ノード装置、無線ネットワークシステムおよびバックアップ方法
【課題】無線ネットワークを形成するノード装置のセンサ情報のバックアップをより確実に行うことができるノード装置を提供する。
【解決手段】ノード１０は、センサ１１と、センサ１１のセンサ情報を、無線ネットワークを介して、自ノードに接続されているゲートウェイに送信するプロセッサ１２と、複数のゲートウェイの管理下から自ノードが孤立した状態となったか否かを検出する検出部１４と、孤立した状態となったときに、センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部１３とを備える。
【解決手段】ノード１０は、センサ１１と、センサ１１のセンサ情報を、無線ネットワークを介して、自ノードに接続されているゲートウェイに送信するプロセッサ１２と、複数のゲートウェイの管理下から自ノードが孤立した状態となったか否かを検出する検出部１４と、孤立した状態となったときに、センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部１３とを備える。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークを形成するノード装置で取得されるセンサ情報のバックアップ技術に関する。
【０００２】
従来、複数のセンサノードと、各センサノードから計測データを受信するゲートウェイと、ゲートウェイに接続可能な上位計算機とを備え、上位計算機が、ゲートウェイの切り替えを行うことで障害時の計測データの収集を行うように構成されているシステムが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９-２６０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたシステムでは、上位計算機がゲートウェイの切り替えを行っている。しかしながら、無線ネットワークを形成するノード装置間では、ノード装置間の接続状態が変化しているため、ゲートウェイに接続されないノード装置が存在する可能性がある。すなわち、この従来のシステムでは、無線ネットワークを形成するノード装置のセンサのバックアップが十分ではない。
【０００５】
そこで本発明は、無線ネットワークを形成するノード装置のセンサ情報のバックアップをより確実に行うことが可能なノード装置、無線ネットワークシステムおよびバックアップ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためのノード装置は、複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置であって、センサ情報を取得するセンサと、上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、上記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、上記孤立した状態となったときに、上記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部とを備えるものである。
【０００７】
上記の課題を解決するための無線ネットワークシステムは、無線ネットワークを形成する複数のノード装置と、上記各ノード装置と接続可能な複数のゲートウェイとを備えた無線ネットワークシステムであって、上記複数のノード装置の各々は、センサ情報を取得するセンサと、上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、上記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、上記孤立した状態となったときに、上記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部とを備えるものである。
【０００８】
上記の課題を解決するためのバックアップ方法は、複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置によるバックアップ方法であって、センサ情報を取得するステップと、上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信するステップと、上記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出するステップと、上記孤立した状態となったときに、上記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積するステップとを含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無線ネットワークを形成するノード装置のセンサ情報のバックアップをより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る無線ネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】ノードの構成例を示すブロック図である。
【図３】第２のノードの構成例を示すブロック図である。
【図４】第１ゲートウェイの構成例を示すブロック図である。
【図５】第２ゲートウェイの構成例を示すブロック図である。
【図６】サーバの構成例を示すブロック図である。
【図７】ゲートウェイ管理テーブルの構成例を示す図である。
【図８】図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、ノードが第１ゲートウェイの管理下から孤立した状態例を示す図である。
【図９】図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、第２のノードが接続されているノードが第１ゲートウェイの管理下から孤立した状態例を示す図である。
【図１０】図８の孤立状態において、ノードの動作の一例を示すフロー図である。
【図１１】図８および図９の孤立状態の場合の全体動作を示すフロー図である。
【図１２】図８の孤立状態後に、孤立状態のノードが第１ゲートウェイと接続される状態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る無線ネットワークシステム１について図面を参照して説明する。この実施形態に係る無線ネットワークシステム１は、例えば複数のノード装置が相互に接続可能なメッシュネットワーク上に設けられ、メッシュネットワークの回線障害等が発生した際にノード装置で取得されるセンサ情報を保持するためのシステムである。
【００１２】
先ず、本実施形態に係る無線ネットワークシステム１の構成例について、図１を参照して説明する。図１は、無線ネットワークシステム１の概略構成例を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、無線ネットワークシステム１では、複数のノード装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｌ（以下、「ノード１０ａ，・・・，１０ｌ」と略記する。）と、第２のノード装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃ（以下、単に「ノード２０ａ，・・・，２０ｃ」と略記する。）が、第１ゲートウェイ３０（以下、「ゲートウェイ３０」と略記する。）と無線通信可能に構成され、ゲートウェイ３０が有線ＬＡＮ(Local Area Network)に接続されている。有線ＬＡＮはさらに、第２ゲートウェイ４０（以下、「ゲートウェイ４０」と略記する。）およびサーバ５０に接続されている。
【００１４】
この無線ネットワークシステム１では、ノード１０ａ，・・・，１０ｌ；２０ａ，・・・，２０ｃ間の無線通信（メッシュネットワーク技術）によるパケット（この実施形態では、後述するセンサ情報を含む。）の転送を実現するために、例えばZigbeeに従った通信の確立および切断が行われる。いったん、通信が確立されると、パケットの転送は、ゲートウェイ３０を介して行われる。図１において、ゲートウェイ４０は、ノード１０ａ，・・・，１０ｌ；２０ａ，・・・，２０ｃとゲートウェイ３０との間の通信障害時にノード２０ａ，・・・，２０ｃの切り替え処理により使用される。また、この実施形態では、ノードとして、無線機能を持つセンサが適用される。
【００１５】
[無線ネットワークシステム１の構成]
次に、図１に示した無線ネットワークシステム１を構成する各装置について説明する。図２は、複数のノード１０ａ，・・・，１０ｌの構成例を説明するためのブロック図である。なお、以下の説明において、複数のノード１０ａ，・・・，１０ｌの各々に共通の説明では、各ノードが単にノード１０として参照され、複数のノード２０ａ，・・・，２０ｃの各々に共通の説明では、各ノードが単にノード２０として参照される。
【００１６】
[ノード１０]
図２に示すように、ノード１０は、センサ１１、プロセッサ１２、蓄積部１３、検出部１４、無線通信部１５および通信制御部１６を備える。センサ１１は、一例として、温度センサとするが、圧力センサ、ＣＯ２センサ、ガスセンサなどでもよい。センサ１１が測定対象の物理量を測定すると、その物理量をセンサ情報として取得し、蓄積部１３に蓄積される。
