(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池又は発電デバイスの電力によって動作する複数の無線通信装置のうちの少なくとも一つによる中継によって送信元装置からのデータを収集する通信装置であって、
データを受信する受信部と、
前記データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを判定し、前記第１の経路が維持可能でないと判定した場合に、前記第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ、前記第２の経路外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１の経路上の少なくとも１台の無線通信装置の電力残量が所定の閾値以下である場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、
電力残量が前記所定の閾値以下である無線通信装置の近傍に位置する無線通信装置にデータ中継処理を開始させ、前記第２の経路を形成させる、
通信装置。
【請求項２】
前記制御部は、所定時間前記送信元装置からデータが受信されていない場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、前記第１の経路外の少なくとも１台の無線通信装置にデータ中継装置を開始させることによって、前記第２の経路を形成させる、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項３】
前記制御部は、所定時間前記送信元装置からデータが受信されていない場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、さらに、第１の送信元装置への第１の経路上の無線通信装置の電力残量が第１の閾値以上である場合に、前記第１の送信元装置の単位時間当たりのデータの送信数を増加させる、
請求項１又は２に記載の通信装置。
【請求項４】
前記制御部は、所定時間前記送信元装置からデータが受信されていない場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、さらに、第１の送信元装置への第１の経路上の無線通信装置の電力残量が第１の閾値以上である場合に、前記第１の送信元装置への第１
の経路上の無線通信装置の近傍で第２の送信元装置を動作させる、
請求項１から３のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項５】
前記制御部は、
互いに通信品質が所定の条件を満たす無線通信装置のグループを複数作成し、各グループにデータ中継処理を行う第１の装置を選択し、各グループの前記第１の装置以外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させ、前記第１の経路を決定し、前記第１の経路外の第１の装置のデータ中継処理を停止させ、
前記第１の経路上の少なくとも１台の第１の装置の電力残量が所定の閾値以下である場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、電力残量が前記所定の閾値以下である前記第１の装置と同じグループに属する他の無線通信装置を新たに第１の装置としてデータ中継処理を開始させ、前記第２の経路を形成させる、
請求項１に記載の通信装置。
【請求項６】
前記制御部は、所定時間前記送信元装置からデータが受信されていない場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、前記第１の経路上に無線通信装置が含まれていないグループについて第１の装置を選択し、選択した第１の装置にデータ中継処理を開始させて、前記第２の経路を形成させる、
請求項５に記載の通信装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記複数の無線通信装置にデータ中継処理を行わせ、前記送信元装置から自装置までの経路情報を収集して、前記収集した経路情報に基づいて、前記第１の経路を決定する、
請求項１から６のいずれか一項に記載の通信装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記収集した経路情報のうち、使用頻度が所定の閾値以上である経路を、前記第１の経路に決定する、
請求項７に記載の通信装置。
【請求項９】
電池又は発電デバイスの電力によって動作する複数の無線通信装置と、
前記複数の無線通信装置のうちの少なくとも一つによる中継によって送信元装置からのデータを収集する通信装置とを含み、
前記通信装置は、
データを受信する受信部と、
前記データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを判定し、前記第１の経路が維持可能でないと判定した場合に、前記第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ、前記第２の経路外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第１の経路上の少なくとも１台の無線通信装置の電力残量が所定の閾値以下である場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、
電力残量が前記所定の閾値以下である無線通信装置の近傍に位置する無線通信装置にデータ中継処理を開始させ、前記第２の経路を形成させる、
通信システム。
【請求項１０】
電池又は発電デバイスの電力によって動作する複数の無線通信装置のうちの少なくとも一つによる中継によって送信元装置からのデータを収集する通信装置が、
データを受信し、
前記データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを
判定し、前記第１の経路が維持可能でないと判定した場合に、前記第１の経路上外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ、前記第２の経路外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させる、
通信制御方法であって、
前記第１の経路上の少なくとも１台の無線通信装置の電力残量が所定の閾値以下である場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、
電力残量が前記所定の閾値以下である無線通信装置の近傍に位置する無線通信装置にデータ中継処理を開始させ、前記第２の経路を形成させる、
通信制御方法。
【請求項１１】
電池又は発電デバイスの電力によって動作する複数の無線通信装置のうちの少なくとも一つによる中継によって送信元装置からのデータを収集する通信装置であって、
データを受信する受信部と、
前記データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを判定し、前記第１の経路が維持可能でないと判定した場合に、前記第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ、前記第２の経路外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、所定時間前記送信元装置からデータが受信されていない場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、さらに、第１の送信元装置への第１の経路上の無線通信装置の電力残量が第１の閾値以上である場合に、前記第１の送信元装置の単位時間当たりのデータの送信数を増加させる、
通信装置。
【請求項１２】
電池又は発電デバイスの電力によって動作する複数の無線通信装置のうちの少なくとも一つによる中継によって送信元装置からのデータを収集する通信装置であって、
