WO2017098645A1 - 無線通信システム及び通信端末 - Google Patents

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WO2017098645A1
WO2017098645A1 PCT/JP2015/084710 JP2015084710W WO2017098645A1 WO 2017098645 A1 WO2017098645 A1 WO 2017098645A1 JP 2015084710 W JP2015084710 W JP 2015084710W WO 2017098645 A1 WO2017098645 A1 WO 2017098645A1
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WO
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period
time
standby
communication
repeater
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PCT/JP2015/084710
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English (en)
French (fr)
Inventor
萩原一成
Original Assignee
株式会社テイエルブイ
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W56/00—Synchronisation arrangements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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 technology disclosed herein relates to a wireless communication system and a communication terminal.
  • a wireless communication system including a plurality of communication terminals.
  • the plurality of communication terminals perform wireless communication with each other to construct a network.
  • it is necessary to synchronize between communication terminals in order to transmit and receive various types of information between communication terminals see Patent Document 1). Synchronization between communication terminals is performed when a synchronization signal is transmitted from one communication terminal and the other communication terminal receives the synchronization signal.
  • a communication terminal in an asynchronous state enters a standby state and waits for reception of a synchronization signal from another communication terminal.
  • the timing of entering the standby state cannot be synchronized with the transmission timing of the synchronization signal of another communication terminal. Therefore, the communication terminal needs to continue the standby state for a long time, and the power consumption of the communication terminal increases.
  • the technology disclosed herein has been made in view of such a point, and an object thereof is to reduce power consumption when an asynchronous communication terminal waits for a synchronization signal.
  • the technique disclosed herein is intended for a wireless communication system in which a network is formed by a plurality of communication terminals.
  • the plurality of communication terminals are configured to synchronize by transmitting and receiving a synchronization signal, and among the plurality of communication terminals, an asynchronous communication terminal has a predetermined time elapsed from a predetermined start time of the day.
  • the standby period is set as a standby period, the standby operation for receiving the synchronization signal is performed for a part of the standby period, the partial period of the standby operation is changed for each day, and a plurality of days are spent.
  • the standby operation is performed during the entire standby period.
  • the technology disclosed herein is directed to a communication terminal that receives a synchronization signal from another communication terminal and synchronizes with the other communication terminal.
  • the standby period is a predetermined period from a predetermined start time of a day, and a standby operation for receiving the synchronization signal is performed in the standby mode. It is assumed that a part of the period is performed, a part of the period for performing the standby operation is changed for each day, and the standby operation is performed over the entire period of the standby period over a plurality of days.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless communication system.
  • FIG. 2 is a block diagram of the data station.
  • FIG. 3 is a block diagram of the repeater.
  • FIG. 4 is a block diagram of the sensor.
  • FIG. 5 is a diagram showing a communication schedule.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of the repeater.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the sensor.
  • FIG. 8 is a flowchart showing the processing of the repeater.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the transmission timing of the synchronization signal.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a standby operation in the synchronization process of the repeater.
  • FIG. 11 is a diagram showing a synchronization schedule.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the synchronization process.
  • FIG. 13 is a flowchart showing sensor processing.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless communication system 100.
  • the wireless communication system 100 includes a data station 10, a plurality of relay devices 20, and a plurality of sensors 30.
  • the data station 10, the repeater 20, and the sensor 30 are communication terminals that perform wireless communication with each other and autonomously construct a network.
  • a multi-hop wireless network is formed.
  • the data station 10 communicates only with the relay device 20, and the sensor 30 communicates only with the relay device 20.
  • the data station 10 and the repeater 20 have a tree-type network topology with the data station 10 as a vertex.
  • the data station 10 side is the upstream side or the upper side
  • the end side of the tree is the downstream side or the lower side.
  • the data station 10, the repeater 20, and the sensor 30 may be simply referred to as communication terminals.
  • an alphabet is added after the reference numeral “20”.
  • the sensor 30 detects a predetermined physical quantity, and the detected value, that is, the detected data is collected in the data station 10 via the relay device 20.
  • the wireless communication system 100 is installed in a factory having a steam system.
  • the steam system has a plurality of steam traps T (only one is shown in FIG. 1).
  • the sensor 30 detects the vibration and temperature of the steam trap T.
  • FIG. 2 is a block diagram of the data station 10.
  • the data station 10 establishes a communication path of the wireless communication system 100 and collects and manages detection data of the sensor 30.
  • the data station 10 is connected to an upper server or the like via an external network or the like.
  • the data station 10 transfers the detection data of the sensor 30 to a server or the like as necessary.
  • the data station 10 includes a CPU 11, a memory 12, a storage unit 13, a wireless communication circuit 14, a timing circuit 15, a host interface unit 16, and a power supply circuit 17.
  • the storage unit 13 stores various programs and various information.
  • the CPU 11 performs various processes by reading and executing various programs from the storage unit 13.
  • the storage unit 13 defines a program for forming a network communication path, a program for collecting detection data of the sensor 30, tree information on the network communication path, and a schedule for communicating with the repeater 20. Schedule information, collected detection data, and the like are stored.
  • the wireless communication circuit 14 performs wireless communication with other communication terminals such as the repeater 20.
  • the wireless communication circuit 14 operates under the control of the CPU 11, converts various signals into wireless signals by processing such as encoding and modulation, and transmits the signals via an antenna.
  • the wireless communication circuit 14 converts a signal received via the antenna into an appropriate signal by processing such as demodulation / combination.
  • the clock circuit 15 generates a predetermined clock and clocks the time serving as the reference for the data station 10.
  • the upper interface unit 16 performs interface processing with a server or the like.
  • the power supply circuit 17 is connected to an external power supply (not shown) and supplies power to each element of the data station 10.
  • FIG. 3 is a block diagram of the repeater 20.
  • the relay machine 20 relays the detection data of the sensor 30 according to the command of the data station 10 and transmits it to the data station 10.
  • the relay machine 20 includes a CPU 21, a memory 22, a storage unit 23, a wireless communication circuit 24, a timer circuit 25, a power supply circuit 26, and a battery 27.
  • the storage unit 23 stores various programs and various information.
  • the CPU 21 performs various processes by reading and executing various programs from the storage unit 23.
  • a program for forming a network communication path a program for relaying detection data of the sensor 30, information on upper and lower communication terminals, detection data acquired from the sensor 30, and the like Is remembered.
  • the wireless communication circuit 24 performs wireless communication with other communication terminals.
  • the wireless communication circuit 24 operates under the control of the CPU 21, converts various signals into wireless signals through processing such as encoding and modulation, and transmits the signals via an antenna.
  • the wireless communication circuit 24 converts the signal received via the antenna into an appropriate signal by processing such as demodulation and decoding.
  • the clock circuit 25 generates a predetermined clock and clocks the time that serves as a reference for the repeater 20. In addition, the time measuring circuit 25 corrects the time serving as a reference for the repeater 20 based on the synchronization signal from the upper communication terminal.
  • a battery 27 is connected to the power circuit 26.
  • the power supply circuit 26 supplies power to each element of the repeater 20.
  • FIG. 4 is a block diagram of the sensor 30.
  • the sensor 30 detects the vibration and temperature of the steam trap T and transmits the detected data to the corresponding relay device 20.
  • the sensor 30 includes a sensor unit 40 and a processing unit 50.
  • the sensor unit 40 includes a vibration sensor and a temperature sensor, and detects the vibration and temperature of the steam trap T.
  • the sensor unit 40 is installed so as to be in contact with the casing of the steam trap T (for example, an inflow portion into which steam and drain flow), and detects vibration and temperature of the contacted portion.
  • the sensor unit 40 outputs an electrical signal corresponding to the detected vibration and temperature to the processing unit 50.
  • the processing unit 50 includes a CPU 51, a memory 52, a storage unit 53, a wireless communication circuit 54, a timing circuit 55, a sensor interface unit 56, a power supply circuit 57, and a battery 58.
  • the storage unit 53 stores various programs and various information.
  • the CPU 51 performs various processes by reading and executing various programs from the storage unit 53.
  • a program for forming a network communication path a program for acquiring vibration and temperature from the sensor unit 40, and transmitting the vibration and temperature to the relay device 20 as detection data, information on a higher-level communication terminal, In addition, detection data and the like are stored.
  • the wireless communication circuit 54 performs wireless communication with other communication terminals.
  • the wireless communication circuit 54 operates under the control of the CPU 51, converts various signals into wireless signals by processing such as encoding and modulation, and transmits the signals via an antenna.
  • the wireless communication circuit 54 converts the signal received via the antenna into an appropriate signal by processing such as demodulation / compositing.
  • the clock circuit 55 generates a predetermined clock and clocks a time that is a reference for the sensor 30. In addition, the timer circuit 55 corrects the time serving as the reference of the sensor 30 based on the synchronization signal from the upper communication terminal.
  • the sensor interface unit 56 performs interface processing with the sensor unit 40.
  • a battery 58 is connected to the power circuit 57.
  • the power supply circuit 57 supplies power to each element of the sensor 30.
  • the wireless communication system 100 collects data detected by the sensor 30 in the data station 10 as a normal driving operation.
  • the data station 10 communicates with each repeater 20 according to the communication schedule shown in FIG.
  • the operation mode of the data station 10, the repeater 20, and the sensor 30 that perform operations related to this data collection is set to a normal mode.
  • the communication schedule in FIG. 5 shows one cycle of data collection, and the communication schedule in FIG. 5 is repeatedly executed.
  • the communication schedule is divided into a plurality of time slots.
  • Each repeater 20 is assigned a specific time slot.
  • Each repeater 20 communicates with the data station 10 in the corresponding time slot, and transmits detection data from the sensor 30 connected to the repeater 20 to the data station 10 (hereinafter, this process is also referred to as “reply process”).
  • this process is also referred to as “reply process”.
  • each repeater 20 is in an active state in a corresponding time slot, and is in a sleep state in a time other than the corresponding time slot.
