(57)【要約】      （修正有）【課題】無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断し、制御情報と時間同期情報を一斉通報することにより、無線端末の動作状態の期間や間欠時間周期など間欠動作に関する項目を適応的に制御する。【解決手段】基地局または監視部は間欠動作起動後のデータ送受信に伴う通信トラフィック量の大小や、監視部に蓄積された制御情報の有無によりその時間帯に行われるべき送受信を完了したと判断した場合、無線端末に動作状態から休止待ち受け状態への遷移を指示する制御情報と時間同期情報を通報する手段を設けることで、迅速なネットワークの再構築が可能となり、低電力化と信頼性向上を同時に実現できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサデバイス等が付帯されている複数の無線端末とこれら無線端末を統括する基地局からなる無線通信システムと、この無線通信システムの基地局とインタフェースを介し無線端末に接続されているセンサデバイス等の制御およびデータ収集を行う監視部とからなる遠隔監視通信システムであって、
前記複数の無線端末は無線信号が直接届かない無線端末同士においても他無線端末を介して通信を可能とするアドホックネットワークを構築するとともに、該無線端末の低消費電力化のために、該無線端末は定期的に起動し基地局間でのデータ送受信しその後再び休止待ち受け状態に遷移する間欠動作を行う構成において、
基地局または監視部は前記個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断した場合、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報し、該無線端末においては時間同期情報をもとに時間同期を行った後に直ちに休止待ち受け状態に遷移する、ことを特徴とする遠隔監視通信システム。
【請求項２】
前記基地局または監視部が前記個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断した場合、該複数無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報する場合において、各無線端末に一斉同報通信により制御情報と時間同期情報を通報することを特徴とする請求項１記載の遠隔監視通信システム。
【請求項３】
前記無線端末に制御情報および時間同期情報を一斉通報する際、次回の休止待ち受け状態から動作状態に遷移する時刻情報もあわせて付加し、上記無線端末を一斉に休止待ち受け状態から動作状態へ遷移させる休止待ち受け待機時間を可変することを特徴する請求項１または２のいずれかに記載の遠隔監視通信システム。
【請求項４】
前記無線端端末は無線端末が動作状態に遷移するまでセンサ情報を一時的に保存する記憶手段と無線端末を間欠期間動作に対して同期を取るためのカウンタもしくは計時手段と、制御情報および時間同期情報を受信し時間同期を取る手段を備えたことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の遠隔監視通信システム。
【請求項５】
センサデバイス等が付帯されている複数の無線端末とこれら無線端末を統括する基地局と、この無線通信システムの基地局とインタフェースを介し無線端末に接続されているセンサデバイス等の制御およびデータ収集を行う監視部とからなる遠隔監視通信システムであって、前記複数の無線端末は無線信号が直接届かない無線端末同士においても他無線端末を介して通信を可能とするアドホックネットワークを構築するとともに、該無線端末の低消費電力化のために、該無線端末は定期的に起動し基地局間でのデータ送受信しその後再び休止待ち受け状態に遷移する間欠動作を行う構成において、
基地局または監視部は前記個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量またはデータ交信時間帯またはセンサ情報または前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断し、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報し、該無線端末においては時間同期情報をもとに時間同期を行った後に直ちに休止待ち受け状態に遷移することを特徴とする遠隔監視通信システム。
【請求項６】
前記基地局または監視部が前記個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断後、該複数無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報する場合において、各無線端末に一斉同報通信により制御情報と時間同期情報を通報することを特徴とする請求項５記載の遠隔監視通信システム。
【請求項７】
前記基地局または監視部が前記個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断した場合、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報し、該無線端末においては時間同期情報をもとに時間同期を行った後、一定のタイムラグののち休止待ち受け状態に遷移することを特徴とする請求項１または５のいずれかに記載の遠隔監視通信システム。
【請求項８】
前記基地局または監視部が前記個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断した場合、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報と休止待ち受け時刻を通報し、該無線端末においては時間同期情報をもとに時間同期を行った後、休止待ち受け時刻経過後に休止待ち受け状態に遷移することを特徴とする請求項１または５のいずれかに記載の遠隔監視通信システム。