【００１７】
プロセッサ１２は、ノード１０内のデータ処理、タイミング処理、演算処理等を行う。例えば、プロセッサ１２は、蓄積部１３を参照して、接続中のゲートウェイ３０または４０に対してセンサ情報を含むパケットを送信する。プロセッサ１２は、センサ情報を含むパケットを送信する場合には、当該センサ情報と、このセンサ情報の取得時間と、ノードＩＤとをパケットに含めて送信する。センサ情報とその取得時間とを含むパケットの送信は、所定のタイミングで行われる。
【００１８】
検出部１４は、複数のゲートウェイ３０，４０の管理下から自ノード１０が孤立した状態となったか否かを検出する。具体的には、検出部１４は、接続中のゲートウェイ３０との接続が切断し、かつ、ノード１０と接続可能なノード２０が存在しない場合に、複数のゲートウェイ３０，４０の管理下から自ノード１０が孤立状態となったと検出する。この実施形態では、ノード２０は、ゲートウェイ４０への接続の切り替え機能を持つ。ノード２０の存在の検出は、ノード１０を、ノード２０を介してゲートウェイ４０に接続する目的で行われる。
【００１９】
本実施形態の検出部１４は、切断検出部１４１と、ノード検出部１４２とを備えている。
【００２０】
切断検出部１４１は、接続中のゲートウェイとの切断の有無を検出する。この実施形態の説明では、ゲートウェイ４０は、ノード１０，２０とゲートウェイ３０との間の接続が切断したときに使用されるために、切断検出部１４１は、ゲートウェイ３０との切断の有無を検出するように構成されている。この検出は以下のように行われる。すなわち、後述する通信制御部１６が、接続中のゲートウェイ３０に対し、接続の確認を問い合わせるためのパケットを送信し、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信しなかった場合に、切断検出部１４１では、ノード１０とゲートウェイ３０との切断が検出される。
【００２１】
ノード１０，２０とゲートウェイ３０との間の接続が切断する要因としては、ノード１０，２０やゲートウェイ３０の故障、天候、ノード数の増加に伴うメッシュネットワークの輻輳等が考えられる。
【００２２】
ノード検出部１４２は、ノード１０とゲートウェイ３０との切断が検出されたときに、自ノード１０に接続可能なノード２０の存在の有無を検出する。この検出は以下のように行われる。すなわち、後述する通信制御部１６が、接続中の全ノードに対し、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットをブロードキャスト送信し、ノード２０から、当該ノード２０の存在を示す応答パケットを受信しなかった場合に、ノード検出部１４２では、ノード２０が存在しないこと、すなわちノード２０の不存在が検出される。
【００２３】
無線通信部１５は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４により標準化された無線通信規格等による通信機能を有しており、パケットの送受信を行う。
【００２４】
通信制御部１６は、他のノードへの接続の切り替え処理、接続中のゲートウェイ３０との接続確認を行うための問い合わせ処理、ノード２０の存在を確認するための問い合わせ処理などを行う。上記の問い合わせ処理は、通信制御部１６がパケットを送信して行われる。パケットの送信は、所定のタイミングで行われる。パケットの送信は、例えば、定期的に行われるようにしてもよいし、無線ネットワークの構成が変化したときに行われるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、通信制御部１６は、ノード２０から、後述するゲートウェイ４０との接続許可を示すパケットを受信した場合に、通信接続動作を開始する。
【００２６】
[ノード２０]
次に、ノード２０の構成について説明する。ノード２０は、ノード１０と異なり、ゲートウェイ３０との接続だけでなく、ゲートウェイ４０との接続が可能である。そのため、この実施形態のノード２０は、ゲートウェイ４０との接続を行うため、メッシュネットワーク回線とは異なるネットワーク、たとえば、携帯電話網を利用したネットワークなど、バックアップ回線と接続し得る構成を備えている。そのために、ノード２０には、バックアップ回線との接続を可能にする回線コントローラが設けられる。また、ノード２０においては、バックアップ回線との接続機能に関連して、ノード１０の構成と異なる。
【００２７】
図３は、ノード２０の構成例を説明するためのブロック図である。図３に示すように、ノード２０は、センサ２１、プロセッサ２２、蓄積部２３、検出部２４、無線通信部２５、通信制御部２６、返答部２７および回線コントローラ２８を備える。なお、センサ２１、プロセッサ２２、蓄積部２３および無線通信部２５の構成は、ノード１０のセンサ１１、蓄積部１３および無線通信部１５で説明したもの（図２参照）と同様である。
【００２８】
本実施形態のノード２０では、ゲートウェイ４０への接続の切り替えが可能であるため、ノード２０の検出部２４は、ノード２０の存在を問い合わせる必要がない。そのために、検出部２４は、ノード１０の検出部１４と異なり、ノード２０の存在を検出するためのノード検出部を要しない。
【００２９】
検出部２４は、接続中のゲートウェイ３０との切断の有無を検出する切断検出部２４１を備える。この検出の方法は、ノード１０の切断検出部１４１と同様である。すなわち、後述する通信制御部２６が、接続中のゲートウェイ３０に対し、接続の確認を問い合わせるためのパケットを送信し、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信しなかった場合に、切断検出部２４１では、ゲートウェイ３０との切断が検出される。
【００３０】
通信制御部２６は、他のノードへの接続の切り替え処理、ゲートウェイ３０との接続確認を行うための問い合わせ処理などを行う。この問い合わせ処理が、所定のタイミングで送信されるパケットを用いて行われる点は、ノード１０の通信制御部１６の場合と同様である。
【００３１】
返答部２７は、ノード１０から、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットを受信した場合には、そのノード１０に対してノード２０の存在を示す応答パケットを送信する。
【００３２】
回線コントローラ２８は、メッシュネットワークを介さずに携帯電話網ネットワークに接続されてゲートウェイ４０と通信可能な構成となっている。携帯電話網ネットワークとの接続は、ゲートウェイ３０との接続が切断した際に、ノード１０，２０で取得されるセンサ情報の送信先をゲートウェイ４０へ切り替える目的で行われる。
【００３３】
回線コントローラ２８は、切断検出部２４１においてゲートウェイ３０との切断が検出された場合、または、ノード１０から、ノード２０の存在を確認するためのパケットを受信した場合に、ゲートウェイ４０との接続を行うために携帯電話網ネットワーク回線と接続する。さらに回線コントローラ２８は、返答部２７が、ノード２０の存在を確認するためのパケットをノード１０から受信し、そのノード１０とゲートウェイ４０との接続を許可する場合には、接続許可を示すパケットをそのノード１０へ送信する。これにより、そのノード１０とゲートウェイ４０との通信が確立する。
【００３４】
[ゲートウェイ３０]
ゲートウェイ３０は、電波到達範囲に位置するノード１０，２０と無線通信を行い、ノード１０，２０とサーバ５０との間のパケットの中継を行う。
【００３５】
図４は、ゲートウェイ３０の構成例を説明するためのブロック図である。図４に示すように、ゲートウェイ３０は、プロセッサ３１、メモリ３２、有線コントローラ３３、返答部３４および無線コントローラ３５を備える。
【００３６】
プロセッサ３１は、ゲートウェイ３０内のデータ処理、タイミング処理、演算処理等を行う。この実施形態のプロセッサ３１は、ノード１０，２０からのパケットに基づいて、対応するセンサ情報を転送先のサーバ５０に送信する。センサ情報の送信は、所定のタイミングで順次、行うようにしてもよい。あるいは、プロセッサ３１は、所定数のセンサ情報の平均値を求めて、その平均値をサーバ５０に送信するようにしてもよい。
【００３７】
メモリ３２は、ＲＯＭおよびＲＡＭを含んでおり、プログラムやデータを蓄積する。
【００３８】
有線コントローラ３３は、有線ＬＡＮに接続されており、サーバ５０とのパケットの送受信を行う。
【００３９】
返答部３４は、ノード１０，２０から、ゲートウェイ３０との接続を確認するためのパケットを受信し、ゲートウェイ３０とそのノード１０，２０との接続を許可する場合には、接続確認を示す応答パケットをそのノード１０，２０へ送信する。
【００４０】
無線コントローラ３５は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４により標準化された無線通信規格による通信機能を有しており、接続中のノード１０，２０とのパケットの送受信を行う。
【００４１】
[ゲートウェイ４０]
ゲートウェイ４０は、ゲートウェイ３０と同等の機能を備えるが、この実施形態の説明では、ゲートウェイ４０は、ノード２０との間で接続されて使用される。
【００４２】
