(57)【要約】【課題】  非常に混雑した通信環境において異常現象が発生した場合に、通信輻輳を防止しながらセンサノードが所定の情報をなるべく早くセンサネットサーバに伝達する。【解決手段】  センサノードは、センサにより測定した環境情報を観測値イベントとしてサーバに送信し、センサノードが異常検知センサにより環境の異常発生を検知すると、サンプリング周波数を増大させて環境情報を測定し、予め設定された最大送信量を超えないように送信量を増大させて、測定した環境情報を観測値イベントとしてサーバに送信する。【選択図】  図５
2010020504.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のセンサノードとサーバとからなるセンサネットワークシステムにおける通信制御方法であって、
上記センサノードは、
センサにより所定のサンプリング周期で環境情報を測定し、
所定の送信量で上記環境情報を観測値イベントとして上記サーバに送信し、
上記センサノードの異常検知センサにより環境の異常発生を検知すると、上記サンプリング周波数を増大させて上記環境情報を測定し、予め設定された最大送信量を超えないように上記送信量を増大させて、上記観測値イベントを上記サーバに送信する通信制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の通信制御方法であって、
上記センサノードは、上記異常検知センサにより上記環境の異常の終了を検知すると、上記サンプリング周波数を減少させる一方、上記増大した送信量は維持する通信制御方法。
【請求項３】
請求項１に記載の通信制御方法であって、
上記サーバは、上記複数のセンサノードそれぞれから受信する観測値イベントの平均流入量を算出し、上記平均流入量が所定の値より大きいセンサノードに対して、送信タイミング及び送信量を制御するためのコマンドを送信し、
上記センサノードは、受信する上記コマンドに基づいて、自己の送信タイミング及び上記送信量を設定する通信制御方法。
【請求項４】
請求項１に記載の通信制御方法であって、
上記サーバは、上記複数のセンサノードそれぞれから受信する統計値イベントに基づいて送信許可量を算出し、当該送信許可量が所定の値より大きいセンサノードに対して、送信タイミング及び送信量を制御するためのコマンドを送信し、
上記センサノードは、上記コマンドに基づいて、自己の送信タイミング及び送信量を設定し、
上記送信許可量は、上記センサノードのメモリ容量、重要イベント数、メモリ残量の少なくとも何れか１つから算出される通信制御方法。
【請求項５】
請求項４に記載の通信制御方法であって、
上記センサノードは、上記統計値イベントを上記観測値イベントとは異なるタイミングで上記サーバに送信する通信制御方法。
【請求項６】
請求項１に記載の通信制御方法であって、
上記センサノードは、上記環境情報の重要度を算出し、
上記センサノードのメモリ残量が、上記重要度ごとに定められた所定の値より小さい場合に、上記環境情報の精度を低減してメモリに記録する通信制御方法。
【請求項７】
請求項１に記載の通信制御方法であって、
上記センサノードは、上記測定した環境情報の重要度を算出し、
上記センサノードのメモリ残量に基づいて、重要度の閾値を設定し、
上記閾値より小さい重要度の環境情報をメモリから削除する通信制御方法。
【請求項８】
複数のセンサノードとサーバからなるセンサネットワークシステムであって、
上記センサノードは、
所定のサンプリング周期で環境情報を測定するセンサと、
上記環境情報を観測値イベントとして上記サーバに送信する送信部と、
環境の異常発生を検知する異常検知センサと、
上記環境の異常発生が検知された場合に、上記サンプリング周波数を増大させて上記環境情報を測定し、予め設定された最大送信量を超えないように上記送信量を増大させて、上記観測値イベントを上記サーバに送信するように制御する制御部と、を有するセンサネットワークシステム。
【請求項９】
請求項８に記載のセンサネットワークシステムであって、
上記制御部は、上記異常検知センサにより上記環境の異常の終了を検知すると、上記サンプリング周波数を減少させる一方、上記増大した送信量を維持するように制御するセンサネットワークシステム。
【請求項１０】
請求項８に記載のセンサネットワークシステムであって、
上記サーバは、上記複数のセンサノードそれぞれから受信する統計値イベントに基づいて送信許可量を算出する統計値判断部と、
当該送信許可量が所定の値より大きいセンサノードの送信タイミング及び送信量を決定する通信スロット決定部と、
上記送信タイミング及び上記送信量をスロット変更コマンドとして上記センサノードに送信する通信部と、を有し、
上記センサノードの制御部は、上記スロット変更コマンドに基づいて、自己の送信タイミング及び送信量を設定し、
上記送信許可量は、上記センサノードのメモリ容量、重要イベント数、メモリ残量の少なくとも何れか１つから算出される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】
原子力発電所の配管や工場機器等の振動加速度を複数のセンサノードにより観測し、観測した加速度を無線経由でサーバに収集し、サーバにおいて周波数スペクトル解析等を用いた異常診断を行うことによる予防保全システムに関し、多数のノードが高頻度に通信を行う、非常に混雑した通信環境において、ノード間の通信輻輳を防止するスケジューリング方法、および配管異常・地震等の異常を遅滞なくサーバに伝達することを可能とする通信フロー制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサノード、ルータノード、ゲートウェイノード、及び、センサネットサーバから構成されるセンサネットシステムが近年開発されてきている。センサノードは、センサ、無線通信機、マイコンを備え、センサにより観測を行い、観測値を送信する小型計算デバイスである。ルータノードは、無線通信機、マイコンを備え、センサノードから受信した観測値を中継する小型計算デバイスである。ゲートウェイノードは、無線通信機、有線通信機、マイコンを備え、センサノードやルータノードから受信した観測値をイーサネット等の有線回線に配送する。センサネットサーバは、ゲートウェイと有線回線で接続し、観測値を収集し、観測値の蓄積・解析・表示・アプリケーションへの配送を行う。
【０００３】
従来のセンサネットにおいては、複数のセンサノードからの通信輻輳を防止する方式、および状況に応じた観測を行う方式が提案されている。
【０００４】
通信輻輳を防止する従来方式としては、以下の二種類が開示されている。
センサノード側のみの自律制御による方式として、通信失敗時に乱数時間待機して再送することにより、確率的に輻輳を防止する方式が広く知られている（従来例１）。
【０００５】
また、センサネットサーバ側のみの制御による方式として、観測周期・送信周期が時間的に固定であり、観測と送信が同期しているという条件のもと、センサネットサーバが複数のセンサノードに対し、センサノードが検知した情報に基づいて観測タイミング・送信タイミングをずらして送信するよう命令するという方式が特許文献１に開示されている（従来例２）。
