WO2016113884A1 - 制御装置、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents

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WO2016113884A1
WO2016113884A1 PCT/JP2015/050971 JP2015050971W WO2016113884A1 WO 2016113884 A1 WO2016113884 A1 WO 2016113884A1 JP 2015050971 W JP2015050971 W JP 2015050971W WO 2016113884 A1 WO2016113884 A1 WO 2016113884A1
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node
target
calculated
operation state
relay
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PCT/JP2015/050971
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浩一郎 山下
俊也 大友
鈴木　貴久
康志 栗原
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富士通株式会社
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04W40/00—Communication routing or communication path finding
    • H04W40/02—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing
    • H04W40/04—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources
    • H04W40/10—Communication route or path selection, e.g. power-based or shortest path routing based on wireless node resources based on available power or energy
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W52/00—Power management, e.g. TPC [Transmission Power Control], power saving or power classes
    • H04W52/02—Power saving arrangements
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    • H04W84/18—Self-organising networks, e.g. ad-hoc networks or sensor networks
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a control device, a control method, and a control program.
  • each sensor node of a wireless sensor network has an environmental power generation unit that generates electric power by converting environmental energy (for example, sunlight, vibration, etc.) into electric energy, and a battery that stores electricity generated by the environmental power generation unit. is doing.
  • environmental energy for example, sunlight, vibration, etc.
  • battery that stores electricity generated by the environmental power generation unit.
  • the sensing value measured at each sensor node of the wireless sensor network is reported to the “control device (ie, network device)” via the gateway device.
  • the wireless sensor network has, for example, a tree-type topology. That is, the wireless sensor network is in a “relay operation state” sensor node that relays transmission of sensing values measured by other sensor nodes (ie, “relay node”) and in a “non-relay operation state”. Sensor nodes (ie, “end nodes”).
  • the sensing value measured at each sensor node is transmitted from each sensor node to the gateway apparatus directly or via one or more relay nodes. That is, the wireless sensor network has a “multi-hop communication path”.
  • the relay node transmits its own sensing value and transfers (that is, reception and transmission) the sensing value of the subordinate end node.
  • Speed (power consumption) is large. For this reason, there is a possibility that the “storage amount” in the battery of the relay node is insufficient, and the relay node cannot operate stably. That is, the multi-hop communication path may become unstable.
  • batteries for example, secondary batteries such as lithium batteries
  • the electromotive force can be regarded as constant until a certain timing, but the electromotive force rapidly drops (drops) after a certain timing.
  • the drop timing, drop method, and the like vary among batteries.
  • the electrical characteristics of the battery fluctuate under the influence of the external environment such as temperature. For this reason, it is difficult to prepare the prediction model itself in advance.
  • the relay node state is changed to the “non-relay operation state” before the storage amount of the relay node reaches the “risk level” at which the relay node cannot operate stably. That is, it is conceivable to change the relay node to an end node.
  • the drop timing, the drop method, and the like vary among batteries.
  • the electrical characteristics of the battery fluctuate under the influence of the external environment such as temperature. For this reason, it is difficult to set the “danger level” in advance.
  • the disclosed technology has been made in view of the above, and an object thereof is to provide a control device, a control method, and a control program capable of stabilizing a multi-hop communication path in a wireless sensor network.
  • the control device controls a multi-hop communication path in a wireless network including a node group in which each node includes an energy generation unit and a wireless unit.
  • the control device includes a memory and a processor connected to the memory.
  • the processor performs a first estimation that is required until the target storage node is reached when the target relay node is set to a non-relay operation state.
  • the time is calculated, and the state of the target relay node is changed to the non-relay operation state or the dormant state according to the calculated first estimated time length, and the state of the other node in the non-relay operation state Is changed to the relay operation state.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless sensor network system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a sensor node according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a server according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the processing operation of the server according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship among the first power storage speed, the power consumption, and the power generation speed.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship among the first power storage speed, the amount of power consumption, and the power generation speed.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the power generation speed sample table.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the distribution of power generation speed.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless sensor network system according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a sensor node according to an embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the second estimation time.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the processing operation of the server according to the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the processing operation of the server according to the embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining the processing operation of the server according to the embodiment.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the processing operation of the server according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a wireless sensor network system according to an embodiment.
  • a wireless sensor network system 1 includes a server 10 as a control device, a gateway (GW) 30 that is directly or indirectly connected to the server 10 by wire, and sensor nodes 50-1 to 50-5.
  • GW gateway
  • sensor nodes 50-1 to 50-5 may be collectively referred to as “sensor node 50”.
  • the numbers of gateways 30 and sensor nodes 50 are one and five, respectively, but the present invention is not limited to this.
  • the topology in the wireless sensor network system 1 shown in FIG. 1 is an example of a result of configuring a network according to a “network configuration procedure”.
  • the “network configuration procedure” is as follows.
  • each sensor node 50 transmits a “beacon”.
  • the gateway 30 when receiving a beacon, transmits a “link formation signal” to the sensor node 50 that is the transmission source of the beacon.
  • the “link formation signal” is a signal for forming a wireless link with the sensor node 50 that is the transmission destination of the signal.
  • a wireless link is formed between the gateway 30 and each of the sensor nodes 50-1 to 50-3.
  • a sensor node 50 (here, sensor nodes 50-1 to 3) that has formed a wireless link with another node (here, gateway 30) is separated from a sensor node 50 that has not formed a wireless link with another node.
  • a link formation signal is transmitted to the sensor node 50 that is the transmission source of the beacon.
  • a wireless link is established between the sensor node 50-1 and each of the sensor nodes 50-4 and 5.
  • a “topology” is formed in which the sensor nodes 50-1 to 3 are directly under the gateway 30, and the sensor nodes 50-4 and 5 are directly under the sensor node 50-1. That is, when the gateway 30 is layer 0, the sensor nodes 50-1 to 50-3 are layer 1, and the sensor nodes 50-4 and 5 are layer 2 under the sensor node 50-1.
  • the sensor node 50-1 is in the “relay operation state”, and each of the sensor nodes 50-2, 3, 4, and 5 is in the “non-relay operation state”. That is, in the wireless sensor network system 1 of this topology, the sensor node 50-1 is the relay node 50, and each of the sensor nodes 50-2, 3, 4, and 5 is the end node 50.
  • each sensor node 50 transmits a sensing value to the server 10 via the gateway 30 every “sensing value reporting period”.
  • the “sensing value reporting period” may be referred to as a “second reporting period”, and a period corresponding to one period of the “sensing value reporting period” may be referred to as a “second period”.
  • Sensing values transmitted from each of the sensor nodes 50-1 to 50-3 are directly transmitted to the gateway 30.
  • the sensing value transmitted from each of the sensor nodes 50-4 and 5 is transmitted to the gateway 30 via the sensor node 50-1 (that is, the relay node 50).
  • each sensor node 50 for example, at the time of network construction, “power consumption Ee” for each sensing value reporting period when each sensor node 50 is in the “non-relay operation state” (that is, when it is the end node 50). Is reported to the server 10.
  • the “power consumption amount Ee” is an amount of power required for each sensor node 50 to transmit a sensing value measured by itself.
  • the sensing value reporting cycle when the target relay node 50 here, the sensor node 50-1) among the sensor nodes 50-1 to 50-5 is in the “relay operation state” (that is, when it is the relay node 50).
  • Each “power consumption Er” is reported to the server 10.
  • the “power consumption Er” is the amount of power required for the target relay node 50 to transmit the sensing value measured by itself and the sensing measured by each end node 50 existing under the target relay node 50. This is the sum of the amount of power required to transfer the value. That is, in the example of FIG. 1, the power consumption amount Er of the sensor node 50-1 is measured by the sensor node 50-4 and the amount of power required to transmit the sensing value measured by the sensor node 50-1 once. This is the sum of the amount of power required to receive and transmit the sensing value once and the amount of power required to receive and transmit the sensing value measured by the sensor node 50-5 once. Accordingly, the power consumption Er of the target relay node 50 increases with an increase in the number of end nodes 50 existing under it.
  • the target relay node 50 (here, the sensor node 50-1) among the sensor nodes 50-1 to 50-5 corresponds to the “storage amount E (n) remaining in the battery at that time for each“ storage amount reporting period ”.
  • the “power storage amount reporting cycle” may be referred to as a “first reporting cycle”
  • a period corresponding to one cycle of the “power storage amount reporting cycle” may be referred to as a “first period”.
  • first period a period corresponding to one cycle of the “power storage amount reporting cycle”
  • the server 10 calculates “power storage speed ⁇ (hereinafter sometimes referred to as“first power storage speed ⁇ (n) ”)” of the target relay node 50 (here, the sensor node 50-1). . That is, the “first power storage speed” is a power storage speed when the target relay node 50 is in the relay operation state, and is calculated by the following equation (1).
  • ⁇ (n) E (n) ⁇ E (n ⁇ 1) (1)
  • E (n) is the power storage amount reported in the nth first period
  • E (n-1) is the power storage amount reported in the (n-1) th first period.
  • the first power storage speed ⁇ (n) is a power storage speed corresponding to the nth first period.
  • the server 10 takes the “first storage time” to reach the “storage target value” when the target relay node 50 is set to the non-relay operation state. Is estimated time T ”.
