(57)【要約】【課題】間欠動作を行うノードに対して、効率的な消費電力制御を行う。【解決手段】間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する判定部と、前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する終了通知部と、を有する。【選択図】図３
2020010200.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する判定部と、
前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する終了通知部と、を有する、消費電力制御装置。
【請求項２】
前記特定のノードと、前記他のノードを含む複数のノードへ、前記複数のノードの起動を指示する信号を一定時間出力する出力部を有し、
前記他のノードは、前記複数のノードのうち、最も遅く起動するノードである、請求項１記載の消費電力制御装置。
【請求項３】
前記待機状態とする時間は、
前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間である、請求項２記載の消費電力制御装置。
【請求項４】
前記起動時間情報と、前記時間情報から、前記時間情報が示す時間に、前記特定のノードが起動する回数と、
前記起動する回数と、前記動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報とから、前記時間情報が示す時間、前記特定のノードの間欠動作を行わせた場合の前記特定のノードの消費電力量の第一の推定値と、
前記時間情報と、前記待機状態とした場合の消費電力を示す情報とから、前記時間情報が示す時間、前記特定のノードを待機状態とした場合の前記特定のノードの消費電力量の第二の推定値と、を算出する消費電力算出部を有し、
前記判定部は、
前記第一の推定値と前記第二の推定値を比較して、前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する、請求項２又は３記載の消費電力制御装置。
【請求項５】
前記特定のノードが起動する度に前記起動時間を保持し、保持された起動時間を用いて、前記第一及び第二の推定値の算出に用いられる前記起動時間情報を算出する起動時間算出部を有する、請求項４記載の消費電力制御装置。
【請求項６】
前記保持された起動時間におけるばらつきを示す時間を、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間から減算した時間を、前記待機状態とする時間とする、請求項５記載の消費電力制御装置。
【請求項７】
コンピュータによる消費電力制御方法であって、前記コンピュータが、
間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定し、
前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する、消費電力制御方法。
【請求項８】
間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する処理と、
前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する処理と、をコンピュータに実行させる、消費電力制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、消費電力制御装置、消費電力制御方法及び消費電力制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来では、バッテリで動作するデバイスは、動作する必要の無い間は待機状態として、電力の消費を抑制することが一般的である。また、従来では、デバイスが希にしか動作しないシステムでは、デバイスの待機状態において消費される待機電力の占める割合が、デバイスの稼働時の消費電力よりも大きくなる場合があることが知られている。待機電力とは、例えば、タイマを動作させたり、待機状態を解除するための判定を行ったりするために消費される電力である。
【０００３】
さらに、従来では、待機電力を削減する手法として、無線通信によってデバイスを起動させる手法が知られている。この手法では、デバイスに無線電波等によって発電及び蓄電を行う回路を設け、無線通信のノード側とし、蓄電した電力によってバッテリからのデバイス全体に対する給電を開始させることで、デバイスを起動させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１０２４９６号公報
【特許文献２】特開２０１６−０９５６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電波のエネルギーは、距離の３乗に反比例する形で減衰することが知られている。また、電波のエネルギーは、デバイス周辺での電波の反射や回析等の影響も受ける。このため、例えば、複数のデバイスを発電用の電波から得た電力で起動させる場合、各デバイスの設置位置によって、発電用の電波の送信が開始されてからデバイスが起動するまでの時間が異なる。
【０００６】
そのため、例えば、複数のデバイスを間欠動作させる場合、全てのデバイスが起動するまでの間に、短時間で起動するデバイスが、起動、通信、待機という一連の動作を繰り返し、電力を無駄に消費する可能性がある。
【０００７】
１つの側面では、本発明は、間欠動作を行うノードに対して、効率的な消費電力制御を行うことを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様では、間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する判定部と、前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する終了通知部と、を有する。
【０００９】
上記各部は、上記各部を実現する処理、各処理を実現する手順としても良く、各処理をコンピュータに実行させるプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体とすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
間欠動作を行うノードに対して、効率的な消費電力制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第一の実施形態の無線通信システムの一例を示す図である。
【図２】通信端末の起動にかかる時間について説明する図である。
【図３】第一の実施形態の基地局の処理の概要を説明する図である。
【図４】第一の実施形態の通信端末について説明する図である。
【図５】第一の実施形態の通信端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図６】第一の実施形態の基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図７】第一の実施形態の無線通信システムの有する各装置の機能を説明する図である。
【図８】第一の実施形態の情報格納部を説明する図である。
【図９】第一の実施形態の無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【図１０】第一の実施形態の基地局の動作を説明する第一のフローチャートである。
【図１１】第一の実施形態の基地局の動作を説明する第二のフローチャートである。
【図１２】第一の実施形態の通信端末の動作を説明するフローチャートである。
【図１３】第二の実施形態の無線通信システムの有する各装置の機能を説明する図である。
【図１４】第二の実施形態の情報格納部を説明する図である。
【図１５】第二の実施形態の基地局の動作を説明する第一のフローチャートである。
【図１６】第二の実施形態の基地局の動作を説明する第二のフローチャートである。
【図１７】第二の実施形態の基地局の動作を説明する第三のフローチャートである。
【図１８】第三の実施形態の起動抑止時間を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（第一の実施形態）
以下に図面を参照して、第一の実施形態について説明する。図１は、第一の実施形態の無線通信システムの一例を示す図である。
【００１３】
本実施形態の無線通信システム１００は、基地局２００と、複数の通信端末３００とを有する。尚、図１の例では、無線通信システム１００は、複数の通信端末３００として、通信端末３００−１と通信端末３００−２と、を有するものとしたが、無線通信システム１００に含まれる通信端末３００の台数は、任意であって良い。以下の説明では、通信端末３００−１と通信端末３００−２を区別しない場合には、単に、通信端末３００と呼ぶ。
【００１４】
