WO2006121120A1 - 無線ネットワークノード - Google Patents

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WO2006121120A1
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wireless
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Kohtaro Ohba
Shigeru Yamada
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National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology
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    • Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
    • Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks

Definitions

  • the present invention relates to a technology of an RFID or wireless tag having an ID number or having a sensor attached thereto, or a wireless network node.
  • a small wireless network is usually called a wireless tag or RFID, and there are a V having a battery, a passive type, and an active type requiring a battery.
  • the noisy type is considered to be a bar code change.
  • the noisy type RFID is mainly used for close distances of several centimeters between the master and slave units.
  • the nossive type does not have a power source, the transmitted radio wave power also replenishes energy.
  • a so-called small wireless network node used in the sensor network which is generally called an active type and requires a battery, but it is equipped with a transmission / reception circuit, and it can transmit data wirelessly by attaching a sensor. It has the feature that data can be exchanged over the network via the wireless network node itself.
  • the communication distance is much longer than that of the passive type, and a communication distance of several tens of meters is possible.
  • the nossive type does not require a battery, but a large antenna is required to extend the communication distance, and the radio waves are strong, which may affect other wireless devices.
  • the active type is suitable for applications that require communication distance for wireless tag usage, but the problem is that batteries are required. However, if the battery needs to be replaced for at least one year while the battery is exhausted, it is less likely to be used according to the noisy type.
  • Patent Document 2 Conventionally, there is a thing related to a noisy type collision (see, for example, Patent Document 2), but there are few things related to an active type.
  • Patent Document 1 a method using the same receiving circuit is used to change from the power saving mode to the normal mode in the first reception, and to perform communication for the first time in the second reception. is there.
  • the present invention uses a communication procedure that can simultaneously avoid collisions and save power.
  • Patent Document 1 JP 2003-115033
  • Patent Document 2 Japanese Patent Publication 2002-519876
  • a battery for a nosed wireless tag does not require a battery, but has a short communication distance.
  • increasing the transmission power affects nearby wireless devices.
  • An active wireless tag requires a battery instead of being advantageous in communication distance compared to a passive type. However, even if a battery is required, it can be used in a passive manner if the power consumption is reduced. In order to prevent battery consumption, it is necessary to use a low-speed CPU, and it is necessary to control the power saving of internal circuits.
  • a wireless network node having a transmitter, a receiver, and an external interface according to the present invention, and when the wireless network node receives a call signal when calling to the parent wireless network node, A random number is generated by itself so that there is no collision with the node, and the random number value is set as a time slot value, and the unique number is returned to the parent machine at the time slot.
  • the base unit receives the unique number, it returns the unique number of the wireless network node to the wireless network node.
  • the wireless network node receives a reply from the master unit, it turns off the power of the transmission / reception circuit for a predetermined time and stops.
  • a radio network node device characterized in that, in this radio network node, the power of the base station is transmitted when a response to the radio network node is returned to the radio network node according to the priority of the radio network node. It is.
  • the wireless network node device transmits an upper limit value of a random number value from a parent device when returning to the wireless network node, and changes the number of time slots.
  • the wireless network node of the present invention is provided with another low power consumption receiving circuit in addition to the normal receiving circuit, and receives radio waves in another low power consumption receiving circuit at a frequency different from the base power.
  • the wireless network node is characterized in that a normal transmission / reception circuit is powered on.
  • the parent device when the unique number of the wireless network node is changed from the parent device to the wireless network node by radio waves, the parent device first assigns the unique number of the wireless network node to the wireless network node.
  • the wireless network node transmits the fact that the preparation for changing the unique number is completed to the base unit when the unique number is received.
  • the base unit again sends the changed unique number to the wireless network node, and the received wireless network node performs a procedure of changing its own unique number.
  • the wireless network node of the present invention when the wireless network node is attached to an object or a person, a still image or video camera is installed in the parent device, and the wireless network node of the parent device strength in claim 5
  • the wireless network node is characterized in that a camera or a person who possesses the wireless network node is photographed with a camera at the same time when the unique number is changed or when the base unit reads the wireless network node.
