(57)【要約】      （修正有）【課題】高速で、電波干渉による通信エラーが発生しにくい無線センサーネットワークを提供する。【解決手段】この無線センサーネットワークは、１以上の無線センサーモジュールとゲートウェイとを有する。無線センサーモジュールは、第１の周波数帯（２．４ＧＨｚ帯）を用いて無線通信を行う第１の無線モジュールと、第２の周波数帯（９２０ＭＨｚ帯）を用いて無線通信を行う第２の無線モジュールと、第１の無線モジュールを用いてデータ送信を試み、第１の無線モジュールを用いたデータ送信が失敗した場合にのみ、第２の無線モジュールを用いたデータ送信に切り替えるように制御する演算処理回路とを具備する。【選択図】図３
2019036816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象の状態を検出して検出データを生成する１以上の無線センサーモジュールと、前記１以上の無線センサーモジュールでそれぞれ生成された複数の前記検出データを無線通信により収集し、データ収集装置に送信するゲートウェイとを有し、
前記無線センサーモジュールが、
第１の周波数帯を用いて無線通信を行う第１の無線モジュールと、
前記第１の周波数帯に比べ中心周波数が低い第２の周波数帯を用いて無線通信を行う第２の無線モジュールと、
前記第１の無線モジュールを用いてデータ送信を試み、前記第１の無線モジュールを用いたデータ送信が失敗した場合にのみ、前記第２の無線モジュールを用いたデータ送信に切り替えるように制御する演算処理回路と
を具備する無線センサーネットワーク。
【請求項２】
請求項１に記載の無線センサーネットワークであって、
前記演算処理回路は、前記第１の無線モジュールを用いたデータ送信を複数の通信チャネルを順次切り替えて試みるように構成され、かつ前記第２の無線モジュールを用いたデータ送信を複数の通信チャネルを順次切り替えて試みるように構成された
無線センサーネットワーク。
【請求項３】
請求項１または２に記載の無線センサーネットワークであって、
前記演算処理回路は、前記第２の無線モジュールを用いたデータ送信において単位時間当たりの送信総和時間が閾値を超えたとき、前記第１の無線モジュールを用いたデータ送信に切り替えるように構成された
無線センサーネットワーク。
【請求項４】
請求項２または３に記載の無線センサーネットワークであって、
前記演算処理回路は、前記第１の無線モジュールによるデータ送信に成功した前記通信チャネルの情報を記憶し、次の第１の無線モジュールによるデータ送信を前記記憶された通信チャネルを最初に使用して行うように制御し、
前記第２の無線モジュールによるデータ送信に成功した前記通信チャネルの情報を記憶し、次の前記第２の無線モジュールによるデータ送信を前記記憶された通信チャネルを最初に使用して行うように制御する
無線センサーネットワーク。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の無線センサーネットワークであって、
前記第１の無線モジュールが２．４ＧＨｚ帯を使用する小電力無線モジュールであり、前記第２の無線モジュールが９２０ＭＨｚ帯を使用する特定小電力無線のモジュールである
無線センサーネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば工場内の機器などの監視対象の状態の検出データを無線通信により収集する無線センサーネットワークに関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機器、油圧機器などの機器の状態を監視する機器状態監視システムとして、無線センサーネットワークを用いたものが知られる。この機器状態監視システムでは、無線センサーネットワークに接続された複数のセンサーによって機器の状態を示す様々な物理量が検出され、各センサーの検出データは無線センサーネットワークを通じてゲートウェイにて収集され、外部のネットワーク上のデータ分析用のコンピュータなどに送信される。
【０００３】
このような監視システムには、センサーの出力をデータ化して無線通信することが可能な無線センサーモジュールが用いられる。無線センサーモジュールおよびゲートウェイはそれぞれ、例えば、メッシュ型の無線センサーネットワークに個々のノードとして扱われる。メッシュ型の無線センサーネットワークでは、データを送受信するノードのペアを更新することによって、無線センサーモジュールで生成された検出データがゲートウェイに到達するまでの無線通信経路を適宜切り替えることができる。無線センサーネットワークの無線通信には、例えば工業用無線規格であるＩＳＡ１００．１１ａによる近距離無線通信などがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−０１３７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