図５は、ゲートウェイ４０の構成例を説明するためのブロック図である。図５に示すように、ゲートウェイ４０は、プロセッサ４１、メモリ４２、有線コントローラ４３および無線コントローラ４４を備える。なお、プロセッサ４１、メモリ４２および有線コントローラ４３の構成は、ゲートウェイ３０のプロセッサ３１、メモリ３２および有線コントローラ３３で説明したもの（図４参照）と同様である。
【００４３】
無線コントローラ４４は、メッシュネットワークを介さずに、携帯電話網ネットワーク等を介して、接続中のノード１０，２０とのパケットの送受信を行う。さらに無線コントローラ４４は、接続を求めるパケットをノード２０から受信し、接続を許可する場合には、接続許可を示す応答パケットをそのノード２０へ送信する。これにより、そのノード２０とゲートウェイ４０との通信が確立する。
【００４４】
[サーバ５０]
サーバ５０は、有線ＬＡＮに接続されており、ゲートウェイ３０，４０からのパケットを受信することによって、ノード１０，２０で取得されたセンサ情報を管理する役割を果たす。
【００４５】
図６は、サーバ５０の構成例を説明するためのブロック図である。図６に示すように、サーバ５０は、プロセッサ５１、メモリ５２および通信部５３を備える。プロセッサ５１は、サーバ５０全体の動作を実現するための各種のプログラムの実行、演算処理、タイミング処理等を行う。
【００４６】
通信部５３は、ネットワークインターフェース機能を有しており、ゲートウェイ３０，４０との通信を行う。
【００４７】
メモリ５２は、ＲＯＭおよびＲＡＭを含んでおり、プログラムやデータを蓄積する。管理テーブル５２１は、ゲートウェイとノードとの接続状態を管理するために設けられている。図７に管理テーブル５２１の構成例を示す。図７に示すように、管理テーブル５２１は、接続中のノードを識別するためのノードＩＤと、そのノードと接続しているゲートウェイのＩＰアドレスとが記録されている。
【００４８】
プロセッサ５１は、ノード１０，２０と通信を開始するときには、ノード１０，２０からのノードＩＤに基づいて、そのノードＩＤに対応するゲートウェイのＩＰアドレス宛てにパケットを送信する。プロセッサ５１は、ノード１０，２０との通信を終了するときには、該当するノードに対応するテーブルのレコード部分を管理テーブル５２１から削除する。またプロセッサ５１は、ノードとゲートウェイとの接続状態に変更があるときには、その状態を管理テーブル５２１に反映する。
【００４９】
[ノード１０の孤立状態]
次に、無線ネットワークシステム１においてノード１０がゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となる態様について、図８および図９を参照して説明する。図８は、図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、４つのノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌがゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態例を示す図である。図９は、図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、ノード２０ｂ，２０ｃと接続されているノード１０ｅ〜１０ｌがゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態例を示す図である。
【００５０】
図８の例では、ノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋと他のノード１０ｇ，１０ｈ，２０ｂ，２０ｃとの間の接続が切断することによって、４つのノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌが、ゲートウェイ３０の管理対象外となり、ゲートウェイ３０の管理下から孤立する。さらに、４つのノード１０ｉ，１０ｊとノード２０ｂ，２０ｃとの間の接続が切断することによって、各ノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌが、ノード２０ｂ，２０ｃを介して、ゲートウェイ４０に対してパケットを送信することができなくなり、ゲートウェイ４０の管理下からも孤立する。
【００５１】
一方、図９の例では、ゲートウェイ３０の管理下から孤立したノード２０ｂ，２０ｃが、携帯電話網ネットワーク等（図９のノード２０ｂ，２０ｃとゲートウェイ４０との間を破線で示す。）を介してゲートウェイ４０と接続することによって、ゲートウェイ３０の管理下から孤立した各ノード１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｌが、ノード２０ｂ，２０ｃを介して、ゲートウェイ４０に対してパケットを送信する。
【００５２】
[ノード１０の動作]
次に、接続中のゲートウェイ３０の管理下からノード１０が孤立した状態となった場合に、そのノード１０がセンサ情報をバックアップする動作について図２および図８〜図１０を参照して説明する。図１０は、孤立状態を検出するノード１０の動作の一例を示すフロー図である。
【００５３】
図１０では、一例として、接続中のゲートウェイ３０に対してセンサ情報を送信するノード１０が、定期的に、ゲートウェイ３０に対して接続を確認するためのパケットを送信する場合の動作を示している。
【００５４】
図１０において先ず、切断検出部１４１は、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信したか否かに基づいて、ゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となったか否かを検出する（ステップＳ１）。
【００５５】
ノード１０の孤立状態が検出された場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、そのノード１０（図８の例では、ノード１０ｉ〜１０ｌ、図９の例では、ノード１０ｅ〜１０ｌ）がノード２０の存在を確認するために以下の処理が行われる。すなわち、通信制御部１６は、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットをブロードキャスト送信する。そして、ノード検出部１４２は、ノード２０から存在を示す応答パケットを受信したか否かに基づいて、ノード２０の存在の有無を検出する（ステップＳ２）。
【００５６】
ノード２０が検出されなかった場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、ノード１０（図８の例では、ノード１０ｉ〜１０ｌ）のプロセッサ１２は、センサ１１で取得されたセンサ情報を蓄積部１３に蓄積する（ステップＳ３）。
【００５７】
このセンサ情報の蓄積が行われることにより、ノード１０は、再びゲートウェイ３０との接続が行われた後は、孤立状態の間に取得されたセンサ情報を蓄積部１３から取り出してゲートウェイ３０に対して送信する。この場合には、センサ情報を受信したゲートウェイ３０は、そのセンサ情報を転送先のサーバ５０に対して送信する。これにより、サーバ５０は、ゲートウェイ３０からのセンサ情報を保存することが可能となっている。
【００５８】
一方、ノード２０が検出された場合には（ステップＳ２のＮＯ）、ノード１０（図９の例では、ノード１０ｅ、または、ノード１０ｇ〜１０ｌ）のプロセッサ１２は、そのノード２０（図９の例では、ノード２０ｂ、または、ノード２０ｃ）を介して、ゲートウェイ４０に対してセンサ情報を送信する（ステップＳ４）。この場合には、センサ情報を受信したゲートウェイ４０は、そのセンサ情報を転送先のサーバ５０に対して送信する。これにより、サーバ５０は、ゲートウェイ４０からのセンサ情報を保存することが可能となっている。
【００５９】
[無線ネットワークシステム１の動作]
以下、本実施形態の無線ネットワークシステム１の全体動作について、図８、図９、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、ノード１０がゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となった場合の全体動作を示すフロー図である。図１２は、図８の状態において、ゲートウェイの管理下から孤立した状態となったノードが再びゲートウェイと接続された場合の無線ネットワークシステムの状態例を示す図である。
【００６０】
図１１では、一例として、ノード１０ｉが、接続中のゲートウェイ３０に対してパケットの送信を行う場合の無線ネットワークシステム１の全体動作を示している。
【００６１】
図１１において先ず、ノード１０ｉとゲートウェイ３０との間の通信が確立される（ステップＳ１０１）。
【００６２】
ノード１０ｉは、ゲートウェイ３０を介してサーバ５０に対し、自ノードのセンサ情報を含むパケットを送信する（ステップＳ１０２）。このパケットに基づいて、ノード１０ｉのノードＩＤと、ゲートウェイ３０のＩＰアドレスとがサーバ５０の管理テーブル５２１に登録される。さらにセンサ情報がサーバ５０に保存される。
【００６３】
