WO2018105458A1 - 無線センサシステム、無線センサ端末及びデータ収集方法 - Google Patents

無線センサシステム、無線センサ端末及びデータ収集方法 Download PDF

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WO2018105458A1
WO2018105458A1 PCT/JP2017/042759 JP2017042759W WO2018105458A1 WO 2018105458 A1 WO2018105458 A1 WO 2018105458A1 JP 2017042759 W JP2017042759 W JP 2017042759W WO 2018105458 A1 WO2018105458 A1 WO 2018105458A1
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wireless sensor
data
packet
sense value
receiver
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伊東　祐一
央樹 本庄
幸紀 寺岡
伸充 天知
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/06—Selective distribution of broadcast services, e.g. multimedia broadcast multicast service [MBMS]; Services to user groups; One-way selective calling services
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04W—WIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W4/00—Services specially adapted for wireless communication networks; Facilities therefor
    • H04W4/30—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes
    • H04W4/38—Services specially adapted for particular environments, situations or purposes for collecting sensor information

Definitions

  • the present invention relates to a wireless sensor terminal that is attached to a moving body and wirelessly transmits data including a sense value detected by a sensor, a wireless sensor system including the wireless sensor terminal, and a data collection method using the wireless sensor system. .
  • the frequency of data transmission is set according to the degree to which communication data is lost, and the frequency of data received by the receiver is made uniform so that the number of data received from the sensor varies. This prevents the weighting and update frequency from becoming unstable.
  • Patent Document 1 since the technique of Patent Document 1 is premised on connection-type communication, overhead associated with establishing a connection occurs, and the operation time (particularly, reception time) of the wireless sensor terminal increases with reception confirmation. Or the operation time of the wireless sensor terminal becomes longer due to retransmission control. As a result, there is a problem in that the power consumption increases and when the wireless sensor terminal attached to the moving body is driven by a battery, the operating life of the wireless sensor terminal is remarkably shortened.
  • connection type communication it is conceivable to adopt broadcast type (connectionless type) communication that does not require a reception response.
  • broadcast-type communication it is necessary to repeatedly transmit the same data in order to cope with the lack of communication data.
  • the wireless sensor terminal that transmits data cannot receive feedback from the receiver, an appropriate number of retransmissions cannot be determined, and there is no choice but to leave room for the number of retransmissions.
  • An object is to provide a wireless sensor system, a wireless sensor terminal, and a data collection method.
  • a wireless sensor system is a wireless sensor that is attached to a moving body, includes a sensor, and wirelessly transmits data including a sense value detected by the sensor as a packet.
  • the wireless sensor terminal detects a new sense value by the sensor. Each time it is detected, data including the detected sense value and a unique data ID corresponding to the detection is broadcast and transmitted as the packet.
  • the packet including the sense value is transmitted by the broadcast type with less overhead, it is possible to suppress the power consumption of the wireless sensor terminal from being increased compared to the connection type communication.
  • the packet since the packet includes not only the sense value but also a unique data ID corresponding to the detection of the sense value, the host receiving the packet determines the data ID included in the packet, It is possible to know which detection (for example, what number of detections) the sensor includes, or whether there has been a missed reception. Therefore, it is suppressed that the power consumption of the wireless sensor terminal is increased by repeatedly transmitting packets including the same sense value in vain.
  • the processing is complicated by receiving the same data repeatedly, or the weighting of the data is wrong because the number of receptions varies depending on the situation of radio wave propagation. Is suppressed, the data reception process is surely and easily performed, and is simplified.
  • the wireless sensor terminal repeats transmission of the packet a predetermined number of times at a predetermined time interval, and the host receives the received from the receiver.
  • the number of packets that include the same data ID is counted, a reception rate that is a ratio of the counted number to the predetermined number of times is calculated, and a plurality of the packets that include the same data ID, Keep only one packet.
  • the wireless sensor terminal transmits the packet after including a transmission ID corresponding to the number of transmissions among the predetermined number of times in each of the packets in the repetition. To do.
  • the host can know that a reception has been missed not only for each data ID but also for each transmission ID in the same data ID by determining the transmission ID included in the received packet.
  • the time series change of the reception state is detected with higher accuracy.
  • the wireless sensor terminal each time a new sense value is detected by the sensor, the wireless sensor terminal further includes the sense value previously detected by the sensor in the packet, and then transmits the packet.
  • the wireless sensor terminal further includes a data ID corresponding to the sense value detected in the past in the packet, and then adds the packet. You may send it.
  • the host receiving such a packet can use the past sense value and the data ID included in the packet in pairs.
  • the data ID of the sense value that has already been received can be verified by collation or the sense value and data ID that could not be received can be complemented, making data processing at the host more reliable and easy. .
  • a wireless sensor terminal is a wireless sensor terminal in the wireless sensor system.
  • the packet including the sense value is transmitted by the broadcast type with less overhead, it is possible to suppress the power consumption of the wireless sensor terminal from being increased compared to the connection type communication.
  • the packet since the packet includes not only the sense value but also a unique data ID corresponding to the detection of the sense value, the host receiving the packet determines the data ID included in the packet, It is possible to know which detection (for example, what number of detections) the sensor includes, or whether there has been a missed reception. Therefore, in the host that receives data, the data reception process is surely and easily performed, and is simplified.
  • a data collection method is a data collection method using a wireless sensor system including a wireless sensor terminal attached to a mobile body, a receiver, and a host.
  • the wireless sensor terminal wirelessly transmits data including a sense value detected by a sensor included in the wireless sensor terminal as a packet; and the receiver transmits the packet transmitted from the wireless sensor terminal.
  • the wireless sensor terminal newly detects a sense value by the sensor Each time, the detected sense value, a unique data ID corresponding to the detected value, and a previously detected data Wireless transmission of data including the packet value as the packet is repeated a predetermined number of times at predetermined time intervals, and in the repetition, each of the packets corresponds to the number of transmissions out of the predetermined number of times.
  • the host counts the number of packets including the same data ID from the packets received from the receiver, and the predetermined number of times of the counted number
  • a reception rate which is a ratio to the above is calculated, and only the data in one packet is held for a plurality of the packets including the same data ID.
  • the packet including the sense value is transmitted by the broadcast type with less overhead, it is possible to suppress the power consumption of the wireless sensor terminal from being increased compared to the connection type communication.
  • the packet since the packet includes not only the sense value but also a unique data ID corresponding to the detection of the sense value, the host receiving the packet determines the data ID included in the packet, It is possible to know which detection (for example, what number of detections) the sensor includes, or whether there has been a missed reception. Therefore, in the host that receives data, the data reception process is surely and easily performed, and is simplified.
  • a wireless sensor system capable of reliably and easily performing data reception processing while suppressing an increase in power consumption of a wireless sensor terminal that transmits data.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a wireless sensor system according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the wireless sensor terminal in FIG.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the receiver in FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the wireless sensor system according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data structure of a packet generated by the wireless sensor terminal.
  • FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the wireless sensor terminal.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating another example of a data structure of a packet transmitted by the wireless sensor terminal.
  • FIG. 8 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless sensor system according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data structure of a packet generated by the wireless sensor terminal.
  • FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the wireless sensor terminal.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the wireless sensor system according to the second embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a data structure of a packet generated by the wireless sensor terminal.
  • FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the wireless sensor terminal.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless sensor system according to the third embodiment.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the first gateway and the second gateway in FIG.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the wireless sensor system according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a data structure of a packet generated by the wireless sensor terminal.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a wireless sensor system 10 according to the first embodiment.
  • the wireless sensor system 10 is a system that collects sense values detected by a sensor attached to a moving body, and includes a plurality of wireless sensor terminals 20a to 20c attached to each moving body (not shown), a receiver 30, A personal computer (personal computer) 40 is provided.
  • Each of the wireless sensor terminals 20a to 20c is a portable terminal that is attached to each moving body, includes a sensor, and wirelessly transmits data including a sense value detected by the sensor as a packet. It is attached to a person and transmits biological information such as the body temperature of the person. Each time a sense value is newly detected by the sensor, the wireless sensor terminals 20a to 20c wirelessly transmit the data including the detected sense value and a unique data ID corresponding to the detection as a packet (connectionless) Type transmission).
  • the broadcast transmission here is a one-way transmission that does not require confirmation of reception of ACK or the like.
  • the data ID is a sequential numerical value in the present embodiment, and specifically, an integer that is incremented by 1 each time a sense value is newly detected by the sensor.
  • the receiver 30 is a communication interface that functions as a receiving base station that wirelessly receives packets transmitted from the wireless sensor terminals 20a to 20c and transfers them to the personal computer 40.
  • the receiver 30 is connected to the personal computer 40 via a network and operates by receiving power supply from the personal computer 40.
  • the personal computer 40 is an example of a host that receives packets from the receiver 30, and includes a CPU, a ROM, a RAM, a hard disk for storing programs and data, a personal computer main body including an input / output port connected to the receiver 30, a display, and a keyboard. And an input device such as a mouse.
  • the personal computer 40 extracts the data ID and the sense value from the packet received from the receiver 30, and stores the extracted data ID and the sense value in association with each other.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the wireless sensor terminals 20a to 20c in FIG.
  • Each of the wireless sensor terminals 20a to 20c has the same configuration, and includes an antenna 21, a wireless communication / control circuit 22, a measurement circuit 23, and a battery 24.
  • the antenna 21 is an antenna suitable for the frequency band used for the wireless sensor terminals 20a to 20c to transmit packets wirelessly.
  • the wireless communication / control circuit 22 is a circuit that performs wireless communication and control in the wireless sensor terminals 20a to 20c, and includes a transmission unit 22a, a RAM 22b, a CPU 22c, and a ROM 22d.
  • the transmission unit 22a is a transmission circuit that modulates and amplifies the packet output from the CPU 22c into a high-frequency signal in a predetermined frequency band, and supplies the modulated signal to the antenna 21.
  • the transmission unit 22a transmits, for example, according to a Bluetooth (registered trademark) communication method.
  • the RAM 22b is a memory that temporarily stores data.
  • the ROM 22d is a read-only memory that holds programs and data.
  • the CPU 22c executes a program held in the ROM 22d while using the RAM 22b, thereby performing control in the wireless sensor terminals 20a to 20c such as outputting the data obtained by the measurement circuit 23 as a packet to the transmission unit 22a.
  • the measurement circuit 23 includes a sensor 23a and an ADC 23b, and generates a sense value by converting an analog signal detected by the sensor 23a into a digital signal by the ADC 23b, and outputs the sense value to the CPU 22c.
  • the sensor 23a is, for example, a thermistor for measuring temperature.
  • the battery 24 is a power source that supplies power to the wireless communication / control circuit 22 and the measurement circuit 23.
  • the battery 24 may include not only a battery but also a constant voltage circuit that obtains power from the battery and converts it into a predetermined voltage. Good.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of the receiver 30 in FIG.
  • the receiver 30 includes an antenna 31 and a communication circuit 32.
  • the antenna 31 is an antenna suitable for a frequency band used for receiving packets transmitted wirelessly from the wireless sensor terminals 20a to 20c.