【０００６】
従来のセンサネットシステムの対象は、環境温度を10分に1回観測して送信するなど通信量が低いシステムや、センサノードが数個から構成されるなどセンサノード数が少ないシステムが中心であった。そのため、センサノードからセンサネットサーバに到来する単位時間あたりの通信量が小さく、通信量が観測値の内容により増減したとしても、再送による確率統計的な輻輳防止手段（従来例１）や、センサノードの送信タイミングを固定タイミングでずらすことによる輻輳防止手段（従来例２）で十分対応可能であった。
【０００７】
また、センサノードの監視対象が異常状況となる時点において、異常状況を時間的に詳細に観測するため、通常は固定間隔で観測を行い、観測値が異常な値を示した時に観測周期を高頻度に変更したいという要求がある。この要求を解決する従来方式としては、以下の二種類が開示されている。
【０００８】
センサノード側のみの自律制御による方式として、観測値が閾値を超えるなど、センサノードに予め登録された異常判定ルールに合致した場合、観測と送信が同期しているという条件のもと、観測周期・送信周期を動的に高頻度に変更する方式が広く知られている（従来例３）。
【０００９】
また、センサネットサーバの制御による方式として、センサノードの観測値をセンサネットサーバが収集し、観測値があらかじめ定められた閾値の近傍にある、観測値の時系列変化のばらつきが大きい、観測値の時系列変化により近い将来に閾値を超過するなどの判定基準に合致した場合、センサネットサーバが観測周期・送信周期の変更をセンサノードに命令することにより、観測と送信が同期しているという条件のもと、観測周期・送信周期を動的に高頻度に変更する方式が特許文献２に開示されている（従来例４）。
【００１０】
【特許文献１】特開2006-003946号公報
【特許文献２】特開2004-234622号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明のセンサネットワークシステムを適用する対象となるのは、配管やポンプ、モータ等の機器の振動をモニタリングすることによる異常診断・予防保全システムである。具体的には、400 Hz - 1 kHz程度の振動を計測する電池駆動振動センサノードを、配管、機器等の100箇所ないし10、000箇所に常時設置し、異常検知を行う。各センサノードはその対象物の振動状況によりサンプリング周波数（400 Hzで観測する）、観測周期（１時間1回観測する）、観測時間（１分間観測を行う）、送信量（送信速度×送信期間）、送信タイミングなどの複数の条件下で観測・送信を行う。
【００１２】
本発明のセンサネットワークシステムが対象とするのは、上述の条件で観測を行った場合における非常に混雑した通信環境である。そして、非常に混雑した通信環境において異常現象が発生した場合に、通信輻輳を防止しながらセンサノードは所定の情報をなるべく早くセンサネットサーバに伝達することを目的とする。
【００１３】
例えば、配管やポンプ、モータ等の機器等の故障により異常振動が発生し、センサノードが異常振動を検知した場合、異常振動に対処するために必要な時間以内で、センサノードは異常発生をセンサネットサーバに伝達する必要がある。また、地震発生時など、複数のセンサノードが同時に異常振動を検知した場合においても、検知情報を地震に対処するために必要な時間以内でセンサネットサーバに伝達する必要がある。
【００１４】
従来例１のように乱数時間待機した後再送信を行う方式では、非常に混雑した通信環境では再び通信輻輳が発生してしまう確率が極めて高い。
【００１５】
従来例２のように観測周期・送信周期が時間的に固定されている方式では、センサノードは、予め決められた観測周期・送信周期においてのみ観測・送信を行う。そのため、異常振動が短く観測周期の間で終了する場合、異常情報を観測し、サーバに伝達することはできない。さらに、サーバから命令が届くまでに異常振動が終了する場合には、異常情報の詳細を観測することはできない。
【００１６】
従来例３のようにセンサノードが状況に応じて観測周期・送信周期を変更する場合、非常に混雑した通信環境では通信輻輳が発生してしまう。
【００１７】
従来例４のようにセンサネットサーバが観測周期・送信周期を動的に制御する場合でも、全てのセンサノードの観測周期・送信周期が変更されるまで一定の時間が必要となり、その時間において発生した異常現象の情報が観測できない可能性があった。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
センサノードは、センサにより測定した環境情報を観測値イベントとしてサーバに送信し、センサノードが異常検知センサにより環境の異常発生を検知すると、サンプリング周波数を増大させて環境情報を測定し、予め設定された最大送信量を超えないように送信量を増大させて、測定した環境情報を観測値イベントとしてサーバに送信する。
【発明の効果】
【００１９】
非常に混雑した通信環境において異常現象が発生した場合に、通信輻輳を防止しながらセンサノードは所定の情報をセンサネットサーバにできる限り早く伝達することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
＜本発明の第一の実施形態＞
以下、本発明の第一の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
＜センサネットワークシステムの構成＞
図１は、本発明を適用するセンサネットワークシステム（以下、センサネットシステム）の機能の要部を示すブロック図である。
【００２１】
センサネットシステムは、センサネットサーバ１０１と、ゲートウェイ１０２（図中ＧＷ１〜ＧＷｘ）と、ルータノード１０３（図中ＲＴ１〜ＲＴｘ）と、センサノード１０４（図中ＳＳ１〜ＳＳｘ）と、管理計算機１０５と、クライアント計算機１０６と、有線センサ１０７と、ＲＦＩＤリーダ１０８及びＬＡＮ（Local Area Network）１０９を備える。
【００２２】
ＬＡＮ１０９は、センサネットサーバ１０１と、ゲートウェイ１０２と、管理計算機１０５と、クライアント計算機１０６及び有線センサ１０７を相互に接続する。
【００２３】
センサノード１０４は、当該センサネットシステムに分散されて複数設置される。図１のセンサネットシステムには、９個のセンサノード１０４（図中ＳＳ１〜ＳＳ９）が設置されているが、いくつ設置されてもよい。それぞれのセンサノード１０４は、ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２、タスクマネージャ１２４、センサ制御部１２５及び電源管理部１２６を備える。
【００２４】
ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２は、ＺｉｇＢｅｅプロトコルを用いて、ゲートウェイ１０２又はルータノード１０３と通信する。タスクマネージャ１２４は、センサネットサーバ１０１から発行された要求に従って、センサノード１０４に設定されている情報を変更する。なお、センサネットサーバ１０１から発行された要求は、センサノード１０４に対して何らかの処理を依頼するための情報である。例えば、タスクマネージャ１２４は、センサネットサーバ１０１から発行された要求に従って、当該センサノード１０４の起動間隔又は転送モードを変更する。
