WO2014016885A1 - 通信装置 - Google Patents

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WO2014016885A1
WO2014016885A1 PCT/JP2012/068566 JP2012068566W WO2014016885A1 WO 2014016885 A1 WO2014016885 A1 WO 2014016885A1 JP 2012068566 W JP2012068566 W JP 2012068566W WO 2014016885 A1 WO2014016885 A1 WO 2014016885A1
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sensing data
communication
count signal
value
sensor
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PCT/JP2012/068566
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俊也 大友
浩一郎 山下
鈴木　貴久
宏真 山内
康志 栗原
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富士通株式会社
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
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    • H04L47/10—Flow control; Congestion control
    • H04L47/12—Avoiding congestion; Recovering from congestion
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
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    • H04L67/12—Protocols specially adapted for proprietary or special-purpose networking environments, e.g. medical networks, sensor networks, networks in vehicles or remote metering networks
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    • Y04—INFORMATION OR COMMUNICATION TECHNOLOGIES HAVING AN IMPACT ON OTHER TECHNOLOGY AREAS
    • Y04S—SYSTEMS INTEGRATING TECHNOLOGIES RELATED TO POWER NETWORK OPERATION, COMMUNICATION OR INFORMATION TECHNOLOGIES FOR IMPROVING THE ELECTRICAL POWER GENERATION, TRANSMISSION, DISTRIBUTION, MANAGEMENT OR USAGE, i.e. SMART GRIDS
    • Y04S40/00—Systems for electrical power generation, transmission, distribution or end-user application management characterised by the use of communication or information technologies, or communication or information technology specific aspects supporting them
    • Y04S40/18—Network protocols supporting networked applications, e.g. including control of end-device applications over a network

Definitions

  • the present invention relates to a communication device, a communication system, a communication device control method, and a program.
  • a hub self-number setting method is known (see, for example, Patent Document 1).
  • the hub number receiving means for receiving the hub number from one hub cascaded to itself, the hub number adding means for adding a constant value to the hub number received by the hub number receiving means, and the hub number adding means
  • a self-number determining means that uses the number obtained by the self-number as a self-number, a hub number transmitting means for sending the self-number to another cascaded hub, and a hub connected to the hub number receiving means side.
  • Hub number initial value setting means for setting the number of the hub number receiving means to a constant value when it does not exist is provided.
  • an information acceptance confirmation method in which a hierarchical star-shaped communication network including one upper node and a plurality of lower nodes connected to each other with control lines is known (see, for example, Patent Document 2).
  • the upper node includes means for simultaneously transmitting communication information addressed to a plurality of lower nodes.
  • the lower node includes means for transmitting reception confirmation information when receiving the communication information.
  • An object of the present invention is to provide a communication device, a communication system, a communication device control method, and a program that can prevent communication congestion.
  • the communication device counts a sensor that outputs sensing data, a count signal received from the control device directly or via another communication device, transmits the counted signal, and sets the value of the received count signal.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system and a control device.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining a traffic jam in multi-hop communication.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a method of detecting a path length from the control device to the communication device.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a communication device and a control device.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the CPU of the communication apparatus in FIG. 5 by executing the wireless reception operation library.
  • FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of processing performed by the CPU of the communication device in FIG. 5 by executing the sensor reaction operation library.
  • FIG. 8 is a diagram showing transmission data.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a communication system 100 according to an embodiment.
  • the communication system 100 includes a plurality of communication devices 101.
  • Each of the communication devices 100 includes a power generation unit 111, a sensor 112, a power management unit (PMU: Power Management Unit) 113, a microcontroller unit (MCU: Micro Controller Unit) 114, and a wireless communication unit 115.
  • PMU Power Management Unit
  • MCU Micro Controller Unit
  • the power generation unit 111 is, for example, an energy harvesting (energy harvester) unit, which converts natural energy into electric power P1 and outputs the electric power P1 to the PMU 113.
  • the natural energy is solar energy, wireless radio wave energy such as a mobile phone, or temperature difference energy.
  • the sensor 112 detects various sensing data D1 and outputs the sensing data D1 to the MCU 114.
  • the sensor 112 detects pressure, temperature, or a radio wave component.
  • the sensor 112 may be integrated with the power generation unit 111 or may be separate from the power generation unit 111.
  • the PMU 113 receives the power P1 supplied from the power generation unit 111, and manages the power P2 supplied to the MCU 114 and the power P3 supplied to the wireless communication unit 115. For example, when the predetermined condition is satisfied, the PMU 113 supplies power P2 and P3 to the MCU 114 and the wireless communication unit 115, respectively.
  • the MCU 114 processes the sensing data D1 and outputs the transmission data D2 to the wireless communication unit 115. For example, the MCU 114 performs sampling processing on the analog sensing data D1, and generates digital transmission data D2.
  • the wireless communication unit 115 converts the transmission data D2 into a high frequency signal and wirelessly transmits it to the other communication device 101.
  • the wireless communication unit 115 transmits transmission data D2. Thereafter, the power generation unit 111 starts charging again, and when predetermined power is charged, the wireless communication unit 115 transmits the transmission data D2. The above processing is repeated.
  • the wireless communication unit 115 may transmit the transmission data D2. Further, the MCU 114 may instruct the wireless communication unit 115 to transmit the transmission data D2 when the change amount of the sensing data D1 is equal to or greater than a threshold value.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of the communication system 100 and the control devices 201a to 201c.
  • the communication system 100 is a multi-hop communication system.
  • the plurality of communication devices 101a to 101j correspond to the communication device 101 in FIG. 1 and perform multi-hop communication. That is, the plurality of communication devices 101 can communicate with a wide range of communication devices 101 not only by directly communicating with each other but also via other communication devices 101.
  • the communication device 101 Since the communication device 101 has low transmission power, it can communicate only with other communication devices 101 within a narrow range. For example, an example will be described in which the communication apparatus 101a transmits transmission data D2 to the control apparatuses 201a to 201c. As illustrated in FIG. 8, the communication apparatus 101 a transmits the sensing data 801 output by the sensor 112 together with the hop number 802 having an initial value “0”. Communication devices 101b, 101e, and 101h exist within the communicable range of the communication device 101a. Accordingly, the communication devices 101b, 101e, and 101h receive the sensing data and the number of hops “0” from the communication device 101a.
  • the communication device 101b increments the number of “0” hops received from the communication device 101a to store the number of hops “1” and transmits the sensing data received from the communication device 101a and the number of hops “1”. To do.
  • the communication apparatus 101c located within the communicable range of the communication apparatus 101b increments the “1” hop count received from the communication apparatus 101b, thereby storing the “2” hop count, and the communication apparatus 101b. Transmit the sensing data received from and the number of hops of “2”.
  • the communication apparatus 101d located within the communicable range of the communication apparatus 101c stores the number of hops “3” by incrementing the number of hops “2” received from the communication apparatus 101c.
  • the control device 201a located within the communicable range of the communication device 101d receives the hop number “3” and the sensing data from the communication device 101d. Thereby, the communication device 101a can wirelessly transmit the sensing data output by the sensor 112 to the first control device 201a via the communication devices 101b to 101d.
