WO2012144507A1 - 制御装置、通信機器、ネットワークシステム、ネットワーク管理方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

　ネットワークの中継機能を維持しつつも、ネットワークにおける消費電力を低減可能な、ネットワークの制御装置を得る。制御装置は、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークを管理する。制御装置は、予め定められた入力に基づいて、複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、前記第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定する判定部と、判定部によって第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するエンドデバイス動作指令送信部とを備える。

Description

制御装置、通信機器、ネットワークシステム、ネットワーク管理方法、およびプログラム

　本発明は、制御装置、通信機器、ネットワークシステム、ネットワーク管理方法、およびプログラムに関し、特に、パーソナルエリアネットワークを管理する制御装置、当該制御装置と通信を行なう通信機器、当該制御装置を備えるネットワークシステム、制御装置によるネットワーク管理方法、および制御装置を制御するプログラムに関する。

　従来、パーソナルネットワークとして、たとえば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を用いたネットワークが知られている。

　非特許文献１および非特許文献２には、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の機能の一つとして、ルーティング機能が開示されている。特に、非特許文献１には、ルーティング機能の１つであるメッシュルーティングが開示されている。また、非特許文献２には、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で用いる、クラスタツリー構造を利用したクラスタツリールーティングと、メッシュ構造でＰ２Ｐ（Peer　to　Peer）通信を行なうテーブルルーティングとが開示されている。さらに、非特許文献２には、テーブルルーティングがＩＥＴＦ（Internet　Engineering　Task　Force)のＭＡＮＥＴ（Mobile　Ad-hoc　On　Demand　Distance　Vector　Routing）のアルゴリズムに従って動作することも開示されている。

　非特許文献３には、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の仕様が開示されている。特許文献３には、たとえば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で用いられるコマンド等が開示されている。

　特許文献１（特開２００７－１０４１７４号公報）には、自身の構成要素の一部のみが動作するスリープモードを持つ省電力端末が開示されている。省電力端末は、（i）スリープモードにおいては、周期的に受信電波の検波処理を行い、この検波処理で所定の電波強度で所定時間長のウェークアップ信号を検出する無線回路部と、（ii）上記無線回路部が上記ウェークアップ信号を検出したことで上記一部以外の構成要素を起動してスリープモードからデータ通信ができるアクティブモードになるよう動作指示するマイクロコンピュータとを備えている。

　また、従来、電力センサと通信モジュールとを内蔵した消費電力測定器が知られている。

特開２００７－１０４１７４号公報

Ｄｒｅｗ　Ｇｉｓｌａｓｏｎ著「ＺＩＧＢＥＥ　ＷＩＲＥＬＥＳＳ　ＮＥＴＷＯＲＫＩＮＧ」（米国）、Ｎｅｗｎｅｓ、2008年9月4日、p.307-314,318,319,340-344 福永　茂「パーソナルエリアネットワークを実現する技術　－ＺｉｇＢｅｅ－　ＺｉｇＢｅｅ－Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ＰＡＮ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ－」電子情報通信学会、通信ソサイエティマガジン　Ｎｏ．２秋号　２００７、2007年9月、解説論文、p.62-73 ＺｉｇＢｅｅ　Ａｌｌｉａｎｃｅ「ＺＩＧＢＥＥ　ＳＰＥＣＩＦＩＣＡＴＩＯＮ　ＺｉｇＢｅｅ　Ｄｏｃｕｍｅｎｔ０５３４７４ｒ１７」、ＺｉｇＢｅｅ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　Ｏｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ、2008年1月17日

　通信機能を有する制御装置が複数の通信機器との間で通信してデータを交換するという状況であって、制御装置はＺｉｇＢｅｅ（登録商標）コーディネータ（以下、コーディネータとする）であるものとする。複数の通信機器をＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のノードとして用いる場合、当該通信機器は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）ルータ（以下、ルータとする）、および、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）エンドデバイス（以下、エンドデバイスとする）のいずれかとして動作させることができるものとする。

　通信機器をルータとして動作させる場合、当該通信機器はデータを中継することができる。しかし、当該通信機器をルータとして動作させると、常時受信可能な状態にしておく必要があるため、スリープに移行させることができない。（つまり、消費電力を低減できない）一方、通信機器をエンドデバイスとして動作させる場合、当該通信機器はスリープに移行させることができる。（つまり、消費電力を低減できる）しかし、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるとデータを中継できない。

　このように、通信機器をルータとして動作させる場合であっても、あるいはエンドデバイスとして動作させる場合であっても、それぞれ、メリットおよびデメリットがある。

　すべての通信機器をルータとして動作させると、データ中継機能が働くため、制御装置はそれぞれの通信機器との間で通信できやすくなるが、ネットワーク全体の消費電力は増えるであろう。

　一方、すべての通信機器をエンドデバイスとして動作させると、ネットワーク全体の消費電力は下がるが、データ中継機能が働かないために、制御装置はいくつかの通信機器と通信できなくなるおそれが出てくるであろう。

　本願発明は、上記問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、ネットワークのデータ中継機能を維持しつつも、いくつかの通信機器をエンドデバイスに切り換えることによって、ネットワーク全体における消費電力を低減させるネットワークの制御装置、通信機器、ネットワークシステム、ネットワーク管理方法、およびプログラムを提供することにある。

　本発明のある局面に従うと、制御装置は、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークを管理する。制御装置は、予め定められた入力に基づいて、複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定する判定部と、判定部によって第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するエンドデバイス動作指令送信部とを備える。

　好ましくは、制御装置は、予め定められた入力に基づいて、エンドデバイスとして動作している前記第２の通信機器に対して、当該通信機器をルータとして動作させるための指令を送信するルータ動作指令送信部をさらに備える。

　好ましくは、判定部は、複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器と制御装置との間の通信経路を少なくとも１つ確保するために中継ノードとして動作することが必須である通信機器を第１の通信機器と判定する。

　好ましくは、判定部は、複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器から制御装置への方向の通信経路と、制御装置から当該通信機器への方向の通信経路の両方向において、通信経路を少なくとも１つ確保するために中継ノードとして動作することが必須である通信機器を第１の通信機器と判定する。

　好ましくは、判定部は、複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器と制御装置との間の通信経路のうちで最良となる通信経路を算出する。判定部は、最良となる通信経路上の間に位置する通信機器の中から少なくとも１以上の通信機器を第１の通信機器と判定する。

　好ましくは、判定部は、複数の通信機器の各々から、当該通信機器とネットワーク上に存在する当該通信機器以外の通信機器との間のリンク品質指数を取得する。判定部は、取得したリンク品質指数に基づき、複数の通信機器の各々について、当該通信機器と制御装置との間の通信経路のうちで最良となる通信経路を算出する。判定部は、最良となる通信経路上の間に位置する通信機器の中から少なくとも１以上の通信機器を第１の通信機器と判定する。

　好ましくは、判定部は、リンク品質指数に基づき、経路コストの合計が最小となる通信経路を最良の通信経路とする。

　好ましくは、判定部は、リンク品質指数に基づき、経路コストの合計が最小となる通信経路が複数存在した場合、複数の通信経路のうちホップ数が最も少ない通信経路を最良の通信経路とする。

　本発明の他の局面に従うと、通信機器は、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能である。通信機器は、エンドデバイスとして動作させるための指令を受信するとエンドデバイスとしての動作を開始する。通信機器は、ルータとして動作させるための指令を受信するとルータとしての動作を開始する。

　好ましくは、通信機器は、電力センサと通信モジュールとを内蔵した消費電力測定器である。

　本発明のさらに他の局面に従うと、ネットワークシステムは、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な複数の通信機器と、当該複数の通信機器を含むネットワークを管理する制御装置とを備える。制御装置は、予め定められた入力に基づいて、複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定する。制御装置は、第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信する。第２の通信機器は、指令を受信したことに基づき、エンドデバイとして動作する。

　本発明のさらに他の局面に従うと、ネットワーク管理方法は、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークを管理する制御装置におけるネットワーク管理方法である。ネットワーク管理方法は、制御装置が、予め定められた入力に基づいて、複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定するステップと、制御装置が、第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するステップとを備える。

　本発明のさらに他の局面に従うと、プログラムは、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークを管理する制御装置を制御するためのプログラムである。プログラムは、予め定められた入力に基づいて、複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定するステップと、第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するステップとを、制御装置に実行させる。

　本発明によれば、ネットワークの中継機能を維持しつつも、ネットワーク全体における消費電力を低減可能となる。

ネットワークの概略構成を示した図である。 ネットワークの通信経路を含んだ概略構成を示した図である。 コーディネータと、ルータと、エンドデバイスとの機能をまとめた対比図である。 ゲートウェイのブロック図である。 エアコンのブロック図である。 消費電力測定器の外観を示した図である。 消費電力測定器のハードウェア構成を表した図である。 パーソナルコンピュータの表示画面の表示例と、当該表示画面に表示された入力ボタンの選択により実行される処理とを表した図である。 ユーザによって、ネットワークの構築の開始を指示する入力ボタンが選択された直後の各消費電力測定器の状態を説明するための図である。 図９に示した状態から遷移した後のネットワークの状態を示した図である。 図１０に示した状態から遷移した後のネットワークの状態を示した図である。 図１１に示した状態から遷移した後のネットワークの状態を示した図である。 制御装置に相当するゲートウェイおけるデータ処理の流れを示したフローチャートである。 ゲートウェイの機能的構成を示す機能ブロック図である。 ＬＱＩの問い合わせの結果、コーディネータ部が生成するデータテーブルを説明するための図である。 ＬＱＩと経路コストとの対応関係を３つ表した図である。 送信元ノードと、送信先ノードと、最良経路と、合計経路コストと、条件式との関係を表した図である。 送信元ノードと送信先ノードとを入れ替えた場合の最良経路と、合計経路コストと、条件式との関係を表した図である。 ネットワークの制御装置としてタブレット端末を用いた場合における、ネットワークの概略構成を示した図である。 タブレット端末のブロック図である。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態に係るネットワークについて説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

　＜Ａ．ネットワークの概要＞
　図１は、本発明の実施の形態に係るネットワークの概略構成を示した図である。図１を参照して、ネットワークＺは、低速無線通信ネットワーク（主にＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を想定）を示す。ネットワークＥは、高速通信ネットワーク（主に、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）を想定）を示す。ネットワークＺは、ＨＴＴＰ（HyperText　Transfer　Protocol）サーバ機能を有するゲートウェイ１００１と、ブロードバンドルータ１００２と、パーソナルコンピュータ１００３と、複数の消費電力測定器１００４と、複数の家電機器（エアコン１００５，冷蔵庫１００６，洗濯乾燥機１００７など）と、複数の各種センサ（温湿度センサや照度センサ、人感センサなど）１００８とを備える。

