WO2003032271A1 - Procede de gestion d'un systeme de reseau a capteurs, programme de gestion dudit systeme, support d'enregistrement ayant un programme enregistre servant a gerer le systeme de reseau a capteurs, appareil de gestion du systeme de reseau a capteurs, procede de gestion du reseau de relais, programme destine a la gestion du rese - Google Patents

Description

明 細 書 センサネッ トワークシステム管理方法、 センサネッ トワークシステム管 理プログラム、 センサネッ トワークシステム管理プログラムを記録した 記録媒体、 センサネッ トワークシステム管理装置、 中継ネッ トワークの 管理方法、 中継ネッ トワーク管理プログラム、 中継ネッ トワーク管理プ 口グラムを記録した記録媒体、 および中継ネッ トワーク管理装置 技術分野

本発明は、 複数のセンサと、 これらのセンサを統括管理するサーバと が、 通信ネッ トワークによって接続されたセンサネッ トワークシステム に関するものである。 背景技術

近年、 我々の生活空間等には、 車両盗難監視、 屋内侵入監視、 火災監 視等の目的に応じた多種、 多様なセンサが数多く設置されている。 これ らのセンサは、 通常、 その設置目的ごとにセンサネッ トワークを構成し ている。 そして、 このよ うなセンサネッ トワークを複数含んだセンサネ ッ トワークシステムを構成することによって、 多種多様なセンサ情報を 統合して管理することが可能となっている。

各センサネッ トワークはセンサネッ トワークコン トローラを備えてお り、 各センサとセンサネッ トワークコン トローラとが有線あるいは無線 によって通信可能に接続されている。 すなわち、 各センサによる検出結 果などのセンサ情報は、 センサネッ トワークコン トローラに通信によつ て伝送される。

また、 センサネッ トワークシステムには、 各センサネッ トワークから の情報を統括管理するためのサーバコンピュータ （以降、 サーバと略称 する） が設けられている。 このサーバは、 各センサネッ トワークにおけ るセンサネッ トワークコン トローラ と通信可能に接続されており、 これ らセンサネッ トワークコン トローラから各センサのセンサ情報を得るこ とが可能となっている。 また、 サーバは、 各センサに対して、 その動作 を制御することも可能となっている。

各センサネッ トワークは、 広範囲にわたって設けられていることが多 いので、 サーバと各センサネッ トワークコン トローラとは、 長距離通信 が可能な通信ィンフラによって接続されることになる。 この通信インフ ラの例と しては、 複数の中継機が相互に接続された中継ネッ トワークが 挙げられる。

以上のよ うなセンサネッ トワークシステムにおいて、 各センサは様々 な場所に設置されることになるので、 電源供給を行えない場所にセンサ を設置する必要が生じる場合もある。 この場合、 センサはバッテリ によ つて駆動されるこ とになる。

パッテリ駆動型センサが複数設けられているシステムの場合、 バッテ リの残存容量が 0になったセンサが発生すると、 そのセンサに対して充 電を行うメ ンテナンスが必要となる。 各センサにおけるパッテリ の容量 および消費電力は様々であり、 パッテリ の残存容量が 0 となるタイ ミ ン グは各センサによって異なることになる。 この場合、 充電処理を行う頻 度が多く なり 、 センサネッ トワーク システムの管理者に対するメ ンテナ ンス上の負担が増大することになる。 また、 中継ネッ トワーク内における通信経路は、 サーバとデータの送 受信を行うセンサネッ トワークコントローラとの位置関係などに応じて 様々に変化するものとなっている。 また、 各中継機は 1つ以上の他の中 継機と通信可能となっているので、 サーバと、 特定のセンサネッ トヮー クコントローラ との通信経路も、 複数のパターンが存在するこ とになる

このよ う なシステムの場合、 通信経路の選択方法によっては、 特定の 中継機が利用される頻度が著しく高く なる場合も考えられる。 この中継 機がバッテリ駆動方式である場合には、 すぐにパッテリ の残存容量が減 ることになり、 充電を頻繁に行う必要が生じることになる。 したがって 、 充電のためのメ ンテナンスを行う頻度が高く なり、 センサネッ トヮー クシステムの管理者に対する負担が増大することになる。 また、 特定の 中継機の使用頻度が著しく高く なると、 その中継機自身およびバッテリ の使用寿命が短く なるという弊害もある。

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので、 その目的は 、 複数のセンサと、 これらを統括管理するサーバとが中継ネッ トワーク などの通信ネッ トワークによつて接続されたセンサネッ トワークシステ ムにおいて、 システム管理者のメ ンテナンス上の負担、 特にセンサや中 継機のバッテリ充電処理の負担を軽減することができるセンサネッ トヮ ークシステム管理方法、 および中継ネッ トワークの管理方法を提供する ことにある。 発明の開示

上記の課題を解決するために、 本発明に係るセンサネッ トワークシス テム管理方法は、 複数のセンサと通信可能であり、 各センサからのセン サ情報を受信すると ともに、 各センサに対して動作制御を行うセンサネ ッ トワークシステム管理装置において行われるセンサネッ トワークシス テム管理方法であって、 各センサにおけるバッテリ の残り駆動時間を取 得するステップと、 目標残り駆動時間を設定するステップと、 上記各セ ンサにおけるバッテリの残り駆動時間と、 上記目標残り駆動時間とが略 等しく なるよ う に、 各センサの動作を制御するステップとを有している ことを特徴と している。

上記の方法では、 各センサにおけるバッテリ の残り駆動時間と、 目標 残り駆動時間とが略等しく なるよ うに、 各センサの動作を制御している 。 このよ うな制御によれば、 センサネッ トワークシステムに含まれるバ ッテリ駆動型のセンサのほとんどを、 ほぼ同じ時期にパッテリの残存容 量がなく なるよ うに設定することができる。 これによつて、 1回の充電 処理メ ンテナンスによって多く のセンサのパッテリ を充電することが可 能となり、 充電処理を行う頻度を大幅に減少することが可能となる。 し たがって、 センサネッ トワークシステムを管理する管理者のメ ンテナン ス上の負担を軽減することが可能となる。

また、 本発明に係る中継ネッ トワークの管理方法は、 複数の通信端末 同士を、 互いに通信可能に接続された複数の中継機を中継することによ つて通信接続する中継ネッ トワークの管理方法であって、 特定の 2つの 通信端末の間で通信が行われる際に、 選択可能な中継経路を取得するス テツプと、 上記選択可能な各中継経路に含まれる中継機のバッテリ残存 容量に関する情報を取得するステップと、 上記各中継経路において、 最 もバッテリ残存容量が少ない中継機を特定するステップと、 上記各中継 経路における最もバッテリ残存容量が少ない中継機の中で、 最もバッテ リ残存容量が大きい中継機を含んでいる中継経路を選択し、 上記特定の 2つの通信端末同士の間での信号の送受信を行う中継経路と して設定す るステップとを有していることを特徴としている。

上記の方法では、 まず、 特定の 2つの通信端末の間で通信が開始され ると、 選択可能な中継経路が選択される。 ここで、 中継経路としては 1 つ以上候補が挙がることになる。 その後、 選択された各中継経路におい て、 最もパッテリ残存容量が少ない中継機が特定され、 これらの中で最 もパッテリ残存容量が大きい中継機を含んだ中継経路が、 通信で使用す る中継経路と して設定される。 すなわち、 中継経路は、 バッテリ の残存 容量が多い中継機を含んでいるものから選択されることになるので、 各 中継機におけるバッテリの残存容量の低下を均等化することができる。 よって、 特定の中継機の使用頻度が高くなることによって、 その中継機 のパッテリがすぐになくなり、 充電メンテナンスを行う頻度が高くなる という よ うな弊害を防止することができ、 システムの管理者の負担を軽 減することができる。 また、 特定の中継機の使用頻度が著しく高くなる と、 その中継機自身おょぴパッテリの使用寿命が短く なるという弊害も あるが、 上記の方法によれば、 この問題も解消することができる。

本発明のさらに他の目的、 特徴、 および優れた点は、 以下に示す記載 によって十分わかるであろう。 また、 本発明の利益は、 添付図面を参照 した次の説明で明白になるであろう。 図面の簡単な説明

図 1は、 本発明の一実施形態に係るセンサネッ トワークシステムにお ける各センサの動作制御量の設定処理の流れを示すフローチヤ一トであ る。

図 2は、 上記センサネッ トワークシステムの概略構成を示すプロック 図である。

図 3は、 複数のセンサネッ トワークが重なり合っている例を示す模式 図である。

図 4は、 センサネッ トワークコントローラの内部構成を示すブロック 図である。

図 5は、 サーバの概略構成を示すブロック図である。

図 6は、 二次電池であるニッケル ·水素蓄電池における、 放電容量と 電池電圧との関係を示すグラフである。

図 7は、 バッテリの残存容量の推定、 および残り駆動時間の算出を行 う際の処理の流れを示すフローチヤ一トである。

図 8は、 本発明の他の実施形態におけるサーバの概略構成を示すプロ ック図である。

図 9は、 中継ネッ トワークにおける中継経路の一例を示す説明図であ る。

図 1 0は、 中継経路管理部における処理の流れを示すフローチヤ一ト である。 発明を実施するための最良の形態

[実施の形態 1 ]

