(57)【要約】  【課題】センサネットワークシステムをビル等の施設の害獣駆除システムに利用しようとすると、以下のような課題が発生する。このセンサネットワークシステムを構成するノード、ルータは敷設のやりやすさから電池駆動が強く求められている。しかし、電池駆動ではその寿命に制限が発生するという課題がある。【解決手段】上記課題を解決する本発明の第１の態様は、センサの検知信号を送信するノードと、前記ノードから前記センサの検知信号を受信するベースまたはルータとから構成され、前記ノードから第一の検知信号が送信されると、ある一定期間内に前記ベースが第一の信号を受け取ったことを知らせるＡＣＫ信号を出した時に、前記ルータからは第一の検知信号を送信しないセンサネットワークシステムにある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと接続され、前記センサの検知信号を送信するノードと、
前記ノードから前記センサの検知信号を受信するとともに、前記センサの検知信号をベースに送信するルータと、前記ノードもしくは前記ルータから送信される前記センサの検知信号を受信するベースから構成され、
前記ノードから第一の検知信号が送信され、前記ベースが第一の検知信号を受け取ったことを知らせるＡＣＫ信号をある一定期間内に前記ルータが受信した場合には、前記ルータから第一の検知信号を送信しないことを特徴とするセンサネットワークシステム。
【請求項２】
センサと接続され、前記センサの検知信号を送信するノードと、
前記ノードから前記センサの検知信号を受信するとともに、前記センサの検知信号をベースに送信するルータと、前記ノードもしくは前記ルータから送信される前記センサの検知信号を受信するベースから構成され、
前記ノードから第一の検知信号が送信され、前記ベースが第一の検知信号を受け取ったことを知らせるＡＣＫ信号をある一定期間内に前記ルータが受信できない場合には、前記ルータから第一の検知信号を送信することを特徴とするセンサネットワークシステム。
【請求項３】
前記センサの検知信号を前記ノードが定期的に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項４】
前記センサの検知信号が害獣の捕獲信号であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサデータを送信するノードと、そのノードからセンサデータを受信するベース、ならびにノードとベースから構成されるセンサネットワークシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、センサに無線通信機能を有する小型の電子回路を付加して、現実世界の様々な情報をリアルタイムに情報処理装置に取り込むセンサネットワークシステムが検討されている。センサネットワークシステムには幅広い応用が考えられており、例えば、無線回路、プロセッサ、センサ、電池を集積した指輪型の小型電子回路により、脈拍等を常時モニタし、モニタ結果は無線通信により診断装置に送信され、モニタ結果に基づいて健康状態を判定するといったような医療応用も考えられている（例えば、非特許文献１参照。）。
【０００３】
センサネットワークシステムを広く実用化するためには、無線通信機能、センサ、および、電池等の電源を搭載する電子回路（以下、ノードという）を、長時間に渡ってメンテナンスフリー、かつセンサデータを送信し続けられるものとし、かつ外形も小型化することが重要になる。このため、超小型でどこにでも設置できるノードの開発が進められている。現段階では、実用上、１年程度の期間、電池交換をせずに使用可能であることが、メンテナンスコストおよび使い勝手の両面から必要と考えられている。
【０００４】
例えば、非特許文献２には、「Ｍｉｃａ２Ｄｏｔ」と呼ばれる、直径３ｃｍ程度の小型のノードのプロトタイプが紹介されている。このＭｉｃａ２Ｄｏｔは、無線通信に必要な機能を集積したＲＦチップと、低消費電力なプロセッサチップから構成される。このプロトタイプにおいては、９９％の時間は待機状態で、残りの１％の時間のみを間欠的に起動してセンサを動かして結果を無線通信するという間欠動作により、小型電池にて１年程度の動作が可能としている。
【０００５】
センサネットワークシステムには、上記のような小型で無線通信を行うノードと、センシングされたデータを無線で収集して、インターネットなどの有線ネットワークに接続するデバイス（以下、ベースと呼ぶ）の２種のデバイスが必要である。ノードは、小型かつ移動性を加味して電池で駆動されることが多いのに対し、ベースは据え置きでＡＣ電源駆動されるケースが多い。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Sokwoo Rhee他「Artifact-Resistant Power-Efficient Design of  Finger-Ring Plethysmographic Sensors」,IEEE Transactions On Biomedical  Engineering, Vol.48, No.7, July 2001, pp.795-805