  • the communication circuit 32 is a circuit that wirelessly receives a packet received via the antenna 31 and transfers the packet to the personal computer 40, and includes a receiving unit 32a and a wired I / O 32b.
  • the receiving unit 32a is a circuit that extracts a data body (payload) by removing a header depending on a communication method after filtering and demodulating a high frequency signal received via the antenna 31 and restoring the packet.
  • the receiving unit 32a receives, for example, according to a Bluetooth (registered trademark) communication method.
  • the wired I / O 32b transfers the data body extracted by the receiving unit 32a (hereinafter, the data body from which the header depending on the communication method is removed is also referred to as “packet”) to the personal computer 40 connected via the wire. Communication interface.
  • FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the wireless sensor system 10 according to the first embodiment. Here, the operations of the wireless sensor terminals 20a to 20c, the receiver 30, and the personal computer 40 and the exchange of data with each other are shown.
  • the wireless communication / control circuit 22 (more specifically, the CPU 22c) is activated and initialized when the battery 24 is attached (S10).
  • the data ID is set to 1 as initialization. Note that the initial value of the data ID is not limited to 1, and may be any other value.
  • the wireless communication / control circuit 22 acquires a sense value generated by converting the analog signal detected by the sensor 23a into a digital signal by the ADC 23b from the measurement circuit 23 (S11).
  • the wireless communication / control circuit 22 adds the data ID generated immediately before (the data ID initialized in step S10 for the first time and the data ID incremented in step S15 for the second time or later) to the acquired sense value ( S12).
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a data structure of a packet generated by the wireless sensor terminals 20a to 20c. A data structure is shown in which a data ID is added to the sense value and a header is added.
  • the identification information (transmission source address or the like) of the wireless sensor terminals 20a to 20c may be included in the header, or in addition to or instead of the data body (payload).
  • the wireless communication / control circuit 22 broadcasts the generated packet via the antenna 21 (transmission step S14).
  • the wireless communication / control circuit 22 increments the data ID by 1 (S15) and enters a sleep state for a predetermined time (S16). In the sleep state, the wireless communication / control circuit 22 performs only minimum operations such as monitoring the passage of a predetermined time, and the power consumption of the wireless sensor terminals 20a to 20c is minute.
  • the wireless communication / control circuit 22 again repeats the processing from the acquisition of the sense value (S11) to the sleep state (S16).
  • FIG. 6 is a timing chart showing the operation of the wireless sensor terminals 20a to 20c.
  • FIG. 6A shows the overall operation of the wireless sensor terminals 20a to 20c (timing for operating in a normal state other than the sleep state).
  • FIG. 6B shows the operation of the measurement circuit 23 in the wireless sensor terminals 20a to 20c.
  • FIG. 6C shows the wireless transmission operation of the wireless sensor terminals 20a to 20c.
  • FIG. 6D shows details of wireless transmission of the wireless sensor terminals 20a to 20c (expanded timing of FIG. 6C).
  • the wireless sensor terminals 20a to 20c are operated for a certain period of time ("operation time” in the figure) and then enter the sleep state after a certain period ("startup” in the figure). Repeat at intervals ").
  • the predetermined time for entering the sleep state corresponds to a time obtained by subtracting “operation time” from “start-up time”. For example, the activation time is 1 hour and the operation time is 2 seconds.
  • the data ID is incremented by one.
  • the data ID is set so as to match the number of times of measurement (“measurement No.” in the figure).
  • one operation time is a time during which the wireless sensor terminals 20a to 20c return to the normal state from the sleep state to obtain a sense value (the time of “start-up process” in the figure). ) And the time (“transmission interval”, “transmission time” in the figure) for transmitting the obtained sense value as a packet.
  • the communication circuit 32 when the communication circuit 32 wirelessly receives the packet transmitted from the wireless sensor terminals 20a to 20c, the communication circuit 32 removes the header depending on the communication method. The data is transferred to the personal computer 40 (reception step S20).
  • the personal computer 40 receives and manages the packets transferred from the receiver 30 (management steps S30 to S33).
  • the personal computer 40 acquires the packet transferred from the receiver 30 (S30), it extracts the data ID and the sense value from the acquired packet, and associates the extracted data ID with the sense value. Data storage processing is performed (S31).
  • the personal computer 40 determines whether or not there is a missing data ID (that is, reception omission) by checking the continuity between the data ID just received and the data ID just received, or It is determined whether or not an abnormality has been detected by determining whether or not the sense value just received is within the reference range (S32). As a result, if it is determined that an abnormality has been detected (YES in S32), the personal computer 40 issues an alert by displaying on the display, outputting an alarm, sending an e-mail to a predetermined destination, etc. (S33). .
  • the above-described processing (S30 to S33) in the personal computer 40 is based on the wireless sensor terminal identification information included in the packet header or data body (payload) transmitted from the wireless sensor terminals 20a to 20c. This is performed for each of the sensor terminals 20a to 20c.
  • the data ID used in the wireless sensor system 10 is a value that is updated each time a new measurement is performed, that is, a sense value is newly detected (an ID assigned in the application layer).
  • an ID assigned in the application layer it is different from the packet ID (for example, a sequence number in TCP (Transmission Control Protocol)) that may be assigned as a standard in a communication layer lower than the application layer. Since the packet ID given as standard in the communication layer below the application layer is set to a different value when it is separated into different packets even if it is data constituting the same sense value, it is measured once. It cannot be used for management in units of (that is, one sense value).
  • the wireless sensor system 10 is attached to a moving body, has a sensor 23a, and wirelessly transmits data including a sense value detected by the sensor 23a as a packet.
  • 20a to 20c a receiver 30 that wirelessly receives packets transmitted from the wireless sensor terminals 20a to 20c, and a personal computer 40 that is a host that receives packets from the receiver 30.
  • the wireless sensor terminals 20a to 20c broadcast and transmit data including the detected sense value and a unique data ID corresponding to the detection as a packet.
  • the personal computer 40 extracts the data ID and the sense value from the packet received from the receiver 30, and stores the extracted data ID and the sense value in association with each other.
  • the data collection method by the wireless sensor system 10 is a data collection method by the wireless sensor system 10 including the wireless sensor terminals 20a to 20c, the receiver 30, and the personal computer 40 as a host.
  • the wireless sensor terminals 20a to 20c wirelessly transmit data including a sense value detected by the sensor 23a attached to the moving body as a packet, and the receiver 30 receives the wireless sensor terminals 20a to 20c from the wireless sensor terminals 20a to 20c.
  • the receiving step S20 for receiving the transmitted packet wirelessly and the management steps S30 to S33 for the personal computer 40 to receive and manage the packet from the receiver 30 are included.
  • the wireless sensor terminals 20a to 20c wirelessly use data including the detected sense value and a unique data ID corresponding to the detection as a packet.
  • the personal computer 40 extracts the data ID and the sense value from the packet received from the receiver 30, and stores the extracted data ID and the sense value in association with each other.
  • the personal computer 40 that has received the packet determines the data ID contained in the packet, thereby It is possible to know which detection (for example, what number of detections) the sensor 23a has, or that the reception has been missed. Therefore, it is suppressed that the power consumption of the wireless sensor terminals 20a to 20c is increased by repeatedly transmitting packets including the same sense value in vain.
  • the processing is complicated by receiving the same data repeatedly, or the weight of the data is wrong due to the variation in the number of receptions depending on the situation of radio wave propagation. The data reception process is surely and easily performed and simplified.
  • RSSI Receiveived Signal Strength Indicator; received signal strength
  • BER Bit Error Rate
  • SN ratio signal-noise ratio
  • the packet transmitted by the wireless sensor terminals 20a to 20c includes the data ID and the latest sense value, but may include the past sense value. Good.
  • FIG. 7 is a diagram showing another example of a data structure of a packet transmitted by the wireless sensor terminals 20a to 20c.
  • the packet in addition to the data ID and the latest sense value (“latest sense value”), the past sense value (here, the “previous sense value” obtained in the previous measurement). ) Is stored. That is, in this example, every time a sense value is newly detected by the sensor 23a, the wireless sensor terminals 20a to 20c further detect a sense value previously detected by the sensor 23a (here, the previous sense value).
  • the packet is transmitted after being included in the packet.
  • the personal computer 40 that has received a packet that includes not only a new sense value but also a past sense value uses the past sense value included in the packet to check against the already received sense value. And the sense value that could not be received can be complemented, and data processing in the personal computer 40 can be performed reliably and easily.
  • a past sense value (here, “previous sense value”) and its past are included in the packet.
  • a data ID corresponding to the sense value (here, “previous data ID”) is stored.
  • the wireless sensor terminals 20a to 20c add to the sense value previously detected by the sensor 23a (here, the previous sense value).
  • the packet is transmitted after the data ID (here, the previous data ID) corresponding to the sense value detected in the past is included in the packet.
  • the personal computer 40 since the data ID corresponding to the past sense value is included in the packet, the personal computer 40 that has received such a packet uses the past sense value included in the packet and its data ID in pairs. Therefore, the data ID of the sense value that has already been received can also be checked and confirmed, or the sense value and data ID that could not be received can be complemented, and the data processing in the personal computer 40 is more reliable and easy. become.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the wireless sensor system 10a according to the second embodiment.
  • the wireless sensor system 10a is a system that collects sense values detected by a sensor attached to a moving body, and includes a plurality of wireless sensor terminals 20d to 20f and a plurality of receivers attached to each moving body (not shown). (The 1st receiver 30a and the 2nd receiver 30b) and the personal computer 40a are provided.
  • the wireless sensor terminals 20d to 20f have the basic configuration shown in FIG. 2 and have at least the same functions as the wireless sensor terminals 20d to 20f of the first embodiment, but in addition, the same It has a function of repeatedly transmitting packets. More specifically, each time a sense value is newly detected by the sensor 23a, the wireless sensor terminals 20d to 20f transmit a packet including the same data ID and sense value at a predetermined time interval (M times). repeat. At this time, when the wireless sensor terminals 20d to 20f repeat the transmission of the packet, each of the packets in the repetition includes a transmission ID corresponding to the number of transmissions out of a predetermined number (M times). Send the packet.
  • the data ID is a value indicating the number of transmission repetitions.
  • Both the first receiver 30a and the second receiver 30b are provided with the basic configuration shown in FIG. 3 as in the first embodiment, and have the same functions as the receiver 30 in the first embodiment. That is, each of the first receiver 30a and the second receiver 30b functions as a receiving base station that wirelessly receives packets transmitted from the wireless sensor terminals 20d to 20f and transfers them to the personal computer 40a. However, the first receiver 30a and the second receiver 30b are installed in different locations in advance so as not to miss packets transmitted wirelessly from the wireless sensor terminals 20d to 20f that are attached to the moving body and move. Installed.