データを受信する受信部と、
前記データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを判定し、前記第１の経路が維持可能でないと判定した場合に、前記第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ、前記第２の経路外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、所定時間前記送信元装置からデータが受信されていない場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、さらに、第１の送信元装置への第１の経路上の無線通信装置の電力残量が第１の閾値以上である場合に、前記第１の送信元装置への第１の経路上の無線通信装置の近傍で第２の送信元装置を動作させる、
通信装置。
【請求項１３】
電池又は発電デバイスの電力によって動作する複数の無線通信装置のうちの少なくとも一つによる中継によって送信元装置からのデータを収集する通信装置であって、
データを受信する受信部と、
前記データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを判定し、前記第１の経路が維持可能でないと判定した場合に、前記第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ、前記第２の経路外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させる制御部と、
を備え、
前記制御部は、
互いに通信品質が所定の条件を満たす無線通信装置のグループを複数作成し、各グループにデータ中継処理を行う第１の装置を選択し、各グループの前記第１の装置以外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させ、前記第１の経路を決定し、前記第１の経路外の第
１の装置のデータ中継処理を停止させ、
所定時間前記送信元装置からデータが受信されていない場合に、前記第１の経路が維持可能でないことを判定し、前記第１の経路上に無線通信装置が含まれていないグループについて第１の装置を選択し、選択した第１の装置にデータ中継処理を開始させて、前記第２の経路を形成させる、
通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信装置、通信システム、及び、通信制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレスセンサネットワークシステムは、複数のセンサノードと集約装置を含む。センサノードは、分散して配置されている。センサネットワークシステムでは、各センサノードの測定結果は集約装置に集約され、上位のネットワークに送信される。センサノードは、電源の確保における利便性のため、電池又は環境発電素子の電力で動作するものがセンサネットワークに採用されることが多い。【０００３】
センサノードは、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４等の無線通信を行う。センサネットワークシステムは、マルチホップ通信を行うアドホック型ネットワークとして構築されることがある。マルチホップ通信とは、ノードが他のノードからのデータを中継する通信方式である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−９７４５８号公報
【特許文献２】特開２００６−１３５９１１号公報
【特許文献３】国際公開第２００６／０６７９２２号
【特許文献４】特開２００９−０３８５１１号公報
【特許文献５】特開２００６−１３５９１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、マルチホップ通信では、他のノードからのデータを中継するノードは、データの送受信回数が増加し、電力消費が増加する。他のノードからのデータを中継するノードの電力残量が低下することによって、集約装置までデータが送信できなくなる場合がある。【０００６】
本発明は、電池又は発電デバイスの電力によって動作する無線通信装置によるデータの中継をより長時間可能とする通信装置、通信システム、及び、通信制御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】
【０００７】
本発明の態様の一つは、電池又は発電デバイスの電力によって動作する複数の無線通信装置のうちの少なくとも一つによる中継によって送信元装置からのデータを収集する通信装置である。通信装置は、データを受信する受信部と、データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを判定し、第１の経路が維持可能でないと判定した場合に、第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって送信元装置への第２の経路を形成させ、第２の経路外の無線通信装置のデータ中継処理を停止させる制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
開示の通信装置、通信システム、及び、通信制御方法によれば、電池又は発電デバイスの電力によって動作する無線通信装置によるデータの中継をより長時間可能とする。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係るセンサネットワークシステムのシステム構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、第１実施形態に係るノードグループの作成処理の一例を示す図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る定常経路の設定処理の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、定常経路が維持できない場合の処理の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、定常経路が維持できない場合の処理の一例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、定常経路が維持できない場合の処理の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、定常経路が維持できない他の場合の処理の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、定常経路が維持できない他の場合の処理の一例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、定常経路が維持できない他の場合の処理の一例を示す図である。
【図６】図６は、集約装置のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図７】図７は、集約装置の機能構成の一例を示す図である。
【図８】図８は、ノード情報テーブルの一例を示す図である。
【図９】図９は、経路情報テーブルの一例である。
【図１０】図１０は、センサノードのハードウェア構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、集約装置の処理のフローチャートの一例である。
【図１２】図１２は、集約装置のノードグループ作成処理のフローチャートの一例である。
【図１３】図１３は、集約装置の定常経路の設定処理のフローチャートの一例である。
【図１４】図１４は、集約装置のセンシングデータ未受信時の処理のフローチャートの一例である。
【図１５】図１５は、変形例に係る定常経路が維持できない場合の処理の一例を示す図である。
