JP6020579B2 - 通信装置、通信システム、通信方法及び制御プログラム - Google Patents

Description

この発明は、通信装置、通信システム及び通信方法に関する。

従来、データを送信する通信装置とデータを受信する通信装置との間に、複数の中継装置を介してデータを順次中継する伝送経路を複数、形成することによって、データの到達率を向上させる技術がある（例えば、特許文献１参照）。また、相互に通信の中継を行う機能を有する全ての通信装置間に複数のルートが確保されるように、各通信装置の配置位置の調整を行う技術がある（例えば、特許文献２参照）。また、無線マルチホップネットワークにおいて、ノードまでのホップ数に基づいてノードまでの近さを提示することによって、ノードの設置位置を絞り込む技術がある（例えば、特許文献３参照）。

また、センサネットワーク技術において、複数のセンサノードの配置に関し、耐故障性の高い配置が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、センサノード間でメッセージの送信及び受信をすることによってセンサノードの故障を検出する技術がある（例えば、非特許文献２参照）。

特開２０１０−１１１０３号公報 特開２０１０−４５７０１号公報 特開２００７−３０６２８０号公報

石塚美加、外１名、「センサネットワークにおける耐故障性の高い確率的配置の実現」、電子情報通信学会論文誌Ｂ、日本、２００５年１１月１日、第Ｊ８８−Ｂ巻、第１１号、ｐ．２１８１−２１９１ 木利友一、外２名、「センサネットワークのロバスト性に見る集中制御と自己組織型制御の違い」、電子情報通信学会技術研究報告、ネットワークシステム、日本、２００７年７月１２日、第１０７巻、第１４６号、ｐ．１−６

複数の伝送経路が同じ中継装置を経由する場合がある。複数の伝送経路に共通の中継装置が故障や電池切れなどによって中継動作を停止すると、この共通の中継装置を経由する複数の伝送経路は切断状態となってしまう。全ての伝送経路に共通の中継装置がある場合、この共通の中継装置が中継動作を停止すると、全ての伝送経路が切断状態となり、データの伝送ができなくなってしまう。つまり、無線マルチホップネットワークが不能な状態に陥ってしまう。

無線マルチホップネットワークが不能な状態に陥るのを回避するには、全ての伝送経路が同一の中継装置を経由してデータを伝送しているという危険な状態を回避することが重要である。しかしながら、従来の無線マルチホップネットワーク技術では、ネットワークの運用中に、全ての伝送経路が同一の中継装置を経由してデータを伝送しているという危険な状態を検出することができない。

無線マルチホップネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる通信装置、通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。

通信装置は、受信部、受信制御部、抽出部、判定部、生成部及び送信部を備える。受信部は無線信号を受信する。受信制御部は、受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する。抽出部は、待ち時間の間に受信部により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通する中継点の情報を抽出する。判定部は、伝送経路の総数に対する、共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する。生成部は、判定部の判定結果に基づいて中継点の情報を含む信号を生成する。送信部は、生成部により生成される信号を送信する。

通信システムは、複数の第１の通信装置及び第２の通信装置を含む。第１の通信装置は、第１の生成部、第１の受信部、付加部及び第１の送信部を有する。第１の生成部は伝送対象のデータを生成する。第１の受信部は無線信号を受信する。付加部は、第１の生成部が伝送対象のデータを生成する場合、第１の生成部により生成される伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加する。付加部は、第１の受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む無線信号を受信する場合、伝送経路の情報に自装置の固有情報を付加する。第１の送信部は、付加部により自装置の固有情報が付加される信号を送信する。

第２の通信装置は、第２の受信部、受信制御部、抽出部、判定部、第２の生成部及び第２の送信部を有する。第２の受信部は無線信号を受信する。受信制御部は、第２の受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する。抽出部は、待ち時間の間に第２の受信部により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通する中継点の情報を抽出する。判定部は、伝送経路の総数に対する、共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する。第２の生成部は、判定部の判定結果に基づいて中継点の情報を含む信号を生成する。第２の送信部は、第２の生成部により生成される信号を送信する。

そして、第１の通信装置は、伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加してアドホック通信により別の第１の通信装置または第２の通信装置へ伝送する。第２の通信装置は、１つ以上の第１の通信装置から伝送対象のデータ及び伝送経路の情報をアドホック通信により受け取り、伝送経路の総数に対する、複数の伝送経路に共通する中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する。

無線マルチホップネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる。

図１は、実施の形態にかかる通信システムの一例を示す図である。 図２は、実施の形態にかかる通信システムにおける伝送経路の一例を示す図である。 図３は、実施の形態にかかる通信装置の一例を示す図である。 図４は、実施の形態にかかる通信装置の別の例を示す図である。 図５は、実施の形態にかかる通信方法の一例を示す図である。 図６は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図である。 図７は、ネットワークの危険な状態に複数段階のレベルを設定する場合の一例を示す図である。 図８は、実施の形態にかかる通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図９は、実施の形態にかかる通信装置の別の例の機能的構成を示す図（その１）である。 図１０は、実施の形態にかかる通信装置の別の例の機能的構成を示す図（その２）である。 図１１は、受信機から第２の通信装置に送られる設定信号のデータフォーマットの一例を示す図である。 図１２は、他のノードからのキャリブレーション命令の信号のデータフォーマットの一例を示す図である。 図１３は、センシングデータの信号のデータフォーマットの一例を示す図である。 図１４は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図（その１）である。 図１５は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図（その２）である。 図１６は、実施の形態にかかる通信装置の別の例の機能的構成を示す図である。 図１７は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図（その３）である。 図１８は、ノードの位置を特定する方法の一例を示す図である。

以下に、この発明にかかる通信装置、通信システム及び通信方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の各実施例の説明においては、同様の構成要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。なお、以下の各実施例によりこの発明が限定されるものではない。

・通信システムの一例
図１は、実施の形態にかかる通信システムの一例を示す図である。図１において丸印○は通信装置である。図１に示すように、通信システムは、例えばある対象とする領域１に散在する複数の第１の通信装置２、及び領域１の１つ以上の隅に存在する第２の通信装置３、を含む。第１の通信装置２は、領域１に一様に存在してもよい。また、領域１の１つ以上の隅の外側で、この隅に存在する第２の通信装置３の近くに、受信機４が設けられていてもよい。

図１に示す例では、領域１は矩形状であるが、矩形状に限らない。また、図１に示す例では、受信機４は領域１の四隅に１つずつ、合計で４つ設けられているが、領域１の１つの隅に１つだけ設けられていてもよいし、２つもしくは３つまたは５つ以上の隅にそれぞれ１つずつ設けられていてもよい。

第１の通信装置２は、すぐ隣にいる別の第１の通信装置２、またはすぐ隣に第２の通信装置３がいる場合にはすぐ隣の第２の通信装置３に届き得る程度の出力で、送信先を指定せずに、無線信号をブロードキャストする。第２の通信装置３は、最も近くの受信機４に届き得る程度の出力で、送信先を指定せずに、無線信号をブロードキャストする。第２の通信装置３の設置位置が固定される場合には、第２の通信装置３は、最も近くの受信機４を送信先に指定して無線信号を送信してもよい。

第１の通信装置２と別の第１の通信装置２とはアドホック通信により無線接続し、一方の第１の通信装置２からブロードキャストされる無線信号に含まれる伝送対象のデータが他方の第１の通信装置２へ伝送される。第１の通信装置２と第２の通信装置３とはアドホック通信により無線接続し、第１の通信装置２からブロードキャストされる無線信号に含まれる伝送対象のデータが第２の通信装置３へ伝送される。

