JP6701731B2 - 通信システム、通信ユニット、及び通信方法 - Google Patents

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Description

本発明は、通信パケットを転送して特定の通信装置に集約する通信システム、その通信システムを構成する通信ユニット、及びその通信ユニットで実行される通信方法に関する。
小電力で無線ネットワークを構築する従来の通信方式として、例えばメッシュネットワークやアドホックネットワークなどがある。これらの方式の特徴は、基地局の役割を担う特定の通信装置と、ネットワークに属する端末局としての複数の通信ユニットとでネットワークを構築し、通信ユニットはさらに通信パケットを転送する中継局としての役割を担う点にある。
ネットワークの構築は、特定の通信装置と通信ユニットとの間で自律的に行われ、ゲートウェイとなる特定の通信装置を中心に相互に接続して行われる。特に、メッシュネットワークの特徴は、マルチホップと呼ばれる通信パケットを中継するための技術を用いて、最適な経路を選択することである。
上述の通信技術は、例えば、スマートメータの通信ユニットで利用されている。スマートメータとは、住宅や工場等の電力を使用する側の需要家に設置され、使用した電力量を自動で検針して、電力を供給する側の電力会社に対し、使用した電力量に関する情報を送信する装置である。
また、スマートメータとは、一般に、収集ユニットに通信ユニットを接続して構成されるものであって、収集ユニットは、需要家の電力量を定期的に検針して収集データとして出力し、通信ユニットは、出力された収集データを基に収集情報を生成して通信パケットに含め、特定の通信装置や他の通信ユニットに対し送信する。ここでの収集情報とは、例えば、電力量の検針値であったり、電力量の検針値の変化量であったりする。
一方、スマートメータからの収集情報を集約する電力会社には、収集情報を扱う電力管理システムが設置されており、電力管理システムには、スマートメータの通信ユニットと通信する特定の通信装置としての通信集約装置や、通信集約装置と通信して集約した収集情報を蓄積する情報集約サーバ等が設置されている。通信集約装置はコンセントレータとも呼ばれる。
近年では、このようなスマートメータを利用したスマートメータ通信システムが実現されており、需要家と電力会社の電力管理システムとの間を、スマートメータの無線ネットワークを用いて接続することで、電力会社は広く散在する需要家に人員を派遣して検針値の収集を行うことなく、使用される電力量の情報を居ながらにして正確に収集することが可能となる。
ところで、スマートメータ通信システムでは、電力量の検針の対象となる住宅や工場が並ぶ広い領域を網羅するために、多数のスマートメータを配置する必要がある。そのため、ネットワーク上の多数の通信ユニットが一斉に収集情報を送信すると、電力管理システムの通信集約装置に近い位置にある通信ユニットでは、これら多数の通信ユニットから受信した収集情報を一斉に転送することとなり、使用可能な通信帯域が輻輳状態となってしまう問題がある。
このような通信帯域の輻輳状態を回避するために、通信ユニットが送信する情報量を削減する技術として、特許文献１の手法が提案されている。特許文献１の手法では、通信ユニットが定周期で検針を行っており、前回の検針値から算出される変化量と今回の検針値から算出される変化量との差分を示す差分値が、所定の閾値を超えた場合のみ、前回及び今回の検針値を与える情報を送信する。
特許文献１に示す手法のように、通信ユニットから受信した収集情報を蓄積する情報集約サーバでは、受信する最新の収集情報が前回と同じであると判別できれば、前回の収集情報を用いて収集情報を蓄積しても、蓄積した収集情報の蓋然性を確保することができるため、前回と同じ収集情報は必ずしも受信しなくとも良い。
特開２０１２−１９９７２６
しかしながら、特許文献１の通信ユニットは、前回の検針値の変化量と今回の検針値の変化量との差分値が所定の閾値を超えない場合には情報の送信を行っておらず、同様に、スマートメータ通信システムにおいても、前回と収集情報の内容が同じ場合に収集情報の送信を行わないとすると、収集情報を受信する情報集約サーバは、通信ユニットが意図して送信しなかったのか、送信をしたが意図せずに不達となったのか、これらの状況の判別が行えない。このことは、最新の収集情報が前回と同じであるかどうかの判別がつかず、蓄積している収集情報の蓋然性を確保できなくする問題がある。
本発明は、上述の問題を解決するためのものであり、複数の通信ユニット及び通信を集約する通信集約装置で構成される通信ネットワークにおいて、通信ユニットが通信集約装置に対し直接に又は転送によって情報を送信するときに生じる通信帯域の輻輳状態を抑制する、通信システム、通信ユニット、及びその通信システムで実行される通信方法を提供することを目的とする。
本発明は、収集情報を収集する通信集約装置と、前記通信集約装置を含む通信ネットワークを構成し、前記通信集約装置に対して直接に又は転送を介して前記収集情報を送信する複数の通信ユニットとを含む通信システムにおいて、前記複数の通信ユニットは、所定対象における変化を示す変化情報を生成する変化情報生成部と、前記変化情報生成部の生成した直近の前記変化情報及び前回の前記変化情報の差異の有無を判定する変化差異判定部と、前記変化差異判定部の判定結果により、各前記変化情報に差異が有れば前記直近の変化情報を含む第１の収集情報を、前記変化情報に差異が無ければ当該変化情報に差異がないことを示す第２の収集情報を、収集情報として生成する収集情報生成部と、自通信ユニットの前記収集情報を送信する所定タイミングで、前記収集情報生成部で生成した前記収集情報を、前記通信集約装置に対して送信する送信部と、他の前記通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記収集情報が、前記第１の収集情報か前記第２の収集情報かを判別する収集情報判別部と、前記収集情報判別部の判別結果により、受信した当該収集情報が前記第１の収集情報であれば、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させ、受信した当該収集情報が前記第２の収集情報であれば所定時間の保持をして、自通信ユニットで生成した前記収集情報と同じタイミングで前記送信部に送信させる制御部と、を備えたことを特徴とする通信システムである。
また、本発明は、収集情報を収集する通信集約装置と、前記通信集約装置を含む通信ネットワークを構成し、前記通信集約装置に対して直接に又は転送を介して前記収集情報を送信する複数の通信ユニットとを含む通信システムにおいて、前記複数の通信ユニットは、所定対象における変化を示す変化情報を生成する変化情報生成部と、前記変化情報生成部の生成した直近の前記変化情報及び前回の前記変化情報の差異の有無を判定する変化差異判定部と、前記変化差異判定部の判定結果により、各前記変化情報に差異が有れば前記直近の変化情報を含む第１の収集情報を、前記変化情報に差異が無ければ当該変化情報に差異がないことを示す第２の収集情報を、前記収集情報として生成する収集情報生成部と、自通信ユニットの前記収集情報を送信する所定タイミングで、前記収集情報生成部で生成した前記収集情報を、前記通信集約装置に対して送信する送信部と、を備え、前記複数の通信ユニットは、第１の通信ユニットまたは第２の通信ユニットであって、前記第１の通信ユニットは、他の前記通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する第１の受信部と、前記第１の受信部で受信した前記収集情報を、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させる第１の制御部と、をさらに備え、前記第２の通信ユニットは、他の前記通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する第２の受信部と、前記第２の受信部で受信した前記収集情報が、前記第１の収集情報か前記第２の収集情報かを判別する収集情報判別部と、前記収集情報判別部の判別結果により、受信した当該収集情報が前記第１の収集情報であれば、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させ、受信した当該収集情報が前記第２の収集情報であれば所定時間の保持をして、自通信ユニットで生成した前記収集情報と同じタイミングで前記送信部に送信させる第２の制御部と、をさらに備えたことを特徴とする通信システムである。