本発明の実施の一形態について図 1ないし図 7に基づいて説明すれば 、 以下のとおりである。 (全体構成）

図 2は、 本実施形態に係るセンサネッ トワークシステムの概略構成を 示すブロ ック図である。 このセンサネッ トワークシステムは、 センサネ ッ トワーク 1 a · l b · l c、 中継ネッ トワーク 2、 およびサーバ (セ ンサネッ ト ワークシステム管理装置、 中継ネッ トワーク管理装置） 3を 備えた構成となっている。

センサネッ トワーク 1 a · l b · 1 cは、 それぞれセンサネッ 卜ヮ一 クコントローラ 4 と、 複数のセンサ 5…とを備えた構成となっている。 なお、 図 2においては、 センサネッ トワーク l a についてのみ、 その内 部構成を示しているが、 センサネッ トワーク 1 b · 1 c においても、 同 様の構成となっている。 以下では、 センサネッ トワーク l a · l b · 1 c を特に区別しない場合には、 「センサネッ トワーク 1」 と記すものと する。

中継ネッ トワーク 2は、 複数の中継機 6 a ' 6 b ' 6 c * 6 dによつ て構成されている。 各中継機は、 無線によって互いに通信可能となって いる。 ここで、 ある中継機の無線通信範囲は、 中継ネッ トワーク 2に含 まれる全ての中継機と通信可能である必要はなく 、 1つ以上の他の中継 機と通信可能であればよい。 なお、 各中継機はすべて無線による通信を 行う ものである必要はなく、 一部有線による通信を行うシステムであつ てもよレヽ。 このように、 複数の中継機 6 a · 6 b · 6 c · 6 dをネッ ト ワーク状に接続することによって、 1つの通信機の通信範囲が狭く ても 、 広範囲にわたる中継ネッ トワークを構築することができる。 なお、 以 下では、 中継機 6 a · 6 b · 6 c · 6 dを特に区別しない場合には、 「 中継機 6」 と記すものとする。 サーバ 3は、 センサネッ トワークシステムにおける中枢ブロ ックであ り、 各センサネッ トワーク 1からのセンサ情報を一元管理すると ともに 、 センサネッ トワークシステム内での不具合の発生などを検知する機能 を有している。 このサーバ 3は、 中 ネッ トワーク 2における特定の中 継機 6 と通信可能に接続されており、 これによつて、 中継ネッ トワーク 2を介した通信を行う ことが可能となっている。 なお、 サーバ 3 と中継 機 6 との接続形態と しては特に限定するものではなく、 無線による通信 および有線による通信のどちらを適用してもかまわない。

センサネッ トワーク 1 は、 上記したよ う に、 1つのセンサネッ トヮー クコントローラ 4 と、 このセンサネッ トワークコントローラ 4 とデータ 通信可能な複数のセンサ 5'…とを備えている。 ここで、 センサネッ トヮ ークコン トローラ 4 とセンサ 5…とのデータ通信形態について説明する 。 センサネッ トワークコン トローラ 4およぴ各センサ 5にはそれぞれ通 信機が備えられており、 センサネッ トワークコン トローラ 4の通信機が 親機、 各センサ 5の通信機が子機となる。 そして、 親機と子機との間で データ通信が行われる。

親機と子機との間のデータ通信は、 無線通信でもよく 、 有線通信でも よい。 無線通信と しては、 例えば、 無線 L A N ( Lo ca l Area Ne twork ) 規格や B 1 u e t o o t h (登録商標） 規格の微弱電波、 特定小電力 無線等の近距離無線を利用するもの、 光無線を利用するもの、 近距離赤 外線通信等が考えられる。 有線通信と しては、 L A Nを利用するものや 専用の通信線を利用するものなどが考えられる。

親機と子機との間の通信方式と しては、 双方向通信または単方向通信 があり、 センサ 5の種類によって異なる。 センサ 5がセンサネッ トヮー クコン ト ローラ 4から制御信号等を受けて制御等されるものである場合 には、 通信方式は双方向通信となる。 一方、 センサ 5が一方的にセンサ ネッ トワーク コン トローラ 4に対して信号を送るよ うなものである場合 には、 通信方式は子機から親機への単方向通信となる。

センサ 5において、 検知を行う検知部と通信機 （子機） との間のイン ターフェイスは、 例えば、 R S— 2 3 2 C、 R S— 4 8 5、 D e v i c e N E T等を利用するこ とができる。 検知部による検知結果と してのァ ナログ電流やアナログ電圧、 パルス信号等は、 D / Aコンバータによつ てデジタル信号に変換され、 上記インターフェイスを介して、 センサ 5 からセンサネッ トワーク コントローラ 4に送られる。

センサネッ トワークコン トローラ 4は、 センサ 5…から送られてく る 信号を受信し、 これらをまとめて中継ネッ トワーク 2を介してサーバ 3 に伝送する。 このセンサネッ トワークコン トローラ 4は、 中継ネッ トヮ ーク 2における特定の中継機 6 と通信可能に接続されており、 これによ つて、 中継ネッ トワーク 2を介した通信を行う ことが可能となっている なお、 センサネッ トワークコン トローラ 4 と中継機 6 との接続形態と しては特に限定するものではなく 、 無線による通信および有線による通 信のどちらを適用してもかまわない。

次に、 センサネッ トワーク 1 の構成について説明する。 1つのセンサ ネッ トワーク コン トローラ 4は、 通常、 複数のセンサ 5… （例えば最大 2 5 6台のセンサ 5、 セキュリティ管理のためのセンサネッ トワーク 3 では 1 0台程度のセンサ 5 ) を管理しており、 これらによ りセンサネッ トワーク 1が構成される。 なお、 センサネッ トワーク 1 は図 3に示すよ うに互いに重なり あっていてもよレ、。 図 3は、 複数のセンサネッ トワーク 3が重なり合っている例を示す模 式図である。 図 3の例では、 1つのセンサ 5が複数のセンサネッ トヮー ク 1 …に属していたり、 1つのセンサネッ トワーク 1 に 2つのセンサネ ッ トワークコン トローラ 4が存在したり している。 このよ うに、 センサ 5が複数のセンサネッ トワークコン トローラ 4によって管理されている と、 そのセンサ 5は、 1つのセンサネッ トワークコン トローラ 4が故障 等しても他のセンサネッ トワークコン トローラ 4によって正常な動作が 可能となる。 したがって、 高い信頼性が要求されるセンサ 5については 、 上記のよ うに複数のセンサネッ トワークコン トローラ 4によって管理 することが望ま しい。

図 2に示すシステムにおいて、 個々のセンサ 5は、 それぞれに付与さ れた固有のセンサ I Dによって識別される。 センサネッ トワークにおい て、 多数のセンサ 5…を用いる方が、 様々なセンシングを行う ことが可 能となり、 得られる情報が増大することによって、 よ り多面的な状況把 握を行う ことができる。 多数のセンサ 5…を用いるためには、 センサ I Dを高ビッ ト （例えば 6 4 ビッ ト以上） 化すればよい。

(センサ）

センサネッ トワーク 1 に備えられるセンサ 5 と しては、 様々な種類の センサが用いられる。 その一例を挙げると、 次の通り である。

人体等を検知するものと しては、 光電センサ、 ビームセンサ、 超音波 センサ、 赤外線センサ等がある。 物体の動きや破壊等を検知するものと しては、 振動センサ、 加速度センサ （ 3 Dセンサ、 ボールセミ コンダク タ型センサ） 等がある。 音を検知するものと しては、 マイクロホン、 音 感センサ、 音響センサ等がある。 映像を検知するものと しては、 ビデオ カメラ等がある。 火災等を検知するものと しては、 温度センサ、 煙セン サ、 湿度センサ等がある。 車両等に搭載されるものと しては、 G P S ( Global Positioning System) 、 カロ速度センサ、 ヮイノ O N / O F Fセ ンサ、 振動センサ、 傾斜センサ等がある。 室内に設置されるものと して は、 照明 O NZO F Fセンサ、 水漏れセンサ等がある。 屋外に設置され るものと しては、 雨量計、 風速計、 温度計等がある。 これら以外にも、 静電容量レベルセンサ、 静電容量浸入センサ、 電流センサ、 電圧センサ 、 ドアの開閉を検知するリードスィ ッチ、 時刻を検知する時計等、 多種 多様なものがある。