無線センサーネットワークで用いられるＩＳＡ１００．１１ａによる近距離無線通信では主に２．４ＧＨｚ帯が使用される。しかしながら、２．４ＧＨｚ帯はＷｉＦｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、電子レンジ、移動体識別装置（ＲＦＩＤ）、アマチュア無線局などと、使用する周波数が重複しているため、電波干渉による障害によるデータ転送速度の低下や通信エーなどの問題が発生していた。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高速で、電波干渉による通信エラーが発生しにくい無線センサーネットワークを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明に係る無線センサーネットワークは、監視対象の状態を検出して検出データを生成する１以上の無線センサーモジュールと、前記１以上の無線センサーモジュールでそれぞれ生成された複数の前記検出データを無線通信により収集し、データ収集装置に送信するゲートウェイとを有し、前記無線センサーモジュールが、第１の周波数帯を用いて無線通信を行う第１の無線モジュールと、前記第１の周波数帯に比べ中心周波数が低い第２の周波数帯を用いて無線通信を行う第２の無線モジュールと、前記第１の無線モジュールを用いてデータ送信を試み、前記第１の無線モジュールを用いたデータ送信が失敗した場合にのみ、前記第２の無線モジュールを用いたデータ送信に切り替えるように制御する演算処理回路とを具備する。
【０００８】
本発明に係る無線センサーネットワークでは、無線センサーモジュールの演算処理回路が、データ送信を行うため、第１の無線モジュールを用いてデータ送信を試み、前記第１の無線モジュールを用いたデータ送信が失敗した場合にのみ、前記第２の無線モジュールを用いたデータ送信に切り替えるように制御することによって、高速で、通信エラーが発生しにくい無線センサーネットワークが実現される。
【０００９】
前記演算処理回路は、前記第１の無線モジュールを用いたデータ送信を複数の通信チャネルを順次切り替えて試みるように構成され、かつ前記第２の無線モジュールを用いたデータ送信を複数の通信チャネルを順次切り替えて試みるように構成されたものであってよい。これにより、電波干渉による通信エラーの発生をより抑えることができる。
【００１０】
前記演算処理回路は、前記第２の無線モジュールを用いたデータ送信において単位時間当たりの送信総和時間が閾値を超えたとき、前記第１の無線モジュールを用いたデータ送信に切り替えるように構成されてもよい。これにより第２の無線モジュールを用いたデータ送信の単位時間当たりの送信総和時間が制限されたなかで、第２の無線モジュールを用いたデータ送信が制限上不可となる前に第１の無線モジュールを用いたデータ送信に切り替えることができ、データ送信を待機しなければならない事態が発生することを回避し、システム全体におけるデータ送信時間の短縮を図ることができる。
【００１１】
また、演算処理回路は、前記第１の無線モジュールによるデータ送信に成功した前記通信チャネルの情報を記憶し、次の第１の無線モジュールによるデータ送信を前記記憶された通信チャネルを最初に使用して行うように制御し、前記第２の無線モジュールによるデータ送信に成功した前記通信チャネルの情報を記憶し、次の前記第２の無線モジュールによるデータ送信を前記記憶された通信チャネルを最初に使用して行うように制御してもよい。これにより、第１の無線モジュールによるデータ送信および第２の無線モジュールによるデータ送信において、通信チャネルの切り替えが発生する頻度を低下させることができ、データ送信時間の短縮を図ることができる。
【００１２】
第１の無線モジュールは２．４ＧＨｚ帯小電力無線のモジュールであり、第２の無線モジュールは９２０ＭＨｚ帯特定小電力無線のモジュールであってよい。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、高速で、電波干渉による通信エラーが発生しにくい無線センサーネットワークを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る一実施形態の無線センサーネットワークを用いた監視システムの全体的な概念図である。
【図２】図１の監視システムにおけるメッシュ型の無線センサーネットワークの構成例を示す図である。
【図３】無線センサーモジュールの構成を示すブロック図である。
【図４】ゲートウェイの構成を示すブロック図である。
【図５】無線センサーモジュールによる処理のフローチャートである。
【図６】無線センサーモジュールにおけるデータ送信の制御に関するフローチャートである。
【図７】変形例１の無線センサーモジュールにおけるデータ送信の制御に関するフローチャートである。
