TWI625613B - 控制系統及控制方法 - Google Patents

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TWI625613B
TWI625613B TW105131587A TW105131587A TWI625613B TW I625613 B TWI625613 B TW I625613B TW 105131587 A TW105131587 A TW 105131587A TW 105131587 A TW105131587 A TW 105131587A TW I625613 B TWI625613 B TW I625613B
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鈴木貴久
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富士通股份有限公司
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Abstract

控制系統係具有伺服器50、及複數個節點100。伺服器50，係將以逐次處理及迴圈處理之組合記述使節點100執行之預定之處理的命令列之資料傳送至節點100。節點100係儲存從伺服器50接收的命令列之資料。節點100係具有執行預定之逐次處理的複數個API部。節點100係根據從伺服器50取得的命令列，選擇API部，且令選擇的API部執行逐次處理及迴圈處理。

Description

控制系統及控制方法
本發明係關於一種控制系統等。
近年來，存在有一種監視技術，係採用配置進行無線通信之複數個節點的無線感測網路(Wireless Sensor Network)，使伺服器收集溫度及/或濕度等之各種的環境資訊。一般而言各節點係設置於屋外，各節點係藉由電池來動作，且使用太陽能板(Solar Panel)來對電池充電。
設置於屋外的節點，由於因應天候及/或日照的變化，而使電池的電池殘留量變動，為要抑制電力耗竭等，要適當變更與各節點之動作週期相關的軟體。此外，除上述之外，也會有根據來自管理者的要求等，而亦要適當變更用以使節點動作的軟體的情形。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2006-244120號公報
專利文獻2：日本特開2006-209457號公報
專利文獻3：日本特開2006-260281號公報
然而，在上述的習知技術中，會有使系統之運用所需的成本增加的問題。
例如，當廣範圍地設置各節點的情形，為要減輕管理者的負擔，較佳為已完成設置之節點上的軟體不予更新而持續運用。為了使之實現，在節點預先安裝能夠與可考慮任何環境或運用之組合相對應的軟體，或如泛用PC(Personal Computer)安裝藉由遠端控制所進行的軟體更新功能。然而，上述的軟體或軟體更新功能，由於複雜且安裝量較大，故使節點的成本增加。此外，一般而言，由於軟體的品質係與軟體數量及其控制量成比例而劣化，故利用預先對節點安裝之安裝量較大的軟體來使複雜的動作進行時，會使軟體的品質降低。
相對於此，未進行耐環境安裝，且對節點進行亦未對應運用的多樣化之簡易的安裝時，會導致功能性的不充分，而造成設置於屋外的節點功能性不適。
在一個態樣中，本發明的目的在於提供一種控制系統及控制方法，係可抑制系統之運用相關之成本的增加。
在第一態樣中，控制系統係具有伺服器及複數個節點。伺服器係具有傳送部。傳送部係將以逐次處理 及迴圈處理(loop processing)之組合所記述的命令列之資料傳送至節點，該逐次處理係使節點執行之預定之處理，而該迴圈處理係反覆執行逐次處理。節點係具有記憶部、複數個API部、及控制部。記憶部係儲存從伺服器所接收之命令列的資料。API部係執行預定之逐次處理。控制部係根據記憶於記憶部的命令列，選擇API部，且令選擇之API部執行逐次處理及迴圈處理。
本發明可抑制系統之運用所需之成本的增加。
5‧‧‧網路
10‧‧‧環境發電元件
11‧‧‧電力模組
11a‧‧‧計時器
11b‧‧‧PMU
12‧‧‧電池
13‧‧‧感測器裝置
14‧‧‧I/O(輸入輸出，Input Output)
15‧‧‧RF(Radio Frequency，射頻)
16‧‧‧計時器
17‧‧‧記憶體
18‧‧‧CPU
50‧‧‧伺服器
51‧‧‧通信部
52‧‧‧記憶部
52b‧‧‧電力資料表格
53‧‧‧控制部
53a‧‧‧電力資料取得部
53b‧‧‧文稿產生部
53c‧‧‧傳送部
60‧‧‧閘道器
70‧‧‧感測網路
100‧‧‧節點
100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i、100j、100k、100l‧‧‧節點
110a至110d‧‧‧API部
120a至120d‧‧‧驅動器
130‧‧‧記憶部
130a‧‧‧識別資訊管理表格
130b‧‧‧文稿資訊
140‧‧‧控制部