【００２５】
センサ制御部１２５は、センサ制御部１２５に備わるセンサを用いて、環境情報（例えば、温度、湿度、振動など）を観測する。電源管理部１２６は、当該センサノード１０４の電源を制御する。例えば、電源管理部１２６は、予め設定されている起動間隔で電力を供給することによって、当該センサノード１０４を間欠的に起動させる。
【００２６】
センサノード１０４は、当該センサノード１０４に備わるセンサを用いて、環境情報を観測する。そして、センサノード１０４は、観測した環境情報を観測イベントとして、ＰＡＮ（Personal Area Network）等の無線ネットワークを介してセンサネットサーバ１０１に送信する。なお、観測イベントは、センサノード１０４又はセンサネットサーバ１０１によって発行される。また、観測イベントには、当該観測イベントの発行元の状態又は状態変化を示す情報が格納される。
【００２７】
本実施形態では、それぞれのセンサノード１０４は、振動センサを備える。そして、センサノード１０４は、設置された場所の環境情報である振動を観測し、観測した振動を観測イベントとしてセンサネットサーバ１０１に送信する。ここで、振動センサとしては、後述するようにセンサノード１０４の周囲の加速度を計測する３軸加速度センサを採用することができる。
【００２８】
センサノード１０４は、更に、ＲＦＩＤタグを備えていてもよい。この場合、当該センサネットシステムは、ＲＦＩＤリーダ１０８を備える。ＲＦＩＤタグには、当該ＲＦＩＤタグに固有の識別子が格納されている。ＲＦＩＤリーダ１０８は、ＲＦＩＤタグに格納されている固有の識別子を読み取る。
【００２９】
ルータノード１０３は、ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２及びルーティングマネージャ１２１を備える。ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２は、ＺｉｇＢｅｅプロトコルを用いて、ゲートウェイ１０２と、センサノード１０４又は他のルータノード１０３と通信する。ルーティングマネージャ１２１は、外部から受信した情報の転送先を判定する。
【００３０】
ルータノード１０３は、センサノード１０４によって観測された環境情報又はセンサネットサーバ１０１から発行された要求等を受信し、ゲートウェイ１０２やセンサノード１０４又は他のルータノード１０３に転送する。すなわち、本実施形態の無線ネットワークは、マルチホップの環境で構成される。
【００３１】
ゲートウェイ１０２は、ＬＡＮ通信部１２０と、ルーティングマネージャ１２１と、ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２及びＰＡＮ制御部１２３を備える。ＬＡＮ通信部１２０は、ＬＡＮ１０９を介して、センサネットサーバ１０１と通信する。ルーティングマネージャ１２１は、外部から受信した情報の転送先を判定する。ＺｉｇＢｅｅ通信部１２２は、ＺｉｇＢｅｅプロトコルを用いて、ルータノード１０３又はセンサノード１０４と通信する。ＰＡＮ制御部１２３は、上記センサノード104、ルータノード103、ゲートウェイ102から構成される無線ネットワークであるＰＡＮの生成・消滅を管理する。ゲートウェイ１０２は、センサノード１０４によって観測された環境情報又はセンサネットサーバ１０１から発行された要求等を受信し、センサネットサーバ１０１と、ゲートウェイ１０２と、ルータノード１０３又はセンサノード１０４に転送する。
【００３２】
センサネットサーバ１０１は、ＬＡＮ通信部１２０と、履歴データベース１１６と、管理機能１１２と、解析機能１１０及び警報機能１１１を備える。ＬＡＮ通信部１２０は、ＬＡＮ１０９を介して、ゲートウェイ１０２、管理計算機１０５、クライアント計算機１０６及び有線センサ１０７と通信する。
【００３３】
管理機能１１２は、センサノード１０４によって観測された観測値（センシングデータ）を、履歴データベース１１６に格納する。履歴データベース１１６には、センサノード１０４によって観測された観測値の履歴が記憶される。
【００３４】
また、管理機能１１２は、管理計算機１０５から発行された要求等に基づいてセンサノード１０４に対してコマンドを発行し、センサノード１０４の制御を行う。また、管理計算機１０５から発行された要求等に基づいて履歴データベース１１６から観測値を取り出す。また、解析機能１１０を用いて後述するように観測値を解析する。
【００３５】
警報機能１１１は、センサノード１０４によって観測された観測値や、解析機能１１０を用いて解析された結果を用いて異常の判定を行い、異常を判定したときには管理計算機１０５やクライアント計算機１０６に対し、警報を発行する。
【００３６】
管理計算機１０５は、当該センサネットシステムの管理者によって操作される。管理計算機１０５は、管理者の操作を契機に、各種要求をセンサネットサーバ１０１に送信する。
【００３７】
クライアント計算機１０６は、当該センサネットシステムのクライアントによって操作される。クライアント計算機１０６は、各種アプリケーションを実行する。また、クライアント計算機１０６は、センサノード１０４によって観測された観測値や警報情報を、センサネットサーバ１０１から受信する。クライアント計算機１０６は、受信した観測値や警報に基づいて、各種処理を行う。
【００３８】
有線センサ１０７は、観測値を観測する。そして、有線センサ１０７は、観測した環境情報を、ＬＡＮ１０９を介してセンサネットサーバ１０１に送信する。
【００３９】
＜原子力プラント配管振動予防保全に対する適用例＞
図２に本実施形態のセンサネットシステムを原子力発電プラントの配管系統の監視に適用した場合の建屋の概略図を示す。配管系統は、ポンプ２０１や弁２０２、これらを繋ぐ配管２０３、配管の分岐２０４、配管の屈曲店であるエルボ２０５、配管継目２０６及び配管２０３を支える配管サポート２０７から構成される。
【００４０】
配管２０３の障害は次の原因で発生すると考えられる。第一の原因としては、振動により配管継目２０６に加えられる応力の繰り返し回数が、配管２０３の疲労限界回数を超えて加えられることにより配管継目２０６にクラックが発生し、水漏れが発生する。第二の原因としては、配管サポート２０７に加えられる応力の繰り返し回数が、配管サポート２０７の疲労限界回数を超えて加えられることにより配管サポート２０７が破壊され、この破壊により配管２０３自体に想定外の応力が加わり、配管２０３の破断が発生し、水漏れが発生する。第三の原因としては、ポンプ２０１のキャビテーション等の影響により配管２０３の内部に流体による衝撃が繰り返して加えられ、配管２０３の内部の肉厚が減じられる。配管２０３の肉厚が閾値を超えて小さくなった時点で水漏れが発生する。
【００４１】
