(57)【要約】  【課題】  ノードの網の切り替えが行われた場合にネットワークの構成変更を容易に行うことのできるとともに、ノード間通信時の消費電力を抑えることができ、ホップ数の長いネットワークを構築することのできるネットワークシステムを提供する。  【解決手段】  ノードは、ネットワーク内におけるＩＤ情報でありかつ経路情報を含まない第１のＩＤ情報と、親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報でありかつ経路情報の一部を構成する第２のＩＤ情報とを記憶する。親ノードまたは子ノードとノード間通信を行うときには、第１のＩＤ情報を送信し、親ノードまたは子ノードから送信された第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定する。親ノードの網の切り替えが行われたときには、第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報に更新する。経路情報としては、そのノードまでの経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。【選択図】  図１
2014107644.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステムであって、
前記ノードは、
ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報を含まない第１のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報の一部を構成する第２のＩＤ情報とを記憶するＩＤ情報記憶部と、
当該ノードの親ノードまたは子ノードとノード間通信を行うときに、前記第１のＩＤ情報を送信する送信部と、
前記ノード間通信を行うときに、当該ノードの親ノードまたは子ノードから送信された前記第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定するノード特定部と、
当該ノードの親ノードの網の切り替えが行われたときに、前記第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報に更新するＩＤ情報更新部と、
を備え、
当該ノードまでの経路情報として、当該ノードまでの経路に含まれるノードの前記第２のＩＤ情報が用いられることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステムであって、
前記ノードは、
ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報である第１のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報の一部を構成する第２のＩＤ情報とを記憶し、
当該ノードが親ノードである場合には、ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報を含まない第３のＩＤ情報を記憶し、前記第１のＩＤ情報には、前記第２のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードの前記第３のＩＤ情報とが含まれるＩＤ情報記憶部と、
当該ノードの親ノードまたは子ノードとノード間通信を行うときに、前記第１のＩＤ情報を送信し、当該ノードが親ノードである場合には、さらに前記第３のＩＤ情報を送信する送信部と、
前記ノード間通信を行うときに、当該ノードが子ノードと通信する場合には、当該ノードの子ノードから送信された前記第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定し、
当該ノードが親ノードと通信する場合には、当該ノードの親ノードから送信された前記第３のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定するノード特定部と、
当該ノードの親ノードの網の切り替えが行われたときに、前記第１のＩＤ情報と前記第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報を用いて更新するＩＤ情報更新部と、
を備え、
当該ノードまでの経路情報として、当該ノードまでの経路に含まれるノードの前記第２のＩＤ情報が用いられることを特徴とするネットワークシステム。
【請求項３】
網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステムであって、
前記ノードは、
ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報である第１のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報の一部を構成する第２のＩＤ情報とを記憶し、当該ノードが親ノードである場合には、ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報を含まない第３のＩＤ情報を記憶し、前記第１のＩＤ情報には、前記第２のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードの前記第３のＩＤ情報とが含まれるＩＤ情報記憶部と、
当該ノードの親ノードとノード間通信を行う場合には、送信元アドレスとして当該ノードの前記第１のＩＤ情報を送信するとともに送信先アドレスとして前記親ノードの前記第３のＩＤ情報を送信し、当該ノードの子ノードとノード間通信を行う場合には、送信元アドレスとして当該ノードの前記第３のＩＤ情報を送信するとともに送信先アドレスとして前記子ノードの前記第１のＩＤ情報を送信する送信部と、
前記ノード間通信を行うときに、当該ノードが子ノードと通信する場合には、当該ノードの子ノードから送信された前記第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定し、当該ノードが親ノードと通信する場合には、当該ノードの親ノードから送信された前記第３のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定するノード特定部と、
当該ノードの親ノードの網の切り替えが行われたときに、前記第１のＩＤ情報と前記第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報を用いて更新するＩＤ情報更新部と、
