(57)【要約】【課題】  プログラムを協働して実行する複数のノードがグループとして機能する時間の短縮を抑えることである。【解決手段】  グループＧ１に属する７つのセンサノード１〜７は、プログラムに記述されたグループルールに則って、状態遷移を行うタイミングを制御する。すなわち、プログラムには、１分間の活動状態と９分間の休止状態とを一周期としてグループ内のノードに状態遷移を行わせるというグループルールが記述されている。各々のセンサノード１〜７は、周期的に確保される活動状態時間内に、外気温の測定、測定結果の授受、及び平均気温の算出を行う。センサノード１〜７は、同時間帯に活動状態にあるので、通信不能に伴う電力浪費は無く、グループ機能の時間短縮は抑制される。【選択図】  図３
2005136621.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードであって、
プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御手段と、
前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知手段と、
前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信手段と、
前記検知手段による検知結果と、前記受信手段により受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出手段と
を備えることを特徴とするノード。
【請求項２】
複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードであって、
プログラムにより予め規定された前記ノード独自のタイミングで、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を自律的に行う制御手段と、
前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知手段と、
前記検知手段による検知結果を保持する保持手段と、
前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードに対して、前記保持手段に保持された前記検知結果を送信する送信手段と
を備えることを特徴とするノード。
【請求項３】
複数のノードの状態遷移に関して相互に異なるルールを適用可能な複数のグループに属するノードであって、
プログラムにより規定された前記複数のグループのルールと、活動時間が合致する様に、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを自律的に制御する制御手段と、
前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信手段と、
前記検知手段による検知結果と、前記受信手段により受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出手段と
を備えることを特徴とするノード。
【請求項４】
複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードと、前記グループに属する他のノードとから構成されるノード管理システムであって、
前記ノードは、
プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御手段と、
前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知手段と、
前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信手段と、
前記検知手段による検知結果と、前記受信手段により受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出手段と
を備えることを特徴とするノード管理システム。
【請求項５】
複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードに対して、
プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御処理と、
前記制御処理による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知処理と、
前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信処理と、
前記検知処理による検知結果と、前記受信処理により受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出処理と
を実行させることを特徴とするノード管理プログラム。
【請求項６】
複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードが、
プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御ステップと、
前記制御ステップにおける制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知ステップと、
前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信ステップと、
