(57)【要約】【課題】子器の消費電力をさらに低減した無線通信システムを提供する。【解決手段】親器Ａ１と子器Ｂとの間の通信には、子器Ｂ毎に割り当てられた定期通信期間に行われる定期通信と、定期通信時間帯以外で通信データのある子器Ｂが行う不定期通信がある。子器Ｂは、無線通信部２１と、通信時間帯判断部２４と、演算部２６とを備えている。無線通信部２１は親器Ａ１との間で通信を行う。通信時間帯判断部２４は、定期通信時間帯内で自機に割り当てられた定期通信期間を判断するとともに、不定期通信時間帯の開始時間を判断する。演算部２６は、通信時間帯判断部２４で判断された定期通信期間に無線通信部２１による定期通信を行わせるとともに、定期通信時間帯内で上記の定期通信期間以外では無線通信部２１による通信を停止させ、且つ、通信時間帯判断部２４で判断された不定期通信時間帯に、無線通信部２１による不定期通信を行わせる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
親器と、通信順を示す通信番号が割り当てられた複数台の子器とで構成され、
前記親器と前記子器との通信は、前記子器毎に割り当てられた定期通信期間の集合からなる定期通信時間帯での定期通信と、前記定期通信時間帯以外で、通信データのある前記子器が通信を行う不定期通信時間帯での不定期通信とを含み、
前記親器は、前記子器との間で通信を行う第１通信部を備え、
前記子器は、前記親器との間で通信を行う第２通信部と、前記定期通信時間帯内で自機に割り当てられた前記定期通信期間を判断する定期通信期間判断部と、前記不定期通信時間帯の開始時間を判断する不定期通信期間判断部と、前記定期通信期間判断部で判断された前記定期通信期間に前記第２通信部による定期通信を行わせるとともに、前記定期通信時間帯内で前記定期通信期間以外では前記第２通信部による通信を停止させ、且つ、前記不定期通信期間判断部で判断された前記不定期通信時間帯に、前記第２通信部による不定期通信を行わせる通信制御部とを備えたことを特徴とする無線通信システム。
【請求項２】
複数の前記子器には連続する通信番号が割り当てられており、
前記定期通信時間帯において、複数の前記子器は前記通信番号の順番で定期通信を行っており、
前記定期通信期間判断部は、自機に割り当てられた前記通信番号と、前記子器１台当たりの前記定期通信期間とに基づいて、前記定期通信時間帯内で自機に割り当てられた前記定期通信期間を判断することを特徴とする請求項１記載の無線通信システム。
【請求項３】
前記親器は、この親器と通信する前記子器の台数を検出する台数検出部を備え、前記第１通信部は、前記台数検出部で検出された台数を前記子器に送信しており、
前記子器の前記不定期通信期間判断部では、前記定期通信時間帯の開始時間と、前記親器から送信された前記台数と、前記子器１台当たりの前記定期通信期間とに基づいて、前記不定期通信時間帯の開始時間を判断することを特徴とする請求項１又は２の何れか１項に記載の無線通信システム。
【請求項４】
複数の前記子器には連続する通信番号が割り当てられており、
前記不定期通信時間帯において、複数の前記子器は、自機の通信番号に応じた順番で不定期通信を行うことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の無線通信システム。
【請求項５】
前記子器の前記不定期通信期間判断部では、前記不定期通信時間帯の開始時間と、１回の不定期通信に必要な通信時間と、自機に割り当てられた通信番号とに基づいて、前記不定期通信時間帯内で自機が不定期通信を行う不定期通信期間を決定し、前記不定期通信期間が来ると不定期通信を行うことを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【請求項６】
前記子器の前記不定期通信期間判断部では、前記不定期通信時間帯の開始時間と、１回の不定期通信に必要な通信時間とに基づいて、不定期通信を行う不定期通信期間の開始時間を求め、前記不定期通信期間の開始時間から実際に通信を開始するまでの送信待ち時間を自機の通信番号に応じて決定し、
