(57)【要約】【課題】無線端末装置の電池の寿命をより正確に予測することができる無線通信システムおよび無線端末装置を提供する。【解決手段】サーバ装置４の近似式算出部４６は、無線端末装置の電池の残量情報に基づいて、近似式を算出する。近似式が算出されると、予測時刻算出部４７は、その近似式に基づいて、電池が消耗する予測時刻および電池が消耗するまでの予測残り時間を算出する。これにより、無線端末装置の電池の寿命をより正確に予測することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーバと、このサーバと無線ネットワークを介して接続される少なくとも１つの無線端末装置とを備えた無線通信システムであって、
前記無線端末装置の電池の残量を測定する測定部と、
この測定部より測定された前記残量を記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶された過去の前記残量に基づいて前記電池が消耗するまでの予測時間を算出する算出部と、
この算出部により算出された前記予測時間を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
前記無線端末装置の無線通信を制御する通信制御部と、
前記予測時間が閾値以下であるか否かを判定する判定部と
をさらに備え、
前記通信制御部は、前記判定部により前記予測時間が閾値以下であると判定されると、前記無線通信の頻度を少なくする
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記無線端末装置は、グループ分けされた複数の無線端末装置から構成され、
前記判定部は、前記グループに含まれる各前記無線端末装置の前記予測時間のうち最も長い値が前記閾値以下であるか否かを判定し、
前記判定部により、前記グループに含まれる各前記無線端末装置の前記予測時間のうち最も長い値が前記閾値以下であると判定されると、前記グループと対応づけられた宛先に前記最も長い値が前記閾値以下である旨を通知する通知部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記無線端末装置は、グループ分けされた複数の無線端末装置から構成され、
前記判定部は、前記グループに含まれる各前記無線端末装置の前記予測時間のうち最も短い値が前記閾値以下であるか否かを判定し、
前記判定部により、前記グループに含まれる各前記無線端末装置の前記予測時間のうち最も短い値が前記閾値以下であると判定されると、前記グループと対応づけられた宛先に前記最も短い値が前記閾値以下である旨を通知する通知部をさらに備える
ことを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項５】
無線ネットワークと、この無線ネットワークに無線接続された無線端末装置と、この無線端末装置と通信を行うサーバとを少なくとも備えた無線通信システムであって、
前記無線端末装置は、
当該無線端末装置の電池の残量を測定する測定部と、
この測定部により測定された前記残量を前記サーバに送信する通信部と
を備え、
前記サーバは、
前記通信部から受信した前記残量を記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶された過去の前記残量に基づいて前記電池が消耗するまでの予測時間を算出する算出部と、
この算出部により算出された前記予測時間を出力する出力部と
を備える
ことを特徴とする無線通信システム。
【請求項６】
前記測定部は、前記電池残量に代えて前記無線端末装置の通信回数を測定し、
前記記憶部は、前記通信回数を記憶し、
前記算出部は、前記記憶部に記憶された通信回数と前記残量とに基づいて前記電池が消耗するまでの予測時間を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載された無線通信システム。
【請求項７】
前記測定部は、前記電池残量に代えて前記無線端末装置の通信品質を測定し、
前記記憶部は、前記通信品質を記憶し、
前記算出部は、前記記憶部に記憶された通信品質と前記残量とに基づいて前記電池が消耗するまでの予測時間を算出する
ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載された無線通信システム。
【請求項８】
サーバと無線ネットワークを介して接続される無線端末装置であって、
電池の残量を測定する測定部と、
この測定部より測定された前記残量を記憶する記憶部と、
この記憶部に記憶された過去の前記残量に基づいて前記電池が消耗するまでの予測時間を算出する算出部と、
この算出部により算出された前記予測時間を出力する出力部と
を備えたことを特徴とする無線端末装置。
【請求項９】
無線通信を制御する通信制御部と、
前記予測時間が閾値以下であるか否かを判定する判定部と
をさらに備え、
前記通信制御部は、前記判定部により前記予測時間が閾値以下であると判定されると、前記無線通信の頻度を少なくする
ことを特徴とする請求項８記載の無線端末装置。
【請求項１０】
前記測定部は、前記電池残量に代えて前記無線通信による通信回数を測定し、
前記記憶部は、前記通信回数を記憶し、
前記算出部は、前記記憶部に記憶された通信回数と前記残量とに基づいて前記電池が消耗するまでの予測時間を算出する
ことを特徴とする請求項８または９に記載された無線端末装置。
【請求項１１】
前記測定部は、前記電池残量に代えて前記無線通信の通信品質を測定し、
前記記憶部は、前記通信品質を記憶し、
前記算出部は、前記記憶部に記憶された通信品質と前記残量とに基づいて前記電池が消耗するまでの予測時間を算出する
