(57)【要約】【課題】  センサネットワークシステムにおけるセンサノードの消費電力を低減する。【解決手段】  一実施形態に係るセンサノードは、センサと、前記センサによる計測値を含む計測値信号をホストに送信するセンサノード送信部と、前記ホストから、前記計測値と予測値との比較結果に応じた制御情報を含む応答信号を受信するセンサノード受信部と、前記制御情報に基づいて、前記計測値信号の送信時刻を設定するセンサノード制御部と、を備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと、
前記センサによる計測値を含む計測値信号をホストに送信するセンサノード送信部と、
前記ホストから、前記計測値と予測値との比較結果に応じた制御情報を含む応答信号を受信するセンサノード受信部と、
前記制御情報に基づいて、前記計測値信号の送信時刻を設定するセンサノード制御部と、
を備えるセンサノード。
【請求項２】
前記制御情報は、前記センサノード送信部が送信した前記計測値信号に含まれる前記計測値と前記ホストが算出した前記計測値の予測値とのずれを示す情報、前記ずれに応じた前記計測値信号の送信頻度を示す情報、及び前記ずれに応じた前記計測値信号の送信間隔を示す情報の少なくとも１つを含む
請求項１に記載のセンサノード。
【請求項３】
前記制御情報は、前記センサノード送信部が送信した前記計測値信号に含まれる前記計測値と前記ホストが算出した前記計測値の予測値とのずれを示す情報を含み、
前記センサノード制御部は、前記ずれが大きいほど、前記計測値信号の送信頻度が高まるように、前記送信時刻を設定する
請求項１又は請求項２に記載のセンサノード。
【請求項４】
前記応答信号は、通信混雑度情報を含み、
前記センサノード制御部は、前記通信混雑度情報に基づいて、前記送信時刻を調整する
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のセンサノード。
【請求項５】
前記応答信号は、空きチャネル情報を含み、
前記センサノード制御部は、前記空きチャネル情報に基づいて、前記計測値信号の送信チャネルを選択する
請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のセンサノード。
【請求項６】
前記応答信号は、基準時刻情報を含み、
前記センサノード制御部は、前記基準時刻情報に基づいて、時刻合わせを行う
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のセンサノード。
【請求項７】
前記センサノード送信部は、前記センサノード受信部が、前記計測値信号の送信後、所定時間以内に前記応答信号を受信できなかった場合、前記ホストに前記応答信号の再送要求を送信する
請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のセンサノード。
【請求項８】
センサノードからセンサによる計測値を含む計測値信号を受信するホスト受信部と、
受信済みの前記計測値信号に含まれる計測値に基づいて、次に受信する前記計測値信号に含まれる前記計測値の予測値を算出し、前記ホスト受信部が新たな前記計測値信号を受信すると、当該計測値信号に含まれる前記計測値と前記予測値との比較結果に応じた制御情報を生成するホスト制御部と、
前記制御情報を含む応答信号を前記センサノードに送信するホスト送信部と、
を備えるホスト。
【請求項９】
前記制御情報は、前記計測値と前記予測値とのずれを示す情報、前記ずれに応じた前記計測値の送信頻度を示す情報、及び前記ずれに応じた前記計測値の送信間隔を示す情報の少なくとも１つを含む
請求項８に記載のホスト。
【請求項１０】
前記応答信号は、通信混雑度情報、空きチャネル情報、及び基準時刻情報の少なくとも１つを含む
請求項８又は請求項９に記載のホスト。
【請求項１１】
前記ホスト送信部は、前記ホスト受信部が前記センサノードから前記応答信号の再送要求を受信した場合、前記応答信号を前記センサノードに再送する
請求項８から請求項１０までのいずれか１項に記載のホスト。
【請求項１２】
相互に無線通信可能なセンサノード及びホストを備えたセンサネットワークシステムであって、
前記センサノードは、
センサと、
前記センサによる計測値を含む計測値信号を前記ホストに送信するセンサノード送信部と、
前記ホストから制御情報を含む応答信号を受信するセンサノード受信部と、
前記制御情報に基づいて、前記計測値信号の送信時刻を設定するセンサノード制御部と、
