JP6919391B2 - センサ制御装置、センサシステム及びセンサ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、センサ制御装置、センサシステム及びセンサ制御方法に関する。

近年、分散配備されたセンサノードを有するセンサシステムにより環境に関する測定データを収集し、測定データの解析内容に基づいて情報を提供するＩｏＴ（Internet of Things）サービスが知られている。広域における任意の場所での測定を可能とするため、通常、センサノードには、主な電力源とされる電池が取り付けられる。センサシステムにおいては、センサノードでの電池交換が頻発することによるメンテナンス負荷を軽減するために、各センサノードの消費電力を低減することが望まれる。

そこで、消費電力の低減のために、例えば、センサノードによる測定の頻度を低下させることが考えられる。しかしながら、測定の頻度を単に低下させた場合、測定対象の状態変化が見落とされる可能性が高くなり、測定データの精度が悪化することがある。このため、センサノードによる測定データから将来データを予測し、予測誤差に応じてそれぞれのセンサノードの稼働間隔を制御する方式なども検討されている。

特開２０１４−１３８２４５号公報 特開平１０−１３９７３号公報

ところで、センサシステムが複数のセンサノード（以下単に「ノード」という）を有する場合、各ノードの測定データは相関を有することがある。そして、この測定データの相関性に基づいて、一部のノードの測定データを他のノードの測定データから推定することが可能である。このように、個別にノードの測定データを予測するのではなく、測定データの相関性に基づいて、冗長なノードの測定データを推定することにより、冗長なノードによる測定の頻度を低下させることが可能となり、消費電力をさらに低減することができる。

すなわち、複数のノードの測定データの相関性に基づいて、冗長性が低く鍵となるノードに測定を集中させ、冗長なノードの測定データを推定することにより、センサシステム全体の消費電力を低減することが可能となる。

複数のノードを有するセンサシステムは、例えば図１３に示すように、ノード１０がゲートウェイ装置２０に収容される構成を採ることがある。すなわち、ゲートウェイ装置２０は、無線通信可能な範囲に位置するノード１０を収容し、それぞれのゲートウェイ装置２０が収容するノード１０から測定データを収集する。そして、ゲートウェイ装置２０は、収集した測定データを有線接続されたサーバ装置３０へ送信する。

このような構成のセンサシステムにおいては、サーバ装置３０にすべてのゲートウェイ装置２０によって収集された測定データが集約されるため、上述した測定データの相関性に基づく冗長性の計算は、サーバ装置３０によって実行される。

しかしながら、ノード１０及びゲートウェイ装置２０の数が多い場合には、冗長性の計算に用いられる測定データの量が多くなり、サーバ装置３０の処理負荷が増大するという問題がある。

サーバ装置３０の処理負荷を削減するために、ゲートウェイ装置２０が冗長性の計算を実行することも考えられるが、ゲートウェイ装置２０が収容するノード１０は、ゲートウェイ装置２０と無線通信可能な範囲に位置する一部のノード１０のみである。このため、１つのゲートウェイ装置２０に収容されるノード１０の測定データからは、測定データの相関性が正しく算出されず、精度良くノード１０の冗長性を計算することが困難である。結果として、測定の頻度を低下させるノード１０が適切に選択されず、消費電力の低減に一定の限界が生じてしまう。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、データの精度の低下を抑制しつつ消費電力の低減を図ることができるセンサ制御装置、センサシステム及びセンサ制御方法を提供することを目的とする。

本願が開示するセンサ制御装置は、１つの態様において、自装置と無線通信可能な範囲に位置する複数のセンサが測定して得た測定データを受信する無線通信部と、前記無線通信部によって受信された測定データを用いて回帰推定を実行する回帰推定部と、前記回帰推定部によって実行された回帰推定結果から、センサごとに他のセンサとの測定データの相関の大きさを示す独立度を算出する算出部と、前記算出部によって算出された独立度に応じて、いずれかのセンサの測定データを収集対象とするように要求する収容要求を他のセンサ制御装置へ送信する送信部と、前記送信部によって収容要求が送信された結果、センサの測定データが前記他のセンサ制御装置の収集対象となる場合、当該センサを除く複数のセンサの測定データの回帰推定結果に基づいて、各センサの測定頻度を設定する設定部とを有する。

本願が開示するセンサ制御装置、センサシステム及びセンサ制御方法の１つの態様によれば、データの精度の低下を抑制しつつ消費電力の低減を図ることができるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１に係るセンサシステムの一例を示す図である。 図２は、実施の形態１に係るノードの構成を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係るゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 図４は、回帰モデルテーブルの具体例を示す図である。 図５は、独立度を説明する図である。 図６は、実施の形態１に係る他のゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 図７は、実施の形態１に係るセンサシステムの動作を示すシーケンス図である。 図８は、実施の形態１に係るセンサ制御方法を示すフロー図である。 図９は、実施の形態１に係る収容センサ決定方法を示すフロー図である。 図１０は、実施の形態２に係るゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 図１１は、近隣ＧＷ決定方法を示すフロー図である。 図１２は、他の近隣ＧＷ決定方法を示すフロー図である。 図１３は、センサシステムの一例を示す図である。

以下、本願が開示するセンサ制御装置、センサシステム及びセンサ制御方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。

（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係るセンサシステムの一例を示す図である。図１に示すセンサシステムは、複数のセンサノード（ノード）１０、複数のゲートウェイ装置１００、２００、測定サーバ装置３０、アプリケーションサーバ装置４０及びユーザ端末５０を有する。センサシステムに含まれるノード及びゲートウェイ装置の数は、任意であるものとする。

ノード１０は、測定対象の状態を測定するセンサの機能を備えた端末装置である。ノード１０は、屋外環境あるいは構造物の内部等における測定対象の状態、例えば温度、湿度、水位、風向又は人の動き等を測定する。各ノード１０は、測定が実施される空間の測定地点ごとに散在している。

ゲートウェイ装置１００、２００は、それぞれ無線通信が可能な範囲に位置するノード１０を収容し、収容するノード１０が測定して得た測定データを収集する。そして、ゲートウェイ装置１００、２００は、収集した測定データを用いた回帰推定を実行し、それぞれのノード１０の冗長性を計算し、冗長性に応じて各ノード１０の測定頻度を設定する。すなわち、冗長性が低いノード１０の測定頻度を高くし、冗長性が高いノード１０の測定頻度を低くすることにより、センサシステム全体の消費電力を低減する。

ゲートウェイ装置１００、２００は、ネットワークＮを介して互いに接続されており、無線通信が可能な範囲のノード１０による測定データの相関性に応じて、収容するノード１０を交換する。本実施の形態においては、ゲートウェイ装置１００が無線通信可能な範囲のノード１０がゲートウェイ装置２００に収容される場合について説明する。

測定サーバ装置３０は、ネットワークＮを介してゲートウェイ装置１００、２００を含むすべてのゲートウェイ装置と接続され、各ゲートウェイ装置からセンサデータを収集する。収集されるセンサデータには、各ノード１０が測定によって取得した測定データと、ゲートウェイ装置が測定データから推定した推定データとが含まれる。そして、測定サーバ装置３０は、収集したセンサデータをアプリケーションサーバ装置４０へ送信する。

アプリケーションサーバ装置４０とユーザ端末５０とは、ネットワークＮを介して通信可能に接続されている。アプリケーションサーバ装置４０に接続されるユーザ端末５０の数は任意であるものとする。アプリケーションサーバ装置４０は、センサデータの統計処理を実施し、例えば統計処理結果のグラフィック表示等をユーザ端末５０へ提供する。