本実施形態の通信端末３００は、バッテリによって動作する。また、通信端末３００は、基地局２００から発電用の電波を受信すると、受信した電波のエネルギーによって得られる電力を蓄電する。そして、通信端末３００は、蓄電された電力が一定の電力に達すると、バッテリから自機全体への電力の供給を開始させる。以下の説明では、通信端末３００において、バッテリから自機全体への電力の供給が開始されることを、通信端末３００が起動する、と表現する場合がある。
【００１５】
また、本実施形態の通信端末３００は、例えば、各種のセンサ等であっても良く、無線通信システム１００におけるノードとなる。本実施形態では、例えば、通信端末３００をセンサとした場合、通信端末３００は、起動すると、自機が検出（取得）した各種の情報を基地局２００へ送信する。
【００１６】
また、通信端末３００は、基地局２００に対して情報の送信が終了すると、次の通信に向けて蓄電を開始する。つまり、本実施形態の通信端末３００は、間欠動作を行う。通信端末３００の詳細は後述する。
【００１７】
本実施形態の基地局２００は、アンテナ２０１とアンテナ２０２を有する。アンテナ２０１は、発電用の電波（以下、発電用電波）を通信端末３００に対して送信するためのアンテナであり、アンテナ２０２は、通信端末３００との通信に用いられるアンテナである。尚、発電用電波は、通信に用いられる電波とは周波数が異なる電波である。
【００１８】
また、発電用電波は、例えば、通信端末３００全体を動作させることはできなくても、発電用電波から発電された電力によって、バッテリからの電力の供給を開始させるスイッチ回路を動作させることができる程度の強度の電波である。
【００１９】
基地局２００は、アンテナ２０１から、無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００に受信される強度の発電用電波を、一定の時間送信する。尚、発電用電波が送信される一定の時間とは、無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００を起動させるための必要とされる時間である。
【００２０】
本実施形態の基地局２００は、一定の時間、発電用電波を送信し、無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００を順次起動させる。そして、基地局２００は、起動した各通信端末３００が取得した情報を受信（収集）する。
【００２１】
言い換えれば、基地局２００は、通信端末３００に対して、一定の時間、通信端末３００の起動を指示する信号を送信する。
【００２２】
さらに、本実施形態の基地局２００は、通信端末３００毎に、通信端末３００が情報を送信してから発電用電波の送信が終了するまでの間の通信端末３００の消費電力に基づき、発電用電波の送信中における通信端末３００の次の起動を抑制するか否かを判定する。そして、基地局２００は、起動を抑制すると判定された通信端末３００に対し、起動の抑制を指示する。
【００２３】
例えば、図１の例では、通信端末３００−１と基地局２００との距離Ｌ１が、通信端末３００−２と基地局２００との距離Ｌ２と比較して短いため、通信端末３００−１の方が、通信端末３００−２よりも先に起動する。これは、電波のエネルギーは、距離の３乗に反比例する形で減衰するためである。
【００２４】
このように、本実施形態では、通信端末３００が設置される位置によって、通信端末３００の起動にかかる時間の長さがかわる。以下の説明では、通信端末３００が発電用電波を受信してかに起動するまでにかかる時間を起動時間と呼ぶ。
【００２５】
以下に、図２を参照して、通信端末３００の起動にかかる時間について説明する。図２は、通信端末の起動にかかる時間について説明する図である。図２（Ａ）は、通信端末３００−１の起動時間を説明する図である。図２（Ｂ）は、通信端末３００−２の起動時間を説明する図である。
【００２６】
図２では、発電用電波が送信される一定の時間を、時刻Ｔ０から時刻Ｔまでの期間Ｋとする。以下の説明では、発電用電波が送信される期間を、発電用電波の送信期間と呼ぶ。したがって、図２において、時刻Ｔ０は発電用電波の送信期間Ｋの開始時刻であり、時刻Ｔは、送信期間Ｋの終了時刻である。
【００２７】
言い換えれば、時刻Ｔ０は、通信端末３００に対する、起動を指示する信号の送信開始時刻であり、時刻Ｔは、通信端末３００に対する、起動を指示する信号の送信終了時刻である。
【００２８】
この場合、図２（Ａ）に示すように、時刻Ｔ０において発電用電波の送信が開始されると、通信端末３００−１は、時刻Ｔ０から時刻Ｔａまでの間に、発電用電波から一定の電力を蓄電し、時刻Ｔａにおいて起動する。そして、通信端末３００−１は、時刻Ｔａから通信端末３００−１が取得した情報を基地局２００に対して送信し、情報の送信が終了すると、時刻Ｔｅにおいてバッテリからの電力の供給を停止する。以下の説明では、通信端末３００がバッテリからの電力の供給を停止することを、通信端末３００の動作を停止する、と表現する場合がある。
【００２９】
このとき、発電用電波は、基地局２００から送信され続けている。したがって、通信端末３００−１は、再び、発電用電波から得られる電力を蓄電し、時刻Ｔｂにおいて再び起動し、情報を基地局２００へ送信した後に、バッテリからの電力の供給を停止する。通信端末３００−１は、時刻Ｔｃにおいても同様に起動し、情報の送信した後にバッテリからの電力の供給を停止させる動作を行う。
【００３０】
つまり、通信端末３００−１は、発電用電波の送信期間Ｋにおいて、情報を取得して送信する動作を複数回繰り返すことになる。
【００３１】
これに対し、図２（Ｂ）に示すように、通信端末３００−２は、時刻Ｔ０において発電用電波の送信が開始されると、時刻Ｔｄまでの間に、発電用電波から一定の電力を蓄電し、時刻Ｔｄにおいて起動する。そして、通信端末３００−２は、情報を取得して基地局２００に送信する。ここで、通信端末３００−２による情報の送信が終了したときには、発電用電波の送信も終了している。したがって、通信端末３００−２は、発電用電波の送信期間Ｋにおいて、複数回起動することはない。
【００３２】
このように、無線通信システム１００では、起動時間が短い通信端末３００は、発電用電波の送信期間Ｋにおいて、起動して情報を送信した後に停止する、という一連の動作が繰り返される場合がある。このような場合には、通信端末３００が情報の送信をした後に、動作を停止させずに待機させた方が、一連の動作を繰り返すよりも、発電用電波の送信期間Ｋにおける通信端末３００の消費電力が小さくなる可能性がある。
【００３３】
言い換えれば、起動時間が短く、発電用電波の送信期間中に一連の動作を繰り返す通信端末３００では、一度情報を送信した後の待機状態とした場合の待機電力の方が、２回目以降の動作の繰り返しで消費される電力よりも小さい可能性がある。
【００３４】
そこで、本実施形態の基地局２００は、一度情報を送信した通信端末３００の状態を、発電用電波の送信期間中における通信端末３００の消費電力が小さくなるように制御する。
【００３５】
より具体的には、基地局２００は、通信端末３００毎に、通信端末３００からの情報の送信が完了した時刻から、送信期間Ｋの終了時刻Ｔまでの間動作を停止させずに待機状態とした場合と、動作を停止させた場合のそれぞれについて、消費電力量の推定値を算出する。
【００３６】
尚、通信端末３００を待機状態にした場合とは、通信や計算処理等は行わず、タイマだけを動作させる状態であり、待機電力が消費されるが、発電用電波の送信期間中の２回目以降の起動は抑制される。以下の説明では、通信端末３００の起動を抑制することを、通信端末３００を待機状態とする、と表現する場合がある。
【００３７】
通信端末３００の動作を停止させた場合とは、待機電力が発生しない状態であるが、発電用電波の送信期間中に再び一定の電力が蓄電された場合には、起動、情報の送信、動作の停止を繰り返す。
【００３８】
基地局２００は、両方の推定値を算出すると、算出した推定値を比較し、待機状態とした場合の推定値の方が、動作を停止させた場合の推定値よりも小さい場合には、この通信端末３００から情報を受信した後に、この通信端末３００を待機状態に遷移させる。
【００３９】
尚、本実施形態の以下の説明では、基地局２００は、発電用電波を送信期間Ｋの間出力し、無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００から情報を受信する動作を１サイクルとしている。また、通信端末３００は、発電用電波を受信してから起動し、情報を送信して動作を停止させるまでの動作を１サイクルとしている。
【００４０】
図３は、第一の実施形態の基地局の処理の概要を説明する図である。図３（Ａ）は、通信端末３００−１が待機状態に遷移する場合を示し、図３（Ｂ）は、通信端末３００−２は待機状態に遷移しない場合を説明する図である。
【００４１】
通信端末３００−１は、図３（Ａ）に示すように、時刻Ｔｅにおいて動作が停止した後に、待機状態とされ、２回目以降の起動が抑制される。
【００４２】