  • the unique number is generated from the number or time of the parent device or the unique state of the parent device or the child device wireless network node.
  • a sensor that can sense the temperature and state of an object or a person is attached to the base unit, and when the sensor reacts and receives a unique number of the wireless network node,
  • the wireless network node is characterized in that the base unit performs a preset operation when only the sensor reacts without receiving the unique number.
  • a wireless network node for relay is placed between the parent device and the wireless network node in order to prevent the radio wave arrival distance from being shortened due to noise in the vicinity of the parent device, thereby improving the communication distance.
  • a wireless network node is characterized in that a sensor capable of detecting tilt and movement is attached to a slave unit, and the slave unit performs a preset operation when the sensor reacts. .
  • communication can be established by a simple procedure even when the CPU in the wireless network node is low speed. Also, even if there are many wireless network nodes in the reception area of the master unit, the slave units respond to the call signal of the master unit all at once, reducing the probability of a collision. In addition, since the wireless network node that has completed communication is stopped for a while, the probability that the wireless network node can communicate with the parent device is increased without the completion of communication. In addition, battery consumption can be reduced by adjusting the stop time.
  • Claim 2 of the present invention is that the number of time slots can be changed by the number of radio network nodes. When there are a small number of wireless network nodes, the number of time slots with fewer communication collisions can be reduced. If there are many wireless network nodes, the probability of collision is high, so it is necessary to increase the number of time slots.
  • the base unit can adjust the number of time slots according to the application and situation, and the wireless network node system can be operated smoothly.
  • Claim 3 of the present invention relates to power saving. Normally, a transmission / reception stop circuit is provided, and it gets up at regular intervals to check for radio waves. If there is no radio wave, it becomes normal reception, and if not, it stops. In this method, the longer the stop time is, the more power is saved. However, at the time of start-up, the worst is to wait for the stop time, and the response response of the wireless tag may be reduced.
  • the method according to claim 3 adds another low power consumption receiving circuit to the wireless network node, and supplies power to the main circuit when radio waves are input to the added receiving circuit while the main receiving circuit is always stopped. It is a method to do. According to this method, the additional calorie receiving circuit does not receive data, and thus a low power consumption circuit can be configured. Therefore, a power-saving wireless network node having a quick response can be configured.
  • Claim 4 of the present invention relates to a change of the unique number of the radio network node.
  • the unique number is changed in two steps for safety.
  • the wireless network node is prepared for changing the unique number, and only the wireless network node for which preparation has been completed changes the actual unique number to ensure safety.
  • Claim 5 of the present invention relates to security.
  • the wireless network node may be lent to others and the working hours may be fraudulent.
  • an authentication station-like device is created, and a person with a wireless network node goes to the authentication station, reads the wireless network node, and at the same time takes a picture of the face, and identifies the unique number of the wireless network node. Match face data. If you use a security system that uses wireless network nodes, you will be able to investigate fraud because faces and face records will remain.
  • Claim 6 of the present invention when registering a face image in claim 5, gives an attribute to the unique number of the wireless network node, issues a unique number taking into account the authentication station number and time, and is one-time. Register as a one-time unique number as a password to prevent unauthorized use of the unique number of the wireless network node.
  • FIG. 1 A wireless network node according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a radio network node and a parent device according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a tag according to the present invention
  • FIG. 2 is an explanatory diagram showing an example of use of the tag of the present invention
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a flowchart of a communication procedure in the tag of the present invention. Note that the present invention is not limited thereby.
  • 10 is a radio network node according to the present invention.
  • External I / O terminal 1 for connecting to sensors and external networks 1, CPU 2 for controlling communication data, external switch 3, LED display 4, transmitter circuit 7, receiver circuit 8, commonly used loop antenna 5 or helical antenna 6 and battery 9
  • These circuits are composed of known circuits. In this configuration, the base unit and the handset use the same circuit.