図２は、実施の形態１に係るノード１０の構成を示すブロック図である。図２に示すノード１０は、センサ１１、バッテリー１２、プロセッサ１３、通信インタフェース（以下「通信Ｉ／Ｆ」と略記する）１４及びメモリ１５を有する。

センサ１１は、測定対象の状態を測定して、測定の結果である測定値を出力する素子である。バッテリー１２は、ノード１０の電力源であって、例えば一次電池である。ノード１０の各部は、バッテリー１２からの電力を使用して駆動する。バッテリー１２は、一次電池の他、各種発電素子で発電した電力を蓄電する二次電池を含むものであっても良い。

プロセッサ１３は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）又はＤＳＰ（Digital Signal Processor）などを備え、ノード１０全体を制御する。プロセッサ１３は、設定に応じた測定タイミングにおいてセンサ１１による測定値を取得し、取得された測定値を含む測定データを生成する。本実施の形態においては、学習期間と運用期間とが設けられており、学習期間においては、すべてのノード１０に共通の頻度でセンサ１１による測定値が取得される。一方、運用期間においては、ノード１０の冗長性に応じて測定の頻度が設定され、ノード１０ごとに異なる測定タイミングでセンサ１１による測定値が取得される。

通信Ｉ／Ｆ１４は、ノード１０の外部の通信先と通信する。具体的には、通信Ｉ／Ｆ１４は、例えばプロセッサ１３によって生成された測定データを、自ノードと無線通信可能な範囲にあるゲートウェイ装置へ送信する。また、通信Ｉ／Ｆ１４は、例えば自ノードと無線通信可能な範囲にあるゲートウェイ装置から送信される、測定タイミングの制御情報を受信する。メモリ１５は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）又はＲＯＭ（Read Only Memory）などを備え、プロセッサ１３によって処理が実行される際に、種々の情報を記憶する。

図３は、実施の形態１に係るゲートウェイ装置１００の構成を示すブロック図である。ゲートウェイ装置１００は、自装置から無線通信可能な範囲にあるノード１０を収容するように他のゲートウェイ装置（ゲートウェイ装置２００）に依頼するゲートウェイ装置である。図３に示すゲートウェイ装置１００は、無線通信部１００ａ、通信Ｉ／Ｆ１００ｂ、プロセッサ１００ｃ及びメモリ１００ｄを有する。

無線通信部１００ａは、無線通信可能な範囲にあるノード１０から送信される測定データを受信し、受信した測定データに対して所定の無線受信処理を施す。

通信Ｉ／Ｆ１００ｂは、ネットワークＮを介して他のゲートウェイ装置と通信可能に接続されており、例えばゲートウェイ装置２００に対してノード１０の収容要求を送信したり、収容要求に対する応答として収容可否の情報を受信したりする。

プロセッサ１００ｃは、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、ゲートウェイ装置１００全体を制御する。具体的には、プロセッサ１００ｃは、測定データ取得部１１０、回帰推定部１２０、独立度算出部１３０、収容要求生成部１４０、収容可否取得部１５０、測定必要性取得部１６０、ノード設定部１７０及び測定データ送信部１８０を有する。

測定データ取得部１１０は、ゲートウェイ装置１００と無線通信するノード１０から送信され無線通信部１００ａによって受信された測定データを取得する。なお、本実施の形態においては、学習期間と運用期間とが設けられるため、測定データ取得部１１０は、学習期間においては、ゲートウェイ装置１００と無線通信するすべてのノード１０に共通の頻度で測定データを取得する。また、測定データ取得部１１０は、運用期間においては、ノード１０ごとに異なる頻度で測定データを取得する。

回帰推定部１２０は、測定データを用いた回帰推定を実行する。すなわち、回帰推定部１２０は、１つのノード１０の測定データを他のノード１０の測定データから推定するための回帰モデルを生成し、回帰モデルにおける回帰係数を算出する。具体的には、回帰推定部１２０は、学習期間において取得された測定データを用いて、各ノード１０の測定データ間の回帰モデルと回帰係数を求める。求められた回帰係数は、例えば図４に示す回帰モデルテーブルに格納される。

図４に示す回帰モデルテーブルは、センサ＃１〜＃４を含む複数のセンサによる測定値間の回帰係数を保持する。例えば推定対象の推定センサがセンサ＃１である場合には、測定センサであるセンサ＃１とセンサ＃４の測定データからセンサ＃１の測定値が推定可能であり、それぞれの測定データの回帰係数は０．７４及び０．２４であることがわかる。したがって、過去のある時点のセンサ＃１及びセンサ＃４の測定データにこれらの回帰係数を用いた演算を行うことにより、現在のセンサ＃１の測定値を推定することができる。

図３に戻って、回帰推定部１２０は、学習期間に求められて回帰モデルテーブルに格納された回帰係数を用いて、運用期間に取得された一部のノード１０の測定データから他のノード１０における測定値を推定し、得られた推定データと測定データを含むセンサデータを出力する。

独立度算出部１３０は、学習期間において求められた回帰モデルに基づいて、それぞれのノード１０の独立度を算出する。すなわち、独立度算出部１３０は、ノード１０ごとに他のノード１０との測定データの相関の低さを示す独立度を算出する。回帰モデルにおいては、あるノード１０の測定値は、他のノード１０の測定値を推定するために参照されたり、他のノード１０の測定データを参照して推定されたりする。そこで、あるノード１０について、このノード１０の測定値を推定するために測定データが参照されるノード１０の数を示す参照数と、このノード１０の測定データを参照して測定値が推定されるノード１０の数を示す被参照数とから、以下の式（１）によって独立度を定義する。
独立度＝１／（参照数×被参照数） …（１）
なお、ノード１０間の参照及び被参照関係の有無は、各ノード１０に対応する回帰係数が一定の条件を満たすか否かによって決定される。例えば、あるノードＡの回帰モデルとしてＬＡＳＳＯ回帰が用いられる場合、このノードＡと回帰モデルにおいて回帰係数が０でない値をとるノードＢとの間に参照・被参照関係があるものとみなす方法が考えられる。

上式（１）が用いられることにより、例えば図５に示すように、センサ＃１〜＃５の測定データｘ₁〜ｘ₅からそれぞれのセンサ＃１〜＃５の推定データｙ₁〜ｙ₅が得られる場合、それぞれの参照数及び被参照数からセンサ＃１〜＃５の独立度が算出される。具体的に例を挙げると、センサ＃１の測定データｘ₁は、センサ＃１〜＃３の３つのセンサの推定データｙ₁〜ｙ₃を算出するのに参照されるため、センサ＃１の被参照数は３である。一方、センサ＃１の推定データｙ₁は、センサ＃１、＃４の２つのセンサの測定データｘ₁、ｘ₄を参照して算出されるため、センサ＃１の参照数は２である。これらの参照数及び被参照数を上式（１）に適用すると、センサ＃１の独立度を０．１７と算出することができる。独立度は、参照するセンサの数が少ないほど、また参照されるセンサの数が少ないほど大きい値となるため、他のセンサの測定値との相関が低いセンサほど大きくなる。例えば、図５に示す例では、センサ＃５は、他のセンサから参照されることがなく、他のセンサを参照することもないため、独立度は最大の１．００となる。

図３に戻って、収容要求生成部１４０は、独立度算出部１３０によって算出された独立度が大きいノード１０を収容するように他のゲートウェイ装置に要求する収容要求を生成する。具体的には、収容要求生成部１４０は、ゲートウェイ装置１００と無線通信するノード１０のうち独立度が最も大きいノード１０の識別情報とこのノード１０から学習期間に取得された測定データとを含む収容要求を生成する。なお、収容要求生成部１４０は、独立度が最も大きいノード１０だけではなく、独立度が大きい順に所定数のノード１０についての収容要求を生成しても良く、独立度が所定の閾値以上のノード１０についての収容要求を生成しても良い。

