JP6347039B2 - WIRELESS DEVICE, WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM EQUIPPED WITH THE SAME, AND PROGRAM RUNNED IN WIRELESS DEVICE - Google Patents
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Description
この発明は、無線装置、それを備えた無線通信システムおよび無線装置において実行されるプログラムに関するものである。 The present invention relates to a radio apparatus, a radio communication system including the radio apparatus, and a program executed in the radio apparatus.
従来、スリープ状態から起動状態へ移行させる無線装置の識別情報をフレーム長によって表して無線装置を起動させる技術が知られている(特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique is known in which identification information of a wireless device that is shifted from a sleep state to an activated state is represented by a frame length to activate the wireless device (Patent Document 1).
特許文献1に記載された技術においては、送信元の無線装置は、起動させたい無線装置の識別情報を示すフレーム長を有する無線フレームを生成し、その生成した無線フレームを無線通信の相手先である無線装置へ送信する。そして、相手先の無線装置は、無線フレームを受信し、その受信した無線フレームの受信信号をサンプリング間隔で包絡線検波してフレーム長を検出する。その後、相手先の無線装置は、その検出したフレーム長を識別情報に復号し、その復号した識別情報が自己の識別情報に一致するとき、スリープ状態から起動状態へ移行する。
In the technique described in
そうすると、送信元の無線装置は、相手先の無線装置と無線通信を行う。 Then, the transmission source wireless device performs wireless communication with the counterpart wireless device.
また、複数のセンサー端末と、管理端末とを備える無線センサーネットワークが知られている(特許文献2)。 A wireless sensor network including a plurality of sensor terminals and a management terminal is known (Patent Document 2).
複数のセンサー端末は、センサーを備える。管理端末は、複数のセンサー端末と通信する通信経路を構築し、その構築した通信経路に基づいて各センサー端末と無線通信を行う。そして、管理端末は、各センサー端末が検出したセンサー値を収集する。 The plurality of sensor terminals includes a sensor. The management terminal constructs a communication path for communicating with the plurality of sensor terminals, and performs wireless communication with each sensor terminal based on the constructed communication path. Then, the management terminal collects sensor values detected by each sensor terminal.
しかし、特許文献1に記載された技術を特許文献2に記載された無線センサーネットワークに適用して、センサー値の送信元のセンサー端末から管理端末までの経路上に存在する少なくとも1つのセンサー端末を順次起動させながらセンサー値を送信元のセンサー端末から管理端末へ送信することを想定した場合、次のような問題がある。
However, by applying the technology described in
起動させたいセンサー端末の識別情報を示すフレーム長を有する無線フレームを受信するときのサンプリング間隔を長くすれば、無線フレームを受信するセンサー端末の消費電力を低減できるが、サンプリング間隔が長くなれば、識別情報を示すフレーム長が長くなるので、無線フレームを送信するセンサー端末の消費電力が増加する。 If the sampling interval when receiving a wireless frame having a frame length indicating the identification information of the sensor terminal to be activated is increased, the power consumption of the sensor terminal that receives the wireless frame can be reduced, but if the sampling interval is increased, Since the frame length indicating the identification information becomes long, the power consumption of the sensor terminal that transmits the radio frame increases.
一方、サンプリング間隔を短くすれば、識別情報を示すフレーム長を短くできるので、無線フレームを送信するセンサー端末の消費電力を低減できるが、無線フレームを受信するセンサー端末の消費電力が増加する。 On the other hand, if the sampling interval is shortened, the frame length indicating the identification information can be shortened, so that the power consumption of the sensor terminal that transmits the radio frame can be reduced, but the power consumption of the sensor terminal that receives the radio frame increases.
このように、無線フレームを送信するときの消費電力と、無線フレームを受信するときの消費電力とは、トレードオフの関係にある。 Thus, the power consumption when transmitting a radio frame and the power consumption when receiving a radio frame are in a trade-off relationship.
その結果、無線フレームを送信するときの消費電力と、無線フレームを受信するときの消費電力との和である全体の消費電力を低減することが困難であるという問題がある。 As a result, there is a problem that it is difficult to reduce the overall power consumption, which is the sum of the power consumption when transmitting a radio frame and the power consumption when receiving a radio frame.
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、全体の消費電力を低減可能な無線装置を提供することである。 Therefore, the present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a wireless device capable of reducing the overall power consumption.
また、この発明の別の目的は、全体の消費電力を低減可能な無線装置を備える無線通信システムを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a wireless communication system including a wireless device capable of reducing the overall power consumption.
更に、この発明の別の目的は、全体の消費電力を低減可能な無線装置において実行されるプログラムを提供することである。 Furthermore, another object of the present invention is to provide a program executed in a wireless device capable of reducing the overall power consumption.
この発明の実施の形態によれば、無線装置は、フレーム長を検出するときのサンプリング間隔が長くなるほど長くなり、かつ、サンプリング間隔が短くなるほど短くなる平均フレーム長に所望のフレーム長間隔を加減算して得られたフレーム長を含む複数のフレーム長から選択された少なくとも1つのフレーム長によって無線装置の識別情報を表し、識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを送受信する無線装置であって、決定手段と、受信器とを備える。決定手段は、第1の無線フレームを受信するときの消費電力量である受信電力量と第1の無線フレームを送信するときの消費電力量である送信電力量との和である総電力量が最小になるときの好適なサンプリング間隔を、所望の時間長における第1の無線フレームの送信数であるフレーム送信数に対応して決定する。受信器は、第1の無線フレームを受信するとともに好適なサンプリング間隔で動作する。 According to the embodiment of the present invention, the radio apparatus adds or subtracts a desired frame length interval to an average frame length that becomes longer as the sampling interval when detecting the frame length becomes longer and becomes shorter as the sampling interval becomes shorter. The wireless device transmits and receives the first wireless frame having the frame length representing the identification information by representing the identification information of the wireless device by at least one frame length selected from a plurality of frame lengths including the frame length obtained in this way. And a determination means and a receiver. The determining means has a total power amount that is a sum of a reception power amount that is a power consumption amount when receiving the first radio frame and a transmission power amount that is a power consumption amount when transmitting the first radio frame. A suitable sampling interval when it becomes the minimum is determined corresponding to the number of frame transmissions that is the number of transmissions of the first radio frame in a desired time length. The receiver receives the first radio frame and operates at a suitable sampling interval.
この発明の実施の形態による無線装置は、第1の無線フレームを受信するときの受信電力量と第1の無線フレームを送信するときの送信電力量との和である総電力量が最小になるようにサンプリング間隔を決定し、その決定したサンプリング間隔で動作する。 In the wireless device according to the embodiment of the present invention, the total power amount that is the sum of the received power amount when receiving the first wireless frame and the transmitted power amount when transmitting the first wireless frame is minimized. Thus, the sampling interval is determined, and the operation is performed at the determined sampling interval.
従って、無線装置の全体の消費電力を低減できる。 Therefore, the overall power consumption of the wireless device can be reduced.
好ましくは、無線装置は、演算手段を更に備える。演算手段は、予め決定されたデータ収集周期と、無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを構築および/または維持するための制御パケットの送信周期と、トポロジーが階層構造からなる場合において当該無線装置よりも下位層に存在し、かつ、当該無線装置から1ホップ以上の位置に存在する無線装置の総数とを用いて無線フレームの総数を演算し、その演算した無線フレームの総数に対してリンクの通信品質を考慮して無線フレームの総数を増加することによりフレーム送信数を演算する。そして、決定手段は、演算手段によって演算されたフレーム送信数に対応して好適なサンプリング間隔を決定する。 Preferably, the wireless device further includes a calculation unit. The calculation means includes a predetermined data collection period, a transmission period of control packets for constructing and / or maintaining the topology of the wireless apparatus in the wireless network, and a lower rank than the wireless apparatus when the topology has a hierarchical structure. The total number of radio frames is calculated using the total number of radio devices existing in the layer and located at a position of 1 hop or more from the radio device, and the communication quality of the link is calculated with respect to the calculated total number of radio frames. Considering this, the number of frame transmissions is calculated by increasing the total number of radio frames. The determining means determines a suitable sampling interval corresponding to the number of frame transmissions calculated by the calculating means.
フレーム送信数は、データ収集周期、制御パケットの送信周期、無線装置の総数およびリンクの通信品質を用いて演算される。そして、その演算されたフレーム送信数に対応して好適なサンプリング間隔が決定される。 The number of frame transmissions is calculated using the data collection period, the control packet transmission period, the total number of wireless devices, and the communication quality of the link. Then, a suitable sampling interval is determined corresponding to the calculated number of frame transmissions.
従って、好適なサンプリング間隔を容易に決定できる。 Therefore, a suitable sampling interval can be easily determined.
好ましくは、無線装置は、検出手段を更に備える。検出手段は、所望の時間長における第1の無線フレームの送信数を計測してフレーム送信数を検出する。そして、決定手段は、検出手段によって検出されたフレーム送信数に対応して好適なサンプリング間隔を決定する。 Preferably, the wireless device further includes detection means. The detection means measures the number of transmissions of the first radio frame in a desired time length and detects the number of frame transmissions. The determining means determines a suitable sampling interval corresponding to the number of frame transmissions detected by the detecting means.
フレーム送信数は、実際に計測されるので、使用されている無線ネットワークに即して好適なサンプリング間隔を決定できる。 Since the number of frame transmissions is actually measured, a sampling interval suitable for the wireless network being used can be determined.
好ましくは、決定手段は、定期的に好適なサンプリング間隔を決定する。 Preferably, the determining means periodically determines a suitable sampling interval.
フレーム送信数が変化しても、その変化したフレーム送信数に対応してサンプリング間隔を決定できる。 Even if the number of frame transmissions changes, the sampling interval can be determined corresponding to the changed number of frame transmissions.
好ましくは、決定手段は、フレーム送信数とサンプリング間隔との対応関係を示す第1の対応表を保持しており、第1の対応表を参照して好適なサンプリング間隔を決定する。 Preferably, the determining unit holds a first correspondence table indicating a correspondence relationship between the number of frame transmissions and the sampling interval, and determines a suitable sampling interval with reference to the first correspondence table.
フレーム送信数を取得すれば、サンプリング間隔を容易に決定できる。 If the number of frame transmissions is acquired, the sampling interval can be easily determined.
好ましくは、無線装置は、調整手段を更に備える。調整手段は、無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを示すトポロジー情報を用いて好適なサンプリング間隔またはフレーム送信数を調整する。 Preferably, the wireless device further includes adjustment means. The adjustment means adjusts a suitable sampling interval or the number of frame transmissions using topology information indicating the topology of the wireless device in the wireless network.
トポロジーの変化によってフレーム送信数が変化しても、フレーム送信数の変化が反映されるまでのタイムラグを抑制してフレーム送信数に対応する好適なサンプリング間隔を決定できる。 Even if the number of frame transmissions changes due to a change in topology, it is possible to determine a suitable sampling interval corresponding to the number of frame transmissions while suppressing the time lag until the change in the number of frame transmissions is reflected.
好ましくは、トポロジー情報は、トポロジーが階層構造からなる場合において、最上位に位置する無線装置までの近さを示すコスト値、最上位に位置する無線装置までの近さを示すホップ数、および当該無線装置よりも下位層に存在し、かつ、当該無線装置から1ホップ以上の位置に存在する無線装置の総数の少なくとも1つからなる。 Preferably, when the topology has a hierarchical structure, the topology information includes a cost value indicating the proximity to the wireless device located at the highest level, the number of hops indicating the proximity to the wireless device located at the highest level, and It consists of at least one of the total number of wireless devices that exist in a lower layer than the wireless device and exist at a position of one hop or more from the wireless device.
当該無線装置が存在する位置または当該無線装置を経由して送信される無線フレームの数に適した好適なサンプリング間隔またはフレーム送信数に調整できる。 It is possible to adjust to a suitable sampling interval or frame transmission number suitable for the position where the wireless device is present or the number of wireless frames transmitted via the wireless device.
好ましくは、無線装置は、取得手段を更に備える。取得手段は、各サンプリング間隔に対応して、フレーム長とビット値との対応関係を示す第2の対応表を保持しており、スリープ状態から起動状態へ移行させるための無線装置のMACアドレスに基づいて、第2の対応表から識別情報を示すフレーム長を取得する。 Preferably, the wireless device further includes an acquisition unit. The acquisition means holds a second correspondence table indicating the correspondence between the frame length and the bit value corresponding to each sampling interval, and stores the second correspondence table in the MAC address of the wireless device for shifting from the sleep state to the activation state. Based on this, the frame length indicating the identification information is obtained from the second correspondence table.
識別情報をフレーム長に容易に変換できる。 Identification information can be easily converted into a frame length.
無線装置は、判定手段を更に備える。判定手段は、フレーム送信数および無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを示すトポロジー情報のいずれかに基づいて受信器を利用するか否かを判定する。 The wireless device further includes a determination unit. The determination means determines whether to use the receiver based on either the number of frame transmissions or topology information indicating the topology of the wireless device in the wireless network.
判定手段がフレーム送信数またはトポロジー情報に基づいて受信器を利用しないと判定したとき、受信器の消費電力量が低減される。 When the determination unit determines not to use the receiver based on the number of frame transmissions or topology information, the power consumption of the receiver is reduced.
従って、当該無線装置における総電力量を低減できる。 Therefore, the total amount of power in the wireless device can be reduced.
また、この発明の実施の形態によれば、無線通信システムは、請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の無線装置を備える。
According to an embodiment of the present invention, a wireless communication system includes the wireless device according to any one of
無線通信システムの全体の消費電力量を低減できる。 The overall power consumption of the wireless communication system can be reduced.
更に、この発明の実施の形態によれば、コンピュータに実行させるためのプログラムは、フレーム長を検出するときのサンプリング間隔が長くなるほど長くなり、かつ、サンプリング間隔が短くなるほど短くなる平均フレーム長に所望のフレーム長間隔を加減算して得られたフレーム長を含む複数のフレーム長から選択された少なくとも1つのフレーム長によって無線装置の識別情報を表し、識別情報を表すフレーム長を有する第1の無線フレームを送受信する無線装置においてコンピュータに実行させるためのプログラムであって、第1の無線フレームを受信するときの消費電力量である受信電力量と第1の無線フレームを送信するときの消費電力量である送信電力量との和である総電力量が最小になるときの好適なサンプリング間隔を、所望の時間長における第1の無線フレームの送信数であるフレーム送信数に対応して決定する第1のステップと、受信器が第1の無線フレームを受信するとともに好適なサンプリング間隔で動作する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, a program to be executed by a computer is desired to have an average frame length that becomes longer as the sampling interval when detecting the frame length becomes longer and becomes shorter as the sampling interval becomes shorter. The first radio frame having the frame length representing the identification information and representing the identification information of the wireless device by at least one frame length selected from a plurality of frame lengths including the frame length obtained by adding and subtracting the frame length interval of Is a program for causing a computer to execute in a wireless device for transmitting and receiving the received power amount when the first wireless frame is received and the consumed power amount when transmitting the first wireless frame. A suitable sampling interval when the total amount of power that is the sum of a certain amount of transmission power is minimized, A first step of determining corresponding to the number of transmissions of the first radio frame in a desired time length; a first step in which the receiver receives the first radio frame and operates at a suitable sampling interval; This is a program for causing a computer to execute the two steps.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、第1の無線フレームを受信するときの受信電力量と第1の無線フレームを送信するときの送信電力量との和である総電力量が最小になるようにサンプリング間隔が決定され、その決定したサンプリング間隔で無線装置が動作する。 By executing a program to be executed by the computer according to the embodiment of the present invention, the sum of the reception power amount when receiving the first radio frame and the transmission power amount when transmitting the first radio frame The sampling interval is determined so that the total power amount is minimum, and the wireless device operates at the determined sampling interval.
従って、無線装置の全体の消費電力を低減できる。 Therefore, the overall power consumption of the wireless device can be reduced.
好ましくは、予め決定されたデータ収集周期と、無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを構築および/または維持するための制御パケットの送信周期と、トポロジーが階層構造からなる場合において当該プログラムが実行される無線装置よりも下位層に存在し、かつ、当該プログラムが実行される無線装置から1ホップ以上の位置に存在する無線装置の総数とを用いて無線フレームの総数を演算し、その演算した無線フレームの総数に対してリンクの通信品質を考慮して無線フレームの総数を増加することによりフレーム送信数を演算する第3のステップを更にコンピュータに実行させ、第1のステップにおいて、好適なサンプリング間隔は、第3のステップにおいて演算されたフレーム送信数に対応して決定される。 Preferably, a predetermined data collection cycle, a transmission cycle of a control packet for constructing and / or maintaining a topology of a wireless device in a wireless network, and a radio in which the program is executed when the topology has a hierarchical structure The total number of radio frames is calculated using the total number of radio devices existing in a lower layer than the device and existing at a position of 1 hop or more from the radio device on which the program is executed. The computer further executes a third step of calculating the number of frame transmissions by increasing the total number of radio frames in consideration of the communication quality of the link with respect to the total number. In the first step, a suitable sampling interval is: It is determined corresponding to the number of frame transmissions calculated in the third step.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、フレーム送信数は、データ収集周期、制御パケットの送信周期、無線装置の総数およびリンクの通信品質を用いて演算される。そして、その演算されたフレーム送信数に対応して好適なサンプリング間隔が決定される。 By executing a program to be executed by a computer according to an embodiment of the present invention, the number of frame transmissions is calculated using the data collection period, the transmission period of control packets, the total number of wireless devices, and the communication quality of the link. . Then, a suitable sampling interval is determined corresponding to the calculated number of frame transmissions.
従って、好適なサンプリング間隔を容易に決定できる。 Therefore, a suitable sampling interval can be easily determined.
好ましくは、所望の時間長における第1の無線フレームの送信数を計測してフレーム送信数を検出する第4のステップを更にコンピュータに実行させ、第1のステップにおいて、好適なサンプリング間隔は、第4のステップにおいて検出されたフレーム送信数に対応して決定される。
Preferably, the computer further executes a fourth step of measuring the number of transmissions of the first radio frame in a desired time length and detecting the number of frame transmissions. In the first step, a suitable sampling interval is This is determined in accordance with the number of frame transmissions detected in
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、フレーム送信数は、実際に計測されるので、使用されている無線ネットワークに即して好適なサンプリング間隔を決定できる。 By executing the program to be executed by the computer according to the embodiment of the present invention, the number of frame transmissions is actually measured, so that a sampling interval suitable for the wireless network being used can be determined.
好ましくは、第1のステップにおいて、好適なサンプリング間隔は、定期的に決定される。 Preferably, in the first step, a suitable sampling interval is determined periodically.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、フレーム送信数が変化しても、その変化したフレーム送信数に対応してサンプリング間隔を決定できる。 By executing the program to be executed by the computer according to the embodiment of the present invention, even if the number of frame transmissions changes, the sampling interval can be determined corresponding to the changed number of frame transmissions.
好ましくは、第1のステップにおいて、好適なサンプリング間隔は、フレーム送信数とサンプリング間隔との対応関係を示す第1の対応表を参照して決定される。 Preferably, in the first step, a suitable sampling interval is determined with reference to a first correspondence table showing a correspondence relationship between the number of frame transmissions and the sampling interval.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、フレーム送信数を取得すれば、サンプリング間隔を容易に決定できる。 If the number of frame transmissions is acquired by executing a program to be executed by a computer according to an embodiment of the present invention, the sampling interval can be easily determined.
好ましくは、無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを示すトポロジー情報を用いて好適なサンプリング間隔またはフレーム送信数を調整する第5のステップを更にコンピュータに実行させる。 Preferably, the computer further executes a fifth step of adjusting a suitable sampling interval or the number of frame transmissions using topology information indicating a topology of the wireless device in the wireless network.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、トポロジーの変化によってフレーム送信数が変化しても、フレーム送信数の変化が反映されるまでのタイムラグを抑制してフレーム送信数に対応する好適なサンプリング間隔を決定できる。 By executing a program to be executed by a computer according to an embodiment of the present invention, even if the number of frame transmissions changes due to a change in topology, the time lag until the change in the number of frame transmissions is reflected is suppressed and the frame A suitable sampling interval corresponding to the number of transmissions can be determined.
好ましくは、トポロジー情報は、トポロジーが階層構造からなる場合において、最上位に位置する無線装置までの近さを示すコスト値、最上位に位置する無線装置までの近さを示すホップ数、および当該プログラムが実行される無線装置よりも下位層に存在し、かつ、当該プログラムが実行される無線装置から1ホップ以上の位置に存在する無線装置の総数の少なくとも1つからなる。 Preferably, when the topology has a hierarchical structure, the topology information includes a cost value indicating the proximity to the wireless device located at the highest level, the number of hops indicating the proximity to the wireless device located at the highest level, and It consists of at least one of the total number of wireless devices that exist in a lower layer than the wireless device on which the program is executed and are located at a position of 1 hop or more from the wireless device on which the program is executed.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、当該プログラムが実行される無線装置が存在する位置または当該プログラムが実行される無線装置を経由して送信される無線フレームの数に適した好適なサンプリング間隔またはフレーム送信数に調整できる。 By executing a program to be executed by a computer according to an embodiment of the present invention, a radio frame transmitted via a position where a wireless device on which the program is executed is present or a wireless device on which the program is executed The sampling interval or the number of frame transmissions suitable for the number of frames can be adjusted.
好ましくは、無線装置のMACアドレスに基づいて、フレーム長とビット値との対応関係を各サンプリング間隔に対応して示す第2の対応表から識別情報を示すフレーム長を取得する第6のステップを更にコンピュータに実行させる。 Preferably, on the basis of the MAC address of the wireless device, a sixth step of acquiring a frame length indicating identification information from a second correspondence table indicating a correspondence relationship between the frame length and the bit value corresponding to each sampling interval. Further, it is executed by a computer.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、識別情報をフレーム長に容易に変換できる。 By executing a program to be executed by a computer according to an embodiment of the present invention, identification information can be easily converted into a frame length.
好ましくは、フレーム送信数および無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを示すトポロジー情報のいずれかに基づいて受信器を利用するか否かを判定する第7のステップを更にコンピュータに実行させる。 Preferably, the computer further executes a seventh step of determining whether to use the receiver based on either the number of frame transmissions or topology information indicating the topology of the wireless device in the wireless network.
この発明の実施の形態によるコンピュータに実行させるためのプログラムを実行することにより、フレーム送信数またはトポロジー情報に基づいて受信器を利用しないと判定したとき、受信器の消費電力量が低減される。 By executing the program to be executed by the computer according to the embodiment of the present invention, when it is determined not to use the receiver based on the number of frame transmissions or topology information, the power consumption of the receiver is reduced.
従って、当該プログラムが実行される無線装置における総電力量を低減できる。 Therefore, it is possible to reduce the total amount of power in the wireless device that executes the program.