上記のような配管２０３の障害を抑止するため、配管２０３にセンサノード１０４を配置してセンサネットサーバ１０１で配管２０３に加わる振動を監視する。センサノード１０４の設置位置としては、大きな振動が予測される分岐２０４やエルボ２０５を中心に設置する。センサノード１０４は、複数の配管２０３の各所に固定され、原子力発電プラント全体では数百乃至数千のセンサノード１０４を備える。このように、本適用例は、配管やポンプ等の機器の振動をモニタリングするセンサネットシステムであって、数百乃至数千もの多数のセンサノードが、配管やポンプ等の機器に設置される。
＜センサネットサーバの構成＞
図３は、本実施形態のセンサネットサーバ１０１の構成のブロック図である。
【００４２】
センサネットサーバ１０１は、メモリ３０３と、外部記憶装置３０６と、ＣＰＵ３０４と、通信装置３０７と、キーボード３０１と、ディスプレイ３０２及びＡＣアダプタ３０５を備える。
【００４３】
メモリ３０３は、ＣＰＵ３０４によって実行されるプログラム及びＣＰＵ３０４によって必要とされる情報等を記憶する。外部記憶装置３０６は、不揮発性の記憶装置であり、プログラム及び情報を記憶する。例えば、外部記憶装置３０６は、ハードディスク（ＨＤＤ）である。具体的には、外部記憶装置３０６は、履歴データベース１１６を記憶する。
【００４４】
ＣＰＵ３０４は、外部記憶装置３０６に記録されているプログラムをメモリ３０３に格納して実行することによって、各種処理を行う。
【００４５】
通信装置３０７は、ＬＡＮ１０９を介して、ゲートウェイ１０２、管理計算機１０５、クライアント計算機１０６及び有線センサ１０７と通信する。
【００４６】
キーボード３０１には、管理者から各種情報が入力される。そして、キーボード３０１は、管理者から入力された情報をＣＰＵ３０４に送信する。なお、センサネットサーバ１０１は、キーボード３０１の代わりに、その他の入力装置を備えてもよい。ディスプレイ３０２は、ＣＰＵ３０４から受信した情報を表示する。
【００４７】
＜センサノード＞
図４は、本実施形態のセンサノード１０４の構成のブロック図である。
【００４８】
センサノード１０４は、環境情報を観測し、観測した観測情報を観測イベントとして発行する。センサノード１０４は、メモリ４１１と、Ｆｌａｓｈ  Ｍｅｍｏｒｙ等の不揮発性メモリで構成された外部記憶装置４１２と、マイクロコンピュータ等のＣＰＵ４１３と、アンテナ４１４と、無線通信装置４１５と、電池４１６と、センサ４１７と、ピークホールド回路４１９と、ボタン４１８と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）４２０と、ＣＰＵに電力を供給する電源４２６及びＡ／Ｄ変換器４２１を備える。
【００４９】
ＣＰＵ４１３にはメモリ４１１が含まれる。メモリ４１１は、ＣＰＵ４１３によって実行されるプログラム及びセンサノードの最新観測値情報などのＣＰＵ４１３によって必要とされる情報等を記憶する。外部記憶装置４１２は、不揮発性の記憶装置であり、プログラム及び情報を記憶する。ＣＰＵ４１３は、外部記憶装置４１２に記録されているプログラムをメモリ４１１に格納して実行することによって、各種処理を行う。
【００５０】
アンテナ４１４は、外部に対してアナログ信号を送受信する。無線通信装置４１５は、アンテナ４１４から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換する。また、無線通信装置４１５は、デジタル信号をアナログ信号に変換して、アンテナ４１４から送信する。これによって、無線通信装置４１５は、ＰＡＮを介してセンサネットサーバ１０と無線で通信する。
【００５１】
センサ４１７は、環境情報を観測する。センサ４１７の代表例は、センサ周囲の振動を計測する３軸加速度センサである。積分回路４２２はセンサ４１７より取得される電圧を積分することにより加速度を算出する。なお、３軸は、後述するように直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示す。センサ４１７の他の例として、温度センサ、湿度センサ、照度センサ、ボルトの緩みを検知するひずみセンサ、扉の開閉を検知する圧力センサ、人の存在を検知する赤外線センサ、又は脈拍を検知する赤外線センサなどがある。
【００５２】
ピークホールド回路４１９は、一定時間内で、センサ４１７の信号の最大値を保持する機能（ピークホールド機能）と、最小値を保持する機能（ボトムホールド機能）と、最大値と最小値の差を保持する機能（ピークツーピークホールド機能）のいずれか一つあるいはすべてを有するアナログ回路である。観測対象が３軸加速度の場合、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれの三個の加速度センサ（図示省略）に対し、それぞれピークホールド回路４１９を用意する。なお、センサ値および最大値、最小値はＡ／Ｄ変換器４２１によりデジタル信号化され、シリアル通信を経由してＣＰＵ４１３に入力される。
【００５３】
電池４１６は、当該センサノード１０４に電力を供給する。電池４１６はそれぞれ、ＣＰＵ４１３に電力を供給する電源４２６と、加速度センサ基盤に電力を供給する電源４２５と接続し、電力を供給する。
【００５４】
ボタン４１８は、作業者によって操作される。ＬＣＤ４１９及びＬＥＤ４２０は、各種情報を出力する。なお、センサノード１０４は、ＬＣＤ４１９又はＬＥＤ４２０のいずれか一方のみを備えてもよい。
【００５５】
センサノード１０４を構成する各部は、消費電力を削減するため、通常、電流が通っていないスリープ状態となっている。そして、ＣＰＵ４１３は、リアルタイムクロックＲＴＣ４２４に予め設定された所定の間隔ごとに起動され、動作状態に遷移し、所定の処理を実行後スリープ状態に遷移する。割り込み発生回路４２３は、ＣＰＵ４１３がスリープ状態において、上記ピークホールド回路４１９があらかじめ設定しておいた閾値を超過した時点で割り込みを発生させることにより、ＣＰＵ４１３を起動させることを可能とする。
＜機能概要＞
図5を用いて本実施形態の機能概要について説明する。
【００５６】
センサノード104は、観測機能602、観測値の重要度判定機能603、観測値の精度低減機能605、観測値の蓄積機能606、観測値の送信機能608から構成され、センサネットサーバ101は、観測値の流入量解析機能1602、統計量判断機能1604から構成される。
【００５７】
第１の方法として、観測対象に異常が発生した場合、センサノードは内蔵する異常検知センサ（図示省略）により観測対象の異常を検知し、観測機能602によりサンプリング周波数を増加させて観測を開始する。センサノードは、観測値を蓄積機能606によりメモリ上に蓄積し、センサネットサーバがあらかじめ指示した最大送信量を超えないように、送信量を増加させて送信機能608により送信を行う。異常が終了した場合、センサノードは、異常検知センサにより異常の終了を検知し、サンプリング周波数を異常検知前の値に戻す。一方、増加させた送信量はメモリ上の観測値がなくなるまで維持する。これにより、通信が混雑している場合において異常が発生したときでも、輻輳を生じることなく、異常発生や異常振動の詳細をできる限り早くセンサネットサーバに伝達することができ、観測対象の異常が短い場合でも異常振動の詳細を観測することができる。
【００５８】
