(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
メッシュ型ネットワークを構成する通信制御装置と前記通信制御装置によって制御される通信装置とを備える、同一の無線周波数帯と、同一パケット種類を使う無線通信システムにおける通信制御装置であって、
所定のタイミングで、前記メッシュ型ネットワークから前記メッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態に切り替える切替部と、
ネットワーク形態の切り替え前に、間欠動作における自装置と前記通信装置との間で通信するためにアクティブ状態になるアクティブタイミングを決定する決定部と、
決定された前記アクティブタイミングの情報を含む信号を前記通信装置に送信し、ネットワーク形態の切り替え後に、間欠動作で動作して前記アクティブタイミングにおいてアクティブ状態で動作して前記通信装置との間で通信を行う通信部と、
を備える通信制御装置。
【請求項２】
第１の電源供給部と、
前記第１の電源供給部より大きい電力を供給可能な第２の電源供給部と、
前記自装置の電源供給元を切り替える電源切替部と、
をさらに備え、
前記電源切替部は、前記無線通信システムのネットワーク形態が前記メッシュ型ネットワークである場合に電源供給元を前記第２の電源供給部に切り替え、前記無線通信システムのネットワーク形態が前記異なるネットワーク形態である場合に電源供給元を前記第１の電源供給部に切り替える、請求項１に記載の通信制御装置。
【請求項３】
前記電源供給元が切り替わったことをユーザに通知する通知部をさらに備え、
前記通知部は、前記電源供給元が切り替わったことを示す情報を前記ユーザが所有する端末装置に送信する、請求項２に記載の通信制御装置。
【請求項４】
前記信号には、自装置の時刻に関する情報が含まれ、
前記通信部は、前記信号を前記通信装置に送信することによって自装置と前記通信装置との間で同期制御を行う、請求項１から３のいずれか一項に記載の通信制御装置。
【請求項５】
前記所定のタイミングは、ユーザからの切り替え指示がなされたタイミングであり、
前記切替部は、前記無線通信システムのネットワーク形態が前記メッシュ型ネットワークである場合、前記ユーザからの切り替え指示がなされたタイミングで前記メッシュ型ネットワークから前記メッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態に切り替え、前記無線通信システムのネットワーク形態が前記異なるネットワーク形態である場合、前記ユーザからの切り替え指示がなされたタイミングで前記異なるネットワーク形態から前記メッシュ型ネットワークに切り替える、請求項１から４のいずれか一項に記載の通信制御装置。
【請求項６】
前記通信装置が、第１の電源供給部及び第２の電源供給部を有する通信装置と、前記第１の電源供給部のみを通信装置とであり、
前記通信装置において、前記第２の電源供給部から供給される電力で動作している通信装置を特定する特定部をさらに備え、
前記通信部は、特定された前記通信装置に対して、所定の動作を実行させる動作信号を送信する、請求項２から５のいずれか一項に記載の通信制御装置。
【請求項７】
前記信号は、スケジュールドビーコンであり、
前記通信部は、前記信号を送信することによって、自装置と前記通信装置との間の通信開始タイミングと、前記通信装置間の通信開始タイミングとをずらす、請求項１から６のいずれか一項に記載の通信制御装置。
【請求項８】
前記メッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態は、ツリー型ネットワークあるいは、スター型ネットワークある、請求項１から７のいずれか一項に記載の通信制御装置。
【請求項９】
メッシュ型ネットワークを構成する通信制御装置と前記通信制御装置によって制御される通信装置とを備える、同一の無線周波数帯と、同一パケット種類を使う無線通信システムにおける消費電力低減方法であって、
所定のタイミングで、前記メッシュ型ネットワークから前記メッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態に切り替える切替ステップと、
間欠動作における自装置と前記通信装置との間で通信するためにアクティブ状態になるにアクティブタイミングを決定する決定ステップと、
決定された前記アクティブタイミングの情報を含む信号を前記通信装置に送信し、ネットワーク形態の切り替え後に、間欠動作で動作して前記アクティブタイミングにおいてアクティブ状態で動作して前記通信装置との間で通信を行う通信ステップと、
を有する消費電力低減方法。
【請求項１０】
メッシュ型ネットワークを構成する通信制御装置と前記通信制御装置によって制御される通信装置とを備える、同一の無線周波数帯と、同一パケット種類を使う無線通信システムとしてコンピュータを動作させるためのコンピュータプログラムであって、
所定のタイミングで、前記メッシュ型ネットワークから前記メッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態に切り替える切替ステップと、
間欠動作における自装置と前記通信装置との間で通信するためにアクティブ状態になるアクティブタイミングを決定する決定ステップと、
決定された前記アクティブタイミングの情報を含む信号を前記通信装置に送信し、ネットワーク形態の切り替え後に、間欠動作で動作して前記アクティブタイミングにおいてにアクティブ状態で動作して前記通信装置との間で通信を行う通信ステップと、
を実行させるためのコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、通信制御装置、消費電力低減方法及びコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｍ２Ｍ（Machine to Machine）制御用のプロトコルの１つとしてＺｉｇＢｅｅ（登録商標）が知られている。ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）の特徴的な機能は、子機から親機へ達するまでの通信可能な無線経路のうち最適な経路を調査選択できる機能にある。そのため、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）は、大規模なネットワークに利用されている。また、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）では、一般的にはメッシュ型のトポロジーが利用され、従来のスター型のトポロジーと比較すると親機と子機の距離が遠い場合、中継器を用いることでマルチホップ通信できる利点がある。
