(57)【要約】  各センサノード（１０２）は、センサノード（１０２）に搭載されたバッテリの容量が所定量以上となった場合に、センサノード（１０２）の状態を受信部の状態がセンサノード（１０２）の受信部の消費電力が第１電力である第１状態から第１電力より高い第２電力である第２状態となるように受信部を制御する。センサノード（１０２）は、マルチホップ通信の同期を取るための同期信号（Ｓ２）の送信を要求する同期要求信号（Ｓ１）を送信する。センサノード（１０２）は、同期要求信号（Ｓ１）に対する同期信号（Ｓ２）を受信する。センサノード（１０２）は、受信部が同期信号（Ｓ２）を受信した後に自センサノード（１０２）以外のセンサノード（１０２）から同期要求信号（Ｓ１）を受信した場合に、受信した同期要求信号（Ｓ１）に対する同期信号（Ｓ２）であって、受信した同期信号（Ｓ２）に基づく同期信号（Ｓ２）を送信する。
2015107689.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードであって、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信する送信部と、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を受信する受信部と、
前記受信部の状態が、前記送信部が前記同期要求信号を送信する前には前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態となり、前記送信部が前記同期要求信号を送信した後には前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態となるように前記受信部を制御する電力制御部と、
を有することを特徴とする通信ノード。
【請求項２】
前記受信部が前記同期信号を受信した後に前記複数の通信ノードのうちの自通信ノード以外の通信ノードからの前記同期要求信号を受信した場合に、前記受信部が受信した前記同期要求信号に対する、受信した前記同期信号に基づく前記同期信号を、前記送信部に送信させる制御を行う送信制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の通信ノード。
【請求項３】
前記電力制御部は、前記受信部が前記同期信号を受信してから一定時間経過後に、前記受信部の状態が前記第１状態となるように前記受信部を制御することを特徴とする請求項２に記載の通信ノード。
【請求項４】
前記受信部に供給される電力を蓄電する蓄電部を有し、
前記送信制御部は、前記蓄電部に蓄電された電力量が所定量以上になった場合に、前記同期要求信号を前記送信部に送信させるように制御することを特徴とする請求項２または３に記載の通信ノード。
【請求項５】
前記電力制御部は、前記送信部が前記同期要求信号を送信してから一定時間経過後までに、前記受信部が前記同期信号を受信しなかった場合、前記受信部の状態が前記第１状態となるように前記受信部を制御することを特徴とする請求項４に記載の通信ノード。
【請求項６】
前記マルチホップ通信は周期的に行われることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の通信ノード。
【請求項７】
通信装置と、
マルチホップ通信によってデータを前記通信装置へ転送する複数の通信ノードと、
を有するシステムであって、
前記複数の通信ノードに含まれる通信ノードが、
受信部の状態を、前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態から前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態に切り替え、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信部によって送信し、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を前記受信部によって受信することを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記通信装置は、
前記複数の通信ノードのうちいずれかの通信ノードから送信された前記同期要求信号を受信すると、受信した前記同期要求信号に対する同期信号を送信することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードが、
受信部の状態を、前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態から前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態に切り替え、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信部によって送信し、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を前記受信部によって受信する、
処理を実行することを特徴とする同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ノード、システム、および同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサネットワークシステムでは、多数の無線のセンサノードによってセンサノードが設けられた領域の環境の変化などを検出することが公知である。また、従来、センサノード間のマルチホップ通信によるリレー転送によって直接接続されていないセンサノードにデータを送信する技術が公知である。【０００３】
また、従来、無線ノードが、ホストから送信された同期信号によって内部時計を設定し、省電力モードと通常モードとを切り替える技術が公知である（例えば、以下特許文献１参照。）。【０００４】
また、従来、遠隔測定において、可搬受信機はリモート送信機から送信された同期メッセージに基づき、タイマを用いてつぎのメッセージを受信する時間を測定し、受信したい時間はオフした受信機の電源をオンして受信機を作動させる技術が公知である（例えば、以下特許文献２参照。）。【０００５】
また、従来、無線センサが、電源投入時と十分長い時間経過後に上位局から受信した時計時刻により自時計時刻の誤差を修正して、無線センサの起動時刻に反映される技術が公知である（例えば、以下特許文献３参照。）。【０００６】
また、従来、リモコン受信機において、信号の待ち受けを間欠的に行うことによって、信号待ち受けに要する電力消費の低減を図り、電池寿命を延長させる技術が公知である（例えば、以下特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３０６６５７号公報
【特許文献２】特表２００７−５１５８６３号公報
【特許文献３】特開２００５−３４８１８６号公報
【特許文献４】特開平５−２９２５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来、各通信ノードのデータを集約する通信装置から送信される同期信号を通信ノードが受信するシステムにおいて、同期信号がいずれのタイミングで送信されるかが不明である場合、各通信ノードは長時間連続して受信待ちを行うことになる。このため、通信ノードのバッテリの容量が大きくなるという問題点がある。【０００９】
１つの側面では、本発明は、通信ノードの省バッテリ化を図ることができる通信ノード、システム、および同期方法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】
【００１０】
本発明の一側面によれば、マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードであって、自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信する送信部と、前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を受信する受信部と、前記受信部の状態が、前記送信部が前記同期要求信号を送信する前には前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態となり、前記送信部が前記同期要求信号を送信した後には前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態となるように前記受信部を制御する電力制御部と、を有する通信ノード、システム、および同期方法が提案される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、通信ノードの省バッテリ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明にかかるシステムの一動作例を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明にかかるシステム１００例を示す説明図である。
【図３】図３は、システム１００の動作例を示す説明図である。
【図４】図４は、センサノード１０２のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、センサノード１０２の前提動作例を示す説明図である。
【図６】図６は、各構成要素の電力状態例を示す説明図である。
【図７】図７は、サーバ２０１および親機１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、パケット構成例を示す説明図である。
【図９】図９は、センサノード１０２の機能的構成例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、親機１０１の機能的構成例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、同期信号Ｓ２および同期要求信号Ｓ１の送受信例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、同期要求信号Ｓ１および同期信号Ｓ２の送受信に関するタイミングチャート例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、同期未完状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、同期要求待受状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、同期完了状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、親機１０１が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる通信ノード、システム、および同期方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明にかかるシステムの一動作例を示す説明図である。システム１００は、センサと小型の無線通信回路を有するセンサノード１０２がセンサネットワークＳＮＥＴを形成し、センサのデータを収集できるセンサネットワークシステムである。システム１００は、複数のセンサノード１０２と、親機１０１と、を有する。センサノード１０２は、センサを有する無線の通信ノードであり、配置領域１０３に設けられる。図１の例では、配置領域１０３にセンサノード１０２−１〜センサノード１０２−４が設けられてある。例えば、センサノード１０２は、自発電によって得られた電力をバッテリに充電する。親機１０１は、複数のセンサノード１０２からセンサのデータを収集するための通信装置である。システム１００の詳細例については、図２に示す。システム１００では、所定時間ごとに複数のセンサノード１０２を用いて配置領域１０３の状態を計測する。計測としては、例えば、温度、湿度、圧力、光などが挙げられる。より具体的には、複数のセンサノード１０２でマルチホップ通信を行うことによって計測データなどを親機１０１まで転送させる。
【００１５】
このように、所定時間ごとに複数のセンサノード１０２を用いて配置領域１０３を計測するためには、複数のセンサノード１０２においてマルチホップ通信の同期を取らなければならない。上述したように従来、複数のセンサノード１０２で行われるマルチホップ通信での同期を取る同期信号Ｓ２を親機１０１からセンサノード１０２へ送信する場合、施工工程から同期を取るまでの間、各センサノード１０２は起動していなければならない。施工工程とは、センサノード１０２を配置領域１０３に配置させるなどの工程である。この場合、各センサノード１０２に搭載されるバッテリの容量が大きくなる。また、例えば、各センサノード１０２の電源を人手によって投入することもある。例えばセンサノード１０２が配置領域１０３に埋められている場合などには、人手によって各センサノード１０２の電源を投入できない。また、例えば、センサノード１０２の数が多いと、人手による作業が現実的でない。
【００１６】
そこで、本実施の形態では、各センサノード１０２が、受信部をオフ状態からオン状態に切り替えて同期信号Ｓ２の送信を要求することにより同期信号Ｓ２を受信することにより、受信部が連続してオン状態となる期間を短縮できる。これにより、省バッテリ化を図ることができる。
【００１７】
まず、各センサノード１０２は、搭載されたバッテリの容量が所定量以上となった場合に、受信部の状態がセンサノード１０２の受信部の消費電力が第１電力である第１状態から第１電力より高い第２電力である第２状態となるように受信部を制御する。所定量については、例えば、センサノード１０２の設計者などによって定められる。例えば、所定量とは、バッテリの容量の４／５などである。ここで、第１状態とは受信部がオフ状態であり、第２状態とは受信部がオン状態である。そして、センサノード１０２は、マルチホップ通信の同期を取るための同期信号Ｓ２の送信を要求する同期要求信号Ｓ１を送信する。センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を受信する。図１（１）に示すように、例えば、センサノード１０２−１は、親機１０１から、送信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を受信部によって受信する。同期信号Ｓ２と同期要求信号Ｓ１との各々の具体的な構成例は、図８に示す。センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４も同期要求信号Ｓ１を送信しているが、同期要求信号Ｓ１が親機１０１まで到達しない。そのため、センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１を送信後から一定時間経過するまでの間に、受信部が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、受信部の状態が第１状態となるように受信部を制御する。一定時間は、例えばシステム１００の設計者やシステム１００の利用者などによって定められた値である。