第２の方法として、センサネットサーバ104の流入量解析機能1602又は統計量判断機能1604は、センサノードごとの観測イベントの流入量あるいは統計量の値からセンサノードごとに送信タイミングおよび送信量の最適値を算出する。そして、センサノードに制御コマンドを発行し、各センサノードが該制御コマンドに従い送信タイミングおよび送信量を変化させる。これにより、サンプリング周波数の増加が長期間継続する場合においても輻輳なく通信を行うことが可能となる。
【００５９】
観測対象の異常がさらに長期間継続する場合、あるいは地震発生時などのように複数のセンサノードが同時に異常を観測する場合、蓄積される観測値が各センサノードのメモリ容量を超過する可能性がある。そこで、第３の方法としてセンサノードの蓄積機能606はメモリ上に蓄積した観測値量がメモリ限度付近に来たときに、精度低減機能605は、重要度判定機能603による重要度判定結果に基づいて観測値の精度低減を行う。あるいは、観測値破棄機能605は、すでに蓄積された観測データを破棄する。これにより、サンプリング周波数の増加が複数のセンサノードにおいて同時に発生したとき、観測対象の異常が長期間継続するときでもメモリ容量を超過することなく、センサネットサーバに送信すべき重要な観測値を送信することが可能となる。
＜センサノードの機能概要＞
図6は、センサノード104の機能を示す。センサノード104の機能構成は、観測値流入制御機能601と、観測機能602と、重要度判定機能603と、精度低減機能604と、観測値破棄機能605と、観測値テーブル606と、統計値テーブル607と、観測値送信機能608と、送信量決定機能609と、観測値取得機能610と、統計値送信機能611と、コマンド処理機能612から構成される。観測値テーブル606には観測値構造体613が0個以上格納される。また、統計値テーブル607には、重要度に対する観測値数が重要度数分格納される。
＜データ構造＞
図7を用いて、図6における観測値構造体613の構造について説明する。観測値構造体613は、観測値の時系列集合を1個以上格納する。たとえば観測値構造体613には、400 Hzで観測した1秒分の3軸加速度(x、y、z)の集合400個が格納される。観測値構造体613には、観測値を一意に識別する観測値シーケンス番号701、観測を行った時刻を識別する観測時刻702、観測値の重要性を示す重要度703、観測波形のサイズをバイト単位で指定する観測波形サイズ704、可変長のサイズを持つ観測波形705から構成される。観測波形705は、たとえばX軸加速度、Y軸加速度、Z軸加速度をそれぞれ2バイトずつが400 Hzで1秒分の400組格納される。
【００６０】
図8を用いて、センサノード104とセンサネットサーバ101間の無線通信メッセージの構造について説明する。無線通信メッセージは、センサノード104からセンサネットサーバ101へ送信されるセンサノードの状態の変化を通達するイベント通信と、センサネットサーバ101からセンサノードへ送信されるセンサノードに対する命令を示すコマンド通信とに分類される。それぞれの分類はメッセージ構造内のMessageType 803により識別される。コマンド通信の場合、NodeID 801はコマンド発行先であるセンサノードの識別子が格納される。また、イベント通信の場合、NodeID 801はイベント発行元であるセンサノードの識別子が格納される。センサネットサーバ101はコマンド通信を発行する場合、個々のコマンドを識別するSequenceNumber 802を設定する。またセンサノードはイベント通信を発行する場合、個々のイベントを識別するSequenceNumber 802を設定する。また無線通信メッセージを発行するセンサネットサーバ101あるいはセンサノードは、それぞれコマンドの種類、イベントの種類を識別するための識別子であるMessageID 804を設定する。Parameters 805の内容は、MessageType 803およびMessageID 804に対して一意に定義される。
【００６１】
図9を用いて、センサネットサーバ101が発行するコマンドの種類と、センサノード104が発行するイベントの種類について説明する。なお図9は本発明を説明するために必要なコマンド・イベントのみを記載しており、センサネットサーバ101は、目的に応じて図9に記載していないコマンドを発行してもかまわず、同様にセンサノード104は、目的に応じて図9に記載していないイベントを発行してもかまわない。
【００６２】
通信スロット指定コマンド901は、センサノードが観測値イベント902を発行するタイミングを制御することを目的としたコマンドであり、パラメータとしてデータ通信時間Ｔ904、制御時間Ｄ905、データ送信タイミングＰ906、データ送信期間Ｑ907を格納する。
【００６３】
観測値イベント902は、センサノード104が観測し、図7に示す観測値構造体613をセンサネットサーバ101へ送信するイベントである。パラメータとして、観測値シーケンス番号701、観測時刻702、重要度703、観測波形サイズ704、観測波形705を格納する。
【００６４】
統計値イベント903は、センサノードの現在の状況を示すイベントである。パラメータとして、センサノードのメモリ残量908、メモリ蓄積量909、重要イベント数910を記載する。重要イベント数910とは、重要度に応じた観測値数であり、図6の統計値テーブルで示したとおり、重要度の数だけ複数個存在する。
＜センサネットサーバの機能構成＞
図16は、センサネットサーバ101の機能を示す。センサネットサーバ101の機能構成は、観測値収集機能1601と、観測値データベース116と、流入量解析機能1602と、通信スロット決定機能1603と、統計値判断機能1604とから構成される。
【００６５】
以上のセンサノードの機能及びセンサネットサーバの機能に基づいて、図5において説明した第２の方法及び第３の方法の詳細を説明する。
＜第２の方法＞
図13のタイムチャートを用いて、第２の方法におけるセンサノード104とセンサネットサーバ101の間の通信方式について説明する。  センサノード104とセンサネットサーバ101の通信は、データ通信期間Ｔ1301と制御時間Ｄ1302が交互に繰り返される構造となる。ここで、データ通信期間Ｔとは、センサノードが観測値イベントを送信し、センサネットサーバが当該観測値イベントを受信する期間である。また、制御時間Ｄとは、センサノードが統計値イベントを送信し、センサネットサーバが、観測値イベント又は統計値イベントから算出した送信タイミング及び送信量をスロット変更コマンド901としてセンサノードに伝達する期間である。
【００６６】
センサネットサーバは、期間Ｔの間、センサノードから観測値イベント902を受信するために待機する。次に期間Ｄの間、センサノードへ通信スロット指定コマンド901を発行し、またセンサノードから統計値イベント903を受信するために待機する。
【００６７】