前記検知ステップにおける検知結果と、前記受信ステップにて受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出ステップと
を含むことを特徴とするノード管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、グループに属するノードに対する状態遷移のスケジューリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、通信機能を有する複数のノードをネットワークに接続することにより構成されるグループが存在する。グループに属する各ノードは、複数のノード間において機能や目的を共有するプログラムを実行することができる。例えば、図１（ａ）に示す様に、通信を行うノードＡ，Ｂの電力が充分である場合には、双方のノードは共に活動状態にあるため、通信は可能である。ところが、図１（ｂ）に示す様に、プログラムの実行中に、グループ内のノードＢが保持電力を全て使用した結果、計算機としての機能が停止した場合には、ノードＡ，Ｂ間の通信は不能となる。このため、プログラムの処理は中断してしまう。
【０００３】
この様な事態を未然に回避するためには、個々のノードの消費電力を極力低減することが望ましい。例えば、カリフォルニア大学バークレー校にて研究されている小型ノード“Ｓｍａｒｔ  Ｄｕｓｔ”、あるいは、この様なノードを対象とするオペレーティングシステム“ＴｉｎｙＯＳ”においては、電力消費を抑える工夫としてイベント起動型の電力管理を実現している。ＴｉｎｙＯＳが動作するノードは、省電力の休止状態を通常状態とし、センサ等からの外部信号を契機として活動を再開する。
【０００４】
また、パケットルーティングに関しても、パケット転送に必要な電力を抑制するための研究が為されている。例えば、ＩＥＴＦ（Internet Engineering Task Force）のＭＡＮＥＴ  ＷＧでは、グループ内の各ノードが、ルーティングを自律的に行うと共に、活動時間を長くするための様々な手法が提案されている（非特許文献１参照。）。例えば、経路選択装置が、各ノードの電力残量を基に、電力消費が最小となるパケット転送経路を選択することで、各ノードの活動時間を伸ばす技術が提案されている。
【非特許文献１】Joseph Macker，Scott Corson、他３名、“Mobile Ad-hoc Networks (manet)”、Internet-Drafts，Request For Comments、[online]、2003年10月20日、IETF MANET Working Group、［平成15年10月22日検索］、インターネット＜URL：http://www.ietf.org/html.charters/manet-charter.html＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術は何れも、グループ内の各ノードを個別に省電力化することを目的とするものであり、ノードが一旦電力を消尽した場合に起きるノードの停止を想定したものではない。すなわち、“Ｓｍａｒｔ  Ｄｕｓｔ”や“ＴｉｎｙＯＳ”における電力管理では、個々のノードが、自ノードの状態のみを判断要素として、休止状態（省電力状態）と活動状態（通常の動作が可能な状態）との切替えを行う。このため、各ノードは、通信先ノードの停止を意識することはない。また、“ＭＡＮＥＴ”に関しても、グループによるプログラムの実行が考慮されたものではなく、グループ内の任意のノードが電力を消尽したことに起因する処理の中断は、依然として懸念される。
【０００６】
かかる懸念は、ノードが電力不足となり停止状態（動作不能な状態）となった場合のみならず、ノードが充分な電力をもつにも関わらず電力管理機能により休止状態に移行した場合（図２参照）にも生じ得る。但し、ノードが充分な電力をもつにも関わらず休止状態となった場合には、プログラムの終了が期待できる。ところが、この場合でも、プログラムの終了及び再実行に伴う電力消費により、複数のノードがグループとして機能する時間は短くなってしまう。
【０００７】
上記問題点に鑑みて、本発明の課題は、プログラムを協働して実行する複数のノードがグループとして機能する時間の短縮を抑えることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係るノードは、複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードであって、プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御手段と、前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象（例えば、気温、照度、気圧など）を検知する検知手段と、前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信手段と、前記検知手段による検知結果と、前記受信手段により受信された検知結果とを使用して、所定のデータ（例えば、平均気温、平均照度、平均気圧など）を算出する算出手段とを備える。
【０００９】
