WO2006035492A1

WO2006035492A1 - 通信装置

Info

Publication number: WO2006035492A1
Application number: PCT/JP2004/014112
Authority: WO
Inventors: Naoya Asamura; Hiroyuki Shinoda
Original assignee: Cell Cross Corporation; The University Of Tokyo
Priority date: 2004-09-27
Filing date: 2004-09-27
Publication date: 2006-04-06
Also published as: JPWO2006035492A1

Abstract

　複数の通信素子が埋め込まれたシート状の通信装置であって、当該複数の通信素子は自身の近傍の通信素子と通信してネットワークを形成することによって情報を伝達する通信装置を提供するため、通信装置（１０１）のシート状導電体は略平面上に配置され、複数の導電体サイト（１０３）は、シート状導電体と略平行に配置され、複数の通信素子部（１０９）は、導電体サイト（１０３）のいずれか２つとシート状導電体に接続され、導電体サイト（１０３）のシート状導電体に対する電位を変化させて、他の通信素子部（１０９）と通信し、同じ導電体サイト（１０３）に接続される通信素子部（１０９）の信号の送信は、これらを巡回するトークンによって制御される。

Description

明細書

通信装置

技術分野

[0001] 本発明は、複数の通信素子が埋め込まれたシート状の通信装置であって、当該複数の通信素子は自身の近傍の通信素子と通信してネットワークを形成することによつて、情報を伝達する通信装置に関する。

背景技術

[0002] 従来から、複数の通信素子が埋め込まれたシート状 (布状、紙状、箔状、板状など、面としての広がりを持ち、厚さが薄いもの。）の通信装置に関する技術が、本願の発明者らによって提案されている。たとえば、以下の文献では、個別の配線を形成することなぐシート状の部材 (以下「シート状体」という。）に埋め込まれた複数の通信素子が信号を中継することにより信号を伝達する通信装置が提案されている。

特許文献 1：特開 2004 - 007448号公報

[0003] ここで、 [特許文献 1]に開示される技術においては、各通信素子は、シート状体の面に格子状、三角形状、もしくは蜂の巣状の図形の頂点に配置される。各通信素子は、当該通信素子により発生された電位の変化が近傍には強ぐ遠方には減衰して伝播することを利用して、周辺に配置されている他の通信素子とのみ通信する。

[0004] この局所的な通信により通信素子間で信号を順次伝達することによって、目的とする通信素子まで信号が伝達される。また、複数の通信素子は管理機能により階層に分けられ、各階層において経路データが設定されており、効率よく最終目的の通信素子まで信号を伝達することが可能となる。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] このようなシート状体の面に略規則的に通信素子が埋め込まれ、通信素子同士がネットワークを形成して情報を伝達する通信装置においては、種々の手法で通信を行う技術が求められている。

[0006] 本発明は、複数の通信素子が埋め込まれたシート状の通信装置であって、当該複数の通信素子は自身の近傍の通信素子と通信してネットワークを形成することによつて、情報を伝達する通信装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0007] 以上の目的を達成するため、本発明の原理にしたがって、下記の発明を開示する

[0008] 本発明の第 1の観点に係る通信装置は、複数の導体部と、複数の通信素子部と、を備え以下のように構成する。

[0009] ここで、複数の導体部は、所定の面上に配置される。

[0010] 一方、複数の通信素子部は、複数の導体部のうち、隣り合うものを接続し、接続された導体部の電位の変化により、信号を受信し、接続された導体部の電位を変化させて、信号を送信する。

[0011] さらに、複数の導体部のそれぞれについて、当該導体部に接続される通信素子部の間をトークンが巡回し、当該トークンを持つ通信素子部のみが、送信すべき信号があれば当該導体部の電位を変化させて信号を送信する。

[0012] また、本発明の通信装置において、複数の導体部のそれぞれについて、当該導体部に接続される通信素子部には、互いに重複しない識別符号が割り当てられ、当該トークンには、これが次に巡回する通信素子部の識別符号が指定されて当該導体部に出力され、当該導体部に接続される通信素子部は、当該導体部力最後に検出されたトークンに指定される識別符号と、自身の識別符号から、待機時間を求め、当該待機時間の経過後に、送信すべき信号があれば当該導体部の電位を変化させて信号を送信してから、当該導体部に次に巡回するトークンを出力するように構成することがでさる。