  • the personal computer 40a performs processing associated with repeatedly receiving the same packet. That is, in the present embodiment, the personal computer 40a counts the number of packets that include the same data ID (and have different transmission IDs) among the packets received from the first receiver 30a and the second receiver 30b. Then, a reception rate that is a ratio of the counted number to the predetermined number of times (M times) is calculated. The personal computer 40a stores only the data in one packet for a plurality of packets including the same data ID. For the predetermined number of times (M times), the personal computer 40a is shared with the wireless sensor terminals 20d to 20f.
  • the personal computer 40a sometimes receives duplicate packets including the same data ID and the same transmission ID from the first receiver 30a and the second receiver 30b.
  • the two packets may be stored after distinguishing them, or only one of them may be stored.
  • FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the wireless sensor system 10a according to the second embodiment.
  • the operations of the wireless sensor terminals 20d to 20f, the receivers (the first receiver 30a and the second receiver 30b), the personal computer 40a, and the mutual exchange of data are shown.
  • the wireless communication / control circuit 22 (more specifically, the CPU 22c) is activated and initialized when the battery 24 is attached (S40).
  • the data ID is set to 1 and the transmission ID is set to 1.
  • the initial values of the data ID and the transmission ID are not limited to 1, and may be other arbitrary values.
  • the wireless communication / control circuit 22 acquires from the measurement circuit 23 a sense value generated by converting the analog signal detected by the sensor 23a into a digital signal by the ADC 23b (S41).
  • the wireless communication / control circuit 22 adds the data ID generated immediately before (the data ID initialized in step S40 for the first time and the data ID incremented in step S48 for the second time or later) to the acquired sense value ( S42).
  • the radio communication / control circuit 22 determines that the transmission ID generated immediately before (the transmission ID initialized in step S40 for the first time and the transmission ID incremented in step S47 for the first time) is a predetermined value M (the predetermined number of times described above). It is determined whether or not the value is equal to or smaller than (S43).
  • the predetermined value M is a value set in advance as the number of repeated transmissions of packets including the same data ID, and is 720, for example.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a data structure of a packet generated by the wireless sensor terminals 20d to 20f. A data structure is shown in which a data ID and a transmission ID are added to the sense value, and a header is further added.
  • the wireless communication / control circuit 22 broadcasts the generated packet via the antenna 21 (transmission step S46).
  • the wireless communication / control circuit 22 increments the transmission ID by 1 (S47), and repeats the determination in step S43 and the subsequent processing again.
  • step S43 If it is determined in step S43 that the transmission ID is not less than or equal to the predetermined value M (NO in step S43), the wireless communication / control circuit 22 increments the data ID by 1 (S48) and initializes the transmission ID ( Here, after being set to 1 (S49), the sleep state is entered for a predetermined time (S50).
  • the wireless communication / control circuit 22 repeats the processing from the acquisition of the sense value (S41) to the sleep state (S50) again.
  • FIG. 11 is a timing chart showing the operation of the wireless sensor terminals 20d to 20f.
  • FIG. 11A shows the overall operation of the wireless sensor terminals 20d to 20f (timing for operating in a normal state other than the sleep state).
  • FIG. 11B shows the operation of the measurement circuit 23 in the wireless sensor terminals 20d to 20f.
  • FIG. 11C shows the wireless transmission operation of the wireless sensor terminals 20d to 20f.
  • FIG. 11D shows the details of wireless transmission of the wireless sensor terminals 20d to 20f (expanded timing of FIG. 11C).
  • the wireless sensor terminals 20d to 20f perform an operation in which the wireless sensor terminals 20d to 20f enter a sleep state after operating for a certain period of time (“operation time” in the figure). Repeatedly ("Startup interval" in the figure).
  • the wireless sensor terminals 20d to 20f repeat the process of transmitting a packet including the same data ID m times and going to the sleep state M / m times, thereby repeating the packet including the same data ID M times in total.
  • Such a total of M repeated transmissions are repeated at the illustrated measurement intervals.
  • the activation interval is 5 minutes
  • the operation time is 1 minute
  • the measurement interval is 1 hour
  • the M repeated transmissions are divided into a plurality of groups and dispersed in time, so that the possibility of normal reception even when the wireless sensor terminals 20d to 20f move is increased, and a plurality of sleeps are performed. Power consumption is suppressed depending on the state.
  • the communication circuit 32 when the communication circuit 32 wirelessly receives the packet transmitted from the wireless sensor terminals 20d to 20f, the communication circuit 32 removes the header depending on the communication method. Then, the data is transferred to the personal computer 40a (reception steps S20a and S20b).
  • the personal computer 40a receives and manages the packets transferred from the first receiver 30a and the second receiver 30b (management steps S30 to S33). That is, when the personal computer 40a acquires the packets transferred from the first receiver 30a and the second receiver 30b as in the first embodiment (S30), the data processing (as in the first embodiment) is performed. S31), abnormality detection determination (S32), and alerting (S33).
  • the personal computer 40a performs the same data processing (S31) among the packets received from the first receiver 30a and the second receiver 30b.
  • the number of packets including data IDs (and different transmission IDs) is counted, a reception rate that is a ratio of the counted number to the predetermined number of times (M times) is calculated, and a plurality of packets including the same data ID is included. Only the data in one packet is stored. Furthermore, if the personal computer 40a determines that the calculated reception rate is lower than the reference value (YES in step S32), it issues an alert (S33).
  • the wireless sensor terminals 20d to 20f have the sense values newly detected by the sensor 23a.
  • the personal computer 40a counts the number of packets including the same data ID among the packets received from the first receiver 30a and the second receiver 30b, and the reception is a ratio of the counted number to a predetermined number of times. Calculate the rate. For a plurality of packets including the same data ID, only the data in one packet is held.
  • the wireless sensor terminals 20d to 20f repeat the transmission of the packet
  • the wireless sensor terminals 20d to 20f transmit the packet after including the transmission ID corresponding to the transmission number of the predetermined number in each of the repeated packets.
  • the personal computer 40a can determine that the reception has been missed not only for each data ID but also for each transmission ID in the same data ID by determining the transmission ID included in the received packet. Therefore, the time series change of the reception state is detected with higher accuracy.
  • the wireless sensor terminals 20d to 20f are grouped into m ( ⁇ M) transmissions in order to repeatedly transmit packets including the same data ID M times. Such grouping is not always necessary. As long as the transmissions are distributed in time as much as possible, the M repeated transmissions may be transmitted at equal time intervals or non-uniform time intervals without being grouped.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration of the wireless sensor system 10b according to the third embodiment.
  • the wireless sensor system 10b is a system that collects sense values detected by a sensor attached to a moving body, and includes a plurality of wireless sensor terminals 20d to 20f and a plurality of gateways (attached to each moving body (not shown)).
  • a plurality of gateways first gateway 50 a and second gateway 50 b
  • a server 62 a server 62
  • the Internet 60 which is a communication network connecting the mobile terminals 64, are also illustrated.
  • Wireless sensor terminals 20d to 20f are the same as those in the second embodiment.
  • the first gateway 50a and the second gateway 50b have a function of uploading various management information to the server 62 in addition to the functions of the first receiver 30a and the second receiver 30b and the personal computer 40a in the second embodiment. That is, the first gateway 50a and the second gateway 50b receive, as receivers, wirelessly packets transmitted from the wireless sensor terminals 20d to 20f, perform data processing and abnormality detection on the received packets as hosts, and The management information obtained by data processing and abnormality detection is uploaded to the server 62 via the Internet 60.
  • the server 62 is a device that holds the management information uploaded from the first gateway 50a and the second gateway 50b and provides the management information to the mobile terminal 64 via the Internet 60.
  • the CPU 62, the ROM, the RAM, the program, and the data A computer main body having a communication interface connected to the first gateway 50a and the second gateway 50b via the Internet 60, an input device such as a display, a keyboard and a mouse.
  • the portable terminal 64 accesses the server 62 via the Internet 60, thereby browsing the management information held in the server 62 and notifying an abnormality (alert) detected by the first gateway 50a and the second gateway 50b. Is received via the server 62, for example, a smartphone or a tablet terminal.
  • FIG. 13 is a block diagram showing the configuration of the first gateway 50a and the second gateway 50b in FIG.
  • the first gateway 50 a and the second gateway 50 b both have the same configuration and include an antenna 51 and a communication / control circuit 52.
  • the antenna 51 is an antenna suitable for a frequency band used for receiving packets transmitted wirelessly from the wireless sensor terminals 20d to 20f.
  • the communication / control circuit 52 is a circuit that controls wireless communication with the wireless sensor terminals 20d to 20f, data processing and abnormality detection of packets acquired through wireless communication, and inter-network communication with the server 62 via the Internet 60. Yes, it comprises a receiving unit 52a, a RAM 52b, a CPU 52c, a ROM 52d, and a wired I / O 52e.
  • the receiving unit 52a is a circuit that extracts a data body (payload) by removing a header depending on a communication method after filtering and demodulating a high-frequency signal received via the antenna 51 and restoring the packet, for example, , According to the communication method of Bluetooth (registered trademark).
  • the RAM 52b is a memory that temporarily stores data.
  • the ROM 52d is a read-only memory that holds programs and data.
  • the CPU 52c executes a program stored in the ROM 52d while using the RAM 52b, thereby controlling the packet obtained by the receiving unit 52a to be transferred to the server 62 via the wired I / O 52e.
  • the wired I / O 52 e is a communication interface that communicates with the server 62 via the Internet 60.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the operation of the wireless sensor system 10b according to the third embodiment.
  • the operations of the wireless sensor terminals 20d to 20f, the plurality of gateways (the first gateway 50a and the second gateway 50b), the server 62, and the portable terminal 64, and the mutual exchange of data are shown.
  • the operation of the wireless sensor terminals 20d to 20f is the same as that of the second embodiment (S40 to S50). That is, also in the present embodiment, the wireless sensor terminals 20d to 20f have the same data ID and sense value at a predetermined time interval (M times) every time a sense value is newly detected by the sensor 23a. Repeated transmission of packets containing. At this time, when the wireless sensor terminals 20d to 20f repeat the transmission of the packet, each of the packets in the repetition includes a transmission ID corresponding to the number of transmissions out of a predetermined number (M times). Send the packet. However, in the present embodiment, not only the latest sense value (the “latest sense value” in the figure) but also the past sense is included in the transmitted packet as in the packet data structure example shown in FIG. Value ("previous sense value" in the figure).
  • first gateway 50a and the second gateway 50b perform the same processing as the first receiver 30a and the second receiver 30b and the personal computer 40a in the second embodiment (S30a to S33a, S30b to S33b).
  • the first gateway 50a and the second gateway 50b perform data processing (S31a, S31b) in the data processing (transmission ID, data ID, latest sense value). And the previous sense value), the reception rate, the presence or absence of reception failure, and the like are uploaded to the server 62 via the Internet 60 as management information. Further, the first gateway 50a and the second gateway 50b issue an alert to the server 62 via the Internet 60 in alert notification (S33a, S33b).
  • the server 62 receives data (management information) uploaded from the first gateway 50a and the second gateway 50b via the Internet 60 (S60), and after processing the data, accumulates it in the storage unit 62a it possesses. (S61).