  • the communication device 101e increments the number of “0” hops received from the communication device 101a to store the number of hops “1”, and the sensing data received from the communication device 101a and the “1” hops. Send a number.
  • the communication apparatus 101f located within the communicable range of the communication apparatus 101e increments the “1” hop number received from the communication apparatus 101e, thereby storing the “2” hop number, and the communication apparatus 101e. Transmit the sensing data received from and the number of hops of “2”.
  • the communication apparatus 101g located within the communicable range of the communication apparatus 101f stores the number of hops “3” by incrementing the number of hops “2” received from the communication apparatus 101f.
  • the control device 201b located within the communicable range of the communication device 101g receives the hop number “3” and the sensing data from the communication device 101g. Thereby, the communication device 101a can wirelessly transmit the sensing data output by the sensor 112 to the second control device 201b via the communication devices 101e to 101g.
  • the communication device 101h stores the number of hops “1” by incrementing the number of hops “0” received from the communication device 101a, the sensing data received from the communication device 101a, and the hop “1”. Send a number.
  • the communication apparatus 101 i located within the communicable range of the communication apparatus 101 h increments the number of “1” hops received from the communication apparatus 101 h to store the number of hops “2”. Transmit the sensing data received from and the number of hops of “2”.
  • the communication device 101j located within the communicable range of the communication device 101i increments the “2” hop number received from the communication device 101i, thereby storing the “3” hop number, and the communication device 101i.
  • the control device 201c located within the communicable range of the communication device 101j receives the hop number “3” and the sensing data from the communication device 101j. Accordingly, the communication device 101a can wirelessly transmit the sensing data output by the sensor 112 to the third control device 201c via the communication devices 101h to 101j.
  • the third control device 201c since the third control device 201c has received the hop number “3”, it is estimated that the sensing data has been received from the communication device 101 on the circle (sphere) 202c centered on the third control device 201c. it can. As a result, the control devices 201a to 201c can determine that sensing data has been received from the communication device 101a located at the intersection of the three circles 202a to 202c.
  • the communication device 101a may transmit the same sensing data to the control device 201b via a plurality of different paths.
  • the control device 201b may determine the number of hops by selecting the sensing data with the smallest number of hops from among a plurality of received sensing data.
  • the control devices 201a and 201c are the same as the control device 201b.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the congestion of multi-hop communication.
  • the communication device 101k when the communication device 101a transmits the same sensing data to the control device 201b via a plurality of different paths, the communication device 101k close to the control device 201b is likely to cause communication congestion. That is, since the communication device 101k receives sensing data from the communication device 101 of a plurality of different paths from the transmission source communication device 101a, it tends to be highly loaded. When the communication device 101k becomes heavily loaded, it becomes difficult for the communication device 101k to transmit to the control device 201b, and multihop communication becomes congested. Therefore, it is necessary to reduce the load on the communication device 101 in the vicinity of the control devices 201a to 201c and prevent congestion of multihop communication.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a path length detection method from the control device 201b to the communication device 101.
  • the control device 201b will be described, but the same applies to the control devices 201a and 201c.
  • the control device 201b transmits a count signal having an initial value “0”.
  • the communication device 101 counts up (increments) the count signal received directly from the control device 201b or via the other communication device 101, and stores the value of the received count signal. For example, the first communication device 101 closest to the control device 201b receives the count signal “0” from the control device 201b, increments the received count signal “0”, and transmits the count signal “1”. At the same time, the received count signal value of “0” is stored.
  • the second communication apparatus 101 receives the count signal “1” from the first communication apparatus 101, increments the received count signal “1”, and transmits the count signal “2”. The value of the received count signal “1” is stored. The same applies to the other communication apparatuses 101.
  • each communication device 101 stores the value of the count signal corresponding to the path length from the control device 201b to its own communication device 101.
  • the communication device 101 close to the observation device 201b stores a small count signal value, and the communication device 101 far from the observation device 201b stores a large count signal value.
  • the communication apparatus 101 that stores the value of the count signal “0” operates in the first operation mode.
  • the communication apparatus 101 In the first operation mode, the communication apparatus 101 is dedicated to multi-hop communication. That is, in the first operation mode, the communication device 101 does not transmit the sensing data output from the sensor 112, but only transmits the sensing data received from the other communication device 101.
  • the communication device 101 that stores the value of the count signal “2” or more operates in the third operation mode.
  • the communication apparatus 101 performs a normal operation. That is, in the third operation mode, the communication device 101 performs both transmission of sensing data output from the sensor 112 and transmission of sensing data received from another communication device 101.
  • the communication device 101 that stores the value of the count signal “1” operates in the second operation mode.
  • the communication apparatus 101 prioritizes multihop communication. That is, in the second operation mode, the communication device 101 performs both transmission of sensing data output by the sensor 112 and transmission of sensing data received from another communication device 101, and at that time, the output by the sensor 112. Send out the number of times the transmitted sensing data is sent out.
  • the communication apparatus 101 increments the count signal has been described as an example, but the count signal may be decremented. Also in this case, the first operation mode, the second operation mode, and the third operation mode are set in order from the communication device 101 close to the control device 201b.
  • the communication device 101 is set to the first operation mode when the path from the control device 201b corresponding to the stored count signal value to its own communication device 101 is shorter than the first threshold value.
  • the communication device 101 uses the second operation mode.
  • Set to The communication device 101 is set to the third operation mode when the path from the control device 201b corresponding to the stored count signal value to its own communication device 101 is longer than the second threshold.
  • the communication device 101 gives priority to the transmission of sensing data received from other communication devices 101 over the transmission of sensing data output by the sensor 112.
  • the communication device 101 is set to the first to third operation modes in accordance with the stored count signal value, and transmits the sensing data output from the sensor 112, or another communication device 101. Send sensing data received from. Accordingly, the communication devices 101 closer to the control device 201b can reduce the number of transmissions of sensing data output by the sensor 112 and reduce the load, thereby preventing congestion of multi-hop communication. Can do.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the communication device 101 and the control device 201.
  • the control device 201 corresponds to the control devices 201a to 201c in FIG.
  • the communication apparatus 101 includes a power generation unit 111, a sensor 112, a PMU 113, an MCU 114, and a wireless communication unit 115, as in FIG.
  • the MCU 114 includes a CPU (Central Processing Unit) 202, a program memory 203, and a nonvolatile memory 204.
  • the nonvolatile memory 204 stores a count value 205, a sensor reaction count 206, and a threshold value 207.
  • the wireless reception operation library 208 and the sensor reaction operation library 209 are computer programs and are stored in the program memory 203.
  • the power generation unit 111 is connected to the PMU 113.
  • a CPU 202, a program memory 203, a nonvolatile memory 204, a sensor 112, a PMU 113, and a wireless communication unit 115 are connected to the bus 201.
  • the CPU 202 performs the processing of FIG. 6 described later by executing the wireless reception operation library 208. Further, the CPU 202 executes the sensor reaction operation library 209 to perform the process of FIG. 7 described later.
  • the nonvolatile memory 204 is address-mapped and can be directly accessed from the CPU 202. For example, the non-volatile memory 204 is mapped after address 1000 (hexadecimal).
