JP7475387B2 - 無線メッシュネットワークシステム - Google Patents
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また、メッシュネットワークにした場合、送信元のノードから送信先のノードまでの経路に異常がないか、送信先のノードに故障がないかなどを確認するため、ACK要求パケットを送信し、それに応答してACKパケットが戻ってくるかを確認する必要がある。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
本件発明における無線ノード装置は、マイクロコンピュータと、記憶装置と、無線を送受信するための装置と、電源などを備え、センサなどの各種情報を取得する機器や、スピーカーやLEDなどの出力機器や、リレーやスイッチなどの制御機器のいずれか一または複数を制御する機器を複数接続した無線メッシュネットワークシステムとその動作方法、動作プログラムに関する。マイクロコンピュータによって上記機器が制御され、さらに上記無線メッシュネットワークはPC等の外部管理機器とも接続されているため、各機器は電子計算機と類似したハードウェア構成を持ち、ソフトウェアとの協働によって本件発明が実現される。
例えば、不揮発メモリには、無線ノード装置が実行すべき動作プログラムや、他の無線ノード装置との間のリンク品質情報や経路情報などが記憶される。ここで、リンク品質情報や経路情報は揮発メモリに記憶されるように構成してもよいが、瞬断などが生じて揮発メモリが消去された場合にも対処できるように、不揮発メモリにも記憶されるように構成されることが望ましい。
電源投入時、全てのマイコンは内部論理の定まらない状態からスタートする。そのため、マイコンの内部ロジックは電源投入直後に自ら内部状態を初期化する必要がある。電源が投入されても動作保証電圧に達しないと、マイコンはスタートできない。そこで、その間は内部の論理回路の値を強制的に固定しておいて、マイコンが誤動作しないようにする。その後、論理回路が動作できる電源電圧まで達すると、内部回路がレジスタなどの回路を初期値に設定する。この一連の動作を行う回路を「パワーONリセット回路」と呼ぶ。
図2は、本件発明における無線メッシュネットワークシステムの全体的構成及び本システムで使用されるアドレス割り当ての一例を示す図である。
本件発明の無線メッシュネットワークシステムでは、少なくとも1以上の無線ノード装置からクラスタが構成されるように設計されている。例えば、1つのクラスタは最大32個の無線ノード装置から構成される。また、1つのネットワークは、少なくとも1以上のクラスタから構成され、最大32個のクラスタで構成されるように設計されている。要するに、8の倍数で表されるように設計されていることが望ましい。
また、アドレスは、(ネットワークID(0~255).クラスタID(0~31).ノードID(0~31))というように表示される。例えば、ネットワーク1のクラスタ21のノード4の場合、「(1.21.4)」と表される。このアドレスにより、各無線ノード装置は識別されると共に、パケット通信の送信元や送信先として設定されることとなる。
なお、無線ルートノード装置や無線ゲートウェイノード装置の割り当ては、無線メッシュネットワークシステム構築時に予め設定することができるようにしてもよいし、外部機器であるPCなどから起動後に設定することができるように構成されてもよい。
この図では、ネットワーク5のクラスタ1における無線ノード装置1~10について、リンク品質情報及び経路情報の状態が表されている。各ノード装置の中に記載された数値は、各ノード装置に割り当てられたアドレスを表している。ここでは、通信可能な無線ノード装置間が直線で結ばれている。後述するリンク品質のランクにより、良い方から順に、太い実線、細い実線、細い点線からなる3種類に区別されて表示されている。ここで、最も悪いリンク品質情報の場合は、通信不能なため、無線ノード装置間に線が引かれていない。
例えば、無線ノード装置(5.1.4)から見た場合、隣接する無線ノード装置(5.1.1)(5.1.2)(5.1.3)(5.1.5)(5.1.6)(5.1.7)の6個については、直接通信可能なので、リンク品質情報及び経路情報がすぐに分かり、記憶することが可能である。この場合、リンク品質情報を4段階のランク付けを行って区別している。例えば、リンク品質の悪い方から良い方に順に並べると、No Link(通信不能)、Poor、Good、Excellentの4段階となる。
例えば、無線ノード装置(5.1.9)から見た場合、無線ノード装置(5.1.8)に対しては、リンク品質情報は「Excellent」状態であることが示されている。また、無線ノード装置(5.1.2)(5.1.10)に対しては、リンク品質情報は「Good」状態であることが示されている。また、無線ノード装置(5.1.1)(5.1.7)に対しては、リンク品質情報は「Poor」状態であることが示されている。
図5は、本件発明における無線メッシュネットワークシステムのリンク品質情報に基づくランク付けの一例を示す図である。この図に表されるように、リンク品質情報をランク付けしたものが示されており、Excellentは、通信品質が非常に良好であり、優先的に利用される。次に、品質の良いGoodは、通信品質に特に問題はなく、受信電波強度(RSSI)の値もデータ欠損が発生しない範囲内にあり、ほぼ通信の失敗はない状態である。Poorは、この経路を利用すると、データ欠損が発生し、受信電波強度(RSSI)が低い状態である。No Linkは、完全に通信不能な状態であり、通信経路として使えないことを表している。
また、無線ノード装置(5.1.4)から見た場合、無線ノード装置(5.1.8)(5.1.9)(5.1.10)は、それぞれ無線ノード装置(5.1.1)(5.1.2)を介してリンク品質情報及び経路情報を取得するように構成される。このようにすることで、クラスタ内の各無線ノード装置におけるリンク品質情報及び経路情報が記憶・把握されることとなる。
この対応表は、上述した図3におけるクラスタ1の各無線ノード装置間のリンク品質情報を纏めたものである。
このような対応表を各無線ノード装置が記憶しており、どのリンクの通信品質が良いか悪いかを、適宜、記憶・把握することができるように構成されることが好ましい。
本件発明の無線メッシュネットワークシステムにおいて、このようなリンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・把握するように構成してもよい。また、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新するように構成してもよい。