【図８】変形例２の無線センサーモジュールにおけるデータ送信の制御に関するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面をもとに説明する。
図１は本発明に係る一実施形態の無線センサーネットワークを用いた監視システムの全体的な概念図である。
この監視システム１は、例えば工場などの施設内の複数の監視対象である複数の機器１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）の状態を監視するシステムである。
【００１６】
この監視システム１は、無線センサーネットワーク１００とデータ収集装置２００とを有する。無線センサーネットワーク１００とデータ収集装置２００とはネットワーク３００を通じて接続可能である。ここでネットワークはＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもＷＡＮ（Ｗｉｄｅ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）であってもよい。
【００１７】
無線センサーネットワーク１００は、ゲートウェイＧと複数の無線センサーモジュールＭ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）などを含む。
【００１８】
複数の無線センサーモジュールＭ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）は各々、個々の監視対象である機器１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ）に一対一に対応して設けられる。すなわち、無線センサーモジュールＭ１は機器１０ａを監視対象とし、無線センサーモジュールＭ２は機器１０ｂを監視対象とし、無線センサーモジュールＭ３は機器１０ｃを監視対象とする。ゲートウェイＧは、複数の無線センサーモジュールＭ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）に対して無線通信のための親機として働き、複数の無線センサーモジュールＭ（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）は子機として働く。
【００１９】
なお、本明細書において、特定の無線センサーモジュールを指す場合には「無線センサーモジュールＭ１」、「無線センサーモジュールＭ２」、「無線センサーモジュールＭ３」と表記し、特定の無線センサーモジュールを指さない場合には「無線センサーモジュールＭ」と表記する。
【００２０】
無線センサーモジュールＭは、監視対象の機器１０の状態を検出する１以上のセンサー２１の検出信号を取り込み、監視対象の機器１０の状態を示す検出データを生成することが可能である。
【００２１】
無線センサーモジュールＭは、無線センサーネットワーク１００に属する他のノード（ゲートウェイＧ、他の無線センサーモジュールＭ）との間で検出データなどの情報を無線通信することが可能である。ゲートウェイＧは、各無線センサーモジュールＭより受信した情報を外部のネットワーク３００を通じてデータ収集装置２００に送信することが可能である。
【００２２】
データ収集装置２００は、無線センサーネットワーク１００のゲートウェイＧから外部のネットワーク３００を通じて送信された情報を受信して蓄積し、ディスプレイやスピーカなどの情報提示器２０１を通じて監視者Ｕ１に情報を提示することが可能である。
【００２３】
［無線センサーネットワーク］
無線センサーネットワーク１００には、例えばＩＳＡ１００．１１ａの規格による近距離無線通信などが採用される。複数の無線センサーモジュールＭとゲートウェイＧはメッシュ型のネットワークの形態で接続可能とされている。メッシュ型のネットワークは、無線通信において障害物による遮断や反射波による干渉にさらされることによる電波環境の変化に対し、すべての無線センサーモジュールＭで生成された検出データがゲートウェイＧに収集されるための最適な無線通信経路が得られるように、互いにピアツーピアで無線接続されるノードのペアを変更することができる。
【００２４】
図２はメッシュ型の無線センサーネットワーク１００の構成例を示す図である。
このメッシュ型の無線センサーネットワーク１００には、１機のゲートウェイＧと３機の無線センサーモジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３がノードとして存在する。３機の無線センサーモジュールＭ１、Ｍ２、Ｍ３の各々はゲートウェイＧとピアツーピア接続により無線通信することが可能とされている。
【００２５】