　ゲートウェイ１００１と、複数の消費電力測定器１００４と、複数の家電機器１００５，１００６，１００７と、複数の各種センサ１００８とは、それぞれ、低速無線通信モジュールＣＭ（以下、「無線モジュール」とも称する）を備える。図１では、低速無線通信モジュールＣＭのアンテナが外部アンテナのように図示されているが、アンテナはそれぞれの機器に内蔵されていてもよい。

　また、ゲートウェイ１００１と、複数の消費電力測定器１００４と、複数の家電機器１００５～１００７と、各種センサ１００８とにより、低速無線通信ネットワークＺ（以下、単に「ネットワークＺ」とも称する）を構成する。

　ゲートウェイ１００１は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）によりブロードバンドルータ１００２に接続されている。ゲートウェイ１００１は、複数の消費電力測定器１００４との間で低速度の無線通信を行なう。図１に消費電力測定器１００４は１つしか描かれていないが実際には複数台存在するものとする。また、ゲートウェイ１００１は、家電機器１００５～１００７および各種センサ１００８との間においても、低速度の無線通信を行なう。

　ブロードバンドルータ１００２は、インターネットに接続されていてもよい。パーソナルコンピュータ１００３は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＷｉＦｉ（登録商標）により、ブロードバンドルータ１００２に接続される。

　パーソナルコンピュータ１００３は、ブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）が動作する一般的なパソコンである。パーソナルコンピュータ１００３は、パーソナルコンピュータ１００３のブラウザを経由してゲートウェイ１００１のＨＴＴＰサーバと通信する。このようにして、パーソナルコンピュータ１００３は、ゲートウェイ１００１のさまざま設定を行なうことができる。このＨＴＴＰサーバとＨＴＴＰクライアントの働きによって、貧弱な入力装置しか持たないゲートウェイ１００１でも、複雑な設定を行なうことができる。本実施例では、パーソナルコンピュータ１００３をゲートウェイ１００１の入力手段及び表示手段として使うだけである。もしゲートウェイ１００１に充実した入力手段と表示手段が備わっていれば、ゲートウェイ１００１の入力手段と表示手段を用いて実施することもできる。

　以下では、詳細については後述するが、消費電力測定器１００４をルータとエンドデバイスのいずれかとして動作させる（つまり、消費電力測定器の動作モードを切り換える）ことについて説明する。しかしながら、これに限定されず、家電機器１００５，１００６，１００７および各種センサ１００８についても、上記のようにルータとエンドデバイスとの間で切り換えるようにネットワークＺを構成してもよい。

　図２は、ネットワークＺの通信経路を含んだ概略構成を示した図である。以下では、ネットワークＺとして、家電向けの短距離無線通信規格の一つであるＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を用いた例について説明する。なお、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、Ｂｌｏｏｔｏｏｔｈ（登録商標）よりも低速かつ伝送距離も短いが、省電力かつ低コストという利点がある。

　図２を参照して、ネットワークＺは、制御装置１００と、制御装置１００との間で通信を行なう複数の通信機器１１～２３とを備えている。なお、制御装置１００は、コーディネータとして機能する。通信機器は、ルータまたはエンドデバイスのいずれかとして機能する。

　なお、説明の都合上、図２の通信機器１１～２３はすべてルータとエンドデバイスの切換可能であるものとするが、ルータとエンドデバイスの切換可能ではない通信機器（図示しない）があってもよい。

　図１のゲートウェイ１００１は、制御装置１００に相当する。図１の複数の消費電力測定器１００４と、複数の家電機器１００５，１００６，１００７と、複数の各種センサ１００８のうち、ルータとエンドデバイス切換可能であるものは、通信機器１１～２３に相当する。なお、一般的に、バッテリ動作する通信機器は、ルータとエンドデバイス切換可能ではない。

　以下では、ネットワークＺの詳細な説明を行なう前に、まず、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で使用されるデバイスについて説明する。ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で使用されるデバイスは、物理デバイスと論理デバイスとの観点から区分される。

　物理デバイスの観点から、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で使用されるデバイスは、ＩＥＥＥ８０２．１５．４の規格に応じて、フル機能を備えたＦＦＤ（Full-Function　Device）と、一部の機能を省略したＲＦＤ（Reduced-Function　Device）とに分類できる。ＦＦＤは、ルーティング機能が備わっている。このため、ＦＦＤは、データを中継することができる。一方、ＲＦＤは、ルーティング機能が備わっていない。このため、ＲＦＤは、データを中継することができない。

　論理デバイスの観点から、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で使用されるデバイスは、コーディネータと、ルータと、エンドデバイスとに分類できる。コーディネータは、ネットワークに必ず１つだけ存在する。ルータは、ネットワーク内に複数存在することが可能である。ルータによって、データがノードを次々に渡っていくマルチホップネットワークを実現できる。

　コーディネータおよびルータは、ルーティング機能が備わるＦＦＤでなければならない。エンドデバイスは、ＦＦＤであってもＲＦＤであってもよい。本実施の形態における通信機器１１～２３は、ルータとエンドデバイスの切換可能である通信機器であり、ＦＦＤでなければならない。

　制御装置１００は、後述する方法によって、通信機器１１～２３が、ルータとエンドデバイスの切替可能であるかどうかを判別できるものとする。なお、制御装置１００と通信機器１１～２３は、あらかじめ同一ネットワークに参加しているものとする。

　図３は、コーディネータと、ルータと、エンドデバイスとの機能をまとめた対比図である。図３を参照して、コーディネータ（つまり、図２の制御装置１００）は、上述したようにネットワークの立ち上げ機能を有するが、ルータおよびエンドデバイスは、ネットワークの立ち上げ機能を有していない。また、コーディネータおよびルータは、中継機能を有するが、エンドデバイスは中継機能を有していない。

　さらに、コーディネータおよびルータは、スリープ不可であるが、エンドデバイスは、スリープできる。エンドデバイスがスリープできる理由は、常に受信する必要がないためである。従って、一般的に言えばコーディネータとルータの消費電力は高くなる。エンドデバイスの消費電力は低くなる。なお、参考までに、ある消費電力測定器をルータとして動作させた場合の消費電力の実測値は約０．４Ｗであり、エンドデバイスとして動作させた場合の消費電力の実測値は約０．１Ｗであった。

　＜Ｂ．制御装置の構成＞
　まず、ゲートウェイ１００１について説明する。次いで、パーソナルコンピュータ１００３について説明する。

　図４は、ゲートウェイ１００１のブロック図である。ゲートウェイ１００１は、制御部１１０１と、操作部１１０２と、表示部１１０３と、高速通信インターフェイス部１１０４と、電源部１１０５と、低速無線通信モジュール１１０６と、アンテナ１１０７とを備える。

　操作部１１０２は、スイッチ等の入力デバイスである。表示部１１０３は、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）等の出力デバイスである。高速通信インターフェイス部１１０４は、ブロードバンドルータ１００２との間でＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）等を用いた通信を行なうためのインターフェイスである。電源部１１０５は、制御部１１０１と低速無線通信モジュール１１０６とに電力を供給する。

　制御部１１０１は、操作部１１０２、表示部１１０３と、高速通信インターフェイス部１１０４と、電源部１１０５と、低速無線通信モジュール１１０６とに接続されている。制御部１１０１は、ゲートウェイ１００１の全体的な動作を制御する。制御部１１０１は、操作部１１０２からの入力を受け付ける。また、制御部１１０１は、表示部１１０３に出力指示を出す。

　より詳しくは、制御部１１０１は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）と、ＲＡＭ（Random　Access　Memory）と、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）と、ＵＡＲＴ（Universal　Asynchronous　Receiver　Transmitter）と、ＧＰＩＯ（General　Purpose　Input/Output）とで構成される。ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯとは、それぞれ、ＣＰＵに接続されている。

　低速無線通信モジュール１１０６は、アンテナ１１０７と接続されている。低速無線通信モジュール１１０６は、低速無線通信ネットワークＺ上に存在する通信機器との間の通信を制御する。より詳しくは、低速無線通信モジュール１１０６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯと、無線ＲＦ（Radio　Frequency）部で構成される。ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯとは、それぞれ、ＣＰＵに接続されている。

　＜Ｃ．家電機器の構成＞
　図５は、エアコン１００５（図１参照）のブロック図である。なお、他の家電機器１００６，１００７も類似のブロックを有するため、ここでは説明を繰り返さない。

　図５を参照して、エアコン１００５は、制御部１５０１と、操作部１５０２と、表示部１５０３と、センサ部１５０４と、電源部１５０５と、低速無線通信モジュール１５０６と、アンテナ１５０７と、制御対象１５０８とを備える。

　操作部１５０２は、スイッチ等の入力デバイスである。表示部１５０３は、ＬＥＤ等の出力デバイスである。センサ部１５０４は、たとえば、温度センサ、湿度センサである。電源部１５０５は、制御部１５０１と低速無線通信モジュール１５０６とに電力を供給する。

　制御部１５０１は、操作部１５０２、表示部１５０３と、センサ部１５０４と、電源部１５０５と、低速無線通信モジュール１５０６とに接続されている。制御部１５０１は、エアコン１００５の全体的な動作を制御する。制御部１５０１は、一般的に組込みマイコンで実現される。

　制御部１５０１は、操作部１５０２からの入力を受け付ける。また、制御部１５０１は、表示部１５０３に出力指示を出す。また、制御部１５０１は、センサ部１５０４による入力を受け付ける。制御部１５０１は、コンプレッサ等の制御対象１５０８を制御する。

　より詳しくは、制御部１５０１は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯと、ＡＤＣ（Analog　Digital　Converter）とで構成される。ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯとは、それぞれ、ＣＰＵに接続されている。ＡＤＣは、センサ部１５０４に接続される。

　低速無線通信モジュール１５０６は、アンテナ１５０７と接続されている。低速無線通信モジュール１５０６は、ネットワークＺ上に存在するゲートウェイ１００１や通信機器との間の通信を制御する。低速無線通信モジュール１５０６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯと、無線ＲＦ部で構成される。ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯとは、それぞれ、ＣＰＵに接続されている。