そして、収容要求生成部１４０は、生成した収容要求をあらかじめ定められた他のゲートウェイ装置へ、通信Ｉ／Ｆ１００ｂを介して送信する。すなわち、ゲートウェイ装置２００を含む他のゲートウェイ装置がゲートウェイ装置１００による収容要求の送信先としてあらかじめ定められているため、収容要求生成部１４０は、このうちの１つのゲートウェイ装置へ収容要求を送信する。

収容可否取得部１５０は、収容要求の送信先のゲートウェイ装置から送信されて通信Ｉ／Ｆ１００ｂによって受信される収容可否の情報を取得する。収容可否の情報には、他のゲートウェイ装置に対して収容要求したノード１０が収容可能であるか否かが示されている。ここで、収容要求したノード１０が収容可能である場合には、このノード１０の測定データと他のゲートウェイ装置が無線通信可能なノード１０の測定データとの相関が高いことを意味している。

そして、収容可否取得部１５０は、ノード１０が収容可能である場合は、その旨を測定必要性取得部１６０へ通知し、ノード１０が収容不可能である場合は、その旨を収容要求生成部１４０へ通知する。ノード１０が収容不可能であることが通知された収容要求生成部１４０は、まだ収容要求を送信していない他のゲートウェイ装置に収容要求を送信する。

測定必要性取得部１６０は、他のゲートウェイ装置によってノード１０が収容可能であることが収容可否取得部１５０から通知された後、このゲートウェイ装置から送信されて通信Ｉ／Ｆ１００ｂによって受信される測定必要性の情報を取得する。測定必要性の情報には、他のゲートウェイ装置に収容されるノード１０の測定データが推定データを得るための回帰推定に必要であるか否かが示されている。測定必要性取得部１６０は、他のゲートウェイ装置に収容されるノード１０の測定データの必要性の有無をノード設定部１７０及び測定データ送信部１８０へ通知する。

ノード設定部１７０は、最終的にゲートウェイ装置１００が収容するノード１０の学習期間における測定データの回帰推定結果に基づいて、それぞれのノード１０の冗長性を判定し、各ノード１０の運用期間における測定タイミングを設定する。すなわち、ノード設定部１７０は、回帰推定部１２０による回帰推定において、多くのノード１０の測定値の推定に利用される測定データを取得するノード１０の冗長性が低いと判定する。そして、ノード設定部１７０は、冗長性が低いノード１０の測定頻度を高くするように設定する。一方、ノード設定部１７０は、回帰推定部１２０による回帰推定において、他のノード１０の測定データとの相関が高い測定データを取得するノード１０の冗長性が高いと判定する。そして、ノード設定部１７０は、冗長性が高いノード１０の測定頻度を低くするように設定する。なお、ノード設定部１７０による冗長性の判定は、例えば回帰推定部１２０がＧｒｏｕｐＬａｓｓｏ技術を用いて測定データ間の回帰係数の最適化を行った結果に基づいて実行されても良い。

また、ノード設定部１７０は、測定必要性取得部１６０からの通知に従って、他のゲートウェイ装置に収容されたノード１０のうち、測定データが必要であるノード１０の測定頻度を高くするように設定する。一方、ノード設定部１７０は、測定データが不要であるノード１０の測定頻度を低くするように設定する。

測定データ送信部１８０は、測定必要性取得部１６０からの通知に従って、他のゲートウェイ装置に収容されたノード１０のうち、測定データが必要であるノード１０の測定データを取得し、通信Ｉ／Ｆ１００ｂを介して他のゲートウェイ装置へ送信する。すなわち、測定データ送信部１８０は、測定データ取得部１１０によって取得された測定データから、他のゲートウェイ装置に収容されたノード１０の測定データを抽出し、このノード１０を収容するゲートウェイ装置へ送信する。

メモリ１００ｄは、例えばＲＡＭ又はＲＯＭなどを備え、プロセッサ１００ｃによって処理が実行される際に、種々の情報を記憶する。

次に、ゲートウェイ装置１００からの収容要求の送信先となるゲートウェイ装置２００の構成について説明する。図６は、実施の形態１に係るゲートウェイ装置２００の構成を示すブロック図である。ゲートウェイ装置２００は、他のゲートウェイ装置（ゲートウェイ装置１００）からノード１０を収容するように依頼されるゲートウェイ装置である。図６に示すゲートウェイ装置２００は、無線通信部２００ａ、通信Ｉ／Ｆ２００ｂ、プロセッサ２００ｃ及びメモリ２００ｄを有する。

無線通信部２００ａは、無線通信可能な範囲にあるノード１０から送信される測定データを受信し、受信した測定データに対して所定の無線受信処理を施す。

通信Ｉ／Ｆ２００ｂは、ネットワークＮを介して他のゲートウェイ装置と通信可能に接続されており、例えばゲートウェイ装置１００からノード１０の収容要求を受信したり、収容要求に対する応答として収容可否の情報を送信したりする。

プロセッサ２００ｃは、例えばＣＰＵ、ＦＰＧＡ又はＤＳＰなどを備え、ゲートウェイ装置２００全体を制御する。具体的には、プロセッサ２００ｃは、測定データ取得部２１０、回帰推定部２２０、収容要求取得部２３０、独立度算出部２４０、収容可否判定部２５０、測定必要性通知部２６０、ノード設定部２７０及び測定データ受信部２８０を有する。

測定データ取得部２１０は、ゲートウェイ装置２００と無線通信するノード１０から送信され無線通信部２００ａによって受信された測定データを取得する。なお、ゲートウェイ装置１００の測定データ取得部１１０と同様に、測定データ取得部２１０は、学習期間においては、ゲートウェイ装置２００と無線通信するすべてのノード１０に共通の頻度で測定データを取得する。また、測定データ取得部２１０は、運用期間においては、ノード１０ごとに異なる頻度で測定データを取得する。

また、測定データ取得部２１０は、運用期間において、他のゲートウェイ装置から送信されて測定データ受信部２８０によって受信される測定データを取得する。

回帰推定部２２０は、測定データを用いた回帰推定を実行する。すなわち、回帰推定部２２０は、１つのノード１０の測定データを他のノード１０の測定データから推定するための回帰モデルを生成し、回帰モデルにおける回帰係数を算出する。具体的には、回帰推定部２２０は、学習期間において取得された測定データを用いて、各ノード１０の測定データ間の回帰モデルと回帰係数を求める。

収容要求取得部２３０は、他のゲートウェイ装置から送信されて通信Ｉ／Ｆ２００ｂによって受信された収容要求を取得する。具体的には、収容要求取得部２３０は、ゲートウェイ装置１００と無線通信するノード１０のうち独立度が最も大きいノード１０の識別情報とこのノード１０から学習期間に取得された測定データとを含む収容要求を取得する。なお、収容要求取得部２３０は、独立度が最も大きいノード１０だけではなく、独立度が大きい順に所定数のノード１０についての収容要求を取得しても良く、独立度が所定の閾値以上のノード１０についての収容要求を取得しても良い。

独立度算出部２４０は、学習期間において求められた回帰モデルに基づいて、それぞれのノード１０の独立度を算出する。また、独立度算出部２４０は、収容要求が受信された場合に、学習期間において取得された測定データと、収容要求に含まれる測定データとを用いた回帰推定の結果から、それぞれのノード１０の独立度を算出する。すなわち、独立度算出部２４０は、収容要求されたノード１０の測定データを含まない回帰推定の結果から独立度を算出するとともに、収容要求されたノード１０の測定データを含む回帰推定の結果からも独立度を算出する。独立度の算出に際しては、上式（１）を用いることができる。

