(57)【要約】【課題】重要管理データを適切に伝達することができる無線送信機、データ収集システム及びデータ通信方法を提供する。【解決手段】無線送信機１００の送信周波数およびデータ受信装置（受信機）２０の受信周波数を、第１周波数Ｆ１と第２周波数Ｆ２との間で切替可能に構成する。無線送信機１００は、第１周波数Ｆ１で第１の送信用データと第２の送信用データとを間欠的に無線送信すると共に、第２の送信用データに重要データが含まれるとき、第２の送信用データの送信後に第２周波数Ｆ２で第２の送信用データのバックアップデータを無線送信する。このとき、無線送信機１００は、第１の送信用データに、バックアップデータの送信時間情報を含める。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の周波数で間欠的に無線送信する第１の送信用データ及び第２の送信用データ、並びに前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で無線送信する前記第２の送信用データのバックアップデータを生成するデータ生成部と、
前記データ生成部で生成した第１の送信用データ及び第２の送信用データを、第１の周波数で間欠的に無線送信した後、前記データ生成部で生成した前記第２の送信用データのバックアップデータを第２の周波数で無線送信するデータ送信部と、を備え、
前記データ生成部は、前記第１の送信用データに、前記バックアップデータの送信時間情報を含めることを特徴とする無線送信機。
【請求項２】
前記バックアップデータの送信時間は、前記第１の送信用データと前記第２の送信用データとの送信間隔時間に基づいて決定するものであって、
前記データ生成部は、前記バックアップデータの送信時間情報として、前記第１の送信用データに、前記送信間隔時間に対応する情報を含めることを特徴とする請求項１に記載の無線送信機。
【請求項３】
前記データ生成部は、前記バックアップデータを前記第２の送信用データと同一構成として生成することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線送信機。
【請求項４】
前記第２の送信用データが、前記バックアップデータの送信が必要なデータであるか否かを判定するバックアップ判定部を備え、
前記データ生成部は、前記バックアップ判定部で前記バックアップデータの送信が必要であると判定したときに、前記バックアップデータを生成すると共に、前記第２の送信用データに、前記バックアップデータの送信を行うことを示すバックアップ送信情報を含めることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の無線送信機。
【請求項５】
前記データ生成部は、前記バックアップ判定部で前記バックアップデータの送信が必要であると判定したとき、前記バックアップデータを、送信すべき全情報を含む通常データとして生成し、前記第２の送信用データを、少なくとも前記バックアップ送信情報を含み、前記通常データよりもデータ長が短い短縮データとして生成することを特徴とする請求項４に記載の無線送信機。
【請求項６】
前記バックアップデータの送信が必要な前記第２の送信用データが連続的に発生する連続発生状態を検出する連続発生検出部を備え、
前記データ生成部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出したとき、前記第２の送信用データに、前記連続発生状態であることを示す連続発生情報を含め、
前記データ送信部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出してから所定期間の前記バックアップデータを一括送信することを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の無線送信機。
【請求項７】
前記データ生成部で生成した前記第１の送信用データ及び前記第２の送信用データの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、を備え、
前記送信タイミング決定部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出したとき、前記バックアップデータの送信が必要な前記第２の送信用データが単発的に発生する通常状態と比較して、前記第１の送信用データと前記第２の送信用データとの送信間隔時間を広げるように前記送信タイミングを決定することを特徴とする請求項６に記載の無線送信機。
【請求項８】
前記データ生成部で生成した前記第１の送信用データ及び前記第２の送信用データの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、を備え、
前記送信タイミング決定部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出してから前記所定期間では、予め設定された主間隔の区切りのタイミングを前記送信タイミングとして決定し、前記バックアップデータの送信が必要な前記第２の送信用データが単発的に発生する通常状態の期間では、前記主間隔の区切りのタイミングから、前記主間隔よりも短い範囲内で設定されるランダムな遅延時間だけ遅延させたタイミングを前記送信タイミングとして決定することを特徴とする請求項６又は７に記載の無線送信機。
【請求項９】
前記請求項１〜８の何れか１項に記載の複数の無線送信機と、前記複数の無線送信機から送信された前記送信用データを受信する受信機と、を含むデータ収集システムであって、
前記受信機は、
前記無線送信機から送信された前記第１の送信用データに含まれる前記バックアップデータの送信時間情報に基づいて、受信周波数を、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間で切替可能な受信周波数切替部と、
前記受信周波数切替部で受信周波数を切り替えて、前記無線送信機から送信されたデータを受信するデータ受信部と、を備えることを特徴とするデータ収集システム。
【請求項１０】
複数の無線送信機から送信された送信用データを、１台の受信機で受信することでデータを収集するシステムにおけるデータ通信方法であって、
前記複数の無線送信機は、それぞれ
第１の送信周波数で間欠的に無線送信する第１の送信用データ及び第２の送信用データ、並びに前記第１の送信周波数とは異なる第２の送信周波数で無線送信する前記第２の送信用データのバックアップデータを生成する際、前記第１の送信用データに、前記バックアップデータの送信時間情報を含め、
前記第１の送信周波数で第１の送信用データを無線送信した後、所定の送信間隔時間をおいて前記第１の送信周波数で第２の送信用データを無線送信し、
その後、前記バックアップデータの送信時間情報に応じたタイミングで、前記第２の送信周波数で前記第２の送信用データのバックアップデータを無線送信することを特徴とするデータ通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線送信機、データ収集システム及びデータ通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の無線送信機と１台の受信機との間でデータ通信を行う場合、複数の無線送信機から送信されたデータを１台の受信機で受信する際のデータの衝突防止する必要がある。
このような送信データの衝突を防止する手法として、例えば特許文献１に記載の技術がある。この技術は、ある決められた一定の主間隔に対してランダムな遅延時間だけ遅延させたタイミングでデータ送信を行うことで、送信データの衝突を回避するものである。また、ここでは、現在データの送信時に、過去に送信済みの過去データを付加することで、上記衝突により欠落したデータを復元可能としている。なお、過去データを過去何回分に亘って送信するかは、システムに応じて回数を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１１７５７８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、上記特許文献１に記載の技術にあっては、ある決められた一定の主間隔に対してランダムに遅延させたタイミングでデータを送信し続けるため、１台の受信機に対し多数の送信機が存在する場合、送信データの衝突が一様に生じ、管理すべき重要データも一様に損失してしまうおそれがある。
そこで、本発明は、重要管理データを適切に伝達することができる無線送信機、データ収集システム及びデータ通信方法を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（形態１）上記課題を解決するために、形態１の無線送信機は、第１の周波数で間欠的に無線送信する第１の送信用データ及び第２の送信用データ、並びに前記第１の周波数とは異なる第２の周波数で無線送信する前記第２の送信用データのバックアップデータを生成するデータ生成部と、前記データ生成部で生成した第１の送信用データ及び第２の送信用データを、第１の周波数で間欠的に無線送信した後、前記データ生成部で生成した前記第２の送信用データのバックアップデータを第２の周波数で無線送信するデータ送信部と、を備え、前記データ生成部は、前記第１の送信用データに、前記バックアップデータの送信時間情報を含めることを特徴としている。
【０００６】
