JP6399432B2

JP6399432B2 - 無線通信システム

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Publication number: JP6399432B2
Application number: JP2014090497A
Authority: JP
Inventors: 征慶南山; 靖洋川上
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2014-04-24
Filing date: 2014-04-24
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-04-24
Also published as: JP2015211272A

Description

本発明は、無線通信システムに関し、より詳細には、ノード間の通信を中継用ノード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で、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。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で、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、他に通信条件の良好な通信経路があるにも関わらず、最初に通信に成功した通信経路で以後の通信が行われる可能性があった。

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可能性を低減し、且つ、複数の候補ノードから送信先ノードを選択できるように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ように構成される。前記第２ノードは、前記第１ノード及び前記第３ノードのうちの何れかからデータを受信すると、前記第２ノードと通信可能なことを示す最終宛先情報をＡＣＫに付加して送信元のノードに送信するように構成される。前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、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前記ＡＣＫを受信すると、前記ＡＣＫの送信元のノードを次回送信時の送信先の候補ノードとするように構成される。前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記最終宛先情報が付加された前記ＡＣＫを所定回数受信すると、前記所定回数分の前記最終宛先情報を送信してきた前記候補ノードの中から次回送信時の前記送信先ノードを決定するように構成される。そして、前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、以後の通信では前記送信先ノードに対してユニキャストでデータを送信するように構成される。

この無線通信システムにおいて、前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記候補ノードの中から、中継ホップ数が最も少ない前記候補ノードを前記送信先ノードとして決定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１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記送信先ノードを決定する条件に、前記第１ノードから前記第２ノードまでデータが到達するのに要する到達遅延時間を組み合わ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１ノード及び前記第３ノードの各々は、中継ホップ数、受信信号強度、前記第１ノードから前記第２ノードまでデータが到達するのに要する到達遅延時間のうち複数の条件に基づいて、前記候補ノードの中から前記送信先ノードを決定するように構成されることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記最終宛先情報が付加された前記ＡＣＫを受信した場合に、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に付加された前記最終宛先情報を破棄することも好ましい。そして、前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記ＡＣＫの送信元のノードを前記候補ノードとしないように構成されることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第１ノード、前記第２ノード、及び前記第３ノードの各々は、前記所定回数を所望の回数に設定するための設定部を備えることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第３ノードは、前記送信先ノードを決定するまでは、前記通信経路の下位ノードに前記最終宛先情報を送信しないように構成されることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記送信先ノードが決定した状態で、前記送信先ノードへのデータ送信に失敗すると、前記送信先ノードへユニキャストでデータを再送信し、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ように構成されることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記候補ノードの各々で通信条件が同じであれば、前記最終宛先情報を最後に受信した前記候補ノードを前記送信先ノードとして決定するように構成されることも好ましい。

この無線通信システムにおいて、前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記送信先ノードを決定すると、次回データを送信する場合に、通信経路を特定するための経路情報をデータに付加して送信するように構成されることも好ましい。

本発明によれば、複数の候補ノードから送信先ノードを選択できる。また第１ノード及び第３ノードのうち送信先ノードが決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送信されるＡＣＫの数が減少し、その結果、通信量が低減して、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による通信手順の一例を示す説明図である。本実施形態の子機のブロック図である。本実施形態の親機のブロック図である。本実施形態の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による通信手順の一例を示す説明図である。本実施形態の無線通信システムによる通信手順の一例を示す説明図である。本実施形態の無線通信システムによる通信手順の一例を示す説明図である。本実施形態の無線通信システムによる通信手順の一例を示す説明図である。本実施形態の無線通信システムによる通信手順の一例を示す説明図である。本実施形態の無線通信システムによる通信手順の一例を示す説明図である。

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複数台（図示例では例えば３台）の子機（第１ノード）１０と、データの送信先である親機（第２ノード）２０と、複数台（図示例では例えば９台）の中継機（第３ノード）３０とを備えている。なお、本実施形態の無線通信システムは９台の中継機３０を備えているが、中継機３０の台数は９台に限定されず、信号の中継に必要な台数があればよい。また、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１０を３台備えているが、子機１０の台数は３台に限定されず、必要に応じて適宜変更が可能である。

子機１０と親機２０と中継機３０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１０と親機２０とが互いの通信圏内にあり、子機１０と親機２０との間の通信環境が良好であれば、子機１０と親機２０との間で無線通信が直接行われる。しかしながら、子機１０と親機２０とが直接通信できない場合や、通信可能であっても通信環境が良好でない場合、子機１０と親機２０との間では中継機３０を介して無線通信が行われる。そのため、複数台の中継機３０は、子機１０と親機２０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３０が通信圏内に存在するように配置されており、子機１０と親機２０と複数台の中継機３０で中継通信網が構築されている。子機１０、親機２０、及び中継機３０にはネットワーク内で個々のノードを識別するために個別のノード番号が付与されている。本実施形態の無線通信システムでは、親機２０のノード番号が「０」に設定され、９台の中継機３０の各々に「１」〜「９」のノード番号が設定され、３台の子機１０の各々に「１１」「１２」「１３」のノード番号が設定されている。なお、図１及び図５〜図１０において、子機１０、親機２０、中継機３０のそれぞれを示す四角内の数字は、子機１０、親機２０、中継機３０のそれぞれに割り当てられたノード番号を示している。

次に、子機１０と親機２０と中継機３０の構成を図２〜図４に基づいて説明する。

子機１０は、図２に示すように、ＭＣＵ（Micro Control Unit）１００と、測定部１０１と、記憶部１０２と、無線通信部１０３と、アンテナ１０４と、操作部１０５と、表示部１０６と、電源部１０７と、有線通信部１０８とを備えている。子機１０は、所定の計測タイミングで測定部１０１が測定したデータを、親機２０に無線送信する。

ＭＣＵ１００は、子機１０の全体的な制御を行う。

測定部１０１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１０１の測定対象は温度に限定されず、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１０２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１０２は、ＭＣＵ１００によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、子機１０に割り当てられた識別情報（アドレスやノード番号）や、測定部１０１による測定データや、通信経路の情報などを記憶する。

無線通信部１０３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１０４を介して無線信号の送信又は受信を行う。