この図から分かるように、経路選択には一定の重みづけがなされており、優先順位は良い方から順に、Excellent、Good、Poorとなっている。また、無線ノード装置間をホップする回数も考慮し、2回ホップするExcellentよりも、1回ホップするGoodの方を選択するように設定されている。Poorについては、ExcellentやGoodの経路が無い場合のみ使用できるように設定されている。このような条件の下で、無線ノード装置間の経路情報が選択されることとなる。
<実施形態1 概要>
本実施形態は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置に対してユニキャストでデータ要求パケットを送信する第1の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第1の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。
また、それを実現するため、コンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法、並びに、計算機である無線メッシュネットワークシステムに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークシステムの動作プログラムを提供する。
図7は、実施形態1における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を示す図である。本実施形態では、無線ノード装置が、第1の受信部と、パケット解析部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部と、パケット作成部と、第1の送信部とを備えている。
「第1の受信部」701は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを受信する機能を有するように構成される。ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
「パケット解析部」702は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを解析する機能を有するように構成される。一般的に、パケットは、ヘッダー部とペイロード部から構成され、それらの中に様々な情報やデータが格納されている。それらの中にどのような情報やデータが含まれているかを解析し、調べる役割を「パケット解析部」702は担っている。図8は、実施形態1におけるパケットの構成の一例を示す図である。この図に示されるように、ヘッダー情報には、パケット種別情報、送信元アドレス情報、送信先アドレス情報、リクエストコード情報、ACK情報が含まれる。
パケット種別情報は、そのパケットがどのようなものであるかを示す情報であり、例えば、「000」の場合は、ACK付データ要求パケットを表し、「001」の場合は、ACK付データパケットを表すようにしてもよい。
また、リクエストコード情報は、0~7の値を取り、それぞれの値が意味する種別のデータを取得するように構成される。例えば、各無線ノード装置と工場などの工作機械に設置した各種センサとを電気的に接続し、温度、モーター回転数、振動数、電圧、電流、気温、湿度、照度などを収集して、工作機械の稼働状況や周囲の環境をリアルタイムで計測する場合を考える。この場合、例えば、リクエストコード情報が「0」の場合は「温度」を表し、リクエストコード情報が「1」の場合は「モーター回転数」を表し、リクエストコード情報が「2」の場合は「振動数」を表すといったように構成されることが望ましい。
また、ACK情報は、クラスタを構成する最大32個の無線ノード装置に対応して、32ビットが割り当てられている。即ち、ノードIDが1の無線ノード装置がACKを返す場合には、このACK情報のノードIDが1に対応する部分に「ACK(1)」(肯定応答)が入ることとなる。ノードIDが1の無線ノード装置に不具合があって正常に動作していない場合には、このACK情報の対応する部分に「NAK(0)」(否定応答)が入ることとなる。
また、「パケット解析部」702は、送られてきたパケットのヘッダー情報から送信先アドレスを抽出して自身の無線ノード装置宛のパケットであるか否かを判断する機能も有するように構成される。自身の無線ノード装置宛のパケットであると判断した場合には、パケット種別情報などを参照して、次の動作に進む。なお、自身宛に送られてきたものでないと判断した場合には、リンク品質情報・経路情報記憶部を参照して、次の無線ノード装置に転送する。
例えば、ネットワークIDが1で、クラスタIDが1で、ノードIDが1の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)と設定される。また、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定される。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定すればよい。
なお、ACK付データパケットを受信する場合には、ペイロード部において、各無線ノード装置に対応する位置に、リクエストコード情報によって特定された種別のデータが格納されるように構成されることが好ましい。
なお、1つの無線ノード装置につき、格納されるデータ量は最大10バイト程度であることが好ましい。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
「第1のリンク品質情報・経路情報記憶部」703は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
「第2のリンク品質情報・経路情報記憶部」704は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報並びに無線ゲートウェイ装置間のリンク品質情報・経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
「パケット作成部」705は、自身が送信元となってパケットを他の無線ノード装置に送るときに、パケットを作成する機能を有するように構成される。この場合、送信元アドレスは自身のアドレス、例えば、(1.1.1)を設定する。また、パケット種別情報を設定することにより、例えば、「000」の場合は、ACK付データ要求パケットを表し、「001」の場合は、ACK付データパケットを表すようにしてもよい。
