(57)【要約】【課題】消費電力の小さな無線通信装置を提供する。【解決手段】無線通信装置１は、センサ１３で計測したデータＤ１をアクセスポイント５に送信する無線通信装置１において、低消費電力状態ＳＬから起動状態ＡＣに移行する第１のステップＳ１と、ＮｕｌｌデータフレームＮ１をアクセスポイント５宛に送信する第２のステップＳ２と、アクセスポイント５から送られる応答信号Ａ１を受信する第３のステップＳ３と、起動状態ＡＣから低消費電力状態ＳＬに移行する第４のステップＳ４と、を備え、定期的に第１のステップＳ１、第２のステップＳ２、第３のステップＳ３、第４のステップＳ４の順番で繰り返すフローとした。【選択図】図２
2013135330.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサで計測したデータをアクセスポイントに送信する無線通信装置において、
低消費電力状態から起動状態に移行する第１のステップと、
Ｎｕｌｌデータフレームを前記アクセスポイント宛に送信する第２のステップと、
前記アクセスポイントから送られる応答信号を受信する第３のステップと、
起動状態から低消費電力状態に移行する第４のステップと、を備え、
定期的に前記第１のステップ、前記第２のステップ、前記第３のステップ、前記第４のステップの順番で繰り返すことを特徴とする通信モジュールのデータ送信方法。
【請求項２】
前記第１のステップと前記第２のスッテプとの間に、
計測した前記データを前記アクセスポイントを通じてサーバーに送信する第５のステップと、
前記アクセスポイントから送られる応答信号を受信する第６のステップと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信モジュールのデータ送信方法。
【請求項３】
前記第３のステップと前記第４のスッテプとの間に、
計測した前記データを前記アクセスポイントを通じてサーバーに送信する第５のステップと、
前記アクセスポイントから送られる応答信号を受信する第６のステップと、を備えたことを特徴とする請求項１に記載の通信モジュールのデータ送信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線通信装置に関し、特に、送信パケットを削減することで消費電力を抑えることができる無線通信装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
昨今、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）を用いて、各種センサで計測したデータをアクセスポイントを経由してサーバーに送信して処理することが行なわれている。
【０００３】
センサで計測したデータをアクセスポイントを経由してサーバーに送信するにあたっては、バッテリーで動かすことも多く、出来るだけ消費電力の小さな無線通信装置が求められている。
【０００４】
無線通信装置としては、下記の特許文献１に記載の無線通信装置１００が知られている。
【０００５】
以下、図４および図５を用いて、特許文献１に記載の無線通信装置１００について説明する。図４は、無線通信装置１００を用いた無線ＬＡＮ通信の構成を示す図である。図５は、無線通信装置１００とアクセスポイント２００との間で行なわれるデータの送受信および無線通信装置１００の電力消費モードの状態を示す図である。
【０００６】
特許文献１に記載の無線通信装置１００は、アクセスポイント２００を介してネットワーク通信を行なうことができ、無線通信装置１００は少なくとも２つの電力消費モードを有しており、電力消費モードを切り換えながら動作可能な装置である。
【０００７】
無線通信装置１００の電力消費モードには、特に制限せずに電力が消費されるアクティブモードａｃと、非常に消費電力の少ないスリープモードｓｌとがある。
【０００８】
無線通信装置１００がスリープモードｓｌになっていると、トラフィックはペンディングになっているため、アクセスポイント２００はペンディングになっている全てのトラフィックをバッファリングし、無線通信装置１００にビーコンｂ１を発信し警告する。
【０００９】
図５のｘ部に示すように、通常、無線通信装置１００は、消費電力量を小さくするため、スリープモードｓｌの状態にあるが、アクセスポイント２００から発信されるビーコンｂ１を受信するために定期的にアクティブモードａｃに切り換わる。
【００１０】
アクセスポイント２００からのビーコンｂ１を受信すると、無線通信装置１００はアクセスポイント２００を経由してサーバーへセンサが計測したデータｄ１を送信するとともに、アクセスポイント２００にポーリングパケットｐ１を送信し、ポーリングパケットｐ１への応答信号ａ２を受信するまではアクティブモードａｃの状態を維持する。