300‧‧‧電腦
301‧‧‧CPU
302‧‧‧輸入裝置
303‧‧‧顯示器
304‧‧‧讀取裝置
305‧‧‧介面裝置
306‧‧‧RAM
306a‧‧‧電力資料取得處理
306b‧‧‧文稿產生處理
306c‧‧‧傳送處理
307‧‧‧硬碟裝置
307a‧‧‧電力資料取得程式
307b‧‧‧文稿產生程式
307c‧‧‧傳送程式
308‧‧‧匯流排
第1圖係顯示本實施例之控制系統之一例之圖。
第2圖係用以說明葉節點的消耗電力、及節節點的消耗電力之圖。
第3圖係顯示本實施例之伺服器的構成之功能方塊圖。
第4圖係顯示與控制參數A相對應的文稿之一例之圖(1)。
第5圖係顯示與控制參數A相對應的文稿之一例之圖(2)。
第6圖係顯示與控制參數B相對應的文稿之一例之圖(1)。
第7圖係顯示與控制參數B相對應的文稿之一例之圖(2)。
第8圖係顯示設定節點之角色的文稿之一例之圖(1)。
第9圖係顯示設定節點之角色的文稿之一例之圖(2)。
第10圖係顯示本實施例之節點的構成之功能方塊圖。
第11圖係顯示執行文稿a1、a2之情形的節點之消耗電力之一例之圖。
第12圖係顯示執行文稿b1、b2之情形的節點之消耗電力之一例之圖。
第13圖係顯示伺服器之處理步驟的一例之流程圖。
第14圖係顯示節點之處理步驟的一例之流程圖。
第15圖係顯示執行控制程式之電腦的一例之圖。
第16圖係顯示節點的硬體構成之圖。
以下，根據圖式詳細說明本發明的控制系統及控制方法之實施例。例外，本發明不受該實施例所限定。
[實施例]
第1圖係顯示涉及本實施例控制系統之一例之圖。如第1圖所示具有：伺服器50、閘道器60、以及感測網路70。感測網路70係具有：節點100a、100b、100c、100d、100e、100f、100g、100h、100i、100j、100k、100l。在此，雖然顯示節點100a至100l為例，惟亦可包含有其他的節點。在以下的說明中，將節點100a至100l適當統整記載為節點100。
伺服器50係透過網路5來連接於閘道(gate way)器60。閘道器60係連接於感測網路70。包含在感測 網路70的各節點100係藉無線通信來彼此連接。
伺服器50係對節點100傳送利用逐次處理及迴圈處理之組合記述使節點100執行之預定的處理的命令列的資訊。
閘道器60係中繼在伺服器50與感測網路70之間所傳送接收之資料的裝置。
節點100係設置於屋外，藉由電池進行動作，且使用太陽能板來對電池充電。節點100係僅具有單純之API(Application Programming Interface，應用程式介面)、驅動器、逐次處理‧迴圈處理之控制構造。節點100係根據由伺服器50所通知之命令列，而執行逐次處理及迴圈處理。
感測網路70上的節點100係由軟體性功能的不同，分類成節節點或葉節點。節節點係形成進行資料中繼之感測網路70之節的節點100，不僅傳送本身的資料，還作為節而從被連接的鄰接節點接收資料，並將接收的資料轉送至其他的鄰接節點。相對於此，葉節點係僅進行本身之資料傳送的節點。
節節點及葉節點的不同僅在於軟體的設定，任一個節點100均可成為節節點或葉節點。然而，在葉節點的消耗電力與節節點的消耗電力之間會有較大的電力差。
第2圖係說明葉節點的消耗電力、及節節點的消耗電力之圖。在第2圖中，曲線10A係顯示葉節點之 電力波形的一例之曲線，縱軸顯示電力，橫軸顯示時間。曲線10B係顯示節節點之電力波形的一例之曲線，縱軸顯示電力，橫軸顯示時間。
針對曲線10A加以說明。葉節點係從某一時刻起至時刻t1為止之間進行待機。待機時的消耗電力為2.1mW。葉節點係在時刻t1起至時刻t2為止之間，執行從設置於葉節點的感測器取得資料之處理。葉節點係在時刻t2起至時刻t3為止之間，執行資料傳送前處理。執行資料傳送前處理時的消耗電力為98.6mW。葉節點係在時刻t3起至時刻t4為止之間，進行資料傳送。資料傳送時的消耗電力為126.4mW。葉節點係在時刻t5起至時刻t6為止之間，執行後處理。在後處理中之某時刻，消耗電力為30.6mW。葉節點係在時刻t6以後再次為待機狀態。
針對曲線10B加以說明。節節點係從某一時刻起至時刻t7為止之間，進行來自鄰接節點之資料接收的待機。資料接收的待機時之消耗電力為98.6mW。節節點係從時刻t7起至時刻t8為止之間，進行資料傳送。資料傳送時的消耗電力為126.4mW。
比較曲線10A及曲線10B時，例如，葉節點係在從自感測器開始取得資料之時刻t1起至後處理結束之時刻t6之大約10ms間消耗電力為較大之外，除此之外的時刻之消耗電力為較小。相對於此，節節點平常消耗電力為較大。
構成感測網路70的節點100，雖然進行藉由 設置於屋外之太陽能板的發電、及藉由電池的充電，惟由於節節點的消耗電力較大，故在惡劣天氣或節點100位於背陰的情形，節節點的電力耗竭的可能性提高。
對此，藉由考慮天氣及/或背陰的狀態，或參考因形成葉或節之感測網路70的拓樸結構(topology)所造成之消耗電力的不均衡，從而能夠建構控制演算法。然而，實際上處於自然環境下時，複雜的原因環環相扣，而會有未實際運用就無法得知的事態。因此，難以單純地利用「在根據XX、YY、ZZ之條件，因電力閾值低於PP而暫時停止」之控制演算法使節點100獨立動作。
