JPWO2019069690A1 - 無線センサシステム、無線端末装置、中継装置、通信制御方法および通信制御プログラム - Google Patents

無線センサシステム、無線端末装置、中継装置、通信制御方法および通信制御プログラム Download PDF

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Abstract

無線センサシステムは、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備え、前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信し、前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する。

Description

本発明は、無線センサシステム、無線端末装置、中継装置、通信制御方法および通信制御プログラムに関する。
この出願は、２０１７年１０月６日に出願された日本出願特願２０１７−１９５９７５号を基礎とする優先権を主張し、その開示のすべてをここに取り込む。
”ウィキペディア”、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２９年８月１６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／アドホック〉（非特許文献１）には、無線アドホックネットワークについて記載されている。すなわち、携帯電話等で用いられる移動体通信では、無線基地局装置、および、無線基地局装置間を繋ぐ固定網などの基盤設備が必須である。一方、無線アドホックネットワークでは、各無線端末装置が自律的にルーティングを行い、マルチホップ通信を行う。無線アドホックネットワークに固定ネットワークは不要であり、本質的にインフラレスである。したがって、ネットワークを構築したい環境に無線端末装置を散布し、無線端末装置が寄り集まる状態にするだけで、ネットワークを即席的に構築することが可能である。
特開２０１５−５３５９３号公報
"ウィキペディア"、［ｏｎｌｉｎｅ］、［平成２９年８月１６日検索］、インターネット〈ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｊａ．ｗｉｋｉｐｅｄｉａ．ｏｒｇ／アドホック〉
（１）本開示の無線センサシステムは、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備え、前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信し、前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する。
（１３）本開示の無線端末装置は、無線端末装置であって、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを作成する作成部と、前記データを含む無線信号を片方向通信により送信する送信部とを備え、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置から受信した前記データを中継する中継装置が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
（１４）本開示の中継装置は、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータであって片方向通信によって無線端末装置から送信されたデータを受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記データを含む無線信号を他の装置へ送信する送信部とを備え、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置が送信する前記データを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
（１５）本開示の通信制御方法は、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備える無線センサシステムにおける通信制御方法であって、前記無線端末装置が、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信するステップと、前記中継装置が、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信するステップとを含む。
（１６）本開示の通信制御プログラムは、無線端末装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを作成する作成部と、前記データを含む無線信号を片方向通信により送信する送信部、として機能させるためのプログラムであり、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置から受信した前記データを中継する中継装置が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
（１７）本開示の通信制御プログラムは、中継装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータであって片方向通信によって無線端末装置から送信されたデータを受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記データを含む無線信号を他の装置へ送信する送信部、として機能させるためのプログラムであり、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置が送信する前記データを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える無線センサシステムとして実現され得るだけでなく、無線センサシステムの一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える無線端末装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現され得る。また、本開示の一態様は、無線端末装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
また、本開示の一態様は、このような特徴的な処理部を備える中継装置として実現され得るだけでなく、かかる特徴的な処理をステップとする方法として実現され得る。また、本開示の一態様は、中継装置の一部または全部を実現する半導体集積回路として実現され得る。
図１は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムの構成を示す図である。 図２は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおいて発生する干渉を説明するための図である。 図３は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置がセンサデータを送信するスケジュールの一例を示す図である。 図４は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールの構成を示す図である。 図５は、本発明の実施の形態に係るセンサモジュールにおけるデータ作成部が作成するロングセンサデータの一例を示す図である。 図６は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置におけるデータ作成部が作成するロングセンサデータの一例を示す図である。 図７は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置によるセンサデータの送信シーケンスの一例を示す図である。 図８は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置がセンサデータを送信するタイミングの一例を示す図である。 図９は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置の構成を示す図である。 図１０は、本発明の実施の形態に係る中継装置における上位側通信処理部が作成する集約データの一例を示す図である。 図１１は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールおよび中継装置の配置の一例を示す図である。 図１２は、図１１に示す配置におけるセンサデータの受信状況の一例を示す図である。 図１３は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールおよび中継装置の配置の一例を示す図である。 図１４は、図１３に示す配置におけるセンサデータの受信状況の一例を示す図である。 図１５は、図１３に示す配置において発生する干渉を説明するための図である。 図１６は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 図１７は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の他の例を示す図である。 図１８は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける無線端末装置がセンサデータを送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。 図１９は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置がセンサデータを中継する際の動作手順を定めたフローチャートである。
［本開示が解決しようとする課題］
無線アドホックネットワークを介して通信装置間でパケットがやり取りされる場合、パケットは、パケットの中継を行う１または複数の中継装置を経由する伝送経路を通って通信装置間を伝送される。
このようなマルチホップ通信は、無線アドホックネットワークに限らず、有線のネットワークにおいても用いられ、たとえば電力計測のスマートメータ等の単一のアプリケーションに利用されることが多い。
これに対して、今後利用が進むと予想されるＭ２Ｍ（Ｍａｃｈｉｎｅ ｔｏ Ｍａｃｈｉｎｅ）システムにおいて、センサによる計測結果を管理装置が集約する構成が考えられる。このような構成では、無線端末装置から送信されたパケットが、１または複数の中継装置を経由して管理装置へ伝送される。
たとえば、無線端末装置および中継装置を多数設ける場合、無線通信装置および中継装置間における電波干渉によりデータのロスが増加する。このような干渉の原因を突き止めて干渉を除去することが求められるが、原因を突き止めるためには入念な調査を行う必要があり、多大な手間がかかってしまう。無線通信ネットワークにおいて無線端末装置および中継装置を多数設けても、データを良好に伝送することが可能な技術が求められる。
本開示は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することが可能な無線センサシステム、無線端末装置、中継装置、通信制御方法および通信制御プログラムを提供することである。
［本開示の効果］
本開示によれば、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
［本願発明の実施形態の説明］
最初に、本発明の実施形態の内容を列記して説明する。
