(57)【要約】周期的に電源が中断する受信および送信ユニットを有する周辺デバイスを、中央デバイスによって管理するためのアーキテクチャ、およびその動作方法を提供する。周期的にオンおよびオフに切り換えて、電力消費を最少に抑える無線ユニット（１５、１７）を備えた、遠隔周辺電子デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１ｎ）、特にワイヤレス・デバイスとの連絡において発生するイベントの集中制御のアーキテクチャおよび方法。前記アーキテクチャおよび前記方法は、前記周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）と中央デバイス（１１１）との間の情報の、同期した双方向送信を可能とする。
2005535251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遠隔周辺電子デバイスとの連絡において発生するイベントの集中制御アーキテクチャであって、
少なくとも１つの電子中央デバイス（１１１）であって、演算ユニット即ちＣＰＵ（１２３）と、送信ユニット（１１５）と、受信ユニット（１１７）と、電源ユニット（１１４）とが設けられた、電子中央デバイスと、
ネットワーク・タイミング信号を発生する少なくとも１つのデバイス（１２１）と、
少なくとも１つの電子周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）であって、演算ユニット即ちＣＰＵ（２３）と、記憶ユニット（２５）と、送信ユニット（１５）と、受信ユニット（１７）と、ローカル・タイミング信号を発生するデバイス（２１）と、バッテリ（１３）と、この送信および／または受信ユニットへの電力供給を周期的に中断および活性化する手段とが設けられた、周辺デバイスと、
を備えており、前記少なくとも１つの周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）は、前記中央デバイスから自立的に来るデータ流によってプログラム可能であることを特徴とするアーキテクチャ。
【請求項２】
請求項１記載のアーキテクチャにおいて、前記前記中央デバイス（１１１）から前記周辺デバイスへの情報流の自立転送を可能にする手段を備えており、前記情報流は、前記周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）内の前記受信ユニット（１７）によって受信することができ、前記手段は、ネットワーク・タイミング信号に関して前記周辺デバイスの送信／受信ユニット（１５、１７）のターンオンおよびターンオフ・スロットの同期ループと、前記中央デバイス（１１１）から前記周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）までのデータ転送ループとを含む、アーキテクチャ。
【請求項３】
請求項２記載のアーキテクチャにおいて、前記中央デバイス（１１１）および／または前記周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）は、以下の機械状態、
前記送信および受信ユニットに給電しない「スリーピング状態」、
前記受信ユニットには給電し、前記送信ユニットには給電しない「受動状態」、
前記送信および受信ユニット双方に給電する「能動状態」
を取ることができる、アーキテクチャ。
【請求項４】
請求項３記載のアーキテクチャにおいて、前記中央デバイス（１１１）および／または前記周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）は、周期的に前記「スリーピング状態」から前記「受動状態」に切り替わり、前記切り換えの頻度は、ローカル・タイミング信号と、該ローカル・タイミング信号と前記受信ユニット（１７）によるデータ流の受信によって決定する、アーキテクチャ。
【請求項５】
請求項４記載のアーキテクチャにおいて、前記中央デバイスおよび／または前記周辺デバイスは、周期的に、前記「受動状態」から前記「能動状態」に、およびその逆に切り替わり、前記切り換えの頻度は、前記前記中央および／または周辺デバイスとの連絡において発生し、送信する必要があるイベントの発生によって決定する、アーキテクチャ。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のアーキテクチャにおいて、前記周辺デバイスはワイヤレス・デバイスであり、前記送信ユニットおよび前記受信ユニットは、それぞれ、送信無線ユニットおよび受信無線ユニットである、アーキテクチャ。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載のアーキテクチャにおいて、前記中央デバイスおよび／または前記周辺デバイスの前記給電ユニットは、バッテリを含む、アーキテクチャ。
