JP6469475B2 - Wireless sensor network system and information collection method - Google Patents
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Description
本発明はワイヤレスセンサネットワークシステムおよびこれに用いる情報収集方法に関し、例えば、複数のセンサノードと、観測データを収集する基地局であるフュージョンセンタとを含むワイヤレスセンサネットワークシステムおよびこれに用いる情報収集方法に好適に利用できるものである。 The present invention relates to a wireless sensor network system and an information collecting method used therefor, for example, a wireless sensor network system including a plurality of sensor nodes and a fusion center which is a base station collecting observation data, and an information collecting method used therefor It can be used suitably.
近年、ワイヤレスセンサネットワークに係る技術の研究開発が活発に行われている。ワイヤレスセンサネットワークとは、観測のためのセンサなどを備えるセンサノードを、無線通信によって構成されたネットワークを介して制御したり、位置や環境に係る情報の収集に利用したりする無線ネットワークである。
ワイヤレスセンサネットワークは、モニタリングシステムや、ホーム・オートメーションなど、様々な分野での活用が期待されている。センサネットワークを無線通信で構築することによって、コストダウンや、センシング範囲の拡大や、ネットワークの変更における柔軟性などのメリットが期待できる。
In recent years, research and development of technologies related to wireless sensor networks have been actively conducted. A wireless sensor network is a wireless network that controls a sensor node including a sensor for observation or the like via a network configured by wireless communication, and uses the information for collecting information related to a location and an environment.
Wireless sensor networks are expected to be used in various fields such as monitoring systems and home automation. By constructing the sensor network with wireless communication, benefits such as cost reduction, expansion of the sensing range, and flexibility in changing the network can be expected.
このようなワイヤレスセンサネットワークでは複数のセンサ情報を同一周波数で共有する技術として、各センサノードが空きチャネルを検出した場合に各々のタイミングでデータを送信するキャリアセンスを用いてきた。
この時、短時間の空きチャネルを有効活用するために、各センサノードにおいて送信すべきデータを収容したパケットを生成し情報伝送していた。パケットには通常、送信元や送信宛先などのヘッダ情報を付与して伝送することになるが、決められたフォーマットに従って、すべてのデータにヘッダ情報を入れる必要があるため、センサ情報収集時にこれらの情報が不要な場合でも付与され、その場合には各ノードにおける消費電力の浪費につながっていた。
上記のような問題を解決すべく、特許文献1(特許第5182713号)および特許文献2(特開2013−187552号公報)に、新規な無線通信方法に係る発明が開示されている。
In such a wireless sensor network, as a technique for sharing a plurality of pieces of sensor information at the same frequency, carrier sense that transmits data at each timing when each sensor node detects an empty channel has been used.
At this time, in order to effectively use a short idle channel, a packet containing data to be transmitted is generated and transmitted to each sensor node. Packets are usually sent with header information such as the source and destination, but it is necessary to put header information in all data according to a determined format. Information is given even when information is unnecessary, and in this case, power consumption in each node is wasted.
In order to solve the above problems, Patent Document 1 (Japanese Patent No. 5182713) and Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-187552) disclose inventions related to a novel wireless communication method.
上記各発明を具体化するにあたって、ワイヤレスセンサネットワークシステムに含まれる複数のセンサノードおよびフュージョンセンタが、効率良く通信するための通信プロトコルが求められている。
本出願に係る発明は、ワイヤレスセンサネットワークシステムに含まれる複数のセンサノードおよびフュージョンセンタが、効率良く通信できるネットワークシステムおよび情報収集方法を提供するものである。
In embodying the above inventions, there is a need for a communication protocol for efficient communication between a plurality of sensor nodes and a fusion center included in a wireless sensor network system.
The invention according to the present application provides a network system and an information collection method that allow a plurality of sensor nodes and a fusion center included in a wireless sensor network system to communicate efficiently.
また、ワイヤレスセンサネットワークシステムに含まれる複数のセンサノードおよびフュージョンセンタが通信する際に、同じ周波数帯域を利用する他の通信システムとの間で干渉が発生する可能性がある。そのため、このような干渉を回避できる通信プロトコルが求められている。
本出願に係る発明は、同じ周波数帯域を利用する他の通信システムとの間で互いの干渉を回避できる、ワイヤレスセンサネットワークシステムおよびこれに用いる情報収集方法を提供するものである。
Further, when a plurality of sensor nodes and a fusion center included in the wireless sensor network system communicate with each other, there is a possibility that interference occurs with another communication system that uses the same frequency band. Therefore, a communication protocol that can avoid such interference is required.
The invention according to the present application provides a wireless sensor network system capable of avoiding mutual interference with other communication systems using the same frequency band, and an information collecting method used therefor.
以下に、[発明を実施するための形態]で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、[特許請求の範囲]の記載と[発明を実施するための形態]との対応関係を明らかにするために付加されたものである。
本発明の一実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムは、複数のセンサノード(2)と、フュージョンセンタ(1)とを具備する。
フュージョンセンタ(1)は、キャリアセンス部(111)と、リクエスト信号生成部(113)と、送受信部(114)とを具備する。ここで、キャリアセンス部(111)は、フュージョンセンタ(1)およびセンサノード(2)が利用する所定の周波数帯域で通信している、複数のセンサノード(2)以外の周辺通信機器(4)による通信の有無を検出する。リクエスト信号生成部(113)は、センサノード(2)に向けるリクエスト信号を生成する。フュージョンセンタの送受信部(114)は、生成されたリクエスト信号を送信する。
複数のセンサノード(2)のそれぞれは、センサノードの送受信部(214)と、応答信号生成部(213)とを具備する。ここで、センサノードの送受信部(214)は、リクエスト信号を受信する。
複数のセンサノード(2)は、それぞれに独立して観測対象を測定し、応答信号生成部(213)は、測定の結果に対応する周波数を有する応答信号(3)を生成する。応答を要求されたセンサノード(2)は、自己以外のセンサノード(2)による通信の有無にかかわりなく、受信したリクエスト信号に応じて応答信号(3)をフュージョンセンタ(1)に向けて送信する。
フュージョンセンタ(1)は、センサノード(2)から送信される応答信号(3)を受信する。
Hereinafter, means for solving the problem will be described using the numbers used in [DETAILED DESCRIPTION]. These numbers are added to clarify the correspondence between the description of [Claims] and [Mode for Carrying Out the Invention].
A wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of sensor nodes (2) and a fusion center (1).
The fusion center (1) includes a carrier sense unit (111), a request signal generation unit (113), and a transmission / reception unit (114). Here, the carrier sense unit (111) communicates in a predetermined frequency band used by the fusion center (1) and the sensor node (2), and is a peripheral communication device (4) other than the plurality of sensor nodes (2). The presence or absence of communication by is detected. The request signal generator (113) generates a request signal directed to the sensor node (2). The transmission / reception unit (114) of the fusion center transmits the generated request signal.
Each of the plurality of sensor nodes (2) includes a sensor node transmission / reception unit (214) and a response signal generation unit (213). Here, the transmission / reception unit (214) of the sensor node receives the request signal.
The plurality of sensor nodes (2) each independently measure an observation target, and the response signal generation unit (213) generates a response signal (3) having a frequency corresponding to the measurement result. The sensor node (2) requested to respond transmits the response signal (3) to the fusion center (1) in accordance with the received request signal regardless of the presence / absence of communication by the sensor node (2) other than itself. To do.
The fusion center (1) receives the response signal (3) transmitted from the sensor node (2).
本発明の一実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムは、複数のセンサノード(2)と、フュージョンセンタ(1)とを具備する。
フュージョンセンタ(1)は、キャリアセンス部(111)と、通信条件算出部(112)と、リクエスト信号生成部(113)と、送受信部(114)とを具備する。ここで、キャリアセンス部(111)は、フュージョンセンタ(1)および複数のセンサノード(2)が利用する所定の周波数帯域で通信している、複数のセンサノード(2)以外の周辺通信機器(4)(5)を検出する。通信条件算出部(112)は、周辺通信機器(4)(5)との周波数帯域における干渉または与干渉を回避する通信条件を、キャリアセンス部(111)の検出結果に基づいて算出する。リクエスト信号生成部(113)は、算出された通信条件に基づいて、複数のセンサノード(2)に向けるリクエスト信号を生成する。フュージョンセンタの送受信部(114)は、生成されたリクエスト信号を送信する。
複数のセンサノード(2)のそれぞれは、センサノードの送受信部(214)と、通信条件検出部(212)と、応答信号生成部(213)とを具備する。ここで、センサノードの送受信部(214)は、リクエスト信号を受信する。通信条件検出部(212)は、受信されたリクエスト信号から通信条件を検出する。複数のセンサノード(2)は、それぞれに独立して観測対象を測定し、応答信号生成部(213)は、検出された通信条件に基づいて、測定の結果に対応する周波数を有する応答信号(3)を生成する。応答を要求されたセンサノード(2)は、自己以外のセンサノード(2)による通信の有無にかかわりなく、受信したリクエスト信号に応じて応答信号(3)をフュージョンセンタ(1)に向けて送信する。
フュージョンセンタ(1)は、センサノード(2)から送信される応答信号(3)を受信する。
A wireless sensor network system according to an embodiment of the present invention includes a plurality of sensor nodes (2) and a fusion center (1).
The fusion center (1) includes a carrier sense unit (111), a communication condition calculation unit (112), a request signal generation unit (113), and a transmission / reception unit (114). Here, the carrier sense unit (111) communicates in a predetermined frequency band used by the fusion center (1) and the plurality of sensor nodes (2), and is a peripheral communication device other than the plurality of sensor nodes (2) ( 4) Detect (5). The communication condition calculation unit (112) calculates a communication condition for avoiding interference or interference in the frequency band with the peripheral communication devices (4) and (5) based on the detection result of the carrier sense unit (111). The request signal generation unit (113) generates request signals directed to the plurality of sensor nodes (2) based on the calculated communication conditions. The transmission / reception unit (114) of the fusion center transmits the generated request signal.
Each of the plurality of sensor nodes (2) includes a sensor node transmission / reception unit (214), a communication condition detection unit (212), and a response signal generation unit (213). Here, the transmission / reception unit (214) of the sensor node receives the request signal. A communication condition detection unit (212) detects a communication condition from the received request signal. The plurality of sensor nodes (2) each independently measure an observation target, and the response signal generation unit (213) has a response signal (frequency) corresponding to the measurement result based on the detected communication condition ( 3) is generated. The sensor node (2) requested to respond transmits the response signal (3) to the fusion center (1) in accordance with the received request signal regardless of the presence / absence of communication by the sensor node (2) other than itself. To do.
The fusion center (1) receives the response signal (3) transmitted from the sensor node (2).
本発明の一実施形態による情報収集方法は、複数のセンサノード(2)が、それぞれに独立して、観測対象を測定することと、フュージョンセンタ(1)が、複数のセンサノード(2)に向けたリクエスト信号を送信することと、複数のセンサノード(2)が、リクエスト信号を受信することと、複数のセンサノード(2)のそれぞれが、受信したリクエスト信号に応じたタイミングで、測定の結果に対応する周波数を有する応答信号(3)を、フュージョンセンタ(1)に向けて送信することと、フュージョンセンタ(1)が、複数のセンサノード(2)から送信される複数の応答信号(3)を受信することとを含む。ここで、リクエスト信号を送信することは、フュージョンセンタ(1)および複数のセンサノード(2)が利用する所定の周波数帯域で通信している、複数のセンサノード(2)以外の周辺通信機器(4)(5)を検出することと、周辺通信機器(4)(5)との周波数帯域における干渉または与干渉を回避する通信条件を、周辺無線送信機の検出結果に基づいて算出することと、算出された通信条件に基づいて、複数のセンサノード(2)に向けたリクエスト信号を生成することとを含む。応答信号を送信することは、受信されたリクエスト信号から通信条件を検出することと、検出された通信条件に基づいて、応答信号(3)を生成することとを含む。 In the information collecting method according to an embodiment of the present invention, a plurality of sensor nodes (2) measure an observation target independently of each other, and a fusion center (1) is connected to a plurality of sensor nodes (2). The request signal is transmitted, the plurality of sensor nodes (2) receive the request signal, and each of the plurality of sensor nodes (2) performs measurement at a timing according to the received request signal. A response signal (3) having a frequency corresponding to the result is transmitted to the fusion center (1), and the fusion center (1) transmits a plurality of response signals (from the plurality of sensor nodes (2)). 3). Here, the transmission of the request signal means that peripheral communication devices other than the plurality of sensor nodes (2) that are communicating in the predetermined frequency band used by the fusion center (1) and the plurality of sensor nodes (2) ( 4) detecting (5), and calculating communication conditions for avoiding interference or interference in the frequency band with the peripheral communication device (4) (5) based on the detection result of the peripheral radio transmitter; Generating request signals for the plurality of sensor nodes (2) based on the calculated communication conditions. Transmitting the response signal includes detecting a communication condition from the received request signal and generating a response signal (3) based on the detected communication condition.