を備え、
前記ホストは、
前記センサノードから前記計測値信号を受信するホスト受信部と、
受信済みの前記計測値信号に含まれる前記計測値に基づいて、次に受信する前記計測値信号に含まれる前記計測値の予測値を算出し、前記ホスト受信部が新たな前記計測値信号を受信すると、当該計測値信号に含まれる計測値と前記予測値との比較結果に応じた前記制御情報を生成するホスト制御部と、
前記制御情報を含む前記応答信号を前記センサノードに送信するホスト送信部と、
を備えるセンサネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサノード、ホスト、及びセンサネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、相互に無線通信可能なセンサノード（センサ端末）及びホスト（基地局）を備えたセンサネットワークシステムが利用されている。従来のセンサネットワークシステムとして、センサノードが、ホストと時刻同期し、所定の時刻にホストから送信された制御信号に応じて、センサにより計測した計測値（センサデータ）をホストに送信するものが知られている。また、センサノードの周辺環境の変化に連動して計測値の送信頻度を変化させる方法として、ホストが過去の計測値に基づいて将来の計測値を予測し、得られた予測値をセンサノードに送信し、センサノードが計測値と予測値との比較結果に基づいて、計測値の送信頻度を変化させる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０６５９６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、上記従来のセンサネットワークシステムでは、センサノードが、ホストとの時刻同期、ホストからの制御信号の受信の待機、及び計測値と予測値との比較などを行うため、センサノードの消費電力が大きくなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、センサネットワークシステムにおけるセンサノードの消費電力を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施形態に係るセンサノードは、センサと、前記センサによる計測値を含む計測値信号をホストに送信するセンサノード送信部と、前記ホストから、前記計測値と予測値との比較結果に応じた制御情報を含む応答信号を受信するセンサノード受信部と、前記制御情報に基づいて、前記計測値信号の送信時刻を設定するセンサノード制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の各実施形態によれば、センサネットワークシステムにおけるセンサノードの消費電力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】センサネットワークシステムの一例を示す図。
【図２】センサノード及びホストのハードウェア構成の一例を示す図。
【図３】予測値の算出方法の一例を示す図。
【図４】計測値Ｘと予測値ＹとのずれＺを説明する図。
【図５】センサノードによる計測処理の一例を示すフローチャート。
【図６】センサノードによる計測値信号の送信処理の一例を示すフローチャート。
【図７】ホストの処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。
【００１０】
一実施形態に係るセンサネットワークシステム１００について、図１〜図７を参照して説明する。本実施形態に係るセンサネットワークシステム１００は、１つ以上のセンサノード１と、ホスト２と、を備えるシステムであり、工場、倉庫、橋梁、商業施設などで利用される。
【００１１】
図１は、センサネットワークシステム１００の一例を示す図である。図１のセンサネットワークシステム１００は、センサノード１ａ〜１ｄと、ホスト２と、を備える。以下、センサノード１ａ〜１ｄを区別しない場合、センサノード１と称する。
【００１２】
センサノード１は、ホスト２と相互に無線通信可能なコンピュータである。センサノード１は、センサにより計測した計測値を含む計測値信号をホスト２に送信し、ホスト２から応答信号を受信し、応答信号に含まれる制御情報に基づいて、計測値信号の送信頻度を変化させる。図１の例では、センサネットワークシステム１００は、４つのセンサノード１ａ〜１ｄを備えるが、センサネットワークシステム１００が備えるセンサノード１の数は任意である。