  • the relay device 20 existing on the communication path between the other relay device 20 and the data station 10 needs to perform relay processing when the lower-order relay device 20 communicates with the data station 10, In the time slot of the machine 20, the relay process is executed in the active state. Further, since the sensor 30 transmits detection data to the relay device 20 in the time slot of the connected relay device 20, the sensor 30 is active in the time slot of the relay device 20. The sensor 30 is basically in a sleep state when it is not necessary to transmit detection data to the relay device 20.
  • time slots are defined in a matrix. Time slots are assigned according to the hierarchy of communication paths in a tree structure. Specifically, a tree structure hierarchy is assigned to each column. For example, the data station 10 is assigned to the column L0, the first layer (ie, the number of hops is 1) is assigned to the column L1, and the second layer (ie, the number of hops is 2) is assigned to the column L2. Is assigned. The same applies to the third and subsequent layers.
  • any one time slot is assigned to each repeater 20.
  • the time slot of the column L1 is allocated to the first layer relay devices 20a and 20j.
  • the second slot relay units 20b, 20c, 20d, and 20k are assigned the time slot of the column L2.
  • the time slot of the column L3 is allocated to the relay devices 20e, 20f, and 20g in the third layer.
  • the time slots in the column L4 are allocated to the fourth-layer repeaters 20h and 20i.
  • a plurality of time slots (all time slots in the row L0 in FIG. 5) are assigned to the data station 10 instead of one time slot. .
  • the time slots included in the column include There are some relays that are not assigned.
  • the time slot processing proceeds in the row direction. For example, in a certain column, the processing of the time slot proceeds in ascending order (that is, the order of rows N1 to Nm) with respect to the row number, and the processing of the time slot of the last row number (row Nm) of the row ends. The processing proceeds in the same order from the time slot of the first row number (row N1) in the next column.
  • the time slot is assigned by the data station when the communication path is established. For example, a path is formed between communication terminals prior to establishment of the entire communication path of the wireless communication system 100. Thereafter, the data station 10 acquires route information indicating which communication terminals are connected to each other, and establishes the entire communication route of the wireless communication system 100. When the communication path is established, the data station 10 assigns a time slot to each relay device 20 and notifies the number of the time slot corresponding to each relay device 20. At this time, in addition to its own time slot, the time slot of the lower relay machine 20 is also notified to the relay machine 20 that needs to perform the relay process of the lower relay machine 20. Further, the relay machine 20 notifies the connected sensor 30 of the time slot of the relay machine 20.
  • the data station 10 stores the communication schedule (that is, allocation of the time slot to the repeater 20) in the storage unit 13.
  • the repeater 20 stores the time slot of its own time slot and the time slot of the subordinate repeater 20 that needs to perform the relay process in the storage unit 23.
  • the sensor 30 stores the time slot of the connected repeater 20 in the storage unit 53.
  • the data station 10 transmits a request signal requesting detection data of the sensor 30 to the corresponding relay 20 according to the communication schedule.
  • the relay device 20 becomes active at the timing of the assigned time slot according to the communication schedule, and waits for a request signal from the data station 10.
  • the relay machine 20 acquires detection data from the sensor 30 connected to the relay machine 20 according to the assigned time slot.
  • the relay machine 20 returns detection data from the sensor 30 to the data station 10.
  • the relay device 20 becomes active at the timing of the time slot assigned to the lower relay device 20 on the communication path, and performs relay processing between the data station 10 and the lower relay device 20.
  • the sensor 30 becomes active according to the time slot of the connected repeater 20, and transmits detection data to the repeater 20.
  • the data station 10 transmits a synchronization signal including a synchronization time (reference time) when transmitting various signals to the repeater 20.
  • the repeater 20 that has received the synchronization signal synchronizes the time of the timer circuit 25 with the synchronization time.
  • the relay device 20 also transmits a synchronization signal including the synchronization time when transmitting various signals to the other relay device 20 or the sensor 30.
  • the repeater 20 or the sensor 30 that has received the synchronization signal synchronizes the time of the timer circuit 25 or the timer circuit 55 with the synchronization time.
  • the synchronization time (reference time) of the data station 10 is transmitted to the repeater 20 and the sensor 30.
  • all the times of the data station 10, the repeater 20, and the sensor 30 are synchronized.
  • the communication terminals are arranged over a wide range, and there may be an obstacle that hinders communication between the communication terminals, and communication failure may occur between some communication terminals.
  • a communication terminal lower than the point where the communication failure occurs cannot receive the synchronization signal, and cannot synchronize with the upper communication terminal, and hence the data station 10.
  • the data station 10, the repeater 20, and the sensor 30 maintain a common communication schedule, and the repeater 20 and the sensor 30 autonomously switch between the sleep state and the active state based on the communication schedule. Allows communication in the corresponding time slot.
  • the relay machine 20 and the sensor 30 that are not synchronized become inappropriate for switching between the sleep state and the active state based on the communication schedule, and it becomes difficult to appropriately communicate with other communication terminals.
  • the repeater 20 and the sensor 30 are installed in a relatively high temperature environment, such as when the wireless communication system 100 is applied to a steam system, the temperature characteristics of the timer circuit 25 and the timer circuit 55 are affected. The resulting clock shift is likely to occur.
  • the asynchronous repeater 20 and the sensor 30 are in the synchronous mode.
  • the relay machine 20 and the sensor 30 are in a state of waiting for a synchronization signal from another communication terminal without performing processing related to collection of detection data of the sensor 30.
  • the repeater 20 and the sensor 30 in the synchronization mode receive the synchronization signal and shift to the normal mode when the synchronization is completed.
  • FIG. 6 is a functional block diagram of the repeater 20.
  • the relay machine 20 includes a communication unit 201, a determination unit 202, and a synchronization unit 203 as functional blocks.
  • the communication unit 201 performs communication with other wireless communication.
  • the communication unit 201 includes the CPU 21 and the wireless communication circuit 24.
  • the communication unit 201 appropriately performs communication with other wireless communication according to the processing of the relay device 20.
  • the determination unit 202 determines whether the repeater 20 is synchronized with other communication terminals.
  • the determination unit 202 includes the CPU 21 and the storage unit 23.
  • the storage unit 23 stores a time when a synchronization signal from another communication terminal is received.
  • the CPU 21 as the determination unit 202 determines whether or not the repeater 20 is in an asynchronous state with another communication terminal based on the elapsed time from the reception of the previous synchronization signal stored in the storage unit 23.
  • the synchronization unit 203 corrects the reference time of the repeater 20 when receiving the synchronization signal (normal synchronization process), while performing a synchronization operation (details will be described later) when the repeater 20 is in an asynchronous state. Synchronize with other communication terminals (synchronization processing in an asynchronous state).
  • the synchronization unit 203 includes a CPU 21 and a timer circuit 25.
  • the CPU 21 as the synchronization unit 203 corrects the time of the clock circuit 25 based on the received synchronization signal in normal synchronization processing.
  • the CPU 21 performs a synchronization operation described later by switching between the sleep state and the active state of the repeater 20 in cooperation with the timing circuit 25.
  • FIG. 7 is a functional block diagram of the sensor 30.
  • the sensor 30 includes a communication unit 301, a determination unit 302, and a synchronization unit 303 as functional blocks.
  • the communication unit 301 executes communication with other wireless communication.
  • the communication unit 301 includes a CPU 51 and a wireless communication circuit 54.
  • the communication unit 301 appropriately performs communication with other wireless communication according to the processing of the sensor 30.
  • the determination unit 302 determines whether or not the sensor 30 is synchronized with other communication terminals.
  • the determination unit 302 includes a CPU 51 and a storage unit 53.
  • the storage unit 53 stores a time when a synchronization signal from another communication terminal is received.
  • the CPU 51 as the determination unit 302 determines whether or not the sensor 30 is in an asynchronous state with another communication terminal based on the elapsed time from the reception of the previous synchronization signal stored in the storage unit 53.
  • the synchronization unit 303 corrects the reference time of the sensor 30 when a synchronization signal is received (normal synchronization processing), while another operation is performed by performing a synchronization operation (described later in detail) when the sensor 30 is in an asynchronous state. Synchronize with the communication terminal (synchronization processing in the asynchronous state).
  • the synchronization unit 303 includes a CPU 51 and a timing circuit 55.
  • the CPU 51 as the synchronization unit 303 corrects the time of the time measuring circuit 55 based on the received synchronization signal in normal synchronization processing.
  • the CPU 51 performs a synchronization operation, which will be described later, by switching between the sleep state and the active state of the sensor 30 in cooperation with the timing circuit 55.
  • the data station 10 When performing data collection, the data station 10 proceeds with processing according to the communication schedule. Specifically, the data station 10 performs processing necessary for the data station 10 in the time slot allocated to itself. Subsequently, the data station 10 sequentially communicates with the repeaters 20 assigned to the time slots in the order of the time slots. At this time, the signal sent from the data station 10 to each repeater 20 includes at least a request signal for requesting a return of detection data of the sensor 30 and a synchronization signal for synchronizing with the reference signal of the data station 10. ing.
  • the repeater 20 includes a time slot to which the repeater 20 is assigned and a time to which the lower repeater 20 is assigned when the repeater 20 is on the communication path of the lower repeater 20.
  • the slot is in an active state, and the other time slots are in a sleep state.
  • the CPU 21 sets the start time of the next time slot that should be in the active state in the timekeeping circuit 25 when going into the sleep state.
  • the timer circuit 25 continues to count the time and notifies the CPU 21 of the arrival of the time when the set time is reached.
  • the CPU 21 changes from the sleep state to the active state in response to the notification from the time measuring circuit 25 (step Sa1).
  • the repeater 20 becomes active in the corresponding time slot.
  • step Sa2 the relay machine 20 determines whether the process to be performed is a reply process or a relay process. That is, if the current time slot is a time slot assigned to the repeater 20, the process to be performed is a reply process, and if the current time slot is a time slot assigned to the lower repeater 20, the process is performed.
  • the process is a relay process.
  • the relay machine 20 When the process to be performed is a relay process, the relay machine 20 performs the relay process in step Sa3.
  • the relay device 20 communication unit 201 receives the request signal from the data station 10
  • the relay device 20 transmits the request signal to the lower communication terminal, and the detection data from the lower relay device 20 is transmitted.
  • the detection data is transmitted to the upper communication terminal.
