WO2017164179A1 - 無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法 - Google Patents

無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法 Download PDF

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WO2017164179A1
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哲生 岡本
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京セラ株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to a wireless communication system, a communication device, a sensor device, and a wireless communication method that perform communication by short-range wireless communication.
  • an activity recording system including a sensor device that measures a physical quantity and a data storage terminal that stores data received from the sensor device has been developed as two communication devices.
  • an activity meter capable of performing short-range wireless communication is a sensor device, and a terminal such as a smartphone is a data storage terminal, and short-range wireless communication is performed between them.
  • an active mass meter and a smart phone synchronize, and the active mass measured in the active mass meter is accumulate
  • the present disclosure relates to a wireless communication system and a communication apparatus that can reduce power consumed in short-range wireless communication by enabling disconnection and reconnection of short-range wireless communication without requiring a troublesome operation by a user.
  • a sensor device, and a wireless communication method are provided.
  • a wireless communication system includes a sensor device and a communication device that receives data transmitted from the wireless device by short-range wireless communication.
  • the communication device and the sensor One of the devices defines a predetermined reconnection condition, notifies the other of the communication device and the sensor device of the reconnection condition, and the communication device and the sensor device disconnect wireless communication with each other, and the communication When the device and the sensor device satisfy the reconnection condition, communication is resumed.
  • Both of the two communication devices may have time acquisition means, and the reconnection condition may be a predetermined time.
  • Both of the two communication devices may have a sensor for measuring a physical quantity, and the reconnection condition may be a predetermined physical quantity.
  • one may be a sensor device that measures a physical quantity
  • the other may be a data storage terminal that stores data received from the sensor device.
  • the two communication devices may perform the disconnection process when the physical quantity accumulation amount has not changed for a predetermined time.
  • the wireless communication method is a wireless communication method in two communication apparatuses that perform communication by short-range wireless communication.
  • the two communication apparatuses define a predetermined reconnection condition and notify the other, and then The wireless communication is disconnected from each other, the two communication devices respectively determine a predetermined reconnection condition, and communication is resumed when the reconnection condition is satisfied.
  • a wireless communication system capable of reducing power consumed in short-range wireless communication by allowing the user to disconnect and reconnect short-range wireless communication without requiring troublesome operations,
  • a communication device, a sensor device, and a wireless communication method can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless communication system according to the present embodiment.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams illustrating configurations of the sensor device and the data storage terminal, respectively.
  • FIG. 3 is a sequence diagram for explaining the communication disconnection operation between the sensor device and the data storage terminal.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the cutting determination process shown in FIG.
  • FIG. 5 is a sequence diagram for explaining a successful reconnection operation based on the step count between the sensor device and the data storage terminal.
  • FIG. 6 is a sequence diagram for explaining an example of reconnection operation failure between the sensor device and the data storage terminal based on the step count.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless communication system according to the present embodiment.
  • FIG. 2A and FIG. 2B are diagrams illustrating configurations of the sensor device and the data storage terminal, respectively.
  • FIG. 3 is a sequence diagram for explaining the communication disconnection operation between the sensor device and the data storage terminal.
  • FIG. 4 is
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating an example of a successful reconnection operation based on the reconnection time between the sensor device and the data storage terminal.
  • FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of reconnection operation failure between the sensor device and the data storage terminal based on the reconnection time.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a wireless communication system 100 according to the present embodiment.
  • the wireless communication system 100 of the present embodiment includes two communication devices that perform communication by short-range wireless communication.
  • one of two communication devices is exemplified as a sensor device 110 that measures a physical quantity, and the other is a data storage terminal 120 that stores data received from the sensor device 110 ( Communication device).
  • the sensor device 110 is exemplified by an activity meter that measures the amount of activity of the user P as a physical quantity and calculates calorie consumption.
  • the data storage terminal 120 is exemplified by a mobile terminal such as a smartphone.
  • the activity amount and calorie consumption data of the user P measured by the activity meter are transmitted to the portable terminal by short-range wireless communication and accumulated in the portable terminal.
  • short-range wireless communication Bluetooth (registered trademark), ZigBee (registered trademark), NFC (registered trademark), Felica (registered trademark), WiFi (registered trademark), or the like can be used.
  • a pedometer registered trademark
  • data such as a pedometer (registered trademark) other than an activity meter, a heart rate monitor, a blood pressure monitor, and other sensor devices, a notebook computer, a desktop computer, a network disk, etc.
  • the present disclosure can be applied even to a storage terminal.
  • the sensor device 110 and the data storage terminal 120 are illustrated as the two communication devices.
  • the present disclosure is not limited to this, and the present disclosure is applied to any communication device capable of performing short-range wireless communication with each other. Is possible.
  • FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating configurations of the sensor device 110 and the data storage terminal 120, respectively.
  • FIG. 2A is a diagram illustrating the configuration of the sensor device 110
  • FIG. 2B is a diagram illustrating the configuration of the data storage terminal 120.
  • the sensor device 110 includes a control unit 112, an activity amount sensor 114, a communication unit 116, and a clock 118.
  • the control unit 112 includes a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), and manages and controls the operation of the entire sensor device 110.
  • the activity amount sensor 114 measures the activity amount of the user P as a physical amount.
  • the communication unit 116 communicates with the data storage terminal 120 by short-range wireless communication.
  • the clock 118 is time acquisition means, and acquires the current time.
  • the data storage terminal 120 includes a control unit 122, an acceleration sensor 124, a communication unit 126, a clock 128, and a storage unit 130.
  • the control unit 122 includes a semiconductor integrated circuit including a central processing unit (CPU), and manages and controls the operation of the entire data storage terminal 120.