ここで、ノード１０ｉとゲートウェイ３０との間の通信が確立されると、ノード１０ｉは、ゲートウェイ３０に対して接続の確認をするためのパケットを送信する。ゲートウェイ３０は、このパケットを受信すると、接続確認を示す応答パケットをノード１０ｉへ送信する。この応答パケットを受信するか否かに基づいて、ノード１０ｉは、ゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となったか否か、すなわち、ゲートウェイ３０との接続が切断したか否か検出する（ステップＳ１０３）。図８の例では、ノード１０ｉが他のノード１０ｇ，２０ｂとの接続が切断されたために、ステップＳ１０３において、ゲートウェイ３０との接続が切断したと検出される。あるいは、図９の例においても、接続中のノード間の接続が切断されたために、ステップＳ１０３において、ゲートウェイ３０との接続が切断したと検出される。
【００６４】
ゲートウェイ３０との切断が検出された場合には、ノード１０ｉは、接続中の全ノードに対してノード２０の存在を問い合わせるためのパケットを送信する（ステップＳ１０４）。ノード２０は、このパケットを受信すると、存在を示す応答パケットをノード１０ｉへ送信する。
【００６５】
さらにノード１０ｉは、ノード２０が存在するか否か、すなわち、ゲートウェイ４０の管理下から孤立した状態となったか否か検出する（ステップＳ１０５）。この検出は、ステップＳ１０４でパケットを送信した後に、ノード２０から、存在を示す応答パケットを受信するか否かに基づいて行われる。図８の例では、ノード１０ｉがノード２０と接続されていないために、ステップＳ１０５において、ノード２０が存在しないと検出される。一方、図９の例では、接続中のノード２０ｂが存在するために、ステップＳ１０５において、ノード２０ｂが存在すると検出される。
【００６６】
ノード２０が存在しないと検出された場合（ステップＳ１０５のＮＯ）には、ノード１０ｉは、センサ１１で検出されたセンサ情報を取得時間とともに蓄積部１３に蓄積する（ステップＳ１０６）。
【００６７】
図１１には図示されていないが、ノード１０ｉは、ステップＳ１０３でゲートウェイ３０との切断を検出した後も、ゲートウェイ３０に対して接続の確認をするためのパケットを送信し続ける。そして、ノード１０ｉが、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信した場合には、以後、ノード１０ｉとゲートウェイ３０との間の接続が再び行われる。これにより、ノード１０ｉは、新規に取得されるセンサ情報をゲートウェイ３０に対して送信するとともに、ステップＳ１０６で蓄積したセンサ情報をゲートウェイ３０に対して送信する（ステップＳ１０７）。図１２の例では、ノード１０ｉがノード１０ｇと接続するために、ノード１０ｉは、ノード１０ｇを介してセンサ情報をゲートウェイ３０へ送信する。
【００６８】
ステップＳ１０６で蓄積したセンサ情報の送信は、取得時間が最新のものから優先的に行われる。この場合には、ノード１０ｉは、蓄積部１３を参照して、取得時間が新しいセンサ情報を取り出して送信する。
【００６９】
ステップＳ１０４の処理が完了し、ノード２０ｂが、ノード１０ｉから、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットを受信した場合には、ノード２０ｂは、ノード１０ｉに対して自ノード２０ｂの存在を示す応答パケットを送信する。
【００７０】
さらにノード２０ｂは、携帯電話網ネットワークを介してゲートウェイ４０に対して接続を求めるパケットを送信し、ゲートウェイ４０から接続許可を示す応答パケットを受信すると、ノード２０ｂとゲートウェイ４０との間の通信が開始される（ステップＳ１０８）。この場合には、ノード１０ｉは、パケットの送信先を、すでに接続中のゲートウェイ３０からゲートウェイ４０に切り替える。
【００７１】
ステップＳ１０５において、ノード２０が存在すると検出された場合（ＹＥＳ）には、ノード１０ｉは、センサ１１で取得されたセンサ情報を含むパケットを、ノード２０を経由してゲートウェイ４０に送信する（ステップＳ１０９）。図９の例では、ノード１０ｉがノード２０ｂと接続するために、ノード１０ｉは、センサ情報を含むパケットを、ノード２０ｂを経由してゲートウェイ４０へ送信する。ゲートウェイ４０は、ノード１０ｉのセンサ情報をサーバ５０に送信する（ステップＳ１１０）。
【００７２】
なお、その後、ノード２０ｂは、例えば、ノード１０ｉからのパケットを受信してから所定の期間、ノード１０ｉからのパケットを受信しなくなった場合には、ゲートウェイ４０との接続を切断する。あるいは、このゲートウェイ４０との接続の切断は、ノード１０ｉの場合と同様に、以下のタイミングで行われるようにしてもよい。すなわち、ノード２０ｂは、ステップＳ１０８でゲートウェイ４０との通信を開始した後、任意のタイミングでゲートウェイ３０に対して接続の確認をするためのパケットを送信し続ける。そして、ノード２０ｂが、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信した場合に、ゲートウェイ４０からゲートウェイ３０への接続に切り替える。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態の無線ネットワークシステム１は、複数のゲートウェイの管理下からノードが孤立した状態となった場合には、センサ情報の送信を停止し、そのセンサ情報を蓄積する。これにより、このノードのセンサ情報が保持される。
【００７４】
以上の実施形態に関し、さらに以下の構成を開示する。
複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置であって、
センサ情報を取得するセンサと、
上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、
上記複数のゲートウェイのうちの接続中のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、
上記孤立した状態となったときに、上記無線ネットワークを介さずに他のゲートウェイと接続を切り替える回線コントローラと
を備えたことを特徴とするノード装置。
【００７５】
なお、この実施形態では、２つのゲートウェイを設ける場合について説明したが、３つ以上のゲートウェイを備えるようにしてもよい。この場合には、ノード１０は、どのゲートウェイの管理下からも孤立の状態になったときに、センサ情報の送信を停止して蓄積する。
【００７６】
また、この実施形態では、接続先が固定のメッシュネットワークの場合について説明したが、随時接続先の変更を可能とするアドホックネットワークなどであってもよい。
【００７７】
また、ノード１０，２０、ゲートウェイ３０，４０およびサーバ５０のハードウェア構成、動作手順およびテーブル構成は、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ａ〜１０ｌ ノード装置
１１，２１ センサ
１２，２２ プロセッサ
１３，２３ 蓄積部
１４，２４ 検出部
１５，２５ 無線通信部
１６，２６ 通信制御部
２０ａ〜２０ｃ 第２のノード装置
３０ 第１ゲートウェイ
４０ 第２ゲートウェイ
５０ サーバ
【背景技術】
【０００１】
本発明は、無線ネットワークを形成するノード装置で取得されるセンサ情報のバックアップ技術に関する。
【０００２】
従来、複数のセンサノードと、各センサノードから計測データを受信するゲートウェイと、ゲートウェイに接続可能な上位計算機とを備え、上位計算機が、ゲートウェイの切り替えを行うことで障害時の計測データの収集を行うように構成されているシステムが開示されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９-２６０７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されたシステムでは、上位計算機がゲートウェイの切り替えを行っている。しかしながら、無線ネットワークを形成するノード装置間では、ノード装置間の接続状態が変化しているため、ゲートウェイに接続されないノード装置が存在する可能性がある。すなわち、この従来のシステムでは、無線ネットワークを形成するノード装置のセンサのバックアップが十分ではない。
【０００５】
そこで本発明は、無線ネットワークを形成するノード装置のセンサ情報のバックアップをより確実に行うことが可能なノード装置、無線ネットワークシステムおよびバックアップ方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するためのノード装置は、複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置であって、センサ情報を取得するセンサと、上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、上記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、上記孤立した状態となったときに、上記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部とを備えるものである。
【０００７】