【図１６】図１６は、変形例に係るセンシングデータ未受信時の処理のフローチャートの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。
【００１１】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係るセンサネットワークシステムのシステム構成の一例を示す図である。センサネットワークシステム１００は、集約装置１と複数のセンサノード２を含む。図１では、簡略化のため、すべてのセンサノードには符号は付されていない。
【００１２】
各センサノード２は、例えば、所定の周期や所定のイベントの発生に応じて、対象を測定し、測定結果を集約装置１に送信する。集約装置１は各センサノード２からの測定結果を上位のネットワーク（図示せず）に送信する。センサノード２は、例えば、温度、電圧、照度、加速度、等を測定するセンサを搭載する。以降、センサノード２を単に、ノード２と称することもある。また、センサノード２が測定した測定結果をセンシングデータと称する。集約装置１は、「通信装置」の一例である。センサノード２は、「無線通信装置」の一例である。
【００１３】
ノード２は、第１実施形態では、エナジーハーベスト（環境発電）素子を搭載する。ノード２は、例えば、無線電波の受信、センサの反応、周期タイミング等を契機とするプロセッサの起動、プロセッサによる処理、センシングデータの送信、プロセッサの停止、を繰り返す。すなわち、ノード２の動作は間欠動作である。動作していない間は、ノード２は、エナジーハーベスト素子により発電された電力を充電する。
【００１４】
ノード２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４等に対応する無線通信の機能を有する。ノード２は、ノード２間での無線通信、及び、集約装置１との無線通信を行う。ノード２は、エナジーハーベスト素子の電力によって動作する装置である。省電力化のため、ノード２の送信電力は小さく、電波到達距離が短い。ノード２の電波到達距離は、例えば、１０〜７０メートルである。
【００１５】
ノード２は電波到達距離が短い為、センサネットワークシステム１００には集約装置１と直接通信することができないノード２が存在する。そこで、センサネットワークシステム１００では、マルチホップ通信によって、集約装置１と直接通信することのできないノード２のデータを集約装置１に届ける。
【００１６】
マルチホップ通信における中継方法には、例えば、以下の２つの方法がある。一つは、送信元ノードがデータをブロードキャストで送信し、当該データを受信したノードがさらに当該データをブロードキャストで送信し、集約装置１にデータが届くまで各ノードが受信したデータをブロードキャストで送信することを繰り返す方法である（中継方法１）。もう一つは、隣接するノード２間でより集約装置１に近い方を親として親子関係を決定し、子ノードから親ノードへとデータを中継することで、集約装置１にデータを届ける方法である（中継方法２）。隣接するノード２とは、それぞれ、互いの通信範囲内に存在し、互いに直接電波を受信可能なノード２のことである。
【００１７】
中継方法１の場合には、各ノード２がブロードキャストでデータを送信するため、通信の輻輳が発生しやすい。また、各ノード２の送受信回数が増加するため、各ノード２の消費電力が増加する。その結果、ノード２の電力残量が低下し、ノード２が動作しない状態となり、データが集約装置１まで送信されない場合がある。
【００１８】
中継方法２の場合には、親子関係が設定されるため、通信の輻輳及び送受信回数は中継方法１よりは低減される。しかしながら、親ノードの消費電力は大きいため、親ノードでの電力残量の低下によって親ノードの動作が停止してしまい、データが集約装置１まで送信されない場合がある。
【００１９】
第１実施形態では、各ノード２は、データをブロードキャストで送信することによってデータを集約装置１に届ける中継方法１によってデータを中継することを想定する。ただし、センサネットワークシステム１００に適用される中継方法は中継方法１に限定されない。
【００２０】
次に、第１実施形態では、各ノード２の役割は、集約装置１によって、測定ノード、中継ノード、非中継ノードのいずれかに設定される。初期状態では、ノード２にはいずれの役割も設定されていない。測定ノードは、所定の周期または所定のイベントの発生によって、対象を測定し、測定結果を集約装置１に宛てて送信するノードである。中継ノードは、データを中継するノードである。非中継ノードは、データの中継を行わないノードである。
【００２１】
測定ノードに設定されたノード２は、センシングデータの取得及び送信を行う間動作し、それ以外は省電力状態となる。中継ノードに設定されたノード２は、データを中継するために、常に動作する。非中継ノードに設定されたノード２は、省電力状態となる。省電力状態とは、例えば、プロセッサ、通信機能等をオフにしている状態である。省電力状態であるノード２は、少なくとも、データの中継処理を停止している。省電力状態では、ノード２の電力消費は少なくなるため、ノード２は、エナジーハーベスト素子によって発電された電力を充電することができる。
【００２２】
ただし、非中継ノードに設定されたノード２は、集約装置１からの制御信号を受信するために、例えば、所定の周期で所定時間起動する。測定ノードに設定されたノード２は、「送信元装置」の一例である。ただし、「送信元装置」はノード２に限定されない。以降、中継ノードに設定されたノード２を、単に、中継ノード、と称する。非中継ノードに設定されたノード２を、単に、非中継ノード、と称する。測定ノードに設定されたノード２を、単に、測定ノード、と称する。
【００２３】
第１実施形態では、測定ノードから集約装置１までの経路のうち１つの経路が定常経路に設定される。定常経路上のノード２は中継ノードに設定される。定常経路外のノード２は非中継ノードに設定される。これによって、測定ノードから集約装置１までの定常経路外のノード２は、データの送受信にかかる消費電力を節約することができる。
【００２４】
また、第１実施形態では、定常経路の維持ができないと判定された場合には、新たに定常経路が設定される。新たな定常経路上のノード２は中継ノードに設定される。新たな定常経路外のノード２は非中継ノードに設定される。新たな定常経路として、測定ノードから集約装置１までデータ中継可能であるノード２を経由する経路が選択されることによって、測定ノードから集計装置１へのデータ収集をより長く継続させることができる。また、元々中継ノードであったノード２が新たな定常経路上にない場合には、当該中継ノードは非中継ノードに設定変更され、充電を行うことができる。
【００２５】
元の定常経路は、「第１の経路」の一例である。新たに設定される定常経路は、「第２の経路」の一例である。ノード２の役割を中継ノードから非中継ノードに変更することは、「無線通信装置のデータ中継処理を停止させる」ことの一例である。ノード２の役割を非中継ノードから中継ノードに変更することは、「無線通信装置のデータ中継処理を開始させる」ことの一例である。
【００２６】
図２は、第１実施形態に係るノードグループの作成処理の一例を示す図である。ノードグループとは、通信品質が互いに所定の閾値以上であるノード２を含むグループである。ノードグループの作成の判定基準となる通信品質には、例えば、受信電波強度、ＬＱＩ（Link Quality Indicator）等が用いられる。
【００２７】
集約装置１は、制御信号によって、各ノード２に通信品質の測定を指示する。各ノード２は、集約装置１からの指示を受けて、通信品質を測定し、通信品質の測定結果を集約装置１に通知する。集約装置１は、各ノード２からの通信品質の測定結果から、通信品質が互いに所定の閾値以上であるノード２を１つのノードグループに設定する。図２では、センサネットワークシステム１００では、ノードグループＧ１〜Ｇ８が設定されている。
【００２８】
