(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の中継局間を無線で情報を伝達し、最終中継局からターミナルに対して前記情報を伝達する際の中継経路の学習機能を備えた中継局であって、
前記学習機能は、
中継元情報と、ターミナルからの中継回数を示す回数データを有する学習情報を記憶する記憶手段と、
受信した学習情報の中継回数が、前記記憶手段に格納されている学習情報の中継回数より小さい場合に学習情報の更新をする手段と、
前記受信した学習情報の中継回数に１加算した中継回数を示す回数データを新たな回数データとする学習情報を、無作為選定して決定した中継先に送信する手段を備え、
前記無作為選定をするに際し、送信可能なセンサに記憶された中継回数データに応じて当選確率を変化させる選定確率変動機能を備えたことを特徴とする中継局。
【請求項２】
受信した離脱する中継局情報に基づいて、前記記憶手段に格納された中継元情報に該当するか否かを判断し、該当する場合当該中継元情報を抹消する離脱処理機能を備えたことを特徴とする請求項１に記載の中継局。
【請求項３】
中継不通が発生した際、周囲の中継局に対して前記中継不通となった中継局の故障確認依頼を発し、前記周囲の中継局の故障確認結果に基づいて前記中継不通となった中継局に対する故障判定を行う故障判定機能を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の中継局。
【請求項４】
前記中継局は、設置箇所における特定情報の検知を行うセンシング機能と、センシングした検知結果を無線を用いて伝送する無線伝送機能を備えたワイヤレスセンサであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の中継局。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、情報をターミナルに対して無線伝送する際に使用する中継局に関する。
【０００２】
【発明の背景】
一般にセンサシステムは「センサヘッド−センサ本体−コントローラ」間を有線接続する構成となっている。ここで有線区間（例えばセンサヘッド−センサ本体間）を無線に置き換えることで、省配線かつレイアウトフリーなセンシングが可能となる。
【０００３】
ところで、センサの設置領域が広範囲になると、センサとターミナルの間の距離が長くなるので、センサからターミナルに向けて直接送信しようとすると、必然的に電波を遠くまで飛ばす必要が生じ、電力消費の点で好ましくない。特に、レイアウトフリーにし、また小型で簡易な回路とするためには、センサの電源は電池等の内部バッテリーとするのが好ましいが、そうすると消費電力を極力抑える必要がある。また、長距離伝送をすると、他の機器への妨害電波となるおそれもある。
【０００４】
そこで、中継機能を利用したデータ収集を行うことで各センサの送信電力を節減し電池の寿命を伸ばすとともに、データ伝送時の他機器への妨害低減が図れる。
【０００５】
そして、各センサに係る中継機能を搭載した場合、各センサは面もしくは立体的に分布させるので、センサ情報収集を行うターミナルまでの経路が複数存在し、最適経路策定が複雑になる。さらに、たとえ最適経路がわかったとしても、その情報をセンサへ記憶させる必要があるので煩雑となる。そして、センサ数が多くなるほど最適経路の抽出処理並びにそれに基づく各センサへの設定の手間が累乗的に増加するという問題がある。
【０００６】
また上記理由によりセンサ位置を変更・追加・削減等した場合には、最適経路の抽出並びに各センサへの設定を再度やり直さなければならず、煩雑となる。したがって、センサレイアウトの変更等の処理自体が容易に行いにくくなり、無線化したことによるレイアウトフリーのメリットが相殺されてしまうという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記した背景に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、上記した問題を解決し、複数かつ任意箇所に設置された中継局（センサ）間を中継する際の好ましい経路を簡易な方法で決定し、その経路についての情報をセンサに登録することが容易に行える中継局を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明に係る中継局では、複数の中継局間を無線で情報を伝達し、最終中継局からターミナルに対して前記情報を伝達する際の中継経路の学習機能を備えた中継局（実施の形態では、「センサ１０」に対応）であって、中継元情報（実施の形態では、「中継元ＩＤ」等に対応）と、ターミナルからの中継回数を示す回数データ（実施の形態では、「ｈｏｐ数」に対応）を有する学習情報を記憶する記憶手段（実施の形態では、「メモリ１７」に対応）と、受信した学習情報の中継回数が前記記憶手段に格納されている中継回数より小さい場合に学習情報の更新をする手段（実施の形態では、「ＣＰＵ１３の主としてステップ２５，２６等」等に対応）と、前記受信した学習情報の中継回数に１加算した回数を示す回数データを新たな回数データとする新たな学習情報を、無作為選定して決定した中継先に送信する手段（実施の形態では、「ＣＰＵ１３の主としてステップ２７〜２９等並びに送信部１４」等に対応）を備えて構成するものを前提とする。
【０００９】
係る構成にすると、通常の中継方向とは逆にターミナルからセンサ方向への無作為中継を複数回実施する。この無作為中継により、中継局を通過する際に学習情報が蓄積される。つまり、中継局からターミナルに向けて情報伝達をする通常の中継処理をしようとした際、記憶した学習情報の中継元情報に着目し、当該中継元に対して情報を送る処理を、受信した各中継局が順次行うことによりターミナルに到達させることができる。
【００１０】