有線通信部１０８は、例えば設定器（図示せず）などの機器に通信線を介して接続され、有線通信方式で通信を行う。

操作部１０５は、例えば測定部１０１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を設定するために用いられる。また、操作部１０５は、送信先ノードを決定する場合に受信する最終宛先情報の数、すなわち最終宛先情報が付加されたＡＣＫの数（所定回数）を設定するためにも使用される。

表示部１０６は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ１００によって点灯／消灯が制御される。

電源部１０７は例えば電池を電源として、子機１０の内部回路に対して動作に必要な電力を供給する。

親機２０は、図３に示すように、ＭＣＵ２００と、記憶部２０１と、無線通信部２０２と、アンテナ２０３と、有線通信部２０４と、操作部２０５と、表示部２０６と、電源部２０７とを備えている。

ＭＣＵ２００は、親機２０の全体的な制御を行う。

記憶部２０１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２０１は、ＭＣＵ２００によってデータの書き込み及び読み出しが行われ、親機２０に割り当てられた識別情報や、子機１０から収集した測定データや、通信経路の情報などを記憶する。

無線通信部２０２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２０３を介して無線信号の送信又は受信を行う。

有線通信部２０４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１０から収集したデータを有線通信方式でサーバに送信する。

操作部２０５は、例えば親機２０の動作設定を行うために使用される。また、操作部２０５は、親機２０が送信元となる場合に、送信先ノードを決定する際に受信する最終宛先情報の数、すなわち最終宛先情報が付加されたＡＣＫの数（所定回数）を設定するためにも使用される。

表示部２０６は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ２００によって点灯／消灯が制御される。

電源部２０７は、例えば商用電源から電力の供給を受け、親機２０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３０は、図４に示すように、ＭＣＵ３００と、記憶部３０１と、無線通信部３０２と、アンテナ３０３と、操作部３０４と、表示部３０５と、電源部３０６と、有線通信部３０７とを備えている。

ＭＣＵ３００は、中継機３０の全体的な制御を行う。

記憶部３０１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３０１は、ＭＣＵ３００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３０２が受信したデータや、無線通信部３０２が過去に送信したデータや、通信経路の情報などを記憶する。

無線通信部３０２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３０３を介して無線信号の送信又は受信を行う。

有線通信部３０７は、例えば設定器（図示せず）などの機器に通信線を介して接続され、有線通信方式で通信を行う。

操作部３０４は、例えば中継機３０の動作設定を行うために使用される。また、操作部３０４は、送信先ノードを決定する際に受信する最終宛先情報の数、すなわち最終宛先情報が付加されたＡＣＫの数（所定回数）を設定するためにも使用される。

表示部３０５は例えば１乃至複数個の発光ダイオードからなり、ＭＣＵ３００によって点灯／消灯が制御される。

電源部３０６は例えば電池を電源として、中継機３０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３０は電池を電源としているので、中継機３０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３０６は商用電源から電力の供給を受けて、中継機３０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１０と親機２０との間の通信経路が確立されていない状態で、子機１０から親機２０へデータ（例えば測定データ）を送信する処理について図１、図５〜図１０を参照して説明する。なお、子機１０、親機２０、複数台の中継機３０には、それぞれ別個のノード番号が割り当てられており、以下では複数台の中継機３０を区別して説明するために、ノード番号を使用して説明する。例えば、ノード番号が「２」の中継機３０は２番の中継機３０と表記し、ノード番号が「１１」番の子機１０は１１番の子機１０と表記する。また、図１及び図５〜図１０における矢印線はノード間の通信を示し、実線の矢印線はデータの送信処理を、点線の矢印線はＡＣＫの送信処理を示している。また、点線の矢印線の先頭にＸが付記されている場合は、ＡＣＫの送信が中止されたことを意味している。

１１番の子機１０から親機２０までデータを送信する通信経路が確立されていない状態で、１１番の子機１０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を参照して説明する。

１１番の子機１０のＭＣＵ１００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１０１に温度を測定させる。１１番の子機１０は送信先ノードが決まっていないので、データをブロードキャストで送信する。すなわち、子機１０のＭＣＵ１００は、測定部１０１の測定データと、送信データに割り付けた個別のシーケンス番号とを格納し、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレス及びデータ元アドレスを自機のアドレスとした送信データを作成する。なお、アドレスには、各ノードに割り当てられた個別のノード番号が用いられる。そして、子機１０のＭＣＵ１００は、作成した送信データを、無線通信部１０３からブロードキャストで送信させる（図１の処理Ｔ１）。

図１の例では１１番の子機１０の通信圏内にノード番号が４〜９番の６台の中継機３０が存在し、１１番の子機１０から送信されたデータは、これら６台の中継機３０の無線通信部３０２で受信される。各中継機３０のＭＣＵ３００は、受信したデータから、測定データとシーケンス番号と宛先アドレス（ブロードキャストアドレス）と送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。本実施形態では、各中継機３０のＭＣＵ３００は、データを受信した場合にＡＣＫ（acknowledgement：肯定応答）を送信するまでのウエイト時間をランダムな時間に設定している。図１の例では、４番の中継機３０のウエイト時間が、他の中継機３０のウエイト時間よりも短い時間となっている。そのため、４番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御し、送信元の子機１０宛てにＡＣＫを送信させる（図１の処理Ｔ２）。子機１０は、データの送信後に送信されてきた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る。

４番の中継機３０の通信圏内には５番、６番の中継機３０と子機１０とが存在し、４番の中継機３０が送信したＡＣＫは、子機１０だけでなく、５番、６番の中継機３０の無線通信部３０２によっても受信される。５番、６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、４番の中継機３０が子機１０からの送信データに対するＡＣＫを送信したため、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。なお、７〜９番の中継機３０は、４番の中継機３０が送信したＡＣＫを受信できないため、中継動作を行う。しかしながら、７〜９番の中継機３０から親機２０にデータを到達させる通信経路が存在しないため、７〜９番の中継機３０は、中継処理を規定の回数繰り返した後、受信待ちの状態となる。

４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、子機１０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、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を含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、データの受信時からウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図１の処理Ｔ３）。図１の例では、４番の中継機３０の通信圏内に１番、２番、５番の中継機３０と子機１０とが存在し、４番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは、１番、２番、５番の中継機３０の無線通信部３０２によって受信される。子機１０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、４番の中継機３０から送信されたデータは子機１０では受信されない。なお、中継機３０が、下位ノードからデータを受信した時点より、受信したデータを中継送信するまでのウエイト時間はランダムな時間に設定されてもよいし、一定の時間に設定されてもよい。