【非特許文献２】Crossbow 「Smarter Sensors In Silicon」、インターネット、URL : http://www.xbow.com/Support/Support_pdf_files/Motetraining/Hardware.pdf
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
センサネットワークシステムをビル等の施設の害獣駆除システムに利用しようとすると、以下のような課題が発生する。前述したように、ノード、ルータは敷設のやりやすさから電池駆動が強く求められている。しかし、電池駆動ではその寿命に制限が発生する。
【０００８】
害獣等を捕獲した時に、捕獲センサがその害獣を検出し、捕獲センサに接続されたノードから検知信号として捕獲信号が送信されると、この捕獲信号はルータを経由してベースに伝達されるか、または直接ベースに伝達される。例えば、図４に示す従来のデータ送信形態では、ノード２２からルータ２３へ、そしてベース２４へ信号が伝達される場合、まずノードのデータはルータへ無線転送される。ルータはノードへデータを受信したことを知らせる信号を送信する。この信号をＡＣＫ信号と呼ぶ。ＡＣＫ信号を送信後、ルータはベースへ捕獲信号を送信する。この信号を受信したベースは捕獲信号を受信したことをルータに知らせる為に、ＡＣＫ信号を送信する。このように捕獲信号を送信→ＡＣＫ信号を送信→捕獲信号を送信→ＡＣＫ信号を送信と時系列的な手続きを踏んで捕獲信号がノードからベースへ伝達される。すなわち、中継するルータが複数ある場合には、中継されるルータの数の倍の数だけ送信が行われることになる。この結果、ルータは捕獲信号とＡＣＫ信号を２回送信しなければならない為、ルータの消費電力が増加してしまうという課題がある。またノードのデータ信号が直接ベースに届いた場合にはルータからベースに対するデータ信号の送信、もしくはルータからノード間に対するＡＣＫ信号の送信が無駄になり、消費電力の浪費につながる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、センサと接続され、前記センサの検知信号を送信するノードと、前記ノードから前記センサの検知信号を受信するとともに、前記センサの検知信号をベースに送信するルータと、前記ノードもしくは前記ルータから送信される前記センサの検知信号を受信するベースから構成され、前記ノードから第一の検知信号が送信され、前記ベースが第一の検知信号を受け取ったことを知らせるＡＣＫ信号をある一定期間内に前記ルータが受信した場合には、前記ルータから第一の検知信号を送信しないセンサネットワークシステムにある。
【００１０】
本発明の第２の態様は、センサと接続され、前記センサの検知信号を送信するノードと、前記ノードから前記センサの検知信号を受信するとともに、前記センサの検知信号をベースに送信するルータと、前記ノードもしくは前記ルータから送信される前記センサの検知信号を受信するベースから構成され、前記ノードから第一の検知信号が送信され、前記ベースが第一の検知信号を受け取ったことを知らせるＡＣＫ信号をある一定期間内に前記ルータが受信できない場合には、前記ルータから第一の検知信号を送信するセンサネットワークシステムにある。
【００１１】
本発明の第３の態様は、センサの検知信号を送信するノードと、前記ノードから前記センサの検知信号を受信するルータまたはベースとから構成され、前記センサの検知信号は定期的に送信されるセンサネットワークシステムにある。
【００１２】
本発明の第４態様は、センサの検知信号を送信するノードと、前記ノードから前記センサの検知信号を受信するルータまたはベースとから構成され、前記センサの検知信号として、害獣の捕獲情報を含む捕獲信号を送信するセンサネットワークシステムにある。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信回数を減少させ、かつ受信時のエラーレートを減少させるシステムを構築できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のセンサネットワークの一実施形態を示す図である。
【図２】本発明の受信バッファのデータフレーム構成を示す図である。
【図３】本システムの送信フローチャートを示す図である。
【図４】従来のデータ送信形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の代表的な実施形態は次のとおりである。
【００１６】
センサネットワークシステムの一実施形態を、図１〜３に基づき説明する。図１は害獣駆除システムに使用されるセンサネットワークシステムの構成を示す図である。図２は、本発明の受信バッファのデータフレーム構成を示す図である。図３は、本システムの送信フローチャートを示す図である。
【００１７】
