(57)【要約】【課題】無線装置と無線中継装置との間の無線通信路に障害が発生した場合やサーバ障害が発生した場合にも制御可能な自立制御モードを有す無線センサネットワークシステムを提供する。【解決手段】サーバ３１はセンシング情報及び設定情報により制御対象機器２７，２８，２９を制御するための制御情報を無線コーディネータ１１、無線デバイスを介して制御対象機器に送信し、制御対象機器はサーバより受信した制御情報のうちの設定情報を記憶し、無線デバイスは無線コーディネータとの間の通信障害を検出した場合に、該無線コーディネータへのセンシング情報の無線送信を中断すると共に、通信障害発生通知を制御対象機器に出力し、制御対象機器は通信障害発生通知を受信した際に、事前に記憶されている設定情報と、センシングデバイスから取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う自立制御モードに切り替わる。【選択図】図９
2017011529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象機器と、
前記制御対象機器に係るセンシング情報を取得するセンシング装置と、
前記センシング装置から得たセンシング情報を出力する無線装置と、
前記無線装置との間で情報の送受信を行う無線中継装置と、
前記無線中継装置とネットワークを介して接続し、前記センシング情報、アプリケーションソフトウエアにより設定された前記制御対象機器に係る設定情報に基づいて前記制御対象機器を制御するサーバと、を備えた無線センサネットワークシステムであって、
前記サーバは前記センシング情報及び前記設定情報により前記制御対象機器を制御するための制御情報を前記無線中継装置、前記無線装置を介して前記制御対象機器に送信し、
前記制御対象機器は前記サーバより受信した前記制御情報のうちの前記設定情報を記憶し、
前記無線装置は前記無線中継装置との間の通信障害を検出した場合に、該無線中継装置へのセンシング情報の無線送信を中断すると共に、通信障害発生通知を前記制御対象機器に出力し、
前記制御対象機器は前記通信障害発生通知を受信した際に、事前に記憶されている前記設定情報と、前記センシング装置から取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う自立制御モードに切り替わること特徴とする無線センサネットワークシステム。
【請求項２】
前記センシング装置が人感センサ、または人感センサ及び照度センサであり、
前記制御対象機器が照明機器で構成したことを特徴とする請求項１記載の無線センサネットワークシステム。
【請求項３】
前記制御対象機器に記憶される前記設定情報は、各時間に設定された照明制御のスケジュール情報を含むことを特徴とする請求項１記載の無線センサネットワークシステム。
【請求項４】
前記無線装置が通信障害を検出する条件は、センシング情報の送信失敗回数が所定の回数を超えることであることを特徴とする請求項１記載の無線センサネットワークシステム。
【請求項５】
前記無線装置が通信障害を検出する条件は、前記無線装置が前記無線中継装置へのセンシング情報の送信に成功し、かつ所定の時間以内に前記無線中継装置からの制御情報が受信されないことを特徴とする請求項１記載の無線センサネットワークシステム。
【請求項６】
前記制御対象機器が自立制御モードで動作している状態において、前記無線装置が無線中継装置から何らかの無線信号を受信した場合、無線信号受信通知を前記制御対象機器に通知し、該センシング装置及び制御対象機器は自立制御モードから通常制御モードに切り替わることを特徴とする請求項１記載の無線センサネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非同期で無線通信を行う無線センサネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートメータ、ＨＥＭＳ（Home Energy Management System）やＢＥＭＳ（Building Energy Management System）向けの通信技術として、超低消費電力化、小型化、低コスト化を実現できる９２０ＭＨｚ帯の無線センサネットワークシステムが注目されている。
９２０ＭＨｚ帯は、無線ＬＡＮ（Local Area Network）等で使われている２．４ＧＨｚ帯や５ＧＨｚ帯と比べて、電波伝搬に伴う減衰が小さく、障害物へ回り込み易いため、エリアカバー率が高いという特徴がある。そのため、無線ＬＡＮと比較して、より多数の端末を用いてネットワークを構成することができる。
【０００３】
短距離無線ネットワーク規格である、ＩＥＥＥ（The Institute of Electrical and Electronics Engineers Inc.）８０２．１５．４規格では、基本的には、ＣＳＭＡ／ＣＡ（Carrier Sense Multiple Access／Collision Avoidance：搬送波感知多重アクセス／衝突回避）制御方式という非同期型のアクセス制御方式が採用されている。端末数が数百から数千といった大規模の場合、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス制御方式ではない同期型のネットワーク方式を用いて通信を行うと、スーパーフレームやビーコン等のスケジュール設定が困難になる。
そのため、大規模ネットワークでは、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス制御方式の非同期型方式のネットワーク方式が用いられる。しかし、ＣＳＭＡ／ＣＡアクセス制御方式のネットワークでは、他の無線デバイスとの衝突に配慮してアクセス権を取得するため、データ伝送の遅延時間が保証されないといった問題があった。
【０００４】
センサネットワークシステムのような、制御情報が少ないシステムでは、制御情報に比較して相対的にプリアンブルやヘッダ等のオーバヘッドが大きくなり、制御情報を各無線デバイスへ個別に送信することは非効率的となる。さらに、単位時間当たりの送信時間に制限が課せられる場合もあり、大規模ネットワークでは、多数のすべての無線デバイスの夫々に個別に送信することが難しくなる。