ことを特徴とする請求項８または９に記載された無線端末装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムおよび無線端末装置に関するものであり、特に、電池で駆動する無線端末装置およびこれを備えた無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えばZigBee（登録商標）などの無線ネットワークを用いた無線通信システムにおいて、無線端末装置は、通常、電池で駆動する（例えば、非特許文献１参照。）。このため、電池が消耗して無線端末装置が動作しなくなると、無線通信システムに不具合が生じることがある。そこで、従来より、無線端末装置の駆動を管理するための各種方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。特許文献１では、現在の電池残量に応じて通信経路を変更することにより、無線端末装置の動作を継続するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３５００１０号公報
【特許文献２】特開平０７−１８３８９６号公報
【特許文献３】特開平０６−１６４４８７号公報
【非特許文献１】Zigbee Alliance、[online]、[平成１９年４月２３日検索]、インターネット、 <http://www.zigbee.org/en/index.asp>
【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、無線端末装置は、ネットワークにおける役割や用途によって動作する頻度が流動的であるため、現在の電池残量が分かっても、あとどれくらい動作するかは予測すること困難であった。例えば、頻繁に検出が行われるセンサ系の無線端末装置、マルチホップ無線の中継に使われる無線端末装置、通信品質が悪いために無線信号の再送が多い無線端末装置などは、他の無線端末装置よりも早く電池が消耗するため、現在の電池残量のみに注目していると突然駆動しなくなることがあり、無線通信システム全体の動作に影響を及ぼすことがあった。
【０００５】
そこで、本願発明は、無線端末装置の電池の寿命をより正確に予測することができる無線通信システムおよび無線端末装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、無線端末装置をより長く駆動させることができる無線通信システムおよび無線端末装置を提供することを他の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述したような課題を解決するために、本発明に係る無線通信システムは、サーバと、このサーバと無線ネットワークを介して接続される少なくとも１つの無線端末装置とを備えた無線通信システムであって、無線端末装置の電池の残量を測定する測定部と、この測定部より測定された残量を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された過去の残量に基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出する算出部と、この算出部により算出された予測時間を出力する出力部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記無線通信システムにおいて、無線端末装置の無線通信を制御する通信制御部と、予測時間が閾値以下であるか否かを判定する判定部とをさらに備え、通信制御部は、判定部により予測時間が閾値以下であると判定されると、無線通信の頻度を少なくするようにしてもよい。
【０００９】
また、上記通信無線システムにおいて、無線端末装置は、グループ分けされた複数の無線端末装置から構成され、判定部は、グループに含まれる各無線端末装置の予測時間のうち最も長い値が閾値以下であるか否かを判定し、判定部により、グループに含まれる各無線端末装置の予測時間のうち最も長い値が閾値以下であると判定されると、グループと対応づけられた宛先に最も長い値が閾値以下である旨を通知する通知部をさらに備えるようにしてもよい。
【００１０】
また、上記無線通信システムにおいて、無線端末装置は、グループ分けされた複数の無線端末装置から構成され、判定部は、グループに含まれる各無線端末装置の予測時間のうち最も短い値が閾値以下であるか否かを判定し、判定部により、グループに含まれる各無線端末装置の予測時間のうち最も短い値が閾値以下であると判定されると、グループと対応づけられた宛先に最も短い値が閾値以下である旨を通知する通知部をさらに備えるようにしてもよい。
【００１１】
また、本発明に係る他の無線通信システムは、無線ネットワークと、この無線ネットワークに無線接続された無線端末装置と、この無線端末装置と通信を行うサーバとを少なくとも備えた無線通信システムであって、無線端末装置は、当該無線端末装置の電池の残量を測定する測定部と、この測定部により測定された残量をサーバに送信する通信部とを備え、サーバは、通信部から受信した残量を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された過去の残量に基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出する算出部と、この算出部により算出された予測時間を出力する出力部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
また、上記無線通信システムにおいて、測定部は、電池残量に代えて無線端末装置の通信回数を測定し、記憶部は、通信回数を記憶し、算出部は、記憶部に記憶された通信回数と残量とに基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出するようにしてもよい。
