JP7031252B2 - 無線通信装置、無線通信システム、電池寿命推定方法、プログラム、および記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、無線通信装置、無線通信システム、電池寿命推定方法、プログラム、および記録媒体に関する。

センサによって収集したデータを、ゲートウェイを介してサーバー等へ送信する無線センサ等の無線通信装置がある。このような無線通信装置は、例えば電池で駆動される。電池で駆動される無線通信装置では、システムを継続して運用させるため、電池寿命の検出が重要である。なお、電池寿命とは、負荷が接続されているとき、電池の電圧値が所定電圧値以下に低下して無線通信装置が動作できなくなるまでの残り時間または日数のことをいう（例えば、特許文献１参照）。

電池は、一般に電池寿命が近づくと電池の内部抵抗値が上昇する。このため、通常動作時の電圧値と、ダミー抵抗をオン状態にした時の電圧値の差から電池の電圧値を測定することで、電池の残量を推定することが提案されている（例えば、特許文献２、３参照）。

特開２００７－２８０９３５号公報 特開２０１２－０２６７７８号公報 特開２０１３－２２８２４６号公報

ところで、従来技術では、電池寿命が近づいて電池の内部抵抗が上昇してこないと、電池寿命を検出することができないため、早い段階から無線通信装置の電池寿命を推定することができなかった。また、無線通信装置は、電池寿命が通信条件（例えば、データレート、無線出力強度等）によって変化する。具体的には、データレートが遅い、または無線出力強度が強いと電池寿命は短くなり、その逆では長くなる。このため、無線通信装置の設置後に実際にゲートウェイと通信を行い、通信した結果に基づいて電池寿命を推定する必要がある。

しかしながら、無線通信装置によっては、電池寿命を推定するには長時間を要することがある。例えば、設備の状態（振動や温度など）を長期間に亘って監視する無線通信装置であって、設備の状態量を数時間または１日に１回だけゲートウェイへ送信する無線通信装置が挙げられる。また、無線通信装置の設置場所に居る作業員が、無線通信装置に内蔵の表示器で電池寿命を確認しようとしても、作業員が設置場所に長時間滞在できない場合もある。また、無線通信装置がゲートウェイと通信できるか否かの確認（以下、疎通確認という）をするのにも長時間を要し、作業員が設置場所に長時間滞在できない場合もある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、電池の寿命を従来より短時間で精度良く推定することができる無線通信装置、無線通信システム、電池寿命推定方法、プログラム、および記録媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信装置（２、２Ａ）は、電池（２１）の電力によって動作する無線通信装置において、予め規定された第１時間間隔で通信相手と無線通信を行うとともに、前記第１時間間隔よりも短い第２時間間隔で前記通信相手に情報送信要求を送信して前記通信相手から受信信号強度に関する第１情報または設定すべき通信条件を示す第２情報を受信する無線通信部（２４）と、前記無線通信部から取得した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記無線通信部が前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定する設定部（周辺環境測定部２３１、周辺環境測定部２３１Ａ）と、前記通信条件と前記電池の公称容量とに基づいて、前記電池の寿命を推定する電池寿命推定部（２３３、２３３Ａ）と、を備える。

また、本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記無線通信部は、前記第２時間間隔で行われる無線通信の通信条件を変更して、前記情報送信要求を送信して前記通信相手から前記第１情報または前記第２情報を受信し、前記設定部は、前記無線通信部から取得した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記無線通信部が前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定し、前記電池寿命推定部は、前記設定部で設定された前記通信条件を用いて、前記電池の寿命を推定するようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る無線通信装置は、前記無線通信装置の動作時に消費された電荷量である消費電荷量を測定する消費電荷量測定部（２３４）、を備え、前記電池寿命推定部は、前記消費電荷量測定部から取得した前記消費電荷量を用いて、現在または前記消費電荷量を取得した時点を起点にした前記電池の寿命を推定するようにしてもよい。

また、本発明の一態様に係る無線通信装置において、前記設定部は、前記無線通信装置内でのイベント発生と、前記通信相手から送信されたイベントの受信との少なくともいずれか一方を検出し、前記電池寿命推定部は、前記設定部によって前記イベントが検出された場合に、前記電池の寿命を推定するようにしてもよい。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る無線通信システム（１、１Ａ）は、電池（２１）の電力によって動作する上記のいずれかの無線通信装置（２、２Ａ）と、前記無線通信装置が送信した前記情報送信要求を受信し、受信した前記情報送信要求に基づいて前記第１情報または前記第２情報を前記無線通信装置に送信する無線通信部（無線通信部３１、制御部３２）を有する第１の他の無線通信装置（無線ゲートウェイ３）と、を備える。

また、本発明の一態様に係る無線通信システムは、前記無線通信装置の前記電池寿命推定部によって推定された前記電池の寿命を取得する無線通信部（近距離無線通信部４１、制御部４２）と、前記無線通信部が取得した前記電池の寿命を表示する表示部（４３）と、を有する第２の他の無線通信装置（外部表示装置４）をさらに備える。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る電池寿命推定方法は、電池の電力によって動作し、予め規定された第１時間間隔で通信相手と無線通信を行う無線通信装置の前記電池の寿命を推定する電池寿命推定方法であって、前記第１時間間隔よりも短い第２時間間隔で前記通信相手に情報送信要求を送信して前記通信相手から受信信号強度に関する第１情報または設定すべき通信条件を示す第２情報を受信するステップと、受信した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定するステップと、前記通信条件と前記電池の公称容量とに基づいて、前記電池の寿命を推定するステップと、を含む。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係るプログラムは、電池の電力によって動作し、予め規定された第１時間間隔で通信相手と無線通信を行う無線通信部を有する無線通信装置のコンピューターに、前記第１時間間隔よりも短い第２時間間隔で前記通信相手に情報送信要求を送信して前記通信相手から受信信号強度に関する第１情報または設定すべき通信条件を示す第２情報を受信するステップと、受信した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記無線通信部が前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定するステップと、前記通信条件と前記電池の公称容量とに基づいて、前記電池の寿命を推定するステップと、を実行させる。

上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る記録媒体は、上記のプログラムを記録したコンピューター読み取り可能なプログラム記録媒体である。

本発明によれば、電池の寿命を従来より短時間で精度良く推定することができる。

無線通信装置における電池による電池寿命への周辺環境の依存例を示す図である。 第１実施形態に係る無線通信装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。 第１実施形態に係る通信間隔の例を示す図である。 第１実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る通信条件の設定に用いられる情報の一例を示す図である。 第１実施形態に係る電池寿命の報知例を示す図である。 第２実施形態に係る通信条件の探索例を示す図である。 第２実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る無線通信装置を含む無線通信システムの構成例を示す図である。 第３実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る電池寿命の推定を行う例を示す図である。 第４実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。 第５実施形態に係る電池寿命の推定を行うイベントを説明するための図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
まず、無線通信装置の電池寿命について説明する。一般に、無線通信では、無線出力強度を強くすることで、通信距離を延長することができ、ゲートウェイ等の通信相手での受信信号強度の余裕強度を増すことができる。また、ＬｏＲａ（登録商標）アライアンスの通信規格であるＬｏＲａ通信方式の場合は、データレート（Ｄａｔａ Ｒａｔｅ）を低くすることでも通信距離を延長することができ、ゲートウェイ等の通信相手での受信信号強度の余裕強度を増すことができる。また、無線出力強度を強くすると単位時間当たりの消費電荷量が増大する。データレートを低くするとデータ量当たりの送信時間が増大し、送信時の消費電荷量が増大する。従って、無線出力強度を強くした場合もデータレートを低くした場合も、消費される電力が増加する。ここで、データレートとは、例えば、単位時間当たりに送信するデータのビット数（ｂｉｔ ｐｅｒ ｓｅｃｏｎｄ（ｂｐｓ））等のことをいう。

図１は、無線通信装置Ａにおける電池による電池寿命への周辺環境の依存例を示す図である。図１（Ａ）は、無線ゲートウェイＢが無線通信装置Ａから受信した受信信号強度（ＲＳＳＩ； Ｒｅｃｅｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ）が良い状態を説明する図である。図１（Ｂ）は、無線ゲートウェイＢが無線通信装置Ａから受信した受信信号強度が悪い状態を説明する図である。