を備え、
当該ノードまでの経路情報として、当該ノードまでの経路に含まれるノードの前記第２のＩＤ情報が用いられることを特徴とする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、ネットワークシステムに関し、特に、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステム（クラスタ・ツリーネットワークシステム）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数のノードと網管理サーバとを接続するネットワークとして、クラスタ・ツリーネットワークが知られている。図７は、クラスタ・ツリーネットワークの構成を示すネットワーク構成図である。図７の例では、網管理サーバ１００を頂点として、ノード１〜１０がツリー状に接続されている。各ノード１〜１０は他の１つ又は複数のノードと接続されるが、その接続には方向が定義されている。即ち、各ノード１〜１０は、接続されるノードについて親ノードか子ノードかを区別する。ノード１〜１０の各々は、１つの親ノードを有する。複数のノードのうち、ブランチノードは、１つ又は複数の子ノードを有し、リーフノードは、子ノードがなく、親ノードのみを有する。
【０００３】
このようなクラスタ・ツリーネットワークは、例えば、センサネットワークとして応用され得る。この場合には、ノード１〜１０にそれぞれセンサが接続される。クラスタ・ツリーネットワーク構造を用いることで、各ノード１〜１０がセンサの検出値を網管理サーバ１００に送信して、網管理サーバ１００で各ノードにおけるセンサ検出値を一括管理するというセンサネットワークを構成できる。例えば、センサとして、電気の検針をするセンサや放射線の線量計などが採用される。その場合、ノード１〜１０を住戸やモニタリングポストとすれば、各住戸における電気の使用料や各モニタリングポストにおける放射線量の情報を網管理サーバ１００で一括収集できる。したがって、検針員が各住戸を廻って検針したり、計測員が各モニタリングポストを廻って計測値を確認する必要がなくなる。
【０００４】
このようなクラスタ・ツリーネットワークでは、各ノードのアドレスとして、親ノードのアドレスを一部に含むアドレスを採用できる（例えば、特許文献１を参照）。図８は、アドレスの例を示す図である。図８の例において、アドレスは、８位である。図８の例のアドレス１０００において、「０」でない最も下位の数字１００１が親ノードから見た自ノードアドレスの特徴部分である。それより上位の部分１００２は、親ノードのアドレスを示す部分である。また、親ノードのアドレスを示す部分１００２の最下位を除く部分１００３はその親ノードのさらに親のノードのアドレスを示す部分である。
【０００５】
具体的には、「０」でない最も下位の数字「２」が親ノードから見た自ノードアドレスの特徴部分であり、それより上位の部分「１：２：１：１：１」は、親ノードのアドレスの実効部分であり、親ノードのアドレスを示す部分「１：２：１：１：１」の最下位「１」を除く部分「１：２：１：１」はその親ノードのさらに上位のノードのアドレスの実効部分である。
【０００６】
このようなアドレス体系によれば、各ノードのアドレスには、その上位のノードのアドレス情報が含まれており、その上位のノードのアドレス情報には、さらにその上位のノードのアドレス情報が含まれているので、各ノードのアドレスは、即ち、網管理サーバから当該ノードへの経路情報を示していることになる。
【０００７】
網管理サーバ１００には、すべての子ノードのアドレスが記憶されている。また、各ノードには、自己の親ノードのアドレス及び子ノードのアドレスが記憶されている。網管理サーバ１００は、特定のノードにデータを送信する場合には、最上位ノードに対して宛先の子ノードのアドレスを特定して送信する。図９は、網管理サーバ１００からアドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」を有するノード１０にデータを送信する例を示している。図９の例において、網管理サーバ１００は、ノード１０のアドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」を送信アドレスとして、データを送信する。
【０００８】
ノード１は、送信アドレスとしてアドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」を含む送信データを受信して、自アドレス「１：０：０：０：０：０：０：０」と比較して、送信アドレスに自アドレスが含まれているので、この送信データを送信する。ノード１の子ノードであるノード２及びノード３は、送信アドレス「１：２：１：１：２：０：０：０」と自アドレスを比較する。ノード２では、自アドレスが「１：１：０：０：０：０：０：０」であるところ、送信アドレスにはこのアドレスが含まれていないので、ノード２はこの受信した送信データを破棄する。ノード３では、自アドレスが「１：２：０：０：０：０：０：０」であるところ、送信アドレスにはこのアドレスが含まれているので、ノード３はこのデータをさらに転送すべく送信する。
【０００９】
以下同様にして、ノード６、ノード８、及びノード１０が順に転送された送信データを受信する。送信データがノード１０に辿り着くと、ノード１０は、送信データに含まれる送信アドレスと自アドレスとが一致するので、この送信データを自分宛のデータとして受領する。
【００１０】
このように、アドレスに経路情報を含めるというアドレス体系によれば、各ノードは、自己の子ノードのアドレスを管理するだけでよく、各ノードがすべてのノードのルーティングテーブルを記憶しておく必要がなくなるので、各ノードのアドレス付与やルーティング時の負荷を軽減できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２０１０−１１０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、クラスタ・ツリーネットワークにおいて、上述のようにアドレスに経路情報が含まれる場合には、ネットワークの一部のリンクにおいて、通信障害等の原因によりリンクの切断が発生して、ツリー構造を変更する必要が生じた場合に、元のアドレスのままでは通信経路を指定できなくなる。即ち、一部のリンクを変更した場合には、それより下位のノードはすべてルートが変更されることになるので、変更されたリンクより下位の全てのノードのアドレスを再割り当てしなければならない。