  • the server 62 when the server 62 receives an alert from the first gateway 50a and the second gateway 50b via the Internet 60, the server 62 transmits the alert to the portable terminal 64 via the Internet 60 (that is, issues an alert) (S62). ).
  • the mobile terminal 64 accesses the server 62 via the Internet 60 according to the user's instruction, thereby browsing the management information held in the storage unit 62a of the server 62 (S70), the first gateway 50a, A notification (alert) of an abnormality detected by the second gateway 50b is received via the server 62 (S71).
  • the first gateway 50a and the second gateway 50b have not only functions as receivers but also data processing by the CPU 52c. And also has an abnormality detection function. That is, the first gateway 50a and the second gateway 50b separate the data ID, transmission ID, sense value, and the like from the received packet, and extract only one sense value corresponding to the specific data ID. The reception status is determined from the ID, and the extracted sense value and data ID, the determined reception status, and the like are transmitted to the server 62. Thereby, even when the number of wireless sensor terminals becomes very large, the amount of data communicated between the first gateway 50a and the second gateway 50b and the server 62 is greatly reduced, and the communication load and the server 62 Processing load is reduced.
  • the user can collect from the wireless sensor terminals 20d to 20f using the portable terminal 64 at hand from anywhere as long as the user can be connected to the Internet 60. It is convenient that the user can browse the sensed value, browse management information such as the reception rate and missed reception, and receive alerts.
  • the wireless sensor system, the wireless sensor terminal, and the data collection method according to the present invention have been described based on the first to third embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments. Unless it deviates from the main point of this invention, what made the various deformation
  • the wireless sensor terminals 20a to 20f measure the temperature using the thermistor.
  • the temperature sensor terminal 20a to 20f is not limited to such a measurement.
  • a physical property value may be measured, a plurality of sensors may be provided to measure a plurality of physical property values, or different physical property values may be measured depending on the wireless sensor terminal. This makes it possible to collect and manage data according to various purposes.
  • the wireless sensor terminals 20a to 20f are attached to a person as a moving body.
  • the attached moving body is not limited to a person, and can be an animal, a car, or a movable equipment. It may be attached to other mobile bodies such as, or may be attached to different types of mobile bodies depending on the wireless sensor terminal.
  • the wireless sensor terminals 20a to 20f transmit a packet including a data ID and a sense value.
  • the information included in the packet is not limited to these, and includes time information, wireless information, and the like. Identification information of the sensor terminal, information indicating the remaining amount of the battery 24, and the like may be included.
  • the host that has acquired such a packet can manage other information together with the sense value.
  • the wireless sensor terminals 20a to 20f include the “previous sense value” obtained in the previous measurement as the past sense value included in the packet.
  • the sense value is not limited to the previous sense value.
  • the packet may also include sense values obtained by a plurality of previous measurements, an average value of a predetermined number of past sense values, a data ID corresponding to the plurality of sense values, and the like. As a result, the host that has acquired such a packet can make a more detailed determination about missed reception and restore a past sense value that missed reception.
  • the data ID is a sequential value starting from 1.
  • the data ID is not limited to this, and any ID may be used as long as it is unique each time a sense value is newly detected by the sensor. It may be a numerical value starting from a numerical value and increasing or decreasing by an arbitrary value.
  • the present invention relates to a wireless sensor terminal that is attached to a moving body and wirelessly transmits data including a sense value detected by a sensor, a wireless sensor system including the wireless sensor terminal, and a data collection method using the wireless sensor system For example, it can be used as a system for collecting biological information of a person from a wireless sensor terminal attached to the person.

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Abstract

無線センサシステム（１０）は、移動体に取り付けられ、センサ（２３ａ）で検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する無線センサ端末（２０ａ～２０ｃ）と、送信されたパケットを無線で受け取る受信機（３０）と、受信機（３０）からパケットを受け取るパソコン（４０）とを備える。無線センサ端末（２０ａ～２０ｃ）は、センサ（２３ａ）によってセンス値が新たに検知される度に、検知されたセンス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤと過去に検知されたセンス値とを含むデータをパケットとして無線でブロードキャスト送信することを、所定の時間間隔で所定の回数繰り返し、繰り返しにおいては、パケットのそれぞれに、所定の回数のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませる。

Description

無線センサシステム、無線センサ端末及びデータ収集方法
　本発明は、移動体に取り付けられ、センサで検知されたセンス値を含むデータを無線で送信する無線センサ端末、その無線センサ端末を備える無線センサシステム、及び、その無線センサシステムによるデータ収集方法に関する。
　移動体に取り付けられたセンサで得られたデータ（センス値）を無線で収集する無線センサシステムでは、移動体の位置によっては、遮蔽物や周辺反射物による電波伝搬の状況が悪化し、通信データの欠落が生じ得る。そのために、従来、無線センサシステムにおける通信データの欠落に対処する技術として様々なものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１では、通信データの欠落が発生する程度に応じてデータ送信の頻度を設定することで、受信機で受信されるデータの頻度を均一化することで、センサから届くデータの個数が変動することによって重み付けや更新頻度が不安定になってしまうことを防止している。
特開２０１２－１６０９６５号公報
　しかしながら、特許文献１の技術では、コネクション型の通信を前提としているために、コネクションの確立に伴うオーバーヘッドが発生したり、受信確認に伴って無線センサ端末の動作時間（特に受信時間）が長くなってしまったり、再送制御に伴って無線センサ端末の動作時間が長くなってしまったりする。その結果、消費電力が大きくなり、移動体に取り付けられる無線センサ端末を電池で駆動しようとすると、無線センサ端末の動作寿命が著しく短くなってしまうという問題がある。
　ここで、このようなコネクション型の通信に伴う問題を解消するために、受信応答を必要としないブロードキャスト型（コネクションレス型）の通信を採用することが考えられる。しかしながら、ブロードキャスト型の通信では、通信データの欠落に対処するために、同一のデータを繰り返し送信することが必要となる。このとき、データを送信する無線センサ端末では、受信機からのフィードバックを受け取れないために、適正な再送回数を決めることができず、再送回数に余裕を持たせざるを得なくなる。そのために、結局、データを送信する無線センサ端末の消費電力が大きくなったり、データを受信する受信側では、同一のデータを重複して受信することによって処理が煩雑化したり、電波伝搬の状況に依存して受信回数がばらつくことでデータの重み付けを誤ってしまうという問題が生じる。