第２の通信装置３と受信機４とは、アドホック通信により無線接続し、第２の通信装置３からブロードキャストされる無線信号に含まれる伝送対象のデータが受信機４へ伝送される。従って、いずれかの第１の通信装置２からブロードキャストされる無線信号に含まれる伝送対象のデータは、例えば図１に矢印で示すように、別の第１の通信装置２により次々と中継されながら、第２の通信装置３へ伝送される。

そして、第２の通信装置３により受信される伝送対象のデータは、第２の通信装置３により中継されて受信機４へ伝送される。つまり、実施の形態にかかる通信システムでは、領域１において第１の通信装置２及び第２の通信装置３によって無線マルチホップネットワークが構築される。

第１の通信装置２は、伝送対象のデータを含む無線信号をブロードキャストする際に、伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加する。従って、第１の通信装置２からブロードキャストされて、第２の通信装置３により受信される無線信号には、伝送対象のデータとこのデータの伝送経路の情報とが含まれている。第２の通信装置３により受信される無線信号に伝送経路の情報が含まれていることによって、第２の通信装置３は、第２の通信装置３に至るまでに伝送対象のデータを中継する第１の通信装置２の固有情報を取得することができる。

・伝送経路の一例
図２は、実施の形態にかかる通信システムにおける伝送経路の一例を示す図である。図２において、丸印○は通信装置であり、丸印○の中の数字は各通信装置を識別する固有情報である。この固有情報をＩＤと称することがある。また、各通信装置をノードと称することがある。従って、丸印○の中の数字は各ノードのＩＤを表す。

例えばＩＤが０〜３１であるノードは、第１の通信装置２である。ＩＤが０であるノードは、伝送対象のデータを生成し、伝送対象のデータを無線信号に含めて最初にブロードキャストするノードである。例えばＩＤが３２であるノードは、第２の通信装置３である。第２の通信装置３は、伝送対象のデータを受け取る最後のノードである。従って、以下の説明において、第２の通信装置３のノードを末端ノードと称することがある。

例えば図２に示すように、実線で示す伝送経路、破線で示す伝送経路及び一点鎖線で示す伝送経路というように、ＩＤが０であるノードからブロードキャストされる伝送対象のデータが、複数の伝送経路を経てＩＤが３２である末端ノードに届くことがある。例えば実線で示す伝送経路では、伝送対象のデータは、ＩＤが０であるノードから、ＩＤが１、２、３、７、１１、１６、２１、２５、２９、３０及び３１であるノードをこの順に経由して、ＩＤが３２である末端ノードに至る。

例えば破線で示す伝送経路では、伝送対象のデータは、ＩＤが０であるノードから、ＩＤが４、８、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２４及び２８であるノードをこの順に経由して、ＩＤが３２である末端ノードに至る。例えば一点鎖線で示す伝送経路では、伝送対象のデータは、ＩＤが０であるノードから、ＩＤが１、２、６、１０、１１、１６、２１、２２、２３、２７及び３１であるノードをこの順に経由して、ＩＤが３２である末端ノードに至る。

図２に示す例では、３つの伝送経路は、ＩＤが０である先頭のノードとＩＤが３２である末端ノードとを除くと、ＩＤが１６であるノードを通っている。つまり、ＩＤが１６であるノードは、３つの伝送経路に共通のノードである。ＩＤが１６である共通のノードが、例えば電力断や故障などの原因により、中継すべき無線信号を受信することができない場合や、中継すべき無線信号をブロードキャストすることができない場合には、ＩＤが３２である末端ノードには伝送対象のデータが届かない。

従って、複数の伝送経路に共通のノードが存在する状態は、将来、無線マルチホップネットワークが不能な状態に陥る可能性のある危険な状態である。それゆえ、複数の伝送経路に共通のノードが存在する場合には、通信システムの保守、管理を行う者に対して警告を発するのが望ましい。

・第１の通信装置の一例
図３は、実施の形態にかかる通信装置の一例を示す図である。図３に示す通信装置は、図１に示す通信システムにおける第１の通信装置２の一例である。図３に示すように、第１の通信装置２は、第１の生成部１１、第１の受信部１２、付加部１３及び第１の送信部１４を有する。

第１の生成部１１は伝送対象のデータを生成する。第１の受信部１２は、入力端子１５に接続される図示省略するアンテナから入力される無線信号を受信する。第１の受信部１２が受信する無線信号には、別の第１の通信装置２により生成される伝送対象のデータ、及びこの伝送対象のデータの伝送経路の情報が含まれていてもよい。

付加部１３は、第１の生成部１１が伝送対象のデータを生成する場合、第１の生成部１１により生成される伝送対象のデータに自ノードのＩＤを付加する。付加部１３は、第１の受信部１２が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む無線信号を受信する場合、伝送経路の情報に自ノードのＩＤを付加する。第１の送信部１４は、伝送対象のデータ及び自ノードのＩＤを含む伝送経路の情報を含む無線信号を、出力端子１６に接続される図示省略するアンテナからブロードキャストする。

・第２の通信装置の一例
図４は、実施の形態にかかる通信装置の別の例を示す図である。図４に示す通信装置は、図１に示す通信システムにおける第２の通信装置３の一例である。図４に示すように、第２の通信装置３は、受信制御部２１、第２の受信部２２、抽出部２３、判定部２４、第２の生成部２５及び第２の送信部２６を有する。

第２の受信部２２は、入力端子２７に接続される図示省略するアンテナから入力される無線信号を受信する。第２の受信部２２が受信する無線信号には、第１の通信装置２により生成される伝送対象のデータ、及びこの伝送対象のデータの伝送経路の情報が含まれていてもよい。

受信制御部２１は、第２の受信部２２が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する。待ち時間は、第２の受信部２２により受信される複数の無線信号に含まれる各伝送経路の距離の差分に基づく時間であってもよい。

図２に示す例において、ＩＤが０である先頭のノードから、実線で示す伝送経路を経て、ＩＤが３２である末端ノードに最初に伝送対象のデータが到達するとする。この末端ノードに最初に伝送対象のデータが到達してから、遅くてもこれくらいの時間待てば、破線で示す伝送経路または一点鎖線で示す伝送経路によって伝送対象のデータが末端ノードに到達するであろうと予想される時間を待ち時間としてもよい。このように待ち時間を設定することによって、第２の通信装置３は、同じ先頭のノードから送信される伝送対象のデータを複数の伝送経路から受け取ることができる。

抽出部２３は、待ち時間の間に第２の受信部２２により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通するノードのＩＤを抽出する。判定部２４は、待ち時間の間に第２の受信部２２により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の総数に対する、共通のノードを含む伝送経路の割合に応じて、ネットワークの状態を判定する。

第２の生成部２５は、判定部２４の判定結果に基づいて共通のノードのＩＤを含む信号を生成する。例えば、第２の生成部２５は、図２に示す例のように、複数の伝送経路に共通のノードが存在する場合、共通のノードのＩＤを含む信号を生成してもよい。第２の送信部２６は、共通のノードのＩＤを含む無線信号を、出力端子２８に接続される図示省略するアンテナからブロードキャストする。

・通信方法の一例
図５は、実施の形態にかかる通信方法の一例を示す図である。図５に示す通信方法は、例えば図３に示す第１の通信装置２により実施されてもよい。本実施例では、図３に示す第１の通信装置２がこの通信方法を実施するとして説明する。

図５に示すように、第１の通信装置２において、第１の生成部１１が伝送対象のデータを生成するイベントが発生すると（ステップＳ１：データ生成）、付加部１３は、第１の生成部１１により生成される伝送対象のデータに自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ２）。そして、第１の送信部１４は、伝送対象のデータと自ノードのＩＤとを含む無線信号を、送信先を指定せずにブロードキャストにより送信する（ステップＳ４）。

