(57)【要約】【課題】機器ネットワークシステムの動作時間を十分に長くすること。【解決手段】携帯端末装置は、バッテリによって動作する他の機器と無線通信する無線通信部と、前記無線通信部に接続されたプロセッサとを有し、前記プロセッサは、自装置及び前記他の機器を含む複数の機器の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器が無線通信によって消費する消費電力を算出し、算出された消費電力に基づいて各機器のバッテリ持続時間が最も長くなるネットワーク構成を決定し、決定されたネットワーク構成に従って前記複数の機器間の接続を設定する。【選択図】図２
2016157267.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリによって動作する他の機器と無線通信する無線通信部と、
前記無線通信部に接続されたプロセッサとを有し、
前記プロセッサは、
自装置及び前記他の機器を含む複数の機器の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器が無線通信によって消費する消費電力を算出し、
算出された消費電力に基づいて各機器のバッテリ持続時間が最も長くなるネットワーク構成を決定し、
決定されたネットワーク構成に従って前記複数の機器間の接続を設定する
ことを特徴とする携帯端末装置。
【請求項２】
前記算出する処理は、
各機器が無線通信と無線通信以外の機器固有の処理とに消費する消費電力を算出する処理
を含むことを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項３】
前記算出する処理は、
前記ネットワーク構成と各機器に対する機能の割り当てとの組み合わせが異なる割当パターンごとに、各機器が無線通信によって消費する消費電力を算出する処理を含み、
前記決定する処理は、
算出された消費電力に基づいて各機器のバッテリ持続時間が最も長くなる割当パターンを決定する処理を含み、
前記設定する処理は、
決定された割当パターンに従って前記複数の機器間の接続及び各機器が実行する機能を設定する処理を含む
ことを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項４】
前記算出する処理は、
アプリケーションに応じた機器間の通信量と、機器間の接続を維持するための電力と、機器が送信時に消費する電力と、機器が受信時に消費する電力とに基づいて、ネットワーク構成ごとに前記複数の機器それぞれの消費電力を算出する処理
を含むことを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項５】
前記決定する処理は、
前記複数の機器のバッテリ残量を取得し、
取得されたバッテリ残量と算出された消費電力とから各機器のバッテリ持続時間を算出する処理
を含むことを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項６】
前記決定する処理は、
各ネットワーク構成における最小のバッテリ持続時間を比較し、最小のバッテリ持続時間の最大値に対応するネットワーク構成を選択する処理
を含むことを特徴とする請求項１記載の携帯端末装置。
【請求項７】
バッテリによって動作する複数の機器の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器が無線通信によって消費する消費電力を算出し、
算出された消費電力に基づいて各機器のバッテリ持続時間が最も長くなるネットワーク構成を決定し、
決定されたネットワーク構成に従って前記複数の機器間の接続を設定する
ことを特徴とする機器ネットワーク設定方法。
【請求項８】
バッテリによって動作する複数の機器の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器が無線通信によって消費する消費電力を算出し、
算出された消費電力に基づいて各機器のバッテリ持続時間が最も長くなるネットワーク構成を決定し、
決定されたネットワーク構成に従って前記複数の機器間の接続を設定する
処理をコンピュータに実行させることを特徴とする機器ネットワーク設定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯端末装置及び機器ネットワーク設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、計算機の性能向上、デバイスの小型化及び通信の高速化などにより、ユーザの身体に装着可能なウェアラブル機器が増えている。具体的には、例えばセンサを搭載したウェアラブル機器をユーザに装着することで、このウェアラブル機器は、ユーザの脈拍や歩行状態などを常時センシングし、ユーザの状況を例えばユーザが所持するスマートフォンに提供することができる。また、例えばディスプレイを搭載したメガネ型ウェアラブル機器をユーザに装着することで、このウェアラブル機器は、例えばスマートフォンから提供された情報をユーザが視認しやすいように表示することができる。
【０００３】
このようなウェアラブル機器を活用することで、様々な現場での作業を支援することが期待されている。例えば、機器の点検業務において、ユーザが点検対象機器の前で立ち止まった場合に、点検内容がメガネ型ウェアラブル機器に表示されれば、作業に熟練していないユーザであっても効率良く作業を行うことが可能になる。このような作業支援は、例えばセンサと搭載したセンサ機器、ディスプレイを搭載した表示機器及びスマートフォンなどのモバイル端末を有する機器ネットワークシステムによって実現することが可能である。
【０００４】
具体的には、センサ機器は、ユーザの歩行開始及び歩行停止などの状態変化をセンサイベントとして検知し、検知されたセンサイベントをモバイル端末へ送信する。そして、モバイル端末は、実行中のアプリケーションに従った処理によって、センサ機器から受信したセンサイベントに応じた情報を生成し、生成した情報を表示機器へ送信する。さらに、表示機器は、モバイル端末から受信した情報を表示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−５２９４号公報
【特許文献２】特開２００５−３４８２０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した機器ネットワークシステムでは、センサ機器、表示機器及びモバイル端末などの各機器における消費電力が考慮されておらず、動作時間を十分に長くすることが困難であるという問題がある。すなわち、上記の機器ネットワークシステムでは、センサ機器からセンサイベントが受信される度に、モバイル端末は、アプリケーションを動作させて情報を生成し表示機器へ送信する。このため、センサ機器からセンサイベントが受信される度に、モバイル端末が電力を消費し、モバイル端末のバッテリ容量によって機器ネットワークシステムの動作時間が制限される。
【０００７】
そこで、センサ機器と表示機器がモバイル端末を経由せずに直接通信することも考えられる。この場合には、モバイル端末がセンサ機器及び表示機器に対してあらかじめ通信及び表示に関する初期設定を行っておき、初期設定後は、センサ機器と表示機器が直接通信して動作するようにすれば良い。結果として、初期設定後は、モバイル端末が動作しなくても、センサ機器及び表示機器によってユーザに対する作業支援を実現することができる。
【０００８】
ただし、このような機器ネットワークシステムに用いられる機器やアプリケーションには様々なものがあるため、モバイル端末を介さずにセンサ機器及び表示機器が直接通信する上記のネットワーク構成が常に最適とは限らない。さらに、各機器のバッテリ容量及びバッテリ残量は必ずしも同一でなく、各機器のバッテリ容量及びバッテリ残量によって最適なネットワーク構成が変わり得る。このため、多様な機器及びアプリケーションが用いられる機器ネットワークシステムの動作時間を十分に長くすることは容易ではない。
【０００９】
開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、機器ネットワークシステムの動作時間を十分に長くすることができる携帯端末装置及び機器ネットワーク設定方法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】