  • the wireless network node has a simple configuration of an RF transceiver circuit and a CPU. Power equipped with CR2032 lithium battery holder External battery can also be used.
  • the antenna can be selected from the external antenna or the internal loop antenna.
  • External I / O has terminals for RS232C transmission / reception, GPIO, and internal CPU board programming.
  • GPIO or serial port can also be used as an I2C bus interface for digital temperature sensors.
  • FIG. 2 a general communication procedure is as shown in FIG. Assume that there is a moving person or object with one base unit 10 and many wireless network nodes 10 in a space where communication is possible.
  • the broadcast method is used when it is desired to incorporate these unique numbers into the wireless network node power network. As shown in Fig. 3, the broadcast method starts from the base unit to the entire wireless network. Broadcast signals are sent to work nodes all at once. The received wireless network node transmits its own unique number to the base unit. At this time, if all the wireless network nodes reply at the same time, radio wave collision will occur and communication will be impossible, so response will be made in time division multiplexing (TDMA).
  • TDMA time division multiplexing
  • the wireless network node determines its own time slot number with a random number, and transmits the delayed delay by the time slot.
  • the base unit receives the unique number from the wireless network node, it returns an ACK signal along with the unique number to the wireless network node.
  • the wireless network node receives its own unique number, it enters a sleep state for a certain period of time. This reduces the number of active wireless network nodes each time communication is established.
  • Fig. 4 shows an example in which the master unit is attached within the reach of the Hub force radio, and can cover the necessary area. It can be configured by combining a base server small server device and a wireless module.
  • the network after the master is a normal network infrastructure. In this example, it is possible to determine in which area the wireless network node with a specific number is located. Since the base unit usually has an IP address, it can be easily controlled with the telnet command.
  • the wireless network node includes an external I / O, and can be used as a sensor network node when attached to a sensor. If a sensor is equipped with a strain gauge and installed on a bridge, data can be collected by car at regular intervals. A digital two-wire temperature sensor can be directly connected to this wireless module. For example, it is not practical to install a large number of wired sensors for supermarket fresh food temperature control. The wireless network node temperature sensor can be installed simply by placing it where it is needed. After that, the master unit collects temperature data at regular time intervals.
  • This wireless network A network node can be used as an original network node, and a multi-hop system can be used to construct an original network system via a reader, and is not affected by the existing network infrastructure. If the accelerometer is attached to a wireless network node, the X-axis and Y-axis tilt can be transmitted in real time to the base unit.
  • What is required in the factory is a communication amount of 10 or more bytes, such as an ID, so that it can stably communicate over a distance of more than a dozen meters and can be linked to an existing network.
  • the active type requires batteries, but there are many fields where RFID is not a problem at this time, unless batteries need to be replaced for more than three years. For example, for a cow that ships in three years, it is not necessary to have a battery longer than the life of the cow.
  • Upikitas is a technology that extends the world of information and communications to the location and state of people and things.
  • Wireless network nodes are ultra-small and can be attached to people or objects.
  • it is possible to communicate over a distance of several tens of meters without a reader's lighter approaching, and it can be operated for several years with the size of a lithium battery with a diameter of 20 mm.
  • the wireless standard uses weak radio that does not require a radio station application. Functions other than transmission / reception, data encoding, decoding, error correction, and modulation are all performed by CPU software. By replacing software, various types of applications can be supported.