【００１３】
ホスト２は、センサノード１と相互に無線通信可能なコンピュータである。ホスト２は、センサノードが送信した計測値信号を受信し、受信した計測値信号に含まれる計測値と予測値との比較結果に応じた制御情報を生成し、制御情報を含む応答信号をセンサノード１に送信する。
【００１４】
なお、センサノード１とホスト２とは、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などの任意の無線通信規格に従って無線通信可能である。
【００１５】
図２は、センサノード１及びホスト２のハードウェア構成の一例を示す図である。以下、センサノード１及びホスト２についてそれぞれ説明する。
【００１６】
まず、センサノード１について説明する。図２のセンサノード１は、センサノード送信部１１と、センサノード受信部１２と、センサノード制御部１３と、センサノード記憶部１４と、センサ１５と、タイマー１６と、電池１７と、を備える。
【００１７】
センサノード送信部１１は、センサ１５による計測値を含む計測値信号をホスト２に無線で送信する回路であり、送信回路及び送信アンテナを備える。センサノード送信部１１は、センサノード制御部１３により設定された送信時刻が到来すると、計測値信号をホスト２に送信する。
【００１８】
センサノード受信部１２は、ホスト２から応答信号を無線で受信する回路であり、受信回路及び受信アンテナを備える。応答信号について、詳しくは後述する。センサノード受信部１２は、センサノード送信部１１が計測値信号を送信した後、所定時間、応答信号の受信を待機する。
【００１９】
なお、センサノード送信部１１及びセンサノード受信部１２は、それぞれ独立したＩＣ（Integrated Circuit）であってもよいし、通信モジュールとして一体のＩＣに組み込まれてもよい。
【００２０】
センサノード制御部１３は、センサノード１の他の構成を制御する回路であり、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、及びＲＡＭ（Random Access Memory）を備える。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭ上で実行することにより、センサノード制御部１３の機能が実現される。ＣＰＵが実行するプログラムは、ＣＤ（Compact Disk）、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの、コンピュータ読み取り可能な任意の記録媒体に記録され得る。また、センサノード制御部１３は、ホスト２から受信した応答信号に含まれる制御情報に基づいて、計測値信号の送信頻度を変化させ、送信頻度に応じた送信時刻を設定する。センサノード制御部１３は、例えば、マイクロコントローラであるが、これに限られない。
【００２１】
センサノード記憶部１４は、センサ１５による計測値を記憶する記録媒体である。センサノード記憶部１４は、例えば、フラッシュメモリであるが、これに限られない。
【００２２】
センサ１５は、加速度などの計測対象を計測し、計測値を出力する任意のセンサである。センサ１５は、定期的に又は所定のタイミングで、計測対象を計測し、計測値を出力する。所定のタイミングは、例えば、計測値信号の送信時刻や、センサノード制御部１３に計測を指示されたタイミングであるが、これに限られない。センサ１５は、例えば、加速度センサ、温度センサ、圧力センサ、又は湿度センサであるが、これに限られない。また、センサノード１は、同じ種類の又は異なる種類の複数のセンサ１５を備えてもよい。
【００２３】
タイマー１６は、時間を計測する回路であり、電池やコンデンサなどの内蔵電源を備える。タイマー１６は、内蔵電源により、センサノード１の電源がオフの間も動作する。タイマー１６は、例えば、ＲＴＣ（Real Time Clock）であるが、これに限られない。
【００２４】
電池１７は、センサノード１の他の構成に電力を供給する。電池１７は、タイマー１６に電力を供給してもよいし、しなくてもよい。
【００２５】
なお、センサノード１の構成は、図２の例に限られない。例えば、センサノード１は、複数の無線通信規格に従ってホスト２と無線通信可能であってもよいし、他のセンサノード１と無線通信可能であってもよい。
【００２６】
次に、ホスト２について説明する。図２のホスト２は、ホスト送信部２１と、ホスト受信部２２と、ホスト制御部２３と、ホスト記憶部２４と、を備える。