メッシュ型の無線センサーネットワーク１００にはマネージャ（図示せず）が存在する。なお、ゲートウェイＧがこのマネージャの機能をもっていてもよい。マネージャは、ピアツーピア接続するノードのペアの管理と、各ノードのペアが通信に利用するタイムスロットなどの割り当てを行う。
【００２６】
例えば、図２において、ゲートウェイＧは無線センサーモジュールＭ１とのペア、無線センサーモジュールＭ２とのペア、無線センサーモジュールＭ３とのペアに各々固有に割り当てられたタイムスロットを用いて無線通信するように設定される。
【００２７】
このメッシュ型の無線センサーネットワーク１００では、上記のペアの他、例えば、無線センサーモジュールＭ１と無線センサーモジュールＭ３とのペア、無線センサーモジュールＭ２と無線センサーモジュールＭ３とのペアなどの設定も可能である。
【００２８】
なお、本発明は、必ずしもメッシュ型の無線センサーネットワークを用いたもの限定されるものではなく、スター型、バス型の無線センサーネットワークであってもよい。
【００２９】
［無線センサーモジュール］
図３は無線センサーモジュールＭの構成を示すブロック図である。
無線センサーモジュールＭは、センサー信号処理回路１１、マイクロプロセッサ１２（本発明の特許請求の範囲の「演算処理回路」に相当する。）、メモリ１３、第１の無線モジュール１４、第１の無線アンテナ１５、電源部１６、第２の無線モジュール１７および第２の無線アンテナ１８を有する。
【００３０】
センサー信号処理回路１１は１以上のセンサー２１ａ、２１ｂ、２１ｃの出力信号をデジタルデータに変換してマイクロプロセッサ１２に供給する。機器の状態を検出するためのセンサーには、例えば、機器の振動を検出するための加速度センサー２１ａ、温度を検出するための温度センサー２１ｂ、圧力を検出するための圧力センサー２１ｃなどがある。
【００３１】
なお、本実施形態において、油圧機器の油状態を検出する油状態センサー２１ｄの出力は、無線センサーモジュールＭの外部の信号変換モジュール２２によってデジタルデータに変換されてマイクロプロセッサ１２に供給される。但し、油状態センサー２１ｄの出力も、その他のセンサー２１ａ、２１ｂ、２１ｃと同様にセンサー信号処理回路１１に供給され、センサー信号処理回路１１にてデジタルデータに変換されてもよい。
【００３２】
マイクロプロセッサ１２は、センサー信号処理回路１１から供給されたセンサー出力データから機器診断用の検出データを生成する。例えば、マイクロプロセッサ１２は、加速度センサー２１ａの出力データから、加速度の実効値、加速度の時間波形、速度の実効値、速度の時間波形、エンベロープ加速度のp-p値、エンベロープ加速度の時間波形などを算出する。その他、マイクロプロセッサ１２は、温度センサー２１ｂ、圧力センサー２１ｃおよび油状態センサー２１ｄなどの各種のセンサーの出力データから機器診断用の検出データを生成する。
【００３３】
メモリ１３は、無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２により生成された機器診断用の検出データの一時保存、および検出データに基づく異常などの状態判定のための作業領域などとして用いられる。
【００３４】
第１の無線モジュール１４は、ゲートウェイＧや他の無線センサーモジュールＭとの無線通信のための処理を行うモジュールである。第１の無線モジュール１４は第１の無線アンテナ１５を有する。第１の無線モジュール１４は、例えば、２．４ＧＨｚ帯を用いた無線モジュールである。
【００３５】
第２の無線モジュール１７は、第１の無線モジュール１４を使った無線送信が電波障害などによって不可である場合に第１の無線モジュール１４から切り替えられて使用されるモジュールである。第２の無線モジュール１７は第２の無線アンテナ１８を有する。第２の無線モジュール１７は、例えば、９２０ＭＨｚ帯を用いた無線モジュールである。
【００３６】
電源部１６は、無線センサーモジュールＭを動作させるために必要な電力を生成する。電源部１６は、バッテリ１６ａと、バッテリ１６ａに蓄積された電荷から無線センサーモジュールＭの動作用の定電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ１６ｂを有する。
【００３７】
［ゲートウェイＧ］
図４は、ゲートウェイＧの構成を示すブロック図である。
ゲートウェイＧは、マイクロプロセッサ３２、メモリ３３、ゲートウェイ側第１の無線モジュール３４、第１の無線アンテナ３５、電源部３１６、ゲートウェイ側第２の無線モジュール３７、第２の無線アンテナ３８およびネットワークインタフェース３９を有する。
【００３８】
ゲートウェイ側第１の無線モジュール３４は、無線センサーモジュールＭの第１の無線モジュール１４に対応して無線通信を行うための無線モジュールである。ゲートウェイ側第１の無線モジュール３４は第１の無線アンテナ３５を有する。ゲートウェイ側第１の無線モジュール３４は、例えば２．４ＧＨｚ帯を用いた無線モジュールである。
