(57)【要約】【課題】消費電力を低減できる通信システムを提供する。【解決手段】ＣＰＵ装置１０１からのデータ取得命令が１以上の中継装置２０１〜２０９を介して、Ｉ／Ｏ装置３０１，３０２に送られる。Ｉ／Ｏ装置３０１，３０２において取得されたデータが１以上の中継装置１０１〜２０９を介して、ＣＰＵ装置１０１に送られる。ＣＰＵ装置１０１は、複数のＩ／Ｏ装置３０１，３０２の中からデータを取得するＩ／Ｏ装置を選択し、ＣＰＵ装置１０１から選択したＩ／Ｏ装置へのデータ取得命令の経路と、選択したＩ／Ｏ装置からＣＰＵ装置１０１への取得データの経路とからなる転送ルートを特定する。転送ルートのデータ転送距離と、データ取得許容時間とに基づいて定まる転送速度に従って、データ取得命令、および取得データが転送される。【選択図】図１
2018082385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ無線通信を用いた通信システムであって、
ＣＰＵ装置と、
各々が、アナログ入力デバイスからのデータを受けてＡ／Ｄ変換する複数のＩ／Ｏ装置と、
前記ＣＰＵ装置と前記複数のＩ／Ｏ装置との間に配置された複数の中継器とを備え、
前記ＣＰＵ装置からのデータ取得命令が１以上の中継装置を介して、前記Ｉ／Ｏ装置に送られ、前記Ｉ／Ｏ装置において取得されたデータが１以上の中継装置を介して、前記ＣＰＵ装置に送られ、
前記ＣＰＵ装置は、前記複数のＩ／Ｏ装置の中からデータを取得するＩ／Ｏ装置を選択し、前記ＣＰＵ装置から前記選択したＩ／Ｏ装置へのデータ取得命令の経路と、前記選択したＩ／Ｏ装置から前記ＣＰＵ装置への取得データの経路とからなる転送ルートを特定し、
前記転送ルートのデータ転送距離と、データ取得許容時間とに基づいて定まる転送速度に従って、前記データ取得命令、および前記取得データが転送される、通信システム。
【請求項２】
前記ＣＰＵ装置と複数のＩ／Ｏ装置間の複数のルートのデータ転送距離は、一定ではない、請求項１記載の通信システム。
【請求項３】
前記複数のルートのうち最も伝送距離が長いルートにおける前記転送速度が第１の速度のとき、前記複数のルートの中の他のルートにおける前記転送速度が前記第１の速度未満である、請求項２記載の通信システム。
【請求項４】
前記転送速度は、前記データ取得許容時間を満たす最も遅い速度である、請求項２記載の通信システム。
【請求項５】
前記ＣＰＵ装置は、前記転送ルートのデータ転送距離と前記データ取得許容時間とに基づいて、前記転送速度を決定し、
前記ＣＰＵ装置は、前記決定した転送速度を表わす転送速度情報と、前記特定した転送ルートを表わす転送ルート情報と、前記データ取得命令とを含む命令データを送信し、
前記転送ルート上の前記ＣＰＵ装置から前記選択されたＩ／Ｏ装置までの中継器は、前記受信した命令データに含まれる転送ルート情報と転送速度情報とに従って、前記命令データを中継し、
前記選択されたＩ／Ｏ装置は、前記受信した命令データに含まれる転送ルート情報と転送速度情報に従って、前記取得データと、前記受信した転送ルート情報と、前記受信した転送速度情報とを含む応答データを送信し、
前記転送ルート上の前記選択されたＩ／Ｏ装置から前記ＣＰＵ装置までの中継器は、前記受信した応答データに含まれる転送ルート情報と転送速度情報とに従って、前記応答データを中継する、請求項２記載の通信システム。
【請求項６】
前記ＣＰＵ装置、前記中継器、および前記Ｉ／Ｏ装置は、転送ルートに対応する転送速度を定めたテーブルを記憶し、
前記ＣＰＵ装置は、前記テーブルを参照して、前記特定した転送ルートに対応する転送速度を決定し、前記決定した転送速度に従って、前記特定した転送ルートを表わす転送ルート情報と、前記データ取得命令とを含む命令データを送信し、
前記転送ルート上の前記ＣＰＵ装置から前記選択されたＩ／Ｏ装置までの中継器は、前記受信した命令データに含まれる転送ルート情報と、前記テーブルとに基づいて、転送速度を決定し、前記決定した転送速度と前記転送ルート情報とに従って、前記命令データを中継し、