このように、第２の送信用データのバックアップデータを送信するので、第２の送信用データが他端末から送信されるデータと衝突し、損失した場合であっても、バックアップデータによって第２の送信用データを補償することができる。また、バックアップデータを、メイン周波数である第１の周波数とは異なる周波数で送信するので、バックアップ送信が他端末のメイン送信と同時刻に行われた場合であっても、バックアップデータと他端末から送信されるデータとの衝突を防止することができる。したがって、バックアップデータの衝突による損失を防止することができる。
さらに、第１の送信用データにバックアップデータの送信時間情報を含めるので、受信側でバックアップデータの送信タイミングを予測することができ、バックアップデータを確実に受信できるよう予め準備することができる。
【０００７】
（形態２）また、形態２の無線送信機は、形態１の無線送信機において、前記バックアップデータの送信時間は、前記第１の送信用データと前記第２の送信用データとの送信間隔時間に基づいて決定するものであって、前記データ生成部は、前記バックアップデータの送信時間情報として、前記第１の送信用データに、前記送信間隔時間に対応する情報を含めることを特徴としている。
これにより、第１の送信用データと第２の送信用データとの送信間隔時間に対応する情報に基づいて、受信側でバックアップデータの送信タイミングを予測することができると共に、当該情報に基づいて、各端末から第１周波数で送信されるデータの衝突が発生するか否かを予測することができる。
【０００８】
（形態３）さらに、形態３の無線送信機は、形態１又は２の無線送信機において、前記データ生成部は、前記バックアップデータを前記第２の送信用データと同一構成として生成することを特徴としている。
これにより、データ作成処理を複雑化することなくバックアップ送信を行うことができる。
【０００９】
（形態４）また、形態４の無線送信機は、形態１〜３の何れかの無線送信機において、前記第２の送信用データが、前記バックアップデータの送信が必要なデータであるか否かを判定するバックアップ判定部を備え、前記データ生成部は、前記バックアップ判定部で前記バックアップデータの送信が必要であると判定したときに、前記バックアップデータを生成すると共に、前記第２の送信用データに、前記バックアップデータの送信を行うことを示すバックアップ送信情報を含めることを特徴としている。
このように、バックアップ送信が必要な場合にのみバックアップデータの送信を行うので、常にバックアップ送信を行う場合と比較して送信機の低消費化を実現することができる。
【００１０】
また、バックアップ送信を行う場合には、第２の送信用データにバックアップ送信情報を含めるので、受信側は、バックアップ送信情報を検知したときだけ、バックアップデータの受信待機を行えばよい。そのため、受信周波数を第１周波数と第２周波数とで切り替えてデータ受信を行う受信機においては、不要な周波数の切り替えを抑制することができる。その結果、受信周波数を第２周波数に不要に切り替えたことに起因して、第１周波数で送信されたデータを受信できなくなることを防止することができ、データの欠損を抑制することができる。
【００１１】
（形態５）さらにまた、形態５の無線送信機は、形態４の無線送信機において、前記データ生成部は、前記バックアップ判定部で前記バックアップデータの送信が必要であると判定したとき、前記バックアップデータを、送信すべき全情報を含む通常データとして生成し、前記第２の送信用データを、少なくとも前記バックアップ送信情報を含み、前記通常データよりもデータ長が短い短縮データとして生成することを特徴としている。
これにより、第１の周波数でのシステム全体のデータ衝突を低減することができる。また、上記短縮データにバックアップ送信情報を含めるので、受信側でバックアップ送信が行われるか否かを判断することができ、バックアップデータを確実に受信することができる。
【００１２】
（形態６）また、形態６の無線送信機は、形態１〜５の何れかの無線送信機において、前記バックアップデータの送信が必要な前記第２の送信用データが連続的に発生する連続発生状態を検出する連続発生検出部を備え、前記データ生成部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出したとき、前記第２の送信用データに、前記連続発生状態であることを示す連続発生情報を含め、前記データ送信部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出してから所定期間の前記バックアップデータを一括送信することを特徴としている。
このように、バックアップデータを一括送信（バースト転送）することで、バックアップデータの送信効率を上げることができると共に、低消費化を実現することができる。
【００１３】
（形態７）さらに、形態７の無線送信機は、形態６の無線送信機において、前記データ生成部で生成した前記第１の送信用データ及び前記第２の送信用データの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、を備え、前記送信タイミング決定部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出したとき、前記バックアップデータの送信が必要な前記第２の送信用データが単発的に発生する通常状態と比較して、前記第１の送信用データと前記第２の送信用データとの送信間隔時間を広げるように前記送信タイミングを決定することを特徴としている。
このように、第１の周波数でのデータ送信頻度を低下させることにより、システム全体の衝突を緩和させ、システムの信頼性を高めることができる。
【００１４】
（形態８）また、形態８の無線送信機は、形態６又は７の無線送信機において、前記データ生成部で生成した前記第１の送信用データ及び前記第２の送信用データの送信タイミングを決定する送信タイミング決定部と、を備え、前記送信タイミング決定部は、前記連続発生検出部で前記連続発生状態を検出してから前記所定期間では、予め設定された主間隔の区切りのタイミングを前記送信タイミングとして決定し、前記バックアップデータの送信が必要な前記第２の送信用データが単発的に発生する通常状態の期間では、前記主間隔の区切りのタイミングから、前記主間隔よりも短い範囲内で設定されるランダムな遅延時間だけ遅延させたタイミングを前記送信タイミングとして決定することを特徴としている。
このように、バックアップデータを一括送信（バースト転送）する場合には、第１の周波数でのデータ送信間隔を定期間隔とするため、受信側は、第２の送信用データに含まれる連続発生情報に基づいて、バースト転送時刻を正確に予測することができる。
【００１５】
（形態９）さらに、形態９のデータ収集システムは、前記形態１〜８の何れかに記載の複数の無線送信機と、前記複数の無線送信機から送信された前記送信用データを受信する受信機と、を含むデータ収集システムであって、前記受信機は、前記無線送信機から送信された前記第１の送信用データに含まれる前記バックアップデータの送信時間情報に基づいて、受信周波数を、前記第１の周波数と前記第２の周波数との間で切替可能な受信周波数切替部と、前記受信周波数切替部で受信周波数を切り替えて、前記無線送信機から送信されたデータを受信するデータ受信部と、を備えることを特徴としている。
【００１６】
これにより、受信機は、無線送信機から送信したバックアップデータを確実に受信することができ、複数の無線送信機から１台の受信機に対してデータ送信するシステムにおいて、データの衝突に起因してデータの欠損が生じた場合であってもこれを補償することができる。このように、データの通信成功確率を向上させることができ、システムの信頼性を向上させることができる。
また、受信機は、無線送信機から送信されるバックアップデータの送信時間情報からバックアップ送信のタイミングを予測することができるので、周波数スキャンを行わずに受信動作を行うことができる。したがって、無線送信機から送信する送信用データのデータ長を短くすることができ、無線送信機の低消費化が図れる。
【００１７】
（形態１０）さらに、形態１０のデータ通信方法は、複数の無線送信機から送信された送信用データを、１台の受信機で受信することでデータを収集するシステムにおけるデータ通信方法であって、前記複数の無線送信機は、それぞれ第１の送信周波数で間欠的に無線送信する第１の送信用データ及び第２の送信用データ、並びに前記第１の送信周波数とは異なる第２の送信周波数で無線送信する前記第２の送信用データのバックアップデータを生成する際、前記第１の送信用データに、前記バックアップデータの送信時間情報を含め、前記第１の送信周波数で第１の送信用データを無線送信した後、所定の送信間隔時間をおいて前記第１の送信周波数で第２の送信用データを無線送信し、その後、前記第２の送信周波数で前記第２の送信用データのバックアップデータを無線送信することを特徴としている。
これにより、データ衝突に起因するデータ欠損を回避することができ、システムの信頼性を向上させたデータ通信方法とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】無線送信機（無線タグ）１００の機能ブロック図である。
【図２】データ収集システムの構成を示す図である。
【図３】データ受信装置（受信機）２０の機能ブロック図である。
【図４】データ送信タイミングを説明するための図である。
【図５】送信フレーム構成を示す図である。
【図６】無線送信機（無線タグ）１００の処理部１０３で実行するデータ送信処理手順を示すフローチャートである。
