(57)【要約】【課題】  本発明は、通信網の整備が不十分な場所においても監視力メラの設置が可能でありかつ環境情報の収集にも柔軟に対応できる統合的な環境モニタリングシステムを提供することを目的とする。【解決手段】    情報収集端末やネットワークカメラに無線基地局との間で通信するための無線送受信装置を搭載し、管理サーバには、情報収集端末からの環境情報を管理する環境情報ＤＢと、情報収集端末の情報を管理する端末情報ＤＢと、無線基地局に関する情報を管理する基地局情報ＤＢとを接続し、ネットワークカメラから送出される映像及び情報収集端末から送出される環境情報を取得して表示する機能を搭載し、無線基地局には公衆網やＬＡＮと接続可能な第１の通信インタフェースと、情報収集端末との間で無線通信するための第２の通信インタフェースと、中継のための第３の通信インタフェースとを搭載した。【選択図】      図１
2005056102.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度，湿度，大気質，水質，土壌質，騒音，振動などの測定もしくは生物生態調査により得られる少なくとも１種類の環境情報を収集する情報収集端末と、不法投棄の遠隔監視，自然環境の遠隔観察などに利用される映像を撮影するネットワークカメラと、所定のネットワークを介して前記情報収集端末及びネットワークカメラと接続され、前記ネットワークカメラの管理及び前記情報収集端末によって収集される環境情報の管理を行う管理サーバと、公衆網，ＬＡＮなどの通信設備と接続可能な少なくとも１つの無線基地局とで構成される環境モニタリングシステムにおいて、
前記情報収集端末には、温度，湿度，大気質，水質，土壌質，騒音及び振動の少なくとも１つを環境情報の一部として検知するための環境情報センサと、操作のための利用者の音声もしくは文字情報の入力を受け付ける操作情報入力装置と、位置情報取得装置と、前記操作情報入力装置に対する入力に従って、画像もしくは映像の情報を環境情報の一部として収集するとともに、前記位置情報取得装置により得られる位置情報と取得された前記環境情報とを関連付けて記録する情報記録装置と、前記環境情報と位置情報とを関連付けて表示する情報表示装置と、前記無線基地局との間で通信するための無線送受信装置とを搭載し、
前記ネットワークカメラには前記無線基地局との間で通信するための無線送受信装置を搭載し、
前記管理サーバには、前記情報収集端末から送信される環境情報を管理する環境情報データベースと、前記情報収集端末に関する情報を管理する端末情報データベースと、前記無線基地局に関する情報を管理する基地局情報データベースとを接続し、前記ネットワークカメラから送出される映像及び前記情報収集端末から送出される環境情報を取得して表示する機能を搭載し、
前記無線基地局には、公衆網もしくはＬＡＮと接続するための少なくとも１つの第１の通信インタフェースと、前記情報収集端末との間で無線通信するための少なくとも１つの第２の通信インタフェースと、中継のために無線基地局間で無線通信するための少なくとも１つの第３の通信インタフェースとを搭載した
ことを特徴とする環境モニタリングシステム。
【請求項２】
請求項１の環境モニタリングシステムにおいて、
前記管理サーバは、前記情報収集端末に対して前記基地局を含む通信網の使用許可を与える場合に、前記情報収集端末に固有に割り当てられるネットワークインタフェースのアドレスを前記端末情報データベースに登録すると共に、利用可能な全ての無線基地局に対して、前記端末情報データベースに登録された情報を配信し、
前記無線基地局は、前記管理サーバから配信された前記端末情報データベースの内容に基づいて前記情報収集端末からの接続要求を識別すると共に、前記情報収集端末に固有に割り当てられたネットワークインタフェースのアドレスが前記端末情報データベースに登録されている場合にのみ接続を承認し、接続が確立する毎に異なるネットワークアドレスを前記情報収集端末に割り当て、前記ネットワークアドレスとネットワークインタフェースのアドレスとの対応関係を表す情報を、前記管理サーバ及び他の無線基地局に対して配信する
ことを特徴とする環境モニタリングシステム。
【請求項３】
請求項２の環境モニタリングシステムにおいて、
前記無線基地局は、前記情報収集端末の接続の承認を行う際に、セッション毎に、固有の暗号化鍵と暗号化された情報を復号するための復号化鍵とをペアで作成し、前記暗号化鍵を前記情報収集端末に通知すると共に、前記暗号化鍵と前記ネットワークアドレスとを対応付けて前記端末情報データベースに保存し、暗号化された情報を受信する情報収集端末に対してはその都度前記復号化鍵を通知し、無線区間の通信においては、セッション毎の暗号化鍵を用いて暗号化した通信フレームを用いて通信を行う
ことを特徴とする環境モニタリングシステム。
【請求項４】
請求項２の環境モニタリングシステムにおいて、
前記情報収集端末は、前記無線基地局に対して接続要求する際に、各無線基地局が前記第２の通信インタフェースを用いて定期的に送信するアクセス制御信号を受信し、受信したアクセス制御信号の受信強度が所定値以上であり、かつ既に接続されている他の情報収集端末の数が最も少ない無線基地局を選択し、選択された無線基地局に対して接続要求を行う
ことを特徴とする環境モニタリングシステム。
【請求項５】
請求項１の環境モニタリングシステムにおいて、
前記無線基地局は、既に通信網を形成している他の無線基地局と接続して前記通信網に参加しようとする際に、各無線基地局が前記第３の通信インタフェースを用いて定期的に送信する基地局間通信用制御信号を受信し、受信した基地局間通信用制御信号の受信強度が所定値以上であり、かつ既に接続されている他の無線基地局の数が最も少ない無線基地局を選択し、選択された無線基地局に対して接続要求を行う
ことを特徴とする環境モニタリングシステム。
【請求項６】
請求項１の環境モニタリングシステムにおいて、
前記無線基地局は、複数の前記ネットワークカメラ及び情報収集端末からの通信フレームを同時に受信する場合に、映像及び音声の通信フレームをそれ以外の情報で構成される通信フレームよりも優先的に処理して、他の無線基地局及び管理サーバに送信する
ことを特徴とする環境モニタリングシステム。
【請求項７】
請求項１の環境モニタリングシステムにおいて、
前記管理サーバが収集した環境情報を特定のユーザに対して提供するための情報公開サーバと、情報公開対象のユーザに関する情報を管理するユーザ情報データベースと
を更に設けたことを特徴とする環境モニタリングシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばフィールドでの環境調査，生物の生態調査，不法投棄の監視などに利用される環境モニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば不法投棄などの環境犯罪を取り締まる場合には、監視カメラを用いた遠隔監視システムが利用されてきた。
このような遠隔監視システムに関する従来技術としては、特許文献１及び特許文献２が知られている。特許文献１には車両や不法投棄物を撮影し画像処理によって自動的に検知する方法が開示され、特許文献２には監視者が遠隔地からカメラ制御を行う方法が開示されている。
【０００３】
また、例えば特許文献３及び特許文献４に示されるように、騒音，振動，水質，水位，温度，湿度などを測定し、遠隔地で閲覧する環境監視システムも知られている。このような環境監視システムは、騒音計，振動計，ＰＨセンサ，温度センサ，湿度センサなどから得られる情報を遠隔地に存在する装置に転送し、遠隔地で環境情報を記録，加工及び表示することを可能にしている。
【０００４】
一方、特許文献５に開示された環境情報収集システムは、現地の位置情報とリンクした画像，音声及び文字情報の収集を可能とし、かつ、一元的に収集情報を蓄積することで、効率的な環境情報の蓄積及び管理を可能にしている。また、特許文献６に開示された技術は、製品の部品や材料に関する環境情報を効率的に処理することを提案している。
【特許文献１】特開２００２−３３４３８６号公報
【特許文献２】特開２００３−８７６１号公報
【特許文献３】特開２００１−３２５６８２号公報
【特許文献４】特開平１０−８２６６８号公報
【特許文献５】特開２００２−１２３５５７号公報