【００１３】
図１０は、この問題を説明するネットワーク構成図である。図１０のクラスタ・ツリーネットワークは、図７のものに対応している。図１０（ａ）は、ノード８がノード６を親ノードとしていたところ、このノード６とノード８との間に通信障害が発生して、ノード６とノード８との通信ができなくなった状況を示している。ノード８は、周囲のノードの中から新たな親ノードとなるノードを探索する。図１０（ｂ）では、ノード８は、ノード５を新たな親ノード（網の切り替え先ノード）として決定している。
【００１４】
図１１（ａ）はネットワーク再構築前の各ノードのアドレスを示しており、図１１（ｂ）はノード８の親ノードをノード５に変更した後の各ノードのアドレスを示している。ノード８は、元々はノード６を親ノードとしていたため、図１１（ａ）に示すように、ノード８及びノード８より下位のすべてのノード（ノード９及びノード１０）は、「１：２：１：１：Ｘ：Ｘ：Ｘ：Ｘ」というアドレスを有していたが、ノード５を新たなノードとした場合には、図１１（ｂ）に示すように、ノード８のアドレスを、ノード５のアドレス「１：１：２：０：０：０：０：０」の情報を含む「１：１：２：１：０：０：０：０」とするだけでなく、ノード８の下位のすべてのノード（ノード９及びノード１０）についても、「１：１：２：１：Ｘ：Ｘ：Ｘ：Ｘ」というアドレスに変更しなければならない。
【００１５】
このように、一部のノードについて網の切り替え（接続先の変更）をした場合には、網の切り替えをしたノードのみならず、その下位のすべてのノードについてもアドレスを再割当てしなければならないので、ネットワークの再構成するために時間がかかってしまうという問題がある。例えば、図１２（ａ）に示すように、道路に沿ってノードが設置される場合など、多段接続を行うような態様も想定される。この場合、上位のノードで網の切り替えを行う場合には、ネットワーク内の多くのノードでアドレスの再割当てをしなければならないので、問題は顕著となる。
【００１６】
また、図１２（ｂ）に示すようにノードが接続されるマルチホップシステムでは、経路の途中が交差点等でさえぎられる等により、データの収集が困難になった場合でも、他の通信経路に網を切り替えることでデータの収集が可能になる。このとき、多数の子ノードを引き連れた網の切替え（接続先の切替え）が発生する。ところが、上記従来のシステムでは、このようなホップ数の長いネットワークを構築することについては考慮されていない。すなわち、上記従来のシステムでは、ホップ数が長くなるほど、下位のノードに長いアドレスが必要になるので、その結果、ノード間の通信データ量（パケット長）が大きくなり、通信時の消費電力が大きくなるという問題がある。特に、放射線の線量計のシステムの場合には、限られた電源（電池など）でノードを駆動することが多く、ホップ数の長いネットワークを構築することが困難であった。
【００１７】
本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたもので、ノードの網の切り替えが行われた場合にネットワークの構成変更を容易に行うことのできるとともに、ノード間通信時の消費電力を抑えることができ、ホップ数の長いネットワークを構築することのできるネットワークシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明のネットワークシステムは、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステムであって、前記ノードは、ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報を含まない第１のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報の一部を構成する第２のＩＤ情報とを記憶するＩＤ情報記憶部と、当該ノードの親ノードまたは子ノードとノード間通信を行うときに、前記第１のＩＤ情報を送信する送信部と、前記ノード間通信を行うときに、当該ノードの親ノードまたは子ノードから送信された前記第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定するノード特定部と、当該ノードの親ノードの網の切り替えが行われたときに、前記第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報に更新するＩＤ情報更新部と、を備え、当該ノードまでの経路情報として、当該ノードまでの経路に含まれるノードの前記第２のＩＤ情報が用いられる構成を有している。
【００１９】
この構成により、ノード間通信を行うときには、第１のＩＤ情報が送信される。第１のＩＤ情報は、ホップ数に応じてデータ量が増加しない情報である。したがって、従来のようにホップ数が増えたときにノード間通信時の通信データ量が増加することがなく、ノード間通信時の消費電力を抑えることができる。
【００２０】
また、経路情報として、経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。第２のＩＤ情報は、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報であり、経路情報の一部を構成する情報である。したがって、ノードごとにユニークなＩＤ情報を用いる場合に比べて、ＩＤ情報のデータ量を減らすことができ、通信時の消費電力を抑えることができる。
【００２１】
また、そのノードの親ノードの網の切り替えが行われた場合であっても、子ノードおよびその配下のノードのＩＤ情報（第１のＩＤ情報および第２のＩＤ情報）は不変のままである。したがって、ネットワークの構成変更を行うときに、子ノード配下を引き連れて接続先の変更を行うことができる為、子ノード配下にある各ノードのアドレス変更に伴う通信が不要となり、その結果、消費電力を抑えることができる。さらに、ネットワークの構成変更を短時間で行うことが可能になる。
【００２２】
また、各ノードは、そのノードの親ノードの第１のＩＤ情報と、そのノードの子ノードの第１のＩＤ情報と第２のＩＤ情報の対応関係を、管理すればよい。したがって、全ノードのルーティングテーブルは不要となり、ノードのメモリを節約することができる。
【００２３】