【請求項８】
請求項３記載のアーキテクチャにおいて、前記中央デバイスの前記給電ユニットは、公共または私有電力供給網に接続された電源を含む、アーキテクチャ。
【請求項９】
請求項１から８のいずれかに記載のアーキテクチャにおいて、ネットワーク・タイミング信号を発生する前記デバイスは、前記中央デバイス内に一体化されている、アーキテクチャ。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれかに記載のアーキテクチャにおいて、前記周辺デバイスは、盗難防止または防火システムのセンサであり、前記中央デバイスは、前記システムの制御ユニットである、アーキテクチャ。
【請求項１１】
請求項６記載のアーキテクチャにおいて、前記受信および送信無線ユニットは、全てのデバイスに共通な所定のシーケンスにしたがって選択した所定の周波数の１群に属する可変周波数において互いに通信を行い、前記同期ループは、前記周波数の１群から常に同じ回復周波数（ｒｆ）を利用することによって実行する、アーキテクチャ。
【請求項１２】
演算ユニット即ちＣＰＵ（１２３）と、送信ユニット（１１５）と、受信ユニット（１１７）と、電源ユニット（１１４）と、ネットワーク・タイミング信号を発生するデバイス（１２１）を備えている少なくとも１つの電子中央デバイスによる、演算ユニット即ちＣＰＵ（２３）と、記憶ユニット（２５）と、送信ユニット（１５）と、受信ユニット（１７）と、ローカル・タイミング信号を発生するデバイス（２１）と、バッテリ（１３）と、この送信および／または受信ユニットへの電力供給を周期的に中断および活性化する手段とを備えている遠隔周辺電子デバイスとの連絡において発生するイベントの集中制御方法であって、前記少なくとも１つの周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）を、前記中央デバイスから自立的に来るデータ流によってプログラムする段階を備えていることを特徴とする方法。
【請求項１３】
請求項１２記載の方法において、前記周辺デバイスの無線ユニットのターンオンおよびターンオフの、前記ネットワーク・タイミング信号との同期の第１段階と、前記中央デバイスから前記周辺デバイスにデータを転送する第２段階とによって、前記周辺デバイスをプログラムする、方法。
【請求項１４】
請求項１３記載の方法において、前記同期段階は、同期が外れている周辺デバイスによる、同期要求（ＲＥＱ＿ＳＹＮＣ）の送信を含み、前記要求は、前記ネットワーク・タイミング・デバイスが発信する回答（ＳＹＮＣ）の前記周辺デバイスによる受信まで繰り返される、方法。
【請求項１５】
請求項１３記載の方法において、前記同期段階は、同期が外れている前記周辺デバイスによる、同期要求（ＲＥＱ＿ＳＹＮＣ）の送信を含み、前記要求は、前記周辺デバイスおよび前記中央デバイスがデータ送信および受信のために動作する周波数（ｆ１、ｆ２、．．．ｆｎ）の１群から選択した、同じ回復周波数（ｒｆ）において常に繰り返される、方法。
【請求項１６】
請求項１４または１５記載の方法において、前記中央デバイス（１１１）および／または前記周辺デバイス（１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ）は、次の機械状態、
前記送信および受信ユニットに給電しない「スリーピング状態」、
前記受信ユニットには給電し、前記送信ユニットには給電しない「受動状態」、
前記送信および受信ユニット双方に給電する「能動状態」
を取ることができる、方法。
【請求項１７】
請求項１６記載の方法において、前記周辺デバイスのプログラミングのための前記データ流（ＤＡＴＡ）は、前記周辺デバイスが「受動状態」にあるときに、前記中央デバイスによって送信され、前記周辺デバイスは、前記データ流の受信終了時に、「能動状態」に移動し確認ストリング（ＡＣＫ）を前記中央デバイスに送信する、方法。
【請求項１８】
