JP6375972B2 - シンクノード、センサネットワークシステム、情報収集方法、及び情報収集プログラム - Google Patents

シンクノード、センサネットワークシステム、情報収集方法、及び情報収集プログラム Download PDF

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Description

本発明は、センサを備えるセンサノードからの計測情報を収集するシンクノード、及び当該シンクノードと当該センサノードとからなるセンサネットワークシステムに関する。
従来においては、温度や湿度等の環境パラメータを計測するセンサモジュールを利用して、その計測した情報をネットワークを介して情報処理装置に送信することで、多くの計測情報を簡便に収集することを可能とする技術が開発されている。この場合、センサモジュールに無線機能が備えられることで、計測された情報を伝送するための無線ネットワークが形成される。このように情報収集の効率化のために有用なセンサモジュールを利用して構築される無線ネットワークに関し、例えば、特許文献１には、センサの計測データを送信するノードと、中継を行うルータと、ルータから受信するベースで構成される無線センサネットワークが開示されている。当該ネットワークでは、計測データへの経路情報の付与がノードにより行われ、また、ルータは定期的に自己の生存情報を送信し、その際に経路情報も付加する。このようにネットワークが形成されることで、情報を受け取るベースに、計測データとともに経路情報が伝えられ、ルータの状況を容易に把握することが可能となる。
特開２０１０−２８３５８７号公報
温度や湿度等の環境パラメータを計測するセンサノードと、その計測情報がノード間の無線通信を介して集められるシンクノードで構成されるセンサネットワークのシステムでは、センサノードで計測された計測情報を順次、シンクノード側へ伝送する必要があり、そのためにセンサノードとシンクノードとの間の情報伝送のための通信時間が各センサノードに対して割り当てられている。従来技術では、想定される計測情報の容量やノード間の通信速度等を考慮して情報伝送のための通信時間が設定される。
ここで、センサノードとシンクノードとの間の無線通信の環境は常に一定ではなく、様々な通信要因により変化し得る。そのため、当初割り当てられていた通信時間内にセンサノードで得られた計測情報をシンクノード側へ伝送し終えることが難しい状況が発生し得、その場合、センサノードの有するメモリ等の記憶容量が許す限りにおいて、計測情報が蓄積される。しかしながら、このようなメモリ等の容量は有限のものであり、ノード間の無線通信環境が良好にならなければ、いずれはメモリの容量が不足してしまう。その場合、新たに計測された情報はメモリに記憶できず、当該計測情報をシンクノードに伝送できなくなるか、又は、新たに計測された情報を優先してメモリに記憶させるために、メモリ内に記憶されている過去の計測情報（ただし、シンクノードには伝送されていない計測情報）を消去する等、何らかの形で一部の計測情報の収集機会を逃してしまい、効率的な計測情報の収集が阻害される。
また、計測情報の収集においてリアルタイム性が求められる場合、可能な限り所定のタイミングで必要とする計測情報がシンクノードへ伝送されることが求められる。しかし、上記のように当初割り当てられていた通信時間内に計測情報をシンクノード側へ伝送し終
えることが難しい状況が発生すると、その要求を満たすことができずやはり効率的な計測情報の収集が阻害される。
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、センサノードとシンクノードで形成されるセンサネットワークシステムにおいて、センサノードでの計測情報を効率的に収集するための技術を提供することを目的とする。
本発明においては、上記課題を解決するために、シンクノードがセンサノードとの無線通信環境に関連するパラメータを取得し、そのパラメータに基づいて当該センサノードとの無線通信のための割当時間を調整する構成を採用した。これにより両ノード間の無線通信環境に応じた情報収集のための通信時間を適切に設定でき、以て効率的な情報収集が可能となる。
詳細には、本発明は、所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードでの該計測情報が集められるシンクノードであって、前記計測情報を計測した前記センサノードである対象センサノードから該計測情報を受信する受信手段と、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てる通信時間割当手段と、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得する取得手段と、を備える。そして、前記通信時間割当手段は、前記取得手段によって取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測情報のために割り当てられた通信時間を調整する。
本発明に係るシンクノードは、一又は複数のセンサノードとの間での無線通信を介して、該センサノードにて計測された計測情報がシンクノード側へと伝送されるように構成されている。すなわち、その情報伝送においては、通信時間割当手段により各センサノードに割り当てられた通信時間において、該センサノードが、そこで計測された計測情報を無線通信を介して送信し、シンクノード側では受信手段によりその計測情報が受信される。なお、上記対象センサノードとは、シンクノードとの間で計測情報の上記伝送を行う一又は複数のセンサノードのうちの任意の一つのセンサノードを示すものであり、該一又は複数のセンサノードに含まれる特定のセンサノードを限定的に示すものではない。
ここで、通信時間割当手段による通信時間の割り当ては、各センサノードによって計測される計測情報の容量や、センサノードとシンクノード間の通信速度等に基づいて、該シンクノードに無線接続されるセンサノードからの計測情報の収集が可能となるように、各センサノードに割り当てられた通信時間が重複しないように設定される。しかし、センサノードとシンクノードとの間の無線通信環境によっては、想定された通信速度等が得られない場合があり得る。そのような場合には、計測情報の一部を、その割り当てられた時間内にセンサノードからシンクノード側へ伝送することができず、無線通信環境次第では、各センサノードのメモリ内に未伝送の計測情報が蓄積されて、効率的な計測情報のシンクノードでの収集が阻害されることになる。
この点を踏まえ、本発明に係るシンクノードは、取得手段によりシンクノードと対象センサノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得し、取得された当該パラメータを利用して、通信時間割当手段が通信時間の調整を行う。当該所定の
無線通信パラメータは、計測情報を対象センサノードからシンクノードに伝送する際に要する時間に影響を及ぼす無線通信環境に関連するものである。したがって、所定の無線通信パラメータをシンクノードが取得することで、対象センサノードからの計測情報の伝送のための通信時間が、当該伝送のための無線通信環境に応じて適切な時間となっているかを把握することが可能となる。通信時間が、無線通信環境を踏まえた、計測情報の伝送に要する時間より短いと、結果的に対象センサノードで、未伝送となる計測情報が増え、一方で、計測情報の計測間隔とその送信時期との関係から、当該通信時間をいたずらに長くすることはできない。