この発明の実施の形態によれば、無線装置または無線通信システムの全体の消費電力を低減できる。 According to the embodiment of the present invention, the overall power consumption of a radio apparatus or a radio communication system can be reduced.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。 Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
図1は、この発明の実施の形態による無線センサーネットワークの概略図である。図1を参照して、この発明の実施の形態による無線センサーネットワーク10は、無線ノード1〜7を備える。
FIG. 1 is a schematic diagram of a wireless sensor network according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, a
無線ノード1〜7は、無線通信空間に配置される。無線ノード1〜7は、例えば、IEEE802.15.4gに対応した920MHz帯で無線通信を行う。
The
無線ノード2〜7の各々は、センサーを有する。
Each of the
無線ノード1〜7は、後述する方法によって、RPL:IPv6 Routing Protocol for Low−Power and Lossy Networks(RFC6550)を用いて各無線ノード2〜7から無線ノード1までの経路を構築する。また、無線ノード1〜7は、後述する方法によって、RPLを用いて各無線ノード2〜7から無線ノード1までの経路を維持する。
The
そして、各無線ノード2〜7から無線ノード1までの経路が確立された場合、無線センサーネットワーク10は、無線ノード1〜7が階層構造に配置されたトポロジーを有する。この場合、無線ノード1は、最上位層に配置され、無線ノード2〜7は、第2層以下にツリー状に配置される。
When a path from each of the
この発明の実施の形態においては、無線ノード1を「シンク」とも言う。
In the embodiment of the present invention, the
無線ノード1〜7の各々は、後述する方法によって、消費電力が最小になるようにサンプリング間隔を決定する。そして、無線ノード1〜7の各々は、その決定したサンプリング間隔で動作する。
Each of the
また、無線ノード1〜7の各々は、その決定したサンプリング間隔に対応して決定されたフレーム長を用いてウェイクアップ信号を生成し、その生成したウェイクアップ信号を送受信する。
In addition, each of the
更に、無線ノード2〜7の各々は、センサー(図示せず)によってセンサー値を検出し、その検出したセンサー値を自己から無線ノード1までの経路上に存在する無線ノードを順次起動させながら無線ノード1へ送信する。
Further, each of the
この場合、各無線ノード2〜7から無線ノード1までの経路上に存在する無線ノードは、後述する方法によって、他の無線ノードから受信したセンサー値を転送する。
In this case, the wireless node existing on the path from each of the
図2は、図1に示す無線ノード1の構成を示す概略図である。図2を参照して、無線ノード1は、アンテナ11,12と、無線通信部13と、制御部14と、経路制御部15と、サンプリング間隔決定部16と、ウェイクアップ信号受信部17と、ウェイクアップ信号判定部18と、フレーム長対応表19とを含む。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the
無線ノード1は、スリープ状態と、起動状態とを有する。スリープ状態とは、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18が動作し、無線通信部13、制御部14、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19が動作を停止した状態である。
The
また、起動状態とは、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18が動作を停止し、無線通信部13、制御部14、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19が動作している状態である。
The activated state means that the wakeup
アンテナ11は、無線通信部13に接続される。アンテナ12は、ウェイクアップ信号受信部17に接続される。
The
無線通信部13は、ウェイクアップ信号判定部18から起動信号を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。また、無線通信部13は、タイマーを内蔵しており、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18が停止しているとき、一定間隔Tで間欠動作を行う。即ち、無線通信部13は、一定間隔Tのうちの時間T_1の間、起動状態へ移行し、一定間隔Tのうちの時間T_2の間、スリープ状態へ移行する。T_1,T_2は、T_1+T_2=Tを満たす。
When receiving the activation signal from the wake-up
無線通信部13は、無線センサーネットワーク10における経路を確立する場合、または確立した経路を維持する場合、制御パケットを制御部14から受け、その受けた制御パケットを変調してアンテナ11を介して送信する。また、無線通信部13は、アンテナ11を介して制御パケットを受信し、その受信した制御パケットを復調して制御部14へ出力する。なお、制御パケットは、DIO,DAOからなる。
When establishing a route in the
また、無線通信部13は、1時間当たりの無線フレームの送信数であるフレーム送信数Nを計測する。そして、無線通信部13は、その計測したフレーム送信数Nをサンプリング間隔決定部16へ出力する。
Further, the
更に、無線通信部13は、データを含むパケットをアンテナ11を介して受信し、その受信したパケットを復調して制御部14へ出力する。無線通信部13は、データを含むパケットを制御部14から受け、その受けたパケットを変調してアンテナ11を介して送信する。
Further, the
制御部14は、ウェイクアップ信号判定部18から起動信号を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。また、制御部14は、タイマーを内蔵しており、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18が停止しているとき、無線通信部13と同様にして、一定間隔Tで間欠動作を行う。
When the
制御部14は、無線センサーネットワーク10における経路を確立する場合、または確立した経路を維持する場合、制御パケットを経路制御部15から受け、その受けた制御パケットを無線通信部13へ出力する。また、制御部14は、制御パケットを無線通信部13から受け、その受けた制御パケットを経路制御部15へ出力する。
When establishing a route in the
制御部14は、サンプリング間隔をサンプリング間隔決定部16から受ける。制御部14は、送信先の無線ノードのMACアドレスを経路制御部15から受ける。そして、制御部14は、MACアドレスのハッシュ値を演算する。その後、制御部14は、サンプリング間隔に対応し、かつ、フレーム長とデータとの関係を示す対応表をフレーム長対応表19から受け、その受けた対応表に基づいて、ハッシュ値を示すデータをフレーム長に変換する。そうすると、制御部14は、その変換したフレーム長を有する無線フレームを生成し、その生成した無線フレームをウェイクアップ信号として無線通信部13へ出力する。
The
制御部14は、センサー(図示省略)からセンサー値(=データ)を受け、その受けたセンサー値を含むパケットを生成する。そして、制御部14は、その生成したパケットを無線通信部13へ出力する。
The
制御部14は、データを含むパケットを無線通信部13から受け、その受けたパケットの送信先が無線ノード1であるか否かを判定する。そして、制御部14は、パケットの送信先が無線ノード1であると判定したとき、パケットからデータを取り出し、その取り出したデータを受理する。一方、制御部14は、パケットの送信先が無線ノード1以外の無線ノードであると判定したとき、データを含むパケットを無線通信部13へ出力する。
The
制御部14は、無線ノード1の動作モードを決定し、その決定した動作モードをサンプリング間隔決定部16へ出力する。
The
経路制御部15は、ウェイクアップ信号判定部18から起動信号を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。また、経路制御部15は、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18が停止しているとき、無線通信部13と同様にして、一定間隔Tで間欠動作を行う。
When the path control
経路制御部15は、無線センサーネットワーク10における経路を確立する場合、または確立した経路を維持する場合、制御パケットを生成し、その生成した制御パケットを制御部14へ出力する。経路制御部15は、制御パケットを制御部14から受け、その受けた制御パケットに基づいて、無線センサーネットワーク10における経路を確立または維持する。そして、経路制御部15は、その確立または維持した経路を示す経路情報を保持する。また、経路制御部15は、無線センサーネットワーク10における無線ノード1〜7の配置状態を示すトポロジーを示すトポロジー情報を保持する。
When establishing a route in the
経路制御部15は、無線ノードのMACアドレスの要求に応じて、経路情報を参照して無線ノードのMACアドレスを検出し、その検出したMACアドレスを制御部14へ出力する。
The
経路制御部15は、サンプリング間隔決定部16からの要求に応じて、経路情報および/またはトポロジー情報をサンプリング間隔決定部16へ出力する。
The path control
サンプリング間隔決定部16は、ウェイクアップ信号判定部18から起動信号を受けると、スリープ状態から起動状態へ移行する。また、サンプリング間隔決定部16は、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18が停止しているとき、無線通信部13と同様にして、一定間隔Tで間欠動作を行う。
When the sampling
サンプリング間隔決定部16は、フレーム送信数Nを無線通信部13から受ける。サンプリング間隔決定部16は、動作モードを制御部14から受ける。サンプリング間隔決定部16は、経路情報および/またはトポロジー情報を経路制御部15から受ける。そして、サンプリング間隔決定部16は、後述する方法によって、総電力量が最小になるときのサンプリング間隔Tinterval_minをフレーム送信数Nに対応して決定する。そして、サンプリング間隔決定部16は、その決定したサンプリング間隔Tinterval_minをウェイクアップ信号受信部17およびフレーム長対応表19へ出力する。
The sampling
サンプリング間隔決定部16は、経路情報に基づいて、後述する方法によって、サンプリング間隔Tinterval_minを調整する。そして、サンプリング間隔決定部16は、その調整したサンプリング間隔Tinterval_minをウェイクアップ信号受信部17およびフレーム長対応表19へ出力する。
The sampling
ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、タイマーを内蔵しており、一定の間隔で起動状態へ移行する。
The wake-up
ウェイクアップ信号受信部17は、サンプリング間隔決定部16からサンプリング間隔Tinterval_minを受ける。そして、ウェイクアップ信号受信部17は、起動状態において受信電力を検出すると、アンテナ12を介してウェイクアップ信号を受信し、その受信したウェイクアップ信号の受信信号をサンプリング間隔Tinterval_minで包絡線検波し、その検波した検波値に基づいてフレーム長を検出する。より具体的には、ウェイクアップ信号受信部17は、検波値における“1”の個数をカウントし、そのカウントした個数にサンプリング間隔Tinterval_minを乗算することによってフレーム長を検出する。そして、ウェイクアップ信号受信部17は、その検出したフレーム長をウェイクアップ信号判定部18へ出力する。
The wakeup
ウェイクアップ信号判定部18は、無線ノード1のMACアドレスを予め保持している。また、ウェイクアップ信号判定部18は、サンプリング間隔Tinterval_minに対応し、かつ、フレーム長とデータとの関係を示す対応表をフレーム長対応表19から受ける。更に、ウェイクアップ信号判定部18は、ウェイクアップ信号受信部17からフレーム長を受ける。そして、ウェイクアップ信号判定部18は、対応表を参照して、フレーム長をデータに変換する。その後、ウェイクアップ信号判定部18は、その変換したデータが無線ノード1のMACアドレスに一致するか否かを判定する。
The wake-up
ウェイクアップ信号判定部18は、その変換したデータが無線ノード1のMACアドレスに一致すると判定したとき、起動信号を生成して無線通信部13、制御部14、経路制御部15およびサンプリング間隔決定部16へ出力する。
When it is determined that the converted data matches the MAC address of the
一方、ウェイクアップ信号判定部18は、その変換したデータが無線ノード1のMACアドレスに一致しないと判定したとき、その変換したデータを破棄し、何も出力しない。
On the other hand, when it is determined that the converted data does not match the MAC address of the
なお、後述するブロードキャストIDまたはマルチキャストIDが用いられる場合、ウェイクアップ信号判定部18は、その変換したデータがブロードキャストIDまたはマルチキャストIDに一致すると判定したとき、起動信号を生成して無線通信部13、制御部14、経路制御部15およびサンプリング間隔決定部16へ出力する。
When a broadcast ID or multicast ID, which will be described later, is used, the wakeup
一方、ウェイクアップ信号判定部18は、その変換したデータがブロードキャストIDまたはマルチキャストIDに一致しないと判定したとき、その変換したデータを破棄し、何も出力しない。
On the other hand, when it is determined that the converted data does not match the broadcast ID or the multicast ID, the wakeup
ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、一定の間隔で起動状態へ移行して上述した動作を行い、上述した動作が終了すると、スリープ状態へ移行する。即ち、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、間欠動作を行う。
The wake-up
フレーム長対応表19は、一定の間隔で起動状態へ移行する。フレーム長対応表19は、サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けて、フレーム長とデータとの関係を示す対応表を保持する。そして、フレーム長対応表19は、サンプリング間隔決定部16からサンプリング間隔Tinterval_minを受けると、その受けたサンプリング間隔Tinterval_minに対応する対応表を制御部14およびウェイクアップ信号判定部18へ出力する。
The frame length correspondence table 19 shifts to the activated state at regular intervals. The frame length correspondence table 19 holds a correspondence table indicating the relationship between the frame length and data in association with the sampling interval T interval_min . When the frame length correspondence table 19 receives the sampling interval T interval_min from the sampling
なお、図1に示す無線ノード2〜7の各々も、図2に示す無線ノード1と同じ構成からなる。
Note that each of the
図3は、制御パケットDIOの構成図である。図3を参照して、制御パケットDIOは、rootのアドレスと、送信先と、送信元と、ID格納部と、Rankと、DTSNとを含む。 FIG. 3 is a configuration diagram of the control packet DIO. Referring to FIG. 3, control packet DIO includes a root address, a transmission destination, a transmission source, an ID storage unit, a Rank, and a DTSN.
rootのアドレスは、シンクである無線ノード1のアドレスからなる。送信先は、制御パケットDIOの送信先の無線ノードのアドレスからなる。送信元は、制御パケットDIOを生成した無線ノードのアドレスからなる。ID格納部は、ESSIDまたはPANIDからなる。Rankは、256×n(nは、正の整数)からなり、無線ノード1(=シンク)からのホップ数が1ホップ増加するごとに“256”づつ増加する。そして、Rankは、数値が小さい程、シンク(=無線ノード1)に近いことを表わす。DTSNは、正の整数からなり、1つの無線ノード(=無線ノード1〜7のいずれか)が新たな制御パケットDIOを生成するごとに“1”づつ増加する。DTSNは、各無線ノード1〜7が同じ無線ノードから制御パケットDIOを受信した場合に、制御パケットDAOを送信するか否かの判定基準になる。より具体的には、各無線ノード1〜7は、同じ無線ノードから制御パケットDIOを受信した場合に、その受信した制御パケットDIOのDTSNが、以前に受信した制御パケットDIOのDTSNよりも増加していると判定したとき、制御パケットDAOを送信し、受信した制御パケットDIOのDTSNが、以前に受信した制御パケットDIOのDTSNよりも増加していないと判定したとき、制御パケットDAOを送信しない。そして、DTSNが増加していることは、親ノードが変更されたことに相当する。
The address of the root is composed of the address of the
図4は、制御パケットDAOの構成図である。図4を参照して、制御パケットDAOは、親ノードのアドレスと、送信元と、DAOSequenceとを含む。 FIG. 4 is a configuration diagram of the control packet DAO. Referring to FIG. 4, control packet DAO includes a parent node address, a transmission source, and a DAOSsequence.
親ノードのアドレスは、制御パケットDAOを生成する無線ノードよりも1ホップだけシンク側に存在し、制御パケットDAOを生成する無線ノードが無線通信可能な全ての無線ノードのアドレスからなる。 The address of the parent node is present on the sink side by one hop from the wireless node that generates the control packet DAO, and includes the addresses of all the wireless nodes that can wirelessly communicate with the wireless node that generates the control packet DAO.
送信元は、制御パケットDAOを生成する無線ノードのアドレスからなる。DAOSequenceは、制御パケットDAOのシーケンス番号である。そして、DAOSequenceの初期値は、“240”である。DAOSequenceは、“0”〜“255”の範囲の整数からなる。DAOSequenceは、新たな制御パケットDAOが送信される毎にインクリメントされる。DAOSequenceが“128”よりも小さい場合、最大値は、“127”であり、DAOSequenceが“128”以上である場合、最大値は、“255”である。DAOSequenceは、“255”の次に、“0”になり、その後、“1”づつインクリメントされる。 The transmission source consists of the address of the wireless node that generates the control packet DAO. DAOSsequence is the sequence number of the control packet DAO. The initial value of DAOSsequence is “240”. DAOSsequence consists of an integer in the range of “0” to “255”. DAOSsequence is incremented each time a new control packet DAO is transmitted. When DAOSsequence is smaller than “128”, the maximum value is “127”, and when DAOSsequence is “128” or more, the maximum value is “255”. DAOSsequence becomes “0” after “255”, and then incremented by “1”.
制御パケットDAOが新しいか否かは、次の方法によって決定される。ここでは、比較する2つのDAOSequenceをそれぞれA,Bとする。 Whether or not the control packet DAO is new is determined by the following method. Here, the two DAOS sequences to be compared are A and B, respectively.
(i)Aが“128”〜“255”であり、Bが“0”〜“127”である場合
・(256+B−A)がSEQUENCE_WINDOW(=16)以下である場合、Aは、Bよりも小さい。
(I) When A is “128” to “255” and B is “0” to “127”. When (256 + B−A) is less than or equal to SEQUENCE_WINDOW (= 16), A is more than B small.
・(256+B−A)がSEQUENCE_WINDOW(=16)よりも大きい場合、Bは、Aよりも小さい。 If (256 + B−A) is greater than SEQUENCE_WINDOW (= 16), B is smaller than A.
そして、大きい方(AまたはB)を有する制御パケットDAOが新しいと判定される。 Then, it is determined that the control packet DAO having the larger one (A or B) is new.
(ii)両方の値が“127”以下、または“128”以上である場合
・2つの値の差の絶対値がSEQUENCE_WINDOW(=16)以下である場合、比較結果がそのまま結果となる。
(Ii) When both values are “127” or less, or “128” or more • When the absolute value of the difference between the two values is SEQUENCE_WINDOW (= 16) or less, the comparison result becomes the result as it is.
・2つの値の差の絶対値がSEQUENCE_WINDOW(=16)よりも大きい場合、同期されていないと判定され、2つのA,Bは、比較できないと判定される。 When the absolute value of the difference between the two values is larger than SEQUENCE_WINDOW (= 16), it is determined that the two values A and B cannot be compared.
この場合、受信した制御パケットDAOが最新であると判定しないか、最後に受信したDAOSequenceを有する制御パケットDAOを最新であると判定してもよい。 In this case, it may be determined that the received control packet DAO is not the latest or the control packet DAO having the last received DAOS sequence is determined to be the latest.
この発明の実施の形態においては、次の3つのウェイクアップIDを定義する。 In the embodiment of the present invention, the following three wakeup IDs are defined.
(1)ユニキャストID
(2)マルチキャストID
(3)ブロードキャストID
(1) Unicast ID
(2) Multicast ID
(3) Broadcast ID
ユニキャストIDは、任意の無線ノードを指し示すウェイクアップIDであり、各無線ノードのMACアドレス等の一意に無線ノードを特定可能なIDである。 The unicast ID is a wakeup ID indicating an arbitrary wireless node, and is an ID that can uniquely identify a wireless node such as a MAC address of each wireless node.
マルチキャストIDは、電波範囲内の特定の無線ノードのグループを起動状態へ移行させるためのウェイクアップIDである。 The multicast ID is a wake-up ID for shifting a specific group of wireless nodes in the radio wave range to an activated state.
マルチキャストIDは、LocalマルチキャストID、ParentマルチキャストIDおよびChildマルチキャストIDからなる。 The multicast ID includes a local multicast ID, a parent multicast ID, and a child multicast ID.
LocalマルチキャストIDは、ESSIDまたはPANIDで表わされる同一システムの無線ノードを起動状態へ移行させるためのウェイクアップIDである。 The local multicast ID is a wake-up ID for shifting a wireless node of the same system represented by ESSID or PANID to an activated state.
ParentマルチキャストIDは、無線センサーネットワーク10において各無線ノード2〜7から見た場合に親ノードになる得る無線ノード群を示すウェイクアップIDである。
The Parent multicast ID is a wake-up ID indicating a wireless node group that can become a parent node when viewed from the
ChildマルチキャストIDは、無線センサーネットワーク10において各無線ノード1〜7から見た場合に子ノードとして収容した無線ノード群を示すウェイクアップIDである。
The child multicast ID is a wake-up ID indicating a wireless node group accommodated as a child node when viewed from the
ブロードキャストIDは、電波範囲内の全ての無線ノードを起動状態へ移行させることができるウェイクアップIDであり、予め無線センサーネットワーク10において決められている。そして、ブロードキャストIDは、無線ノード1〜7の経路制御部15に予め設定されている。
The broadcast ID is a wake-up ID that can shift all wireless nodes in the radio wave range to the activated state, and is determined in advance in the
この発明の実施の形態においては、上述したユニキャストID、マルチキャストIDおよびブロードキャストIDをウェイクアップIDとして用いる。 In the embodiment of the present invention, the above-described unicast ID, multicast ID, and broadcast ID are used as the wake-up ID.
サンプリング間隔決定部16がフレーム送信数Nを取得する方法について説明する。
A method by which the sampling
サンプリング間隔決定部16は、無線センサーネットワーク10におけるセンサー値(=データ)の収集周期、制御フレーム(DIO,DAO)の送信間隔、トポロジーから得られるツリーサイズ(子ノードの総数)およびリンクの通信品質に基づいてフレーム送信数Nを算出する。
The sampling
ここで、子ノードの総数は、フレーム送信数Nを算出する無線ノードよりも下位の階層に位置し、かつ、フレーム送信数Nを算出する無線ノードを介してシンク(=無線ノード1)へセンサー値を送信可能な無線ノードの総数である。また、全ての子ノードから送信されたセンサー値は、センサー値の収集周期以内にフレーム送信数Nを算出する無線ノードへ届くことを前提としている。更に、制御パケットDIO,DAOのうち、制御パケットDIOのみが送信されることを前提としている。センサー値がシンク(=無線ノード1)へ収集される場合、無線センサーネットワーク10のトポロジーは、安定しており、制御パケットDAOは、送信されないからである。更に、リンクの通信品質は、フレーム送信数Nを算出する無線ノードへの無線フレームの到達率、または受信信号強度RSSIを用いた倍率からなる。無線フレームの到達率は、過去の通信状況から算出され、フレーム送信数Nを算出する無線ノードに実際に到達した無線フレームのフレーム数を送信元の無線ノードから送信された無線フレームのフレーム数で除算することにより算出される。
Here, the total number of child nodes is located in a lower hierarchy than the wireless node that calculates the frame transmission number N, and is sent to the sink (= wireless node 1) via the wireless node that calculates the frame transmission number N. This is the total number of wireless nodes that can transmit the value. Also, it is assumed that the sensor values transmitted from all the child nodes reach the wireless node that calculates the frame transmission number N within the sensor value collection cycle. Further, it is assumed that only the control packet DIO is transmitted among the control packets DIO and DAO. This is because when the sensor value is collected in the sink (= wireless node 1), the topology of the
この方法を用いてフレーム送信数Nを算出する場合、サンプリング間隔決定部16は、例えば、1分間のセンサー値の収集周期と、5分間の制御フレームの送信間隔と、100台の子ノードの総数と、20%の到達率とに基づいて、(60個×100台+12個)/0.2=30060[個/h]のフレーム送信数Nを算出する。
When calculating the number N of frame transmissions using this method, the sampling
この方法で、子ノードの総数を用いているのは、センサー値を最上位に存在するシンク(=無線ノード1)へ収集するからである。 The reason why the total number of child nodes is used in this method is that the sensor values are collected in the sink (= wireless node 1) existing at the highest level.
また、リンクの通信品質として受信信号強度RSSIを用いる場合、RSSI≧−20dBmであれば、倍率が1倍になり、−50dBm≦RSSI<−20dBmであれば、倍率が2倍になり、−80dBm≦RSSI<−50dBmであれば、倍率が5倍になり、RSSI<−80dBmであれば、倍率が10倍になる。従って、サンプリング間隔決定部16は、例えば、1分間のセンサー値の収集周期と、5分間の制御フレームの送信間隔と、100台の子ノードの総数と、−50dBm≦RSSI<−20dBmとに基づいて、(60個×100台+12個)×2=12024[個/h]のフレーム送信数Nを算出する。
Also, when the received signal strength RSSI is used as the communication quality of the link, if RSSI ≧ −20 dBm, the magnification is 1 ×, and if −50 dBm ≦ RSSI <−20 dBm, the magnification is 2 ×, −80 dBm If RSSI <−50 dBm, the magnification is 5 times, and if RSSI <−80 dBm, the magnification is 10 times. Accordingly, the sampling
このように、リンクの通信品質を用いてフレーム送信数を算出することにより、フレーム送信数Nは、必ず到達した無線フレームのフレーム数になり、フレーム送信数Nの確度を上げることができる。 Thus, by calculating the number of frame transmissions using the communication quality of the link, the number N of frame transmissions is always the number of radio frames reached, and the accuracy of the number N of frame transmissions can be improved.
上述した方法を用いてフレーム送信数Nを算出する場合、サンプリング間隔決定部16は、センサー値の収集周期を制御部14から受け、制御フレームの送信間隔を経路制御部15から受け、経路制御部15から受けたトポロジー情報に基づいてツリーサイズ(子ノードの総数)を得る。
When calculating the number N of frame transmissions using the above-described method, the sampling
上述した方法によってフレーム送信数Nを算出することによって、フレーム送信数Nを容易に得ることができる。 By calculating the frame transmission number N by the method described above, the frame transmission number N can be easily obtained.
また、サンプリング間隔決定部16は、無線通信部13が実測したフレーム送信数Nを無線通信部13から受けてもよい。
Further, the sampling
フレーム送信数Nを実測することによって、無線センサーネットワーク10に即したフレーム送信数Nを得ることができる。
By actually measuring the frame transmission number N, the frame transmission number N in accordance with the
次に、所望のフレーム長を有する無線フレームFRを送信するときの消費電力量と、無線フレームFRを受信するときの消費電力量との和である総電力量が最小となるときのサンプリング間隔Tinterval_minを求める方法について説明する。 Next, the sampling interval T when the total power amount that is the sum of the power consumption amount when transmitting the radio frame FR having the desired frame length and the power consumption amount when receiving the radio frame FR is minimized. A method for obtaining interval_min will be described.
図5は、サンプリング間隔の概念図である。図5を参照して、各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17は、検波時間の間、検波し、その後、停止時間の間、停止することを繰り返し実行する。そして、サンプリング間隔は、検波時間と停止時間との和からなる。
FIG. 5 is a conceptual diagram of the sampling interval. Referring to FIG. 5, the wakeup
また、ウェイクアップ信号受信部17の停止時間の間に消費される電力が停止中の消費電力であり、ウェイクアップ信号受信部17の検波時間の間に消費される電力が検波中の消費電力である。そして、検波中の消費電力は、停止中の消費電力よりも大きい。
Further, the power consumed during the stop time of the wakeup
無線フレームFRを受信するときのウェイクアップ信号受信部17における1時間当たりの消費電力量をEwr[Wh]とし、ウェイクアップ信号受信部17の検波中の電力をPactiveとし、ウェイクアップ信号受信部17における1時間当たりの総検波時間をTactiveとし、ウェイクアップ信号受信部17の休止中の電力をPsleepとし、ウェイクアップ信号受信部17の1時間当たりの総休止時間をTsleepとする。
When the radio frame FR is received, the power consumption per hour in the wake-up
そうすると、消費電力量Ewrは、次式によって決定される。 Then, the power consumption amount E wr is determined by the following equation.
Ewr(Tinterval)=Pactive×Tactive+Psleep×Tsleep・・・(1) E wr (T interval ) = P active × T active + P sleep × T sleep (1)
式(1)を用いて消費電力Ewrを求める場合、1時間をサンプリング間隔Tintervalで除算し、検波回数および停止回数を求める。そして、検波時間に検波回数を乗算して1時間当たりの総検波時間Tactiveを求め、停止時間に停止回数を乗算して1時間当たりの総休止時間Tsleepを求める。その後、電力Pactiveに総検波時間Tactiveを積算して消費電力量Pactive×Tactiveを求め、電力Psleepに総休止時間Tsleepを積算して消費電力量Psleep×Tsleepを求める。最後に、消費電力量Pactive×Tactiveと消費電力量Psleep×Tsleepとを加算して消費電力量Ewrを求める。 When calculating the power consumption E wr using the equation (1), 1 hour is divided by the sampling interval T interval to determine the number of detections and the number of stops. Then, the detection time is multiplied by the number of detections to obtain a total detection time T active per hour, and the stop time is multiplied by the number of stops to obtain a total pause time T sleep per hour. Then, by integrating the total detection time T active obtains the power consumption P active × T active in the power P active, obtaining the power consumption P sleep × T sleep by integrating the total downtime T sleep power P sleep. Finally, the power consumption amount P active × T active and the power consumption amount P sleep × T sleep are added to obtain the power consumption amount E wr .
また、無線フレームFRを送信するときの無線通信部13における1個の無線フレームFRを送信するのに必要な消費電力量をEws[W/フレーム]とし、サンプリング間隔Tintervalで検波可能なフレーム長から求めたフレーム送信時間をTframeとし、無線通信部13の送信中の電力をPtransmitとし、無線通信部13の受信中の電力をPreceiveとし、キャリアセンス時間をTcsとする。
Further, a power consumption amount required to transmit one radio frame FR in the
そうすると、消費電力量Ewsは、次式によって決定される。 Then, the power consumption amount E ws is determined by the following equation.
Ews(Tinterval)=Preceive×Tcs+Ptransmit×Tframe・・・(2) E ws (T interval ) = Pre receive × T cs + P transmit × T frame (2)
式(2)を用いて消費電力Ewsを求める場合、フレーム長をサンプリング間隔Tintervalで除算してサンプリング回数を求め、その求めたサンプリング回数にサンプリング間隔Tintervalを乗算してフレーム送信時間Tframeを求める。そして、電力Ptransmitにフレーム送信時間Tframeを乗算して消費電力量Ptransmit×Tframeを求め、電力Preceiveにキャリアセンス時間Tcsを乗算して消費電力量Preceive×Tcsを求める。最後に、消費電力量Ptransmit×Tframeと消費電力量Preceive×Tcsとを加算して消費電力量Ewsを求める。ここで、消費電力量Preceive×Tcsを加算するのは、無線フレームを送信するとき、キャリアセンスを行い、無線通信空間が開いているときに無線フレームを送信するからである。 When calculating the power consumption E ws using equation (2), the frame length is divided by the sampling interval T interval to obtain the number of sampling times, and the obtained sampling number is multiplied by the sampling interval T interval to obtain the frame transmission time T frame. Ask for. Then, a power consumption P transmit × T frame by multiplying the frame transmission time T frame power P transmit, determining the power consumption P receive × T cs by multiplying the carrier sense time T cs in power P receive. Finally, determine the power consumption P transmit × T frame and the power consumption P receive × T cs and power consumption E ws by adding. Here, the amount of power consumption Preceive × T cs is added because carrier sense is performed when a radio frame is transmitted, and the radio frame is transmitted when the radio communication space is open.
なお、ACK待ちの消費電力量(Pactive×Twait)を加えて消費電力量Ews(Tinterval)を求めてもよい。 Note that the power consumption amount E ws (T interval ) may be obtained by adding the power consumption amount waiting for ACK (P active × T wait ).
そして、総電力量E(Tinterval)は、次式によって決定される。 The total electric energy E (T interval ) is determined by the following equation.
E(Tinterval)=Ewr(Tinterval)+Ews(Tinterval)×N・・・(3) E (T interval ) = E wr (T interval ) + E ws (T interval ) × N (3)
図6は、総電力量とサンプリング間隔との関係を示す図である。図6において、縦軸は、総電力量を表し、横軸は、サンプリング間隔を表す。総電力量は、上述した式(1)〜式(3)を用いて求められたものである。 FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the total electric energy and the sampling interval. In FIG. 6, the vertical axis represents the total power amount, and the horizontal axis represents the sampling interval. The total electric energy is obtained using the above-described formulas (1) to (3).
また、曲線k1〜k8は、それぞれ、1時間当たりのフレーム送信数N[個/h]が0.01[個/h],0.1[個/h],1[個/h],10[個/h],100[個/h],1000[個/h],10000[個/h],100000[個/h]であるときの総電力量とサンプリング間隔との関係を示す。 The curves k1 to k8 indicate that the number of frame transmissions per hour N [pieces / h] is 0.01 [pieces / h], 0.1 [pieces / h], 1 [pieces / h], 10 respectively. The relationship between the total electric energy and the sampling interval when [piece / h], 100 [piece / h], 1000 [piece / h], 10000 [piece / h], and 100,000 [piece / h] are shown.
なお、図6に示す総電力量とサンプリング間隔との関係は、フレーム長とサンプリング間隔との間に、フレーム長を検出するときのサンプリング間隔が長くなるほどフレーム長が長くなり、かつ、サンプリング間隔が短くなるほどフレーム長が短くなる関係が存在することを前提とした場合の総電力量とサンプリング間隔との関係である。 Note that the relationship between the total power amount and the sampling interval shown in FIG. 6 is that the longer the sampling interval when detecting the frame length, the longer the frame length and the sampling interval between the frame length and the sampling interval. This is a relationship between the total electric energy and the sampling interval when it is assumed that there is a relationship in which the frame length becomes shorter as the length becomes shorter.
また、図6に示す総電力量とサンプリング間隔との関係は、無線通信部13の稼動時の電力Pactiveが30[mWh]であり、無線通信部13の停止時の電力Psleepが0.5[mWh]であり、無線通信部13における送信に要する電力Ptransmitが25[mWh]であり、無線通信部13における受信に要する電力Preceiveが20[mWh]であり、ウェイクアップ信号受信部17の稼動時の電力Pactiveが50[mWh]であり、ウェイクアップ信号受信部17の停止時の電力Psleepが0.002[mWh]であるときの総電力量とサンプリング間隔との関係である。
Also, the relationship between the total power amount and the sampling interval shown in FIG. 6 is that the power P active when the
図6を参照して、各フレーム送信数Nにおいて、総電力量が最小となるサンプリング間隔Tinterval_minが存在する。また、総電力量が最小となるサンプリング間隔Tinterval_minは、フレーム送信数Nが増えるに従って短くなる(曲線k1〜k8参照)。 Referring to FIG. 6, there is a sampling interval T interval_min that minimizes the total power amount in each frame transmission number N. Further, the sampling interval T interval_min at which the total power is minimized becomes shorter as the number N of frame transmissions increases (see curves k1 to k8).