【００１０】
本願が開示する携帯端末装置は、１つの態様において、バッテリによって動作する他の機器と無線通信する無線通信部と、前記無線通信部に接続されたプロセッサとを有し、前記プロセッサは、自装置及び前記他の機器を含む複数の機器の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器が無線通信によって消費する消費電力を算出し、算出された消費電力に基づいて各機器のバッテリ持続時間が最も長くなるネットワーク構成を決定し、決定されたネットワーク構成に従って前記複数の機器間の接続を設定する。
【発明の効果】
【００１１】
本願が開示する携帯端末装置及び機器ネットワーク設定方法の１つの態様によれば、機器ネットワークシステムの動作時間を十分に長くすることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態１に係る機器ネットワークシステムの構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る携帯端末装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、ネットワーク構成の具体例を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態１に係るネットワーク構成テーブルの具体例を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る経路情報テーブルの具体例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る通信頻度テーブルの具体例を示す図である。
【図７】図７は、実施の形態１に係る電力情報テーブルの具体例を示す図である。
【図８】図８は、実施の形態１に係るルーティングテーブルの具体例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係るセンサ装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る表示装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る機器ネットワーク設定処理を示すフロー図である。
【図１２】図１２は、機器探索処理を示すフロー図である。
【図１３】図１３は、機器リストの具体例を示す図である。
【図１４】図１４は、ネットワーク構成決定処理を示すフロー図である。
【図１５】図１５は、機器ごとの消費電力の具体例を示す図である。
【図１６】図１６は、機器ごとのバッテリ持続時間の具体例を示す図である。
【図１７】図１７は、機器ごとのバッテリ持続時間の他の具体例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態２に係る電力情報テーブルの具体例を示す図である。
【図１９】図１９は、実施の形態３に係る携帯端末装置の構成を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、実施の形態３に係る機能情報テーブルの具体例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態３に係る割当パターンテーブルの具体例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態３に係る通信頻度テーブルの具体例を示す図である。
【図２３】図２３は、割当パターン決定処理を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本願が開示する携帯端末装置及び機器ネットワーク設定方法の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１４】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る機器ネットワークシステムの構成を示す図である。図１に示す機器ネットワークシステムは、携帯端末装置１００、センサ装置２００及び表示装置３００を有する。なお、本明細書においては、携帯端末装置、センサ装置及び表示装置を有する機器ネットワークシステムを例に挙げるが、機器ネットワークシステムの構成はこれに限定されない。したがって、センサ装置及び表示装置以外の様々な機器が機器ネットワークシステムに含まれても良い。また、本明細書においては、携帯端末装置、センサ装置及び表示装置などの装置を単に「機器」ともいう。
【００１５】
携帯端末装置１００は、例えばスマートフォンなどの情報処理端末であり、センサ装置２００及び表示装置３００と無線通信可能な無線インタフェース（以下「無線Ｉ／Ｆ」と略記する）を備える。
【００１６】
携帯端末装置１００は、センサ装置２００及び表示装置３００を用いたサービスを提供するアプリケーションを実行し、アプリケーションに応じて最適なネットワーク構成を決定する。すなわち、携帯端末装置１００は、自装置も含めた各機器のバッテリ残量やアプリケーションの処理に応じて発生する各機器間通信による消費電力などに基づいて、各機器が最も長く動作するネットワーク構成を決定する。そして、携帯端末装置１００は、決定したネットワーク構成を形成するために、各機器におけるルーティング情報を生成し、各機器の通信設定を実行する。
【００１７】
センサ装置２００は、例えば加速度センサや温度センサなどのセンサと、携帯端末装置１００及び表示装置３００と無線通信可能な無線Ｉ／Ｆとを備える。センサ装置２００は、例えばユーザの腕に装着可能な腕時計型のウェアラブル機器であっても良い。センサ装置２００は、センサによって検知されたセンサイベントを、無線Ｉ／Ｆから携帯端末装置１００又は表示装置３００へ送信する。このとき、センサ装置２００は、携帯端末装置１００によって生成されたルーティング情報に従ってセンサイベントを送信する。
【００１８】
表示装置３００は、例えばディスプレイと、携帯端末装置１００及びセンサ装置２００と無線通信可能な無線Ｉ／Ｆとを備える。表示装置３００は、例えばユーザの頭部に装着可能なメガネ型のウェアラブル機器であっても良い。表示装置３００は、携帯端末装置１００において実行中のアプリケーションに応じた表示情報をディスプレイに表示する。このとき、表示装置３００は、携帯端末装置１００によって生成されたルーティング情報に従って、携帯端末装置１００又はセンサ装置２００から表示情報を受信する。
【００１９】
なお、各機器が備える無線Ｉ／Ｆとしては、例えばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）などの通信規格に沿ったインタフェースを用いることができる。
【００２０】
図２は、実施の形態１に係る携帯端末装置１００の構成を示すブロック図である。図２に示す携帯端末装置１００は、プロセッサ１１０、無線プロセッサ１２０、無線Ｉ／Ｆ１３０及びメモリ１４０を有する。
【００２１】
プロセッサ１１０は、例えばＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、ＭＰＵ（Micro  Processing  Unit）又はＤＳＰ（Digital  Signal  Processor）などを備え、携帯端末装置１００を統括制御する。具体的には、プロセッサ１１０は、アプリ制御部１１１及びネットワーク構成決定部１１２を有する。
【００２２】
アプリ制御部１１１は、センサ装置２００及び表示装置３００などの機器を用いたサービスを提供するアプリケーションを実行する。そして、アプリ制御部１１１は、アプリケーションを実行してサービスを提供する際に用いられる機器のリストをネットワーク構成決定部１１２へ出力する。また、アプリ制御部１１１は、実行するアプリケーションに応じたセンサ装置２００及び表示装置３００の動作を指示する。
【００２３】