また、本発明は、所定対象における変化を示す変化情報を生成する変化情報生成部と、前記変化情報生成部の生成した直近の前記変化情報及び前回の前記変化情報の差異の有無を判定する変化差異判定部と、前記変化差異判定部の判定結果により、各前記変化情報に差異が有れば前記直近の変化情報を含む第１の収集情報を、前記変化情報に差異が無ければ当該変化情報に差異がないことを示す第２の収集情報を、収集情報として生成する収集情報生成部と、自通信ユニットの前記収集情報を送信する所定タイミングで、前記収集情報生成部で生成した前記収集情報を、前記収集情報を収集する通信集約装置に対して送信する送信部と、他の通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する受信部と、前記受信部で受信した前記収集情報が、前記第１の収集情報か前記第２の収集情報かを判別する収集情報判別部と、前記収集情報判別部の判別結果により、受信した当該収集情報が前記第１の収集情報であれば、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させ、受信した当該収集情報が前記第２の収集情報であれば所定時間の保持をして、自通信ユニットで生成した前記収集情報と同じタイミングで前記送信部に送信させる制御部と、を備えたことを特徴とする通信ユニットである。
本発明によれば、通信システムを構成する通信ユニットが、所定対象の変化を示す変化情報を生成し、生成した直近の変化情報が前回の変化情報と異なれば直近の変化情報を含む第１の収集情報を生成し、前回の変化情報と同じであればその旨を示す第２の収集情報を生成して送信することが可能となる。その結果として、直近と前回の変化情報を比較した結果に基づき、通知を要する変化情報自体を含む収集情報と、通知を要しない変化情報であること示す収集情報とを区別して生成し、送信できる効果が得られる。
また、通信システムを構成する通信ユニットが、他の通信ユニットから受信した収集情報に変化情報が含まれるならば、当該収集情報の受信時に当該変化情報を含む収集情報（第１の収集情報）を送信し、受信した収集情報に変化情報が含まれないならば、当該収集情報の受信時に一時的に送信を保留して所定タイミングで当該変化情報を含まないことを示す収集情報（第２の収集情報）を送信することが可能となる。その結果として、他の通信ユニットから収集情報を受信する通信ユニットにおいて、変化情報を含まないことを示す第２の収集情報を、受信の都度ではなく、自装置の所定タイミングで自装置の収集情報とまとめて送信することができるので、当該通信ユニットが第２の収集情報を転送する通信頻度を下げて、通信帯域の輻輳状態を抑制する効果が得られる。
図１（ａ）本発明の実施の形態１における、スマートメータ通信システムを示す概略図である。図１（ｂ）通信装置を構成する通信ユニット及び収集ユニットを示す構成図である。 通信装置の詳細構成図である。 通信ユニットが収集データを受信して収集情報を生成し送信する処理を示すフローチャート図である。 通信ユニットが他の通信ユニットから受信した収集情報を転送する処理を示すフローチャート図である。 通信ユニットと通信集約装置との間で送受信する通信パケットの構成を示す構成図である。 通信ユニットが無線マルチホップネットワークを用いて通信集約装置に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。 実施の形態２における、通信ユニットが無線マルチホップネットワークを用いて通信集約装置に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。 実施の形態３における、通信ユニットが無線マルチホップネットワークを用いて通信集約装置に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。 実施の形態４における、通信ユニットが無線マルチホップネットワークを用いて通信集約装置に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。 通信装置の別の詳細構成図である。
実施の形態１．
図１（ａ）は、本発明の実施の形態１における、スマートメータ通信システムを示す概略図である。図１（ａ）のスマートメータ通信システムは、情報集約サーバ１０１、通信集約装置１０２、通信装置１１１〜１３１で構成される。
情報集約サーバ１０１は、電力会社の電力管理システムに設置され、通信集約装置１０２と通信して、通信集約装置１０２が受信した通信装置１１１〜１３１の収集情報を記憶し蓄積するサーバ装置である。情報集約サーバ１０１に蓄積した収集情報によって、対象となるシステムに関する新たな情報を生成することが可能となる。
通信集約装置１０２は、電力会社の電力管理システムに設置され、通信装置１１１〜１３１とともに無線ネットワークを構築して、通信装置１１１〜１３１から収集情報を受信する通信装置である。通信集約装置１０２は、例えば、スマートメータ通信システムにおけるコンセントレータに相当する。このときの無線ネットワークが、例えば無線マルチホップネットワークであれば、通信集約装置１０２は無線ネットワークを集約する通信装置となる。また、通信集約装置１０２は、情報集約サーバ１０１と通信して、通信装置１１１〜１３１から受信した収集情報を情報集約サーバ１０１に対して定期的に送信する。
通信装置１１１〜１３１は、住宅や工場等の需要家に設置され、システムで扱う例えば使用した電力量などの情報を取集して、通信集約装置１０２に対して送信する、スマートメータなどの通信装置である。
図１（ｂ）は、通信装置１１１を構成する通信ユニット１１１ａ及び収集ユニット１１１ｂを示す構成図である。同様に、通信装置１１２〜１３１は、それぞれ通信ユニット１１２ａ〜１３１ａ及び収集ユニット１１２ｂ〜１３１ｂで構成される。
通信装置１１１は、住宅や工場等の需要家としての所定対象１０３に設置される。収集ユニット１１１ｂは、例えば、予め定められた収集時刻又は収集時間に基づいて定期的又は周期的にデータ収集処理を実行し、所定対象１０３から収集データを収集して、通信ユニット１１１ａに対し送信する。そして、通信ユニット１１１ａは、収集ユニット１１１ｂから受信した収集データをもとに収集情報を生成し、通信集約装置１０２に対して送信する。通信ユニット１１２ａ〜１３１ａも、それぞれ収集ユニット１１２ｂ〜１３１ｂで収集され送信された収集データを受信し、収集情報を生成する。尚、上記の収集時刻や収集時間は、収集ユニット１１１ｂ〜１３１ｂで一律としても良いし、適宜個別に定めても良い。
このとき、通信ユニット１１１ａが、通信集約装置１０２と直接に通信を行うことができない場合には、通信可能な範囲にある他の通信ユニット１１２ａ〜１３１ａに対して収集情報を送信し、収集情報を受信した通信ユニット１１２ａ〜１３１ａは、同様に、通信可能な範囲にある通信集約装置１０２又は他の通信ユニット１１２ａ〜１３１ａに対して当該収集情報を送信する。
このように、スマートメータ通信システムでは、通信ユニットが通信集約装置１０２と直接に通信を行えない場合は、他の通信ユニットに対して収集情報を転送してもらうことで、最終的な宛先である通信集約装置１０２まで収集情報を送信することが可能となる。
尚、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａのそれぞれが、収集情報を送信するときに設定する送信先は、システムの立ち上がりと共に装置間で自律的に決定しても良いし、システムの運用者が予め各装置に設定しても良い。
また、情報集約サーバ１０１が、通信集約装置１０２を介して通信ユニット１１１ａ〜１３１ａと通信を行うことを可能とし、通信装置１１１〜１３１に対して、例えば、起動や停止、設定の変更等の運用に関わる操作を行っても良い。
また、図２及び後述する図３、４において、本発明を適用した通信ユニットの構成や動作を説明するにあたり、説明の簡易のために、代表的に通信ユニット１１１ａを用いることとする。また、その際に、通信ユニット１１１ａの外部にある外部装置としての他の通信ユニットとは、通信ユニット１１２ａ〜１３１ａ及び通信集約装置１０２を指すこととする。
図２は、通信装置１１１の詳細構成図であり、通信ユニット１１１ａの機能部を示すブロック構成図を含む。通信ユニット１１１ａは、制御部２０１、送信部２０２、受信部２０３、アンテナ２０４ａ及び２０４ｂ、経路選択部２０５、送信データ格納部２０６、受信データ格納部２０７、収集情報判別部２０８、タイマ管理部２０９、記憶部２１０、収集データ受信部２１１、変化情報生成部２１２、変化度合生成部２１３、変化差異判定部２１４、並びに収集情報生成部２１５で構成される。
制御部２０１は、通信ユニット１１１ａを構成する各機能部の制御を行う機能部である。
送信部２０２は、アンテナ２０４ａを介して他の通信ユニットに対して通信パケットを送信する機能部であり、通信パケットの変調処理を行う。通信パケットの構成については図５で説明する。送信部２０２は、送信データ格納部２０６から送信する収集情報を受け取ると、収集情報を含む通信パケットを生成して変調処理し、他の通信ユニットに対して送信を行う。このときの通信パケットの送信先は、経路選択部２０５が予め選択する他の通信ユニットとなる。
受信部２０３は、アンテナ２０４ｂを介して他の通信ユニットから通信パケットを受信する機能部であり、通信パケットの復調処理を行う。受信部２０３は、他の通信ユニットから通信パケットを受信すると、通信パケットを復調処理し、パケットに含まれる収集情報を取得して、受信データ格納部２０７に対して出力する。