本発明に係るノードは、同様の特徴を有する別のノードと共に、システムを構成することもできる。すなわち、本発明に係るノード管理システムは、複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードと、前記グループに属する他のノードとから構成されるノード管理システムであって、前記ノードは、プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御手段と、前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知手段と、前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信手段と、前記検知手段による検知結果と、前記受信手段により受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出手段とを備える。
【００１０】
本発明に係るノード管理プログラムは、複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードに対して、プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御処理と、前記制御処理による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知処理と、前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信処理と、前記検知処理による検知結果と、前記受信処理により受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出処理とを実行させる。
【００１１】
本発明に係るノード管理方法は、複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードが、プログラムにより規定された前記グループのルールに従って、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを制御する制御ステップと、前記制御ステップにおける制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知ステップと、前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信ステップと、前記検知ステップにおける検知結果と、前記受信ステップにて受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出ステップとを含む。
【００１２】
ここで、ノードとは、同様の機能を有する別のノードと連携してグループの目的を達成するために、所定のルールに従って処理を実行する装置であれば足り、その用途や処理内容を限定するものではない。ノードは、例えば、計算機などの情報処理装置、あるいは、通信制御装置である。
【００１３】
これらの発明によれば、グループに属する各ノードは、プログラムに規定されたルールに従って、状態遷移のタイミングを制御する。これにより、ノード間における活動状態と休止状態との同期が実現される。ここで、グループ単位のルールとしての状態遷移タイミングは、同一のグループに属する複数のノード間で情報が交換され、この情報を基にして決定される。また、状態遷移とは、活動状態から休止状態、若しくは、休止状態から活動状態への遷移である。複数のノードは、検知結果からデータを算出するためのプログラムを協働して実行するが、上述した同期制御により、休止状態にあるノードに対する信号送信、及び、当該ノードからの応答信号の待機は無くなり、プログラムの処理中断は回避される。これにより、グループにおける電力の浪費は低減され、その結果、複数のノードがグループとして機能する時間の短縮は抑制される。
【００１４】
なお、上記プログラムには、所定のルールに従った協働及び状態遷移同期を各ノードに対して指示する内容の命令が記述されている。各ノードは、当該命令に応じて、相互に情報を交換することでルールを決定する。あるいは、マスタノードが、当該命令に応じて、スケジューリングに必要な情報を収集してルールを決定し、決定されたルールを他のノードに配布する。
【００１５】
また、本発明に係るノードは、複数のノードから構成されるグループの状態遷移に関するルールを適用可能なノードであって、プログラムにより予め規定された前記ノード独自のタイミングで、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を自律的に行う制御手段と、前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、所定の検知対象を検知する検知手段と、前記検知手段による検知結果を保持する保持手段と、前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある前記グループ内の他のノードに対して、前記保持手段に保持された前記検知結果を送信する送信手段とを備える。
【００１６】
グループを構成する複数のノードは、処理能力や実行すべき処理量が均一でないこともある。例えば、特定のノードが特異なデバイスを具備する、グループ内にサーバ装置を設ける、などの理由により、処理能力はノード毎に異なり得る。また、特有の機能を有するノードは、処理量も増大するし、他のノードや他のグループから処理を依頼されることもある。このため、処理量もノード毎に異なり得る。
【００１７】
本発明は、特定のノードが個別に実行すべき処理があることによって、同一グループ内の他のノードとの活動時間を完全に一致させることができない場合、あるいは、一致させると無駄な電力を消費する場合に好適である。すなわち、この様な場合に、本発明に係るノードが、独自の活動状態時間内に蓄積した検知結果を、他のノードの活動状態時間内に提供することで、グループの電力浪費を抑制しつつ、検出結果を使用したグループの機能目的（例えば、データの算出）を達成することができる。その結果、プログラムを協働して実行する複数のノードがグループとして機能する時間の短縮を抑えることが可能となる。