（１）本発明の実施の形態に係る無線センサシステムは、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備え、前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信し、前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する。
このように、無線端末装置が無線信号の送信に用いる第１の周波数帯と、中継装置が無線信号の送信に用いる第２の周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置が片方向通信であるので無線端末装置および中継装置間の時刻同期が困難なために時分割多元接続を使用できない無線センサシステムにおいても、中継装置および無線端末装置間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置および中継装置を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
（２）好ましくは、前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含むデータを、前記中継装置による前記データの送信周期内において複数送信する。
第１の周波数帯と第２の周波数帯とが異なる構成であっても、たとえば、中継装置が送信する無線信号には、第１の周波数帯の成分が含まれることがある。このような場合、中継装置は、自己が無線信号を送信している期間において無線端末装置からの無線信号を受信しても、無線端末装置からの無線信号の受信に失敗する。上記の構成により、無線端末装置からの複数のデータの受信を干渉によりすべて失敗する可能性を低下させることができるので、センサ情報の欠損を防ぐことができる。
（３）好ましくは、前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含む複数のデータを、前記中継装置による前記データの送信時間以上あけて送信する。
第１の周波数帯と第２の周波数帯とが異なる構成であっても、たとえば、中継装置が送信する無線信号には、第１の周波数帯の成分が含まれることがある。このような場合、中継装置は、自己が無線信号を送信している期間において無線端末装置からの無線信号を受信しても、無線端末装置からの無線信号の受信に失敗する。上記の構成により、無線端末装置からの複数のデータの受信を連続して失敗する可能性を低下させることができるので、センサ情報の欠損を防ぐことができる。
（４）より好ましくは、前記中継装置は、複数の前記無線端末装置から受信した前記データをまとめて送信可能であり、前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含む複数のデータを、前記中継装置によってまとめられた各前記データの送信時間以上あけて送信する。
このように、複数の無線端末装置から受信したデータをまとめて送信することにより通信量を削減可能な構成において、無線端末装置からの複数のデータの受信を連続して失敗する可能性を低下させることができるので、センサ情報の欠損を防ぐことができる。
（５）より好ましくは、前記送信周期は可変であり、前記無線端末装置は、同じ内容のセンサ情報を含むデータを、前記送信周期の最小値以内において複数送信する。
このような構成により、無線端末装置は、同じ内容のセンサ情報を含むデータを、上記送信周期内において少なくとも２回送信することができるので、中継装置が、無線端末装置からの複数のデータの受信を干渉によりすべて失敗する可能性をより低下させることができる。
（６）より好ましくは、前記無線端末装置は、第１の送信回において複数送信した前記データのうちの前記センサ情報以外のデータの一部または全部を削除したデータであって、新たな前記センサ情報を含むデータを、前記第１の送信回より後の第２の送信回において複数送信する。
このような構成により、第２の送信回において送信されるデータ量を減らすことができるので、無線端末装置における消費電力を抑制することができる。また、無線センサシステムにおける各装置の送信期間を短くすることができるので、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
（７）好ましくは、複数の前記中継装置が、同じ前記無線端末装置から送信される前記無線信号を受信可能であり、各前記中継装置は、前記データを含む無線信号を時間的に互いに重複して送信しないように設定される。
同じ無線端末装置から送信される無線信号を受信可能な複数の中継装置は、互いの距離が短いため、中継装置間において干渉が発生する可能性が高い。上記の構成により、上記複数の中継装置間において干渉が発生することを防ぐことができるので、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
（８）より好ましくは、前記中継装置は、他の前記中継装置が前記無線信号を送信中であるか否かを判定可能であり、かつ前記無線端末装置から送信される前記無線信号を受信中であるか否かを判定可能であり、前記無線端末装置は、他の前記無線端末装置が前記無線信号を送信中であるか否かを判定可能である。
無線端末装置に、中継装置が無線信号を送信中であるか否かを判定可能な機能を保持させる場合、コストがかかってしまう。上記の構成により、たとえば、中継装置が、複数の無線端末装置からデータをそれぞれ受信する場合において、すべてのデータの受信に成功する可能性を高めることができる。また、たとえば、複数の中継装置が、１つの無線端末装置からのデータを同時に受信する場合において、すべての中継装置においてデータの受信に成功する可能性を高めることができる。
（９）より好ましくは、前記無線信号を受信できる前記中継装置が１つである前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含むデータを、前記中継装置による前記データの送信周期内において複数送信する。
このような構成により、同じ内容のセンサ情報を含むデータを上記送信周期内において複数送信する機能を無線端末装置が有しているか否かに応じて、中継装置を１つ配置したり、複数配置したりすることで、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
（１０）好ましくは、前記中継装置は、前記データを他の前記中継装置または前記管理装置へ再送可能である。
このような構成により、無線センサシステムにおいて、上記データをより確実に伝送することができる。
（１１）好ましくは、前記中継装置は、所定条件を満たす場合、前記データを間引いて送信する。
このような構成により、中継装置の送信期間を短くすることができるので、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
（１２）好ましくは、前記中継装置は、複数のアンテナを含み、各前記アンテナにおいて前記データを受信可能である。
このように、中継装置が複数のアンテナでデータを受信可能な構成により、無線端末装置および中継装置の送信周波数の設定と組み合わせると、無線端末装置の通信が片方向通信であることからデータロスが起こりやすいという弱点を効果的に補うことができる。このため、中継装置の数が増えるほど、無線センサシステム全体として無線信号の受信性能が向上し、データをより確実に伝送することができる。
（１３）本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、無線端末装置であって、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを作成する作成部と、前記データを含む無線信号を片方向通信により送信する送信部とを備え、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置から受信した前記データを中継する中継装置が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
このように、送信部が無線信号の送信に用いる周波数帯と、中継装置が無線信号の送信に用いる周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置が片方向通信であるので無線端末装置および中継装置間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステムにおいても、中継装置および無線端末装置間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置および中継装置を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
（１４）本発明の実施の形態に係る中継装置は、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータであって片方向通信によって無線端末装置から送信されたデータを受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記データを含む無線信号を他の装置へ送信する送信部とを備え、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置が送信する前記データを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
このように、送信部が無線信号の送信に用いる周波数帯と、無線端末装置が無線信号の送信に用いる周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置が片方向通信であるので無線端末装置および中継装置間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステムにおいても、中継装置および無線端末装置間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置および中継装置を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
（１５）本発明の実施の形態に係る通信制御方法は、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備える無線センサシステムにおける通信制御方法であって、前記無線端末装置が、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信するステップと、前記中継装置が、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信するステップとを含む。
このように、無線端末装置が無線信号の送信に用いる第１の周波数帯と、中継装置が無線信号の送信に用いる第２の周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置が片方向通信であるので無線端末装置および中継装置間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステムにおいても、中継装置および無線端末装置間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置および中継装置を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
（１６）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、無線端末装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを作成する作成部と、前記データを含む無線信号を片方向通信により送信する送信部、として機能させるためのプログラムであり、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置から受信した前記データを中継する中継装置が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