ここで、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは、例えば、(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定してもよい。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定してもよい。
また、リクエストコード情報は、0~7の値を取り、それぞれの値が意味する種別のデータを取得するように構成される。例えば、各無線ノード装置と工場などの工作機械に設置した各種センサとを電気的に接続し、温度、モーター回転数、振動数、電圧、電流、気温、湿度、照度などを収集して、工作機械の稼働状況や周囲の環境をリアルタイムで計測する場合を考える。この場合、例えば、リクエストコード情報が「0」の場合は「温度」を表し、リクエストコード情報が「1」の場合は「モーター回転数」を表し、リクエストコード情報が「2」の場合は「振動数」を表すといったように構成されることが望ましい。
また、リクエストコード情報は予め無線メッシュネットワークシステムを構築する際に設定するようにしてもよいし、無線メッシュネットワークシステムと接続される外部機器(例えばPCなど)からリクエストコード情報を設定するようにしてもよい。
「第1の送信部」706は、第1のリンク品質情報及び経路情報記憶部703並びに第2のリンク品質情報・経路情報記憶部704に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする機能を有するように構成される。
ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
図9は実施形態1の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、クラスタ3に属する無線ルートノード装置(3.3.0)が、クラスタ4内の無線ノード装置(3.4.0)に対してユニキャストでACK付データ要求パケットを送信する場合を考える。
この場合、まず、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、クラスタ3に属する無線ルートノード装置(3.3.0)が、クラスタ0に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)並びにクラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)を経由して、クラスタ4内の無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)にACK付データ要求パケットを送信する。
次に、クラスタ4に属する無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)が、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、同じクラスタ内の無線ノード装置(3.4.0)に対して、ACK付データ要求パケットを送信する。無線ノード装置(3.4.0)は、このACK付データ要求パケットに応答して、ACK付データパケットを無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)に対して送信する。
その後、無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)が、ACK付データパケットを、クラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)並びにクラスタ5に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)を経由して、クラスタ3に属する無線ルートノード装置(3.3.0)に送信し、これを受信する。
この場合、無線ルートノード装置(3.3.0)は、ACK付データ要求パケットの中のリクエストコード情報を指定し、必要なデータを取得するように構成される。また、送信先となる無線ノード装置(3.4.0)は、ACK付データ要求パケットのリクエストコード情報を参照して、指定された種別のデータをACK付データパケットに格納して送信するように構成される。
本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成について図を用いて説明する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2のリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報・経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第1の受信プログラムを実行して、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット解析プログラムを実行して、受信したパケットを解析し、パケット種別情報、送信元アドレスや送信先アドレス、リクエストコード情報、ACK情報、データなどを「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット作成プログラムを実行して、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、リクエストコード情報、ACK情報などに基づき、パケットを作成する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第1の送信プログラムを実行して、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする。
図11は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合の処理の流れを示す図である。図に示されるように、第1の受信ステップS1101と、パケット解析ステップS1102と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS1103と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS1104と、パケット作成ステップS1105と、第1の送信ステップS1106とからなる処理方法である。これらの処理方法は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置に対してユニキャストでデータ要求パケットを送信する第1の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第1の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムによって実行されるものである。