経路選択部２０５は、通信パケットの送信に先立って送信先となる他の通信ユニットを予め選択し、送信部２０２に対して他の通信ユニットの情報を通知する機能部である。このとき通知する情報は、例えば、ネットワーク上のアドレスを示す情報や、装置の識別が可能な識別情報などである。送信部２０２は、経路選択部２０５から通知された情報を、送信する通信パケットの例えば送信先アドレス等に格納する。通信パケットの送信先となる他の通信ユニットを予め選択する要領は上述のとおり、例えば、システムの立ち上げ時に装置間で自律的に行っても良いし、システムの運用者が運用に先立って各装置に設定を行っても良い。
送信データ格納部２０６は、他の通信ユニットに対して送信する収集情報を格納し、制御部２０１の制御に従って送信部２０２に出力する機能部である。送信データ格納部２０６が送信部２０２に対して収集情報を出力するタイミングは、収集情報に応じて変更する。
送信データ格納部２０６が、収集情報を出力するタイミングには２つある。１つ目は、通信ユニット１１１ａが収集ユニット１１１ｂから収集データを受信した時点から所定時間の経過後に出力する、すなわち所定時間の保持をして出力する所定タイミングであり、２つ目は、他の通信ユニットから受信した収集情報に変化情報が含まれると判別した時点で出力する、すなわち、所定時間の保持をせずに出力する受信の都度のタイミングである。尚、他の通信ユニットから受信した収集情報に変化情報が含まれないと判別した場合には、前者の所定タイミングで出力する。
ここでの所定時間とは、通信ユニット１１１ａが収集ユニット１１１ｂから収集データを受信したときに、制御部２０１が後述するタイマ管理部２０９に対し設定を行うことで通知される時間である。
このようにすることで、他の通信ユニットから受信した収集情報が変化情報を含んでいるかどうかに基づき、当該収集情報を送信するタイミングを変えることが可能となる。
この収集情報の出力及び送信のタイミングの変更に伴い、例えば、収集情報を格納する領域を、所定タイミングで出力する保持領域２０６ａと、即時に出力するホップ領域２０６ｂに区分けしたり、出力するタイミングを判別するタイミング情報を収集情報に付与したりすることで、効率的に収集情報を出力することが可能となる。本発明では、送信データ格納部２０６を保持領域２０６ａとホップ領域２０６ｂとに区分けした構成として説明する。
受信データ格納部２０７は、受信部２０３が、他の通信ユニットから受信した通信パケットから取得した収集情報を格納する機能部である。受信データ格納部２０７は、収集情報を格納すると制御部２０１に対して通知を行う。
収集情報判別部２０８は、受信データ格納部２０７に格納した収集情報に、変化情報が含まれるかどうかを判別し、制御部２０１に対して判別対象の収集情報と判別結果とを通知する機能部である。制御部２０１は、このときの判別結果に基づき、収集情報を送信するタイミングを決定する。
タイマ管理部２０９は、予め設定した時間が経過したことを通知する機能部である。タイマ管理部２０９には、複数の時間を設定することができ、それによって複数の時間の経過を個別に通知することが可能である。制御部２０１は、タイマ管理部２０９に対して予め時間を設定することで、任意のタイミングで各処理を開始することが可能となる。
記憶部２１０は、例えば、メモリ等の記憶媒体である。
収集データ受信部２１１は、収集ユニット１１１ｂとのインタフェースとしての機能部であり、収集ユニット１１１ｂから収集データを受信すると、制御部２０１に通知するとともに、受信した収集データを記憶部２１０に記憶する。収集ユニット１１１ｂが収集データを送信するタイミングは、システムの対象とするデータによって決まるものであり、例えば、収集ユニット１１１ｂに収集データを収集して送信する所定周期又は所定時刻を設定することで、周期的又は定期的なタイミングで収集データを送信させることが出来る。また、収集ユニット１１１ｂが収集データを送信するタイミングは、通信システムで一律としても良いし、通信装置１１１ごとに個別にタイミングを設定しても良い。
変化情報生成部２１２は、収集ユニット１１１ｂから受信した連続する２つの収集データにおける変化を抽出し、変化に関する情報である変化情報を生成する機能部である。ここでの変化情報とは、例えば、スマートメータ通信システムにおいて、収集ユニット１１１ｂが収集する直近の検針値とその１つ前の検針値との差分として得られる検針値の変化量などである。変化情報生成部２１２は、生成した変化情報を記憶部２１０に記憶する。
変化度合生成部２１３は、変化情報生成部２１２が記憶部２１０に記憶した、直近及び１つ前の収集データから生成した直近の変化情報と、１つ前及び２つ前の収集データから生成した１つ前の変化情報との、変化度合いの差異を示す情報である、変化度合情報を生成する機能部である。変化度合生成部２１３は、生成した変化度合情報を記憶部２１０に記憶する。
変化差異判定部２１４は、変化度合生成部２１３が生成した変化度合情報に基づき、直近の変化情報と１つ前の変化情報との差異の有無を判定する機能部である。このときの差異の有無の判定では、２つの変化情報が完全に一致するかどうかで判断しても良いし、２つの変化情報の差異が予め設けた所定閾値を超えるかどうかで判断しても良い。ここでの所定閾値は、例えば、通信ユニット１１１ａの記憶部２１０にパラメータとして保持しておき、情報集約サーバ１０１が通信ユニット１１１ａと通信を行うことで、情報集約サーバ１０１の側から変更可能としても良い。
収集情報生成部２１５は、収集ユニット１１１ｂからの収集データをもとに、収集情報を生成する機能部である。変化差異判定部２１４の判定結果に基づき、変化度合情報に差異が有れば収集情報が直近の変化情報を含む第１の収集情報を生成し、変化度合情報に差異が無ければ収集情報が変化情報を含まないことを示す第２の収集情報を生成する。
つまり、通信ユニット１１１ａは、収集ユニット１１１ｂから受信した直近の収集データの変化の度合いが前回と比べて異なる場合には、直近の収集データの変化量を示す変化情報を収集情報に含めて送信し、直近の収集データの変化の度合いが前回と比べて同程度の場合には、収集情報に変化情報を含めずに、変化情報が含まれないことを示す収集情報を送信する。
ここで、変化情報を含まないことを示す収集情報（第２の収集情報）とは、例えば、収集情報又は収集情報を含む通信パケットの一部のビットを割り当てて変化情報の有無を示したり、収集情報の所定領域に変化情報が格納されているかどうかによって示したり、通信ユニット１１１ａが受信した収集情報から変化情報の有無を判別できる手段であれば良い。
このようにして、通信ユニット１１１ａは、自装置で生成した収集情報と、他の通信ユニットから受信した変化情報を含まない収集情報（第２の収集情報）とを所定タイミングで送信したり、他の通信ユニットから受信した変化情報を含む収集情報（第１の収集情報）を受信時のタイミングで送信したり、収集情報を送信するタイミングを変えることが可能となる。
また、収集情報生成部２１５は、収集情報に自装置を識別する識別情報を含めても良い。このときの識別情報としては、例えば、ネットワーク上のアドレスに関する情報や、システムで管理する装置の固有情報などを用いる。
通信集約装置１０２が受信した通信ユニット１１１ａ〜１３１ａの収集情報は、情報集約サーバ１０１に対して送信される。情報集約サーバ１０１は、変化情報を含む収集情報を受信すると当該変化情報を取得して、対応する通信装置１１１〜１３１と関連付けて蓄積する。また、情報集約サーバ１０１は、変化情報を含まない収集情報を受信すると、前回の収集情報の受信時に蓄積した変化情報を取得して、直近の変化情報として対応する通信装置１１１〜１３１と関連付けて蓄積する。
そのため、上述の所定閾値を低く設定するほど、直近の変化情報と前回の変化情報との差異が小さくなり、結果として直近の変化情報の代わりに前回の変化情報を用いても、蓄積した収集情報の蓋然性をより確保することが出来る。
しかし、その一方で、変化情報を含む収集情報は変化情報を含まない収集情報よりも情報量が多いため、所定閾値を低く設定するほど、変化情報を含む収集情報が増加してしまい、収集情報の転送が集中する通信ユニットでは通信帯域が輻輳状態となり易くなる。従って、システムに応じて所定閾値を適切に調整することが望ましい。
また、情報集約サーバ１０１が蓄積する収集情報に含まれる誤差を除去するために、例えば、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａが、連続して所定回数だけ直近の変化情報を含めずに収集情報を送信した後に収集データを受信したタイミングや、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａごとに予め設定する補正タイミングにおいて、変化度合情報の判定を行わずに、変化情報を含む収集情報を送信しても良い。このようにすることで、情報集約サーバ１０１が蓄積する収集情報の蓋然性をさらに確保することが可能となる。