【００１３】
また、上記無線通信システムにおいて、測定部は、電池残量に代えて無線端末装置の通信品質を測定し、記憶部は、通信品質を記憶し、算出部は、記憶部に記憶された通信品質と残量とに基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出するようにしてもよい。
【００１４】
また、本発明に係る無線端末装置は、サーバと無線ネットワークを介して接続される無線端末装置であって、電池の残量を測定する測定部と、この測定部より測定された残量を記憶する記憶部と、この記憶部に記憶された過去の残量に基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出する算出部と、この算出部により算出された予測時間を出力する出力部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記無線端末装置において、無線通信を制御する通信制御部と、予測時間が閾値以下であるか否かを判定する判定部とをさらに備え、通信制御部は、判定部により予測時間が閾値以下であると判定されると、無線通信の頻度を少なくするようにしてもよい。
【００１６】
また、上記無線端末装置において、測定部は、電池残量に代えて無線通信による通信回数を測定し、記憶部は、通信回数を記憶し、算出部は、記憶部に記憶された通信回数と残量とに基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出するようにしてもよい。
【００１７】
また、上記無線端末装置において、測定部は、電池残量に代えて無線通信の通信品質を測定し、記憶部は、通信品質を記憶し、算出部は、記憶部に記憶された通信品質と残量とに基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、無線端末装置の電池の過去の残量に基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出することにより、無線端末装置の電池の寿命をより正確に予測することができる。
【００１９】
また、本発明によれば、予測時間が閾値以下であると判定されると、無線通信の頻度を少なくすることにより、無線端末装置が消費する電力量が少なくなるので、結果として、無線端末装置をより長く駆動させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態に係る無線通信システムは、センサを備えた無線端末装置より定期的または異常検出時にセンサ情報を送信するシステムに関するものである。このような無線通信システム１は、図１に示すように、相互に無線通信を行うことにより無線マルチホップネットワークを形成する複数の無線端末装置２と、マルチホップネットワークおよびインターネット、ＬＡＮ(Local Area Network）、ＷＡＮ(Wide Area Network)等の公知のネットワーク１０を介して無線端末装置２およびネットワーク１０に接続された他の装置と各種情報の通信を行うリーダ３と、ネットワーク１０に接続されリーダ２と各種情報の送受信を行うサーバ装置４とを少なくとも備えている。
【００２２】
＜無線端末装置２＞
図２に示すように、無線端末装置２は、無線通信部２１と、センサ部２２と、電池残量測定部２３と、制御部２４とを備える。このような無線端末装置２は、電池２５に蓄えられた電力により駆動する。
【００２３】
無線通信部２１は、無線信号を介して他の無線端末装置２やリーダ３との間で各種情報を送受信する通信インターフェース装置から構成される。
【００２４】
センサ部２２は、所定の事象を検出し、この検出したセンサ情報を制御部２４に出力するセンシング装置から構成される。
【００２５】
電池残量測定部２３は、電池２５の電池残量を測定し、この測定した残量情報を制御部２４に出力する測定装置から構成される。具体的には、電池残量測定部２３は、電池２５の電圧値を測定する。したがって、残量情報には、電池２５の電圧値が含まれる。
【００２６】
制御部２４は、無線通信部２１、センサ部２２および電池残量測定部２３の動作を制御する回路部である。このような制御部２４は、通信制御部２４ａ、センサ制御部２４ｂおよび測定制御部２４ｃを備える。
【００２７】
通信制御部２４ａは、無線通信部２１の動作を制御する。具体的には、センサ部２２によりセンサ情報が検出されたり、電池残量測定部２３により残量情報が測定されたりすると、これらをマルチホップネットワークを介してリーダ３に送信する。また、１の無線端末装置２から各種情報を受信すると、これを他の無線端末装置２に送信する、いわゆるマルチホップ中継を行う。また、サーバ装置４から受信する制御情報に基づいて、無線通信部２１の動作の頻度やタイミングを制御する。
【００２８】
センサ制御部２４ｂは、センサ部２２によるセンシング動作を制御する。具体的には、所定の間隔でセンサ部２２によりセンシング動作を行わせ、検出したセンサ情報を通信制御部２４ａに出力する。また、所定の事象が発生することによりセンサ部２２により検出されたセンサ情報を、通信制御部２４ａに出力する。また、サーバ装置４から受信する制御情報に基づいて、センサ部２２によるセンシング動作の頻度やタイミングを制御する。
【００２９】
測定制御部２４ｃは、電池残量測定部２３による電池２５の残量の測定動作を制御する。具体的には、所定の間隔で電池残量測定部２３により測定動作を行わせ、測定した残量情報を通信制御部２４ａに出力する。また、サーバ装置４から受信する制御情報に基づいて、電池残量測定部２３による測定動作の頻度やタイミングを制御する。
【００３０】
＜リーダ３＞  