収容可否判定部２５０は、独立度算出部２４０によって算出された独立度に基づいて、ゲートウェイ装置１００から収容要求されたノード１０をゲートウェイ装置２００が収容するか否かを判定する。具体的には、収容可否判定部２５０は、収容要求されたノード１０の測定データを回帰推定に含めることによって、独立度の平均が小さくなるか否かによって収容可否を判定する。したがって、収容可否判定部２５０は、収容要求されたノード１０の測定データを含む回帰推定の結果から算出された独立度の平均値と、収容要求されたノード１０の測定データを含まない回帰推定の結果から算出された独立度の平均値とを比較する。この比較の結果、収容可否判定部２５０は、収容要求されたノード１０の測定データを含む回帰推定の結果から算出された独立度の平均値の方が小さい場合に、収容可能であると判定する。そして、収容可否判定部２５０は、収容要求されたノード１０が収容可能であることを示す情報を通信Ｉ／Ｆ２００ｂからゲートウェイ装置１００へ送信する。また、収容可否判定部２５０は、収容要求されたノード１０が収容可能であることを測定必要性通知部２６０へ通知する。

一方、収容可否判定部２５０は、収容要求されたノード１０の測定データを含む回帰推定の結果から算出された独立度の平均値の方が大きい場合に、収容不可能であると判定する。そして、収容可否判定部２５０は、収容要求されたノード１０が収容不可能であることを示す情報を通信Ｉ／Ｆ２００ｂからゲートウェイ装置１００へ送信する。

測定必要性通知部２６０は、収容要求されたノード１０が収容可能である場合に、このノード１０の測定データを含む回帰推定結果に基づいて、収容要求されたノード１０の測定データが必要であるか否かを判定する。すなわち、測定必要性通知部２６０は、回帰推定部２２０による回帰推定結果に基づいて、収容要求されたノード１０の冗長性を判定し、冗長性が低い場合に測定データが必要であると判定する。そして、測定必要性通知部２６０は、測定データが必要であることを示す情報を通信Ｉ／Ｆ２００ｂからゲートウェイ装置１００へ送信する。また、測定必要性通知部２６０は、収容要求されたノード１０の冗長性が高い場合には、測定データが不要であると判定し、その旨を示す情報をゲートウェイ装置１００へ送信する。

ノード設定部２７０は、最終的にゲートウェイ装置２００が収容するノード１０の学習期間における測定データの回帰推定結果に基づいて、それぞれのノード１０の冗長性を判定し、各ノード１０の運用期間における測定タイミングを設定する。すなわち、ノード設定部２７０は、回帰推定部２２０による回帰推定において、多くのノード１０の測定値の推定に利用される測定データを取得するノード１０の冗長性が低いと判定する。そして、ノード設定部２７０は、冗長性が低いノード１０の測定頻度を高くするように設定する。一方、ノード設定部２７０は、回帰推定部２２０による回帰推定において、他のノード１０の測定データとの相関が高い測定データを取得するノード１０の冗長性が高いと判定する。そして、ノード設定部２７０は、冗長性が高いノード１０の測定頻度を低くするように設定する。

測定データ受信部２８０は、測定データが必要であることを示す情報の送信先である他のゲートウェイ装置から、このゲートウェイ装置と無線通信可能なノード１０の測定データを受信し、測定データ取得部２１０へ出力する。すなわち、測定データ受信部２８０は、例えばゲートウェイ装置１００から収容要求されたノード１０の測定データをゲートウェイ装置１００から受信する。

メモリ２００ｄは、例えばＲＡＭ又はＲＯＭなどを備え、プロセッサ２００ｃによって処理が実行される際に、種々の情報を記憶する。

次いで、上記のように構成されたゲートウェイ装置１００、２００による動作について、図７に示すシーケンス図を参照しながら説明する。図７は、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０がゲートウェイ装置２００によって収容される場合の動作を示す。

学習期間において、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０の測定データが取得されると、回帰推定部１２０によって測定データの回帰推定が実行される。そして、回帰推定の結果から、各ノード１０の独立度が算出され、独立度が大きいノード１０（以下「独立ノード」という）が特定される。独立ノードの測定データは、他のノード１０の測定データとの相関が低く、回帰推定の精度を低下させる要因となる。そこで、独立ノードの収容を要求する収容要求が生成され、あらかじめ定められたゲートウェイ装置２００へ送信される（ステップＳ１０１）。収容要求には、独立ノードの識別情報と測定データが含まれる。

収容要求がゲートウェイ装置２００によって受信されると、独立ノードの測定データとゲートウェイ装置２００と無線通信可能なノード１０の測定データとを用いた回帰推定が実行され、各ノード１０の独立度が算出される。そして、独立ノードの測定データを回帰推定に含めることにより、独立度の平均値が小さくなったか否かによって、独立ノードがゲートウェイ装置２００によって収容可能であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。すなわち、独立ノードの測定データを含まない回帰推定結果から算出される独立度の平均値よりも、独立ノードの測定データを含む回帰推定結果から算出される独立度の平均値が小さければ、独立ノードがゲートウェイ装置２００によって収容可能であると判定される。ここでは、独立ノードがゲートウェイ装置２００によって収容可能であると判定されたものとして説明を進める。

独立ノードが収容可能であると判定されると、その旨を示す情報がゲートウェイ装置２００からゲートウェイ装置１００へ送信される（ステップＳ１０３）。なお、独立ノードが収容不可能であると判定された場合は、その旨を示す情報がゲートウェイ装置２００からゲートウェイ装置１００へ送信される。

独立ノードが収容可能であると判定された場合には、ゲートウェイ装置２００によって、独立ノードの測定データを含む回帰推定結果から独立ノードの測定データが必要であるか否かが判定される（ステップＳ１０４）。すなわち、ゲートウェイ装置２００での回帰推定における独立ノードの冗長性が判定され、独立ノードの冗長性が低い場合に独立ノードの測定データが必要であると判定される。一方、独立ノードの冗長性が高い場合には、独立ノードによる測定値は推定可能であるため、独立ノードの測定データが不要であると判定される。ここでは、独立ノードの測定データが必要であると判定されたものとして説明を進める。

独立ノードの測定データが必要であると判定されると、その旨を示す情報がゲートウェイ装置２００からゲートウェイ装置１００へ送信される（ステップＳ１０５）。なお、独立ノードの測定データが不要であると判定された場合には、その旨を示す情報がゲートウェイ装置２００からゲートウェイ装置１００へ送信される。

独立ノードの測定データが必要であることが通知されると、ゲートウェイ装置１００によって、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０の測定タイミングの設定が実行される（ステップＳ１０６）。すなわち、最終的にゲートウェイ装置１００に収容されるノード１０に関する回帰推定結果から、冗長性が低いノード１０の測定頻度を高くするように各ノード１０の測定タイミングが設定される。また、ゲートウェイ装置２００に収容される独立ノードの測定データが必要であると通知されていることから、独立ノードの測定頻度も高く設定される。これにより、ゲートウェイ装置１００において回帰推定に用いられるノード１０の測定データと、ゲートウェイ装置２００において回帰推定に用いられる独立ノードの測定データとが高い頻度で取得されるようになる。

一方、ゲートウェイ装置２００においては、独立ノードを含めた最終的にゲートウェイ装置２００に収容されるノード１０に関する回帰推定結果から、冗長性が低いノード１０の測定頻度を高くするように各ノード１０の測定タイミングが設定される（ステップＳ１０７）。これにより、ゲートウェイ装置２００において回帰推定に用いられるノード１０の測定データが高い頻度で取得されるようになる。