このように、送信部が無線信号の送信に用いる周波数帯と、中継装置が無線信号の送信に用いる周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置が片方向通信であるので無線端末装置および中継装置間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステムにおいても、中継装置および無線端末装置間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置および中継装置を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
（１７）本発明の実施の形態に係る通信制御プログラムは、中継装置において用いられる通信制御プログラムであって、コンピュータを、センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータであって片方向通信によって無線端末装置から送信されたデータを受信する受信部と、前記受信部によって受信された前記データを含む無線信号を他の装置へ送信する送信部、として機能させるためのプログラムであり、前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置が送信する前記データを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
このように、送信部が無線信号の送信に用いる周波数帯と、無線端末装置が無線信号の送信に用いる周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置が片方向通信であるので無線端末装置および中継装置間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステムにおいても、中継装置および無線端末装置間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置および中継装置を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。また、以下に記載する実施の形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。
［構成および基本動作］
図１は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムの構成を示す図である。
図１を参照して、無線センサシステム３０１は、複数のセンサモジュール１と、複数の中継装置１５１と、管理装置１６１とを備える。
なお、無線センサシステム３０１は、複数のセンサモジュール１を備える構成に限らず、１つのセンサモジュール１を備える構成であってもよい。また、無線センサシステム３０１は、複数の中継装置１５１を備える構成に限らず、１つの中継装置１５１を備える構成であってもよい。
中継装置１５１は、たとえばアクセスポイントである。管理装置１６１は、たとえばサーバである。
センサモジュール１は、たとえば電池によって動作する。中継装置１５１および管理装置１６１は、たとえば系統からの電力によって動作する。
無線センサシステム３０１では、複数の中継装置１５１は、センサモジュール１から管理装置１６１へ伝送される情報を中継する。
センサモジュール１および中継装置１５１間の通信は、片方向の無線通信により行われる。中継装置１５１間の通信は、無線によるマルチホップ通信により行われる。
管理装置１６１および中継装置１５１間の通信は、たとえば有線通信により行われる。なお、管理装置１６１および中継装置１５１間の通信は、無線通信により行われてもよい。
たとえば、無線センサシステム３０１がＭ２Ｍシステムに用いられる場合、複数の中継装置１５１は、センサを含むセンサモジュール１の計測結果を示すセンサ情報を中継して管理装置１６１へ送信する。
［課題］
図２は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおいて発生する干渉を説明するための図である。
図２を参照して、中継装置１５１である中継装置１５１Ａ，１５１Ｂと、センサモジュール１とが設けられている状況を想定する。
中継装置１５１およびセンサモジュール１は、たとえば９２０メガヘルツ帯の無線信号を用いる。９２０メガヘルツ帯には、たとえば、所定の通信規格により複数のチャネルが設定されている。
この例では、中継装置１５１Ａおよびセンサモジュール１は、互いに異なるチャネルで無線信号を同時に送信している。
より詳細には、中継装置１５１Ａから送信される無線信号ＲＡには、たとえば、中継装置１５１Ｂを宛先とするパケットが含まれる。
センサモジュール１から送信される無線信号ＲＳには、たとえば、中継装置１５１Ａが受信して中継すべきパケットが含まれる。
中継装置１５１Ａから送信される無線信号ＲＡには、たとえば、センサモジュール１の使用するチャネル（以下、端末チャネルとも称する。）の周波数成分が含まれることがある。
中継装置１５１Ａでは、無線信号ＲＡを送信する送信部と無線信号ＲＳを受信する受信部とが近接しているため、無線信号ＲＳに含まれる端末チャネルの成分と無線信号ＲＡに含まれる端末チャネルの成分とが干渉してしまうため、無線信号ＲＳに基づく受信信号を正しく信号処理することが困難となる。
これに対して、たとえば、特許文献１（特開２０１５−５３５９３号公報）に記載されているように、中継装置１５１Ａが無線信号ＲＡを送信するタイムスロットと、センサモジュール１が無線信号ＲＳを送信するタイムスロットとを分ける方法が考えられる。
しかしながら、電池動作を行うセンサモジュール１は、受信機能を持たない単純な構成になっているため、中継装置１５１と時刻同期を行うための処理が困難である。また、高精度のクロックを設けることも困難である。
そこで、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、以下のような構成および動作により、このような課題を解決する。
［中継装置１５１の送信タイミング］
図３は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置がセンサデータを送信するスケジュールの一例を示す図である。
図３を参照して、中継装置１５１は、たとえば、センサモジュール１からセンサデータを受信して、受信したセンサデータに基づいて集約データＡＤを作成する。中継装置１５１は、送信期間Ｔｐにおいて集約データＡＤを他の中継装置１５１または管理装置１６１へ送信する。ここで、センサデータおよび集約データＡＤの詳細については、後述する。
送信期間Ｔｐの長さは、たとえば、最大で２０ミリ秒である。中継装置１５１は、集約データＡＤを２０ミリ秒以内で送信できない場合、送信できなかったデータを次の送信期間Ｔｐにおいて送信する。
たとえば、中継装置１５１によるデータの送信周期は可変である。より詳細には、送信期間Ｔｐの満了タイミングと当該送信期間Ｔｐの次の送信期間Ｔｐの開始タイミングとの間には、待機期間Ｔｉが設けられる。待機期間Ｔｉの長さは、たとえば、２００ミリ秒と２０ミリ秒を上限とするランダムなバックオフ時間との和である。バックオフ時間の詳細については、後述する。
［センサモジュール１の構成］
図４は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールの構成を示す図である。
図４を参照して、センサモジュール１は、センサ２１と、無線端末装置１０１とを備える。無線端末装置１０１は、データ作成部２２と、送信処理部（送信部）２３とを備える。
センサモジュール１におけるセンサ２１は、たとえば、温度、湿度、電流、加速度、ジャイロおよび圧力等の物理量の少なくともいずれか１つを測定し、測定した物理量を示すアナログ信号をデータ作成部２２へ送信する。
また、センサ２１は、たとえば、６４オクテットのサイズを有する固有のＩＤ（以下、ロングセンサＩＤとも称する。）を有する。
図５は、本発明の実施の形態に係るセンサモジュールにおけるデータ作成部が作成するロングセンサデータの一例を示す図である。
図５を参照して、データ作成部２２は、センサ２１による計測結果を示すセンサ情報を含むセンサデータを作成する。
具体的には、データ作成部２２は、センサデータの一例であるロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤを作成する。
より詳細には、データ作成部２２は、センサ２１からアナログ信号を受信して、受信したアナログ信号をＡＤ変換することにより、センサ計測値を生成する。
また、データ作成部２２は、自己の無線端末装置１０１の電源として用いる電池の電圧値を取得する。
データ作成部２２は、対応のセンサ２１のロングセンサＩＤ、自己の無線端末装置１０１におけるソフトウェアのバージョン、シーケンス番号、取得した電池電圧値、および生成したセンサ計測値を含むロングセンサデータＬＳＤを作成する。
図６は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置におけるデータ作成部が作成するショートセンサデータの一例を示す図である。
図６を参照して、データ作成部２２は、対応のセンサ２１のロングセンサＩＤに基づくショートセンサＩＤ、シーケンス番号、および生成したセンサ計測値を含むショートセンサデータＳＳＤを作成する。
ショートセンサＩＤの値は、具体的には、たとえば、上記ロングセンサＩＤの値の下位３オクテットの値である。
以下、ロングセンサＩＤおよびショートセンサＩＤの各々を、センサＩＤとも称する。
ここで、シーケンス番号とセンサ計測値は、対応している。言い換えると、同じシーケンス番号を含むセンサデータには、同じセンサ計測値が含まれる。
図７は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置によるセンサデータの送信シーケンスの一例を示す図である。
図７を参照して、無線端末装置１０１は、たとえば、第１の送信回において複数送信したセンサデータのうちのセンサ情報以外のデータの一部を削除したデータであって、新たなセンサ情報を含むデータを、第１の送信回より後の第２の送信回においてセンサデータとして複数送信する、すなわち連送する。
詳細には、無線端末装置１０１は、１０回の送信回を１シーケンスとして、当該シーケンスを繰り返す。
より詳細には、無線端末装置１０１におけるデータ作成部２２は、たとえば、第１の送信回において、ロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤを作成する。このロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤには、同じシーケンス番号、同じ電池電圧値および同じセンサ計測値が含まれる。また、ショートセンサデータＳＳＤに含まれるショートセンサＩＤの値は、ロングセンサデータＬＳＤに含まれるロングセンサＩＤに基づく値である。
以下、このロングセンサデータＬＳＤとショートセンサデータＳＳＤとの関係を、兄弟関係とも称する。
データ作成部２２は、たとえば、第２の送信回〜第１０の送信回において、２つの同じショートセンサデータＳＳＤを作成する。以下、これら２つのショートセンサデータＳＳＤ間の関係を、双子関係とも称する。
図８は、本発明の実施の形態に係る無線端末装置がセンサデータを送信するタイミングの一例を示す図である。
図８を参照して、無線端末装置１０１は、たとえば、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、中継装置１５１による集約データＡＤの送信周期内、すなわち待機期間Ｔｉ（図３参照）内において複数送信する。