そして、無作為選定しているので、各学習で行う経路は必ずしも最適なものとは限らない。そこで、本発明では係る無作為中継に伴う経路検索を複数回繰り返し行い、各回で受信した学習情報とそれ以前の学習により記憶した学習情報を比較し、中継回数が少ない中継元からの学習情報を受信した場合に、当該学習情報に書き替える処理を行う。つまり、中継回数が少ないものほどターミナルからその中継局まで到達するのに要した時間が短いといえる。これにより、学習を継続することにより経路が最適化される。
【００１１】
このように、特に経路情報を与えなくても、無作為選択による学習を繰り返し行うことにより、各中継局で構成されるシステム内での最適経路情報が自動的に設定される。
【００１２】
このように自動的に経路を決定し、設定することができるので、例えばセンサ位置の変更・増設・削減等したり、ターミナルの位置を変更したような場合でも学習を再実行すればよいので変更等に柔軟に対応できる。
【００１３】
そして、上記の構成を前提とし、本発明では、前記無作為選定をするに際し、送信可能なセンサに記憶された中継回数データに応じて当選確率を変化させる選定確率変動機能（実施の形態では、「ＣＰＵ１３のうち、図１３〜図１５に示す処理を実行する部分」等に対応）を備えた（請求項１）。この発明は、第１の実施の形態により実現されている。
【００１４】
中継回数の多い中継局があると、その中継局からターミナルに向けて情報を伝達するのに比較的時間がかかってしまう。そこで、無作為選定をするに際し、中継回数データに応じて当選確率を変化させ、中継回数が多いものほど選択されやすいようにすると、その選択に伴い選択された中継局に記憶された学習内容が中継回数の少ないものに更新される。これにより、比較的短時間で学習を終了することができる。
【００１５】
なお、当選確率を変化させる態様として、一部の中継局を選択させない（確率０％）としたり、例えば最も中継回数の多い中継局を必ず選択させる（当該中継局の確率を１００％にする）場合も含む。
【００１６】
また、既設の中継局の中継回数データを取得し、これをもとに学習情報を生成し記憶する処理機能を備えるとなおよい。これは、第２の実施の形態により実現されている。係る構成にすると、例えば新規に中継局を追加設置する場合、学習を最初からやり直すことなく、しかも、周囲に存在する中継局の情報を入手することにより、中継回数の短い中継元を特定し学習情報として記憶することができる。よって、短時間で比較的最適な中継経路を設定することができる。尚、この機能は新規に加入する際に効果的に利用できるが、これに限ることはなく例えば、中継局の離脱・故障などにより、記憶された中継元がなくなった場合等にも利用できる。
【００１７】
さらに、受信した離脱する中継局情報に基づいて、前記記憶手段に格納された中継元情報に該当するか否かを判断し、該当する場合当該中継元情報を抹消する離脱処理機能を備えると好ましい（請求項２）。この発明は、第３の実施の形態により実現されている。
【００１８】
係る構成にすると、中継局を離脱させる（除去・故障による一時停止等）際に、その離脱させる中継局を送信元としている他の中継局が存在する場合に、その学習情報を抹消することにより、誤って存在しない中継局に対して中継情報を送信することが未然に防げる。また、そのような学習情報の更新も自動的に行える。
【００１９】
さらにまた、中継不通が発生した際、周囲の中継局に対して前記中継不通となった中継局の故障確認依頼を発し、前記周囲の中継局の故障確認結果に基づいて前記中継不通となった中継局に対する故障判定を行う故障判定機能を備えて構成するとよい（請求項３）。この発明は、第４の実施の形態により実現されている。
【００２０】
係る構成にすると、使用中に故障等生じた中継局が存在する場合に、他の中継局から中継を試みることにより、本当に故障等により使用不能状態になっているか否かの判断ができる。
【００２１】
そして、上記した各発明における中継局は、例えば設置箇所における特定情報の検知を行うセンシング機能と、センシングした検知結果を無線を用いて伝送する無線伝送機能を備えたワイヤレスセンサとすることができる（請求項４）。
＊中継回数と回数データの関係
中継回数は、文字通りターミナルから中継局までに中継した回数のことを意味する。そして、回数データは、その中継回数を示すためのデータであり、０から１ずつ増やす場合には、「中継回数＝回数データ」となり、これは実施の形態で示している。また、逆にある数値Ｎを初期値とし、中継を１回数ごとに１ずつ減算していくようにしてもよい。その場合、「回数データ＝Ｎ−中継回数」となり、１番目の中継局に格納される回数データはＮ−１，２番目の中継局に格納される回数データはＮ−２となる。
【００２２】
したがって、仮に回数データを１つずつ減算していく方式をとった場合、中継回数に１加算した回数を示す回数データは、その学習情報の回数データに１減算した値となる。
【００２３】
また、上記のように減算するようにすると、例えばＮ＝０になった時にその回の無作為中継による検索を終了するようにすることもできる。もちろん、加減算する際の値は「１」に限ることはないのは言うまでもない。要は、中継回数がわかればそのデータ表現は任意である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明が適用される一例としての防犯システムを示している。同図に示すように、建物１内の任意かつ複数箇所に存在する貴重品２に対してワイヤレスの振動センサ１０を設置し、盗難等による振動検知情報を振動センサ１０間を中継して警備室３のターミナル２０へ伝送するシステムである。
【００２５】
そして、振動検出信号を受信したターミナル２０は、その受信情報を非常通報警報装置５へ送る。非常通報装置５は、ターミナル２０を介して受信した振動検知情報に基づき、警報を発したり、振動検知情報を発信したセンサを特定し、どの場所で盗難が発生しているかを知らせることができるようになっている。ここで、本発明に関係するターミナル２０とセンサ１０の関係を模式的に示すと、図２のようになる。
【００２６】