図１に示す例では、無線通信装置Ａと無線ゲートウェイＢが通信する。そして、無線通信装置Ａは、受信信号強度等から周囲の無線環境を計測し、最適な無線通信パラメータ（無線出力強度やデータレート）を設定する機能を持つ。このような機能によって、例えば必要な通信距離を確保しつつ、電池寿命を延ばすことができる。なお、電池寿命とは、負荷が接続されているとき、電池の電圧値が所定電圧値（例えば、無線通信装置Ａが動作できなくなる電圧）以下に低下するまでの残り時間または日数である。例えば、電池寿命は、無線通信装置Ａの運用開始から電池の電圧値が所定電圧値以下に低下するまでの残りの日数、または現時点から電池の電圧値が所定電圧値以下に低下するまでの残りの日数である。なお、無線通信装置Ａの運用開始時点では、電池の電力は、消費されていない、または殆ど消費されていない。

図１（Ａ）に示す例は、無線通信装置Ａと無線ゲートウェイＢとの間に障害物等がなく、無線ゲートウェイＢの受信信号強度が良い状態である。このような状態では、例えば無線通信装置Ａの無線出力強度を下げても、無線ゲートウェイＢは、無線通信装置Ａから送信される無線信号を受信可能であることから、無線通信装置Ａの無線出力強度を下げる。この結果、無線通信装置Ａと無線ゲートウェイＢとの間の無線通信を可能としつつ、無線通信装置Ａの電池寿命が長くなる。

図１（Ｂ）に示す例は、無線通信装置Ａと無線ゲートウェイＢとの間に障害物（例えば、パイプジャングル）があり、無線ゲートウェイＢの受信信号強度が悪い状態である。このような状態では、例えば、無線通信装置Ａから送信された無線信号を無線ゲートウェイＢが受信することができず、何回もリトライの通信が発生する可能性があることから、無線通信装置Ａの無線出力強度を上げる。この結果、リトライの通信が発生することなく、無線通信装置Ａから送信された無線信号を、無線ゲートウェイＢが受信できる一方で無線通信装置Ａの電池寿命が短くなる。以上のように、無線通信装置Ａは、周囲の無線環境に応じて、無線ゲートウェイＢとの通信の確保と電池寿命とのトレードオフを図るため、無線通信パラメータ（無線出力強度やデータレート）を設定する。

このように、電池寿命を推定するためには、周囲の無線環境を測定することが重要である。受信信号強度は、設置前では周囲の無線環境が分からないことが多く、推測することが困難である。このため、設置後に受信信号強度の測定を行う必要がある。しかしながら、人の立ち入りが困難な場所や、立ち入れる時間が制限される場所等に設置される場合には、設置後の無線通信の疎通確認、周辺環境の測定および電池寿命の推定を短時間で効率的に実施することが求められている。

特に、無線通信装置がＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ；モノのインターネット）で使用される場合、無線通信装置は、セットされた電池で数ヶ月から数年の連続動作を行う場合がある。
このように、無線通信装置は、無線の疎通確認、周辺環境の測定および電池寿命の推定を短時間で効率的に実施し、電池寿命を精度良く推定することが重要である。

［第１実施形態］
図２は、本実施形態に係る無線通信装置２を含む無線通信システム１の構成例を示す図である。図２に示すように、無線通信システム１は、無線通信装置２、無線ゲートウェイ３（第１の他の無線通信装置）、外部表示装置４（第２の他の無線通信装置）を含んで構成されている。
なお、無線通信装置２と無線ゲートウェイ３は、第１の無線ネットワークを介して接続される。また、無線通信装置２と外部表示装置４は、第２の無線ネットワークを介して接続される。

無線通信装置２は、電池２１、記憶部２２、制御部２３、無線通信部２４、センサ２５、表示部２６、および近距離無線通信部２７を備える。また、制御部２３は、周辺環境測定部２３１（設定部）、タイミング生成部２３２、および電池寿命推定部２３３を備える。
無線ゲートウェイ３は、無線通信部３１、制御部３２、および表示部３３を備える。
外部表示装置４は、近距離無線通信部４１、制御部４２、および表示部４３を備える。

無線通信装置２は、センサ２５が測定した測定情報を、例えば所定の周期（第１時間間隔）で無線通信部２４を用いて無線ゲートウェイ３へ送信する。無線通信装置２は、例えば運用開始時に、通信周期を電池寿命の推定用の通信周期（第２時間間隔）に切り換える。無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３と通信を行い、通信した結果に基づいて電池２１で電池寿命を推定する。無線通信装置２は、推定した電池寿命を示す電池寿命情報を無線ゲートウェイ３や外部表示装置４に送信する。無線通信装置２は、推定した電池寿命を自装置の表示部２６に表示させてもよい。無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３と、ＬＰＷＡＮ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗａｒｋ）の１つであるＬｏＲａ無線通信規格に準拠した無線通信を行う。なお、無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３と、ＩＳＡ１００、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信を行ってもよい。また、無線通信装置２は、外部表示装置４と、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信、またはＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の近距離無線通信を行う。

無線ゲートウェイ３は、情報の送受信を無線通信装置２と行う。無線ゲートウェイ３は、無線通信装置２が送信した要求に応じて、無線通信装置２が送信した情報を受信したときの受信信号強度に関する情報を、無線通信装置２に送信する。なお、受信信号強度に関する情報とは、受信信号強度、または受信信号強度の余裕強度である。なお、受信信号強度の余裕強度とは、受信することができるまたは良好に安定して受信することができる受信信号強度（以下、最低受信感度という）に対する強度の余裕である。例えば、無線出力強度が強いまたはデータレートが低い場合、余裕強度は増大する。

外部表示装置４は、情報の送受信を無線通信装置２と行う。外部表示装置４は、無線通信装置２が送信した電池寿命情報を受信し、受信した電池寿命情報に含まれる電池寿命を表示する。外部表示装置４は、スマートフォン、タブレット端末等であってもよい。

次に、無線通信装置２の構成要素の動作について説明する。
電池２１は、一次電池または二次電池である。ここで、無線通信装置２の運用開始時の電池２１の容量は、公称容量である。なお、公称容量とは、電池２１が一次電池の場合、未使用の初期容量である。または、公称容量とは、電池２１が二次電池の場合、満充電時の容量であり、例えば１９００ｍＡｈである。電池２１は、無線通信装置２の構成要素（記憶部２２、制御部２３、無線通信部２４、センサ２５、表示部２６、および近距離無線通信部２７）に電力を供給する。なお、近距離無線通信部２７にＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を用いた場合、近距離無線通信部２７は、外部表示装置４の近距離無線通信部４１から電力を供給されることもある。

記憶部２２は、電池２１の公称容量を記憶する。記憶部２２は、受信信号強度に関する情報に、通信条件を対応付けた情報を記憶する。なお、通信条件とは、無線ゲートウェイ３と通信を行う条件であり、無線出力強度、データレート、計測情報を送信する通信周期（通常通信時の通信周期）、計測情報の情報量（例えばバイト数）等である。記憶部２２は、受信信号強度と、受信信号強度の余裕強度とを対応付けた情報を記憶する。または、記憶部２２は、受信信号強度の余裕強度に、通信条件を対応付けた情報を記憶する。記憶部２２は、通常通信時の通信周期（第１時間間隔）と、電池寿命の推定時の通信周期（第２時間間隔）を記憶する。なお、通常通信時とは、無線通信装置２が無線ゲートウェイ３に対して、一定の時間間隔（第１時間間隔）でセンサ２５の測定情報を送信する動作が行われている時である。記憶部２２は、電池寿命の推定を行うときの通信回数を記憶する。記憶部２２は、通信条件の初期値を記憶する。

制御部２３は、例えば運用開始時に、電池寿命の推定を行う。制御部２３は、電池寿命の推定を行うとき、タイミング生成部２３２によって、通常通信時の通信周期（第１時間間隔）を電池寿命の推定時の通信周期（第２時間間隔）に切り換える。制御部２３は、電池寿命の推定を行うとき、周辺環境測定部２３１によって、受信信号強度に関する情報（第１情報）の送信要求（情報送信要求）を、無線通信部２４を介して無線ゲートウェイ３に送信する。制御部２３は、周辺環境測定部２３１によって、無線ゲートウェイ３が送信する受信信号強度に関する情報を、無線通信部２４を介して受信する。制御部２３は、周辺環境測定部２３１によって、受信した受信信号強度に関する情報と、記憶部２２が記憶する情報に基づいて、通信条件を決定する。制御部２３は、電池寿命推定部２３３によって、決定した通信条件と、記憶部２２が記憶する公称容量を用いて、電池寿命を推定する。制御部２３は、推定した電池寿命情報を無線ゲートウェイ３や外部表示装置４に送信する。制御部２３は、推定した電池寿命を、表示部２６に表示させてもよい。制御部２３は、電池寿命の推定を終了した後、通常通信時に、センサ２５が計測した計測情報を、無線通信部２４を介して、無線ゲートウェイ３に送信する。