【００１１】
無線通信装置１００は、アクセスポイント２００からデータｄ１に対する応答信号ａ１とポーリングパケットｐ１に対する応答信号ａ２をそれぞれ受信する。ポーリングパケットｐ１に対する応答信号ａ２がない場合には、無線通信装置１００は、さらにポーリングパケットｐ１を送信するとともにアクティブモードａｃの状態を維持する。
【００１２】
無線通信装置１００は、ポーリングパケットｐ１に対する応答信号ａ２を受信する。また、無線通信装置１００は、アクセスポイント２００から応答信号ａ２とともにデータ部分の存在しないＮｕｌｌデータフレームｎ１を受信しており、Ｎｕｌｌデータフレームｎ１を受信したことを知らせる応答信号ａ３を送信し、スリープモードｓｌに戻る。
【００１３】
また、無線通信装置１００は、アクセスポイント２００との通信を継続するために、定期的にアクセスポイント２００と交信する必要がある。そのため、図５のｙ部に示すように、無線通信装置１００は、定期的にアクティブモードａｃに切り換わり、ポーリングパケットｐ２をアクセスポイント２００に送信する。
【００１４】
無線通信装置１００は、ポーリングパケットｐ２に対する応答信号ａ４とともに、Ｎｕｌｌデータｎ２を受信する。無線通信装置１００は、Ｎｕｌｌデータフレームｎ２に対する応答信号ａ５をアクセスポイント２００へ送信し、アクティブモードａｃからスリープモードｓｌに切り換わる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００７−１５１１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
特許文献１に記載の無線通信装置１００は、アクティブモードａｃとスリープモードｓｌの切換を行うことで消費電力を低減している。
【００１７】
しかしながら、無線通信装置１００は、図５に示すｘ部およびｙ部におけるデータの送受信回数が多く、やり取りするデータ量が大きくなることで消費電力が大きくなってしまい、消費電力を十分に低減することが出来ない。
【００１８】
また、センサ端末はバッテリー駆動のものが多く、より消費電力を低減することが求められる。
【００１９】
本発明は、上述した課題を解決して、消費電力の小さな無線通信装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
請求項１に記載の無線通信装置は、センサで計測したデータをアクセスポイントに送信する無線通信装置において、低消費電力状態から起動状態に移行する第１のステップと、Ｎｕｌｌデータフレームを前記アクセスポイント宛に送信する第２のステップと、前記アクセスポイントから送られる応答信号を受信する第３のステップと、起動状態から低消費電力状態に移行する第４のステップと、を備え、定期的に前記第１のステップ、前記第２のステップ、前記第３のステップ、前記第４のステップの順番で繰り返す、という特徴を有する。
【００２１】
請求項２に記載の無線通信装置は、前記第１のステップと前記第２のスッテプとの間に、計測した前記データを前記アクセスポイントを通じてサーバーに送信する第５のステップと、前記アクセスポイントから送られる応答信号を受信する第６のステップと、を備えたという特徴を有する。
【００２２】
請求項３に記載の無線通信装置は、前記第３のステップと前記第４のスッテプとの間に、計測した前記データを前記アクセスポイントを通じてサーバーに送信する第５のステップと、前記アクセスポイントから送られる応答信号を受信する第６のステップと、を備えたという特徴を有する。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の発明によれば、無線通信装置とアクセスポイントとの間の送受信の回数を少なくし、データ量を小さくすることで、通信を行なうパケットサイズが小さくなる。これにより、無線通信装置の消費電力を抑えることができる、という効果を奏する。
【００２４】
請求項２の発明によれば、計測したデータをアクセスポイントを通じてサーバーに送信し、それに対するアクセスポイントから送られる応答信号を受信する過程で行なう送受信の回数を少なくし、データ量を小さくすることで、通信を行なうパケットサイズがより小さくなる。これにより、無線通信装置の消費電力をさらに抑えることができる、という効果を奏する。
【００２５】