[0013] また、本発明の通信装置において、複数の導体部のそれぞれについて、当該導体部に接続される通信素子部には、互いに重複しない識別符号が割り当てられ、当該導体部に接続される通信素子部のうちいずれか 1つは、所定の時間おきに、通信素子部の識別符号を巡回するように指定したトークンを当該導体部に出力し、当該導体部に接続される通信素子部は、当該導体部力最後に検出されたトークンに指定される識別符号が自身の識別符号である場合、送信すべき信号があれば当該導体部の電位を変化させて信号を送信するように構成することができる。

発明の効果

[0014] 本発明によれば、複数の通信素子が埋め込まれたシート状の通信装置であって、当該複数の通信素子は自身の近傍の通信素子と通信してネットワークを形成することによって情報を伝達する通信装置を提供することができる。

図面の簡単な説明

[0015] [図 1]本発明の実施形態に係る通信装置の概要構成を示す模式図である。

[図 2]本発明の実施形態に係る通信装置の概要構成を示す模式図である。

[図 3]本実施例に係るインダクタ素子の概要構成を示す説明図である。

圆 4]コネクタ部の概要構成を示す説明図である。

[図 5]本実施形態における通信素子の概要構成を示す説明図である。

[図 6]本実施形態における通信素子の送信回路の概要構成を示す回路図である。

[図 7]本実施形態における通信素子の受信回路の概要構成を示す回路図である。

[図 8]本実施形態における通信ネットワークの様子を示す説明図である。

符号の説明

101 通¾装置

102 絶縁体

103 導電体サイト

104 シート状導電体

105 通信素子

106 インダクタンス素子

107 センサ素子

109 通信素子部

201 インダクタ

202 抵抗

400 外部機器

401 電極 502 端子

503 抵抗

504 ダイオード

505 コンデンサ

506 送信回路

507 受信回路

508 制御回路

509 端子

601 pMOSトランジスタ

602 ダイオード

603 nMOSトランジスタ

701 抵抗

702 抵抗

703 コンノレータ

800 通信ネットワークの単位

801 ノス

802 通信機器

発明を実施するための最良の形態

[0017] 以下に本発明の実施形態を説明する。なお、以下に説明する実施形態は説明のためのものであり、本願発明の範囲を制限するものではない。したがって、当業者であればこれらの各要素もしくは全要素をこれと均等なものに置換した実施形態を採用することが可能であるが、これらの実施形態も本願発明の範囲に含まれる。

実施例 1

[0018] 図 1、図 2は、本発明の実施形態の 1つに係る通信装置の概要構成を示す模式図であり、図 1は平面図、図 2は拡大断面図である。以下、本図を参照して説明する。

[0019] 通信装置 101は、シート状の絶縁体 102がベースとなっており、その片面には導電体サイト 103が複数貼り付けられ、反対面には絶縁体 102と略同一形状のシート状導電体 104が貼り付けられている。これによつて、シート状導電体 104は、絶縁体 10

2を挟んで導電体サイト 103に対向する領域を覆うこととなっている。

[0020] したがって、各導電体サイト 103とシート状導電体 104とは一種のコンデンサをなし

、シート状導電体 104はグランド (アース、基準電位)として機能することとなる。

[0021] なお、シート状導電体 104のかわりに、線状や網目状の導線を利用したり、たとえば自動車のボディを利用することもできる。導電体サイト 103についても、箔状ゃ板状の導体のほか、線状や網目状の導線を利用しても良い。

[0022] 本実施形態では、各導電体サイト 103は略正方形の形状をなし、等間隔に桝目状に配置されている。そして、導電体サイト 103同士の間は、通信素子 105と、インダクタンス素子 106と、で並列に接続されている。また、各通信素子 105は、シート状導電体 104とも接続されて、る。

[0023] ここで、通信素子 105とインダクタンス素子 106とを、全体として、通信素子部 109と呼ぶ。通信素子 105とインダクタンス素子 106とは、同一の集積回路内で一体成形されていても良い。

[0024] ある通信素子 105から任意の通信素子 105へは、これ以外の通信素子 105と導電体サイト 103とを経由すれば到達することができる。

[0025] そして、各通信素子 105が接続される 2つの導電体サイト 103は、通信を行っていない状態である程度の電位を保つこととなっている。各通信素子 105は、導電体サイト 103とシート状導電体 104との電位差を、動作電源とするのである。なお、直流においてインダクタンス素子 106の抵抗は十分小さいため、定常的に通信素子に電力供給することができる。