  • the count value 205 is stored at the address 1100 (hexadecimal number)
  • the sensor reaction count 206 is stored at the address 1200 (hexadecimal number)
  • the threshold value 207 is stored at the address 1300 (hexadecimal number).
  • the CPU 202 implements it by executing an instruction to write “0000000000000011 (binary number)” at the address 1100 (hexadecimal number).
  • the CPU 202 implements it by executing a command for reading the value at address 1200 (hexadecimal).
  • the control device 201 includes a bus 211, a CPU 212, a program memory 213, and a wireless communication unit 214.
  • a CPU 212, a program memory 213, and a wireless communication unit 214 are connected to the bus 211.
  • the wireless communication unit 214 performs wireless reception and wireless transmission with respect to the communication apparatus 101 under the control of the CPU 212.
  • the CPU 212 performs processing of the control device 201 by executing a program stored in the program memory 213.
  • FIG. 6 is a flowchart illustrating a processing example performed by the CPU 202 of the communication apparatus 101 in FIG. 5 by executing the wireless reception operation library 208.
  • the wireless communication unit 115 receives a wireless signal from the outside, the communication device 101 performs the following processing.
  • the wireless reception operation library 208 is a program executed by the CPU 202 when the communication apparatus 101 receives a wireless signal. Specifically, when receiving the wireless signal, the wireless communication unit 115 generates an interrupt signal to the CPU 202 and shifts the control of the CPU 202 to the interrupt handler. The interrupt handler saves the context and then calls and executes the wireless reception operation library 208.
  • step S601 the CPU 202 checks whether or not the wireless signal received via the wireless reception unit 115 is a count signal.
  • the communication apparatus 101 receives a count signal directly from the control apparatus 201 or via another communication apparatus 101. Further, as illustrated in FIG. 2, the communication device 101 receives sensing data (including the number of hops) from another communication device 101. The communication apparatus 101 proceeds to the process of step S602 when the received wireless signal is a count signal, and proceeds to the process of step S607 when the received wireless signal is sensing data.
  • the CPU 202 reads reception data from the reception buffer in the wireless communication unit 115 and determines whether the read data is a count signal. For example, an address may be mapped to the reception buffer, and the CPU 202 may execute an instruction for reading the address, or the CPU 202 may execute a dedicated instruction for reading data in the reception buffer. Alternatively, the most significant bit of the communication data may be used as an identifier for determining whether or not it is a “count signal”, and if the most significant bit is 1, it may be determined that it is a “count signal”.
  • step S602 the CPU 202 acquires the count value 205 from the nonvolatile memory 204.
  • the initial value of the count value 205 is, for example, the maximum value of “1111” (binary number).
  • step S603 the CPU 202 checks whether the value of the count signal received in step S601 is smaller than the count value 205 acquired in step S602. Specifically, for example, an instruction for reading the count value 205 at the address 1100 (hexadecimal number) is executed, and an instruction for comparing the registers is executed. Since the initial value of the count value 205 is the maximum value, the count signal value becomes smaller than the count value 205 at the first time. If the value of the count signal is smaller than the count value 205, the communication apparatus 202 proceeds to the process of step S604, and if the value of the count signal is greater than or equal to the count value 205, the communication apparatus 202 proceeds to the process of step S605.
  • step S604 the CPU 202 changes the count value 205 in the nonvolatile memory 204 to the value of the received count signal. Thereafter, the communication apparatus 101 proceeds to the process of step S605.
  • step S605 the CPU 202 increments the value of the received count signal.
  • step S606 the wireless communication unit (count signal communication unit) 115 wirelessly transmits the incremented count signal value in accordance with an instruction from the CPU 202. Specifically, the CPU 202 writes the value of the count signal and an identifier indicating that it is a count signal in the transmission buffer of the wireless communication unit 115 and transmits the result. Thus, the communication apparatus 101 ends the process of the wireless reception operation library 208.
  • step S607 the CPU 202 takes in the received sensing data and the hop number, and increments the hop number.
  • the wireless communication unit 115 wirelessly transmits the received sensing data 801 and the incremented hop number 802 in accordance with an instruction from the CPU 202.
  • the CPU 202 writes the sensing data and the number of hops in a transmission buffer in the wireless communication unit 115 and transmits it. Similar to the above reception buffer, an address may be mapped to the transmission buffer, or a dedicated write command may be executed. Thereby, multihop communication is performed.
  • the communication apparatus 101 ends the process of the wireless reception operation library 208.
  • the communication device 101 may receive a count signal from a plurality of other communication devices 101 via a plurality of paths from the control device 201. In that case, the communication apparatus 101 receives a plurality of count signals from a plurality of other communication apparatuses 101.
  • the value of the count signal received first is written as the count value 205 in the nonvolatile memory 204 in step S604.
  • the value of the count signal received after the second time is updated as the count value 205 in the nonvolatile memory 204 only when it is smaller than the count value 205 in the nonvolatile memory 204 in step S603.
  • the communication apparatus 101 when the communication apparatus 101 receives a plurality of count signals, the communication apparatus 101 writes the smallest value among the plurality of count signals as the count value 205 in the nonvolatile memory 204. That is, when receiving a plurality of count signals, the communication device 101 stores the count signal value received through the shortest path from the control device 201 among the plurality of count signals as the count value 205. As a result, the count value 205 in the nonvolatile memory 204 becomes the value of the count signal that passes through the shortest path from the control device 201 to the own communication device 101.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of processing performed by the CPU 202 of the communication apparatus 101 of FIG. 5 by executing the sensor reaction operation library 209. For example, when the amount of change in the sensing data of the sensor 212 exceeds a threshold value, the communication device 101 performs the following processing.
  • the sensor reaction operation library 209 is a program executed by the CPU 202 when the sensor 212 reacts. Specifically, when detecting a specific state in the environment, the sensor 212 generates an interrupt signal to the CPU 202 and shifts the control of the CPU 202 to the interrupt handler. The interrupt handler saves the context and then calls and executes the sensor reaction operation library 209.
  • step S701 the CPU 202 acquires the count value 205 in the nonvolatile memory 204.
  • the count value 205 in the non-volatile memory 204 has been set by the processing of FIG.
  • step S702 when the count value 205 is “0”, the CPU 202 is in the first operation mode, so the process is ended.
  • the count value 205 is “1”
  • the CPU 202 is in the second operation mode. Therefore, the process proceeds to step S703.
  • the count value 205 is “2” or more
  • the process proceeds to step S707 because the third operation mode is set.
  • the first operation mode is an operation mode dedicated to multi-hop communication.
  • the second operation mode is an operation mode that prioritizes multi-hop communication.
  • the third operation mode is an operation mode in which both multihop communication and sensing data transmission of the sensor 212 are performed.
  • step S703 the CPU 202 acquires the number of sensor reactions 206 in the nonvolatile memory 204.
  • the initial value of the number of sensor reactions 206 is, for example, “1”.
  • step S704 the CPU 202 checks whether or not the sensor response number 206 is equal to or greater than the threshold value 207 in the nonvolatile memory 204. Specifically, the CPU 202 executes a read command of the sensor response number 206 at the address 1200 (hexadecimal) and the threshold value 207 at the address 1300 (hexadecimal), and compares them.