更に、フレーム送信数Nが10[個/h],100[個/h],1000[個/h],10000[個/h],100000[個/h]のいずれかである場合、総電力量は、サンプリング間隔が長くなるに従って、低下して最小値に至り、その後、増加する(曲線k4〜k8参照)。そして、総電力量が最小値に至った後、総電力量がサンプリング間隔の増加に伴って増加する関係は、この発明の実施の形態において初めて見出されたものである。 Further, when the frame transmission number N is any one of 10 [pieces / h], 100 [pieces / h], 1000 [pieces / h], 10000 [pieces / h], and 100,000 [pieces / h], the total power As the sampling interval increases, the amount decreases to a minimum value and then increases (see curves k4 to k8). The relationship in which the total power amount increases as the sampling interval increases after the total power amount reaches the minimum value has been found for the first time in the embodiment of the present invention.
曲線k1〜k8を描画した後、各フレーム送信数Nにおいて、総電力量が最小になるときのサンプリング間隔Tinterval_min(=総電力量が最小となる点A1,A2,A3,A4,A5,A6等におけるサンプリング間隔)を求める。 After drawing the curves k1 to k8, at each frame transmission number N, the sampling interval T interval — min (= points A1, A2, A3, A4, A5, A6 where the total power amount is minimum) when the total power amount is minimum. (Sampling interval).
図7は、サンプリング間隔Tinterval_minとフレーム送信数Nとの関係を示す図である。 FIG. 7 is a diagram illustrating the relationship between the sampling interval T interval — min and the number N of frame transmissions.
図7において、縦軸は、サンプリング間隔Tinterval_minを表し、横軸は、フレーム送信数Nを表す。 In FIG. 7, the vertical axis represents the sampling interval T interval — min , and the horizontal axis represents the frame transmission number N.
各フレーム送信数Nにおいて、総電力量が最小になるときのサンプリング間隔Tinterval_minを求めると、フレーム送信数Nとサンプリング間隔Tinterval_minとの関係をプロットし、近似式を求める。この近似式は、例えば、次式によって表される。 When the sampling interval T interval_min when the total power amount is minimized in each frame transmission number N, the relationship between the frame transmission number N and the sampling interval T interval_min is plotted to obtain an approximate expression. This approximate expression is represented by the following expression, for example.
Tinterval_min=αNβ・・・(4)
式(4)において、αおよびβは、無線通信部13の消費電力、ウェイクアップ信号受信部17の消費電力およびウェイクアップ信号を構成するフレーム数によって決定される定数である。
T interval_min = αN β (4)
In Expression (4), α and β are constants determined by the power consumption of the
式(4)によって表される近似式は、対数グラフにおいて、曲線k9または直線k10になる。 The approximate expression represented by Expression (4) is a curve k9 or a straight line k10 in the logarithmic graph.
定数αが14482であり、定数βが−0.482である場合、近似式は、Tinterval_min=14482N−0.482によって表される。 When the constant α is 14482 and the constant β is −0.482, the approximate expression is represented by T interval_min = 14482N −0.482 .
従って、この近似式をサンプリング間隔決定部16に予め設定しておけば、サンプリング間隔決定部16は、無線通信部13から受けたフレーム送信数Nに基づいて、または自己が算出したフレーム送信数Nに基づいて、総電力量E(Tinterval)が最小になるときのサンプリング間隔Tinterval_minを求めることができる。
Therefore, if this approximate expression is set in the sampling
この発明の実施の形態においては、サンプリング間隔決定部16は、上述した近似式に代えてフレーム送信数Nとサンプリング間隔Tinterval_minとの関係を示す対応表を保持していてもよい。
In the embodiment of the present invention, the sampling
図8は、フレーム送信数とサンプリング間隔Tinterval_minとの関係を示す対応表を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing a correspondence table showing the relationship between the number of frame transmissions and the sampling interval T interval_min .
図8を参照して、対応表TBL1は、フレーム送信数とサンプリング間隔Tinterval_minとを含む。フレーム送信数およびサンプリング間隔Tinterval_minは、相互に対応付けられる。 Referring to FIG. 8, correspondence table TBL1 includes the number of frame transmissions and a sampling interval T interval_min . The number of frame transmissions and the sampling interval T interval — min are associated with each other.
フレーム送信数Nが≧2723[個/h]であるとき、サンプリング間隔Tinterval_minは、160[μsec]である。フレーム送信数Nが646[個/h]≦N<2723[個/h]であるとき、サンプリング間隔Tinterval_minは、320[μsec]である。フレーム送信数Nが153[個/h]≦N<646[個/h]であるとき、サンプリング間隔Tinterval_minは、640[μsec]である。フレーム送信数Nが36[個/h]≦N<153[個/h]であるとき、サンプリング間隔Tinterval_minは、1280[μsec]である。フレーム送信数Nが9[個/h]≦N<36[個/h]であるとき、サンプリング間隔Tinterval_minは、2560[μsec]である。フレーム送信数Nが2[個/h]≦N<9[個/h]であるとき、サンプリング間隔Tinterval_minは、5120[μsec]である。フレーム送信数NがN<2[個/h]であるとき、サンプリング間隔Tinterval_minは、10240[μsec]である。 When the number N of frame transmissions is ≧ 2723 [pieces / h], the sampling interval T interval — min is 160 [μsec]. When the frame transmission number N is 646 [pieces / h] ≦ N <2723 [pieces / h], the sampling interval T interval_min is 320 [μsec]. When the number N of frame transmissions is 153 [pieces / h] ≦ N <646 [pieces / h], the sampling interval T interval_min is 640 [μsec]. When the frame transmission number N is 36 [pieces / h] ≦ N <153 [pieces / h], the sampling interval T interval — min is 1280 [μsec]. When the frame transmission number N is 9 [pieces / h] ≦ N <36 [pieces / h], the sampling interval T interval — min is 2560 [μsec]. When the frame transmission number N is 2 [pieces / h] ≦ N <9 [pieces / h], the sampling interval T interval — min is 5120 [μsec]. When the frame transmission number N is N <2 [pieces / h], the sampling interval T interval — min is 10240 [μsec].
このように、サンプリング間隔Tinterval_minは、フレーム送信数Nの範囲が1つの範囲だけ減少する毎に2倍になる。これは、次の理由による。1つの理由は、ウェイクアップ信号受信部17の回路構成を簡易化することであり、もう1つの理由は、サンプリング間隔Tinterval_minの種類を抑制することである。各無線ノードのサンプリング間隔Tinterval_minと、それに対応するフレーム長とデータとの対応表を保持する必要があるが、160[μs]単位で線形に増加させると、10240[μs]までの範囲で64個のサンプリング間隔Tinterval_minが必要になる。その結果、対応表も合わせて保持すると、多くのメモリが必要になる。しかし、上述したように、フレーム送信数Nの範囲が1つの範囲だけ減少する毎にサンプリング間隔Tinterval_minを2倍にすることにより、メモリを7個まで減少でき、メモリを節約できる。
Thus, the sampling interval T interval — min is doubled every time the range of the frame transmission number N decreases by one range. This is due to the following reason. One reason is to simplify the circuit configuration of the wakeup
サンプリング間隔決定部16は、無線通信部13からフレーム送信数Nを受けると、対応表TBL1を参照して、その受けたフレーム送信数Nに対応するサンプリング間隔Tinterval_minを検出し、その検出したサンプリング間隔Tinterval_minを総電力量が最小になるときのサンプリング間隔として決定する。
Upon receiving the frame transmission number N from the
なお、対応表TBL1においては、サンプリング間隔Tinterval_minは、フレーム送信数Nが減少するに従って160[μsec]の整数倍ごとに長くなるが、160[μsec]の整数倍は、例示である。従って、対応表TBL1においては、サンプリング間隔Tinterval_minは、フレーム送信数Nが減少するに従って160[μsec]の整数倍以外の単位ごとに長くなるようにしてもよい。 In the correspondence table TBL1, the sampling interval T interval_min becomes longer every integral multiple of 160 [μsec] as the number N of frame transmissions decreases, but the integral multiple of 160 [μsec] is just an example. Therefore, in the correspondence table TBL1, the sampling interval T interval_min may be increased for each unit other than an integral multiple of 160 [μsec] as the frame transmission number N decreases.
また、サンプリング間隔決定部16は、ウェイクアップ信号を送信する毎に、フレーム送信数Nに基づいてサンプリング間隔Tinterval_minを決定してもよく、例えば、1ヶ月のように、定期的に、フレーム送信数Nに基づいてサンプリング間隔Tinterval_minを決定してもよい。
The sampling
ウェイクアップ信号を送信する毎に、または定期的に、フレーム送信数Nに基づいてサンプリング間隔Tinterval_minを決定することによって、フレーム送信数Nが変化しても、その変化したフレーム送信数Nに対応してサンプリング間隔Tinterval_minを決定できる。 By determining the sampling interval T interval_min based on the number N of frame transmissions every time a wakeup signal is transmitted or periodically, even if the number N of frame transmissions changes, the number N of frame transmissions corresponding to the changed number Thus, the sampling interval T interval — min can be determined.
対応表TBL1に示すように、総電力量が最小になるときのサンプリング間隔Tinterval_minをフレーム送信数Nが減少するに従って160[μsec]の整数倍ごとに長くなるように決定することによって次の効果が得られる。 As shown in the correspondence table TBL1, the following effect can be obtained by determining the sampling interval T interval — min when the total power amount is minimized to be increased every integral multiple of 160 [μsec] as the number N of frame transmissions decreases. Is obtained.
近似式を用いてサンプリング間隔を算出した場合、サンプリング間隔は、μsecオーダーで算出されるが、対応表TBL1のように160[μsec]の単位でサンプリング間隔Tinterval_minを決定する方がウェイクアップ信号受信部17の回路を簡易化できる。即ち、サンプリング間隔Tinterval_minがμsecオーダーで算出された場合、ウェイクアップ信号受信部17は、μsecオーダーの精度でサンプリングタイミングを決定してサンプリングする必要があるので、ウェイクアップ信号受信部17の回路構成が複雑になる。しかし、サンプリング間隔Tinterval_minが160[μsec]の単位で決定される場合、上述したようにメモリを削減できるので、ウェイクアップ信号受信部17の回路構成を簡易化できる。
When the sampling interval is calculated using an approximate expression, the sampling interval is calculated in the order of μsec. However, as shown in the correspondence table TBL1, it is more preferable to determine the sampling interval T interval_min in units of 160 [μsec]. The circuit of the
その結果、メモリ使用量を抑制しながらフレーム長を複数の無線ノード間で容易に共有できる。 As a result, the frame length can be easily shared among a plurality of wireless nodes while suppressing the memory usage.
また、対応表TBL1を用いてサンプリング間隔Tinterval_minを決定することによって、サンプリング間隔Tinterval_minを容易に決定できる。 Also, by determining the sampling interval T interval_min using the correspondence table TBL1, the sampling interval T interval_min can be easily determined.
なお、対応表TBL1におけるフレーム送信数Nの範囲は、例示である。従って、この発明の実施の形態においては、図8に示すフレーム送信数Nの範囲と異なるフレーム送信数Nの範囲をサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けてもよい。 The range of the frame transmission number N in the correspondence table TBL1 is an example. Therefore, in the embodiment of the present invention, a range of the frame transmission number N different from the range of the frame transmission number N shown in FIG. 8 may be associated with the sampling interval T interval_min .
図9は、サンプリング間隔Tinterval_minと平均フレーム長との関係を示す図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the sampling interval T interval_min and the average frame length.
図9を参照して、対応表TBL2は、サンプリング間隔Tinterval_minと平均フレーム長とを含む。サンプリング間隔Tinterval_minおよび平均フレーム長は、相互に対応付けられる。 Referring to FIG. 9, correspondence table TBL2 includes a sampling interval T interval_min and an average frame length. The sampling interval T interval_min and the average frame length are associated with each other.
2620[μsec]の平均フレーム長は、10[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、3000[μsec]の平均フレーム長は、20[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、3760[μsec]の平均フレーム長は、40[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、5280[μsec]の平均フレーム長は、80[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられる。
The
また、8320[μsec]の平均フレーム長は、160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、14400[μsec]の平均フレーム長は、320[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、26560[μsec]の平均フレーム長は、640[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、50880[μsec]の平均フレーム長は、1280[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられる。
The
更に、99520[μsec]の平均フレーム長は、2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、196800[μsec]の平均フレーム長は、5120[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、391360[μsec]の平均フレーム長は、10240[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられ、780480[μsec]の平均フレーム長は、20480[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられる。
Furthermore, the
このように、平均フレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minが長くなるに従って長くなり、サンプリング間隔Tinterval_minが短くなるに従って短くなる。そして、隣接する2つの平均フレーム長の差は、サンプリング間隔Tinterval_minが長くなる方向において、380[μsec],760[μsec],1520[μsec],3040[μsec],6080[μsec],12160[μsec],24320[μsec],48640[μsec],97280[μsec],194560[μsec],389120[μsec]と大きくなる。即ち、隣接する2つの平均フレーム長の差は、サンプリング間隔Tinterval_minが長くなる方向において、380×2m−1(mは正の整数)に従って大きくなる。 Thus, the average frame length becomes longer as the sampling interval T interval_min becomes longer, and becomes shorter as the sampling interval T interval_min becomes shorter. The difference between two adjacent average frame lengths is 380 [μsec], 760 [μsec], 1520 [μsec], 3040 [μsec], 6080 [μsec], and 12160 [12160 [12] in the direction in which the sampling interval T interval — min becomes longer. μsec], 24320 [μsec], 48640 [μsec], 97280 [μsec], 194560 [μsec], and 389120 [μsec]. That is, the difference between two adjacent average frame lengths increases in accordance with 380 × 2 m−1 (m is a positive integer) in the direction in which the sampling interval T interval — min increases.
これは、平均フレーム長に基づいて複数の無線ノードの複数のウェイクアップIDに割り当てられた複数のフレーム長が複数のサンプリング間隔Tinterval_minの間で重ならないようにするためである。 This is to prevent a plurality of frame lengths assigned to a plurality of wake-up IDs of a plurality of wireless nodes based on the average frame length from overlapping between a plurality of sampling intervals T interval — min .
なお、隣接する2つの平均フレーム長の差は、サンプリング間隔Tinterval_minが長くなる方向において、380×2m−1以外の式に従って長くなってもよい。そして、一般的には、隣接する2つの平均フレーム長の差は、平均フレーム長に基づいて複数の無線ノードの複数のウェイクアップIDに割り当てられた複数のフレーム長が複数のサンプリング間隔Tinterval_minの間で重ならなければ、サンプリング間隔Tinterval_minが長くなる方向において、どのように大きくなっていてもよい。 Note that the difference between two adjacent average frame lengths may be increased according to an expression other than 380 × 2 m−1 in the direction in which the sampling interval T interval — min is increased. In general, the difference between two adjacent average frame lengths is that a plurality of frame lengths assigned to a plurality of wake-up IDs of a plurality of wireless nodes based on the average frame length are equal to a plurality of sampling intervals T interval_min . If they do not overlap, the sampling interval T interval_min may be increased in the direction in which the interval increases.
また、対応表TBL2におけるサンプリング間隔Tinterval_minおよび平均フレーム長の具体値は、例示である。従って、この発明の実施の形態においては、図9に示すサンプリング間隔Tinterval_minの具体値と異なる具体値と、図9に示す平均フレーム長の具体値と異なる具体値とを相互に対応付けて、対応表TBL2を作成してもよい。 The specific values of the sampling interval T interval_min and the average frame length in the correspondence table TBL2 are examples. Therefore, in the embodiment of the present invention, the specific value different from the specific value of the sampling interval T interval_min shown in FIG. 9 and the specific value different from the specific value of the average frame length shown in FIG. The correspondence table TBL2 may be created.
図10は、サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられたフレーム長とデータとの関係を示す図である。 FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the frame length associated with the sampling interval T interval_min and the data.
図10を参照して、対応表TBL3は、サンプリング間隔Tinterval_minと、フレーム長と、データとを含む。フレーム長およびデータは、相互に対応付けられる。フレーム長とデータとの対応関係は、サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられる。 Referring to FIG. 10, correspondence table TBL3 includes a sampling interval T interval_min , a frame length, and data. The frame length and data are associated with each other. The correspondence between the frame length and the data is associated with the sampling interval T interval_min .
サンプリング間隔Tinterval_minが160[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、7.04,7.20,7.36,7.52,7.68,7.84,8.00,8.16,8.32,8.48,8.64,8.80,8.96,9.12,9.28,9.44[msec]のフレーム長に対応付けられる。そして、0x0〜0xFの各々は、4ビットからなる。 When the sampling interval T interval_min is 160 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 7.04, 7.20, 7.36, 7.52, 7.68, 7.84, 8.00, 8.16, 8.32, 8.48, 8.64, 8.80, 8. Corresponding to frame lengths of 96, 9.12, 9.28, and 9.44 [msec]. Each of 0x0 to 0xF consists of 4 bits.
7.04,7.20,・・・,9.44[μsec]のフレーム長は、160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた8.32[msec]の平均フレーム長と、8.32[msec]の平均フレーム長を0.16[msec](=160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して得られたフレーム長とを含む。 The frame length of 7.04, 7.20,..., 9.44 [μsec] has an average frame length of 8.32 [msec] associated with a sampling interval T interval_min of 160 [μsec], 8 Frame length obtained by adding or subtracting an average frame length of .32 [msec] in units of 0.16 [msec] (= sampling interval T interval — min of 160 [μsec]).
なお、8.32[msec]の平均フレーム長を0.16[msec](=160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して複数のフレーム長を生成するのは、サンプリング間隔Tinterval_minが160[μsec]であるので、異なる2つのフレーム長を識別できるようにするためである。 Note that a plurality of frame lengths are generated by adding or subtracting an average frame length of 8.32 [msec] in units of 0.16 [msec] (= sampling interval T interval — min of 160 [μsec]). This is because the interval T interval_min is 160 [μsec], so that two different frame lengths can be identified.
サンプリング間隔Tinterval_minが320[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、11.84,12.16,12.48,12.80,13.12,13.44,13.76,14.08,14.40,14.72,15.04,15.36,15.68,16.00,16.32,16.64[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 320 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 11.84, 12.16, 12.48, 12.80, 13.12, 13.44, 13.76, 14.08, 14.40, 14.72, 15.04, 15.36, 15. 68, 16.00, 16.32, and 16.64 [msec] frame lengths.
11.84,12.16,・・・,16.64[μsec]のフレーム長は、320[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた14.40[msec]の平均フレーム長と、14.40[msec]の平均フレーム長を0.32[msec](=320[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して得られたフレーム長とを含む。 The frame length of 11.84, 12.16,..., 16.64 [μsec] has an average frame length of 14.40 [msec] associated with a sampling interval T interval_min of 320 [μsec], 14 Frame length obtained by adding or subtracting an average frame length of .40 [msec] in units of 0.32 [msec] (= sampling interval T interval — min of 320 [μsec]).
なお、14.40[msec]の平均フレーム長を0.32[msec](=320[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して複数のフレーム長を生成するのは、サンプリング間隔Tinterval_minが320[μsec]であるので、異なる2つのフレーム長を識別できるようにするためである。 Note that the average frame length of 14.40 [msec] is added or subtracted in units of 0.32 [msec] (= sampling interval T interval — min of 320 [μsec]) to generate a plurality of frame lengths. This is because the interval T interval_min is 320 [μsec], so that two different frame lengths can be identified.
サンプリング間隔Tinterval_minが640[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、21.44,22.08,22.72,23.36,24.00,24.64,25.28,25.92,26.56,27.20,27.84,28.48,29.12,29.76,30.40,31.04[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 640 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 21.44, 22.08, 22.72, 23.36, 24.00, 24.64, 25.28, 25.92, 26.56, 27.20, 27.84, 28.48, 29. It is associated with a frame length of 12, 29.76, 30.40, 31.04 [msec].
21.44,22.08,・・・,31.04[μsec]のフレーム長は、640[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた26.56[msec]の平均フレーム長と、26.56[msec]の平均フレーム長を0.64[msec](=640[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して得られたフレーム長とを含む。 The frame length of 21.44, 22.08,..., 31.04 [μsec] is an average frame length of 26.56 [msec] associated with a sampling interval T interval_min of 640 [μsec]; Frame length obtained by adding or subtracting an average frame length of .56 [msec] in units of 0.64 [msec] (= sampling interval T interval — min of 640 [μsec]).
なお、26.56[msec]の平均フレーム長を0.64[msec](=640[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して複数のフレーム長を生成するのは、サンプリング間隔Tinterval_minが640[μsec]であるので、異なる2つのフレーム長を識別できるようにするためである。 Note that the average frame length of 26.56 [msec] is added or subtracted in units of 0.64 [msec] (= 640 [μsec] sampling interval T interval — min) to generate a plurality of frame lengths by sampling. This is because the interval T interval_min is 640 [μsec], so that two different frame lengths can be identified.
サンプリング間隔Tinterval_minが1280[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、40.64,41.92,43.20,44.48,45.76,47.04,48.32,49.60,50.88,52.16,53.44,54.72,56.00,57.28,58.56,59.84[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 1280 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 40.64, 41.92, 43.20, 44.48, 45.76, 47.04, 48.32, 49.60, 50.88, 52.16, 53.44, 54.72, 56. It is associated with a frame length of 00, 57.28, 58.56, 59.84 [msec].
40.64,41.92,・・・,59.84[μsec]のフレーム長は、1280[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた50.88[msec]の平均フレーム長と、50.88[msec]の平均フレーム長を1.28[msec](=1280[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して得られたフレーム長とを含む。 40.64, 41.92,..., 59.84 [μsec] has an average frame length of 50.88 [msec] associated with a sampling interval T interval — min of 1280 [μsec], and 50 The frame length obtained by adding or subtracting the average frame length of .88 [msec] in units of 1.28 [msec] (= sampling interval T interval — min of 1280 [μsec]).
なお、50.88[msec]の平均フレーム長を1.28[msec](=1280[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して複数のフレーム長を生成するのは、サンプリング間隔Tinterval_minが1280[μsec]であるので、異なる2つのフレーム長を識別できるようにするためである。 Note that a plurality of frame lengths are generated by adding or subtracting an average frame length of 50.88 [msec] in units of 1.28 [msec] (= 1280 [μsec] sampling interval T interval — min). This is because the interval T interval — min is 1280 [μsec], so that two different frame lengths can be identified.
サンプリング間隔Tinterval_minが2560[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、79.04,81.60,84.16,86.72,89.28,91.84,94.40,96.96,99.52,102.08,104.64,107.20,109.76,112.32,114.88,117.44[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 2560 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 79.04, 81.60, 84.16, 86.72, 89.28, 91.84, 94.40, 96.96, 99.52, 102.08, 104.64, 107.20, 109. 76, 112.32, 114.88, and 117.44 [msec].
79.04,81.60,・・・,117.44[μsec]のフレーム長は、2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた99.52[msec]の平均フレーム長と、99.52[msec]の平均フレーム長を2.56[msec](=2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して得られたフレーム長とを含む。 The frame length of 79.04, 81.60,..., 117.44 [μsec] has an average frame length of 99.52 [msec] associated with the sampling interval T interval_min of 2560 [μsec], and 99 The frame length obtained by adding or subtracting the average frame length of 0.52 [msec] in units of 2.56 [msec] (= 2560 [μsec] sampling interval T interval — min ).
なお、99.52[msec]の平均フレーム長を2.56[msec](=2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min)の単位で加算または減算して複数のフレーム長を生成するのは、サンプリング間隔Tinterval_minが2560[μsec]であるので、異なる2つのフレーム長を識別できるようにするためである。 Note that a plurality of frame lengths are generated by adding or subtracting an average frame length of 99.52 [msec] in units of 2.56 [msec] (= 2560 [μsec] sampling interval T interval — min ). This is because the interval T interval_min is 2560 [μsec], so that two different frame lengths can be identified.
このように、160[μsec],320[μsec],640[μsec],1280[μsec],2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minにそれぞれ対応する7.04,7.20・・・,9.44[msec],11.84,12.16,・・・,16.64[msec],21.44,22.08,・・・,31.04[msec],40.64,41.92,・・・,59.84[msec],79.04,81.60,・・・,117.44[msec]のフレーム長は、160[μsec],320[μsec],640[μsec],1280[μsec],2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minにそれぞれ対応する8.32[μsec],14.40[μsec],26.56[μsec],50.88[μsec],99.52[μsec]の平均フレーム長をサンプリング間隔Tinterval_minの単位で加算または減算して得られる。 In this way, 7.04, 7.20..., 9.8 corresponding to the sampling intervals T interval_min of 160 [μsec], 320 [μsec], 640 [μsec], 1280 [μsec], and 2560 [μsec], respectively. 44 [msec], 11.84, 12.16, ..., 16.64 [msec], 21.44, 22.08, ..., 31.04 [msec], 40.64, 41.92 ,..., 59.84 [msec], 79.04, 81.60,..., 117.44 [msec] have frame lengths of 160 [μsec], 320 [μsec], 640 [μsec], 1280 [μsec], 2560 [μsec ] corresponding respectively to the sampling interval T Interval_min of 8.32 [μsec], 14.40 [μsec ] 26.56 [μsec], 50.88 [μsec ], obtained by adding or subtracting the average frame length 99.52 [.mu.sec] in units of the sampling interval T interval_min.
各無線ノード1〜7のフレーム長対応表19は、対応表TBL3を保持している。
The frame length correspondence table 19 of each of the
図11は、無線フレームのサンプリングの概念図である。図11を参照して、無線フレームFRの受信信号は、160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_min毎に包絡線検波される。そして、包絡線検波された検波値の“1”の個数がカウントされ、“1”の個数に160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minを乗算してフレーム長が検出される。 FIG. 11 is a conceptual diagram of radio frame sampling. Referring to FIG. 11, the received signal of radio frame FR is envelope-detected at a sampling interval T interval_min of 160 [μsec]. Then, the number of detection values “1” detected by the envelope detection is counted, and the frame length is detected by multiplying the number of “1” s by a sampling interval T interval — min of 160 [μsec].
無線フレームFR1は、L1のフレーム長を有し、無線フレームFR2は、L2のフレーム長を有する。フレーム長L1およびフレーム長L2は、対応表TBL3における7.04,7.20,・・・,9.44[msec]の複数のフレーム長のうち、隣接する2つのフレーム長からなる。 The radio frame FR1 has a frame length of L1, and the radio frame FR2 has a frame length of L2. The frame length L1 and the frame length L2 are composed of two adjacent frame lengths among a plurality of frame lengths of 7.04, 7.20,..., 9.44 [msec] in the correspondence table TBL3.
フレーム長L1,L2は、上述したように無線フレームFR1,FR2の受信信号を160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minで包絡線検波して検出されるので、無線フレームFR2の受信信号を160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minで包絡線検波して得られた検波値の“1”の個数は、無線フレームFR1の受信信号を160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minで包絡線検波して得られた検波値の“1”の個数よりも“1”個だけ大きい。 As described above, the frame lengths L1 and L2 are detected by detecting the received signals of the radio frames FR1 and FR2 at the sampling interval T interval_min of 160 [μsec], so that the received signals of the radio frame FR2 are 160 [μsec]. The number of detection values “1” obtained by envelope detection at the sampling interval T interval_min of] is obtained by envelope detection of the received signal of the radio frame FR1 at the sampling interval T interval_min of 160 [μsec]. The number of detection values is “1” larger than the number of “1”.
その結果、フレーム長L2は、フレーム長L1よりも160[μsec](=サンプリング間隔Tinterval_min)だけ長い。 As a result, the frame length L2 is longer than the frame length L1 by 160 [μsec] (= sampling interval T interval — min ).
従って、2つのフレーム長L1,L2を識別できる。 Therefore, the two frame lengths L1 and L2 can be identified.
160[μsec]以外のサンプリング間隔Tinterval_minが用いられた場合も、同様に、隣接する2つのフレーム長を識別できる。 Similarly, when a sampling interval T interval_min other than 160 [μsec] is used, two adjacent frame lengths can be identified.
図12は、ウェイクアップ信号を送信する方法を説明するための図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining a method of transmitting a wakeup signal.
この発明の実施の形態においては、ウェイクアップIDは、フレーム長によって表される。より具体的には、ウェイクアップIDは、WuID1〜WuID4によって表される。従って、ウェイクアップ信号は、WuID1〜WuID4のビット値にそれぞれ対応する4個のフレーム長を有する4個の無線フレームからなる。 In the embodiment of the present invention, the wake-up ID is represented by a frame length. More specifically, the wakeup ID is represented by WuID1 to WuID4. Therefore, the wake-up signal includes four radio frames having four frame lengths respectively corresponding to the bit values of WuID1 to WuID4.