　そこで、本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、データを送信する無線センサ端末の消費電力が大きくなることを抑制しつつ、データの受信処理を確実かつ容易にできる無線センサシステム、無線センサ端末及びデータ収集方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る無線センサシステムは、移動体に取り付けられ、センサを有し、前記センサで検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する無線センサ端末と、前記無線センサ端末から送信された前記パケットを無線で受け取る受信機と、前記受信機から前記パケットを受け取るホストとを備え、前記無線センサ端末は、前記センサによって新たなセンス値が検知される度に、検知された前記センス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤとを含むデータを前記パケットとして無線でブロードキャスト送信する。
　これにより、センス値を含むパケットはオーバーヘッドの少ないブロードキャスト型で送信されるので、コネクション型の通信に比べて、無線センサ端末の消費電力が大きくなることが抑制される。また、パケットには、センス値だけでなく、そのセンス値の検知に対応するユニークなデータＩＤが含まれるので、パケットを受信したホストは、パケットに含まれるデータＩＤを判別することで、パケットに含まれるセンス値がセンサによるどの検知（例えば、何回目の検知）によるデータなのか、あるいは、受信の取りこぼしがあったこと等を知ることができる。よって、同一のセンス値を含むパケットを無駄に繰り返し送信することによって無線センサ端末の消費電力が大きくなってしまうことが抑制される。そして、データを受信するホストでは、同一のデータを重複して受信することによって処理が煩雑化したり、電波伝搬の状況に依存して受信回数がばらつくことでデータの重み付けを誤ってしまったりすることが抑制され、データの受信処理が確実かつ容易になり、簡素化される。
　また、受信の取りこぼしを評価することで、受信機の設置位置及び設置台数に依存した無線センサシステムの設置設定及び動作状態の評価が可能になり、受信機の設置位置及び設置台数の最適化が可能になる。
　ここで、前記無線センサ端末は、前記センサによって新たなセンス値が検知される度に、所定の時間間隔で所定の回数、前記パケットの送信を繰り返し、前記ホストは、前記受信機から受け取った前記パケットのうち、同一のデータＩＤが含まれるパケットの個数を計数し、計数した前記個数の前記所定の回数に対する比率である受信率を算出し、同一のデータＩＤが含まれる複数の前記パケットについて、一つのパケットだけを保持する。
　これにより、同じセンス値とデータＩＤとが含まれるパケットの送信が繰り返されるので、電波状況が悪化した場合であっても、受信の取りこぼしが抑制される。さらに、運用中にリアルタイムで受信率が算出されるので、受信機の設置位置及び設置台数の最適化が容易になる。また、ホストでは、同一のデータＩＤが含まれる複数のパケットのうちの一つだけが保持されるので、同一のパケットが複数回送信されることによるホストでの記憶容量の圧迫は回避される。
　また、前記無線センサ端末は、前記パケットの送信を繰り返す際に、繰り返しにおける前記パケットのそれぞれに、前記所定の回数のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませたうえで、前記パケットを送信する。
　これにより、ホストは、受信したパケットに含まれる送信ＩＤを判別することで、データＩＤごとだけでなく、同一のデータＩＤにおける送信ＩＤごとに受信の取りこぼしがあったこと等を知ることができるので、受信状態の時系列変化がより高い精度で検知される。
　また、前記無線センサ端末は、前記センサによって新たなセンス値が検知される度に、さらに、前記センサによって過去に検知されたセンス値を前記パケットに含ませたうえで、前記パケットを送信する。
　これにより、新たなセンス値だけでなく過去のセンス値が含まれたパケットを受信したホストは、パケットに含まれる過去のセンス値を活用することで、既に受信しているセンス値と照合して確認したり、受信できなかったセンス値を補完したりすることができ、ホストでのデータ処理が確実かつ容易になる。
　また、前記無線センサ端末は、前記センサによって新たなセンス値が検知される度に、さらに、過去に検知された前記センス値に対応するデータＩＤを前記パケットに含ませたうえで、前記パケットを送信してもよい。
　これにより、パケットには、過去のセンス値に対応するデータＩＤが含まれるので、このようなパケットを受信したホストでは、パケットに含まれる過去のセンス値及びそのデータＩＤを対で活用することで、既に受信しているセンス値のデータＩＤについても照合して確認したり、受信できなかったセンス値及びデータＩＤを補完したりすることができ、ホストでのデータ処理がより確実かつ容易になる。
　また、上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る無線センサ端末は、上記無線センサシステムにおける無線センサ端末である。
　これにより、センス値を含むパケットはオーバーヘッドの少ないブロードキャスト型で送信されるので、コネクション型の通信に比べて、無線センサ端末の消費電力が大きくなることが抑制される。また、パケットには、センス値だけでなく、そのセンス値の検知に対応するユニークなデータＩＤが含まれるので、パケットを受信したホストは、パケットに含まれるデータＩＤを判別することで、パケットに含まれるセンス値がセンサによるどの検知（例えば、何回目の検知）によるデータなのか、あるいは、受信の取りこぼしがあったこと等を知ることができる。よって、データを受信するホストでは、データの受信処理が確実かつ容易になり、簡素化される。
　また、上記目的を達成するために、本発明の一形態に係るデータ収集方法は、移動体に取り付けられる無線センサ端末と受信機とホストとで構成される無線センサシステムによるデータ収集方法であって、前記無線センサ端末が、前記無線センサ端末が有するセンサで検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する送信ステップと、前記受信機が、前記無線センサ端末から送信された前記パケットを無線で受け取る受信ステップと、前記ホストが、前記受信機から前記パケットを受け取って管理する管理ステップとを含み、前記送信ステップでは、前記無線センサ端末は、前記センサによってセンス値が新たに検知される度に、検知された前記センス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤと過去に検知されたセンス値とを含むデータを前記パケットとして無線でブロードキャスト送信することを、所定の時間間隔で所定の回数繰り返し、前記繰り返しにおいては、前記パケットのそれぞれに、前記所定の回数のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませ、前記管理ステップでは、前記ホストは、前記受信機から受け取った前記パケットのうち、同一のデータＩＤが含まれるパケットの個数を計数し、計数した前記個数の前記所定の回数に対する比率である受信率を算出し、同一のデータＩＤが含まれる複数の前記パケットについて、一つのパケット内のデータだけを保持する。
　これにより、センス値を含むパケットはオーバーヘッドの少ないブロードキャスト型で送信されるので、コネクション型の通信に比べて、無線センサ端末の消費電力が大きくなることが抑制される。また、パケットには、センス値だけでなく、そのセンス値の検知に対応するユニークなデータＩＤが含まれるので、パケットを受信したホストは、パケットに含まれるデータＩＤを判別することで、パケットに含まれるセンス値がセンサによるどの検知（例えば、何回目の検知）によるデータなのか、あるいは、受信の取りこぼしがあったこと等を知ることができる。よって、データを受信するホストでは、データの受信処理が確実かつ容易になり、簡素化される。
　本発明により、データを送信する無線センサ端末の消費電力が大きくなることを抑制しつつ、データの受信処理を確実かつ容易にできる無線センサシステム、無線センサ端末及びデータ収集方法が提供される。
図１は、実施の形態１に係る無線センサシステムの構成を示すブロック図である。 図２は、図１における無線センサ端末の構成を示すブロック図である。 図３は、図１における受信機の構成を示すブロック図である。 図４は、実施の形態１に係る無線センサシステムの動作を示すフローチャートである。 図５は、無線センサ端末で生成されたパケットのデータ構造の一例を示す図である。 図６は、無線センサ端末の動作を示すタイミングチャートである。 図７は、無線センサ端末が送信するパケットのデータ構造の他の一例を示す図である。 図８は、実施の形態２に係る無線センサシステムの構成を示すブロック図である。 図９は、実施の形態２に係る無線センサシステムの動作を示すフローチャートである。 図１０は、無線センサ端末で生成されたパケットのデータ構造の一例を示す図である。 図１１は、無線センサ端末の動作を示すタイミングチャートである。 図１２は、実施の形態３に係る無線センサシステムの構成を示すブロック図である。 図１３は、図１２における第１ゲートウェイ及び第２ゲートウェイの構成を示すブロック図である。 図１４は、実施の形態３に係る無線センサシステムの動作を示すフローチャートである。 図１５は、無線センサ端末で生成されたパケットのデータ構造の一例を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、材料、通信方式、データ構造、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序等は、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
　（実施の形態１）
　まず、実施の形態１に係る無線センサシステムを説明する。
　図１は、実施の形態１に係る無線センサシステム１０の構成を示すブロック図である。
　無線センサシステム１０は、移動体に取り付けられたセンサで検知されたセンス値を収集するシステムであり、移動体（図示せず）ごとに取り付けられる複数の無線センサ端末２０ａ～２０ｃ、受信機３０、及び、パソコン（パーソナルコンピュータ）４０を備える。
　無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、移動体ごとに取り付けられ、センサを有し、センサで検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する携帯型の端末であり、例えば、特定のエリアにいる人に取り付けられ、人の体温等の生体情報を送信する。無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、センサによってセンス値が新たに検知される度に、検知されたセンス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤとを含むデータをパケットとして無線でブロードキャスト送信（コネクションレス型送信）する。
　なお、ここでのブロードキャスト送信は、ＡＣＫ等の受信確認を必要としない一方向の送信である。また、データＩＤは、本実施の形態では、シーケンシャルな数値であり、具体的には、センサによってセンス値が新たに検知される度に１だけインクリメントされる整数である。
　受信機３０は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃからブロードキャスト送信されたパケットを無線で受け取り、パソコン４０に転送する受信基地局として機能する通信インタフェースである。受信機３０は、例えば、パソコン４０とネットワーク接続され、パソコン４０からの電力供給を受けて動作する。
　パソコン４０は、受信機３０からパケットを受け取るホストの一例であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、プログラムやデータを保存するハードディスク、受信機３０と接続される入出力ポート等を備えるパソコン本体、ディスプレイ、キーボード及びマウス等の入力装置で構成される。パソコン４０は、受信機３０から受け取ったパケットからデータＩＤとセンス値とを取り出し、取り出したデータＩＤとセンス値とを対応づけて保持する。
　図２は、図１における無線センサ端末２０ａ～２０ｃの構成を示すブロック図である。無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、いずれも、同様の構成を備え、アンテナ２１、無線通信・制御回路２２、測定回路２３、及び、電池２４を備える。
　アンテナ２１は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃが無線でパケットを送信するのに用いられる周波数帯域に適したアンテナである。
　無線通信・制御回路２２は、無線通信と無線センサ端末２０ａ～２０ｃにおける制御を行う回路であり、送信部２２ａ、ＲＡＭ２２ｂ、ＣＰＵ２２ｃ及びＲＯＭ２２ｄで構成される。送信部２２ａは、ＣＰＵ２２ｃから出力されるパケットを所定の周波数帯域の高周波信号に変調して増幅し、アンテナ２１に供給する送信回路であり、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の通信方式に従って送信する。ＲＡＭ２２ｂは、一時的にデータを記憶するメモリである。ＲＯＭ２２ｄは、プログラム及びデータを保持する読み出し専用メモリである。ＣＰＵ２２ｃは、ＲＡＭ２２ｂを用いながらＲＯＭ２２ｄに保持されたプログラムを実行することで、測定回路２３で得られたデータをパケットにして送信部２２ａに出力する等の無線センサ端末２０ａ～２０ｃにおける制御を行う。
　測定回路２３は、センサ２３ａ及びＡＤＣ２３ｂで構成され、センサ２３ａで検知されたアナログ信号をＡＤＣ２３ｂでデジタル信号に変換することでセンス値を生成し、ＣＰＵ２２ｃに出力する回路である。センサ２３ａは、例えば、温度を測定するためのサーミスタである。
　電池２４は、無線通信・制御回路２２及び測定回路２３に電力を供給する電源であり、例えば、電池だけでなく、電池からの電力を得て所定電圧に変換する定電圧回路が含まれてもよい。
　図３は、図１における受信機３０の構成を示すブロック図である。受信機３０は、アンテナ３１、及び、通信回路３２を備える。
　アンテナ３１は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃから無線で送信されたパケットを受信するのに用いられる周波数帯域に適したアンテナである。