１番、２番、５番の中継機３０の無線通信部３０２が、４番の中継機３０からの送信データを受信すると、これらの中継機３０のＭＣＵ３００は、受信したデータから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。上述のように、各中継機３０がＡＣＫを送信するまでのウエイト時間はランダムな時間に設定されており、図１の例では、１番の中継機３０のウエイト時間が、２番、５番の中継機３０のウエイト時間よりも短い時間となっている。そのため、１番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御して送信元の４番の中継機３０宛てにＡＣＫを送信する（図１の処理Ｔ４）。１番の中継機３０から４番の中継機３０へ送信されたＡＣＫは、４番の中継機３０だけでなく、２番、５番の中継機３０の無線通信部３０２によっても受信される。２番、５番の中継機３０のＭＣＵ３００は、４番の中継機３０からの送信データに対するＡＣＫを別の中継機（この場合は１番の中継機３０）が送信しているので、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

その後、１番の中継機３０のＭＣＵ３００は、４番の中継機３０からの送信データから測定データとシーケンス番号を取り出す。そして、１番の中継機３０のＭＣＵ３００は、、測定データとシーケンス番号を含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、１番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図１の処理Ｔ５）。１番の中継機３０の通信圏内には親機２０が存在するため、１番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは親機２０で受信される。

親機２０のＭＣＵ２００は、無線通信部２０２が１番の中継機３０からの送信データを受信すると、受信したデータから測定データ、シーケンス番号、送信元アドレス、データ元アドレスを取り込む。そして、親機２０のＭＣＵ２００は、親機２０と通信可能なことを示す最終宛先情報を付加したＡＣＫを無線通信部２０２から送信元の中継機３０（この場合は１番の中継機３０）に送信させる（図１の処理Ｔ６）。本実施形態では、親機２０は、ウエイト時間を設けずにＡＣＫを送信するように構成されており、親機２０がデータを受信すると、他の中継機３０よりも早く親機２０からＡＣＫが送信される。また、本実施形態では、最終宛先情報を親機２０までの中継ホップ数としており、１番の中継機３０に対しては親機２０までの中継ホップ数、すなわちデータの「１」を付加したＡＣＫが送信される。なお、処理Ｔ２，Ｔ４で４番及び１番の中継機３０がそれぞれＡＣＫを送信する場合、４番及び１番の中継機３０は上位ノードから最終宛先情報を受信していないので、４番及び１番の中継機３０から送信されるＡＣＫには最終宛先情報が付加されていない。換言すれば、処理Ｔ２で４番の中継機３０から送信されるＡＣＫには、中継ホップ数がゼロであることを示すデータが付加されていることになる。

１番の中継機３０の無線通信部３０２が、親機２０から送信されたＡＣＫを受信すると、この中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報が１であることから、親機２０と直接通信できたと判断し、次回からの送信先ノードを親機２０に決定する。すなわち、１番の中継機３０のＭＣＵ３００は、次回以降はユニキャストで親機２０にデータを送信する。

ここで、図１に示す一連の通信で、１１番の子機１０と１番、４番の中継機３０とが得た情報は次の表１に示すとおりであり、１番の中継機３０のみが最終宛先情報を取得する。

次に、１１番の子機１０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５を参照して説明する。なお、図１を参照して説明した通信手順と共通する通信手順については説明を省略する。

１１番の子機１０は、次回の送信タイミングになると、スリープモードから起動し、測定データとシーケンス番号とを格納した送信データをブロードキャストで送信させる（図５の処理Ｔ１１）。

図５の例では、６番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御して送信元の子機１０にＡＣＫを送信させる（図５の処理Ｔ１２）。子機１０は、データの送信後に送信されてきた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る。

６番の中継機３０の通信圏内には４番、５番の中継機３０と子機１０とが存在し、６番の中継機３０が送信したＡＣＫは、子機１０だけでなく、４番、５番の中継機３０の無線通信部３０２によっても受信される。４番、５番の中継機３０のＭＣＵ３００は、各々が受信したデータと同一のデータに対するＡＣＫを６番の中継機３０が送信したため、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、子機１０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、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を含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図５の処理Ｔ１３）。図５の例では、６番の中継機３０の通信圏内に２番、３番、５番の中継機３０と１１番の子機１０とが存在し、６番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは、２番、３番、５番の中継機３０の無線通信部３０２によって受信される。１１番の子機１０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、６番の中継機３０から送信されたデータは１１番の子機１０では受信されない。

２番、３番、５番の中継機３０の無線通信部３０２が、６番の中継機３０からの送信データを受信すると、これらの中継機３０のＭＣＵ３００は、受信したデータから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。上述のように、各中継機３０がＡＣＫを送信するまでのウエイト時間はランダムな時間に設定されており、図５の例では、３番の中継機３０のウエイト時間が、２番、５番の中継機３０のウエイト時間よりも短い時間となっている。そのため、３番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御して送信元の６番の中継機３０にＡＣＫを送信する（図５の処理Ｔ１４）。３番の中継機３０から６番の中継機３０へ送信されたＡＣＫは、２番及び５番の中継機３０にも受信される。２番及び５番の中継機３０は、６番の中継機３０からの送信データに対するＡＣＫを３番の中継機３０が送信したために、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

その後、３番の中継機３０のＭＣＵ３００は、６番の中継機３０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。３番の中継機３０のＭＣＵ３００は、測定データとシーケンス番号を含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、３番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図５の処理Ｔ１５）。３番の中継機３０の通信圏内には親機２０が存在するため、３番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは親機２０で受信される。

親機２０のＭＣＵ２００は、無線通信部２０２が３番の中継機３０からの送信データを受信すると、受信したデータから測定データ、シーケンス番号、宛先アドレス、送信元アドレス、データ元アドレスを取り込む。そして、親機２０のＭＣＵ２００は、最終宛先情報が付加されたＡＣＫを無線通信部２０２から送信元の中継機３０（この場合は３番の中継機３０）に送信する（図１の処理Ｔ１６）。

３番の中継機３０の無線通信部３０２が、親機２０から送信されたＡＣＫを受信すると、この中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報が１であることから、親機２０と直接通信できたと判断し、次回からの送信先ノードを親機２０に決定する。すなわち、３番の中継機３０のＭＣＵ３００は、次回以降はユニキャストで親機２０にデータを送信する。