周辺環境測定部２３１は、例えば運用開始時に、電池寿命の推定のためのデータ取得等を行う。周辺環境測定部２３１は、例えば、不図示の電源スイッチがオン状態にされたとき、運用開始時であると判断する。周辺環境測定部２３１は、電池寿命の推定を行うとき、通常通信時の通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。周辺環境測定部２３１は、電池寿命の推定を行うとき、受信信号強度に関する情報の送信要求を無線通信部２４に出力する。周辺環境測定部２３１は、無線通信部２４が出力する受信信号強度に関する情報を取得する。周辺環境測定部２３１は、電池寿命の推定のためのデータ取得が終了したとき、電池寿命の推定時の通信周期を通常通信時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。周辺環境測定部２３１は、取得した受信信号強度に関する情報と、記憶部２２が記憶する情報に基づいて、通信条件を決定する。周辺環境測定部２３１は、決定した通信条件を電池寿命推定部２３３に出力する。周辺環境測定部２３１は、通常通信時に、センサ２５が計測した計測情報を取得する。周辺環境測定部２３１は、通常通信時に、取得した計測情報を無線通信部２４に出力する。

タイミング生成部２３２は、周辺環境測定部２３１が出力する指示に応じて、無線通信部２４の通信周期を切り換える。

電池寿命推定部２３３は、周辺環境測定部２３１が出力する通信条件と、記憶部２２が記憶する公称容量と、次式（１）を用いて電池寿命を推定する。

電池寿命＝（電池の公称容量－無線通信装置が動作しなくなる電池の容量）／（１日に消費する電荷量） …（１）

電池の公称容量、および設計時に規定された無線通信装置が動作しなくなる電池の容量は、予め記憶部２２に記憶しておくことができる。
なお、電池寿命推定部２３３は、式（１）の１日に消費する電荷量を、次式（２）を用いて求める。

１日に消費する電荷量＝１日に消費する送信に係る電荷量＋１日に消費する受信に係る電荷量＋１日に消費する測定に係る電荷量＋１日のベース電荷量 …（２）

式（２）において、１日に消費する送信に係る電荷量は、１日の送信回数と送信１回あたりの消費電力とを乗算して求めることができる。ここで、送信１回あたりの消費電力は、周辺環境測定部２３１によって決定し設定された無線出力強度およびデータレート（通信条件）の関数となる。例えば、無線出力強度が強かったり、データレートが低くて送信時間が長かったりすれば、送信１回あたりの消費電力は多くなる。なお、１日の送信回数は、送信のスケジュールとして予め記憶部２２に記憶しておくことができ（例えば、１日に１回、１日に２４回）、電池寿命推定部２３３は、無線出力強度、データレートおよび１日の送信回数を用いて、１日に消費する送信に係る電荷量を求めることができる。

また、１日に消費する受信に係る電荷量は、１日の受信回数と受信１回あたりの消費電力とを乗算して求めることができる。ここで、１日の受信回数は、受信のスケジュールとして予め記憶部２２に記憶しておくことができ、受信１回あたりの消費電力も予め記憶部２２に記憶しておくことができる。
また、１日に消費する測定に係る電荷量は、１日の測定回数と測定１回あたりの消費電力とを乗算して求めることができる。ここで、１日の測定回数は、測定のスケジュールとして予め記憶部２２に記憶しておくことができ、測定１回あたりの消費電力も予め記憶部２２に記憶しておくことができる。
また、１日のベース電荷量は、無線通信装置２の各部で用いている部品等に規定されている消費電力から予め得られるので、予め記憶部２２に記憶しておくことができる。

そして、電池寿命推定部２３３は、推定した電池寿命を示す電池寿命情報を近距離無線通信部２７に出力する。電池寿命推定部２３３は、推定した電池寿命を表示部２６に出力してもよい。なお、電池寿命推定部２３３は、推定した電池寿命情報を、無線通信部２４を介して無線ゲートウェイ３に送信するようにしてもよい。

無線通信部２４は、タイミング生成部２３２の制御に応じて通信周期を第２時間間隔に切り換える。無線通信部２４は、周辺環境測定部２３１が出力する受信信号強度に関する情報の送信要求を、無線ゲートウェイ３に送信する。無線通信部２４は、無線ゲートウェイ３が送信する受信信号強度に関する情報を受信し、受信した受信信号強度に関する情報を周辺環境測定部２３１に出力する。また、無線通信部２４は、第１時間間隔で、周辺環境測定部２３１が出力する計測情報を、無線ゲートウェイ３に送信する。

センサ２５は、例えば温度センサ、湿度センサ、気圧センサ、振動センサ等である。センサ２５は、計測した計測情報を周辺環境測定部２３１に出力する。なお、センサ２５は、無線通信装置２の外部に設置され、無線通信装置２に有線または無線で接続されるものであってもよい。

表示部２６は、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）表示装置、ＬＥＤ（発光ダイオード）による７セグメント式の表示装置等である。表示部２６は、電池寿命推定部２３３が出力する電池寿命を表示する。なお、無線通信装置２は、表示部２６を備えていなくてもよい。

近距離無線通信部２７は、電池寿命推定部２３３が出力する電池寿命情報を外部表示装置４に送信する。

次に、無線ゲートウェイ３の構成要素の動作について説明する。
無線通信部３１は、無線通信装置２が送信した受信信号強度に関する情報の送信要求を受信し、受信した受信信号強度に関する情報の送信要求を制御部３２に出力する。無線通信部３１は、受信信号強度に関する情報の送信要求を受信したときの受信信号強度を測定する。なお、受信信号強度の測定方法は周知であるため、ここでの説明は省略する。無線通信部３１は、測定した受信信号強度を制御部３２に出力する。無線通信部３１は、制御部３２が出力する受信信号強度に関する情報を無線通信装置２に送信する。無線通信部３１は、無線通信装置２が送信した計測情報を、例えば、不図示のサーバーに送信する。

制御部３２は、無線通信部３１が出力する受信信号強度に関する情報の送信要求、受信信号強度を無線通信部３１から取得する。制御部３２は、取得した受信信号強度と内部に設定された最低受信感度との差から、受信信号強度に関する第１情報として、受信信号強度の余裕強度を算出して、無線通信部３１を制御して、無線通信装置２に送信する。制御部３２は、例えば、無線ゲートウェイ３の動作状態等を表示部３３に表示させる。

表示部３３は、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＬＥＤによる７セグメント式の表示装置等である。表示部３３は、制御部３２の制御に応じて無線ゲートウェイ３の動作状態等を表示する。なお、無線ゲートウェイ３は、表示部３３を備えていなくてもよい。

次に、外部表示装置４の構成要素の動作について説明する。
近距離無線通信部４１は、無線通信装置２が送信した電池寿命情報を受信し、受信した電池寿命情報を制御部４２に出力する。なお、近距離無線通信部４１は、電池寿命情報を受信したことを示す応答情報を無線通信装置２に送信するようにしてもよい。

制御部４２は近距離無線通信部４１が出力する電池寿命情報を取得する。制御部４２は、取得した電池寿命情報に含まれる電池寿命を表示部４３に出力する。

表示部４３は、例えば液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＬＥＤによる７セグメント式の表示装置等である。表示部４３は、制御部４２が出力する電池寿命を表示する。

次に、通信間隔について説明する。
図３は、本実施形態に係る通信間隔の例を示す図である。
図３に示すように、無線通信装置２は、通常通信を行う期間（通常通信期間）においては、通信周期Ｔ１（第１時間間隔）で送信情報を無線ゲートウェイ３に送信する。通信周期Ｔ１は、例えば１時間または１日である。
電池寿命を推定する期間（推定期間）において、無線通信装置２は、通信周期Ｔ２（第２時間間隔）で受信信号強度を送信する要求を無線ゲートウェイ３に送信し、要求に対する受信信号強度に関する第１情報を無線ゲートウェイ３から受信する。通信周期Ｔ２は、通信周期Ｔ１より短く、例えば１分である。
また、図３に示すように、無線通信装置２は、推定期間に通信周期を通信周期Ｔ２に切り替え、推定期間が終了した後に通信周期を通信周期Ｔ１に切り換える。

次に、電池寿命を推定する処理手順例を説明する。
図４は、本実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。