接著，針對第1圖所示之伺服器50之構成加以說明。第3圖係顯示涉及本實施例伺服器之構成的功能方塊圖。如第3圖所示，該伺服器50係具有通信部51、記憶部52、以及控制部53。
通信部51係透過網路5、閘道器60，而與感測網路70之節點100執行資料通信的處理部。通信部51，例如對應為通信裝置。後述之控制部53係透過通信部51，而與感測網路70之節點100交換資料。
記憶部52係具有電力資料表格52b。記憶部5係對應於例如RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、快閃記憶體(Flash Memory)等之半導體記憶元件等之記憶裝置。
電力資料表格52b係將無歧異地識別節點100 的識別資訊與電力資料建立對應關聯並加以保持的表格。例如，電力資料係各節點100中之蓄積於電池之電力量的資訊。
控制部53係具有電力資料取得部53a、文稿(script)產生部53b、傳送部53c。控制部53係例如對應為ASIC(Application Specific Integrated Circuit，應用特定積體電路)、或FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可程式閘陣列)等之集積裝置。此外，控制部53係例如對應為CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或MPU(Micro Processing Unit，微處理單元)等之電子電路。
電力資料取得部53a係從各節點100取得電力資料的處理部。電力資料取得部53a係將從節點100所取得的電力資料與節點100的識別資訊建立對應關聯，並儲存至電力資料表格52b。
文稿產生部53b係產生將使節點100執行之預定的處理作為反覆執行逐次處理及逐次處理之命令列的資訊的處理部。例如，命令列係以文稿語言所記載。在以下的說明中，適當地使文稿產生部53b產生的命令列記載為文稿。文稿產生部53b係輸出文稿的資訊至傳送部53c。
傳送部53c係將從文稿產生部53b所接受的文稿的資訊，予以傳送至感測網路70的各節點100的處理部。在以下的說明中，適當地將文稿的資訊記載為文稿資訊。
接著，具體說明上述之文稿產生部53b產生 的命令列之資訊。
首先，針對伺服器50以預設狀態(default)運用感測網路70之各節點100時所傳送之文稿進行說明。構成感測網路70之預設狀態的運用狀態的控制參數A的資訊，如下述所示之A1、A2、A3。
A1：每20秒進行取樣。
A2：A1的狀態持續1分鐘。
A3：9分鐘休眠狀態。
伺服器50的文稿產生部53b在以預設值之運用狀態下運用感測網路70的情形，係產生與控制參數A相對應的文稿。與控制參數A相對應的文稿為：第4圖所示之文稿a1、第5圖所示之文稿a2。第4圖及第5圖係顯示與控制參數A相對應之文稿的一例之圖。
第4圖所示之文稿a1中的第一列(row，橫向)係顯示執行命令的節點100。第一列係：「Target：All end device」，且執行命令的節點100為包含在感測網路70之全部的葉節點。文稿a1中的第二列至第五列的內容其意思為：「每20秒進行{感測(sensing)→傳送感測出之資料}之處理」。取得該文稿a1的葉節點，則每20秒進行感測，且將感測出的資料傳送至伺服器50。
第5圖所示之文稿a2中的第一列係顯示執行命令之節點100。第一列係「Target：All end device」，且執行命令的節點100為包含在感測網路70之全部的葉節點。文稿a2中的第二、三列的內容其意思為：「休眠9分 鐘」。例如，根據文稿a1而進行迴圈動作的節點100，當接收文稿a2時，則形成自接收之時序起9分鐘休眠狀態，自休眠狀態解除後，再次回復至根據文稿a1之迴圈動作。
傳送部53c在將文稿a1傳送至節點100之後，每10分鐘傳送文稿a2，藉此可使各節點100執行下述之處理。亦即，節點100係持續1分鐘處理：每20秒執行傳送經感測之資料至伺服器50之處理。並且，節點100，形成9分鐘休眠狀態，而再次執行每20秒的取樣。
接著，針對伺服器50對電力即將耗竭的某節點100傳送之文稿加以說明。在此，設電力即將耗竭的某節點100為節點100X。節點100X係對應為第1圖所示之節點100a至100l中的任一者。伺服器50若使節點100X停止時，會造成節點空缺，且亦造成拓樸結構上付諸闕如的問題。因此，伺服器50盡可能地持續節點100X的運用。
例如，伺服器50係由各節點100之發電狀態的統計資訊而根據因暫態性發電不良的回復期待值、或者日昇日落的時間，來判定若使節點100X進行哪一動作，則可解除節點100之電力耗竭的狀態。