  • CPU central processing unit
  • the acceleration sensor 124 measures the acceleration as a physical quantity and detects the attitude of the data storage terminal 120.
  • the communication unit 126 communicates with the sensor device 110 by short-range wireless communication.
  • the clock 128 is time acquisition means, and acquires the current time.
  • the storage unit 130 includes a built-in ROM, flash memory, HDD, and the like, and stores programs executed in the data storage terminal 120 and various data.
  • FIG. 3 is a sequence diagram for explaining the communication disconnection operation between the sensor device 110 and the data storage terminal 120.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining the disconnection determination process shown in FIG. 3 and particularly shows the operation of the data storage terminal 120.
  • the configuration in which the data storage terminal 120 performs the disconnection determination process illustrated in FIG. 4 is illustrated, but the present invention is not limited thereto, and the sensor device 110 performs the disconnection determination process. It is also possible.
  • the sensor device 110 and the data storage terminal 120 communicate with each other by short-range wireless communication (step S202). During this time, a data acquisition request is transmitted from the data storage terminal 120 to the sensor device 110 (step S204). Upon receiving the data acquisition request, the sensor device 110 transmits activity amount data to the data storage terminal 120. (Step S206). In the data storage terminal 120, when the activity amount data transmitted by the sensor device 110 is received, a disconnection determination process is performed (step S208).
  • step S208 the cutting determination process in step S208 will be described.
  • the control unit 122 of the data storage terminal 120 first acquires activity amount data received from the sensor device 110 and stores the data in the storage unit 130 (step S302).
  • control unit 122 refers to the storage unit 130 and determines whether or not the accumulated amount of activity data has changed by a predetermined amount or more (step S304). If the accumulated amount of activity amount data has changed by a predetermined amount or more (YES in step S304), it is determined that the activity amount of the user P is large and the sensor device 110 frequently measures the activity amount. Can do. In this case, the control unit 122 resets the disconnection counter (step S306). Thereafter, it is determined whether or not the cutting counter is greater than or equal to a predetermined number (step S310).
  • step S304 when the accumulated amount of activity amount data has changed by a predetermined amount or more (YES in step S304), the disconnection counter is reset (step S306), and therefore the number of disconnection counters is a predetermined number of times or more. (NO in step S310). Therefore, the control unit 122 returns to step S302 and repeats the subsequent processing.
  • step S304 if the accumulated amount of activity data has not changed by a predetermined amount or more (NO in step S304), it is considered that the activity amount of the user P is small or the activity is stopped, and the activity in the sensor device 110 is It can be determined that the measurement frequency of the quantity is low or the measurement is stopped. In this case, the control unit 122 increments the cutting counter (step S308).
  • control unit 122 determines whether or not the cutting counter is greater than or equal to a predetermined number of times (step S310). If the number of cutting counters is less than the predetermined number of times (NO in step S310), the processing after step S302 is performed. repeat.
  • step S302 When the data storage terminal 120 repeats the processing from step S302 onward, as shown in FIG. 3, in the wireless communication system 100, the processing from step S204 to step S208 is repeated between the sensor device 110 and the data storage terminal 120. .
  • step S210 the number of disconnection counters reaches the predetermined number of times. That is, the accumulated amount of activity amount (physical amount) data has not changed for a predetermined time.
  • the control unit 122 of the data storage terminal 120 first resets the cutting counter (step S312). And the control part 122 determines the reconnection conditions which are conditions at the time of reconnecting with the sensor apparatus 110 (step S314). The reconnection conditions will be described in detail later.
  • the control unit 122 When the reconnection condition is determined, the control unit 122 notifies the reconnection condition to the sensor device 110 (step S316). Thereafter, the control unit 122 performs communication disconnection processing (step S318), and ends the disconnection determination processing. As a result, as shown in FIG. 3, the reconnection condition is notified to the sensor device 110 (step S212), and the communication between the sensor device 110 and the data storage terminal 120 is disconnected (step S214).
  • FIG. 5 and 6 are sequence diagrams illustrating a reconnection operation based on the step count between the sensor device 110 and the data storage terminal 120.
  • FIG. 5 and 6 are sequence diagrams illustrating a reconnection operation based on the step count between the sensor device 110 and the data storage terminal 120.
  • FIG. 5 illustrates a case where the reconnection operation based on the step count is successful. 5, it is assumed that the user P is carrying the sensor device 110 and the data storage terminal 120 as shown in FIG. In addition, about the process which overlaps with the process demonstrated previously, description is abbreviate
  • the number of steps is counted in both the sensor device 110 and the data storage terminal 120.
  • the reconnection condition is that the number of steps counted continuously in the sensor device 110 and the data storage terminal 120 is equal to or greater than a threshold value (XX).
  • the threshold value (XX) may be determined as appropriate according to the amount of data stored in the data storage terminal 120.
  • step S222 while the communication is disconnected (step S222), if the step count is detected in the sensor device 110 and the data storage terminal 120 (step S224, step S226), the sensor device 110 and the data storage terminal 120 are detected. Respectively determines whether or not the number of steps detected continuously (the number of consecutive steps) is equal to or greater than a reconnection condition threshold (reconnection threshold) (steps S228 and S230).
  • reconnection threshold reconnection condition threshold
  • step S228 If the continuous step count is less than the reconnection threshold (NO in step S228, NO in step S230), the sensor device 110 and the data storage terminal 120 return to step S224 and step S226, and repeat the detection of the step count. On the other hand, when the number of consecutive steps becomes equal to or greater than the reconnection threshold in the data storage terminal 120 (YES in step S228), the control unit 122 performs a scanning process for searching for the sensor device 110 (step S232).