一方、第１の通信装置２において、第１の受信部１２が無線信号を受信するイベントが発生すると（ステップＳ１：無線信号受信）、付加部１３は、無線信号に含まれる伝送経路の情報に自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ３）。そして、第１の送信部１４は、第１の受信部１２により受信される無線信号に含まれる伝送対象のデータと、自ノードのＩＤが付加されている伝送経路の情報とを含む無線信号を、送信先を指定せずにブロードキャストにより送信する（ステップＳ４）。送信後、第１の通信装置２は一連の処理を終了する。

・通信方法の別の例
図６は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図である。図６に示す通信方法は、例えば図４に示す第２の通信装置３により実施されてもよい。本実施例では、図４に示す第２の通信装置３がこの通信方法を実施するとして説明する。

図６に示すように、第２の通信装置３において、受信制御部２１により制御されている待ち時間の間に、第２の受信部２２は１つ以上の第１の通信装置２から複数の無線信号を受信する（ステップＳ１１）。待ち時間が経過すると、抽出部２３は、第２の受信部２２により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通するノードのＩＤを抽出する（ステップＳ１２）。

次いで、判定部２４は、共通のノードのＩＤの出現率に基づいてネットワークの状態を判定する（ステップＳ１３）。共通のノードのＩＤの出現率とは、待ち時間の間に第２の受信部２２により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の総数に対する、共通のノードのＩＤを含む伝送経路の割合のことである。

例えば、待ち時間の間に第２の受信部２２により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の全てに同じノードのＩＤが含まれている場合、すなわち共通のノードのＩＤの出現率が１００％である場合に、判定部２４はネットワークが危険な状態にあると判定してもよい。また、ネットワークの危険な状態に複数段階のレベルを設けてもよい。例えば、共通のノードのＩＤの出現率が第１の閾値以上である場合に注意が必要であると判定し、出現率が第２の閾値以上である場合にネットワークが危険な状態にあると判定してもよい。このように閾値を設け、共通のノードのＩＤの出現率を閾値と比較することによって、ネットワークの状態を容易に判定することができる。

次いで、第２の生成部２５は、判定部２４による判定結果に基づいて共通のノードのＩＤを含む信号を生成する（ステップＳ１４）。例えば、共通のノードのＩＤの出現率が１００％であり、判定部２４によりネットワークが危険な状態にあると判定される場合、第２の生成部２５が生成する信号には、第２の受信部２２により受信される無線信号に含まれる伝送対象のデータと、共通のノードのＩＤが含まれてもよい。

また、ネットワークの危険な状態に複数段階のレベルが設けられる場合、第２の生成部２５が生成する信号には、第２の受信部２２により受信される無線信号に含まれる伝送対象のデータと、共通のノードのＩＤと、危険な状態のレベルが含まれてもよい。また、例えば判定部２４によりネットワークが危険な状態にないと判定される場合、第２の生成部２５が生成する信号には、第２の受信部２２により受信される無線信号に含まれる伝送対象のデータが含まれていればよい。

次いで、第２の送信部２６は、第２の生成部２５により生成される無線信号を、送信先を指定せずにブロードキャストにより送信する（ステップＳ１５）。あるいは、第２の送信部２６は、最も近くの受信機４を送信先に指定して無線信号を送信してもよい。送信後、第２の通信装置３は一連の処理を終了する。

・ネットワークの危険な状態に複数段階のレベルを設定する例
図７は、ネットワークの危険な状態に複数段階のレベルを設定する場合の一例を示す図である。図７に示す図表の上段の例のように、例えば電源断や故障により無線信号の送信または受信を行うことのできないノードがない場合、ＩＤが１であるノードからＩＤが９であるノードまでの伝送経路が４つあるとする。

この場合、ＩＤが１であるノードとＩＤが９であるノードとを除く各ノードのＩＤの出現率は、例えば２５％かまたは５０％である。例えば第１の閾値及び第２の閾値が５０％よりも高い場合、第２の通信装置３の判定部２４は、ネットワークが危険な状態にないと判定してもよい。

この状態で図７に示す図表の中段の例のように、例えばＩＤが３であるノードが電源断や故障により無線信号の送信または受信を行うことのできない状態になるとする。この場合、例えばＩＤが４、５または８である各ノードのＩＤの出現率は、例えば６６％である。例えば第１の閾値が６６％であり、第２の閾値が６６％よりも高い場合、判定部２４は、注意が必要であると判定してもよい。

この状態で図７に示す図表の下段の例のように、例えばさらにＩＤが４であるノードが電源断や故障により無線信号の送信または受信を行うことのできない状態になるとする。この場合、例えばＩＤが２または５である各ノードのＩＤの出現率は、例えば１００％である。例えば第２の閾値が１００％である場合、判定部２４は、ネットワークが危険な状態にあると判定してもよい。

このように、共通のノードのＩＤの出現率に基づいてネットワークの状態に対するアラームを段階的に発生させることによって、ネットワークが危険な状態に陥る前の注意を要する段階で代替の伝送経路を設けるようにノードを新設するなどの策を講じることができる。つまり、ネットワークが危険な状態に陥るのを未然に防ぐことができる。従って、より安全な無線マルチホップネットワークが構築され、無線マルチホップネットワークをより安定して運営することができる。

図３に示す通信装置または図５に示す通信方法によれば、伝送対象のデータを生成するか伝送対象のデータを中継するたびに、伝送対象のデータを生成する装置のＩＤまたは中継する装置のＩＤが伝送経路の情報に付加される。従って、伝送対象のデータを中継する通信装置のＩＤを、例えば伝送経路の情報に基づいてネットワークが危険な状態にあるか否かを判定する装置に提供することができる。例えば図４に示す通信装置に伝送経路の情報を提供し、図４に示す通信装置が、伝送経路の情報に基づいてネットワークが危険な状態にあるか否かを判定することによって、無線マルチホップネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる。

図４に示す通信装置または図６に示す通信方法によれば、伝送対象のデータの伝送経路の情報に、伝送対象のデータを中継する通信装置のＩＤが含まれていることによって、伝送対象のデータの複数の伝送経路の情報から共通のＩＤを抽出することができる。共通のＩＤが存在するか否かに基づいて、ネットワークが危険な状態にあるか否かを判定することができる。従って、無線マルチホップネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる。

図１に示す通信システムによれば、図３に示す通信装置及び図４に示す通信装置によって図５に示す通信方法及び図６に示す通信方法を実施することによって、無線マルチホップネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる。

・通信装置のハードウェア構成の一例
図８は、実施の形態にかかる通信装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図８に示す例は、通信装置をセンサネットワークの各センサノードに適用する例である。本実施の形態にかかるセンサネットワークでは、センサによる検出対象の領域に、センサを有する複数のノードが設置される。各ノードは、それぞれのセンサにより検出される情報を伝送対象のデータとして処理する。そして、各ノードは、送信先を指定せずに伝送対象のデータをブロードキャストする。それによって、伝送対象のデータが、ノード間のマルチホップ通信によって例えば受信機へ伝送される。

図８に示すように、通信装置３１は、１つ以上のハーベスタ３２、ＰＭＵ（Ｐｏｗｅｒ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ、パワーマネジメントユニット）３３、及びバッテリもしくはキャパシタ（以下、バッテリ／キャパシタと称する）３４を有する。ハーベスタ３２は発電部の一例である。バッテリ／キャパシタ３４は蓄電部の一例である。