また、本発明のネットワークシステムは、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステムであって、前記ノードは、ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報である第１のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報の一部を構成する第２のＩＤ情報とを記憶し、当該ノードが親ノードである場合には、ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報を含まない第３のＩＤ情報を記憶し、前記第１のＩＤ情報には、前記第２のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードの前記第３のＩＤ情報とが含まれるＩＤ情報記憶部と、当該ノードの親ノードまたは子ノードとノード間通信を行うときに、前記第１のＩＤ情報を送信し、当該ノードが親ノードである場合には、さらに前記第３のＩＤ情報を送信する送信部と、前記ノード間通信を行うときに、当該ノードが子ノードと通信する場合には、当該ノードの子ノードから送信された前記第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定し、当該ノードが親ノードと通信する場合には、当該ノードの親ノードから送信された前記第３のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定するノード特定部と、当該ノードの親ノードの網の切り替えが行われたときに、前記第１のＩＤ情報と前記第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報を用いて更新するＩＤ情報更新部と、を備え、当該ノードまでの経路情報として、当該ノードまでの経路に含まれるノードの前記第２のＩＤ情報が用いられる構成を有している。
【００２４】
この構成により、ノード間通信を行うときには、第１のＩＤ情報（そのノードが親ノードである場合には、第１のＩＤ情報と第３のＩＤ情報）が送信される。第１のＩＤ情報（および第３のＩＤ情報）は、ホップ数に応じてデータ量が増加しない情報である。したがって、従来のようにホップ数が増えたときにノード間通信時の通信データ量が増加することがなく、ノード間通信時の消費電力を抑えることができる。
【００２５】
また、経路情報として、経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。第２のＩＤ情報は、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報であり、経路情報の一部を構成する情報である。したがって、ノードごとにユニークなＩＤ情報を用いる場合に比べて、ＩＤ情報のデータ量を減らすことができ、通信時の消費電力を抑えることができる。
【００２６】
また、そのノードの親ノードの網の切り替えが行われた場合であっても、子ノードおよびその配下のノードのＩＤ情報（第１のＩＤ情報および第２のＩＤ情報）は不変のままである。したがって、ネットワークの構成変更を行うときに、子ノード配下を引き連れて接続先の変更を行うことができる為、子ノード配下にある各ノードのアドレス変更に伴う通信が不要となり、その結果、消費電力を抑えることができる。さらに、ネットワークの構成変更を短時間で行うことが可能になる。
【００２７】
また、各ノードは、そのノードの親ノードの第３のＩＤ情報と、そのノードの子ノードごとの第２のＩＤ情報を、管理すればよい。したがって、全ノードのルーティングテーブルは不要となり、ノードのメモリを節約することができる。
【００２８】
また、本発明のネットワークシステムは、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステムであって、前記ノードは、ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報である第１のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報の一部を構成する第２のＩＤ情報とを記憶し、当該ノードが親ノードである場合には、ネットワーク内における当該ノードのＩＤ情報でありかつ当該ノードまでの経路情報を含まない第３のＩＤ情報を記憶し、前記第１のＩＤ情報には、前記第２のＩＤ情報と、当該ノードの親ノードの前記第３のＩＤ情報とが含まれるＩＤ情報記憶部と、当該ノードの親ノードとノード間通信を行う場合には、送信元アドレスとして当該ノードの前記第１のＩＤ情報を送信するとともに送信先アドレスとして前記親ノードの前記第３のＩＤ情報を送信し、当該ノードの子ノードとノード間通信を行う場合には、送信元アドレスとして当該ノードの前記第３のＩＤ情報を送信するとともに送信先アドレスとして前記子ノードの前記第１のＩＤ情報を送信する送信部と、前記ノード間通信を行うときに、当該ノードが子ノードと通信する場合には、当該ノードの子ノードから送信された前記第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定し、当該ノードが親ノードと通信する場合には、当該ノードの親ノードから送信された前記第３のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定するノード特定部と、当該ノードの親ノードの網の切り替えが行われたときに、前記第１のＩＤ情報と前記第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報を用いて更新するＩＤ情報更新部と、を備え、当該ノードまでの経路情報として、当該ノードまでの経路に含まれるノードの前記第２のＩＤ情報が用いられる構成を有している。
【００２９】
この構成により、ノード間通信を行うときには、第１のＩＤ情報と第３のＩＤ情報が送信される。第１のＩＤ情報および第３のＩＤ情報は、ホップ数に応じてデータ量が増加しない情報である。したがって、従来のようにホップ数が増えたときにノード間通信時の通信データ量が増加することがなく、ノード間通信時の消費電力を抑えることができる。
【００３０】