【請求項９】
前記基地局または監視部が前記個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断した場合、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報と次回の起動作状態時刻もしくは休止待ち受け時間を通報し、該無線端末においては時間同期情報をもとに時間同期と動作状態時刻もしくは休止待ち受け時間のセットを行った後、休止待ち受け時刻経過後休止待ち受け状態に遷移することを特徴とする請求項１または５のいずれかに記載の遠隔監視通信システム。
【請求項１０】
前記基地局または監視部は通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に無線端末の動作状態時間や間欠時間間隔を判断し、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報と共に動作状態時間情報や間欠時間間隔情報を通報することを特徴とする請求項５記載の遠隔監視通信システム。
【請求項１１】
前記基地局または監視部は無線端末数や無線端末に接続されているセンサデバイスの総数などにより、あらかじめ通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報量や前記監視部に蓄積された制御情報量を予測しておき、実際の前記予測と通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報量や前記監視部に蓄積された制御情報量を比較することにより、通信前記無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断することを特徴とする請求項５記載の遠隔監視通信システム。
【請求項１２】
ユーザはあらかじめ通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報量や前記監視部に蓄積された制御情報量を設定しておき、基地局または監視部は前記設定と実際の通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報量や前記監視部に蓄積された制御情報量を比較することにより、通信前記無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信を完了したと判断することを特徴とする請求項５記載の遠隔監視通信システム。
【請求項１３】
前記無線端末は、無線回線の品質劣化等により前記監視部または基地局からの制御情報または時間同期情報を受信できない場合において、起動後ある一定時刻経過後に休止待ち受け状態に遷移することを特徴とする請求項１または５のいずれかに記載の遠隔監視通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線が直接届かない無線端末同士においても他無線端末を介して通信が可能なアドホックネットワークを形成する複数台の無線端末と基地局、またインターネットを介した監視部との無線通信システム及び無線端末に係り、特に、基地局または監視部から無線端末に送信される制御情報を用いた通信システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的にアドホックネットワークの場合、無線が直接届かない無線端末同士においても他無線端末を介して通信が可能なネットワークであるから、間欠動作を行う場合はネットワーク内で複数の無線端末同士が間欠動作を同期させる必要がある。
また、センサネットワークに代表されるセンサ付無線端末は、その使用上、多くの場合において電池起動や太陽電池起動を前提としており、低消費電力化は必須技術である。そのため、低消費電力化の手段として間欠動作を行う場合が多い。間欠送信するようにした無線装置の例が特許文献１に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６１−３３０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、動作状態の期間や間欠時間周期が固定されている場合は、通信トラフィック量が少ない場合、無線端末は無駄に受信状態が続いてしまい低消費電力化の妨げとなる。また、反対に通信トラフィック量が多い場合、全ての通信が完了する前に動作状態から睡眠状態に遷移する時刻に達してしまう恐れがある。
また、アドホックネットワークで間欠動作を行う場合は、無線端末の起動時間ばらつき起因のアドホックネットワーク再構築時間遅延による消費電力増加や、これら起動時間ばらつきの累積による無線端末の同期はずれ起因の無線端末起動不全によるセンサデバイス等の制御およびデータ収集不全という遠隔監視通信システムとしての信頼性が低下する恐れがある。
【０００５】
また、無線端末に開閉装置や照明装置などを接続することにより基地局または監視部から無線端末を遠隔操作することも考えられる。この際、間欠時間周期により基地局または監視部から無線端末に伝達される制御情報の伝達時間が依存する。すなわち間欠時間周期が長いほど消費電力の点で有利になるが制御情報の伝達時間は長くなり、反対に間欠時間周期が短いほど消費電力の点で不利になるが制御情報の伝達時間は短縮される。
【０００６】
本発明の目的は、基地局または監視部が無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断し、無線端末に対して制御情報と時間同期情報を一斉通報することにより、無線端末の低消費電力化と無線端末同士の間欠操作の同期化を図ると共に、小さいデータ伝達時間を実現する遠隔監視通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の遠隔監視線通信システムは、基地局または監視部が無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断し、無線端末に対して制御情報と時間同期情報を一斉通報することにより、無線端末の動作状態の期間や間欠時間周期など間欠動作に関する項目を適応的に制御することを特徴とする。