このように、 センサネッ トワーク 1に備えられているセンサ 5は、 一 般に 「センサ」 と呼ばれるものに限られておらず、 現象を検知してその 検知結果を電気信号に変換するなどしてセンサネッ トワークコントロー ラ 4に送ることができるあらゆる機器を含んでいる。

また、 センサネッ トワーク 1のセンサ 5の中には、 能動型センサが含 まれていてもよい。 能動型センサとは、 状況の変化に応じてセンシング 機能を変化させることが可能なセンサのことである。 この能動型センサ の例と しては、 ビデオカメラによるセンサが挙げられる。 この能動型ビ デォカメラセンサは、 検知を行う検知部と しての C C D (Charge Coup led Device) 以外に、 ズーム機能やオー トフォーカス機能、 撮影方向 を切り換えるための方向切り換え機能等を備え、 自動的に、 あるいはセ ンサネッ トワークコントローラ 4からの制御信号により動作可能となつ ている。 このような能動型センサでは、 現象に応じてより的確な検知を 行うことができる。 例えば、 上記ビデオカメラの例では、 撮影範囲内で 動く物 （煙等） を検知して、 その方向に撮影方向を切り換えることによ り、 その動く物をより的確に撮影することが可能となる。

さらに、 センサネッ トワーク 1のセンサ 5の中には、 自律型センサが 含まれていてもよい。 この自律型センサとは、 そのセンサ自身に関する 情報 （センサ情報） ならびに検知結果を、 センサネッ トワークコント口 ーラ 4を介してサーバ 3に対して、 例えば周期的に報知するものをいう 。 センサ情報とは、 例えばそのセンサの種類 （検知できる内容等を含む ) および配置 （位置、 設置場所） の情報である。

センサは車両等の移動体に取り付けられる場合もある。 センサが移動 すると、 そのセンサでの検知結果により得られる情報は変化し得る。 例 えば、 センサとして車両に取り付けられた温度計を考えると、 そのセン サで気温を検知する場合、 車両の位置、 つま りセンサの位置によって検 知結果がどの地点での気温を表しているかが異なることになる。 このよ うな場合に自律型センサを用いると、 常にどの地点での気温を検知して いるかを認識することができる。

センサ 5は、 通常、 特定の目的、 例えば車両盗難監視、 屋内侵入監視 、 火災監視等の目的に応じて選択され、 その目的に応じた適切な場所に 設置される。 また、 通常、 その目的ごとにセンサネッ トワーク 1が構成 され、 その目的を達成するための監視、 通報等の処理はサーバ 3にて行 われる。

なお、 センサ 5は、 検知結果の報知方式、 つまり検知結果のセンサネ ッ トワークコントローラ 4への検知データの送り方によって周期型、 ィ ベント型、 ポーリ ング型の 3種類にほぼ分類することができる。 周期型 センサとは、 所定の時間的周期において検知結果を報知するものである 。 イベント型センサとは、 センサ 5が所定の現象を検知したとき、 例え ば所定の閾値以上の物理量等を検知したときに検知結果を報知するもの である。 ポーリ ング型センサとは、 センサネッ トワークコントローラ 4 側からの検知結果の報知指令を受けたときに検知結果を報知するもので あ O o

また、 センサ 5は、 電源が外部から供給されて動作するものと、 電源 の外部からの供給は行われずに、 内蔵するバッテリによって動作するも のとが存在している。 ここで、 パッテリによって動作するセンサ 5を、 バッテリ駆動型センサ 5 と呼ぶことにする。 一般に、 センサ 5はあらゆ る場所に設置されるものであり、 電源の供給が困難であるような場所に も設置する必要が生じることもある。 このような場合に、 バッテリ駆動 型センサ 5が用いられることになる。

このようなパッテリ駆動型センサ 5は、 センシングによる検出結果と ともに、 パッテリの残量に関する情報をセンサネッ トワークコントロー ラ 4に送信するものとする。 パッテリの残量に関する情報としては、 残 り駆動可能時間、 充電割合、 およぴバッテリ出力電圧などが挙げられる 。 これらのどの情報を出力するかは、 パッテリ駆動型センサ 5に備えら れたバッテリ制御手段の能力によつて決定される。 バッテリ駆動型セン サ 5をなるベく安価に構成することを目的とすれば、 パッテリ の出力電 圧の測定結果をそのまま出力する構成とすることが好ましい。 本実施形 態では、 パッテリ駆動型センサ 5が、 バッテリの出力電圧の測定結果を パッテリ情報と してセンサネッ トワークコントローラ 4に対して出力す るものとする。

(センサネッ トワークコン トローラ）

図 4は、 センサネッ トワークコントローラ 4の内部構成を示すブロッ ク図である。 センサネッ トワークコントローラ 4は、 各種演算処理を行 う演算処理部 4 1、 各種データを記憶している記憶部 4 2、 中継ネッ ト ワーク 2 とのイ ンターフェイスとなる通信イ ンターフェイス 4 3、 およ びセンサ 5…とのインターフェイスとなるセンサインターフェイス 4 4 を備えている。

演算処理部 4 1は、 例えばマイクロコンピュータなどの演算回路によ つて構成されており、 その演算機能に基づいて、 各種データ処理や各種 制御回路への指示を行うものである。 これにより、 演算処理部 4 1は、 センサネッ トワークコントローラ 4全体の制御を司っている。 この演算 処理部 4 1は、 上記の演算機能によって、 信号処理部 4 5、 検知データ 処理部 4 6 、 センサ制御部 4 7、 およびバッテリ情報取得部 4 8の各機 能ブロックを実現する。 これらの機能ブロックは、 例えば各機能を実現 するプログラムがマイクロコンピュータによって実行されることによつ て実現される。

信号処理部 4 5は、 中継ネッ トワーク 2、 通信イ ンターフェイス 4 3 を介してサーバ 3から送られてく る制御信号に基づいて、 検知データ処 理部 4 6で行う検知データの処理やセンサ制御部 4 7で行うセンサ 5の 制御のための処理を制御する。

検知データ処理部 4 6は、 センサインターフェイス 4 4を介してセン サ 5から送られてく る検知結果と しての検知データ （ 1次データ） に対 して必要に応じて所定の処理を施し、 その処理を施した検知データ （ 2 次データ） を通信インターフェイス 4 3、 中継ネッ トワーク 2を介して サーバ 3へ送る。

なお、 検知データ処理部 4 6は、 2次データを記憶部 4 2に記憶させ 、 サーバ 3からの要求に応じて 2次データをサーバ 3に送ってもよい。 検知データ処理部 4 6にて検知データにどのよ うな処理を行うかは、 信号処理部 4 5によって制御される。 これにより、 センサ 5からの検知 データの中から有用な検知データのみをサーバ 3に送るようにして、 サ ーバ 3へ送るデータ量の削減を図っている。

例えば、 センサ 5 としてのビデオカメラからの 1次データ、 つま り画 像データと しては、 1画面につき 2 0〜 3 0キロビッ ト程度のデータが 毎秒 3画面分、 常時送られてく るような場合がある。 検知データ処理部 4 6では、 この 1次データに対して、 変化の小さい画像を間引くなどの 処理を施し、 有用かつデータ量の小さい 2次データを生成する。

センサ制御部 4 7は、 センサインターフェイス 4 4を介してセンサ 5 に制御信号を送ることにより、 センサ 5を制御する。 センサ 5の制御と しては、 周期型センサにおける検知データの発信周期の制御や、 ィベン ト型センサの閾値の制御、 ポーリ ング型センサに対するポーリ ング制御 、 あるいは能動型センサの動作制御等がある。 センサ制御部 4 7により センサ 5をどのように制御するかは、 信号処理部 4 5からの指令に基づ パッテリ情報取得部 4 8は、 センサインターフェイス 4 4を介して入 力された、 バッテリ駆動型センサ 5から送られてきたパッテリ情報を取 得するブロックである。 ここで取得されたパッテリ情報は、 ー且記憶部 4 2に格納された後、 通信ィンターフェイス 4 3およぴ中継ネッ トヮ一 ク 2を介してサーバ 3に送信される。

記憶部 4 2は、 演算処理部 4 1における各種処理を行うための各種プ ログラムやデータを記憶しており、 例えばフラッシュ E E P R O Mなど によって実現される。

(サーバ）

図 5は、 サーバ 3の概略構成を示すブロック図である。 サーバ 3は、 センサネッ トワークシステムにおける監視センタなどに設けられるコン ピュータであり、 センサネッ トワークシステムに設けられた全てのセン サ 5…からのセンサ出力の監視、 各センサ 5のパッテリ残量管理、 およ ぴ各センサ 5の動作制御などを行う ものである。