そこで、通信時間割当手段は、センサノードでの計測情報が、取得された所定の無線通信パラメータから想定されるノード間の無線通信環境を踏まえてシンクノード側に伝送し終えるように、今後対象センサノードから伝送される後続計測情報のための通信時間を調整する。たとえば、所定の無線通信パラメータが、計測情報の伝送に要する時間が長くなることを意味するパラメータである場合には、後続計測情報のための通信時間が、それまでに割り当てられていた通信時間よりも長くなるように調整される。これにより、対象センサノードからシンクノードへの計測情報の伝送が効率的に行われることになり、リアルタイム性が求められる計測情報の収集も好適に実現される。なお、上記の通信時間割当手段による通信時間の調整は、対象センサノードごとに行われる処理である。これは、各センサノードとシンクノード間の無線通信環境はそれぞれ異なっているため、それぞれの無線通信環境に応じて通信時間割当手段による通信時間の調整が行われるからである。
また、通信時間割当手段によって調整される通信時間は、その調整の基礎となった無線通信パラメータと関連付けられた計測情報（以下、「基礎計測情報」という）の後に、伝送されることになる後続計測情報のための通信時間である。後続計測情報は、基礎計測情報の直後の計測情報であることが好ましいが、基礎計測情報が伝送されてから、一又は複数の計測情報が伝送されてから後続計測情報が、調整された通信時間で伝送される形態も、本発明の範疇に属するものである。また、後続計測情報には、本来であれば基礎計測情報とともに割り当てられていた通信時間で伝送されるはずだった計測情報であって、無線通信環境の影響で伝送できずにセンサノードのメモリ内に蓄積された計測情報が含まれてもよい。
ここで、上記のシンクノードにおいて、前記取得手段は、前記対象センサノードにより生成された前記所定の無線通信パラメータを、前記受信手段を介して取得してもよい。このような形態では、所定の無線通信パラメータは対象センサノード側で生成され、それが計測情報と同じようにシンクノード側に伝送されてくることになる。したがって、所定の無線通信パラメータは、対象センサノードにおいて把握可能な、シンクノードとの間の無線通信環境に関連するパラメータであり、例えば、対象センサノードが計測情報を伝送する際に要した再送回数等が挙げられる。
また、上述までのシンクノードにおいては、前記取得手段によって取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間の前記計測情報の伝送に要する情報伝送時間が、前記通信時間割当手段による調整前の該対象センサノードに割り当てられた通信時間よりも長くなることを予測する予測手段を、更に備えてもよい。その場合、前記通信時間割当手段は、前記予測手段により前記情報伝送時間の長時間化が予測されたとき、前記対象センサノードにおいて前記後続計測情報のために割り当てられた通信時間を延長する。このように予測手段により通信時間の長時間化が予測された場合に通信時間割当手段により通信時間の延長が行われることで、対象センサノードでの計測情報を、当該計測情報のために割り当てられている通信時間で伝送し終えることが可能となる。そのため、対象センサノードのメモリ内に通信時間内に伝送できなかった計測情報が蓄積されるのを可及的に回避でき、より効率的な計測情報の収集が可能
となる。
ここで、上記予測手段による情報伝送時間の長時間化の予測について言及する。例えば、前記所定の無線通信パラメータは、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間で、該対象センサノードに割り当てられている通信時間において前記計測情報が伝送されたときの再送回数である場合、前記予測手段は、前記再送回数又は該再送回数と関連付けられた再送パラメータの何れかと、所定の閾値とを比較することで、前記情報伝送時間の長時間化を予測するようにしてもよい。対象センサノードとシンクノードとの間の無線通信環境が低下（悪化）していくと、対象センサノードから送信された計測情報がシンクノードへと届きにくくなり、その結果、対象センサノードからの当該計測情報の再送回数が増加することになる。そして、再送回数の増加は、情報伝送時間が長くなる傾向を示唆するものと考えることができる。そこで、所定の無線通信パラメータとしてこの再送回数に着目し、再送回数又はそれと関連する再送パラメータが、長時間化の判断のための閾値である所定の閾値に対してどのような値を採るかによって、情報伝送時間の長時間化を合理的に予測することができる。
上述までの態様では、所定の無線通信パラメータは対象センサノード側で生成されたが、それに代えて、前記取得手段は、前記対象センサノードからの前記計測情報の伝送における前記所定の無線通信パラメータを前記シンクノード側で生成してもよい。このような態様では、所定の無線通信パラメータは、シンクノードにおいて把握可能な、対象センサノードとの間の無線通信環境に関連するパラメータである。その一例として、所定の無線通信パラメータは、前記シンクノードにて計測される、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間での無線通信における受信信号強度（ＲＳＳＩ）であってもよい。その場合、前記通信時間割当手段は、前記対象センサノードに割り当てられている通信時間での前記受信信号強度が所定強度を下回ったとき、該対象センサノードにおいて前記後続計測情報のために割り当てられた通信時間を延長する。
ここで、上述までのシンクノードにおいて、前記通信時間割当手段は、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間の情報伝送が不可能な場合、該対象センサノードにおいて前記後続計測情報のために割り当てられた通信時間の調整を行わないようにしてもよい。原則として、通信時間割当手段は、所定の無線通信パラメータの値が、対象センサノードとシンクノード間の計測情報の伝送時間の長時間化を表している場合には、その長時間化の程度に応じて通信時間が延長されてもよい。しかし、対象センサノードとシンクノード間の情報伝送が不可能な状態にある場合には、仮に通信時間を延長したとしても計測情報を伝送することは困難である。そこで、このような場合には通信時間の延長は行わないことで、いたずらに長い通信時間が割り当てられてしまうことを回避することができる。
また、本願発明を、所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードと、該一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードによって計測された計測情報が集められるシンクノードと、を有するセンサネットワークシステムの側面からも捉えることができる。その場合、前記シンクノードは、前記計測情報を計測した対象センサノードから該計測情報を受信する受信手段と、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てる通信時間割当手段と、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得する取得手段と、を備える。そして、前記通信時間割当手段は、前記取得手段によって取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測
情報のために割り当てられた通信時間を調整する。
ここで、上記のセンサネットワークシステムにおいて、前記対象センサノードは、前記所定の無線通信パラメータを前記対象センサノード側で生成し、前記シンクノードに送信する送信手段を備え、前記取得手段は、前記送信手段によって送信された前記所定の無線通信パラメータを、前記受信手段を介して取得してもよい。また、別法として、前記取得手段は、前記対象センサノードからの前記計測情報の伝送における前記所定の無線通信パラメータを前記シンクノード側で生成するようにしてもよい。なお、当該センサネットワークシステムの発明には、上記シンクノードの発明に関し開示した技術思想を、技術的な齟齬が生じない限りで適用することが可能である。