通信装置３１は、１つ以上のセンサ３５、マイクロプロセッサ（以下、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、マイクロコントロールユニット）と称する）３６、不揮発メモリ３７及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ランダムアクセスメモリ）３８を有する。通信装置３１は受信部３９及び送信部４０を有する。センサ３５、ＭＣＵ３６、不揮発メモリ３７、ＲＡＭ３８、受信部３９及び送信部４０は、図示省略する内部バスに接続されていてもよい。

センサ３５は、設置箇所における監視対象の変化を検出して電気信号に変換する。センサ３５の一例として、例えば、設置箇所の圧力を検出する圧電素子、温度を検出する素子、または光を検出する光電素子などが挙げられる。通信装置３１は、検出対象の異なる複数のセンサを有していてもよい。センサ３５は第１の生成部の一例である。通信装置３１は、センサ３５を有することによって、監視対象の変化を検出することができる。

ＭＣＵ３６は、センサ３５により検出されるデータを処理する。ＭＣＵ３６は、ブートプログラム、及び後述する通信方法を実現するプログラムを含む各種プログラムを実行する。ブートプログラム及び各種プログラムは、不揮発メモリ３７に格納されていてもよいし、図示しないＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、リードオンリメモリ）に格納されていてもよい。

不揮発メモリ３７は、電力供給が途絶えたときにおいてもデータを記憶し続ける。例えば、不揮発メモリ３７には、ノード種別、ノードのＩＤまたは待ち時間の各情報が記憶されてもよい。ＲＡＭ３８は、ＭＣＵ３６の作業領域として使用され、ＭＣＵ３６による処理の一時データを記憶する。

受信部３９及び送信部４０には、図示しないアンテナが接続される。受信部３９は、アンテナにより受信される電波に対して受信処理を行い、ＭＣＵ３６へ電気信号を出力する。送信部４０は、ＭＣＵ３６から受け取る電気信号に対して送信処理を行い、アンテナから電波を放射させる。

ハーベスタ３２は、通信装置３１の設置箇所における外部環境、例えば、光、振動、温度または無線電波（受信電波）などのエネルギー変化に基づいて発電を行う。ハーベスタ３２は、センサ３５によって検出される変位量に応じて発電を行ってもよい。

バッテリ／キャパシタ３４は、ハーベスタ３２により発電される電力を蓄える。従って、通信装置３１は、二次電池や外部電源などから電力の供給を受ける必要がなく、動作に必要な電力を自装置の内部で生成することができる。なお、通信装置３１は、二次電池や外部電源などから電力の供給を受けてもよいし、ハーベスタ３２により発電される電力と、二次電池や外部電源などから供給される電力との両方によって動作してもよい。

ＰＭＵ３３は、バッテリ／キャパシタ３４に蓄えられる電力を、通信装置３１の各部に供給する制御を行う。例えば、ＰＭＵ３３は常時、センサ３５に電力を供給してもよい。それによって、センサ３５は常時、センシング処理を行える状態となる。ＰＭＵ３３は、センサ３５がセンシング処理を行うと、ＭＣＵ３６へ電力を供給してもよい。それによって、ＭＣＵ３６が動作し、センサ３５により検出されるデータを処理することができる。ＰＭＵ３３は、ＭＣＵ３６がいずれの処理も行っていない場合、ＭＣＵ３６への電力の供給を停止してもよい。そうすることによって、通信装置３１の省電力化を図ることができる。

・第１の通信装置の別の例
図９は、実施の形態にかかる通信装置の別の例の機能的構成を示す図（その１）である。図９に示す通信装置は、図１に示す通信システムにおける第１の通信装置２の別の例であり、センサネットワークのセンサノードとして用いられる。図９に示す第１の通信装置５１は、例えば図８に示すハードウェア構成におけるＭＣＵ３６が、後述する通信方法を実現するプログラムを実行することによって実現される。第１の通信装置５１のハードウェア構成が図８に示す構成である場合、不揮発メモリ３７には、自ノードの種別及び自ノードのＩＤの各情報が記憶されていてもよい。

図９に示すように、第１の通信装置５１は、信号種別判断部５２及び受信信号ノードＩＤ付加部５３を有する。信号種別判断部５２は、受信部３９により受信される信号の種別を判断する。例えば、信号種別判断部５２は、受信部３９により受信される信号の先頭ビットの値に基づいて、信号の種別を判断してもよい。

信号の種別としては、例えば他のノードからのキャリブレーション命令の信号、または自ノードもしくは他のノードのセンサ３５により検出されるセンシングデータの信号がある。例えば、信号の先頭ビットの値が１である場合、信号の種別は他のノードからのキャリブレーション命令の信号であってもよい。例えば、信号の先頭ビットの値が２である場合、信号の種別はセンシングデータの信号であってもよい。各種信号のデータフォーマット例については後述する。

受信信号ノードＩＤ付加部５３は、伝送対象のデータに自ノードのＩＤを付加する。受信信号ノードＩＤ付加部５３は付加部の一例である。

・第２の通信装置の別の例
図１０は、実施の形態にかかる通信装置の別の例の機能的構成を示す図（その２）である。図１０に示す通信装置は、図１に示す通信システムにおける第２の通信装置３の別の例であり、センサネットワークのセンサノードとして用いられる。図１０に示す第２の通信装置６１は、例えば図８に示すハードウェア構成におけるＭＣＵ３６が、後述する通信方法を実現するプログラムを実行することによって実現される。第２の通信装置６１のハードウェア構成が図８に示す構成である場合、不揮発メモリ３７には、自ノードの種別、自ノードのＩＤ及び待ち時間の各情報が記憶されていてもよい。

図１０に示すように、第２の通信装置６１は、信号種別判断部６２、信号待ち時間設定部６３、受信信号待ち制御部６４、ノードＩＤアンド演算部６５、状態判定部６６及びデータ信号付加部６７を有する。信号種別判断部６２は、受信部３９により受信される信号の種別を判断する。例えば、信号種別判断部６２は、受信部３９により受信される信号の先頭ビットの値に基づいて、信号の種別を判断してもよい。信号種別判断部６２は判断部の一例である。

信号の種別としては、例えば受信機４（図１参照）から末端ノードである第２の通信装置６１に送られる設定信号、または自ノードもしくは他のノードのセンサ３５により検出されるセンシングデータの信号がある。例えば、信号の先頭ビットの値が０である場合、信号の種別は受信機４から第２の通信装置６１に送られる設定信号であってもよい。例えば、信号の先頭ビットの値が２である場合、信号の種別はセンシングデータの信号であってもよい。各種信号のデータフォーマット例については後述する。

信号待ち時間設定部６３は、受信機４から第２の通信装置６１に送られる設定信号に含まれる待ち時間の情報に基づいて、例えば不揮発メモリ３７に待ち時間の情報を記憶させる。それによって、受信部３９が無線信号の受信を待つ時間が設定される。信号待ち時間設定部６３は設定部の一例である。

受信信号待ち制御部６４は、信号待ち時間設定部６３により設定される待ち時間の間、受信部３９を動作させ、受信部３９が無線信号を受信できる状態に保つ。受信信号待ち制御部６４は受信制御部の一例である。

ノードＩＤアンド演算部６５は、待ち時間の間に受信部３９により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の情報に基づいて、複数の伝送経路に共通するノードのＩＤが存在するかを判断する。ノードＩＤアンド演算部６５は、共通するノードのＩＤが存在する場合には、共通するノードのＩＤを抽出する。例えば、ノードＩＤアンド演算部６５は、複数の伝送経路の情報に対してアンド演算を行うことによって、共通するノードのＩＤを抽出してもよい。ノードＩＤアンド演算部６５は抽出部の一例である。