【特許文献６】特開２００２−９２０９３号公報
【特許文献７】特開２００３−８５６７７号公報
【特許文献８】特開２００２−７７８８２号公報
【特許文献９】特開２００１−２８５５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前述のように、近年の環境に対する関心の高まりから、環境情報の収集や処理を効果的に行え、かつ不法投棄などの環境監視が柔軟に行える環境モニタリングシステムの開発が望まれている。
近年は、産業廃棄物の処理コストが高いことから、人気の少ない山間部などで不正に行われる産業廃棄物の不法投棄が杜会間題になっている。不法投棄は、第三者に発見されにくい場所で発見されにくい時間帯に行われることが多く、パトロールのみで取り締まることは困難である。そこで、不法投棄の行われる可能性の高い場所にテレビカメラを設置して特定の場所の映像を常時撮影し、その行為自体を発見するのが一般的になっている。
【０００６】
また、人気の少ない場所には、不法投棄が行われてもおかしくない場所が多く散在しているので、不法投棄の監視を十分に行うためには、多数のテレビカメラを互いに離れた地点に設置してそれらを所定の通信網に接続する必要がある。しかしながら、そのような場所では遠隔監視を行うために必要な通信網は十分に整備されていない場合が多い。
そのため、不法投棄を監視するシステムを設置する場合に、新たに通信網を構築せざるを得なくなり、莫大な費用がかかることが予想される。
【０００７】
例えば、特許文献７，特許文献８に開示された遠隔監視システムや特許文献９に開示された水質監視システムにおいては、主に、インターネットや公衆網，携帯電話網などの通信網に接続することを想定している。しかし、例えば人ロカバー率の高い携帯電話網にしても、人気の少ない山間部などではサービスエリア外になっている場合が多いのが実情である。従って、従来のシステムは実現性に問題がある。
【０００８】
また、調査者が現地に赴いて環境情報を収集する場合に用いられる環境情報収集システムにおいても、一旦、蓄積できるだけ情報を収集しておき、主に携帯電話網などの既存の通信網を利用して一括転送することを想定している。従って、人気の少ない場所における重要な環境情報の収集には不便が生じる可能性が高い。
本発明は、通信網の整備が不十分な場所においても監視力メラの設置が可能であり、かつ、環境情報の収集にも柔軟に対応できる統合的な環境モニタリングシステム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】
【０００９】
１番目の発明（請求項１）は、温度，湿度，大気質，水質，土壌質，騒音，振動などの測定もしくは生物生態調査により得られる少なくとも１種類の環境情報を収集する情報収集端末と、不法投棄の遠隔監視，自然環境の遠隔観察などに利用される映像を撮影するネットワークカメラと、所定のネットワークを介して前記情報収集端末及びネットワークカメラと接続され、前記ネットワークカメラの管理及び前記情報収集端末によって収集される環境情報の管理を行う管理サーバと、公衆網，ＬＡＮなどの通信設備と接続可能な少なくとも１つの無線基地局とで構成される環境モニタリングシステムにおいて、前記情報収集端末には、温度，湿度，大気質，水質，土壌質，騒音及び振動の少なくとも１つを環境情報の一部として検知するための環境情報センサと、操作のための利用者の音声もしくは文字情報の入力を受け付ける操作情報入力装置と、位置情報取得装置と、前記操作情報入力装置に対する入力に従って、画像もしくは映像の情報を環境情報の一部として収集するとともに、前記位置情報取得装置により得られる位置情報と取得された前記環境情報とを関連付けて記録する情報記録装置と、前記環境情報と位置情報とを関連付けて表示する情報表示装置と、前記無線基地局との間で通信するための無線送受信装置とを搭載し、前記ネットワークカメラには前記無線基地局との間で通信するための無線送受信装置を搭載し、前記管理サーバには、前記情報収集端末から送信される環境情報を管理する環境情報データベースと、前記情報収集端末に関する情報を管理する端末情報データベースと、前記無線基地局に関する情報を管理する基地局情報データベースとを接続し、前記ネットワークカメラから送出される映像及び前記情報収集端末から送出される環境情報を取得して表示する機能を搭載し、前記無線基地局には、公衆網もしくはＬＡＮと接続するための少なくとも１つの第１の通信インタフェースと、前記情報収集端末との間で無線通信するための少なくとも１つの第２の通信インタフェースと、中継のために無線基地局間で無線通信するための少なくとも１つの第３の通信インタフェースとを搭載したことを特徴とする。
【００１０】
１番目の発明においては、無線基地局が第１の通信インタフェース，第２の通信インタフェース及び第３の通信インタフェースを搭載しているので、第１の通信インタフェースを用いて公衆網やＬＡＮと接続することができ、第２の通信インタフェースを用いて前記情報収集端末との間で無線通信するためのアクセス用無線チャネルを確保でき、第３の通信インタフェースを用いて中継のために無線基地局間で無線通信するための中継用の無線チャネルを確保できる。
【００１１】
従って、通信網が整備されていない場所であっても、複数の無線基地局を任意の場所に配置して１つの無線基地局を公衆網やＬＡＮと接続することにより、監視用のネットワークカメラや情報収集端末が通信するための新たな通信網を無線媒体のみで構築することができる。このため、人気のない場所においても柔軟に監視用のネットワーク力メラを設置できる。
【００１２】
情報収集端末は、通信網の未整備の場所においても容易に構築できる無線通信網を利用することによって、環境情報を一元的に管理する管理サーバヘのアクセスや、他の端末との通信が可能になる。また、各無線基地局に第２の通信インタフェース及び第３の通信インタフェースを設けてアクセス系の無線チャネルと中継系の無線チャネルとを分けるので、映像伝送の遅延を小さくすることが可能となる。
【００１３】
２番目の発明（請求項２）は、１番目の発明において、前記管理サーバは、前記情報収集端末に対して前記基地局を含む通信網の使用許可を与える場合に、前記情報収集端末に固有に割り当てられるネットワークインタフェースのアドレスを前記端末情報データベースに登録すると共に、利用可能な全ての無線基地局に対して、前記端末情報データベースに登録された情報を配信し、前記無線基地局は、前記管理サーバから配信された前記端末情報データベースの内容に基づいて前記情報収集端末からの接続要求を識別すると共に、前記情報収集端末に固有に割り当てられたネットワークインタフェースのアドレスが前記端末情報データベースに登録されている場合にのみ接続を承認し、接続が確立する毎に異なるネットワークアドレスを前記情報収集端末に割り当て、前記ネットワークアドレスとネットワークインタフェースのアドレスとの対応関係を表す情報を、前記管理サーバ及び他の無線基地局に対して配信するように構成する。
【００１４】
２番目の発明においては、端末情報データベースに登録された情報収集端末やネットワークカメラ以外の端末が前記無線基地局によって構成される通信網を不正に利用するのを防止できる。
３番目の発明（請求項３）は、２番目の発明において、前記無線基地局は、前記情報収集端末の接続の承認を行う際に、セッション毎に、固有の暗号化鍵と暗号化された情報を復号するための復号化鍵とをペアで作成し、前記暗号化鍵を前記情報収集端末に通知すると共に、前記暗号化鍵と前記ネットワークアドレスとを対応付けて前記端末情報データベースに保存し、暗号化された情報を受信する情報収集端末に対してはその都度前記復号化鍵を通知し、無線区間の通信においては、セッション（承認が確保された接続が維持されている状態）毎の暗号化鍵を用いて暗号化した通信フレームを用いて通信を行うように構成する。３番目の発明においては、各無線基地局が認証局となり、無線基地局と情報収集端末の接続毎に暗号化鍵を発行し、この暗号化を用いて無線区間の通信フレームを暗号化するので、安全に情報を伝送することができる。
【００１５】