【００１８】
更に、本発明に係るノードは、複数のノードの状態遷移に関して相互に異なるルールを適用可能な複数のグループに属するノードであって、プログラムにより規定された前記複数のグループのルールと、活動時間が合致する様に、活動状態から休止状態、又は、休止状態から活動状態への状態遷移を行うタイミングを自律的に制御する制御手段と、前記制御手段による制御の結果として前記ノードが活動状態にある時間内に、同時間内に活動状態にある他のノードから、当該他のノードによる検知結果を受信する受信手段と、前記検知手段による検知結果と、前記受信手段により受信された検知結果とを使用して、所定のデータを算出する算出手段とを備える。
【００１９】
本発明は、異なる機能を有する複数のグループに同時に属するノードが存在する結果、各グループを構成する複数のノード間に状態遷移タイミングの相違が生じた場合に、特に好適である。すなわち、かかる場合には、何れか一方のグループの活動状態に上記ノードの活動状態を合わせるだけでは、他方のグループの活動状態時に当該ノードが休止状態となり、プログラムに係る処理が中断する可能性がある。そこで、本発明に係るノードは、双方のグループにおける全ての活動状態時が、当該ノードの活動状態時となる様に、状態遷移タイミングの制御を自律的に行う。これにより、本発明に係るノードは、自ノードの属する複数のグループの機能目的を達成するために、プログラムに従った各種処理を実行することができる。
【００２０】
また、本発明に係るノードは、機能の特異性から、１つのグループのみに属する他のノードと比較して処理量が多く、消費電力も大きいことが予想される。しかし、該ノードは、処理の実行を中断させないために必要な最小限度の時間を活動状態時間として確保するので、休止時間を長くとることができ、無駄な電力を消費しない。したがって、かかるノードの電力消費量を抑えて動作時間を長くすることは、グループ全体が機能する時間の短縮を抑えるために有効である。このため、本発明によれば、プログラムを協働して実行する複数のノードがグループとして機能する時間の短縮を抑えることが可能となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、プログラムを協働して実行する複数のノードがグループとして機能する時間の短縮を抑えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
（第１の実施形態）
以下、添付図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。
図３は、７台のノードから成るグループＧ１の構成を概念的に示す図である。図３に示す様に、グループＧ１は、各ノード１〜７が、通信回線又は他のノードを介して相互に接続されることにより構成される。グループＧ１は、ノード１〜７が所定のプログラムを協働して実行することで、目的の機能を実現する。プログラムはユーザにより投入され、これに含まれる複数のモジュールが、ノード１〜７の何れかのノードで実行される。
【００２３】
続いて、図４を参照しながら、ノード１の機能的構成について説明する。図４に示すように、グループＧ１に属するノード１は、周期設定部１１と、状態制御部１２（制御手段に対応）と、気温測定部１３（検知手段に対応）と、測定結果保持部１４（保持手段に対応）と、測定結果通信部１５（受信手段、送信手段に対応）と、平均気温算出部１６（算出手段に対応）と、平均気温格納部１７とを備える。
【００２４】
周期設定部１１には、グループの機能（本実施の形態では平均気温の算出）を実現するためのプログラム１１ａに記述されている状態遷移のタイミングが設定される。周期が１０分間である場合には、活動状態時間と休止状態時間との内訳は、例えば１分間と９分間である。この場合、ノード１は、活動状態を１分間継続した時点で休止状態に移行し、この休止状態を９分間継続した時点で再び活動状態に移行する。本実施の形態では、プログラム１１ａには、ノード１〜７に共通のグループルールが規定されているものとするが、ノード独自のルール（状態遷移タイミングや周期）を予め設定することもできる。
【００２５】
状態制御部１２は、周期設定部１１に設定されている状態遷移タイミングに従って、ノード１の状態を切替え制御する。ノード１は、活動状態にある場合には、プログラム１１ａに則って動作するが、この場合には、動作時間に応じた電力が消費される。これに対して、ノード１が休止状態にある場合には、電力消費量が低減される反面、外部データの受信を含み、プログラム１１ａに則った動作は一時的に停止する。したがって、グループＧ１の省電力を実現するためには、ノード１の実動時間を活動状態時間帯に集中させることで、休止状態にある時間を極力長くとることが好ましい。
【００２６】
気温測定部１３は、温度センサにより構成される。気温測定部１３は、状態制御部１２によりノード１が活動状態に制御されている時間に、ノード１近傍の気温を測定し、その値を測定結果保持部１４に出力する。
測定結果保持部１４は、気温測定部１３による気温の測定結果を保持する。所定時の測定結果が保持された後に、別の測定結果が新たに入力された場合には、測定結果保持部１４は、気温測定結果をその測定時と対応付けて、履歴的に蓄積することも可能である。