尚、受信した変化情報を含まない収集情報を送信するタイミングを、自装置の収集情報を送信する所定タイミングとする送信保留処理は、通信帯域が輻輳状態となる通信ユニット１１１ａ〜１３１ａに適用することでより高い効果を奏するものであるため、全ての通信ユニット１１１ａ〜１３１ａに適用しても良いし、転送処理が集中する少なくとも１つの通信ユニットに適用しても良い。
上述の送信保留処理を適用しない通信ユニットでは、図２の収集情報判別部２０８が不要となり、収集情報を受信すると、変化情報の有無を判定することなく、送信データ格納部２０６のホップ領域２０６ｂに格納して即時、送信することとなる。
次に、通信ユニットの動作を図３、図４に基づいて説明する。図３は、通信ユニット１１１ａが収集データを受信して収集情報を生成し送信する処理を示すフローチャート図である。
処理Ｓ３０１では、通信ユニット１１１ａの収集データ受信部２１１は、収集ユニット１１１ｂから収集データを受信する。そして、収集データ受信部２１１は、受信した収集データを記憶部２１０に記憶し、制御部２０１に通知する。その後、処理Ｓ３０２に進む。
処理Ｓ３０２では、制御部２０１は、直近の収集データと１つ前の収集データが記憶部２１０に記憶されているかどうか判定する。記憶されていれば処理Ｓ３０３に進む。記憶されていなければ再び処理Ｓ３０１を行う。
処理Ｓ３０３では、変化情報生成部２１２は、直近の収集データと１つ前の収集データとの間の変化を抽出し、変化情報を生成する。そして、変化情報生成部２１２は、生成した変化情報を記憶部２１０に記憶する。その後、処理Ｓ３０４に進む。
処理Ｓ３０４では、制御部２０１は、直近の変化情報と１つ前の変化情報が記憶部２１０に記憶されているかどうか判定する。記憶されていれば処理Ｓ３０５に進む。記憶されていなければ再び処理Ｓ３０１を行う。
処理Ｓ３０５では、変化差異判定部２１１は、直近の変化情報と１つ前の変化情報との間の変化度合情報に差異が有るかどうかを判定する。差異が有れば処理Ｓ３０６に進む。差異が無ければ処理Ｓ３０７に進む。
処理Ｓ３０６では、収集情報生成部２１５は、直近の変化情報を含む収集情報を生成して、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに格納する。その後、処理Ｓ３０８に進む。
処理Ｓ３０７では、収集情報生成部２１５は、変化情報を含まないことを示す収集情報を生成して、送信データ格納部２０６の所定タイミングで出力する保持領域２０６ａに格納する。その後、処理Ｓ３０８に進む。
処理Ｓ３０８では、制御部２０１は、タイマ管理部２０９に設定した所定時間が経過したかどうかを判定する。経過していれば処理Ｓ３０９に進む。経過していなければ処理Ｓ３０８を再び行う。
処理Ｓ３０９では、制御部２０１の制御に従って、送信データ格納部２０６に格納した収集情報を送信部２０２に出力し、送信部２０２で収集情報を含む通信パケットを生成して、他の通信ユニットに対して送信する。その後、処理を終了する。
図４は、通信ユニット１１１ａが他の通信ユニットから受信した収集情報を転送する処理を示すフローチャート図である。
処理Ｓ４０１では、受信部２０３は、他の通信ユニットから収集情報を含む通信パケットを受信する。そして、受信部２０３は、通信パケットから収集情報を取得して受信データ格納部２０７に格納し、制御部２０１に通知する。その後、処理Ｓ４０２に進む。
処理Ｓ４０２では、収集情報判別部２０８は、受信データ格納部２０７に格納した収集情報に、変化情報が含まれるかどうかを判別する。変化情報が含まれるならば処理Ｓ４０３に進む。変化情報が含まれないならば処理Ｓ４０４に進む。
処理Ｓ４０３では、制御部２０１は、受信データ格納部２０７に格納した収集情報を、送信データ格納部２０６のホップ領域２０６ｂに格納する。その後、処理Ｓ４０６に進む。
処理Ｓ４０４では、制御部２０１は、受信データ格納部２０７に格納した収集情報を、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに格納する。その後、処理Ｓ４０５に進む。
処理Ｓ４０５では、制御部２０１は、タイマ管理部２０９に設定した所定時間が経過したかどうかを判定する。経過していれば処理Ｓ４０６に進む。経過していなければ処理Ｓ４０５を再び行う。
処理Ｓ４０６では、制御部２０１の制御に従って、送信データ格納部２０６に格納した収集情報を送信部２０２に出力し、送信部２０２で収集情報を含む通信パケットを生成して、他の通信ユニットに対して送信する。その後、処理を終了する。
ここで、図５は、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａと通信集約装置１０２との間で送受信する通信パケット５０１の構成を示す構成図である。
通信パケット５０１は、ＳＨＲ（ｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚａｔｉｏｎ ｈｅａｄｅｒ）５０２、ＰＨＲ（ＰＨＹ ｈｅａｄｅｒ）５０３、及びＰＨＹ ｐａｙｌｏａｄ５０４によって構成される。
また、ＰＨＲ５０３は、Ｍｏｄｅ ｓｗｉｔｃｈ５０５、Ｒｅｓｅｒｖｅｄ ｂｉｔ５０６、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ） ｔｙｐｅ５０７、ｄａｔａ ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ５０８、及びＦｒａｍｅ ｌｅｎｇｔｈ５０９によって構成される。
Ｍｏｄｅ ｓｗｉｔｃｈ５０５は、伝送レートや変調方式における変更の有無を示す情報を含む。Ｒｅｓｅｒｖｅｄ ｂｉｔ５０６は、予備として未使用の領域である。ＦＣＳ ｔｙｐｅ５０７は、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｈｅｃｋ、巡回冗長検査）で使用するバイト数の情報を含む。Ｄａｔａ ｗｈｉｔｅｎｉｎｇ５０８は、データホワイトニングの使用の有無を示す情報を含む。Ｆｒａｍｅ ｌｅｎｇｔｈ５０９は、ＰＨＹ ｐａｙｌｏａｄ５０４の長さを示す情報を含む。
図５に示す通信パケット５０１のうち、ＰＨＲ５０３及びＰＨＹ ｐａｙｌｏａｄ５０４の部分が収集情報に相当する。つまり、受信部２０３では、通信パケット５０１を受信すると、ＳＨＲ５０２を除いたＰＨＲ５０３及びＰＨＹ ｐａｙｌｏａｄ５０４を受信データ格納部２０７に格納し、収集情報生成部２１５では、ＰＨＲ５０３及びＰＨＹ ｐａｙｌｏａｄ５０４を生成して送信データ格納部２０６に格納する。
そして、変化情報は、通信パケット５０１のＰＨＹ ｐａｙｌｏａｄ５０４に含めることとする。
また、変化情報の有無を示す情報とは、例えば、Ｒｅｓｅｒｖｅｄ ｂｉｔ５０６に割り当てて、当該ビットが１の場合に収集情報が変化情報を含むとして良いし、ＰＨＹ ｐａｙｌｏａｄ５０４に変化情報が含まれているかどうかによって判別するとしても良い。
次に、本発明の通信システムにおける収集情報の流れと各通信ユニットの動作を図６に基づき説明する。図６は、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが、無線マルチホップネットワークを用いて、通信集約装置１０２に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。
図６の通信ユニット１１１ａ〜１１４ａでは、通信集約装置１０２と直接に通信する通信ユニット１１１ａのみが送信保留処理を行い、通信ユニット１１２ａ〜１１４ａは送信保留処理を行わないように、予め設定されている。
ところで、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａには、無線マルチホップネットワークの通信の確立とともに、ホップ数とランクが設定される。
ホップ数とは、自装置が生成した収集情報が、他の通信ユニットによる転送も含め、通信集約装置１０２に到達するまでに行われる送信の回数である。例えば、通信ユニット１１４ａでは、通信ユニット１１４ａと通信ユニット１１３ａとの間、通信ユニット１１３ａと通信ユニット１１２ａとの間、通信ユニット１１２ａと通信ユニット１１１ａとの間、及び通信ユニット１１１ａと通信集約装置１０２との間で、４回の送信が行われるため、ホップ数は４となる。
また、ランクとは、通信可能な範囲に位置する２以上の通信ユニットの間で、収集情報の送信先を決めるための基準であり、ホップ数が少ない通信ユニットを上位ランクとし、ホップ数が多い通信ユニットを下位ランクとする。そして、ホップ数が１の通信ユニット１１１ａのランクを最上位の１とすると、ホップ数が２の通信ユニット１１２ａのランクは２となり、ホップ数が３の通信ユニット１１３ａのランクは３となり、ホップ数が４の通信ユニット１１４ａのランクは最下位の４となる。
通信ユニットは互いのランクを比較することで、下位ランクの通信ユニットから上位ランクの通信ユニットに向けて収集情報を送信することが可能となる。
従って、ランクが４の通信ユニット１１４ａはランクが３の通信ユニット１１３ａに対して収集情報を送信し、ランクが３の通信ユニット１１３ａはランクが２の通信ユニット１１２ａに対して収集情報を送信し、最終的にランクが１の通信ユニット１１１ａは通信集約装置１０２に対して収集情報を送信することとなる。
