JP6355851B2 - 無線通信装置、データ収集装置および無線通信装置設置要求方法 - Google Patents

Description

本発明は、無線メッシュネットワークにおいてデータを送信する無線通信装置、データ収集装置および無線通信装置設置要求方法に関する。

従来、特定小電力無線を用いた無線メッシュネットワークによる通信を行う場合、無線親機、無線子機および無線中継機の各装置間の通信可能距離を事前に想定し、各装置の設置位置によって無線メッシュネットワークの構築が可能か否かをシミュレーションしている。シミュレーションの結果、通信距離が満たされないところには無線中継機の設置を計画する、または、システム管理者が現地で通信可否の測定を行い、通信不可または通信が不安定な部分に対する無線中継機の設置の必要性を確認する。

下記特許文献１および２では、無線親機、無線子機および無線中継機の各装置を設置後、無線親機が、各無線子機および各無線中継機の無線親機までの経路情報と通信品質、周辺装置との通信品質の情報を定期的に収集し、収集した情報からその時点での各装置の最適な経路を選定し、必要に応じて無線親機から各装置の経路を変更することによって最適な無線メッシュネットワークを構築する技術が開示されている。

また、スマートグリッドなどのデータ収集システムでは、データ収集装置であって無線親機であるコンセントレータ、無線子機であるスマートメータ、および無線中継機の通信を無線メッシュネットワークで構築するシステムが提案されている。このようなデータ収集システムでは、無線子機および無線中継機は、自律的に自装置周辺において、無線親機もしくは無線親機までの通信経路を構築している無線子機または無線中継機を探索し、無線親機までの最も通信品質の良い通信経路を選択して、無線メッシュネットワークを構築する。また、無線子機および無線中継機は、電波環境の変化によって現在選択している通信経路の通信品質が悪化した場合、または現在選択している通信経路より通信品質の良い通信経路を検出した場合、通信経路を切り替える。無線子機および無線中継機がその時点で最も通信品質の良い通信経路を選択することで、無線メッシュネットワークでは周期的に安定したデータの収集を実現している。このような無線メッシュネットワークを構築するため、各装置間の接続性可否、接続不可の場合の無線中継機の設置位置などをシミュレーションで求めている、または、事前に現地で電波伝搬の測定を実施するなどして各装置の設置位置および設置台数を決めている。

特開２００９−５２３１号公報 特開２０１０−３５０６８号公報

しかしながら、シミュレーションで求めた結果と実環境は一致しない場合がある。また、事前に現地で電波伝搬の測定を行っても、電波伝搬環境は変化することがあり、周辺の環境変化により測定時の状態を維持できるとは限らない。周辺の環境変化の例としては、無線子機間の通信経路上にエレベータが停止することでエレベータの停止階によって一時的に電波伝搬環境が変化する、また、新たに家またはビルなどが建設されてそれまで安定していた通信経路が不安定になるなどが考えられる。そのため、ある時点で設置されている装置だけでは、将来的に安定した無線メッシュネットワークを構築できるとは限らない。

安定した無線メッシュネットワークを構築できない場合に、全く通信できない無線子機または無線中継機を検出することは容易に可能である。一方で、無線子機および無線中継機は、前述のように通信経路の通信品質が悪くなると自律的に他の通信経路を探索して通信経路を切り替える。そのため、無線子機または無線中継機でデータの欠落が発生しても、偶然の欠落なのか、安定した通信経路の持続が難しくデータの欠落が発生し易い電波伝搬環境によるものなのかを容易に判断できない。また、このようなデータ欠落の要因が判断できない無線子機または無線中継機を中継して無線親機にデータを送信する他の無線子機などでも、データの欠落が発生する可能性がある。常に条件の良い通信経路に切り替えていくため、データの欠落が発生した際の無線子機または無線中継機の通信経路の確認にも手間がかかる。無線親機で保持している経路情報および通信品質情報は、データの欠落の発生前の通信時の状態であることから、不安定な通信経路を特定できない可能性がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、無線メッシュネットワークにおいて安定した通信経路を構築できない箇所を特定可能な無線通信装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の無線通信装置とマルチホップ通信を行ってデータを収集するデータ収集装置とともに無線メッシュネットワークを構成し、データ収集装置へ直接または他の無線通信装置を経由してデータを送信する無線通信装置である。無線通信装置は、他の無線通信装置またはデータ収集装置との間の通信経路の通信品質を測定する通信品質測定部を備える。また、無線通信装置は、通信品質の測定結果を記憶する記憶部を備える。また、無線通信装置は、測定結果に基づいて無線通信装置の設置を要求する通知を生成してデータ収集装置へ送信する通信処理部を備えることを特徴とする。

本発明にかかる無線通信装置は、無線メッシュネットワークにおいて安定した通信経路を構築できない箇所を特定できる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかる無線メッシュネットワークの構成例を示す図 実施の形態１にかかる無線子機の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる無線子機においてセンサーを内蔵する場合の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる無線中継機の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる無線親機の構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかる無線子機のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の測定結果の統計情報の例を示す図 実施の形態１にかかる無線子機または無線中継機において生成され送信されるアラームのメッセージフォーマットの例を示す図 実施の形態１にかかる無線子機のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の測定結果の統計情報の異なる例を示す図 実施の形態１にかかる無線子機または無線中継機において生成され送信されるアラームのメッセージフォーマットの他の例を示す図 実施の形態１にかかる無線子機が無線中継機の追加設置要求のアラームを送信する処理の例を示すフローチャート 実施の形態１にかかる無線子機の制御部のハードウェア構成の例を示す図 実施の形態１にかかる無線子機の制御部のハードウェア構成の例を示す図 実施の形態２にかかる無線子機のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の統計情報の例を示す図 実施の形態２にかかる無線子機が無線中継機の追加設置要求の第２のアラームを送信する処理の例を示すフローチャート 実施の形態３にかかる無線中継機のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の統計情報の例を示す図

以下に、本発明の実施の形態にかかる無線通信装置、データ収集装置および無線通信装置設置要求方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線メッシュネットワーク５の構成例を示す図である。無線メッシュネットワーク５は、データ収集装置である無線親機１と、上位装置３と、無線通信装置であってデータを送信および中継する無線子機１１〜２１と、無線通信装置であってデータを中継する無線中継機３１と、を備える。無線親機１は、無線子機１１〜２１および無線中継機３１とマルチホップ通信を行って、無線子機１１〜２１からのデータを収集する。無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、直接または他の無線子機、無線中継機を経由してデータを送信する。なお、図１に示す無線メッシュネットワーク５では無線中継機３１を１台のみとしているが一例であり、０台でもよく２台以上でもよい。無線親機１以外の装置については、全部が無線子機でもよく、一部が無線子機で残りが無線中継機であってもよい。

無線親機１は、無線子機１１〜２１および無線中継機３１と直接もしくは他の無線子機または無線中継機を介して無線通信を行い、無線子機１１〜２１からのデータを収集し、無線子機１１〜２１および無線中継機３１から送信された後述する無線中継機の設置要求の通知であるアラームを取得する。また、無線親機１は、光回線または携帯回線などを介して上位装置３と通信を行う。アラームのメッセージフォーマットについては後述する。

上位装置３は、無線親機１と光回線または携帯回線などを介して通信を行い、無線親機１から、無線親機１で収集された無線子機１１〜２１からのデータを取得する。

無線子機１１〜２１は、無線親機１と直接、または他の無線子機または無線中継機３１を介して無線通信を行う。無線子機１１〜２１は、温度センサーなどのセンサーを内蔵し、または外付けで接続し、センサーで検出されたデータを無線親機１へ送信する。

無線中継機３１は、無線親機１、周辺の無線子機と無線通信を行う。また、無線中継機３１は、図１では図示していないが無線中継機が複数ある場合には他の無線中継機と無線通信を行うことができる。無線中継機３１は、無線親機１と無線子機との間の無線通信を中継する。

無線メッシュネットワーク５において、通信経路５１〜６７は、無線子機１１〜２１および無線中継機３１が無線親機１と無線通信を行う際の通信経路である。太い実線の通信経路５１〜５３，６０〜６５は、通信品質の良い通信経路であることを示す。また、細い点線の通信経路５４，５６〜５９，６６，６７は、通信品質の悪い通信経路であることを示している。また、太い点線の通信経路５５は、通常は通信品質の良い通信経路であるが、一時的に通信品質が悪くなる通信経路であることを示している。通常の通信品質は良いが一時的に通信品質が悪くなる場合とは、例えば、無線子機１４と無線子機１３との間の通信経路５５上にエレベータが停止することがあり、エレベータの停止位置によって見通し内環境だった通信経路が見通し外環境になるような場合である。