請求項３の発明によれば、計測したデータをアクセスポイントを通じてサーバーに送信し、それに対するアクセスポイントから送られる応答信号を受信するタイミングを変えた場合でも、その過程で行う送受信の回数を少なくし、データ量を小さくすることで、通信を行なうパケットサイズがより小さくなる。これにより、無線通信装置の消費電力をさらに抑えることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】無線通信装置１を用いた無線ＬＡＮ通信の構成を示す図である。
【図２】無線通信装置１とＡＰ５との間で行なわれるデータの送受信および無線通信装置１の電力消費モードの状態を示す図である。
【図３】無線通信装置１とＡＰ５との間で行なわれるデータの送受信および無線通信装置１の電力消費モードの状態を示す図である。
【図４】無線通信装置１００を用いた無線ＬＡＮ通信の構成を示す図である。
【図５】無線通信装置１００とアクセスポイント２００との間で行なわれるデータの送受信および無線通信装置１００の電力消費モードの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
［第１実施形態］
以下に第１実施形態における無線通信装置１について説明する。
【００２８】
まず始めに本実施形態における無線通信装置１を用いた無線ＬＡＮ通信の構成について図１を用いて説明する。図１は無線通信装置１を用いた無線ＬＡＮ通信の構成を示す図である。
【００２９】
無線通信装置１を用いた無線ＬＡＮ通信は、図１に示すように、無線通信装置１と、アクセスポイント（以降、ＡＰと記す）５と、サーバー８と、を有した構成である。
【００３０】
無線通信装置１はセンサ１２で計測したデータＤ１をＡＰ５へ送信し、ＡＰ５は無線通信装置１から送信されたデータを受信するとともにサーバー８へ転送し、サーバー８はＡＰ５を介して受信したデータの保存、解析などを行う。
【００３１】
ＡＰ５とサーバー８とは有線ＬＡＮによって接続されている。
【００３２】
ＡＰ５は、各種データの送受信が可能な無線機の１種である。
【００３３】
サーバー８は、例えば、ＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｃｏｍｐｕｔｅｒ、パソコン）である。
【００３４】
次に無線通信装置１の構造について説明する。
【００３５】
無線通信装置１は、無線でデータの送受信が可能な無線ＬＡＮモジュール１１と、各種データを計測可能なセンサ１２と、無線ＬＡＮモジュール１１とセンサ１２とが駆動するための動力源となるバッテリー１３と、を有している。
【００３６】
センサ１２は、例えば、温度センサであり、必要に応じて計測したい事項に適したセンサに切り換えが可能である。センサ１２で計測されたデータＤ１は、無線ＬＡＮモジュール１１からＡＰ５へ送信される。センサ１２での計測やデータの送信にはバッテリー１３に充電された電力が消費される。
【００３７】
また、無線通信装置１は、電力消費モードとして、消費電力が小さい低消費電力状態（以降、スリープモード）ＳＬと、特に電力を節約せずに使用する起動状態（以降、アクティブモード）ＡＣとの２つのモードを有しており、動作状態にあわせて電力消費モードを切り換えながら動作する。
【００３８】
次に、センサ１２で計測したデータＤ１を無線通信装置１からＡＰ５と通じてサーバー８へ送信するに当たり、無線通信装置１とＡＰ５との間では、どのようなステップを踏んで各種データや信号の送受信が行なわれているのかを、図２および図３を用いて説明する。図２は、無線通信装置１とＡＰ５との間で行なわれる各種データや信号の送受信および無線通信装置１の電力消費モードの状態を示す図である。図３は無線通信装置１とＡＰ５との間で行なわれる各種データや信号の送受信および無線通信装置１の電力消費モードの状態を示す図である。
【００３９】
データＤ１をサーバー８へ送信するに当たり、無線通信装置１とＡＰ５との間では、図２のＸ１部および図３のＸ２部に示すように、定期的に第１のステップＳ１、第２のステップＳ２、第３のステップＳ３、第４のステップＳ４の順番に繰り返して実施される。
【００４０】
第５のステップＳ５と第６のステップＳ６とは、図２に示すように、第１のステップＳ１と第２のスッテプＳ２との間、または、図３に示すように、第３のステップＳ３と第４のスッテプＳ４との間のどちらのタイミングで行なわれてもよい。
【００４１】
第１のステップＳ１は、無線通信装置１が消費電力が小さいスリープモードＳＬから特に電力を節約せずに使用するアクティブモードＡＣに移行するステップである。
【００４２】
第２のステップＳ２は、無線通信装置１がデータ部分存在せず、プリアンブルと、ヘッダと、フレーム検査部のみからなるフレームであるＮｕｌｌデータフレームＮ１をＡＰ５宛に送信するステップである。データ部分が存在しないＮｕｌｌデータＮ１を送る目的は、無線通信装置１からＡＰ５のアドレス宛のデータを所定以下の間隔で送ることにより、通信リンクが途切れることを防止することである。尚、ＮｕｌｌデータフレームＮ１のヘッダには、宛先のアドレスを備えている。また、ヘッダには、送信元アドレスや、バージョン、ヘッダ長、データグラム長、ＩＤ、プロトコル番号等を含んでいても良い。
