(57)【要約】【課題】無線通信部の消費電力を低減する。【解決手段】無線通信プロトコルでは、複数のパケットＳ３から成るデータを無線通信部で送信するための無線通信期間Ｔ３０において、パケットＳ３を連続して送信することのできる送信期間Ｔ３１が制限されている。すなわち、所定の送信期間Ｔ３１が経過した後には所定の休止期間Ｔ３２に亘ってパケットＳ３の送信再開を待機しなければならない。従って、無線通信期間Ｔ３０の開始から終了まで、送信期間Ｔ３１と休止期間Ｔ３２が交互に繰り返される。ここで、新規な無線通信プロトコルでは、送信期間Ｔ３１毎に送信するパケットＳ３の個数を固定しておき、その送信動作を送信期間Ｔ３１内に完了させた上で、休止期間Ｔ３２には無線通信部を通常モードからこれよりも消費電力の小さい省電力モードに移行させる。これにより、休止期間Ｔ３２での消費電流Ｉｃがほぼ０となる。【選択図】図１５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のパケットから成るデータを無線通信部で送信するための無線通信期間において、前記パケットを連続して送信することのできる送信期間が制限されており、所定の送信期間が経過した後には所定の休止期間に亘って前記パケットの送信再開を待機しなければならず、前記無線通信期間の開始から終了まで、前記送信期間と前記休止期間が交互に繰り返される無線通信プロトコルであって、
前記送信期間毎に送信するパケットの個数を固定しておき、その送信動作を前記送信期間内に完了させた上で、前記休止期間には前記無線通信部を通常モードからこれよりも消費電力の小さい省電力モードに移行させることを特徴とする無線通信プロトコル。
【請求項２】
制御部と、前記制御部により制御される無線通信部と、を有し、請求項１に記載の無線通信プロトコルに則ってデータの無線通信を行うことを特徴とする無線通信回路。
【請求項３】
前記制御部は、前記無線通信部への送信要求を開始してから所定の移行待機時間が経過した時点で省電力モード移行信号を出力し、
前記無線通信部は、前記省電力モード移行信号に応じて前記通常モードから前記省電力モードに移行することを特徴とする請求項２に記載の無線通信回路。
【請求項４】
前記制御部は、前記省電力モード移行信号を出力してから所定の復帰待機時間が経過した時点で通常モード復帰信号を出力し、
前記無線通信部は、前記通常モード復帰信号に応じて前記省電力モードから前記通常モードに復帰することを特徴とする請求項３に記載の無線通信回路。
【請求項５】
前記制御部は、前記無線通信部への送信要求を開始してから所定の移行待機時間が経過した時点で前記無線通信部への電力供給を停止し、
前記無線通信部は、前記電力供給の停止により前記通常モードから前記省電力モードに移行することを特徴とする請求項２に記載の無線通信回路。
【請求項６】
前記制御部は、前記無線通信部への電力供給を停止してから所定の復帰待機時間が経過した時点で前記無線通信部への電力供給を再開し、
前記無線通信部は、前記電力供給の再開により前記省電力モードから前記通常モードに復帰することを特徴とする請求項５に記載の無線通信回路。
【請求項７】
所定の計測対象を計測するセンサ部と、
前記センサ部で得られた計測結果の無線通信を行う請求項２〜請求項６のいずれか一項に記載の無線通信回路と、
を有することを特徴とするセンサ回路。
【請求項８】
環境発電部及び蓄電部を含む電源回路と、
前記電源回路から電力供給を受けて間欠的に動作する請求項７に記載のセンサ回路と、
を有することを特徴とするセンサモジュール。
【請求項９】
前記蓄電部に蓄えられた入力電圧を常時監視する電圧監視回路をさらに有し、
前記センサ回路は、計測対象の計測及び計測結果の無線通信を行うアクティブ状態と、その動作を休止するスリープ状態と、を交互に繰り返すものであり、前記スリープ状態では、所定の周期で前記電圧監視回路の出力確認を行い、前記入力電圧が所定の基準電圧よりも高ければ前記アクティブ状態に復帰し、前記入力電圧が前記基準電圧よりも低ければ前記スリープ状態を維持することを特徴とする請求項８に記載のセンサモジュール。
【請求項１０】
請求項８または請求項９に記載のセンサモジュールと、
前記センサモジュールの計測結果を無線で受信する受信機と、
を有することを特徴とするセンサネットワーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書中に開示されている発明は、例えば、センサモジュール向けの無線通信プロトコルに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、無線通信プロトコルでは、パケットを連続して送信することのできる送信期間が制限されており、所定の送信期間（例えば最長５０ｍｓ）が経過した後には、所定の休止期間（例えば最短５０ｍｓ）に亘って、パケットの送信再開を待機しなければならない（例えば日本の電波法に準拠した標準規格の一つであるＡＲＩＢ  ＳＴＤ−Ｔ１０８を参照）。そのため、複数のパケットから成るデータを無線通信部で送信するための無線通信期間には、その開始から終了まで、上記の送信期間と休止期間が交互に繰り返される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９１９８４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、上記従来の無線通信プロトコルでは、これに則って無線通信を行う無線通信部の消費電力低減について、さらなる改善の余地があった。
【０００５】
本明細書中に開示されている発明は、本願の発明者らにより見出された上記の課題に鑑み、無線通信部の消費電力を低減することのできる新規な無線通信プロトコルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書中に開示されている無線通信プロトコルは、複数のパケットから成るデータを無線通信部で送信するための無線通信期間において、前記パケットを連続して送信することのできる送信期間が制限されており、所定の送信期間が経過した後には所定の休止期間に亘って前記パケットの送信再開を待機しなければならず、前記無線通信期間の開始から終了まで、前記送信期間と前記休止期間が交互に繰り返されるものであって、前記送信期間毎に送信するパケットの個数を固定しておき、その送信動作を前記送信期間内に完了させた上で、前記休止期間には前記無線通信部を通常モードからこれよりも消費電力の小さい省電力モードに移行させる構成（第１の構成）とされている。
【０００７】
また、本明細書中に開示されている無線通信回路は、制御部と、前記制御部により制御される無線通信部と、を有し、上記第１の構成から成る無線通信プロトコルに則ってデータの無線通信を行う構成（第２の構成）とされている。
【０００８】
なお、上記第２の構成から成る無線通信回路において、前記制御部は、前記無線通信部への送信要求を開始してから所定の移行待機時間が経過した時点で省電力モード移行信号を出力し、前記無線通信部は、前記省電力モード移行信号に応じて前記通常モードから前記省電力モードに移行する構成（第３の構成）にするとよい。
