通信节点、系统以及同步方法
【专利摘要】本发明涉及通信节点、系统以及同步方法。各传感器节点(102)在传感器节点(102)所搭载的电池的容量成为规定量以上的情况下，控制传感器节点(102)的状态和接受部，以便接收部的状态第一状态变为第二状态，第一状态是传感器节点(102)的接收部的消耗电力为第一电力的状态，第二状态是传感器节点(102)的接收部的消耗电力为高于第一电力的状态。传感器节点(102)发送请求用于获取多跳通信的同步的同步信号(S2)的发送的同步请求信号(S1)。传感器节点(102)接收针对同步请求信号(S1)的同步信号(S2)。传感器节点(102)在接收部接收到同步信号(S2)后再从本传感器节点(102)以外的传感器节点(102)接收到同步请求信号(S1)的情况下，发送针对接收到的同步请求信号(S1)的同步信号(S2)、且基于接收到的同步信号(S2)的同步信号(S2)。
【专利说明】
通信节点、系统以及同步方法
技术领域
[0001]本发明涉及通信节点、系统以及同步方法。
【背景技术】
[0002]以往，公知在传感器网络系统中，通过很多的无线的传感器节点对设置有传感器节点的区域的环境的变化等进行检测。另外，以往，公知通过基于传感器节点间的多跳通信的中继转送向未直接连接的传感器节点发送数据的技术。
[0003]另外，以往，无线节点通过从主机发送的同步信号来设定内部时钟，并切换省电模式和通常模式的技术是公知的(例如参照以下专利文献I。)。
[0004]另外，以往，公知如下的技术:在远程测量中，可移动接收机基于从远程发送机发送的同步消息使用计时器来测量接收下一个消息的时间，在想要接收的时间使断开的接收机的电源接通来使接收机工作的技术(例如参照以下专利文献2。)。
[0005]另外，以往，公知无线传感器，根据电源接通时和经过充分长的时间后从上位站接收到的时钟时刻对本时钟时刻的误差进行修正，反映到无线传感器的起动时刻的技术(例如参照以下专利文献3。)。
[0006]另外，以往，公知在遥控接收机中，通过间歇地进行信号的等待，从而实现信号等待所需要的电力消耗的减少，并使电池寿命延长的技术(例如参照以下专利文献4。)。
[0007]专利文献1:日本特开2008 — 306657号公报
[0008]专利文献2:日本特表2007 — 515863号公报
[0009]专利文献3:日本特开2005 — 348186号公报
[0010]专利文献4:日本特开平5 — 292564号公报
[0011]然而，以往在通信节点接收从汇集各通信节点的数据的通信装置发送的同步信号的系统中，不清楚在哪个定时发送同步信号的情况下，各通信节点长时间连续进行接收等待。因此，存在通信节点的电池的容量需变大这样的问题点。
【发明内容】
[0012]在一个方面，本发明的目的在于提供一种能够实现通信节点的省电池化的通信节点、系统、以及同步方法。
[0013]根据本发明的一方面，提出一种通信节点、系统以及同步方法，该通信节点是通过多跳通信向通信装置转送数据的多个通信节点所包含的通信节点，具有:发送部，发送本通信节点中请求用于获取上述多跳通信的同步的同步信号的发送的同步请求信号;接收部，接收针对上述发送部发送的上述同步请求信号的上述同步信号；以及电力控制部，如下那样控制上述接收部:在上述发送部发送上述同步请求信号前，上述接收部的状态成为第一状态，而在上述发送部发送上述同步请求信号后，上述接收部的状态成为第二状态，上述第一状态是上述接收部的消耗电力为第一电力的状态，上述第二状态是上述接收部的消耗电力为比上述第一电力高的第二电力的状态。
[0014]根据本发明的一方式，能够实现通信节点的省电池化。
【附图说明】
[0015]图1是表示本发明所涉及的系统的一动作例的说明图。
[0016]图2是表不本发明所涉及的系统100例子的说明图。
[0017]图3是表示系统100的动作例的说明图。
[0018]图4是表示传感器节点102的硬件构成例的框图。
[0019]图5是表示传感器节点102的前提动作例的说明图。
[0020]图6是表示各构成要素的电力状态例的说明图。
[0021]图7是表示服务器201以及母机101的硬件构成例的框图。
[0022]图8是表示数据包构成例的说明图。
[0023]图9是表示传感器节点102的功能的构成例的说明图。
[0024]图1O是表示母机1I的功能的构成例的说明图。
[0025]图11是表示同步信号S2以及同步请求信号SI的收发例的说明图。
[0026]图12是表示与同步请求信号SI以及同步信号S2的收发有关的时序图例子的说明图。
[0027]图13是表示在同步未完状态下传感器节点102进行的处理顺序例子的流程图。
[0028]图14是表示在同步请求等待状态下传感器节点102进行的处理顺序例组的流程图。
[0029]图15是表示在同步完成状态下传感器节点102进行的处理顺序例组的流程图。
[0030]图16是表示母机101进行的处理顺序例的流程图。
【具体实施方式】
[0031]以下参照附图，详细地对本发明所涉及的通信节点、系统、以及同步方法的实施方式进行说明。