以上により、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置に対してユニキャストでデータ要求パケットを送信する第1の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第1の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第1の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供することができる。
<実施形態2 概要>
本実施形態は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでデータ要求パケットを送信する第2の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第2の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供する。また、それを実現するため、コンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法、並びに、計算機である無線メッシュネットワークシステムに読み取り実行可能に記述した無線メッシュネットワークシステムの動作プログラムを提供する。
図12は、実施形態2における無線メッシュネットワークシステムの機能的構成を示す図である。本実施形態では、無線ノード装置が、第2の受信部と、パケット解析部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部と、パケット作成部と、第2の送信部とを備えている。
「第2の受信部」1201は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを受信する機能を有するように構成される。ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
「パケット解析部」1202は、他の無線ノード装置から送られてきたパケットを解析する機能を有するように構成される。一般的に、パケットは、ヘッダー部とペイロード部から構成され、それらの中に様々な情報やデータが格納されている。それらの中にどのような情報やデータが含まれているかを解析し、調べる役割を「パケット解析部」1202は担っている。
図13は、実施形態2におけるパケットの構成の一例を示す図である。この図に示されるように、ヘッダー情報には、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、リクエストコード情報、ACK情報などが含まれる。
パケット種別情報は、そのパケットがどのようなものであるかを示す情報であり、例えば、「000」の場合は、ACK付データ要求パケットを表し、「001」の場合は、ACK付データパケットを表すようにしてもよい。
また、リクエストコード情報は、0~7の値を取り、それぞれの値が意味する種別のデータを取得するように構成される。例えば、各無線ノード装置と工場などの工作機械に設置した各種センサとを電気的に接続し、温度、モーター回転数、振動数、電圧、電流、気温、湿度、照度などを収集して、工作機械の稼働状況や周囲の環境をリアルタイムで計測する場合を考える。この場合、例えば、リクエストコード情報が「0」の場合は「温度」を表し、リクエストコード情報が「1」の場合は「モーター回転数」を表し、リクエストコード情報が「2」の場合は「振動数」を表すといったように構成されることが望ましい。
また、ACK情報は、クラスタを構成する最大32個の無線ノード装置に対応して、32ビットが割り当てられている。即ち、ノードIDが1の無線ノード装置がACKを返す場合には、このACK情報のノードIDが1に対応する部分に「ACK(1)」(肯定応答)が入ることとなる。ノードIDが1の無線ノード装置に不具合があって正常に動作していない場合には、このACK情報の対応する部分に「NAK(0)」(否定応答)が入ることとなる。
また、「パケット解析部」1202は、送られてきたパケットのヘッダー情報から送信先アドレスを抽出して自身の無線ノード装置宛のパケットであるか否かを判断する機能も有するように構成される。自身の無線ノード装置宛のパケットであると判断した場合には、パケット種別情報などを参照して、次の動作に進む。なお、自身宛に送られてきたものでないと判断した場合には、リンク品質情報・経路情報記憶部を参照して、次の無線ノード装置に転送する。
例えば、ネットワークIDが1で、クラスタIDが1で、ノードIDが1の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)と設定される。また、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定される。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定すればよい。
なお、ACK付データパケットを受信する場合には、ペイロード部において、各無線ノード装置に対応する位置に、リクエストコード情報によって特定された種別のデータが格納されてくるように構成されることが好ましい。
なお、1つの無線ノード装置につき、格納されるデータ量は最大10バイト程度であることが好ましい。
ここで、ACKとは、「Acknowledgement」(肯定応答)の略語であり、一般的に通信分野では良く使われる技術用語である。二者間の通信で、相手方に何らかの肯定的な応答を返す際に送られる信号やデータ、パケットなどのことをさす。「接続要求を受理した」「データが正しく受信できた」といった内容を伝達するために用いられる。一方、二者間の通信において、受信側で失敗や拒否など否定的応答を表すNAK(Negative ACK)(否定応答)などが用いられることも多い。
「第1のリンク品質情報・経路情報記憶部」1203は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報や経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