  • the “storage target value” is, for example, the storage amount when the battery of the target relay node 50 is fully charged (that is, the full storage amount Emax). In the following description, it is assumed that the “storage target value” is the full storage amount Emax.
  • Each sensor node 50 reports the full power storage amount Emax to the server 10 in the same manner as the power consumption amount Er.
  • the server 10 changes the state of the target relay node 50 to the non-relay operation state or the “pause (sleeping) state” according to the calculated first estimated time length, and is in the non-relay operation state.
  • the state of the sensor node 50 here, at least one of the sensor nodes 50-2, 3, 4, and 5) is changed to the relay operation state.
  • the “dormant state” is a state specialized in power generation and power storage without operating as a relay node or an end node, for example.
  • the server 10 changes the role (that is, the state) of the target relay node 50 and other sensors that are in the non-relay operation state.
  • the state of the node 50 is changed to the relay operation state.
  • the role of the relay node 50 that has a high possibility of falling short of power can be changed before falling short of power, so that the multi-hop communication path of the wireless sensor network system 1 can be stabilized.
  • the server 10 changes the state of the target relay node 50 to the dormant state, and the calculated first estimated time length is In the case of “predetermined length of time” or less, the state of the target relay node 50 is changed to the non-relay operation state.
  • the target relay node 50 which is estimated to have a long time to reach the power storage target value even in the non-relay operation state, is specialized in power generation and power storage, so the target relay node 50 is quickly returned to a power good state. Can be made.
  • the target relay node 50 can contribute to stabilization of the multihop communication path after returning to the multihop network.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a sensor node according to an embodiment.
  • the sensor node 50 includes an energy harvesting unit 51, a battery 52, a sensor 53, a processor 54, a wireless unit 55, an antenna 56, and a memory 57.
  • the processor 54 include a CPU, a DSP (Digital Signal Processor), and an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the memory 57 include a RAM (Random Access Memory) such as SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, and the like.
  • Various processing functions executed by the processor 54 are implemented by recording programs corresponding to the various processing functions in the memory 57 and executing the programs by the processor 54.
  • the environmental power generation unit 51 generates power using environmental energy (for example, sunlight, vibration, etc.), and outputs the generated electricity to the battery 52.
  • environmental energy for example, sunlight, vibration, etc.
  • the battery 52 stores the electricity generated by the environmental power generation unit 51 and supplies the stored electricity to the processor 54 and the wireless unit 55.
  • the sensor 53 outputs the measured sensing value to the processor 54.
  • the processor 54 generates a “beacon” and transmits the generated beacon via the wireless unit 55 and the antenna 56 at a predetermined cycle.
  • the processor 54 transmits the sensing value received from the sensor 53 via the wireless unit 55 and the antenna 56 every “sensing value reporting period”.
  • the processor 54 measures a “communication quality (LQI: Link Quality Indicator)” between the own device and another sensor node 50. Then, the processor 54 obtains the identification information of the other sensor nodes 50 (that is, the identification information of the neighboring nodes that are other sensor nodes 50 located in the vicinity of the own device) and the measured communication quality by using the radio unit 55 and the antenna 56. To send through. The identification information and communication quality of this peripheral node are reported to the server 10 via the relay node 50 or the gateway 30.
  • the communication quality (LQI) may be reported in the same cycle as the “power storage amount E (n)”. Further, the communication quality (LQI) may be reported only when the level is a predetermined level (for example, 20 [dB] or more).
  • the processor 54 transmits the “power consumption Ee” described above via the wireless unit 55 and the antenna 56, for example, at the time of network construction.
  • the processor 54 transmits the above “power consumption Er” via the wireless unit 55 and the antenna 56 when the own apparatus is in a relay operation state at the time of network construction, for example.
  • the processor 54 transmits the “storage amount E (n)” remaining in the battery at that time via the wireless unit 55 and the antenna 56 every “storage amount reporting cycle”.
  • the radio unit 55 performs radio transmission processing (digital / analog conversion, up-conversion, etc.) on the signal received from the processor 54 and transmits the obtained radio signal via the antenna 56.
  • the radio unit 55 performs radio reception processing (down-conversion, analog-digital conversion, etc.) on the radio signal received via the antenna 56 and outputs the obtained received signal to the processor 54.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating an example of a server according to an embodiment.
  • the server 10 includes an interface unit 11, a processor 12, and a memory 13.
  • the processor 12 include a CPU, a DSP (Digital Signal Processor), and an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • the memory 13 include a RAM (Random Access Memory) such as SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, and the like.
  • RAM Random Access Memory
  • SDRAM Synchronous Dynamic Random Access Memory
  • ROM Read Only Memory
  • flash memory and the like.
  • Various processing functions executed by the processor 12 are realized by recording programs corresponding to the various processing functions in the memory 13 and executing the programs by the processor 12.
  • the interface unit 11 is an interface that communicates with the gateway 30 directly or indirectly by wire.
  • the interface (IF) unit 11 receives various information transmitted from the sensor node 50 via the gateway 30 and outputs the information to the processor 12.
  • the processor 12 receives various information transmitted from the sensor node 50 via the IF unit 11 and stores the received various information in the memory 13.
  • the processor 12 transmits the stored amount E (n) of the nth first period and the stored amount E (n ⁇ ) of the n ⁇ 1 first period transmitted from each relay node 50. Based on 1), the first power storage speed ⁇ (n) is calculated using the above formula (1).
  • the processor 12 calculates the “power generation speed h (n)” of the target relay node 50 using the following equation (2).
  • the processor 12 stores the calculated power generation speed h (n) in the memory 13.
  • the processor 12 calculates the generated power generation speed h (n) and the type information of the first period corresponding to the power generation speed h (n) (for example, time zone (morning, noon, night, etc.), Seasons (spring, summer, autumn, winter, etc.) may be associated with each other and stored in the memory 13.
  • h (n) Er + ⁇ (n) (2)
  • the processor 12 stores the storage speed ⁇ ′ (n) (hereinafter, may be referred to as “second storage speed ⁇ ′ (n)”) when the target relay node 50 is set to the non-relay operation state. It calculates using the following formula
  • ⁇ ′ (n) h (n) ⁇ Ee (3)
  • h (n) is a result calculated using the above equation (2).
  • the processor 12 uses the following equation (4) to calculate the “second estimated time T ′” required to reach the power storage target value when the target relay node 50 is set to the non-relay operation state.
  • T ′ (Emax ⁇ E (n)) ⁇ ⁇ ′ ⁇ (time length of the first period) (4)
  • the processor 12 calculates “dispersion values ⁇ ” of the plurality of first power storage speeds ⁇ corresponding to the plurality of first periods and stored in the memory 13.
  • the first power storage speed ⁇ used for calculating the “dispersion value ⁇ ” may be limited to the common type information of the power generation speed h (n) used for the calculation of the first power storage speed ⁇ . .
  • the processor 12 determines that the “weighting coefficient” according to the “likelihood” of the power generation speed h (n) corresponding to the nth first period. "Is multiplied by" second estimated time T '"to calculate the above” first estimated time T ".
  • the “likelihood” of the power generation speed h (n) is an index indicating the likelihood of the value of the power generation speed h (n). That is, the “likelihood” of the power generation speed h (n) is, for example, a plurality of power generation speeds h (n) acquired in the nth first period until the nth first period.
  • the value of the “weighting factor” is decreased as the “likelihood” of the power generation speed h (n) is increased.
  • the power generation speed h (n) used for calculating the “likelihood” may be limited to those having common type information.
  • the processor 12 when the calculated dispersion value ⁇ is equal to or smaller than the “first threshold value”, the processor 12 does not perform any particular processing, and the stored amount E (n + 1) of the next n + 1 first period is sent.
  • h (n + 1) is calculated using the above equation (2).
  • the processor 12 stores the timing at which the calculated variance value ⁇ is determined to be larger than the “first threshold value” in the memory 13 and calculates the “time interval (that is, the time stamp interval)” between the timings.
  • the processor 12 multiplies the “second estimation time T ′” by the “weighting coefficient” to obtain the “first value”. It is determined whether the “estimated time T” is longer than the “time interval” described above. When the “first estimated time T” is greater than the “time interval”, the processor 12 sets the target relay node 50 to the non-relay operation state, and the “first estimated time T” is equal to or less than the “time interval”. In this case, the control for setting the target relay node 50 to the dormant state is executed.
  • the processor 12 generates a “first command signal” that sets the state of the target relay node 50 to a dormant state, and transmits the generated first command signal to the target relay node 50. Further, the processor 12 executes “network reconstruction control” for setting the other sensor nodes 50 to the relay operation state.
  • the processor 12 selects the end node 50 having the highest communication quality (LQI) among the end nodes 50 located around the target relay node 50 as another sensor node 50 to be changed to the relay operation state. Then, the processor 12 generates a “second command signal” for setting the state of the selected end node 50 to the relay operation state, and transmits the generated second command signal to the end node 50.
  • LQI communication quality
  • the storage amount may be used as a reference for selecting another sensor node 50 to be changed to the relay operation state.
  • the memory 13 stores various information transmitted from the sensor node 50 and various information calculated by the processor 12.
  • the memory 13 stores the identification information and communication quality (LQI) of the peripheral nodes transmitted from each sensor node 50 of the transmission source in association with the identification information of the transmission source.