また、経路情報として、経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。第２のＩＤ情報は、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報であり、経路情報の一部を構成する情報である。したがって、ノードごとにユニークなＩＤ情報を用いる場合に比べて、ＩＤ情報のデータ量を減らすことができ、通信時の消費電力を抑えることができる。
【００３１】
また、そのノードの親ノードの網の切り替えが行われた場合であっても、子ノードおよびその配下のノードのＩＤ情報（第１のＩＤ情報および第２のＩＤ情報）は不変のままである。したがって、ネットワークの構成変更を行うときに、子ノード配下を引き連れて接続先の変更を行うことができる為、子ノード配下にある各ノードのアドレス変更に伴う通信が不要となり、その結果、消費電力を抑えることができる。さらに、ネットワークの構成変更を短時間で行うことが可能になる。
【００３２】
また、各ノードは、そのノードの親ノードの第３のＩＤ情報と、そのノードの子ノードごとの第２のＩＤ情報を、管理すればよい。したがって、全ノードのルーティングテーブルは不要となり、ノードのメモリを節約することができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明は、ノードの網の切り替えが行われた場合にネットワークの構成変更を容易に行うことのできるとともに、ノード間通信時の消費電力を抑えることができ、ホップ数の長いネットワークを構築することができるという効果を有するネットワークシステムを提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態におけるネットワークシステム（ネットワーク再構築前）の説明図
【図２】本発明の第１の実施の形態におけるネットワークシステム（ネットワーク再構築後）の説明図
【図３】本発明の第１の実施の形態における網管理サーバのブロック図
【図４】本発明の第１の実施の形態におけるノードのブロック図
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるネットワークシステム（ネットワーク再構築前）の説明図
【図６】本発明の第２の実施の形態におけるネットワークシステム（ネットワーク再構築後）の説明図
【図７】従来のクラスタ・ツリーネットワークの構成を示すネットワーク構成図
【図８】従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるアドレスの例を示す図
【図９】従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるデータの送信を説明するネットワーク構成図
【図１０】（ａ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるリンクの切断が発生した状況を示すネットワーク構成図  （ｂ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおける網の切り替えが行なわれた状況を示すネットワーク構成図
【図１１】（ａ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるネットワーク再構築前の各ノードのアドレスを示す図  （ｂ）従来のクラスタ・ツリーネットワークにおけるネットワーク再構築後の各ノードのアドレスを示す図
【図１２】（ａ）ホップ数の長いネットワークの構成を示すネットワーク構成図  （ｂ）ホップ数の長いネットワークにおける網の切替え（子ノード配下を引き連れた接続先の変更）の説明図
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明の実施の形態のネットワークシステムについて、図面を用いて説明する。本実施の形態では、電気使用量の検針や放射線量の計測等に用いられるネットワークシステムの場合を例示する。
【００３６】
（第１の実施の形態）
本発明の第１の実施の形態のネットワークシステムの構成を、図面を参照して説明する。図１および図２は、本実施の形態のネットワークシステムの説明図である。図１および図２に示すように、本実施の形態のネットワークシステムは、網管理サーバを頂点として複数のノードがツリー状に接続されるネットワークシステム（クラスタ・ツリーネットワークシステム）である。
【００３７】
以下の説明では、ノード間の接続をリンクともいう。以下の実施の形態では、ノード同士は無線で接続され、最上位のノード（中継器）と網管理サーバとは有線で接続されるが、本発明はこれに限られず、一部又は全部のノード同士が有線で接続されていてもよく、最上位のノードと網管理サーバが無線で接続されてもよい。また、以下の説明では、網管理サーバからノードへの送信を下り送信といい、ノードから網管理サーバに向けた送信を上り送信という。
【００３８】
また、以下の説明において、子ノード及び親ノード、上位及び下位という用語は、あるノード又は網管理サーバから見た相対的な概念である。従って、あるノードは、その１つ上位のノードから見ると子ノードとなり、その１つ下位のノードから見ると親ノードとなる。また、網管理サーバからあるノードへ、又はあるノードから網管理サーバにデータを送信する際の各ノードにおけるデータの転送をホップともいい、送信元からの転送の回数をホップ数ともいう。クラスタ・ツリーネットワークは、複数回のホップによってデータを伝達するマルチホップネットワークの一種である。
【００３９】
なお、本実施の形態のマルチホップネットワークでは、ネットワークが１つである場合について説明しているが、ネットワークの数は複数でもよい。複数のネットワークがある場合には、ネットワーク毎のＩＤ情報が付与される。
【００４０】
図３は、第１の実施の形態の網管理サーバの構成を示すブロック図である。網管理サーバ１０は、送信部１１、送信アドレス生成部１２、ノード管理テーブル記憶部１３、ノード管理テーブル更新部１４、及び受信部１５を備えている。
【００４１】
受信部１５は、直下の子ノードから送信データを受信し、そこから必要な情報を抽出する。受信部１５が受信する送信データには、通常時にツリー内のノードから送られてくる情報（例えば、検針情報等のセンサ検出値）やノードが親ノードの変更（網の切り替え）をした際に送信されてくる網の切り替え情報が含まれている。受信部１５は、送信データからこれらの情報を抽出する。本実施の形態では、特に、ネットワーク内で一部のノードの網の切り替えが行なわれて、受信部１５が網の切り替え情報を受信する場合について説明する。