【０００３】
しかしながら、現在利用されているメッシュ型のトポロジーでは、コーディネータ及びルータはエンドデバイスから不定期に送信される信号を受信できるように、常時、無線信号を受信可能な状態でなければならない。そのため、トポロジーの末端（先端）に位置するエンドデバイスが電池駆動であるのに対し、ＧＷ（Gate Way）及びルータは、容量の限られた電池を使えず変換効率が悪い低価格のＡＣ電源を利用しなければならない。そのため、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）を利用して屋内機器の省エネを宣伝する一方で、各家庭の機器全体で数Ｗから数十Ｗの電力を常時消費することが想定される。この場合、ＡＣ電源で動作するコーディネータ及びルータが増えるにつれて消費電力が大幅に増加してしまう可能性があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１７２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、ネットワークにおいて、消費電力を低減させることができる通信制御装置、消費電力低減方法及びコンピュータプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態の通信制御装置は、メッシュ型ネットワークを構成する通信制御装置と前記通信制御装置によって制御される通信装置とを備える無線通信システムにおける通信制御装置であって、切替部と、決定部と、通信部とを持つ。切替部は、所定のタイミングで、前記メッシュ型ネットワークから前記メッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態に切り替える。決定部は、ネットワーク形態の切り替え前に、間欠動作における自装置と前記通信装置との間で通信するためにアクティブ状態になるアクティブタイミングを決定する。通信部は、決定された前記アクティブタイミングの情報を含む信号を前記通信装置に送信し、ネットワーク形態の切り替え後に、間欠動作で動作して前記アクティブタイミングにおいてアクティブ状態で動作して前記通信装置との間で通信を行う。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態における無線通信システム１００のシステム構成を表すシステム構成図。
【図２】本実施形態における無線通信システム１００のシステム構成を表すシステム構成図。
【図３】第１の実施形態におけるコーディネータ１０の機能構成を表す概略ブロック図。
【図４】第１の実施形態におけるルータ２０の機能構成を表す概略ブロック図。
【図５】第１の実施形態におけるコーディネータ１０による省エネトポロジー移行処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図６】第１の実施形態におけるコーディネータ１０による復帰処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図７】第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａの機能構成を表す概略ブロック図。
【図８】ルータ２０ａの機能構成を表す概略ブロック図。
【図９】第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａによる省エネトポロジー移行処理の流れを説明するためのフローチャート。
【図１０】第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａによる復帰処理の流れを説明するためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態の通信制御装置、消費電力低減方法及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。
（概略）
本実施形態における無線通信システムは、同一の無線周波数帯と、同一パケット種類を使うシステムであって、家庭内やオフィス等で複数の通信機器の設置位置が固定されている場面に適用される。また、本実施形態における無線通信システムにおける通信方式として、近距離無線通信（例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標））が利用される。
ここで、本実施形態の処理の流れについて説明する。まずコーディネータ（通信制御装置）が、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で一般的に利用されているメッシュ型ネットワークから、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）で利用可能なツリー型ネットワークに切り替える。次に、コーディネータは、自装置とエンドデバイスとの間、及び自装置とルータとの間で同期を行う。そして、コーディネータは、間欠動作によりエンドデバイスとの間で通信を行う。
【０００９】
［詳細］
図１及び図２は、本実施形態における無線通信システム１００のシステム構成を表すシステム構成図である。なお、本例では、無線通信システム１００が家庭内に適用される場合を例に説明する。
無線通信システム１００は、コーディネータ１０、ルータ２０、エンドデバイス３０及び端末装置４０を備える。図１では、無線通信システム１００がメッシュ型ネットワークで構成されている場合を例に示している。図２では、無線通信システム１００がツリー型ネットワークで構成されている場合を例に示している。
【００１０】