上記の課題を解決するための無線ネットワークシステムは、無線ネットワークを形成する複数のノード装置と、上記各ノード装置と接続可能な複数のゲートウェイとを備えた無線ネットワークシステムであって、上記複数のノード装置の各々は、センサ情報を取得するセンサと、上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、上記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、上記孤立した状態となったときに、上記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部とを備えるものである。
【０００８】
上記の課題を解決するためのバックアップ方法は、複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置によるバックアップ方法であって、センサ情報を取得するステップと、上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信するステップと、上記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出するステップと、上記孤立した状態となったときに、上記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積するステップとを含むものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、無線ネットワークを形成するノード装置のセンサ情報のバックアップをより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る無線ネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】ノードの構成例を示すブロック図である。
【図３】第２のノードの構成例を示すブロック図である。
【図４】第１ゲートウェイの構成例を示すブロック図である。
【図５】第２ゲートウェイの構成例を示すブロック図である。
【図６】サーバの構成例を示すブロック図である。
【図７】ゲートウェイ管理テーブルの構成例を示す図である。
【図８】図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、ノードが第１ゲートウェイの管理下から孤立した状態例を示す図である。
【図９】図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、第２のノードが接続されているノードが第１ゲートウェイの管理下から孤立した状態例を示す図である。
【図１０】図８の孤立状態において、ノードの動作の一例を示すフロー図である。
【図１１】図８および図９の孤立状態の場合の全体動作を示すフロー図である。
【図１２】図８の孤立状態後に、孤立状態のノードが第１ゲートウェイと接続される状態例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る無線ネットワークシステム１について図面を参照して説明する。この実施形態に係る無線ネットワークシステム１は、例えば複数のノード装置が相互に接続可能なメッシュネットワーク上に設けられ、メッシュネットワークの回線障害等が発生した際にノード装置で取得されるセンサ情報を保持するためのシステムである。
【００１２】
先ず、本実施形態に係る無線ネットワークシステム１の構成例について、図１を参照して説明する。図１は、無線ネットワークシステム１の概略構成例を示すブロック図である。
【００１３】
図１に示すように、無線ネットワークシステム１では、複数のノード装置１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，・・・，１０ｌ（以下、「ノード１０ａ，・・・，１０ｌ」と略記する。）と、第２のノード装置２０ａ，２０ｂ，２０ｃ（以下、単に「ノード２０ａ，・・・，２０ｃ」と略記する。）が、第１ゲートウェイ３０（以下、「ゲートウェイ３０」と略記する。）と無線通信可能に構成され、ゲートウェイ３０が有線ＬＡＮ(Local Area Network)に接続されている。有線ＬＡＮはさらに、第２ゲートウェイ４０（以下、「ゲートウェイ４０」と略記する。）およびサーバ５０に接続されている。
【００１４】
この無線ネットワークシステム１では、ノード１０ａ，・・・，１０ｌ；２０ａ，・・・，２０ｃ間の無線通信（メッシュネットワーク技術）によるパケット（この実施形態では、後述するセンサ情報を含む。）の転送を実現するために、例えばZigbeeに従った通信の確立および切断が行われる。いったん、通信が確立されると、パケットの転送は、ゲートウェイ３０を介して行われる。図１において、ゲートウェイ４０は、ノード１０ａ，・・・，１０ｌ；２０ａ，・・・，２０ｃとゲートウェイ３０との間の通信障害時にノード２０ａ，・・・，２０ｃの切り替え処理により使用される。また、この実施形態では、ノードとして、無線機能を持つセンサが適用される。
【００１５】
[無線ネットワークシステム１の構成]
次に、図１に示した無線ネットワークシステム１を構成する各装置について説明する。図２は、複数のノード１０ａ，・・・，１０ｌの構成例を説明するためのブロック図である。なお、以下の説明において、複数のノード１０ａ，・・・，１０ｌの各々に共通の説明では、各ノードが単にノード１０として参照され、複数のノード２０ａ，・・・，２０ｃの各々に共通の説明では、各ノードが単にノード２０として参照される。
【００１６】
[ノード１０]
図２に示すように、ノード１０は、センサ１１、プロセッサ１２、蓄積部１３、検出部１４、無線通信部１５および通信制御部１６を備える。センサ１１は、一例として、温度センサとするが、圧力センサ、ＣＯ２センサ、ガスセンサなどでもよい。センサ１１が測定対象の物理量を測定すると、その物理量をセンサ情報として取得し、蓄積部１３に蓄積される。
【００１７】
プロセッサ１２は、ノード１０内のデータ処理、タイミング処理、演算処理等を行う。例えば、プロセッサ１２は、蓄積部１３を参照して、接続中のゲートウェイ３０または４０に対してセンサ情報を含むパケットを送信する。プロセッサ１２は、センサ情報を含むパケットを送信する場合には、当該センサ情報と、このセンサ情報の取得時間と、ノードＩＤとをパケットに含めて送信する。センサ情報とその取得時間とを含むパケットの送信は、所定のタイミングで行われる。
【００１８】
検出部１４は、複数のゲートウェイ３０，４０の管理下から自ノード１０が孤立した状態となったか否かを検出する。具体的には、検出部１４は、接続中のゲートウェイ３０との接続が切断し、かつ、ノード１０と接続可能なノード２０が存在しない場合に、複数のゲートウェイ３０，４０の管理下から自ノード１０が孤立状態となったと検出する。この実施形態では、ノード２０は、ゲートウェイ４０への接続の切り替え機能を持つ。ノード２０の存在の検出は、ノード１０を、ノード２０を介してゲートウェイ４０に接続する目的で行われる。
【００１９】
本実施形態の検出部１４は、切断検出部１４１と、ノード検出部１４２とを備えている。
【００２０】
切断検出部１４１は、接続中のゲートウェイとの切断の有無を検出する。この実施形態の説明では、ゲートウェイ４０は、ノード１０，２０とゲートウェイ３０との間の接続が切断したときに使用されるために、切断検出部１４１は、ゲートウェイ３０との切断の有無を検出するように構成されている。この検出は以下のように行われる。すなわち、後述する通信制御部１６が、接続中のゲートウェイ３０に対し、接続の確認を問い合わせるためのパケットを送信し、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信しなかった場合に、切断検出部１４１では、ノード１０とゲートウェイ３０との切断が検出される。
【００２１】
ノード１０，２０とゲートウェイ３０との間の接続が切断する要因としては、ノード１０，２０やゲートウェイ３０の故障、天候、ノード数の増加に伴うメッシュネットワークの輻輳等が考えられる。
【００２２】
ノード検出部１４２は、ノード１０とゲートウェイ３０との切断が検出されたときに、自ノード１０に接続可能なノード２０の存在の有無を検出する。この検出は以下のように行われる。すなわち、後述する通信制御部１６が、接続中の全ノードに対し、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットをブロードキャスト送信し、ノード２０から、当該ノード２０の存在を示す応答パケットを受信しなかった場合に、ノード検出部１４２では、ノード２０が存在しないこと、すなわちノード２０の不存在が検出される。
【００２３】
無線通信部１５は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４により標準化された無線通信規格等による通信機能を有しており、パケットの送受信を行う。
【００２４】
通信制御部１６は、他のノードへの接続の切り替え処理、接続中のゲートウェイ３０との接続確認を行うための問い合わせ処理、ノード２０の存在を確認するための問い合わせ処理などを行う。上記の問い合わせ処理は、通信制御部１６がパケットを送信して行われる。パケットの送信は、所定のタイミングで行われる。パケットの送信は、例えば、定期的に行われるようにしてもよいし、無線ネットワークの構成が変化したときに行われるようにしてもよい。