そこで、多数の無線デバイスへの効率的な制御を行うために、親機としての無線コーディネータから、マルチキャストフレーム又はブロードキャストフレームを用いて、各無線デバイスへの制御情報をパックして、１フレームで一斉送信する技術が知られている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ブロードキャスト又はマルチキャストフレームを受信した複数の無線デバイスが、通信の信頼性を向上するため自身が正しく受信できたことを通知する応答のデータフレームであるパケットを一斉に送信しようとすると、パケット同士が衝突を起こしてしまう。このため、他の無線デバイスとのパケット応答衝突に配慮して応答を送信する制御が必要になるが、端末数が数百から数千といった大規模ネットワークの場合、衝突確率が増大し、衝突が検出された場合にはパケットの再送信が必要なため、通信トラフィックも増え、通信障害が起こりやすくなるといった問題があった。
他の無線デバイスとのパケット応答衝突に配慮した送信に関連して、特許文献１には、複数台のセンサ子機が各々の送信タイミングをずらすオフセット時間を求め、そのオフセット時間で測定データをずらして無線送信させることで、通信障害の発生を抑制することが開示されている。この方式を用いることで多量のセンサ子機からの通信衝突を回避し、無線障害を緩和することができる。
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された技術では、親機である無線コーディネータのバッテリー切れや電波障害、或いは無線コーディネータを制御するサーバの障害のように無線コーディネータやサーバが正常に作動しない場合には制御対象機器である無線デバイスを制御できないといった問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的としては、非同期で通信を行う大規模な無線センサネットワークシステムにおいて、センシング装置や制御対象機器に接続された無線装置と、サーバに接続された無線中継装置とが情報通信を行う無線通信システムにおいて、無線障害やサーバ障害が起こった場合でも制御対象機器を制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載の発明は、上記課題を解決するため、制御対象機器と、前記制御対象機器に係るセンシング情報を取得するセンシング装置と、前記センシング装置から得たセンシング情報を出力する無線装置と、前記無線装置との間で情報の送受信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置とネットワークを介して接続し、前記センシング情報、アプリケーションソフトウエアにより設定された前記制御対象機器に係る設定情報に基づいて前記制御対象機器を制御するサーバと、を備えた無線センサネットワークシステムであって、前記サーバは前記センシング情報及び前記設定情報により前記制御対象機器を制御するための制御情報を前記無線中継装置、前記無線装置を介して前記制御対象機器に送信し、前記制御対象機器は前記サーバより受信した前記制御情報のうちの前記設定情報を記憶し、前記無線装置は前記無線中継装置との間の通信障害を検出した場合に、該無線中継装置へのセンシング情報の無線送信を中断すると共に、通信障害発生通知を前記制御対象機器に出力し、前記制御対象機器は前記通信障害発生通知を受信した際に、事前に記憶されている前記設定情報と、前記センシング装置から取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う自立制御モードに切り替わること特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、センシング装置や制御対象機器に接続された無線装置と、サーバに接続された無線中継装置とが情報通信を行う無線通信システムにおいて、無線障害やサーバ障害が起こった場合でも制御対象機器を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る無線センサネットワークシステムにおいて、無線コーディネータと無線デバイスで構成されたスター型のネットワークの一例を示す概要図である。
【図２】本発明の実施形態に係る無線センサネットワークシステムにおいて、照明制御システムのシーケンスの一例を示す図である。
【図３】無線センサネットワークシステムに用いられる無線デバイスのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
【図４】無線センサネットワークシステムに用いられる照明機器のハードウェアの一例を示すブロック図である。
【図５】照明制御システムの起動時及び通常制御モード時におけるシーケンスの一例を示す図である。
【図６】スケジュール情報更新時のサーバにおけるフローを示す図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はサーバから照明機器に送信されるスケジュール情報の一例を示す図である。
【図８】照明機器が通常制御モードから自立制御モードへ移行する際のシーケンスの一例を示した図である。
【図９】通常制御モードから自立制御モードに移行する際のフローを示した図である。
【図１０】自立制御モード時における照明制御動作のフローを示した図である。
【図１１】照明機器が通常制御モードから自立制御モードへ移行する際のシーケンスの他の例を示した図である。
【図１２】通常制御モードから自立制御モードに移行する際の他のフローを示した図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る無線センサネットワークシステムにおいて、自立制御モードから通常制御モードへ復帰する際のフローを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を図面に示した実施の形態により詳細に説明する。
本発明は、非同期で通信を行う大規模な無線センサネットワークシステムにおいて、センシング装置や制御対象機器に接続された無線装置と、サーバに接続された無線中継装置とが情報通信を行う無線通信システムにおいて、無線障害やサーバ障害が起こった場合でも制御対象機器を制御するために、以下の構成を有する。
