(57)【要約】      （修正有）【課題】端末の通信品質を考慮したより高効率で高信頼なデータ収集を可能とする通信ネットワークシステムを提供する。【解決手段】第１の情報処理装置１０と、複数の第２の情報処理装置３０ａ〜３０ｃと、それらを通信可能に接続する通信ネットワークＮを備え、第１の情報処理装置が、複数の第２の情報処理装置のそれぞれからデータを収集するように構成されている通信ネットワークシステム１であって、第２の情報処理装置は第１の情報処理装置からの設定要求に応じて相互に切り替え可能な少なくとも２つの異なるアクセス制御方式に従ってデータ送信を実行し、第１の情報処理装置は、第２の情報処理装置の稼働状況の監視結果に応じて第２の情報処理装置へアクセス制御方式の切替を指示する。【選択図】図１
2014175873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の情報処理装置と、複数の第２の情報処理装置と、前記第１の情報処理装置と前記複数の第２の情報処理装置とを通信可能に接続する通信ネットワークを備え、前記第１の情報処理装置が、前記通信ネットワークを介して前記複数の第２の情報処理装置のそれぞれからデータを収集するように構成されている通信ネットワークシステムであって、
前記第２の情報処理装置は前記第１の情報処理装置からの設定要求に応じて相互に切り替え可能な少なくとも２つの異なるアクセス制御方式に従ってデータ送信を実行する送信データ処理部を備え、
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置の稼働状況を監視し、その監視結果に応じて前記第２の情報処理装置へ前記アクセス制御方式の切替を指示するアクセス制御方式切替処理部を備えている、
通信ネットワークシステム。
【請求項２】
前記アクセス制御方式は、前記第１の応報処理装置から受信するデータ送信要求に応じて前記第２の情報処理装置が前記第１の情報処理装置へデータ送信を実行するポーリング方式と、前記第１の情報処理装置から受信する、前記第２の情報処理装置がデータ送信を実行すべき時間を示す情報である通信開始時間情報に従って、前記第１の情報処理装置へデータ送信を実行する端末自律方式とを含んでいる、請求項１に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項３】
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置からの一定期間内におけるデータ収集の成功率を示す指標であるデータ収集率、及び、前記第２の情報処理装置から前記第１の情報処理装置までの通信経路の変更頻度に関する情報を記録し、前記第１の情報処理装置は、前記データ収集率及び前記通信経路変更頻度が所定の条件を満たした場合に、前記第２の情報処理装置に適用される前記アクセス制御方式の変更を指示する、請求項１に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項４】
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置の前記アクセス制御方式がポーリング方式であり、前記データ収集率が所定の閾値以上であり、かつ前記通信経路変更頻度が所定の閾値以下であると判定した場合、前記第２の情報処理装置に対してアクセス制御方式を端末自律方式に変更するよう指示する、請求項３に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項５】
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置から前記第１の情報処理装置までのデータ転送回数を示すホップ数、前記第２の情報処理装置が前記第１の情報処理装置との間で利用可能な通信速度、及び前記第２の情報処理装置が送信するデータサイズから、前記前記第２の情報処理装置が前記第１の情報処理装置までデータ送信するのに要する通信時間を算出し、前記通信時間に基づいて、前記端末自律方式を採用している前記第２の情報処理装置に対する前記通信開始時間を割り当てる、請求項１に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項６】
前記第２の情報処理装置は、所定の時間間隔で自身の存在を知らせるためのデータ送信を実行し、前記通信ネットワークシステムに新たに接続される前記第２の情報処理装置は、前記データ送信の受信により当該第２の情報処理装置のデータ送信先として選択しうる他の前記第２の情報処理装置を設定する、請求項１に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項７】
前記第２の情報処理装置は、前記データ送信先として選定した他の前記第２の情報処理装置について受信電波強度を測定して比較し、最も強度が大きかった前記第２の情報処理装置を、通常のデータ送信先として選択する、請求項６に記載の通信ネットワークシステム。
【請求項８】
第１の情報処理装置と、複数の第２の情報処理装置と、前記第１の情報処理装置と前記複数の第２の情報処理装置とを通信可能に接続する通信ネットワークを備え、前記第１の情報処理装置が、前記通信ネットワークを介して前記複数の第２の情報処理装置のそれぞれからデータを収集するように構成されている通信ネットワークシステムの制御方法であって、
前記第２の情報処理装置は前記第１の情報処理装置からの設定要求に応じて相互に切り替え可能な少なくとも２つの異なるアクセス制御方式に従ってデータ送信を実行、
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置の稼働状況を監視し、その監視結果に応じて前記第２の情報処理装置へ前記アクセス制御方式の切替を指示する、
通信ネットワークシステムの制御方法。
【請求項９】
前記アクセス制御方式は、前記第１の応報処理装置から受信するデータ送信要求に応じて前記第２の情報処理装置が前記第１の情報処理装置へデータ送信を実行するポーリング方式と、前記第１の情報処理装置から受信する、前記第２の情報処理装置がデータ送信を実行すべき時間を示す情報である通信開始時間情報に従って、前記第１の情報処理装置へデータ送信を実行する端末自律方式とを含んでいる、請求項８に記載の通信ネットワークシステムの制御方法。
【請求項１０】
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置からの一定期間内におけるデータ収集の成功率を示す指標であるデータ収集率、及び、前記第２の情報処理装置から前記第１の情報処理装置までの通信経路の変更頻度に関する情報を記録し、前記第１の情報処理装置は、前記データ収集率及び前記通信経路変更頻度が所定の条件を満たした場合に、前記第２の情報処理装置に適用される前記アクセス制御方式の変更を指示する、請求項８に記載の通信ネットワークシステムの制御方法。
【請求項１１】
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置の前記アクセス制御方式がポーリング方式であり、前記データ収集率が所定の閾値以上であり、かつ前記通信経路変更頻度が所定の閾値以下であると判定した場合、前記第２の情報処理装置に対してアクセス制御方式を端末自律方式に変更するよう指示する、請求項１０に記載の通信ネットワークシステムの制御方法。
【請求項１２】
前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置から前記第１の情報処理装置までのデータ転送回数を示すホップ数、前記第２の情報処理装置が前記第１の情報処理装置との間で利用可能な通信速度、及び前記第２の情報処理装置が送信するデータサイズから、前記前記第２の情報処理装置が前記第１の情報処理装置までデータ送信するのに要する通信時間を算出し、前記通信時間に基づいて、前記端末自律方式を採用している前記第２の情報処理装置に対するデータ送信開始時間を割り当てる、請求項８に記載の通信ネットワークシステムの制御方法。
【請求項１３】
前記第２の情報処理装置は、所定の時間間隔で自身の存在を知らせるためのデータ送信を実行し、前記通信ネットワークシステムに新たに接続される前記第２の情報処理装置は、前記データ送信の受信により当該第２の情報処理装置のデータ送信先として選択しうる他の第２の情報処理装置を設定する、請求項８に記載の通信ネットワークシステムの制御方法。