（ステップＳ１）制御部２３は、無線通信装置２が運用されたことを検出する（例えば、不図示の電源スイッチがオンされたことを検出する）。続けて、周辺環境測定部２３１は、通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。続けて、タイミング生成部２３２は、周辺環境測定部２３１が出力する指示に応じて、通常通信時の通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える（送信タイミングの変更ともいう）。

（ステップＳ２）周辺環境測定部２３１は、受信信号強度に関する情報の送信要求を、無線通信部２４を介して、電池寿命の推定時の通信周期毎に無線ゲートウェイ３に送信する。

（ステップＳ３）無線ゲートウェイ３は、受信信号強度に関する情報の送信要求を受信し、受信信号強度に関する情報の送信要求を受信したときの受信信号強度を測定する。続けて、無線ゲートウェイ３は、測定した受信信号強度に関する情報（例えば、受信信号強度の余裕強度）を無線通信装置２に送信する。続けて、無線通信部２４は、無線ゲートウェイ３が送信した受信信号強度に関する情報を受信する。

（ステップＳ４）周辺環境測定部２３１は、ステップＳ２、Ｓ３の処理がＮ（Ｎは１以上の整数）回の繰り返しを終了したか否かを判別する。周辺環境測定部２３１は、Ｎ回の繰り返しを終了したと判別した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に進める。周辺環境測定部２３１は、Ｎ回の繰り返しを終了していないと判別した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、ステップＳ２の処理に戻す。

（ステップＳ５）制御部２３は、受信信号強度に関する情報をＮ回受信したことで、無線ゲートウェイ３との疎通確認ができたと判断する。続けて、周辺環境測定部２３１は、通信周期を通常通信時の通信周期に戻す指示を、タイミング生成部２３２に出力する。続けて、タイミング生成部２３２は、周辺環境測定部２３１が出力する指示に応じて、通信周期を電池寿命の推定時の通信周期を通常通信時の通信周期に切り換える。

（ステップＳ６）周辺環境測定部２３１は、Ｎ回の受信信号強度の余裕強度の平均値を求める。周辺環境測定部２３１は、求めた平均値と、記憶部２２が記憶する情報（図５参照）に基づいて通信条件を決定し、設定する。

（ステップＳ７）電池寿命推定部２３３は、式（２）を用いて１日に消費する電荷量を求めるために、設定した通信条件を周辺環境測定部２３１から取得するとともに、記憶部２２が記憶する１日の送信回数、１日の受信回数、受信１回あたりの消費電力、１日の測定回数、測定１回あたりの消費電力および１日のベース電荷量を取得する。さらに、電池寿命推定部２３３は、式（１）を用いて電池寿命を求めるために、記憶部２２が記憶する電池の公称容量および無線通信装置が動作しなくなる電池の容量を取得する。

（ステップＳ８）電池寿命推定部２３３は、ステップＳ７で取得したデータから、式（２）を用いて１日に消費する電荷量を算出し、さらに式（１）を用いて運用開始時から電池寿命を求める。

（ステップＳ９）電池寿命推定部２３３は、求めた電池寿命を示す電池寿命情報を、近距離無線通信部２７を介して外部表示装置４に送信する。続けて、外部表示装置４が電池寿命を表示部４３に表示する。電池寿命推定部２３３は、求めた電池寿命を表示部２６に表示させてもよい。
以上で、無線通信装置２は、電池寿命を推定する処理を終了する。

なお、制御部２３は、ステップＳ２からＳ４の処理をＮ回繰り返すことで、無線の疎通確認と受信信号強度の余裕強度の取得を行っている。
なお、電池寿命の推定は、運用開始時に限られる訳ではなく、運用開始後の任意のタイミングで行っても良い。但し、推定される電池寿命は、運用開始からの電池寿命である。

ここで、通信条件の設定例を説明する。
図５は、本実施形態に係る通信条件の設定に用いられる情報の一例を示す図である。この情報は、無線通信装置２が無線ゲートウェイ３から取得する受信信号強度の余裕強度と、周辺環境測定部２３１で設定されるデータレートとの対応関係を示す情報であり、記憶部２２に記憶されている。

無線通信装置２の周辺環境測定部２３１は、例えば余裕強度が２～４ｄＢの場合、記憶部２２が記憶する情報に基づいて、余裕強度が少ないと判断して、データレートを現在値から１つ低くする。周辺環境測定部２３１は、例えば余裕強度が８～１０ｄＢの場合、記憶部２２が記憶する情報に基づいて、余裕強度が大きすぎると判断して、データレートを現在値から２つ高くする。なお、「１つ低くする」や「２つ高くする」等は、定性的なものであるが、実際にはデータレートは、例えば２５０～５００００ｂｐｓの間で変更される。

なお、図５に示した例では、通信条件としてデータレートを変更する例を説明したが、これに限られない。通信条件は、データレート、無線出力強度、通信周波数、拡散率等の少なくとも１つであればよい。例えば、記憶部２２に余裕強度と無線出力強度との対応関係を示す情報（不図示）を記憶させておき、周辺環境測定部２３１が、この情報を用いて通信条件を決定し設定してもよい。具体的には、周辺環境測定部２３１は、例えば無線ゲートウェイ３から取得した余裕強度が２～４ｄＢの範囲で小さい場合、安定した通信を行うために無線出力強度を強くする。一方、例えば余裕強度が８～１０ｄＢの範囲で大きい場合、安定した通信は行えるが、電池の消費する電荷量は多くなり、電池の寿命は短くなるので、無線出力強度を低くする。これにより、通信を行える状態を確保するとともに、電池の寿命を長くすることができる。なお、記憶部２２は、図５に示した余裕強度とデータレートとの関係に加え、余裕強度に対してデータレートと無線出力強度とを組み合わせた関係、受信信号強度とデータレートの関係、余裕強度と無線出力強度の関係、受信信号強度と無線出力強度の関係等を示す情報を記憶してもよい。

次に、無線通信装置２が求めた電池寿命の報知例を説明する。
図６は、本実施形態に係る電池寿命の報知例を示す図である。
図６に示すように、無線通信装置２は、求めた電池寿命情報を、外部表示装置４に送信するようにしてもよい。この場合、外部表示装置４は、電池寿命を表示部４３に表示するようにしてもよい。
または、無線通信装置２は、求めた電池寿命を自装置の表示部２６に表示させるようにしてもよい。
または、無線通信装置２は、求めた電池寿命情報を、無線ゲートウェイ３に送信するようにしてもよい。この場合、無線ゲートウェイ３は、電池寿命を表示部３３に表示するようにしてもよく、受信した電池寿命情報を不図示のサーバーに送信するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態では、電池寿命の推定を行うとき、通信周期を短くするように変更する。この結果、本実施形態によれば、従来より短時間で電池寿命の推定を行うことができる。これにより、本実施形態によれば、設置時間を従来より短縮することができる。

また、本実施形態では、無線通信装置２が受信信号強度に関する情報の送信要求を無線ゲートウェイ３に送信し、無線ゲートウェイ３が受信信号強度に関する情報の送信要求を受信したことに応じて、受信信号強度に関する情報を送信するようにした。そして、本実施形態では、無線通信装置２が、無線ゲートウェイ３が送信した受信信号強度に関する情報を受信することで、疎通確認を行うようにした。この結果、本実施形態によれば、通信周期を短くするように変更して通信を行っているので、従来より短時間で疎通確認を行うことができる。これにより、本実施形態によれば、設置した際の疎通確認を行う時間を従来より短縮することができる。

さらに、本実施形態では、無線通信装置２が、無線ゲートウェイ３から送信された受信信号強度に関する情報に基づいて、通信条件を決定するようにした。この結果、本実施形態によれば、決定した通信条件を用いて、電池寿命を求めるようにしたので、精度良く電池寿命を求めることができる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、無線通信装置２が、無線ゲートウェイ３から受信した受信信号強度に関する情報に基づいて、通信条件を設定する例を説明した。本実施形態では、無線通信装置２が、無線通信に関係するパラメータを変更して無線ゲートウェイ３と通信を行い、通信した結果に基づいて受信信号強度（余裕強度）が最適となるように通信条件を設定する。
なお、本実施形態の無線通信システム１の構成は、第１実施形態の無線通信システム１（図２）と同じである。

図７は、本実施形態に係る通信条件の探索例を示す図である。
まず、ステップＳＴ１１において、無線通信装置２は、データレート（ＤＲ）を２に設定し、受信信号強度に関する情報の送信要求を無線ゲートウェイ３に送信する。無線ゲートウェイ３は、送信要求を受信したときの受信信号強度を示す情報として受信信号強度の余裕強度が１０ｄＢを、無線通信装置２に送信する。