４番目の発明（請求項４）は、２番目の発明において、前記情報収集端末は、前記無線基地局に対して接続要求する際に、各無線基地局が前記第２の通信インタフェースを用いて定期的に送信するアクセス制御信号を受信し、受信したアクセス制御信号の受信強度が所定値以上であり、かつ既に接続されている他の情報収集端末の数が最も少ない無線基地局を選択し、選択された無線基地局に対して接続要求を行うように構成する。４番目の発明においては、新たにネットワークに参加する情報収集端末が接続する無線基地局を選択する際に、受信信号の強度と接続端末数をパラメータとして最適な選択を行うことになり、特定の無線基地局にトラヒックが集中することを避けることができる。
【００１６】
５番目の発明（請求項５）は、１番目の発明において、前記無線基地局は、既に通信網を形成している他の無線基地局と接続して前記通信網に参加しようとする際に、各無線基地局が前記第３の通信インタフェースを用いて定期的に送信する基地局間通信用制御信号を受信し、受信した基地局間通信用制御信号の受信強度が所定値以上であり、かつ既に接続されている他の無線基地局の数が最も少ない無線基地局を選択し、選択された無線基地局に対して接続要求を行うように構成する。５番目の発明においては、無線通信網のサービスエリアを拡張するために新たに無線基地局を接続する際に、無線基地局間の通信信号の受信強度と接続している無線基地局数をパラメータとして最適化した基地局間接続を実現するため、特定の基地局間にトラヒックが集中することを避けることができる。
【００１７】
６番目の発明（請求項６）は、１番目の発明において、前記無線基地局は、複数の前記ネットワークカメラ及び情報収集端末からの通信フレームを同時に受信する場合に、映像及び音声の通信フレームをそれ以外の情報で構成される通信フレームよりも優先的に処理して、他の無線基地局及び管理サーバに送信するように構成する。６番目の発明においては、映像や音声などのリアルタイム性の高い通信フレームを優先的に送信するようにスケジューリングするので、様々なメディアの混在する環境モニタリングシステムにおいて、映像や音声の通信品質を向上させることができる。
【００１８】
７番目の発明（請求項７）は、１番目の発明において、前記管理サーバが収集した環境情報を特定のユーザに対して提供するための情報公開サーバと、情報公開対象のユーザに関する情報を管理するユーザ情報データベースとを更に設けたことを特徴とする。これにより、管理サーバが収集した環境情報を権限を持つ特定のユーザに対して提供することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、通信網が整備されていない場所であっても、複数の無線基地局を任意の場所に配置して１つの無線基地局を公衆網やＬＡＮと接続することにより、監視用のネットワークカメラや情報収集端末が通信するための新たな通信網を無線媒体のみで構築することができる。このため、人気のない場所においても柔軟に監視用のネットワーク力メラを設置できる。また、ネットワークカメラや情報収集端末により収集された映像や環境情報は、管理サーバにおいて一元的に管理することを可能である。
【００２０】
また、ネットワークに参加できる情報収集端末を制限し、参加する情報収集端末に対して動的にネットワークアドレスを割り当てることにより不正な情報端末のアクセスを排除できる。また、無線基地局と情報収集端末の接続に関して、セッション毎に固有の暗号鍵を割り当てて暗号化した通信フレームを使用することにより不正なアクセスや情報の改ざんを防ぐことができる。
【００２１】
また、情報収集端末が無線基地局に対して接続要求を行う際、接続可能な全ての無線基地局の内、全無線基地局が定期的に送信するアクセス制御信号の受信強度がある値以上で、かつ、既に接続されている他の情報収集端末の数が最少の無線基地局に対して接続要求を行うことにより、特定の無線基地局にトラヒックが集中するのを避けることができる。また、新たに無線基地局がネットワークに参加する際に、接続可能な全ての無線基地局の内、全ての基地局が定期的に送信する基地局間通信用制御信号の受信強度がある値以上で、かつ、既に接続されている他の無線基地局の数が最少の無線基地局に対して接続要求を行うことにより、特定の無線基地局間にトラヒックが集中するのを避けることができる。また、映像や音声などのリアルタイム性の高い通信パケットに高い優先度を与えるスケジューリングを行うことにより、映像や音声の通信品質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施の形態）
本発明の環境モニタリングシステムの１つの実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。この形態は請求項１に相当する。
図１はシステムの構成例を示すブロック図である。図２は無線基地局の構成例を示すブロック図である。図３は無線チャネルの割り当て例を示すブロック図である。図４は無線チャネルの割り当て処理を示すフローチャートである。図５は情報収集端末の構成例を示すブロック図である。
【００２３】
この形態では、請求項１の情報収集端末，ネットワークカメラ，管理サーバ，無線基地局，環境情報センサ，操作情報入力装置，位置情報取得装置，情報記録装置，情報表示装置，無線送受信装置，環境情報データベース，端末情報データベース，基地局情報データベース，第１の通信インタフェース，第２の通信インタフェース及び第３の通信インタフェースは、それぞれ情報収集端末１０８，ネットワークカメラ１０９，管理サーバ１０４，無線基地局１０７，環境情報センサ５０５，音声入力装置５０２（５０３），位置情報取得装置５０８，情報記憶装置５０７，情報表示装置５０６，無線送受信装置５０９，環境情報ＤＢ（データベース、以下同様）１０２，端末情報ＤＢ１０１，基地局情報ＤＢ１０３，ルーティング制御装置２０５，アクセス用送受信機２０４及び中継用送受信機２０３に対応する。
【００２４】
この形態の環境モニタリングシステムは、図１に示すように、端末情報ＤＢ１０１，環境情報ＤＢ１０２，基地局情報ＤＢ１０３，管理サーバ１０４，環境情報表示装置１０５，公衆網１０６，無線基地局１０７，情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９で構成されている。
端末情報ＤＢ１０１は、情報収集端末１０８に関する情報を蓄積し管理するために設けられている。環境情報ＤＢ１０２は、収集された環境情報を蓄積し管理するために設けられている。基地局情報ＤＢ１０３は、接続している無線基地局に関する情報、例えば無線基地局のネットワークアドレス，ネットワークインタフェースのアドレス，接続状況に関する情報などを管理するために設けられている。
【００２５】
管理サーバ１０４は、情報収集端末１０８，無線基地局１０７，環境情報などを管理するために設けてある。環境情報表示装置１０５は、収集された環境情報や監視映像などを表示するために設けてある。
端末情報ＤＢ１０１，環境情報ＤＢ１０２，基地局情報ＤＢ１０３，管理サーバ１０４及び環境情報表示装置１０５は、例えば市街地の管理センタ内のように通信設備の整った地域に設置することができる。管理サーバ１０４は所定の公衆網１０６と接続されている。勿論、公衆網１０６の代わりにＬＡＮ（Local Area Network）のような通信網に接続しても良い。
【００２６】
この形態では、山間部のように通信設備が未整備の監視対象地域（図中の仮想線で囲まれた領域：不感地帯）で環境情報などを収集することを想定している。この地域内の任意の地点で無線媒体により通信を可能にするために、複数の無線基地局１０７(1),１０７(2),１０７(3),１０７(4),１０７(5),１０７(6)及び１０７(7)が配置してある。
また、１つの無線基地局１０７(1)は公衆網１０６と接続可能な位置に設置してあり、無線基地局１０７(1)の接続端子２１１が公衆網１０６と有線で接続されている。
【００２７】
図１に示す例では、監視対象地域内に情報収集端末１０８(1),１０８(2),１０８(3),・・・並びにネットワークカメラ１０９(1),１０９(2),・・・が設置されている。
各無線基地局１０７は、各情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９の通信のためのアクセス用の通信チャネルと、無線基地局間の通信のための中継用通信チャネルとを備えている。
【００２８】