【００１８】
また、例えば、センサノード１０２は、受信部が同期信号Ｓ２を受信した後に他のセンサノード１０２から同期要求信号Ｓ１を受信した場合に、受信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２であって、受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を送信する。図１（２）の例では、センサノード１０２−１は、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４から送信された各同期要求信号Ｓ１を受信する。センサノード１０２−１は、受信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２であって、親機１０１から受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を送信する。このように、親機１０１まで到達可能でない同期要求信号Ｓ１が送信されたとしても、同期信号Ｓ２を受信可能となる。そのため、同期要求信号Ｓ１や同期信号Ｓ２の送信電力量が少なくてよいため、省電力化を図ることができる。
【００１９】
また、例えば、センサノード１０２は、受信部が同期信号Ｓ２を受信してから一定時間経過後に、受信部の状態が第１状態となるように受信部を制御する。図１（３）の例では、センサノード１０２−１は、すでに同期要求信号Ｓ１を受信可能な状態になっていない。また、図１（３）の例では、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４が、同期要求信号Ｓ１を受信可能な状態となっている。
【００２０】
このように、各センサノード１０２が、受信部をオフ状態からオン状態に切り替えて同期信号Ｓ２の送信を要求することにより同期信号Ｓ２を受信することで、受信部が連続してオン状態となる期間を短縮できる。そのため、すべてのセンサノード１０２が同期信号Ｓ２を受信可能なタイミングになってから同期信号Ｓ２を配信する場合に比べて、そのタイミングまで受信部による受信動作を維持しなくてもよい。また、施工工程が終わるタイミングになってから同期信号Ｓ２を配信する場合に比べて、そのタイミングまで受信部による受信動作を維持しなくてもよい。したがって、省バッテリ化を図ることができる。
【００２１】
図２は、本発明にかかるシステム１００例を示す説明図である。システム１００では、複数の無線のセンサノード１０２によって測定された測定値を収集するなどによってセンサノード１０２が設けられた配置領域１０３の環境の変化などを検出する。
【００２２】
例えば、システム１００は、サーバ２０１と、ゲートウェイ２０２と、親機１０１と、複数のセンサノード１０２と、を有する。サーバ２０１とゲートウェイ２０２とは、インターネットなどのネットワークＮＥＴを介して接続される。また、図示していないが、各装置がネットワークＮＥＴを介して利用者端末と接続されてもよい。
【００２３】
サーバ２０１は、測定値の収集、蓄積、解析などを行い、ゲートウェイ２０２、親機１０１、センサノード１０２などのシステム１００全体を制御する。ゲートウェイ２０２は、サーバ２０１と利用者端末とが接続されたネットワークＮＥＴと、複数のセンサノード１０２と親機１０１とによるセンサネットワークＳＮＥＴと、の間の信号のやり取りを中継する。例えば、親機１０１は、センサノード１０２と通信を行うことにより測定値を収集し、収集結果をサーバ２０１へ通知する。また、親機１０１は、例えば、センサノード１０２に指示を出してもよい。複数のセンサノード１０２は、配置領域１０３の各位置の状態を測定する通信ノードである。また、複数のセンサノード１０２は、無線により周囲のセンサノード１０２や親機１０１と通信可能である。
【００２４】
図３は、システム１００の動作例を示す説明図である。システム１００では、所定時間ｄごとに所定領域の状態を計測する。例えば、システム１００では、１０分に一度、センサノード１０２に所定領域の状態を計測させ、計測データを親機１０１、ゲートウェイ２０２、ネットワークを通じてサーバに集約する。そのため、定期計測を行うためには、各センサノード１０２が同期を取らなければならない。
【００２５】
（センサノード１０２のハードウェア構成例）
図４は、センサノード１０２のハードウェア構成例を示すブロック図である。センサノード１０２は、センサ４０１と、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０２と、タイマ４０３と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０５と、不揮発メモリ４０６と、を有する。また、センサノード１０２は、無線回路４０８と、アンテナ４０９と、電源管理ユニット４１０と、バッテリ４１１と、ハーベスタ４１２と、などを有する。また、センサノード１０２は、センサ４０１と、ＭＣＵ４０２と、タイマ４０３と、ＲＯＭ４０４と、ＲＡＭ４０５と、不揮発メモリ４０６と、を接続する内部バス４０７を有する。また、図４中、点線は電源線を示し、実線は信号線を示す。
【００２６】
センサ４０１は、設置箇所における所定の変位量を検出する。センサ４０１は、例えば、設置箇所の圧力を検出する圧電素子や、温度を検出する素子、光を検出する光電素子などを用いることができる。
【００２７】
ＭＣＵ４０２は、例えばＲＯＭ４０４に記憶されたプログラムをＲＡＭ４０５にロードして実行することにより、センサノード１０２の全体の制御やデータ処理を行う制御部である。例えば、ＭＣＵ４０２は、センサ４０１が検出したデータを処理する。タイマ４０３は、例えば、ＭＣＵ４０２などによって設定された時間をカウントする。本実施の形態では、例えば、タイマ４０３は、自発的にセンサ４０１によってセンシングするためのセンシング間隔をカウントする。また、例えば、タイマ４０３は、後述する実施例２において、近距離無線回路を停止する所定期間をカウントする。
【００２８】
ＲＯＭ４０４は、ＭＣＵ４０２が実行するプログラムなどを格納する記憶部である。ＲＡＭ４０５は、ＭＣＵ４０２における処理の一時データを格納する記憶部である。不揮発メモリ４０６は、書き込み可能なメモリであって、電力供給が途絶えたときなどにおいても書き込まれた所定のデータを保持する記憶部である。例えば、書き込み可能な不揮発メモリ４０６としては、フラッシュメモリが挙げられる。
【００２９】
アンテナ４０９は、他のセンサノード１０２やゲートウェイ２０２と無線通信する電波を送受信する。例えば、無線回路４０８は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）である。無線回路４０８は、アンテナ４０９を介して受信した無線電波を受信信号として出力する受信回路４２２と、送信信号を無線電波としてアンテナ４０９を介して送信する送信回路４２１と、を有する。送信回路４２１の送信電力はＭＣＵ４０２によって切り替え可能である。送信電力については、センサノード１０２の配置領域１０３、センサノード１０２の配置数、親機１０１の配置位置などに基づいて決定される。また、本実施の形態では、例えば、送信回路４２１の各送信電力は、予め定められた距離までに信号が到達可能となるように設定される。
【００３０】
ハーベスタ４１２は、センサノード１０２の設置箇所における外部環境、例えば、光、振動、温度、無線電波などのエネルギー変化に基づき発電を行う。図４の例では、ハーベスタ４１２が１つだけ設けられているが、これに限らず、同一種類のハーベスタ４１２が複数設けられていてもよいし、異なる種類のハーベスタ４１２が複数設けられていてもよい。ハーベスタ４１２は、センサ４０１によって検出された変位量に応じて発電を行ってもよいし、無線回路４０８によって受信された受信電波の変位量に応じて発電を行ってもよい。バッテリ４１１は、ハーベスタ４１２により発電された電力を蓄える。すなわち、センサノード１０２は、一次電池や外部電源などが設けられず、動作に要する電力を自装置の内部で生成する。電源管理ユニット４１０は、バッテリ４１１によって蓄えられた電力を、センサノード１０２の各部に駆動電源として供給する制御を行う。
【００３１】
図５は、センサノード１０２の前提動作例を示す説明図である。ここで、各センサノード１０２は、間欠動作を行う。間欠動作では、各センサノード１０２は、所定時間ｄごとに、後述するスリープ状態から後述する起動状態に切り替える。所定時間ｄについては、利用者によって定められる。そして、各センサノード１０２は、起動後に、配置箇所の状態をセンサ４０１によって測定する。つぎに、各センサノード１０２は、測定された測定値を親機１０１に送信する。各センサノード１０２は、測定値を親機１０１に送信後に、後述する起動状態から後述するスリープ状態へ切り替える。また、図５の（ａ）に示すように、各センサノード１０２では、起動状態において、ＭＣＵ４０２による処理、送信回路４２１による無線送信、受信回路４２２による受信などによってバッテリ４１１の残量が減る。これに対して、各センサノード１０２では、後述するスリープ状態において、充電によりバッテリ４１１の残量が増加する。
【００３２】
また、図５の（ｂ）に示すように、複数のセンサノード１０２は、起動状態において、各センサノード１０２が有するセンサ４０１の測定値を親機１０１へ通知するデータ信号についてはマルチホップ通信によりリレー転送する。また、上述したように、各センサノード１０２は、起動状態において、送信回路４２１の送信電力を第１送信電力とする。
【００３３】
図６は、各構成要素の電力状態例を示す説明図である。ＭＣＵ４０２の電力状態は、オン状態と、スリープ状態と、オフ状態と、がある。オン状態とは、ＭＣＵ４０２が各種処理可能な電圧がＭＣＵ４０２に供給される状態である。スリープ状態とは、ＭＣＵ４０２やタイマ４０３が有する割り込み回路などには電力が供給されてあり、ＭＣＵ４０２の演算などのメインの機能を有する回路などには電力が供給されない状態である。また、ＭＣＵ４０２が有する割り込み回路が割り込み信号を受け付けると、ＭＣＵ４０２がオン状態になる。また、オフ状態は、ＭＣＵ４０２にはすべてに電力が供給されず、あらゆる動作ができない状態であるが、本実施の形態ではオフ状態を利用しない。
【００３４】
また、受信回路４２２の電力状態は第１状態であるオフ状態と第２状態であるオフ状態とがある。オン状態とは、受信回路４２２に電源が供給される状態である。オフ状態とは、受信回路４２２に電源が供給されない状態であり、電波の受信ができない状態である。また、センサ４０１の電力状態はオン状態とオフ状態とがある。オン状態とは、センサ４０１に電源が供給される状態である。オフ状態とは、センサ４０１に電源が供給されない状態である。
【００３５】
また、例えば、センサノード１０２の状態が起動状態である場合、ＭＣＵ４０２はオン状態であり、受信回路４２２はオン状態であり、センサ４０１はオン状態である。例えば、センサノード１０２の状態がスリープ状態である場合、ＭＣＵ４０２はスリープ状態であり、受信回路４２２はオフ状態であり、センサ４０１はオフ状態である。
【００３６】
（サーバ２０１および親機１０１のハードウェア構成例）
図７は、サーバ２０１および親機１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。サーバ２０１と親機１０１とは、同様の構成であってもよいため、同一構成として説明するが、これに限らず、異なる構成であってもよい。サーバ２０１と親機１０１とのいずれかを指すために、図７では、単に装置７００と称する。
【００３７】
装置７００は、センサノード１０２と異なり、外部電源に基づき動作する。装置７００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７０１と、タイマ７０２と、ＲＯＭ７０３と、ＲＡＭ７０４と、ディスクドライブ７０５と、ディスク７０６と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）回路７０７と、を有する。装置７００は、ＣＰＵ７０１と、タイマ７０２と、ＲＯＭ７０３と、ＲＡＭ７０４と、ディスクドライブ７０５と、Ｉ／Ｏ回路７０７と、を接続する内部バス７１１を有する。
【００３８】
ここで、ＣＰＵ７０１は、装置７００の全体の制御を司る制御部である。ＲＯＭ７０３は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶する記憶部である。ＲＡＭ７０４は、ＣＰＵ７０１のワークエリアとして使用される記憶部である。ディスクドライブ７０５は、ＣＰＵ７０１の制御にしたがってディスク７０６に対するデータのリード／ライトを制御する。ディスク７０６は、ディスクドライブ７０５の制御で書き込まれたデータを記憶する記憶部である。ディスク７０６としては、磁気ディスク、光ディスクなどが挙げられる。また、装置７００が親機１０１である場合、ＲＯＭ７０３やディスク７０６などの記憶部には、後述する所定時間情報や後述する待受時間情報などが記憶される。
【００３９】
また、Ｉ／Ｏ回路７０７には、無線通信回路７０８およびアンテナ７０９が接続される。例えば、装置７００がサーバ２０１であれば、無線通信回路７０８およびアンテナ７０９を介してゲートウェイ２０２と無線通信することにより、親機１０１と無線通信することができる。例えば、装置７００が親機１０１であれば、無線通信回路７０８およびアンテナ７０９を介してセンサノード１０２と無線通信することができる。
【００４０】
また、Ｉ／Ｏ回路７０７にはネットワークＩ／Ｆ７１０が接続される。これにより、装置７００は、ネットワークＩ／Ｆ７１０を介して、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のプロトコル処理などにより、インターネットなどのネットワークを介して外部装置と通信を行うことができる。また、ネットワークＩ／Ｆ７１０による通信には、有線通信や無線通信を適用することができる。