センサネットサーバは、それぞれのセンサノードに対し、通信スロット指定コマンド901を発行することにより、データ通信期間Ｔ、制御期間Ｄ、データ送信タイミングＰおよびデータ送信期間Ｑを通達する。データ通信期間Ｔおよび制御期間Ｄは全てのセンサノードに対し、共通な値を送信する。なお、本実施形態ではデータ通信期間Ｔと制御期間Ｄを通信スロット指定コマンド901に含める例について説明したが、通信スロット指定コマンド901に含めずに、予めセンサノードに設定されていてもよい。
【００６８】
データ送信タイミングＰは、データ通信期間Ｔ内で観測値イベントの送信を開始するタイミングを示すものである。データ送信タイミングＰは、0から1の間を取る実数であり、それぞれのセンサノードに対し、異なる値を送信する。センサノードは、データ通信期間Ｔ開始後、Ｐ×Ｔ時間遅延してデータ通信を開始する。また、データ送信期間Ｑは、観測値イベントの送信開始から継続して送信を行う期間を示すものである。データ送信期間Ｑは、0から1の間を取る実数であり、それぞれのセンサノードに対し、異なる値を送信する。センサノードは、データ通信開始後、Ｑ×Ｔ時間の間データ通信を行うことができる。なお、本実施形態では、データ送信速度を一定の下でデータ送信期間Ｑを制御することにより、データ送信量を制御する例について説明した。
【００６９】
図13においてｎ周期目のデータ通信期間1301は、時刻ｎ（Ｔ＋Ｄ）から開始される。またｎ周期目の制御期間1302は、時刻ｎ（Ｔ＋Ｄ）＋Ｔから開始される。同様に、ｎ＋１周期目のデータ通信期間は、時刻（ｎ＋１）（Ｔ＋Ｄ）から開始され、ｎ＋１周期目の制御期間は、時刻（ｎ＋１）（Ｔ＋Ｄ）＋Ｔから開始される。また、データ送信タイミングＰを割り当てられたセンサノードは、ｎ周期目には期間1305の間データ送信を行う。期間1305の開始時刻はｎ（Ｔ＋Ｄ）＋ＰＴとなる。同様にｎ＋１周期目のデータ送信期間の開始時刻は（ｎ＋１）（Ｔ＋Ｄ）＋ＰＴとなる。
【００７０】
このように、センサノードごとの観測値イベントの流入量あるいは統計量の値からセンサノードごとに送信タイミングおよび送信量の最適値を算出して、各センサノードの送信タイミングおよび送信量を変化させることにより、サンプリング周波数の増加が長期間継続する場合においても輻輳なく通信を行うことが可能となる。
【００７１】
次に、図13の統計値イベントを送信するセンサノードの統計量送信機能611について説明する。統計量送信機能611は、図13における制御期間1303の開始時刻ｎ（Ｔ＋Ｄ）＋ＴにＲＴＣ424により呼び出され、通信機415に対し、統計値イベント903を発行する。統計値イベント903のパラメータにおけるメモリ残量907、メモリ蓄積量908は、観測値テーブル606における残メモリ量およびすでに蓄積された観測値構造体の占有するメモリ量である。重要イベント数910は、図6の統計値テーブル607から取得する。重要イベント数910は重要度の数だけ複数個存在する。
【００７２】
図13に示したとおり、統計値イベント903は制御期間1303のみに発行される。制御期間1303の間は全てのセンサノードにおいて観測値イベント902を発行しないため、通信量は観測値イベント902の量によらない。したがって、ＰＡＮに接続するセンサノード数に対し、十分長い制御期間1303を設定しておくことにより、観測値イベント902の量により通信が輻輳することは避けられる。
【００７３】
次に、センサネットサーバの統計値判断機能1604について説明する。統計値判断機能1604は、通信機120より統計値イベント903を受信することより呼び出され、図17のフローチャートに従い動作する。そして、図13における送信タイミング及び送信期間を決定するための送信許可量を算出する。
[STEP 1] 管理対象の全てのセンサノードより、送信許可量を算出する。ここで、送信許可量とは、上述の送信タイミング及び送信期間を決定するための指標であり、具体的には、センサノードより到来する図9の統計値イベント903から送信許可量を算出する。第一の実装では、統計値イベント903のメモリ蓄積量909を対象センサノードの送信許可量とする。第二の実装では、統計値イベント903の重要イベント数910を対象センサノードの送信許可量とする。第三の実装では、統計値イベント903のメモリ残量908の逆数を対象センサノードの送信許可量とする。
[STEP 2] STEP 1でセンサノード毎に算出した送信許可量のいずれか一つが、予め設定された送信許可量に対する閾値を超過しない場合、終了する。ここで、閾値とは、メモリ蓄積量、重要イベント数、メモリ残量に基づいて、センサネットサーバが制御するか否かを決める基準である。例えば、あるセンサノードのメモリ蓄積量が所定値を超える場合には、当該センサノードの送信タイミング及び送信量を制御する必要があると判定する。
[STEP 3] 図18の通信スロット決定を実行する。
【００７４】
次に、図13の観測値イベントを送信するセンサノードの処理について説明する。センサノードは、図6の送信量決定機能609において送信量を決定し、観測値取得機能610を用いて送信対象とする観測値を取得し、観測値送信機能608により観測値をサーバへと送信する。
【００７５】
図15を用いて、図6の送信量決定機能609について説明する。送信量決定機能609は、観測値送信機能608より呼び出され、図15のフローチャートに従い動作する。
[STEP 1]最大送信量を算出する。センサネットサーバ101から、通信スロット指定コマンド901により指定されたデータ送信期間Ｑ×データ通信期間Ｔを、送信間隔で割ることにより最大送信量を計算する。
[STEP 2]送信要求量を算出する。ここで送信要求量とは、メモリ蓄積量に基づいて算出されるものであり、センサノードが送信量を決定する際の１つの指標となるものである。第一の実装では、要求送信量として、メモリ蓄積量を選択する。第二の実装では、送信要求量として、メモリ蓄積量に比例する送信量を選択する。これにより、急激な観測値増加に対し、送信量のピークを遅延させることにより、他ノードとの調整時間を確保することを可能とする。第三の実装では、要求送信量として、メモリ蓄積量に、（流入量−前回の流出量）に比例する値を加えたものを選択する。
[STEP 3]  最大送信量と要求送信量のどちらか小さい方を返戻する。つまり、送信要求量が最大送信量より小さい場合には、送信要求量を選択する。このように送信要求量を用いることにより、常に最大送信量で観測値イベントを送信することを避け、輻輳が生じる可能性を低減することができる。なお、すべてのノードが常に最大送信量で送信するように実装してもよい。この場合、より短い時間で観測値イベントを送信することができる。
【００７６】
次に観測値取得機能610について説明する。観測値取得機能610 は、観測値送信機能608より呼び出され、観測値テーブル606から以下の規則で観測値構造体613を取得する。第一の実装では、観測値テーブル606から観測時刻702が最も過去のものから順に観測値構造体613を選択し、返戻する。第二の実装では、観測値テーブル606から重要度703が最も大きな値のものから順に選択し、重要度703が同じものにおいては観測時刻702が最も過去のものから順に観測値構造体613を選択し、返戻する。
【００７７】
次に、観測値送信機能608について説明する。観測値送信機能608は、図13における期間1305の開始時刻ｎ（Ｔ＋Ｄ）＋ＰＴにタイマ424より呼び出され、通信機415に対し、図14のフローチャートに従い動作し、観測値イベント902を発行する。