コーディネータ１０は、無線通信システム１００が備えるルータ２０及びエンドデバイス３０の管理及び制御を行う装置である。コーディネータ１０は、例えばＧＷである。コーディネータ１０は、直接、又はルータ２０を介してエンドデバイス３０との間で通信を行う。コーディネータ１０は、ＡＣ電源から供給される電力を利用して動作する。ＡＣ電源は、例えばＵＳＢアダプタを介して供給される電源のことで、機器内蔵の電池などの内蔵電源と異なる外部供給電源を指す。
【００１１】
また、コーディネータ１０は、所定のタイミングで、自装置が属するネットワークのネットワーク形態を切り替える。例えば、コーディネータ１０は、メッシュ型ネットワークから、メッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態に切り替える。所定のタイミングは、例えばユーザから指示がなされたタイミングであってもよいし、予め設定されたタイミング（例えば、予め設定された時刻）であってもよいし、エンドデバイスから指示がなされたタイミングであってもよいし、その他のタイミングであってもよい。
【００１２】
ルータ２０は、コーディネータ１０とエンドデバイス３０との間の通信を中継する中継装置である。ルータ２０は、例えばリピータやルータなどである。ルータ２０は、ＡＣ電源から供給される電力を利用して動作する。
【００１３】
エンドデバイス３０は、直接、又はルータ２０を介して、コーディネータ１０との間で通信を行う。エンドデバイス３０は、例えばセンサー等の装置である。エンドデバイス３０は、内蔵電源から供給される電力を利用して動作する。内蔵電源は、例えば蓄電池や電池である。また、エンドデバイス３０がセンサー機器の場合、エンドデバイス３０はなんらかの検知をした場合にのみ起動し、ルータ２０を介して、あるいは直接コーディネータ１０に信号を送信する。信号の送信終了後、エンドデバイス３０はスリープ状態に戻る。また、エンドデバイス３０は、間欠動作を行うことができる。つまり、エンドデバイス３０は、ある一定の周期で一定期間の間、アクティブ状態で動作して、それ以外の期間の間スリープ状態で動作する。エンドデバイス３０は、アクティブ状態で動作する場合、送信すべきデータをコーディネータ１０に送信する。また、エンドデバイス３０は、スリープ状態で動作する場合、最も消費電流が大きい無線回路をオフにして消費電力を削減する。
【００１４】
上記のある一定の周期は、後述の同期制御がない場合、エンドデバイス３０内の内蔵時計（水晶発振器等）により決定され、同期制御がある場合、コーディネータ１０からのビーコンの発信の時刻を基準として決定される。図１のメッシュ型ネットワークでは、複数の通信経路が存在するために、コーディネータ１０による同期制御ができない。それに対して、図２のツリー型ネットワーク（あるいはスター型ネットワーク）のように通信経路が一意に決定される場合に、コーディネータ１０による同期制御が可能となる。この場合、コーディネータ１０からのビーコン信号の発信の時刻を基準時刻として、コーディネータ１０、ルータ２０、エンドデバイス３０全てでの一定の周期で一定期間の間、アクティブ状態で動作して、それ以外の期間の間スリープ状態で動作する、省電力間欠動作が可能となる。
【００１５】
端末装置４０は、家庭内のユーザによって操作される通信装置である。端末装置４０は、例えばスマートフォン、携帯電話、タブレット端末、ノートパソコン、パーソナルコンピュータ、ＴＶ等の情報処理装置を用いて構成される。端末装置４０は、ユーザの操作に応じて、コーディネータ１０にネットワーク形態の切り替え指示を送信する。
以下、無線通信システム１００の各実施形態（第１の実施形態及び第２の実施形態）について具体的に説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図３は、第１の実施形態におけるコーディネータ１０の機能構成を表す概略ブロック図である。
コーディネータ１０は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、コーディネータ１０は、通信部１０１、制御部１０２、情報記憶部１０３、制御部１０２、切替部１０４、時計部１０５、決定部１０６、ビーコン生成部１０７、電源供給部１０８を備える装置として機能する。なお、コーディネータ１０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００１７】
通信部１０１は、ルータ２０及びエンドデバイス３０との間で通信を行う。また、通信部１０１は、ユーザが所有する端末装置４０との間で通信を行う。
制御部１０２は、コーディネータ１０が備える各機能を制御する。制御部１０２は、通信制御部１０２１及び切替制御部１０２２を備える。
通信制御部１０２１は、通信部１０１の通信を制御する。例えば、通信制御部１０２１は、自装置が間欠動作する場合に、決定部１０６が決定したアクティブタイミングになるまで通信部１０１の送受信を停止する。アクティブタイミングとは、間欠動作における自装置とルータ２０及びエンドデバイス３０との間で通信するためにアクティブ状態になるタイミングを表す。また、通信制御部１０２１は、自装置が間欠動作する場合に、決定部１０６が決定したアクティブタイミングになると、自装置をアクティブ状態で動作させて通信部１０１を制御してデータの送受信を実行させる。
切替制御部１０２２は、ユーザからのネットワーク形態の切り替え指示が受信されると、切替部１０４を制御してネットワーク形態の切り替えを実行させる。
【００１８】
情報記憶部１０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。情報記憶部１０３は、ネットワークに接続しているルータ２０及びエンドデバイス３０に関する情報（以下、「機器情報」という。）を記憶する。機器情報は、例えばルータ２０及びエンドデバイス３０の識別情報（例えば、ＭＡＣアドレスなど）、電源供給元の情報などを備える。
【００１９】
切替部１０４は、所定のタイミングで、切替制御部１０２２の制御に従って、無線通信システム１００のネットワーク形態を切り替える。例えば、切替部１０４は、無線通信システム１００のネットワーク形態がメッシュ型ネットワークである場合、ツリー型ネットワークに切り替える。また、例えば、切替部１０４は、無線通信システム１００のネットワーク形態がツリー型ネットワークである場合、メッシュ型ネットワークに切り替える。
【００２０】