  • the control unit 112 determines whether the reconnection failure flag is ON (step S234).
  • the reconnection failure flag is a flag that is set when the sensor device 110 tries to reconnect to the data storage terminal 120 in the past and fails to reconnect.
  • step S234 If the reconnection failure flag is ON (YES in step S234), the sensor device 110 returns to step S226 and repeats the detection of the step count. If the reconnection failure flag is OFF (NO in step S234), the sensor device 110 transmits an access request to the data storage terminal 120 (step S236).
  • step S228 the sensor device 110 and the data storage terminal 120 are reconnected (step S238), and their communication is started (restarted) (step S202). Since subsequent steps S204 and S206 have been described with reference to FIG.
  • Step S222 the sensor device 110 detects the step count (step S226), but the data storage terminal 120 does not detect the step count. (Step S228).
  • the sensor device 110 transmits an access request to the data storage terminal 120 when the number of consecutive steps exceeds the reconnection threshold and the reconnection failure flag is OFF (step S236). On the other hand, since the step count is not detected in the data storage terminal 120, the scanning process described in FIG. 5 is not started. Therefore, the access request is not received at the data storage terminal 120.
  • the sensor device 110 repeats the transmission of the access request a predetermined number of times, and stops the reconnection process when the number of transmissions exceeds the predetermined number (step S244). Then, the sensor device 110 turns on the above-described reconnection failure flag (step S246). If the reconnection failure flag is ON, subsequent access requests are not made (step S234). Thereby, useless reconnection processing in a situation where reconnection is impossible can be avoided, and power consumption in the sensor device 110 can be suppressed.
  • the reconnection failure flag may be set to OFF when a predetermined condition is satisfied. For example, when the cumulative step count exceeds a predetermined value, the reconnection failure flag may be set back to OFF.
  • FIG. 7 and 8 are sequence diagrams illustrating a reconnection operation based on the reconnection time between the sensor device 110 and the data storage terminal 120.
  • FIG. 7 and 8 are sequence diagrams illustrating a reconnection operation based on the reconnection time between the sensor device 110 and the data storage terminal 120.
  • FIG. 7 and 8 are sequence diagrams illustrating a reconnection operation based on the reconnection time between the sensor device 110 and the data storage terminal 120.
  • symbol is abbreviate
  • FIG. 7 illustrates a case where the reconnection operation based on the reconnection time is successful.
  • the sensor device 110 and the data storage terminal 120 are located in a range where short-range wireless communication is possible at the reconnection time. Is assumed.
  • the data storage terminal 120 acquires the time at the clock 128, and the sensor device 110 counts the number of steps at the activity sensor 114 while acquiring the time at the clock 118.
  • the reconnection condition is that the time is a predetermined time (hereinafter referred to as reconnection time).
  • the reconnection condition is that the time becomes the reconnection time and the step count detected after the communication disconnection is equal to or greater than the reconnection threshold.
  • step S252 when the acquired time becomes the reconnection time (step S252), a scanning process is performed (step S254).
  • step S256 when the acquired time becomes the reconnection time (step S256), it is determined whether or not the step count detected after the communication disconnection is equal to or greater than the reconnection threshold (step S258). If the step count is less than the reconnection threshold (NO in step S258), the sensor device 110 returns to step S256 and performs the same process again at the next reconnection time.
  • step S258 If the step count is equal to or greater than the reconnection threshold (YES in step S258), the sensor device 110 turns off the reconnection failure flag (step S260) and transmits an access request to the data storage terminal 120 (step S236). . Then, the sensor device 110 and the data storage terminal 120 are reconnected (step S238), and their communication is started (restarted) (step S202).
  • FIG. 8 an example of reconnection operation failure based on reconnection time will be described.
  • the user P carries out only the sensor device 110 and goes out, and the sensor device 110 and the data storage terminal 120 are not located in a range where short-range wireless communication is possible at the reconnection time. Yes.
  • the data storage terminal 120 starts a scanning process (step S254) when the reconnection time is reached (step S252).
  • step S258 when the step count is equal to or greater than the reconnection threshold at the reconnection time (YES in step S258), the sensor device 110 transmits an access request to the data storage terminal 120 (step S236).
  • the access request is not received by the data storage terminal 120 because the sensor device 110 and the data storage terminal 120 are not located in a range where short-range communication is possible.
  • the sensor device 110 repeats transmission of the access request a predetermined number of times, and stops the reconnection process when the number of transmissions exceeds the predetermined number of times (step S244).
  • the reconnection process (scanning process) is stopped (step S262). ).
  • a battery button battery
  • sensor devices such as an activity meter.
  • the sensor device is designed to operate with a battery for about several months, it is necessary to replace the battery when the battery is exhausted. For this reason, in the above-described wireless communication system, reduction of power consumption in the sensor device is required in order to reduce the frequency of battery replacement.
  • the activity meter since the activity amount does not change greatly during work such as desk work, meals, and sleep, the frequency of measuring the activity amount is low. Nevertheless, when communicating with the data storage terminal, power is wasted. In order to reduce power consumption, it is conceivable to disconnect near field communication. However, a sensor device such as an activity meter stops radio wave transmission if it cannot be reconnected for a certain period of time. Then, when reconnecting the sensor device and the data storage terminal, the user must perform a reconnection operation of the sensor device.
  • the data storage terminal 120 refers to the data received from the sensor device 110, and the physical amount storage amount does not change for a predetermined time.
  • the cutting process is performed.