次に、ステップＳＴ１２において、無線通信装置２は、受信信号強度の余裕強度が１０ｄＢを受信したことに基づいて、受信信号強度の余裕が十分である（ＧＯＯＤ）と判断して図５に示す情報に基づいて、データレートを２つ高くして４に設定する。そして、無線通信装置２は、データレートを４の設定で、受信信号強度に関する情報の送信要求を無線ゲートウェイ３に送信する。無線ゲートウェイ３は、送信要求を受信したときの受信信号強度を示す情報として受信信号強度の余裕強度が９ｄＢを、無線通信装置２に送信する。

ここで、無線通信装置２がデータレートを高くした場合に余裕強度が小さくなる理由は次による。無線通信装置２がデータレートを高くすると、データの送信時間が短くなるとともに、無線ゲートウェイ３がデータを受信する時間も短くなることから、無線ゲートウェイ３がデータを受信する際の受信感度が悪くなる。すると、無線ゲートウェイ３は、最低受信感度を現在値よりも高く設定して余裕強度を算出するため、余裕強度が小さくなる。すなわち、無線ゲートウェイ３は、受信感度が悪くなる分、受信信号強度および余裕強度に対するチェックを厳しくするために最低受信感度を高くすることから、余裕強度が小さくなる。

なお、余裕強度が１０ｄＢと大きい場合（図５参照）、無線通信装置２がデータレートを高くして余裕強度が小さくなっても、通信を行える状態を確保できる。無線通信装置２がデータレートを高くすると、送信時間が短くなって送信時に消費される電池の電荷量が少なくなることから、電池の寿命を長くすることができる。一方、余裕強度が２～４ｄＢの範囲で小さい場合、無線ゲートウェイ３は、安定した通信を行うために余裕強度を大きくすることを優先させる。このため、無線通信装置２がデータレートを低くすると、データの送信時間が長くなるとともに、無線ゲートウェイ３がデータを受信する時間も長くなることから、無線ゲートウェイ３がデータを受信する際の受信感度が良くなる。すると、無線ゲートウェイ３は、最低受信感度を現在値よりも低く設定して余裕強度を算出するため、余裕強度が増加して安定した通信が可能になる。すなわち、無線ゲートウェイ３は、受信感度が良くなる分、受信信号強度および余裕強度に対するチェックを緩くしてもよいために最低受信感度を低くする。

次に、ステップＳＴ１３において、無線通信装置２は、受信信号強度の余裕強度が９ｄＢを受信したことに基づいて、受信信号強度の余裕が十分である（ＧＯＯＤ）と判断して図５に示す情報に基づいて、データレートを２つ高くしてデータレートを６に設定する。そして、無線通信装置２は、データレートを６の設定で、受信信号強度に関する情報の送信要求を無線ゲートウェイ３に送信する。無線ゲートウェイ３は、データレートが６と高くなったデータを受信したので、最低受信感度を現在値よりも高く設定するが、このときに算出された余裕強度が所定値よりも小さくなってしまったため、応答である受信信号強度の余裕強度を示す情報を無線通信装置２に送信しない。

次に、ステップＳＴ１４において、無線通信装置２は、受信信号強度の余裕強度を所定時間内に受信できなかった、すなわち無線ゲートウェイ３から応答がなかった（ＢＡＤ）と判断してデータレートを、受信信号強度の余裕が十分であった４に設定する。そして、無線通信装置２は、データレートを４の設定（ステップＳＴ１２の状態）で、受信信号強度に関する情報の送信要求を無線ゲートウェイ３に送信する。無線ゲートウェイ３は、送信要求を受信したときの受信信号強度を示す情報として受信信号強度の余裕強度が９ｄＢを、無線通信装置２に送信する。そして、無線通信装置２は、データレートを４に決定して設定し、通常通信期間ではこの設定値で通常通信を行う。

このように、本実施形態では、無線通信装置２が受信信号強度に関する情報の送信要求を無線ゲートウェイ３に送信する毎に、無線ゲートウェイ３から受信した受信信号強度に関する情報に基づいて通信条件を変更する。無線通信装置２は、初期値のデータレートをから開始し、徐々にデータレートを上げていく。そして、無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３から、応答である受信信号強度を示す情報を受信できなかった場合、その直前の通信で送信した際のデータレートを、通信条件と決定して設定する。なお、無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３から余裕強度を受信できても、受信した余裕強度が所定値より小さかった場合、このままでは通信を確保することは困難と判断して、その直前の通信で送信した際のデータレートを、通信条件と決定して設定してもよい。

なお、無線通信装置２は、通信条件を設定した後、電池寿命推定部２３３において、式（２）を用いて１日に消費する電荷量を算出するが、データレートが４の値は、最初の状態のデータレートが２の値（ステップＳＴ１１）よりも大きい。このため、最初の状態と比較して、送信時間が短くなるので、１日に消費する電荷量は小さくなり、電池寿命は長くなる。すなわち、図７のように通信条件を変更したことによって、通信を行える状態を確保するとともに、最初の状態と比較して電池の寿命を長くすることができる。

なお、図７に示した例では、通信条件としてデータレートを変更する例を説明したが、これに限らない。無線通信装置２は、通信に使用する周波数、無線出力強度、拡散率等を変更するようにしてもよい。
無線通信装置２は、通信周波数を変更する場合、例えば、最適な条件を探索するためには設定可能なチャンネルを総当たりで探索を行い、最も受信電波感度が高かった周波数を選定するようにしてもよい。

例えば、無線出力強度を変更する例を図７において説明すると、図７のステップＳＴ１１において、無線通信装置２は、余裕強度が１０ｄＢであることを受信して、受信信号強度の余裕が十分である（ＧＯＯＤ）と判断して、無線出力強度を弱くする。図７のステップＳＴ１２において、無線通信装置２は、弱くした無線出力強度で送信して、余裕強度が９ｄＢであることを受信して、受信信号強度の余裕が十分である（ＧＯＯＤ）と判断して、無線出力強度をさらに弱くする。図７のステップＳＴ１３において、無線通信装置２は、さらに弱くした無線出力強度で送信するが、無線ゲートウェイ３は、受信信号強度が最低受信強度より小さくなってしまったため、応答である受信信号強度を示す情報を無線通信装置２に送信しない。図７のステップＳＴ１４において、無線通信装置２は、応答を受信できなかった直前の無線出力強度に戻して、これを通信条件と決定して設定してもよい。この場合、無線通信装置２は、最初の状態（図７のステップＳＴ１１）と比較して、無線出力強度を弱くしているので、１日に消費する電荷量は小さくなり、電池寿命は長くなる。すなわち、図７のように通信条件を変更したことによって、通信を行える状態を確保するとともに、最初の状態と比較して電池の寿命を長くすることができる。

次に、電池寿命を推定する処理手順例を説明する。
図８は、本実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。なお、第１実施形態の処理と同じ処理については、同じ符号を用いて説明を省略する。

（ステップＳ１）制御部２３は、無線通信装置２が運用されたことを検出する。続けて、周辺環境測定部２３１は、通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。続けて、タイミング生成部２３２は、周辺環境測定部２３１が出力する指示に応じて、通常通信時の通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える。処理後、周辺環境測定部２３１は、ステップＳ１０１の処理に進める。

（ステップＳ１０１）周辺環境測定部２３１は、無線パラメータ（データレート、無線出力強度、通信周波数、拡散率等の少なくとも１つ）を初期値から変更する。処理後、周辺環境測定部２３１は、ステップＳ２の処理に進める。なお、初回は、ステップＳ１０１をスキップしてステップＳ２に進む（通信条件は初期値のまま）。

（ステップＳ２～Ｓ４）周辺環境測定部２３１は、ステップＳ２～Ｓ４の処理を行う。周辺環境測定部２３１は、ステップＳ２、Ｓ３の処理がＮ（Ｎは１以上の整数）回の繰り返しを終了したか否かを判別する。なお、ステップＳ３において所定時間内に受信できなければステップＳ４へ進む。周辺環境測定部２３１は、Ｎ回の繰り返しを終了したと判別した場合（ステップＳ４；ＹＥＳ）、ステップＳ１０２の処理に進める。周辺環境測定部２３１は、Ｎ回の繰り返しを終了していないと判別した場合（ステップＳ４；ＮＯ）、ステップＳ２の処理に戻す。なお、ステップＳ４において、所定時間内にＮ回の繰り返しが終了しない場合は、ステップＳ１０２の処理に進める。