このように、無線マルチホップネットワークでは、通信ユニットごとにホップ数とランクを定めることで、各通信ユニットから通信集約装置１０２までの収集情報の転送経路を決定することが出来る。
尚、通信ユニットのホップ数とランクは、通信ユニットの間で自律的に定められても良いし、システムの運用者が運用に先立って予め通信ユニットに設定しても良い。
そして、図６では、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが、収集ユニット１１１ｂ〜１１４ｂからの収集データの受信後に、収集情報を送信する所定タイミングを時間Ｔ１〜Ｔ４で示す。
また、通信ユニット１１１ａ及び１１２ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異があり、通信ユニット１１３ａ及び１１４ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異がないものとする。つまり、通信ユニット１１１ａ及び１１２ａが生成する収集情報には変化情報が含まれており、通信ユニット１１３ａ及び１１４ａが生成する収集情報には変化情報が含まれていない。すなわち、通信ユニット１１３ａ及び１１４ａが生成する収集情報は、変化情報を含まないことを示す収集情報である。
処理Ｓ６０１では、通信ユニット１１４ａは、収集ユニット１１４ｂから収集データを受信してから時間Ｔ４が経過したため、生成した収集情報Ｃ６０１を上位ランクの通信ユニット１１３ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ６０１は変化情報がないことを示す。図６では、変化情報を含まない収集情報Ｃ６０１を破線で示す。
そして、通信ユニット１１２ａ及び１１３ａは、送信保留処理を行うように設定されていないので、通信ユニット１１４ａが送信した収集情報Ｃ６０１を受信すると、収集情報Ｃ６０１に変化情報が含まれるかどうかを判別せずに転送を行う。一方で、通信ユニット１１１ａは、送信保留処理を行うように設定されているので、収集情報Ｃ６０１に変化情報が含まれないことを判別して、自装置の送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに収集情報Ｃ６０１を保持する。
その後、通信ユニット１１３ａは、収集ユニット１１３ｂから収集データを受信してから時間Ｔ３が経過したため、生成した収集情報Ｃ６０２を上位ランクの通信ユニット１１２ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ６０２は変化情報がないことを示す。収集情報Ｃ６０１と同様に、変化情報を含まない収集情報Ｃ６０２を破線で示す。
そして、通信ユニット１１２ａは、送信保留処理を行うように設定されていないので、通信ユニット１１３ａが送信した収集情報Ｃ６０２を受信すると、収集情報Ｃ６０２に変化情報が含まれるかどうかを判別せずに転送を行う。一方で、通信ユニット１１１ａは、送信保留処理を行うように設定されているので、収集情報Ｃ６０２に変化情報が含まれないことを判別して、自装置の送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに収集情報Ｃ６０２を保持する。
処理Ｓ６０２では、通信ユニット１１２ａは、収集ユニット１１２ｂから収集データを受信してから時間Ｔ２が経過したため、生成した収集情報Ｃ６０３を上位ランクの通信ユニット１１１ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ６０３には変化情報が含まれる。図６では、変化情報を含む収集情報Ｃ６０３を実線で示す。
そして、通信ユニット１１１ａは、送信保留処理を行うように設定されているので、通信ユニット１１２ａが送信した収集情報Ｃ６０３を受信すると、収集情報Ｃ６０３に変化情報が含まれることを判別して、自装置の送信データ格納部２０６のホップ領域２０６ｂに収集情報Ｃ６０３を格納し、即時に通信集約装置１０２に対して送信する。
処理Ｓ６０３では、通信ユニット１１１ａは、収集ユニット１１１ｂから収集データを受信してから時間Ｔ１が経過したため、生成した収集情報Ｃ６０４を通信集約装置１０２に対して送信する。このときの収集情報Ｃ６０４には変化情報が含まれる。収集情報Ｃ６０３と同様に、変化情報を含む収集情報Ｃ６０４を実線で示す。
ここで、通信ユニット１１１ａは、収集情報Ｃ６０４とともに、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに保持した収集情報Ｃ６０１及びＣ６０２もまとめて送信する。
このようにすることで、通信システムを構成する通信ユニット１１１ａ〜１３１ａが、所定対象１０３の変化を示す変化情報を生成し、生成した直近の変化情報が前回の変化情報と異なれば直近の変化情報を含む第１の収集情報を生成し、前回の変化情報と同じであればその旨を示す第２の収集情報を生成して送信することが可能となる。
また、通信ユニット１１１ａが、他の通信ユニット１１２ａ〜１３１ａから受信した収集情報に変化情報が含まれるならば、当該収集情報の受信時に当該変化情報を含む収集情報（第１の収集情報）を送信し、受信した収集情報に変化情報が含まれないならば、当該収集情報の受信時に一時的に送信を保留して所定タイミングで当該変化情報を含まないことを示す収集情報（第２の収集情報）を送信することが可能となる。
また、情報集約サーバ１０１は、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａが直近の変化情報と前回の変化情報に差異が無くとも、変化情報を含まないことを示す第２の収集情報を送信するので、送信不達の収集情報の有無を判別することが可能となる。
また、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａは、生成した直近の変化情報が前回の変化情報と同じであれば、変化情報を含まない収集情報を送信することが可能となる。
実施の形態１によれば、通信システムを構成する通信ユニット１１１ａ〜１３１ａが、所定対象１０３の変化を示す変化情報を生成し、生成した直近の変化情報が前回の変化情報と異なれば直近の変化情報を含む第１の収集情報を生成し、前回の変化情報と同じであればその旨を示す第２の収集情報を生成して送信することが可能となる。その結果として、直近と前回の変化情報を比較した結果に基づき、通知を要する変化情報自体を含む収集情報と、通知を要しない変化情報であること示す収集情報とを区別して生成し、送信できる効果が得られる。
また、実施の形態１によれば、通信ユニット１１１ａが、他の通信ユニット１１２ａ〜１３１ａから受信した収集情報に変化情報が含まれるならば、当該収集情報の受信時に当該変化情報を含む収集情報（第１の収集情報）を送信し、受信した収集情報に変化情報が含まれないならば、当該収集情報の受信時に一時的に送信を保留して所定タイミングで当該変化情報を含まないことを示す収集情報（第２の収集情報）を送信することが可能となる。その結果として、他の通信ユニット１１２ａ〜１３１ａから収集情報を受信し、転送する処理が集中する通信ユニット１１１ａにおいて、変化情報を含まないことを示す第２の収集情報を、受信の都度ではなく、自装置の所定タイミングで自装置の収集情報とまとめて送信することができるので、当該通信ユニット１１１ａが第２の収集情報を転送する通信頻度を下げて、通信帯域の輻輳状態を抑制する効果が得られる。
また、実施の形態１によれば、情報集約サーバ１０１は、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａが直近の変化情報と前回の変化情報に差異が無くとも、変化情報を含まないことを示す第２の収集情報を送信するので、送信不達の収集情報の有無を判別することが可能となる。その結果として、送信不達時には、例えば、当該収集情報の対象となる通信ユニットに収集情報の再送を促すなどして、不足した情報の補間や情報伝達過程の障害の検出などを行い、従来技術よりも蓄積した変化情報の蓋然性を確保できる効果が得られる。
また、実施の形態１によれば、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａは、生成した直近の変化情報が前回の変化情報と同じであれば、変化情報を含まない収集情報を送信することが可能となる。その結果として、通信ユニット１１１ａ〜１３１ａが、変化情報を生成する都度に収集情報に含めて送信するよりも、伝送する情報量を少なくすることができ、ネットワーク全体での伝送効率を高められる効果が得られる。
実施の形態２．
本発明の実施の形態２を図７に基づき説明する。実施の形態２の通信システム及び通信装置の構成は、実施の形態１の図１、図２に示すものと同様であるため、図示および説明を省略する。図７は、実施の形態２における、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが無線マルチホップネットワークを用いて通信集約装置１０２に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。