図12を参照して、受信ノードは、上述した方法によってサンプリング間隔Tinterval_minを決定し、その決定したサンプリング間隔Tinterval_min(例えば、640μsec)を制御パケットDIOに含めて送信ノードへ送信する。 Referring to FIG. 12, the receiving node determines sampling interval T interval_min by the above-described method, and includes the determined sampling interval T interval_min (for example, 640 μsec) in control packet DIO and transmits the packet to the transmitting node.
送信ノードの無線通信部13は、制御パケットDIOを受信し、その受信した制御パケットDIOを復調して制御部14へ出力する。そして、送信ノードの制御部14は、制御パケットDIOを無線通信部13から受け、その受けた制御パケットDIOからサンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)を取り出して保持する。
The
その後、送信ノードの制御部14は、受信ノードをスリープ状態から起動状態へ移行させるとき、経路制御部15から受信ノードのMACアドレスを受け、その受けたMACアドレスのハッシュ値を演算する。この場合、ハッシュ値は、例えば、[0000000000000001]の16ビットからなるものとする。
Thereafter, when the receiving node shifts the receiving node from the sleep state to the active state, the transmitting
そして、送信ノードの制御部14は、フレーム長対応表19に格納された対応表TBL3を参照して、640[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応する21.44,22.08,・・・,31.04[msec]のうち、0x1(=0000)に対応する22.08[msec]のフレーム長と、0x0(=0000)に対応する21.44[msec]のフレーム長と、0x0(=0000)に対応する21.44[msec]のフレーム長と、0x0(=0000)に対応する21.44[msec]のフレーム長とを検出する。
Then, the
その後、送信ノードの制御部14は、22.08[msec]のフレーム長を有する無線フレームFR1と、21.44[msec]のフレーム長を有する無線フレームFR2と、21.44[msec]のフレーム長を有する無線フレームFR3と、21.44[msec]のフレーム長を有する無線フレームFR4とを生成する。そして、送信ノードの制御部14は、無線フレームFR1〜FR4からなるウェイクアップ信号を無線通信部13へ出力する。
Thereafter, the
送信ノードの無線通信部13は、無線フレームFR1〜FR4からなるウェイクアップ信号を制御部14から受け、その受けたウェイクアップ信号(=無線フレームFR1〜FR4)を変調する。そして、送信ノードの無線通信部13は、その変調したウェイクアップ信号をアンテナ11を介して送信する。この場合、送信ノードの無線通信部13は、変調した無線フレームFR1〜FR4を順次送信する。
The
受信ノードのウェイクアップ信号受信部17は、アンテナ12を介してウェイクアップ信号を受信し、その受信したウェイクアップ信号の受信信号をサンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)で包絡線検波してビット列を得る。
The wake-up
その後、受信ノードのウェイクアップ信号受信部17は、ビット列の先頭から“1”の個数をカウントし、ビット列のビット値が“0”になると、カウントを停止し、そのカウントを停止したときのカウント値を“1”の個数N1とするとともにカウント値をリセットする。その後、受信ノードのウェイクアップ信号受信部17は、ビット列のビット値が“1”になると、ビット列のビット値が“0”になるまで“1”の個数をカウントし、ビット列のビット値が“0”になると、カウントを停止し、そのカウントを停止したときのカウント値を“1”の個数N2とするとともにカウント値をリセットする。
Thereafter, the wakeup
受信ノードのウェイクアップ信号受信部17は、この動作をビット列の最後まで繰り返し実行して4つの“1”の個数N1〜N4を得る。
The wake-up
そして、受信ノードのウェイクアップ信号受信部17は、個数N1にサンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)を乗算して22.08msecのフレーム長を取得し、個数N2にサンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)を乗算して21.44msecのフレーム長を取得し、個数N3にサンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)を乗算して21.44msecのフレーム長を取得し、個数N4にサンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)を乗算して21.44msecのフレーム長を取得する。
The
そうすると、受信ノードのウェイクアップ信号受信部17は、22.08msecのフレーム長、21.44msecのフレーム長、21.44msecのフレーム長、および21.44msecのフレーム長をウェイクアップ信号判定部18へ出力する。
Then, the wakeup
受信ノードのウェイクアップ信号判定部18は、22.08msecのフレーム長、21.44msecのフレーム長、21.44msecのフレーム長、および21.44msecのフレーム長をウェイクアップ信号受信部17から受ける。また、受信ノードのウェイクアップ信号判定部18は、対応表TBL3をフレーム長対応表19から受ける。
The wakeup
そして、受信ノードのウェイクアップ信号判定部18は、対応表TBL3を参照して、サンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)および22.08msecのフレーム長に対応する0x1を検出し、サンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)および21.44msecのフレーム長に対応する0x0を検出し、サンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)および21.44msecのフレーム長に対応する0x0を検出し、サンプリング間隔Tinterval_min(=640μsec)および21.44msecのフレーム長に対応する0x0を検出する。その後、受信ノードのウェイクアップ信号判定部18は、0x1,0x0,0x0,0x0を一列に配列して0x00x00x00x1(=[0000000000000001])からなるウェイクアップIDを取得する。
Then, the wakeup
そして、受信ノードのウェイクアップ信号判定部18は、[0000000000000001]のウェイクアップIDが受信ノードのMACアドレスに一致するか否かを判定する。
Then, the wakeup
受信ノードのウェイクアップ信号判定部18は、[0000000000000001]のウェイクアップIDが受信ノードのMACアドレスに一致すると判定したとき、起動信号を生成して無線通信部13、制御部14、経路制御部15およびサンプリング間隔決定部16へ出力する。これによって、受信ノードは、スリープ状態から起動状態へ移行する。
When the wakeup
一方、受信ノードのウェイクアップ信号判定部18は、[0000000000000001]のウェイクアップIDが受信ノードのMACアドレスに一致しないと判定したとき、[0000000000000001]のウェイクアップIDを破棄し、何も出力しない。
On the other hand, when the wakeup
このように、送信ノードは、総電力量が最小になるように決定されたサンプリング間隔Tinterval_minに対応して決定されたフレーム長を有する複数の無線フレームからウェイクアップ信号を生成して送信し、受信ノードは、ウェイクアップ信号の受信処理をサンプリング間隔Tinterval_minで行って起動状態へ移行する。 In this way, the transmitting node generates and transmits a wakeup signal from a plurality of radio frames having a frame length determined corresponding to the sampling interval T interval_min determined so that the total power amount is minimized, The receiving node performs reception processing of the wake-up signal at the sampling interval T interval_min and shifts to the activated state.
従って、ウェイクアップ信号の送受信による消費電力を減少できる。 Therefore, power consumption due to transmission / reception of the wakeup signal can be reduced.
この発明の実施の形態においては、ユニキャストIDが用いられる場合、ユニキャストIDにおいては、WuID1は、0x1に固定され、WuID2〜WuID4は、起動対象となる無線ノードのMACアドレスから求められた12ビットのハッシュ値からなる。 In the embodiment of the present invention, when a unicast ID is used, in the unicast ID, WuID1 is fixed to 0x1, and WuID2 to WuID4 are obtained from the MAC address of the wireless node to be activated. Consists of a bit hash value.
また、ブロードキャストIDが用いられる場合、ブロードキャストIDにおいては、WuID1は、0xFに固定され、WuID2〜WuID4は、起動元の無線ノードのMACアドレスから求められた12ビットのハッシュ値からなる。 When a broadcast ID is used, WuID1 is fixed to 0xF in the broadcast ID, and WuID2 to WuID4 are each composed of a 12-bit hash value obtained from the MAC address of the activation source wireless node.
更に、マルチキャストIDのLocalマルチキャストIDが用いられる場合、マルチキャストIDのLocalマルチキャストIDにおいては、WuID1は、0x2に固定され、WuID2〜WuID4は、PANIDまたはRPL instance ID等の同一システムを示す識別子からなる。PANIDまたはRPL instance IDが12ビットでない場合、PANIDまたはRPL instance IDのハッシュ値を演算して12ビットにする。 Further, when the local multicast ID of the multicast ID is used, in the local multicast ID of the multicast ID, WuID1 is fixed to 0x2, and WuID2 to WuID4 are made up of identifiers indicating the same system such as PANID or RPL instance ID. If the PANID or RPL instance ID is not 12 bits, the hash value of the PANID or RPL instance ID is calculated to be 12 bits.
更に、マルチキャストIDのParentマルチキャストIDが用いられる場合、マルチキャストIDのParentマルチキャストIDにおいては、WuID1は、0x3に固定され、WuID2〜WuID4は、起動元の無線ノードのMACアドレスから求められた12ビットのハッシュ値からなる。 Further, when the Parent multicast ID of the multicast ID is used, in the Parent multicast ID of the multicast ID, WuID1 is fixed to 0x3, and WuID2 to WuID4 are 12-bits obtained from the MAC address of the activation source wireless node. Consists of a hash value.
更に、マルチキャストIDのChildマルチキャストIDが用いられる場合、マルチキャストIDのChildマルチキャストIDにおいては、WuID1は、0x4に固定され、WuID2〜WuID4は、起動元の無線ノードのMACアドレスから求められた12ビットのハッシュ値からなる。 Furthermore, when the child multicast ID of the multicast ID is used, in the child multicast ID of the multicast ID, WuID1 is fixed to 0x4, and WuID2 to WuID4 are 12-bits obtained from the MAC address of the activation source wireless node. Consists of a hash value.
図13は、図2に示す経路制御部15が保持するルーティングテーブルRTの構成図である。図13を参照して、ルーティングテーブルRTは、送信先と、次の無線ノードと、ホップ数と、Rankとを含む。送信先、次の無線ノード、ホップ数およびRankは、相互に対応付けられる。
FIG. 13 is a configuration diagram of the routing table RT held by the
送信先は、ウェイクアップ信号、制御パケットDIO,DAOおよびパケット等の受信先の無線ノードのMACアドレスMACaddからなる。次の無線ノードは、送信先までの経路上においてルーティングテーブルRTを保持する無線ノードに送信先側で隣接する無線ノードのMACアドレスMACadd_NBからなる。 The transmission destination includes a wake-up signal, control packets DIO and DAO, and a MAC address MACadd of a wireless node that receives the packet. The next wireless node includes the MAC address MACadd_NB of the wireless node adjacent on the transmission side to the wireless node holding the routing table RT on the route to the transmission destination.
ホップ数は、ルーティングテーブルRTを保持する無線ノードから送信先の無線ノードまでのホップ数hからなる。Rankは、送信先(無線ノード)のシンク(=無線ノード)に対する近さの程度を示し、r=256×j(=256,512,768,・・・)からなる。 The number of hops consists of the number of hops h from the wireless node holding the routing table RT to the destination wireless node. Rank indicates the degree of proximity of the transmission destination (wireless node) to the sink (= wireless node), and consists of r = 256 × j (= 256, 512, 768,...).
図14は、図1に示す無線センサーネットワーク10における無線ノード1〜3の配置状態を示す図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating an arrangement state of the
図14を参照して、無線ノード1〜3は、それぞれ、電波範囲REG1〜REG3を有する。無線ノード1は、2つの電波範囲REG1,REG2が重なった領域に存在する。無線ノード2は、3つの電波範囲REG1〜REG3が重なった領域に存在する。無線ノード3は、2つの電波範囲REG2,REG3が重なった領域に存在する。
Referring to FIG. 14,
このように、自己の電波範囲がシンク(=無線ノード1)まで届かない無線ノードが存在する状態において、各無線ノード2〜7からシンク(=無線ノード1)までの経路の構築が行われる。
In this manner, in the state where there is a wireless node whose own radio wave range does not reach the sink (= wireless node 1), a path from each
経路の構築方法について説明する。図15は、経路を構築するときの動作を説明するためのフローチャートである。図15を参照して、経路を構築する動作が開始されると、無線ノード1(=シンク)の制御部14は、ウェイクアップ信号のウェイクアップIDとしてブロードキャストIDを経路制御部15から受ける。また、制御部14は、フレーム長対応表19から対応表TBL3を受け、サンプリング間隔決定部16からサンプリング間隔Tinterval_min(=1280μsec)を受ける。
A route construction method will be described. FIG. 15 is a flowchart for explaining an operation when a route is constructed. Referring to FIG. 15, when the operation of constructing a route is started,
そして、無線ノード1の制御部14は、無線ノード2のMACアドレスのハッシュ値を演算し、12ビットのハッシュ値a1a2a3a4a5a6a7a8a9a10a11a12を取得する。その結果、ブロードキャストIDは、a9a10a11a12=0x2、a5a6a7a8=0x0、a1a2a3a4=0x3として、0xF,0x2,0x0,0x3によって表される。
Then, the
その後、無線ノード1の制御部14は、対応表TBL3を参照して、サンプリング間隔Tinterval_min(=1280μsec)に対応する複数の40.64,41.92,・・・,59.84[msec]のうち、0xFに対応する59.84[msec]のフレーム長FL1と、0x2に対応する43.20[msec]のフレーム長FL2と、0x0に対応する40.64[msec]のフレーム長FL3と、0x3に対応する44.48[msec]のフレーム長FL4とを検出する。
Thereafter, the
そうすると、無線ノード1の制御部14は、4個のフレーム長FL1〜FL4をそれぞれ有する4個の無線フレームFR1〜FR4を生成して無線通信部13へ出力する。
Then, the
無線ノード1の無線通信部13は、4個の無線フレームFR1〜FR4を制御部14から受け、その受けた4個の無線フレームFR1〜FR4からなるウェイクアップ信号WuSを変調し、その変調したウェイクアップ信号WuSをアンテナ11を介してブロードキャストする(ステップS1)。
The
無線ノード2のウェイクアップ信号受信部17は、一定の間隔で起動状態へ移行し、アンテナ12を介して受信電力の有無を確認する。そして、無線ノード2のウェイクアップ信号受信部17は、受信電力を検出すると、アンテナ12を介してウェイアップ信号WuSを受信し、その受信したウェイクアップ信号の受信電波に基づいて、上述した方法によって4個のフレーム長FL1〜FL4を検出する。そうすると、無線ノード1のウェイクアップ信号受信部17は、4個のフレーム長FL1〜FL4をウェイクアップ信号判定部18へ出力する。
The wake-up
無線ノード2のウェイクアップ信号判定部18は、対応表TBL3をフレーム長対応表19から受ける。そして、無線ノード2のウェイクアップ信号判定部18は、4個のフレーム長FL1〜FL4をウェイクアップ信号受信部17から受けると、対応表TBL3を参照して、上述した方法によって4個のフレーム長FL1〜FL4をそれぞれビット値0xF,0x2,0x0,0x3に変換してブロードキャストIDを取得する。そうすると、無線ノード2のウェイクアップ信号判定部18は、ブロードキャストIDが、予め保持したウェイクアップID(=ブロードキャストID)に一致すると判定し、起動信号を生成して無線通信部13、制御部14、経路制御部15およびサンプリング間隔決定部16へ出力する。これによって、無線ノード2は、スリープ状態から起動状態へ移行する(ステップS2)。
The wakeup
その後、無線ノード2の制御部14は、無線ノード2のMACアドレスを含む起動通知を生成し、その生成した起動通知を無線通信部13へ出力する。そして、無線ノード2の無線通信部13は、起動通知を制御部14から受け、その受けた起動通知を変調し、その変調した起動通知をアンテナ11を介してブロードキャストする。
Thereafter, the
無線ノード1の無線通信部13は、アンテナ11を介して起動通知を受信する。そして、無線ノード1の制御部14は、無線通信部13から起動通知を受ける。
The
そして、無線ノード1の制御部14は、起動通知を受けると、無線ノード2が起動状態へ移行したことを検知する。
When receiving the activation notification, the
そして、無線ノード1の経路制御部15は、無線ノード1(=シンク)のMACアドレスMACadd1からなるrootのアドレスと、無線ノード2のMACアドレスMACadd2からなる送信先と、無線ノード1(=シンク)のMACアドレスMACadd1からなる送信元と、ESSIDまたはPANIDからなるID格納部と、256からなるRankと、1からなるDTSNとを含むDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を生成し、その生成したDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を制御部14へ出力する。
The
無線ノード1の制御部14は、DIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を経路制御部15から受け、その受けたDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を無線通信部13へ出力する。
The
無線ノード1の無線通信部13は、DIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を制御部14から受け、その受けたDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を変調する。そして、無線ノード1の無線通信部13は、その変調したDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]をアンテナ11を介して送信する(ステップS3)。その後、無線ノード1は、起動状態からスリープ状態へ移行する。
The
一方、無線ノード2の無線通信部13は、アンテナ11を介してDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を受信し(ステップS4)、その受信したDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を制御部14へ出力する。
On the other hand, the
そして、無線ノード2の制御部14は、DIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を無線通信部13から受け、その受けたDIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を経路制御部15へ出力する。
The
無線ノード2の経路制御部15は、DIO1=[MACadd1/MACadd2/MACadd1/ESSID/256/1]を制御部14から受ける。そして、無線ノード2の経路制御部15は、DIO1の先頭のアドレスMACadd1を参照して、rootが無線ノード1であることを検知する。また、無線ノード2の経路制御部15は、DIO1の2個目のアドレスMACadd2を参照して、DIO1の送信先が無線ノード2であることを検知する。更に、無線ノード2の経路制御部15は、DIO1の3個目のアドレスMACadd1を参照してDIO1の送信元が無線ノード1(=シンク)であることを検知する。更に、無線ノード2の経路制御部15は、“256”からなるRankおよび“1”からなるDTSNをDIO1から取り出して保持する。そして、無線ノード2の経路制御部15は、“256”からなるRankに基づいて、無線ノード1(=シンク)から無線ノード2までのホップ数が“1”であることを検知する。“256”のRankは、Rankの最小値であり、無線ノード2は、その最小値である“256”からなるRankを無線ノード1(=シンク)から直接受信したからである。また、無線ノード2の経路制御部15は、無線ノード1(=シンク)が最小のRankを有するので、無線ノード1(=シンク)が無線ノード2の親ノードであることを検知する。
The path control
そうすると、無線ノード2の経路制御部15は、ルーティングテーブルRTの送信先にMACadd1を格納し、次の無線ノードにMACadd1を格納し、ホップ数に“1”を格納し、Rankに“256”を格納する。そして、無線ノード2の経路制御部15は、“256”のRankに基づいて、無線ノード2のRankが“512”からなることを検知し、“512”のRankを保持する。
Then, the
その後、無線ノード2の経路制御部15は、DIOを最初に受信したので、“1”からなるDTSNに基づいて、DTSNが増加したことを検知し、DAOを送信すると判定する。
Thereafter, since the path control
そうすると、無線ノード2の制御部14は、経路制御部15からの依頼に応じて、ウェイクアップ信号のウェイクアップIDとしてユニキャストIDを生成する。DAOは、無線ノード1へ送信されるので、無線ノード2の制御部14は、無線ノード1のMACアドレスMACadd1を経路制御部15から受ける。そして、無線ノード2の制御部14は、MACアドレスMACadd1のハッシュ値を演算し、12ビットのハッシュ値b1b2b3b4b5b6b7b8b9b10b11b12を取得する。その結果、ユニキャストIDは、b9b10b11b12=0x5、b5b6b7b8=0x2、b1b2b3b4=0x8として、0x1,0x5,0x2,0x8によって表される。
Then, the
その後、無線ノード2の制御部14は、対応表TBL3を参照して、サンプリング間隔Tinterval_min(=1280μsec)に対応する複数の40.64,41.92,・・・,59.84[msec]のうち、0x1に対応する40.64[msec]のフレーム長FL5と、0x5に対応する47.04[msec]のフレーム長FL6と、0x2に対応する43.20[msec]のフレーム長FL7と、0x8に対応する50.88[msec]のフレーム長FL8とを検出する。
Thereafter, the
そうすると、無線ノード2の制御部14は、4個のフレーム長FL5〜FL8をそれぞれ有する4個の無線フレームFR5〜FR8を生成して無線通信部13へ出力する。
Then, the
無線ノード2の無線通信部13は、4個の無線フレームFR5〜FR8を制御部14から受け、その受けた4個の無線フレームFR5〜FR8からなるウェイクアップ信号WuSを変調し、その変調したウェイクアップ信号WuSをアンテナ11を介してブロードキャストする(ステップS5)。
The
無線ノード1のウェイクアップ信号受信部17は、一定の間隔で起動状態へ移行し、受信電力の有無を確認する。そして、無線ノード1のウェイクアップ信号受信部17は、受信電力を検出すると、アンテナ12を介してウェイクアップ信号WuSを受信し、その受信したウェイクアップ信号WuSの受信電波に基づいて、上述した方法によって4個のフレーム長FL5〜FL8を検出する。そうすると、無線ノード1のウェイクアップ信号受信部17は、4個のフレーム長FL5〜FL8をウェイクアップ信号判定部18へ出力する。
The wake-up
無線ノード1のウェイクアップ信号判定部18は、4個のフレーム長FL5〜FL8をウェイクアップ信号受信部17から受けると、対応表TBL3を参照して、上述した方法によって4個のフレーム長FL5〜FL8をそれぞれビット値0x1,0x5,0x2,0x8に変換してユニキャストIDを取得する。
When receiving the four frame lengths FL5 to FL8 from the wakeup
そうすると、無線ノード1のウェイクアップ信号判定部18は、ユニキャストIDが、予め保持したウェイクアップIDに一致すると判定し、起動信号を生成して無線通信部13、制御部14、経路制御部15およびサンプリング間隔決定部16へ出力する。これによって、無線ノード1は、スリープ状態から起動状態へ移行する(ステップS6)。
Then, the wakeup
その後、無線ノード1は、無線ノード2と同じ方法によって起動通知を生成してブロードキャストする。
Thereafter, the
そうすると、無線ノード2の経路制御部15は、無線ノード1から送信された起動通知に応じて、MACアドレスMACadd1からなる親ノードのアドレスと、MACアドレスMACadd2からなる送信元と、“1”からなるDAOSequenceとを含むDAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を生成して制御部14へ出力する。
Then, in response to the activation notification transmitted from the
無線ノード2の制御部14は、DAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を経路制御部15から受け、その受けたDAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を無線通信部13へ出力する。
The
無線ノード2の無線通信部13は、DAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を制御部14から受け、その受けたDAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を変調する。そして、無線ノード2の無線通信部13は、その変調したDAO1=[MACadd1/MACadd2/1]をアンテナ11を介して送信する(ステップS7)。
The
その後、無線ノード2は、起動状態からスリープ状態へ移行する。
Thereafter, the
無線ノード1の無線通信部13は、アンテナ11を介してDAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を受信し(ステップS8)、その受信したDAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を復調して制御部14へ出力する。
The
無線ノード1の制御部14は、DAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を無線通信部13から受け、その受けたDAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を経路制御部15へ出力する。
The
無線ノード1の経路制御部163は、DAO1=[MACadd1/MACadd2/1]を制御部14から受ける。そして、無線ノード1の経路制御部15は、DAO1の先頭のアドレスMACadd1および2番目のアドレスMACadd2を参照して、無線ノード2が無線ノード1の子ノードであることを検知する。無線ノード1は、無線ノード2からDAO1を直接受信したからである。そうすると、無線ノード2の経路制御部15は、ルーティングテーブルRTの送信先および次の無線ノードにアドレスMACadd2を格納し、ホップ数に“1”を格納し、Rankに“512”を格納する。この場合、無線ノード1の経路制御部15は、DAO1を無線ノード2から直接受信したので、無線ノード1から無線ノード2までのホップ数が“1”であることが解る。また、無線ノード1の経路制御部15は、無線ノード1から無線ノード2までのホップ数が“1”であるので、無線ノード2のRankが“512”であることが解る。
The path control unit 163 of the
その後、無線ノード2は、ステップS1における無線ノード1の動作と同じ動作を実行し、ウェイクアップ信号WuSをブロードキャストする(ステップS9)。
Thereafter, the
そして、無線ノード3は、ステップS2における無線ノード2の動作と同じ動作によってスリープ状態から起動状態へ移行し(ステップS10)、アドレスMACadd3を含む起動通知をブロードキャストする。
Then, the
その後、無線ノード2は、起動通知を受信すると、ステップS3における無線ノード1の動作と同じ動作によってDIOを送信し(ステップS11)、起動状態からスリープ状態へ移行する。
Thereafter, when receiving the activation notification, the
無線ノード3は、DIOを受信し(ステップS12)、その受信したDIOに基づいて、上述した無線ノード2と同じ方法によってルーティングテーブルRTに新たな経路の経路情報を格納する。また、無線ノード3は、受信したDIOに含まれるRank(=512)に基づいて、自己のRankが“768”であることを検知し、“768”からなるRankを保持する。更に、無線ノード3は、受信したDIOに含まれるDTSNの数値が増加していることを検知し、DAOを送信すると判定する。
The
そうすると、無線ノード3は、ステップS5における無線ノード2の動作と同じ動作によってユニキャストIDを表すフレーム長を有する無線フレームからなるウェイクアップ信号WuSをユニキャストする(ステップS13)。
Then, the
無線ノード2は、ステップS2における動作と同じ動作によって、スリープ状態から起動状態へ移行し(ステップS14)、無線ノード2のアドレスMACadd2を含む起動通知をブロードキャストする。
The
無線ノード3は、起動通知を受信すると、ステップS7における動作と同じ動作によってDAOを送信する(ステップS15)。その後、無線ノード3は、起動状態からスリープ状態へ移行する。
When receiving the activation notification, the
無線ノード2は、DAOを受信し(ステップS16)、DAOに含まれるDAOSequenceに基づいて、上述した方法によって、受信したDAOが最新であると判定し、DAOを転送すべきと判定する。
The
そして、無線ノード2は、ステップS5の動作と同じ動作によってユニキャストIDを表すフレーム長を有する無線フレームからなるウェイクアップ信号WuSを送信する(ステップS17)。
Then, the
そして、無線ノード1は、ステップS6における動作と同じ動作によってスリープ状態から起動状態へ移行し(ステップS18)、無線ノード1のアドレスMACadd1を含む起動通知をブロードキャストする。
Then, the
その後、無線ノード2は、起動通知を受信すると、ステップS6における動作と同じ動作によってDAOを送信する(ステップS19)。
After that, when receiving the activation notification, the
無線ノード1は、DAOを受信し(ステップS20)、DAOの親ノードのアドレスがMACadd2からなり、送信元がMACアドレスMACadd3からなるので、ルーティングテーブルRTの送信先にMACアドレスMACadd3を格納し、次の無線ノードにMACアドレスMACadd2を格納し、ホップ数に“2”を格納し、Rankに“768”を格納してルーティングテーブルRTを更新する。なお、無線ノード1は、自己から無線ノード2までのホップ数が“1”であることが無線ノード2を送信先とする経路に対応してルーティングテーブルRTに既に格納されており、無線ノード3の親ノードが無線ノード2であるので、自己から無線ノード3までのホップ数が“2”であることを検知できる。また、無線ノード1は、無線ノード2のRankが“512”であることが無線ノード2を送信先とする経路に対応してルーティングテーブルRTに既に格納されており、無線ノード3の親ノードが無線ノード2であるので、無線ノード3のRankが“768”であることを検知できる。
The
以降、無線ノード1〜7は、上述した動作を繰り返し実行し、無線ノード1から各無線ノード2〜7までの経路を確立し、その確立した経路の経路情報を含むルーティングテーブルRTを作成する。そして、無線ノード1は、その作成したルーティングテーブルRTに基づいて、無線ノード1〜7のトポロジー状態を示すトポロジー情報を作成して保持する。
Thereafter, the
図15に示すフローチャートにおいて、無線ノード1は、DIOを送信する場合、ウェイクアップ信号をブロードキャストして無線ノード2を起動状態へ移行させ、その後、DIOを送信する(ステップS1〜S3参照)。そして、無線ノード1は、DIOの送信を完了すると、スリープ状態へ移行する。
In the flowchart shown in FIG. 15, when transmitting DIO, the
また、無線ノード2は、ウェイクアップ信号に応じて起動状態へ移行すると、DIOを受信し、DAOを送信する場合、ウェイクアップ信号をユニキャストして無線ノード1を起動状態へ移行させ、その後、DAOを送信する(ステップS4,S5,S7参照)。そして、無線ノード2は、DAOの送信を完了すると、スリープ状態へ移行する。
In addition, when the
更に、無線ノード2は、DIOを送信する場合、ウェイクアップ信号をブロードキャストして無線ノード3を起動状態へ移行させ、その後、DIOを送信する(ステップS9〜S11参照)。そして、無線ノード2は、DIOの送信を完了すると、スリープ状態へ移行する。
Further, when transmitting the DIO, the
更に、無線ノード3は、ウェイクアップ信号に応じて起動状態へ移行すると、DIOを受信し、DAOを送信する場合、ウェイクアップ信号をユニキャストして無線ノード2を起動状態へ移行させ、その後、DAOを送信する(ステップS12,S13,S15参照)。そして、無線ノード3は、DAOの送信を完了すると、スリープ状態へ移行する。
Further, when the
更に、無線ノード2は、ウェイクアップ信号に応じて起動状態へ移行すると、DAOを受信し、DAOを転送する場合、ウェイクアップ信号をユニキャストして無線ノード1を起動状態へ移行させ、その後、DAOを送信する(ステップS16,S17,S19参照)。そして、無線ノード2は、DAOの送信を完了すると、スリープ状態へ移行する。
Further, when the
このように、無線ノード1〜3の各々は、起動状態へ移行すると、必要な動作を行った後、スリープ状態へ移行する。そして、起動状態においては、無線ノード2は、無線ノード3から受信したDAOの転送が必要な場合、DAOの転送を完了した後にスリープ状態へ移行する。その結果、無線ノード3から送信されたDAOは、迅速に無線ノード1へ届けられる。つまり、各無線ノード1〜3は、必要な場合のみ起動状態へ移行して必要な動作を行った後、スリープ状態へ移行する。
As described above, when each of the
また、無線ノード1〜3の各々は、送信先をスリープ状態から起動状態へ移行させる場合、ウェイクアップ信号WuSの送信に必要な消費電力量と、ウェイクアップ信号WuSの受信に必要な消費電力量との和である総電力量が最小になるようにサンプリング間隔Tinterval_minを決定し、その決定したサンプリング間隔Tinterval_minを用いてウェイクアップ信号WuSを送受信する。
In addition, when each of the
従って、無線センサーネットワーク10において、経路を確立するとき、消費電力を低減できる。
Therefore, when establishing a route in the
図16は、図15に示すフローチャートに従って構築されるトポロジーの例を示す図である。 FIG. 16 is a diagram showing an example of a topology constructed according to the flowchart shown in FIG.