  • the threshold value 207 is, for example, “5” or “10”. When the threshold value 207 is “5”, the initial value of the sensor response number 206 is “1”, so that the sensor response number 206 is smaller than the threshold value 207 at the first time.
  • the communication apparatus 101 proceeds to the process of step S705, and when the sensor response count 206 is equal to or greater than the threshold value 207, the communication apparatus 101 proceeds to the process of step S706.
  • step S705 the CPU 202 increments the number of sensor reactions 206 in the nonvolatile memory 204 and ends the process.
  • step S706 the CPU 202 resets the sensor reaction count 206 in the nonvolatile memory 204 to “1”, and proceeds to the process of step S707.
  • step S707 the CPU 202 takes in the sensing data from the buffer of the sensor 212.
  • step S708 the wireless communication unit (data communication unit) 115 wirelessly transmits the sensing data 801 of the sensor 212 and the hop number 802 of the initial value “0” according to the instruction of the CPU 202.
  • Send Specifically, CPU 202 writes sensing data, an identifier indicating that it is not a count signal, and the number of hops in the transmission buffer of wireless communication unit 115 and transmits them.
  • the communication apparatus 101 ends the processing of the sensor reaction operation library 209.
  • step S704 in the first to fourth times, the process proceeds to step S705, and in the fifth time, the process proceeds to step S706.
  • step S708 the sensing data of the sensor 212 is transmitted in step S708 at a rate of once every five sensor reactions. Thereby, it is possible to transmit the sensing data output by the sensor 212 by thinning out the number of times.
  • the communication device 101 does not transmit the sensing data output by the sensor 212 (step S708), but transmits the sensing data received from another communication device 101 (step S708). S608) is performed.
  • the communication device 101 performs both transmission of sensing data output by the sensor 212 (step S708) and transmission of sensing data received from another communication device 101 (step S608). At this time, the number of transmissions of the sensing data output by the sensor 212 is thinned and transmitted.
  • the communication device 101 performs both transmission of sensing data output by the sensor 212 (step S708) and transmission of sensing data received from another communication device 101 (step S608). At this time, the number of transmissions of the sensing data output by the sensor 212 is not thinned out.
  • the count value 205 is set in each communication device 101 when the control device 201 transmits a count signal.
  • the path length to each communication device 101 can be specified. Since the communication devices 101 closer to the control device 201 reduce the number of transmissions of sensing data output by the sensor 112 and reduce the load, the plurality of communication devices 101 can prevent multi-hop communication congestion.
  • This embodiment can be realized by a computer executing a program. Further, a computer-readable recording medium in which the above program is recorded and a computer program product such as the above program can also be applied as an embodiment of the present invention.
  • a recording medium for example, a flexible disk, a hard disk, an optical disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a magnetic tape, a nonvolatile memory card, a ROM, or the like can be used.

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Abstract

　通信装置は、センシングデータを出力するセンサと、制御装置から直接又は他の通信装置を介して受信したカウント信号をカウントして前記カウントしたカウント信号を送信すると共に、前記受信したカウント信号の値を記憶するカウント信号通信部と、前記記憶されたカウント信号の値に応じて、前記センサにより出力されたセンシングデータ又は他の通信装置から受信したセンシングデータを送信するデータ通信部とを有する。