請求項１２から１６のいずれか１項に記載の方法において、前記周辺デバイスから前記中央デバイス、およびその逆の送信プロトコルは、ＣＳＭＡ（キャリア検知多元アクセス）型であり、前記ストリング自体の構造に関する情報を収容する「ヘッダ」フィールドと、発信元および宛先アドレスを収容するフィールドと、ストリング長を収容するフィールドと、データを収容するフィールドと、制御フィールド（ＣＲＣ）とを含む、方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の方法において、前記送信プロトコルは、更に、少なくとも１つの補助制御フィールドと、異形フィールドと、自動訂正フィールドとを含む、方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、前記自動訂正フィールドは、リード・ソロモン・コードにしたがってコード化されている、方法。
【請求項２１】
請求項１８から２０までのいずれか１項に記載の方法において、前記フィールドの少なくとも１つは、対称アルゴリズム、例えば、ＣＢＣ（暗号ブロック連鎖）モードにおいて用いられているＦＥＡＬｎＸアルゴリズム（６４ビット・ブロック暗号）、および／または公開鍵によって暗号化されている、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、遠隔周辺電子デバイスとの連絡において発生するイベントの集中制御アーキテクチャおよび方法に関する。
更に特定すれば、本発明は、例えば、距離や数が多いというために、中央デバイスによって殆どアクセスできない周辺デバイスに対して遠隔制御が必要な全ての状況において採用することができる種類の、集中制御アーキテクチャおよび方法に関する。
【０００２】
本発明は、例えば、セキュリティ、盗難防止システム、温度、湿度、圧力などのような環境パラメータの遠隔センサによる遠隔制御の分野において有利に用いることができる。
【背景技術】
【０００３】
１つ以上の周辺電子デバイスが連続的に中央デバイスに情報を送信することができるアーキテクチャが、現在、遠隔周辺電子デバイスとの連絡において発生するイベントの集中制御に用いられていることは周知である。
【０００４】
周辺デバイスから中央デバイスへの情報送信は、周辺デバイス内に設けられている送信ユニットによって、ケーブル、光ケーブル、赤外線、レーザ等、または好ましくは電波を通じて行われる。
【０００５】
周辺デバイスが配置される区域で電源が得られないといった特定の用途では、バッテリまたはアキュミュレータによって自立的に供給されるデバイスが用いられる。このような条件、即ち、周辺デバイスがバッテリ給電型のとき、そして周辺デバイスとの連絡における電力消費を最少に抑えることが望ましいあらゆる状況、例えば、これらのデバイス数が非常に多い場合では、何らかの方法で周辺デバイスに搭載されている無線ユニットに間欠的に給電するアーキテクチャが過去に開発された。
【０００６】
周知のように、実際、周辺デバイスでは、受信および送信ユニットは、バッテリが供給する電力の殆どを吸収し、したがって、これらのユニットのターンオンおよびターンオフの段階が交互に来るようにすることによって、かなりの節約を達成することができ、バッテリの寿命は飛躍的に延びる。
【０００７】
無線ユニットのターンオン・タイム・スロットを極力短縮する別の理由は、特に送信ユニットにおいて、多くの用途、例えば、遠隔制御、セキュリティ等において採用されている周波数利用につい現在効力のある規則では、短いタイム・スロットにしかバス占有を許していないという事実にある。
【０００８】
例えば、ＷＯ０１／２６０６９号が開示する周辺デバイスでは、送信および受信ユニットが設けられたセンサに周期的に給電して、基地局からの同期信号を受信し、そしてセンサは情報流を送信するようにしている。基地局が周辺デバイスから情報流を受信した場合、確認を周辺デバイスに送り、その結果、周辺デバイスはセンサへの電源を不活性化することができる。
【０００９】
しかしながら、前述のＷＯ０１／２６０６９号に開示されている原理に基づいたアーキテクチャでは、周辺デバイスの動作パラメータの変更を許さない。言い換えると、周辺デバイスを一旦プログラムしたならば、直接デバイスに介入せずに、センサのターンオン、ターンオフ・タイム・スロットのような、その動作パラメータをもはや遠隔地から変更することができない。
【００１０】
これが起こるのは、中央デバイスから周辺デバイスの情報流の自立送信は想定されておらず、受信確認信号の送信だけが行われるという事実のためである。
言い換えると、周辺デバイスは、データの双方向交換が可能であるが、これに設けられている受信ユニットは、確認信号を受信することしか意図していない。
【００１１】
周辺デバイス上においてそのプログラミングを行うための直接介入の必要性には、特に、周辺デバイスが互いから長距離のところに配置され、しかもその数が多いオープン・フィールドの用途において、多大な欠点や制約が伴う。