前記第２通信部は、前記開始時間から前記送信待ち時間が経過したタイミングでキャリアセンスを行って、衝突検知がなければ不定期通信を行うことを特徴とする請求項４記載の無線通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ネットワークに接続された親器と、複数台の子器とで構成される無線通信システムがあった（例えば特許文献１参照）。この無線通信システムでは、子器は、親器との間で無線通信を行い、親器を介してネットワークに接続されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８６７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献に記載された無線通信システムの子器は電池を電源として動作するものであり、受信回路の消費電力を低減したいという課題がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、子器の消費電力をさらに低減した無線通信システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本願の無線通信システムは、親器と、通信順を示す通信番号が割り当てられた複数台の子器とで構成される。親器と子器との通信は、子器毎に割り当てられた定期通信期間の集合からなる定期通信時間帯での定期通信と、定期通信時間帯以外で、通信データのある子器がキャリアセンスを行い、衝突検知がなければ通信を行う不定期通信時間帯での不定期通信とを含む。親器は、子器との間で通信を行う第１通信部を備える。子器は、第２通信部と、定期通信期間判断部と、不定期通信期間判断部と、通信制御部とを備える。第２通信部は親器との間で通信を行う。定期通信期間判断部は、定期通信時間帯内で自機に割り当てられた定期通信期間を判断する。不定期通信期間判断部は、不定期通信時間帯の開始時間を判断する。通信制御部は、定期通信期間判断部で判断された定期通信期間に第２通信部による定期通信を行わせるとともに、定期通信時間帯内で定期通信期間以外では第２通信部による通信を停止させ、且つ、不定期通信期間判断部で判断された不定期通信時間帯に、第２通信部による不定期通信を行わせる。
【０００７】
この無線通信システムにおいて、複数の子器には連続する通信番号が割り当てられ、定期通信時間帯において、複数の子器は通信番号の順番で定期通信を行うことも好ましい。定期通信期間判断部は、自機に割り当てられた通信番号と、子器１台当たりの定期通信期間とに基づいて、定期通信時間帯内で自機に割り当てられた定期通信期間を判断する。
【０００８】
この無線通信システムにおいて、親器は、この親器と通信する子器の台数を検出する台数検出部を備え、第１通信部は、台数検出部で検出された台数を子器に送信している。そして、子器の不定期通信期間判断部では、定期通信時間帯の開始時間と、親器から送信された台数と、子器１台当たりの定期通信期間とに基づいて、不定期通信時間帯の開始時間を判断することも好ましい。
【０００９】
この無線通信システムにおいて、複数の子器には連続する通信番号が割り当てられており、不定期通信時間帯において、複数の子器は、自機の通信番号に応じた順番で不定期通信を行うことも好ましい。
【００１０】
この無線通信システムにおいて、子器の不定期通信期間判断部では、不定期通信時間帯の開始時間と、１回の不定期通信に必要な通信時間と、自機に割り当てられた通信番号とに基づいて、不定期通信時間帯内で自機が不定期通信を行う不定期通信期間を決定し、不定期通信期間が来ると不定期通信を行うことも好ましい。
【００１１】
この無線通信システムにおいて、以下の構成を追加して備えることも好ましい。子器の不定期通信期間判断部では、不定期通信時間帯の開始時間と、１回の不定期通信に必要な通信時間とに基づいて、不定期通信を行う不定期通信期間の開始時間を求め、不定期通信期間の開始時間から実際に通信を開始するまでの送信待ち時間を自機の通信番号に応じて決定する。第２通信部は、開始時間から送信待ち時間が経過したタイミングでキャリアセンスを行って、衝突検知がなければ不定期通信を行う。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、子器の消費電力をさらに低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施形態の無線通信システムのシステム構成図である。
【図２】同上を適用した管理システムの概略図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は同上の通信動作を説明するタイムチャートである。
【図４】同上の初期設定動作を説明するフロー図である。
【図５】同上の定期通信動作を説明するフロー図である。
【図６】同上の不定期通信動作を説明するフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本願の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図２は、本実施形態の無線通信システムを、放牧中の家畜（例えば牛など）の飼育状態を無線通信により収集し、管理する管理システムに適用した例を示している。
【００１６】