また、各無線基地局１０７は可搬型であり、必要に応じて設置位置を変更できるように構成されている。従って、情報収集すべき位置に各情報収集端末１０８又はネットワークカメラ１０９を設置した後で、各情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９と通信可能な位置に各無線基地局１０７を設置すればよい。
また、公衆網１０６と接続された無線基地局１０７(1)と直接通信できないか、又は無線基地局１０７(1)と通信可能な他の無線基地局１０７と通信できない位置に無線基地局１０７が存在する場合には、その近傍に他の無線基地局１０７を配置して通信を中継するように経路の構成を変更すればよい。
【００２９】
このように、既存の通信設備の整備が不十分で通信エリアとしてカバーできない不感地帯においても、可搬型の無線基地局１０７を配置することにより、情報収集端末１０８を用いた環境情報の収集やネットワークカメラ１０９を用いた不法投棄監視などに利用される環境モニタリングシステムを実現できる。すなわち、既存の通信設備の整備状況にあまり依存しないので、より柔軟に調査エリアを拡大することができる。
【００３０】
この形態で用いる各無線基地局１０７は、例えば図２に示すように構成される。図２を参照すると、無線基地局１０７は中継用アンテナ２０１，アクセス用アンテナ２０２，中継用送受信機２０３，アクセス用送受信機２０４，ルーティング制御装置２０５，チャネル制御装置２０６，電源供給装置２０７，ルーティング情報ＤＢ２０８，端末情報ＤＢ２０９，チャネル情報ＤＢ２１０及び接続端子２１１を備えている。
【００３１】
中継用アンテナ２０１及び中継用送受信機２０３は、無線基地局１０７同士の間で通信するための無線信号の送受信に用いられ中継用の無線チャネルを形成する。また、アクセス用アンテナ２０２及びアクセス用送受信機２０４は、無線基地局１０７と情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９との間で通信するための無線信号の送受信に用いられ、アクセス用の無線チャネルを形成する。
【００３２】
ルーティング制御装置２０５は、情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９から送信される情報に関する無線基地局間のルーティング制御や、アクセス用無線回線と中継用無線回線とのブリッジ制御に用いられる。
また、ルーティング制御装置２０５は公衆網１０６などの既存の通信網と接続される接続端子２１１に接続されている。従って、ルーティング制御装置２０５は情報収集端末１０８又はネットワークカメラ１０９から送信される情報を接続端子２１１を介して公衆網１０６に送出したり、公衆網１０６から入力される情報を接続端子２１１から入力し、必要に応じて無線基地局間で中継し、各無線基地局１０７に接続された情報収集端末１０８又はネットワークカメラ１０９に与えることができる。
【００３３】
チャネル制御装置２０６は、中継用送受信機２０３が形成する中継用の無線チャネル及びアクセス用送受信機２０４が形成するアクセス用の無線チャネルの制御を行う。
電源供給装置２０７は蓄電池や電圧安定化回路などを含み、無線基地局１０７内の各回路に電力を供給する。
ルーティング情報ＤＢ２０８は、無線基地局間のルーティング経路に関する情報を保持し管理するために設けてある。端末情報ＤＢ２０９は、各情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９に関する情報を保持し管理するために設けてある。チャネル情報ＤＢ２１０は、自局及び他の無線基地局１０７が使用している無線チャネルに関する情報を保持し管理するために設けてある。
【００３４】
ところで、図１に示すような環境モニタリングシステムを構成する場合には、互いに隣接する複数の無線基地局１０７がそれぞれ送信する無線信号並びに情報収集端末１０８又はネットワークカメラ１０９がそれぞれ送信する無線信号が互いに干渉しないように、周波数などが互いに異なる複数の無線チャネルを使用するのが望ましい。
例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂに代表される２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムや、ＩＥＥＥ８０２．１１ａに代表される５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムにおいては、最大で４つの無線チャネルを使用できる。また、この無線チャネルの使用には免許は不要である。
【００３５】
そこで、図１に示す環境モニタリングシステムが２．４ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステム又は５ＧＨｚ帯無線ＬＡＮシステムと同様に、最大で４つの無線チャネルＣＨ(Ａ)，ＣＨ(Ｂ)，ＣＨ(Ｃ)，ＣＨ(Ｄ)を使用できる場合を想定する。
具体例として、利用可能な４つの無線チャネルＣＨ(Ａ)，ＣＨ(Ｂ)，ＣＨ(Ｃ)，ＣＨ(Ｄ)を図１の各無線基地局１０７(1)，１０７(2)，１０７(3)，１０７(4)，１０７(5)に割り当てた結果が図３に示されている。
【００３６】
各々の無線基地局１０７は中継用の無線チャネルとアクセス用の無線チャネルとをそれぞれ１つ以上備えているが、中継用の無線信号とアクセス用の無線信号との干渉を避けるためには、同じ無線基地局の中継用の無線チャネルとアクセス用の無線チャネルとの周波数が異なるように無線チャネルを割り当てる必要がある。但し、使用可能なチャネル数は有限であるので、最適なチャネル割り当てが求められる。
【００３７】
図１，図３の例では、無線基地局１０７(1)の接続端子２１１が公衆網１０６と接続されているので、無線基地局１０７(1)を基準位置のルート無線基地局として扱い、チャネル割り当てを行う。なお、チャネル割り当てを行う前に図１に示すようにネットワークトポロジが決定されているものとする。
最適なチャネル割り当てを行うために実行される処理が図４に示されている。図４に示す処理について以下に説明する。
【００３８】
ステップＳ４１では、ルート無線基地局である無線基地局１０７(1)の分岐数を決定する。分岐数の最大値は、総チャネル数の１／２程度にすることが望ましい。これは、全ての無線基地局がアクセス用と中継用に異なるチャネルを持つため、分岐数は中継経路数と等価となり、それと同じ程度の数のチャネルをアクセス用に割り当てたほうが平均的な周波数利用効率が高くなるためである。
【００３９】
ステップＳ４２では、ルート無線基地局である無線基地局１０７(1)の２つの中継系と１つのアクセス系にそれぞれ互いに異なる無線チャネルを割り当てる。図３に示す例では、
無線基地局１０７(1)の２つの中継系に無線チャネルＣＨ(Ａ)，ＣＨ(Ｂ)を割り当て、１つのアクセス系に無線チャネルＣＨ(Ｃ)を割り当てている。
【００４０】
ステップＳ４３では、ルート無線基地局である無線基地局１０７(1)の１ホップ隣接位置にある無線基地局１０７(2)，１０７(5)のアクセス系に、ルート無線基地局のアクセス用チャネルとは異なる無線チャネルを割り当てる。但し、残りのチャネル（ここではルート無線基地局が使用していない無線チャネルＣＨ(Ｄ)）は、１ホップ上位（ルート基地局に近いほうが上位）の無線基地局（ここでは、ルート基地局１０７が該当する）以外に接続される無線基地局数の最も多い無線基地局（ここでは無線基地局１０７(2)が該当する）に優先的に割り当てる。他の無線基地局１０７(5)のアクセス系には、ルート無線基地局である無線基地局１０７(1)と１ホップ隣接位置にある無線基地局１０７(2)との中継系チャネルと同じ無線チャネルを割り当てる。図３の例では無線チャネルＣＨ(Ａ)を無線基地局１０７(5)のアクセス系に割り当てている。
【００４１】
ステップＳ４４では、ルート無線基地局である無線基地局１０７(1)の１ホップ隣接位置にある無線基地局１０７(2)，１０７(5)の中継系に、無線基地局１０７(1)との接続に使用していない無線チャネルを割り当てる。この例では、１ホップ上位基地局のアクセス用に使用されているチャネルと同じ無線チャネルを割り当てる。
ステップＳ４５では、ルート基地局から２ホップ下位に位置する無線基地局１０７(3)のアクセス系のチャネルを決定する。このアクセス系には、１ホップ上位基地局（ルート基地局に近い隣接基地局）である無線基地局１０７(2)が使用していないチャネルを割り当てる。図３の例では無線チャネルＣＨ(Ｂ)を無線基地局１０７(3)のアクセス系に割り当てている。