【００２７】
測定結果通信部１５は、測定結果保持部１４に保持された気温測定結果を、グループＧ１内の別ノード２，３からの要求に応じて、要求元のノード宛に回線経由で送信する。また、測定結果通信部１５は、ノード２，３から送信された気温測定結果を回線経由で受信して、後段の平均気温算出部１６に出力する。測定結果の送受信処理は、ノード１と該ノードの通信相手であるノード２，３とが共に活動状態にある時間内に実行される。なお、測定結果通信部１５の受信する気温測定結果には、ノード２，３による測定結果に限らず、ノード２，３を介して受信された更に別のノード４〜７による測定結果を含む。
【００２８】
平均気温算出部１６は、測定結果保持部１４に保持されているノード１の気温測定結果と、測定結果通信部１５経由で取得された他のノード２〜７の気温測定結果とを基に、これらの平均値を算出する。平均気温算出部１６は、当該算出結果を、グループＧ１の平均気温として、平均気温格納部１７に出力する。
平均気温格納部１７は、平均気温算出部１６による平均気温の算出結果を保持する。所定時の算出結果が保持された後に、別の算出結果が新たに入力された場合には、平均気温格納部１７は、平均気温の算出結果を気温測定時と対応付けて、履歴的に蓄積することもできる。
【００２９】
ノード２〜７の構成に関しては、上述したノード１の構成と同一である。したがって、その説明及び図示は省略すると共に、共通する構成要素には、末尾の数字が同一の符号を付す。すなわち、本実施の形態では、グループＧ１を構成する全てのノード１〜７が、気温測定部１３〜７３としての温度センサを備える。以下、必要に応じて、温度測定機能を有するノードを特に「センサノード」と記すことで、かかる機能を有さないノードと区別する。センサノード１〜７は、温度センサによる気温の測定結果から、グループＧ１における平均気温を算出する。平均気温の算出は、上記目的の機能に相当する。ノード１〜７は、かかる機能を実現すべく、同時かつ等時間間隔で気温情報を取得し、これらの情報をノード間で交換する。
【００３０】
ノード１〜７は、プログラム１１ａ〜７１ａにそれぞれ記述された周期で処理を実行する。例えば、活動状態の１分間と休止状態の９分間とを一周期とする場合には、ノード１〜７が活動状態にある１分の間にセンサが周囲の気温を測定する。１分間における気温測定のタイミング及び回数は任意に設定可能であるが、例えば、１０秒間隔で５回の気温測定を行い、これらの平均値をノードの測定結果として使用してもよい。
【００３１】
ノード１〜７は、周期設定部１１〜７１により、自ノードが処理すべきプログラム又は処理履歴を保持し、これらを解析することで、活動時間及び休止時間を自己の動作パターンとして決定する。ノード１〜７は、決定された個々の動作パターンを示す情報を回線経由で交換し合い、これらの情報を基に、グループＧ１のルールとしての状態遷移動作を決定する。状態遷移動作は、上記想定では、活動状態時間が１分間、休止状態時間が９分間であり、状態遷移のタイミングはノード間で同一である。
【００３２】
ここで、上記グループＧ１のルールに関して、上述した様に、全てのノード１〜７が同時かつ等間隔でプログラムに基づいてセンシングを行う場合には、当該ルールに従った動作は容易に実現される。しかし、プログラムにおいて、ノード個々の処理が同期する様に記述されていない場合には、グループルールとして以下の例も考えられる。第一に、優先順位の高いノードのセンシング時点を基準として、他のノードのセンシング時点をずらす。第二に、ノード間で同期できない処理がある場合には、当該処理を、センシング行程と通信行程とに分割し、少なくとも他ノードと協働すべき行程に関してのみ、同期をとるようにグループ内で調整を図る。
【００３３】
ノード１〜７は、プログラム１１ａ〜７１ａにより規定されている自ノードの動作パターンと、グループのルールとを満たす様に、センシング及び通信を開始するタイミングとその時間間隔とを決定する。このとき、グループルールを決定するノード（以下、「コーディネータノード」と記す。）が存在すると、ルールの決定が円滑に進む。コーディネータとして機能するノードは、図５（ａ）に示すノード１の様にグループ内部に設置してもよいし、図５（ｂ）に示すノード１０の様にグループの外部に設置してもよい。更に、コーディネータノードをグループ内に設置する場合においては、例えば、ノードＩＤ“００”〜“０３”の昇順に可変的に設置することもできる。
【００３４】
活動状態時間と休止状態時間、及びその遷移タイミングが、グループＧ１のルールとして決定された後、各ノード１〜７は、状態制御部１２〜７２により、当該ルールに則って、活動状態と休止状態との切替えを自律的に制御する。図６は、かかる制御によって、グループＧ１内の全てのノード１〜７が活動状態にある様子を示す図である。各ノード１〜７は、活動状態時間（１分間）の開始時になると、一斉に処理を開始する。すなわち、ノード１〜７は、気温測定部１３〜７３による気温測定処理、測定結果通信部１５〜７５による測定結果の送受信処理、及び、平均気温算出部１６〜７６による平均気温の算出・保存処理を実行する。実行に際しては、図６に示す様に、プログラム１１ａ〜７１ａに規定されたルールにより、通信相手が活動状態にあることが保証されているので、各ノード１〜７の処理は滞り無く完了する。
【００３５】
