JP6399424B2 - 無線通信システム - Google Patents

Description

本発明は、無線通信システムに関し、より詳細には、子局と親局の間を中継局で中継伝送する無線通信システムに関する。

従来、基地局ノード装置と、複数台の子ノード装置との間で、マルチホップで無線通信を行うネットワークシステムが提案されている（例えば特許文献１参照）。

このネットワークシステムでは、複数台ある子ノード装置のそれぞれに計測機器が接続されている。基地局ノード装置が、ある計測機器に接続されている子ノード装置にデータを要求する場合に、この子ノード装置との接続関係が不明であれば、データを要求する要求パケットを、送信先となる子ノード装置を特定することなくブロードキャストで送信する。

子ノード装置が、基地局ノード装置からの要求パケットを受信した場合に、要求パケットの送信先アドレスが機器ＩＤと一致しなければ、子ノード装置は中継ノードとして機能し、要求パケットを他の子ノード装置にブロードキャスト送信する。このように、子ノード装置による要求パケットの受信及びブロードキャスト送信が繰り返されることによって、いずれ、要求パケットは送信先の計測機器が接続されている子ノード装置に受信されることになる。送信先の計測機器に接続された子ノード装置は、基地局ノード装置からの要求パケットに対する応答パケットを作成し、送信先となるノード装置を特定してユニキャストで送信する。ここで、応答パケットのヘッダには、応答パケットを作成した子ノード装置の機器ＩＤと、基地局ノード装置までの通信経路が含まれており、子ノード装置による受信およびユニキャスト送信が繰り返されることによって、最終的に基地局ノード装置まで送信される。

特開２０１３−７４３５５号公報

特許文献１のネットワークシステムでは、基地局ノード装置から特定の子ノード装置への要求パケットをブロードキャスト送信すると、ノード間で中継処理が行われることで、送信先の子ノード装置と基地局ノード装置の間の接続関係が特定されるようになっている。そのため、基地局ノード装置との間の接続関係が特定されていない状態では、子ノード装置の側から、計測機器のデータを基地局ノード装置に送信することができず、基地局ノード装置から要求パケットが送信されるのを待たねばならなかった。

また、無線通信システムでは、ノード間で送信データが衝突すると、通信の品質が低下し、データの再送が増えて消費電力が増加するという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みて為され、通信経路を構築する際に送信データが衝突する確率を低減した無線通信システムを提供することを目的とする。

本発明の無線通信システムは、無線通信機能を有する送信元の第１ノードと、無線通信機能を有する送信先の第２ノードと、前記第１ノードと前記第２ノードとの間の無線通信を中継する機能を備えた複数台の第３ノードとを備える。前記第１ノードから前記第２ノードまでデータを送信する通信経路が確立していない状態では、前記第１ノードおよび前記第３ノードはブロードキャストでデータを送信する。前記第１ノードから前記第２ノードまでの通信経路のうち少なくとも一部で送信先が確定すると、前記第１ノードおよび前記第３ノードのうち送信先が確定したノードはユニキャストでデータを送信することを特徴とする。

この無線通信システムにおいて、前記第１ノードが送信するデータの最終宛先である前記第２ノードは、前記データを受信すると、最終宛先である前記第２ノードが前記データを受信したことを示す最終宛先情報をＡＣＫに付加して返信することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、以下の構成を備えることも好ましい。前記第３ノードは、前記通信経路の上位ノードから前記最終宛先情報が付加されたＡＣＫを受信した場合、前記通信経路の下位ノードから次のデータを受信した際に、前記下位ノードに対して、前記最終宛先情報をＡＣＫに付加して返信する。

この無線通信システムにおいて、前記第２ノードは、前記第１ノードからのデータを受信すると、前記データが送信されてきた通信経路を逆に辿って前記第１ノードと直接通信する前記第３ノードまで、前記最終宛先情報を返信させることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第２ノードおよび前記第３ノードは、ブロードキャストで送信されたデータを受信した場合、ユニキャストで送信されたデータを受信した場合に比べて、ＡＣＫを返信するまでのウエイト時間を長くすることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、以下の構成を備えることも好ましい。ブロードキャストで送信されたデータを前記第２ノードが受信した場合に前記第２ノードがＡＣＫを返信するまでのウエイト時間が、ブロードキャストで送信されたデータを前記第３ノードが受信した場合に前記第３ノードがＡＣＫを返信するまでのウエイト時間よりも短い時間に設定される。

この無線通信システムにおいて、以下の構成を備えることも好ましい。前記第１ノードおよび前記第３ノードは、それぞれ、前記通信経路が確立した状態で、前記通信経路における上位ノードへのデータ送信が不能になると、前記上位ノードへユニキャストでデータを再送信する。前記第１ノードおよび前記第３ノードは、データ送信に再び失敗した場合は、ブロードキャストでデータを送信して、前記第２ノードへの通信経路を再構築する。

この無線通信システムにおいて、以下の構成を備えることも好ましい。前記第１ノードまたは前記第３ノードは、送信先のノードを決定する場合に、上位ノードからＡＣＫを受信したとしても前記ＡＣＫの受信信号強度が所定の閾値未満であれば、前記ＡＣＫを返信した前記上位ノードを送信先のノードとしない。前記第１ノードまたは前記第３ノードは、前記上位ノードを送信先の候補から除外する。

この無線通信システムにおいて、前記第３ノードは、上位ノードへのデータ送信に失敗した場合、次回、下位ノードからのデータを受信すると、ＡＣＫを返信する際に上位ノードへの通信が不通であることを前記下位ノードに通知することも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第２ノードおよび前記第３ノードは、下位ノードからデータを受信した場合に、同一の前記データに対するＡＣＫが他のノードから前記下位ノードへ返信されていれば、前記下位ノードへＡＣＫを返信しないことも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第３ノードは、以前に送信したデータと同じデータを再度受信した場合、再度受信したデータは破棄して、送信元にＡＣＫを返信することも好ましい。

本発明によれば、第１ノードおよび第３ノードはブロードキャストでデータを送信しているから、通信経路が確定していない状態でも、第１ノードから送信されたデータは、直接或いは第３ノードを経由して第２ノードに送信される。また、通信経路のうち少なくとも一部で送信先が確定すると、第１ノードおよび第３ノードのうち送信先が確定したノードはユニキャストでデータを送信するから、ブロードキャストで送信する場合に比べて返信されるＡＣＫが減少する。その結果、通信量が減少し、送信データが衝突する確率が低下する。