[0032]图1是表示本发明所涉及的系统的一动作例的说明图。系统100是具有传感器和小型的无线通信电路的传感器节点102形成传感器网络SNET，并能够收集传感器的数据的传感器网络系统。系统100具有多个传感器节点102和母机101。传感器节点102是具有传感器的无线的通信节点，被设置在配置区域103中。在图1的例子中，在配置区域103中设置有传感器节点102 — I?传感器节点102 — 4。例如传感器节点12将通过自发电所得到的电力充电到电池。母机101是用于从多个传感器节点102收集传感器的数据的通信装置。对于系统100的详细例子，在图2中表示。在系统100中，每隔规定时间使用多个传感器节点102来对配置区域103的状态进行计测。作为计测，例如例举温度、湿度、压力、光等。更具体而言，通过在多个传感器节点102进行多跳通信来使计测数据等转送到母机101。
[0033]为了这样每隔规定时间使用多个传感器节点102来对配置区域103进行计测，在多个传感器节点102中必须获取多跳通信的同步。如上述那样，以往在从母机101向传感器节点102发送获取在多个传感器节点102进行的多跳通信中的同步的同步信号S2的情况下，在从施工工序到获取同步为止的期间，各传感器节点102必须起动。施工工序是指使传感器节点102配置于配置区域103等的工序。该情况下，各传感器节点102所搭载的电池的容量变大。另外，例如也有时人工接通各传感器节点102的电源。例如在将传感器节点102埋入配置区域103的情况下等，不能够人工接通各传感器节点102的电源。另外，例如若传感器节点102的数量较多，则人工的作业并不现实。
[0034]因此，在本实施方式中，各传感器节点102将接收部从断开状态切换为接通状态来请求同步信号S2的发送而接收同步信号S2，能够缩短接收部连续地成为接通状态的期间。由此，能够实现省电池化。
[0035]首先，各传感器节点102在所搭载的电池的容量为规定量以上的情况下，控制接收部，以便接收部的状态从传感器节点102的接收部的消耗电力为第一电力的第一状态成为消耗电力为比第一电力高的第二电力的第二状态。对于规定量，例如由传感器节点102的设计者等规定。例如规定量是电池的容量的4/5等。此处，第一状态是指接收部为断开状态，第二状态是指接收部为接通状态。而且，传感器节点102发送同步请求信号SI，该同步请求信号SI请求用于获取多跳通信的同步的同步信号S2的发送。传感器节点102接收针对同步请求信号SI的同步信号S2。如图1(1)所示，例如传感器节点102 — I通过接收部接收针对从母机101发送的同步请求信号SI的同步信号S2。同步信号S2和同步请求信号SI的各个的具体的构成例在图8中表示。传感器节点102 — 2?传感器节点102 — 4也发送同步请求信号SI，但同步请求信号SI未到达到母机101。因此，传感器节点102在从发送同步请求信号SI后起到经过一定时间为止的期间，接收部未接收到同步信号S2的情况下，控制接收部以便接收部的状态成为第一状态。一定时间是例如由系统100的设计者、系统100的利用者等规定的值。
[0036]另外，例如传感器节点102在接收部接收到同步信号S2后从其它的传感器节点102接收到同步请求信号SI的情况下，发送针对接收到的同步请求信号SI的同步信号S2、且基于接收到的同步信号S2的同步信号S2。在图1 (2)的例子中，传感器节点102 — I接收从传感器节点102 — 2?传感器节点102 — 4发送的各同步请求信号SI。传感器节点102 — I发送针对接收到的同步请求信号SI的同步信号S2、且基于从母机101接收到的同步信号S2的同步信号S2。这样，即使发送不能够到达母机101的同步请求信号SI，也能够接收同步信号S2。因此，由于同步请求信号S1、同步信号S2的发送电力量可以较少，所以能够实现省电化。
[0037]另外，例如传感器节点102在接收部接收到同步信号S2之后经过一定时间后，控制接收部，以便接收部的状态成为第一状态。在图1(3)的例子中，传感器节点102 — I已经不变成能够接收同步请求信号SI的状态。另外，在图1(3)的例子中，传感器节点102 — 2?传感器节点102 — 4成为能够接收同步请求信号SI的状态。
[0038]这样，各传感器节点102通过将接收部从断开状态切换为接通状态来请求同步信号S2的发送而接收同步信号S2，能够缩短接收部连续地成为接通状态的期间。因此，与在变为全部的传感器节点102能够接收同步信号S2的定时之后再分发同步信号S2的情况相比，可以至该定时为止不维持接收部的接收动作。另外，与在变为施工工序终了的定时之后再分发同步信号S2的情况相比，可以至该定时为止不维持接收部的接收动作。因此，能够实现省电池化。
[0039 ]图2是表示本发明所涉及的系统100例的说明图。在系统100中，通过收集由多个无线的传感器节点102测量出的测量值等来对设置有传感器节点102的配置区域103的环境的变化等进行检测。
[0040]例如系统100具有服务器201、网关202、母机101、和多个传感器节点102。服务器201和网关202经由因特网等网络NET连接。另外，虽然未图示，但各装置也可以经由网络NET与利用者终端连接。
[0041 ]服务器201进行测量值的收集、存储、解析等，对网关202、母机101、传感器节点102等的系统100整体进行控制。网关202对网络NET与传感器网络SNET之间的信号的交换进行中继，该网络NET连接服务器201和利用者终端，该传感器网络SNET由多个传感器节点102和母机101构成。例如母机101通过与传感器节点102进行通信来收集测量值，并向服务器201通知收集结果。另外，母机101例如也可以对传感器节点102发出指示。多个传感器节点102是对配置区域103的各位置的状态进行测量的通信节点。另外，多个传感器节点102能够通过无线与周围的传感器节点102、母机101进行通信。
