(57)【要約】【課題】ネットワーク端末の消費電力を低減するとともに、端末の電池寿命や故障等の異常を逸早く通信相手の装置が検知し、さらに、端末で保持する設定値を通信相手の装置からセキュアに設定できることを目的としている。【解決手段】センサネットワーク端末５は、センサ部１から最新のセンサ値を出力し、記憶されている前回のセンサ値と比較する。前回と異なる場合、最新のセンサ値を管理装置９に通知し、１回目の比較で前回と一致した場合、前回と一致したことを管理装置９に通知し、連続して前回と一致した場合、管理装置９には通知しない。さらに、端末記憶部３に記憶されている送信周期３１で生存情報を管理装置９に通知する。送信周期３１を含む設定値は、管理装置９からセキュアに設定可能となっている。【選択図】図２
2014081873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサから所定の計測周期で計測したセンサ値を無線回線を介して外部装置に送信するセンサネットワーク端末を備えるセンサネットワークシステムであって、
前記センサネットワーク端末は、最新のセンサ値と前回のセンサ値とを比較し、その比較結果に基づいて前記外部装置への通知の可否を判定する通知判定部と、
この通知判定部が前記外部装置へ通知すると判定したとき、該外部装置へ送出する所定の通知情報を作成する通知情報作成部と、
作成された前記通知情報を前記外部装置に送信すると共に、該外部装置から送出された送信周期および送信周期ハッシュ値を受信する端末無線通信部と、
受信した前記送信周期のハッシュ値をハッシュ関数から求め、求めたハッシュ値と前記送信周期ハッシュ値とを比較して、受信した前記送信周期の改ざんの有無を判定する改ざん検知部と
を具備し、
前記改ざん検知部が受信した前記送信周期に改ざんが無いと判定したとき、前記端末無線通信部は該送信周期で前記外部装置に前記通知情報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２】
前記送信周期、前記センサ値および前記最新のセンサ値と前回のセンサ値とが連続して一致した一致回数を保持する端末記憶部を備えることを特徴とする請求項１に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項３】
前記通知判定部は、最新のセンサ値と前回のセンサ値とが不一致であると判定したとき、前記通知情報作成部に最新のセンサ値を用いて通知情報を生成させると共に、前記端末記憶部が保持する前記一致回数をクリアして前記前記端末記憶部に最新のセンサ値を保持させるものである請求項２に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項４】
前記通知判定部は、１回目の最新のセンサ値と前回のセンサ値とが一致すると判定したとき、前記通知情報作成部にセンサ値が一致した情報を含む通知情報を生成させるものである請求項２または３に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項５】
前記通知判定部は、前記比較結果が２回目以降Ｎ回（Ｎは２以上の自然数）連続して一致し、かつ、前記外部装置に通知情報を送信していない時間が前記送信周期の時間を超えたとき、前記通知情報作成部に正常動作中である情報を含む通知情報を生成させる一方、
前記比較結果が２回目以降Ｎ回（Ｎは２以上の自然数）連続して一致し、かつ、前記外部装置に通知情報を送信していない時間が前記送信周期の時間内であるとき、前記端末保持部に前記一致回数をＮ回として保持させるものである請求項２〜４のいずれか一項に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項６】
前記外部装置は、送信周期および前記センサネットワーク端末から送信されたセンサ値を保持する管理記憶部と、
前記改ざん検知部と同一のハッシュ関数を用いて前記送信周期の送信周期ハッシュ値を求めるハッシュ値生成部と、
複数の前記センサネットワーク端末から送信される通知情報をそれぞれ受信すると共に、前記送信周期および送信周期ハッシュ値を前記各センサネットワーク端末にそれぞれ送信する管理無線通信部と、
前記送信された通信情報を基に制御するデータ制御部と
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項７】