【請求項１４】
前記第２の情報処理装置は、前記データ送信先として選定した他の前記第２の情報処理装置について受信電波強度を測定して比較し、最も強度が大きかった前記第２の情報処理装置を、通常のデータ送信先として選択する、請求項１３に記載の通信ネットワークシステムの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ネットワークシステム、及び通信ネットワークシステムの制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信ネットワークは、様々な産業分野での必須の社会インフラとなっている。例えば、電力のより効率的な利用等を目的とするスマートグリッド（次世代電力網）では、オフィスや家庭などの各需要家で消費される電力を測定するための自動検針システムとして、センタにデータ収集用のサーバを設け、通信機能を有し、測定データをサーバに通知する端末装置を全ての需要家それぞれに配備する構成が提案されている。各端末装置は、各需要家で測定された消費電力を含む消費電力データをサーバへ周期的に通知する。センタでは、サーバにて各端末装置から通知された消費電力データに基づいて各需要家に対する課金等を行う。
【０００３】
端末装置に搭載される通信媒体としては、各端末装置と基地局とが直接に無線通信を行うことでインフラストラクチャ型のネットワークを構築する携帯電話網、各端末装置と集約装置が直接に、あるいは他の端末装置を介して無線通信を行うことでアドホック型のネットワークを構築する無線ＬＡＮ（Local Area Network）や特定省電力無線局、各端末装置と基地局とが電力線を介して有線通信を行うＰＬＣ（Power Line Communication）などがある。
【０００４】
これらの通信媒体の中でも、無線ＬＡＮや特定省電力無線局は、ネットワーク構築に柔軟性があり、更に、消費電力データの送信に伴う通信料金が必要なく運用管理費を低く抑えることができるため、最も注目されている通信媒体である。無線ＬＡＮや特定省電力無線局を利用する場合、端末装置が消費電力データを送信するタイミングを制御するアクセス制御方式として、ポーリング方式、端末自律型の時分割方式（以下「端末自律方式」という）、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）方式等がある。
【０００５】
ポーリング方式は、センタから各端末装置へのデータ送信要求に応じて各端末装置がデータ送信を実行するため、端末装置が消費電力データを送信する通信タイミングを個別に割当てるための制御パケットが必要ない。消費電力データが欠損した場合でもデータ送信要求タイミングに基づいてセンタが迅速に把握できるため再送制御が容易であるといった利点を有するものの、消費電力データを収集する度にサーバからデータ送信要求とそれに対する応答の双方向の通信が必要となり、通信ネットワークのトラフィックを増加させる傾向があるという問題を有する。
【０００６】
端末自律方式は、各端末装置からセンタへの片方向の通信のみで消費電力データを収集できるものの、各端末装置に消費電力データの送信タイミングをあらかじめ割当てるための制御パケットを配信する必要があり、消費電力データが欠損した場合には別途再送制御の仕組みを導入する必要があるという問題がある。
【０００７】
ＣＳＭＡ／ＣＡ方式は、端末自律方式と同様に、各端末装置からセンタへの片方向の通信のみで消費電力データを収集でき、また、端末装置が消費電力データを送信する通信タイミングを個別に割当てる制御パケットが必要ないものの、無線通信特有の隠れ端末問題に起因する無線干渉により、周囲に存在する端末装置が増加するに従ってデータ収集率が低下するおそれがあるという問題を有する。
【０００８】
消費電力量の自動検針システムでは、所定の端末装置群からのデータを集約する集約装置を根とする大規模なツリー状の通信ネットワークが構築されて、その通信ネットワークを介して課金に利用される重要なデータが収集されるため、高効率で高信頼なデータ収集システムの実現が求められている。この点、例えば特許文献１では、通信ネットワークの末端に位置する端末装置においては、ポーリングをセンタのサーバから実施するのではなく、サーバから指示を受けた中間端末から実施する技術が開示されている。特許文献１の技術によれば、効率的なデータ収集、及び、集約装置付近のトラフィックを削減できるシステムを提供できるとする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１２−６５２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述のように、特許文献１に開示されているのは、ツリー状の通信ネットワークにおいて、親ノードと子ノードとの間に中間ノードを設け、親ノードから中間ノードにポーリングの権限を委譲する構成である。そのため、子ノード数と中間ノード数との差が小さい場合には、中間ノードでポーリングをリピートする効果が出にくく、効率的なデータ収集を実現できないことが考えられる。また、親ノードと中間ノードとの間の通信が失敗した場合、その中間ノード配下に属する子ノードからのデータ収集が全て欠損することになり、データ収集の信頼性を低下するため、高効率で高信頼なデータ収集を実現できないことが考えられる。
【００１１】
本発明は、例えば上記の課題を解決するためになされたもので、より高効率で高信頼なデータ収集を可能とする通信ネットワークシステム及び通信ネットワークシステムの制御方法を提案する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の態様の一つは、第１の情報処理装置と、複数の第２の情報処理装置と、前記第１の情報処理装置と前記複数の第２の情報処理装置とを通信可能に接続する通信ネットワークを備え、前記第１の情報処理装置が、前記通信ネットワークを介して前記複数の第２の情報処理装置のそれぞれからデータを収集するように構成されている通信ネットワークシステムであって、前記第２の情報処理装置は前記第１の情報処理装置からの設定要求に応じて相互に切り替え可能な少なくとも２つの異なるアクセス制御方式に従ってデータ送信を実行する送信データ処理部を備え、前記第１の情報処理装置は、前記第２の情報処理装置の稼働状況を監視し、その監視結果に応じて前記第２の情報処理装置へ前記アクセス制御方式の切替を指示するアクセス制御方式切替処理部を備えている。また、本発明の他の態様によれば、前記通信ネットワークシステムの制御方法が提供される。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、より高効率で高信頼なデータ収集を実現できる通信ネットワークシステム及び通信ネットワークシステムの制御方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態による通信ネットワークシステム１の構成を例示するブロック図である。
【図２】通信ネットワークシステム１が備えるサーバ１０のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図３】通信ネットワークシステム１が備える集約装置２０のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図４】通信ネットワークシステム１が備える端末装置３０のハードウェア構成を例示するブロック図である。
【図５】サーバ１０の機能構成を例示するブロック図である。
【図６】集約装置２０の機能構成を例示するブロック図である。
【図７】端末装置３０の機能構成を例示するブロック図である。
【図８】トポロジー管理テーブル１０８のデータ構成例を示す図である。
【図９】周辺端末管理テーブル３０５のデータ構成例を示す図である。
【図１０】端末管理テーブル１０７のデータ構成例を示す図である。
【図１１】通信ネットワークシステム１における端末装置３０のネットワーク参加動作例を示すシーケンス図である。
【図１２】端末装置３０によるデータ収集の動作例を示すシーケンス図である。
