WO2015029250A1 - システム、ノード、故障判定装置、故障判定方法、および故障判定プログラム - Google Patents

システム、ノード、故障判定装置、故障判定方法、および故障判定プログラム Download PDF

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WO2015029250A1
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data
communication
communication device
hops
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PCT/JP2013/073543
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俊也 大友
浩一郎 山下
鈴木　貴久
宏真 山内
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富士通株式会社
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    • H04W40/34—Modification of an existing route

Definitions

  • the present invention relates to a system, a node, a failure determination device, a failure determination method, and a failure determination program.
  • nodes with sensors can be scattered in a predetermined space, and the sensor data of each node can be collected in a communication device that is an aggregator by multi-hopping communication between nodes, and the physical state of the predetermined space can be grasped And a network (WSN: Wireless Sensor Networks).
  • WSN Wireless Sensor Networks
  • Energy Harvest There is also a technology called Energy Harvest that generates electricity using energy obtained according to the installed environment. Further, there is a technique for transmitting to the transmitting side that data has normally arrived by transmitting an ACK (ACKnowledgement) from the receiving side to the transmitting side at the end of communication.
  • ACK acknowledgement
  • a node performs a communication frame abnormality determination. Specifically, the node checks the number of hops in the communication frame addressed to itself, determines whether the confirmed number of hops is the same as the maximum number of hops stored in the maximum hop number storage unit, and If the number is not the same as the maximum hop count, it is determined that the communication frame is abnormal.
  • the transmitting node may not be able to receive ACK due to the influence of radio waves from other nodes that are close to each other. More specifically, there may be a case where a transmission-side node that operates using power generated by energy harvest cannot receive ACK due to power shortage. In addition, a reception-side node that operates using power generated by energy harvesting may not be able to transmit ACK to a transmission-side node due to power shortage, and the transmission-source node may not be able to receive ACK.
  • the present invention provides a system, a node, a failure determination device, a failure determination method, and a failure determination program that can determine whether a failure has occurred in any node in the system. With the goal.
  • a node group that performs multi-hopping communication between nodes, and a communication device that communicates with a node included in the node group, the node transmits data transmitted by the node.
  • the number of hops updated each time the data is transferred by multi-hopping communication and the reference number of hops until the data is transferred from the node to the communication device are attached to the data and transmitted.
  • the number of hops assigned to the data is compared with the reference hop number, and based on the comparison result, it is determined whether any node in the node group has failed.
  • a system is proposed.
  • a node included in a node group that performs multi-hop communication between nodes updates the number of hops each time data transmitted by the own node is transferred by the multi-hop communication
  • a node, a failure determination method, and a failure determination program are proposed in which a reference hop count until the data is transferred from the node to the communication device is transmitted to the data.
  • the data is transferred from the node to a communication device that communicates with the node, which is attached to data transmitted by a node included in a node group that performs multi-hop communication between nodes.
  • the number of hops up to and the number of hops updated each time the data is transferred by the multi-hopping communication are compared. Based on the comparison result, whether any node in the node group has failed.
  • a failure determination device, a failure determination method, and a failure determination program for determining whether or not are present are proposed.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an operation example of the system 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a connection example of the sensor network system 200.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the server 201.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the communication apparatus 102.
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the control data 500.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the node 101.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the contents stored in the reference hop number table 700.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the transmission data 800.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an operation example of the system 100 according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a connection example of the sensor network system 200.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the node 101.
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the failure determination apparatus 1000.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram (part 1) illustrating an example of a registration operation.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram (part 2) illustrating an example of the registration operation.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram (part 1) illustrating an example of the failure determination operation.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram (part 2) illustrating an example of the failure determination operation.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram (part 3) illustrating an example of the failure determination operation.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram (part 4) illustrating an example of the failure determination operation.
  • FIG. 11 is an explanatory diagram (part 1) illustrating an example of a registration operation.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram (part 2) illustrating an example of the registration operation.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram (part 1) illustrating an
  • FIG. 17 is an explanatory diagram (part 5) illustrating an example of the failure determination operation.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of the failure range specifying operation.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram illustrating an example of threshold setting.
  • FIG. 20 is a sequence diagram illustrating an example of a cooperative operation related to registration in the reference hop number table 700.
  • FIG. 21 is a sequence diagram illustrating an example of a cooperative operation related to failure determination.
  • FIG. 22 is a sequence diagram illustrating an example of a cooperative operation related to maintenance.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating an example of a transmission instruction processing procedure of the server 201.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of a failure notification processing procedure of the server 201.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of an operation instruction process procedure for stopping the operation of the server 201.
  • FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of a registration request processing procedure of the communication apparatus 102.
  • FIG. 27 is a flowchart illustrating an example of an operation start processing procedure of the communication apparatus 102.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating an example of the operation stop processing procedure of the communication apparatus 102.
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating an example of a failure determination processing procedure of the communication apparatus 102.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating an example of a comparison processing procedure of the communication apparatus 102.
  • FIG. 31 is a flowchart illustrating an example of the operation processing procedure of the node 101.
  • FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an operation example of the system 100 according to the present embodiment.
  • a system 100 according to the present embodiment includes a communication device 102 and a node group 101s.
  • the node group 101s forms a network 110.
  • the node group 101s includes the node 101.
  • the suffix “-i” may be given to the nodes 101 and expressed.
  • i is an arbitrary natural number. That is, in the following description, the node 101 may be expressed as “node 101-i”.
  • Each node 101 has an energy harvesting element that generates power using energy obtained according to the environment in which the node 101 is installed, and uses power charged in a charging unit that charges power generated by the energy harvesting element. It is a computer that operates. Each node 101 is arranged in a predetermined area A.
  • the predetermined area A is an area filled with a substance such as concrete, soil, water, or air.
  • Each node 101 is activated when it is sufficiently charged, and performs an intermittent operation of transmitting data and sleeping. Further, since the power generated by the energy harvesting element is limited, each node 101 has short-range wireless communication capability with low power consumption, and transmits and receives data by multihop communication. Each node 101 has a sensor. Each node 101 measures data such as temperature, humidity, and stress in the predetermined area A from the sensor of its own node 101.
  • the communication device 102 is a computer serving as a collection device that collects sensor data from each node 101.
  • the communication device 102 is a so-called aggregator. There may be a plurality of communication devices 102. In the following description, when the individual communication devices 102 are distinguished, the communication device 102 may be described with a suffix “-j”. j is an arbitrary natural number. That is, in the following description, the communication device 102 may be referred to as “communication device 102-j”.
  • the network 110 is a communication network formed by connecting each node 101 included in the node group 101s with another node 101 within the communication range of the own node 101 using short-range wireless communication.
  • the communication area is a reachable range of radio waves.
  • FIG. 1A is a state in which no failure has occurred in the node 101 included in the node group 101s.
  • FIG. 1B shows a state after the state of FIG. 1A, in which a failure has occurred in any of the nodes 101 included in the node group 101s.
  • the communication apparatus 102 transmits a registration request for the reference hop number.
  • the reference hop count is a hop count that serves as a reference value for the hop count of data until the data transmitted by each node 101 is transferred to the communication apparatus 102 by multi-hopping communication.
  • each node 101 When each node 101 receives the registration request, each node 101 acquires the hop number of the registration request itself and registers it as the reference hop number. For example, the node 101-1 indicated by ⁇ in FIG. 1 receives the registration request transmitted from the communication apparatus 102 and transferred from the other nodes 101-2 and 3 indicated by ⁇ in FIG. Next, the node 101-1 stores the received registration request hop count “3” as the reference hop count.
  • the process proceeds to the description of FIG. At this time, the node 101 has not detected that any of the nodes 101 has failed. Similarly, the communication apparatus 102 has not detected that any node 101 has failed.
  • each node 101 when transmitting data measured from the sensor to the communication apparatus 102, each node 101 transmits the data with a reference hop number.
  • data measured from a sensor may be referred to as “sensor data”.
  • the communication apparatus 102 receives the sensor data transmitted from each node 101, compares the actual number of hops of the received sensor data with the reference number of hops assigned to the received sensor data, and compares the node group 101s. It is determined whether or not a failure has occurred in any of the nodes 101 included.
  • the communication apparatus 102 receives sensor data transmitted from the node 101-1 indicated by ⁇ in FIG. 1 and transferred from the other nodes 101-3 to 5 indicated by ⁇ in FIG. Next, the communication device 102 compares the actual number of hops “4” of the received sensor data with the reference number of hops “3” assigned to the received sensor data. The communication apparatus 102 determines that a failure has occurred in any one of the nodes 101 included in the node group 101s because the actual hop count is greater than the reference hop count.
  • the communication apparatus 102 can determine whether or not a failure has occurred in any of the nodes 101 included in the node group 101s.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing a connection example of the sensor network system 200.
  • the sensor network system 200 includes a communication device 102, a node group 101s, a server 201, and a user terminal 202.
  • the node group 101s forms a network 110.
  • the communication device 102, the server 201, and the user terminal 202 are connected via a network 210.
  • the server 201 is a computer used by a user who uses the sensor network system 200.
  • the server 201 receives the sensor data collected by the communication device 102 transmitted from the communication device 102, aggregates the sensor data, and performs analysis processing.
  • the user terminal 202 is a computer that communicates with the communication device 102 and the server 201.
  • the network 110 is a communication network that connects the node group 101s using short-range wireless communication.
  • the network 210 is a communication network that connects a plurality of computers by wired signals or wireless signals.
  • the network 210 is, for example, a LAN (Local Area Network) or a WAN (Wide Area Network).
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the server 201.
  • the server 201 includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a ROM (Read-Only Memory) 302, and a RAM (Random Access Memory) 303.
  • CPU Central Processing Unit
  • ROM Read-Only Memory
  • RAM Random Access Memory
  • the server 201 includes a large-capacity nonvolatile memory 304 and a network I / F 305.
  • the server 201 includes a display 306, a keyboard 307, and a mouse 308.
  • the CPU 301 to the mouse 308 are connected by a bus 309.
  • the CPU 301 is an arithmetic processing device that controls the entire server 201.
  • the ROM 302 is a nonvolatile memory that stores programs such as a boot program.
  • a RAM 303 is a volatile memory used as a work area for the CPU 301.
  • the large-capacity nonvolatile memory 304 is a readable storage device, and holds predetermined data that is written even when power supply is interrupted.
  • the large-capacity nonvolatile memory 304 may be an HDD (Hard Disk Drive), a flash memory, or the like.
  • the network I / F 305 is a control device that controls an internal interface with the network 210 and controls input / output of data from an external device. Specifically, the network I / F 305 is connected to the network 210 via a communication line, and is connected to other devices via the network 210. As the network I / F 305, for example, a modem or a LAN adapter can be employed.
  • the display 306 is a device that displays data such as a mouse cursor, an icon, or a tool box, as well as documents, images, and function information.
  • a CRT Cathode Ray Tube
  • TFT Thin Film Transistor
  • the keyboard 307 is a device that has keys for inputting characters, numbers, various instructions, etc., and inputs data.
  • the keyboard 307 may be a touch panel type input pad or a numeric keypad.
  • the mouse 308 is a device for moving a mouse cursor, selecting a range, moving a window, changing a size, and the like.
  • the mouse 308 may be a trackball or a joystick as long as it has the same function as a pointing device.
  • a hardware configuration example of the user terminal 202 is the same as the hardware configuration example of the server 201 illustrated in FIG. 3.
  • the user terminal 202 is, for example, a smartphone, a mobile terminal, a PDA, or the like.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the communication apparatus 102.
  • the communication device 102 includes a processor (CPU) 401, a ROM 402, a RAM 403, a nonvolatile memory 404, an interface (I / O (Input / Output)) circuit 405, a wireless communication circuit 411, an antenna 412, and a network I. / F413.
  • processor CPU
  • ROM read only memory
  • RAM 403 random access memory
  • nonvolatile memory 404 a nonvolatile memory
  • I / O Input / Output
  • the communication apparatus 102 includes a bus 406 that connects the CPU 401, the ROM 402, the RAM 403, the nonvolatile memory 404, and the I / O circuit 405. Unlike the node 101, the communication device 102 may operate based on an external power source or may operate based on an internal power source.
  • the CPU 401 is an arithmetic processing device that controls the entire communication device 102.
  • the ROM 402 is a non-volatile memory that stores a program such as a boot program.
  • a RAM 403 is a volatile memory used as a work area for the CPU 401.
  • the nonvolatile memory 404 is a readable storage device, and holds predetermined data that is written even when the power supply is interrupted. For example, HDD, flash memory, etc. are employ
  • a wireless communication circuit 411 and a network I / F 413 are connected to the I / O circuit 405. Accordingly, the communication device 102 can wirelessly communicate with the surrounding node 101 via the wireless communication circuit 411 and the antenna 412. Furthermore, the communication device 102 can communicate with the user terminal 202 and the server 201 via the network 210 such as the Internet through the network I / F 413 by IP (Internet Protocol) protocol processing.
  • IP Internet Protocol
  • FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the control data 500.
  • the control data 500 includes an identification flag area 501, a communication apparatus ID area 502, and a hop count area 503.
  • the identification flag is a flag representing a registration request.
  • the communication device ID is data for identifying the communication device 102 that has transmitted the registration request.
  • the hop count is the hop count of the registration request. The number of hops is updated each time a registration request is transferred to the node 101.
  • FIG. 6 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the node 101.
  • the node 101 includes a microprocessor (MCU: Micro Control Unit) 601, a sensor 602, a wireless communication circuit 603, a RAM 604, a ROM 605, a nonvolatile memory 606, an antenna 607, a harvester 608, a battery 609, a PMU. (Power Management Unit) 610.
  • the node 101 includes a bus 611 that connects the MCU 601, the sensor 602, the wireless communication circuit 603, the RAM 604, the ROM 605, and the nonvolatile memory 606.
  • the MCU 601 is an arithmetic processing device that controls the entire node 101.