すなわち、本発明の無線センサネットワークシステムは、制御対象機器と、前記制御対象機器に係るセンシング情報を取得するセンシング装置と、前記センシング装置から得たセンシング情報を出力する無線装置と、前記無線装置との間で情報の送受信を行う無線中継装置と、前記無線中継装置とネットワークを介して接続し、前記センシング情報、アプリケーションソフトウエアにより設定された前記制御対象機器に係る設定情報に基づいて前記制御対象機器を制御するサーバと、を備えた無線センサネットワークシステムであって、前記サーバは前記センシング情報及び前記設定情報により前記制御対象機器を制御するための制御情報を前記無線中継装置、前記無線装置を介して前記制御対象機器に送信し、前記制御対象機器は前記サーバより受信した前記制御情報のうちの前記設定情報を記憶し、前記無線装置は前記無線中継装置との間の通信障害を検出した場合に、該無線中継装置へのセンシング情報の無線送信を中断すると共に、通信障害発生通知を前記制御対象機器に出力し、前記制御対象機器は前記通信障害発生通知を受信した際に、事前に記憶されている前記設定情報と、前記センシング装置から取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う自立制御モードに切り替わることを特徴とする。
以上の構成を備えることにより、非同期で通信を行う大規模な無線センサネットワークシステムにおいて、センシング装置や制御対象機器に接続された無線装置と、サーバに接続された無線中継装置とが情報通信を行う無線通信システムにおいて、無線障害やサーバ障害が起こった場合でも制御対象機器を制御することができる。
【００１１】
なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化あるいは省略する。以下、本実施形態について説明するが、本実施形態は、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。なお、９２０ＭＨｚ帯の短距離無線ネットワークではメッシュ型、スター型などの多様なネットワークを自働的に構築し、安定した通信が行えるが、例としてはスター型のものとし、かつ、以下に説明する実施形態は、無線センサネットワークシステムとして、照明制御システムに適用した例を挙げて説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施形態に係る無線コーディネータが１台、無線デバイスが３台で構成されたスター型のネットワークの一例を示す概要図である。
無線親機としての無線コーディネータ１１と、無線子機である無線デバイス１３、１４、１５と、各無線デバイス１３、１４、１５に信号線１７で接続したセンシングデバイス２１、２２、２３と、各無線デバイス１３、１４、１５に信号線１８で接続した制御対象機器である照明機器２７、２８、２９と、無線コーディネータ１１から情報を受信し、制御対象機器の制御を行うサーバ３１とを有す。
【００１３】
図２は図１に示した照明制御システムのシーケンスの一例を示す図である。
センシングデバイス２１により検知されたセンシング情報は、信号線１７で接続された無線デバイス１３へ送信され（ステップＳ１）、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１へ無線送信される（ステップＳ２）。無線コーディネータ１１は無線通信で受信したセンシング情報をサーバ３１へと送信する（ステップＳ３）。
サーバ３１では入力したセンシング情報に基づき制御対象機器である照明機器２７の制御動作を決定し（ステップＳ４）、その決定された制御情報はサーバ３１から無線コーディネータ１１へと送信され（ステップＳ５）、更に無線コーディネータ１１から無線デバイス１３に無線送信される（ステップＳ６）。サーバ３１からの制御情報を受信した無線デバイス１３はその制御情報を信号線１８を介して照明機器２７に送信し（ステップＳ７）、照明機器２７は制御情報に基づいて所定の動作を行う（ステップＳ８）。
【００１４】
センシングデバイス２２及び２３で検知されたセンシング情報も無線デバイス１４及び１５から無線コーディネータ１１に送信され、該無線コーディネータ１１からサーバ３１に供給され、上記と同様のシーケンスで各照明機器２８、２９は制御される。
なお、センシングデバイス２１、２２、２３は、例えば人感センサを用いることができる。人感センサを用いることで、人を感知した情報が各センシングデバイス２１、２２、２３から無線デバイス１３、１４、１５及び無線コーディネータ１１を介してサーバ３１に伝送され、サーバ３１にて照明機器２７、２８、２９を点灯する制御情報を出力し、該制御情報を無線コーディネータ１１、無線デバイス１３、１４、１５を介して各照明機器２７、２８、２９に供給し、照明機器を点灯させることができる。また、人感センサに代えて、若しくは人感センサと共に照度センサを用いることで、センサ設置個所の照度に応じて照明機器を制御することも可能である。
【００１５】
更に、サーバ３１では、センシング情報やその他の入力情報により機器制御を行うアプリケーションソフトウエアが起動している。その他の入力情報とは、例えば、時間によって照明制御のスケジュールを設定するアプリケーションソフトウエアからの情報である。
アプリケーションソフトウエアで時間に応じた照明制御をスケジュールすることができ、昼休みの時間帯や人の少ない時間帯は、例え人感センサで人を検知しても、照明を点灯せず、或いは照明機器の調光率を低く設定することで、不要な電力消費を抑えることができる。
また、図１に示した実施形態では制御対象機器である照明機器２７、２８、２９の各々と、それに対応する各センシングデバイス２１、２２、２３とは、無線デバイス１３、１４、１５を介して信号線１７、１８で接続されているが、制御対象機器とセンシングデバイスとが一体的に構成され、該一体的に構成されたセンシングデバイス付き制御対象機器にセンシング情報及び制御情報が無線デバイスから供給されるように構成しても良い。
【００１６】