【００１２】
更に、従来技術のアーキテクチャは、周辺または中央のいずれにしても、デバイスにバッテリのみで給電し、したがって、周期的にオフに切り換えられる受信および送信ユニットを備えたデバイスを供給する可能性を想定していない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
したがって、本発明の目的は、電源が周期的に中断する受信および送信ユニットを周辺デバイスが備えている場合に、前記中央デバイスによって前記周辺デバイスを管理することを可能にするアーキテクチャ、およびその動作方法を提供することである。
【００１４】
本発明の別の目的は、電源が周期的に中断する受信および送信デバイスを周辺デバイスよび中央デバイス双方が備えている場合に、前記中央デバイスによって前記周辺デバイスを管理することを可能にするアーキテクチャ、およびその動作方法を提供することである。
【００１５】
本発明のこれらおよびその他の目的は、添付した特許請求の範囲によるアーキテクチャおよび方法によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
多くの用途、特にワイヤレスの用途では、電力消費を最少に抑えることが絶対的に必要である。単一方向システムでは、周辺デバイスには送信ユニットのみが搭載されており、あるイベントの通知が中央デバイスによって正しく受信されたか否か確実に把握することなく、送信を最小限に抑えることによって、この結果を達成する。本発明のような双方向アーキテクチャでは、確認ストリングのために、送信受信を確認することができるが、確認ストリングだけでなく、プログラミング、コンフィギュレーション・データ、状態設設定値の受信のためにも、周辺デバイスの無線装置に給電するという問題が生じる。
【００１７】
本発明によれば、周辺デバイスは、中央デバイスによって管理することができ、個々にそれらに介入する必要はないという利点がある。
周辺デバイスの受信および送信ユニットは、周期的にのみ給電されるので、低い電力消費を示す。
【００１８】
更に、中央ユニットもバッテリによって給電し、受信および送信ユニットをオフにする段階を考えることができ、その結果バッテリの寿命を格段に延ばすことが可能となる。
これより、添付図面を参照しながら、本発明について更に具体的に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１ａを参照すると、本発明の第１実施形態によるアーキテクチャが、模式的に説明されており、複数の周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．、１１ｎ、および中央デバイス１１１を備えている。
【００２０】
本発明のこの好適な実施形態によれば、周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎはワイヤレス・デバイスであり、これらには有線接続がなく、バッテリ１３によって給電され、アンテナ１９を通じて電波によって通信する。
【００２１】
同様に、中央デバイス１１１にも、周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎと通信するためのアンテナ１１９が装備されており、バッテリ１１３によって給電される。
次に図２Ａを参照すると、周辺デバイスの構成要素、および中央デバイスの構成要素の参照番号（括弧内）が示されている。
【００２２】
周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ（全体的に番号１１で示す）は、事前予告しておいたように、バッテリ１３によって給電され、アンテナ１９に接続されている、一体化した送信無線ユニット１５および受信無線ユニット１７によって外部との間で通信を行う。
【００２３】
更に、前記周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎには、ローカル・タイミング・クロックＣＬＫｌｏｃを発生する手段２１が設けられており、これによって、前記無線ユニット１５、１７のターンオンおよびターンオフが周期的に制御される。
【００２４】
前記周辺デバイスには、更に、演算装置即ちＣＰＵ２３が設けられており、ＣＰＵ２３には、一体化したまたは外部の記憶手段２５と、オプションとしてＩ／Ｏゲート２７が装備されている。
【００２５】