前記データ制御部は、受信した前記通知情報にセンサ値が含まれるとき、所定のセンサ種別に割り当てられた前記管理記憶部に該センサ値を保持させることを特徴とする請求項６に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項８】
前記データ制御部は、受信した通知情報にセンサ値が一致した情報が含まれるとき、前回の前記センサ値を今回のセンサ値とし、所定のセンサ種別に割り当てられた前記管理記憶部に該センサ値を保持させることを特徴とする請求項６または７に記載のセンサネットワークシステム。
【請求項９】
前記データ制御部は、前回の通知情報にセンサ値を含み、かつ、前記計測周期内に通知情報が受信できないとき、または、前記計測周期より長い送信周期内に通知情報が受信できないとき、前記センサネットワーク端末に異常があると判定するものである請求項６〜８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、センサネットワークシステムが無線通信によってデータの送受信をする際、セキュアな省電力通信方式に関する。
【背景技術】
【０００２】
センサネットワークとは、複数または１つのセンサが付いた無線端末（以降センサネットワーク端末と呼ぶ）が分散配置され、これらセンサネットワーク端末から物理量を収集することを可能とする無線ネットワークのことである。
【０００３】
センサネットワークは人工環境や自然環境のあらゆる箇所にセンサネットワーク端末を配置して、これ等のセンサから物理量の情報を収集することができ、きめ細かい情報の管理や制御が可能となる。
【０００４】
用途は多岐にわたるが、電力や温度、ガスのモニタ、赤外線や慣性センサによる行動モニタ、ＧＰＳや電波などによる追跡などが挙げられる。
また、センサネットワーク端末は１個以上のセンサ、無線チップ、マイクロプロセッサ、電源などより構成されている。電力供給が難しい場所に設置する場合、電池または自己発電機能により電力を供給する。
【０００５】
電池で動作するセンサネットワーク端末は、定周期でセンサが計測して得られたセンサ値を無線通信機能を使って管理装置に送信する。計測周期が数秒間隔の場合は数ヶ月で電池容量が無くなってしまい、分散された該当するセンサネットワーク端末の電池交換を余儀なくされる。このため、電力を極力消費しない省電力のセンサネットワーク端末が求められている。
【０００６】
さらに、電池切れになると、無線通信ができなくなるため、情報の欠損が生じる。このため、電池切れ等の異常を逸早く検出し、対応する必要がある。
このような課題にたいしては、例えば、以下の特許文献１に開示された技術が知られている。
【０００７】
この特許文献１には、最新のセンサ値に所定値を超える変化が認められる場合、無線通信を行うことが記載されている。さらに、所定時間経過するまでの間に無線通信部にセンサ値が通知されない場合には、最初のセンサ値を無線通信部に通知するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００８−５９３０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述の特許文献１の従来技術は、所定時間経過するまでの間、センサネットワーク端末に何らかの異常が生じて通知できないのか、又は、前回と同じセンサ値のために通知しないのかがセンサ値を収集して管理する管理装置側では、判定できない。特に重要な計測データの情報をセンサネットワーク端末から収集して管理する場合、端末の電池寿命や故障等の異常による長時間の計測データの欠損は大きな問題となる。さらに、所定時間は、適用先プラントの運用や状況に応じてその最適値は変わるものであり、セキュアに設定値を変更することが求められる。しかしながら、上述の特許文献１には、所定時間の設定方法について何ら開示されていない。