Description

無線ネットワークノード
発明の属する技術分野
[0001] 本発明は、 ID番号持った又はセンサーを取り付けた RFIDあるいは無線タグあるは無 線ネットワークノードの技術に関するものである。
背景の技術
[0002] 小型無線ネットワークは通常、無線タグ、 RFIDと呼ばれて 、るもので、電池を持たな V、パッシブ型と電池を必要とするアクティブ型がある。ノッシブ型はバーコードに変 わるものとして考えられて 、る。ノッシブ型の RFIDは親機と子機が数センチの至近距 離での応用が主である。
[0003] ノ ッシブ型は電源を持たないので送信される電波力もエネルギーを補給する。一方 センサーネットワークで使われる小型無線ネットワークノードと呼ばれるものがあり、一 般的にアクティブ型と呼ばれるもので電池が必要であるが送受信回路を備え、センサ 一を取り付けてデータを無線で送信できる。無線ネットワークノード自身を経由してネ ットワークでデータのやりとりが行える等の特徴がある。また、通信距離はパッシブ型 に比べてはるかに長く数十メータの通信距離が可能である。
[0004] ノッシブ型は電池が不要であるが通信距離を伸ばすためには大きなアンテナが必要 であり、電波が強いため他の無線機器に影響を及ぼす可能性がある。無線タグ的な 使い方で通信距離が必要な用途にはアクティブ型が適しているが、問題が電池が必 要であるということである。し力しながら電池の消耗が少なぐ少なくとも 1年間以上電 池の交換が必要な 、場合はノッシブ型に準じて使える場合が少なくな 、。
[0005] 従来、ノッシブ型の衝突に関するものは（例えば、特許文献 2参照）あるが、ァクティ ブ型に関するものは少ない。また、省電力に関するものは特許文献 1にあるが同じ受 信回路を使った方法で 1回目の受信で省電力モードから通常モードへの変更を行い 、 2回目の受信ではじめて通信を行う方法である。本発明は衝突の回避と省電力を 同時に行える通信手順を使って 、る。
特許文献 1：特開 2003-115033 特許文献 2：特公 2002- 519876
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] ノ ッシブ型の無線タグは電池は不必要であるが通信距離は短い。また、通信距離を 長くするためには送信アンテナを大きくする必要があり、送信電力を上げる必要があ る。ところが送信電力を上げると近隣の無線装置に影響を及ぼす。
[0007] アクティブ型の無線タグは通信距離がパッシブ型に比べて有利である代わりに電池 が必要である。ただ、電池が必要でも消費電力を下げればパッシブ型に準じた使い 方が可能である。電池の消耗を防ぐためには低速度の CPUを使う必要があり、内部 回路の省電力のコントロールを行う必要がある。
[0008] そのため、低速度の CPUでも可能な単純な手順で無線タグの通信を行う必要がある 。また、無線タグの使い方として多数の無線タグが通信エリア内に存在し、それぞれ のタグを個別に認識できなければならない。そのため、省電力を可能とする通信手順 や省電力の方法を新たに考案する必要があった。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明の送信機、受信機、外部とのインターフェースを備えた無線ネットワークノード であって、親機力 無線ネットワークノードに呼びかけた時に、無線ネットワークノード は呼びかけ信号を受信すると他の無線ネットワークノードと衝突がな 、ように自身で 乱数を発生し、その乱数値をタイムスロット値にして、そのタイムスロットの時に親機に 自分の固有番号を返信する。親機はその固有番号を受信すると、その無線ネットヮ ークノードにその無線ネットワークノードの固有番号を返信する。無線ネットワークノー ドは親機からの返信を受信すると、所定の時間送受信回路の電源を切り停止する。こ の無線ネットワークノードにおいて親機力 その無線ネットワークノードの優先度に応 じて無線ネットワークノードの送受信回路の電源停止時間値を無線ネットワークノード への返信時に送信することを特徴とする無線ネットワークノード装置である。