状態判定部６６は、ノードＩＤアンド演算部６５によって共通するノードのＩＤが抽出される場合には、ネットワークが危険な状態にあると判断してもよい。状態判定部６６は、ノードＩＤアンド演算部６５によって共通するノードのＩＤが抽出されない場合には、ネットワークが危険な状態にないと判断してもよい。あるいは、状態判定部６６は、上述するように、共通するノードのＩＤの出現率に基づいてネットワークの状態を判定してもよい。状態判定部６６は判定部の一例である。

データ信号付加部６７は、状態判定部６６によってネットワークが危険な状態にあると判断される場合、受信部３９により受信される無線信号に含まれる伝送対象のデータに、共通のノードのＩＤを付加する。データ信号付加部６７は第２の生成部の一例である。

・データフォーマットの一例
図１１は、受信機から第２の通信装置に送られる設定信号のデータフォーマットの一例を示す図である。図１１において、「信号種別」と記されている先頭ビット７１には例えば０が格納される。先頭ビット７１に続く「待ち時間」と記されているビット７２には、待ち時間を表す値がミリ秒の単位で格納される。例えばデータが「０，０ｘ００１０」であれば、この信号は受信機から第２の通信装置に送られる設定信号であり、待ち時間が１６ｍｓである、ということを表す。

図１２は、他のノードからのキャリブレーション命令の信号のデータフォーマットの一例を示す図である。図１２において、「信号種別」と記されている先頭ビット７３には例えば１が格納される。先頭ビット７３に続く「経由ＩＤ情報」と記されているビット７４には、経由するノードのＩＤが例えば経由する順に格納される。例えばデータが「１，０ｘ００００，０ｘ０００１，・・・」であれば、この信号は他のノードからのキャリブレーション命令の信号であり、ＩＤが０であるノード、ＩＤが１であるノード、・・・を経由している、ということを表す。

図１３は、センシングデータの信号のデータフォーマットの一例を示す図である。図１３において、「信号種別」と記されている先頭ビット７５には例えば２が格納される。先頭ビット７５に続く「検出情報」と記されているビット７６には、自ノードもしくは他のノードのセンサ３５により検出されるセンシングデータが格納される。「検出情報」と記されているビット７６に続く「経由ＩＤ情報」と記されているビット７７には、経由するノードのＩＤが例えば経由する順に格納される。例えばデータが「２，０ｘＸＸＸＸ，０ｘ００１０，０ｘ００３３，・・・」であれば、この信号はセンシングデータの信号であり、センシングデータが０ｘＸＸＸＸであり、ＩＤが１６であるノード、ＩＤが５１であるノード、・・・を経由している、ということを表す。

・通信方法の別の例
図１４は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図（その１）である。図１４に示す通信方法は、例えば図９に示す第１の通信装置５１により実施されてもよい。本実施例では、図９に示す第１の通信装置５１がこの通信方法を実施するとして説明する。

図１４に示すように、第１の通信装置５１において、センサ３５がセンシング処理を行うイベントが発生すると（ステップＳ２１：センシング）、ＭＣＵ３６はブート処理を行う（ステップＳ２２）。そして、ＭＣＵ３６はセンシングデータのデータ処理を行う（ステップＳ２３）。次いで、受信信号ノードＩＤ付加部５３は、センシングデータのデータ処理結果に対して自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ２４）。次いで、送信部４０は、センシングデータのデータ処理結果及び自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ２５）。そして、第１の通信装置５１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ２６）、一連の処理を終了する。

一方、第１の通信装置５１において、受信部３９が無線信号を受信するイベントが発生すると（ステップＳ２１：無線信号受信）、ＭＣＵ３６はブート処理を行う（ステップＳ２７）。そして、信号種別判断部５２は受信信号を解析し、信号の種別を取得する（ステップＳ２８）。信号の種別が他ノードからのセンシングデータの信号である場合（ステップＳ２８：データ信号）、他ノードからのセンシングデータに対して自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ２４）。次いで、送信部４０は、他ノードからのセンシングデータ及び自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ２５）。そして、第１の通信装置５１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ２６）、一連の処理を終了する。

また、信号の種別が他ノードからのキャリブレーション命令の信号である場合（ステップＳ２８：他ノードからのキャリブレーション信号）、受信信号ノードＩＤ付加部５３は自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ２９）。次いで、送信部４０は、自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ２５）。そして、第１の通信装置５１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ２６）、一連の処理を終了する。

・通信方法の別の例
図１５は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図（その２）である。図１５に示す通信方法は、例えば図１０に示す第２の通信装置６１により実施されてもよい。本実施例では、図１０に示す第２の通信装置６１がこの通信方法を実施するとして説明する。

図１５に示すように、第２の通信装置６１において、センサ３５がセンシング処理を行うイベントが発生すると（ステップＳ３１：センシング）、ＭＣＵ３６はブート処理を行う（ステップＳ３２）。そして、ＭＣＵ３６はセンシングデータのデータ処理を行う（ステップＳ３３）。次いで、データ信号付加部６７は、センシングデータのデータ処理結果に対して自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ３４）。次いで、送信部４０は、センシングデータのデータ処理結果及び自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ３５）。そして、第２の通信装置６１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ３６）、一連の処理を終了する。

一方、第２の通信装置６１において、受信部３９が無線信号を受信するイベントが発生すると（ステップＳ３１：無線信号受信）、ＭＣＵ３６はブート処理を行う（ステップＳ３７）。そして、信号種別判断部６２は受信信号を解析し、信号の種別を取得する（ステップＳ３８）。信号の種別が他ノードからのセンシングデータの信号である場合（ステップＳ３８：データ信号）、受信信号待ち制御部６４は、待ち時間が経過するまで（ステップＳ３９：Ｎｏ）、別の無線信号の受信を待つように受信部３９を制御する。

待ち時間が経過すると（ステップＳ３９：Ｙｅｓ）、ノードＩＤアンド演算部６５は、受信部３９により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の情報に対して例えばアンド演算を行い、複数の伝送経路に共通するノードのＩＤを抽出する（ステップＳ４０）。次いで、状態判定部６６は、ノードＩＤアンド演算部６５の演算結果に基づいて、複数の伝送経路に共通するノードのＩＤがあるか否かを判断する（ステップＳ４１）。

共通するノードのＩＤがある場合（ステップＳ４１：Ｙｅｓ）、状態判定部６６は、ネットワークが危険な状態にあると判断し、共通するノードのＩＤをデータ信号付加部６７へ通知する。データ信号付加部６７は、他ノードからのセンシングデータに、共通するノードのＩＤを付加し、センシングデータ及び共通するノードのＩＤを含む送信データを生成する（ステップＳ４２）。

共通するノードのＩＤがない場合（ステップＳ４１：Ｎｏ）、状態判定部６６は、ネットワークが危険な状態にないと判断する。それによって、データ信号付加部６７は、他ノードからのセンシングデータを含む送信データを生成する（ステップＳ４３）。ステップＳ４３において生成される送信データには、共通するノードのＩＤは含まれない。

次いで、送信部４０は、ステップＳ４２またはステップＳ４３において生成される送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ３５）。そして、第２の通信装置６１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ３６）、一連の処理を終了する。

一方、信号種別判断部６２による受信信号の解析の結果、信号の種別が受信機から第２の通信装置に送られる設定信号である場合（ステップＳ３８：受信機からの設定信号）、ＭＣＵ３６は自ノードが末端ノードであることを登録する（ステップＳ４４）。例えば、ＭＣＵ３６は、不揮発メモリ３７に末端ノードであることを表すデータを記憶させることによって、末端ノードであることを登録してもよい。

また、信号待ち時間設定部６３は、待ち時間を登録する（ステップＳ４５）。例えば、信号待ち時間設定部６３は、不揮発メモリ３７に待ち時間を表すデータを記憶させることによって、待ち時間を登録してもよい。ステップＳ４４における末端ノードの登録処理とステップＳ４５における待ち時間の登録処理とは、いずれが先でもよい。