  • a reconnection condition is set in the data storage terminal 120 that is one terminal, and the reconnection condition is notified to the sensor device 110 that is the other terminal. Accordingly, the two wireless communication devices (the sensor device 110 and the data storage terminal 120) determine whether or not the reconnection condition is satisfied while the communication is disconnected, and resume communication with each other when the reconnection condition is satisfied. . Accordingly, it is possible to reduce power consumed in the short-range wireless communication without requiring a user operation when disconnecting and reconnecting the short-range wireless communication.
  • the parameters of the reconnection condition can be appropriately changed according to the time zone and the degree of change in the physical quantity.
  • a reconnection trial interval such as every predetermined time (for example, 0 minutes per hour or 12:00 every day) may be determined. Is possible.
  • a reconnection operation based on the step count and a reconnection operation based on the reconnection time may be used in combination. By combining both, even when the reconnection failure flag is turned ON by the reconnection operation based on the step count, the reconnection failure flag can be turned OFF at the reconnection time.
  • the power consumption suppression effect of the sensor device 110 will be described.
  • the calculation conditions are as follows.
  • the power required for reconnection is 510.0 [ ⁇ A / time] (43.5 ⁇ A ⁇ 10 times + 25 .3 ⁇ A ⁇ 3 times).
  • the number of reconnections is 60 times (1 minute connection) Assuming that (disconnection), the power consumption per day is 0.73 [mAh / day] ( ⁇ 510 [ ⁇ A] ⁇ 60 [times / hour] ⁇ 24 [h]). In this case, the battery life of the sensor device 110 is calculated as 5.9 months (button battery capacity 220 [mAh] /0.73 [mAh]] ⁇ 31 days / month). From this, it can be understood that the power consumption of the sensor device 110 and thus the wireless communication system 100 can be reduced by applying the wireless communication system and the wireless communication method of the present embodiment.
  • the present disclosure can be used as a wireless communication system, a communication device, a sensor device, and a wireless communication method that perform short-range wireless communication.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Wireless communication system, 110 ... Sensor apparatus, 112 ... Control part, 114 ... Activity sensor, 116 ... Communication part, 118 ... Clock, 120 ... Data storage terminal, 122 ... Control part, 124 ... Acceleration sensor, 126 ... Communication Part, 128 ... clock, 130 ... storage part, P ... user

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Abstract

本開示にかかる無線通信システム１００の構成は、近距離無線通信によって通信を行う２つの通信装置（センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０）を含む無線通信システムにおいて、２つの通信装置は、一方が所定の再接続条件を定めて他方に通知し、その後に相互に無線通信を切断し、２つの通信装置がそれぞれ所定の再接続条件を判定し、再接続条件を満たした場合に相互に通信を再開することを特徴とする。

Description

無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法
　本開示は、近距離無線通信によって通信を行う無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法に関する。