【図７】データ受信装置（受信機）２０の処理部２３で実行するデータ受信処理手順を示すフローチャートである。
【図８】第１の実施形態の動作を説明するための図である。
【図９】送信用データのフレーム構成の効果を説明する図である。
【図１０】第２の実施形態の無線送信機（無線タグ）１００の処理部１０３で実行するデータ受信処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施形態の動作を説明するための図である。
【図１２】第３の実施形態の無線送信機（無線タグ）１００の処理部１０３で実行するデータ受信処理手順の前半部分を示すフローチャートである。
【図１３】第３の実施形態の無線送信機（無線タグ）１００の処理部１０３で実行するデータ受信処理手順の後半部分を示すフローチャートである。
【図１４】バースト送信フレームの構成を示す図である。
【図１５】第３の実施形態のデータ受信装置（受信機）２０の処理部２３で実行するデータ受信処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】第３の実施形態の動作を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（第１の実施形態）
（構成）
図１は、第１の実施形態における無線送信機（無線タグ）１００の機能ブロック図である。
本実施形態の無線送信機（無線タグ）１００は、送信機能を有する無線送信機（無線タグ）であって、受信機能は備えていないものとする。
この無線送信機（無線タグ）１００は、無線送信部１０１と、無線処理部１０２と、処理部１０３と、記憶部（メモリ）１０４と、データ検出部１０５と、電源部１０６と、周波数切替部１０７と、アンテナ１０８とを含む。
処理部（ＣＰＵ）１０３は、受信機に対して送信する送信用データを作成すると共に、当該送信用データの送信タイミングを決定する。
【００２０】
無線送信部１０１は、無線処理部１０２により制御され、処理部（ＣＰＵ）１０２で生成された送信用データを送信する処理を行う。すなわち、無線送信部１０１は、処理部１０３で決定された送信タイミングに、無線で前記送信用のデータを送信するデータ送信部として機能する。この無線送信部１０１は、例えばＲＦＩＣ等により実現できる。
無線送信部１０１は、例えば無線処理部１０２からのコマンドにしたがって外部に無線送信をおこなう機能モジュールであり、信号の送信を司るベースバンドブロックや所定のＲＦ周波数信号を、アンテナ１０８を介して送信するＲＦブロック等を備えるようにしてもよい。また例えばＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）のようなＩＣ完成後にユーザーが内部論理をプログラムにより変更できる汎用のロジック・デバイスで構成することもできる。
【００２１】
本実施形態では、システムを構成する複数のタグで同一の周波数を有するように設定された異なる２つの周波数Ｆ１及びＦ２を切り替えてデータの送信を行う。システムを構成するＲＦタグはすべて同じ周波数、チャンネルを有している。
各タグは、通常時は第１周波数Ｆ１で間欠的にデータ送信を行い、データのバックアップ送信が必要である場合に、第１周波数Ｆ１でのデータ送信に加えて、第２周波数Ｆ２でバックアップデータを送信するものとする。
【００２２】
すなわち、各タグは、第１周波数Ｆ１で第１の送信用データと第２の送信用データとを所定の送信間隔時間で間欠的に送信すると共に、必要に応じて第２の送信用データの送信後に、第２の周波数Ｆ２で第２の送信用データのバックアップデータを送信する。このとき、第１の送信用データに、バックアップデータの送信時間情報を含めるものとする。
バックアップデータの送信時間情報としては、第１の送信用データの送信時刻からバックアップデータの送信時刻までの遅延時間を決定するための基準時間を用いるものとし、本実施形態では、上記基準時間として第１の送信用データの送信時刻から第２の送信用データの送信時刻までの遅延時間を用いる。なお、バックアップデータの送信時間情報として、バックアップデータの送信時刻や、第１の送信用データの送信時刻からバックアップデータの送信時刻までの遅延時間を用いることもできる。
【００２３】
処理部１０３は、送信用データの生成処理や送信タイミングの決定処理、無線送信機全体の動作を統括的にコントロールする処理等を行う。これらの機能は、各種プロセッサ（ＣＰＵ等）、或いはＡＳＩＣ（ゲートアレイ等）などのハードウェアや、所与のプログラム（マイクロプログラム等）により実現できる。
処理部１０３は、後述するデータ送信処理を実行することで、送信用データの生成処理や送信タイミングの決定処理を行うと共に、データ送信を行うためのコマンドを無線処理部１０２に対して出力する処理を行う。また、この処理部１０３は、データ検出部１０５の検出結果（センサー状態）に基づいて送信周波数の切替判定を行い、周波数切替コマンドを周波数切替部１０７に対して出力する処理を行う。
【００２４】
送信用データの送信タイミングは、主間隔に対してランダム遅延を設けたタイミングとする。ここで、主間隔は、単位時間あたりの送信回数の逆数又はデータの平均送信間隔として設定された時間であり、送信するデータの性質等に応じて定める。
送信タイミングの決定は、例えば内蔵するタイマ等を利用してソフト的に実現してもよいしハード的（専用の回路）に実現してもよい。例えば、主間隔のタイミングはクロック発生手段等により発生させたクロックをカウントすることで実現することができる。
【００２５】
また、送信用データの生成は、例えば、記憶部１０４に記憶されたデータに基づいて行ってもよいし、データ検出部１０５に検出されたデータに基づいて行ってもよい。更には、処理部１０３で演算されたデータに基づいて送信用データを作成してもよい。
記憶部１０４は、処理部１０３（又は無線送信部１０１やデータ検出部１０５）などのワーク領域となるもので、ＲＡＭなどのハードウェアにより実現できる。
データ検出部１０５は、送信するためのデータを検出するためのもので、たとえば温度データを送信する場合にはサーミスタ等で実現することができ、所与の時刻ｔにおける外部情報に関するデータを検出するデータ検出部として機能する。
なお検出／測定するデータは温度に限られず、湿度、気圧、位置データ等でもよい。
【００２６】
電源部１０６は、無線送信機の電源を供給するためのもので、内部バッテリ等で実現できる。
周波数切替部１０７は、送信用データの送信周波数を切り替えるためのもので、入力電圧に応じて発振周波数を変化させる発振回路等で実現できる。
アンテナ１０８としては、モノポールアンテナやヘリカルアンテナ、ループアンテナ等を使用する。
【００２７】
図２は、本実施形態のデータ収集システムの構成を示す図である。
本実施形態におけるデータ収集システム１０は、複数（ｎ台）の無線送信機（無線タグ）１００−１，１００−２，１００−３，・・・、１００−ｎと、当該複数の無線送信機（無線タグ）１００−１，１００−２，１００−３，・・・、１００−ｎから無線で送信されたデータを受信するデータ受信装置（受信機）２０と、を含む。
無線送信機（無線タグ）１００−１、１００−２，１００−３，・・・、１００−ｎは、２つの周波数Ｆ１又はＦ２でデータ受信装置２０にむけ、自己の無線タグＩＤを含む送信用データを送信する。
【００２８】
図３は、データ受信装置（受信機）２０の機能ブロック図である。
この図３に示すように、データ受信装置２０は、無線受信部２１と、無線処理部２２、処理部２３と、記憶部２４と、外部Ｉ／Ｆ部２５と、電源部２６と、周波数切替部２７と、アンテナ２８とを含む。
無線受信部２１は、送信周波数Ｆ１，Ｆ２で複数の無線送信機（無線タグ）１００−１，１００−２，１００−３，・・・，１００−ｎから送信されたデータを受信するデータ受信部として機能する。
【００２９】
処理部２３は、受信したデータを当該受信データに含まれた無線タグＩＤに関連づけて記憶部２４に記憶させる処理を行う。また、処理部２３は、無線送信機（無線タグ）１００から送信される送信用データに含まれる情報に基づいて、データの受信周波数をＦ１とＦ２との間で切り替えるための切替判定を行い、周波数切替コマンドを周波数切替部２７に出力する処理を行う。
周波数切替部２７は、処理部２３から出力された周波数切替コマンドに応じて、受信周波数を第１周波数Ｆ１と第２周波数Ｆ２との間で切り替える。
【００３０】
図４は、データ送信タイミングを説明するための図である。
この図４において、黒丸は主間隔Ｔの区切りに対応するタイミングであり、白丸はデータの送信タイミングを示している。このように、主間隔Ｔに対して、遅延時間ΔＴ１，ΔＴ２，ΔＴ３，・・・だけ遅延した時刻をそれぞれ送信タイミングとして決定する。ここで、遅延時間ΔＴは、主間隔Ｔよりも短い時間であり、０≦ΔＴ＜Ｔである。
主間隔Ｔによって区切られた時刻をそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３とすると、送信タイミングはそれぞれＴ１＋ΔＴ１，Ｔ２＋ΔＴ２，Ｔ３＋ΔＴ３となる。時刻Ｔ１＋ΔＴ１と時刻Ｔ２＋ΔＴ２との時間間隔、及び時刻Ｔ２＋ΔＴ２と時刻Ｔ３＋ΔＴ３との時間間隔が、上記第１の送信用データと上記第２の送信用データとの送信間隔時間に対応している。
【００３１】
図５は、無線送信機（無線タグ）１００が送信するデータの構成の一例を示す図である。