次いで、データ信号付加部６７は自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ４６）。次いで、送信部４０は、自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ３５）。そして、第２の通信装置６１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ３６）、一連の処理を終了する。

・通信装置の別の例
図１６は、実施の形態にかかる通信装置の別の例の機能的構成を示す図である。図１６に示す通信装置８１は、図１に示す通信システムにおける第１の通信装置２及び第２の通信装置３のいずれにも用いることができるものであり、センサネットワークのセンサノードとして用いられる。図１６に示す通信装置８１は、例えば図８に示すハードウェア構成におけるＭＣＵ３６が、後述する通信方法を実現するプログラムを実行することによって実現される。通信装置８１のハードウェア構成が図８に示す構成である場合、不揮発メモリ３７には、自ノードの種別、自ノードのＩＤ及び待ち時間の各情報が記憶されていてもよい。

図１６に示すように、通信装置８１は、信号種別判断部８２、受信信号ノードＩＤ付加部８３、ノード種別判断部８４、信号待ち時間設定部８５、受信信号待ち制御部８６、ノードＩＤアンド演算部８７、状態判定部８８及びデータ信号付加部８９を有する。

信号種別判断部８２は、受信部３９により受信される信号の種別を判断する。例えば、信号種別判断部８２は、受信部３９により受信される信号の先頭ビットの値に基づいて、信号の種別を判断してもよい。信号種別判断部８２は判断部の一例である。

信号の種別としては、例えば通信装置８１が末端ノードである場合に受信機４（図１参照）から通信装置８１に送られる設定信号がある。また、通信装置８１が末端ノードでない場合に他のノードから送られるキャリブレーション命令の信号がある。また、自ノードもしくは他のノードのセンサ３５により検出されるセンシングデータの信号がある。

例えば、信号の先頭ビットの値が０である場合、信号の種別は受信機４から末端ノードである通信装置８１に送られる設定信号であってもよい。例えば、信号の先頭ビットの値が１である場合、信号の種別は他のノードからのキャリブレーション命令の信号であってもよい。例えば、信号の先頭ビットの値が２である場合、信号の種別はセンシングデータの信号であってもよい。各種信号のデータフォーマット例については前述の通りである。

受信信号ノードＩＤ付加部８３は付加部の一例であり、例えば図９に示す第１の通信装置５１における受信信号ノードＩＤ付加部５３と同様である。従って、重複する説明を省略する。

ノード種別判断部８４は、自ノードが末端ノードであるか否かを判断する。ノード種別判断部８４は、例えば末端ノードであることを表すデータが不揮発メモリ３７に記憶されている場合に、自ノードが末端ノードであると判断し、末端ノードであることを表すデータが不揮発メモリ３７に記憶されていない場合に、自ノードは末端ノードでないと判断してもよい。

信号待ち時間設定部８５は設定部の一例であり、例えば図１０に示す第２の通信装置６１における信号待ち時間設定部６３と同様である。従って、重複する説明を省略する。

受信信号待ち制御部８６は受信制御部の一例であり、例えば図１０に示す第２の通信装置６１における受信信号待ち制御部６４と同様である。従って、重複する説明を省略する。

ノードＩＤアンド演算部８７は抽出部の一例であり、例えば図１０に示す第２の通信装置６１におけるノードＩＤアンド演算部６５と同様である。従って、重複する説明を省略する。

状態判定部８８は判定部の一例であり、例えば図１０に示す第２の通信装置６１における状態判定部６６と同様である。従って、重複する説明を省略する。

データ信号付加部８９は第２の生成部の一例であり、例えば図１０に示す第２の通信装置６１におけるデータ信号付加部６７と同様である。従って、重複する説明を省略する。

・通信方法の別の例
図１７は、実施の形態にかかる通信方法の別の例を示す図（その３）である。図１７に示す通信方法は、例えば図１６に示す通信装置８１により実施されてもよい。本実施例では、図１６に示す通信装置８１がこの通信方法を実施するとして説明する。

図１７に示すように、通信装置８１において、センサ３５がセンシング処理を行うイベントが発生すると（ステップＳ５１：センシング）、ＭＣＵ３６はブート処理を行う（ステップＳ５２）。そして、ＭＣＵ３６はセンシングデータのデータ処理を行う（ステップＳ５３）。

次いで、自ノードが末端ノードでない場合、受信信号ノードＩＤ付加部８３は、センシングデータのデータ処理結果に対して自ノードのＩＤを付加する。自ノードが末端ノードである場合、データ信号付加部８９は、センシングデータのデータ処理結果に対して自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ５４）。

次いで、送信部４０は、センシングデータのデータ処理結果及び自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ５５）。そして、通信装置８１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ５６）、一連の処理を終了する。

一方、通信装置８１において、受信部３９が無線信号を受信するイベントが発生すると（ステップＳ５１：無線信号受信）、ＭＣＵ３６はブート処理を行う（ステップＳ５７）。そして、信号種別判断部８２は受信信号を解析し、信号の種別を取得する（ステップＳ５８）。信号の種別が他ノードからのセンシングデータの信号である場合（ステップＳ５８：データ信号）、ノード種別判断部８４は、自ノードが末端ノードであるか否かを判断する（ステップＳ５９）。

自ノードが末端ノードでない場合（ステップＳ５９：Ｎｏ）、受信信号ノードＩＤ付加部８３は、センシングデータのデータ処理結果に対して自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ５４）。次いで、送信部４０は、センシングデータのデータ処理結果及び自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ５５）。そして、通信装置８１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ５６）、一連の処理を終了する。

自ノードが末端ノードである場合（ステップＳ５９：Ｙｅｓ）、受信信号待ち制御部８６は、待ち時間が経過するまで（ステップＳ６０：Ｎｏ）、別の無線信号の受信を待つように受信部３９を制御する。

待ち時間が経過すると（ステップＳ６０：Ｙｅｓ）、ノードＩＤアンド演算部８７は、受信部３９により受信される複数の無線信号に含まれる伝送経路の情報に対して例えばアンド演算を行い、複数の伝送経路に共通するノードのＩＤを抽出する（ステップＳ６１）。次いで、状態判定部８８は、ノードＩＤアンド演算部８７の演算結果に基づいて、複数の伝送経路に共通するノードのＩＤがあるか否かを判断する（ステップＳ６２）。

共通するノードのＩＤがある場合（ステップＳ６２：Ｙｅｓ）、状態判定部８８は、ネットワークが危険な状態にあると判断し、共通するノードのＩＤをデータ信号付加部８９へ通知する。データ信号付加部８９は、他ノードからのセンシングデータに、共通するノードのＩＤを付加し、センシングデータ及び共通するノードのＩＤを含む送信データを生成する（ステップＳ６３）。

共通するノードのＩＤがない場合（ステップＳ６２：Ｎｏ）、状態判定部８８は、ネットワークが危険な状態にないと判断する。それによって、データ信号付加部８９は、他ノードからのセンシングデータを含む送信データを生成する（ステップＳ６４）。ステップＳ６４において生成される送信データには、共通するノードのＩＤは含まれない。

次いで、送信部４０は、ステップＳ６３またはステップＳ６４において生成される送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ５５）。そして、通信装置８１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ５６）、一連の処理を終了する。

一方、信号種別判断部８２による受信信号の解析の結果、信号の種別が受信機から末端ノードである通信装置８１に送られる設定信号である場合（ステップＳ５８：受信機からの設定信号）、ＭＣＵ３６は自ノードが末端ノードであることを登録する（ステップＳ６５）。例えば、ＭＣＵ３６は、不揮発メモリ３７に末端ノードであることを表すデータを記憶させることによって、末端ノードであることを登録してもよい。