図７の通信ユニット１１１ａ〜１１４ａは、外部から受信した、もしくは自通信ユニットで生成した切り替え指示に基づいて、自装置において送信保留処理を実行するかどうかを切り替える動作切り替え手段を有しており、この動作切り替え手段によって、自装置の動作を択一的に切り替えることが可能である。
図７では、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａのうち、上記の切り替え指示に基づく動作切り替え手段によって、通信ユニット１１３ａは送信保留処理を実行し、その他の通信ユニットは送信保留処理を実行しないものとする。
外部から特定の通信ユニットに対して切り替え指示を送信する方法としては、例えば、情報集約サーバ１０１と通信ユニット１１１ａ〜１１４ａとの間の通信を用いて、情報集約サーバ１０１から特定の通信ユニットに対して切り替え指示を示す情報を送信しても良いし、システム運用者が特定の通信ユニットに対して直接に操作することにより、切り替え指示を示す情報を入力しても良い。
自通信ユニットで切り替え指示を生成する方法としては、例えば、自通信ユニット内に、切り替え指示を生成する機能部をさらに備えても良い。図１０は、通信装置１１１の別の詳細構成図である。通信ユニット１１１ａは、図２に示す機能部の他に、通信状態判定部１００１をさらに備える。
図１０の通信状態判定部１００１は、通信ユニット１１１ａにおいて、アンテナ２０４ａを介した送信側の通信状態の良否を判定する機能部である。通信状態判定部１００１は、例えば、所定の時間間隔や、所定回数の再送又は送信失敗に基づいて送信側の通信状態の良否を判定し、通信状態が良いと判定される場合には送信保留処理を実行しない旨を示す切り替え指示を示す情報を生成し、通信状態が悪いと判定される場合には送信保留処理を実行する旨を示す切り替え指示を示す情報を生成する。通信ユニット１１１ａは、このとき生成した切り替え指示を示す情報に基づいて、自装置において送信保留処理を実行するかどうかを切り替える動作切り替え手段を実施する。
このように、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａは、情報集約サーバ１０１やシステム運用者の操作など外部から受信した、もしくは通信状態判定部１００１が生成した切り替え指示の情報に基づき、自装置が送信保留処理を実行するかどうか択一的に切り替えることが出来る。
図７において、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａのホップ数、ランク、及び収集情報を送信する所定タイミングである時間Ｔ１〜Ｔ４については、実施の形態１の図６と同様であるため、説明を省略する。
また、通信ユニット１１１ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異があり、通信ユニット１１２ａ〜１１４ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異がないものとする。つまり、通信ユニット１１１ａが生成する収集情報には変化情報が含まれており、通信ユニット１１２ａ〜１１４ａが生成する収集情報には変化情報が含まれていない。すなわち、通信ユニット１１２ａ〜１１４ａが生成する収集情報は、変化情報を含まないことを示す収集情報である。
処理Ｓ７０１では、通信ユニット１１４ａは、収集ユニット１１４ｂから収集データを受信してから時間Ｔ４が経過したため、生成した収集情報Ｃ７０１を上位ランクの通信ユニット１１３ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ７０１は変化情報がないことを示す。図７では、変化情報を含まない収集情報Ｃ７０１を破線で示す。
そして、通信ユニット１１３ａは、送信保留処理を実行するよう動作するので、通信ユニット１１４ａが送信した収集情報Ｃ７０１を受信すると、収集情報Ｃ７０１に変化情報が含まれないことを判別して、自装置の送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに収集情報Ｃ７０１を保持する。
処理Ｓ７０２では、通信ユニット１１３ａは、収集ユニット１１３ｂから収集データを受信してから時間Ｔ３が経過したため、生成した収集情報Ｃ７０２を上位ランクの通信ユニット１１２ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ７０２は変化情報がないことを示す。収集情報Ｃ７０１と同様に、変化情報を含まない収集情報Ｃ７０２を破線で示す。
ここで、通信ユニット１１３ａは、収集情報Ｃ７０２とともに、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに保持した収集情報Ｃ７０１もまとめて送信する。
通信ユニット１１１ａ及び１１２ａは、送信保留処理を実行しないので、通信ユニット１１３ａが送信した収集情報Ｃ７０１及びＣ７０２を受信すると、変化情報が含まれるかどうかを判別せずに転送を行う。
処理Ｓ７０３では、通信ユニット１１２ａは、収集ユニット１１２ｂから収集データを受信してから時間Ｔ２が経過したため、生成した収集情報Ｃ７０３を上位ランクの通信ユニット１１１ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ７０３は変化情報がないことを示す。収集情報Ｃ７０１と同様に、変化情報を含まない収集情報Ｃ７０３を破線で示す。
そして、通信ユニット１１１ａは、送信保留処理を実行しないので、通信ユニット１１２ａが送信した収集情報Ｃ７０３を受信すると、収集情報Ｃ７０３に変化情報が含まれるかどうかを判別せずに転送を行う。
処理Ｓ７０４では、通信ユニット１１１ａは、収集ユニット１１１ｂから収集データを受信してから時間Ｔ１が経過したため、生成した収集情報Ｃ７０４を通信集約装置１０２に対して送信する。このときの収集情報Ｃ７０４には変化情報が含まれる。図７では、変化情報を含む収集情報Ｃ７０４を実線で示す。
このようにすることで、例えば、通信集約装置１０２の近傍に設置された通信ユニット以外に、収集情報の転送処理が集中する通信ユニットが存在する場合に、当該通信ユニットが、外部から受信した又は自装置で生成した切り替え指示に基づき送信保留処理を実行することによって、ネットワーク上で局所的に通信の輻輳状態が生じることを抑制することが可能となる。
実施の形態２によれば、通信集約装置１０２の近傍に設置された通信ユニット以外に、収集情報の転送処理が集中する通信ユニットが存在する場合に、当該通信ユニットが、外部から受信した又は自装置で生成した切り替え指示に基づき送信保留処理を実行することによって、ネットワーク上で局所的に通信の輻輳状態が生じることを抑制することが可能となる。その結果として、ネットワーク上で局所的に発生した伝送効率の低下を改善できる効果が得られる。
実施の形態３．
本発明の実施の形態３を図８に基づき説明する。実施の形態３の通信システム及び通信装置の構成は、実施の形態１の図１、図２に示すものと同様であるため、図示および説明を省略する。図８は、実施の形態３における、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが無線マルチホップネットワークを用いて通信集約装置１０２に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。
図８では、全ての通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが、送信保留処理を行うように予め設定されている。
通信ユニット１１１ａ〜１１４ａのホップ数、ランク、及び収集情報を送信する所定タイミングである時間Ｔ１〜Ｔ４については、実施の形態１の図６と同様であるため、説明を省略する。
また、通信ユニット１１１ａ及び１１３ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異があり、通信ユニット１１２ａ及び１１４ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異がないものとする。つまり、通信ユニット１１１ａ及び１１３ａが生成する収集情報には変化情報が含まれており、通信ユニット１１２ａ及び１１４ａが生成する収集情報には変化情報が含まれていない。すなわち、通信ユニット１１２ａ及び１１４ａが生成する収集情報は、変化情報を含まないことを示す収集情報である。
処理Ｓ８０１では、通信ユニット１１４ａは、収集ユニット１１４ｂから収集データを受信してから時間Ｔ４が経過したため、生成した収集情報Ｃ８０１を上位ランクの通信ユニット１１３ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ８０１は変化情報がないことを示す。図８では、変化情報を含まない収集情報Ｃ８０１を破線で示す。