【００４２】
ノード管理テーブル更新部１４は、受信部１５にて受信した網の切り替え情報に基づいて、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルを更新する。送信アドレス生成部１２は、網管理サーバ１０から特定のノードにデータを送信する場合に、ノード管理テーブル記憶部１３に記憶されたノード管理テーブルに基づいて、送信データに含める送信アドレスを生成する。送信部１１は、送信アドレス生成部１２にて生成された送信アドレスを用いて、送信データを生成して、最上位ノードに送信データを送信する。
【００４３】
図４は、ノードの構成を示すブロック図である。ノード２０は、送信部２１、ＩＤ情報記憶部２２、ノード特定部２３、ＩＤ情報更新部２４、及び受信部２５を備えている。
【００４４】
受信部２５は、下り送信の場合には、親ノードから送信データを受信して、必要な情報を抽出し、上り送信の場合には、子ノードから送信データを受信して、必要な情報を抽出する。
【００４５】
ＩＤ情報記憶部２２には、二つのＩＤ情報（第１のＩＤ情報と第２のＩＤ情報）が記憶されている。第１のＩＤ情報（図では、ＩＤ−１）は、ネットワーク内でユニークなＩＤ情報であり、そのノードまでの経路情報を含まないＩＤ情報である。第２のＩＤ情報（図では、ＩＤ−２）は、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてユニークなＩＤ情報であり、そのノードまでの経路情報の一部を構成するＩＤ情報である。図１の例では、ノードＧの第１のＩＤ情報は「０８」であり、ノードＧの第２のＩＤ情報は「０３」である。また、ノードＪの第１のＩＤ情報は「１１」であり、ノードＪの第２のＩＤ情報は「０２」である。この場合、ノードＪの第２のＩＤ情報「０２」は、ノードＪまでの経路情報「０３−０３−０２」の一部（最後の「０２」の部分）を構成している。
【００４６】
送信部２１は、そのノードの親ノードまたは子ノードとノード間通信を行うときに、第１のＩＤ情報を、送信元アドレスおよび送信先アドレスとして送信する。送信元アドレスは、送信元のノードを示すアドレスであり、送信先アドレスは、送信先のノードを示すアドレスである。例えば、図１において、ノードＧがノードＪとノード間通信を行う場合（ノードＧからノードＪにデータ送信を行う場合）には、送信元アドレスとしてノードＧの第１のＩＤ情報「０８」が送信され、送信先アドレスとしてノードＪの第１のＩＤ情報「１１」が送信される。
【００４７】
ノード特定部２３は、ノード間通信を行うときに、そのノードの親ノードまたは子ノードから送信された第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定する。例えば、図１において、ノードＧがノードＪとノード間通信を行う場合（ノードＧからノードＪにデータ送信を行う場合）には、ノードＪは、ノードＧから送信された送信元アドレス「０８」から、通信相手のノードが「ノードＧ」であることを特定する。
【００４８】
ＩＤ情報更新部２４は、網の切り替えによって、そのノードの接続先が変わったときに第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報に更新する。例えば、図２に示すように、ノードＧの親ノードが「ノードＣ」から「ノードＤ」に網の切り替えがおこなわれた場合には、ノードＧの第２のＩＤ情報が「０３」から「０２」に更新される。この場合、ノードＧの配下のノード（ノードＩとノードＪ）は、第２のＩＤ情報を更新する必要がない。
【００４９】
本実施の形態では、各ノードまでの経路情報として、そのノードまでの経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。例えば、図１において、ネットワーク再構築前のノードＪまでの経路情報「０３−０３−０２」は、ノードＣの第２のＩＤ情報「０３」とノードＧの第２のＩＤ情報「０３」とノードＪの第２のＩＤ情報「０２」で構成される。また、図２において、ネットワーク再構築後のノードＪまでの経路情報「０１−０１−０２−０２」は、ノードＡの第２のＩＤ情報「０１」とノードＤの第２のＩＤ情報「０１」とノードＧの第２のＩＤ情報「０２」とノードＪの第２のＩＤ情報「０２」で構成される。
【００５０】
このような第１の実施の形態のネットワークシステムによれば、ノードの網の切り替えが行われた場合にネットワークの構成変更を容易に行うことのできるとともに、ノード間通信時の消費電力を抑えることができ、ホップ数の長いネットワークを構築することができる。
【００５１】
すなわち、本実施の形態では、ノード間通信を行うときには、第１のＩＤ情報が送信される。第１のＩＤ情報は、ホップ数に応じてデータ量が増加しない情報である。したがって、従来のようにホップ数が増えたときにノード間通信時の通信データ量が増加することがなく、ノード間通信時の消費電力を抑えることができる。
【００５２】
また、本実施の形態では、経路情報として、経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。第２のＩＤ情報は、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報であり、経路情報の一部を構成する情報である。したがって、ノードごとにユニークなＩＤ情報を用いる場合に比べて、ＩＤ情報のデータ量を減らすことができ、通信時の消費電力を抑えることができる。
【００５３】
また、本実施の形態では、そのノードの親ノードの網の切り替えが行われた場合であっても、子ノードおよびその配下のノードのＩＤ情報（第１のＩＤ情報および第２のＩＤ情報）は不変のままである。したがって、ネットワークの構成変更を行うときに、子ノード配下を引き連れて接続先の変更を行うことができる為、子ノード配下にある各ノードのアドレス変更に伴う通信が不要となり、その結果、消費電力を抑えることができる。さらに、ネットワークの構成変更を短時間で行うことが可能になる。
【００５４】
また、本実施の形態では、各ノードは、そのノードの親ノードの第１のＩＤ情報と、そのノードの子ノードの第１のＩＤ情報と第２のＩＤ情報の対応関係を、管理すればよい。したがって、全ノードのルーティングテーブルは不要となり、ノードのメモリを節約することができる。
【００５５】