前記選択されたＩ／Ｏ装置は、前記受信した命令データに含まれる転送ルート情報と、前記テーブルとに基づいて、転送速度を決定し、前記決定した転送速度と前記転送ルート情報とに従って、前記取得データと、前記受信した転送ルート情報とを含む応答データを送信し、
前記転送ルート上の前記選択されたＩ／Ｏ装置から前記ＣＰＵ装置までの中継器は、前記受信した応答データに含まれる転送ルート情報と前記テーブルとに基づいて、転送速度を決定し、前記決定した転送速度と前記転送ルート情報とに従って、前記応答データを中継する、請求項２記載の通信システム。
【請求項７】
前記転送ルートは、リングネットワークを形成する、請求項１記載の通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ネットワークにおけるデータを伝送する経路を決める技術が知られている。たとえば、特許文献１の通信システムは、ネットワーク構成に基づいて、あるノードから別のノードまでの最短経路を算出し、それを主経路とする。また、この通信システムは、最短経路のノードを通過しない次の最短経路を算出し、それをバックアップ経路とする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２０１５−５０４２８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１では、転送速度については記載されておらず、全ての経路を高速で動作させると、消費電力が大きくなるという問題がある。
【０００５】
それゆえに、本発明の目的は、消費電力を低減できる通信システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、マルチホップ無線通信を用いた通信システムであって、ＣＰＵ装置と、各々が、アナログ入力デバイスからのデータを受けてＡ／Ｄ変換する複数のＩ／Ｏ装置と、ＣＰＵ装置と複数のＩ／Ｏ装置との間に配置された複数の中継器とを備える。ＣＰＵ装置からのデータ取得命令が１以上の中継装置を介して、Ｉ／Ｏ装置に送られる。Ｉ／Ｏ装置において取得されたデータが１以上の中継装置を介して、ＣＰＵ装置に送られる。ＣＰＵ装置は、複数のＩ／Ｏ装置の中からデータを取得するＩ／Ｏ装置を選択し、ＣＰＵ装置から選択したＩ／Ｏ装置へのデータ取得命令の経路と、選択したＩ／Ｏ装置からＣＰＵ装置への取得データの経路とからなる転送ルートを特定する。転送ルートのデータ転送距離と、データ取得許容時間とに基づいて定まる転送速度に従って、データ取得命令、および取得データが転送される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、転送ルートのデータ転送距離と、データ取得許容時間とに基づいて定まる転送速度に従って、データ取得命令、および取得データが転送されるので、消費電力を抑えることができる。その結果、中継器のバッテリ容量を小さくすることができるとともに、地球温暖化防止に貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態の通信システムの構成を表わす図である。
【図２】ＣＰＵ装置１０１がアナログ入力デバイス５０１の入力データを取得するルートの一例を示した図である。
【図３】ＣＰＵ装置１０１がアナログ入力デバイス５０２の入力データを取得するルートの一例を示した図である。
【図４】実施の形態１のデータ取得手順を表わすフローチャートである。
【図５】実施の形態２のデータ取得手順を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
図１は、実施の形態の通信システムの構成を表わす図である。
【００１０】
この通信システムは、マルチホップ無線通信を用いた複数のリングネットワーク網で構成された通信システムである。マルチホップ無線通信では、複数の中継器を用いてデータが送信される。マルチホップ無線通信の通信手段として、例えば、９２０ＭＨｚ帯特定小電力無線、または無線ＬＡＮ（Local Area Network）などを用いることができる。
【００１１】