ここで、図５に示す一連の通信で、１１番の子機１０と３番、６番の中継機３０とが得た情報は次の表２に示すとおりであり、新たに３番の中継機３０が最終宛先情報を取得する。

次に、１１番の子機１０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６を参照して説明する。なお、図１、図５を参照して説明した通信手順と共通する通信手順については説明を省略する。

１１番の子機１０は、次回の送信タイミングになると、スリープモードから起動し、測定データとシーケンス番号とを格納した送信データをブロードキャストで送信させる（図６の処理Ｔ２１）。

図６の例では、５番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御して送信元の子機１０にＡＣＫを送信させる（図６の処理Ｔ２２）。１１番の子機１０は、ＡＣＫを受信すると、所定時間の経過後にスリープモードに移行する。

５番の中継機３０が送信したＡＣＫは、４番及び６番の中継機３０にも受信される。４番及び６番の中継機３０は、各々が受信したデータと同一のデータに対するＡＣＫを５番の中継機３０が送信したため、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

５番の中継機３０のＭＣＵ３００は、子機１０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。５番の中継機３０のＭＣＵ３００は、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を含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、５番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図６の処理Ｔ２３）。図６の例では、５番の中継機３０の通信圏内に１番、２番、３番、４番、及び６番の中継機３０と子機１０とが存在し、５番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは、１〜４番及び６番の中継機３０の無線通信部３０２によって受信される。子機１０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、５番の中継機３０から送信されたデータは子機１０では受信されない。

１〜４番及び６番の中継機３０の無線通信部３０２が、５番の中継機３０からの送信データを受信すると、これらの中継機３０のＭＣＵ３００は、受信したデータから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。上述のように、各中継機３０がＡＣＫを送信するまでのウエイト時間はランダムな時間に設定されており、図６の例では、２番の中継機３０のウエイト時間が、１番、３番、４番、及び６番の中継機３０のウエイト時間よりも短い時間となっている。そのため、２番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御して送信元の５番の中継機３０にＡＣＫを送信する（図６の処理Ｔ２４）。２番の中継機３０から５番の中継機３０へ送信されたＡＣＫは、５番の中継機３０だけでなく、１番、３番、４番、６番の中継機３０の無線通信部３０２によっても受信される。１番、３番、４番、６番の中継機３０は、各々が受信したデータと同一のデータ（５番の中継機３０からの送信データ）に対するＡＣＫを２番の中継機３０が送信したために、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

その後、２番の中継機３０のＭＣＵ３００は、５番の中継機３０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。２番の中継機３０のＭＣＵ３００は、測定データとシーケンス番号を含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、２番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、作成した送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図６の処理Ｔ２５）。２番の中継機３０の通信圏内には親機２０が存在するため、２番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは親機２０で受信される。

親機２０のＭＣＵ２００は、無線通信部２０２が２番の中継機３０からの送信データを受信すると、受信したデータから測定データ、シーケンス番号、送信元アドレス、データ元アドレスを取り込む。親機２０のＭＣＵ２００は、最終宛先情報を付加したＡＣＫを無線通信部２０２から送信元である２番の中継機３０に送信させる（図６の処理Ｔ２６）。

２番の中継機３０の無線通信部３０２が、親機２０から送信されたＡＣＫを受信すると、この中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報が１であることから、親機２０と直接通信できたと判断し、次回からの送信先ノードを親機２０に決定する。すなわち、２番の中継機３０のＭＣＵ３００は、次回以降はユニキャストで親機２０にデータを送信する。

ここで、図６に示す一連の通信で、１１番の子機１０と２番、５番の中継機３０とが得た情報は次の表３に示すとおりであり、新たに２番の中継機３０が最終宛先情報を取得する。

次に、１１番の子機１０が測定データを４回目に送信する場合の通信手順について図７を参照して説明する。なお、図１、図５、図６を参照して説明した通信手順と共通する通信手順については説明を省略する。

１１番の子機１０は、次回の送信タイミングになると、スリープモードから起動し、測定データとシーケンス番号とを含めた送信データをブロードキャストで送信させる（図７の処理Ｔ３１）。

１１番の子機１０から送信されたデータは、４〜９番の中継機３０によって受信される。図７の例では、４番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御して送信元の子機１０宛てにＡＣＫを送信させる（図７の処理Ｔ３２）。子機１０は、ＡＣＫを受信すると、所定時間の経過後にスリープモードに移行する。

４番の中継機３０が送信したＡＣＫは、子機１０だけでなく、５番、６番の中継機３０にも受信される。５番、６番の中継機３０は、各々が受信したデータと同一のデータ（１１番の子機１０からの送信データ）に対するＡＣＫを４番の中継機３０が送信したため、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、子機１０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、測定データとシーケンス番号とを含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図７の処理Ｔ３３）。図７の例では、４番の中継機３０の通信圏内に１番、２番、５番の中継機３０と１１番の子機１０とが存在し、４番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは、１番、２番及び５番の中継機３０の無線通信部３０２によって受信される。１１番の子機１０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、４番の中継機３０から送信されたデータは子機１０では受信されない。

１番、２番及び５番の中継機３０の無線通信部３０２が、４番の中継機３０からの送信データを受信すると、これらの中継機３０のＭＣＵ３００は、受信したデータから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。上述のように、各中継機３０がＡＣＫを送信するまでのウエイト時間はランダムな時間に設定されており、図７の例では、２番の中継機３０のウエイト時間が、１番及び５番の中継機３０のウエイト時間よりも短い時間となっている。そのため、２番の中継機３０のＭＣＵ３００が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に無線通信部３０２を制御して送信元の４番の中継機３０にＡＣＫを送信する（図７の処理Ｔ３４）。ここで、２番の中継機３０は、以前の通信で親機２０から最終宛先情報を取得しているので、最終宛先情報として自機の中継ホップ数に１を加えた中継ホップ数（この場合は２）をＡＣＫに付加して４番の中継機３０に送信する。