本発明によれば、ワイヤレスセンサネットワークシステムに含まれる複数のセンサノードおよびフュージョンセンタが通信する際に、同じ周波数帯域を利用する他の通信システムとの間で互いの干渉を回避することが出来る。 According to the present invention, when a plurality of sensor nodes and a fusion center included in a wireless sensor network system communicate with each other, it is possible to avoid mutual interference with another communication system that uses the same frequency band.
添付図面を参照して、本発明によるワイヤレスセンサネットワークシステムおよびこれに用いる情報収集方法を実施するための形態を以下に説明する。なお、本願における各図は本発明を説明するための概念図であり、図示した各物理的構成や機能的構成は、ハードウェアまたはソフトウェアならびにそれらの組み合わせにより構成することができる。 With reference to the attached drawings, a wireless sensor network system according to the present invention and an information collecting method used therefor will be described below. Each figure in the present application is a conceptual diagram for explaining the present invention, and each physical configuration and functional configuration illustrated can be configured by hardware or software and a combination thereof.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムの構成を示す図である。
図1に示したワイヤレスセンサネットワークシステムは、フュージョンセンタ1と、複数のセンサノード2−A〜2−Fを含んでいる。センサノード2は、位置や環境に係る情報を観測するセンサである。フュージョンセンタ1は、各センサノード2−A〜2−Fで観測された観測データを収集する基地局である。なお、図1では一例として6台のセンサノード2−A〜2−Fが描かれているが、センサノードの台数に制限は特に無い。以降、複数のセンサノードのそれぞれを区別しない場合には、センサノード2などと記す。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a wireless sensor network system according to a first embodiment of the present invention.
The wireless sensor network system shown in FIG. 1 includes a
図1に示したワイヤレスセンサネットワークシステムの周辺には、周辺無線送信機4や、周辺無線受信機5が存在する場合がある。ここで、周辺無線送信機4および周辺無線受信機5は、フュージョンセンタ1と複数のセンサノード2から構成されるワイヤレスセンサネットワークシステムには含まれない。すなわち、別のネットワークシステムの構成要素である。
なお、図1では一例として1台の周辺無線送信機4および1台の周辺無線受信機5が描かれているが、周辺無線送信機4および周辺無線受信機5のそれぞれについて、台数に制限は特に無い。また、同一の周辺無線機が、ある時は周辺無線送信機4として動作し、またある時は周辺無線受信機5として動作しても良い。以降、周辺無線送信機4および周辺無線受信機5の集合を、周辺無線システムと記す。
There may be a
In FIG. 1, one
図1において、センサノード2−A〜2−Fは、トーン信号3−A〜3−Fをそれぞれ送信している。また、フュージョンセンタ1は、トーン信号3−A〜3−Fを受信している。以降、各トーン信号のそれぞれを区別しない場合には、トーン信号3などと記す。
後述するように、フュージョンセンタ1も信号を送信し、センサノード2はこの信号を受信する。このように、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムでは、フュージョンセンタ1とセンサノード2とは無線で通信する。
なお、トーン信号3は、単一周波数を持つ正弦波信号である。したがって、トーン信号3は、一般的なパケット信号が含む諸データのような情報を含まないのが通常である。トーン信号3は、周波数と、信号強度と、送受信の時刻によって定義可能である。しかし、本発明は通常のトーン信号3だけでなく、各センサノード2を識別するため、トーン信号の周波数を時間で変化させたり、低速な変調を行うなどIDのようなごく小さな情報を含む応答信号でも適用可能である。本願において応答信号とは、フュージョンセンタ1から発信された送信リクエスト信号に応じて、センサノード2がフュージョンセンタ1に送信する信号であり、トーン信号3を含む概念である。実施形態においては、応答信号の一例として、本発明の効果を最も発揮できるトーン信号3を例に説明する。
In FIG. 1, the sensor nodes 2-A to 2-F transmit tone signals 3-A to 3-F, respectively. The
As will be described later, the
The tone signal 3 is a sine wave signal having a single frequency. Therefore, the tone signal 3 normally does not include information such as various data included in a general packet signal. The tone signal 3 can be defined by the frequency, signal strength, and transmission / reception time. However, in the present invention, not only the normal tone signal 3 but also each
同様に、周辺無線送信機4が周辺無線信号6を送信し、周辺無線受信機5がこの周辺無線信号6を受信する。この周辺無線信号6がトーン信号3と同じ周波数帯域に含まれていれば、ワイヤレスセンサネットワークシステムと周辺無線システムとの間で干渉が発生する可能性がある。このような干渉を回避することが、本発明の目的の一つである。
Similarly, the
複数のセンサノード2は、それぞれに独立して観測対象を測定し、測定の結果を表すトーン信号3をフュージョンセンタ1に向けて一斉に送信する。フュージョンセンタ1は、複数のセンサノード2から一斉送信される測定結果としてのトーン信号3を、無線通信によって一括受信して収集した上で、その分析を行う。これらの動作の詳細については、後述する。
The plurality of
図2Aは、本発明の第1実施形態によるフュージョンセンタ1の構成を、物理的な視点から示す図である。図2Aに示したフュージョンセンタ1は、バス10と、演算部であるプロセッサ11と、記憶部であるメモリ12と、送受信装置13と、送受信用のアンテナ131と、入出力装置14とを有している。
メモリ12は、データを記憶するためのデータ領域121と、制御用プログラムを記憶したプログラム領域122を含んでいる。メモリ12は、一時記憶型のメモリまたは長期記憶型のハードディスク、ならびにそれらの組み合わせでも良い。
フュージョンセンタ1は、プログラムやデータを格納した記憶媒体141をさらに含んでいても良い。なお、記憶媒体141は、プログラムやデータをメモリ12に移動または複製した後に、フュージョンセンタ1から取り外しても良い。
FIG. 2A is a diagram showing the configuration of the
The
The
また、フュージョンセンタ1は、図示しない電源をさらに有している。フュージョンセンタ1は、各センサノード2を制御したり、受信した情報を処理したりするため、多くの電力を消費する。したがって、フュージョンセンタ1は、常時電力を供給できるよう、電源コンセントなどから電力を供給する構成が望ましい。
バス10、プロセッサ11、メモリ12、入出力装置14としては汎用のコンピュータを用いることができ、送受信用のアンテナ131を備えた送受信装置13を、コンピュータに有線または無線で接続することによりフュージョンセンタ1とすることができる。また、フュージョンセンタ1は、送受信装置13を備えたコンピュータそのものであっても良い。
The
As the
図2Aに示したフュージョンセンタ1の各構成要素の接続関係について説明する。プロセッサ11と、メモリ12と、送受信装置13と、アンテナ131と、入出力装置14とは、それぞれバス10を介して接続されている。ここで、バス10は、各構成要素の間で相互に信号を送受信する接続関係を一例として表しており、各構成要素は必ずしも図示したとおりに接続されていなくても良い。
アンテナ131は、送受信装置13に接続されている。
記憶媒体141は、入出力装置14に着脱可能に接続される。
The connection relationship of each component of the
The antenna 131 is connected to the transmission /
The
図2Aに示したフュージョンセンタ1の構成要素の動作について説明する。プロセッサ11は、プログラム領域122に格納されたプログラムを実行する。このとき、プロセッサ11は、データ領域121にアクセスしてデータの読み書きを行っても良いし、送受信装置13や入出力装置14を制御しても良い。
データ領域121は、データを読み書き可能に格納している。また、プログラム領域122は、プログラムを読み書き可能に格納している。
送受信装置13は、アンテナ131を介して、無線信号の送信および受信を行う。
The operation of the components of the
The
The transmission /
入出力装置14は、データ、プログラム、制御信号などの入力および出力を行う。入出力装置14は、一例として、記憶媒体141の読み書きを行うドライブであっても良いし、フュージョンセンタ1の動作を制御するボタンやマウス、キーボードなどのユーザ・インタフェースであっても良いし、プロセッサ11がプログラムを実行した結果などを表示するディスプレイであっても良いし、これらの集合であっても良い。
The input /
図2Bは、本発明の第1実施形態によるフュージョンセンタ1の構成を、機能的な視点から示す図である。図2Bに示したフュージョンセンタ1は、仮想バス110と、キャリアセンス部111と、通信条件算出部112と、送信リクエスト信号生成部113と、送受信部114と、分析部115とを有している。
キャリアセンス部111と、通信条件算出部112と、送信リクエスト信号生成部113と、送受信部114と、分析部115とは、それぞれ、仮想バス110を介して接続されている。ここで、仮想バス110は、各構成要素の間で相互に信号を送受信する接続関係を一例として表しており、各構成要素は必ずしも図示したとおりに接続されていなくても良い。
FIG. 2B is a diagram showing the configuration of the
The
次に、図2Bに示したフュージョンセンタ1の構成要素の動作について説明する。キャリアセンス部111は、フュージョンセンタ1の周辺で、フュージョンセンタ1およびセンサノード2が利用する所定の周波数帯域で通信している、センサノード2以外の周辺無線送信機4を検出する。
通信条件算出部112は、周辺無線送信機4および周辺無線送信機4と通信する周辺無線受信機5との周波数帯域における干渉を回避できる通信条件を、キャリアセンス部111による周辺無線送信機4の検出結果に基づいて、算出する。
送信リクエスト信号生成部113は、通信条件算出部112によって算出された通信条件に基づいて、複数のセンサノード2の全てに向けた送信リクエスト信号を生成する。
キャリアセンス部111・通信条件算出部112・送信リクエスト信号生成部113の動作はそれぞれ、プロセッサ11が、プログラム領域122に格納されたキャリアセンスプログラム・通信条件算出プログラム・送信リクエスト信号生成プログラムを実行し、データ領域121にアクセスしてデータの読み書きを行うことなどによって、実現する。
Next, the operation of the components of the
The communication
The transmission request
The operations of the
送受信部114は、送信リクエスト信号生成部113によって生成された送信リクエスト信号を、センサノード2に向けて送信する。また、送受信部114は、複数のセンサノード2から一斉送信される複数のトーン信号3の集合体を、受信信号として一括受信する。送受信部114の動作は、プロセッサ11が、プログラム領域122に格納された送信リクエスト信号送信プログラムまたは受信信号受信プログラムを実行し、送受信装置13を制御し、データ領域121にアクセスしてデータの読み書きを行うことなどによって、実現する。
The transmission /
分析部115は、送受信部114によって受信された受信信号の分析を行う。分析部115の動作は、プロセッサ11が、プログラム領域122に格納された分析プログラムを実行し、データ領域121にアクセスしてデータの読み書きを行うことなどによって、実現する。
The
図3Aは、本発明の第1実施形態によるセンサノード2の構成を、物理的な視点から示す図である。図3Aに示したセンサノード2は、バス20と、プロセッサ21と、メモリ22と、送受信装置23と、アンテナ231と、入出力装置24と、センサ25とを有している。メモリ22は、データ領域221と、プログラム領域222とを含んでいる。センサノード2は、プログラムやデータを格納した記憶媒体241をさらに含んでいても良い。なお、記憶媒体241は、プログラムやデータをメモリ22に移動または複製した後に、センサノード2から取り外しても良い。
また、センサノード2は、図示しない電源をさらに有していることが望ましい。本発明におけるセンサノード2は低消費電力であるため、電源として乾電池などを使用することができ、小型化を図ることができる。
FIG. 3A is a diagram showing the configuration of the
Further, it is desirable that the
図3Aに示したセンサノード2の構成要素の接続関係について説明する。プロセッサ21と、メモリ22と、送受信装置23と、アンテナ231と、入出力装置24と、センサ25とは、それぞれ、バス20を介して接続されている。ここで、バス20は、各構成要素の間で相互に信号を送受信する接続関係を一例として表しており、各構成要素は必ずしも図示したとおりに接続されていなくても良い。
アンテナ231は、送受信装置23に接続されている。
記憶媒体241は、入出力装置24に着脱可能に接続される。
The connection relationship of the components of the
The antenna 231 is connected to the transmission /
The
図3Aに示したセンサノード2の構成要素の動作について説明する。プロセッサ21は、プログラム領域222に格納されたプログラムを実行する。このとき、プロセッサ21は、データ領域221にアクセスしてデータの読み書きを行っても良いし、送受信装置23や、入出力装置24や、センサ25を制御しても良い。
データ領域221は、データを読み書き可能に格納している。また、プログラム領域222は、プログラムを読み書き可能に格納している。
送受信装置23は、アンテナ231を介して、無線信号の送信および受信を行う。
The operation of the components of the
The
The transmission /
入出力装置24は、データ、プログラム、制御信号などの入力および出力を行う。入出力装置24は、一例として、記憶媒体241の読み書きを行うドライブであっても良いし、センサノード2の動作を制御するボタンやマウス、キーボードなどのユーザ・インタフェースであっても良いし、プロセッサ21がプログラムを実行した結果などを表示するディスプレイであっても良いし、これらの集合であっても良い。
センサ25は、プロセッサ21によって制御されるなどして、観測対象の測定を行う。この測定の結果は、バス20やプロセッサ21を介して、データ領域221に格納されることが望ましい。
The input /
The
図3Bは、本発明の第1実施形態によるセンサノード2の構成を、機能的な視点から示す図である。図3Bに示したセンサノード2は、仮想バス210と、測定部211と、通信条件検出部212と、トーン信号生成部213と、送受信部214とを有している。
測定部211と、通信条件検出部212と、トーン信号生成部213と、送受信部214とは、それぞれ、仮想バス210を介して接続されている。ここで、仮想バス210は、各構成要素の間で相互に信号を送受信する接続関係を一例として表しており、各構成要素は必ずしも図示したとおりに接続されていなくても良い。