集約装置１は、各ノードグループから１台のノード２を中継ノードに設定し、それ以外のノード２を非中継ノードに設定する。集約装置１から各ノード２には、制御信号によって、それぞれの役割が通知される。なお、測定ノードとなるノード２は中継ノードの作成前に決定されている。測定ノードは、ノードグループに含まれていてもよいし、含まれていなくてもよい。また、各ノード２には、自ノードがいずれのノードグループに属しているかは通知されない。
【００２９】
なお、図２では、互いに通信品質が所定の閾値以上となるノード２が存在していないノード２については、ノードグループとして設定されていないが、１台のノード２を１つのノードグループとして設定してもよい。ノードグループは、「互いに通信品質が所定の条件を満たす無線通信装置のグループ」の一例である。ノードグループ内の中継ノードは、「第１の装置」の一例である。
【００３０】
図３は、第１実施形態に係る定常経路の設定処理の一例を示す図である。ノードグループが作成されると、集約装置１は、所定期間、測定ノードからのセンシングデータの受信を監視する。中継ノードは、センシングデータを中継する場合に、自身の識別情報をセンシングデータに付与する。すなわち、センシングデータには、当該データを中継したノード２の中継履歴が付加されていることになる。中継ノードの識別情報は、例えば、ＭＡＣ（Media Access Control）アドレス、ノード名等である。中継ノードの識別情報は、センシングデータを運ぶパケットのヘッダの所定の位置に付与されてもよいし、データの所定の位置に付与されてもよい。
【００３１】
集約装置１は、センシングデータに付与された中継履歴から各測定ノード２から集約装置１までの経路情報を収集する。経路情報は、例えば、測定ノード２から集約装置１までに経由した中継ノード２の識別情報が、経由順に並んだ情報である。また、第１実施形態では、各ノード２はブロードキャストによってデータの送信を行うことが想定されているので、この時点では、測定ノードから集約装置１までの経路は、１つとは限らない。
【００３２】
集約装置１は、各測定ノードから集約装置１までの経路の中で、使用頻度が最も高い経路を定常経路に選択する。使用頻度には、例えば、所定期間内の経路使用回数、所定期間内の経路の使用率等が用いられる。
【００３３】
集約装置１は、定常経路上に存在していないノードグループの中継ノードを非中継ノードに設定する。図３では、ノードグループＧ４、Ｇ７は定常経路上に存在していないため、ノードグループＧ４、Ｇ７の中継ノードは非中継ノードに設定される。ノードグループＧ４、Ｇ７には、中継ノードは存在しなくなる。ノードグループＧ４、Ｇ７に含まれるノード２は、すべて非中継ノードとなり、電力を回復することができる。
【００３４】
図４Ａ、図４Ｂ、及び、図４Ｃは、定常経路が維持できない場合の処理の一例を示す図である。図４Ａでは、定常経路が維持できない場合の一例として、測定ノード２Ａ、２Ｂからのセンシングデータが集約装置１に所定時間届かない場合が示される。
【００３５】
測定ノードからのセンシングデータが集約装置１に所定時間届かない要因には、経路上の中継ノード間の電波の遮蔽物の登場、中継ノードまたは測定ノードの電力の低下等が考えられる。しかしながら、集約装置１は、測定ノードからのセンシングデータが届かなくなった要因を特定することはできない。
【００３６】
図４Ｂでは、集約装置１は、定常経路を再度設定する。まず、集約装置１は、定常経路上にないノードグループＧ４、Ｇ７にそれぞれ１台中継ノード２４Ａ、２７Ａを設定する。次に、集約装置１は、図３と同様に、センシングデータの受信を所定時間監視して経路情報を収集し、定常経路を選択する。新たな定常経路によって、集約装置１は測定ノード２Ａ、２Ｂのセンシングデータを引き続き収集することができる。
【００３７】
図４Ｃでは、ノードグループＧ７を経由する経路が新たに定常経路として選択される。新たな定常経路上に存在しないノードグループＧ４、Ｇ６の中継ノード２４Ａ、２６Ａは、非中継ノードに設定される。これによって、ノードグループＧ４、Ｇ６のノード２はいずれも非中継ノードとなり、電力を回復することができる。なお、図４Ｃでは、中継ノード２８Ａとノード２６Ａとの間の無線通信が途絶したことが想定されているので、中継ノード２８Ａには集約装置１からの制御信号が届かないため、中継ノード２８Ａは中継ノードのままである。中継ノード２８Ａに集約装置１からの制御信号が届く場合には、ノード２８Ａは非中継ノードとなる。
【００３８】
図５Ａ、図５Ｂ、及び、図５Ｃは、定常経路が維持できない他の場合の処理の一例を示す図である。図５Ａでは、定常経路が維持できない場合の他の一例として、定常経路上の中継ノード２６Ａの電力残量が低下した場合が示される。
【００３９】
中継ノードは、自装置の電力残量を所定の周期で集約装置１に通知する。集約装置１は、各中継ノードからの電力残量の通知により、各中継ノードの電力残量を監視している。図５Ａでは、中継ノード２６Ａの電力残量が低下していることを集約装置１が検出する。
【００４０】
図５Ｂでは、集約装置１は、電力残量が低下した中継ノード２６Ａと同じノードグループＧ６に属する非中継ノード２６Ｂを中継ノードに設定する。だたし、新たに中継ノードに設定される非中継ノードは、電力残量は十分にあるものが選択される。
【００４１】
図５Ｃでは、集約装置１は、電力残量が低下した中継ノード２６Ａを非中継ノードに設定する。これによって、新たな中継ノード２６Ｂを経由する経路が使用されるようになり、当該経路の使用頻度が高くなると当該経路が新たに定常経路に設定される。また、ノード２６Ａは、非中継ノードになることによって、電力を回復させることができる。
【００４２】
第１実施形態では、図４Ａ〜図４Ｃ、及び、図５Ａ〜図５Ｃで示された処理を繰り返し行うことによって、定常経路を確保しつつ、ノード２の電力回復を図る。結果的に、センシングネットワークシステム１００のノード２によるセンシングデータの集約装置１への中継がより長時間可能となる。
【００４３】
＜装置構成＞
図６は、集約装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。集約装置１は、例えば、ゲートウェイ装置である。集約装置１は、ハードウェア構成要素として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、主記憶装置１０２、補助記憶装置１０３、無線部１０４、ネットワークインタフェース１０５を備える。
【００４４】
補助記憶装置１０３は、不揮発性のメモリである。例えば、補助記憶装置１０３は、フラッシュメモリ等である。補助記憶装置１０３は、様々なプログラムや、各プログラムの実行に際してＣＰＵ  １０１が使用するデータを格納する。補助記憶装置１０３は、ノード制御プログラム１０３Ｐを格納している。ノード制御プログラム１０３Ｐは、ノード２の役割を、測定ノード、中継ノード、非中継ノードのうちのいずれかに制御するプログラムである。
【００４５】
主記憶装置１０２は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような半導体メモリである。主記憶装置１０２は、ＲＯＭ（Read Only Memory）を含んでもよい。主記憶装置１０２は、ＣＰＵ  １０１にプログラムをロードするための作業領域を提供するメモリである。
【００４６】
ＣＰＵ  １０１は、補助記憶装置１０３に保持されたＯＳや様々なプログラムを主記憶装置１０２にロードして実行することによって、様々な処理を実行する。ＣＰＵ  １０１は、１つに限られず、複数備えられてもよい。ＣＰＵ  １０１は、「制御部」の一例である。
【００４７】
無線部１０４は、アンテナによって送信及び受信される信号の変調および復調を行う回路と、ベースバンド信号と電気信号との変換を行う回路とを含む。無線部１０４は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に対応する。アンテナによって受信され無線部１０４によって処理された信号は、ＣＰＵ  １０１に出力される。無線部１０４には、ＣＰＵ  １０１から信号が入力され、入力された信号は、ベースバンド信号から電気信号への変換処理、電気信号への変調処理が行われてアンテナへと出力される。無線部１０４は、「受信部」の一例である。