[STEP 1] 送信量決定機能609から送信量を取得する。
[STEP 2] 観測値取得機能610から観測値を取得する。
[STEP 3] 通信機415に対し、図9の観測値イベント902を発行する。
[STEP 4] 送信に失敗したときは、送信間隔を増加(たとえば2倍)とする。なお、送信間隔の増加は送信失敗を回避するために行うものであり、必須とはしない。
[STEP 5] 送信間隔の間、待機する。
[STEP 6] タイムアウト判断を行う。すなわち、送信開始後、データ送信期間Ｑ×データ通信期間Ｔ時間が経由していれば、終了する。
[STEP 7] STEP 1で取得した送信量を全て送信するまで、STEP 1〜STEP 6を繰り返す。
【００７８】
次に、観測値送信機能603により送信された観測値イベントに基づいて流入量を算出するセンサネットサーバの流入量解析機能1602について説明する。流入量解析機能1602は、通信機120より観測値イベント902を受信することより呼び出され、図19のフローチャートに従い動作する。
[STEP 1] 管理対象の全てのセンサノードより、平均流入量を算出する。具体的には、センサノードより到来する図9の観測値イベント903の到来数を一定時間においてセンサノード毎に集計する。
[STEP 2] STEP 1でセンサノード毎に算出した流入量のいずれか一つが、送信許可量に対する閾値を上回らない場合、終了する。
[STEP 3] 図18の通信スロット決定を実行する。
【００７９】
以上、統計値イベントから算出される送信許可量、又は、観測値イベントから算出される平均流入量を用いて、通信スロット決定機能1603により、送信タイミング及び送信期間を算出するフローについて、図18を用いて説明する。通信スロット決定機能1603は、流入量解析機能1602および統計値判断機能1603により呼び出され、図18のフローチャートに従い、通信スロット指定コマンド901を発行する。通信スロット決定機能1603が入力する引数は、ノード毎の送信許可量又は平均流入量vKの集合である。ここで集合の数Nは、センサネットサーバ101が受け付ける一つの無線ネットワークに接続する全てのセンサノード104の数である。
[STEP 1] K番目のセンサノード104に対し、データ送信タイミングPKを、式（１）を用いて計算する。
【００８０】
2010020504.tif 000003
【００８１】
ここで、Viはi番目のセンサノード104における送信許可量又は平均流入量であり、Nはセンサネットサーバ101が受け付ける一つの無線ネットワークに接続する全てのセンサノード104の数である。
[STEP 2] K番目のセンサノード104に対し、データ送信期間QKを、式（２）を用いて計算する。
【００８２】
2010020504.tif 000004
【００８３】
ここで、係数Rは1以上の実数である。Rが1の時は、同時に通信するセンサノード数は1つとなる。Rが1より大きい時は、同時に通信するセンサノード数が2個以上となる。
[STEP 3] K番目のセンサノード104に対し、STEP 1およびSTEP 2で算出した値を用いて通信スロット指定コマンド901を発行する。
[STEP 4] センサネットサーバ101に接続されている全てのセンサノードに対し、STEP 1〜STEP 3を繰り返し実行する。                
このように、メモリ蓄積量、重要イベント数、メモリ残量の何れか、あるいは、平均流入量を指標として、送信タイミング及び送信量を制御する。具体的には、あるセンサノードの指標が所定値を上回った場合には、当該センサノードの送信タイミング及び送信期間を制御することにより、サンプリング周波数の増加が長期間継続する場合であっても通信輻輳を回避する。さらに、当該指標の大きさに基づいて、送信タイミング及び送信期間を割り当てることにより、それぞれの指標を反映したデータをセンサネットサーバに伝達することができる。例えば、重要イベント数が多いセンサノードの送信量を相対的に多くしたり、メモリ残量が少ないセンサノードの送信量を相対的に多くしたりすることができる。
＜第３の方法＞
次に、図10〜12を用いて、センサノードのメモリ容量を超過することなく、センサネットサーバに送信すべき重要な観測値を送信することを可能にする第３の方法について、説明する。
【００８４】
まず、重要度判定機能603について説明する。重要度判定機能603は観測値流入制御機能601から呼び出され、図11のフローチャートに従い動作する。
[STEP 1] センサ417から観測値を取得する。
[STEP 2] 指標を更新する。指標は、たとえば最大振幅、振幅のピークツーピーク値、平均、分散、標準偏差などの基本統計量となる。標準偏差を指標とした場合、指標に観測値の自乗を加えていく。なお指標は、平均と分散のように、複数であってもかまわない。
[STEP 3] 観測値を一時メモリに蓄積する。
[STEP 4] 観測が予定回数実行されていない場合、STEP 1に戻る。たとえば、サンプリング周波数400 Hzで1秒間の加速度を観測する場合、STEP 1-STEP 3を400回繰り返す。
[STEP 5] 指標を計算する。標準偏差を指標とした場合、指標を（観測値数−１）で除したものの平方根を指標とする。
[STEP 6] 指標があらかじめ設定された閾値を超過している場合、重要度に１を加算する。
[STEP 7] STEP 6をあらかじめ設定された全ての閾値に対し実行する。たとえば指標が最大振幅であり、値が5であった時、あらかじめ設定された閾値が「最大振幅>1」「最大振幅>3」の場合、重要度は2となる。また、指標が最大振幅と平均値であり、値がそれぞれ5と3であった時、あらかじめ設定された閾値が「最大振幅>3」「平均>2」の場合、重要度は2となる。
【００８５】
このように、観測値の指標（標準偏差など）に基づいて観測値の重要度を算出することにより、後述する観測値流入制御、及び、観測値破棄の対象となるデータを特定しうる。
【００８６】
次に、重要度を用いて観測値の流入制御を行う観測値流入制御機能601について説明する。
【００８７】
観測値流入制御機能601は、ＲＴＣ424により呼び出され、図10のフローチャートに従い動作する。
[STEP 1] 観測値テーブルに対し、残メモリ判定を行う。あらかじめ定めた閾値より観測値テーブルとして確保できるメモリ容量の残余サイズが大きい場合、終了する。
[STEP 2] 観測機能602を用いて、波形観測を行う。具体的には、あらかじめ定めたサンプリング周波数において、あらかじめ定めた観測期間の間、繰り返しセンサ417を用いて観測を行い、その結果である観測波形を得る。
[STEP 3] STEP 2で求めた観測波形に対し、重要度決定機能603を用いて、重要度決定を行う。
[STEP 4] 重要度判定（その１）を行う。メモリ容量の残余サイズが、STEP 3で求めた重要度毎にあらかじめ定められたSTEP 4判定用の閾値より大きい場合、終了する。