見通し内環境とは、通信経路の両端の装置の間に建物などの障害物が無く、一方の装置が他方の装置を見通すことができる伝搬環境である。また、見通し外環境とは、通信経路の両端の装置の間に建物などの障害物が有り、一方の装置が他方の装置を見通すことができない伝搬環境である。なお、本実施の形態では、通信経路の通信品質として、例えばＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１１ｎなどの規格に準拠したＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）を用いることとするが、一例であり、パケット誤り率、またはビット誤り率などを用いてもよくＲＳＳＩに限定するものではない。

図２は、実施の形態１にかかる無線子機１１の構成例を示すブロック図である。無線子機１１〜２１は同一構成のため、無線子機１１を例にして説明する。無線子機１１は、アンテナ１００と、ＰＨＹ（PHYsical）部１０１と、ＭＡＣ（Media Access Control）部１０２と、制御部１０３と、記憶部１０５と、データ取得部であるセンサーインタフェース（以下、ＩＦ（InterFace）とする）部１０９と、を備える。制御部１０３は、通信処理部１０４を備える。また、記憶部１０５は、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０７と、不揮発メモリ１０８と、を備える。

アンテナ１００は、他の無線子機、無線中継機３１および無線親機１との間でデータを送受信する。

ＰＨＹ部１０１は、アンテナ１００を介して他の無線子機、無線中継機３１および無線親機１と通信するためのインタフェースである。ＰＨＹ部１０１は、ＯＳＩ（Open Systems Interconnection）参照モデルの物理層の機能を有し、受信したデータの復調処理および送信するデータの変調処理などを行う。また、ＰＨＹ部１０１は、他の無線子機または無線中継機３１との間の通信経路の通信品質を測定する通信品質測定部である。ＰＨＹ部１０１は、通信経路の通信品質の測定結果を、ＭＡＣ部１０２を介して、制御部１０３の通信処理部１０４へ送信する。ＰＨＹ部１０１は、例えば、無線通信用のインタフェースカードによって構成される。

ＭＡＣ部１０２は、ＰＨＹ部１０１を制御する機能を有しており、ＭＡＣアドレスの管理を行う。ＭＡＣ部１０２は、ＯＳＩ参照モデルのデータリンク層の機能を有し、ＰＨＹ部１０１から受け取ったデータからＭＡＣヘッダなどを取り除き、ＰＨＹ部１０１へ受け渡すデータにＭＡＣヘッダなどを付与する。ＭＡＣ部１０２は、例えば、ドライバ回路によって構成される。

制御部１０３は、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層またはネットワーク層以上の機能を有し、ＲＯＭ１０６に保存されたプログラムを読み込み、無線子機としてデータの取得、送信、転送などの各種処理を実施する。制御部１０３は、センサーＩＦ部１０９を介して温度センサーなどのセンサーとの通信処理を行い、センサーからデータを取得する。制御部１０３は、取得したデータを記憶部１０５のＲＡＭ１０７および不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶させる。制御部１０３は、例えば、ネットワーク層以上のプロトコルを実行する処理回路によって構成される。

通信処理部１０４は、通信経路の選択、データの送受信、およびデータの転送処理などを行う。通信処理部１０４は、自装置で取得もしくは他の無線子機または無線中継機３１から受信したデータを、直接もしくは他の無線子機または無線中継機を経由して無線親機１へ送信する。また、通信処理部１０４は、ＰＨＹ部１０１での通信経路の通信品質の測定を制御する。通信処理部１０４は、ＭＡＣ部１０２を介してＰＨＹ部１０１から通信経路の通信品質の測定結果を取得し、取得した通信経路の通信品質の測定結果を記憶部１０５のＲＡＭ１０７および不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶させる。通信処理部１０４は、ＰＨＹ部１０１で測定された通信品質の測定結果に基づいて無線中継機の設置要求の通知であるアラームを生成し、生成したアラームをＭＡＣ部１０２、ＰＨＹ部１０１およびアンテナ１００を介して無線親機１へ送信する制御を行う。なお、制御部１０３内の通信処理部１０４が、センサーＩＦ部１０９を介したセンサーとの通信処理およびデータを記憶部１０５へ記憶させる処理を行うようにしてもよい。

記憶部１０５は、プログラムおよび取得したデータなどの各種情報を記憶する。記憶部１０５は、メモリによって構成される。

ＲＯＭ１０６は、制御部１０３が無線子機として動作するためのプログラムなどを保存する。

ＲＡＭ１０７は、無線親機１までの通信経路の経路情報、通信経路の通信品質の測定結果および通信経路切り替えの情報を含む統計情報、温度センサーなどのセンサーから収集したデータなどの情報を一時的に保存する。

不揮発メモリ１０８は、無線親機１までの通信経路の経路情報、通信経路の通信品質の測定結果および通信経路切り替えの情報を含む統計情報、温度センサーなどのセンサーから収集したデータなどの情報を保存する。ここでは、不揮発メモリ１０８およびＲＡＭ１０７は同様の情報を保存しているが、一例であり、不揮発メモリ１０８およびＲＡＭ１０７が異なる情報を保持するようにしてもよい。

センサーＩＦ部１０９は、温度センサーなどのセンサーと接続してセンサーから検出された温度データなどのデータを取得する。また、センサーＩＦ部１０９は、制御部１０３がセンサーへの各種設定、センサーの制御などを行うための通信インタフェースである。センサーＩＦ部１０９は、例えば、無線通信用または有線通信用のインタフェースカードによって構成される。

なお、無線子機１１では、温度センサーなどのセンサーを内蔵していてもよい。図３は、実施の形態１にかかる無線子機１１においてセンサーを内蔵する場合の構成例を示すブロック図である。図２との違いは、無線子機１１は、センサーＩＦ部１０９に替えてデータ検出部であるセンサー１１０を備える。センサー１１０は、前述の温度センサーなどのセンサーである。この場合、制御部１０３または通信処理部１０４において、センサー１１０から検出されたデータを取得する。このように、無線子機１１は、センサーＩＦ部１０９によって外部で接続するセンサーから取得したデータを無線親機１へ送信してもよいし、内蔵するセンサー１１０で検出されたデータを無線親機１へ送信してもよい。以降の説明では、無線子機１１の構成は図２の場合を想定する。

図４は、実施の形態１にかかる無線中継機３１の構成例を示すブロック図である。無線中継機３１は、アンテナ２００と、ＰＨＹ部２０１と、ＭＡＣ部２０２と、制御部２０３と、記憶部２０５と、を備える。制御部２０３は、通信処理部２０４を備える。また、記憶部２０５は、ＲＯＭ２０６と、ＲＡＭ２０７と、不揮発メモリ２０８と、を備える。

アンテナ２００、ＰＨＹ部２０１およびＭＡＣ部２０２は、無線子機１１のアンテナ１００、ＰＨＹ部１０１およびＭＡＣ部１０２と同様の構成である。

制御部２０３は、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層またはネットワーク層以上の機能を有し、ＲＯＭ２０６に保存されたプログラムを読み込み、無線中継機としてデータの転送などの各種処理を実施する。制御部２０３は、例えば、ネットワーク層以上のプロトコルを実行する処理回路によって構成される。

通信処理部２０４は、通信経路の選択、データの転送処理などを行う。また、通信処理部２０４は、ＰＨＹ部２０１での通信経路の通信品質の測定を制御する。通信処理部２０４は、ＭＡＣ部２０２を介して、ＰＨＹ部２０１から取得した通信経路の通信品質の測定結果を、記憶部２０５のＲＡＭ２０７および不揮発メモリ２０８の一方または両方に記憶させる。通信処理部２０４は、ＰＨＹ部２０１で測定された通信品質の測定結果に基づいて無線中継機の設置要求の通知であるアラームを生成し、無線親機１へ送信する制御を行う。

記憶部２０５は、プログラムなどの各種情報を記憶する。記憶部２０５は、メモリによって構成される。

ＲＯＭ２０６は、制御部２０３が無線中継機として動作するためのプログラムなどを保存する。

ＲＡＭ２０７は、無線親機１までの通信経路の経路情報、通信経路の通信品質の測定結果および通信経路切り替えの情報を含む統計情報などの情報を一時的に保存する。

不揮発メモリ２０８は、無線親機１までの通信経路の経路情報、通信経路の通信品質の測定結果および通信経路切り替えの情報を含む統計情報などの情報を保存する。ここでは、不揮発メモリ２０８およびＲＡＭ２０７は同様の情報を保存しているが、一例であり、不揮発メモリ２０８およびＲＡＭ２０７が異なる情報を保持するようにしてもよい。