FIG. 3B is a diagram showing the configuration of the
The
次に、図3Bに示したセンサノード2の構成要素の動作について説明する。測定部211は、センサノード2が設置されている場所において、観測対象の測定を行う。測定部211の動作は、図3Aに示すプロセッサ21が、プログラム領域222に格納された測定プログラムを実行し、センサ25を制御し、データ領域221にアクセスしてデータの読み書きを行うことなどによって、実現する。
Next, the operation of the components of the
通信条件検出部212は、受信された送信リクエスト信号から通信条件を検出する。検出された通信条件は、データ領域221に格納されることが望ましい。
トーン信号生成部213は、検出された通信条件に基づいて、測定の結果を表すトーン信号3を生成する。
通信条件検出部212・トーン信号生成部213の動作はそれぞれ、プロセッサ21が、プログラム領域222に格納された通信条件検出プログラム・トーン信号生成プログラムを実行し、データ領域221にアクセスしてデータの読み書きを行うことなどによって、実現する。
The communication
The tone
In the operations of the communication
送受信部214は、フュージョンセンタ1から送信された送信リクエスト信号を受信する。受信された送信リクエスト信号は、データ領域221に格納されることが望ましい。また、送受信部214は、トーン信号生成部213によって生成されたトーン信号3を、送信リクエスト信号に応じたタイミングでフュージョンセンタ1に向けて送信する。
送受信部214の動作は、プロセッサ21が、プログラム領域222に格納された送信リクエスト信号受信プログラムまたはトーン信号送信プログラムを実行し、送受信装置23を制御し、データ領域221にアクセスしてデータの読み書きを行うことなどによって、実現する。
ここまでは主に、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムの構成について説明した。ここからは主に、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークの動作、すなわち本実施形態による情報収集方法について説明する。
The transmission /
In the operation of the transmission /
Up to this point, the configuration of the wireless sensor network system according to the present embodiment has been mainly described. From here, the operation of the wireless sensor network according to the present embodiment, that is, the information collecting method according to the present embodiment will be mainly described.
まず、測定部211の動作の詳細について説明する。測定部211が測定する観測対象は、例えば、温度、湿度、気圧、明るさ、濃度、線量、緯度、経度、などであっても良い。いずれの場合も、センサ25として、温度計、湿度計、気圧計、照度計、濃度計、ガイガーカウンター、GPS(Global Positioning System:全地球測位網)受信装置、などの適切な測定手段を用意することが望ましい。観測対象は上記のものに限られず、種々のものが考えられる。
ここでは、一例として、観測対象がセンサノード2周辺の気温であり、センサ25が温度計である場合について説明する。
First, details of the operation of the
Here, as an example, a case where the observation target is the temperature around the
測定部211が観測対象を測定するには、例えば、プロセッサ21の制御下でセンサ25が気温を測定する。その測定結果は、データ領域221に記憶させることが望ましい。この測定動作は、センサノード2の消費電力を節約する観点からは、送信リクエスト信号を受信した際にのみ実行されることが望ましい。しかしながら、例えばガイガーカウンターによる線量の測定には比較的長い時間が必要であるので、送信リクエスト信号を受信してからトーン信号3を送信するまでのタイムラグを最小化する観点からは、一連の測定動作を常時繰り返し実行されても良い。
In order for the
次に、トーン信号生成部213の動作の詳細について説明する。トーン信号生成部213は、OFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式でトーン信号3を生成する。すなわち、トーン信号3の周波数は、OFDMサブキャリア周波数の集合から選択されて設定される。観測値をトーン信号3の周波数に変換するこの手法を、以降、周波数軸マッピングと記す。
図4Aは、本発明による周波数軸マッピングの原理を概略的に示す図である。図4Aは、観測値を示す第1の軸と、サブキャリア周波数番号を示す第2の軸とを示している。
Next, details of the operation of the tone
FIG. 4A is a diagram schematically illustrating the principle of frequency axis mapping according to the present invention. FIG. 4A shows a first axis indicating the observed value and a second axis indicating the subcarrier frequency number.
まず、観測値をkと置き、観測範囲の最小値をKminと置き、同じく最大値をKmaxと置き、中心値をKCと置く。ここで、観測範囲中心値KCは、観測範囲の最大値および最小値の中心値であり、次の式で定義されるものとする。
KC=(Kmax+Kmin)/2
なお、観測範囲の幅の半分の値Wは、以下のように定義される。
W=(Kmax−Kmin)/2
First, the observation value is set as k, the minimum value of the observation range is set as K min , the maximum value is set as K max , and the center value is set as K C. Herein, the observation area center value K C is the center value of the maximum and minimum values of the observation range to be defined by the following equation.
K C = (K max + K min ) / 2
The value W that is half the width of the observation range is defined as follows.
W = (K max −K min ) / 2
次に、サブキャリア周波数番号をnCと置き、サブキャリア周波数番号の最小値をNminと置き、同じく最大値をNmaxと置き、中心値をNCと置く。ここで、サブキャリア周波数中心番号NCは、サブキャリア周波数番号の最大値と、最小値との中心値であり、次の式で定義されるものとする。
NC=(Nmax+Nmin)/2
なお、このようなサブキャリア周波数中心番号NCが存在するためには、サブキャリアの総数は奇数である必要があり、以下のように定義される整数Aが存在するものとする。
Nmax−Nmin=2A
Next, the subcarrier frequency number is set to n C , the minimum value of the subcarrier frequency number is set to N min , the maximum value is set to N max , and the center value is set to N C. Here, the subcarrier frequency center number N C is the center value of the maximum value and the minimum value of the subcarrier frequency number, and is defined by the following equation.
N C = (N max + N min ) / 2
In order to such a sub-carrier frequency center number N C is present, the total number of sub-carriers must be odd, it is assumed that there are an integer A which is defined as follows.
N max −N min = 2A
周波数軸マッピングの具体的な計算方法について説明する。観測値kが観測範囲最小値Kmin以下であれば、サブキャリア周波数最小番号Nminを割り当てる。同様に、観測値kが観測範囲最大値Kmax以上であれば、サブキャリア周波数最大番号Nmaxを割り当てる。
観測値kが上記以外の、すなわち
Kmin<k<Kmax
の関係を満足する場合は、観測値kを整数2Aで刻んでサブキャリア周波数番号nCに割り当てる。このとき、割り当てられるサブキャリア周波数番号nCは以下の式で算出される。
The observed value k is other than the above, that is, K min <k <K max
Is satisfied relationships allocated to sub-carrier frequency number n C carved observations k an integer 2A. At this time, the assigned subcarrier frequency number n C is calculated by the following equation.
図4Bは、本発明による周波数軸マッピングの具体例を示す図である。この例では、温度を20〜30°Cの範囲で測定し、サブキャリア周波数番号0〜100番の範囲でマッピングする。図4Aに対応させて考えると、
Kmin=20
Kmax=30
KC=25
W=5
Nmin=0
Nmax=100
NC=50
A=50
となり、より具体的には、周波数軸マッピングは以下の式を演算することに等しくなる。
K min = 20
K max = 30
K C = 25
W = 5
N min = 0
N max = 100
N C = 50
A = 50
More specifically, the frequency axis mapping is equivalent to calculating the following expression.
トーン信号3の周波数は、上記に説明したような周波数軸マッピングによって、すなわち観測対象の測定結果に応じて決定される。
決定されたトーン信号周波数は、少なくともトーン信号送信時刻までは、トーン信号周波数データとしてデータ領域221に格納されることが望ましい。なお、データ領域221に格納されたトーン信号周波数データは、次回に決定される周波数と入れ替わりで削除されても良いし、データ領域221に空き領域が残っている限り累積しても良い。または、最新のトーン信号周波数データをデータ領域221に格納する空き領域が足りなければ古いトーン信号周波数データから順番に入れ替わりで削除されても良い。
The frequency of the tone signal 3 is determined by the frequency axis mapping as described above, that is, according to the measurement result of the observation target.
The determined tone signal frequency is preferably stored in the
ここで、センサノード2の送受信部214の動作のうち、トーン信号3を送信する動作の詳細について説明する。
送受信部214は、トーン信号周波数データと、トーン信号3の信号強度を表すトーン信号強度データと、トーン信号3を送信する時刻を表すトーン信号送信時刻データとを、データ領域221から読み出す。なお、詳細については後述するが、トーン信号強度データと、トーン信号送信時刻データとは、いずれも、後述する通信条件検出部212の動作によって、データ領域221に格納されている。
Here, the details of the operation of transmitting the tone signal 3 among the operations of the transmission /
The transmission /
送受信部214は、トーン信号送信時刻に、観測結果に応じたトーン信号周波数を有するトーン信号3を、フュージョンセンタ1に向けて送信する。トーン信号3の送信は、全てのセンサノード2またはその一部において、一斉に実行される。
このように、センサノード2からフュージョンセンタ1に向けたトーン信号3の送信は、それぞれのトーン信号3がごく短い上に、一斉に実行されるので、一度の送信がやはりごく短い時間で完了する。
The transmission /
As described above, the transmission of the tone signal 3 from the
ここで、フュージョンセンタ1の送受信部114の動作のうち、トーン信号3を一括受信する動作の詳細について説明する。
複数のセンサノード2の送受信部214から一斉に送信された複数のトーン信号3は、フュージョンセンタ1にほぼ同時に到達する。厳密には、各センサノード2からフュージョンセンタ1までの距離が異なるため、各トーン信号3の到達時刻には多少のずれが生じ得るが、ここではこのずれを無視する。
フュージョンセンタ1の送受信部114は、複数のセンサノード2から一斉送信される複数のトーン信号3の集合体を、1つの受信信号として一括受信すれば良い。この動作の一例を、図5A〜図5Dを参照して説明する。
Here, among the operations of the transmission /
The plurality of tone signals 3 transmitted simultaneously from the transmission /
The transmission /
図5Aは、本発明の第1実施形態によるセンサノード2−Aが送信するトーン信号3−Aの一例を示す図である。図5Bは、本発明の第1実施形態による他のセンサノード2−Bが送信するトーン信号3−Bの一例を示す図である。図5Cは、本発明の第1実施形態によるさらに他のセンサノード2−Cが送信するトーン信号3−Cの一例を示す図である。図5A〜図5Cに示した例では、3つのセンサノード2−A〜2−Cが送信する3つのトーン信号3−A〜3−Cは、それぞれ異なる周波数を有しているが、一部またはすべてのトーン信号3において周波数が同じであっても良い。なお、3つのセンサノード2−A〜2−Cが送信する3つのトーン信号3−A〜3−Cにおいて、信号強度は同じであることが望ましい。 FIG. 5A is a diagram illustrating an example of a tone signal 3-A transmitted by the sensor node 2-A according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5B is a diagram illustrating an example of a tone signal 3-B transmitted by another sensor node 2-B according to the first embodiment of the present invention. FIG. 5C is a diagram illustrating an example of a tone signal 3-C transmitted by still another sensor node 2-C according to the first embodiment of the present invention. In the example shown in FIGS. 5A to 5C, the three tone signals 3-A to 3-C transmitted by the three sensor nodes 2-A to 2-C have different frequencies, but a part of them. Alternatively, all tone signals 3 may have the same frequency. Note that the signal strengths of the three tone signals 3-A to 3-C transmitted by the three sensor nodes 2-A to 2-C are preferably the same.