Description

通信装置
　本発明は、通信装置、通信システム、通信装置の制御方法及びプログラムに関する。
　複数台のハブを接続して機能的に１台のハブとして動作するスタッカブルハブにおいて、ハブの自己番号設定方式が知られている（例えば、特許文献１参照）。それは、自己にカスケード接続されている一方のハブから当該ハブの番号を受け取るハブ番号受信手段と、ハブ番号受信手段で受け取ったハブ番号に一定値を加算するハブ番号加算手段と、ハブ番号加算手段によって得られた番号を自己の番号とする自己番号決定手段と、自己の番号をカスケード接続されている他の一方のハブへ送るハブ番号送信手段と、ハブ番号受信手段側へ接続されるハブが存在しないときにハブ番号受信手段の番号を一定値にするハブ番号初期値設定手段を有する。
　また、１個の上位ノードおよび相互に制御線が接続された複数個の下位ノードを含む階層スター状通信網が構成される情報受理確認方式が知られている（例えば、特許文献２参照）。上位ノードは、下位ノードの複数に対し宛てた通信情報を一斉に送信する手段を備える。下位ノードは、この通信情報を受信したとき受信確認情報を送信する手段を備える。
特開平７－１４７５８６号公報 特開平６－１６４６１７号公報
　複数の通信装置が無条件に通信を行うと、複数の通信装置間で通信の渋滞が発生してしまうことがある。
　本発明の目的は、通信の渋滞を防止することができる通信装置、通信システム、通信装置の制御方法及びプログラムを提供することである。
　通信装置は、センシングデータを出力するセンサと、制御装置から直接又は他の通信装置を介して受信したカウント信号をカウントして前記カウントしたカウント信号を送信すると共に、前記受信したカウント信号の値を記憶するカウント信号通信部と、前記記憶されたカウント信号の値に応じて、前記センサにより出力されたセンシングデータ又は他の通信装置から受信したセンシングデータを送信するデータ通信部とを有する。
　通信の渋滞を防止することができる。
図１は、実施形態による通信システムの構成例を示す図である。 図２は、通信システム及び制御装置の構成例を示す図である。 図３は、マルチホップ通信の渋滞を説明するための図である。 図４は、制御装置から通信装置までのパス長の検出方法を説明するための図である。 図５は、通信装置及び制御装置の構成例を示す図である。 図６は、図５の通信装置のＣＰＵが無線受信時動作ライブラリを実行することにより行う処理例を示すフローチャートである。 図７は、図５の通信装置のＣＰＵがセンサ反応時動作ライブラリを実行することにより行う処理例を示すフローチャートである。 図８は、送信データを示す図である。
　図１は、実施形態による通信システム１００の構成例を示す図である。通信システム１００は、複数の通信装置１０１を有する。通信装置１００の各々は、発電ユニット１１１、センサ１１２、電力管理ユニット（ＰＭＵ：Power Management Unit）１１３、マイクロコントローラユニット（ＭＣＵ：Micro Controller Unit）１１４及び無線通信部１１５を有する。
　発電ユニット１１１は、例えば環境発電（エネルギーハーベスタ）ユニットであり、自然エネルギーを電力Ｐ１に変換し、電力Ｐ１をＰＭＵ１１３に出力する。ここで、自然エネルギーは、太陽光エネルギー、携帯電話等の無線電波エネルギー、又は温度差エネルギー等である。
　センサ１１２は、種々のセンシングデータＤ１を検出し、センシングデータＤ１をＭＣＵ１１４に出力する。例えば、センサ１１２は、圧力を検出、温度を検出、又は電波の成分等を検出する。なお、センサ１１２は、発電ユニット１１１と一体化したものでもよいし、発電ユニット１１１と別個のものでもよい。
　ＰＭＵ１１３は、発電ユニット１１１から供給された電力Ｐ１を入力し、ＭＣＵ１１４に供給する電力Ｐ２及び無線通信部１１５に供給する電力Ｐ３を管理する。例えば、ＰＭＵ１１３は、所定条件を満たすと、電力Ｐ２及びＰ３をそれぞれＭＣＵ１１４及び無線通信部１１５に供給する。
　ＭＣＵ１１４は、センシングデータＤ１を処理し、送信データＤ２を無線通信部１１５に出力する。例えば、ＭＣＵ１１４は、アナログのセンシングデータＤ１をサンプリング処理し、デジタルの送信データＤ２を生成する。
　無線通信部１１５は、送信データＤ２を高周波信号に変換し、他の通信装置１０１に無線送信する。
　発電ユニット１１１は、発電により所定の電力を充電すると、無線通信部１１５は送信データＤ２を送信する。その後、再び、発電ユニット１１１は、充電を開始し、所定の電力が充電されると、無線通信部１１５は送信データＤ２を送信する。以上の処理を繰り返す。
　また、無線通信部１１５が外部から送信要求信号を受信すると、無線通信部１１５が送信データＤ２を送信するようにしてもよい。また、ＭＣＵ１１４は、センシングデータＤ１の変化量が閾値以上になると、送信データＤ２の送信を無線通信部１１５に指示するようにしてもよい。
　図２は、通信システム１００及び制御装置２０１ａ～２０１ｃの構成例を示す図である。通信システム１００はマルチホップ通信システムである。複数の通信装置１０１ａ～１０１ｊは、図１の通信装置１０１に対応し、マルチホップ通信を行う。すなわち、複数の通信装置１０１は、通信装置１０１同士が直接通信するだけでなく、他の通信装置１０１を経由して通信することにより、広範囲の通信装置１０１と通信を可能にする。
　通信装置１０１は、送信電力が小さいため、狭範囲内の他の通信装置１０１としか通信することができない。例えば、通信装置１０１ａが制御装置２０１ａ～２０１ｃに送信データＤ２を送信する例を説明する。通信装置１０１ａは、図８に示すように、センサ１１２により出力されたセンシングデータ８０１を、初期値「０」のホップ数８０２と共に送信する。通信装置１０１ａの通信可能範囲内には、通信装置１０１ｂ、１０１ｅ及び１０１ｈが存在する。したがって、通信装置１０１ｂ、１０１ｅ及び１０１ｈは、通信装置１０１ａからセンシングデータ及び「０」のホップ数を受信する。
　通信装置１０１ｂは、通信装置１０１ａから受信した「０」のホップ数をインクリメントすることにより、「１」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ａから受信したセンシングデータ及び「１」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｂの通信可能範囲内に位置する通信装置１０１ｃは、通信装置１０１ｂから受信した「１」のホップ数をインクリメントすることにより、「２」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ｂから受信したセンシングデータ及び「２」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｃの通信可能範囲内に位置する通信装置１０１ｄは、通信装置１０１ｃから受信した「２」のホップ数をインクリメントすることにより、「３」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ｃから受信したセンシングデータ及び「３」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｄの通信可能範囲内に位置する制御装置２０１ａは、通信装置１０１ｄから「３」のホップ数及びセンシングデータを受信する。これにより、通信装置１０１ａは、通信装置１０１ｂ～１０１ｄを介して、センサ１１２により出力されたセンシングデータを第１の制御装置２０１ａに無線送信することができる。
　同様に、通信装置１０１ｅは、通信装置１０１ａから受信した「０」のホップ数をインクリメントすることにより、「１」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ａから受信したセンシングデータ及び「１」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｅの通信可能範囲内に位置する通信装置１０１ｆは、通信装置１０１ｅから受信した「１」のホップ数をインクリメントすることにより、「２」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ｅから受信したセンシングデータ及び「２」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｆの通信可能範囲内に位置する通信装置１０１ｇは、通信装置１０１ｆから受信した「２」のホップ数をインクリメントすることにより、「３」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ｆから受信したセンシングデータ及び「３」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｇの通信可能範囲内に位置する制御装置２０１ｂは、通信装置１０１ｇから「３」のホップ数及びセンシングデータを受信する。これにより、通信装置１０１ａは、通信装置１０１ｅ～１０１ｇを介して、センサ１１２により出力されたセンシングデータを第２の制御装置２０１ｂに無線送信することができる。