ネットワーク構成決定部１１２は、アプリ制御部１１１から機器リストが出力されると、機器リストに含まれるすべての機器と無線通信可能であるか否かを判断する。そして、ネットワーク構成決定部１１２は、機器リストに含まれるすべての機器と無線通信可能である場合に、各機器間の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器間の通信による消費電力を算出する。ネットワーク構成決定部１１２は、算出したネットワーク構成ごとの消費電力に基づいて、各機器の動作時間を最大にすることができる最適なネットワーク構成を決定する。そして、ネットワーク構成決定部１１２は、決定したネットワーク構成を形成するために機器ごとのルーティング情報を生成し、各機器の通信設定を実行する。
【００２４】
無線プロセッサ１２０は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰなどを備え、無線Ｉ／Ｆ１３０による無線通信を制御する。具体的には、無線プロセッサ１２０は、通信管理部１２１を有する。
【００２５】
通信管理部１２１は、ネットワーク構成決定部１１２からの指示を受けて、無線Ｉ／Ｆ１３０を介して携帯端末装置１００と無線通信可能な機器を探索する。そして、通信管理部１２１は、携帯端末装置１００と無線通信可能な機器のリストを生成し、ネットワーク構成決定部１１２へ出力する。また、通信管理部１２１は、無線Ｉ／Ｆ１３０を介して、ネットワーク構成決定部１１２によって生成された機器ごとのルーティング情報をセンサ装置２００及び表示装置３００へ送信する。さらに、通信管理部１２１は、アプリ制御部１１１によって実行されるアプリケーションの処理に応じて、センサ装置２００及び表示装置３００との間で種々の情報を送受信する。このとき、通信管理部１２１は、メモリ１４０を参照し、携帯端末装置１００のルーティング情報に従った経路で情報の送受信を実行する。
【００２６】
無線Ｉ／Ｆ１３０は、例えばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）などの通信規格に沿ったインタフェースであり、通信管理部１２１による制御に従って、センサ装置２００及び表示装置３００と無線通信する。
【００２７】
メモリ１４０は、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory）などを備えた記憶部であり、プロセッサ１１０及び無線プロセッサ１２０によって実行される処理に用いられる情報を記憶する。具体的には、メモリ１４０は、ネットワーク構成テーブル１４１、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル１４３、電力情報テーブル１４４及びルーティングテーブル１４５を記憶する。
【００２８】
ここで、メモリ１４０が記憶する各テーブルについて、具体的に例を挙げながら説明する。以下では、機器ネットワークシステムが機器Ａ、機器Ｂ及び機器Ｃの３つの機器を有するものとする。このような機器ネットワークシステムにおいては、図３に示すように（ａ）〜（ｃ）の３種類のネットワーク構成が可能である。
【００２９】
すなわち、図３（ａ）に示すネットワーク構成においては、機器Ａと機器Ｂが直接接続され、機器Ａと機器Ｃが直接接続される。同様に、図３（ｂ）に示すネットワーク構成においては、機器Ａと機器Ｂが直接接続され、機器Ｂと機器Ｃが直接接続され、図３（ｃ）に示すネットワーク構成においては、機器Ａと機器Ｃが直接接続され、機器Ｂと機器Ｃが直接接続される。なお、その他にも、例えばすべての機器Ａ〜Ｃが互いに直接接続されるネットワーク構成なども可能であるが、ここでは説明を簡単にするために、上記の３種類のネットワーク構成を考慮する。これらのネットワーク構成には、それぞれ識別情報を付与することが可能である。
【００３０】
ネットワーク構成テーブル１４１は、通信管理部１２１によって探索され、無線通信可能と判断された機器が形成し得る複数のネットワーク構成を記憶する。すなわち、ネットワーク構成テーブル１４１は、ネットワーク構成の識別情報に対応付けて、このネットワーク構成において直接接続される機器の組み合わせを記憶する。
【００３１】
具体的に、図３に示したネットワーク構成が可能である場合のネットワーク構成テーブル１４１の一例を図４に示す。図４に示すように、ネットワーク構成テーブル１４１においては、ネットワーク構成の識別情報であるネットワーク構成ＩＤに対応付けて、直接接続される機器の組み合わせが構成要素として記憶される。すなわち、例えば、ネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成においては、機器Ａと機器Ｂが直接接続され、機器Ａと機器Ｃが直接接続されることが分かり、これは図３（ａ）のネットワーク構成に対応する。
【００３２】
ネットワーク構成テーブル１４１は、通信管理部１２１から出力される無線通信可能な機器リストに基づいて、ネットワーク構成決定部１１２が機器間の可能な接続関係を列挙することにより生成されるようにすれば良い。
【００３３】
経路情報テーブル１４２は、情報の送信元と宛先の組み合わせそれぞれについて、ネットワーク構成ごとに経路を記憶する。すなわち、経路情報テーブル１４２は、２つの機器のすべての組み合わせについて、一方の機器を情報の送信元とし、他方の機器を情報の最終的な宛先とした場合の通信経路をネットワーク構成ごとに記憶する。
【００３４】
具体的に、図３に示したネットワーク構成が可能である場合の経路情報テーブル１４２の一例を図５に示す。図５に示すように、経路情報テーブル１４２においては、送信元と宛先の機器の組み合わせに対応付けて、通信経路がネットワーク構成ごとに記憶される。すなわち、例えば送信元が機器Ａであり宛先が機器Ｂである組み合わせに着目すると、ネットワーク構成ＩＤが１及び２のネットワーク構成では機器Ａから機器Ｂへ直接情報が送信される。これに対し、ネットワーク構成ＩＤが３のネットワーク構成では機器Ａから機器Ｃを介して機器Ｂへ情報が送信されることが分かる。これは、ネットワーク構成ＩＤが３のネットワーク構成（図３（ｃ））では、機器Ａと機器Ｂが直接接続されていないため、機器Ａから機器Ｂへ送信される情報が機器Ｃを経由することを反映している。
【００３５】
経路情報テーブル１４２は、ネットワーク構成テーブル１４１が生成された後、２機器のすべての組み合わせを送信元及び宛先として、ネットワーク構成決定部１１２がネットワーク構成ごとの通信経路を列挙することにより生成されるようにすれば良い。
【００３６】
通信頻度テーブル１４３は、アプリケーションの処理によって発生する機器間の通信量を記憶する。すなわち、通信頻度テーブル１４３は、アプリ制御部１１１によって実行されるアプリケーションの処理に応じて機器間で送受信される情報の送信元及び宛先と通信量を記憶する。
【００３７】
具体的に、図３に示したネットワーク構成が可能である場合の通信頻度テーブル１４３の一例を図６に示す。図６に示すように、通信頻度テーブル１４３においては、アプリケーションの処理に応じて発生する通信の送信元と宛先に対応付けて、単位時間当たりの通信量が記憶される。すなわち、例えば送信元が機器Ａであり宛先が機器Ｂである通信は、１秒当たり１００バイト発生することが分かる。なお、通信頻度テーブル１４３の送信元は通信の始点としての送信元であり、宛先は通信の終点としての宛先であるため、通信頻度テーブル１４３が記憶する通信量には、各機器が情報を中継する中継点となる場合の通信量は含まれない。
【００３８】
通信頻度テーブル１４３は、アプリケーションの処理によって想定される各機器間の通信量をネットワーク構成決定部１１２がアプリ制御部１１１から取得し、送信元及び宛先の機器と通信量とを対応付けることにより生成されるようにすれば良い。
【００３９】
電力情報テーブル１４４は、各機器間の通信による消費電力を記憶する。すなわち、電力情報テーブル１４４は、２つの機器のすべての組み合わせについて、接続を維持するために消費される接続維持電力、情報を送信する機器が消費する送信用電力、及び情報を受信する機器が消費する受信用電力を記憶する。
【００４０】
具体的に、図３に示したネットワーク構成が可能である場合の電力情報テーブル１４４の一例を図７に示す。図７に示すように、電力情報テーブル１４４においては、接続維持電力、送信用電力及び受信用電力の３種類の消費電力が、２つの機器の組み合わせごとに記憶される。すなわち、例えば機器Ａが機器Ｂと接続を維持するための機器Ａの消費電力ＰC(A,B)は、０．５ｍＷ（ミリワット）である。また、例えば機器Ａが機器Ｂへ情報を送信するための機器Ａの消費電力ＰT(A,B)は、１バイト当たり０．００２ｍＷｓ（ミリワット秒）である。同様に、例えば機器Ａが機器Ｂから情報を受信するための機器Ａの消費電力ＰR(A,B)は、１バイト当たり０．００２ｍＷｓ（ミリワット秒）である。