本発明の無線ネットワークノードにおいて、親機から乱数値の上限値を無線ネットヮ ークノードへの返信時に送信し、タイムスロット数を変更することを特徴とする無線ネッ トワークノード装置である。 [0010] 本発明の無線ネットワークノードは、通常の受信回路の他にもう一つの低消費電力受 信回路を設け、親機力 別の周波数でもう一つの低消費電力受信回路に電波を受 信した場合、通常の送受信回路の電源が投入されることを特徴とする無線ネットヮー クノードである。
この発明は
[0011] 本発明の無線ネットワークノードにおいて、親機から無線ネットワークノードに電波で 無線ネットワークノードの固有番号の変更を行う場合、まず親機は無線ネットワークノ ードの固有番号をその無線ネットワークノードに送信し、その無線ネットワークノード は、自分の固有番号を受信した時点で固有番号変更の準備が完了したことを親機に 送信する。親機は再びその無線ネットワークノードに変更後の固有番号を送り、受信 した無線ネットワークノードは自分の固有番号を変更するという手順を行うことを特徴 とする無線ネットワークノード装置である。
[0012] 本発明の無線ネットワークノードにおいて、物や人に無線ネットワークノードを取り付 ける場合、親機に静止画又は動画撮影カメラを設置し、請求項 5における親機力ゝらの 無線ネットワークノードの固有番号変更時又は親機が無線ネットワークノードを読み 出し時に、同時に無線ネットワークノードを所持する物又は人をカメラで撮影すること を特徴とする無線ネットワークノードである。
[0013] 本発明の無線ネットワークノードにおいて、親機が無線ネットワークノードの固有番号 を発行する際、親機の番号又は時間又は親機や子機無線ネットワークノードの固有 の状態から固有番号を生成することを特徴とする無線ネットワークノードである。
[0014] 本発明の無線ネットワークノードにおいて、親機に物体や人の温度や状態を感知で きるセンサーを取り付け、センサーが反応しかつ無線ネットワークノードの固有番号を 受信した場合、又は無線ネットワークノードの固有番号が受信されずに、センサーだ けが反応した場合に予め設定された動作を親機が行うことを特徴とする無線ネットヮ ークノードである。
[0015] 本発明の無線ネットワークノードにおいて、親機近辺のノイズにより電波到達距離が 短くなるのを防止するため親機と無線ネットワークノードの間に中継用の無線ネットヮ ークノードを置き、通信距離を向上させることを特徴とする無線ネットワークノードであ る。
[0016] 本発明の無線ネットワークノードにおいて、子機に傾きや動きを感知できるセンサー を取り付け、センサーが反応した場合に予め設定された動作を子機が行うことを特徴 とする無線ネットワークノードである。
発明の効果
[0017] この発明の請求項 1は無線ネットワークノード内の CPUが低速の場合でも、単純な 手順で通信の確立が行える。また、無線ネットワークノードが親機の受信エリアに多 数存在しても親機の呼びかけ信号に対して子機が一斉に返事を出し、衝突が起こる 確率が減少する。また、通信が完了した無線ネットワークノードはしばらく停止するの で、まだ通信が完了して 、な 、無線ネットワークノードが親機と通信が行える確率が 増加する。また、停止時間を調整することにより、電池の消耗を減少させることができ る。
[0018] この発明の請求項 2は無線ネットワークノードの数によりタイムスロット数が変更できる ことにある。無線ネットワークノードが少数の場合、通信の衝突が少なぐタイムスロッ ト数は少なくてすむ。無線ネットワークノードが多 、場合は衝突の確率が高 、のでタ ィムスロット数を多くする必要がある。親機はアプリケーションや状況に応じてタイムス ロット数の調整を行うことができ、無線ネットワークノードシステムの円滑な運用ができ る。
[0019] この発明の請求項 3は省電力に関するものである。通常は送受信停止回路を設け、 一定の時間ごとに起き上がり、電波がないかどうか確認し、あれば通常の受信状態に なり、なければ停止状態になる。この方法は停止時間が長いほど省電力になるが、起 動時には最悪は停止時間の間待たされることになり、無線タグの反応レスポンスが下 力 ¾可能性がある。請求項 3の方法は無線ネットワークノードに別の低消費電力の受 信回路を追加し、メインの受信回路は常に停止状態で追加した受信回路に電波が 入力された時点でメイン回路に電源を供給する方法である。この方法によれは追カロ の受信回路はデータを受信しないので低消費電力の回路が構成できるので、レスポ ンスが早い省電力無線ネットワークノードが構成できる。