図5Dは、本発明の第1実施形態によるフュージョンセンタ1が1つの受信信号として一括受信する、複数のトーン信号3−A〜3−Cの集合体の一例を示す図である。
図5Dに示した例では、フュージョンセンタ1が受信する信号は、3つの周波数成分を有している。これら3つの周波数成分は、3つのトーン信号3−A〜3−Cの周波数にそれぞれ対応している。なお、同じ周波数を有する複数のトーン信号3は、当然ながら信号強度が大きい1つの周波数成分として受信される。
FIG. 5D is a diagram illustrating an example of an aggregate of a plurality of tone signals 3-A to 3-C that the
In the example shown in FIG. 5D, the signal received by the
これら3つの周波数成分において、それぞれの信号強度は必ずしも同じではない。受信時の信号強度の違いは、送信元から送信先までの距離に反比例して信号の強度が減衰することに由来する。各周波数成分の信号強度は、いずれの場合も、閾値である所望受信電力PrFCより大きくなければならない。したがって、トーン信号3の送信時の信号強度は、所望受信電力PrFCの値や、各センサノード2からフュージョンセンタ1までの最大距離などから逆算して設定されることが望ましい。
また、所望受信電力PrFCや、トーン信号3の送信時の信号強度は、使用する周波数帯域における雑音電力よりも十分に大きいことが望ましい。
なお、トーン信号3の信号強度は予め所定値に決まっている必要はない。フュージョンセンタ1から送信される送信リクエスト信号にトーン信号3の信号強度を指定するトーン信号強度情報を含めることにより、トーン信号3の信号強度が、フュージョンセンタ1から送信される送信リクエスト信号により指定される構成でも良い。
The signal strengths of these three frequency components are not necessarily the same. The difference in signal strength at the time of reception originates from the fact that the signal strength attenuates in inverse proportion to the distance from the transmission source to the transmission destination. In any case, the signal strength of each frequency component must be larger than the desired received power PrFC which is a threshold value. Therefore, it is desirable that the signal strength at the time of transmission of the tone signal 3 is set by calculating backward from the value of the desired received power PrFC , the maximum distance from each
Desirably , the desired reception power PrFC and the signal strength at the time of transmission of the tone signal 3 are sufficiently larger than the noise power in the frequency band to be used.
Note that the signal intensity of the tone signal 3 does not have to be set to a predetermined value in advance. By including tone signal strength information specifying the signal strength of the tone signal 3 in the transmission request signal transmitted from the
ここで、分析部115の動作の詳細について説明する。
フュージョンセンタ1が受信したトーン信号3の集合体が含む情報のうち、分析部115が主に利用するのは、その周波数成分である。すなわち、分析部115は、OFDMのサブキャリア周波数のうち、どれが利用されて、どれが利用されなかったか、を検出する。
Here, details of the operation of the
Of the information contained in the aggregate of tone signals 3 received by the
一例として、用意された0番から100番のサブキャリア周波数のうち、20番から30番までの11種類と、80番との、合計12種類のサブキャリア周波数に対応する周波数成分が、トーン信号3の集合体から検出された場合について考える。このような場合は、80番のサブキャリア周波数に対応する周波数成分が例外的であると推定することが出来る。これは、一つの室内に温度測定用のセンサノード2を例えば30個散在させたときに、通常の反応を示しているセンサノードはそれぞれ20番から30番までのサブキャリア周波数でトーン信号3を発信し、例外的に1個または数個のセンサノードが80番のサブキャリア周波数でトーン信号3を発信したことを意味する。
ここで、20番、21番、22番・・・30番は、それぞれ22.0℃、22.1℃、22.2℃・・・23.0℃を観測した場合に、センサノードが発信するトーン信号のサブキャリア周波数である。また80番は、28.0℃を観測した場合に、センサノードが発信するトーン信号のサブキャリア周波数である。1個または数個のセンサノードだけが80番のサブキャリア周波数でトーン信号3を発信したことは、22〜23℃の室内の一部に28℃の場所があることを示す。フュージョンセンタ1が受信したトーン信号3の集合体の中に、このような例外的な異常値を検出することにより、例えば部屋の一部で火災が起きていることなどを発見することができる。
As an example, among the prepared subcarrier frequencies from No. 0 to No. 100, 11 types of No. 20 through No. 30 and No. 80, frequency components corresponding to a total of 12 types of subcarrier frequencies are tone signals. Consider the case of detection from a set of three. In such a case, it can be estimated that the frequency component corresponding to the 80th subcarrier frequency is exceptional. This is because, for example, when 30
Here, No.20, No.21, No.22 ... No.30 is sent by the sensor node when 22.0 ° C, 22.1 ° C, 22.2 ° C ... 23.0 ° C are observed. This is the subcarrier frequency of the tone signal to be played. In addition, No. 80 is a subcarrier frequency of the tone signal transmitted from the sensor node when 28.0 ° C. is observed. The fact that only one or several sensor nodes transmit tone signal 3 at the 80th subcarrier frequency indicates that there is a location of 28 ° C. in a part of the 22-23 ° C. room. By detecting such exceptional abnormal values in the aggregate of tone signals 3 received by the
なお、各周波数成分の受信電力については、同じ周波数のトーン信号3を送信したセンサノード2の総数や、センサノード2ごとのフュージョンセンタ1までの距離などに左右されるため、ここでは情報か否かの閾値判定以外の分析には利用しない。
分析部115は、以上のような分析の結果を、データ領域121に格納しても良いし、入出力装置14から出力しても良い。
Note that the received power of each frequency component depends on the total number of
The
次に、本発明の課題の1つである周辺無線システムとの干渉回避を実現するために行うキャリアセンスについて説明する。
まず、キャリアセンス部111の動作の詳細について説明する。図6Aは、本発明の第1実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムと、その周辺で通信する周辺無線システムの無線機との相互干渉問題について、距離の観点から説明する図である。
Next, carrier sense performed to realize interference avoidance with a peripheral wireless system, which is one of the problems of the present invention, will be described.
First, details of the operation of the
図6Aは、フュージョンセンタ1と、2つのセンサノード2−A、2−Bと、2つの周辺無線送信機4−A、4−Bと、周辺無線受信機5とが配置された位置関係の例を示している。ここで、周辺無線送信機4−A、4−Bおよび周辺無線受信機5は、フュージョンセンタ1とセンサノード2−A、2−Bから構成されるワイヤレスセンサネットワークシステムには含まれない。すなわち、別のネットワークシステムの構成要素である。
通信範囲200−Aは、センサノード2−Aから送信されるトーン信号3−Aが到達する範囲を示しており、その形状は例えば、センサノード2−Aを中心とする円である。同様に、通信範囲200−Bは、センサノード2−Bから送信されるトーン信号3−Bが到達する範囲を示しており、その形状は例えば、センサノード2−Bを中心とする円である。
また、通信範囲400−Aは、周辺無線送信機4−Aが送信する周辺無線信号6−Aが到達する範囲を示しており、その形状は例えば、周辺無線送信機4−Aを中心とする円である。その他、周辺無線送信機4−Bからは周辺無線信号6−Bが送信される。なお、本実施の形態においては、特に平面距離が問題となるため、送信機を中心とする円を基準にしているが、本発明は送信機を中心とする球面を基準に考えた場合にも同様に適用可能である。
6A shows a positional relationship in which the
The communication range 200-A indicates a range where the tone signal 3-A transmitted from the sensor node 2-A reaches, and the shape thereof is, for example, a circle centered on the sensor node 2-A. Similarly, the communication range 200-B indicates a range where the tone signal 3-B transmitted from the sensor node 2-B reaches, and the shape thereof is, for example, a circle centered on the sensor node 2-B. .
The communication range 400-A indicates a range where the peripheral wireless signal 6-A transmitted by the peripheral wireless transmitter 4-A reaches, and the shape thereof is centered on the peripheral wireless transmitter 4-A, for example. It is a circle. In addition, a peripheral wireless signal 6-B is transmitted from the peripheral wireless transmitter 4-B. In the present embodiment, since the plane distance is particularly a problem, the circle centered on the transmitter is used as a reference, but the present invention can be applied to a case where a spherical surface centered on the transmitter is used as a reference. The same applies.
フュージョンセンタ1の位置は、通信範囲200−Aの内側であり、通信範囲200−Bの内側でもあるが、通信範囲400−Aの外側である。また、フュージョンセンタ1から周辺無線送信機4−Bまでの距離は、フュージョンセンタ1から周辺無線送信機4−Aまでの距離よりもさらに長い。
The position of the
図6Bは、図6Aに例示したワイヤレスセンサネットワークシステムと、その周辺で通信する他の無線機との相互干渉問題について、周波数および信号強度の観点から説明する図である。
図6Bは、横軸が周波数を表し、縦軸が受信電力を表すグラフである。図6Bのグラフには、図6Aに例示した4つの信号、すなわちトーン信号3−A、3−Bおよび周辺無線信号6−A、6−Bと、その他の雑音Nと、が含まれている。ここで雑音とは、主としてフュージョンセンタ1の回路内で発生する不規則な信号を指しており、周辺無線システムがキャリアセンス対象のチャネルを利用して情報信号を発信していないにもかかわらず検出される信号を意味する。したがって、雑音は情報信号に比べて無視できるくらい小さい場合も含む。
図6Bに示した例では、4つの信号はそれぞれ周波数が異なっているが、実際には一部の信号において周波数が同じである場合も考えられる。その一方で、雑音Nは、幅広い周波数帯域に広がって存在している。
FIG. 6B is a diagram for explaining a problem of mutual interference between the wireless sensor network system illustrated in FIG. 6A and other wireless devices communicating in the vicinity thereof from the viewpoint of frequency and signal strength.
FIG. 6B is a graph in which the horizontal axis represents frequency and the vertical axis represents received power. The graph of FIG. 6B includes the four signals illustrated in FIG. 6A, that is, the tone signals 3-A and 3-B and the surrounding radio signals 6-A and 6-B, and other noise N. . Here, the noise refers to an irregular signal mainly generated in the circuit of the
In the example shown in FIG. 6B, the four signals have different frequencies, but in reality, some of the signals may have the same frequency. On the other hand, the noise N is spread over a wide frequency band.