より詳細には、無線端末装置１０１は、たとえば、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、上記送信周期の最小値、ここでは２００ミリ秒以内において２つ送信する。
また、無線端末装置１０１は、たとえば、同じ内容のセンサ情報を含む複数のセンサデータを、中継装置１５１によってまとめられた集約データＡＤの送信時間、すなわち送信期間Ｔｐ（図３参照）の長さ以上あけて送信する。
ここでは、第１の送信回におけるロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤの送信タイミングについて説明するが、第２の送信回〜第１０の送信回における双子関係を有する２つのショートセンサデータＳＳＤの送信タイミングについても同様である。
具体的には、ロングセンサデータＬＳＤの送信開始タイミングからショートセンサデータＳＳＤの送信終了タイミングまでの時間Ｔｔは、２００ミリ秒以内である。
また、ロングセンサデータＬＳＤの送信終了タイミングからショートセンサデータＳＳＤの送信開始タイミングまでの時間Ｔｉｎｔは、送信期間Ｔｐの長さ以上である。
再び図４を参照して、データ作成部２２は、図７および図８に示すタイミングに従ってセンサデータを作成し、作成したセンサデータを送信処理部２３へ出力する。
送信処理部２３は、センサデータを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信する。
また、送信処理部２３は、たとえば、他の無線端末装置１０１が無線信号を送信中であるか否かを判定可能である。
詳細には、送信処理部２３は、たとえば、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Ｃａｒｒｉｅｒ Ｓｅｎｓｅ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ／Ｃｏｌｌｉｓｉｏｎ Ａｖｏｉｄａｎｃｅ）方式に従って、センサデータを含む無線信号を送信する。
より詳細には、送信処理部２３には、９２０メガヘルツ帯における上述の端末チャネルがたとえばユーザによって設定されている。
送信処理部２３は、データ作成部２２からセンサデータを受けると、たとえば、端末チャネルをキャリアセンスする。
送信処理部２３は、キャリアセンスの結果、他のセンサモジュール１が無線信号を送信していないことを確認すると、センサデータを含む無線信号をブロードキャストする。
［中継装置１５１の構成］
図９は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置の構成を示す図である。
図９を参照して、中継装置１５１は、センサ側通信処理部（受信部）４１と、上位側通信処理部（送信部）４２と、記憶部４３とを備える。
中継装置１５１は、無線端末装置１０１から受信したセンサデータを管理装置１６１または他の中継装置１５１へ送信する。
より詳細には、中継装置１５１におけるセンサ側通信処理部４１は、たとえば、センサデータをセンサモジュール１から受信すると、受信時刻を示すタイムスタンプを受信したセンサデータに付して記憶部４３に保存する。
センサ側通信処理部４１は、たとえば、待機期間Ｔｉ（図３参照）では、集約データＡＤを含む無線信号の送信による干渉の影響を受けないので、センサデータを良好に受信して記憶部４３に保存することが可能である。
一方、センサ側通信処理部４１は、たとえば、送信期間Ｔｐ（図３参照）では、上記干渉の影響を受けるため、センサデータの受信に失敗してしまう。
この結果、記憶部４３には、待機期間Ｔｉにおいて受信されたセンサデータが蓄積されている。
図１０は、本発明の実施の形態に係る中継装置における上位側通信処理部が作成する集約データの一例を示す図である。
図１０を参照して、上位側通信処理部４２は、センサ側通信処理部４１によって受信されたセンサデータを含む無線信号を他の装置、ここでは他の中継装置１５１または管理装置１６１へ送信する。
詳細には、上位側通信処理部４２は、たとえば、自己の中継装置１５１が複数の無線端末装置１０１から受信したセンサデータをまとめて送信可能である。
より詳細には、上位側通信処理部４２は、たとえば、図３に示すスケジュールに従って動作する。
上位側通信処理部４２は、たとえば、待機期間Ｔｉにおいて締切タイミングを設定する。締切タイミングは、たとえば、待機期間Ｔｉの開始タイミングと当該開始タイミングから２００ミリ秒経過したタイミングｔｆとの間に設けられる。
締切タイミングは、タイミングｔｆに対して、集約データＡＤの作成に要する時間以上前のタイミングである。
上位側通信処理部４２は、たとえば、締切タイミングが到来すると、センサデータに付されたタイムスタンプを用いて、前回の締切タイミングから当該締切タイミングまでに受信されたセンサデータを記憶部４３から取得する。
たとえば、前回の締切タイミングから今回の締切タイミングまでにおいて、複数の無線端末装置１０１からのセンサデータが受信された場合、上位側通信処理部４２が取得するセンサデータは、複数の無線端末装置１０１からのセンサデータである。
また、たとえば、前回の締切タイミングから今回の締切タイミングまでにおいて、１つの無線端末装置１０１からのセンサデータが受信された場合、上位側通信処理部４２が取得するセンサデータは、１つの無線端末装置１０１からのセンサデータである。
上位側通信処理部４２は、たとえば、所定条件を満たす場合、センサデータを間引いて送信する。
より詳細には、上位側通信処理部４２は、たとえば、取得した各センサデータにおいて、兄弟関係または双子関係を有する２つのセンサデータについては、当該２つのセンサデータのうちのいずれか一方を破棄する。
具体的には、上位側通信処理部４２は、たとえば、双子関係を有する２つのショートセンサデータＳＳＤ（図６参照）については、タイムスタンプを参照することにより、当該２つのショートセンサデータＳＳＤのうち、後の時刻に受信したデータを破棄する。
また、上位側通信処理部４２は、たとえば、兄弟関係を有するロングセンサデータＬＳＤ（図５参照）およびショートセンサデータＳＳＤについては、ショートセンサデータＳＳＤを破棄する。
また、上位側通信処理部４２は、たとえば、破棄せずに残したセンサデータ（以下、選択センサデータとも称する。）において、内容の一部が、前回送信したセンサデータにおける当該一部と比べて変化が小さい場合、当該一部を削除する。
具体的には、上位側通信処理部４２は、たとえば、選択センサデータにおける電池電圧値が、前回送信したセンサデータにおける電池電圧値と比べて変化が小さい場合、選択センサデータにおける電池電圧値を削除する。
また、上位側通信処理部４２は、たとえば、選択センサデータにおけるセンサ計測値が、前回送信したセンサデータにおけるセンサ計測値と比べて変化が小さい場合、選択センサデータにおけるセンサ計測値を削除する。
上位側通信処理部４２は、１または複数の選択センサデータに宛先ＩＤおよび送信元ＩＤを付加することにより、図１０に示す集約データＡＤを作成する。なお、上位側通信処理部４２は、複数の選択センサデータが存在する場合、複数の選択データをまとめて１つの集約データＡＤを作成してもよいし、複数の選択データをそれぞれ含む複数の集約データＡＤを作成してもよい。
上位側通信処理部４２は、センサデータを含む無線信号であって第１の周波数帯とは重複しない、すなわち全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する。
具体的には、上位側通信処理部４２には、９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネル（以下、中継チャネルとも称する。）がたとえばユーザによって設定されている。中継チャネルは、上述の端末チャネルとは異なる。
各中継装置１５１は、たとえば、センサデータを含む無線信号を時間的に互いに重複して送信しないように設定される。
また、中継装置１５１は、たとえば、他の中継装置１５１が無線信号を送信中であるか否かを判定可能であり、かつ無線端末装置１０１から送信される無線信号を受信中であるか否かを判定可能である。
詳細には、上位側通信処理部４２は、たとえば、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従って、集約データＡＤを含む無線信号を送信する。
より詳細には、上位側通信処理部４２は、たとえば、タイミングｔｆ（図３参照）において、中継チャネルをキャリアセンスするとともに、センサ側通信処理部４１に対して端末チャネルのキャリアセンスを行わせ、当該キャリアセンスの結果を取得する。
上位側通信処理部４２は、キャリアセンスの結果、中継チャネルおよび端末チャネルを用いて通信する他の装置が存在しないことを確認すると、上述のバックオフ時間、中継チャネルのキャリアセンス、およびセンサ側通信処理部４１からの端末チャネルのキャリアセンス結果の取得を継続する。
上位側通信処理部４２は、バックオフ時間において、中継チャネルおよび端末チャネルを用いて通信する他の装置が存在しないことを確認すると、宛先ＩＤに設定した装置へ集約データＡＤを送信する。
中継装置１５１は、たとえば、データを他の中継装置１５１または管理装置１６１へ再送可能である。
より詳細には、上位側通信処理部４２は、たとえば、送信した集約データＡＤに対する応答であるＡＣＫを、当該集約データＡＤの送信先の装置から受信できなかった場合、当該集約データＡＤを当該送信先の装置へ再び送信する。
再び図１を参照して、管理装置１６１は、中継装置１５１によって中継された集約データＡＤを受信すると、受信した集約データＡＤに基づいて、センサ計測値および電池電圧値等をセンサＩＤごとにまとめる。
より詳細には、管理装置１６１は、たとえば、集約データＡＤに含まれるセンサデータを、センサＩＤごとかつシーケンス番号ごとに分類する。
管理装置１６１は、たとえば、分類したセンサデータにロングセンサデータＬＳＤが含まれる場合、ロングセンサデータＬＳＤに基づいて、ソフトウェアバージョン、電池電圧値およびセンサ計測値をロングセンサＩＤに対応付けて保存する。
また、管理装置１６１は、たとえば、分類したセンサデータがすべてショートセンサデータＳＳＤである場合、当該ショートセンサデータＳＳＤからショートセンサＩＤおよびセンサ計測値を取得する。
そして、管理装置１６１は、下位３オクテットの値が当該ショートセンサＩＤと同じロングセンサＩＤを含む過去の直近のロングセンサデータＬＳＤからロングセンサＩＤ、ソフトウェアバージョンおよび電池電圧値を取得する。
管理装置１６１は、ロングセンサデータＬＳＤから取得したソフトウェアバージョンおよび電池電圧値、ならびに上記ショートセンサデータＳＳＤから取得したセンサ計測値を、取得したロングセンサＩＤに対応付けて保存する。
［適用例１］
図１１は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールおよび中継装置の配置の一例を示す図である。
図１１を参照して、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂが、互いに通信可能となるように配置されている。中継装置１５１Ａは、センサモジュール１であるセンサモジュール１Ａ，１Ｂ，１Ｃからの無線信号を受信可能なように配置されている。
図１２は、図１１に示す配置におけるセンサデータの受信状況の一例を示す図である。
図１１および図１２を参照して、中継装置１５１Ａは、図３に示すスケジュールに従って、集約データＡＤを中継装置１５１Ｂへ送信する。
センサモジュール１Ａは、ロングセンサデータＬＳＤをブロードキャストする。そして、センサモジュール１Ａは、ロングセンサデータＬＳＤをブロードキャストしてから時間Ｔｉｎｔ経過した後、ショートセンサデータＳＳＤをブロードキャストする。