  • the relay machine 20 changes from the active state to the sleep state when the relay process is completed or the time slot is ended (step Sa6). Specifically, as described above, the CPU 21 sets the start time of the next time slot that should be in the active state in the timer circuit 25 and enters the sleep state.
  • the repeater 20 waits for a request signal from the data station 10 (step Sa4).
  • the relay machine 20 (communication part 201) will transmit the detection data from the sensor 30 toward the data station 10, if a request signal is received (step Sa5).
  • the repeater 20 (synchronization unit 203) corrects the time of the time measuring circuit 25 based on the synchronization signal sent together with the request signal from the data station 10. Thereby, the repeater 20 synchronizes with the data station 10.
  • the relay device 20 changes from the active state to the sleep state (step Sa6).
  • the repeater 20 determines whether or not the non-communication time, which is the time from when the request signal was received last time to the present time, is equal to or greater than a predetermined determination time ⁇ (step Sa7).
  • Communication failure may occur when communication is accidentally unsuccessful, or communication failure may occur when there is a structure that becomes an obstacle to communication due to regular repairs in the factory.
  • the repeater 20 gives up communication with the data station 10 in the current time slot and performs special processing. Not performed. That is, the repeater 20 goes from the active state to the sleep state at the end of the time slot (step Sa6).
  • the repeater 20 when the disconnection time is longer than the determination time ⁇ , the communication failure has continued for a long time. If the communication failure continues for a long period of time, the repeater 20 cannot receive a synchronization signal from a higher-level communication terminal, and thus is not synchronized. Therefore, when the non-communication time is equal to or longer than the determination time ⁇ , the repeater 20 enters the synchronous mode, and the synchronization unit 203 executes the synchronization process in the asynchronous state (step Sa8).
  • FIG. 9 is a diagram illustrating the transmission timing of the synchronization signal.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram showing a standby operation in the synchronization process of the repeater 20.
  • the synchronization signal is transmitted when the data station 10 and the repeater 20 transmit various signals in each time slot. That is, each of the data station 10 and the repeater 20 transmits a synchronization signal at least once within a predetermined time interval (that is, one cycle of the communication schedule).
  • the synchronization signal is intermittently transmitted during a predetermined period of the time slot (for example, at the end of the time slot). For example, in the example illustrated in FIG. 9, the synchronization signal is repeatedly transmitted at a cycle of 1 second.
  • the relay 20 in the synchronous mode performs a standby operation as shown in FIG. Specifically, the repeater 20 does not always enter an active state, but alternately repeats an active state and a sleep state.
  • the active state is a state in which a synchronization signal can be received. By repeating the active state and the sleep state, power consumption can be saved even in the standby operation.
  • both the active period and the sleep period are the same length in 2 seconds.
  • the active period is a period longer than the transmission period of the synchronization signal (1 second in the example of FIG. 9). For this reason, when the synchronization signal properly reaches the repeater 20, at least one synchronization signal can be received in the active period.
  • the repeater 20 in the synchronous mode does not always perform such a standby operation until a synchronization signal is received, and repeats the standby operation and the sleep state. This repetition of the standby operation and the sleep state is referred to as a synchronization operation.
  • the time for which the standby operation is continued is the same time as one cycle of the communication schedule or longer. For example, when one cycle of the communication schedule takes 1 hour, the standby operation is continued for at least 1 hour. Since one cycle of the communication schedule always includes the time slot of the upper communication terminal (that is, the communication terminal that transmits the synchronization signal) of the repeater 20, the synchronization signal to the repeater 20 is always transmitted during the standby operation. It will be reported once.
  • the repeater 20 can perform synchronization not only when receiving a synchronization signal from a higher-level communication terminal, but also when receiving a synchronization signal from another communication terminal existing in a range where radio waves reach. Also in this point, the possibility of receiving a synchronization signal from another communication terminal can be increased by continuing the standby operation for at least the same time as one cycle of the communication schedule.
  • the relay machine 20 changes the number and timing of standby operations for each day in the synchronous operation.
  • the repeater 20 performs a synchronization operation based on a synchronization schedule as shown in FIG. Specifically, the number of standby operations included in 24 hours decreases with the passage of days.
  • the starting time of 24 hours can be arbitrarily set.
  • the starting time may be the time when it is determined that the state is asynchronous.
  • the starting time may be midnight or the time when the relay 20 is turned on.
  • the standby operation may be executed from the middle of the first day synchronization schedule.
  • the time for which one standby operation is continued is one hour. In this case, the time of one cycle of the communication schedule is 1 hour or less.
  • the standby operation is performed seven times (however, the first and second standby operations are continuous), on the second day, the standby operation is performed five times, and on the third day, the standby operation is performed. Is performed twice.
  • the repeater 20 can receive the synchronization signal by performing the standby operation several times. In other words, the longer time during which the synchronization signal cannot be received means that there is a long-term cause of communication failure. For example, there is a case where a scaffold for regular repair is installed for one month, and this scaffold causes a communication failure.
  • the repeater 20 will perform the standby operation only once a day, and the duration will be shorter than one cycle of the communication schedule. Specifically, a part of a period (hereinafter referred to as “standby period”) from a predetermined start time of a day until a time corresponding to one cycle of the communication schedule elapses (hereinafter referred to as a “small period”). The standby operation is performed. And the relay machine 20 changes the timing of a small period for every day, and finally performs standby operation in the whole period of a standby period over several days.
  • standby period a part of a period from a predetermined start time of a day until a time corresponding to one cycle of the communication schedule elapses
  • the time corresponding to the 0th hour of the elapsed time is the start time, and the period until 1 hour elapses from the time corresponding to the 0th hour is the standby period.
  • the standby operation is performed only during the standby period. Specifically, on the fourth day, the standby operation is performed for 10 minutes from the start time of the standby period. This 10 minutes corresponds to a small period.
  • the small period is shifted in the direction of delay, and the standby operation is performed for 10 minutes from 8 minutes after the start time of the standby period. After the 6th day, the small period gradually shifts in the direction of slowing down.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 17 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 25 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 34 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 42 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 51 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for one minute longer than the end time of the standby period.
  • the operations on and after the 4th day are repeated.
  • the power consumption per day can be reduced by dividing the standby operation that is originally performed once into several days.
  • the standby operation when the standby operation is not divided into a plurality of days, at least the power necessary for the standby operation for a time corresponding to one cycle of the communication schedule is consumed every day.
  • the standby operation for several days can be performed with the power required for the standby operation for a time corresponding to one cycle of the communication schedule. Since the standby operation time for each day is shorter than one cycle of the communication schedule, there is a possibility that the communication failure will be resolved for a long time. However, the standby operation is performed over the entire standby period over several days. The cancellation of the communication failure is eventually detected.
  • the repeater 20 in the synchronous mode is not synchronized, there is a possibility that the timing when performing the standby operation is not accurate. Therefore, even if the repeater 20 performs the standby operation based on the synchronization schedule and the time measured by the time measuring circuit 25, the timing of the standby operation may be shifted from an accurate time. On the other hand, the repeater 20 changes the small period so that the small period in which the standby operation is performed continues every day. Thereby, the bad influence by the inaccuracy of timekeeping can be reduced. For example, if the end time of one small period and the start time of another small period coincide with each other on the synchronization schedule, if the timing is inaccurate, a gap is actually generated between the two small periods.
  • blade period a period during which the standby operation is not executed during the standby period. Since the time difference can increase every day, if the standby operation for one small period and the standby operation for another small period are performed several days apart, the blank period can also be long. On the other hand, when the small period for performing the standby operation continues every day, the standby period for the other small period is performed on the next day after performing the standby operation for the one small period described above, thereby reducing the blank period. be able to.
  • the repeater 20 partially overlaps two consecutive small periods.
  • each two consecutive small periods overlap by 1 minute or 2 minutes.
  • the overlapping portion of the small periods is set longer than the daily maximum deviation amount of the timing circuit 25. Thereby, generation
  • step Sb1 When the relay machine 20 shifts to the synchronization mode, the above-described synchronization operation is executed in step Sb1.
  • the repeater 20 determines whether or not a synchronization signal has been received in step Sb2. If the synchronization signal has not been received, the repeater 20 returns to step Sb1 and continues the synchronization operation.
  • the repeater 20 synchronizes the time of the time measuring circuit 25 with the synchronization time included in the synchronization signal.
  • the relay device 20 shifts from the synchronization mode to the normal mode, and returns to the normal processing flow of FIG. That is, the relay device 20 is changed from the active state to the sleep state (step Sa6).
  • the CPU 21 sets the start time of the next time slot to be in the active state in the timer circuit 25, and enters the sleep state.
  • the relay 20 in the synchronous mode reduces the number of standby operations every day, and eventually performs a standby operation only for a small period within a predetermined standby period of the day, and the small period is changed every day.
  • the standby operation can be continued for a long period of time by reducing the power consumption by performing the standby operation over the entire standby period over a plurality of days.
  • the repeater 20 since the repeater 20 is battery-driven, it is very effective to reduce power consumption.
  • FIG. 13 is a flowchart of the normal mode process of the sensor 30.
  • the sensor 30 is in the active state in the time slot assigned to the connected repeater 20, and is in the sleep state in the other time slots.
  • the CPU 51 sets the start time of the next time slot that should be in the active state when entering the sleep state in the time counting circuit 55.
  • the timer circuit 55 continues to count the time and notifies the CPU 51 of the arrival of the time when the set time is reached.
  • the CPU 51 changes from the sleep state to the active state in response to the notification from the timing circuit 55 (step Sc1).
  • the sensor 30 becomes active in the time slot of the corresponding repeater 20.
  • the sensor 30 waits for a detection signal from the repeater 20 (step Sc2).
  • the detection signal is a signal transmitted from the relay device 20 to the sensor 30 when the relay device 20 requests detection data from the sensor 30.
  • the sensor part 40 will detect the vibration and temperature of the steam trap T, and the process part 50 (communication part 301) will transmit detection data to the relay machine 20 (step Sc3).
  • the sensor 30 (synchronization unit 303) corrects the time of the time counting circuit 55 based on the synchronization signal sent together with the detection signal from the relay machine 20.