この無線通信システムは親器Ａ１と複数台（例えば最大１００台）の子器Ｂ１…Ｂ１００とで構成される。尚、本実施形態では子器Ｂ１…Ｂ１００の台数を最大１００台としているが、子器の台数は１００台に限定されるものではなく、使用用途などに応じて台数を増減してもよい。また、以下の説明において子器の全般的な説明を行う場合は子器Ｂと表記し、個々の子器について説明する場合は子器Ｂ１、子器Ｂ２…子器Ｂ１００と表記する。
【００１７】
子器Ｂは、例えば家畜Ｃの首にぶら下げるなどして家畜Ｃに装着され、この家畜Ｃの飼育データをセンサにより収集し、収集した飼育データを定期的に親器Ａ１へ送信する。
【００１８】
親器Ａ１は、家畜Ｃが放牧される放牧地に設置されており、通信可能範囲にある複数台の子器Ｂとの間で無線通信を行い、各子器Ｂから送信された飼育データを蓄積する。尚、図２では親器Ａ１が１台しか図示されていないが、家畜Ｃの移動範囲が、親器Ａ１の通信可能範囲よりも広い場合は、家畜Ｃの移動範囲をカバーできるように中継器を１乃至複数台設置し、中継器にてホッピングしてもよい。
【００１９】
次に、親器Ａ１及び子器Ｂの構成を図１のブロック図を参照して説明する。
【００２０】
親器Ａ１は、第１通信部たる無線通信部１１と、計時部１２と、記憶部１３と、演算部１４とを主要な構成として備えている。
【００２１】
無線通信部１１は、例えば特定小電力無線モジュールからなり、複数台の子器Ｂとの間で無線通信を行う。
【００２２】
計時部１２は現在の時刻を計時しており、計時部１２で計時された時刻が、各子器Ｂを連動して動作させる基準の時刻（システム時刻）となる。
【００２３】
記憶部１３は、例えば電源がバックアップされたＲＡＭや書き換え可能な不揮発性のメモリで構成されている。記憶部１３は、自機の通信可能範囲にあり、自機と通信を行う子機Ｂに割り当てられている識別番号（例えばプライベートアドレスやＭＡＣアドレスなど）や、各子器Ｂの通信順を示す通信番号や、各子器Ｂからの送信データ（例えば飼育データなど）を記憶する。記憶部１３としては、一定期間分の飼育データを記憶できる容量のものが使用されており、空き容量が少なくなると、古い飼育データに上書きして新しい飼育データを記憶できるようになっている。
【００２４】
演算部１４は例えばＣＰＵからなり、親器Ａ１の全体的な制御を行う。また演算部１４は、無線通信部１１の通信結果をもとに、自機と通信可能な子機Ｂの台数を検出する台数検出部としての機能を備えており、子機Ｂの接続台数を検出すると、無線通信部１１から全ての子器Ｂに送信させる。
【００２５】
親器Ａ１は、上記のような構成を有しており、所定の時間間隔で子器Ｂから送信されたデータを受信すると、受信したデータを記憶部１３に記憶させており、子器Ｂで測定されたデータ（例えば家畜Ｃの飼育データなど）を管理する。
【００２６】
子器Ｂは、第２通信部たる無線通信部２１と、計時部２２と、記憶部２３と、通信時間帯判断部２４（定期通信期間判断部、不定期通信期間判断部）と、計測部２５と、演算部２６（通信制御部）とを主要な構成として備えている。
【００２７】
無線通信部２１は、例えば特定小電力無線モジュールからなり、親器Ａ１との間で無線通信を行う。
【００２８】
計時部２２は現在の時刻を計時しており、親器Ａ１からシステム時刻が送信されると、このシステム時刻に自機の時刻を一致させている。
【００２９】
記憶部２３は、例えば電源がバックアップされたＲＡＭや書き換え可能な不揮発性のメモリからなり、自機の識別番号（例えばプライベートアドレス）及び通信番号や、親器Ａ１から送信された子器Ｂの台数や、後述の計測部２５で測定された計測データ（例えば家畜Ｃの飼育データ）などを記憶する。尚、子器Ｂの識別番号は予めディップスイッチ等で設定するようにしてもよい。
【００３０】
通信時間帯判断部２４は、全ての子器Ｂが親器Ａ１との間で定期的な通信を行う定期通信時間帯Ｗ２、及び、定期通信以外で通信を行う必要がある任意の子器Ｂが親器Ａ１と不定期に通信を行う不定期通信時間帯Ｗ３を判断する（図３参照）。ここで、子器Ｂの台数によって定期通信時間帯Ｗ２及び不定期通信時間帯Ｗ３の時間長はそれぞれ変化するが、定期通信時間帯Ｗ２と不定期通信時間帯Ｗ３とを合計した時間Ｗ１は一定の時間となっている。したがって、定期通信時間帯Ｗ２及び不定期通信時間帯Ｗ３は一定の周期Ｗ１で繰り返される。
【００３１】
計測部２５は、家畜Ｃの生態情報や、家畜Ｃの飼育環境に関するデータ（例えば気温や湿度）など、各種の飼育データを計測するセンサからなり、その計測結果は記憶部２３に蓄積される。
【００３２】
演算部２６は例えばＣＰＵからなり、子器Ｂの全体的な制御を行っている。
【００３３】