図6Bの縦軸において、キャリアセンスレベルPCSは、受信した信号の周波数成分ごとにキャリアセンス部111が検出可能な最小の受信電力である。言い換えれば、周辺無線信号6−Bのように、受信電力がキャリアセンスレベルPCSを下回る信号を、キャリアセンス部111は無視する。このように、キャリアセンスレベルPCSとしては、キャリアセンスにおいて空きチャネルとして無視できる程度の受信電力の値を設定する。なお、キャリアセンスレベルPCSは、雑音Nの電力より十分に大きく設定されることが望ましい。
In the vertical axis of FIG. 6B, the carrier sense level PCS is the minimum received power that can be detected by the
図6Bの縦軸において、情報判定閾値PTHは、受信した信号の周波数成分ごとにキャリアセンス部111が有効と判定する最小の受信電力である。言い換えれば、受信信号のうち、所望する成分であるトーン信号3−A、3−Bは、図6Bに例示したように、情報判定閾値PTHを上回っている必要がある。その一方で、図6Bに示した例では、所望しない周辺無線信号6−Aも情報判定閾値PTHを上回っている。
このような周辺無線信号6−Aは、分析部115において、センサノード2から送信されたトーン信号3と区別できないおそれがある。すなわち、フュージョンセンタ1およびセンサノード2が、周辺無線送信機4および周辺無線受信機5から悪影響を受ける恐れがある。このような悪影響を、以降、干渉と記す。本出願において、周辺無線システムとの干渉を回避するとは、まったく干渉が生じない状態だけを意味するものではなく、ワイヤレスセンサネットワークシステムが情報の送受信を行うに際して、周辺無線システムから受ける悪影響が問題にならない程度に抑制された状態も含むものとする。
また、このような周辺無線信号6の存在は、反対に、フュージョンセンタ1およびセンサノード2が、周辺無線送信機4および周辺無線受信機5からなる周辺無線システムに悪影響を与えている可能性を示唆している。このような悪影響を、以降、与干渉と記す。本出願において、与干渉を回避するとは、まったく与干渉が生じない状態だけを意味するものではなく、周辺無線システムが情報の送受信を行うに際して、ワイヤレスセンサネットワークシステムから受ける悪影響が問題にならない程度に抑制された状態も含むものとする。
In the vertical axis of FIG. 6B, the information determination threshold PTH is the minimum received power that the
Such a peripheral wireless signal 6-A may be indistinguishable from the tone signal 3 transmitted from the
In addition, the presence of the
上記に説明した干渉または与干渉を回避するために、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムでは、フュージョンセンタ1およびセンサノード2の間で通信を行う前に、この通信で使用する周波数帯域で周辺無線送信機4や周辺無線受信機5などが通信を行っているかどうかを検出する。このような検出をキャリアセンスと記す。キャリアセンスを行えば、チャネルが空いたタイミングで通信を行うことができる。その結果、周辺無線送信機4や周辺無線受信機5が通信を行っていないときに、ワイヤレスセンサネットワークシステムが情報の送受信を行うことができるため、周辺無線システムからの干渉を回避することができる。
In order to avoid the interference or the interference described above, in the wireless sensor network system according to the present embodiment, before communication is performed between the
従来技術として、無線通信システムには、それに含まれる複数の無線送受信機がそれぞれにキャリアセンスを行う方法がある。このような方法では、無線送受信機の総数が増えるとキャリアセンスに必要な時間が増大する。また、各無線送受信機がキャリアセンスに必要な構造を有するため、無線送受信機のサイズが大きくなり、消費電力も大きくなる。
その一方で、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムでは、フュージョンセンタ1がキャリアセンスを行い、センサノード2はキャリアセンスを行わない。この方法は、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムでは、複数のセンサノード2の全てまたは一部がフュージョンセンタ1との通信を一斉に行い、かつ、一度の通信が非常に短い時間で完了するからこそ可能となる。
As a prior art, a wireless communication system includes a method in which a plurality of wireless transceivers included therein perform carrier sensing. In such a method, the time required for carrier sense increases as the total number of radio transceivers increases. In addition, since each radio transceiver has a structure necessary for carrier sense, the size of the radio transceiver increases and the power consumption also increases.
On the other hand, in the wireless sensor network system according to the present embodiment, the
図6Cは、本発明の第1実施形態によるフュージョンセンタ1が算出する想定与干渉範囲を説明する図である。ここで、想定与干渉範囲とは、フュージョンセンタ1および複数のセンサノード2が通信する際に、同じ周波数帯域で通信する周辺無線送信機4および周辺無線受信機5への干渉が発生し得る範囲である。
キャリアセンスを行うことで、周辺無線システムによる通信の有無、延いては周辺無線信号6を送信している周辺無線送信機4の存在を検出できる。また、フュージョンセンタ1から見た周辺無線信号6の受信電力に基づいて、フュージョンセンタ1から周辺無線送信機4までの距離を推測することもできる。
FIG. 6C is a diagram illustrating an assumed interference range calculated by the
By performing carrier sense, it is possible to detect the presence / absence of communication by the peripheral wireless system, and the presence of the
また、フュージョンセンタ1は、周辺無線信号6に含まれるパケットデータの種類や、複数の周辺無線送信機4が配置されている密度などに係る情報に基づいて、周辺無線送信機4から周辺無線受信機5までの距離を推測することが出来る。図6Cでは、周辺無線送信機4から周辺無線受信機5までの距離をd1と記している。
しかし、想定与干渉範囲を算出するためには、周辺無線送信機4までの距離のみならず、周辺無線受信機5までの距離も推定する必要がある。図6Cでは、フュージョンセンタ1から周辺無線受信機5までの距離をd2と記している。
フュージョンセンタ1は、キャリアセンスを行うことによって、所定の周波数帯域で通信を行う周辺無線送信機4の存在を検出するのみならず、この周辺無線送信機4が送信する周辺無線信号6を受信する周辺無線受信機5が存在し得る場所も推測する。この動作について説明する。
Also, the
However, in order to calculate the assumed interference range, it is necessary to estimate not only the distance to the surrounding
The
まず、フュージョンセンタ1のキャリアセンス部111は、キャリアセンスレベルを決定する。キャリアセンスレベルとは、キャリアセンスの対象となる周波数帯域で受信した信号を考慮するか否かの基準となる受信電力閾値である。したがって、キャリアセンスレベルを決定することは、図6Cに示したキャリアセンス範囲401を決定することに等しい。
キャリアセンスレベルを低く設定することは、小さな受信電力であってもキャリアセンスの対象とすることを意味する。すなわち、フュージョンセンタ1から遠くにある周辺無線送信機4までキャリアセンスの対象とすることになり、キャリアセンス範囲401は広くなる。
逆に、キャリアセンスレベルを高く設定することは、小さな受信電力である場合にはキャリアセンスの対象としないことを意味する。すなわち、フュージョンセンタ1から近くにある周辺無線送信機4だけをキャリアセンスの対象とすることになり、キャリアセンス範囲401は狭くなる。
キャリアセンス範囲401の形状は例えば、フュージョンセンタ1を中心とする円である。
ここで、キャリアセンスレベルは、任意に決定して良い。例えば、予めデータ領域121にキャリアセンスレベルの候補値と、対応するキャリアセンス範囲の半径との対をリストアップしたテーブルを予め用意しておき、このテーブルの中から選択することでキャリアセンスレベルを決定すれば良い。この場合は、複数回のキャリアセンスをそれぞれ異なるキャリアセンスレベルで実行しても良い。また、キャリアセンスレベルを人為的に決定し、入出力装置14から入力して、キャリアセンス部111における決定値としても良い。
First, the
Setting the carrier sense level low means that even a small reception power is targeted for carrier sense. That is, the
On the contrary, setting the carrier sense level high means that the carrier sense level is not set when the received power is small. That is, only the
The shape of the
Here, the carrier sense level may be arbitrarily determined. For example, a table in which pairs of carrier sense level candidate values and corresponding carrier sense range radii are listed in advance in the
次に、周辺無線送信機4が、キャリアセンス範囲401の外側に位置していると想定する。ここでは、キャリアセンス範囲401の境界線上に位置していると想定する。
上記のように、周辺無線送信機4から周辺無線受信機5までの距離d1を仮定し、図6Cに示した周辺無線送信機4の通信範囲400を推測する。図6Cに示した例では、通信範囲400の形状は、周辺無線送信機4を中心とし、距離d1を半径とする円である。
Next, it is assumed that the
As described above, assuming the distance d1 from the
そして、通信範囲400の中で、フュージョンセンタ1との距離が最小となる点に、周辺無線受信機5が位置していると推定する。このとき、図6Cに示した距離d2が、フュージョンセンタ1から周辺無線受信機5までの距離である。
Then, it is estimated that the peripheral wireless receiver 5 is located at a point where the distance from the
次に、想定与干渉範囲402を算出する。図6Cに示した例では、想定与干渉範囲402の形状は、フュージョンセンタ1を中心とし、距離d2を半径とする円である。
想定与干渉範囲402を算出した後は、周辺無線送信機4および周辺無線受信機5に対する干渉および与干渉を回避しつつフュージョンセンタ1およびセンサノード2の間で通信を行える範囲を算出する。このような範囲を、以降、情報収集範囲と記す。
Next, an assumed
After calculating the assumed
図6Dは、図6Cに例示したフュージョンセンタ1が算出する情報収集範囲403について説明する概念図である。
図6Dには、図6Cに例示したフュージョンセンタ1、センサノード2−A〜2−C、周辺無線送信機4、周辺無線受信機5、通信範囲400、キャリアセンス範囲401および想定与干渉範囲402の他に、情報収集範囲403がさらに例示されている。
情報収集範囲403は、基本的に、想定与干渉範囲402より狭い。
FIG. 6D is a conceptual diagram illustrating the
6D shows the
The
ここで、通信条件算出部112の動作の詳細について説明する。以下の通信条件の算出は、通信条件算出部112によって行う。
フュージョンセンタ1においては、フュージョンセンタ1の送受信装置13で受信した受信電力が、ある所望の閾値である受信電力PrFCを超えた場合を、センサノード2からのトーン信号3として認識する。
そのため、センサノード2がトーン信号3を送信する際の送信電力PtSNは、トーン信号3がフュージョンセンタ1で受信されたときに、所望受信電力PrFCを超えるように設計する必要がある。
以下に、センサノード2の送信電力PtSNを設計する方法について説明する。
Details of the operation of the communication
The
Therefore, it is necessary to design the transmission power P tSN when the
A method for designing the transmission power P tSN of the
OFDMサブキャリア1つあたりのフュージョンセンタ1の所望受信電力PrFCと、SNR(Signal to Noise ratio:信号対雑音比)の関係は、以下の計算式で与えられる。
1つのセンサノード2あたりの送信電力PtSNは、受信電力と距離による減衰の関係から算出される。ここでは、各センサノード2が送信するトーン信号3の送信電力が一律である場合について説明する。フュージョンセンタ1から最も遠いセンサノードの場合でも、送信電力PtSNが距離による減衰によって所望受信電力PrFCを下回らないことが望ましい。このような条件は、以下の式で表される。
フュージョンセンタ1を中心とする情報収集範囲403の半径である距離dcを徐々に大きく設定し、そのときに所望される送信電力PtSNを数4より算出する。
そして、以下の数5より、フュージョンセンタ1および各センサノード2が周辺無線送信機4および周辺無線受信機5に与える合成干渉電力Iaggを、以下の式により算出する。
Then, the combined interference power I agg given to the
算出された合成干渉電力Iaggが許容値よりも小さい場合は、情報収集範囲403の半径である距離dcを徐々に大きくして、所望される送信電力PtSNおよび合成干渉電力Iaggの算出を繰り返す。
算出された合成干渉電力Iaggが許容値を上回った場合はそこで算出の繰り返しを終了し、上回ったときのdcの1つ前の半径である距離dcを採用して、情報収集範囲403を決定する。
採用された情報収集範囲403の条件下で算出されたトーン信号3の送信電力PtSNを、許容干渉値の条件を満たす送信電力として採用し、収集範囲内のセンサノード2に予め設計しておくことができる。その場合、この送信電力は、センサノード2のデータ領域221に格納されることが望ましい。
If the calculated synthesized interference power I agg is smaller than the allowable value, gradually increasing the distance d c is the radius of the
If the calculated synthesized interference power I agg exceeds the allowable value ends the repetition of the calculation therein, it adopts the distance d c is the previous radius of d c when exceeded,
The transmission power P tSN of the tone signal 3 calculated under the conditions of the adopted
または、採用されたトーン信号3の送信電力を、情報収集範囲403内の各センサノード2にその都度設定することもできる。その場合は、採用された送信電力PtSNの値をトーン信号強度情報として通信条件に含め、送信リクエスト信号に含まれる通信条件の1つとしてフュージョンセンタ1から各センサノード2に送信される。送信リクエスト信号を受信したセンサノード2は、送受信装置23で受信された送信リクエスト信号に含まれるトーン信号強度情報を、通信条件検出部212で検出し、送信電力PtSNのトーン信号3をフュージョンセンタ1に送信する。これにより、フュージョンセンタ1は、情報収集範囲403内にあるセンサノード2から、受信電力PrFCを超えるトーン信号3を受信することができる。
なお、通信条件には、さらに、一部のセンサノード2にはトーン信号の送信を要求し、他のセンサノード2はこの要求の対象外とする、分別条件が含まれても良い。この分別条件については、本発明の他の実施形態として後述する。
Alternatively, the transmission power of the adopted tone signal 3 can be set for each
Note that the communication conditions may further include a classification condition in which some
さらに、上記で求めた距離dcを採用して決定される情報収集範囲403内にあるセンサノード2に対して送信リクエスト信号が届くように、送信リクエスト信号の送信電力を決定しても良い。この場合、送信リクエスト信号は通信条件を含まなくても良い。
送信リクエスト信号を受信した複数のセンサノード2は、送受信装置23で受信された送信リクエスト信号の信号電力が、センサノード内で設定されている閾値を超えた場合だけ、フュージョンセンタ1にトーン信号3を送信する。これにより、フュージョンセンタ1は、距離dcを採用して決定される情報収集範囲403内にあるセンサノード2からのみトーン信号3の送信を受けることができる。
この送信リクエスト信号の送信電力は、通信条件としてフュージョンセンタ1のデータ領域121に格納されることが望ましい。
Further, as transmission request signal to the
The plurality of
The transmission power of the transmission request signal is preferably stored in the
または、上記で求めた距離dcを採用して決定される情報収集範囲403内にあるセンサノード2のみを指定するID情報を、通信条件として送信リクエスト信号に含めても良い。この場合、送信リクエスト信号を受信した複数のセンサノード2は、送受信装置23で受信された送信リクエスト信号に含まれるID情報を、通信条件検出部212で検出し、自己が指定されたと判断した場合だけ、フュージョンセンタ1にトーン信号3を送信する。これにより、フュージョンセンタ1は、距離dcを採用して決定される情報収集範囲403内にあるセンサノード2からのみトーン信号3の送信を受けることができる。