【００１０】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、センサネットワーク端末の消費電力を低減するとともに、端末の電池寿命や故障等の異常を逸早く通信相手の装置が検知し、さらに、端末毎に保持する設定値を通信相手の装置からセキュアに設定できることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明のセンサネットワークシステムは、センサから所定の計測周期で計測したセンサ値を無線回線を介して外部装置に送信するセンサネットワーク端末を備えるセンサネットワークシステムであって、前記センサネットワーク端末は、最新のセンサ値と前回のセンサ値とを比較し、その比較結果に基づいて前記外部装置への通知の可否を判定する通知判定部と、この通知判定部が前記外部装置へ通知すると判定したとき、該外部装置へ送出する所定の通知情報を作成する通知情報作成部と、作成された前記通知情報を前記外部装置に送信すると共に、該外部装置から送出された送信周期および送信周期ハッシュ値を受信する端末無線通信部と、受信した前記送信周期のハッシュ値をハッシュ関数から求め、求めたハッシュ値と前記送信周期ハッシュ値とを比較して、受信した前記送信周期の改ざんの有無を判定する改ざん検知部とを具備し、前記改ざん検知部が受信した前記送信周期に改ざんが無いと判定したとき、前記端末無線通信部は該送信周期で前記外部装置に前記通知情報を送信することを特徴とする。
【００１２】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記送信周期、前記センサ値および前記最新のセンサ値と前回のセンサ値とが連続して一致した一致回数を保持する端末記憶部を備えることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記通知判定部が、最新のセンサ値と前回のセンサ値とが不一致であると判定したとき、前記通知情報作成部に最新のセンサ値を用いて通知情報を生成させると共に、前記端末記憶部が保持する前記一致回数をクリアして前記前記端末記憶部に最新のセンサ値を保持させることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記通知判定部は、１回目の最新のセンサ値と前回のセンサ値とが一致すると判定したとき、前記通知情報作成部にセンサ値が一致した情報を含む通知情報を生成させることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記通知判定部が、前記比較結果が２回目以降Ｎ回（Ｎは２以上の自然数）連続して一致し、かつ、前記外部装置に通知情報を送信していない時間が前記送信周期の時間を超えたとき、前記通知情報作成部に正常動作中である情報を含む通知情報を生成させる一方、前記比較結果が２回目以降Ｎ回（Ｎは２以上の自然数）連続して一致し、かつ、前記外部装置に通知情報を送信していない時間が前記送信周期の時間内であるとき、前記端末保持部に前記一致回数をＮ回として保持させることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記外部装置が、送信周期および前記センサネットワーク端末から送信されたセンサ値を保持する管理記憶部と、前記改ざん検知部と同一のハッシュ関数を用いて前記送信周期の送信周期ハッシュ値を求めるハッシュ値生成部と、複数の前記センサネットワーク端末から送信される通知情報をそれぞれ受信すると共に、前記送信周期および送信周期ハッシュ値を前記各センサネットワーク端末にそれぞれ送信する管理無線通信部と、前記送信された通信情報を基に制御するデータ制御部とを備えることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記データ制御部が、受信した前記通知情報にセンサ値が含まれるとき、所定のセンサ種別に割り当てられた前記管理記憶部に該センサ値を保持させることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記データ制御部が、受信した通知情報にセンサ値が一致した情報が含まれるとき、前回の前記センサ値を今回のセンサ値とし、所定のセンサ種別に割り当てられた前記管理記憶部に該センサ値を保持させることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明のセンサネットワークシステムは、前記データ制御部が、前回の通知情報にセンサ値を含み、かつ、前記計測周期内に通知情報が受信できないとき、または、前記計測周期より長い送信周期内に通知情報が受信できないとき、前記センサネットワーク端末に異常があると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、センサネットワーク端末の制御部により最新のセンサ値と前回のセンサ値を比較し、センサ値が一致した回数が１回目の場合は、無線通信部により外部装置に一致情報を通知し、２回目以降の場合は通知を行わないようにしている。これにより、無線通信に費やされる消費電力を抑えるとともに外部装置側ではセンサネットワークの異常を逸早く検知することができる。
