a.多数の無線センサノードを提供し、それぞれの無線センサノードがレシーバ、RTC、およびカウンタを含み、前記RTCのティックを前記カウンタがカウントするステップ;b.前記無線センサノードそれぞれのレシーバの受信のために共通ビーコンを送信するステップ;およびc.前記共通ビーコンを受信すれば、それぞれのカウンタを1番目設定値にセッティングするステップ;を含むことを特徴とする、データサンプリング方法。無線センサノードごとにプロセッサを有し、前記プロセッサが前記カウンタを含むことを特徴とする、請求項1に記載のデータサンプリング方法。前記プロセッサがスリープモードと正常モードを有し、多数の無線センサモードそれぞれのプロセッサを前記スリープモードで同時に覚ますステップをさらに含むことを特徴とする、請求項2に記載のデータサンプリング方法。前記無線センサノードそれぞれがセンサを有し、カウンタが所定のセンサカウンタ値に到達すれば、前記センサでデータをサンプリングするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のデータサンプリング方法。前記無線センサノードそれぞれがセンサを有し、多数の無線センサノードそれぞれのセンサで同時にデータをサンプリングするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のデータサンプリング方法。前記センサがストレーンセンサ、振動センサ、ロードセル、トルクセンサ、圧力センサ、および加速度計からなる群より選択されることを特徴とする、請求項5に記載のデータサンプリング方法。前記無線センサノードそれぞれがトランシーバを有し、このトランシーバはセンサデータを送信しながら共通ビーコンを受信することを特徴とする、請求項1に記載のデータサンプリング方法。前記カウンタ値が所定の送信-カウンタ値に到達するとき、それぞれの無線センサノードから送信を行うステップをさらに含み、センサノードごとに送信-カウンタ値が異なることを特徴とする、請求項7に記載のデータサンプリング方法。前記無線センサノードが送信をするとき、TDMA送信スケジューリングを利用することを特徴とする、請求項8に記載のデータサンプリング方法。前記無線センサノードそれぞれがエネルギー収獲素子を含み、前記エネルギー収獲素子で送信機を作動させるエネルギーを供給するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項8に記載のデータサンプリング方法。前記トランシーバがブルートゥース、ワイファイ、ジグビZigbee、ナノトロンNanotron、イーサネット、ノルディックNordic、セルラーリンクcellularlink、およびUWBUltraWideBandからなる群より選択されたことを含むことを特徴とする、請求項7に記載のデータサンプリング方法。前記送信をするとき、エラー修正を利用するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のデータサンプリング方法。アクションカウンタactioncounterを提供するステップと、前記アクションカウンタが所定のアクション-カウンタ値に到達するとき、アクション行為を行うステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のデータサンプリング方法。前記無線センサノードそれぞれがセンサをさらに含み、前記アクション行為がセンサでデータをサンプリングすることを含むことを特徴とする、請求項13に記載のデータサンプリング方法。前記無線センサノードそれぞれが第2タイマーをさらに含み、第2タイマーを利用して無線センサノード間の同期化エラーの大きさを決定するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載のデータサンプリング方法。前記RTCの周波数が調節可能であり、前記第2タイマーを利用してRTCの周波数を調節するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項15に記載のデータサンプリング方法。a.多数の無線センサノードを提供し、それぞれの無線センサノードがレシーバとRTCを含むステップ、b.共通ビーコンを送信し、このビーコンに基づいてそれぞれのセンサノード内のRTCを同期化するステップ、およびC.前記無線センサノードそれぞれによって同時に行為を実行し、それぞれのセンサノードのタイミングが前記同期化されたRTCによって決定されるステップ、を含むことを特徴とする、行為アクション実行方法。本発明は、センサのサンプリング時間を正確に決定して制御することを目的とする。本発明は、データサンプリング方法に関する。この方法では多数の無線ノードを提供するが、これらの無線ノードそれぞれは、レシーバ、リアルタイムクロックRTC、およびカウンタを有する。カウンタはRTCのティックtickをカウントする。