このセンサノード分別情報としてのID情報は、通信条件としてフュージョンセンタ1のデータ領域121に格納されることが望ましい。
以上の通信条件の算出は、通信条件算出部112によって行う。
Alternatively, the ID information that specifies only the
The ID information as the sensor node classification information is preferably stored in the
The communication
ここで、送信リクエスト信号生成部113の動作の詳細について説明する。
送信リクエスト信号生成部113は、センサノード2から観測結果としてのトーン信号3の送信を要求する送信リクエスト信号を生成する。各センサノード2は、送信リクエスト信号を受信した場合には、観測結果に対応する周波数のトーン信号3をフュージョンセンタ1に送信するように構成されている。したがって、この送信リクエスト信号は、単にセンサノード2に応答を要求する信号だけから成るものでも良いし、各種の通信条件を含んでいても良い。ここで、通信条件には、前述した送信電力PtSNの値をトーン信号強度情報として含んでも良い。
送信リクエスト信号に含まれる通信条件には、さらに、各センサノード2がフュージョンセンタ1に向けたトーン信号3を送信するタイミングを指定する情報を含んでいても良い。ただし、実際には周辺無線送信機4による周辺無線信号6の送信が始まる可能性はいつでもあるので、各センサノード2は送信リクエスト信号を受信したら直ちにトーン信号3を送信することが望ましい。この場合は、タイミングを指定する必要が無い。
Here, details of the operation of the transmission
The transmission request
The communication condition included in the transmission request signal may further include information specifying the timing at which each
ここで、送受信部114の動作のうち、送信リクエスト信号を送信する動作の詳細について説明する。
まず、フュージョンセンタ1のキャリアセンス部111でキャリアセンスを行い、キャリアセンスレベルPCSを超える受信電力が無いことを確認する。キャリアセンスレベルを超える受信電力が検出されないということは、周辺無線システムが通信を行っていない、または通信を行っていても無視できるレベルであることを意味する。すなわち、フュージョンセンタ1およびセンサノード2が使用する周波数帯域が空いている状態である。
周波数帯域が空いていることを検出したら、送受信部114は、生成された送信リクエスト信号を、所定のタイミングで全てのセンサノード2に向けて送信する。ただし、前述したとおり、周辺無線送信機4による周辺無線信号6の送信が始まる可能性はいつでもあるので、送信リクエスト信号生成部113は送信リクエスト信号が生成されたら直ちに送信リクエスト信号を送信することが望ましい。ただし、その間に送信リクエスト信号を定義する諸条件を表すデータをデータ領域121に格納しても良い。
Here, among the operations of the transmission /
First, the carrier sense in the
When detecting that the frequency band is free, the transmission /
ここで、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムの動作、すなわち本実施形態による情報収集方法についてまとめる。図7Aは、本発明の第1実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムの動作の一例を示すシーケンス図である。
図7Aは、フュージョンセンタ1およびセンサノード2−A〜2−Fの動作の一例を示している。ただし、センサノード2−C〜2−Eの動作については図示を省略している。なお、前述したとおり、センサノード2の総数に制限は特に無い。
Here, the operation of the wireless sensor network system according to the present embodiment, that is, the information collecting method according to the present embodiment will be summarized. FIG. 7A is a sequence diagram showing an example of the operation of the wireless sensor network system according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7A shows an example of the operation of the
図7Aに示した例では、まず、フュージョンセンタ1が、第1ステップS11としてキャリアセンスを行う。次に、フュージョンセンタ1が、第2ステップS12として通信条件を算出する。そして、フュージョンセンタ1が、第3ステップS13として送信リクエスト信号を生成する。次に、フュージョンセンタ1が、第4ステップS14として送信リクエスト信号をセンサノード2−A〜2−Fに向けて送信する。
In the example shown in FIG. 7A, first, the
続いて、センサノード2−A〜2−Fのそれぞれが、第5ステップS21A〜S21Fとして送信リクエスト信号を受信する。次に、センサノード2−A〜2−Fのそれぞれが、第6ステップS22A〜S22Fとして通信条件を確認する。そして、センサノード2−A〜2−Fのそれぞれが、第7ステップS23A〜S23Fとして観測対象を測定する。
センサノード2−A〜2−Fのそれぞれが、第8ステップS24A〜S24Fとしてトーン信号を生成する。次に、センサノード2−A〜2−Fのそれぞれが、第9ステップS25A〜S25Fとしてトーン信号3をフュージョンセンタ1に向けて送信する。
Subsequently, each of the sensor nodes 2-A to 2-F receives the transmission request signal as the fifth steps S21A to S21F. Next, each of the sensor nodes 2-A to 2-F confirms the communication conditions as the sixth steps S22A to S22F. And each of sensor node 2-A-2F measures an observation object as 7th step S23A-S23F.
Each of the sensor nodes 2-A to 2-F generates a tone signal as the eighth steps S24A to S24F. Next, each of the sensor nodes 2-A to 2-F transmits the tone signal 3 toward the
フュージョンセンタ1が、第10ステップS15としてトーン信号3の集合体を一括受信する。そして、フュージョンセンタ1が、第11ステップS16としてトーン信号3の集合体を分析する。
The
ここで、本実施形態によるフュージョンセンタ1の動作、すなわち本実施形態によるフュージョンセンタ1による情報収集方法についてまとめる。図7Bは、本発明の第1実施形態によるフュージョンセンタ1の動作の一例を示すフローチャートである。
フュージョンセンタ1は、まず、第1ステップS11に含まれるステップS111として周辺無線システムが通信中であるか否かの検出を行う。
通信中の周辺無線システムが検出された場合(YES)は、第1ステップS11に含まれるステップS112として周辺無線システムの通信が終了するまで待機する。その後、第1ステップS11に含まれるステップS113としてNAV(Network Allocation Vector)時間の待機と、DIFS(Distributed coordination function InterFrame Space)時間の待機とを行う。その後さらに、第1ステップS11に含まれるステップS114としてランダムバックオフ時間の待機を行う。そして、ステップS111に戻る。
Here, the operation of the
First, the
When the surrounding wireless system in communication is detected (YES), the process waits until the communication of the surrounding wireless system is ended as step S112 included in the first step S11. After that, as step S113 included in the first step S11, waiting for NAV (Network Allocation Vector) time and waiting for DIFS (Distributed coordination function Frame Space) time is performed. Thereafter, standby for a random back-off time is performed as step S114 included in the first step S11. Then, the process returns to step S111.
通信中の周辺無線システムが検出されなかった場合(NO)は、第2ステップS12として通信条件を算出する。続いて、第3ステップS13として送信リクエスト信号を生成する。そして、第4ステップS14として送信リクエスト信号を送信する。
第10ステップS15に含まれるステップS151としてトーン信号受信モードを開始する。図7Aに示したとおり、第10ステップS15においてはトーン信号3を受信する。そして、第10ステップS15に含まれるステップS152としてトーン信号受信モードを終了する。
When the peripheral wireless system in communication is not detected (NO), the communication condition is calculated as the second step S12. Subsequently, a transmission request signal is generated as a third step S13. And a transmission request signal is transmitted as 4th step S14.
The tone signal reception mode is started as step S151 included in the tenth step S15. As shown in FIG. 7A, tone signal 3 is received in the tenth step S15. And tone signal reception mode is complete | finished as step S152 contained in 10th step S15.
次に、第11ステップS16として分析を行う一方で、第12ステップS17としてDIFS(Distributed coordination function InterFrame Space)時間の待機を行う。その後さらに、第13ステップS18としてランダムバックオフ時間の待機を行う。次に、ステップS111に戻る。 Next, while analyzing as 11th step S16, it waits for DIFS (Distributed coordination function InterFrame Space) time as 12th step S17. Thereafter, in a thirteenth step S18, a random back-off time is waited. Next, the process returns to step S111.
以上に説明したフュージョンセンタ1の動作は、プログラムとしてプログラム領域122に格納されていることが好ましい。なお、このプログラムは、記憶媒体141からプログラム領域122に供給されても良い。
The operation of the
ここで、本実施形態によるセンサノード2の動作、すなわち本実施形態によるセンサノード2による情報測定方法についてまとめる。図7Cは、本発明の第1実施形態によるセンサノード2の動作の一例を示すフローチャートである。
各センサノード2は、まず、第5ステップS21に含まれるステップS211として送信リクエスト信号を受信するための待機を行う。次に、第5ステップS21に含まれるステップS212として送信リクエスト信号を受信する。
続いて、各センサノード2は、第6ステップS22に含まれるステップS221として通信条件を検出する。そして、第6ステップS22に含まれるステップS222として、各センサノード2は自身がトーン信号3の送信を要求されている対象であるか否かを確認する。
Here, the operation of the
Each
Subsequently, each
自身がトーン信号3の送信を要求されている対象ではなかった場合(NO)、各センサノード2はステップS211に戻る。
反対に、自身がトーン信号3の送信を要求されている対象であった場合(YES)、各センサノード2は第7ステップS23として観測対象を測定する。
When the
On the other hand, when the subject itself is an object for which transmission of the tone signal 3 is requested (YES), each
その後、各センサノード2は、第8ステップS24としてトーン信号3を生成する。次に、各センサノード2は、第9ステップS25としてトーン信号3をフュージョンセンタ1に向けて送信する。そして、各センサノード2は、ステップS211に戻る。
以上に説明したセンサノード2の動作は、プログラムとしてプログラム領域222に格納されていることが好ましい。なお、このプログラムは、記憶媒体241からプログラム領域222に供給されても良い。
Thereafter, each
The operation of the
ここで、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムおよびこれを用いる情報収集方法で得られる作用効果について説明する。
図8は、本発明の第1実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムおよび情報収集方法と、複数の無線送受信機がそれぞれにキャリアセンスを行う従来技術とを、情報収集回数で比較したシミュレーション結果の一例を示すグラフである。
図8は、横軸がキャリアセンスエリア内周辺無線システム数を示し、縦軸が収集回数を示すグラフを示している。このグラフは、合計6本のグラフa〜fを含んでいる。ここで、キャリアセンスエリア内周辺無線システム数は、周辺無線送信機および周辺無線受信機の対の総数を意味する。
Here, the effects obtained by the wireless sensor network system according to the present embodiment and the information collection method using the wireless sensor network system will be described.
FIG. 8 shows an example of a simulation result in which the wireless sensor network system and information collection method according to the first embodiment of the present invention are compared with the prior art in which a plurality of wireless transceivers perform carrier sense on the basis of the number of times of information collection. It is a graph to show.
FIG. 8 shows a graph in which the horizontal axis indicates the number of peripheral wireless systems in the carrier sense area and the vertical axis indicates the number of collections. This graph includes a total of six graphs a to f. Here, the number of peripheral wireless systems in the carrier sense area means the total number of pairs of peripheral wireless transmitters and peripheral wireless receivers.
第1グラフaは、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムおよび情報収集方法を用いて多数のセンサノード2から送信されるトーン信号3のうち、フュージョンセンタ1が一括受信できたトーン信号3の総数を示している。第2グラフb〜第6グラフfは、本実施形態との比較対象として、従来技術によるCSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)を用いた送受信機の間で信号を送受信できた回数を示している。なお、CSMA/CAは、例えば無線LAN(Local Area Network)などの通信手段に採用されている通信プロトコルである。
The first graph a shows the total number of tone signals 3 that the
ここで、第2グラフb〜第6グラフfに示した例は、センサノードの総数が異なる。すなわち、第2グラフbはセンサノードの総数が1個である場合を示し、第3グラフcはセンサノードの総数が3個である場合を示し、第4グラフdはセンサノードの総数が5個である場合を示し、第5グラフeはセンサノードの総数が10個である場合を示し、第6グラフfはセンサノードの総数が25個である場合を示している。 Here, the example shown in the 2nd graph b-the 6th graph f differs in the total number of sensor nodes. That is, the second graph b shows a case where the total number of sensor nodes is 1, the third graph c shows a case where the total number of sensor nodes is 3, and the fourth graph d shows a total number of 5 sensor nodes. The fifth graph e shows the case where the total number of sensor nodes is 10, and the sixth graph f shows the case where the total number of sensor nodes is 25.
