(57)【要約】【課題】消費電力の増大を抑えながらも、センサ局、外部局間のデータ通信を正確に行うことのできる無線センサシステムを提供する。【解決手段】センサ信号のサンプリングを行うとともに、そのサンプリングしたセンサデータを無線により送信するセンサ局と、そのセンサ局から送信されたセンサデータを受信する外部局と、を有して構成される無線センサシステムにおいて、送信するデータの本体部分の前に受信感度調整用のゲイン調整パケットを付してセンサ局、外部局間の無線データ送信を行うとともに、通信エラーの発生を示すＮＡＣＫ信号を受信したときには、通信エラー回数ｅｒｒに応じてゲイン調整パケットの数を加増して、無線データ送信をリトライするようにした。【選択図】図４
2009031865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ信号のサンプリングを行うとともに、そのサンプリングしたセンサデータを無線により送信するセンサ局と、そのセンサ局から送信されたセンサデータを受信する外部局と、を有して構成される無線センサシステムにおいて、
送信するデータの本体部分の前に受信感度調整用のゲイン調整信号を付して前記センサ局、前記外部局間の無線データ送信を行うとともに、
前記無線データ送信に際して通信エラーが発生したときには、前記通信エラーの回数に応じて前記ゲイン調整信号を長くして、前記無線データ送信をリトライするようにした
ことを特徴とする無線センサシステム。
【請求項２】
前記ゲイン調整信号は、論理レベルの信号「１」と論理レベルの信号「０」とが交互に繰り替えされたビット列からなる
請求項１に記載の無線センサシステム。
【請求項３】
前記ゲイン調整信号の長さが既定の中止判定値以上となったことを条件に、前記無線データ送信を中止する
請求項１又は２に記載の無線センサシステム。
【請求項４】
前記無線データ送信は、前記ゲイン調整信号、データヘッダ、前記データの本体部分及びデータフッタの順に行われ、
その無線データ送信を受信した局では、前記ゲイン調整信号を用いて受信感度調整を行うとともに、その後に前記データヘッダ、前記データの本体部分及び前記データフッタがその順に受信されたとき以外は、前記通信エラーと判定する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
【請求項５】
前記無線データ送信に際してチェックコードを併せ送信するとともに、
その無線通信を受信した部局では、受信した前記データの本体部分をそのチェックコードを用いて検査して、その結果、データの誤りが検出されたときにも前記通信エラーと判定する
請求項４に記載の無線センサシステム。
【請求項６】
前記チェックコードとして、巡回冗長検査コードを用いる
請求項５に記載の無線センサシステム。
【請求項７】
前記外部局は、前記センサ信号のサンプリング条件を指定するためのコマンドを前記データの本体部分として前記センサ局に送信し、
前記センサ局は、受信した前記コマンドに基づきサンプリング条件を設定して前記センサ信号のサンプリングを行う
請求項１〜６のいずれか１項に記載の無線センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサ信号のサンプリングを行うとともに、そのサンプリングしたセンサデータを無線により送信するセンサ局と、そのセンサ局から送信されたセンサデータを受信する外部局と、を有して構成される無線センサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユキビタス社会を支える重要技術として、無線センサ技術が着目されている。無線センサシステムは、センサと無線通信モジュールとを一体化したセンサ局と、そのセンサ局から送信されたセンサデータを受信する外部局とから構成されている。
【０００３】
こうした無線センサシステムのセンサ局は一般に小型であり、その動作電源には、ボタン型電池のような小容量の電源が使用されることが多い。そのため、電力消費の削減が求められ、センサ局からのデータ通信は低出力・低デューティで行われるようになっている。こうした低出力・低デューティのデータ通信では、ノイズの影響が極めて大きくなることから、正確なデータ通信が困難となる。
【０００４】
従来、こうした無線センサシステムでの低出力・低デューティのデータ通信を可能とするための技術としては、特許文献１に記載のものが提案されている。同文献に記載の無線センサシステムでは、サンプリングの開始位置の特定に使用されるプリアンプルコード、及びセンサデータの頭出しに使用される同期コードに続いて、センサデータを送信することで、ノイズとデータとの識別を容易とするようにしている。