この図５に示すように、送信用データは、フレームＡとフレームＢとからなる。フレームＡは、プリアンブル信号と、ＷＳ（ワードシンク）と、送信周波数Ｆ２で送信するバックアップデータの有無を示すＦ２有無情報と、バックアップデータの連続送信タイミングを示すＦ２連続情報Ｎと、データの次送信時間情報ＴＮと、ＣＳ（チェックサム）とを含む。また、フレームＡは、自己の無線送信機１００のＩＤデータ（タグＩＤ）と、センサーデータに基づいて生成されたデータ（ＤＡＴＡ）と、ＣＳ（チェックサム）とを含む。
【００３２】
ここで、Ｆ２有無情報は、例えば１ｂｉｔの情報とし、０＝バックアップデータ無し、１＝バックアップデータ有りとする。また、Ｆ２連続情報Ｎは、例えば２ｂｉｔの情報とし、０＝無し、１＝１カウント、２＝２カウント、３＝３カウントとする。
さらに、次送信時間情報ＴＮは、例えば、第１周波数Ｆ１での今回の送信から次回の送信までの送信間隔時間に相当するランダムな時間とする。なお、次送信時間情報ＴＮとして、次回の送信時刻を用いることもできる。
【００３３】
（データ送信処理）
次に、無線送信機（無線タグ）１００の処理部１０３で実行するデータ送信処理について具体的に説明する。
図６は、処理部１０３で実行するデータ送信処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１で、処理部１０３は、データ検出部１０５で検出したセンサーデータを読み込む。
【００３４】
次に、ステップＳ２では、処理部１０３は、図５に示す構成の送信用データを作成する。送信用データのＤＡＴＡフレームには、前記ステップＳ１で取得したセンサーデータをセットする。また、前記ステップＳ１で取得したセンサーデータが、バックアップデータの送信が必要な重要データであるか否かを判定し、重要データである場合にはＦ２有無情報＝１にセットし、重要データでない場合にはＦ２有無情報＝０にセットする。このＦ２有無情報がバックアップ送信情報に対応している。
【００３５】
なお、ここでは、センサーデータが稀な数値を示している場合や、重要データが発生しやすい時間帯である場合、センサーデータが重要データであることを示す情報（緊急フラグなど）が付加されている場合、データの送信頻度が高い場合などに、センサーデータが重要データであると判定する。
さらに、送信用データには次送信時間情報ＴＮをセットする。ここでは、ランダム遅延設定用乱数を発生させ、当該乱数に基づいて次送信時間情報ＴＮを設定する。なお、本実施形態では、Ｆ２連続情報Ｎ＝０に固定する。
【００３６】
次に、ステップＳ３では、処理部１０３は、送信周波数を第１周波数Ｆ１に設定するための周波数切替コマンドを周波数切替部１０７に出力する。また、前記ステップＳ２で作成した送信用データを第１周波数で無線送信するための送信コマンドを無線処理部１０２に対して出力する。
次に、ステップＳ４では、処理部１０３は、第１周波数Ｆ１での間欠送信を行うためのタイマをセットし、ステップＳ５に移行する。ここでは、前記ステップＳ２で設定した次送信時間情報をもとに、次送信開始時刻をセットする。
【００３７】
ステップＳ５では、処理部１０３は、前記ステップＳ１で取得したセンサーデータをもとに送信データに重要データが含まれるか否かを判定する。そして、重要データが含まれない場合には後述するステップＳ７に移行し、重要データが含まれる場合にはステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、処理部１０３は、第２周波数Ｆ２での間欠送信を行うためのタイマをセットし、ステップＳ７に移行する。ここでは、前回の送信開始時刻から現時刻までの時間間隔に相当する前回の次送信時間情報ＴＮに基づいて、現時刻から前回の次送信時間情報ＴＮ後の時刻をバックアップ送信開始時刻としてセットする。
【００３８】
ステップＳ７では、処理部１０３は、第２周波数Ｆ２での間欠動作タイマ割込みの有無を判定する。具体的には、システム時刻が前記ステップＳ６でセットしたバックアップ送信開始時刻とマッチしたか否かを判定し、マッチしたとき間欠動作タイマ割込みが有ると判定する。そして、間欠動作タイマ割込みが無いと判定した場合には、後述するステップＳ９に移行し、間欠動作タイマ割込みが有ると判定したとき、ステップＳ８に移行する。
ステップＳ８では、処理部１０３は、送信周波数を第２周波数Ｆ２に設定するための周波数切替コマンドを周波数切替部１０７に出力すると共に、前記ステップＳ２で作成した送信用データを第２周波数で無線送信するための送信コマンドを無線処理部１０２に対して出力し、ステップＳ９に移行する。すなわち、本実施形態では、バックアップデータを第１周波数Ｆ１でメイン送信したデータと同一構成とする。
【００３９】
ステップＳ９では、処理部１０３は、第１周波数Ｆ１での間欠動作タイマ割込みの有無を判定する。具体的には、システム時刻が前記ステップＳ４でセットした次送信開始時刻とマッチしたか否かを判定し、マッチしたとき間欠動作タイマ割込みが有ると判定する。そして、間欠動作タイマ割込みが無いと判定した場合には、前記ステップＳ７に移行し、間欠動作タイマ割込みが有ると判定したとき、前記ステップＳ１に移行する。
【００４０】
（データ受信処理）
次に、データ受信装置（受信機）２０の処理部２３で実行するデータ受信処理について具体的に説明する。
図７は、処理部２３で実行するデータ受信処理手順を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１１で、処理部２３は、受信周波数を第１周波数Ｆ１に設定するための周波数切替コマンドを周波数切替部２７に出力することで、無線受信部２１を第１周波数Ｆ１でのデータ受信待ち受け状態としてステップＳ１２に移行する。
【００４１】
ステップＳ１２では、処理部２３は、第２周波数Ｆ２での受信動作タイマ割込みの有無を判定する。具体的には、システム時刻が後述するバックアップ受信開始時刻とマッチしたか否かを判定し、マッチしたとき受信動作タイマ割込みが有ると判定する。そして、受信動作タイマ割込みが無いと判定した場合には、後述するステップＳ１５に移行し、受信動作タイマ割込みが有ると判定した場合には、ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、処理部２３は、受信周波数を第２周波数Ｆ２に切り替えるための周波数切替コマンドを周波数切替部２７に出力した後、第２周波数Ｆ２でのデータ受信処理を行い、ステップＳ１４に移行する。
【００４２】
ステップＳ１４では、受信周波数を第１周波数Ｆ１に切り替えるための周波数切替コマンドを周波数切替部２７に出力し、前記ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１５では、処理部２３は、無線送信機１００の電波受信割込みの有無を判定し、割込みが有ると判定した場合にはステップＳ１６に移行し、割込みが無いと判定した場合には前記ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ１６では、処理部２３は、第１周波数Ｆ１でのデータ受信処理を行い、ステップＳ１７に移行する。
【００４３】
ステップＳ１７では、処理部２３は、前記ステップＳ１６で受信したデータから、第２周波数Ｆ２への切替判断に用いる次送信時間情報ＴＮおよびＦ２有無情報を取得し、ステップＳ１８に移行する。
ステップＳ１８では、処理部２３は、各無線送信機１００から受信したデータに含まれる次送信時間情報ＴＮに基づいて、各無線送信機１００による次送信においてデータの衝突が発生するか否かを予測する。そして、次送信においてデータの衝突が発生すると予測した場合にはステップＳ１９に移行し、データの衝突は発生しないと予測した場合には後述するステップＳ２０に移行する。
【００４４】
ステップＳ１９では、処理部２３は、第２周波数Ｆ２での受信動作を行うためのタイマをセットし、ステップＳ２０に移行する。ここでは、データの衝突が発生すると予測したデータに含まれる次送信時間情報ＴＮに基づいて、データ衝突時刻から当該次送信時間情報ＴＮ後の時刻を、バックアップ受信開始時刻としてそれぞれセットする。
ステップＳ２０では、処理部２３は、前記ステップＳ１６で受信したデータに含まれるＦ２有無情報が、バックアップデータがあることを示す“１”にセットされており、且つこのデータの受信が失敗しているか否かを判定する。ここで、データの受信が失敗している状態とは、前記ステップＳ１６で送信用データのフレームＢが受信できていない状態（フレームＡしか受信できていない状態）のことをいう。
【００４５】
そして、Ｆ２有無情報＝１で且つ受信失敗である場合にはステップＳ２１に移行し、Ｆ２有無情報＝０であるか、データの受信が成功している場合には、そのまま前記ステップＳ１１に移行する。
ステップＳ２１では、処理部２３は、第２周波数Ｆ２での受信動作を行うためのタイマをセットし、前記ステップＳ１１に移行する。ここでは、受信したデータの前回の送信開始時刻から現時刻までの時間間隔に相当する前回の次送信時間情報ＴＮに基づいて、現時刻から前回の次送信時間情報ＴＮ後の時刻を、バックアップ受信開始時刻としてセットする。
なお、図６において、ステップＳ２がデータ生成部に対応し、ステップＳ５がバックアップ判定部に対応している。
【００４６】
（動作）
次に、第１の実施形態の動作について説明する。
図８は、第１の実施形態の動作を説明するための図である。
この図８では、３台の無線送信機１００（端末１〜３）から送信した送信用データを１台の受信機で受信する場合について示している。