  • the MCU 601 processes data detected by the sensor 602.
  • the sensor 602 is a device that detects a predetermined amount of displacement at the installation location.
  • a piezoelectric element that detects a pressure at an installation location, an element that detects temperature, a photoelectric element that detects light, or the like can be used.
  • the antenna 607 transmits and receives radio waves for wireless communication with the communication device 102 serving as a parent device.
  • a radio communication circuit 603 (RF (Radio Frequency)) outputs a received radio wave as a reception signal, and transmits the transmission signal as a radio wave via the antenna 607.
  • the wireless communication circuit 603 may be a communication circuit that adopts short-range wireless communication that enables communication with another node 101 located in the vicinity of several tens of centimeters.
  • the RAM 604 is a storage device that stores temporary data for processing in the MCU 601.
  • the ROM 605 is a storage device that stores a processing program executed by the MCU 601.
  • the nonvolatile memory 606 is a writable storage device, and holds predetermined data that is written even when power supply is interrupted.
  • the nonvolatile memory 606 is a flash memory or the like.
  • the harvester 608 is the energy harvesting element described with reference to FIG. 1 and is a device that generates electricity based on the external environment at the location where the node 101 is installed, for example, energy changes such as light, vibration, temperature, and radio waves (received radio waves).
  • the harvester 608 may generate power according to the amount of displacement detected by the sensor 602.
  • the battery 609 is a device that stores electric power generated by the harvester 608. That is, the node 101 does not require a secondary battery, an external power source, or the like, and generates electric power required for operation inside the own device.
  • the PMU 610 is a device that performs control to supply the power stored by the battery 609 to each unit of the node 101 as a drive power source.
  • the reference hop number table 700 is realized by a storage area such as the RAM 604 and the nonvolatile memory 606 shown in FIG.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of the stored contents of the reference hop number table 700.
  • the reference hop number table 700 has a reference hop number item in association with a communication device ID item, and records are stored by setting information in each item for each communication device 102. To do.
  • the reference hop number item stores the reference hop number included in the received registration request.
  • the record 701 indicates reference hop number information including the communication device ID “A” and the reference hop number “4”.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the data structure of the transmission data 800.
  • the transmission data 800 includes an identification flag area 801, a reference hop number table 700 area 802, a hop number area 803, and a sensor data area 804.
  • the identification flag is a flag representing sensor data.
  • the reference hop number table 700 is duplicated data of the reference hop number table 700 shown in FIG.
  • the hop count is data representing the hop count of the transmission data 800.
  • the number of hops is updated every time transmission data 800 is transferred to node 101.
  • the sensor data is data measured from the sensor.
  • FIG. 9 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the node 101.
  • the node 101 includes a storage unit 901, a reception unit 902, a control unit 903, and a transmission unit 904.
  • the reception unit 902, the control unit 903, and the transmission unit 904 are configured to cause the MCU 601 to execute a program stored in a storage device such as the RAM 604, the ROM 605, and the nonvolatile memory 606 illustrated in FIG.
  • the function is realized by the communication circuit 603.
  • the storage unit 901 stores a reference hop number table 700.
  • the storage unit 901 realizes its function by a storage device such as the RAM 604 and the nonvolatile memory 606 shown in FIG. Accordingly, the control unit 903 can add the reference hop number table 700 stored in the storage unit 901 to the data to be transmitted.
  • the receiving unit 902 receives a registration request.
  • the registration request is a request for registering the reference hop number in the reference hop number table 700.
  • the reference hop count is a hop count that serves as a reference value for the hop count of data until the data transmitted by each node 101 is transferred to the communication apparatus 102 by multi-hopping communication.
  • the receiving unit 902 receives the control data 500 including a registration request.
  • the control unit 903 can register the reference hop number in the reference hop number table 700 based on the registration request received by the receiving unit 902.
  • the control unit 903 stores the hop number given to the registration request in the storage unit 901 as the reference hop number. For example, the control unit 903 extracts the communication device ID and the hop number from the control data 500 including the registration request, and registers a record in which the extracted communication device ID and the hop number are associated with each other in the reference hop number table 700. . Accordingly, the control unit 903 can add the reference hop number table 700 stored in the storage unit 901 to the data to be transmitted.
  • the control unit 903 compares the extracted hop number with the hop number stored in the reference hop number table 700. To do. If the extracted hop count is smaller, the control unit 903 overwrites the record in the reference hop count table 700 with a record in which the extracted communication device ID and the hop count are associated with each other. Accordingly, the control unit 903 can add the reference hop number table 700 stored in the storage unit 901 to the data to be transmitted.
  • the control unit 903 detects a transmission event of sensor data.
  • the sensor data is data measured from the sensor.
  • the control unit 903 detects that the sensor has measured the sensor data as a sensor data transmission event.
  • the control unit 903 detects, for example, that a request for transmitting sensor data has been received as a transmission event. Accordingly, the control unit 903 can start creating the transmission data 800 including the sensor data.
  • the control unit 903 determines the number of hops updated each time data transmitted from the own node 101 to the communication apparatus 102 is transferred by multi-hopping communication, and a reference hop until the data is transferred from the own node 101 to the communication apparatus 102.
  • a number is assigned to the data.
  • the multi-hopping communication means that each node 101 relays data and communicates by transferring data from a certain node in the communication area to another node in the communication area.
  • the control unit 903 creates the transmission data 800 by adding the identification flag, the reference hop number table 700, and the hop number to the sensor data. Accordingly, the transmission unit 904 can transmit the transmission data 800 including the sensor data.
  • the transmission unit 904 transmits the transmission data 800 created by the control unit 903.
  • the communication apparatus 102 can receive the transmission data 800.
  • the communication device 102 collects sensor data included in the transmission data 800, or a failure has occurred in any of the nodes 101 included in the node group 101s based on the hop count and the reference hop count included in the transmission data 800. It can be determined whether or not.
  • the failure determination apparatus 1000 is realized by, for example, the communication apparatus 102 illustrated in FIG. Moreover, the failure determination apparatus 1000 may be realized by a combination of the server 201 illustrated in FIG. 3 and the communication apparatus 102 illustrated in FIG. Moreover, the failure determination apparatus 1000 may be realized by the server 201 illustrated in FIG. Below, the case where the failure determination apparatus 1000 is implement
  • FIG. 10 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the failure determination apparatus 1000.
  • Failure determination apparatus 1000 includes a receiving unit 1001, a control unit 1002, and an output unit 1003.
  • the receiving unit 1001, the control unit 1002, and the output unit 1003 may be configured by causing the CPU 401 to execute a program stored in a storage device such as the ROM 402, the RAM 403, and the nonvolatile memory 404 illustrated in FIG.
  • the function is realized by the circuit 405 and the wireless communication circuit 411.
  • the failure determination apparatus 1000 can perform an operation of transmitting a reference hop count registration request to the node 101 and an operation of performing failure determination.
  • the receiving unit 1001 receives a registration request transmission instruction.
  • the receiving unit 1001 receives, for example, a registration request transmission instruction transmitted from the server 201 illustrated in FIG. 3 or a registration request transmission instruction transmitted from the user terminal 202 illustrated in FIG. 3. Thereby, the control unit 1002 can start creating a registration request.
  • the reception unit 1001 may receive a registration request transmission instruction by an operation input of the keyboard 307 and the mouse 308 illustrated in FIG.
  • the control unit 1002 creates the control data 500 by adding to the registration request the number of hops updated each time the registration request for the reference hop number transmitted by the communication apparatus 102 is transferred by multi-hopping communication. For example, the control unit 1002 creates the control data 500 by adding the communication device ID and the number of hops to the identification flag representing the registration request. Thereby, the output unit 1003 can transmit the control data 500.
  • the failure determination apparatus 1000 is realized by the communication apparatus 102 has been described with respect to the control unit 1002, but the present invention is not limited thereto.
  • the control unit 1002 creates control data 500 including a registration request that causes the communication apparatus 102 to relay the communication apparatus 102 as a relay apparatus with the node 101. Also good.
  • the output unit 1003 transmits the control data 500 created by the control unit 1002. Accordingly, the node 101 can register a record in which the communication device ID is associated with the reference hop number in the reference hop number table 700.
  • the output unit 1003 may transmit the control data 500 to the communication apparatus 102 and cause the communication apparatus 102 to relay the control data 500.
  • the operation for performing the failure determination is realized by, for example, the receiving unit 1001, the control unit 1002, and the output unit 1003.
  • the receiving unit 1001 receives the transmission data 800 transmitted by the node 101.
  • the control unit 1002 can make a failure determination based on the hop number included in the transmission data 800 received by the receiving unit 1001 and the reference hop number table 700.
  • the reception unit 1001 may further receive transmission data 800 transmitted from the node 101 and received by the communication apparatus 102 from the communication apparatus 102.
  • the control unit 1002 compares the number of hops assigned to the data with the reference number of hops, and determines whether a failure has occurred in any one of the nodes 101s based on the comparison result. For example, when the number of hops assigned to the transmission data 800 is larger than the reference number of hops by a predetermined number or more, the control unit 1002 determines that a failure has occurred in any node 101 of the node group 101s. Specifically, the control unit 1002 subtracts the reference hop number from the hop number given to the transmission data 800 to calculate a difference. Then, the control unit 1002 determines whether or not the difference is larger than the threshold value A. If the difference is larger than the threshold value A, it is determined that a failure has occurred in any of the nodes 101 in the node group 101s.
  • control unit 1002 when the control unit 1002 receives a plurality of data and the number of hops assigned to the data is greater than the reference number of hops by a predetermined number or more, if any of the nodes in the node group 101s It may be determined that a failure has occurred in 101. Specifically, the control unit 1002 calculates a difference by subtracting the reference hop number from the hop number given to the transmission data 800 for each transmission data 800 of the plurality of transmission data 800 received in the past. The control unit 1002 determines that a failure has occurred in any of the nodes 101 in the node group 101 s when the difference is greater than the threshold A and the number of times is greater than the threshold B. As a result, the control unit 1002 can determine whether any of the nodes 101 in the node group 101s has failed and output the result.
  • the failure determination apparatus 1000 is realized by the communication apparatus 102 has been described with respect to the control unit 1002, but the present invention is not limited thereto.
  • the control unit 1002 determines whether a failure has occurred in any node 101 in the node group 101s based on the transmission data 800 received from the communication apparatus 102. It may be determined.
  • the output unit 1003 outputs the determination result and the reference hop number in association with each other. Further, the output unit 1003 outputs the determination result, the reference hop count, and the identification information of the communication device 102 in association with each other.
  • the output format includes transmission to the server 201, for example. Thereby, the user can specify the place where the failure has occurred.
  • the output unit 1003 may display the determination result, the reference hop number, and the identification information of the communication apparatus 102 in association with each other on the display 306.
  • 11 and 12 are explanatory diagrams showing an example of the registration operation.
  • the communication apparatus 102 transmits control data 500 including a registration request.
  • the node 101 receives the control data 500 including the registration request from the communication device 102 or another node 101
  • the node 101 stores a record in which the communication device ID and the hop number included in the control data 500 are associated with each other in the reference hop number table 700. Register with. Then, the node 101 increments the number of hops included in the control data 500 and transmits it to the communication area.
  • the communication device 102-1 creates the control data 500 and transmits it by assigning the communication device ID “A” and the number of hops “1” to the identification flag “0” representing the registration request.
  • node 101-1 in communication range of communication device 102-1 indicated by ⁇ in FIG. 11 receives control data 500 transmitted from communication device 102-1, communication device ID included in control data 500 is received.
  • a record in which “A” is associated with the number of hops “1” is registered in the reference hop number table 700.
  • the node 101-1 indicated by ⁇ in FIG. 11 increments the hop number “1” included in the control data 500 to update the hop number “2”, and transmits the control data 500 to the communication area.
  • the description proceeds to FIG.
  • the node 101-2 within the communication area of the node 101-1 indicated by ⁇ in FIG. 12 receives the control data 500 transmitted from the node 101-1
  • the control data A record in which the communication device ID “A” included in 500 is associated with the hop count “2” is registered in the reference hop count table 700.
  • the node 101-2 indicated by ⁇ in FIG. 12 increments the hop number “2” included in the control data 500 to update the hop number “3”, and transmits the control data 500 to the communication area.
  • each node 101 in the node group 101s can register a record including the communication device ID “A” in the reference hop number table 700.
  • the other communication apparatuses 102 transmit control data 500 including a registration request.
  • each node 101 in the node group 101 s can register a record including each communication device ID in the reference hop number table 700.
  • 13 to 17 are explanatory diagrams showing an example of the failure determination operation.
  • the node 101 measures sensor data from the sensor, the node 101 creates transmission data 800 including the sensor data and transmits it within the communication area. Further, when the node 101 receives the transmission data 800, the node 101 increments the number of hops included in the transmission data 800 and transmits it within the communication area.
  • the communication apparatus 102 receives the transmission data 800, the communication apparatus 102 performs failure determination.
  • the node 101-5 indicated by ⁇ in FIG. 13 measures sensor data from the sensor.
  • the node 101-5 indicated by ⁇ in FIG. 13 uses the identification flag “1” indicating the transmission data 800, the reference hop number table 700, and the hop number “1” as measured sensor data.
  • the transmission data 800 is created by giving it and transmitted within the communication range.
  • the communication device 102-1 receives the transmission data 800 transferred from the nodes 101-1 to 101-4.
  • the communication device 102-1 has the number of hops “5” included in the transmission data 800 and the reference hop number “5” corresponding to the communication device ID “A” of the own communication device 102-1 included in the reference hop number table 700. And compare.
  • the communication device 102-1 determines that no failure has occurred in the node 101 because the number of hops “5” is not greater than the reference number of hops “5” by a predetermined number or more.
  • the node 101-5 indicated by ⁇ in FIG. 16 measures sensor data from the sensor.
  • the node 101-5 indicated by ⁇ in FIG. 16 uses an identification flag “1” representing the transmission data 800, a reference hop number table 700, and a hop number “1” as measured sensor data.