この方法では、それぞれの無線ノードのレシーバによる受信のために共通ビーコンbeaconを送信し、共通ビーコンを受ければ、それぞれのカウンタを第1設定値にセッティングする。本発明は、アクション行為を実行する方法にも関する。この方法は多数の無線センサノードを提供するが、それぞれの無線センサノードがレシーバとRTCを含む。この方法も共通ビーコンを送信し、このビーコンに基づいてそれぞれのセンサノード内のRTCを同期化する。この方法も無線センサノードそれぞれによって同時に行為を行い、それぞれのセンサノードのタイミングが同期化されたRTCによって決定される。本発明者は、センサによってデータを取る行為のように、多数の無線ノードによって1つの行為アクションを同時に実行する方法を発見したが、無線ノードごとにレシーバreceiver、リアルタイムクロックRTC:RealTimeClock、およびカウンタcounterを備える。RTCの出力は、方形波のような波形を有する。RTCが1回ティックするたびに方形波が形成され、カウンタはこのようなティックをカウントする。それぞれの無線ノードのレシーバは、共通ビーコンbeaconを受信する。共通ビーコンを受信したカウンタは、1番目設定値にリセットされる。このようにRTCが効果的に同期化されれば、カウンタが行為のための設定値に到達したとき、すべての無線センサノードが同時にこの行為を取る。無線センサノード一実験によれば、図1のブロック図から分かるように、無線センサノード20それぞれは、2.4GHzトランシーバチップ24に連結したマイクロプロセッサ22とセンサシグナルチェーン26を有する。センサ28a~dがセンサシグナルチェーン26に連結され、センサシグナルチェーンはマルチプレクサ30multiplexer、計器増幅器32、利得増幅器34PGA、アンチエイリアスフィルタ36anti-aliasingfilter、および16-ビットA/Dコンバータ38を有する。2MB非揮発性メモリ46、48のようなメモリがマイクロプロセッサ22に連結される。バッテリ50やエネルギー収穫機52のような電源が、すべての素子に動力を供給するように連結される。マイクロプロセッサ22に精密時計54が連結される。MicrochipInc.のPIC18F4620マイクロプロセッサと、TexasInstrumentsInc.のトランシーバチップCC2420と、MaximIntegratedProductsのRTCDS3234を使用した。それぞれのノードに内蔵されたファームウエアは、下記の特徴を支援するようにプログラムされた。-無線データ送信-非揮発性メモリへのデータロギングdatalogging-ホイートストンブリッジWheatstonebridge型センサレイを支援する最大4マルチプレキシドmultiplexedセンサチャネル-10、12、16-ビットA/D変換-±30μs以内の同期サンプリング理論的に最悪の場合は、再同期速度が20秒である±60μsである-プログラマブルサンプリング速度32~512Hz-電力節減のためのバッファ送信-受信確認と同じ基地局反応-捨てられたデータパケットdroppeddatapacketsの自動再送信-TDMA送信スケジューリングtransmissionscheduling。センサタイミング一実施形態において、それぞれの無線センサノードは、RTCのような高精密温度補正時計とマイクロプロセッサを備えており、マイクロプロセッサにカウンタが付いている。このようなRTCの出力は、マイクロプロセッサの入力ポートに直ぐに送られる。RTCは一定の間隔でティックし、RTCのティックがマイクロプロセッサのカウンタによってカウントされるが、このようなカウンタの特定の設定値で行為が実行される。このように、スリープモードsleepmodeでマイクロプロセッサを覚ましたり、センサをサンプリングしたり、送信機にデータを送信するなどの行為が予め設定された時間や時間帯に起こるようになるが、この過程が図2のフローチャートに示されている。作動中に、RTCのティックは、センサ計測時間を決定するカウンタ1と、データ送信時間を決定するカウンタ2と、ビーコンよりも先に受信モードに設定するカウンタ3に伝達される。あるカウンタが設定値に到達すれば、このカウンタがインタラプト信号interruptsignalを送り、100ステップにおいて、インタラプト信号によってマイクロプロセッサ22がスリープモードから覚め、サンプリングやロギングや送信に必要な素子が覚め、それぞれのカウンタがリセットされる。カウンタ1がインタラプト信号を提供したら、101~103ステップにおいて、マイクロプロセッサ22がセンサ計測を実行し、非揮発性メモリにデータをロギングする。続いて、104ステップにおいて、マイクロプロセッサ22がセンサシグナルチェーンとメモリチップをスリープモードに転換する。105~107ステップにおいて、カウンタ2がインタラプト信号を提供したら、マイクロプロセッサ22がロギングされたセンサデータからのパッケージデータを非揮発性メモリに保存し、トランシーバ24はこのデータを送信する。