  • the sensor 30 synchronizes with the repeater 20, and as a result, synchronizes with the data station 10.
  • the sensor 30 changes from the active state to the sleep state (step Sc4).
  • the sensor 30 determines whether or not the disconnection time, which is the time from when the detection signal was received last time to the present, is equal to or longer than the predetermined determination time ⁇ (step Sc5).
  • This determination time ⁇ may be the same as or different from the determination time ⁇ when the relay 20 determines a communication failure.
  • the sensor 30 gives up communication with the repeater 20 in the current time slot and does not perform any special processing.
  • the sensor 30 changes from the active state to the sleep state at a predetermined timing in the time slot or at the end of the time slot (step Sc4).
  • step Sc6 when the disconnection time is equal to or longer than the determination time ⁇ , the sensor 30 enters the synchronous mode, and the synchronization unit 303 executes the synchronization process in the asynchronous state (step Sc6).
  • the sensor 30 changes from the active state to the sleep state (step Sc4).
  • the content of the synchronization process of the sensor 30 is the same as the synchronization process of the repeater 20. That is, the sensor 30 performs a synchronization operation that repeats the standby operation and the sleep state until a synchronization signal is received. At this time, the sensor 30 reduces the number of times of performing the standby operation for each day. In any case, the sensor 30 performs a standby operation only for a small period within a predetermined standby period of the day, and changes the small period for each day, and performs a standby operation over the entire period of the standby period over a plurality of days. I do. Thereby, the sensor 30 can reduce power consumption and can continue standby operation for a long period of time. In particular, since the sensor 30 is battery-driven, it is very effective to reduce power consumption.
  • the wireless communication system 100 forms a network by the data station 10, the repeater 20, and the sensor 30 (a plurality of communication terminals), and the plurality of communication terminals are synchronized by transmitting and receiving a synchronization signal.
  • the asynchronous communication terminal of the plurality of communication terminals has a predetermined period from a predetermined start time of the day as a standby period, and a standby operation for receiving a synchronization signal is a small period of the standby period. Only a period (a part of the period) is performed, a small period for performing the standby operation is changed for each day, and the standby operation is performed over the entire period of the standby period over a plurality of days.
  • the asynchronous communication terminal performs the standby operation for all the standby periods in a plurality of days instead of a single day. Therefore, since the power consumption of the communication terminal per day can be reduced, the communication terminal can perform a standby operation for a long period of time.
  • the communication terminal in the asynchronous state performs the standby operation over the entire period of the standby period by taking a plurality of days by continuing the small period of performing the standby operation for each day.
  • the small period for performing the standby operation partially overlaps with the small period for performing the standby operation for the next day.
  • the end portion of a sub-period of a certain day partially overlaps the head portion of the sub-period of the next day.
  • the beginning part of the small period of a certain day partially overlaps with the end part of the small period of the previous day.
  • a communication terminal that transmits a synchronization signal among a plurality of communication terminals transmits the synchronization signal at least once within the time interval every predetermined time interval, and the standby period is equal to or longer than the time interval.
  • each of the data station 10 and the repeater 20 transmits a synchronization signal at least once in each cycle of the communication schedule.
  • the standby period is set to a length of one cycle or more of the communication schedule.
  • the wireless communication system 100 may be applied to other than the steam system.
  • the sensor 30 detects the vibration and temperature of the steam trap T, you may detect physical quantities (for example, electric power etc.) other than this.
  • the wireless communication system 100 collects the detection data of the sensor 30 as a normal operation
  • the above-described synchronization processing is not limited to the content of the normal operation.
  • the synchronous mode when it is determined that the communication terminal has changed from the synchronous state to the asynchronous state, the synchronous mode is set, but the present invention is not limited to this.
  • the synchronization mode when a wireless terminal is not yet established, such as when a communication terminal is newly installed and participates in the network of the wireless communication system 100, the synchronization mode may be performed and the above-described synchronization processing may be executed.
  • the number of standby operations per day is reduced after entering the asynchronous state, and the standby operation in a small period within the standby period is executed after the fourth day after entering the asynchronous state.
  • a standby operation in a small period within the standby period may be executed. That is, you may start from the synchronous process after the 4th day of the example of FIG.