  • the transmission data 800 is created by giving it and transmitted within the communication range.
  • each node 101 of the node group 101s transfers the transmission data 800.
  • the transmission data 800 is transferred bypassing the node 101-3 indicated by the shaded circle. It will be. Next, the description proceeds to FIG.
  • the communication device 102-1 receives the transmission data 800.
  • the communication device 102-1 has the number of hops “7” included in the transmission data 800 and the reference hop number “5” corresponding to the communication device ID “A” of the own communication device 102-1 included in the reference hop number table 700. And compare. Next, the communication device 102-1 determines that a failure has occurred in the node 101 because the number of hops “7” is greater than the reference number of hops “5” by a predetermined number or more.
  • FIG. 18 is an explanatory diagram showing an example of the failure range specifying operation.
  • the communication device 102 specifies a range where the failure has occurred in the node 101.
  • the communication device 102-1 extracts the reference hop number “5” corresponding to each of the communication devices 102-1 to 10-4 included in the reference hop number table 700 included in the transmission data 800.
  • the communication apparatus 102 specifies a reachable range from the own communication apparatus 102-1 with the number of hops “5” corresponding to the reference hop number corresponding to the own communication apparatus 102-1.
  • the communication device 102-1 identifies the reachable range from the other communication devices 102-2 to 10-4 with the number of hops “5” corresponding to the reference hop number corresponding to the other communication devices 102-2 to 4. To do.
  • the communication device 102-1 identifies the overlapping range of the range that can be reached by the number of hops corresponding to the reference hop number from each of the communication devices 102-1 to 102-4 as the existence range of the node 101 that transmitted the transmission data 800.
  • the communication device 102-1 identifies the range between the position of the own communication device 102-1 and the existence range of the node 101 that transmitted the transmission data 800 as the range where the node 101 has failed. Thereby, the communication apparatus 102 can identify the range where the node 101 has failed and transmit it to the server 201.
  • a range in which the node 101 has failed may be referred to as a “failure range”.
  • Example of maintenance operation Next, an example of the maintenance operation when the failure range is specified will be described.
  • the server 201 receives the failure range, the server 201 displays the failure range on the display 306.
  • the user of the sensor network system 200 grasps the failure range displayed on the display 306 by the server 201, the user operates the server 201 and temporarily stops the operation of each node 101 via the communication device 102.
  • each communication apparatus 102 transmits a registration request and updates the reference hop number table 700 of each node 101 as illustrated in FIGS. 11 and 12.
  • the user of the sensor network system 200 operates the server 201 and resumes the operation of each node 101 via the communication device 102. Thereby, it is possible to take measures against the sensor network system 200 so that the network is not disconnected.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram showing an example of threshold setting.
  • a user of the sensor network system 200 assumes a network 110 formed of, for example, 2000 nodes 101, and performs simulation by setting a plurality of patterns of the number of failed nodes 101.
  • the user of the sensor network system 200 determines “18” as the threshold A based on the simulation result. Further, the user of the sensor network system 200 determines “3” as the threshold value B based on the simulation result. Accordingly, the user of the sensor network system 200 determines that a failure is determined when the difference between the hop count and the reference hop count is greater than the threshold A “18” and is greater than the threshold B “3”.
  • FIG. 20 is a sequence diagram illustrating an example of a cooperative operation related to registration in the reference hop number table 700.
  • the server 201 transmits a registration request transmission instruction in the reference hop number table 700 to the communication apparatus 102-1 (step S2001).
  • the communication apparatus 102-1 Upon receiving the transmission instruction, the communication apparatus 102-1 creates and transmits control data 500 including a registration request in the reference hop number table 700, the communication apparatus ID of the communication apparatus 102-1, and the hop number (step). S2002).
  • the node 101-1 Upon receiving the control data 500, the node 101-1 stores a record in the reference hop number table 700, updates the number of hops included in the control data 500, and transfers it (step S2003).
  • the server 201 transmits a registration request transmission instruction in the reference hop number table 700 to a communication device 102-2 that has not transmitted the transmission instruction (step S102).
  • step S102 a communication device 102-2 that has not transmitted the transmission instruction
  • step S2004 Upon receiving the transmission instruction, the communication device 102-2 creates and transmits control data 500 including the registration request in the reference hop number table 700, the communication device ID of the communication device 102-2, and the hop number (step). S2005).
  • the node 101-N Upon receiving the control data 500, the node 101-N stores a record in the reference hop number table 700, updates the number of hops included in the control data 500, and transfers it (step S2006).
  • the server 201 transmits an operation start execution instruction to the communication device 102-1 (step S2007).
  • the communication device 102-1 transmits an operation start request (step S2008).
  • the node 101-1 starts operation and transfers the operation start request (step S2009). Thereby, the system 100 can start operation.
  • FIG. 21 is a sequence diagram illustrating an example of a cooperative operation related to failure determination.
  • the node 101-N when measuring the sensor data from the sensor, the node 101-N creates and transmits transmission data 800 including the sensor data (step S2101). Further, when receiving the transmission data 800, the node 101-1 updates the number of hops included in the transmission data 800 and transmits it (step S2102).
  • the communication device 102-1 Upon receiving the transmission data 800, the communication device 102-1 performs failure determination and transmits the failure determination result to the server 201 (step S2103). Thereby, the user of the sensor network system 200 can receive the notification of the determination result from the server 201 and can grasp the determination result.
  • FIG. 22 is a sequence diagram showing an example of a cooperative operation related to maintenance.
  • the server 201 transmits an operation stop execution instruction to the communication device 102-1 (step S2201).
  • the communication device 102-1 Upon receiving the operation stop execution instruction, the communication device 102-1 transmits an operation stop request (step S2202).
  • the node 101-1 transfers the operation stop request (step S2203) and stops the operation. Then, the user of the sensor network system 200 adds the node 101. Thereby, the system 100 can avoid a down.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating an example of a transmission instruction processing procedure of the server 201.
  • the server 201 determines whether or not there is a user operation that triggers a transmission instruction (step S2301).
  • step S2301: No the server 201 returns to the process of step S2301.
  • step S2301 determines whether or not the registration request transmission instruction of the reference hop number table 700 has been transmitted to all the communication apparatuses 102 (step S2302). ).
  • step S2302 selects the communication apparatus 102 which has not transmitted the transmission instruction (step S2303).
  • step S2304 transmits a transmission instruction to the selected communication device 102 (step S2304).
  • step S2305 waits for a predetermined time (step S2305) and returns to the process of step S2302.
  • step S2302 if it is transmitted to all the communication devices 102 (step S2302: Yes), the server 201 transmits an operation start execution instruction to all the communication devices 102 (step S2306). Then, the server 201 ends the transmission instruction process. As a result, the server 201 can instruct the communication apparatus 102 to store the reference hop count in each node.
  • FIG. 24 is a flowchart illustrating an example of a failure notification processing procedure of the server 201.
  • the server 201 determines whether or not data including a determination result that triggers a failure notification has been received (step S2401).
  • step S2401 when not receiving (step S2401: No), the server 201 returns to the process of step S2401.
  • step S2401 determines whether or not the determination result is a determination result that a failure has occurred in any one of the nodes 101s (step S2402). If the determination result indicates that a failure has not occurred (step S2402: No), the server 201 ends the failure notification process.
  • step S2402 if the determination result indicates that a failure has occurred (step S2402: Yes), the server 201 identifies and outputs the failure range (step S2403). Then, the server 201 ends the failure notification process. Thereby, the server 201 can notify the user of the sensor network system 200 of the failure range.
  • FIG. 25 is a flowchart illustrating an example of an operation instruction processing procedure for stopping the operation of the server 201.
  • the server 201 determines whether or not there is a user operation that triggers an operation stop execution instruction (step S2501).
  • step S2501: No the server 201 returns to the process of step S2501.
  • step S2501 when there is a user operation (step S2501: Yes), the server 201 transmits an operation stop execution instruction to all the communication devices 102 (step S2502). Then, the server 201 ends the operation stop execution instruction process. As a result, the server 201 can instruct the communication apparatus 102 to put each node into an operation stop state.
  • FIG. 26 is a flowchart illustrating an example of a registration request processing procedure of the communication apparatus 102.
  • the communication apparatus 102 determines whether or not a registration request transmission instruction has been received (step S2601).
  • step S2601: No the communication apparatus 102 returns to the process of step S2601.
  • step S2601 Yes
  • the communication device 102 creates the control data 500 by adding the communication device ID and the hop number of the own communication device 102 to the identification flag representing the registration request and transmits the control data 500.
  • Step S2602 the communication apparatus 102 ends the registration request process.
  • the communication device 102 can store the reference hop count corresponding to the communication device 102 in each node 101.
  • FIG. 27 is a flowchart illustrating an example of an operation start processing procedure of the communication apparatus 102.
  • the communication apparatus 102 determines whether or not an operation start execution instruction has been received (step S2701).
  • step S2701: No the communication apparatus 102 returns to the process of step S2701.
  • step S2701 YES
  • the communication apparatus 102 transmits an operation start request (step S2702). Then, the communication apparatus 102 ends the operation start process. Thereby, the communication apparatus 102 can make each node 101 into an operation state.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating an example of the operation stop processing procedure of the communication apparatus 102.
  • the communication apparatus 102 determines whether or not an operation stop execution instruction has been received (step S2801).
  • step S2801: No the communication apparatus 102 returns to the process of step S2801.
  • step S2801 YES
  • the communication apparatus 102 transmits an operation stop request (step S2802). Then, the communication device 102 ends the operation stop process. Thereby, the communication apparatus 102 can make each node 101 into an operation stop state.
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating an example of a failure determination processing procedure of the communication apparatus 102.
  • the communication apparatus 102 determines whether or not the transmission data 800 from the node 101 has been received (step S2901).
  • step S2901 when not receiving (step S2901: No), the communication apparatus 102 returns to the process of step S2901.
  • step S2901 Yes
  • the communication apparatus 102 acquires the reference hop number table 700 and the hop number included in the transmission data 800 (step S2902).
  • step S2903 the communication apparatus 102 calculates the difference between the reference hop number and the hop number corresponding to the communication apparatus ID of the own communication apparatus 102 (step S2903).
  • the communication apparatus 102 determines whether a difference is more than the threshold value A (step S2904).
  • the communication apparatus 102 transfers to the process of step S2906.
  • it is more than threshold A Step S2904: Yes
  • communication device 102 performs comparison processing (Step S2905).
  • the communication device 102 transmits the determination result to the server 201 (step S2906). Then, the communication device 102 ends the failure determination process. Thereby, the communication apparatus 102 can determine whether or not a failure of the node 101 exists in the system 100, and transmits the determination result to the server 201 to notify the user of the sensor network system 200. Can do.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating an example of a comparison processing procedure of the communication apparatus 102.
  • the communication apparatus 102 calculates the number of times that the threshold value A is exceeded for the transmission data 800 for the past 10 times (step S3001).
  • the communication apparatus 102 determines whether the calculation result is greater than or equal to the threshold value B (step S3002).
  • the communication apparatus 102 complete
  • step S3002 when the value is equal to or greater than the threshold value B (step S3002: Yes), the communication apparatus 102 adds the reference hop number table 700 to the determination result (step S3003). Then, the communication device 102 ends the comparison process. Thereby, the communication apparatus 102 can determine whether or not a failure of the node 101 exists in the system 100.
  • FIG. 31 is a flowchart showing an example of the operation processing procedure of the node 101.
  • the node 101 determines the type of the received data (step S3101).
  • step S3101 transmission data 800
  • the node 101 determines whether or not the state of the own node 101 is an operation state (step S3102).
  • step S3102: No when it is not an operation state (step S3102: No), the node 101 complete
  • step S3102: Yes when it is in an operation state (step S3102: Yes), the node 101 increments the number of hops included in the transmission data 800 (step S3103).
  • the node 101 transmits transmission data 800 in which the number of hops is incremented (step S3104). Then, the node 101 ends the operation process. As a result, the node 101 can transmit the transmission data 800.
  • step S3101 when the control data 500 includes a registration request (step S3101: registration request), the node 101 determines whether or not the state of the own node 101 is an operating state (step S3105). Here, when it is not an operation state (step S3105: No), the node 101 complete
  • step S3105 when it is in the operation state (step S3105: Yes), the node 101 extracts the communication device ID included in the control data 500, and a record including the extracted communication device ID is stored in the reference hop number table 700. It is determined whether or not (step S3106).
  • step S3106 Yes
  • the node 101 ends the operation process.
  • the node 101 sets the reference hop number in the control data 500. It may be overwritten with the number of hops included.
  • step S3106 when not stored (step S3106: No), the node 101 stores a record in which the communication device ID and the hop number included in the control data 500 are associated with each other in the reference hop number table 700 (step S3107). ). Next, the node 101 increments the number of hops included in the control data 500 (step S3108). Then, the node 101 transmits control data 500 in which the number of hops is incremented (step S3109), and ends the operation process. As a result, the node 101 can register the reference hop number in the reference hop number table 700.
  • step S3101 if it is either an operation start request or an operation stop request (step S3101: operation start request / operation stop request), the node 101 determines whether it is an operation start request (step S3110).
  • step S3110 if it is an operation start request (step S3110: Yes), the node 101 changes the state of the node 101 to the operation state (step S3111), and ends the operation process.
  • step S3110: No when it is an operation stop request (step S3110: No), the node 101 changes the state of the own node 101 to the operation stop state (step S3112), and ends the operation process. Thereby, the node 101 can switch between the operation state and the operation stop state.
  • the node 101 stores the reference hop number to the communication device 102 based on the registration request received from the communication device 102, and stores the sensor data in the communication device 102.
  • a reference hop number can be assigned and transmitted.
  • the communication apparatus 102 can determine whether or not a failure has occurred in any of the nodes 101 included in the node group 101s by comparing the reference hop count with the actual sensor data hop count. .
  • the communication apparatus 102 transmits a registration request, so that the node 101 can store the reference hop count from the registration request hop count.