まずターミナル２０について説明する。ターミナル２０は、各センサ１０の制御及び情報収集を行うもので、図３に示すように、アンテナ２３を備え、そのアンテナ２３に接続された送信部２４を介してセンサ１０に対する制御信号を送信し、また、アンテナ２３で受信したセンサ１０からの応答信号（位置情報）を受信部２５で受信し、ＣＰＵ２６に与えるようになっている。
【００２７】
ＣＰＵ２６は、複数のセンサ１０間を中継する際の最適経路を学習する学習モードと、実際の防犯システム稼動中の通常検知モードがある。通常検知モードは、実際にセンサ１０から送られてきた振動検知情報を受信し、データ分析し、それを上位の非常通報装置５に与えるように機能する。そして、本発明は、上記学習モードに特徴がある。
【００２８】
学習モードとしては、初期化命令を送信部２４からアンテナ２３を介して各センサ１０に向けて送信したり、中継時（防犯システム稼動時）にターミナル２０と直接通信するセンサを決定するための所定の処理を行うようになっている。なお、この処理の代わりに、各センサを設置する際に、操作スイッチなどにより初期化を行ってもよい。このようにすると、ターミナル２０から障害物等により直接電波が届きにくい場所や、離れすぎていて電波が届かない場所に設置されたセンサなども確実に初期化される。
【００２９】
そして、ＣＰＵ２６の具体的な処理は、図４に示すフローチャートのようになっている。まず、送信出力を大きくし、全てのセンサ１０に電波が直接到達するようにする。その状態で、全センサ（図２に示す例では、Ａ〜Ｔ）に向けて初期化命令を出力する（ＳＴ１０）。次いで、送信出力を低下させ、電波の到達範囲制限することで電波到達範囲を限定した後（ＳＴ１１）、存在確認通知を送信する（ＳＴ１２）。
【００３０】
この存在確認通知は、その通知を受信したセンサ１０は応答信号を中継元（この場合にはターミナル２０）に対して送り返すので、その応答信号を受信できたセンサが電波到達範囲Ｒ１（図２参照）内に存在することがわかる。図２の例では、Ａ〜Ｃの３つのセンサ１０から応答信号を受信することになる。
【００３１】
そこで、その存在するセンサの中から無作為抽出をして１つのセンサを中継先に決定する（ＳＴ１３）。次いで、その中継先に決定したセンサに対し、中継元（この場合にはターミナル）と、ターミナルから累算した中継回数を示す回数データ（以後「ｈｏｐ数」と記す）を送信し（ＳＴ１４）、その後待機モードに移る（ＳＴ１５）。なお、本形態では、中継回数と回数データは同じ値をとっているため、中継回数が１増えると回数データつまりｈｏｐ数も１増えるが、中継回数がわかれば、両者を変えてももちろんよい。また、ｈｏｐ数は、ターミナルの場合には常に１を出力することになる。
【００３２】
一方、センサ１０は、図５に示すように、振動を検知するとともにその検知した振動検知情報を電圧に変換するセンサヘッド１１を備え、そのセンサヘッド１１から出力される電圧をレベル変換部１２で増幅したりアナログ／デジタル変換を行った後、ＣＰＵ１３に送る。ＣＰＵ１３は、検知情報の分析及び通信制御を行う（具体的な処理機能は、図６に示す通り）。
【００３３】
そして、最適経路学習時に得られた経路情報が、メモリ１７に格納され、通常検知時（防犯システム稼動時）において情報をターミナルに送る場合には、そのメモリ１７に格納された中継元に対して送信するようになる。このメモリ１７のデータ構造は、同図（ｂ）に示すように、受信した中継元のＩＤとｈｏｐ数を関連付けたテーブルとなっている。なお、この「中継元」は、あくまでも学習時における送信元であり、実際のシステム稼動時における中継では、送信先となる。つまり、このメモリ１７に格納された中継元ＩＤのセンサ或いはターミナルに対して中継指示された振動検知情報を送信するようになる。
【００３４】
さらに、アンテナ１６に接続された送信部１４及び受信部１５を備え、ターミナル２０並びに他のセンサ１０との間でデータの送受信が行えるようにしている。そして、この送受信の制御もＣＰＵ１３が行う。また、受信部１５を介してセンサ存在通知を受信したならば、その送信元に対し応答信号として自己のＩＤを送信する機能を有する。このとき、通知後すぐに送るのではなく、所定時間（所定フレーム分）待機し、その待機後に送信するようにしている。そして、この待機する際の所定時間は、本形態では乱数により決定するようにしている。つまり、
【数１】
0003663959.tif 000002
【００３５】
で得られる時間だけ待機した後に応答信号（自己ＩＤ）の送信を行う。
【００３６】
このように待機時間が乱数により決定されるので、仮に基準となるセンサ（センサ存在通知の送信元）の電波到達円内に複数のセンサが存在していたとしても各センサの応答タイミングが分散し、実際に送信する時期がずれることが多いので、チャネル衝突の確率が低下し、確実に送信することができる。
【００３７】
なお、乱数の分散幅はセンサ総数や検知条件をもとに設定すればよい。また１送信に要する時間が極小であるため、乱数フレーム待機によるレスポンス低下の影響は小さい。なおまた、電波到達円の半径を小さくすることにより、係る円内に多数のセンサが存在しないようになるので、上記のように乱数による待機時間をずれにより、特に送信前にその上りチャネルの状況（空きチャネルか否か）を判断することなく送信しても衝突することが少なくなる。よって、空きチャネルのチェック並びにそれに伴う即時送信と待機・リトライ処理を行わなくてもよくなり、制御が簡略化される。もちろん、チャネルの使用状況をチェックするようにしてもよい。
【００３８】
さらにまた、本形態におけるセンサ１０は、内部電源として電池１８を備え、その電池１８により駆動している。そして、センサ内のデータ処理が簡略化されるとともに、伝送距離も短くしたため、消費電力を抑えることができ、電池１８も長寿命化する。
【００３９】
そして、ＣＰＵ１３の具体的な処理機能は、図６に示すようなフローチャートとなっている。すなわち、まずこのシステムでは、設置直後（初期状態）の各センサには最終伝送先であるターミナルの位置はもちろんのこと、中継用の周囲センサの状況もわからず、また、現在システム全体はどのような状態（学習中／通常検知中／停止中等）になっているのかも不明となる。