　同様に、通信装置１０１ｈは、通信装置１０１ａから受信した「０」のホップ数をインクリメントすることにより、「１」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ａから受信したセンシングデータ及び「１」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｈの通信可能範囲内に位置する通信装置１０１ｉは、通信装置１０１ｈから受信した「１」のホップ数をインクリメントすることにより、「２」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ｈから受信したセンシングデータ及び「２」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｉの通信可能範囲内に位置する通信装置１０１ｊは、通信装置１０１ｉから受信した「２」のホップ数をインクリメントすることにより、「３」のホップ数を記憶し、通信装置１０１ｉから受信したセンシングデータ及び「３」のホップ数を送信する。次に、通信装置１０１ｊの通信可能範囲内に位置する制御装置２０１ｃは、通信装置１０１ｊから「３」のホップ数及びセンシングデータを受信する。これにより、通信装置１０１ａは、通信装置１０１ｈ～１０１ｊを介して、センサ１１２により出力されたセンシングデータを第３の制御装置２０１ｃに無線送信することができる。
　次に、上記の制御装置２０１ａ～２０１ｃは、複数の通信装置１０１の中のどの通信装置１０１のセンシングデータを受信したのかを特定する方法を説明する。第１の制御装置２０１ａは、「３」のホップ数を受信したので、第１の制御装置２０１ａを中心とする円（球）２０２ａ上の通信装置１０１からセンシングデータを受信したことを推定できる。また、第２の制御装置２０１ｂは、「３」のホップ数を受信したので、第２の制御装置２０１ｂを中心とする円（球）２０２ｂ上の通信装置１０１からセンシングデータを受信したことを推定できる。また、第３の制御装置２０１ｃは、「３」のホップ数を受信したので、第３の制御装置２０１ｃを中心とする円（球）２０２ｃ上の通信装置１０１からセンシングデータを受信したことを推定できる。その結果、制御装置２０１ａ～２０１ｃは、３個の円２０２ａ～２０２ｃの交点に位置する通信装置１０１ａからセンシングデータを受信したと判断することができる。
　通信装置１０１ａの通信可能範囲内に複数の通信装置１０１が存在する場合、通信装置１０１ａは、複数の異なるパスを介して、同じセンシングデータを制御装置２０１ｂに送信する場合がある。その場合、制御装置２０１ｂは、複数の受信センシングデータのうちで、最もホップ数が小さいセンシングデータを選択することにより、ホップ数を決定すればよい。制御装置２０１ａ及び２０１ｃも、制御装置２０１ｂと同様である。
　図３は、マルチホップ通信の渋滞を説明するための図である。図２のように、通信装置１０１ａが、複数の異なるパスを介して、同じセンシングデータを制御装置２０１ｂに送信する場合、制御装置２０１ｂに近い通信装置１０１ｋは、通信の渋滞を招きやすい。すなわち、通信装置１０１ｋは、送信元の通信装置１０１ａから複数の異なるパスの通信装置１０１からセンシングデータを受信するので、高負荷になりやすい。通信装置１０１ｋが高負荷になると、通信装置１０１ｋは、制御装置２０１ｂに送信することが困難になり、マルチホップ通信が渋滞する。したがって、制御装置２０１ａ～２０１ｃ付近の通信装置１０１の負荷を軽減し、マルチホップ通信の渋滞を防止する必要がある。
　図４は、制御装置２０１ｂから通信装置１０１までのパス長の検出方法を説明するための図である。以下、制御装置２０１ｂの例を説明するが、制御装置２０１ａ及び２０１ｃも同様である。
　制御装置２０１ｂは、初期値「０」のカウント信号を送信する。通信装置１０１は、制御装置２０１ｂから直接又は他の通信装置１０１を介して受信したカウント信号をカウントアップ（インクリメント）して送信すると共に、受信したカウント信号の値を記憶する。例えば、制御装置２０１ｂに最も近い第１の通信装置１０１は、制御装置２０１ｂから「０」のカウント信号を受信し、受信した「０」のカウント信号をインクリメントし、「１」のカウント信号を送信すると共に、受信した「０」のカウント信号の値を記憶する。次に、第２の通信装置１０１は、第１の通信装置１０１から「１」のカウント信号を受信し、受信した「１」のカウント信号をインクリメントし、「２」のカウント信号を送信すると共に、受信した「１」のカウント信号の値を記憶する。他の通信装置１０１も同様である。これにより、各通信装置１０１は、制御装置２０１ｂから自己の通信装置１０１までのパス長に対応するカウント信号の値を記憶する。観測装置２０１ｂに近い通信装置１０１は、小さいカウント信号の値を記憶し、観測装置２０１ｂから遠い通信装置１０１は、大きいカウント信号の値を記憶する。
　例えば、「０」のカウント信号の値を記憶する通信装置１０１は、第１の動作モードで動作する。第１の動作モードでは、通信装置１０１は、マルチホップ通信に専念する。すなわち、第１の動作モードでは、通信装置１０１は、センサ１１２により出力されたセンシングデータの送信を行わずに、他の通信装置１０１から受信したセンシングデータの送信のみを行う。
　また、「２」以上のカウント信号の値を記憶する通信装置１０１は、第３の動作モードで動作する。第３の動作モードでは、通信装置１０１は、通常動作を行う。すなわち、第３の動作モードでは、通信装置１０１は、センサ１１２により出力されたセンシングデータの送信、及び他の通信装置１０１から受信したセンシングデータの送信の両方を行う。
　また、「１」のカウント信号の値を記憶する通信装置１０１は、第２の動作モードで動作する。第２の動作モードでは、通信装置１０１は、マルチホップ通信を優先する。すなわち、第２の動作モードでは、通信装置１０１は、センサ１１２により出力されたセンシングデータの送信、及び他の通信装置１０１から受信したセンシングデータの送信の両方を行い、その際、センサ１１２により出力されたセンシングデータの送信回数を間引いて送信する。
　なお、上記では、通信装置１０１がカウント信号をインクリメントする場合を例に説明したが、カウント信号をデクリメントするようにしてもよい。その場合も、制御装置２０１ｂに近い通信装置１０１から順番に、第１の動作モード、第２の動作モード及び第３の動作モードが設定される。
　通信装置１０１は、記憶されたカウント信号の値に対応する制御装置２０１ｂから自己の通信装置１０１までのパスが第１の閾値より短いときには、第１の動作モードに設定される。また、通信装置１０１は、記憶されたカウント信号の値に対応する制御装置２０１ｂから自己の通信装置１０１までのパスが第１の閾値より長くかつ第２の閾値より短いときには、第２の動作モードに設定される。また、通信装置１０１は、記憶されたカウント信号の値に対応する制御装置２０１ｂから自己の通信装置１０１までのパスが第２の閾値より長いときには、第３の動作モードに設定される。
　第１及び第２の動作モードでは、通信装置１０１は、センサ１１２により出力されたセンシングデータの送信よりも、他の通信装置１０１から受信したセンシングデータの送信を優先する。
　以上のように、通信装置１０１は、記憶されたカウント信号の値に応じて、第１～第３の動作モードが設定され、センサ１１２により出力されたセンシングデータを送信、又は他の通信装置１０１から受信したセンシングデータを送信する。これにより、複数の通信装置１０１は、制御装置２０１ｂに近い通信装置１０１ほど、センサ１１２により出力されたセンシングデータの送信回数が減り、負荷が軽減されるので、マルチホップ通信の渋滞を防止することができる。
　図５は、通信装置１０１及び制御装置２０１の構成例を示す図である。制御装置２０１は、図２の制御装置２０１ａ～２０１ｃに対応する。