  • the standby period may not be the same as one cycle of the communication schedule, and may be longer than the one cycle.
  • the length of the small period is not limited to 10 minutes and can be arbitrarily set.
  • the length of the small period does not need to be uniform, and may be a different length.
  • standby operation is performed in the whole period of a standby period over 7 days, it is not restricted to this.
  • the small period is delayed for each day within the waiting period, it may be scheduled so that the small period is advanced for each day.
  • the small period during which the standby operation is performed within the standby period is continued every day, but may not be continued every day.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 8 minutes after the start time of the standby period, and on the fifth day, only for 10 minutes from 34 minutes after the start time of the standby period.
  • a standby operation is performed.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 51 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 17 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 42 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation is performed for 10 minutes from 25 minutes after the start time of the standby period.
  • the standby operation may be performed for 10 minutes from the start time of the standby period.
  • each two consecutive sub-periods partially overlap, but they do not have to overlap.
  • the senor 30 is configured to synchronize with the repeater 20, but may be synchronized with the data station 10.
  • the technology disclosed herein is useful for wireless communication systems and communication terminals.
  • wireless communication system 10 data station (communication terminal) 20 Repeater (communication terminal) 30 sensor (communication terminal)

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Abstract

無線通信システム１００は、データステーション１０、中継機２０及びセンサ３０によりネットワークを形成する。複数の通信端末は、同期信号を送受信することによって同期するように構成されている。複数の通信端末のうち非同期状態の通信端末は、一日のうちの所定の開始時刻から所定の時間が経過するまでの期間を待機期間とし、同期信号を受信するための待機動作を待機期間うちの一部の期間行い、待機動作を行う小期間を日ごとに変え、複数の日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行う。

Description

無線通信システム及び通信端末
　ここに開示された技術は、無線通信システム及び通信端末に関する。
　従来より、複数の通信端末を備えた無線通信システムが知られている。複数の通信端末は、互いに無線通信を行い、ネットワークを構築する。このような無線通信システムにおいては、通信端末間で各種情報を送受信するために、通信端末間で同期を取る必要がある（特許文献１参照）。通信端末間での同期は、一方の通信端末から同期信号が送信され、他方の通信端末が該同期信号を受信することにより行われる。
特開２０１１－１７６８８８号公報
　ところで、通信端末間では様々な理由で通信が適切に行えない状況が生じ得る。このような場合、通信端末間で同期信号の送受信も適切に行えないため、通信端末が非同期状態となる。
　非同期状態の通信端末は、待機状態となって、他の通信端末からの同期信号の受信を待機することになる。しかしながら、非同期状態の通信端末は、正確な時間を保持していないので、待機状態となるタイミングを他の通信端末の同期信号の送信タイミングに合わせることができない。そのため、通信端末は、待機状態を長い間継続する必要があり、通信端末の電力消費が大きくなってしまう。
　ここに開示された技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、非同期状態の通信端末が同期信号を待機する際の消費電力を低減することにある。
　ここに開示された技術は、複数の通信端末によりネットワークを形成する無線通信システムを対象とする。前記複数の通信端末は、同期信号を送受信することによって同期するように構成され、前記複数の通信端末のうち非同期状態の通信端末は、一日のうちの所定の開始時刻から所定の時間が経過するまでの期間を待機期間とし、前記同期信号を受信するための待機動作を前記待機期間の一部の期間行い、前記待機動作を行う一部の期間を日ごとに変え、複数の日をかけて前記待機期間の全期間で前記待機動作を行うものとする。
　また、ここに開示された技術は、他の通信端末からの同期信号を受信して、該他の通信端末と同期する通信端末を対象とする。前記通信端末は、前記他の通信端末と非同期状態の場合には、一日のうちの所定の開始時刻からの所定の期間を待機期間とし、前記同期信号を受信するための待機動作を前記待機期間の一部の期間行い、前記待機動作を行う一部の期間を日ごとに変え、複数の日をかけて前記待機期間の全期間で前記待機動作を行うものとする。
　ここに開示された無線通信システムによれば、非同期状態の通信端末が同期信号を待機する際の消費電力を低減することができる。
　ここに開示された通信端末によれば、非同期状態のときに同期信号を待機する際の消費電力を低減することができる。
図１は、無線通信システムの概略図である。 図２は、データステーションのブロック図である。 図３は、中継機のブロック図である。 図４は、センサのブロック図である。 図５は、通信スケジュールを示す図である。 図６は、中継機の機能ブロック図である。 図７は、センサの機能ブロック図である。 図８は、中継機の処理を示すフローチャートである。 図９は、同期信号の送信タイミングを示す図である。 図１０は、中継機の同期処理における待機動作を示す説明図である。 図１１は、同期スケジュールを示す図である。 図１２は、同期処理を示すフローチャートである。 図１３は、センサの処理を示すフローチャートである。
　以下、例示的な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
　図１は、無線通信システム１００の概略図である。無線通信システム１００は、データステーション１０と、複数の中継機２０と、複数のセンサ３０とを有している。データステーション１０、中継機２０、センサ３０は、通信端末であり、互いに無線通信を行い、自律的にネットワークを構築する。無線通信システム１００においては、マルチホップ無線ネットワークが形成される。データステーション１０は、中継機２０とのみ通信を行い、センサ３０は、中継機２０とのみ通信を行う。データステーション１０及び中継機２０は、データステーション１０を頂点とするツリー型のネットワークトポロジを有している。本明細書では、ネットワークにおいてデータステーション１０側を上流側又は上位とし、ツリーの末端側を下流側又は下位とする。また、データステーション１０、中継機２０、センサ３０を区別しない場合には、単に通信端末と称する場合がある。また、各中継機２０を区別する場合には、符号「２０」の後にアルファベットを付して区別する。
　無線通信システム１００においては、センサ３０が所定の物理量を検出し、その検出値、即ち、検出データが中継機２０を介してデータステーション１０に収集される。本開示における例では、無線通信システム１００は、蒸気システムを有する工場内に設置されている。蒸気システムは、複数のスチームトラップＴ（図１では１つだけ図示）を有している。センサ３０は、スチームトラップＴの振動及び温度を検出する。
　〈データステーションの構成〉
　図２は、データステーション１０のブロック図である。データステーション１０は、無線通信システム１００の通信経路の確立やセンサ３０の検出データの収集及び管理を行う。また、データステーション１０は、図示を省略するが、外部ネットワーク等を介して上位のサーバ等に接続される。データステーション１０は、必要に応じて、センサ３０の検出データをサーバ等に転送する。
　データステーション１０は、ＣＰＵ１１と、メモリ１２と、記憶部１３と、無線通信回路１４と、計時回路１５と、上位インターフェース部１６と、電源回路１７とを有している。
　記憶部１３には、各種プログラム及び各種情報が記憶されている。ＣＰＵ１１は、記憶部１３から各種プログラムを読み込み、実行することにより、様々な処理を行う。例えば、記憶部１３には、ネットワークの通信経路を形成するためのプログラム、センサ３０の検出データを収集するためのプログラム、ネットワークの通信経路のツリー情報、中継機２０と通信を行うスケジュールを規定したスケジュール情報、及び、収集した検出データ等が記憶されている。
　無線通信回路１４は、中継機２０等の他の通信端末と無線通信を行う。無線通信回路１４は、ＣＰＵ１１の制御によって動作し、各種信号を符号化・変調等の処理により無線信号に変換し、アンテナを介して送信する。また、無線通信回路１４は、アンテナを介して受信した信号を復調・複合化等の処理により適切な信号に変換する。
　計時回路１５は、所定のクロックを発生し、データステーション１０の基準となる時刻を計時する。
　上位インターフェース部１６は、サーバ等との間のインターフェース処理を行う。
　電源回路１７は、外部電源（図示省略）が接続されており、データステーション１０の各要素に電力を供給する。
　〈中継機の構成〉
　図３は、中継機２０のブロック図である。中継機２０は、データステーション１０の指令に応じて、センサ３０の検出データを中継し、データステーション１０へ送信する。
　中継機２０は、ＣＰＵ２１と、メモリ２２と、記憶部２３と、無線通信回路２４と、計時回路２５と、電源回路２６と、電池２７とを有している。
　記憶部２３には、各種プログラム及び各種情報が記憶されている。ＣＰＵ２１は、記憶部２３から各種プログラムを読み込み、実行することにより、様々な処理を行う。例えば、記憶部２３には、ネットワークの通信経路を形成するためのプログラム、センサ３０の検出データを中継するためのプログラム、上位及び下位の通信端末に関する情報、及び、センサ３０から取得した検出データ等が記憶されている。
　無線通信回路２４は、他の通信端末と無線通信を行う。無線通信回路２４は、ＣＰＵ２１の制御によって動作し、各種信号を符号化・変調等の処理により無線信号に変換し、アンテナを介して送信する。また、無線通信回路２４は、アンテナを介して受信した信号を復調・複合化等の処理により適切な信号に変換する。