【００２１】
さらに、強制的に送信する送信周期の時間を予め設定し、送信周期の時間まで最新のセンサ値と前回のセンサ値が同じ場合は強制的にセンサネットワーク端末に異常がないことを外部装置に通知するようにしている。
【００２２】
これにより、センサ値に変化がある場合は、計測周期を超えても通知がないことで異常を検知し、また、センサ値に変化がない場合は、送信周期の時間を超えても通知がないことで異常を検知することができる。
【００２３】
さらに、ハッシュ関数を用いて送信周期のハッシュ値を生成し、改ざんを検知するようにしている。
これにより、センサネットワーク端末毎に保持する設定値を通信相手の装置からセキュアに設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態に係るセンサネットワーク端末の構成概要を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係るセンサネットワークシステムの構成概要を示す図である。
【００２５】
【図３】本発明の実施の形態に係るセンサネットワークシステムのネットワーク構成を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るセンサネットワーク端末のデータ送信処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態に係る管理装置のデータ受信処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係るセンサネットワークシステムのデータ送信処理を示すシーケンス図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る通信パケット構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る管理装置からセンサネットワーク端末に送信周期を通知する処理を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
＜センサネットワ−クシステムの構成概要＞
図２は、本発明の実施形態に係るセンサネットワークシステムの構成概要を示す図である。センサネットワークシステムは、複数のセンサネットワーク端末５と管理装置９で構成され、無線通信により通知情報の送受信を行う。
＜センサネットワーク端末の構成概要＞
図１は、本発明の実施形態に係るセンサネットワーク端末の構成概要を示す図である。
【００２７】
センサネットワーク端末５は、センサ部１、制御部２、端末記憶部３、端末無線通信部４および電源部１０で構成されている。ハードウェア資源として、例えば、ＣＰＵ（中央処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、クロック発振回路等を有している（図示せず）。
【００２８】
センサ部１は、ガス濃度、温度、圧力等の１つ又は複数の物理量を検知し、デジタル信号等の所定のセンサ値に変換して出力する。１つのセンサネットワーク端末に対してセンサ部１は、物理量の種類、数に応じて１つ又は複数備えている。
【００２９】
端末記憶部３は、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）であり、送信周期３１と、前回計測した前回センサ値３２と、最新センサ値と前回センサ値が連続して一致した回数である一致回数３３と、を保持している。
【００３０】
端末制御部２は、通知判定部２１、通知情報作成部２２および改ざん検知部２３で構成されている。端末制御部２は、端末記憶部３に予め記憶されている計測周期（図示せず）でセンサ部１から出力された最新のセンサ値を受け取り、端末記憶部３にある前回センサ値３２とを比較し、管理装置９に通知情報を送信するか否かを判定し、送信する場合は通知情報を作成し、端末無線通信部４に通知情報を転送する。