　近年、近距離無線通信によって複数の通信装置を連携する無線通信システムの普及が進んでいる。近距離無線通信を利用した例として、２つの通信装置として、物理量を測定するセンサ機器と、そのセンサ機器から受信したデータを蓄積するデータ蓄積端末とを含む活動記録システムが開発されている。例えば特許文献１では、近距離無線通信を行うことが可能な活動量計がセンサ機器であって、スマートフォン等の端末がデータ蓄積端末であって、それらの間において近距離無線通信を行われる。これにより、活動量計とスマートフォンが同期し、活動量計において測定された活動量がスマートフォンにおいて蓄積される。
日本国特開２０１３－２３３３４２号公報
　本開示は、ユーザが煩わしい操作を必要とすることなく近距離無線通信の切断および再接続が行えることにより、かかる近距離無線通信において消費する電力を低減することが可能な無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法を提供する。
　本開示にかかる無線通信システムは、近距離無線通信によってセンサ機器と、前記無線機器から送信されるデータを受信する通信装置を含み、相互に無線通信を切断するときに、前記通信装置および前記センサ機器の一方は所定の再接続条件を定め、前記通信装置および前記センサ機器の他方に前記再接続条件を通知し、そして、前記通信装置および前記センサ機器は相互に無線通信を切断し、前記通信装置および前記センサ機器がそれぞれ前記再接続条件を満たした場合に相互に通信を再開する。
　上記２つの通信装置は、いずれも時刻取得手段を有していて、再接続条件は、所定の時刻であってもよい。
　上記２つの通信装置は、いずれも物理量を測定するセンサを有していて、再接続条件は、所定の物理量であってもよい。
　上記２つの通信装置のうち、一方は物理量を測定するセンサ機器であり、他方はセンサ機器から受信したデータを蓄積するデータ蓄積端末であってもよい。
　上記２つの通信装置は、物理量の蓄積量が所定時間変化しなかった場合に上記の切断処理を行ってもよい。
　本開示にかかる無線通信方法は、近距離無線通信によって通信を行う２つの通信装置における無線通信方法において、２つの通信装置は、一方が所定の再接続条件を定めて他方に通知し、その後に相互に無線通信を切断し、２つの通信装置がそれぞれ所定の再接続条件を判定し、再接続条件を満たした場合に相互に通信を再開する。
　本開示によれば、ユーザが煩わしい操作を必要とすることなく近距離無線通信の切断および再接続が行えることにより、かかる近距離無線通信において消費する電力を低減することが可能な無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法を提供することができる。
図１は、本実施形態にかかる無線通信システムを例示する図である。 図２（a）と図２（ｂ）は、それぞれセンサ機器およびデータ蓄積端末の構成を例示する図である。 図３は、センサ機器とデータ蓄積端末との通信切断動作について説明するシーケンス図である。 図４は、図３に示す切断判定処理を説明するフローチャートである。 図５は、センサ機器とデータ蓄積端末との、歩数カウントに基づいた、再接続動作の成功例について説明するシーケンス図である。 図６は、センサ機器とデータ蓄積端末との、歩数カウントに基づいた、再接続動作の失敗例について説明するシーケンス図である。 図７は、センサ機器とデータ蓄積端末との、再接続時刻に基づいた、再接続動作の成功例について説明するシーケンス図である。 図８は、センサ機器とデータ蓄積端末との、再接続時刻に基づいた、再接続動作の失敗例について説明するシーケンス図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。
　図１は、本実施形態にかかる無線通信システム１００を例示する図である。本実施形態の無線通信システム１００は、近距離無線通信によって通信を行う２つの通信装置を含む。図１に示すように、本実施形態では、２つの通信装置のうち、一方が物理量を測定するセンサ機器１１０として例示され、他方をそのセンサ機器１１０から受信したデータを蓄積するデータ蓄積端末１２０（通信装置）として例示される。
　具体的には、センサ機器１１０としては、物理量としてユーザＰの活動量を計測し、消費カロリーを算出する活動量計が例示される。データ蓄積端末１２０としては、スマートフォン等の携帯端末が例示される。これにより、活動量計において計測されたユーザＰの活動量および消費カロリーのデータが近距離無線通信によって携帯端末に送信され、かかる携帯端末に蓄積される。近距離無線通信の例としては、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、ＮＦＣ（登録商標）、Ｆｅｌｉｃａ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）等を利用することができる。
　なお、上記は例示にすぎず、活動量計以外の万歩計（登録商標）や心拍計、血圧計などのセンサ機器や、携帯端末以外のノート型コンピュータやデスクトップ型コンピュータ、ネットワークディスクなどのデータ蓄積端末であっても本開示を適用することができる。また２つの通信装置としてセンサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０を例示したが、これにおいても限定するものではなく、相互に近距離無線通信を行うことが可能な通信装置であれば、本開示を適用することが可能である。
　図２（a）と図２（ｂ）は、それぞれセンサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０の構成を例示する図である。図２（ａ）は、センサ機器１１０の構成を例示する図であり、図２（ｂ）は、データ蓄積端末１２０の構成を例示する図である。
　センサ機器１１０は、制御部１１２、活動量センサ１１４、通信部１１６およびクロック１１８を含む。制御部１１２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により構成され、センサ機器１１０全体の動作を管理および制御する。活動量センサ１１４は、物理量としてのユーザＰの活動量を測定する。通信部１１６は、近距離無線通信によってデータ蓄積端末１２０との通信を行う。クロック１１８は、時刻取得手段であり、現在の時刻を取得する。
　データ蓄積端末１２０は、制御部１２２、加速度センサ１２４、通信部１２６、クロック１２８および記憶部１３０を含む。制御部１２２は、中央処理装置（ＣＰＵ）を含む半導体集積回路により構成され、データ蓄積端末１２０全体の動作を管理および制御する。
　加速度センサ１２４は、物理量としての加速度を測定し、データ蓄積端末１２０の姿勢を検知する。通信部１２６は、近距離無線通信によってセンサ機器１１０との通信を行う。クロック１２８は、時刻取得手段であり、現在の時刻を取得する。記憶部１３０は、内蔵ＲＯＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、データ蓄積端末１２０で実行されるプログラムや各種データを記憶する。