図16を参照して、図15に示すステップS1〜S8が実行されることにより、無線ノード2が無線ノード1に接続される(図16の(a)参照)。
Referring to FIG. 16, steps S1 to S8 shown in FIG. 15 are executed, whereby
その後、図15に示すステップS9〜S20が実行されることにより、無線ノード3が無線ノード2に接続される(図16の(b)参照)。
Thereafter, steps S9 to S20 shown in FIG. 15 are executed, whereby the
そして、図15に示すステップS1〜ステップS20が繰り返し実行されることにより、無線ノード4が無線ノード1に接続され(図16の(c)参照)、無線ノード5が無線ノード4に接続され、無線ノード6が無線ノード4に接続され、無線ノード7が無線ノード5に接続される(図16の(d)参照)。
Then, by repeatedly executing Steps S1 to S20 shown in FIG. 15, the
シンクである無線ノード1がルーティングテーブルRTを作成する場合、無線ノード1は、無線ノード2〜7の各々が作成した制御パケットDAOを受信し、その制御パケットDAOには、制御パケットDAOを作成した無線ノード(=無線ノード2〜7のいずれか)の親ノードのアドレスが格納されている。従って、無線ノード1は、無線ノード2〜7の各々が作成した制御パケットDAOを順次受信することによって、図16の(d)に示すトポロジーを把握できる。
When the
このように、無線センサーネットワーク10においては、ループ状の経路が存在せず、かつ、ツリー構造のトポロジーがRPLに従って構築される。
As described above, in the
そして、無線ノード1がシンクであり、無線ノード2,4の親ノードが無線ノード1である。また、無線ノード2は、無線ノード3の親ノードであり、無線ノード4は、無線ノード5,6の親ノードである。更に、無線ノード5は、無線ノード7の親ノードである。
The
一方、無線ノード2,4は、無線ノード1の子ノードであり、無線ノード5,6は、無線ノード4の子ノードであり、無線ノード7は、無線ノード5の子ノードである。
On the other hand, the
その結果、無線ノード1は、2つの無線ノード2,4を子ノードとして持ち、無線ノード2は、1つの無線ノード3を子ノードとして持ち、無線ノード4は、2つの無線ノード5,6を子ノードとして持ち、無線ノード5は、1つの無線ノード7を子ノードとして持つ。
As a result, the
従って、無線ノード1(=シンク)が最上位層に配置され、無線ノード2,4が第2階層に配置され、無線ノード3,5,6が第3階層に配置され、無線ノード7が第4階層に配置される。
Therefore, the wireless node 1 (= sink) is arranged in the highest layer, the
このように、無線ノード1〜7は、RPLに従って、階層構造からなるトポロジーを構築する。そして、このトポロジーにおいては、各無線ノードの親ノードは、1個である。従って、無線ノード1〜7は、最上位層から下位層へ向かってツリー状に配置される。
In this way, the
また、同じ値からなるRankを含む複数のDIOを受信した場合、各無線ノードは、単位時間当たりに送受信されるDIOの送受信数である送受信確率を演算し、その演算した送受信確率が最大であるDIOを送信した無線ノードを親ノードとして選択する。 Further, when receiving a plurality of DIOs including Ranks having the same value, each wireless node calculates a transmission / reception probability that is the number of DIOs transmitted / received per unit time, and the calculated transmission / reception probability is maximum. The wireless node that transmitted the DIO is selected as the parent node.
図15に示すフローチャートは、定期的(例えば、30分ごと)に実行され、または新たな無線ノードが無線センサーネットワーク10に参入したときに実行され、または各無線ノード2〜7の親ノードが変更または削除されたときに実行される。また、図15に示すフローチャートは、トポロジーが変化したときに実行される。
The flowchart shown in FIG. 15 is executed periodically (for example, every 30 minutes), or when a new wireless node enters the
新たな無線ノードが無線センサーネットワーク10に参入した場合、新たに参入した無線ノードは、DIOの送信要求であるDISをブロードキャストする。そして、DISを受信した無線ノードがDIOを送信することによって図15に示すフローチャートが実行され、新たなトポロジーが構築される。
When a new wireless node enters the
図17は、図13に示すルーティングテーブルRTの具体例を示す図である。なお、図17に示すルーティングテーブルRT−1は、図16の(d)に示す無線ノード5におけるルーティングテーブルRTである。
FIG. 17 is a diagram showing a specific example of the routing table RT shown in FIG. Note that the routing table RT-1 illustrated in FIG. 17 is the routing table RT in the
図17を参照して、無線ノード5のルーティングテーブルRT−1は、送信先として、無線ノード1,4,7を有する。送信先が無線ノード4(MACadd4)である場合、送信先に対応する「次の無線ノード」には、無線ノード4のMACアドレスMACadd4が格納される。そして、送信先に対応する「ホップ数」には、“1”が格納される。また、送信先に対応する「Rank」には、“512”が格納される。
Referring to FIG. 17, routing table RT-1 of
無線ノード5は、無線ノード4で生成された制御パケットDIOを無線ノード4から受信し、その受信した制御パケットDIOに含まれる送信元が無線ノード4(=MACadd4)であることを検知することにより、無線ノード4が自己に隣接する無線ノードであること、および無線ノード4までのホップ数が“1”であることを検知する。また、無線ノード5は、無線ノード4から受信した制御パケットDIOに含まれる「Rank」に“512”が格納されていることを検知し、無線ノード4の「Rank」が“512”であることを検知する。従って、無線ノード5は、ルーティングテーブルRT−1の第1行目の経路情報を作成できる。
The
また、無線ノード5は、無線ノード4から受信した制御パケットDIOに含まれる「Rank」が“512”であり、制御パケットDIOに含まれる「rootのアドレス」がMACadd1であることを検知すると、自己の「Rank」が“768”(=512+256)であることを検知する。そして、無線ノード5は、自己の「Rank」が“768”であり、「Rank」は、1ホップごとに“256”づつ増加するので、“768”を“256”で除算し、その除算結果“3”から“1”を減算することにより、無線ノード1までのホップ数(=2)を取得する。なお、除算結果“3”から“1”を減算するのは、無線ノード1の「Rank」が“256”であるので、ホップ数を求めるには、「Rank」が何回増加したかを求める必要があるからである。また、「rootのアドレス」がMACadd1であるので、無線ノード5は、送信先としての無線ノード1に対応する「Rank」が“256”であることが解る。更に、無線ノード5は、制御パケットDIOを無線ノード4から受信し、無線ノード1までのホップ数が“2”であるので、送信先としての無線ノード1に対応する「次の無線ノード」が無線ノード4(=MACadd4)であることを検知する。従って、無線ノード5は、ルーティングテーブルRT−1の第2行目の経路情報を作成できる。
When the
更に、無線ノード5は、無線ノード7から制御パケットDAOを受信し、その受信した制御パケットDAOに含まれる送信元(=MACadd7)に基づいて、無線ノード7が自己に隣接する子ノードであることを検知する。制御パケットDAOに含まれる「親ノードのアドレス」がMACadd5(=無線ノード5)からなり、制御パケットDAOは、制御パケットDIOの応答であり、かつ、上り方向(各無線ノード2〜7から無線ノード1への方向)で送信される制御パケットである。従って、無線ノード5は、無線ノード7が自己の子ノードであることを検知する。また、無線ノード5は、制御パケットDAOを無線ノード7から直接受信したので、無線ノード7までのホップ数が“1”であることを検知する。更に、無線ノード5は、自己の「Rank」が“768”であり、無線ノード7までのホップ数が“1”であるので、無線ノード7の「Rank」が“1024”であることを検知する。従って、無線ノード5は、ルーティングテーブルRT−1の第3行目の経路情報を作成できる。
Further, the
なお、無線ノード1がデータを含むデータパケットを無線ノード7へ送信する場合、無線ノード1は、無線ノード1から無線ノード7までの経路情報(=無線ノード1→無線ノード4→無線ノード5→無線ノード7)とデータとを含むデータパケットを生成して送信する。従って、経路情報(=無線ノード1→無線ノード4→無線ノード5→無線ノード7)によって示される経路上の無線ノード4,5の各々は、経路情報(=無線ノード1→無線ノード4→無線ノード5→無線ノード7)を参照することによって、自己から2ホップ以上離れた無線ノードを送信先とする経路情報をルーティングテーブルRTに格納できる。
When the
その結果、無線ノード2〜7の各々は、無線センサーネットワーク10を構成する全ての無線ノードを送信先とする経路情報をルーティングテーブルRTに格納できる。
As a result, each of the
図18は、図1に示す無線センサーネットワーク10におけるセンサー値の転送動作を説明するためのフローチャートである。
FIG. 18 is a flowchart for explaining the sensor value transfer operation in the
図18を参照して、無線ノード3の制御部14は、内蔵したタイマーから起動時刻を受けると、起動状態へ移行するとともに、無線通信部13、経路制御部15およびサンプリング間隔決定部16を起動状態へ移行させる。これによって、無線ノード3は、起動状態へ移行する。
Referring to FIG. 18, when the
そして、無線ノード3の制御部14は、センサー値を検出するようにセンサー(図示せず)を制御する。
And the
その後、無線ノード3の制御部14は、センサー(図示せず)からセンサー値を受けると、その受けたセンサー値を無線ノード1(=シンク)へ送信するために無線ノード3の親ノードを経路制御部15に問い合わせる。
After that, when receiving a sensor value from a sensor (not shown), the
そして、無線ノード3の制御部14は、無線ノード3の親ノードである無線ノード2のアドレスMACadd2を経路制御部15から受ける。
Then, the
そうすると、無線ノード3の制御部14は、MACアドレスMACadd2および対応表TBL3に基づいて、上述した方法によってウェイクアップ信号WuSを生成し、その生成したウェイクアップ信号WuSを無線通信部13へ出力する。
Then, the
無線通信部13は、ウェイクアップ信号WuSを制御部14から受け、その受けたウェイクアップ信号WuSを変調し、その変調したウェイクアップ信号WuSをアンテナ11を介して送信する(ステップS21)。
The
そして、無線ノード2は、図15に示すステップS2における動作と同じ動作によって、無線ノード3からのウェイクアップ信号WuSに応じてスリープ状態から起動状態へ移行し(ステップS22)、無線ノード2のアドレスMACadd2を含む起動通知をブロードキャストする。
Then, the
無線ノード3は、起動通知を受信すると、無線ノード2が起動したことを検知する。そして、無線ノード3の制御部14は、無線ノード1(=シンク)のアドレスMACadd1と、起動通知を送信した無線ノード2のアドレスMACadd2と、無線ノード3のアドレスMACadd3と、センサー値とを含むパケットPKT1=[MACadd1/MACadd2/MACadd3/センサー値]を生成し、その生成したパケットPKT1=[MACadd1/MACadd2/MACadd3/センサー値]を無線通信部13へ出力する。無線ノード3の無線通信部13は、パケットPKT1=[MACadd1/MACadd2/MACadd3/センサー値]を制御部14から受け、その受けたパケットPKT1を変調し、その変調したパケットPKT1をアンテナ11を介して送信する(ステップS23)。その後、無線ノード3は、起動状態からスリープ状態へ移行する。
Upon receiving the activation notification, the
無線ノード2は、無線ノード3からパケットPKT1=[MACadd1/MACadd2/MACadd3/センサー値]を受信する(ステップS24)。そして、無線ノード2は、パケットPKT1の先頭のアドレスが無線ノード1のアドレスMACadd1であることを検知し、パケットPKT1を無線ノード1へ転送すべきことを検知する。
The
そして、無線ノード2は、ステップS21における無線ノード3の動作と同じ動作によって、ウェイクアップ信号WuSを送信する(ステップS25)。無線ノード1は、無線ノード2からのウェイクアップ信号WuSに応じて、ステップS22における無線ノード2の動作と同じ動作によって、スリープ状態から起動状態へ移行し(ステップS26)、無線ノード1のアドレスMACadd1を含む起動通知をブロードキャストする。
Then, the
無線ノード2は、起動通知を受信すると、パケットPKT1=[MACadd1/MACadd2/MACadd3/センサー値]のアドレスMACadd2をアドレスMACadd1に変えたパケットPKT2=[MACadd1/MACadd1/MACadd3/センサー値]を生成し、その生成したパケットPKT2=[MACadd1/MACadd1/MACadd3/センサー値]を送信する(ステップS27)。そして、無線ノード2は、起動状態からスリープ状態へ移行する。
Upon receiving the activation notification, the
無線ノード1は、無線ノード2からパケットPKT2=[MACadd1/MACadd1/MACadd3/センサー値]を受信する(ステップS28)。そして、無線ノード1の制御部14は、その受信したパケットPKT2から送信元のアドレスMACadd3およびセンサー値を取り出し、その取り出したアドレスMACadd3およびセンサー値を相互に対応付けて保持する。
The
その後、無線ノード2は、タイマー割込みによってスリープ状態から起動状態へ移行し、センサー値をセンサー(図示せず)から受ける。そうすると、無線ノード2は、ステップS21における無線ノード3の動作と同じ動作によって、ウェイクアップ信号WuSを送信する(ステップS29)。
Thereafter, the
無線ノード1は、無線ノード2からのウェイクアップ信号WuSに応じてスリープ状態から起動状態へ移行し(ステップS30)、無線ノード1のアドレスMACadd1を含む起動通知をブロードキャストする。
The
無線ノード2は、起動通知を受信すると、ステップS23における無線ノード3の動作と同じ動作によって、センサー値を含むパケットPKT3=[MACadd1/MACadd1/MACadd2/センサー値]を送信する(ステップS31)。
When receiving the activation notification, the
無線ノード1は、パケットPKT3=[MACadd1/MACadd1/MACadd2/センサー値]を受信する(ステップS32)。そして、無線ノード1の制御部14は、パケットPKT3から送信元のアドレスMACadd2とセンサー値とを取り出し、その取り出した送信元のアドレスMACadd2およびセンサー値を相互に対応付けて保持する。
The
このように、図18に示すフローチャートに従って、無線ノード2〜7で検出されたセンサー値が無線ノード1(=シンク)へ送信され、無線ノード1(=シンク)に保持される。
In this way, according to the flowchart shown in FIG. 18, the sensor values detected by the
図18に示すフローチャートにおいて、無線ノード3は、センサー値を送信する場合、ウェイクアップ信号をユニキャストして無線ノード2を起動状態へ移行させ、その後、センサー値を送信する(ステップS21〜S23参照)。そして、無線ノード3は、センサー値の送信を完了すると、スリープ状態へ移行する。
In the flowchart shown in FIG. 18, when transmitting the sensor value, the
また、無線ノード2は、ウェイクアップ信号に応じて起動状態へ移行すると、センサー値を受信し、センサー値を転送する場合、ウェイクアップ信号をユニキャストして無線ノード1を起動状態へ移行させ、その後、センサー値を送信する(ステップS25,S26,S27参照)。そして、無線ノード2は、センサー値の転送を完了すると、スリープ状態へ移行する。
In addition, when the
更に、無線ノード2は、自己が検出したセンサー値を送信する場合、ウェイクアップ信号をユニキャストして無線ノード1を起動状態へ移行させ、その後、センサー値を送信する(ステップS29〜S31参照)。そして、無線ノード2は、センサー値の送信を完了すると、スリープ状態へ移行する。
Further, when transmitting the sensor value detected by itself, the
このように、無線ノード1〜3の各々は、センサー値の無線ノード1への送信および転送動作において、起動状態へ移行すると、必要な動作を行った後、スリープ状態へ移行する。そして、起動状態においては、無線ノード2は、無線ノード3から受信したセンサー値を転送する場合、センサー値の転送を完了した後にスリープ状態へ移行する。その結果、無線ノード3から送信されたセンサー値は、迅速に無線ノード1へ届けられる。つまり、各無線ノード1〜3は、必要な場合のみ起動状態へ移行して必要な動作を行った後、スリープ状態へ移行する。
As described above, when the
また、無線ノード1〜3の各々は、送信先をスリープ状態から起動状態へ移行させる場合、ウェイクアップ信号WuSの送信に必要な消費電力量と、ウェイクアップ信号WuSの受信に必要な消費電力量との和である総電力量が最小になるようにサンプリング間隔Tinterval_minを決定し、その決定したサンプリング間隔Tinterval_minを用いてウェイクアップ信号WuSを送受信する。
In addition, when each of the
従って、センサー値の無線ノード1への送信および転送動作において、消費電力を低減できる。
Therefore, the power consumption can be reduced in the operation of transmitting and transferring the sensor value to the
[フレーム送信数Nまたはサンプリング間隔Tinterval_minの調整]
フレーム送信数Nをカウントする場合、統計情報を用いるため、フレーム送信数Nの設定にタイムラグが生じる。このフレーム送信数Nの増減は、無線センサーネットワーク10における無線ノード1〜7のトポロジーの変更によって主に生じる。
[Adjustment of frame transmission number N or sampling interval T interval_min ]
When counting the number N of frame transmissions, statistical information is used, so that there is a time lag in setting the number N of frame transmissions. The increase / decrease in the number N of frame transmissions is mainly caused by a change in the topology of the
そこで、トポロジー情報を利用してタイムラグが生じないようにフレーム送信数Nまたはサンプリング間隔Tinterval_minを調整する。 Therefore, the number N of frame transmissions or the sampling interval T interval_min is adjusted using topology information so that no time lag occurs.
なお、フレーム送信数Nとサンプリング間隔との間には、対応表TBL1によって示される関係があるので、フレーム送信数Nを調整することは、サンプリング間隔Tinterval_minを調整することになる。 Since there is a relationship indicated by the correspondence table TBL1 between the frame transmission number N and the sampling interval, adjusting the frame transmission number N adjusts the sampling interval T interval — min .
図19は、トポロジー情報とサンプリング間隔Tinterval_minとの関係を示す図である。 FIG. 19 is a diagram illustrating the relationship between the topology information and the sampling interval T interval_min .
図19を参照して、対応表TBL4は、トポロジー情報とサンプリング間隔Tinterval_minとを含む。トポロジー情報およびサンプリング間隔Tinterval_minは、相互に対応付けられる。 Referring to FIG. 19, correspondence table TBL4 includes topology information and sampling interval T interval_min . The topology information and the sampling interval T interval — min are associated with each other.
トポロジー情報は、コスト値、ホップ数およびツリーサイズを含む。コスト値は、各無線ノード2〜7からシンク(=無線ノード1)までの近さを表す。そして、上述したRPLによってトポロジーが構築される場合、コスト値は、例えば、上述したRankからなる。この場合、Rankが小さいほど、シンク(=無線ノード1)に近いことを表す。
The topology information includes a cost value, the number of hops, and a tree size. The cost value represents the proximity from each of the
ホップ数は、各無線ノード2〜7からシンク(=無線ノード1)までのホップ数であり、各無線ノード2〜7からシンク(=無線ノード1)までの近さを表す。この場合、ホップ数が小さいほど、シンク(=無線ノード1)に近いことを表す。なお、この発明の実施の形態においては、ホップ数は、0,1,2,3,・・・からなる。
The number of hops is the number of hops from each
ツリーサイズは、フレーム送信数Nまたはサンプリング間隔Tinterval_minを調整する無線ノードADよりも下位層に配置され、かつ、無線ノードADから1ホップ以上の位置に配置された無線ノードの総数である。例えば、図16の(d)に示すトポロジーにおいては、無線ノードADが無線ノード4である場合、ツリーサイズは、“3”である。
The tree size is the total number of radio nodes arranged in a lower layer than the radio node AD that adjusts the number N of frame transmissions or the sampling interval T interval_min and arranged at a position of one hop or more from the radio node AD. For example, in the topology shown in FIG. 16D, when the wireless node AD is the
コスト値がコスト値<512を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、160μsecに調整され、コスト値が512≦コスト値<1024を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、320μsecに調整され、コスト値が1024≦コスト値<1536を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、640μsecに調整され、コスト値が1536≦コスト値を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、1280μsecに調整される。 When the cost value satisfies the cost value <512, the sampling interval T interval_min is adjusted to 160 μsec, and when the cost value satisfies 512 ≦ cost value <1024, the sampling interval T interval_min is adjusted to 320 μsec and the cost value is 1024. When satisfying ≦ cost value <1536, the sampling interval T interval_min is adjusted to 640 μsec. When the cost value satisfies 1536 ≦ cost value, the sampling interval T interval_min is adjusted to 1280 μsec.
このように、サンプリング間隔Tinterval_minは、コスト値が大きくなるに従って(即ち、各無線ノード2〜7がシンク(=無線ノード1)から遠くなるに従って)、大きくなるように調整され、コスト値が小さくなるに従って(即ち、各無線ノード2〜7がシンク(=無線ノード1)に近くなるに従って)、小さくなるように調整される。
As described above, the sampling interval T interval_min is adjusted to increase as the cost value increases (that is, as the
これは、次の理由による。コスト値が大きくなった場合、即ち、無線ノードADがシンク(=無線ノード1)から遠くなった場合、無線ノードADは、子ノードの数が減少するので、センサー値を送信および転送する回数が少なくなる。その結果、無線ノードADは、ウェイクアップ信号WuSを送受信する回数が少なくなる。従って、サンプリング間隔Tinterval_minを長くしてウェイクアップ信号WuSの受信における消費電力量を低減させることにしたのである。なお、サンプリング間隔Tinterval_minが長くなると、ウェイクアップ信号WuSを構成する無線フレームのフレーム長は、長くなり(対応表TBL3参照)、ウェイクアップ信号WuSの送信における消費電力が大きくなるが、一定期間にウェイクアップ信号WuSを送受信する回数が少なくなるので、全体の消費電力量は、減少する。 This is due to the following reason. When the cost value is increased, that is, when the wireless node AD is far from the sink (= wireless node 1), the wireless node AD has a smaller number of child nodes, so the number of times the sensor value is transmitted and transferred is reduced. Less. As a result, the wireless node AD decreases the number of times of transmitting / receiving the wakeup signal WuS. Therefore, the sampling interval T interval_min is lengthened to reduce the power consumption in receiving the wakeup signal WuS. When the sampling interval T interval_min is increased, the frame length of the radio frame constituting the wakeup signal WuS is increased (see the correspondence table TBL3), and the power consumption in transmission of the wakeup signal WuS is increased. Since the number of times of transmitting / receiving the wakeup signal WuS is reduced, the overall power consumption is reduced.
一方、コスト値が小さくなった場合、即ち、無線ノードADがシンク(=無線ノード1)に近くなった場合、無線ノードADは、子ノードの数が増加するので、センサー値を送信および転送する回数が多くなる。その結果、無線ノードADは、ウェイクアップ信号WuSを送受信する回数が多くなる。従って、サンプリング間隔Tinterval_minを短くしてウェイクアップ信号WuSを構成する無線フレームのフレーム長を短くし(対応表TBL3参照)、ウェイクアップ信号WuSの送信における消費電力量を低減させることにしたのである。なお、サンプリング間隔Tinterval_minが短くなると、ウェイクアップ信号WuSの受信時の消費電力量が大きくなるが、ウェイクアップ信号WuSを構成する無線フレームのフレーム長が短くなるので、ウェイクアップ信号WuSの1回の送受信に要する時間が短くなり、ウェイクアップ信号WuSの衝突を回避するとともに遅延を抑制してセンサー値をシンク(=無線ノード1)へ収集できる。 On the other hand, when the cost value becomes small, that is, when the wireless node AD becomes close to the sink (= wireless node 1), the wireless node AD transmits and forwards the sensor value because the number of child nodes increases. The number of times increases. As a result, the radio node AD increases the number of times of transmitting / receiving the wakeup signal WuS. Therefore, the sampling interval T interval_min is shortened to shorten the frame length of the radio frame constituting the wakeup signal WuS (see correspondence table TBL3), thereby reducing the power consumption in the transmission of the wakeup signal WuS. . Note that, when the sampling interval T interval_min is shortened, the power consumption during reception of the wakeup signal WuS increases, but the frame length of the radio frame constituting the wakeup signal WuS is shortened. The time required for transmission / reception is shortened, the collision of the wake-up signal WuS can be avoided, and the sensor value can be collected in the sink (= wireless node 1) while suppressing the delay.
また、ホップ数がホップ数<2を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、160μsecに調整され、ホップ数が2≦ホップ数<4を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、320μsecに調整され、ホップ数が4≦ホップ数<6を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、640μsecに調整され、ホップ数が6≦ホップ数を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、1280μsecに調整される。 When the hop count satisfies the hop count <2, the sampling interval T interval_min is adjusted to 160 μsec. When the hop count satisfies 2 ≦ the hop count <4, the sampling interval T interval_min is adjusted to 320 μsec. Sampling interval T interval_min is adjusted to 640 μsec, and when the number of hops satisfies 6 ≦ hop number, sampling interval T interval — min is adjusted to 1280 μsec.
このように、サンプリング間隔Tinterval_minは、ホップ数が大きくなるに従って(即ち、各無線ノード2〜7がシンク(=無線ノード1)から遠くなるに従って)、大きくなるように調整され、ホップ数が小さくなるに従って(即ち、各無線ノード2〜7がシンク(=無線ノード1)に近くなるに従って)、小さくなるように調整される。その理由は、コスト値とサンプリング間隔Tinterval_minとの関係において説明した理由と同じである。
As described above, the sampling interval T interval_min is adjusted to increase as the number of hops increases (that is, as each of the
更に、ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、160μsecに調整され、ツリーサイズが50<ツリーサイズ≦100を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、320μsecに調整され、ツリーサイズが20<ツリーサイズ≦50を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、640μsecに調整され、ツリーサイズがツリーサイズ≦20を満たす場合、サンプリング間隔Tinterval_minは、1280μsecに調整される。 Further, when the tree size satisfies 100 <tree size, the sampling interval T interval_min is adjusted to 160 μsec, and when the tree size satisfies 50 <tree size ≦ 100, the sampling interval T interval_min is adjusted to 320 μsec. Sampling interval T interval — min is adjusted to 640 μsec, and when the tree size satisfies tree size ≦ 20, sampling interval T interval — min is adjusted to 1280 μsec.
