(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
親無線機と複数の子無線機とを備え、前記親無線機と前記複数の子無線機とが無線通信する無線通信システムにおいて、
前記複数の子無線機の各子無線機は、
発電する発電部と、前記発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部とを備え、
前記親無線機は、
前記複数の子無線機の各子無線機について、子無線機ごとに算出される第１時間に各子無線機が使用できる電力量を使用可能電力量として算出し、各子無線機が動作した後にスリープする間欠動作の周期である間欠動作周期であって、各子無線機が前記間欠動作を前記第１時間行った場合の電力消費量であって各子無線機の動作の継続に必要な最小の電力量を除く電力消費量が前記使用可能電力量を超えない間欠動作周期を算出周期として算出し、前記複数の子無線機について算出した複数の算出周期から前記複数の子無線機の各子無線機に適用する共通の算出周期を共通周期として選択する周期算出部と、
前記算出周期が前記共通周期として選択された子無線機の蓄電残量に基づいて、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用する周期調整を行うか、前記周期調整を行わず現状維持とするか、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用しない周期調整の解除をするかを判定する周期調整部と
を備えた無線通信システム。
【請求項２】
前記親無線機は、
前記周期調整部により、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機に適用すると判定された場合に、前記共通周期を用いて前記間欠動作を行うための情報を含む周期調整情報を、前記複数の子無線機の各子無線機に送信する無線通信部を備えた請求項１に記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記周期算出部は、
前記複数の子無線機の各子無線機について、各子無線機が前記間欠動作を前記第１時間行った場合の電力消費量が前記使用可能電力量を超えない最小の間欠動作周期を前記算出周期として算出する請求項１または２に記載の無線通信システム。
【請求項４】
前記周期算出部は、
前記発電部が発電する単位時間当たりの単位発電量を用いて、前記蓄電部に蓄電されている蓄電残量を第１蓄電量まで増加させる時間を前記第１時間として算出する請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記周期算出部は、
前記単位発電量を用いて前記第１時間に発電する発電量を予測発電量として算出し、前記予測発電量と前記蓄電残量との和から、前記第１時間に各子無線機の動作の継続に必要な最小の電力量を減算した値を前記使用可能電力量とする請求項４に記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記子無線機は、
前記発電部による発電量の情報を含む通知電力情報を前記親無線機に送信する電源監視部を備え、
前記周期算出部は、
前記通知電力情報に含まれる発電量の情報に基づいて、前記発電部が発電する単位時間当たりの単位発電量を算出する請求項４または５に記載の無線通信システム。
【請求項７】
前記周期調整部は、
前記蓄電残量が第１閾値より小さいと前記周期調整を行うと判定し、前記蓄電残量が第２閾値より大きいと前記周期調整の解除をすると判定し、前記蓄電残量が前記第１閾値以上かつ前記第２閾値以下の値であると前記周期調整を行わず現状維持とする請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項８】
前記周期調整部は、
前記子無線機が中継機として動作するか否かを判定し、前記中継機として動作しない場合には、前記蓄電残量が第１閾値より小さいと前記周期調整を行うと判定し、前記蓄電残量が第２閾値より大きいと前記周期調整の解除をすると判定し、前記蓄電残量が前記第１閾値以上かつ前記第２閾値以下の値であると前記周期調整を行わず現状維持とし、前記中継機として動作する場合には、前記蓄電残量が前記第１閾値より大きい第３閾値より小さいと前記周期調整を行うと判定し、前記蓄電残量が前記第２閾値より大きい第４閾値より大きいと前記周期調整の解除をすると判定し、前記蓄電残量が前記第３閾値以上かつ前記第４閾値以下の値であると前記周期調整を行わず現状維持とする請求項１から６のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項９】
前記親無線機は、
前記複数の子無線機の各子無線機について、前記発電部による発電量の情報を記憶する記憶部を備え、
前記周期算出部は、
前記発電量の情報に基づいて、前記第１時間を算出する請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１０】
前記子無線機は、
前記発電部による発電量の情報を含む通知電力情報を前記親無線機に送信する電源監視部を備え、
前記親無線機は、
前記複数の子無線機の各子無線機について、前記発電部による発電量の情報を記憶する記憶部を備え、
前記周期算出部は、
前記蓄電残量が第５閾値より小さい場合は、前記通知電力情報に含まれる発電量の情報に基づいて、前記発電部が発電する単位時間当たりの単位発電量を算出し、前記単位発電量に基づいて前記第１時間を算出し、前記蓄電残量が第５閾値以上の場合は、前記発電量の情報に基づいて、前記第１時間を算出する請求項１から３のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１１】
前記周期算出部は、
前記複数の算出周期のうち最も大きい算出周期を前記共通周期として選択する請求項１から１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１２】
前記周期算出部は、
前記複数の算出周期のうち、当該算出周期より大きい算出周期に対応する子無線機の数が一定数以下となる当該算出周期を前記共通周期として選択する請求項１から１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１３】
前記周期算出部は、
前記無線通信システムのネットワークトポロジに基づいて前記複数の子無線機から子無線機を選択し、選択された子無線機の算出周期のうち最も大きい算出周期を前記共通周期として選択する請求項１から１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１４】
前記周期算出部は、
前記複数の子無線機から前記親無線機に接続されている子無線機を選択し、選択された子無線機の算出周期のうち最も大きい算出周期を前記共通周期として選択する請求項１から１０のいずれか１項に記載の無線通信システム。
【請求項１５】
複数の子無線機であって、各子無線機が、発電する発電部と前記発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部とを備えた複数の子無線機と無線通信する親無線機において、
前記複数の子無線機の各子無線機について、子無線機ごとに算出される第１時間に各子無線機が使用できる電力量を使用可能電力量として算出し、各子無線機が動作した後にスリープする間欠動作の周期である間欠動作周期であって、各子無線機が前記間欠動作を前記第１時間行った場合の電力消費量であって各子無線機の動作の継続に必要な最小の電力量を除く電力消費量が前記使用可能電力量を超えない間欠動作周期を算出周期として算出し、前記複数の子無線機について算出した複数の算出周期から前記複数の子無線機の各子無線機に適用する共通の算出周期を共通周期として選択する周期算出部と、
前記算出周期が前記共通周期として選択された子無線機の蓄電残量に基づいて、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用する周期調整を行うか、前記周期調整を行わず現状維持とするか、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用しない周期調整の解除をするかを判定する周期調整部と
を備えた親無線機。
【請求項１６】
親無線機と複数の子無線機とを備え、前記親無線機と前記複数の子無線機とが無線通信する無線通信システムの無線通信方法において、
前記複数の子無線機の各子無線機は、発電する発電部と、前記発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部とを備え、
前記親無線機の周期算出部が、前記複数の子無線機の各子無線機について、子無線機ごとに算出される第１時間に各子無線機が使用できる電力量を使用可能電力量として算出し、各子無線機が動作した後にスリープする間欠動作の周期である間欠動作周期であって、各子無線機が前記間欠動作を前記第１時間行った場合の電力消費量であって各子無線機の動作の継続に必要な最小の電力量を除く電力消費量が前記使用可能電力量を超えない間欠動作周期を算出周期として算出し、前記複数の子無線機について算出した複数の算出周期から前記複数の子無線機の各子無線機に適用する共通の算出周期を共通周期として選択し、
前記親無線機の周期調整部が、前記算出周期が前記共通周期として選択された子無線機の蓄電残量に基づいて、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用する周期調整を行うか、前記周期調整を行わず現状維持とするか、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用しない周期調整の解除をするかを判定する無線通信方法。
【請求項１７】
複数の子無線機と無線通信する親無線機の無線通信プログラムであって、
前記複数の子無線機の各子無線機は、発電する発電部と、前記発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部とを備え、
前記複数の子無線機の各子無線機について、子無線機ごとに算出される第１時間に各子無線機が使用できる電力量を使用可能電力量として算出し、各子無線機が動作した後にスリープする間欠動作の周期である間欠動作周期であって、各子無線機が前記間欠動作を前記第１時間行った場合の電力消費量であって各子無線機の動作の継続に必要な最小の電力量を除く電力消費量が前記使用可能電力量を超えない間欠動作周期を算出周期として算出し、前記複数の子無線機について算出した複数の算出周期から前記複数の子無線機の各子無線機に適用する共通の算出周期を共通周期として選択する周期算出処理と、
前記算出周期が前記共通周期として選択された子無線機の蓄電残量に基づいて、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用する周期調整を行うか、前記周期調整を行わず現状維持とするか、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機の間欠動作周期として適用しない周期調整の解除をするかを判定する周期調整処理と