【００４０】
そこで、信号の待ち受け状態となっているときに、信号を受信するとその受信内容を判断する（ＳＴ２１，ＳＴ２２）。そして、ターミナル２０から送信された初期化命令を受信した場合には、初期化した（ＳＴ２３）後、待機モードに移行し、次の信号受信を待つ（ＳＴ３０）。
【００４１】
一方、受信した信号が存在確認通知の場合には、係る通知の送信元に対し、応答信号として自己ＩＤを送信する位置応答処理をする（ＳＴ２４）。そして、係る自己ＩＤを送出後、一定時間以内に存在確認通知を発した上位のターミナル或いはセンサからのｈｏｐ数等を受信した場合には、自己が中継先に選定されたと判断し、その中継元のＩＤとｈｏｐ数に基づいてメモリ１７の記憶内容を更新する。
【００４２】
すなわち、ステップ２３の初期化処理によりメモリ１７の情報もクリアされているので、始めて「中継元：ｈｏｐ数」を受信した場合には、その受け取った情報をそのままメモリ１７に格納する。また、すでにメモリに格納されている場合には、記憶されているｈｏｐ数と、受信したｈｏｐ数を比較し、受信したｈｏｐ数のほうが小さい場合にメモリ内容を書き替える更新処理をする。つまり、受信したｈｏｐ数のほうか小さい場合は、そのＩＤを中継先としたほうが相対的に最短ルートとなるので、メモリ内容の更新を行う。
【００４３】
具体例を用いて説明すると、図７に示すようにあるセンサＫに着目した場合、１回目は実線の矢印で示すようにセンサＩから「中継元：ｈｏｐ数（６）」を受信し，２回目は破線の矢印で示すようにセンサＪから「中継元：ｈｏｐ数（５）」を受信し、３回目は二点鎖線の矢印で示すようにセンサＯから「中継元：ｈｏｐ数（１３）」を受信したとする。
【００４４】
係る場合、図８に示すように、当初のメモリ内容は空欄であるので（同図（ａ））、１回目の受信に基づきメモリ１７の内容は、「ＩＤ：Ｉ，ｈｏｐ数：６」が記憶される。そして、２回目の受信では、受信したｈｏｐ数のほうが小さいので、「ＩＤ：Ｊ，ｈｏｐ数５」に更新する。また、３回目の受信では受信したｈｏｐ数のほうが大きいので更新しないことになる。
【００４５】
このようにしてメモリ１７の記憶内容の更新処理（「新規登録」、「更新せず」も含む）をしたならば、次の送信先（中継点）を決定すべく送信出力を低下させて電波の到達範囲制限した状態で、存在確認通知を送信する（ＳＴ２７）。
【００４６】
次いで、中継先選定処理を実行する（ＳＴ２８）。つまり、ターミナルの機能並びにステップ２４の位置応答処理でも説明したように、存在確認通知を受信したセンサは、応答信号を送信し返す。そこで、このステップ２８では、応答信号を受信できたセンサの中から無作為抽出をして１つのセンサを中継先に決定することにより無作為選定を行う（ＳＴ２８）。
【００４７】
次いで、その中継先に決定したセンサに対し、中継元、つまり自己のＩＤとｈｏｐ数（受信したｈｏｐ数に１を加算した値）を送信し（ＳＴ２９）、その後待機モードに移る（ＳＴ３０）。
【００４８】
一方、ステップ２５の分岐判断でｈｏｐ数等を受信しない場合には、上位のセンサ等から送信先として選択されなかったと判断し、そのまま待機モードに移行する（ＳＴ３０）。
【００４９】
さらに、ステップ２１で受信した信号が、中継指示の場合には、メモリ１７に格納された中継元のＩＤを取得し、そのＩＤのセンサ或いはターミナルに対して中継指示された振動検知情報を転送する。
【００５０】
なお、図６に示した例では、学習モードと通常検知モードのいずれになっているか不明であることを前提としたが、ターミナルから初期化命令を送る際に学習モードに移行することもあわせて通知し、所定回数学習を実行したならば通常検知モードに移行する旨の通知を全センサに向けてターミナル２０が送信するようにしてもよい。そのようにすると、図６のステップ２２からステップ３１に飛ぶ分岐処理を無くしたものが学習モード用のＣＰＵ１３の機能となり、ステップ２１，２２，３１，３０の処理が通常検知モード用のＣＰＵ１３の機能となる。
【００５１】
次に、上記した実施の形態の作用を説明する。まず前提として図２に示すような状態で各センサ１０とターミナル２０が配置されているとする。そこで通常動作とは逆経路の「ターミナル→センサ方向」への無作為中継を複数回試行することで、各センサは経路学習を行い、各センサが中継元センサの淘汰を行う（ｈｏｐ数の多いものは中継先に選定しない）ことでシステムとしての最適経路学習が行われる。
【００５２】
図９，図１０に一連の動作シーケンスを示したように、まずターミナルは送信出力を最大とし、全センサの初期化を行う（ａ）。次に送信出力を低減して電波到達範囲を絞り（ｂ）、センサ存在確認信号を送信する（ｃ）。存在確認信号を受信した各センサは自己ＩＤの応答を行う（ｇ）。また、図２に示す例では、Ａ，Ｂ，Ｃの３つセンサが電波到達範囲Ｒ１内に存在しているので、ターミナルは、係る３つのセンサから応答信号を受信する。なお、各センサは、ＩＤ送信に要する時間に疑似乱数を乗じた送信待ち制御を行うことで、センサ応答の衝突が低減される。
【００５３】
ターミナルは３つの応答信号（各センサのＩＤ）を受信したならば、電波到達円内のセンサ群から１つを無作為抽出する（ｄ）。図２，図９の例ではセンサＣを選択している。そこで、次にターミナルは選択したセンサＣに対して中継元ＩＤ（この場合はターミナル）とｈｏｐ数（１）を伝達する（ｅ）。この後、ターミナルは待機モードに入り（ｆ）、基準をセンサＣに移す。
【００５４】
基準位置となったセンサＣは、受信したｈｏｐ数に応じてメモリ１６の記憶内容を更新する（ｈ）。この場合には、「ＩＤ：ターミナル，１ｈｏｐｓ」となる。
【００５５】
その後、同様に電波到達円内のセンサ存在確認（ｉ）、無作為抽出を行い（ｊ）、ｈｏｐ数をインクリメントして中継先センサに基準位置を移し待機モードになる（ｋ，ｌ）。すなわち、図２に示すように、センサＣを基準位置とした電波到達円Ｒ２内には、Ａ，Ｄの２つのセンサが存在し、図示の例では、センサＤを選択している。そして、ｈｏｐ数を１インクリメントすることから、センサＤに対しては、「ＩＤ：Ｃ，２ｈｏｐｓ」が与えられる。