　通信回路３２は、アンテナ３１を介して受信されたパケットを無線で受け取り、パソコン４０に転送する回路であり、受信部３２ａ及び有線Ｉ／Ｏ３２ｂで構成される。受信部３２ａは、アンテナ３１を介して受信された高周波信号をフィルタリングして復調し、パケットに復元した後に、通信方式に依存するヘッダを取り除くことでデータ本体（ペイロード）を取り出す回路である。受信部３２ａは、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の通信方式に従って受信する。有線Ｉ／Ｏ３２ｂは、受信部３２ａで取り出されたデータ本体（以下、通信方式に依存するヘッダが除去されたデータ本体も「パケット」と呼ぶ）を、有線を介して接続されたパソコン４０に転送する通信インタフェースである。
　次に、以上のように構成された本実施の形態における無線センサシステム１０の動作（つまり、データ収集方法）について説明する。
　図４は、実施の形態１に係る無線センサシステム１０の動作を示すフローチャートである。ここでは、無線センサ端末２０ａ～２０ｃ、受信機３０及びパソコン４０それぞれの動作と、相互のデータのやりとりが示されている。
　無線センサ端末２０ａ～２０ｃでは、無線通信・制御回路２２（より詳しくはＣＰＵ２２ｃ）は、電池２４が装着されると起動し、初期化を行う（Ｓ１０）。ここでは、初期化として、データＩＤを１に設定する。なお、データＩＤの初期値は１に限られず、他の任意の値であってもよい。
　続いて、無線通信・制御回路２２は、測定回路２３から、センサ２３ａで検知されたアナログ信号がＡＤＣ２３ｂでデジタル信号に変換されて生成されたセンス値を取得する（Ｓ１１）。
　そして、無線通信・制御回路２２は、取得したセンス値に、直前に生成したデータＩＤ（初回はステップＳ１０で初期化したデータＩＤ、２回目以降はステップＳ１５でインクリメントしたデータＩＤ）を付加する（Ｓ１２）。
　続いて、無線通信・制御回路２２は、データＩＤを付加したセンス値に、通信方式（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））に従ったヘッダを付加することで、パケットを生成する（Ｓ１３）。図５は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃで生成されたパケットのデータ構造の一例を示す図である。センス値にデータＩＤが付加され、さらに、ヘッダが付加されたデータ構造が示されている。なお、無線センサ端末２０ａ～２０ｃの識別情報（送信元アドレス等）は、ヘッダに含まれてもよいし、それに加えて、あるいは、それに代えて、データ本体（ペイロード）に含まれてもよい。
　そして、無線通信・制御回路２２は、生成したパケットを、アンテナ２１を介して、ブロードキャスト送信する（送信ステップＳ１４）。
　続いて、無線通信・制御回路２２は、データＩＤを１だけインクリメントし（Ｓ１５）、所定時間、スリープ状態となる（Ｓ１６）。なお、スリープ状態では、無線通信・制御回路２２は所定時間の経過を監視する等の最低限の動作だけを行い、無線センサ端末２０ａ～２０ｃの消費電力は微小となる。
　所定時間が経過すると、無線通信・制御回路２２は、再び、センス値の取得（Ｓ１１）からスリープ状態になる（Ｓ１６）までの処理を繰り返す。
　図６は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃの動作を示すタイミングチャートである。図６の（ａ）は無線センサ端末２０ａ～２０ｃの全体の動作（スリープ状態ではない通常状態で動作するタイミング）を示す。図６の（ｂ）は無線センサ端末２０ａ～２０ｃにおける測定回路２３の動作を示す。図６の（ｃ）は無線センサ端末２０ａ～２０ｃの無線送信の動作を示す。図６の（ｄ）は無線センサ端末２０ａ～２０ｃの無線送信の詳細（図６の（ｃ）のタイミングを拡大したもの）を示す。
　図６の（ａ）に示されるように、無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、一定時間（図中の「動作時間」）だけ動作した後にスリープ状態になるという動作を一定周期（図中の「起動間隔」）で繰り返す。スリープ状態となる所定時間は、「起動時間」から「動作時間」を差し引いた時間に相当する。具体的な時間として、例えば、起動時間は１時間、動作時間は２秒である。
　また、図６の（ｂ）及び（ｃ）に示されるように、測定回路２３によって新たな測定が行われる度に、データＩＤが１ずつインクリメントされる。ここでは、測定回数（図中の「測定Ｎｏ．」）と一致するようにデータＩＤが設定されている。
　また、図６の（ｄ）に示されるように、１つの動作時間は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃがスリープ状態から通常状態に戻ってセンス値を得る時間（図中の「起動処理」の時間）と、得たセンス値をパケットとして送信する時間（図中の「送信間隔」、「送信時間」）とからなる。
　再び、図４を参照して、一方、受信機３０では、通信回路３２は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃからブロードキャスト送信されたパケットを無線で受け取ると、通信方式に依存するヘッダを取り除いたうえで、パソコン４０に転送する（受信ステップＳ２０）。
　パソコン４０は、受信機３０から転送されてきたパケットを受け取って管理する（管理ステップＳ３０～Ｓ３３）。
　具体的には、パソコン４０は、受信機３０から転送されてきたパケットを取得すると（Ｓ３０）、取得したパケットからデータＩＤとセンス値とを取り出し、取り出したデータＩＤとセンス値とを対応づけて保管するデータ処理を行う（Ｓ３１）。
　続いて、パソコン４０は、直前に受信したデータＩＤといま受信したデータＩＤとの連続性を確認することによってデータＩＤの欠損（つまり、受信漏れ）がないか否かを判断したり、あるいは、いま受信したセンス値が基準範囲内か否かを判断したりすることで、異常を検知したか否かを判断する（Ｓ３２）。その結果、異常を検知したと判断した場合には（Ｓ３２でＹＥＳ）、パソコン４０は、ディスプレイへの表示、警報の出力、所定の宛先へのメール送信等によって、アラートを発報する（Ｓ３３）。以上のパソコン４０での処理（Ｓ３０～Ｓ３３）は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃから送信されてきたパケットのヘッダ又はデータ本体（ペイロード）に含まれている無線センサ端末の識別情報に基づいて、無線センサ端末２０ａ～２０ｃのそれぞれごとに行われる。
　なお、本実施の形態に係る無線センサシステム１０で用いられたデータＩＤは、新たな測定の度、つまり、センス値が新たに検知される度に更新される値（アプリケーションレイヤーで付与されるＩＤ）であり、通信システムによってはアプリケーションレイヤーよりも下位の通信レイヤーにおいて標準で付与される場合があるパケットのＩＤ（例えば、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）におけるシーケンス番号）とは異なる。アプリケーションレイヤーよりも下位の通信レイヤーにおいて標準で付与されるパケットのＩＤは、同一のセンス値を構成するデータであっても異なるパケットに分離されると異なる値が設定されるので、１回の測定（つまり、１個のセンス値）の単位での管理に用いることができない。
　以上のように、本実施の形態に係る無線センサシステム１０は、移動体に取り付けられ、センサ２３ａを有し、センサ２３ａで検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する無線センサ端末２０ａ～２０ｃと、無線センサ端末２０ａ～２０ｃから送信されたパケットを無線で受け取る受信機３０と、受信機３０からパケットを受け取るホストであるパソコン４０とを備える。無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、センサ２３ａによってセンス値が新たに検知される度に、検知されたセンス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤとを含むデータをパケットとして無線でブロードキャスト送信する。パソコン４０は、受信機３０から受け取ったパケットからデータＩＤとセンス値とを取り出し、取り出したデータＩＤとセンス値とを対応づけて保持する。
　また、本実施の形態に係る無線センサシステム１０によるデータ収集方法は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃと受信機３０とホストであるパソコン４０とで構成される無線センサシステム１０によるデータ収集方法であって、無線センサ端末２０ａ～２０ｃが、移動体に取り付けられたセンサ２３ａで検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する送信ステップＳ１４と、受信機３０が、無線センサ端末２０ａ～２０ｃから送信されたパケットを無線で受け取る受信ステップＳ２０と、パソコン４０が、受信機３０からパケットを受け取って管理する管理ステップＳ３０～Ｓ３３とを含む。送信ステップＳ１４では、無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、センサ２３ａによってセンス値が新たに検知される度に、検知されたセンス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤとを含むデータをパケットとして無線でブロードキャスト送信し、管理ステップＳ３０～Ｓ３３では、パソコン４０は、受信機３０から受け取ったパケットからデータＩＤとセンス値とを取り出し、取り出したデータＩＤとセンス値とを対応づけて保持する。
　これにより、センス値を含むパケットはオーバーヘッドの少ないブロードキャスト型で送信されるので、コネクション型の通信に比べて、無線センサ端末２０ａ～２０ｃの消費電力が大きくなることが抑制される。また、パケットには、センス値だけでなく、そのセンス値の検知に対応するユニークなデータＩＤが含まれるので、パケットを受信したパソコン４０は、パケットに含まれるデータＩＤを判別することで、パケットに含まれるセンス値がセンサ２３ａによるどの検知（例えば、何回目の検知）によるデータなのか、あるいは、受信の取りこぼしがあったこと等を知ることができる。よって、同一のセンス値を含むパケットを無駄に繰り返し送信することによって無線センサ端末２０ａ～２０ｃの消費電力が大きくなってしまうことが抑制される。そして、データを受信するパソコン４０では、同一のデータを重複して受信することによって処理が煩雑化したり、電波伝搬の状況に依存して受信回数がばらつくことでデータの重み付けを誤ってしまったりすることが抑制され、データの受信処理が確実かつ容易になり、簡素化される。
　また、受信の取りこぼしを評価することで、受信機３０の設置位置及び設置台数に依存した無線センサシステム１０の設置設定及び動作状態の評価が可能になり、受信機３０の設置位置及び設置台数の最適化が可能になる。
　なお、パソコン４０における受信状態の管理のために、受信機３０で取得するＲＳＳＩ（Ｒｅｃｅｉｖｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｓｔｒｅｎｇｔｈ　Ｉｎｄｉｃａｔｏｒ；受信信号強度）、ＢＥＲ（Ｂｉｔ　Ｅｒｒｏｒ　Ｒａｔｅ；ビット誤り率）、ＳＮ比（ｓｉｇｎａｌ－ｎｏｉｓｅ　ｒａｔｉｏ；信号雑音比）等の時系列変化を併用して保管してもよい。
　また、本実施の形態に係る無線センサシステム１０は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃが送信するパケットには、データＩＤと最新のセンス値とが含まれたが、過去のセンス値が含まれてもよい。
　図７は、無線センサ端末２０ａ～２０ｃが送信するパケットのデータ構造の他の一例を示す図である。図７の（ａ）では、パケットには、データＩＤ及び最新のセンス値（「最新センス値」）に加えて、過去のセンス値（ここでは、前回の測定で得られた「前回センス値」）が格納されている。つまり、この例では、無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、センサ２３ａによってセンス値が新たに検知される度に、さらに、センサ２３ａによって過去に検知されたセンス値（ここでは、前回のセンス値）をパケットに含ませたうえで、パケットを送信する。これにより、新たなセンス値だけでなく過去のセンス値が含まれたパケットを受信したパソコン４０では、パケットに含まれる過去のセンス値を活用することで、既に受信しているセンス値と照合して確認したり、受信できなかったセンス値を補完したりすることができ、パソコン４０でのデータ処理が確実かつ容易になる。
　また、図７の（ｂ）では、パケットには、データＩＤ及び最新のセンス値（「最新センス値」）に加えて、過去のセンス値（ここでは、「前回センス値」）と、その過去のセンス値に対応するデータＩＤ（ここでは、「前回データＩＤ」）が格納されている。つまり、この例では、無線センサ端末２０ａ～２０ｃは、センサ２３ａによってセンス値が新たに検知される度に、センサ２３ａによって過去に検知されたセンス値（ここでは、前回のセンス値）に加えて、さらに、過去に検知されたセンス値に対応するデータＩＤ（ここでは、前回のデータＩＤ）をパケットに含ませたうえで、パケットを送信する。これにより、パケットには、過去のセンス値に対応するデータＩＤが含まれるので、このようなパケットを受信したパソコン４０では、パケットに含まれる過去のセンス値及びそのデータＩＤを対で活用することで、既に受信しているセンス値のデータＩＤについても照合して確認したり、受信できなかったセンス値及びデータＩＤを補完したりすることができ、パソコン４０でのデータ処理がより確実かつ容易になる。
　（実施の形態２）
　次に、実施の形態２に係る無線センサシステムを説明する。
　図８は、実施の形態２に係る無線センサシステム１０ａの構成を示すブロック図である。
　無線センサシステム１０ａは、移動体に取り付けられたセンサで検知されたセンス値を収集するシステムであり、移動体（図示せず）ごとに取り付けられる複数の無線センサ端末２０ｄ～２０ｆ、複数の受信機（第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂ）、及び、パソコン４０ａを備える。