　通信装置１０１は、図１と同様に、発電ユニット１１１、センサ１１２、ＰＭＵ１１３、ＭＣＵ１１４及び無線通信部１１５を有する。ＭＣＵ１１４は、ＣＰＵ（中央処理装置：Central Processing Unit）２０２、プログラムメモリ２０３及び不揮発性メモリ２０４を有する。不揮発性メモリ２０４は、カウント値２０５、センサ反応回数２０６及び閾値２０７を記憶する。無線受信時動作ライブラリ２０８及びセンサ反応時動作ライブラリ２０９は、コンピュータプログラムであり、プログラムメモリ２０３に記憶される。発電ユニット１１１は、ＰＭＵ１１３に接続される。バス２０１には、ＣＰＵ２０２、プログラムメモリ２０３、不揮発性メモリ２０４、センサ１１２、ＰＭＵ１１３及び無線通信部１１５が接続される。ＣＰＵ２０２は、無線受信時動作ライブラリ２０８を実行することにより、後述の図６の処理を行う。また、ＣＰＵ２０２は、センサ反応時動作ライブラリ２０９を実行することにより、後述の図７の処理を行う。
　不揮発性メモリ２０４は、アドレスマッピングされ、ＣＰＵ２０２から直接アクセス可能である。例えば、不揮発性メモリ２０４は、１０００（１６進数）番地以降にマッピングされている。カウント値２０５は１１００（１６進数）番地に格納され、センサ反応回数２０６は１２００（１６進数）番地に格納され、閾値２０７は１３００（１６進数）番地に格納される。カウント値２０５に「３（１０進数）」を設定したい場合、ＣＰＵ２０２は１１００（１６進数）番地に「００００００００００００００１１（２進数）」を書き込む命令を実行することにより実現する。同様に、センサ反応回数２０６を取得したい場合、ＣＰＵ２０２は１２００（１６進数）番地の値を読み出す命令を実行することにより実現する。
　制御装置２０１は、バス２１１、ＣＰＵ２１２、プログラムメモリ２１３及び無線通信部２１４を有する。バス２１１には、ＣＰＵ２１２、プログラムメモリ２１３及び無線通信部２１４が接続される。無線通信部２１４は、ＣＰＵ２１２の制御により、通信装置１０１に対して無線受信及び無線送信を行う。ＣＰＵ２１２は、プログラムメモリ２１３に記憶されているプログラムを実行することにより、制御装置２０１の処理を行う。
　図６は、図５の通信装置１０１のＣＰＵ２０２が無線受信時動作ライブラリ２０８を実行することにより行う処理例を示すフローチャートである。通信装置１０１は、無線通信部１１５が外部から無線信号を受信すると、以下の処理を行う。
　無線受信時動作ライブラリ２０８は、通信装置１０１が無線信号を受信した際にＣＰＵ２０２により実行されるプログラムである。具体的には、無線通信部１１５は、無線信号を受信すると、ＣＰＵ２０２に対して割込信号を発生させ、ＣＰＵ２０２の制御を割込ハンドラへ移行させる。割込ハンドラは、コンテキストを保存した上で、無線受信時動作ライブラリ２０８を呼び出して実行する。
　まず、ステップＳ６０１では、ＣＰＵ２０２は、無線受信部１１５を介して受信した無線信号がカウント信号か否かをチェックする。通信装置１０１は、図４に示したように、制御装置２０１から直接又は他の通信装置１０１を介して、カウント信号を受信する。また、通信装置１０１は、図２に示したように、他の通信装置１０１からセンシングデータ（ホップ数を含む）を受信する。通信装置１０１は、受信した無線信号がカウント信号であるときにはステップＳ６０２の処理に進み、受信した無線信号がセンシングデータであるときにはステップＳ６０７の処理に進む。
　例えば、ＣＰＵ２０２は、無線通信部１１５内の受信バッファから受信データを読み込み、読み込んだデータがカウント信号かどうかを判断する。例えば、受信バッファにアドレスをマッピングし、ＣＰＵ２０２がそのアドレスに対して読み込む命令を実行してもよいし、受信バッファのデータを読み込む専用命令をＣＰＵ２０２が実行するようしてもよい。また、通信データの最上位ビットを「カウント信号」かどうかの識別子とし、最上位ビットが１であれば「カウント信号」であると判断するようにしてもよい。
　ステップＳ６０２では、ＣＰＵ２０２は、不揮発性メモリ２０４からカウント値２０５を取得する。カウント値２０５の初期値は、例えば「１１１１」（２進数）の最大値である。
　次に、ステップＳ６０３では、ＣＰＵ２０２は、ステップＳ６０１で受信したカウント信号の値が、ステップＳ６０２で取得したカウント値２０５より小さいか否かをチェックする。具体的には、例えば１１００（１６進数）番地のカウント値２０５を読み込む命令を実行し、レジスタ同士を比較する命令を実行する。カウント値２０５の初期値は最大値であるので、初回は、カウント信号の値がカウント値２０５より小さくなる。通信装置２０２は、カウント信号の値がカウント値２０５より小さいときにはステップＳ６０４の処理に進み、カウント信号の値がカウント値２０５以上であるときにはステップＳ６０５の処理に進む。
　ステップＳ６０４では、ＣＰＵ２０２は、不揮発性メモリ２０４内のカウント値２０５を、上記の受信したカウント信号の値に変更する。その後、通信装置１０１は、ステップＳ６０５の処理に進む。
　ステップＳ６０５では、ＣＰＵ２０２は、上記の受信したカウント信号の値をインクリメントする。
　次に、ステップＳ６０６では、無線通信部（カウント信号通信部）１１５は、ＣＰＵ２０２の指示により、上記のインクリメントしたカウント信号の値を無線送信する。具体的には、ＣＰＵ２０２は、無線通信部１１５の送信バッファに、カウント信号の値と、カウント信号であることを示す識別子を書き込み、送信する。以上で、通信装置１０１は、無線受信時動作ライブラリ２０８の処理を終了する。
　ステップＳ６０７では、ＣＰＵ２０２は、上記の受信したセンシングデータ及びホップ数を取り込み、そのホップ数をインクリメントする。
　次に、ステップＳ６０８では、無線通信部１１５は、図８に示すように、ＣＰＵ２０２の指示により、上記の受信したセンシングデータ８０１とインクリメントしたホップ数８０２を無線送信する。例えば、ＣＰＵ２０２は、センシングデータ及びホップ数を無線通信部１１５内の送信バッファに書き込み、送信する。上記の受信バッファと同様に、送信バッファにアドレスをマッピングしてもよいし、専用の書き込み命令を実行してもよい。これにより、マルチホップ通信が行われる。以上で、通信装置１０１は、無線受信時動作ライブラリ２０８の処理を終了する。
　制御装置２０１がカウント信号を送信すると、通信装置１０１は、制御装置２０１から複数のパスを介して複数の他の通信装置１０１からカウント信号を受信することがある。その場合、通信装置１０１は、複数の他の通信装置１０１から複数のカウント信号を受信する。最初に受信したカウント信号の値は、ステップＳ６０４で、不揮発性メモリ２０４にカウント値２０５として書き込まれる。２回目以降に受信したカウント信号の値は、ステップＳ６０３で、不揮発性メモリ２０４内のカウント値２０５より小さいときのみ、不揮発性メモリ２０４にカウント値２０５として更新される。すなわち、通信装置１０１は、複数のカウント信号を受信した場合、複数のカウント信号の中で最も小さい値を、不揮発性メモリ２０４にカウント値２０５として書き込む。すなわち、通信装置１０１は、複数のカウント信号を受信したときには、複数のカウント信号のうちの制御装置２０１から最も短いパスで受信したカウント信号の値をカウント値２０５として記憶する。その結果、不揮発性メモリ２０４内のカウント値２０５は、制御装置２０１から自己の通信装置１０１までの最短パスを経由したカウント信号の値になる。
　図７は、図５の通信装置１０１のＣＰＵ２０２がセンサ反応時動作ライブラリ２０９を実行することにより行う処理例を示すフローチャートである。通信装置１０１は、例えばセンサ２１２のセンシングデータの変化量が閾値以上になると、以下の処理を行う。
　センサ反応時動作ライブラリ２０９は、センサ２１２が反応した際にＣＰＵ２０２により実行されるプログラムである。具体的には、センサ２１２は、環境中の特定の状態を検出すると、ＣＰＵ２０２に対して割込信号を発生させ、ＣＰＵ２０２の制御を割込ハンドラへ移行させる。割込ハンドラは、コンテキストを保存した上で、センサ反応時動作ライブラリ２０９を呼び出して実行する。
　まず、ステップＳ７０１では、ＣＰＵ２０２は、不揮発性メモリ２０４内のカウント値２０５を取得する。不揮発性メモリ２０４内のカウント値２０５は、上記の図６の処理により、設定済みである。