【特許文献１】特開２００６−２７０４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、こうした無線センサシステムでは一般に、受信側の局がデータ受信に失敗すると、その旨を送信側の局に通知して、データ通信をリトライするようにしている。ところが、ノイズ等の状況に変化が無ければ、リトライしても再びデータ受信を失敗する確率が高く、無線データ通信のリトライを何度繰り返しても、データ受信を成功させることができないことがある。無論、データ送信の出力やデューティを高めれば、こうした事態は回避可能であるが、それでは消費電力の増加を招いてしまうようになってしまう。
【０００６】
本発明は、こうした実状に鑑みてなされたものであって、その解決しようとする課題は、消費電力の増大を抑えながらも、センサ局、外部局間のデータ通信を正確に行うことのできる無線センサ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】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果を記載する。
請求項１に記載の発明は、センサ信号のサンプリングを行うとともに、そのサンプリングしたセンサデータを無線により送信するセンサ局と、そのセンサ局から送信されたセンサデータを受信する外部局と、を有して構成される無線センサシステムにおいて、送信するデータの本体部分の前に受信感度調整用のゲイン調整信号を付して前記センサ局、前記外部局間の無線データ送信を行うとともに、前記無線データ送信に際して通信エラーが発生したときには、前記通信エラーの回数に応じて前記ゲイン調整信号を長くして、前記無線データ送信をリトライするようにしたことをその要旨としている。
【０００８】
上記構成では、送信するデータの本体部分の前に受信感度調整用のゲイン調整信号を付して、センサ局と外部局との間の無線データ送信を行うようにしている。こうした場合、送信データを受信した局では、ゲイン調整信号に基づいて受信感度の調整を行った後に送信されたデータの本体部分を受信することになる。このときのゲイン調整信号を長くするほど、受信感度の調整をより良好に行うことができるため、ノイズの影響が大きいときにも正確なデータ受信が可能になる。しかしながら、受信条件の悪いときを想定して、ゲイン調整信号を始めから長くしておけば、１回の無線データ通信に要する通信時間が長くなり、消費電力の増大を招いてしまうようになる。一方、ゲイン調整信号を短くしておけば、受信条件の悪いときには、通信エラーが発生してしまう。
【０００９】
その点、上記構成では、無線データ送信に際して通信エラーが発生したときには、そうした通信エラーの回数に応じてゲイン調整信号を長くして、無線データ送信をリトライするようにしている。そのため、受信条件の良いときには、ゲイン調整信号の短い状態で無線データ通信を行いつつも、受信条件の悪いときだけ、ゲイン調整信号を長くしてデータの受信を行えるようにすることができる。したがって、上記構成によれば、消費電力の増大を抑えながらも、センサ局、外部局間の無線データ通信を正確に行うことができるようになる。
【００１０】
なお、ゲイン調整信号としては、受信側がゲイン信号であることを特定可能なパターンを有する信号であれば任意の信号を用いることができるが、最も簡単には、請求項２に記載のような、論理レベルの信号「１」と論理レベルの信号「０」とが交互に繰り替えされたビット列からなる信号（「１０１０１０…１０」）を用いることができる。
【００１１】
ところで、受信失敗の要因がノイズの影響以外にあり、受信感度の調整だけでは、解決することができない場合もある。こうした場合に、無線データ通信のリトライが際限なく繰り替えされることを回避するため、請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の無線センサシステムにおいて、ゲイン調整信号の長さが既定の中止判定値以上となったことを条件に、無線データ送信を中止するようにしている。
【００１２】