（ａ）〜（ｄ）は本実施形態の無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。 本実施形態の無線通信システムにおいて、（ａ）は子機のブロック図、（ｂ）は親機のブロック図、（ｃ）は中継機のブロック図である。 本実施形態の無線通信システムで使用されるＡＣＫの信号フォーマットを説明する説明図である。 本実施形態の無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。 本実施形態の無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。 （ａ）（ｂ）は本実施形態の無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。 本実施形態の無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。 本実施形態の無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。 （ａ）（ｂ）は本実施形態の無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。 無線通信システムの通信手順を説明する説明図である。

本発明に係る無線通信システムの実施形態を図面に基づいて説明する。

図１（ａ）に本実施形態の無線通信システムの概略構成を示す。本実施形態の無線通信システムは、データの送信元である子機（第１ノード）１と、データの送信先である親機（第２ノード）２と、複数台（図１では例えば６台）の中継機（第３ノード）３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆとを備えている。以下の説明において個々の中継機を特定して説明する場合は中継機３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，３ｅ，３ｆと表記し、全ての中継機を総称して説明する場合は中継機３と表記する。なお、本実施形態の無線通信システムは６台の中継機３を備えているが、中継機３の台数は６台に限定されるものではなく、信号の中継に必要な台数があればよい。また、データの送信元である子機１が複数台存在し、親機２が中継機３を介して複数台の子機１からデータを収集するようにしてもよい。

子機１と親機２と中継機３とは、それぞれ、無線免許が不要の無線通信部（例えば特定小電力無線モジュール、ＩＥＥＥ８０２．１５．１の規格に準拠した無線通信部、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に準拠した無線通信部など）を備えている。ここで、子機１および親機２が互いの通信圏内にあれば、子機１と親機２との間で無線通信が直接行われるが、子機１と親機２とが直接通信できない場合、子機１と親機２との間では中継機３を介して無線通信が行われる。そのため、複数台の中継機３は、子機１と親機２の間の無線通信を中継できるように、隣接する他の中継機３が通信圏内に存在するように配置されて、中継網が構築されている。

次に、子機１と親機２と中継機３の構成を図２（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。

子機１は、図２（ａ）に示すように、ＭＣＵ（Micro Control Unit）１０と、測定部１１と、記憶部１２と、無線通信部１３と、アンテナ１４と、操作部１５と、表示部１６と、電源部１７とを備えている。子機１は、所定の計測タイミングで測定部１１が測定したデータを、親機２に無線送信する。

ＭＣＵ１０は、子機１の全体的な制御を行う。

測定部１１は、例えば温度を測定するためのものであり、周囲温度に応じて電気抵抗が変化するサーミスタを備え、サーミスタの抵抗値を測定することによって周囲温度を測定する。なお、測定部１１の測定対象は温度に限定されるものではなく、周囲の湿度や照度など使用目的や用途に応じた物理量を測定すればよい。

記憶部１２は、例えばＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable and programmable read-only memory）やフラッシュメモリのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成されている。記憶部１２は、ＭＣＵ１０によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、子機１に割り当てられた識別情報（子機ＩＤ）や、測定部１１による測定データや、通信経路の情報などが保存されている。

無線通信部１３は例えば特定小電力無線の通信規格に適合した無線モジュールからなり、アンテナ１４を介して無線信号の送信又は受信を行う。

操作部１５は、例えば測定部１１による測定範囲の下限値及び上限値や、測定間隔や、測定データの送信間隔などを設定するために使用される。

表示部１６は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ１０によって点灯／消灯が制御される。

電源部１７は例えば電池を電源として、子機１の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。

親機２は、図２（ｂ）に示すように、ＭＣＵ２０と、記憶部２１と、無線通信部２２と、アンテナ２３と、有線通信部２４と、操作部２５と、表示部２６と、電源部２７とを備えている。

ＭＣＵ２０は、親機２の全体的な制御を行う。

記憶部２１は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成されている。記憶部２１は、ＭＣＵ２０によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、親機２に割り当てられた識別情報や、子機１から収集した測定データや、通信経路の情報などを保存する。

無線通信部２２は例えば特定小電力無線の通信規格に適合した無線モジュールからなり、アンテナ２３を介して無線信号の送信又は受信を行う。

有線通信部２４は、例えばサーバ（図示せず）に通信線を介して接続されており、子機１から収集したデータを有線方式でサーバに送信する。

操作部２５は、例えば親機２の動作設定を行うために使用される。

表示部２６は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ２０によって点灯／消灯が制御される。

電源部２７は、例えば商用電源から電力の供給を受け、親機２の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。

中継機３は、図２（ｃ）に示すように、ＭＣＵ３０と、記憶部３１と、無線通信部３２と、アンテナ３３と、操作部３４と、表示部３５と、電源部３６とを備えている。

ＭＣＵ３０は、中継機３の全体的な制御を行う。

記憶部３１は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリのような電気的に書き換え可能な不揮発性メモリで構成されている。記憶部３１は、ＭＣＵ３０によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、自機に割り当てられた識別情報や、無線通信部３２が受信したデータや、無線通信部３２が過去に送信したデータや、通信経路の情報などを保存する。

無線通信部３２は例えば特定小電力無線の通信規格に適合した無線モジュールからなり、アンテナ３３を介して無線信号の送信又は受信を行う。

操作部３４は、例えば中継機３の動作設定を行うために使用される。

表示部３５は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ３０によって点灯／消灯が制御される。

電源部３６は例えば電池を電源として、中継機３の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。中継機３は電池を電源としているので、中継機３を自由な場所に設置して使用することができる。なお、電源部３６は商用電源から電力の供給を受けて、中継機３の内部回路に動作に必要な電力を供給してもよい。

次に、本実施形態の無線通信システムにおいて、子機１と親機２との間の通信経路が確立されていない状態で、子機１から親機２へ測定データを送信する処理について図１（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。

子機１と親機２との間の通信経路が確立されていない状態で、子機１が測定データを１回目に送信する場合の通信手順について図１（ａ）を参照して説明する。

子機１のＭＣＵ１０は、所定のサンプリング間隔（例えば数秒から数分の間隔）でスリープモードから起動し、測定部１１に温度を測定させる。子機１のＭＣＵ１０は、測定部１１の測定データと、送信データに割り付けたシーケンス番号と、子機ＩＤとを格納し、宛先アドレスをブロードキャストアドレスとした送信データを作成する。そして、子機１のＭＣＵ１０は、作成した送信データを、無線通信部１３からブロードキャストで送信させる（図１（ａ）の処理Ｔ１）。