【００４１】
電力情報テーブル１４４は、各機器の仕様及び通信規格に基づく消費電力をあらかじめ記憶していれば良い。また、電力情報テーブル１４４は、各機器の消費電力をモニタリングした結果を携帯端末装置１００が収集し、収集されたモニタリング結果から生成されるようにしても良い。
【００４２】
ルーティングテーブル１４５は、ネットワーク構成決定部１１２が最適と決定したネットワーク構成において携帯端末装置１００が情報を送信する際の送信先を記憶する。すなわち、ルーティングテーブル１４５は、情報の最終的な宛先に対応付けて、携帯端末装置１００が情報を送信すべき次の送信先を記憶する。
【００４３】
具体的に、図３（ｂ）に示したネットワーク構成が最適であると決定された場合の機器Ｃにおけるルーティングテーブル１４５の一例を図８に示す。図８に示すように、情報の最終的な宛先が機器Ａである場合も機器Ｂである場合も、この情報の次の送信先は機器Ｂである。これは、図３（ｂ）に示したネットワーク構成においては、機器Ｃから機器Ａへ送信される情報は、機器Ｂを経由することを反映している。
【００４４】
ルーティングテーブル１４５は、最適なネットワーク構成が決定された後、ネットワーク構成決定部１１２が最適なネットワーク構成における機器ごとのルーティング情報を生成することによりメモリ１４０に格納される。つまり、メモリ１４０に記憶されるルーティングテーブル１４５は、最適なネットワーク構成に対応する携帯端末装置１００のルーティングテーブルである。したがって、ネットワーク構成決定部１１２は、センサ装置２００及び表示装置３００のルーティングテーブルを別途生成し、これらのルーティングテーブルがセンサ装置２００及び表示装置３００へ通知される。
【００４５】
ネットワーク構成決定部１１２は、上記のネットワーク構成テーブル１４１、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル１４３及び電力情報テーブル１４４を参照して、ネットワーク構成ごとの通信による消費電力を算出する。そして、ネットワーク構成決定部１１２は、携帯端末装置１００、センサ装置２００及び表示装置３００のバッテリ残量と算出した消費電力とから、各機器のバッテリ持続時間をネットワーク構成ごとに算出する。さらに、ネットワーク構成決定部１１２は、各ネットワーク構成における機器のバッテリ持続時間の最小値を比較し、最小値が最大となるネットワーク構成を最適なネットワーク構成と決定する。そして、ネットワーク構成決定部１１２は、最適なネットワーク構成を形成するための携帯端末装置１００のルーティングテーブル１４５と、センサ装置２００及び表示装置３００それぞれのルーティングテーブルとを生成する。
【００４６】
次に、図９及び図１０を参照して、センサ装置２００及び表示装置３００の構成について説明する。図９は、センサ装置２００の構成を示すブロック図である。図９に示すセンサ装置２００は、センサ２１０、プロセッサ２２０、無線Ｉ／Ｆ２３０及びメモリ２４０を有する。
【００４７】
センサ２１０は、例えば加速度や温度などのパラメータを測定し、測定値をプロセッサ２２０へ出力する。なお、センサ２１０は、加速度及び温度以外の例えば地磁気、角速度及びユーザの脈拍など様々なパラメータを測定するセンサであっても良い。
【００４８】
プロセッサ２２０は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰなどを備え、センサ装置２００を統括制御する。具体的には、プロセッサ２２０は、通信管理部２２１を有する。
【００４９】
通信管理部２２１は、センサ２１０から出力される測定値に対して、携帯端末装置１００において実行されるアプリケーションから指示される判定を実行する。そして、通信管理部２２１は、判定の結果に応じたセンサイベントを無線Ｉ／Ｆ２３０を介して携帯端末装置１００又は表示装置３００へ送信する。このとき、通信管理部２２１は、メモリ２４０を参照し、最適なネットワーク構成に対応するルーティング情報に従ってセンサイベントを送信する。また、通信管理部２２１は、最適なネットワーク構成に対応するルーティング情報を携帯端末装置１００から無線Ｉ／Ｆ２３０を介して受信し、メモリ２４０に格納する。
【００５０】
無線Ｉ／Ｆ２３０は、例えばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）などの通信規格に沿ったインタフェースであり、通信管理部２２１による制御に従って、携帯端末装置１００及び表示装置３００と無線通信する。
【００５１】
メモリ２４０は、例えばＲＡＭなどを備えた記憶部であり、プロセッサ２２０によって実行される処理に用いられる情報を記憶する。具体的には、メモリ２４０は、ルーティングテーブル２４１を記憶する。ルーティングテーブル２４１は、携帯端末装置１００によって決定された最適なネットワーク構成に対応するセンサ装置２００のためのルーティング情報である。すなわち、携帯端末装置１００のルーティングテーブル１４５と同様に、ルーティングテーブル２４１は、情報の最終的な宛先に対応付けて、センサ装置２００が情報を送信すべき次の送信先を記憶する。ルーティングテーブル２４１は、最適なネットワーク構成が決定された後に携帯端末装置１００から送信され、無線Ｉ／Ｆ２３０によって受信される。
【００５２】
図１０は、表示装置３００の構成を示すブロック図である。図１０に示す表示装置３００は、無線Ｉ／Ｆ３１０、プロセッサ３２０、ディスプレイ３３０及びメモリ３４０を有する。
【００５３】
無線Ｉ／Ｆ３１０は、例えばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）などの通信規格に沿ったインタフェースであり、プロセッサ３２０による制御に従って、携帯端末装置１００及びセンサ装置２００と無線通信する。
【００５４】
プロセッサ３２０は、例えばＣＰＵ、ＭＰＵ又はＤＳＰなどを備え、表示装置３００を統括制御する。具体的には、プロセッサ３２０は、通信管理部３２１を有する。
【００５５】
通信管理部３２１は、無線Ｉ／Ｆ３１０を介して例えばセンサ装置２００から送信されたセンサイベントなどの情報を受信する。このとき、通信管理部３２１は、メモリ３４０を参照し、最適なネットワーク構成に対応するルーティング情報に従って情報を受信する。そして、通信管理部３２１は、携帯端末装置１００において実行されるアプリケーションからの指示に従って、受信情報から表示情報を生成し、ディスプレイ３３０に表示させる。また、通信管理部３２１は、最適なネットワーク構成に対応するルーティング情報を携帯端末装置１００から無線Ｉ／Ｆ３１０を介して受信し、メモリ３４０に格納する。
【００５６】
ディスプレイ３３０は、例えば液晶パネルなどを備え、通信管理部３２１によって生成された表示情報を表示する。
【００５７】
メモリ３４０は、例えばＲＡＭなどを備えた記憶部であり、プロセッサ３２０によって実行される処理に用いられる情報を記憶する。具体的には、メモリ３４０は、ルーティングテーブル３４１を記憶する。ルーティングテーブル３４１は、携帯端末装置１００によって決定された最適なネットワーク構成に対応する表示装置３００のためのルーティング情報である。すなわち、携帯端末装置１００のルーティングテーブル１４５と同様に、ルーティングテーブル３４１は、情報の最終的な宛先に対応付けて、表示装置３００が情報を送信すべき次の送信先を記憶する。ルーティングテーブル３４１は、最適なネットワーク構成が決定された後に携帯端末装置１００から送信され、無線Ｉ／Ｆ３１０によって受信される。
【００５８】
次いで、上記のように構成された機器ネットワークシステムにおける機器ネットワーク設定処理について、図１１に示すフロー図を参照しながら説明する。以下の機器ネットワーク設定処理は、主に携帯端末装置１００によって実行される。
【００５９】
携帯端末装置１００のアプリ制御部１１１によって、アプリケーションが実行されると、このアプリケーションの処理に使用される機器がネットワーク構成決定部１１２へ通知される。ここでは、センサ装置２００及び表示装置３００が使用されるものとする。この通知を受け、ネットワーク構成決定部１１２によって、携帯端末装置１００と無線通信可能な機器の探索が実行される（ステップＳ１０１）。