をコンピュータである前記親無線機に実行させる無線通信プログラム。
【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、無線通信方法および無線通信プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
無線センサネットワークのような多数の無線機で構成される無線通信システムでは、広範囲にわたる通信を低コストの無線機で実現する方法が求められる。この方法として、複数の無線機がパケットを中継することによりデータ転送を行うマルチホップ無線通信が採用されている。このような無線通信システムでは、設置コストの削減および設置場所の選択自由度の向上のため、無線機へ電力を供給するための配線を不要にすることが求められる。よって、無線通信システムでは、無線機を電池で駆動するという方法が採用される。また、周囲の環境に存在するエネルギーを利用して発電を行い、それによって得た電力を蓄電池に蓄え無線機の電源とする方法がある。なお、このように周囲の環境に存在するエネルギーを利用して行う発電は、環境発電と呼ばれている。【０００３】
このような電源を使用する無線機では、限られた電力量で長期間の連続運用を実現するために、運用中の電力消費量を極力小さくすることが求められる。運用中の電力消費量を低減する方法として、間欠動作を行う方法がある。間欠動作とは、他の機器と通信を行う間だけ回路を動作させ、それ以外の期間は回路の状態を電力消費量が小さくなるスリープ状態にして回路の動作を停止させる動作である。【０００４】
特許文献１には、各無線機の電力残量に応じて間欠動作周期およびプリアンブル長を変更し、電力残量が少なくなった場合には間欠動作周期を大きくすることにより電力消費を低減させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２１７５４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、各無線機が個別に間欠動作周期を変更している。よって、送信側の無線機は、受信側の無線機の間欠動作周期に応じてプリアンブル長を変更する必要がある。具体的には、間欠動作周期を大きくした無線機に対してデータを送信しようとする無線機は、この間欠動作周期に応じた長さのプリアンブルを送信することになる。よって、送信時間が増加することで電力消費量が増大するという課題があった。
特に、一定範囲内の無線機の電力残量が一斉に低下するようなケースでは、多数の無線機の送信先となる無線機の間欠動作周期が大きくなってしまうことにより、データを送信しようとする無線機における送信待ち時間が増加する。また、各無線機での電力消費量が増加することになり、無線機の間欠動作周期を更に大きくする必要が生じる。無線機がこのような動作を繰り返すことでマルチホップ無線通信網を構成する全無線機の間欠動作周期が次第に大きくなっていく。その結果として、無線通信システム全体が大きな間欠動作周期でしか動作できなくなり、データの転送遅延が定常的に大きくなってしまう。
また、個々の無線機が個別に間欠動作周期を変更するため、無線機ごとの通信頻度に時間的な偏りが生じ、データ転送遅延が変動するという課題もあった。【０００７】
この発明では、無線機ごとに蓄電残量に応じた間欠動作周期を算出するとともに、全無線機に共通な共通周期を選択することにより、各無線機における電力の枯渇を防ぎつつ、通信頻度の時間的な偏りによるデータ転送遅延を防ぐことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る無線通信システムは、親無線機と複数の子無線機とを備え、前記親無線機と前記複数の子無線機とが無線通信する無線通信システムにおいて、
前記複数の子無線機の各子無線機は、
発電する発電部と、前記発電部により発電された電力を蓄電する蓄電部とを備え、
前記親無線機は、
前記複数の子無線機の各子無線機について、第１時間に各子無線機が使用できる電力量を使用可能電力量として算出し、各子無線機が動作した後にスリープする間欠動作の周期である間欠動作周期であって、各子無線機が前記間欠動作を前記第１時間行った場合の電力消費量が前記使用可能電力量を超えない間欠動作周期を算出周期として算出し、前記複数の子無線機について算出した複数の算出周期から前記複数の子無線機の各子無線機に適用する共通の算出周期を共通周期として選択する周期算出部と、
前記算出周期が前記共通周期として選択された子無線機の蓄電残量に基づいて、前記共通周期を前記複数の子無線機の各子無線機に適用するか否かを判定する周期調整部とを備えた。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る無線通信システムでは、周期算出部が、各子無線機が間欠動作を第１時間行った場合の電力消費量が使用可能電力量を超えない間欠動作周期を算出周期として算出する。そして、周期算出部が、複数の子無線機について算出した複数の算出周期から、複数の子無線機の各子無線機に適用する共通周期を選択する。また、周期調整部は、算出周期が共通周期として選択された子無線機の蓄電残量に基づいて、共通周期を複数の子無線機の各子無線機に適用するか否かを判定する。このように、本発明に係る無線通信システムによれば、各子無線機の蓄電残量から動的に間欠動作周期を算出し、その中から全子無線機に適用できる共通周期を選択することができる。よって、本発明に係る無線通信システムによれば、各子無線機における電力の枯渇を防ぎつつ、通信頻度の時間的な偏りによるデータ転送遅延を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態１に係る無線通信システム５００の構成図。
【図２】実施の形態１に係る子無線機１の構成図。
【図３】実施の形態１に係る親無線機２の構成図。
【図４】実施の形態１に係る子無線機１による間欠動作処理のフロー図。
【図５】実施の形態１に係る親無線機２による周期制御処理のフロー図。
【図６】実施の形態１に係る親無線機２の周期算出処理の詳細なフロー図。
【図７】実施の形態２に係る親無線機２による周期制御処理のフロー図。
【図８】実施の形態３に係る親無線機２における周期算出部２２ａの電力消費量算出処理の詳細を示すフロー図。
【図９】実施の形態４に係る親無線機２における周期算出部２２ｂの電力消費量算出処理の詳細を示すフロー図。
【図１０】実施の形態５に係る親無線機２における周期算出部２２ｃによる間欠動作周期算出処理の詳細なフロー図。
【図１１】実施の形態６に係る親無線機２における周期算出部２２ｄの間欠動作周期算出処理の詳細なフロー図。
【図１２】実施の形態７に係る親無線機２における周期算出部２２ｅの間欠動作周期算出処理の詳細なフロー図。
【図１３】実施の形態８に係る親無線機２における周期算出部２２ｆの間欠動作周期算出処理の詳細なフロー図。
【図１４】実施の形態９に係る子無線機１による間欠動作処理を示すフロー図。
【図１５】実施の形態１０に係る子無線機１の無線通信部１５ａにおける動作を示すフロー図。
【図１６】実施の形態１１に係る親無線機２における無線通信部２１ａの処理と周期算出部２２ｆの周期算出処理との詳細なフロー図。
【図１７】実施の形態１２に係る親無線機２ａの機能構成例を示す図。
【図１８】実施の形態１２に係る周期制御処理を示すフロー図。
【図１９】実施の形態１３に係る周期制御処理を示すフロー図である。
【図２０】実施の形態１４に係る子無線機１ａの機能構成例を示す図。
【図２１】実施の形態１４に係る親無線機２ｂの機能構成例を示す図。
【図２２】実施の形態１４に係る無線通信部２１ｂの処理と周期算出部２２ｊの周期算出処理との詳細なフロー図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。なお、各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。
【００１２】
実施の形態１．
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を用いて、本実施の形態に係る無線通信システム５００の構成について説明する。
無線通信システム５００は、親無線機２と複数の子無線機１とを備える。親無線機２と複数の子無線機１とは、マルチホップ無線通信を行う。
無線通信システム５００は、子無線機１と親無線機２とからなる複数の無線機から構成される。複数の無線機には、子無線機１と親無線機２との２種類の無線機がある。
子無線機１は、マルチホップ無線通信網の末端に接続される子機、またはマルチホップ無線通信網の中間に接続され中継転送を行う中継機として動作する。子無線機１は、中継機兼子機ともいう。図１では、中継機１−１から中継機１−５、および子機１−６から子機１−１１の各々が子無線機１である。親無線機２は、中継機あるいは子機との間で通信を行う。
【００１３】
無線通信システム５００では、複数の無線機の各々がセンサデータといったデータをデータパケットとして転送する。また、複数の無線機の各々は、制御用の情報を制御パケットとして転送する。ここで、中継機として動作する子無線機１は、データを中継するだけでなく、子無線機１に接続されたセンサといった機器で発生したデータ、あるいは子無線機１で生成した制御情報の送信も行う。このマルチホップ無線通信網の中では、各無線機がネットワークの状態を監視するための制御パケットを定期的に送信し合っている。そして、一定の期間内に子無線機１からの応答が無い場合には、親無線機２は子無線機１がネットワークから離脱したものと判断し、ネットワークを再構築するための制御パケットを送信し、無線機間の接続経路を変更する。
【００１４】
図２を用いて、本実施の形態に係る子無線機１の構成について説明する。
子無線機１は、プロセッサ５１とメモリ５２と計時カウンタ５３と発電デバイス５４と蓄電デバイス５５と電源監視回路５６と無線通信インタフェース５７といったハードウェアを備えるコンピュータである。
また、子無線機１は、構成要素として、間欠動作制御部１１と発電部１２と蓄電部１３と電源監視部１４と無線通信部１５と記憶部１６を備える。
【００１５】
間欠動作制御部１１は、スリープ状態へ移行する前に設定した起床時刻に従って起床する。そして、間欠動作制御部１１は、電源監視部１４と無線通信部１５とに、起床を指示するための間欠動作指示３１を出力する。また、間欠動作制御部１１は、間欠動作指示３１を出力した後にスリープ状態へ移行する間欠動作パターンを制御する。なお、間欠動作指示３１は、親無線機２から受信した制御パケット中に格納されている間欠動作周期の値、あるいは次回の起床時刻を指定する間欠動作周期情報３２に従って、次回の起床時刻を自身に設定した上で、他の構成要素に対してスリープ状態へ移行することを指示するための情報である。
【００１６】
発電部１２は、光、振動、あるいは熱といったエネルギーを電力に変換する発電を行い、発電電力３３を出力する。