【００４８】
ネットワークインタフェース１０５は、ネットワークとの情報の入出力を行うインタフェースである。ネットワークインタフェース１０５は、上位のネットワークに接続する。ネットワークインタフェース１０５は、有線のネットワークと接続するインタフェース、無線のネットワークと接続するインタフェースを含む。ネットワークインタフェース１０５は、例えば、ＮＩＣ（Network Interface Card）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）カード等である。
【００４９】
なお、図６に示される集約装置１のハードウェア構成は、一例であり、上記に限られず、実施の形態に応じて適宜構成要素の省略や置換、追加が可能である。例えば、集約装置１は、可搬記録媒体駆動装置を備え、可搬記録媒体に記録されたプログラムを実行してもよい。可搬記録媒体は、例えば、ＳＤカード、ｍｉｎｉＳＤカード、ｍｉｃｒｏＳＤカード、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）フラッシュメモリ、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)、Ｂｌｕ−ｒａｙ（登録商標）  Ｄｉｓｃ、又はフラッシュメモリカードのような記録媒体である。
【００５０】
図７は、集約装置１の機能構成の一例を示す図である。集約装置１は、機能構成要素として、受信部１１、送信部１２、判定部１３、記憶部１４を含む。受信部１１、送信部１２、判定部１３、記憶部１４は、集約装置１のＣＰＵ  １０１がノード制御プログラム１０３Ｐを実行することによって達成される機能構成要素である。
【００５１】
受信部１１、送信部１２は、ノード２からの又はノード２へのデータを受信又は送信するインタフェースである。例えば、受信部１１は、各測定ノードからセンシングデータを受信する。例えば、受信部１１は、各中継ノードから所定の周期で電力残量を受信する。例えば、送信部１２は、判定部１３から入力される指示に従って制御信号を送信する。受信部１１によって受信されたデータは判定部１３に出力される。
【００５２】
判定部１３は、ノードグループの作成処理（図２）、定常経路の設定処理（図３）を制御する。また、判定部１３は、定常経路の維持可能か否かを判定する。第１実施形態では、判定部１３は、測定ノードからセンシングデータを受信しないこと（図４Ａ）、及び、中継ノードの電力残量が低下したこと（図５Ａ）を検出することによって、定常経路が維持可能でないことを判定する。定常経路が維持可能でないことを判定した場合には、判定部１３は、新たな定常経路を設定する（図４Ｂ〜図４Ｃ、図５Ｂ〜図５Ｃ）。判定部１３の処理の詳細は、後述される。
【００５３】
記憶部１４は、主記憶装置１０２の記憶領域に作成される。記憶部１４は、ノード情報テーブルと経路情報テーブルとを記憶する。ノード情報テーブルは、センサネットワーク１００内のノード２のノードグループ、役割等のノードに関する情報を保持するテーブルである。経路情報テーブルは、センサネットワーク１００内の各測定ノードへの経路情報を保持するテーブルである。
【００５４】
図８は、ノード情報テーブルの一例を示す図である。ノード情報テーブルのエントリには、例えば、ノードＩＤ、グループＩＤ、役割、電力残量が含まれる。ノードＩＤは、例えば、ＭＡＣアドレス、ノード名のいずれかが用いられる。グループＩＤは、ノードグループを識別するための情報であって、集約装置１が付与する。役割には、「測定」、「中継」、「非中継」のいずれかが格納される。電力残量には、各ノード２から通知される電力残量が格納される。
【００５５】
ノードＩＤは、例えば、各ノード２のセンサネットワークへの接続処理において取得される。ノードグループ作成処理（図２）、定常経路の設定処理（図３）の実行によって、グループＩＤ、役割が判定部１３によって決定され、登録される。役割は、その後、変更があるごとに判定部１３によって更新される。電力残量は、各ノード２から通知されるたびに判定部１３によって更新される。なお、図８に示されるノード情報テーブルのデータ構造は一例であって、これに限定されない。
【００５６】
図９は、経路情報テーブルの一例である。経路情報テーブルのエントリには、定常経路フラグ、測定ノードのノードＩＤと、集約装置１から当該測定ノードまでに経由する中継ノードのノードＩＤと、タイマと、が含まれる。経路情報テーブルのエントリの測定ノードのノードＩＤと、集約装置１から当該測定ノードまでに経由する中継ノードのノードＩＤとは、判定部１３によって、センシングデータに付与されている中継履歴から取得される。定常経路に選択された経路には、定常経路フラグに１が格納される。
【００５７】
タイマは、当該測定ノードからセンシングデータを受信すると所定の時間長に設定され、カウントダウンが開始される。当該測定ノードからセンシングデータを受信する度に、タイマの値は所定の時間長に設定される。タイマの値が０になった場合に、判定部１３は、当該測定ノードへの経路情報を削除する。なお、タイマの設定時間長は、測定ノードの測定周期の時間長よりも大きい値である。
【００５８】
判定部１３は、例えば、センシングデータに含まれる中継履歴と経路情報テーブルとを比較し、センシングデータに含まれる中継履歴が経路情報テーブルに登録されていない場合に、経路情報テーブルのエントリを作成する。判定部１３は、使用頻度が所定閾値以上となる経路を定常経路として設定する。ただし、１つの測定ノードに対して、使用頻度が所定閾値以上となる経路が複数存在する場合には、最も使用頻度の高い経路、又は、最も距離（ホップ数）が短い経路が定常経路として選択される。
【００５９】
なお、定常経路フラグの代わりに、定常経路に選択された経路のエントリが抽出された定常経路情報テーブルが作成されてもよい。
【００６０】
図１０は、センサノード２のハードウェア構成の一例を示す図である。センサノード２は、ＭＣＵ（Micro Control Unit）２０１、無線部２０２、蓄電部２０３、エナジーハーベスト素子２０４、センサ２０５、電力制御部２０６を含む。ＭＣＵ  ２０１は、内臓するメモリに格納されているプログラムを実行する。無線部２０２は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に対応し、電気信号を無線信号に変換して送信する。無線部２０２の通信範囲は、例えば、数十メートルである。
【００６１】
エナジーハーベスト素子２０４は、環境電波や温度などによって発電する。蓄電部２０３は、エナジーハーベスト素子２０４によって発電された電力を蓄える。電力制御部２０６は、エナジーハーベスト素子２０４によって発電された電力又は蓄電部２０３に蓄電されている電力のＭＣＵ  ２０１及びセンサ２０５への供給を制御する。エナジーハーベスト素子２０４は、「発電デバイス」の一例である。
【００６２】
センサ２０５は、例えば、温度、圧力、加速度等を測定するセンサ素子である。センサ２０５は、例えば、所定の周期や所定のイベントの発生によって測定を行う。センサ２０５の測定周期は、例えば、数ミリ秒から数秒であり、センサ２０５の種類やシステム要求によって任意に設定される。センサ２０５の測定結果はＭＣＵ  ２０１に出力され、ＭＣＵ  ２０１から無線部２０３を通じて送信される。なお、センサノード２のハードウェア構成は図１０に示される例に限定されない。
【００６３】
＜処理の流れ＞
図１１は、集約装置１の処理のフローチャートの一例である。図１１に示される処理は、集約装置１の起動又はユーザ操作による起動指示の入力によって開始される。また、図１１に示される処理は、集約装置１の停止又はユーザ操作による停止指示の入力によって停止される。図１１に示される処理の実行主体は、ノード制御プログラム１０３Ｐを実行するＣＰＵ  １０１であるが、便宜上、機能構成要素である判定部１３を主体として説明する。