【００２５】
さらに、通信制御部１６は、ノード２０から、後述するゲートウェイ４０との接続許可を示すパケットを受信した場合に、通信接続動作を開始する。
【００２６】
[ノード２０]
次に、ノード２０の構成について説明する。ノード２０は、ノード１０と異なり、ゲートウェイ３０との接続だけでなく、ゲートウェイ４０との接続が可能である。そのため、この実施形態のノード２０は、ゲートウェイ４０との接続を行うため、メッシュネットワーク回線とは異なるネットワーク、たとえば、携帯電話網を利用したネットワークなど、バックアップ回線と接続し得る構成を備えている。そのために、ノード２０には、バックアップ回線との接続を可能にする回線コントローラが設けられる。また、ノード２０においては、バックアップ回線との接続機能に関連して、ノード１０の構成と異なる。
【００２７】
図３は、ノード２０の構成例を説明するためのブロック図である。図３に示すように、ノード２０は、センサ２１、プロセッサ２２、蓄積部２３、検出部２４、無線通信部２５、通信制御部２６、返答部２７および回線コントローラ２８を備える。なお、センサ２１、プロセッサ２２、蓄積部２３および無線通信部２５の構成は、ノード１０のセンサ１１、蓄積部１３および無線通信部１５で説明したもの（図２参照）と同様である。
【００２８】
本実施形態のノード２０では、ゲートウェイ４０への接続の切り替えが可能であるため、ノード２０の検出部２４は、ノード２０の存在を問い合わせる必要がない。そのために、検出部２４は、ノード１０の検出部１４と異なり、ノード２０の存在を検出するためのノード検出部を要しない。
【００２９】
検出部２４は、接続中のゲートウェイ３０との切断の有無を検出する切断検出部２４１を備える。この検出の方法は、ノード１０の切断検出部１４１と同様である。すなわち、後述する通信制御部２６が、接続中のゲートウェイ３０に対し、接続の確認を問い合わせるためのパケットを送信し、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信しなかった場合に、切断検出部２４１では、ゲートウェイ３０との切断が検出される。
【００３０】
通信制御部２６は、他のノードへの接続の切り替え処理、ゲートウェイ３０との接続確認を行うための問い合わせ処理などを行う。この問い合わせ処理が、所定のタイミングで送信されるパケットを用いて行われる点は、ノード１０の通信制御部１６の場合と同様である。
【００３１】
返答部２７は、ノード１０から、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットを受信した場合には、そのノード１０に対してノード２０の存在を示す応答パケットを送信する。
【００３２】
回線コントローラ２８は、メッシュネットワークを介さずに携帯電話網ネットワークに接続されてゲートウェイ４０と通信可能な構成となっている。携帯電話網ネットワークとの接続は、ゲートウェイ３０との接続が切断した際に、ノード１０，２０で取得されるセンサ情報の送信先をゲートウェイ４０へ切り替える目的で行われる。
【００３３】
回線コントローラ２８は、切断検出部２４１においてゲートウェイ３０との切断が検出された場合、または、ノード１０から、ノード２０の存在を確認するためのパケットを受信した場合に、ゲートウェイ４０との接続を行うために携帯電話網ネットワーク回線と接続する。さらに回線コントローラ２８は、返答部２７が、ノード２０の存在を確認するためのパケットをノード１０から受信し、そのノード１０とゲートウェイ４０との接続を許可する場合には、接続許可を示すパケットをそのノード１０へ送信する。これにより、そのノード１０とゲートウェイ４０との通信が確立する。
【００３４】
[ゲートウェイ３０]
ゲートウェイ３０は、電波到達範囲に位置するノード１０，２０と無線通信を行い、ノード１０，２０とサーバ５０との間のパケットの中継を行う。
【００３５】
図４は、ゲートウェイ３０の構成例を説明するためのブロック図である。図４に示すように、ゲートウェイ３０は、プロセッサ３１、メモリ３２、有線コントローラ３３、返答部３４および無線コントローラ３５を備える。
【００３６】
プロセッサ３１は、ゲートウェイ３０内のデータ処理、タイミング処理、演算処理等を行う。この実施形態のプロセッサ３１は、ノード１０，２０からのパケットに基づいて、対応するセンサ情報を転送先のサーバ５０に送信する。センサ情報の送信は、所定のタイミングで順次、行うようにしてもよい。あるいは、プロセッサ３１は、所定数のセンサ情報の平均値を求めて、その平均値をサーバ５０に送信するようにしてもよい。
【００３７】
メモリ３２は、ＲＯＭおよびＲＡＭを含んでおり、プログラムやデータを蓄積する。
【００３８】
有線コントローラ３３は、有線ＬＡＮに接続されており、サーバ５０とのパケットの送受信を行う。
【００３９】
返答部３４は、ノード１０，２０から、ゲートウェイ３０との接続を確認するためのパケットを受信し、ゲートウェイ３０とそのノード１０，２０との接続を許可する場合には、接続確認を示す応答パケットをそのノード１０，２０へ送信する。
【００４０】
無線コントローラ３５は、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４により標準化された無線通信規格による通信機能を有しており、接続中のノード１０，２０とのパケットの送受信を行う。
【００４１】
[ゲートウェイ４０]
ゲートウェイ４０は、ゲートウェイ３０と同等の機能を備えるが、この実施形態の説明では、ゲートウェイ４０は、ノード２０との間で接続されて使用される。
【００４２】
図５は、ゲートウェイ４０の構成例を説明するためのブロック図である。図５に示すように、ゲートウェイ４０は、プロセッサ４１、メモリ４２、有線コントローラ４３および無線コントローラ４４を備える。なお、プロセッサ４１、メモリ４２および有線コントローラ４３の構成は、ゲートウェイ３０のプロセッサ３１、メモリ３２および有線コントローラ３３で説明したもの（図４参照）と同様である。
【００４３】
無線コントローラ４４は、メッシュネットワークを介さずに、携帯電話網ネットワーク等を介して、接続中のノード１０，２０とのパケットの送受信を行う。さらに無線コントローラ４４は、接続を求めるパケットをノード２０から受信し、接続を許可する場合には、接続許可を示す応答パケットをそのノード２０へ送信する。これにより、そのノード２０とゲートウェイ４０との通信が確立する。
【００４４】
[サーバ５０]
サーバ５０は、有線ＬＡＮに接続されており、ゲートウェイ３０，４０からのパケットを受信することによって、ノード１０，２０で取得されたセンサ情報を管理する役割を果たす。
【００４５】
図６は、サーバ５０の構成例を説明するためのブロック図である。図６に示すように、サーバ５０は、プロセッサ５１、メモリ５２および通信部５３を備える。プロセッサ５１は、サーバ５０全体の動作を実現するための各種のプログラムの実行、演算処理、タイミング処理等を行う。
【００４６】
通信部５３は、ネットワークインターフェース機能を有しており、ゲートウェイ３０，４０との通信を行う。
【００４７】
メモリ５２は、ＲＯＭおよびＲＡＭを含んでおり、プログラムやデータを蓄積する。管理テーブル５２１は、ゲートウェイとノードとの接続状態を管理するために設けられている。図７に管理テーブル５２１の構成例を示す。図７に示すように、管理テーブル５２１は、接続中のノードを識別するためのノードＩＤと、そのノードと接続しているゲートウェイのＩＰアドレスとが記録されている。
【００４８】
プロセッサ５１は、ノード１０，２０と通信を開始するときには、ノード１０，２０からのノードＩＤに基づいて、そのノードＩＤに対応するゲートウェイのＩＰアドレス宛てにパケットを送信する。プロセッサ５１は、ノード１０，２０との通信を終了するときには、該当するノードに対応するテーブルのレコード部分を管理テーブル５２１から削除する。またプロセッサ５１は、ノードとゲートウェイとの接続状態に変更があるときには、その状態を管理テーブル５２１に反映する。
【００４９】
[ノード１０の孤立状態]
次に、無線ネットワークシステム１においてノード１０がゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となる態様について、図８および図９を参照して説明する。図８は、図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、４つのノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌがゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態例を示す図である。図９は、図１と同一の無線ネットワークシステムの例において、ノード２０ｂ，２０ｃと接続されているノード１０ｅ〜１０ｌがゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態例を示す図である。
【００５０】