時計部１０５は、コーディネータ１０において何時何分何秒であるかを決める。時計部１０５は、例えば不図示のＶＣＸＯ（Voltage controlled xtal oscillators）等の電圧可変型の水晶発振器等において決定された１秒の時間幅に従って時刻を決定してもよいし、外部から通知された時刻に基づいて時刻を決定してもよい。
【００２１】
決定部１０６は、ネットワーク形態の切り替え前に、間欠動作におけるアクティブタイミングを決定する。アクティブタイミングは、予め決定されていてもよい。
ビーコン生成部１０７は、制御部１０２の制御に従って間欠動作用ビーコンを生成する。間欠動作用ビーコンは、ルータ２０及びエンドデバイス３０に対して間欠動作で動作することを指示するためのビーコンである。間欠動作用ビーコンには、決定部１０６によって決定されたアクティブタイミングと、間欠起床してからアクティブ状態で動作する期間、時計部１０５から出力された時刻に関する情報とが含まれる。アクティブタイミング、すなわち、間欠起床の間隔が広いほど、低消費電力化できる、一方、間隔が広すぎると、コーディネータ１０とルータ２０とエンドデバイス３０のそれぞれが内蔵する時計部（不図示）の時刻ずれにより同期をロストしてしまう。したがって、それぞれの機器の時刻ずれの程度を知ることが必要となる。以下、具体的に説明する。
【００２２】
間欠起床による低消費電力化については、例えば、受信可能な起床時間１ｍｓ（ミリ秒）、起床間隔を９９ｍｓとすれば、連続受信に比較して、１／１００の受信時間にすることができ、その分平均消費電力は下がることになる。受信間隔を広げればそれに比例して平均消費電力は下がるので、即応性とのトレードオフであるが、連続受信に比較すれば何桁も消費電力を減らすことができる。また、親機（本実施形態では、コーディネータ１０）が内蔵の高精度の水晶発振器をもとに、子機（本実施形態では、ルータ２０及びエンドデバイス３０）との同期確認をすることによる同期制御により、子機に搭載された水晶発振器の精度が悪い状況でも、時刻の補正をすることができ、間欠起床が可能となる。例えば、親機の内蔵する時刻カウント手段、例えば水晶発振器の精度と、子機のそれとから、発生する最大限の時間ずれ量をΔｔとする。また受信継続時間をＴｗ、間欠起床間隔をＴｒとする。親機および子機の間で設定可能な間欠起床間隔は、次の関係を満たしていることが必要である。
Ｔｒ＜Ｔｗ／Δｔ
【００２３】
ここで、具体例を挙げると、親機の水晶発振器の精度が±２５ｐｐｍ、子機の水晶発振器の精度が±７５ｐｐｍとすれば、最大に時間がずれた場合Δｔ＝２５＋７５＝１００ｐｐｍの認識時刻のずれが発生しうる。受信継続時間Ｔｗを２ｍｓとすれば、間欠起床Ｔｒは以下のように求められる。
Ｔｒ＜２ｍｓ＊１／２＊１／（１００＊１０＾（−６））＝１ｍｓ＊１０＾４＝１０ｓ
すなわち、上述した条件下では、設定可能な最大の間欠起床間隔は１０秒となる。ここで、間欠動作用ビーコンは、スター型ネットワークにおけるコーディネータ１０のみから送信される通常のビーコンであっても良いし、ツリー型ネットワークにおける、コーディネータ１０及びルータ２０から送信されるスケジュールドビーコンであってもよい。また、上記式の＾の記号はべき乗を表す。
【００２４】
電源供給部１０８は、外部電源から給電される交流電流を直流電流に変換し、コーディネータ１０が備える各機能部に対して電力を供給する。電源供給部１０８は、例えばＡＣ電源である。ＡＣ電源の具体例として、ＵＳＢアダプタを介した給電が挙げられる。
【００２５】
図４は、第１の実施形態におけるルータ２０の機能構成を表す概略ブロック図である。
ルータ２０は、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、ルータ２０は、第１通信部２０１、通信制御部２０２、接続機器情報記憶部２０３、制御部２０４、第２通信部２０５、電源供給部２０６、時計部２０７を備える装置として機能する。なお、ルータ２０の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００２６】
第１通信部２０１は、コーディネータ１０との間で通信を行う。
通信制御部２０２は、第１通信部２０１、通信制御部２０２及び第２通信部２０５の通信を制御する。
接続機器情報記憶部２０３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置などの記憶装置を用いて構成される。接続機器情報記憶部２０３は、自装置に接続している装置の情報を記憶している。
制御部２０４は、コーディネータ１０が備える各機能部を制御する。
第２通信部２０５は、ルータ２０及びエンドデバイス３０との間で通信を行う。例えば、第２通信部２０５は、間欠動作用ビーコンをルータ２０及びエンドデバイス３０に送信する。
【００２７】
電源供給部２０６は、外部電源から給電される交流電流を直流電流に変換し、ルータ２０が備える各機能部に対して電力を供給する。電源供給部２０６は、例えばＡＣ電源である。ＡＣ電源の具体例として、ＵＳＢアダプタ経由のＡＣ給電が挙げられる。
時計部２０７は、時計部２０７において何時何分何秒であるかを決める。時計部２０７は、例えば不図示のＶＣＸＯ等の電圧可変型の水晶発振器等において決定された１秒の時間幅に従って時刻を決定してもよいし、外部から通知された時刻に基づいて時刻を決定してもよい。
【００２８】
次に、コーディネータ１０及びルータ２０から送信される間欠動作用ビーコンがスケジュールドビーコンである場合の処理について説明する。
コーディネータ１０は、スケジュールドビーコンを送信することによって、自装置とルータ２０との通信開始タイミングと、ルータ２０と他のルータ２０又はエンドデバイス３０との通信開始タイミングとをずらす。ここで、コーディネータ１０及びルータ２０がスケジュールドビーコンを送信する方法として以下の２つの方法がある。以下、それぞれの方法について説明する。
【００２９】
（第１の方法）