リーダ３は、マルチホップネットワークおよびネットワーク１０を介して各種情報の送受信を行うインターフェース装置である。具体的には、マルチホップネットワークを介して無線端末装置２から受信したセンサ情報や残量情報を、ネットワーク１０を介してサーバ装置４に送信する。また、ネットワーク１０を介してサーバ装置４から受信した制御情報を、マルチホップネットワークを介して宛先となる無線端末装置２に送信する。
【００３１】
＜サーバ装置４＞
サーバ装置４は、各無線端末装置２の電池の残量を管理する装置であり、通信部４１と、受信情報解析部４２と、電池残量ＤＢ(Date Base)４３と、タイマ部４４と、電池残量収集部４５と、近似式算出部４６と、予測時刻算出部４７と、判定部４８と、表示部４９と、通知先ＤＢ５０と、通知制御部５１とを備える。
【００３２】
通信部４１は、ネットワーク１０を介してリーダ装置３と各種情報の送受信を行う。具体的には、マルチホップネットワーク、リーダ装置３およびネットワーク１０を介して端末装置２から残量情報およびセンサ情報を受信する。また、ネットワーク１０、リーダ装置３およびマルチホップネットワークを介して、端末装置２に制御情報を送信する。
【００３３】
受信情報解析部４２は、通信部４１が受信した情報を解析して残量情報を抽出し、電池残量ＤＢ４４に送出する。
【００３４】
電池残量ＤＢ４３は、受信情報解析部４２により抽出された残量情報を記憶する。ここで、残量情報は、無線端末装置２毎に記憶される。
【００３５】
タイマ部４４は、所定の時間を計測し、この所定の時間が経過するとトリガ信号を生成し、これを電池残量収集部４５に送出する。
【００３６】
電池残量収集部４５は、タイマ部４４からトリガ信号を受け取ると、電池残量ＤＢ４３に記憶されている各無線端末装置２の残量情報を収集し、抽出する。この残量情報は、例えば、電池残量ＤＢ４３に記憶されている全データや所定期間内など、適宜自由に抽出される。
【００３７】
近似式算出部４６は、電池残量収集部４５により抽出された残量情報に基づいて、近似式を算出する。
【００３８】
予測時刻算出部４７は、近似式算出部４６により算出された近似式に基づいて、電池２５が消耗する予測時刻および電池が消耗するまでの予測残り時間を算出する。
【００３９】
判定部４８は、予測時刻算出部４７により算出された予測時刻に基づいて、電池２５が消耗するまでの予測残り時間が閾値以下であるか否かを判定する。閾値以下である場合、通知制御部５１により、閾値以下と判定された無線通信端末に制御信号を送出させる。
【００４０】
表示部４９は、判定部４８による判定結果を表示する。
【００４１】
通知先ＤＢ５０は、無線通信システム１に含まれる無線端末装置２を識別するための識別情報、各無線端末装置２の保守管理者のメールアドレスや電話番号などに関する情報を記憶する。
【００４２】
通知制御部５１は、判定部４８による判定結果および通知先ＤＢ５１に基づいて、予測残り時間が閾値以下の無線端末装置２宛ての制御信号を生成し、これを通信部４１により送信する。
【００４３】
このようなサーバ装置４は、ＣＰＵ等の演算装置、メモリ、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の記憶装置、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、ボタン、タッチパネル等の外部から情報の入力を検出する入力装置、インターネット、ＬＡＮ(Local Area Network)、ＷＡＮ(Wide Area Network)等の通信回線を介して各種情報の送受信を行うＩ／Ｆ装置、および、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)、ＬＣＤ(Liquid Crystal Display)またはＦＥＤ(Field Emission Display)等の表示装置等を備えたコンピュータと、このコンピュータにインストールされたプログラムとから構成される。すなわちハードウェア装置とソフトウェアとが協働することによって、上記のハードウェア資源がプログラムによって制御され、上述した通信部４１、受信情報解析部４２、電池残量ＤＢ４３、タイマ部４４、電池残量収集部４５、近似式算出部４６、予測時刻算出部４７、判定部４８、表示部４９、通知先ＤＢ５０および通知制御部５１が実現される。なお、上記プログラムは、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。
【００４４】
＜無線通信システムの動作＞
次に、無線通信システムの動作について説明する。
【００４５】
≪情報受信動作≫
まず、図４を参照して、サーバ装置４による情報受信動作について説明する。
【００４６】
無線通信端末２の制御部２４は、測定制御部２４ｃにより電池残量測定部２３に電池２５の残量の測定動作を行わせたり、センサ制御部２４ｂによりセンサ部２２にセンシング動作を行わせたりしてセンサ情報や残量情報を生成すると、通信制御部２４ａによりセンサ情報や残量情報をサーバ装置４に宛てて送信する。無線端末装置２から送信されたセンサ情報や残量情報は、マルチホップネットワーク、リーダ３およびネットワーク１０を介して、サーバ装置４に到達する。サーバ装置４は、通信部４１によりセンサ情報や残量情報を受信すると（ステップＳ１）、情報解析部４２により、受信した情報から残量情報を抽出し（ステップＳ２）、電池残量ＤＢ４３に格納する（ステップＳ３）。
【００４７】