【００６４】
ＯＰ１では、判定部１３は、ノードグループ作成処理（図２参照）を行い、ノードグループを作成する。ノードグループ作成処理の詳細は後述される。
【００６５】
ＯＰ２では、判定部１３は、定常経路の設定処理（図３参照）を行い、各測定ノードへの定常経路を設定する。定常経路の設定処理の詳細は後述される。
【００６６】
ＯＰ３では、判定部１３は、所定時間センシングデータを受信していない測定ノードがあるか否かを判定する。ＯＰ３の処理は、例えば、経路情報テーブルに含まれる各測定ノードのタイマに基づいて判定される（図９参照）。所定時間センシングデータを受信していない測定ノードがある場合には（ＯＰ３：ＹＥＳ）、処理がＯＰ４に進む。所定時間センシングデータを受信していない測定ノードがない場合には（ＯＰ３：ＮＯ）、処理がＯＰ５に進む。
【００６７】
ＯＰ４では、所定時間センシングデータを受信していない測定ノードがあるので、判定部１３は、センシングデータ未受信時の処理を行う。センシングデータ未受信時の処理では、当該測定ノードまでの定常経路が再設定される。その後、処理がＯＰ３に進む。センシングデータ未受信時の処理の詳細は後述される。
【００６８】
ＯＰ５では、判定部１３は、電力残量が閾値以下である中継ノードがあるか否かを判定する。ＯＰ５の判定は、例えば、ノード情報テーブルに基づいて行われる（図８参照）。電力残量の閾値は、ネットワーク管理者が任意に設定可能である。電力残量が閾値以下である中継ノードがある場合には（ＯＰ５：ＹＥＳ）、処理がＯＰ６に進む。電力残量が閾値以下である中継ノードがない場合には（ＯＰ５：ＮＯ）、処理がＯＰ８に進む。
【００６９】
ＯＰ６では、電力残量が閾値以下である中継ノードがあるので、判定部１３は、当該中継ノードが属するノードグループ内の非中継ノードを１台選択し、選択した非中継ノードを中継ノードに設定する。より詳細には、判定部１３は、選択した非中継ノードに、中継ノードへの設定変更を含む制御信号を送信部１２を通じて送信する。非中継ノードは、制御信号を受信するため、所定の周期で所定期間起動し、通信可能な状態となる。非中継ノードは、通信可能な状態である期間中に集約装置１からの制御信号を受信することで、非中継ノードから中継ノードへと役割を変更する。なお、ＯＰ６で選択されるノードは、非中継ノードである間、エナジーハーベスト素子２０４による発電によって電力が回復されているので、閾値以上の電力残量を有する。判定部１３は、ＯＰ６で、ＯＰ５で用いる閾値より大きい閾値以上の電力残量を有する非中継ノードを選択するようにしてもよい。
【００７０】
ＯＰ７では、判定部１３は、ＯＰ５において電力残量が閾値以下と判定された中継ノードを非中継ノードに設定する。より詳細には、判定部１３は、当該中継ノードに、非中継ノードへの設定変更を含む制御信号を送信部１２を通じて送信する。当該中継ノードは、集約装置１からの非中継ノードへの設定変更を含む制御信号を受信することで、非中継ノードへと役割を変更し、省電力状態に移行し電力回復することができる。その後、処理がＯＰ３に進む。
【００７１】
ＯＰ７の処理後、判定部１３は、ノード情報テーブルを更新する。また、ＯＰ５で電力残量が所定の閾値以下であると判定された中継ノードを経由する経路は消滅し、当該経路の経路情報テーブルのエントリはタイムアウトして削除される。ＯＰ６で新たに選択された中継ノードを経由する経路が用いられるようになると、判定部１３は、当該経路を経由して受信されるセンシングデータの中継履歴から、当該経路の情報を経路情報テーブルに登録する。当該経路の使用頻度が所定の閾値になることで、当該経路が定常経路に設定される。
【００７２】
ＯＰ８では、判定部１３は、ノード２が追加されたか否かを判定する。ノード２が追加されたことは、例えば、ネットワーク管理者によるノード情報テーブルへのエントリの追加、又は、追加されたノード２からの接続要求の受信等によって検出される。ノード２が追加された場合には（ＯＰ８：ＹＥＳ）、処理がＯＰ１に進み、ノードグループの作成処理から処理が繰り返し行われる。ノード２が追加されていない場合には（ＯＰ８：ＮＯ）、処理がＯＰ３に進む。
【００７３】
ＯＰ３、ＯＰ５における判定は、「前記データが通過する無線通信装置によって形成される第１の経路が維持可能か否かを判定」することの一例である。ＯＰ６の、電力残量が所定の閾値以下の中継ノードと同じノードグループの非中継ノードを中継ノードに設定することは、「前記第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ」ることの一例である。
【００７４】
図１２は、集約装置１のノードグループ作成処理のフローチャートの一例である。図１２に示される処理は、図１１のＯＰ１の処理に相当する。
【００７５】
ＯＰ１１では、判定部１３は、ネットワーク構築の処理を行う。ＯＰ１１で行われるネットワーク構築の処理は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に規定されているＰＡＮ（Personal Area Network）生成の処理である。より具体的には、集約装置１の起動時には、各チャンネルの電波環境を調べ、ノイズの少ないチャンネルを検索したり、周囲に他の集約装置１が存在しないかを各チャネルをスキャンして調べたりする。判定部１３は、使用するチャネルを決定し、センサネットワークシステム１００で用いるＰＡＮ  ＩＤを決定する。センサネットワークシステム１００内のノード２は、同じチャネル、同じＰＡＮ  ＩＤを用いる。
【００７６】
また、集約装置１の起動や新たにノード２が追加された場合には、判定部１３は、各ノード２からのビーコン要求や接続要求に対する応答を行なったり、各ノード２からのデバイス属性情報を受信したりする。ビーコン要求に対する応答には、ＰＡＮ  ＩＤ等が含まれている。なお、ＯＰ１１の処理の時点で、測定ノードは決定されている。測定ノード以外のノードは、役割が未定の状態であり、他のノードからのデータを集約装置１に中継する。
【００７７】
ＯＰ１２では、判定部１３は、各ノード２に対して、通信品質の測定指示を送信し、各ノード２から周囲のノード２との通信品質の測定結果を受信する。
【００７８】
ＯＰ１３では、判定部１３は、各ノード２からの通信品質の測定結果に基づいて、互いに通信品質が閾値以上のノード２を同じノードグループに設定する。判定部１３は、各ノード２に設定したノードグループをノード情報テーブルに登録する。
【００７９】
ＯＰ１４では、判定部１３は、各ノードグループに１台、中継ノードを選択する。中継ノードの選択基準は、例えば、他のノード２との通信品質が最もよいこと、電力残量が最も多いこと、のいずれか又は組合せである。電力残量を中継ノードの選択基準として用いる場合には、判定部１３が各ノード２の電力残量を収集できるように、各ノード２は通信品質の測定結果とともに電力残量も通知する。
【００８０】
ＯＰ１５では、判定部１３は、各ノードグループについて、中継ノードに選択されなかったノード２を非中継ノードに設定する。判定部１３は、各ノード２に設定した役割をノード情報テーブルに登録する。
【００８１】
ＯＰ１６では、判定部１３は、各ノード２に、各ノード２に設定した役割を通知する制御信号を送信する。その後、図１２に示される処理が終了する。
【００８２】
なお、ＯＰ１３においてノードグループを設定する場合に、判定部１３は、予め各ノード２の位置情報を取得しておき、通信品質の測定結果と位置情報とに基づいて、ノードグループを設定してもよい。例えば、判定部１３は、互いに、通信品質が所定の閾値以上で、且つ、距離が所定の閾値未満であるノード２を同じノードグループに設定する。位置情報は、各ノード２の配置位置の座標であってもよいし、集約装置１の各ノード２についての通信品質の測定結果から推測された各ノード２の集約装置１に対する位置関係であってもよい。