【００４３】
第３のステップＳ３は、ＮｕｌｌデータフレームＮ１を受信したことに対してＡＰ５から送られる応答信号Ａ１を受信するステップである。
【００４４】
第４のステップＳ４は、無線通信装置１がアクティブモードＡＣからスリープモードＳＬに移行するステップである。
【００４５】
第５のステップＳ５は、無線通信装置１がセンサ１２で計測したデータＤ１をＡＰ５を通じてサーバー８に送信するステップである。
【００４６】
第６のステップＳ６は、データＤ１を受信したことに対してＡＰ５から送られる応答信号Ａ２を受信するステップである。
【００４７】
また、図２のＹ１部および図３のＹ３部に示すように、無線通信装置１とＡＰ５との間では、データＤ１をサーバー８へ送信するための送受信以外に、無線通信装置１とＡＰ５との通信リンクの継続を行うために第７のステップＳ７と第８のステップＳ８を定期的に実施する。
【００４８】
第７のステップＳ７は、無線通信装置１とＡＰ５との間の通信リンクを継続保持する為に、無線通信装置１がＮｕｌｌデータフレームＮ２をＡＰ５宛に送信するステップである。
【００４９】
第８のステップＳ８は、ＮｕｌｌデータフレームＮ２を受信したことに対してＡＰ５から送られる応答信号Ａ３を無線通信装置１が受信するステップである。
【００５０】
第７のステップＳ７および第８のステップＳ８を実施するには、まず、第１のステップＳ１を実施し、アクティブモードＡＣに移行してから、第７のステップＳ７、第８のステップＳ８の順番で実施し、その後、第４のスッテプＳ４を実施し、スリープモードＳＬに移行する。
【００５１】
以下、本実施形態としたことによる効果について説明する。
【００５２】
本実施形態の無線通信装置１では、センサ１２で計測したデータＤ１をアクセスポイント５に送信する無線通信装置１において、低消費電力状態ＳＬから起動状態ＡＣに移行する第１のステップＳ１と、ＮｕｌｌデータフレームＮ１をアクセスポイント５宛に送信する第２のステップＳ２と、アクセスポイント５から送られる応答信号Ａ１を受信する第３のステップＳ３と、起動状態ＡＣから低消費電力状態ＳＬに移行する第４のステップＳ４と、を備え、定期的に第１のステップＳ１、第２のステップＳ２、第３のステップＳ３、第４のステップＳ４の順番で繰り返す、という特徴を有する。
【００５３】
これにより、特許文献１に記載の無線通信装置１００と比較して、無線通信装置１とアクセスポイント５との間の送受信の回数が少なくなり、その分、データ量が小さくなる。また、第２のステップＳ２において、無線通信装置１００のようにポールパケットを用いず、通信用フレーム中にデータを含まず、プリアンブルとヘッダとフレーム検査部のみからなるＮｕｌｌデータフレームＮ１を用いることで、通信を行なうパケットサイズが小さくなる。データのパケットサイズが大きいほど消費電力は大きくなるので、パケットサイズを小さくすることで無線通信装置１の消費電力を抑えることができる、という効果を奏する。通常の通信装置において、無線通信装置からアクセスポイント宛に、ポールパケットを定期的に送信していた目的は、アクセスポイントに滞留しているデータを無線通信装置が受信するためと、無線通信装置とアクセスポイントとの間の通信リンクが途切れないようにするためであった。しかし、本発明の無線通信装置１は、センサ１２で計測したデータＤ１を送ることに特化しているため、無線通信装置１宛に送られるデータが発生しない。この為、アクセスポイントに滞留しているデータを無線通信装置が受信する必要がない。一方、無線通信装置とアクセスポイントとの間の通信リンクが途切れないようにする手続きは必要である。この為、本発明では、無線通信装置１からアクセスポイント５宛に送信するポールパケットに換えて、ＮｕｌｌデータフレームＮ１を送ることで、無線通信装置１とアクセスポイント５との間の通信リンクが途切れないようにしている。尚、Ｎｕｌｌデータフレームは、データ部分が無い以外は、通常のパケットと同様の構造をしており、プリアンブルとヘッダと、フレーム検査部とを備えている。ヘッダは、宛先のアドレスを備えている。更にヘッダには、前述した宛先のアドレスの他、送信元アドレスや、バージョン、ヘッダ長、データグラム長、ＩＤ、プロトコル番号等を通信規格に従って備えている。
【００５４】
また、本実施形態の無線通信装置１では、第１のステップＳ１と第２のスッテプＳ２との間に、計測したデータＤ１をアクセスポイント５を通じてサーバー８に送信する第５のステップＳ５と、アクセスポイント５から送られる応答信号Ａ２を受信する第６のステップＳ６と、を備えるものとした。