【００５６】
以下、上記処理を繰り返すことにより、基準位置がＧ，Ｈ，Ｉ，Ｋ，…というように移動し、それぞれ次の送信先を無作為選定し、各センサ１０のメモリ１７には、中継元のデータが格納される。このようにして無作為選択していった経路の逆をたどることにより、その経路上に存在するセンサは、情報をターミナルに伝達することができる。そして、この経路の逆をたどる処理は、メモリに格納された中継元に情報を送信することにより行える。
【００５７】
なお、この無作為選定しながら行う検索処理は、例えばｈｏｐ数がある所定値を超えた時点で検索を打ち切るようにしている。また、ターミナル２０は打ち切りに要する時間が経過した後、再度ターミナル２０を起点とした無作為選択に伴う検索中継を開始する。
【００５８】
２回目の無作為選択による中継は、図２中破線で示す矢印のように進んだとする。すると、例えばセンサＢ，Ｅ，Ｊなどは初めて選択されたため、メモリには、与えられた中継元のＩＤとｈｏｐ数が格納される。また、センサＨ，Ｋは２回目の選択であるので、メモリ１７に格納されたｈｏｐ数と今回与えられたｈｏｐ数を比較する。この例では、いずれも今回の方が数が少ないので、それぞれメモリ１７の記憶内容は更新される。つまり、センサＨは「ＩＤ：Ｇ，４ｈｏｐｓ」から「ＩＤ：Ｅ，３ｈｏｐｓ」に更新され、センサＫは「ＩＤ：Ｉ，６ｈｏｐｓ」から「ＩＤ：Ｊ，５ｈｏｐｓ」に更新される。
【００５９】
このような無作為選択による中継を複数回繰り返して実行することにより、学習が進みターミナルまでの中継数が少ない経路が設定される。一例を示すと、図１１に示すように、例えばセンサＳに何らかの振動が与えられたとする。センサＳはこの振動を盗難によるものと判断すると、メモリから中継元ＩＤ情報を呼び出し、これにあたるセンサＱへ振動情報を伝達する。中継依頼を受けたセンサＱも同様にメモリから中継元ＩＤを呼び出し、振動情報の伝達を行う。これを繰り返すことで、最終的にターミナルへ振動情報が中継されることとなる。
【００６０】
図２と図１１を比較すると明らかなように、図２に示す１回目の無作為選択による学習のみでは、センサＳからターミナル２０に情報を送る際に必要な中継数は８個であったのに対し、学習後の図１１に示す例では、６個で済むようになる。
【００６１】
図１２〜図１５は、本発明の第１の実施の形態を示している。本実施の形態では、ターミナル２０及びまたは各センサ１０における中継先の無作為抽出処理（ステップ１３やステップ２７）が異なる。すなわち、上述した前提となる形態（構成）では、完全に無作為として各センサが選択される確率は等しかったが、本実施の形態ではｈｏｐ数が大きいものほど選択されやすくしている。具体的には以下の（１）〜（４）の処理ステップを順番に実行するようになっている。
【００６２】
（１）ターミナル或いはセンサは、電波到達範囲に存在する各センサから送られてきた応答信号（センサのＩＤとｈｏｐ数）を受信したならば、そのセンサＩＤとｈｏｐ数のテーブルを作成する。
（２）作成したテーブルについて、（ｈｏｐ数）を鍵としたセンサＩＤの降順ソーティングを行う。
【００６３】
（３）ソーティング結果が上位のセンサになるほど当選確率が高くなるように重み付けを行う。
（４）この重み付けを考慮して、無作為抽出を行う。
【００６４】
これにより、ｈｏｐ数の大きい経路は小さい経路に置き換えられるので、システム全体としての最適経路学習を効率化することができる。
【００６５】
そして、実際の動作例を用いて説明すると、図１２に示すように、センサＫが存在確認信号を送信し、電波到達円内に存在する５個のセンサが自己ＩＤとメモリｈｏｐ数を順次応答することを想定する。センサＫは、受信した応答信号を順次格納することにより、図１３に示すようなテーブルを作成する。次いで、（２）の処理を実行することにより、ソーティングされｈｏｐ数の大きいセンサに対する中継は、無駄な経路を通ることになり、リアルタイムでの送信を阻害するおそれがある。これにより、図１４に示すように、ｈｏｐ数をキーとして降順ソーティングする。
【００６６】
次にｈｏｐ数に応じた重み付けを行う。この例では全てのｈｏｐ数の総計を１００％とした時の構成比率をそのまま重み付け係数としている（図１５参照）。このように、構成比率を無作為抽出における当選確率とすることで、ｈｏｐ数に応じた重み付けが可能となり、ｈｏｐ数の大きい方から優先的に更新されることとなるので、システム全体としての学習効率が向上する。
【００６７】
また、この実施の形態では、全てのセンサが選択対象としているが、ｈｏｐ数の多い方から所定数としたり、構成比率がＮ％以上のものなどとして、構成比率が低いものは選択対象から除くようにしても良い。さらには、上記所定数を１とし、ｈｏｐ数が最も大きいものを選択するようにしても良い。
【００６８】
なお、上記した各形態では、いずれもメモリ１７に格納する「中継元ＩＤとｈｏｐ数」は１つとしたが、本発明はこれに限ることはなく複数設けても良い。すなわち、図１６（ａ）に示すように「第１ＩＤ，ｈｏｐ数（第１領域）」と「第２ＩＤ，ｈｏｐ数（第２領域）」というように複数（２個）記録できるようにする。ここで、第１領域の方がｈｏｐ数の少ないものを格納する（同図（ｂ））。
【００６９】
そして、そのセンサにとって最初に「中継元，ｈｏｐ数」を受け取ったならば、第１領域に格納し、２回目に「中継元，ｈｏｐ数」を受け取ったならば、最初に受信したｈｏｐ数と今回受信したｈｏｐを比較し、少ない値の方を第１領域に格納し、大きい値の方を第２領域に格納する。そして、３回目以降に受信した場合には、すでに格納されている２つと今回受信したｈｏｐ数の中で最も小さいものを第１領域に格納し、２番目を第２領域に格納する。
【００７０】
係る構成をとることで、通常動作時には、まず第１領域に格納されされた中継元に対して情報を伝送し、それに失敗した場合、第２領域に格納された中継元に対する情報を試みる。そうすることで中継経路が多重化され、システム全体として信頼性向上が期待できる。
【００７１】