図１の例では子機１の通信圏内に３台の中継機３ｄ，３ｅ，３ｆが存在し、子機１から送信されたデータは、これら３台の中継機３ｄ，３ｅ，３ｆに受信される。中継機３ｄの無線通信部３２が子機１からの送信データを受信すると、中継機３ｄのＭＣＵ３０は、無線通信部３２を制御して送信元の子機１宛てにＡＣＫ（acknowledgement：肯定応答）を返信する（図１（ａ）の処理Ｔ２）。同様に、中継機３ｅ，３ｆも子機１宛てにＡＣＫを返信する（図１（ａ）の処理Ｔ３，Ｔ４）。子機１は、データの送信後に返信されてきたＡＣＫを受信すると、所定時間の経過後にスリープモードに切り替えて、消費電力の低減を図っている。

次に、中継機３ｄが子機１から受信したデータを中継送信する処理について説明する。中継機３ｄのＭＣＵ３０は、子機１からの送信データから測定データとシーケンス番号と子機ＩＤを取り出し、この測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレスとした送信データを作成する。中継機３ｄのＭＣＵ３０は、この送信データを無線通信部３２からブロードキャストで送信させる（図１（ａ）の処理Ｔ５）。図１の例では中継機３ｄの通信圏内に３台の中継機３ａ，３ｂ，３ｅと子機１とが存在し、中継機３ｄからブロードキャストで送信されたデータは、これらの中継機３ａ，３ｂ，３ｅによって受信される。子機１は、データ送信後にＡＣＫを受信するとスリープモードに切り替わっているので、中継機３ｄからの送信データは子機１では受信されない。なお、中継機３ｅ，３ｆも、中継機３ｄと同様に、子機１から受信したデータをブロードキャストで送信しているが、その説明は省略する。

中継機３ｂの無線通信部３２が中継機３ｄからの送信データを受信すると、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、送信元の中継機３ｄ宛てにＡＣＫを返信する（図１（ａ）の処理Ｔ６）。同様に、中継機３ａ，３ｅからも中継機３ｄ宛てにＡＣＫが返信される（図１（ａ）の処理Ｔ７，Ｔ８）。

次に、中継機３ｂが中継機３ｄから受信したデータを中継送信する処理について説明する。中継機３ｂのＭＣＵ３０は、中継機３ｄからの送信データから取り出した測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレスとした送信データを作成する。そして、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、この送信データを無線通信部３２からブロードキャストで送信させる（図１（ａ）の処理Ｔ９）。図１の例では中継機３ｂの通信圏内に親機２と中継機３ａ，３ｃ〜３ｆとが存在し、中継機３ｂからブロードキャストで送信されたデータは、親機２と中継機３ａ，３ｃ〜３ｆとで受信される。なお、中継機３ａ，３ｅも、中継機３ｂと同様に、中継機３ｄから受信したデータをブロードキャストで送信しているが、その説明は省略する。

親機２および中継機３ａ，３ｃ〜３ｆは、中継機３ｂからのデータを受信するとＡＣＫを返信するのであるが、親機２がＡＣＫを返信するまでのウエイト時間は、他の中継機３ａ，３ｃ〜３ｆがＡＣＫを返信するまでのウエイト時間よりも短い時間に設定されている。そのため、中継機３ｂには親機２からのＡＣＫが最初に返信される。

親機２の無線通信部２２が、中継機３ｂからの送信データを受信すると、親機２のＭＣＵ２０は、送信データに含まれる測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを取り込み、新しい子機１から測定データを受信したと判断する。親機２のＭＣＵ２０は、ＡＣＫに、最終宛先である親機２がデータを受信したことを示す最終宛先情報（例えば１ビットのフラグ）を付加して、送信元の中継機３ｂに送信させる（図１（ａ）の処理Ｔ１０）。図３はＡＣＫを返信するデータの信号フォーマットである。この返信データは、プリアンブルＤ１と、データの始まりを示すＳＦＤ（Start Frame Delimiter）とよばれるデータＤ２と、データ長を示すデータＤ３と、ＡＣＫを格納するデータＤ４と、誤り検出のためのＣＲＣ（Cyclic Redundancy Check）とよばれるデータＤ５で構成される。ここで、データＤ４には、最終宛先情報のフラグと、中継段数（ホップ数）を示す情報とが付加されている。

親機２から返信されたＡＣＫが中継機３ｂの無線通信部３２に受信されると、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに、自機が送信したデータが親機２によって受信されたと判断でき、中継機３ｂでは親機２までの通信経路が確定する。すなわち、中継機３は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報のフラグが立っていれば、自機が直接又は他の中継機３を経由して親機２と通信可能であると判断でき、このＡＣＫを返信してきた上位ノード（親機２又は他の中継機３）を送信先のノードに設定する。

なお、親機２には中継機３ａからも送信データが送信されてくるが、親機２のＭＣＵ２０は、送信データに含まれるシーケンス番号や子機ＩＤをもとに、以前に受信したデータと同じデータが送信されてきたと判断する。この場合、親機２のＭＣＵ２０は、無線通信部２２から送信元の中継機３ａに、最終宛先情報のフラグを立てずにＡＣＫを返信させる。また、中継機３ａから送信されたデータは中継機３ｄによっても受信されるが、中継機３ｄのＭＣＵ３０は、送信データに含まれるシーケンス番号や子機ＩＤをもとに、以前に送信したデータを受信したと判断する。この場合、中継機３ｄのＭＣＵ３０は、受信したデータを破棄し、無線通信部３２から送信元の中継機３ａにＡＣＫのみを返信させる。

このように、子機１から１回目の測定データが送信されると、この測定データは子機１から中継機３ｄと中継機３ｂとを経由して親機２に送信される。また、中継機３ｂは、親機２から返信されるＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに、自機が親機２と通信していると判断して、送信先のノードを親機２に設定する。これにより、子機１から親機２までの通信経路のうち中継機３ｂと親機２とをつなぐ経路が確定する。

次に、子機１が測定データを２回目に送信する場合の通信手順について図１（ｂ）を参照して説明する。

前回の測定時より所定のサンプリング間隔が経過すると、子機１のＭＣＵ１０はスリープモードから起動し、測定部１１に温度を測定させる。子機１のＭＣＵ１０は、測定部１１の測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを格納し、宛先アドレスをブロードキャストアドレスとした送信データを作成し、この送信データを無線通信部１３からブロードキャストで送信させる（図１（ｂ）の処理Ｔ１１）。