電池残量ＤＢ４３の一例を図５に示す。この図５は、３［Ｖ］系の回路で駆動する無線端末装置２ａ〜２ｃから受信した残量情報、すなわち電池２５の電圧値［Ｖ］を５分間隔で区切って格納した電池残量ＤＢ４３のデータ構造を示している。このように、電池残量ＤＢ４３には、残量情報が無線通信システム１に含まれる無線端末装置２毎に、サーバ装置４に届いた時間帯毎で区別して記憶される。一般に、各無線端末装置２からの信号は、非同期に受信されるが、所定の時間帯に複数届いたり、所定の時間帯に届かなかったりする場合がある。複数届いた場合、情報解析部４２は、複数の値の平均値や最大値または最小値を、その時間帯の値として電池残量ＤＢ４３に記憶させる。なお、図５において、空欄の部分は、残量情報が受信できなかったりした場合を示している。
【００４８】
このように、電池残量ＤＢ４３には、所定の時間間隔で各無線端末装置２の残量情報が格納される。
【００４９】
≪予測動作≫
次に、図６を参照して、サーバ装置４による予測動作について説明する。
【００５０】
まず、タイマ部４４により、所定の時間が計時されトリガ信号が生成されると（ステップＳ１１：ＹＥＳ）、電池残量収集部４５は、電池残量ＤＢ４３から各無線端末装置２の残量情報を収集する。
【００５１】
残量情報が収集されると、近似式算出部４６は、その残量情報に基づいて近似式を算出する（ステップＳ１２）。この算出方法について図７を参照して説明する。なお、図７は、図５に示す電池残量ＤＢ４３の残量情報をグラフ化したものである。
【００５２】
近似式算出部４６は、所定の期間内における残量情報に基づいて、最小二乗法等により一次近似式を算出する。例えば、図７の場合、直前から３０分前までの間に受信した残量情報に基づいて、近似式を算出する。なお、近似式を算出するもととなる残量情報の期間は、各無線端末装置２から残量情報を受信する間隔や電池２５の減衰量等に基づいて、適宜自由に設定することができる。また、図７において、無線端末装置２ａの場合には、符号ａの一点鎖線で示す近似直線が算出されたものとする。
【００５３】
近似式が算出されると、予測時刻算出部４７は、その近似式に基づいて、電池２５が消耗する予測時刻および電池２５が消耗するまでの予測残り時間を算出する（ステップＳ１４）。例えば、図７において、無線端末装置２ａ〜２ｃの駆動電圧の最低値を２．５［Ｖ］に設定したものとする。このとき、無線端末装置２ａの近似直線ａと２．５［Ｖ］を示す直線とは、時刻１２時００分で交わる。したがって、予測時刻算出部４７は、無線端末装置２ａの電池２５が消耗する予測時刻を１２時００分と算出する。また、予測時刻算出部４７は、現在時刻が１１時４０分であるので、予測時刻から現在時刻を減ずることにより、電池２５が消耗するまでの予測残り時間が２０分であると算出する。
【００５４】
なお、駆動電圧の最低値は、過去に無線端末装置２からの通信が途絶えた際の電圧値に基づいて設定するようにしてもよい。
【００５５】
予測時刻が算出されると、判定部４８は、電池２５が消耗するまでの予測残り時間が閾値以下である無線端末装置２が存在するか否か判定する（ステップＳ１５）。ここで、閾値は、例えば、１０分や１時間など無線通信システムの特性等に応じて適宜自由に設定することができる。
【００５６】
予測残り時間が閾値以下である無線端末装置２が存在する場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、通知部５１は、その無線端末装置２や当該無線端末装置２の保守管理者の宛先を通知先ＤＢ５０から抽出し、通信部４１により予測残り時間が閾値以下である旨を通知する（ステップＳ１７）。具体的には、通知部４１は、予測残り時間が閾値以下である旨を示す制御信号を生成し、これを通信部４１により当該無線端末装置２に送信する。また、通知部４１は、予測残り時間が閾値以下である旨を示すメールを生成し、これを通信部４１により当該無線端末装置２の保守管理者に宛てて送信する。また、通知部４１は、これを通信部４１により当該無線端末装置２の保守管理者の電話に電話をかけ、予測残り時間が閾値以下である旨を示す音声案内メッセージを出力する。
【００５７】
制御信号を受信した無線端末装置２の制御部２４は、例えば、通信制御部２４ａにより無線通信部２１の動作の頻度を低くする。また、センサ制御部２４ｂによりセンサ部２２によるセンシング動作の頻度を低くする。また、測定制御部２４ｃにより電池残量測定部２３による測定動作の頻度を低くする。また、無線通信部２１、センサ部２２および電池残量測定部２３のうちのそれぞれ、または、少なくとも２つが同時に動作しないように、それぞれの動作のタイミングを変更する。これらの動作の少なくとも何れか１つを行わせることにより、無線端末装置２の動作が少なくなり、電池２５が消耗する速度を遅くすることが可能となるので、無線端末装置２を長く動作させることができ、結果として、メンテナンスを行う頻度を低くすることができる。
【００５８】
例えば、ある無線端末装置２が１０秒に１回の割合でセンシング動作を行ってセンサ情報をサーバ装置４に送信している場合において、無線通信部２１の送信動作に要する電力量とセンサ部２２のセンシング動作に要する電力量の送信動作に要する電力量の方が多いことが判明したとする。このとき、制御部２４は、センシング動作は１０秒に１回の割合を維持するが、送信動作は２０秒に１回とすることにより、当該無線端末装置２の電池２５が消耗する速度を遅くすることができる。
【００５９】
変更する送信動作の間隔とセンシング動作の間隔については、予測残り時間の閾値より長く動作するよう、その閾値から逆算して算出するようにしてもよい。例えば、ある無線端末装置２の予測残り時間が閾値である３日を切ったと判定されたとき、予め測定しておいた１回の送信動作に要する電力消費量から、その無線端末装置２の送信間隔を逆算して、サーバ装置４からその端末に送信間隔変更の制御信号を送るようにしてもよい。このようにすることにより、無線端末装置２の電池が消耗する速度を遅くすることができる。このとき、逆算に利用する予測残り時間は、ヒステリシスにより閾値より長い値に設定するようにしてもよい。
【００６０】