一方、活動状態時間である１分間が経過した後には、ノード１〜７は、休止状態に一斉に遷移する。全ノード１〜７が休止状態にあるグループの様子を図７に示す。このように、各ノード１〜７が休止状態にある間は、通信相手のノードも休止状態にあるので、測定結果の送受信は無意味であり、その結果、気温の測定及び平均気温の算出を行う必要も無い。これにより、グループＧ１における電力消費は抑止される。
【００３６】
平均気温の算出方法は、その算出主体の相違から以下の三種類の方法に大別される。第１の方法は、グループＧ１内の全てのノード１〜７が、他の全てのノードの気温測定結果を受信できる様に測定結果を流通させ、個々のノードで平均気温を算出する方法である。簡単の為、４つのノード１〜４に本方法を適用したグループの様子を図８（ａ）に示す。図８（ａ）において、“Ａｖｅ．”が付記されたノードは、平均気温を算出するノードであることを示す。かかる方法では、全てのノード１〜４において共有された測定結果を基に、各ノード１〜４が全く同一の処理を並行して実行するため、グループルールの遵守は容易である。
【００３７】
これに対して、第２の方法は、図８（ｂ）に示す様に、グループ内にマスタノードを設定する方法である。かかる方法では、マスタノード１が、同一のグループに属する他のノード２〜４で測定された気温情報を集約した後、自ノードにおける測定結果を反映させた平均気温を算出する。このため、マスタノードとして機能するノードが常に一定である場合に、当該ノードの処理量が他のノードの処理量と比較して突出してしまう。
【００３８】
そこで、第３の方法として、処理の重複を回避しながら各ノードの処理量を均一にすべく、図９に示す様に、マスタノードを適宜変更する方法も有効である。これにより、平均気温の算出処理が複数のノード間で持ち回りとなり、特定のノードに対する処理の集中は緩和される。マスタノードを変更するタイミングは、例えば、平均気温の算出処理終了毎であるが、所定時間の経過毎、所定量の処理実行毎など、処理負荷が特定のノードに集中しない範囲で任意である。
【００３９】
上述した第１〜第３の方法に関して、長所、短所、適したグループの特性を纏めると以下のようになる。
第１の方法の長所
・各ノードは、他ノードの状態に関わらず、算出された平均気温を自由に扱うことができる。
・各ノードの処理量は均一となり、負荷分散が実現される。
第１の方法の短所
・同一の平均気温算出結果がグループ内に重複して存在することになり、情報の格納効率が悪い。
・グループ内の全てのノードに、充分な格納領域が要求される。
第１の方法が適したグループ特性
・機能や処理能力がノード間で均一であり、ノード間の通信が不安定なグループ。
【００４０】
第２の方法の長所
・気温測定結果の送信先、平均気温の保持主体が一定であり、情報の管理が容易である。
・マスタノード以外のノードは、大容量の格納領域を必要としない。
第２の方法の短所
・マスタノードが停止すると、何れのノードにおいても平均気温を算出できなくなる。
・データ処理量や電力消費量がマスタノードに集中し、負荷が分散されない。
第２の方法が適したグループ特性
・機能や処理能力の高いノードがグループ内に１つ以上存在し、ノード間の通信が安定したグループ。
【００４１】
第３の方法の長所
・各ノードの処理量は均一であり、かつ、第１の方法ほど多くの処理を要しない。
・全てのノードは、大容量の格納領域を必要としない。
第３の方法の短所
・グループ内のノードが１つでも停止すると、そのノードが算出すべき平均気温を他のノードが扱うことができなくなる。
・マスタノードを変更するタイミング、順序などの制御が必要になる。
第３の方法が適したグループ特性
・機能や処理能力がノード間で均一であり、ノード間の通信が安定したグループ。
【００４２】
以上説明した様に、第１の実施形態におけるグループＧ１によれば、プログラムを基に決定されたグループルールに従って、同一のグループＧ１に属する複数のノード１〜７の状態遷移が同期する様なスケジューリングを行う。これにより、各ノード１〜７が常時同一の状態にあることが保証される。すなわち、各ノード１〜７の通信必要時には、その通信相手ノードも、活動状態すなわち信号の送受信が可能な状態にある。これにより、各ノード１〜７は、通信失敗による電力浪費の懸念を解消する。また、休止状態への移行はグループ単位で行われるため、各グループに属するノードにおいて、不必要に活動状態が継続されることは無い。したがって、各ノード１〜７は、制限された電力リソースを効率的に使用することができ、活動時間、ひいてはグループがその機能を有効に実現可能な時間を延ばすことが可能となる。
【００４３】
上記実施の形態では、ノード１〜７は、グループルールに従って、同一のタイミングで強制的に状態遷移を行うものとした。しかし、各ノード間における処理能力や処理量の差異により、プログラムの進行度合いにばらつきが生じ、必ずしもグループＧ１のルール通りに処理を終了できない場合もある。例えば、平均気温を算出する上述の態様では、測定結果を集約して計算するマスタノード１において、このような事態が起きることが予想される。かかる事態に鑑みて、活動状態から休止状態への遷移を非強制とすることもできる。すなわち、図１０に示す様に、平均気温を算出する特定のノード（同図ではノード１）が活動状態を継続する時間を、他ノードのｔ１からｔ２だけ延長し、（ｔ１＋ｔ２）時間とする。これにより、平均気温を算出するのに必要な時間が確保され、状態遷移に伴う未完処理の発生や処理遅延を未然に防止できる。
【００４４】
なお、休止状態から活動状態への遷移に関しては、全てのノード１〜７が同時に気温を測定する必要があるため、厳格に定められる。したがって、休止状態が延長されることはない。