図３は、無線デバイスのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。
無線デバイス１３、１４、１５及び無線コーディネータ１１も、無線通信を行うにあたって同様の構成を採用することができるため、ここでは、無線デバイス１３についてのみ説明する。
無線デバイス１３は、無線モジュール４０を備える。無線モジュール４０は、無線デバイス１３の制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）４１と、ＣＰＵ４１に実行させるソフトウェアプログラムやデータ等を記憶し、ＣＰＵ４１に対して作業領域を与えるメモリ４２とを備えている。
また、無線モジュール４０は、無線通信を行うための無線回路４３と、アンテナ４４とを備えている。また、無線モジュール５０は、電源の入力や、センシングデバイスで取得されたデータの入力を受け付け、センシングデバイスを制御したり、あるいは制御対象機器である照明機器にデータを出力し、該照明機器を制御したりするための外部インターフェース４５を備えている。
【００１７】
メモリ４２は、設定情報等を記憶するＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）４６と、ＣＰＵ４１に対して作業領域を与えるＲＡＭ（Random Access Memory）４７、及び受け付けたデータ等を記憶するフラッシュメモリ４８を備えている。
無線デバイス１３は、ＣＰＵ４１のファームウェアの実行により、無線コーディネータ１１からの制御データフレームに対する応答を送信し、また、センサ等からデータを取得し、データフレームとして送信するように無線回路４３を制御することができる。
無線回路４３は、搬送波を変調してデータフレームを乗せ、アンテナ４４へ送り、アンテナ４４から無線送信する。また、無線回路４３は、無線コーディネータ１１からの制御データフレームを、アンテナ４４を介して受信することができる。無線回路４３は、搬送波を復調して制御データフレームを取り出し、上記応答の送信やデータの取得等の処理を実行させるためにＣＰＵ４１へ送る。
【００１８】
図４は照明機器のハードウェアの一例を示すブロック図である。
照明機器はＣＰＵ５１と、メモリ５２と、電源部５３と、ＬＥＤ５４と、ドライバ５５と、受信部５６と、クロック５７とを備えている。
メモリ５２は照明装置を制御するための制御プログラムやサーバ３１より送信されたデータ等が記憶され、ＣＰＵ５１はメモリ５２に記憶されたプログラムに基づき照明機器の全体的な制御を行う。ドライバ５５は電源部５４から供給された電源をＣＰＵからの制御に従い発光素子であるＬＥＤ５４に供給し、受信部５６は無線デバイスからの信号を受信する。
【００１９】
図５は、図１に示した照明制御システムの起動時及び通常制御モード時におけるシーケンスの一例を示す図である。
このシーケンスでは、無線デバイス１３、センシングデバイス（人感センサ）２１、照明機器２７、無線コーディネータ１１、サーバ３１との間で行われる制御シーケンスを示している。また図６はスケジュール情報更新時のサーバ３１におけるフローを示す。
まず、サーバ３１の照明制御システム（オペレーティングシステムＯＳ）が起動された場合、照明制御のスケジュール情報をサーバ３１から照明機器２７へ送信する（ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３）。スケジュール情報を受信した照明機器２７はメモリ５２にその情報を記憶する。
このスケジュール情報は通常制御モードでは使用せず、後述する自立制御モードへ移行した時に使用される。また、サーバ３１の照明制御システム起動時のみならず、サーバ３１上のアプリケーションソフトウエアで照明機器制御のスケジュール情報が更新された時にも同様のシーケンスで更新されたスケジュール情報が照明機器２７に供給される。すなわち、サーバ３１のアプリケーションソフトウエアでは、スケジュール情報が更新されたか否かを判定し（図６、ステップＳ２０）、スケジュール情報が更新されている場合（図６、ステップＳ２０でＹＥＳ）、照明機器へスケジュール情報を送信する（図６、ステップＳ２１）。
【００２０】
なお、通常制御モードとは、無線制御モードを意味しており、詳しくは、人感センサ２１が取得したセンシング情報を無線デバイス１３、無線コーディネータ１１、さらに、サーバ３１へ送信しておき、サーバ３１がセンシング情報やスケジュール情報から制御動作を決定するアプリケーションソフトウエアによって、制御対象機器の制御動作を表す制御情報を決定しておき、サーバ３１が制御情報を無線コーディネータ１１、無線デバイス１３、さらに、照明機器２７へ送信して、照明機器２７を制御情報に従って動作させる制御モードを意味する。
自立制御モードとは、照明機器２７がサーバ３１から取得した事前に記憶されている設定情報と、人感センサ２１から取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う制御モードを意味する。
【００２１】
図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）はサーバ３１に設定された設定情報であって、サーバ３１から照明機器２７に送信されるスケジュール情報の一例を示す図である。
スケジュール情報のうち図７（ａ）に示すものは、人感センサ２１で人の存在を検知したときは一日中（２４時間）調光度１００％で照明機器を制御することを表し、図７（ｂ）に示すものは人感センサ２１で人の存在を検知したときであって、かつその時間が０時〜１２時の間であれば調光度１００％とし、１２時〜１３時の間は人感センサで人の存在を検知しても調光度０％（消灯）とし、１３時〜２４時の間は調光度１００％とすることを表している。
さらに図７（ｃ）に示すものは人感センサと照度センサとを併用した場合のものであって、人感センサで人の存在を検知した時の時間帯と、照度センサにより検出された室内等の明るさとに基づいて調光度を設定することを表している。このような設定情報であるスケジュール情報がサーバのシステム起動時に照明機器２７に送信され、照明機器のメモリ５２に記憶されている。