【００３９】
ゲートウェイ側第２の無線モジュール３７は、無線センサーモジュールＭの第２の無線モジュール１７に対応して無線通信を行うための無線モジュールである。ゲートウェイ側第２の無線モジュール３７は第２の無線アンテナ３８を有する。ゲートウェイ側第２の無線モジュール３７は、例えば、９２０ＭＨｚ帯を用いた無線モジュールである。
【００４０】
マイクロプロセッサ３２は、ゲートウェイＧの制御を行う。マイクロプロセッサ３２は、例えば、無線センサーモジュールＭより無線送信された検出データなどの情報を、ゲートウェイ側第１の無線モジュール３４およびゲートウェイ側第２の無線モジュール３７のいずれかを使って受信し、ネットワークインタフェース３９を使ってネットワーク３００を通じてデータ収集装置２００に送信するように制御を行うことが可能である。
【００４１】
メモリ３３は、マイクロプロセッサ３２に実行させるゲートウェイＧ用のプログラムやマネージャ用のプログラム、その他のプログラムに用いられるデータなどが格納される。また、メモリ３３は、無線センサーモジュールＭより受信した検出データなどの情報の一時保存のための領域などとして用いられる。
【００４２】
電源部３６は、ゲートウェイＧを動作させるために必要な電力を生成する。電源部３６は、バッテリ３６ａと、バッテリ３６ａに蓄積された電荷からゲートウェイＧの動作用の定電圧を生成するＤＣ／ＤＣコンバータ３６ｂを有する。
【００４３】
［監視システムの動作］
次に、監視システム１の動作を説明する。
無線センサーネットワーク１００内の各々の無線センサーモジュールＭにおいて、監視対象の機器１０の状態を示す検出データを生成する処理が並行して行われる。
【００４４】
各々の無線センサーモジュールＭで生成された検出データなどの情報は第１の無線モジュール１４および第２の無線モジュール１７のいずれかを使ってゲートウェイＧに無線送信され、ゲートウェイＧからネットワーク３００を通じてデータ収集装置２００に送信され、蓄積される。
【００４５】
［無線センサーモジュールの動作］
図５は、無線センサーモジュールＭにより実行される処理のフローチャートである。
無線センサーモジュールＭの第１の無線モジュール１４および第２の無線モジュール１７はいずれもスリープ状態にあるものとする。
【００４６】
マイクロプロセッサ１２は、無線センサーネットワーク１００内のすべてのノード間で正確に同期がとられた内部の時計の時刻を確認する（ステップＳ１０１）。無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、時計の時刻が、ゲートウェイＧとの通信のためのタイムスロットに入ったかどうかを判定する（ステップＳ１０２）。
【００４７】
無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、時計の時刻がゲートウェイＧとの通信のためのタイムスロットに入ったことを判定すると（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、第１の無線モジュール１４または第２の無線モジュール１７のスリープ状態を解除して送信状態に設定し、各センサー２１の出力信号から診断用の検出データを生成する（ステップＳ１０３）。例えば、マイクロプロセッサ１２は、加速度センサー２１ａの出力データから、診断用の検出データとして、加速度の実効値、加速度の変位（時間波形）、速度の実効値、速度の変位（時間波形）、エンベロープ加速度のp-p値（ピークtoピーク値）、エンベロープ加速度の変位（時間波形）などを算出する。
【００４８】
続いて、無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、生成した検出データをメモリ１３に保持する（ステップＳ１０４）。マイクロプロセッサ１２は、メモリ１３から検出データを読み出し、送信状態に設定された第１の無線モジュール１４または第２の無線モジュール１７を用いてゲートウェイＧに無線送信するように制御を行う（ステップＳ１０５）。
【００４９】
一方、ゲートウェイＧは、第１の無線モジュール３４と第２の無線モジュール３７の両方が受信待ち状態で動いており、無線センサーモジュールＭから第１の無線モジュール１４または第２の無線モジュール１７のいずれかを用いて無線送信された検出データを受信する。
【００５０】
無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、データ送信から所定時間内にゲートウェイＧからのＡＣＫを受け取ることによってゲートウェイＧに検出データが無事に送信されたことを判定し、メモリ１３から送信済みの検出データを消去し、データ送信に用いた第１の無線モジュール１４または第２の無線モジュール１７をスリープ状態にする。
【００５１】
［２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯］