ここでは、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間およびショートセンサデータＳＳＤの送信期間の両方が待機期間Ｔｉに含まれるので、中継装置１５１Ａは、ロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤの両方の受信に成功する。
センサモジュール１Ｂは、センサモジュール１Ａによってセンサデータがブロードキャストされた後、ロングセンサデータＬＳＤをブロードキャストする。そして、センサモジュール１Ｂは、ロングセンサデータＬＳＤをブロードキャストしてから時間Ｔｉｎｔ経過した後、ショートセンサデータＳＳＤをブロードキャストする。
ここでは、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間と中継装置１５１Ａにおける送信期間Ｔｐとが重なってしまうので、中継装置１５１Ａは、ロングセンサデータＬＳＤの受信に失敗する。
一方、ショートセンサデータＳＳＤの送信期間は待機期間Ｔｉに含まれるので、中継装置１５１Ａは、ショートセンサデータＳＳＤの受信に成功する。
センサモジュール１Ｃは、センサモジュール１Ｂによってセンサデータがブロードキャストされた後、ロングセンサデータＬＳＤをブロードキャストする。そして、センサモジュール１Ｃは、ロングセンサデータＬＳＤをブロードキャストしてから時間Ｔｉｎｔ経過した後、ショートセンサデータＳＳＤをブロードキャストする。
ここでは、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間が待機期間Ｔｉに含まれるので、中継装置１５１Ａは、ロングセンサデータＬＳＤの受信に成功する。
一方、ショートセンサデータＳＳＤの送信期間と中継装置１５１Ａにおける送信期間Ｔｐとが重なってしまうので、中継装置１５１Ａは、ショートセンサデータＳＳＤの受信に失敗する。
このように、センサモジュール１が、図８に示す送信タイミングでロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤを送信する構成により、中継装置１５１Ａが、ロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤの両方の受信に失敗する可能性を低下させることができる。
［適用例２］
図１３は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおけるセンサモジュールおよび中継装置の配置の一例を示す図である。
図１３を参照して、この配置では、複数の中継装置１５１が、たとえば、同じ無線端末装置１０１から送信される無線信号を受信可能である。
より詳細には、中継装置１５１Ｃが、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂと通信可能となるように配置されている。中継装置１５１Ａ，１５１Ｂは、センサモジュール１からの無線信号を受信可能となるように配置されている。
この例では、センサモジュール１は、センサデータの連送機能を有しない。具体的には、センサモジュール１は、図８に示すようなセンサデータの連送は行わず、センサデータの１回の作成に対して、当該センサデータを１回送信する。
図１４は、図１３に示す配置におけるセンサデータの受信状況の一例を示す図である。
図１３および図１４を参照して、中継装置１５１Ａは、図３に示すスケジュールに従って、集約データＡＤを中継装置１５１Ｃへ送信する。中継装置１５１Ｂは、中継装置１５１Ａと同様に、上記スケジュールに従って、集約データＡＤを中継装置１５１Ｃへ送信する。
センサモジュール１は、タイミングｔ１において、ロングセンサデータＬＳＤのブロードキャストを開始する。
ここでは、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間が、中継装置１５１Ａの待機期間Ｔｉに含まれ、かつ中継装置１５１Ｂの待機期間Ｔｉに含まれるので、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂは、ロングセンサデータＬＳＤの受信に成功する。
そして、センサモジュール１は、タイミングｔ１より後のタイミングｔ２において、ロングセンサデータＬＳＤのブロードキャストを開始する。
ここでは、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間と中継装置１５１Ａにおける送信期間Ｔｐとが重なってしまうので、中継装置１５１Ａは、ロングセンサデータＬＳＤの受信に失敗する。
一方、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間が、中継装置１５１Ｂの待機期間Ｔｉに含まれるので、中継装置１５１Ｂは、ロングセンサデータＬＳＤの受信に成功する。
そして、センサモジュール１は、タイミングｔ２より後のタイミングｔ３において、ロングセンサデータＬＳＤのブロードキャストを開始する。
ここでは、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間と中継装置１５１Ｂにおける送信期間Ｔｐとが重なってしまうので、中継装置１５１Ｂは、ロングセンサデータＬＳＤの受信に失敗する。
一方、ロングセンサデータＬＳＤの送信期間が、中継装置１５１Ａの待機期間Ｔｉに含まれるので、中継装置１５１Ａは、ロングセンサデータＬＳＤの受信に成功する。
［補足］
図１５は、図１３に示す配置において発生する干渉を説明するための図である。
図１５を参照して、中継装置１５１Ａから送信される無線信号には、中継装置１５１Ｃを宛先とする集約データＡＤが含まれる。
センサモジュール１から送信される無線信号には、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂが受信して中継すべきロングセンサデータＬＳＤが含まれる。
各中継装置１５１は、たとえば、センサモジュール１からの受信信号を処理する場合、端末チャネル以外の周波数成分をバンドパスフィルタによってＡ［ｄＢ］減衰させてから信号処理する。
中継装置１５１Ａからの無線信号の中継装置１５１Ｂにおける受信電力は、たとえばＸ［ｄＢｍ］である。また、センサモジュール１からの無線信号の中継装置１５１Ｂにおける受信電力は、たとえばＹ［ｄＢｍ］である。
中継装置１５１Ａが無線信号を送信している送信期間Ｔｐにおける中継装置１５１Ｂのノイズフロアは、ｍａｘ（（Ｘ−Ａ），Ｎ１）である。
ここで、「ｍａｘ（ａ，ｂ）」は、ａおよびｂのいずれか大きい方を表す。Ｎ１は、自己ノイズフロアである。より詳細には、Ｎ１は、中継装置１５１Ａおよびセンサモジュール１が無線信号を送信していない期間におけるノイズフロアである。
中継装置１５１Ｂにおいて、センサモジュール１からの受信信号がノイズフロアを超えるためには、Ｙ＞ｍａｘ（（Ｘ−Ａ），Ｎ１）が満たされることが必要である。
中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ間の距離が短いと、Ｘが大きくなる。図１４に示すように、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂの少なくともいずれか一方がロングセンサデータＬＳＤの受信に成功するためには、以下の設定が好ましい。
すなわち、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂが、センサモジュール１からの無線信号を受信できる範囲で、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ間の距離を大きくする設定が好ましい。
また、センサモジュール１からの無線信号を受信するために中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ間の距離を大きくすることが困難な場合、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂの送信電力を下げることも有効である。
具体的には、たとえば、中継装置１５１Ａの送信電力が１３［ｄＢｍ］である場合において、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ間の距離が３０メートルであるとき、見通し環境でＸが略−６０［ｄＢｍ］となる。また、中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ間の距離が１００メートルであるとき、見通し環境でＸが略−８０［ｄＢｍ］となる。
たとえば、自己ノイズフロアＮ１が−１０３［ｄＢｍ］であり、Ａが３０［ｄＢ］であり、かつ中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ間の距離が３０メートルである場合、Ｙが−９０［ｄＢｍ］より大きくなる配置が望ましい。
また、たとえば、自己ノイズフロアＮ１が−１０３［ｄＢｍ］であり、Ａが３０［ｄＢ］であり、かつ中継装置１５１Ａ，１５１Ｂ間の距離が１００メートルである場合、Ｙが−１０３［ｄＢｍ］より大きくなる配置が望ましい。
図１６は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
図１６を参照して、中継装置１５１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）８１と、無線モジュール８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄと、アンテナ８３Ａ，８３Ｂ，８３Ｃ，８３Ｄとを備える。以下、無線モジュール８２Ａ，８２Ｂ，８２Ｃ，８２Ｄの各々を無線モジュール８２と称する場合がある。
ＣＰＵ８１は、センサ側通信処理部４１および上位側通信処理部４２を実現する。
無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂは、それぞれ対応のアンテナ８３Ａおよび８３Ｂを介して、他の中継装置１５１から送信された中継チャネルの無線信号を受信する。
無線モジュール８２Ｃおよび８２Ｄは、それぞれ対応のアンテナ８３Ｃおよび８３Ｄを介して、センサモジュール１から送信された端末チャネルの無線信号を受信する。
無線モジュール８２は、受信した無線信号に含まれるセンサデータをＣＰＵ８１へ出力する。
ＣＰＵ８１は、たとえば、無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂから受けたセンサデータのうち、受信した無線信号の受信電力の大きい方を選択し、選択したセンサデータを記憶部４３に保存する。
また、ＣＰＵ８１は、たとえば、無線モジュール８２Ｃおよび８２Ｄから受けたセンサデータのうち、受信した無線信号の受信電力の大きい方を選択し、選択したセンサデータを記憶部４３に保存する。
ＣＰＵ８１は、送信タイミングに従ってセンサデータを記憶部４３から取り出し、無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂへ出力する。
無線モジュール８２Ａおよび８２Ｂは、ＣＰＵ８１から受けたセンサデータを含む無線信号を生成し、それぞれ対応のアンテナ８３Ａおよび８３Ｂを介して他の中継装置１５１または管理装置１６１へ送信する。
図１７は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置のハードウェア構成の他の例を示す図である。
図１７を参照して、中継装置１５１は、ＣＰＵ８１と、無線モジュール８２Ｅ，８２Ｆと、アンテナ８３Ｅ，８３Ｆ，８３Ｇ，８３Ｈとを備える。