これらのノード設定では、独立ノードがゲートウェイ装置２００に収容されているため、相関が高い測定データを用いた回帰推定結果に基づいて各ノード１０の冗長性が判定されている。このため、それぞれのゲートウェイ装置における回帰推定の精度が高く、ノード１０の冗長性の判定も精度が高い。結果として、測定頻度を低くするノード１０を適切に決定することができ、センサシステム全体の消費電力の低減を図ることができる。

ノード１０の測定タイミングが設定された後、運用期間においては、測定頻度が高く設定されたノード１０から測定データが取得される（ステップＳ１０８）。ゲートウェイ装置１００によって取得された測定データのうち独立ノードの測定データは、ゲートウェイ装置２００へ転送され（ステップＳ１０９）、ゲートウェイ装置２００における回帰推定に用いられる（ステップＳ１１０）。また、ゲートウェイ装置１００においても、独立ノードを除いて、ゲートウェイ装置１００に収容されるノード１０の測定データを用いた回帰推定が実行される。これらの回帰推定は、それぞれのゲートウェイ装置が直接無線通信可能なノード１０に限らず、測定データの相関が高いノード１０を１つのゲートウェイ装置が収容して実行される。このため、回帰推定の精度が高く、測定データから正確な推定データを得ることができる。結果として、すべてのノード１０から測定データが取得されなくても、回帰推定によってすべてのノード１０の正確なセンサデータを取得することができる。

次に、独立ノードの収容を要求するゲートウェイ装置１００によるセンサ制御方法について、図８に示すフロー図を参照しながら説明する。

学習期間においては、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０の測定データが無線通信部１００ａによって受信され、測定データ取得部１１０によって取得される。学習期間に取得された測定データは、学習データとして蓄積される（ステップＳ２０１）。そして、回帰推定部１２０によって、蓄積された学習データを用いた回帰推定が実行される。すなわち、各ノード１０の過去の時点の測定データから現時点の測定値を推定する回帰モデルと回帰係数がノード１０ごとに求められる。回帰モデルでは、あるノード１０の測定値を推定するために、相関が高い他のノード１０の測定データが参照される。

回帰推定が実行されると、独立度算出部１３０によって、各ノード１０の独立度が算出される（ステップＳ２０２）。具体的には、ノード１０ごとの回帰モデルにおける参照数及び被参照数を上式（１）に適用することにより、ノード１０ごとに独立度が算出される。あるノード１０の独立度は、このノード１０の測定データと他のノード１０の測定データとの相関の低さを示す。そこで、収容要求生成部１４０によって、他のノード１０の測定データとの相関が低く独立度が大きい独立ノードが選択される。具体的には、例えば独立度が最大のノード１０が独立ノードとして選択されても良いし、独立度が所定の閾値以上のノード１０が独立ノードとして選択されても良い。

独立ノードが選択されると、収容要求生成部１４０によって、独立ノードの識別情報と測定データとを含む収容要求が生成され、あらかじめ定められたゲートウェイ装置２００へ送信される（ステップＳ２０３）。収容要求の送信後、送信先のゲートウェイ装置２００から独立ノードの収容可否を示す情報が送信され、通信Ｉ／Ｆ１００ｂによって受信される（ステップＳ２０４）。

収容可否を示す情報は、収容可否取得部１５０によって取得され、独立ノードがゲートウェイ装置２００によって収容可能であるか否かが判定される（ステップＳ２０５）。収容可否取得部１５０によって取得された情報が収容不可能であることを示す場合には（ステップＳ２０５Ｎｏ）、その旨が収容要求生成部１４０へ通知される。そして、収容要求生成部１４０によって、収容要求の送信先としてあらかじめ定められたすべてのゲートウェイ装置に収容要求を送信済みであるか否かが判定される（ステップＳ２０６）。この判定の結果、まだ収容要求を未送信のゲートウェイ装置があれば（ステップＳ２０６Ｎｏ）、このゲートウェイ装置へ収容要求が送信される（ステップＳ２０３）。一方、すべてのゲートウェイ装置に収容要求を送信済みであれば（ステップＳ２０６Ｙｅｓ）、独立ノードを収容可能なゲートウェイ装置がないことになるため、処理を終了する。

ステップＳ２０５における判定の結果、ゲートウェイ装置２００によって独立ノードを収容可能である場合には（ステップＳ２０５Ｙｅｓ）、独立ノードの測定データが必要であるか否かを示す測定必要性の情報がゲートウェイ装置２００から受信される（ステップＳ２０７）。測定必要性の情報は、測定必要性取得部１６０によって取得され、独立ノードの測定データが必要であるか否かが判定される（ステップＳ２０８）。独立ノードに関する測定必要性は、独立ノードの測定データと相関が高い測定データを用いた回帰推定が実行されるゲートウェイ装置２００によって判断されている。このため、測定必要性の精度が高い。

独立ノードの測定データが必要である場合には（ステップＳ２０８Ｙｅｓ）、ノード設定部１７０によって、独立ノードの測定頻度を高くするように測定タイミングが設定される（ステップＳ２０９）。この結果、運用期間においては、高い頻度で独立ノードから測定データが受信されるため、測定データ送信部１８０によって、独立ノードの測定データがゲートウェイ装置２００へ送信される（ステップＳ２１０）。

一方、独立ノードの測定データが不要である場合には（ステップＳ２０８Ｎｏ）、ノード設定部１７０によって、独立ノードの測定頻度を低くするように測定タイミングが設定される（ステップＳ２１１）。この結果、運用期間において、独立ノードから測定データが受信されなくなるが、ゲートウェイ装置２００における回帰推定によって推定された推定データが受信される（ステップＳ２１３）。推定データは、独立ノードの測定データと相関が高い測定データを用いた回帰推定によって得られるため、独立ノードの測定値として、精度が高い推定データがゲートウェイ装置２００から受信される。

なお、独立ノードの測定データが必要な場合も不要な場合も、ノード設定部１７０によって、学習データの回帰推定結果から各ノード１０の冗長性が判定され、冗長性が低く高頻度での測定が必要なノード１０の測定頻度は高く設定される。また、冗長性が高く高頻度での測定が不要なノード１０の測定頻度は低く設定される。これにより、センサシステム全体で不要な測定が削減され、消費電力の低減を図ることができる。

次に、独立ノードの収容を要求されるゲートウェイ装置２００による収容センサ決定方法について、図９に示すフロー図を参照しながら説明する。

学習期間においては、ゲートウェイ装置２００と無線通信可能なノード１０の測定データが無線通信部２００ａによって受信され、測定データ取得部２１０によって取得される。学習期間に取得された測定データは、学習データとして蓄積される（ステップＳ３０１）。そして、回帰推定部２２０によって、蓄積された学習データを用いた回帰推定が実行される。すなわち、各ノード１０の過去の時点の測定データから現時点の測定値を推定する回帰モデルと回帰係数がノード１０ごとに求められる。

また、ゲートウェイ装置１００でも学習データが蓄積され、独立ノードの識別情報と測定データとを含む収容要求がゲートウェイ装置２００へ送信される。収容要求は、通信Ｉ／Ｆ２００ｂによって受信され（ステップＳ３０２）、収容要求取得部２３０によって取得される。

収容要求に含まれる独立ノードの測定データは、回帰推定部２２０へ出力され、ゲートウェイ装置２００に蓄積された学習データと独立ノードの測定データとを用いた回帰推定が実行される。すなわち、ゲートウェイ装置２００と無線通信するノード１０に加えて独立ノードの測定データを用いた回帰推定が実行される。そして、独立度算出部２４０によって、独立ノードの測定データを含まない回帰推定結果からノード１０ごとの独立度が算出されるとともに、独立ノードの測定データを含む回帰推定結果からもノード１０ごとの独立度が算出される（ステップＳ３０３）。