　＜Ｄ．消費電力測定器の構成＞
　図６は、消費電力測定器１００４の外観を示した図である。図６（ａ）は、消費電力測定器１００４の斜視図である。図６（ｂ）は、消費電力測定器１００４の側面図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）とは異なる方向から視た場合における消費電力測定器１００４の斜視図である。

　図６（ａ）を参照して、消費電力測定器１００４は、消費電力測定器１００４の表面１００４Ａに、プラグ差込用のソケット２１０１を備える。図６（ｂ）および図６（ｃ）を参照して、消費電力測定器１００４の表面１００４Ｃに、プラグ２１０２を備える。なお、表面１００４Ｃは、表面１００４Ａとは反対側の面であり、表面１００４Ｂに隣接する面である。ソケット２１０１には、家電等の電子機器のプラグ（コンセント）が差し込まれる。

　図７は、消費電力測定器１００４のハードウェア構成を表した図である。図７を参照して、消費電力測定器１００４は、ソケット２１０１と、プラグ２１０２と、シャント抵抗２１０３と、電源部２１０４と、ＬＥＤ２１０５と、設定ボタン２１０６と、アンテナ２１０７と、電力センサ部２１１０と、低速無線通信モジュール２１２０と、配線２１３１と、配線２１３２と、配線２１３３とを備える。

　電力センサ部２１１０は、電圧入力ＡＤＣ部２１１１と、電流入力ＡＤＣ部２１１２と、乗算器２１１３と、デジタル／周波数変換部２１１４とを含む。低速無線通信モジュール２１２０は、ＣＰＵ２１２１と、ＲＯＭ２１２２と、ＲＡＭ２１２３と、ＧＰＩＯ２１２４と、無線ＲＦ部２１２５とを含む。

　配線２１３２と配線２１３３とは、シャント抵抗２１０３により接続されている。シャント抵抗２１０３は電流を測定するために使われる微小な（数百マイクロΩ）抵抗である。

　ソケット２１０１とプラグ２１０２とは、配線２１３１～２１３３およびシャント抵抗２１０３で接続されている。配線２１３１は、プラグ２１０２の一方の端子およびソケット２１０１の一方の端子に接続されている。配線２１３２は、プラグ２１０２の他方の端子とシャント抵抗２１０３の一方の端部とに接続されている。配線２１３３は、ソケット２１０１の他方の端子とシャント抵抗２１０３の他方の端部とに接続されている。

　電源部２１０４は、配線２１３２に接続されている。電源部２１０４は、交流を直流に変換する。電源部２１０４は、変換により得られた直流電力を電力センサ部２１１０と低速無線通信モジュール２１２０とに与える。

　電圧入力ＡＤＣ部２１１１は、配線２１３１と、配線２１３２とに接続されている。電圧入力ＡＤＣ部２１１１は、配線２１３１と配線２１３２との間の電圧（電位差）を、デジタル信号にて乗算器２１１３に出力する。

　電流入力ＡＤＣ部２１１２は、配線２１３２と、配線２１３３とに接続されている。電流入力ＡＤＣ部２１１２は、シャント抵抗２１０３に流れる電流の電流値を、デジタル信号にて乗算器２１１３に出力する。

　乗算器２１１３は、電圧入力ＡＤＣ部２１１１からの出力と、電流入力ＡＤＣ部２１１２からの出力とを乗算し、当該乗算により得られたデジタル信号をデジタル／周波数変換部２１１４に出力する。

　デジタル／周波数変換部２１１４は、入力されたデジタル信号を周波数信号に変換する。デジタル／周波数変換部２１１４は、変換により得られた周波数信号を、低速無線通信モジュール２１２０のＧＰＩＯに出力する。

　ＣＰＵ２１２１は、ＧＰＩＯから取得した上記周波数信号をデータ変換する。無線ＲＦ部２１２５は、データ変換により得られた信号を、アンテナ２１０７を用いてゲートウェイ１００１に送信する。

　ＲＯＭ２１２２には、ＣＰＵ２１２１が実行するプログラム等が格納されている。ＲＡＭ２１２３は、ＣＰＵ２１２１が処理するデータおよび処理したデータを一時的に格納する。

　ＬＥＤ２１０５は、消費電力測定器１００４のデータ処理状態を、点滅および／または点灯させる色等により表す。設定ボタン２１０６は、ユーザによる消費電力測定器１００４の初期設定等のために用いられる。

　＜Ｅ．ネットワークの動作概要＞
　次に、ネットワークＺに含まれる各機器の動作概要について説明する。なお、以下で示す動作概要は、一例であって、これに限定されるものではない。

　図８は、パーソナルコンピュータ１００３の表示画面の表示例と、当該表示画面に表示された入力ボタンの選択により実行される処理とを表した図である。図８（ａ）および図８（ｂ）は、パーソナルコンピュータ１００３のブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）上の画面を示した図である。ブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）の接続先はゲートウェイ１００１のＨＴＴＰサーバである。図８（ｃ）は、ゲートウェイ１００１の状態を示す状態遷移図である。

　図８（ａ）および図８（ｂ）を参照して、ブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）の画面上に、ゲートウェイ１００１の状態と、ネットワークの構築の開始を指示する入力ボタン２０１と、ネットワークの構築の完了を指示する入力ボタン２０２と、が表示される。

　ゲートウェイ１００１のＨＴＴＰサーバは、ブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）からアクセスがあると、ＣＧＩ（Common　Gateway　Interface）と呼ばれる小さなプログラムを呼び出して、ゲートウェイ１００１の状態を調べる。

　ゲートウェイ１００１の状態が「ネットワーク運用中」ならば、入力ボタン２０１を有効化（選択可能）し、入力ボタン２０２を無効化（選択不可）する。ゲートウェイ１００１の状態が「ネットワーク構築中」ならば、入力ボタン２０１を無効化（選択不可）し、入力ボタン２０２を有効化（選択可能）する。入力ボタン２０１、入力ボタン２０２が押されると、パーソナルコンピュータ１００３のブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）からゲートウェイ１００１のＨＴＴＰサーバにその入力信号が通知される。

　図８（ｃ）を参照して、ゲートウェイ１００１には２つの状態、「ネットワーク運用中」と「ネットワーク構築中」である。初期状態は「ネットワーク運用中」である。「ネットワーク運用中」に入力ボタン２０１が選択されると、ゲートウェイ１００１のＨＴＴＰサーバはＣＧＩを呼び出して後述する処理Ａを実行し、「ネットワーク構築中」に移行する。「ネットワーク構築中」に入力ボタン２０２が選択されると、ゲートウェイ１００１のＨＴＴＰサーバはＣＧＩを呼び出して後述する処理Ｂを実行し、「ネットワーク運用中」に移行する。

　入力ボタン２０１，２０２は、ブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）上に表示されるボタンである。あるいは、先に述べたように、ゲートウェイ１００１に充実した入力手段と表示手段が備わっていれば、ゲートウェイ１００１の入力手段と表示手段を用いてもよい。

　図９は、ユーザによって、ネットワークの構築の開始を指示する入力ボタン２０１が選択される前の各通信機器の状態を説明するための図である。すなわち、図９は「ネットワーク運用中」の図である。図９を参照して、ネットワークＺ上には、コーディネータとして機能する制御装置１００と、ルータと、エンドデバイスとが存在する。ネットワークＺ上に存在する通信機器は、制御装置１００を含めて、参加禁止モードになっている。つまり、ネットワークＺ上に存在する通信機器は、新たな通信機器３１を参加させようとしても参加できない状態となっている。制御装置１００とルータとは、すべて「参加禁止」状態となっている。

　図９の状態において、入力ボタン２０１が選択されると、制御装置１００（ノード）は、ネットワークＺを構成している通信機器１１～２３（ノード）に対して、以下の指令を送信する。
（i）通信機器１１～２３のうちエンドデバイスである機器に対してルータとして動作させるための指令（以下、「ルータ動作指令」とも称する）と、
（ii）通信機器１１～２３の各々に対して他の新しい通信機器の参加を許可する動作モード（以下、「参加許可モード」とも称する）で動作させるための指令（以下、「参加許可指令」とも称する）と、
を送信する。

　より詳しくは、制御装置１００は、（i）で「ルータ動作指令」を送信して、対象となる通信機器がルータとして動作したことを示す信号を受信した後に、（ii）通信機器１１～２３に対して「参加許可指令」を送信する。（i）、（ii）の順に送信する。また、制御装置１００（ノード）自身も参加許可モードに設定する。

　なお、通信機器が、ルータとして動作を開始した場合に、デフォルトで参加許可モードとなる場合には、制御装置１００は改めて参加許可指令を送信する必要はない。

　図１０は、図９に示した状態から遷移した後のネットワークＺの状態を示した図である。具体的には、図１０は、入力ボタン２０１が選択された後の各通信機器の状態を説明するための図である。また、図１０は「ネットワーク構築中」の図である。

　図１０を参照して、通信機器１１～２３がルータ動作指令と参加許可指令を受信すると、通信機器１１～２３は、ルータとして動作するとともに、参加許可モードに移行する。また、制御装置１００自身も、参加許可モードに移行する。

　新たな通信機器３１は、各通信機器１１～２３および制御装置１００が参加許可モードであるため、これらのうちいずれかを親としてネットワークに参加できるようになる。たとえば、新たな通信機器３１は、図１０の状態においては一例として最寄の通信機器１５に参加することができるようになる。つまり、通信機器３１が、通信機器１５を親とすることができるようになる。

　図１１は、図１０に示した状態から遷移した後のネットワークＺの状態を示した図である。具体的には、図１１は、新しい通信機器３１がネットワークＺに参加した後の状態を表した図である。また、図１１は「ネットワーク構築中」の図である。

　図１１を参照して、新たな通信機器３１は、最寄の通信機器１５に参加する。つまり、通信機器１５が、通信機器３１の親となる。なお、通信機器３１以外にも新たな通信機器がある場合には、新たな通信機器の各々がネットワークＺに参加するまで処理を繰り返す。新たな通信機器がネットワークＺに参加されると、ゲートウェイ１００１はその表示部に「新しい通信機器が参加した」という意味の表示をしてもよい。また、パーソナルコンピュータ１００３のブラウザ（ＨＴＴＰクライアント）上に「新しい通信機器が参加した」という意味の表示をしてもよい。