[0026] 各通信素子 105は、これに接続される 2つの導電体サイト 103のそれぞれのシート状導電体 104に対する電位を変化させて、信号を発する。

[0027] そして、自身に接続された 2つの導電体サイト 103のいずれかのシート状導電体 10

4に対する電位の変化を検知して、信号を受信するのである。

[0028] 各導電体サイト 103とシート状導電体 104とは、絶縁体 102を挟んで対向する良導体であるから、いわゆるコンデンサをなす。このコンデンサの静電容量を Cとする。

[0029] なお、両者の間に意図的に他のコンデンサを追カ卩しても良い。この場合には、全体として構成されるコンデンサの静電容量、すなわち、導電体サイト 103とシート状導電体 104との間の静電容量を Cとする。

[0030] また、導電体サイト 103を、間に絶縁体 102を介しつつ上下から 2枚のシート状導電体 104で挟み込んでそれらをともにグランド電位とし、電磁的なシールドをより完全に行うこととしても良い。その場合には、その 2層のシート状導電体と導電体サイト 10

3との間の静電容量が Cとなる。

[0031] 図示するように、各通信素子に接続される 2つの導電体サイト 103の間はインダクタンス素子 106によって接続されている。インダクタンス素子 106の結合インダクタンスをしとする。

[0032] そして、通信に用いる通信周波数帯を ω /(2 π )とする。ここで、

L ω > l/(C ω )

が成立するように設計すると、ある導電体サイト 103に接続された通信素子 105が周波数帯 ω /(2 π )の交流信号 (通信に用いる信号)を発したとしたときに、当該導電体サイト 103に接続される他の通信素子 105は、この交流信号を感知できるが、当該導電体サイト 103に隣接する他の導電体サイト 103には、この交流信号はほとんど伝搬しない。

[0033] なお、ある導電体サイト 103の信号電圧振幅を Vとすると、これに隣接する導電体サイト 103に伝播する電圧振幅は

V/(LC co ²)

の程度である。

[0034] したがって、ある導電体サイト 103に接続された通信素子 105は、同じ導電体サイト 103に接続された他の通信素子 105にのみ信号を伝達することができ、これによつて通信ネットワークを構成するのである。

[0035] なお、本通信装置 101は、上記のようにシート状に構成されているため、導電体サイト 103やシート状導電体 104の外側と、つた全体を絶縁体で覆えば（図示せず）、布や紙などのように取り扱うことができる。したがって、ある程度の曲げカ卩ェなども可能である。したがって、各種の電気製品等の機器に組み込むことができるほか、家屋の床や壁、天井に貼付したり、衣服に組み込んだりなどが可能である。 [0036] もっとも、導電体サイト 103として、たとえば良導体による線状 (電線など）を採用することもできる。上記のようなコンデンサをなす点ではかわりがないからである。

[0037] さらに、導電体サイト 103の一部は、センサ素子 107と接続されている。センサ素子

107は、通信装置 101のその地点における温度や圧力などを観測して、観測された値により、自身に接続された導電体サイト 103のシート状導電体 104に対する電位を変化させて、観測値を送信する。

[0038] センサ素子 107が接続されている導電体サイト 103に接続されている通信素子 10

5は、この観測値を受信して、他の通信素子 105に中継することにより、各種の観測値を伝播させることができる。

[0039] 図 3は、インダクタンス素子 106の概要構成を示す説明図である。

[0040] インダクタンス素子 106は、本図（a)に示すように、単体のインダクタ（コイル） 201により構成されるか、あるいは、本図（b)に示すように、インダクタ 201と抵抗 202を並列に接続することによって構成される。

[0041] 後者の構成を採用する場合は、抵抗 203に導線を巻き付けてインダクタ 201とすることにより、省スペース化を図ることができる。

[0042] ここで、抵抗 202を Rとしたとき、

R》l/(C co )

を満たすようにすることが望ましい。これによつて、インダクタ 201とコンデンサとの連成共振を防止することができる。また、通信装置 101においてインダクタ 201が機械的に破断された場合であっても、両導電体サイト 103の間に高電圧が生じることを防止することができる。