蓄電部１３は、発電部１２により発電された発電電力３３を蓄積する。また、蓄電部１３は、子無線機１の各部の動作用電源として蓄電電力３４を供給する。
電源監視部１４は、起床を指示するための間欠動作指示３１に従い起床し、発電部１２での発電状態および蓄電部１３での蓄電量を監視する。発電状態とは、発電量および発電時間である。電源監視部１４は、発電電力３３および蓄電電力３４を監視し、その監視結果を電源監視結果３５として出力するとともに、スリープ状態へ移行するための間欠動作指示３１に従いスリープ状態へ移行する。
無線通信部１５は、起床を指示するための間欠動作指示３１に従い起床し、電源監視結果３５を制御パケットあるいはデータパケットに格納し、親無線機２へ送信する。また、無線通信部１５は、親無線機２から受信した制御パケットに格納されている間欠動作周期の値、あるいは次回の起床時刻を指定する情報を抽出し、間欠動作周期情報３２として出力する。そして、無線通信部１５は、スリープ状態へ移行するための間欠動作指示３１に従いスリープ状態へ移行する。
【００１７】
次に、子無線機１のハードウェアについて説明する。
間欠動作制御部１１の機能は、メモリ５２に記憶されたプログラムをプロセッサ５１が読み出して実行することにより実現される。プロセッサ５１が、計時カウンタ５３を用いて起床時刻を認識する。
プロセッサ５１は、信号線を介して他のハードウェアと接続されている。プロセッサ５１は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。具体的には、プロセッサ５１は、ＣＰＵ、ＤＳＰまたはＧＰＵである。ＣＰＵはＣｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略称であり、ＤＳＰはＤｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒの略称であり、ＧＰＵはＧｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔの略称である。
メモリ５２は揮発性の記憶装置である。メモリ５２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。具体的には、メモリ５２はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。記憶部１６は、メモリ５２に備えられている。
【００１８】
発電部１２の機能は、発電デバイス５４により実現される。発電デバイス５４には、光発電、振動発電、および熱電発電といった様々な環境発電を行うデバイスがある。
蓄電部１３の機能は、蓄電デバイス５５により実現される。蓄電デバイス５５には、二次電池、電気二重層コンデンサ、およびリチウムイオンキャパシタといったデバイスがある。
【００１９】
電源監視部１４の機能は、電源監視回路５６による発電電力３３および蓄電電力３４の監視と、プロセッサ５１によるプログラムの実行とにより実現される。すなわち、電源監視回路５６が発電電力３３および蓄電電力３４を監視するとともに、プロセッサ５１がメモリ５２に記憶されたプログラムを読み出し、監視結果を用いてプログラムを実行し、電源監視結果３５を生成する。ここで、電源監視回路５６は、電圧の値または電圧と電流の値を検出することによって発電の状態を把握し、電圧の値を検出することによって蓄電の状態を把握する。
【００２０】
無線通信部１５の機能は、無線通信インタフェース５７により実現される。無線通信部１５は、無線通信インタフェース５７によりプロセッサ５１から電源監視結果３５を取得し、電源監視結果３５を用いて制御パケットあるいはデータパケットを生成し、送信する。また、無線通信部１５は、無線通信インタフェース５７により、受信した制御パケットから間欠動作周期情報３２を抽出して、プロセッサ５１に出力する。また、無線通信部１５は、無線通信インタフェース５７を介して接続されている無線機の情報をメモリ５２に記憶する。
【００２１】
図３を用いて、本実施の形態に係る親無線機２の構成について説明する。
親無線機２は、プロセッサ６１とメモリ６２と計時カウンタ６３と無線通信インタフェース６４といったハードウェアを備えるコンピュータである。
また、親無線機２は、構成要素として、無線通信部２１と周期算出部２２と周期調整部２３と記憶部２４を備える。
【００２２】
無線通信部２１は、子無線機１から受信した制御パケットまたはデータパケットに格納されている電源監視結果３５を、通知電力情報４１として抽出する。また、無線通信部２１は、間欠動作周期の値、あるいは次回の起床時刻を指定する周期調整情報４２を制御パケットへ格納し、子無線機１へ送信する。この周期調整情報４２は、子無線機１の無線通信部１５により制御パケットから抽出され、間欠動作周期情報３２として出力される。
【００２３】
周期算出部２２は、子無線機１から通知された発電および蓄電状況を示す通知電力情報４１に基づき、子無線機１の各々に対して、発電方式に応じて将来の発電量を経過時間ごとに予測する。そして、周期算出部２２は、所定の時間だけ子無線機１の動作を継続させた場合に消費される電力量を見積もる。以下において、所定の時間を第１時間とする。周期算出部２２は、子無線機１が第１時間分の動作で消費される電力消費量が、蓄電残量および予測した発電量の合計のうち使用可能電力量を超えないような間欠動作周期を算出する。ここで、使用可能電力量は、蓄電残量および予測した発電量の合計から予め設定された動作の継続に最低限必要な電力量を差し引いた値とする。このとき、子無線機１の電力消費量は、例えば、子無線機１の各動作状態での消費電力と各動作状態の継続時間より求める。また、電力消費量を見積もる際の第１時間は、予測した発電量に基づき所定の蓄電量回復が見込まれる時間とする。なお、発電量を予測する際に使用する発電方式ごとの発電能力に関する情報は、予め設定しておく。あるいは、発電能力に関する情報として外部から設定した値を保持しておく。この発電能力に関する情報としては、環境条件と発電効率との関係など、発電方式、あるいは、使用する発電デバイス毎に決まる値を使用する。このように算出した間欠動作周期は、第１時間の間は電力枯渇による動作停止を回避可能であることが期待できる間欠動作周期となる。
【００２４】
記憶部２４には、蓄電残量の閾値、すなわち第１閾値および第２閾値が記憶される。第１閾値は、間欠動作周期の調整が必要であると判断する際に用いられる。周期調整部２３は、子無線機１から通知された通知電力情報４１が示す蓄電残量が第１閾値を下回った場合に、間欠動作周期の調整を実施することを判断する。第２閾値は、間欠動作周期の調整が不要と判定する際に用いられる。周期調整部２３は、子無線機１から通知された通知電力情報４１が示す蓄電残量が第２閾値を上回った場合に、間欠動作周期の調整を解除することを判断する。ここで、第１閾値と第２閾値の値は、第２閾値が第１閾値よりも大きな値となるように決定される。このように、調整実施と解除の判定値にヒステリシスを持たせることで、間欠動作周期を調整する頻度の増加を防止する。また、第１閾値は動作の継続に最低限必要な電力量に一定期間の動作が可能な電力量を加えた値とする。第２閾値は第１閾値に対して一定期間の動作が可能な電力量を加えた値とする。
間欠動作周期の調整が必要であると判断した場合には、周期調整部２３は、間欠動作周期として選択された値、あるいは、その間欠動作周期から求められる次回の起床時刻を指定する情報を周期調整情報４２として出力する。一方、間欠動作周期の調整が不要であると判断した場合には、周期調整部２３は、デフォルトの動作条件として設定されている間欠動作周期の値、あるいは、その間欠動作周期から求められる次回の起床時刻を指定する情報を周期調整情報４２として出力する。
【００２５】
次に、親無線機２のハードウェアについて説明する。
プロセッサ６１およびメモリ６２の具体例は、子無線機１と同様である。
周期算出部２２の機能は、メモリ６２に記憶されたプログラムをプロセッサ６１が読み出して実行することにより実現される。
周期調整部２３の機能は、メモリ６２に記憶されたプログラムをプロセッサ６１が読み出して実行することにより実現される。プロセッサ５１が、計時カウンタ６３を用いて子無線機１の次回の起床時刻を認識する。
無線通信部２１の機能は、無線通信インタフェース６４により実現される。プロセッサ６１が周期調整情報４２を無線通信インタフェース６４へ入力する。そして、無線通信インタフェース６４が入力された周期調整情報４２を格納した制御パケットを生成して送信する。また、無線通信インタフェース６４が受信した制御パケットまたはデータパケットから電源監視結果３５を通知電力情報４１として抽出して出力する。無線通信インタフェース６４が制御パケットおよびデータパケットの生成および送受信を行う。また、無線通信部２１は、無線通信インタフェース６４を介して接続されている無線機の情報およびネットワークトポロジの情報をメモリ６２に記憶する。
【００２６】
また、子無線機１および親無線機２の各無線機は、補助記憶装置を備えている。補助記憶装置は不揮発性の記憶装置である。具体的には、補助記憶装置は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＨＤＤまたはフラッシュメモリである。ＲＯＭはＲｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略称であり、ＥＥＰＲＯＭはＥｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙの略称であり、ＨＤＤはＨａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅの略称である。
補助記憶装置には、子無線機１および親無線機２の各無線機の構成要素の機能を実現するプログラムが記憶されている。構成要素の機能を実現するプログラムは、メモリにロードされて、プロセッサによって実行される。
さらに、補助記憶装置にはＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されている場合もある。この場合、ＯＳの少なくとも一部は、メモリにロードされて、プロセッサによって実行される。
つまり、プロセッサは、ＯＳを実行しながら、各無線機の構成要素の機能を実現するプログラムを実行する。
【００２７】
各無線機の構成要素の「部」は「処理」または「工程」に読み替えてもよい。各無線機の構成要素の機能はファームウェアで実現してもよい。
各無線機の構成要素の機能を実現するプログラムは、磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュメモリといった不揮発性の記憶媒体に記憶することができる。
また、以下に説明する各処理の「処理」を、「プログラム」、「プログラムプロダクト」または「プログラムを記録したコンピュータ読取可能な媒体」に読み替えてもよい。
【００２８】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