また、端末１〜３において、上段は第１周波数Ｆ１でのデータ送信状態、下段は第２周波数Ｆ２でのデータ送信状態を示している。さらに、受信機において、上段は第１周波数Ｆ１でのデータ受信状態、下段は第２周波数Ｆ２でのデータ受信状態を示している。
【００４７】
このように、各端末は、第１周波数Ｆ１で通常データを間欠的に送信すると共に、必要に応じて第２周波数Ｆ２でバックアップデータを送信する。また、受信機は、通常は第１周波数Ｆ１で受信待機し、必要に応じて受信周波数を第２周波数Ｆ２に切り替える。
先ず、時刻ｔ１で、端末１は、直前に取得したセンサーデータをもとに送信用データを作成する（図６のステップＳ２）。このときＤＡＴＡに重要データは含まれていないため、送信用データのＦ２有無情報は、バックアップデータを送信しないことを示す“０”にセットされる。また、この送信用データには、時刻ｔ１から時刻ｔ５までの時間が次送信時間情報ＴＮとして付加される。そして、この送信用データを、第１周波数Ｆ１で受信機に対して送信し（ステップＳ３）、第１周波数Ｆ１での間欠送信を行うためのタイマをセットする（ステップＳ４）。図８に示す例では、次送信時間情報ＴＮをもとに、次送信開始時刻が時刻ｔ５にセットされる。
【００４８】
すなわち、この例では、端末１において、時刻ｔ１で送信する送信用データが第１の送信用データに対応し、時刻ｔ５で送信する送信用データが第２の送信用データに対応している。また、時刻ｔ１と時刻ｔ５の時間間隔が、第１の送信用データと第２の送信用データとの送信間隔時間に対応している。なお、第１の送信用データの送信終了から第２の送信用データの送信開始までの時間を送信間隔時間として扱うこともできる。
また、ＤＡＴＡに重要データは含まれていないため（ステップＳ５でＮｏ）、第２周波数Ｆ２での間欠送信を行うためのタイマをセットすることなく、時刻ｔ５までＦ１での間欠動作タイマ割込みの有無を監視する。
【００４９】
一方、時刻ｔ１での受信機の動作は以下のようになる。すなわち、この時刻ｔ１では、受信機は端末１からの電波受信割込みが有ると判定し（図７のステップＳ１５でＹｅｓ）、データの受信処理を行うことで、端末１から送信されるデータを受信１として受信する（ステップＳ１６）。
時刻ｔ２では、端末２において、上述した端末１と同様の送信処理が行われる。すなわち、端末２は、直前に取得したセンサーデータをもとに送信用データを作成し（ステップＳ２）、これを第１周波数Ｆ１で受信機に対して送信する（ステップＳ３）。また、次送信開始時刻が時刻ｔ３にセットされる（ステップＳ４）
【００５０】
すなわち、端末２においては、時刻ｔ２で送信する送信用データが第１の送信用データに対応し、時刻ｔ３で送信する送信用データが第２の送信用データに対応している。また、時刻ｔ２と時刻ｔ３の時間間隔が、第１の送信用データと第２の送信用データとの送信間隔時間に対応している。
端末２から送信されたデータは、時刻ｔ２で、受信機によって受信２として受信される。
【００５１】
その後、端末２において、時刻ｔ２でセットした次送信開始時刻ｔ３をもとに、Ｆ１での間欠動作タイマ割込み有りと判定されると（ステップＳ９でＹｅｓ）、時刻ｔ３で、直前に取得したセンサーデータをもとに送信用データを作成する（ステップＳ２）。このときＤＡＴＡに重要データＤ１が含まれているものとすると、送信用データのＦ２有無情報は、バックアップデータを送信することを示す“１”にセットされる。そして、この送信用データを、第１周波数Ｆ１で受信機に対して送信する（ステップＳ３）。
この重要データＤ１を含む送信用データは、時刻ｔ３で、受信機によって受信４として受信される。
【００５２】
また、このときのＤＡＴＡには重要データが含まれていることから、この時刻ｔ３では、端末２において、第２周波数Ｆ２での間欠送信を行うためのタイマをセットする（ステップＳ８）。バックアップ送信開始時刻は、時刻ｔ３からＴＮ後（時刻ｔ２から（ＴＮ×２）後）の時刻ｔ６にセットされる。
このように、バックアップデータの送信時間（送信時刻）は、第１の送信用データ（時刻ｔ２の送信用データ）と第２の送信用データ（時刻ｔ３の送信用データ）との送信間隔時間ＴＮに基づいて決定される。
【００５３】
そして、時刻ｔ６になると、端末２はＦ２での間欠動作タイマ割込み有りと判定し（ステップＳ７でＹｅｓ）、時刻ｔ３で送信した送信用データと同一データを、第２周波数Ｆ２で受信機に対して送信する（ステップＳ８）。
ところが、時刻ｔ３で、受信機は、受信４からＦ２有無情報＝１であることを認識するが、受信４は受信成功データであり、重要データＤ１は確実に受信できていることから（ステップＳ２０でＮｏ）、第２周波数Ｆ２での受信動作を行うためのタイマはセットしない。したがって、時刻ｔ６で端末２から第２周波数Ｆ２でバックアップデータが送信されても、この時刻ｔ６では受信機は受信周波数を第２周波数Ｆ２へ切替えず、受信周波数を第１周波数Ｆ１に維持する。そのため、端末２から送信された重要データＤ１を含むバックアップデータは、受信機によって受信されない。
【００５４】
このように、受信機は、第１周波数Ｆ１での重要データの受信に成功すると、その後端末から第２周波数Ｆ２で重要データがバックアップ送信されても、これを受信しない。したがって、受信機側における不要な受信周波数の切り替えを抑制することができる。その結果、受信周波数を第２周波数Ｆ２に切替えなかった期間において、他端末から第１周波数Ｆ１で送信されるデータを受信することができ、データの欠損を抑制することができる。
【００５５】
また、時刻ｔ４，ｔ５では、端末３，端末１からそれぞれ第１周波数Ｆ１でのデータ送信を行う。これらのデータは、何れも時刻ｔ４，ｔ５で受信機によって受信される。
受信機は、各時刻において、受信したデータに含まれる次送信時間情報ＴＮに基づいて、各端末から送信されるデータの衝突が起こるか否かを予測する。端末３における時刻ｔ４の次送信時刻が時刻ｔ７であり、端末１においても時刻ｔ５の次送信時刻が時刻ｔ７である場合、受信機では、時刻ｔ５におけるデータ衝突予測で、次送信のデータ衝突が発生すると予測する（ステップＳ１８でＹｅｓ）。
【００５６】
そのため、受信機は、第２周波数Ｆ２での受信動作を行うためのタイマをセットする（ステップＳ１９）。このとき、端末１に対する受信動作については、受信６に含まれる次送信時間情報ＴＮをもとに、時刻ｔ５から（ＴＮ×２）後の時刻ｔ８をバックアップ受信開始時刻としてセットする。また、端末３に対する受信動作については、受信５に含まれる次送信時間情報ＴＮをもとに、時刻ｔ４から（ＴＮ×２）後の時刻ｔ９をバックアップ受信開始時刻としてセットする。
【００５７】
その後、受信機は、Ｆ２での受信動作タイマ割込みの有無を監視し、時刻ｔ８と時刻ｔ９とで受信動作タイマ割込み有りと判定したとき（ステップＳ１２でＹｅｓ）、受信周波数を第２周波数Ｆ２に切り替えることになる（ステップＳ１３）。
時刻ｔ７では、端末１と端末３とでそれぞれ同時に第１周波数Ｆ１でのデータ送信を行うため、データの衝突が生じ、両データが損失する。このとき、端末１で送信するデータは重要データであるため（ステップ５でＹｅｓ）、端末１は時刻ｔ８で第２周波数Ｆ２でのバックアップ送信を行うべく、タイマをセットする（ステップＳ６）。そして、端末１は、時刻ｔ８になると、Ｆ２での間欠動作タイマ割込み有りと判定し（ステップＳ７でＹｅｓ）、時刻ｔ７で送信したデータと同一データを第２周波数Ｆ２で送信する。
【００５８】
時刻ｔ８では、上述したように、受信機は受信周波数を第２周波数Ｆ２に切り替えているため、端末１から送信されたバックアップデータを確実に受信することができる。
このように、各端末は、重要データについて、メイン周波数である第１周波数Ｆ１での送信に加えて、バックアップ周波数である第２周波数Ｆ２でも無線送信を行う。そのため、万が一、複数の端末から同時にデータ送信されることに起因してデータ衝突が発生し、重要データが欠損した場合であっても、受信機は第２周波数Ｆ２でのバックアップ送信によって当該重要データを確実に受信することができる。したがって、重要データの欠損を防止することができる。
【００５９】
なお、時刻ｔ７で、端末３から送信するデータは重要ではない（ステップＳ５でＮｏ）。そのため、端末３は、このデータについては第２周波数Ｆ２でのバックアップ送信を行わない。
したがって、上述したように、受信機が時刻ｔ９で受信周波数を第２周波数Ｆ２に切り替えても、端末３からはバックアップデータが送信されないため、この時刻ｔ９では、受信機はデータ未受信の状態となる。
【００６０】
次に、送信用データのフレーム構成を図５に示す構成することによる効果について説明する。
図９は、送信用データのフレーム構成の効果を説明する図である。
この図９に示すように、時刻ｔ１１で端末１から第１周波数Ｆ１でのデータ送信が行われ、時刻ｔ１２で端末２から第１周波数Ｆ１でデータ送信が行われたものとする。この場合、時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの期間でデータ衝突が生じる。そのため、端末２から送信される情報は、衝突により全て損失する。
【００６１】
一方、端末１から送信される情報については、時刻ｔ１１から時刻ｔ１２までの期間に送信用データのフレームＡを受信できる。したがって、端末１から送信されるＩＤとＤＡＴＡとは衝突により損失するが、バックアップ送信Ｆ２の有無やＦ２連続送信の有無、次送信時間情報については、受信機によって適切に受信されることになる。