【図１３】端末装置３０のアクセス制御方式をポーリング方式から端末自律方式に切替える場合の動作例を示すシーケンス図である。
【図１４】端末装置３０のアクセス制御方式を端末自律方式からポーリング方式に切替える場合の動作例を示すシーケンス図である。
【図１５】アクセス制御方式切替判断処理を例示するフローチャートである。
【図１６】通信ネットワークシステム１のトポロジーを変更する場合の動作例を示すシーケンス図である。
【図１７】通信ネットワークシステム１でのアクセス制御実行例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施の例であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、通信ネットワーク一般に適用可能である。
【００１６】
まず、図１を参照して、本実施形態の通信ネットワークシステム１の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る通信ネットワークシステム１のネットワーク構成例を示す。通信ネットワークシステム１は、例えば、少なくとも一つのサーバ１０（第１の情報処理装置）と、少なくとも一つの集約装置２０と、複数の端末装置３０（第２の情報処理装置）とから構成することができる。図１の構成例では、通信ネットワークシステム１に端末装置３０ａ〜３０ｃが接続されているが、これらの端末装置を互いに区別する必要がない場合には、単に端末装置３０と呼ぶこととする。
【００１７】
サーバ１０は、通信ネットワークＮを介して集約装置２０と接続されている。通信ネットワークＮとしては、無線通信または有線通信で通信可能な種々の形態（ＬＡＮ、ＰＬＣ、インターネット、専用線等）を採用することができる。サーバ１０は、通信ネットワークシステム１に属する各端末装置３０を管理する機能を有する。サーバ１０の詳細な構成例は後述する。
【００１８】
集約装置２０は、前記の通信ネットワークＮを介してサーバ１０と通信可能に接続されているとともに、通信ネットワークシステム１に含まれている複数の端末装置３０のうちの一部の端末装置３０と、無線通信で通信可能に接続されている。集約装置２０は、その配下にある各端末装置３０とサーバ１０との間のデータ通信を中継し、制御する機能を有する。集約装置２０の詳細な構成例は後述する。
【００１９】
端末装置３０は、集約装置２０及び他の端末装置３０のうちの少なくとも１つと無線通信可能に接続されている通信端末装置である。本実施形態における端末装置３０は、例えば、各電力需要家に設置されている電気メータ（いわゆるスマートメータ）等であり、各需要家における電気使用量等の各種データを保持し、そのデータをセンタであるサーバ１０へ向けて送信する機能を有する。無線通信が可能な距離の範囲内に位置する集約装置２０と端末装置３０，及び端末装置３０（以下「周辺端末」という）同士は、無線通信による情報交換が可能である。図１において、集約装置２０及び複数の端末装置３０の相互間で情報交換可能な関係にあるペアは、破線で接続して示している。例えば図１において、端末装置３０ａから見て、周辺端末は、集約装置２０と端末装置３０ｃとである。この場合、端末装置３０ａは、周辺端末である集約装置２０及び端末装置３０ｃと無線通信による情報交換が可能である。端末装置３０の詳細な構成例は後述する。
【００２０】
例えば、図１において、集約装置２０が１以上の端末装置３０とともに形成する通信ネットワークは、１つの集約装置２０をルートノードとし、その配下に端末装置３０がツリー状又はメッシュ状に接続されるネットワーク形状を有する。このネットワーク形状をトポロジーと呼ぶ。例えば、図１においては、集約装置２０をルートノードとし、その配下に端末装置３０ａと３０ｂとが接続され、さらに端末装置３０ａの配下に端末装置３０ｃが接続されている、ツリー状のトポロジーを構成する。図１に示すトポロジーにおいて、末端の端末装置３０ｃがサーバ１０にデータを送信するとき、そのデータは、１）直近の端末装置３０ａ、２）集約装置２０、の順番に転送されて、サーバ１０に届けられる。すなわち、データがマルチホップ形式（いわゆるバケツリレー式）で届けられる。逆にサーバ１０から端末装置３０ｃにデータを送信するときも同様に、集約装置２０、端末装置３０ａ、末端端末装置３０ｃの順にデータが転送される。
【００２１】
なお、通信ネットワークシステム１は、多数の端末装置３０からデータを収集して処理することが求められるデータ処理システムについて、具体的な用途を問わず広く適用することができる。
【００２２】
次に、サーバ１０のハードウェア構成について説明する。図２は、サーバ１０のハードウェア構成例を示す。サーバ１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、揮発性メモリ１２と、記憶装置１３と、通信インタフェース１４と、画面表示装置１５とを備える。ＣＰＵ１１、揮発性メモリ１２、記憶装置１３、通信インタフェース１４、及び画面表示装置１５は、内部バス１６等を介して相互に通信可能に接続される。
【００２３】
ＣＰＵ１１は、記憶装置１３に記憶されているコンピュータプログラム（以下「プログラム」という）を読み出して実行することで、サーバ１０としての様々な機能を実現する。
【００２４】
揮発性メモリ１２は、ＣＰＵ１１がプログラムを実行するにあたり必要なデータを、一時的に記憶する。揮発性メモリ１２は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等で構成される。
【００２５】
記憶装置１３は、ＣＰＵ１１にて実行されるプログラム及び各種データ等を記憶する。記憶装置１３は、例えば、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の不揮発性メモリ等で構成される。
【００２６】
通信インタフェース１４は、通信ネットワークシステム１に接続されている他の装置と無線、又は有線で通信するためのインタフェースである。通信インタフェース１４は、接続される通信ネットワークの種別に応じてＮＩＣ（Network Interface Card）等の形態を取り、集約装置２０とデータを送受信する。
【００２７】
画面表示装置１５には、サーバ１０が管理している情報が表示される。表示される情報としては、例えば、集約装置２０と端末装置３０とから構成されるトポロジー、後述する各種管理テーブルがある。画面表示装置１５は、例えば、種々の形式のディスプレイ装置等で構成される。
【００２８】
なお、画面表示装置１５のみならず、サーバ１０に指示を与えるための情報入力装置をサーバ１０に設けてもよい。情報の出力及び情報の入力を行うための装置を、通信ネットワークまたは通信ケーブル等を介して、サーバ１０に接続する構成でもよい。さらに、サーバ１０は、一つのコンピュータから構成してもよいし、または、複数のコンピュータから構成してもよい。
【００２９】
次に、集約装置２０のハードウェア構成について説明する。図３は、集約装置２０のハードウェア構成例を示す。集約装置２０は、例えば、ＣＰＵ２１と、揮発性メモリ２２と、記憶装置２３と、通信インタフェース２４を備える。ＣＰＵ２１、揮発性メモリ２２、記憶装置２３、及び通信インタフェース２４は内部バス２５等で相互に通信可能に接続される。図３に示すＣＰＵ２１、揮発性メモリ２２、記憶装置２３の各ハードウェアは、図２で述べたハードウェア１１〜１３と同様であるため、その説明を省略する。但し、集約装置２０の役割とサーバ１０の役割とは後述するように相違する。
【００３０】
通信インタフェース２４は、通信ネットワークシステム１に接続されている他の装置と無線、又は有線で通信するためのインタフェースである。通信インタフェース２４は、サーバ１０と、端末装置３０との間でデータを送受信する。
【００３１】
次に、端末装置３０のハードウェア構成について説明する。図４は、端末装置３０のハードウェア構成の一例を示す。端末装置３０は、例えば、ＣＰＵ３１と、揮発性メモリ３２と、記憶装置３３と、通信インタフェース３４とを備える。ＣＰＵ３１、揮発性メモリ３２、記憶装置３３、通信インタフェース３４は、内部バス３５等で相互に通信可能に接続される。図４に示すＣＰＵ３１、揮発性メモリ３２、記憶装置３３の各ハードウェア３１〜３３は、図２に示す各ハードウェア１１〜１３と同様であるため、その説明を省略する。但し、後述するように、端末装置３０の役割とサーバ１０の役割とは異なる。