無線通信システム５００における子無線機１と親無線機２の動作は無線通信方法に相当する。また、無線通信方法の手順は無線通信プログラムによる無線通信処理の手順に相当する。無線通信処理は、子無線機１による間欠動作処理と、親無線機２による周期制御処理とを有する。以下では、図４から図６を用いて、無線通信システム５００の動作を説明する。
【００２９】
＜間欠動作処理＞
図４を用いて、本実施の形態に係る子無線機１による間欠動作処理について説明する。
間欠動作とは、子無線機１が動作した後にスリープする動作である。なお、子無線機１ごとに、間欠動作のうち動作が行われている時間は、ほぼ一定である。
【００３０】
ステップＳ１において、間欠動作制御部１１は、スリープ状態へ移行する前に設定した起床時刻に従って起床する。
ステップＳ２において、間欠動作制御部１１は、起床を指示するための間欠動作指示３１を出力し、電源監視部１４および無線通信部１５を起床させる。
ステップＳ３において、電源監視部１４は、発電電力３３と蓄電電力３４とを監視して電源監視結果３５を生成する。電源監視結果３５は、発電部１２による発電量の情報を含む通知電力情報である。
ステップＳ４において、電源監視部１４は、生成した電源監視結果３５を無線通信部１５に出力する。
ステップＳ５において、無線通信部１５は、送信するデータがある場合にはデータパケットに電源監視結果３５を格納し、データパケットを親無線機２へ送信する。また、無線通信部１５は、送信するデータが無い場合には電源監視結果３５を格納した制御パケットを生成し、制御パケットを親無線機２へ送信する。
ステップＳ６において、無線通信部１５は、親無線機２から受信した制御パケットから間欠動作周期情報３２を抽出する。無線通信部１５は、抽出した間欠動作周期情報３２を間欠動作制御部１１に出力する。
ステップＳ７において、間欠動作制御部１１は、間欠動作周期情報３２に従い次回の起床時刻を設定する。
ステップＳ８において、間欠動作制御部１１は、スリープ状態へ移行することを指示するための間欠動作指示３１を出力する。
ステップＳ９において、間欠動作制御部１１は、スリープ状態へ移行する。
【００３１】
なお、発電部１２および蓄電部１３は、子無線機１がスリープ状態の間も動作しており、常に発電および蓄電の処理を行っている。ただし、状況によっては発電部１２が発電する電力が０となる場合もある。
【００３２】
＜周期制御処理＞
図５を用いて、本実施の形態に係る親無線機２による周期制御処理について説明する。
周期制御処理は、周期算出部２２による周期算出処理と、周期調整部２３による周期調整処理と、無線通信部２１による無線通信処理とを有する。
ステップＳ２１において、無線通信部２１は、子無線機１から受信した制御パケットまたはデータパケットから通知電力情報４１を抽出し、その通知電力情報４１を出力する。このステップＳ２１の処理は、全ての子無線機１からのパケットを受信完了するか、あるいは予め設定した所定時間が経過するまで継続する。
【００３３】
＜＜周期算出処理＞＞
周期算出処理では、周期算出部２２は、複数の子無線機の各子無線機１について、第１時間に各子無線機１が使用できる電力量を使用可能電力量として算出する。そして、周期算出部２２は、各子無線機１が動作した後にスリープする間欠動作の周期である間欠動作周期を算出する。間欠動作周期は、各子無線機１が間欠動作を第１時間行った場合の電力消費量が使用可能電力量を超えないような周期である。周期算出部２２は、このような間欠動作周期を算出周期として算出し、複数の子無線機について算出した複数の算出周期から、複数の子無線機の各子無線機に適用する共通の算出周期を共通周期として選択する。
なお、周期算出部２２は、間欠動作を第１時間行った場合の電力消費量が使用可能電力量を超えない最小の間欠動作周期を算出周期として算出する。また、周期算出部２２は、複数の算出周期のうち最も大きい算出周期を共通周期として選択する。
【００３４】
まず、周期算出部２２は、発電部１２が発電する単位時間当たりの単位発電量を用いて、蓄電部１３に蓄電されている蓄電残量を第１蓄電量まで増加させる時間を第１時間として算出する。具体的には、以下の通りである。
ステップＳ２２において、周期算出部２２は、通知電力情報４１が示す発電状況に関する情報に基づいて、単位時間当たりの単位発電量の予測値を算出する。
ステップＳ２３において、周期算出部２２は、予め決定された第１時間だけ子無線機１を動作させた場合に消費される電力量消費を算出する。
ステップＳ２４において、周期算出部２２は、単位時間当たりの単位発電量と、第１時間の電力消費量とに基づいて、間欠動作周期を算出する。周期算出部２２は、第１時間分の動作で消費される電力消費量が、蓄電残量と第１時間に発電する発電量である予測発電量との合計のうちの使用可能電力量を超えないような間欠動作周期を算出周期として算出する。ここで、算出周期は、通知電力情報４１が取得された複数の子無線機１に対してそれぞれ算出される。そして、周期算出部２２は、算出された複数の算出周期のうち全ての子無線機１に適用可能な一つの値を共通周期として選択する。具体的には、周期算出部２２は、複数の算出周期から最大の値を取る算出周期を共通周期として選択する。
ステップＳ２５において、周期算出部２２は、ステップＳ２４において選択された共通周期と、共通周期として選択された算出周期の算出元の子無線機１を示す情報とを含む周期算出結果４３を出力する。なお、入力された通知電力情報４１は子無線機１ごとに一旦保持され、入力される度に更新される。
【００３５】
ここで、図６を用いて、本実施の形態に係る親無線機２の周期算出処理の詳細な処理内容について説明する。図６は、ステップＳ２２、ステップＳ２３、およびステップＳ２４に相当する。
ステップＳ２２では、ステップＳ１０１からステップＳ１０４までが実行される。ステップＳ１０１からステップＳ１０４の処理を発電量予測処理ともいう。
ステップＳ１０１において、周期算出部２２は、タイムアウトの有無を判定する。非タイムアウトであれば、周期算出部２２は、ステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２において、周期算出部２２は、通知電力情報４１から発電量に関する情報を取得する。
ステップＳ１０３において、周期算出部２２は、予め記憶していた発電能力に関する情報を取得する。
ステップＳ１０４において、周期算出部２２は、取得した発電量と発電能力に関する情報を用いて単位時間当たりの単位発電量を算出する。ここで、タイムアウトはステップＳ２２、ステップＳ２３、およびステップＳ２４の処理に充てることのできる時間が経過したことを示す。
【００３６】
ステップＳ２３では、ステップＳ１０５からステップＳ１０７までが実行される。ステップＳ１０５からステップＳ１０７の処理を電力消費量算出処理ともいう。
ステップＳ１０５において、周期算出部２２は、単位発電量での蓄電部１３への充電によって所定の蓄電量の回復が見込まれる第１時間を算出する。具体的には、周期算出部２２は、単位発電量を用いて、蓄電部１３に蓄電されている蓄電残量を第１蓄電量まで増加させる時間を第１時間として算出する。あるいは、第１時間は、発電部１２による発電量が所定量に到達するまでの時間でもよい。あるいは、第１時間は、蓄電部１３による蓄電容量に対する蓄電残量の割合が、所定の割合に到達するまでの時間でもよい。あるいは、第１時間は、発電量および蓄電量に関わらず、子無線機１ごとに予め定められた固定値でもよい。
ステップＳ１０６において、周期算出部２２は、子無線機１の各動作状態での消費電力量と各動作状態の継続時間の情報を取得する。
ステップＳ１０７において、周期算出部２２は、これらの情報に基づき所定の蓄電量の回復が見込まれる第１時間で消費される電力消費量を算出する。
【００３７】
ステップＳ２４では、ステップＳ１０８からステップＳ１１２までが実行される。ステップＳ１０８からステップＳ１１２の処理を間欠動作周期算出処理ともいう。
ステップＳ１０８において、周期算出部２２は、通知電力情報４１から蓄電残量に関する情報を取得する。
ステップＳ１０９において、周期算出部２２は、単位発電量を用いて第１時間に発電する予測発電量を算出する。周期算出部２２は、予測発電量と蓄電残量との和から、第１時間に各子無線機が消費する最小の電力量を減算した値を使用可能電力量とする。第１時間に各子無線機が消費する最小の電力量とは、子無線機１が動作を第１時間継続するために必要な電力量である。
ステップＳ１１０において、周期算出部２２は、第１時間で消費される消費電力量が、使用可能電力量を超えないような最小の間欠動作周期を算出周期として算出する。
ステップＳ１１１において、周期算出部２２は、全ての子無線機１に対して間欠動作周期の算出が完了したか、あるいは、タイムアウトしたかどうかを判定する。いずれでもなければ、周期算出部２２は、ステップＳ１０１に戻り、次の通知電力情報４１の入力を待つ。例えば、何らか事情で子無線機１からの通知電力情報４１が受信できない場合、ステップＳ１０１でタイムアウトとなる。一方、ステップＳ１１１において全ての子無線機１に対する算出が完了したか、あるいは、タイムアウトした場合、または、ステップＳ１０１でタイムアウトした場合には、周期算出部２２は、ステップＳ１１２に進む。
ステップＳ１１２において、周期算出部２２は、それまでに算出した複数の子無線機１に対する算出周期の中から最大の値を共通周期として選択する。そして、周期算出部２２は、共通周期と、共通周期がどの子無線機１に対応するものかという情報とを含む周期算出結果４３を出力する。
【００３８】
＜＜周期調整処理＞＞
図５に戻り説明を続ける。
周期調整処理では、周期調整部２３は、算出周期が共通周期として選択された子無線機の蓄電残量に基づいて、共通周期を複数の子無線機の各子無線機に適用するか否かを判定する。周期調整部２３は、蓄電残量が第１閾値より小さいと、共通周期を複数の子無線機の各子無線機に適用すると判断する。周期調整部２３は、蓄電残量が第２閾値より大きいと共通周期を複数の子無線機の各子無線機に適用しないと判断する。周期調整部２３は、蓄電残量が第１閾値以上であり、且つ、第２閾値以下であると、現状の共通周期を維持すると判断する。
【００３９】
周期調整部２３による以下の処理は、最大の値である共通周期が算出された子無線機１について実行される。共通周期が算出された子無線機１を処理対象無線機とする。
ステップＳ２６において、周期調整部２３は、処理対象無線機の通知電力情報４１が示す蓄電残量と、第１閾値とを比較する。蓄電残量が第１閾値より小さい場合は、周期調整部２３は、ステップＳ２７に進む。蓄電残量が第１閾値以上の場合は、周期調整部２３は、ステップＳ２８に進む。
ステップＳ２７において、周期調整部２３は、間欠動作周期の調整実行を判断し、ステップＳ３０に進む。
【００４０】
ステップＳ２８において、周期調整部２３は、処理対象無線機の通知電力情報４１が示す蓄電残量と、第２閾値とを比較する。蓄電残量が第２閾値より大きい場合は、周期調整部２３は、ステップＳ２９に進む。蓄電残量が第２閾値以下の場合は、周期調整部２３は、ステップＳ３０に進む。すなわち、周期調整部２３は、間欠動作周期の現状維持を判断する。