なお、照度センサ出力そのものは電流値等であるが、説明の便宜上、ルクスで表示している。図７（ｃ）に示した設定情報の場合、図７（ａ）と同様に人感センサ２１で人の存在を検知したときは一日中（２４時間）、照度センサの出力に応じて調光度が設定され、例えば５００ルクス以下で薄暗い場合には調光度が１００％に設定され、また、１００１〜３０００ルクスのように明るいことを検知した場合には調光度が７０％に設定することを意味している。
【００２２】
前述したように、設定情報の送信はサーバ起動時だけでなく、設定変更時にもサーバ３１から照明機器に送信される。
例えば、サーバ起動時に照明機器２７に送信されたスケジュール情報が図７（ａ）に示したものであり、その後、サーバのアプリケーションソフトウエア上で図７（ｂ）に示したものに設定変更した場合、その変更されたスケジュール情報が更新時にサーバから照明機器２７に送信される。
なお、本実施の形態では１日のすべてのスケジュール情報をサーバ３１から照明機器２７に送信したが、調光度が変更される時間に調光度の情報のみを制御対象機器である照明機器に送信し、照明機器２７では調光度の情報を受信した際にメモリ５２にその情報を記憶し、情報に基づいて照明機器を制御するように構成しても良い。例えば、図７（ｂ）に示した例では、１２時に調光度０％の情報をサーバ３１から照明機器２７に送信し、さらに１３時に調光度１００％の情報をサーバ３１から照明機器２７に送信するようにサーバ３１が制御しても良い。
【００２３】
再び図５に戻り通常制御モードについて説明する。
通常制御モードでは、人感センサ２１によりセンシングされたセンシング情報は、信号線で接続されている無線デバイス１３へ送信され（ステップＳ３１）、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１へ無線送信される（ステップＳ３２）。無線コーディネータ１１は無線通信でセンシング情報の受信に成功すると、無線デバイス１３に対して受信成功を知らせるための無線ＡＣＫパケットを送信する（ステップＳ３３）。
さらに無線コーディネータ１１はサーバ３１へとセンシング情報を出力し（ステップＳ３４）、サーバ３１では、センシング情報やスケジュール情報から制御動作を決定するアプリケーションソフトウエアによって、制御対象機器の制御動作を決定する（ステップＳ３５）。
ここで、図７（ａ）に示したスケジュール情報がサーバ３１に設定されていた場合、人感センサ２１により人が検知された際の照明機器２７の調光度は１００％と決定するので、調光度１００％の制御情報がサーバ３１から無線コーディネータ１１へと送られ（ステップＳ３６）、無線コーディネータ１１から無線デバイス１３へ無線送信される（ステップＳ３７）。
無線デバイス１３は無線通信で受信した制御情報である調光度１００％を制御対象機器である照明機器２７へ出力し（ステップＳ３８）、照明機器２７は制御情報に従って調光を１００％にする（ステップＳ３９）。
【００２４】
図８は図５に示した照明制御システムの起動時及び通常制御モード時におけるシーケンスにおいて、無線デバイス１３と無線コーディネータ１１との間で電波障害が発生し、照明機器が通常制御モードから自立制御モードへ移行する際のシーケンスの一例を示した図である。
なお、サーバ起動時又はスケジュール情報更新時におけるシーケンスは図５に示したものと同じため、その説明を省略する。
まず、通常制御モードにおいて、人感センサ２１によりセンシングされたセンシング情報は、信号線で接続されている無線デバイス１３へ送信され（ステップＳ４１）、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１へ無線送信される（ステップＳ４２）。
【００２５】
この際、例えば無線コーディネータ１１の故障や電波障害等により無線デバイス１３から送信された信号が無線コーディネータ１１で受信されないと、無線コーディネータ１１は受信成功を知らせるための無線ＡＣＫパケットを送信せず、無線デバイス１３はセンシング情報の送信に失敗したと判断する。
また、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１にセンシング情報が送信され、無線コーディネータ１１が無線ＡＣＫパケットを無線デバイス１３に対して送信したにもかかわらず、電波障害等により無線デバイス１３で無線ＡＣＫパケットを受信できなかった場合も送信失敗と判断する。
送信失敗と判断した無線デバイス１３はセンシング情報を再送信し（ステップＳ４３）、無線コーディネータ１１から無線ＡＣＫパケットが返信されれば、通常制御モードのままとなる。
【００２６】
一方、無線デバイス１３はセンシング情報を再送信したにも関わらず、無線ＡＣＫパケットを無線コーディネータ１１から受信しないと、再送信を所定回数実施し（ステップＳ４４）、所定回数実施しても無線ＡＣＫパケットを受信できないと、無線デバイス１３は障害により通信できないと判断し、送信を中断すると共に、通信障害発生通知を人感センサ２１及び照明機器２７に通知し（ステップＳ４５）、人感センサ２１及び照明機器２７は自立制御モードに移行する。
通信障害発生通知を受信した人感センサ２１と照明機器２７は自立制御モードに移行し、人感センサ２１で人の存在を検知したセンシング情報が照明機器２７に供給されると共に（ステップＳ４６）、照明機器２７ではサーバ起動時若しくはスケジュール情報更新時にサーバより受信し、メモリ５２に記憶されたスケジュール情報及びクロック５７から供給される信号に基づき計時していた時刻情報とを用いて照明機器２７の調光度を決定する。
例えば、図７（ａ）に示したスケジュール情報がサーバ３１から照明機器２７に供給されていた場合や図７（ｂ）に示したスケジュール情報がサーバ３１から照明機器２７に供給され、かつ時刻情報が１２時〜１３時の時間帯以外である場合には、調光度は１００％であるため、調光度１００％に制御される（ステップＳ４７）。
【００２７】
図９は先に説明した通常制御モードから自立制御モードに移行する際のフローを示した図である。