サーバ 3は、 中継ネッ トワーク 2 とのインターフェイスとなる通信ィ ンターフェイス 3 3、 各種演算処理を行う演算処理部 3 1、 およぴ各セ ンサ 5に関する各種データを記憶している記憶部 3 2を備えている。 ま た、 サーバ 3は、 監視状況などをオペレータに対して表示する表示部 3 8、 および、 オペレータの各種入力を受け付ける入力部 3 9を備えてい る。

演算処理部 3 1は、 例えばマイク口コンピュータなどの演算回路によ つて構成されており、 その演算機能に基づいて、 各種データ処理や各種 制御回路への指示を行う ものである。 これによ り、 演算処理部 3 1は、 サーバ 3全体の制御を司っている。 この演算処理部 3 1は、 上記の演算 機能によって、 入出力処理部 3 4、 センサ制御部 3 5、 センサ信号判定 部 3 6、 および駆動時間制御部 3 7の各機能ブロックを実現する。 これ らの機能プロックは、 例えば各機能を実現するプログラムがマイクロコ ンピュータによって実行されることによって実現される。

入出力処理部 3 4は、 センサネッ トワークコントローラ 4、 中継ネッ トワーク 2、 通信インターフェイス 3 3を介して、 センサ 5…との間で 各種信号の入出力に関する処理を行うブロックである。 センサ信号判定部 3 6は、 センサ 5から送られてきたセンサ信号、 す なわち、 センサ 5による検出結果の情報を解析し、 異常があるか否かを 判定するブロックである。 この判定は、 記憶部 3 2に記憶されているセ ンサデータベース 4 0 aに基づいて行われる。 センサ信号判定部 3 6に おける判定結果は、 適宜表示部 3 8において表示される。

駆動時間制御部 3 7は、 バッテリ駆動型センサ 5から送られてきたバ ッテリ情報を解析し、 該バッテリ駆動型センサ 5の残り駆動時間を算出 するとともに、 残り駆動時間に応じて、 該バッテ_:リ駆動型センサ 5の動 作状態の制御方法を算出するプロックである。 これらの処理は、 記憶部 3 2に記憶されているセンサデータベース 4 0 aおよび出力電圧一残存 容量テーブル 4 O bに基づいて行われる。 この駆動時間制御部 3 7にお ける処理の詳細については後述する。 駆動時間制御部 3 7における処理 の内容は、 適宜表示部 3 8において表示される。

センサ制御部 3 5は、 センサネッ トワークシステムに備えられている センサ 5…の動作状態を制御するプロックである。 センサ 5…の動作状 態の制御は、 センサデータベース 4 0 aに記憶されている制御内容や、 センサ信号判定部 3 6による判定結果、 駆動時間制御部 3 7によって算 出された動作状態の制御方法、 および、 入力部 3 9からのオペレータに よる入力指示などに基づいて行われる。 このセンサ制御部 3 5から、 指 定されたセンサ 5に対しての制御信号が、 入.出力処理部 3 4を介して、 通信ィンターフェイス 3 3から該当センサ 5に対して送信される。

記憶部 3 2は、 センサデータベース 4 0 aおよび出力電圧一残存容量 テーブル 4 0 b を記憶すると ともに、 演算処理部 3 1における各種処理 を行うための各種プロダラムゃデータを記憶するプロックである。 この 記憶部 3 2は、 例えばハードディスク ドライブなどの記憶装置によって 実現される。

次に、 センサデータベース 4 0 aについて説明する。 センサデータべ ース 4 0 aは、 センサネッ トワークシステムに備えられている全てのセ ンサ 5…に関する情報を記憶しているデータベースである。 以下に、 セ ンサデータベース 4 0 aに含まれる各センサ 5に関する情報の例を挙げ る。

まず、 該当センサ 5が設置されている場所および位置に関する情報が 挙げられる。 これは、 例えばそのセンサ 5が設置されている地域 （地名 、 あるいは経度 ·緯度など） や、 設置形態 （地上、 地中、 壁面、 地上か らの高さなど） などの情報である。

次に、 そのセンサ 5が検出するセンシング対象に関する情報、 言い換 えれば、 そのセンサ 5がどのような種類のセンサであるかという ことに 関する情報が挙げられる。 これは、 上記したセンサの種類、 例えば温度 センサや超音波センサなどの情報となる。 また、 上記したセンサの分類 、 例えば能動型、 自律型という ような区分や、 周期型、 イベント型、 ポ 一リ ング型という ような区分についても情報に含まれる。

次に、 該当センサ 5が所属しているセンサネッ トワーク 1に関する情 報が挙げられる。 この情報によって、 該当センサ 5が、 どのセンサネッ トワーク 1に属しており、 どのセンサネッ トワークコントローラ 4によ つてコントロールされているかを把握することができる。

次に、 該当センサ 5による検出結果が異常であるか否かを判定するた めの条件に関する情報が挙げられる。 この条件と しては、 例えば、 検出 結果がある閾値を超えた際に、 これを異常と判断する、 という よ うな条 件が想定される。

次に、 該当センサ 5が、 バッテリ駆動型か否かに関する情報が挙げら れる。 パッテリ駆動型であるセンサ 5の場合、 パッテリ として使用して いる電池の種類、 該センサ 5の平均消費電力、 などがセンサデータべ一 ス 4 0 aに格糸内される。

次に、 該当センサ 5が周期型である場合に、 検出結果を通知する周期 に関する情報がセンサデータベース 4 0 aに格納される。 また、 該当セ ンサ 5がポーリ ング型である場合に、 ポーリ ングの間隔、 あるいはポー リングを行う条件に関する情報がセンサデータベース 4 0 aに格納され る。 また、 該当センサ 5がイベント型である場合に、 検出結果を通知す るきつかけとなるイベン トの条件に関する情報がセンサデータベース 4

0 aに格納される。

以上のような情報が、 センサデータベース 4 0 aに、 各センサ 5 ごと に格納されることになる。 ここで、 各センサ 5は、 上記したセンサ I D によって識別され、 サーバ 3に送られる信号には、 ヘッダと してセンサ

1 Dが含まれているものとする。

次に、 駆動時間制御部 3 7における処理について説明する。 駆動時間 制御部 3 7は、 上記したように、 バッテリ駆動型センサ 5から送られて きたパッテリ情報に基づいて、 残り駆動時間を算出する処理と、 残り駆 動時間に応じて、 該パッテリ駆動型センサ 5の動作状態の制御方法を算 出する処理とを行う。 これらの 2つの処理について以下に詳細に説明す る。

まず、 バッテリ駆動型センサ 5における残り駆動時間を算出処理につ いて説明する。 ノくッテリ駆動型センサ 5は、 上記したように、 パッテリ 出力電圧の測定結果をバッテリ情報と してサーバ 3に向けて送信するよ うになつている。 駆動時間制御部 3 7は、 このパッテリ 出力電圧に基づ いて、 まず、 バッテリ の残存容量を算出する。 なお、 バッテリ駆動型セ ンサ 5からサーバ 3に向けてのパッテリ情報の送信は、 定期的に自発的 に行われてもよいし、 サーバ 3からの要求に応じて行われてもよい。 図 6は、 バッテリ の一例として、 二次電池であるニッケル ·水素蓄電 池における、 放電容量と電池電圧との関係を示すグラフである。 同図に 示すように、 二次電池は、 放電容量が増大する、 すなわち、 残存容量が 低下すると ともに、 出力電圧が低下する特性を有している。 この特性を 用いることによって、 出力電圧から残存容量を推定することができる。 例えば、 図 6に示すニッケル · 水素蓄電池の場合、 出力電圧と残存容 量との関係は、 グラフから次のように読み取ることが可能である。 出力 電圧 1 . 4 0 Vの場合、 残存容量割合は 9 0 °/。であり、 1 6 0 0 m A h をフル充電容量とすると、 残存容量は、 1 4 4 0 m A hと推定される。 同様に、 出力電圧 1 . 2 7 Vの場合、 残存容量割合が 5 0 % , 残存容量 が 8 0 0 m A h、 出力電圧 1 . 1 5 Vの場合、 残存容量割合が 1 0 %、 残存容量が 1 6 0 m A hと推定される。

したがって、 まず、 記憶部 3 2に、 センサネッ トワークシステムに含 まれているセンサ 5において用いられているパッテリの種類ごとに、 図 6に示すような出力電圧と残存容量との関係を示す出力電圧一残存容量 テーブル 4 0 bを記憶しておく ようにする。 そして、 駆動時間制御部 3 7がこの出力電圧一残存容量テーブル 4 0 bを参照することによって、 バッテリ情報を送信してきたセンサ 5の残存容量を把握することが可能 となる。 残存容量が確認されると、 これに基づいて残り駆動時間の算出が行わ れる。 各センサ 5における平均消費電力は、 センサデータベース 4 0に 格納されている。 したがって、 残り駆動時間 =残存容量/平均消費電力 という式によって、 残り駆動時間を算出することができる。 ここで算出 された残り駆動時間は、 センサデータベース 4 0 aにおける該当センサ 5の欄に記録される。