更に図２Ａを参照すると、この実施形態では、中央デバイス１１１は、周辺デバイスとほぼ同じ構造を有し、バッテリ１１３によって給電され、送信無線ユニット１１５および受信無線ユニット１１７によって外部との間で通信を行う。送信および受信無線ユニットは一体化されており、アンテナ１１９が装備されている。
【００２６】
中央デバイス１１１には、更に、演算装置即ちＣＰＵ１２３が設けられており、ＣＰＵ１２３には、集積または外部の記憶手段１２５が装備されている。
これより、本発明による周辺デバイスの動作について、更に具体的に説明する。
【００２７】
周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎにおいて、送信ユニット１５および受信ユニット１７の制御、ならびに外部へのデータ流および外部からのデータ流の制御は、ＣＰＵ演算装置２３に委ねられる。更に、ＣＰＵ演算装置２３は、Ｉ／Ｏ周辺デバイスがある場合には、これも管理する。これらのタスクを成し遂げる際、ＣＰＵ２３は記憶ユニット２５内に格納されている情報およびプログラム・ステップを利用する。
【００２８】
前記記憶ユニット２５は、無線ユニットの「オン」および「オフ」状態の時間長のような、周辺デバイスの動作情報およびパラメータも収容している。
本発明によれば、送信無線ユニット１５および受信無線ユニット１７は、以下の制御信号を介して、ＣＰＵ２３によって制御される。
【００２９】
Ｗａｋｅ：（ＯＮ／ＯＦＦ）状態を無線ユニット１５、１７に強要する。
ＰＴＴ（Ｐｕｓｈ  ｔｏ  Ｔａｌｋ）：送信状態を無線ユニット１５、１７に強要する。
【００３０】
ＴＸＤ：ＣＰＵ２３が送信するデータ。
ＲＸＤ：ＣＰＵ２３が受信するデータ。
ＲＳＳＩ：受信無線信号のレベルを示す信号。
【００３１】
図３を参照すると、周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎとの連絡における最少電力消費状態（「スリーピング状態」）にするには、送信無線ユニット１５および受信無線ユニット１７をオフ状態に強要する。このように、即ち、オフ状態における場合、周辺デバイスは、受信も送信も行うことができず、ＣＰＵ２３は、Ｉ／Ｏゲートがある場合に、その最少の管理機能を行うだけである。
【００３２】
このように、周辺デバイスは、スリーピング状態にある。
ＣＰＵが受信ユニット１７をＯＮ状態（「受動状態」）に切り換えると、周辺デバイスは受信が可能となるが、送信することはできず、電力消費が上昇し、ＣＰＵは受信、および受信ユニット１７から来ると考えられるデータの後続の処理を可能にする。
【００３３】
ＣＰＵが送信ユニット１５をＯＮ状態（「能動状態」）に切り換えると、前記ユニット１５は送信することができ、ＣＰＵ２３は送信機１５に送出されると考えられるデータの送信を可能とし、電力消費は更に上昇する。
【００３４】
「スリーピング状態」から「受動状態」および「能動状態」への遷移は、ローカル・タイミング信号ＣＬＫｌｏｃ、および／または周辺デバイスの内部または外部のイベントによって決定される。
【００３５】
この第１実施形態では、中央デバイス１１１はバッテリによって給電されるので、無線ユニットの活動段階と不活動段階とを交互に切り換えて、電力消費を最少に抑える必要がある。
【００３６】
更に図３を参照すると、周辺デバイスおよび中央デバイス、ならびに前記状態を変更することができるイベントに対して共通な主要機械状態が開示されている。
Ｓタイムアウトは、機械の状態を「スリーピング状態」から「受動状態」に切り換え、受動状態では、周辺／中央デバイスは受信無線ユニット１７を通じて受信することができる。
【００３７】
Ｐタイムアウトは、機械の状態を「スリーピング状態」に切り換える。スリーピング状態では、送信ユニット１５および受信ユニット１７双方をオフにする。
Ｔｘ  Ｒｅｑ  は、機械の状態を「能動状態」に切り換え、外部イベント（Ｉ／Ｏゲート上の変動）または内部イベント（受信データに対する回答または所定の時間に生成する情報）による送信要求を一致させる。
【００３８】
Ｔｘ  Ｅｎｄは、機械の状態を「能動状態」から「受動状態」に切り換え、送信の終了と一致させる。
周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎのみが「同期状態」も有する。即ち、これらが中央デバイスと同期するか、またはネットワーク・タイミング・デバイスが中央デバイスと分離されている場合には、これと同期する時間同期状態である。
【００３９】