なお、図９に示すフロー図は、本発明の実施形態に係る無線センサネットワークシステムに備えられた無線デバイス１３、無線コーディネータ１１の夫々が協働してシステム的な動作を行うことを便宜的に説明するためのものである。  通常制御モードで作動している状況で人感センサ２１が人を検出すると（ステップＳ５０）、人感センサ２１から無線デバイス１３にセンシング情報が送信され（ステップＳ５１）、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１にセンシング情報が送信される（ステップＳ５２）。
その後、無線デバイス１３は無線コーディネータ１１からの無線ＡＣＫパケットを受信したか否か判定し（ステップＳ５３）、無線ＡＣＫパケットを受信した場合（ステップＳ５３、ＹＥＳ）、通常制御モードのまま作動する。
一方、無線デバイス１３が無線コーディネータ１１からの無線ＡＣＫパケットを受信しないと（ステップＳ５３、ＮＯ）、無線ＡＣＫパケットの受信失敗回数が所定回数（実施例では３回）以上であるか否かを判定し（ステップＳ５４）、所定回数以下の場合には（ステップＳ５４、ＮＯ）、再びステップＳ５２に戻り、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１にセンシング情報が送信される（ステップＳ５２）。また、無線ＡＣＫパケットの受信失敗回数が所定回数以上の場合には（ステップＳ５４、ＹＥＳ）、通信障害発生通知を出力し、自立制御モードへ移行する（ステップＳ５５）。
【００２８】
図１０は図８に示したシーケンス図を参照して説明した自立制御モード時における照明制御動作のフローを示した図である。まず、人感センサ２１が人の存在を検知すると（ステップＳ６０）、人感センサ２１から照明機器２７にセンシング情報を送信し（ステップＳ６１）、照明機器２７は予め送信されたスケジュール情報で決められた調光度により照明の調光度を設定する（ステップＳ６２）。
例えば、図７（ｂ）で示されたスケジュール情報を保有し、現在の時刻が１０時の場合には、照明の調光度を１００％に設定し、また、現在時刻が１２時半の場合には、照明の調光度を０％に設定する。
【００２９】
図１１は図５に示した照明制御システムの起動時及び通常制御モード時におけるシーケンスにおいて、サーバ３１に障害が発生し、照明機器が通常制御モードから自立制御モードへ移行する際の他のシーケンスの例を示した図である。
なお、サーバ起動時又はスケジュール情報更新時におけるシーケンスは図５に示したものと同じため、その説明を省略する。
まず、通常制御モードにおいて人感センサ２１によりセンシングされたセンシング情報は、信号線で接続されている無線デバイス１３へ送信され（ステップＳ７１）、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１へ無線送信される（ステップＳ７２）。無線コーディネータ１１は受信成功を知らせるための無線ＡＣＫパケットを無線デバイス１３に送信する（ステップＳ７３）と共に、無線デバイス１３から受信したセンシング情報をサーバ３１に送信する（ステップＳ７４）。
【００３０】
この際、サーバ３１に障害が発生していると（ステップＳ７５）、サーバ３１から制御情報が出力されず、したがって、無線コーディネータ１１からも制御情報が返信されない。
そこで、無線デバイス１３は無線コーディネータ１１から無線ＡＣＫパケットを受信した後、所定の時間内に無線コーディネータ１１から制御情報が送信されなかった場合、すなわち、所定時間受信待ちを行っても制御情報を受信しなかった場合（ステップＳ７６）、サーバ３１もしくは無線コーディネータ１１の一方もしくは両方に障害が発生したと判断し、人感センサ２１及び照明機器２７に通信障害発生通知を出力し（ステップＳ７７）、人感センサ２１及び照明機器２７は自立制御モードに移行する。
【００３１】
通信障害発生通知を受信した人感センサ２１と照明機器２７は自立制御モードに移行し、人感センサ２１で人の存在を検知したセンシング情報は照明機器２７に供給されると共に（ステップＳ７８）、照明機器２７ではサーバ起動時若しくはスケジュール情報更新時にサーバより受信し、メモリ５２に記憶されたスケジュール情報及びクロック５７から供給される信号に基づき計時していた時刻情報等とを用いて照明機器２７の調光度を決定する。
例えば、図７（ａ）に示したスケジュール情報がサーバ３１から照明機器２７に供給されていた場合や図７（ｂ）に示したスケジュール情報がサーバ３１から照明機器２７に供給され、かつ時刻情報が１２時〜１３時の時間帯以外である場合には、調光度は１００％であるため、調光度１００％に制御される（ステップＳ７９）。
【００３２】
図１２は図１１に示すシーケンス図を参照して説明した通常制御モードから自立制御モードに移行する際の他のフローを示した図である。
なお、図１２に示すフロー図は、本発明の実施形態に係る無線センサネットワークシステムに備えられた無線デバイス１３、無線コーディネータ１１、サーバ３１の夫々が協働してシステム的な動作を行うことを便宜的に説明するためのものである。図１２においては、図１１における無線デバイス１３の所定の受信待ち時間は１分間として説明する。
まず、通常制御モードで作動している状況で人感センサ２１が人を検出すると（ステップＳ８０）、人感センサ２１から無線デバイス１３にセンシング情報が送信され（ステップＳ８１）、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１にセンシング情報が送信される（ステップＳ８２）。
その後、無線デバイス１３は無線コーディネータ１１からの無線ＡＣＫパケットを受信したか否か判定し（ステップＳ８３）、無線ＡＣＫパケットを受信した場合（ステップＳ８３でＹＥＳ）、無線デバイス１３は１分間の間サーバ３１からの制御情報を受信したか否かを判定する（ステップＳ８４）。無線デバイス１３が１分以内にサーバ３１からの制御情報を受信していた場合（ステップＳ８４、ＮＯ）、通常制御モードのまま作動する。
【００３３】
無線デバイス１３が無線コーディネータ１１からの無線ＡＣＫパケットを受信しないと（ステップＳ８３でＮＯ）、無線ＡＣＫパケットの受信失敗回数が所定回数（実施例では３回）以上であるか否かを判定し（ステップＳ８５）、所定回数以下の場合には（ステップＳ８５、ＮＯ）、再びステップＳ８２に戻り、無線デバイス１３から無線コーディネータ１１にセンシング情報が送信される（ステップＳ８２）。