４番の中継機３０の無線通信部３０２が、２番の中継機３０から送信されたＡＣＫを受信すると、４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報から２番の中継機３０が親機２０と通信可能なノードと判断し、送信先の候補ノードに設定する。本実施形態では、各中継機３０のＭＣＵ３００は、最終宛先情報が付加されたＡＣＫを受信した場合、このＡＣＫの送信元のノードを送信先の候補ノードに設定する。各中継機３０のＭＣＵ３００は、送信先のノードを決定するまでは、以後の通信においてもブロードキャストでデータを送信する。各中継機３０のＭＣＵ３００は、最終宛先情報を所定回数、本実施形態では例えば３回受信すると、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から、通信条件などに基づいて送信先ノードを決定する。そして、各中継機３０のＭＣＵ３００は、以後の通信では送信先として決定した上位ノード（送信先ノード）に対してユニキャストでデータを送信するように構成されている。なお、本実施形態では、最終宛先情報を受信した中継機３０が親機２０と直接通信可能な場合、この中継機３０は親機２０を送信先ノードに決定している。

また、２番の中継機３０から４番の中継機３０へ送信されたＡＣＫは、１番及び５番の中継機３０も受信される。１番及び５番の中継機３０は、各々が受信したデータと同一のデータ（４番の中継機３０からの送信データ）に対するＡＣＫを２番の中継機３０が送信しているから、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

その後、２番の中継機３０のＭＣＵ３００は、４番の中継機３０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。２番の中継機３０のＭＣＵ３００は、測定データとシーケンス番号を含め、宛先アドレスを親機２０のアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０アドレスとした送信データを作成する。そして、２番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２から親機２０にユニキャストで送信させる（図７の処理Ｔ３５）。

親機２０のＭＣＵ２００は、無線通信部２０２が２番の中継機３０からの送信データを受信すると、受信したデータから測定データ、シーケンス番号、送信元アドレス、データ元アドレスを取り込む。そして、親機２０のＭＣＵ２００は、無線通信部２０２から送信元である２番の中継機３０へ最終宛先情報を付加したＡＣＫを送信させる（図７の処理Ｔ３６）。

ここで、図７に示す一連の通信で、４番の中継機３０が新たに得た情報は次の表４に示すとおりであり、新たに２番の中継機３０が最終宛先情報を取得する。

次に、１１番の子機１０が測定データを５回目に送信する場合の通信手順について図８を参照して説明する。なお、図１、図５〜図７を参照して説明した通信手順と共通する通信手順については説明を省略する。

１１番の子機１０は、次回の送信タイミングになると、スリープモードから起動し、測定データとシーケンス番号とを格納した送信データを、ブロードキャストで送信させる（図８の処理Ｔ４１）。

１１番の子機１０からブロードキャストで送信されたデータは４〜９番の中継機３０で受信される。図８の例では、６番の中継機３０が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に送信元の子機１０にＡＣＫを送信する（図８の処理Ｔ４２）。子機１０は、ＡＣＫを受信すると、所定時間の経過後にスリープモードに移行する。

６番の中継機３０が送信したＡＣＫは、１１番の子機１０だけでなく、４番、５番の中継機３０の無線通信部３０２によっても受信される。４番、５番の中継機３０のＭＣＵ３００は、各々が受信したデータと同一のデータ（１１番の子機１０からの送信データ）に対するＡＣＫを６番の中継機３０が送信したため、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、１１番の子機１０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、測定データとシーケンス番号とを含め、宛先アドレスをブロードキャストアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２からブロードキャストで送信させる（図８の処理Ｔ４３）。６番の中継機３０からブロードキャストで送信されたデータは、２番、３番及び５番の中継機３０の無線通信部３０２によって受信される。１１番の子機１０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、６番の中継機３０から送信されたデータは１１番の子機１０では受信されない。

２番、３番及び５番の中継機３０の無線通信部３０２が、６番の中継機３０からの送信データを受信すると、これらの中継機３０のＭＣＵ３００は、受信したデータから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。上述のように、各中継機３０がＡＣＫを送信するまでのウエイト時間はランダムな時間に設定されており、図８の例では、３番の中継機３０のウエイト時間が、２番、５番の中継機３０のウエイト時間よりも短い時間となっている。そのため、３番の中継機３０が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に送信元の６番の中継機３０にＡＣＫを送信する（図８の処理Ｔ４４）。ここで、３番の中継機３０は、以前の通信で親機２０から最終宛先情報を取得しているので、最終宛先情報として自機の中継ホップ数に１を加えた中継ホップ数（この場合は２）をＡＣＫに付加して６番の中継機３０に送信する。

６番の中継機３０の無線通信部３０２が、３番の中継機３０から送信されたＡＣＫを受信すると、６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報から３番の中継機３０が親機２０と通信可能なノードと判断し、送信先の候補ノードに設定する。６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、３番の中継機３０を候補ノードに設定するが、送信先のノードを決定するまでは、以後の通信においてもブロードキャストでデータを送信する。６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、最終宛先情報を例えば３回（所定回数）受信すると、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から、通信条件などに基づいて送信先のノードを決定する。

また、３番の中継機３０から６番の中継機３０へ送信されたＡＣＫは、２番及び５番の中継機３０にも受信される。２番及び５番の中継機３０は、各々が受信したデータと同一のデータ（６番の中継機３０からの送信データ）に対するＡＣＫを３番の中継機３０が送信したために、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

その後、３番の中継機３０のＭＣＵ３００は、６番の中継機３０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。３番の中継機３０のＭＣＵ３００は、この測定データとシーケンス番号を含め、宛先アドレスを親機２０のアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、３番の中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫを送信してからランダムなウエイト時間が経過した時点で、この送信データを無線通信部３０２から親機２０にユニキャストで送信させる（図８の処理Ｔ４５）。

親機２０のＭＣＵ２００は、無線通信部２０２が３番の中継機３０からの送信データを受信すると、受信したデータから測定データ、シーケンス番号、送信元アドレス、データ元アドレスを取り込む。親機２０のＭＣＵ２００は、最終宛先情報を付加したＡＣＫを無線通信部２０２から送信元である３番の中継機３０に送信する（図８の処理Ｔ４６）。

ここで、図８に示す一連の通信で、６番の中継機３０が新たに得た情報は次の表５に示すとおりであり、新たに６番の中継機３０が最終宛先情報を取得する。

上述のように１１番の子機１０は、所定の送信タイミングがくるごとに、測定データの送信を繰り返しており、数回から十数回のデータ送信の結果、例えば４番の中継機３０で、最終宛先情報を例えば３回分受信したとする。この時点で、子機１０及び中継機３０が次の表６に示すような情報を得ているとする。