[0042]图3是表示系统100的动作例的说明图。在系统100中，每隔规定时间d对规定区域的状态进行计测。例如在系统100中，10分钟一次使传感器节点102对规定区域的状态进行计测，并通过母机101、网关202、网络在服务器汇集计测数据。因此，为了进行定期计测，各传感器节点102必须获取同步。
[0043](传感器节点102的硬件构成例)
[0044]图4是表示传感器节点102的硬件构成例的框图。传感器节点102具有传感器401、MCU(Micro Control Unit:微控制单元)402、计时器403、R0M(Read Only Memory只读存储器)404、RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)405、和非易失性存储器406。另外，传感器节点102具有无线电路408、天线409、电源管理单元410、电池411、和采集机412等。另外，传感器节点102具有内部总线407，该内部总线407连接传感器401、iCU402、计时器403、R0M404、RAM405、和非易失性存储器406。另外，图4中，虚线表示电源线，实线表示信号线。
[0045]传感器401对设置位置上的规定的位移量进行检测。传感器401例如能够使用检测设置位置的压力的压电元件、检测温度的元件、检测光的光电元件等。
[0046]M⑶402是通过例如将存储在R0M404中的程序加载至RAM405来执行，从而进行传感器节点102的整体的控制、数据处理的控制部。例如MCU402对传感器401检测出的数据进行处理。计时器403例如对由MCU402等所设定的时间进行计数。在本实施方式中，例如计时器403自发地对用于通过传感器401进行感测的感测间隔进行计数。另外，例如计时器403在后述的实施例2中，对停止近距离无线电路的规定期间进行计数。
[0047]R0M404是对M⑶402执行的程序等进行储存的存储部。RAM405是对MCU402中的处理的临时数据进行储存的存储部。非易失性存储器406是可写入的存储器，且即使在电力供给中断时等也保持被写入的规定的数据的存储部。例如作为可写入的非易失性存储器406，例举闪存。
[0048]天线409收发与其它的传感器节点102、网关202进行无线通信的电波。例如无线电路408是RF(Rad1 Frequency:射频)。无线电路408具有接收电路422，输出经由天线409接收到的无线电波作为接收信号；和发送电路421，将发送信号作为无线电波而经由天线409发送。发送电路421的发送电力能够通过MCU402进行切换。发送电力基于传感器节点102的配置区域103、传感器节点102的配置数、母机101的配置位置等来决定。另外，在本实施方式中，例如发送电路421的各发送电力被设定为信号能够到达到预先决定的距离。
[0049]采集机412基于传感器节点102的设置位置中的外部环境例如光、振动、温度、无线电波等能量变化来进行发电。在图4的例子中，只设置一个采集机412，但并不限于此，可以设置多个同一种类的采集机412，也可以设置多个不同的种类的采集机412。采集机412可以根据由传感器401检测出的位移量来进行发电，也可以根据由无线电路408接收到的接收电波的位移量来进行发电。电池411对由采集机412发电所得的电力进行蓄积。即，传感器节点102不设置一次电池、外部电源等，而在本装置的内部生成动作所需要的电力。电源管理单元410进行将由电池411所蓄积的电力作为驱动电源而供给到传感器节点102的各部的控制。
[0050]图5是表示传感器节点102的前提动作例的说明图。此处，各传感器节点102进行间歇动作。在间歇动作中，各传感器节点102每隔规定时间d，从后述的睡眠状态切换为后述的起动状态。规定时间d由利用者决定。而且，各传感器节点102在起动后，由传感器401测量配置位置的状态。接下来，各传感器节点102将测量出的测量值发送给母机101。各传感器节点102将测量值发送到母机101后，从后述的起动状态向后述的睡眠状态切换。另外，如图5的(a)所示，在各传感器节点102中，在起动状态下，因MCU402的处理、发送电路421的无线发送、接收电路422的接收等，电池411的余量减少。与此相对，在各传感器节点102中，在后述的睡眠状态下，因充电而电池411的余量增加。
[0051]另外，如图5的(b)所示，多个传感器节点102在起动状态下，向母机101通知各传感器节点102具有的传感器401的测量值的数据信号通过多跳通信进行中继转送。另外，如上述那样，各传感器节点102在起动状态下，将发送电路421的发送电力作为第一发送电力。
[0052]图6是表示各构成要素的电力状态例子的说明图。MCU402的电力状态有接通状态、睡眠状态、和断开状态。接通状态是将MCU402能够进行各种处理的电压供给到MCU402的状态。睡眠状态是对MCU402、计时器403具有的中断电路等供给电力，而不对具有MCU402的运算等的主要的功能的电路等供给电力的状态。另外，若MCU402具有的中断电路接受中断信号，则MCU402变为接通状态。另外，断开状态是对MCU402全部不供给电力，不能够进行所有的动作的状态，但在本实施方式中不利用断开状态。