独立度算出部２４０によって独立度が算出されると、収容可否判定部２５０によって、独立ノードがゲートウェイ装置２００によって収容可能であるか否かが判定される（ステップＳ３０４）。具体的には、収容可否判定部２５０によって、独立ノードの測定データを含まない回帰推定結果から算出された独立度の平均値と、独立ノードの測定データを含む回帰推定結果から算出された独立度の平均値とが比較される。そして、独立ノードの測定データを含まない方が独立度の平均値が小さい場合には、独立ノードを収容することにより測定データの相関が低くなることから、独立ノードが収容不可能であると判定される（ステップＳ３０４Ｎｏ）。この場合は、独立ノードの収容を拒否する旨の情報が、収容可否判定部２５０から通信Ｉ／Ｆ２００ｂを介してゲートウェイ装置１００へ送信される（ステップＳ３０６）。

一方、独立ノードの測定データを含む方が独立度の平均値が小さい場合には、独立ノードを収容することにより測定データの相関が高くなることから、独立ノードが収容可能であると判定される（ステップＳ３０４Ｙｅｓ）。この場合は、独立ノードの収容を許可する旨の情報が、収容可否判定部２５０から通信Ｉ／Ｆ２００ｂを介してゲートウェイ装置１００へ送信される（ステップＳ３０５）。

ゲートウェイ装置２００によって収容されるノード１０が確定すると、独立ノードを含むこれらのノード１０の測定データを用いた回帰推定が回帰推定部２２０によって実行される（ステップＳ３０７）。この回帰推定では、他のゲートウェイ装置から収容要求され、収容が許可されたノード１０の測定データと、ゲートウェイ装置２００と無線通信するノード１０のうち他のゲートウェイ装置に収容されていないノード１０の測定データとが用いられる。すなわち、最終的にゲートウェイ装置２００に収容されるノード１０の測定データを用いた回帰推定が実行され、これらのノード１０の測定データを関連付ける回帰モデルと回帰係数が求められる。

回帰モデルが求められることにより、それぞれのノード１０について、測定データが必要であるか、他のノード１０の測定データから測定値を推定可能であるかが決定される。そこで、測定必要性通知部２６０によって、独立ノードの測定データが必要であるか否かが判定され（ステップＳ３０８）、独立ノードの測定データが必要である場合には（ステップＳ３０８Ｙｅｓ）、測定データを要求する情報が通信Ｉ／Ｆ２００ｂからゲートウェイ装置１００へ送信される（ステップＳ３０９）。そして、運用期間においては、ゲートウェイ装置１００から送信された独立ノードの測定データが、測定データ受信部２８０によって受信される（ステップＳ３１０）。独立ノードの測定データは、測定データ取得部２１０によって取得された測定データとともに回帰推定部２２０へ出力され、測定データが取得されていないノード１０の測定値が推定される。そして、測定データと推定データとを含むセンサデータが回帰推定部２２０から出力される。

一方、ステップＳ３０８の判定において、独立ノードの測定データが不要である場合には（ステップＳ３０８Ｎｏ）、測定データが不要であり、推定データを送付する旨の情報が通信Ｉ／Ｆ２００ｂからゲートウェイ装置１００へ送信される（ステップＳ３１１）。そして、運用期間においては、回帰推定部２２０によって独立ノードの測定値が推定され、得られた推定データがゲートウェイ装置１００へ送信される（ステップＳ３１２）。

以上のように、本実施の形態によれば、ゲートウェイ装置が無線通信可能なノードのうち独立度が大きいノードを他のゲートウェイ装置に収容させ、ゲートウェイ装置単位で収容するノードの測定データの回帰推定を実行し、冗長性に応じてノードの測定頻度を設定する。このため、測定データの相関が高いノードを１つのゲートウェイ装置に収容させて回帰推定を実行することができ、回帰推定の精度を向上することができる。結果として、ゲートウェイ装置単位で回帰推定を実行しても、データの精度の低下を抑制しつつ消費電力の低減を図ることができる。

（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、ゲートウェイ装置が自装置の近隣にあるゲートウェイ装置を特定し、近隣のゲートウェイ装置に対して収容要求を送信する点である。

実施の形態２に係るセンサシステム及びノードの構成は、実施の形態１（図１、２）と同様であるため説明を省略する。実施の形態２においては、ゲートウェイ装置１００の近隣にゲートウェイ装置２００が位置するものとする。

図１０は、実施の形態２に係るゲートウェイ装置１００の構成を示すブロック図である。図１０において、図３と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１０に示すゲートウェイ装置１００は、図３に示すゲートウェイ装置１００に近隣ゲートウェイ決定部（以下「近隣ＧＷ決定部」と略記する）３１０を追加した構成を採る。

近隣ＧＷ決定部３１０は、各ゲートウェイ装置と各ノード１０間で送受信されるビーコン情報の受信状況に基づいて、ゲートウェイ装置１００の近隣にあるゲートウェイ装置
（近隣ＧＷ）を決定する。具体的には、例えば各ゲートウェイ装置が自装置の識別情報を含むビーコン情報を送信する場合、近隣ＧＷ決定部３１０は、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０から、当該ノード１０が受信したすべてのビーコン情報に対応するゲートウェイ装置の情報を取得する。そして、近隣ＧＷ決定部３１０は、ゲートウェイ装置１００以外のゲートウェイ装置それぞれについて、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０全体に占めるビーコン情報を受信したノード１０の割合をエリア重複率として算出する。すなわち、例えばゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０が３個存在し、そのうちの２個のノード１０がゲートウェイ装置２００のビーコン情報を受信している場合、ゲートウェイ装置１００とゲートウェイ装置２００のエリア重複率は約６７％（≒２／３）と算出される。

近隣ＧＷ決定部３１０は、それぞれのゲートウェイ装置についてエリア重複率を算出した後、エリア重複率を所定の閾値と比較し、エリア重複率が所定の閾値位以上のゲートウェイ装置を近隣ＧＷであると決定する。そして、近隣ＧＷ決定部３１０は、決定した近隣ＧＷを収容要求生成部１４０へ通知する。

本実施の形態においては、収容要求生成部１４０は、近隣ＧＷ決定部３１０から通知された近隣ＧＷに対して、独立ノードの収容要求を送信する。

次いで、実施の形態２に係る近隣ＧＷ決定方法について、図１１に示すフロー図を参照しながら説明する。

各ゲートウェイ装置は、自装置の識別情報を含むビーコン情報を周期的に送信する。このため、ゲートウェイ装置１００もビーコン情報を送信する（ステップＳ４０１）。送信されたビーコン情報は、それぞれのゲートウェイ装置と無線通信可能な範囲にあるノード１０によって受信される。そして、ノード１０は、受信したビーコン情報のＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator：受信信号強度）を測定し、ＲＳＳＩが所定の閾値以上のビーコン情報からゲートウェイ装置の識別情報を取得する。ノード１０は、取得した識別情報を含むゲートウェイ情報（ＧＷ情報）を自ノードと接続するゲートウェイ装置１００へ送信する。このとき、ノード１０は、ゲートウェイ装置１００と接続しているが、ゲートウェイ装置１００以外の無線通信可能な範囲にあるゲートウェイ装置からのビーコン情報も受信する。したがって、ノード１０は、ゲートウェイ装置１００だけではなく他のゲートウェイ装置の識別情報を含むＧＷ情報をゲートウェイ装置１００へ送信する。