また、本願発明を、所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードによって計測された計測情報が集められるシンクノードによる情報収集方法の側面から捉えることもできる。その場合、当該情報収集方法は、前記計測情報を計測した前記センサノードである対象センサノードから該計測情報を受信するステップと、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てるステップと、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得するステップと、取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測情報のために割り当てられた通信時間を調整するステップと、を含む。なお、当該情報収集方法の発明には、上記シンクノードの発明に関し開示した技術思想を、技術的な齟齬が生じない限りで適用することが可能である。
また、本願発明を、所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードによって計測された計測情報が集められるシンクノードに、下記ステップからなる処理を実行させる情報収集プログラムの側面から捉えることもできる。その場合、当該情報収集プログラムは、前記シンクノードに、前記計測情報を計測した前記センサノードである対象センサノードから該計測情報を受信するステップと、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てるステップと、前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得するステップと、取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測情報のために割り当てられた通信時間を調整するステップと、を実行させる。なお、当該情報収集プログラムの発明には、上記シンクノードの発明に関し開示した技術思想を、技術的な齟齬が生じない限りで適用することが可能である。
センサノードとシンクノードで形成されるセンサネットワークシステムにおいて、センサノードでの計測情報を効率的に収集することが可能となる。
本発明に係るセンサネットワークシステムの概略構成を示す図である。 図１に示すセンサネットワークシステムに含まれるセンサノードの機能ブロック図である。 図１に示すセンサネットワークシステムに含まれるシンクノードの機能ブロック図である。 センサノードにおいて実行される、計測情報を送信するための計測情報送信処理のフローチャートである。 図４に示す計測情報送信処理によって送信される送信情報又は無線通信パラメータ情報のデータ構造を概略的に示す図である。 シンクノードにおいて実行される、計測情報を受信するための計測情報受信処理のフローチャートである。 図１に示すセンサネットワークシステムにおけるノード間での無線通信を介して送信されるパケット数と、その再送回数との相関の一例を示す図である。 図１に示すセンサネットワークシステムにおけるノード間の通信状況、及びノード間での無線通信を介して送信されるパケットの再送状況を概略的に示す図である。 シンクノードにおいて実行される、計測情報を受信するための第２の計測情報受信処理のフローチャートである。 シンクノードにおいて実行される、計測情報を受信するための第３の計測情報受信処理のフローチャートである。
図面を参照して本発明に係るセンサネットワークシステム（以下、単に「システム」と称する場合もある）１０、および当該システムに含まれるシンクノード１、センサノード２、３について説明する。なお、以下の実施形態の構成は例示であり、本発明はこの実施の形態の構成に限定されるものではない。
図１は、システム１０の概略構成を示す図である。システム１０では、様々な外部環境パラメータ（温度、湿度、加速度等）を計測するためのセンサが搭載されたセンサノード２、３のそれぞれとシンクノード１との間に無線通信を介した伝送経路が形成されている。センサノード２のセンサは２ａで参照され、センサノード３のセンサは３ａで参照される。なお、図１に示すシステム１０では、本願発明の説明を簡便にするためにシンクノード１には２つのセンサノード２、３しか無線接続されていないが、シンクノード１には３つ以上のセンサノードが無線接続されてもよい。また、システム１０において複数のシンクノードが含まれてもよく、その場合、それぞれのシンクノードに対して一又は複数のセンサノードが無線接続される。
センサノード２、３に搭載されるセンサとしては、例えば、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、フローセンサ、圧力センサ、地温センサ、パーティクルセンサ等の物理系センサや、ＣＯ２センサ、ｐＨセンサ、ＥＣセンサ、土壌水分センサ等の化学系センサがある。本実施の形態では、説明を簡便にするために、各センサノード２、３には、それぞれが配置された位置における外部温度を計測するための温度センサのみが搭載されているものとする。
このように構成されるシステムにおいて、センサノード２、３で計測された温度情報は、各センサノードとシンクノード１との間の無線通信を介してシンクノード１に集められる。このとき、各センサノードからの温度情報の伝送のための、各センサノードとシンクノード１との間の無線通信は、それぞれが重複しないようにシンクノード１側でその通信時間が割り当てられるとともに、各センサノード、シンクノード１間における時刻は同期化されている。したがって、各センサノードは、シンクノード１から自己に割り当てられている通信時間を利用して、当該センサノードが計測した温度情報をシンクノード１側へ
伝送することで、システム１０としては各センサノードが配置されている箇所の温度情報を継続的に収集することが可能となる。なお、各センサノードへ割り当てられる通信時間は、一つの通信時間で伝送すべき温度情報の容量と想定される無線通信速度、各センサノードでの通信時間の重複回避、マージン等を考慮して、当初は所定の基準通信時間に設定されている。
また、図１に示すセンサノード２、３については、計測対象を計測するセンサ機能、計測した温度情報を記録したり処理したりする機能、センサノード外部への無線通信機能、電源機能、無線通信を介した温度情報の伝送制御に関する機能等が実装された小型のデバイス（コンピュータ）として構成され、シンクノード１については、センサノードとの無線通信機能、電源機能、無線通信を介した温度情報の伝送制御に関する機能等が実装された小型のデバイス（コンピュータ）として構成される。なお、センサノード２、３の電源機能は、各機能を駆動するための電力を供給する内部バッテリ（電池）により実現される。
ここで、システム１０においては、センサノード２、３でのセンサによる計測が行われると、その温度情報がシンクノード１に届けられることになる。しかし、無線通信を介して温度情報の伝送を行う場合、伝送経路外の他の無線装置から電波干渉を受けたり、ノード間に障害物が存在したりする等の無線通信環境に関する理由により、好適な情報伝送を実現できなくなる可能性がある。上記の通り、各センサノードからの情報伝送のための通信時間は、シンクノード１によって割り当てられており、ノード間の無線通信環境が悪化し情報伝送に要する時間が長時間化してしまうと、割り当てられた時間内での情報伝送が困難となり、効率的な温度情報の収集が阻害される。センサノード２、３には、後述するように計測した温度情報を記憶する記憶部が設けられてはいるものの、その記憶容量は有限であるため、割り当てられていた通信時間内に伝送できなかった温度情報を一時的に記憶したとしても、未伝送の温度情報を全て記憶しておくのには限界がある。