【０００９】
また、上記第３の構成から成る無線通信回路において、前記制御部は、前記省電力モード移行信号を出力してから所定の復帰待機時間が経過した時点で通常モード復帰信号を出力し、前記無線通信部は、前記通常モード復帰信号に応じて前記省電力モードから前記通常モードに復帰する構成（第４の構成）にするとよい。
【００１０】
また、上記第２の構成から成る無線通信回路において、前記制御部は、前記無線通信部への送信要求を開始してから所定の移行待機時間が経過した時点で前記無線通信部への電力供給を停止し、前記無線通信部は、前記電力供給の停止により前記通常モードから前記省電力モードに移行する構成（第５の構成）にしてもよい。
【００１１】
また、上記第５の構成から成る無線通信回路において、前記制御部は、前記無線通信部への電力供給を停止してから所定の復帰待機時間が経過した時点で前記無線通信部への電力供給を再開し、前記無線通信部は、前記電力供給の再開により前記省電力モードから前記通常モードに復帰する構成（第６の構成）にするとよい。
【００１２】
また、本明細書中に開示されているセンサ回路は、所定の計測対象を計測するセンサ部と、上記第２〜第６いずれかの構成から成り前記センサ部で得られた計測結果の無線通信を行う無線通信回路と、を有する構成（第７の構成）とされている。
【００１３】
また、本明細書中に開示されているセンサモジュールは、環境発電部及び蓄電部を含む電源回路と、上記第７の構成から成り前記電源回路から電力供給を受けて間欠的に動作するセンサ回路と、を有する構成（第８の構成）とされている。
【００１４】
なお、上記第８の構成から成るセンサモジュールは、前記蓄電部に蓄えられた入力電圧を常時監視する電圧監視回路をさらに有し、前記センサ回路は、計測対象の計測及び計測結果の無線通信を行うアクティブ状態と、その動作を休止するスリープ状態とを交互に繰り返すものであり、前記スリープ状態では、所定の周期で前記電圧監視回路の出力確認を行い、前記入力電圧が所定の基準電圧よりも高ければ前記アクティブ状態に復帰し、前記入力電圧が前記基準電圧よりも低ければ前記スリープ状態を維持する構成（第９の構成）にするとよい。
【００１５】
また、本明細書中に開示されているセンサネットワークは、上記第８または第９の構成から成るセンサモジュールと、前記センサモジュールの計測結果を無線で受信する受信機と、を有する構成（第１０の構成）とされている。
【発明の効果】
【００１６】
本明細書中に開示されている発明によれば、無線通信部の消費電力を低減することのできる新規な無線通信プロトコルを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】センサネットワークの第１実施形態を示す図
【図２】センサモジュールの一構成例を示す図
【図３】間欠動作の比較例（電圧監視なし）を示すタイムチャート
【図４】間欠動作の一例（電圧監視あり）を示すフローチャート
【図５】間欠動作の一例（電圧監視あり）を示すタイムチャート
【図６】データ取得タイミングの周期性を示すタイムチャート
【図７】電圧監視回路の第１実施例を示す図
【図８】電圧監視回路の第２実施例を示す図
【図９】センサネットワークの第２実施形態を示す図
【図１０】コリジョン回避手法の一例を示すタイムチャート
【図１１】ＴＳＡ［time slot assign］手法の一例を示す図
【図１２】一般的な無線通信プロトコルにおける電流プロファイルを示す図
【図１３】一般的な無線通信プロトコルにおける各部の挙動を示す図
【図１４】一般的な無線通信プロトコルにおける課題を示す図
【図１５】新規な無線通信プロトコルにおける各部の挙動を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜センサネットワーク（第１実施形態）＞
図１は、センサネットワークの第１実施形態を示す図である。本実施形態のセンサネットワークＸは、センサモジュール１と、受信機２と、サーバ３と、を有する。
【００１９】
センサモジュール１は、例えば、環境発電による自己発電電力を用いて動作する端末であり、所定の計測対象（＝機械の振動など）を計測する。また、センサモジュール１は、一方向または双方向の無線通信機能を備えており、受信機２に対して自身の計測結果を無線で送信する。
【００２０】
受信機２は、センサモジュール１の計測結果を無線で受信し、これをサーバ３に有線または無線で転送する通信機器である。
【００２１】
サーバ３は、受信機２から転送されたセンサモジュール１の計測結果について、その記録や解析などを行う。
【００２２】
本実施形態のセンサネットワークＸでは、センサモジュール１の消費電力が環境発電によって賄われているので、センサモジュール１については、電源配線の敷設や電池の交換が不要となる。また、センサモジュール１と受信機２との間では、無線通信が行われるので、相互間を結ぶ信号配線も不要となる。従って、センサモジュール１を任意の箇所に配置することが可能となる。
【００２３】
例えば、センサネットワークＸを用いて車両の振動や温度などをモニタリングする場合には、センサモジュール１への電源配線や信号配線を省略することにより、車両の軽量化を図ることが可能となる。また、センサネットワークＸを用いて患者の生体情報などをモニタリングする場合には、センサモジュール１を患者の体内に埋め込み、その検出結果を体外の受信機２で読み出すことにより、患者の負担を軽減することが可能である。また、工場などにおいて、空調機やコンプレッサなどの振動または温度をモニタリングする場合には、搬送車による断線や、配線による事故を減らすことが可能となる。
【００２４】
＜センサモジュール＞
図２は、センサモジュール１の一構成例を示す図である。本構成例のセンサモジュール１は、電源回路１０と、センサ回路２０と、電圧監視回路３０と、を含む。
【００２５】
電源回路１０は、センサモジュール１の各部に電力を供給するための手段であり、環境発電部１１と、蓄電部１２と、パワーマネジメント部１３と、を含む。
【００２６】
環境発電部１１は、センサモジュール１の置かれた環境下に存在するエネルギー（＝振動、光、熱など）を受けて発電する手段（いわゆるエナジーハーベスタ）である。なお、振動をエネルギー源とする場合には、発電素子として、ピエゾ素子などの圧電素子を用いるとよい。また、太陽光や照明光をエネルギー源とする場合には、発電素子として、シリコン系、化合物系、または、有機系などの光電素子を用いるとよい。また、熱をエネルギー源とする場合には、発電素子として、ペルチェ素子などの熱電素子を用いるとよい。また、環境発電（ないしは自己発電）をより広義に捉えると、ＣＴ方式電流センサを用いることもできる。その原理は、測定導体（１次側）に流れる交流電流による磁気コア内に発生した磁束を打ち消すように２次側の巻線に巻線比に応じた交流電流（２次電流）が流れるというものである。ただし、上記はあくまで例示であり、他の発電原理による発電デバイスを用いても構わない。例えば、振動発電には、圧電式（ピエゾ素子を用いるもの）だけでなく、電磁誘導式（コイルと磁石を用いた電磁誘導によるもの）や、静電式（エレクトレットを用いるもの）などがある。