子機１からブロードキャストで送信されたデータは、中継機３ｄ，３ｅ，３ｆに受信される。中継機３ｄの無線通信部３２が子機１からの送信データを受信すると、中継機３ｄのＭＣＵ３０は、無線通信部３２を制御して送信元の子機１宛てにＡＣＫを返信する（図１（ｂ）の処理Ｔ１２）。同様に、中継機３ｅ，３ｆも子機１宛てにＡＣＫを返信する（図１（ｂ）の処理Ｔ１３，Ｔ１４）。子機１は、データの送信後に返信されてきたＡＣＫを受信すると、所定時間の経過後にスリープモードに切り替えており、消費電力の低減を図る。

次に、中継機３ｄのＭＣＵ３０は、子機１からの送信データから取り出した測定データとシーケンス番号と子機ＩＤを含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレスとした送信データを作成する。中継機３ｄのＭＣＵ３０は、この送信データを無線通信部３２からブロードキャストで送信させる（図１（ｂ）の処理Ｔ１５）。中継機３ｄからブロードキャストで送信されたデータは、中継機３ｄの通信圏内にある中継機３ａ，３ｂ，３ｅによって受信される。子機１も中継機３ｄの通信圏内にあるが、子機１は、ＡＣＫを受信した後にスリープモードに切り替わっているので、中継機３ｄからの送信データは子機１では受信されない。なお、中継機３ｅ，３ｆも、中継機３ｄと同様に、子機１から受信したデータをブロードキャストで送信しているが、その説明は省略する。

中継機３ｂの無線通信部３２が中継機３ｄからの送信データを受信すると、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、前回の通信時に親機２から返信された最終宛先情報をＡＣＫに付加して、無線通信部３２から送信元の中継機３ｄに返信させる（図１（ａ）の処理Ｔ１６）。中継機３ｂから返信されたＡＣＫが中継機３ｄの無線通信部３２に受信されると、中継機３ｄのＭＣＵ３０は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに、中継機３ｂが親機２と通信している中継機であると判断する。中継機３ｄのＭＣＵ３０は送信先のノードを中継機３ｂに設定し、中継機３ｄにおいても親機２までの通信経路が確定する。なお、中継機３ａ，３ｅも、中継機３ｄからの送信データを受信すると、中継機３ｄ宛てにＡＣＫを返信する（図１（ｂ）の処理Ｔ１７，Ｔ１８）。

次に、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、中継機３ｄからの送信データから取り出した測定データとシーケンス番号と子機ＩＤを含め、宛先アドレスを親機２のアドレスとした送信データを作成する。中継機３ｂのＭＣＵ３０は、この送信データを無線通信部３２からユニキャストで送信させる（図１（ｂ）の処理Ｔ１９）。親機２の無線通信部２２が、中継機３ｂからの送信データを受信すると、親機２のＭＣＵ２０は、送信データに含まれる測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを取り込む。また、親機２のＭＣＵ２０が、無線通信部２２から送信元の中継機３ｂにＡＣＫを送信させており（図１（ｂ）の処理Ｔ２０）、子機１から親機２にデータを送信する一連の処理が終了する。

このように、子機１から２回目の測定データが送信されると、この測定データは子機１から中継機３ｄと中継機３ｂとを経由して親機２に送信される。また、中継機３ｄは、中継機３ｂからのＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに送信先のノードを中継機３ｂに設定し、子機１から親機２までの通信経路のうち中継機３ｄから親機２までの経路が確定する。

次に、子機１が測定データを３回目に送信する場合の通信手順について図１（ｃ）を参照して説明する。

前回の測定時より所定のサンプリング間隔が経過すると、子機１のＭＣＵ１０はスリープモードから起動し、測定部１１に温度を測定させる。子機１のＭＣＵ１０は、測定部１１の測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを格納し、宛先アドレスをブロードキャストアドレスとした送信データを作成し、無線通信部１３からブロードキャストで送信させる（図１（ｃ）の処理Ｔ２１）。

子機１からブロードキャストで送信されたデータは、中継機３ｄ，３ｅ，３ｆに受信される。中継機３ｄの無線通信部３２が子機１からの送信データを受信すると、中継機３ｄのＭＣＵ３０は、前回の通信時に中継機３ｂから返信された最終宛先情報をＡＣＫに付加して、無線通信部３２から送信元の子機１宛てに返信させる（図１（ｃ）の処理Ｔ２２）。中継機３ｄから返信されたＡＣＫが子機１の無線通信部１３に受信されると、子機１のＭＣＵ１０は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに、中継機３ｄが親機２と通信している中継機であると判断し、送信先のノードを中継機３ｄに設定する。これにより、子機１から親機２までの通信経路が確立される。なお、中継機３ｅ，３ｆも子機１宛てにＡＣＫを返信する（図１（ｃ）の処理Ｔ２３，Ｔ２４）。子機１は、データの送信後に返信されてきたＡＣＫを受信すると、所定時間の経過後にスリープモードに切り替えており、消費電力の低減を図る。

中継機３ｄのＭＣＵ３０は、子機１からの送信データから取り出した測定データとシーケンス番号と子機ＩＤを含め、宛先アドレスを中継機３ｂのアドレスとした送信データを作成し、無線通信部３２からユニキャストで送信させる（図１（ｃ）の処理Ｔ２５）。なお、中継機３ｅ，３ｆも、中継機３ｄと同様に、子機１から受信したデータをブロードキャストで送信しているが、その説明は省略する。

中継機３ｂの無線通信部３２が中継機３ｄからの送信データを受信すると、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、送信元の中継機３ｄ宛てに、ＡＣＫを返信する（図１（ｃ）の処理Ｔ２６）。

また、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、中継機３ｄからの送信データから取り出した測定データとシーケンス番号と子機ＩＤを含め、宛先アドレスを親機２のアドレスとした送信データを作成する。中継機３ｂのＭＣＵ３０は、この送信データを無線通信部３２からユニキャストで送信させる（図１（ｃ）の処理Ｔ２７）。親機２の無線通信部２２が、中継機３ｂからの送信データを受信すると、親機２のＭＣＵ２０は、送信データに含まれる測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを取り込む。また、親機２のＭＣＵ２０は、無線通信部２２から送信元の中継機３ｂにＡＣＫを送信させ（図１（ｃ）の処理Ｔ２８）、子機１から親機２にデータを送信する一連の処理が終了する。