【００４１】
また、図示していないが、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置を装置７００に設けてもよい。これにより、利用者が入力装置を介して装置７００を直接操作することが可能となる。また、例えば、ディスプレイ、プリンタ、ブザーなどの出力装置を装置７００に設けてもよい。
【００４２】
図８は、パケット構成例を示す説明図である。同期要求信号Ｓ１は、センサノード１０２の各々が所定領域に設置された後に、センサノード１０２から親機１０１または同期済みのセンサノード１０２へ同期を要求する信号である。同期要求信号Ｓ１は、識別フラグと、送信元ＩＤと、を有する。識別フラグは、同期要求信号Ｓ１であることを識別するフラグであり、例えば、“０ｘ０１”である。送信元ＩＤは、同期要求信号Ｓ１の送信元を示す識別情報である。
【００４３】
同期信号Ｓ２は、親機１０１または同期済みのセンサノード１０２から、同期要求信号Ｓ１の送信元であるセンサノード１０２へ送信される信号であって、同期のタイミングを通知する信号である。同期信号Ｓ２は、識別フラグと、宛先ＩＤと、送信元ＩＤと、所定時間ｄを示す所定時間情報ｄｄａｔａと、次回起動タイミングを示すタイミング情報と、同期要求待受時間を示す待受時間情報と、を有する。識別フラグは、同期信号Ｓ２であることを識別するフラグであり、例えば、“０ｘ１０”である。送信元ＩＤは、同期信号Ｓ２の送信元を示す識別情報である。所定時間情報ｄｄａｔａは、例えば、計測間隔である時間を示す情報である。タイミング情報は、次回にＭＣＵ４０２とセンサ４０１を起動させて計測を行うタイミングを示す情報である。例えば、何分後などの情報であってもよいし、具体的な時刻を示す情報であってもよい。待受時間情報は、同期完了後に他のセンサノード１０２からの同期要求を待ち受ける時間を示す情報である。例えば、何分後などの情報であってもよいし、具体的な時刻を示す情報であってもよい。
【００４４】
（センサノード１０２の機能的構成例）
図９は、センサノード１０２の機能的構成例を示す説明図である。センサノード１０２は、全体制御部９０１と、受信部９０２と、送信部９０３と、電力制御部９０４と、蓄電部９０５と、記憶部９０６と、を有する。受信部９０２は、受信回路４２２によって実現される。送信部９０３は、送信回路４２１によって実現される。電力制御部９０４は、電源管理ユニット４１０によって実現される。記憶部９０６は、例えば、図４に示したＲＯＭ４０４やＲＡＭ４０５や不揮発メモリ４０６などによって実現される。全体制御部９０１は、例えば、図４に示したＭＣＵ４０２やタイマ４０３などによって実現される。また、全体制御部９０１の各処理は、例えば、図４に示したＭＣＵ４０２がアクセス可能な記憶部９０６に記憶されたプログラムにコーディングされている。そして、ＭＣＵ４０２が記憶部９０６からプログラムを読み出して、プログラムにコーディングされている処理を実行する。これにより、全体制御部９０１の各処理が実現される。また、各部の処理結果は、例えば、記憶部９０６に記憶される。蓄電部９０５は、各部に供給される電力を自発的に蓄電する機能を有する。蓄電部９０５は、例えば、図４に示したバッテリ４１１である。
【００４５】
（親機１０１の機能的構成例）
図１０は、親機１０１の機能的構成例を示す説明図である。親機１０１は、制御部１００１と、受信部１００２と、送信部１００３と、記憶部１００４と、を有する。記憶部１００４は、例えば、図７に示したＲＯＭ７０３、ＲＡＭ７０４、ディスク７０６などによって実現される。受信部１００２および送信部１００３は、例えば、図７に示した無線通信回路７０８によって実現される。制御部１００１は、図７に示したＣＰＵ７０１などによって実現される。また、制御部１００１の各処理は、例えば、ＣＰＵ７０１がアクセス可能な記憶部１００４に記憶されたプログラムにコーディングされている。そして、ＣＰＵ７０１が記憶部１００４からプログラムを読み出して、プログラムにコーディングされている処理を実行する。これにより、制御部１００１の各処理が実現される。また、各部の処理結果は、例えば、記憶部１００４に記憶される。
【００４６】
図９に示した全体制御部９０１は、蓄電部９０５に蓄電された電力量が所定量以上になった場合に、同期要求信号Ｓ１を送信部９０３に送信させるように制御する。例えば、全体制御部９０１は、充電完了などの割り込みを受け付けると、電力制御部９０４によってセンサノード１０２の状態をスリープ状態から起動状態に切り替えさせる。上述したようにセンサノード１０２のスリープ状態では、ＭＣＵ４０２がスリープ状態であり、センサ４０１と受信回路４２２とがオフ状態であり、タイマ４０３が起動している状態である。また、ここでは、ＭＣＵ４０２は、スリープ状態であるため、割り込み機能については動作可能であるため、タイマ４０３や電源管理ユニット４１０などからの割り込みを受け付けることができる。また、センサノード１０２の起動状態では、センサ４０１とＭＣＵ４０２と受信回路４２２とがオン状態となる。
【００４７】
そして、全体制御部９０１は、同期要求信号Ｓ１を生成する。送信部９０３は、全体制御部９０１によって生成された同期要求信号Ｓ１を送信する。受信部９０２は、送信部９０３が送信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を受信する。
【００４８】
例えば、親機１０１に近いセンサノード１０２であれば、図１０に示した受信部１００２が、図９に示した送信部９０３から送信された同期要求信号Ｓ１を受信する。そして、図１０に示す制御部１００１は、受信部１００２が受信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を生成する。送信部１００３は、制御部１００１が生成した同期信号Ｓ２を送信する。同期信号Ｓ２の生成の詳細例については、図１６に示す。また、同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２とは、同期信号Ｓ２に含まれる宛先ＩＤが自センサノード１０２を示す信号である。そして、図９に示す全体制御部９０１は、受信部９０２が受信した同期信号Ｓ２に含まれる所定時間情報ｄｄａｔａを記憶部９０６に記憶させる。
【００４９】
全体制御部９０１は、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信した後に、他のセンサノード１０２からの同期要求信号Ｓ１を受信した場合に、受信した同期要求信号Ｓ１に対する、受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を、送信部９０３に送信させる制御を行う。また、電力制御部９０４は、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信してから一定時間経過後に、受信部９０２の状態が第１状態となるように受信部９０２を制御する。ここでの一定時間については、例えば、同期信号Ｓ２に含まれる待受時間情報ｓｔｄａｔａが示す待受時間である。待受時間については、例えば、タイマ４０３によって計数される。
【００５０】
また、例えば、全体制御部９０１は、受信部９０２が受信した同期信号Ｓ２に含まれるタイミング情報が示すタイミングをタイマ４０３に設定する。そして、例えば、全体制御部９０１は、電力制御部９０４によってセンサノード１０２の状態を起動状態からスリープ状態に切り替えさせる。これによりつぎの同期のタイミングにタイマ４０３の割り込みが発生する。
【００５１】
また、電力制御部９０４は、送信部９０３が同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過後までに、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、受信部９０２の状態が第１状態となるように受信部９０２を制御する。ここでの一定時間については、例えば、予め設計者や利用者によって定められた値である。一定時間を示す情報が例えば、予め記憶部９０６などに記憶されてある。また、一定時間については、タイマ４０３によって計数される。上述したように、受信部９０２の第１状態とは、オフ状態である。また、例えば、電力制御部９０４は、送信部９０３が同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過後までに、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、センサノード１０２の状態をスリープ状態にしてもよい。
【００５２】
全体制御部９０１は、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信した後に他のセンサノード１０２からの同期要求信号Ｓ１を受信した場合に、受信した同期要求信号Ｓ１に対する、受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を、送信部９０３に送信させる制御を行う。
【００５３】
また、電力制御部９０４は、送信部９０３が同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過後までに、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、受信部９０２の状態が第１状態となるように受信部９０２を制御する。
【００５４】
また、全体制御部９０１は、タイマ４０３による割り込みを受け付けると、電力制御部９０４にセンサノード１０２の状態をスリープ状態から起動状態に切り替えさせる制御を行う。そして、全体制御部９０１は、センサ４０１に設置箇所の状態を計測させる制御を行う。つぎに、全体制御部９０１は、計測結果を含むデータ信号を送信部９０３に送信させる制御を行う。そして、全体制御部９０１は、自センサノード１０２以外のセンサノード１０２からのデータ信号を受信部９０２が受信した場合、送信部９０３によって受信したデータ信号を転送させる制御を行う。そして、全体制御部９０１は、データ信号の送信および転送が完了すると、電力制御部９０４にセンサノード１０２の状態を起動状態からスリープ状態に切り替えさせる制御を行う。
【００５５】
以上の各部の処理を踏まえて、図１１を用いてシステム１００の動作例を説明し、図１２を用いてシステム１００のタイミングチャート例を説明する。
【００５６】
図１１は、同期信号Ｓ２および同期要求信号Ｓ１の送受信例を示す説明図である。図１１の例では、所定領域内には、センサノード１０２−１〜センサノード１０２−１０までが設置された状態である。例えば、各センサノード１０２は、充電完了などを契機として、同期信号Ｓ２を送信する。
【００５７】
＜時刻０＞において、親機１０１は、センサノード１０２−１から送信された同期要求信号Ｓ１を受信する。図１１の例では、親機１０１とセンサノード１０２−２〜センサノード１０２−１０との距離が、同期要求信号Ｓ１の送信強度によって到達可能な距離よりも遠い。そのため、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−１０から送信された各同期要求信号Ｓ１は、親機１０１まで到達しない。＜時刻０＞において、親機１０１は、受信した同期要求信号Ｓ１の送信元であるセンサノード１０２−１を宛先にした同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−１は、親機１０１から送信された同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−１は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−１は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００５８】
＜時刻ｔ＞において、センサノード１０２−１は、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４の各々から同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４の各々に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−１は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４は、センサノード１０２−１からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００５９】
＜時刻２ｔ＞において、センサノード１０２−２は、センサノード１０２−６から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−６に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−２は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−６は、センサノード１０２−２からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−６は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−６は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６０】
また、＜時刻２ｔ＞において、センサノード１０２−３は、センサノード１０２−７から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−７に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−３は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−７は、センサノード１０２−３からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−７は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−７は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６１】