　計時回路２５は、所定のクロックを発生し、中継機２０の基準となる時刻を計時する。また、計時回路２５は、上位の通信端末からの同期信号に基づいて、中継機２０の基準となる時刻を訂正する。
　電源回路２６には、電池２７が接続されている。電源回路２６は、中継機２０の各要素に電力を供給する。
　〈センサの構成〉
　図４は、センサ３０のブロック図である。センサ３０は、スチームトラップＴの振動及び温度を検出し、その検出データを対応する中継機２０に送信する。センサ３０は、センサ部４０と、処理部５０とを有している。
　センサ部４０は、振動センサ及び温度センサを含んでおり、スチームトラップＴの振動及び温度を検出する。センサ部４０は、スチームトラップＴのケーシング（例えば、蒸気及びドレンが流入する流入部）に接触するように設置され、接触した部分の振動及び温度を検出する。センサ部４０は、検出した振動及び温度に対応する電気信号を処理部５０に出力する。
　処理部５０は、ＣＰＵ５１と、メモリ５２と、記憶部５３と、無線通信回路５４と、計時回路５５と、センサインターフェース部５６と、電源回路５７と、電池５８とを有している。
　記憶部５３には、各種プログラム及び各種情報が記憶されている。ＣＰＵ５１は、記憶部５３から各種プログラムを読み込み、実行することにより、様々な処理を行う。例えば、記憶部５３には、ネットワークの通信経路を形成するためのプログラム、センサ部４０から振動及び温度を取得し、検出データとして中継機２０に送信するためのプログラム、上位の通信端末に関する情報、及び、検出データ等が記憶されている。
　無線通信回路５４は、他の通信端末と無線通信を行う。無線通信回路５４は、ＣＰＵ５１の制御によって動作し、各種信号を符号化・変調等の処理により無線信号に変換し、アンテナを介して送信する。また、無線通信回路５４は、アンテナを介して受信した信号を復調・複合化等の処理により適切な信号に変換する。
　計時回路５５は、所定のクロックを発生し、センサ３０の基準となる時刻を計時する。また、計時回路５５は、上位の通信端末からの同期信号に基づいて、センサ３０の基準となる時刻を訂正する。
　センサインターフェース部５６は、センサ部４０との間のインターフェース処理を行う。
　電源回路５７には、電池５８が接続されている。電源回路５７は、センサ３０の各要素に電力を供給する。
　〈システムの動作〉
　このように構成された無線通信システム１００の動作について、以下に詳述する。
　〈データ収集〉
　無線通信システム１００は、通常の運転動作として、センサ３０の検出データをデータステーション１０に収集する。データステーション１０は、図５に示す通信スケジュールに従って各中継機２０と通信を行い、センサ３０の検出データを収集する。このデータ収集に関する動作を行うデータステーション１０、中継機２０及びセンサ３０の運転モードを通常モードとする。
　図５の通信スケジュールは、データ収集の１サイクルを示しており、図５の通信スケジュールが繰り返し実行される。通信スケジュールは、複数のタイムスロットに分割されている。各中継機２０には、特定のタイムスロットが割り当てられている。各中継機２０は、対応するタイムスロットにおいてデータステーション１０と通信を行い、該中継機２０に繋がったセンサ３０からの検出データをデータステーション１０に送信する（以下、この処理を「返信処理」ともいう）。基本的には、各中継機２０は、対応するタイムスロットにおいてアクティブ状態となり、対応するタイムスロット以外のときはスリープ状態となる。ただし、他の中継機２０とデータステーション１０との通信経路上に存在する中継機２０は、下位の中継機２０がデータステーション１０と通信する場合に中継処理を行う必要があるため、下位の中継機２０のタイムスロットにおいてもアクティブ状態となって中継処理を実行する。また、センサ３０は、繋がっている中継機２０のタイムスロットにおいて該中継機２０へ検出データを送信するので、該中継機２０のタイムスロットにおいてアクティブ状態となっている。センサ３０は、中継機２０へ検出データを送信する必要がないときには、基本的にはスリープ状態となっている。
　図５の通信スケジュールでは、タイムスロットがマトリックス状に規定されている。ツリー構造の通信経路の階層に従ってタイムスロットが割り当てられている。詳しくは、列ごとにツリー構造の階層が割り当てられる。例えば、列Ｌ０には、データステーション１０が割り当てられ、列Ｌ１には、第１階層（即ち、ホップ数が１）が割り当てられ、列Ｌ２には、第２階層（即ち、ホップ数が２）が割り当てられる。第３階層以降についても同様である。
　通常、各中継機２０には、何れか１つのタイムスロットが割り当てられる。第１階層の中継機２０ａ，２０ｊには、列Ｌ１のタイムスロットが割り当てられる。第２階層の中継機２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｋには、列Ｌ２のタイムスロットが割り当てられる。第３階層の中継機２０ｅ，２０ｆ，２０ｇには、列Ｌ３のタイムスロットが割り当てられる。第４階層の中継機２０ｈ，２０ｉには、列Ｌ４のタイムスロットが割り当てられる。一方、データステーション１０は、中継機２０に比べて処理内容が多いので、１つのタイムスロットではなく、複数のタイムスロット（図５では、列Ｌ０の全てのタイムスロット）がデータステーション１０に割り当てられる。尚、列に含まれるタイムスロットの数と各階層に含まれる中継機２０の数は異なる（通常、列に含まれるタイムスロットの数の方が多い）ので、列に含まれるタイムスロットには、中継機が割り当てられていないものも存在する。
　通信スケジュールでは、タイムスロットの処理は、列方向に進んでいく。例えば、或る列において、行番号に関して昇順（即ち、行Ｎ１からＮｍの順）にタイムスロットの処理が進んでいき、当該行の最後の行番号（行Ｎｍ）のタイムスロットの処理が終了すると、次の列の最初の行番号（行Ｎ１）のタイムスロットから同様の順序で処理が進められていく。
　タイムスロットの割り当ては、通信経路が確立されたときにデータステーションが行う。例えば、無線通信システム１００の全体の通信経路の確立に先立ち、通信端末間で経路が形成される。その後、データステーション１０は、どの通信端末同士が繋がっているかという経路情報を取得し、無線通信システム１００の全体の通信経路を確立する。通信経路が確立されると、データステーション１０は、各中継機２０にタイムスロットを割り当て、各中継機２０に対応するタイムスロットの番号を通知する。このとき、下位の中継機２０の中継処理を行う必要がある中継機２０には、それ自身のタイムスロットに加えて、下位の中継機２０のタイムスロットも通知される。また、中継機２０は、繋がっているセンサ３０に該中継機２０のタイムスロットを通知する。データステーション１０は、通信スケジュール（即ち、中継機２０へのタイムスロットの割り当て）を記憶部１３に保存する。中継機２０は、それ自身のタイムスロットと中継処理を行う必要がある下位の中継機２０のタイムスロットを記憶部２３に保存する。センサ３０は、繋がっている中継機２０のタイムスロットを記憶部５３に保存する。
　データ収集においては、データステーション１０は、通信スケジュールに従って、対応する中継機２０にセンサ３０の検出データを要求するリクエスト信号を送信する。一方、中継機２０は、通信スケジュールに従って、割り当てられたタイムスロットのタイミングでアクティブ状態となって、データステーション１０からのリクエスト信号を待機する。また、中継機２０は、割り当てられたタイムスロットに応じて、該中継機２０に繋がっているセンサ３０から検出データを取得する。中継機２０は、リクエスト信号を受信すると、センサ３０からの検出データをデータステーション１０へ返信する。また、中継機２０は、通信経路上の下位の中継機２０に割り当てられたタイムスロットのタイミングでもアクティブ状態となって、データステーション１０と下位の中継機２０との間の中継処理を行う。センサ３０は、繋がっている中継機２０のタイムスロットに応じてアクティブ状態となって検出データを該中継機２０に送信する。
　〈同期処理〉
　このように、データステーション１０、中継機２０及びセンサ３０が共通の通信スケジュールに基づいて処理を実行するためには、データステーション１０、中継機２０及びセンサ３０が同期している必要がある。そのため、データステーション１０は、中継機２０へ各種信号を送信する際に同期時刻（基準時刻）を含んだ同期信号を送信する。同期信号を受信した中継機２０は、計時回路２５の時刻を同期時刻に同期させる。また、中継機２０も、他の中継機２０又はセンサ３０へ各種信号を送信する際に同期時刻を含んだ同期信号を送信する。この同期信号を受信した中継機２０又はセンサ３０は、同様に、計時回路２５又は計時回路５５の時刻を同期時刻に同期させる。このように、データステーション１０の同期時刻（基準時刻）が、中継機２０及びセンサ３０に伝達されていく。最終的に、データステーション１０、中継機２０及びセンサ３０の全ての時刻が同期する。
　しかしながら、通信端末は広範囲に亘って配置され、且つ、各通信端末間に通信を阻害する障害物が存在する場合もあり、一部の通信端末間で通信不良が生じる場合がある。そのような場合、通信不良が生じた地点よりも下位の通信端末は、同期信号を受信することができず、上位の通信端末、ひいては、データステーション１０と同期することができない。無線通信システム１００では、データステーション１０、中継機２０及びセンサ３０が共通の通信スケジュールを保持し、中継機２０及びセンサ３０は、通信スケジュールに基づいて自律的にスリープ状態とアクティブ状態とを切り替えることによって対応するタイムスロットにおいて通信を可能とする。そのため、同期が取れていない中継機２０及びセンサ３０は、通信スケジュールに基づくスリープ状態とアクティブ状態との切り替えが不適切になり、他の通信端末と適切に通信を行うことが困難となる。特に、無線通信システム１００が蒸気システムに適用される場合のように、中継機２０及びセンサ３０が比較的高温の環境下に設置される場合には、計時回路２５及び計時回路５５の温度特性に起因するクロックのズレが生じやすい。
　そこで、非同期状態の中継機２０及びセンサ３０は、同期モードとなる。同期モードにおいては、中継機２０及びセンサ３０は、センサ３０の検出データの収集に関する処理を行わず、他の通信端末からの同期信号を待機する状態となる。同期モードの中継機２０及びセンサ３０は、同期信号を受信し、同期が完了すると通常モードに移行する。
　図６は、中継機２０の機能ブロック図である。中継機２０は、機能ブロックとして、通信部２０１と、判定部２０２と、同期部２０３とを有している。
　通信部２０１は、他の無線通信との通信を実行する。通信部２０１は、ＣＰＵ２１と無線通信回路２４とで構成される。通信部２０１は、中継機２０の処理に応じて、他の無線通信と通信を適宜行う。
　判定部２０２は、中継機２０が他の通信端末と同期が取れているか否かを判定する。判定部２０２は、ＣＰＵ２１及び記憶部２３とで構成される。記憶部２３には、他の通信端末からの同期信号を受信した時間が記憶されている。判定部２０２としてのＣＰＵ２１は、記憶部２３に記憶されている前回の同期信号の受信からの経過時間に基づいて、中継機２０が他の通信端末と非同期状態か否かを判定する。
　同期部２０３は、同期信号を受信したときに中継機２０の基準の時刻を訂正する（通常の同期処理）一方、中継機２０が非同期状態のときには同期動作（詳しくは後述する）を行うことによって他の通信端末との同期を図る（非同期状態での同期処理）。同期部２０３は、ＣＰＵ２１と計時回路２５とで構成される。同期部２０３としてのＣＰＵ２１は、通常の同期処理においては、受信した同期信号に基づいて計時回路２５の時刻を訂正する。一方、ＣＰＵ２１は、非同期状態での同期処理においては、計時回路２５と協働して、中継機２０のスリープ状態とアクティブ状態との切替を行うことによって後述する同期動作を実行する。
　図７は、センサ３０の機能ブロック図である。センサ３０は、機能ブロックとして、通信部３０１と、判定部３０２と、同期部３０３とを有している。
　通信部３０１は、他の無線通信との通信を実行する。通信部３０１は、ＣＰＵ５１と無線通信回路５４とで構成される。通信部３０１は、センサ３０の処理に応じて、他の無線通信と通信を適宜行う。
　判定部３０２は、センサ３０が他の通信端末と同期が取れているか否かを判定する。判定部３０２は、ＣＰＵ５１及び記憶部５３とで構成される。記憶部５３には、他の通信端末からの同期信号を受信した時間が記憶されている。判定部３０２としてのＣＰＵ５１は、記憶部５３に記憶されている前回の同期信号の受信からの経過時間に基づいて、センサ３０が他の通信端末と非同期状態か否かを判定する。
　同期部３０３は、同期信号を受信したときにセンサ３０の基準の時刻を訂正する（通常の同期処理）一方、センサ３０が非同期状態のときには同期動作（詳しくは後述する）を行うことによって他の通信端末との同期を図る（非同期状態での同期処理）。同期部３０３は、ＣＰＵ５１と計時回路５５とで構成される。同期部３０３としてのＣＰＵ５１は、通常の同期処理においては、受信した同期信号に基づいて計時回路５５の時刻を訂正する。一方、ＣＰＵ５１は、非同期状態での同期処理においては、計時回路５５と協働して、センサ３０のスリープ状態とアクティブ状態との切替を行うことによって後述する同期動作を実行する。