[0053]另外，接收电路422的电力状态有作为第一状态的断开状态和作为第二状态的断开状态。接通状态是对接收电路422供给电源的状态。断开状态是不对接收电路422供给电源的状态，是不能够进行电波的接收的状态。另外，传感器401的电力状态有接通状态和断开状态。接通状态是对传感器401供给电源的状态。断开状态是不对传感器401供给电源的状态。
[0054]另外，例如在传感器节点102的状态是起动状态的情况下，MCT402是接通状态，接收电路422是接通状态，传感器401是接通状态。例如在传感器节点102的状态是睡眠状态的情况下，MCU402是睡眠状态，接收电路422是断开状态，传感器401是断开状态。
[0055](服务器201以及母机101的硬件构成例)
[0056]图7是表示服务器201以及母机101的硬件构成例的框图。由于服务器201和母机101可以是同样的构成，所有作为同一构成进行说明，但并不限于此，也可以是不同的构成。为了表示服务器201和母机101中的任意一个，图7中，仅称为装置700。
[0057]装置700与传感器节点102不同，基于外部电源进行动作。装置700具有CPU(Central Processing Unit:中央处理器)701、计时器702、R0M703、RAM704、磁盘驱动器705、磁盘706、和I/0(Input/0utput:输入/输出)电路707。装置700具有内部总线711，该内部总线711连接CPU701、计时器702、R0M703、RAM704、磁盘驱动器705、和I/O电路707。
[0058]此处，CPU701是负责装置700的整体的控制的控制部。R0M703是存储引导程序等程序的存储部。RAM704是用作CPU701的工作区的存储部。磁盘驱动器705按照CPU701的控制来控制针对磁盘706的数据的读/写。磁盘706是对在磁盘驱动器705的控制下写入的数据进行存储的存储部。作为磁盘706，例举磁盘、光盘等。另外，在装置700是母机101的情况下，在R0M703、磁盘706等存储部中存储后述的规定时间信息、后述的等待时间信息等。
[0059]另外，在I/O电路707上连接无线通信电路708以及天线709。例如如果装置700是服务器201，则通过经由无线通信电路708以及天线709与网关202进行无线通信，能够与母机101进行无线通信。例如如果装置700是母机101，则能够经由无线通信电路708以及天线709与传感器节点102进行无线通信。
[0060]另外，在I/O电路707上连接网络I/F710。由此，装置700能够经由网络I/F710并通过TCP(Transmiss1n Control Protocol:传输控制协议:因特网互联协议)/IP( InternetProtocol)的协议处理等，经由因特网等网络与外部装置进行通信。另外，能够将有线通信、无线通信应用在利用网络I/F710的通信。
[0061]另外，虽然未图示，但也可以在装置700设置键盘、鼠标、触摸面板等输入装置。由此，利用者能够经由输入装置直接操作装置700。另外，也可以在装置700设置例如显示器、打印机、蜂鸣器等输出装置。
[0062]图8是表示数据包构成例的说明图。同步请求信号SI是在将传感器节点102的各个设置在规定区域后，从传感器节点102向母机101或者同步完毕的传感器节点102请求同步的信号。同步请求信号SI具有识别标志和发送源ID。识别标志是识别是同步请求信号SI的标志，例如是“0x01”。发送源ID是表示同步请求信号SI的发送源的识别信息。
[0063]同步信号S2是从母机101或者同步完毕的传感器节点102向作为同步请求信号SI的发送源的传感器节点102发送的信号、且通知同步的定时的信号。同步信号S2具有识别标志、目的地ID、发送源ID、表示规定时间d的规定时间信息ddata、表示下次起动定时的定时信息、和表示同步请求等待时间的等待时间信息。识别标志是识别为同步信号S2的标志，例如是“0x10”。发送源ID是表示同步信号S2的发送源的识别信息。规定时间信息ddata例如是表示计测间隔的时间的信息。定时信息是表示下次使MCU402和传感器401起动来进行计测的定时的信息。例如可以是几分钟后等信息，也可以是表示具体的时刻的信息。等待时间信息是表示同步完成后等待来自其它的传感器节点102的同步请求的时间的信息。例如可以是几分钟后等信息，也可以是表示具体的时刻的信息。
[0064](传感器节点102的功能的构成例)
[0065]图9是表示传感器节点102的功能的构成例的说明图。传感器节点102具有整体控制部901、接收部902、发送部903、电力控制部904、蓄电部905、和存储部906。接收部902通过接收电路422来实现。发送部903通过发送电路421来实现。电力控制部904通过电源管理单元410来实现。存储部906例如通过图4所示的R0M404、RAM405、非易失性存储器406等来实现。整体控制部901例如通过图4所示的MCU402、计时器403等来实现。另外，整体控制部901的各处理例如被编程为存储在图4所示的MCU402可访问的存储部906中的程序。而且，MCU402从存储部906读出程序来执行被编程为程序的处理。由此，实现整体控制部901的各处理。另外，各部的处理结果例如被存储于存储部906。蓄电部905具有自发地蓄积向各部供给的电力的功能。蓄电部905例如是图4所示的电池411。
[0066](母机101的功能的构成例)
