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ワイヤレスセンサネットワークシステム 新技術説明会

国内特許コード P130009993
整理番号 S2012-0523-N0
掲載日 2013年10月17日
出願番号 特願2012-048447
公開番号 特開2013-187552
登録番号 特許第5843199号
出願日 平成24年3月5日(2012.3.5)
公開日 平成25年9月19日(2013.9.19)
登録日 平成27年11月27日(2015.11.27)
発明者
  • 藤井 威生
  • 遠藤 朋実
出願人
  • 国立大学法人電気通信大学
発明の名称 ワイヤレスセンサネットワークシステム 新技術説明会
発明の概要 【課題】複数の情報源から送信される情報を効率よく収集することを重視したワイヤレスセンサネットワークシステムおよびその通信方法を提供する。
【解決手段】本発明のワイヤレスセンサネットワークシステムおよびワイヤレスセンサネットワーク通信方法によれば、複数の送信端末のそれぞれが、第1情報群と、第2情報群とを、送信周波数群と、送信時刻群との組み合わせに変換した上で送信する複数の送信信号群を、無線ネットワークを介して受信サーバが受信する。こうすることで、多数の情報をリアルタイムに通信することが可能となる。
【選択図】図2A
従来技術、競合技術の概要


近年、ワイヤレスセンサネットワークに係る技術の研究開発が活発に行われている。ワイヤレスセンサネットワークとは、センサなどを備えるノードを、無線通信によって構成されたネットワークを介して制御したり、位置や環境に係る情報の収集に利用したりする無線ネットワークである。



ワイヤレスセンサネットワークは、モニタリングシステムや、ホーム・オートメーションなど、様々な分野での活用が期待されている。センサネットワークを無線通信で構築することによって、コストダウンや、センシング範囲の拡大や、ネットワークの変更における柔軟性などのメリットが期待出来る。



現在、ワイヤレスセンサネットワークにおいていわゆるアドホック通信を行う際には、既存の小規模ネットワーク向けの無線通信方式およびプロトコルが使用されている。このような場合に、主にZigBee(登録商標)と呼ばれるIEEE802.15.4規格や、その他の特定小電力無線システムなどが、事実上の標準技術として活用されている。



図1は、従来技術によるワイヤレスセンサネットワークの全体的な構成を示す概念図である。図1に示したワイヤレスセンサネットワークは、受信サーバとして機能するシンクSと、送信端末として機能する複数のセンサノードSN1~SN5とを含んでいる。



このような従来技術では、それぞれのセンサノードSN1~SN5が、観測情報や、観測位置情報などの情報をパケットにまとめて送信する。このとき、異なるセンサノードSN1~SN5が送信する複数の信号が互いに干渉しないように、各信号を時系列的に並べて送信する。



上記に関連して、特許文献1(特開2010-14604号公報)には、振動測定システムに係る記載が開示されている。この振動測定システムは、センサノードと、管理ノードとを含んで構成されており、測定対象物の振動を測定する。ここで、センサノードは、測定対象物の所定位置に設けられている。管理ノードは、センサノードとの間で無線通信を行う。センサノードは、センサ側検出手段と、センサ側通信手段と、センサ側制御手段とを備える。ここで、センサ側検出手段は、測定対象物の所定位置の振動の度合を検出する。センサ側通信手段は、管理ノードとの間で、無線通信を行う。センサ側制御手段は、センサ側検出手段に対して、振動の度合の検出を所定の周期で実行するように制御すると共に、センサ側通信手段に対して、振動の度合の検出の実行されるタイミングには無線通信を禁止する制御を行う。

産業上の利用分野


本発明は、サーバと、複数の端末とが無線ネットワークを介して通信するワイヤレスセンサネットワークシステムと、このシステムで用いられるワイヤレスセンサネットワーク通信方法とに係る。