例如，伺服器50的文稿產生部53b係產生將一周期動作中的取樣從三次縮減成一次之命令的文稿。藉由該文稿，使節點100X的消耗電力削減為1/3，延長節點100X之電力至耗竭為止的時間。例如，當持續第4圖、第5圖所示之動作，雖然在太陽升起前形成電力耗竭，惟縮減取樣次數，藉此直到太陽升起為止，可持續動作。藉由 此後的日照，對節點100X之電池的電力充電，可解除電力耗竭的危機。
例如，為了防止電力耗竭而對節點100X傳送之控制參數B的資訊，如下述所示之B1、B2、B3。
B1：每60秒進行取樣。
B2：B1的狀態持續1分鐘。
B3：9分鐘休眠狀態。
伺服器50的文稿產生部53b係產生與控制參數B相對應的文稿。與控制參數B相對應的文稿為：第6圖所示之文稿b1、第7圖所示之文稿b2。第6圖及第7圖係顯示與控制參數B對應之文稿的一例之圖。
第6圖所示之文稿b1中的第一列係顯示執行命令的節點100。第一列係：「Target：Node X」，且執行命令的節點100為包含在感測網路70之節點100X。文稿b1中的第二列至第五列的內容其意思為：「每60秒進行{感測→傳送感測出之資料}之處理」。取得該文稿b1的節點100X，則每60秒進行感測，且將感測出的資料傳送至伺服器50。
第7圖所示之文稿b2中的第一列係顯示執行命令之節點100。第一列係「Target：Node ALL end device」，執行命令的節點100為包含在感測網路70之全節點100。文稿b2中的第二、三列的內容其意思為：「休眠9分鐘」。例如，根據文稿b1而進行迴圈動作的節點100X，當接收文稿b2時，則形成自接收之時序起9分鐘休眠狀態，自休 眠狀態解除後，再次回復至根據文稿b1之迴圈動作。
傳送部53c在將文稿b1傳送至節點100X之後，每10分鐘傳送文稿b2，藉此可使各節點100X執行下述之處理。亦即，節點100X係持續1分鐘處理：每60秒執行傳送感測出之資料至伺服器50之處理。並且，節點100X，形成9分鐘休眠狀態，而再次執行每60秒的取樣。
在上述例中，傳送部53c係對電力即將耗竭的節點100X，傳送文稿b1、b2，來防止電力的耗竭，惟傳送部53c亦可將其他的文稿傳送至節點100X。例如，傳送部53c在節點100X的角色為節節點情形，亦可將節點100X的角色變更為葉節點，藉此抑制電力消耗。
在此，例如，伺服器50當節點100X的電力量低於閾值時，判定節點100X的電力為即將耗竭。例如，伺服器50亦可根據以下考量1至5，來設定閾值。
考量1：到達閾值的狀態是否是由於連續之節節點的運用所導致。
考量2：因日落使發電狀態降低，且是否可期待次日清晨發電。
考量3：是否是隨著突發性天候變化，而形成使發電狀態降低的狀態。
考量4：是否是原先就設置於背陰，而恒常性地使發電狀態不良。
考量5：考量1至4與節點為葉節點或節節點之組合。
接著，針對伺服器50，將各節點100分類成複數個群組，對每個群組傳送不同之文稿的情形進行說明。例如，伺服器50係以群組單位，變更葉節點、及節節點之角色分擔。以群組單位，變更葉節點、及節節點之角色分擔，藉此可解除各節點100之電力消耗的偏差。
在此，節點100係設為分類成群組M或群組N。第8圖及第9圖係顯示設定節點之角色之文稿之一例之圖。
第8圖所示之文稿c1中的第一列，係顯示執行第二列起至第四列為止之命令的節點100。第一列係：「Target：Node group M」，執行命令的節點100為屬於感測網路70之群組M的節點100。文稿c1中的第二列起至第四列為止之內容其意思為：「將節點100之角色設為葉節點(End device)」。亦即，屬於群組M的節點100係接收文稿c1時，將角色設定為葉節點。
文稿c1之第五列，係顯示執行第六列起至第八列為止之命令的節點100。第五列係：「Target：Node group N」，執行命令的節點100為屬於感測網路70之群組N的節點100。文稿c1中的第六列起至第八列為止之內容其意思為：「將節點100之角色設為節節點(Router)」。亦即，屬於群組N的節點100係接收文稿c1時，將角色設定為節節點。
文稿c1中的第九列，係顯示執行第十列起至第十二列為止之命令的節點100。第九列係：「Target：All node」，執行命令的節點100為包含在感測網路70之全部節點100。文稿c1中之第十列起至第十二列為止之內容其意思為：「再建構網路」。
第9圖所示之文稿c2中的第一列，係顯示執行第二列起至第四列為止之命令的節點100。第一列係：「Target：Node group N」，執行命令的節點100為屬於感測網路70之群組N的節點100。文稿c2中的第二列起至第四列為止之內容其意思為：「將節點100之角色設為葉節點(End device)」。亦即，屬於群組N的節點100係接收文稿c2時，將角色設定為葉節點。
文稿c2之第五列係顯示執行第六列起至第八列為止之命令的節點100。第五列係：「Target：Node group M」，執行命令的節點100為屬於感測網路70之群組M之群組節點100。文稿c2中的第六列起至第八列為止之內容其意思為：「將節點100之角色設為節節點(Router)」。亦即，屬於群組M的節點100係接收文稿c2時，將角色設定為節節點。