この通信システムは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）装置１０１と、Ｉ／Ｏ装置３０１、３０２と、複数の中継器２０１〜２０９とを備える。Ｉ／Ｏ装置３０１には、アナログ入力デバイス５０１が接続される。Ｉ／Ｏ装置３０２には、アナログ入力デバイス５０２が接続される。Ｉ／Ｏ装置３０１は、アナログ入力デバイス５０１から送られるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器４０１を備える。Ｉ／Ｏ装置３０２は、アナログ入力デバイス５０２から送られるアナログデータをデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器４０２を備える。
【００１２】
ＣＰＵ装置１０１は、たとえば、家庭の電力消費量を管理するサーバ装置である。アナログ入力デバイス５０１，５０２は、たとえ検針メータである。ＣＰＵ装置１０１は、Ｉ／Ｏ装置３０１またはＩ／Ｏ装置３０２に対して、データの取得命令を送信する。ＣＰＵ装置１０１は、データの取得命令先のＩ／Ｏ装置から、そのＩ／Ｏ装置に接続されるアナログ入力デバイス５０１から出力され、デジタル化されたデータを受信する。
【００１３】
ＣＰＵ装置１０１と、Ｉ／Ｏ装置３０１との通信は、複数の中継器２０１〜２０９のうちの一部を介して行なう。同様に、ＣＰＵ装置１０１とＩ／Ｏ装置３０２との通信は、複数の中継器のうちの一部を介して行う。ＣＰＵ装置１０１とＩ／Ｏ装置３０１の間のデータ転送距離と、ＣＰＵ装置１０１とＩ／Ｏ装置３０２の間のデータ転送距離は、相違する。
【００１４】
この通信システムは、複数のルートのうち最も伝送距離が長いルートにおける転送速度が第１の速度のとき、複数のルートの中の他のルートにおける転送速度が第１の速度未満とする。
【００１５】
図２は、ＣＰＵ装置１０１がアナログ入力デバイス５０１の入力データを取得するルートの一例を示した図である。
【００１６】
ＣＰＵ装置１０１から、中継器２０２、Ｉ／Ｏ装置３０１、中継器２０５、中継器２０３を経由してＣＰＵ装置１０１に至る経路は、リングネットワークを構成する。
【００１７】
ＣＰＵ装置１０１が、中継器２０２を介して、Ｉ／Ｏ装置３０１にデータ取得命令を送信する。
【００１８】
Ｉ／Ｏ装置３０１内のＡ／Ｄ変換器４０１が、アナログ入力デバイス５０１からのデータをＡ／Ｄ変換する。その後、Ｉ／Ｏ装置３０１が、デジタルデータを中継器２０５および中継器２０３を介して、ＣＰＵ装置１０１に送信する。
【００１９】
図３は、ＣＰＵ装置１０１がアナログ入力デバイス５０２の入力データを取得するルートの一例を示した図である。このルートは、最も伝送距離が長いルートに相当する。
【００２０】
ＣＰＵ装置１０１から、中継器２０３、中継器２０５、中継器２０７、中継器２０９、Ｉ／Ｏ装置３０２、中継器２０８、中継器２０６、中継器２０４、中継器２０１を経由してＣＰＵ装置１０１に至る経路は、リングネットワークを構成する。
【００２１】
ＣＰＵ装置１０１が、中継器２０３、中継器２０５、中継器２０７、および中継器２１９介して、Ｉ／Ｏ装置３０１にデータ取得命令を送信する。
【００２２】
Ｉ／Ｏ装置３０２内のＡ／Ｄ変換器４０２が、アナログ入力デバイス５０２からのデータをＡ／Ｄ変換する。その後、Ｉ／Ｏ装置３０１が、デジタルデータを中継器２０８、中継器２０６、中継器２０４、および中継器２０１を介して、ＣＰＵ装置１０１に送信する。
【００２３】
図２の例と図３の例における処理時間について説明する。
以下では、各装置間のデータ転送経路が等しく、各装置間のデータ転送時間がすべてＴＣであるとし、Ｉ／Ｏ装置３０１およびＩ／Ｏ装置３０２のＡ／Ｄ変換の時間がＴＡとする。
【００２４】
ＣＰＵ装置１０１がアナログ入力デバイス５０１からのデータを取得するのに要する時間Ｔ１は、ＴＣ×５＋ＴＡとなる。
【００２５】
一方、ＣＰＵ装置１０１がアナログ入力デバイス５０２からのデータを取得するのに要する時間Ｔ２は、ＴＣ×１０＋ＴＡとなる。
【００２６】