続いて、108ステップにおいて、マイクロプロセッサ22によってトランシーバ24がスリープモードに入る。109~111ステップにおいて、カウンタ3がインタラプト信号を提供したら、マイクロプロセッサ22はビーコンを受信する前にトランシーバ24を受信モードに設定し、ビーコンが受信されれば、すべてのカウンタ値をリセットする。続いて、112ステップにおいて、マイクロプロセッサ22がトランシーバ24をスリープモードに設定する。113ステップにおいて、マイクロプロセッサ22は、次のカウンタのインタラプト信号を待機しながらスリープモードに入る。実験において、RTCは32kHzでティックし、本発明者は256Hzでセンサをサンプリングした。このようなサンプリング速度において、RTCが32、768/256=128回ティックするたびにセンサをサンプリングした。したがって、マイクロプロセッサ内のカウンタの設定値は、初期値よりも大きい128であった。さらに高い周波数で作動するRTCを使用することもできるが、このようなRTCは時間解像度timeresolutionが高く、例えば、送信開始信号を受けた無線センサノードによって実行される行為よりも大きい同期化を行うことができる。しかし、クロックの速度が速いほどさらに大きい電力が必要となるため、電力消費を最小化する必要がある場合には、遅いRTCを使用する必要がある。本発明は、与えられたRTC周波数に対する同期化を改善する方法も提供する。例えば、さらに遅いRTCを使用しながらも時間差を補正するために、第2のクロックを追加で使用する各種無線モードにおける行為の同期化を改善することができるが、これについては後述して説明する。センササンプリング行為とデータ送信行為とその他の行為は、それぞれ異なる速度で起こる。例えば、センサによってデータをサンプリングする行為が、データを送信する行為よりもさらに頻繁に起こることがある。センサからデータを取るような行為を実行するタイミングは、カウンタによって収集されたRTVのティック回数を追跡し続けて設定値と比べて行われる。データを収集して送信するような1種以上の行為のために、複数の設定値を使用することもある。例えば、上述したセンサノードでは1秒あたり256回のサンプリングをしたが、このノードでユーザが1秒あたり4回のデータ送信を所望することがある。この場合には、サンプル-カウンタが128回ティックするたびにRTCをリセットするように設定し、1秒あたり256回の速度でサンプリングするようにする。一例として、64回のデータサンプルが記録されるたびに送信-カウンタが送信を行うように設定することができる。他の速度で他の行為をスケジュールするのに、他のカウンタを使用することができる。ビーコンとセンサ同期化センササンプルを同期化して複数のセンサノード間の送信をスケジュールするのに共通ビーコンを使用する。一例として、図1に示す基地局装置60や指定された無線センサノードによって1秒ごとにビーコンが送られる。ビーコンは指定されたカウンタ値で生じ、無線センサノード全体がビーコンを受信したとき、センサノード全体が指定された値に一致するように自体カウンタを調節する。例えば、指定された値がカウンタ値=20であることがある。ビーコンを受けた無線センサノードそれぞれは自体カウンタ値を20に調節する。したがって、それぞれの無線センサノード内のカウンタメモリ位置がビーコンを受信したときと同じ値に調節され、このようなカウンタメモリ位置は、RTCがティックするたびに該当ノードで1つずつアップデートされ続ける。ビーコンがすべてのカウンタを同期化して直ぐにRTCがすべて同じ速度でティックするため、RTCと自体カウンタを基盤としたそれぞれの無線センサノードの行為が他のすべての無線センサノードの行為と同期化する。RTCの速度差によるすべてのドリフトdriftは、次のビーコンが受信されるときに再修正される。ドリフトDriftそれぞれのセンサノードにあるRTCは所定の許容誤差を有するが、このような許容誤差は、他のセンサノードのクロックに対する自体クロックの最大ドリフトを示す。例えば、許容誤差が±3ppmであるRTCの最大ドリフトは、1秒あたり±3μsである。周期的な同期化がないドリフトの大きさを示すテストを実施した。2時間に渡るテスト初期にのみ時間同期化ビーコンを受け、-40°C~85°Cの温度に露出したシステムのタイミング正確度は最大5msであることが明らかになった。無線センサノード間のセンササンプリングが極めて多く逸脱しないように、本発明では、無線センサノード全体がビーコンに同期化するようにした。ビーコン再同期化速度は、ユーザの必要に応じて変わることがある。ビーコン間隔の短いほど同期化が改善され、ビーコン間隔の長いほど電力が節減される。同期化の正確度RTCの1回以上のティックによってカウントがドリフトされたら、センサノードはタイミングを調節するだけである。このために、センサノードの最適の同期化時間解像度は±1/RTC出力周波数である。以上で説明した方法を利用し、多数のそれぞれの無線センサが長い時間に渡ってサンプリングを同期的に維持することを確認するテストを行った。