上述した様に、活動状態から休止状態への遷移タイミングを、必要に応じて緩和することで、グループ内の各ノードにとって過不足のない活動時間を確保することができる。その結果、グループＧ１は、目的の機能を確実に実現しつつ、電力浪費の低減を図ることが可能となる。このように、本発明においては、グループを構成する複数のノードに対して、個別のスケジューリングを行うことも可能である。
【００４５】
（第２の実施形態）
次いで、本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、グループ内の全てのノードは、グループを統括的に制御するプログラムのルールに従って、自ノードの状態切替えを行うものとした。これに対して、第２の実施形態では、グループ内の幾つかのノードは、当該ノードに特有のプログラムによって、独自のタイミングで状態の切替えを行う。かかる態様は、図１１に示す様に、温度測定機能を有するノード２１，２２と、当該機能を有さないノード２３〜２７とが混在するグループＧ２に適用することが好適である。
【００４６】
本実施の形態におけるノード２１，２２は、第１の実施形態において詳述したノード１と要部構成を同一とする。また、ノード２３〜２７の要部構成は、気温測定部を有さない点を除き、ノード１の構成と同一である。したがって、その図示及び説明は省略すると共に、共通する構成要素には末尾の数字が同一の符号を付す。
【００４７】
図１２は、センサノード２１，２２に特有の状態遷移タイミングと、グループルールとして決定された状態遷移タイミングとの対応関係を示す図である。図１２に示す様に、センサノード２１においては、センシングによる気温測定が４分間を一周期として行われる。そして、測定結果保持部２１４に蓄積された気温測定結果は、３周期毎に、温度測定機能をもたない他の全てのノード２３〜２７宛に配信される。つまり、センサノード２１は、自ノード独自のプログラムにより予定された活動状態時間の一部が、グループルールにより規定される活動状態時間と一致する様なタイミングで、状態遷移を自律的に制御する。当該制御の結果一致した活動状態時間をＴ１，Ｔ２に示す。
【００４８】
同様に、センサノード２２においては、センシングによる気温測定が３分周期で行われる。そして、測定結果保持部２２４に蓄積された気温測定結果は、４周期毎に、温度測定機能をもたない他の全てのノード２３〜２７宛に配信される。つまり、センサノード２２は、自ノード独自のプログラムにより予定された活動状態時の一部が、グループルールにより規定される活動状態時と一致（図１２のＴ１，Ｔ２参照）する様なタイミングで、状態遷移を自律的に制御する。
【００４９】
グループルールは、グループ内の非センサノード２３〜２７が活動状態にある時間が、センサノード２１，２２の双方が活動状態にある時間と一致する様に規定される。具体的には、グループルールは、１分間の活動状態と１１分間の休止状態とを規定し、１２分間を１周期とする。したがって、全ての非センサノード２３〜２７は、上記活動時間を利用することにより、センサノード２１，２２が定期的に測定し蓄積した気温の情報を各センサノードから受信することができる。ノード２３〜２７は、温度測定機能をもたないため、他ノードから気温情報を取得しない限り平均気温の算出はできない。しかし、ノード２３〜２７は、センサノード２１，２２に蓄積された気温測定結果を、Ｔ１，Ｔ２の時間帯に纏めて取得することで、信頼性の高い平均気温の測定を可能とする。
【００５０】
以上説明した様に、第２の実施形態におけるグループＧ２によれば、センサノード２１，２２は、周期設定部２１１，２２１に予め有するプログラム２１１ａ，２２１ａに従って、独自の処理内容に即したタイミングで状態遷移を行う。また、センサを有しない他のノード２３〜２７の周期設定部２３１〜２７１には、上記２つのセンサノード２１，２２に共通する活動状態時間を、各ノードの活動状態時間とするグループルールが、プログラムとして設定される。そして、ノード２３〜２７は、このグループルールに則って状態遷移を行う。ノード２３〜２７は、上記活動状態時間内に、センサノード２１，２２に蓄積された気温測定結果を取得する。これにより、グループＧ２に属する全ノード２１〜２７の消費電力を最小限に抑えつつ、気温測定機能をもたないノード２３〜２７においても平均気温の算出を可能とする。その結果、グループＧ２が機能する時間は長くなる。
【００５１】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態では、異なる状態遷移タイミングを有する複数のグループに同時に属するノードの存在を想定する。図１３は、本実施の形態におけるグループＧ３，Ｇ４の構成を概念的に示す図である。図１３に示す様に、グループＧ３は、合計５つのノードから構成される。５つのノードの内訳は、センサノード３１，３７と非センサノード３２，３３，３８である。グループＧ３には、そのグループルールとして、活動時間１分間、休止時間９分間の状態遷移周期が規定されている。一方、グループＧ４は、センサノード３４，３７、及び、非センサノード３５，３６，３８の合計５つのノードから構成される。グループＧ４には、グループルールとして、活動時間１分間、休止時間５分間の状態遷移周期が規定されている。
【００５２】
ここで、本実施の形態におけるノード３１，３４，３７は、第１の実施形態において詳述したセンサノード１と要部構成を同一とする。また、ノード３２，３３，３５，３６，３８の要部構成は、気温測定部を有さない点を除き、センサノード１の構成と同一である。したがって、その図示及び説明は省略すると共に、共通の構成要素には末尾の数字が同一の符号を付す。