本実施形態の無線センサーネットワーク１００では、無線センサーモジュールＭからゲートウェイＧへのデータ送信に第１の無線モジュール１４および第２の無線モジュール１７が選択的に用いられる。
【００５２】
第１の無線モジュール１４で使用される２．４ＧＨｚ帯は、ＷｉＦｉ（登録商標）などの無線ＬＡＮ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、電子レンジ、移動体識別装置（ＲＦＩＤ）、アマチュア無線局などと、使用する周波数が重複しているため、電波干渉による障害によるデータ転送速度の低下などの問題が生じる可能性がある。その反面、２．４ＧＨｚ帯の無線通信は、９２０ＭＨｚ帯の無線通信のように連続送信に規格上の制限がなく、データ転送速度も９２０ＭＨｚ帯の無線通信に比べ高速である。このような理由から、本実施形態の無線センサーネットワーク１００では、無線センサーモジュールＭからゲートウェイＧへのデータ送信に２．４ＧＨｚ帯が優先的に使用される。
【００５３】
一方、第２の無線モジュール１７で使用される９２０ＭＨｚ帯は連続通信時間や通信間隔に制限がある。具体的には、１時間当りの送信時間の総和を３６０秒以下としなければならないことが「ＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８」に規定されている。その反面、９２０ＭＨｚ帯の無線通信は２．４ＧＨｚ帯の無線通信に比較して信号到達距離が長く、回折性が高いので障害物を回りこんで通信でき、信頼性に優れる。そこで、本実施形態の無線センサーネットワーク１００では、２．４ＧＨｚ帯による無線送信が不可であることが判定された場合に９２０ＭＨｚ帯が使用されるようになっている。
【００５４】
［２．４ＧＨｚ帯と９２０ＭＨｚ帯の切り替え制御］
図６は、無線センサーモジュールＭにおけるデータ送信の制御に関するフローチャートである。
無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、はじめに第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信を試みる（ステップＳ２０１）。無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信の完了（ＡＣＫの受信）を判定した場合には（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、第１の無線モジュール１４をスリープ状態にセットして（ステップＳ２０３）、本処理を終了する。
【００５５】
また、マイクロプロセッサ１２は、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信の失敗（データ送信から所定時間内にＡＣＫが返ってこないこと）を判定した場合には（ステップＳ２０２のＮＯ）、通信チャネルを更新して再度、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信を試みる（ステップＳ２０４、Ｓ２０５）。つまり、ゲートウェイＧへのデータ送信が完了するまで通信チャネルを毎回切り替えてデータ送信を試みることがＸ回をリミットとして繰り返される。例えば、第１チャネルから第１６チャネルまでの１６個の通信チャネルがある場合、１６個の通信チャネルを順番に用いてゲートウェイＧへのデータ送信が繰り返される。この場合、Ｘ＝１６であるが、Ｘは１から１５の範囲内の値であってもよいし、１６よりも大きくてもよい。
【００５６】
いずれかの通信チャネルでゲートウェイＧへのデータ送信が完了すれば（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、マイクロプロセッサ１２は、第１の無線モジュール１４をスリープ状態にして（ステップＳ２０３）、本処理を終了する。Ｘ回のゲートウェイＧへのデータ送信がすべて失敗した場合には（ステップＳ２０４のＹＥＳ）、無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、第１の無線モジュール１４をスリープ状態にし、第２の無線モジュール１７をスリープ状態から送信状態にセットする（ステップＳ２０６）。
【００５７】
次に、無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信を試みる（ステップＳ２０７）。マイクロプロセッサ１２は、第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信の完了を判定した場合には（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、第２の無線モジュール１７をスリープ状態に更新して（ステップＳ２０９）、本処理を終了する。