このテストにおいて、3つのセンサノードをそれぞれ異なるストレーンゲージに連結し、256Hzの同期化サンプリングモードに設定した。図3のような方形パルスをキャプチャするのにオシロスコープoscilloscopeを使用し、3つのセンサそれぞれのサンプリング開始点を表示した。それぞれの時間ドリフトのよりも正確な影響を求めるために、このようなセットアップを利用してさらなる同期化テストを行った。このテストにおいて、3つのセンサノードそれぞれのサンプルパルスの開始点を多チャネルオシロスコープのグラフモードを利用して1時間に渡って収集し、図4のようなドリフトグラフを求めた。1秒あたり256個のサンプルのデータ獲得速度において、それぞれのセンサのすべてサンプル数は921、600個であった。このようなテスト結果から得た相対的時間ドリフトは、図4のスクリーンキャプチャで表示されたサンプルパルスの開始点から分かるように±30msであり、この値は2秒間隔で繰り返されるビーコン同期化から予想される値と一致する。同期化精密調整のための第2クロック上の実施形態において、センサノードはウェークアップwakeupとサンプリングタイマとして32kHzRTCを使用した。上述したように、このときの最適の同期化精密度は±1/32kHzや±30μsであった。第2クロックを速度がさらに速いものを使用してサンプリング同期化を精密調節すれば、正確度を高めることができる。ビーコンを受けたRTCカウンタが指定された値に設定され、第2クロックが作動を開始する。第2クロックは20MHz程度の高速で動作し、ビーコンが到着した後、その次の32kHzのRTCがティックするまでの時間を測定する。このように測定された時間差がセンサノードに保存され、連続するそれぞれのサンプリングタイムスタンプを調整することができる。このような第2タイマーの解像度は、μs単位であることができる。ここでは、解像度が1/20μsである。この方法を利用すれば、サンプリングタイムスタンプの解像度をウェークアップタイマの解像度よりもさらに高めることができる。マイクロプロセッサのシステムクロックが第2クロックを提供することができる。第2クロックを使用しても電力消費に悪影響を及ぼさないが、これはマイクロプロセッサが既に動作してビーコンを受けてシステムクロックが動作するためである。一方、Intersil社のISL12020Mのように周波数を調節することができるRTCに対し、第2クロックを利用してビーコンが到着した後、その次のRTCカウンタがティックするときまでの遅延時間を測定する。次に、このように測定された時間を参考してRTCカウンタの周波数を調節する。この作業をそれぞれの無線センサノードごとに行えば、すべての無線センサノードのRTCの周波数が第2クロックの解像度内で同期化される。それぞれのRTCの内蔵メモリやレジスタは、RTCの周波数を含んでRTCの動作モードを決定する値を有する。これらの値を変えて周波数を調節することができる。このような値は、所望する周波数変化を測定した計算によって決定される。多くのセンサノードのRTCが時間が経過しながら次第に広がる反面、RTCの同期化はそれぞれのビーコンに対して繰り返される。例えば、ビーコンの周期が1秒あたり1回であれば、同期化が再保存される周期も1秒あたり1回である。周波数正確度が±3ppmであるクロックの場合、2つのノードが6μsのビーコン間隔だけ広がることができる。この方法を利用し、同期化の正確度をRTCの許容誤差と再同期化速度で限定する。±3ppmのRTCと1秒のビーコンアップデート速度において、センサノードは、±3μsのビーコン範囲内で同期化したサンプリングを示す。一例として、データ収集とセンサノード配列からの時間同期化を促進するために、WSDA登録商標WirelessSensorDataAggregatorTMのようなデータ集合ノードや、WSDA登録商標-Base-mXRSTMのような基地局が開発されたが、これらはすべてアメリカバーモント州のMicroStrain社で開発されたものであり、有無線センサネットワークからデータを収集することができる。ストレーンセンサを含んだセンサノード配列をBellM412ヘリコプターに設置した。WSDAからの時間基準をすべてのネットワークノードに知らせて各ノードの精密時計を同期化した。WSDAはタイミング基準手段であり、GPSを利用した。WSDAは、無線センサネットワークにおけるデータ収集とタイミング管理を担当した。WSDAは、GPSレシーバ、タイミングエンジン、Linux2.6運用のマイクロプロセッサコア、CANバスコントローラ、および無線コントローラを特徴とし、大容量内蔵データ保存が可能であることは勿論、イーサネットEthernet、ブルートゥースBluetooth、セルリンクcelllinkを利用してデータをオンラインデータバスに直接送信することもできる。それぞれの無線センサノードがGPSに同期化する間、GPS信号を受けてビーコンを送信する単一基地局や無線センサデータ集合器のため、さらに多くの電力が消費される。