　次に、ステップＳ７０２では、ＣＰＵ２０２は、カウント値２０５が「０」であるときには第１の動作モードであるので処理を終了し、カウント値２０５が「１」であるときには第２の動作モードであるのでステップＳ７０３の処理に進み、カウント値２０５が「２」以上であるときには第３の動作モードであるのでステップＳ７０７の処理に進む。
　第１の動作モードは、マルチホップ通信に専念する動作モードである。第２の動作モードは、マルチホップ通信を優先する動作モードである。第３の動作モードは、マルチホップ通信及びセンサ２１２のセンシングデータ送信の両方を行う動作モードである。
　ステップＳ７０３では、ＣＰＵ２０２は、不揮発性メモリ２０４内のセンサ反応回数２０６を取得する。センサ反応回数２０６の初期値は、例えば「１」である。
　次に、ステップＳ７０４では、ＣＰＵ２０２は、上記のセンサ反応回数２０６が不揮発性メモリ２０４内の閾値２０７以上であるか否かをチェックする。具体的には、ＣＰＵ２０２は、１２００（１６進数）番地のセンサ反応回数２０６及び１３００（１６進数）番地の閾値２０７の読出し命令を実行し、比較する。閾値２０７は、例えば「５」又は「１０」である。閾値２０７が「５」の場合、センサ反応回数２０６の初期値は「１」であるので、初回では、センサ反応回数２０６は閾値２０７より小さい。通信装置１０１は、センサ反応回数２０６が閾値２０７より小さいときには、ステップＳ７０５の処理に進み、センサ反応回数２０６が閾値２０７以上であるときには、ステップＳ７０６の処理に進む。
　ステップＳ７０５では、ＣＰＵ２０２は、不揮発性メモリ２０４内のセンサ反応回数２０６をインクリメントし、処理を終了する。
　ステップＳ７０６では、ＣＰＵ２０２は、不揮発性メモリ２０４内のセンサ反応回数２０６を「１」にリセットし、ステップＳ７０７の処理に進む。
　ステップＳ７０７では、ＣＰＵ２０２は、センサ２１２のバッファからセンシングデータを取り込む。
　次に、ステップＳ７０８では、無線通信部（データ通信部）１１５は、図８に示すように、ＣＰＵ２０２の指示により、上記のセンサ２１２のセンシングデータ８０１及び初期値「０」のホップ数８０２を無線送信する。具体的には、ＣＰＵ２０２は、センシングデータと、カウント信号でないことを示す識別子と、ホップ数とを無線通信部１１５の送信バッファに書き込み、送信する。以上で、通信装置１０１は、センサ反応時動作ライブラリ２０９の処理を終了する。
　第２の動作モードにおいて、閾値２０７が例えば「５」の場合を説明する。ステップＳ７０４では、第１～第４回目ではステップＳ７０５に進み、第５回目ではステップＳ７０６に進む。その結果、センサ反応の５回に１回の割合で、ステップＳ７０８で、センサ２１２のセンシングデータが送信される。これにより、センサ２１２により出力されたセンシングデータの送信回数を間引いて送信することができる。
　以上のように、第１の動作モードでは、通信装置１０１は、センサ２１２により出力されたセンシングデータの送信（ステップＳ７０８）を行わずに、他の通信装置１０１から受信したセンシングデータの送信（ステップＳ６０８）を行う。
　第２の動作モードでは、通信装置１０１は、センサ２１２により出力されたセンシングデータの送信（ステップＳ７０８）、及び他の通信装置１０１から受信したセンシングデータの送信（ステップＳ６０８）の両方を行い、その際、センサ２１２により出力されたセンシングデータの送信回数を間引いて送信する。
　第３の動作モードでは、通信装置１０１は、センサ２１２により出力されたセンシングデータの送信（ステップＳ７０８）、及び他の通信装置１０１から受信したセンシングデータの送信（ステップＳ６０８）の両方を行い、その際、センサ２１２により出力されたセンシングデータの送信回数の間引きを行わない。
　本実施形態によれば、複数の通信装置１０１の座標位置が未知であっても、制御装置２０１がカウント信号を送信することにより、各通信装置１０１にカウント値２０５が設定され、制御装置２０１から各通信装置１０１までのパス長を特定することができる。複数の通信装置１０１は、制御装置２０１に近い通信装置１０１ほど、センサ１１２により出力されたセンシングデータの送信回数が減り、負荷が軽減されるので、マルチホップ通信の渋滞を防止することができる。
　本実施形態は、コンピュータがプログラムを実行することによって実現することができる。また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体及び上記のプログラム等のコンピュータプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
　なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　通信の渋滞を防止することができる。

Claims (8)

  1. 　センシングデータを出力するセンサと、
    　制御装置から直接又は他の通信装置を介して受信したカウント信号をカウントして前記カウントしたカウント信号を送信すると共に、前記受信したカウント信号の値を記憶するカウント信号通信部と、
    　前記記憶されたカウント信号の値に応じて、前記センサにより出力されたセンシングデータ又は他の通信装置から受信したセンシングデータを送信するデータ通信部と
    を有することを特徴とする通信装置。
  2. 　前記カウント信号通信部は、複数の前記カウント信号を受信したときには、前記複数のカウント信号の値うちの最小値を記憶することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
  3. 　前記データ通信部は、前記記憶されたカウント信号の値が、あらかじめ設定された閾値より小さいときには、前記センサにより出力されたセンシングデータの送信よりも、前記他の通信装置から受信したセンシングデータの送信を優先することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
  4. 　前記データ通信部は、前記記憶されたカウント信号の値があらかじめ設定された第１の閾値より小さい場合は、前記センサから出力されたセンシングデータの送信を行わずに、前記他の通信装置から受信したセンシングデータを送信し、前記記憶されたカウント信号の値があらかじめ設定された第２の閾値より大きい場合は、前記センサにより出力されたセンシングデータ又は前記他の通信装置から受信したセンシングデータを送信することを特徴とする請求項１記載の通信装置。
  5. 　前記データ通信部は、前記記憶されたカウント信号の値が前記第１の閾値より大きくかつ前記第２の閾値より小さいときには、前記センサから出力されたセンシングデータ又は前記他の通信装置から受信したセンシングデータを送信し、その際、前記センサにより出力されたセンシングデータの送信回数を間引いて前記センシングデータを送信することを特徴とする請求項４記載の通信装置。
  6. 　複数の通信装置と、
    　制御装置とを有し、
    　前記複数の通信装置の各々は、
    　センシングデータを出力するセンサと、
    　前記制御装置から直接又は他の通信装置を介して受信したカウント信号をカウントして前記カウントしたカウント信号を送信すると共に、前記受信したカウント信号の値を記憶するカウント信号通信部と、
    　前記記憶されたカウント信号の値に応じて、前記センサにより出力されたセンシングデータ又は他の通信装置から受信したセンシングデータを送信するデータ通信部とを有することを特徴とする通信システム。
  7. 　センシングデータを出力するセンサを有する通信装置の制御方法であって、
    　制御装置から直接又は他の通信装置を介して受信したカウント信号をカウントして前記カウントしたカウント信号を送信すると共に、前記受信したカウント信号の値を記憶し、
    　前記記憶されたカウント信号の値に応じて、前記センサにより出力されたセンシングデータ又は他の通信装置から受信したセンシングデータを送信することを特徴とする通信装置の制御方法。
  8. 　センシングデータを出力するセンサを有する通信装置の処理であって、
    　制御装置から直接又は他の通信装置を介して受信したカウント信号をカウントして前記カウントしたカウント信号を送信すると共に、前記受信したカウント信号の値を記憶し、
    　前記記憶されたカウント信号の値に応じて、前記センサにより出力されたセンシングデータ又は他の通信装置から受信したセンシングデータを送信する、
    　処理をコンピュータに実行させるプログラム。
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