文稿c2中的第九列，係顯示執行第十列起至第十二列為止之命令的節點100。第九列係：「Target：All node」，執行命令的節點100為包含在感測網路70之全部節點100。文稿c2中之第十列起至第十二列為止之內容其意思為：「再建構網路」。
接著，針對第1圖所示之節點100之構成加以說明。第10圖係顯示本實施例之節點之構成的功能方塊 圖。如第10圖所示，該節點100係具有：API部110a、110b、110c、110d、驅動器120a、120b、120c、120d。節點100，亦可具有API部110a至110d以外的API部。節點100，亦可具有驅動器120a至120d以外的驅動器。節點100係具有記憶部130、控制部140。
API部110a為當從控制部140接受感測之執行命令時，控制驅動器120a，並取得來自未圖示之感測器的環境資料的處理部。環境資料，例如包含氣溫或濕度等的資料。
驅動器120a係連接於感測器。驅動器120a為從感測器取得環境資料，且將環境資料輸出至API部110a的裝置驅動器。感測器係對應為溫度感測器、濕度感測器等。
API部110b為當從控制部140接受資料傳送之執行命令時，控制驅動器120b，並傳送被指定的資料的處理部。例如，API部110b係傳送環境資料、電力資料、文稿之資料等。此外，API部110b當從控制部140接受資料接收之執行命令時，控制驅動器120b，並進行資料接收。
驅動器120b係連接於通信裝置。驅動器120b為操作通信裝置，並傳送接收資料的裝置驅動器。
API部110c係在從控制部140接受休眠之執行命令時，控制驅動器120c，並控制對節點100的電源供應。另外，API部110c及驅動器120c係從進行電源供應的電力模組接受平常電源供應，即使對節點100的電源供應 停止，對API部110c、驅動器120c的電源供應亦繼續。例如，API部110c當接受X分鐘之休眠的執行命令時，從接受該休眠之執行命令的時序起，停止X分鐘之間對節點100的電源供應後，再開始電源供應。
API部110d為從控制部140接受電力資料檢測之執行命令時，控制驅動器120d，並檢測未圖示之電池的電力資料的處理部。
驅動器120d係連接於電池，檢測電池之電力資料，且將檢測之電力資料輸出至API部110d。
記憶部130係具有識別資訊管理表格130a、及文稿資訊130b。例如，記憶部130係對應為RAM(Random Access Memory，隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory，唯讀記憶體)、快閃記憶體(Flash Memory)等之半導體記憶體元件、或硬式磁碟機(Hard Disk Drive)等之記憶裝置。
識別資訊管理表格130a為具有下列者的資訊：識別節點100的節點識別資訊、識別節點100之角色的角色識別資訊、以及識別節點100之所屬的群組的群組識別資訊。其中，角色識別資訊係設定成葉節點(end device)或節節點(Router)的任一者。
文稿資訊130b係對應為從伺服器50傳送至節點100之文稿的資訊。例如，文稿之資訊為第4圖至第9圖所示之命令列的資訊。
控制部140為根據文稿資訊130b，控制API 部110a至110d從而執行預定之處理的處理部。控制部140係對應為ASIC(Application Specific Integrated Circuit，應用特定積體電路)、或FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可程式閘陣列)等之積體裝置。此外，控制部140係例如對應為CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)或MPU(Micro Processing Unit，微處理單元)等之電子電路。
控制部140係當透過API部110b傳送文稿資訊130b時，即將接收的文稿資訊130b儲存至記憶部130。控制部140參照識別資訊管理表格130a，當節點100為節節點之情形，則透過API部110b將文稿資訊130b傳送至鄰接的節點100。
以下，針對根據文稿資訊130b，控制部140所執行之處理之一例加以說明。控制部140當包含於文稿資訊130b之Target屬於與識別資訊管理表格130a之各識別資訊對應者時，依序執行相符合的命令列。例如，控制部140當Target所指定之節點100的識別資訊、與識別資訊管理表格130a的節點識別資訊為一致時，執行相符合的命令列。控制部140當Target所指定之節點100的角色、與識別資訊管理表格130a的角色識別資訊為一致時，執行相符合的命令列。控制部140當Target所指定之節點100之群組的識別資訊、與識別資訊管理表格130a的群組識別資訊為一致時，執行相符合的命令列。此外，控制部140當Target為「All node」的情形時，忽視識別資訊管理表 格130a的各識別資訊，依序執行相符合的命令列。