無線中継機３１は、外部または内部のセンサーからデータを取得する機能を備えていないことを除けば、無線子機１１〜２１と同様の機能を有する。

図５は、実施の形態１にかかる無線親機１の構成例を示すブロック図である。無線親機１は、アンテナ３００と、ＰＨＹ部３０１と、ＭＡＣ部３０２と、制御部３０３と、記憶部３０５と、上位装置間ＩＦ部３０９と、出力部３１０と、を備える。制御部３０３は、通信処理部３０４を備える。また、記憶部３０５は、ＲＯＭ３０６と、ＲＡＭ３０７と、不揮発メモリ３０８と、を備える。

アンテナ３００、ＰＨＹ部３０１およびＭＡＣ部３０２は、無線子機１１のアンテナ１００、ＰＨＹ部１０１およびＭＡＣ部１０２と同様の構成である。

制御部３０３は、ＯＳＩ参照モデルのネットワーク層またはネットワーク層以上の機能を有し、ＲＯＭ３０６に保存されたプログラムを読み込み、無線親機としてデータの収集、上位装置３へのデータ転送などの各種処理を実施する。制御部３０３は、上位装置間ＩＦ部３０９を介して上位装置３との間でデータの送受信を行う。制御部３０３は、例えば、ネットワーク層以上のプロトコルを実行する処理回路によって構成される。

通信処理部３０４は、無線メッシュネットワーク５を構成している全ての無線子機１１〜２１および無線中継機３１との通信経路を管理する。また、通信処理部３０４は、システム管理者が無線中継機を追加設置する場合に設置可能なエリアを抽出して追加設置エリアの絞り込みができるように、無線子機１１〜２１または無線中継機３１から送信されたアラームをアンテナ３００、ＰＨＹ部３０１およびＭＡＣ部３０２を介して受信し、受信したアラームの情報を、出力部３１０から出力する制御を行うデータ収集装置側通信処理部である。通信処理部３０４は、ＭＡＣ部３０２を介して、ＰＨＹ部３０１から取得した通信経路の通信品質の測定結果を、記憶部３０５のＲＡＭ３０７および不揮発メモリ３０８の一方または両方に記憶させる。

記憶部３０５は、プログラムおよび収集したデータなどの各種情報を記憶する。記憶部３０５は、メモリによって構成される。

ＲＯＭ３０６は、制御部３０３が無線親機として動作するためのプログラムを保存する。

ＲＡＭ３０７は、無線子機１１〜２１または無線中継機３１までの通信経路の経路情報、無線子機１１〜２１から取得したデータなどの情報を一時的に保存する。

不揮発メモリ３０８は、無線子機１１〜２１または無線中継機３１までの通信経路の経路情報、無線子機１１〜２１から取得したデータなどの情報を保存する。ここでは、不揮発メモリ３０８およびＲＡＭ３０７は同様の情報を保存しているが、一例であり、不揮発メモリ３０８およびＲＡＭ３０７が異なる情報を保持するようにしてもよい。

上位装置間ＩＦ部３０９は、光回線または携帯回線などを介して上位装置３と通信を行うための通信インタフェースである。上位装置間ＩＦ部３０９は、例えば、光通信用または携帯回線通信用のインタフェースカードによって構成される。

出力部３１０は、無線子機１１〜２１または無線中継機３１から送信され、通信処理部３０４において受信されたアラームの情報をシステム管理者に対して出力する。出力部３１０は、例えば、アラームの情報を表示するディスプレイ、または、アラームの情報を紙などに印刷するプリンタなどであるが、これらに限定されるものではない。以降の説明では、出力部３１０はディスプレイであり、アラームの情報を表示する場合を想定する。

つづいて、無線メッシュネットワーク５を構成する無線親機１、無線子機１１〜２１および無線中継機３１の動作について説明する。無線子機１１〜２１は、温度センサーなどのセンサーから取得したデータを定期的に無線親機１宛に送信する。また、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、定期的に無線親機１側の通信経路の通信品質を測定し、最適な通信経路に見直す機能を有しているものとする。

図１の無線メッシュネットワーク５において、具体的に、無線子機１５では、ＰＨＹ部１０１が通信経路の通信品質を測定し、通信処理部１０４が通信品質の測定結果に基づいて定期的に通信経路の見直しを実施する。無線子機１５は、無線親機１への通信経路として無線子機１１との間の通信経路５６以外の通信経路を検出できず、通信経路の通信品質も悪い状況であるとする。

また、無線子機１６，１７では、無線子機１５と同様、ＰＨＹ部１０１が通信経路の通信品質を測定し、通信処理部１０４が通信品質の測定結果に基づいて定期的に通信経路の見直しを実施する。無線子機１６，１７では、上位に位置する無線子機１５と無線子機１１との間の通信経路５６の通信品質が悪いことを認識していても、無線親機１までの他の通信経路を検出できないため、上位の無線子機として無線子機１５を選択し、無線子機１５との間の通信経路６０，６１を選択する。

また、無線子機１８では、無線子機１５〜１７と同様、ＰＨＹ部１０１が通信経路の通信品質を測定し、通信処理部１０４が通信品質の測定結果に基づいて定期的に通信経路の見直しを実施する。無線子機１８では、通信経路の見直しを実施する際に、上位の無線子機として無線子機１６または無線子機１７を選択し、無線子機１６との間の通信経路６２または無線子機１７との間の通信経路６３を選択する。しかしながら、無線子機１８は、無線子機１６，１７の間の通信経路６２，６３のどちらか、すなわち無線子機１６，１７のいずれかを選択可能であるが、無線子機１６，１７のどちらも上位の無線子機は無線子機１５となる。そのため、無線子機１８は、無線親機１までの通信経路上に、通信品質の悪い通信経路５６を持つことになる。

このため、無線親機１および無線子機１５〜１８において定期的にデータの収集を行う際、無線子機１１と無線子機１５との間の通信品質の悪い通信経路５６の影響で、無線親機１では、無線子機１５〜１８のデータの収集が不安定になる。このような状況において、無線親機１では、無線子機１５からのデータは取得できたが、無線子機１８からのデータは取得できないような状況が発生する。

ここで、無線親機１では、収容する無線子機および無線中継機の台数が少ない場合、定期的にデータ収集が行えなかった無線子機およびその無線子機から無線親機１までの通信経路を調査して抽出し、抽出した通信経路の中から上記の例の通信経路５６のような通信経路を抽出することは比較的容易に行うことができる。しかしながら、収容台数が多くなると、無線親機１の処理負荷が高くなる。無線親機１では、１度のデータの欠落で調査を行うことは非効率であり、データの欠落が多い無線子機に対して調査を行うことが想定される。しかしながら、無線親機１では、管理する経路情報が周期的に更新されるため、過去の膨大な情報からデータ欠落時の通信経路を特定する必要があるなど処理負荷が高くなる。

そのため、本実施の形態では、無線子機１１〜２１の通信処理部１０４および無線中継機３１の通信処理部２０４において、通信経路の見直しを実施する際に、以下で説明する動作を追加することで、システム管理者による無線メッシュネットワーク５内で通信品質の悪い不安定な通信経路の特定の処理を容易にする。

無線子機１１〜２１および無線中継機３１が定期的に、例えば、１時間毎にデータの収集および通信経路の見直しを行う場合、通信処理部１０４，２０４では、１日２４回の契機が発生するので３日分の７２回の移動平均で通信経路を監視する。無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、通信経路の見直しの際、通信処理部１０４，２０４の制御により、ＰＨＹ部１０１，２０１が無線親機１側の通信経路の通信品質を定期的に測定する。なお、７２回の移動平均とするのは一例であって、これに限定されるものではない。

図６は、実施の形態１にかかる無線子機１５〜１８のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の測定結果の統計情報の例を示す図である。図６に示すように、無線子機１５〜１８の各々の通信処理部１０４では、ＰＨＹ部１０１から通信品質の測定結果を取得し、統計情報として通信経路の切替「有」および「無」を大分類とし、通信経路の切替「無」の場合ではその時の通信品質の「良」および「悪」の回数をカウントし、通信経路の切替「有」の場合では切替時点の通信経路の通信品質の遷移が「良⇒良」、「良⇒悪」、「悪⇒良」、「悪⇒悪」の場合の回数をカウントする。無線子機１５〜１８において各回数の合計値は前述の７２回となる。通信処理部１０４は、図６に示す統計情報を、記憶部１０５のＲＡＭ１０７または不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶させる。

通信経路の通信品質の「良」または「悪」の判定については、例えば、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４が、測定された通信経路の通信品質と、通信品質判定のために規定された通信品質閾値とを比較し、測定された通信経路の通信品質が通信品質閾値以下のときは通信品質が「悪」、測定された通信経路の通信品質が通信品質閾値より大きいときは通信品質が「良」とする。無線子機１１〜２１では、通信品質閾値の情報をＲＡＭ１０７または不揮発メモリ１０８などに保持しておく。

通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「良⇒良」とは、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４において、現在使用中の通信経路の通信品質は良いが、現在使用中の通信経路よりも通信品質の良い通信経路が他にあって通信経路を切り替えた場合などである。

通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「良⇒悪」とは、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４において、測定直前まで使用していた通信経路の通信品質は良かったが、自装置周辺の通信環境が悪化して通信品質の良い通信経路が無くなって、通信品質が悪い通信経路のうちで最も良い通信品質の通信経路に切り替えた場合などである。

通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒良」とは、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４において、測定直前まで使用していた通信経路の通信品質は悪かったが、自装置周辺の通信環境が改善され通信品質の良い通信経路が検出され、通信品質の良い通信経路に切り替えた場合などである。

通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒悪」とは、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４において、測定直前まで使用していた通信経路の通信品質は悪く、自装置周辺の通信環境も改善されず通信品質「良」の通信経路が検出されていないが、通信経路の通信品質の判定は「悪」ではあるが現在使用中の通信経路よりも通信品質の良い通信経路に切り替えた場合などである。

通信経路の切替「無」で通信品質「良」とは、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４において、現在使用中の通信経路の通信品質が良好な状態を確保でき、他に切り替えるべき通信経路が無い場合などである。

通信経路の切替「無」で通信品質「悪」とは、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４において、現在使用中の通信経路の通信品質は悪いが他に切替可能な通信経路が無い場合などである。

無線子機１５〜１８の通信処理部１０４は、通信経路の選択結果および通信品質の過去７２回分の統計情報において、通信経路の切替「無」で通信品質「悪」の回数、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「良⇒悪」の回数、および通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒悪」の回数の総和、すなわち通信品質の測定結果が「悪」の回数の総和を算出する。無線子機１５〜１８の通信処理部１０４は、例えば、算出した通信品質「悪」の回数の総和が前述の７２回の２０％以上にあたる設置要求閾値である１５回以上の場合、自装置と無線親機１との間の通信経路として安定した通信経路を構築するための隣接する無線子機または無線中継機が無いと判断する。この場合、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４は、通信経路安定化のための無線中継機の追加の設置要求の通知であるアラームを生成し、生成したアラームを無線親機１へ送信する。すなわち、無線子機１５〜１８の通信処理部１０４は、規定された期間において通信品質が通信品質閾値以下になった回数が設置要求閾値以上の場合、アラームを生成する。通信処理部１０４は、例えば、宛先装置を無線親機１、送信元装置を自装置とし、メッセージ種別が無線中継機の追加の設置要求の通知であるアラームであることの情報を含むアラームを生成する。図７は、実施の形態１にかかる無線子機または無線中継機において生成され送信されるアラームのメッセージフォーマットの例を示す図である。アラームは、宛先装置７１、送信元装置７２、およびメッセージ種別７３の情報を含む。ここでは、宛先装置７１には無線親機１を識別する情報が設定される。また、送信元装置７２には無線子機１５〜１８のいずれかを識別する情報が設定される。また、メッセージ種別７３には無線中継機の追加の設置要求の通知であるアラームであることを識別する情報が設定される。一例として、無線子機１５〜１８を用いて説明しているが、他の無線子機１１〜１４，１９〜２１および無線中継機３１においても、図７に示すメッセージフォーマットのアラームを生成することが可能である。なお、設置要求閾値を１５回とするのは一例であって、これに限定されるものではない。

無線子機１５と無線子機１１との間の通信経路５６の通信品質が「悪」のため、無線親機１のデータ収集の際、無線子機１５〜１８からのデータでは欠落が発生する可能性がある。しかしながら、図６に示すように、無線子機１５が算出した通信品質「悪」の回数の総和は３７回、無線子機１６が算出した通信品質「悪」の回数の総和は２回、無線子機１７が算出した通信品質「悪」の回数の総和は１回、無線子機１８が算出した通信品質「悪」の回数の総和は０回である。無線子機１６〜１８は、無線親機１側に安定した通信品質の通信経路を持っている。このことから、無線子機１６〜１８から無線親機１へアラームを送信することはない。無線子機１５のみが、無線親機１へアラームを送信する。なお、ここでは、閾値の１５回を大きく上回る３７回で無線子機１５がアラームを送信する例としているが、移動平均のため、実際には、閾値の１５回を上回った時点で、無線子機１５はアラームを送信する。以降の実施の形態２，３についても同様である。また、無線子機および無線中継機では、１度閾値を超えアラームを送信した後は一定期間、閾値を超えても、アラームの送信を抑制してもよい。

無線子機１５からのアラームを受信した無線親機１の通信処理部３０４では、無線子機１６〜１８のデータ欠落の原因を調査することなく、無線子機１５からのアラームの情報を出力部３１０のディスプレイに表示する。これにより、無線親機１は、システム管理者に対して、無線子機１５から受信したアラームの情報を表示して提示することができる。無線親機１の出力部３１０の表示を確認したシステム管理者は、通信品質の悪い通信経路を持つのは無線子機１５と把握できることから、データ欠落の原因となる不安定な通信経路を持つ無線子機または無線中継機の特定が容易となる。

図８は、実施の形態１にかかる無線子機１５〜１８のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の測定結果の統計情報の異なる例を示す図である。図８に示す通信経路の選択結果および通信品質の統計情報は、図６に示す通信経路の選択結果および通信品質の統計情報に、通信経路を介して接続する無線子機、無線中継機または無線親機１の情報を追加したものである。無線子機１５〜１８の通信処理部１０４では、図６に示す統計情報に追加で、統計情報の各項目で選択された接続先の無線子機、無線中継機または無線親機１の情報を合わせて、記憶部１０５のＲＡＭ１０７または不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶させる。

無線子機１５の通信処理部１０４は、通信経路の切替「無」の通信品質「悪」、通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「良⇒悪」、および通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「悪⇒悪」において選択した無線子機、無線中継機または無線親機１の情報、具体的には無線子機１１の情報を含めてアラームを生成し、無線親機１へ送信する。通信処理部１０４は、例えば、宛先装置を無線親機１、送信元装置を自装置とし、メッセージ種別が無線中継機の追加の設置要求の通知であるアラームであることの情報、および通信品質「悪」のときに接続している無線子機、無線中継機または無線親機１の情報を含むアラームを生成する。図９は、実施の形態１にかかる無線子機または無線中継機において生成され送信されるアラームのメッセージフォーマットの他の例を示す図である。アラームは、宛先装置７１、送信元装置７２、メッセージ種別７３、および対象接続装置７４の情報を含む。ここでは、宛先装置７１には無線親機１を識別する情報が設定される。また、送信元装置７２には無線子機１５を識別する情報が設定される。また、メッセージ種別７３には無線中継機の追加の設置要求の通知であるアラームであることを識別する情報が設定される。また、対象接続装置７４には、通信品質「悪」のときに接続している無線子機、無線中継機または無線親機１の情報として無線子機１１を識別する情報が設定される。一例として、無線子機１５を用いて説明しているが、他の無線子機１１〜１４，１６〜２１および無線中継機３１においても、図９に示すメッセージフォーマットのアラームを生成することが可能である。無線子機１５からのアラームを受信した無線親機１の通信処理部３０４では、無線子機１５からのアラームの情報を出力部３１０のディスプレイに表示する。これにより、無線親機１は、システム管理者に対して、無線子機１５からのアラームの情報を表示して提示することができる。無線親機１の出力部３１０の表示を確認したシステム管理者は、通信品質の悪い通信経路を持つのは無線子機１５であって通信品質の悪い通信経路は無線子機１１との間の通信経路５６と把握できる。結果として、システム管理者は、不安定な通信経路を改善するための改善ポイントを絞り込むことが可能となり、無線中継機の追加設置場所の選定が容易になる。なお、追加設置するのは無線中継機ではなく無線子機でもよい。