【００６０】
そして、ネットワーク構成決定部１１２によって、アプリケーションの処理に使用される全機器が携帯端末装置１００と無線通信可能であり、利用可能であるか否かが判定される（ステップＳ１０２）。この判定の結果、利用可能ではない機器がある場合には（ステップＳ１０２Ｎｏ）、アプリケーションの処理が終了する。一方、センサ装置２００及び表示装置３００がいずれも利用可能である場合には（ステップＳ１０２Ｙｅｓ）、ネットワーク構成決定部１１２によって、動作時間が最大となる最適なネットワーク構成が決定される（ステップＳ１０３）。
【００６１】
すなわち、ネットワーク構成決定部１１２によって、ネットワーク構成テーブル１４１、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル１４３及び電力情報テーブル１４４が参照され、ネットワーク構成ごとの通信による消費電力が算出される。そして、携帯端末装置１００、センサ装置２００及び表示装置３００のバッテリ残量と算出された消費電力とから、各機器のバッテリ持続時間がネットワーク構成ごとに算出される。さらに、各ネットワーク構成における機器のバッテリ持続時間の最小値が比較され、最小値が最大となるネットワーク構成が最適なネットワーク構成と決定される。なお、ネットワーク構成決定部１１２による最適なネットワーク構成の決定については、後に詳述する。
【００６２】
最適なネットワーク構成が決定されると、このネットワーク構成に対応するルーティングテーブルがネットワーク構成決定部１１２によって生成される（ステップＳ１０４）。すなわち、ネットワーク構成決定部１１２によって、携帯端末装置１００のルーティングテーブル１４５、センサ装置２００のルーティングテーブル２４１、及び表示装置３００のルーティングテーブル３４１が生成される。そして、ルーティングテーブル１４５は、メモリ１４０に格納される。
【００６３】
また、ルーティングテーブル２４１及びルーティングテーブル３４１は、無線Ｉ／Ｆ１３０からそれぞれセンサ装置２００及び表示装置３００へ送信される。そして、ルーティングテーブル２４１は、センサ装置２００のメモリ２４０に格納され、ルーティングテーブル３４１は、表示装置３００のメモリ３４０に格納されることにより、各機器におけるルーティングテーブルの設定が完了する（ステップＳ１０５）。
【００６４】
ルーティングテーブルの設定が完了すると、携帯端末装置１００、センサ装置２００及び表示装置３００は、それぞれルーティングテーブルに従った通信を実行しながら、アプリケーションに従った処理を開始する（ステップＳ１０６）。すなわち、例えば、センサ装置２００は、センサ２１０によるパラメータの測定を開始し、表示装置３００は、ディスプレイ３３０への表示情報の表示を開始する。
【００６５】
次に、上記のステップＳ１０１における機器探索について、図１２に示すフロー図を参照しながら説明する。
【００６６】
アプリ制御部１１１によってアプリケーションが実行されると、このアプリケーションの処理に使用される機器のリストがネットワーク構成決定部１１２によって取得される（ステップＳ２０１）。この機器リストには、例えばあらかじめ携帯端末装置１００とペアリングされた機器の識別情報のうち、アプリケーションによって使用される機器の識別情報が含まれる。ネットワーク構成決定部１１２は、アプリケーションから取得された機器リストを一時的に保持する。
【００６７】
そして、ネットワーク構成決定部１１２から指示されることにより、通信管理部１２１は、無線Ｉ／Ｆ１３０を介して、携帯端末装置１００と無線通信可能であり、利用可能な機器の探索を実行する（ステップＳ２０２）。機器探索の際、通信管理部１２１は、各機器のバッテリ残量の報告を指示する信号を無線Ｉ／Ｆ１３０から送信する。そして、機器探索の結果、利用可能な機器とバッテリ残量が判明すると、通信管理部１２１は、利用可能な機器のリストを生成する（ステップＳ２０３）。この機器リストは、例えば図１３に示すようなリストであり、利用可能な機器の識別情報である機器名とバッテリ残量とが対応付けられたリストである。すなわち、図１３に示す例では、例えば、利用可能な機器Ａのバッテリ残量が１０ｍＷｈ（ミリワット時）であることが分かる。
【００６８】
通信管理部１２１によって、利用可能な機器の機器リストが生成されると、ネットワーク構成決定部１１２によって、アプリケーションが使用する機器の機器リストと利用可能な機器の機器リストとのマッチングが実行される（ステップＳ２０４）。機器リストのマッチングの結果、アプリケーションが使用する機器がすべて利用可能であれば、アプリケーションの処理を続行することができる。
【００６９】
次に、上記のステップＳ１０３におけるネットワーク構成決定について、図１４に示すフロー図を参照しながら、具体的に例を挙げて説明する。以下のネットワーク構成決定処理は、ネットワーク構成決定部１１２によって実行される。また、ネットワーク構成決定に際しては、機器探索の結果から、ネットワーク構成テーブル１４１、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル１４３及び電力情報テーブル１４４が生成済みであり、メモリ１４０に格納されているものとする。
【００７０】
ネットワーク構成の決定においては、まず、ネットワーク構成ごとに通信に係る消費電力が算出される。そこで、ネットワーク構成テーブル１４１に記憶された各ネットワーク構成における各機器の消費電力が順次算出される。すなわち、ネットワーク構成テーブル１４１が参照されることにより、１つのネットワーク構成が選択され（ステップＳ３０１）、このネットワーク構成における１つの機器が選択される（ステップＳ３０２）。ここでは、例えば図４に示したネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成が選択され、機器Ａが選択されたものとして説明を進める。
【００７１】
ネットワーク構成及び機器が選択されると、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル１４３及び電力情報テーブル１４４が参照され、選択中の機器が通信によって消費する消費電力が算出される（ステップＳ３０３）。
【００７２】
具体的には、選択中の機器Ａの消費電力は、以下の式（１）によって算出される。
消費電力＝接続維持電力＋通信実施電力  ・・・（１）
【００７３】
ここで、接続維持電力は、選択中のネットワーク構成において機器Ａに直接接続するすべての機器がネットワーク構成テーブル１４１から取得され、これらの機器との間の接続維持電力が電力情報テーブル１４４から読み出されて加算されることにより求められる。すなわち、図４に示したネットワーク構成テーブルより、ネットワーク構成ＩＤが１の場合、機器Ａは、機器Ｂ及び機器Ｃと接続されるため、図７に示した接続維持電力Ｐc(A,B)、Ｐc(A,C)が読み出されて加算される。
【００７４】
また、通信実施電力は、以下の式（２）によって算出される。
通信実施電力＝機器Ａの受信用電力＋機器Ａの送信用電力＋機器Ａが中継する際の電力
・・・（２）
【００７５】
機器Ａの受信用電力は、次のようにして求められる。すなわち、選択中のネットワーク構成において機器Ａが最終の宛先となるすべての通信経路が経路情報テーブル１４２から取得され、これらの通信経路における通信量が通信頻度テーブル１４３から読み出される。そして、それぞれの通信経路において、機器Ａの直前に配置される機器が経路情報テーブル１４２から特定され、機器Ａが特定された機器から情報を受信する場合の受信用電力と通信経路ごとの通信量との積が累積される。つまり、以下の式（３）によって、機器Ａの受信用電力が算出される。
【数１】
2016157267.tif 000003
【００７６】
ただし、Ｒ(X,A)は、機器Ａ以外の機器Ｘが送信元であり機器Ａが宛先である通信経路における通信量であり、通信頻度テーブル１４３から取得される。また、M(X,A,A)は、機器Ｘが送信元であり機器Ａが宛先である通信経路において、機器Ａの直前に配置される機器を示す。
【００７７】