針對控制部140執行第4圖、第5圖所示之文稿a1、a2之情形的處理加以說明。一例為：設識別資訊管理表格130a的角色識別資訊為「葉節點(end device)」。在第4圖中，由於文稿a1的Target、與識別資訊管理表格130a的角色識別資訊為一致，故控制部140執行第二列起至第五列為止的處理。具體而言，控制部140係每20秒執行下述處理：將感測之執行命令輸出至API部110a，並且將資料傳送之執行命令輸出至API部110b。例如，在資料傳送所傳送的資料係與以API部110a所取得之環境資料相對應。
在第5圖，由於文稿a2的Target、與識別資訊管理表格130a的角色識別資訊為一致，故控制部140執行第二、三列的處理。具體而言，控制部140對API部110c輸出休眠(9分鐘的休眠)之執行命令。
第11圖係顯示執行文稿a1、a2之時的節點的消耗電力之一例之圖。第11圖的縱軸係顯示消耗電力，橫軸係顯示時間。例如，在第11圖所示之例中係針對下述情況加以顯示：控制部140於開始文稿a1之處理起1分鐘後，週期性執行處理開始文稿a2之處理。如第11圖所示，由於每20秒輸出感測之執行命令、資料傳送之執行命令，故在1分鐘之間，執行三次感測與資料傳送。
在此，設感測及資料傳送之所需時間為10ms。如此一來，節點100係1週期動作30ms，而1小時 動作180ms。若設感測及資料傳送所需之消耗電力為100mW，則每1小時之節點100的消耗電力為：100mW×180ms/3600s=5×10^(-3)mW。例如，電池之殘餘電力為15×10^(-3)mW時，可知該節點100在之後3小時為電力耗竭。
針對控制部140執行第6圖、第7圖所示之文稿b1、b2之情形的處理加以說明。一例為：設識別資訊管理表格130a的節點識別資訊為「節點100X」，且設角色識別資訊為「葉節點(end device)」。在第6圖中，由於文稿b1的Target、與識別資訊管理表格130a的節點識別資訊為一致，故控制部140執行第二列起至第五列為止的處理。具體而言，控制部140係每60秒執行下述處理：將感測之執行命令輸出至API部110a，並且將資料傳送之執行命令輸出至API部110b。例如，在資料傳送所傳送的資料係與以API部110a所取得之環境資料相對應。
第7圖中，由於文稿b2的Target、與識別資訊管理表格130a的角色識別資訊為一致，故控制部140執行第二、三列的處理。具體而言，控制部140對API部110c輸出休眠(9分鐘的休眠)之執行命令。
第12圖係顯示執行文稿b1、b2之時的節點的消耗電力之一例之圖。第12圖的縱軸係顯示消耗電力，橫軸係顯示時間。例如，在第12圖所示之例中係針對下述情況加以顯示：控制部140於開始文稿b1之處理起1分鐘後，週期性執行處理開始文稿b2之處理。如第12圖所示， 由於每60秒輸出感測之執行命令、資料傳送之執行命令，故在1分鐘之間，執行一次感測與資料傳送。
在此，設感測及資料傳送之所需時間為10ms。如此一來，節點100係1週期動作10ms，而1小時動作60ms。若設感測及資料傳送所需之消耗電力為100mW，則每1小時之節點100的消耗電力為：100mW×60ms/3600s=1.67×10^(-3)mW。例如，電池之殘餘電力為15×10^(-3)mW時，可知該節點100在之後9小時為電力耗竭。例如，與在第11圖之說明之情形相較，在第12圖，可延期約3倍的成為電力耗竭之時間。
針對控制部140執行第8圖所示之文稿c1之情形的處理加以說明。就一例而言，設識別資訊管理表格130a的群組識別資訊為「群組M」。在第8圖中，控制部140由於第一列的Target、與群組識別資訊為一致，故執行第二列起至第四列為止的命令列。具體而言，控制部140係將識別資訊管理表格130a的角色識別資訊設定為「End device」。
控制部140由於第五行之Target與群組識別資訊不一致，故略過第六行起至第八行為止之命令列的執行。
控制部140由於第九列之Target屬於「All node」，故執行第十列起至第十二列為止的命令列。具體而言，控制部140係執行網路的再構成。例如，控制部140使用API部110b，在與鄰接之節點100之間傳送接收 HELLO封包，且再建構感測網路70。控制部140再建構感測網路70的處理，亦可執行與習知技術相同的處理。
針對控制部140執行第9圖所示之文稿c2之情形的處理加以說明。就一例而言，設識別資訊管理表格130a的群組識別資訊為「群組M」。控制部140，由於第一列的Target與群組識別資訊不一致，故略過第二列起至第四列為止的命令列的執行。
控制部140由於第五列之Target與群組識別資訊為一致，故執行第六列起至第八列為止之命令列。具體而言，控制部140係將識別資訊管理表格130a的角色識別資訊設定為「Router」。
控制部140由於第九列之Target屬於「All node」，故執行第十列起至第十二列為止的命令列。具體而言，控制部140係執行網路的再構成。例如，控制部140使用API部110b，在與鄰接之節點100之間傳送接收HELLO封包，且再建構感測網路70。