そこで、本発明に係るシステム１０においては、各センサノードとシンクノード１との間の無線通信を介した温度情報の伝送に関し、各センサノードに対して割り当てられた通信時間を、当該センサノードとシンクノード１との間の無線通信環境に応じて調整する処理が行われる。これにより、無線通信環境が悪化している場合でも、割り当てられた通信時間内に、伝送すべき温度情報を通信し終える可能性が高くなり、以てシステム１０全体の温度情報の収集効率を高く維持することができるようになる。
以上を踏まえ、システム１０におけるセンサノード２、３およびシンクノード１による具体的な処理について説明する。センサノード２、３及びシンクノード１は、内部に演算装置、メモリ等を有し、当該演算装置により所定の制御プログラムが実行されることで、様々な機能が発揮される。先ず、図２に、システム１０に属するセンサノード２が発揮する様々な機能の一部をイメージ化した機能ブロックを示す。なお、図２にはセンサノード２についての機能ブロックを図示しているが、センサノード３についてもセンサノード２と同様の機能を有しているため、その説明は割愛することとする。
センサノード２は、機能部として、制御部２０、通信部２１、計測部２３、計測情報記録部２４を有するとともに、本実施例の場合は、センサ２ａとして温度センサが搭載されている。以下に、センサノード２が有する各機能部について説明する。制御部２０は、センサノード２における様々な制御を司る機能部であるが、特に、送信情報生成部２０１、無線通信パラメータ情報生成部２０２、送信確認部２０３を有している。この送信情報生成部２０１は、センサ２ａによって計測された温度情報を含む送信情報を生成する機能部である。この送信情報が、通信部２１によって無線通信を介してシンクノード１に送信される情報そのものである。
また、無線通信パラメータ情報生成部２０２は、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境に関連する無線通信パラメータを含む無線通信パラメータ情報を生成する機能部である。この無線通信パラメータは、センサノード２からシンクノード１へ送信情報を伝送する時間に影響を及ぼす無線通信環境に関連するパラメータであり、換言すれば、シンクノード１が無線通信パラメータを取得することで、センサノード２からの送信情報の伝送に、どの程度の通信時間を割り当てるべきかを判断することを可能とするものである。次に、送信確認部２０３は、センサノード２からの送信情報がシンクノード１によって受信され、その送信が完了したか否かを確認する機能部である。具体的には、送信情報を構成する全パケットを受け取ったシンクノード１から発せられるアクナリッジ信号を受信することで、送信情報の送信が完了したことを確認する。
次に、通信部２１は、センサノード２の外部との通信、すなわち情報の送受信を行う機能部である。具体的には、通信部２１は、制御部２０と相互作用するように形成される。その結果、通信部２１は、送信情報生成部２０１が生成した送信情報の伝送や、無線通信パラメータ情報生成部２０２が生成した無線通信パラメータ情報の伝送や、上記アクナリッジ信号の受信等を司る。計測部２３は、温度センサ２ａを介してセンサノード２が配置されている環境での温度を計測する機能部である。そして、この計測部２３による温度計測は、制御部２０の指示の下、実行されるとともに、計測された温度情報は、計測情報記録部２４によって随時メモリ内に格納されていく。この計測情報記録部２４は制御部２０と相互作用するように形成され、制御部２０からの指示に従い、記録された計測情報が制御部２０に引き渡されて、送信情報生成部２０１による送信情報の生成が行われることになる。
次に、図３に基づいて、シンクノード１に形成される機能部について説明する。シンクノード１は、通信部１１、無線通信パラメータ取得部１２、通信時間割当部１３、計測情報記録部１４を有している。通信部１１は、各センサノードからの送信情報や無線通信パラメータ情報の受信、上記アクナリッジ信号の発信等の通信に関する制御を行う機能部である。無線通信パラメータ取得部１２は、通信部１１によって受信された無線通信パラメータ情報に含まれる無線通信パラメータを抽出し取得する機能部である。そして、この取得された無線通信パラメータは通信時間割当部１３に引き渡され、当該通信時間割当部１３は、その無線通信パラメータを送信してきたセンサノードに割り当てられている、送信情報の伝送のための通信時間を、当該無線通信パラメータに基づいて調整する機能部である。また、各センサノードから送信されてきた送信情報に含まれる温度情報は、計測情報記録部１４に引き渡され、当該計測情報記録部１４は、その温度情報をメモリ内に記録していく。
このように構成されるセンサノード２とシンクノード１との間の温度情報の収集に関する送信情報の伝送について、説明する。当該送信情報の伝送は、図４に示す、センサノード２側で実行される計測情報送信処理と、図６に示す、シンクノード１側で実行される計測情報受信処理によって実現される。
また、図５には、センサノード２からシンクノード１へ伝送される送信情報及び無線通信パラメータ情報のデータ構造が概略的に示されている。なお、本実施例では、無線通信パラメータとして、センサノード２が送信情報を構成するパケットを送信した際の、パケット毎の再送回数（以下、単に「再送回数」ともいう）を利用する。これは、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境が悪化した場合は、再送回数が増加する等、無線通信環境と再送回数との間には相関が見出せることを考慮したものである。
そこで、計測情報送信処理及び計測情報受信処理の説明に先んじて、図５に基づいてセ
ンサノード２で生成される送信情報及び無線通信パラメータ情報のデータ構造について説明する。図５は、送信情報全体のデータ構造を概略的に示しており、当該送信情報は、概略的に八つのデータ領域に区分される。本実施例では、八つのデータ領域のうち、特に重要な五つのデータ領域ａ１〜ａ５について説明する。領域ａ１(Start Symbol)は、送信情報又は無線通信パラメータ情報の始まりを示す特定のバイト列である。したがって、送信情報の場合に領域ａ１に格納されるバイト列と無線通信パラメータ情報の場合に領域ａ１に格納されるバイト列とは異なる。領域ａ２(Destination Address)は、送信情報又は無
線通信パラメータ情報が最終的に伝送される宛先（本実施例の場合は、シンクノード１）のアドレスを表す。領域ａ３(Source Address)は、送信情報又は無線通信パラメータ情報の送信元（本実施例の場合は、センサノード２）のアドレスを表す。領域ａ４(Data)は、送信元であるセンサノード２に搭載された温度センサ２２が検出した温度情報（本発明に係る計測情報に相当）又は無線通信パラメータ（本発明に係る所定の無線通信パラメータに相当し、本実施例では、パケット毎の再送回数である）を表す。領域ａ５(Terminator Symbol for Data)は、送信情報又は無線通信パラメータ情報の終わりを示す特定のバイト列である。
＜温度情報の伝送処理＞
ここで、図４に戻り、温度情報の伝送処理のために、センサノード２で実行される計測情報送信処理について説明する。この計測情報送信処理は、センサノード２において温度情報を計測するとともに、その計測した温度情報をシンクノード１に送信する処理であり、当該処理が繰り返し実行されることで、センサノード２による温度情報の継続的な収集が支援されることになる。詳細には、先ず、Ｓ１０１では、計測部２３によりセンサ２ａを通して温度情報の計測が行われる。なお、この計測された温度情報の総データ容量は、センサノード２用として割り当てられた通信時間内にセンサノード２から送信し終えることを想定として、当該通信時間内に送信可能な程度のデータ容量となるように設定されている。Ｓ１０１の処理が終了すると、Ｓ１０２へ進む。