　〈処理フロー〉
　以下、無線通信システム１００の処理の流れについて、さらに詳細に説明する。
　データ収集を行う場合、データステーション１０は、通信スケジュールに従って処理を進める。具体的には、データステーション１０は、それ自身に割り当てられたタイムスロットにおいて、データステーション１０に必要な処理を行う。続いて、データステーション１０は、タイムスロットの順番で、タイムスロットに割り当てられた中継機２０と順次、通信を行う。このとき、データステーション１０から各中継機２０に送られる信号には、少なくとも、センサ３０の検出データの返信を要求するリクエスト信号とデータステーション１０の基準信号に同期させるための同期信号とが含まれている。
　　－中継機－
　このときの中継機２０の処理について、図８のフローチャートを参照しながら説明する。
　中継機２０は、前述の如く、それ自身が割り当てられたタイムスロットと、該中継機２０が下位の中継機２０の通信経路上に存在する場合には該下位の中継機２０が割り当てられたタイムスロットとにおいてアクティブ状態となり、それ以外のタイムスロットにおいてはスリープ状態となっている。ＣＰＵ２１は、スリープ状態となる際にアクティブ状態になるべき次のタイムスロットの開始時刻を計時回路２５に設定している。計時回路２５は、計時を継続し、設定された時刻になるとＣＰＵ２１に時刻の到来を通知する。ＣＰＵ２１は、計時回路２５からの通知を受けてスリープ状態からアクティブ状態となる（ステップＳａ１）。こうして、中継機２０は、対応するタイムスロットにおいてアクティブ状態となる。
　次に、中継機２０は、ステップＳａ２において、行う処理が返信処理か中継処理かを判定する。すなわち、現在のタイムスロットが該中継機２０に割り当てられたタイムスロットであれば、行う処理は返信処理であり、現在のタイムスロットが下位の中継機２０に割り当てられたタイムスロットであれば、行う処理は中継処理である。
　行う処理が中継処理の場合には、中継機２０は、ステップＳａ３において中継処理を行う。詳細な説明は省略するが、中継機２０（通信部２０１）は、データステーション１０からのリクエスト信号を受信すると該リクエスト信号を下位の通信端末へ送信し、下位の中継機２０からの検出データを受信すると該検出データを上位の通信端末へ送信する。
　中継機２０は、中継処理が完了するか、又は、タイムスロットが終了すると、アクティブ状態からスリープ状態となる（ステップＳａ６）。具体的には、ＣＰＵ２１は、前述の如く、アクティブ状態になるべき次のタイムスロットの開始時刻を計時回路２５に設定し、スリープ状態となる。
　一方、行う処理が返信処理の場合には、中継機２０は、データステーション１０からのリクエスト信号を待機する（ステップＳａ４）。
　そして、中継機２０（通信部２０１）は、リクエスト信号を受信すると、センサ３０からの検出データをデータステーション１０へ向けて送信する（ステップＳａ５）。このとき、中継機２０（同期部２０３）は、データステーション１０からリクエスト信号と共に送られてきた同期信号に基づいて、計時回路２５の時刻を訂正する。これにより、中継機２０は、データステーション１０と同期する。中継機２０は、検出データの送信が完了すると、アクティブ状態からスリープ状態となる（ステップＳａ６）。
　一方、中継機２０がタイムスロットの間にリクエスト信号を受信できない場合には、データステーション１０と中継機２０との間で通信不良が生じている可能性がある。そこで、中継機２０（判定部２０２）は、リクエスト信号を前回受信したときから現在までの時間である不通時間が所定の判定時間α以上か否かを判定する（ステップＳａ７）。
　偶発的に通信が不成功となった場合に通信不良が生じることもあれば、工場内の定期修理等によって通信の障害物となる構造体が存在する場合に通信不良が生じることもある。
　そこで、不通時間が判定時間αよりも短い場合には、通信不良は一時的なものであるとして、中継機２０は、今回のタイムスロットでのデータステーション１０との通信を諦め、特段の処理を行わない。つまり、中継機２０は、タイムスロットの終了時に、アクティブ状態からスリープ状態となる（ステップＳａ６）。
　一方、不通時間が判定時間αよりも長い場合には、通信不良が長期間続いていることになる。通信不良が長期間続くと、中継機２０は、上位の通信端末からの同期信号を受信できないので、同期が取れていない状態となる。そこで、不通時間は判定時間α以上である場合には、中継機２０は、同期モードとなり、同期部２０３は、非同期状態での同期処理を実行する（ステップＳａ８）。
　以下、同期処理について詳しく説明する。図９は、同期信号の送信タイミングを示す図である。図１０は、中継機２０の同期処理における待機動作を示す説明図である。
　同期処理の説明に先立ち、同期信号の送信について説明する。同期信号は、データステーション１０及び中継機２０が各タイムスロットにおいて各種信号を送信する際に併せて送信される。つまり、データステーション１０及び中継機２０のそれぞれは、所定の時間間隔（即ち、通信スケジュールの１サイクル）ごとに該時間間隔内に少なくとも１回、同期信号を送信する。同期信号は、タイムスロットのうちの所定期間の間（例えば、タイムスロットの終盤）に断続的に送信される。例えば、図９に示す例では、同期信号は、１秒周期で繰り返し送信される。
　一方、同期モードの中継機２０は、図１０に示すような待機動作を行う。具体的には、中継機２０は、常にアクティブ状態となるわけではなく、アクティブ状態とスリープ状態とを交互に繰り返す。アクティブ状態は、同期信号を受信可能な状態である。アクティブ状態とスリープ状態とが繰り返されることによって、待機動作においても消費電力が節約される。図１０の例では、アクティブ期間とスリープ期間とは、共に２秒で同じ長さである。アクティブ期間は、同期信号の送信周期（図９の例では１秒）よりも長い期間である。そのため、同期信号が中継機２０に適切に届いている場合には、アクティブ期間において少なくとも１つの同期信号を受信することができる。
　同期モードの中継機２０は、このような待機動作を、同期信号を受信するまで常に行うわけではなく、待機動作とスリープ状態とを繰り返す。この待機動作とスリープ状態との繰り返しを同期動作と称する。
　待機動作を継続する時間は、通信スケジュールの１サイクルと同じ時間か、それ以上の時間である。例えば、通信スケジュールの１サイクルが１時間かかる場合には、待機動作を少なくとも１時間継続する。通信スケジュールの１サイクル中には中継機２０の上位の通信端末（即ち、同期信号を送信する通信端末）のタイムスロットが必ず含まれるので、待機動作中に該中継機２０への同期信号が必ず１回は発報される。尚、中継機２０は、上位の通信端末からの同期信号だけでなく、電波が届く範囲に存在する他の通信端末からの同期信号を受信した場合にも同期を行うことができる。この点においても、待機動作を通信スケジュールの１サイクルと少なくとも同じ時間継続することによって、他の通信端末からの同期信号を受信する可能性を高めることができる。
　中継機２０は、同期動作において、待機動作を行う回数及びタイミングを日ごとに変えている。中継機２０は、図１１に示すような同期スケジュールに基づいて同期動作を行う。具体的には、２４時間中に含まれる待機動作の回数は、日が経過するごとに減っていく。尚、２４時間の起算時刻は、任意に設定可能である。例えば、起算時刻は、非同期状態と判定された時点の時刻であってもよい。あるいは、起算時刻は、午前０時であってもであってもよいし、中継機２０の電源を入れた時刻であってもよい。その場合、非同期状態と判定された時刻が起算時刻を過ぎているときには、１日目の同期スケジュールの途中から待機動作を実行するようにすればよい。
　図１１の例では、１回の待機動作を継続する時間は、１時間である。この場合、通信スケジュールの１サイクルの時間は、１時間以下である。１日目は、待機動作が７回行われ（ただし、１回目と２回目の待機動作は連続している）、２日目は、待機動作が５回行われ、３日目は、待機動作が２回行われる。仮に、通信不良が早期に解消される場合は、待機動作を数回行えば、中継機２０は同期信号を受信することができる。つまり、同期信号を受信できない時間が長くなることは、通信不良を引き起こす原因が長期的に存在することを意味する。例えば、定期修理時の足場が１ヶ月設置され、この足場により通信不良が引き起こされている場合などがある。そのような場合には、１日に何回も待機動作を行うことは消費電力の無駄である。同期信号の受信の可否を１日に１、２回確認することで、長期的な通信不良が解消したか否かを確認することができる。そこで、中継機２０は、待機動作の回数を通信不良が発生してから日が経過するごとに減らしていく。これにより、中継機２０は、消費電力を節約することができる。
　やがて、中継機２０は、待機動作を１日に１回だけ行うようになり、且つ、その継続時間を通信スケジュールの１サイクルよりも短くする。詳しくは、１日のうち所定の開始時刻から通信スケジュールの１サイクルに相当する時間が経過するまでの期間（以下、「待機期間」と称する）における一部の期間（以下、「小期間」と称する）だけ待機動作を行う。そして、中継機２０は、小期間のタイミングを日ごとに変え、最終的に、数日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行う。
　図１１の例では、経過時刻の０時間目に相当する時刻が開始時刻であり、０時間目に相当する時刻から１時間経過するまでの期間が待機期間である。４日目以降は、待機期間においてのみ待機動作が行われる。具体的には、４日目には、待機期間の開始時刻から１０分間だけ待機動作が行われる。この１０分間が小期間に相当する。５日目には、小期間が遅くなる方向にずれて、待機期間の開始時刻の８分後から１０分間だけ待機動作が行われる。６日目以降も小期間が遅くなる方向に少しずつずれていく。６日目には、待機期間の開始時刻の１７分後から１０分間だけ待機動作が行われる。７日目には、待機期間の開始時刻の２５分後から１０分間だけ待機動作が行われる。８日目には、待機期間の開始時刻の３４分後から１０分間だけ待機動作が行われる。９日目には、待機期間の開始時刻の４２分後から１０分間だけ待機動作が行われる。１０日目には、待機期間の開始時刻の５１分後から１０分間だけ待機動作が行われる。尚、１０日目は、待機期間の終了時刻よりも１分間だけ長く待機動作が行われる。１１日目以降は、４日目以降の動作が繰り返される。
　このように、本来、１回で行う待機動作を数日に分けて行うことによって、１日ごとの消費電力を低減することができる。つまり、待機動作を複数の日で分割しない場合、最低でも、通信スケジュールの１サイクルに相当する時間の待機動作に必要な電力を毎日消費することになる。それに対し、待機動作を複数の日で分割して行うと、概ね、通信スケジュールの１サイクルに相当する時間の待機動作に必要な電力で数日間の待機動作を行うことができる。尚、日ごとの待機動作の時間は通信スケジュールの１サイクルよりも短いため通信不良の解消が長期化する可能性があるものの、数日をかけて待機期間の全期間で待機動作が行われるので通信不良の解消はいずれ検出される。
　尚、同期モードの中継機２０は、同期が取れていないため、待機動作を行う際の計時が正確でない虞がある。そのため、中継機２０が同期スケジュールと計時回路２５による計時に基づいて待機動作を行っても、待機動作のタイミングは正確な時間からずれている可能性がある。それに対し、中継機２０は、待機動作を行う小期間が日ごとに連続するように小期間を変更している。これにより、計時の不正確さによる悪影響を低減することができる。例えば、同期スケジュール上で一の小期間の終了時刻と他の小期間の開始時刻とが一致する場合、計時が不正確であると、実際には２つの小期間の間に隙間が生じてしまう虞があり、待機期間中で待機動作を実行しない期間（以下、「空白期間」と称する）が生じ得る。計時のズレは日ごとに大きくなり得るので、前述の一の小期間の待機動作と他の小期間の待機動作とを数日空けて行うと、空白期間も長くなり得る。それに対し、待機動作を行う小期間が日ごとに連続する場合、前述の一の小期間の待機動作を行った次の日に他の小期間の待機動作が行われるので、空白期間を低減することができる。
　さらには、中継機２０は、連続する２つの小期間を部分的に重複させている。図１１の例では、連続する各２つの小期間が１分又は２分だけ重複している。そのため、中継機２０の計時のズレが生じたとしても、２つの小期間の間に空白期間が生じることを抑制することができる。また、小期間の重複する部分は、計時回路２５の１日の最大ズレ量よりも長く設定されている。これにより、空白期間の発生をさらに抑制することができる。
　同期処理の流れを図１２のフローチャートを参照しながら説明する。
　中継機２０は、同期モードに移行すると、ステップＳｂ１において前述の同期動作を実行する。