無線モジュール８２Ｅは、対応のアンテナ８３Ｅおよび８３Ｆを介して、他の中継装置１５１から送信された中継チャネルの無線信号を受信する。
無線モジュール８２Ｆは、対応のアンテナ８３Ｇおよび８３Ｈを介して、センサモジュール１から送信された端末チャネルの無線信号を受信する。
無線モジュール８２Ｅは、たとえば、受信した無線信号のうち受信電力の大きい方を選択し、選択した無線信号に含まれるセンサデータをＣＰＵ８１へ出力する。
無線モジュール８２Ｆは、たとえば、受信した無線信号のうち受信電力の大きい方を選択し、選択した無線信号に含まれるセンサデータをＣＰＵ８１へ出力する。
ＣＰＵ８１は、無線モジュール８２Ｅまたは８２Ｆから受けたセンサデータを記憶部４３に保存する。
ＣＰＵ８１は、送信タイミングに従ってセンサデータを記憶部４３から取り出し、無線モジュール８２Ｅへ出力する。
無線モジュール８２Ｅは、ＣＰＵ８１から受けたセンサデータを含む無線信号を生成し、対応のアンテナ８３Ｅおよび８３Ｆを介して他の中継装置１５１または管理装置１６１へ送信する。
［動作の流れ］
無線センサシステム３０１における各装置は、コンピュータを備え、当該コンピュータにおけるＣＰＵ等の演算処理部は、以下のシーケンス図またはフローチャートの各ステップの一部または全部を含むプログラムを図示しないメモリからそれぞれ読み出して実行する。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、外部からインストールすることができる。これら複数の装置のプログラムは、それぞれ、記録媒体に格納された状態で流通する。
図１８は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける無線端末装置がセンサデータを送信する際の動作手順を定めたフローチャートである。
図１８を参照して、まず、無線端末装置１０１は、インデックスｊを１に初期化する（ステップＳ１０２）。
次に、無線端末装置１０１は、ｊ番目の送信回が到来するまで待機する（ステップＳ１０４でＮＯ）。
そして、無線端末装置１０１は、ｊ番目の送信回が到来すると（ステップＳ１０４でＹＥＳ）、インデックスｊを確認する（ステップＳ１０６）。
無線端末装置１０１は、インデックスｊが１である場合（ステップＳ１０６でＹＥＳ）、ロングセンサデータＬＳＤを端末チャネルでブロードキャストする（ステップＳ１０８）。
一方、無線端末装置１０１は、インデックスｊが１でない場合（ステップＳ１０６でＮＯ）、ショートセンサデータＳＳＤを端末チャネルでブロードキャストする（ステップＳ１０８）。
次に、無線端末装置１０１は、時間Ｔｉｎｔ待機する（ステップＳ１１０）。
次に、無線端末装置１０１は、ブロードキャストしたロングセンサデータＬＳＤと兄弟関係を有するショートセンサデータＳＳＤ、またはブロードキャストしたショートセンサデータＳＳＤと双子関係を有するショートセンサデータＳＳＤを端末チャネルでブロードキャストする（ステップＳ１１２）。
次に、無線端末装置１０１は、インデックスｊをインクリメントする（ステップＳ１１４）。
次に、無線端末装置１０１は、インクリメント後のインデックスｊが１１である場合（ステップＳ１１６でＹＥＳ）、インデックスｊを再び１に初期化する（ステップＳ１０２）。
一方、無線端末装置１０１は、インクリメント後のインデックスｊが１１でない場合（ステップＳ１１６でＮＯ）、ｊ番目の送信回が到来するまで待機する（ステップＳ１０４でＮＯ）。
図１９は、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムにおける中継装置がセンサデータを中継する際の動作手順を定めたフローチャートである。
図１９を参照して、まず、中継装置１５１は、締切タイミングが到来するまで、以下の保存処理を行う（ステップＳ２０２でＮＯ）。
すなわち、中継装置１５１は、センサデータを受信するまで待機する（ステップＳ２０４でＮＯ）。
そして、中継装置１５１は、センサデータを受信すると（ステップＳ２０４でＹＥＳ）、受信したセンサデータを記憶部４３に保存する（ステップＳ２０６）。
次に、中継装置１５１は、締切タイミングが到来すると（ステップＳ２０２でＹＥＳ）、タイムスタンプを用いて、前回の締切タイミングから上記締切タイミングまでに受信されたセンサデータを記憶部４３から取得する（ステップＳ２０８）。
次に、中継装置１５１は、取得したセンサデータに基づいて集約データＡＤを作成する（ステップＳ２１０）。
次に、中継装置１５１は、作成した集約データＡＤを中継チャネルで他の中継装置１５１または管理装置１６１へ送信する（ステップＳ２１２）。
次に、中継装置１５１は、新たな締切タイミングが到来するまで、保存処理を行う（ステップＳ２０２でＮＯ）。
なお、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、第１の周波数帯と第２の周波数帯とは、全部が異なる構成であるとしたが、これに限定するものではない。第１の周波数帯と第２の周波数帯とは、一部が重複しない、すなわち一部が異なる構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを２回連送する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、たとえば、上記センサデータを３回以上連送する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、中継装置１５１による集約データＡＤの送信周期内において複数送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、たとえば、上記センサデータを、当該送信周期より長い時間内において複数送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、送信期間Ｔｐの長さ以上あけて送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、たとえば、上記センサデータを、送信期間Ｔｐの長さ以上あけないで送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、中継装置１５１による集約データＡＤの送信周期の最小値、ここでは２００ミリ秒内において複数送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、たとえば、上記センサデータを、２００ミリ秒より長い時間内において複数送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、第１の送信回において複数送信したセンサデータのうちのセンサ情報以外のデータの一部を削除したデータであって新たなセンサ情報を含むセンサデータを、第２の送信回において複数送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、たとえば、第１の送信回において複数送信したセンサデータのうちのセンサ情報以外のデータの全部を削除したデータであって新たなセンサ情報を含むセンサデータを、第２の送信回において複数送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、第１の送信回において兄弟関係を有するロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤを送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、たとえば、第１の送信回において２つの同じロングセンサデータＬＳＤを送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、第１の送信回において兄弟関係を有するロングセンサデータＬＳＤおよびショートセンサデータＳＳＤを送信し、かつ第２の送信回〜第１０の送信回において双子関係を有する２つのショートセンサデータＳＳＤを送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置１０１は、たとえば、第１の送信回〜第１０の送信回において２つの同じロングセンサデータＬＳＤを送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る中継装置は、ＣＳＭＡ／ＣＡ方式に従って、集約データＡＤを含む無線信号を送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継装置１５１は、たとえば、ＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ）方式に従って、集約データＡＤを含む無線信号を送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、各中継装置１５１は、集約データＡＤを含む無線信号を時間的に互いに重複して送信しないように設定される構成であるとしたが、これに限定するものではない。各中継装置１５１は、たとえば、集約データＡＤを含む無線信号を時間的に互いに重複して送信することが許容された設定がなされる構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１および無線端末装置１０１は、キャリアセンスの機能を有する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継装置１５１および無線端末装置１０１の少なくともいずれか一方が、キャリアセンスの機能を有しない構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、センサモジュール１および中継装置１５１の配置は、図１１に示す配置および図１３に示す配置のいずれかの配置となる構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線センサシステム３０１において、センサモジュール１および中継装置１５１の配置は、図１１に示す配置と図１３に示す配置とが混在する配置となる構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る中継装置は、集約データＡＤの再送機能を有する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継装置１５１は、集約データＡＤの再送機能を有しない構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る中継装置は、所定条件を満たす場合、センサデータを間引いて送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。中継装置１５１は、センサデータを間引かずに送信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置は、無線信号を片方向通信により送信する構成であるとしたが、これに限定するものではない。無線端末装置は、あるチャネルにおいて片方向通信を行うとともに、他のチャネルにおいて双方向通信により他の情報を中継装置と送受信する構成であってもよい。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１における中継チャネルおよびセンサモジュール１における端末チャネルとして９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定される構成としたが、これに限定するものではない。無線センサシステム３０１において、中継チャネルおよび端末チャネルとして、ある程度互いに離れた複数の周波数帯の各々における所定の送信チャネルが設定される構成であってもよい。