  • LQI communication quality
  • the memory 13 stores the “power consumption amount Ee” transmitted from each sensor node 50 of the transmission source in association with the identification information of the transmission source.
  • the memory 13 stores the “power consumption Er” transmitted from the relay node 50 of the transmission source in association with the identification information of the transmission source.
  • the memory 13 stores the storage amount E (n) transmitted from the transmission source relay node 50 for each storage amount reporting period in association with the identification information of the transmission source.
  • the memory 13 stores the power generation speed h (n) calculated by the processor 12 using the above formula (2) for each first period. As described above, the memory 13 uses the power generation speed h (n) calculated for each first period by the processor 12 using the above equation (2) and the type information (for example, time) for each first period. A band (morning, noon, night, etc.) and season (spring, summer, autumn, winter, etc.) may be stored in association with each other.
  • FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the processing operation of the server according to the embodiment. Note that the flowchart of FIG. 4 is executed for each target relay node 50.
  • the processor 12 uses the above equation (1) for the target relay node 50 to calculate the first power storage speed ⁇ (n) corresponding to the most recent first period, that is, the nth first period. (Step S101).
  • the processor 12 calculates the power generation speed h (n) corresponding to the nth first period using the above equation (2) and stores it in the memory 13 (step S102).
  • FIGS. 5 and 6 are diagrams for explaining the relationship among the first power storage speed, the power consumption, and the power generation speed.
  • the first storage speed ⁇ (n) is expressed by the formula (1), and the (n ⁇ 1) th first power storage amount E (n) from the nth first period is stored. It can be obtained by subtracting the amount of stored electricity E (n-1) during the period. Further, if the topology is determined, the power consumption amount Er can be obtained from the characteristics of the target relay node 50 and can be regarded as constant.
  • the power consumption speed is ( ⁇ Er).
  • the first power storage speed ⁇ (n) is equal to the sum of the power generation speed h (n) and the power consumption speed ( ⁇ Er).
  • the power generation speed h (n) that cannot be directly observed is obtained by calculating the difference between the first power storage speed ⁇ (n) and the power consumption speed ( ⁇ Er). be able to.
  • FIG. 5 shows a case where the first power storage speed ⁇ (n) is positive
  • FIG. 6 shows a case where the first power storage speed ⁇ (n) is negative.
  • the processor 12 determines whether or not the first power storage speed ⁇ (n) is negative (step S103).
  • Step S104 the processor 12 increments n (Step S104) and waits for a report of the power storage amount E (n + 1) for the (n + 1) th first period.
  • the process of step S101 is performed.
  • the processor 12 calculates the variance value ⁇ of the power generation speed h by statistical processing (Step S105).
  • the memory 13 stores in the “power generation speed sample table” shown in FIG. 7 the power generation speed h (n) calculated in each first period and the type of the first period corresponding to the power generation speed h (n). Information (described as “condition” in FIG. 7) is stored in association with each other.
  • a “power generation speed sample table” is prepared for each target relay node 50.
  • the processor 12 creates a distribution of power generation speed h (see FIG. 8) that matches the condition of “autumn / daytime” from the “power generation speed sample table”.
  • the processor 12 calculates the dispersion value ⁇ from the distribution of the power generation speed h.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the power generation speed sample table.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the distribution of power generation speed.
  • the processor 12 determines whether or not the calculated dispersion value ⁇ is larger than the first threshold (step S106).
  • the processor 12 stores the timing stamp of the timing determined as described above (Step S107).
  • the calculated variance value ⁇ is larger than the first threshold means “the power generation speed h of the target relay node 50 is fluctuating greatly and the reliability of the power generation speed h (n) is low”. ing. If the calculated variance ⁇ is equal to or less than the first threshold (No at Step S106), the processing step proceeds to Step S104.
  • the processor 12 calculates the second power storage speed ⁇ ′ (n) when the target relay node 50 is set to the non-relay operation state by using the above equation (3) (step S108).
  • the processor 12 calculates the “second estimated time T ′” required to reach the power storage target value when the target relay node 50 is set in the non-relay operation state using the above-described equation (4) (step S1). S109).
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the second estimated time.
  • a line L11 indicated by a solid line indicates the transition of the storage amount when the target relay node 50 is set in a non-relay operation state
  • L12 indicated by a dotted line indicates that the target relay node 50 remains in a relay operation state. The transition of the amount of stored electricity at that time is shown.
  • the processor 12 calculates the “likelihood” of the power generation speed h (n) corresponding to the n-th first period (step S ⁇ b> 110). For example, by calculating the probability that a sample having the same value as the power generation speed h (n) corresponding to the nth first period is generated according to the total number of samples constituting the distribution shown in FIG. The “likelihood” of the power generation speed h (n) corresponding to the first period can be calculated. In FIG. 8, the likelihood decreases as it goes in the direction of arrow A, and the likelihood increases as it goes in the direction of arrow B until it reaches the median value.
  • the processor 12 calculates a weighting factor ⁇ corresponding to the calculated likelihood (step S111).
  • the processor 12 calculates the “first estimated time T” based on the calculated “second estimated time T ′” and the calculated weighting coefficient ⁇ (step S112). For example, the processor 12 calculates the first estimated time T by multiplying the second estimated time T ′ and the weighting factor ⁇ .
  • the processor 12 determines whether or not the calculated first estimated time T is larger than the time stamp interval (step S113).
  • the processor 12 performs control so that the state of the target relay node 50 becomes “pause” (Step S114). For example, the processor 12 generates a “first command signal” that sets the state of the target relay node 50 to a dormant state, and transmits the generated first command signal to the target relay node 50. That is, when the calculated first estimated time T is longer than the time stamp interval, it is considered that there is a high possibility that the storage amount will be insufficient in the near future even if the target relay node 50 is set to the “non-relay operation state”. It is done. Therefore, when the calculated first estimated time T is larger than the time stamp interval, the target relay node 50 is specialized in power generation and power storage as the “rest state”.
  • the processor 12 When the calculated first estimated time T is equal to or shorter than the time stamp interval (No at Step S113), the processor 12 performs control so that the state of the target relay node 50 becomes the “non-relay operation state” (Step S115). For example, the processor 12 generates a “second command signal” for setting the state of the selected end node 50 to the relay operation state, and transmits the generated second command signal to the end node 50. That is, when the calculated first estimated time T is equal to or shorter than the time stamp interval, it is considered that there is a low possibility that the storage amount will be insufficient in the near future even if the target relay node 50 is set to the “non-relay operation state”. . Therefore, when the calculated first estimated time T is less than the time stamp interval, the target relay node 50 is set to the “non-relay operation state” and is operated as an end node.
  • the processor 12 executes “network restructuring control”, that is, “network restructuring control” for setting the other sensor nodes 50 to the relay operation state (step S116). Then, the processing flow moves to step S104.
  • FIGS. 11 and 13 are diagrams for explaining the processing operation of the server according to the embodiment.
  • Each of FIG. 10 to FIG. 13 shows a gateway 30 and sensor nodes 50-1 to 50-5 in the wireless sensor network system 1 shown in FIG. 10 and 12, R means a relay node, and E means an end node.
  • Energy Harvest corresponds to the energy harvesting unit 51
  • a functional unit shown in a columnar shape corresponds to the battery
  • Device corresponds to the processor 54 and the wireless unit 55.
  • a downward arrow indicates that the storage speed is negative
  • a horizontal arrow indicates that the storage speed is zero
  • an upward arrow indicates that the storage speed is positive. .
  • FIG. 10 shows a wireless sensor network system 1 having the same topology as FIG. Since the sensor node 50-1 operates as a relay node, the amount of stored electricity tends to decrease compared to other sensor nodes 50 operating as end nodes. That is, as shown in FIG. 11, the sensor node 50-1 is likely to have a negative first power storage speed ⁇ (n).
  • the server 10 changes the role (state) of the sensor node 50-1.
  • the server 10 changes the role of the sensor node 50-1 to an end node, and changes the roles of the sensor nodes 50-2 and 4 to relay nodes.
  • the server 10 By performing such a role change, it is possible to increase the possibility that the first power storage speed ⁇ (n) of the sensor node 50-1 becomes positive as shown in FIG.
  • the processor 12 determines that the sensor 12 has a sensor sensor 50-1 that is the target relay node among the sensor nodes 50-1 to 5 when the first power storage speed of the sensor node 50-1 is negative. A first estimated time required to reach the power storage target value when the node 50-1 is set in the non-relay operation state is calculated. Then, the processor 12 changes the state of the sensor node 50-1 to the non-relay operation state or the dormant state according to the calculated first estimated time length, and changes the state of the other node in the non-relay operation state. Change to relay operation status.
  • the role of the sensor node 50-1 that is the target relay node 50 can be changed before the power shortage occurs when it can be determined that there is a high possibility of power shortage.
  • a multi-hop communication path can be stabilized.
  • the sensor node 50-1 is specialized for power generation and power storage, so that the sensor node 50-1 is in a power good state. It can be restored early. As a result, the sensor node 50-1 can contribute to stabilization of the multihop communication path after returning to the multihop network.