第１の方法では、コーディネータ１０からのビーコンＢ１送信後、所定の返信受付時間経過後、ビーコンＢ１を受信したルータ２０がビーコンＢ２を送信する。ビーコンＢ１とビーコンＢ２との時間差は、Ｂｅａｃｏｎ Ｔｘ Ｏｆｆｓｅｔとして設定される。ルータ２０がビーコンＢ２送信後の返信受付時間の間に、ビーコンＢ２を受け取ったエンドデバイス３０からの返信をルータ２０が受ける。その後、送信も受信もしない休止時間を経た後、再び、コーディネータ１０からビーコンＢ１の送信が繰り返される。この場合、ルータ２０は、ビーコンＢ１を受信している時間と、送信したビーコンＢ２の返信を待つ時間は、間欠起床により受信可能な状態になる。
【００３０】
（第２の方法）
第２の方法は、ビーコンのみの送信時間帯を決めておく方法である。コーディネータ１０からのビーコンＢ１、ビーコンＢ１を受信したルータ２０からのビーコンＢ２の送信時間帯予め決めておき、それぞれのタイミングでビーコンを送信する。
【００３１】
図５は、第１の実施形態におけるコーディネータ１０による省エネトポロジー移行処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、図４の処理開始時では、無線通信システム１００のネットワーク形態がメッシュ型ネットワークである場合を例に説明する。
通信制御部１０２１は、無線通信システム１００における接続状態を把握する（ステップＳ１０１）。通信制御部１０２１は、把握した接続状態を情報記憶部１０３に記録する。次に、通信制御部１０２１は、ルータ２０及びエンドデバイス３０の電源状態を把握する（ステップＳ１０２）。例えば、通信制御部１０２１は、各装置の電源供給源が内蔵電池であるかＡＣ電源であるかを把握する。通信制御部１０２１は、把握した電源状態を情報記憶部１０３に記録する。
【００３２】
その後、通信制御部１０２１は、省電力接続が可能であるか否か判定する（ステップＳ１０３）。省電力接続が可能であるか否かの判定は、ネットワーク構成を切り替えた場合に無線通信システム１００が備える全ての装置が接続可能であるか否かで判定される。ネットワーク構成を切り替えた場合に全ての装置が接続可能である場合、通信制御部１０２１は省電力接続が可能であると判定する。一方、ネットワーク構成を切り替えた場合に一部又は全ての装置が接続可能ではない場合、通信制御部１０２１は省電力接続が可能ではないと判定する。
【００３３】
省電力接続が可能ではない場合（ステップＳ１０３−ＮＯ）、コーディネータ１０はステップＳ１０１以降の処理を繰り返し実行する。
一方、省電力接続が可能である場合（ステップＳ１０３−ＹＥＳ）、制御部１０２はネットワーク形態の変更が可能であるか否か判定する（ステップＳ１０４）。具体的には、制御部１０２は、メッシュ型ネットワークからツリー型ネットワークへの変更が可能であるか否か判定する。ネットワーク形態の変更が可能ではない場合（ステップＳ１０４−ＮＯ）、コーディネータ１０はステップＳ１０１以降の処理を繰り返し実行する。ネットワーク形態の変更が可能ではない場合とは、ネットワーク形態が変更されたことによって、建物内の壁などの影響で通信が不可能になる装置が存在する場合である。
【００３４】
一方、ネットワーク形態の変更が可能である場合（ステップＳ１０４−ＹＥＳ）、決定部１０６は間欠動作におけるアクティブタイミングを決定する（ステップＳ１０５）。その後、ビーコン生成部１０７は、ステップＳ１０５の処理で決定されたアクティブタイミング及び現時点における時刻情報を含む間欠動作用ビーコンを生成する。通信部１０１は、生成された間欠動作用ビーコンをネットワーク内の全ての装置に送信する（ステップＳ１０６）。
【００３５】
通信制御部１０２１は、ネットワーク内の全ての装置から間欠動作用ビーコンに対する応答を受信したか否か判定する（ステップＳ１０７）。全ての装置から間欠動作用ビーコンに対する応答を受信していない場合（ステップＳ１０７−ＮＯ）、通信制御部１０２１は全ての装置から間欠動作用ビーコンに対する応答を受信するまでステップＳ１０７の処理を繰り返し実行する。なお、通信制御部１０２１は、所定の時間が経過しても全ての装置から全ての装置から間欠動作用ビーコンに対する応答を受信できない場合には処理を終了してもよい。
【００３６】
一方、全ての装置から間欠動作用ビーコンに対する応答を受信した場合（ステップＳ１０７−ＹＥＳ）、切替制御部１０２２は切替部１０４を制御してネットワーク形態の切り替えを実行させる。切替部１０４は、切替制御部１０２２の制御に従って、ネットワーク形態をメッシュ型ネットワークからツリー型ネットワークに切り替える（ステップＳ１０８）。この際、通信自体は、通信部１０１を介して行われることはもちろんであるが、切替部１０４は、ネットワークトポロジーの変更により生じた差分を設定しなおし、保存する役目を担う。その後、通信制御部１０２１は、各装置との間で接続処理を実行する。通信制御部１０２１は、現時点の接続状態を把握する（ステップＳ１０９）。通信制御部１０２１は、間欠受信動作の開始が可能であるか否か判定する（ステップＳ１１０）。現時点では、コーディネータ１０及びルータ２０は、エンドデバイス３０からの信号を受信するために常時稼働している。そこで、通信制御部１０２１は、自装置及びルータ２０の動作を間欠動作に切り替えても通信可能であるか否か判定する。
【００３７】
自装置及びルータ２０の動作を間欠動作に切り替えても通信可能である場合、通信制御部１０２１は間欠受信動作の開始が可能であると判定する。一方、通信可能ではない場合、通信制御部１０２１は間欠受信動作の開始が可能ではないと判定する。
間欠受信動作の開始が可能はない場合（ステップＳ１１０−ＮＯ）、切替制御部１０２２は切替部１０４を制御して、現在のネットワーク形態の切り替えを実行させる。切替部１０４は、切替制御部１０２２の制御に従ってネットワーク形態を変更する（ステップＳ１１１）。具体的には、切替部１０４は、ツリー型ネットワークからメッシュ型ネットワークに切り替える。その後、コーディネータ１０は、ステップＳ１０１以降の処理を実行する。
【００３８】
一方、間欠受信動作の開始が可能である場合（ステップＳ１１０−ＹＥＳ）、通信制御部１０２１は通信部１０１を制御して間欠動作の開始指示をネットワーク内のルータ２０に送信させる。通信部１０１は、通信制御部１０２１の制御に従って、間欠動作の開始指示をルータ２０に送信する（ステップＳ１１２）。その後、通信制御部１０２１は、間欠動作を開始する（ステップＳ１１３）。例えば、通信制御部１０２１は、自装置の動作を間欠動作に切り替える。
【００３９】