「第2のリンク品質情報・経路情報記憶部」1204は、クラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイ装置間のリンク品質情報・経路情報を記憶する機能を有するように構成される。例えば、上述した図3や図4のような情報を記憶するようにしてもよい。また、例えば、リンク品質情報及び経路情報は、各無線ノード装置から定期的(例えば、起動時には5秒間に1回の頻度で、安定稼働時には30秒間に1回の頻度で発行されるようにしてもよい)に送信されるビーコン信号により、記憶・更新されるようにしてもよいし、実際に、他の無線ノード装置と通信を行った際のリンク品質情報や経路情報を参照して、記憶・更新されるように構成してもよい。
「パケット作成部」1205は、自身が送信元となってパケットを他の無線ノード装置に送るときに、パケットを作成する機能を有するように構成される。この場合、送信元アドレスは自身のアドレス、例えば、(1.1.1)を設定する。また、パケット種別情報を設定することにより、例えば、「000」の場合は、ACK付データ要求パケットを表し、「001」の場合は、ACK付データパケットを表すようにしてもよい。
ここで、宛先が複数の場合には、送信先アドレスは、例えば、(1.1.1)(1.1.2)(1.1.3)と設定してもよい。更に、クラスタ内の全ての無線ノード装置を宛先とする場合には、送信先アドレスは(1.1.X)と設定してもよい。
また、リクエストコード情報は、0~7の値を取り、それぞれの値が意味する種別のデータを取得するように構成される。例えば、各無線ノード装置と工場などの工作機械に設置した各種センサとを電気的に接続し、温度、モーター回転数、振動数、電圧、電流、気温、湿度、照度などを収集して、工作機械の稼働状況や周囲の環境をリアルタイムで計測する場合を考える。この場合、例えば、リクエストコード情報が「0」の場合は「温度」を表し、リクエストコード情報が「1」の場合は「モーター回転数」を表し、リクエストコード情報が「2」の場合は「振動数」を表すといったように構成されることが望ましい。
また、リクエストコード情報は予め無線メッシュネットワークシステムを構築する際に設定するようにしてもよいし、無線メッシュネットワークシステムと接続される外部機器(例えばPCなど)からリクエストコード情報を設定するようにしてもよい。
「第2の送信部」1206は、第1のリンク品質情報及び経路情報記憶部1203並びに第2のリンク品質情報・経路情報記憶部1204に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする機能を有するように構成される。
ここで、本件発明では、基本的に2.4GHz帯の無線周波数を利用するように構成されているが、図示していないアンテナなどを変えることにより、他の無線帯域で動作させるように構成することも可能である。
図14は実施形態2の無線メッシュネットワークシステムにおける動作の一例を示す図である。
前提として、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)が、クラスタ4の3つの無線ノード装置(3.4.0)(3.4.1)(3.4.6)に対してマルチキャストでACK付データ要求パケットを送信する場合を考える。
この場合、まず、第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報・経路情報に基づいて、クラスタ3に属する無線ゲートウェイノード装置(3.3.0)が、クラスタ0に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)並びにクラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)を経由して、クラスタ4内の無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)にACK付データ要求パケットを送信する。
次に、クラスタ4に属する無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)は、同じクラスタ内の無線ノード装置(3.4.0)(3.4.1)(3.4.6)に対して、ACK付データ要求パケットを送信する。これに応答して、無線ノード装置(3.4.0)(3.4.1)(3.4.6)は、それぞれACK付データパケットを無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)に対して送信する。この場合、3つの無線ノード装置が同じ宛先に対してACK付データパケットを送信するため、キャリアセンス技術等を利用して、送信するタイミングを調整した上で、送信するようにすることが好ましい。
その後、無線ゲートウェイノード装置(3.4.10)が、ACK付データパケットを、クラスタ2に属する無線ゲートウェイノード装置(3.2.2)並びにクラスタ5に属する無線ゲートウェイノード装置(3.0.5)を経由して、クラスタ3に属する無線ルートノード装置(3.3.0)に送信し、これを受信する。
この場合、無線ルートノード装置(3.3.0)は、ACK付データ要求パケットの中のリクエストコード情報を指定し、必要なデータを取得するように構成される。また、送信先となる無線ノード装置(3.4.0)(3.4.1)(3.4.6)は、それぞれACK付データ要求パケットのリクエストコード情報を参照して、指定された種別のデータをACK付データパケットに格納して送信するように構成される。
本実施形態における無線メッシュネットワークシステムのハードウェア構成について図を用いて説明する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2のリンク品質情報・経路情報記憶プログラムを実行して、クラスタ内の無線ノード装置間のリンク品質情報・経路情報並びに無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報・経路情報を「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2の受信プログラムを実行して、他の無線ノード装置から送られてくるパケットを受信する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット解析プログラムを実行して、受信したパケットを解析し、パケット種別情報、送信元アドレスや送信先アドレス、リクエストコード情報、ACK情報、データなどを「揮発RAM(SRAM)」や「不揮発ROM(フラッシュメモリ)」に格納する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されているパケット作成プログラムを実行して、パケット種別情報、送信元アドレス、送信先アドレス、リクエストコード情報、ACK情報などに基づき、パケットを作成する。