周辺デバイスの同期が取れている場合、これらは同時に「受動状態」に切り替わる。周辺デバイスのいずれかがこの時間窓において送信すると、残りのデバイスは受信することができる。異なるデバイス間の同期は、効果的なアーキテクチャの動作には大きな意味があることは明白である。何故なら、これは、双方向動作、つまり周辺デバイスに向かう情報流および周辺デバイスからの情報流、および最大の電力消費削減を可能にするからである。
【００４０】
図４を参照すると、周辺デバイスの同期手順が開示されている。
ここで、
ＲＥＱ＿ＳＹＮＣは、同期が外れた周辺デバイスが発した同期要求である（一般には、周辺デバイスを最初にＯＮにしたとき、あるいは周辺デバイスが、送信データを正しく受信したという確認を受信していないときに、１回だけ発信する。これは、中央デバイスと同期が取れていないことを示す）。
【００４１】
ＳＹＮＣは、中央デバイスから発信される、同期要求ＲＥＱ＿ＳＹＮＣに対する回答である。
ＤＡＴＡは、汎用データ・ストリングである。
【００４２】
ＡＣＫは、確認ストリングである。
更に図４を参照すると、同期セッションが開示されており、それに続いて、周辺デバイスと中央デバイスとの間で、データ・ストリングの送信が行われる。図４および後続の図面においては、「スリープ状態」および「受動状態」のみを示す。何故なら、「能動状態」の周辺または中央デバイスからの各データ送信に対する関与は暗示的であるからである。
【００４３】
図４において、「ｔ」は媒体転送時間を示し、シリアル化およびプロトコル遅延による時間オーバーヘッドを意味する。「ｔ」は既知および／または計算可能であるので、周辺および中央デバイスのＯＮ／ＯＦＦ状態の長さを設定し（これは、これらが「受動状態」に切り替わるときである）、同期を保存することができる。
【００４４】
同期が外れた周辺デバイスは、「能動状態」に切り替わり、中央デバイスが前記要求を捕獲できるまで、交互に「能動状態」および受動状態」になる同期要求ＲＥＱ＿ＳＹＮＣを、繰り返し送る。この間、中央デバイスは「受動状態」に移動している。
【００４５】
中央デバイスは、一旦要求ＲＥＱ＿ＳＹＮＣを受信したなら、「能動状態」に切り替わり、同期ストリングＳＹＮＣを送る。同期ストリングＳＹＮＣは、要求を送った周辺デバイスが受信することができる。
【００４６】
したがって、同期ストリングＳＹＮＣを受信した周辺デバイスは、そのクロックを中央デバイスのそれと同期させることができる。これは、周辺デバイス上にあるＣＰＵ２３によって行われる。
【００４７】
中央デバイスの時間軸と同期を取る際、周辺デバイスは、媒体転送時間「ｔ」および中央デバイスにおける「受動状態」の開始と前記デバイスからのストリングＳＹＮＣの送出との間の時間「Ｔ」を考慮しなければならない。時間「ｔ」は、中央デバイスから受信した回答の遅延に基づいて、周辺デバイスが計算し、一方時間「Ｔ」は、中央デバイスが送った同期ストリングに含まれる。
【００４８】
こうして、今や同期を取った周辺デバイスは、「能動状態」に切り替わることができ、中央デバイスが「受動状態」にあり、したがってデータ・ストリングＤＡＴＡを受信することができるタイム・スロットにおいて、前記ストリングを送信することができる。
【００４９】
中央デバイスが「受動状態」にあり、したがって周辺デバイスを傍受することができる時間窓は、規則的な間隔で開き、その時間は受信データ量に応じて動的に可変である。
一旦中央デバイスがデータ・ストリングを受信すると、「能動状態」に切り替わり、確認ストリングＡＣＫを送り、これを周辺デバイスが受信する。
【００５０】
同期手順は、システム動作にとっては、特殊な意味がある。何故なら、
−双方向動作、つまり周辺デバイスからの情報流および周辺デバイスへの情報流の可能性、
−機器の電力消費レベルの極少化
に対処するからである。
【００５１】
図５を参照すると、周辺デバイスと中央デバイスとの間の汎用データ・ストリングＤＡＴＡの送信手順が開示されており、周辺デバイスは既に中央デバイスとの同期を取っている。
【００５２】
周辺デバイスは、「能動状態」にあり、データ・ストリングＤＡＴＡを送り、「受動状態」にある中央デバイス１１１が、媒体および起こり得る衝突エラーによる遅延の後、これを受信する。中央デバイス１１１は、一旦周辺デバイスが前記ストリングを受信したなら、「スリーピング状態」に切り替わる。
【００５３】
周辺デバイスが所定の時間内にストリングＡＣＫを受信しない場合、中央デバイスとの非同時状態と認識し、周辺デバイスのＣＰＵは、先に開示した同期ループを実行する。