具体的には、たとえば、中継装置１５１における中継チャネルとして９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定され、センサモジュール１における端末チャネルとして２．４ギガヘルツ帯または５ギガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定されてもよい。また、たとえば、中継装置１５１における中継チャネルとして２．４ギガヘルツ帯または５ギガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定され、センサモジュール１における端末チャネルとして９２０メガヘルツ帯における所定の送信チャネルが設定されてもよい。
ところで、無線アドホックネットワークを介して通信装置間でパケットがやり取りされる場合、パケットは、パケットの中継を行う１または複数の中継装置を経由する伝送経路を通って通信装置間を伝送される。
このようなマルチホップ通信は、無線アドホックネットワークに限らず、有線のネットワークにおいても用いられ、たとえば電力計測のスマートメータ等の単一のアプリケーションに利用されることが多い。
これに対して、今後利用が進むと予想されるＭ２Ｍシステムにおいて、センサによる計測結果を管理装置が集約する構成が考えられる。このような構成では、無線端末装置から送信されたパケットが、１または複数の中継装置を経由して管理装置へ伝送される。
たとえば、無線端末装置および中継装置を多数設ける場合、無線通信装置および中継装置間における電波干渉によりデータのロスが増加する。このような干渉の原因を突き止めて干渉を除去することが求められるが、原因を突き止めるためには入念な調査を行う必要があり、多大な手間がかかってしまう。無線通信ネットワークにおいて無線端末装置および中継装置を多数設けても、データを良好に伝送することが可能な技術が求められる。
これに対して、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムは、センサ２１による計測結果を示すセンサ情報を含むセンサデータを送信する１または複数の無線端末装置１０１と、管理装置１６１と、無線端末装置１０１から受信したセンサデータを管理装置１６１または他の中継装置１５１へ送信する１または複数の中継装置１５１とを備える。無線端末装置１０１は、センサデータを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信する。そして、中継装置１５１は、センサデータを含む無線信号であって第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する。
このように、無線端末装置１０１が無線信号の送信に用いる第１の周波数帯と、中継装置１５１が無線信号の送信に用いる第２の周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置１０１が片方向通信であるので無線端末装置１０１および中継装置１５１間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステム３０１においても、中継装置１５１および無線端末装置１０１間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置１０１および中継装置１５１を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、無線端末装置１０１は、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、中継装置１５１によるセンサデータの送信周期内において複数送信する。
第１の周波数帯と第２の周波数帯とが異なる構成であっても、たとえば、中継装置１５１が送信する無線信号には、第１の周波数帯の成分が含まれることがある。このような場合、中継装置１５１は、自己が無線信号を送信している期間において無線端末装置１０１からの無線信号を受信しても、無線端末装置１０１からの無線信号の受信に失敗する。上記の構成により、無線端末装置１０１からの複数のデータの受信を干渉によりすべて失敗する可能性を低下させることができるので、センサ情報の欠損を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、無線端末装置１０１は、同じ内容のセンサ情報を含む複数のセンサデータを、中継装置１５１によるセンサデータの送信時間以上あけて送信する。
第１の周波数帯と第２の周波数帯とが異なる構成であっても、たとえば、中継装置１５１が送信する無線信号には、第１の周波数帯の成分が含まれることがある。このような場合、中継装置１５１は、自己が無線信号を送信している期間において無線端末装置１０１からの無線信号を受信しても、無線端末装置１０１からの無線信号の受信に失敗する。上記の構成により、無線端末装置１０１からの複数のデータの受信を連続して失敗する可能性を低下させることができるので、センサ情報の欠損を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１は、複数の無線端末装置１０１から受信したセンサデータをまとめて送信可能である。そして、無線端末装置１０１は、同じ内容のセンサ情報を含む複数のセンサデータを、中継装置１５１によってまとめられた各センサデータの送信時間以上あけて送信する。
このように、複数の無線端末装置１０１から受信したデータをまとめて送信することにより通信量を削減可能な構成において、無線端末装置１０１からの複数のデータの受信を連続して失敗する可能性を低下させることができるので、センサ情報の欠損を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、上記送信周期は可変である。そして、無線端末装置１０１は、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、当該送信周期の最小値以内において複数送信する。
このような構成により、無線端末装置１０１は、同じ内容のセンサ情報を含むデータを、上記送信周期内において少なくとも２回送信することができるので、中継装置１５１が、無線端末装置１０１からの複数のデータの受信を干渉によりすべて失敗する可能性をより低下させることができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、無線端末装置１０１は、第１の送信回において複数送信したセンサデータのうちのセンサ情報以外のデータの一部または全部を削除したデータであって、新たなセンサ情報を含むセンサデータを、第１の送信回より後の第２の送信回において複数送信する。
このような構成により、第２の送信回において送信されるデータ量を減らすことができるので、無線端末装置１０１における消費電力を抑制することができる。また、無線センサシステム３０１における各装置の送信期間を短くすることができるので、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、複数の中継装置１５１が、同じ無線端末装置１０１から送信される無線信号を受信可能である。そして、各中継装置１５１は、センサデータを含む無線信号を時間的に互いに重複して送信しないように設定される。
同じ無線端末装置１０１から送信される無線信号を受信可能な複数の中継装置１５１は、互いの距離が短いため、中継装置１５１間において干渉が発生する可能性が高い。上記の構成により、上記複数の中継装置１５１間において干渉が発生することを防ぐことができるので、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１は、他の中継装置１５１が無線信号を送信中であるか否かを判定可能であり、かつ無線端末装置１０１から送信される無線信号を受信中であるか否かを判定可能である。そして、無線端末装置１０１は、他の無線端末装置１０１が無線信号を送信中であるか否かを判定可能である。
無線端末装置１０１に、中継装置１５１が無線信号を送信中であるか否かを判定可能な機能を保持させる場合、コストがかかってしまう。上記の構成により、たとえば、中継装置１５１が、複数の無線端末装置１０１からデータをそれぞれ受信する場合において、すべてのデータの受信に成功する可能性を高めることができる。また、たとえば、複数の中継装置１５１が、１つの無線端末装置１０１からのデータを同時に受信する場合において、すべての中継装置１５１においてデータの受信に成功する可能性を高めることができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、上記無線信号を受信できる中継装置１５１が１つである無線端末装置１０１は、同じ内容のセンサ情報を含むセンサデータを、中継装置１５１によるセンサデータの送信周期内において複数送信する。
このような構成により、同じ内容のセンサ情報を含むデータを上記送信周期内において複数送信する機能を無線端末装置１０１が有しているか否かに応じて、中継装置１５１を１つ配置したり、複数配置したりすることで、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１は、センサデータを他の中継装置１５１または管理装置１６１へ再送可能である。
このような構成により、無線センサシステム３０１において、上記データをより確実に伝送することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１は、所定条件を満たす場合、センサデータを間引いて送信する。
このような構成により、中継装置１５１の送信期間を短くすることができるので、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線センサシステムでは、中継装置１５１は、複数のアンテナを含み、各アンテナにおいて、センサデータを受信可能である。
このように、中継装置１５１が複数のアンテナでデータを受信可能な構成により、無線端末装置１０１および中継装置１５１の送信周波数の設定と組み合わせると、無線端末装置１０１の通信が片方向通信であることからデータロスが起こりやすいという弱点を効果的に補うことができる。このため、中継装置１５１の数が増えるほど、無線センサシステム３０１全体として無線信号の受信性能が向上し、データをより確実に伝送することができる。
また、本発明の実施の形態に係る無線端末装置では、データ作成部２２は、センサ２１による計測結果を示すセンサ情報を含むセンサデータを作成する。送信処理部２３は、センサデータを含む無線信号を片方向通信により送信する。そして、送信処理部２３によって送信される無線信号の周波数帯は、無線端末装置１０１から受信したセンサデータを中継する中継装置１５１が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
このように、送信処理部２３が無線信号の送信に用いる周波数帯と、中継装置１５１が無線信号の送信に用いる周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置１０１が片方向通信であるので無線端末装置１０１および中継装置１５１間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステム３０１においても、中継装置１５１および無線端末装置１０１間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置１０１および中継装置１５１を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