ノード１０から送信されたＧＷ情報は、ゲートウェイ装置１００によって受信される（ステップＳ４０２）。受信されたＧＷ情報は、近隣ＧＷ決定部３１０によって取得され、各ノード１０から送信されたＧＷ情報が集計されることにより、エリア重複率が算出される（ステップＳ４０３）。すなわち、ゲートウェイ装置１００以外のゲートウェイ装置それぞれについて、ビーコン情報を受信したノード１０の数の割合がエリア重複率として算出される。あるゲートウェイ装置のエリア重複率は、ゲートウェイ装置１００に接続するノード１０のうち、当該ゲートウェイ装置からのビーコン情報を受信したノード１０の数が占める割合である。このため、エリア重複率が高いゲートウェイ装置は、ゲートウェイ装置１００と共通する多くのノード１０と無線通信可能であり、ゲートウェイ装置１００の近隣にあると考えられる。

それぞれのゲートウェイ装置についてのエリア重複率が算出されると、エリア重複率が所定値以上のゲートウェイ装置がゲートウェイ装置１００の近隣ＧＷであると決定される（ステップＳ４０４）。決定された近隣ＧＷは、収容要求生成部１４０へ通知され、近隣ＧＷに対して独立ノードの収容要求が送信される。近隣ＧＷは、ゲートウェイ装置１００の近隣にあるゲートウェイ装置であることから、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０の測定データと相関が高い測定データを取得するノード１０は、近隣ＧＷと無線通信可能である可能性が高い。このため、近隣ＧＷに対して独立ノードの収容要求を送信することにより、独立ノードが収容される可能性を高めることができる。

このように、本実施の形態においては、ゲートウェイ装置１００が近隣ＧＷを決定し、近隣ＧＷに対して収容要求を送信する。これ以外のゲートウェイ装置１００の動作は、実施の形態１と同様である。

以上のように、本実施の形態によれば、ゲートウェイ装置が自装置の近隣にある近隣ＧＷを特定し、特定した近隣ＧＷを収容要求の送信先とする。このため、測定データの相関が高いノードを収容するゲートウェイ装置に対して収容要求を送信し、独立ノードが収容される可能性を高めることができる。

なお、上記実施の形態２においては、ゲートウェイ装置がビーコン情報を送信する場合に近隣ＧＷを決定する方法を説明したが、各ノード１０がビーコン情報を送信する場合にも近隣ＧＷを決定することが可能である。図１２は、各ノード１０がビーコン情報を送信する場合の近隣ＧＷ決定方法を示すフロー図である。

各ノード１０は、自ノードの識別情報を含むビーコン情報を周期的に送信する。このため、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能なノード１０もビーコン情報を送信し、ゲートウェイ装置１００によってビーコン情報が受信される（ステップＳ５０１）。受信されたビーコン情報の中には、他のゲートウェイ装置に接続するノード１０のビーコン情報も含まれる。

ゲートウェイ装置１００は、受信したビーコン情報のＲＳＳＩを測定し、ＲＳＳＩが所定の閾値以上のビーコン情報からノード１０の識別情報を取得する（ステップＳ５０２）。ゲートウェイ装置１００は、取得した識別情報の中に他のゲートウェイ装置に接続するノード１０の識別情報が含まれるか否かを判定する（ステップＳ５０３）。なお、各ゲートウェイ装置には、接続するノード１０があらかじめ登録されており、それぞれのゲートウェイ装置に接続するノード１０の情報は、すべてのゲートウェイ装置が共有しているものとする。このため、ゲートウェイ装置１００は、ノード１０から受信したビーコン情報を参照することにより、このノード１０が他のゲートウェイ装置に接続するノード１０であるか否かを判定することができる。

ビーコン情報に他のゲートウェイ装置に接続するノード１０の識別情報が含まれる場合には（ステップＳ５０３Ｙｅｓ）、ゲートウェイ装置１００は、このノード１０が接続する他のゲートウェイ装置に対して、ノード１０の識別情報を含むノード情報を送信する（ステップＳ５０４）。これにより、ゲートウェイ装置１００は、自装置と接続していないノード１０からビーコン情報を受信したことを、このノード１０と接続するゲートウェイ装置に通知することができる。

ノード情報を送信した後、又は他のゲートウェイ装置に接続するノード１０からビーコン情報を受信していない場合（ステップＳ５０３Ｎｏ）、ゲートウェイ装置１００は、他のゲートウェイ装置からノード情報を受信する（ステップＳ５０５）。すなわち、ゲートウェイ装置１００と接続するノード１０のうち、他のゲートウェイ装置によってビーコン情報が受信されたノード１０の識別情報を含むノード情報を受信する。

そして、各ゲートウェイ装置から受信されたノード情報が集計されることにより、エリア重複率が算出される（ステップＳ５０６）。すなわち、ノード情報の送信元のゲートウェイ装置それぞれについて、ゲートウェイ装置１００に接続するノード１０のうちビーコン情報が受信されたノード１０の数の割合がエリア重複率として算出される。あるゲートウェイ装置のエリア重複率は、ゲートウェイ装置１００に接続するノード１０のうち、当該ゲートウェイ装置によってビーコン情報が受信されたノード１０の数が占める割合である。このため、エリア重複率が高いゲートウェイ装置は、ゲートウェイ装置１００と共通する多くのノード１０と無線通信可能であり、ゲートウェイ装置１００の近隣にあると考えられる。

それぞれのゲートウェイ装置についてのエリア重複率が算出されると、エリア重複率が所定値以上のゲートウェイ装置がゲートウェイ装置１００の近隣ＧＷであると決定される（ステップＳ５０７）。決定された近隣ＧＷは、収容要求生成部１４０へ通知され、近隣ＧＷに対して独立ノードの収容要求が送信される。

このように、ノード１０がビーコン情報を送信する場合にも、ゲートウェイ装置がビーコン情報を送信する場合と同様に、ゲートウェイ装置１００は、近隣ＧＷを決定することができる。

なお、上記実施の形態１、２においては、ゲートウェイ装置１００と無線通信可能な独立ノードがゲートウェイ装置２００に収容される場合について詳しく説明した。しかし、ゲートウェイ装置１００が他のゲートウェイ装置と無線通信可能な独立ノードを収容したり、ゲートウェイ装置２００が独立ノードの収容を要求したりすることもある。そして、各ゲートウェイ装置が収容するノード１０が異なれば、回帰推定に用いられる回帰モデル及び回帰係数も変化する。このため、ゲートウェイ装置がそれぞれ任意の時刻に他のゲートウェイ装置へ収容要求を送信すると、各ゲートウェイ装置に収容されるノード１０が異なることになり、回帰モデル及び回帰係数が変化して、独立ノードの測定データの必要性も変化することがある。

このように、各ゲートウェイ装置が収容するノード１０が任意の時刻に変更されるのは好ましくないため、すべてのゲートウェイ装置が収容要求を送信可能な期間を例えば１日の決まった時間などに限定するのが好ましい。すなわち、この期間内にのみ各ゲートウェイ装置が独立ノードの収容要求を送信し、期間終了時には、各ゲートウェイ装置が収容するノード１０を確定させるのが好ましい。そして、期間終了後に、ゲートウェイ装置単位での回帰推定が実行され、各ノード１０の測定データが必要であるか否かが判定されるようにすれば良い。

また、上記実施の形態１、２においては、定期的に各ゲートウェイ装置における回帰推定の誤差を算出し、誤差が所定の基準以上に大きくなった場合に、それぞれのノード１０を収容するゲートウェイ装置を初期状態に戻し、改めて独立ノードを決定するようにしても良い。こうすることにより、各ノード１０が設置された環境が変化した場合などにも、回帰推定の精度を向上し、消費電力の低減を図ることができる。なお、改めて独立ノードが決定された場合も、それぞれのゲートウェイ装置が任意の時刻に他のゲートウェイ装置へ収容要求を送信するのではなく、所定の期間内に各ゲートウェイ装置が独立ノードの収容要求を送信するのが好ましい。