Ｓ１０２では、Ｓ１０１で計測された温度情報がセンサノード２のメモリ内に蓄積する。なお、この蓄積は、センサノード２からシンクノード１への情報伝送のための一時的なものであり、原則として、その情報伝送が完了すると当該メモリから削除され（後述のＳ１０６の処理を参照）、メモリの容量確保が図られる。Ｓ１０２の処理が終了すると、Ｓ１０３へ進む。
Ｓ１０３では、シンクノード１の通信時間割当部１３によって割り当てられた、センサノード２が送信情報をシンクノード１に送信可能な通信時間が到達しているか否かが判定される。上記の通り、システム１０に属する各センサノードとシンクノード１との間では、各ノードで使用される制御用時刻が同期化されているため、その制御時刻に従って通信時間の到達の判断が可能である。なお、センサノード２は、シンクノード１の通信時間割当部１３がセンサノード２に割り当てた通信時間に関する情報は、シンクノード１の通信部１１からセンサノード１２の通信部２１への通信により伝送され、センサノード２の制御部２０が保持する。Ｓ１０３の処理で肯定判定されるとＳ１０４へ進み、否定判定されると再びＳ１０３の処理が行われる。
Ｓ１０４では、センサノード２において、送信情報生成部２０１によって送信情報が生成されるとともにその送信が行われる。更に、送信情報の送信時に生じる、当該送信情報のパケット毎の再送回数に基づいて、無線通信パラメータ情報生成部２０２によって無線通信パラメータ情報が生成されるとともにその送信が行われる。具体的には、センサノード２からシンクノード１に送信情報のパケットが送信された際に、送信に失敗したパケットの再送が行われる。このパケット毎の再送回数が、無線通信パラメータとして無線通信パラメータ情報に含まれ、シンクノード１へと送信されることになる。Ｓ１０４の処理が
終了すると、Ｓ１０５へ進む。
Ｓ１０５では、通信時間内に送信情報の送信が完了したか否かが判定される。具体的には、シンクノード１からセンサノード２に対して発信される、当該送信情報に関するアクナリッジ信号を上記通信時間内にセンサノード２が受信していればＳ１０５の判定は肯定判定となり、そうでなければＳ１０５の判定は否定判定となる。なお、Ｓ１０５で否定判定されると、本来通信時間内に送信すべき送信情報を伝送できなかったことを意味し、そのため未伝送状態にある送信情報に含まれていた温度情報は、センサノード２のメモリ内に保持されることになる。この蓄積された未伝送の温度情報は、次期の通信時期において、再び送信情報に含まれてシンクノード１へ送信されることになる。一方で、Ｓ１０５で肯定判定されると、本来通信時間内に送信すべき送信情報を伝送できたことになるので、Ｓ１０６において、その伝送が完了した温度情報がセンサノード２のメモリ内から削除される。これによりメモリの限られた容量を効率的に利用可能となる。
次に、図６に基づいて、温度情報の伝送処理のために、シンクノード１で実行される計測情報受信処理について説明する。この計測情報受信処理は、上記の計測情報送信処理と協働的に実行される処理であり、シンクノード１において、センサノード２からの送信情報及び無線通信パラメータ情報を受信する処理であり、当該処理が繰り返し実行されることで、シンクノード１による温度情報の継続的な収集が支援されることになる。なお、図６に示す計測情報受信処理は、センサノード２からの送信情報に対してシンクノード１で行われる処理であり、センサノード３に関しては、当該計測情報受信処理とは独立して別の計測情報受信処理が行われることになる。
詳細には、先ず、Ｓ２０１では、センサノード２に割り当てられた通信時間の到達をもって、センサノード２から送信されてくる送信情報の受信を開始する。そして、その後、Ｓ２０２において、センサノード２から送信されてくる無線通信パラメータ情報を受信し、そこに含まれる無線通信パラメータとしての「再送回数」を取得する。その後、Ｓ２０３で、センサノード２に割り当てられた通信時間が終了したか否かが判定される。Ｓ２０３で肯定判定されるとＳ２０４へ進み、否定判定されると再びＳ２０３の処理が行われる。
Ｓ２０４では、Ｓ２０２で取得された無線通信パラメータとしての再送回数に基づいて、センサノード２からシンクノード１への送信情報の伝送に要する情報伝送時間の長時間化が予測されるか否か、換言すれば、当該情報伝送時間が、現時点で割り当てられている通信時間を超えることが予測されるか否かが判定される。上記の通り、再送回数は、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境を反映するパラメータであり、無線通信環境が悪化するほど再送回数が増え、情報伝送時間が長時間化する傾向が見出せる。
ここで、図７に基づいて、情報伝送時間の長時間化に関する上記予測について説明する。図７は、センサノード２に割り当てられている１回の通信時間において、所定の数のパケット（図７に示す例ではパケット数は１０）で形成される送信情報が上記Ｓ１０４の処理で送信されたときの、パケットと各パケットの再送回数の積算数との相関を示す。図７の上段（ａ）に示す形態では、１０個のパケットで形成される送信情報を送信したときの、最小二乗法で算出されるパケット数に対する積算再送回数の傾き（ｄｘ／ｄｙ）は０．４２４２であり、積算再送回数の計算値は４．２４２回である。一方で、図７の下段（ｂ）に示す形態では、最小二乗法で算出されるパケット数に対する積算再送回数の傾き（ｄｘ／ｄｙ）は２．０７２７であり、積算再送回数の計算値は２０．７２７回である。
ここで、情報伝送時間の長時間化に関する上記予測については、センサノード２からシンクノード１への送信情報の伝送に対して求められる安定度に従って、様々な予測手法が
採用でき、以下に３つの予測手法を例示する。
（予測手法１）
図７に示すようにパケットと各パケットの再送回数の積算数との相関に基づいて算出されたパケット数に対する積算再送回数の傾き（ｄｘ／ｄｙ）が、所定の閾値を超えたときに、情報伝送時間が長時間化すると判定してもよい。この場合、傾きが大きいほど、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境の悪化スピードが大きくなっており、可及的に通信時間内に送信情報を送信し終えることができるように通信時間を延長するのが好ましいとの考えに基づいて、上記予測判定を行うものである。この予測手法に従った場合、例えば、図７（ａ）に示す形態では情報伝送時間の長時間化は予測されず、一方で図７（ｂ）に示す形態では情報伝送時間の長時間化が予測されることになる。
（予測手法２）
図７に示すようにパケットと各パケットの再送回数の積算数との相関に基づいて算出された積算再送回数が、基準となる再送回数を超えたときに、情報伝送時間が長時間化すると判定してもよい。この場合、積算再送回数が大きいほど、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境がより悪化した状態となっており、可及的に通信時間内に送信情報を送信し終えることができるように通信時間を延長するのが好ましいとの考えに基づいて、上記予測判定を行うものである。この予測手法に従った場合、例えば、図７（ａ）に示す形態では情報伝送時間の長時間化は予測されず、一方で図７（ｂ）に示す形態では情報伝送時間の長時間化が予測されることになる。
（予測手法３）