図８の無線子機１５を例に説明すると、無線子機１５では、無線親機１までの通信経路として自装置の接続先は無線子機１１しか無いことが分かる。従って、システム管理者は、無線親機１の出力部３１０に表示されるアラームの情報、具体的には、アラームの送信元装置７２に設定されている無線子機１５および対象接続装置７４に設定されている無線子機１１の情報に基づいて、無線メッシュネットワーク５構築時に無線子機１１〜２１および無線中継機３１を設置した各装置の位置情報を用いて無線子機１５および無線子機１１の設置位置を特定し、その中間地点を中心に無線中継機の追加設置が可能な場所を抽出し、追加設置エリアを絞り込む。システム管理者は、無線親機１の出力部３１０から出力されるアラームの情報に基づいて絞り込んだ追加設置エリアで実際に無線子機１１と無線子機１５との間の通信品質を確認することで、確認作業の効率化が図れる。

なお、無線子機１１〜２１の通信処理部１０４および無線中継機３１の通信処理部２０４では、自装置と無線親機１との間の通信経路として安定した通信経路を構築するための隣接の無線子機または無線中継機が無いと判断し、通信経路安定化のための無線中継機の追加設置要求のアラームを無線親機１へ送信する場合、図６または図８に示した統計情報を不揮発メモリ１０８，２０８にアラーム送信時の時刻情報とともに記憶してもよい。

無線子機１１〜２１または無線中継機３１が送信するアラームが通信経路の悪化により無線親機１に到達せず、アラームの再送によっても無線親機１に到達しない場合、システム管理者による無線子機または無線中継機の現地調査が必要となる。システム管理者は、無線子機または無線中継機と直接通信可能なメンテナンスツールなどの端末装置（以下、メンテナンスツールと称する）を用いて無線子機または無線中継機と通信を行い、不揮発メモリ１０８，２０８に図６または図８に示す統計情報およびアラーム送信時の時刻情報が記憶されているか否かを確認する。無線子機１１〜２１または無線中継機３１では、通信処理部１０４，２０４の制御により、不揮発メモリ１０８，２０８に記憶されている統計情報およびアラーム送信時の時刻情報を、無線子機１１〜２１または無線中継機３１と通信が可能なメンテナンスツールへ出力する。

メンテナンスツールは、無線子機１１〜２１または無線中継機３１と通信を行い、無線子機１１〜２１または無線中継機３１において不揮発メモリ１０８，２０８に統計情報およびアラーム送信時の時刻情報が記憶されている場合、無線子機１１〜２１または無線中継機３１から不揮発メモリ１０８，２０８に記憶されている統計情報およびアラーム送信時の時刻情報を取得する。メンテナンスツールは、取得した統計情報およびアラーム送信時の時刻情報を、例えば、自装置が備える表示部などに表示する。これにより、システム管理者は、メンテナンスツールを介して、無線子機１１〜２１または無線中継機３１から不揮発メモリ１０８，２０８に記憶されている統計情報およびアラーム送信時の時刻情報を確認することができる。メンテナンスツールは、例えば、システム管理者が使用する専用端末であるハンディーターミナルまたは通信機能を備えたパーソナルコンピュータなどである。

不揮発メモリ１０８，２０８に図６または図８に示す統計情報およびアラーム送信時の時刻情報が記憶されている場合、システム管理者は、通信ができなくなった時刻と記憶されている時刻情報とを比較し、近い時間であればアラームが到達しなかった原因は通信経路の通信品質の悪化によるものと判断することができる。無線子機または無線中継機の故障ではなく通信経路の通信品質の悪化が原因であった場合、システム管理者は、メンテナンスツールを用いて無線子機または無線中継機の不揮発メモリ１０８，２０８から統計情報を読み出し、統計情報を利用することで、安定した通信経路を構築するための無線中継機の追加設置エリアの絞り込みおよび確認作業の効率化が図れる。なお、システム管理者は、例えば、メンテナンスツールに表示機能が無い場合など、メンテナンスツールにおいて無線子機または無線中継機の不揮発メモリ１０８，２０８から読み出した統計情報を無線親機１に入力してもよい。無線親機１の通信処理部３０４では、メンテナンスツールから取得した無線子機または無線中継機の不揮発メモリ１０８，２０８から読み出された統計情報を、出力部３１０のディスプレイに表示する。これにより、無線親機１は、システム管理者に、無線子機１５からのアラームの情報を表示して提示することができる。無線親機１の出力部３１０の表示を確認したシステム管理者は、前述のように、無線中継機の追加設置エリアの絞り込みを行うことができる。

無線子機１１〜２１および無線中継機３１において無線中継機の設置を要求する処理を、フローチャートを用いて説明する。一例として無線子機１１を用いて説明するが、無線子機１２〜２１および無線中継機３１も同様の動作をするものとする。図１０は、実施の形態１にかかる無線子機１１が無線中継機の追加設置要求のアラームを送信する処理の例を示すフローチャートである。無線子機１１が無線中継機の設置を要求する方法である。

まず、無線子機１１では、通信経路を見直すタイミングまでは待機し（ステップＳ１：Ｎｏ）、通信経路を見直すタイミングになると（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、ＰＨＹ部１０１が、無線親機１方向の通信経路の通信品質を測定する。ＰＨＹ部１０１は通信経路の通信品質の測定結果をＭＡＣ部１０２を介して通信処理部１０４へ送信し、通信処理部１０４が、通信経路の通信品質の測定結果をＲＡＭ１０７または不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶させる（ステップＳ２）。前述の例では、通信経路を見直すタイミングは１時間毎である。また、ＰＨＹ部１０１は、通信品質の測定では、前述のようにＲＳＳＩの評価項目で通信品質を測定する。

通信処理部１０４は、記憶部１０５に記憶されているＰＨＹ部１０１による通信経路の通信品質の測定結果を読み出し、読み出した通信経路の通信品質の測定結果に基づいて、現在使用中の通信経路の通信品質と他の通信経路の通信品質との関係から、通信経路を切り替えるか判定する（ステップＳ３）。通信処理部１０４は、例えば、現在使用中の通信経路の通信品質と他の通信経路の通信品質とを比較し、現在使用中の通信経路の通信品質よりも通信品質の良い他の通信経路があった場合、通信品質の良い他の通信経路に切り替えると判定する。なお、通信処理部１０４は、現在使用中の通信経路より他に通信品質の良い通信経路があった場合でも、改善効果の少ないときは通信経路を切り替えないと判定してもよい。改善効果の少ないときとは、例えば、通信品質の良い他の通信経路の通信品質と現在使用中の通信経路の通信品質との差分が予め規定された値以下の場合である。通信処理部１０４は、通信経路を切り替えると判定した場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、通信経路の切り替え処理を行う（ステップＳ４）。通信処理部１０４は、通信経路を切り替えないと判定した場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、ステップＳ４の処理を省略してステップＳ５へ進む。

通信処理部１０４は、測定した通信経路の通信品質、および通信経路の切替「有」「無」に基づいて、ＲＡＭ１０７または不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶されている図６または図８に示す統計情報を更新する（ステップＳ５）。

通信処理部１０４は、更新後の統計情報について、通信品質「悪」の回数の総和を算出し、算出した通信品質「悪」の回数の総和が設置要求閾値以上か否かを確認する（ステップＳ６）。通信処理部１０４は、算出した通信品質「悪」の回数の総和が設置要求閾値以上の場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、ＲＡＭ１０７または不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶されている統計情報に基づいて、宛先装置を無線親機１、送信元装置を無線子機１１、メッセージ種別をアラームとする無線中継機の設置要求の通知であるアラームを生成し、ＭＡＣ部１０２によるＭＡＣヘッダの付与、ＰＨＹ部１０１による変調処理などを経て、アンテナ１００から無線親機１へアラームを送信する（ステップＳ７）。通信処理部１０４は、ステップＳ７の処理の後、または、算出した通信品質「悪」の回数の総和が設置要求閾値未満の場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、ステップＳ１の処理に戻る。無線子機１１は、以降、同様の処理を継続して行う。

図１０に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１およびＳ２の処理で測定ステップ、ステップＳ３およびＳ４の処理で切替ステップ、ステップＳ５の処理を記憶ステップ、ステップＳ６およびＳ７の処理で要求ステップとしてまとめてもよい。