また、機器Ａの送信用電力は、次のようにして求められる。すなわち、選択中のネットワーク構成において機器Ａが送信元となるすべての通信経路が経路情報テーブル１４２から取得され、これらの通信経路における通信量が通信頻度テーブル１４３から読み出される。そして、それぞれの通信経路において、機器Ａの直後に配置される機器が経路情報テーブル１４２から特定され、機器Ａが特定された機器へ情報を送信する場合の送信用電力と通信経路ごとの通信量との積が累積される。つまり、以下の式（４）によって、機器Ａの送信用電力が算出される。
【数２】
2016157267.tif 000004
【００７８】
ただし、Ｒ(A,X)は、機器Ａが送信元であり機器Ａ以外の機器Ｘが宛先である通信経路における通信量であり、通信頻度テーブル１４３から取得される。また、N(A,X,A)は、機器Ａが送信元であり機器Ｘが宛先である通信経路において、機器Ａの直後に配置される機器を示す。
【００７９】
さらに、機器Ａが中継する際の電力は、次のようにして求められる。すなわち、選択中のネットワーク構成において機器Ａが送信元又は宛先になっておらず中継点となるすべての通信経路が経路情報テーブル１４２から取得され、これらの通信経路における通信量が通信頻度テーブル１４３から読み出される。そして、それぞれの通信経路において、機器Ａの直前及び直後に配置される機器が経路情報テーブル１４２から特定され、特定された機器との間の受信用電力及び送信用電力の和と通信経路ごとの通信量との積が累積される。つまり、以下の式（５）によって、機器Ａが中継する際の電力が算出される。
【数３】
2016157267.tif 000005
【００８０】
ただし、Ｒ(X,Y)は、機器Ａ以外の機器Ｘが送信元であり機器Ａ以外の機器Ｙが宛先である通信経路における通信量であり、通信頻度テーブル１４３から取得される。M(X,Y,A)は、機器Ｘが送信元であり機器Ｙが宛先である通信経路において、機器Ａの直前に配置される機器を示す。N(X,Y,A)は、機器Ｘが送信元であり機器Ｙが宛先である通信経路において、機器Ａの直後に配置される機器を示す。
【００８１】
以上のようにして、ネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成における機器Ａの消費電力が算出される。そして、算出された消費電力と機器探索時に機器Ａから報告された機器Ａのバッテリ残量とから、機器Ａのバッテリ持続時間が算出される（ステップＳ３０４）。算出されたバッテリ持続時間は、選択中のネットワーク構成において現時点までに算出されたバッテリ持続時間の最小値と比較され、選択中のネットワーク構成における最小持続時間が更新される（ステップＳ３０５）。ここでは、選択中のネットワーク構成において、機器Ａが最初に選択された機器であるため、機器Ａのバッテリ持続時間が最小値となる。
【００８２】
そして、選択中のネットワーク構成においてすべての機器の消費電力が算出されたか否かが判定され（ステップＳ３０６）、全機器の消費電力が算出されるまで、上記の処理が繰り返される。すなわち、機器Ｂ及び機器Ｃの消費電力が算出され、いずれかの機器のバッテリ持続時間が、ネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成における最小持続時間となる。
【００８３】
ネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成における全機器の消費電力が算出された
場合には（ステップＳ３０６Ｙｅｓ）、このネットワーク構成における最小持続時間が現時点までに算出された各ネットワーク構成における最小持続時間の最大値と比較される。そして、比較の結果に基づいて、最小持続時間の最大値が更新される（ステップＳ３０７）。ここでは、ネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成が最初に選択されたネットワーク構成であるため、このネットワーク構成における最小持続時間が最大値となる。
【００８４】
そして、ネットワーク構成テーブル１４１に記憶されたすべてのネットワーク構成に関して機器のバッテリの最小持続時間が算出されたか否かが判定され（ステップＳ３０８）、全ネットワーク構成に関して完了するまで、上記の処理が繰り返される。すなわち、ネットワーク構成ＩＤが２及び３のネットワーク構成についてもバッテリの最小持続時間が算出され、いずれかのネットワーク構成における最小持続時間が最大値として記憶される。
【００８５】
ここで、最小持続時間が最大となるネットワーク構成は、機器ネットワークシステムの動作時間を最大にすることができる最適なネットワーク構成であるといえる。このため、ネットワーク構成テーブル１４１に記憶されたすべてのネットワーク構成に関して最小持続時間が算出された場合には（ステップＳ３０８Ｙｅｓ）、最小持続時間の最大値に対応するネットワーク構成が最適なネットワーク構成として選択される（ステップＳ３０９）。
【００８６】
このような最適なネットワーク構成の選択の具体例について、図１５〜１７を参照して説明する。図１５は、３つのネットワーク構成について、機器Ａ〜Ｃそれぞれの消費電力の具体例を示す図である。これらの消費電力は、ネットワーク構成決定部１１２によってネットワーク構成テーブル１４１、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル１４３及び電力情報テーブル１４４が参照され、上式（１）〜（５）が用いられることにより算出される。
【００８７】
ここで、機器探索の際に各機器から報告された機器Ａ〜Ｃのバッテリ残量が、いずれも１０ｍＷｈであるものとする。この場合、バッテリ残量を各機器の消費電力で除算することにより、機器ごとのバッテリ持続時間を算出することができる。そこで、ネットワーク構成決定部１１２によって、機器ごとのバッテリ持続時間が算出される。この結果を図１６に示す。
【００８８】
図１６に示すように、ネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成においては、機器Ａのバッテリ持続時間が２．１６時間で最小値となっている。同様に、ネットワーク構成ＩＤが２のネットワーク構成においては、機器Ｂのバッテリ持続時間が２．８９時間で最小値となっている。また、ネットワーク構成ＩＤが３のネットワーク構成においては、機器Ｂのバッテリ持続時間が２．９４時間で最小値となっている。
【００８９】
これらの最小持続時間を比較すると、ネットワーク構成ＩＤが３のネットワーク構成における機器Ｂのバッテリ持続時間が最大であるため、このネットワーク構成にすることにより機器ネットワークシステムの動作時間を最大化できることがわかる。そこで、ネットワーク構成決定部１１２によって、ネットワーク構成ＩＤが３のネットワーク構成が最適なネットワーク構成に決定される。そして、このネットワーク構成に従ったルーティングテーブルが生成され、各機器Ａ〜Ｃに設定される。
【００９０】
また、他の例として、機器探索の際に機器Ａ、Ｂからバッテリ残量が１０ｍＷｈと報告され、機器Ｃからバッテリ残量が７ｍＷｈと報告されたものとする。この場合の機器ごとのバッテリ持続時間を図１７に示す。図１７を図１６と比較すると、機器Ａ、Ｂのバッテリ持続時間は変化していないが、機器Ｃのバッテリ持続時間が減少している。
【００９１】
図１７に示すように、ネットワーク構成ＩＤが１のネットワーク構成においては、機器Ａのバッテリ持続時間が２．１６時間で最小値となっている。同様に、ネットワーク構成ＩＤが２のネットワーク構成においては、機器Ｂのバッテリ持続時間が２．８９時間で最小値となっている。また、ネットワーク構成ＩＤが３のネットワーク構成においては、機器Ｃのバッテリ持続時間が２．４７時間で最小値となっている。
【００９２】
これらの最小持続時間を比較すると、ネットワーク構成ＩＤが２のネットワーク構成における機器Ｂのバッテリ持続時間が最大であるため、このネットワーク構成にすることにより機器ネットワークシステムの動作時間を最大化できることがわかる。そこで、ネットワーク構成決定部１１２によって、ネットワーク構成ＩＤが２のネットワーク構成が最適なネットワーク構成に決定される。そして、このネットワーク構成に従ったルーティングテーブルが生成され、各機器Ａ〜Ｃに設定される。
【００９３】