  • the processor 12 Based on the power generation speed acquired in step 2, the second power storage speed when the sensor node 50-1 is set in the non-relay operation state is calculated. Then, the processor 12 sets the time length of the first period to the division result obtained by dividing the divergence value between the storage target value and the storage amount during the target period of the sensor node 50-1 by the second storage speed. A second estimated time is calculated by multiplication. Then, the processor 12 calculates the first estimated time by multiplying the calculated second estimated time by a weighting factor corresponding to the likelihood of the power generation speed acquired in the target period.
  • the configuration of the server 10 makes it possible to calculate the first estimated time in consideration of the certainty of the power generation speed acquired in the target period, that is, the severity of fluctuations in the power generation speed. As a result, the state of the sensor node 50-1 can be changed in consideration of the uncertainty, so that the multi-hop communication path of the wireless sensor network system 1 can be further stabilized.

Abstract

　サーバ（１０）においてプロセッサは、センサノード（５０－１～５）のうちの対象中継ノードであるセンサノード（５０－１）の第１の蓄電速度が負の場合、センサノード（５０－１）を非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる第１の推定時間を算出する。そして、プロセッサは、算出した第１の推定時間の長さに応じて、センサノード（５０－１）の状態を非中継動作状態又は休止状態に変更させ、非中継動作状態にある他ノードの状態を中継動作状態に変更させる。

Description

制御装置、制御方法、及び制御プログラム
　本発明は、制御装置、制御方法、及び制御プログラムに関する。
　近年、無線通信部とセンサとを有するセンサノードを観測エリアに配置してセンシング情報を「収集周期（つまり、センシング値のサンプル周期）」で収集する「無線センサネットワーク」が提案されている。例えば、無線センサネットワークの各センサノードは、環境エネルギー（例えば、太陽光、振動等）を電気エネルギーに変換して発電する環境発電部と環境発電部によって発電された電気を蓄電するバッテリとを有している。そして、各センサノードは、バッテリに蓄電された電気を用いて動作する。
　また、無線センサネットワークの各センサノードで測定されたセンシング値は、ゲートウェイ装置を介して「制御装置（つまり、ネットワーク装置）」へ報告される。ここで、無線センサネットワークは、例えば、ツリー型のトポロジーを有する。すなわち、無線センサネットワークには、他のセンサノードで測定されたセンシング値の伝送を中継する「中継動作状態」にあるセンサノード（つまり、「中継ノード」）と、「非中継動作状態」にあるセンサノード（つまり、「エンドノード」）とが含まれる。各センサノードで測定されたセンシング値は、各センサノードから直接又は１つ以上の中継ノードを介してゲートウェイ装置へ伝送される。すなわち、無線センサネットワークは、「マルチホップ通信経路」を有している。
　ところで、中継ノードは、自身のセンシング値の送信と、配下に在るエンドノードのセンシング値の転送（つまり、受信及び送信）とを行うので、エンドノードに比べて、１収集周期における「電力消費速度（電力消費量）」が大きい。このため、中継ノードのバッテリにおける「蓄電量」が不足し、中継ノードが安定的に動作できない状態が生じる可能性がある。すなわち、マルチホップ通信経路が不安定化する可能性がある。
　そこで、従来、各センサノードにおける将来の蓄電量を予め用意した「予測モデル（目的関数）」に基づいて予測し、予測蓄電量に基づいてマルチホップ通信経路を選択する技術が提案されている。
特開２００６－２１１３８９号公報
　しかしながら、バッテリ（例えば、リチウム電池等の二次電池）の電気的特性は、バッテリ間（つまり、個体間）でばらつきが大きい。すなわち、バッテリの電気的特性として、或るタイミングまで起電力が一定と見なすことができるが、或るタイミングを過ぎると起電力が急激に低下（ドロップ）する、特性がある。そして、このドロップタイミング及びドロップの仕方等には、バッテリ間でばらつきがある。また、バッテリの電気的特性は、気温等の外部環境の影響を受けて変動する。このため、予測モデル自体を予め用意することは難しい。
　また、マルチホップ通信経路を安定化させるために、中継ノードが安定的に動作できない「危険レベル」に中継ノードの蓄電量が達する前に、中継ノードの状態を「非中継動作状態」に変更する、つまり、中継ノードをエンドノードに変更する、ことが考えられる。
　しかしながら、上記の通り、このドロップタイミング及びドロップの仕方等には、バッテリ間でばらつきがある。また、バッテリの電気的特性は、気温等の外部環境の影響を受けて変動する。このため、上記の「危険レベル」を予め設定することは難しい。
　開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、無線センサネットワークにおけるマルチホップ通信経路を安定化させることができる、制御装置、制御方法、及び制御プログラムを提供することを目的とする。
　開示の態様では、制御装置は、各ノードが環境発電部と無線部とを有するノード群を含む無線ネットワークにおけるマルチホップ通信経路を制御する。前記制御装置は、メモリと、前記メモリに接続されたプロセッサとを具備する。前記プロセッサは、前記ノード群のうちの対象中継ノードの第１の蓄電速度が負の場合、前記対象中継ノードを非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる第１の推定時間を算出し、前記算出した第１の推定時間の長さに応じて、前記対象中継ノードの状態を前記非中継動作状態又は休止状態に変更させ、前記非中継動作状態にある他ノードの状態を中継動作状態に変更させる。
　開示の態様によれば、無線センサネットワークにおけるマルチホップ通信経路を安定化させることができる。
図１は、一実施例の無線センサネットワークシステムの一例を示す図である。 図２は、一実施例のセンサノードの一例を示すブロック図である。 図３は、一実施例のサーバの一例を示すブロック図である。 図４は、一実施例のサーバの処理動作の一例を示すフローチャートである。 図５は、第１の蓄電速度と、消費電力量と、発電速度との関係の説明に供する図である。 図６は、第１の蓄電速度と、消費電力量と、発電速度との関係の説明に供する図である。 図７は、発電速度サンプルテーブルの一例を示す図である。 図８は、発電速度の分布の一例を示す図である。 図９は、第２の推定時間の説明に供する図である。 図１０は、一実施例のサーバの処理動作の説明に供する図である。 図１１は、一実施例のサーバの処理動作の説明に供する図である。 図１２は、一実施例のサーバの処理動作の説明に供する図である。 図１３は、一実施例のサーバの処理動作の説明に供する図である。
　以下に、本願の開示する制御装置、制御方法、及び制御プログラムの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態により本願の開示する制御装置、制御方法、及び制御プログラムが限定されるものではない。また、実施形態において同一の機能を有する構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。
　［無線センサネットワークシステムの概要］
　図１は、一実施例の無線センサネットワークシステムの一例を示す図である。図１において、無線センサネットワークシステム１は、制御装置としてのサーバ１０と、サーバ１０と有線で直接的又は間接的に接続されるゲートウェイ（ＧＷ）３０と、センサノード５０－１～５とを有する。以下では、センサノード５０－１～５を特に区別しない場合、総称して「センサノード５０」と呼ぶことがある。ここでは、ゲートウェイ３０及びセンサノード５０の数をそれぞれ１つ及び５つとしているが、これに限定されるものではない。
　図１に示す無線センサネットワークシステム１におけるトポロジーは、「ネットワーク構成手順」に従ってネットワークを構成した結果の一例である。「ネットワーク構成手順」は、次の通りである。
　第１に、各センサノード５０は「ビーコン」を送信する。
　第２に、ゲートウェイ３０は、ビーコンを受信すると当該ビーコンの送信元のセンサノード５０に対して「リンク形成信号」を送信する。「リンク形成信号」は、当該信号の送信先のセンサノード５０との間で無線リンクを形成するための信号である。これにより、図１の例では、ゲートウェイ３０とセンサノード５０－１～３のそれぞれとの間に無線リンクが形成されている。