【００８３】
図１３は、集約装置１の定常経路の設定処理のフローチャートの一例である。図１３に示される処理は、図１１のＯＰ２の処理に相当する。
【００８４】
ＯＰ２１では、判定部１３は、所定時間測定ノードからのセンシングデータを受信して、経路情報を収集する。センシングデータには、中継履歴が付与されている。経路情報の収集に係る時間は、例えば、１０秒から１分の間でネットワーク管理者によって任意に設定される。
【００８５】
ＯＰ２２では、判定部１３は、各測定ノードについて、閾値以上の使用頻度の経路が存在するか否かを判定する。閾値以上の使用頻度の経路が存在する場合には（ＯＰ２２：ＹＥＳ）、処理がＯＰ２３に進む。閾値以上の使用頻度の経路が存在しない場合には（ＯＰ２２：ＮＯ）、当該測定ノードについて、ＯＰ２１から処理が行われる。
【００８６】
ＯＰ２３では、判定部１３は、使用頻度が閾値以上である経路を当該測定ノードへの定常経路に設定する。ＯＰ２４では、判定部１３は、定常経路外の中継ノードを非中継ノードに設定する。判定部１３は、定常経路外の中継ノードに、非中継ノードへの役割変更指示を含む制御信号を送信する。その後、図１３に示される処理が終了する。
【００８７】
図１３の処理が終了すると、各測定ノードへの経路は定常経路１つになるので、判定部１３が継続して使用頻度が所定の閾値以上の経路を定常経路とする処理を実行していたとしても、この処理によって定常経路が変更されることはない。
【００８８】
図１４は、集約装置１のセンシングデータ未受信時の処理のフローチャートの一例である。図１４の処理は、測定ノードからセンシングデータが所定時間受信されない場合に実行される。図１４に示される処理は、図１１のＯＰ４の処理に相当する。
【００８９】
ＯＰ３１では、判定部１３は、定常経路外の各ノードグループについて１台ずつ中継ノードを設定する。中継ノードの選択基準は、図１２のＯＰ１４と同じである。
【００９０】
ＯＰ３２では、判定部１３は、定常経路の設定処理を行う。ＯＰ３２で行われる定常経路の設定処理は、図１３に示される定常経路の設定処理である。各測定ノードについて定常経路が設定されると、図１４に示される処理は終了する。図１４に示されるセンシングデータ未受信時の処理は、「前記第１の経路外の無線通信装置を含む１以上の無線通信装置によって前記送信元装置への第２の経路を形成させ」ることの一例である。
【００９１】
＜第１実施形態の作用効果＞
第１実施形態では、集約装置１は、各ノード２の役割を中継ノード、非中継ノード、測定ノードのいずれかに設定する。集約装置１は、各測定ノードへの経路のうち１つの経路を定常経路に設定し、定常経路外のノードを非中継ノードに設定する。定常経路が維持できないと判定された場合には、集約装置１は、非中継ノードを中継ノードに変更して別の経路を形成させて、測定ノードから集約装置１への経路を確保する。非中継ノードは、制御信号を受信する期間以外は、省電力状態である。すなわち、第１実施形態によれば、中継ノードとして動作するノードの数を少なく保ちつつ、各測定ノードから集約装置１までの経路を確保することができる。これによって、ノード２によるデータ中継を長時間可能にし、集約装置１は、長時間センシングデータを収集することができる。
【００９２】
第１実施形態では、集約装置１は、定常経路上の中継ノードの電力残量が低下した場合に、別のノード２に中継ノードを引き継がせる。これによって、中継ノードが電力残量の低下によって動作停止する前に、他のノード２を経由する経路に切り替えることができるので、測定ノード２からのセンシングデータの収集が途切れることを抑制することができる。
【００９３】
第１実施形態では、集約装置１は、測定ノードから所定時間センシングデータを受信していない場合に、再度定常経路の設定処理を実行する。測定ノードから所定時間センシングデータを受信していない場合には、原因を特定することが困難であるものの、定常経路の設定処理を行うことによって、測定ノードが稼働している間は、新たに定常経路を設定することができる。これによって、測定ノードからセンシングデータが受信できない時間をより短く抑えることができる。
【００９４】
第１実施形態では、ノード２はエナジーハーベスト素子２０４を搭載していることが想定されているので、ノード２は、非中継ノードで省電力状態の間は、充電することができる。定常経路上の中継ノードの電力残量が低下すると、当該中継ノードは非中継ノードとなり、同じノードグループの他の非中継ノードが新たに中継ノードとなる。したがって、第１実施形態によれば、データを中継するノード２に起因してセンシングデータが収集できなくなることを抑制することができる。
【００９５】
第１実施形態では、互いに通信品質が所定の閾値以上であるノード２は同じノードグループに設定され、各ノードグループにつき１台ずつ中継ノードが設定される。このように近くに位置するノード２同士をグループ化することによって、中継ノードとして動作するノードの数を少なくすることができる。これによって、定常経路の候補となる経路数を少なく抑えることができ、集約装置１の処理負荷を軽減することができる。また、定常経路上の中継ノードの電力残量が低下した場合に、再度定常経路の設定処理を行うのではなく、近くに位置する同じノードグループ内の別のノード２に中継ノードを引き継ぐことで、容易に新たな定常経路の設定を行うことができる。これによって、センサネットワークシステム１００内のトラフィックの増加を抑制することができる。また、中継ノードを引き継ぐノード２を容易に決定することができる。すなわち、ノードグループを利用することによって、効率よく定常経路を設定することができる。
【００９６】
＜第１実施形態の変形例＞
第１実施形態では、集約装置１が測定ノードから所定時間センシングデータを受信していない場合には、定常経路の設定処理が実行される。しかしながら、定常経路の設定処理は、数秒から数十秒かかるため、その分中継ノードの電力も消費される。
【００９７】
一方、センサネットワークシステム１００によっては、システム全体で単位時間当たりに要求されるセンシングデータの数が決められている場合がある。集約装置１が或る測定ノードから所定時間センシングデータを受信していない場合でも、センサネットワークシステム１００全体の単位時間当たりのセンシングデータ数が減らなければ問題ない、と考えられる場合もある。例えば、別の測定ノードのサンプリング数を増やすことで、センサネットワークシステム１００全体のとしての単位時間当たりに収集されるセンシングデータ数を保つことができる。
【００９８】
サンプリング数とは、１台の測定ノードが単位時間当たりに取得するセンシングデータの数である。測定ノードのサンプリング数は、例えば、測定周期を短くすることで増やすことができる。例えば、測定周期を１秒から０．５秒に変更すると、１台の測定ノードの１秒当たりのセンシングデータ数は１つから２つに増える。
【００９９】
ただし、測定ノードのサンプリング数を増やすことは、当該測定ノードから集約装置１までの定常経路上に位置する中継ノードの中継回数も増えることになり、当該中継ノードの消費電力も増えることになる。そのため、或る測定ノードから所定時間センシングデータが受信されない場合に、定常経路の設定処理を行うか、別の測定ノードのサンプリング数を増やすかは、一概にどちらが適しているかは断言できない。
【０１００】
変形例では、集約装置１は、或る測定ノードから所定時間センシングデータを受信しない場合には、別の測定ノードへの定常経路上の中継ノードの電力残量に応じて、定常経路の設定処理を行うか、別の測定ノードのサンプリング数を増やすかを判定する。
【０１０１】
図１５は、変形例に係る定常経路が維持できない場合の処理の一例を示す図である。図１５では、ノードグループ作成処理、定常経路の設定処理が終了している状態のセンサネットワークシステム１００が示されている。図１５では、定常経路が維持できない場合として、測定ノード２Ａ、２Ｂからのセンシングデータが集約装置１に所定時間届かない場合が示される。