　以下、図面を参照し、本実施形態の無線通信システム１００におけるセンサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０の動作を説明する。なお、以下の説明では、センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０の動作について詳述しつつ、併せて本実施形態の無線通信方法についても説明する。
（通信切断動作）
　図３は、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０との通信切断動作について説明するシーケンス図である。図４は、図３に示す切断判定処理を説明するフローチャートであり、特にデータ蓄積端末１２０の動作を示している。なお、本実施形態では、図４に示す切断判定処理をデータ蓄積端末１２０が行う構成を例示しているが、これに限定するものではなく、かかる切断判定処理をセンサ機器１１０が行う構成とすることも可能である。
　本実施形態の無線通信システム１００では、図３に示すように、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０が近距離無線通信によって通信を行っている（ステップＳ２０２）。この間、データ蓄積端末１２０からセンサ機器１１０に対してデータ取得要求が送信され（ステップＳ２０４）、センサ機器１１０は、データ取得要求を受信したら、活動量のデータをデータ蓄積端末１２０に対して送信する（ステップＳ２０６）。データ蓄積端末１２０では、センサ機器１１０が送信した活動量のデータを受信したら、切断判定処理を行う（ステップＳ２０８）。
　ここで、ステップＳ２０８の切断判定処理について説明する。図４に示すように、データ蓄積端末１２０の制御部１２２は、まずセンサ機器１１０から受信した活動量のデータを取得し、そのデータを記憶部１３０に記憶する（ステップＳ３０２）。
　次に制御部１２２は、記憶部１３０を参照し、活動量のデータの蓄積量が所定量以上変化しているか否かを判断する（ステップＳ３０４）。活動量のデータの蓄積量が所定量以上変化している場合（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、ユーザＰの活動量が多く、センサ機器１１０はその活動量の計測を頻繁に行っていると判断することができる。この場合、制御部１２２は、切断カウンタをリセットし（ステップＳ３０６）。その後、切断カウンタが所定回数以上であるか否かを判断する（ステップＳ３１０）。
　上述したように、活動量のデータの蓄積量が所定量以上変化している場合（ステップＳ３０４のＹＥＳ）は、切断カウンタをリセットしているため（ステップＳ３０６）、切断カウンタの数が所定回数以上となることはない（ステップＳ３１０のＮＯ）。したがって、制御部１２２は、ステップＳ３０２に戻り、それ以降の処理を繰り返す。
　一方、活動量のデータの蓄積量が所定量以上変化していなかった場合（ステップＳ３０４のＮＯ）、ユーザＰの活動量は少ない、または活動を停止していると考えられ、センサ機器１１０における活動量の計測頻度は低い、または計測を停止していると判断することができる。この場合、制御部１２２は、切断カウンタをインクリメントする（ステップＳ３０８）。
　そして、制御部１２２は、切断カウンタが所定回数以上であるか否かを判断し（ステップＳ３１０）、切断カウンタの数が所定回数未満であったら（ステップＳ３１０のＮＯ）、ステップＳ３０２以降の処理を繰り返す。
　データ蓄積端末１２０がステップＳ３０２以降の処理を繰り返すことにより、図３に示すように、無線通信システム１００では、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０との間でステップＳ２０４～ステップＳ２０８の処理が繰り返される。
　そして、活動量のデータの蓄積量が所定量未満の状態が連続すると、データ蓄積端末１２０では、切断カウンタの数が所定回数に到達する（ステップＳ２１０）。すなわち、活動量（物理量）のデータの蓄積量が所定時間変化していない状態となる。
　再度図４を参照する。データ蓄積端末１２０の制御部１２２は、切断カウンタが所定回数以上になったら（ステップＳ３１０のＹＥＳ）、まず切断カウンタをリセットする（ステップＳ３１２）。そして、制御部１２２は、センサ機器１１０との再接続を行う際の条件である再接続条件を決定する（ステップＳ３１４）。なお、再接続条件については、後に詳述する。
　再接続条件を決定したら、制御部１２２は、かかる再接続条件をセンサ機器１１０に通知する（ステップＳ３１６）。その後、制御部１２２は、通信切断処理を行い（ステップＳ３１８）、切断判定処理を終了する。これにより、図３に示すように、センサ機器１１０に対して再接続条件が通知され（ステップＳ２１２）、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０との通信が切断される（ステップＳ２１４）。
（歩数カウントに基づいた再接続動作）
　図５および図６は、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０との歩数カウントに基づいた再接続動作について説明するシーケンス図である。
　図５にて、歩数カウントに基づいたの再接続動作が成功した場合について説明する。図５では、図１に示したように、ユーザＰがセンサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０を携帯している場合を想定している。なお、先に説明した処理と重複する処理については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
　歩数カウントに基づいた再接続動作では、センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０の両方において歩数をカウントする。そして、センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０において連続してカウントした歩数が閾値（ＸＸ）以上となることを再接続条件としている。なお、閾値（ＸＸ）は、データ蓄積端末１２０が蓄積しているデータ量に応じて適切なものに決められてもよい。
　まず歩数カウントに基づいたの再接続動作の成功例について説明する。図５では、ユーザＰがセンサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０の両方を携帯している場合を想定している。図５に示すように、通信が切断されている間（ステップＳ２２２）、センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０において歩数カウントが検出されたら（ステップＳ２２４、ステップＳ２２６）、センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０は、連続して検出された歩数（連続歩数）が再接続条件の閾値（再接続閾値）以上であるか否かをそれぞれ判断する（ステップＳ２２８、ステップＳ２３０）。
　連続歩数が再接続閾値未満であった場合（ステップＳ２２８のＮＯ、ステップＳ２３０のＮＯ）、センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０は、ステップＳ２２４およびステップＳ２２６に戻り、歩数カウントの検出を繰り返す。一方、データ蓄積端末１２０において連続歩数が再接続閾値以上となったら（ステップＳ２２８のＹＥＳ）、制御部１２２は、センサ機器１１０をサーチするスキャン処理を行う（ステップＳ２３２）。