【００３２】
通信インタフェース３４は、通信ネットワークシステム１に接続されている他の装置と無線通信するためのインタフェースである。通信インタフェース３４は、他の端末装置３０又は集約装置２０とマルチホップ型無線通信でデータを送受信する機能を備える。
【００３３】
次に、サーバ１０の機能について説明する。図５は、サーバ１０の機能ブロック構成例を示す。サーバ１０は、例えば、端末装置３０及び集約装置２０から要求される様々な処理を行い、また、端末装置３０及び集約装置２０に種々の処理実行指示を与えるアプリケーションサーバである。
【００３４】
機能ブロックからみたサーバ１０は、例えば、通信処理部１０１と、送信データ処理部１０２と、受信データ処理部１０３と、テーブル処理部１０４と、アクセス制御方式切替判定部１０５と、表示処理部１０６と、端末管理テーブル１０７と、トポロジー管理テーブル１０８とを有する。
【００３５】
通信処理部１０１は、通信インタフェース１４を制御して、端末装置３０等から送信されてくるデータを受信する。また、通信処理部１０１は、通信インタフェース１４を制御して、送信データ処理部１０２で生成されたデータを端末装置３０等に送信する。
【００３６】
送信データ処理部１０２は、端末装置３０又は集約装置２０等に送信するデータを生成する。送信データ処理部１０２が生成、送信するデータであるデータ送信要求、通信開始時間設定・削除要求については後述する。
【００３７】
受信データ処理部１０３は、通信インタフェース１４を介して集約装置２０等から受信したデータを解析して、そのデータに含まれる各種情報を抽出する。抽出対象の情報としては、例えば、新規の端末装置３０から送信される通信ネットワークシステム１への参加要求情報等がある。受信データ処理部１０３は、解析結果に基づいて、受信したデータの処理を、通信処理部１０１、送信データ処理部１０２、テーブル処理部１０４、アクセス制御方式切替判定部１０５、表示処理部１０６に依頼する。
【００３８】
テーブル処理部１０４は、端末管理テーブル１０７と、トポロジー管理テーブル１０８とに対し、データの登録、データの更新、又はデータの削除等の操作を行う。
【００３９】
アクセス制御方式切替判定部１０５は、端末管理テーブル１０７に登録されている情報を基に、各端末装置３０に適用するアクセス制御方式を決定する。例えば、本実施形態では、通信ネットワークシステム１に参入したばかりの端末装置３０に対しては、当該端末装置３０との間での通信状態を把握する観点等からポーリング方式を適用する。また、通信ネットワークシステム１に参入してからある程度以上の時間が経過しており、かつ、データ収集率と経路変更頻度がある閾値を満足する端末装置３０に対しては、端末自律方式を適用する。データ収集率、及び経路変更頻度については、関連するテーブルに関して後述する。アクセス制御方式切替判定部１０５は、端末装置３０についての判定結果の表示処理を表示処理部１０６に依頼する。なお、サーバ１０からのデータ送信と端末装置３０からのデータ受信速度に一定の差がある場合には、特定のデータ通信速度を想定してデータ送受信を実行する端末自律方式よりも、データ送受信の機会ごとにデータ送信要求を送信するポーリング方式のほうが効率が良くなる場合も考えられるため、アクセス制御方式の設定条件は通信条件によって適宜変更してもよい。
【００４０】
表示処理部１０６は、画面表示装置１５を制御して、サーバ１０が管理している各種情報を表示させる。管理対象の情報には、例えば、データ収集率、トポロジー等を示す情報が含まれる。例えば、表示処理部１０６は、トポロジーを構築する端末装置３０のＩＤ（Identification）と、その端末装置３０に関するデータ収集率等を表示させることができる。
【００４１】
なお、端末管理テーブル１０７とトポロジー管理テーブル１０８の詳細は後述する。
【００４２】
次に、集約装置２０の機能について説明する。図６は、集約装置２０の機能ブロック構成例を示す。集約装置２０は、集約装置２０配下のトポロジーに属する一つ以上の端末装置３０を統括する。すなわち、集約装置２０は、配下の端末装置３０とサーバ１０との間でゲートウェイのような役割を果たす。
【００４３】
集約装置２０は、例えば、通信処理部２０１と、送信データ処理部２０２と、受信データ処理部２０３と、周辺端末管理テーブル３０５とを有する。集約装置２０は、配下の端末装置３０から送信されるデータを収集して、サーバ１０に渡す機能を備える。また、集約装置２０は、サーバ１０から送信されたデータを、宛先の端末装置３０に転送する機能を備える。
【００４４】
通信処理部２０１は、通信インタフェース２４を制御して、サーバ１０又は端末装置３０等からデータを受信する。また、通信処理部２０１は、通信インタフェース２４を制御して、送信データ処理部２０２で生成された各種データをサーバ１０又は端末装置３０に送信する。
【００４５】
送信データ処理部２０２は、端末装置３０又はサーバ１０等に送信する各種データを生成する。
【００４６】
受信データ処理部２０３は、通信インタフェース２４を介して受信したデータを解析して、そのデータに含まれる各種情報を抽出する。抽出対象の情報としては、例えば、データの転送先に関する情報等がある。受信データ処理部２０３は、解析結果に基づいて、受信したデータの処理を通信処理部２０１、送信データ処理部２０２に依頼する。集約装置２０は、基本的にサーバ１０又は端末装置３０から受信したデータをそのまま転送する機能を有し、転送データには自身が転送したことを示すデータが記録される。
【００４７】
テーブル処理部２０４は、周辺端末管理テーブル３０５に対し、データの登録、データの更新、又はデータの削除等を行う。なお、周辺端末管理テーブル３０５の詳細は後述する。
【００４８】
次に、端末装置３０の機能について説明する。図７は、端末装置３０の機能ブロック構成の一例を示す。端末装置３０は、例えば、通信処理部３０１と、送信データ処理部３０２と、受信データ処理部３０３と、テーブル処理部３０４と、周辺端末管理テーブル３０５とを有する。本実施形態では、端末装置３０は、例えば、各電力需要家に設置されるスマートメータとして構成される。または、端末装置３０をセンサとして構成し、通信ネットワークシステム１をセンサが取得する各種データの収集システムとして構成することもできる。
【００４９】
通信処理部３０１は、通信インタフェース３４を制御して、集約装置２０又は他の端末装置３０等からデータを直接的又は間接的に受信する。また、通信処理部３０１は、通信インタフェース３４を制御して、送信データ処理部３０２で生成された各種データを集約装置２０又は他の端末装置３０等に直接的又は間接的に送信する。
【００５０】
直接的なデータの送受信とは、集約装置２０、他の端末装置３０と直接データを送受信することをいう。間接的なデータの送受信とは、トポロジー的に上位又は下位の端末とマルチホップ形式でデータを送受信することをいう。また、通信処理部３０１は、間接的なデータの送受信において、受信したデータが自端末宛でない場合、宛先の端末装置３０に近づくように、上位端末または下位端末に転送する機能を備える。上位端末とは、トポロジー的に上位に位置する端末装置３０又は集約装置２０を意味する。下位端末とは、トポロジー的に下位に位置する端末装置３０を意味する。
【００５１】
送信データ処理部３０２は、他の端末装置３０等に送信するデータを生成する。送信データ処理部３０２は、端末装置３０が通信ネットワークシステム１に参加する際、又は端末装置３０が通信ネットワークシステム１から離脱する際に、参加又は離脱を要求するための要求情報を生成する。つまり、送信データ処理部３０２は、端末装置３０が通信ネットワークシステム１に参加する場合、参加を要求するための参加要求情報を生成する。また、送信データ処理部３０２は、端末装置３０が通信ネットワークシステム１から離脱しようとする場合、離脱を要求するための離脱要求情報を生成する。
【００５２】
受信データ処理部３０３は、通信インタフェース３４を介して受信したデータを解析して、そのデータに含まれる各種情報を抽出する。抽出対象の情報としては、例えば、周辺端末情報、又はトポロジー情報等がある。受信データ処理部３０３は、解析結果に基づいて、受信したデータの処理を通信処理部３０１、送信データ処理部３０２、テーブル処理部３０４に依頼する。
