４に蓄積し、検針データｈの蓄積フラグにオンを設定する。そして、データ送信部１６１が、蓄積フラグがオンの検針データｈをゲートウェイ装置（ＧＷ１）１１へ転送する。

図１０には、定期送信終了後の複製された検針データの分散保持の例を示す図である。図１０に示す点線の角丸矩形は、各通信ユニット１１で保持されている複製された検針データを示す。

各通信ユニット１１が定期送信時に検針データを送信すると、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２宛に検針データａ、ｂ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ、ｈ、ｉ、ｊが送信され、ゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２宛に検針データｃが送信されることになる。同時に、ネットワーク上のいくつかの通信ユニット１１に、検針データの複製データが分散して保持される状態となる。

ここで、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２とサーバ装置１４間に通信障害が発生し、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２が、受信した検針データをサーバ装置１４に送信できなかったとする。所定回数のリトライ後、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２は、ネットワーク上の全通信ユニット１１に対してデータ再送要求を示す「ＧＷ通信断通知」を送信する。

図１１は、「ＧＷ通信断通知」の送信例を示す図である。

ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２が自装置のＭＡＣアドレスを含む「ＧＷ通信断通知」をブロードキャストすると、「ＧＷ通信断通知」を受信した各通信ユニット１１は、「ＧＷ通信断通知」を他の通信ユニット１１へ転送してゆく。

ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２からの「ＧＷ通信断通知」を受信すると、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２宛の検針データを蓄積している通信ユニット１１は、データ再送信処理を行う。

図１２は、蓄積している検針データの送信例を示す図である。

通信ユニット（Ａ、Ｂ、Ｅ、Ｆ）１１では、データ管理部１７がデータ蓄積部１７４に蓄積している全ての検針データをまとめた再送用検針データを生成する。蓄積処理・フラグ制御部１７３は、再送用検針データの蓄積フラグにオフを設定する。これにより、他の通信ユニット１１で再送用検針データが蓄積されることを防ぐことができる。

通信制御部１６のデータ送信部１６１は、ＧＷ管理テーブル１５の第２の経路に従って、ゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２宛に再送用検針データを送信する。例えば、通信ユニットＢ１１では、蓄積している検針データｂ、ｇ、ｈをまとめた再送用検針データを送信する。なお、通信ユニットＢ１１は、複製した検針データを個別に送信することができるが、データ蓄積部１７４に蓄積している全検針データを１つの再送用データにして送信することが好ましい。

その後、データ蓄積部１７４に複製の検針データを蓄積している各通信ユニット１１は、次回の定期送信時の直前に、データ蓄積部１７４の検針データを削除する。

または、サーバ装置１４への検針データ送信に成功したゲートウェイ装置１２、すなわち通常の定期送信時にはゲートウェイ装置装置（ＧＷ１）１２もしくはデータ再送実行時にはゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２が、「送信完了通知」を全通信ユニット１１へ発行することにより、ネットワーク上の各通信ユニット１１が「送信完了通知」を受信したタイミングでデータ蓄積部１７４の検針データを削除するようにしてもよい。

図１３および図１４は、上記で説明したデータ送信および再送信におけるシーケンス例を示す図である。

図１３および図１４に示すシーケンス例では、データ送信システム１の一部の通信ユニット１１についての処理シーケンスを示している。

図１３に示すように、定期送信時に、通信ユニットＣ１１の検針データｃはゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２へ送信される。通信ユニットＤ１１の検針データｄは、中継する通信ユニットＡ１１で蓄積されてゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２へ転送される。通信ユニットＨ１１の検針データｈは、通信ユニットＧ、Ｂで中継され、経路が分岐する通信ユニットＢ１１で蓄積されてゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２へ転送される。通信ユニットＧ１１の検針データｇは、中継する通信ユニットＢ１１で蓄積されてゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２へ転送される。

ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２は、配下の通信ユニット１１から検針データを受信した後所定の時間（数分間）待機して、サーバ装置１４への送信処理を開始する。サーバ装置１４とのＴＣＰコネクション確立失敗（待機時間＝１０秒）が所定回数を超えて生じた後、ゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２は、「ＧＷ通信断通知」を全通信ユニット１１にブロードキャストしてデータ再送を要求する。