このように、子機１から３回目の測定データが送信されると、この測定データは子機１から中継機３ｄと中継機３ｂとを経由して親機２に送信される。また、子機１は、中継機３ｄからのＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに、中継機３ｄが親機２と通信していると判断して、送信先のノードを中継機３ｄに設定しており、子機１から親機２までの通信経路が確定する。

次に、子機１が測定データを４回目以降に送信する場合の通信手順について図１（ｄ）に基づいて説明する。

前回の測定時より所定のサンプリング間隔が経過すると、子機１のＭＣＵ１０はスリープモードから起動し、測定部１１に温度を測定させる。子機１のＭＣＵ１０は、測定部１１の測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを格納し、宛先アドレスを中継機３ｄのアドレスとした送信データを作成し、無線通信部１３からユニキャストで送信させる（図１（ｄ）の処理Ｔ２９）。

子機１からユニキャストで送信されたデータは、中継機３ｄに受信され、中継機３ｄから送信元の子機１宛てにＡＣＫが返信される（図１（ｄ）の処理Ｔ３０）。子機１は、データの送信後に返信されてきたＡＣＫを受信すると、所定時間の経過後にスリープモードに切り替えており、消費電力の低減を図る。

中継機３ｄのＭＣＵ３０は、子機１から送信された送信データを受信すると、測定データとシーケンス番号と子機ＩＤを含め、宛先アドレスを中継機３ｂのアドレスとした送信データを作成する。中継機３ｄのＭＣＵ３０は、この送信データを無線通信部３２からユニキャストで送信させる（図１（ｄ）の処理Ｔ３１）。

中継機３ｂが、中継機３ｄからの送信データを受信すると、送信元の中継機３ｄ宛てにＡＣＫを返信する（図１（ｄ）の処理Ｔ３２）。

また、中継機３ｂのＭＣＵ３０は、中継機３ｄから受信した送信データから取り出した測定データとシーケンス番号と子機ＩＤを含め、宛先アドレスを親機２のアドレスとした送信データを作成する。中継機３ｂのＭＣＵ３０は、この送信データを無線通信部３２からユニキャストで送信させる（図１（ｄ）の処理Ｔ３３）。

親機２の無線通信部２２が、中継機３ｂからの送信データを受信すると、親機２のＭＣＵ２０は、送信データに含まれる測定データとシーケンス番号と子機ＩＤとを取り込む。また、親機２のＭＣＵ２０は、無線通信部２２から送信元の中継機３ｂにＡＣＫを送信させ（図１（ｄ）の処理Ｔ３４）、子機１から親機２にデータが送信される一連の処理が終了する。

このように、子機１から親機２までの通信経路が確定した後は、子機１から親機２までの通信経路に介在する各ノードがユニキャストでデータを送信するから、ブロードキャストで送信する場合に比べて、返信されるＡＣＫが減少する。その結果、通信量が減少し、送信データが衝突する確率が低下する。

本実施形態の無線通信システムは、無線通信機能を有する送信元の子機１（第１ノード）と、無線通信機能を有する送信先の親機２（第２ノード）と、複数台の中継機３（第３ノード）とを備える。複数台の中継機３は、子機１と親機２との間の無線通信を中継する機能を備える。子機１から親機２までデータを送信する通信経路が確立するまでは、子機１および中継機３はブロードキャストでデータを送信する。子機１から親機２までの通信経路のうちの少なくとも一部で送信先が確定すると、子機１および中継機３のうち送信先が確定したノード（子機１、中継機３）はユニキャストでデータを送信する。

このように、通信経路が確立していない状態では、子機１および中継機３はブロードキャストでデータを送信しているから、子機１から送信されたデータは、直接或いは中継機３を経由して親機２に送信される。通信経路のうちの少なくとも一部で送信先が確定すると、子機１および中継機３のうち送信先が確定したノードはユニキャストでデータを送信するから、各ノードがブロードキャストで送信する場合に比べて返信されるＡＣＫの数が減少する。その結果、通信量が低減し、送信データが衝突する確率が低下する。

本実施形態の無線通信システムでは、親機２が、子機１からのデータを受信すると、最終宛先である親機２がデータを受信したことを示す最終宛先情報をＡＣＫに付加して返信する。したがって、このＡＣＫを受信したノード（子機１又は中継機３）は、親機２と通信可能であると判断でき、送信先を親機に設定することができる。

本実施形態の無線通信システムでは、以下のような処理を行っている。中継機３は、通信経路の上位ノード（親機２又は別の中継機３）から最終宛先情報が付加されたＡＣＫを受信した場合、通信経路の下位ノード（子機１又は別の中継機３）から次のデータを受信した際に、最終宛先情報をＡＣＫに付加して下位ノードに返信する。

このように、中継機３は、上位ノードから最終宛先情報が付加されたＡＣＫを受信すると、次のデータを受信した際に、最終宛先情報をＡＣＫに付加して下位ノードに返信しており、ＡＣＫを返信することで上位ノードから下位ノードへと送信先が順番に確定される。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、親機２が、子機１からのデータを受信すると、このデータが送信されてきた通信経路を逆に辿って子機１と直接通信する中継機３まで、子機１が次のデータを送信する前に最終宛先情報を返信させることも好ましい。

図４はこの通信手順を説明する説明図である。図１（ａ）を参照して説明した子機１から親機２への１回目のデータ送信と同様の手順で、子機１が送信した測定データは中継機３ｄを経由して中継機３ｂに送られ、中継機３ｂが測定データを含む送信データをブロードキャストで送信する（図４の処理Ｔ９）。親機２は、中継機３ｂからの送信データを受信すると、最終宛先情報を付加したＡＣＫを、送信元の中継機３ｂに返信する（図４の処理Ｔ１０）。中継機３ｂは、親機２からのＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに、自機が親機２と通信していると判断し、中継機３ｂと親機２とをつなぐ経路が確定する。また親機２は、子機１から親機２までの通信経路を逆に辿って、子機１の直上のノードであって子機１と直接通信する中継機３ｄまで、最終宛先情報を付加した専用コマンドを一遍に送信する（図４の処理Ｔ３５）。この専用コマンドは通信経路を逆に辿って中継機３ｄまで中継伝送される。この専用コマンドを受信した中継機３（図４の例では中継機３ｄ）は、専用コマンドに付加された最終宛先情報をもとに、子機１から親機２までの通信経路を構成するノードであると判断でき、自機と直接通信する上位側のノードを送信先として確定する。したがって、子機１の上位側のノード（中継機３ｄ）から親機２までの通信経路が一遍に確定し、通信経路の途中にある中継機３ｄは、データの送信先を決定できる。よって、子機１が次のデータを送信する際には、子機１の上位側のノードから親機２までユニキャストでデータが送信されるから、通信経路の構築を短時間で行うことができる。また、子機１が次のデータをブロードキャストで送信すると、中継機３ｄから最終宛先情報を付加したＡＣＫが子機１に返信されるので、子機１から親機２までの通信経路が確定する。