　センサ機器１１０において連続歩数が再接続閾値以上となったら（ステップＳ２３０のＹＥＳ）、制御部１１２は、再接続失敗フラグがＯＮになっているかを判断する（ステップＳ２３４）。再接続失敗フラグとは、センサ機器１１０が過去にデータ蓄積端末１２０に再接続をしようとし、再接続に失敗した際に立てたフラグである。
　そして、センサ機器１１０は、再接続失敗フラグがＯＮになっていたら（ステップＳ２３４のＹＥＳ）、ステップＳ２２６に戻り、歩数カウントの検出を繰り返す。再接続失敗フラグがＯＦＦになっていたら（ステップＳ２３４のＮＯ）、センサ機器１１０は、データ蓄積端末１２０に対してアクセス要求を送信する（ステップＳ２３６）。
　そして、このアクセス要求をデータ蓄積端末１２０が受信することにより、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０とが再接続され（ステップＳ２３８）、それらの通信が開始（再開）される（ステップＳ２０２）。その後のステップＳ２０４、ステップＳ２０６については、図３にて説明したので省略する。
　次に、図６にて、歩数カウントに基づいたの再接続動作の失敗例について説明する。図６では、ユーザＰがセンサ機器１１０のみを携帯していて、データ蓄積端末１２０を携帯していない場合を想定している。このような場合、図６に示すように、通信が切断されている間（ステップＳ２２２）、センサ機器１１０では歩数カウントが検出されるが（ステップＳ２２６）、データ蓄積端末１２０では歩数カウントが検出されない（ステップＳ２２８）。
　センサ機器１１０では、連続歩数が再接続閾値以上になり、再接続失敗フラグがＯＦＦなっていると、データ蓄積端末１２０に対してアクセス要求を送信する（ステップＳ２３６）。これに対し、データ蓄積端末１２０では、歩数カウントが検出されていないため、図５において説明したスキャン処理が開始されていない。したがって、アクセス要求はデータ蓄積端末１２０において受信されない。
　上記の状況において、センサ機器１１０は、アクセス要求の送信を所定回数繰り返し、送信回数が所定回数を超えたら、再接続処理を停止する（ステップＳ２４４）。そして、センサ機器１１０は、上述した再接続失敗フラグをＯＮにする（ステップＳ２４６）。再接続失敗フラグがＯＮになっていると、以降のアクセス要求は行われない（ステップＳ２３４）。これにより、再接続ができない状況における無駄な再接続処理を回避し、センサ機器１１０における消費電力を抑制することができる。
　なお、図５、図６には図示していないが、所定条件を満たした際に、再接続失敗フラグをＯＦＦに設定してもよい。例えば、累積の歩数カウントが所定値を越えた場合に、再接続失敗フラグをＯＦＦに戻すように設定してもよい。
（再接続時刻に基づいた再接続動作）
　図７および図８は、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０との再接続時刻に基づいた再接続動作について説明するシーケンス図である。なお、先に説明した処理と重複する処理については、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
　図７にて、再接続時刻に基づいたの再接続動作が成功した場合について説明する。図７では、ユーザＰがセンサ機器１１０のみを携帯して外出して帰宅した後、再接続時刻にセンサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０とが近距離無線通信が可能な範囲に位置している場合を想定している。
　再接続時刻に基づいた再接続動作では、データ蓄積端末１２０はクロック１２８において時刻を取得し、センサ機器１１０は、クロック１１８において時刻を取得しつつ、活動量センサ１１４において歩数をカウントする。そして、データ蓄積端末１２０では、時刻が所定の時刻（以下、再接続時刻と称する）となることを再接続条件としている。センサ機器１１０では、時刻が再接続時刻になり、且つ通信切断以降に検出した歩数カウントが再接続閾値以上となることを再接続条件としている。
　図７に示すように、データ蓄積端末１２０では、取得した時刻が再接続時刻になったら（ステップＳ２５２）、スキャン処理を行う（ステップＳ２５４）。
　一方、センサ機器１１０では、取得した時刻が再接続時刻になったら（ステップＳ２５６）、通信切断以降に検出した歩数カウントが再接続閾値以上であるかを判断する（ステップＳ２５８）。歩数カウントが再接続閾値未満であったら（ステップＳ２５８のＮＯ）、センサ機器１１０は、ステップＳ２５６に戻り、次の再接続時刻に再度同じ処理を行う。
　歩数カウントが再接続閾値以上であったら（ステップＳ２５８のＹＥＳ）、センサ機器１１０は、再接続失敗フラグをＯＦＦにし（ステップＳ２６０）、データ蓄積端末１２０に対してアクセス要求を送信する（ステップＳ２３６）。そして、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０とが再接続され（ステップＳ２３８）、それらの通信が開始（再開）される（ステップＳ２０２）。
　図８にて、再接続時刻に基づいたの再接続動作の失敗例について説明する。図８では、ユーザＰがセンサ機器１１０のみを携帯して外出し、再接続時刻にセンサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０とが近距離無線通信が可能な範囲に位置してない場合を想定している。図８に示すように、データ蓄積端末１２０は、再接続時刻になったら（ステップＳ２５２）、スキャン処理を開始する（ステップＳ２５４）。
　一方、センサ機器１１０では、再接続時刻に歩数カウントが再接続閾値以上であったら（ステップＳ２５８のＹＥＳ）、データ蓄積端末１２０に対してアクセス要求を送信する（ステップＳ２３６）。しかしながら、センサ機器１１０とデータ蓄積端末１２０とは近距離通信可能な範囲に位置していないため、アクセス要求はデータ蓄積端末１２０において受信されない。
　したがって、センサ機器１１０は、アクセス要求の送信を所定回数繰り返し、送信回数が所定回数を超えたら、再接続処理を停止する（ステップＳ２４４）。一方、データ蓄積端末１２０においても、スキャン処理を開始してから所定時間が経過してもセンサ機器１１０からのアクセス要求を受信できない場合には、再接続処理（スキャン処理）を停止する（ステップＳ２６２）。
　特許文献１においても開示されているように、活動量計等のセンサ機器の電源には一般に電池（ボタン電池）が用いられている。センサ機器は、電池で数ヶ月程度動作できるように設計されているものの、電池を消耗しきったら電池交換が必要となる。このため、上述した無線通信システムでは、電池交換の頻度を下げるために、センサ機器における消費電力の低減が求められている。
　ここで活動量計では、デスクワーク等の仕事中や、食事中、睡眠中は、活動量に大きな変化がないため、活動量の計測頻度は低くなる。それにもかかわらずデータ蓄積端末との通信を行うと電力を無駄に消費していることになる。そこで消費電力を低減するため近距離無線通信を切断することが考えられるが、活動量計のようなセンサ機器は、一定時間再接続ができなかった場合、電波送信を停止してしまう。すると、センサ機器とデータ蓄積端末とを再接続する際、ユーザはセンサ機器の再接続操作を行わなければならない。