ステップＳ２９において、周期調整部２３は、間欠動作周期の調整解除を判断し、ステップＳ３０に進む。
【００４１】
ステップＳ３０において、周期調整部２３は、親無線機２が処理すべき通信が完了したか否かを判定する。親無線機２が処理すべき通信が完了したら、周期調整部２３は、周期調整情報４２を出力する（ステップＳ３１）。親無線機２が処理すべき通信が完了していない場合は、親無線機２が処理すべき通信が完了するまで待つ。また、入力された通知電力情報４１は子無線機１毎に一旦保持され、入力される度に更新される。
【００４２】
＜＜無線通信処理＞＞
無線通信部２１は、周期調整部２３により、共通周期を複数の子無線機の各子無線機に適用すると判定された場合に、共通周期を用いて間欠動作を行うための情報を含む周期調整情報４２を、複数の子無線機の各子無線機に送信する。
ステップＳ３２において、無線通信部２１は、周期調整情報４２を格納した制御パケットを生成し、子無線機１へ送信する。
【００４３】
＊＊＊他の構成＊＊＊
＜変形例１＞
子無線機１と親無線機２との各装置が、入力インタフェースおよび出力インタフェースを有していてもよい。
入力インタフェースは、マウス、キーボード、タッチパネルといった入力装置と接続されるポートである。入力インタフェースは、具体的には、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）端子である。なお、入力インタフェースは、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）と接続されるポートであってもよい。
また、出力インタフェースは、ディスプレイといった表示機器のケーブルが接続されるポートである。出力インタフェースは、具体的には、ＵＳＢ端子またはＨＤＭＩ（登録商標）端子である。ディスプレイは、具体的には、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）である。
【００４４】
＜変形例２＞
本実施の形態では、子無線機１と親無線機２との各装置の構成要素の一部の機能がソフトウェアで実現されるが、変形例として、各装置の構成要素の機能がハードウェアで実現されてもよい。
子無線機１と親無線機２との各装置は、電子回路を用いて構成要素の機能を実現してもよい。
【００４５】
電子回路は、各装置の構成要素の機能を実現する専用の電子回路である。電子回路は、具体的には、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、または、ＦＰＧＡである。ＧＡは、Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。ＡＳＩＣは、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。ＦＰＧＡは、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略語である。
各装置の構成要素の機能は、１つの電子回路で実現されてもよいし、複数の電子回路に分散して実現されてもよい。
【００４６】
プロセッサと電子回路の各々は、プロセッシングサーキットリとも呼ばれる。つまり、各装置の構成要素の機能は、プロセッシングサーキットリにより実現される。
【００４７】
＊＊＊実施の形態１の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る無線通信システムは、装置内部の状態を電力消費量が小さな省電力状態とするような間欠動作を周期的に行う無線機により構成される。本実施の形態に係る無線通信システムによれば、送信側無線機の電力消費量を増加させることなく、送信先の無線機の蓄電残量に応じて間欠動作周期を調整することができる。よって、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、無線機における電力消費量を低減し、電力枯渇によるシステムの動作停止を回避しつつ、無線機ごとに時間的な偏りがない通信頻度で動作の継続が可能となる。
【００４８】
本実施の形態に係る子無線機および親無線機では、子無線機の電源監視部が子無線機の発電および蓄電の状況を監視し、その結果を無線通信部が親無線機２へ転送する。また、親無線機の周期算出部が全ての中継機および子機に共通の間欠動作周期として適用可能な共通周期を算出する。また、周期調整部が子無線機１から通知された蓄電残量に基づき間欠動作周期の調整要否を判定し、その結果を無線通信部が子無線機１に転送する。そして、子無線機の間欠動作制御部が通知された間欠動作周期情報に従って間欠動作周期を変更する。したがって、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、全ての子無線機の蓄電残量が一定値よりも低下することを防止することができる。また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、任意の子無線機が電力枯渇のため動作を停止して通信が途絶することを回避し、無線通信システム全体の動作を継続させることができる。さらに、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、全ての子無線機が共通の間欠動作周期で動作するので、間欠動作周期の違いによる送信待ち時間の増大に伴う電力消費量の増加を防止することができる。さらに、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、電力消費量の増加により間欠動作周期を大きくすることによって、大きい間欠動作周期で動作し続けるような状態、すなわち通信情報の転送遅延が定常的に大きくなることを回避することができる。
【００４９】
実施の形態２．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、親無線機２の周期調整部２３が、間欠動作周期の調整が必要であると判断する蓄電残量の閾値として、全ての子無線機１に共通の第１閾値および第２閾値を使用していた。しかし、本実施の形態では、中継機と子機に対してそれぞれ個別の閾値を規定し、中継機に対する閾値を子機に対する閾値よりも大きな値として設定する。本実施の形態に係る周期調整部２３ａは、子無線機１が中継機または子機のいずれかとして動作しているかを識別して、間欠動作周期の調整要否を判断するよう動作する。
【００５０】
図７は、本実施の形態に係る親無線機２による周期制御処理を示すフロー図である。図７は、実施の形態１の図５に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
【００５１】
図７において、周期調整部２３ａは、実施の形態１の説明で示した動作に加えて、以下の動作を行う。
ステップＳ３３において、周期調整部２３ａは、周期算出部２２から受け取る周期算出結果４３に含まれる子無線機１を特定する情報に基づいて、処理対象無線機が中継機として動作しているものか子機として動作しているものかを識別する。子機であれば、周期調整部２３ａは、ステップＳ２６に進み、実施の形態１と同様の処理を行う。一方、中継機として動作しているものであった場合には、周期調整部２３ａは、ステップＳ３４に進む。
【００５２】
ステップＳ３４において、周期調整部２３ａは、処理対象無線機の通知電力情報４１が示す蓄電残量と、第３閾値とを比較する。蓄電残量が第３閾値より小さい場合は、周期調整部２３ａは、ステップＳ３５に進む。蓄電残量が第３閾値以上の場合は、周期調整部２３ａは、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３５において、周期調整部２３ａは、間欠動作周期の調整実行を判断し、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３６において、周期調整部２３ａは、処理対象無線機の通知電力情報４１が示す蓄電残量と、第４閾値とを比較する。蓄電残量が第４閾値より大きい場合は、周期調整部２３ａは、ステップＳ３７に進む。蓄電残量が第４閾値以下の場合は、周期調整部２３ａは、ステップＳ３０に進む。すなわち、周期調整部２３ａは、間欠動作周期の現状維持を判断する。
ステップＳ３７において、周期調整部２３ａは、間欠動作周期の調整解除を判断し、ステップＳ３０に進む。
ここで、第１閾値と第２閾値は子機に対する値であり、第３閾値と第４閾値は中継機に対する値である。第３閾値と第４閾値はそれぞれ第１閾値と第２閾値よりも大きな値を予め設定しておく。
【００５３】
＊＊＊実施の形態２の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、中継機と子機に対してそれぞれ個別の閾値を規定する。具体的には、本実施の形態に係る親無線機では、中継機に対する閾値を子機に対する閾値よりも大きな値として設定している。周期調整部２３ａが、子無線機１が中継機または子機のいずれかとして動作しているかを識別して、間欠動作周期の調整要否を判断する。よって、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、無線通信システムの動作継続における必要性がより高い中継機が動作を継続できる確率が高くなり、システム全体の動作継続の確実性を向上できる。また、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、通信網の末端に接続された子機は通信網全体に影響を及ぼすものではないため、一部の子機で残電力が低下した場合に該子機の動作停止を許容することができる。これにより、本実施の形態に係る無線通信システムによれば、該子機に合わせて必要以上に間欠動作周期を長く調整することを回避できる。
【００５４】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、周期算出部２２は、第１時間として、単位発電量によって一定の蓄電量の回復が見込まれる時間を算出していた。本実施の形態では、発電方式ごとの発電能力により規定される発電量に基づき、一定の電力量が蓄電されると見込まれる値を予め設定し、この値を第１時間とする態様について説明する。
【００５５】
記憶部２４は、複数の子無線機の各子無線機１について、発電部１２による発電量の情報を記憶する。この発電量の情報は、具体的には、発電方式ごとの発電能力により規定された発電量の情報である。周期算出部２２ａは、記憶部２４に記憶された発電量の情報に基づいて、第１時間を算出する。
【００５６】
図８は、本実施の形態に係る親無線機２における周期算出部２２ａの電力消費量算出処理の詳細を示す図である。図８は、実施の形態１で説明した図６の電力消費量算出処理に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
図８では、実施の形態１で説明した図６のステップＳ１０５に替えて、ステップＳ１１３を実行する。