図８の例では、ノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋと他のノード１０ｇ，１０ｈ，２０ｂ，２０ｃとの間の接続が切断することによって、４つのノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌが、ゲートウェイ３０の管理対象外となり、ゲートウェイ３０の管理下から孤立する。さらに、４つのノード１０ｉ，１０ｊとノード２０ｂ，２０ｃとの間の接続が切断することによって、各ノード１０ｉ，１０ｊ，１０ｋ，１０ｌが、ノード２０ｂ，２０ｃを介して、ゲートウェイ４０に対してパケットを送信することができなくなり、ゲートウェイ４０の管理下からも孤立する。
【００５１】
一方、図９の例では、ゲートウェイ３０の管理下から孤立したノード２０ｂ，２０ｃが、携帯電話網ネットワーク等（図９のノード２０ｂ，２０ｃとゲートウェイ４０との間を破線で示す。）を介してゲートウェイ４０と接続することによって、ゲートウェイ３０の管理下から孤立した各ノード１０ｅ，１０ｆ，１０ｇ，１０ｈ，１０ｉ，１０ｌが、ノード２０ｂ，２０ｃを介して、ゲートウェイ４０に対してパケットを送信する。
【００５２】
[ノード１０の動作]
次に、接続中のゲートウェイ３０の管理下からノード１０が孤立した状態となった場合に、そのノード１０がセンサ情報をバックアップする動作について図２および図８〜図１０を参照して説明する。図１０は、孤立状態を検出するノード１０の動作の一例を示すフロー図である。
【００５３】
図１０では、一例として、接続中のゲートウェイ３０に対してセンサ情報を送信するノード１０が、定期的に、ゲートウェイ３０に対して接続を確認するためのパケットを送信する場合の動作を示している。
【００５４】
図１０において先ず、切断検出部１４１は、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信したか否かに基づいて、ゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となったか否かを検出する（ステップＳ１）。
【００５５】
ノード１０の孤立状態が検出された場合には（ステップＳ１のＹＥＳ）、そのノード１０（図８の例では、ノード１０ｉ〜１０ｌ、図９の例では、ノード１０ｅ〜１０ｌ）がノード２０の存在を確認するために以下の処理が行われる。すなわち、通信制御部１６は、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットをブロードキャスト送信する。そして、ノード検出部１４２は、ノード２０から存在を示す応答パケットを受信したか否かに基づいて、ノード２０の存在の有無を検出する（ステップＳ２）。
【００５６】
ノード２０が検出されなかった場合には（ステップＳ２のＹＥＳ）、ノード１０（図８の例では、ノード１０ｉ〜１０ｌ）のプロセッサ１２は、センサ１１で取得されたセンサ情報を蓄積部１３に蓄積する（ステップＳ３）。
【００５７】
このセンサ情報の蓄積が行われることにより、ノード１０は、再びゲートウェイ３０との接続が行われた後は、孤立状態の間に取得されたセンサ情報を蓄積部１３から取り出してゲートウェイ３０に対して送信する。この場合には、センサ情報を受信したゲートウェイ３０は、そのセンサ情報を転送先のサーバ５０に対して送信する。これにより、サーバ５０は、ゲートウェイ３０からのセンサ情報を保存することが可能となっている。
【００５８】
一方、ノード２０が検出された場合には（ステップＳ２のＮＯ）、ノード１０（図９の例では、ノード１０ｅ、または、ノード１０ｇ〜１０ｌ）のプロセッサ１２は、そのノード２０（図９の例では、ノード２０ｂ、または、ノード２０ｃ）を介して、ゲートウェイ４０に対してセンサ情報を送信する（ステップＳ４）。この場合には、センサ情報を受信したゲートウェイ４０は、そのセンサ情報を転送先のサーバ５０に対して送信する。これにより、サーバ５０は、ゲートウェイ４０からのセンサ情報を保存することが可能となっている。
【００５９】
[無線ネットワークシステム１の動作]
以下、本実施形態の無線ネットワークシステム１の全体動作について、図８、図９、図１１および図１２を参照して説明する。図１１は、ノード１０がゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となった場合の全体動作を示すフロー図である。図１２は、図８の状態において、ゲートウェイの管理下から孤立した状態となったノードが再びゲートウェイと接続された場合の無線ネットワークシステムの状態例を示す図である。
【００６０】
図１１では、一例として、ノード１０ｉが、接続中のゲートウェイ３０に対してパケットの送信を行う場合の無線ネットワークシステム１の全体動作を示している。
【００６１】
図１１において先ず、ノード１０ｉとゲートウェイ３０との間の通信が確立される（ステップＳ１０１）。
【００６２】
ノード１０ｉは、ゲートウェイ３０を介してサーバ５０に対し、自ノードのセンサ情報を含むパケットを送信する（ステップＳ１０２）。このパケットに基づいて、ノード１０ｉのノードＩＤと、ゲートウェイ３０のＩＰアドレスとがサーバ５０の管理テーブル５２１に登録される。さらにセンサ情報がサーバ５０に保存される。
【００６３】
ここで、ノード１０ｉとゲートウェイ３０との間の通信が確立されると、ノード１０ｉは、ゲートウェイ３０に対して接続の確認をするためのパケットを送信する。ゲートウェイ３０は、このパケットを受信すると、接続確認を示す応答パケットをノード１０ｉへ送信する。この応答パケットを受信するか否かに基づいて、ノード１０ｉは、ゲートウェイ３０の管理下から孤立した状態となったか否か、すなわち、ゲートウェイ３０との接続が切断したか否か検出する（ステップＳ１０３）。図８の例では、ノード１０ｉが他のノード１０ｇ，２０ｂとの接続が切断されたために、ステップＳ１０３において、ゲートウェイ３０との接続が切断したと検出される。あるいは、図９の例においても、接続中のノード間の接続が切断されたために、ステップＳ１０３において、ゲートウェイ３０との接続が切断したと検出される。
【００６４】
ゲートウェイ３０との切断が検出された場合には、ノード１０ｉは、接続中の全ノードに対してノード２０の存在を問い合わせるためのパケットを送信する（ステップＳ１０４）。ノード２０は、このパケットを受信すると、存在を示す応答パケットをノード１０ｉへ送信する。
【００６５】
さらにノード１０ｉは、ノード２０が存在するか否か、すなわち、ゲートウェイ４０の管理下から孤立した状態となったか否か検出する（ステップＳ１０５）。この検出は、ステップＳ１０４でパケットを送信した後に、ノード２０から、存在を示す応答パケットを受信するか否かに基づいて行われる。図８の例では、ノード１０ｉがノード２０と接続されていないために、ステップＳ１０５において、ノード２０が存在しないと検出される。一方、図９の例では、接続中のノード２０ｂが存在するために、ステップＳ１０５において、ノード２０ｂが存在すると検出される。
【００６６】
ノード２０が存在しないと検出された場合（ステップＳ１０５のＮＯ）には、ノード１０ｉは、センサ１１で検出されたセンサ情報を取得時間とともに蓄積部１３に蓄積する（ステップＳ１０６）。
【００６７】
図１１には図示されていないが、ノード１０ｉは、ステップＳ１０３でゲートウェイ３０との切断を検出した後も、ゲートウェイ３０に対して接続の確認をするためのパケットを送信し続ける。そして、ノード１０ｉが、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信した場合には、以後、ノード１０ｉとゲートウェイ３０との間の接続が再び行われる。これにより、ノード１０ｉは、新規に取得されるセンサ情報をゲートウェイ３０に対して送信するとともに、ステップＳ１０６で蓄積したセンサ情報をゲートウェイ３０に対して送信する（ステップＳ１０７）。図１２の例では、ノード１０ｉがノード１０ｇと接続するために、ノード１０ｉは、ノード１０ｇを介してセンサ情報をゲートウェイ３０へ送信する。
【００６８】
ステップＳ１０６で蓄積したセンサ情報の送信は、取得時間が最新のものから優先的に行われる。この場合には、ノード１０ｉは、蓄積部１３を参照して、取得時間が新しいセンサ情報を取り出して送信する。
【００６９】
ステップＳ１０４の処理が完了し、ノード２０ｂが、ノード１０ｉから、ノード２０の存在を問い合わせるためのパケットを受信した場合には、ノード２０ｂは、ノード１０ｉに対して自ノード２０ｂの存在を示す応答パケットを送信する。
【００７０】
さらにノード２０ｂは、携帯電話網ネットワークを介してゲートウェイ４０に対して接続を求めるパケットを送信し、ゲートウェイ４０から接続許可を示す応答パケットを受信すると、ノード２０ｂとゲートウェイ４０との間の通信が開始される（ステップＳ１０８）。この場合には、ノード１０ｉは、パケットの送信先を、すでに接続中のゲートウェイ３０からゲートウェイ４０に切り替える。
【００７１】
ステップＳ１０５において、ノード２０が存在すると検出された場合（ＹＥＳ）には、ノード１０ｉは、センサ１１で取得されたセンサ情報を含むパケットを、ノード２０を経由してゲートウェイ４０に送信する（ステップＳ１０９）。図９の例では、ノード１０ｉがノード２０ｂと接続するために、ノード１０ｉは、センサ情報を含むパケットを、ノード２０ｂを経由してゲートウェイ４０へ送信する。ゲートウェイ４０は、ノード１０ｉのセンサ情報をサーバ５０に送信する（ステップＳ１１０）。