【００３１】
端末無線通信部４は、端末制御部２から受け取った通知情報を管理装置９に送信したり、管理装置９からの通知情報を受信し、端末制御部２に転送する。
電源部１０は、電池を電源としている。電源部１０は、ハードウェア資源に対して電力を供給している。
【００３２】
ＣＰＵが、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行することで上述の機能が実現される。
＜管理装置の構成概要＞
図２は、本発明の実施形態に係るセンサネットワークシステムの構成概要を示す図である。
【００３３】
管理装置９は、管理制御部６、管理記憶部７、管理無線通信部８、入力部１１および出力部１２で構成されている。ハードウェア資源として、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク装置、入出力装置、各種インターフェースなど、コンピュータとしての周知の構成を有している（図示せず）。入力部１１は、キーボード、マウス、タッチパネル等のインターフェースを用いて実現され、出力部１２は、液晶または有機EL等からなる表示パネルや音声出力用のスピーカー等を用いて実現される。また、入力部及び出力部は、ネットワーク経由で接続された管理装置９の端末であっても良い。また、管理装置９の電源は、バッテリーでも良いが、商用電源から安定的に電力が供給されることが望ましい（図示せず）。
【００３４】
管理記憶部７は、ハードディスク装置またはＲＡＭ等であり、Ａセンサ値７１、Ｂセンサ値７２、及びＡ送信周期７３、Ｂ送信周期７４、Ａ計測周期（図示せず）、Ｂ計測周期（図示せず）などを記憶している。Ａセンサ値７１とＢセンサ値７２は、計測点が異なる計測データであり、センサまたはセンサネットワーク端末が異なる場合もある。
【００３５】
管理制御部６は、データ制御部６１およびハッシュ値生成部６２で構成されている。データ制御部６１は、管理無線通信部８から通知情報を受け取り、管理記憶部７にある該当のセンサ値格納領域にセンサ値を書き込む。また、入力部１１は、ユーザが入力した送信周期や計測周期をデータ制御部６１に転送し、受け取ったデータ制御部６１は、管理記憶部７にある該当の送信周期や計測周期を更新する。ハッシュ値生成部６２は、更新した送信周期や計測周期にハッシュ値を付加した通知情報を管理無線通信部８に転送する。また、管理制御部６は、センサネットワーク端末５の異常を検出すると出力部１２にアラームを出力する。
【００３６】
管理無線通信部８は、センサネットワーク端末５から通知情報を受信すると、管理制御部６に通知情報を転送する。また、管理無線通信部８は、ハッシュ値生成部６２から通知情報を受け取ると無線ネットワーク端末５に通知情報を送信する。
【００３７】
ＣＰＵが、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムを実行することで上述の機能が実現される。
＜ネットワーク構成概要＞
図３は、本発明の実施の形態に係るセンサネットワークシステムのネットワーク構成を示す図である。管理装置９は、複数のセンサネットワーク端末５から構成されたネットワークを管理し、各センサネットワーク端末５から送信される各種、各拠点のセンサ値に係る通知情報を受信し、リアルタイムで変化するセンサ値を管理している。
【００３８】
また、送信周期３１やネットワーク構成及びセンサ部１の計測周期を変更したい場合、管理装置９からセンサネットワーク端末５に通知情報を送信する。センサネットワーク端末５と管理装置９間の送受信は、端末無線通信部４、管理無線通信部８によりパケット単位で行われる。パケットの構成については、後述する。
＜センサネットワーク端末のデータ送信処理＞
図４は、本発明の実施の形態に係るセンサネットワーク端末５のデータ送信処理を示すフローチャートである。ＣＰＵは、端末記憶部３にある計測周期（図示せず）で端末制御部２を実行させる。端末制御部２は、センサ部１から出力された最新センサ値を受け取り（Ｓ１１）、端末記憶部３にある前回センサ値３２と比較する（Ｓ１２）。
【００３９】
Ｓ１２で比較した結果、前回と異なる場合（Ｓ１２：ＮＯ）、端末制御部２は、センサ値を作成し、端末無線通信部４に転送し、端末記憶部３に保持されている一致回数３３をクリア「０」し、さらに、保持されているセンサ値を最新センサ値に更新する（Ｓ１６）。