【００２７】
蓄電部１２は、環境発電部１１で得られた自己発電電力（ただしＣＴ方式電流センサを用いる場合には非接触給電電力と読み替えてもよい）を蓄える手段であり、例えば、スーパーキャパシタ（＝電気二重層キャパシタの総称）を好適に用いることができる。なお、蓄電部１２に蓄えられた入力電圧Ｖｉｎ（＝スーパーキャパシタの充電電圧）は、パワーマネジメント部１３に供給される一方、電圧監視回路３０の監視対象とされている。
【００２８】
パワーマネジメント部１３は、入力電圧Ｖｉｎから所望の電源電圧Ｖｄｄを生成してセンサ回路２０に供給する。なお、パワーマネジメント部１３としては、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータを好適に用いることができる。
【００２９】
センサ回路２０は、センサ部２１と、無線通信部２２と、制御部２３と、を含み、電源回路１０から電力供給を受けて間欠的に動作する。
【００３０】
センサ部２１は、所定の計測対象（磁気、加速度、角速度、圧力、歪み、振動、温度、湿度、光、赤外線、紫外線、電磁波、放射線、電界、電流、電圧、電力、位置、距離、変位、流速、流量、成分、組成、濃度、音、ガス、匂い、電気伝導度、ｐＨ、水位、カウントなど）を計測する手段である。なお、センサ部２１は、アナログ出力であってもデジタル出力であっても構わない。
【００３１】
なお、センサモジュール１では、環境発電部１１のエネルギー源とセンサ部２１の計測対象が共通であるとよい。一つの例として、環境発電部１１で振動をエネルギー源とし、センサ部２１で上記の振動を計測対象としている場合が挙げられる。この場合、センサ部２１が振動を計測しようとするときには、その振動を受けて環境発電部１１で発電が行われるので、振動以外をエネルギー源とする場合と比べて、より確実にセンサ部２１への電力供給を行うことが可能となる。
【００３２】
無線通信部２２は、制御部２３からの指示に応じてセンサ部２１で得られた計測結果を受信機２に無線で送信する。なお、無線通信部２２と制御部２３は、それぞれ、無線通信回路を構成する回路要素の一つとして理解することもできる。
【００３３】
制御部２３は、センサ部２１と無線通信部２２の制御主体であり、センサ部２１の出力信号を受け付けるインタフェイス回路や、各種の信号処理を行うデジタル制御回路などを含む。制御部２３としては、ＭＣＵ［micro control unit］などが好適に用いられる。
【００３４】
電圧監視回路３０は、蓄電部１２に蓄えられた入力電圧Ｖｉｎを常時監視し、その監視結果を出力信号Ｓｏとして制御部２３に送出する。
【００３５】
なお、環境発電部１１のハーベスタ能力は、必ずしも大きいものではなく、センサ回路２０を常時動作し続けることは難しい。そこで、センサ回路２０は、所定の周期Ｔで電圧監視回路３０の出力信号Ｓｏを確認しながら、計測対象の計測及び計測結果の無線通信を行うアクティブ状態と、その動作を一時的に休止するスリープ状態と、を交互に繰り返す間欠動作を行う。以下では、センサ回路２０の間欠動作について詳述する。
【００３６】
＜間欠動作＞
まず、電圧監視回路３０を用いた間欠動作の説明に先立ち、その比較例として、電圧監視回路３０を用いない間欠動作について、図３を参照しながら簡単に説明しておく。
【００３７】
図３は、間欠動作の比較例（電圧監視なし）を示すタイムチャートであり、上側から順に、入力電圧Ｖｉｎとセンサ回路２０の動作状態（Ａ：アクティブ状態、Ｓ：スリープ状態）が示されている。なお、オン電圧Ｖｏｎは、パワーマネジメント部１３がオンする電圧であり、オフ電圧Ｖｏｆｆは、パワーマネジメント部１３がオフする電圧である。
【００３８】
本図で示したように、センサ回路２０は、アクティブ状態Ａ（＝計測及び無線通信）とスリープ状態Ｓ（＝充電）を交互に繰り返す間欠動作を行う。なお、本図では、図示の便宜上、アクティブ状態Ａを維持する時間（例えば時刻ｔ１１〜ｔ１２）が本来よりも長く描写されているが、実際には、スリープ状態Ｓを維持する時間（＝間欠動作の周期Ｔ（例えば数分〜数時間））と比べて極めて短時間で完了する。
【００３９】
仮に、スリープ状態Ｓにおける蓄電電力がアクティブ状態Ａにおける消費電力よりも大きい場合には、入力電圧Ｖｉｎが一旦オン電圧Ｖｏｎを上回って以降、これがオフ電圧Ｖｏｆｆを下回ることはない。従って、センサ回路２０は、一定の周期Ｔを維持して間欠動作を行うことが可能である。
【００４０】
一方、本図で示したように、スリープ状態Ｓにおける蓄電電力がアクティブ状態Ａにおける消費電力よりも小さい場合には、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへ復帰する度に、入力電圧Ｖｉｎが徐々に低下していき、最終的にはオフ電圧Ｖｏｆｆを下回る。その結果、パワーマネジメント部１３がオフとなり、センサ回路２０への電力供給が停止されるので、制御部２３のタイマが切れて一定の周期Ｔで間欠動作を行うことができなくなる（時刻ｔ１２〜ｔ１３と時刻ｔ１４〜ｔ１５を比較参照、Ｔ≠Ｔ’）。このように、間欠動作の周期Ｔが変動してしまうと、周期性を持つデータを取得することができなくなる。
【００４１】
また、アクティブ状態Ａの途中で、入力電圧Ｖｉｎがオフ電圧Ｖｏｆｆを下回った場合には、計測及び無線通信が中断されるので、十分なデータを取得することができなかったり、若しくは、全てのデータを送信することができなかったりする（時刻ｔ１３〜ｔ１４を参照）。
【００４２】
上記の不具合は、パワーマネジメント部１３のオン電圧Ｖｏｎ及びオフ電圧Ｖｏｆｆを調整することにより、多少改善することはできるが、根本的に解決することはできない。以下では、電圧監視回路３０を用いることにより、上記の不具合を根本的に解決することのできる間欠動作について詳述する。
【００４３】
図４は、電圧監視回路３０を用いた間欠動作の一例を示すフローチャートである。センサモジュール１の起動により、環境発電部１１の発電動作が始まると、蓄電部１２に蓄えられた入力電圧Ｖｉｎが上昇していく。そして、ステップＳ１において、入力電圧Ｖｉｎがオン電圧Ｖｏｎに達すると、続くステップＳ２において、パワーマネジメント部１３がオンとなる。
【００４４】
その結果、センサ回路２０への電力供給が開始されるので、ステップＳ３において、センサ回路２０がオンとなる。その後、ステップＳ４では、センサ部２１による計測対象の計測が行われ、さらに、ステップＳ５では、無線通信部２２による計測結果の無線通信が行われる。なお、これらのステップＳ３〜Ｓ５は、先述のアクティブ状態に相当する。
【００４５】