【００２７】
ホスト送信部２１は、センサノード１に制御情報を含む応答信号を無線で送信する回路であり、送信回路及び送信アンテナを備える。ホスト送信部２１は、ホスト受信部２２がセンサノード１から計測値信号を受信すると、計測値信号を送信したセンサノード１に応答信号を送信する。応答信号について、詳しくは後述する。
【００２８】
ホスト受信部２２は、センサノード１から計測値信号を無線で受信する回路であり、受信回路及び受信アンテナを備える。ホスト受信部２２は、常時又は定期的に所定時間の間、計測値信号の受信を待機する。
【００２９】
なお、ホスト送信部２１及びホスト受信部２２は、それぞれ独立したＩＣであってもよいし、通信モジュールとして一体のＩＣに組み込まれてもよい。
【００３０】
ホスト制御部２３は、ホスト２の他の構成を制御する回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭを備える。ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムをＲＡＭ上で実行することにより、ホスト制御部２３の機能が実現される。ＣＰＵが実行するプログラムは、ＣＤ、ＤＶＤ、フラッシュメモリなどの、コンピュータ読み取り可能な任意の記録媒体に記録され得る。ホスト制御部２３は、例えば、マイクロコントローラであるが、これに限られない。
【００３１】
また、ホスト制御部２３は、センサノード１から受信済みの計測値信号に含まれる計測値（受信済みの計測値）に基づいて、次に受信する計測値信号に含まれる計測値（次に受信する計測値）を予測する。すなわち、ホスト制御部２３は、受信済みの計測値に基づいて、次に受信する計測値の予測値を算出する。
【００３２】
図３は、予測値の算出方法の一例を示す図である。図３の丸は受信済みの計測値を示し、四角は予測値を示し、横軸は計測時刻を示す。図３の例では、受信済みの複数の計測値を利用した外挿法により、予測値が算出されている。ホスト制御部２３は、任意の期間に受信した計測値を利用して、予測値を算出することができる。また、ホスト制御部２３は、図３の例のように、予測値を複数算出してもよいし、１つ算出してもよい。なお、予測値の算出方法は図３の例に限られない。
【００３３】
また、ホスト制御部２３は、センサノード１から新たな計測値信号を受信すると、当該計測値信号に含まれる計測値（新たに受信した計測値）と、上述の予測値と、を比較し、新たに受信した計測値と予測値とのずれＺを算出する。ずれＺは、例えば、新たに受信した計測値Ｘと予測値Ｙとの誤差の二乗和、計測値Ｘと予測値Ｙとの誤差の二乗平均、予測値Ｙに基づいて設定された予測範囲Ｒに含まれない計測値Ｘに応じた値、又はこれらに応じたランクなどの離散値であるが、これに限られない。予測範囲Ｒは、例えば、予測値Ｙの最小値以上最大値以下の範囲（予測範囲Ｒ１）、又は予測値Ｙを含み、複数の予測値Ｙに沿った所定の幅を有する範囲（予測範囲Ｒ２）であるが、これに限られない。予測値Ｙに基づいて設定された予測範囲Ｒに含まれない計測値Ｘに応じた値は、当該計測値Ｘと対応する予測値Ｙとの誤差の二乗和又は二乗平均であってもよいし、当該計測値Ｘと予測範囲Ｒの最大値又は最小値との誤差の二乗和であってもよいし、当該計測値Ｘと予測範囲Ｒの最大値又は最小値との誤差の二乗平均であってもよい。
【００３４】
図４は、計測値Ｘと予測値ＹとのずれＺを説明する図である。図４における丸は新たに受信した計測値Ｘを示し、四角は予測値Ｙを示し、横軸は計測時刻を示し、破線は予測範囲Ｒ１を示し、点線は予測範囲Ｒ２を示す。図４の例では、ホスト２が計測値Ｘ１〜Ｘ３を受信し、予測値Ｙ１〜Ｙ３を算出した場合を想定している。図４の例では、計測値Ｘと予測値Ｙとの誤差の二乗和はΣ（Ｘｉ−Ｙｉ）２となり、計測値Ｘと予測値Ｙとの誤差の二乗平均はΣ（Ｘｉ−Ｙｉ）２／３となる（ｉ＝１〜３）。また、予測範囲Ｒ１に含まれない計測値Ｘに応じた値は、計測値Ｘ３に応じた値となり、予測範囲Ｒ２に含まれない計測値Ｘに応じた値は、計測値Ｘ１，Ｘ３に応じた値となる。
【００３５】