つづいて、無線メッシュネットワーク５を構成する各装置のハードウェア構成について説明する。なお、前述のように、各装置において、物理層の機能を実現する部分は既存のインタフェースカード、データリンク層の機能を実現する部分は既存のドライバ回路などで構成することができる。また、各装置において、記憶部はメモリによって実現される。各装置においてＲＡＭ、ＲＯＭおよび不揮発メモリは記憶部に含まれている。また、無線親機１において出力部３１０はディスプレイなどで実現される。図１１および１２は、実施の形態１にかかる無線子機１１〜２１の制御部１０３のハードウェア構成の例を示す図である。前述のように、通信処理部１０４は制御部１０３に含まれている。無線子機１１〜２１において、制御部１０３の各機能は、処理回路９１により実現される。すなわち、無線子機１１〜２１は、通信経路の通信品質の測定を制御し、通信品質の測定結果に基づいて無線通信装置の設置を要求する通知を生成するための処理装置を備える。処理回路９１は、専用のハードウェアであってもよいし、メモリ９３に格納されるプログラムを実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）９２およびメモリ９３であってもよい。ＣＰＵ９２は、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、またはＤＳＰ（Digital Signal Processor）などであってもよい。

処理回路９１が専用のハードウェアである場合、処理回路９１は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、またはこれらを組み合わせたものが該当する。制御部１０３の各機能を複数の処理回路９１で実現してもよいし、各機能をまとめて処理回路９１で実現してもよい。

処理回路９１がＣＰＵ９２およびメモリ９３の場合、制御部１０３の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。ソフトウェアまたはファームウェアはプログラムとして記述され、メモリ９３に格納される。処理回路９１では、メモリ９３に記憶されたプログラムをＣＰＵ９２が読み出して実行することにより、各機能を実現する。すなわち、無線子機１１〜２１は、処理回路９１により実行されるときに、通信経路の通信品質の測定を制御するステップ、通信品質の測定結果に基づいて無線通信装置の設置を要求する通知を生成するステップが結果的に実行されることになるプログラムを格納するためのメモリ９３を備える。また、これらのプログラムは、制御部１０３の手順および方法をコンピュータに実行させるものであるともいえる。ここで、メモリ９３とは、例えば、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically EPROM）などの、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスク、またはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）などが該当する。

なお、制御部１０３の各機能について、一部を専用のハードウェアで実現し、一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。例えば、制御部１０３の一部の機能については専用のハードウェアとしての処理回路９１でその機能を実現し、制御部１０３の残りの機能については処理回路９１においてＣＰＵ９２がメモリ９３に格納されたプログラムを読み出して実行することによってその機能を実現することが可能である。このように、処理回路９１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。無線子機１１〜２１の制御部１０３の構成について説明したが、他の無線中継機３１の制御部２０３、無線親機１の制御部３０３についても、図１１および１２に示すハードウェア構成により実現される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線子機１１〜２１および無線中継機３１では、定期的に無線親機１側の通信経路の通信品質を測定し、規定された期間内において、通信品質が悪いと判定した回数が設置要求閾値以上の場合、安定した通信経路を構築できないとして、無線親機１へ、無線中継機の追加の設置要求の通知であるアラームを生成して送信することとした。無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、自装置と直接接続する通信経路のみを対象にアラームを送信する。無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、自装置と無線親機１との間のマルチホップ通信の通信経路上に通信品質の悪い通信経路があった場合でも、自装置と直接接続していない通信経路についてはアラームを送信しない。これにより、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、無線メッシュネットワーク５において安定した通信経路を構築できない箇所を特定し、安定した通信経路を構築できない箇所の情報をアラームにより無線親機１へ送信することができる。無線親機１は、無線子機１１〜２１および無線中継機３１から受信したアラームの情報を、出力部３１０に表示する。無線親機１で受信されたアラームの情報を確認することにより、システム管理者は、無線メッシュネットワーク５において安定した通信経路を構築できない箇所を容易に特定でき、また、安定した通信経路を構築するために追加設置する無線中継機の設置エリア候補を特定することができ、不安定な通信経路の調査および無線中継機の設置候補位置の特定作業を効率化することができる。

また、無線メッシュネットワーク５では、無線親機１が、周期的に収集するデータの欠落、または各無線子機および無線中継機の過去の通信経路などの膨大なデータを用いて不安定な通信経路の抽出を行うことなく、無線子機１１〜２１および無線中継機３１が、直接接続する無線親機１側に安定した通信経路を構築できるか判定し、構築できない場合、無線親機１へアラームを送信する。システム管理者は、無線親機１で受信されたアラームの情報を確認することで、大量のデータを用いて解析をすることなく、不安定な通信経路の抽出および改善すべき通信経路の絞り込みができ、効率的に安定した無線メッシュネットワーク５の構築が可能となる。

なお、本実施の形態では、無線親機１が、無線子機１１〜２１または無線中継機３１から受信したアラームの情報をシステム管理者に対して表示し、システム管理者が、無線親機１において表示されたアラームの情報に基づいて、無線中継機の追加設置エリアの絞り込みを行っていたが、これに限定するものではない。無線親機１は、無線子機１１〜２１または無線中継機３１から受信したアラームを上位装置３へ送信し、上位装置３が、受信したアラームの情報をシステム管理者に対して表示してもよい。この場合、システム管理者は、上位装置３において表示されるアラームの情報に基づいて、無線中継機の追加設置エリアの絞り込みを行う。以降の実施の形態についても同様とする。

実施の形態２．
実施の形態１では、無線親機１との通信経路として接続先が１つしか無く、その通信経路が不安定な無線子機１５の例について説明した。実施の形態２では、図１に示す無線子機１４と無線子機１３との間の通信経路５５上にエレベータなどの特定の範囲を不規則に移動および停止するものが現れることで、通信経路が不安定となる無線子機１４の例について説明する。無線メッシュネットワーク５および各装置の構成は実施の形態１と同様である。

無線子機１４は、無線親機１へデータを送信する場合、無線子機１３との比較的安定した通信経路５５を用いる。しかしながら、エレベータの停止位置によって、具体的には、エレベータが通信経路５５上に停止すると、無線子機１３との通信経路５５が一時的に悪化する場合がある。また、無線子機１４は、無線子機１３との通信経路５５の他に、通信品質は悪いが無線親機１と直接通信できる通信経路５４を利用することができる。

無線子機１４における統計情報の例を図１３に示す。図１３は、実施の形態２にかかる無線子機１４のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の統計情報の例を示す図である。なお、統計情報のフォーマットは実施の形態１の図８の統計情報のフォーマットと同様とする。図１３に示す統計情報では、通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「良⇒悪」の回数は５回、通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「悪⇒悪」の回数は５回、通信経路の切替「無」の通信品質「悪」の回数は４回であることから、通信処理部１０４は、通信品質「悪」の回数の総和を算出すると１４回となる。通信処理部１０４は、通信品質「悪」の回数の総和の１４回は設置要求閾値である１５回未満のため、実施の形態１と同様の判定基準では、アラームを生成しないことになる。

しかしながら、例えば、通信品質「悪」の回数の総和が前述の７２回の５％以上にあたる第２の設置要求閾値である４回以上の場合、通信処理部１０４は、さらに図１３に示す統計情報に記載されている他の情報を確認する。通信処理部１０４は、例えば、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「良⇒良」の回数が０回、かつ、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒良」および通信経路の切替「無」で通信品質が「良」のときに選択されている通信経路、すなわち接続している無線子機または無線中継機が１つしかない場合、不規則に物理的要因で安定した通信経路の構築が不可能になることがあると判断し、図１３に示す統計情報の内容を含む、無線中継機の設置要求の通知である第２のアラームを生成して無線親機１へ送信する。通信処理部１０４は、例えば、宛先を無線親機１、送信元を自装置とし、無線中継機の追加の設置要求の通知である第２のアラームであることの情報、および、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒良」および通信経路の切替「無」で通信品質が「良」のときに接続している無線子機または無線中継機の情報を含むアラームを生成する。第２のアラームのメッセージフォーマットは、実施の形態１における図９のメッセージフォーマットと同様である。こでは、宛先装置７１には無線親機１を識別する情報が設定される。また、送信元装置７２には無線子機１４を識別する情報が設定される。また、メッセージ種別７３には無線中継機の追加の設置要求の通知である第２のアラームであることを識別する情報が設定される。また、対象接続装置７４には、設定する対象接続装置の数、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒良」および通信経路の切替「無」で通信品質が「良」のときに接続している無線子機または無線中継機の情報として無線子機１３を識別する情報と通信品質は悪いが接続先として選択される無線親機１を識別する情報が設定される。