ステップＳ５の無線通信が完了すると、続くステップＳ６において、センサ回路２０がオフとなる。すなわち、センサ回路２０がアクティブ状態からスリープ状態に移行する。ただし、スリープ状態への移行後も、アクティブ状態への復帰に必要な回路要素（制御部２３のタイマなど）については、パワーマネジメント部１３から最小限の電力供給を受けて動作を継続している。
【００４６】
その後、ステップＳ７では、制御部２３により、周期Ｔが経過したか否かの判定が行われる。ここで、イエス判定が下されたときにはフローがステップＳ８に進められ、ノー判定が下されたときにはフローがステップＳ７に戻される。
【００４７】
ステップＳ７でイエス判定が下された場合、ステップＳ８では、制御部２３により、電圧監視回路３０の出力信号Ｓｏが確認され、入力電圧Ｖｉｎが所定の基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いか否かの判定が行われる。なお、本フローでは明示されていないが、電圧監視回路３０は、センサ回路２０の動作状態に依ることなく、入力電圧Ｖｉｎを常時監視しているものとする。ここで、イエス判定が下されたときには、フローがステップＳ３に戻されて、スリープ状態からアクティブ状態への復帰が行われる。一方、ノー判定が下されたときには、フローがステップＳ７に戻されて、周期Ｔの経過判定が繰り返される。
【００４８】
すなわち、本フローでは、スリープ状態（ステップＳ６〜Ｓ８）において、所定の周期Ｔで電圧監視回路３０の出力確認が行われており、入力電圧Ｖｉｎが所定の基準電圧Ｖｒｅｆよりも高ければアクティブ状態に復帰し、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低ければスリープ状態を維持するように、言い換えれば、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆを上回るまで、周期Ｔのスリープ状態を繰り返すように、ループが回されている。
【００４９】
図５は、電圧監視回路３０を用いた間欠動作の一例を示すタイムチャートであり、先の図３と同様、上側から順に、入力電圧Ｖｉｎとセンサ回路２０の動作状態（Ａ：アクティブ状態、Ｓ：スリープ状態）が示されている。
【００５０】
なお、先述の基準電圧Ｖｒｅｆは、パワーマネジメント部１３のオフ電圧Ｖｏｆｆに対して、少なくとも、アクティブ状態Ａ（時刻ｔ２１〜ｔ２２、時刻ｔ２３〜ｔ２４、または、時刻ｔ２６〜ｔ２７を参照）における入力電圧Ｖｉｎの想定低下値Δだけ高い電圧値（Ｖｒｅｆ≧Ｖｏｆｆ＋Δ）に設定されているものとする。
【００５１】
時刻ｔ２１〜ｔ２２におけるアクティブ状態Ａ（図４のステップＳ３〜Ｓ５に相当）の完了後、時刻ｔ２２では、センサ回路２０がアクティブ状態Ａからスリープ状態Ｓに移行する（図４のステップＳ６に相当）。従って、入力電圧Ｖｉｎが低下から上昇に転じる。
【００５２】
その後、時刻ｔ２３では、周期Ｔの経過（図４のステップＳ７＝Ｙに相当）に伴い、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰判定（図４のステップＳ８に相当）が行われる。なお、本図の例では、時刻ｔ２３の時点で入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆを上回っているので、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰が認められる（図４のステップＳ８＝Ｙに相当）。従って、入力電圧Ｖｉｎが上昇から低下に転じる。
【００５３】
さらに、時刻ｔ２３〜ｔ２４におけるアクティブ状態Ａ（図４のステップＳ３〜Ｓ５に相当）の完了後、時刻ｔ２４では、センサ回路２０が再びアクティブ状態Ａからスリープ状態Ｓに移行する（図４のステップＳ６に相当）。従って、入力電圧Ｖｉｎが再び低下から上昇に転じる。
【００５４】
その後、時刻ｔ２５では、周期Ｔの経過（図４のステップＳ７＝Ｙに相当）に伴い、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰判定（図４のステップＳ８に相当）が行われる。ただし、本図の例では、時刻ｔ２５の時点で入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆを上回っていないので、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰が認められず、スリープ状態Ｓが維持される（図４のステップＳ８＝Ｎに相当）。従って、入力電圧Ｖｉｎは、低下に転じることなく上昇し続ける。
【００５５】
時刻ｔ２５において、アクティブ状態Ａへの復帰が見送られた後、時刻ｔ２６では、２回目の周期Ｔの経過（図４のステップＳ７＝Ｙに相当）に伴い、再びスリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰判定（図４のステップＳ８に相当）が行われる。なお、本図の例では、時刻ｔ２６の時点で入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆを上回っているので、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰が認められず、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰が認められる（図４のステップＳ８＝Ｙに相当）。従って、入力電圧Ｖｉｎが上昇から低下に転じる。
【００５６】
時刻ｔ２６以降についても、上記と同様の動作が繰り返されることにより、電圧監視回路３０を用いた間欠動作が継続される。このような動作アルゴリズムによれば、センサモジュール１は、常に安全な電圧領域（Ｖｉｎ＞Ｖｏｆｆ）で動作し続けることができる。
【００５７】
従って、アクティブ状態Ａの途中で動作が中断してしまうことがなくなるので、十分なデータを取得することができなかったり、若しくは、全てのデータを送信することができなかったりする不具合を未然に防止することが可能となる。
【００５８】
また、上記の動作アルゴリズムによれば、図６で示したように、データの取得間隔が周期Ｔのｎ倍（ただしｎは自然数であり、環境発電部１１のハーベスタ能力に依存して変動する可変値）となる。従って、周期性のあるデータ取得を行うことが可能となり、受信機２でデータを読み取るべきタイミングを事前に予測することができるようになる。
【００５９】
なお、図６の○印（＝時刻ｔ３１、ｔ３２、ｔ３４、ｔ３７）は、データ取得が行われたタイミングを示しており、図６の×印（＝時刻ｔ３３、ｔ３５、ｔ３６）は、データ取得がスキップされたタイミングを示している。従って、本図におけるデータ取得間隔は、Ｔ（＝時刻ｔ３１〜ｔ３２）、２Ｔ（＝時刻ｔ３２〜ｔ３４）、及び、３Ｔ（＝時刻ｔ３４〜ｔ３７）となる。
【００６０】
例えば、モータの振動を一定時間毎に計測しようとする場合、既存のセンサネットワークでは、環境発電部１１のハーベスタ能力が低いときに、間欠動作の周期自体がばらつくので、データを読み取るべきタイミングを全く予測することができない。