【００４２】
ステップＳ４６では、ルート基地局から２ホップ下位に位置する無線基地局１０７(3)の下位側の中継系にチャネルを割り当てる。上位隣接基地局と接続するための上位側中継系のチャネルは上位隣接基地局に対する割り当てによって決定されるので、無線基地局１０７(3)の下位側の中継系には、上位隣接基地局である無線基地局１０７(2)のアクセス系と同じ無線チャネルＣＨ(Ｄ)を割り当てる。
【００４３】
ステップＳ４７では、ルート基地局から３ホップ下位に位置する無線基地局１０７(4)のアクセス系のチャネルを決定する。このアクセス系には、ステップＳ４３，Ｓ４５と同様に、上位隣接基地局である無線基地局１０７(3)が使用していない無線チャネルを割り当てる。
ステップＳ４８では、ステップＳ４４，Ｓ４６と同様に、１ホップ上位隣接基地局である無線基地局１０７(3)のアクセス系のチャネルＣＨ(Ｂ)と同じ無線チャネルを、無線基地局１０７(4)の下位側中継系に割り当てる。
【００４４】
なお、更に無線基地局の数が増えた場合には、図４のステップＳ４７，Ｓ４８と同様の処理を更に繰り返すことにより、全ての無線基地局に無線チャネルを自動的に割り当てることができる。従って、使用可能な無線チャネルの数が制限されている場合であっても、環境モニタリングシステムを構成する無線基地局１０７の数を必要に応じて増やすことができるので、既存の通信設備の整備が不十分な場所であっても、環境情報の収集や不法投棄監視に柔軟に対応することができる。
【００４５】
また、隣接する無線基地局間で、中継用チャネルおよびアクセス用チャネルを異なるように割り当てることにより、有限の周波数資源を有効に使用でき、かつ、中継による伝送遅延を小さくすることができる。伝送遅延を小さくする効果は、無線基地局のアクセス制御にＩＥＥＥ８０２．１１ａ／ｂに採用されているＣＳＭＡ／ＣＡ方式を用いた場合のように、１つの無線チャネルを複数の無線装置で分け合うようなアクセス方式において顕著となる。
【００４６】
環境モニタリングシステムを構成する各情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９は、それぞれ収集した情報や撮影した映像の情報を無線信号として送信するための無線通信インタフェースを内蔵している。情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９が送信する無線信号は何れかの無線基地局１０７で受信され、必要に応じて中継され、無線基地局１０７(1)，公衆網１０６を介して管理サーバ１０４に伝送される。
【００４７】
各情報収集端末１０８の構成例が図５に示されている。図５を参照すると、この情報収集端末１０８は中央処理装置５０１，音声入力装置５０２，テキスト入力装置５０３，画像映像入力装置５０４，環境情報センサ５０５，情報表示装置５０６，情報記憶装置５０７，位置情報取得装置５０８，無線送受信装置５０９，送受信アンテナ５１０及び端末制御ソフトウェア５１１を備えている。
【００４８】
中央処理装置（ＣＰＵ）５０１は、端末制御ソフトウェア５１１に従って情報収集端末１０８を制御する。音声入力装置５０２は、所定のマイクを用いて人間の音声を検出し、ディジタル信号に変換するとともに、操作入力のための音声認識を行う。テキスト入力装置５０３は、キーボードなどからの入力に従って文字列情報を生成する。
画像映像入力装置５０４は、所定のテレビカメラで撮影された映像や画像情報を入力するために利用される。環境情報センサ５０５は、温度，湿度，および空気中のある成分の濃度，水中のある成分の濃度，土壌中のある成分の濃度，振動，騒音などの環境情報を検出する機能を備えている。
【００４９】
情報表示装置５０６は、収集された環境情報などを表示するために利用される。情報記憶装置５０７は、収集された環境情報などを記憶するために用いられる。位置情報取得装置５０８は、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機などを用いて情報収集端末１０８の現在位置（設置位置）を検出する機能を有している。無線送受信装置５０９及び送受信アンテナ５１０は、無線基地局１０７との間で無線通信を行うために利用される。
【００５０】
環境情報センサ５０５や画像映像入力装置５０４を用いた情報の収集は、例えば定期的にあるいは管理サーバ１０４からの指示に従って行われる。また、収集された情報に対する操作は、環境調査者が現地で情報収集端末１０８を直接操作して行うこともできる。
例えば、中央処理装置５０１は環境調査者の操作入力に従って、次のような動作を実現する。すなわち、環境情報センサ５０５により空気中，水中，土壌中の目的とする成分の濃度や、温度，湿度などの測定データを収集し、情報記憶装置５０７に保存したり、情報表示装置５０６に表示させたりすることができる。
【００５１】
また、環境調査者の入力操作により、音声入力装置５０２及び画像映像入力装置５０４で環境に関する音声データや画像・映像データを収集するとともに、テキスト入力装置５０３及び音声入力装置５０２を用いて環境調査者自身が入力するコメントなどのテキストデータや音声データを追加して、管理サーバ１０４に送信することもできる。
また、中央処理装置５０１は収集された環境情報を位置情報取得装置５０８によって得られた位置情報と自動的に関連付けて情報記憶装置５０７に保存する。管理サーバ１０４に送信する情報にも位置情報を付加する。このため、取得した環境情報の地理情報へのマッピングや一元的な管理が容易になる。
【００５２】
なお、各情報収集端末１０８の画像映像入力装置５０４にテレビカメラを接続する場合には、独立したネットワークカメラ１０９を設ける必要はない。
以上のように、この形態の環境モニタリングシステムを用いることにより、既存の通信設備が十分に整備されていない地域であっても、環境情報の収集や不法投棄の遠隔監視を実現することができる。また、通信設備の使用が困難な災害時においても、被災地の情報収集に活用することができる。
【００５３】
（第２の実施の形態）
本発明の環境モニタリングシステムの１つの実施の形態について図６，図７を参照して説明する。この形態は請求項２に相当する。図６は情報収集端末の接続手順を示すシーケンス図である。図７は接続手順で用いる通信フレームの構成例を示す模式図である。
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。システムの基本的な構成や動作については第１の実施の形態と同様であるので、変更された部分のみについて説明する。
【００５４】
この形態では、このシステムが形成している通信網への参加が可能な情報収集端末１０８のネットワークインタフェースのアドレスを管理サーバ１０４が管理し、管理サーバ１０４は各情報収集端末１０８に関する情報を全ての無線基地局１０７に対して配信する。各無線基地局１０７は、各情報収集端末１０８から接続要求を受けた場合に、ネットワークインタフェースのアドレスが予め登録された情報と一致する場合に限りその接続を承認する。
【００５５】
また、無線基地局１０７は接続が確立する毎に、異なるネットワークアドレスを情報収集端末１０８に割り当て、ネットワークアドレスとネットワークインタフェースのアドレスとの対応関係を示すテーブルの情報を、管理サーバ１０４及び他の無線基地局１０７に対して配信する。これにより、システムの通信網に参加可能な情報収集端末１０８のフィルタリングが可能となり、不正な端末のアクセスを排除することができる。
【００５６】
このような制御を行うために、図６に示すような接続手順が実施される。また、この接続手順では図７に示すような構成の通信フレームを用いて接続のための通信を行うる。
ステップＳ６０では、管理サーバ１０４はシステムの通信網への参加を許可する各端末（１０８，１０９）のネットワークインタフェースに固有に割り当てられたネットワークインタフェースアドレスを例えばオペレータからの入力指示に従って端末情報ＤＢ１０１に登録する。
【００５７】
ステップＳ６１では、管理サーバ１０４は、端末情報ＤＢ１０１に登録された各端末のネットワークインタフェースアドレスの情報を、全ての無線基地局１０７に対して配信する。