また、無線ＡＣＫパケットの受信失敗回数が所定回数（実施例では３回）以上の場合には（ステップＳ８５でＹＥＳ）、通信障害発生通知を出力し、自立制御モードへ移行する（ステップＳ８６）。
また、無線デバイス１３が１分間の間サーバ３１からの制御情報を受信していない場合（ステップＳ８４でＹＥＳ）にも、自立制御モードへ移行する（ステップＳ８６）。
【００３４】
なお、本実施の形態の場合、無線コーディネータ１１から受信する無線ＡＣＫパケットの受信回数を３回、無線コーディネータ１１から無線デバイス１３への制御情報受信の待ち時間を１分間と設定したため、１分間以内に無線ＡＣＫパケットの受信回数が３回以上となるよう無線デバイス１１から無線コーディネータ１１へのセンシング情報送信を行うのが好ましいが、これに限定されるものではなく、サーバ３１の障害や無線コーディネータ１１の障害が検知できれば、無線ＡＣＫパケットの受信回数、受信タイミング及び無線デバイス１３における制御情報受信待ち時間を適宜設定すれば良い。
【００３５】
図１３は本発明の実施形態に係る無線センサネットワークシステムにおいて、自立制御モードから通常制御モードへ復帰する際のフローを示した図である。無線デバイス１３は自立制御モード中に、無線コーディネータ１１からの何らかの無線データ（ここでは制御情報）を受信した場合（ステップＳ９０、ＹＥＳ）、障害回復と判断し、人感センサ２１と照明機器２７に通知し、人感センサ２１と照明機器２７は通常制御モードへと復帰する。
【００３６】
なお、上記実施の形態では無線デバイス１３、センシングデバイスである人感センサ２１、制御対象機器である照明機器２７について説明したが、他の無線デバイス、センシングデバイス、制御対象機器においても同様のシーケンスフローで処理が行われる。
また無線コーディネータ１１とサーバ３１との接続は無線を用いた例を挙げて説明したが、有線で接続するよう構成しても良く、さらに、自立制御モード移行時に無線デバイスから制御対象機器及びセンシングデバイスに通信障害発生通知を出力したが、制御対象機器がセンシングデバイスのドライバを備え、制御対象機器のみに通信障害発生通知を出力し、自立制御モード時には制御対象機器がセンシングデバイスを含み制御するように構成しても良い。
また、無線デバイスとセンシングデバイス及び制御対象機器は信号線を介して接続したが、無線により接続しても良く、さらに、センシングデバイス及び制御対象機器に無線通信機能を持たせ、センシングデバイス及び制御対象機器が直接無線コーディネータと無線通信するように構成しても良い。
あるいはセンシングデバイス及び制御対象機器のいずれか一方に無線通信機能を持たせ、無線通信機能を有するセンシングデバイスあるいは制御対象機器と無線通信機能を有さないデバイスあるいは機器とを信号線で接続し、無線通信機能を有するデバイスあるいは機器が直接無線コーディネータと無線通信するように構成しても良い。
【００３７】
＜本発明の実施態様例の構成、作用、効果＞
＜第１態様＞
本態様の無線センサネットワークシステムは、制御対象機器２７、２８、２９と、制御対象機器に係るセンシング情報を取得するセンシングデバイス２１、２２、２３と、センシングデバイス２１、２２、２３から得たセンシング情報を出力する無線デバイス１３、１４、１５と、無線デバイスとの間で情報の送受信を行う無線コーディネータ１１と、無線コーディネータ１１とネットワークを介して接続し、センシング情報、アプリケーションソフトウエアにより設定された制御対象機器２７、２８、２９に係る設定情報に基づいて制御対象機器２７、２８、２９を制御するサーバ３１と、を備えた無線センサネットワークシステムであって、サーバ３１はセンシング情報及び設定情報により制御対象機器２７、２８、２９を制御するための制御情報を無線コーディネータ１１、無線デバイスを介して制御対象機器２７、２８、２９に送信し、制御対象機器２７、２８、２９はサーバ３１より受信した制御情報のうちの設定情報を記憶し、無線デバイス１３、１４、１５は無線コーディネータ１１との間の通信障害を検出した場合に、該無線コーディネータ１１へのセンシング情報の無線送信を中断すると共に、通信障害発生通知を制御対象機器２７、２８、２９に出力し、制御対象機器２７、２８、２９は通信障害発生通知を受信した際に、事前に記憶されている設定情報と、センシングデバイス２１、２２、２３から取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う自立制御モードに切り替わること特徴とする。
【００３８】
本態様によれば、サーバ３１はセンシング情報及び設定情報により制御対象機器２７、２８、２９を制御するための制御情報を無線コーディネータ１１、無線デバイスを介して制御対象機器２７、２８、２９に送信しておき、制御対象機器２７、２８、２９はサーバ３１より受信した制御情報のうちの設定情報を記憶しておき、無線デバイス１３、１４、１５は無線コーディネータ１１との間の通信障害を検出した場合に、該無線コーディネータ１１へのセンシング情報の無線送信を中断すると共に、通信障害発生通知を制御対象機器２７、２８、２９に出力し、制御対象機器２７、２８、２９は通信障害発生通知を受信した際に、事前に記憶されている設定情報と、センシングデバイス２１、２２、２３から取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う自立制御モードに切り替わる。
これにより、無線障害やサーバ障害が起こった時でも制御対象機器２７、２８、２９は自立制御モードで稼働することができる。
【００３９】
＜第２態様＞
本態様の無線センサネットワークシステムは、センシングデバイス２１、２２、２３が人感センサ又は照度センサ、あるいは人感センサ及び照度センサであり、制御対象機器２７、２８、２９が照明機器で構成したことを特徴とする。
本態様によれば、センシングデバイス２１、２２、２３が人感センサ又は照度センサ、あるいは人感センサ及び照度センサであり、制御対象機器２７、２８、２９が照明機器で構成したので、通信障害が発生した場合でも、照明機器は通信障害発生通知を受信した際に、事前に記憶されている設定情報と、人感センサ、照度センサから取得したセンシング情報とに基づいて所定の制御動作を行う照明機器が自立制御モードに切り替わることができる。これにより、人を検知した際に照明機器を制御して調光度を設定することができ、また照度センサを用いることで、センシングデバイスが配置された室内等の照度に応じて照明機器の調光度を設定が可能となる。