　ネットワークの構築の完了を指示する入力ボタン２０２が選択されると、制御装置１００は、複数の通信機器１１～２３の中から「通信機器ＲＴ」と「通信機器ＥＤ」とを判定する。「通信機器ＲＴ」は、中継ノード（すなわちルータ）として動作しなければならない通信機器のことである。「通信機器ＥＤ」は、中継機能無しノード（すなわちエンドデバイス）として動作させてもよい通信機器のことである。

　より詳しくは、ネットワークのデータ中継機能を維持するのに必要な「通信機器ＲＴ」を判定する。「ネットワークのデータ中継機能を維持する」という意味は、制御装置１００と複数の通信機器１１～２３との間で通信経路を少なくとも１つ確保できるということである。

　入力ボタン２０２が選択されると、制御装置１００は、後述する方法に従って、「通信機器ＲＴ」と「通信機器ＥＤ」とを判定する。ここでは、通信機器１５～２３を中継ノードとして機能することが必要な通信機器ＲＴと判定し、通信機器１１～１４および通信機器３１を通信機器ＥＤと判定したものとする。

　入力ボタン２０２が選択されると、制御装置１００は、通信機器ＥＤとして判定した通信機器１１～１４および通信機器３１に対して、通信機器１１～１４をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信する。通信機器１１～１４および通信機器３１は、当該指令を受信したことに基づき、エンドデバイスとして動作する。

　さらに、制御装置１００は、通信機器ＲＴと判定した通信機器１５～２３に対して、参加禁止指令を送信する。通信機器１５～２３は、当該参加禁止指令を受信すると、自機器の動作モードを参加許可モードから参加禁止モードへ切り換える。また、制御装置１００自身も参加禁止モードへ移行する。

　図１２は、図１１に示した状態から遷移した後のネットワークＺの状態を示した図である。具体的には、図１２は、入力ボタン２０２が選択され、一部の通信機器がルータからエンドデバイスに切り換った後の状態を表した図である。また、図１２は「ネットワーク運用中」の図である。

　図１２を参照して、ネットワークＺ上には、コーディネータとして機能する制御装置１００以外に、ルータと、エンドデバイスとが存在することになる。具体的には、通信機器１５～２３が、ルータとなり、通信機器１１～１４および新たな通信機器３１がエンドデバイスとなる。また、ネットワークＺ上に存在する通信機器は、制御装置１００を含めて、参加禁止モードになる。

　以上の処理により、新たな通信機器３１を加えた新たなネットワークが構築された。再度、新しい通信機器を追加させたい場合は、図９～図１２で示した処理を繰り返せばよい。

　＜Ｆ．制御構造＞
　図１３は、制御装置１００に相当するゲートウェイ１００１おけるデータ処理の流れを示したフローチャートである。図１３（ａ）は、入力ボタン２０１が押されたときの処理（処理Ａ）の流れを説明するためのフローチャートである。図１３（ｂ）は、入力ボタン２０２が押されたときの処理（処理Ｂ）の流れを説明するためのフローチャートである。

　図１３（ａ）を参照して、入力ボタン２０１が選択されると、ゲートウェイ１００１は、ステップＳ２０４以降を実施する。ステップＳ２０４において、ゲートウェイ１００１は、ネットワークＺ上に存在するエンドデバイスとして動作中の通信機器に対して、通信機器をルータとして動作させるための指令を送信する。

　ステップＳ２０６において、ゲートウェイ１００１は、ネットワークＺ上に存在するルータとして動作中の通信機器に対して、参加許可モードへの変更を指示する指令を送信する。ステップＳ２０８において、ゲートウェイ１００１は、ゲートウェイ１００１自身のコーディネータ部の動作モードを、参加禁止モードから参加許可モードに変更する。これにより、ネットワークＺ上に存在するルータまたはコーディネータとして動作中の通信機器の動作モードは参加許可モードとなる。なお、エンドデバイスには参加許可／禁止モードというのはない。

　図１３（ｂ）を参照して、入力ボタン２０２が選択されると、ゲートウェイ１００１は、ステップＳ２１４以降を実施する。ステップＳ２１４において、ゲートウェイ１００１は、通信機器ＲＴと通信機器ＥＤを判定する。より詳細には、ゲートウェイ１００１は、それぞれの通信機器において、当該通信機器とゲートウェイ１００１との通信経路を少なくとも１つ確保するために、中継ノードとして機能することが必要な第１の通信機器（以下、通信機器ＲＴとも称する）を判定する。また、通信機器ＲＴ以外の第２の通信機器（以下、通信機器ＥＤとも称する）を判定する。

　ステップＳ２１６において、ゲートウェイ１００１は、通信機器ＥＤと判定された通信機器に対して、エンドデバイスとして動作させるための指令を送信する。ステップＳ２１８において、ゲートウェイ１００１は、判定された通信機器ＥＤの全てがエンドデバイスに切り換ったか否かを、通信機器ＥＤからの信号に基づき判断する。

　ゲートウェイ１００１は、判定された通信機器ＥＤの全てがエンドデバイスに切り換ったと判断すると（ステップＳ２１８においてＹＥＳ）、ステップＳ２２０において、エンドデバイスとして動作している通信機器ＥＤを除いた全ての通信機器（つまり、通信機器ＲＴとして判定された全ての通信機器）に対して、参加禁止モードへの変更を指示する指令を送信する。ゲートウェイ１００１は、判定された通信機器ＥＤの全てがエンドデバイスに切り換っていないと判断すると（ステップＳ２１８においてＮＯ）、処理をステップＳ２１８に進める。

　ステップＳ２２２において、ゲートウェイ１００１は、ゲートウェイ１００１自身のコーディネータ部の動作モードを参加許可モードから参加禁止モードに変更する。

　参加許可と参加禁止に関しては、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の標準的なコマンドを使う。具体的には、「Mgmt_Permit_Joining_req」というコマンドを使う。PermitDurationが“０”ならば禁止であり、PermitDurationが“２５５”ならば許可である。当該コマンドに関しては、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）　Ａｌｌｉａｎｃｅが発行している仕様書「ZIGBEE　SPECIFICATION」の「2.4.3.3.7　Mgmt_Permit_Joining_req」に開示されている。

　＜Ｇ．機能ブロック＞
　図１４は、ゲートウェイ１００１の機能的構成を示す機能ブロック図である。図１４を参照して、ゲートウェイ１００１は、判定部１４０と、コーディネータ部１５０とを備える。コーディネータ部１５０は、エンドデバイス動作指令送信部１５１と、ルータ動作指令送信部１５２とを備える。なお、コーディネータ部１５０は、ゲートウェイ１００１における低速無線通信モジュール１１０６におけるＣＰＵおよびメモリに格納された各種プログラム等により実現される機能ブロックである。

　判定部１４０は、入力ボタン２０２（図１３（ｂ）参照）が押されると、前記複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき通信機器ＲＴと、通信機器ＲＴ以外の通信機器ＥＤとを判定する。

　エンドデバイス動作指令送信部１５１は、判定部１４０によって通信機器ＥＤと判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信する。ルータ動作指令送信部１５２は、入力ボタン２０１（図１３（ａ）参照）が押されると、エンドデバイスとして動作している通信機器に対して、当該通信機器をルータとして動作させるための指令を送信する。

　＜Ｈ．通信機器ＲＴ／通信機器ＥＤの判定処理の詳細＞
　次に、通信機器ＲＴ／通信機器ＥＤの判定処理の詳細について説明する。なお、上記においては、ゲートウェイ１００１に相当する制御装置１００および複数の通信機器１１～２３，３１がネットワークＺを構成する機器であるとして説明したが、以下では説明の便宜上、ネットワークＺが１３個のノードＸ０～Ｘ１３で構成されているものとして説明する。なお、ノードＸ０は、ゲートウェイ１００１のコーディネータ部１５０であるものとする。

　（ｈ１．手順）
　以下の手順で通信機器ＲＴ／通信機器ＥＤを判定する。
（１）まず、判定部１４０は、コーディネータ部１５０と複数の通信機器の各々から、ネットワークＺ上に認識される通信機器とのリンク品質指数（ＬＱＩ（Link　Quality　Index））を取得する。
（２）判定部１４０は、取得したリンク品質指数（ＬＱＩ）に基づき、複数の通信機器の各々について、コーディネータ部１５０と当該通信機器との間の最良の通信経路を決定する。最良の通信経路とは、経路コストの合計が最小となる経路のことである。そのような通信経路が複数存在する場合は、すべての通信経路を決定する。
（３）判定部１４０は、複数の通信機器の各々について決定された最良経路に基づき、最良経路が少なくとも１つ成り立つように条件式を作成する。条件式には、中継ノードとして存在することが必須である通信機器を判定するための情報が含まれる。
（４）判定部１４０は、作成された条件式を解く。その結果、中継ノードとして存在することが必須である通信機器を通信機器ＲＴと判定する。それ以外の通信機器を通信機器ＥＤと判定する。

　（ｈ２．ＬＱＩの問い合わせ）
　ＬＱＩを問い合わせる場合、コーディネータ部１５０は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の標準的なコマンドを使用する。当該コマンドに関しては、ＺＩＧＢＥＥ（登録商標）　Ａｌｌｉａｎｃｅが発行している仕様書「ZIGBEE　SPECIFICATION」の「2.4.3.3.2　Mgmt_Lqi_req」、「2.4.4.3.2　Mgmt_Lqi_rsp」に開示されている。コーディネータ部１５０は、当該コマンドを使うことで、ＬＱＩを取得する。

　図１５は、ＬＱＩの問い合わせの結果、コーディネータ部１５０が生成するデータテーブルを説明するための図である。より詳しくは、図１５は、複数のＬＱＩを示したデータテーブル１７０１である。

　なお、データテーブル１７０１では、ＬＱＩを０～２５５のうちの何れかの値で示している。つまり、図１５は、ＬＱＩを８ビット表記している。ＬＱＩの値が大きい程、リンク品質が良いことを表している。データテーブル１７０１において空欄の箇所は、相手機器が確認できない状態を示している。ＬＱＩがどのように算出されるかは、各通信機器の実装に依存する。

　ある実装においては、受信強度（ＲＳＳＩ（Receive　Signal　Strength　Indication））から一意に算出する。ＲＳＳＩが－８７ｄＢｍ以下のときＬＱＩ＝０、ＲＳＳＩが＋１０ｄＢｍ以上のときＬＱＩ＝２５５として、その間を線形比例させるという算出方法がある。この実装によると、ＬＱＩ＝０の意味はＲＳＳＩが－８７ｄＢｍ以下ということになる。