また、＜時刻２ｔ＞において、センサノード１０２−４は、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８の各々から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−４は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８とは、センサノード１０２−４からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８とは、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８とは、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６２】
＜時刻３ｔ＞において、センサノード１０２−７は、センサノード１０２−９から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−９に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−７は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−９は、センサノード１０２−７からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−９は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−９は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６３】
また、＜時刻３ｔ＞において、センサノード１０２−８は、センサノード１０２−１０から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−１０に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−８は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−１０は、センサノード１０２−８からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−１０は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−１０は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６４】
＜時刻４ｔ＞において、センサノード１０２−９とセンサノード１０２−１０は、同期要求信号Ｓ１を待ち受けるが、いずれのセンサノード１０２も同期が完了しているため、同期信号Ｓ２を受信しない。そして、センサノード１０２−９とセンサノード１０２−１０は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。
【００６５】
また、各センサノード１０２は、同期が完了すると、上述したように所定時間ｄごとに計測を行い、上述したようにマルチホップ通信などのリレー転送によって計測データを親機１０１まで転送する。
【００６６】
図１２は、同期要求信号Ｓ１および同期信号Ｓ２の送受信に関するタイミングチャート例を示す説明図である。センサノード１０２−１は、同期要求信号Ｓ１を送信すると、親機１０１から同期信号Ｓ２を受信する。そして、センサノード１０２−１は、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。その後、センサノード１０２−１は、待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。
【００６７】
センサノード１０２−２は、同期要求信号Ｓ１を送信すると、親機１０１から同期信号Ｓ２を受信する。そして、センサノード１０２−２は、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。その後、センサノード１０２−２は、待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。
【００６８】
センサノード１０２−３は、同期要求信号Ｓ１を送信すると、親機１０１から同期信号Ｓ２を受信する。そして、センサノード１０２−３は、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。センサノード１０２−４とセンサノード１０２−５とは、同期要求信号Ｓ１を送信すると、センサノード１０２−３から同期信号Ｓ２を受信する。センサノード１０２−３は、待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。また、センサノード１０２−４とセンサノード１０２−５とは、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。その後、センサノード１０２−４とセンサノード１０２−５とは待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。同期要求信号Ｓ１の送信間隔については特に限定しない。
【００６９】
（センサノード１０２が行う処理手順例）
図１３は、同期未完状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。センサノード１０２は、充電完了などを契機として、スリープ状態から起動状態に切り替える（ステップＳ１３０１）。つぎに、センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１を送信する（ステップＳ１３０２）。例えば、充電完了などは、電源管理ユニット４１０などからＭＣＵ４０２へ割り込み信号が送信されることによって通知される。センサノード１０２は、同期信号Ｓ２を受信したか否かを判断する（ステップＳ１３０３）。
【００７０】
同期信号Ｓ２を受信したと判断された場合（ステップＳ１３０３：Ｙｅｓ）、センサノード１０２は、所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する（ステップＳ１３０４）。そして、センサノード１０２は、次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３に割り込みを設定する（ステップＳ１３０５）。つぎに、センサノード１０２は、同期要求の待受時間待機し（ステップＳ１３０６）、ステップＳ１３０７へ移行する。同期要求の待受状態においてセンサノード１０２が行う処理手順については、図１４に示す。
【００７１】
同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過するまでの間に、同期信号Ｓ２を受信していないと判断された場合（ステップＳ１３０３：Ｎｏ）、センサノード１０２は、起動状態からスリープ状態に切り替え（ステップＳ１３０７）、一連の処理を終了する。上述したように、ここでのスリープ状態では、ＭＣＵ４０２がスリープ状態であり、センサ４０１と受信回路４２２とがオフ状態であり、タイマ４０３が起動している状態である。また、ここでは、ＭＣＵ４０２は、スリープ状態であるため、割り込み機能については動作可能であるため、タイマ４０３などからの割り込みを受け付けることができる。
【００７２】
図１４は、同期要求待受状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。まず、センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１の受信を契機として、タイマ４０３から現在時刻を取得する（ステップＳ１４０１）。つぎに、センサノード１０２は、次回起動予定時刻を取得する（ステップＳ１４０２）。そして、センサノード１０２は、次回起動予定時刻から現在時刻を引き次回起動タイミングを求める（ステップＳ１４０３）。センサノード１０２は、同期信号Ｓ２を送信し（ステップＳ１４０４）、一連の処理を終了する。
【００７３】
図１５は、同期完了状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。まず、センサノード１０２は、タイマ４０３の割り込みを契機として、起動状態に切り替える（ステップＳ１５０１）。そして、センサノード１０２は、所定時間ｄ後に起動するようタイマに割り込みをセットする（ステップＳ１５０２）。センサノード１０２は、定期計測を行う（ステップＳ１５０３）。つぎに、センサノード１０２は、スリープ状態に切り替え（ステップＳ１５０４）、一連の処理を終了する。ここでのスリープ状態では、ＭＣＵ４０２がスリープ状態であり、センサ４０１と受信回路４２２とがオフ状態であり、タイマ４０３が起動している状態である。また、ここでは、ＭＣＵ４０２は、スリープ状態であるため、割り込み機能については動作可能であるため、タイマ４０３などからの割り込みを受け付けることができる。
【００７４】
（親機１０１が行う処理手順）
図１６は、親機１０１が行う処理手順例を示すフローチャートである。まず、親機１０１は、同期要求信号Ｓ１の受信を契機として、タイマから現在時刻を取得する（ステップＳ１６０１）。親機１０１は、現在時刻を所定時間ｄで割った余りを求める（ステップＳ１６０２）。親機１０１は、所定時間ｄから、算出した余りを引くことにより、次回起動タイミングを求める（ステップＳ１６０３）。親機１０１は、同期信号Ｓ２を送信し（ステップＳ１６０４）、一連の処理を終了する。
【００７５】
以上説明したように、各センサノード１０２が、受信回路をオフ状態からオン状態に切り替えて同期信号の送信を要求することにより同期信号を受信することで、受信回路が連続してオン状態となる期間を短縮できる。これにより、省バッテリ化を図ることができる。
【００７６】
また、センサノード１０２は、同期信号を受信した後に他のセンサノード１０２からの同期要求信号を受信した場合に、受信した同期要求信号に対する、受信した同期信号に基づく同期信号を送信する。このように、同期が完了しているセンサノード１０２が親機に代わって同期信号を送信することによって、各センサノード１０２が親機まで到達可能な送信電力によって同期要求信号を送信する場合と比較して、省電力化を図ることができる。
【００７７】
また、センサノード１０２は、同期信号を受信してから一定時間経過後に、受信回路をオフ状態に切り替える。これにより、近距離にある他のセンサノード１０２からの同期要求信号に対する同期信号の送信を終了後に、間欠動作を行うことによって、省電力化を図る。
【００７８】
また、センサノード１０２は、バッテリに蓄電された電力量が所定量以上になった場合に、同期要求信号を送信する。これにより、自発的なタイミングで同期要求信号および同期信号の送受信を行うことができる。したがって、省バッテリ化を図ることができる。
【００７９】
また、センサノード１０２は、同期要求信号を送信してから一定時間経過後までに同期信号を受信しなかった場合、受信部の状態が第１状態となるように制御する。これにより、間欠動作が実現するため、省バッテリ化を図ることができる。
【００８０】
また、マルチホップ通信は周期的に行われる。これにより、配置領域の状態が定期計測される。
【００８１】
なお、本実施の形態で説明した同期方法は、予め用意された同期プログラムをＭＣＵ４０２で実行することにより実現することができる。本同期プログラムは、ＲＯＭ４０４や不揮発メモリ４０６などのＭＣＵ４０２で読み取り可能な記録媒体に記録され、ＭＣＵ４０２によって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、同期プログラムは、親機１０１からマルチホップ通信によって配布されてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１００  システム
１０１  親機
１０２  センサノード
４０１  センサ
４０２  ＭＣＵ
４０３  タイマ
４０４  ＲＯＭ
４０５  ＲＡＭ
４０６  不揮発メモリ
４１０  電源管理ユニット
４１１  バッテリ
４２１  送信回路
４２２  受信回路
７０１  ＣＰＵ
７０２  タイマ
７０３  ＲＯＭ
７０４  ＲＡＭ
７０６  ディスク
９０１  全体制御部
９０２  受信部
９０３  送信部
９０４  電力制御部
９０５  蓄電部
１００１  制御部
１００２  受信部
１００３  送信部
１００４  記憶部
Ｓ１  同期要求信号
Ｓ２  同期信号
【図１】
2015107689.tif 000003
【図２】
2015107689.tif 000004
【図３】
2015107689.tif 000005
【図４】
2015107689.tif 000006
【図５】
2015107689.tif 000007
【図６】
2015107689.tif 000008
【図７】
2015107689.tif 000009
【図８】
2015107689.tif 000010
【図９】
2015107689.tif 000011
【図１０】
2015107689.tif 000012
【図１１】
2015107689.tif 000013
【図１２】
2015107689.tif 000014
【図１３】
2015107689.tif 000015
【図１４】
2015107689.tif 000016
【図１５】
2015107689.tif 000017
【図１６】
2015107689.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月13日(2016.7.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードであって、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信する送信部と、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を受信する受信部と、