　第３に、他のノード（ここではゲートウェイ３０）と無線リンクを形成したセンサノード５０（ここではセンサノード５０－１～３）は、他のノードと無線リンクを形成できていないセンサノード５０からビーコンを受信すると、当該ビーコンの送信元のセンサノード５０に対してリンク形成信号を送信する。これにより、図１の例では、センサノード５０－１とセンサノード５０－４，５のそれぞれとの間に無線リンクが張られている。
　こうして、ゲートウェイ３０の直接的な配下にセンサノード５０－１～３が存在し、センサノード５０－１の直接的な配下にセンサノード５０－４，５が存在する「トポロジー」が形成される。すなわち、ゲートウェイ３０をレイヤ０とすると、センサノード５０－１～３はレイヤ１であり、センサノード５０－４，５はセンサノード５０－１の配下にあるレイヤ２となる。このトポロジーの無線センサネットワークシステム１では、センサノード５０－１は、「中継動作状態」にあり、センサノード５０－２，３，４，５のそれぞれは「非中継動作状態」にある。すなわち、このトポロジーの無線センサネットワークシステム１では、センサノード５０－１は中継ノード５０であり、センサノード５０－２，３，４，５のそれぞれはエンドノード５０である。
　また、各センサノード５０は、「センシング値報告周期」毎に、センシング値をゲートウェイ３０を介してサーバ１０へ送信する。以下では、「センシング値報告周期」を「第２の報告周期」と呼び、「センシング値報告周期」の１周期に対応する期間を「第２の期間」と呼ぶことがある。センサノード５０－１～３のそれぞれから送信されたセンシング値は、ゲートウェイ３０へ直接的に伝送される。一方、センサノード５０－４，５のそれぞれから送信されたセンシング値は、センサノード５０－１（つまり、中継ノード５０）を介してゲートウェイ３０へ伝送される。
　また、各センサノード５０は、例えばネットワーク構築時に、各センサノード５０が「非中継動作状態」である場合（つまりエンドノード５０である場合）の上記センシング値報告周期毎の「消費電力量Ｅｅ」をサーバ１０へ報告する。ここで、「消費電力量Ｅｅ」は、各センサノード５０が自身で測定したセンシング値を送信するのに要する電力量である。また、センサノード５０－１～５のうち対象中継ノード５０（ここでは、センサノード５０－１）は、「中継動作状態」である場合（つまり中継ノード５０である場合）の上記センシング値報告周期毎の「消費電力量Ｅｒ」をサーバ１０へ報告する。ここで、「消費電力量Ｅｒ」は、対象中継ノード５０が自身で測定したセンシング値を送信するのに要する電力量と、対象中継ノード５０の配下に存在する各エンドノード５０で測定されたセンシング値を転送するのに要する電力量との総和である。すなわち、図１の例では、センサノード５０－１の消費電力量Ｅｒは、センサノード５０－１で測定したセンシング値を１回送信するのに要する電力量と、センサノード５０－４で測定したセンシング値を１回受信及び送信するのに要する電力量と、センサノード５０－５で測定したセンシング値を１回受信及び送信するのに要する電力量との総和である。従って、対象中継ノード５０の消費電力量Ｅｒは、配下に存在するエンドノード５０の数の増加に伴い大きくなる。
　また、センサノード５０－１～５のうち対象中継ノード５０（ここでは、センサノード５０－１）は、「蓄電量報告周期」毎にその時点でバッテリに残っている「蓄電量Ｅ（ｎ）」をサーバ１０へ報告する。以下では、「蓄電量報告周期」を「第１の報告周期」と呼び、「蓄電量報告周期」の１周期に対応する期間を「第１の期間」と呼ぶことがある。また、以下では、上記の「第１の期間」と「第２の期間」とが一致するものとして説明する。
　一方、サーバ１０は、対象中継ノード５０（ここでは、センサノード５０－１）の「蓄電速度δ（以下では、「第１の蓄電速度δ（ｎ）」と呼ぶことがある）」を算出する。すなわち、「第１の蓄電速度」は、対象中継ノード５０が中継動作状態のときの蓄電速度であり、次の式（１）によって算出される。
　δ（ｎ）＝Ｅ（ｎ）－Ｅ（ｎ－１）　・・・（１）
　ここで、Ｅ（ｎ）は、ｎ番目の第１の期間で報告された蓄電量であり、Ｅ（ｎ－１）は、ｎ－１番目の第１の期間で報告された蓄電量である。すなわち、第１の蓄電速度δ（ｎ）は、ｎ番目の第１の期間に対応する蓄電速度である。
　そして、サーバ１０は、対象中継ノード５０の第１の蓄電速度δが負である場合、対象中継ノード５０を非中継動作状態にしたときに「蓄電目標値」に到達するまでに掛かる「第１の推定時間Ｔ」を算出する。「蓄電目標値」は、例えば、対象中継ノード５０のバッテリにフルに充電したときの蓄電量（つまり、フル蓄電量Ｅｍａｘ）である。以下では、「蓄電目標値」がフル蓄電量Ｅｍａｘであるものとして説明する。各センサノード５０は、このフル蓄電量Ｅｍａｘを、上記の消費電力量Ｅｒと同様に、サーバ１０へ報告している。
　そして、サーバ１０は、算出した第１の推定時間の長さに応じて、対象中継ノード５０の状態を非中継動作状態又は「休止（休眠）状態」に変更させ、非中継動作状態にある他のセンサノード５０（ここでは、センサノード５０－２，３，４，５の少なくとも１つ）の状態を中継動作状態に変更させる。ここで、「休止状態」とは、例えば、中継ノードとしてもエンドノードとしても動作せず、発電及び蓄電に特化した状態である。
　以上のように、サーバ１０は、対象中継ノード５０の第１の蓄電速度δが負である場合、対象中継ノード５０の役割（つまり、状態）を変更させ、非中継動作状態にある他のセンサノード５０の状態を中継動作状態に変更させる。これにより、電力不足に陥る可能性の高い中継ノード５０の役割を電力不足に陥る前に変更できるので、無線センサネットワークシステム１のマルチホップ通信経路を安定化させることができる。
　また、サーバ１０は、算出した第１の推定時間の長さが「所定時間長」より大きい場合、対象中継ノード５０の状態を休止状態に変更させ、算出した第１の推定時間の長さが「所定時間長」以下の場合、対象中継ノード５０の状態を非中継動作状態に変更させる。これにより、非中継動作状態としても蓄電目標値に到達するまでの時間が長いと推定される対象中継ノード５０を発電及び蓄電に特化させるので、対象中継ノード５０を電力良好状態に早期に復帰させることができる。この結果として、対象中継ノード５０をマルチホップネットワークへの復帰後にマルチホップ通信経路の安定化に寄与させることができる。
　［センサノードの構成例］
　図２は、一実施例のセンサノードの一例を示すブロック図である。図２において、センサノード５０は、環境発電部５１と、バッテリ５２と、センサ５３と、プロセッサ５４と、無線部５５と、アンテナ５６と、メモリ５７とを有する。プロセッサ５４の一例としては、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等が挙げられる。また、メモリ５７の一例としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous　Dynamic　Random　Access　Memory）等のＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ等が挙げられる。プロセッサ５４によって実行される各種処理機能は、当該各種処理機能に対応するプログラムがメモリ５７に記録され、各プログラムがプロセッサ５４で実行されることによって実現される。
　環境発電部５１は、環境エネルギー（例えば、太陽光、振動等）を利用して発電し、発電した電気をバッテリ５２へ出力する。
　バッテリ５２は、環境発電部５１で発電した電気を蓄電し、蓄電した電気をプロセッサ５４及び無線部５５へ供給する。
　センサ５３は、測定したセンシング値をプロセッサ５４へ出力する。
　プロセッサ５４は、「ビーコン」を生成し、生成したビーコンを所定周期で無線部５５及びアンテナ５６を介して送信する。
　また、プロセッサ５４は、センサ５３から受け取ったセンシング値を、「センシング値報告周期」毎に無線部５５及びアンテナ５６を介して送信する。
　また、プロセッサ５４は、自装置と他のセンサノード５０との間の「通信品質（ＬＱＩ：Link　Quality　Indicator）」を測定する。そして、プロセッサ５４は、他のセンサノード５０の識別情報（つまり、自装置の周辺に位置する他のセンサノード５０である周辺ノードの識別情報）及び測定した通信品質を、無線部５５及びアンテナ５６を介して送信する。この周辺ノードの識別情報及び通信品質は、中継ノード５０又はゲートウェイ３０を介してサーバ１０へ報告される。なお、通信品質（ＬＱＩ）は、「蓄電量Ｅ（ｎ）」と同じ周期で報告されてもよい。また、通信品質（ＬＱＩ）は、所定レベル（例えば、２０［ｄＢ］以上）の場合にのみ報告されてもよい。
　また、プロセッサ５４は、例えばネットワーク構築時に、上記の「消費電力量Ｅｅ」を無線部５５及びアンテナ５６を介して送信する。
　また、プロセッサ５４は、例えばネットワーク構築時に、自装置が中継動作状態にある場合、上記の「消費電力量Ｅｒ」を無線部５５及びアンテナ５６を介して送信する。
　また、プロセッサ５４は、「蓄電量報告周期」毎にその時点でバッテリに残っている「蓄電量Ｅ（ｎ）」を無線部５５及びアンテナ５６を介して送信する。
　無線部５５は、プロセッサ５４から受け取った信号に対して無線送信処理（デジタルアナログ変換、アップコンバート等）を施して、得られた無線信号をアンテナ５６を介して送信する。また、無線部５５は、アンテナ５６を介して受信した無線信号に対して無線受信処理（ダウンコンバート、アナログデジタル変換等）を施して、得られた受信信号をプロセッサ５４へ出力する。
　［サーバの構成例］
　図３は、一実施例のサーバの一例を示すブロック図である。図３において、サーバ１０は、インタフェース部１１と、プロセッサ１２と、メモリ１３とを有する。プロセッサ１２の一例としては、ＣＰＵ、ＤＳＰ（Digital　Signal　Processor）、ＦＰＧＡ（Field　Programmable　Gate　Array）等が挙げられる。また、メモリ１３の一例としては、ＳＤＲＡＭ（Synchronous　Dynamic　Random　Access　Memory）等のＲＡＭ（Random　Access　Memory）、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）、フラッシュメモリ等が挙げられる。プロセッサ１２によって実行される各種処理機能は、当該各種処理機能に対応するプログラムがメモリ１３に記録され、各プログラムがプロセッサ１２で実行されることによって実現される。