なお、こうした請求項１〜３のいずれか１項に記載の無線センサシステムにおける通信エラーの確認は、請求項４に記載のように、ゲイン調整信号、データヘッダ、上記データの本体部分及びデータフッタの順に無線データ通信を行うこととし、更にその無線データ通信を受信した局において、ゲイン調整信号を用いて受信感度調整を行った後に、データヘッダ、データの本体部分及びデータフッタがその順に受信されたとき以外は、通信エラーと判定することで行うことができる。また請求項５に記載のように、無線データ送信に際してチェックコードを併せ送信するとともに、その無線データ通信を受信した局において、受信したデータの本体部分をそのチェックコードを用いて検査して、その結果、データの誤りが検出されたときにも通信エラーと判定するようにしても良い。なお、そうしたチェックコードとしては、簡単にはチェックサムコードを用いることができるが、より正確を期するのであれば、請求項６に記載のように、チェックコードとして巡回冗長検査（ＣＲＣ：Cyclical(Cyclic) Redundancy Check ）コードを用いるようにすると良い。
【００１３】
ちなみに、上記請求項１〜６の無線センサシステムは、例えば請求項７に記載のように、外部局が、センサ信号のサンプリング条件を指定するためのコマンドを、送信するデータの本体部分としてセンサ局に送信し、センサ局が、受信した前記コマンドに基づきサンプリング条件を設定してセンサ信号のサンプリングを行うように構成された無線センサシステムに適用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の無線センサシステムを具体化した一実施形態を、図１〜図５を参照して詳細に説明する。なお本実施形態の無線センサシステムは、図１−Ａに示されるように構成されたセンサ局１０と、図１−Ｂに示されるように構成された外部局２０とを有して構成されている。ちなみに以下の説明では、数値の２進数表記を行う場合には、数値の末尾に「Ｂ」を、また数値の１６進数表記を行う場合には、数値の末尾に「Ｈ」を、それぞれ付して記載する。
【００１５】
まず図１−Ａを参照して、この無線センサシステムのセンサ局１０の構成を説明する。センサ局１０には、それぞれ固有のセンサＩＤの付された複数のセンサ（同図では、センサＩＤが「０」〜「１５」の１６個のセンサ）が接続可能とされている。これらのセンサはそれぞれ、アナログスイッチ１１に接続されている。このアナログスイッチ１１は、接続されたセンサの中からいずれか１つを選択して、デジタルポテンショメータなどの抵抗値可変ディバイス１２に接続するように構成されている。さらに抵抗値可変ディバイス１２は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器１３を介して、ＣＰＵ（中央演算装置）モジュール１４に接続されている。センサデータのサンプリングやセンサデータの送信に係る各種の処理を実施するこのＣＰＵモジュール１４には、ＤＭＡ（Direct Memory Access）ユニット１５が内蔵されるとともに、メモリ１６及び無線モジュール１７がその外部に接続されている。
【００１６】
こうしたセンサ局１０においてＣＰＵモジュール１４は、アナログスイッチ１１を操作して、サンプリング対象となるセンサを選択するとともに、抵抗値可変ディバイス１２を操作して、サンプリングに際してのセンサ出力のゲイン（Ｇａｉｎ）とオフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）とを設定する。さらにＣＰＵモジュール１４は、内蔵するＣＰＵのバスクロックに対するウェイトクロックの挿入を通じて、サンプリングの周期を設定する。こうして設定されたサンプリング条件にて取り込まれたセンサ出力のＡ／Ｄ変換値であるセンサデータ（Ｄａｔａ）は、ＤＭＡユニット１５によりメモリ１６に直接書き込まれるようになっている。またＣＰＵモジュール１４は、サンプリングするセンサデータの数（サンプリング数）を、ＤＭＡユニット１５のＡ／Ｄ変換器１３へのアクセス数にて管理するようにしている。
【００１７】
続いて図１−Ｂを参照して、本実施形態の無線センサシステムの外部局２０の構成を説明する。外部局２０は、センサデータのサンプリング条件の指令や同センサデータの受信に係る処理を行うＣＰＵモジュール２１を中心に構成されている。この外部局２０のＣＰＵモジュール２１には、センサ局１０との無線データ通信を行うための無線モジュール２２、及び各種データを記憶するメモリ２３が接続されている。またＣＰＵモジュール２１には、キーボードなどの入力ディバイスとディスプレイなどの出力ディバイスとを備えるユーザーインターフェイス（ＵＩ）２４が接続されてもいる。