【００５８】
また、マイクロプロセッサ１２は、第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信の失敗を判定した場合には（ステップＳ２０８のＮＯ）、通信チャネルを更新して再度、第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信を試みる（ステップＳ２１０、Ｓ２１１）。つまり、ゲートウェイＧへのデータ送信が完了するまで通信チャネルを毎回切り替えてデータ送信を試みることがＹ回をリミットとして繰り返される。例えば、第１チャネルから第１６チャネルまでの１６個の通信チャネルがある場合、１６個の通信チャネルを順番に用いてゲートウェイＧへのデータ送信が繰り返される。この場合、Ｙ＝１６であるが、Ｙは１から１５の範囲内の値であってもよいし、１６よりも大きくてもよい。
【００５９】
いずれかの通信チャネルでゲートウェイＧへのデータ送信が完了すれば（ステップＳ２０８のＹＥＳ）、マイクロプロセッサ１２は、第２の無線モジュール１７をスリープ状態に更新して（ステップＳ２０９）、本処理を終了する。Ｙ回のゲートウェイＧへのデータ送信がすべて失敗した場合には（ステップＳ２１０のＹＥＳ）、無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、所定のエラー処理を行った後（ステップＳ２１２）、第２の無線モジュール１７をスリープ状態に更新するとともに第１の無線モジュール１４をスリープ状態から送信状態に更新し、ステップＳ２０１に戻って、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）を使ったゲートウェイＧへのデータ送信をやりなおす。
【００６０】
なお、ステップＳ２１２のエラー処理としては、無線センサーモジュールＭに設けられたＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの警報装置を起動させる処理などが考えられる。あるいは、他の無線センサーモジュールＭを径由させてゲートウェイＧに検出データを送る処理をエラー処理として起動させてもよい。
【００６１】
以上のように、本実施形態の無線センサーネットワーク１００では、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）を最初に使用してゲートウェイＧへのデータ送信が試みられ、この第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）によるデータ送信が不可である場合には第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ帯）を使ったデータ送信に切り替えられる。これにより、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）の高速性と、第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ帯）の長い通信距離が活かされ、高速で、電波干渉による通信エラーが発生しにくい無線センサーネットワークが実現される。
【００６２】
また、本実施形態の無線センサーネットワーク１００では、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ帯）および第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ帯）の各無線通信とも、複数の通信チャネルによるデータ送信を順番に試すことができるので、電波干渉による通信エラーの発生をより抑えることができる。
【００６３】
＜変形例１＞
次に、上記実施形態の無線センサーネットワーク１００の変形例１を説明する。
図７は、本変形例１の無線センサーモジュールＭにおけるデータ送信の制御に関するフローチャートである。
【００６４】
図７のフローチャートにおいて、ステップ３０７Ａおよびステップ３０７Ｂを除くその他のステップＳ３０１からステップＳ３１２は、上記実施形態の図６のフローチャートにおけるステップＳ２０１からステップＳ２１２の処理と同じである。そこで、図７のステップＳ３０１からステップＳ３１２の処理について説明は省略し、本変形例１において追加されたステップ３０７Ａおよびステップ３０７Ｂについて主に説明する。
【００６５】
９２０ＭＨｚ帯の通信仕様はＡＲＩＢ ＳＴＤ−Ｔ１０８で規定されており、そのなかに１時間当たりの送信総和時間の制限がある。例えば、１時間当りの送信総和時間は３６０秒以下としなければならないことなどが規定されている。この規定に従って、無線センサーモジュールＭのマイクロプロセッサ１２は、９２０ＭＨｚ帯によるデータ送信の際に上記の１時間当たりの送信総和時間の制限下でデータ送信を行うように制御している。