順帶一提，文稿資訊130b係除上述之命令列以外，亦可定期地儲存將電力資料傳送至伺服器50的命令列。控制部140係執行相關命令列，並對API部110b、110d輸出命令，藉此將電力資料傳送至伺服器50。
以下，針對涉及本實施例控制系統之伺服器50及節點100之處理步驟加以說明。第13圖係顯示伺服器之處理步驟之一例的流程圖。如第13圖所示，伺服器50係對感測網路70的各節點100傳送用以建構網路的文 稿資訊，藉此建構感測網路70(步驟101)。
伺服器50係從節點100接收電力資料(步驟S102)。伺服器50係判定電力是否為未滿閾值(步驟S103)。伺服器50當電力並非未滿閾值時(步驟S104，否(NO))，再次遷移至步驟S102。
另一方面，伺服器50當電力為未滿閾值時(步驟S104，是(Yes))，產生文稿資訊(步驟S105)。伺服器50係將文稿資訊傳送至節點100(步驟S106)。
第14圖係顯示節點之處理步驟之一例的流程圖。如第14圖所示，節點100的控制部140係從伺服器50接收文稿資訊130b(步驟S201)。控制部140係將文稿資訊130b儲存至記憶部130(步驟S202)。
控制部140係判定角色識別資訊是否屬於「Router(節節點)」(步驟S203)。控制部140當角色識別資訊屬於「Router」時(步驟S203，是)，將文稿資訊130b傳送至鄰接節點(步驟S204)。控制部140當角色識別資訊不屬於「Router」時(步驟S203，否)，遷移至步驟S205。
控制部140係比較文稿資訊130b的Target、與識別資訊管理表格130a，而特定出成為執行對象的命令列(步驟S205)。控制部140將與命令列相對應的執行命令輸出至相符合的API部。此外，控制部140當命令為迴圈處理時，係反覆將執行命令輸出至API部(步驟S206)。
以下，針對執行實現與上述實施例所示之伺服器50同樣功能之控制程式之電腦及硬體構成之一例加 以說明。第15圖係顯示執行控制程式之電腦之一例之圖。
如第15圖所示，電腦300係具有執行各種演算處理的CPU301、接受來自使用者之資料之輸入的輸入裝置302、及顯示器303。此外，電腦300係具有：從記憶媒體讀取程式等的讀取裝置304、及透過網路而在與其他電腦之間進行資料之往來的介面裝置305。此外，電腦300係具有：將各種資訊暫時記憶的RAM306、及硬碟裝置307。並且，各裝置301至307係連接於匯流排308。
硬碟裝置307係具有：電力資料取得程式307a、文稿產生程式307b、及傳送程式307c。CPU301係讀取出電力資料取得程式307a、文稿產生程式307b、傳送程式307c而展開至RAM306。電力資料取得程式307a係作為電力資料取得處理306a並發揮功能。文稿產生程式307b係作為文稿產生處理306b並發揮功能。傳送程式307c係作為傳送處理306c並發揮功能。例如，電力資料取得處理306a係對應為電力資料取得部53a。文稿產生處理306b係對應為文稿產生部53b。傳送處理306c係對應為傳送部53c。
另外，就電力資料取得程式307a、文稿產生程式307b、傳送程式307c而言，亦可不必從最初即使之記憶於硬碟裝置307。例如，使各程式預先記憶於插入於電腦300的軟性磁碟(Flexible Disk，FD)、CD-ROM、DVD碟片、磁光碟、IC卡等之「可攜帶之物理媒體」。並且，亦可使電腦300讀取出電力資料取得程式307a、文稿產生 程式307b、傳送程式307c而加以執行。
以下，針對上述實施例所示之節點100之硬體構成之一例加以說明。第16圖係顯示節點之硬體構成之圖。例如，節點100係具有環境發電(energy harvesting)元件10、電力模組11、電池12、感測器裝置13、1/O(輸入輸出，Input Output)14、RF(Radio Frequency，射頻)15、計時器16、記憶體17、以及CPU18。
環境發電元件10係採用環境電波或溫度等而進行微弱發電之元件，例如對應為太陽能板等。
電力模組11為連接於環境發電元件10、電池12，且對節點100之I/O14、RF15、計時器16、記憶體17、CPU18進行電源供應‧停止的裝置。電力模組11係具有：計時器11a、及PMU(Power Management Unit，電力管理單元)11b。計時器11a為將時間之資訊輸出至PMU11b的計時器。PMU11b係對節點100之I/O14、RF15、計時器16、記憶體17、CPU18進行電源供應‧停止。例如，當從CPU18接受使之9秒鐘休眠之執行命令時，係9秒鐘對I/O14、RF15、計時器16、記憶體17、CPU18停止電源供應，從而使節點100遷移至休眠狀態。電池12為蓄積從環境發電元件10所產生之電力的裝置。
感測器裝置13係感測各種之環境資料的裝置。I/O14係從感測器裝置13取得環境資料的裝置。RF15係與其他裝置進行無線通信的通信裝置。計時器16係對CPU18輸出時間之資訊的計時器。記憶體17係儲存各種之 資訊的記憶裝置，例如儲存第10圖之記憶部130所示之識別資訊管理表格130a、文稿資訊130b。CPU18係對應為第10圖所示之控制部140的裝置。