４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、最終宛先情報を３回分受信すると、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から、通信条件などに基づいて送信先ノードを決定する。本実施形態では子機１０及び中継機３０のＭＣＵ１００，３００は、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から、中継ホップ数が最も少ない候補ノードを送信先ノードに決定する。

なお、候補ノードの中から送信先ノードを決定するための通信条件は、中継ホップ数に限定されない。子機１０及び中継機３０の無線通信部１０３，３０２は受信信号強度の測定機能を有し、子機１０及び中継機３０のＭＣＵ１００，３００は、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードから、受信信号強度が最も大きいノードを送信先ノードに決定してもよい。また、子機１０が送信データに送信時刻の情報を含め、親機２０が、受信したデータに含まれる送信時刻と、データの受信時刻との差分から到達遅延時間を求め、この到達遅延時間をＡＣＫに付加して送信してもよい。ここで、到達遅延時間とは送信元の第１ノード（本実施形態では子機１０）から送信先の第２ノード（本実施形態では親機２０）までデータが到達するのに要する時間である。そして、子機１０及び中継機３０のＭＣＵ１００，３００が、ＡＣＫに付加された到達遅延時間をもとに、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から、到達遅延時間が最も短いノードを送信先ノードに決定してもよい。また、子機１０及び中継機３０のＭＣＵ１００，３００は、候補ノードの中から送信先ノードを決定する場合に、データを中継するノードの数がより少ない候補ノードを送信先ノードに決定してもよい。また、子機１０及び中継機３０のＭＣＵ１００，３００は、上述した中継ホップ数、受信信号強度、到達遅延時間のうち複数の条件に基づいて、候補ノードの中から送信先ノードを決定してもよい。また、子機１０及び中継機３０のＭＣＵ１００，３００は、候補ノードの各々で通信条件が同じであれば、最終宛先情報を最後に受信した候補ノードを送信先ノードとして決定してもよい。

上述のようにして４番の中継機３０は送信先ノードを決定するが、１１番の子機１０がデータ送信を複数回行った結果、１１番の子機１０と直接通信する５番、６番の中継機３０も、それぞれ、最終宛先情報を所定回数分取得し、送信先ノードを決定したとする。この時点で、子機１０及び中継機３０は次の表７に示すような情報を得ているとする。

この状態から、１１番の子機１０が測定データを送信する場合の通信手順について図９を参照して説明する。なお、図１、図５〜図８を参照して説明した通信手順と共通する通信手順については説明を省略する。

１１番の子機１０は、次回の送信タイミングになるとスリープモードから起動し、測定データとシーケンス番号とを格納した送信データを、ブロードキャストで送信させる（図９の処理Ｔ５１）。

１１番の子機１０からブロードキャストで送信されたデータは４〜９番の中継機３０によって受信される。図９の例では、４番の中継機３０が、他の中継機３０よりも早く、ウエイト時間の経過後に送信元の子機１０宛てにＡＣＫを送信する（図９の処理Ｔ５２）。このとき、４番の中継機３０は、送信先ノードを確定しているので、４番の中継機３０は、最終宛先情報（本実施形態では中継ホップ数のデータ「２」）を付加したＡＣＫを送信元である１１番の子機１０に送信する。１１番の子機１０は、４番の中継機３０から最終宛先情報が付加されたＡＣＫを受信すると、４番の中継機３０を送信先の候補ノードとし、所定時間の経過後にスリープモードに移行する。なお、子機１０のＭＣＵ１００は、送信先ノードを決定するまでは、以後の通信においてもブロードキャストでデータを送信する。子機１０のＭＣＵ１００は、最終宛先情報を所定回数、本実施形態では例えば３回受信すると、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から、通信条件などに基づいて送信先のノードを決定する。

４番の中継機３０が送信したＡＣＫは、子機１０だけでなく、５番、６番の中継機３０の無線通信部３０２によっても受信される。５番、６番の中継機３０のＭＣＵ３００は、各々が受信したデータと同一のデータ（１１番の子機１０からの送信データ）に対するＡＣＫを４番の中継機３０が送信したため、中継動作を中止し、ＡＣＫの送信も行わない。

４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、１１番の子機１０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、この測定データとシーケンス番号とを含め、宛先アドレスを１番の中継機３０のアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、４番の中継機３０のＭＣＵ３００は、この送信データを無線通信部３０２から１番の中継機３０へユニキャストで送信させる（図９の処理Ｔ５３）。

１番の中継機３０は、４番の中継機３０からユニキャストで送信された送信データを受信すると、送信元の４番の中継機３０にＡＣＫを送信する（図９の処理Ｔ５４）。

また、１番の中継機３０は、４番の中継機３０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。１番の中継機３０は、この測定データとシーケンス番号とを含め、宛先アドレスを親機２０のアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、１番の中継機３０のＭＣＵ３００は、この送信データを無線通信部３０２から親機２０へユニキャストで送信させる（図９の処理Ｔ５５）。

親機２０は、１番の中継機３０からの送信データを受信すると、受信したデータから測定データ、シーケンス番号、送信元アドレス、データ元アドレスを取り込み、最終宛先情報を付加したＡＣＫを送信元である１番の中継機３０に送信する（図９の処理Ｔ５６）。

これにより、子機１０から親機２０への１回分のデータ送信が完了する。図９に示す一連の通信で、子機１０及び中継機３０が新たに得た情報は次の表８に示すとおりであり、新たに１１番の子機１０と４番の中継機３０が最終宛先情報を取得する。

その後も、１１番の子機１０は、所定の送信タイミングがくるごとに、測定データの送信を繰り返し、あと２回のデータ送信の結果、１１番の子機１０は、最終宛先情報が付加されたＡＣＫを３回受信することができる。この時点で子機１０及び中継機３０は次の表９に示すような情報を得ているとする。

このようにして、１１番の子機１０のＭＣＵ１００は、最終宛先情報が付加されたＡＣＫを３回分受信すると、３回分の最終宛先情報を送信してきた候補ノード（４番、５番、６番の中継機３０）の中から次回送信時の送信先ノードを決定する。ここで、子機１０のＭＣＵ１００は、３回分の最終宛先情報を受信した通信実績から、送信先ノードを６番の中継機３０に決定した場合、以後の通信では６番の中継機３０に対してユニキャストでデータを送信する。