【００１８】
以上の如く構成された本実施形態の無線センサシステムにおけるセンサデータの取得は、以下の手順１）〜１０）を通じて行われるようになっている。
１）まずユーザーがＵＩ２４を通じて、センサデータのサンプリングの条件（センサＩＤ、センサ出力のゲイン及びオフセット、サンプリング周期、サンプリング数など）を入力する。
【００１９】
２）上記手順１）でのサンプリング条件の入力に応じて、外部局２０のＣＰＵモジュール２１が、入力された条件に基づいてコマンドを生成してセンサ局１０に送信する。
３）上記コマンドの受信に応じて、センサ局１０のＣＰＵモジュール１４が、外部局２０から受信したコマンドに応じてサンプリング条件を設定する。
【００２０】
４）ユーザーがＵＩ２４を通じて、センサデータのサンプリング開始の操作を行う。
５）上記手順４）でのサンプリング開始の操作に応じて、外部局２０のＣＰＵモジュール２１が、センサデータのサンプリングの開始を要求するコマンド「ｓｅｎｄＳｔａｒｔＳｉｇｎａｌ」をセンサ局１０に送信する。
【００２１】
６）上記コマンド「ｓｅｎｄＳｔａｒｔＳｉｇｎａｌ」の受信に応じて、センサ局１０のＣＰＵモジュール１４が、上記手順３）にて設定された条件でセンサデータのサンプリングを実施して、その結果をメモリ１６に記憶する。
【００２２】
７）ユーザーがＵＩ２４を通じて、センサデータのダウンロード開始の操作を行う。
８）上記手順７）でのダウンロード開始の操作に応じて、外部局２０のＣＰＵモジュール２１が、センサデータのサンプリングの開始を要求するコマンド（「ｓｅｎｄＲｅｑｕｅｓｔＤａｔａ」）をセンサ局１０に送信する。
【００２３】
９）上記コマンド「ｓｅｎｄＲｅｑｕｅｓｔＤａｔａ」の受信に応じて、センサ局１０のＣＰＵモジュール１４が、サンプリングしたセンサデータをメモリ１６から読み込んで、外部局２０に送信する。
【００２４】
１０）外部局２０のＣＰＵモジュール２１が、センサ局１０から受信したセンサデータを自身のメモリ２３に記憶する。
続いて、上記手順２）、５）、８）及び９）で実施されるセンサ局１０、外部局２０間の無線データ通信の詳細を説明する。本実施形態の無線センサシステムでは、こうした無線データ通信に際し、送信するデータの本体部分、すなわちセンサデータのデータ列やコマンドの前に、受信側の局が受信感度を調整するためのゲイン調整信号を付すようにしている。ゲイン調整信号は、論理レベルの信号「１」と論理レベルの信号「０」とが交互に繰り返された信号（「１０１０１０…１０Ｂ」）とされている。本実施形態では、こうしたゲイン調整信号を可変長とするようにしている。なお本実施形態では、そうしたゲイン調整信号の長さを、単位ビット長のパケット単位で増減させるようにしている。ここでは１つのゲイン調整信号のパケット、すなわちゲイン調整パケットの長さは、「１ｗｏｒｄ」（ここでは「１６ｂｉｔ」）に設定されている。
【００２５】
図２（ａ）は、外部局２０からセンサ局１０へのコマンド送信に使用される送信データの構造を示している。同図に示すように、コマンド送信は、複数のゲイン調整パケットに続き、コマンドヘッダ、コマンドの本体部分を構成するコマンドパケット、コマンドフッタの順に行われる。ここでは、コマンドの開始位置を示すためのコマンドヘッダを「ＦＦＨ」に、コマンドの終了位置を示すためのコマンドフッタを「００Ｈ」に、それぞれ設定している。
【００２６】
またコマンドパケットは、図２（ｂ）にその構造を示すように、例えば「６ｂｉｔ」のコマンドビット、「２ｂｉｔ」のリザーブビット、及び「８ｂｉｔ」の設定値ビットにより構成されている。コマンドビットには、コマンドの種別を示すコードが格納される。例えばサンプリング対象のセンサＩＤを指定するためのコマンド「ｓｅｎｄＡｃｔｉｖｅＣｈａｎｎｅｌ」の場合、コマンドビットの値は「８０Ｈ」に設定される。また設定値ビットには、そのコマンドにより設定される値が格納されるようになっている。
【００２７】
図３（ａ）は、センサ局１０から外部局２０へのセンサデータ送信に使用する送信データの構造を示している。同図に示すように、センサデータ送信は、複数のゲイン調整パケットに続き、データ列ヘッダ、センサデータのデータ列（送信するデータの本体部分）、チェックコードヘッダ、チェックコード及びデータ列フッタの順に行われる。ここでは、１つ以上のデータパケットからなるデータ列の開始位置を示すためのデータ列ヘッダを「ＦＦ００Ｈ」に、データ列の終了位置を示すためのデータ列フッタを「００ＦＦＨ」に、それぞれ設定している。またデータ列の末尾に付されるチェックコードの開始位置を示すためのチェックコードヘッダを「００Ｈ」に設定するようにしている。