【００６１】
これに対して、本構成例のセンサネットワークＸであれば、環境発電部１１のハーベスタ能力が低くても、常に一定の周期Ｔでデータ取得の可否判定（図４のステップＳ７及びＳ８を参照）が行われる。すなわち、データの取得間隔は、所定の周期Ｔを基準としてｎ倍の長さ（＝ｎ×Ｔ）に規格化されている。従って、周期Ｔ毎にデータを読み取りに行っておけば、少なくともデータを取り逃すおそれがなくなる。
【００６２】
また、本構成例のセンサモジュール１であれば、自身の電圧監視回路３０を用いて上記の間欠動作を実現することができる。従って、特許文献１の従来技術と異なり、別途のシステムマネージャを何ら要することなく、自ら間欠動作の周期Ｔを決めることができるので、より簡易にセンサネットワークＸを構築することが可能となる。
【００６３】
また、本構成例のセンサモジュール１では、計測対象の計測（図４のステップＳ４）と計測結果の無線通信（図４のステップＳ５）がセットとされており、スリープ状態Ｓからアクティブ状態Ａへの復帰判定時に入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆを上回っていない限り、双方の動作がいずれもスキップされる。
【００６４】
このような構成とすることにより、環境発電部１１のハーベスタ能力が不足しているときには、計測結果の無線通信だけでなく、計測対象の計測さえもスキップして、蓄電部１２の充電に専念することができる。従って、特許文献２の従来技術と比べて、さらなる低消費電力化（延いてはデータ取得間隔ｎ×Ｔの短縮）を図ることが可能となる。なお、特許文献２では、データを送信する前に蓄電量が確認されているが、データの取得や保存などを行う前に蓄電力の確認は行われていない。そのため、データの取得や保存を行っている最中にエネルギーが足りなくなり、動作不能に陥るおそれがある。すなわち、特許文献２では、十分なデータを取得してその全てを保存することができるという保証はない。従って、本構成例のセンサモジュール１は、低消費電力化だけでなく、システムの安定性に関しても優位性を持つと言える。
【００６５】
また、本構成例のセンサモジュール１であれば、環境発電部１１のハーベスタ能力が比較的低い場合であっても、センサネットワークＸを長時間に亘って安定的に動作し続けることができるようになる。従って、例えば、インフラ設備やＦＡ［factory automation］機器のモニタリング手段として非常に好適であると言える。
【００６６】
＜電圧監視回路（第１実施例）＞
図７は、電圧監視回路３０の第１実施例を示す図である。本実施例の電圧監視回路３０は、リセットＩＣ３１とプルアップ抵抗３２を含む。
【００６７】
リセットＩＣ３１は、入力電圧Ｖｉｎと基準電圧Ｖｒｅｆとの比較結果に応じた出力信号Ｓｏ（＝リセット信号）を生成して制御部２３に送出する半導体集積回路装置であり、コンパレータＣＭＰと、Ｎチャネル型ＭＯＳ［metal oxide semiconductor］電界効果トランジスタＮ１と、を集積化して成る。
【００６８】
コンパレータＣＭＰは、反転入力端（−）に入力される入力電圧Ｖｉｎと非反転入力端（＋）に入力される基準電圧Ｖｒｅｆを比較して、ゲート信号Ｖｇを生成する。ゲート信号Ｖｇは、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いときにローレベルとなり、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いときにハイレベルとなる。なお、コンパレータＣＭＰは、ヒステリシスを持っているので、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆの近傍で変動したとしても、ゲート信号Ｖｇの論理レベルが不安定になりにくい。
【００６９】
トランジスタＮ１は、オープンドレイン型の出力段を形成するスイッチ素子であり、出力信号Ｓｏの出力端と接地端との間に接続されている。なお、トランジスタＮ１は、ゲート信号Ｖｇがハイレベルであるときにオンし、ゲート信号Ｖｇがローレベルであるときにオフする。なお、トランジスタＮ１としてｎｐｎ型バイポーラトランジスタを用いることにより、オープンコレクタ型の出力段を形成しても構わない。
【００７０】
プルアップ抵抗３２は、電源電圧Ｖｄｄの入力端と出力信号Ｓｏの出力端との間に接続されている。従って、出力信号Ｓｏは、トランジスタＮ１のオン／オフに応じて、電源電圧Ｖｄｄと接地電圧ＧＮＤとの間でパルス駆動される２値信号となる。
【００７１】
制御部２３は、出力信号Ｓｏの論理レベルを確認して入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いか否かを判定する。より具体的に述べると、出力信号Ｓｏがハイレベル（＝Ｖｄｄ）であるときには、入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いと判定し、出力信号Ｓｏがローレベル（＝ＧＮＤ）であるときには、入力信号Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆよりも低いと判定する。
【００７２】
このように、リセットＩＣ３１とプルアップ抵抗３２を用いれば、少ない部品点数で小面積の電圧監視回路３０を実現することができるので、電圧監視回路３０を実装しても、センサモジュール１を不必要に大型化せずに済む。
【００７３】
特に、オープンドレイン型の出力段を持つリセットＩＣ３１を用いれば、電源電圧Ｖｄｄの入力端と出力信号Ｓｏの出力端との間にプルアップ抵抗３２を外付けするだけで、出力信号Ｓｏの波高値（＝Ｖｄｄ−ＧＮＤ）を制御部２３の入力ダイナミックレンジ内に収めることが可能となる。
【００７４】
また、市販品のリセットＩＣには、その入力ダイナミックレンジや基準電圧について、多数のバリエーションが用意されている。従って、市販品の中からリセットＩＣ３１として適切な機種を選択するだけで、環境発電部１１のハーベスタ能力に応じた電圧監視回路３０を実現することが可能となる。このような仕様は、常に変化する環境発電に向いていると言える。
【００７５】
＜電圧監視回路（第２実施例）＞
図８は、電圧監視回路３０の第２実施例を示す図である。本実施例の電圧監視回路３０は、抵抗ラダー３３とスイッチ３４を含む。
【００７６】
抵抗ラダー３３は、入力電圧Ｖｉｎの入力端と接地端との間に直列に接続された抵抗３３ａ及び３３ｂ（抵抗値Ｒ３３ａ及びＲ３３ｂ）を含み、抵抗３３ａ及び３３ｂ相互間の接続ノードから入力電圧Ｖｉｎの分圧電圧Ｖｄｉｖ（＝Ｖｉｎ×｛Ｒ３３ｂ／（Ｒ３３ａ＋Ｒ３３ｂ）｝）を出力する分圧回路である。なお、上記の分圧電圧Ｖｄｉｖは、電圧監視回路３０の出力信号Ｓｏとして、制御部２３に送出される。
【００７７】
スイッチ３４は、入力電圧Ｖｉｎの入力端と抵抗ラダー３３との間に接続されており、制御部２３からの指示に応じてオン／オフされる。
【００７８】