  • the communication apparatus 102 outputs the determination result and the reference hop number in association with each other, so that the server 201 identifies the failure range based on the reference hop number and detects the sensor network.
  • the user of the system 200 can be notified.
  • the user of the sensor network system 200 may specify the failure range based on the reference hop number. As a result, the user can take measures without investigating the failure range, and the maintenance of the sensor network system 200 can be made efficient.
  • communication device 102 outputs a determination result, a reference hop count, and identification information of communication device 102 in association with each other, thereby providing a plurality of communication devices 102.
  • the server 201 can identify the failure range and notify the user.
  • the user of the sensor network system 200 may specify the failure range. As a result, the user can take measures without investigating the failure range, and the maintenance of the sensor network system 200 can be made efficient.
  • the communication device 102 when the communication device 102 has the hop count included in the transmission data 800 larger than the reference hop count by a predetermined number or more, a failure occurs in any node 101 in the node group 101s. Can be determined. As a result, the communication apparatus 102 determines that a failure has occurred if any of the nodes 101 in the node group 101s cannot temporarily transfer the transmission data 800 due to power shortage or the like and the hop count increases. Can not.
  • communication device 102 receives a plurality of transmission data 800, and the number of hops included in transmission data 800 is greater than a predetermined number by a predetermined number or more. In this case, it can be determined that a failure has occurred in any node 101 in the node group 101s. As a result, the communication apparatus 102 determines that a failure has occurred if any of the nodes 101 in the node group 101s cannot temporarily transfer the transmission data 800 due to power shortage or the like and the hop count increases. Can not.
  • the conventional communication apparatus transmits ACK to the conventional node, and the conventional node determines whether there is a communication path abnormality based on the presence or absence of ACK.
  • the node may not be able to receive ACK even if there is no abnormality in the communication path.
  • it cannot be applied to a sensor network system designed so that each node does not transmit ACK in order to reduce power consumption.
  • the conventional node fails to receive the ACK, the communication path is already disconnected, and the conventional node may not be able to notify the conventional communication apparatus of the abnormality in the communication path.
  • the system 100 according to the present embodiment can determine whether there is an abnormality in the communication path without using ACK.
  • the traffic in the sensor network system 200 can be reduced, and the power consumption required for transmission / reception of the ACK of each node 101 can be reduced.
  • the system 100 according to the present embodiment can be applied even to the sensor network system 200 designed so that each node 101 does not transmit ACK in order to reduce power consumption.
  • the communication device 102 can determine whether there is an abnormality in the communication path when the communication path is detoured but the communication path is not yet disconnected. That is, the user of the system 100 according to the present embodiment can grasp the presence of a failure of the node 101 before the system 100 goes down.
  • the conventional node confirms the number of hops in the communication frame addressed to itself, and based on whether the confirmed number of hops is the same as the maximum number of hops stored in the maximum hop number storage unit. A case where it is determined whether the frame is an abnormal communication frame can be considered. However, in this case, the conventional node has a plurality of functions, and the unit price increases. On the other hand, in the system 100 according to the present embodiment, the node 101 may have fewer functions than the above-described conventional node, so that the unit price can be reduced.
  • the conventional communication apparatus when the conventional node determines that the communication path is abnormal, the conventional communication apparatus notifies the ID of the own node, and the conventional communication apparatus identifies the communication path based on the node ID.
  • IDs are assigned to all nodes in the thousands to tens of thousands of nodes, and the work load before operation of the sensor network system increases. Further, traffic increases because the conventional node notifies the ID of the own node. Further, when the conventional node determines that the frame is an abnormal communication frame, the conventional node notifies the conventional communication device, and traffic increases.
  • the system 100 according to the present embodiment since it is not necessary to assign an ID to the node 101, the workload can be reduced.
  • the failure determination method described in the present embodiment can be realized by executing a prepared program on a computer such as a personal computer or a workstation.
  • the failure determination program is recorded on a computer-readable recording medium such as a hard disk, a flexible disk, a CD-ROM, an MO, and a DVD, and is executed by being read from the recording medium by the computer.
  • the failure determination program may be distributed via a network such as the Internet.

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Abstract

　通信装置（１０２）は、基準ホップ数の登録要求を送信し、各ノード（１０１）は、登録要求を受信すると、登録要求自体のホップ数を取得して、基準ホップ数として登録する。ここで、各ノード（１０１）は、センサーから測定したデータを通信装置（１０２）に送信する際に、基準ホップ数を付与して送信する。そして、通信装置（１０２）は、各ノード（１０１）から送信されたセンサーデータを受信し、受信したセンサーデータの実際のホップ数と、受信したセンサーデータに付与された基準ホップ数とを、比較して、ノード群（１０１ｓ）に含まれるいずれかのノード（１０１）に故障が発生したか否かを判定する。

Description

システム、ノード、故障判定装置、故障判定方法、および故障判定プログラム
　本発明は、システム、ノード、故障判定装置、故障判定方法、および故障判定プログラムに関する。
　従来、センサーを有するノードを所定空間に散在させ、ノード間のマルチホッピング通信により各ノードが有するセンサーのデータをアグリゲータとなる通信装置に収集して、所定空間の物理的状況を把握することを可能とするネットワーク（ＷＳＮ：Ｗｉｒｅｌｅｓｓ　Ｓｅｎｓｏｒ　Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）がある。
　また、設置された環境に応じて得られるエネルギーを用いて発電する、エナジーハーベストと呼ばれる技術がある。また、通信の終了時に受信側から送信側にＡＣＫ（ＡＣＫｎｏｗｌｅｄｇｅｍｅｎｔ）を送信することにより、正常にデータが到達したことを送信側に伝える技術がある。
　関連する技術としては、例えば、メッシュネットワークにおいて、ノードが通信フレームの異常判定を行うものがある。具体的には、ノードが、自ノード宛ての通信フレーム内のホップ数を確認し、確認したホップ数が最大ホップ数格納部に格納されている最大ホップ数と同じか否かを判断し、ホップ数が最大ホップ数と同じでない場合、異常な通信フレームであると判定する。
特開２０１２－１５７０６号公報
　しかしながら、従来技術によれば、システム内のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定することが困難である場合がある。例えば、ＡＣＫに基づいてノードの異常を判定する場合、受信側のノードが正常に動作していても、送信側のノードが受信側のノードからのＡＣＫを受信できず、受信側のノードが異常であると判定してしまうことがある。
　具体的には、送信側のノードが、距離が近い他のノードによる電波の影響によりＡＣＫを受信できない場合がある。また、具体的には、エナジーハーベストにより発電された電力を用いて動作する送信側のノードが、電力不足によりＡＣＫを受信できない場合がある。また、エナジーハーベストにより発電された電力を用いて動作する受信側のノードは、電力不足によりＡＣＫを送信側のノードに送信できず、送信元のノードがＡＣＫを受信できない場合がある。
　１つの側面では、本発明は、システム内のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定することができるシステム、ノード、故障判定装置、故障判定方法、および故障判定プログラムを提供することを目的とする。
　本発明の一側面によれば、ノード間でマルチホッピング通信するノード群と、前記ノード群に含まれるノードと通信する通信装置と、を有し、前記ノードは、前記ノードが送信するデータが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、前記ノードから前記通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数とを、前記データに付与して送信し、前記通信装置は、前記データを受信すると、前記データに付与されたホップ数と前記基準ホップ数とを比較し、比較結果に基づいて、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定するシステムが提案される。
　また、本発明の一側面によれば、ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードが、自ノードが送信するデータが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、前記ノードから通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数とを、前記データに付与して送信するノード、故障判定方法、および故障判定プログラムが提案される。