この場合、無線センサノードは、自体GPSラジオradioが不必要となる。無線センサノードにストレーンゲージ、加速度計、負荷/トルクセル、サーモカップルthermocouple、およびRFIDがある。多様なサンプリング速度でデータが収集されてタイムスタンプされた後、WSDAのSQLデータベースに集まった。したがって、WSDAは、データを収集するための核心場所を提供する他に、それぞれのセンサモードの内蔵された精密時計を同期化させるビーコン機能も提供する。例えば、ノードサンプリングを初期化したりノード時計を同期化しろというネットワーク命令語に対する無線ノードネットワーク初期同期化は、±4μsに測定された。送信スケジューリングTransmissionSchedulingデータをタイムスタンプした後に送信する前に、暫くの間バッファリングした。サンプリングした後にデータを送信することとは反対に、バッファリングにより、センでは無線始動とパッケージオーバーヘッドに対する電力を節減することができる。また、多くの無線センサノードが互いに干渉せずに同じ無線チャネルでデータを送信することができるように、送信時間を多様に操作することができた。送信衝突を避けて1つの基地局が支援する無線センサの数を最大化するために、TDMATimeDivisionMultipleAccess方式を利用した。この方式は、ネットワーク内のセンサノードごとにそれぞれ固有のタイムスロットtimeslotを割り当てる。センでは自身に割り当てられた時間帯にのみデータを送信するため、衝突が全く起こらない。長い時間に渡って時分する安全性を立証するテストを行った。図5のオシロスコープキャプチャは、TDMA送信体系を利用しながら同期ネットワークで動作する3つのセンサを示す。この場合、短いスパイクは256Hzで起こるセンササンプリングを示し、長いパルスは送信を示す。これらのセンサは、2つのサンプリング周期または2つのタイムスロットが互いに広がってTDMA位置を維持するように設定された。ネットワークでタイムスロットの大きさを一定に維持するように決定したが、送信周波数はサンプリング速度と稼動センサチャネルの数に応じて変わる。このようにすることで、構成が互いに異なる多様なセンサノードが同じネットワークから容易に支援を受けることができる。タイムスロットの大きさは、1/256または3.9msで選択した。このような大きさのタイムスロットは送信に十分であり、次のタイムスロットに先立って十分なバッファが可能である。エラー修正基地局は、これらの多様な値の不正確度によって損傷したり損失したデータを自動で認識する。基地局は、配達成功の確認や再送信データ要請を通じ、受信されたパッケージごとに迅速に応答する。データ送信専用のタイムスロットの他にも、再送信のためのタイムスロットもセンサごとに割り当てられた。損失したり損傷したデータの場合、再送信が許可されるまで無線ノードがこのデータをバッファに臨時で保存する。拡張性基地局ごとにそれぞれのセンサノードに必要な帯域幅を基準として適切な数のセンサを支援することができる。センサノードの帯域幅は、サンプリング速度と利用されるセンサチャネルの数に応じて左右されるが、このようなセンサチャネルの数は1秒あたりのタイムスロットの数を決定する。すべてのセンサノードを再送信を通じたエラー修正に利用する場合、それぞれのノードに必要な帯域幅は2倍になる。下の表は、エラー修正を考慮して各ノードに関連する実際帯域幅を総帯域幅の割合として提示する。例えば、このモデルによれば、256Hzでサンプリングしながらエラー修正を支援するネットワーク3-チャネル無線センサノードが現在32個の無線センサノードや96個の別途のストレーンゲージを支援することができる。FDMAFrequencyDivisionMultipleAccess方式では、ローカルネットワークの集合容量を追加周波数チャネルとして線形に拡張することができる。多様な基地局が同じソースを通じて同期化され、基地局ごとに固有の周波数チャネルFDMAでセンサ群を作動させることができる。例えば、別途の周波数チャネルに8つの基地局を併合するようにネットワークを拡張すれば、ネットワークの容量が256個の同期化したセンサノードに拡張し、ノードごとに256Hzで3つのストレーンゲージをサンプリングすることができる。エネルギー収獲航空機の構造的負荷を追跡するために、同期化したエネルギー収獲無線センサネットワークを開発した。テストによれば、これらのセンサは、リアルタイムエラー修正をしながら成功的にサンプリングと送信タイミングを同期化した。本システムは、多様なセンサ配列とサンプリング速度を利用する多数の別途のセンサノードを支援するまで拡張できることを示した。また、センサノードがエネルギー収穫量よりも少ない電力を消費しながらも、サンプリング速度は最大512Hzに至った。以上の説明はあくまでも例示に過ぎず、当業者であれば添付の特許請求の範囲で定義された本発明の精神と範囲を逸脱しなくても、多様な変形が可能であろう。