[0067]图1O是表示母机1I的功能的构成例的说明图。母机1I具有控制部1001、接收部1002、发送部1003、和存储部1004。存储部1004例如通过图7所示的R0M703、RAM704、磁盘706等来实现。接收部1002以及发送部1003例如通过图7所示的无线通信电路708来实现。控制部1001通过图7所示的CPU701等来实现。另外，控制部1001的各处理例如被编程为存储在CPU701可访问的存储部1004中的程序。而且，CPU701从存储部1004读出程序来执行被编程为程序的处理。由此，实现控制部1001的各处理。另外，各部的处理结果例如存储于存储部1004ο
[0068]图9所示的整体控制部901在蓄电部905中所蓄积的电力量变成规定量以上的情况下，以使发送部903发送同步请求信号SI的方式进行控制。例如若整体控制部901接受充电完成等的中断，则通过电力控制部904使传感器节点102的状态从睡眠状态切换为起动状态。如上述，在传感器节点102的睡眠状态下，M⑶402是睡眠状态，传感器401和接收电路422是断开状态，计时器403是起动的状态。另外，此处，由于MCU402是睡眠状态，对于中断功能能够进行动作，所以能够接受来自计时器403、电源管理单元410等的中断。另外，在传感器节点102的起动状态下，传感器401、MCU402、和接收电路422成为接通状态。
[0069]而且，整体控制部901生成同步请求信号SI。发送部903发送由整体控制部901生成的同步请求信号SI。接收部902接收针对发送部903发送的同步请求信号SI的同步信号S2。
[0070]例如如果是与母机101较近的传感器节点102，则图10所示的接收部1002接收从图9所示的发送部903发送的同步请求信号SI。而且，图10所示的控制部1001生成针对接收部1002接收到的同步请求信号SI的同步信号S2。发送部1003发送控制部1001生成的同步信号S2。对于同步信号S2的生成的详细例子，在图16中表示。另外，针对同步请求信号SI的同步信号S2是同步信号S2所包含的目的地ID表示本传感器节点102的信号。而且，图9所示的整体控制部901使存储部906存储接收部902接收到的同步信号S2所包含的规定时间信息ddataο
[0071]整体控制部901在接收部902接收到同步信号S2后再接收到来自其它传感器节点102的同步请求信号SI的情况下，进行使发送部903发送针对接收到的同步请求信号SI的、基于接收到的同步信号S2的同步信号S2的控制。另外，电力控制部904在接收部902接收到同步信号S2之后经过一定时间后，控制接收部902，以便接收部902的状态成为第一状态。此处的一定时间例如是同步信号S2所包含的等待时间信息stdata表示的等待时间。等待时间例如由计时器403来计数。
[0072]另外，例如整体控制部901在计时器403设定接收部902接收到的同步信号S2所包含的定时信息表示的定时。而且，例如整体控制部901通过电力控制部904使传感器节点1 2的状态从起动状态切换为睡眠状态。由此在下一个同步的定时产生计时器403的中断。
[0073]另外，电力控制部904在从发送部903发送同步请求信号SI之后起到经过一定时间后为止，接收部902未接收到同步信号S2的情况下，控制接收部902，以便接收部902的状态成为第一状态。此处的一定时间例如是预先由设计者、利用者决定的值。表示一定时间的信息例如预先存储在存储部906等中。另外，一定时间由计时器403来计数。如上述，接收部902的第一状态是指断开状态。另外，例如电力控制部904在从发送部903发送同步请求信号SI之后起到经过一定时间经过后为止，接收部902未接收到同步信号S2的情况下，可以使传感器节点102的状态成为睡眠状态。
[0074]整体控制部901在接收部902接收到同步信号S2后再接收到来自其它传感器节点102的同步请求信号SI的情况下，进行使发送部903发送针对接收到的同步请求信号SI的、基于接收到的同步信号S2的同步信号S2的控制。
[0075]另外，电力控制部904在从发送部903发送同步请求信号SI之后起到经过一定时间后为止，接收部902未接收到同步信号S2的情况下，控制接收部902，以便接收部902的状态成为第一状态。
[0076]另外，若整体控制部901接受计时器403的中断，则进行使电力控制部904将传感器节点102的状态从睡眠状态切换为起动状态的控制。而且，整体控制部901进行使传感器401计测设置位置的状态的控制。接下来，整体控制部901进行使发送部903发送包括计测结果的数据信号的控制。而且，整体控制部901在接收部902接收到来自本传感器节点102以外的传感器节点102的数据信号的情况下，进行将由发送部903接收到的数据信号转送的控制。而且，若整体控制部901完成数据信号的发送以及转送，则进行使电力控制部904将传感器节点102的状态从起动状态切换为睡眠状态的控制。
[0077]根据以上的各部的处理，使用图11来说明系统100的动作例，使用图12来说明系统100的时序图例子。
[0078]图11是表示同步信号S2以及同步请求信号SI的收发例的说明图。在图11的例子中，是在规定区域内设置有传感器节点102 — I?传感器节点102 —10的状态。例如各传感器节点102以充电完成等为契机来发送同步信号S2。