また、信号待ち時間設定部８５は、待ち時間を登録する（ステップＳ６６）。例えば、信号待ち時間設定部８５は、不揮発メモリ３７に待ち時間を表すデータを記憶させることによって、待ち時間を登録してもよい。ステップＳ６５における末端ノードの登録処理とステップＳ６６における待ち時間の登録処理とは、いずれが先でもよい。

次いで、データ信号付加部８９は自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ６７）。次いで、送信部４０は、自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ５５）。そして、通信装置８１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ５６）、一連の処理を終了する。

一方、信号種別判断部８２による受信信号の解析の結果、信号の種別が他ノードからのキャリブレーション命令の信号である場合（ステップＳ５８：他ノードからのキャリブレーション信号）、受信信号ノードＩＤ付加部８３は自ノードのＩＤを付加する（ステップＳ６８）。次いで、送信部４０は、自ノードのＩＤを含む送信データをブロードキャストにより送信する処理を行う（ステップＳ５５）。そして、通信装置８１はスリープ状態に遷移し（ステップＳ５６）、一連の処理を終了する。

・ノードの位置を特定する方法の一例
図１８は、ノードの位置を特定する方法の一例を示す図である。図１８に示すように、例えば領域１の周囲に位置の判明している受信機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが配置される。第１の受信機４ａの座標を例えば（０，０）とし、第２の受信機４ｂの座標を例えば（１００，０）とし、第３の受信機４ｃの座標を例えば（０，１００）とする。第１の受信機４ａ、第２の受信機４ｂ及び第３の受信機４ｃは第３の通信装置の一例である。第４の受信機４ｄの座標を例えば（１００，１００）とする。領域１内のＩＤがｎであるノードの座標を（ｘ，ｙ）とする。ｎは０以上の整数である。

領域１内の各ノードの位置を特定するキャリブレーションを行う際、第４の受信機４ｄは、領域１内の各ノードに対して、ＩＤを通知する命令の信号を発する。領域１内の各ノードは、ＩＤを通知する命令の信号を受信すると、自ノードのＩＤを含むデータの信号を他のノードへブロードキャストする。領域１内の他のノードは、ブロードキャストされる信号を受信すると、データに自ノードのＩＤを追加し、データの信号を他のノードへブロードキャストする。このように、領域１内の各ノードは、ノード間のアドホック通信を繰り返す。

第１の受信機４ａにＩＤがｎであるノードからのＩＤが到達する時間をＴ１とする。第２の受信機４ｂにＩＤがｎであるノードからのＩＤが到達する時間をＴ２とする。第３の受信機４ｃにＩＤがｎであるノードからのＩＤが到達する時間をＴ３とする。ＩＤがｎであるノードから第１の受信機４ａまでの距離をＬ１とする。ＩＤがｎであるノードから第２の受信機４ｂまでの距離をＬ２とする。ＩＤがｎであるノードから第３の受信機４ｃまでの距離をＬ３とする。

各受信機４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは、例えば図示省略するサーバに無線または有線により接続されていてもよい。第１の受信機４ａは、サーバに、ＩＤを通知する命令の信号を発する時刻を通知してもよい。第２の受信機４ｂ、第３の受信機４ｃ及び第４の受信機４ｄは、それぞれサーバに、領域１内の各ノードからのＩＤが到達する時間Ｔ１、Ｔ２及びＴ３を通知してもよい。サーバは、第２の受信機４ｂ、第３の受信機４ｃ及び第４の受信機４ｄの座標を記憶していてもよい。

サーバは、例えば次の（１）式、（２）式及び（３）式の計算を行う。ただし、ｔはノード間の１ホップに要する時間であり、ｄは領域１内のノードの密度である。（１）式〜（３）式に基づいて、ＩＤがｎであるノードの座標（ｘ，ｙ）を特定することができる。

図９に示す通信装置または図１４に示す通信方法によれば、センサネットワークにおいてセンシングデータを生成するかセンシングデータを中継するたびに、センサノードのＩＤが伝送経路の情報に付加される。従って、センシングデータを中継するノードのＩＤを、例えば伝送経路の情報に基づいてネットワークが危険な状態にあるか否かを判定するノードに提供することができる。例えば図１０に示す末端ノードに伝送経路の情報を提供し、図１０に示す末端ノードが、伝送経路の情報に基づいてネットワークが危険な状態にあるか否かを判定することによって、センサネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる。

図１０に示す通信装置または図１５に示す通信方法によれば、センシングデータの伝送経路の情報に、センシングデータを中継するノードのＩＤが含まれていることによって、センシングデータの複数の伝送経路の情報から共通のＩＤを抽出することができる。共通のＩＤが存在するか否かに基づいて、ネットワークが危険な状態にあるか否かを判定することができる。従って、センサネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる。

図１６に示す通信装置または図１７に示す通信方法によれば、センサネットワークにおいて伝送経路が危険な状態になっていることを検出することができる。また、同じ通信装置８１を末端ノード及び末端ノード以外のノードの何れにも用いることができる。従って、末端ノード用の通信装置と末端ノード以外のノード用の通信装置とを別々に製造する必要がない。

上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。

（付記１）無線信号を受信する受信部と、
前記受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する受信制御部と、
前記待ち時間の間に前記受信部により受信される複数の前記無線信号に含まれる前記伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出する抽出部と、
前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて前記中継点の情報を含む信号を生成する生成部と、
前記生成部により生成される信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする通信装置。

（付記２）前記伝送経路の情報は、前記伝送対象のデータの伝送を通信装置間のアドホック通信により中継する中継点の固有情報を含むことを特徴とする付記１に記載の通信装置。

（付記３）前記待ち時間は、前記各伝送経路の距離の差分に基づく時間であることを特徴とする付記１または２に記載の通信装置。

（付記４）前記判定部は、前記割合が閾値以上であるときにネットワークが危険状態にあると判定することを特徴とする付記１乃至３のいずれか一項に記載の通信装置。

（付記５）前記受信部により受信される無線信号が、前記伝送対象のデータ及び前記伝送経路の情報を含む無線信号であるか、待ち時間の情報を含む無線信号であるかを判断する判断部と、
前記判断部によって、前記受信部により受信される無線信号が、待ち時間の情報を含む無線信号であると判断される場合、前記待ち時間の情報に基づいて前記待ち時間を設定する設定部と、
を備えることを特徴とする付記１乃至４のいずれか一項に記載の通信装置。

（付記６）伝送対象のデータを生成する生成部と、
無線信号を受信する受信部と、
前記生成部が伝送対象のデータを生成する場合、前記生成部により生成される伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加し、前記受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む無線信号を受信する場合、前記伝送経路の情報に自装置の固有情報を付加する付加部と、
前記付加部により自装置の固有情報が付加される信号を送信する送信部と、
を備えることを特徴とする通信装置。

（付記７）前記伝送経路の情報は、前記伝送対象のデータの伝送を通信装置間のアドホック通信により中継する中継点の固有情報を含むことを特徴とする付記６に記載の通信装置。

（付記８）監視対象の変化を電気信号に変換するセンサを備えることを特徴とする付記１乃至７のいずれか一項に記載の通信装置。

（付記９）電力を発生する発電部と、
前記発電部により発電される電力を蓄える蓄電部と、
を備え、
前記発電部により発電される電力または前記蓄電部に蓄えられる電力によって動作することを特徴とする付記１乃至８のいずれか一項に記載の通信装置。