また、ホスト制御部２３は、ずれＺ（新たに受信した計測値と予測値との比較結果）に応じた制御信号を生成する。制御情報は、センサノード１による計測値信号の送信頻度を変化させるための情報である。制御情報は、センサノード１による計測値信号の送信頻度を示す情報であってもよいし、センサノード１による計測値信号の送信間隔（送信頻度の逆数）を示す情報であってもよい。ずれＺが大きいほど、センサノード１の周辺環境の変化が大きいと考えられるため、ホスト２は、センサノード１から高い頻度（短い間隔）で計測値を受信するのが好ましい。そこで、ホスト制御部２３は、ずれＺが大きいほど、高い送信頻度（短い送信間隔）を示す制御情報を生成する。後述する通り、センサノード１は、制御情報が示す送信頻度又は送信間隔に従って、送信時刻を設定することができる。
【００３６】
ホスト制御部２３は、送信頻度を示す制御情報を生成する場合、ずれＺに基づいて送信頻度を算出してもよいし、ずれＺと送信頻度とが対応付けられたテーブルを保持し、当該テーブルを参照してずれＺに対応する送信頻度を選択してもよい。同様に、ホスト制御部２３は、送信間隔を示す制御情報を生成する場合、ずれＺに基づいて送信間隔を算出してもよいし、ずれＺと送信間隔とが対応付けられたテーブルを保持し、当該テーブルを参照してずれＺに対応する送信間隔を選択してもよい。
【００３７】
また、制御情報は、ずれＺを示す情報であってもよい。後述する通り、センサノード１は、制御情報が示すずれＺに基づいて、計測値信号の送信頻度又は送信間隔を決定し、決定した送信頻度又は送信間隔に従って、送信時刻を設定することができる。センサノード１は、ずれＺが大きいほど、送信頻度が高くなるように（送信間隔が短くなるように）、送信頻度（送信間隔）を決定すればよい。センサノード１は、ずれＺに基づいて送信頻度を算出してもよいし、ずれＺと送信頻度とが対応付けられたテーブルを保持し、当該テーブルを参照してずれＺに対応する送信頻度を選択してもよい。同様に、センサノード１は、ずれＺに基づいて送信間隔を算出してもよいし、ずれＺと送信間隔とが対応付けられたテーブルを保持し、当該テーブルを参照してずれＺに対応する送信間隔を選択してもよい。
【００３８】
なお、制御情報は、送信頻度を示す情報、送信間隔を示す情報、及びずれＺを示す情報のいずれか１つを含んでもよいし、２つ以上を含んでもよい。
【００３９】
また、ホスト制御部２３は、制御情報と、送信元であるホスト２の識別情報（ホストＩＤ）と、送信先であるセンサノード１の識別情報（センサノードＩＤ）と、送信時刻と、を含む応答信号を生成する。また、応答信号は、通信混雑度情報、空きチャネル情報、及び基準時刻情報の少なくとも１つを含んでもよい。
【００４０】
通信混雑度情報は、ホスト２の無線通信の混雑度を示す情報である。通信混雑度情報は、過去の混雑度の実績値を時系列に示す情報であってもよいし、将来的に予測される混雑度を時系列に示す情報であってもよい。
【００４１】
空きチャネル情報は、ホスト２の空きチャネル、すなわち、ホスト２が無線通信可能なチャネルの中で利用されていない、又は利用頻度が低いチャネルを示す情報である。空きチャネル情報は、過去の空きチャネルを時系列に示す情報であってもよいし、将来的に予測される空きチャネルを時系列に示す情報であってもよい。
【００４２】
基準時刻情報は、センサネットワークシステム１００の基準時刻を示す情報である。基準時刻情報は、ホスト２のシステム時刻を示す情報であってもよいし、センサノード１のシステム時刻とホスト２のシステム時刻との差を示す情報であってもよい。
【００４３】
ホスト記憶部２４は、センサノード１から受信した計測値信号に含まれる計測値を当該センサノード１のセンサＩＤと対応付けて記憶する記録媒体である。ホスト記憶部２４は、ホスト制御部２３により算出された予測値も、センサＩＤと対応付けて記憶する。ホスト記憶部２４は、例えば、フラッシュメモリであるが、これに限られない。
【００４４】
なお、ホスト２の構成は、図２の例に限られない。例えば、ホスト２は、複数の無線通信規格に従ってセンサノード１と無線通信可能であってもよいし、他のセンサノード１と無線通信可能であってもよい。また、ホスト２の機能は、ＬＡＮ（Local Area Network）やインターネットなどのネットワークを介して接続されたサーバなど複数のコンピュータにより実現されてもよい。
【００４５】
次に、センサネットワークシステム１００の処理について説明する。
【００４６】
図５は、センサノード１による計測処理の一例を示すフローチャートである。センサノード１は、図５の処理の開始時点でスリープ状態であるものとする。スリープ状態は、センサノード１の消費電力が低い状態であり、センサノード１の少なくとも一部の構成の電源がオフの状態に相当する。スリープ状態において、タイマー１６を除く、センサノード１の全ての構成の電源がオフであってもよい。また、図５の例では、センサ１５は所定時間毎に定期的に計測を実行するものとする。