説明の便宜上、以降の説明では、実施の形態１で説明した設置要求閾値を第１の設置要求閾値とし、実施の形態１で説明したアラームを第１のアラームとする。

無線親機１の通信処理部３０４では、無線子機１４から第２のアラームを受信し、第２のアラームの情報を出力部３１０のディスプレイに表示する。これにより、無線親機１は、システム管理者に、無線子機１４から受信した第２のアラームの情報を表示して提示することができる。システム管理者は、無線親機１の出力部３１０に表示された第２のアラームの情報から、無線子機１４について、安定した通信経路は無線子機１３との間の通信経路５５しかなく、通信経路５５の通信品質が時折悪化した場合、悪化した状態で通信経路５５を用いて無線子機１３と通信を行う、または通信品質の悪い通信経路５４を用いて無線親機１と通信を行っていることが把握できる。これにより、システム管理者は、第２のアラームの情報、具体的には、アラームの送信元装置７２に設定されている無線子機１４および対象接続装置７４に設定されている無線子機１３の情報に基づいて、無線メッシュネットワーク５構築時に無線子機１１〜２１および無線中継機３１を設置した各装置の位置情報を用いて無線親機１および無線子機１３，１４の位置を特定し、無線子機１３と無線子機１４との間の通信経路５５は比較的安定していることから、無線子機１４が安定した通信経路を複数持てるようにするため、無線親機１との通信経路５４の中間地点を中心に無線中継機の追加設置エリアの抽出を行うこと、あるいは、無線子機１３と無線子機１４間でエレベータ等の障害物を迂回する追加設置エリアの抽出を行うことで、追加設置エリアの絞り込みができる。また、システム管理者は、絞り込んだ追加設置エリアから無線子機１４と無線親機１との通信品質を確認することで、確認作業の効率化が図れる。

なお、無線子機１４を例にして説明したが、一例であり、無線子機１４と同様の状況では、他の無線子機１１〜１３，１５〜２１および無線中継機３１も同様の動作を行って、第２のアラームを送信する。

図１４は、実施の形態２にかかる無線子機１４が無線中継機の追加設置要求の第２のアラームを送信する処理の例を示すフローチャートである。無線子機１４が無線中継機の設置を要求する方法である。ステップＳ１〜Ｓ７までの処理は図１０に示す実施の形態１のフローチャートと同じである。ステップＳ６：Ｎｏのとき、実施の形態２では、無線子機１４の通信処理部１０４は、通信品質「悪」の回数の総和が第２の設置要求閾値以上、および統計情報が規定された要件を満たしている場合（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、無線中継機の設置要求の通知である第２のアラームを生成し、無線親機１へ送信する（ステップＳ１２）。通信品質「悪」の回数の総和が第２の設置要求閾値以上、および統計情報が規定された要件を満たしている場合とは、具体的には、統計情報の内容が、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「良⇒良」の回数が０回、かつ、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒良」および通信経路の切替「無」で通信品質が「良」のときに接続している無線子機または無線中継機が１つの場合である。また、無線子機１４の通信処理部１０４において第２のアラームを生成して無線親機１へ送信する処理は、詳細には以下の通りである。無線子機１４の通信処理部１０４は、ＲＡＭ１０７または不揮発メモリ１０８の一方または両方に記憶されている統計情報に基づいて、宛先装置を無線親機１、送信元装置を無線子機１４、メッセージ種別を第２のアラーム、対象接続装置が２台であること、その２台が無線子機１３と無線子機１とする無線中継機の設置要求の通知である第２のアラームを生成し、ＭＡＣ部１０２によるＭＡＣヘッダの付与、ＰＨＹ部１０１による変調処理などを経て、アンテナ１００から無線親機１へ送信する。無線子機１４の通信処理部１０４は、総和が第２の設置要求閾値未満の場合、または統計情報が規定された要件を満たしていない場合（ステップＳ１１：Ｎｏ）、ステップＳ１の処理に戻る。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線子機１４は、通信品質「悪」の回数の総和が第２の設置要求閾値であり、統計情報において、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「良⇒良」の回数が０回、かつ、通信経路の切替「有」で通信品質の遷移が「悪⇒良」および通信経路の切替「無」で通信品質が「良」のときに選択されている通信経路、すなわち接続している無線子機または無線中継機が１つしかない場合、第２のアラームを生成して送信することとした。これにより、無線子機１４は、無線メッシュネットワーク５において通信品質が時折悪化する通信経路の箇所を特定し、通信品質が時折悪化する通信経路の箇所の情報を第２のアラームにより無線親機１へ送信することができる。第２のアラームを受信した無線親機１は、無線子機１４から受信した第２のアラームの情報を、出力部３１０に表示する。無線親機１で受信された第２のアラームの情報を確認することにより、システム管理者は、通信品質が時折悪化する通信経路５５を用いて無線子機１４が通信を行っていることが把握でき、無線中継機の追加設置エリアの絞り込みが容易にできる。

実施の形態３．
実施の形態３では、不安定な通信経路のみ複数本使用可能な無線中継機３１の例について説明する。無線メッシュネットワーク５および各装置の構成は実施の形態１，２と同様である。

図１に示す無線中継機３１は、無線親機１との通信経路として、無線子機１１〜１３との通信経路５７〜５９が利用可能である。しかしながら、通信経路５７〜５９は、いずれも通信品質が「悪」で、時折無線子機１３との間の通信経路５９の通信品質が「良」になる場合がある通信経路である。

無線中継機３１における統計情報の例を図１５に示す。図１５は、実施の形態３にかかる無線中継機３１のある時点における通信経路の選択結果および通信品質の統計情報の例を示す図である。なお、統計情報のフォーマットは実施の形態１の図８の統計情報のフォーマットと同様とする。図１５に示す統計情報では、通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「良⇒悪」の回数は２回、通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「悪⇒悪」の回数は４２回、通信経路の切替「無」の通信品質「悪」の回数は２３回であることから、通信処理部２０４は、通信品質「悪」の回数の総和を算出すると６７回となる。通信処理部２０４は、通信品質「悪」の回数の総和の６７回は第１の設置要求閾値である１５回以上のため、実施の形態１と同様の判定基準で第１のアラームを生成して送信する。

システム管理者は、無線中継機３１から第１のアラームを受信した無線親機１の出力部３１０に表示される第１のアラームの情報から、無線中継機３１について、複数の通信経路が使用可能であるが、通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「良⇒悪」において無線子機１３は該当せず、また、通信経路の切替「有」の通信品質の遷移「悪⇒良」および通信経路の切替「無」の通信品質「良」において該当するのは無線子機１３のみであることから、安定した通信経路になることがあるのは無線子機１３との間の通信経路５９だけであると把握できる。これにより、システム管理者は、無線親機１の出力部３１０に表示される無線中継機３１からのアラームの情報により、他の無線子機１１，１２との間の通信経路５７，５８と比較して無線子機１３との間の通信経路５９との中間を中心に無線中継機の追加設置エリアの抽出を行うことで、追加設置エリアの絞り込みができる。実施の形態１では、第１のアラームとして、対象接続装置７４に１台の無線子機を識別する情報を設定したが、実施の形態２のように複数台の無線子機、無線中継機を識別する情報を品質の良い順に設定する。

また、システム管理者は、通信経路５９のみ改善するだけでは実施の形態２で説明したような問題が発生する可能性があるため、無線子機１１〜１３および無線中継機３１の設置位置を抽出し、無線子機１３に近い無線子機１２、無線子機１３、および無線中継機３１の中間地点を中心に無線中継機の追加設置エリアの抽出を行うことで、追加設置エリアの絞り込みができる。システム管理者は、通信経路５８の通信品質、すなわち無線子機１２との通信も合わせて改善できる無線中継機の追加設置エリアを検討することが容易となる。システム管理者は、追加する無線中継機の設置位置について、複数の通信経路を安定させる設置位置の絞り込みが容易となる。