[0043] このほか、この通信装置 101を外部の各種の機器と接続するためのコネクタ部 110 も配置されている。

[0044] 図 4は、コネクタ部 110の概形を示す説明図である。図 4 (a)は、コネクタ部 110の一部の外観図であり、図 4 (b)は、コネクタ部 110の一部の断面図である。

[0045] コネクタ部 110は、シート状導体 104の下面から導電体サイト 103の上方へ向けて、湾曲するように孔が設けられており、これが突起になっている。たとえていえば、これは、ちょうど金属板に錐で力をかけて穴を開けたような形状となっている。 [0046] 外部機器 400の電極 401は、この湾曲を覆うようなキャップ状の形状をしており、導電体サイト 103と直接接続される。外部機器側の電極 402は、シート状導体 104の突起の内側に直接接続される。

[0047] 電極 401と電極 402の接点は、パネで湾曲の内側と外側力導電体サイト 103とシート状導体 104とを挟むようになっており、これによつて接続が確実になる。

[0048] コネクタ部 110の導電体サイト 103には、通信素子部 109が接続されていて、隣接する導電体サイト 103を介して他の通信素子部 109との間で通信を行うことができる

[0049] なお、コネクタ部 110の大きさは必ずしも導電体サイト 103と同程度とする必要はなぐこのような突起を多数設けたものを利用しても良い。

[0050] このほか、外部の機器とを接続するには、以下のような手法が考えられる。

(1)いずれかの通信素子 105のかわりに、これと同等のインターフェースを持つ外部機器を接続する。

(2)通信素子 105の両端子に並列に外部機器の通信端子を接続して、信号を傍受すること〖こよって、信号の受信を行う。送信については、外部機器が並列接続された場合に、通信素子 105にその旨を各種のコマンドを採用して伝え、通信素子 105 力もの信号出力を停止して、上記（1)と同様の状況とする。

[0051] このほか、通信素子 105や通信装置 101と外部機器との接続は、各種のコネクタを用いて物理的に接触させることによつても良いし、外部機器に絶縁体で覆われた電極を設け、これと導電体サイト 103を対向させることによって、導電体サイト 103と電極とを容量結合させることによって行ってもよい。

[0052] 通信素子 105には、光センサや発光体を用意すれば、光結合ができるほか、各種の光処理を行うことができる。また、通信素子 105にァクチユエ一タ等を用意しておけば、通信装置 101を各種の動力源として用いることも可能である。

[0053] (通信素子の概要構成）

図 5は、本実施形態における通信素子の概要構成を示す説明図である。以下、本図を参照して説明する。

[0054] 本図に示す通り、通信素子 105は、一方の導電体サイト 103に接続される端子 501 、他方の導電体サイト 103に接続される端子 502、抵抗 503、ダイオード 504、コンデンサ 505、送信回路 506、受信回路 507、制御回路 508、接地層に接続される端子 509を備える。

[0055] コンデンサ 505には、抵抗 503、ダイオード 504を介して充電が行われる。ダイォード 504は、通信素子 105内の電源電位 VDDが端子間電圧 OUTを下回ったときに電流が流れる状態となり、速やかに充電が行われる。 OUTく VDDである限り、ダイォード 504は高インピーダンス状態となるので、送信回路 506による信号の発信等を妨げることはない。このコンデンサ 505から、送信回路 506、受信回路 507、制御回路 50 8に動作電力が供給されることとなる。

[0056] 制御回路 508には、より一般的な論理回路や、さらに進んで小型コンピュータなど、各種の情報処理装置を採用することができる。制御回路 508は、受信回路 507と送信回路 506とを制御して、隣り合う通信素子 105と通信を行い、ネットワークを形成する。このような通信の制御手法については、上記 [特許文献 1]に開示されている技術を適用することができるほか、後述する技術を採用することができる。

[0057] 送信回路 506は 2出力（OUTl,OUT2)であり、受信回路 507は 2入力（IN1JN2)であるが、これらは同じ回路を 2つ設けたものであるため、以下では、 OUTn (η=1, 2)および ΙΝη (η=1, 2)として、送信回路 506と受信回路 507の一部（半分）について説明することとする。