各無線基地局１０７は、全ての端末に対して、端末アクセス用の制御信号を定期的に送信する（Ｓ６２）。
【００５８】
システムの通信網にまだ参加していない情報収集端末１０８は、無線基地局１０７から定期的に送信される制御信号を受信すると、接続要求のための通信フレーム（図７の通信フレーム(1)）を無線基地局１０７に対して送信する。この接続要求には、図７に示すように要求元の端末名及びネットワークインタフェースのアドレスが含まれている。
また、接続要求のための通信フレーム(1)は、環境モニタリングシステムが持つ共通鍵で暗号化された状態で送信される。更に、一度暗号化すると二度と再現できないといわれているハッシュ関数を用いて、この通信フレームのハッシュ値を求め、通信フレームの最後尾に付与する機能もオプション機能として備わっている。これにより、復号化した通信フレームのハッシュ値が元のハッシュ値と一致しない限り、応答フレームを送出しないように制御することもできる。
【００５９】
接続要求を受けた無線基地局１０７は、接続要求に含まれるネットワークインタフェースのアドレスが登録された内容と一致する場合、すなわち要求元のアクセスが許可されている場合にのみ、応答フレームを要求元の情報収集端末１０８に対して送信する（Ｓ６４）。この応答フレームには、図７に示す通信フレーム(2)のように、要求元に新たに割り当てられたネットワークアドレスが含まれている。
【００６０】
また、無線基地局１０７はステップＳ６４でこのシステムの通信網への参加を承認した端末の端末名及びネットワークインタフェースのアドレスと新たに割り当てたネットワークアドレスとの対応関係を示す情報を対応表として他の無線基地局１０７及び管理サーバ１０４に対して送信する（Ｓ６５）。
管理サーバ１０４は、ステップＳ６５で無線基地局１０７が送信した対応表を受信すると、その内容、すなわちこのシステムの通信網への参加を承認した端末の端末名及びネットワークインタフェースのアドレスと新たに割り当てたネットワークアドレスとの対応関係を示す情報を自局の端末情報ＤＢ１０１に保存する（Ｓ６６）。
【００６１】
また、ステップＳ６５で無線基地局１０７が送信した対応表を受信した他の無線基地局１０７は、自局が管理している端末情報ＤＢ２０９の内容を受信した対応表に従って更新する（Ｓ６７）。更に、無線基地局１０７は自局と無線通信可能なエリア内に存在する端末（１０８，１０９）に対して、受け取った対応表の内容、すなわちこのシステムの通信網への参加を承認した端末の端末名及びネットワークインタフェースのアドレスと新たに割り当てたネットワークアドレスとの対応関係に従って更新された端末情報を送信する（Ｓ６８）。
【００６２】
また、対応表を送信した無線基地局１０７も、このシステムの通信網への参加を承認した端末の端末名及びネットワークインタフェースのアドレスと新たに割り当てたネットワークアドレスとの対応関係に従って更新された端末情報を、自局と無線通信可能なエリア内に存在する端末（１０８，１０９）に対して送信する（Ｓ６９）。
以上のような制御を実施することにより、ネットワークに参加できる情報収集端末をネットワークインタフェースのアドレスによってフィルタリングし、不正な端末のアクセスを排除することができる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
本発明の環境モニタリングシステムの１つの実施の形態について図８，図９を参照して説明する。この形態は請求項３に相当する。図８は情報収集端末間でデータを転送する場合の通信手順を示すシーケンス図である。図９は暗号化の具体例を示すタイムチャートである。
【００６４】
この形態は、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の変形例である。システムの基本的な構成や動作については第１の実施の形態と同様であるので、変更された部分のみについて説明する。
この形態では、図６のステップＳ６４で無線基地局１０７が情報収集端末１０８の接続を承認し、ネットワークアドレスを割り当てる際に、セッション（承認が確保された接続が維持されている状態）毎に固有の暗号鍵を情報収集端末１０８に与える。また、情報収集端末１０８は与えられた暗号鍵を用いて暗号化した通信を行う。
【００６５】
各情報収集端末１０８及び各無線基地局１０７は、各々に固有に与えられる秘密鍵を用いて送信すべき情報を暗号化して送信し、その秘密鍵とペアになる公開鍵を用いて受信データを復号する。
互いに異なる無線基地局１０７が形成する異なる無線通信エリアに存在する２つの情報収集端末（送信元，宛先）１０８の間でデータを転送する場合の通信手順が図８に示されている。図８に示す手順について以下に説明する。
【００６６】
管理サーバ１０４は、各無線基地局１０７の秘密鍵と他の無線基地局１０７からの送信データを復号するために用いられる公開鍵とを定期的に変更すると共に、それらの情報を定期的に各無線基地局１０７に対して送信する（Ｓ８１）。
送信元の情報収集端末１０８の無線通信エリアを形成する無線基地局１０７は、接続を承認した情報収集端末１０８に対して、ネットワークアドレスと端末固有の秘密鍵とを送信する（Ｓ８２）。また、送信元の無線基地局１０７は端末固有の秘密鍵によって暗号化されたデータを復号するための公開鍵と前記秘密鍵とをペアで自局の端末情報ＤＢ２０９に保存する（Ｓ８３）。
【００６７】
送信元の情報収集端末１０８は、送信すべきデータを、与えられた暗号鍵（秘密鍵）を用いて暗号化し、暗号化されたデータを宛先の情報収集端末１０８に対して送信する（Ｓ８４）。
送信元の情報収集端末１０８からの暗号化データを受け取った送信側の無線基地局１０７は、自局の端末情報ＤＢ２０９の内容に基づいて宛先の情報収集端末１０８が存在する無線通信エリアを形成している宛先側の無線基地局１０７を検索する。また、送信側の無線基地局１０７は、送信元の情報収集端末１０８が送信したデータを送信側の無線基地局１０７に割り当てられている秘密鍵を用いて再暗号化する（Ｓ８５）。そして、再暗号化されたデータを宛先側の無線基地局１０７に対して送信する（Ｓ８６）。
【００６８】
また、送信側の無線基地局１０７は、送信元の端末からの暗号化データを復号するための公開鍵を、無線基地局間の共通暗号鍵を用いて更に暗号化し、宛先側の無線基地局１０７に対して送信する（Ｓ８７）。
宛先側の無線基地局１０７は、送信側の無線基地局１０７から送信された再暗号化データを、基地局固有の秘密鍵とペアとなる公開鍵を用いて復号し、送信元の情報収集端末１０８が送信した暗号化データに変換する（Ｓ８８）。そして、変換された暗号化データを宛先の情報収集端末１０８に対して送信する（Ｓ８９）。
【００６９】
また、宛先側の無線基地局１０７は、送信元の情報収集端末１０８が送信した暗号化データを復号するための公開鍵を宛先の情報収集端末１０８に対して送信する（Ｓ８Ａ）。
宛先の情報収集端末１０８は、宛先側の無線基地局１０７から送信された暗号化データを、送信元の情報収集端末１０８に割り当てられた秘密鍵とペアとなる公開鍵を用いて、復号し、送信されたデータを復元する。
【００７０】
以上のように、基地局−端末間のセッション毎に固有の暗号鍵を情報収集端末に与え、情報収集端末は与えられた暗号鍵を用いて暗号化したデータの通信を行い、受信する宛先の情報収集端末は固有の暗号鍵と対となる公開鍵で復号することにより、より秘匿性の高い通信が可能になる。
暗号化の具体例が図９に示されている。なお、暗号化に用いる秘密鍵と復号化に用いる公開鍵とを同一のものにすることでシステムを単純化できる。
【００７１】
図９に示す例では、送信情報の生データａ（ｔ）は±１の符号化データであり、暗号化鍵ｂ（ｔ）は、有限の長さを持ち、生データと周期が同じの符号化列である。ここで、暗号化データｃ（ｔ）は次式で表される。
ｃ（ｔ）＝ａ（ｔ）×ｂ（ｔ）
また、暗号化データｃ（ｔ）にもう一度ｂ（ｔ）を掛け合わせることにより次式のように復号化することができる。
ａ（ｔ）＝ｃ（ｔ）×ｂ（ｔ）＝ａ（ｔ）×ｂ（ｔ）2＝ａ（ｔ）×１
（第４の実施の形態）
本発明の環境モニタリングシステムの１つの実施の形態について図１０〜図１３を参照して説明する。この形態は請求項４に相当する。
【００７２】
図１０はアクセス制御信号の最小通信フレーム構成例を示す模式図である。図１１は情報収集端末の制御例を示すフローチャートである。図１２はアクセス制御信号の検出例を示すグラフである。図１３はアクセス制御信号の検出結果の判別例を示す模式図である。