【００５３】
テーブル処理部３０４は、周辺端末管理テーブル３０５に対し、データの登録、データの更新、又はデータの削除等を行う。周辺端末管理テーブル３０５の詳細は後述する。
【００５４】
次に、図８を参照してトポロジー管理テーブル１０８について説明する。図８に、トポロジー管理テーブル１０８のデータ構造の一例を示す。トポロジー管理テーブル１０８は、集約装置２０配下の通信ネットワークに参加している端末装置３０の接続情報（トポロジー）に関する情報を保持する。トポロジー管理テーブル１０８は、通信ネットワークシステム１の運用開始前に、サーバ１０の記憶装置１３内に設定しておく。端末装置３０ごとのレコードは、後述するように新規端末装置３０から通信ネットワークシステム１への参加要求を受け付けるごとに追加される。
【００５５】
トポロジー管理テーブル１０８は、例えば、端末ＩＤ４０１と、上位端末ＩＤ４０２と、ホップ数４０３の各情報を保持する。
【００５６】
端末ＩＤ４０１には、集約装置２０配下の通信ネットワークに参加している端末装置３０を互いに識別するためのＩＤである端末ＩＤが保持される。
【００５７】
上位端末ＩＤ４０２には、集約装置２０配下の通信ネットワークに参加している各端末装置３０が上位端末として選択している他の端末装置３０又は集約装置２０を互いに識別するためのＩＤである上位端末ＩＤが保持される。
【００５８】
ホップ数４０３には、データが各端末装置３０から集約装置２０に到達するまでに送信及び転送される回数が保持される。
【００５９】
例えば、図８の端末装置３０ｃについてみると、図１から明らかなように、端末装置３０ｃが選択している上位端末が端末装置３０ａであり、端末装置３０ｃから集約装置２０までのホップ数４０３は、端末装置３０ａを介して２であることが記録されている。
【００６０】
次に、図９を参照して周辺端末管理テーブル３０５について説明する。図９は、周辺端末管理テーブル３０５のデータ構造の一例を示す。周辺端末管理テーブル３０５は、端末装置３０及び集約装置２０の記憶装置に保持され、端末装置３０又は集約装置２０が直接的に無線通信可能な他の端末装置３０（周辺端末）に関する情報を保持する。周辺端末管理テーブル３０５は、通信ネットワークシステム１の運用開始前に、集約装置２０及び端末装置３０のそれぞれの記憶装置２３、３３に設定しておく。
【００６１】
周辺端末管理テーブル３０５は、例えば、周辺端末ＩＤ４０４と、通信品質４０５と、ホップ数４０６と、上位端末フラグ４０７の各情報を保持する。
【００６２】
周辺端末ＩＤ４０４には、周辺に位置する直接的に通信可能な端末装置３０又は集約装置２０を互いに識別するためのＩＤである周辺端末ＩＤが保持される。周辺端末ＩＤ４０４は、例えば、端末装置３０のＩＰ（Internet Protocol）アドレスであってもよいし、ＭＡＣアドレスであってもよいし、システム独自に一意に割り当てた識別番号等であってもよい。後述するように、通信ネットワークシステム１に含まれる各端末装置３０は、定期的に直接通信可能な周辺端末があるか探索する。その結果として新たな周辺端末が発見された場合、周辺端末管理テーブル３０５に該当レコードが追加される。
【００６３】
通信品質４０５には、周辺端末が発する無線信号の強度を示す情報が保持される。無線信号の強度とは、例えば、受信した無線信号の電力の大きさであり、ｄＢｍの単位で表示することができる。なお、通信品質４０５として、無線信号の強度に代えて、又は無線信号の強度と共に他の品質情報を用いてもよい。他の品質情報には、例えば、パケット誤り率、遅延時間などがある。
【００６４】
ホップ数４０４には、対応する周辺端末ＩＤで特定される各周辺端末からデータが集約装置２０に到達するまでに転送される回数が保持される。
【００６５】
上位端末フラグ４０７には、周辺端末管理テーブル３０５の中で、上位端末として選択した端末に関する情報を保持する。具体的には、上位端末として選択した周辺端末の上位端末フラグを“１”に設定する。
【００６６】
次に、図１０を参照して端末管理テーブル１０７について説明する。図１０は、端末管理テーブル１０７のデータ構造の一例を示す。端末管理テーブル１０７は、通信ネットワークシステム１に属する端末のアクセス制御方式、データ収集率等の統計値に関する情報を保持する。端末管理テーブル１０７は、通信ネットワークシステム１の運用開始前に、サーバ１０の記憶装置１３に設定しておく。
【００６７】
端末管理テーブル１０７は、例えば、端末ＩＤ４１０、アクセス制御方式変更フラグ４１１、アクセス制御方式４１２、通信開始時刻４１３、通信時間４１４、データ収集率４１５、及び経路変更頻度４１６の各情報を保持する。
【００６８】
端末ＩＤ４１０には、サーバ１０が管理する通信ネットワークシステム１に属する端末装置３０を互いに識別するためのＩＤである端末ＩＤが保持される。
【００６９】
アクセス制御方式変更フラグ４１１には、各端末装置３０に適用されているアクセス制御方式の変更許可に関する情報が保持される。例えば、本実施形態では、通信ネットワークシステム１に参加したばかりの端末装置３０においては、アクセス制御方式変更フラグ４１１は変更を許可しないことを示す“０”が設定される。そして、通信ネットワークシステム１に参加してからある程度の時間が経過した端末装置３０に対しては、アクセス制御方式の変更を許可することを示す“１”が設定される。これは、特定の端末装置３０について適したアクセス制御方式を決定する場合には、ある程度の時間にわたる稼働履歴に基づいて行う必要があるためである。
【００７０】
アクセス制御方式４１２には、対応する端末ＩＤ４１０で特定される端末装置３０に適用するアクセス制御方式に関する情報が、“ポーリング方式”、“端末自律方式”のように保持される。
【００７１】
通信開始時間４１３には、端末装置３０が端末自律方式によって制御される場合において、端末装置３０からサーバ１０へ向けてデータ送信を開始する時間が保持される。例えば、通信ネットワークシステム１において、サーバ１０が毎日０時から３０分周期でデータ収集を実施する場合を想定する。この場合、通信開始時間４１３に“１分”が設定された端末装置３０は、０時１分、０時３１分、１時１分、…の様に周期的にデータの送信を行うように、送信データ処理部３０２によって制御される。すなわち、通信開始時間４１３は、データ収集する周期の開始時刻から端末装置３０がデータ送信を開始すべき時刻までの待機時間として規定される。
【００７２】
通信時間４１４には、端末装置３０の送信したデータがサーバ１０へ届くまでに要する時間が保持される。通信時間４１４は、各端末装置３０とサーバ１０との間での通信速度と、端末装置３０から送信されるデータのデータサイズを基に、例えばｍｓ単位で算出される。通信速度は、例えば通信処理部１０１における単位時間あたりのデータ受信量として取得することが可能である。
【００７３】
データ収集率４１５には、単位時間あたりのデータ収集に成功した確率に関する情報が保持される。単位時間は、システムで規定される時間であり、１日であっても良いし、１週間であっても良い。例えば、１日にデータ収集の機会が４８回あり、うち４５回についてデータ収集が成功していた場合には、データ収集率４１５は約９４％となる。
【００７４】
経路変更頻度４１６には、単位時間あたりの通信経路の変更回数に関する情報が保持される。データ収集率４１５と同様に、単位時間は、システムで規定される時間であり、１日であっても良いし、１週間であっても良い。特定の端末装置３０からの経路変更が起こったか否かは、サーバ１０において受信するパケットの転送履歴を参照することで把握することができる。
【００７５】
次に、以上説明した構成を有する通信ネットワークシステム１におけるデータ処理について、具体的なシーケンス例を用いて説明する。
【００７６】
まず、図１１を参照して、通信ネットワークシステム１に新規の端末装置３０が参加する場合の処理について説明する。図１１は、図１に示す端末装置３０ｃが、周辺に存在する端末装置３０ａ及び３０ｂから送信されるＨｅｌｌｏパケットを基に上位端末を選択して、集約装置２０配下のネットワークに参加する場合のシーケンスを示した図である。後述するシーケンス図でも同様であるが、複数の端末装置３０等による水平横並びのステップは、図示の都合上であり、それらの処理ステップが時間的に同期して実行されることを示すものではない。なお、各処理ステップは、符号Ｓを伴う番号を付して示す。