（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態のネットワークシステムについて説明する。ここでは、第２の実施の形態のネットワークシステムが、第１の実施の形態と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、第１の実施の形態と同様である。
【００５６】
図５および図６は、本実施の形態のネットワークシステムの説明図である。本実施の形態では、そのノードが親ノードである場合には、ＩＤ情報記憶部２２に、第３のＩＤ情報（図では、ＩＤ−３）が記憶される。第３のＩＤ情報は、ネットワーク内でユニークなＩＤ情報であり、そのノードまでの経路情報を含まないＩＤ情報である。第２のＩＤ情報（図では、下線が付されている）は、第１の実施の形態と同様であり、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてユニークなＩＤ情報であり、そのノードまでの経路情報の一部を構成するＩＤ情報である。本実施の形態では、第１のＩＤ情報に、そのノードの第２のＩＤ情報と、そのノードの親ノードの第３のＩＤ情報が含まれる。図５の例では、ノードＧの第１のＩＤ情報は「０３−０３」であり、ノードＧの第２のＩＤ情報は「０３」であり、ノードＧの第３のＩＤ情報は「０５」である。ノードＧの第１のＩＤ情報は「０３−０３」には、ノードＧの第２のＩＤ情報「０３」と、ノードＧの親ノードであるノードＣの第３のＩＤ情報「０３」が含まれている。また、ノードＪの第１のＩＤ情報は「０５−０２」であり、ノードＪの第２のＩＤ情報は「０２」である。ノードＪは、親ノードでない（子ノードでない）ため、第３のＩＤ情報は有していない。
【００５７】
送信部２１は、そのノードが親ノードまたは子ノードとノード間通信を行うときに、第１のＩＤ情報を、送信元アドレスおよび送信先アドレスとして送信する。また、そのノードが親ノードである場合には、第１のＩＤ情報と第３のＩＤ情報を、送信元アドレスおよび送信先アドレスとして送信する。例えば、図５において、ノードＧからノードＪにデータ送信を行う場合には、送信元アドレスとしてノードＧの第１のＩＤ情報「０３−０３」と第３のＩＤ情報「０５」が送信され、送信先アドレスとしてノードＪの第１のＩＤ情報「０５−０２」が送信される。ノードＪは第３のＩＤ情報を有していないので、送信先アドレスとしてノードＪの第３のＩＤ情報は送信されない。一方、ノードＪからノードＧにデータ送信を行う場合には、送信元アドレスとしてノードＪの第１のＩＤ情報「０５−０２」が送信され、送信先アドレスとしてノードＧの第１のＩＤ情報「０３−０３」と第３のＩＤ情報「０５」が送信される。ノードＪは第３のＩＤ情報を有していないので、送信元アドレスとしてノードＪの第３のＩＤ情報は送信されない。
【００５８】
ノード特定部２３はノード間通信を行うときに、そのノードが子ノードと通信する場合には、そのノードの子ノードから送信された第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定する。一方、そのノードが親ノードと通信する場合には、そのノードの親ノードから送信された第３のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定する。例えば、図５において、ノードＧからノードＪにデータ送信を行う場合には、ノードＪは、ノードＧから送信された送信元アドレスのうちの第３のＩＤ情報「０５」から、通信相手のノードが「ノードＧ」であることを特定する。一方、ノードＪからノードＧにデータ送信を行う場合には、ノードＧは、ノードＪから送信された送信元アドレスのうちの第１のＩＤ情報「０５−０２」から、通信相手のノードが「ノードＪ」であることを特定する。
【００５９】
ＩＤ情報更新部２４は、そのノードの親ノードの網の切り替えが行われたときに、第１のＩＤ情報と第２のＩＤ情報を、網の切り替え後の親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報を用いて更新する。例えば、図６に示すように、ノードＧの親ノードが「ノードＣ」から「ノードＤ」に網の切り替えされた場合には、ノードＧの第１のＩＤ情報が「０３−０３」から「０４−０２」に更新される。このとき、ノードＧの第２のＩＤ情報（第１のＩＤ情報に含まれている）も「０３」から「０２」に更新されている。この場合、ノードＧの配下のノード（ノードＩとノードＪ）は、第１のＩＤ情報や第２のＩＤ情報を更新する必要がない。
【００６０】
本実施の形態でも、第１の実施の形態と同様に、各ノードまでの経路情報として、そのノードまでの経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。例えば、図５において、ネットワーク再構築前のノードＪまでの経路情報「０３−０３−０２」は、ノードＣの第２のＩＤ情報「０３」とノードＧの第２のＩＤ情報「０３」とノードＪの第２のＩＤ情報「０２」で構成される。また、図６において、ネットワーク再構築後のノードＪまでの経路情報「０１−０１−０２−０２」は、ノードＡの第２のＩＤ情報「０１」とノードＤの第２のＩＤ情報「０１」とノードＧの第２のＩＤ情報「０２」とノードＪの第２のＩＤ情報「０２」で構成される。
【００６１】
このような第２の実施の形態のネットワークシステムによっても、ノードの網の切り替えが行われた場合にネットワークの構成変更を容易に行うことのできるとともに、ノード間通信時の消費電力を抑えることができ、ホップ数の長いネットワークを構築することができる。
【００６２】
すなわち、本実施の形態では、ノード間通信を行うときには、第１のＩＤ情報（そのノードが親ノードである場合には、第１のＩＤ情報と第３のＩＤ情報）が送信される。第１のＩＤ情報（および第３のＩＤ情報）は、ホップ数に応じてデータ量が増加しない情報である。したがって、従来のようにホップ数が増えたときにノード間通信時の通信データ量が増加することがなく、ノード間通信時の消費電力を抑えることができる。
【００６３】
また、本実施の形態では、経路情報として、経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。第２のＩＤ情報は、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報であり、経路情報の一部を構成する情報である。したがって、ノードごとにユニークなＩＤ情報を用いる場合に比べて、ＩＤ情報のデータ量を減らすことができ、通信時の消費電力を抑えることができる。