[0058] 図 6は、本実施形態における通信素子の送信回路の概要構成を示す回路図である

。以下、本図を参照して説明する。

[0059] 本図に示す通り、送信回路 506は、 pMOSトランジスタ 601、ダイオード 602、 nM

OSトランジスタ 603を備える。

[0060] 制御回路 508による制御は、 pMOSトランジスタ 601、 nMOSトランジスタ 603のゲート電圧を変化させることによって行う。

(1)制御回路 508は、信号を発しない状態の場合、 nMOSトランジスタ 603のゲートをチップ内でのグラウンド (VSS)電位、 pMOSトランジスタ 601のゲートを VDD電位とする。この場合、両者において、ソースドレイン間のインピーダンスは十分高い値になっており、 OUTnは VDD電位にほぼ等しくなる。 (2)制御回路 508によって、 nMOSトランジスタ 603および pMOSトランジスタ 601 の両方のゲートに H (High)電位が印加されると、 OUTnは L (Low)電位となる。

(3)制御回路 508によって、 nMOSトランジスタ 603および pMOSトランジスタ 601 の両方のゲートに L電位が印加されると、 OUTnは H電位となる。

[0061] このように電位を変化させることによって、信号を伝達するのである。

[0062] なお、 nMOSトランジスタ 603と pMOSトランジスタ 601にはさまれたダイオード 602 は、出力電圧の振幅を調整するために挿入されている。ダイオード 602を設けずに、ここで両者を短絡すると、 OUTnの Hレベルは電源電位、 Lレベルはチップ内の接地電位となってしまうが、ダイオード 602を挿入しておくと、その順方向電圧降下分、 L レベルの電位が高くなり、消費電力を節約できる。

[0063] 図 7は、本実施形態における通信素子の受信回路の概要構成を示す回路図である。以下、本図を参照して説明する。

[0064] 本図に示す通り、受信回路 507は、抵抗 (rl) 701、抵抗 (r2) 702、コンパレータ 70 3を備える。受信回路 507では、抵抗 701と抵抗 702の分圧比によって、 INnカも受信された電位の変化が Hか Lかの閾値を設定する。

[0065] コンパレータ 703の入力インピーダンスは、導電体サイト 103とシート状導電体 104 との間の容量によるインピーダンス l/(C co)よりも十分大きいものにする。これによつて、受信回路 507が存在しても、信号電圧は変化しないように設定することができる。

[0066] さて、上記のような通信装置 101においては、以下の説明のほか、任意の通信プロトコルを採用することができる。たとえば、ある導電体サイト 103とこれに接続される通信素子部 109は一種のローカルエリアネットワークを構成し、かつ、各通信素子部 10 9は、ローカルエリアネットワーク同士を接続するブリッジやファイアウォールとして機能する、と考えることによって、既存の通信技術を適用することができる。

[0067] また、コネクタ部 110を介して接続される外部機器との通信についても、たとえば動的アドレス割当の種々の技術等を適用することができる。

[0068] (通信の手法）

以下では、導電体サイト 103と通信素子部 109とによって構成される通信ネットヮークにおける通信の一手法について説明する。なお、本通信手法は、上記の実施形態の通信装置に限られるものではなぐ通信機器 (通信素子部 109に相当）が 2つのバス (それぞれが導電体サイト 103に相当）に接続されることによって全体として通信ネットワークを構成するような場合にも適用することができ、そのような態様も本発明の範囲に含まれる。

[0069] 図 8は、本実施形態の通信ネットワークの概要構成を示す模式図である。図 8 (a)は、通信ネットワークの 1単位を示す。図 8 (b)は、通信ネットワークの全体の様子を示す。以下、本図を参照して説明する。

[0070] 通信ネットワークの一単位 800は、 2次元状に配置されて通信ネットワークを構成する。

[0071] この一単位 800は、ノス 801と、 1つ以上の通信機器 802を備える。ここで、バス 80

1が、上記形態の導電体サイト 103に相当し、通信機器 802が、上記形態の通信素子部 109やセンサ素子 107に相当する。

[0072] 一つのバス 801に接続される各通信機器 802は、バス内 ID (iDentifier)として重複しない番号が与えられる。本図（a)には、番号として 1一 4が与えられている。

[0073] 以下、このような通信ネットワークにおいて、通信機器 802が高々 2つのバスに結合されるだけで、他の任意の通信機器 802に、 2次元面内で好適な経路を選択しながら信号を伝達する手法について、具体的に説明する。

[0074] 以下では、まず、同一バス 801内で通信機器 802が構成設定済みである場合について説明し、つぎに、動的に通信機器 802がバスに追加される場合の振舞いについて説明する。