以上のように、本実施の形態によれば、機器間の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器の通信に係る消費電力を算出し、消費電力とバッテリ残量に基づいてバッテリ持続時間を算出する。そして、最小のバッテリ持続時間が最大となるネットワーク構成を最適なネットワーク構成として選択し、このネットワーク構成に対応する通信設定を行う。このため、アプリケーションごとの通信頻度や機器間の通信方式などが様々に異なる場合でも、機器ネットワークシステムの動作時間を最大限に長くすることができる。
【００９４】
（実施の形態２）
実施の形態２の特徴は、通信以外の処理に係る消費電力も考慮して、動作時間を最大にすることができるネットワーク構成を選択する点である。
【００９５】
実施の形態２に係る機器ネットワークシステムの構成、並びに携帯端末装置１００、センサ装置２００及び表示装置３００の構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態２においては、携帯端末装置１００のメモリ１４０に格納される電力情報テーブル１４４の内容が実施の形態１とは異なる。
【００９６】
図１８は、実施の形態２に係る電力情報テーブルの１４４の具体例を示す図である。図１８に示すように、実施の形態２に係る電力情報テーブル１４４は、各機器間の通信による消費電力を記憶する。すなわち、電力情報テーブル１４４は、接続維持電力、送信用電力及び受信用電力に加えて、各機器における通信以外の処理に消費される処理電力を記憶する。すなわち、例えば機器Ａが通信以外の処理を実行するための消費電力Ｐp(A)は、１０ｍＷである。同様に、機器Ｂ、Ｃが通信以外の処理を実行するための消費電力Ｐp(B)、Ｐp(C)は、それぞれ２ｍＷ、３ｍＷである。
【００９７】
実施の形態２においては、電力情報テーブル１４４が処理電力を記憶しているため、ネットワーク構成決定部１１２は、処理電力も用いて機器ごとの消費電力を算出する。具体的には、ネットワーク構成決定部１１２は、例えば機器Ａの消費電力を、上式（１）の代わりに以下の式（６）を用いて算出する。
消費電力＝処理電力＋接続維持電力＋通信実施電力  ・・・（６）
【００９８】
ここで、処理電力は、電力情報テーブル１４４から読み出される。その他の接続維持電力及び通信実施電力は、実施の形態１と同様に、式（２）〜（５）を用いて算出される。式（６）によって消費電力が算出されると、実施の形態１と同様に、機器ごとのバッテリ持続時間が算出され、最小持続時間が最大値となるネットワーク構成が最適なネットワーク構成として選択される。
【００９９】
以上のように、本実施の形態によれば、機器間の接続関係が異なるネットワーク構成ごとに、各機器の通信及び処理に係る消費電力を算出し、消費電力とバッテリ残量に基づいてバッテリ持続時間を算出する。そして、最小のバッテリ持続時間が最大となるネットワーク構成を最適なネットワーク構成として選択し、このネットワーク構成に対応する通信設定を行う。このため、アプリケーションごとの通信頻度や機器間の通信方式などが様々に異なる場合でも、機器ネットワークシステムの動作時間を最大限に長くすることができる。また、機器ごとに特有の処理を考慮した消費電力を算出することで、より正確にバッテリ持続時間を算出することができる。
【０１００】
（実施の形態３）
実施の形態３の特徴は、機器ネットワークシステムを構成する複数の機器が同一の機能を実行可能である場合に、ネットワーク構成に加えて、各機器に対する機能の割り当てを決定する点である。
【０１０１】
実施の形態３に係る機器ネットワークシステムの構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態３においては、携帯端末装置１００の構成が実施の形態１とは異なる。
【０１０２】
図１９は、実施の形態３に係る携帯端末装置１００の構成を示すブロック図である。図１９において、図２と同じ部分には同じ符号を付し、その説明を省略する。図１９に示す携帯端末装置１００は、図２に示す携帯端末装置１００のネットワーク構成決定部１１２に代えて、割当パターン決定部４０１を有する。また、メモリ１４０は、経路情報テーブル１４２、電力情報テーブル１４４及びルーティングテーブル１４５の他に、機能情報テーブル４０２、割当パターンテーブル４０３及び通信頻度テーブル４０４を格納する。
【０１０３】
割当パターン決定部４０１は、アプリ制御部１１１から機器リストが出力されると、機器リストに含まれるすべての機器と無線通信可能であるか否かを判断する。そして、割当パターン決定部４０１は、機器リストに含まれるすべての機器と無線通信可能である場合に、ネットワーク構成と各機器に対する機能の割り当てとの組み合わせからなる割当パターンごとに、各機器間の通信による消費電力を算出する。割当パターン決定部４０１は、算出したネットワーク構成ごとの消費電力に基づいて、各機器の動作時間を最大にすることができる最適な割当パターンを決定する。そして、割当パターン決定部４０１は、決定した割当パターンが示すネットワーク構成を形成するために機器ごとのルーティング情報を生成し、各機器の通信設定を実行する。また、割当パターン決定部４０１は、決定した割当パターンが示す機能の割り当てを各機器へ指示する。
【０１０４】
機能情報テーブル４０２は、各機器が実行可能な機能とそれぞれの機能を実行する際の処理電力とを対応付けて記憶する。図２０は、機能情報テーブル４０２の具体例を示す図である。図２０に示すように、機能情報テーブル４０２においては、機器ごとに実行可能な機能が記憶されるとともに、それぞれの機能を実行するための処理電力が記憶されている。すなわち、例えば機器Ｂは、機能Ｘと機能Ｙを実行可能であり、これらの機能を実行するための処理電力はいずれも１ｍＷであることが分かる。また、機器Ｂ、Ｃは、いずれも機能Ｙを実行可能であることが分かる。機能Ｙのように複数の機器で実行可能な機能としては、例えば機器Ｂが備えるセンサによる測定結果を機器Ｃに表示させるか否かを判定する出力判定などがある。すなわち、機器Ｂが出力判定を実行して機器Ｃが表示を実行しても良く、機器Ｃが出力判定及び表示の双方を実行しても良い。
【０１０５】
機能情報テーブル４０２は、あらかじめ各機器の仕様等に基づいて生成されたものがメモリ１４０に記憶されていても良く、機器探索の際に各機器から情報を収集して生成されても良い。
【０１０６】
割当パターンテーブル４０３は、ネットワーク構成と各機器に対する機能の割り当てとが異なる割当パターンを記憶する。すなわち、割当パターンテーブル４０３は、割当パターンの識別情報に対応付けて、ネットワーク構成の情報と各機能の機器への割り当てとを記憶する。
【０１０７】
具体的に、図３に示したネットワーク構成が可能である場合の割当パターンテーブル４０３の一例を図２１に示す。図２１に示すように、割当パターンテーブル４０３においては、割当パターンの識別情報であるパターンＩＤに対応付けて、ネットワーク構成ＩＤ及びネットワーク構成の構成要素と各機器に対する機能の割り当てとが記憶される。すなわち、例えば、パターンＩＤが１の割当パターンにおいては、機器Ａが機器Ｂ、Ｃとそれぞれ直接接続されるネットワーク構成が採用されるとともに、機能Ｘ、Ｙが機器Ｂに割り当てられ、機能Ｚが機器Ｃに割り当てられることが分かる。
【０１０８】
割当パターンテーブル４０３は、無線通信可能な機器リストと機能情報テーブル４０２とに基づいて、割当パターン決定部４０１が機器間の可能な接続関係と機能割り当てとを列挙することにより生成されるようにすれば良い。
【０１０９】
通信頻度テーブル４０４は、アプリケーションの処理によって発生する機器間の通信量を各機器への機能割り当てごとに記憶する。すなわち、通信頻度テーブル４０４は、アプリ制御部１１１によって実行されるアプリケーションの処理と各機器への機能の割り当てとに応じて、機器間で送受信される情報の送信元及び宛先と通信量を記憶する。
【０１１０】
具体的に、図３に示したネットワーク構成が可能である場合の通信頻度テーブル４０４の一例を図２２に示す。図２２に示すように、通信頻度テーブル４０４においては、アプリケーションの処理に応じて発生する通信の送信元と宛先に対応付けて、単位時間当たりの通信量が機能割り当てごとに記憶される。すなわち、例えば機能Ｘ、Ｙが機器Ｂに割り当てられ、機能Ｚが機器Ｃに割り当てられる場合には、機器Ａから機器Ｂへ１秒当たり１００バイトの通信が発生することが分かる。なお、通信頻度テーブル４０４の送信元は通信の始点としての送信元であり、宛先は通信の終点としての宛先であるため、通信頻度テーブル４０４が記憶する通信量には、各機器が情報を中継する中継点となる場合の通信量は含まれない。