　無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、実施の形態１と同様に、図２に示される基本構成を備え、少なくとも実施の形態１の無線センサ端末２０ｄ～２０ｆと同じ機能を有するが、それに加えて、同じパケットを繰り返し送信する機能を有する。より詳しくは、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、センサ２３ａによってセンス値が新たに検知される度に、所定の時間間隔で所定の回数（Ｍ回）、同じデータＩＤ及びセンス値を含むパケットの送信を繰り返す。このとき、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、パケットの送信を繰り返す際に、繰り返しにおけるパケットのそれぞれに、所定の回数（Ｍ回）のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませたうえで、パケットを送信する。データＩＤは、本実施の形態では、送信の繰り返し回数を示す値である。
　第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂは、いずれも、実施の形態１と同様に、図３に示される基本構成を備え、実施の形態１の受信機３０と同じ機能を有する。つまり、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂは、いずれも、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆからブロードキャスト送信されたパケットを無線で受け取り、パソコン４０ａに転送する受信基地局として機能する。ただし、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂは、移動体に取り付けられて移動する無線センサ端末２０ｄ～２０ｆから無線で送信されるパケットをできるだけ取りこぼさないように、予め決められた異なる場所に設置される。
　パソコン４０ａは、実施の形態１と同様の基本構成および機能に加えて、同一のパケットを繰り返し受信することに伴う処理をする。つまり、本実施の形態では、パソコン４０ａは、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂから受け取ったパケットのうち、同一のデータＩＤが含まれる（かつ、送信ＩＤが異なる）パケットの個数を計数し、計数した個数の上記所定の回数（Ｍ回）に対する比率である受信率を算出する。パソコン４０ａは、同一のデータＩＤが含まれる複数のパケットについて、一つのパケット内のデータだけを記憶する。上記所定の回数（Ｍ回）については、パソコン４０ａは、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆと共有している。
　なお、パソコン４０ａは、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂから、同一のデータＩＤ及び同一の送信ＩＤが含まれるパケットを重複して受信することがあるが、この場合には、受信機を区別したうえで２つのパケットを保管してもよいし、一方のみを保管してもよい。
　次に、以上のように構成された本実施の形態における無線センサシステム１０ａの動作（つまり、データ収集方法）について説明する。
　図９は、実施の形態２に係る無線センサシステム１０ａの動作を示すフローチャートである。ここでは、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆ、受信機（第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂ）及びパソコン４０ａそれぞれの動作と、相互のデータのやりとりが示されている。
　無線センサ端末２０ｄ～２０ｆでは、無線通信・制御回路２２（より詳しくはＣＰＵ２２ｃ）は、電池２４が装着されると起動し、初期化を行う（Ｓ４０）。ここでは、初期化として、データＩＤを１に、送信ＩＤを１に、設定する。なお、データＩＤ及び送信ＩＤの初期値は１に限られず、他の任意の値であってもよい。
　続いて、無線通信・制御回路２２は、測定回路２３から、センサ２３ａで検知されたアナログ信号がＡＤＣ２３ｂでデジタル信号に変換されて生成されたセンス値を取得する（Ｓ４１）。
　そして、無線通信・制御回路２２は、取得したセンス値に、直前に生成したデータＩＤ（初回はステップＳ４０で初期化したデータＩＤ、２回目以降はステップＳ４８でインクリメントしたデータＩＤ）を付加する（Ｓ４２）。
　続いて、無線通信・制御回路２２は、直前に生成した送信ＩＤ（初回はステップＳ４０で初期化した送信ＩＤ、２回目以降はステップＳ４７でインクリメントした送信ＩＤ）が所定値Ｍ（上記所定の回数を示す値）以下であるか否かを判断する（Ｓ４３）。ここで、所定値Ｍは、同一のデータＩＤを含むパケットの繰り返し送信回数として予め設定された値であり、例えば、７２０である。
　その結果、送信ＩＤが所定値Ｍ以下である場合には（ステップＳ４３でＹＥＳ）、無線通信・制御回路２２は、データＩＤを付加したセンス値に、送信ＩＤを付加し（Ｓ４４）、さらに、通信方式（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））に従ったヘッダを付加することで（Ｓ４５）、パケットを生成する。図１０は、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆで生成されたパケットのデータ構造の一例を示す図である。センス値にデータＩＤ及び送信ＩＤが付加され、さらに、ヘッダが付加されたデータ構造が示されている。
　そして、無線通信・制御回路２２は、生成したパケットを、アンテナ２１を介して、ブロードキャスト送信する（送信ステップＳ４６）。
　続いて、無線通信・制御回路２２は、送信ＩＤを１だけインクリメントし（Ｓ４７）、再び、ステップＳ４３の判断及びそれ以降の処理を繰り返す。
　ステップＳ４３において、送信ＩＤが所定値Ｍ以下でないと判断した場合には（ステップＳ４３でＮＯ）、無線通信・制御回路２２は、データＩＤを１だけインクリメントし（Ｓ４８）、送信ＩＤを初期化（ここでは、１に設定）した後に（Ｓ４９）、所定時間、スリープ状態となる（Ｓ５０）。
　所定時間が経過すると、無線通信・制御回路２２は、再び、センス値の取得（Ｓ４１）からスリープ状態になる（Ｓ５０）までの処理を繰り返す。
　図１１は、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆの動作を示すタイミングチャートである。図１１の（ａ）は無線センサ端末２０ｄ～２０ｆの全体の動作（スリープ状態ではない通常状態で動作するタイミング）を示す。図１１の（ｂ）は無線センサ端末２０ｄ～２０ｆにおける測定回路２３の動作を示す。図１１の（ｃ）は無線センサ端末２０ｄ～２０ｆの無線送信の動作を示す。図１１の（ｄ）は無線センサ端末２０ｄ～２０ｆの無線送信の詳細（図１１の（ｃ）のタイミングを拡大したもの）を示す。
　図１１の（ａ）に示されるように、本実施の形態では、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、一定時間（図中の「動作時間」）だけ動作した後にスリープ状態になるという動作を一定周期（図中の「起動間隔」）で繰り返す。
　本実施の形態では、図１１の（ｂ）～（ｄ）に示されるように、同一のデータＩＤを含むパケットをＭ回繰り返し送信するために、ｍ（＜Ｍ）回の送信にグループ化している。つまり、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、同一のデータＩＤを含むパケットをｍ回送信してスリープ状態になるという処理をＭ／ｍ回繰り返すことで、同一のデータＩＤを含むパケットを合計Ｍ回繰り返し送信する。このような合計Ｍ回の繰り返し送信が、図示された測定間隔で繰り返される。具体的な時間として、例えば、起動間隔は５分、動作時間は１分、測定間隔は１時間、送信間隔は１秒である。よって、ｍは６０（＝動作時間１分／送信間隔１秒）であり、Ｍは７２０（＝６０×測定間隔１時間／起動間隔５分）である。
　このように、Ｍ回の繰り返し送信を複数のグループに分割して時間的に分散させることで、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆが移動しても正常に受信できる可能性を高めつつ、複数回のスリープ状態によって消費電力を抑制している。
　一方、図９の第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂでは、通信回路３２は、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆからブロードキャスト送信されたパケットを無線で受け取ると、通信方式に依存するヘッダを取り除いたうえで、パソコン４０ａに転送する（受信ステップＳ２０ａ、Ｓ２０ｂ）。
　パソコン４０ａは、実施の形態１と同様に、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂから転送されてきたパケットを受け取って管理する（管理ステップＳ３０～Ｓ３３）。つまり、パソコン４０ａは、実施の形態１と同様に、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂから転送されてきたパケットを取得すると（Ｓ３０）、実施の形態１と同様にして、データ処理（Ｓ３１）、異常検知の判断（Ｓ３２）、及び、アラートの発報（Ｓ３３）を行う。
　ただし、本実施の形態では、実施の形態１での処理に加えて、パソコン４０ａは、データ処理（Ｓ３１）として、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂから受け取ったパケットのうち、同一のデータＩＤが含まれる（かつ、送信ＩＤが異なる）パケットの個数を計数し、計数した個数の上記所定の回数（Ｍ回）に対する比率である受信率を算出し、同一のデータＩＤが含まれる複数のパケットについて、一つのパケット内のデータだけを記憶する。さらに、パソコン４０ａは、算出した受信率が基準値よりも低いと判断した場合には（ステップＳ３２でＹＥＳ）、アラートを発報する（Ｓ３３）。
　以上のように、本実施の形態に係る無線センサシステム１０ａでは、実施の形態１における無線センサシステム１０の機能に加えて、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、センサ２３ａによってセンス値が新たに検知される度に、所定の時間間隔で所定の回数、パケットの送信を繰り返す。そして、パソコン４０ａは、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂから受け取ったパケットのうち、同一のデータＩＤが含まれるパケットの個数を計数し、計数した個数の所定の回数に対する比率である受信率を算出する。同一のデータＩＤが含まれる複数のパケットについて、一つのパケット内のデータだけを保持する。
　これにより、同じセンス値とデータＩＤとが含まれるパケットの送信が繰り返されるので、電波状況が悪化した場合であっても、受信の取りこぼしが抑制される。さらに、運用中にリアルタイムで受信率が算出されるので、第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂの設置位置及び設置台数の最適化が容易になる。また、パソコン４０ａでは、同一のデータＩＤが含まれる複数のパケットのうちの一つのパケット内のデータだけが保持されるので、同一のデータＩＤが含まれるデータが重複して記録されることによる、パソコン４０ａでの記憶容量の圧迫は回避される。
　また、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、パケットの送信を繰り返す際に、繰り返しにおけるパケットのそれぞれに、所定の回数のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませたうえで、パケットを送信する。
　これにより、パソコン４０ａは、受信したパケットに含まれる送信ＩＤを判別することで、データＩＤごとだけでなく、同一のデータＩＤにおける送信ＩＤごとに受信の取りこぼしがあったこと等を知ることができるので、受信状態の時系列変化がより高い精度で検知される。
　なお、本実施の形態では、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、同一のデータＩＤを含むパケットをＭ回繰り返し送信するために、ｍ（＜Ｍ）回の送信にグループ化して送信したが、このようなグループ化は必ずしも必要ではない。できるだけ時間的に分散させて送信する限り、Ｍ回の繰り返し送信は、グループ化されないで、等時間間隔で、あるいは、不均一な時間間隔で送信されてもよい。
　（実施の形態３）
　次に、実施の形態３に係る無線センサシステムを説明する。
　図１２は、実施の形態３に係る無線センサシステム１０ｂの構成を示すブロック図である。
　無線センサシステム１０ｂは、移動体に取り付けられたセンサで検知されたセンス値を収集するシステムであり、移動体（図示せず）ごとに取り付けられる複数の無線センサ端末２０ｄ～２０ｆ、複数のゲートウェイ（第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂ）、サーバ６２、及び、携帯端末６４を備える。本図には、複数のゲートウェイ（第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂ）、サーバ６２、及び、携帯端末６４を接続する通信網であるインターネット６０も併せて図示されている。
　無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、実施の形態２におけるものと同一である。
　第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、実施の形態２における第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂ並びにパソコン４０ａの機能に加えて、各種管理情報をサーバ６２にアップロードする機能を有する。つまり、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、受信機として、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆからブロードキャスト送信されたパケットを無線で受け取り、ホストとして、受け取ったパケットに対するデータ処理及び異常検知を行い、さらに、データ処理及び異常検知で得た管理情報を、インターネット６０を介してサーバ６２にアップロードする。