[0075] 同一ノス 801内でのパケットの衝突を防ぐために、本実施形態では、トークン制御を行うこととする。すなわち、各通信機器 802は、自発的には信号を送信することができない。同一バス 801内に 1つだけあるトークンを自身が持っている場合にのみ、信号の出力が可能となる。

[0076] 信号はパケット単位で出力され、あるバス 801に出力されるパケットやトークンは、そのバス 801に接続されて、る通信機器 802のすべてが検出することができる。したがつて、通信機器 802は、検出したパケット等の宛先を見て、これを受信するか否かを決定するのである。 [0077] なお、パケットやトークンは、所定の時間 Tを単位として出力されるものとする。これにより、あるバス 801内の通信機器 802は、一種の同期をとつて通信を行うことになる

[0078] トークンを表すデータは、伝送したいデータ (通常のデータ）とは区別される符合を用いることとする。トークン制御の手法としては、

(1)トークンパッシブ方式

(2)ポーリング方式

の 2通りが考えられる。以下、順に説明する。

[0079] (1.トークンパッシブ方式）

トークンパッシブ方式とは、 1つのトークンを同一バス 801内で通信機器 802間を一定方向に規則的に巡回させる方式である。トークンには、トークンを受け取るべき通信機器のバス内 IDが宛先として含まれて、る。

[0080] 通信機器 802が、自分宛のトークンを受信すると、以下の処理を行う。

(a)自身に、同一バス 801内のいずれかを宛先とするパケットの送信準備ができている場合は、まず、同一バス 801内に、当該パケットを出力し、次に、トークンの宛先を「次の通信機器 802」に変更して、当該トークンを出力する。

(b)—方、そうでない場合は、トークンの宛先を「次の通信機器 802」に変更して、同一バス 801に当該トークンを出力する。

[0081] トークンの移動方向は、あら力じめ定めた規則にしたがって巡回的になるようにする。たとえば、上記のバス内 IDでいえば、〜→1→2→3→4→1→…のようにすれば良い。

[0082] 各通信機器 802は、 1つ以上のバス 801に接続される力複数のバス 801に接続されている場合は、それぞれのバスについて、上記の動作を独立に行う。

[0083] これによつて、データを転送する場合の通常のパケットには、宛先として

(X)本当の宛先

(y)当該宛先に到達するための中継点

の両方を含むようにしておく。このための経路選択は、あら力じめ各通信機器 802に経路表を用意してお!ヽても良!ヽし、その他各種の経路選択アルゴリズムを採用しても良い。

[0084] 上記（a)の「宛先」としては、この（X) (y)の両方を考慮すれば、あるバス力別のバスへパケットがたらいまわしされていくことになる。これによつて、通信ネットワークのいずれの場所にある通信機器 802であっても、その間で通信を行うことができるようになる。

[0085] なお、通信機器 802に故障や動作不良が生じた場合には、トークンの巡回が途切れてしまうことになる。これを防止するため、優先度を導入する。

[0086] 各通信機器 802の間で適当な優先度を決めれば良いが、優先度の数字が小さければ小さいほど優先される、と考える。

[0087] たとえば、バス内に通信機器 802力個あって、トークンが…→1→2→〜→N→1 →…のように巡回する場合、「宛先が nであるトークン」を各通信機器 802が検出したときの「バス内 ID力 ¾である通信機器 802の優先度 p(n,m)」は、

p(n,m) = (m-n+N) mod N

のように決めることができる。ただし、 modは割り算の余りを意味する。

[0088] 通信機器 802は、自分宛ではないトークンを検出すると、以下の動作を行う。

[0089] まず、自身の次の通信機器 802宛のトークンを、バス 801に出力する。この宛先を n とする。

[0090] このトークンは、同一バス 801内に接続されているすべての通信機器 802によって検出される。

[0091] すると、各通信機器 802は、次の動作を行う。

(P)当該通信機器 802のバス内 ID力 ¾であるとき、現在から時間 (p(n,m)+l) X Tだけ経過するまでに、新たなトークン（自分宛でなくとも良い。）が検出されるかどうかを調ベる。

(q)新たなトークン（自分宛でなくとも良い。）が検出されな力つた場合は、自身がパケットを送出して良い、ということになる。そこで必要があればパケットをバス 801に出力し、さらに自身の次の通信機器 802宛のトークンをバス 801に出力する。