　インタフェース部１１は、ゲートウェイ３０と直接的又は間接的に有線で通信するインタフェースである。インタフェース（ＩＦ）部１１は、センサノード５０から送信され各種情報をゲートウェイ３０を介して受信してプロセッサ１２へ出力する。
　プロセッサ１２は、センサノード５０から送信された各種情報をＩＦ部１１を介して受信し、受信した各種情報をメモリ１３に記憶させる。
　また、プロセッサ１２は、各中継ノード５０から送信された、ｎ番目の第１の期間の蓄電量Ｅ（ｎ）と、その前のｎ－１番目の第１の期間の蓄電量Ｅ（ｎ－１）とに基づいて、上記の式（１）を用いて、第１の蓄電速度δ（ｎ）を算出する。
　また、プロセッサ１２は、第１の蓄電速度δが負である場合、対象中継ノード５０の「発電速度ｈ（ｎ）」を次の式（２）を用いて算出する。なお、プロセッサ１２は、算出した発電速度ｈ（ｎ）は、メモリ１３に記憶させておく。また、このとき、プロセッサ１２は、算出した発電速度ｈ（ｎ）と、当該発電速度ｈ（ｎ）に対応する第１の期間の種別情報（例えば、時間帯（朝、昼、夜等）、季節（春、夏、秋、冬）等）とを対応付けてメモリ１３に記憶させてもよい。
　ｈ（ｎ）＝Ｅｒ＋δ（ｎ）　・・・（２）
　また、プロセッサ１２は、対象中継ノード５０を非中継動作状態にしたときの蓄電速度δ’（ｎ）（以下では、「第２の蓄電速度δ’（ｎ）」と呼ぶことがある）を、次の式（３）を用いて算出する。
　δ’（ｎ）＝ｈ（ｎ）－Ｅｅ　・・・（３）
　ここで、ｈ（ｎ）は、上記の式（２）を用いて算出された結果である。
　また、プロセッサ１２は、次の式（４）を用いて、対象中継ノード５０を非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる「第２の推定時間Ｔ’」を算出する。
　Ｔ’＝（Ｅｍａｘ―Ｅ（ｎ））÷δ’×（第１の期間の時間長）　・・・（４）
　また、プロセッサ１２は、複数の第１の期間にそれぞれ対応し且つメモリ１３に記憶しておいた複数の第１の蓄電速度δの「分散値σ」を算出する。なお、「分散値σ」の算出に用いる第１の蓄電速度δは、当該第１の蓄電速度δの算出に用いた発電速度ｈ（ｎ）の種別情報を共通するものに限定されてもよい。
　そして、プロセッサ１２は、算出した分散値σが「第１閾値」より大きい場合には、ｎ番目の第１の期間に対応する発電速度ｈ（ｎ）の「尤度」に応じた「重み係数」を、「第２の推定時間Ｔ’」に対して乗算することにより、上記の「第１の推定時間Ｔ」を算出する。ここで、発電速度ｈ（ｎ）の「尤度」は、発電速度ｈ（ｎ）の値の確からしさを示す指標である。すなわち、発電速度ｈ（ｎ）の「尤度」は、例えば、ｎ番目の第１の期間で取得した発電速度ｈ（ｎ）がｎ番目の第１の期間までに取得した複数の発電速度ｈにおいて生じる確率である。「重み係数」の値は、発電速度ｈ（ｎ）の「尤度」が大きいほど小さくされる。なお、「尤度」の算出に用いる発電速度ｈ（ｎ）は、種別情報を共通するものに限定されてもよい。ここで、プロセッサ１２は、算出した分散値σが「第１閾値」以下である場合には、特に処理を行わず、次のｎ＋１番目の第１の期間の蓄電量Ｅ（ｎ＋１）が送られてくるのを待ち、蓄電量Ｅ（ｎ＋１）を受け取ると、上記の式（２）を用いてｈ（ｎ＋１）を算出することになる。
　また、プロセッサ１２は、算出した分散値σが「第１閾値」より大きいと判定したタイミングをメモリ１３に記憶させておき、タイミング間の「時間間隔（つまり、タイムスタンプ間隔）」を算出する。
　そして、プロセッサ１２は、算出した分散値σが「第１閾値」より大きい場合には、「第２の推定時間Ｔ’」に対して「重み係数」を乗算して得られた「第１の推定時間Ｔ」が上記の「時間間隔」よりも大きいか否かを判定する。そして、プロセッサ１２は、「第１の推定時間Ｔ」が「時間間隔」よりも大きい場合、対象中継ノード５０を非中継動作状態とし、「第１の推定時間Ｔ」が「時間間隔」以下の場合、対象中継ノード５０を休止状態とする制御を実行する。すなわち、プロセッサ１２は、対象中継ノード５０の状態を休止状態とする「第１命令信号」を生成し、生成した第１命令信号を対象中継ノード５０宛てに送信する。また、プロセッサ１２は、他のセンサノード５０を中継動作状態とする「ネットワーク再構築制御」を実行する。ここで、プロセッサ１２は、中継動作状態に変更する他のセンサノード５０として、対象中継ノード５０の周辺に位置するエンドノード５０の中で通信品質（ＬＱＩ）が最も高いエンドノード５０を選択する。そして、プロセッサ１２は、選択したエンドノード５０の状態を中継動作状態にする「第２命令信号」を生成し、生成した第２命令信号をそのエンドノード５０宛てに送信する。なお、中継動作状態に変更する他のセンサノード５０を選択する基準として、通信品質（ＬＱＩ）及び蓄電量の両方を用いてもよい。
　メモリ１３は、センサノード５０から送信された各種情報、及び、プロセッサ１２で算出された各種情報を記憶する。
　例えば、メモリ１３は、送信元の各センサノード５０から送信された、周辺ノードの識別情報及び通信品質（ＬＱＩ）を、送信元の識別情報と対応付けて記憶する。
　また、メモリ１３は、送信元の各センサノード５０から送信された「消費電力量Ｅｅ」を、送信元の識別情報と対応付けて記憶する。
　また、メモリ１３は、送信元の中継ノード５０から送信された「消費電力量Ｅｒ」を、送信元の識別情報と対応付けて記憶する。
　また、メモリ１３は、送信元の中継ノード５０から蓄電量報告周期毎に送信された、蓄電量Ｅ（ｎ）を、送信元の識別情報と対応付けて記憶する。
　また、メモリ１３は、プロセッサ１２によって各第１の期間について上記式（２）を用いて算出された発電速度ｈ（ｎ）を記憶する。なお、上記の通り、メモリ１３は、プロセッサ１２によって各第１の期間について上記式（２）を用いて算出された発電速度ｈ（ｎ）と、各第１の期間の種別情報（例えば、時間帯（朝、昼、夜等）、季節（春、夏、秋、冬）等）とを対応付けて記憶してもよい。
　［無線センサネットワークシステムの動作例］
　以上の構成を有する無線センサネットワークシステム１の処理動作の一例について説明する。ここでは、特に、サーバ１０の処理動作の一例について説明する。図４は、一実施例のサーバの処理動作の一例を示すフローチャートである。なお、図４のフローチャートは、各対象中継ノード５０について実行される。
　サーバ１０においてプロセッサ１２は、対象中継ノード５０について、直近の第１の期間、つまりｎ番目の第１の期間に対応する第１の蓄電速度δ（ｎ）を、上記の式（１）を用いて算出する（ステップＳ１０１）。
　プロセッサ１２は、ｎ番目の第１の期間に対応する発電速度ｈ（ｎ）を、上記の式（２）を用いて算出し、メモリ１３に記憶する（ステップＳ１０２）。
　ここで、第１の蓄電速度δ（ｎ）と、消費電力量Ｅｒと、発電速度ｈ（ｎ）との関係について、図５及び図６を参照して説明する。図５及び図６は、第１の蓄電速度と、消費電力量と、発電速度との関係の説明に供する図である。
　図５に示すように、第１の蓄電速度δ（ｎ）は、式（１）で表される通り、ｎ番目の第１の期間の蓄電量Ｅ（ｎ）からｎ－１番目の第１の期間の蓄電量Ｅ（ｎ－１）を差し引くことにより、求めることができる。また、消費電力量Ｅｒは、トポロジーが決まれば、対象中継ノード５０の特性から求めることができ、一定と見なすことができる。消費電力速度は、（－Ｅｒ）となる。そして、第１の蓄電速度δ（ｎ）は、発電速度ｈ（ｎ）と消費電力速度（－Ｅｒ）との和と等しい。この関係に着目することにより、直接的に観測することができない発電速度ｈ（ｎ）を、第１の蓄電速度δ（ｎ）と消費電力速度（－Ｅｒ）との差を算出することで求めることができる。図５では、第１の蓄電速度δ（ｎ）が正であるケースが示され、図６では、第１の蓄電速度δ（ｎ）が負であるケースが示されている。
　図４の説明に戻り、プロセッサ１２は、第１の蓄電速度δ（ｎ）が負であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。
　第１の蓄電速度δ（ｎ）が負でない場合（ステップＳ１０３否定）、プロセッサ１２は、ｎをインクリメントし（ステップＳ１０４）、ｎ＋１番目の第１の期間の蓄電量Ｅ（ｎ＋１）の報告を待ち、蓄電量Ｅ（ｎ＋１）を受け取ると、ステップＳ１０１の処理を行う。
　第１の蓄電速度δ（ｎ）が負である場合（ステップＳ１０３肯定）、プロセッサ１２は、発電速度ｈの分散値σを統計処理によって算出する（ステップＳ１０５）。
　例えば、メモリ１３は、図７に示す「発電速度サンプルテーブル」に、各第１の期間で算出した発電速度ｈ（ｎ）と、当該発電速度ｈ（ｎ）に対応する第１の期間の種別情報（図７では、「条件」と記載している）とを対応付けて記憶している。「発電速度サンプルテーブル」は、各対象中継ノード５０について用意されている。そして、例えば、プロセッサ１２は、「発電速度サンプルテーブル」から例えば「秋・昼間」という条件にマッチした発電速度ｈの分布（図８参照）を作成する。プロセッサ１２は、この発電速度ｈの分布から分散値σを算出する。図７は、発電速度サンプルテーブルの一例を示す図である。図８は、発電速度の分布の一例を示す図である。
　図４の説明に戻り、プロセッサ１２は、算出した分散値σが第１閾値よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
　算出した分散値σが第１閾値よりも大きい場合（ステップＳ１０６肯定）、プロセッサ１２は、このように判定したタイミングのタイミングスタンプを記憶する（ステップＳ１０７）。ここで、「算出した分散値σが第１閾値よりも大きいこと」は、「対象中継ノード５０の発電速度ｈの変動が激しく、発電速度ｈ（ｎ）の信頼性が低いこと」を意味している。なお、算出した分散値σが第１閾値以下の場合（ステップＳ１０６否定）、処理ステップは、ステップＳ１０４へ進む。
　プロセッサ１２は、対象中継ノード５０を非中継動作状態にしたときの第２の蓄電速度δ’（ｎ）を、上記の式（３）を用いて算出する（ステップＳ１０８）。
　プロセッサ１２は、上記の式（４）を用いて、対象中継ノード５０を非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる「第２の推定時間Ｔ’」を算出する（ステップＳ１０９）。