【００７２】
なお、その後、ノード２０ｂは、例えば、ノード１０ｉからのパケットを受信してから所定の期間、ノード１０ｉからのパケットを受信しなくなった場合には、ゲートウェイ４０との接続を切断する。あるいは、このゲートウェイ４０との接続の切断は、ノード１０ｉの場合と同様に、以下のタイミングで行われるようにしてもよい。すなわち、ノード２０ｂは、ステップＳ１０８でゲートウェイ４０との通信を開始した後、任意のタイミングでゲートウェイ３０に対して接続の確認をするためのパケットを送信し続ける。そして、ノード２０ｂが、ゲートウェイ３０から、接続確認を示す応答パケットを受信した場合に、ゲートウェイ４０からゲートウェイ３０への接続に切り替える。
【００７３】
以上説明したように、本実施形態の無線ネットワークシステム１は、複数のゲートウェイの管理下からノードが孤立した状態となった場合には、センサ情報の送信を停止し、そのセンサ情報を蓄積する。これにより、このノードのセンサ情報が保持される。
【００７４】
以上の実施形態に関し、さらに以下の構成を開示する。
複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置であって、
センサ情報を取得するセンサと、
上記センサ情報を、上記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、
上記複数のゲートウェイのうちの接続中のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、
上記孤立した状態となったときに、上記無線ネットワークを介さずに他のゲートウェイと接続を切り替える回線コントローラと
を備えたことを特徴とするノード装置。
【００７５】
なお、この実施形態では、２つのゲートウェイを設ける場合について説明したが、３つ以上のゲートウェイを備えるようにしてもよい。この場合には、ノード１０は、どのゲートウェイの管理下からも孤立の状態になったときに、センサ情報の送信を停止して蓄積する。
【００７６】
また、この実施形態では、接続先が固定のメッシュネットワークの場合について説明したが、随時接続先の変更を可能とするアドホックネットワークなどであってもよい。
【００７７】
また、ノード１０，２０、ゲートウェイ３０，４０およびサーバ５０のハードウェア構成、動作手順およびテーブル構成は、上述した実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更なども含まれる。
【符号の説明】
【００７８】
１０ａ〜１０ｌ ノード装置
１１，２１ センサ
１２，２２ プロセッサ
１３，２３ 蓄積部
１４，２４ 検出部
１５，２５ 無線通信部
１６，２６ 通信制御部
２０ａ〜２０ｃ 第２のノード装置
３０ 第１ゲートウェイ
４０ 第２ゲートウェイ
５０ サーバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置であって、
センサ情報を取得するセンサと、
前記センサ情報を、前記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、
前記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、
前記孤立した状態となったときに、前記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部と
を備えたことを特徴とするノード装置。
【請求項２】
前記無線ネットワークは、接続先のゲートウェイの切り替えが可能な第２のノード装置を含んでいる場合、
前記検出部は、接続中のゲートウェイとの切断の有無を検出する切断検出部と、前記切断が検出されたときに、自ノード装置に接続可能な前記第２のノード装置の存在の有無を検出するノード検知部とを有し、
前記蓄積部は、前記ゲートウェイとの切断が検出され、かつ、前記第２のノード装置の不存在が検出された場合に、前記センサ情報を蓄積することを特徴とする請求項１に記載のノード装置。
【請求項３】
無線ネットワークを形成する複数のノード装置と、前記各ノード装置と接続可能な複数のゲートウェイとを備えた無線ネットワークシステムであって、
前記複数のノード装置の各々は、
センサ情報を取得するセンサと、
前記センサ情報を、前記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、
前記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、
前記孤立した状態となったときに、前記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部と
を備えたことを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項４】
複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置によるバックアップ方法であって、
センサ情報を取得するステップと、
前記センサ情報を、前記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信するステップと、
前記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出するステップと、
前記孤立した状態となったときに、前記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積するステップと
を含むことを特徴とするバックアップ方法。
【請求項１】
複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置であって、
センサ情報を取得するセンサと、
前記センサ情報を、前記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、
前記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、
前記孤立した状態となったときに、前記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部と
を備えたことを特徴とするノード装置。
【請求項２】
前記無線ネットワークは、接続先のゲートウェイの切り替えが可能な第２のノード装置を含んでいる場合、
前記検出部は、接続中のゲートウェイとの切断の有無を検出する切断検出部と、前記切断が検出されたときに、自ノード装置に接続可能な前記第２のノード装置の存在の有無を検出するノード検知部とを有し、
前記蓄積部は、前記ゲートウェイとの切断が検出され、かつ、前記第２のノード装置の不存在が検出された場合に、前記センサ情報を蓄積することを特徴とする請求項１に記載のノード装置。
【請求項３】
無線ネットワークを形成する複数のノード装置と、前記各ノード装置と接続可能な複数のゲートウェイとを備えた無線ネットワークシステムであって、
前記複数のノード装置の各々は、
センサ情報を取得するセンサと、
前記センサ情報を、前記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信する送信部と、
前記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出する検出部と、
前記孤立した状態となったときに、前記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積する蓄積部と
を備えたことを特徴とする無線ネットワークシステム。
【請求項４】
複数のゲートウェイと接続可能に構成され、無線ネットワークを形成するノード装置によるバックアップ方法であって、
センサ情報を取得するステップと、
前記センサ情報を、前記無線ネットワークを介して、自ノード装置に接続されているゲートウェイに送信するステップと、
前記複数のゲートウェイの管理下から自ノード装置が孤立した状態となったか否かを検出するステップと、
前記孤立した状態となったときに、前記センサ情報の送信を停止して当該センサ情報を蓄積するステップと
を含むことを特徴とするバックアップ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２３５３１１（Ｐ２０１２−２３５３１１Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１０２４１１（Ｐ２０１１−１０２４１１）
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２９日（２０１２．１１．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２８日（２０１１．４．２８）
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＺＩＧＢＥＥ
【出願人】（０００１０２７２８）株式会社エヌ・ティ・ティ・データ (438)
【Ｆターム（参考）】
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