ステップＳ１１３において、周期算出部２２ａは、発電方式ごとの発電能力の情報である発電能力情報を取得する。この発電能力情報は、予めメモリ６２に記憶されている。周期算出部２２ａは、発電能力情報から得られる発電量を用いて、蓄電部１３への充電によって所定の蓄電量の回復が見込まれる第１時間を算出する。以降は実施の形態１と同じ処理によって、周期算出部２２ａは、第１時間の動作で消費される消費電力量を算出する。
【００５７】
＊＊＊実施の形態３の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、発電方式ごとの発電能力で規定される発電量に基づき、一定の電力量が蓄電されると見込まれる値を予め設定する。そして、この値を所定の動作時間、すなわち第１時間として電力消費量を算出する。よって、本実施の形態に係る親無線機によれば、通知される実際の発電状況が不安定な場合に誤った間欠動作周期の調整を行うことを防止できる。
【００５８】
実施の形態４．
本実施の形態では、実施の形態３と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から３と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態３では、親無線機２の周期算出部２２ａが、第１時間として、発電方式ごとの発電能力で規定される発電量に基づき、一定の電力量が蓄電されると見込まれる第１時間を算出していた。本実施の形態では、通知された蓄電残量に基づいて、通知電力情報４１で通知された発電量から第１時間を算出するか、予め設定した発電方式ごとの発電能力で規定される発電量から第１時間を算出するかを選択する態様について説明する。
【００５９】
実施の形態１で説明したように、子無線機１の電源監視部１４は、発電部１２による発電量の情報を含む通知電力情報を親無線機２に送信する。また、実施の形態３で説明したように、親無線機２の記憶部２４は、複数の子無線機の各子無線機について、発電方式ごとの発電能力で規定される発電量の情報を記憶する。
周期算出部２２ｂは、蓄電残量が第５閾値より小さい場合は、通知電力情報に含まれる発電量の情報に基づいて単位発電量を算出し、この単位発電量に基づいて第１時間を算出する。また、周期算出部２２ｂは、蓄電残量が第５閾値以上の場合は、記憶部２４に記憶された発電量の情報に基づいて、第１時間を算出する。
【００６０】
図９は、本実施の形態に係る親無線機２における周期算出部２２ｂの電力消費量算出処理の詳細を示す図である。図９は、実施の形態３で説明した図８の電力消費量算出処理に相当する。実施の形態３の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
図９では、実施の形態３で説明した図８のステップＳ１１３に替えて、ステップＳ１１３、ステップＳ１０５、およびステップＳ１１４を実行する。
ステップＳ１１４において、周期算出部２２ｂは、通知電力情報４１が示す蓄電残量と第５閾値とを比較する。蓄電残量が第５閾値より小さい場合には、周期算出部２２ｂは、予測発電量での蓄電部１３への充電によって所定の蓄電量の回復が見込まれる第１時間を算出する（ステップＳ１０５）。一方、蓄電残量が第５閾値以上である場合には、記憶していた発電能力の情報から得られる発電量を用いて蓄電部１３への充電によって所定の蓄電量の回復が見込まれる第１時間を算出する（ステップＳ１１３）。以降は実施の形態１と同じ処理によって第１時間の動作で消費される電力量を算出する。ここで、第５閾値は、通知電力情報４１で通知された蓄電残量が満充電時の半分など、動作継続のために最低限必要な電力と比べて十分に余裕のある値とする。
【００６１】
＊＊＊実施の形態４の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、第１時間として、予測発電量によって一定の蓄電量の回復が見込まれる時間と、予め設定した発電方式ごとの発電能力で規定される発電量に基づく時間とのいずれかを選択する。よって、本実施の形態に係る親無線機によれば、一定の値よりも蓄電状態が悪化した場合だけ実際の発電状況に基づいて発電量を予測するので、軽度に発電状況が悪い無線機があった場合に必要以上に間欠動作周期を長く調整してしまうことを回避できる。
【００６２】
実施の形態５．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から４と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、親無線機２の周期算出部２２が、間欠動作周期算出処理において、算出した複数の算出周期の中から最大の値を共通周期として選択していた。本実施の形態では、複数の算出周期の中から、その算出周期を上回る子無線機１の数が一定数以下となるものを選択する態様について説明する。
【００６３】
図１０は、本実施の形態に係る親無線機２における周期算出部２２ｃによる間欠動作周期算出処理の詳細内容を示す図である。図１０は、実施の形態１で説明した図６の間欠動作周期算出処理に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップ１０８からステップＳ１１１の処理は図６と同様である。
ステップＳ１１５において、周期算出部２２ｃは、複数の子無線機１において算出された複数の算出周期の中から、その算出周期より大きい算出周期に対応する中継機として動作する子無線機１の数が一定数以下となる算出周期を共通周期として選択する。そして、周期算出部２２ｃは、選択した共通周期と、その共通周期に対応する子無線機１の情報とを含む周期算出結果４３を出力する。ここで、子無線機１の数と比較する一定数は、無線通信網を構成するために必要な子無線機１の数である。子無線機１の数と比較する一定数は、予め設定されている。
【００６４】
＊＊＊実施の形態５の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、複数の算出周期の中からその算出周期を上回る子無線機１の数が一定数以下となるものを選択する。よって、本実施の形態に係る親無線機では、一定数以上の中継機を動作継続させることができ、発電状況が悪い少数の無線機があった場合でも必要以上に間欠動作周期を長く調整することを回避できる。
【００６５】
実施の形態６．
本実施の形態では、実施の形態５と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から５と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態５では、親無線機２の周期算出部２２ｃが、間欠動作周期算出処理において、複数の算出周期の中からその算出周期を上回る子無線機１の数が一定数以下となるものを選択していた。本実施の形態では、無線通信システムのネットワークトポロジに基づいて複数の子無線機から子無線機１を選択し、選択された子無線機１の算出周期のうち最も大きい算出周期を共通周期として選択する態様について説明する。親無線機２は、ネットワークトポロジの情報に基づきマルチホップ無線通信網の維持に必要な中継機を特定する。特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を共通周期とする。ここで、ネットワークトポロジの情報は、例えば、図１に示すような親無線機２と子無線機１−１から子無線機１−１１との間の接続経路を示すものである。
【００６６】
図１１は、本実施の形態に係る親無線機２における周期算出部２２ｄの間欠動作周期算出処理の詳細内容を示す図である。図１１は、実施の形態１で説明した図６の間欠動作周期算出処理に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップ１０８からステップＳ１１１の処理は図６と同様である。
ステップＳ１１６において、周期算出部２２ｄは、ネットワークの構築または再構築した時に保持したネットワークトポロジの情報に基づきマルチホップ無線通信網の維持に必要な中継機を特定する。
ステップＳ１１７において、周期算出部２２ｄは、特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を共通周期として選択し、選択した共通周期と、その共通周期に対応する子無線機の情報とを含む周期算出結果４３を出力する。
【００６７】
＊＊＊実施の形態６の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、ネットワークトポロジの情報に基づきマルチホップ無線通信網の維持に必要な中継機を特定する。そして、本実施の形態に係る親無線機では、特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を選択するので、間欠動作周期の調整量を最小限に抑えることができる。
【００６８】
実施の形態７．
本実施の形態では、実施の形態６と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から６と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態６では、親無線機２の周期算出部２２ｄが、間欠動作周期算出処理において、ネットワークトポロジの情報に基づきマルチホップ無線通信網の維持に必要な中継機を特定し、特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を選択していた。本実施の形態では、親無線機２は、親無線機２が保持している接続情報に基づき直接接続されている中継機を特定し、特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を選択する態様について説明する。すなわち、周期算出部２２ｅは、複数の子無線機から親無線機２に接続されている子無線機１を選択する。周期算出部２２ｅは、選択された子無線機１の算出周期のうち最も大きい算出周期を共通周期として選択する。
【００６９】
図１２は、本実施の形態に係る親無線機２における周期算出部２２ｅの間欠動作周期算出処理の詳細内容を示す図である。図１２は、実施の形態１で説明した図６の間欠動作周期算出処理に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップ１０８からステップＳ１１１の処理は図６と同様である。
ステップＳ１１８において、周期算出部２２ｅは、ネットワークの構築または再構築した時に保持した親無線機２の接続情報に基づき親無線機２に直接接続されている中継機を特定する。
ステップＳ１１７において、周期算出部２２ｅは、特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を共通周期として選択する。周期算出部２２ｅは、選択した共通周期と、その共通周期に対応する子無線機１の情報とを含む周期算出結果４３を出力する。このとき、特定される中継機は、例えば図１に示すネットワーク構成の場合には、子無線機１−１および子無線機１−２である。