【０１０２】
図１５に示されるセンサネットワークシステム１００では、単位時間当たりに要求されるセンシングデータ数が４、測定ノード数が４、測定ノードのサンプリング数が１である。しかしながら、測定ノード２Ａ、２Ｂからのセンシングデータが収集できないため、測定ノード数が２に変更になっている。変形例では、集約装置１は、単位時間当たりに要求されるセンシングデータ数を４に保つために、測定ノード２Ｃ、２Ｄのサンプリング数を２に増やす。
【０１０３】
ただし、測定ノード２Ｃ、２Ｄそれぞれの定常経路上の中継ノードの電力残量が所定の閾値未満である場合には、集約装置１は、定常経路の設定処理の実行を判定する。
【０１０４】
変形例では、測定ノードからのセンシングデータが所定時間受信されない場合の処理が第１実施形態と異なる。それ以外の処理については、第１実施形態で説明された通りである。
【０１０５】
図１６は、変形例に係るセンシングデータ未受信時の処理のフローチャートの一例である。図１６に示される処理は、変形例において図１１の処理が実行された場合、図１１のＯＰ４の処理に相当する。
【０１０６】
ＯＰ４１では、判定部３１は、センシングデータを所定時間受信していない測定ノード以外の測定ノードへの定常経路上に存在する中継ノードの電力残量が所定の閾値以上であるか否かを判定する。ＯＰ４１で用いられる中継ノードの電力残量の閾値は、例えば、図１１のＯＰ５で用いられる中継ノードの電力残量の閾値以上であるとする。
【０１０７】
当該測定ノードへの定常経路上に存在する中継ノードの電力残量が所定の閾値以上である場合には（ＯＰ４１：ＹＥＳ）、処理がＯＰ４２に進む。当該測定ノードへの定常経路上に存在する中継ノードの電力残量が所定の閾値未満である場合には（ＯＰ４１：ＮＯ）、処理がＯＰ４３に進む。
【０１０８】
ＯＰ４２では、センシングデータを所定時間受信していない測定ノード以外の測定ノードへの定常経路上に存在する中継ノードの電力残量が十分にあるので、判定部１３は、当該測定ノードのサンプリング数を増やす。サンプリング数は、例えば、単位時間当たりにシステム全体に要求されるセンシングデータ数を、測定ノード数で割った値で求められる。変更されたサンプリング数は、制御信号によって、各測定ノードに通知される。その後、図１６に示される処理が終了する。
【０１０９】
ＯＰ４３では、判定部１３は、定常経路外の各ノードグループについて１台ずつ中継ノードを設定する。ＯＰ４４では、判定部１３は、定常経路の設定処理を行う。ＯＰ４４で行われる定常経路の設定処理は、図１３に示される定常経路の設定処理である。各測定ノードについて定常経路が設定されると、図１６に示される処理は終了する。
【０１１０】
変形例によれば、測定ノードから所定時間センシングデータが受信されない場合に、別の測定ノードへの定常経路上の中継ノードの電力残量に応じて、定常経路の設定処理を行うか、当該別の測定ノードのサンプリング数を増やすかが判定される。別の測定ノードへの定常経路上の中継ノードの電力残量が十分にある場合には、測定ノードのサンプリング数を増やすことによって、定常経路の設定処理の実行回数を低減させることができ、中継ノードの消費電力を節約することができる。
【０１１１】
変形例では、別の測定ノードのサンプリング数を増加させることによって、システム全体の単位時間当たりに収集されるセンシングデータ数を維持するが、これに代えて、測定ノードの数を増やしてもよい。測定ノードの数は、例えば、非中継ノードに設定されているノード２の役割を測定ノードに変更することで増やすことができる。例えば、図１５で示される例のうち、集約装置１は、測定ノード２Ｃ、２Ｄの定常経路上のノードグループ内の非中継ノードをノード情報テーブルから特定し、特定した非中継ノードを測定ノードに設定する。測定ノードに設定される非中継ノードの数は、所定時間センシングデータを受信していない測定ノードの数と同数とする。
【０１１２】
＜その他＞
第１実施形態及び変形例では、各ノード２は中継方法１（ブロードキャストでデータを送信することで中継する方法）によってデータの中継を行うことを想定して説明された。第１実施形態及び変形例で説明された技術は、各ノード２が中継方法２（親子関係を確立して子から親に中継する方法）によってデータの中継を行う場合にも適用可能である。各ノード２が中継方法２によってデータの中継を行う場合には、例えば、集約装置１は、ノードグループ作成処理、定常経路の設定処理、ノードグループ内で中継ノードの引き継ぎの際に、各中継ノード間で親子関係を決定する。集約装置１に近いノード２が親である。
【０１１３】
また、第１実施形態では、中継ノード２は、センシングデータに中継履歴を付加し、これによって集約装置１は経路情報を取得し、経路の使用頻度に基づいて定常経路を選択する。これに代えて、経路探索用のパケットを送信して、宛先の測定ノードから応答を受信することによって経路情報を収集し、最短距離（ホップ数）の経路を定常経路としてもよい。
【０１１４】
また、第１実施形態及び変形例では、センサノード２は、エナジーハーベスト素子を備え、発電可能であることを想定したが、センサノード２は、エナジーハーベスト素子を備えずに、一次電池又は二次電池を備えていてもよい。センサノード２が一次電池又は二次電池を備える場合にも、第１実施形態及び変形例によれば、測定ノードから集約装置１までの経路が、中継ノードが非中継ノードに引き継がれることによって維持されるので、各ノード２のデータ中継をより長時間可能にできる。
【０１１５】
また、第１実施形態では、集約装置１、センサノード２は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４に則って通信を行うことを想定して説明されたが、集約装置１、センサノード２の通信方式はＩＥＥＥ８０２．１５．４に限定されない。第１実施形態及び変形例で説明された技術は、アドホック型でマルチホップ通信可能な通信方式であれば適用可能である。
【０１１６】
＜記録媒体＞
コンピュータその他の機械、装置（以下、コンピュータ等）に上記いずれかの機能を実現させるプログラムをコンピュータ等が読み取り可能な記録媒体に記録することができる。コンピュータ等に、この記録媒体のプログラムを読み込ませて実行させることにより、その機能を提供させることができる。
【０１１７】
ここで、コンピュータ等が読み取り可能な記録媒体とは、データやプログラム等の情報を電気的、磁気的、光学的、機械的、または化学的作用によって蓄積し、コンピュータ等から読み取ることができる非一時的な記録媒体をいう。このような記録媒体のうちコンピュータ等から取り外し可能なものとしては、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＤＡＴ、８ｍｍテープ、フラッシュメモリなどのメモリカード等がある。また、コンピュータ等に固定された記録媒体としてハードディスク、ＲＯＭ（リードオンリーメモリ）等がある。さらに、ＳＳＤ（Solid State Drive）は、コンピュータ等から取り外し可能な記録媒体としても、コンピュータ等に固定された記録媒体としても利用可能である。
【符号の説明】
【０１１８】
１      集約装置
２      センサノード
１１    受信部
１２    送信部
１３    判定部
１４    記憶部
１００    センサネットワークシステム
１０１    ＣＰＵ
１０２    主記憶装置
１０３    補助記憶装置
１０３Ｐ    ノード制御プログラム
１０４    無線部
１０５    ネットワークインタフェース
２０１    ＭＣＵ
２０２    無線部
２０３    蓄電部
２０４    エナジーハーベスト素子
２０５    センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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