【０１１１】
通信頻度テーブル４０４は、アプリケーションの処理及び各機器への機能の割り当てによって想定される各機器間の通信量を割当パターン決定部４０１がアプリ制御部１１１から取得し、機能割り当てごとに通信量から生成されるようにすれば良い。
【０１１２】
割当パターン決定部４０１は、上記の機能情報テーブル４０２、割当パターンテーブル４０３、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル４０４及び電力情報テーブル１４４を参照して、割当パターンごとの通信による消費電力を算出する。そして、割当パターン決定部４０１は、携帯端末装置１００、センサ装置２００及び表示装置３００のバッテリ残量と算出した消費電力とから、各機器のバッテリ持続時間を割当パターンごとに算出する。さらに、割当パターン決定部４０１は、各割当パターンにおける機器のバッテリ持続時間の最小値を比較し、最小値が最大となる割当パターンを最適な割当パターンと決定する。そして、割当パターン決定部４０１は、最適な割当パターンにおけるネットワーク構成を形成するための携帯端末装置１００のルーティングテーブル１４５と、センサ装置２００及び表示装置３００それぞれのルーティングテーブルとを生成する。また、割当パターン決定部４０１は、最適な割当パターンにおける機能割当をセンサ装置２００及び表示装置３００に指示する。
【０１１３】
次に、実施の形態３における割当パターン決定について、図２３に示すフロー図を参照しながら説明する。この割当パターン決定処理は、図１４に示したネットワーク構成決定処理の代わりに実行される。そこで、図２３において、図１４と同じ部分には同じ符号を付し、その詳しい説明を省略する。
【０１１４】
割当パターンの決定においては、まず、割当パターンごとに通信に係る消費電力が算出される。そこで、割当パターンテーブル４０３に記憶された各割当パターンにおける各機器の消費電力が順次算出される。すなわち、割当パターンテーブル４０３が参照されることにより、１つの割当パターンが選択され（ステップＳ４０１）、この割当パターンにおける１つの機器が選択される（ステップＳ３０２）。
【０１１５】
割当パターン及び機器が選択されると、経路情報テーブル１４２、通信頻度テーブル４０４及び電力情報テーブル１４４が参照され、選択中の機器が通信によって消費する消費電力が上式（１）によって算出される（ステップＳ３０３）。
【０１１６】
そして、算出された消費電力と機器探索時に報告された機器のバッテリ残量とから、選択中の機器のバッテリ持続時間が算出される（ステップＳ３０４）。算出されたバッテリ持続時間は、選択中の割当パターンにおいて現時点までに算出されたバッテリ持続時間の最小値と比較され、選択中の割当パターンにおける最小持続時間が更新される（ステップＳ３０５）。
【０１１７】
そして、選択中の割当パターンにおいてすべての機器の消費電力が算出されたか否かが判定され（ステップＳ３０６）、全機器の消費電力が算出されるまで、上記の処理が繰り返される。
【０１１８】
選択中の割当パターンにおける全機器の消費電力が算出された場合には（ステップＳ３０６Ｙｅｓ）、この割当パターンにおける最小持続時間が現時点までに算出された各割当パターンにおける最小持続時間の最大値と比較される。そして、比較の結果に基づいて、最小持続時間の最大値が更新される（ステップＳ３０７）。
【０１１９】
そして、割当パターンテーブル４０３に記憶されたすべての割当パターンに関して機器のバッテリの最小持続時間が算出されたか否かが判定され（ステップＳ４０２）、全割当パターンに関して完了するまで、上記の処理が繰り返される。
【０１２０】
ここで、最小持続時間が最大となる割当パターンは、機器ネットワークシステムの動作時間を最大にすることができる最適な割当パターンであるといえる。このため、割当パターンテーブル４０３に記憶されたすべての割当パターンに関して最小持続時間が算出された場合には（ステップＳ４０２Ｙｅｓ）、最小持続時間の最大値に対応する割当パターンが最適な割当パターンとして選択される（ステップＳ４０３）。
【０１２１】
そして、最適な割当パターンが選択されると、この割当パターンに対応するネットワーク構成に従ったルーティングテーブルが生成されて各機器に設定されるとともに、選択された割当パターンに対応する機能割り当てが各機器へ指示される。
【０１２２】
以上のように、本実施の形態によれば、機器間の接続関係及び各機器への機能割り当てが異なる割当パターンごとに、各機器の通信に係る消費電力を算出し、消費電力とバッテリ残量に基づいてバッテリ持続時間を算出する。そして、最小のバッテリ持続時間が最大となる割当パターンを最適な割当パターンとして選択し、この割当パターンに対応する通信設定及び機能割り当てを行う。このため、機器ネットワークシステムを構成する複数の機器が同一の機能を実行可能である場合に、機器ネットワークシステムの動作時間を最大限に長くすることができる。
【０１２３】
なお、上記各実施の形態は、適宜組み合わせて実施することが可能である。すなわち、例えば実施の形態２と実施の形態３を組み合わせて、割当パターンごとに各機器が通信及び通信以外の処理に消費する電力を算出し、算出された消費電力に基づいてバッテリ持続時間を算出することも可能である。
【０１２４】
実施の形態２と実施の形態３を組み合わせる場合には、各機器の処理電力が機能割り当てによって異なるため、機能割り当てごとに各機器の処理電力を算出すれば良い。すなわち、各機器の機能ごとの処理電力が、例えば図２０に示した機能情報テーブル４０２の処理電力である場合、機能Ｘ、Ｙが機器Ｂに割り当てられ、機能Ｚが機器Ｃに割り当てられると、機器Ｂの処理電力は２（＝１＋１）ｍＷとなり、機器Ｃの処理電力は２ｍＷとなる。一方、機能Ｘが機器Ｂに割り当てられ、機能Ｙ、Ｚが機器Ｃに割り当てられると、機器Ｂの処理電力は１ｍＷとなり、機器Ｃの処理電力は２．５（＝２＋０．５）ｍＷとなる。
【０１２５】
また、上記各実施の形態においては、異なるネットワーク構成では、直接接続される機器の接続関係が異なるものとした。しかしながら、ネットワーク構成は、直接接続される機器によって規定されるものに限定されない。すなわち、例えば機器間が異なる通信方式で接続される場合には、同じ組み合わせの機器が直接接続されていても、異なるネットワーク構成として良い。具体的には、例えば機器Ａと機器ＢがＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）によって接続されているネットワーク構成と、同じ機器Ａと機器Ｂが赤外線通信によって接続されているネットワーク構成とを異なるネットワーク構成として扱っても良い。
【０１２６】
さらに、上記各実施の形態において説明した機器ネットワーク設定処理をコンピュータが実行可能なプログラムとして記述することも可能である。この場合、このプログラムをコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納し、コンピュータに導入することも可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤディスク、ＵＳＢメモリなどの可搬型記録媒体や、例えばフラッシュメモリなどの半導体メモリが挙げられる。
【符号の説明】
【０１２７】
１１０、２２０、３２０  プロセッサ
１１１  アプリ制御部
１１２  ネットワーク構成決定部
１２０  無線プロセッサ
１２１、２２１、３２１  通信管理部
１３０、２３０、３１０  無線Ｉ／Ｆ
１４０、２４０、３４０  メモリ
１４１  ネットワーク構成テーブル
１４２  経路情報テーブル
１４３、４０４  通信頻度テーブル
１４４  電力情報テーブル
１４５、２４１、３４１  ルーティングテーブル
２１０  センサ
３３０  ディスプレイ
４０１  割当パターン決定部
４０２  機能情報テーブル
４０３  割当パターンテーブル
【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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