図１７〜図２１は、本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態では、最適経路学習の行われたセンサ群の中に、新たにセンサを追加設定する場合の学習機能を付加している。すなわち、新たにセンサを追加した場合には、上記した各実施の形態の学習処理を再度行うことにより、追加後のセンサ群における最適経路学習を行うことができる。
【００７２】
但し、最初から学習を行うのは、時間がかかり、以前の学習結果がなくなるのも無駄である。そこで、本実施の形態では、過去の学習結果を利用し、簡単かつ迅速に追加学習を行い、しかも、比較的効率の良い経路を検索することができるようした。
【００７３】
具体的には、追加するセンサ１０′のＣＰＵ１３は、上記した各実施の形態の機能に加え、図１７に示すフローチャートを実施する機能を有する。すなわち、追加センサを設置後、操作スイッチ等により追加学習を開始し、まずセンサ存在確認信号を送信する（ＳＴ４１）。
【００７４】
追加センサの電波到達範囲内に存在するセンサは、センサ追加設置に伴うセンサ存在確認信号を受信すると、自己ＩＤ情報にメモリに格納されたｈｏｐ数情報を付加して応答する機能を持っている。このとき１送信に要する時間に擬似乱数を乗じた送信待ち制御を行うことで、センサ応答の衝突を防いでいる。
【００７５】
そこで、追加したセンサ側では、係る応答信号（ＩＤ，ｈｏｐ数）を受信した（ＳＴ４２）ならば、ｈｏｐ数の少ない順に整列を行い、最少のｈｏｐ数となるセンサを中継元に選定する（ＳＴ４４）。そして、その中継元に設定したセンサＩＤと、そのセンサからの応答信号のｈｏｐ数に１を加えた値をメモリ１７に格納する（ＳＴ４５，ＳＴ４６）。これにより、その追加したセンサかターミナルに情報伝達する場合には、そのメモリに格納した中継元のセンサに対して情報を送ると、効率よくターミナルに中継伝送することができる。そして、ターミナル２０に対し、センサを追加した加入情報等を伝達して処理を終了する（ＳＴ４７）。
【００７６】
この通知は、追加したセンサは中継元センサに対して送信するだけで、その後は各センサ間を中継しながらターミナルへ伝送される。このような構成をとることで、センサ増設時の加入設定を自動化することが可能となり、利便性が向上する。
【００７７】
次に、具体的な作用を説明する。図１８，図１９に示すようにセンサαを追加加入した場合を想定する。このとき、追加センサ１０′（α）の電波到達範囲Ｒ内には、Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ，Ｌの５つのセンサ１０が存在し、各センサのｈｏｐ数が図１９に示すようになっているものとする。
【００７８】
係る場合、図１８に示すように、センサαがセンサ確認通知を送信すると、電波到達範囲内にあるセンサは存在確認通知を受信するので、それを受けて乱数により決定された所定時間だけ待機した後、自己ＩＤとｈｏｐ数をセンサαに対して応答する。そして、係る各応答信号を受信したならば、図１７に示すステップ４３以後を順次実施し、ｈｏｐ数の最も小さいセンサＨを中継元と決定し、そのＩＤ：Ｈとともにｈｏｐ数に１加算した「４」をメモリ１７に格納する（図２０）。そして、その中継元であるセンサＨを経て、所定の経路を中継して加入情報等をターミナル２０に送る（図２１参照）。
【００７９】
なお、上記した第２の実施の形態では、メモリ１７の格納領域は１つとしたが、本発明はこれに限ることはなく、上記の実施の形態の変形例で説明したように、記憶箇所を複数設けてももちろんよい。その場合は、ｈｏｐ数の少ないほうから所定数分を順次記憶することになる。
【００８０】
図２２〜図２６は、本発明の第３の実施の形態を示している。本実施の形態では、上記した第２の実施の形態と相違して、すでに設置したセンサの中から、任意のセンサを離脱させたり、故障などにともない動作を停止する場合の学習機能を付加している。
【００８１】
そして、本実施の形態は、メモリ１７に複数の格納領域を有するセンサを前提としている。すなわち、離脱（動作停止を含む）側のセンサ１０のＣＰＵ１３は、上記した各実施の形態の機能に加え、図２３に示すフローチャートを実現する機能を有している。すなわち、センサＫは近傍センサに対して離脱通知信号を送信する（ＳＴ２２）。次いで、センサＫの離脱情報もしくは自己診断情報をターミナル２０に対して中継通知する（ＳＴ５２）。この通知は、図２６に示すように、センサＫは中継元であるセンサＨに伝達し、以下順にＥ→Ｂと中継しターミナルへ通知することになる。
【００８２】
一方、被離脱側つまり残る側のセンサ１０のＣＰＵ１３は、上記した各実施の形態の機能に加え、図２３に示すフローチャートを実現する機能を有している。すなわち、離脱通知を受信したならば（ＳＴ５３）、まず、メモリに格納された中継元ＩＤを検索し（ＳＴ５４）、それぞれに記憶されている中継元情報の中に受信した離脱するセンサが存在するか否かを判断する（ＳＴ５５）。そして、存在していない場合には、自己からの中継に直接影響を与えないのでそのまま待機状態になる（ＳＴ５８）。
【００８３】
そして、センサが存在していた場合には、そのセンサに関する情報をメモリから削除し（ＳＴ５６）、残った中継候補を借り上げ更新し（ＳＴ５７）、待機状態に移行する（ＳＴ５８）。このような構成をとることで、センサ撤去時、もしくは動作停止時のセンサ群からの離脱設定を自動化することが可能となり、利便性が向上する。
【００８４】
次に、具体的な作用を説明する。図２５に示すようにセンサＫを除去する場合を想定する。このとき、センサＫの電波到達範囲Ｒ内には、Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｌ，Ｏ，Ｎの６つのセンサ１０が存在し、各センサのうちセンサＯのみがセンサＫを中継元に設定しているとする。
【００８５】
係る場合、図２４に示すように、センサＫから送信される離脱通知を受けると、各センサはそれぞれ図２３に示す処理を実行する。この場合、センサＯ以外はセンサＫを中継元としていないので、検索・確認後待機状態に戻る。一方、センサＯは図２５に示すようにメモリ１７に格納されたもののうち、センサＫに関する情報を抹消し、センサＬを第１領域に格納する。