これは、時刻Ｔｅから送信期間Ｋの終了時刻Ｔまでの間の期間Ｋｓの間の、通信端末３００−１を待機状態とした場合の消費電力量の推定値が、動作を停止させた場合の消費電力量の推定値より小さかったことを示している。
【００４３】
つまり、基地局２００は、通信端末３００−１については、期間Ｋｓの間を待機状態に遷移させて、起動、情報の送信、停止という一連の動作の繰り返しを抑制することで、通信端末３００−１の消費電力を低減させている。
【００４４】
通信端末３００−２は、図３（Ｂ）に示すように、待機状態に遷移せず、動作を停止させる。これは、通信端末３００−２からの情報の送信が終了してから送信期間Ｋの終了時刻Ｔまでの間、通信端末３００−２の動作を停止させた場合の消費電力量の推定値が、待機状態へ遷移させた場合の消費電力量の推定値より小さかったことを示している。
【００４５】
つまり、基地局２００は、通信端末３００−２については、情報の送信が完了した後に通信端末３００−２の動作を停止させておくことで、通信端末３００−２が待機状態とされることで消費される待機電力の発生を抑制している。
【００４６】
このように、本実施形態の基地局２００は、通信端末３００毎に、通信端末３００による情報の送信後から、発電用電波の送信期間の終了時刻までの間を待機状態とした場合と、動作を停止させた場合の両方について、消費電力量の推定値を算出する。そして、基地局２００は、通信端末３００のそれぞれを、情報の送信後から送信期間の終了時刻までの間の消費電力量の推定値が小さくなるように動作させる。
【００４７】
尚、通信端末３００による情報の送信後から、発電用電波の送信期間の終了時刻までの間とは、複数の通信端末３００のうち、特定の通信端末３００が起動してから、無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００のうち、最も遅く起動する通信端末３００が起動するまでの時間である。
【００４８】
本実施形態では、このようにすることで、間欠動作を行う通信端末３００（ノード）に対して、効率的な消費電力制御を行うことができる。
【００４９】
次に、図４を参照して、本実施形態の通信端末３００について説明する。図４は、第一の実施形態の通信端末について説明する図である。図４（Ａ）は、通信端末３００の構成の一例を示す図であり、図４（Ｂ）は、通信端末３００の有するチャージ回路の動作を説明する図であり、図４（Ｃ）は、通信端末３００の有する無線通信部の動作を説明する図である。
【００５０】
本実施形態の通信端末３００は、アンテナ３０１、アンテナ３０２、バッテリ３１０、無線通信部３２０、チャージ回路３３０、スイッチ回路３４０を有する。
【００５１】
アンテナ３０１は、基地局２００から送信される発電用電波を受信するためのアンテナである。アンテナ３０２は、無線通信部３２０から基地局２００へ情報を送信するためのアンテナである。言い換えれば、アンテナ３０２は、基地局２００と無線通信を行うためのアンテナである。
【００５２】
バッテリ３１０は、通信端末３００全体へ電力を供給する電力源である。言い換えれば、バッテリ３１０は、無線通信部３２０に対して、スイッチ回路３４０を介して電力を供給する。バッテリ３１０は、例えば、充放電可能な二次電池等であっても良い。
【００５３】
無線通信部３２０は、スイッチ回路３４０を介してバッテリ３１０と接続されており、バッテリ３１０から供給される電力により動作する。また、無線通信部３２０は、例えば、基地局２００に送信される情報を保持しており、アンテナ３０２を介して情報を基地局２００へ送信する。
【００５４】
チャージ回路３３０は、アンテナ３０１と、スイッチ回路３４０との間に接続されており、環境発電素子によって、アンテナ３０１か受信した発電用電波から電力を発電し、蓄電する。また、チャージ回路３３０は、一定の電力が蓄電されると、スイッチ回路３４０を動作させて、バッテリ３１０と無線通信部３２０とを接続させる。チャージ回路３３０は、例えば、コンデンサやコイル等によって実現されても良い。
【００５５】
スイッチ回路３４０は、バッテリ３１０と無線通信部３２０とを接続（オン）と遮断（オフ）を切り替える。スイッチ回路３４０は、チャージ回路３３０からの指示を受けて、バッテリ３１０と無線通信部３２０とを接続させる。また、スイッチ回路３４０は、無線通信部３２０からの制御信号に応じて、オン／オフが切り替えられる。
【００５６】
以下に、本実施形態のチャージ回路３３０の動作について説明する。
【００５７】
本実施形態のチャージ回路３３０は、図４（Ｂ）に示すように、アンテナ３０１が、時刻Ｔ０において発電用電波の受信を開始すると、発電用電波のエネルギーによって得られる電力を蓄電していく。
【００５８】
そして、チャージ回路３３０は、蓄電している電力が、一定の電力Ｐとなった時刻Ｔａにおいて、蓄電した電力によってスイッチ回路３４０を動作させて、バッテリ３１０とスイッチ回路３４０とを接続させる。チャージ回路３３０に蓄電された電力は、スイッチ回路３４０を動作させることで放電される。
【００５９】
無線通信部３２０は、図４（Ｃ）に示すように、時刻Ｔａにおいて、スイッチ回路３４０によってバッテリ３１０と接続されると、バッテリ３１０からの電力の供給が開始され、基地局２００に対する情報の送信が開始される。
【００６０】
無線通信部３２０は、時刻Ｔｅにおいて、情報の送信が終了すると、スイッチ回路３４０に対して、制御信号を出力し、無線通信部３２０とバッテリ３１０との接続を遮断させる。
【００６１】
次に、図５を参照して、本実施形態の通信端末３００のハードウェア構成について説明する。図５は、第一の実施形態の通信端末のハードウェア構成の一例を示す図である。
【００６２】
本実施形態の通信端末３００において、無線通信部３２０は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）３２１、無線通信装置３２２、タイマ装置３２３、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）３２４、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）３２５、ＰＭＵ（Power  Management  Unit）３２６、スイッチ制御装置３２７を有し、それぞれがデータバスによって接続されている。
【００６３】
また、無線通信部３２０は、スイッチ回路３４０と電源線で接続されており、スイッチ回路３４０は、バッテリ３１０と電源線で接続されており、制御信号線でスイッチ回路３４０及びスイッチ制御装置３２７と接続されている。
【００６４】
ＣＰＵ３２１は、通信端末３００の全体の動作を制御する。尚、無線通信部３２０は、ＣＰＵ３２１の代わりに、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）を有していても良い。
【００６５】
無線通信装置３２２は、アンテナ３０２から、基地局２００へ情報を送信する。タイマ装置３２３は、時間を計測する。ＲＡＭ３２４は、ＣＰＵ３２１による演算結果や、基地局２００に送信される情報等が格納される。ＲＯＭ３２５は、通信端末３００の動作の制御に必要となる各種の設定に関する情報等が格納される。
【００６６】
ＰＭＵ３２６は、バッテリ３１０からの電源の供給を制御する。スイッチ制御装置３２７は、スイッチ回路３４０におけるオン／オフの切り替えを制御する。
【００６７】
本実施形態の通信端末３００では、無線通信部３２０は、バッテリ３１０から供給される電力で動作する。また、チャージ回路３３０は、チャージ回路３３０の有する環境発電素子から供給される電力のみで動作する。また、スイッチ回路３４０は、バッテリ３１０とチャージ回路３３０の両方から電力の供給を受ける。
【００６８】
本実施形態の通信端末３００は、ＣＰＵ３２１がＲＯＭ３２５等に格納されたプログラムを読みだして実行することで、後述する各部の機能が実現される。
【００６９】
次に、図６を参照して、本実施形態の基地局２００のハードウェア構成について説明する。図６は、第一の実施形態の基地局のハードウェア構成の一例を示す図である。本実施形態の基地局２００は、ＣＰＵ２０３、インターフェイス装置２０４、無線通信装置２０５、発電用電波出力装置２０６、ＲＡＭ２０７、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）２０８、ＲＴＣ（Real-Time  Clock）２０９、入力装置２１０、出力装置２１１、ドライバ装置２１２を有し、それぞれがデータバスによって接続されている。
【００７０】
ＣＰＵ２０３は、基地局２００の全体の動作を制御する。インターフェイス装置２０４は、ネットワークに接続する為に用いられる。無線通信装置２０５は、アンテナ２０２と接続されており、通信端末３００と無線通信を行う。
【００７１】
発電用電波出力装置２０６は、アンテナ２０１と接続されており、発電用電波を生成して、一定の時間、発電用電波を送信する。
【００７２】