【００４０】
次に、端末無線通信部４は、端末制御部２からセンサ値を受け取り、センサ値からパケット形式の通知情報を作成し、管理装置９に通知情報を送信する（Ｓ１５）。
端末制御部２は、Ｓ１２で比較した結果、前回と一致した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）で、端末記憶部３にある一致回数３３をチェックし、一致回数が「０」であれば、今回が１回目の一致と判定し（Ｓ１３：ＹＥＳ）、一致情報を作成し、端末無線通信部４に転送し、保持されている一致回数３３を「１」に更新する（Ｓ１４）。
【００４１】
次に、端末無線通信部４は、端末制御部２から一致情報を受け取り、パケット形式の通知情報を作成し、管理装置９に通知情報を送信する（Ｓ１５）。
端末制御部２は、Ｓ１２で比較した結果、前回と一致した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）で、端末記憶部３にある一致回数３３をチェックし、一致回数が「１以上」であれば、今回が２回目以上の一致と判定する（Ｓ１３：ＮＯ）。
【００４２】
さらに端末制御部２は、管理装置９に通知情報を送信していない時間が送信周期３１の時間を超えたと判定した場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、ネットワーク端末の正常を通知する生存情報を作成し、端末無線通信部４に転送し、端末記憶部３に保持されている一致回数３３に「１」を加算して更新する（Ｓ１８）。
【００４３】
次に、端末無線通信部４は、端末制御部２から生存情報を受け取り、生存情報からパケット形式の通知情報を作成し、管理装置９に通知情報を送信する（Ｓ１５）。
Ｓ１７の説明に戻り、管理装置９に通知情報を送信していない時間が送信周期３１の時間を越えない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、端末制御部２は、通知情報を作成せずに終了する。
【００４４】
なお、パケット形式の通知情報を作成するのは、端末制御部２であっても良い。
＜管理装置のデータ受信処理＞
図５は、本発明の実施の形態に係る管理装置のデータ受信処理を示すフローチャートである。管理装置９は、図４のＳ１５でネットワーク端末５から通知情報が送信されると、管理無線通信部８により通知情報を受信し（Ｓ３１）、受信したパケット形式の通知情報から通知情報を取り出し、管理制御部６に転送する（Ｓ３２）。
【００４５】
次に、管理制御部６は、通知情報を受け取り、通知情報がセンサ値である場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、所定のセンサ種別に対応する管理記憶部７にセンサ値を保持させる（Ｓ３４）。例えば、図２でセンサネットワーク端末５のセンサ種別がＡセンサであった場合、対応する管理記憶部７に確保されているＡセンサ値７１の格納領域に保持させる。
【００４６】
また、通知情報がセンサ値でなく（Ｓ３３：ＮＯ）、一致情報である場合（Ｓ３５：ＹＥＳ）、管理制御部６は、一致情報を前回センサ値に置き換え、所定のセンサ種別に対応する管理記憶部７にセンサ値を保持させる（Ｓ３６）。
【００４７】
また、通知情報がセンサ値でなく（Ｓ３３：ＮＯ）、一致情報でもない場合（Ｓ３５：ＮＯ）、管理制御部６は、無処理で終わるか、又は他の処理を行う。
＜センサネットワークシステムのデータ送信処理＞
図６は、本発明の実施の形態に係るセンサネットワークシステムのデータ送信処理を示すシーケンス図である。図６のシーケンス図は、最新センサ値が前回センサ値と異なる場合のシーケンスと次の計測周期で計測した最新センサ値が前回センサ値と同じ場合のシーケンスとそれ以降、最新センサ値が前回センサ値と同じ場合を示している。
【００４８】
センサネットワーク端末５は、最新センサ値が前回センサ値と異なる場合、図４のＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１６の処理を実行し、センサ値を含む通知情報を管理装置９に送信する。一方、管理装置９は、先に説明した図５のＳ３１→Ｓ３２→Ｓ３３：ＹＥＳ→Ｓ３４の処理を実行する。
【００４９】