[0020] この発明の請求項 4は無線ネットワークノードの固有番号の変更に関するものである。 固有番号の変更は安全のため二段階の方法で行う。 1回目は無線ネットワークノード に固有番号変更のための準備をさせ、準備が完了した無線ネットワークノードのみが 実際の固有番号の変更を行うことにより安全性を確保する。
[0021] この発明の請求項 5はセキュリティに関するものである。例えば、無線ネットワークノー ドを人に持たせ、勤務時間を調べる場合、その無線ネットワークノードを他人に貸して 、勤務時間の不正が行われる可能性がある。それを防止するために認証ステーショ ン的なものを作り、無線ネットワークノードを持った人間が認証ステーションの側に行 き、無線ネットワークノードを読み取ると同時に顔の撮影を行い無線ネットワークノード の固有番号と顔のデータを一致させる。無線ネットワークノードを使ったセキュリティ システムを使った場合、後で顔と顔の記録が残るので不正の調査が出来る。
[0022] この発明の請求項 6は請求項 5で顔画像の登録を行う場合、無線ネットワークノードの 固有番号に属性を持たせ、認証ステーション番号や時間を加味した固有番号を発行 し、ワンタイムパスワード的に 1回限りの固有番号として登録し、無線ネットワークノー ドの固有番号の不正使用を防ぐ。
図面の簡単な説明
[0023] [図 1]本発明の実施の形態に係る無線ネットワークノード
[図 2]本発明の実施の形態に係る無線ネットワークノードと親機
[図 3]通信手順フローチャート
[図 4]親機の複合使用例
符号の説明
[0024] 1 I/O部
2 CPU
3 スィッチ
4 LED
5 ノレープアンテナ
6 ヘリカルアンテナ
7 送信回路
8 受信回路 9 電池
10 無線ネットワークノード
11 インタフェース
12 PC又はネットワーク
13 親機
14 既存ネットワーク
15 通信エリア
発明を実施するための最良の形態
[0025] 以下、本発明を図に示す実施例により具体的に説明する。図 1は本発明によるタグの 構成を示すブロック図、図 2は本発明のタグの使用例を示す説明図、図 3は本発明の タグにおける通信手順のフローチャートの説明図である。なお、これにより本発明が 限定されるものではない。
[0026] 図 1において、 10は本発明による無線ネットワークノードである。センサーや外部ネット ワークと接続する外部 I/O端子 1、通信データをコントロールする CPU2、外部スイツ チ 3、 LED表示器 4、送信回路 7、受信回路 8、一般的に用いられているループアンテ ナ 5又はへリカルアンテナ 6、電池 9から構成されている。これらの回路は公知回路か ら構成されている。この構成で親機、子機は同じ回路を使用している。
[0027] 無線ネットワークノードは図 1にあるように、 RFの送受信回路と CPUのシンプルな構 成である。 CR2032のリチウム電池のホルダーが装備されている力 外部電池も使える 。アンテナは外部へリカルアンテナか内部ループアンテナが選択できる。外部 I/Oは RS232Cの送受信と GPIO、内部 CPUのボードプログラミング用の端子が出ている。親 機として利用する場合、 RS232Cで接続してもよぐネットワークの Hub経由でサーバに 接続してもよい。センサーネットワークとして使う場合、 GPIOやシリアルポートをデジタ ル温度センサー向けの I2Cバスインタフェースとして使うこともできる。
[0028] 図 2において一般的な通信手順は図 3のようになる。通信できる空間内に 1個の親機 1 0と多数の無線ネットワークノード 10を装着した移動する人や物があることを想定する 。これらの固有番号を無線ネットワークノード力 ネットワークに取り込みたい場合に ブロードキャスト方式を使う。ブロードキャスト方式は図 3のように親機から全無線ネット ワークノードに対して一斉にブロードキャスト信号を発信する。受信した無線ネットヮ 一クノードは親機に対して自分の固有番号を送信する。この時、全部の無線ネットヮ ークノードが一斉に返事をすれば電波の衝突が起こり、通信が不可能になるので、 時分割多重方式 (TDMA)で返信する。