（ステップＳ１０２）周辺環境測定部２３１は、ステップＳ１０１で変更した無線パラメータに対して、必要な条件を全て変更したか判別する。ここで、必要な条件とは、例えばデータレートが無線パラメータの場合、応答無しとなるまでデータレートを変更することである。周辺環境測定部２３１は、必要な条件を全て変更したと判別した場合（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に進める。周辺環境測定部２３１は、必要な条件を全て変更していないと判別した場合（ステップＳ１０２；ＮＯ）、ステップＳ１０１の処理に戻す。
上記では、応答無しとなるまでデータレートを変更することを説明したが、予め定めた全てのデータレートを変更して全て応答ありであった場合、必要な条件を全て変更したと判断して（ステップＳ１０２；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に進める。

（ステップＳ５）周辺環境測定部２３１は、ステップＳ５の処理を行う。処理後、周辺環境測定部２３１は、ステップＳ１０３の処理に進める。

（ステップＳ１０３）周辺環境測定部２３１は、無線ゲートウェイ３から受信した受信信号強度に関する情報に基づいて通信条件を設定する。例えば、周辺環境測定部２３１は、無線ゲートウェイ３から応答がなかったときの直前（１つ前）の通信条件を設定する。なお、ステップＳ１０２において、予め定めた全てのデータレートを変更して全て応答ありであった場合では、余裕強度が最も大きいときの通信条件を設定する。処理後、周辺環境測定部２３１は、ステップＳ７の処理に進める。

（ステップＳ７～Ｓ９）周辺環境測定部２３１と電池寿命推定部２３３は、ステップＳ７～Ｓ９の処理を行う。
以上で、無線通信装置２は、運用開始時から電池寿命を推定する処理を終了する。

なお、制御部２３は、ステップＳ１０１、Ｓ２からＳ４の処理をＮ回繰り返すことで、通信条件を変えながら、無線の疎通確認と受信信号強度の測定を行っている。

なお、図７、図８に示した例では、無線ゲートウェイ３から応答がない場合、その直前（１つ前）の通信条件に設定する例を説明したが、これに限られない。制御部２３は、例えば、無線ゲートウェイ３から受信した受信信号強度が閾値以下の場合、その直前（１つ前）の通信条件に設定するようにしてもよい。または、制御部２３は、例えば、無線ゲートウェイ３から受信した受信信号強度の余裕強度が閾値以下の場合、その直前（１つ前）の通信条件に設定するようにしてもよい。この場合、記憶部２２は、判定のための閾値を記憶するようにしてもよい。

なお、本実施形態においても、無線通信装置２は、推定した電池寿命情報を、外部表示装置４に送信してもよく、電池寿命を自装置の表示部２６に表示してもよく、電池寿命情報を無線ゲートウェイ３に送信してもよい。
また、電池寿命の推定は、運用開始時に限らず、例えば所定の周期の日時や定められた日時に行うようにしてもよい。

以上のように、本実施形態では、電池寿命の推定を行うとき、無線ゲートウェイ３に受信信号強度に関する情報の送信要求を送信する毎に通信条件を変更するようにした。そして、本実施形態では、例えば、無線ゲートウェイ３から応答がない場合、その直前（１つ前）の通信条件に設定するようにした。
これにより、本実施形態によれば、無線ゲートウェイ３から受信した複数の受信信号強度に関する情報に基づいて、通信条件を設定することができる。この結果、本実施形態によれば、このようにして設定した通信条件を用いて、精度良く電池寿命を推定することができる。

［第３実施形態］
第１実施形態、第２実施形態では、運用開始からの電池寿命を推定する例を説明した。本実施形態では、現時点（電池寿命の推定を行うとき）からの電池寿命を推定する例を説明する。

図９は、本実施形態に係る無線通信装置２Ａを含む無線通信システム１Ａの構成例を示す図である。図９に示すように、無線通信システム１Ａは、無線通信装置２Ａ、無線ゲートウェイ３（第１の他の無線通信装置）、外部表示装置４（第２の他の無線通信装置）を含んで構成されている。なお、無線通信システム１と同じ機能を有する装置、構成要素には同じ符号を用いて説明を省略する。

無線通信装置２Ａは、電池２１、記憶部２２、制御部２３Ａ、無線通信部２４、センサ２５、表示部２６、および近距離無線通信部２７を備える。また、制御部２３Ａは、周辺環境測定部２３１Ａ（設定部）、タイミング生成部２３２、電池寿命推定部２３３Ａ、および消費電荷量測定部２３４を備える。
無線ゲートウェイ３は、無線通信部３１、制御部３２、および表示部３３を備える。
外部表示装置４は、近距離無線通信部４１、制御部４２、および表示部４３を備える。

無線通信装置２Ａは、センサ２５が測定した測定情報を、例えば所定の周期で無線通信部２４を用いて無線ゲートウェイ３へ送信する。無線通信装置２Ａは、電池寿命の推定を行うときに、通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える。無線通信装置２Ａは、無線ゲートウェイ３と通信を行い、通信した結果に基づいて現時点からの電池寿命を推定する。無線通信装置２Ａは、推定した電池寿命情報を無線ゲートウェイ３や外部表示装置４に送信する。または、無線通信装置２Ａは、推定した電池寿命を自装置の表示部２６に表示させてもよい。無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３と、ＬＰＷＡＮ（Ｌｏｗ Ｐｏｗｅｒ Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗａｒｋ）の１つであるＬｏＲａ無線通信規格に準拠した無線通信を行う。なお、無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３と、ＩＳＡ１００、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の無線通信規格に準拠した無線通信を行ってもよい。また、無線通信装置２Ａは、外部表示装置４と、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ通信、またはＮＦＣ（Ｎｅａｒ Ｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）等の近距離無線通信を行う。

制御部２３Ａは、例えば、利用者によって電池寿命の推定を行う指示が行われたとき、電池寿命の推定を行う。制御部２３Ａは、電池寿命の推定を行うとき、タイミング生成部２３２によって、通常通信時の通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える。制御部２３Ａは、電池寿命の推定を行うとき、周辺環境測定部２３１Ａによって、受信信号強度に関する情報の送信要求を、無線通信部２４を介して無線ゲートウェイ３に送信する。制御部２３Ａは、周辺環境測定部２３１Ａによって、無線ゲートウェイ３が送信する受信信号強度に関する情報を、無線通信部２４を介して受信する。制御部２３Ａは、周辺環境測定部２３１Ａによって、受信した受信信号強度に関する情報と、記憶部２２が記憶する情報に基づいて、通信条件を決定する。制御部２３Ａは、電池寿命推定部２３３Ａによって、決定した通信条件と、記憶部２２が記憶する公称容量と、消費電荷量測定部２３４で測定された電荷量とを用いて、現時点からの電池寿命を推定する。制御部２３Ａは、推定した現時点から電池寿命を示す電池寿命情報を無線ゲートウェイ３や外部表示装置４に送信する。または、制御部２３Ａは、推定した電池寿命を、表示部２６に表示させてもよい。制御部２３Ａは、電池寿命の推定を終了した後、通常通信時に、センサ２５が計測した計測情報を、無線通信部２４を介して、無線ゲートウェイ３に送信する。

第１および第２の実施形態では、予め記憶部２２に記憶された１日の送信回数、１日の受信回数および１日の測定回数を用いて１日に消費する電荷量を算出した。本実施形態では、消費電荷量測定部２３４において、実際の１日の送信回数、１日の受信回数および１日の測定回数を測定して、これを用いて１日に消費する電荷量を算出することによって、より精度の高い電池寿命を算出できる。

そこで、消費電荷量測定部２３４は、例えば、センサ２５から実際の１日の測定回数、無線通信部２４から実際の１日の送信回数および受信回数を取得する。また、消費電荷量測定部２３４は、センサ２５から実際に１回測定したことを示す情報、無線通信部２４から実際に１回送信および受信したことを示す情報を取得して、内蔵のカウンタ（不図示）で各情報の取得回数をカウントして、実際の１日の送信回数、１日の受信回数および１日の測定回数を測定してもよい。そして、消費電荷量測定部２３４は、測定した各回数と、周辺環境測定部２３１Ａによって設定された通信条件等から、式（２）を用いて１日に消費する電荷量を算出する。

