JPWO2016147267A1 - 制御装置、制御プログラム、及びセンサノード - Google Patents
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Abstract
Description
[無線センサネットワークシステムの概要]
図1〜4は、実施例1の無線センサネットワークシステムの説明に供する図である。図1〜4では、図1,2,3,4の順番で無線センサネットワークシステムが構築される手順が示されている。
図5は、実施例1のサーバの一例を示すブロック図である。図5において、サーバ10は、インタフェース(IF)部11と、プロセッサ12と、メモリ13とを有する。プロセッサ12の一例としては、CPU、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等が挙げられる。また、メモリ13の一例としては、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等のRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等が挙げられる。プロセッサ12によって実行される各種処理機能は、当該各種処理機能に対応するプログラムがメモリ13に記録され、各プログラムがプロセッサ12で実行されることによって実現される。
図8は、実施例1のセンサノードの一例を示すブロック図である。図8において、センサノード50は、環境発電部51と、バッテリ52と、センサ53と、プロセッサ54と、無線部55と、メモリ56とを有する。プロセッサ54の一例としては、CPU、DSP(Digital Signal Processor)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等が挙げられる。また、メモリ56の一例としては、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory)等のRAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ等が挙げられる。プロセッサ54によって実行される各種処理機能は、当該各種処理機能に対応するプログラムがメモリ56に記録され、各プログラムがプロセッサ54で実行されることによって実現される。
以上の構成を有する無線センサネットワークシステム1の処理動作の一例について説明する。ここでは、主に、センサノード50の処理動作の一例について説明する。図10〜図13は、実施例1のセンサノードの処理動作の一例を示すフローチャートである。図10〜図13に示される処理フローは、例えば、無線センサネットワークシステム1の運用開始前、又は、サーバ10からゲートウェイ30及びセンサノード50−1〜7に対して、所定の時間間隔で「ネットワーク構築(再構築)命令信号」が送信される毎に実行される。
実施例2は、キャリブレーション基準値を算出する際に用いる「使用対象センシング値」から、「異常値(つまり、「外れ値」)」と判定されるセンシング値を除外するとともに、除外されたセンシング値に対応するセンサノードを「中継特化ノード」とする、実施例に関する。なお、実施例2のサーバ及びセンサノードの基本構成は、実施例1のサーバ10及びセンサノード50と同じなので、図5及び図8を用いて説明する。
実施例2のセンサノード50において、プロセッサ54は、実施例1と同様に、「親ノードモード」において、送信した「送信指示信号」に応じて子ノードから送信されたセンシング値を受信すると、自センサノードが中継ノードとなる部分クラスタにおける「センシング値平均」を算出する。そして、プロセッサ54は、算出した「センシング値平均」に加えて、自センサノード及び自センサノードの子ノードのそれぞれのセンシング値を、自センサノードの親ノードを介してサーバ10へ送信する。
実施例2のサーバ10において、プロセッサ12は、各部分クラスタの中継ノードから送信されてきた、部分クラスタの識別情報(つまり、親ノード識別情報)及び当該親ノードのセンシング値と、当該部分クラスタに含まれる子ノードの識別情報及び各子ノードのセンシング値と、当該部分クラスタのセンシング値平均とを対応付けた「第2の対応テーブル」をメモリ13に記憶させる。
10 サーバ
11 インタフェース部
12,54 プロセッサ
13,56 メモリ
30 ゲートウェイ
50 センサノード
51 環境発電部
52 バッテリ
53 センサ
55 無線部
Claims (7)
- 各センサノードがセンサと無線部とを有し且つマルチホップ通信が可能なセンサノード群における、センシング値のキャリブレーションを制御する制御装置であって、
メモリと、
前記メモリに接続されたプロセッサと、
を具備し、
前記プロセッサは、
前記センサノード群を、各クラスタが中継ノードと無線通信を行う子ノードを有する部分クラスタを少なくとも1つ含む複数のクラスタに分け、
各部分クラスタの中継ノードから、前記各部分クラスタにおけるセンシング値の平均値を収集し、
前記収集した各部分クラスタの平均値から、各クラスタのキャリブレーション基準値を算出し、
前記算出した各クラスタのキャリブレーション基準値を、前記各クラスタへ通知する、
ことを特徴とする制御装置。 - 前記プロセッサは、第1のクラスタに複数の部分クラスタが含まれる場合、前記複数の部分クラスタにそれぞれ対応する複数の平均値を各部分クラスタに含まれるセンサノードの個数で加重平均することにより、前記第1のクラスタのキャリブレーション基準値を算出する、
ことを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 前記プロセッサは、各部分クラスタに含まれる各センサノードのセンシング値をさらに収集し、
第1のクラスタについて収集したセンシング値に外れ値が存在する場合、前記外れ値に対応するセンシング値を除外して、前記第1のクラスタのキャリブレーション基準値を算出する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の制御装置。 - 前記プロセッサは、前記外れ値に対応する第1のセンサノードを、前記第1のセンサノード自身のセンシング値を送信せず且つ前記第1のセンサノードのセンシング値を転送するモードへ移行させる、
ことを特徴とする請求項3に記載の制御装置。 - 各センサノードがセンサと無線部とを有し且つマルチホップ通信が可能なセンサノード群における、センシング値のキャリブレーションを制御する制御装置に、
前記センサノード群を、各クラスタが中継ノードと無線通信を行う子ノードを有する部分クラスタを少なくとも1つ含む複数のクラスタに分け、
各部分クラスタの中継ノードから前記各部分クラスタにおけるセンシング値の平均値を収集し、
前記収集した各部分クラスタの平均値から各クラスタのキャリブレーション基準値を算出し、
前記算出したキャリブレーション基準値を、前記マルチホップ通信を介して前記各クラスタへ通知する、
処理を実行させることを特徴とする制御プログラム。 - センサと無線部とを有し且つマルチホップ通信が可能なセンサノードであって、
メモリと、
前記メモリに接続されたプロセッサと、
を具備し、
前記プロセッサは、
親ノードモードへの切替指示信号を受信した場合、自ノードの周辺に存在する他のセンサノードから送信されたビーコンを受信し、前記受信したビーコンの送信元ノードを自ノードの子ノードとして受け入れ、前記子ノードに対して、センシング値の第1の送信指示信号を送信し、
前記送信した第1の送信指示信号に応じて前記子ノードからセンシング値を受け取った場合、自ノードのセンシング値と前記子ノードのセンシング値とを平均することにより、自ノード及び前記子ノードを含む部分クラスタのセンシング値平均を算出し、前記算出したセンシング値平均を、前記マルチホップ通信を介して制御装置へ送信するとともに、親ノードモードへの切替指示信号を前記子ノードへ送信し、
センシング値の第2の送信指示信号を受信した場合、自ノードのセンシング値を前記第2の送信指示信号の送信元ノードへ送信する、
ことを特徴とするセンサノード。 - 前記プロセッサは、自ノードを含むクラスタのキャリブレーション基準値を受信した場合、自ノードのセンシング値を、前記キャリブレーション基準値を用いて校正する、
ことを特徴とする請求項6に記載のセンサノード。
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