送信動作、センシング動作、測定動作の頻度やタイミングを変更した場合、変更した旨を示す変更情報を記録するようにしてもよい。この変更情報は、例えば、無線残量ＤＢ４３やサーバ装置４に新たに設けたデータベース等に記録するようにしてもよい。これにより、変更情報を表示部４９に表示することが可能となり、ユーザに無線端末装置２の動作状況を容易に把握させることができる。
【００６１】
また、無線端末装置２の保守管理者は、メールや音声案内メッセージを受け取ることにより、無線端末装置２の電池２５の寿命が短いことをより効果的に認識することができるので、その無線端末装置２の電池２５を交換したり充電したりすることにより、無線通信システム１の動作に不具合が生じるのを未然に防ぐことができる。
【００６２】
予測残り時間が閾値以下である無線端末装置２が存在しない（ステップＳ１５：ＮＯ）、または、制御信号が送信されると、表示部４９は、表示装置に無線通信システム１が有する無線端末装置２の予測残り時間を表示させる（ステップＳ１６）。例えば、図８に示すよう予測残り時間を表示するようにしてもよい。この図８において、符号２ａ〜２ｌが付された矩形のアイコンは無線端末装置２ａ〜２ｌを、アイコンを結ぶ点線は通信経路をそれぞれ表しており、各アイコンは無線端末装置２ａ〜２ｌの位置に基づいて表示画面上に配置される。また、各アイコンは、予測残り時間が３日以下のものが黒、４〜３０日のものが斜線、３０日以上が白で塗りつぶしてある。さらに、各アイコン近傍には、予測残り時間が表示されている。このように色や文字に予測残り時間を反映させることにより、無線通信システム１のユーザは、無線端末装置２の予測残り時間を容易に識別することができる。また、無線端末装置２の配置と通信経路を表示させることにより、各無線端末装置２の動作環境を認識することが可能となるので、電池２５の消耗の度合いを容易に予測することができる。例えば、図８において、無線端末装置２ａ，２ｆ，２ｉは、他の無線端末装置２と数多くの通信経路が生成されているので、マルチホップネットワークにおける中継装置として頻繁に利用され電池２５の寿命が短いことを予測することができる。
【００６３】
このように、本実施の形態によれば、無線端末装置２の電池２５の残量情報に基づいて電池が消耗するまでの予測時間を算出することにより、無線端末装置の電池の寿命をより正確に予測することができる。
【００６４】
なお、本実施の形態において、近似式算出部４６は、一次近似式を算出するようにしたが、多項式近似、対数近似などを算出するようにしてもよい。特に、過去を十分に長く遡って予測する場合などは、指定した期間内に電池残量の落ち込み傾向が変化する変曲点を含む可能性があるため、曲線近似により近似式を算出することにより、より正確な予測時刻を算出することができる。
【００６５】
また、本実施の形態では、電池残量の時間変化に基づいて、予測時刻を算出するようにしたが、例えば、各無線端末装置２の通信回数、データ量、通信品質等に基づいて、予測時刻を算出するようにしてもよい。それぞれの場合について、以下に説明する。
【００６６】
（通信回数）
無線端末装置２の通信回数を用いる場合、まず、１回の通信で消費する電池２５の電力量を予め測定しておき、これを電池残量ＤＢ４３またはサーバ装置４に予め設けた消費電力量ＤＢに格納しておく。このような状態において、無線端末装置２は、通信制御部２４ａにより無線通信部２１による通信回数を測定し、この通信回数情報をサーバ装置４に送信する。サーバ装置４では、まず、受信した通信回数情報を電池残量ＤＢ４３またはサーバ装置４に予め設けた通信回数ＤＢに格納する。そして、トリガ信号が生成されると、電池残量収集部４５は、電池残量ＤＢ４３または通信回数ＤＢから所定の期間内における通信回数情報を取得する。近似式算出部４６は、取得された回数情報と１回の通信で消費する電力量とに基づいて、上述した電池残量の時間変化を用いる場合と同様の方法により、消費電力の時間変化に関する近似式を算出する。予測時刻算出部４７は、算出された近似式と電池残量ＤＢ４３に格納されている残量情報とに基づいて、電池２５が消耗する予測時刻および電池２５が消耗するまでの予測残り時間を算出する。
【００６７】
（データ量）
無線端末装置２から送信されるデータのデータ量を用いる場合、まず、１回の通信動作で消費する電池２５の電力量を予め測定しておき、これを電池残量ＤＢ４３またはサーバ装置４に予め設けた消費電力量ＤＢに格納しておく。このような状態において、無線端末装置２は、通信制御部２４ａにより無線通信部２１による通信回数を測定し、この通信回数情報をサーバ装置４に送信する。サーバ装置４では、まず、受信した通信回数情報を電池残量ＤＢ４３またはサーバ装置４に予め設けた通信回数ＤＢを格納する。このとき、受信情報解析部４２により無線端末装置２から受信する送信信号を解析してセンシング回数やパケット長を検出し、これらのデータ量情報も併せて上記電池残量ＤＢ４３または通信回数ＤＢからに格納する。そして、トリガ信号が生成されると、電池残量収集部４５は、電池残量ＤＢ４３または通信回数ＤＢから所定の期間内における通信回数情報およびデータ量情報を取得する。近似式算出部４６は、１回の通信動作で消費する電力量とデータ量情報とに基づいて１つの送信情報をサーバ装置４に届けるまでに要する無線端末装置２の消費電力量を算出し、これと取得された回数情報とに基づいて、上述した電池残量の時間変化を用いる場合と同様の方法により、消費電力の時間変化に関する近似式を算出する。予測時刻算出部４７は、算出された近似式と電池残量ＤＢ４３に格納されている残量情報とに基づいて、電池２５が消耗する予測時刻および電池２５が消耗するまでの予測残り時間を算出する。
【００６８】