制御部２３は、アナログの出力信号Ｓｏをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ［analog-to-digital］コンバータ２３ａを含み、分圧電圧Ｖｄｉｖの電圧値を確認して入力電圧Ｖｉｎが基準電圧Ｖｒｅｆよりも高いか否かを判定する。また、制御部２３は、周期Ｔ毎に、分圧電圧Ｖｄｉｖの電圧値を読み取るタイミングでスイッチ３４をオンし、分圧電圧Ｖｄｉｖの電圧値を読み取った後にスイッチ３４をオフする。このような制御により、抵抗ラダー３３に電流が流れ続けることはないので、無駄な消費電流をなくすことができる。
【００７９】
本実施例の電圧監視回路３０であれば、先の第１実施例（図７）と異なり、リセットＩＣ３１さえ用いないので、更なる面積縮小を実現することができる。また、電圧監視回路３０では、その消費電流を抑えつつ、分圧電圧Ｖｄｉｖが制御部２３の入力ダイナミックレンジに収まるように、抵抗値Ｒ３３ａ及びＲ３３ｂを調整しておけば足りるので、その設定作業が簡単である。
【００８０】
また、本実施例の電圧監視回路３０を用いれば、制御部２３において、入力電圧Ｖｉｎと基準電圧Ｖｒｅｆとの比較結果が得られるだけでなく、入力電圧Ｖｉｎの電圧値そのものを認識することができる。従って、例えば、アクティブ状態への復帰に向けて、あとどれだけ電力が足りていないのか、さらには、あとどれだけスリープ状態を継続すればよいのか、といった予測情報を取得することができる。このような予測情報をセンサネットワークＸの管理者等に報知してやれば、何時間後にデータを読み取りに行けばいいかが分かる。さらに、周期Ｔ毎に分圧電圧Ｖｄｉｖを読み取れば、周期Ｔの間に分圧電圧Ｖｄｉｖがどれだけ変化しているかが分かる。従って、環境発電部１１における現在のハーベスタ能力を把握することが可能となる。また、周期Ｔの間の分圧電圧Ｖｄｉｖの変化量が所定値よりも小さい場合、その度合いに応じて、次に制御部２３のＡ／Ｄコンバータ２３ａで分圧電圧Ｖｄｉｖを読み取るタイミングをｋ×Ｔ（ただしｋは２以上の整数）に設定するとよい。このような構成とすることにより、周期Ｔ毎に分圧電圧Ｖｄｉｖを読み取らなくてもよくなるので、更なる低消費電力化を実現することが可能となる。
【００８１】
＜センサネットワーク（第２実施形態）＞
図９は、センサネットワークの第２実施形態を示す図である。本実施形態のセンサネットワークＸは、一対多数の無線センサネットワークとして構築されており、受信機２は、複数のセンサモジュール１に共有されている。
【００８２】
なお、このようなセンサネットワークＸの適用例としては、医療・健康分野（健康管理や安否確認）、構造物監視（ワイヤ断線やボルト緩みの監視）、プラント監視（設備異常の監視）、並びに、物流管理（流通状態や品質の監視）などを挙げることができる。
【００８３】
ただし、本実施形態のセンサネットワークＸを構築するに際しては、単一の受信機２に対して複数設けられているセンサモジュール１相互間のコリジョン（＝無線信号の衝突とこれに伴うデータ損失など）を回避する必要がある。特に、センサモジュール１の数が多い場合には、コリジョン発生率が大きくなるので、コリジョンを回避するための対策が必須となる。そこで、以下では、センサネットワークＸにおけるコリジョン回避手法について具体的に説明する。
【００８４】
図１０は、コリジョン回避手法の一例を示すタイムチャートであり、紙面の上側から順に、複数（本図では３つ）のセンサモジュール１（１）〜１（３）それぞれの通信タイミングが○印で描写されている。
【００８５】
本図で示したように、センサモジュール１（１）〜１（３）それぞれの通信タイミングは、相互間のコリジョンを回避するために互いにずらされている。例えば、センサモジュール１（１）〜１（３）は、それぞれ、異なる時刻ｔ４１（１）〜ｔ４１（３）、時刻ｔ４２（１）〜ｔ４２（３）、及び、時刻ｔ４３（１）〜ｔ４３（３）で無線通信を行う。
【００８６】
例えば、センサモジュール１（１）〜１（３）は、それぞれ、内蔵時計（ＲＴＣ［real time clock］など）の時刻を基準として、タイミングをずらしながら無線通信を行うコリジョン回避手法を採用するとよい。より具体的に述べると、センサモジュール１（１）〜１（３）のそれぞれに送受信機能を持たせておき、相互コミュニケーションを取りながら、内蔵時計の時刻を基準にして、それぞれの通信タイミングをずらしておけばよい。
【００８７】
なお、先にも述べたように、センサモジュール１（１）〜１（３）それぞれのデータ取得間隔（延いては無線通信間隔）は、いずれも周期Ｔとされている。従って、上記の相互コミュニケーションについては、必ずしも通信タイミングの到来毎に行う必要はなく、少なくとも初回の通信タイミングで行えば足りる。なぜなら、初回の通信タイミングを互いにずらしておけば、周期Ｔの経過毎に訪れる２回目以降の通信タイミングは、本図で示したように、必然的にずれるからである。
【００８８】
また、例えば、センサモジュール１（１）〜１（３）では、それぞれ、他のセンサモジュールが無線通信中でないことを確認してから自身の無線通信を行うコリジョン回避手法（いわゆるＬＢＴ［listen before talk］手法、例えば、EnOceanの通信プロトコル（日本ではＥＲＰ［enocean radio protocol］２、アメリカやヨーロッパではＥＲＰ１）を採用してもよい。より具体的に述べると、センサモジュール１（１）〜１（３）は、それぞれ、無線信号の送信を始める前に、自身が受信機となって無線信号を拾うことにより、自身の周囲に無線信号を送信中の端末があるか否かを確認し、該当する端末があった場合には、その端末が無線信号の送信を完了するまで待機し、その後に自身の無線信号を送信し始める構成とすればよい。
【００８９】
また、例えば、センサモジュール１（１）〜１（３）は、それぞれ、別途のシステムマネージャから指定されたタイムスロットでのみ無線通信を行うコリジョン回避手法（いわゆるＴＳＡ［time slot assign］手法）を採用してもよい。より具体的に述べると、図１１で示したように、（１）各センサモジュールが動作するのに必要なエネルギーを十分確保できたら、受信機に対して、送信要求を出し、（２）受信機がその送信要求を受け、スロット番号をセンサモジュールに通知し、（３）センサモジュールがスロット番号の通知を受けて、指定されたタイムスロットにてデータを送信する、という流れになる。
【００９０】
＜電池搭載＞
なお、環境発電部１１では対応できないアプリケーションが数多く存在するので、これをカバーするために、電池（モバイルバッテリなど）を環境発電部１１と並列に設けてもよい。電池の位置付けは、環境発電部１１と同じである。
【００９１】
電池を使う場合、蓄電部１２に充電しながら、負荷に電源供給する。これについては、環境発電部１１も同様である。ただし、電池の出力電流がかなり小さいので、全体的に見ると、電源供給源は蓄電部１２のみとなっている。環境発電部１１は、出力インピーダンスがかなり高い電池だと考えてよい。
【００９２】