また、本実施形態において、親機２および中継機３は、通信経路の下位ノードからブロードキャストでデータを受信した場合、通信経路の下位ノードからユニキャストでデータを受信した場合に比べて、ＡＣＫを返信するまでのウエイト時間を長くしてもよい。

図５はこの通信手順を説明する説明図である。図１（ｂ）を参照して説明したように、中継機３ｂの送信先が決定した状態で、子機１からデータが送信されると、中継機３ｄからブロードキャストで送信されたデータが中継機３ａ，３ｂで受信される。中継機３ａは、送信先が確定していないので、中継機３ｄから受信した測定データを含めた送信データをブロードキャストで送信する（図５の処理Ｔ３６）。一方、中継機３ｂは送信先が親機２に確定しているので、中継機３ｂは、中継機３ｄから受信した測定データを含めた送信データを、親機２に宛ててユニキャストで送信する（図５の処理Ｔ１９）。

ここで、親機２は、下位ノードからブロードキャストでデータを受信した場合、下位ノードからユニキャストでデータを受信した場合に比べて、ＡＣＫを返送するまでのウエイト時間を長くしている。したがって、親機２は、ユニキャストでデータを送信してきた中継機３ｂ、すなわち通信経路が確定している中継機３ｂに対して、優先的にＡＣＫを返信できる（図５の処理Ｔ２０）。

なお、中継機３においても、下位ノード（他の中継機３）からブロードキャストでデータを受信した場合、下位ノードからユニキャストでデータを受信した場合に比べて、ＡＣＫを返送するまでのウエイト時間を長くしている。したがって、中継機３も、ユニキャストでデータを送信してきた下位の中継機３、すなわち通信経路が確定している下位の中継機３に対して、優先的にＡＣＫを返信できる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、ブロードキャストで送信されたデータを親機２が受信した場合に親機２がＡＣＫを返信するまでのウエイト時間が、ブロードキャストで送信されたデータを中継機３が受信した場合に中継機３がＡＣＫを返信するまでのウエイト時間よりも短い時間に設定されることも好ましい。図１（ａ）に示すように、中継機３ｂがブロードキャストでデータを送信すると（処理Ｔ９）、中継機３ｂから送信されたデータは親機２だけではなく、他の中継機３ａ，３ｃ〜３ｆにも受信される。そのため、他の中継機３ａ，３ｃ〜３ｆからも中継機３ｂにＡＣＫが返送されることになる。ここで、親機２は、中継機３に比べて短いウエイト時間でＡＣＫを返信するので、他の中継機３に優先して、親機２からのＡＣＫが送信元の中継機３ｂに返信されることになり、通信経路を決定するまでの時間を短縮できる。

また、子機１から親機２までの通信経路が確定した後に、何らかの通信トラブルが発生して通信が不能になる場合があるが、本実施形態の無線通信システムでは以下のようにして通信経路を再構築している。子機１および中継機３は、それぞれ、親機２までの通信経路が確立した状態で、通信経路における上位ノードへのデータ送信が不能になると、上位ノードへユニキャストでデータを再送信する。子機１および中継機３は、それぞれ、データ送信に再び失敗した場合は、ブロードキャストでデータを送信して、親機２への通信経路を再構築する。

図６（ａ）（ｂ）はこの通信手順を説明する説明図である。子機１から中継機３ｅと中継機３ｂとを経由して親機２にユニキャストでデータを送信している場合に、中継機３ｅと中継機３ｂとの間の通信が不通になった場合、先ず、中継機３ｅは中継機３ｂにユニキャストでデータを再送信する（図６（ａ）の処理Ｔ３７）。ここで、中継機３ｂの不具合、或いは、通信環境の悪化などの原因で、中継機３ｅが中継機３ｂとの通信に再度失敗した場合、中継機３ｅは、通信経路を再構築するために、送信データをブロードキャストで送信する（図６（ｂ）の処理Ｔ３８）。中継機３ｅからブロードキャストで送信された信号は中継機３ａ，３ｃによって受信され、中継機３ａ，３ｃから送信元の中継機３ｅにＡＣＫが返信される（図６（ｂ）の処理Ｔ３９，Ｔ４０）。中継機３ｅからの送信データを受信した中継機３ａ，３ｃは、それぞれ、測定データをブロードキャストで送信する（図６（ｂ）の処理Ｔ４１，Ｔ４２）。何れかの中継機３ａ，３ｃから送信されたデータが親機２に受信されると、親機２は最終宛先情報のフラグを立てたＡＣＫを送信元の中継機３に送信する。そして、子機１からデータが送信される毎に、最終宛先情報のフラグを立てたＡＣＫがより下位のノードへと順次送信され、新しい通信経路が構築される。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、以下のような通信手順を採用することも好ましい。子機１または中継機３は、送信先のノードを決定する場合に、上位ノードからＡＣＫを受信したとしても、このＡＣＫの受信信号強度が所定の閾値未満であれば、このＡＣＫを返信した上位ノードを送信先のノードとはしない。そして、子機１または中継機３は、この上位ノードを送信先の候補から除外する。

図７はこの通信手順を説明する説明図である。通信経路が確定していない状態で、中継機３ｄが、子機１から送信された測定データを受信し、この測定データをもとに作成した送信データをブロードキャストで送信すると、中継機３ｄが送信したデータは中継機３ａ，３ｂ，３ｅによって受信される。その後、親機２の通信圏内にある中継機３ｂが、測定データをブロードキャストで送信すると（図７の処理Ｔ１９）、この測定データは親機２によって受信され、親機２から最終宛先情報を付加したＡＣＫが送信元の中継機３ｂに返信される。ここで、中継機３ｂは、ＡＣＫに付加された最終宛先情報のフラグをもとに親機２からの返信と判断し、受信したＡＣＫの受信信号強度（ＲＳＳＩ：Received Signal Strength Indicator）と所定の閾値との高低を比較する。受信信号強度が閾値未満であれば、中継機３ｂは、ＡＣＫを返信した親機２を送信先のノードとしない。そして、中継機３ｂは、受信信号強度が閾値未満となるＡＣＫを返信した親機２を、送信先の候補から除外する。このように、受信信号強度が閾値未満であれば送信先の候補から除外されるので、受信信号強度が閾値よりも高いノードが送信先として設定されることになり、安定した通信が行えることになる。