前記受信部の状態が、前記送信部が前記同期要求信号を送信する前には前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態となり、前記送信部が前記同期要求信号を送信した後には前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態となるように前記受信部を制御する電力制御部と、
を有することを特徴とする通信ノード。
【請求項２】
前記受信部が前記同期信号を受信した後に前記複数の通信ノードのうちの自通信ノード以外の通信ノードからの前記同期要求信号を受信した場合に、前記受信部が受信した前記同期要求信号に対する、受信した前記同期信号に基づく前記同期信号を、前記送信部に送信させる制御を行う送信制御部を有することを特徴とする請求項１に記載の通信ノード。
【請求項３】
前記電力制御部は、前記受信部が前記同期信号を受信してから一定時間経過後に、前記受信部の状態が前記第１状態となるように前記受信部を制御することを特徴とする請求項２に記載の通信ノード。
【請求項４】
前記受信部に供給される電力を蓄電する蓄電部を有し、
前記送信制御部は、前記蓄電部に蓄電された電力量が所定量以上になった場合に、前記同期要求信号を前記送信部に送信させるように制御することを特徴とする請求項２または３に記載の通信ノード。
【請求項５】
前記電力制御部は、前記送信部が前記同期要求信号を送信してから一定時間経過後までに、前記受信部が前記同期信号を受信しなかった場合、前記受信部の状態が前記第１状態となるように前記受信部を制御することを特徴とする請求項４に記載の通信ノード。
【請求項６】
通信装置と、
マルチホップ通信によってデータを前記通信装置へ転送する複数の通信ノードと、
を有するシステムであって、
前記複数の通信ノードに含まれる通信ノードが、
受信部の状態を、前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態から前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態に切り替え、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信部によって送信し、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を前記受信部によって受信することを特徴とするシステム。
【請求項７】
前記通信装置は、
前記複数の通信ノードのうちいずれかの通信ノードから送信された前記同期要求信号を受信すると、受信した前記同期要求信号に対する同期信号を送信することを特徴とする請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードが、
受信部の状態を、前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態から前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態に切り替え、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信部によって送信し、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を前記受信部によって受信する、
処理を実行することを特徴とする同期方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信ノード、システム、および同期方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、センサネットワークシステムでは、多数の無線のセンサノードによってセンサノードが設けられた領域の環境の変化などを検出することが公知である。また、従来、センサノード間のマルチホップ通信によるリレー転送によって直接接続されていないセンサノードにデータを送信する技術が公知である。
【０００３】
また、従来、無線ノードが、ホストから送信された同期信号によって内部時計を設定し、省電力モードと通常モードとを切り替える技術が公知である（例えば、以下特許文献１参照。）。
【０００４】
また、従来、遠隔測定において、可搬受信機はリモート送信機から送信された同期メッセージに基づき、タイマを用いてつぎのメッセージを受信する時間を測定し、受信したい時間はオフした受信機の電源をオンして受信機を作動させる技術が公知である（例えば、以下特許文献２参照。）。
【０００５】
また、従来、無線センサが、電源投入時と十分長い時間経過後に上位局から受信した時計時刻により自時計時刻の誤差を修正して、無線センサの起動時刻に反映される技術が公知である（例えば、以下特許文献３参照。）。
【０００６】
また、従来、リモコン受信機において、信号の待ち受けを間欠的に行うことによって、信号待ち受けに要する電力消費の低減を図り、電池寿命を延長させる技術が公知である（例えば、以下特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−３０６６５７号公報
【特許文献２】特表２００７−５１５８６３号公報
【特許文献３】特開２００５−３４８１８６号公報
【特許文献４】特開平５−２９２５６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来、各通信ノードのデータを集約する通信装置から送信される同期信号を通信ノードが受信するシステムにおいて、同期信号がいずれのタイミングで送信されるかが不明である場合、各通信ノードは長時間連続して受信待ちを行うことになる。このため、通信ノードのバッテリの容量が大きくなるという問題点がある。
【０００９】
１つの側面では、本発明は、通信ノードの省バッテリ化を図ることができる通信ノード、システム、および同期方法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】
【００１０】
本発明の一側面によれば、マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードであって、自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信する送信部と、前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を受信する受信部と、前記受信部の状態が、前記送信部が前記同期要求信号を送信する前には前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態となり、前記送信部が前記同期要求信号を送信した後には前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態となるように前記受信部を制御する電力制御部と、を有する通信ノード、システム、および同期方法が提案される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の一態様によれば、通信ノードの省バッテリ化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本発明にかかるシステムの一動作例を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明にかかるシステム１００例を示す説明図である。
【図３】図３は、システム１００の動作例を示す説明図である。
【図４】図４は、センサノード１０２のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図５】図５は、センサノード１０２の前提動作例を示す説明図である。
【図６】図６は、各構成要素の電力状態例を示す説明図である。
【図７】図７は、サーバ２０１および親機１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は、パケット構成例を示す説明図である。
【図９】図９は、センサノード１０２の機能的構成例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、親機１０１の機能的構成例を示す説明図である。
【図１１】図１１は、同期信号Ｓ２および同期要求信号Ｓ１の送受信例を示す説明図である。
【図１２】図１２は、同期要求信号Ｓ１および同期信号Ｓ２の送受信に関するタイミングチャート例を示す説明図である。
【図１３】図１３は、同期未完状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、同期要求待受状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、同期完了状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、親機１０１が行う処理手順例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、本発明にかかる通信ノード、システム、および同期方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明にかかるシステムの一動作例を示す説明図である。システム１００は、センサと小型の無線通信回路を有するセンサノード１０２がセンサネットワークＳＮＥＴを形成し、センサのデータを収集できるセンサネットワークシステムである。システム１００は、複数のセンサノード１０２と、親機１０１と、を有する。センサノード１０２は、センサを有する無線の通信ノードであり、配置領域１０３に設けられる。図１の例では、配置領域１０３にセンサノード１０２−１〜センサノード１０２−４が設けられてある。例えば、センサノード１０２は、自発電によって得られた電力をバッテリに充電する。親機１０１は、複数のセンサノード１０２からセンサのデータを収集するための通信装置である。システム１００の詳細例については、図２に示す。システム１００では、所定時間ごとに複数のセンサノード１０２を用いて配置領域１０３の状態を計測する。計測としては、例えば、温度、湿度、圧力、光などが挙げられる。より具体的には、複数のセンサノード１０２でマルチホップ通信を行うことによって計測データなどを親機１０１まで転送させる。
【００１５】
このように、所定時間ごとに複数のセンサノード１０２を用いて配置領域１０３を計測するためには、複数のセンサノード１０２においてマルチホップ通信の同期を取らなければならない。上述したように従来、複数のセンサノード１０２で行われるマルチホップ通信での同期を取る同期信号Ｓ２を親機１０１からセンサノード１０２へ送信する場合、施工工程から同期を取るまでの間、各センサノード１０２は起動していなければならない。施工工程とは、センサノード１０２を配置領域１０３に配置させるなどの工程である。この場合、各センサノード１０２に搭載されるバッテリの容量が大きくなる。また、例えば、各センサノード１０２の電源を人手によって投入することもある。例えばセンサノード１０２が配置領域１０３に埋められている場合などには、人手によって各センサノード１０２の電源を投入できない。また、例えば、センサノード１０２の数が多いと、人手による作業が現実的でない。
【００１６】
そこで、本実施の形態では、各センサノード１０２が、受信部をオフ状態からオン状態に切り替えて同期信号Ｓ２の送信を要求することにより同期信号Ｓ２を受信することにより、受信部が連続してオン状態となる期間を短縮できる。これにより、省バッテリ化を図ることができる。
【００１７】
まず、各センサノード１０２は、搭載されたバッテリの容量が所定量以上となった場合に、受信部の状態がセンサノード１０２の受信部の消費電力が第１電力である第１状態から第１電力より高い第２電力である第２状態となるように受信部を制御する。所定量については、例えば、センサノード１０２の設計者などによって定められる。例えば、所定量とは、バッテリの容量の４／５などである。ここで、第１状態とは受信部がオフ状態であり、第２状態とは受信部がオン状態である。そして、センサノード１０２は、マルチホップ通信の同期を取るための同期信号Ｓ２の送信を要求する同期要求信号Ｓ１を送信する。センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を受信する。図１（１）に示すように、例えば、センサノード１０２−１は、親機１０１から、送信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を受信部によって受信する。同期信号Ｓ２と同期要求信号Ｓ１との各々の具体的な構成例は、図８に示す。センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４も同期要求信号Ｓ１を送信しているが、同期要求信号Ｓ１が親機１０１まで到達しない。そのため、センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１を送信後から一定時間経過するまでの間に、受信部が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、受信部の状態が第１状態となるように受信部を制御する。一定時間は、例えばシステム１００の設計者やシステム１００の利用者などによって定められた値である。
【００１８】
また、例えば、センサノード１０２は、受信部が同期信号Ｓ２を受信した後に他のセンサノード１０２から同期要求信号Ｓ１を受信した場合に、受信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２であって、受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を送信する。図１（２）の例では、センサノード１０２−１は、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４から送信された各同期要求信号Ｓ１を受信する。センサノード１０２−１は、受信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２であって、親機１０１から受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を送信する。このように、親機１０１まで到達可能でない同期要求信号Ｓ１が送信されたとしても、同期信号Ｓ２を受信可能となる。そのため、同期要求信号Ｓ１や同期信号Ｓ２の送信電力量が少なくてよいため、省電力化を図ることができる。
【００１９】