次に、センサネットワーク端末５は、次の計測周期で計測した最新センサ値が前回センサ値と同じ場合、先に説明した図４のＳ１１→Ｓ１２→Ｓ１３→Ｓ１４→Ｓ１５の処理を実行し、一致情報を含む通知情報を管理装置９に送信する。一方、管理装置９は、先に説明した図５のＳ３１→Ｓ３２→Ｓ３３：ＮＯ→Ｓ３５：ＹＥＳ→Ｓ３６の処理を実行する。
【００５０】
また、管理装置９は、前回センサ値を受け取ってから次の計測周期の時間経過してもセンサネットワーク端末５から送信がなければ、センサネットワーク端末が電池寿命や故障等の異常であると判定し、アラームとしてメッセージやブザー音等を出力部に出力する。これにより、センサ値が変化している場合、次の計測周期でセンサネットワーク端末の異常を検知することができる。
さらに、センサネットワーク端末５は、最新センサ値が前回センサ値と同じ値を繰り返す場合、図４のＳ１１→Ｓ１２：ＹＥＳ→Ｓ１３：NO→Ｓ１７：ＮＯを実行する（管理装置９には何も送信しない）。一方、管理装置９は、一致情報を受け取ってから次の計測周期の時間経過してもセンサネットワーク端末５から送信がなければ、最後に受信したセンサ値を所定のセンサ種別に対応する管理記憶部７に保持させる。
【００５１】
さらに、センサネットワーク端末５は、最新センサ値が前回センサ値と同じ値を繰り返し、一致情報を含む通知情報を管理装置９に送信した時間から送信周期の時間経過した場合、図４のＳ１１→Ｓ１２：ＹＥＳ→Ｓ１３：ＮＯ→Ｓ１７：ＹＥＳ→Ｓ１８→Ｓ１５を実行する。
【００５２】
一方、管理装置９は、一致情報を受け取ってから送信周期の時間経過してもセンサネットワーク端末５から送信がなければ、センサネットワーク端末が電池寿命や故障等の異常であると判定し、アラームとしてメッセージやブザー音等を出力部に出力する。これにより、センサ値が変化していない場合、送信周期の時間経過でセンサネットワーク端末の異常を検知することができる。
＜パケット構成＞
図７は、本発明の実施の形態に係る通信パケット構成を示す図である。構成としては、大別するとヘッダ部とデータ部になる。データ部は通知したい数値情報等が格納され、ヘッダ部は、通信に係る基本情報およびデータの管理情報等が格納されている。
さらに、ヘッダ部は、メッセージヘッダ、メッセージ種別、メッセージＩＤおよびデータサイズ区分に細分化できる。
１．メッセージヘッダ
送信先アドレス、送信元アドレス、ヘッダ長およびプロトコル番号などである。
２．メッセージ種別
パケットのデータ種別である。
【００５３】
例えば、１：センサ値を通知、２：一致情報（前回センサ値と同じであることを表す）、３：計測周期を通知、４：生存情報を通知、５：送信周期とハッシュ値を通知。
３．メッセージＩＤ
通信ごとにユニークな英数字を付ける。
【００５４】
例えば、センサ管理番号と日時時刻の組合せ。
４．データサイズ
データのサイズ（単位バイト）
５．データ
メッセージ種別が「１」の場合、データはセンサ値。
【００５５】
メッセージ種別が「２」の場合、データはなし（データサイズ「０」）。
メッセージ種別が「３」の場合、データは計測周期。
メッセージ種別が「４」の場合、データはなし（データサイズ「０」）。
【００５６】
メッセージ種別が「５」の場合、データは送信周期とハッシュ値。
＜センサネットワークシステムの送信周期を通知する処理＞
図８は、本発明の実施の形態に係る管理装置からセンサネットワーク端末５に送信周期を通知する処理を示すシーケンス図である。
【００５７】
入力部１１は、ユーザが入力した送信周期を管理制御部６に転送する。管理装置９の管理制御部６は、送信周期を受け取り、管理記憶部７にある該当の送信周期を更新する（Ｓ４１）。
【００５８】
次に、管理制御部６は、ハッシュ関数を用いて更新した送信周期のハッシュ値（１）を生成する。管理制御部６は、更新した送信周期とハッシュ値（１）を管理無線通信部８に転送する（Ｓ４２）。ハッシュ関数として、例えば、ＳＨＡ１、ＭＤ５などが用いられる。
【００５９】
次に、管理無線通信部８は、更新した送信周期とハッシュ値（１）を受け取り、更新した送信周期とハッシュ値（１）からパケット形式の通知情報を作成し、センサネットワーク端末５に通知情報を送信する（Ｓ４３）。
【００６０】