【００７０】
＊＊＊実施の形態７の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、保持している接続情報に基づき直接接続されている中継機を特定し、特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を選択する。よって、本実施の形態に係る親無線機では、最も電力消費量が大きくなる可能性がある親無線機２に直接接続されている中継機の電力消費を低減することができ、間欠動作周期の調整量を最小限に抑えることができる。
【００７１】
実施の形態８．
本実施の形態では、実施の形態７と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から７と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態７では、親無線機２の周期算出部２２ｅが、間欠動作周期算出処理において、親無線機２の接続情報に基づき親無線機２に直接接続されている中継機を特定し、特定された中継機に対する算出周期の中から最大の値を選択していた。本実施の形態では、周期算出部２２ｆは、親無線機２が保持している接続情報に基づき直接接続されている中継機を特定する。そして、周期算出部２２ｆは、特定された中継機のうち予め設定した中継機に対する算出周期の中から最大の値を選択する。
【００７２】
図１３は、本実施の形態に係る親無線機２における周期算出部２２ｆの間欠動作周期算出処理の詳細内容を示す図である。図１３は、実施の形態７で説明した図１２の間欠動作周期算出処理に相当する。実施の形態７の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップ１０８からステップＳ１１８の処理は図１２と同様である。
ステップＳ１１９において、周期算出部２２ｅは、特定された中継機のうち予め設定したものに対する算出周期の中から最大の値を共通周期として選択する。周期算出部２２ｅは、選択した共通周期と、その共通周期に対応する子無線機１の情報とを含む周期算出結果４３を出力する。このとき、予め設定される中継機は、例えば、無線通信システムにおいて重要なものと定義された情報を転送する通信経路を担うよう設置された無線機である。
【００７３】
＊＊＊実施の形態８の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、親無線機が保持している接続情報に基づき、親無線機に直接接続されている中継機を特定する。また、本実施の形態に係る親無線機では、特定された中継機のうち予め設定したものに対する算出周期の中から最大の値を選択するようにしている。よって、本実施の形態に係る親無線機によれば、無線通信システムにとって重要な中継機を選択して電力消費を低減することができ、間欠動作周期の調整量を最小限に抑えつつ、無線通信システムにとって重要な通信経路の動作継続性を向上することができる。
【００７４】
実施の形態９．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から８と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、子無線機１の電源監視部１４が、生成した電源監視結果３５を常に無線通信部１５に送出していた。本実施の形態では、電源監視部１４が、蓄電部１３の蓄電残量に応じて電源監視結果３５を送出するかどうかを判断する態様について説明する。
【００７５】
図１４は、本実施の形態に係る子無線機１による間欠動作処理を示すフロー図である。図１４は、実施の形態１で説明した図４の間欠動作処理に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
電源監視部１４ａは、ステップＳ３において電源監視結果３５を生成した後、ステップＳ１０に進む。
ステップＳ１０において、電源監視部１４ａは、蓄電電力３４から検出した蓄電残量と、第６閾値とを比較する。蓄電残量が第６閾値より小さい場合には、電源監視部１４ａは、ステップＳ４に進み、実施の形態１と同様に動作する。すなわち、電源監視部１４ａは、電源監視結果３５を無線通信部１５へ送る。一方、蓄電残量が第６閾値以上であった場合には、電源監視部１４ａは、電源監視結果３５を無線通信部１５へは送らない。従って無線通信部１５が電源監視結果３５を制御パケットまたはデータパケットに格納することはない。ここで、第６閾値は、例えば、動作の継続に最低限必要な電力量に一定期間の動作が可能な電力量を加えた値とする。
【００７６】
＊＊＊実施の形態９の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る子無線機では、蓄電残量に応じて電源監視結果３５を送出するかどうかを判断する。よって、本実施の形態に係る子無線機では、間欠動作周期の調整が不要であり、かつ、子無線機から送信すべきデータが無く、無線パケット送信を行わない場合では、制御パケットを別途送信する必要がない。よって、本実施の形態に係る子無線機によれば、無線送信の実行回数を削減でき、従って電力消費量を低減することができる。
【００７７】
実施の形態１０．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から９と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、子無線機１の無線通信部１５が、送信すべきデータが無い場合には電源監視結果３５を格納した制御パケットを生成し送信していた。本実施の形態では、中継機として動作する子無線機１が、子無線機１から送信すべきデータが無い場合には中継パケットに電源監視結果３５を格納し送信する態様について説明する。すなわち、子無線機１の無線通信部１５ａは、データパケット、あるいは中継する中継パケットに通知電力情報である電源監視結果３５を付加して親無線機２に送信する。
【００７８】
図１５は、本実施の形態に係る子無線機１の無線通信部１５ａにおける動作を示すフロー図である。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。図１５は、実施の形態１の図４で説明したステップＳ５からステップＳ６に相当する。
ステップＳ１１において、無線通信部１５ａは、子無線機１から送信すべきデータの有無を判定する。送信データがある場合には、無線通信部１５ａは、ステップＳ１２に進み、実施の形態１と同様にデータパケットへ電源監視結果３５を格納し送信する。
一方、送信データが無い場合には、無線通信部１５ａは、ステップＳ１３に進み、中継するパケットへ電源監視結果３５を付加して送信する。このとき、電源監視結果３５を付加する中継パケットは、中継するパケットの全て、あるいは、最初に中継するパケットのみとする。
【００７９】
＊＊＊実施の形態１０の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る子無線機では、子無線機から送信すべきデータが無い場合には中継パケットに電源監視結果３５を格納し送信する。よって、本実施の形態に係る子無線機によれば、新たに制御パケットを生成し送信する必要が無くなり、無線送信の実行回数を削減でき、電力消費量を低減することができる。
【００８０】
実施の形態１１．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から１０と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、親無線機２の周期算出部２２が、入力された通知電力情報４１を子無線機１ごとに一旦保持し、入力される度に更新していた。本実施の形態では、親無線機２の周期算出部２２が、子無線機１のネットワークへの接続状況に応じて、保持している通知電力情報４１を更新する態様について説明する。すなわち、子無線機１から受信した通知電力情報である電源監視結果３５は、記憶部２４に記憶される。また、無線通信部２１ａは、子無線機１から電源監視結果３５を受信する度に、子無線機１の接続状態を判定する。周期算出部２２ｇは、子無線機１が無線通信システム５００から離脱している場合には通知電力情報を破棄する。
【００８１】
図１６は、本実施の形態に係る親無線機２における無線通信部２１ａの処理と周期算出部２２ｇの周期算出処理との詳細内容を示す図である。図１６は、実施の形態１で説明した図５のステップＳ２１からステップＳ２５に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップＳ２１において、無線通信部２１ａは、子無線機１から受信したパケットによる電源監視結果３５の通知有無を監視する。
ステップＳ３８において、無線通信部２１ａは、通知が無かった場合には子無線機１に対する間欠動作周期の調整が不要である、あるいは、子無線機１がネットワークに接続していない、即ち離脱しているものと判定する。無線通信部２１ａは、この離脱判定結果を通知電力情報４１として送出する。
ステップＳ３９において、周期算出部２２ｇは、通知電力情報４１に基づいて、子無線機１がネットワークから離脱していると判断した場合には保持していた当該子無線機１に対応する通知電力情報４１を破棄する。また、周期算出部２２ｇは、離脱していないと判断した場合には保持していた当該子無線機１に対応する通知電力情報４１を更新する。
【００８２】
なお、上述した説明では、無線通信部２１ａが電源監視結果３５の通知有無を監視し、通知が無かった場合に当該子無線機１が離脱しているものと判定していた。しかし、無線通信部２１ａが周期調整情報を格納した制御パケットに対する子無線機１からの応答有無を監視し、所定の回数連続で応答が無かった場合に当該子無線機１がネットワークから離脱しているものと判定するようにしても良い。また、無線通信部２１ａが、予め設定したタイミングでネットワークの状態を監視するための制御パケットを送信し、応答が無かった場合には当該子無線機１がネットワークから離脱しているものと判定するようにしても良い。
【００８３】
＊＊＊実施の形態１１の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、子無線機が電力枯渇による動作停止で通知が出来なくなった場合に、子無線機１に対応する通知電力情報を間欠動作周期の調整対象から除外する。よって、本実施の形態に係る親無線機では、子無線機が電力枯渇による動作停止で通知が出来なくなった場合でも、適切に間欠動作周期の更新を行うことができる。本実施の形態に係る親無線機は、子無線機からの電源監視結果の通知が必ずしも毎回あるとは限らないケースにおいて、特に有効である。
【００８４】