つぎに、無線子機１９〜２１の例について説明する。無線子機１９，２０では、無線親機１側の無線中継機３１までの通信経路６４，６５の通信品質は良いが、無線中継機３１から先の通信経路の通信品質は悪いため、無線子機１９，２０からのデータ送信でデータの欠落が発生する可能性がある。無線親機１の通信処理部３０４は、収集した全無線子機および全無線中継機の各時間帯の通信経路の情報などから解析を行い、無線子機１９，２０のデータの欠落の原因は無線中継機３１の上位との通信経路の通信品質が「悪」であることが原因と判断できる。具体的に、無線親機１の通信処理部３０４は、前述のように無線中継機３１から第１のアラームを受信しているが、無線中継機３１より無線親機１側にある無線子機１１〜１３、および無線親機１側の通信経路６４，６５で無線中継機３１と接続する無線子機１９，２０からは第１のアラームまたは第２のアラームを受信していない。システム管理者は、無線親機１の出力部３１０に表示される無線子機１１〜１３，１９，２１および無線中継機３１から受信した第１のアラームまたは第２のアラームの情報、および無線メッシュネットワーク５の通信経路の情報から、無線子機１９，２０のデータの欠落の原因は、第１のアラームを送信している無線中継機３１の上位との通信経路の通信品質が「悪」であることと判断できる。ここで、従来では、無線子機１９または無線子機２０の下位に接続されている無線子機２１からのデータが欠落した場合、無線中継機３１の上位との通信経路５７〜５９の通信品質が「悪」であることが原因と判断され見落とされる可能性があった。

無線子機２１は、無線親機１との通信経路として、無線子機１９，２０との通信経路６６，６７が利用可能である。しかしながら、通信経路６６，６７は、いずれも通信品質が「悪」である。本実施の形態では、無線子機２１は、通信品質「悪」の回数の総和が第１の設置要求閾値である１５回以上の場合、実施の形態１と同様の判定基準で第１のアラームを生成して送信する。無線親機１の通信処理部３０４では、無線子機２１から第１のアラームを受信したことで、無線子機２１から受信した第１のアラームの情報を出力部３１０に表示する。無線親機１で受信された第１のアラームの情報を確認することにより、システム管理者は、不安定な通信経路を改善する必要のある無線子機２１を確実に抽出することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、無線親機１方向の通信経路において複数箇所に通信品質の悪い通信経路があった場合でも、通信品質の悪い通信経路と接続する無線子機１１〜２１または無線中継機３１が無線親機１へアラームを送信する。これにより、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、無線メッシュネットワーク５において不安定な通信経路の箇所を特定し、不安定な通信経路の箇所の情報をアラームにより無線親機１へ送信することができる。無線親機１は、無線子機１１〜２１および無線中継機３１から受信したアラームの情報を、出力部３１０に表示する。無線親機１で受信されたアラームの情報を確認することにより、システム管理者は、不安定な通信経路を持つ無線子機または無線中継機の特定を容易にすることができる。

実施の形態１から実施の形態３で説明したように、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、無線親機１側の通信経路について、安定して通信経路を維持できているかを判断し、安定した通信経路を維持できていない場合、無線親機１へ第１のアラームまたは第２のアラームを通知する。これにより、システム管理者は、無線親機１で受信された第１のアラームまたは第２のアラームの情報を確認することにより、不安定な通信経路を持つ無線子機または無線中継機の特定を容易にすることができる。また、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、無線親機１へ、通信先の装置の情報を含めて第１のアラームまたは第２のアラームを送信する。これにより、システム管理者は、無線親機１で受信された第１のアラームまたは第２のアラームの情報を確認することにより、通信品質を改善するための追加の無線中継機の設置候補エリアの絞り込みができ、無線メッシュネットワーク５の安定化を効率的に行うことができる効果が期待できる。前述の実施の形態では、無線親機１の出力部３１０に第１のアラーム、第２のアラームを表示する例を示したが、上位装置間ＩＦ部３０９より上位装置３に第１のアラーム、第２のアラームの情報を通知し、上位装置３にて第１のアラーム、第２のアラームを表示してもよい。

また、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は、通信経路の品質が悪いことから第１のアラームまたは第２のアラームが無線親機１に届かず、その後通信が行えなくなった場合を想定して、第１のアラームまたは第２のアラームを送信する際、第１のアラームまたは第２のアラームの情報を送信時に時刻情報とともに不揮発メモリ１０８，２０８に記憶する。これにより、システム管理者は、通信不可能となった無線子機または無線中継機の調査を行う際、メンテナンスツールを用いて不揮発メモリ１０８，２０８の記録を読み出して確認することで、通信経路の通信品質が悪いことが原因で第１のアラームまたは第２のアラームが到達しなかったのかどうかを判断でき、第１のアラームまたは第２のアラームを送信した無線子機または無線中継機を無線メッシュネットワーク５に復帰させるための作業を効率的に行うことができる効果が期待できる。

以上のように、本発明に関わる無線親機１、無線子機１１〜２１および無線中継機３１は無線メッシュネットワーク５を構築し、センサーなどから定期的にデータを収集する場合に有用である。

以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ 無線親機、３ 上位装置、１１〜２１ 無線子機、３１ 無線中継機、５１〜６７ 通信経路、１００，２００，３００ アンテナ、１０１，２０１，３０１ ＰＨＹ部、１０２，２０２，３０２ ＭＡＣ部、１０３，２０３，３０３ 制御部、１０４，２０４，３０４ 通信処理部、１０５，２０５，３０５ 記憶部、１０６，２０６，３０６ ＲＯＭ、１０７，２０７，３０７ ＲＡＭ、１０８，２０８，３０８ 不揮発メモリ、１０９ センサーＩＦ部、１１０ センサー、３０９ 上位装置間ＩＦ部、３１０ 出力部。

Claims (8)

1. 複数の無線通信装置からデータを収集するデータ収集装置とともに無線メッシュネットワークを構成し、前記データ収集装置へ直接または他の無線通信装置を経由して前記データを送信する無線通信装置であって、
   前記他の無線通信装置または前記データ収集装置との間の通信経路の通信品質を測定する通信品質測定部と、
   前記通信品質の測定結果を記憶する記憶部と、
   前記測定結果に基づいて無線通信装置の設置を要求する通知を生成して前記データ収集装置へ送信する通信処理部と、
   を備えることを特徴とする無線通信装置。
2. 前記通信品質測定部は、前記通信品質を定期的に測定し、
   前記通信処理部は、規定された期間において前記通信品質が通信品質閾値以下になった回数が設置要求閾値以上の場合、前記通知を生成する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記通信処理部は、接続する前記他の無線通信装置または前記データ収集装置の情報を前記測定結果とともに前記記憶部に記憶させ、接続する前記無線通信装置または前記データ収集装置の情報を含めて前記通知を生成する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
4. 前記通信処理部は、前記測定結果および通信経路の切替有無の情報を含む統計情報を、前記通知を生成したときの時刻情報とともに前記記憶部の不揮発メモリの領域に記憶させ、前記不揮発メモリの領域に記憶されている前記測定結果および前記時刻情報を、自装置と通信が可能な端末装置へ出力する、
   ことを特徴とする請求項１，２または３に記載の無線通信装置。
5. 前記データを検出するセンサーと接続して前記センサーから前記データを取得するデータ取得部を備え、
   前記通信処理部は、前記データ取得部で取得された前記データを直接または前記他の無線通信装置を経由して前記データ収集装置へ送信する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の無線通信装置。
6. 前記データを検出するセンサーを備え、
   前記通信処理部は、前記センサーで検出された前記データを直接または前記他の無線通信装置を経由して前記データ収集装置へ送信する、
   ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の無線通信装置。
7. 請求項１から６のいずれか１つに記載の無線通信装置からデータを収集するデータ収集装置であって、
   前記無線通信装置から送信された無線通信装置の設置を要求する通知の情報を出力する出力部と、
   前記通知を受信し、受信した前記通知の情報を前記出力部から出力する制御を行うデータ収集装置側通信処理部と、
   を備えることを特徴とするデータ収集装置。
8. 複数の無線通信装置からデータを収集するデータ収集装置とともに無線メッシュネットワークを構成する、前記データ収集装置へ直接または他の無線通信装置を経由して前記データを送信する無線通信装置の無線通信装置設置要求方法であって、
   前記他の無線通信装置または前記データ収集装置との間の通信経路の通信品質を測定する測定ステップと、
   前記通信品質の測定結果を記憶する記憶ステップと、
   規定された期間において前記通信品質が通信品質閾値以下になった回数が設置要求閾値以上の場合、無線通信装置の設置を要求する通知を生成して送信する要求ステップと、
   を含むことを特徴とする無線通信装置設置要求方法。

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