このように、サンプリング間隔Tinterval_minは、ツリーサイズが小さくなるに従って大きくなるように調整され、ツリーサイズが大きくなるに従って小さくなるように調整される。 As described above, the sampling interval T interval — min is adjusted to increase as the tree size decreases, and is adjusted to decrease as the tree size increases.
ツリーサイズが小さくなるに従ってサンプリング間隔Tinterval_minが大きくなるように調整されるのは、ツリーサイズが小さくなるに従って無線ノードADよりも下位層に存在する無線ノードの数(=子ノードの数)が減少してセンサー値を送信および転送する回数が少なくなり、ウェイクアップ信号WuSを送受信する回数が少なくなるので、上述したようにウェイクアップ信号WuSの受信における消費電力量を低減した方が総電力量を低減できるからである。 The reason why the sampling interval T interval_min is adjusted to increase as the tree size decreases is that the number of radio nodes (= number of child nodes) existing in lower layers than the radio node AD decreases as the tree size decreases. Thus, the number of times of transmitting and transferring the sensor value is reduced, and the number of times of transmitting / receiving the wakeup signal WuS is reduced. Therefore, as described above, the total power consumption is reduced by reducing the power consumption in receiving the wakeup signal WuS. This is because it can be reduced.
一方、ツリーサイズが大きくなるに従ってサンプリング間隔Tinterval_minが小さくなるように調整されるのは、ツリーサイズが大きくなるに従って無線ノードADよりも下位層に存在する無線ノードの数(=子ノードの数)が増加してセンサー値を送信および転送する回数が多くなり、ウェイクアップ信号WuSを送受信する回数が多くなるので、上述したように、ウェイクアップ信号WuSの衝突を回避するとともに遅延を抑制してセンサー値をシンク(=無線ノード1)へ収集する必要があるからである。 On the other hand, the sampling interval T interval_min is adjusted so as to decrease as the tree size increases. The number of radio nodes existing in lower layers than the radio node AD (= number of child nodes) increases as the tree size increases. Increases the number of times the sensor value is transmitted and transferred, and the number of times the wakeup signal WuS is transmitted / received increases. As described above, the sensor avoids the collision of the wakeup signal WuS and suppresses the delay. This is because it is necessary to collect values to the sink (= wireless node 1).
なお、対応表TBL4においては、サンプリング間隔Tinterval_minは、160μsecの単位で倍々になっているが、これは、ウェイクアップ信号受信部17の回路を簡易化するためである。
In the correspondence table TBL4, the sampling interval T interval_min is doubled in units of 160 μsec. This is for simplifying the circuit of the wake-up
図20は、サンプリング間隔Tinterval_minを調整する動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 20 is a flowchart for explaining an operation of adjusting the sampling interval T interval — min .
図20を参照して、サンプリング間隔Tinterval_minを調整する動作が開始されると、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、トポロジー情報を経路制御部15から受ける。そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、トポロジー情報を参照して、自己が搭載された無線ノード(無線ノード1〜7のいずれか)のRankを取得する。
Referring to FIG. 20, when the operation for adjusting the sampling interval T interval_min is started, the sampling
そうすると、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、その取得したRankからなるコスト値がコスト値<512を満たすか否かを判定する(ステップS41)。
Then, the sampling
ステップS41において、コスト値がコスト値<512を満たすと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを160[μsec]に調整する(ステップS42)。
When it is determined in step S41 that the cost value satisfies the cost value <512, the sampling
一方、ステップS41において、コスト値がコスト値<512を満たさないと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、コスト値が512≦コスト値<1024を満たすか否かを更に判定する(ステップS43)。
On the other hand, when it is determined in step S41 that the cost value does not satisfy the cost value <512, the sampling
ステップS43において、コスト値が512≦コスト値<1024を満たすと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを320[μsec]に調整する(ステップS44)。
When it is determined in step S43 that the cost value satisfies 512 ≦ cost value <1024, the sampling
一方、ステップS43において、コスト値が512≦コスト値<1024を満たさないと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、コスト値が1024≦コスト値<1536を満たすか否かを更に判定する(ステップS45)。
On the other hand, when it is determined in step S43 that the cost value does not satisfy 512 ≦ cost value <1024, the sampling
ステップS45において、コスト値が1024≦コスト値<1536を満たすと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを640[μsec]に調整する(ステップS46)。
When it is determined in step S45 that the cost value satisfies 1024 ≦ cost value <1536, the sampling
一方、ステップS45において、コスト値が1024≦コスト値<1536を満たさないと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを1280[μsec]に調整する(ステップS47)。
On the other hand, when it is determined in step S45 that the cost value does not satisfy 1024 ≦ cost value <1536, the sampling
そして、ステップS42,S44,S46,S47のいずれかの後、一連の動作が終了する。 And after any of step S42, S44, S46, S47, a series of operation | movement is complete | finished.
なお、ステップS45において、コスト値が1024≦コスト値<1536を満たさないと判定されたとき、サンプリング間隔Tinterval_minを1280[μsec]に調整するのは、ステップS45において、コスト値が1024≦コスト値<1536を満たさないと判定されたとき、コスト値が1536以上であることが確定されるからである。 When it is determined in step S45 that the cost value does not satisfy 1024 ≦ cost value <1536, the sampling interval T interval_min is adjusted to 1280 [μsec] because the cost value is 1024 ≦ cost value in step S45. This is because, when it is determined that <1536 is not satisfied, it is determined that the cost value is 1536 or more.
上述したように、Rankは、256,512,768,・・・の値からなる。従って、Rankからなるコストがコスト値<512を満たすと判定されたとき、Rankは、256からなる。そして、256からなるRankを有するのは、上述したように無線ノード1(=シンク)であり、無線ノード2〜7から送信されたセンサー値が無線ノード1(=シンク)に集中する。つまり、無線ノード1(=シンク)が受信する無線フレームの数が増加する。そこで、コストがコスト値<512を満たすと判定されたとき、サンプリング間隔Tinterval_minを最も小さい160[μsec]に調整することにした。
As described above, Rank is composed of 256, 512, 768,. Therefore, when it is determined that the cost consisting of Rank satisfies the cost value <512, Rank consists of 256. As described above, the wireless node 1 (= sink) has a rank of 256, and the sensor values transmitted from the
そして、コスト値(=Rank)が増加するに従って、即ち、配置位置がシンクから遠くなるに従って、サンプリング間隔Tinterval_minは、より大きい値に調整される(ステップS44,S46,S47参照)。これは、シンクから遠くなるに従って、無線ノードがセンサー値を送信および転送する回数が減少するので、ウェイクアップ信号の受信時の消費電力量を低減させるためである。 Then, as the cost value (= Rank) increases, that is, as the arrangement position becomes farther from the sync, the sampling interval T interval_min is adjusted to a larger value (see steps S44, S46, and S47). This is because the number of times the wireless node transmits and transfers the sensor value decreases as the distance from the sink increases, so that the power consumption when receiving the wake-up signal is reduced.
図20に示すサンプリング間隔Tinterval_minを調整する動作が終了した後、各無線ノード1〜7は、調整後のサンプリング間隔Tinterval_minで動作し、図15または図18に示すフローチャートを実行する。
After the operation of adjusting the sampling interval T interval_min illustrated in FIG. 20 is completed, each of the
なお、コスト値に代えてホップ数を用いてサンプリング間隔Tinterval_minを調整する場合、ステップS41において、ホップ数がホップ数<2を満たすか否かが判定され、ステップS43において、ホップ数が2≦ホップ数<4を満たすか否かが判定され、ステップS45において、ホップ数が4≦ホップ数<6を満たすか否かが判定される。 When the sampling interval T interval_min is adjusted using the number of hops instead of the cost value, it is determined in step S41 whether or not the hop number satisfies the hop number <2. In step S43, the hop number is 2 ≦ It is determined whether or not the number of hops <4 is satisfied. In step S45, it is determined whether or not the number of hops satisfies 4 ≦ the number of hops <6.
また、コスト値に代えてツリーサイズを用いてサンプリング間隔Tinterval_minを調整する場合、ステップS41において、ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たすか否かが判定され、ステップS43において、ツリーサイズが50<ツリーサイズ≦100を満たすか否かが判定され、ステップS45において、ツリーサイズが20<ツリーサイズ≦50を満たすか否かが判定される。 When the sampling interval T interval_min is adjusted using the tree size instead of the cost value, it is determined in step S41 whether or not the tree size satisfies 100 <tree size. In step S43, the tree size is 50 <. It is determined whether or not tree size ≦ 100 is satisfied. In step S45, it is determined whether or not the tree size satisfies 20 <tree size ≦ 50.
コスト値、ホップ数およびツリーサイズの全てを用いてサンプリング間隔Tinterval_minを調整する場合、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かが判定される。 When the sampling interval T interval_min is adjusted using all of the cost value, the number of hops, and the tree size, it is determined whether or not the condition is satisfied in the order of the tree size, the cost value, and the number of hops.
この場合、「コスト値<512、ホップ数<2、100<ツリーサイズ」が1番目の条件であり、「512≦コスト値<1024、2≦ホップ数<4、50<ツリーサイズ≦100」が2番目の条件であり、「1024≦コスト値<1536、4≦ホップ数<6、20<ツリーサイズ≦50」が3番目の条件であり「1536≦コスト値、6≦ホップ数、ツリーサイズ≦20」が4番目の条件である。 In this case, “cost value <512, hop count <2, 100 <tree size” is the first condition, and “512 ≦ cost value <1024, 2 ≦ hop count <4, 50 <tree size ≦ 100”. The second condition is “1024 ≦ cost value <1536, 4 ≦ hop count <6, 20 <tree size ≦ 50”, and the third condition is “1536 ≦ cost value, 6 ≦ hop count, tree size ≦ 20 "is the fourth condition.
図21は、コスト値、ホップ数およびツリーサイズの全てを用いてサンプリング間隔Tinterval_minを調整する動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 21 is a flowchart for explaining the operation of adjusting the sampling interval T interval_min using all of the cost value, the number of hops, and the tree size.
図21を参照して、一連の動作が開始されると、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、k=1を設定する(ステップS51)。kは、1,2,3,4のいずれかからなる。
Referring to FIG. 21, when a series of operations is started, sampling
そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数のk番目の条件を対応表TBL4から検出する(ステップS52)。
Then, the sampling
その後、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、トポロジー情報を経路制御部15から受ける。そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、トポロジー情報を参照して、自己が搭載された無線ノード(無線ノード1〜7のいずれか)のRank、ホップ数およびツリーサイズを取得する。
Thereafter, the sampling
そうすると、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定する(ステップS53)。
Then, the sampling
ステップS53において、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たさないと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、k=k+1を設定する(ステップS54)。そして、一連の動作は、ステップS52へ移行し、ステップS53において、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定されるまで、上述したステップS52〜S54が繰り返し実行される。
When it is determined in step S53 that the conditions are not satisfied in the order of tree size, cost value, and number of hops, the sampling
ステップS53において、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定されると、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、k=1であるか否かを判定する(ステップS55)。
If it is determined in step S53 that the conditions are satisfied in the order of tree size, cost value, and number of hops, the sampling
ステップS55において、k=1であると判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを160[μsec]に設定する(ステップS56)。
When it is determined in step S55 that k = 1, the sampling
一方、ステップS55において、k=1でないと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、k=2であるか否かを判定する(ステップS57)。
On the other hand, when it is determined in step S55 that k = 1 is not satisfied, the sampling
ステップS57において、k=2であると判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを320[μsec]に設定する(ステップS58)。
When it is determined in step S57 that k = 2, the sampling
一方、ステップS57において、k=2でないと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、k=3であるか否かを判定する(ステップS59)。
On the other hand, when it is determined in step S57 that k = 2 is not satisfied, the sampling
ステップS59において、k=3であると判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを640[μsec]に設定する(ステップS60)。
When it is determined in step S59 that k = 3, the sampling
一方、ステップS59において、k=3でないと判定されたとき、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、サンプリング間隔Tinterval_minを1280[μsec]に設定する(ステップS61)。
On the other hand, when it is determined in step S59 that k = 3 is not satisfied, the sampling
そして、ステップS56,S58,S60,S61のいずれかの後、一連の動作は、終了する。 And after any of step S56, S58, S60, S61, a series of operation | movement is complete | finished.
ステップS53が1回目に実行される場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、1番目の条件「コスト値<512、ホップ数<2、100<ツリーサイズ」を用いて、ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たすか否かを判定し、ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たすと判定すると、次に、コスト値がコスト値<512を満たすか否かを判定し、コスト値がコスト値<512を満たすと判定すると、最後に、ホップ数がホップ数<2を満たすか否かを判定する。
When step S53 is executed for the first time, the sampling
各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の全てが条件を満たすとき、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定する。
The sampling
一方、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数のいずれか1つが条件を満たさないとき、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, the sampling
また、ステップS53が2回目に実行される場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、2番目の条件「512≦コスト値<1024、2≦ホップ数<4、50<ツリーサイズ≦100」を用いて、ステップS53が1回目に実行される場合と同様にして、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定する。
When step S53 is executed for the second time, the sampling
ステップS53が3回目および4回目に実行される場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、それぞれ、3番目の条件「1024≦コスト値<1536、4≦ホップ数<6、20<ツリーサイズ≦50」、および4番目の条件「1536≦コスト値、6≦ホップ数、ツリーサイズ≦20」を用いて、同様にして、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定する。
When step S53 is executed for the third time and the fourth time, the sampling
なお、コスト値、ホップ数およびツリーサイズのうちの2つを用いてサンプリング間隔Tinterval_minを調整する場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、図21に示すフローチャートに従ってサンプリング間隔Tinterval_minを調整する。
When adjusting the sampling interval T interval_min using two of the cost value, the number of hops, and the tree size, the sampling
この場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、コスト値、ホップ数およびツリーサイズから選択された2つの優先順位に従って条件を満たすか否かを順次判定する。
In this case, the sampling
コスト値、ホップ数およびツリーサイズからツリーサイズおよびコスト値が選択された場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ステップS53において、ツリーサイズがk番目の条件を満たすか否かを判定し、ツリーサイズがk番目の条件を満たすとき、コスト値がk番目の条件を満たすか否かを判定する。そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズおよびコスト値の全てがk番目の条件を満たすとき、ツリーサイズおよびコスト値の順で条件を満たすと判定する。
When the tree size and the cost value are selected from the cost value, the number of hops, and the tree size, the sampling
一方、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズおよびコスト値のいずれかがk番目の条件を満たさないとき、ツリーサイズおよびコスト値の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, when any of the tree size and the cost value does not satisfy the kth condition, the sampling
コスト値、ホップ数およびツリーサイズからコスト値およびホップ数が選択された場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ステップS53において、コスト値がk番目の条件を満たすか否かを判定し、コスト値がk番目の条件を満たすとき、ホップ数がk番目の条件を満たすか否かを判定する。そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、コスト値およびホップ数の全てがk番目の条件を満たすとき、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定する。
When the cost value and the number of hops are selected from the cost value, the number of hops, and the tree size, the sampling
一方、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、コスト値およびホップ数のいずれかがk番目の条件を満たさないとき、コスト値およびホップ数の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, the sampling
コスト値、ホップ数およびツリーサイズからツリーサイズおよびホップ数が選択された場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ステップS53において、ツリーサイズがk番目の条件を満たすか否かを判定し、ツリーサイズがk番目の条件を満たすとき、ホップ数がk番目の条件を満たすか否かを判定する。そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズおよびホップ数の全てがk番目の条件を満たすとき、ツリーサイズおよびホップ数の順で条件を満たすと判定する。
When the tree size and the number of hops are selected from the cost value, the number of hops, and the tree size, the sampling
一方、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズおよびホップ数のいずれかがk番目の条件を満たさないとき、ツリーサイズおよびホップ数の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, the sampling
このように、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、図21に示すフローチャートに従って、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の少なくとも2つを用いてサンプリング間隔Tinterval_minを調整する。そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の少なくとも2つを用いてサンプリング間隔Tinterval_minを調整する場合、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数に優先順位を付け、その優先順位に従って、ツリーサイズ等が条件を満たすか否かを判定する。その理由は、次のとおりである。
As described above, the sampling
各無線ノード1〜7が無線フレームを送受信する回数に影響する要因として、ツリーサイズが最も大きく、コスト値が2番目に大きく、ホップ数が最も小さいからである。従って、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定することによって、各無線ノード1〜7が無線フレームを送受信する回数に適したサンプリング間隔Tinerval_minに調整できる。
This is because the tree size is the largest, the cost value is the second largest, and the number of hops is the smallest factor that affects the number of times each
この発明の実施の形態においては、対応表TBL4のサンプリング間隔Tinterval_minをフレーム送信数Nに代え、コスト値、ホップ数およびツリーサイズに応じてフレーム送信数Nを調整してもよい。 In the embodiment of the present invention, the sampling interval T interval_min of the correspondence table TBL4 may be replaced with the frame transmission number N, and the frame transmission number N may be adjusted according to the cost value, the number of hops, and the tree size.
この場合、フレーム送信数Nは、コスト値が大きくなるに従って減少し、コスト値が小さくなるに従って増加するように調整される。また、フレーム送信数Nは、ホップ数が大きくなるに従って減少し、ホップ数が小さくなるに従って増加するように調整される。更に、フレーム送信数Nは、ツリーサイズが大きくなるに従って増加し、ツリーサイズが小さくなるに従って減少するように調整される。そして、フレーム送信数Nが調整される場合、コスト値、ホップ数およびツリーサイズの2つまたは全てが対応表TBL4の条件を満たしたときにフレーム送信数Nを調整するようにしてもよい。 In this case, the number N of frame transmissions is adjusted to decrease as the cost value increases and to increase as the cost value decreases. Further, the frame transmission number N is adjusted so as to decrease as the hop number increases and to increase as the hop number decreases. Further, the frame transmission number N is adjusted to increase as the tree size increases and to decrease as the tree size decreases. When the frame transmission count N is adjusted, the frame transmission count N may be adjusted when two or all of the cost value, the hop count, and the tree size satisfy the conditions of the correspondence table TBL4.
そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、図20または図21に示すフローチャートに従ってフレーム送信数Nを調整する。
Then, the sampling
フレーム送信数Nが調整されたとき、対応表TBL1に基づいて、その調整されたフレーム送信数Nに対応するサンプリング間隔Tinterval_minが決定される。 When the frame transmission number N is adjusted, the sampling interval T interval_min corresponding to the adjusted frame transmission number N is determined based on the correspondence table TBL1.
フレーム送信数Nまたはサンプリング間隔Tinterval_minを調整する場合、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、対応表TBL4を保持しており、経路制御部15が保持するトポロジー情報およびルーティングテーブルRTを参照して、トポロジー情報(=コスト値、ホップ数およびツリーサイズ)を取得し、その取得したトポロジー情報(=コスト値、ホップ数およびツリーサイズ)および対応表TBL4に基づいて、フレーム送信数Nまたはサンプリング間隔Tinterval_minを調整する。そして、各無線ノード1〜7のサンプリング間隔決定部16は、フレーム送信数Nを調整した場合、対応表TBL1を参照して、その調整したフレーム送信数Nに対応するサンプリング間隔Tinterval_minを検出し、サンプリング間隔を決定する。
When adjusting the number N of frame transmissions or the sampling interval T interval_min , the sampling
上述した方法によってフレーム送信数Nまたはサンプリング間隔Tinterval_minを調整することにより、フレーム送信数Nの変動によるタイムラグを抑制し、無線センサーネットワーク10のトポロジーに即してサンプリング間隔Tinterval_minを設定できる。その結果、無線センサーネットワーク10のトポロジーに即して総電力量を低減できる。
By adjusting the frame transmission number N or the sampling interval T interval_min by the above-described method, the time lag due to the fluctuation of the frame transmission number N can be suppressed, and the sampling interval T interval_min can be set according to the topology of the
また、トポロジー情報として、コスト値、ホップ数およびツリーサイズを選択することによって、各無線ノード1〜7が存在する位置または最上位層に存在する無線ノード以外の各無線ノード1〜7を経由して送信される無線フレームの数に適したサンプリング間隔Tinterval_minまたはフレーム送信数Nに調整できる。
Further, by selecting the cost value, the number of hops, and the tree size as the topology information, the position passes through the
更に、上述したリンクの通信品質を考慮して、リンクの通信品質が低下するに従って、増加するようにフレーム送信数Nを調整してもよい。即ち、無線フレームの到達率が低くなるに従って、増加するようにフレーム送信数Nを調整してもよく、受信信号強度RSSIが小さくなるに従って、増加するようにフレーム送信数Nを調整してもよい。 Further, the number N of frame transmissions may be adjusted so as to increase as the communication quality of the link decreases in consideration of the communication quality of the link described above. That is, the number N of frame transmissions may be adjusted to increase as the arrival rate of the radio frame decreases, and the number N of frame transmissions may be adjusted to increase as the received signal strength RSSI decreases. .
なお、上記においては、コスト値は、256,512,・・・からなると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、コスト値は、RPLを用いて経路が構築および/または維持される場合、256,512,・・・以外のRankからなっていてもよい。 In the above description, it has been described that the cost value is composed of 256, 512,..., But in the embodiment of the present invention, the cost value is not limited to this, and the cost value is constructed by a route using RPL. Or when it is maintained, it may consist of Ranks other than 256, 512,.
また、コスト値は、Rank以外のものからなっていてもよく、無線ノードとシンクとの近さを示すものであれば、どのようなものからなっていてもよい。 Further, the cost value may be composed of something other than Rank, and may be composed of anything as long as it indicates the proximity between the wireless node and the sink.
更に、対応表TBL4におけるコスト値、ホップ数およびツリーサイズの条件は、例示であり、この発明の実施の形態においては、対応表TBL4は、無線ノードとシンクとの近さの違い、または送受信される無線フレームの数の違いを示すような条件であれば、どのような条件から構成されていてもよい。 Further, the conditions of the cost value, the number of hops, and the tree size in the correspondence table TBL4 are examples, and in the embodiment of the present invention, the correspondence table TBL4 is transmitted or received by a difference in proximity between the wireless node and the sink. Any condition may be used as long as it indicates a difference in the number of radio frames.
[フレーム長とデータとの対応表の別の例]
図22は、サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられたフレーム長とデータとの別の関係を示す図である。
[Another example of correspondence table between frame length and data]
FIG. 22 is a diagram illustrating another relationship between the frame length associated with the sampling interval T interval_min and the data.
図22を参照して、対応表TBL5は、対応表TBL3(図10参照)と同じ構成からなり、各サンプリング間隔に対応付けられたフレーム長だけが異なる。 Referring to FIG. 22, correspondence table TBL5 has the same configuration as correspondence table TBL3 (see FIG. 10), and only the frame length associated with each sampling interval is different.
サンプリング間隔Tinterval_minが160[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、2.56[msec],3.20[msec],3.84[msec],4.48[msec],5.12[msec],5.76[msec],6.40[msec],7.04[msec],7.68[msec],8.32[msec],8.96[msec],9.60[msec],10.24[msec],10.88[msec],11.52[msec],12.16[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 160 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 2.56 [msec], 3.20 [msec], 3.84 [msec], 4.48 [msec], 5.12 [msec], 5.76 [msec], 6.40 [msec], 7 .04 [msec], 7.68 [msec], 8.32 [msec], 8.96 [msec], 9.60 [msec], 10.24 [msec], 10.88 [msec], 11. This is associated with a frame length of 52 [msec] and 12.16 [msec].
そして、2.56[msec],3.20[msec],・・・,12.16[msec]の複数のフレーム長において、隣接する2つのフレーム長間の差は、0.64[msec]=640[μsec]であり、160[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minの4倍である。 Then, in a plurality of frame lengths of 2.56 [msec], 3.20 [msec],..., 12.16 [msec], a difference between two adjacent frame lengths is 0.64 [msec]. = 640 [μsec], which is four times the sampling interval T interval — min of 160 [μsec].
サンプリング間隔Tinterval_minが320[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、12.48[msec],13.76[msec],15.04[msec],16.32[msec],17.60[msec],18.88[msec],20.16[msec],21.44[msec],22.72[msec],24.00[msec],25.28[msec],26.56[msec],27.84[msec],29.12[msec],30.40[msec],31.68[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 320 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 12.48 [msec], 13.76 [msec], 15.04 [msec], 16.32 [msec], 17.60 [msec], 18.88 [msec], 20.16 [msec], 21 .44 [msec], 22.72 [msec], 24.00 [msec], 25.28 [msec], 26.56 [msec], 27.84 [msec], 29.12 [msec], 30. Corresponding to frame lengths of 40 [msec] and 31.68 [msec].
そして、12.48[msec],13.76[msec],・・・,31.68[msec]の複数のフレーム長において、隣接する2つのフレーム長間の差は、1.28[msec]=1280[μsec]であり、320[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minの4倍である。 Then, in a plurality of frame lengths of 12.48 [msec], 13.76 [msec],..., 31.68 [msec], the difference between two adjacent frame lengths is 1.28 [msec]. = 1280 [μsec], which is four times the sampling interval T interval — min of 320 [μsec].
サンプリング間隔Tinterval_minが640[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、32.32[msec],34.88[msec],37.44[msec],40.00[msec],42.56[msec],45.12[msec],47.68[msec],50.27[msec],52.80[msec],55.36[msec],57.92[msec],60.48[msec],63.04[msec],65.60[msec],68.16[msec],70.72[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 640 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 32.32 [msec], 34.88 [msec], 37.44 [msec], 40.00 [msec], 42.56 [msec], 45.12 [msec], 47.68 [msec], 50 .27 [msec], 52.80 [msec], 55.36 [msec], 57.92 [msec], 60.48 [msec], 63.04 [msec], 65.60 [msec], 68. It is associated with a frame length of 16 [msec] and 70.72 [msec].
そして、32.32[msec],34.88[msec],・・・,70.72[msec]の複数のフレーム長において、隣接する2つのフレーム長間の差は、2.56[msec]=2560[μsec]であり、640[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minの4倍である。 Then, in a plurality of frame lengths of 32.32 [msec], 34.88 [msec],..., 70.72 [msec], the difference between two adjacent frame lengths is 2.56 [msec]. = 2560 [μsec], which is four times the sampling interval T interval — min of 640 [μsec].
サンプリング間隔Tinterval_minが1280[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、72.00[msec],77.12[msec],82.24[msec],87.36[msec],92.48[msec],97.60[msec],102.72[msec],107.84[msec],112.96[msec],118.08[msec],123.20[msec],128.32[msec],133.44[msec],138.56[msec],143.68[msec],148.80[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 1280 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 72.00 [msec], 77.12 [msec], 82.24 [msec], 87.36 [msec], 92.48 [msec], 97.60 [msec], 102.72 [msec], 107 .84 [msec], 112.96 [msec], 118.08 [msec], 123.20 [msec], 128.32 [msec], 133.44 [msec], 138.56 [msec], 143. The frame length is 68 [msec] and 148.80 [msec].
そして、72.00[msec],77.12[msec],・・・,148.80[msec]の複数のフレーム長において、隣接する2つのフレーム長間の差は、5.12[msec]=5120[μsec]であり、1280[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minの4倍である。 Then, in a plurality of frame lengths of 72.00 [msec], 77.12 [msec],... 148.80 [msec], the difference between two adjacent frame lengths is 5.12 [msec]. = 5120 [μsec], which is four times the sampling interval T interval — min of 1280 [μsec].
サンプリング間隔Tinterval_minが2560[μsec]である場合、0x0,0x1,0x2,0x3,0x4,0x5,0x6,0x7,0x8,0x9,0xA,0xB,0xC,0xD,0xE,0xFのデータは、それぞれ、151.36[msec],161.60[msec],171.84[msec],182.08[msec],192.32[msec],202.56[msec],212.80[msec],223.04[msec],233.28[msec],243.52[msec],253.76[msec],264.00[msec],272.24[msec],284.48[msec],294.72[msec],304.96[msec]のフレーム長に対応付けられる。 When the sampling interval T interval_min is 2560 [μsec], the data of 0x0, 0x1, 0x2, 0x3, 0x4, 0x5, 0x6, 0x7, 0x8, 0x9, 0xA, 0xB, 0xC, 0xD, 0xE, 0xF are respectively 151.36 [msec], 161.60 [msec], 171.84 [msec], 182.08 [msec], 192.32 [msec], 202.56 [msec], 212.80 [msec], 223 .04 [msec], 233.28 [msec], 243.52 [msec], 253.76 [msec], 264.00 [msec], 272.24 [msec], 284.48 [msec], 294. Corresponding to a frame length of 72 [msec] and 304.96 [msec]
そして、151.36[msec],161.60[msec],・・・,304.96[msec]の複数のフレーム長において、隣接する2つのフレーム長間の差は、10.24[msec]=10240[μsec]であり、2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minの4倍である。 Further, in a plurality of frame lengths of 151.36 [msec], 161.60 [msec],..., 304.96 [msec], the difference between two adjacent frame lengths is 10.24 [msec]. = 10240 [μsec], which is four times the sampling interval T interval — min of 2560 [μsec].