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。勿論、他の実施の形態と組み合わせることも可能である。システムの基本的な構成や動作については第１の実施の形態と同様であるので、変更された部分のみについて説明する。
【００７３】
この形態では、情報収集端末１０８が無線基地局１０７との接続を確立する段階において、受信強度と既に接続されている他の情報収集端末１０８の数とに基づいて、最適な無線基地局を選択して接続するように制御する。
例えば図６のステップＳ６２で無線基地局１０７が送信する制御信号は、情報収集端末１０８などの端末が無線基地局１０７にアクセスするための制御に利用されるアクセス制御信号である。このアクセス制御信号は、例えば図１０に示すように、少なくとも命令の種別を表すコマンドＩＤと、送信元の無線基地局１０７を特定するための基地局ＩＤと、送信元の無線基地局１０７に既に接続している（通信網への参加を管理している）端末の数とを含んでいる。
【００７４】
無線基地局１０７に接続するための情報収集端末１０８の制御の内容が図１１に示されている。図１１に示す制御の内容について以下に説明する。
ステップＳ１１１では、情報収集端末１０８は各無線基地局１０７から送出されるアクセス制御信号の受信を試みて受信強度などを検出しながら、このシステムに含まれている無線基地局１０７の中で直接無線通信が可能な無線基地局１０７を検索する。
【００７５】
この検索の結果、例えば図１２に示すような検出結果が得られる。また、実際には図１３に示すように、無線基地局のＩＦ（ネットワークインタフェース）アドレスと、無線チャネルと、受信強度と接続端末数とを対応付けた表形式の情報が検索結果として得られる。
ステップＳ１１２では、情報収集端末１０８は各チャネルで受信したアクセス制御信号の受信強度を予め定めた閾値（図１２参照）と比較して、受信強度が閾値以上か否かを判別する。例えば図１３において、ハッチングを施した部分は受信強度が閾値以上の信号を表している。
【００７６】
ステップＳ１１３では、情報収集端末１０８は受信強度が閾値以上の信号を送信した無線基地局１０７の中で、接続端末数が最小のものを選択する。図１３の例では、ＩＦアドレスが（ＢＳ０００００９）の無線基地局１０７が選択されている。
ステップＳ１１４では、情報収集端末１０８はＳ１１３で選択した特定の無線基地局１０７（ＢＳ０００００９）に対して、接続のためにネットワークアドレスの取得要求を行う。
【００７７】
ステップＳ１１５では、情報収集端末１０８は要求先の無線基地局１０７（ＢＳ０００００９）から送信される情報、すなわち自局に割り当てられたネットワークアドレス及び接続可能な他の情報収集端末１０８の情報を取得する。
以上のような制御を行うことにより、情報収集端末１０８が無線基地局１０７に接続を要求する際に、受信強度とチャネル使用度の観点から最適な無線基地局を選択して接続要求を行うことができる。
【００７８】
（第５の実施の形態）
本発明の環境モニタリングシステムの１つの実施の形態について図１４，図１５及び図１９を参照して説明する。この形態は請求項５に相当する。図１４は中継系制御信号の検出結果の判別例を示す模式図である。図１５はシステムの制御例を示すフローチャートである。図１９は中継系制御信号の検出例を示すグラフである。
【００７９】
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。勿論、他の実施の形態と組み合わせることも可能である。システムの基本的な構成や動作については第１の実施の形態と同様であるので、変更された部分のみについて説明する。
この形態では、新たな無線基地局１０７がこのシステムの通信網に参加し、他の無線基地局１０７との接続を確立する段階において、受信強度と既に接続されている他の無線基地局１０７の数に基づいて最適な他の無線基地局を選択して接続するように制御する。
【００８０】
すなわち、図１５に示すような制御を実施する。図１５に示す処理の内容について以下に説明する。
ステップＳ１４１では、通信網に新たに参加しようとする無線基地局１０７は、既に参加している他の全ての無線基地局１０７が中継用の無線チャネルを用いて定期的に送信する基地局間通信用の制御信号の受信を試みて、受信強度などを測定しながら、受信可能な無線基地局１０７を検索する。
【００８１】
この検索の結果、図１４に示すように制御信号毎に無線基地局のＩＦアドレスと、無線チャネルと、受信強度と、接続既知局数とを関連付けた情報が得られる。この例では、各無線基地局１０７が２つの中継用の無線チャネルを備えているので、基地局毎に２つの信号が検出される。
ステップＳ１４２では、Ｓ１４１で得られた結果の中で、受信強度が予め定めた閾値以上のものを選択する。例えば図１４において、ハッチングを施した部分は受信強度が閾値以上の信号を表している。
【００８２】
ステップＳ１４３では、受信強度が閾値以上の信号を送信した無線基地局１０７の中で、接続基地局数が最小の基地局の１つの信号を選択する。図１４の例では、ＩＦアドレスが（ＢＳ０００００２）の無線基地局１０７の無線チャネルＣＨ（Ｃ）の信号が選択されている。
ステップＳ１４４では、通信網に新たに参加しようとする無線基地局１０７は、Ｓ１４３で選択された接続先の無線基地局１０７に対して、ネットワークに対する接続要求を行う。
【００８３】
ネットワークに対する接続要求を受けた無線基地局１０７は、要求元の無線基地局１０７のネットワークインタフェースアドレスが管理サーバ１０４の基地局情報ＤＢ１０３に登録されているかどうかを、管理サーバ１０４に対して問い合わせる（Ｓ１４５）。
この場合、管理サーバ１０４は接続要求した無線基地局１０７のネットワークインタフェースのアドレスが登録されていれば、新たなネットワークアドレスを割り当て、ネットワークインタフェースのアドレスと、ネットワークアドレスと接続位置とを互いに関連付けて基地局情報ＤＢ１０３に保存し、ネットワークトポロジ（接続形態）の記録を更新する。更に、管理サーバ１０４は接続を要求された無線基地局１０７に対して、ネットワークアドレスの配布命令を送信する（Ｓ１４６）。
【００８４】
Ｓ１４４で接続を要求された無線基地局１０７は、管理サーバ１０４からのネットワークアドレスの配布命令に従い、接続要求元の無線基地局１０７に対して、ネットワーク接続の許可と、ネットワークアドレス及びネットワーク内の端末情報を送信する。要求元の無線基地局１０７は、接続先の無線基地局１０７から受信した情報に従い、自局に割り当てられたネットワークアドレスを取得し、他の全ての無線基地局１０７に対して自局の基地局情報をブロードキャストで送信する（Ｓ１４７）。
【００８５】
他の各無線基地局１０７は、要求元の無線基地局１０７からブロードキャスト送信された情報を受信すると、その情報に従って、新たに加わった無線基地局１０７の情報を各局のルーティング情報ＤＢ２０８に保存し、その内容を更新する。
以上のように制御することにより、新たな無線基地局１０７を接続してエリア拡大を図る際に、受信強度とチャネル使用度の観点から最適な無線基地局を選択して接続を行うことができる。
【００８６】
（第６の実施の形態）
本発明の環境モニタリングシステムの１つの実施の形態について図１６を参照して説明する。この形態は請求項６に相当する。図１６は無線基地局の制御例を示すブロック図である。
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。勿論、他の実施の形態と組み合わせることも可能である。システムの基本的な構成や動作については第１の実施の形態と同様であるので、変更された部分のみについて説明する。
【００８７】
この形態では、ネットワークカメラ１０９及び情報収集端末１０８からの複数の通信フレームを同時に受信し、所定の処理を行ってから他の無線基地局１０７や管理サーバ１０４に送信する場合に、ネットワークカメラ１０９からの映像や情報収集端末１０８からの音声情報の通信フレームを優先的に処理するようにパケットのスケジューリングを行うように制御する。これにより、リアルタイム性の高い映像や音声信号の品質を改善することができる。
【００８８】