【００８６】
図２７〜図３４は、本発明の第４の実施の形態を示している。本実施の形態では、中継を行うセンサ群の中で故障を生じたセンサを検出し、そのセンサを経由しなくてもターミナルへ情報伝達するための経路を自動的に検索し、修正・更新する機能を有している。そして、本実施の形態では、第１の実施の形態等の変形例と同様に、メモリ１７には複数の中継元情報が格納されている。
【００８７】
本実施の形態を構成するセンサは、上記した各実施の形態の機能に加え、図２７に示すフローチャートと図２８に示すフローチャートを実施する機能を有している。図２７は故障を検知するセンサ（情報の送信を試みた結果、その中継元からの応答がなかったセンサ）の機能であり、図２８は、そのセンサの電波到達円内に存在するセンサの機能である。
【００８８】
まず、図２７に示すように、自己のセンサで振動検知したり、下流側からの中継指示を受けた場合、メモリ１７の第１領域に格納された中継元に対して中継指示（中継依頼）を発する（ＳＴ６１）。その中継元に指定されたセンサが正常に動作していれば応答（アンサーバック）があるので、正常に上位に伝送されたと判断し、待機状態になる（ＳＴ６２，ＳＴ６３）。
【００８９】
一方、故障をしている場合には、係る応答がないので、センサは第２領域に格納された中継元に対して中継指示を依頼し、中継処理自体は成功し、振動検知情報をターミナルに伝達することができる。
【００９０】
係る一連の処理が終了後に、故障診断処理を実行する。すなわち、ステップ６２でＮｏとなったならば、一定時間待機した後、ステップ６４に進み、電波到達円内に中継候補確認信号を発する。このように一定時間待機するのは、ターミナルへの中継を妨害しないようにするためである。そして、この中継候補確認信号は、ステップ６１で送信できず、故障と推定されるセンサＩＤ情報を送り、各センサ１０のメモリ１７に記憶された中継候補（中継元）の中に、当該故障が予測されるセンサが存在するか否かの検索依頼である。
【００９１】
したがって、当該中継候補確認信号を受信した各センサは、メモリに存在している場合には、応答信号（自己ＩＤ）を発するので、係る応答信号の受信を待ち（ＳＴ６５）、応答信号を送ってきたセンサに対して故障確認依頼を発する（ＳＴ６６）。
【００９２】
そして、その故障確認依頼を受けたセンサから診断結果を受信し（ＳＴ６７）、受信した全てのセンサからの診断結果が故障の場合には電波到達円内に対して故障通知を発する（ＳＴ６９）。その後、ターミナル２０に対し故障情報を通知する（ＳＴ７０）。また、診断結果が故障でないとした場合には、回線状況など他の要因でたまたま送信できなかったと推定できるので、ステップ６３に行き待機状態に移行する（ＳＴ６３）。或いは、少なくとも通信できなかったことは事実であるので、自己のメモリから当該故障らしきセンサＩＤを中継元から抹消したり、或いは優先順位を下げるような処理をしてもよい。
【００９３】
また、周囲のセンサの機能は、図２８に示すように、中継候補確認信号を受信すると（ＳＴ７１）、受信したＩＤが事故のメモリ１７に中継元として格納されているか否かを判断し（ＳＴ７２）、存在していない場合にはそのまま待機状態に移行する（ＳＴ７３）。
【００９４】
そして、メモリに存在している場合には、衝突確率低減のため乱数により決定される所定時間待機した後、自己ＩＤを送信する（ＳＴ７４，ＳＴ７５）。その後、中継候補確認信号を発したセンサから故障確認依頼が送られてくるので、係る以来を受信したならば故障確認をする（ＳＴ７６，ＳＴ７７）。この故障確認は、故障らしいセンサと実際に中継が可能か否かを検査する。そして、その結果を故障確認依頼を送ってきたセンサに対して通知する（ＳＴ７８）。その後、故障通知を受信するので、必要に応じて当該センサの抹消・更新処理等をする（ＳＴ７９，ＳＴ８０）。
【００９５】
次に、具体的な作用を説明する。図３１に示すようにセンサＯ（第１中継候補：センサＫ，第２中継候補：センサＬ）から中継依頼を発し、センタＫが故障している場合を想定する。このとき、図３２に示すようにセンサＯの電波到達範囲Ｒ内には、Ｋ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｐ，Ｑの６つのセンサ１０が存在し、各センサのうちセンサＯ，Ｎ，Ｍの３つがセンサＫを中継元に設定しているとする。
【００９６】
まず、中継動作中のセンサＯは、記憶された中継元ＩＤ情報にしたがい、センサＫへ中継依頼確認を行う（図２９，図３１参照）。ここで無応答であった場合はリトライし、それでも反応がない場合はセンサＫへの中継を中止し、次候補センサ（センサＬ）による中継を試みる。この場合、センサＬは、図２９のシーケンスｍ〜ｐを実行し、図３１中実線の矢印を経由してターミナル２０へ中継伝達することができる。
【００９７】
一方、中継異常を検知したセンサＯは、ターミナルへの中継を妨害しないよう所定時間待機した後、近傍センサに対して候補確認信号を送信する。センサＯの電波到達円内に存在する各センサはこれを受信すると、それぞれに記憶された中継候補の中にセンサＫが存在するか検索を行う。
【００９８】
ここでは、センサＬは、センサＫが中継候補として存在していないので、そのまま待機状態になる（図２９）。また、センサＭは、センサＫを中継候補にもつので、図３０に示すように、センサＯに対して自己ＩＤを送信する。このとき１送信に要する時間に擬似乱数を乗じた送信待ち制御を行うことで衝突の確率を低減させることができる。
【００９９】
センサＯは該当するセンサ（Ｍ，Ｎ）からの応答情報を順次受信した後、該当するセンサに対して１つずつ順にセンサＫの故障確認依頼を行う（図２９ではセンサＭに対してのみ示すがセンサｎに対しても同様の処理を行う）。そして、故障確認依頼を受けたセンサＭはセンサＫとの中継が可能か検査し、結果をセンサＯに通知する（図３２参照）。
【０１００】