また、例えば、センサノード１０２は、受信部が同期信号Ｓ２を受信してから一定時間経過後に、受信部の状態が第１状態となるように受信部を制御する。図１（３）の例では、センサノード１０２−１は、すでに同期要求信号Ｓ１を受信可能な状態になっていない。また、図１（３）の例では、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４が、同期要求信号Ｓ１を受信可能な状態となっている。
【００２０】
このように、各センサノード１０２が、受信部をオフ状態からオン状態に切り替えて同期信号Ｓ２の送信を要求することにより同期信号Ｓ２を受信することで、受信部が連続してオン状態となる期間を短縮できる。そのため、すべてのセンサノード１０２が同期信号Ｓ２を受信可能なタイミングになってから同期信号Ｓ２を配信する場合に比べて、そのタイミングまで受信部による受信動作を維持しなくてもよい。また、施工工程が終わるタイミングになってから同期信号Ｓ２を配信する場合に比べて、そのタイミングまで受信部による受信動作を維持しなくてもよい。したがって、省バッテリ化を図ることができる。
【００２１】
図２は、本発明にかかるシステム１００例を示す説明図である。システム１００では、複数の無線のセンサノード１０２によって測定された測定値を収集するなどによってセンサノード１０２が設けられた配置領域１０３の環境の変化などを検出する。
【００２２】
例えば、システム１００は、サーバ２０１と、ゲートウェイ２０２と、親機１０１と、複数のセンサノード１０２と、を有する。サーバ２０１とゲートウェイ２０２とは、インターネットなどのネットワークＮＥＴを介して接続される。また、図示していないが、各装置がネットワークＮＥＴを介して利用者端末と接続されてもよい。
【００２３】
サーバ２０１は、測定値の収集、蓄積、解析などを行い、ゲートウェイ２０２、親機１０１、センサノード１０２などのシステム１００全体を制御する。ゲートウェイ２０２は、サーバ２０１と利用者端末とが接続されたネットワークＮＥＴと、複数のセンサノード１０２と親機１０１とによるセンサネットワークＳＮＥＴと、の間の信号のやり取りを中継する。例えば、親機１０１は、センサノード１０２と通信を行うことにより測定値を収集し、収集結果をサーバ２０１へ通知する。また、親機１０１は、例えば、センサノード１０２に指示を出してもよい。複数のセンサノード１０２は、配置領域１０３の各位置の状態を測定する通信ノードである。また、複数のセンサノード１０２は、無線により周囲のセンサノード１０２や親機１０１と通信可能である。
【００２４】
図３は、システム１００の動作例を示す説明図である。システム１００では、所定時間ｄごとに所定領域の状態を計測する。例えば、システム１００では、１０分に一度、センサノード１０２に所定領域の状態を計測させ、計測データを親機１０１、ゲートウェイ２０２、ネットワークを通じてサーバに集約する。そのため、定期計測を行うためには、各センサノード１０２が同期を取らなければならない。
【００２５】
（センサノード１０２のハードウェア構成例）
図４は、センサノード１０２のハードウェア構成例を示すブロック図である。センサノード１０２は、センサ４０１と、ＭＣＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０２と、タイマ４０３と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０４と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）４０５と、不揮発メモリ４０６と、を有する。また、センサノード１０２は、無線回路４０８と、アンテナ４０９と、電源管理ユニット４１０と、バッテリ４１１と、ハーベスタ４１２と、などを有する。また、センサノード１０２は、センサ４０１と、ＭＣＵ４０２と、タイマ４０３と、ＲＯＭ４０４と、ＲＡＭ４０５と、不揮発メモリ４０６と、を接続する内部バス４０７を有する。また、図４中、点線は電源線を示し、実線は信号線を示す。
【００２６】
センサ４０１は、設置箇所における所定の変位量を検出する。センサ４０１は、例えば、設置箇所の圧力を検出する圧電素子や、温度を検出する素子、光を検出する光電素子などを用いることができる。
【００２７】
ＭＣＵ４０２は、例えばＲＯＭ４０４に記憶されたプログラムをＲＡＭ４０５にロードして実行することにより、センサノード１０２の全体の制御やデータ処理を行う制御部である。例えば、ＭＣＵ４０２は、センサ４０１が検出したデータを処理する。タイマ４０３は、例えば、ＭＣＵ４０２などによって設定された時間をカウントする。本実施の形態では、例えば、タイマ４０３は、自発的にセンサ４０１によってセンシングするためのセンシング間隔をカウントする。また、例えば、タイマ４０３は、後述する実施例２において、近距離無線回路を停止する所定期間をカウントする。
【００２８】
ＲＯＭ４０４は、ＭＣＵ４０２が実行するプログラムなどを格納する記憶部である。ＲＡＭ４０５は、ＭＣＵ４０２における処理の一時データを格納する記憶部である。不揮発メモリ４０６は、書き込み可能なメモリであって、電力供給が途絶えたときなどにおいても書き込まれた所定のデータを保持する記憶部である。例えば、書き込み可能な不揮発メモリ４０６としては、フラッシュメモリが挙げられる。
【００２９】
アンテナ４０９は、他のセンサノード１０２やゲートウェイ２０２と無線通信する電波を送受信する。例えば、無線回路４０８は、ＲＦ（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）である。無線回路４０８は、アンテナ４０９を介して受信した無線電波を受信信号として出力する受信回路４２２と、送信信号を無線電波としてアンテナ４０９を介して送信する送信回路４２１と、を有する。送信回路４２１の送信電力はＭＣＵ４０２によって切り替え可能である。送信電力については、センサノード１０２の配置領域１０３、センサノード１０２の配置数、親機１０１の配置位置などに基づいて決定される。また、本実施の形態では、例えば、送信回路４２１の各送信電力は、予め定められた距離までに信号が到達可能となるように設定される。
【００３０】
ハーベスタ４１２は、センサノード１０２の設置箇所における外部環境、例えば、光、振動、温度、無線電波などのエネルギー変化に基づき発電を行う。図４の例では、ハーベスタ４１２が１つだけ設けられているが、これに限らず、同一種類のハーベスタ４１２が複数設けられていてもよいし、異なる種類のハーベスタ４１２が複数設けられていてもよい。ハーベスタ４１２は、センサ４０１によって検出された変位量に応じて発電を行ってもよいし、無線回路４０８によって受信された受信電波の変位量に応じて発電を行ってもよい。バッテリ４１１は、ハーベスタ４１２により発電された電力を蓄える。すなわち、センサノード１０２は、一次電池や外部電源などが設けられず、動作に要する電力を自装置の内部で生成する。電源管理ユニット４１０は、バッテリ４１１によって蓄えられた電力を、センサノード１０２の各部に駆動電源として供給する制御を行う。
【００３１】
図５は、センサノード１０２の前提動作例を示す説明図である。ここで、各センサノード１０２は、間欠動作を行う。間欠動作では、各センサノード１０２は、所定時間ｄごとに、後述するスリープ状態から後述する起動状態に切り替える。所定時間ｄについては、利用者によって定められる。そして、各センサノード１０２は、起動後に、配置箇所の状態をセンサ４０１によって測定する。つぎに、各センサノード１０２は、測定された測定値を親機１０１に送信する。各センサノード１０２は、測定値を親機１０１に送信後に、後述する起動状態から後述するスリープ状態へ切り替える。また、図５の（ａ）に示すように、各センサノード１０２では、起動状態において、ＭＣＵ４０２による処理、送信回路４２１による無線送信、受信回路４２２による受信などによってバッテリ４１１の残量が減る。これに対して、各センサノード１０２では、後述するスリープ状態において、充電によりバッテリ４１１の残量が増加する。
【００３２】
また、図５の（ｂ）に示すように、複数のセンサノード１０２は、起動状態において、各センサノード１０２が有するセンサ４０１の測定値を親機１０１へ通知するデータ信号についてはマルチホップ通信によりリレー転送する。また、上述したように、各センサノード１０２は、起動状態において、送信回路４２１の送信電力を第１送信電力とする。
【００３３】
図６は、各構成要素の電力状態例を示す説明図である。ＭＣＵ４０２の電力状態は、オン状態と、スリープ状態と、オフ状態と、がある。オン状態とは、ＭＣＵ４０２が各種処理可能な電圧がＭＣＵ４０２に供給される状態である。スリープ状態とは、ＭＣＵ４０２やタイマ４０３が有する割り込み回路などには電力が供給されてあり、ＭＣＵ４０２の演算などのメインの機能を有する回路などには電力が供給されない状態である。また、ＭＣＵ４０２が有する割り込み回路が割り込み信号を受け付けると、ＭＣＵ４０２がオン状態になる。また、オフ状態は、ＭＣＵ４０２にはすべてに電力が供給されず、あらゆる動作ができない状態であるが、本実施の形態ではオフ状態を利用しない。
【００３４】
また、受信回路４２２の電力状態は第１状態であるオフ状態と第２状態であるオン状態とがある。オン状態とは、受信回路４２２に電源が供給される状態である。オフ状態とは、受信回路４２２に電源が供給されない状態であり、電波の受信ができない状態である。また、センサ４０１の電力状態はオン状態とオフ状態とがある。オン状態とは、センサ４０１に電源が供給される状態である。オフ状態とは、センサ４０１に電源が供給されない状態である。
【００３５】
また、例えば、センサノード１０２の状態が起動状態である場合、ＭＣＵ４０２はオン状態であり、受信回路４２２はオン状態であり、センサ４０１はオン状態である。例えば、センサノード１０２の状態がスリープ状態である場合、ＭＣＵ４０２はスリープ状態であり、受信回路４２２はオフ状態であり、センサ４０１はオフ状態である。
【００３６】
（サーバ２０１および親機１０１のハードウェア構成例）
図７は、サーバ２０１および親機１０１のハードウェア構成例を示すブロック図である。サーバ２０１と親機１０１とは、同様の構成であってもよいため、同一構成として説明するが、これに限らず、異なる構成であってもよい。サーバ２０１と親機１０１とのいずれかを指すために、図７では、単に装置７００と称する。
【００３７】
装置７００は、センサノード１０２と異なり、外部電源に基づき動作する。装置７００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７０１と、タイマ７０２と、ＲＯＭ７０３と、ＲＡＭ７０４と、ディスクドライブ７０５と、ディスク７０６と、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）回路７０７と、を有する。装置７００は、ＣＰＵ７０１と、タイマ７０２と、ＲＯＭ７０３と、ＲＡＭ７０４と、ディスクドライブ７０５と、Ｉ／Ｏ回路７０７と、を接続する内部バス７１１を有する。
【００３８】
ここで、ＣＰＵ７０１は、装置７００の全体の制御を司る制御部である。ＲＯＭ７０３は、ブートプログラムなどのプログラムを記憶する記憶部である。ＲＡＭ７０４は、ＣＰＵ７０１のワークエリアとして使用される記憶部である。ディスクドライブ７０５は、ＣＰＵ７０１の制御にしたがってディスク７０６に対するデータのリード／ライトを制御する。ディスク７０６は、ディスクドライブ７０５の制御で書き込まれたデータを記憶する記憶部である。ディスク７０６としては、磁気ディスク、光ディスクなどが挙げられる。また、装置７００が親機１０１である場合、ＲＯＭ７０３やディスク７０６などの記憶部には、後述する所定時間情報や後述する待受時間情報などが記憶される。
【００３９】
また、Ｉ／Ｏ回路７０７には、無線通信回路７０８およびアンテナ７０９が接続される。例えば、装置７００がサーバ２０１であれば、無線通信回路７０８およびアンテナ７０９を介してゲートウェイ２０２と無線通信することにより、親機１０１と無線通信することができる。例えば、装置７００が親機１０１であれば、無線通信回路７０８およびアンテナ７０９を介してセンサノード１０２と無線通信することができる。
【００４０】
また、Ｉ／Ｏ回路７０７にはネットワークＩ／Ｆ７１０が接続される。これにより、装置７００は、ネットワークＩ／Ｆ７１０を介して、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）のプロトコル処理などにより、インターネットなどのネットワークを介して外部装置と通信を行うことができる。また、ネットワークＩ／Ｆ７１０による通信には、有線通信や無線通信を適用することができる。
【００４１】
また、図示していないが、キーボード、マウス、タッチパネルなどの入力装置を装置７００に設けてもよい。これにより、利用者が入力装置を介して装置７００を直接操作することが可能となる。また、例えば、ディスプレイ、プリンタ、ブザーなどの出力装置を装置７００に設けてもよい。
【００４２】
図８は、パケット構成例を示す説明図である。同期要求信号Ｓ１は、センサノード１０２の各々が所定領域に設置された後に、センサノード１０２から親機１０１または同期済みのセンサノード１０２へ同期を要求する信号である。同期要求信号Ｓ１は、識別フラグと、送信元ＩＤと、を有する。識別フラグは、同期要求信号Ｓ１であることを識別するフラグであり、例えば、"０ｘ０１"である。送信元ＩＤは、同期要求信号Ｓ１の送信元を示す識別情報である。
【００４３】
同期信号Ｓ２は、親機１０１または同期済みのセンサノード１０２から、同期要求信号Ｓ１の送信元であるセンサノード１０２へ送信される信号であって、同期のタイミングを通知する信号である。同期信号Ｓ２は、識別フラグと、宛先ＩＤと、送信元ＩＤと、所定時間ｄを示す所定時間情報ｄｄａｔａと、次回起動タイミングを示すタイミング情報と、同期要求待受時間を示す待受時間情報と、を有する。識別フラグは、同期信号Ｓ２であることを識別するフラグであり、例えば、"０ｘ１０"である。送信元ＩＤは、同期信号Ｓ２の送信元を示す識別情報である。所定時間情報ｄｄａｔａは、例えば、計測間隔である時間を示す情報である。タイミング情報は、次回にＭＣＵ４０２とセンサ４０１を起動させて計測を行うタイミングを示す情報である。例えば、何分後などの情報であってもよいし、具体的な時刻を示す情報であってもよい。待受時間情報は、同期完了後に他のセンサノード１０２からの同期要求を待ち受ける時間を示す情報である。例えば、何分後などの情報であってもよいし、具体的な時刻を示す情報であってもよい。