図７に示すようにパケットと各パケットの再送回数の積算数との相関に基づいて算出された積算再送回数が、基準となる警告再送回数を超えたときに、情報伝送時間が長時間化すると判定してもよい。当該基準となる警告再送回数は、予測手法２における上記基準となる再送回数よりも小さい値であり、この場合、積算再送回数が基準となる警告再送回数を超える場合には、現時点で割り当てられている通信時間内に送信情報を送信し終えることができない可能性が否定できないため、確実な情報伝送の実現のために通信時間内に送信情報を送信し終えることができるように通信時間を延長するのが好ましいとの考えに基づいて、上記予測判定を行うものである。この予測手法に従った場合、例えば、図７（ａ）に示す形態及び図７（ｂ）に示す形態で、情報伝送時間の長時間化が予測されることになる。
なお、上述の予測手法は例示であり、上記以外の予測手法を採用しても構わない。また、各予測手法において示した予測の判定結果についても、あくまでも例示であり、その結果に本願発明の権利範囲は制限されるものではない。
ここで、図６に戻る。Ｓ２０４で肯定判定されると、すなわち情報伝送時間の長時間化が予測されるとＳ２０５へ進み、否定判定されるとＳ２０６へ進む。Ｓ２０５では、情報伝送時間が長時間化するとの予測の根拠となった再送回数に関連する、Ｓ２０１で受信した送信情報の次に受信することになる送信情報のために、センサノード２に割り当てられている通信時間が延長される。これにより、センサノード２とシンクノード１との間の悪化状態にある無線通信環境に応じた通信時間が割り当てられることになり、センサノード２からの送信情報を、より確実に通信時間内にシンクノード１に伝送することが可能となり、以てセンサノード２での未伝送の送信情報の発生を抑制することができる。
なお、Ｓ２０５の延長処理は、通信時間割当部１３によって行われるものであり、延長された通信時間の情報は、シンクノード１からセンサノード２へと伝えられる。また、Ｓ２０５における通信時間の延長の程度は、センサノード２とシンクノード１との間の悪化状態に応じて調整される。例えば、Ｓ２０４の予測が上記の予測手法１で行われる場合、
パケット数に対する積算再送回数の傾き（ｄｘ／ｄｙ）が所定の閾値を超えた場合において、その傾きが大きくなるほど通信時間をより長く延長することができる。
また、Ｓ２０６では、情報伝送時間の長時間化が予測されないことをもって、センサノード２に割り当てられている通信時間はそのまま維持される。これにより通信時間がいたずらに長時間化されるのを回避できる。
ここで、図８の上段（ａ）に、上述までの計測情報送信処理と計測情報受信処理が行われたときの、センサノード２、３とシンクノード１との間の通信状況を示すとともに、図８の下段（ｂ）に、各センサノードとシンクノード１との間で無線通信を介して送信されるパケットの再送状況を概略的に示す。図８（ａ）においては、各センサノードでの温度情報の計測は、斜線が付された矢印で示され、各センサノードからシンクノード１への送信情報の伝送は白抜きの矢印で示されている。したがって、例えば、時間Ｍ１では各センサノードにおいて温度情報の計測が行われ、その後の時間Ｔ１でセンサノード２からその温度情報を含む送信情報がシンクノード１に送信され、更にその後の時間Ｔ２でセンサノード３からその温度情報を含む送信情報がシンクノード１に送信される。
また、図８（ｂ）においては、各ノードセンサから送信情報が送信される際の、当該送信情報を構成するパケットの再送回数の変化を示している。なお、図８（ｂ）に示す黒丸はセンサノード２に関する再送回数の変化を示し、白丸はセンサノード３に関する再送回数の変化を示すものであるが、各丸の数は送信情報を構成するパケットの数に対応するものではなく、再送回数の変化を模式的に示すためだけのものである。したがって、例えば、時間Ｔ１におけるセンサノード２からの送信情報の送信においては、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境の悪化を反映して再送回数が次第に増えており、一方で、時間Ｔ１におけるセンサノード３からの送信情報の送信においては、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境の安定性を反映して再送回数は相応に低い値で推移している。
そして、上記計測情報送信処理及び計測情報受信処理が実行されることで、時間Ｔ１における再送回数の推移に基づいてセンサノード２からの情報伝送時間が長時間化すると予測され、以て、時間Ｔ１の次にセンサノード２に割り当てられている通信時間に対応する時間Ｔ３が延長されることになる。これにより、センサノード２とシンクノード１との間の無線通信環境の悪化を反映して再送回数が比較的多くなったとしても、その延長された通信時間内に送信情報をシンクノード１へ送信し終えることが可能となる。一方で、センサノード３については、時間Ｔ２では再送回数は相応に低い値であるため、時間Ｔ２の次にセンサノード３に割り当てられる通信時間に対応する時間Ｔ４は、時間Ｔ２と同じ長さに維持されることになる。
＜変形例１＞
上記の計測情報受信処理では、センサノード２から届けられた無線通信パラメータとしての再送回数を利用して、センサノード２に割り当てられた通信時間が延長される。しかし、センサノード２とシンクノード１との間において情報伝送が不可能な場合には、実際にはセンサノード２から数多くのパケット再送が繰り返されることになるが、当該通信時間の延長処理は行われないようにしてもよい。情報伝送が不可能な場合に通信時間の延長処理をしてしまうと、送信情報がシンクノード１に全く伝送できない状態が続いているにもかかわらず通信時間がいたずらに延びてしまうことになるため、かえってシステム１０としての温度情報の収集効率が低下してしまうおそれがある。そこで、情報伝送が不可能な場合には、その不可能状態が解消するまで、センサノード２での温度情報の収集を停止するか、もしくはセンサノード２のメモリの記憶容量が許す限りで温度情報の収集を行い、その後、不可能状態の解消を待って、上記の計測情報送信処理及び計測情報受信処理を
実行すればよい。
本発明による温度情報の伝送処理の第２の実施例について、図９に基づいて説明する。図９は、本実施例に係る計測情報受信処理のフローチャートを示しており、その中に含まれる処理のうち図６に示す計測情報受信処理に含まれるものと同じ処理については同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。ここで、本実施例では、無線通信パラメータをシンクノード１側で生成する。したがって、本実施例に係る計測情報送信処理では、センサノード２側では、温度情報を含む送信情報が生成され当該送信情報がシンクノード１へ送信され、一方で、無線通信パラメータである上記再送回数等を含む無線通信パラメータ情報は生成されない。
具体的には、図９に示すように、Ｓ２０１の処理が終了するとＳ３０１の処理が行われる。Ｓ３０１では、Ｓ２０１での送信情報の受信時の、該送信情報のＲＳＳＩ（受信信号強度）が取得される。シンクノード１でのＲＳＳＩは、センサノード２からシンクノード１への情報の届きやすさが反映されているとも考えられるため、無線通信パラメータとして採用することができる。したがって、Ｓ３０１で取得されたＲＳＳＩは、その後のＳ２０４における情報伝送時間の長時間化の予測判定において利用される。具体的には、取得されたＲＳＳＩの低下速度が所定の閾値より大きい場合には、センサノード２からシンクノード１への無線通信環境が悪化している状況にあり、情報伝送時間の長時間化が生じ得るとの合理的な予測が可能である。
このようにシンクノード２側で生成された無線通信パラメータであるＲＳＳＩを利用して、伝送時間の長時間化が予測される場合には、Ｓ２０５の処理によりセンサノード２に割り当てられる次回の通信時間が延長される。これにより、次回の送信情報の送信時には、無線通信環境を考慮した通信時間が割り当てられることになるため、効率的な温度情報の収集が実現される。