【００４７】
センサノード１は、計測時刻が到来するまで（ステップＳ１０１：ＮＯ）、スリープ状態を維持する。計測時刻が到来すると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、タイマー１６が割り込みを発生させ、センサノード制御部１３を起床させる（ステップＳ１０２）。センサノード制御部１３は、起床すると、センサノード記憶部１４及びセンサ１５を起床させる。この際、センサノード制御部１３は、センサノード１の全体を起床させてもよい。
【００４８】
次に、センサノード制御部１３は、センサ１５に計測の実行を要求する。センサ１５は、計測の実行を要求されると、計測を実行し（ステップＳ１０３）、計測値を出力する。計測値は、センサノード制御部１３に入力される。
【００４９】
センサノード制御部１３は、計測値を入力されると、当該計測値を計測情報と対応付けてセンサノード記憶部１４に保存する（ステップＳ１０４）。計測情報は、計測値に関する任意の情報であり、計測時刻（現在時刻）、センサ１５のセンサ種別、及びセンサ１５の識別情報（センサＩＤ）の少なくとも１つを含む。
【００５０】
続いて、センサノード制御部１３は、次の計測時刻をタイマー１６に設定する（ステップＳ１０５）。次の計測時刻として、例えば、今回の計測時刻の所定時間後が設定される。
【００５１】
その後、センサノード制御部１３は、起床中の他の構成をスリープさせ、自身もスリープする（ステップＳ１０６）。これにより、センサノード１が再びスリープ状態に遷移する。
【００５２】
以上の処理により、センサノード１は、所定時間毎にセンサ１５による計測を実行し、得られた計測値をセンサノード記憶部１４に保存することができる。
【００５３】
図６は、センサノード１による計測値信号の送信処理の一例を示すフローチャートである。センサノード１は、図６の処理の開始時点でスリープ状態であるものとする。また、センサノード１は、図６の処理を図５の処理と並行して実行する。
【００５４】
センサノード１は、送信時刻が到来するまで（ステップＳ２０１：ＮＯ）、スリープ状態を維持する。送信時刻が到来すると（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、タイマー１６が割り込みを発生させ、センサノード制御部１３を起床させる（ステップＳ２０２）。センサノード制御部１３は、起床すると、センサノード送信部１１、センサノード受信部１２、及びセンサノード記憶部１４を起床させる。この際、センサノード制御部１３は、センサノード１の全体を起床させてもよい。
【００５５】
次に、センサノード制御部１３は、センサノード記憶部１４から計測値及び計測情報を読み出す（ステップＳ２０３）。計測値信号の送信間隔にセンサ１５の計測間隔が複数含まれる場合、図３の計測値Ｘ１〜Ｘ３のように、複数の計測値が読み出される。
【００５６】
センサノード制御部１３は、計測値及び計測情報を読み出すと、計測値と、計測情報と、送信情報と、を含む計測値信号を生成する（ステップＳ２０４）。送信情報は、計測値信号に関する任意の情報であり、送信時刻、計測値信号に含まれる計測値数、送信先のホストＩＤ、及び送信元のセンサノードＩＤの少なくとも１つを含む。センサノード制御部１３は、生成した計測値信号をセンサノード送信部１１に入力する。
【００５７】
センサノード送信部１１は、計測値信号を入力されると、当該計測値信号をホスト２に無線で送信する（ステップＳ２０５）。
【００５８】
センサノード制御部１３は、センサノード送信部１１が計測値信号を送信すると、センサノード受信部１２に、ホスト２からの応答信号の受信を待機させる（ステップＳ２０６）。センサノード受信部１２は、応答信号の受信の待機を所定時間継続する。
【００５９】
センサノード受信部１２は、所定時間以内に応答信号を受信した場合（ステップＳ２０７：ＮＯ，ステップＳ２０８：ＹＥＳ）、当該応答信号をセンサノード制御部１３に入力する。センサノード制御部１３は、応答信号を入力されると、応答信号に含まれるホストＩＤ及びセンサノードＩＤに基づいて応答信号を認証する。センサノード制御部１３は、応答信号の認証に成功した場合、当該応答信号に含まれる制御情報に基づいて、次の送信時刻を算出し、当該次の送信時刻をタイマー１６に設定する（ステップＳ２０９）。
【００６０】