そして、通信ユニット１１３ａは、送信保留処理を行うように設定されているので、通信ユニット１１４ａが送信した収集情報Ｃ８０１を受信すると、収集情報Ｃ８０１に変化情報が含まれないことを判別して、自装置の送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに収集情報Ｃ８０１を保持する。
処理Ｓ８０２では、通信ユニット１１３ａは、収集ユニット１１３ｂから収集データを受信してから時間Ｔ３が経過したため、生成した収集情報Ｃ８０２を上位ランクの通信ユニット１１２ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ８０２は変化情報が含まれる。図８では、変化情報を含む収集情報Ｃ８０２を実線で示す。
このとき、通信ユニット１１３ａは、収集情報Ｃ８０２とともに、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに保持した収集情報Ｃ８０１もまとめて送信する。
そして、通信ユニット１１１ａ及び１１２ａは、送信保留処理を行うように設定されているので、通信ユニット１１３ａが送信した収集情報Ｃ８０１及びＣ８０２を受信すると、収集情報Ｃ８０１には変化情報が含まれないが、収集情報Ｃ８０２に変化情報が含まれることを判別して、収集情報Ｃ８０１及びＣ８０２を転送する。
処理Ｓ８０３では、通信ユニット１１２ａは、収集ユニット１１２ｂから収集データを受信してから時間Ｔ２が経過したため、生成した収集情報Ｃ８０３を上位ランクの通信ユニット１１１ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ８０３は変化情報がないことを示す。収集情報Ｃ８０１と同様に、変化情報を含まない収集情報Ｃ８０３を破線で示す。
そして、通信ユニット１１１ａは、送信保留処理を行うように設定されているので、通信ユニット１１２ａが送信した収集情報Ｃ８０３を受信すると、収集情報Ｃ８０３に変化情報が含まれないことを判別して、自装置の送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに収集情報Ｃ８０３を保持する。
処理Ｓ８０４では、通信ユニット１１１ａは、収集ユニット１１１ｂから収集データを受信してから時間Ｔ１が経過したため、生成した収集情報Ｃ８０４を通信集約装置１０２に対して送信する。このときの収集情報Ｃ８０４には変化情報が含まれる。収集情報Ｃ８０２と同様に、変化情報を含む収集情報Ｃ８０４を実線で示す。
このとき、通信ユニット１１１ａは、収集情報Ｃ８０４とともに、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに保持した収集情報Ｃ８０３もまとめて送信する。
このようにすることで、全ての通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが、変化情報を含まない収集情報を受信すると転送を一時的に保留し、変化情報を含む収集情報を受信して転送する際にまとめて送信することが可能となる。
実施の形態３によれば、全ての通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが、変化情報を含まない収集情報を受信すると転送を一時的に保留し、変化情報を含む収集情報を受信して転送する際にまとめて送信することが可能となる。その結果として、変化情報を含まない収集情報のみを転送する通信区間を極力減らして、変化情報を含む収集情報の転送に通信帯域を多く割り当てられる効果が得られる。
実施の形態４．
本発明の実施の形態４を図９に基づき説明する。実施の形態４の通信システム及び通信装置の構成は、実施の形態１の図１、図２に示すものと同様であるため、図示および説明を省略する。図９は、実施の形態４における、通信ユニット１１１ａ〜１１４ａが無線マルチホップネットワークを用いて通信集約装置１０２に収集情報を送信する処理を示すシーケンス図である。
図９の通信ユニット１１１ａ〜１１４ａのうち、次回の所定タイミングにおいて変化情報を含む収集情報を送信する予定の通信ユニットは送信保留処理を行い、次回の所定タイミングにおいて変化情報がないことを示す収集情報を送信する予定の通信ユニットは送信保留処理を行わないよう、予め自装置の動作を切り替える設定がなされている。
通信ユニット１１１ａ〜１１４ａのホップ数、ランク、及び収集情報を送信する所定タイミングである時間Ｔ１〜Ｔ４については、実施の形態１の図６と同様であるため、説明を省略する。
また、通信ユニット１１１ａ及び１１３ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異があり、通信ユニット１１２ａ及び１１４ａにおける直近の変化情報と前回の変化情報には差異がないものとする。つまり、通信ユニット１１１ａ及び１１３ａが生成する収集情報には変化情報が含まれており、通信ユニット１１２ａ及び１１４ａが生成する収集情報には変化情報が含まれていない。すなわち、通信ユニット１１２ａ及び１１４ａが生成する収集情報は、変化情報を含まないことを示す収集情報である。
また、次回の所定タイミングにおいて、通信ユニット１１１ａ及び１１３ａは、生成する収集情報に変化情報が含まれるので、送信保留処理を行うように動作し、通信ユニット１１２ａ及び１１４ａは、生成する収集情報には変化情報が含まれないので、送信保留処理を行わないように動作する。
処理Ｓ９０１では、通信ユニット１１４ａは、収集ユニット１１４ｂから収集データを受信してから時間Ｔ４が経過したため、生成した収集情報Ｃ９０１を上位ランクの通信ユニット１１３ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ９０１は変化情報がないことを示す。図９では、変化情報を含まない収集情報Ｃ９０１を破線で示す。
そして、通信ユニット１１３ａは、送信保留処理を行うように動作するので、通信ユニット１１４ａが送信した収集情報Ｃ９０１を受信すると、収集情報Ｃ９０１に変化情報が含まれないことを判別して、自装置の送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに収集情報Ｃ９０１を保持する。
処理Ｓ９０２では、通信ユニット１１３ａは、収集ユニット１１３ｂから収集データを受信してから時間Ｔ３が経過したため、生成した収集情報Ｃ９０２を上位ランクの通信ユニット１１２ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ９０２には変化情報が含まれる。図９では、変化情報を含む収集情報Ｃ９０２を実線で示す。
このとき、通信ユニット１１３ａは、収集情報Ｃ９０２とともに、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに保持した収集情報Ｃ９０１もまとめて送信する。
通信ユニット１１２ａは、送信保留処理を行わないように動作するので、収集情報Ｃ９０１及びＣ９０２を受信すると、収集情報Ｃ９０１及びＣ９０２に変化情報が含まれるかどうかを判別せずに転送を行う。
一方で、通信ユニット１１１ａは、送信保留処理を行うように動作するので、収集情報Ｃ９０１及びＣ９０２を受信すると、収集情報Ｃ９０１には変化情報が含まれないが、収集情報Ｃ９０２に変化情報が含まれることを判別して、収集情報Ｃ９０１及びＣ９０２を転送する。
処理Ｓ９０３では、通信ユニット１１２ａは、収集ユニット１１２ｂから収集データを受信してから時間Ｔ２が経過したため、生成した収集情報Ｃ９０３を上位ランクの通信ユニット１１１ａに対して送信する。このときの収集情報Ｃ９０３は変化情報がないことを示す。収集情報Ｃ９０１と同様に、変化情報を含まない収集情報Ｃ９０３を破線で示す。
そして、通信ユニット１１１ａは、送信保留処理を行うように動作するので、通信ユニット１１２ａが送信した収集情報Ｃ９０３を受信すると、収集情報Ｃ９０３には変化情報が含まれないことを判別して、自装置の送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに収集情報Ｃ９０３を保持する。
処理Ｓ９０４では、通信ユニット１１１ａは、収集ユニット１１１ｂから収集データを受信してから時間Ｔ１が経過したため、生成した収集情報Ｃ９０４を通信集約装置１０２に対して送信する。このときの収集情報Ｃ９０４には変化情報が含まれる。収集情報Ｃ９０２と同様に、変化情報を含む収集情報Ｃ９０４を実線で示す。
このとき、通信ユニット１１１ａは、収集情報Ｃ９０４とともに、送信データ格納部２０６の保持領域２０６ａに保持した収集情報Ｃ９０３もまとめて送信する。
このようにすることで、上述の送信保留処理を、変化情報を含む収集情報を送信する予定の通信ユニットに適宜行わせることが可能となる。
実施の形態４によれば、上述の送信保留処理を、変化情報を含む収集情報を送信する予定の通信ユニットに適宜行わせることが可能となる。その結果として、上述の送信保留処理を、特定の通信ユニットに限って行わせることなく、変化情報を含む収集情報を送信する機会を得た通信ユニットに無作為に分散して行わせる効果が得られる。
１０１ 情報集約サーバ
１０２ 通信集約装置