【０００８】
無線端末は商用電源が取れない場所で使用することを前提としており、電池や太陽電池などを用いて無線端末を起動することが想定される。また無線端末は、例えば人体に取り付けて使用する場合なども考えられるため可能な限り小型である方がよいが、電池や太陽電池が占める体積が重要な問題となる。従って、上記無線端末は低消費電力化・小型化を実現するために、定期的に起動し基地局間でのデータ送受信しその後再び休止待ち受け状態に遷移する間欠動作を繰り返す手段が採用されている。
一般的にアドホックネットワークの場合、無線が直接届かない無線端末同士においも他無線端末を介して通信が可能なネットワークであるから、無線端末同士で間欠動作の同期が外れた場合、起動時間ばらつき起因のアドホックネットワーク再構築時間遅延による消費電力増加や、これら起動時間ばらつきの累積による無線端末の同期はずれ起因の無線端末起動不全によるセンサデバイス等の制御およびデータ収集不全という遠隔監視通信システムとしての信頼性低下を引き起こす。
【０００９】
無線端末が休止待ち受け状態である時間帯は、基地局または監視部と無線端末の通信は一切不可能となる。したがって基地局または監視部から無線端末に送信される制御情報や無線端末から基地局または監視部に送信されるセンサ情報が伝達されるのに、無線端末が動作状態に遷移することによりアドホックセットワークが立ち上がるまで待たなければならない。したがって無線端末の低消費電力化・小型化を実現するために休止待ち受け状態の時間を長期に設定した場合は、休止待ち受け状態の時間に比例して基地局または監視部と無線端末のデータの送受信に時間がかかってしまう。
そこで、間欠時間間隔を短めに設定しておき、基地局または監視部は個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断し、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報し、該無線端末においては時間同期情報をもとに時間同期を行った後に直ちに休止待ち受け状態に遷移する。
このことにより、無線端末の低消費電力化・小型化を兼ね備えたより良い通信信頼性を具備した無線通信システムを実現する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基地局または監視部は個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に基地局または監視部は無線端末の動作状態の期間や間欠時間周期を柔軟に制御することにより、無線端末の低消費電力化と無線端末に対する制御情報の反応時間短縮を同時に実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施例に係る通信システム及び無線端末を図面を用いて詳細に説明する。
図１に本発明の一実施例による遠隔監視無線通信システムを実現するための複数の無線端末4~8とこれら無線端末を統括する基地局3からなる無線通信システム、およびこの無線通信システムの上記基地局とインタフェースを介し無線端末に接続されているセンサデバイス等の制御およびデータ収集を行う監視部1の例を示す。ここで複数の上記無線端末と上記基地局は点線に示すとおりメッシュ状に無線回線で結ばれており、無線が直接届かない無線端末同士においも他無線端末を介して通信が可能なアドホックネットワークを形成している。ここで、図１では上記無線端末が4台、上記基地局が1台図示されているが、無線端末数は実際は１台以上であれば良い。
【００１２】
図２に無線端末の構成を示す。無線端端末は、無線端末が動作状態に遷移するまでセンサ情報を一時的に保存する記憶手段と無線端末を間欠期間動作に対して同期を取るためのカウンタもしくは計時手段と、制御情報および時間同期情報を受信し時間同期を取る手段を備えている。
【００１３】
図３に基地局の構成を示す。基地局または監視部の構成は、無線端末が動作状態に遷移するまで制御情報を一時的に保存する記憶手段と無線端末を間欠期間動作に対して同期を取るためのカウンタもしくは計時手段と、無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断する手段と、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報し、該無線端末においては時間同期情報を送信する手段を備えている。
【００１４】
図４に監視部の構成を示す。基地局または監視部の構成は、無線端末が動作状態に遷移するまで制御情報を一時的に保存する記憶手段と無線端末を間欠期間動作に対して同期を取るためのカウンタもしくは計時手段と、無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断する手段と、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報し、該無線端末においては時間同期情報を送信する手段を備えている
無線端末は定期的に無線端末に接続されているセンサデバイス等により得られた計測結果をアドホックネットワークを介して基地局または監視部まで送信する。このとき無線端末が休止待ち受け状態の場合は一時的に保存する記憶手段に保存して、動作状態に遷移した場合に記憶手段から計測結果を読み込み、基地局または監視部に送信を行う。
【００１５】
基地局または監視部は個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断し、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報する。