本発明による温度情報の伝送処理の第３の実施例について、図１０に基づいて説明する。図１０は、本実施例に係る計測情報受信処理のフローチャートを示しており、その中に含まれる処理のうち図６に示す計測情報受信処理に含まれるものと同じ処理については同一の参照番号を付して、その詳細な説明は省略する。ここで、本実施例では、上記Ｓ２０５の処理により延長された通信時間の短縮に言及する。
詳細には、図１０に示すように、Ｓ２０４で否定判定されるとＳ４０１の処理が行われる。Ｓ４０１では、Ｓ２０２で取得された無線通信パラメータとしての再送回数に基づいて、センサノード２からシンクノード１への送信情報の伝送に要する情報伝送時間の短縮が可能か否かが判定される。具体的には、上述した長時間化に関する予測手法１〜３を参考に、パケット数に対する積算再送回数の傾き（ｄｘ／ｄｙ）が所定の閾値を下回ったとき、積算再送回数が基準となる再送回数を下回ったとき、積算再送回数が基準となる警告再送回数を下回ったとき等に、情報伝送時間の短縮が可能であると判断できる。更に、別法として、無線通信パラメータとしての再送回数を利用せずに、Ｓ２０１〜Ｓ２０３で行われた送信情報の受信のために実際に要した実通信時間が、延長されて設定された通信時間よりも短い時間であった場合にも、情報伝送時間の短縮が可能であると判断できる。Ｓ４０１で肯定判定されるとＳ４０２へ進み、否定判定されると本制御を終了する。
Ｓ４０２では、Ｓ２０１で受信した送信情報の次に受信することになる送信情報のために、センサノード２に割り当てられている通信時間が短縮される。これにより、不必要に通信時間が延長されることが回避され、効率的な温度情報の収集が実現される。なお、Ｓ
４０２の短縮処理は、通信時間割当部１３によって行われるものであり、短縮された通信時間の情報は、シンクノード１からセンサノード２へと伝えられる。また、Ｓ４０２における通信時間の短縮の程度は、例えば、パケット数に対する積算再送回数の傾き（ｄｘ／ｄｙ）が所定の閾値を下回った場合において、その傾きが小さくなるほど通信時間をより短く短縮することができる。
＜その他の実施例＞
上述までの温度情報の伝送処理では、センサノード２からシンクノード１への送信情報の送信が行われ、当該送信情報に関する無線通信パラメータを取得して、当該送信情報の次に送信される送信情報のために割り当てられる通信時間が調整される。すなわち、本発明に係る後続計測情報は、取得された無線通信パラメータに関連する送信情報の直後の送信情報に含まれる温度情報となる。このような態様に代えて、本発明に係る後続計測情報は、取得された無線通信パラメータに関連する送信情報とは一定の期間が開いた時期に送信される送信情報に含まれる温度情報であってもよい。例えば、前日の特定時刻に計測された温度情報を含む送信情報の送信時における無線通信パラメータをシンクノード１が取得して、それを翌日の、温度情報を含む送信情報の伝送ための通信時間の調整に利用してもよい。このような利用態様は、１日の中で特定時刻に無線通信環境が特定の悪化傾向を示すような場合に有用である。
１・・・・シンクノード
２、３・・・・センサノード
１０・・・・センサネットワークシステム（システム）

Claims (13)

  1. 所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードでの該計測情報が集められるシンクノードであって、
    前記計測情報を計測した前記センサノードである対象センサノードから該計測情報を受信する受信手段と、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てる通信時間割当手段と、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得する取得手段と、
    を備え、
    前記通信時間割当手段は、前記取得手段によって取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測情報のために割り当てられた通信時間を調整する、
    シンクノード。
  2. 前記取得手段は、前記対象センサノードにより生成された前記所定の無線通信パラメータを、前記受信手段を介して取得する、
    請求項１に記載のシンクノード。
  3. 前記所定の無線通信パラメータは、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間で、該対象センサノードに割り当てられている通信時間において前記計測情報が伝送されたときの再送回数である、
    請求項２に記載のシンクノード。
  4. 前記取得手段によって取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間の前記計測情報の伝送に要する情報伝送時間が、前記通信時間割当手段による調整前の該対象センサノードに割り当てられた通信時間よりも長くなることを予測する予測手段を、更に備え、
    前記予測手段は、前記再送回数又は該再送回数と関連付けられた再送パラメータの何れかと、所定の閾値とを比較することで、前記情報伝送時間の長時間化を予測し、
    前記通信時間割当手段は、前記予測手段により前記情報伝送時間の長時間化が予測されたとき、前記対象センサノードにおいて前記後続計測情報のために割り当てられた通信時間を延長する、
    請求項３に記載のシンクノード。
  5. 前記取得手段は、前記対象センサノードからの前記計測情報の伝送における前記所定の無線通信パラメータを前記シンクノード側で生成する、
    請求項１に記載のシンクノード。
  6. 所定の無線通信パラメータは、前記シンクノードにて計測される、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間での無線通信における受信信号強度である、
    請求項５に記載のシンクノード。
  7. 前記通信時間割当手段は、前記対象センサノードに割り当てられている通信時間での前記受信信号強度が所定強度を下回ったとき、該対象センサノードにおいて前記後続計測情
    報のために割り当てられた通信時間を延長する、
    請求項６に記載のシンクノード。
  8. 前記通信時間割当手段は、前記対象センサノードと前記シンクノードとの間の情報伝送が不可能な場合、該対象センサノードにおいて前記後続計測情報のために割り当てられた通信時間の調整を行わない、
    請求項１から請求項７の何れか１項に記載のシンクノード。
  9. 所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードと、該一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードによって計測された計測情報が集められるシンクノードと、を有するセンサネットワークシステムであって、
    前記シンクノードは、
    前記計測情報を計測した対象センサノードから該計測情報を受信する受信手段と、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てる通信時間割当手段と、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得する取得手段と、
    を備え、
    前記通信時間割当手段は、前記取得手段によって取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測情報のために割り当てられた通信時間を調整する、
    センサネットワークシステム。