先述のスリープ動作は、環境発電部１１と電池のいずれを使うかに依存しない。スリープ動作は、ソフトウェアでコントロールしている。周期Ｔのスリープ状態が経過した後、入力電圧Ｖｉｎをチェックして、基準電圧Ｖｒｅｆを上回っていればアクティブ状態に復帰し、下回っていれば再び周期Ｔのスリープ状態を維持する、という一連の動作は、環境発電部１１の使用時と同様に行われる。
【００９３】
＜一般的な無線通信プロトコル（比較例）＞
次に、センサモジュール１の無線通信過程（＝図４のステップＳ５に相当）における一般的な無線通信プロトコルの概要について説明する。
【００９４】
図１２は、一般的な無線通信プロトコルに則って無線通信を行うときの電流プロファイル（＝センサ回路２０に流れる消費電流Ｉｃの挙動）を示す図である。
【００９５】
本図で示したように、センサモジュール１のスリープ期間Ｔ１０（＝図４のステップＳ６〜Ｓ８に相当）には、センサ回路２０の消費電流Ｉｃがほぼ０（正確には、センシング期間Ｔ２０と無線通信期間Ｔ３０における消費電流Ｉｃと比べてほぼ０）となる。
【００９６】
一方、センサモジュール１のセンシング期間Ｔ２０（＝図４のステップＳ４に相当、例えば０．８ｓ）には、センサ部２１での計測動作に必要な消費電流Ｉｃが流れる。
【００９７】
また、センサモジュール１の無線通信期間Ｔ３０（＝図４のステップＳ５に相当、例えば１．６ｓ）には、無線通信部２２での無線通信動作に必要な消費電流Ｉｃが流れる。この無線通信期間Ｔ３０には、センサ部２１で得られた計測結果（＝複数のパケットから成るデータ）が無線通信部２２から送信される。
【００９８】
なお、一般的な無線通信プロトコルでは、無線通信期間Ｔ３０において、パケットを連続して送信することのできる送信期間Ｔ３１が制限されている。すなわち、所定の送信期間Ｔ３１（例えば最長５０ｍｓ）が経過した後には、所定の休止期間Ｔ３２（例えば最短５０ｍｓ）に亘ってパケットの送信再開を待機しなければならない。
【００９９】
従って、無線通信期間Ｔ３０の開始から終了まで、送信期間Ｔ３１と休止期間Ｔ３２が交互に繰り返される。そのため、無線通信期間Ｔ３０に流れる消費電流Ｉｃには、パルス状の電流成分が含まれている。
【０１００】
ただし、本図から分かるように、無線通信期間Ｔ３０での消費電流Ｉｃには、上記パルス状の電流成分だけなく、無線通信期間Ｔ３０の開始から終了まで、定常的に流れ続ける電流成分Ｉｃｃ（例えば４ｍＡ程度）が含まれている。この電流成分Ｉｃｃは、無線通信期間Ｔ３０の開始から終了まで、無線通信部２２を動作し続けなければならないことに起因して生じる。以下では、その理由について説明する。
【０１０１】
図１３は、一般的な無線通信プロトコルにおける各部の挙動を示す図であり、上から順に、無線通信部２２のパケット送信状態、無線通信部２２と制御部２３との通信状態、並びに、センサ回路２０の消費電流Ｉｃが描写されている。
【０１０２】
本図で示すように、無線通信部２２は、制御部２３から入力されるリクエスト信号Ｓ１（＝パケット送信要求）に応じて、送信駆動用のパワーアンプ（図示せず）にパケット送信命令を出力する一方、制御部２３にレスポンス信号Ｓ２（＝パケット送信命令の出力完了通知）を返信する。その後、無線通信部２２では、先のパケット送信命令に応じてパワーアンプによるパケットＳ３の送信が行われる。このようなパケット送信動作に伴い、センサ回路２０の消費電流Ｉｃには、パルス状の電流成分が現れる。
【０１０３】
センサモジュール１の無線通信期間Ｔ３０のうち、送信期間Ｔ３１には、上記一連のパケット送信動作が繰り返される。そして、所定の送信期間Ｔ３１（例えば最長５０ｍｓ）が経過した後には、所定の休止期間Ｔ３２（例えば最短５０ｍｓ）に亘ってパケットＳ３の送信再開が待機される。なお、送信期間Ｔ３１と休止期間Ｔ３２の交互切替動作については、無線通信部２２が主体となり、そのタイミング制御が行われる。
【０１０４】
ところで、１個のパケットＳ３は、複数本（例えば３本）のサブテレグラムから成る。そのため、リクエスト信号Ｓ１の出力タイミングによっては、パケットＳ３を構成する全てのサブテレグラムを送信期間Ｔ３１内に送信し終えることができない場合もある。
【０１０５】
例えば、本図では、送信期間Ｔ３１の満了タイミングよりもかなり前にリクエスト信号Ｓ１が出力されているので、そのリクエスト信号Ｓ１に応じたパケット送信動作をその送信期間Ｔ３１内に完了することができている。
【０１０６】
一方、図１４では、送信期間Ｔ３１ａの満了タイミング直前にリクエスト信号Ｓ１が出力されているので、そのリクエスト信号Ｓ１に応じたパケット送信動作をその送信期間Ｔ３１ａ内に完了することができていない。
【０１０７】
より具体的に述べると、送信期間Ｔ３１ａには、パケットＳ３ｘを構成する３本のサブテレグラムのうち、１本のサブテレグラムしか送信できておらず、残り２本のサブテレグラムは、休止期間Ｔ３２の経過を待機した後、次の送信期間Ｔ３１ｂで送信されている。
【０１０８】
すなわち、パケットＳ３ｘは、休止期間Ｔ３２を挟んで、その前後の送信期間Ｔ３１ａ及びＴ３１ｂに分割して送信されている。このようなパケットＳ３ｘの分割送信を支障なく実施するためには、先に送信期間Ｔ３１ａで送信されたサブテレグラムと、後から送信期間Ｔ３１ｂで送信されたサブテレグラムの双方が、いずれも同一のパケットＳ３ｘを構成するものであることを無線通信部２２で認識しておかなければならない。
【０１０９】
そのため、送信期間Ｔ３１ａ及びＴ３１ｂではもちろん、休止期間Ｔ３２においても、その直前の送信状況を忘れないように、無線通信部２２を通常モード（＝全ての機能部が動作している状態）に維持しておく必要があり、これが消費電流Ｉｃに含まれる定常的な電流成分Ｉｃｃ（先出の図１２も参照）の発生原因となっている。
【０１１０】
以下では、このような電流成分Ｉｃｃを削減することのできる新規な無線通信プロトコルについて提案する。
【０１１１】
＜新規な無線通信プロトコル＞
図１５は、新規な無線通信プロトコルにおける各部の挙動を示す図であり、先の図１３及び図１４と同じく、上から順に、無線通信部２２のパケット送信状態、無線通信部２２と制御部２３との通信状態、並びに、センサ回路２０の消費電流Ｉｃが描写されている。
【０１１２】
ここで提案する新規な無線通信プロトコルは、先出の一般的な無線通信プロトコル（図１３を参照）をベースとしつつ、送信期間Ｔ３１毎に送信するパケットＳ３の個数を固定しておき、その送信動作を送信期間Ｔ３１内に完了させた上で、休止期間Ｔ３２には無線通信部２２を通常モードからこれよりも消費電力の小さい省電力モードに移行させる点に特徴を有している。
【０１１３】
より具体的に述べると、制御部２３は、無線通信部２２へのパケット送信要求（＝リクエスト信号Ｓ１の出力動作）を開始してから、所定の移行待機時間Ｔ４１（ただしＴ４１＜Ｔ３１）が経過した時点で、省電力モード移行信号Ｓ４を出力する。なお、移行待機時間Ｔ４１は、所定個数のパケットＳ３を送信し終えるまでの所要時間を考慮して、適切な長さに設定しておけばよい。