子器Ｂは、以上のような構成を有しており、所定のサンプリング間隔で計測部２５によって計測された測定データを記憶部２３に蓄積するとともに、所定の送信間隔で、記憶部２３に蓄積された測定データを親器Ａ１に送信させている。また子器Ｂは電池（図示せず）を電源として動作する。
【００３４】
次に、親器Ａ１と子器Ｂ（Ｂ１…Ｂ１００）との間で行われる通信について以下に説明する。
【００３５】
親器Ａ１は、子器Ｂから定期的にデータ収集を行うのであるが、親器Ａ１と子器Ｂとの間で行われる通信には、定期通信時間帯Ｗ２での定期通信と、定期通信時間帯Ｗ２以外で不定期に行われる不定期通信とがある。ここで、定期通信時間帯Ｗ２では、全ての子器Ｂが、各子器Ｂに割り当てられた定期通信期間に通信を行っており、定期通信時間帯Ｗ２は、全ての子器Ｂに割り当てられた定期通信期間の集合となる。また不定期通信時間帯Ｗ３は、定期通信時間帯Ｗ２以外で不定期通信を行いたい子器Ｂ（例えば定期通信時間帯Ｗ２で送信に失敗した未送信のデータがある子器Ｂ）のみが、親器Ａ１との間で不定期に通信を行う時間帯である。
【００３６】
図３（ａ）は例えば１００台の子器Ｂ１…Ｂ１００が親器Ａ１との間で通信を行う場合を示し、各時刻の００分００秒と、３０分００秒を定期通信時間帯Ｗ２の開始時間としている。１台の子器Ｂが定期通信を１回行う際の通信占有期間は例えば７秒以内であり、１台の子器Ｂの定期通信期間としては例えば９秒が割り当てられている。すなわち、定期通信期間の９秒中、７秒が実際の通信に使用されるのである。尚、１回の通信占有期間（７秒）や定期通信期間（９秒）は一例であり、通信速度や通信のデータ量などに応じて適宜変更が可能である。
【００３７】
定期通信時間帯Ｗ２において、各々の子器Ｂが定期通信を行う定期通信期間は、親器Ａ１が各子器Ｂに割り当てた通信番号によって決定される。親器Ａ１は、初期設定時に、自機と通信可能な全ての子器Ｂに対して、通信順を示す通信番号を割り当てている。この通信番号は０から始まり、通信順にしたがって番号が１ずつ増えている。
【００３８】
ここで、ある子器Ｂの通信番号をｎ（ｎは０を含む自然数）、定期通信時間帯Ｗ２の開始時間をｔｓ０とすると、この子器Ｂの定期通信期間の開始時間ｔｓ１は、下記の式（１）で表され、時刻ｔｓ１から９秒間がこの子器Ｂの定期通信期間となる。
【００３９】
ｔｓ１＝ｔｓ０＋ｎ×９（秒）  …（１）
例えば、通信番号が０番の子器Ｂは毎時００分００秒と毎時３０分００秒に定期送信を開始し、通信番号が９５番の子器Ｂは毎時１４分１５秒と、毎時４４分１５秒に定期通信を開始する。尚、子器Ｂは、定期送信を開始する０．５秒前からキャリアセンスを開始し、定期通信期間の開始時にキャリアを検出している場合は、さらに０．５秒間キャリアセンスを継続し、キャリアを検出している場合は定期通信を中止する。
【００４０】
上述のように、定期通信期間は９秒に設定されているので、子器Ｂの台数が最大１００台であれば、定期通信時間帯Ｗ２は１５分以内で完了することになる。そして、００分００秒に定期通信時間帯Ｗ２が開始した場合は、定期通信時間帯Ｗ２が終了してから３０分００秒になるまでの期間が不定期通信時間帯Ｗ３になる。また、３０分００秒に定期通信時間帯Ｗ２が開始した場合は、定期通信時間帯Ｗ２が終了してから６０分００秒になるまでの期間が不定期通信時間帯Ｗ３になる。すなわち、親器Ａ１と通信可能な子器Ｂの台数によって、定期通信時間帯Ｗ２及び不定期通信時間帯Ｗ３が変化することになる。
【００４１】
ここで、親器Ａ１と通信可能な子器Ｂの台数をＮ（Ｎは正の整数）、定期通信時間帯Ｗ２の開始時刻をｔｓ０（例えば毎時００分００秒、毎時３０分００秒）とすると、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間ｔｓ２は下記の式（２）で表される。
【００４２】
ｔｓ２＝ｔｓ０＋Ｎ×９（秒）  …（２）
例えば、親器Ａ１と通信可能な子器Ｂの台数Ｎが５０台であれば、ｔｓ２＝ｔｓ０＋５０×９＝ｔｓ０＋７分３０秒となり、毎時７分３０秒と、毎時３７分３０秒に不定期通信時間帯Ｗ３が開始する（図３（ｂ）参照）。また、子器Ｂの台数Ｎが８９台であれば、ｔｓ２＝ｔｓ０＋８９×９＝ｔｓ０＋１３分２１秒となり、毎時１３分２１秒と、毎時４３分２１秒とに不定期通信時間帯Ｗ３が開始することになる（図３（ｃ）参照）。
【００４３】
また、不定期通信時間帯Ｗ３において、子器Ｂが不定期通信を行う不定期通信期間は以下のようにして決定される。尚、１台の子器Ｂが不定期通信を１回行う際の通信占有期間は例えば７秒以内であり、１台の子器Ｂの不定期通信期間としては例えば９秒が割り当てられている。すなわち、不定期通信期間の９秒中、７秒が実際の通信に使用されているものとする。
【００４４】