ここまでの処理の流れを、 図 7に示すフローチヤ一トを参照しながら 説明すると次のようになる。 まず、 ステップ 1 (以降、 S 1のように称 する） において、 駆動時間制御部 3 7が、 入出力処理部 3 4より、 ある センサ 5からのパッテリ情報を受け取ると、 そのヘッダに示されている センサ I Dを抽出する （S 2 ) 。 そして、 センサデータベース 4 0 aに 問い合わせることによって、 該バッテリ情報を送信してきたセンサ 5に おいて用いられているパッテリの種類が確認される （ S 3 ) 。 その後、 出力電圧一残存容量テーブル 4 0 に問い合わせて、 出力電圧の情報に 基づいて、 残存容量が確認される （ S 4 ) 。 そして、 センサデータべ一 ス 4 0 aに問い合わせることによって、 該当センサ 5の平均消費電力を 特定し （ S 5 ) 、 残存容量と平均消費電力とに基づいて、 該当センサ 5 における残り駆動時間が算出される （ S 6 ) 。

次に、 駆動時間制御部 3 7において行われる、 残り駆動時間に応じて パッテリ駆動型センサ 5の動作状態の制御方法を算出する処理について 説明する。

本実施形態に係るセンサネッ トワークシステムのよ うに、 バッテリ駆 動型センサ 5が複数設けられているシステムの場合、 バッテリの残存容 量が 0になったセンサ 5が発生すると、 そのセンサ 5に対して充電を行 うメンテナンスが必要となる。 各センサ 5におけるパッテリの容量およ ぴ消費電力は様々であり、 バッテリの残存容量が 0となるタイミングは 各センサ 5によって異なることになる。 この場合、 充電処理を行う頻度 が多くなり、 センサネッ トワークシステムの管理者に対するメンテナン ス上の負担が増大することになる。

そこで、 本実施形態においては、 各センサ 5におけるバッテリの残存 容量に応じてそのセンサ 5の動作状態を制御することによって、 残り駆 動時間が各センサ 5の間でほぼ等しく なるよ うにしている。 これにより 、 1回の充電処理メンテナンスによって多くのセンサ 5のパッテリ を充 電することが可能となり、 充電処理を行う頻度を大幅に減少することが 可能となる。 ここで、 残り駆動時間の目標値を目標残り駆動時間と称す ることにすると、 上記の制御は、 各センサ 5における残り駆動時間が目 標残り駆動時間となるように、 各センサ 5の動作制御を行うことになる 。 以下に、 この制御方法について詳細に説明する。

まず、 目標残り駆動時間は次のように設定される。 センサネッ トヮー クシステムに含まれるセンサ 5のうち、 残り駆動時間の制御対象となる センサ 5の残り駆動時間は、 上記したように、 センサデータベース 4 0 aに記録されていることになる。 そこで、 ある時点において、 駆動時間 制御部 3 7が、 センサデータベース 4 0 aに記録されている各センサ 5 の残り駆動時間の中から、 最も長い残り駆動時間を抽出する。 そして、 この最も長い残り駆動時間を目標残り駆動時間と して設定し、 記憶部 3 2に記憶する。 なお、 この目標残り駆動時間は、 後述するように、 各セ ンサ 5の動作状態に応じて適宜変更されることになる。

各センサ 5に対する具体的な制御手法と しては、 ①検知時間の制御、 ②検知 · 報告回数の制御、 ③無線出力の制御、 ④動作許可温度の制御、 ⑤駆動電力の制御などが挙げられる。

まず、 ①検知時間の制御について説明する。 センサ 5は、 その検知対 象ゃ検知動作によって、 検知を実際に行っている時間 （検知時間） が異 なっている。 大きく分けると、 センサ 5は、 ある一定の期間で連続して 検知動作を続ける連続型と、 ある一定の周期で検知動作を一時的に行う 周期型との 2つに分類される。 連続型の例としては、 例えば、 1 日 2 4 時間、 年中無休で検知を行うもの、 1 日のうちで検知を行う時間が設定 されているもの、 曜日に応じて検知を行う時間が設定されているもの、 などが挙げられる。 周期型の例と しては、 センサ 5側で検知を行う周期 を管理するもの、 サーバ 2側からの指示によって検知を行うもの、 など が挙げられる。 この周期型では、 一定の周期で行われる 1回の検知動作 の動作期間が所定の値に設定されており、 例えばこの動作期間中で検知 したデータを平均化してサーバ 2に通知する、 というよ うな制御が行わ れる。

連続型の場合には、 デフォルトとして設定されている検知時間を短く することによって残り駆動時間を長く し、 目標残り駆動時間に近づける ことが可能となる。 また、 周期型の場合には、 デフォルトと して設定さ れている 1回の検知動作の動作期間を短くすることによって残り駆動時 間を長く し、 目標残り駆動時間に近づけることが可能となる。

次に、 ②検知 ·報告回数の制御について説明する。 この制御の対象と なるセンサ 5は、 上記の周期型のセンサ 5 となる。 周期型のセンサ 5は 、 上記のように、 ある一定の周期で検知動作を一時的に行うものとなつ ており、 この検知動作を行う頻度を少なくする、 および/ ^/または、 検知 結果をサーバ 2に通知する頻度を少なくすることによって、 残り駆動時 間を長くすることが可能となり、 目標残り駆動時間に近づけるこ とが可 能となる。

次に、 ③無線出力の制御について説明する。 この制御の対象となるセ ンサ 5は、 無線によつてセンサネッ トワークコントローラ 4に検知結果 を通信するセンサ 5 となる。 無線通信方式のセンサ 5の中には、 図 3で 示したよ うに、 複数のセンサネッ トワーク 1 …に属しているものがあり 、 このよ うなセンサ 5は、 複数のセンサネッ トワーク コン トローラ 4… と通信が可能となっている。 この場合、 無線の出力は、 通信可能なセン サネッ トワークコン トローラ 4…のうち、 最も遠い、 あるいは電波が届 きにくいセンサネッ トワークコントローラ 4 と通信可能な程度に設定さ れていることになる。 そこで、 通信可能なセンサネッ トワーク コン ト口 ーラ 4が存在しなく ならない程度に無線の出力を低減することによって 、 残り駆動時間を長くすることが可能となり、 目標残り駆動時間に近づ けることが可能となる。

次に、 ④動作許可温度の制御について説明する。 この制御の対象とな るセンサ 5は、 抵抗値や化学電池の温度依存性に起因して、 高温環境下 での電力消費が増大するよ うなセンサ 5 となる。 このよ うなセンサ 5に 対して、 環境温度が所定値以上である場合に動作を停止するよ う な制御 を行う ことによって、 残り駆動時間を長くすることが可能となり、 目標 残り駆動時間に近づけることが可能となる。

次に、 ⑤駆動電力の制御について説明する。 この制御の対象となるセ ンサ 5は、 検知動作に必要と される駆動電力を増減することが可能なセ ンサ 5 となる。 一例と しては、 例えばミ リ波やマイクロ波などの電磁波 を出射して侵入物体を検知するよ うな侵入センサが考えられる。 この侵 入センサでは、 電磁波の出力を上げればセンサ範囲をよ り広くすること ができ、 逆に電磁波の出力を下げればセンサ範囲を狭くすることができ る。 すなわち、 電磁波の出力に相当する駆動電力を減少させることによ つて、 残り駆動時間を長くすることが可能となり、 目標残り駆動時間に 近づけることが可能となる。

なお、 以上では、 各センサ 5に対する具体的な制御手法として①〜⑤ の制御について説明したが、 その他、 センサ 5における残り駆動時間を 長くすることが可能となるような動作制御があれば、 それを適用しても よい。

以上のよ うに、 センサ 5における残り駆動時間を長くするために、 駆 動時間制御部 3 7は、 各センサ 5における各種動作を抑制する方向で制 御することになる。 具体的には次のよ うにして動作制御量が算出される まず、 センサデータベース 4 0 aに、 各動作種類における動作制御量 と、 その動作制御量における平均消費電力との関係がテーブルの形式で 記録されているものとする。 そして、 該当センサ 5における残存容量と 、 目標残り駆動時間とによって、 目標残り駆動時間を実現するための目 標平均消費電力が求められる。 具体的には、 目標平均消費電力 =残存容 量/目標残り時間という式によって求められる。 そして、 この目標平均 消費電力に最も近い平均消費電力となる動作制御量を、 センサデータべ ース 4 0 aを参照することによつて特定する。