また、「揮発RAM(SRAM)」に格納されている第2の送信プログラムを実行して、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に送信したり、自身で作成したパケットを他の無線ノード装置に送信したりする。
図16は、本実施形態における無線メッシュネットワークシステムを利用した場合の処理の流れを示す図である。図に示されるように、第2の受信ステップS1601と、パケット解析ステップS1602と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS1603と、第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップS1604と、パケット作成ステップS1605と、第2の送信ステップS1606とからなる処理方法である。これらの処理方法は、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでデータ要求パケットを送信する第2の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第2の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムによって実行されるものである。
以上により、パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、各無線ノード装置は、当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、各無線ゲートウェイノード装置は、当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部を有し、無線ルートノード装置は、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでデータ要求パケットを送信する第2の送信部と、第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、第2の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第2の受信部と、を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステムを提供することができる。
第1の受信部:701
第2の受信部:1201
パケット解析部:702、1202
第1のリンク品質情報・経路情報記憶部:703、1203
第2のリンク品質情報・経路情報記憶部:704、1204
パケット作成部:705、1205
第1の送信部:706
第2の送信部:1206
Claims (6)
- パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部と、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする第1の送信部と、
を有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部と、
前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置又は他の無線ゲートウェイノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置又は無線ゲートウェイノード装置に対して送信したりする第1の送信部と、
を有し、
前記無線ルートノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置に対してユニキャストでデータ要求パケットを送信する第1の送信部と、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第1の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第1の受信部と、
を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステム。 - パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムであって、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶部と、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする第2の送信部と、
を有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶部と、
前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置又は他の無線ゲートウェイノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置又は無線ゲートウェイノード装置に対して送信したりする第2の送信部と、
を有し、
前記無線ルートノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでデータ要求パケットを送信する第2の送信部と、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶部又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶部に記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第2の送信部で送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第2の受信部と、
を有することを特徴とする無線メッシュネットワークシステム。 - パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法であって、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする第1の送信ステップと、