【００６６】
本変形例１では、１時間当たりの送信総和時間に対して閾値（Ｚ）を設けている。この閾値（Ｚ）は１時間当たりの送信総和時間の上限値よりも低い値として設定される。マイクロプロセッサ１２は、第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ）によるデータ送信の際に１時間当たりの送信総和時間が閾値（Ｚ）を越えた場合には（ステップＳ３０７ＡのＹＥＳ）、直ちに第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ）によるデータ送信に切り替えるように制御を行う（ステップＳ３０７Ｂ→ステップＳ３０１）。これにより、１時間当たりの送信総和時間の制限によってデータ送信を待機しなければならない事態が発生することを回避し、システム全体におけるデータ送信時間の短縮を図ることができる。
【００６７】
＜変形例２＞
次に、上記実施形態の無線センサーネットワーク１００の変形例２を説明する。
図８は、本変形例２の無線センサーモジュールＭにおけるデータ送信の制御に関するフローチャートである。
図８のフローチャートにおいて、ステップ４０３Ａおよびステップ４０９Ａを除くその他のステップＳ４０１からステップＳ４１２は、上記実施形態の図６のフローチャートにおけるステップＳ２０１からステップＳ２１２の処理と同じである。そこで、図８のステップＳ４０１からステップＳ４１２の処理について説明は省略し、本変形例２において追加された４０３Ａおよびステップ４０９Ａについて主に説明する。
【００６８】
本変形例２では、マイクロプロセッサ１２が、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ）によるデータ送信に成功した通信チャネルの情報をメモリ１３に記憶し（ステップＳ４０３Ａ）、次の第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ）によるデータ送信を、メモリ１３に記憶された通信チャネルを最初に使用して行うように制御する。
【００６９】
第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ）によるデータ送信に関しても同様に、マイクロプロセッサ１２は、第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ）によるデータ送信に成功した通信チャネルの情報をメモリ１３に記憶し（ステップＳ４０９Ａ）、次の第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ）によるデータ送信を、メモリ１３に記憶された通信チャネルを最初に使用して行うように制御する。
【００７０】
これにより、第１の無線モジュール１４（２．４ＧＨｚ）によるデータ送信および第２の無線モジュール１７（９２０ＭＨｚ）によるデータ送信において、通信チャネルの切り替えが発生する頻度を低下させることができ、システム全体におけるデータ送信時間の短縮を図ることができる。
【００７１】
本発明は、工場内の機器の状態を監視するシステムのみならず、例えば、ビル、鉄道、船舶、建設用車両など、様々な種類の設備、施設内の監視対象を監視する場合に適用できる。その他、橋梁、道路、トンネルなどの構築物において、監視対象となる部位の振動や変形などの状態を監視するシステムにも本発明は応用することができる。
【００７２】
上記の実施形態では、第１の無線モジュール１４として２．４ＧＨｚ帯を使用
する小電力無線モジュールを使用し、第２の無線モジュール１７として９２０ＭＨｚ帯を使用する特定小電力無線モジュールを使用した無線センサーネットワークについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、第１の周波数帯を用いて無線通信を行う第１の無線モジュールと、第１の周波数帯に比べ中心周波数が低い第２の周波数帯を用いて無線通信を行う第２の無線モジュールとを用いた無線センサーネットワークであれば適用し得るものである。
【００７３】
その他、本発明は、上述の実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００７４】
Ｍ…無線センサーモジュール
Ｇ…ゲートウェイ
１…監視システム
１０…機器（監視対象）
１１…センサー信号処理回路
１２…マイクロプロセッサ
１３…メモリ
１４…第１の無線モジュール
１５…第１の無線アンテナ
１６…電源部
１７…第２の無線モジュール
１８…第２の無線アンテナ
１００…無線センサーネットワーク
【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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