例えば、図９に示す無線端末装置２の送信信号の場合、送信信号には、無線端末装置２で生成したセンサ情報が２つ含まれている。このことから、受信情報解析部４２は、無線端末装置２で１回の通信の際に行われるセンシングの回数が２回であることを検出する。また、送信信号の信号長から送信に要する時間を算出し、無線端末装置２の通信時間に対する電力量から、１回の通信において送信信号の送信動作で消費する電力量を算出する。最後に、センシング動作で消費する電力量と、送信動作で消費する電力量と、無線端末装置２の待機電力などの通常の動作で消費する電力量とから１つの送信信号をサーバ装置４に届けるのに消費する電力量を算出する。この電力量と送信信号の通信回数と電池２５の残量情報とに基づいて近似式を算出し、この近似式に基づいて電池２５が消耗する予測時刻を算出する。
【００６９】
（通信品質）
無線端末装置２の通信品質を用いる場合、まず、無線端末装置２に無線による通信品質を計測する機能を設け、この通信品質情報を電池残量ＤＢ４３またはサーバ装置４に予め設けた消費電力量ＤＢに格納しておく。このような状態において、サーバ装置４は、受信した通信品質情報を、電池残量ＤＢ４３またはサーバ装置４に予め設けた通信品質ＤＢに格納する。そして、トリガ信号が生成されると、電池残量収集部４５は、電池残量ＤＢ４３または通信回数ＤＢから所定の期間内における通信品質情報を取得する。近似式算出部４６は、取得された通信品質情報に基づいて、通信品質に対して予測される再送回数から１つの信号をサーバに届けるのに要する消費電力量を算出し、この電力量とサーバ装置４に届ける信号の数量とに基づいて、上述した電池残量の時間変化を用いる場合と同様に近似式を算出することにより、予測時刻を算出する。
【００７０】
例えば、無線端末装置２に他の無線端末装置２との間の無線リンクに対する電界強度（ＲＳＳＩ）を計測してサーバ装置４に送信する機能と、サーバ装置４に図１０に示すような無線端末装置２間の電界強度に対して再送が発生する回数を計測して定式化したものとを予め設けておくようにしてもよい。この場合、サーバ装置４の近似式算出部４６は、まず、無線端末装置２から受信した信号に含まれる電界強度の値から再送が発生する回数の期待値を算出する。図１０の場合、電界強度Ａのときの再送の期待値は１回となる。次に、この期待値と受信した信号自身の１回とを加算したものを１回の信号の送信に要する信号送信回数の期待値として算出し、この信号送信回数に基づいて電力消費量を算出する。この電力量と所定の期間内に受信した送信信号の数量とに基づいて、上述した電池残量の時間変化を用いる場合と同様の方法により、消費電力の時間変化に関する近似式を算出する。予測時刻算出部４７は、算出された近似式と電池残量ＤＢ４３に格納されている残量情報とに基づいて、電池２５が消耗する予測時刻および電池２５が消耗するまでの予測残り時間を算出する。
【００７１】
なお、サーバ装置４で、無線端末装置２の通信頻度を所定期間カウントし、カウント前の電池残量とカウント後の電池残量の差を通信頻度で除することにより、１回の通信に対する電池２５の消費電力量を算出するようにしてもよい。この場合、算出した電力量と送信信号の通信回数とに基づいて、上述した電池残量の時間変化を用いる場合と同様に近似式を算出することにより、予測時刻を算出する。
【００７２】
また、本実施の形態では、予測動作をサーバ装置４により行うようにしたが、無線端末装置２で行うようにしてもよい。この場合、図３において点線で囲まれたサーバ装置４の構成要素、すなわち、電池残量ＤＢ４３、タイマ部４４、電池残量収集部４５、近似式算出部４６、予測時刻算出部４７、判定部４８を無線端末装置２に設けることにより実現することができる。具体的には、電池残量測定部２３により測定された残量情報を電池残量ＤＢ４３に格納させ、図６を参照して説明した予測動作を行うことにより、実現することができる。これにより、
【００７３】
また、本実施の形態では、ネットワーク１０を介してサーバ装置４に各種情報を収集するようにしたが、例えばリーダ装置３とサーバ装置４とをＵＳＢケーブル等により直接接続するようにしてもよい。
【００７４】
［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、上述した第１の実施の形態に含まれる複数の無線端末装置２を複数のグループに分けたものである。したがって、本実施の形態において、第１の実施の形態と同等の構成要素については、同じ名称および符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７５】
例えば、山岳地帯などに配設される無線通信システムでは、メンテナンスが困難であるので、無線端末装置２の設置に冗長性を持たせる場合がある。言い換えると、予め多数の無線端末装置２を配置しておき、多少の無線端末装置２の電池が消耗してしまっても、何れかの無線端末装置２が動作していればよいとする場合がある。このような場合、予め複数の無線端末装置２毎にグループ化し、グループに含まれる無線端末装置２の予測残り時間のうち最も長いものを、そのグループの予測残り時間とする。
【００７６】
一例として、図１１の場合、無線端末装置２ａ、無線端末装置２ｂと２ｃ、無線端末装置２ｄと２ｅ、無線端末装置２ｆと２ｉ、無線端末装置２ｇと２ｊ、無線端末装置２ｈ、無線端末装置２ｋと２ｌというグループ分けがされている。ここで、無線端末装置２ｂと２ｃのグループは、無線端末装置２ｂの予測残り時間が「３日」、無線端末装置２ｃの予測残り時間が「３０日以上」であるので、グループにおける予測残り時間は「３０日以上」となる。
【００７７】
このようなグループ分けに関するグループ設定は、物理的な位置関係、センサの種類等により用途や構成等に基づいて適宜自由に行うことができる。このグループ設定は、サーバ装置４に予めグループ設定ＤＢを設けておき、これに登録するようにしてもよい。また、通知先ＤＢ５０にグループ設定を登録するようようにしてもよい。