ここで、 残り駆動時間を長く しょう と して、 センサ 5における各種動 作を必要以上に抑制してしまう と、 残り駆動時間は延ぴるが、 必要とさ れるセンシング動作が得られないという状態になることも考えられる。 したがって、 各センサ 5において、 動作制御が可能な動作のパラメ一 タについて、 その最低限度の値となる動作制御最低値を、 センサデータ ベース 4 0 aに記録しておく ことにする。 例えば、 ①検知時間の制御に 関しては、 該当センサ 5において必要とされる検知時間の最小値を動作 制御最低値と してセンサデータベース 4 0 aに記録しておく。 そして、 目標残り駆動時間を実現するために必要と される動作制御量が、 動作制 御最低値より も下回る場合には、 動作制御最低値に動作制御を設定する とともに、 その動作制御によって実現される残り駆動時間を算出し、 こ れを新たに目標残り駆動時間と して設定する。

ここでの目標残り駆動時間の算出は、 次のよ うにして行われる。 まず 、 センサデータベース 4 0 aに、 動作制御最低値に各センサ 5が設定さ れた際の平均消費電力が記録されているものとする。 そして、 駆動時間 制御部 3 7が、 該当センサ 5に対する平均消費電力をセンサデータべ一 ス 4 0 aから読み出すと ともに、 該当センサ 5における残存容量が確認 される。 そして、 残り駆動時間 =残存容量/平均消費電力という式によ つて、 残り駆動時間を算出し、 これを目標残り駆動時間と して設定する 以上をまとめて、 駆動時間制御部 3 7における、 各センサ 5の動作制 御量の設定処理について、 図 1に示すフローチャートに基づいて説明す る。 まず、 S 1 1 において、 前記した図 7に示すフローチャートの処理 によって、 該当センサ 5における残り駆動時間が算出される。 そして、 この残り駆動時間が、 前記した方法によって算出された目標残り駆動時 間以下であるか否かが判定される （ S 1 2 ) 。 S 1 2において NO、 すなわち、 残り駆動時間が目標残り駆動時間よ り も大きいと判定された場合、 この残り駆動時間を、 新たな目標残り駆 動時間として設定し （ S 1 3 ) 、 記憶部 3 2に登録する。 そして、 この センサ 5に対しては、 現状の動作制御量がそのまま適用される。

—方、 S 1 2において Y E S、 すなわち、 残り駆動時間が目標残り駆 動時間以下であると判定された場合、 該当センサにおける制御可能な動 作種類を、 センサデータベース 4 0 aを参照することによつて特定する ( S 1 4 ) 。 その後、 該当センサ 5における残存容量と 目標残り駆動時 間とによって、 上記した計算式によって目標平均消費電力を算出する （ S 1 5 ) 。 ここで求められた目標平均消費電力と、 センサデータベース 4 0 aに格納されている、 各動作制御量に対する平均消費電力とを比較 し、 目標平均消費電力に最も近い平均消費電力となる動作制御量を特定 する （ S 1 6 ) 。

そして、 S 1 6において特定された動作制御量が、 センサデータべ一 ス 4 0 aに格納されている動作制御最低値以上であるか否かが判定され る （ S 1 7 ) 。 ここで、 動作制御量が動作制御最低値よ り も小さいと判 定された場合 （ S 1 7において NO) 、 動作制御最低値を、 該当センサ 5における動作制御量として設定し、 その旨を該当センサ 5に対して通 知、 指示する （ S 1 8 ) 。 一方、 動作制御量が動作制御最低値以上であ ると判定された場合 （S 1 7において Y E S ) 、 この動作制御量を、 該 当センサ 5における動作制御量として設定し、 その旨を該当センサ 5に 対して通知、 指示する （S 1 9 ) 。

なお、 センサ 5の中には、 デフォルトで設定されている動作制御量で 動作しないと意味をなさない、 すなわち、 動作を縮小することのできな いよ うな重要なセンサが存在することも考えられる。 このよ うなセンサ に対しては、 上記のような動作制御の適用外と してセンサデータベース 4 0 aに登録することにする。

なお、 本実施形態では、 サーバ 3に駆動時間制御部 3 7を設けた構成 と したが、 これに限定されるものではなく、 その他の通信端末に設ける 構成や、 あるいは通信ネッ トワークコントローラ 4に設ける構成と して もかまわない。

[実施の形態 2 ]

本発明の実施の他の形態について図 8ないし図 1 0に基づいて説明す れば、 以下のとおりである。 なお、 前記した実施の形態 1で説明した構 成と同様の機能を有する構成には同一の符号を付記し、 その説明を省略 する。

本実施形態に係るセンサネッ トワークシステムは、 実施の形態 1 にお けるセンサネッ トワークシステムの機能に加えて、 中継ネッ トワーク 2 における中継経路を制御することが可能となっている。 なお、 本実施形 態に係るセンサネッ トワークシステムの構成は、 実施の形態 1において 図 2を参照して説明した構成と同様となっており、 相違点と しては、 サ ーバ 3の構成が異なる点である。 このサーバ 3の構成については後述す る。

本実施形態に係るセンサネッ トワークシステムでは、 中継ネッ ト V一 ク 2は、 複数の中継機 6…を中継してサーバ 3 と各センサネッ トワーク 1 とのデータの送受信が行われる構成となっている。 中継機 6は、 電源 供給が可能であるものもあるが、 設置条件によっては、 電源供給を行う ことが困難である場合もあり、 このよ うな場合には、 バッテリによる駆 動が行われることになる。

中継ネッ トワーク 2内における通信経路は、 サーバ 3 とデータの送受 信を行うセンサネッ トワークコントローラ 4 との位置関係などに応じて 様々に変化するものとなっている。 また、 前記したよ う に、 各中継機 6 …は 1つ以上の他の中継機 6 と通信可能となっているので、 サーバ 3 と 、 特定のセンサネッ トワークコントローラ 4 との通信経路も、 複数のパ ターンが存在することになる。

このよ うなシステムの場合、 通信経路の選択方法によっては、 特定の 中継機 6が利用される頻度が著しく高く なる場合も考えられる。 この中 継機 6がパッテリ駆動方式である場合には、 すぐにノ ッテリ の残存容量 が減ることになり、 充電を頻繁に行う必要が生じることになる。 したが つて、 充電のためのメ ンテナンスを行う頻度が高く なり、 センサネッ ト ワークシステムの管理者に対する負担が増大することになる。 また、 特 定の中継機 6の使用頻度が著しく高く なると、 その中継機 6 自身および パッテリ の使用寿命が短く なるという弊害もある。

そこで、 本発明においては、 中継ネッ トワーク 2における中継経路を 制御して、 中継動作を行わせる中継機 6 を選択することによって、 各中 継機 6の使用頻度を均等化するよう にしている。 これによ り、 特定の中 継機 6の使用頻度が著しく高く なることによる上記のよ うな弊害を防止 することができる。

なお、 本実施形態では、 パッテリ駆動型の中継機 6 は、 サーバ 3 に対 して例えば周期的にパッテリ情報を通知するよ うになっているものとす る。 ここでのパッテリ情報とは、 実施の形態 1 におけるセンサ 5が送出 するバッテリ情報と同様のものとする。 以下に、 この制御方法について 詳細に説明する。

まず、 中継ネッ トワーク 2における中継経路について、 図 9を参照し ながら、 その概略を説明する。 図 9に示すように、 一例として、 中継ネ ッ トワーク 2が、 4つの中継機 6 a ' 6 b ' 6 c ' 6 dから構成されて いるものとする。 そして、 あるセンサネッ トワーク 1が通信可能な中継 機が中継機 6 aのみであり、 サーバ 3が通信可能な中継機が中継機 6 d のみであるとする。

中継ネッ トワーク 2内では、 中継機 6 aは、 中継機 6 bおよび中継機 6 cのみと通信可能であり、 中継機 6 dも、 中継機 6 bおよび中継機 6 cのみと通信可能であるとする。 この場合、 センサネッ トワーク 1 とサ ーパ 3 との間で通信を行う際には、 中継機 6 a〜中継機 6 b〜中継機 6 dを経由する経路 R 1 と、 中継機 6 a〜中継機 6 c〜中継機 6 dを経由 する経路 R 2 とが存在することになる。

ここで、 例えば中継機 6 bのバッテリ残存容量が少なくなつている場 合を想定する。 この場合、 センサネッ トワーク 1 とサーバ 3 との間で通 信を行う際に、 経路 R 2を経由するように制御すれば、 中継機 6 bに中 継動作を行わせずに済むことになるので、 中継機 6 bのバッテリの減少 を抑制することが可能となる。 以下に、 本実施形態における中継経路の 制御について詳しく説明する。