　上記説明したように本実施形態の無線通信システム１００および無線通信方法によれば、データ蓄積端末１２０において、センサ機器１１０から受信したデータを参照し、物理量の蓄積量が所定時間変化しなかった場合に切断処理が行われる。これにより、ユーザＰの活動量が低い場合等、物理量の変動が少なく、頻繁にデータを更新する必要がない場合における無線通信を回避し、消費電力を抑制することができる。
　そして、切断処理が行われる際には、一方の端末であるデータ蓄積端末１２０において再接続条件が設定され、かかる再接続条件が他方の端末であるセンサ機器１１０に通知される。これにより、２つの無線通信装置（センサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０）は、通信切断中にそれぞれ再接続条件を満たすかの判定を行い、再接続条件を満たした場合に相互に通信を再開する。これにより、近距離無線通信の切断および再接続が行う際にユーザの操作を要することなく、近距離無線通信において消費する電力を低減することが可能となる。
　なお、再接続条件のパラメータは、時間帯や物理量の変化の程度に応じて適宜変更することができる。また再接続条件として時刻を用いる場合には、上述したように再接続時刻を定める他に、所定時間ごと（例えば毎時０分や、毎日１２時０分など）といった再接続試行間隔を定めることも可能である。
　なお、歩数カウントに基づいた再接続動作と再接続時刻に基づいた再接続動作を組み合わせて用いてもよい。両者を組み合わせることで、歩数カウントに基づいた再接続動作によって再接続失敗フラグをＯＮになった場合でも、再接続時刻に再接続失敗フラグをＯＦＦに戻すことができる。
　本実施形態の無線通信システム１００および無線通信方法における効果として、センサ機器１１０の消費電力抑制効果について説明する。計算条件は以下の通りである。
・再接続時のアクセス要求送信間隔：１ｓ
・再接続時のアクセス要求送信回数：１０回（１０回送信後、接続不可なら処理停止）
・アクセス要求送信時にかかる電力：４３．５［μＡ／ｓ］（１ｓに一度送信の場合）
・再接続時にかかる電力:２５．３［μＡ／ｓ］（１ｓに一度の電波送信の場合）
・再接続時に必要な電波送信回数：３回
以上の条件から、本実施形態の無線通信システムでは、再接続に必要な電力は、５１０．０［μＡ／回］（４３．５μＡ×１０回＋２５．３μＡ×３回）と試算される。
　従来の無線通信方法のように常時近距離無線通信を行っている場合、１ｓに一度の電波を送信する（実効接続インターバル間隔が１ｓ）と仮定すると、１日あたりの消費電力は、２．１８［ｍＡｈ／ｄａｙ］（≒２５．３［μＡ］×３６００［ｓ］×２４［ｈ］）となる。この場合、センサ機器１１０の電池寿命は、３．２ヶ月（ボタン電池容量２２０［ｍＡｈ］／２．１８［ｍＡｈ］÷３１日／月）と算出される。
　本実施形態の無線通信方法のようにセンサ機器１１０およびデータ蓄積端末１２０の近距離無線通信の切断および再接続を行った場合、再接続回数（１時間あたり）が６０回（１分間隔で接続切断）と仮定すると、１日あたりの消費電力は、０．７３［ｍＡｈ／ｄａｙ］（≒５１０［μＡ］×６０［回／時間］×２４［ｈ］）となる。この場合、センサ機器１１０の電池寿命は、５．９ヶ月（ボタン電池容量２２０［ｍＡｈ］／０．７３［ｍＡｈ］］÷３１日／月）と算出される。このことから、本実施形態の無線通信システムおよび無線通信方法を適用することにより、センサ機器１１０ひいては無線通信システム１００の消費電力を削減可能であることが理解できる。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　本出願は、2016年3月23日付で出願された日本国特許出願（特願2016-059054）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示は、近距離無線通信を行う無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法として利用可能である。
１００…無線通信システム、１１０…センサ機器、１１２…制御部、１１４…活動量センサ、１１６…通信部、１１８…クロック、１２０…データ蓄積端末、１２２…制御部、１２４…加速度センサ、１２６…通信部、１２８…クロック、１３０…記憶部、Ｐ…ユーザ
 

Claims (8)

  1. 　無線通信システムは、
    　近距離無線通信によってセンサ機器と、
    　前記無線機器から送信されるデータを受信する通信装置を含み、
    　相互に無線通信を切断するときに、前記通信装置および前記センサ機器の一方は所定の再接続条件を定め、前記通信装置および前記センサ機器の他方に前記再接続条件を通知し、そして、前記通信装置および前記センサ機器は相互に無線通信を切断し、
    　前記通信装置および前記センサ機器がそれぞれ前記再接続条件を満たした場合に相互に通信を再開する。
  2. 　請求項１に記載の無線通信システムにおいて、
    　相互に無線通信を切断するときに、前記通信装置は、前記再接続条件を前記センサ機器に通知してから相互に無線通信を切断する。
  3. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記通信装置は、前記再接続条件を前記通信装置の状況に応じて決める。
  4. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記通信装置および前記センサ機器は、いずれも物理量を測定するセンサを有していて、
    　前記再接続条件は、所定の物理量に関する条件である。
  5. 　請求項２に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記通信装置および前記センサ機器は、いずれも時刻取得手段を有していて、
    　前記再接続条件は、時刻に関する条件である。
  6. 　請求項４に記載の無線通信システムにおいて、
    　前記通信装置は、前記物理量の蓄積量が所定時間変化しなかった場合に前記無線通信を切断する。
  7. 　近距離無線通信によってセンサ機器から送信されるデータを受信する通信装置は、
    　相互に無線通信を切断するときに、所定の再接続条件を前記センサ機器に通知してから相互に無線通信を切断し、
    　前記再接続条件を満たした場合に相互に通信を再開する。
  8. 　近距離無線通信によってデータを通信装置に送信するセンサ機器は、
    　相互に無線通信を切断するときに、所定の再接続条件の通知を前記通信装置から受けてから相互に無線通信を切断し、
    　前記再接続条件を満たした場合に相互に通信を再開する。
     
PCT/JP2017/011246 2016-03-23 2017-03-21 無線通信システム、通信装置、センサ機器、および無線通信方法 WO2017164179A1 (ja)

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