【００７７】
需要家において設置され稼働を開始した端末装置３０ｃは、周辺に存在する端末装置３０から送信されるＨｅｌｌｏパケットを一定時間にわたって監視し、周辺端末に関する情報を収集する。Ｈｅｌｌｏパケットには、少なくともＨｅｌｌｏパケットの送信元端末装置３０の端末ＩＤと、ホップ数に関する情報が含まれる。通信ネットワークシステム１に含まれる端末装置３０は、それぞれ定期的に、例えば３０分毎にＨｅｌｌｏパケットを送信する。図１１においては、端末装置３０ａ、３０ｂがＨｅｌｌｏパケットを送信し（Ｓ５０１、Ｓ５０４）、そのＨｅｌｌｏパケットを端末装置３０ｃが受信する（Ｓ５０２、Ｓ５０５）。Ｈｅｌｌｏパケットを受信した端末装置３０ｃは、Ｈｅｌｌｏパケットに含まれる送信元端末が有する端末ＩＤと、ホップ数とを周辺端末管理テーブル３０５の周辺端末ＩＤ４０４、ホップ数４０６として格納する。また、Ｈｅｌｌｏパケットを受信した際の受信電力等に関する情報を通信処理部３０１にて取得し、通信品質４０５に格納する。（Ｓ５０３、Ｓ５０６）。
【００７８】
次いで、端末装置３０ｃは、更新した周辺端末管理テーブル３０５を参照して上位端末を選択する（Ｓ５１０）。具体的には、端末装置３０Ｃは、周辺端末管理テーブル３０５に登録された端末装置３０の中から、通信品質４０５に基づいて、上位端末として端末装置３０ａを選択し、端末装置３０ａに関する上位端末フラグ４０７に“１”を設定する。そして、端末装置３０ｃは、選択した上位端末（端末装置３０ａ）及び集約装置２０を介して、ネットワーク参加要求をサーバ１０へ送信する（Ｓ５１２、Ｓ５１４、Ｓ５１６）。ネットワーク参加要求には、少なくとも端末装置３０ｃが選択した上位端末の端末ＩＤと端末装置３０ｃのホップ数に関する情報が含まれる。
【００７９】
サーバ１０がネットワーク参加要求を受信すると（Ｓ５１８）、サーバ１０は、トポロジー管理テーブル１０８の端末ＩＤ４０１に端末装置３０ｃのＩＤ“３０ｃ”を、上位端末ＩＤ４０２に端末装置３０ａのＩＤ“３０ａ”を、ホップ数４０３に“２”を登録してトポロジー管理テーブル１０８を更新する（Ｓ５２０）。また、サーバ１０は、端末管理テーブル１０７の端末ＩＤ４１０に端末装置３０ｃのＩＤ“３０ｃ”を、アクセス制御方式変更フラグ４１１に変更不可を示す“０”を、アクセス制御方式４１２に“ポーリング方式”を、通信時間４１４に “Ｓ３”を登録して端末管理テーブル１０７を更新する（Ｓ５２２）。なお、通信時間４１４（Ｓ３）は、送受信データのデータサイズをシステムで利用することができる通信速度で除算し、ホップ数４０３を乗算することで算出することができる。
【００８０】
次いで、サーバ１０は、集約装置２０及び端末装置３０ａを介して、端末装置３０ｃのネットワーク参加を許可する旨の情報を含むネットワーク参加応答を端末装置３０ｃへ送信する（Ｓ５２４、Ｓ５２６、Ｓ５２８）。端末装置３０ｃがネットワーク参加応答を受信すると（Ｓ５３０）、以降、端末装置３０ｃは通信ネットワークシステム１におけるデータ収集処理を継続して実行する。
【００８１】
次に、図１２を参照して、通信ネットワークシステム１において実行されるデータ収集処理シーケンスについて説明する。図１２は、図１に示す端末装置３０ａ〜３０ｃが、集約装置２０を介して、消費電力の検針データをサーバ１０へ送信する場合のシーケンス例を示した図である。図１２では、端末装置３０ａのアクセス制御方式は端末自律方式、端末装置３０ｂ、３０ｃのアクセス制御方式はポーリング方式が適用されている場合である。なお、端末装置３０は、接続されている電力量計等から検針データを、通信処理部３０１を介して取得し蓄積しておくことができるものとする。あるいは、端末装置３０と電力量計等の測定機器を一体的に構成しても差し支えない。
【００８２】
あらかじめサーバ１０に設定しておいた検針データの送信期間が始まると、サーバ１０は、アクセス制御方式として端末自律方式を割当てた端末装置３０から検針データが送信されてくるまで待機する（Ｓ６００）。アクセス制御方式として端末自律方式を割当てられている端末装置３０ａは、検針データ送信期間の開始からサーバ１０から指定された通信開始時間４１３（Ｔ１）だけ時間が経過した後、検針データの送信を開始する（Ｓ６０１）。端末装置３０ａが送信した検針データは、集約装置２０を介して、サーバ１０まで転送される（Ｓ６０３、Ｓ６０５）。端末装置３０ａから検針データを受信したサーバ１０は、端末装置３０ａからの検針データ収集に成功したものと判断して、端末管理テーブル１０７のデータ収集率４１５の値を更新する（Ｓ６０７、Ｓ６０９）。
【００８３】
なお、サーバ１０は、通信開始時間４１３から更に通信時間４１４だけ時間が経過しても端末装置３０から検針データが送信されてこないと判定した場合、その端末装置３０からの検針データの収集に失敗したものと判断して端末管理テーブル１０７のデータ収集率４１５の値を更新する。
【００８４】
このように、サーバ１０は、検針データ送信期間の先頭から、まずアクセス制御方式として端末自律方式を割当てた全ての端末装置３０について、検針データ収集の成功、あるいは失敗の判断を実行する。言い換えれば、端末装置３０にあらたに端末自律方式を割り当てる場合には、すでに端末自律方式が適用されている端末装置３０にひき続いてあらたな端末装置３０の通信開始時間４１３を設定する。そして、端末自律方式の端末装置３０からの検針データについて処理を完了した後、アクセス制御方式としてポーリング方式を割当てた端末装置３０に対してデータ送信要求の送信を開始する。
【００８５】
図１２において、サーバ１０は、集約装置２０を介して、端末装置３０ｂにデータ送信要求を送信する（Ｓ６１１、Ｓ６１３）。データ送信要求を受信した端末装置３０ｂは、集約装置２０を介して、検針データをサーバ１０へ送信する（Ｓ６１５、Ｓ６１７）。端末装置３０ｂからの検針データを受信したサーバ１０は、端末装置３０ｂからの検針データ収集に成功したものと判断して、端末管理テーブル１０７のデータ収集率４１５の値を更新する（Ｓ６２１、Ｓ６２３）。
【００８６】
一方、端末装置３０ｂにデータ送信要求を送信してから端末装置３０ｂについて記憶されている通信時間４１４（Ｓ２）の２倍の時間が経過してもなお端末装置３０ｂから検針データを受信できないと判定した場合、サーバ１０は端末装置３０ｂからの検針データの収集に失敗したものと判断して端末管理テーブル１０７のデータ収集率４１５の値を更新する。なお、データ収集成否の判定時間は、前記に限定することなく適宜設定することができる。
【００８７】
サーバ１０は、端末装置３０ｃに対しても、端末装置３０ｂと同様の手順で検針データの収集を実施する（Ｓ６２５〜Ｓ６４１）。
【００８８】
以上のように、通信ネットワークシステム１によれば、端末装置３０のうち適用可能なものについては端末自律方式でデータ収集を行うので、すべてポーリング方式で行う場合よりも通信ネットワークのトラフィックを軽減して高効率でデータ収集を行うことができる。
【００８９】
次に、図１３を参照して、通信ネットワークシステム１において端末装置３０のアクセス制御方式をポーリング方式から端末自律方式へ切り替える場合の処理を説明する。図１３は、図１に示す端末装置３０ｃのアクセス制御方式をポーリング方式から端末自律方式に変更する場合のシーケンス例を示した図である。サーバ１０は、後述する所定の条件を満足する端末装置３０については、データ送信要求を送信する処理を省いてデータ収集効率を高めるために、アクセス制御方式を初期設定であるポーリング方式から端末自律方式に切り替える。
【００９０】
サーバ１０は、通信ネットワークシステム１に含まれる各端末装置３０について、定期的にアクセス制御方式切替判断処理を実施する（Ｓ７０１）。“定期的”とはシステムで規定される時間を示しており、１日に１回でも良いし、１時間に１回でも良い。アクセス制御方式切替判断処理の詳細は後述する。
【００９１】
サーバ１０が、端末装置３０ｃのアクセス制御方式をポーリング方式から端末自律方式に切替えると判断した場合、サーバ１０は、集約装置２０及び端末装置３０ａを介して、通信開始時間設定要求を端末装置３０ｃへ送信する（Ｓ７０３、Ｓ７０５、Ｓ７０７）。通信開始時間設定要求は、少なくとも端末装置３０ｃについて設定する通信開始時間４１３（ここではＴ３）に関する情報を含む。