周辺環境測定部２３１Ａは、例えば、利用者によって電池寿命の推定を行う指示が行われたとき、電池寿命の推定を行う。周辺環境測定部２３１Ａは、例えば、不図示の電源スイッチがオン状態にされたとき、電池寿命を推定するときであると判断する。周辺環境測定部２３１Ａは、電池寿命の推定を行うときに、通常通信時の通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。周辺環境測定部２３１Ａは、電池寿命の推定を行うときに受信信号強度に関する情報の送信要求を無線通信部２４に出力する。周辺環境測定部２３１Ａは、無線通信部２４が出力する受信信号強度に関する情報を取得する。周辺環境測定部２３１Ａは、電池寿命の推定が終了したとき、電池寿命の推定時の通信周期を通常通信時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。周辺環境測定部２３１Ａは、取得した受信信号強度に関する情報と、記憶部２２が記憶する情報に基づいて、通信条件を決定する。周辺環境測定部２３１Ａは、決定した通信条件を電池寿命推定部２３３に出力する。周辺環境測定部２３１Ａは、通常通信時に、センサ２５が計測した計測情報を取得する。周辺環境測定部２３１Ａは、通常通信時に、取得した計測情報を無線通信部２４に出力する。

電池寿命推定部２３３Ａは、消費電荷量測定部２３４が出力する消費電荷量と、記憶部２２が記憶する公称容量と、次式（３）を用いて、現時点から電池寿命を推定する。なお、現時点とは、電池寿命の推定を行うときである。

電池寿命＝（電池の公称容量－消費電荷量－無線通信装置が動作しなくなる電池の容量）／（１日に消費する電荷量） …（３）

電池寿命推定部２３３Ａは、推定した電池寿命を示す電池寿命情報を近距離無線通信部２７に出力する。または、電池寿命推定部２３３は、推定した電池寿命を表示部２６に出力する。なお、電池寿命推定部２３３は、推定した電池寿命情報を、無線通信部２４を介して無線ゲートウェイ３に送信するようにしてもよい。

次に、電池寿命を推定する処理手順例を説明する。
図１０は、本実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。なお、第１実施形態の処理と同じ処理については、同じ符号を用いて説明を省略する。

（ステップＳ２０１）制御部２３Ａは、例えば不図示のスイッチの操作に基づいて電池寿命の推定を行うことを検出する。続けて、周辺環境測定部２３１Ａは、通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。続けて、タイミング生成部２３２は、周辺環境測定部２３１Ａが出力する指示に応じて、通常通信時の通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える。処理後、周辺環境測定部２３１Ａは、ステップＳ２の処理に進める。

（ステップＳ２～Ｓ７）制御部２３Ａは、ステップＳ２～Ｓ７の処理を行う。処理後、制御部２３Ａは、ステップＳ２０２の処理に進める。

（ステップＳ２０２）消費電荷量測定部２３４は、例えば、センサ２５から実際の１日の測定回数、無線通信部２４から実際の１日の送信回数および受信回数、および周辺環境測定部２３１Ａによって設定された通信条件等から、式（２）を用いて１日に消費する電荷量を算出する。続けて、消費電荷量測定部２３４は、カウントした消費電荷量を電池寿命推定部２３３Ａに出力する。続けて、電池寿命推定部２３３Ａは、消費電荷量測定部２３４が出力する消費電荷量を取得する。処理後、電池寿命推定部２３３Ａは、ステップＳ２０３の処理に進める。

（ステップＳ２０３）電池寿命推定部２３３Ａは、１日に送受信する回数と送信するデータ数、１日に測定する回数、公称容量、消費電荷量、上述した式（３）を用いて、現時点から電池寿命を求める。処理後、電池寿命推定部２３３Ａは、ステップＳ９に進める。

（ステップＳ９）電池寿命推定部２３３Ａは、ステップＳ９の処理を行う。
以上で、無線通信装置２Ａは、現時点から電池寿命）を推定する処理を終了する。

なお、本実施形態においても、無線通信装置２Ａは、推定した電池寿命情報を、外部表示装置４に送信してもよく、電池寿命を自装置の表示部２６に表示してもよく、電池寿命情報を無線ゲートウェイ３に送信してもよい。

なお、消費電荷量測定部２３４は、記憶部２２、無線通信部２４、表示部２６、近距離無線通信部２７、周辺環境測定部２３１Ａ、タイミング生成部２３２、電池寿命推定部２３３Ａの動作状態を監視し、消費電荷量をカウントするようにしてもよい。

以上のように、本実施形態では、無線通信装置２Ａが運用開始時から現時点（電池寿命の推定を行うとき）までの累積された消費電荷量をカウントするようにした。そして、本実施形態では、この消費電荷量も用いて、現時点から電池寿命を求めるようにした。
これにより、本実施形態によれば、現時点から電池寿命を精度良く求めることができる。

なお、図１０に示した処理例では、第１実施形態の処理手順に消費電荷量を取得する処理を適用する例を説明したが、これに限らない。第２実施形態に消費電荷量を取得する処理を適用するようにしてもよい。この場合は、例えば、図８のステップＳ８とＳ９の処理の間に、ステップＳ２０２（図１０）の処理を加えるようにしてもよい。また、上述の実施形態では現時点（電池寿命の推定を行うとき）からの電池寿命を推定する例について説明したが、無線通信装置の動作時に消費された消費電荷量が取得された時点（ステップＳ２０２が行われた時点）からの電池寿命を推定するようにしても良い。

［第４実施形態］
第１実施形態では、無線通信装置２が通信条件を設定する例を説明した。本実施形態では、他の無線通信装置（無線ゲートウェイ３、外部表示装置４）が設定した通信条件に基づいて、電池寿命の推定を行う例を説明する。図１１は、本実施形態に係る電池寿命の推定を行う例を示す図である。
第１～第３の実施形態では、無線通信装置２が、無線ゲートウェイ３からの余裕強度に基づいて通信条件を決定していたが、本実施形態は、無線ゲートウェイ３が、通信条件を決定して、その通信条件を無線通信装置２に設定すべき通信条件（第２情報）として、無線通信装置２に送信する。

まず、無線通信装置２は、図１１のステップＳＴ２１において、データレート（ＤＲ）を２に設定して、通信条件の送信の要求（情報送信要求）を無線ゲートウェイ３に送信する。なお、通信条件の送信の要求は、データレートを示す情報が含まれている。無線ゲートウェイ３は、受信信号強度の余裕強度が１０ｄＢであると算出する。そして、無線ゲートウェイ３は、図５に示した情報と同様の情報を予め内蔵の記憶部（不図示）に記憶しているため、これに基づきデータレートを２つ高くして４にして、データレートを４に変更する変更要求を無線通信装置２に送信する。

次に、無線通信装置２は、図１１のステップＳＴ２２、無線ゲートウェイ３から受信した通信条件変更要求に応じてデータレート（ＤＲ）を４に設定して、通信条件の送信の要求を無線ゲートウェイ３に送信する。データレートが４のとき、無線ゲートウェイ３は、受信した通信条件の送信の要求の受信信号強度を測定する。無線ゲートウェイ３は、データレートが前回よりも２つ高くなったので、前述したように最低受信感度を高くするため、余裕強度は前回よりも小さくなって９ｄＢと算出する。そして、無線ゲートウェイ３は、図５に示した情報と同様の情報に基づきデータレートを２つ高くして６にして、データレートを６に変更する変更要求を無線通信装置２に送信する。

次に、無線通信装置２は、図１１のステップＳＴ２３において、無線ゲートウェイ３から受信した通信条件変更要求に応じてデータレート（ＤＲ）を６に設定して、通信条件の送信の要求を無線ゲートウェイ３に送信する。データレートが６のとき、無線ゲートウェイ３は、受信した通信条件の送信の要求の受信信号強度を測定する。無線ゲートウェイ３は、データレートが前回よりも２つ高くなったので、最低受信感度をさらに高く設定するが、このときの余裕強度が所定値よりも小さくなってしまったため、このままでは通信を確保することは困難と判断する。そして、無線ゲートウェイ３は、前回通信が行われた状態（図１１のステップＳＴ２２）のときのデータレートの４を、最終的に無線通信装置２に設定すべき通信条件（第２情報）と決定して、データレートを４に設定することおよびこの値が最終的に無線通信装置２に設定すべき通信条件であることを示すフラグの両方を、無線通信装置２に送信する。そして、無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３から送信されてきた通信条件変更要求に応じてデータレート（ＤＲ）を４に設定して、以降の通常通信を行う。

次に、電池寿命を推定する処理手順例を説明する。
図１２は、本実施形態に係る電池寿命を推定する処理手順例を示すフローチャートである。なお、第１実施形態の処理と同じ処理については、同じ符号を用いて説明を省略する。