図8から読み取れるように、いずれの場合も、キャリアセンスエリア内の周辺無線システム数が増えれば、収集回数は指数関数的に減少する傾向にある。これは、キャリアセンスエリア内の周辺無線システム数が増えれば、通信できない時間が増えるからであると考えられる。
また、第2グラフb〜第6グラフfから読み取れるように、センサノードの総数が増えれば、収集回数が反比例して減少する傾向にある。これは、同じフュージョンセンタと通信できるセンサノードは一度に1個であるからと考えられる。
As can be seen from FIG. 8, in any case, if the number of peripheral wireless systems in the carrier sense area increases, the number of collections tends to decrease exponentially. This is considered to be because if the number of peripheral wireless systems in the carrier sense area increases, the time during which communication cannot be performed increases.
Further, as can be read from the second graph b to the sixth graph f, if the total number of sensor nodes increases, the number of collections tends to decrease in inverse proportion. This is considered because one sensor node can communicate with the same fusion center at a time.
一方、第1グラフaは約500のサブキャリア周波数を用いて情報収集を行った場合のグラフである。本発明によれば、複数のセンサノードから情報を一括受信できるため、基本的にセンサノード数がいくつであっても、理論的には収集回数に変わりはない。そのため、図8の第1グラフaにおいては、従来技術である第2グラフb〜第6グラフfのようなセンサノード数は観念されない。
第1グラフaから読み取れるように、本実施形態によれば、センサノード数には制限がなくなるため、例え100個以上と多数になった場合でも、第2グラフbに示した、CSMA/CAにおいてセンサノードの総数が1個である場合にほぼ等しい性能で情報の収集を行える、という優れた作用効果が得られることが分かる。その一因として、複数のセンサノード2が同じフュージョンセンタ1と同時に通信できる、という本発明の特徴が挙げられる。
On the other hand, the first graph a is a graph when information is collected using about 500 subcarrier frequencies. According to the present invention, information can be collectively received from a plurality of sensor nodes. Therefore, the number of collections is theoretically the same regardless of the number of sensor nodes. Therefore, in the first graph a of FIG. 8, the number of sensor nodes as in the second graph b to the sixth graph f, which is the conventional technology, is not conceived.
As can be read from the first graph a, according to the present embodiment, the number of sensor nodes is not limited, so even when the number of sensor nodes is as large as 100 or more, in the CSMA / CA shown in the second graph b, It can be seen that when the total number of sensor nodes is one, it is possible to obtain an excellent effect that information can be collected with substantially the same performance. One of the reasons is the feature of the present invention that a plurality of
本発明の最も簡易な構成として、フュージョンセンタ1は、通信条件算出部112を有していなくても良い。また、センサノード2は、通信条件検出部212を有していなくても良い。
その場合、フュージョンセンタ1は、キャリアセンスの結果に応じて、空きチャネルを利用して通信条件を含まない送信リクエスト信号を全てのセンサノード2に向けて送信する。センサノード2は、送信リクエスト信号を受信したらすぐに、観測結果に対応する周波数でトーン信号3をフュージョンセンタ1に送信する。これにより、極めて短時間だけ空きチャネルを利用して、一括して大量の情報を収集することができる。センサノード2は通信条件検出部を持たないため構成が簡易になり、小型化および低消費電力化も実現できる。
As the simplest configuration of the present invention, the
In this case, the
[第2実施形態]
本発明の第1実施形態においては、複数のセンサノード2の全てに向けて送信リクエスト信号を発信し、全てのセンサノード2から情報を収集する形態を説明した。本発明の第2実施形態においては、トーン信号3の送信を要求する対象と、対象外とに分別し、一部のセンサノードのみから情報を収集する形態について説明する。
本実施の形態によれば、情報収集の対象を一部のセンサノード2に限定することにより、センサノード2の密度を仮想的に下げることが可能となり、情報収集範囲を広げることに繋がる。
[Second Embodiment]
In 1st Embodiment of this invention, the transmission request signal was transmitted toward all the some
According to the present embodiment, by limiting the information collection target to a part of the
図9は、本発明の第2実施形態による情報収集方法を説明する図である。図9は、各センサノード2に固有のID番号を対応付けたテーブルを示している。このようなテーブルは、例えば、フュージョンセンタ1のデータ領域121に格納しておく。
また、各センサノード2は、自身のID番号をデータ領域221に格納しておく。
図9のテーブルでは、さらに、各センサノード2をグループ1またはグループ2に割り振っている。図9に示した例では、ID番号が奇数のセンサノード2がグループ1に所属し、ID番号が偶数のセンサノード2がグループ2に所属している。
FIG. 9 is a diagram illustrating an information collection method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 9 shows a table in which each
Each
In the table of FIG. 9, each
フュージョンセンタ1が送信リクエスト信号を送信する際に、「ID番号が奇数」または「ID番号が偶数」を示す1ビットの情報を加えた通信条件を含める。送信リクエスト信号を受信した各センサノード2は、自身のID番号をデータ領域221から読み出し、通信条件と照合し、自身がトーン信号の応答を要求された対象であるか否かを判定する。各センサノード2は、判定結果に従って、自身が応答を要求されていた場合にはトーン信号3を送信し、要求されていない場合にはトーン信号3を送信しない。トーン信号3を送信しない場合は、消費電力を節約するために、センサ25における測定の動作を省略しても良い。
When the
応答対象となるセンサノード2を半分に絞ることにより、トーン信号3を送信するセンサノード2の総数も半分になり、トーン信号全体の送信電力も半分になる。その結果、与干渉電力が低減されるため、その分だけ情報収集範囲403を広げることが可能となる。
By reducing the number of
また、次回の送信リクエスト信号では対象と対象外の分別条件を逆に設定することで、前回の送信リクエスト信号ではトーン信号3を送信しなかったセンサノード2だけにトーン信号3の送信を要求することが出来る。この動作を繰り返すことで、情報収集にかかる時間は2倍に増えるものの、情報収集範囲403を広げることが可能となる。
対象とするセンサノード2の一例として奇数IDと偶数IDで分別する例を示したが、IDが3の倍数のもののみに限定したり、ランダムで選ぶなどすることにより、対象とするセンサノード2の比率を変えることも可能である。なお、一度に情報収集する対象となるセンサノード数は、2個以上であることが望ましい。
また、図9では、各センサノード2に固有のID番号を対応付けたテーブルを示したが、当該テーブルは、さらにID番号に対応させて各センサノード2の配置情報を含んでいても良い。
In addition, the next transmission request signal sets the target and non-target separation conditions in reverse, so that only the
As an example of the
9 shows a table in which each
[第3実施形態]
本発明の第2実施形態とは異なる分別条件として、送信リクエスト信号の送信電力を変更する方法について、本発明の第3実施形態として説明する。
図10は、本発明の第3実施形態による情報収集方法を説明する図である。図10に示した例では、情報収集範囲を3つの同心円状の通信範囲201、202、203に分割している。通信範囲201、202、203の中心にはフュージョンセンタ1が位置している。センサノード2−A、2−Bは通信範囲201の内側に位置している。センサノード2−C、2−Dは通信範囲202の内側、かつ、通信範囲201の外側に位置している。センサノード2−E、2−Fは通信範囲203の内側、かつ、通信範囲202の外側に位置している。
[Third Embodiment]
As a different classification condition from the second embodiment of the present invention, a method for changing the transmission power of the transmission request signal will be described as a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining an information collecting method according to the third embodiment of the present invention. In the example illustrated in FIG. 10, the information collection range is divided into three concentric communication ranges 201, 202, and 203. The
本実施形態では、情報収集を3回に分けて行う。1回目には、通信範囲201の内側だけに届く送信電力でフュージョンセンタ1が送信リクエスト信号を送信する。さらに、送信リクエスト信号に含まれる通信条件として、以降受信する送信リクエスト信号を2回だけ無視する指定を追加する。その結果、センサノード2−A、2−Bだけが送信リクエスト信号を受信してトーン信号3を送信する。
In the present embodiment, information collection is performed in three steps. At the first time, the
2回目には、通信範囲202の内側だけに届く送信電力でフュージョンセンタ1が送信リクエスト信号を送信する。さらに、送信リクエスト信号に含まれる通信条件として、以降受信する送信リクエスト信号を1回だけ無視する指定を追加する。その結果、センサノード2−A〜2−Dだけが送信リクエスト信号を受信して、そのうちセンサノード2−C、2−Dだけがトーン信号3を送信する。
At the second time, the
3回目には、通信範囲203の全域に届く送信電力でフュージョンセンタ1が送信リクエスト信号を送信する。その結果、センサノード2−A〜2−Fの全てが送信リクエスト信号を受信して、そのうちセンサノード2−E、2−Fだけがトーン信号3を送信する。
At the third time, the
こうすることで、フュージョンセンタ1を中心とする同心円上の範囲ごとに測定情報を個別に収集することが可能となる、という優れた作用効果が得られる。なお、第2実施形態と同様に、一度にトーン信号3を送信するセンサノード2の総数が3分の1に減るので、トーン信号全体としての送信電力も3分の1に減り、その分だけ情報収集範囲が広がる、という作用効果も同時に得られる。
なお、上記の例では3段階に分けて情報収集を行ったが、段階の数は自由に変更可能である。本実施形態においても、一度に情報収集する対象となるセンサノード数は、2個以上であることが望ましい。
By doing so, it is possible to obtain an excellent operational effect that measurement information can be collected individually for each concentric range centering on the
In the above example, information is collected in three stages, but the number of stages can be freely changed. Also in the present embodiment, it is desirable that the number of sensor nodes to be collected at a time is two or more.
[第4実施形態]
本発明の第2実施形態で用いた各センサノード2に固有のID番号を、本発明の第1実施形態で説明した周波数軸マッピングと組み合わせることについて、本発明の第4実施形態として説明する。
図11は、本発明の第4実施形態による情報収集方法を説明する図である。図11は、センサノード2のID番号と、周波数軸マッピングで用いる観測値と、同じく周波数軸マッピングで用いるOFDMサブキャリア番号との対応関係を規定するテーブルの一例を示している。このテーブルは、フュージョンセンタ1のデータ領域121に格納されていることが好ましい。また、各センサノード2は、このテーブルのうち少なくとも自身に係る部分をデータ領域221に格納していることが好ましい。
[Fourth Embodiment]
Combining the ID number unique to each
FIG. 11 is a diagram illustrating an information collection method according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 11 shows an example of a table that defines the correspondence relationship between the ID number of the
本実施形態では、OFDMサブキャリアの総数を、利用するセンサノード2の数で乗算する。すなわち、本発明の第1実施形態では101だったOFDMサブキャリアの総数を、例えば、センサノード2の総数が6であれば606以上に増やす。このとき、使用する周波数帯域を広げても良いし、サブキャリアごとに割り当てられる周波数帯域を狭めても良い。
In the present embodiment, the total number of OFDM subcarriers is multiplied by the number of
各センサノード2は、自身のデータ領域221に格納しているテーブルまたはその一部を参照し、このテーブルで規定されている対応関係に応じた周波数のトーン信号3を生成し、フュージョンセンタ1に向けて送信する。フュージョンセンタ1は、第1実施形態と同様にトーン信号3の集合体を一括受信しても、分析部115がデータ領域121に格納されているテーブルを参照することで、どの周波数成分がどのID番号を有するセンサノード2から届き、かつ、どの観測値を意味するかを読み取ることが出来る。その結果、本実施形態によるワイヤレスセンサネットワークシステムおよび情報収集方法では、より詳細な情報を収集することが可能となる。なお、本実施形態においても、一度に情報収集する対象となるセンサノード数は、2個以上であることが望ましい。
Each
第2〜第4実施形態では、応答対象とするセンサノード2を絞るための様々なバリエーションを説明したが、センサノード2を絞る方法が種々存在することを示唆する例示である。
また、各センサノード2の応答信号としてトーン信号3を例に説明したが、応答信号はトーン信号である必要はなく、測定結果に対応した所定の周波数を有する他の信号でも良い。
以上、発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
In the second to fourth embodiments, various variations for narrowing down the
Further, although the tone signal 3 has been described as an example of the response signal of each
The invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.