　また、本発明の一側面によれば、ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードが送信したデータに付与された、前記ノードから当該ノードと通信する通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数と、前記マルチホッピング通信により前記データが転送される度に更新されたホップ数とを比較し、比較結果に基づいて、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定する故障判定装置、故障判定方法、および故障判定プログラムが提案される。
　本発明の一態様によれば、システム内のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定することができるという効果を奏する。
図１は、本実施の形態にかかるシステム１００の動作例を示す説明図である。 図２は、センサーネットワークシステム２００の接続例を示す説明図である。 図３は、サーバ２０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図４は、通信装置１０２のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図５は、制御データ５００のデータ構造の一例を示す説明図である。 図６は、ノード１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。 図７は、基準ホップ数テーブル７００の記憶内容の一例を示す説明図である。 図８は、送信データ８００のデータ構造の一例を示す説明図である。 図９は、ノード１０１の機能的構成例を示すブロック図である。 図１０は、故障判定装置１０００の機能的構成例を示すブロック図である。 図１１は、登録動作の一例を示す説明図（その１）である。 図１２は、登録動作の一例を示す説明図（その２）である。 図１３は、故障判定動作の一例を示す説明図（その１）である。 図１４は、故障判定動作の一例を示す説明図（その２）である。 図１５は、故障判定動作の一例を示す説明図（その３）である。 図１６は、故障判定動作の一例を示す説明図（その４）である。 図１７は、故障判定動作の一例を示す説明図（その５）である。 図１８は、故障範囲特定動作の一例を示す説明図である。 図１９は、閾値設定の一例を示す説明図である。 図２０は、基準ホップ数テーブル７００の登録にかかる協調動作の一例を示すシーケンス図である。 図２１は、故障判定にかかる協調動作の一例を示すシーケンス図である。 図２２は、メンテナンスにかかる協調動作の一例を示すシーケンス図である。 図２３は、サーバ２０１の送信指示処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２４は、サーバ２０１の故障通知処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２５は、サーバ２０１の運用停止の実行指示処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２６は、通信装置１０２の登録要求処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２７は、通信装置１０２の運用開始処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２８は、通信装置１０２の運用停止処理手順の一例を示すフローチャートである。 図２９は、通信装置１０２の故障判定処理手順の一例を示すフローチャートである。 図３０は、通信装置１０２の比較処理手順の一例を示すフローチャートである。 図３１は、ノード１０１の運用処理手順の一例を示すフローチャートである。
　以下に添付図面を参照して、本発明にかかるシステム、ノード、故障判定装置、故障判定方法、および故障判定プログラムの実施の形態を詳細に説明する。
（本実施の形態にかかるシステムの動作例）
　図１は、本実施の形態にかかるシステム１００の動作例を示す説明図である。図１において、本実施の形態にかかるシステム１００は、通信装置１０２と、ノード群１０１ｓと、を有する。ノード群１０１ｓは、ネットワーク１１０を形成する。
　ノード群１０１ｓは、ノード１０１を含む。以下の説明では、個々のノード１０１を区別する場合はノード１０１に接尾語「－ｉ」を付与して表記する場合がある。ｉは、任意の自然数である。すなわち、以下の説明では、ノード１０１を「ノード１０１－ｉ」と表記する場合がある。
　各ノード１０１は、自ノード１０１が設置された環境に応じて得られるエネルギーを用いて発電するエナジーハーベスト素子を有し、エナジーハーベスト素子により発生する電力を充電する充電部に充電された電力を用いて動作するコンピュータである。各ノード１０１は、所定領域Ａ内に配置される。所定領域Ａは、例えば、コンクリート、土、水、空気などの物質で満たされた領域である。
　各ノード１０１は、十分に蓄電されると起動し、データを送信してスリープするという間欠動作を行う。また、エナジーハーベスト素子により発生する電力は限られるため、各ノード１０１は、電力消費が少ない短距離無線通信能力を有しており、マルチホップ通信によりデータを送受信する。また、各ノード１０１は、センサーを有する。各ノード１０１は、自ノード１０１が有するセンサーから、所定領域Ａ内の温度、湿度、応力といったデータを測定する。
　通信装置１０２は、各ノード１０１からセンサーのデータを収集する収集装置となるコンピュータである。通信装置１０２は、いわゆるアグリゲータである。通信装置１０２は、複数あってもよい。以下の説明では、個々の通信装置１０２を区別する場合は通信装置１０２に接尾語「－ｊ」を付与して表記する場合がある。ｊは、任意の自然数である。すなわち、以下の説明では、通信装置１０２を「通信装置１０２－ｊ」と表記する場合がある。ネットワーク１１０は、ノード群１０１ｓに含まれる各ノード１０１が短距離無線通信を用いて自ノード１０１の通信圏内の他ノード１０１と接続することにより形成される通信網である。通信圏とは、無線電波の到達可能な範囲である。
　以下に、図１の（Ａ）と図１の（Ｂ）とを用いてシステム１００の具体的な動作例を示す。図１の（Ａ）の状態は、ノード群１０１ｓに含まれるノード１０１に故障が発生していない状態である。図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）の状態以降の状態であって、ノード群１０１ｓに含まれるいずれかのノード１０１に故障が発生した状態である。
　図１の（Ａ）において、通信装置１０２は、基準ホップ数の登録要求を送信する。基準ホップ数とは、各ノード１０１が送信したデータがマルチホッピング通信により通信装置１０２に転送されるまでのデータのホップ数の基準値になるホップ数である。
　各ノード１０１は、登録要求を受信すると、登録要求自体のホップ数を取得して、基準ホップ数として登録する。例えば、図１に●で示されたノード１０１－１は、通信装置１０２から送信され、図１に○で示された他のノード１０１－２，３から転送された登録要求を受信する。次に、ノード１０１－１は、受信した登録要求のホップ数「３」を、基準ホップ数として記憶する。
　ここで、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したとして、図１の（Ｂ）の説明に移行する。このとき、ノード１０１は、いずれかのノード１０１に故障が発生したことを検出していない。同様に、通信装置１０２は、いずれかのノード１０１に故障が発生したことを検出していない。
　図１の（Ｂ）において、各ノード１０１は、センサーから測定したデータを通信装置１０２に送信する際に、基準ホップ数を付与して送信する。以下の説明では、センサーから測定したデータを「センサーデータ」と表記する場合がある。通信装置１０２は、各ノード１０１から送信されたセンサーデータを受信し、受信したセンサーデータの実際のホップ数と、受信したセンサーデータに付与された基準ホップ数とを、比較して、ノード群１０１ｓに含まれるいずれかのノード１０１に故障が発生したか否かを判定する。
　例えば、通信装置１０２は、図１に●で示されたノード１０１－１から送信され、図１に○で示された他のノード１０１－３～５から転送されたセンサーデータを受信する。次に、通信装置１０２は、受信したセンサーデータの実際のホップ数「４」と、受信したセンサーデータに付与された基準ホップ数「３」と、を比較する。そして、通信装置１０２は、実際のホップ数が基準ホップ数より多いため、ノード群１０１ｓに含まれるいずれかのノード１０１に故障が発生したと判定する。
　このように、ノード群１０１ｓに含まれるいずれかのノード１０１に故障が発生した場合には、当該いずれかのノード１０１を迂回して通信が行われるようになるため、ホップ数が増加することになる。これにより、通信装置１０２は、ノード群１０１ｓに含まれるいずれかのノード１０１に故障が発生したか否かを判定することができる。
（センサーネットワークシステム２００の接続例）
　次に、図２を用いて、図１に示したシステム１００を、センサーネットワークシステム２００に適用した場合の、センサーネットワークシステム２００の接続例について説明する。
　図２は、センサーネットワークシステム２００の接続例を示す説明図である。センサーネットワークシステム２００は、通信装置１０２と、ノード群１０１ｓと、サーバ２０１と、利用者端末２０２と、を有する。ノード群１０１ｓは、ネットワーク１１０を形成する。通信装置１０２と、サーバ２０１と、利用者端末２０２とは、ネットワーク２１０を介して接続される。
　サーバ２０１は、センサーネットワークシステム２００を利用するユーザが利用するコンピュータである。サーバ２０１は、通信装置１０２から送信された通信装置１０２が収集したセンサーデータを受信し、センサーデータを集約して、解析処理を行う。利用者端末２０２は、通信装置１０２やサーバ２０１と通信するコンピュータである。
　ネットワーク１１０は、短距離無線通信を用いてノード群１０１ｓを接続する通信網である。ネットワーク２１０は、有線信号または無線信号により複数のコンピュータを接続する通信網である。ネットワーク２１０は、例えば、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）、ＷＡＮ（Ｗｉｄｅ　Ａｒｅａ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）である。
（サーバ２０１のハードウェア構成例）
　次に、図３を用いて、図２に示したセンサーネットワークシステム２００が有するサーバ２０１のハードウェア構成例について説明する。
　図３は、サーバ２０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。図３において、サーバ２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）３０１と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）３０２と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）３０３と、を有する。
　また、サーバ２０１は、大容量不揮発メモリ３０４と、ネットワークＩ／Ｆ３０５と、を有する。また、サーバ２０１は、ディスプレイ３０６と、キーボード３０７と、マウス３０８とを有する。また、ＣＰＵ３０１～マウス３０８はバス３０９によってそれぞれ接続される。
　ＣＰＵ３０１は、サーバ２０１の全体の制御を司る演算処理装置である。ＲＯＭ３０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ３０３は、ＣＰＵ３０１のワークエリアとして使用される揮発性メモリである。
　大容量不揮発メモリ３０４は、読書可能な記憶装置であって、電力供給が途絶えたときにおいても書き込まれた所定のデータを保持する。例えば、大容量不揮発メモリ３０４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ　Ｄｉｓｋ　Ｄｒｉｖｅ）、フラッシュメモリ等が採用される。
　ネットワークＩ／Ｆ３０５は、ネットワーク２１０と内部のインターフェースを司り、外部装置からのデータの入出力を制御する制御装置である。具体的に、ネットワークＩ／Ｆ３０５は、通信回線を通じてネットワーク２１０に接続され、ネットワーク２１０を介して他の装置に接続される。ネットワークＩ／Ｆ３０５には、例えば、モデムやＬＡＮアダプタなどを採用することができる。
　ディスプレイ３０６は、マウスカーソル、アイコンあるいはツールボックスをはじめ、文書、画像、機能情報などのデータを表示する装置である。ディスプレイ３０６には、例えば、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ　Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ）、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどを採用することができる。
　キーボード３０７は、文字、数字、各種指示などの入力のためのキーを有し、データの入力を行う装置である。また、キーボード３０７は、タッチパネル式の入力パッドやテンキーなどであってもよい。マウス３０８は、マウスカーソルの移動や範囲選択、あるいはウィンドウの移動やサイズの変更などを行う装置である。マウス３０８は、ポインティングデバイスとして同様に機能を有するものであれば、トラックボールやジョイスティックなどであってもよい。
（利用者端末２０２のハードウェア構成例）
　次に、利用者端末２０２のハードウェア構成例について説明する。利用者端末２０２のハードウェア構成例は、図３に示したサーバ２０１のハードウェア構成例と同様である。利用者端末２０２は、例えば、スマートフォン、携帯端末、ＰＤＡなどである。
（通信装置１０２のハードウェア構成例）
　次に、図４を用いて、図２に示したセンサーネットワークシステム２００が有する通信装置１０２のハードウェア構成例について説明する。
　図４は、通信装置１０２のハードウェア構成例を示すブロック図である。通信装置１０２は、プロセッサ（ＣＰＵ）４０１と、ＲＯＭ４０２と、ＲＡＭ４０３と、不揮発メモリ４０４と、インターフェース（Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ））回路４０５と、無線通信回路４１１と、アンテナ４１２と、ネットワークＩ／Ｆ４１３と、を有する。
　また、通信装置１０２は、ＣＰＵ４０１と、ＲＯＭ４０２と、ＲＡＭ４０３と、不揮発メモリ４０４と、Ｉ／Ｏ回路４０５と、を接続するバス４０６を有する。通信装置１０２は、ノード１０１と異なり外部電源に基づき動作してもよいし、内部電源に基づき動作してもよい。
　ＣＰＵ４０１は、通信装置１０２全体の制御を司る演算処理装置である。ＲＯＭ４０２は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ４０３は、ＣＰＵ４０１のワークエリアとして使用される揮発性メモリである。不揮発メモリ４０４は、読書可能な記憶装置であって、電力供給が途絶えたときにおいても書き込まれた所定のデータを保持する。例えば、不揮発メモリ４０４は、ＨＤＤ、フラッシュメモリ等が採用される。
　また、Ｉ／Ｏ回路４０５には、無線通信回路４１１と、ネットワークＩ／Ｆ４１３が接続される。これにより、通信装置１０２は、無線通信回路４１１およびアンテナ４１２を介して、周辺のノード１０１と無線通信することができる。さらに、通信装置１０２は、ネットワークＩ／Ｆ４１３を介して、ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のプロトコル処理などにより、インターネットなどのネットワーク２１０を介して利用者端末２０２やサーバ２０１と通信を行うことができる。
（制御データ５００のデータ構造）
　次に、図５を用いて、図４に示した通信装置１０２が送信する登録要求を含む制御データ５００のデータ構造の一例について説明する。
　図５は、制御データ５００のデータ構造の一例を示す説明図である。図５に示すように、制御データ５００は、識別フラグの領域５０１と、通信装置ＩＤの領域５０２と、ホップ数の領域５０３とを、含む。識別フラグは、登録要求であることを表すフラグである。通信装置ＩＤは、登録要求を送信した通信装置１０２を識別するデータである。ホップ数は、登録要求のホップ数である。ホップ数は、登録要求がノード１０１に転送される度に更新される。
（ノード１０１のハードウェア構成例）
　次に、図６を用いて、図２に示したセンサーネットワークシステム２００が有するノード群１０１ｓに含まれるノード１０１のハードウェア構成例について説明する。
　図６は、ノード１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。ノード１０１は、マイクロプロセッサ（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）６０１と、センサー６０２と、無線通信回路６０３と、ＲＡＭ６０４と、ＲＯＭ６０５と、不揮発メモリ６０６と、アンテナ６０７と、ハーベスタ６０８と、バッテリ６０９と、ＰＭＵ（Ｐｏｗｅｒ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｕｎｉｔ）６１０と、を有する。ノード１０１は、ＭＣＵ６０１と、センサー６０２と、無線通信回路６０３と、ＲＡＭ６０４と、ＲＯＭ６０５と、不揮発メモリ６０６と、を接続するバス６１１を有する。