（ステップＳ３０１）制御部２３は、例えば不図示のスイッチの操作に基づいて電池寿命の推定を行うことを検出する。続けて、周辺環境測定部２３１は、通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える指示を、タイミング生成部２３２に出力する。続けて、タイミング生成部２３２は、周辺環境測定部２３１が出力する指示に応じて、通常通信時の通信周期を電池寿命の推定時の通信周期に切り換える。周辺環境測定部２３１は、通信条件を初期値に設定する。

（ステップＳ３０２）周辺環境測定部２３１は、通信条件の送信の要求（情報送信要求）を無線ゲートウェイ３に送信する。

（ステップＳ３０３）無線ゲートウェイ３は、無線通信装置２が送信した通信条件の送信の要求を受信し、通信条件の送信の要求を受信したときの受信信号強度を測定する。続けて、制御部３２は、通信条件が適切ではないと判別した場合（例えば、余裕強度が大きい、または小さい等）、受信信号強度に基づいて通信条件を変更し、変更した通信条件を通信条件変更要求として無線通信装置２に送信する。続けて、無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３が送信した通信条件変更要求を受信する。

（ステップＳ３０４）周辺環境測定部２３１は、無線ゲートウェイ３から受信した通信条件変更要求に基づいて、通信条件を変更する。

（ステップＳ３０５）周辺環境測定部２３１は、変更要求されたデータレートの値とともに、この値が最終的に無線通信装置２に設定すべき通信条件であることを示すフラグを受信したか否かを判断し、このフラグを受信していると判断した場合（ステップＳ３０５；ＹＥＳ）、ステップＳ５の処理に進める。周辺環境測定部２３１は、このフラグを受信していていないと判断した場合（ステップＳ３０５；ＮＯ）、ステップＳ２の処理に戻す。

（ステップＳ５～Ｓ９）制御部２３は、ステップＳ５～Ｓ９を行う。
以上で、無線通信装置２は、運用開始時から電池寿命を推定する処理を終了する。

なお、本実施形態においても、無線通信装置２は、推定した電池寿命情報を、外部表示装置４に送信してもよく、電池寿命を自装置の表示部２６に表示してもよく、電池寿命情報を無線ゲートウェイ３に送信してもよい。

なお、図１２に示した処理例では、第１実施形態の処理手順に無線ゲートウェイ３が通信条件変更を適用する例を説明したが、これに限らない。第２実施形態の処理や、第３実施形態の処理に通信条件変更を適用するようにしてもよい。

以上のように、本実施形態では、無線ゲートウェイ３側で通信条件を決定して、無線通信装置２に送信するようにした。
これにより、本実施形態によれば、無線通信装置２は、無線ゲートウェイ３が決定した通信条件に基づいて、精度良く電池寿命を推定することができる。

［第５実施形態］
図１３は、本実施形態に係る電池寿命の推定を行うイベントを説明するための図である。第１実施形態～第４実施形態では、例えば不図示の電源スイッチがオン状態にされたとき、電池寿命を推定するようにしていた。本実施形態では、無線通信装置２が、以下のイベントに応じて、電池寿命の推定を行う。なお、イベントとは、例えば、通信条件を設定し、通知する動作である。
（Ｉ）無線通信装置２内で発生したイベント。
（ＩＩ）無線ゲートウェイ３から受信したイベント。
（ＩＩＩ）外部表示装置４から受信したイベント。

例えば、上記（Ｉ）は、無線通信装置２内部のタイマー（不図示）等で定期的にイベントを発生させることで、定期的に疎通確認および電池寿命の推定を行うことができる。また、上記の（ＩＩ）と（ＩＩＩ）のようなイベントに応じて電池寿命の推定を行うようにすれば、無線ゲートウェイ３や外部表示装置４の利用者（例えば、通信管理者や点検員）が、所望のタイミングで、無線通信装置２の電池寿命を知ることができる。なお、本実施形態は、第１実施形態～第４実施形態のいずれにも適用することができる。

なお、本発明における制御部（２３、２３Ａ）、無線通信部（無線通信部２４、近距離無線通信部２７）の機能の全てまたは一部を実現するためのプログラムをコンピューター読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより制御部（２３、２３Ａ）、無線通信部（無線通信部２４、近距離無線通信部２７）が行う処理の全てまたは一部を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピューター読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。

以上、本発明を実施するための形態について実施形態を用いて説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形および置換を加えることができる。

１，１Ａ…無線通信システム、２，２Ａ…無線通信装置、３…無線ゲートウェイ、４…外部表示装置、２１…電池、２２…記憶部、２３，２３Ａ…制御部、２４…無線通信部、２５…センサ、２６…表示部、２７…近距離無線通信部、２３１，２３１Ａ…周辺環境測定部、２３２…タイミング生成部、２３３，２３３Ａ…電池寿命推定部、２３４…消費電荷量測定部、３１…無線通信部、３２…制御部、３３…表示部、４１…近距離無線通信部、４２…制御部、４３…表示部

Claims (9)

1. 電池の電力によって動作する無線通信装置において、
   予め規定された第１時間間隔で通信相手と無線通信を行うとともに、前記第１時間間隔よりも短い第２時間間隔で前記通信相手に情報送信要求を送信して前記通信相手から受信信号強度に関する第１情報または設定すべき通信条件を示す第２情報を受信する無線通信部と、
   前記無線通信部から取得した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記無線通信部が前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定する設定部と、
   前記設定部で設定された通信条件と前記電池の公称容量とに基づいて、前記電池の寿命を推定する電池寿命推定部と、
   を備える無線通信装置。
2. 前記無線通信部は、前記第２時間間隔で行われる無線通信の通信条件を変更して、前記情報送信要求を送信して前記通信相手から前記第１情報または前記第２情報を受信し、
   前記設定部は、前記無線通信部から取得した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記無線通信部が前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定し、
   前記電池寿命推定部は、前記設定部で設定された通信条件を用いて、前記電池の寿命を推定する、請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記無線通信装置の動作時に消費された電荷量である消費電荷量を測定する消費電荷量測定部、を備え、
   前記電池寿命推定部は、前記消費電荷量測定部から取得した前記消費電荷量を用いて、現在または前記消費電荷量を取得した時点を起点にした前記電池の寿命を推定する、請求項１または請求項２に記載の無線通信装置。
4. 前記設定部は、前記無線通信装置内でのイベント発生と、前記通信相手から送信されたイベントの受信との少なくともいずれか一方を検出し、
   前記電池寿命推定部は、前記設定部によって前記イベントが検出された場合に、前記電池の寿命を推定する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
5. 電池の電力によって動作する請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の無線通信装置と、
   前記無線通信装置が送信した前記情報送信要求を受信し、受信した前記情報送信要求に基づいて前記第１情報または前記第２情報を前記無線通信装置に送信する無線通信部を有する第１の他の無線通信装置と、
   を備える無線通信システム。
6. 前記無線通信装置の前記電池寿命推定部によって推定された前記電池の寿命を取得する無線通信部と、
   前記無線通信部が取得した前記電池の寿命を表示する表示部と、
   を有する第２の他の無線通信装置をさらに備える請求項５に記載の無線通信システム。
7. 電池の電力によって動作し、予め規定された第１時間間隔で通信相手と無線通信を行う無線通信装置の前記電池の寿命を推定する電池寿命推定方法であって、
   前記第１時間間隔よりも短い第２時間間隔で前記通信相手に情報送信要求を送信して前記通信相手から受信信号強度に関する第１情報または設定すべき通信条件を示す第２情報を受信するステップと、
   受信した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定するステップと、
   設定された通信条件と前記電池の公称容量とに基づいて、前記電池の寿命を推定するステップと、
   を含む電池寿命推定方法。
8. 電池の電力によって動作し、予め規定された第１時間間隔で通信相手と無線通信を行う無線通信部を有する無線通信装置のコンピューターに、
   前記第１時間間隔よりも短い第２時間間隔で前記通信相手に情報送信要求を送信して前記通信相手から受信信号強度に関する第１情報または設定すべき通信条件を示す第２情報を受信するステップと、
   受信した前記第１情報または前記第２情報に基づいて、前記無線通信部が前記第１時間間隔で無線通信を行う際の通信条件を設定するステップと、
   設定された通信条件と前記電池の公称容量とに基づいて、前記電池の寿命を推定するステップと、
   を実行させるプログラム。
9. 請求項８記載のプログラムを記録したコンピューター読み取り可能な記録媒体。

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