(r)新たなトークンが検出された場合は、これが自分宛であれば、パケットを送出して良い、ということになるから、そこで必要があればパケットをバス 801に出力し、さらに自身の次の通信機器 802宛のトークンをバス 801に出力する。自分宛でなければ

、通常の受信待機状態に戻る。

[0092] こうすることで、局所バス内のいずれかの通信機器に不具合が生じても、トークンは消滅せず、通信を継続することができる。

[0093] (2.ポーリング方式）

ポーリング方式では、トークンの管理を一括して行う。すなわち、同一ノス 801に接続される通信機器 802から、いずれか一つ通信機器 802を選択し、これに、トークンを一括管理する権限を与える。以下では、「管理通信機器」と呼ぶこととする。

[0094] 管理通信機器は、バス 801内の他の通信機器 802宛のトークンを、順にバス 801に出力していく。

[0095] 自身宛のトークンを検出した通信機器 802は、送信すべきパケットがあれば送信を開始し、送信完了後に、その旨を管理通信機器に伝える「送信完了通知」をバス 801 に出力する。

[0096] 送信すべきパケットがな、場合は、特に動作をせず沈黙すればょ、。

[0097] 管理通信機器は、ある通信機器 802宛のトークンを出力してから、一定時間内に「送信完了通知」を検出できない場合は、次の通信機器 802宛のトークンをバス 801 に出力する。

[0098] (ブロードキャスト）

本実施形態においては、ブロードキャストは、以下のように実現される。

[0099] ブロードキャストの送信元は、通常のデータのパケット内に、

(a)これがブロードキャスト用であることを意味する符号

(b)当該パケットのカウンタ

を付加する。最初に付与されるカウンタ値は、経由できる通信機器の数の上限値（当該パケットが及ぶ範囲)を表す。

[0100] そして、当該ブロードキャスト用パケットを、自身が接続しているすべてのバス 801 に出力する。

[0101] ブロードキャスト用パケットを一方のバス 801で検出した他の通信機器 802は、カウンタを 1減らして、これが正の値であれば、当該カウンタのブロードキャスト用パケットを生成してから、他方のノス 801に、これを出力する。 0であれば、出力しない。

[0102] このようにすれば、ブロードキャストデータは適宜消去され、溢れを防止することができる。

[0103] (外部機器を接続する場合）

上記の説明では、通信機器 802にすでにバス内 IDが割り当てられるものとしていた力本実施形態ではノス内 IDが割り当てられていない外部機器が、コネクタ部 110 等を介して同じバス 801に接続される場合を考える。

[0104] まず、外部機器には、他の通信機器 802や他の外部機器と重複しない固有 IDを割り当てる。これは、 TCP/IP通信における MACアドレス、電話通信網における電話番号に相当するものである。

[0105] 以下では、 2つの外部機器力それぞれ異なるバス 801に接続されたときに、その外部機器同士の間で通信を行う手法について説明する。

[0106] また、あるバス 801に接続される外部機器バス内 IDは、適宜定めれば良!、。

[0107] 2つの外部機器力バス 801に接続されると、以下の初期設定を行う。

[0108] まず、一方の外部機器は、バス 801に対して「経路確定ブロードキャスト」を出力する。経路確定ブロードキャストには、以下の情報が含まれる。

(a)他方の外部機器の固有 ID。以下、「宛先固有 ID」という。

(b)転送回数。

(c)送付元バス内 ID。初期値は、当該一方の外部機器のバス内 IDである。

(d)—方の外部機器の固有 ID。以下、「送付元固有 ID」という。

[0109] 経路確定ブロードキャストを検出した通信機器 802は、以下の処理を行う。

(1)「宛先固有 ID、送付元固有 ID、送付元バス内 ID」の三つ組を、自身が持つ経路テーブルに追加する。

(2)転送回数を 1増加させ、送付元バス内 IDを通信機器 802自身の検出側でないバス 801のバス内 IDに更新して、当該経路確定ブロードキャストを検出側でな!、バス 801に出力する。

[0110] これを繰り返すと、経路確定ブロードキャストが他方の外部機器に到達する。

[0111] そして、他方の外部機器は、経路確定ブロードキャストが複数受信された場合は、転送回数が最も少ない経路確定ブロードキャストに指定される送付元バス内 IDを、当該一方の外部機器との通信の中継点として定めるのである。