　また、ある実装では、ＲＳＳＩと相関値（correlation）とを組み合わせて算出するものもある。相関値（correlation）とは、物理層においてフレーム受信開始を検出するために相関器で算出される値である。ＲＳＳＩと相関値（correlation）とを組み合わせると、より正確なリンク品質指数（ＬＱＩ）が得られるであろう。ＲＳＳＩだけでは、有意な信号とノイズとを区別できないからである。

　図１５を参照して、上述したように、ノードＸ０は、ゲートウェイ１００１のコーディネータ部１５０を表し、ノードＸ１～ノードＸ１２は、ネットワークＺを構成する１２個の通信機器を表している。図１５においては、ノードＸｎに対するＬＱＩの問い合わせ結果を、行方向に並べている。たとえば、ノードＸ０からノードＸ１を見たときのＬＱＩは“１２”であり、ノードＸ１からノードＸ０を見たときのＬＱＩは、“２３”である。

　お互いの機器が同程度のＬＱＩで見えるはずであるが、実際には、そのようになっていない箇所もある。ノードＡからノードＢ（Ａ≠Ｂ）を見たときのＬＱＩと、ノードＢからノードＡを見たときのＬＱＩとを比較する。例えば、片方が空欄になっている場合や、極端に値が異なる場合など、非対称性が高いと判断すると、当該非対称性の高いＬＱＩは信用できないデータと見なして、当該ＬＱＩをデータテーブル１７０１から削除してもよい。通信経路としては対称性がある方が望ましいからである。

　（ｈ３．経路コスト）
　判定部１４０は、予め定められたプログラムを用いて、ＬＱＩを経路コストに変換する。当該変換の一例を挙げて説明すると以下のとおりである。

　図１６は、ＬＱＩと経路コストとの対応関係を３つ表した図である。図１６（ａ）は、３つの対応関係のうち最も好ましい対応関係を表した図である。判定部１４０は、図１６（ａ）の変換テーブルに従って、ＬＱＩから経路コストへ変換する。

　このように、判定部１４０は、ＬＱＩが小さければ経路コストが高くなるように、ＬＱＩに応じて“１”～“７”の経路コストを割り当てる。なお、この経路コストは１ホップ間のみの経路コストである。

　（ｈ４．最良経路の決定）
　次に、経路コストを用いた最良経路の決定方法について説明する。なお、ここでは、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）のルーティング手法として、メッシュルーティングを使用するものとして仮定する。

　最良経路の決定については、公知のＡＯＤＶ（Ad-hoc　On-Demand　Distance　Vectoring）というアルゴリズムを踏襲する。ＡＯＤＶは、非特許文献として挙げた「ZIGBEE　WIRELESS　NETWORKING」における「7.4.2　Mesh　Routing」等に開示されている。

　判定部１４０は、後述するように、経路コスト（Path　Cost）の合計が最も低い通信経路を選択する。ここで、判定部１４０は、ゲートウェイ１００１とそれぞれの通信機器との通信路を考慮して、それぞれの通信機器を、ルータとして機能すべき通信機器ＲＴと、ルータとして機能しなくてよい通信機器ＥＤとに分けるための判定処理を行なう。

　判定部１４０は、下記の第１の基準および第２の基準を用いて最良経路を求める。
　・第１の基準：合計経路コストが最も低いもの
　・第２の基準：合計経路コストが同点ならば、ホップ数が少ないもの
　最良経路を求める方法であるが、ＬＱＩテーブルから（１ホップあたりの）経路コストを求めて、送信元ノードから送信先ノードに到達しうるあらゆるルートに対して、合計経路コストを計算する。その結果、合計経路コストが最小となるルートを最良経路として選ぶ（第１の基準）。合計経路コストが同点であればホップ数が少ないルート最良経路として選ぶ（第２の基準）。第１の基準を優先し、第１の基準の結果同点であれば第２の基準を用いる。

　なお、実装としては、第１の基準と第２の基準をまとめて「経路品質指数」と呼ばれるもの作成するのが良い。「経路品質指数」の定義は以下の通りである。

　経路品質指数＝（合計経路コスト）＊２５６＋ホップ数・・・式（Ｑ）
　経路品質指数が最小となる経路を、最良経路とする。

　なお、最良経路の探索であるが、幅優先探索と深さ優先探索のどちらを用いてもよいが、いずれの探索方法であってもルートの枝刈りが必要である。さもなければルート探索に莫大な時間がかかってしまうであろう。ルートの枝刈りは、ルート途中までの「経路品質指数」が、その時点における最良経路の「経路品質指数」を超えていればそれより先の経路の探索を中止することによって行なう。

　なお、最良経路は１つとは限らない。判定部１４０は、第１の基準と第２の基準を用いた結果最良経路と同点となるすべての経路を決定して記憶しておく。最良経路が複数存在する場合は、そのうちの少なくとも１つ最良経路が成り立てばよいと考える。

　最良経路上の間にあるノード（通信機器）は中継ノードとして必須である可能性がある。ただし、真に中継ノードとして必須の存在であるかどうかは、後述するように条件式を解くことによって判定する。

　以下、図１７を参照して述べる。
　第１の例として、第１の基準および第２の基準を用いた結果、ノードＸ０からノードＸ８への経路のうち最良経路が１つだけあったとする。ここで、最良経路が、たとえば“ノードＸ０→ノードＸ２→ノードＸ８”である場合には、ノードＸ２は必須の中継ノードとなる。つまり、ノードＸ２として表したの通信機器は、ルータとして動作しなければならない通信機器ＲＴとなる。よって条件式はＸ２で表せる。

　第２の例として、第１の基準および第２の基準を用いた結果、ノードＸ０からノードＸ１２への経路のうち最良経路が１つだけあったとする。ここで、最良経路が、たとえば“ノードＸ０→ノードＸ３→ノードＸ１０→ノードＸ１２”である場合には、ノードＸ３かつノードＸ１０が必須の中継ノードとなる。よって条件式はＸ３＆＆Ｘ１０で表せる。

　第３の例として、第１の基準および第２の基準を用いた結果、ノードＸ０からノードＸ８への経路のうち最良経路が２つあったとする。ここで、最良経路が、たとえば“ノードＸ０→ノードＸ２→ノードＸ８”と“ノードＸ０→ノードＸ５→ノードＸ８”とである場合には、ノードＸ２またはノードＸ５が必須の中継ノードとなる。つまり、ノードＸ２またはノードＸ５のいずれかは、ルータとして動作しなければならない通信機器ＲＴとなる。よって条件式はＸ２｜｜Ｘ５で表せる。

　第４の例として、第１の基準および第２の基準を用いた結果、ノードＸ０からノードＸ９への経路のうち最良経路が２つあったとする。ここで、最良経路が、たとえば“ノードＸ０→ノードＸ２→ノードＸ７→ノードＸ９”と“ノードＸ０→ノードＸ５→ノードＸ７→ノードＸ９”である場合には、ノードＸ２かつノードＸ７、または、ノードＸ５かつノードＸ７、のいずれかは必須の中継ノードとなる。よって条件式は（Ｘ２＆＆Ｘ７）｜｜（Ｘ５＆＆Ｘ７）で表せる。

　第５の例として、第１の基準および第２の基準を用いた結果、ノードＸ０からノードＸ１への経路のうち最良経路が１つだけあったとする。ここで、最良経路が、“ノードＸ０→ノードＸ１”である場合には、直接通信できるため、必須の中継ノードは存在しない。よって、条件式として追加するものはない。

　判定部１４０は、ノードＸ０と、ノードＸ１～１２の各々との間において、最良経路を求める。判定部１４０は、ノードＸ０を送信元ノードに、全ての通信機器（ノードＸ１～１２）を送信先ノードとして、通信機器毎に最良経路を求める。また、逆方向として、全ての通信機器（ノードＸ１～１２）を送信元ノードに、ノードＸ０を送信先ノードとして、通信機器毎に最良経路を求める。

　具体的には、判定部１４０は、条件式を解くことにより、通信機器毎の最良経路を求める。つまり、判定部１４０は、条件式を解くことにより、ゲートウェイ１００１と、それぞれの通信機器との間で通信を維持するために、中継ノードとしての必須の通信機器を判定する。

　図１７は、送信元ノードと、送信先ノードと、最良経路と、合計経路コストと、条件式との関係を表した図である。それぞれの最良経路において、条件式が求められる。また、それぞれの最良経路は同時に満足しなければならないので、それぞれの条件式を同時に満たすことが必要である。従って、図１７を参照して、
　Ｆ＝（Ｘ２）＆＆（Ｘ２｜｜Ｘ５）＆＆（Ｘ２）＆＆（（Ｘ２＆＆Ｘ７）｜｜（Ｘ５＆＆Ｘ７））＆＆（Ｘ３）＆＆（Ｘ４）＆＆（Ｘ３＆＆Ｘ１０）・・・式（１）
が求められる。式（１）は、それぞれの条件式を同時に満たすための、全体の条件式である。

　なお、“＆＆”は論理ＡＮＤ演算子であり、“｜｜”は、論理ＯＲ演算子である。
　判定部１４０は、式（１）がＴｒｕｅとなり、かつ、なるべく中継ノードの個数（Ｘ＝Ｔｒｕｅとするノード数）を最小限とする解を求める。なお、式（１）では、Ｘｉ（ｉは、１以上１２以下の自然数）は、ノードＸｉに対応する。たとえば、Ｘ２は、ノードＸ２である。

　式（１）においては、Ｘ２、Ｘ３，およびＸ４は論理ＡＮＤ演算子で連結された単項で存在するため、式（１）をＴｒｕｅにするためには、Ｘ２＝Ｔｒｕｅ，Ｘ３＝Ｔｒｕｅ，およびＸ４＝Ｔｒｕｅでなければならないことがわかる。

　また、第４項は“（Ｘ２｜｜Ｘ５）＆＆Ｘ７”と変形できるので、式（１）をＴｒｕｅにするためには、Ｘ７＝Ｔｒｕｅでなければならないことがわかる。

　つまり、Ｘ２＝Ｔｒｕｅ，Ｘ３＝Ｔｒｕｅ，Ｘ４＝Ｔｒｕｅ，およびＸ７＝Ｔｒｕｅであることは必須の要件である。これらを式（１）に代入すると、式（１）は、Ｆ＝Ｘ１０となる。したがって、式（１）をＴｒｕｅにするためには、Ｘ１０＝Ｔｒｕｅでなければならない。