　サーバ６２は、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂからアップロードされた管理情報を保持し、インターネット６０を介して携帯端末６４に管理情報を提供する装置であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、プログラムやデータを保存するハードディスク、インターネット６０を介して第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂと接続される通信インタフェース等を備えるコンピュータ本体、ディスプレイ、キーボード及びマウス等の入力装置で構成される。
　携帯端末６４は、インターネット６０を介してサーバ６２にアクセスすることで、サーバ６２に保持された管理情報を閲覧したり、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂで検知された異常の通知（アラート）を、サーバ６２を介して受信したりする端末であり、例えば、スマートフォンやタブレット端末等である。
　図１３は、図１２における第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂの構成を示すブロック図である。第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、いずれも、同様の構成を備え、アンテナ５１及び通信・制御回路５２を備える。
　アンテナ５１は、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆから無線で送信されたパケットを受信するのに用いられる周波数帯域に適したアンテナである。
　通信・制御回路５２は、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆとの無線通信、無線通信で取得したパケットのデータ処理や異常検知、及び、インターネット６０を介したサーバ６２とのネットワーク間通信を制御する回路であり、受信部５２ａ、ＲＡＭ５２ｂ、ＣＰＵ５２ｃ、ＲＯＭ５２ｄ及び有線Ｉ／Ｏ５２ｅで構成される。
　受信部５２ａは、アンテナ５１を介して受信された高周波信号をフィルタリングして復調し、パケットに復元した後に、通信方式に依存するヘッダを取り除くことでデータ本体（ペイロード）を取り出す回路であり、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）の通信方式に従って受信する。ＲＡＭ５２ｂは、一時的にデータを記憶するメモリである。ＲＯＭ５２ｄは、プログラム及びデータを保持する読み出し専用メモリである。ＣＰＵ５２ｃは、ＲＡＭ５２ｂを用いながらＲＯＭ５２ｄに保持されたプログラムを実行することで、受信部５２ａで得られたパケットを有線Ｉ／Ｏ５２ｅを介してサーバ６２に転送する制御を行う。有線Ｉ／Ｏ５２ｅは、インターネット６０を介してサーバ６２と通信する通信インタフェースである。
　次に、以上のように構成された本実施の形態における無線センサシステム１０ｂの動作（つまり、データ収集方法）について説明する。
　図１４は、実施の形態３に係る無線センサシステム１０ｂの動作を示すフローチャートである。ここでは、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆ、複数のゲートウェイ（第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂ）、サーバ６２、及び、携帯端末６４それぞれの動作と、相互のデータのやりとりが示されている。
　無線センサ端末２０ｄ～２０ｆの動作は、実施の形態２と同じである（Ｓ４０～Ｓ５０）。つまり、本実施の形態においても、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、センサ２３ａによってセンス値が新たに検知される度に、所定の時間間隔で所定の回数（Ｍ回）、同じデータＩＤ及びセンス値を含むパケットの送信を繰り返す。このとき、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆは、パケットの送信を繰り返す際に、繰り返しにおけるパケットのそれぞれに、所定の回数（Ｍ回）のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませたうえで、パケットを送信する。ただし、本実施の形態では、図１５に示されるパケットのデータ構造例のように、送信されるパケットには、最新のセンス値（図中の「最新センス値」）だけでなく、過去のセンス値（図中の「前回センス値」）が含まれる。
　一方、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、実施の形態２における第１受信機３０ａ及び第２受信機３０ｂ並びにパソコン４０ａと同様の処理を行う（Ｓ３０ａ～Ｓ３３ａ、Ｓ３０ｂ～Ｓ３３ｂ）。
　ただし、実施の形態２での処理に加えて、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、データ処理において（Ｓ３１ａ、Ｓ３１ｂ）、取得したパケットに含まれるデータ（送信ＩＤ、データＩＤ、最新センス値及び前回センス値）や受信率、受信の取りこぼしの有無等を、管理情報として、インターネット６０を介してサーバ６２にアップロードする。さらに、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、アラート発報において（Ｓ３３ａ、Ｓ３３ｂ）、インターネット６０を介してサーバ６２にアラートを発報する。
　一方、サーバ６２は、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂからインターネット６０を介してアップロードされてきたデータ（管理情報）を受信し（Ｓ６０）、データ処理をした後に、所持する記憶部６２ａに蓄積する（Ｓ６１）。
　また、サーバ６２は、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂからインターネット６０を介してアラートを受信した場合には、インターネット６０を介して携帯端末６４にアラートを伝達（つまり、発報）する（Ｓ６２）。
　一方、携帯端末６４は、ユーザの指示に従って、インターネット６０を介してサーバ６２にアクセスすることで、サーバ６２の記憶部６２ａに保持された管理情報を閲覧したり（Ｓ７０）、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂで検知された異常の通知（アラート）を、サーバ６２を介して受信したりする（Ｓ７１）。
　以上のように、本実施の形態に係る無線センサシステム１０ｂでは、実施の形態１及び２と異なり、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、受信機としての機能だけでなく、ＣＰＵ５２ｃによるデータ処理及び異常検知の機能も有する。つまり、第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂは、受信したパケットから、データＩＤ、送信ＩＤ、センス値等を分離するとともに特定のデータＩＤに対応するセンス値をひとつだけ抽出し、送信ＩＤとデータＩＤとから受信状況を判定し、抽出したセンス値とデータＩＤ及び判定した受信状況等をサーバ６２に送信する。これにより、無線センサ端末の台数が非常に多くなる場合でも第１ゲートウェイ５０ａ及び第２ゲートウェイ５０ｂとサーバ６２との間で通信されるデータの量が大幅に削減され、通信負荷とサーバ６２での処理負荷とが軽減される。
　また、本実施の形態に係る無線センサシステム１０ｂによれば、ユーザは、インターネット６０に接続できる環境にいる限り、何処からでも、手元の携帯端末６４を用いて、無線センサ端末２０ｄ～２０ｆから収集されたセンス値を閲覧したり、受信率や受信の取りこぼし等の管理情報を閲覧したり、アラートを受信したりすることができ、便利である。
　以上、本発明に係る無線センサシステム、無線センサ端末及びデータ収集方法について、実施の形態１～３に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本発明の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本発明の範囲内に含まれる。
　例えば、上記実施の形態１～３では、無線センサ端末２０ａ～２０ｆは、サーミスタを用いて温度を測定したが、このような測定に限定されず、湿度、血圧、気圧、心拍数等の他の物性値を測定してもよいし、複数のセンサを備えて複数の物性値を測定してもよいし、無線センサ端末によって異なる物性値を測定してもよい。これによって、多様な目的に沿ったデータ収集及び管理が可能になる。
　また、上記実施の形態１～３では、無線センサ端末２０ａ～２０ｆは、移動体として、人に取り付けられたが、取り付けられる移動体としては人に限定されず、動物、車、移動可能な設備等の他の移動体に取り付けられてもよいし、無線センサ端末によって異なる種類の移動体に取り付けられてもよい。
　また、上記実施の形態１～３では、無線センサ端末２０ａ～２０ｆは、データＩＤ及びセンス値等を含むパケットを送信したが、パケットに含ませる情報としては、これらに限られず、時刻情報、無線センサ端末の識別情報、電池２４の残量を示す情報等を含ませてもよい。これによって、このようなパケットを取得したホストは、センス値とともに他の情報を管理できる。
　また、上記実施の形態１及び３では、無線センサ端末２０ａ～２０ｆは、パケットに含ませる過去のセンス値として、前回の測定で得られた「前回センス値」をパケットに含ませたが、過去のセンス値としては、前回のセンス値に限られない。直前の複数回の測定で得られたセンス値や、過去の所定個数のセンス値の平均値や、それら複数のセンス値に対応するデータＩＤ等もパケットに含ませてもよい。これによって、このようなパケットを取得したホストは、より詳細に受信の取りこぼしについての判定や、受信を取りこぼした過去のセンス値の復元が可能になる。
　また、上記実施の形態１～３では、データＩＤは、１から始まるシーケンシャルな値であったが、これに限られず、センサによってセンス値が新たに検知される度にユニークであれば、任意の数値から始まって任意の値だけ増加又は減少する数値であってもよい。
　本発明は、移動体に取り付けられ、センサで検知されたセンス値を含むデータを無線で送信する無線センサ端末、その無線センサ端末を備える無線センサシステム、及び、その無線センサシステムによるデータ収集方法として、例えば、人に取り付けられた無線センサ端末から人の生体情報を収集するシステムとして、利用できる。
　１０、１０ａ、１０ｂ　無線センサシステム
　２０ａ～２０ｆ　無線センサ端末
　２１　アンテナ
　２２　無線通信・制御回路
　２２ａ　送信部
　２２ｂ　ＲＡＭ
　２２ｃ　ＣＰＵ
　２２ｄ　ＲＯＭ
　２３　測定回路
　２３ａ　センサ
　２３ｂ　ＡＤＣ
　２４　電池
　３０　受信機
　３０ａ　第１受信機
　３０ｂ　第２受信機
　３１　アンテナ
　３２　通信回路
　３２ａ　受信部
　３２ｂ　有線Ｉ／Ｏ
　４０、４０ａ　パソコン（パーソナルコンピュータ）
　５０ａ　第１ゲートウェイ
　５０ｂ　第２ゲートウェイ
　５１　アンテナ
　５２　通信・制御回路
　５２ａ　受信部
　５２ｂ　ＲＡＭ
　５２ｃ　ＣＰＵ
　５２ｄ　ＲＯＭ
　５２ｅ　有線Ｉ／Ｏ
　６０　インターネット
　６２　サーバ
　６４　携帯端末

Claims (4)

  1. 　移動体に取り付けられ、センサを有し、前記センサで検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する無線センサ端末と、
    　前記無線センサ端末から送信された前記パケットを無線で受け取る受信機と、
    　前記受信機から前記パケットを受け取るホストとを備え、
    　前記無線センサ端末は、前記センサによってセンス値が新たに検知される度に、検知された前記センス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤと過去に検知されたセンス値とを含むデータを前記パケットとして無線でブロードキャスト送信することを、所定の時間間隔で所定の回数繰り返し、前記繰り返しにおいては、前記パケットのそれぞれに、前記所定の回数のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませ、
    　前記ホストは、前記受信機から受け取った前記パケットのうち、同一のデータＩＤが含まれるパケットの個数を計数し、計数した前記個数の前記所定の回数に対する比率である受信率を算出し、同一のデータＩＤが含まれる複数の前記パケットについて、一つのパケット内のデータだけを保持する
    　無線センサシステム。
  2. 　前記無線センサ端末は、前記センサによってセンス値が新たに検知される度に、さらに、過去に検知された前記センス値に対応するデータＩＤを前記パケットに含ませたうえで、前記パケットを送信する
    　請求項１記載の無線センサシステム。
  3. 　請求項１又は２記載の無線センサシステムにおける無線センサ端末。
  4. 　移動体に取り付けられる無線センサ端末と受信機とホストとで構成される無線センサシステムによるデータ収集方法であって、
    　前記無線センサ端末が、前記無線センサ端末が有するセンサで検知されたセンス値を含むデータをパケットとして無線で送信する送信ステップと、
    　前記受信機が、前記無線センサ端末から送信された前記パケットを無線で受け取る受信ステップと、
    　前記ホストが、前記受信機から前記パケットを受け取って管理する管理ステップとを含み、
    　前記送信ステップでは、前記無線センサ端末は、前記センサによってセンス値が新たに検知される度に、検知された前記センス値と当該検知に対応するユニークなデータＩＤと過去に検知されたセンス値とを含むデータを前記パケットとして無線でブロードキャスト送信することを、所定の時間間隔で所定の回数繰り返し、前記繰り返しにおいては、前記パケットのそれぞれに、前記所定の回数のうちの送信回数に対応する送信ＩＤを含ませ、
    　前記管理ステップでは、前記ホストは、前記受信機から受け取った前記パケットのうち、同一のデータＩＤが含まれるパケットの個数を計数し、計数した前記個数の前記所定の回数に対する比率である受信率を算出し、同一のデータＩＤが含まれる複数の前記パケットについて、一つのパケット内のデータだけを保持する
    　データ収集方法。
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