特許請求の範囲 【請求項1】
複数の送信信号群を送信する複数の送信端末と、
無線ネットワークを介して前記複数の送信信号群を受信する受信サーバと
を具備し、
前記複数の送信信号群は、
前記複数の送信端末のそれぞれが送信する送信信号群
を具備し、
前記それぞれの送信端末は、
第1情報群を生成する第1回路部と、
第2情報群を生成する第2回路部と、
前記第1情報群および前記第2情報群の組み合わせを、送信周波数群および送信時刻群の組み合わせに変換する変換部と、
前記送信周波数群を有する前記送信信号群を前記送信時刻群に含まれるそれぞれの時刻に送信する送信部と
を具備し、
前記受信サーバは、
前記複数の送信信号群を受信する受信部と、
前記複数の送信信号群が示す前記送信周波数群および前記送信時刻群から前記第1情報群および前記第2情報群を復元する復元部と
を具備する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項2】
請求項1に記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記第1情報群および前記第2情報群の少なくとも一方は、
2次元の情報
を具備する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項3】
請求項2に記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記第1回路は、
前記第1情報群を取得するセンサ
を具備し、
前記第2情報群は、
2次元座標上の位置情報
を具備し、
前記第2回路は、
前記それぞれの送信端末の前記位置情報を取得する位置情報取得部
を具備する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項4】
請求項2に記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記第1回路は、
前記第1情報群を取得するセンサ
を具備し、
前記第2情報群は、
2次元座標上の位置情報
を具備し、
前記第2回路は、
前記送信端末の前記位置情報を予め記憶している記憶部
を具備する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項5】
請求項3または4に記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記受信サーバは、
前記複数の送信端末に向けて要求信号を送信する送信部
をさらに具備し、
前記それぞれの送信端末は、
前記要求信号を受信する受信部
をさらに具備し、
前記第1回路は、前記要求信号に応じて前記第1情報群を取得する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項6】
請求項1~5のいずれかに記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記変換部は、
前記第1情報群を前記送信周波数群に変換する第1変換部と、
前記第2情報群を前記送信時刻群に変換する第2変換部と
を具備する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項7】
請求項6に記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記第2情報群は2次元の情報を含み、
前記第2変換部は、前記第2情報群を、第1送信時刻および第2送信時刻の組み合わせに変換し、
前記それぞれの送信時刻群は、
前記第1送信時刻と、
前記第2送信時刻と
を具備し、
前記推定部は、複数の送信信号群から、前記複数の送信時刻群に共通する前記送信周波数群を検索して、前記第1情報群および前記第2情報群を推定する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項8】
請求項7に記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記受信サーバは、
前記複数の送信端末の位置情報を予め記憶しているメモリ
をさらに具備し、
前記復元部は、前記メモリに記憶された前記位置情報を参照して前記復元を行う
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項9】
請求項1~8のいずれかに記載のワイヤレスセンサネットワークシステムにおいて、
前記第1情報群は、
1次元の情報
を具備し、
前記第1回路は、前記第1情報群のそれぞれを前記送信周波数群のいずれかに割り当て、
前記復元部は、前記割り当ての逆変換式を演算して前記第1情報群を推定する
ワイヤレスセンサネットワークシステム。

【請求項10】
複数の送信端末が複数の送信信号群を送信することと、
受信サーバが無線ネットワークを介して前記複数の送信信号群を受信することと
を具備するワイヤレスセンサネットワーク通信方法であって、
前記送信することは、
第1情報群を生成することと、
第2情報群を生成することと、
前記第1情報群および前記第2情報群の組み合わせを、送信周波数群および送信時刻群の組み合わせに変換することと、
前記送信周波数群を有する前記送信信号群を生成して前記送信時刻群に含まれるそれぞれの時刻に送信することと
を具備し、
前記受信することは、
前記複数の送信信号群を受信することと、
前記複数の送信信号群が示す前記送信周波数群および前記送信時刻群から前記第1情報群および前記第2情報群を復元することと
を具備する
ワイヤレスセンサネットワーク通信方法。
産業区分
  • 伝送方式
  • ファクシミリ
  • 測定
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2012048447thum.jpg
出願権利状態 登録


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