　以上の結果、Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ７，Ｘ１０に対応するノードＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ７、およびＸ１０は、中継ノードとして機能しなければならない。判定部１４０は、ノードＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ７、Ｘ１０を、ルータとして動作させる通信機器ＲＴと判定する。また、判定部１４０は、ノードＸ１～Ｘ１２のうち、ノードＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ７、Ｘ１０以外のノードＸ１、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ８、Ｘ９，Ｘ１１，Ｘ１２を通信機器ＥＤと判定する。つまり、判定部１４０は、ノードＸ１、Ｘ５、Ｘ６、Ｘ８、Ｘ９，Ｘ１１，Ｘ１２をエンドデバイスに切り換えてもよいノード（通信機器）であると判断する。

　一般的な条件式の解き方であるが、以下に示す解法１と解法２を組み合わせて解くことができる。
（解法１）
　まず条件式に含まれるノードＸｉをすべて列挙する。式（１）の場合、ｉ＝２，３，４，５，７，１０である。

　それぞれのノードＸｉについて、順に以下を行なう。Ｘｉに“Ｆａｌｓｅ”を代入して条件式を評価する。その評価結果がＦａｌｓｅになれば、当該Ｘｉは、Ｔｒｕｅにしなければならないノードであると判定できる。評価結果がＦａｌｓｅ以外であれば、当該Ｘｉは確定的に判定することはできない。
（解法２）
　解法１を用いて、いくつかのノードＸｎは、Ｔｒｕｅにしなければならないノードであると判定できる。そこで、ＴｒｕｅにしなければならないノードＸｎについては、Ｘｎ＝Ｔｒｕｅを代入して、条件式を評価する。すると、条件式は簡略化される。しかし、すべてのノードＸｉを確定的に判定できない場合もある。

　例えば、解法１を用いた結果、最終的に、
　Ｆ＝（Ｘ２｜｜Ｘ６｜｜Ｘ８）＆＆（（Ｘ２＆＆Ｘ３）｜｜（Ｘ５＆＆Ｘ８））・・・式（２）
のようになった場合を考える。この場合、いずれのノードも、中継ノードとして機能しなければならないノードとして確定的に判定することはできない。したがって、バックトラック法を用いる。まず、Ｘ２＝Ｔｒｕｅと仮定して、式（２）にこれを代入すると、
　Ｆ＝Ｘ３｜｜（Ｘ５＆＆Ｘ８）・・・式（２ａ）
となる。次にＸ３＝Ｔｒｕｅを仮定して式（２ａ）を評価すると、式（２ａ）はＴｒｕｅとなる。よって、Ｘ２＝Ｔｒｕｅ、かつ、Ｘ３＝Ｔｒｕｅとすれば式（２）全体はＴｒｕｅとなる。

　式（２ａ）に戻って、Ｘ５＝Ｔｒｕｅを仮定すると、
　Ｆ＝Ｘ３｜｜Ｘ８・・・式（２ｂ）
となって、式（２ａ）はＴｒｕｅとならない。

　また式（２ａ）に戻って、Ｘ８＝Ｔｒｕｅを仮定すると、
　Ｆ＝Ｘ３｜｜Ｘ５・・・式（２ｃ）
となって、やはり式（２ａ）はＴｒｕｅとならない。

　また、式（２）に戻って、Ｘ８＝Ｔｒｕｅと仮定して、式（２）にこれを代入すると、
　Ｆ＝（Ｘ２＆＆Ｘ３）｜｜Ｘ５・・・式（２ｃ）
となる。次にＸ５＝Ｔｒｕｅを仮定して式（２ｃ）を評価すると、式（２ｃ）はＴｒｕｅとなる。よって、Ｘ８＝Ｔｒｕｅ、かつ、Ｘ５＝Ｔｒｕｅとすれば式（２）全体はＴｒｕｅとなる。

　このように、バックトラック法を用いて、中継ノードの個数（Ｘ＝Ｔｒｕｅとするノード数）が最小限となるような解を求める。ただし、現実的には、中継ノードの個数（Ｘ＝Ｔｒｕｅとするノード数）を最小限とする解にはこだわらなくてもよい。中継ノードの個数が多少増えても問題はない。

　なお、一部代入した場合の条件式の評価であるが、以下の規則を用いて評価していくことができる。論理ＡＮＤ演算子で連結された式は、そのうち単項のひとつでもＦａｌｓｅであればその式はＦａｌｓｅとなる（つまり、Ｆａｌｓｅ＆＆…＝Ｆａｌｓｅ）。論理ＯＲ演算子で連結された式は、そのうち単項のひとつでもＴｒｕｅであればその式はＴｒｕｅとなる（つまり、Ｔｒｕｅ｜｜…＝Ｔｒｕｅ）。また、同一変数同士の論理ＡＮＤはその変数となる（つまり、Ｘ＆＆Ｘ＝Ｘ）。同一変数同士の論理ＯＲはその変数となる（つまり、Ｘ｜｜Ｘ＝Ｘ）。

　論理ＡＮＤ演算子で連結された式のある単項がＴｒｕｅであればその項を除去する。
（Ｘ１＆＆Ｘ２＆＆Ｔｒｕｅ＝Ｘ１＆＆Ｘ２）
　論理ＯＲ演算子で連結された式のある単項がＦａｌｓｅであればその項を除去する。
（Ｘ１｜｜Ｘ２｜｜Ｆａｌｓｅ＝Ｘ１｜｜Ｘ２）
　論理ＡＮＤ演算子で連結された式の項数がゼロ個であればＴｒｕｅとする。
（Ａｎｄ［］=Ｔｒｕｅ）
　論理ＯＲ演算子で連結された式の項数がゼロ個であればＦａｌｓｅとする。
（Ｏｒ［］＝Ｆａｌｓｅ）
　論理ＡＮＤ演算子、論理ＯＲ演算子で連結された式の項数が１個であれば、その項とする。
（Ａｎｄ［Ｘ］=Ｘ，Ｏｒ［Ｘ］=Ｘ）
これらの規則を繰り返し用いることで、条件式を評価する。

　また、図１８は、送信元ノードと送信先ノードとを入れ替えた場合の最良経路と、合計経路コストと、条件式との関係を表した図である。一般的に、ノードＡからノードＢへの最良経路と、その逆方向であるノードＢからノードＡへの最良経路とで、同じ経路をたどるとは限らない。それは、それぞれの通信機器において、送信出力パワー強度と、受信感度は別物だからである。行きと帰りの条件式が異なるが、それぞれを考慮しなければならない。

　判定部１４０は、図１８から全体の条件式
Ｆ＝（Ｘ４）＆＆（Ｘ２）＆＆（Ｘ２）＆＆（Ｘ２）＆＆（Ｘ７＆＆Ｘ２）＆＆（Ｘ４｜｜Ｘ３）＆＆（Ｘ１０＆＆Ｘ４｜｜Ｘ１０＆＆Ｘ３）
を同様に解くことによって、Ｘ２，Ｘ４，Ｘ７，Ｘ１０に対応するノードが中継ノードとして機能しなければならないノードであると判定する。

　以上をまとめると、行きの条件式ではＸ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ７，Ｘ１０に対応するノードが、帰りの条件式ではＸ２，Ｘ４，Ｘ７，Ｘ１０に対応するノードが、ルータとして必須のノードであると判定された。

　よって、これらの和集合をとって、Ｘ２，Ｘ３，Ｘ４，Ｘ７，Ｘ１０に対応するノードがルータとして必須のノードであると判定する。

　また、行きと帰りの２つ条件式を＆＆で結合して、全体として１つの条件式にして解いてもよい。

　また、ＬＱＩから経路コストを求める方法は１つとは限らない。図１６（ａ）に示した変換テーブルの代わりに、図１６（ｂ）または図１６（ｃ）に示した変換テーブルを用いてもよい。一般的に、変換テーブルが異なれば最良経路も異なる。従って、中継器として存在が必須である通信機器も変わってくる可能性がある。

　ＬＱＩから経路コストを求める変換テーブルを図１６（ａ）の１つだけではなく、図１６（ｂ）や図１６（ｃ）のようにいくつかの変換テーブルを同時に適用してもよい。それぞれの変換テーブルを適用すると異なる条件式が得られるので、それぞれの条件式を＆＆で結合して、その条件式を解いてもよい。

　異なる変換テーブルを同時に適用することで、ルータとして必須のノードの個数が多少増えることになるが、ネットワーク全体におけるデータ中継機能はより強固なものになるという利点がある。つまり、ネットワークの通信状態が多少変化しても、データ中継機能は維持されるということである。ネットワーク全体のデータ中継機能を維持することは何よりも優先されなければならないので、「異なる変換テーブルを同時に適用する」というのは有用である。

　＜Ｉ．エンドデバイスへの切換処理の詳細＞
　コーディネータ部１５０は、上記判定処理が終了した後、通信機器ＥＤと判定された通信機器に対して、１台ずつエンドデバイスとして動作させるための指令を送信する。コーディネータ部１５０は、上記通信機器をエンドデバイスへ切り換えた後、各通信機器と再び通信が可能であることを確認する。

　ルータからエンドデバイスに切り換える方法は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）において非標準の方法である。ゲートウェイ１００１は、通信機器ＥＤとして判定された各ノードに対して、ＮＶＲＡＭ（Non　Volatile　RAM）パラメータを書き換え、かつソフトウェアリセットすることを命令するための指令を送信する。

　当該指令を受信した各ノードは、ＮＶＲＡＭパラメータを書き換えて、ソフトウェアリセットすることにより、エンドデバイスとして起動する。具体的には、上記指令を受信した各ノードは、ＮＶＲＡＭパラメータのうち論理タイプフィールド（ZCD_NV_LOGICAL_TYPE）に、“２”を書き込む。“２”はエンドデバイスを意味する。その後、ソフトウェアリセットするとエンドデバイスとして起動する。ちなみに、論理タイプフィールドに“１”を書き込むと、ルータとなる。

　各ノードは、ネットワーク情報をクリアしてエンドデバイスとして再起動するため、再度ネットワークに参加するための処理を行なう。

　ゲートウェイ１００１は、各ノードがエンドデバイスに切り換わった後、ゲートウェイ１００１と当該ノードとの間で通信できることを確認する。

　（２経路の確保）
　上記においては、ゲートウェイ１００１が、複数の通信機器に対して、当該通信機器とゲートウェイ１００１との通信経路を少なくとも１つ確保するために中継ノードとして機能することが必要な通信機器ＲＴを判定するための構成について説明した。