センサノード制御部１３は、制御情報が計測値信号の送信頻度を示す場合、今回の送信時刻に、送信頻度の逆数を加算した時刻を、次の送信時刻として算出する。また、センサノード制御部１３は、制御情報が計測値信号の送信間隔を示す場合、今回の送信時刻に、送信間隔を加算した時刻を、次の送信時刻として算出する。また、センサノード制御部１３は、制御情報がずれＺを示す場合、ずれＺが大きいほど高くなるように送信頻度を決定し、今回の送信時刻に、送信頻度の逆数を加算した時刻を、次の送信時刻として算出してもよいし、ずれＺが大きいほど短くなるように送信間隔を決定し、今回の送信時刻に、送信間隔を加算した時刻を、次の送信時刻として算出してもよい。
【００６１】
一方、センサノード制御部１３は、所定時間以内にセンサノード受信部１２が応答信号を受信できなかった場合（ステップＳ２０７：ＹＥＳ）、応答信号の再送要求を送信済みか確認する（ステップＳ２１１）。
【００６２】
センサノード制御部１３は、再送要求を未送信の場合（ステップＳ２１１：ＮＯ）、センサノードＩＤ及びホストＩＤを含む再送要求を生成し、当該再送要求をセンサノード送信部１１に入力する。センサノード送信部１１は、再送要求を入力されると、当該再送要求を無線でホスト２に送信する（ステップＳ２１２）。その後、処理はステップＳ２０６に戻る。
【００６３】
一方、センサノード制御部１３は、再送要求を送信済みの場合（ステップＳ２１１：ＹＥＳ）、次の送信時刻を算出し、タイマー１６に設定する（ステップＳ２０９）。この場合、センサノード制御部１３は、制御情報を利用できないため、今回の送信時刻に、送信間隔のデフォルト値を加算した時刻を、次の送信時刻として算出すればよい。
【００６４】
その後、センサノード制御部１３は、起床中の他の構成をスリープさせ、自身もスリープする（ステップＳ２１０）。これにより、センサノード１が再びスリープ状態に遷移する。
【００６５】
以上の処理により、センサノード１は、計測値を含む計測値信号をホスト２に送信し、当該計測値信号に応じた応答信号をホスト２から受信することができる。また、応答信号に含まれる制御情報に基づいて、計測値信号の送信時刻を設定することができる。
【００６６】
なお、センサノード制御部１３は、応答信号に通信混雑度情報が含まれる場合、当該通信混雑度情報に基づいて、次の送信時刻を調整してもよい。例えば、センサノード制御部１３は、通信混雑度情報に基づいて、制御情報に基づいて算出された次の送信時刻の混雑度が高いか否か判定する。センサノード制御部１３は、混雑度が低いと判定した場合、当該次の送信時刻をタイマー１６に設定し、混雑度が高いと判定された場合、混雑度が低下するように、次の送信時刻を所定時間ずらす。これにより、センサノード制御部１３は、次の送信時刻におけるホスト２の無線通信の混雑度を低下させ、計測値信号をより確実にホスト２に受信させることができる。
【００６７】
また、センサノード制御部１３は、応答信号に空きチャネル情報が含まれる場合、当該空きチャネル情報に基づいて、次の送信時刻における計測値信号の送信チャネルを選択してもよい。例えば、センサノード制御部１３は、次の送信時刻において最も利用頻度が低いチャネルを、次の送信時刻における計測値信号の送信チャネルとして選択すればよい。これにより、センサノード制御部１３は、次の送信時刻における送信チャネルを空きチャネルに設定し、計測値信号をより確実にホスト２に受信させることができる。
【００６８】
また、センサノード制御部１３は、応答信号に基準時刻情報が含まれる場合、当該基準時刻情報に基づいて、センサノード１のシステム時刻とホスト２のシステム時刻との時刻合わせ（同期）を行ってもよい。
【００６９】
また、図６の例では、センサノード１は、応答信号の再送要求を１回だけ送信しているが、複数回送信してもよいし、１回も送信しなくてもよい。再送要求を送信しない場合、ステップＳ２１１，Ｓ２１２を省略すればよい。
【００７０】
図７は、ホスト２の処理の一例を示すフローチャートである。図７の例では、ホスト受信部２２は、センサノード１からの信号の受信を常時待機しているものとする。
【００７１】
ホスト受信部２２は、新たな計測値信号を受信すると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、当該計測値信号をホスト制御部２３に入力する。ホスト制御部２３は、計測値信号を入力されると、計測値信号に含まれるホストＩＤ及びセンサノードＩＤに基づいて計測値信号を認証する。ホスト制御部２３は、計測値信号の認証に成功した場合、ホスト記憶部２４から当該計測値信号を送信したセンサノード１の予測値Ｙ（計測値信号に含まれるセンサノードＩＤと対応付けて記憶された予測値Ｙ）を読み出す（ステップＳ３０２）。