[STEP 5] 重要度判定（その２）を行う。メモリ容量の残余サイズが、STEP 3で求めた重要度毎にあらかじめ定められたSTEP 5判定用の閾値より小さい場合、STEP 6を実行する。
[STEP 6] STEP 2で求めた観測波形の精度低減を行うことにより、観測波形のサイズを低減する。精度低減の第一の例は、観測波形の値の精度を低減する。たとえば、16 bit精度で加速度波形を観測した場合、該加速度を8 bit精度に低減する。精度低減の第二の例は、観測波形をダウンサンプリングする。たとえば、サンプリング周期400 Hzで加速度波形を観測した場合、加速度の間引きを行うことにより、サンプリング周期を200 Hzにする。
[STEP 7] 観測波形の蓄積を行う。具体的には、観測波形から図7の観測値構造体613を作成し、図6の観測値テーブル606に格納する。ここで、観測値シーケンス番号701は、他の観測値と識別できる一意の値を登録する。たとえば、前回格納した観測波形の観測値シーケンス番号の次の値を登録する。観測時刻702は、タイマ424から取得した現在時刻を登録する。重要度703は、STEP 3で求めた重要度を登録する。観測値サイズ704は、観測波形のサイズを格納する。観測波形705には、観測波形自身を格納する。
[STEP 8] 統計処理を行う。ここでは、観測波形の重要度703に応じ、図6における統計値テーブル607の対応する重要度の観測値数に１を加える。
【００８８】
このように、精度低減機能605は、重要度判定機能603による重要度判定結果に基づいて観測値の精度低減を行う。具体的には、上記センサノードのメモリ残量が、上記重要度ごとに定められた所定の値より小さい場合に、観測情報の精度を低減して記録する。これにより、サンプリング周波数の増加が複数のセンサノードにおいて同時に発生したとき、観測対象の異常が長期間継続するときでもメモリ容量を超過することなく、センサネットサーバに送信すべき重要な観測値を送信することが可能となる。
【００８９】
次に、重要度を用いて観測値の破棄を行う観測値破棄機能605について説明する。
【００９０】
観測値破棄機能605は、ＲＴＣ424により呼び出され、図12のフローチャートに従い動作する。
[STEP 1] 削減するべき観測値の重要度の上限を残メモリ量より判定する。たとえば、残メモリ量が20%の場合、重要度上限は1、残メモリ量が10%の場合、重要度上限は2とあらかじめ定めておき、現在の残メモリ量から重要度上限を求める。
[STEP 2] 観測値テーブル606内の観測値構造体613に記載の重要度703が、STEP 1で求めた上限より小さい場合、本観測値構造体613を観測値テーブル606から削除する。
[STEP 3] STEP 2を観測値テーブル606の全ての観測値構造体613に対して実行する。
【００９１】
このように、観測値破棄機能605は、上記センサノードのメモリ残量に基づいて設定された重要度の閾値と、重要度判定機能603による重要度とを比較し、閾値より小さい重要度の観測情報をメモリから削除する。これにより、サンプリング周波数の増加が複数のセンサノードにおいて同時に発生したとき、観測対象の異常が長期間継続するときでもメモリ容量を超過することなく、センサネットサーバに送信すべき重要な観測値を送信することが可能となる。
【００９２】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形実施可能であり、上述した各実施形態を適宜組み合わせることが可能であることは、当業者に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明を適用するセンサネットワークシステムのブロック図の一例である。
【図２】本発明が観測対象とする配管系統の模式図の一例である。
【図３】本実施形態のセンサネットサーバ101のハードウェア構成図の一例である。
【図４】本実施形態のセンサノード104のハードウェア構成図の一例である。
【図５】本実施形態の概略を説明する図の一例である。
【図６】本実施形態のセンサノード104の機能ブロック図の一例である。
【図７】観測値テーブル606に格納される観測値構造体613の構造を示す一覧表の一例である。
【図８】センサノードとセンサネットサーバ間の無線通信メッセージ構造を示す図の一例である。
【図９】センサノードが送信する無線通信メッセージの一覧表の一例である。
【図１０】流入制御機能601の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【図１１】観測機能602および重要度決定機能603の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【図１２】観測値破棄機能605の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【図１３】送信タイミングスロットの説明図の一例である。
【図１４】観測値送信機能608の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【図１５】送信量決定機能609の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【図１６】本発明の実施の形態のセンサネットサーバ101の機能ブロック図の一例である。
【図１７】統計値判断機能1604の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【図１８】通信スロット決定機能1603の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【図１９】流入量解析機能1602の動作を定義するフローチャート図の一例である。
【符号の説明】
【００９４】
１０１  センサネットサーバ
１０２  ゲートウェイ
１０３  ルータノード
１０４  センサノード
１０５  管理計算機
１０６  クライアント計算機
１０７  有線センサ
１０８  ＲＦＩＤリーダ
１０９  ＬＡＮ
【図１】
2010020504.tif 000005
【図２】
2010020504.tif 000006
【図３】
2010020504.tif 000007
【図４】
2010020504.tif 000008
【図５】
2010020504.tif 000009
【図６】
2010020504.tif 000010
【図７】
2010020504.tif 000011
【図８】
2010020504.tif 000012
【図９】
2010020504.tif 000013
【図１０】
2010020504.tif 000014
【図１１】
2010020504.tif 000015
【図１２】
2010020504.tif 000016
【図１３】
2010020504.tif 000017
【図１４】
2010020504.tif 000018
【図１５】
2010020504.tif 000019
【図１６】
2010020504.tif 000020
【図１７】
2010020504.tif 000021
【図１８】
2010020504.tif 000022
【図１９】
2010020504.tif 000023