を有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置又は他の無線ゲートウェイノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置又は無線ゲートウェイノード装置に対して送信したりする第1の送信ステップと、
を有し、
前記無線ルートノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置に対してユニキャストでデータ要求パケットを送信する第1の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第1の送信ステップで送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第1の受信ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法。 - パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成されるコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法であって、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記各無線ノード装置は、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする第2の送信ステップと、
を有し、
前記各無線ゲートウェイノード装置は、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置又は他の無線ゲートウェイ装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置又は無線ゲートウェイ装置に対して送信したりする第2の送信ステップと、
を有し、
前記無線ルートノード装置は、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでデータ要求パケットを送信する第2の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第2の送信ステップで送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第2の受信ステップと、
を有することを特徴とするコンピュータである無線メッシュネットワークシステムの動作方法。 - パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおける無線ノード装置のコンピュータを動作させるプログラムであって、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記無線ノード装置に、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする第1の送信ステップと、
を実行させ、
さらに無線ノード装置が無線ゲートウェイノード装置として機能する場合には、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置又は他の無線ゲートウェイノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置又は無線ゲートウェイノード装置に対して送信したりする第1の送信ステップと、
を実行させ、
さらに無線ノード装置が無線ルートノード装置として機能する場合には、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置に対してユニキャストでデータ要求パケットを送信する第1の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第1の送信ステップで送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の1つの無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第1の受信ステップと、を実行させる、ことを特徴とするプログラム。 - パケットを送受信可能な少なくとも1以上の無線ノード装置を含み、少なくとも1以上のクラスタから成る少なくとも1つのネットワークで構成される無線メッシュネットワークシステムにおける無線ノード装置のコンピュータを動作させるプログラムであって、
前記クラスタ内の無線ノード装置のうちの1つの無線ノード装置が、無線ゲートウェイノード装置として機能すると共に、前記ネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置のうちの1つが、無線ルートノード装置として機能し、
前記無線ノード装置に、
当該無線ノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置に対して送信したりする第2の送信ステップと、
を実行させ、
さらに無線ノード装置が無線ゲートウェイノード装置として機能する場合には、
当該無線ゲートウェイノード装置が属するクラスタ内の全ての無線ノード装置間及びネットワーク内の無線ゲートウェイノード装置間のリンク品質情報及び経路情報を記憶する第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップと、
前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、自身宛ではないパケットを他の無線ノード装置又は他の無線ゲートウェイノード装置に転送したり、自ら作成したパケットを所定の送信先アドレスで指定された無線ノード装置又は無線ゲートウェイノード装置に対して送信したりする第2の送信ステップと、
を実行させ、
さらに無線ノード装置が無線ルートノード装置として機能する場合には、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置に対してマルチキャストでデータ要求パケットを送信する第2の送信ステップと、
前記第1のリンク品質情報・経路情報記憶ステップ又は/及び前記第2のリンク品質情報・経路情報記憶ステップで記憶されたリンク品質情報及び経路情報に基づいて、前記第2の送信ステップで送信されたデータ要求パケットに応答して、送信先であるクラスタ内の所定の複数の無線ノード装置からACK付データパケットを受信する第2の受信ステップと、
を実行させる、ことを特徴とするプログラム。
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