図 8は、 本実施形態におけるサーバ 3の概略構成を示すブロ ック図で ある。 このサーバ 3は、 図 5に示すサーバ 3 と比較して、 演算処理部 3 1に中継経路管理部 5 1がさらに備えられている点、 および、 記憶部 3 2に中継機データベース 4 0 cがさらに含まれている点が異なっている 。 その他の構成については、 同様である。 中継経路管理部 5 1は、 中継機 6から送信され、 通信インターフェイ ス 3 3および入出力処理部 3 4を介して入力されたバッテリ情報に基づ いて、 最適な中継経路を設定し、 設定された中継経路を実現するための 信号を、 入出力処理部 3 4および通信ィンターフェイ ス 3 3を介して、 中継ネッ トワーク 2における各中継機 6に送信する。 この中継経路管理 部 5 1 における処理内容は、 適宜表示部 3 8に表示されるとともに、 ォ ペレータによる入力部 3 9からの入力によって、 適宜設定などを変更す ることも可能となっている。

中継機データベース 4 0 cは、 中継ネッ トワーク 2に含まれる全ての 中継機 6…に関する情報を記憶しているデータベースである。 以下に、 各中継機 6に関する情報の例を挙げる。

まず、 該当中継機 6が設置されている場所および位置に関する情報が 挙げられる。 これは、 例えばその中継機 6が設置されている地域 （地名 、 あるいは経度 · 緯度など） や、 設置形態 （地上、 地中、 壁面、 地上か らの高さなど） などの情報である。

次に、 該当中継機 6が、 バッテリ駆動型か否かに関する情報が挙げら れる。 バッテリ駆動型である中継機 6の場合、 バッテリ として使用して いる電池の種類、 該中継機 6が中継動作を行う際の平均消費電力、 など が中継機データベース 4 0 cに格納される。

次に、 該当中継機 6が通信可能な他の中継機 6に関する情報が挙げら れる。. ここでは、 さらに、 通信可能な他の中継機 6 との距離に関する情 報も記録される。

以上のような情報が、 中継機データベース 4 0 cに、 各中継機 6ごと に格納されることになる。 ここで、 各中継機 6は、 中継機 I Dによって 識別され、 サーバ 3に送られるバッテリ信号には、 ヘッダと して中継機 I Dが含まれているものとする。

さらに、 中継機データベース 4 0 cには、 センサネッ トワークシステ ムに含まれる全てのセンサネッ トワークコントローラ 4…に関して、 選 択可能な全ての中継経路に関する情報が記憶されている。

次に、 中継経路管理部 5 1 における処理の流れについて、 図 1 0に示 すフローチャー トに基づいて説明する。 まず、 S 2 1 において、 サーバ 3 と特定のセンサネッ トワークコントローラ 4 との間で信号の送受信を 行う需要が発生したことが検知される。 この検知は、 例えば信号の送受 信を開始することを示すィニシャル信号シーケンスが行われたことを検 知することによって実現される。 なお、 このイニシャル信号シーケンス の中継経路は、 それ以前に設定された中継経路を用いるものとする。 次に、 該当センサネッ トワークコントローラ 4 との間で選択可能な全 ての中継経路に関する情報が、 中継機データベース 4 0 cに問い合わせ ることによって取得される （S 2 2 ) 。 そして、 各中継経路に含まれる 中継機 6…のパッテリ残存容量に関する情報が、 中継機データベース 4 0 cに問い合わせることによって取得される （ S 2 3 ) 。

その後、 各中継経路において、 最もバッテリ残存容量が少ない中継機 6を特定する （ S 2 4 ) 。 そして、 各中継経路における最もパッテリ残 存容量が少ない中継機 6の中で、 最もバッテリ残存容量が大きい中継機 6を含んでいる中継経路を選択し、 信号の送受信を行う中継経路と して 設定する （ S 2 5 ) 。

なお、 上記の例では、 中継機データベース 4 0 cに、 センサネッ トヮ ークシステムに含まれる全てのセンサネッ トワークコン トローラ 4…に 関して、 選択可能な全ての中継経路に関する情報が記憶されているもの となっている。 しかしながら、 この情報を中継機データベース 4 0 cに 記憶せずに、 中継経路選択処理において、 中継経路管理部 5 1力 該当 センサネッ トワークコントローラ 4に関する選択可能な中継経路を算出 するよ うにしてもよい。 これは、 中継経路管理部 5 1力 中継機データ ベース 4 0 cに記憶されている、 各中継機 6がどの中継機 6 と通信可能 であるかという情報を読み出すことによって算出可能である。

なお、 本実施形態では、 サーバ 3に中継経路管理部を設けた構成と し たが、 これに限定されるものではなく、 その他の通信端末に設ける構成 と してもかまわない。

(本発明による作用 · 効果）

以上のよ うに、 本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理方法は 、 複数のセンサと通信可能であり、 各センサからのセンサ情報を受信す るとともに、 各センサに対して動作制御を行うセンサネッ トワークシス テム管理装置において行われるセンサネッ トワークシステム管理方法で あって、 各センサにおけるパッテリの残り駆動時間を取得するステップ と、 目標残り駆動時間を設定するステップと、 上記各センサにおけるバ ッテリの残り駆動時間と、 上記目標残り駆動時間とが略等しく なるよう に、 各センサの動作を制御するステップとを有している方法である。 また、 本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理方法は、 上記の 方法において、 上記目標残り駆動時間が、 その時点でパッテリ の残り駆 動時間が最も長いセンサにおけるパッテリの残り駆動時間に設定される 方法と してもよい。

上記の方法では、 パッテリの残り駆動時間が最も長いセンサにおける バッテリ の残り駆動時間を目標残り駆動時間に設定するので、 その他の センサは、 パッテリの残り駆動時間を長くするように動作制御されるこ とになる。 よって、 充電が必要となるまでの期間を長くすることができ るので、 充電処理の頻度を少なくすることができ、 メ ンテナンスの負担 を軽減することができる。

また、 本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理方法は、 上記の 方法において、 パッテリの残存容量を検出すると ともに、 該残存容量と 、 上記目標残り駆動時間とによって、 目標平均消費電力を算出し、 該目 標平均消費電力を実現するように、 該当センサの動作を制御する方法と してもよい。

上記の方法では、 まず、 センサのパッテリ の残存容量を検出している 。 そして、 この残存容量と 目標残り駆動時間とによって目標平均消費電 力が算出される。 このよ うにして目標平均消費電力が設定されれば、 該 当センサをどのよ うに動作させれば目標残り駆動時間を実現することが できるのかを把握することが可能となる。 よって、 各センサをどのよう に動作制御すればよいかを的確に把握することができる。

また、 本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理方法は、 上記の 方法において、 各センサに対して、 最低限の機能を実現するための動作 制御最低値を設定しておく とともに、 各センサに対する動作の制御が、 上記動作制御最低値を下回らないようにする方法と してもよい。

上記の方法では、 まず、 各センサにおける最低限の機能を実現するた めの動作制御最低値を設定している。 なお、 この動作制御最低値は、 あ くまでセンサにおける動作量の最低限度の値を示しているものであり、 実際の動作パラメータでは、 動作制御最低値が最大値となる場合も考え られる。 例えば、 動作パラメータが、 検知動作を報告する間隔である場 合には、 報告間隔の最大値が動作制御最低値となる。

そして、 目標残り駆動時間を実現するために必要と される動作の制御 量が、 動作制御最低値を下回る場合には、 該当センサに対して動作制御 最低値による制御を行う よ うにしている。 これによ り、 目標残り駆動時 間を実現することのみを考慮してしま う ことによって、 必要とする検知 動作を行えなく なってしま う こ とを防止するこ とができる。 すなわち、 センサに最低限必要と される動作を保証することが可能となる。

なお、 各センサに対する動作の制御が、 動作制御最低値を下回らない という ことは、 あく まで動作量の最低限度を下回らないという ことを示 しているものであり、 実際の動作パラメータでは、 動作制御最低値と し ての最大値を上回らないよ うにする場合も考えられる。

また、 本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理プログラムは、 上記本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理方法をコンピュータ に実現させるものである。

また、 本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理プログラムを記 録した記録媒体は、 上記本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理 方法をコンピュータに実現させるセンサネッ トワークシステム管理プロ グラムを記録している構成である。

上記プログラム、 または上記記録媒体 記録されたプログラムをコン ピュータシステムに口一 ドすることによって、 上記センサネッ トワーク システム管理方法をユーザに提供することが可能となる。

また、 本発明に係るセンサネッ トワークシステム管理装置は、 複数の センサと通信可能であり、 各センサからのセンサ情報を受信すると とも に、 各センサに対して動作制御を行うセンサネッ トワークシステム管理 装置であって、 各センサから送られてく るパッテリに関する情報に基づ いて、 該当センサに対する動作制御量を算出する駆動時間制御部を備え 、 上記駆動時間制御部が、 上記本発明に係るセンサネッ トワークシステ ム管理方法を実現する構成である。