ここで、子器Ｂの台数が５０台であれば、不定期通信時間帯Ｗ３は毎時０７分３０秒から毎時３０分００秒までの期間と、毎時３７分３０秒から毎時６０分００秒（０分００秒）までの期間となり、各期間を９秒ずつで分割した期間が個々の不定期通信期間となる。すなわち、毎時０７分３０秒から毎時３０分００秒までの期間では、不定期通信期間の開始時間（すなわち子器Ｂが不定期通信を開始するタイミング）が０７分３０秒、０７分３９秒、０７分４８秒、０７分５７秒…となり、期間内に１５０回分の不定期通信が可能となる。また、毎時３７分３０秒から毎時６０分００秒までの期間では、不定期通信期間の開始時間は３７分３０秒、３７分３９秒、３７分４８秒、３７分５７秒…となり、同様に、この期間内に１５０回分の不定期通信が可能となる。
【００４５】
また、子器Ｂの台数が８９台であれば、不定期通信時間帯Ｗ３は毎時１３分２１秒から毎時３０分００秒までの期間と、毎時４３分２１秒から毎時６０分００秒（０分００秒）までの期間となり、各期間を９秒ずつで分割した期間が個々の不定期通信期間となる。すなわち、毎時１３分２１秒から毎時３０分００秒までの期間では、不定期通信期間の開始時間は１３分２１秒、１３分３０秒、１３分３９秒、１３分４８秒…となり、この期間内に１１１回分の不定期通信が可能である。また、毎時４３分２１秒から毎時６０分００秒までの期間では、不定期通信期間の開始時間は４３分２１秒、４３分３０秒、４３分３９秒、４３分４８秒…となり、やはり、この期間内に１１１回分の不定期通信が可能である。
【００４６】
そして、不定期通信時間帯Ｗ３内の個々の不定期通信期間において、コリジョンの発生を抑制するために、各子器Ｂが親器Ａ１へデータ送信を開始するタイミングを、各子器Ｂに割り当てられた通信番号にしたがって０．０１秒ずつずらしている。すなわち、ある子器Ｂの通信番号をｎ（ｎは０を含む自然数）、不定期通信期間の開始時間をｔｓ３とすると、この子器Ｂが不定期通信期間にデータ送信を開始するタイミングｔｓ４は下記の式（３）で表される。すなわち、不定期通信期間の開始時間がきてから各子器Ｂが不定期送信を開始するまでの間に、通信番号ｎに０．０１（秒）を乗算した送信待ち時間を設けてある。
【００４７】
ｔｓ４＝ｔｓ３＋ｎ×０．０１（秒）  …（３）
したがって、子器Ｂの台数を５０台とし、不定期通信を行いたい子器Ｂの通信番号を４５とすると、不定期通信時間帯Ｗ３においてこの子器Ｂがデータ送信を行うタイミングは、０７分３０秒４５、０７分３９秒４５、０７分４８秒４５…２９分５１秒４５となる。各子器Ｂは、データ送信を開始する０．５秒前からキャリアセンスを開始し、データ送信開始時に衝突検知があればデータ送信を中止するのであるが、上述のように各子器Ｂの送信待ち時間を通信番号ｎに応じて０．０１秒ずつずらしているので、送信データのコリジョンが発生しにくくなる。尚、ある子器Ｂが親器Ａ１に対して不定期通信を行った場合（データ送信に失敗した場合も含む）、直後の１回分の不定期通信期間では、送信待ち時間を、子器Ｂの台数（５０）に０．０１秒を乗算した値とし、その後は送信待ち時間をｎ×０．０１（秒）に戻している。このように、不定期通信に成功した直後の不定期通信期間では、送信待ち時間を他の子器よりも長い時間に設定することで、他の子器Ｂが優先的にデータ送信を行えるようにしている。
【００４８】
ここで、本システムの動作を図４−図６を参照して説明する。
【００４９】
図４は、親器Ａ１が子器Ｂ（Ｂ１…Ｂ１００）にシステム時刻や通信番号などを初期設定する場合の動作を示している。例えば子器Ｂ１に電池がセットされ、子器Ｂ１に電源が投入された後（Ｓ１）、子器Ｂ１に設けられた初期設定スイッチがオン操作されると（Ｓ２）、子器Ｂ１は自己の識別番号と設定要求信号を親器Ａ１へ無線送信する。親器Ａ１は、子器Ｂ１から設定要求信号を受信すると、この子器Ｂ１に対してシステム時刻や子器Ｂ１に割り当てる通信番号や子器Ｂの台数を送信する（Ｓ３）。子器Ｂ１は、親器Ａ１から送信された設定内容を受信すると、受信した設定内容を記憶部２３に記憶させた後（Ｓ４）、ＡＣＫ信号（自機の識別番号など）を親器Ａ１に返送する（Ｓ５）。親器Ａ１は子器Ｂ１からＡＣＫ信号を受信すると、設定が完了した子器Ｂ１の識別番号と、この子器Ｂ１に割り当てた通信番号を記憶部１３に記憶させる（Ｓ６）。一方、親器Ａ１は子器Ｂ１に設定内容を送信してから、所定時間内にＡＣＫ信号を受信できなければ、子器Ｂ１に対して設定内容を再送する（Ｓ７）。尚、子器Ｂ１では、親器Ａ１に設定要求信号を送信してから、所定のリトライ送信待ち時間が経過するまでは無線通信部２１に電源を供給して受信待ち動作を行っているが、リトライ送信待ち時間が経過すると無線通信部２１を停止させて、電力消費を抑制している（Ｓ８）。
【００５０】
親器Ａ１は、子器Ｂから設定要求信号が入力される毎に、上記の処理を行っており、設定要求信号を発した全ての子器Ｂに対してシステム時刻や通信番号や子器の台数などの設定データを設定することができる。