尚、ストリングＡＣＫは、好ましくは、周辺デバイスのネットワーク時間軸１２１との正しい同期を復元するように同期情報ＳＹＮＣも収容することを注記しておく。ネットワーク時間軸１２１は、中央デバイス１１１に統合されていることが好ましい。
【００５４】
図６を参照すると、中央デバイス１１１と周辺デバイス１１との間の汎用データ・ストリングＤＡＴＡの送信手順が開示されており、周辺デバイス１１は既に中央デバイスと同期が取られている。
【００５５】
「能動状態」にある中央デバイス１１１は、ストリングＤＡＴＡを送り、「受動状態」にある周辺デバイス１１が、媒体および起こり得る衝突エラーによる遅延の後、これを受信する。周辺デバイス１１は、一旦ストリングＤＡＴＡを受信したなら、ストリングＡＣＫを送ることによって受信を確認し、一旦中央デバイスが前記ストリングを受信したなら、中央デバイスおよび周辺デバイスは「スリーピング状態」に切り替わる。
【００５６】
図１Ｂを参照すると、本発明の第２実施形態によるアーキテクチャが、模式的に開示されており、前記アーキテクチャは、第１実施形態と同様にバッテリによって給電される複数の周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎを伴うが、中央デバイスは公共電力網から給電される。
【００５７】
第２実施形態によれば、ワイヤレス周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎは送信無線ユニット１５および受信無線ユニット１７のターンオンおよびターンオフを行えるが、中央デバイス１１１は受信ユニット１１７のターンオフを行わず、したがって、受信ユニット１１７は常に周辺デバイスからの情報流を受信するために用いることができる。
【００５８】
図４を再度参照すると、本発明の更に別の実施形態による同期セッションが開示されており、ここでは、周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎ、および中央デバイス１１１は、種々の周波数、例えば、ｆ１、ｆ２、．．．ｆ１０で通信することができる。周波数は、周辺および中央全てのデバイスに共通のアルゴリズムによって固定されたシーケンスにしたがって変化する。周辺または中央のいずれでも、デバイス毎に、時点ｔにおいて用いられる周波数は、直前の時点ｔ−１において用いていた周波数のみに基づいて、関係ｆｔ＝Ｆ（ｔ−１）にしたがって決定される。この対策は、周波数ホッピングとして知られており、一方ではシステム内部での無線送信の安全性を高め、他方では、承認規則の規約にしたがって、単一周波数のいずれでもその占有を制限しつつも、遥かに長い時間の送信の可能性を維持するるという利点がある。
【００５９】
周辺デバイスと中央デバイスとの同期は、次のように行う。
周辺デバイス１１ａ、１１ｂ、．．．１１ｎは、使用可能な周波数群から選択し、回復周波数、例えば、ｒｆ＝ｆ７として定義した、所定の周波数ｒｆで、同期要求を繰り返し送信する。ｆ７は、システムが用いる１０種類の異なる周波数の１つである。
【００６０】
周波数ｒｆの同期要求は、中央デバイス１１１によって受信され、中央デバイス１１１は、好ましくは、各受動状態の終了時に、チャネルｒｆ上で傍受窓(listening window)を周期的に開く。
【００６１】
一旦同期要求を受信したなら、中央デバイス１１１は同期ストリングＳＹＮＣを送信する。同期ストリングＳＹＮＣが一旦周辺デバイスによって受信されると、前記デバイスは中央デバイス１１１と同期を取ることが可能となる。この段階の最後に、周辺デバイスは、受動状態にある場合、正確に中央デバイスの傍受窓の開放中に、１つ以上の周波数ｆ１、．．．ｆ１０において、データ・ストリングＤＡＴＡの送信を開始することができる。
【００６２】
ストリングＤＡＴＡの受信終了時に、中央デバイス１１１は確認ストリングＡＣＫを送信し、その受信時に、周辺デバイスは「スリーピング状態」に切り替わる。尚、本発明のこの実施形態による同期手順において、同期が行われるのは、受信および送信窓の開放時間、および一連の用いた周波数の間であり、周辺および中央双方の異なるデバイスが互いに対話し、傍受できるようにしていることを注記しておく。周辺デバイスと中央デバイスの間、およびその逆の送信プロトコルは、ＣＳＭＡ（キャリア検知多元アクセス）型である。これは、一般に、起こり得る衝突（同時送信）が、送ったデータの劣化の原因となる虞れがあるからである。したがって、各デバイスは、受信機からの確認ストリングの受信まで、送信を試行する。
【００６３】
各デバイスは、確立した時間窓の制限内で、「受動状態」から「能動状態」に切り替わるときに、ランダムにシフトして、衝突や起こり得る連続衝突の機会を減らす。