以下，針對本實施例之控制系統之效果加以說明。使構成感測網路70之各節點100僅具有單純之API部、驅動器、逐次處理‧迴圈處理的控制構造，且從伺服器50側將組合單純之逐次處理‧迴圈處理的文稿資訊通知給節點100並使之執行，故可削減感測網路70之運用成本。
例如，如習知的節點，若使節點側搭載全邏輯，則在節點側形成使用2MByte的資料容量。相對於此，如本實施例之方式，將文稿資訊傳送至節點100並使之動作，藉此在節點100側係使用8kByte的資料容量即可。
此外，一般而言，軟體係與安裝量及控制分支量成比例，其潛在錯誤率會上昇，惟在本實施例採用的文稿資訊，由於資料量較少，故可較習知之節點使潛在錯誤率降低。
此外，在本實施例中，根據從節點100取得之電力資料，特定出即將發生電力耗竭之節點100，且使用文稿資訊，來變更節點100之角色、或動作之模式，故可防範未然電力耗竭。此外，可動態地變更判定邏輯。
此外，本實施例之節點100在角色屬於節節點時，將從伺服器50接收之命令列的資料，傳遞至鄰接節點，故可對感測網路70的各節點100通知文稿資訊。
此外，涉及本實施例節點100係於識別資訊 管理表格130a具有群組識別資訊，且在文稿資訊之Target所指定的群組、與群組識別資訊為一致時，執行文稿的命令列。故此，伺服器50能夠按每群組，以總括之方式變更節點100之角色或動作模式。

Claims (8)

  1. 一種控制系統，係具有構成網路之複數個節點、及伺服器的控制系統，其中前述伺服器具有：傳送部，係將以逐次處理及迴圈處理之組合所記述的命令列之資料傳送至前述節點，該逐次處理係使前述節點執行預定之處理，而該迴圈處理係反覆執行前述逐次處理；前述節點係具有：記憶部，係儲存從前述伺服器接收的前述命令列之資料；複數個API(Application Programming Interface，應用程式介面)部，係執行預定之逐次處理；以及控制部，係根據記憶於前述記憶部的命令列，選擇前述API部，且令選擇的API部執行逐次處理及迴圈處理。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之控制系統，其中前述傳送部所傳送之前述命令列的資料，係以逐次處理及迴圈處理之組合方式記述下列處理之命令列的資料：前述節點從連接於前述節點之外部裝置取得資料之處理、透過前述網路使前述節點與前述伺服器進行資料通信之處理、及進行供應至前述節點之電力的控制之處理；而前述複數個API部係包含：從外部裝置取得資料之API部、透過前述網路與前述伺服器進行資料通信之API部、以及進行對前述節點供應之電力的控制之API部。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之控制系統，前述控制部係控制前述API部，而將從前述伺服器所接收之命令列的資料傳遞至鄰接節點。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之控制系統，前述記憶部係儲存識別前述節點所屬之群組的識別資訊，且前述控制部係在賦予前述命令列之資料的識別資訊、與儲存於前述記憶部的識別資訊為一致時，執行前述命令列的資料。
  5. 一種控制方法，係執行下列處理：使伺服器將以逐次處理及迴圈處理之組合所記述的命令列之資料傳送至節點，該逐次處理係使構成網路的各前述節點執行之預定之處理，而該迴圈處理係反覆執行前述逐次處理，前述節點係將從前述伺服器接收之前述命令列的資料儲存至記憶裝置，根據記憶於前述記憶裝置的命令列，選擇執行預定之逐次處理之複數個API(Application Programming Interface，應用程式介面)部，且令選擇的各API部執行逐次處理及迴圈處理。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，其中，前述伺服器所傳送之前述命令列的資料，係以逐次處理及迴圈處理之組合方式記述下列處理之命令列的資料：前述節點從連接於前述節點之外部裝置取得資料之處理、透過前述網路使前述節點與前述伺服器進行資料通信之處理、及進行供應至前述節點之電力的控制之處理；而前述複數個API部係包含：從外部裝置取得資料之API部、透過前述網路與前述伺服器進行資料通信之API部、以及進行供應至前述節點之電力的控制之API部。
  7. 如申請專利範圍第5項或第6項所述之控制方法，更執行：前述節點係控制前述API部，而將從前述伺服器所接收之命令列的資料傳遞至鄰接節點。
  8. 如申請專利範圍第5項所述之控制方法，前述記憶裝置係儲存識別前述節點所屬之群組的識別資訊，且前述節點係在賦予前述命令列之資料的識別資訊、與儲存於前述記憶裝置的識別資訊為一致時，執行前述命令列的資料。
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