なお、2.56[msec]のフレーム長は、無線センサーネットワーク10において使用される無線規格における最小のフレーム長である。
The frame length of 2.56 [msec] is the minimum frame length in the wireless standard used in the
図23は、図22に示す160[μsec],320[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられたフレーム長の詳細を示す図である。 FIG. 23 is a diagram illustrating details of the frame length associated with the sampling intervals T interval_min of 160 [μsec] and 320 [μsec] illustrated in FIG.
サンプリング間隔Tinterval_minが160[μsec]である場合、平均フレーム長は、8.32[msec]である(図9の対応表TBL2参照)。 When the sampling interval T interval_min is 160 [μsec], the average frame length is 8.32 [msec] (see the correspondence table TBL2 in FIG. 9).
図23の(a)を参照して、8.32−(0.16[msec]×36)=2.56[msec]であるので、2.56[msec]のフレーム長は、平均フレーム長−(Tinterval_min×36)によって表される。 Referring to FIG. 23A, since 8.32− (0.16 [msec] × 36) = 2.56 [msec], the frame length of 2.56 [msec] is the average frame length. -It is represented by (T interval_min × 36).
また、8.32−(0.16[msec]×32)=3.20[msec]であるので、3.20[msec]のフレーム長は、平均フレーム長−(Tinterval_min×32)によって表される。 Further, since 8.32− (0.16 [msec] × 32) = 3.20 [msec], the frame length of 3.20 [msec] is expressed by an average frame length− (T interval_min × 32). Is done.
以下、同様にして、3.84[msec],4.48[msec],・・・,12.16[msec]のフレーム長は、図23の(a)に示す式によって表される。 Hereinafter, similarly, the frame lengths of 3.84 [msec], 4.48 [msec],..., 12.16 [msec] are expressed by the formula shown in FIG.
その結果、2.56[msec],3.20[msec],・・・,12.16[msec]の複数のフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに4(i−1)(i=1,2,3,・・・)を乗算した結果を平均フレーム長に加算または減算して得られたフレーム長を含む。 As a result, a plurality of frame lengths of 2.56 [msec], 3.20 [msec],..., 12.16 [msec] are 4 (i−1) (i = 1, 1) in the sampling interval T interval — min . 2, 3, and so on) is added to or subtracted from the average frame length.
サンプリング間隔Tinterval_minが320[μsec]である場合、平均フレーム長は、14.40[msec]である(図9の対応表TBL2参照)。 When the sampling interval T interval_min is 320 [μsec], the average frame length is 14.40 [msec] (see the correspondence table TBL2 in FIG. 9).
図23の(b)を参照して、14.40[msec]−(0.32[msec]×6)=12.48[msec]であるので、12.48[msec]のフレーム長は、平均フレーム長−(Tinterval_min×6)によって表される。 Referring to FIG. 23B, 14.40 [msec] − (0.32 [msec] × 6) = 12.48 [msec], so the frame length of 12.48 [msec] is Average frame length- (T interval_min × 6).
また、14.40[msec]−(0.32[msec]×2)=13.76[msec]であるので、13.76[msec]のフレーム長は、平均フレーム長−(Tinterval_min×2)によって表される。 Further, since 14.40 [msec] − (0.32 [msec] × 2) = 13.76 [msec], the frame length of 13.76 [msec] is an average frame length− (T interval_min × 2 ).
以下、同様にして、15.04[msec],16.32[msec],・・・,31.68[msec]のフレーム長は、図23の(b)に示す式によって表される。 Similarly, the frame lengths of 15.04 [msec], 16.32 [msec],..., 31.68 [msec] are expressed by the formula shown in FIG.
その結果、12.48[msec],13.76[msec],・・・,31.68[msec]の複数のフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに(2+4(i−1))を乗算した結果を平均フレーム長に加算または減算して得られたフレーム長を含む。 As a result, a plurality of frame lengths of 12.48 [msec], 13.76 [msec],..., 31.68 [msec] are multiplied by the sampling interval T interval_min by (2 + 4 (i−1)). It includes the frame length obtained by adding or subtracting the result to or from the average frame length.
図24は、図22に示す640[μsec],1280[μsec],2560[μsec]のサンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられたフレーム長の詳細を示す図である。 FIG. 24 is a diagram illustrating details of the frame length associated with the sampling intervals T interval_min of 640 [μsec], 1280 [μsec], and 2560 [μsec] illustrated in FIG.
サンプリング間隔Tinterval_minが640[μsec]である場合、平均フレーム長は、26.56[msec]である(図9の対応表TBL2参照)。 When the sampling interval T interval_min is 640 [μsec], the average frame length is 26.56 [msec] (see the correspondence table TBL2 in FIG. 9).
図24の(a)を参照して、26.56[msec]+(0.64[msec]×9)=32.32[msec]であるので、32.32[msec]のフレーム長は、平均フレーム長+(Tinterval_min×9)によって表される。 Referring to (a) of FIG. 24, since 26.56 [msec] + (0.64 [msec] × 9) = 32.32. [Msec], the frame length of 32.32 [msec] is It is represented by the average frame length + (T interval_min × 9).
また、26.56[msec]+(0.64[msec]×13)=34.88[msec]であるので、34.88[msec]のフレーム長は、平均フレーム長+(Tinterval_min×13)によって表される。 Also, since 26.56 [msec] + (0.64 [msec] × 13) = 34.88 [msec], the frame length of 34.88 [msec] is the average frame length + (T interval — min × 13). ).
以下、同様にして、37.44[msec],40.00[msec],・・・,70.72[msec]のフレーム長は、図24の(a)に示す式によって表される。 Similarly, the frame lengths of 37.44 [msec], 40.00 [msec],..., 70.72 [msec] are expressed by the formula shown in FIG.
その結果、32.32[msec],34.88[msec],・・・,70.72[msec]の複数のフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに(9+4(i−1))を乗算した結果を平均フレーム長に加算して得られたフレーム長を含む。 As a result, a plurality of frame lengths of 32.32 [msec], 34.88 [msec],..., 70.72 [msec] are multiplied by (9 + 4 (i−1)) to the sampling interval T interval — min. It includes the frame length obtained by adding the result to the average frame length.
サンプリング間隔Tinterval_minが1280[μsec]である場合、平均フレーム長は、50.88[msec]である(図9の対応表TBL2参照)。 When the sampling interval T interval_min is 1280 [μsec], the average frame length is 50.88 [msec] (see the correspondence table TBL2 in FIG. 9).
図24の(b)を参照して、50.88[msec]+(1.28[msec]×16.5)=72.00[msec]であるので、72.00[msec]のフレーム長は、平均フレーム長+(Tinterval_min×16.5)によって表される。 Referring to (b) of FIG. 24, since 50.88 [msec] + (1.28 [msec] × 16.5) = 72.00 [msec], the frame length is 72.00 [msec]. Is represented by the average frame length + (T interval_min × 16.5).
また、50.88[msec]+(1.28[msec]×20.5)=77.12[msec]であるので、77.12[msec]のフレーム長は、平均フレーム長+(Tinterval_min×20.5)によって表される。 Further, since 50.88 [msec] + (1.28 [msec] × 20.5) = 77.12 [msec], the frame length of 77.12 [msec] is the average frame length + (T interval — min X20.5).
以下、同様にして、82.24[msec],87.36[msec],・・・,148.80[msec]のフレーム長は、図24の(b)に示す式によって表される。 Hereinafter, similarly, the frame lengths of 82.24 [msec], 87.36 [msec],..., 148.80 [msec] are expressed by the formula shown in FIG.
その結果、72.00[msec],77.12[msec],・・・,148.80[msec]の複数のフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに(16.5+4(i−1))を乗算した結果を平均フレーム長に加算して得られたフレーム長を含む。 As a result, the plurality of frame lengths of 72.00 [msec], 77.12 [msec],..., 148.80 [msec] are set to (16.5 + 4 (i−1)) in the sampling interval T interval — min. It includes the frame length obtained by adding the result of multiplication to the average frame length.
サンプリング間隔Tinterval_minが2560[μsec]である場合、平均フレーム長は、99.52[msec]である(図9の対応表TBL2参照)。 When the sampling interval T interval — min is 2560 [μsec], the average frame length is 99.52 [msec] (see the correspondence table TBL2 in FIG. 9).
図24の(c)を参照して、99.52[msec]+(2.56[msec]×20.25)=151.36[msec]であるので、151.36[msec]のフレーム長は、平均フレーム長+(Tinterval_min×20.25)によって表される。 Referring to (c) of FIG. 24, since 99.52 [msec] + (2.56 [msec] × 20.25) = 151.36 [msec], the frame length of 151.36 [msec] Is represented by the average frame length + (T interval_min × 20.25).
また、99.52[msec]+(2.56[msec]×24.25)=161.60[msec]であるので、161.60[msec]のフレーム長は、平均フレーム長+(Tinterval_min×24.25)によって表される。 Since 99.52 [msec] + (2.56 [msec] × 24.25) = 161.60 [msec], the frame length of 161.60 [msec] is the average frame length + (T interval_min X24.25).
以下、同様にして、171.84[msec],182.08[msec],・・・,304.96[msec]のフレーム長は、図24の(c)に示す式によって表される。 In the same manner, the frame lengths of 171.84 [msec], 182.08 [msec],..., 304.96 [msec] are expressed by the equation shown in FIG.
その結果、151.36[msec],161.60[msec],・・・,403.96[msec]の複数のフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに(20.25+4(i−1))を乗算した結果を平均フレーム長に加算して得られたフレーム長を含む。 As a result, the plurality of frame lengths of 151.36 [msec], 161.60 [msec],..., 403.96 [msec] have (20.25 + 4 (i−1)) as the sampling interval T interval — min. It includes the frame length obtained by adding the result of multiplication to the average frame length.
従って、図22に示す各サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた複数のフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに実数を乗算した結果(「所望のフレーム長間隔」と言う。)を平均フレーム長に加減算して得られたフレーム長を含む。 Therefore, the plurality of frame lengths associated with each sampling interval T interval — min shown in FIG. 22 is obtained by adding and subtracting the result obtained by multiplying the sampling interval T interval — min by a real number (referred to as “desired frame length interval”) to the average frame length. The obtained frame length is included.
図22に示すフレーム長を用いてウェイクアップ信号を生成する場合、各無線ノード1〜7のフレーム長対応表19は、対応表TBL5を保持する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、フレーム長対応表19から対応表TBL5を読み出して上述した方法によってウェイクアップ信号を生成する。
When the wakeup signal is generated using the frame length shown in FIG. 22, the frame length correspondence table 19 of each of the
なお、図10に示すフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに4iを乗算した結果を平均フレーム長に加算または減算して得られる。 The frame length shown in FIG. 10 is obtained by adding or subtracting the result obtained by multiplying the sampling interval T interval_min by 4i to the average frame length.
従って、この発明の実施の形態において、各サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた複数のフレーム長は、サンプリング間隔Tinterval_minに実数を乗算した結果(=「所望のフレーム長間隔」)を平均フレーム長に加減算して得られたフレーム長を含む。 Therefore, in the embodiment of the present invention, the plurality of frame lengths associated with each sampling interval T interval_min is obtained by multiplying the sampling interval T interval_min by a real number (= “desired frame length interval”) as the average frame length. Includes the frame length obtained by addition / subtraction.
図10に示す各サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた複数のフレーム長において隣接する2つのフレーム長間の差は、サンプリング間隔Tinterval_minに等しい。 A difference between two adjacent frame lengths in a plurality of frame lengths associated with each sampling interval T interval — min illustrated in FIG. 10 is equal to the sampling interval T interval — min .
また、図22に示す各サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた複数のフレーム長において隣接する2つのフレーム長間の差は、サンプリング間隔Tinterval_minを4倍したものに等しい。 Further, the difference between two adjacent frame lengths in a plurality of frame lengths associated with each sampling interval T interval — min shown in FIG. 22 is equal to four times the sampling interval T interval — min .
この発明の実施の形態においては、各サンプリング間隔Tinterval_minに対応付けられた複数のフレーム長において隣接する2つのフレーム長間の差は、サンプリング間隔Tinterval_min、およびサンプリング間隔Tinterval_minを4倍したものに限らず、一般的には、サンプリング間隔Tinterval_minを整数倍したものであればよい。隣接する2つのフレーム長間の差がサンプリング間隔Tinterval_minを整数倍したものであれば、2つのフレーム長を識別できるからである。 In the embodiment of the present invention, the difference between two adjacent frame lengths in a plurality of frame lengths associated with each sampling interval T interval_min is obtained by multiplying the sampling interval T interval_min and the sampling interval T interval_min by four times. In general, the sampling interval T interval_min may be an integer multiple. This is because the two frame lengths can be identified if the difference between two adjacent frame lengths is an integer multiple of the sampling interval T interval — min .
対応表TBL3,TBL5を用いてビット値をフレーム長に変換し、またはフレーム長をビット値に変換することによって、ビット値とフレーム長との間の相互の変換を容易に行うことができる。また、複数の無線ノードの間で、ビット値とフレーム長との間の相互の変換を同じように行うことができる。その結果、正しいウェイクアップ信号が送受信され、起動させたい無線ノードを正確に起動できる。 By converting the bit value into the frame length using the correspondence tables TBL3 and TBL5, or converting the frame length into the bit value, mutual conversion between the bit value and the frame length can be easily performed. In addition, mutual conversion between a bit value and a frame length can be performed in the same manner among a plurality of wireless nodes. As a result, a correct wakeup signal is transmitted and received, and the wireless node to be activated can be activated accurately.
[動作モード]
この発明の実施の形態においては、Duty Cyclingモード、Ondemand Wake−upモードおよびDelayed Wake−upモードを各無線ノード1〜7に設定し、フレーム送信数Nまたはトポロジーに応じて、これらの3つのモードを切り替える。
[action mode]
In the embodiment of the present invention, the duty cycling mode, the on-demand wake-up mode, and the delayed wake-up mode are set in each of the
(A)Duty Cyclingモード
このモードでは、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18の動作を停止し、各無線ノード1〜7は、定期的に間欠動作を行う。つまり、このモードでは、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、動作を完全に停止している。
(A) Duty Cycling Mode In this mode, the operations of the wakeup
(B)Ondemand Wake−upモード
このモードでは、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、間欠動作を行う。
(B) OnDemand Wake-up Mode In this mode, the wakeup
(C)Delayed Wake−upモード
このモードでは、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、後述する2段階の間欠動作を行う。
(C) Delayed Wake-up Mode In this mode, the wake-up
各無線ノード1〜7の制御部14は、フレーム送信数Nに基づいて動作モードを決定する。より具体的には、各無線ノード1〜7の制御部14は、フレーム送信数Nが20000[個/h]以上であるとき、動作モードをDuty Cyclingモードに決定する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、停止信号STOPをウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18へ出力し、間欠動作を指示する信号ITMを無線通信部13、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19へ出力する。ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、停止信号STOPに応じて動作を完全に停止する。無線通信部13、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19は、信号ITMに応じて、間欠動作を行う。
The
また、各無線ノード1〜7の制御部14は、フレーム送信数Nが200[個/h]以上20000[個/h]未満であるとき、動作モードをOndemand Wake−upモードに決定する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、信号ITMをウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18へ出力する。ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、信号ITMに応じて間欠動作を行う。
Further, the
更に、各無線ノード1〜7の制御部14は、フレーム送信数Nが200[個/h]未満であるとき、動作モードをDelayed Wake−upモードに決定する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、信号DLYをウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18へ出力する。ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18受信部は、信号DLYに応じて2段階の間欠動作を行う。
Further, the
図25は、2段階の間欠動作を説明するための図である。図25を参照して、各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、パケットPKT1〜PKT6を検出しないとき、100msecの間隔で定期的に起動状態へ移行し、100μsecの間、受信電力の有無を確認する。なお、受信電力があると判定する基準値を予め設定しておき、受信電力が基準値以上であるか否かを判定して受信電力の有無を確認する。
FIG. 25 is a diagram for explaining a two-stage intermittent operation. Referring to FIG. 25, wakeup
そして、各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、タイミングt1でパケットPKT2を検出すると、その後、起動状態を維持し、パケットPKT2〜PKT6の受信が終了した後のタイミングt2でスリープ状態へ移行する。そして、各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、パケットPKT2〜PKT6を受信するとき、100[msec]の間隔よりも小さいサンプリング間隔Tinterval_minで動作する。
Then, when the wakeup
このように、各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、パケットの受信を検出するまでは、100[msec]の長周期で受信電力を確認し、パケットの受信を検出すると、100[msec]よりも小さいサンプリング間隔Tinterval_minで動作する2段階の間欠動作を行う。
As described above, the wakeup
フレーム送信数Nが200[個/h]未満である場合、上述した2段階の間欠動作を行う方が消費電力を少なくできる。 When the number N of frame transmissions is less than 200 [pieces / h], power consumption can be reduced by performing the above-described two-stage intermittent operation.
図26は、フレーム送信数Nによって動作モードを切り替える動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 26 is a flowchart for explaining the operation of switching the operation mode according to the frame transmission number N.
図26を参照して、一連の動作が開始されると、各無線ノード1〜7の制御部14は、無線通信部13からフレーム送信数Nを受け、その受けたフレーム送信数Nが20000[個/h]以上であるか否かを判定する(ステップS71)。
Referring to FIG. 26, when a series of operations is started, the
ステップS71において、フレーム送信数Nが20000[個/h]以上であると判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、動作モードをDuty Cyclingモードに設定する(ステップS72)。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、停止信号STOPを生成してウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18へ出力するとともに、信号ITMを生成して無線通信部13、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19へ出力する。
When it is determined in step S71 that the number N of frame transmissions is 20000 [number / h] or more, the
各無線ノード1のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、停止信号STOPに応じて動作を停止し、無線通信部13、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19は、信号ITMに応じて、間欠動作を行う(ステップS73)。
The wakeup
一方、ステップS71において、フレーム送信数Nが20000[個/h]以上でないと判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、フレーム送信数Nが200≦N<20000[個/h]を満たすか否かを更に判定する(ステップS74)。
On the other hand, when it is determined in step S71 that the number N of frame transmissions is not greater than 20000 [pieces / h], the
ステップS74において、フレーム送信数Nが200≦N<20000[個/h]を満たすと判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、動作モードをOndemand Wake−upモードに設定する(ステップS75)。
When it is determined in step S74 that the number N of frame transmissions satisfies 200 ≦ N <20000 [pieces / h], the
そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、信号ITMを生成してウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18へ出力する。各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、信号ITMに応じて、間欠動作を行う(ステップS76)。
And the
一方、ステップS74において、フレーム送信数Nが200≦N<20000[個/h]を満たさないと判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、動作モードをDelayed Wake−upモードに設定する(ステップS77)。
On the other hand, when it is determined in step S74 that the frame transmission number N does not satisfy 200 ≦ N <20000 [pieces / h], the
そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、信号DLYを生成してウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18へ出力する。各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、信号DLYに応じて2段階の間欠動作を行う(ステップS78)。
And the
そして、ステップS73,S76,S78のいずれかの後、一連の動作は、終了する。 And after any of step S73, S76, S78, a series of operation | movement is complete | finished.
ステップS73においては、各無線ノード1〜7のウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、動作を停止し、無線通信部13、制御部14、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19は、間欠動作を行う。
In step S73, the wakeup
より具体的には、各無線ノード1〜7の無線通信部13、制御部14、経路制御部15、サンプリング間隔決定部16およびフレーム長対応表19は、定期的に起動状態へ移行し、図15または図18に示すフローチャートに従って必要な動作を行い、その後、スリープ状態へ移行する。
More specifically, the
なお、各無線ノード1〜7の制御部14は、無線通信部13がウェイクアップ信号を受信し、その受信したウェイクアップ信号を無線通信部13から受けたとき、その受けたウェイクアップ信号を破棄する。ウェイクアップ信号は、上述したようにフレーム長によって表され、意味のあるビット列を含まないからである。
The
フレーム送信数Nが20000[個/h]以上であるとき、動作モードがDuty Cyclingモードに設定されるので、このようなフレーム送信数Nが多い場合には、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を停止し、間欠動作を行う方が制御パケットDIO,DAO等の通信遅延を抑制できるとともにウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18の停止によって各無線ノード1〜7の消費電力を低減できる。
When the number N of frame transmissions is 20000 [pieces / h] or more, the operation mode is set to the duty cycling mode. Therefore, when the number N of frame transmissions is large, the wakeup
従って、フレーム送信数Nが20000[個/h]以上であるとき、動作モードをDuty Cyclingモードに設定することにした。 Therefore, when the number N of frame transmissions is 20000 [pieces / h] or more, the operation mode is set to the duty cycling mode.
また、ステップS74において、フレーム送信数Nが200[個/h]≦N<20000[個/h]を満たさないとき、即ち、フレーム送信数Nが200[個/h]未満であるときに、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18が2段階の間欠動作を行うのは、このようにフレーム送信数Nが少ないときは、受信電力を検出するまでは長周期の間欠動作を行い、受信電力を検出すると、サンプリング間隔Tinterval_minで動作する方が各無線ノード1〜7の消費電力を低減できるからである。
In step S74, when the frame transmission number N does not satisfy 200 [pieces / h] ≦ N <20000 [pieces / h], that is, when the frame transmission number N is less than 200 [pieces / h], The wakeup
図27は、トポロジー情報と動作モードとの関係を示す図である。図27を参照して、対応表TBL6は、トポロジー情報と動作モードとを含む。トポロジー情報および動作モードは、相互に対応付けられる。 FIG. 27 is a diagram illustrating the relationship between topology information and operation modes. Referring to FIG. 27, correspondence table TBL6 includes topology information and operation modes. The topology information and the operation mode are associated with each other.
トポロジー情報は、上述したように、コスト値、ホップ数およびツリーサイズの少なくとも1つからなる。 As described above, the topology information includes at least one of a cost value, the number of hops, and a tree size.
コスト値がコスト値<512を満たすとき、動作モードは、Duty Cyclingモードに設定される。コスト値が512≦コスト値<1024を満たすとき、動作モードは、Ondemand Wake−upモードに設定される。コスト値が1024≦コスト値を満たすとき、動作モードは、Delayed Wake−upモードに設定される。 When the cost value satisfies the cost value <512, the operation mode is set to the duty cycling mode. When the cost value satisfies 512 ≦ cost value <1024, the operation mode is set to the on-demand wake-up mode. When the cost value satisfies 1024 ≦ cost value, the operation mode is set to the Delayed Wake-up mode.
ホップ数がホップ数<2を満たすとき、動作モードは、Duty Cyclingモードに設定される。ホップ数が2≦ホップ数<4を満たすとき、動作モードは、Ondemand Wake−upモードに設定される。ホップ数が4≦ホップ数を満たすとき、動作モードは、Delayed Wake−upモードに設定される。 When the hop count satisfies the hop count <2, the operation mode is set to the duty cycling mode. When the number of hops satisfies 2 ≦ the number of hops <4, the operation mode is set to the on-demand wake-up mode. When the hop number satisfies 4 ≦ hop number, the operation mode is set to the Delayed Wake-up mode.
ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たすとき、動作モードは、Duty Cyclingモードに設定される。ツリーサイズが50<ツリーサイズ≦100を満たすとき、動作モードは、Ondemand Wake−upモードに設定される。ツリーサイズがツリーサイズ≦50を満たすとき、動作モードは、Delayed Wake−upモードに設定される。 When the tree size satisfies 100 <tree size, the operation mode is set to the duty cycling mode. When the tree size satisfies 50 <tree size ≦ 100, the operation mode is set to the on-demand wake-up mode. When the tree size satisfies the tree size ≦ 50, the operation mode is set to the Delayed Wake-up mode.
コスト値が512未満であるとき、コスト値を構成するRankは、256であり、動作モードの設定対象の無線ノードがシンクである。そして、シンクである無線ノードは、多くのセンサー値を受信する。つまり、シンクである無線ノードは、多くの無線フレームを受信する。従って、動作モードは、Duty Cyclingモードに設定される。 When the cost value is less than 512, the Rank constituting the cost value is 256, and the wireless node for which the operation mode is set is a sink. Then, the wireless node that is the sink receives many sensor values. That is, the wireless node that is a sink receives many wireless frames. Therefore, the operation mode is set to the duty cycling mode.
ホップ数が2未満であるとき、動作モードの設定対象の無線ノードは、シンクから1ホップの位置に存在し、センサー値を送信および転送する回数が多い。つまり、動作モードの設定対象の無線ノードは、多くの無線フレームを送受信する。従って、動作モードは、Duty Cyclingモードに設定される。 When the number of hops is less than 2, the wireless node for which the operation mode is set exists at the position of one hop from the sink, and the sensor value is transmitted and transferred many times. That is, the radio node for which the operation mode is set transmits and receives many radio frames. Therefore, the operation mode is set to the duty cycling mode.
ツリーサイズが100よりも大きいとき、動作モードの設定対象の無線ノードは、多くの子ノードを有するので、センサー値を送信および転送する回数が多い。つまり、動作モードの設定対象の無線ノードは、多くの無線フレームを送受信する。従って、動作モードは、Duty Cyclingモードに設定される。 When the tree size is larger than 100, since the wireless node for which the operation mode is set has many child nodes, the sensor value is transmitted and transferred many times. That is, the radio node for which the operation mode is set transmits and receives many radio frames. Therefore, the operation mode is set to the duty cycling mode.
コスト値が1024以上であるとき、動作モードの設定対象の無線ノードは、第4階層以下に配置される。即ち、動作モードの設定対象の無線ノードは、シンクから離れた位置に配置される。従って、動作モードの設定対象の無線ノードは、センサー値を送信および転送する回数が少ない。つまり、動作モードの設定対象の無線ノードは、少ない無線フレームを送受信する。従って、動作モードは、Delayed Wake−upモードに設定される。ホップ数が4以上である場合、またはツリーサイズが50以下である場合も、同様の理由によって、動作モードは、Delayed Wake−upモードに設定される。 When the cost value is 1024 or more, the wireless node for which the operation mode is set is arranged in the fourth layer or lower. That is, the operation mode setting target wireless node is arranged at a position away from the sink. Therefore, the operation mode setting target wireless node has a small number of times of transmitting and transferring the sensor value. That is, the wireless node for which the operation mode is set transmits / receives a small number of wireless frames. Therefore, the operation mode is set to the Delayed Wake-up mode. When the number of hops is 4 or more, or when the tree size is 50 or less, the operation mode is set to the Delayed Wake-up mode for the same reason.