【００１６】
図５は、基地局または監視部が無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報する際の一連の流れを示す。基地局または監視部から無線端末に対して制御情報と時間同期情報を通報を伝達する際、基地局または監視部がインタフェースを介し無線端末に接続されているセンサデバイス等の制御およびデータ収集を行うまで実行時間を短くするために、無線端末の間欠周期を小刻みに設定する。
【００１７】
アドホックネットワークの特性上、無線端末は一斉に立ち上がるが基地局または監視部は個々の無線端末からの無線端末付帯のセンサデバイス等の制御およびデータ収集のためのデータ送受信が完了したかを基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に判断した場合は、該無線端末に対して制御情報を通報することにより、直ちに無線端末を休止待ち受け状態に遷移するので無線端末の動作状態を最大限短縮することができる。
【００１８】
さらに基地局または監視部は無線端末に対して上記制御情報と共に時間同期情報を送信することのより無線端末の時間同期が可能となり、起動時間ばらつき起因のアドホックネットワーク再構築時間遅延による消費電力増加や、これら起動時間ばらつきの累積による無線端末の同期はずれ起因の無線端末起動不全によるセンサデバイス等の制御およびデータ収集不全という遠隔監視通信システムとしての信頼性低下を防ぐことが可能である。
【００１９】
さらに基地局または監視部は通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や前記監視部に蓄積された制御情報を基に無線端末の動作状態時間や間欠時間間隔を判断し、該無線端末に対して制御情報と時間同期情報と共に動作状態時間情報や間欠時間間隔情報を通報することにより、ネットワークの状況に応じた間欠時間間隔や休止待ち受け時間の調整を行うことが可能である。
【００２０】
無線端末が休止待ち受け状態である時間帯は、基地局または監視部と無線端末の通信は一切不可能となる。したがって基地局または監視部から無線端末に送信される制御情報や無線端末から基地局または監視部に送信されるセンサ情報が伝達されるのに、無線端末が動作状態に遷移することによりアドホックセットワークが立ち上がるまで待たなければならない。上記の問題を解決する為に間欠時間間隔(間欠周期)を小刻みに設定することは省電力化の観点から不利となる。
【００２１】
そこで、基地局または監視部は基地局または監視部と無線端端末間でのデータ送受信にともなう通信トラフィック量やデータ交信時間帯やセンサ情報や視部に蓄積された制御情報を基に無線端末の動作状態の期間や間欠時間周期を柔軟に制御することにより、無線端末の低消費電力化と無線端末に対する制御情報の反応時間短縮を同時に実現することが可能である。
【００２２】
無線端末は基地局または監視部から動作状態から休止待ち受け状態に遷移することを指示した制御情報を受信した場合は直ちに休止待ち受け状態に遷移するが可能であるが、上記制御情報を受信した端末がばらばらに休止待ち受け状態に遷移した場合、他の無線端末に上記制御情報が伝達できない場合がある。したがって、無線端末は上記制御情報を受信した場合も一定の時間(タイムラグ)を待った後、休止待ち受け状態に遷移するものとする。
【００２３】
無線端末は基地局または監視部から動作状態から休止待ち受け状態に遷移することを指示した制御情報を受信した場合は直ちに休止待ち受け状態に遷移するが可能であるが、上記制御情報を受信した端末がばらばらに休止待ち受け状態に遷移した場合、他の無線端末に上記制御情報が伝達できない場合がある。上記の事態を回避するために上記制御情報に休止待ち受け状態に遷移する時刻を記しておき、上記無線端末が一斉に休止待ち受け状態に遷移することも可能である。
無線端末は基地局または監視部から時間同期情報を受信した場合は、無線端末を間欠期間動作に対して同期を取るためのカウンタもしくは計時手段の時刻調整を行う。
【００２４】
無線端末は基地局または監視部から時間同期情報を受信した場合は、無線端末を間欠期間動作に対して同期を取るためのカウンタもしくは計時手段の時刻調整を行う。このことにより、起動時間ばらつき起因のアドホックネットワーク再構築時間遅延による消費電力増加や、これら起動時間ばらつきの累積による無線端末の同期はずれ起因の無線端末起動不全によるセンサデバイス等の制御およびデータ収集不全という遠隔監視通信システムとしての信頼性低下を防ぐことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例に係る遠隔監視を説明するための通信システム構成図である。
【図２】本発明の一実施例で用いられる無線端末を説明するための構成図である。
【図３】本発明の一実施例で用いられる基地局を説明するための構成図である。
【図４】本発明の一実施例で用いられる監視部を説明するための構成図である。
【図５】本発明の一実施例を説明するためのシーケンス図である。
【符号の説明】
【００２６】
1・・・監視部
2・・・インターネット
3・・・基地局
4〜8・・・無線端末
9・・・無線回線
11・・・記録手段
12・・・センサ
13・・・カウンタまたは時計手段
14・・・無線部
21・・・データ送受信完了判断手段
22・・・記憶手段
23・・・カウンタまたは時計手段
24・・・無線部
26・・・マイコン
27・・・給電部
31・・・データ送受信完了判断手段
32・・・記憶手段
33・・・カウンタまたは時計手段
34・・・通信手段
35・・・インターネット
36・・・マイコン
37・・・給電部
【図１】
2008028499.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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