【００７２】
次に、ホスト制御部２３は、計測値信号に含まれる計測値Ｘｉ（新たに受信した計測値Ｘｉ）と、ホスト記憶部２４から読み出した、各計測値Ｘｉに対応する予測値Ｙｉと、に基づいて、ずれＺを算出する（ステップＳ３０３）。ずれＺの算出方法は上述の通りである。ホスト制御部２３は、ずれＺを算出すると、当該ずれＺに応じた制御情報を生成する（ステップＳ３０４）。
【００７３】
ホスト制御部２３は、制御情報を生成すると、当該制御情報と、ホストＩＤと、センサノードＩＤと、送信時刻と、を含む応答信号を生成し（ステップＳ３０５）、ホスト送信部２１に入力する。ホスト制御部２３は、上述の通り、通信混雑度情報、空きチャネル情報、及び基準時刻情報の少なくとも１つを含む応答信号を生成してもよい。ホスト送信部２１は、応答信号を入力されると、当該応答信号を無線でセンサノード１に送信する（ステップＳ３０６）。
【００７４】
ホスト制御部２３は、ホスト送信部２１が応答信号を送信すると、ホスト記憶部２４から、ステップＳ３０１で受信した計測値を含む、センサノード１から受信済みの計測値を読み出す（ステップＳ３０７）。ホスト制御部２３は、任意の期間の計測値を読み出すことができる。
【００７５】
その後、ホスト制御部２３は、読み出した計測値に基づいて、センサノード１から次に受信する計測値信号に含まれる計測値の予測値（次の予測値）を算出する（ステップＳ３０８）。予測値の算出方法は上述の通りである。ホスト制御部２３は、算出した次の予測値をホスト記憶部２４に保存する。これにより、ホスト記憶部２４に記憶された予測値が更新される。
【００７６】
一方、ホスト受信部２２は、センサノード１から再送要求を受信すると（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、当該再送要求をホスト制御部２３に入力する。ホスト制御部２３は、再送要求を入力されると、当該再送要求に含まれるホストＩＤ及びセンサノードＩＤに基づいて再送要求を認証する。ホスト制御部２３は、再送要求の認証に成功した場合、再送要求を送信したセンサノード１に前回送信した応答信号を再び送信する（ステップＳ３０６）。ホスト制御部２３は、送信済みの応答信号を所定期間記憶していてもよいし、再送要求の受信に応じて改めて応答信号を生成してもよい。
【００７７】
以上説明した通り、本実施形態によれば、センサノード１は、計測値Ｘと予測値ＹとのずれＺが大きいほど、計測値信号の送信頻度が高くなるように送信時刻を設定する。これにより、センサノード１は、周辺環境の変化に連動して計測値信号の送信頻度を変化させることができる。すなわち、センサノード１は、周辺環境の変化が大きい（ずれＺが大きい）ほど、送信頻度を高くし、周辺環境の変化が小さい（ずれＺが小さい）ほど、送信頻度を低くすることができる。
【００７８】
また、本実施形態によれば、センサノード１は、センサノード制御部１３により設定した送信時刻に計測値信号を送信し、計測値信号の送信後の所定期間だけ、ホスト２からの応答信号の受信を待機する。すなわち、センサノード１は、ホスト２との間の時刻同期を行うことなく、ホスト２と無線通信できる。したがって、定期的にホスト２との時刻同期が必要な従来のセンサノードと比べて、センサノード１の消費電力を抑制することができる。
【００７９】
また、本実施形態によれば、予測値の算出及び比較はホスト２が行うため、センサノード１は予測値の算出及び比較を行う必要がない。したがって、予測値の算出及び比較を行う従来のセンサノードに比べて、センサノード１の消費電力を抑制することができる。
【００８０】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００８１】
１：センサノード
２：ホスト
１１：センサノード送信部
１２：センサノード受信部
１３：センサノード制御部
１４：センサノード記憶部
１５：センサ
１６：タイマー
１７：電池
２１：ホスト送信部
２２：ホスト受信部
２３：ホスト制御部
２４：ホスト記憶部
１００：センサネットワークシステム
【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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