　図９は、第２の推定時間の説明に供する図である。図９に示すように、対象中継ノード５０について、ｎ番目の第１の期間（図９中の「現在」）の第１の蓄電速度δ（ｎ）が負である場合であっても、対象中継ノード５０を非中継動作状態とすれば第２の蓄電速度δ’（ｎ）が正になる可能性が高い。そして、プロセッサ１２は、第２の蓄電速度δ’（ｎ）のペースで蓄電量が上昇していった場合にＥｍａｘに到達するまでに掛かる「第２の推定時間Ｔ’」を求めている。図９に示す例では、第２の推定時間Ｔ’＝５×（第１の期間の時間長）となる。なお、図９において実線で示すラインＬ１１は、対象中継ノード５０を非中継動作状態としたときの蓄電量の推移を示し、点線で示すＬ１２は、対象中継ノード５０を中継動作状態のままとしたときの蓄電量の推移を示している。
　図４の説明に戻り、プロセッサ１２は、ｎ番目の第１の期間に対応する発電速度ｈ（ｎ）の「尤度」を算出する（ステップＳ１１０）。例えば、図８に示す分布を構成する全サンプル数によって、ｎ番目の第１の期間に対応する発電速度ｈ（ｎ）と同じ値を持つサンプルが発生する確率を算出することにより、ｎ番目の第１の期間に対応する発電速度ｈ（ｎ）の「尤度」を算出することができる。図８において、矢印Ａの方向に行くほど尤度は小さくなり、中央値に行くまでは矢印Ｂの方向に行くほど尤度は大きくなる。
　プロセッサ１２は、算出した尤度に対応する重み係数αを算出する（ステップＳ１１１）。
　プロセッサ１２は、算出した「第２の推定時間Ｔ’」と算出した重み係数αとに基づいて、「第１の推定時間Ｔ」を算出する（ステップＳ１１２）。プロセッサ１２は、例えば、第２の推定時間Ｔ’と重み係数αとを掛け合わせることにより、第１の推定時間Ｔを算出する。
　プロセッサ１２は、算出した第１の推定時間Ｔがタイムスタンプ間隔よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１１３）。
　算出した第１の推定時間Ｔがタイムスタンプ間隔よりも大きい場合（ステップＳ１１３肯定）、プロセッサ１２は、対象中継ノード５０の状態が「休止状態」になるように制御する（ステップＳ１１４）。例えば、プロセッサ１２は、対象中継ノード５０の状態を休止状態とする「第１命令信号」を生成し、生成した第１命令信号を対象中継ノード５０宛てに送信する。すなわち、算出した第１の推定時間Ｔがタイムスタンプ間隔よりも大きい場合には、対象中継ノード５０を「非中継動作状態」としても近い将来に蓄電量が不足してしまう可能性が高いと考えられる。そのため、算出した第１の推定時間Ｔがタイムスタンプ間隔よりも大きい場合には、対象中継ノード５０を「休止状態」として発電及び蓄電に特化させる。
　算出した第１の推定時間Ｔがタイムスタンプ間隔以下の場合（ステップＳ１１３否定）、プロセッサ１２は、対象中継ノード５０の状態が「非中継動作状態」になるように制御する（ステップＳ１１５）。例えば、プロセッサ１２は、選択したエンドノード５０の状態を中継動作状態にする「第２命令信号」を生成し、生成した第２命令信号をそのエンドノード５０宛てに送信する。すなわち、算出した第１の推定時間Ｔがタイムスタンプ間隔以下の場合には、対象中継ノード５０を「非中継動作状態」としても近い将来に蓄電量が不足してしまう可能性が低いと考えられる。そのため、算出した第１の推定時間Ｔがタイムスタンプ間隔よりも以下の場合には、対象中継ノード５０を「非中継動作状態」としエンドノードとして動作させる。
　プロセッサ１２は、「ネットワーク再構築制御」、つまり、他のセンサノード５０を中継動作状態とする「ネットワーク再構築制御」を実行する（ステップＳ１１６）。そして、処理フローは、ステップＳ１０４に移行する。
　サーバ１０が以上で説明した処理動作を行うことにより、次の様な役割変更が行われる。図１０から図１３は、一実施例のサーバの処理動作の説明に供する図である。図１０から図１３のそれぞれには、図１に示した無線センサネットワークシステム１における、ゲートウェイ３０とセンサノード５０－１～５とが示されている。図１０及び図１２において、Ｒは中継ノードを意味し、Ｅはエンドノードを意味する。また、図１１及び図１３において、Ｅｎｅｒｇｙ　Ｈａｒｖｅｓｔは環境発電部５１に対応し、円柱状に示した機能部はバッテリに対応し、Ｄｅｖｉｃｅはプロセッサ５４及び無線部５５に対応する。また、図１１及び図１３において、下向きの矢印は蓄電速度が負であることを示し、横向きの矢印は蓄電速度がゼロであることを示し、上向きの矢印は蓄電速度が正であることを示す。
　図１０には、図１と同じトポロジーを有する無線センサネットワークシステム１が示されている。センサノード５０－１は、中継ノードとして動作しているので、エンドノードとして動作している他のセンサノード５０と比べて、蓄電量が減少する傾向が高い。すなわち、図１１に示すように、センサノード５０－１は、第１の蓄電速度δ（ｎ）が負となる可能性が高い。
　そこで、サーバ１０は、センサノード５０－１の役割（状態）を変更する。例えば、サーバ１０は、図１２に示すように、センサノード５０－１の役割をエンドノードに変更する一方、センサノード５０－２，４の役割を中継ノードに変更する。このような役割変更が行われることにより、図１３に示すように、センサノード５０－１の第１の蓄電速度δ（ｎ）が正となる可能性を高くすることができる。これにより、センサノード５０－１が蓄電量不足になることを回避できるので、無線センサネットワークシステム１におけるマルチホップ通信経路を安定化させることができる。
　以上のように本実施例によれば、サーバ１０においてプロセッサ１２は、センサノード５０－１～５のうちの対象中継ノードであるセンサノード５０－１の第１の蓄電速度が負の場合、センサノード５０－１を非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる第１の推定時間を算出する。そして、プロセッサ１２は、算出した第１の推定時間の長さに応じて、センサノード５０－１の状態を非中継動作状態又は休止状態に変更させ、非中継動作状態にある他ノードの状態を中継動作状態に変更させる。
　このサーバ１０の構成により、電力不足に陥る可能性の高いと判断できる場合に対象中継ノード５０であるセンサノード５０－１の役割を電力不足に陥る前に変更できるので、無線センサネットワークシステム１のマルチホップ通信経路を安定化させることができる。また、非中継動作状態としても蓄電目標値に到達するまでの時間が長いと推定される場合、センサノード５０－１を発電及び蓄電に特化させるので、センサノード５０－１を電力良好状態に早期に復帰させることができる。この結果として、センサノード５０－１をマルチホップネットワークへの復帰後にマルチホップ通信経路の安定化に寄与させることができる。
　また、プロセッサ１２は、センサノード５０－１について対象期間（つまり、現在の第１の期間）以前の複数の第１の期間で取得した複数の発電速度の分散が所定値より大きい場合、対象期間で取得した発電速度に基づいて、センサノード５０－１を非中継動作状態にしたときの第２の蓄電速度を算出する。そして、プロセッサ１２は、蓄電目標値とセンサノード５０－１の対象期間時の蓄電量との乖離値を算出した第２の蓄電速度で除算した除算結果に対して第１の期間の時間長を乗算することにより、第２の推定時間を算出する。そして、プロセッサ１２は、算出した第２の推定時間に対して、対象期間で取得した発電速度の尤度に応じた重み係数を乗算することにより、第１の推定時間を算出する。
　このサーバ１０の構成により、対象期間で取得した発電速度の確からしさ、つまり、発電速度の変動の激しさを考慮した、第１の推定時間を算出することができる。この結果として、不確実性を考慮してセンサノード５０－１の状態を変更することができるので、無線センサネットワークシステム１のマルチホップ通信経路をさらに安定化させることができる。
１　無線センサネットワークシステム
１０　サーバ
１１　インタフェース部
１２，５４　プロセッサ
１３，５７　メモリ
３０　ゲートウェイ
５０　センサノード
５１　環境発電部
５２　バッテリ
５３　センサ
５５　無線部
５６　アンテナ

Claims (6)

  1. 　各ノードが環境発電部と無線部とを有するノード群を含む無線ネットワークにおけるマルチホップ通信経路を制御する制御装置であって、
    　メモリと、
    　前記メモリに接続されたプロセッサと、
    　を具備し、
    　前記プロセッサは、
    　前記ノード群のうちの対象中継ノードの第１の蓄電速度が負の場合、前記対象中継ノードを非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる第１の推定時間を算出し、
    　前記算出した第１の推定時間の長さに応じて、前記対象中継ノードの状態を前記非中継動作状態又は休止状態に変更させ、前記非中継動作状態にある他ノードの状態を中継動作状態に変更させる、
    　ことを特徴とする制御装置。
  2. 　前記プロセッサは、
    　前記対象中継ノードにおける複数の期間にそれぞれ対応する複数の第１の蓄電速度、及び、前記対象中継ノードにおける前記複数の期間にそれぞれ対応する複数の発電速度を取得し、
    　前記複数の期間のうちの対象期間で取得した発電速度に基づいて、前記対象中継ノードを前記非中継動作状態にしたときの第２の蓄電速度を算出し、
    　前記蓄電目標値と前記対象中継ノードの前記対象期間時の蓄電量との乖離値を前記算出した第２の蓄電速度で除算した除算結果に基づいて、第２の推定時間を算出し、
    　前記算出した第２の推定時間に対して、前記対象期間で取得した発電速度の尤度に応じた重み係数を乗算することにより、前記第１の推定時間を算出する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記プロセッサは、
    　前記対象期間までに取得した複数の発電速度の分散が所定値より大きい場合、前記算出した第２の推定時間に対して、前記対象期間で取得した発電速度の尤度に応じた重み係数を乗算することにより、前記第１の推定時間を算出する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
  4. 　前記プロセッサは、
    　前記対象期間までに取得した複数の発電速度の分散が前記所定値より大きいと判定される時間間隔を算出し、
    　前記算出した第１の推定時間が前記算出した時間間隔よりも大きい場合、前記対象中継ノードを前記休止状態にし、前記算出した第１の推定時間が前記算出した時間間隔以下の場合、前記対象中継ノードを前記非中継動作状態にする、