　そして、中継機２０は、ステップＳｂ２において、同期信号を受信したか否かを判定する。同期信号を受信していない場合には、中継機２０は、ステップＳｂ１に戻り、同期動作を継続する。
　一方、同期信号を受信した場合には、中継機２０は、計時回路２５の時刻を同期信号に含まれる同期時刻に同期させる。同期処理が完了すると、中継機２０は、同期モードから通常モードへ移行し、図８の通常の処理のフローにリターンする。つまり、中継機２０は、アクティブ状態からスリープ状態となる（ステップＳａ６）。このとき、ＣＰＵ２１は、前述の如く、アクティブ状態になるべき次のタイムスロットの開始時刻を計時回路２５に設定し、スリープ状態となる。
　このように、同期モードの中継機２０は、日ごとに待機動作の回数を減らし、いずれは、一日のうちで決まった待機期間内の小期間だけ待機動作を行い且つ、小期間を日ごとに変えて、複数の日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行うことによって、消費電力を低減して、待機動作を長期間継続することができる。特に、中継機２０は、電池駆動なので、消費電力を低減できることは非常に有効である。
　　－センサ－
　以上の説明では、中継機２０の処理について説明したが、センサ３０も、通常モード及び同期モードを有し、中継機２０と同様の処理を行う。図１３は、センサ３０の通常モードの処理のフローチャートである。
　センサ３０は、前述の如く、繋がっている中継機２０に割り当てられたタイムスロットにおいてアクティブ状態となり、それ以外のタイムスロットにおいてはスリープ状態となっている。ＣＰＵ５１は、スリープ状態となる際にアクティブ状態になるべき次のタイムスロットの開始時刻を計時回路５５に設定している。計時回路５５は、計時を継続し、設定された時刻になるとＣＰＵ５１に時刻の到来を通知する。ＣＰＵ５１は、計時回路５５からの通知を受けてスリープ状態からアクティブ状態となる（ステップＳｃ１）。こうして、センサ３０は、対応する中継機２０のタイムスロットにおいてアクティブ状態となる。
　次に、センサ３０は、中継機２０からの検出信号を待機する（ステップＳｃ２）。検出信号は、中継機２０がセンサ３０に検出データを要求するときに中継機２０からセンサ３０に送信される信号である。そして、センサ３０が検出信号を受信すると、センサ部４０がスチームトラップＴの振動及び温度を検出し、処理部５０（通信部３０１）が検出データを中継機２０へ送信する（ステップＳｃ３）。このとき、センサ３０（同期部３０３）は、中継機２０から検出信号と共に送られてきた同期信号に基づいて、計時回路５５の時刻を訂正する。これにより、センサ３０は、中継機２０と同期し、結果としてデータステーション１０と同期する。センサ３０は、検出データの送信が完了すると、アクティブ状態からスリープ状態となる（ステップＳｃ４）。
　一方、センサ３０が所定の期間内に検出信号を受信できない場合には、中継機２０とセンサ３０との間で通信不良が生じている可能性がある。そこで、センサ３０（判定部３０２）は、検出信号を前回受信したときから現在までの時間である不通時間が所定の判定時間α以上か否かを判定する（ステップＳｃ５）。この判定時間αは、中継機２０が通信不良を判定するときの判定時間αと同じであってもよいし、異なっていてもよい。
　不通時間が判定時間αよりも短い場合には、通信不良は一時的なものであるとして、センサ３０は、今回のタイムスロットでの中継機２０との通信を諦め、特段の処理を行わない。センサ３０は、タイムスロット内の所定のタイミング又はタイムスロットの終了時に、アクティブ状態からスリープ状態となる（ステップＳｃ４）。
　一方、不通時間が判定時間α以上である場合には、センサ３０は、同期モードとなり、同期部３０３は、非同期状態での同期処理を実行する（ステップＳｃ６）。
　センサ３０は、同期処理が完了すると、アクティブ状態からスリープ状態となる（ステップＳｃ４）。
　センサ３０の同期処理の内容は、中継機２０の同期処理と同じである。つまり、センサ３０は、待機動作とスリープ状態とを繰り返す同期動作を、同期信号を受信するまで行う。このとき、センサ３０は、待機動作を行う回数を日ごとに減らしていく。いずれは、センサ３０は、一日のうちで決まった待機期間内の小期間だけ待機動作を行い且つ、小期間を日ごとに変えて、複数の日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行う。これにより、センサ３０は、消費電力を低減して、待機動作を長期間継続することができる。特に、センサ３０は、電池駆動なので、消費電力を低減できることは非常に有効である。
　以上のように、無線通信システム１００は、データステーション１０、中継機２０及びセンサ３０（複数の通信端末）によりネットワークを形成し、複数の通信端末は、同期信号を送受信することによって同期するように構成され、複数の通信端末のうち非同期状態の通信端末は、一日のうちの所定の開始時刻からの所定の期間を待機期間とし、同期信号を受信するための待機動作を待機期間うちの小期間（一部の期間）だけ行い、待機動作を行う小期間を日ごとに変え、複数の日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行う。
　また、中継機２０及びセンサ３０は、他の通信端末と非同期状態の場合には、一日のうちの所定の開始時刻からの所定の期間を待機期間とし、同期信号を受信するための待機動作を待機期間うちの小期間（一部の期間）だけ行い、待機動作を行う小期間を日ごとに変え、複数の日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行う。
　この構成によれば、非同期状態の通信端末は、待機期間の全期間における待機動作を一日で行うのではなく、複数の日に分けて行う。これにより、通信端末の一日の消費電力を低減できるので、通信端末は長期間に亘って待機動作を行うことができる。
　また、非同期状態の通信端末は、待機動作を行う小期間を日ごとに連続させることによって、複数の日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行う。
　この構成によれば、待機期間の中で隣り合う２つの小期間での待機動作を連続する日に行うので、通信端末の計時が不正確であっても、２つの小期間の間で発生し得る、待機動作を行わない空白期間を低減することができる。
　さらに、待機動作を行う小期間は、次の日の待機動作を行う小期間と部分的に重複している。つまり、或る日の小期間の末尾部分は、その次の日の小期間の先頭部分と部分的に重複している。また、或る日の小期間の先頭部分は、その前の日の小期間の末尾部分と部分的に重複しているともいえる。
　この構成によれば、待機期間の中で隣り合う２つの小期間の間で発生し得る空白期間をより一層低減することができる。
　また、複数の通信端末のうち同期信号を送信する通信端末は、所定の時間間隔ごとに前記時間間隔内に少なくとも１回、同期信号を送信し、待機期間は、時間間隔以上である。
　つまり、データステーション１０及び中継機２０のそれぞれは、通信スケジュールの１サイクルごとに、該１サイクル内に少なくとも１回、同期信号を送信する。そして、待機期間は、通信スケジュールの１サイクル以上の長さに設定されている。これにより、通信不良が解消されているのであれば、通信端末は、複数の日をかけて待機期間の全期間で待機動作を行う間に同期信号を受信することができる。
　《その他の実施形態》
　以上のように、本出願において開示する技術の例示として、前記実施形態を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、前記実施形態で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。また、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、前記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。
　前記実施形態について、以下のような構成としてもよい。
　例えば、無線通信システム１００は、蒸気システム以外に適用してもよい。また、センサ３０は、スチームトラップＴの振動及び温度を検出しているが、これ以外の物理量（例えば、電力等）を検出してもよい。
　また、無線通信システム１００は、通常動作としてセンサ３０の検出データを収集しているが、前述の同期処理は通常動作の内容に限定されるものではない。
　さらに、前述の説明では、通信端末が同期状態から非同期状態となったことを判定したときに、同期モードとなっているが、これに限られるものではない。例えば、通信端末が新たに設置されて、無線通信システム１００のネットワークに参加するときなど、無線経路がまだ確立されていない場合も、同期モードとなり、前述の同期処理を実行してもよい。
　同期動作においては、非同期状態となってから一日の待機動作の回数を減らしていき、非同期状態となってから４日目以降に待機期間内の小期間における待機動作を実行しているが、非同期状態となるとすぐに待機期間内の小期間における待機動作を実行してもよい。つまり、図１１の例の４日目以降の同期処理から開始してもよい。
　また、待機期間は、通信スケジュールの１サイクルと同じでなくてもよく、該１サイクルよりも長くてもよい。また、小期間の長さは、１０分に限定されるものではなく、任意に設定することができる。また、小期間の長さは、一律である必要はなく、それぞれ異なる長さであってもよい。また、前記実施形態では、７日間かけて待機期間の全期間で待機動作を行っているが、これに限られるものではない。
　さらに、待機期間内において小期間を日ごとに遅らせているが、小期間を日ごとに早めるようにスケジュールしてもよい。また、待機期間内において待機動作を行う小期間は、日ごとに連続しているが、日ごとに連続していなくてもよい。図１１の例でいえば、４日目に、待機期間の開始時刻の８分後から１０分間だけ待機動作が行われ、５日目に、待機期間の開始時刻の３４分後から１０分間だけ待機動作が行われ、６日目に、待機期間の開始時刻の５１分後から１０分間だけ待機動作が行われ、７日目に、待機期間の開始時刻の１７分後から１０分間だけ待機動作が行われ、８日目に、待機期間の開始時刻の４２分後から１０分間だけ待機動作が行われ、９日目に、待機期間の開始時刻の２５分後から１０分間だけ待機動作が行われ、１０日目に、待機期間の開始時刻から１０分間だけ待機動作が行われてもよい。
　また、連続する各２つの小期間が部分的に重複しているが、重複していなくてもよい。
　前記実施形態において、センサ３０は、中継機２０と同期するように構成されているが、データステーション１０と同期してもよい。
　以上説明したように、ここに開示された技術は、無線通信システム及び通信端末について有用である。
１００　　　無線通信システム
１０　　　　データステーション（通信端末）
２０　　　　中継機（通信端末）
３０　　　　センサ（通信端末）

Claims (5)

  1. 　複数の通信端末によりネットワークを形成する無線通信システムであって、
    　前記複数の通信端末は、同期信号を送受信することによって同期するように構成され、
    　前記複数の通信端末のうち非同期状態の通信端末は、一日のうちの所定の開始時刻からの所定の期間を待機期間とし、前記同期信号を受信するための待機動作を前記待機期間の一部の期間行い、前記待機動作を行う一部の期間を日ごとに変え、複数の日をかけて前記待機期間の全期間で前記待機動作を行うことを特徴とする無線通信システム。
  2. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記非同期状態の通信端末は、前記待機動作を行う一部の期間を日ごとに連続させることによって、複数の日をかけて前記待機期間の全期間で前記待機動作を行うことを特徴とする無線通信システム。
  3. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記待機動作を行う一部の期間は、次の日の前記待機動作を行う一部の期間と部分的に重複していることを特徴とする無線通信システム。
  4. 　請求項１乃至３の何れか１つに記載の無線通信システムにおいて、
    　前記複数の通信端末のうち同期信号を送信する通信端末は、所定の時間間隔ごとに前記時間間隔内に少なくとも１回、前記同期信号を送信し、
    　前記待機期間の長さは、前記時間間隔以上であることを特徴とする無線通信システム。
  5. 　他の通信端末からの同期信号を受信して、該他の通信端末と同期する通信端末であって、
    　前記他の通信端末と非同期状態の場合には、一日のうちの所定の開始時刻からの所定の期間を待機期間とし、前記同期信号を受信するための待機動作を前記待機期間の一部の期間行い、前記待機動作を行う一部の期間を日ごとに変え、複数の日をかけて前記待機期間の全期間で前記待機動作を行うことを特徴とする通信端末。

     
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