[0079 ]在 < 时刻O >，母机1I接收从传感器节点102 — I发送的同步请求信号SI。在图11的例子中，母机1I与传感器节点1 2 — 2?传感器节点1 2 — 1的距离比按照同步请求信号SI的发送强度能够到达的距离远。因此，从传感器节点102 — 2?传感器节点102 —10发送的各同步请求信号SI未到达到母机101。在<时刻O>，母机101发送将接收到的同步请求信号SI的发送源即传感器节点102 — I作为目的地的同步信号S2。若传感器节点102 — I接收到从母机101发送的同步信号S2，则将通过同步信号S2所指定的规定时间d存储于非易失性存储器406。而且，传感器节点102 — I以在通过同步信号S2所指定的下次起动定时后起动的方式设定计时器403。另外，传感器节点102 — I通过在计时器403设定通过同步信号S2所指定的等待时间，从而在从同步信号S2的接收到经过等待时间为止的期间，等待同步请求信号SI。
[0080]在<时刻t>，若传感器节点102 — I从传感器节点102 — 2?传感器节点102 — 4的各个接收到同步请求信号SI，则对传感器节点102 — 2?传感器节点102 — 4的各个发送同步信号S2。传感器节点102 — I若经过等待时间，则移至睡眠状态。另外，若传感器节点102 — 2?传感器节点102 — 4接收到来自传感器节点102 — I的同步信号S2，则将通过同步信号S2所指定的规定时间d存储于非易失性存储器406。而且，传感器节点102 — 2?传感器节点102 —4以在通过同步信号S2所指定的下次起动定时后起动的方式设定计时器403。另外，传感器节点102 — 2?传感器节点102 — 4通过在计时器403设定通过同步信号S2所指定的等待时间，从而在从同步信号S2的接收到经过等待时间为止的期间，等待同步请求信号SI。
[0081 ]在<时刻2t >，若传感器节点102 — 2接收到从传感器节点102 — 6发送的同步请求信号SI，则对传感器节点102 — 6发送同步信号S2。传感器节点102 — 2若经过等待时间，则移至睡眠状态。另外，若传感器节点1 2 — 6接收到来自传感器节点1 2 — 2的同步信号S2，则将通过同步信号S2所指定的规定时间d存储于非易失性存储器406。而且，传感器节点102 — 6以在通过同步信号S2所指定的下次起动定时后起动的方式设定计时器403。另外，传感器节点102 — 6通过在计时器403设定通过同步信号S2所指定的等待时间，从而在从同步信号S2的接收到经过等待时间为止的期间，等待同步请求信号SI。
[0082]另外，在<时刻2t>，若传感器节点102— 3接收到从传感器节点102 — 7发送的同步请求信号SI，则对传感器节点102 — 7发送同步信号S2。传感器节点102 — 3若经过等待时间，则移至睡眠状态。另外，若传感器节点102 — 7接收到来自传感器节点102 — 3的同步信号S2，则将通过同步信号S2所指定的规定时间d存储于非易失性存储器406。而且，传感器节点102 — 7以在通过同步信号S2所指定的下次起动定时后起动的方式设定计时器403。另外，传感器节点102 — 7通过在计时器403设定通过同步信号S2所指定的等待时间，从而在从同步信号S2的接收到经过等待时间为止的期间，等待同步请求信号SI。
[0083]另外，在<时刻2t>，若传感器节点102— 4接收到从传感器节点102 — 5和传感器节点102 — 8的各个发送的同步请求信号SI，则对传感器节点102 — 5和传感器节点102 — 8发送同步信号S2。传感器节点102 — 4若经过等待时间，则移至睡眠状态。另外，若传感器节点102 — 5和传感器节点102 — 8接收到来自传感器节点102 — 4的同步信号S2，则将通过同步信号S2所指定的规定时间d存储于非易失性存储器406。而且，传感器节点102 — 5和传感器节点102 — 8以在通过同步信号S2所指定的下次起动定时后起动的方式设定计时器403。另外，传感器节点102 — 5和传感器节点102 — 8通过在计时器403设定通过同步信号S2所指定的等待时间，从而在从同步信号S2的接收到经过等待时间为止的期间，等待同步请求信号SI。
[0084]在<时刻3t>，若传感器节点102 — 7接收到从传感器节点102 — 9发送的同步请求信号SI，则对传感器节点102 — 9发送同步信号S2。传感器节点102 — 7若经过等待时间，则移至睡眠状态。另外，若传感器节点1 2 — 9接收到来自传感器节点1 2 — 7的同步信号S2，则将通过同步信号S2所指定的规定时间d存储于非易失性存储器406。而且，传感器节点102 — 9以在通过同步信号S2所指定的下次起动定时后起动的方式设定计时器403。另外，传感器节点102 — 9通过在计时器403设定通过同步信号S2所指定的等待时间，从而在从同步信号S2的接收到经过等待时间为止的期间，等待同步请求信号SI。
[0085 ]另外，在 < 时刻31 >，若传感器节点1 2 — 8接收到从传感器节点102 — 1发送的同步请求信号SI，则对传感器节点102 —10发送同步信号S2。传感器节点102 — 8若经过等待时间，则移至睡眠状态。另外，若传感器节点102 —10接收到来自传感器节点102 — 8的同步信号S2，则将通过同步信号S2所指定的规定时间d存储于非易失性存储器406。而且，传感器节点102 —10以在通过同步信号S2所指定的下次起动定时后起动的方式设定计时器403。另夕卜，传感器节点102 —10通过在计时器403设定通过同步信号S2所指定的等待时间，从而在从同步信号S2的接收到经过等待时间为止的期间，等待同步请求信号SI。