　上記の場合において、ネットワーク全体のデータ中継機能をより確実に維持する観点から、各通信機器に対して、可能な限り当該通信機器とゲートウェイ１００１との通信経路が２以上あることが好ましい。つまり、判定部１４０は、各通信機器とゲートウェイ１００１との通信経路において、（最良経路のホップ数が２以上のとき）良好な通信経路が２以上確保できるようにしてもよい。

　先程の例では、判定部１４０は、ノードＸ２、Ｘ３、Ｘ４、Ｘ７、Ｘ１０を、ルータとして動作させる通信機器ＲＴと判定したが、これらを前提にした上で、良好な通信経路が２以上確保できているかを調べる。もし、良好な通信経路が２以上確保できていなければ、いくつかのノードを通信機器ＲＴとして追加で判定する。この手法は、先に述べたような条件式を追加することで実施できる。

　判定部１４０は、このような制限が追加された条件式を解くことにより、ルータとして動作させるべき通信機器ＲＴと、エンドデバイスとして動作させてよい通信機器ＥＤとを判定することができる。

　なお、通信機器ＥＤと判定された通信機器をルータとして動作させ続けても何ら問題はない。ルータとエンドデバイスの構成比を考えて、いくつかの通信機器ＥＤをルータとして動作させ続けてもよい。

　＜Ｊ．まとめ＞
　（１）ゲートウェイ１００１は、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークＺを管理する。ゲートウェイ１００１は、予め定められた入力（入力ボタン２０２の押し下げ）に基づいて、複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき通信機器ＲＴと、通信機器ＲＴ以外の通信機器ＥＤとを判定する判定部１４０を備える。また、ゲートウェイ１００１は、判定部１４０によって通信機器ＥＤと判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するエンドデバイス動作指令送信部１５１をさらに備える。

　このように、ゲートウェイ１００１は、複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき通信機器ＲＴ以外の通信機器ＥＤと判定された通信機器に対して、エンドデバイスとして動作させるための指令を送信する。それゆえ、ゲートウェイ１００１は、ネットワークＺを構成する複数の通信機器における通信機器ＥＤを、エンドデバイスとして動作させることができる。つまり、ゲートウェイ１００１は、ルータとして動作させる必要がない通信機器をエンドデバイスとして動作させることができる。したがって、ゲートウェイ１００１は、ネットワークＺにおける中継機能を維持しつつも、ネットワークＺにおける消費電力を低減可能となる。

　（２）ゲートウェイ１００１は、予め定められた入力（入力ボタン２０１の押し下げ）に基づいて、エンドデバイスとして動作している通信機器ＥＤに対して、当該通信機器をルータとして動作させるための指令を送信するルータ動作指令送信部１５２をさらに備える。したがって、ユーザは、上記予め定められた入力を行うことにより、エンドデバイスとして動作している通信機器をルータとして動作させることができる。

　（３）判定部１４０は、複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器とゲートウェイ１００１との間の通信経路を少なくとも１つ確保するために中継ノードとして動作することが必須である通信機器を通信機器ＲＴと判定する。これにより、各通信機器とゲートウェイとの間に少なくとも１つの通信経路を確保することができる。

　（４）判定部１４０は、複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器からゲートウェイ１００１への方向の通信経路と、ゲートウェイ１００１から当該通信機器への方向の通信経路の両方向において、通信経路を少なくとも１つ確保するために中継ノードとして動作することが必須である通信機器を通信機器ＲＴと判定する。これにより、各通信機器とゲートウェイとの間の双方向において、少なくとも１つの通信経路を確保することができる。

　（５）判定部１４０は、複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器とゲートウェイ１００１との間の通信経路のうちで最良となる通信経路を算出する。判定部１４０は、最良となる通信経路上の間に位置する通信機器の中から少なくとも１以上の通信機器を通信機器ＲＴと判定する。それゆえ、ゲートウェイ１００１は、通信品質の観点から、ルータとして動作させることが好ましい通信機器を判定できる。

　（６）判定部１４０は、複数の通信機器の各々から、当該通信機器とネットワークＺ上に存在する当該通信機器以外の通信機器との間のリンク品質指数を取得する。判定部１４０は、取得したリンク品質指数に基づき、複数の通信機器の各々について、当該通信機器とゲートウェイ１００１との間の通信経路のうちで最良となる通信経路を算出する。判定部１４０は、最良となる通信経路上の間に位置する通信機器の中から少なくとも１以上の通信機器を通信機器ＲＴと判定する。それゆえ、ゲートウェイ１００１は、リンク品質の観点から、ルータとして動作させることが好ましい通信機器を判定できる。

　（７）判定部１４０は、リンク品質指数に基づき、経路コストの合計が最小となる通信経路を最良の通信経路とする。それゆえ、ゲートウェイ１００１は、リンク品質指数に基づき最良の通信経路を算出できる。

　（８）判定部１４０は、リンク品質指数に基づき、経路コストの合計が最小となる通信経路が複数存在した場合、当該複数の通信経路のうちホップ数が最も少ない通信経路を最良の通信経路とする。それゆえ、ゲートウェイ１００１は、経路コストの合計が最小となる通信経路が複数存在した場合であっても、１つの最良の通信経路を算出できる。

　（９）通信機器は、ルータまたはエンドデバイスとして動作可能である。通信機器は、エンドデバイスとして動作させるための指令をゲートウェイ１００１から受信するとエンドデバイスとしての動作を開始し、ルータとして動作させるための指令をゲートウェイ１００１受信するとルータとしての動作を開始する。それゆえ、通信機器は、ゲートウェイ１００１からの指令に基づき、エンドデバイスまたはルータとして動作することが可能となる。

　（１０）通信機器は、電力センサと通信モジュールとを内蔵した消費電力測定器である。それゆえ、ゲートウェイ１００１は、消費電力測定器が測定した消費電力を取得することができる。

　＜Ｋ．変形例（１）＞
・ゲートウェイ１００１の代替構成について
　図１９は、ネットワークＺの制御装置としてタブレット端末を用いた場合における、ネットワークの概略構成を示した図である。具体的には、図１９は、ゲートウェイ１００１およびパーソナルコンピュータ１００３の代わりに、タブレット端末を用いたネットワークＺの構成を示した図である。

　図１９を参照して、ネットワークＺは、タブレット端末１００９と、ブロードバンドルータ１００２と、消費電力測定器１００４を含む１つ以上の消費電力測定器と、複数の家電機器（エアコン１００５，冷蔵庫１００６，洗濯乾燥機１００７）と、各種センサ１００８とを備える。また、タブレット端末１００９と、１つ以上の消費電力測定器と、複数の家電機器１００５～１００７と、各種センサ１００８とにより、低速無線通信ネットワークＺを構成する。

　タブレット端末１００９は、ブロードバンドルータ１００２とＷｉＦｉ（登録商標）等の高速無線通信により接続される。

　図２０は、タブレット端末１００９のブロック図である。タブレット端末１００９は、制御部１９０１と、操作部１９０２と、表示部１９０３と、高速通信インターフェイス部１９０４と、電源部１９０５と、低速無線通信モジュール１９０６と、アンテナ１９０７とを備える。

　操作部１９０２は、操作キー、タッチセンサ等の入力デバイスである。表示部１９０３は、液晶ディスプレイ等の出力デバイスである。高速通信インターフェイス部１９０４は、ブロードバンドルータ１００２との間で無線通信を行なうためのインターフェイスである。電源部１９０５は、制御部１９０１と低速無線通信モジュール１９０６とに電力を供給する。

　制御部１９０１は、操作部１９０２、表示部１９０３と、高速通信インターフェイス部１９０４と、電源部１９０５と、低速無線通信モジュール１９０６とに接続されている。制御部１９０１は、タブレット端末１００９の全体的な動作を制御する。制御部１９０１は、操作部１９０２からの入力を受け付ける。また、制御部１９０１は、表示部１９０３に出力指示を出す。

　より詳しくは、制御部１９０１は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯとで構成される。ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯとは、それぞれ、ＣＰＵに接続されている。

　低速無線通信モジュール１９０６は、アンテナ１１０７と接続されている。低速無線通信モジュール１９０６は、低速無線通信ネットワークＺにおける消費電力測定器との間の通信を制御する。低速無線通信モジュール１９０６は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯと、無線ＲＦ（Radio　Frequency）部で構成される。ＲＡＭと、ＲＯＭと、ＵＡＲＴと、ＧＰＩＯとは、それぞれ、ＣＰＵに接続されている。

　タブレット端末１００９は、以上のような構成を有することにより、ゲートウェイ１００１とパーソナルコンピュータ１００３とを用いた構成の場合と同様の効果を奏する。

　＜Ｋ．変形例（２）＞
・消費電力測定器以外の通信機器について
　ネットワークＺ上には、上述したように、家電機器１００５，１００６，１００７、各種センサ１００８、ＬＥＤ（Light　Emitting　Diode）照明などの家電機器が接続されている可能性がある。以下では、このような機器の全部または一部についても、上記のようにルータとエンドデバイスとの間で切り換える場合について説明する。

　この場合、ゲートウェイ１００１またはタブレット端末１００９は、各家電機器について、「ルータ／エンドデバイスの切り換え」が可能であるかどうかを、まず調べる。なお、このことは全ての消費電力測定器を含むＺｉｇＢｅｅ（登録商標）ノードについても言える。ゲートウェイ１００１またはタブレット端末１００９は、ＺｉｇＢｅｅノードが、ルータとエンドデバイスの切換可能か否かを調べる。なお、切換可能か否かを調べるためのコマンドは、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）標準コマンドを組み合わせて実現できる。具体的には、該当のクラスタＩＤ（Identification）を持つかどうかを調べる。該当のクラスタＩＤを持つとは、ある機能をサポートしているかどうかを意味する。