【００９２】
通信開始時間設定要求を受信した端末装置３０ｃは、通信開始時間設定要求に含まれる通信開始時間４１３（Ｔ３）を、記憶装置３３又は不揮発性メモリ３２の適宜の位置に記憶する（Ｓ７０９）。その後、端末装置３０ｃは、通信開始時間を設定した旨の情報を含む通信開始時間設定応答を、端末装置３０ａ及び集約装置２０を介して、サーバ１０へ送信する（Ｓ７１１、Ｓ７１３、Ｓ７１５）。
【００９３】
サーバ１０は、端末装置３０ｃからの通信開始時間設定応答を受信すると（Ｓ７１７）、端末管理テーブル１０７について、端末装置３０ｃについて記録されているアクセス制御方式４１２をポーリング方式から端末自律方式へ変更し、通信開始時間４１３としてＴ３を記録する（Ｓ７１９）。
【００９４】
アクセス制御方式として端末自律方式が割当てられた端末装置３０ｃは、以降のデータ収集において、サーバ１０によって設定されている検針データ送信期間の開始からサーバ１０から指定された通信開始時間４１３（Ｔ３）だけ時間が経過した後、検針データの送信を自律的に開始する。これにより、端末装置３０ｃに関してポーリング方式に必要なサーバ１０からのデータ送信要求が不要となり、データ収集効率が向上する。
【００９５】
次に、図１４を参照して、通信ネットワークシステム１において端末装置３０のアクセス制御方式を端末自律方式からポーリング方式へ切り替える場合の処理を説明する。図１４は、図１に示す端末装置３０ｃのアクセス制御方式を端末自律方式からポーリング方式に変更する場合のシーケンス例を示した図である。
【００９６】
図１３について説明したのと同様に、サーバ１０は、定期的にアクセス制御方式切替判断処理を実施する（Ｓ８０１）。“定期的”とはシステムで規定される時間を示しており、１日に１回でも良いし、１時間に１回でも良い。
【００９７】
アクセス制御方式切替判断処理において、サーバ１０が端末装置３０ｃのアクセス制御方式を端末自律方式からポーリング方式に切替える必要があると判定した場合、まずサーバ１０は、集約装置２０及び端末装置３０ａを介して、通信開始時間解除要求を端末装置３０ｃへ送信する（Ｓ８０３、Ｓ８０５、Ｓ８０７）。
【００９８】
通信開始時間解除要求を受信した端末装置３０ｃは、記憶装置３３又は不揮発性メモリ３２に記憶されている通信開始時間４１３（Ｔ３）に関する情報を削除する（Ｓ８０９）。次いで、端末装置３０ｃは、通信開始時間解除応答を、端末装置３０ａ及び集約装置２０を介して、サーバ１０へ送信する（Ｓ８１１、Ｓ８１３、Ｓ８１５）。
【００９９】
サーバ１０は、端末装置３０ｃからの通信開始時間解除応答を受信すると（Ｓ８１７）、端末管理テーブル１０７について、端末装置３０ｃについて記録されているアクセス制御方式４１２を端末自律方式からポーリング方式へ変更し、通信開始時間４１３の記録をクリアする（Ｓ８１９）。
【０１００】
以上のようにアクセス制御方式としてポーリング方式を割当てられた端末装置３０ｃは、以降のデータ収集において、サーバ１０からデータ送信要求が送信されてくるまで検針データの送信を待機する。
【０１０１】
次に、図１３のＳ７０１、図１４のＳ８０１で実行される処理である、アクセス制御方式切替判断処理について、図１５を参照して説明する。図１５は、図１に示すサーバ１０が端末装置３０のアクセス制御方式を決定するアクセス制御方式切替判断処理のフローチャート例を示した図である。アクセス制御方式切替判断処理は、サーバ１０のアクセス制御方式切替判定部１０５において、前記したような、あらかじめ内部的に設定されている定期的な契機で実行される。
【０１０２】
まず、アクセス制御方式切替判定部１０５は、端末管理テーブル１０７に記録されている端末装置３０に関するレコードのうちの一つを参照し、そのアクセス制御方式変更フラグ４１１に“１”が設定されているかを確認する（Ｓ９０１）。アクセス制御方式変更フラグ４１１に“０”が設定されている場合（Ｓ９０１、Ｎｏ）、その端末装置３０のアクセス制御方式の変更が認められていないため、そのままアクセス制御方式切替判断処理を終了する（Ｓ９１４）。
【０１０３】
Ｓ９０１において、アクセス制御方式変更フラグ４１１が“１”である場合（Ｓ９０１、Ｙｅｓ）、次いでアクセス制御方式切替判定部１０５は、端末装置３０について記録されているアクセス制御方式４０３を確認する（Ｓ９０３）。
【０１０４】
Ｓ９０３において、アクセス制御方式４０３が“ポーリング方式”である場合、次いでアクセス制御方式切替判定部１０５は、データ収集率４０４を確認する（Ｓ９０５）。データ収集率４１５が所定の閾値（例えば、９０％）未満である場合（Ｓ９０５、Ｎｏ）、その端末装置３０に対しては継続してポーリング方式を適用することとし、アクセス制御方式切替判断処理を終了する（Ｓ９１４）。データ収集率が比較的低い場合には、端末自律方式であっても当該端末装置３０について再送要求をする必要があるため、そのような端末装置３０についてはデータ送信要求を伴うポーリング方式を適用しておいた方がより簡単に再送要求の処理を実行することができるためである。
【０１０５】
Ｓ９０５において、データ収集率４１５が閾値（例えば、９０％）以上である場合（Ｓ９０５、Ｙｅｓ）、アクセス制御方式切替判定部１０５は、経路変更頻度４１６を確認する（Ｓ９０７）。経路変更頻度４１６が、閾値（例えば、３回／日）以上である場合（Ｓ９０７、Ｎｏ）、アクセス制御方式切替判定部１０５は、その端末装置３０に対しては継続してポーリング方式を適用することとし、アクセス制御方式切替判断処理を終了する（Ｓ９１４）。経路変更頻度４１６が比較的頻繁に行われる場合には、端末装置３０とサーバ１０との間での通信時間４１４がホップ数の変動等にともなって変化するため、その端末装置３０に対する適正な通信時間４１４を設定することが困難となる。したがって、経路変更頻度４１６が一定閾値以上の場合には、その端末装置３０についてポーリング方式を適用するようにしている。
【０１０６】
Ｓ９０７において、経路変更頻度４１６が閾値（例えば、３回／日）未満である場合、アクセス制御方式切替判定部１０５は、その端末装置３０のアクセス制御方式４０３を“端末自律方式”に設定する（Ｓ９０９）。そして、検針データ送信期間の中で他の端末自律方式を適用している端末装置３０に割当てていない時間を探索し、その探索結果を通信開始時間４１３に設定する。次いで、アクセス制御方式切替判定部１０５は、通信開始時間４１３を対象の端末装置３０へ通知するために、通信開始時間設定要求を送信してアクセス制御方式切替判断処理を終了する（Ｓ９１３、Ｓ９１４）。Ｓ９１３の通信開始時間設定要求送信処理は、図１３におけるＳ７０３の処理に対応する。
【０１０７】
一方、Ｓ９０３において、アクセス制御方式４０３が“端末自律方式”である場合（Ｓ９０３、Ｎｏ）、アクセス制御方式切替判定部１０５は、端末管理テーブル１０７において対象端末装置３０について記録されているデータ収集率４０４を確認する（Ｓ９１５）。データ収集率４１５が閾値（例えば、９０％）未満である場合（Ｓ９１５）、アクセス制御方式切替判定部１０５は、アクセス制御方式４０３に“ポーリング方式”を設定する（Ｓ９１９）。そして、アクセス制御方式切替判定部１０５は、端末管理テーブル１０７に記録されている通信開始時間４１３を削除した後（Ｓ９２１）、対象端末装置３０へ通信開始時間解除要求を送信してアクセス制御方式切替判断処理を終了する（Ｓ９２３、Ｓ９１４）。
【０１０８】
Ｓ９１５において、データ収集率４１５が閾値（例えば、９０％）以上である場合（Ｓ９１５、Ｙｅｓ）、アクセス制御方式切替判定部１０５は、端末管理テーブル１０７に記録されている経路変更頻度４１６を確認する（Ｓ９１７）。経路変更頻度４１６が、閾値（例えば、３回／日）未満である場合（Ｓ９１７、Ｎｏ）、アクセス制御方式切替判定部１０５は、アクセス制御方式４０３に“ポーリング方式”を設定する（Ｓ９２５）。そして、アクセス制御方式切替判定部１０５は、端末管理テーブル１０７の通信開始時間４１３を削除した後（Ｓ９２７）、対象端末装置３０に通信開始時間解除要求を送信してアクセス制御方式切替判断処理を終了する（Ｓ９２９、Ｓ９１４）。
【０１０９】