一方、センサネットワーク端末５の端末無線通信部４は、受信したパケット形式の通知情報から通知情報を取り出し、端末制御部２に転送する。端末制御部２は、通知情報である送信周期とハッシュ値（１）を受け取り、管理制御部６と同じハッシュ関数を用いて受け取った送信周期のハッシュ値（２）を生成する（Ｓ４４）。
【００６１】
次に、端末制御部２は、受け取ったハッシュ値（１）と新たに生成させたハッシュ値（２）を比較し（Ｓ４５）、一致した場合（Ｓ４５：ＹＥＳ）、端末記憶部３にある送信周期を受け取った送信周期に更新する（Ｓ４６）。
【００６２】
端末制御部２は、Ｓ４５に戻り、一致しない場合（Ｓ４５：ＮＯ）、改ざんを検知したことを管理装置９に通知する。通知方法の詳細は、図示していないが、図７に示すパケット構成のメッセージ種別に新たに改ざんを通知する種別を追加することで、容易に実現可能である。
【００６３】
一方、改ざんの通知を受けた管理装置９は、アラームとしてメッセージやブザー音等を出力部に出力させる。これにより、送信周期の改ざんを通知することが可能となる。
尚、Ｓ４６以降の処理は、図６で示した通知情報の送信（生存情報）の説明と同じであるため省略する。
＜センサネットワークシステムの計測周期を通知する処理＞
管理装置９から計測周期を通知する処理は、上述した送信周期を通知する処理と同じ処理方法であり、基本的な違いは、通知情報が計測周期であるか、送信周期であるかにより、パケットのメッセージ種別及び記憶している領域が異なる。センサネットワーク端末５が保持する他の設定値についても同様に管理装置から設定値の通知が可能である。
＜実施例の効果＞
上述した本実施例によれば、本発明のセンサネットワークシステムの適用により、無線通信に費やす消費電力を低減させることができる。また、センサ値が変化している場合、管理装置９は、次の計測周期の時間経過でセンサネットワーク端末５の電池寿命や故障等の異常を検知することができる。また、管理装置９は、センサ値が変化していない場合、所定の送信周期の時間経過でセンサネットワーク端末５の異常を検知することができる。
【００６４】
さらに、従来技術では、センサ値が変化していない場合、所定の時間経過で最初のセンサ値を強制的に送信しているが、上述した本実施例では、図７の通信パケット構成で示すように強制的に送信するのは、生存情報（メッセージ種別「４」）に係るヘッダ部の部分であり、データ部（センサ値）は送信しない。このため、本発明のセンサネットワークシステムは、従来技術より通信に係るデータ量が少なく、消費電力が低減されている。
【００６５】
さらに、従来技術では、送信周期（特許文献１の所定時間に相当）を適用先プラントの運用や状況に応じて柔軟に変更できないため、タイムリーなセンサネットワーク端末５の異常検知ができなかった。また、きめ細かい省電力対応になっていなかった。本発明のセンサネットワークシステムは、管理装置９から送信周期とハッシュ値を送信し、センサネットワーク端末５で送信周期の改ざんを検知することで、送信周期が盗聴され、送信周期の改ざんによる生存情報の送信回数の増加を防ぎ、電力を必要以上に消費しないようにできる。
【符号の説明】
【００６６】
１    センサネットワーク端末のセンサ
２    センサネットワーク端末の制御部
３    センサネットワーク端末の記憶部
４    センサネットワーク端末の無線通信部
５    センサネットワーク端末
６    管理装置の制御部
７    管理装置の記憶部
８    管理装置の無線通信部
９    管理装置
１０  センサネットワーク端末の電源部
１１  入力部
１２  出力部
２１  通知判定部
２２  通知情報作成部
２３  改ざん検知部
３１  センサネットワーク装置の送信周期
３２  センサネットワーク装置の前回センサ値
３３  センサネットワーク装置の一致回数
６１  データ制御部
６２  ハッシュ値生成部
７１  Ａセンサ値
７２  Ｂセンサ値
７３  Ａセンサの送信周期
７４  Ｂセンサの送信周期
【図１】
2014081873.tif 000003
【図２】
2014081873.tif 000004
【図３】
2014081873.tif 000005
【図４】
2014081873.tif 000006
【図５】
2014081873.tif 000007
【図６】
2014081873.tif 000008
【図７】
2014081873.tif 000009
【図８】
2014081873.tif 000010