１１１〜１３１ 通信装置
１１１ａ〜１３１ａ 通信ユニット
１１１ｂ〜１３１ｂ 収集ユニット
２０１ 制御部
２０２ 送信部
２０３ 受信部
２０４ａ、２０４ｂ アンテナ
２０５ 経路選択部
２０６ 送信データ格納部
２０７ 受信データ格納部
２０８ 収集情報判別部
２０９ タイマ管理部
２１０ 記憶部
２１１ 収集データ受信部
２１２ 変化情報生成部
２１３ 変化度合生成部
２１４ 変化差異判定部
２１５ 収集情報生成部
５０１ 通信パケット
１００１ 通信状態判定部

Claims (9)

  1. 収集情報を収集する通信集約装置と、前記通信集約装置を含む通信ネットワークを構成し、前記通信集約装置に対して直接に又は転送を介して前記収集情報を送信する複数の通信ユニットとを含む通信システムにおいて、
    前記複数の通信ユニットは、
    所定対象における変化を示す変化情報を生成する変化情報生成部と、
    前記変化情報生成部の生成した直近の前記変化情報及び前回の前記変化情報の差異の有無を判定する変化差異判定部と、
    前記変化差異判定部の判定結果により、各前記変化情報に差異が有れば前記直近の変化情報を含む第１の収集情報を、前記変化情報に差異が無ければ当該変化情報に差異がないことを示す第２の収集情報を、前記収集情報として生成する収集情報生成部と、
    自通信ユニットの前記収集情報を送信する所定タイミングで、前記収集情報生成部で生成した前記収集情報を、前記通信集約装置に対して送信する送信部と、
    他の前記通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する受信部と、
    前記受信部で受信した前記収集情報が、前記第１の収集情報か前記第２の収集情報かを判別する収集情報判別部と、
    前記収集情報判別部の判別結果により、受信した当該収集情報が前記第１の収集情報であれば、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させ、受信した当該収集情報が前記第２の収集情報であれば所定時間の保持をして、自通信ユニットで生成した前記収集情報と同じタイミングで前記送信部に送信させる制御部と、
    を備えることを特徴とする通信システム。
  2. 収集情報を収集する通信集約装置と、前記通信集約装置を含む通信ネットワークを構成し、前記通信集約装置に対して直接に又は転送を介して前記収集情報を送信する複数の通信ユニットとを含む通信システムにおいて、
    前記複数の通信ユニットは、
    所定対象における変化を示す変化情報を生成する変化情報生成部と、
    前記変化情報生成部の生成した直近の前記変化情報及び前回の前記変化情報の差異の有無を判定する変化差異判定部と、
    前記変化差異判定部の判定結果により、各前記変化情報に差異が有れば前記直近の変化情報を含む第１の収集情報を、前記変化情報に差異が無ければ当該変化情報に差異がないことを示す第２の収集情報を、前記収集情報として生成する収集情報生成部と、
    自通信ユニットの前記収集情報を送信する所定タイミングで、前記収集情報生成部で生成した前記収集情報を、前記通信集約装置に対して送信する送信部と、
    を備え、
    前記複数の通信ユニットは、第１の通信ユニットまたは第２の通信ユニットであって、
    前記第１の通信ユニットは、
    他の前記通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する第１の受信部と、
    前記第１の受信部で受信した前記収集情報を、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させる第１の制御部と、
    をさらに備え、
    前記第２の通信ユニットは、
    他の前記通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する第２の受信部と、
    前記第２の受信部で受信した前記収集情報が、前記第１の収集情報か前記第２の収集情報かを判別する収集情報判別部と、
    前記収集情報判別部の判別結果により、受信した当該収集情報が前記第１の収集情報であれば、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させ、受信した当該収集情報が前記第２の収集情報であれば所定時間の保持をして、自通信ユニットで生成した前記収集情報と同じタイミングで前記送信部に送信させる第２の制御部と、
    をさらに備える
    ことを特徴とする通信システム。
  3. 前記通信ユニットは、
    前記制御部と択一的に動作し、前記受信部で受信した前記収集情報を、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させる第３の制御部と、
    外部から受信した、もしくは自通信ユニットで生成した切り替え指示に基づき、前記制御部と前記第３の制御部のいずれか一方が動作するように切り替える動作切り替え手段と、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  4. 前記通信ユニットは、
    前記制御部と択一的に動作し、前記受信部で受信した前記収集情報を、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させる第４の制御部と、
    自通信ユニットで生成した前記収集情報が前記第１の収集情報の場合は、前記制御部が動作するように切り替え、自通信ユニットで生成した前記収集情報が前記第２の収集情報の場合は、前記第４の制御部が動作するように切り替える動作切り替え手段と、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項１に記載の通信システム。
  5. 前記第２の通信ユニットは、前記通信集約装置に対して直接に前記収集情報を送信する前記通信ユニットである、
    ことを特徴とする請求項２に記載の通信システム。
  6. 所定対象における変化を示す変化情報を生成する変化情報生成部と、
    前記変化情報生成部の生成した直近の前記変化情報及び前回の前記変化情報の差異の有無を判定する変化差異判定部と、
    前記変化差異判定部の判定結果により、各前記変化情報に差異が有れば前記直近の変化情報を含む第１の収集情報を、前記変化情報に差異が無ければ当該変化情報に差異がないことを示す第２の収集情報を、収集情報として生成する収集情報生成部と、
    自通信ユニットの前記収集情報を送信する所定タイミングで、前記収集情報生成部で生成した前記収集情報を、前記収集情報を収集する通信集約装置に対して送信する送信部と、
    他の通信ユニットから当該他の通信ユニットで生成した前記収集情報を受信する受信部と、
    前記受信部で受信した前記収集情報が、前記第１の収集情報か前記第２の収集情報かを判別する収集情報判別部と、
    前記収集情報判別部の判別結果により、受信した当該収集情報が前記第１の収集情報であれば、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させ、受信した当該収集情報が前記第２の収集情報であれば所定時間の保持をして、自通信ユニットで生成した前記収集情報と同じタイミングで前記送信部に送信させる制御部と、
    を備えることを特徴とする通信ユニット。
  7. 前記所定対象から収集データを収集する収集ユニットと通信して、前記収集ユニットから前記収集データを受信する収集データ受信部をさらに備え、
    前記変化情報生成部は、
    前記収集データ受信部で受信した前記収集データを基に前記変化情報を生成する、
    ことを特徴とする請求項６に記載の通信ユニット。
  8. 前記制御部と択一的に動作し、前記受信部で受信した前記収集情報を、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させる第３の制御部と、
    外部から受信した、もしくは自通信ユニットで生成した切り替え指示に基づき、前記制御部と前記第３の制御部のいずれか一方が動作するように切り替える動作切り替え手段と、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の通信ユニット。
  9. 前記制御部と択一的に動作し、前記受信部で受信した前記収集情報を、所定時間の保持をせずに前記送信部に送信させる第４の制御部と、
    自通信ユニットで生成した前記収集情報が前記第１の収集情報の場合は、前記制御部が動作するように切り替え、自通信ユニットで生成した前記収集情報が前記第２の収集情報の場合は、前記第４の制御部が動作するように切り替える動作切り替え手段と、
    をさらに備える
    ことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の通信ユニット。
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