尚、送信期間は、発電用電波の送信開始時刻から、基地局２００が無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００からの情報の受信が完了したときの時刻までの時間としても良い。つまり、送信期間は、発電用電波の送信開始時刻から、基地局２００が無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００のうち、最後に起動した通信端末３００から情報の受信した時刻までの時間としても良い。
【００７３】
ＲＡＭ２０７は、ＣＰＵ２０３の演算結果や各種の情報が格納される。ＨＤＤ２０８は、基地局２００を制御する各種プログラムの少なくとも一部や、基地局２００の動作に必要な設定や情報が格納される。
【００７４】
ＲＴＣ２０９は、現在時刻を計時するために用いる。入力装置２１０は、基地局２００に対して各種の情報を入力するために用いる。具体的には、入力装置２１０は、例えば、キーボードやポインティングデバイス等である。出力装置２１１は、基地局２００から各種の情報を出力するために用いられる。具体的には、出力装置２１１は、例えば、ディスプレイ等である。
【００７５】
ドライバ装置２１２は、基地局２００で実行されるプログラムが記憶された記憶媒体２１３がセットされると、記憶媒体２１３からこのプログラムを読みだして、ＨＤＤ２０８等に格納する。
【００７６】
本実施形態の基地局２００は、ＣＰＵ２０３が、ＨＤＤ２０８等に格納されたプログラムを読みだして実行することで、後述する基地局２００の各機能を実現する。
【００７７】
次に、図７を参照して、無線通信システム１００の有する各装置の機能について説明する。
【００７８】
図７は、第一の実施形態の無線通信システムの有する各装置の機能を説明する図である。はじめに、基地局２００の機能について説明する。
【００７９】
本実施形態の基地局２００は、電力制御処理部２２０を有する。つまり、本実施形態の基地局２００は、通信端末３００の消費電力を制御する消費電力制御装置の役割を果たす。
【００８０】
本実施形態の電力制御処理部２２０は、電波出力制御部２２１、起動時間取得部２２２、格納制御部２２３、情報格納部２２４、消費電力算出部２２５、起動抑止判定部２２６、終了通知部２２７を有する。
【００８１】
電波出力制御部２２１は、発電用電波出力装置２０６から、発電用電波を送信させる。つまり、電波出力制御部２２１は、複数のノード（複数の通信端末３００）の起動を指示する信号を一定時間出力する出力部の役割を果たす。
【００８２】
起動時間取得部２２２は、通信端末３００が送信した情報を受信すると、この通信端末３００の起動時間を取得する。具体的には、起動時間取得部２２２は、発電用電波の開始時刻Ｔ０から、通信端末３００からの情報を受信した時刻までを、この通信端末３００の起動時間として取得する。
【００８３】
格納制御部２２３は、情報格納部２２４に対して、各種の情報を格納する。情報格納部２２４に格納される情報とは、例えば、起動時間取得部２２２が取得した通信端末３００毎の起動時間を示す情報（起動時間情報）である。
【００８４】
情報格納部２２４は、消費電力算出部２２５による消費電力の算出において参照される情報が格納されている。具体的には、情報格納部２２４には、通信端末３００が起動しているときの消費電力や、通信端末３００が待機状態であるときの消費電力（待機電力）等といった、予め事前に格納されている情報と、発電用電波が送信される度に更新される情報とが格納される。情報格納部２２４に格納される情報の詳細は後述する。
【００８５】
消費電力算出部２２５は、情報格納部２２４に格納された情報を参照して、通信端末３００毎に、通信端末３００からの情報の送信が完了した時刻から、送信期間Ｋの終了時刻Ｔまでの間を待機状態とした場合と、動作を停止させた場合について、消費電力量の推定値を算出する。
【００８６】
起動抑止判定部２２６は、消費電力算出部２２５により算出された２つの消費電力量の推定値に基づき、通信端末３００を待機状態とするか否かを判定し、判定結果に応じた通知を通信端末３００へ送信させる。言い換えれば、起動抑止判定部２２６は、算出された２つの消費電力量の推定値に基づき、通信端末３００の起動を抑止するか否かを判定し、起動を抑止すると判定された場合に、通信端末３００の起動を抑止させる。
【００８７】
つまり、本実施形態の起動抑止判定部２２６は、特定のノード（通信端末３００）を待機状態とすることで特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する判定部の役割を果たす。
【００８８】
終了通知部２２７は、基地局２００が、通信端末３００から情報を受信すると、通信端末３００に対して、通信が終了したこと示す終了通知を送信する。また。終了通知部２２７は、起動抑止判定部２２６の判定結果に応じて、終了通知に、通信端末３００の起動の抑止指示を付与して、通信端末３００へ送信する。
【００８９】
次に、通信端末３００の機能について説明する。本実施形態の通信端末３００は、通信処理部３５０を有する。
【００９０】
通信処理部３５０は、送信部３５１、受信部３５２、指示判定部３５３、起動抑止部３５４、スイッチ制御部３５５を有する。
【００９１】
送信部３５１は、通信端末３００が取得した情報を基地局２００へ送信する。通信端末３００が取得した情報とは、例えば、通信端末３００が温度センサであった場合には、通信端末３００が検出した温度を示す情報である。
【００９２】
受信部３５２は、基地局２００から送信される終了通知を受信する。指示判定部３５３は、受信部３５２が受信した終了通知において、自機の起動の抑止が指示されているか否かを判定する。
【００９３】
起動抑止部３５４は、指示判定部３５３により、起動の抑止が指示されていた場合に、指示に従って自機の起動を抑止する。言い換えれば、起動抑止部３５４は、起動の抑止が指示されていた場合には、指示にしたがって、自機を待機状態とする。
【００９４】
スイッチ制御部３５５は、受信部３５２が受信した終了通知において、起動の抑止が指示されていない場合に、スイッチ回路３４０に対し、バッテリ３１０と無線通信部３２０との接続を遮断させる制御信号を出力する。
【００９５】
次に、図８を参照して、本実施形態の情報格納部２２４に格納された情報について説明する。図８は、第一の実施形態の情報格納部を説明する図である。
【００９６】
本実施形態の情報格納部２２４には、固定情報２３１と、短期保持情報２３２と、長期保持情報２３３と、が格納されている。
【００９７】
固定情報２３１は、予め格納されている情報である。短期保持情報２３２は、発電用電波の送信期間が終了する度に削除される情報である。言い換えれば、短期保持情報２３２は、基地局２００の動作のサイクル毎に取得及び削除される情報である。長期保持情報２３３は、新たな情報が上書されるまで保持される情報である。言い換えれば、長期保持情報２３３は、基地局２００のＮサイクル目の動作で保持され、Ｎ＋１サイクル目の動作で更新される情報である。
【００９８】
尚、情報格納部２２４は、例えば、ＨＨＤ２０８等に設けられた記憶領域と、ＲＡＭ２０７等に設けられた記憶領域と、によって実現されても良い。この場合、固定情報２３１と長期保持情報２３３は、ＨＨＤ２０８等に設けられた記憶領域に格納され、短期保持情報２３２は、ＲＡＭ２０７等に設けられた記憶領域に格納されても良い。
【００９９】
本実施形態の固定情報２３１は、通信端末３００が動作している状態における消費電力を示す情報と、通信端末３００の起動を抑止した状態における消費電力を示す情報と、通信端末３００の通信動作にかかる時間を示す情報とを含む。
【０１００】
尚、情報格納部２２４において、固定情報２３１は、無線通信システム１００に含まれる通信端末３００毎に格納されていても良い。この場合、固定情報２３１には、各通信端末３００を特定するために、通信端末３００に付与されている識別情報等が含まれても良い。
【０１０１】
通信端末３００が動作している状態における消費電力とは、通信端末３００において、バッテリ３１０と無線通信部３２０とが接続された状態で消費される消費電力を示す。言い換えれば、通信端末３００が動作している状態における消費電力とは、通信端末３００が基地局２００と通信を行う際に消費される電力を示す。
【０１０２】
通信端末３００の起動を抑止した状態における消費電力を示す情報とは、通信端末３００において、バッテリ３１０と無線通信部３２０とが接続されており、且つ、通信端末３００が待機状態とされた場合に消費される電力を示す。言い換えれば、通信端末３００の起動を抑止した状態における消費電力は、通信端末３００を待機状態としてタイマ機能のみを動作させた場合の待機電力を示す。
【０１０３】
通信端末３００の通信動作にかかる時間とは、通信端末３００が情報の送信を開始してから、情報の送信が完了するまでの時間である。具体的には、例えば、通信端末３００−１の動作にかかる時間は、時刻Ｔａから時刻Ｔｅまでの時間であり（図２参照）、通信端末３００の間欠動作にかかる動作時間である。
【０１０４】