Ｓ９１７において、経路変更頻度４１６が閾値（例えば、３回／日）未満である場合（Ｓ９１７、Ｙｅｓ）、アクセス制御方式切替判定部１０５は、そのままアクセス制御方式切替判断処理を終了する（Ｓ９１４）。
【０１１０】
以上のアクセス制御方式切替判断処理により、通信ネットワークシステム１において、各端末装置３０の稼動状態に応じたアクセス制御方式を設定し、データ収集をより効率化し、高信頼化することが可能となる。なお、アクセス制御方式の判断基準としては、前記したデータ収集率、通信経路変更頻度以外の指標を採用してもよい。例えば、端末装置３０の電源方式が電池駆動の場合には電池消耗時の自律的データ送信欠損を検出可能な端末自律方式を適用し、外部電源方式の場合には通常はデータ送信要求に対する応答が期待できるポーリング方式を適用することが考えられる。
【０１１１】
次に、図１６を参照して、通信ネットワークシステム１におけるトポロジー変更処理について説明する。図１６は、図１に示す端末装置３０ｃが上位端末を変更する場合のトポロジー変更に関するシーケンス例を示した図である。各端末装置３０は、直接的に通信を行う周辺端末の中から、一定の通信品質を保持しているものを上位端末として選択する。しかし、通信品質は端末装置３０が置かれる環境等によって変化しうるため、各端末装置３０は定期的に周辺端末管理テーブル３０５を参照して、上位端末との間での通信品質が確保されているか判定する。各端末装置３０における通信品質チェック処理は、例えば受信データ処理部３０３によって実行させることができる。この場合、端末装置３０の受信データ処理部３０３は、一定時間（例えば３０分）毎に周辺端末管理テーブル３０５の通信品質４０５と上位端末フラグ４０７を参照して、上位端末として選択している端末装置３０（図９の例では端末装置３０ａ）の通信品質４０５が、所定の値（例えば−９０ｄＢｍ）以上であるかを判定し、所定の値を下回っている場合には、他の通信品質が確保されている端末装置３０を上位端末として選択する。なお、周辺端末として周辺端末管理テーブル３０５に登録されている端末装置３０のうちで、所定の通信品質を確保できるものがない場合には、例えばそのうちで最良の端末装置３０を選択するように構成することができる。あるいは、周辺端末との通信品質が悪化したことを示す情報をサーバ１０に送信するようにしてもよい。
【０１１２】
ここでは、端末装置３０ｃが選択されている上位端末装置３０ａを端末装置３０ｂに変更する場合のシーケンス例を説明する。図１６を参照すると、端末装置３０ｃは、上位端末を端末装置３０ａから端末装置３０ｂに変更する場合、周辺端末管理テーブル３０５の上位端末フラグ４０７を更新する（Ｓ１０１０）。具体的には、周辺端末管理テーブル３０５において、端末装置３０ａに関する上位端末フラグ４０７を“０”に設定し、端末装置３０ｂに関する上位端末フラグ４０７を“１”に設定する。そして、端末装置３０ｃは、端末装置３０ｂ及び集約装置２０を介して、トポロジー変更要求をサーバ１０へ送信する（Ｓ１０１２、Ｓ１０１４、Ｓ１０１６）。トポロジー変更要求は、少なくとも端末装置３０ｃが選択した上位端末のＩＤ（この場合は３０ｂ）に関する情報を含む。
【０１１３】
サーバ１０は、端末装置３０ｃからトポロジー変更要求を受信すると（Ｓ１０１８）、トポロジー変更要求に含まれる上位端末（３０ｂ）に関する情報を基に、トポロジー管理テーブル１０８の端末装置３０ｃに関する上位端末ＩＤ４１２を端末装置３０ｂに更新し（Ｓ１０２０）、端末管理テーブル１０７を、端末装置３０ｃに関する経路変更頻度４１６をインクリメントすることにより更新する（Ｓ１０２２）。
【０１１４】
次いで、サーバ１０は、トポロジー情報の更新が完了したことを通知するため、集約装置２０及び端末装置３０ｂを介して、端末装置３０ｃにトポロジー変更応答を送信する（Ｓ１０２４、Ｓ１０２６、Ｓ１０２８）。トポロジー変更応答を受信した端末装置３０ｃは、引き続きデータ収集処理を続行する（Ｓ１０３０）。
【０１１５】
以上の構成のより、通信ネットワークシステム１は、端末装置３０を取り巻く通信環境が変動した場合でも、それに応じたトポロジーの変更を行なって、データ収集効率、信頼性の低下を抑止することができる。
【０１１６】
図１７に、図１に示す通信ネットワークシステム１において、端末装置３０ａ、３０ｃに端末自律方式を割当て、端末装置３０ｂにポーリング方式を割当てた場合の、サーバ１０におけるデータ収集の動作例を模式的に示している。
【０１１７】
サーバ１０には、通信ネットワークシステム１の運用開始前に、データ収集に関する要求仕様等に基づいて、例えば記憶装置１３に、あらかじめ検針データの送信期間が設定されている。サーバ１０は、システム１の稼働中を通じて、この送信期間を周期としてデータ収集を繰り返し実行する。
【０１１８】
上記の送信期間内で、まず端末装置３０ａについては、端末管理テーブル１０７に示されているように、通信時間Ｔ１が設定されている。この場合、端末装置３０ａは、検針データの送信期間の開始から時間Ｔ１だけ経過したとき、自律的に検針データの送信を開始する。端末装置３０ａについてのデータ受信は、あらかじめ設定されている通信ネットワークシステム１で利用可能な通信速度、データサイズ、通信経路のホップ数で定まる通信時間Ｓ１で完了する。
【０１１９】
次いで、端末装置３０ｃについては、検針データの送信期間の開始から時間Ｔ３だけ経過したとき、自律的に検針データの送信を開始し、通信時間Ｓ３の間で完了する。
【０１２０】
以上の端末自律方式の端末装置３０からのデータ受信が完了した後、サーバ１０は、ポーリング方式が割り当てられている各端末装置３０（図１７の例では端末装置３０ｂ）に対して順次データ送信要求を送信し、端末装置３０は、データ送信要求を受信すると検針データの送信を開始する。図１７に示すように、端末装置３０ｂからのデータ収集に要する時間は、サーバ１０から端末装置３０ｂへのデータ送信要求の送信に要する時間と、それを受けた端末装置３０ｂからの検針データ送信に要する通信時間Ｓ２との和となる。
【０１２１】
図１７においては、図１に例示する通信ネットワークシステム１に含まれる全ての端末装置３０にポーリング方式を適用する場合と比較して、サーバ１０から端末装置３０ａ、３０ｃに対してデータ送信要求を送る必要がないため、“Ｓ１＋Ｓ３”に相当する時間分だけ、より効率的にデータを収集できる。そして、この“Ｓ１＋Ｓ３”に相当する節約時間を、データ収集に欠損が発生した端末装置３０に対する再送制御に用いることで、システム１の高信頼化をも図ることもできる。
【０１２２】
以上、本発明の一実施形態に係る通信ネットワークシステム１によれば、各端末装置３０からのデータ収集に要する時間を短縮してデータ収集の効率化を図ることができるとともに、節約された時間をデータ収集に失敗した端末に対する再送制御等に引き当てることが可能となるため、システムとして高信頼化を図ることができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１  通信ネットワークシステム    １０  サーバ    ２０  集約装置
３０  端末    １１、２１、３１  ＣＰＵ    １２、２２、３２  揮発性メモリ
１３、２３、３３  記憶装置    １４、２４、３４  通信インタフェース
１５  画面表示装置    １０１、２０１、３０１  通信処理部
１０２、２０２、３０２  送信データ処理部
１０３、２０３、３０３  受信データ処理部
１０４、２０４、３０４  テーブル処理部
１０５  アクセス制御方式切替判定部    １０６  表示処理部
１０７  端末管理テーブル    １０８  トポロジー管理テーブル
３０５  周辺端末管理テーブル
４０１、４１０  端末ＩＤ    ４０２  上位端末ＩＤ
４０３、４０６  ホップ数    ４０４  周辺端末ＩＤ
４０５  通信品質    ４０７  上位端末フラグ
４１１  アクセス制御方式変更フラグ
４１２  アクセス制御方式    ４１３  通信開始時間
４１４  通信時間    ４１５  データ収集率    ４１６  経路変更頻度
【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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