上記の構成によれば、 上記したセンサネッ トワークシステム管理方法 を実現する駆動時間制御部を備えているので、 上記したように、 1回の 充電処理メ ンテナンスによって多くのセンサのバッテリ を充電すること が可能となり、 充電処理を行う頻度を大幅に減少することが可能となる 。 したがって、 センサネッ トワークシステムを管理する管理者のメンテ ナンス上の負担を軽減することが可能となる。

また、 本発明に係る中継ネッ トワークの管理方法は、 複数の通信端末 同士を、 互いに通信可能に接続された複数の中継機を中継することによ つて通信接続する中継ネッ トワークの管理方法であって、 特定の 2つの 通信端末の間で通信が行われる際に、 選択可能な中継経路を取得するス テツプと、 上記選択可能な各中継経路に含まれる中継機のバッテリ残存 容量に関する情報を取得するステップと、 上記各中継経路において、 最 もパッテリ残存容量が少ない中継機を特定するステツプと、 上記各中継 経路における最もパッテリ残存容量が少ない中継機の中で、 最もパッテ リ残存容量が大きい中継機を含んでいる中継経路を選択し、 上記特定の 2つの通信端末同士の間での信号の送受信を行う中継経路と して設定す るステップとを有している方法である。

また、 本発明に係る中継ネッ トワークの管理方法は、 上記の方法にお いて、 上記複数の通信端末が、 複数のセンサ、 および、 各センサからの センサ情報を受信すると ともに、 各センサに対して動作制御を行うセン サネッ トワークシステム管理装置である方法と してもよい。

上記の方法では、 複数のセンサと、 これらセンサを管理するセンサネ ッ トワークシステム管理装置とを備えたセンサネッ トワークシステムに 適用されるものとなっている。 このよ うなセンサネッ トワークシステム では、 各センサは多種多様な場所に設置されるものであり、 各センサと センサネッ トワークシステム管理装置との距離は、 比較的遠く なる場合 が多く なる。 このよ うな場合には、 各センサと、 センサネッ トワークシ ステム管理装置とを通信可能とするために、 上記のよ うな中継ネッ トヮ ークが必要となる。 このよ うな中継ネッ トワークにおいて、 各中継機は 互いに遠く離れている場合も多く 、 中継機のパッテリ に対する充電処理 のメ ンテナンスは、 比較的労力のかかるものとなる。 ここで、 上記の方 法のよ うに、 充電メ ンテナンスを行う頻度を少なくすることは、 システ ムの管理者の負担を大きく減少させることができるものである。

また、 本発明に係る中継ネッ トワーク管理プログラムは、 上記本発明 に係る中継ネッ トワークの管理方法をコンピュータに実現させるもので ある。

また、 本発明に係る中継ネッ トワーク管理プログラムを記録した記録 媒体は、 上記本発明に係る中継ネッ トワークの管理方法をコンピュータ に実現させる中継ネッ トワーク管理プログラムを記録している構成であ る。

上記プログラム、 または、 上記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ロードするこ とによって、 上記中継ネッ トワーク の管理方法をユーザに提供することが可能となる。 また、 本発明に係る中継ネッ トワーク管理装置は、 複数の通信端末同 士を、 互いに通信可能に接続された複数の中継機を中継することによつ て通信接続する中継ネッ トワークを管理する中継ネッ トワーク管理装置 であって、 各中継機から送られてく るパッテリに関する情報に基づいて 、 中継ネッ トワークにおける中継経路を設定する中継経路管理部を備え 、 上記中継経路管理部が、 上記本発明に係る中継ネッ トワークの管理方 法を実現する構成である。

上記の構成によれば、 上記した中継ネッ トワークの管理方法を実現す る中継経路管理部を備えているので、 上記したように、 特定の中継機の 使用頻度が高くなることによって、 その中継機のバッテリがすぐになく なり、 充電メ ンテナンスを行う頻度が高くなるという よ うな弊害を防止 することができ、 システムの管理者の負担を軽減することができる。 発明の詳細な説明の項においてなされた具体的な実施態様または実施 例は、 あくまでも、 本発明の技術内容を明らかにするものであって、 そ のよ うな具体例にのみ限定して狭義に解釈されるべきものではなく、 本 発明の精神と特許請求事項との範囲内で、 いろいろと変更して実施する ことができるものである。 産業上の利用の可能性

本発明に係るセンサネッ トワークシステムは、 例えば車両盗難監視、 屋内侵入監視、 火災監視等の目的に応じた多種、 多様なセンサを備えた 複数のセンサネッ トワークからなるセンサネッ トワークシステムに適用 することが可能である。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 複数のセンサと通信可能であり、 各センサからのセンサ情報を受 信するとともに、 各センサに対して動作制御を行うセンサネッ トワーク システム管理装置において行われるセンサネッ トワークシステム管理方 法であって、

各センサにおけるパッテリの残り駆動時間を取得するステップと、 目標残り駆動時間を設定するステップと、

上記各センサにおけるバッテリの残り駆動時間と、 上記目標残り駆動 時間とが略等しくなるように、 各センサの動作を制御するステップとを 有していることを特徴とするセンサネッ トワークシステム管理方法。

2 . 上記目標残り駆動時間が、 その時点でバッテリの残り駆動時間が 最も長いセンサにおけるパッテリ の残り駆動時間に設定されることを特 徴とする請求項 1記載のセンサネッ トワークシステム管理方法。

3 . パッテリ の残存容量を検出すると ともに、 該残存容量と、 上記目 標残り駆動時間とによって、 目標平均消費電力を算出し、 該目標平均消 費電力を実現するように、 該当センサの動作を制御することを特徴とす る請求項 1または 2記載のセンサネッ トワークシステム管理方法。

4 . 各センサに対して、 最低限の機能を実現するための動作制御最低 値を設定しておく とともに、 各センサに対する動作の制御が、 上記動作 制御最低値を下回らないようにすることを特徴とする請求項 1、 2、 ま たは 3記載のセンサネッ トワークシステム管理方法。

5 . 請求項 1ないし 4のいずれか一項に記載のセンサネッ トワークシ ステム管理方法をコンピュータに実現させるセンサネッ トワークシステ ム管理プログラム。

6 . 請求項 1ないし 4のいずれか一項に記載のセンサネッ トワークシ ステム管理方法をコンピュータに実現させるセンサネッ トワークシステ ム管理プログラムを記録した記録媒体。

7 . 複数のセンサと通信可能であり、 各センサからのセンサ情報を受 信するとともに、 各センサに対して動作制御を行うセンサネッ トワーク システム管理装置であって、

各センサから送られてく るパッテリに関する情報に基づいて、 該当セ ンサに対する動作制御量を算出する駆動時間制御部を備え、

上記駆動時間制御部が、 請求項 1ないし 4のいずれか一項に記載のセ ンサネッ トワークシステム管理方法を実現することを特徴とするセンサ ネッ トワークシステム管理装置。

8 . 複数の通信端末同士を、 互いに通信可能に接続された複数の中継 機を中継することによって通信接続する中継ネッ トワークの管理方法で あって、

特定の 2つの通信端末の間で通信が行われる際に、 選択可能な中継経 路を取得するステップと、

上記選択可能な各中継経路に含まれる中継機のバッテリ残存容量に関 する情報を取得するステップと、

上記各中継経路において、 最もパッテリ残存容量が少ない中継機を特 定するステップと、

上記各中継経路における最もバッテリ残存容量が少ない中継機の中で 、 最もバッテリ残存容量が大きい中継機を含んでいる中継経路を選択し 、 上記特定の 2つの通信端末同士の間での信号の送受信を行う中継経路 と して設定するステップとを有していることを特徴とする中継ネッ トヮ ークの管理方法。

9 . 上記複数の通信端末が、 複数のセンサ、 および、 各センサからの センサ情報を受信すると ともに、 各センサに対して動作制御を行うセン サネッ トワークシステム管理装置であることを特徴とする請求項 8記載 の中継ネッ トワークの管理方法。

1 0 . 請求項 8または 9に記載の中継ネッ トワークの管理方法をコン ピュータに実現させる中継ネッ トワーク管理プログラム。

1 1 . 請求項 8または 9に記載の中継ネッ トワークの管理方法をコン ピュータに実現させる中継ネッ トワーク管理プログラムを記録した記録 媒体。

1 2 . 複数の通信端末同士を、 互いに通信可能に接続された複数の中 継機を中継することによつて通信接続する中継ネッ トワークを管理する 中継ネッ トワーク管理装置であって、

各中継機から送られてく るバッテリ に関する情報に基づいて、 中継ネ ッ トワークにおける中継経路を設定する中継経路管理部を備え、

上記中継経路管理部が、 請求項 8または 9 に記載の中継ネッ トワーク の管理方法を実現することを特徴とする中継ネッ トワーク管理装置。