通信制御部１０２１は、アクティブタイミングになったか否か判定する（ステップＳ１１４）。アクティブタイミングになっていない場合（ステップＳ１１４−ＮＯ）、通信制御部１０２１はアクティブタイミングになるまでスリープ状態で待機する。
一方、アクティブタイミングになった場合（ステップＳ１１４−ＹＥＳ）、通信制御部１０２１はスリープ状態からアクティブ状態に切り替えて通信部１０１に通信を実行させる。通信部１０１は、通信制御部１０２１の制御に従って、ルータ２０及びエンドデバイス３０との間で通信を行う（ステップＳ１１５）。
【００４０】
図６は、第１の実施形態におけるコーディネータ１０による復帰処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、図６の処理開始時では、無線通信システム１００のネットワーク形態がツリー型ネットワークである場合を例に説明する。
通信制御部１０２１は、無線通信システム１００における接続状態を把握する（ステップＳ２０１）。次に、通信制御部１０２１は、ルータ２０及びエンドデバイス３０の電源状態を把握する（ステップＳ２０２）。通信制御部１０２１は、メッシュ型ネットワークへの変更要求がなされたか否か判定する（ステップＳ２０３）。メッシュ型ネットワークへの変更要求は、例えば、エンドデバイス３０又はユーザからなされる。
【００４１】
メッシュ型ネットワークへの変更要求がなされなかった場合（ステップＳ２０３−ＮＯ）、コーディネータ１０はステップＳ２０１以降の処理を繰り返し実行する。
一方、メッシュ型ネットワークへの変更要求がなされた場合（ステップＳ２０３−ＹＥＳ）、通信制御部１０２１はネットワーク形態の変更が可能であるか否か判定する（ステップＳ２０４）。具体的には、通信制御部１０２１は、ツリー型ネットワークからメッシュ型ネットワークへの変更が可能であるか否か判定する。
【００４２】
ネットワーク形態の変更が可能ではない場合（ステップＳ２０４−ＮＯ）、コーディネータ１０はステップＳ２０１以降の処理を繰り返し実行する。
一方、ネットワーク形態の変更が可能である場合（ステップＳ２０４−ＹＥＳ）、通信制御部１０２１は無線通信システム１００が備えるルータ２０及びエンドデバイス３０との間の最適な経路を決定する（ステップＳ２０５）。
【００４３】
その後、通信制御部１０２１は、自装置の連続受信動作への切り替え及びルータ２０に連続受信動作への切り替えを指示する（ステップＳ２０６）。次に、通信制御部１０２１は、間欠動作用ビーコンを停止可能であるか否か判定する（ステップＳ２０７）。間欠動作用ビーコンを停止可能ではない場合（ステップＳ２０７−ＮＯ）、コーディネータ１０はステップＳ２０１以降の処理を繰り返し実行する。
一方、間欠動作用ビーコンを停止可能である場合（ステップＳ２０７−ＹＥＳ）、通信制御部１０２１は間欠動作用ビーコンの送信を停止させる（ステップＳ２０８）。その後、切替制御部１０２２は、切替部１０４を制御してネットワーク形態の切り替えを実行させる。切替部１０４は、切替制御部１０２２の制御に従ってネットワーク形態をツリー型ネットワークからメッシュ型ネットワークに切り替える（ステップＳ２０９）。
【００４４】
その後、通信制御部１０２１は、各装置との間で接続処理を実行する。通信制御部１０２１は、現時点の接続状態を把握する（ステップＳ２１０）。その後、通信制御部１０２１は、無線通信システム１００に接続している装置及び各装置への経路を確認して情報記憶部１０３に登録する（ステップＳ２１１）。
【００４５】
以上のように構成されたコーディネータ１０によれば、消費電力を低減させることができる。以下、この効果の詳細について説明する。
コーディネータ１０は、ネットワーク上のルータ２０及びエンドデバイス３０との間で間欠動作による通信を行うために、ネットワーク形態をメッシュ型ネットワークからツリー型ネットワークに切り替える。そして、コーディネータ１０は、ルータ２０及びエンドデバイス３０に対して自装置の時刻情報を送信することでルータ２０及びエンドデバイス３０との間との間で時刻の同期制御を行う。さらに、コーディネータ１０は、ネットワーク形態の切り替えを行う前に、間欠動作におけるアクティブ状態となるアクティブタイミングを決定し、ネットワーク上のルータ２０及びエンドデバイス３０に送信する。コーディネータ１０は、ネットワーク形態の切り替え後に、ルータ２０及びエンドデバイス３０に間欠動作で動作する指示をするとともに、自装置の動作を間欠動作に変更する。コーディネータ１０とルータ２０及びエンドデバイス３０とは、時刻の同期が取れているため、アクティブタイミングになると略同じタイミングで各装置がアクティブ状態となる。その後、コーディネータ１０は、直接、又はルータ２０を介してエンドデバイス３０との間で通信を行う。その後、コーディネータ１０、ルータ２０及びエンドデバイス３０は、一定の周期でスリープ状態とアクティブ状態とを繰り返す。このように、コーディネータ１０、ルータ２０及びエンドデバイス３０は、互いにアクティブ状態となったタイミングで通信を行う。したがって、コーディネータ１０及びルータ２０は、常時、受信状態で動作している必要が無くなる。そのため、ネットワークにおいて、消費電力を低減させることが可能になる。
【００４６】
また、コーディネータ１０は、ユーザの指示やエンドデバイス３０からの指示によって、ネットワーク形態をツリー型ネットワークからメッシュ型ネットワークに復帰させる。したがって、メッシュ型ネットワークの利便性を活用することもできる。そのため、システムとしての利便性を向上させることもできる。
【００４７】
（第２の実施形態）
図７は、第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａの機能構成を表す概略ブロック図である。
コーディネータ１０ａは、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、無線通信プログラムを実行する。無線通信プログラムの実行によって、コーディネータ１０ａは、通信部１０１、制御部１０２ａ、情報記憶部１０３、制御部１０２ａ、切替部１０４、時計部１０５、ビーコン生成部１０７、電源供給部１０８、電池１０９、電源切替部１１０を備える装置として機能する。なお、コーディネータ１０ａの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、無線通信プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、無線通信プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００４８】