　ＭＣＵ６０１は、ノード１０１の全体の制御を司る演算処理装置である。例えば、ＭＣＵ６０１は、センサー６０２が検出したデータを処理する。センサー６０２は、設置箇所における所定の変位量を検出する装置である。センサー６０２は、例えば、設置箇所の圧力を検出する圧電素子や、温度を検出する素子、光を検出する光電素子などを用いることができる。
　アンテナ６０７は、親機になる通信装置１０２と無線通信する電波を送受信する。無線通信回路６０３（ＲＦ（Ｒａｄｉｏ　Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ））は、受信した無線電波を受信信号として出力し、送信信号を無線電波としてアンテナ６０７を介して送信する。無線通信回路６０３は、数１０ｃｍ付近にある他ノード１０１と通信可能とする短距離無線通信が採用された通信回路でよい。
　ＲＡＭ６０４は、ＭＣＵ６０１における処理の一時データを格納する記憶装置である。ＲＯＭ６０５は、ＭＣＵ６０１が実行する処理プログラムなどを格納する記憶装置である。不揮発メモリ６０６は、書き込み可能な記憶装置であって、電力供給が途絶えたときにおいても書き込まれた所定のデータを保持する。例えば、不揮発メモリ６０６は、フラッシュメモリ等が採用される。
　ハーベスタ６０８は、図１で説明したエナジーハーベスト素子であり、ノード１０１の設置箇所における外部環境、例えば、光、振動、温度、無線電波（受信電波）などのエネルギー変化に基づき発電する装置である。また、ハーベスタ６０８は、センサー６０２によって検出された変位量に応じて発電してもよい。
　バッテリ６０９は、ハーベスタ６０８により発電された電力を蓄える装置である。すなわち、ノード１０１は、二次電池や外部電源などが不要であり、動作に要求される電力を自装置の内部で生成する。ＰＭＵ６１０は、バッテリ６０９によって蓄えられた電力を、ノード１０１の各部に駆動電源として供給する制御を行う装置である。
（基準ホップ数テーブル７００の記憶内容）
　次に、図７を用いて、図６に示したノード１０１が有する基準ホップ数テーブル７００の記憶内容の一例について説明する。基準ホップ数テーブル７００は、例えば、図６に示したＲＡＭ６０４、不揮発メモリ６０６などの記憶領域によって実現される。
　図７は、基準ホップ数テーブル７００の記憶内容の一例を示す説明図である。図７に示すように、基準ホップ数テーブル７００は、通信装置ＩＤ項目に対応付けて、基準ホップ数項目を有し、通信装置１０２ごとに各項目に情報が設定されることにより、レコードを記憶する。
　通信装置ＩＤ項目には、受信した登録要求に含まれる通信装置ＩＤが記憶される。基準ホップ数項目には、受信した登録要求に含まれる基準ホップ数が記憶される。例えば、レコード７０１は、通信装置ＩＤ「Ａ」と、基準ホップ数「４」と、を含む基準ホップ数情報を示す。
（送信データ８００のデータ構造）
　次に、図８を用いて、図６に示したノード１０１が送信するセンサーデータを含む送信データ８００のデータ構造の一例について説明する。
　図８は、送信データ８００のデータ構造の一例を示す説明図である。図８に示すように、送信データ８００は、識別フラグの領域８０１と、基準ホップ数テーブル７００の領域８０２と、ホップ数の領域８０３と、センサーデータの領域８０４とを、含む。識別フラグは、センサーデータであることを表すフラグである。基準ホップ数テーブル７００は、図７に示した基準ホップ数テーブル７００の複製データである。ホップ数は、送信データ８００のホップ数を表すデータである。ホップ数は、送信データ８００がノード１０１に転送される度に更新される。センサーデータは、センサーから測定したデータである。
（ノード１０１の機能的構成例）
　次に、図９を用いて、ノード１０１の機能的構成例について説明する。
　図９は、ノード１０１の機能的構成例を示すブロック図である。ノード１０１は、記憶部９０１と、受信部９０２と、制御部９０３と、送信部９０４と、を含む。受信部９０２と、制御部９０３と、送信部９０４とは、例えば、図６に示したＲＡＭ６０４、ＲＯＭ６０５、不揮発メモリ６０６などの記憶装置に記憶されたプログラムをＭＣＵ６０１に実行させることにより、または、無線通信回路６０３により、その機能を実現する。
　記憶部９０１は、基準ホップ数テーブル７００を記憶する。記憶部９０１は、例えば、図６に示したＲＡＭ６０４、不揮発メモリ６０６などの記憶装置により、その機能を実現する。これにより、制御部９０３は、送信するデータに、記憶部９０１に記憶された基準ホップ数テーブル７００を付与することができる。
　受信部９０２は、登録要求を受信する。ここで、登録要求とは、基準ホップ数を基準ホップ数テーブル７００に登録させる要求である。基準ホップ数とは、各ノード１０１が送信したデータがマルチホッピング通信により通信装置１０２に転送されるまでのデータのホップ数の基準値になるホップ数である。受信部９０２は、例えば、登録要求を含む制御データ５００を受信する。これにより、制御部９０３は、受信部９０２によって受信された登録要求に基づいて、基準ホップ数を基準ホップ数テーブル７００に登録することができる。
　制御部９０３は、登録要求に付与されたホップ数を基準ホップ数として記憶部９０１に記憶する。制御部９０３は、例えば、登録要求を含む制御データ５００から通信装置ＩＤとホップ数とを抽出し、抽出した通信装置ＩＤとホップ数とを対応付けたレコードを、基準ホップ数テーブル７００に登録する。これにより、制御部９０３は、送信するデータに、記憶部９０１に記憶された基準ホップ数テーブル７００を付与することができる。
　また、制御部９０３は、抽出した通信装置ＩＤを含むレコードが基準ホップ数テーブル７００に既に記憶されている場合、抽出したホップ数と、基準ホップ数テーブル７００に記憶されたホップ数とを、比較する。そして、制御部９０３は、抽出したホップ数の方が小さい場合には、抽出した通信装置ＩＤとホップ数とを対応付けたレコードで、基準ホップ数テーブル７００のレコードを上書きする。これにより、制御部９０３は、送信するデータに、記憶部９０１に記憶された基準ホップ数テーブル７００を付与することができる。
　制御部９０３は、センサーデータの送信イベントを検出する。ここで、センサーデータとは、センサーから計測されたデータである。制御部９０３は、例えば、センサーがセンサーデータを計測したことをセンサーデータの送信イベントとして検出する。また、制御部９０３は、例えば、センサーデータの送信要求を受信したことを送信イベントとして検出する。これにより、制御部９０３は、センサーデータを含む送信データ８００の作成を開始することができる。
　制御部９０３は、自ノード１０１から通信装置１０２に送信するデータがマルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、自ノード１０１から通信装置１０２にデータが転送されるまでの基準ホップ数とを、データに付与する。ここで、マルチホッピング通信とは、各ノード１０１が通信圏内の或るノードからのデータを通信圏内の他のノードに転送することにより、データを各ノード１０１が中継して通信を行うことである。制御部９０３は、例えば、識別フラグと、基準ホップ数テーブル７００と、ホップ数とを、センサーデータに付与して、送信データ８００を作成する。これにより、送信部９０４は、センサーデータを含む送信データ８００を送信することができる。
　送信部９０４は、制御部９０３によって作成された送信データ８００を送信する。これにより、通信装置１０２は、送信データ８００を受信することができる。そして、通信装置１０２は、送信データ８００に含まれるセンサーデータを収集したり、送信データ８００に含まれるホップ数と基準ホップ数とからノード群１０１ｓに含まれるいずれかのノード１０１に故障が発生したか否かを判定することができる。
（故障判定装置１０００の機能的構成例）
　次に、図１０を用いて、故障判定装置１０００の機能的構成例について説明する。故障判定装置１０００は、例えば、図４に示した通信装置１０２によって実現される。また、故障判定装置１０００は、図３に示したサーバ２０１と図４に示した通信装置１０２との組み合わせによって実現されてもよい。また、故障判定装置１０００は、図３に示したサーバ２０１によって実現されてもよい。以下では、故障判定装置１０００を図４に示した通信装置１０２によって実現した場合について説明する。
　図１０は、故障判定装置１０００の機能的構成例を示すブロック図である。故障判定装置１０００は、受信部１００１と、制御部１００２と、出力部１００３と、を含む。受信部１００１と、制御部１００２と、出力部１００３とは、例えば、図４に示したＲＯＭ４０２、ＲＡＭ４０３、不揮発メモリ４０４などの記憶装置に記憶されたプログラムをＣＰＵ４０１に実行させることにより、または、インターフェース回路４０５と、無線通信回路４１１とにより、その機能を実現する。ここで、故障判定装置１０００は、ノード１０１に基準ホップ数の登録要求を送信する動作と、故障判定を行う動作と、を行うことができる。
＜登録要求を送信する動作＞
　まず、ノード１０１に基準ホップ数の登録要求を送信する動作について説明する。登録要求を送信する動作は、例えば、受信部１００１と、制御部１００２と、出力部１００３とにより実現される。
　受信部１００１は、登録要求の送信指示を受信する。受信部１００１は、例えば、図３に示したサーバ２０１から送信された登録要求の送信指示、または図３に示した利用者端末２０２から送信された登録要求の送信指示を受信する。これにより、制御部１００２は、登録要求の作成を開始することができる。
　ここでは、故障判定装置１０００が、通信装置１０２によって実現される場合について、受信部１００１の説明を行ったが、これに限らない。例えば、故障判定装置１０００が、サーバ２０１によって実現される場合、受信部１００１は、図３に示したキーボード３０７やマウス３０８の操作入力によって、登録要求の送信指示を受け付けてもよい。
　制御部１００２は、通信装置１０２が送信する基準ホップ数の登録要求がマルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数を、登録要求に付与して、制御データ５００を作成する。制御部１００２は、例えば、登録要求を表す識別フラグに、通信装置ＩＤと、ホップ数とを付与して、制御データ５００を作成する。これにより、出力部１００３は、制御データ５００を送信することができる。
　ここでは、故障判定装置１０００が、通信装置１０２によって実現される場合について、制御部１００２の説明を行ったが、これに限らない。例えば、故障判定装置１０００が、サーバ２０１によって実現される場合、制御部１００２は、通信装置１０２をノード１０１との中継装置として、通信装置１０２に中継させる登録要求を含む制御データ５００を作成してもよい。
　出力部１００３は、制御部１００２によって作成された制御データ５００を送信する。これにより、ノード１０１は、通信装置ＩＤと基準ホップ数とを対応付けたレコードを、基準ホップ数テーブル７００に登録することができる。
　ここでは、故障判定装置１０００が、通信装置１０２によって実現される場合について、出力部１００３の説明を行ったが、これに限らない。例えば、故障判定装置１０００が、サーバ２０１によって実現される場合、出力部１００３は、通信装置１０２に制御データ５００を送信して、通信装置１０２に制御データ５００を中継させてもよい。
＜故障判定を行う動作＞
　次に、故障判定を行う動作について説明する。故障判定を行う動作は、例えば、受信部１００１と、制御部１００２と、出力部１００３とにより実現される。
　受信部１００１は、ノード１０１が送信した送信データ８００を受信する。これにより、制御部１００２は、受信部１００１によって受信された送信データ８００に含まれるホップ数と基準ホップ数テーブル７００とに基づいて、故障判定を行うことができる。
　ここでは、故障判定装置１０００が、通信装置１０２によって実現される場合について、受信部１００１の説明を行ったが、これに限らない。例えば、故障判定装置１０００が、サーバ２０１によって実現される場合、受信部１００１は、ノード１０１が送信して通信装置１０２が受信した送信データ８００を、さらに通信装置１０２から受信してもよい。
　制御部１００２は、データに付与されたホップ数と基準ホップ数とを比較し、比較結果に基づいて、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したか否かを判定する。制御部１００２は、例えば、送信データ８００に付与されたホップ数が基準ホップ数より所定数以上大きい場合に、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したと判定する。制御部１００２は、具体的には、送信データ８００に付与されたホップ数から基準ホップ数を減算して、差分を算出する。そして、制御部１００２は、差分が閾値Ａよりも大きいか否かを判定し、差分が閾値Ａよりも大きい場合にノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したと判定する。
　また、制御部１００２は、例えば、データを複数受信し、データに付与されたホップ数が基準ホップ数より所定数以上大きいときが、所定回数以上あった場合に、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したと判定してもよい。制御部１００２は、具体的には、過去に受信した複数の送信データ８００の各々の送信データ８００について、送信データ８００に付与されたホップ数から基準ホップ数を減算して、差分を算出する。そして、制御部１００２は、差分が閾値Ａよりも大きいときが、閾値Ｂより多い回数あった場合に、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したと判定する。これにより、制御部１００２は、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したか否かを判定して、出力することができる。
　ここでは、故障判定装置１０００が、通信装置１０２によって実現される場合について、制御部１００２の説明を行ったが、これに限らない。例えば、故障判定装置１０００が、サーバ２０１によって実現される場合、制御部１００２は、通信装置１０２から受信した送信データ８００に基づいて、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したか否かを判定してもよい。
　出力部１００３は、判定結果と基準ホップ数とを対応付けて出力する。また、出力部１００３は、判定結果と基準ホップ数と通信装置１０２の識別情報とを対応付けて出力する。出力形式には、例えば、サーバ２０１への送信がある。これにより、利用者は、故障が発生した場所を特定することができる。
　ここでは、故障判定装置１０００が、通信装置１０２によって実現される場合について、出力部１００３の説明を行ったが、これに限らない。例えば、故障判定装置１０００が、サーバ２０１によって実現される場合、出力部１００３は、判定結果と基準ホップ数と通信装置１０２の識別情報とを対応付けて、ディスプレイ３０６に表示してもよい。
（登録動作の一例）
　次に、図１１および図１２を用いて、基準ホップ数テーブル７００の登録動作の一例について説明する。
　図１１および図１２は、登録動作の一例を示す説明図である。図１１および図１２において、通信装置１０２は、登録要求を含む制御データ５００を送信する。ノード１０１は、通信装置１０２または他のノード１０１から、登録要求を含む制御データ５００を受信すると、制御データ５００に含まれる通信装置ＩＤとホップ数とを対応付けたレコードを、基準ホップ数テーブル７００に登録する。そして、ノード１０１は、制御データ５００に含まれるホップ数をインクリメントして、通信圏内に送信する。
　図１１の例では、通信装置１０２－１は、登録要求を表す識別フラグ「０」に、通信装置ＩＤ「Ａ」とホップ数「１」とを付与して、制御データ５００を作成して送信する。図１１に●で示された、通信装置１０２－１の通信圏内にあるノード１０１－１は、通信装置１０２－１から送信された制御データ５００を受信すると、制御データ５００に含まれる通信装置ＩＤ「Ａ」とホップ数「１」とを対応付けたレコードを、基準ホップ数テーブル７００に登録する。そして、図１１に●で示されたノード１０１－１は、制御データ５００に含まれるホップ数「１」をインクリメントしてホップ数「２」に更新して、制御データ５００を通信圏内に送信する。次に、図１２の説明に移行する。
　図１２の例では、図１２に●で示された、上述したノード１０１－１の通信圏内のノード１０１－２は、上述したノード１０１－１から送信された制御データ５００を受信すると、制御データ５００に含まれる通信装置ＩＤ「Ａ」とホップ数「２」とを対応付けたレコードを、基準ホップ数テーブル７００に登録する。そして、図１２に●で示されたノード１０１－２は、制御データ５００に含まれるホップ数「２」をインクリメントしてホップ数「３」に更新して、制御データ５００を通信圏内に送信する。
　このようにして、ノード群１０１ｓの各ノード１０１は、基準ホップ数テーブル７００に、通信装置ＩＤ「Ａ」を含むレコードを登録することができる。また、他の通信装置１０２も同様に、登録要求を含む制御データ５００を送信する。これにより、ノード群１０１ｓの各ノード１０１は、基準ホップ数テーブル７００に、各通信装置ＩＤを含むレコードを登録することができる。
（故障判定動作の一例）
　次に、図１３～図１７を用いて、故障判定動作の一例について説明する。