また、本発明の実施の形態に係る中継装置では、センサ側通信処理部４１は、センサ２１による計測結果を示すセンサ情報を含むセンサデータであって片方向通信によって無線端末装置１０１から送信されたセンサデータを受信する。上位側通信処理部４２は、センサ側通信処理部４１によって受信されたセンサデータを含む無線信号を他の装置へ送信する。そして、上位側通信処理部４２によって送信される無線信号の周波数帯は、無線端末装置１０１が送信するセンサデータを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる。
このように、上位側通信処理部４２が無線信号の送信に用いる周波数帯と、無線端末装置１０１が無線信号の送信に用いる周波数帯とが異なる構成により、無線端末装置１０１が片方向通信であるので無線端末装置１０１および中継装置１５１間の時刻同期が困難なため、時分割多元接続を使用できない無線センサシステム３０１においても、中継装置１５１および無線端末装置１０１間における電波干渉を抑制することができる。これにより、入念な調査を行わずに無線端末装置１０１および中継装置１５１を多数設ける場合においても、干渉によるデータロスの増加を防ぐことができる。したがって、無線端末装置から中継装置を介してデータが伝送される構成において、データを良好に伝送することができる。
上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記説明ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
以上の説明は、以下に付記する特徴を含む。
［付記１］
センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、
管理装置と、
前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備え、
前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信し、
前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信し、
前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって９２０メガヘルツ帯における端末チャネルの無線信号を片方向通信により送信し、
前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって９２０メガヘルツ帯における前記端末チャネルと異なるチャネルの無線信号を送信する、無線センサシステム。
［付記２］
無線端末装置であって、
センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを作成する作成部と、
前記データを含む無線信号を片方向通信により送信する送信部とを備え、
前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置から受信した前記データを中継する中継装置が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なり、
前記送信部によって送信される無線信号の周波数帯は、９２０メガヘルツ帯における端末チャネルの周波数帯であり、
前記中継装置が送信する無線信号の周波数帯は、９２０メガヘルツ帯における前記端末チャネルと異なるチャネルの周波数帯である、無線端末装置。
［付記３］
センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータであって片方向通信によって無線端末装置から送信されたデータを受信する受信部と、
前記受信部によって受信された前記データを含む無線信号を他の装置へ送信する送信部とを備え、
前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置が送信する前記データを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なり、
前記送信部によって送信される無線信号の周波数帯は、９２０メガヘルツ帯における中継チャネルの周波数帯であり、
前記無線端末装置が送信する無線信号の周波数帯は、９２０メガヘルツ帯における前記中継チャネルと異なるチャネルの周波数帯である、中継装置。
１ センサモジュール
２１ センサ
２２ データ作成部
２３ 送信処理部（送信部）
４１ センサ側通信処理部（受信部）
４２ 上位側通信処理部（送信部）
４３ 記憶部
１０１ 無線端末装置
１５１ 中継装置
１６１ 管理装置
３０１ 無線センサシステム

Claims (17)

  1. センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、
    管理装置と、
    前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備え、
    前記無線端末装置は、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信し、
    前記中継装置は、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信する、無線センサシステム。
  2. 前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含むデータを、前記中継装置による前記データの送信周期内において複数送信する、請求項１に記載の無線センサシステム。
  3. 前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含む複数のデータを、前記中継装置による前記データの送信時間以上あけて送信する、請求項１または請求項２に記載の無線センサシステム。
  4. 前記中継装置は、複数の前記無線端末装置から受信した前記データをまとめて送信可能であり、
    前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含む複数のデータを、前記中継装置によってまとめられた各前記データの送信時間以上あけて送信する、請求項３に記載の無線センサシステム。
  5. 前記送信周期は可変であり、
    前記無線端末装置は、同じ内容のセンサ情報を含むデータを、前記送信周期の最小値以内において複数送信する、請求項２に記載の無線センサシステム。
  6. 前記無線端末装置は、第１の送信回において複数送信した前記データのうちの前記センサ情報以外のデータの一部または全部を削除したデータであって、新たな前記センサ情報を含むデータを、前記第１の送信回より後の第２の送信回において複数送信する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
  7. 複数の前記中継装置が、同じ前記無線端末装置から送信される前記無線信号を受信可能であり、
    各前記中継装置は、前記データを含む無線信号を時間的に互いに重複して送信しないように設定される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
  8. 前記中継装置は、他の前記中継装置が前記無線信号を送信中であるか否かを判定可能であり、かつ前記無線端末装置から送信される前記無線信号を受信中であるか否かを判定可能であり、
    前記無線端末装置は、他の前記無線端末装置が前記無線信号を送信中であるか否かを判定可能である、請求項７に記載の無線センサシステム。
  9. 前記無線信号を受信できる前記中継装置が１つである前記無線端末装置は、同じ内容の前記センサ情報を含むデータを、前記中継装置による前記データの送信周期内において複数送信する、請求項７または請求項８に記載の無線センサシステム。
  10. 前記中継装置は、前記データを他の前記中継装置または前記管理装置へ再送可能である、請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
  11. 前記中継装置は、所定条件を満たす場合、前記データを間引いて送信する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
  12. 前記中継装置は、複数のアンテナを含み、各前記アンテナにおいて前記データを受信可能である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
  13. 無線端末装置であって、
    センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを作成する作成部と、
    前記データを含む無線信号を片方向通信により送信する送信部とを備え、
    前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置から受信した前記データを中継する中継装置が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる、無線端末装置。
  14. センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータであって片方向通信によって無線端末装置から送信されたデータを受信する受信部と、
    前記受信部によって受信された前記データを含む無線信号を他の装置へ送信する送信部とを備え、
    前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置が送信する前記データを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる、中継装置。
  15. センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを送信する１または複数の無線端末装置と、管理装置と、前記無線端末装置から受信した前記データを前記管理装置または他の中継装置へ送信する１または複数の中継装置とを備える無線センサシステムにおける通信制御方法であって、
    前記無線端末装置が、前記データを含む無線信号であって第１の周波数帯における無線信号を片方向通信により送信するステップと、
    前記中継装置が、前記データを含む無線信号であって前記第１の周波数帯とは一部または全部が異なる第２の周波数帯における無線信号を送信するステップとを含む、通信制御方法。
  16. 無線端末装置において用いられる通信制御プログラムであって、
    コンピュータを、
    センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータを作成する作成部と、
    前記データを含む無線信号を片方向通信により送信する送信部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置から受信した前記データを中継する中継装置が送信する無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる、通信制御プログラム。
  17. 中継装置において用いられる通信制御プログラムであって、
    コンピュータを、
    センサによる計測結果を示すセンサ情報を含むデータであって片方向通信によって無線端末装置から送信されたデータを受信する受信部と、
    前記受信部によって受信された前記データを含む無線信号を他の装置へ送信する送信部、
    として機能させるためのプログラムであり、
    前記送信部によって送信される前記無線信号の周波数帯は、前記無線端末装置が送信する前記データを含む無線信号の周波数帯と一部または全部が異なる、通信制御プログラム。
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