【００５１】
次に、図５を参照して定期通信時間帯Ｗ２における親器Ａ１と子器Ｂとの定期通信について説明する。子器Ｂの通信時間帯判断部２４は、初期設定で設定されたシステム時刻や自機の通信番号や台数などの情報をもとに、上述の式（１）を用いて、定期通信時間帯Ｗ２における自機の定期通信期間を算出している。定期通信時間帯Ｗ２において、子器Ｂ１の定期通信期間がくると（Ｓ１１）、子器Ｂ１の演算部２６は無線通信部２１への電源供給を開始する（Ｓ１２）。そして、演算部２６は、計測部２５によって計測され記憶部２３に蓄積されていた飼育データを読み出し、この飼育データを無線通信部２１から親器Ａ１へ送信させる（Ｓ１３）。
【００５２】
親器Ａ１の無線通信部１１が子器Ｂ１から飼育データを受信すると、演算部１４がこの飼育データを子器毎に記憶部１３に記憶させ（Ｓ１４）、無線通信部１１を用いてＡＣＫ信号とともに現在の時刻（システム時刻）を送信元の子器Ｂ１に返送させる（Ｓ１５）。尚、親器Ａ１の演算部１４では、前回通信時から子器Ｂの台数が増えた場合、ＡＣＫ信号と共に子器Ｂの台数及び現在のシステム時刻を子器Ｂに返送させる。
【００５３】
子器Ｂ１の演算部２６は、親器Ａ１からのＡＣＫ信号を受信すると、ＡＣＫ信号と共に送られたシステム時刻をもとに計時部２２の時刻を補正する。またＡＣＫ信号とともに子器Ｂの台数が送られてくると、子器Ｂ１の演算部２６は子器Ｂの台数を記憶部２３に登録する（Ｓ１６）。また、飼育データを送信した後、所定時間が経過しても親器Ａ１からのＡＣＫ信号が受信できない場合、子器Ｂ１の演算部２６は、無線通信部２１から親器Ａ１に飼育データを再送させる（Ｓ１７）。そして、子器Ｂ１の演算部２６は、親器Ａ１から返送されたＡＣＫ信号を受信できれば、無線通信部２１への電源供給を停止しており、定期通信時間帯Ｗ２において自機の定期通信期間以外は無線通信部２１への給電を停止することで、電力消費を抑制している。また、子器Ｂ１の演算部２６は、飼育データの送信後、所定の判定時間が経過してもＡＣＫ信号を受信できなければ、通信に失敗したと判断して、無線通信部２１への給電を停止し、送信に失敗した飼育データを不定期通信時間帯Ｗ３に再送するようにしている。他の子器Ｂ２…Ｂ１００においても、自機の定期通信期間がくると、子器Ｂ１の場合と同様の定期通信処理が行われ、子器Ｂからは飼育データが親器Ａ１に送信され、親器Ａ１は送信元の子器Ｂにシステム時刻や子器Ｂの台数を返送するようになっている。
【００５４】
次に、図６を参照して不定期通信時間帯Ｗ３における親器Ａ１と子器Ｂとの不定期通信について説明する。子器Ｂの通信時間帯判断部２４は、初期設定で設定されたシステム時刻や子器Ｂの台数などの情報をもとに、上述の式（２）を用いて、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時刻を算出している。不定期通信時間帯Ｗ３になると（Ｓ２１）、親器Ａ１に送信する情報がある子器Ｂ（例えば子器Ｂ１，Ｂ２）では演算部２６が無線通信部２１への電源供給を開始する（Ｓ２２）。親器Ａ１に送信する情報がない子器（例えば子器Ｂ１００）では、演算部２６は無線通信部２１への電源供給を停止させた状態を維持する（Ｓ２３）。
【００５５】
子器Ｂ１，Ｂ２では、無線通信部２１がキャリアセンスを開始する（Ｓ２３）。ここで、不定期通信時間帯Ｗ３中の各不定期通信期間において、各子器Ｂの送信待ち時間には、式（３）で示されるように通信番号に応じた時間差が設けられている。したがって、通信番号の小さい子器Ｂ１が最初にキャリアセンスを開始し（Ｓ２４，Ｓ２５）、キャリア検出がなければ親器Ａ１へのデータ送信を開始する（Ｓ２６）。また、通信番号の大きい子器Ｂ２がキャリアセンスを開始した時点では、子器Ｂ１の不定期通信が既に始まっているため、子器Ｂ２の演算部２６は、キャリアを検出したために、無線通信部２１への電源供給を停止させる（Ｓ２７）。
【００５６】
親器Ａ１は、子器Ｂ１からの送信データ（生態情報などの飼育データ）を受信すると、この飼育データを子器毎に記憶部１３に記憶させ、ＡＣＫ信号とともに現在の時刻（システム時刻）を送信元の子器Ｂ１に返送する（Ｓ２８）。尚、親器Ａ１の演算部１４は、前回送信時から子器Ｂの台数が増えた場合、ＡＣＫ信号と共に子器Ｂの台数及び現在のシステム時刻を無線通信部１１から子器Ｂへ返送させる。
【００５７】