上述した固定情報２３１は、例えば、通信端末３００の仕様等に基づき、予め基地局２００の情報格納部２２４に格納されていても良い。
【０１０５】
本実施形態の短期保持情報２３２は、発電用電波の送信に対応した各通信端末３００の起動時間を示す情報である。図８の例では、無線通信システム１００に含まれる通信端末３００−１の起動時間を示す情報と、通信端末３００−２の起動時間を示す情報とが格納される。短期保持情報２３２は、基地局２００が、無線通信システム１００の全ての通信端末３００から、発電用電波に対する応答として送信した情報を受信すると、削除される。
【０１０６】
本実施形態の長期保持情報２３３は、短期保持情報２３２に含まれる複数の通信端末３００の起動時間のうち、最も長い起動時間を示す情報である。言い換えれば、長期保持情報２３３は、前回、発電用電波を送信したときに、最も起動に時間がかかった通信端末３００の起動時間である前回最長起動時間を示す情報である。
【０１０７】
本実施形態の長期保持情報２３３は、発電用電波が送信され、基地局２００が各通信端末３００と通信を行う度に更新される。
【０１０８】
次に、図９を参照して、本実施形態の無線通信システム１００の動作を説明する。図９は、第一の実施形態の無線通信システムの動作を示すシーケンス図である。
【０１０９】
本実施形態の無線通信システム１００において、基地局２００は、発電用電波の送信を開始する（ステップＳ１）。尚、基地局２００は、例えば、インターネットを経由したユーザからの指示を契機として、発電用電波の送信を開始しても良い。
【０１１０】
基地局２００から発電用電波の送信が開始されると、各通信端末３００は、発電用電波を受信して発電した電力によって起動し（ステップＳ２）、起動したことを示す通知として、通信端末３００が取得した情報を基地局２００へ送信する（ステップＳ３）。
【０１１１】
具体的には、通信端末３００では、発電用電波を受信すると、環境発電素子が微小な電力を生み出し、このエネルギーをチャージ回路３３０が蓄積する。そして、通信端末３００は、スイッチ回路３４０を稼働できるだけの電力が蓄電されると、スイッチ回路３４０を稼働させてスイッチをオンにする。
【０１１２】
通信端末３００では、これにより、バッテリ３１０の電力がスイッチ回路３４０を経由して無線通信部３２０のＰＭＵ３２６に供給され、ＰＭＵ３２６からＣＰＵ３２１等の各回路に電力が供給されることで、起動する。
【０１１３】
基地局２００は、通信端末３００から送信された情報を受信すると（ステップＳ４）、情報を送信した通信端末３００に対して、終了通知を送信する（ステップＳ５）。
【０１１４】
本実施形態では、基地局２００は、複数回に亘って発電用電波を通信端末３００へ送信し、通信端末３００と通信を行う。
【０１１５】
尚、本実施形態では、基地局２００は所定の周期で各通信端末３００からの情報収集を自動的に繰り返し行う。ただし、これ以外にも、ユーザの指示を一度受け付けると、所定の回数、予め決められた送信期間の発電用電波を出力するようにしても良いし、ユーザの指示を受け付ける度に、予め決められた送信期間の発電用電波を出力するようにして良い。言い換えれば、本実施形態では、基地局２００は、ユーザの指示を受ける毎に１サイクルの動作を行っても良いし、ユーザの指示を受けて所定数のサイクルの動作を行っても良い。また、基地局２００は、例えば、予め設定された時刻になると、自動的に発電用電波の送信を開始して、１回もしくは複数回にわたって各通信端末３００から情報を収集するようにしても良い。
【０１１６】
次に、本実施形態の無線通信システム１００の有する各装置の動作について説明する。始めに、図１０と図１１を参照して、基地局２００の動作について説明する。
【０１１７】
図１０は、第一の実施形態の基地局の動作を説明する第一のフローチャートである。
【０１１８】
本実施形態の基地局２００は、電波出力制御部２２１により、ユーザの指示に応じて、発電用電波の送信（出力）を開始し（ステップＳ１００１）、通信端末３００から情報が送信されるまで待機する（ステップＳ１００２）。
【０１１９】
続いて、基地局２００は、通信端末３００から情報を受信すると（ステップＳ１００３）、受信処理を行う（ステップＳ１００４）。受信処理の詳細は、後述する。
【０１２０】
続いて、基地局２００は、無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００から情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ１００５）。
【０１２１】
具体的には、基地局２００は、例えば、格納制御部２２３が、起動時間取得部２２２により、固定情報２３１が保持している各通信端末３００の識別情報の全てについて、起動時間を示す情報を取得し、情報格納部２２４に短期保持情報２３２として格納した場合に、全ての通信端末３００から情報を受信したと判定しても良い。
【０１２２】
ステップＳ１００５において、全ての通信端末３００から情報を受信していない場合、
基地局２００は、ステップＳ１００２に戻る。
【０１２３】
ステップＳ１００５において、全ての通信端末３００から情報を受信した場合、基地局２００は、格納制御部２２３により、起動時間取得部２２２が取得した通信端末３００毎の起動時間のうち、最も長い起動時間を、長期保持情報２３３（前回最長起動時間を示す情報）として、情報格納部２２４に格納する（ステップＳ１００６）。この長期保持情報２３３は、次に発電用電波を送信して通信端末３００と通信を行う際に参照される。
【０１２４】
続いて、基地局２００は、格納制御部２２３により、情報格納部２２４から通信端末３００毎の起動時間を削除し（ステップＳ１００７）、処理を終了する。言い換えれば、基地局２００は、格納制御部２２３により、情報格納部２２４に格納された短期保持情報２３２を削除し、処理を終了する。
【０１２５】
次に、図１１を参照して、基地局２００による情報の受信処理について説明する。図１１は、第一の実施形態の基地局の動作を説明する第二のフローチャートである。図１１では、図１０のステップＳ１００４の処理の詳細を示している。
【０１２６】
本実施形態の基地局２００は、通信端末３００から情報を受信すると、起動時間取得部２２２により、この通信端末３００と対応する起動時間が情報格納部２２４に保持されているか否かを判定する（ステップＳ１１０１）。ステップＳ１１０１において起動時間が情報格納部２２４に保持されている通信端末３００とは、同一の発電用電波の送信期間中に、既に一度起動し、情報の送信を行った通信端末３００である。言い換えれば、ステップＳ１１０１では、情報を送信した通信端末３００が、発電用電波の送信期間中における２サイクル目以降の動作であるか否かを判定している。
【０１２７】
したがって、基地局２００は、ステップＳ１１０１において、該当する通信端末３００の起動時間が保持されていた場合、起動時間取得部２２２は、この通信端末３００からの情報の受信は完了しているものとして、後述するステップＳ１１０８へ進む。
【０１２８】
ステップＳ１１０１において、起動時間が保持されていない通信端末３００は、発電用電波の送信が開始されてから、最初の起動である。したがって、基地局２００は、起動時間取得部２２２により、この通信端末３００の起動時間を取得し、格納制御部２２３により、短期保持情報２３２として情報格納部２２４に格納させる（ステップＳ１１０２）。
【０１２９】
続いて、基地局２００は、格納制御部２２３により、情報格納部２２４に、長期保持情報２３３である、前回最長起動時間が保持されているか否かを判定する（ステップＳ１１０３）。
【０１３０】
長期保持情報２３３が保持されている場合とは、過去に、発電用電波が送信されて、各通信端末３００との通信が行われたことを示し、長期保持情報２３３が保持されていない場合とは、過去に通信端末３００と通信が行われていないことを示す。言い換えれば、ステップＳ１１０３では、基地局２００の動作が２サイクル目以降の動作であるか否かを判定している。
【０１３１】
ステップＳ１１０３において、前回最長起動時間が保持されていない場合、基地局２００は過去に通信端末３００と通信を行っていないため、後述するステップＳ１１０８へ進む。
【０１３２】
ステップＳ１１０３において、前回最長起動時間が保持されている場合、基地局２００は、消費電力算出部２２５により、通信端末３００の情報の送信後から発電用電波の送信期間の終了時刻までの期間において、通信端末３００の起動を抑止した状態での消費電力量の推定値Ａを算出する（ステップＳ１１０４）。言い換えれば、消費電力算出部２２５は、通信端末３００の情報の送信後から発電用電波の送信期間の終了時刻までの期間において、通信端末３００を待機状態とした場合の消費電力量の推定値Ａを算出する。
【０１３３】
続いて、消費電力算出部２２５は、通信端末３００の情報の送信後から発電用電波の送信期間の終了時刻までの期間において、通信端末３００の動作を停止させた状態での消費電力量の推定値Ｂを算出する（ステップＳ１１０５）。
【０１３４】