実施の形態１２．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から１１と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、親無線機２の周期調整部２３が、通知電力情報４１が示す蓄電残量と、予め設定された閾値とを比較することによって間欠動作周期の調整要否を判断していた。本実施の形態では、周期調整部２３ｂが、算出した子無線機１の電力消費量と蓄電残量とを比較することにより間欠動作周期の調整要否を判断する態様について説明する。すなわち、周期調整部２３ｂは、蓄電残量が第１時間における電力消費量より小さい場合に、共通周期を複数の子無線機の各子無線機に適用すると判定する。
【００８５】
図１７は、本実施の形態に係る親無線機２ａの機能構成例を示す図である。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
図１７において、周期算出部２２ｈは、周期算出結果４３に加えて、ステップＳ２３で算出した第１時間の電力消費量を電力予測結果４４として送出する。周期調整部２３ｂは、第１時間の電力消費量と蓄電残量とを比較して間欠動作周期の調整要否を判断し、その判断結果を反映した周期調整情報４２を出力する。
【００８６】
図１８は、本実施の形態に係る親無線機２による周期制御処理を示すフロー図である。図１８は、実施の形態１で説明した図５に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップＳ４０において、周期算出部２２ｈは、周期算出結果４３に加えて、ステップＳ２３で算出した第１時間の電力消費量を電力予測結果４４として出力する。
ステップＳ４１において、周期調整部２３ｂは、通知電力情報４１が示す蓄電残量と電力予測結果４４により通知された第１時間の電力消費量とを比較する。蓄電残量が第１時間の電力消費量より小さい場合には、周期調整部２３ｂは、ステップＳ２７に進み、間欠動作周期の調整実行を判断する。一方、蓄電残量が第１時間の電力消費量以上である場合には、周期調整部２３ｂは、ステップＳ２９に進み、間欠動作周期の調整解除を判断する。
【００８７】
＊＊＊実施の形態１２の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、子無線機それぞれの電力消費量を用いて間欠動作周期の調整要否を判断するので、複数の子無線機における動作状況が異なる場合でも実際の蓄電状態に則した判断ができる。
【００８８】
実施の形態１３．
本実施の形態では、実施の形態１２と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から１２と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１２では、親無線機２ａの周期調整部２３ｂが、算出した子無線機１の電力消費量と蓄電残量とを比較することにより間欠動作周期の調整要否を判断していた。本実施の形態では、算出した子無線機１の電力消費量と、蓄電残量と予測発電量の和を比較することにより間欠動作周期の調整要否を判断する態様について説明する。すなわち、周期調整部２３ｂは、第１時間に発電する予測発電量と蓄電残量との和が、第１時間における電力消費量より小さい場合に、共通周期を複数の子無線機の各子無線機に適用すると判定する。
【００８９】
図１９は、本実施の形態に係る親無線機２による周期制御処理を示すフロー図である。図１９は、実施の形態１２で説明した図８に相当する。実施の形態１２の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップＳ４２において、周期算出部２２ｉは、周期算出結果４３に加えて、ステップＳ２３で算出した第１時間の電力消費量とステップＳ２２で算出した時間当たりの予測発電量を電力予測結果４４として出力する。
ステップＳ４３において、周期調整部２３ｃは、通知電力情報４１が示す蓄電残量と、電力予測結果４４により通知された第１時間当たりの予測発電量との和と、電力予測結果４４により通知された一定時間の電力消費量とを比較する。蓄電残量と第１時間当たりの予測発電量の和が第１時間の電力消費量より小さい場合には、周期調整部２３ｃは、ステップＳ２７に進み、間欠動作周期の調整実行を判断する。一方、蓄電残量と第１時間当たりの予測発電量の和が第１時間の電力消費量以上である場合には、周期調整部２３ｃは、ステップＳ２９に進み、間欠動作周期の調整解除を判断する。
【００９０】
＊＊＊実施の形態１３の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る親無線機では、子無線機それぞれの電力消費量と予測発電量を用いて間欠動作周期の調整要否を判断する。よって、本実施の形態に係る親無線機では、複数の子無線機における動作状況が異なる場合でも実際の蓄電と発電の状態に則した判断ができる。
【００９１】
実施の形態１４．
本実施の形態では、実施の形態１と異なる点について説明する。なお、本実施の形態において、実施の形態１から１３と同様の構成には同一の符号を付し、その説明を省略する。
実施の形態１では、親無線機２の周期算出部２２が、子無線機１の各動作状態での消費電力と各動作状態の継続時間から第１時間の電力消費量を算出していた。本実施の形態では、周期算出部２２が、子無線機１の接続状態を用いて第１時間の電力消費量を算出する態様について説明する。
【００９２】
図２０は、本実施の形態に係る子無線機１ａの機能構成例を示す図である。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。図２０において、無線通信部１５ｂは、子無線機１ａに接続している無線機数と通信データ量といった接続状態情報を、データパケットまたは制御パケットに格納し送信する。
【００９３】
図２１は、本実施の形態に係る親無線機２ｂの機能構成例を示す図である。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。図２１において、無線通信部２１ｂは、受信したパケットから通知電力情報４１と接続状態情報４５を抽出する。周期算出部２２ｊは、通知電力情報４１に基づき経過時間ごとの発電量を予測すると共に、接続状態情報４５に基づき第１時間の電力消費量を算出する。ここで、接続状態情報４５が示す接続無線機数と通信データ量は、子無線機１ａにおける中継パケットの送受信回数および送受信時間に影響を与えるものである。つまり、接続無線機数あるいは通信データ量が多い場合にはパケット送受信による電力消費量が増加する。
【００９４】
図２２は、本実施の形態に係る親無線機２における無線通信部２１ｂの処理と周期算出部２２ｊの周期算出処理との詳細内容を示す図である。図２２は、実施の形態１で説明した図５のステップＳ２１からステップＳ２５に相当する。実施の形態１の説明と同じ符号を付したものは同様に動作する。
ステップＳ４４において、無線通信部２１ｂは、受信パケットから通知電力情報４１および接続状態情報４５を抽出し出力する。
ステップＳ２２において、周期算出部２２ｊは、通知電力情報４１が示す発電量の情報に基づき経過時間ごとの発電量を予測する。
ステップＳ４５において、周期算出部２２ｊは、接続状態情報４５が示す接続無線機数と通信データ量の情報に基づき当該子無線機１が第１時間だけ動作した場合の電力消費量を算出する。
ステップＳ２４において、周期算出部２２ｊは、第１時間分の動作で消費される電力量が蓄電残量および予測した発電量の合計のうち使用可能な電力量を超えないような間欠動作周期を算出する。そして、周期算出部２２ｊは、算出した間欠動作周期のうち全ての子無線機１に適用可能な値を選択する。
ステップＳ２５において、周期算出部２２ｊは、選択された間欠動作周期と、その間欠動作周期に対応する子無線機１を示す情報とを含む周期算出結果４３を出力する。
【００９５】
なお、周期算出部２２ｊは、周期算出結果４３に加えて、ステップＳ４５で算出した第１時間の電力消費量、またはステップＳ４５で算出した第１時間の電力消費量とステップＳ２２で算出した予測発電量とを、電力予測結果４４として送出しても良い。
【００９６】
＊＊＊実施の形態１４の効果の説明＊＊＊
本実施の形態に係る無線通信システムでは、子無線機の接続状態を用いて第１時間の電力消費量を算出する。よって、本実施の形態に係る無線通信システムでは、複数の子無線機における接続状態が異なり、中継パケットの送受信回数が異なる場合でも、実際の電力消費状態に則した電力消費量を算出することができる。よって、本実施の形態に係る無線通信システムでは、実際の動作状態に則した間欠動作周期の調整要否の判断ができる。
【００９７】
以上、実施の形態１から１４について説明した。実施の形態１から１４では、子無線機および親無線機の各装置の各部が独立した機能ブロックとして各装置を構成している。しかし、上述した実施の形態のような構成でなくてもよい。各装置の機能ブロックの構成は、上述した実施の形態で説明した機能を実現することができれば、任意である。これらの機能ブロックを、他のどのような組み合わせ、あるいは任意のブロック構成で、各装置を構成しても構わない。
【００９８】
実施の形態１から１４について説明したが、これら実施の形態のうち、複数の部分を組み合わせて実施しても構わない。あるいは、これら実施の形態のうち、１つの部分を実施しても構わない。その他、これら実施の形態を、全体としてあるいは部分的に、どのように組み合わせて実施しても構わない。
なお、上述した実施の形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物および用途の範囲を制限することを意図するものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１，１ａ  子無線機、２，２ａ，２ｂ  親無線機、１１  間欠動作制御部、１２  発電部、１３  蓄電部、１４，１４ａ  電源監視部、１５，１５ａ，１５ｂ，２１，２１ａ，２１ｂ  無線通信部、１６，２４  記憶部、２２，２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ，２２ｅ，２２ｆ，２２ｇ，２２ｈ，２２ｉ，２２ｊ  周期算出部、２３，２３ａ，２３ｂ，２３ｃ  周期調整部、３１  間欠動作指示、３２  間欠動作周期情報、３３  発電電力、３４  蓄電電力、３５  電源監視結果、４１  通知電力情報、４２  周期調整情報、４３  周期算出結果、４４  電力予測結果、４５  接続状態情報、５１，６１  プロセッサ、５２，６２  メモリ、５３，６３  計時カウンタ、５４  発電デバイス、５５  蓄電デバイス、５６  電源監視回路、５７，６４  無線通信インタフェース、５００  無線通信システム。
【図１】
0006661053.tif 000002
【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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【図１３】
0006661053.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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