送信元の子器Ｂ１の演算部２６は、親器Ａ１からのＡＣＫ信号を受信すると、ＡＣＫ信号と共に送られたシステム時刻をもとに計時部２２の時刻を補正する。またＡＣＫ信号とともに子器Ｂの台数が送られてくると、子器Ｂ１の演算部２６は子器Ｂの台数を記憶部２３に登録する（Ｓ２９）。子器Ｂ１が不定期通信を１回行った後も、まだ送信データがある場合（Ｓ３０）、子器Ｂ１の無線通信部２１は再びキャリアセンスを行う（Ｓ３１）。尚、この場合の送信待ち時間は子器Ｂの台数が１００台の場合、１００×０．０１（秒）＝１（秒）となるため、他の子器Ｂの不定期通信が優先的に行われる。キャリアセンスを行った結果、キャリア検出がなければ子器Ｂ１は親器Ａ１へのデータ送信を開始し（Ｓ３２）、親器Ａ１からＡＣＫ信号と共に返信されたシステム時刻及び子器台数を記憶部２３に記憶させて処理を終了する（Ｓ３３，Ｓ３４）。そして、親器Ａ１からの返信を受信した後、親器Ａ１に送信する情報がなければ、子器Ｂ１の演算部１４は不定期通信を終了し、無線通信部２１への電源供給を停止させて、消費電力の抑制を図る（Ｓ３５）。
【００５８】
不定期通信で親器Ａ１に送信するデータがある子器Ｂ２では、Ｓ２７で無線通信部２１への電源供給を停止してから、所定の休止時間が経過した時点で再び無線通信部２１に給電し（Ｓ３６）、無線通信部２１にキャリアセンスを開始させる（Ｓ３７）。キャリアセンスの結果、キャリアが検出されれば、子器Ｂ２の演算部２６は、無線通信部２１への電源供給を停止させる（Ｓ３８）。子器Ｂ２の演算部２６は、不定期通信が行えるまで、休止時間が経過する毎に、無線通信部２１への電源供給を開始して（Ｓ３６）、キャリアセンスを行わせており（Ｓ３７）、キャリア検出がなければ、親器Ａ１へのデータ送信を開始する（Ｓ３９）。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態の無線通信システムは、親器Ａ１と、通信順を示す通信番号が割り当てられた複数台の子器Ｂとで構成される。親器Ａ１と子器Ｂとの通信は、子器毎に割り当てられた定期通信期間の集合からなる定期通信時間帯Ｗ２での定期通信と、定期通信時間帯Ｗ２以外で不定期通信を行う子器Ｂがキャリアセンスを行い、衝突検知がなければ通信を行う不定期通信時間帯Ｗ３での不定期通信とを含む。親器Ａ１は、子器Ｂとの間で通信を行う無線通信部１１（第１通信部）を備える。子器Ｂは、無線通信部２１（第２通信部）と、通信時間帯判断部２４（定期通信期間判断部、不定期通信期間判断部）と、演算部２６（通信制御部）とを備えている。無線通信部２１は親器Ａ１との間で通信を行う。通信時間帯判断部２４は、定期通信時間帯Ｗ２内で自機に割り当てられた定期通信期間を判断するとともに、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間を判断する。演算部２６は、定期通信期間に無線通信部２１による定期通信を行わせるとともに、定期通信時間帯Ｗ２内で自機の定期通信期間以外では無線通信部２１による通信を停止させ、且つ、不定期通信時間帯Ｗ３に無線通信部２１による不定期通信を行わせる。
【００６０】
これにより、各子器は、自機が定期通信を行う定期通信期間を予め求めているので、自機が定期通信を行う定期通信期間のみ無線通信部２１を動作させ、定期通信時間帯において自機の定期通信期間以外は無線通信部２１への給電を停止することができる。したがって、定期通信時間帯Ｗ２において自機の定期通信期間以外は無線通信部２１への給電を停止できるから、消費電力を低減でき、子器Ｂが電池駆動の場合には、電池の寿命を長くできる。
【００６１】
また本実施形態では、複数の子器Ｂには連続する通信番号が割り当てられ、定期通信時間帯において、複数の子器Ｂは通信番号の順番で定期通信を行っている。すなわち、子器Ｂの通信時間帯判断部２４は、自機に割り当てられた通信番号と、子器１台当たりの定期通信期間とに基づいて、定期通信時間帯Ｗ２内で自機に割り当てられた定期通信期間を判断する。
【００６２】
これにより、比較的簡単な演算で自機の定期通信期間を求めることができる。
【００６３】
また本実施形態では、親器Ａ１の演算部１４が、この親器Ａ１と通信する子器Ｂの台数を検出しており、無線通信部１１は、演算部１４で検出された台数を子器Ｂに送信している。そして、子器Ｂの通信時間帯判断部２４では、定期通信時間帯Ｗ２の開始時間と、親器Ａ１から送信された台数と、子器１台当たりの定期通信期間とに基づいて、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間を判断している。尚、親器Ａ１の演算部１４から、この親器Ａ１と通信する子器Ｂの台数を検出する台数検出部が構成される。
【００６４】
これにより、子器Ｂの台数を検出した結果に基づいて不定期通信時間帯が求められるので、子器Ｂの台数が増加又は減少した場合でも、簡単な演算で不定期通信時間帯を正確に求めることができる。
【００６５】
また本実施形態では、複数の子器Ｂに連続する通信番号が割り当てられており、不定期通信時間帯において、複数の子器Ｂは、自機の通信番号に応じた順番で不定期通信を行っている。