これにより、受信機側では、受信したフレームＡに含まれる情報から、次送信の衝突予測および次送信のバックアップ送信の受信タイミング予測を行うことができる。また、衝突により損失されたデータに、重要データが含まれていたか否かを判別することができる。このように、フレームＢが衝突してもフレームＡの情報は損なわれず、衝突の影響を軽減することができる。
【００６２】
（効果）
このように、上記第１の実施形態では、重要データについては、第１周波数に加えて第２周波数でもデータ送信（バックアップ送信）を行うため、第１周波数で送信したデータが他端末から送信されるデータと衝突し損失した場合であっても、第２周波数で送信したバックアップデータによって、損失したデータを補償することができる。
また、バックアップデータを、メイン周波数である第１周波数とは異なる周波数で送信するので、バックアップ送信を他端末のメイン送信と同時刻に行った場合であっても、データの衝突を回避することができる。
さらに、重要データについてのみ、第２の周波数でのバックアップ送信を行うので、常時複数の周波数でデータ送信する場合と比較して、無線送信機の低消費化を図ることができる。
【００６３】
また、第１周波数で送信するデータにバックアップデータの送信時間情報を含めるので、受信側でバックアップデータの送信タイミングを予測することができ、そのタイミングで受信周波数を第２周波数に切り替えることができる。これにより、受信機におけるバックアップデータの受信成功確立を上げることができる。さらに、受信機は周波数スキャンを行わず予測により受信動作を行うことができる。その結果、無線送信機から送信するデータ長を短くすることができ、その分無線送信機の低消費化が図れる。
このように、データ衝突によるデータ欠損を回避することができ、システムの信頼性を向上させることができる。
【００６４】
また、このとき、第１周波数で送信するデータに付加するバックアップデータの送信時間情報として、第１周波数で次に送信するデータに関する次送信時間情報を用いるので、受信機は、次送信時間情報に基づいて、バックアップデータの送信タイミングを予測することができると共に、当該次送信時間情報に基づいて、各端末から第１周波数で送信されるデータの衝突が発生するか否かを予測することができる。
そのため、データの衝突を予測した場合には、必ずバックアップデータの受信待機を行うようにすることで、データ衝突により無線送信機からのＦ２有無情報を受信できなくても、確実にバックアップデータを受信することができる。
【００６５】
さらに、第１周波数で送信するデータと第２周波数で送信するデータとを同一構成とするので、データ生成処理を複雑化することがない。
また、第１周波数で送信する送信フレーム構成を、前半のフレームＡと後半のフレームＢとで構成し、Ｆ２有無情報と次送信時間情報とを前半のフレームＡに含めるので、フレームＢがデータ衝突により欠損した場合であっても、受信機側でバックアップ送信の予測が可能となる。そのため、受信機は第２周波数で同データを受信することができ、データ衝突による影響を回避できる。
【００６６】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
この第２の実施形態は、前述した第１の実施形態において第１周波数Ｆ１で送信するデータと、第２周波数Ｆ２でバックアップ送信するデータとを同一データとしているのに対し、送信用データに重要データが含まれる場合、第１周波数Ｆ１で短縮フレームを送信するようにしたものである。
【００６７】
（構成）
第２の実施形態における無線送信機１００は、図１に示す第１の実施形態の無線送信機１００において処理部１０３における処理が異なる点を除いては、図１に示す無線送信機１００と同様の構成を有する。
また、第２の実施形態におけるデータ受信装置２０は、図３に示す第１の実施形態のデータ受信装置２０において処理部２３における処理が異なる点を除いては、図３に示すデータ受信装置２０と同様の構成を有する。
【００６８】
図１０は、無線送信機１００の処理部１０３で実行するデータ送信処理手順を示すフローチャートである。
図１０において、図６のデータ送信処理と同一処理を行うステップには、同一ステップ番号を付している。以下、図６の処理とは異なる部分を中心に説明する。
ステップＳ３１では、処理部１０３は、前記ステップＳ１で取得したセンサーデータをもとに、送信データが重要データを含むか否かを判定する。そして、重要データを含む場合にはステップＳ３２に移行し、重要データを含まない場合には前記ステップＳ２に移行する。
ステップＳ３２では、処理部１０３は、第１周波数Ｆ１で送信する送信用データを作成し、前記ステップＳ３に移行する。ここでは、Ｆ１送信用データとして、図５のフレームＡのみから構成される短縮フレーム（短縮データ）を作成する。
【００６９】
また、前記ステップＳ５で送信データに重要データが含まれると判定すると、ステップＳ３３で、処理部１０３は、第２周波数Ｆ２で送信する送信用データを作成し、前記ステップＳ６に移行する。ここで作成するＦ２送信用データは、前記ステップＳ２で作成するデータと同一構成を有する。すなわち、Ｆ２送信用データは、図５のフレームＡとフレームＢとから構成され、送信すべき全情報が含まれた通常データとなる。
【００７０】
また、前記ステップＳ７でＦ２での間欠動作タイマ割込みが有ると判定すると、ステップＳ３４で、処理部１０３は、送信周波数を第２周波数Ｆ２に設定するための周波数切替コマンドを周波数切替部１０７に出力すると共に、前記ステップＳ３３で作成したＦ２送信用データを第２周波数で無線送信するための送信コマンドを無線処理部１０２に対して出力し、ステップＳ９に移行する。
すなわち、本実施形態では、前記ステップＳ３１でセンサーデータが重要データを含むと判定し、バックアップデータの送信が必要であると判定した場合には、第１周波数Ｆ１で送信するデータを通常データよりもデータ長の短い短縮データとし、第２周波数Ｆ２で送信するデータを送信すべき全情報を含む通常データとする。
【００７１】
一方、データ受信装置２０の処理部２３で実行するデータ受信処理は、図７のステップＳ２０の処理が異なることを除いては、図７のデータ受信処理と同一処理を行う。
すなわち、本実施形態の処理部２３は、図７のステップＳ２０で、前記ステップＳ１６で受信したデータに含まれるＦ２有無情報が、バックアップデータがあることを示す“１”にセットされているか否かのみを判定する。そして、Ｆ２有無情報＝１である場合に、前記ステップＳ２１に移行するようにする。
なお、図１０において、ステップＳ２、Ｓ３２及びＳ３３がデータ生成部に対応し、ステップＳ５及びＳ３１がバックアップ判定部に対応している。
【００７２】
（動作）
次に、第２の実施形態の動作について説明する。
図１１は、第２の実施形態の動作を説明するための図である。
時刻ｔ２２で、端末２が、時刻ｔ２１でセットした次送信開始時刻をもとに、Ｆ１での間欠動作タイマ割込み有りと判定すると（ステップＳ９でＹｅｓ）、直前に取得したセンサーデータをもとに重要データが含まれるか否かを判定する（ステップＳ３１）。このデータには重要データＤ１が含まれているため、端末２は、第１周波数Ｆ１で送信するＦ１送信用データとしてフレームＡのみから構成される短縮フレームを作成する（ステップＳ３２）。なお、短縮フレームに含まれるＦ２有無情報は“１”にセットされる。そして、この短縮フレームを、第１周波数Ｆ１で受信機に対して送信する（ステップＳ３）。
【００７３】
また、このときのＤＡＴＡには重要データＤ１が含まれていることから、端末２は、時刻ｔ２２で、第２周波数Ｆ２での間欠送信を行うためのタイマをセットする（ステップＳ６）。バックアップ送信開始時刻は、時刻ｔ２１から（ＴＮ×２）後の時刻ｔ２５にセットされる。
時刻ｔ２２で端末２から送信された短縮フレームは、同時刻ｔ２２で、受信機によって受信４として受信される。そして、受信機は、時刻ｔ２２で、受信した短縮フレームに含まれるＦ２有無情報が“１”であることを認識し（ステップＳ２０でＹｅｓ）、第２周波数Ｆ２での受信動作を行うためのタイマをセットする（ステップＳ２１）。バックアップ受信開始時刻は、時刻ｔ２５にセットされる。
【００７４】
そのため、時刻ｔ２５になると、端末２はＦ２での間欠動作タイマ割込み有りと判定し（ステップＳ７でＹｅｓ）、Ｆ２送信用データを第２周波数Ｆ２で受信機に対して送信する（ステップＳ３４）。このとき送信されるＦ２送信用データは、フレームＡとフレームＢとで構成され、ＩＤやＤＡＴＡなど全情報を含むデータである。
また、この時刻ｔ２５では、受信機はＦ２での受信動作タイマ割込み有りと判定し（ステップＳ１２でＹｅｓ）、受信周波数を第２周波数Ｆ２に切り替える（ステップＳ１３）。これにより、端末２から送信されたバックアップデータを受信できる。
端末１および端末３でも同様に、重要データが発生した場合には、第１周波数Ｆ１では短縮フレームを送信し、後に第２周波数Ｆ２で全情報をバックアップ送信する。
【００７５】
すなわち、端末１は、時刻ｔ２６で重要データＤ２有りと判定すると、この時刻ｔ２６では第１周波数Ｆ１で短縮フレームを送信する。そして、その後、時刻ｔ２４から（ＴＮ×２）後の時刻ｔ２８で、第２周波数Ｆ２で全情報をバックアップ送信する。受信機は、端末１から送信される重要データＤ２を含む全情報を、時刻ｔ２８で受信することができる。
また、端末３は、時刻ｔ２７で重要データＤ３有りと判定すると、この時刻ｔ２７では第１周波数Ｆ１で短縮フレームを送信する。そして、その後、時刻ｔ２３から（ＴＮ×２）後の時刻ｔ２９で、第２周波数Ｆ２で全情報をバックアップ送信する。受信機は、端末３から送信される重要データＤ３を含む全情報を、時刻ｔ２９で受信することができる。