続いて、基地局２００は、起動抑止判定部２２６により、推定値Ａと推定値Ｂとを比較する（ステップＳ１１０６）。
【０１３５】
ステップＳ１１０６において、推定値Ｂよりも推定値Ａの方が大きい場合、基地局２００は、起動抑止判定部２２６により、終了通知に、起動を抑止させる時間を追加する（ステップＳ１１０７）。言い換えれば、起動抑止判定部２２６は、終了通知に、通信端末３００を待機状態とさせる時間を示す情報を含める。
【０１３６】
続いて、基地局２００は、終了通知部２２７により、終了通知を通信端末３００へ送信し（ステップＳ１１０８）、処理を終了する。
【０１３７】
ステップＳ１１０６において、推定値Ａよりも推定値Ｂの方が大きい場合、基地局２００は、ステップＳ１１０８へ進み、終了通知部２２７により、通信端末３００へ終了通知を送信する。このときの終了通知は、単に、通信端末３００に対し、情報を受信したことを通知するだけのものである。つまり、推定値Ａよりも推定値Ｂの方が大きい場合には、終了通知には、通信端末３００を待機状態とさせる時間を示す情報は含まれない。
【０１３８】
ここで、消費電力算出部２２５による消費電力量の推定値の算出について説明する。
【０１３９】
はじめに、通信端末３００を待機状態とした場合、つまり、通信端末３００−Ｎの２回目以降の起動を抑止させる場合の消費電力量の推定値Ａの算出について説明する。
【０１４０】
基地局２００は、無線通信システム１００に含まれる全ての通信端末３００と通信するまで発電用電波を出力し続ける。
【０１４１】
したがって、通信端末３００−Ｎを待機状態とさせる時間Ｔｓｎは、以下の式（１）により求められる。尚、通信端末３００−Ｎを待機状態とさせる時間Ｔｓｎは、言い換えれば、通信端末３００−Ｎの起動を抑止させる起動抑止時間であり、図３（Ａ）の期間Ｋｓに相当する。尚、期間Ｋｓは、複数の通信端末３００のうち、通信端末３００−１（特定のノード）の動作後から、通信端末３００−１（他のノード）が起動するまでの時間を示す時間情報とも言える。
【０１４２】
Ｔｓｎ＝Ｔｗｍ−Ｔｏｎ−Ｔｃ        式（１）
【０１４３】
つまり、時間Ｔｓｎは、前回最も起動が遅かった通信端末３００の起動時間である前回最長起動時間Ｔｗｍから、これまで基地局２００が発電用電波を出力した時間Ｔｏｎと、通信端末３００−Ｎの１回の通信にかかる時間Ｔｃを引いたものになる。
【０１４４】
通信端末３００−Ｎを待機状態とした場合の消費電力量は、固定情報２３１に含まれる、通信端末３００の起動を抑止した状態における消費電力Ｗｓと、時間Ｔｓｎとを乗算した値である。したがって、通信端末３００−Ｎが情報を送信した後に、通信端末３００−Ｎの起動を抑止した場合の、通信端末３００−Ｎの消費電力量の推定値Ａは、以下の式（２）により求められる。
【０１４５】
Ａ＝Ｗｓ×Ｔｓｎ        式（２）
【０１４６】
尚、発電用電波の送信が開始されてから、通信端末３００−Ｎが初回に起動する場合には、発電用電波を出力した時間Ｔｏｎと前回最長起動時間Ｔｗｍは同じとなるため、Ｔｏｎ＝Ｔｗｍになる。
【０１４７】
また、本実施形態の基地局２００は、推定値Ａの方が推定値Ｂよりも小さい場合には、終了通知に、時間Ｔｓｎを示す情報を含めて、通信端末３００−Ｎへ送信する。
【０１４８】
次に、通信端末３００を待機状態としない場合、つまり、通信端末３００の動作を停止させる場合の消費電力量の推定値Ｂの算出について説明する。
【０１４９】
通信端末３００の起動を抑止しない場合、この通信端末３００−Ｎの起動時間と同じ時間が経過すると、通信端末３００−Ｎは再び起動して通信を行い、動作を停止させる。通信端末３００は、発電用電波の送信期間中は、この動作を繰り返すことが予想される。
【０１５０】
そこで、消費電力算出部２２５は、短期保持情報２３２に格納された通信端末３００−Ｎの起動時間をＴｗｎとし、固定情報２３１に含まれる通信端末３００の動作時間をＴｃとし、長期保持情報２３３である前回最長起動時間をＴｗｍとすると、発電用電波の送信期間中における通信端末３００の起動回数の推定値Ｃｎは、以下の式（３）により求められる。
【０１５１】
Ｃｎ＝（Ｔｗｍ−Ｔｗｎ）／（Ｔｃ＋Ｔｗｎ）        式（３）
【０１５２】
尚、Ｃｎは整数であり、小数点以下の値は切捨てとなる。
【０１５３】
ここで、通信端末３００−Ｎの一回の通信（情報の送信）にかかる消費電力量は、固定情報２３１に含まれる、通信端末３００−Ｎが起動した状態における消費電力Ｗｃと、通信端末３００−Ｎの通信動作にかかる時間Ｔｃとを乗算した値である。
【０１５４】
したがって、通信端末３００−Ｎが情報を送信した後に、通信端末３００−Ｎの動作を停止させた場合の、通信端末３００−Ｎの消費電力量の推定値Ｂは、以下の式（４）により求められる。
【０１５５】
推定値Ｂ＝Ｃｎ×Ｗｃ×Ｔｃ        式（４）
【０１５６】
次に、図１２を参照して、本実施形態の通信端末３００の動作について説明する。図１２は、第一の実施形態の通信端末の動作を説明するフローチャートである。
【０１５７】
本実施形態の通信端末３００は、起動すると、送信部３５１により、自機が取得した情報を基地局２００へ送信する（ステップＳ１２０１）。続いて、通信端末３００は、終了通知を受信するために待機する（ステップＳ１２０２）。
【０１５８】
続いて、通信端末３００は、受信部３５２により終了通知を受信すると、指示判定部３５３により、終了通知に、起動を抑止させる時間を示す情報が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１２０３）。言い換えれば、指示判定部３５３は、終了通知に、待機状態とする時間を示す情報が含まれるか否かを判定する。
【０１５９】
ステップＳ１２０３において、終了通知に該当する情報が含まれない場合、後述するステップＳ１２０５へ進む。
【０１６０】
ステップＳ１２０３において、終了通知に該当する情報が含まれる場合、通信端末３００は、起動抑止部３５４により、該当する情報が示す時間、自機の起動を抑止させる（ステップＳ１２０４）。具体的には、起動抑止部３５４は、終了通知に含まれる時間を、タイマ装置３２３に設定し、起動を抑止する時間が経過すると、後述するステップＳ１２０５へ進む。
【０１６１】
続いて、通信端末３００は、スイッチ制御部３５５により、スイッチ回路３４０をオフさせて、無線通信部３２０とバッテリ３１０との接続を遮断させ（ステップＳ１２０５）、処理を終了する。
【０１６２】
このように、本実施形態の基地局（消費電力制御装置）２００は、起動時間の短い通信端末３００（ノード）に対して、消費電力量の少ない方式を選択して動作させることができる。したがって、本実施形態によれば、間欠動作を行う通信端末３００に対して、効率的な消費電力制御を行うことができる。より具体的には、本実施形態によれば、通信端末３００の消費電力を削減し、バッテリ３１０の交換頻度を減らすことが出来る。
【０１６３】
（第二の実施形態）
以下に図面を参照して、第二の実施形態について説明する。第二の実施形態では、過去の通信端末３００の起動時間と、前回最長起動時間とを用いて、通信端末３００の起動を抑制するか否かを判定する点が、第一の実施形態と相違する。よって、以下の第二の実施形態の説明では、第一の実施形態との相違点について説明し、第一の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第一の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０１６４】
図１３は、第二の実施形態の無線通信システムの有する各装置の機能を説明する図である。
【０１６５】
本実施形態の無線通信システム１００Ａは、基地局２００Ａと通信端末３００とを有する。本実施形態の基地局２００Ａは、電力制御処理部２２０Ａを有する。
【０１６６】
本実施形態の電力制御処理部２２０Ａは、電波出力制御部２２１、起動時間取得部２２２、格納制御部２２３、情報格納部２２４Ａ、消費電力算出部２２５、起動抑止判定部２２６、終了通知部２２７を有する。また、電力制御処理部２２０Ａは、サイクル数判定部２２８、受信回数判定部２２９、起動時間算出部２３０を有する。
【０１６７】
本実施形態の情報格納部２２４Ａは、固定情報２３１と、起動履歴情報２３２Ａと、長期保持情報２３３とが格納される。本実施形態の起動履歴情報２３２Ａは、通信端末３００毎の過去の起動時間を示す情報を含む。起動履歴情報２３２Ａの詳細は後述する。
【０１６８】
サイクル数判定部２２８は、基地局２００の動作のサイクル数を判定する。尚、本実施形態では、基地局２００が発電用電波を出力する契機を受けた直後の基地局２００の動作を１サイクル目の動作と判定しても良い。
【０１６９】
受信回数判定部２２９は、基地局２００が発電用電波の送信期間において、通信端末３００−Ｎから情報を受信した回数を判定する。
【０１７０】
起動時間算出部２３０は、情報格納部２２４Ａの起動履歴情報２３２Ａから、通信端末３００毎の起動時間Ｔｗｎ′を算出する。また、起動時間算出部２３０は、起動履歴情報２３２Ａから、長期保持情報２３３となる最長起動時間Ｔｗｍ′を算出する。