【００６６】
これにより、不定期通信時間帯においても自機が不定期通信を行う期間以外では、無線通信部２１による通信を停止させ、無線通信部２１への給電を停止できるから、消費電力を低減でき、子器Ｂが電池駆動の場合には、電池の寿命を長くできる。
【００６７】
また本実施形態では、子器Ｂの通信時間帯判断部２４は、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間と、１回の不定期通信に必要な通信時間とに基づいて、不定期通信を行う不定期通信期間の開始時間を求め、この不定期通信期間の開始時間から実際に通信を開始するまでの送信待ち時間を自機の通信番号に応じて決定する。そして、子器Ｂの無線通信部２１では、不定期通信の開始時間から送信待ち時間が経過したタイミングでキャリアセンスを行い、衝突検知がなければ不定期通信を行っている。
【００６８】
これにより、不定期通信時間帯においても自機の不定期通信期間以外は無線通信部２１を停止させておくことができ、それによって消費電力をさらに低減することができる。尚、本実施形態では不定期通信時間帯において複数回の不定期通信期間を設け、各回の不定期通信期間ではどの子器Ｂが不定期通信を行ってもよいが、子器毎に送信待ち時間をずらすことでコリジョンの発生を低減しているので、コリジョンが発生しにくく、不定期通信が完了するまでの時間を短縮できる。
【００６９】
尚、不定期通信時間帯においても、定期通信時間帯と同様に所定の通信順で各子器Ｂが不定期通信を行うようにしてもよい。すなわち、子器Ｂの通信時間帯判断部２４では、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間と、１回の不定期通信に必要な通信時間と、自機に割り当てられた通信番号とに基づいて、不定期通信時間帯Ｗ３内で自機が不定期通信を行う不定期通信期間を決定し、不定期通信期間が来ると不定期通信を行うのである。
【００７０】
これにより、不定期通信時間帯においても自機の不定期通信期間以外は無線通信部２１を停止させておくことができ、それによって消費電力をさらに低減することができる。
【００７１】
また、上述の実施形態では親器Ａ１が各子器Ｂに通信番号を設定しているが、各子器Ｂに割り当てられた識別番号（例えばプライベートアドレスなど）を通信番号として利用しても良く、その場合は通信番号を設定する必要はない。
【００７２】
また、上述の実施形態では子器Ｂの通信時間帯判断部２４が、定期通信時間帯Ｗ２における自機の定期通信期間や、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間を算出しているが、親器Ａ１側で、各子器の定期通信期間や、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間を算出してもよい。すなわち、親器Ａでは、子器Ｂが自機の定期通信期間を算出するのと同様の方法で、上記の式（１）を用いて、各子器Ｂの定期通信期間を求めることができる。また親器Ａでは、子器Ｂが不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間を算出するのと同様の方法で、上記の式（２）を用いて不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間を算出することができる。また親器Ａでは、子器Ｂによる算出方法と同様の方法で、不定期通信期間の開始時間からの送信待ち時間を上記の式（３）を用いて子器毎に算出することができる。また親器Ａでは、不定期通信時間帯の開始時間と、通信番号と、不定期通信を１回行うのに必要な時間とを用いて、各子器Ｂが不定期通信を行う不定期通信期間の開始時間を求めることができる。そして、親器Ａが、上記の計算で求めた各子器Ｂの定期通信期間や、不定期通信時間帯Ｗ３の開始時間や、各子器Ｂが不定期通信を開始するタイミング（不定期通信期間からの送信待ち時間、或いは、子器毎に設定された不定期通信期間の開始時間）を子器Ｂに対して送信して、各子器Ｂに設定するようにしてもよく、この場合は子器Ｂ側での演算は不要になる。
【符号の説明】
【００７３】
Ａ１  親器
１１  無線通信部（第１通信部）
Ｂ（Ｂ１…Ｂ１００）  子器
２１  無線通信部（第２通信部）
２４  通信時間帯判断部（定期通信期間判断部、不定期通信期間判断部）
２６  演算部（通信制御部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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