【００７６】
（効果）
このように、上記第２の実施形態では、重要データの場合、第１周波数Ｆ１での送信はフレームＡのみの短縮フレームとするので、システム全体のスループットを改善することができる。
また、重要データを含むフレームＢの情報伝送は、第２周波数Ｆ２でのバックアップ送信で行うので、空間利用可能率が高くデータの衝突確立が低い状況で重要データを送信することができる。その結果、重要データの通信成功確立を上げることができる。
【００７７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
この第３の実施形態は、前述した第２の実施形態において、重要データが発生する度にバックアップ送信を行っているのに対し、複数回分のバックアップデータを一括送信する（バースト送信する）ようにしたものである。
【００７８】
（構成）
第３の実施形態における無線送信機１００は、図１に示す第１の実施形態の無線送信機１００において処理部１０３における処理が異なる点を除いては、図１に示す無線送信機１００と同様の構成を有する。
また、第３の実施形態におけるデータ受信装置２０は、図３に示す第１の実施形態のデータ受信装置２０において処理部２３における処理が異なる点を除いては、図３に示すデータ受信装置２０と同様の構成を有する。
【００７９】
図１２は、無線送信機１００の処理部１０３で実行するデータ送信処理手順の前半部分を示すフローチャートである。
図１３は、無線送信機１００の処理部１０３で実行するデータ送信処理手順の後半部分を示すフローチャートである。
図１２に示す処理は、図１０のステップＳ１〜Ｓ６及びＳ３１〜Ｓ３３の処理と同一であるため、ここでは図１３の処理を中心に説明する。図１３において、図１０と同一処理を行うステップには同一ステップ番号を付している。
【００８０】
図１３のステップＳ４１では、処理部１０３は、重要データの送信頻度が高まっている状態（バックアップ送信が必要な重要データが連続的に発生する連続発生状態）であるか否かを判定する。例えば、センサーデータの値が、重要データが集まる範囲内にある場合や、重要データが発生しやすい時間帯などに、重要データの送信頻度が高まっている状態であると判断する。
【００８１】
そして、高頻度である場合にはステップＳ４２に移行し、高頻度でない場合には、前記ステップＳ７に移行する。すなわち、このステップＳ４２でＮｏと判定された場合、前述した第２の実施形態と同じ処理を行うことになる。
ステップＳ４２では、処理部１０３は、Ｆ２連続情報を“３”にセットし、ステップＳ４３に移行する。すなわち、本実施形態では、重要データの送信頻度が高まっている状態（バックアップ送信が必要な重要データが連続的に発生する連続発生状態）であると判断したとき、連続発生状態であることを示す連続発生情報としてＦ２連続情報をセットする。なお、Ｆ２連続情報Ｎの初期値は“０”である。
【００８２】
ステップＳ４３では、処理部１０３は、第１周波数Ｆ１でのデータ送信を定期間隔送信に切り替えるためのタイマをセットし、ステップＳ４４に移行する。ここでは、主間隔の区切りのタイミングで第１周波数Ｆ１でのデータ送信を行うと共に、そのデータ送信間隔時間が主間隔のＭ倍（例えば、Ｍ＝３）となるように、定期間隔送信開始時刻をセットする。
【００８３】
すなわち、重要データの送信頻度が低い状態（バックアップ送信が必要な重要データが単発的に発生する通常状態）では、データ送信タイミングを主間隔の区切りに対してランダム遅延を設けたタイミングとするランダム送信とする。そして、当該ランダム送信から、主間隔の区切りをデータ送信タイミングとする定期間隔送信に切り替えた場合、第１周波数Ｆ１での送信頻度をランダム送信時と比較して低くする（送信間隔時間をランダム送信時と比較して広くする）。
ステップＳ４４では、処理部１０３は、定期間隔送信タイマの割込みの有無を判定する。そして、定期間隔送信タイマ割込みが無いと判定した場合にはステップＳ４５に移行し、定期間隔送信タイマの割込みが有ると判定した場合には、後述するステップＳ４９に移行する。
【００８４】
ステップＳ４５では、処理部１０３は、センサーデータを取得するためのセンサーデータ取得タイマの割込みの有無を判定する。例えば、主間隔でセンサーデータを取得するように、センサーデータ取得開始時刻を予め設定しておき、システム時刻がセンサーデータ取得開始時刻にマッチしたとき、センサーデータ取得タイマ割込み有りと判断する。センサーデータ取得タイマ割込みが有ると判定した場合には、ステップＳ４６に移行し、センサーデータ取得タイマ割込みが無いと判定した場合には、後述するステップＳ４７に移行する。
ステップＳ４６では、処理部１０３は、データ検出部１０５で検出したセンサーデータを読み込み、これをメモリへ格納してからステップＳ４７に移行する。
【００８５】
ステップＳ４７では、処理部１０３は、第２周波数Ｆ２での間欠動作タイマ割込みの有無を判定する。そして、間欠動作タイマ割込みが有ると判定した場合にはステップＳ４８に移行し、間欠動作タイマ割込みが無いと判定した場合には、前記ステップＳ４４に移行する。
ステップＳ４８では、処理部１０３は、送信周波数を第２周波数Ｆ２に設定するための周波数切替コマンドを周波数切替部１０７に出力すると共に、Ｆ２送信用データを第２周波数で無線送信するための送信コマンドを無線処理部１０２に対して出力し、前記ステップＳ４４に移行する。
【００８６】
また、ステップＳ４９では、処理部１０３は、データ検出部１０５で検出したセンサーデータを読み込み、これをメモリへ格納してステップＳ５０に移行する。
ステップＳ５０では、処理部１０３は、第１周波数Ｆ１で送信する送信用データを作成し、ステップＳ５１に移行する。ここでは、Ｆ１送信用データとして、図５のフレームＡのみから構成される短縮フレームを作成する。
ステップＳ５１では、処理部１０３は、送信周波数を第１周波数Ｆ１に設定するための周波数切替コマンドを周波数切替部１０７に出力すると共に、Ｆ１送信用データを第１周波数で無線送信するための送信コマンドを無線処理部１０２に対して出力し、ステップＳ５２に移行する。
【００８７】
ステップＳ５２では、処理部１０３は、現在のＦ２連続情報Ｎが“１”にセットされているか否かを判定する。そして、Ｆ２連続情報Ｎ≠１である場合にはステップＳ５３に移行し、Ｆ２連続情報Ｎ＝１である場合には後述するステップＳ５４に移行する。
ステップＳ５３では、処理部１０３は、Ｆ２連続情報Ｎの値を１だけ減らし、前記ステップＳ４４に移行する。
ステップＳ５４では、処理部１０３は、先ず、第２周波数Ｆ２でバースト送信するためのバースト送信フレームを作成する。
【００８８】
図１４は、バースト送信フレームの構成を示す図である。
この図１４に示すように、バースト送信フレームは、プリアンブルと、ＷＳ（ワードシンク）と、ＩＤデータと、ＤＡＴＡ数と、ＤＡＴＡと、ＣＳ（チェックサム）とを含む。ＤＡＴＡには、前記ステップＳ４６及びＳ４９でメモリに格納したα個のセンサーデータをもとに作成されたデータが付加される。なお、ＤＡＴＡが長くなる場合には、ＤＡＴＡ内にチェックサムを入れてもよい。
【００８９】
次に、処理部１０３は、前記ステップＳ５１における第１周波数Ｆ１での短縮フレームの送信が終了した後、送信周波数を第２周波数Ｆ２に設定するための周波数切替コマンドを周波数切替部１０７に出力する。そして、バースト送信用データを第２周波数で無線送信するための送信コマンドを無線処理部１０２に対して出力し、ステップＳ５５に移行する。
ステップＳ５５では、処理部１０３は、第１周波数Ｆ１での間欠送信を行うためのタイマをセットし、前記ステップＳ７に移行する。ここでは、ランダム遅延設定用乱数を発生させ、当該乱数に基づいてランダム遅延Δ（次送信時間情報）Ｔを設定し、これをもとに次送信開始時刻をセットする。
【００９０】
次に、データ受信装置２０で実行するデータ受信処理について説明する。
図１５は、データ受信装置２０の処理部２３で実行するデータ受信処理手順を示すフローチャートである。
図１５において、図７のデータ送信処理と同一処理を行うステップには、同一ステップ番号を付している。以下、図７の処理とは異なる部分を中心に説明する。
ステップＳ６１では、処理部２３は、第２周波数Ｆ２での受信動作タイマ割込みの有無と、第２周波数Ｆ２でのバースト受信動作タイマ割込みの有無とを判定する。そして、何れのタイマ割込みも無いと判定した場合には、前記ステップＳ１５に移行し、何れか一方のタイマ割込みが有ると判定した場合には、前記ステップＳ１３に移行する。
【００９１】
また、ステップＳ６２では、処理部２３は、前記ステップＳ１６で受信したデータから、次送信時間情報、Ｆ２有無情報およびＦ２連続情報Ｎを取得し、ステップＳ６３に移行する。
ステップＳ６３では、処理部２３は、取得したＦ２連続情報Ｎが“０”であるか否かを判定する。そして、Ｆ２連続情報Ｎ≠０である場合には、Ｆ２連続情報Ｎが有ると判定してステップＳ６４に移行し、Ｆ２連続情報Ｎ＝０である場合にはそのまま前記ステップＳ２０に移行する。
【００９２】
ステップＳ６４では、処理部２３は、第２周波数Ｆ２でのバースト受信動作を行うためのタイマをセットし、前記ステップＳ１１に移行する。ここでは、現時刻から（定期送信間隔時間×Ｎ）後の時刻を、バースト受信開始時刻としてセットする。