ＣＰＵ装置１０１において、データの取得命令を発行してからデータを取得するまでにかかる時間の許容値（以下、データ取得許容時間）が（ＴＣ×１０＋ＴＡ）の場合には、ＣＰＵ装置１０１がアナログ入力デバイス５０１のデータを取得するのに要する時間Ｔ１を（ＴＣ×５＋ＴＡ）よりも大きくすることができる。たとえば、各装置間の転送時間をすべて２×ＴＣにすると、Ｔ１は、（ＴＣ×１０＋ＴＡ）となる。すなわち、ＣＰＵ装置１０１が、アナログ入力デバイス５０１からのデータを取得するときの各装置間の転送時間を、ＣＰＵ装置１０１が、アナログ入力デバイス５０２からのデータを取得するときの各装置間の転送時間の２倍とすることができる。言い換えると、ＣＰＵ装置１０１が、アナログ入力デバイス５０１からのデータを取得するときの各装置間の転送速度を、ＣＰＵ装置１０１が、アナログ入力デバイス５０２からのデータを取得するときの各装置間の転送速度の半分、すなわちデータ取得許容時間を満たす最も遅い速度としても、ＣＰＵ装置１０１において、データの取得命令を発行してからデータを取得するまでにかかる時間がデータ取得許容時間以下となる。
【００２７】
以上のように、ＣＰＵ装置からＩ／Ｏ装置までの距離によって、各装置間のデータ転送速度を調整することによって、消費電力を抑えることができる。
【００２８】
次に、上記のような特徴を考慮したデータ取得手順について説明する。
図４は、実施の形態１のデータ取得手順を表わすフローチャートである。
【００２９】
ステップＳ１０１において、ＣＰＵ装置１０１が、データ取得命令の宛先のＩ／Ｏ装置を選択する。
【００３０】
ステップＳ１０２において、ＣＰＵ装置１０１が、ＣＰＵ装置１０１から選択したＩ／Ｏ装置までのデータ取得命令の経路と、選択したＩ／Ｏ装置からＣＰＵ装置１０１までの取得したデータの経路とからなる転送ルートを決定する。ＣＰＵ装置１０１は、転送ルートのデータ転送距離Ｄを特定する。ＣＰＵ装置１０１は、ＣＰＵ装置１０１と各Ｉ／Ｏ装置の間の複数のルートのデータ転送距離を定めたテーブルを記憶し、ＣＰＵ装置１０１が、そのテーブルを参照して、転送ルートのデータ転送距離を特定するものとしてもよい。
【００３１】
ステップＳ１０３において、ＣＰＵ装置１０１が、データ取得許容時間Ｔと、データ転送距離Ｄとに基づいて、転送速度Ｖを決定する。転送速度Ｖは、Ｖ≧Ｄ／Ｔを満たす値、たとえば、最も低速な速度（Ｄ／Ｔ）とすることができる。これによって、消費電力を最大限抑えることができる。
【００３２】
ステップＳ１０４において、ＣＰＵ装置１０１は、選択したＩ／Ｏ装置へ向けて、１以上の中継器を介して、ステップＳ１０２で特定した転送ルートの情報（以下、転送ルート情報）と、ステップＳ１０３で決定した転送速度Ｖの情報（以下、転送速度情報）と、データ取得命令とを含む命令データを送信する。転送ルート情報は、転送ルート上の中継器、およびＩ／Ｏ装置を識別するＩＤを含む。
【００３３】
ステップＳ１０５において、各中継器が、受信した命令データに含まれる転送ルート情報に従って、送信先の中継器またはＩ／Ｏ装置を特定し、命令データに含まれる転送速度情報で表される転送速度に従って、命令データを中継する。
【００３４】
ステップＳ１０６において、選択されたＩ／Ｏ装置は、命令データを受信し、受信した命令データに含まれるデータ取得命令に基づいて、アナログ入力デバイスからアナログ入力データを取得してＡ／Ｄ変換する。
【００３５】
ステップＳ１０７において、選択されたＩ／Ｏ装置は、ＣＰＵ装置１０１へ向けて、１以上の中継器を介して、受信した命令データに含まれる転送ルート情報に従って、送信先の中継器を特定し、命令データに含まれる転送速度情報で表される転送速度に従って、転送速度情報と、転送ルート情報と、アナログ入力デバイスから出力されＡ／Ｄ変換されたデータとを含む応答データを送信する。
【００３６】
ステップＳ１０８において、各中継器が、受信した応答データに含まれる転送ルート情報に従って、送信先の中継器またはＣＰＵ装置を特定し、応答データに含まれる転送速度情報で表される転送速度に従って、応答データを中継する。
【００３７】
ステップＳ１０９において、ＣＰＵ装置１０１が、応答データを受信し、受信した応答データに含まれるアナログ入力データをＡ／Ｄ変換したデータを抽出する。
【００３８】