図１０は子機１０から親機２０までユニキャストで通信が行われる場合の通信手順を示している。

１１番の子機１０は、次回の送信タイミングになるとスリープモードから起動し、測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを格納した送信データを、６番の中継機３０にユニキャストで送信させる（図１０の処理Ｔ６１）。

６番の中継機３０は、１１番の子機１０からの送信データを受信すると、送信元の子機１０に宛てて最終宛先情報を付加したＡＣＫを送信する（図１０の処理Ｔ６２）。

また、６番の中継機３０は、子機１０からの送信データから測定データとシーケンス番号を取り出し、この測定データとシーケンス番号とを含め、宛先アドレスを３番の中継機３０のアドレス、送信元アドレスを自機のアドレスとした送信データを作成する。そして、６番の中継機３０は、この送信データを３番の中継機３０へユニキャストで送信させる（図１０の処理Ｔ６３）。

３番の中継機３０は、６番の中継機３０からユニキャストで送信された送信データを受信すると、送信元の６番の中継機３０にＡＣＫを送信する（図１０の処理Ｔ６４）。

また、３番の中継機３０は、６番の中継機３０からの送信データから測定データとシーケンス番号と宛先アドレスと送信元アドレスとデータ元アドレスを取り出す。３番の中継機３０は、６番の中継機３０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を含め、宛先アドレスを親機２０のアドレス、送信元アドレスを自機のアドレス、データ元アドレスを１１番の子機１０のアドレスとした送信データを作成する。そして、３番の中継機３０は、この送信データを親機２０へユニキャストで送信させる。親機２０は、３番の中継機３０から送信されたデータを受信すると、３番の中継機３０にＡＣＫを送信する。このように、子機１０から親機２０までの通信経路を構成する全てのノードで送信先ノードが確定すると、各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データを送信する場合に比べて送信される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。

なお、子機１０及び中継機３０の各々で送信先ノードが決定されていく順番は、図１及び図５〜図１０の説明に限定されず、通信環境などによって変化する。

以上説明したように、本実施形態の無線通信システムは、送信元の第１ノード（本実施形態では子機１０）と、送信先の第２ノード（本実施形態では親機２０）と、複数台の第３ノード（本実施形態では中継機３０）とを備える。第１ノードおよび第２ノードはそれぞれ無線通信機能を備える。複数台の第３ノードの各々は、第１ノードと第２ノードとの間の無線通信を中継する機能を備える。第１ノード及び第３ノードの各々は、送信先ノードが決定していない場合にはブロードキャストでデータを送信するように構成される。第２ノードは、第１ノード及び第３ノードのうちの何れかからデータを受信すると、最終宛先情報をＡＣＫに付加して送信元のノードに送信するように構成される。第３ノードは、通信経路の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、ＡＣＫの送信元のノードを次回送信時の送信先の候補ノードとするように構成される。第３ノードは、通信経路の下位ノードから次回データを受信した際に最終宛先情報を付加したＡＣＫを下位ノードに送信するように構成される。第１ノード及び第３ノードの各々は、最終宛先情報が付加されたＡＣＫを所定回数受信すると、所定回数分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から次回送信時の送信先ノードを決定するように構成される。そして、第１ノード及び第３ノードの各々は、以後の通信では送信先ノードに対してユニキャストでデータを送信するように構成される。

このように、第１ノード及び第３ノードの各々で送信先ノードが決定していない状態では、第１ノード及び第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、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。第１ノード及び第３ノードのうち送信先ノードが決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送信される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。さらに、第１ノード及び第３ノードの各々は、所定回数分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードの中から送信先ノードを決定しているので、通信条件がより良好な候補ノードを送信先ノードに決定することができる。

なお、本実施形態では子機１０から親機２０にデータを送信する場合を例に説明したが、中継機３０に所定の物理量を測定するセンサが接続されている場合、親機２０が中継機３０に対してセンサの測定データを要求する要求データを送信する場合もある。この場合は親機２０が送信元の第１ノードとなって、測定データを要求する対象の中継機３０が送信先の第２ノードとなる。

本実施形態の無線通信システムにおいて、第１ノード及び第３ノードの各々は、候補ノードの中から、中継ホップ数が最も少ない候補ノードを送信先ノードとして決定してもよい。これにより、第１ノードから第２ノードまでデータが送信される間にデータが中継送信される回数が減るので、通信量が低減し、送信データの衝突が発生する可能性が低下する。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、第１ノード及び第３ノードの各々は、送信先ノードを決定する条件に到達遅延時間を組み合わせてもよい。ここで、到達遅延時間とは、第１ノードから第２ノードまでデータが到達するのに要する時間である。これにより、第１ノード及び第３ノードの各々は、個々の候補ノードでの到達遅延時間をもとに、送信先ノードを決定することができ、例えば到達遅延時間がより短くなる候補ノードを送信先ノードに決定することができる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、第１ノード及び第３ノードの各々は、中継ホップ数、受信信号強度、到達遅延時間のうち複数の条件に基づいて、候補ノードの中から送信先ノードを決定してもよい。ここで、到達遅延時間とは第１ノードから第２ノードまでデータが到達するのに要する時間である。これにより、第１ノード及び第３ノードの各々は、中継ホップ数、受信信号強度、到達遅延時間のうち複数の条件に基づいて、候補ノードの中から通信条件が良好なノードを送信先ノードに決定することができる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、以下のように構成されることも好ましい。第１ノード及び第３ノードの各々は、最終宛先情報が付加されたＡＣＫを受信した場合に、ＡＣＫの受信信号強度が所定の閾値未満であれば、ＡＣＫに付加された最終宛先情報を破棄するように構成される。第１ノード及び第３ノードの各々は、ＡＣＫの送信元のノードを候補ノードとしないように構成される。