[0086]在<时刻4t>，传感器节点102 — 9和传感器节点102 —10等待同步请求信号SI，但由于无论哪个传感器节点102都完成同步，所以各传感器节点102不接收同步信号S2。而且，传感器节点102 — 9和传感器节点102 —10若经过等待时间，则移至睡眠状态。
[0087]另外，若各传感器节点102完成同步，则如上述那样每隔规定时间d进行计测，并如上述那样通过多跳通信等中继转送将计测数据转送到母机101。
[0088]图12是表示与同步请求信号SI以及同步信号S2的收发有关的时序图例子的说明图。若传感器节点102 — I发送同步请求信号SI，则从母机101接收同步信号S2。而且，传感器节点102 — I等待同步请求信号SI。之后，传感器节点102 — I若经过等待时间st，则每隔规定时间d通过传感器401进行计测。
[0089]若传感器节点102 — 2发送同步请求信号SI，则从母机101接收同步信号S2。而且，传感器节点102 — 2等待同步请求信号SI。之后，传感器节点102 — 2若经过等待时间st，则每隔规定时间d通过传感器401进行计测。
[0090]若传感器节点102 — 3发送同步请求信号SI，则从母机101接收同步信号S2。而且，传感器节点102 — 3等待同步请求信号SI。若传感器节点102 — 4和传感器节点102 — 5发送同步请求信号SI，则从传感器节点102 — 3接收同步信号S2。传感器节点102 — 3若经过等待时间st，则每隔规定时间d通过传感器401进行计测。另外，传感器节点102 — 4和传感器节点102 — 5等待同步请求信号SI。之后，传感器节点102 — 4和传感器节点102 — 5若经过等待时间st，则每隔规定时间d通过传感器401进行计测。对于同步请求信号SI的发送间隔并未特别限定。
[0091](传感器节点102进行的处理顺序例子)
[0092]图13是表示在同步未完状态下传感器节点102进行的处理顺序例子的流程图。传感器节点102以充电完成等为契机，从睡眠状态切换为起动状态(步骤S1301)。接下来，传感器节点102发送同步请求信号SI (步骤S1302)。例如通过从电源管理单元410等向MCU402发送中断信号来通知充电完成等。传感器节点102判断是否接收到同步信号S2(步骤S1303)。
[0093]在判断为接收到同步信号S2的情况下(步骤S1303:是)，传感器节点102将规定时间存储于非易失性存储器406(步骤S1304)。而且，传感器节点102以在下次起动定时后起动的方式在计时器403设定中断(步骤SI305) ο接下来，传感器节点102待机同步请求的等待时间(步骤S1306)，并移至步骤S1307。对于在同步请求的等待状态下传感器节点102进行的处理顺序，在图14中表示。
[0094]在从发送同步请求信号SI到经过一定时间为止的期间，判断为未接收同步信号S2的情况下(步骤S1303:否)，传感器节点102从起动状态切换为睡眠状态(步骤S1307)，结束一系列的处理。如上述，在此处的睡眠状态下，MCU402是睡眠状态，传感器401和接收电路422是断开状态，计时器403是起动的状态。另外，此处，由于MCU402是睡眠状态，对于中断功能能够进行动作，所以能够接受来自计时器403等的中断。
[0095]图14是表示在同步请求等待状态下传感器节点102进行的处理顺序例子的流程图。首先，传感器节点102以同步请求信号SI的接收为契机，从计时器403获取当前时刻(步骤S1401)。接下来，传感器节点102获取下次起动预定时刻(步骤S1402)。而且，传感器节点102从下次起动预定时刻减去当前时刻来求出下次起动定时(步骤S1403)。传感器节点102发送同步信号S2(步骤S1404)，并结束一系列的处理。
[0096]图15是表示在同步完成状态下传感器节点102进行的处理顺序例子的流程图。首先，传感器节点102以计时器403的中断为契机，切换为起动状态(步骤SI501)。而且，传感器节点102以在规定时间d后起动的方式在计时器设置中断(步骤S1502)。传感器节点102进行定期计测(步骤S1503)。接下来，传感器节点102切换为睡眠状态(步骤S1504)，结束一系列的处理。在此处的睡眠状态下，M⑶402是睡眠状态，传感器401和接收电路422是断开状态，计时器403是起动的状态。另外，此处，由于MCU402是睡眠状态，对于中断功能能够进行动作，所以能够接受来自计时器403等的中断。
[0097](母机101进行的处理顺序)
[0098]图16是表示母机101进行的处理顺序例子的流程图。首先，母机101以同步请求信号SI的接收为契机，从计时器获取当前时刻(步骤S1601)。母机1I，求出将当前时刻除以规定时间d所得的余数(步骤S1602)。母机1I通过从规定时间d减去计算出的余数来求出下次起动定时(步骤S1603)。母机101发送同步信号S2(步骤S1604)，并结束一系列的处理。
[0099]如以上说明那样，各传感器节点102通过将接收电路从断开状态切换为接通状态来请求同步信号的发送而接收同步信号，能够缩短接收电路连续地成为接通状态的期间。由此，能够实现省电池化。
[0100]另外，传感器节点102在接收到同步信号后再接收到来自其它传感器节点102的同步请求信号的情况下，发送针对接收到的同步请求信号的、基于接收到的同步信号的同步信号。这样，通过完成同步的传感器节点102代替母机而发送同步信号，与各传感器节点102通过能够到达到母机的发送电力发送同步请求信号的情况相比较，能够实现省电化。