【００２８】
なおチェックコードは、受信データ検証用の誤り検出符号であり、ここではそうしたチェックコードとして巡回冗長検査コード、いわゆるＣＲＣ（Cyclical(Cyclic) Redundancy Check ）コードを用いるようにしている。このＣＲＣコードは、データに対して巡回的なアルゴリズム（生成多項式）を適用することで生成される。
【００２９】
またデータ列を構成する各データパケットはそれぞれ１つのセンサデータを伝送するものとなっており、図３（ｂ）に示すように、「４ｂｉｔ」のＩＤビットと、「１２ｂｉｔ」のデータビットとにより構成されている。そしてデータビットにはセンサデータの値が、ＩＤビットにはそのデータビットにセンサデータの格納されるセンサのＩＤが、それぞれ格納されるようになっている。
【００３０】
さて上記のように本実施形態の無線センサシステムでは、送信するデータの本体部分であるコマンドやセンサデータのデータ列の前に受信感度調整用のゲイン調整信号を付して、センサ局１０と外部局２０との間の無線データ送信を行うようにしている。こうした場合、受信側の局では、ゲイン調整信号に基づいて受信感度の調整を行った後に、送信されたデータの本体部分を受信することになる。このときのゲイン調整信号を長くするほど、すなわちゲイン調整パケットの数を多くするほど、受信感度の調整をより良好に行うことができるため、ノイズの影響が大きいときにも正確なデータ受信が可能になる。しかしながら、受信条件の悪いときを想定して、ゲイン調整信号を始めから長くしておけば、一データ送信当りの通信時間が長くなり、消費電力の増大を招いてしまうようになる。一方、ゲイン調整信号を短くしておけば、受信条件の悪いときには、データが送信不能となってしまう。
【００３１】
そこで本実施形態では、無線データ通信に際して通信エラーが発生したときには、そうした通信エラーの回数に応じてゲイン調整信号を長くして（ゲイン調整パケットの数を増やして）して、無線データ送信をリトライするようにしている。そのため、受信条件の良いときには、ゲイン調整信号の短い状態で無線データ通信を行いつつも、受信条件の悪いときだけ、ゲイン調整信号を長くすることができる。したがって、こうした本実施形態の無線センサシステムでは、消費電力の増大を抑えながらも、センサ局、外部局間のデータ通信を正確に行うことができるようになる。
【００３２】
具体的には、初回のデータ通信に際しては、送信側の局は、送信するデータ（コマンド又はセンサデータのデータ列）の先頭に、ゲイン調整パケットを３つ付けて、すなわち「４８（＝１６×３）ｂｉｔ」のゲイン調整信号を付けてデータ送信を行うようにしている。本実施形態の無線センサシステムでは、ここでデータ送信に失敗した場合、すなわち通信エラーの場合には、データ送信をやり直すようにしている。そして通信エラーの回数が３回以上となったときには、送信データに付されるゲイン調整パケットの数を１つ増やすようにしている。すなわち、４回目のデータ送信時には、ゲイン調整パケットを４つ付けてデータ送信を行うようにしている。そして以後、通信エラーの回数が「３」増える毎に、ゲイン調整パケットの数を「１」ずつ加増するように、すなわちゲイン調整信号の長さを「１６ｂｉｔ」ずつ長くするようにしている。
【００３３】
一方、受信失敗の要因がノイズの影響以外にあり、受信感度の調整だけでは、解決することができない場合もある。本実施形態の無線センサシステムでは、こうした場合に無線データ通信のリトライが際限なく繰り替えされることを回避するため、ゲイン調整信号の長さ（ゲイン調整パケットの数）が既定の中止判定値以上となったことを条件に、無線データ送信を中止するようにしている。より具体的には、本実施形態の無線センサシステムでは、ゲイン調整パケットの数が「１０」を超えたときに、すなわちゲイン調整信号の長さが「１６０ｂｉｔ」を超えたときに、無線データ通信を中止するようにしている。
【００３４】
ちなみに、この無線センサシステムでは、受信側の局では、以下の判定ａ）及び判定ｂ）を通じて、通信エラーであるか否かを確認するようにしている。そして受信側の局は、通信エラーでないと判定されたときには、通信に成功した旨の信号（ＡＣＫ信号）を、通信エラーが確認されたときには、通信に失敗した旨の信号（ＮＡＣＫ信号）を、送信側の局にそれぞれ返信するようにしている。
【００３５】