【００７８】
≪予測動作≫
次に、図１２を参照して、本実施の形態におけるサーバ装置４による予測動作について説明する。なお、図１２において、第１の実施の形態で図６を参照して説明した予測動作と同等のステップについては、同じ符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７９】
ステップＳ１１〜Ｓ１４により予測時刻が算出されると、判定部４８は、電池２５が消耗するまでの予測残り時間が閾値以下である無線端末装置２が存在するか否か判定する（ステップＳ１５）。  
【００８０】
予測残り時間が閾値以下である無線端末装置２が存在する場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、判定部４８は、当該無線端末装置２にグループ設定がされているか否かを確認する（ステップＳ２１）。この確認は、グループ設定ＤＢや通知先ＤＢ５０を確認することにより行われる。
【００８１】
グループ設定がされている場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）、判定部４８は、閾値以下であると判定された無線端末装置２が属するグループの他の端末装置の予測残り時間を取得し、グループの予測残り時間を算出する（ステップＳ２２）。この算出したグループの予測残り時間は、表示部４９に表示される。このとき、表示部４９には、グループの予測残り時間が上記閾値を上回っているか否かに関する情報を表示するようにしてもよい。
【００８２】
グループの予測残り時間が算出されると、通知部５１は、通知先ＤＢ５０から当該グループと対応づけて予め設定された宛先を抽出し、通信部４１により予測残り時間が閾値以下である旨を通知し（ステップＳ２３）、ステップＳ１７の処理を行う。
【００８３】
一方、グループ設定がされていない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）、サーバ装置４は、ステップＳ１７の処理を行う。
【００８４】
このように、本実施の形態によれば、複数の無線端末装置２を複数のグループに分け、グループ設定された無線端末装置２の予測残り時間が閾値以下であると、この旨が当該グループに対応づけられた宛先に通知されるので、この通知に基づいて無線端末装置２の電池交換や充電等のメンテナンスを行うことにより、システム全体に不具合が生じるのを未然に防ぐことができる。
【００８５】
なお、本実施の形態では、グループに含まれる無線端末装置２の予測残り時間のうち最も長いものを当該グループの予測残り時間とするようにしたが、逆に、グループに含まれる無線端末装置２の予測残り時間のうち最も短いものを当該グループの予測残り時間とするようにしてもよい。例えば、車に設けられる各種センサとして機能する無線端末装置２の場合、１つの無線端末装置２でも不具合が生じると全体に大きな不具合が生じることがある。このような場合には、グループに含まれる無線端末装置２の予測残り時間のうち最も短いものを当該グループの予測残り時間とすることにより、システム全体に不具合が生じるのを未然に防ぐことができる。
【００８６】
また、上述した各実施の形態では、センサ情報を送信する無線端末装置２を備えた無線通信システム１について説明したが、電池によって動作する無線端末装置を備える無線通信システムであるならば、各種システムに適用できることは言うまでもない。
【００８７】
また、上述した各実施の形態において、無線端末装置２とサーバ装置４とは、マルチホップネットワーク、リーダ３およびネットワークを介して接続されるように説明したが、無線を用いたネットワークを介して接続されるのであれば、例えば、無線ネットワークを介して直接に接続したり、無線ネットワークと有線ネットワークを組み合わせて接続したりするなど、適宜自由に接続することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】
本発明は、電池で駆動する無線端末装置およびこの無線端末装置を有する無線通信システムに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の無線通信システムの構成を示す模式図である。
【図２】無線通信端末の構成を示すブロック図である。
【図３】サーバ装置の構成を示すブロック図である。
【図４】情報受信動作を示すフローチャートである。
【図５】残量情報を模式的に示す図である。
【図６】予測動作を示すフローチャートである。
【図７】図５に示す残量情報をグラフ化した図である。
【図８】表示部４９の表示画面を模式的に示す図である。
【図９】送信信号のデータ構成を模式的に示す図である。
【図１０】電界強度と再送回数の関係の一例を示す図である。
【図１１】第２の実施の形態の表示部４９の表示画面を模式的に示す図である。
【図１２】第２の実施の形態の予測動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９０】
１…通信システム、２…無線端末装置、３…リーダ、４…サーバ、１０…ネットワーク、２１…無線通信部、２２…センサ部、２３…電池残量測定部、２４…制御部、２４ａ…通信制御部、２４ｂ…センサ制御部、２４ｃ…測定制御部、４１…通信部、４２…受信情報解析部、４３…電池残量ＤＢ、４４…タイマ部、４５…電池残量収集部、４６…近似式算出部、４７…予測時刻算出部、４８…判定部、４９…表示部、５０…通知先ＤＢ、５１…通知制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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