なお、上記各実施の形態において説明したゲートウェイ装置１００、２００の処理をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。

１００ａ、２００ａ 無線通信部
１００ｂ、２００ｂ 通信Ｉ／Ｆ
１００ｃ、２００ｃ プロセッサ
１００ｄ、２００ｄ メモリ
１１０、２１０ 測定データ取得部
１２０、２２０ 回帰推定部
１３０、２４０ 独立度算出部
１４０ 収容要求生成部
１５０ 収容可否取得部
１６０ 測定必要性取得部
１７０、２７０ ノード設定部
１８０ 測定データ送信部
２３０ 収容要求取得部
２５０ 収容可否判定部
２６０ 測定必要性通知部
２８０ 測定データ受信部
３１０ 近隣ＧＷ決定部

Claims (10)

1. 自装置と無線通信可能な範囲に位置する複数のセンサが測定して得た測定データを受信する無線通信部と、
   前記無線通信部によって受信された測定データを用いて回帰推定を実行する回帰推定部と、
   前記回帰推定部によって実行された回帰推定結果から、センサごとに他のセンサとの測定データの相関の大きさを示す独立度を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された独立度に応じて、いずれかのセンサの測定データを収集対象とするように要求する収容要求を他のセンサ制御装置へ送信する送信部と、
   前記送信部によって収容要求が送信された結果、センサの測定データが前記他のセンサ制御装置の収集対象となる場合、当該センサを除く複数のセンサの測定データの回帰推定結果に基づいて、各センサの測定頻度を設定する設定部と
   を有することを特徴とするセンサ制御装置。
2. 前記算出部は、
   回帰推定結果における、１つのセンサの測定データが参照されて測定値が推定されるセンサの数を示す被参照数と、前記１つのセンサの測定値を推定するために測定データを参照するセンサの数を示す参照数とに基づいて、前記１つのセンサの独立度を算出することを特徴とする請求項１記載のセンサ制御装置。
3. 前記送信部は、
   前記算出部によって算出された独立度が、他のセンサとの測定データの相関が所定基準よりも低いことを示すセンサの収容要求を送信することを特徴とする請求項１記載のセンサ制御装置。
4. 自装置の近隣に位置する近隣センサ制御装置を決定する決定部をさらに有し、
   前記送信部は、
   前記決定部によって決定された近隣センサ制御装置へ収容要求を送信する
   ことを特徴とする請求項１記載のセンサ制御装置。
5. 前記決定部は、
   センサ制御装置の識別情報を含むビーコン情報であって、他のセンサ制御装置が送信して自装置と無線通信可能な範囲に位置するセンサが受信したビーコン情報の報告を受け、他のセンサ制御装置からビーコン情報を受信したセンサの割合に基づいて、近隣センサ制御装置を決定することを特徴とする請求項４記載のセンサ制御装置。
6. 前記決定部は、
   センサの識別情報を含むビーコン情報であって、自装置と無線通信可能な範囲に位置するセンサが送信して他のセンサ制御装置が受信したビーコン情報の報告を受け、他のセンサ制御装置によってビーコン情報が受信されたセンサの割合に基づいて、近隣センサ制御装置を決定することを特徴とする請求項４記載のセンサ制御装置。
7. 自装置と無線通信可能な範囲に位置する複数のセンサが測定して得た測定データを受信する無線通信部と、
   他のセンサ制御装置と無線通信可能な範囲に位置する外部センサから前記他のセンサ制御装置が受信した測定データを、前記他のセンサ制御装置から受信する受信部と、
   前記無線通信部によって受信された測定データと前記受信部によって受信された測定データとを用いて回帰推定を実行する回帰推定部と、
   前記回帰推定部によって実行された回帰推定結果から、センサごとに他のセンサとの測定データの相関の大きさを示す独立度を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された独立度に基づいて、前記外部センサの測定データを収集対象とするか否かを判定する判定部と、
   前記外部センサの測定データを収集対象とする場合、当該外部センサ及び前記複数のセンサの測定データの回帰推定結果に基づいて、前記複数のセンサの測定頻度を設定する設定部と
   を有することを特徴とするセンサ制御装置。
8. 複数のセンサと、前記複数のセンサのうち一部のセンサと無線通信する第１のゲートウェイ装置と、前記複数のセンサのうち他の一部のセンサと無線通信する第２のゲートウェイ装置とを有するセンサシステムであって、
   前記第１のゲートウェイ装置は、
   前記一部のセンサが測定して得た測定データを受信する第１無線通信部と、
   前記第１無線通信部によって受信された測定データを用いて回帰推定を実行する第１回帰推定部と、
   前記第１回帰推定部によって実行された回帰推定結果から、センサごとに他のセンサとの測定データの相関の大きさを示す独立度を算出する第１算出部と、
   前記第１算出部によって算出された独立度に応じて、いずれかのセンサの測定データを収集対象とするように要求する収容要求を前記第２のゲートウェイ装置へ送信する送信部と、
   前記送信部によって収容要求が送信された結果、センサの測定データが前記第２のゲートウェイ装置の収集対象となる場合、当該センサを除く前記一部のセンサの測定データの回帰推定結果に基づいて、各センサの測定頻度を設定する第１設定部とを有し、
   前記第２のゲートウェイ装置は、
   前記他の一部のセンサが測定して得た測定データを受信する第２無線通信部と、
   前記送信部によって送信される収容要求であって、前記一部のセンサに含まれる外部センサの測定データを含む収容要求を受信する受信部と、
   前記第２無線通信部によって受信された測定データと前記受信部によって受信された測定データとを用いて回帰推定を実行する第２回帰推定部と、
   前記第２回帰推定部によって実行された回帰推定結果から、センサごとに他のセンサとの測定データの相関の大きさを示す独立度を算出する第２算出部と、
   前記第２算出部によって算出された独立度に基づいて、前記外部センサの測定データを収集対象とするか否かを判定する判定部と、
   前記外部センサの測定データを収集対象とする場合、当該外部センサ及び前記複数のセンサの測定データの回帰推定結果に基づいて、前記他の一部のセンサの測定頻度を設定する第２設定部とを有する
   ことを特徴とするセンサシステム。
9. センサ制御装置によって実行されるセンサ制御方法であって、
   前記センサ制御装置と無線通信可能な範囲に位置する複数のセンサが測定して得た測定データを受信し、
   受信された測定データを用いて回帰推定を実行し、
   実行された回帰推定結果から、センサごとに他のセンサとの測定データの相関の大きさを示す独立度を算出し、
   算出された独立度に応じて、いずれかのセンサの測定データを収集対象とするように要求する収容要求を他のセンサ制御装置へ送信し、
   収容要求が送信された結果、センサの測定データが前記他のセンサ制御装置の収集対象となる場合、当該センサを除く複数のセンサの測定データの回帰推定結果に基づいて、各センサの測定頻度を設定する
   処理を有することを特徴とするセンサ制御方法。
10. センサ制御装置と無線通信可能な範囲に位置する複数のセンサが測定して得た測定データを受信し、
    受信された測定データを用いて回帰推定を実行し、
    実行された回帰推定結果から、センサごとに他のセンサとの測定データの相関の大きさを示す独立度を算出し、
    算出された独立度に応じて、いずれかのセンサの測定データを収集対象とするように要求する収容要求を他のセンサ制御装置へ送信し、
    収容要求が送信された結果、センサの測定データが前記他のセンサ制御装置の収集対象となる場合、当該センサを除く複数のセンサの測定データの回帰推定結果に基づいて、各センサの測定頻度を設定する
    処理をコンピュータに実行させることを特徴とするセンサ制御プログラム。

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