ここで故障確認を試みた全センサＮ，ＭがセンサＫと通信不能であったとき、センサＯはセンサＫを故障と診断し、周辺センサとターミナルに対してセンサＫの故障通知を行う（図３３，図３４参照）。
【０１０１】
そして、図３２，図３３にそれぞれ例示するように、各センサのメモリ１７に格納された中継候補から、センサＫについての情報を抹消するとともに、候補の繰り上げ更新を行う。また、図３４に示すようにターミナルが故障通知を受けると、例えば非常通報警報装置５に対して当該故障情報を送ることにより（図１参照）、故障していることを報知し、交換・修理等を促すことができる。
【０１０２】
尚、上記した第３，第４実施の形態では、メモリ内に複数の中継元ＩＤを格納した例について説明したが、本発明はこれに限ることはなく１つのＩＤのみ格納している場合にも適用できる。その場合に、離脱，故障したセンサを中継元としたセンサは中継元情報がなくなってしまうため、例えば第２の実施の形態を実行して新たな中継元ＩＤをメモリに格納する必要がある。
【０１０３】
また、第２の実施の形態を用いなくても、タ−ミナルに対して離脱などの情報が送られるので、係る情報を受けたタ−ミナルが再度学習を行うように指示してもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
以上のように、本発明に係る中継局では、ターミナルからセンサに向けての無作為選択に伴う中継処理を複数回繰り返して行うことにより、複数かつ任意箇所に設置された中継局（センサ）間を中継する際の好ましい経路を決定し、その経路についての情報を中継局に登録することができる。さらに、前記無作為選定をするに際し、送信可能なセンサに記憶された中継回数データに応じて当選確率を変化させる選定確率変動機能を備えたため、より迅速に学習が進み、良好な経路情報を得ることができる。
【０１０５】
そして請求項２に記載した発明では、中継局を除去するに際し、除去することによる弊害の発生（当該除去中継局へ情報の伝達を行おうとする）を未然に防止できる。さらに、請求項３に記載の発明では、通常の使用中に中継不通状態となっている中継局を特定することができ、当該中継局の修理・交換などを迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る中継局を複数設置して構成される防犯システムの一例を示す図である。
【図２】  ターミナルと複数の中継局の配置例を示す図である。
【図３】  ターミナルの一例を示す図である。
【図４】  ターミナルの機能を説明する図である。
【図５】  センサの好適な一形態を示す図である。
【図６】  センサのＣＰＵの機能を説明するフローチャートである。
【図７】  学習情報の更新を説明する図である。
【図８】  メモリに格納された学習情報の更新の履歴を示す図である。
【図９】  動作例を示すシーケンス図（その１）である。
【図１０】  動作例を示すシーケンス図（その２）である。
【図１１】  実際のターミナルへの中継を示す図である。
【図１２】  本発明に係る中継局（センサ）の第１の実施の形態を説明する図である。
【図１３】  本発明に係る中継局（センサ）の第１の実施の形態を説明する図である。
【図１４】  本発明に係る中継局（センサ）の第１の実施の形態を説明する図である。
【図１５】  本発明に係る中継局（センサ）の第１の実施の形態を説明する図である。
【図１６】  変形例を説明するためのメモリ構造を示す図である。
【図１７】  本発明に係る中継局（センサ）の第２の実施の形態のＣＰＵの機能を説明するフローチャートである。
【図１８】  第２の実施の形態の動作例を示すシーケンス図である。
【図１９】  第２の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図２０】  第２の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図２１】  第２の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図２２】  本発明に係る中継局（センサ）の第３の実施の形態のＣＰＵの機能を説明するフローチャートである。
【図２３】  本発明に係る中継局（センサ）の第３の実施の形態のＣＰＵの機能を説明するフローチャートである。
【図２４】  第３の実施の形態の動作例を示すシーケンス図である。
【図２５】  第３の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図２６】  第３の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図２７】  本発明に係る中継局（センサ）の第４の実施の形態のＣＰＵの機能を説明するフローチャートである。
【図２８】  本発明に係る中継局（センサ）の第４の実施の形態のＣＰＵの機能を説明するフローチャートである。
【図２９】  第４の実施の形態の動作例を示すシーケンス図である。
【図３０】  第４の実施の形態の動作例を示すシーケンス図である。
【図３１】  第４の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図３２】  第４の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図３３】  第４の実施の形態の動作例を説明する図である。
【図３４】  第４の実施の形態の動作例を説明する図である。
【符号の説明】
１０  センサ（中継局）
１１  センサヘッド
１２  レベル変換部
１３  ＣＰＵ
１４  送信部
１５  受信部
１６  アンテナ
１７  メモリ（記憶手段）
１８  電池
２０  ターミナル
２３  アンテナ
２４  送信部
２５  受信部
２６  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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