ａ）受信の順序が、上記コマンド送信の順序通り、若しくは上記センサデータ送信の順序通りであれば、通信成功と判定し、そうでなければ通信エラーと判定する。すなわち、コマンドの受信時には、ゲイン調整パケットに続き、コマンドヘッダ、コマンドパケット（送信するデータの本体部分）、コマンドフッタが順に受信されなければ、通信エラーと判定する。またセンサデータの受信時には、ゲイン調整パケットに続き、データ列ヘッダ、データ列（送信するデータの本体部分）、チェックコードヘッダ、チェックコード及びデータ列フッタの順に受信されなければ、通信エラーと判定する。
【００３６】
ｂ）外部局２０がセンサデータを受信した場合、データ列と共に受信したチェックコードを用いて、データ列の検査を行い、その結果、データの誤りが検出されたときには、通信エラーと判定する。なお上述したように、ここではチェックコードとしてＣＲＣコードを使用している。
【００３７】
図４は、こうした本実施形態の無線センサシステムにおいて、無線データ通信に際してデータ送信側の局の実施する「データ送信ルーチン」のフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、データ送信の要求に応じて、その局のＣＰＵモジュール１４、２１により実施されるものとなっている。
【００３８】
さて本ルーチンの処理が開始されるとＣＰＵモジュール１４、２１は、まずステップＳ１０において、上述した態様でのコマンド又はセンサデータの送信が実施される。そして以後、受信側の局からのＡＣＫ信号、又はＮＡＣＫ信号が受信されるまで待機する（Ｓ２０，Ｓ３０）。ここでＣＰＵモジュール１４、２１は、通信が成功してＡＣＫ信号が受信されたのあれば（Ｓ２０：ＹＥＳ）、そのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、ＣＰＵモジュール１４、２１は、通信に失敗してＮＡＣＫ信号が受信されたのであれば（Ｓ３０：ＹＥＳ）、ステップＳ４０以降の処理を実施する。
【００３９】
ステップＳ４０に処理が移行すると、そのステップＳ４０においてＣＰＵモジュール１４、２１は、通信エラー回数ｅｒｒの値に「１」を加算する。なおこの通信エラー回数ｅｒｒは、今回の無線データ通信に際して発生した通信エラーの回数を示すカウンタであり、本ルーチンの開始時にその値は「０」にリセットされている。
【００４０】
続いてＣＰＵモジュール１４、２１は、ステップＳ５０において、通信エラー回数ｅｒｒが、パケット加増回数ｎの倍数であるか否かを確認する。ここで通信エラー回数ｅｒｒがパケット加増回数ｎの倍数でなければ（Ｓ５０：ＮＯ）、ＣＰＵモジュール１４、２１はステップＳ１０に戻って、ゲイン調整パケットを現状の数に維持したまま、データ通信をリトライする。
【００４１】
一方、ＣＰＵモジュール１４、２１は、通信エラー回数ｅｒｒがパケット加増回数ｎの倍数であれば（Ｓ５０：ＹＥＳ）、ステップＳ６０において、送信データの先頭に付すゲイン調整パケットの数を「１」加増する。本実施形態では、このパケット加増回数ｎの値は「３」に設定されており、上述したように通信エラーが３回発生する毎に、ゲイン調整パケットの数が加増されるようになっている。
【００４２】
こうしてゲイン調整パケットの数を加増した後、ＣＰＵモジュール１４、２１は、ステップＳ７０において、加増後のゲイン調整パケットの数が既定の中止判定値ＴＲＭＥＲＲ以上であるか否かを確認する。上記のように本実施形態では、ゲイン調整パケットの数が「１０」を超えたときに無線データ通信を中止するようにしており、中止判定値ＴＲＭＥＲＲの値は「１０」に設定されている。
【００４３】
ここで、ゲイン調整パケットの数が中止判定値ＴＲＭＥＲＲ未満であれば（Ｓ７０：ＮＯ）、ＣＰＵモジュール１４、２１は、ステップＳ１０に戻って、前回よりも「１」加増されたゲイン調整パケットを付して、データ通信をリトライする。一方、ゲイン調整パケットの数が中止判定値ＴＲＭＥＲＲ以上であれば（Ｓ７０：ＹＥＳ）、ＣＰＵモジュール１４、２１は、ステップＳ８０において、送信失敗のエラー通知を行った後、今回の無線データ通信を中止する。
【００４４】
一方、図５は、本実施形態の無線センサシステムにおいて、無線データ通信に際してデータ受信側の局の実施する「データ送信ルーチン」のフローチャートを示している。本ルーチンの処理は、データ受信の待機中にＣＰＵモジュール１４、２１によって繰り返し実施されている。
【００４５】