また、前記実施の形態に説明したそれぞれの特徴は、技術的に矛盾しない範囲で自由に組み合わせることが可能である。具体的には、第4実施形態に第2実施形態または第3実施形態を組み合わせることで、OFDMサブキャリアの総数に乗算する係数を減らし、第4実施形態をより安定的に実行することが可能となる。 In addition, the features described in the embodiments can be freely combined within a technically consistent range. Specifically, by combining the fourth embodiment with the second embodiment or the third embodiment, it is possible to reduce the coefficient by which the total number of OFDM subcarriers is multiplied and to execute the fourth embodiment more stably. It becomes.
1 フュージョンセンタ
10 バス
11 プロセッサ
110 仮想バス
111 キャリアセンス部
112 通信条件算出部
113 送信リクエスト信号生成部
114 送受信部
115 分析部
12 メモリ
121 データ領域
122 プログラム領域
13 送受信装置
131 アンテナ
14 入出力装置
141 記憶媒体
2、2−A〜2−F センサノード
20 バス
200−A、200−B 通信範囲
201〜203 通信範囲
21 プロセッサ
210 仮想バス
211 測定部
212 通信条件検出部
213 トーン信号生成部
214 送受信部
22 メモリ
221 データ領域
222 プログラム領域
23 送受信装置
231 アンテナ
24 入出力装置
241 記憶媒体
25 センサ
3、3−A〜3−F、3−0〜3−100 トーン信号
4、4−A、4−B 周辺無線送信機
400、400−A、400−B 通信範囲
401 キャリアセンス範囲
402 想定与干渉範囲
403 情報収集範囲
5 周辺無線受信機
6、6−A、6−B 周辺無線信号
N 雑音
PCS キャリアセンスレベル
PN 雑音電力
PTH 情報判定閾値
PrFC 所望受信電力
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記センサノードから送信される前記応答信号を受信するフュージョンセンタと
を具備するワイヤレスセンサネットワークシステムであって、
前記フュージョンセンタは、
前記フュージョンセンタおよび前記センサノードが利用する所定の周波数帯域で通信している、前記複数のセンサノード以外の周辺通信機器を検出するキャリアセンス部と、
前記周辺通信機器との前記周波数帯域における干渉または与干渉を回避する通信条件を、前記検出の結果に基づいて算出し、算出された前記通信条件に基づいて、前記複数のセンサノードのそれぞれを、前記応答信号の送信を要求する対象センサノードまたは前記応答信号の送信を要求しない対象外センサノードに分別する通信条件算出部と、
前記複数のセンサノードのうち、前記対象外センサノード以外の前記対象センサノードに向けるリクエスト信号を生成するリクエスト信号生成部と、
生成された前記リクエスト信号を送信する送受信部と
を具備し、
前記複数のセンサノードのそれぞれは、
前記リクエスト信号を受信する送受信部と、
前記応答信号を生成する応答信号生成部と
を具備し、
応答を要求された前記対象センサノードは、自己以外のセンサノードによる通信の有無にかかわりなく、受信した前記リクエスト信号に応じて前記応答信号を前記フュージョンセンタに向けて送信する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。 A plurality of sensor nodes capable of measuring an observation object independently of each other and transmitting a response signal having a frequency corresponding to a result of the measurement;
A wireless sensor network system comprising a fusion center that receives the response signal transmitted from the sensor node,
The fusion center is
A carrier sense unit for detecting peripheral communication devices other than the plurality of sensor nodes, communicating in a predetermined frequency band used by the fusion center and the sensor node;
A communication condition to avoid interference or causing interference in the frequency band between the peripheral communication devices, is calculated on the basis of the detection result, based on the calculated communication conditions, each of the plurality of sensor nodes, A communication condition calculation unit that separates target sensor nodes that request transmission of the response signal or non-target sensor nodes that do not request transmission of the response signal ;
A request signal generation unit that generates a request signal directed to the target sensor node other than the non-target sensor node among the plurality of sensor nodes ;
A transmission / reception unit for transmitting the generated request signal;
Each of the plurality of sensor nodes is
A transceiver for receiving the request signal;
A response signal generation unit for generating the response signal;
The target sensor node requested to respond transmits the response signal to the fusion center according to the received request signal regardless of the presence / absence of communication by a sensor node other than the wireless sensor network system.
前記各センサノードは、
自己に設定された固有番号を記憶するメモリと、
受信された前記リクエスト信号から前記通信条件を検出する通信条件検出部と
をさらに具備し、
前記フュージョンセンタは、
前記複数のセンサノードに前記固有番号が対応付けられているテーブルを記憶するメモリ
をさらに具備し、
前記通信条件算出部は、
前記通信条件として、前記周辺通信機器との前記周波数帯域における干渉または与干渉を回避して通信できる情報収集範囲を算出し、
前記情報収集範囲に基づいて、前記複数のセンサノードのそれぞれを、前記対象センサノードまたは前記対象外センサノードに分別するセンサノード分別情報をさらに算出し、
前記リクエスト信号は、前記センサノード分別情報をさらに含み、
前記通信条件検出部は、前記リクエスト信号から前記センサノード分別情報を検出し、
前記各センサノードは、前記対象センサノードに分別されている場合にのみ前記応答信号を送信する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。 The wireless sensor network system according to claim 1 ,
Each sensor node is
A memory for storing a unique number set for itself;
A communication condition detection unit for detecting the communication condition from the received request signal;
The fusion center is
A memory for storing a table in which the unique numbers are associated with the plurality of sensor nodes;
The communication condition calculation unit
As the communication condition, calculate an information collection range in which communication in the frequency band with the peripheral communication device can be performed while avoiding interference or interference,
Based on the information acquisition range, each of the plurality of sensor nodes, further calculates a sensor node separation information for separating said target sensor node or the non-target sensor nodes,
The request signal further includes the sensor node classification information,
The communication condition detection unit detects the sensor node classification information from the request signal,
Each sensor node transmits the response signal only when it is classified as the target sensor node. Wireless sensor network system.
前記情報収集範囲は第1領域を含み、
前記第1領域は第2領域を含み、
前記複数のセンサノードは、
前記第1領域の内部、かつ、前記第2領域の外部に配置されている第1センサノード群と、
前記第2領域の内部に配置されている第2センサノード群と
を含み、
前記リクエスト信号が前記フュージョンセンタから前記第1センサノード群および前記第2センサノード群の両方に選択的に届く前記リクエスト信号の送信電力は、第1送信電力であって、
前記リクエスト信号が前記フュージョンセンタから前記第2センサノード群に選択的に届く前記リクエスト信号の送信電力は、第2送信電力であって、
前記フュージョンセンタは、
前記第2センサノード群に向けて前記第2送信電力を有する第2リクエスト信号を送信した後に、前記第1センサノード群および前記第2センサノード群に向けて前記第1送信電力を有する第1リクエスト信号を送信し、
前記第2リクエスト信号は、前記第2センサノード群が前記第1リクエスト信号を無視する通信条件を含む
ワイヤレスセンサネットワークシステム。 The wireless sensor network system according to claim 2 ,
The information collection range includes a first area;
The first region includes a second region;
The plurality of sensor nodes are:
A first sensor node group disposed inside the first region and outside the second region;
A second sensor node group disposed inside the second region,
The transmission power of the request signal that the request signal selectively reaches from the fusion center to both the first sensor node group and the second sensor node group is a first transmission power,
The transmission power of the request signal that the request signal selectively reaches from the fusion center to the second sensor node group is a second transmission power,
The fusion center is
After transmitting the second request signal having the second transmission power toward the second sensor node group, the first having the first transmission power toward the first sensor node group and the second sensor node group. Send a request signal,
The second request signal includes a communication condition in which the second sensor node group ignores the first request signal. Wireless sensor network system.
前記センサノードの送受信部は、前記応答信号を、OFDM(Orthogonal Frequency−Division Multiplexing:直交周波数分割多重)方式で生成して送信し、
前記フュージョンセンタの送受信部は、前記応答信号を前記OFDM方式で受信する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。 In the wireless sensor network system according to any one of claims 1 to 3 ,
The transmission / reception unit of the sensor node generates and transmits the response signal by an OFDM (Orthogonal Frequency-Division Multiplexing) scheme,
The transmission / reception unit of the fusion center receives the response signal by the OFDM method. Wireless sensor network system.
前記応答信号がトーン信号である
ワイヤレスセンサネットワークシステム。 In the wireless sensor network system according to any one of claims 1 to 3,
The wireless sensor network system, wherein the response signal is a tone signal.
複数のセンサノードが、前記リクエスト信号を受信するステップと、
前記対象センサノードのそれぞれが、自己以外のセンサノードによる通信の有無にかかわりなく、受信した前記リクエスト信号に応じて、観測対象の測定結果に対応する周波数を有する応答信号を、前記フュージョンセンタに向けて送信するステップと、
前記フュージョンセンタが、前記対象センサノードから送信される複数の前記応答信号を受信するステップと
を含む情報収集方法であって、
前記リクエスト信号を送信するステップは、
前記フュージョンセンタおよび前記センサノードが利用する所定の周波数帯域で通信している、前記複数のセンサノード以外の周辺通信機器による通信の有無を検出するステップと、
前記周辺通信機器との前記周波数帯域における干渉または与干渉を回避する通信条件を、前記検出の結果に基づいて算出するステップと、
算出された前記通信条件に基づいて、前記複数のセンサノードのそれぞれを、前記応答信号の送信を要求する前記対象センサノードまたは前記応答信号の送信を要求しない前記対象外センサノードに分別するステップと、
前記複数のセンサノードのうち、前記対象外センサノード以外の前記対象センサノードに向けるリクエスト信号を生成するステップと
を含む
情報収集方法。 The fusion center transmitting a request signal to a target sensor node other than the non-target sensor node among the plurality of sensor nodes;
A plurality of sensor nodes receiving the request signal;
Each of the target sensor nodes directs a response signal having a frequency corresponding to the measurement result of the observation target to the fusion center in accordance with the received request signal regardless of presence / absence of communication by a sensor node other than itself. Sending and
The fusion center receiving a plurality of the response signals transmitted from the target sensor node,
Sending the request signal comprises:
Detecting presence / absence of communication by peripheral communication devices other than the plurality of sensor nodes, which are communicating in a predetermined frequency band used by the fusion center and the sensor node;
Calculating, based on the communication conditions to avoid interference or causing interference in the frequency band between the peripheral communication devices, wherein the detection result,
Separating each of the plurality of sensor nodes into the target sensor node that requests transmission of the response signal or the non-target sensor node that does not request transmission of the response signal based on the calculated communication condition ; ,
Generating a request signal directed to the target sensor node other than the non-target sensor node among the plurality of sensor nodes .
前記通信条件を算出するステップは、The step of calculating the communication condition includes:
前記通信条件として、前記周辺通信機器との前記周波数帯域における干渉または与干渉を回避して通信できる情報収集範囲を算出するステップと、Calculating an information collection range capable of communicating while avoiding interference or interference in the frequency band with the peripheral communication device as the communication condition;
前記情報収集範囲に基づいて、前記複数のセンサノードのそれぞれを、前記対象センサノードまたは前記対象外センサノードに分別するセンサノード分別情報を算出するステップとCalculating sensor node classification information for classifying each of the plurality of sensor nodes into the target sensor node or the non-target sensor node based on the information collection range;
を含み、Including
前記リクエスト信号は、前記センサノード分別情報をさらに含み、The request signal further includes the sensor node classification information,
前記応答信号を送信するステップは、Transmitting the response signal comprises:
前記リクエスト信号から前記通信条件を検出するステップと、Detecting the communication condition from the request signal;
前記リクエスト信号から前記センサノード分別情報を検出するステップと、Detecting the sensor node classification information from the request signal;
前記それぞれのセンサノードが、前記対象センサノードに分別されている場合にのみ前記応答信号を送信するステップとTransmitting the response signal only when each of the sensor nodes is classified as the target sensor node;
を含むincluding
情報収集方法。Information collection method.
プログラム。
The program which implement | achieves the step which the said fusion center performs among the steps contained in the information collection method of Claim 6 or 7 by the processor of the said fusion center.
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