また本実施形態の無線通信システムにおいて、中継機３は、上位ノードへのデータ送信に失敗した場合、次回、下位ノードからのデータを受信すると、下位ノードにＡＣＫを返信する際に、上位ノードへの通信が不通であることを下位ノードに通知してもよい。上位ノードとの通信が不通であることを通知された下位ノード（子機１又は下位側の中継機３）は、親機２への通信に何らかの不具合が発生していると判断し、例えば送信間隔を長めに設定することで、送信回数を減らして、電力消費を低減する。

また本実施形態において、親機２および中継機３は、下位ノード（子機１または中継機３）からデータを受信した場合に、同一のデータに対するＡＣＫが他のノードから下位ノードへ返信されていれば、下位ノードへＡＣＫを返信しないことも好ましい。

図８はこの通信手順を説明する説明図である。通信経路が確定していない状態で、子機１が親機２への送信データをブロードキャストで送信した場合、この送信データは子機１の通信圏内にある中継機３ｄ，３ｅ，３ｆによって受信される。中継機３ｄ，３ｅ，３ｆは、子機１からの送信データを受信すると、中継機毎にランダムな時間に設定されるウエイト時間が経過した後に、ＡＣＫ信号を返信するのであるが、同一の送信データに対するＡＣＫが他のノードから返信されていれば、ＡＣＫの返信を行わない。

中継機３ｄ，３ｅ，３ｆは、送信データを受信した後も、ウエイト時間が経過するまで受信状態を継続しており、中継機３ｅがＡＣＫを返信すると（図８の処理Ｔ４３）、中継機３ｅが返信したＡＣＫは他の中継機３ｄ，３ｆによっても受信される。ここで、ＡＣＫには受信したデータのシーケンス番号が含まれており、中継機３ｄ，３ｆのＭＣＵ３０は、受信したＡＣＫ内のシーケンス番号から、同一の送信データに対するＡＣＫが他の中継機３ｅから送信されたと判断し、ＡＣＫの返信を行わない。これにより、一つの送信データに対して返信されるＡＣＫが１つで済むから、ＡＣＫの返信数を減らして、送信データが衝突する可能性を低下させることができる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、中継機３は、以前に送信したデータと同じデータを再度受信した場合、再度受信したデータは破棄して、送信元ノードにＡＣＫを返信することも好ましい。

通信経路が未確定の場合、中継機３は、ブロードキャストでデータを送信している。そのため、ある中継機３が以前に送信したデータが他の中継機３で受信され、他の中継機３がこのデータをブロードキャストで送信することで、中継機３が以前に送信したデータを再度受信する可能性がある。例えば図９（ａ）（ｂ）に示すように、中継機３ｅがブロードキャストでデータを送信すると（処理Ｔ４４）、この送信データを受信した中継機３ａがブロードキャストでデータを送信するため（処理Ｔ４５）、中継機３ｅは送信したのと同じデータを受信する。この場合、中継機３ｅは、送信元の他の中継機３ａにＡＣＫを返信し（処理Ｔ４６）、受信したデータは破棄している。これにより、送信元の他の中継機３ａは、ＡＣＫが返信されることからデータ送信に成功したことを判断できる。また、以前に送信したデータを再度受信した中継機３ｅは受信したデータを破棄するから、同じデータが再び中継機３から送信されることはなく、通信量を減らして、信号が衝突する可能性を低減できる。

ところで、上述したような無線通信システムにおいて、何れかの中継機３に例えば電力メータが接続されており、親機２から電力メータの測定値を取得したい場合には、以下のようにして親機２と電力メータが接続された中継機３との間の通信経路が構築される。

この場合の通信処理を図１０に基づいて説明する。図１０の例では中継機３ｆに電力メータ４が接続されているものとする。

親機２は、電力メータ４が接続されている中継機３までの通信経路が不明なため、電力メータ４の識別ＩＤを指定して測定値の返信を要求する要求信号をブロードキャストで送信する（図１０の処理Ｔ５０）。親機２からブロードキャストで送信された要求信号は、親機２の通信圏内にある中継機３ａ，３ｂ，３ｃによって受信される。親機２からの要求信号を受信した中継機３ｃは、送信元の親機２にＡＣＫを返信した後（処理Ｔ５１）、要求信号をブロードキャストで送信する（処理Ｔ５２）。他の中継機３ａ，３ｂも、中継機３ｃと同様、送信元の親機２にＡＣＫを返信した後、要求信号をブロードキャストで送信する。中継機３ｃからブロードキャストで送信された要求信号は、電力メータ４が接続された中継機３ｆによって受信される。中継機３ｆは、要求信号に付加された電力メータ４の識別ＩＤをもとに、自機に接続された電力メータ４の測定値を親機２が要求していると判断し、電力メータ４の測定値を、送信元の中継機３ｃにユニキャストで返信する（処理Ｔ５３）。中継機３ｆは、中継機３ｃに返信するデータに、電力メータ４と通信可能であることを示す最終宛先情報のフラグを付加して返信する。このデータを受信した中継機３ｃは、データに付加された最終宛先情報のフラグをもとに、中継機３ｆが電力メータ４と通信可能であると判断し、電力メータ４の測定値を取得する場合の送信先を中継機３ｆに設定する。また中継機３ｃは、中継機３ｆからデータ（電力メータ４の測定値）を受信すると、このデータをブロードキャストで返信する（処理Ｔ５４）。中継機３ｃからブロードキャストで返信されたデータは、中継機３ｃの通信圏内にある親機２で受信されるので、親機２は、電力メータ４の測定値を取得することができる。

その後、親機２が、電力メータ４の識別ＩＤを指定して測定値の返信を要求する要求信号をブロードキャストで再び送信すると、この要求信号を受信した中継機３ｃは、最終宛先情報のフラグを付加したＡＣＫを親機２へ返信する。これにより、親機２は、中継機３ｃからのＡＣＫに付加された最終宛先情報をもとに、電力メータ４が接続された中継機３ｆまでの通信経路の情報を取得でき、次回からはユニキャストで中継機３ｃに要求信号を送信して、電力メータ４の測定値を取得することができる。

なお、図１０に示すような通信処理を行う無線通信システムでも、親機２及び中継機３は、下位ノードからデータを受信した場合に、同一のデータに対するＡＣＫが他のノードから下位ノードへ返信されていれば、下位ノードへＡＣＫを返信しないことも好ましい。