[0112] そして、応答パケットを、接続されるバス 801に対して出力する。応答パケットは、以下のような情報を含む。

(a)発情報。当該他方の外部機器の固有 ID、すなわち、「経路確定ブロードキャストに指定される宛先固有 ID」を指定する。

(b)宛情報。当該一方の外部機器の固有 ID、すなわち、「経路確定ブロードキャストに指定される送付元固有 ID」を指定する。

(c)送付元バス内 ID。初期値は、当該他方の外部機器のバス内 IDである。

[0113] 応答パケットを検出した通信機器 802は、以下の処理を行う。

(1)経路テーブルから、「宛先固有 ID =発情報」かつ「送付元固有 ID =宛情報」であるような三つ組の「送付元バス内 ID」を取得する。

( 2)応答パケット内の送付元バス内 IDを自身の検出側でな!、バス 801のバス内 ID に更新して、検出側でないバス 801に出力する。

(3)「宛情報、発情報、送付元バス内 ID」の 3つ組を、自身が持つ経路テーブルに追加する。

[0114] このようにして、応答パケットが一方の外部機器に到達すると、経路が確定することとなる。

[0115] 上記のように、外部機器には、バス内 IDを割り当てることとしている力優先的に外部機器にトークンを割り当てたいことも多い。そのような場合には、以下のような手法を用いる。

[0116] すなわち、外部機器は、接続しているノス 801に対して「バス内送信要求」を発行する。

[0117] すると、当該ノス 801においてトークンを持っている通信機器 802が、「バス内送信許可」をバス 801に対して出力する。

[0118] 外部機器は、「バス内送信許可」を検出すると、当該バス 801にパケットを送信することができる。

[0119] すなわち、外部機器とトークンを持っている通信機器 802との間でパケットの送受が行われること〖こなる。

[0120] 外部機器は、一定時間内に「バス内送信許可」を検出できなカゝつた場合は、再度「バス内送信要求」を発行して、上記の処理を繰り返す。

[0121] なお、あるバス 801に接続される通信機器 802の間で、 CSMAZCD方式のような衝突判定 ·再送制御を行っても良いが、局所的なループやバスが多数結合している本実施形態のネットワークトポロジーでは、上記のような態様の方が有用であることが多いと考えられる。

産業上の利用可能性

[0122] 本発明によれば、複数の通信素子が埋め込まれたシート状の通信装置であって、当該複数の通信素子は自身の近傍の通信素子と通信してネットワークを形成することによって情報を伝達する通信装置を提供することができる。

Claims

請求の範囲

[1] 所定の面上に配置される複数の導体部、

前記複数の導体部のうち、隣り合うものを接続し、接続された導体部の電位の変化により、信号を受信し、接続された導体部の電位を変化させて、信号を送信する複数の通信素子部

を備える通信装置であって、

前記複数の導体部のそれぞれにつ、て、当該導体部に接続される通信素子部の間をトークンが巡回し、当該トークンを持つ通信素子部のみが、送信すべき信号があれば当該導体部の電位を変化させて信号を送信する

ことを特徴とする通信装置。

[2] 請求項 1に記載の通信装置であって、

前記複数の導体部のそれぞれにつ、て、

当該導体部に接続される通信素子部には、互いに重複しない識別符号が割り当てられ、

当該トークンには、これが次に巡回する通信素子部の識別符号が指定されて当該導体部に出力され、

当該導体部に接続される通信素子部は、当該導体部から最後に検出されたトークンに指定される識別符号と、自身の識別符号から、待機時間を求め、当該待機時間の経過後に、送信すべき信号があれば当該導体部の電位を変化させて信号を送信してから、当該導体部に次に巡回するトークンを出力する

ことを特徴とする物。

[3] 請求項 1に記載の通信装置であって、

前記複数の導体部のそれぞれにつ、て、

当該導体部に接続される通信素子部のうちいずれか 1つは、所定の時間おきに、通信素子部の識別符号を巡回するように指定したトークンを当該導体部に出力し、当該導体部に接続される通信素子部は、当該導体部から最後に検出されたトークンに指定される識別符号が自身の識別符号である場合、送信すべき信号があれば当該導体部の電位を変化させて信号を送信する

ことを特徴とする物。