【００６４】
また、本実施の形態では、そのノードの親ノードの網の切り替えが行われた場合であっても、子ノードおよびその配下のノードのＩＤ情報（第１のＩＤ情報および第２のＩＤ情報）は不変のままである。したがって、ネットワークの構成変更を行うときに、子ノード配下を引き連れて接続先の変更を行うことができる為、子ノード配下にある各ノードのアドレス変更に伴う通信が不要となり、その結果、消費電力を抑えることができる。さらに、ネットワークの構成変更を短時間で行うことが可能になる。
【００６５】
また、本実施の形態では、各ノードは、そのノードの親ノードの第３のＩＤ情報と、そのノードの子ノードごとの第２のＩＤ情報を、管理すればよい。したがって、全ノードのルーティングテーブルは不要となる。
【００６６】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態のネットワークシステムについて説明する。ここでは、第３の実施の形態のネットワークシステムが、第２の実施の形態と相違する点を中心に説明する。ここで特に言及しない限り、本実施の形態の構成および動作は、第２の実施の形態と同様である。
【００６７】
本実施の形態において、送信部２１は、そのノードの親ノードとノード間通信を行う場合には、送信元アドレスとしてそのノードの第１のＩＤ情報を送信するとともに送信先アドレスとして親ノードの第３のＩＤ情報を送信する。また、そのノードの子ノードとノード間通信を行う場合には、送信元アドレスとしてそのノードの第３のＩＤ情報を送信するとともに送信先アドレスとして子ノードの第１のＩＤ情報を送信する。例えば、図５において、ノードＧからノードＪにデータ送信を行う場合には、送信元アドレスとしてノードＧの第３のＩＤ情報「０５」が送信され、送信先アドレスとしてノードＪの第１のＩＤ情報「０５−０２」が送信される。一方、ノードＪからノードＧにデータ送信を行う場合には、送信元アドレスとしてノードＪの第１のＩＤ情報「０５−０２」が送信され、送信先アドレスとしてノードＧの第３のＩＤ情報「０５」が送信される。
【００６８】
ノード特定部２３は、ノード間通信を行うときに、そのノードが子ノードと通信する場合には、そのノードの子ノードから送信された第１のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定する。一方、そのノードが親ノードと通信する場合には、そのノードの親ノードから送信された第３のＩＤ情報に基づいて通信相手のノードを特定する。例えば、図５において、ノードＧからノードＪにデータ送信を行う場合には、ノードＪは、ノードＧから送信された送信元アドレスである第３のＩＤ情報「０５」から、通信相手のノードが「ノードＧ」であることを特定する。一方、ノードＪからノードＧにデータ送信を行う場合には、ノードＧは、ノードＪから送信された送信元アドレスである第１のＩＤ情報「０５−０２」から、通信相手のノードが「ノードＪ」であることを特定する。
【００６９】
このような第３の実施の形態のネットワークシステムによっても、ノードの網の切り替えが行われた場合にネットワークの構成変更を容易に行うことのできるとともに、ノード間通信時の消費電力を抑えることができ、ホップ数の長いネットワークを構築することができる。
【００７０】
すなわち、本実施の形態では、ノード間通信を行うときには、第１のＩＤ情報と第３のＩＤ情報が送信される。第１のＩＤ情報および第３のＩＤ情報は、ホップ数に応じてデータ量が増加しない情報である。したがって、従来のようにホップ数が増えたときにノード間通信時の通信データ量が増加することがなく、ノード間通信時の消費電力を抑えることができる。
【００７１】
また、本実施の形態では、経路情報として、経路に含まれるノードの第２のＩＤ情報が用いられる。第２のＩＤ情報は、そのノードの親ノードに対する子ノードとしてのＩＤ情報であり、経路情報の一部を構成する情報である。したがって、ノードごとにユニークなＩＤ情報を用いる場合に比べて、ＩＤ情報のデータ量を減らすことができ、通信時の消費電力を抑えることができる。
【００７２】
また、本実施の形態では、そのノードの親ノードの網の切り替えが行われた場合であっても、子ノードおよびその配下のノードのＩＤ情報（第１のＩＤ情報および第２のＩＤ情報）は不変のままである。したがって、ネットワークの構成変更を行うときに、子ノード配下を引き連れて接続先の変更を行うことができる為、子ノード配下にある各ノードのアドレス変更に伴う通信が不要となり、その結果、消費電力を抑えることができる。さらに、ネットワークの構成変更を短時間で行うことが可能になる。
【００７３】
また、本実施の形態では、各ノードは、そのノードの親ノードの第３のＩＤ情報と、そのノードの子ノードごとの第２のＩＤ情報を、管理すればよい。したがって、全ノードのルーティングテーブルは不要となる。
【００７４】
以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように、本発明にかかるネットワークシステムは、ノードの網の切り替えが行われた場合にネットワークの構成変更を容易に行うことのできるとともに、ノード間通信時の消費電力を抑えることができ、ホップ数の長いネットワークを構築することができるという効果を有し、電気使用量の検針や放射線量の計測等に用いられ、有用である。
【符号の説明】
【００７６】
１０  網管理サーバ
１１  送信部
１２  送信アドレス生成部
１３  ノード管理テーブル記憶部
１４  ノード管理テーブル更新部
１５  受信部
２０  ノード
２１  送信部
２２  ＩＤ情報記憶部
２３  ノード特定部
２４  ＩＤ情報更新部
２５  受信部
【図１】
2014107644.tif 000003
【図２】
2014107644.tif 000004
【図３】
2014107644.tif 000005
【図４】
2014107644.tif 000006
【図５】
2014107644.tif 000007
【図６】
2014107644.tif 000008
【図７】
2014107644.tif 000009
【図８】
2014107644.tif 000010
【図９】
2014107644.tif 000011
【図１０】
2014107644.tif 000012
【図１１】
2014107644.tif 000013
【図１２】
2014107644.tif 000014