【００５５】
これにより、特許文献１に記載の無線通信装置１００と比較して、計測したデータＤ１をアクセスポイント５を通じてサーバー８に送信し、それに対するアクセスポイント５から送られる応答信号Ａ２を受信する過程で行なう送受信の回数が少なくなる。その分、データ量が小さくなることで、通信を行なうパケットサイズがより小さくなり、無線通信装置１の消費電力をさらに抑えることができる、という効果を奏する。
【００５６】
また、本実施形態の無線通信装置１では、第３のステップＳ３と第４のステップＳ４との間に、計測したデータＤ１をアクセスポイント５を通じてサーバー８に送信する第５のステップＳ５と、アクセスポイント５から送られる応答信号Ａ２を受信する第６のステップＳ６と、を備えるものとした。
【００５７】
これにより、特許文献１に記載の無線通信装置１００と比較して、計測したデータＤ１をアクセスポイント５を通じてサーバー８に送信し、それに対するアクセスポイント５から送られる応答信号Ａ２を受信するタイミングを変えた場合でも、その過程で行う送受信の回数を少なくなる。その分、データ量を小さくなることで、通信を行なうパケットサイズがより小さくり、無線通信装置の消費電力をさらに抑えることができる、という効果を奏する。
【００５８】
また、本実施形態の無線通信装置１では、無線通信装置１とＡＰ５との通信リンクの継続を行うために、第７のステップＳ７と第８のステップＳ８を実施するものとした。
【００５９】
これにより、無線通信装置１とＡＰ５との間で一定期間通信がない場合には、ＡＰ５が無線通信装置１を認識しなくなり、無線通信装置１とＡＰ５との通信リンクが切断されるところを、ＡＰ５が無線通信装置１を認識し、無線通信装置１とＡＰ５との通信リンクの継続を行なうことが可能となる。また、特許文献１に記載の無線通信装置１００と比較して、その過程で行う送受信の回数が少なくなる。その分、データ量を小さくなることで、通信を行なうパケットサイズがより小さくり、無線通信装置１の消費電力をさらに抑えることができるという効果を奏する。
【００６０】
また、第７のステップＳ７において、無線通信装置１００のようにポールパケットを用いず、空データであるＮｕｌｌデータフレームＮ２を用いることで、通信を行なうパケットサイズがより小さくなり、無線通信装置１の消費電力をさらに抑えることができるという効果を奏する。
【００６１】
以上のように、本発明の実施形態に係る無線通信装置を具体的に説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲で種々変更して実施することが可能である。例えば次のように変形して実施することができ、これらの実施形態も本発明の技術的範囲に属する。
【００６２】
（１）本実施形態において、無線通信装置１、ＡＰ５およびサーバー８はそれぞれ１つずつ配置されているが、例えば、複数の無線通信装置１で計測したデータＤ１を１つのＡＰ５を通して１つのサーバー８に送信するなど、それぞれが複数存在していても良い。
【００６３】
（２）本実施形態において、図２に示すＸ１部とＹ１部、および図３に示すＸ２部とＹ２部は、それぞれ別のタイミングで行ない、間にスリープモードＳＬを挟むように図示している。しかし、Ｘ１部とＹ１部、およびＸ２部とＹ２部は、それぞれ実施間隔が異なる為、実施タイミングが重なった場合には、必ずしも間にスリープモードＳＬを挟む必要はない。スリープモードＳＬからアクティブモードＡＣへ移行する際には大きな電力を消費する為、同じタイミングのアクティブモードＡＣでＸ１部とＹ１部、またはＸ２部とＹ２部を実施すると、スリープモードＳＬからアクティブモードＡＣへの移行を行なわずにすむため、消費電力を抑えることができる、という効果を奏する。
【符号の説明】
【００６４】
１    無線通信装置
５    アクセスポイント（ＡＰ）
８    サーバー
１１  無線ＬＡＮモジュール
１２  センサ
１３  バッテリー
Ｓ１  第１のステップ
Ｓ２  第２のステップ
Ｓ３  第３のステップ
Ｓ４  第４のステップ
Ｓ５  第５のステップ
Ｓ６  第６のステップ
Ｓ７  第７のステップ
Ｓ８  第８のステップ
ＡＣ  起動状態（アクティブモード）
ＳＬ  低消費電力状態（スリープモード）
【図１】
2013135330.tif 000003
【図２】
2013135330.tif 000004
【図３】
2013135330.tif 000005
【図４】
2013135330.tif 000006
【図５】
2013135330.tif 000007