以上のように、本実施の形態では、データ取得許容時間とデータ転送距離に基づいて、命令データおよび応答データの転送速度を決定する。データ転送距離に応じた転送送速が決定されるため、遠方に配置されたＩ／Ｏ装置までの転送速度に合わせることなく、近接に配置されたＩ／Ｏ装置の転送速度を遅くすることができる。その結果、通信システム全体の消費電力を抑えることができる。
【００３９】
実施の形態２．
ＣＰＵ装置１０１、Ｉ／Ｏ装置３０１，３０２、および中継器２０１〜２０９は、転送ルートと転送速度の対応を定めた転送速度テーブルを記憶する。このテーブルにおいて、転送速度として、対応する転送ルートのデータ転送距離をデータ取得許容時間で除算した値が定められている。
【００４０】
図５は、実施の形態２のデータ取得手順を表わすフローチャートである。
ステップＳ２０１において、ＣＰＵ装置１０１が、データ取得命令の宛先のＩ／Ｏ装置を選択する。
【００４１】
ステップＳ２０２において、ＣＰＵ装置１０１が、ＣＰＵ装置１０１から選択したＩ／Ｏ装置までのデータ取得命令の経路と、選択したＩ／Ｏ装置からＣＰＵ装置１０１までの取得したデータの経路とからなる転送ルートを決定する。
【００４２】
ステップＳ２０３において、ＣＰＵ装置１０１は、転送速度テーブルを参照して、転送ルートに対応する転送速度を特定する。
【００４３】
ステップＳ２０４において、ＣＰＵ装置１０１は、選択したＩ／Ｏ装置へ向けて、１以上の中継器を介して、ステップＳ２０２で特定した転送ルートの情報（以下、転送ルート情報）と、データ取得命令とを含む命令データを送信する。転送ルート情報は、転送ルート上の中継器、およびＩ／Ｏ装置を識別するＩＤを含む。
【００４４】
ステップＳ２０５において、各中継器が、受信した命令データに含まれる転送ルート情報に従って、送信先の中継器またはＩ／Ｏ装置を特定する。各中継器が、転送速度テーブルを参照して、転送ルートに対応する転送速度を特定する。各中継器が、特定した転送速度に従って、命令データを中継する。
【００４５】
ステップＳ２０６において、選択されたＩ／Ｏ装置は、命令データを受信し、受信した命令データに含まれるデータ取得命令に基づいて、アナログ入力デバイスからアナログ入力データを取得してＡ／Ｄ変換する。
【００４６】
ステップＳ２０７において、選択されたＩ／Ｏ装置は、ＣＰＵ装置１０１へ向けて、１以上の中継器を介して、受信した命令データに含まれる転送ルート情報に従って、送信先の中継器を特定する。選択されたＩ／Ｏ装置が、転送速度テーブルを参照して、転送ルートに対応する転送速度を特定する。選択されたＩ／Ｏ装置が、特定した転送速度に従って、転送ルート情報と、アナログ入力デバイスから出力されＡ／Ｄ変換されたデータとを含む応答データを送信する。
【００４７】
ステップＳ２０８において、各中継器が、受信した応答データに含まれる転送ルート情報に従って、送信先の中継器またはＣＰＵ装置を特定する。各中継器が、転送速度テーブルを参照して、転送ルートに対応する転送速度を特定する。各中継器が、特定した転送速度に従って、応答データを中継する。
【００４８】
ステップＳ２０９において、ＣＰＵ装置１０１が、応答データを受信し、受信した応答データに含まれるアナログ入力データをＡ／Ｄ変換したデータを抽出する。
【００４９】
以上のように、本実施の形態でも、実施の形態１と同様に、データ取得許容時間とデータ転送距離に基づいて、命令データおよび応答データの転送速度を決定する。データ転送距離に応じた転送送速が決定されるため、遠方に配置されたＩ／Ｏ装置までの転送速度に合わせることなく、近接に配置されたＩ／Ｏ装置の転送速度を遅くすることができる。その結果、通信システム全体の消費電力を抑えることができる。
【００５０】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１０１  ＣＰＵ装置、２０１〜２０９  中継器、３０１，３０２  Ｉ／Ｏ装置、４０１，４０２  Ａ／Ｄ変換器、５０１，５０２  アナログ入力デバイス。 
【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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