コスト値が512以上1024未満であるとき、またはホップ数が2以上4未満であるとき、またはツリーサイズが50よりも大きく、かつ、100以下であるとき、各無線ノード1〜7が送受信する無線フレームの数は、Duty Cyclingモードにおける無線フレームの数とDelayed Wake−upモードにおける無線フレームの数との間になる。従って、動作モードは、Ondemand Wake−upモードに設定される。
When the cost value is 512 or more and less than 1024, or when the number of hops is 2 or more and less than 4, or when the tree size is greater than 50 and 100 or less, the radio transmitted and received by each of the
コスト値、ホップ数およびツリーサイズのうちの1つを用いて各無線ノード1〜7の動作モードを切り替えるときの動作は、図26に示すフローチャートに従って実行される。
The operation when switching the operation mode of each of the
そして、コスト値を用いて動作モードを切り替える場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、ステップS71において、コスト値がコスト値<512を満たすか否かを判定し、ステップS74において、コスト値が512≦コスト値<1024を満たすか否かを判定する。
When the operation mode is switched using the cost value, the
また、ホップ数を用いて動作モードを切り替える場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、ステップS71において、ホップ数がホップ数<2を満たすか否かを判定し、ステップS74において、ホップ数が2≦ホップ数<4を満たすか否かを判定する。
When switching the operation mode using the number of hops, the
更に、ツリーサイズを用いて動作モードを切り替える場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、ステップS71において、ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たすか否かを判定し、ステップS74において、ツリーサイズが50<ツリーサイズ≦50を満たすか否かを判定する。
Furthermore, when the operation mode is switched using the tree size, the
コスト値、ホップ数およびツリーサイズの全てを用いて各無線ノード1〜7の動作モードを切り替える場合、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かが判定される。
When the operation modes of the
この場合、「コスト値<512、ホップ数<2、100<ツリーサイズ」が1番目の条件であり、「512≦コスト値<1024、2≦ホップ数<4、50<ツリーサイズ≦100」が2番目の条件であり、「1024≦コスト値<1536、4≦ホップ数<6、20<ツリーサイズ≦50」が3番目の条件である。また、各無線ノード1〜7の制御部14は、対応表TBL6を保持している。
In this case, “cost value <512, hop count <2, 100 <tree size” is the first condition, and “512 ≦ cost value <1024, 2 ≦ hop count <4, 50 <tree size ≦ 100”. The second condition, “1024 ≦ cost value <1536, 4 ≦ number of hops <6, 20 <tree size ≦ 50” is the third condition. Further, the
図28は、コスト値、ホップ数およびツリーサイズの全てを用いて無線ノードの動作モードを切り替える動作を説明するためのフローチャートである。 FIG. 28 is a flowchart for explaining the operation of switching the operation mode of the wireless node using all of the cost value, the number of hops, and the tree size.
図28を参照して、一連の動作が開始されると、各無線ノード1〜7の制御部14は、p=1を設定する(ステップS81)。pは、1,2,3のいずれかからなる。
Referring to FIG. 28, when a series of operations is started,
そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数のp番目の条件を対応表TBL6から検出する(ステップS82)。
Then, the
その後、各無線ノード1〜7の制御部14は、トポロジー情報を経路制御部15から受ける。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、トポロジー情報を参照して、自己が搭載された無線ノード(無線ノード1〜7のいずれか)のRank、ホップ数およびツリーサイズを取得する。
Thereafter, the
そうすると、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定する(ステップS83)。
Then, the
ステップS83において、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たさないと判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、p=p+1を設定する(ステップS84)。そして、一連の動作は、ステップS82へ移行し、ステップS83において、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定されるまで、上述したステップS82〜S84が繰り返し実行される。
When it is determined in step S83 that the conditions are not satisfied in the order of tree size, cost value, and number of hops, the
ステップS83において、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定されると、各無線ノード1〜7の制御部14は、p=1であるか否かを判定する(ステップS85)。
If it is determined in step S83 that the conditions are satisfied in the order of tree size, cost value, and number of hops, the
ステップS85において、p=1であると判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、動作モードをDuty Cyclingモードに設定する(ステップS86)。その後、上述したステップS73における動作と同じ動作が実行される(ステップS87)。
When it is determined in step S85 that p = 1, the
一方、ステップS85において、p=1でないと判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、p=2であるか否かを判定する(ステップS88)。
On the other hand, when it is determined in step S85 that p = 1 is not satisfied, the
ステップS88において、p=2であると判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、動作モードをOndemand Wake−upモードに設定する(ステップS89)。その後、上述したステップS76における動作と同じ動作が実行される(ステップS90)。
When it is determined in step S88 that p = 2, the
一方、ステップS88において、p=2でないと判定されたとき、各無線ノード1〜7の制御部14は、動作モードをDelayed Wake−upモードに設定する(ステップS91)。その後、上述したステップS78における動作と同じ動作が実行される(ステップS92)。
On the other hand, when it is determined in step S88 that p = 2 is not true, the
そして、ステップS87,S90,S92のいずれかの後、一連の動作は、終了する。 And after any of step S87, S90, S92, a series of operation | movement is complete | finished.
ステップS83が1回目に実行される場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、1番目の条件「コスト値<512、ホップ数<2、100<ツリーサイズ」を対応表TBL6から検出する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たすか否かを判定し、ツリーサイズが100<ツリーサイズを満たすと判定すると、次に、コスト値がコスト値<512を満たすか否かを判定し、コスト値がコスト値<512を満たすと判定すると、最後に、ホップ数がホップ数<2を満たすか否かを判定する。
When step S83 is executed for the first time, the
各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の全てが条件を満たすとき、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定する。
When all of the tree size, the cost value, and the number of hops satisfy the conditions, the
一方、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数のいずれか1つが条件を満たさないとき、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, when any one of the tree size, the cost value, and the number of hops does not satisfy the condition, the
また、ステップS83が2回目に実行される場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、2番目の条件「512≦コスト値<1024、2≦ホップ数<4、50<ツリーサイズ≦100」を対応表TBL6から検出する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、ステップS83が1回目に実行される場合と同様にして、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定する。
When step S83 is executed for the second time, the
ステップS83が3回目に実行される場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、3番目の条件「1024≦コスト値<1536、4≦ホップ数<6、20<ツリーサイズ≦50」を対応表TBL6から検出し、同様にして、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定する。
When step S83 is executed for the third time, the
なお、コスト値、ホップ数およびツリーサイズのうちの2つを用いて無線ノードの動作モードを切り替える場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、図28に示すフローチャートに従って動作モードを切り替える。
When the operation mode of the wireless node is switched using two of the cost value, the number of hops, and the tree size, the
この場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、コスト値、ホップ数およびツリーサイズから選択された2つの優先順位に従って条件を満たすか否かを順次判定する。
In this case, the
コスト値、ホップ数およびツリーサイズからツリーサイズおよびコスト値が選択された場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、ステップS83において、ツリーサイズがp番目の条件を満たすか否かを判定し、ツリーサイズがp番目の条件を満たすとき、コスト値がp番目の条件を満たすか否かを判定する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズおよびコスト値の全てがp番目の条件を満たすとき、ツリーサイズおよびコスト値の順で条件を満たすと判定する。
When the tree size and the cost value are selected from the cost value, the number of hops, and the tree size, the
一方、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズおよびコスト値のいずれかがp番目の条件を満たさないとき、ツリーサイズおよびコスト値の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, when any one of the tree size and the cost value does not satisfy the p-th condition, the
コスト値、ホップ数およびツリーサイズからコスト値およびホップ数が選択された場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、ステップS83において、コスト値がp番目の条件を満たすか否かを判定し、コスト値がp番目の条件を満たすとき、ホップ数がp番目の条件を満たすか否かを判定する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、コスト値およびホップ数の全てがp番目の条件を満たすとき、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定する。
When the cost value and the number of hops are selected from the cost value, the number of hops, and the tree size, the
一方、各無線ノード1〜7の制御部14は、コスト値およびホップ数のいずれかがp番目の条件を満たさないとき、コスト値およびホップ数の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, the
コスト値、ホップ数およびツリーサイズからツリーサイズおよびホップ数が選択された場合、各無線ノード1〜7の制御部14は、ステップS83において、ツリーサイズがp番目の条件を満たすか否かを判定し、ツリーサイズがp番目の条件を満たすとき、ホップ数がp番目の条件を満たすか否かを判定する。そして、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズおよびホップ数の全てがp番目の条件を満たすとき、ツリーサイズおよびホップ数の順で条件を満たすと判定する。
When the tree size and the number of hops are selected from the cost value, the number of hops, and the tree size, the
一方、各無線ノード1〜7の制御部14は、ツリーサイズおよびホップ数のいずれかがp番目の条件を満たさないとき、ツリーサイズおよびホップ数の順で条件を満たさないと判定する。
On the other hand, when any one of the tree size and the number of hops does not satisfy the p-th condition, the
このように、各無線ノード1〜7の制御部14は、図28に示すフローチャートに従って、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の少なくとも2つを用いて動作モードを切り替える。
Thus, the
なお、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定するのは、上述したとおりである。従って、ツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすか否かを判定することによって、各無線ノード1〜7が無線フレームを送受信する回数に適した動作モードに調整できる。
As described above, it is determined whether or not the conditions are satisfied in the order of the tree size, the cost value, and the number of hops. Therefore, by determining whether or not the conditions are satisfied in the order of the tree size, the cost value, and the number of hops, it is possible to adjust the operation mode suitable for the number of times each of the
図26に示すフローチャートにおいては、ステップS71においてフレーム送信数Nが20000[個/h]以上であると判定されたとき、無線ノードの動作モードは、Duty Cyclingモードに設定され(ステップS72参照)、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、停止する(ステップS73参照)。
In the flowchart shown in FIG. 26, when it is determined in step S71 that the frame transmission number N is 20000 [number / h] or more, the operation mode of the wireless node is set to the duty cycling mode (see step S72). The wakeup
一方、ステップS71においてフレーム送信数Nが20000[個/h]以上でないと判定されたとき、無線ノードの動作モードは、Duty Cyclingモード以外のモードに設定され(ステップS75,S77参照)、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、間欠動作を行う(ステップS76,S78参照)。
On the other hand, when it is determined in step S71 that the number N of frame transmissions is not 20000 [pieces / h] or more, the operation mode of the wireless node is set to a mode other than the duty cycling mode (see steps S75 and S77). The
また、図28に示すフローチャートにおいては、ステップS83においてツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定し、かつ、ステップS85においてp=1であると判定されたとき、無線ノードの動作モードは、Duty Cyclingモードに設定され(ステップS86参照)、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、停止する(ステップS87参照)。
In the flowchart shown in FIG. 28, when it is determined in step S83 that the conditions are satisfied in the order of tree size, cost value, and number of hops, and it is determined in step S85 that p = 1, The operation mode is set to the duty cycling mode (see step S86), and the wakeup
一方、ステップS83においてツリーサイズ、コスト値およびホップ数の順で条件を満たすと判定し、かつ、ステップS85においてp=1でないと判定されたとき、無線ノードの動作モードは、Duty Cyclingモード以外のモードに設定され(ステップS89,S91参照)、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、間欠動作を行う(ステップS90,S92参照)。
On the other hand, when it is determined in step S83 that the conditions are satisfied in the order of tree size, cost value, and number of hops, and it is determined that p = 1 is not satisfied in step S85, the operation mode of the wireless node is other than Duty Cycling mode. The mode is set (see steps S89 and S91), and the wakeup
従って、各無線ノード1〜7の制御部14は、フレーム送信数Nおよびトポロジー情報(=コスト値、ホップ数およびツリーサイズ)のいずれかに基づいて、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用するか否かを判定する。
Therefore, the
これによって、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用しないと判定されたとき、各無線ノード1〜7において、ウェイクアップ信号を受信するときの消費電力量を低減できる。その結果、各無線ノード1の総電力量を低減できる。
Thereby, when it is determined that the wakeup
また、図26または図28に示すフローチャートに従って無線ノードの動作モードを切り替えることによって、無線ノードが存在する位置または送受信される無線フレームの数に適した動作モードで無線ノードを動作させることができる。その結果、無線ノードにおける無駄な消費電力量を低減できる。 Further, by switching the operation mode of the radio node according to the flowchart shown in FIG. 26 or FIG. 28, the radio node can be operated in an operation mode suitable for the position where the radio node exists or the number of radio frames transmitted and received. As a result, wasteful power consumption in the wireless node can be reduced.
図29は、ノード1台当たりの平均消費電力量とセンサーデータ収集周期との関係のシミュレーション結果を示す図である。 FIG. 29 is a diagram illustrating a simulation result of the relationship between the average power consumption per node and the sensor data collection period.
図29において、縦軸は、ノード1台当たりの平均消費電力量を表し、横軸は、センサーデータ収集周期を表す。なお、シミュレーションに用いた無線ノードの台数は、100台である。 In FIG. 29, the vertical axis represents the average power consumption per node, and the horizontal axis represents the sensor data collection period. The number of wireless nodes used for the simulation is 100.
図29の紙面上、各センサーデータ収集周期において、最も左側の棒グラフから6番目までの棒グラフは、サンプリング間隔Tinterval_minをそれぞれ320[μsec],640[μsec],1280[μsec],2560[μsec],5120[μsec],10240[μsec]に固定したときのノード1台当たりの平均消費電力量を示す。また、図29の紙面上、各センサーデータ収集周期において、最も右側の棒グラフは、本発明を適用したときのノード1台当たりの平均消費電力量を示す。 On the paper surface of FIG. 29, in each sensor data collection period, the leftmost bar graph to the sixth bar graph have sampling intervals T interval_min of 320 [μsec], 640 [μsec], 1280 [μsec], and 2560 [μsec], respectively. , 5120 [μsec], 10240 [μsec], the average power consumption per node is shown. 29, the rightmost bar graph in each sensor data collection period indicates the average power consumption per node when the present invention is applied.
図29を参照して、1分、5分、10分、15分、30分および60分のセンサーデータ収集周期において、本発明を適用した場合のノード1台当たりの平均消費電力量は、サンプリング間隔Tinterval_minを固定したときのノード1台当たりの平均消費電力量よりも低減される。 Referring to FIG. 29, the average power consumption per node when the present invention is applied in the sensor data collection period of 1 minute, 5 minutes, 10 minutes, 15 minutes, 30 minutes and 60 minutes is the sampling. This is lower than the average power consumption per node when the interval T interval_min is fixed.
また、センサーデータ収集周期が短くなるに従って、本発明を適用することによる消費電力量の低減量が多くなる。従って、本発明は、特に、センサーデータ収集周期が短い場合に消費電力量を大きく低減できる。 Further, as the sensor data collection cycle becomes shorter, the amount of power consumption reduced by applying the present invention increases. Therefore, the present invention can greatly reduce the power consumption particularly when the sensor data collection period is short.
なお、上記においては、無線センサーネットワーク10を例にして本発明を説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、本発明は、フレーム長を検出するときのサンプリング間隔が長くなるほど長くなり、かつ、前記サンプリング間隔が短くなるほど短くなる平均フレーム長に所望のフレーム長間隔を加減算して得られたフレーム長を含む複数のフレーム長から選択された少なくとも1つのフレーム長によってスリープ状態から起動状態へ移行させるための無線装置の識別情報を表し、その識別情報を表すフレーム長を有する無線フレームを送受信する無線装置を備えていれば、どのような無線ネットワークに適用されてもよい。
In the above, the present invention has been described by taking the
また、上記においては、フレーム送信数Nは、1時間当たりの無線フレームの送信数であると説明したが、この発明の実施の形態においては、これに限らず、フレーム送信数Nは、所望の時間長における無線フレームの送信数であればよい。 In the above description, the number N of frame transmissions is described as the number of transmissions of radio frames per hour. However, in the embodiment of the present invention, the number of frame transmissions N is not limited to this. Any number of radio frames may be transmitted in the time length.
更に、この発明の実施の形態においては、上述した各無線ノード1〜7の動作は、プログラムによって実行されてもよい。この場合、各無線ノード1〜7は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)およびRAM(Randum Access Memory)を備える。そして、ROMは、各無線ノード1〜7の動作を実行するためのプログラムを格納する。各無線ノード1〜7の動作が行われる場合、各無線ノード1〜7のCPUは、ROMからプログラムを読み出し、その読み出したプログラムを実行する。RAMは、CPUがプログラムを実行しているときに必要な計算を行い、その計算した計算結果を記憶するために使用される。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the operations of the
図30は、各無線ノード1〜7の動作をコンピュータ(CPU)に実行させるためのプログラムを示すフローチャートである。
FIG. 30 is a flowchart illustrating a program for causing a computer (CPU) to execute the operations of the
図30を参照して、各無線ノード1〜7の動作をコンピュータ(CPU)に実行させるためのプログラムPROGは、ステップS101〜107を備える。各無線ノード1〜7の動作が開始されると、CPUは、プログラムPROGをROMから読み出して実行する。
Referring to FIG. 30, a program PROG for causing a computer (CPU) to execute the operations of the
そして、所望の時間長における無線フレームの送信数であるフレーム送信数Nが決定される(ステップS101)。 Then, a frame transmission number N, which is the number of radio frames transmitted in a desired time length, is determined (step S101).
その後、無線フレームを受信するときの消費電力量である受信電力量と無線フレームを送信するときの消費電力量である送信電力量との和である総電力量が最小になるときの好適なサンプリング間隔Tinterval_minが、上述した方法によって、その決定されたフレーム送信数Nに対応して決定される(ステップS102)。この場合、好適なサンプリング間隔Tinterval_minが対応表TBL1を用いてフレーム送信数Nに対応して決定されてもよい。 Thereafter, suitable sampling when the total power amount, which is the sum of the received power amount when receiving a radio frame and the transmission power amount when transmitting a radio frame, is minimized. The interval T interval_min is determined according to the determined frame transmission number N by the above-described method (step S102). In this case, a suitable sampling interval T interval_min may be determined corresponding to the number N of frame transmissions using the correspondence table TBL1.
そして、無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを示すトポロジー情報を用いて好適なサンプリング間隔Tinterval_minまたはフレーム送信数Nが調整される(ステップS103)。この場合、好適なサンプリング間隔Tinterval_minまたはフレーム送信数Nの調整は、図21に示すフローチャートに従って実行される。 Then, a suitable sampling interval T interval_min or frame transmission number N is adjusted using topology information indicating the topology of the wireless device in the wireless network (step S103). In this case, adjustment of a suitable sampling interval T interval — min or the number N of frame transmissions is performed according to the flowchart shown in FIG.
ステップS103の後、フレーム送信数Nおよび無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを示すトポロジー情報のいずれかに基づいてウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用するか否かが判定される(ステップS104)。なお、フレーム送信数Nに基づいてウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用するか否かが判定される場合、その判定動作は、図26に示すフローチャートに従って実行され、トポロジー情報に基づいてウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用するか否かが判定される場合、その判定動作は、図28に示すフローチャートに従って実行される。
After step S103, it is determined whether or not to use the wakeup
ステップS104において、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用しないと判定されたとき、一連の動作は、ステップS106へ移行する。
When it is determined in step S104 that the wakeup
一方、ステップS104において、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用すると判定されたとき、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、無線フレームを受信するとともに、好適なサンプリング間隔Tinterval_minで動作する(ステップS105)。
On the other hand, when it is determined in step S104 that the wakeup
そして、ステップS104において、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18を利用しないと判定されたとき、またはステップS105の後、無線装置(=無線ノード1〜7のいずれか)のMACアドレスに基づいて、フレーム長とビット値との対応関係を示す対応表TBL3またはTBL5から識別情報を示すフレーム長が取得される(ステップS106)。
In step S104, when it is determined not to use the wakeup
その後、その取得されたフレーム長を有する無線フレームが送信される(ステップS107)。これによって、一連の動作が終了する。 Thereafter, a radio frame having the acquired frame length is transmitted (step S107). As a result, a series of operations is completed.
ステップS101においては、2つの方法のいずれかによってフレーム送信数Nが決定される。1つ目の方法は、予め決定されたデータ収集周期と、無線ネットワークにおける無線装置のトポロジーを構築および/または維持するための制御パケットDIO,DAOの送信周期と、ツリーサイズ(=トポロジーが階層構造からなる場合において、プログラムPROGが実行される無線装置よりも下位層に存在し、かつ、プログラムPROGが実行される無線装置から1ホップ以上の位置に存在する無線装置の総数)とを用いて無線フレームの総数を演算し、その演算した無線フレームの総数に対してリンクの通信品質を考慮して無線フレームの総数を増加することによりフレーム送信数Nを演算する方法である。 In step S101, the frame transmission number N is determined by one of two methods. The first method includes a predetermined data collection cycle, a transmission cycle of control packets DIO and DAO for building and / or maintaining a topology of a wireless device in a wireless network, a tree size (= topology is hierarchical structure) The total number of wireless devices existing in a lower layer than the wireless device on which the program PROG is executed and located at one hop or more from the wireless device on which the program PROG is executed). This is a method of calculating the frame transmission number N by calculating the total number of frames and increasing the total number of radio frames in consideration of link communication quality with respect to the calculated total number of radio frames.
また、2つ目の方法は、所望の時間長における無線フレームの送信数を計測してフレーム送信数Nを検出する方法である。 The second method is a method of detecting the number N of frame transmissions by measuring the number of transmissions of radio frames in a desired time length.
ステップS102において、好適なサンプリング間隔Tinterval_minは、定期的に決定されてもよい。 In step S102, a suitable sampling interval T interval_min may be determined periodically.
なお、この発明の実施の形態においては、プログラムPROGは、少なくともステップS102,S105を備えていればよい。少なくともステップS102,S105が実行されれば、無線装置(=無線ノード1〜7のいずれか)における全体の消費電力を低減できるからである。
In the embodiment of the present invention, the program PROG only needs to include at least steps S102 and S105. This is because if at least steps S102 and S105 are executed, the overall power consumption of the wireless device (= any of
この発明の実施の形態においては、サンプリング間隔Tinterval_minを決定するサンプリング間隔決定部16は、「決定手段」を構成する。
In the embodiment of the present invention, the sampling
また、この発明の実施の形態においては、ウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18は、「受信器」を構成する。
In the embodiment of the present invention,
更に、この発明の実施の形態においては、フレーム送信数Nを演算するサンプリング間隔決定部16は、「演算手段」を構成する。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the sampling
更に、この発明の実施の形態においては、フレーム送信数Nを計測する無線通信部13は、「検出手段」を構成する。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the
更に、この発明の実施の形態においては、サンプリング間隔Tinterval_minは、「好適なサンプリング間隔」を構成する。 Furthermore, in the embodiment of the present invention, the sampling interval T interval — min constitutes a “suitable sampling interval”.
更に、この発明の実施の形態においては、トポロジー情報を用いてサンプリング間隔Tinterval_minまたはフレーム送信数Nを調整するサンプリング間隔決定部16は、「調整手段」を構成する。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the sampling
更に、この発明の実施の形態においては、スリープ状態から起動状態へ移行させるための無線ノードのMACアドレスに基づいて、対応表TBL3または対応表TBL5からスリープ状態から起動状態へ移行させるための無線ノードの識別情報を示すフレーム長を取得する制御部14は、「取得手段」を構成する。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, based on the MAC address of the wireless node for shifting from the sleep state to the activated state, the wireless node for shifting from the sleep state to the activated state from the correspondence table TBL3 or the correspondence table TBL5 The
更に、この発明の実施の形態においては、対応表TBL1は、「第1の対応表」を構成し、対応表TBL3または対応表TBL5は、「第2の対応表」を構成する。 Furthermore, in the embodiment of the present invention, the correspondence table TBL1 constitutes a “first correspondence table”, and the correspondence table TBL3 or the correspondence table TBL5 constitutes a “second correspondence table”.
更に、この発明の実施の形態においては、フレーム送信数Nまたはトポロジー情報のいずれかに基づいてウェイクアップ信号受信部17およびウェイクアップ信号判定部18(受信器)を利用するか否かを判定する制御部14は、「判定手段」を構成する。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, it is determined whether or not to use the wakeup
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.
この発明は、無線装置、それを備えた無線通信システムおよび無線装置において実行されるプログラムに適用される。 The present invention is applied to a radio apparatus, a radio communication system including the radio apparatus, and a program executed in the radio apparatus.
1〜7 無線ノード、10 無線センサーネットワーク、11,12 アンテナ、13 無線通信部、14 制御部、15 経路制御部、16 サンプリング間隔決定部、17 ウェイクアップ信号受信部、18 ウェイクアップ信号判定部、19 フレーム長対応表。 1 to 7 wireless nodes, 10 wireless sensor networks, 11 and 12 antennas, 13 wireless communication units, 14 control units, 15 path control units, 16 sampling interval determination units, 17 wakeup signal reception units, 18 wakeup signal determination units, 19 Frame length correspondence table.
Claims (19)
前記第1の無線フレームを受信するときの消費電力量である受信電力量と前記第1の無線フレームを送信するときの消費電力量である送信電力量との和である総電力量が最小になるときの好適なサンプリング間隔を、所望の時間長における前記第1の無線フレームの送信数であるフレーム送信数に対応して決定する決定手段と、
前記第1の無線フレームを受信するとともに前記好適なサンプリング間隔で動作する受信器とを備える無線装置。 From the plurality of frame lengths including the frame length obtained by adding / subtracting the desired frame length interval to / from the average frame length that becomes longer as the sampling interval when detecting the frame length becomes longer and becomes shorter as the sampling interval becomes shorter A wireless device that represents wireless device identification information by at least one selected frame length, and transmits and receives a first wireless frame having a frame length representing the identification information,
The total power amount that is the sum of the reception power amount that is the power consumption amount when receiving the first radio frame and the transmission power amount that is the power consumption amount when transmitting the first radio frame is minimized. Determining means for determining a suitable sampling interval corresponding to the number of frame transmissions that is the number of transmissions of the first radio frame in a desired time length;
And a receiver that receives the first radio frame and operates at the preferred sampling interval.
前記決定手段は、前記演算手段によって演算されたフレーム送信数に対応して前記好適なサンプリング間隔を決定する、請求項1に記載の無線装置。 Pre-determined data collection period, transmission period of control packets for establishing and / or maintaining the topology of the wireless device in the wireless network, and existing in a lower layer than the wireless device when the topology has a hierarchical structure In addition, the total number of radio frames is calculated using the total number of radio devices existing at a position of 1 hop or more from the radio device, and the communication quality of the link is considered with respect to the calculated total number of radio frames. Further comprising computing means for computing the number of frame transmissions by increasing the total number of radio frames;
The radio apparatus according to claim 1, wherein the determining unit determines the suitable sampling interval corresponding to the number of frame transmissions calculated by the calculating unit.
前記決定手段は、前記検出手段によって検出されたフレーム送信数に対応して前記好適なサンプリング間隔を決定する、請求項1に記載の無線装置。 Detecting means for detecting the number of frame transmissions by measuring the number of transmissions of the first radio frame in the desired time length;
The radio apparatus according to claim 1, wherein the determination unit determines the suitable sampling interval corresponding to the number of frame transmissions detected by the detection unit.
前記第1の無線フレームを受信するときの消費電力量である受信電力量と前記第1の無線フレームを送信するときの消費電力量である送信電力量との和である総電力量が最小になるときの好適なサンプリング間隔を、所望の時間長における前記第1の無線フレームの送信数であるフレーム送信数に対応して決定する第1のステップと、
受信器が前記第1の無線フレームを受信するとともに前記好適なサンプリング間隔で動作する第2のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラム。 From the plurality of frame lengths including the frame length obtained by adding / subtracting the desired frame length interval to / from the average frame length that becomes longer as the sampling interval when detecting the frame length becomes longer and becomes shorter as the sampling interval becomes shorter A program for causing a computer to execute identification in a wireless device that transmits and receives a first wireless frame having a frame length representing the identification information, representing the identification information of the wireless device by at least one selected frame length,
The total power amount that is the sum of the reception power amount that is the power consumption amount when receiving the first radio frame and the transmission power amount that is the power consumption amount when transmitting the first radio frame is minimized. A first step of determining a suitable sampling interval corresponding to the number of frame transmissions that is the number of transmissions of the first radio frame in a desired time length;
A program for causing a computer to execute a second step of receiving the first radio frame and operating at the preferred sampling interval.
前記第1のステップにおいて、前記好適なサンプリング間隔は、前記第3のステップにおいて演算されたフレーム送信数に対応して決定される、請求項11に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 From a data collection cycle determined in advance, a transmission cycle of a control packet for constructing and / or maintaining a topology of a wireless device in a wireless network, and a wireless device on which the program is executed when the topology has a hierarchical structure And the total number of radio frames using the total number of radio devices existing in the lower layer and located at a position of 1 hop or more from the radio device on which the program is executed. On the other hand, the computer further executes a third step of calculating the number of frame transmissions by increasing the total number of the radio frames in consideration of the communication quality of the link,
12. The program for causing a computer to execute according to claim 11, wherein in the first step, the suitable sampling interval is determined in accordance with the number of frame transmissions calculated in the third step.
前記第1のステップにおいて、前記好適なサンプリング間隔は、前記第4のステップにおいて検出されたフレーム送信数に対応して決定される、請求項11に記載のコンピュータに実行させるためのプログラム。 Causing the computer to further execute a fourth step of measuring the number of transmissions of the first radio frame in the desired time length and detecting the number of frame transmissions;
The computer-executable program according to claim 11, wherein in the first step, the suitable sampling interval is determined in correspondence with the number of frame transmissions detected in the fourth step.
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