    　ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
  5. 　各ノードが環境発電部と無線部とを有するノード群を含む無線ネットワークにおけるマルチホップ通信経路を制御する制御方法であって、
    　前記ノード群のうちの対象中継ノードの第１の蓄電速度が負の場合、前記対象中継ノードを非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる第１の推定時間を算出し、
    　前記算出した第１の推定時間の長さに応じて、前記対象中継ノードの状態を前記非中継動作状態又は休止状態に変更させ、前記非中継動作状態にある他ノードの状態を中継動作状態に変更させる、
    　ことを特徴とする制御方法。
  6. 　各ノードが環境発電部と無線部とを有するノード群を含む無線ネットワークにおけるマルチホップ通信経路を制御する制御装置に、
    　前記ノード群のうちの対象中継ノードの第１の蓄電速度が負の場合、前記対象中継ノードを非中継動作状態にしたときに蓄電目標値に到達するまでに掛かる第１の推定時間を算出し、
    　前記算出した第１の推定時間の長さに応じて、前記対象中継ノードの状態を前記非中継動作状態又は休止状態に変更させ、前記非中継動作状態にある他ノードの状態を中継動作状態に変更させる、
    　処理を実行させる、ことを特徴とする制御プログラム。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018079342A1 (ja) * 2016-10-25 2018-05-03 株式会社Ｗｈｅｒｅ ビーコン
WO2019008707A1 (ja) * 2017-07-05 2019-01-10 富士通株式会社 無線網の制御装置，無線網の制御方法，及び通信システム
WO2019074027A1 (ja) * 2017-10-11 2019-04-18 株式会社デンソー 路面状態判別装置およびそれを備えたタイヤシステム
US11228670B2 (en) 2019-01-18 2022-01-18 Fujitsu Component Limited Wireless communication device and wireless communication method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282268A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Sony Corp 無線アドホック通信システム、端末、その端末における処理方法並びにその方法を端末に実行させるためのプログラム
US20130121176A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-16 Cisco Technology, Inc. Communication protocol for energy-harvesting devices

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4552669B2 (ja) * 2005-01-28 2010-09-29 日本電気株式会社 通信経路設定方法、通信経路決定装置、通信システム及び通信経路決定プログラム
US8532003B2 (en) * 2008-10-03 2013-09-10 Synapsense Corporation Apparatus and method for managing packet routing through internally-powered network devices in wireless sensor networks
JP5606674B2 (ja) * 2008-12-12 2014-10-15 横河電機株式会社 ゲートウェイ装置及びこれを用いた無線制御ネットワーク管理システム
JP5267356B2 (ja) 2009-06-30 2013-08-21 富士電機株式会社 センサーネットワークシステム
JP5059212B1 (ja) 2011-04-20 2012-10-24 シャープ株式会社 制御装置、通信機器、ネットワークシステム、ネットワーク管理方法、およびプログラム
CN102738871B (zh) * 2012-07-20 2014-09-10 腾讯科技（深圳）有限公司 对移动设备进行充电处理的方法及系统
CN103686920A (zh) * 2012-09-06 2014-03-26 江苏迈利科技发展有限公司 一种基于剩余能量和多汇聚节点的工业无线传感网多路径可靠数据传输方法
KR101356841B1 (ko) * 2012-10-05 2014-01-29 한국과학기술원 라우터의 에너지 측정을 위한 트래픽 측정 주기를 조정하는 시스템 및 방법
US9584411B2 (en) * 2012-12-06 2017-02-28 Qualcomm Incorporated Power save mechanism for low-power network devices
EP2811789A1 (en) * 2013-06-03 2014-12-10 Alcatel Lucent A communication method, a communications system, an access network node and a power limited node
CN104284402B (zh) * 2013-07-09 2018-11-13 南宁富桂精密工业有限公司 无线传感器网络的电量调度方法及控制装置
CA2961030A1 (en) * 2014-09-12 2016-03-17 John E. FITCH Systems and methods for managing power grid demand

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004282268A (ja) * 2003-03-13 2004-10-07 Sony Corp 無線アドホック通信システム、端末、その端末における処理方法並びにその方法を端末に実行させるためのプログラム
US20130121176A1 (en) * 2011-11-16 2013-05-16 Cisco Technology, Inc. Communication protocol for energy-harvesting devices

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JOSEPH, V ET AL.: "Optimal Sleep-Wake Policies for an Energy Harvesting Sensor Node", COMMUNICATIONS, 2009. ICC '09. IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, 14 June 2009 (2009-06-14) *
MASASHI KUNIKAWA: "A Fair Polling for Energy Harvesting Wireless Sensor Networks", PROCEEDINGS OF THE 58TH ANNUAL CONFERENCE OF THE INSTITUTE OF SYSTEMS, CONTROL AND INFORMATION ENGINEERS [ CD-ROM ], THE 58TH ANNUAL CONFERENCE OF THE INSTITUTE OF SYSTEMS, CONTROL AND INFORMATION ENGINEERS, 21 May 2014 (2014-05-21) *
SAKIE HORIUCHI: "Impact of Sleep Control Based on Residual Energy on Energy Harvesting Wireless Devices", IEICE TECHNICAL REPORT, vol. 113, no. 473, 27 February 2014 (2014-02-27) *
YUSUKE KAWAI: "A Discussion on Transmission Power Control for Energy Harvesting Wireless Sensor Networks", IPSJ SIG NOTES 2012, 15 June 2012 (2012-06-15) *

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018079342A1 (ja) * 2016-10-25 2018-05-03 株式会社Ｗｈｅｒｅ ビーコン
JP2018074242A (ja) * 2016-10-25 2018-05-10 株式会社Ｗｈｅｒｅ ビーコン
US10849047B2 (en) 2016-10-25 2020-11-24 Where, Inc. Beacon
WO2019008707A1 (ja) * 2017-07-05 2019-01-10 富士通株式会社 無線網の制御装置，無線網の制御方法，及び通信システム
WO2019074027A1 (ja) * 2017-10-11 2019-04-18 株式会社デンソー 路面状態判別装置およびそれを備えたタイヤシステム
JP2019070626A (ja) * 2017-10-11 2019-05-09 株式会社Ｓｏｋｅｎ 路面状態判別装置およびそれを備えたタイヤシステム
US11549808B2 (en) 2017-10-11 2023-01-10 Denso Corporation Road surface condition determining device, and tire system provided with same
US11228670B2 (en) 2019-01-18 2022-01-18 Fujitsu Component Limited Wireless communication device and wireless communication method

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