　図１３～図１７は、故障判定動作の一例を示す説明図である。図１３～図１７において、ノード１０１は、センサーからセンサーデータを計測すると、センサーデータを含む送信データ８００を作成して、通信圏内に送信する。また、ノード１０１は、送信データ８００を受信すると、送信データ８００に含まれるホップ数をインクリメントして、通信圏内に送信する。通信装置１０２は、送信データ８００を受信すると、故障判定を行う。
　まず、図１３～図１５を用いて、ノード１０１に故障が発生していない場合の故障判定動作の一例について説明する。図１３の例では、図１３に●で示されたノード１０１－５は、センサーからセンサーデータを計測する。次に、図１３に●で示されたノード１０１－５は、送信データ８００であることを表す識別フラグ「１」と基準ホップ数テーブル７００とホップ数「１」とを、計測したセンサーデータに付与して送信データ８００を作成して、通信圏内に送信する。次に、図１４の説明に移行する。
　図１４の例では、図１４に●で示された、上述したノード１０１－５の通信圏内のノード１０１－４は、上述したノード１０１－５から送信された送信データ８００を受信すると、送信データ８００に含まれるホップ数「１」をインクリメントしてホップ数「２」に更新して、送信データ８００を通信圏内に送信する。このようにして、ノード群１０１ｓの各ノード１０１は、送信データ８００を転送する。次に、図１５の説明に移行する。
　図１５の例では、通信装置１０２－１は、ノード１０１－１～４から転送された、送信データ８００を受信する。通信装置１０２－１は、送信データ８００に含まれるホップ数「５」と、基準ホップ数テーブル７００に含まれる自通信装置１０２－１の通信装置ＩＤ「Ａ」に対応する基準ホップ数「５」とを比較する。次に、通信装置１０２－１は、ホップ数「５」が基準ホップ数「５」より所定数以上大きくないため、ノード１０１に故障が発生していないと判定する。
　次に、図１６および図１７を用いて、ノード１０１に故障が発生した場合の故障判定動作の一例について説明する。図１６の例では、図１６に●で示されたノード１０１－５は、センサーからセンサーデータを計測する。次に、図１６に●で示されたノード１０１－５は、送信データ８００であることを表す識別フラグ「１」と基準ホップ数テーブル７００とホップ数「１」とを、計測したセンサーデータに付与して送信データ８００を作成して、通信圏内に送信する。
　このようにして、ノード群１０１ｓの各ノード１０１は、送信データ８００を転送する。しかしながら、図１６に網掛けの○で示されたノード１０１－３などに故障が発生しているため、網掛けの○で示されたノード１０１－３を迂回して送信データ８００は転送されることになる。次に、図１７の説明に移行する。
　図１７の例では、通信装置１０２－１は、送信データ８００を受信する。通信装置１０２－１は、送信データ８００に含まれるホップ数「７」と、基準ホップ数テーブル７００に含まれる自通信装置１０２－１の通信装置ＩＤ「Ａ」に対応する基準ホップ数「５」とを比較する。次に、通信装置１０２－１は、ホップ数「７」が基準ホップ数「５」より所定数以上大きいため、ノード１０１に故障が発生したと判定する。
（故障範囲特定動作の一例）
　次に、図１８を用いて、故障範囲特定動作の一例について説明する。
　図１８は、故障範囲特定動作の一例を示す説明図である。図１８において、通信装置１０２は、ノード１０１に故障が発生した場合に、ノード１０１に故障が発生した範囲を特定する。図１８の例では、通信装置１０２－１は、送信データ８００に含まれる基準ホップ数テーブル７００に含まれる各通信装置１０２－１～４に対応する基準ホップ数「５」を抽出する。
　次に、通信装置１０２は、自通信装置１０２－１から、自通信装置１０２－１に対応する基準ホップ数分のホップ数「５」で到達可能な範囲を特定する。同様に、通信装置１０２－１は、他の通信装置１０２－２～４から、他の通信装置１０２－２～４に対応する基準ホップ数分のホップ数「５」で到達可能な範囲を特定する。そして、通信装置１０２－１は、各通信装置１０２－１～４から基準ホップ数分のホップ数で到達可能な範囲の重複範囲を、送信データ８００を送信したノード１０１の存在範囲として特定する。
　さらに、通信装置１０２－１は、自通信装置１０２－１の位置と、送信データ８００を送信したノード１０１の存在範囲との間の範囲を、ノード１０１が故障した範囲として特定する。これにより、通信装置１０２は、ノード１０１が故障した範囲を特定して、サーバ２０１に送信することができる。以下の説明では、ノード１０１が故障した範囲を「故障範囲」と表記する場合がある。
（メンテナンス動作の一例）
　次に、故障範囲を特定した場合のメンテナンス動作の一例について説明する。サーバ２０１は、故障範囲を受信すると、故障範囲をディスプレイ３０６に表示する。センサーネットワークシステム２００の利用者は、サーバ２０１がディスプレイ３０６に表示した故障範囲を把握すると、サーバ２０１を操作して、通信装置１０２を介して各ノード１０１の運用を一旦停止する。
　次に、センサーネットワークシステム２００の利用者は、サーバ２０１がディスプレイ３０６に表示した故障範囲に、実際に赴いて、ノード１０１を追加して設置する。この後、各通信装置１０２は、図１１および図１２に示したように、登録要求を送信して、各ノード１０１の基準ホップ数テーブル７００を更新する。そして、センサーネットワークシステム２００の利用者は、サーバ２０１を操作して、通信装置１０２を介して各ノード１０１の運用を再開する。これにより、センサーネットワークシステム２００を、ネットワークが切断されないように対策することができる。
（閾値設定の一例）
　次に、図１９を用いて、閾値設定の一例について説明する。
　図１９は、閾値設定の一例を示す説明図である。センサーネットワークシステム２００の利用者は、図１９に示すように、例えば、２０００個のノード１０１から形成されるネットワーク１１０を想定し、故障ノード１０１の個数を複数パターン設定してシミュレーションを行う。
　そして、センサーネットワークシステム２００の利用者は、シミュレーション結果に基づいて、閾値Ａになる「１８」を決定する。また、センサーネットワークシステム２００の利用者は、シミュレーション結果に基づいて、閾値Ｂになる「３」を決定する。これにより、センサーネットワークシステム２００の利用者は、ホップ数と基準ホップ数との差分が閾値Ａ「１８」より大きいときが、閾値Ｂ「３」より多い回数以上あれば故障と判定すると決定する。
（登録にかかる協調動作の一例）
　次に、図２０を用いて、基準ホップ数テーブル７００の登録にかかる協調動作の一例について説明する。
　図２０は、基準ホップ数テーブル７００の登録にかかる協調動作の一例を示すシーケンス図である。図２０において、サーバ２０１は、基準ホップ数テーブル７００の登録要求の送信指示を通信装置１０２－１に送信する（ステップＳ２００１）。通信装置１０２－１は、送信指示を受信すると、基準ホップ数テーブル７００の登録要求と、通信装置１０２－１の通信装置ＩＤと、ホップ数とを含む制御データ５００を作成して送信する（ステップＳ２００２）。ノード１０１－１は、制御データ５００を受信すると、基準ホップ数テーブル７００にレコードを記憶し、制御データ５００に含まれるホップ数を更新して、転送する（ステップＳ２００３）。
　また、サーバ２０１は、送信指示を送信していない通信装置１０２があれば、基準ホップ数テーブル７００の登録要求の送信指示を、送信指示を送信していない通信装置１０２－２に送信する（ステップＳ２００４）。通信装置１０２－２は、送信指示を受信すると、基準ホップ数テーブル７００の登録要求と、通信装置１０２－２の通信装置ＩＤと、ホップ数とを含む制御データ５００を作成して送信する（ステップＳ２００５）。ノード１０１－Ｎは、制御データ５００を受信すると、基準ホップ数テーブル７００にレコードを記憶し、制御データ５００に含まれるホップ数を更新して、転送する（ステップＳ２００６）。
　サーバ２０１は、送信指示を送信していない通信装置１０２がなくなると、運用開始の実行指示を通信装置１０２－１に送信する（ステップＳ２００７）。通信装置１０２－１は、実行指示を受信すると、運用開始要求を送信する（ステップＳ２００８）。ノード１０１－１は、運用開始要求を受信すると、運用を開始して、運用開始要求を転送する（ステップＳ２００９）。これにより、システム１００は、運用を開始することができる。
（故障判定にかかる協調動作の一例）
　次に、図２１を用いて、故障判定にかかる協調動作の一例について説明する。
　図２１は、故障判定にかかる協調動作の一例を示すシーケンス図である。図２１において、ノード１０１－Ｎは、センサーからセンサーデータを計測すると、センサーデータを含む送信データ８００を作成して送信する（ステップＳ２１０１）。また、ノード１０１－１は、送信データ８００を受信すると、送信データ８００に含まれるホップ数を更新して送信する（ステップＳ２１０２）。通信装置１０２－１は、送信データ８００を受信すると、故障判定を行い、故障判定の判定結果をサーバ２０１に送信する（ステップＳ２１０３）。これにより、センサーネットワークシステム２００の利用者は、サーバ２０１から判定結果の通知を受けて、判定結果を把握することができる。
（メンテナンスにかかる協調動作の一例）
　次に、図２２を用いて、メンテナンスにかかる協調動作の一例について説明する。
　図２２は、メンテナンスにかかる協調動作の一例を示すシーケンス図である。図２２において、サーバ２０１は、運用停止の実行指示を通信装置１０２－１に送信する（ステップＳ２２０１）。通信装置１０２－１は、運用停止の実行指示を受信すると、運用停止要求を送信する（ステップＳ２２０２）。ノード１０１－１は、運用停止要求を受信すると、運用停止要求を転送して（ステップＳ２２０３）、運用を停止する。そして、センサーネットワークシステム２００の利用者は、ノード１０１を追加する。これにより、システム１００は、ダウンを回避することができる。
（サーバ２０１の送信指示処理手順の一例）
　次に、図２３を用いて、サーバ２０１の基準ホップ数テーブル７００の登録要求の送信指示処理手順の一例について説明する。
　図２３は、サーバ２０１の送信指示処理手順の一例を示すフローチャートである。図２３において、サーバ２０１は、送信指示のトリガとなるユーザ操作があったか否かを判定する（ステップＳ２３０１）。ここで、ユーザ操作がない場合（ステップＳ２３０１：Ｎｏ）、サーバ２０１は、ステップＳ２３０１の処理に戻る。
　一方で、ユーザ操作があった場合（ステップＳ２３０１：Ｙｅｓ）、サーバ２０１は、すべての通信装置１０２に、基準ホップ数テーブル７００の登録要求の送信指示を送信したか否かを判定する（ステップＳ２３０２）。ここで、送信していない場合（ステップＳ２３０２：Ｎｏ）、サーバ２０１は、送信指示を送信していない通信装置１０２を選択する（ステップＳ２３０３）。次に、サーバ２０１は、選択した通信装置１０２に、送信指示を送信する（ステップＳ２３０４）。そして、サーバ２０１は、所定時間待機して（ステップＳ２３０５）、ステップＳ２３０２の処理に戻る。
　一方で、すべての通信装置１０２に送信した場合（ステップＳ２３０２：Ｙｅｓ）、サーバ２０１は、すべての通信装置１０２に、運用開始の実行指示を送信する（ステップＳ２３０６）。そして、サーバ２０１は、送信指示処理を終了する。これにより、サーバ２０１は、通信装置１０２に各ノードに基準ホップ数を記憶させるように指示することができる。
（サーバ２０１の故障通知処理手順の一例）
　次に、図２４を用いて、サーバ２０１の故障通知処理手順の一例について説明する。
　図２４は、サーバ２０１の故障通知処理手順の一例を示すフローチャートである。図２４において、サーバ２０１は、故障通知のトリガとなる判定結果を含むデータを受信したか否かを判定する（ステップＳ２４０１）。ここで、受信していない場合（ステップＳ２４０１：Ｎｏ）、サーバ２０１は、ステップＳ２４０１の処理に戻る。
　一方で、受信した場合（ステップＳ２４０１：Ｙｅｓ）、サーバ２０１は、判定結果がノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したという判定結果か否かを判定する（ステップＳ２４０２）。ここで、故障が発生したという判定結果ではない場合（ステップＳ２４０２：Ｎｏ）、サーバ２０１は、故障通知処理を終了する。
　一方で、故障が発生したという判定結果である場合（ステップＳ２４０２：Ｙｅｓ）、サーバ２０１は、故障範囲を特定して出力する（ステップＳ２４０３）。そして、サーバ２０１は、故障通知処理を終了する。これにより、サーバ２０１は、センサーネットワークシステム２００の利用者に、故障範囲を通知することができる。
（サーバ２０１の運用停止の実行指示処理手順の一例）
　次に、図２５を用いて、サーバ２０１の運用停止の実行指示処理手順の一例について説明する。
　図２５は、サーバ２０１の運用停止の実行指示処理手順の一例を示すフローチャートである。図２５において、サーバ２０１は、運用停止の実行指示のトリガとなるユーザ操作があったか否かを判定する（ステップＳ２５０１）。ここで、ユーザ操作がない場合（ステップＳ２５０１：Ｎｏ）、サーバ２０１は、ステップＳ２５０１の処理に戻る。
　一方で、ユーザ操作があった場合（ステップＳ２５０１：Ｙｅｓ）、サーバ２０１は、すべての通信装置１０２に、運用停止の実行指示を送信する（ステップＳ２５０２）。そして、サーバ２０１は、運用停止の実行指示処理を終了する。これにより、サーバ２０１は、通信装置１０２に各ノードを運用停止状態にするように指示することができる。
（通信装置１０２の登録要求処理手順の一例）
　次に、図２６を用いて、通信装置１０２の基準ホップ数テーブル７００の登録要求処理手順の一例について説明する。
　図２６は、通信装置１０２の登録要求処理手順の一例を示すフローチャートである。図２６において、通信装置１０２は、登録要求の送信指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ２６０１）。ここで、受信していない場合（ステップＳ２６０１：Ｎｏ）、通信装置１０２は、ステップＳ２６０１の処理に戻る。
　一方で、受信した場合（ステップＳ２６０１：Ｙｅｓ）、通信装置１０２は、登録要求を表す識別フラグに、自通信装置１０２の通信装置ＩＤとホップ数とを付与して制御データ５００を作成して送信する（ステップＳ２６０２）。そして、通信装置１０２は、登録要求処理を終了する。これにより、通信装置１０２は、自通信装置１０２に対応する基準ホップ数を、各ノード１０１に記憶させることができる。
（通信装置１０２の運用開始処理手順の一例）
　次に、図２７を用いて、通信装置１０２の運用開始処理手順の一例について説明する。
　図２７は、通信装置１０２の運用開始処理手順の一例を示すフローチャートである。図２７において、通信装置１０２は、運用開始の実行指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ２７０１）。ここで、受信していない場合（ステップＳ２７０１：Ｎｏ）、通信装置１０２は、ステップＳ２７０１の処理に戻る。
　一方で、受信した場合（ステップＳ２７０１：Ｙｅｓ）、通信装置１０２は、運用開始要求を送信する（ステップＳ２７０２）。そして、通信装置１０２は、運用開始処理を終了する。これにより、通信装置１０２は、各ノード１０１を運用状態にすることができる。
（通信装置１０２の運用停止処理手順の一例）
　次に、図２８を用いて、通信装置１０２の運用停止処理手順の一例について説明する。
　図２８は、通信装置１０２の運用停止処理手順の一例を示すフローチャートである。図２８において、通信装置１０２は、運用停止の実行指示を受信したか否かを判定する（ステップＳ２８０１）。ここで、受信していない場合（ステップＳ２８０１：Ｎｏ）、通信装置１０２は、ステップＳ２８０１の処理に戻る。
　一方で、受信した場合（ステップＳ２８０１：Ｙｅｓ）、通信装置１０２は、運用停止要求を送信する（ステップＳ２８０２）。そして、通信装置１０２は、運用停止処理を終了する。これにより、通信装置１０２は、各ノード１０１を運用停止状態にすることができる。
（通信装置１０２の故障判定処理手順の一例）
　次に、図２９を用いて、通信装置１０２の故障判定処理手順の一例について説明する。
　図２９は、通信装置１０２の故障判定処理手順の一例を示すフローチャートである。図２９において、通信装置１０２は、ノード１０１からの送信データ８００を受信したか否かを判定する（ステップＳ２９０１）。ここで、受信していない場合（ステップＳ２９０１：Ｎｏ）、通信装置１０２は、ステップＳ２９０１の処理に戻る。
　一方で、受信した場合（ステップＳ２９０１：Ｙｅｓ）、通信装置１０２は、送信データ８００に含まれる基準ホップ数テーブル７００とホップ数とを取得する（ステップＳ２９０２）。次に、通信装置１０２は、自通信装置１０２の通信装置ＩＤに対応する基準ホップ数とホップ数との差分を算出する（ステップＳ２９０３）。
　そして、通信装置１０２は、差分が閾値Ａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ２９０４）。ここで、閾値Ａより小さい場合（ステップＳ２９０４：Ｎｏ）、通信装置１０２は、ステップＳ２９０６の処理に移行する。一方で、閾値Ａ以上である場合（ステップＳ２９０４：Ｙｅｓ）、通信装置１０２は、比較処理を実行する（ステップＳ２９０５）。
　次に、通信装置１０２は、判定結果をサーバ２０１に送信する（ステップＳ２９０６）。そして、通信装置１０２は、故障判定処理を終了する。これにより、通信装置１０２は、システム１００内にノード１０１の故障が存在するか否かを判定することができ、判定結果をサーバ２０１に送信して、センサーネットワークシステム２００の利用者に通知することができる。
（通信装置１０２の比較処理手順の一例）
　次に、図３０を用いて、ステップＳ２９０５に示した通信装置１０２の比較処理手順の一例について説明する。