【０１１４】
一方、無線通信部２２は、制御部２３からの省電力モード移行信号Ｓ４に応じて、通常モードから省電力モードに移行するとともに、制御部２３にアクノリッジ信号Ｓ５（＝省電力モード移行信号Ｓ４の受領確認通知）を返信する。
【０１１５】
なお、省電力モードへの移行により、無線通信部２２は、通常モードに復帰するための必要最小限の機能部（例えば、通常モード復帰信号Ｓ６を待ち受けるための信号受信部）だけを維持し、それ以外の機能部（例えばパケットＳ３を送信するためのパワーアンプ）を全て停止した状態となる。その結果、通常モードで消費されていた定常的な電流成分Ｉｃｃがなくなるので、センサ回路２０の消費電流Ｉｃが０ベースに戻る。
【０１１６】
その後、無線通信部２２は、送信期間Ｔ３１の経過に伴い、休止期間Ｔ３２に切り替わる。このとき、無線通信部２２は、すでに省電力モードに移行している。従って、休止期間Ｔ３２において、無線通信部２２で不必要な電力が浪費されることはない。
【０１１７】
また、新規な無線通信プロトコルでは、送信期間Ｔ３１毎に送信するパケットＳ３の個数を敢えて制限したことにより、その送信動作を送信期間Ｔ３１内で確実に完了することができる。すなわち、休止期間Ｔ３２を跨いでパケットＳ３の分割送信が行われることはない。従って、省電力モードへの移行により、無線通信部２２がそれまでの送信状況を忘れてしまったとしても、以降のパケット送信動作に支障が生じることはない。
【０１１８】
その後、制御部２３は、省電力モード移行信号Ｓ４を出力してから所定の復帰待機時間Ｔ４２が経過した時点で、通常モード復帰信号Ｓ６（＝起動トリガとしての割込信号）を出力する。なお、復帰待機時間Ｔ４２は、休止期間Ｔ３２の長さを考慮して、適切な長さに設定しておけばよい。例えば、休止期間Ｔ３２が満了する前に、無線通信部２２が省電力モードから通常モードに復帰するように、復帰待機時間Ｔ４２を設定しておけばよい。
【０１１９】
一方、無線通信部２２は、制御部２３からの通常モード復帰信号Ｓ６に応じて省電力モードから通常モードに復帰する。従って、これ以降、無線通信部２２は、制御部２３からのリクエスト信号Ｓ１に応じてパケット送信動作を行うことが可能となる。
【０１２０】
このように、新規な無線通信プロトコルでは、無線通信部２２の動作が不要となる休止期間Ｔ３２において、無線通信部２２が通常モードから省電力モードに移行される。従って、休止期間Ｔ３２には、センサ回路２０の消費電流Ｉｃを０ベースに戻すことができるので、センサモジュール１全体の低消費電力化を実現することが可能となる。
【０１２１】
より具体的に述べると、新規な無線通信プロトコルでは、一般的な無線通信プロトコルと比べて、センサモジュール１の消費電力を４〜５％カットすることができる。特に、環境発電部１１のハーベスタ能力は、必ずしも大きくないので、センサモジュール１では、非常に有効となる。
【０１２２】
ただし、無線通信期間Ｔ３０に送信されるデータの全体量が変わらないので、新規な無線通信プロトコルでは、無線通信期間Ｔ３０が若干長くなることに留意すベきである（例えば１．６ｍｓ→２．２ｍｓ）。
【０１２３】
また、図１５では、省電力モード移行信号Ｓ４と通常モード復帰信号Ｓ６を用いて、無線通信部２２のモード切替制御を行う構成を例に挙げたが、モード切替制御の手法については、これに限定されるものではなく、例えば、上記のモード切替制御に代えて、無線通信部２２への電力供給をオン／オフする構成としても構わない。
【０１２４】
図１５に即して具体的に述べると、制御部２３は、無線通信部２２へのパケット送信要求（＝リクエスト信号Ｓ１の出力動作）を開始してから、所定の移行待機時間Ｔ４１（ただしＴ４１＜Ｔ３１）が経過した時点で、無線通信部２２への電力供給を停止し、無線通信部２３は、電力供給の停止により通常モードから省電力モードに移行する。ここでの省電力モードは、先に説明した内容と異なり、無線通信部２３の機能部が全て動作を停止した状態に相当する。
【０１２５】
その後、制御部２３は、無線通信部２２への電力供給を停止してから所定の復帰待機時間Ｔ４２が経過した時点で、無線通信部２２への電力供給を再開し、無線通信部２３は、電力供給の再開により省電力モードから通常モードに復帰する。
【０１２６】
上記したモード切替制御の手法を採用する場合には、移行待機時間Ｔ４１が送信期間Ｔ３１そのものとなり、復帰待機時間Ｔ４２が休止期間Ｔ３２そのものとなる。すなわち、送信期間Ｔ４１と休止期間Ｔ３２の交互切替制御は、制御部２３を主体として実施されることになる。
【０１２７】
＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全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り、本発明の技術的範囲は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本明細書中に開示されているセンサモジュールないしセンサネットワークは、例えば、インフラ設備やＦＡ機器のモニタリング手段として好適に利用することが可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
１、１（１）〜１（３）    センサモジュール
２    受信機
３    サーバ
１０    電源回路
１１    環境発電部
１２    蓄電部
１３    パワーマネジメント部
２０    センサ回路
２１    センサ部
２２    無線通信部
２３    制御部
２３ａ    Ａ／Ｄコンバータ
３０    電圧監視回路
３１    リセットＩＣ
３２    プルアップ抵抗
３３    抵抗ラダー
３３ａ、３３ｂ    抵抗
３４    スイッチ
ＣＭＰ    コンパレータ
Ｎ１    Ｎチャネル型ＭＯＳ電界効果トランジスタ
Ｘ    センサネットワーク
Ｓ１    リクエスト信号
Ｓ２    レスポンス信号
Ｓ３、Ｓ３ｘ    パケット
Ｓ４    省電力モード移行信号
Ｓ５    アクノリッジ信号
Ｓ６    通常モード復帰信号
【図１】
2019105975.tif 000003
【図２】
2019105975.tif 000004
【図３】
2019105975.tif 000005
【図４】
2019105975.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2019105975.tif 000009
【図８】
2019105975.tif 000010
【図９】
2019105975.tif 000011
【図１０】
2019105975.tif 000012
【図１１】
2019105975.tif 000013
【図１２】
2019105975.tif 000014
【図１３】
2019105975.tif 000015
【図１４】
2019105975.tif 000016
【図１５】
2019105975.tif 000017