なお、図１２及び図１３において、ステップＳ４１が連続発生検出部に対応し、ステップＳ４及びＳ４３が送信タイミング決定部に対応している。
【００９３】
（動作）
次に、第３の実施形態の動作について説明する。
図１６は、第２の実施形態の動作を説明するための図である。
時刻ｔ３１において、端末２の送信データに重要データＤ１が含まれる場合、この時刻ｔ３１では、端末２は、Ｆ１送信用データとしてフレームＡのみから構成される短縮フレームを作成する（図１２のステップＳ３２）。なお、この短縮フレームに含まれるＦ２有無情報は“１”、Ｆ２連続情報Ｎは“０”にセットされる。そして、作成した短縮フレームを、第１周波数Ｆ１で受信機に対して送信する（ステップＳ３）。
【００９４】
端末２から送信された短縮フレームは、同時刻ｔ３１で、受信機によって受信５として受信される。
時刻ｔ３１で発生した重要データＤ１は、時刻ｔ３３で、端末２から第２周波数Ｆ２でバックアップ送信される。このとき、時刻ｔ３３で、端末３から第１周波数Ｆ１で通常データが送信されたものとする。受信機は、時刻ｔ３３で受信周波数を第２周波数に切り替えるため、このような場合には、端末２から送信されたバックアップデータは受信機によって受信されるが、端末３から送信された通常データは未受信となる。
【００９５】
このように、通常の間欠送信動作を行う第１周波数Ｆ１とは異なる第２周波数Ｆ２でバックアップ送信を行うため、他の端末からバックアップ送信と同時刻に第１周波数Ｆ１でデータ送信が行われても、データの衝突が生じることはない。そのため、受信機は第２周波数Ｆ２で送信されるバックアップデータを確実に受信することができ、重要データの損失を防止することができる。
【００９６】
また、時刻ｔ３２でも、端末２の送信データに重要データＤ２が含まれる場合、時刻ｔ３１のときと同様に、端末２は、時刻ｔ３２で、第１周波数Ｆ１での短縮フレームの送信を行い、時刻ｔ３４で、第２周波数Ｆ２でのバックアップデータの送信を行う。
時刻ｔ３２で、端末２から第１周波数Ｆ１で送信された短縮フレームは、同時刻ｔ３２で、受信機によって第１周波数Ｆ１での受信６として受信される。また、時刻ｔ３４で、端末２から第２周波数Ｆ２で送信されたバックアップデータは、同時刻ｔ３４で、受信機によって第２周波数Ｆ２での受信２として受信される。
【００９７】
その後、時刻ｔ３５で、端末２が重要データの送信頻度が高まっていると判定したものとすると（図１３のステップＳ４１でＹｅｓ）、端末２は、Ｆ２連続情報Ｎを“３”にセットし（ステップＳ４２）、第１周波数Ｆ１での送信を定期間隔送信に切り替えるためのタイマをセットする（ステップＳ４３）。
その後は、次の定期間隔送信開始時刻ｔ３７になるまで、主間隔の区切りのタイミングでセンサーデータを取得し、これらをメモリに格納する（ステップＳ４６）。
【００９８】
また、時刻ｔ３６では、Ｆ２間欠動作タイマ割込み有りと判定するため（ステップＳ４７でＹｅｓ）、端末２は重要データＤ３を含むバックアップデータを送信し（ステップＳ４８）、受信機は第２周波数Ｆ２でこれを受信３として受信する。
そして、時刻ｔ３７になると、端末２は、定期間隔送信タイマ割込み有りと判定し（ステップＳ４４でＹｅｓ）、センサーデータを取得すると共にこれをメモリに格納する（ステップＳ４９）。そして、このセンサーデータをもとにＦ１送信用データとして短縮フレームを作成し（ステップＳ５０）、これを第１周波数Ｆ１で送信する（ステップＳ５１）。このとき、短縮フレームに含まれるＦ２連続情報Ｎは“３”となっている。
【００９９】
Ｆ２連続情報Ｎ＝３であるため（ステップＳ５２でＮｏ）、端末２はＦ２連続情報Ｎを“２”に減らす（ステップＳ５３）。
受信機は、この時刻ｔ３７では、端末２から送信された短縮フレームを受信し、Ｆ２連続情報Ｎ＝３であることを認識する（ステップＳ６３でＹｅｓ）。そのため、受信機は、Ｆ２連続情報Ｎ＝３に基づいて、第２周波数Ｆ２でのバースト受信動作を行うためのタイマをセットする（ステップＳ６４）。このとき、バースト受信動作開始時刻は、前回のデータ受信時刻ｔ３５から（定期間隔×３）後の時刻ｔ４０にセットされる。
【０１００】
その後、時刻ｔ３８では、端末２は、時刻ｔ３７のときと同様に、直前のセンサーデータをもとにＦ１送信用データとして短縮フレームを作成し（ステップＳ５０）、これを第１周波数Ｆ１で送信する（ステップＳ５１）。このとき、短縮フレームに含まれるＦ２連続情報Ｎは“２”となっている。
Ｆ２連続情報Ｎ＝２であるため（ステップＳ５２でＮｏ）、端末２はＦ２連続情報Ｎを“１”に減らす（ステップＳ５３）。
【０１０１】
そして、時刻ｔ３９では、端末２は、時刻ｔ３８のときと同様に、直前のセンサーデータをもとにＦ１送信用データとして短縮フレームを作成し（ステップＳ５０）、これを第１周波数Ｆ１で送信する（ステップＳ５１）。このとき、短縮フレームに含まれるＦ２連続情報Ｎは“１”となっている。
Ｆ２連続情報Ｎ＝１であるため（ステップＳ５２でＹｅｓ）、端末２は、図１４に示す構成のバースト送信フレームを作成し、これを短縮フレーム送信完了後の時刻ｔ４０にて第２周波数Ｆ２で送信する（ステップＳ５４）。バースト送信フレームのＤＡＴＡには、重要データＤ４〜Ｄ１１が付加される。
【０１０２】
この時刻ｔ４０では、受信機は、バースト受信動作タイマ割込み有りと判定するため（ステップＳ６１でＹｅｓ）、受信周波数を第２周波数Ｆ２に切り替え、端末２から送信されるバースト送信フレームを受信する。
なお、時刻ｔ３９で端末２が第１周波数Ｆ１で送信した短縮フレームは、端末１が第１周波数Ｆ１で送信したデータと衝突しており、受信機は時刻ｔ３９で端末２が送信した短縮フレームを受信できていない。
【０１０３】
このように、受信機は、Ｆ２連続情報Ｎ＝１を未受信であるが、先のＦ２連続情報Ｎ＝３及びＦ２連続情報Ｎ＝２を受信できているため、受信したＦ２連続情報Ｎに基づいてバースト受信動作開始時刻をセットすることができる。すなわち、１〜３の何れかのＦ２連続情報Ｎを受信できていれば、受信機はバースト送信データの受信タイミングを予測し、適切にバースト受信動作を開始することができる。
【０１０４】
（効果）
このように、上記第３の実施形態では、重要データの送信頻度が高まると、無線送信機からの第１周波数Ｆ１でのデータ送信を定期間隔送信に切り替えると共に、データ送信頻度を低くする（データ送信間隔時間を広くする）。そして、定期間隔送信を行っている期間の送信データをメモリに格納しておき、一定期間後に格納したデータを第２周波数Ｆ２で一括送信（バースト送信）する。
【０１０５】
したがって、第１周波数でのデータ送信頻度を低下させることで、システム全体のデータ衝突を緩和させ、システムの信頼性を高めることができる。また、ランダム送信から定期間隔送信へ切り替えるので、受信機は無線送信機がバースト送信を開始するタイミングを適正に予測することができ、確実にバースト送信データを受信することができる。さらに、バースト送信は送信効率が良いため、無線送信機の低消費化が図れる。
また、バースト送信を行う場合には、第１周波数で定期間隔送信を行っている期間に、バースト送信開始カウント情報と等価であるＦ２連続情報を送信するので、受信機は事前にバースト受信タイミングを予測することができる。このように、周波数スキャンを行わずに済むため、送信フレーム長を短くすることができ、無線送信機の低消費化が図れる。
【０１０６】
（応用例）
なお、上記各実施形態においては、図６、図１０及び図１２のステップＳ６や図１３のステップＳ５４で、前回の次送信時間情報ＴＮに基づいて、第１周波数Ｆ１での前回の送信時刻から（ＴＮ×２）後の時刻をバックアップ送信開始時刻とする場合について説明したが、調整係数をａ＞１として、（ＴＮ×ａ）後の時刻をバックアップ送信開始時刻としてもよい。
また、上記各実施形態においては、無線送信機１００の送信周波数およびデータ受信装置２０の受信周波数を、第１周波数Ｆ１と第２周波数Ｆ２との間で切り替える場合について説明したが、３つ以上の異なる周波数の間で切替制御を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１０７】
１０…データ収集システム、２０…データ受信装置（ホスト）、２１…無線受信部、２２…無線処理部、２３…処理部、２４…記憶部、２５…外部Ｉ／Ｆ部、２６…電源部、２７…周波数切替部、２８…アンテナ、１００…無線送信機（無線タグ）、１０１…無線送信部（ＲＦＩＣ）、１０２…無線処理部、１０３…処理部（ＣＰＵ）、１０４…記憶部、１０５…データ検出部、１０６…電源部、１０７…周波数切替部、１０８…アンテナ
【図１】
2011199581.tif 000003
【図２】
2011199581.tif 000004
【図３】
2011199581.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011199581.tif 000009
【図８】
2011199581.tif 000010
【図９】
2011199581.tif 000011
【図１０】
2011199581.tif 000012
【図１１】
2011199581.tif 000013
【図１２】
2011199581.tif 000014
【図１３】
2011199581.tif 000015
【図１４】
2011199581.tif 000016
【図１５】
2011199581.tif 000017
【図１６】
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