例えば、電力メータ４が接続された中継機３ｆと親機２との間の通信経路が確定していない状態で、親機２が測定データの要求信号をブロードキャストで送信した場合、この送信データは親機２の通信圏内にある中継機３ａ，３ｂ，３ｃによって受信される。中継機３ａ，３ｂ，３ｃは、親機２からの要求信号を受信すると、中継機毎にランダムな時間に設定されるウエイト時間が経過した後に、ＡＣＫ信号を返信するのであるが、同一の送信データに対するＡＣＫが他のノードから返信されれば、ＡＣＫの返信を行わない。また、中継機３ｃが、中継機３ｆから返送された測定データをブロードキャストで送信する場合も、中継機３ｃからブロードキャストで返送された測定データは、中継機３ｃの通信圏内にある親機２及び中継機３ｂ，３ｅで受信される。ここで、親機２及び中継機３ｂ，３ｅは、中継機３ｃからの送信データを受信するとＡＣＫ信号を返信するのであるが、同一の送信データに対するＡＣＫが他のノードから返信されていれば、ＡＣＫの返信を行わない。これにより、中継機から返信されるＡＣＫの数が減少するから、通信量が減少し、送信データが衝突する確率が低下する。

１ 子機（第１のノード）
２ 親機（第２のノード）
３，３ａ〜３ｆ 中継機（第３のノード）
４ 電力計

Claims (11)

1. 測定データを生成する測定部と、
   前記測定部の前記測定データを送信する第１ノードと、
   前記第１ノードから前記測定データを受信して、前記測定データを無線送信する中継機と、
   前記中継機から前記測定部の前記測定データを受信する第２ノードと、を備え、
   前記第１ノードから前記第２ノードまで前記測定部の前記測定データを送信する通信経路が確立していない状態では、前記第１ノードおよび前記中継機はブロードキャストで前記測定部の前記測定データを送信し、
   前記中継機から前記第２ノードまでの通信経路が確立すると、前記中継機は、送信先にユニキャストで前記測定部の前記測定データを送信する、
   ことを特徴とする無線通信システム。
2. 前記第１ノードが送信する前記測定部の前記測定データの最終宛先である前記第２ノードは、前記測定部の前記測定データを受信すると、最終宛先である前記第２ノードが前記測定部の前記測定データを受信したことを示す最終宛先情報を応答信号に付加して返信することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
3. 前記中継機は、
   前記第１ノードから送信された前記測定部の前記測定データを受信する第１中継ノードと、
   前記第１中継ノードから受信した前記測定部の前記測定データを前記第２ノードに送信する第２中継ノードとを含み、
   前記第２中継ノードが、前記最終宛先情報が付加された前記応答信号を前記第２ノードから受信した後に、前記第１中継ノードからブロードキャストで送信された前記測定部の前記測定データを受信した場合、前記第２中継ノードは、前記最終宛先情報を前記応答信号に付加して前記第１中継ノードに返信し、前記第１中継ノードから受信した前記測定部の前記測定データを前記第２ノードへユニキャストで送信することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
4. 前記中継機は、
   前記第１ノードから送信された前記測定部の前記測定データを受信する第１中継ノードと、
   前記第１中継ノードから受信した前記測定部の前記測定データを前記第２ノードに送信する第２中継ノードとを含み、
   前記第２ノードは、前記第２中継ノードから前記測定部の前記測定データを受信すると、前記測定部の前記測定データが送信されてきた通信経路を逆に辿って前記第１中継ノードまで、前記最終宛先情報が付加された応答信号を返信し、
   前記第１中継ノードは、前記最終宛先情報が付加された前記応答信号を受信した後に、前記第１ノードから前記測定部の前記測定データを受信した場合、前記第２中継ノードにユニキャストで前記測定部の前記測定データを送信することを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
5. 前記第２ノードは、ブロードキャストで送信された前記測定部の前記測定データを受信した場合、ユニキャストで送信された前記測定部の前記測定データを受信した場合に比べて、応答信号を返信するまでのウエイト時間を長くすることを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
6. ブロードキャストで送信された前記測定部の前記測定データを前記第２ノードが受信した場合に前記第２ノードが応答信号を返信するまでのウエイト時間が、ブロードキャストで送信された前記測定部の前記測定データを前記中継機が受信した場合に前記中継機が応答信号を返信するまでのウエイト時間よりも短い時間に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
7. 前記中継機は、前記通信経路内に複数のノードを有し、
   前記第１ノードは、前記複数のノードを介して前記第２ノードへ前記測定部の前記測定データを送信し、
   前記第１ノードおよび前記複数のノードのそれぞれは、それぞれ、前記通信経路が確立した状態で、前記通信経路における上位ノードへの前記測定部の前記測定データの送信が不能になると、前記上位ノードへユニキャストで前記測定部の前記測定データを再送信し、前記測定部の前記測定データの送信に再び失敗した場合は、ブロードキャストで前記測定部の前記測定データを送信して、前記第２ノードへの通信経路を再構築することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
8. 前記中継機は、前記通信経路内に複数のノードを有し、
   前記第１ノードまたは前記複数のノードのそれぞれは、送信先のノードを決定する場合に、上位ノードから応答信号を受信したとしても前記応答信号の受信信号強度が所定の閾値未満であれば、前記応答信号を返信した前記上位ノードを送信先のノードとせず、前記上位ノードを送信先の候補から除外することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
9. 前記中継機は、前記通信経路内に複数のノードを有し、
   前記複数のノードのそれぞれは、上位ノードへのデータ送信に失敗した場合、次回、下位ノードからの前記測定部の前記測定データを受信すると、応答信号を返信する際に上位ノードへの通信が不通であることを前記下位ノードに通知することを特徴とする請求項１に記載の無線通信システム。
10. 前記中継機は、前記通信経路内に複数のノードを有し、
    前記第２ノードおよび前記複数のノードのそれぞれは、下位ノードから前記測定部の前記測定データを受信した場合に、同一の前記測定データに対する応答信号が他のノードから前記下位ノードへ返信されていれば、前記下位ノードへ応答信号を返信しないことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の無線通信システム。
11. 前記中継機は、前記通信経路内に複数のノードを有し、
    前記中継機は、以前に送信した前記測定部の前記測定データと同じ前記測定部の前記測定データを再度受信した場合、再度受信した前記測定部の前記測定データは破棄して、送信元に応答信号を返信することを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の無線通信システム。

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