【００４４】
（センサノード１０２の機能的構成例）
図９は、センサノード１０２の機能的構成例を示す説明図である。センサノード１０２は、全体制御部９０１と、受信部９０２と、送信部９０３と、電力制御部９０４と、蓄電部９０５と、記憶部９０６と、を有する。受信部９０２は、受信回路４２２によって実現される。送信部９０３は、送信回路４２１によって実現される。電力制御部９０４は、電源管理ユニット４１０によって実現される。記憶部９０６は、例えば、図４に示したＲＯＭ４０４やＲＡＭ４０５や不揮発メモリ４０６などによって実現される。全体制御部９０１は、例えば、図４に示したＭＣＵ４０２やタイマ４０３などによって実現される。また、全体制御部９０１の各処理は、例えば、図４に示したＭＣＵ４０２がアクセス可能な記憶部９０６に記憶されたプログラムにコーディングされている。そして、ＭＣＵ４０２が記憶部９０６からプログラムを読み出して、プログラムにコーディングされている処理を実行する。これにより、全体制御部９０１の各処理が実現される。また、各部の処理結果は、例えば、記憶部９０６に記憶される。蓄電部９０５は、各部に供給される電力を自発的に蓄電する機能を有する。蓄電部９０５は、例えば、図４に示したバッテリ４１１である。
【００４５】
（親機１０１の機能的構成例）
図１０は、親機１０１の機能的構成例を示す説明図である。親機１０１は、制御部１００１と、受信部１００２と、送信部１００３と、記憶部１００４と、を有する。記憶部１００４は、例えば、図７に示したＲＯＭ７０３、ＲＡＭ７０４、ディスク７０６などによって実現される。受信部１００２および送信部１００３は、例えば、図７に示した無線通信回路７０８によって実現される。制御部１００１は、図７に示したＣＰＵ７０１などによって実現される。また、制御部１００１の各処理は、例えば、ＣＰＵ７０１がアクセス可能な記憶部１００４に記憶されたプログラムにコーディングされている。そして、ＣＰＵ７０１が記憶部１００４からプログラムを読み出して、プログラムにコーディングされている処理を実行する。これにより、制御部１００１の各処理が実現される。また、各部の処理結果は、例えば、記憶部１００４に記憶される。
【００４６】
図９に示した全体制御部９０１は、蓄電部９０５に蓄電された電力量が所定量以上になった場合に、同期要求信号Ｓ１を送信部９０３に送信させるように制御する。例えば、全体制御部９０１は、充電完了などの割り込みを受け付けると、電力制御部９０４によってセンサノード１０２の状態をスリープ状態から起動状態に切り替えさせる。上述したようにセンサノード１０２のスリープ状態では、ＭＣＵ４０２がスリープ状態であり、センサ４０１と受信回路４２２とがオフ状態であり、タイマ４０３が起動している状態である。また、ここでは、ＭＣＵ４０２は、スリープ状態であるため、割り込み機能については動作可能であるため、タイマ４０３や電源管理ユニット４１０などからの割り込みを受け付けることができる。また、センサノード１０２の起動状態では、センサ４０１とＭＣＵ４０２と受信回路４２２とがオン状態となる。
【００４７】
そして、全体制御部９０１は、同期要求信号Ｓ１を生成する。送信部９０３は、全体制御部９０１によって生成された同期要求信号Ｓ１を送信する。受信部９０２は、送信部９０３が送信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を受信する。
【００４８】
例えば、親機１０１に近いセンサノード１０２であれば、図１０に示した受信部１００２が、図９に示した送信部９０３から送信された同期要求信号Ｓ１を受信する。そして、図１０に示す制御部１００１は、受信部１００２が受信した同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２を生成する。送信部１００３は、制御部１００１が生成した同期信号Ｓ２を送信する。同期信号Ｓ２の生成の詳細例については、図１６に示す。また、同期要求信号Ｓ１に対する同期信号Ｓ２とは、同期信号Ｓ２に含まれる宛先ＩＤが自センサノード１０２を示す信号である。そして、図９に示す全体制御部９０１は、受信部９０２が受信した同期信号Ｓ２に含まれる所定時間情報ｄｄａｔａを記憶部９０６に記憶させる。
【００４９】
全体制御部９０１は、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信した後に、他のセンサノード１０２からの同期要求信号Ｓ１を受信した場合に、受信した同期要求信号Ｓ１に対する、受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を、送信部９０３に送信させる制御を行う。また、電力制御部９０４は、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信してから一定時間経過後に、受信部９０２の状態が第１状態となるように受信部９０２を制御する。ここでの一定時間については、例えば、同期信号Ｓ２に含まれる待受時間情報ｓｔｄａｔａが示す待受時間である。待受時間については、例えば、タイマ４０３によって計数される。
【００５０】
また、例えば、全体制御部９０１は、受信部９０２が受信した同期信号Ｓ２に含まれるタイミング情報が示すタイミングをタイマ４０３に設定する。そして、例えば、全体制御部９０１は、電力制御部９０４によってセンサノード１０２の状態を起動状態からスリープ状態に切り替えさせる。これによりつぎの同期のタイミングにタイマ４０３の割り込みが発生する。
【００５１】
また、電力制御部９０４は、送信部９０３が同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過後までに、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、受信部９０２の状態が第１状態となるように受信部９０２を制御する。ここでの一定時間については、例えば、予め設計者や利用者によって定められた値である。一定時間を示す情報が例えば、予め記憶部９０６などに記憶されてある。また、一定時間については、タイマ４０３によって計数される。上述したように、受信部９０２の第１状態とは、オフ状態である。また、例えば、電力制御部９０４は、送信部９０３が同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過後までに、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、センサノード１０２の状態をスリープ状態にしてもよい。
【００５２】
全体制御部９０１は、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信した後に他のセンサノード１０２からの同期要求信号Ｓ１を受信した場合に、受信した同期要求信号Ｓ１に対する、受信した同期信号Ｓ２に基づく同期信号Ｓ２を、送信部９０３に送信させる制御を行う。
【００５３】
また、電力制御部９０４は、送信部９０３が同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過後までに、受信部９０２が同期信号Ｓ２を受信しなかった場合、受信部９０２の状態が第１状態となるように受信部９０２を制御する。
【００５４】
また、全体制御部９０１は、タイマ４０３による割り込みを受け付けると、電力制御部９０４にセンサノード１０２の状態をスリープ状態から起動状態に切り替えさせる制御を行う。そして、全体制御部９０１は、センサ４０１に設置箇所の状態を計測させる制御を行う。つぎに、全体制御部９０１は、計測結果を含むデータ信号を送信部９０３に送信させる制御を行う。そして、全体制御部９０１は、自センサノード１０２以外のセンサノード１０２からのデータ信号を受信部９０２が受信した場合、送信部９０３によって受信したデータ信号を転送させる制御を行う。そして、全体制御部９０１は、データ信号の送信および転送が完了すると、電力制御部９０４にセンサノード１０２の状態を起動状態からスリープ状態に切り替えさせる制御を行う。
【００５５】
以上の各部の処理を踏まえて、図１１を用いてシステム１００の動作例を説明し、図１２を用いてシステム１００のタイミングチャート例を説明する。
【００５６】
図１１は、同期信号Ｓ２および同期要求信号Ｓ１の送受信例を示す説明図である。図１１の例では、所定領域内には、センサノード１０２−１〜センサノード１０２−１０までが設置された状態である。例えば、各センサノード１０２は、充電完了などを契機として、同期信号Ｓ２を送信する。
【００５７】
＜時刻０＞において、親機１０１は、センサノード１０２−１から送信された同期要求信号Ｓ１を受信する。図１１の例では、親機１０１とセンサノード１０２−２〜センサノード１０２−１０との距離が、同期要求信号Ｓ１の送信強度によって到達可能な距離よりも遠い。そのため、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−１０から送信された各同期要求信号Ｓ１は、親機１０１まで到達しない。＜時刻０＞において、親機１０１は、受信した同期要求信号Ｓ１の送信元であるセンサノード１０２−１を宛先にした同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−１は、親機１０１から送信された同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−１は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−１は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００５８】
＜時刻ｔ＞において、センサノード１０２−１は、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４の各々から同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４の各々に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−１は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４は、センサノード１０２−１からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−２〜センサノード１０２−４は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００５９】
＜時刻２ｔ＞において、センサノード１０２−２は、センサノード１０２−６から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−６に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−２は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−６は、センサノード１０２−２からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−６は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−６は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６０】
また、＜時刻２ｔ＞において、センサノード１０２−３は、センサノード１０２−７から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−７に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−３は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−７は、センサノード１０２−３からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−７は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−７は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６１】
また、＜時刻２ｔ＞において、センサノード１０２−４は、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８の各々から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−４は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８とは、センサノード１０２−４からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８とは、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−５とセンサノード１０２−８とは、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６２】
＜時刻３ｔ＞において、センサノード１０２−７は、センサノード１０２−９から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−９に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−７は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−９は、センサノード１０２−７からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−９は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−９は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６３】