この形態では、各無線基地局１０７に図１６に示すように受信装置１６０１，バッファ１６０２，スケジューラ１６０３及び送信装置１６０４が備わっている。
受信装置１６０１で受信された受信パケットは、バッファ１６０２上に一旦蓄積され、スケジューラ１６０３で処理された後、送信装置１６０４を通って他の無線基地局１０７又は管理サーバ１０４に送信される。
【００８９】
スケジューラ１６０３は、映像や音声のようにリアルタイム性の高い情報を含むパケットを他のパケットに比べて高い優先度を与え、送信処理の順番を入れ替える。
図１６の例では、バッファ１６０２上には受信した順番に従って各パケットＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６，Ｐ７，Ｐ８，Ｐ９，Ｐ１０，・・・が並んでいるが、スケジューラ１６０３上では優先順位によって並び順が変更され、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ７，Ｐ６，Ｐ１０，Ｐ８，Ｐ９，・・・の順で各パケットが並んでいる。つまり、ハッチングを施して示した映像パケットがパケットサイズに応じた一定の間隔で並ぶように配列が変更されている。
【００９０】
送信装置１６０４は、スケジューラ１６０３のスケジューリングに従って、各パケットを送信する。これにより、映像パケットを受け取る側は、一定時間毎に映像パケヅトを再生することができるので、トラヒックの集中による映像の遅延を防ぐことができる。
以上のように、映像や音声のパケットに優先的に処理するようにスケジューリングを行うことにより、様々なメディアの情報を取り扱う環境モニタリングシステムにおいて、映像や音声の通信品質を向上させることができる。
【００９１】
（第７の実施の形態）
本発明の環境モニタリングシステムの１つの実施の形態について図１７及び図１８を参照して説明する。この形態は請求項７に相当する。図１７はシステムの構成例を示すブロック図である。図１８はシステムの動作例を示すフローチャートである。
この形態は、第１の実施の形態の変形例である。勿論、他の実施の形態と組み合わせることも可能である。システムの基本的な構成や動作については第１の実施の形態と同様であるので、変更された部分のみについて説明する。
【００９２】
この形態では、前述の管理サーバ１０４が各情報収集端末１０８及びネットワークカメラ１０９から収集した環境情報を、予め登録されたユーザに提供するための装置が追加されている。
図１７を参照すると、このシステムには情報公開サーバ１７０１，環境情報ＤＢ１７０２，ユーザ情報ＤＢ１７０３，ネットワーク１７０４及び情報取得端末１７０５が備わっている。なお、実際には図１に示す要素も備わっているが図１７では記載が省略されている。
【００９３】
環境情報ＤＢ１７０２には、管理サーバ１０４が取得した様々な環境情報が登録されている。情報公開サーバ１７０１は、環境情報ＤＢ１７０２に保持されている環境情報をユーザに提供するための制御を行う。ユーザ情報ＤＢ１７０３は、このシステムからの環境情報の取得を許可されたユーザの情報（ユーザＩＤ，パスワードなど）を保持し管理している。各情報取得端末１７０５は、ユーザが環境情報を閲覧したりダウンロードするために用いる端末であり、例えばパーソナルコンピュータを利用することができる。
【００９４】
ユーザがこのシステムから環境情報を取得する場合には、図１８に示すような手順で処理が実施される。図１８に示す処理について以下に説明する。
ステップＳ１８１では、ユーザの入力操作に従って情報取得端末１７０５が情報公開サーバ１７０１に対してアクセス許可要求を行い、サービスにログインする。
ステップＳ１８２では、情報公開サーバ１７０１はログインの際にユーザが入力したパスワードがユーザ情報ＤＢ１７０３に登録されているものと一致するか否かを調べてユーザ認証を行う。
【００９５】
実際には、情報公開サーバ１７０１は、まずユーザのパスワードに対する判断を行う。次に、各ユーザに固有に割り当てた暗号鍵で暗号化したユーザ情報の一部を情報取得端末１７０５から情報公開サーバ１７０１に対して送信させ、その暗号鍵およびユーザ情報がユーザ情報ＤＢ１７０３の登録内容と一致しているかどうか判断する。
ステップＳ１８３では、情報公開サーバ１７０１は、ユーザ認証の完了した情報取得端末１７０５に対して、公開することのできる環境情報のメニューを提示する。
【００９６】
ステップＳ１８４では、ユーザの入力操作に従って、情報取得端末１７０５は公開可能な環境情報の中から閲覧する環境情報を選択する。
ステップＳ１８５では、情報公開サーバ１７０１は選択された環境情報の閲覧料金及びダウンロード料金を提示する。
ステップＳ１８６では、情報取得端末１７０５は、ユーザが閲覧料金およびダウンロード料金を確認した後、電子決済を行う。
【００９７】
ステップＳ１８７では、情報公開サーバ１７０１は電子決済の完了した環境情報を情報取得端末１７０５に提示し、必要に応じて環境情報のダウンロードを許可する。
従って、予め許可されたユーザは、管理サーバ１０４によって収集された環境情報を取得することが可能できる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】無線基地局の構成例を示すブロック図である。
【図３】無線チャネルの割り当て例を示すブロック図である。
【図４】無線チャネルの割り当て処理を示すフローチャートである。
【図５】情報収集端末の構成例を示すブロック図である。
【図６】情報収集端末の接続手順を示すシーケンス図である。
【図７】接続手順で用いる通信フレームの構成例を示す模式図である。
【図８】情報収集端末間でデータを転送する場合の通信手順を示すシーケンス図である。
【図９】暗号化の具体例を示すタイムチャートである。
【図１０】アクセス制御信号の最小通信フレーム構成例を示す模式図である。
【図１１】情報収集端末の制御例を示すフローチャートである。
【図１２】アクセス制御信号の検出例を示すグラフである。
【図１３】アクセス制御信号の検出結果の判別例を示す模式図である。
【図１４】中継系制御信号の検出結果の判別例を示す模式図である。
【図１５】システムの制御例を示すフローチャートである。
【図１６】無線基地局の制御例を示すブロック図である。
【図１７】システムの構成例を示すブロック図である。
【図１８】システムの動作例を示すフローチャートである。
【図１９】中継系制御信号の検出例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９９】
１０１  端末情報ＤＢ
１０２  環境情報ＤＢ
１０３  基地局情報ＤＢ
１０４  管理サーバ
１０５  環境情報表示装置
１０６  公衆網
１０７  無線基地局
１０８  情報収集端末
１０９  ネットワークカメラ
２０１  中継用アンテナ
２０２  アクセス用アンテナ
２０３  中継用送受信機
２０４  アクセス用送受信機
２０５  ルーティング制御装置
２０６  チャネル制御装置
２０７  電源供給装置
２０８  ルーティング情報ＤＢ
２０９  端末情報ＤＢ
２１０  チャネル情報ＤＢ
２１１  接続端子
５０１  中央処理装置
５０２  音声入力装置
５０３  テキスト入力装置
５０４  画像映像入力装置
５０５  環境情報センサ
５０６  情報表示装置
５０７  情報記憶装置
５０８  位置情報取得装置
５０９  無線送受信装置
５１０  送受信アンテナ
５１１  端末制御ソフトウェア
１６０１  受信装置
１６０２  バッファ
１６０３  スケジューラ
１６０４  送信装置
１７０１  情報公開サーバ
１７０２  環境情報ＤＢ
１７０３  ユーザ情報ＤＢ
１７０４  ネットワーク
１７０５  情報取得端末
【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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【図１３】
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【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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