【００５３】
センサノード３７とノード３８とは、異なるルールが設定された２つのグループＧ３，Ｇ４の双方に属する。このため、ノード３７，３８は、双方のグループルールに基づく活動状態時間に一致する様に活動状態時間を定めるために、状態遷移のタイミングを自律的に制御する。例えば、図１４に示す様に、グループＧ３のルールとして、１分間の活動状態時間が９分間隔で規定（同図Ｔ３参照）されており、グループＧ４のルールとして、１分間の活動状態時間が５分間隔で規定（同図Ｔ４参照）されている状況を想定する。かかる状況において、ノード３７，３８は、周期設定部３７１，３８１にそれぞれ有するプログラム３７１ａ，３８１ａに従って、状態遷移を行う。すなわち、ノード３７，３８は、Ｔ３，Ｔ４に示す全ての時間を活動時間とする状態遷移を行う。
【００５４】
以上説明した様に、第３の実施形態におけるノード３７，３８によれば、異なる状態遷移タイミングを有するグループに同時に属して、各グループの機能の実現を補助することが可能である。特異なセンサを有するノードが存在する場合には、当該ノードを１つのグループに専属させずに、複数のグループに兼用させることが、通信資源を有効利用する観点から効率的である。特異なセンサとは、例えば、湿度センサ、ガスセンサ、振動センサである。そこで、このような場合には、かかるノード３７，３８を用いて異なるグループＧ３，Ｇ４を構成することで、各グループの省電力性を維持しつつ、双方のグループに上記センサの機能を付加する。その結果、グループＧ３，Ｇ４が機能する時間の短縮は抑制される。なお、ノード３７，３８が属するグループの数は、２に限らず、３以上であっても勿論よい。
【００５５】
ここで、上記第１〜第３の実施形態に記載の態様、及びこれらの変形態様は、それぞれ排他的に適用されるものではなく、複数の態様を組み合わせることも可能である。例えば、第２の実施形態におけるセンサノード２１，２２、あるいは、第３の実施形態におけるノード３７，３８に対して、第１の実施形態の変形態様である活動時間の延長機能を付加してもよい。また、第３の実施形態における非センサノード３８は、第２の実施形態における非センサノード２３〜２７のように、グループＧ３，Ｇ４にそれぞれ属するセンサノード３１，３４が測定後に蓄積した気温情報を一括して受信するものとしてもよい。更に、第３の実施形態におけるグループＧ３，Ｇ４内の全てのノード３１〜３８は、センサノードであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】図１（ａ）は、従来技術において、グループに属する２つのノードが共に活動状態にある場合に通信が可能な様子を示す図である。図１（ｂ）は、グループに属する２つのノードの一方が停止状態にある場合に通信が不能な様子を示す図である。
【図２】従来技術において、グループに属する２つのノードの一方が休止状態にある場合に通信が不能な様子を示す図である。
【図３】第１の実施形態において、複数のノードから成るグループの構成、及びグループルール決定までの手順を説明するための図である。
【図４】第１〜第３の実施形態において、ノードの機能的構成を示すブロック図である。
【図５】図５（ａ）は、第１の実施形態において、コーディネータノードが内部に存在するグループの一例を示す図である。図５（ｂ）は、コーディネータノードが外部に存在するグループの一例を示す図である。
【図６】第１の実施形態において、全てのノードが同時に活動状態にあるグループの様子を概念的に示す図である。
【図７】第１の実施形態において、全てのノードが同時に休止状態にあるグループの様子を概念的に示す図である。
【図８】図８（ａ）は、第１の実施形態において、全ノードが平均気温を算出するグループの一例を示す図である。図８（ｂ）は、特定のノード（マスタノード）が平均気温を算出するグループの一例を示す図である。
【図９】マスタノードが平均気温を算出する態様において、マスタノードが変更される様子を示す図である。
【図１０】第１の実施形態の変形態様において、マスタノードの活動時間を延長した場合の状態遷移タイミングを表す図である。
【図１１】第２の実施形態において、センサノードと非センサノードとが混在するグループの構成を示す図である。
【図１２】第２の実施形態において、センサノード独自の状態遷移タイミングとグループルールとしての状態遷移タイミングとの関係を表すタイミングチャートである。
【図１３】第３の実施形態において、異なるルールが設定された２つのグループ内に同一のノードが存在する様子を示す図である。
【図１４】第３の実施形態において、２つのグループに個別に適用される状態遷移タイミングと、双方のグループに属するノードに適用される状態遷移タイミングとの関係を表すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５７】
１〜７…センサノード、１０…コーディネータノード、１１…周期設定部、１１ａ…プログラム、１２…状態制御部、１３…気温測定部、１４…測定結果保持部、１５…測定結果通信部、１６…平均気温算出部、１７…平均気温格納部、２１，２２…センサノード、２３〜２７…ノード、３１，３４，３７…センサノード、３２，３３，３５，３６，３８…ノード、Ｇ１〜Ｇ４…グループ
【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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