図１４に示すように、「ＧＷ通信断通知」を受信すると、通信ユニットＢ１１および通信ユニットＡ１１は、「ＧＷ通信断通知」を発行したゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２がＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の最終宛先と一致かつ蓄積する検針データの存在から、再送処理の実施を決定する。そして、通信ユニットＢ１１が、蓄積していた３件分の再送用検針データ（再送データ（ｂ、ｇ、ｈ））を、通信ユニットＡ１１が蓄積していた２件分の再送用検針データ（再送データ（ａ、ｄ））を、第２の経路の最終宛先であるゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２へ送信する。

「ＧＷ通信断通知」を受信した通信ユニットＣ１１は、「ＧＷ通信断通知」を発行したゲートウェイ装置（ＧＷ１）１２がＧＷ管理テーブル１５の第１の経路の最終宛先と一致しないので、再送要求を無視し、再送処理を実行しない。

ゲートウェイ装置（ＧＷ２）１２は、通信ユニット１１から再送用検針データを受信すると、サーバ装置１４への送信処理を開始し、ＴＣＰコネクション確立により、受信した再送用検針データをサーバ装置１４へ送信する。これにより、サーバ装置１４は、全通信ユニット１１の検針データを収集することができる。

図１５は、データ送信システム１の通信ユニット１１のハードウェア構成例を示す図である。

通信ユニット１１は、専用ハードウェアとしての実施の他、ＣＰＵ１０１、主記憶部（ＤＲＡＭ）１０２、補助記憶部（フラッシュメモリ）１０３、ネットワークカード１０４が内部ネットワーク等で接続された情報処理端末１００として実施することができる。

通信ユニット１１を実施する情報処理端末１００では、データ管理部１７の処理を実行する実行プログラムおよびその処理に必要な情報を補助記憶部１０３が記憶され、実行プログラムが主記憶部１０２にロードされて処理を実行する。データ蓄積部１７４は、補助記憶部１０３により実現される。通信制御部１６およびＧＷ管理テーブル１５は、これらの特定の処理を実行するように構成されたネットワークカード１０４により実現される。

以上説明したように、データ送信システム１では、再送のための検針データをネットワーク上の複数の通信ユニットで分散して保持することができ、各通信ユニット１１の処理負荷および資源の使用量を分散することができる。

さらに、データ送信システム１では、検針データを保持する通信ユニット１１のみが実際にデータ再送処理を行い、その他の通信ユニット１１はデータ再送処理が不要となる。

図１２に示すように、実際に再送処理を行う通信ユニット１１は通信ユニットＡ、Ｂ、Ｅ、Ｆであり、その他の通信ユニットＤ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊは検針データを送信する必要がない。したがって、ネットワーク上に流れるフレーム数を減らし、再送時の通信トラフィックを抑制することができる。

なお、従来のデータ送信システム９０では、各通信ユニット９１で検針データを取得または作成する自発処理の場合には、検針データは直ちにアドホック通信を制御するアドホックエンジン（ＡＥ）へ渡り、転送される。また、検針データの中継処理では、配下の通信ユニット９１からの検針データの受信処理、および上位の通信ユニット９１またはゲートウェイ装置９２への送信処理は、ＡＥ内のみで行われる。したがって、検針データを管理するアプリケーション側は、自発処理の場合には、経路情報によるゲートウェイ装置９２への送信依頼をＡＥへ行うのみであり、実際に送信先となる相手を認識できない。また、中継処理の場合には、検針データを中継したこと（下位の通信ユニットから受信したこと）すら認識できない。

従来のデータ送信システム９０では、サーバ装置９４が検針データを受信できなかった場合、あるいは、ゲートウェイ装置９２からサーバ装置９４へ検針データを送信できなかった場合には、サーバ装置９４またはゲートウェイ装置９２によって配下の通信ユニット９１に対し検針データの再送信が要求される。しかし、各通信ユニット９１からの検針データの再送は、ゲートウェイ装置９２に対するユニキャスト送信で実施されるため、再送が必要になった検針データ（再送データ）が多いほど、アドホックネットワークに大きな負荷がかかることになる。また、再送データを集約するゲートウェイ装置９２および再送データの送信・転送を行う通信ユニット９１の処理負荷も増加する。

これに対し、開示するデータ送信システム１では、まず、再送処理を実施する通信ユニット１１の台数を少なくすることができ、ゲートウェイ装置１２−通信ユニット１１間の通信回数が大幅に削減される。

さらに、複数の検針データをまとめて送信することができ、従来では１件の検針データに対して１件ずつ付加していた制御情報を集約することができ、通信トラフィックの増加を抑えることが可能になる。