このプロトコルは、動作ストリング（例えば、同期要求、確認ストリング、ネットワーク・パラメータ転送等）およびデータ・ストリングを伴い、これによって、状態情報、イベント、およびアプリケーションのコマンドを転送する。
【００６４】
ストリングは、その種類や機能には関係なく、次のフィールドを収容する。
１．ヘッダ。これはストリング自体の構造に関する情報を収容する。
２．補助制御フィールド。
３．可変フィールド
４．発信元および宛先アドレス。
５．長さ。
６．データ・フィールド。
７．制御フィールド（ＣＲＣ）。
８．自動訂正フィールド（例えば、リード・ソロモン・コード）。
【００６５】
更に、フィールド（２）から（７）までは、対称アルゴリズムによって、例えば、ＣＢＣ（暗号ブロック連鎖）モードにおいて用いられるＦＥＡＬｎＸアルゴリズム（６４ビット・ブロック暗号）、および／または公開鍵によって、暗号化することが好ましい。
【００６６】
アーキテクチャの正しい動作のために、フィールド（１）、（４）、（５）、（６）および（７）は必要かつ十分であり、フィールド（２）、（３）および（８）は、用途の種類および／または実施態様のモードによっては、必要となる。
【００６７】
開示したアーキテクチャは、特に、異なるデバイス（例えば、セキュリティ・システムまたはワイヤレス環境監視システムのような）間に小さなデータ・トラフィックがあるが、同時に、双方向の情報流および低消費電力が要求される状況全てにおいて適用することができる。
【００６８】
更に、先に開示したアーキテクチャによって、１つの設定周波数で動作する、または数個の周波数（制限された集合）で動作するバッテリ給電機器において、情報流の双方向性の消耗(consumption)に対する影響を最少限に低減することができる。
【００６９】
これに関して、いずれかの機器が接続されている場合に、この機器の周期的なターンオンおよびターンオフを、既に開示したオプションのＩ／Ｏゲートを通じて制御することによって、更にエネルギ節約を達成する周辺デバイスをプログラムすることが可能である。
【００７０】
開示したアーキテクチャおよび方法は、研究所や、以下のデバイスを備えているワイヤレス・セキュリティ・システムにおいて実施すると有利である。
−キーボード、グラフィック・ディスプレイおよび電話インターフェースを装備した中央デバイス、
−６４個の受動赤外線ＩＲ近接センサ、
−５個のサイレン、
−８個の電気機械式アクチュエータ。
【００７１】
全てのデバイスは、リチウムの一次バッテリによって給電され、本発明による動作モードによって、標準的な使用条件において、従来のシステムにおける数週間の寿命に対して、通例、２．５年以上の寿命が見込まれる。
【００７２】
以上、ワイヤレス電波送信システムを参照しながら本発明を開示したが、同じアーキテクチャを、有線システム、あるいはレーザまたは赤外線のような別の送信手段を用いたシステムにおいて用いることも予見することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明の第１実施形態によるアーキテクチャのブロック図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の第２実施形態によるアーキテクチャのブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の第１実施形態による周辺／中央デバイスのブロック図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の第２実施形態による中央デバイスのブロック図である。
【図３】図３は、連続的に給電されないときの周辺デバイスおよび中央デバイスの状態図である。
【図４】図４は、周辺デバイスと中央デバイスとの間の同期プロトコルを示す。
【図５】図５は、周辺デバイスと中央デバイスとの間のデータ送信プロトコルを示す。
【図６】図６は、中央デバイスから周辺デバイスへのデータ送信プロトコルを示す。
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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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【国際調査報告】
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