（付記１０）伝送対象のデータを生成する第１の生成部と、
無線信号を受信する第１の受信部と、
前記第１の生成部が伝送対象のデータを生成する場合、前記第１の生成部により生成される伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加し、前記第１の受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む無線信号を受信する場合、前記伝送経路の情報に自装置の固有情報を付加する付加部と、
前記付加部により自装置の固有情報が付加される信号を送信する第１の送信部と、
を備える複数の第１の通信装置と、
無線信号を受信する第２の受信部と、
前記第２の受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する受信制御部と、
前記待ち時間の間に前記第２の受信部により受信される複数の前記無線信号に含まれる前記伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出する抽出部と、
前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて前記中継点の情報を含む信号を生成する第２の生成部と、
前記第２の生成部により生成される信号を送信する第２の送信部と、
を備える第２の通信装置と、
を含み、
前記第１の通信装置は、伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加してアドホック通信により別の前記第１の通信装置または前記第２の通信装置へ伝送し、
前記第２の通信装置は、１つ以上の前記第１の通信装置から前記伝送対象のデータ及び前記伝送経路の情報をアドホック通信により受け取り、前記伝送経路の総数に対する、複数の前記伝送経路に共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定することを特徴とする通信システム。

（付記１１）位置の判明している３つ以上の第３の通信装置を含み、
前記第１の通信装置または前記第２の通信装置のそれぞれから前記各第３の通信装置へのアドホック通信によるデータの伝送に要する時間に基づいて、前記第１の通信装置または前記第２の通信装置のそれぞれの位置を特定することを特徴とする付記１０に記載の通信システム。

（付記１２）複数の無線信号を受信し、
複数の前記無線信号に含まれる伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出し、
前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定し、
判定結果に基づいて前記共通の中継点の情報を含む信号を生成し、
前記共通の中継点の情報を含む信号を送信することを特徴とする通信方法。

（付記１３）伝送対象のデータを生成するか、または無線信号を受信し、
伝送対象のデータを生成する場合、生成される伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加し、
伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む無線信号を受信する場合、前記伝送経路の情報に自装置の固有情報を付加し、
自装置の固有情報が付加される信号を送信することを特徴とする通信方法。

２，５１ 第１の通信装置
３，６１ 第２の通信装置
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ 受信機
１１ 第１の生成部
１２ 第１の受信部
１３ 付加部
１４ 第１の送信部
２１ 受信制御部
２２ 第２の受信部
２３ 抽出部
２４ 判定部
２５ 第２の生成部
２６ 第２の送信部
３２ ハーベスタ
３４ バッテリ／キャパシタ
３５ センサ
５３，８３ 受信信号ノードＩＤ付加部
６２，８２ 信号種別判断部
６３，８５ 信号待ち時間設定部
６４，８６ 受信信号待ち制御部
６５，８７ ノードＩＤアンド演算部
６６，８８ 状態判定部
６７，８９ データ信号付加部
８１ 通信装置

Claims (13)

1. 無線信号を受信する受信部と、
   前記受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する受信制御部と、
   前記待ち時間の間に前記受信部により受信される複数の前記無線信号に含まれる前記伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出する抽出部と、
   前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて前記中継点の情報を含む信号を生成する生成部と、
   前記生成部により生成される信号を送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
2. 前記伝送経路の情報は、前記伝送対象のデータの伝送を通信装置間のアドホック通信により中継する中継点の固有情報を含むことを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
3. 前記待ち時間は、前記各伝送経路の距離の差分に基づく時間であることを特徴とする請求項１または２に記載の通信装置。
4. 前記判定部は、前記割合が閾値以上であるときにネットワークが危険状態にあると判定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の通信装置。
5. 伝送対象のデータを生成する第１の生成部と、
   無線信号を受信する受信部と、
   前記受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む無線信号を受信する場合、自ノードが末端ノードであるか否かを判断する判断部と、
   前記第１の生成部が伝送対象のデータを生成する場合、前記第１の生成部により生成される伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加し、前記判断部が、自ノードが末端ノードではないと判断する場合、前記伝送経路の情報に自装置の固有情報を付加する付加部と、
   前記判断部が、自ノードが末端ノードであると判断する場合、前記受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する受信制御部と、
   前記待ち時間の間に前記受信部により受信される複数の前記無線信号に含まれる前記伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出する抽出部と、
   前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて前記中継点の情報を含む信号を生成する第２の生成部と、
   前記付加部により自装置の固有情報が付加される信号、または、前記第２の生成部により生成される信号を送信する送信部と、
   を備えることを特徴とする通信装置。
6. 前記伝送経路の情報は、前記伝送対象のデータの伝送を通信装置間のアドホック通信により中継する中継点の固有情報を含むことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
7. 伝送対象のデータを生成する第１の生成部と、
   無線信号を受信する第１の受信部と、
   前記第１の生成部が伝送対象のデータを生成する場合、前記第１の生成部により生成される伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加し、前記第１の受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む無線信号を受信する場合、前記伝送経路の情報に自装置の固有情報を付加する付加部と、
   前記付加部により自装置の固有情報が付加される信号を送信する第１の送信部と、
   を備える複数の第１の通信装置と、
   無線信号を受信する第２の受信部と、
   前記第２の受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御する受信制御部と、
   前記待ち時間の間に前記第２の受信部により受信される複数の前記無線信号に含まれる前記伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出する抽出部と、
   前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定する判定部と、
   前記判定部の判定結果に基づいて前記中継点の情報を含む信号を生成する第２の生成部と、
   前記第２の生成部により生成される信号を送信する第２の送信部と、
   を備える第２の通信装置と、
   を含み、
   前記第１の通信装置は、伝送対象のデータに自装置の固有情報を付加してアドホック通信により別の前記第１の通信装置または前記第２の通信装置へ伝送し、
   前記第２の通信装置は、１つ以上の前記第１の通信装置から前記伝送対象のデータ及び前記伝送経路の情報をアドホック通信により受け取り、前記伝送経路の総数に対する、複数の前記伝送経路に共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定することを特徴とする通信システム。
8. 位置の判明している３つ以上の第３の通信装置を含み、
   前記第１の通信装置または前記第２の通信装置のそれぞれから前記各第３の通信装置へのアドホック通信によるデータの伝送に要する時間に基づいて、前記第１の通信装置または前記第２の通信装置のそれぞれの位置を特定することを特徴とする請求項７に記載の通信システム。
9. 複数の無線信号を受信し、
   複数の前記無線信号に含まれる伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出し、
   前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定し、
   判定結果に基づいて前記共通の中継点の情報を含む信号を生成し、
   前記共通の中継点の情報を含む信号を送信することを特徴とする通信方法。
10. コンピュータに、
    無線信号を受信する受信部が、伝送対象のデータ及び伝送経路の情報を含む複数の無線信号を受信するのを待つ待ち時間を制御し、
    前記待ち時間の間に前記受信部により受信される複数の前記無線信号に含まれる前記伝送経路の情報から、複数の伝送経路に共通の中継点の情報を抽出し、
    前記伝送経路の総数に対する、前記共通の中継点を含む伝送経路の割合に応じてネットワークの状態を判定し、
    判定した判定結果に基づいて前記中継点の情報を含む信号を生成し、
    生成した信号を送信する、
    処理を実行させることを特徴とする制御プログラム。
11. 前記伝送経路の情報は、前記伝送対象のデータの伝送を通信装置間のアドホック通信により中継する中継点の固有情報を含むことを特徴とする請求項１０に記載の制御プログラム。
12. 前記待ち時間は、前記各伝送経路の距離の差分に基づく時間であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の制御プログラム。
13. 前記判定する処理は、前記割合が閾値以上であるときにネットワークが危険状態にあると判定することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の制御プログラム。

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