【０１７１】
次に、図１４を参照して、本実施形態の情報格納部２２４Ａについて説明する。図１４は、第二の実施形態の情報格納部を説明する図である。
【０１７２】
本実施形態の情報格納部２２４Ａに格納される固定情報２３１と、長期保持情報２３３とは、第一の実施形態の同様であるから、説明を省略し、図１４では、起動履歴情報２３２Ａについて説明する。
【０１７３】
図１４の例では、起動履歴情報２３２Ａには、起動履歴情報２３２−１、起動履歴情報２３２−２が含まれる。
【０１７４】
起動履歴情報２３２−１は、基地局２００のＮサイクル目において、起動時間取得部２２２が各通信端末３００から取得した、通信端末３００毎の起動時間を示す情報である。起動履歴情報２３２−２は、基地局２００のＮ＋１サイクル目において、起動時間取得部２２２が各通信端末３００から取得した、通信端末３００毎の起動時間を示す情報である。
【０１７５】
起動履歴情報２３２−１では、基地局２００のＮサイクルの動作において、通信端末３００−１と通信端末３００−３が、それぞれ１回ずつ起動し、通信端末３００−２が２回起動したことがわかる。また、起動履歴情報２３２−２から、基地局２００のＮ＋１１サイクル目の動作において、通信端末３００−１と通信端末３００−３が、それぞれ１回ずつ起動し、通信端末３００−２が２回起動したことがわかる。
【０１７６】
このように、本実施形態の起動履歴情報２３２Ａには、各通信端末３００が起動する度に起動時間取得部２２２が取得した起動時間を示す情報が全て含まれる。
【０１７７】
次に、図１５乃至図１７を参照して、本実施形態の基地局２００Ａの動作について説明する。図１５は、第二の実施形態の基地局の動作を説明する第一のフローチャートである。
【０１７８】
本実施形態の基地局２００Ａは、サイクル数判定部２２８により、基地局２００Ａの動作が、１サイクル目の動作であるか否かを判定する（ステップＳ１５０１）。具体的には、基地局２００Ａは、発電用電波の出力の契機となる指示を受けてから、発電用電波を出力する度に、出力したことを示す履歴を保持しておき、サイクル数判定部２２８は、この履歴を参照してサイクル数を判定しても良い。
【０１７９】
ステップＳ１５０１において、１サイクル目の動作である場合、基地局２００Ａは、後述するステップＳ１５０５へ進む。
【０１８０】
ステップＳ１５０１において、１サイクル目の動作でない場合、基地局２００Ａは、サイクル数判定部２２８により、２サイクル目の動作であるか否かを判定する（ステップＳ１５０２）。
【０１８１】
ステップＳ１５０２において、２サイクル目の動作であった場合、起動時間算出部２３０は、起動履歴情報２３２Ａに格納された通信端末３００毎の起動時間のうち、最も長い起動時間を、最長起動時間Ｔｗｍ′とし（ステップＳ１５０３）、後述するステップＳ１５０５へ進む。
【０１８２】
ステップＳ１５０２において、２サイクル目の動作でない場合、つまり、３サイクル目以降の動作であった場合、起動時間算出部２３０は、起動履歴情報２３２Ａに格納された通信端末３００毎の起動時間から、統計的に最長起動時間Ｔｗｍ′を導出し（ステップＳ１５０４）、後述するステップＳ１５０５へ進む。
【０１８３】
具体的には、例えば、起動時間算出部２３０は、起動履歴情報２３２Ａに含まれるサイクル毎に最長起動時間を抽出し、抽出した最長起動時間の平均値や、サイクル毎の最長起動時間の中から、最も時間の長い最長起動時間Ｔｗｍ′を導出しても良い。
【０１８４】
図１５のステップＳ１５０５からステップＳ１５０９までの処理は、図１０のステップＳ１００１からステップＳ１００５までと処理と同様であるから、説明を省略する。
【０１８５】
このように、本実施形態では、基地局２００Ａが発電用電波を送信する度に、通信端末３００の過去の起動時間を全て用いて、最長起動時間を算出する。
【０１８６】
次に、図１６及び図１７を参照して、本実施形態の受信処理について説明する。本実施形態の基地局２００Ａでは、図１６と図１７に示す２通りの受信処理の実行が可能である。
【０１８７】
図１６に示す受信処理では、発電用電波の送信期間中において、通信端末３００−Ｎから一回目に情報を受信したときに、通信端末３００−Ｎの起動を抑止する待機状態とするか、又は、動作を停止させるかの判定を行う。
【０１８８】
図１７の受信処理では、発電用電波の送信期間中において、通信端末３００−Ｎから情報を受信する度に、その後から送信期間の終了時刻まで、通信端末３００−Ｎの起動を抑止する待機状態とするか、又は、動作を停止させるかの判定を行う。
【０１８９】
本実施形態の基地局２００Ａは、受信処理として、図１６に示す処理又は図１７に示す処理を実行するものとした。尚、どちらの処理を実行するか否かは、予め基地局２００Ａに設定されていても良い。
【０１９０】
図１６は、第二の実施形態の基地局の動作を説明する第二のフローチャートである。
【０１９１】
本実施形態の基地局２００Ａは、通信端末３００−Ｎから情報を受信すると、起動時間算出部２３０により、消費電力算出部２２５による消費電力量の推定値の算出に用いる起動時間Ｔｗｎ′を求め、格納制御部２２３により、情報格納部２２４Ａに格納する（ステップＳ１６０１）。
【０１９２】
具体的には、起動時間算出部２３０は、情報格納部２２４Ａの起動履歴情報２３２Ａを参照し、通信端末３００−Ｎの全ての起動時間を取得し、これらの起動時間から、消費電力算出部２２５による推定値の算出に用いる起動時間Ｔｗｎ′を導出する。起動時間算出部２３０は、例えば、起動履歴情報２３２Ａに含まれる全ての通信端末３００−Ｎの起動時間の平均値を、推定値の算出に用いる起動時間Ｔｗｎ′としても良い。
【０１９３】
続いて、起動時間取得部２２２は、受信回数判定部２２９により、同一の通信端末３００からの一回目の情報の受信であるか否かを判定する（ステップＳ１６０２）。具体的には、受信回数判定部２２９は、情報格納部２２４Ａの格納されている１サイクルの起動履歴情報２３２Ａに、同一の通信端末３００の起動時間を示す情報が含まれるか否かを判定する。
【０１９４】
ステップＳ１６０２において、一回目の情報の受信でない場合、この通信端末３００について、通信端末３００の起動を抑止する待機状態とするか、又は、動作を停止させるかの判定が行われた後であるため、地局２００Ａは、後述するステップＳ１６０９へ進む。
【０１９５】
ステップＳ１６０２において、一回目の情報の受信である場合、基地局２００Ａは、起動抑止判定部２２６により、起動時間算出部２３０によって最長起動時間Ｔｗｍ′が取得されているか否かを判定する（ステップＳ１６０３）。
【０１９６】
ステップＳ１６０３において、最長起動時間Ｔｗｍ′が取得済みでない場合、基地局２００Ａは、後述するステップＳ１６０９へ進む。
【０１９７】
ステップＳ１６０３において、最長起動時間Ｔｗｍ′が取得済みである場合、基地局２００Ａは、ステップＳ１６０４へ進む。
【０１９８】
ステップＳ１６０４からステップＳ１６０８までの処理は、図１１のステップＳ１１０４からステップＳ１１０８までの処理と同様であるから、説明を省略する。
【０１９９】
図１７は、第二の実施形態の基地局の動作を説明する第三のフローチャートである。
【０２００】
本実施形態の基地局２００Ａは、通信端末３００から情報を受信すると、起動時間算出部２３０により、消費電力算出部２２５による推定値の算出に用いる起動時間Ｔｗｎ′を求め、格納制御部２２３により、情報格納部２２４Ａに格納する（ステップＳ１７０１）。ステップＳ１７０１の処理は、図１６のステップＳ１６０１の処理と同様である。
【０２０１】
続いて、基地局２００Ａは、起動抑止判定部２２６により、起動時間算出部２３０によって最長起動時間Ｔｗｍ′が取得済みであるか否かを判定する（ステップＳ１７０２）。ステップＳ１７０２において、最長起動時間Ｔｗｍ′が取得されていない場合、基地局２００Ａは、後述するステップＳ１７０７へ進む。
【０２０２】
ステップＳ１７０２において、最長起動時間Ｔｗｍ′が取得済みである場合、基地局２００Ａは、ステップＳ１７０３へ進む。ステップＳ１７０３からステップＳ１７０７までの処理は、図１１のステップＳ１１０４からステップＳ１１０８までの処理と同様であるから、説明を省略する。
【０２０３】
以上のように、本実施形態では、消費電力算出部２２５による消費電力量の推定値を算出する際の用いる通信端末３００の起動時間Ｔｗｎ′を、過去の通信端末３００毎の履歴に基づき導出する。また、本実施形態では、過去の通信端末３００毎の履歴に基づき、最長起動時間Ｔｗｍ′を取得する。
【０２０４】
このため、本実施形態では、通信端末３００毎の起動時間のばらつきによって消費電力量の推定値が増減することを抑制できる。したがって、本実施形態によれば、通信端末３００の起動を抑止する待機状態とするか、又は、動作を停止させるかの判定の精度の向上に貢献できる。
【０２０５】
（第三の実施形態）