さて本ルーチンが開始されると、ＣＰＵモジュール１４、２１はまずステップＳ１００において、ゲイン調整パケットが受信されたか否かを確認する。ここでゲイン調整パケットの受信が確認されなければ（Ｓ１００：ＮＯ）、ＣＰＵモジュール１４、２１はそのまま今回の本ルーチンの処理を終了する。一方、ゲイン調整パケットが受信されたのであれば（Ｓ１００：ＹＥＳ）、ＣＰＵモジュール１４、２１は、ゲイン調整パケットの受信が続く限り、その受信したゲイン調整パケットを用いた受信感度の調整を継続する（Ｓ１１０，Ｓ１２０）。
【００４６】
ゲイン調整パケットの送信が終り、上記データの本体部分（センサデータのデータ列やコマンド）が受信されると、ＣＰＵモジュール１４、２１は、ステップＳ１３０において、上記ａ）の受信の順序に基づく通信エラーの判定を実施する。また外部局２０がセンサ局１０からのセンサデータの受信を行う場合には、ＣＰＵモジュール２１は、これに続き、上記ｂ）のチェックコードに基づくデータ列の検査を行い、通信エラーか否かを確認する（Ｓ１４０，Ｓ１５０）。そして通信エラーが確認されなければ、ステップＳ１６０において送信側の局にＡＣＫ信号を送信し、通信エラーが確認されれば、ステップＳ１７０において送信側の局にＮＡＣＫ信号を送信して、今回の本ルーチンの処理を終了する。
【００４７】
以上説明した本実施形態の無線センサシステムによれば、次の効果を奏することができる。
（１）本実施形態の無線センサシステムでは、送信するデータの本体部分（センサデータのデータ列やコマンド）の前に受信感度調整用のゲイン調整信号（ゲイン調整パケット）を付してセンサ局１０、外部局２０間の無線データ送信を行うようにしている。そして無線データ送信に際して通信エラーが発生したときには、通信エラーの回数に応じてゲイン調整パケットの数を増やし、ゲイン調整信号を長くして、無線データ送信をリトライするようにしている。そのため、受信条件の良いときには、ゲイン調整信号の短い（ゲイン調整パケットの数が少ない）状態で無線データ通信を行いつつも、受信条件の悪いときだけ、ゲイン調整信号を長くして（ゲイン調整パケットの数を増やして）、データ受信を行えるようにすることができる。したがって、消費電力の増大を抑えながらも、センサ局１０、外部局２０間のデータ通信を正確に行うことができるようになる。
【００４８】
（２）本実施形態の無線センサシステムでは、ゲイン調整パケットの数（ゲイン調整信号の長さ）が既定の中止判定値ＴＲＭＥＲＲ以上となったことを条件に、無線データ送信を中止するようにしている。そのため、受信失敗の要因がノイズの影響以外にあり、受信感度の調整だけでは、解決することができない場合に、無線データ通信のリトライが際限なく繰り替えされることを回避することができる。
【００４９】
（３）本実施形態の無線センサシステムでは、無線データ通信を、ゲイン調整信号、データヘッダ（データ列ヘッダ、コマンドヘッダ）、送信するデータの本体部分（センサデータのデータ列、コマンドパケット）及びデータフッタ（データ列フッタ、コマンドフッタ）の順に行うようにしている。一方、受信側の局では、受信したゲイン調整信号を用いて受信感度調整を行った後に、データヘッダ、上記データの本体部分及びデータフッタがその順に受信されたとき以外は、通信エラーと判定するようにしている。そのため、通信エラーの有無を容易且つ的確に確認することができる。
【００５０】
（４）本実施形態の無線センサシステムでは、センサデータの送信に際しては、チェックコードを併せ送信するとともに、その無線データ通信を受信した局において、受信したデータの本体部分（センサデータのデータ列）をそのチェックコードを用いて検査して、その結果、データの誤りが検出されたときにも通信エラーと判定するようにしている。またそうしたチェックコードとしてＣＲＣコードを用いるようにしている。そのため、通信エラーの有無をより正確に確認することができる。
【００５１】
なお上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、受信したセンサデータのデータ列の誤りを検出するためのチェックコードとしてＣＲＣコードを使用するようにしていたが、ＭＤコードやチェックサムコードなど、他のデータ誤り検出コードを使用するようにしても良い。また送信データへのチェックコードの付与やそのチェックコードを用いた受信データの検証を省略するようにしても良い。
【００５２】