[0101]另外，传感器节点102在接收到同步信号之后经过一定时间后，将接收电路切换为断开状态。由此，在结束针对来自处于近距离的其它传感器节点102的同步请求信号的同步信号的发送后，通过进行间歇动作，从而实现省电化。
[0102]另外，传感器节点102在电池中所蓄积的电力量变成规定量以上的情况下，发送同步请求信号。由此，能够以自发的定时进行同步请求信号以及同步信号的收发。因此，能够实现省电池化。
[0103]另外，传感器节点102在从发送同步请求信号之后起到经过一定时间后为止未接收到同步信号的情况下，以接收部的状态成为第一状态的方式进行控制。由此，由于间歇动作实现，所以能够实现省电池化。
[0104]另外，周期性地进行多跳通信。由此，配置区域的状态被定期计测。
[0105]此外，本实施方式中所说明的同步方法能够通过由MCU402执行预先准备的同步程序来实现。本同步程序被记录于R0M404、非易失性存储器406等可由MCU402读取的记录介质，并通过MCU402从记录介质读出来执行。另外，同步程序也可以从母机101通过多跳通信来发布。符号说明
[0106]100…系统；101…母机；102…传感器节点；401…传感器;402."MCU;403…计时器;404"_如1;4(^"1^1;4(^"非易失性存储器;41(^_电源管理单元;41卜_电池;42卜_发送电路；422…接收电路；701…CPU; 702...计时器；703…ROM; 704...RAM; 706…磁盘；901…整体控制部;902…接收部;903…发送部;904…电力控制部;905…蓄电部；1001...控制部；1002...接收部;1003...发送部;1004...存储部;SI...同步请求信号;S2...同步信号。
【主权项】
1.一种通信节点，是通过多跳通信向通信装置转送数据的多个通信节点所包含的通信节点，其特征在于，具有: 发送部，发送同步请求信号，该同步请求信号是在本通信节点中请求发送用于获取所述多跳通信的同步的同步信号的同步请求信号； 接收部，接收针对所述发送部发送的所述同步请求信号的所述同步信号；以及 电力控制部，控制所述接收部，以便在所述发送部发送所述同步请求信号前，所述接收部的状态成为第一状态，而在所述发送部发送所述同步请求信号后，所述接收部的状态成为第二状态，其中，所述第一状态是所述接收部的消耗电力为第一电力的状态，所述第二状态是所述接收部的消耗电力为比所述第一电力高的第二电力的状态。2.根据权利要求1所述的通信节点，其特征在于， 具有发送控制部，在所述接收部接收到所述同步信号后接收到来自所述多个通信节点中的本通信节点以外的通信节点的所述同步请求信号的情况下，该发送控制部进行使所述发送部发送针对所述接收部接收到的所述同步请求信号的、基于接收到的所述同步信号的所述同步信号的控制。3.根据权利要求2所述的通信节点，其特征在于， 所述电力控制部在所述接收部接收到所述同步信号之后经过一定时间后，控制所述接收部，以便所述接收部的状态成为所述第一状态。4.根据权利要求2或者3所述的通信节点，其特征在于， 具有蓄电部，该蓄电部对向所述接收部供给的电力进行蓄积， 在所述蓄电部中所蓄积的电力量变为规定量以上的情况下，所述发送控制部进行控制，以便使所述发送部发送所述同步请求信号。5.根据权利要求4所述的通信节点，其特征在于， 在从所述发送部发送所述同步请求信号之后起到经过一定时间后为止，所述接收部未接收到所述同步信号的情况下，所述电力控制部控制所述接收部，以便所述接收部的状态成为所述第一状态。6.根据权利要求1?5中的任意一项所述的通信节点，其特征在于， 所述多跳通信被周期性地进行。7.—种系统，具有通信装置、和通过多跳通信向所述通信装置转送数据的多个通信节点，其特征在于， 所述多个通信节点中包含的通信节点将接收部的状态从第一状态切换到第二状态，所述第一状态是所述接收部的消耗电力为第一电力的状态，所述第二状态是所述接收部的消耗电力为比所述第一电力高的第二电力的状态， 通过发送部发送同步请求信号，该同步请求信号是在本通信节点中请求发送用于获取所述多跳通信的同步的同步信号的同步请求信号， 由所述接收部接收针对所述发送部发送的所述同步请求信号的所述同步信号。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于， 所述通信装置若接收从所述多个通信节点中的任意一个通信节点发送的所述同步请求信号，则发送针对接收到的所述同步请求信号的同步信号。9.一种同步方法，其特征在于， 通过多跳通信向通信装置转送数据的多个通信节点中包含的通信节点执行如下的处理: 将接收部的状态从第一状态切换到第二状态，其中，所述第一状态是所述接收部的消耗电力为第一电力的状态，所述第二状态是所述接收部的消耗电力为比所述第一电力高的第二电力的状态； 通过发送部发送本通信节点中请求用于获取所述多跳通信的同步的同步信号的发送的同步请求信号；以及 由所述接收部接收针对所述发送部发送的所述同步请求信号的所述同步信号。
【文档编号】H04W56/00GK105917683SQ201480073376
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2014年1月20日
【发明人】大友俊也, 山下浩郎, 山下浩一郎, 铃木贵久, 山内宏真
【申请人】富士通株式会社