すなわち、子機１０の無線通信部１０３は受信信号の信号強度（受信信号強度）を測定する機能を備え、その測定結果（受信信号強度）をＭＣＵ１００に出力する。子機１０のＭＣＵ１００は、無線通信部１０３がデータを受信した際に、このデータの受信信号強度と所定の閾値との高低を比較する。そして、受信信号強度が閾値未満であれば、子機１０のＭＣＵ１００は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報を破棄し、ＡＣＫの送信元のノードを候補ノードとしないように構成され、通信状態が不安定なノードが候補ノードに選ばれにくくなる。同様に、中継機３０の無線通信部３０２は受信信号の信号強度（受信信号強度）を測定する機能を備え、その測定結果（受信信号強度）をＭＣＵ３００に出力する。中継機３０のＭＣＵ３００は、無線通信部３０２がデータを受信した際に、このデータの受信信号強度と所定の閾値との高低を比較する。そして、受信信号強度が閾値未満であれば、中継機３０のＭＣＵ３００は、ＡＣＫに付加された最終宛先情報を破棄し、ＡＣＫの送信元のノードを候補ノードとしないように構成され、通信状態が不安定なノードが候補ノードに選ばれにくくなる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、第１ノード、第２ノード、及び第３ノードの各々は、所定回数を所望の回数に設定するための設定部を備えてもよい。ここで、設定部を用いて設定される所定回数は、最終宛先情報が付加されたＡＣＫを受信する回数であり、所定回数分の最終宛先情報を送信してきた候補ノードから送信先ノードが決定される。例えば、子機１０において所定回数を設定する場合、操作部１０５を用いて設定値が入力されると、ＭＣＵ１００は、操作部１０５から入力された設定値を記憶部１０２に記憶させており、所定回数を所望の回数に設定できる。また、親機２０において所定回数を設定する場合、操作部２０５を用いて設定値が入力されると、ＭＣＵ２００は、操作部２０５から入力された設定値を記憶部２０１に記憶させており、所定回数を所望の回数に設定できる。また、中継機３０において所定回数を設定する場合、操作部３０４を用いて設定値が入力されると、ＭＣＵ３００は、操作部３０４から入力された設定値を記憶部１０２に記憶させており、所定回数を所望の回数に設定できる。なお、第１ノードと第２ノードと第３ノードには所定回数として同じ回数が設定されてもよいし、ノードごとに異なる回数が設定されてもよい。ここにおいて、操作部１０５，２０５，３０４などから設定部が実現される。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、第３ノードは、送信先ノードを決定するまでは、通信経路の下位ノードに最終宛先情報を送信しないように構成されてもよい。第３ノードは、送信先ノードが決定していない状態では中継ホップ数や到達遅延時間が未定であるから、通信経路の下位ノードに最終宛先情報を送信しておらず、送信先ノードが決定した後に下位ノードへ最終宛先情報を送信すればよい。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、以下のような構成をさらに備えてもよい。第１ノード及び第３ノードの各々は、送信先ノードが決定した状態で、送信先ノードへのデータ送信に失敗すると、送信先ノードへユニキャストでデータを再送信する。第１ノード及び第３ノードの各々は、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、第２ノードへの通信経路を再構築する。

このように、第１ノード及び第３ノードの各々は、送信先ノードへのデータ送信に失敗した場合、先ず送信先ノードへユニキャストでデータを再送信する。したがって、単発的な通信エラーの場合には送信先ノードへユニキャストでデータを再送信することで、送信先ノードにデータを送信する可能性が高くなる。また、第１ノード及び第３ノードの各々は、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、第２ノードへの通信経路を再構築しているので、通信環境が変化した場合には新たな通信経路で第２ノードへの通信を行うことができる。

また、本実施形態の無線通信システムにおいて、第１ノード及び第３ノードの各々は、候補ノードの各々で通信条件が同じであれば、最終宛先情報を最後に受信した候補ノードを送信先ノードとして決定してもよい。候補ノードの各々で通信条件が同じであれば、最も新しく最終宛先情報を受信した候補ノードを送信先ノードとすることで、通信環境が変化した場合でも、より良い条件で通信が行える可能性が高くなる。

１０子機（第１ノード）
２０親機（第２ノード）
３０中継機（第３ノード）

Claims

測定部と、
前記測定部の測定データを送信する無線通信機能を有する第１ノードと、
前記測定部の測定データを受信する無線通信機能を有する第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、
前記第１ノードから前記第２ノードまで前記測定部の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ノードおよび前記第３ノードはブロードキャストで前記測定部の測定データを送信し、
前記第２ノードは、前記第１ノード及び前記第３ノードのうちの何れかから前記測定部の測定データを受信すると、前記第２ノードと通信可能なことを示す最終宛先情報を送信元のノードに送信し、
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、通信経路の上位ノードから前記最終宛先情報を受信すると、前記最終宛先情報の送信元のノードを次回送信時の送信先の候補ノードとし、
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記最終宛先情報を所定回数受信すると、前記所定回数分の前記最終宛先情報を送信してきた前記候補ノードの中から次回送信時の送信先ノードを決定し、以後の通信では前記送信先ノードに対してユニキャストでデータを送信することを特徴とする無線通信システム。
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記候補ノードの中から、中継ホップ数が最も少ない前記候補ノードを前記送信先ノードとして決定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。
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記送信先ノードを決定する条件に、前記第１ノードから前記第２ノードまでデータが到達するのに要する到達遅延時間を組み合わせることを特徴とする請求項２記載の無線通信システム。
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、中継ホップ数、受信信号強度、前記第１ノードから前記第２ノードまで前記測定部の測定データが到達するのに要する到達遅延時間のうち複数の条件に基づいて、前記候補ノードの中から前記送信先ノードを決定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。
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記最終宛先情報を受信した場合に、前記最終宛先情報の受信信号強度が所定の閾値未満であれば、前記最終宛先情報を破棄し、前記最終宛先情報の送信元のノードを前記候補ノードとしないことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記第１ノード、前記第２ノード、及び前記第３ノードの各々は、前記所定回数を所望の回数に設定するための設定部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項の記載の無線通信システム。
前記第３ノードは、前記送信先ノードを決定するまでは、前記通信経路の下位ノードに前記最終宛先情報を送信しないことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記送信先ノードが決定した状態で、前記送信先ノードへの前記測定部の測定データの送信に失敗すると、前記送信先ノードへユニキャストで前記測定部の測定データを再送信し、前記測定部の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乃至７の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記候補ノードの各々で通信条件が同じであれば、前記最終宛先情報を最後に受信した前記候補ノードを前記送信先ノードとして決定することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の無線通信システム。
前記第１ノード及び前記第３ノードの各々は、前記送信先ノードを決定すると、前記測定部の測定データを次回送信する場合に、通信経路を特定するための経路情報を前記測定部の測定データに付加して送信する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。