第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａは、制御部１０２に代えて制御部１０２ａを備え、電池１０９及び電源切替部１１０を新たに備える点でコーディネータ１０と構成が異なる。コーディネータ１０ａは、他の構成についてはコーディネータ１０と同様である。そのため、コーディネータ１０ａ全体の説明は省略し、制御部１０２ａ、電池１０９及び電源切替部１１０について説明する。
【００４９】
制御部１０２ａは、コーディネータ１０ａが備える各機能を制御する。制御部１０２ａは、通信制御部１０２１ａ及び切替制御部１０２２ａを備える。
通信制御部１０２１ａは、通信部１０１の通信を制御する。
切替制御部１０２２ａは、ユーザからのネットワーク形態の切り替え指示が受信されると、切替部１０４を制御してネットワーク形態の切り替えを実行させる。また、切替制御部１０２２ａは、無線通信システム１００のネットワーク形態に基づいて、電源切替部１１０を制御して電源供給元を制御する。
【００５０】
電池１０９は、コーディネータ１０ａが備える各機能部に電力を供給する内蔵電源である。
電源切替部１１０は、切替制御部１０２２ａの制御に従って、電源供給元を切り替える。例えば、電源切替部１１０は、無線通信システム１００のネットワーク形態がメッシュ型ネットワークである場合に電源供給源を電源供給部１０８に切り替える。また、例えば、電源切替部１１０は、無線通信システム１００のネットワーク形態がツリー型ネットワークである場合に電源供給源を電池１０９に切り替える。
【００５１】
図８は、ルータ２０ａの機能構成を表す概略ブロック図である。
ルータ２０ａは、バスで接続されたＣＰＵやメモリや補助記憶装置などを備え、中継プログラムを実行する。中継プログラムの実行によって、ルータ２０は、第１通信部２０１、通信制御部２０２、接続機器情報記憶部２０３、制御部２０４ａ、第２通信部２０５、電源供給部２０６、時計部２０７、電池２０８、電源切替部２０９を備える装置として機能する。なお、ルータ２０ａの各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣやＰＬＤやＦＰＧＡ等のハードウェアを用いて実現されてもよい。また、中継プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。また、中継プログラムは、電気通信回線を介して送受信されてもよい。
【００５２】
第２の実施形態におけるルータ２０ａは、制御部２０４に代えて制御部２０４ａを備え、電池２０８及び電源切替部２０９を新たに備える点でルータ２０と構成が異なる。ルータ２０ａは、他の構成についてはルータ２０と同様である。そのため、ルータ２０ａ全体の説明は省略し、制御部２０４ａ、電池２０８及び電源切替部２０９について説明する。
【００５３】
制御部２０４ａは、ルータ２０ａの各機能部を制御する。例えば、制御部２０４ａは、コーディネータ１０ａの制御に基づいて、電源切替部２０９を制御して電源供給元を制御する。
電池２０８は、ルータ２０ａが備える各機能部に電力を供給する内蔵電源である。
電源切替部２０９は、制御部２０４ａの制御に従って、電源供給元を切り替える。
【００５４】
図９は、第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａによる省エネトポロジー移行処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、図９の処理開始時では、無線通信システム１００のネットワーク形態がメッシュ型ネットワークである場合を例に説明する。また、図５と同様の処理については、図９において図５と同様の符号を付して説明を省略する。
ステップＳ１１２までの処理が終了すると、切替制御部１０２２ａは、電源切替部１１０を制御して電源供給元を電源供給部１０８から電池１０９に切り替える（ステップＳ３０１）。また、通信制御部１０２１は、通信部１０１を制御して電源供給元を内蔵電源に切り替える旨の指示をネットワーク内のルータ２０ａに送信させる。通信部１０１は、通信制御部１０２１の制御に従って、内蔵電源に切り替える旨の指示をルータ２０ａに送信する（ステップＳ３０２）。その後、ステップＳ１１３以降の処理が実行される。
【００５５】
図１０は、第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａによる復帰処理の流れを説明するためのフローチャートである。なお、図１０の処理開始時では、無線通信システム１００のネットワーク形態がツリー型ネットワークである場合を例に説明する。また、図６と同様の処理については、図１０において図６と同様の符号を付して説明を省略する。
ステップＳ２０５までの処理が終了すると、通信制御部１０２１ａは自装置及びルータ２０の電源供給元をＡＣ電源に切り替えることが可能であるか否か判定する（ステップＳ４０１）。
【００５６】
メッシュ型ネットワークでは、コーディネータ１０ａ及びルータ２０ａはエンドデバイス３０から送信される信号を常時、受信する必要がある。そのため、ツリー型ネットワークからメッシュ型ネットワークに変更する場合には、コーディネータ１０ａ及びルータ２０ａは電源供給元がＡＣ電源でなければ動作できなくなってしまう可能性がある。そこで、コーディネータ１０ａは、ルータ２０ａにＡＣ電源へ切り替え可能であるか否かの問い合わせを行う。
【００５７】
電源供給元をＡＣ電源に切り替えることが可能ではない場合（ステップＳ４０１−ＮＯ）、コーディネータ１０ａはステップＳ２０１以降の処理を実行する。
一方、電源供給元をＡＣ電源に切り替えることが可能である場合（ステップＳ４０１−ＹＥＳ）、自装置及びルータ２０の電源供給元を内蔵電池からＡＣ電源に切り替える（ステップＳ４０２）。具体的には、切替制御部１０２２ａは、電源切替部１１０を制御して、電源供給元を電池１０９（内蔵電池）から電源供給部１０８（ＡＣ電源）に切り替える。また、通信制御部１０２１ａは、通信部１０１を制御して電源供給元を内蔵電源に切り替える旨の指示をネットワーク内のルータ２０ａに送信させる。通信部１０１は、通信制御部１０２１ａの制御に従って、内蔵電源に切り替える旨の指示をルータ２０ａに送信する。