  10. 前記対象センサノードは、前記所定の無線通信パラメータを前記対象センサノード側で生成し、前記シンクノードに送信する送信手段を備え、
    前記取得手段は、前記送信手段によって送信された前記所定の無線通信パラメータを、前記受信手段を介して取得する、
    請求項９に記載のセンサネットワークシステム。
  11. 前記取得手段は、前記対象センサノードからの前記計測情報の伝送における前記所定の無線通信パラメータを前記シンクノード側で生成する、
    請求項９に記載のセンサネットワークシステム。
  12. 所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードによって計測された計測情報が集められるシンクノードによる情報収集方法であって、
    前記計測情報を計測した前記センサノードである対象センサノードから該計測情報を受信するステップと、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てるステップと、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得するステップと、
    取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて
    前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測情報のために割り当てられた通信時間を調整するステップと、
    を含む、情報収集方法。
  13. 所定の環境パラメータを計測するセンサと該センサにより計測された計測情報を記憶するメモリとを有する、一又は複数のセンサノードとの間の無線通信を介して、それぞれのセンサノードによって計測された計測情報が集められるシンクノードに、
    前記計測情報を計測した前記センサノードである対象センサノードから該計測情報を受信するステップと、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送のための通信時間を、前記一又は複数のセンサノードのうち該対象センサノード以外のセンサノードによる計測情報の伝送のための通信時間と重複しないように、該対象センサノードに割り当てるステップと、
    前記対象センサノードによる前記計測情報の伝送における、該対象センサノードと前記シンクノードとの間の無線通信環境に関連する所定の無線通信パラメータを取得するステップと、
    取得された前記所定の無線通信パラメータに基づいて、前記対象センサノードにおいて前記計測情報の後に伝送される計測情報である後続計測情報のために割り当てられた通信時間を調整するステップと、
    を実行させる情報収集プログラム。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107734556B (zh) * 2017-10-30 2019-10-18 Oppo广东移动通信有限公司 数据传输控制方法及相关产品
CN109922463A (zh) * 2019-03-06 2019-06-21 浙江永泰隆电子股份有限公司 一种点对点无线局域网通信系统及方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3462476B2 (ja) * 2001-03-28 2003-11-05 株式会社東芝 無線通信システム及び基地局
JP2005151043A (ja) 2003-11-13 2005-06-09 Pioneer Electronic Corp データ収集システム及びデータ転送方法
DE102004057981B4 (de) * 2004-11-30 2008-11-27 Nec Europe Ltd. Verfahren zur verschlüsselten Datenübertragung in einem vorzugsweise drahtlosen Sensornetzwerk
DE102006027462B4 (de) * 2006-06-12 2009-06-18 Nec Europe Ltd. Verfahren zum Betreiben eines drahtlosen Sensornetzwerks
JP2008052415A (ja) * 2006-08-23 2008-03-06 Yamatake Corp 無線センサ
CN101202680A (zh) * 2006-10-31 2008-06-18 清华大学 移动汇聚节点、具有移动汇聚节点的无线传感器网络
US7969928B2 (en) * 2007-03-02 2011-06-28 Motorola Solutions, Inc. Method and apparatus for battery-aware dynamic bandwidth allocation for wireless sensor networks
US8855279B2 (en) * 2007-08-28 2014-10-07 Consert Inc. Apparatus and method for controlling communications to and from utility service points
KR101182422B1 (ko) * 2008-11-25 2012-09-12 한국전자통신연구원 ＩＥＥＥ802.15.4-2006 비콘(Ｂｅａｃｏｎ)기반 무선 센서 네트워크에서의 운영시간 확장 방법 및 장치
JP5312205B2 (ja) 2009-06-04 2013-10-09 セイコーインスツル株式会社 センサネットワークシステム
WO2011001211A1 (en) * 2009-06-29 2011-01-06 Nokia Corporation Trail-based data gathering mechanism for wireless sensor networks with mobile sinks
CN102438333A (zh) * 2010-09-29 2012-05-02 中兴通讯股份有限公司 一种通用的无线传感器网络系统及其信息处理方法
JP5234079B2 (ja) * 2010-10-01 2013-07-10 オムロン株式会社 センサ装置、センサ管理システム、センサ装置の制御方法、プログラム及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体
JP5877388B2 (ja) * 2010-12-20 2016-03-08 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 通信装置、通信方法、端末装置、及び、通信システム
KR101906867B1 (ko) * 2011-09-27 2018-10-11 한양대학교 산학협력단 채널 상태를 이용한 적응적 채널 전송 장치 및 방법
JP5813489B2 (ja) * 2011-12-13 2015-11-17 公益財団法人鉄道総合技術研究所 異常発生推定方法及び異常発生推定装置
JP6164800B2 (ja) * 2012-04-20 2017-07-19 オリンパス株式会社 無線通信装置、無線通信システム、無線通信方法およびプログラム
JP5783573B2 (ja) * 2012-05-23 2015-09-24 日本電信電話株式会社 通信システム及び通信方法
CN103634879B (zh) * 2013-12-17 2016-11-16 上海电机学院 无线传感网络中移动汇聚节点对普通节点的数据接收方法

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