【００４０】
＜第３態様＞
本態様の無線センサネットワークシステムでは、制御対象機器２７、２８、２９に記憶される設定情報は、各時間に設定された照明制御のスケジュール情報を含むことを特徴とする。
本態様によれば、制御対象機器２７、２８、２９に記憶される設定情報は、各時間に設定された照明制御のスケジュール情報を含むことで、時間帯に応じた照明制御を行うことができる。
これにより、時間帯に応じて照明機器の調光度を設定可能であり、例えば、昼休み等の時間帯では人を検知しても調光度を低く設定し、省エネに寄与することができる。
【００４１】
＜第４態様＞
本態様の無線センサネットワークシステムでは、無線デバイスが通信障害を検出する条件は、センシング情報の送信失敗回数が所定の回数を超えることであることを特徴とする。
本態様によれば、無線デバイスが通信障害を検出する条件は、センシング情報の送信失敗回数が所定の回数を超えることであるので、電波障害等の発生に影響される送信失敗回数を用いて通信障害を検出することができる。
これにより、無線デバイス１３と無線コーディネータ１１との間で一時的に電波障害等が発生しても、送信失敗回数が所定回数以内であれば、通常制御モードを維持し、所定回数を超えた場合には自立制御モードに切り替えることができる。
【００４２】
＜第５態様＞
本態様の無線センサネットワークシステムでは、無線デバイスが通信障害を検出する条件は、無線デバイスが無線コーディネータ１１へのセンシング情報の送信に成功し、かつ所定の時間以内に無線コーディネータ１１からの制御情報が受信されないことを特徴とする。
本態様によれば、無線デバイスが通信障害を検出する条件は、無線デバイスが無線コーディネータ１１へのセンシング情報の送信に成功し、かつ所定の時間以内に無線コーディネータ１１からの制御情報が受信されないことであるので、電波障害等の発生に影響される所定の時間以内の受信失敗という状態判断により通信障害を検出することができる。
これにより、無線コーディネータが正常に動作しているにも関わらず、サーバ障害のために制御情報が送信されない場合にも自立制御モードに切り替えることができる。
【００４３】
＜第６態様＞
本態様の無線センサネットワークシステムは、制御対象機器２７、２８、２９が自立制御モードで動作している状態において、無線デバイスが無線コーディネータ１１から何らかの無線信号を受信した場合、無線信号受信通知を制御対象機器２７、２８、２９に通知し、該センシングデバイス及び制御対象機器２７、２８、２９は自立制御モードから通常制御モードに切り替わることを特徴とする。
本態様によれば、無線デバイスが無線コーディネータ１１から何らかの無線信号を受信した場合、無線信号受信通知を受信した制御対象機器２７、２８、２９は、自立制御モードから通常制御モードに切り替わることができる。
これにより、無線コーディネータの故障或いは電波障害や、サーバ障害が発生し、制御対象機器が自立制御モードで稼働している際に、無線デバイスが無線コーディネータから何らかの無線信号を受信すると故障が修復され、或いは障害が復旧したと判断し、通常制御モードに復帰することができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、無線デバイスと無線コーディネータとの間の無線通信路に障害が発生した場合や、サーバに障害が発生した場合にも制御対象機器が自立的に制御し、併せて、消費電力を低減することが可能な無線センサネットワークシステムを得ることができる。
以上、これまで本発明の実施形態について説明してきたが、本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではない。すなわち、他の実施形態、追加、変更、削除等、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、何れの態様においても本発明の作用効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
以上説明したように、本発明によれば、非同期で行う通信システムを用いた無線センサネットワークにおいて、無線子機或は無線親機との間の無線障害や無線親機が接続したサーバに障害が起こった時でも無線子機に接続した制御対象機器が制御可能なネットワークシステムを得ることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１１…無線コーディネータ（無線中継装置）、１３、１４、１５…無線デバイス（無線装置）、１７、１８…信号線、２１、２２、２３…センシングデバイス（センシング装置）（人感センサ、照度センサ）、２７、２８、２９…制御対象機器（照明機器）、３１…サーバ、４０…無線モジュール、４１、５１…ＣＰＵ、４２、５２…メモリ、４３…無線回路、４４…アンテナ、４５…外部インターフェース、４６…ＥＥＰＲＯＭ、４７…ＲＡＭ、４８…フラッシュメモリ、５３…電源部、５４…ＬＥＤ、５５…ドライバ、５６…受信部、５７…クロック
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４６】
【特許文献１】特開２０１４−１０７７６２公報
【図１】
2017011529.tif 000003
【図２】
2017011529.tif 000004
【図３】
2017011529.tif 000005
【図４】
2017011529.tif 000006
【図５】
2017011529.tif 000007
【図６】
2017011529.tif 000008
【図７】
2017011529.tif 000009
【図８】
2017011529.tif 000010
【図９】
2017011529.tif 000011
【図１０】
2017011529.tif 000012
【図１１】
2017011529.tif 000013
【図１２】
2017011529.tif 000014
【図１３】
2017011529.tif 000015