本実施形態のセンサネットワークシステムは、荷重センサや光センサを利用して、鼠等の害獣の捕獲状態を検出する捕獲センサ１ａ、１ｂと、この捕獲センサと接続され、害獣の捕獲状態を捕獲信号として送信するノード２ａ、２ｂと、捕獲信号を中継するルータ３ａ、３ｂと、このルータもしくはノードから送信された捕獲信号を受信するベース４と、このベースとＬＡＮケーブルで接続され、センサネットワークシステム全体を制御する機能を有するサーバ５から構成される。また、前記捕獲信号のデータフレームは、捕獲信号を示すＩｎｄｅｘ１１と、捕獲信号を送信したノードアドレスを示すノードＩＤ１２と、センサの種類を表すセンサＩＤ１３と、捕獲センサの検知信号データであるメッセージデータ１４から構成される。ここで、各データは８ｂｉｔ単位で構成される。
【００１８】
なお、ノードとルータ間、及びルータ−ベース間は双方向に通信可能な無線通信により接続される。この無線通信の具体的な通信方式として、微弱、特定省電力、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等を使用する。
【００１９】
次に害獣を捕獲した時、その検知信号である捕獲信号が、ルータを介してノードからベースに伝達する手順について説明する。まず、捕獲センサ１ａが害獣の捕獲を検知すると、捕獲信号が出力される。この捕獲信号を検出したノード２ａは、この捕獲信号を無線通信として送信する。ルータ３ａが捕獲信号を受信すると各ルータ間でその捕獲信号を転送して、最終的にベース４に距離的に最も近いルータ３ｂが、捕獲信号をベース４に伝達する。この手順における捕獲信号はＷ１−Ｗ２−Ｗ５に示す経路で伝達される。
【００２０】
なお、ノードが送信した捕獲信号は無指向性の電波であるので、ベースとノードとの距離が近ければ、Ｗ０に示す経路でベースにも到達している可能性もある。その状態で、ルータから再度ベースに向かう、Ｗ３もしくはＷ２−Ｗ５の経路で捕獲信号を送信しても、ベースはすでにノードから直接、捕獲信号を受信しているのでルータが発する電波は無駄であり、その分、消費電流を無駄に使うことになる。
【００２１】
その消費電流の無駄を解消する手順について、図３の本システムのフローチャートに基づき説明する。まず、捕獲センサ１ａが害獣の捕獲を検知すると、この捕獲センサは捕獲信号を出力し、ノード２ａを介して捕獲信号を送信する。ベース４がその捕獲信号を一定期間内に受信したときにはＡＣＫ信号を返信する。このＡＣＫ信号をルータ３ａが受信した場合にはノードから出された捕獲信号は直接ベースに到達したと判断し、以降、ルータ３ａは捕獲信号を送信しない。一方、ルータ３ａがベースから送信されるＡＣＫ信号を一定期間内に受信できない場合には、ルータ３ａは、ベース４にはノード２ａから送信された捕獲信号が到達していないと判断して、ノード２ａから送信された捕獲信号をベースに対して送信する。
【００２２】
また、何らかの外乱の影響でルータ３ａから送信された捕獲信号がベースに到達しなかった場合には、ベースからＡＣＫ信号が返信されないため、ルータは捕獲信号を再度、ベースに向けて送信する。このような手順を踏むことにより、すでにベースに届いている捕獲信号を、ルータが再度、ベースに送信をすることを防止することができる。
【００２３】
更に、長時間に渡って外乱が発生し、ノード、ルータ、ベースの相互通信が不可能になる状況が発生した場合、ノードの捕獲信号はベースに到達しない。これは、このシステムの信頼性を極度に落とす原因となる。このノードの捕獲信号がベースに到達しない状況から脱却するため、ノードが一度発生した捕獲信号を定期的に再送信することによって、外乱状態が治まったときに、その捕獲信号を上記の手順でベースに到達させることができる。この結果、システムの信頼性を格段に向上させることができる。
【００２４】
なお、本実施形態では、害獣の捕獲状況を検出する捕獲センサを搭載し、この捕獲センサから出力される捕獲信号をノードが受信し、ノードから直接もしくは間接的にベースに捕獲信号を送信する害獣駆除システムを一例として、センサネットワークシステムについて説明してきたが、本発明は、害獣駆除システムに使用するセンサネットワークシステムに限定されるものではなく、例えば、侵入者の有無、気温及び湿度の変化、室内照度の変化等の状況変化を検出するセンサを備え、このセンサ出力からノードが前記状況変化を検知して、ノードから直接もしくは間接的にベースに対して、状況変化を送信するセンサネットワークシステムにも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上説明してきたように、本発明は、状況変化等を検出するセンサと接続され、検知信号として送信するノードと、ルータ及びベースとの相互通信の信頼性確保に有用であり、更に、状況変化等を検出するセンサと接続されたノードと、このノードが送信する検知信号を受信するルータの消費電力を低減し、センサネットワークのメンテナンスコストを低減する手段として適している。
【符号の説明】
【００２６】
１ａ、１ｂ  捕獲センサ
２ａ、２ｂ  ノード
３ａ、３ｂ  ルータ
４  ベース
５  サーバ
【図１】
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【図２】
2010177756.tif 000004
【図３】
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【図４】
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