【００５８】
その後、通信制御部１０２１ａは、自装置の動作状態を間欠動作から連続受信動作に切り替える（ステップＳ４０３）。また、通信制御部１０２１ａは、通信部１０１を制御して、動作状態を間欠動作から連続受信動作に切り替える旨の指示をネットワーク内のルータ２０ａに送信させる。通信部１０１は、通信制御部１０２１ａの制御に従って、動作状態を間欠動作から連続受信動作に切り替える旨の指示をルータ２０ａに送信する。
【００５９】
以上のように構成されたコーディネータ１０ａによれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、第２の実施形態では、コーディネータ１０ａ及びルータ２０ａが間欠動作を行っている場合、電源供給元がＡＣ電源ではなく内蔵電源である。したがって、電力コストを低減させることもできる。
【００６０】
以下、第２の実施形態におけるコーディネータ１０ａの変形例について説明する。
コーディネータ１０ａは、電源供給元を切り替えたことをユーザに通知するように構成されてもよい。このように構成される場合、コーディネータ１０ａは、通知部を備える。通知部は、電源切替部１１０による電源供給元の切り替えがなされると、電源供給元が切り替えられた旨を端末装置４０に通知する。また、通知部は、切り替え後の電源供給元が内蔵電源であるのかＡＣ電源であるのかを示す情報を付加してもよい。
このように構成されることによって、コーディネータ１０ａはユーザに電源の供給元を通知することができる。したがって、ユーザは、現在、省エネモードであるのか否かを容易に把握することができる。
【００６１】
以下、第１の実施形態及び第２の実施形態に共通する変形例について説明する。
本実施形態では、切替部１０４が、メッシュ型ネットワークからツリー型ネットワークに切り替える構成を示したが、これに限定される必要はない。例えば、切替部１０４は、メッシュ型ネットワークからスター型ネットワークなどメッシュ型ネットワーク及びツリー型ネットワークと異なるネットワーク形態に切り替えるように構成されてもよい。
【００６２】
また、上記の通知部は、ネットワーク形態を切り替えたことをユーザに通知するように構成されてもよい。このように構成される場合、通知部は、切替部１０４によるネットワーク形態の切り替えがなされると、ネットワーク形態が切り替えられた旨を端末装置４０に通知する。また、通知部は、さらに、切り替え後のネットワーク形態がどのような形態であるのかを示す情報を付加してもよい。
このように構成されることによって、コーディネータ１０及び１０ａはユーザに現状のネットワーク形態を通知することが可能になる。したがって、ユーザは、ネットワーク形態に応じて省エネモードであるか否かを把握することもできる。
【００６３】
コーディネータ１０及び１０ａは、消費電力の大きいルータ２０を特定するように構成されてもよい。このように構成される場合、コーディネータ１０及び１０ａは、特定部を備える。特定部は、情報記憶部１０３に記憶されている機器情報に基づいて、電源供給部１０８から供給される電力で動作しているルータ２０を特定する。その後、通信制御部１０２１は、通信部１０１を制御して、特定されたルータ２０に対して所定の動作を実行させる動作信号を送信させる。所定の動作とは、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等による光又は光の明滅や、ビープ音など報知や、振動などである。
このように構成されることによって、コーディネータ１０及び１０ａは、ＡＣ電源を使用しているルータ２０をユーザに通知することができる。したがって、ユーザは、ネットワーク上のルータ２０の中から消費電力の高いルータ２０を特定することができる。
【００６４】
以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、所定のタイミングで、メッシュ型ネットワークからメッシュ型ネットワークと異なるネットワーク形態（ツリー型ネットワーク）に切り替える切替部１０４と、ネットワーク形態の切り替え前に、間欠動作における自装置とルータ２０及びエンドデバイス３０との間で通信するためにアクティブ状態になるアクティブタイミングを決定する決定部１０６と、決定されたアクティブタイミングの情報を含む信号をルータ２０及びエンドデバイス３０に送信し、ネットワーク形態の切り替え後に、間欠動作で動作してアクティブタイミングにおいてアクティブ状態で動作してルータ２０及びエンドデバイス３０との間で通信を行う通信部１０１を持つことにより、ネットワークにおいて、消費電力を低減させることができる。
【００６５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６６】
１０、１０ａ…コーディネータ，２０、２０ａ…ルータ，３０…エンドデバイス，１０１…通信部，１０２…制御部，１０２１、１０２１ａ…通信制御部，１０２２、１０２２ａ…切替制御部，１０３…情報記憶部，１０４…切替部，１０５…時計部，１０６…決定部，１０７…ビーコン生成部，１０８…電源供給部（第２の電源供給部），１０９…電池（第１の電源供給部），１１０…電源切替部，２０１…第１通信部，２０２…通信制御部，２０３…接続機器情報記憶部，２０４、２０４ａ…制御部，２０５…第２通信部，２０６…電源供給部（第２の電源供給部），２０７…時計部，２０８…電池（第１の電源供給部），２０９…電源切替部
【図１】
0006479576.tif 000002
【図２】
0006479576.tif 000003
【図３】
0006479576.tif 000004
【図４】
0006479576.tif 000005
【図５】
0006479576.tif 000006
【図６】
0006479576.tif 000007
【図７】
0006479576.tif 000008
【図８】
0006479576.tif 000009
【図９】
0006479576.tif 000010
【図１０】
0006479576.tif 000011