　図３０は、通信装置１０２の比較処理手順の一例を示すフローチャートである。図３０において、通信装置１０２は、過去１０回分の送信データ８００について、閾値Ａを超えた回数を算出する（ステップＳ３００１）。次に、通信装置１０２は、算出結果が閾値Ｂ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３００２）。ここで、閾値Ｂより小さい場合（ステップＳ３００２：Ｎｏ）、通信装置１０２は、比較処理を終了する。
　一方で、閾値Ｂ以上である場合（ステップＳ３００２：Ｙｅｓ）、通信装置１０２は、判定結果に基準ホップ数テーブル７００を付与する（ステップＳ３００３）。そして、通信装置１０２は、比較処理を終了する。これにより、通信装置１０２は、システム１００内にノード１０１の故障が存在するか否かを判定することができる。
（ノード１０１の運用処理手順の一例）
　次に、図３１を用いて、ノード１０１の運用処理手順の一例について説明する。
　図３１は、ノード１０１の運用処理手順の一例を示すフローチャートである。図３１において、ノード１０１は、データを受信すると、受信したデータの種類を判定する（ステップＳ３１０１）。
　ここで、送信データ８００である場合（ステップＳ３１０１：送信データ８００）、ノード１０１は、自ノード１０１の状態が、運用状態であるか否かを判定する（ステップＳ３１０２）。ここで、運用状態ではない場合（ステップＳ３１０２：Ｎｏ）、ノード１０１は、運用処理を終了する。一方で、運用状態である場合（ステップＳ３１０２：Ｙｅｓ）、ノード１０１は、送信データ８００に含まれるホップ数をインクリメントする（ステップＳ３１０３）。次に、ノード１０１は、ホップ数をインクリメントした送信データ８００を送信する（ステップＳ３１０４）。そして、ノード１０１は、運用処理を終了する。これにより、ノード１０１は、送信データ８００を送信することができる。
　ステップＳ３１０１において、登録要求を含む制御データ５００である場合（ステップＳ３１０１：登録要求）、ノード１０１は、自ノード１０１の状態が、運用状態であるか否かを判定する（ステップＳ３１０５）。ここで、運用状態ではない場合（ステップＳ３１０５：Ｎｏ）、ノード１０１は、運用処理を終了する。
　一方で、運用状態である場合（ステップＳ３１０５：Ｙｅｓ）、ノード１０１は、制御データ５００に含まれる通信装置ＩＤを抽出し、抽出した通信装置ＩＤを含むレコードが基準ホップ数テーブル７００に記憶されているか否かを判定する（ステップＳ３１０６）。
　ここで、記憶されている場合（ステップＳ３１０６：Ｙｅｓ）、ノード１０１は、運用処理を終了する。また、この場合、ノード１０１は、制御データ５００に含まれるホップ数が、基準ホップ数テーブル７００において通信装置ＩＤと対応付けられた基準ホップ数よりも小さいときは、基準ホップ数を制御データ５００に含まれるホップ数で上書きしてもよい。
　一方で、記憶されていない場合（ステップＳ３１０６：Ｎｏ）、ノード１０１は、制御データ５００に含まれる通信装置ＩＤとホップ数とを対応付けたレコードを、基準ホップ数テーブル７００に記憶する（ステップＳ３１０７）。次に、ノード１０１は、制御データ５００に含まれるホップ数をインクリメントする（ステップＳ３１０８）。そして、ノード１０１は、ホップ数をインクリメントした制御データ５００を送信し（ステップＳ３１０９）、運用処理を終了する。これにより、ノード１０１は、基準ホップ数を、基準ホップ数テーブル７００に登録することができる。
　ステップＳ３１０１において、運用開始要求または運用停止要求のいずれかである場合（ステップＳ３１０１：運用開始要求／運用停止要求）、ノード１０１は、運用開始要求か否かを判定する（ステップＳ３１１０）。
　ここで、運用開始要求である場合（ステップＳ３１１０：Ｙｅｓ）、ノード１０１は、自ノード１０１の状態を運用状態に変更し（ステップＳ３１１１）、運用処理を終了する。一方で、運用停止要求である場合（ステップＳ３１１０：Ｎｏ）、ノード１０１は、自ノード１０１の状態を運用停止状態に変更し（ステップＳ３１１２）、運用処理を終了する。これにより、ノード１０１は、運用状態と、運用停止状態と、を切り替えることができる。
　以上説明したように、本実施の形態のシステム１００によれば、ノード１０１が通信装置１０２から受信した登録要求に基づいて通信装置１０２までの基準ホップ数を記憶し、通信装置１０２にセンサーデータを送信する際に基準ホップ数を付与して送信することができる。これにより、通信装置１０２は、基準ホップ数と実際のセンサーデータのホップ数とを比較して、ノード群１０１ｓに含まれるいずれかのノード１０１に故障が発生したか否かを判定することができる。また、本実施の形態のシステム１００によれば、通信装置１０２が登録要求を送信することにより、ノード１０１が登録要求のホップ数から基準ホップ数を記憶することができる。
　また、本実施の形態のシステム１００によれば、通信装置１０２が判定結果と基準ホップ数とを対応付けて出力することにより、サーバ２０１が基準ホップ数に基づいて故障範囲を特定してセンサーネットワークシステム２００の利用者に通知することができる。また、センサーネットワークシステム２００の利用者が基準ホップ数に基づいて故障範囲を特定してもよい。結果として、利用者は、故障範囲を調査することなく対策を行うことができ、センサーネットワークシステム２００のメンテナンスを効率化することができる。
　また、本実施の形態のシステム１００によれば、通信装置１０２が判定結果と基準ホップ数と通信装置１０２の識別情報とを対応付けて出力することにより、通信装置１０２が複数ある場合であってもサーバ２０１が故障範囲を特定して利用者に通知することができる。また、センサーネットワークシステム２００の利用者が故障範囲を特定してもよい。結果として、利用者は、故障範囲を調査することなく対策を行うことができ、センサーネットワークシステム２００のメンテナンスを効率化することができる。
　また、本実施の形態のシステム１００によれば、通信装置１０２が送信データ８００に含まれるホップ数が基準ホップ数より所定数以上大きい場合に、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したと判定することができる。これにより、通信装置１０２は、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１が電力不足などにより一時的に送信データ８００の転送を行えずホップ数が増えてしまった場合には、故障が発生したと判定しないことができる。
　また、本実施の形態のシステム１００によれば、通信装置１０２が送信データ８００を複数受信し、送信データ８００に含まれるホップ数が基準ホップ数より所定数以上大きいときが、所定回数以上あった場合に、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１に故障が発生したと判定することができる。これにより、通信装置１０２は、ノード群１０１ｓのいずれかのノード１０１が電力不足などにより一時的に送信データ８００の転送を行えずホップ数が増えてしまった場合には、故障が発生したと判定しないことができる。
　ここで、従来の通信装置が従来のノードにＡＣＫを送信して、従来のノードがＡＣＫの有無に基づいて通信経路の異常があるか否かを判定する場合が考えられる。しかしながら、この場合、センサーネットワークシステムにおいては、通信経路の異常がなくても、ノードがＡＣＫを受信できない場合があるため、通信経路の異常を誤判定してしまうことがある。また、この場合、電力消費の低減のために各ノードがＡＣＫを送信しないように設計されたセンサーネットワークシステムには適用することができない。また、この場合、従来のノードがＡＣＫを受信できなかったときには既に通信経路が切断されており、従来のノードが通信経路の異常を従来の通信装置に通知することができない場合がある。
　一方で、本実施の形態のシステム１００は、ＡＣＫを用いずに通信経路の異常があるか判定することができる。また、本実施の形態のシステム１００は、ＡＣＫを用いないため、センサーネットワークシステム２００におけるトラフィックを低減することができ、各ノード１０１のＡＣＫの送受信にかかる消費電力を削減することができる。また、本実施の形態のシステム１００は、電力消費の低減のために各ノード１０１がＡＣＫを送信しないように設計されたセンサーネットワークシステム２００であっても適用することができる。また、本実施の形態のシステム１００では、通信装置１０２が、通信経路に迂回が生じているものの通信経路がまだ切断されていないときに、通信経路の異常があるか判定することができる。すなわち、本実施の形態のシステム１００の利用者は、システム１００がダウンする前に、ノード１０１の故障の存在を把握することができる。
　また、ここで、従来のノードが、自ノード宛ての通信フレーム内のホップ数を確認し、確認したホップ数が最大ホップ数格納部に格納されている最大ホップ数と同じか否かに基づいて、異常な通信フレームであるか否かを判断する場合が考えられる。しかしながら、この場合、従来のノードは、複数の機能を有することになり、単価が増大してしまう。一方で、本実施の形態のシステム１００では、ノード１０１は、上述した従来のノードより機能が少なくてもよいため、単価を低減することができる。
　また、ここで、従来のノードが通信経路の異常があると判定した場合に、従来の通信装置に自ノードのＩＤを通知し、従来の通信装置がノードのＩＤに基づいて通信経路を特定する場合が考えられる。しかしながら、この場合、数千～数万個のノード群のすべてのノードにＩＤを割り当てることになり、センサーネットワークシステムの運用前の作業負荷が増大してしまう。また、従来のノードが、自ノードのＩＤを通知するためトラフィックが増大してしまう。また、従来のノードは、異常な通信フレームであると判断した場合に、従来の通信装置に通知することになり、トラフィックが増大してしまう。一方で、本実施の形態のシステム１００では、ノード１０１にＩＤを割り当てなくてもよいため、作業負荷を低減することができる。
　なお、本実施の形態で説明した故障判定方法は、予め用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。本故障判定プログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。また本故障判定プログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布してもよい。
　１００　システム
　１０１　ノード
　１０２　通信装置
　２０１　サーバ
　９０１　記憶部
　９０２　受信部
　９０３　制御部
　９０４　送信部
　１００１　受信部
　１００２　制御部
　１００３　出力部

Claims (13)

  1. 　ノード間でマルチホッピング通信するノード群と、前記ノード群に含まれるノードと通信する通信装置と、を有するシステムにおいて、
    　前記ノードは、前記ノードが送信するデータが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、前記ノードから前記通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数とを、前記データに付与して送信し、
    　前記通信装置は、前記データを受信すると、前記データに付与されたホップ数と前記基準ホップ数とを比較し、比較結果に基づいて、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定する、
    　ことを特徴とするシステム。
  2. 　前記通信装置は、前記通信装置が送信する前記基準ホップ数の登録要求が前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数を、前記登録要求に付与して送信し、
    　前記ノードは、前記登録要求に付与されたホップ数を前記基準ホップ数として記憶装置に記憶し、前記データが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、前記記憶装置に記憶した前記基準ホップ数とを、前記データに付与して送信することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 　前記通信装置は、判定した結果と前記基準ホップ数とを対応付けて出力することを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
  4. 　前記通信装置は、判定した結果と前記基準ホップ数と前記通信装置の識別情報とを対応付けて出力することを特徴とする請求項１または２に記載のシステム。
  5. 　前記通信装置は、前記データに付与されたホップ数が前記基準ホップ数より所定数以上大きい場合に、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したと判定することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のシステム。
  6. 　前記通信装置は、前記データを複数受信し、前記データに付与されたホップ数が前記基準ホップ数より所定数以上大きいときが、所定回数以上あった場合に、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したと判定することを特徴とする請求項１～４のいずれか一つに記載のシステム。
  7. 　前記システムは、前記通信装置を複数有し、
    　前記ノードは、前記データが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、前記ノードから前記通信装置に前記データが転送されるまでの前記通信装置ごとの基準ホップ数とを、前記データに付与して送信し、
    　前記通信装置は、前記データを受信すると、前記データに付与されたホップ数と、前記前記通信装置ごとの基準ホップ数のうちの自通信装置の基準ホップ数とを比較することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  8. 　ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードであって、
    　自ノードから通信装置に送信するデータが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、自ノードから前記通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数とを、前記データに付与する付与部と、
    　前記付与部によって付与された前記データを送信する送信部と、
    　を有することを特徴とするノード。
  9. 　ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードが送信したデータに付与された、前記ノードから当該ノードと通信する通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数と、前記マルチホッピング通信により前記データが転送される度に更新されたホップ数とを比較し、比較結果に基づいて、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定する制御部、
    　を有することを特徴とする故障判定装置。
  10. 　ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードが、
    　自ノードが送信するデータが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、前記ノードから通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数とを、前記データに付与して送信する、
    　処理を実行することを特徴とする故障判定方法。
  11. 　コンピュータが、
    　ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードが送信したデータに付与された、前記ノードから当該ノードと通信する通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数と、前記マルチホッピング通信により前記データが転送される度に更新されたホップ数とを比較し、比較結果に基づいて、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定する、
    　処理を実行することを特徴とする故障判定方法。
  12. 　ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードに、
    　自ノードが送信するデータが前記マルチホッピング通信により転送される度に更新されるホップ数と、前記ノードから通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数とを、前記データに付与して送信する、
    　処理を実行させることを特徴とする故障判定プログラム。
  13. 　コンピュータに、
    　ノード間でマルチホッピング通信するノード群に含まれるノードが送信したデータに付与された、前記ノードから当該ノードと通信する通信装置に前記データが転送されるまでの基準ホップ数と、前記マルチホッピング通信により前記データが転送される度に更新されたホップ数とを比較し、比較結果に基づいて、前記ノード群のいずれかのノードに故障が発生したか否かを判定する、
    　処理を実行させることを特徴とする故障判定プログラム。
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