また、＜時刻３ｔ＞において、センサノード１０２−８は、センサノード１０２−１０から送信された同期要求信号Ｓ１を受信すると、センサノード１０２−１０に対して同期信号Ｓ２を送信する。センサノード１０２−８は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。また、センサノード１０２−１０は、センサノード１０２−８からの同期信号Ｓ２を受信すると、同期信号Ｓ２によって指定された所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する。そして、センサノード１０２−１０は、同期信号Ｓ２によって指定された次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３を設定する。また、センサノード１０２−１０は、同期信号Ｓ２によって指定された待受時間をタイマ４０３に設定することにより、同期信号Ｓ２の受信から待受時間が経過するまでの間に、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。
【００６４】
＜時刻４ｔ＞において、センサノード１０２−９とセンサノード１０２−１０は、同期要求信号Ｓ１を待ち受けるが、いずれのセンサノード１０２も同期が完了しているため、同期信号Ｓ２を受信しない。そして、センサノード１０２−９とセンサノード１０２−１０は、待受時間が経過すると、スリープ状態へ移行する。
【００６５】
また、各センサノード１０２は、同期が完了すると、上述したように所定時間ｄごとに計測を行い、上述したようにマルチホップ通信などのリレー転送によって計測データを親機１０１まで転送する。
【００６６】
図１２は、同期要求信号Ｓ１および同期信号Ｓ２の送受信に関するタイミングチャート例を示す説明図である。センサノード１０２−１は、同期要求信号Ｓ１を送信すると、親機１０１から同期信号Ｓ２を受信する。そして、センサノード１０２−１は、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。その後、センサノード１０２−１は、待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。
【００６７】
センサノード１０２−２は、同期要求信号Ｓ１を送信すると、親機１０１から同期信号Ｓ２を受信する。そして、センサノード１０２−２は、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。その後、センサノード１０２−２は、待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。
【００６８】
センサノード１０２−３は、同期要求信号Ｓ１を送信すると、親機１０１から同期信号Ｓ２を受信する。そして、センサノード１０２−３は、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。センサノード１０２−４とセンサノード１０２−５とは、同期要求信号Ｓ１を送信すると、センサノード１０２−３から同期信号Ｓ２を受信する。センサノード１０２−３は、待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。また、センサノード１０２−４とセンサノード１０２−５とは、同期要求信号Ｓ１を待ち受ける。その後、センサノード１０２−４とセンサノード１０２−５とは待受時間ｓｔが経過すると、所定時間ｄごとにセンサ４０１によって計測を行う。同期要求信号Ｓ１の送信間隔については特に限定しない。
【００６９】
（センサノード１０２が行う処理手順例）
図１３は、同期未完状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。センサノード１０２は、充電完了などを契機として、スリープ状態から起動状態に切り替える（ステップＳ１３０１）。つぎに、センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１を送信する（ステップＳ１３０２）。例えば、充電完了などは、電源管理ユニット４１０などからＭＣＵ４０２へ割り込み信号が送信されることによって通知される。センサノード１０２は、同期信号Ｓ２を受信したか否かを判断する（ステップＳ１３０３）。
【００７０】
同期信号Ｓ２を受信したと判断された場合（ステップＳ１３０３：Ｙｅｓ）、センサノード１０２は、所定時間ｄを不揮発メモリ４０６に記憶する（ステップＳ１３０４）。そして、センサノード１０２は、次回起動タイミング後に起動するようにタイマ４０３に割り込みを設定する（ステップＳ１３０５）。つぎに、センサノード１０２は、同期要求の待受時間待機し（ステップＳ１３０６）、ステップＳ１３０７へ移行する。同期要求の待受状態においてセンサノード１０２が行う処理手順については、図１４に示す。
【００７１】
同期要求信号Ｓ１を送信してから一定時間経過するまでの間に、同期信号Ｓ２を受信していないと判断された場合（ステップＳ１３０３：Ｎｏ）、センサノード１０２は、起動状態からスリープ状態に切り替え（ステップＳ１３０７）、一連の処理を終了する。上述したように、ここでのスリープ状態では、ＭＣＵ４０２がスリープ状態であり、センサ４０１と受信回路４２２とがオフ状態であり、タイマ４０３が起動している状態である。また、ここでは、ＭＣＵ４０２は、スリープ状態であるため、割り込み機能については動作可能であるため、タイマ４０３などからの割り込みを受け付けることができる。
【００７２】
図１４は、同期要求待受状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。まず、センサノード１０２は、同期要求信号Ｓ１の受信を契機として、タイマ４０３から現在時刻を取得する（ステップＳ１４０１）。つぎに、センサノード１０２は、次回起動予定時刻を取得する（ステップＳ１４０２）。そして、センサノード１０２は、次回起動予定時刻から現在時刻を引き次回起動タイミングを求める（ステップＳ１４０３）。センサノード１０２は、同期信号Ｓ２を送信し（ステップＳ１４０４）、一連の処理を終了する。
【００７３】
図１５は、同期完了状態においてセンサノード１０２が行う処理手順例を示すフローチャートである。まず、センサノード１０２は、タイマ４０３の割り込みを契機として、起動状態に切り替える（ステップＳ１５０１）。そして、センサノード１０２は、所定時間ｄ後に起動するようタイマに割り込みをセットする（ステップＳ１５０２）。センサノード１０２は、定期計測を行う（ステップＳ１５０３）。つぎに、センサノード１０２は、スリープ状態に切り替え（ステップＳ１５０４）、一連の処理を終了する。ここでのスリープ状態では、ＭＣＵ４０２がスリープ状態であり、センサ４０１と受信回路４２２とがオフ状態であり、タイマ４０３が起動している状態である。また、ここでは、ＭＣＵ４０２は、スリープ状態であるため、割り込み機能については動作可能であるため、タイマ４０３などからの割り込みを受け付けることができる。
【００７４】
（親機１０１が行う処理手順）
図１６は、親機１０１が行う処理手順例を示すフローチャートである。まず、親機１０１は、同期要求信号Ｓ１の受信を契機として、タイマから現在時刻を取得する（ステップＳ１６０１）。親機１０１は、現在時刻を所定時間ｄで割った余りを求める（ステップＳ１６０２）。親機１０１は、所定時間ｄから、算出した余りを引くことにより、次回起動タイミングを求める（ステップＳ１６０３）。親機１０１は、同期信号Ｓ２を送信し（ステップＳ１６０４）、一連の処理を終了する。
【００７５】
以上説明したように、各センサノード１０２が、受信回路をオフ状態からオン状態に切り替えて同期信号の送信を要求することにより同期信号を受信することで、受信回路が連続してオン状態となる期間を短縮できる。これにより、省バッテリ化を図ることができる。
【００７６】
また、センサノード１０２は、同期信号を受信した後に他のセンサノード１０２からの同期要求信号を受信した場合に、受信した同期要求信号に対する、受信した同期信号に基づく同期信号を送信する。このように、同期が完了しているセンサノード１０２が親機に代わって同期信号を送信することによって、各センサノード１０２が親機まで到達可能な送信電力によって同期要求信号を送信する場合と比較して、省電力化を図ることができる。
【００７７】
また、センサノード１０２は、同期信号を受信してから一定時間経過後に、受信回路をオフ状態に切り替える。これにより、近距離にある他のセンサノード１０２からの同期要求信号に対する同期信号の送信を終了後に、間欠動作を行うことによって、省電力化を図る。
【００７８】
また、センサノード１０２は、バッテリに蓄電された電力量が所定量以上になった場合に、同期要求信号を送信する。これにより、自発的なタイミングで同期要求信号および同期信号の送受信を行うことができる。したがって、省バッテリ化を図ることができる。
【００７９】
また、センサノード１０２は、同期要求信号を送信してから一定時間経過後までに同期信号を受信しなかった場合、受信部の状態が第１状態となるように制御する。これにより、間欠動作が実現するため、省バッテリ化を図ることができる。
【００８０】
また、マルチホップ通信は周期的に行われる。これにより、配置領域の状態が定期計測される。
【００８１】
なお、本実施の形態で説明した同期方法は、予め用意された同期プログラムをＭＣＵ４０２で実行することにより実現することができる。本同期プログラムは、ＲＯＭ４０４や不揮発メモリ４０６などのＭＣＵ４０２で読み取り可能な記録媒体に記録され、ＭＣＵ４０２によって記録媒体から読み出されることによって実行される。また、同期プログラムは、親機１０１からマルチホップ通信によって配布されてもよい。
【００８２】
上述した実施の形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
【００８３】
（付記１）マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードであって、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信する送信部と、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を受信する受信部と、
前記受信部の状態が、前記送信部が前記同期要求信号を送信する前には前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態となり、前記送信部が前記同期要求信号を送信した後には前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態となるように前記受信部を制御する電力制御部と、
を有することを特徴とする通信ノード。
【００８４】
（付記２）前記受信部が前記同期信号を受信した後に前記複数の通信ノードのうちの自通信ノード以外の通信ノードからの前記同期要求信号を受信した場合に、前記受信部が受信した前記同期要求信号に対する、受信した前記同期信号に基づく前記同期信号を、前記送信部に送信させる制御を行う送信制御部を有することを特徴とする付記１に記載の通信ノード。
【００８５】
（付記３）前記電力制御部は、前記受信部が前記同期信号を受信してから一定時間経過後に、前記受信部の状態が前記第１状態となるように前記受信部を制御することを特徴とする付記２に記載の通信ノード。
【００８６】
（付記４）前記受信部に供給される電力を蓄電する蓄電部を有し、
前記送信制御部は、前記蓄電部に蓄電された電力量が所定量以上になった場合に、前記同期要求信号を前記送信部に送信させるように制御することを特徴とする付記２または３に記載の通信ノード。
【００８７】
（付記５）前記電力制御部は、前記送信部が前記同期要求信号を送信してから一定時間経過後までに、前記受信部が前記同期信号を受信しなかった場合、前記受信部の状態が前記第１状態となるように前記受信部を制御することを特徴とする付記４に記載の通信ノード。
【００８８】
（付記６）前記マルチホップ通信は周期的に行われることを特徴とする付記１〜５のいずれか一つに記載の通信ノード。
【００８９】
（付記７）通信装置と、
マルチホップ通信によってデータを前記通信装置へ転送する複数の通信ノードと、
を有するシステムであって、
前記複数の通信ノードに含まれる通信ノードが、
受信部の状態を、前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態から前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態に切り替え、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信部によって送信し、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を前記受信部によって受信することを特徴とするシステム。
【００９０】
（付記８）前記通信装置は、
前記複数の通信ノードのうちいずれかの通信ノードから送信された前記同期要求信号を受信すると、受信した前記同期要求信号に対する同期信号を送信することを特徴とする付記７に記載のシステム。
【００９１】
（付記９）マルチホップ通信によってデータを通信装置へ転送する複数の通信ノードに含まれる通信ノードが、
受信部の状態を、前記受信部の消費電力が第１電力である第１状態から前記受信部の消費電力が前記第１電力よりも高い第２電力である第２状態に切り替え、
自通信ノードにおいて前記マルチホップ通信の同期を取るための同期信号の送信を要求する同期要求信号を送信部によって送信し、
前記送信部が送信した前記同期要求信号に対する前記同期信号を前記受信部によって受信する、
処理を実行することを特徴とする同期方法。
【符号の説明】
【００９２】
１００  システム
１０１  親機
１０２  センサノード
４０１  センサ
４０２  ＭＣＵ
４０３  タイマ
４０４  ＲＯＭ
４０５  ＲＡＭ
４０６  不揮発メモリ
４１０  電源管理ユニット
４１１  バッテリ
４２１  送信回路
４２２  受信回路
７０１  ＣＰＵ
７０２  タイマ
７０３  ＲＯＭ
７０４  ＲＡＭ
７０６  ディスク
９０１  全体制御部
９０２  受信部
９０３  送信部
９０４  電力制御部
９０５  蓄電部
１００１  制御部
１００２  受信部
１００３  送信部
１００４  記憶部
Ｓ１  同期要求信号
Ｓ２  同期信号
【国際調査報告】
2015107689.tif 000019
2015107689.tif 000020
2015107689.tif 000021
2015107689.tif 000022