以下に図面を参照して第三の実施形態について説明する。第三の実施形態では、通信端末３００の起動の抑止を終了する時刻を、発電用電波の送信期間の終了時刻よりも前の時刻とする場合がある点が、第二の実施形態と相違する。よって、以下の第三の実施形態の説明では、第二の実施形態との相違点について説明し、第二の実施形態と同様の機能構成を有するものには、第二の実施形態の説明で用いた符号と同様の符号を付与し、その説明を省略する。
【０２０６】
通信端末３００は、チャージ回路３３０に、スイッチ回路３４０をオンさせるための一定の電力が蓄電されるまでは起動しない。また、チャージ回路３３０に蓄電された電力は、自然放電等によって放電され、しばらくすると０となる。これは、本実施形態のチャージ回路３３０が、コイルやコンデンサ等で電気回路上にエネルギーを蓄えているため、時間の経過による自然放電が大きいためである。
【０２０７】
本実施形態では、この点に着目する。図１８は、第三の実施形態の起動抑止時間を説明する図である。
【０２０８】
本実施形態では、通信端末３００の起動を抑止する場合に、起動を抑止する期間Ｋｓ（起動抑止時間Ｔｓｎ）を、通信端末３００による情報の送信が完了した時刻Ｔｅから、送信期間の終了時刻Ｔよりも前の時刻Ｔ１１までとする。
【０２０９】
このとき、時刻Ｔ１１から送信期間の終了時刻Ｔまでの期間Ｋｓ１は、通信端末３００の起動時間よりも短い時間とする。
【０２１０】
以下に、本実施形態の起動抑止時間Ｔｓｎの決め方について説明する。本実施形態では、起動抑止時間Ｔｓｎは、起動時間算出部２３０により算出される起動時間をＴｗｎ′とし、最長起動時間をＴｗｍ′とした場合に、以下の式（５）によって求められる。尚、本実施形態では、起動抑止時間Ｔｓｎが０未満となった場合には、起動抑止時間Ｔｓｎの値を０とする。
【０２１１】
Ｔｓｎ＝Ｔｗｍ′−Ｔｏｎ−Ｔｃ−Ｔｗｎ′−Ｔα        式（５）
【０２１２】
ここで、Ｔαは、起動履歴情報２３２Ａに含まれるサイクル毎の最長起動時間と、各通信端末３００の起動時間のばらつきを考慮したマージンである。
【０２１３】
具体的には、Ｔαの値は、起動時間算出部２３０によって、起動時間Ｔｗｎ′と最長起動時間Ｔｗｍ′の算出の際に決定されても良い。
【０２１４】
例えば、Ｔαの値は、起動履歴情報２３２Ａに含まれる通信端末３００−Ｎの起動時間同士のばらつきの最大値としても良い。また、Ｔαの値は、起動履歴情報２３２Ａから抽出された、基地局２００Ａのサイクル毎の最長起動時間同士のばらつきの最大値としても良い。
【０２１５】
本実施形態では、このように、起動抑止時間Ｔｓｎを求めることで、通信端末３００を待機状態とする時間を短縮することができ、不要な起動を抑えつつも起動の抑止にかかる電力の消費を抑えることができる。
【０２１６】
開示の技術では、以下に記載する付記のような形態が考えられる。
（付記１）
間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する判定部と、
前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する終了通知部と、を有する、消費電力制御装置。
（付記２）
前記特定のノードと、前記他のノードを含む複数のノードへ、前記複数のノードの起動を指示する信号を一定時間出力する出力部を有し、
前記他のノードは、前記複数のノードのうち、最も遅く起動するノードである、付記１記載の消費電力制御装置。
（付記３）
前記待機状態とする時間は、
前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間である、付記２記載の消費電力制御装置。
（付記４）
前記起動時間情報と、前記時間情報から、前記時間情報が示す時間に、前記特定のノードが起動する回数と、
前記起動する回数と、前記動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報とから、前記時間情報が示す時間、前記特定のノードの間欠動作を行わせた場合の前記特定のノードの消費電力量の第一の推定値と、
前記時間情報と、前記待機状態とした場合の消費電力を示す情報とから、前記時間情報が示す時間、前記特定のノードを待機状態とした場合の前記特定のノードの消費電力量の第二の推定値と、を算出する消費電力算出部を有し、
前記判定部は、
前記第一の推定値と前記第二の推定値を比較して、前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する、付記２又は３記載の消費電力制御装置。
（付記５）
前記消費電力算出部は、
前記起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から、前記起動を指示する信号の出力が終了する時刻までの時間を示す情報と、から、該時間における前記特定のノードが起動する回数を算出して、前記第一の推定値を算出し、
前記時間を示す情報と、前記待機状態とした場合の消費電力を示す情報とから、該時間における前記第二の推定値を算出する、付記４記載の消費電力制御装置。
（付記６）
前記特定のノードが起動する度に起動時間を保持し、保持された起動時間を用いて、前記第一及び第二の推定値の算出に用いられる前記起動時間情報を算出する起動時間算出部を有する、付記２乃至４の何れか一項に記載の消費電力制御装置。
（付記７）
前記他のノードの起動時間は、前記複数のノードの起動時間のうち、最も長い最長起動時間であり、
前記起動時間算出部は、前記最長起動時間を、前記保持された起動時間を用いて算出する、付記６記載の消費電力制御装置。
（付記８）
前記保持された起動時間におけるばらつきを示す時間を、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間から減算した時間を、前記待機状態とする時間とする、付記６又は７記載の消費電力制御装置。
（付記９）
前記複数のノードの起動を指示する信号は、前記複数のノードに対して無線通信で送信される発電用電波であり、
前記複数のノードは、
前記発電用電波を受信して、前記発電用電波から一定の電力が蓄電されたとき、起動する、付記２乃至８の何れか一項に記載の消費電力制御装置。
（付記１０）
コンピュータによる消費電力制御方法であって、前記コンピュータが、
間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定し、
前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する、消費電力制御方法。
（付記１１）
間欠動作を行う特定のノードの起動にかかる起動時間を示す起動時間情報と、前記特定のノードの間欠動作後から他のノードが起動するまでの時間を示す時間情報と、前記特定のノードの動作時間を示す動作時間情報と、前記動作時間の消費電力を示す情報と、前記特定のノードを待機状態とした場合の消費電力を示す情報と、に基づき、前記特定のノードを待機状態とすることで前記特定のノードの消費電力量が低減するか否かを判定する処理と、
前記消費電力量が低減すると判定された場合に、前記特定のノードに対して、前記待機状態とする時間を示す情報を含む通知を送信する処理と、をコンピュータに実行させる、消費電力制御プログラム。
【０２１７】
本発明は、具体的に開示された実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０２１８】
１００、１００Ａ  無線通信システム
２００、２００Ａ  基地局
２２０、２２０Ａ  電力制御処理部
２２１  電波出力制御部
２２２  起動時間取得部
２２３  格納制御部
２２４、２２４Ａ  情報格納部
２２５  消費電力算出部
２２６  起動抑止判定部
２２７  終了通知部
２２８  サイクル数判定部
２２９  信回数判定部
２３０  起動時間算出部
３００  通信端末
３１０  バッテリ
３２０  無線通信部
３３０  チャージ回路
３４０  スイッチ回路
３５０  通信処理部
【図１】
2020010200.tif 000003
【図２】
2020010200.tif 000004
【図３】
2020010200.tif 000005
【図４】
2020010200.tif 000006
【図５】
2020010200.tif 000007
【図６】
2020010200.tif 000008
【図７】
2020010200.tif 000009
【図８】
2020010200.tif 000010
【図９】
2020010200.tif 000011
【図１０】
2020010200.tif 000012
【図１１】
2020010200.tif 000013
【図１２】
2020010200.tif 000014
【図１３】
2020010200.tif 000015
【図１４】
2020010200.tif 000016
【図１５】
2020010200.tif 000017
【図１６】
2020010200.tif 000018
【図１７】
2020010200.tif 000019
【図１８】
2020010200.tif 000020