さらに、各検針データのゲートウェイ装置１２への送達にかかる転送ホップ数も軽減されるため、検針データの再収集に掛かる所要時間も短縮されることになる。

開示するデータ送信システム１は、無線アドホックネットワークを利用した自動検針システムなど、アドホックネットワークにより多数の端末からデータを収集するようなシステムに適用することが可能である。

１ データ送信システム
１１ 通信ユニット
１２ ゲートウェイ装置
１３ ハブ／ルータ装置
１４ サーバ装置
１５ ＧＷ管理テーブル
１６ 通信制御部
１６１ データ送信部
１６２ データ受信部
１６３ 蓄積判定部
１６４ 再送判定部
１７ データ管理部
１７１ データ取得部
１７２ 蓄積要否判定部
１７３ 蓄積処理・フラグ制御部
１７４ データ蓄積部

Claims (5)

1. データを収集するサーバ装置、受信したデータを該サーバ装置へ送信する複数のゲートウェイ装置、該複数のゲートウェイ装置の１つに対してデータを送信する複数の通信ユニットを備えるデータ送信システムであって、
   前記複数の通信ユニット各々は、
   前記複数のゲートウェイ装置各々を最終宛先とする経路毎に次のデータ転送先である隣接宛先を設定したゲートウェイ管理情報を記憶し、
   前記ゲートウェイ管理情報の各経路の隣接宛先が異なる場合に、自通信ユニットで取得したデータおよび他の通信ユニットから中継するデータであっていずれの通信ユニットでも記憶されていないデータをデータ蓄積部に記憶し、
   前記ゲートウェイ管理情報の第１の経路に従って前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信し、
   前記第１の経路の最終宛先であるゲートウェイ装置からの再送要求を受信した場合に、前記ゲートウェイ管理情報の第２の経路に従って前記データ蓄積部に記憶している前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信する、処理を実行する
   ことを特徴とするデータ送信システム。
2. 前記通信ユニット各々は、前記再送要求を受信してデータを送信する際に、前記取得したデータおよび前記中継するデータを集約したデータを生成し、該生成したデータを送信する、処理を実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載のデータ送信システム。
3. 前記通信ユニットは、前記データ蓄積部に記憶したデータに蓄積済みを示す情報を設定する
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のデータ送信システム。
4. 複数のゲートウェイ装置を介してデータを収集するサーバ装置を備えるデータ送信システムに備えられる複数の通信ユニットの各々が実行する方法であって、
   前記通信ユニットの各々が、
   前記複数のゲートウェイ装置各々を最終宛先とする経路毎に次のデータ転送先である隣接宛先を設定したゲートウェイ管理情報を記憶し、
   前記ゲートウェイ管理情報の各経路の隣接宛先が異なる場合に、自通信ユニットで取得したデータおよび他の通信ユニットから中継するデータであっていずれの通信ユニットでも記憶されていないデータをデータ蓄積部に記憶し、前記ゲートウェイ管理情報の第１の経路に従って前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信し、
   前記第１の経路の最終宛先であるゲートウェイ装置からの再送要求を受信した場合に、前記ゲートウェイ管理情報の第２の経路に従って、前記データ蓄積部に記憶している前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信する、処理を実行する
   ことを特徴とするデータ送信方法。
5. 複数のゲートウェイ装置を介してデータを収集するサーバ装置を備えるデータ送信システムに備えられる複数の通信ユニットの１つであって、
   前記複数のゲートウェイ装置各々を最終宛先とする経路毎に次のデータ転送先である隣接宛先を設定したゲートウェイ管理情報を記憶するゲートウェイ管理テーブルと、
   前記ゲートウェイ管理テーブルの各経路の隣接宛先が異なる場合に、自通信ユニットで取得したデータおよび他の通信ユニットから中継するデータであっていずれの通信ユニットでも記憶されていないデータをデータ蓄積部に記憶するデータ管理部と、
   前記ゲートウェイ管理情報の第１の経路に従って前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信し、前記第１の経路の最終宛先であるゲートウェイ装置からの再送要求を受信した場合に、前記ゲートウェイ管理情報の第２の経路に従って、前記データ蓄積部に記憶している前記取得したデータおよび前記中継するデータを送信する通信処理部とを備える
   ことを特徴とするデータ送信システム用の通信ユニット。
   

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