・上記実施形態では、受信の順序やチェックコードを用いた受信データの検証を通じて通信エラーの有無を確認するようにしていたが、それ以外の態様で通信エラーの有無を確認するようにしても良い。そうした場合にも、通信エラーの回数に応じてゲイン調整信号を長くして、無線データ送信をリトライするようにさえすれば、上記（１）に記載の効果は得られるようになる。
【００５３】
・上記実施形態では、ゲイン調整信号として、論理レベルの信号「１」と論理レベルの信号「０」とが交互に繰り替えされたビット列からなる信号（「１０１０１０…１０」）を用いるようにしていたが、受信側が特定可能なパターンを有する信号であれば任意の信号をゲイン調整信号として用いることができる。
【００５４】
・上記実施形態では、通信エラーが３回発生する毎にゲイン調整パケットの数を「１」加増するように、すなわちゲイン調整信号の長さを「１６ｂｉｔ」長くするようにしていたが、そうしたゲイン調整信号の加増態様は適宜に変更することができる。例えば、通信エラーの発生毎にゲイン調整信号を毎回長くするようにしたり、加増するゲイン調整信号の長さを変更したりするようにしても良い。
【００５５】
・上記実施形態では、ゲイン調整パケットの数が「１０」を超えたときに、すなわちゲイン調整信号の長さが「１６０ｂｉｔ」を超えたときに、無線データ通信を中止するようにしていたが、無線データ通信を中止するときのゲイン調整信号の長さは、これに限らず任意に変更することができる。
【００５６】
・上記実施形態では、ゲイン調整信号の長さ（ゲイン調整パケットの数）に基づいて無線データ通信の中止判定を行っていたが、通信エラー回数や通信時間に基づいてそうした中止判定を行うようにすることもできる。
【００５７】
・無線データ通信に際しての送信データの構造は、上記実施形態に例示のものに限らず、適宜変更しても良い。そうした場合にも、送信するデータの本体部分の前にゲイン調整信号を付すとともに、通信エラーの発生時には、通信エラーの回数に応じてゲイン調整信号を長くして、無線データ送信をリトライするようにしさえすれば、上記（１）に記載の効果は得られるようになる。
【００５８】
・上記実施形態の無線センサシステムは、外部局２０が、センサ信号のサンプリング条件を指定するためのコマンドを、送信するデータの本体部分としてセンサ局１０に送信し、センサ局１０が、受信した前記コマンドに基づきサンプリング条件を設定してセンサ信号のサンプリングを行うように構成されているが、そうした構成以外の無線センサシステムにも本発明を適用することができる。要は、センサ信号のサンプリングを行うとともに、そのサンプリングしたセンサデータを無線により送信するセンサ局と、そのセンサ局から送信されたセンサデータを受信する外部局と、を有して構成される無線センサシステムであれば、本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１−Ａ】本発明の一実施形態に係る無線センサシステムについてそのセンサ局の構成を模式的に示すブロック図。
【図１−Ｂ】同実施形態の無線センサシステムについてその外部局の構成を模式的に示すブロック図。
【図２】（ａ）は同実施形態の無線センサシステムに採用されるコマンド送信用の送信データの構造を、（ｂ）はその送信データを構成するコマンドパケットの構造を、それぞれ模式的に示す略図。
【図３】（ａ）は同実施形態の無線センサシステムに採用されるセンサデータ送信用の送信データの構造を、（ｂ）はその送信データを構成するデータパケットの構造を、それぞれ模式的に示す略図。
【図４】同実施形態の無線センサシステムにて実行されるデータ送信ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態の無線センサシステムにて実行されるデータ受信ルーチンの処理手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００６０】
１０…センサ局、１１…アナログスイッチ、１２…抵抗値可変ディバイス、１３…Ａ／Ｄ変換器、１４…ＣＰＵモジュール、１５…ＤＭＡユニット、１６…メモリ、１７…無線モジュール、２０…外部局、２１…ＣＰＵモジュール、２２…無線モジュール、２３…メモリ、２４…ユーザーインターフェイス（ＵＩ）。
【図１−Ａ】
2009031865.tif 000003
【図１−Ｂ】
2009031865.tif 000004
【図２】
2009031865.tif 000005
【図３】
2009031865.tif 000006
【図４】
2009031865.tif 000007
【図５】
2009031865.tif 000008