　まず、ゲートウェイ１００１またはタブレット端末１００９は、それぞれの通信機器に対して、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の標準コマンドである「Active_EP_req」というコマンドで有効なエンドポイントを調べる。次に、ゲートウェイ１００１またはタブレット端末１００９は、それぞれの有効なエンドポイントに対して、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の標準コマンドである「Simple_Desc_req」というコマンドでシンプル・デスクリプタ情報を取得する。シンプル・デスクリプタ情報には、このエンドポイントがサポートしているクラスタＩＤ一覧が含まれている。このため、ゲートウェイ１００１またはタブレット端末１００９は、その中に該当クラスタＩＤがあるかどうかを調べる。ゲートウェイ１００１またはタブレット端末１００９は、この該当クラスタＩＤを持つことが分かれば、当該機能（ルータ／エンドデバイスの切り換え可能機能）をサポートしていることが分かる。ゲートウェイ１００１またはタブレット端末１００９は、これらの標準コマンドを使って、「ルータ／エンドデバイス切り換え」が可能であるかどうかを問合せする。

　実際に「ルータ／エンドデバイス切り換え」するには、ＮＶＲＡＭパラメータの論理タイプを書き込み、かつソフトウェアリセットをかけることで行なう。

　＜Ｋ．変形例（３）＞
・「通信機器ＲＴ」と「通信機器ＥＤ」の判定方法について
　また、設置している場所があらかじめ想定できるような通信機器の場合、この情報を使って「通信機器ＲＴ」と「通信機器ＥＤ」を判定してもよい。

　例えば、照明に付くような通信機器では天井に設置されることが予め想定されるので、このような通信機器を「通信機器ＲＴ」としてもよい。天井に設置されていれば中継ノードとしてうまく機能することが期待できるためである。これは、通信機器のデバイスＩＤを見て照明に付くかどうかを判定する。

　当該判定を行なう場合、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の標準的なコマンドである「Simple_Desc_req」というコマンドでシンプル・デスクリプタ情報を取得する。シンプル・デスクリプタ情報には、Application　device　identifier（デバイスＩＤ）というのがある。Application　device　identifierは、通信機器のデバイスＩＤを示している。Application　device　identifierが例えばZigbee（登録商標）　Home　Automation　Profileに記載のLighting　Deviceであれば、照明に付く通信機器であることを判定できる。

　＜Ｋ．変形例（３’）＞
・「通信機器ＲＴ」と「通信機器ＥＤ」の判定方法について
　また、例えば、ユーザがそれぞれの通信機器をどこに設置したか、あるいは、何を接続しているかを入力できるようにしているシステムの場合、それらの設置場所の情報や接続機器の情報を利用して「通信機器ＲＴ」と「通信機器ＥＤ」の判定をしてもよい。例えば、中心に位置する部屋や階段に設置されている通信機器を「通信機器ＲＴ」と判定してもよい。中心に位置する部屋や階段に設置されていれば中継ノードとしてうまく機能することが期待できるためである。あるいは、各部屋に１つずつ任意の通信機器を選んで「通信機器ＲＴ」と判定してもよい。あるいは、接続されている機器が、例えば、照明やエアコン等であれば「通信機器ＲＴ」と判定してもよい。天井近くに設置されていれば中継ノードとしてうまく機能することが期待できるためである。

　なお、ユーザがそれぞれの通信機器に対して文字情報を書き込む手段であるが、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の標準的な機能であるユーザ・デスクリプタ情報を用いることができる。「2.4.3.1.12　User_Desc_set」コマンドでユーザ・デスクリプタ情報を書き込む。「2.4.3.1.9　User_Desc_req」コマンドでユーザ・デスクリプタ情報を読み出す。

　＜Ｋ．変形例（４）＞
・ゲートウェイ１００１にコーディネータ部がない場合について
　上記においては、ゲートウェイ１００１（制御装置１００）にコーディネータ機能を有する構成について例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。ゲートウェイ１００１にコーディネータ部がなく、それ以外の機器がコーディネータ機能を有していてもよい。例えば、既存のＺｉｇＢｅｅ（登録商標）ネットワークに追加する形態であれば、それ以外の機器がコーディネータ機能を有している可能性が高い。

　＜Ｋ．変形例（５）＞
・ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）以外の通信方式について
　上記においては、パーソナルエリアネットワークとしてＺｉｇＢｅｅ（登録商標）を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。パーソナルエリアネットワークとして、マルチホップをサポートするような他の通信方式にも適用することができる。

　＜Ｋ．変形例（６）＞
・ジョイン許可／禁止の設定を伴わない実施例について
　図８～図１３で説明した方法によれば、ゲートウェイ１００１（制御装置１００）をネットワーク運用中と構築中の２つの状態に分けて、これらの状態を切り換えるときにジョイン許可／禁止を同時に設定していた。この実施例は、ユーザの利便性を考慮したものであって、この実施例に制限されるものではない。ジョイン許可／禁止の設定伴わない実施例もありえる。その場合、例えば、図８における「ネットワーク構築開始」ボタンの代わりに「ネットワーク最適化解除」ボタンを、図８における「ネットワーク構築完了」ボタンの代わりに「ネットワーク最適化」ボタンを用意する。「ネットワーク最適化解除」ボタンが押されると、図１３におけるステップＳ２０４が、「ネットワーク最適化」ボタンが押されると、図１３におけるステップＳ２１４、ステップＳ２１６、ステップＳ２１８が、それぞれ実施されるものとする。

　今回開示された実施の形態は例示であって、上記内容のみに制限されるものではない。本発明の範囲は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。

　１　ネットワーク、１ａ　低速無線通信ネットワーク、１１～２３，３１　消費電力測定器、１００　制御装置、１４０　判定部、１５０　コーディネータ部、１５１　エンドデバイス動作指令送信部、１５２　ルータ動作指令送信部、２０１，２０２　入力ボタン、１００１　ゲートウェイ、１００２　ブロードバンドルータ、１００３　パーソナルコンピュータ、１００４　消費電力測定器、１００５　エアコン、１００６　冷蔵庫、１００７　洗濯乾燥機、１００８　各種センサ、１００９　タブレット端末、１１０１，１５０１，１９０１　制御部、１１０２，１５０２，１９０２　操作部、１１０３，１５０３，１９０３　表示部、１１０４，１９０４　高速有線通信インターフェイス部、１１０５，１５０５，１９０５，２１０４，５１０５　電源部、１１０６，１５０６，１９０６，２１２０　通信制御部、１１０７，１５０７，１９０７，２１０７　アンテナ、１３０２，１３８１，２１２２　ＲＯＭ、１３０３，２１２３　ＲＡＭ、１３０５　キーボード、１３０６　マウス、１３０７　ディスプレイ、１５０４　センサ部、１５０８　制御対象、１７０１　データテーブル、２１０１　ソケット、２１０２　プラグ、２１０３　シャント抵抗、２１０６　設定ボタン、２１１０　電力センサ部、２１１１　電圧入力ＡＤＣ部、２１１２　電流入力ＡＤＣ部、２１１３　乗算器、２１１４　周波数変換部、２１３１～２１３３　配線、ＣＭ　低速無線通信モジュール、１３０９　通信ＩＦ。

Claims (13)

1. 　ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークを管理する制御装置であって、
   　予め定められた入力に基づいて、前記複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、前記第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定する判定部と、
   　前記判定部によって第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するエンドデバイス動作指令送信部とを備える、制御装置。
2. 　予め定められた入力に基づいて、エンドデバイスとして動作している前記第２の通信機器に対して、当該通信機器をルータとして動作させるための指令を送信するルータ動作指令送信部をさらに備える、請求項１に記載の制御装置。
3. 　前記判定部は、前記複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器と前記制御装置との間の通信経路を少なくとも１つ確保するために中継ノードとして動作することが必須である通信機器を第１の通信機器と判定する、請求項１または２に記載の制御装置。
4. 　前記判定部は、前記複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器から前記制御装置への方向の通信経路と、前記制御装置から当該通信機器への方向の通信経路の両方向において、通信経路を少なくとも１つ確保するために中継ノードとして動作することが必須である通信機器を第１の通信機器と判定する、請求項１から３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 　前記判定部は、
   　前記複数の通信機器の各々に対して、当該通信機器と前記制御装置との間の通信経路のうちで最良となる通信経路を算出し、
   　前記最良となる通信経路上の間に位置する通信機器の中から少なくとも１以上の通信機器を前記第１の通信機器と判定する、請求項４に記載の制御装置。
6. 　前記判定部は、
   　前記複数の通信機器の各々から、当該通信機器と前記ネットワーク上に存在する当該通信機器以外の通信機器との間のリンク品質指数を取得し、
   　前記取得したリンク品質指数に基づき、前記複数の通信機器の各々について、当該通信機器と前記制御装置との間の通信経路のうちで最良となる通信経路を算出し、
   　前記最良となる通信経路上の間に位置する通信機器の中から少なくとも１以上の通信機器を前記第１の通信機器と判定する、請求項５に記載の制御装置。
7. 　前記判定部は、前記リンク品質指数に基づき、経路コストの合計が最小となる通信経路を最良の通信経路とする、請求項６に記載の制御装置。
8. 　前記判定部は、前記リンク品質指数に基づき、前記経路コストの合計が最小となる通信経路が複数存在した場合、当該複数の通信経路のうちホップ数が最も少ない通信経路を最良の通信経路とする、請求項７に記載の制御装置。
9. 　ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器であって、
   　エンドデバイスとして動作させるための指令を受信するとエンドデバイスとしての動作を開始し、
   　ルータとして動作させるための指令を受信するとルータとしての動作を開始する、通信機器。
10. 　前記通信機器は、電力センサと通信モジュールとを内蔵した消費電力測定器である、請求項９に記載の通信機器。
11. 　ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な複数の通信機器と、当該複数の通信機器を含むネットワークを管理する制御装置とを備えたネットワークシステムであって、
    　前記制御装置は、
    　　予め定められた入力に基づいて、前記複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、前記第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定し、
    　　前記第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信し、
    　前記第２の通信機器は、前記指令を受信したことに基づき、エンドデバイスとして動作する、ネットワークシステム。
12. 　ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークを管理する制御装置におけるネットワーク管理方法であって、
    　前記制御装置が、予め定められた入力に基づいて、前記複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、前記第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定するステップと、
    　前記制御装置が、前記第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するステップとを備える、ネットワーク管理方法。
13. 　ルータまたはエンドデバイスとして動作可能な通信機器を複数備えたネットワークを管理する制御装置を制御するためのプログラムであって、
    　予め定められた入力に基づいて、前記複数の通信機器のうち中継ノードとして動作すべき第１の通信機器と、前記第１の通信機器以外の第２の通信機器とを判定するステップと、
    　前記第２の通信機器と判定された通信機器に対して、当該通信機器をエンドデバイスとして動作させるための指令を送信するステップとを、前記制御装置に実行させる、プログラム。

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