[0029] 無線ネットワークノードは自分のタイムスロット番号を乱数で決定し、そのタイムスロット 分だけ遅延させて発信する。親機は無線ネットワークノードからの固有番号を受信す ると、その固有番号とともに ACK信号をその無線ネットワークノードに返信する。無線 ネットワークノードは自分の固有番号を受信すると一定時間スリープ状態に入る。こ れで通信が確立するたびにアクティブな無線ネットワークノードの数が減っていく。
[0030] 図 4は Hub力 無線の届く範囲に親機を取り付けた例で、必要なエリアをカバーす ることができる。親機小型のサーバデバイスと無線モジュールを組み合わせることによ り構成できる。親機以降は通常のネットワークインフラである。この例ではある固有番 号の無線ネットワークノードはどのエリアにあるかどうかが判定できる。親機には通常 I Pアドレスがついているので、簡易的には telnetコマンドでコントロールすることが可能 である。
無線ネットワークノードには汎用通信プロトコルまで実装する必要はな 、。極限まで 無線ネットワークノードのエネルギー消費を少なくする必要があるため、標準化による ネゴシエーション等の実装は省き単純な通信方法を使う。ネットワーク上からはミドル ウェアや APIによる標準化が可能である。
[0031] 無線ネットワークノードは外部 I/Oを備えており、センサーと取り付ければセンサー ネットワークノードとして利用できる。センサーに歪ゲージをつけ、橋梁などに設置す れば、一定の間隔で車でのデータ収集が可能になる。デジタル 2線式の温度センサ 一はダイレクトにこの無線モジュールに接続できる。例えば、スーパマーケットの生鮮 食料品の温度管理では、有線で多数のセンサーを取り付けるのは現実的ではな 、。 この無線ネットワークノードの温度センサーは、必要な場所に置くだけで設置が完了 する。あとは親機が一定に時間間隔で温度データを収集する。
[0032] セキュリティ的な観点力もみて、既存のネットワークインフラを使用したくないことが ある。例えば、ネットワーク上で事故があった場合すべてがストップする。この無線ネ ットワークノードは本来のネットワークノードとして使え、マルチホップシステムにより、リ ビータ経由で独自のネットワークシステムを構築でき、既存のネットワークインフラの 影響を受けない。また、加速度センサーを無線ネットワークノードをつければ X軸 Y軸 の傾きをリアルタイムで親機送信することができる。
[0033] 巿場で要求されているものは、通信量は IDなど 10数バイトでいいので、安定して十数 mの距離が通信でき、既存のネットワークとリンクできるものである。アクティブ型は電 池が必要であるが、 3年以上電池交換が必要なければ、この時代、 RFIDとしてほとん ど問題にならない分野も数多く存在する。例えば、 3年で出荷する牛に対して、牛の 寿命以上に電池が持たせる必要はない。
[0034] ュピキタスとは情報通信の世界を人や物の所在や状態にまで拡張する技術のこと である。無線ネットワークノードは超小型で人や物に取り付けることができる。また、リ ーダ 'ライターを接近させなくても 10数 mの距離の通信が可能で、直径 20mmのリチュ ゥム電池大のサイズで数年間運用可能である。無線規格は無線局の申請が不要な 微弱無線を使う。送受信以外の機能、データのエンコード、デコード、誤り修正、変調 はすべて CPUによるソフトウェアで行っており、ソフトウェアを入れ替えることにより、各 種のアプリケーションにも対応できる。

Claims

請求の範囲
[1] 送信機、受信機、外部とのインターフェースを備えた無線ネットワークノードであって
、親機力 無線ネットワークノードに呼びかけた時に、無線ネットワークノードは呼び かけ信号を受信すると他の無線ネットワークノードと衝突がな 、ように自身で乱数を 発生し、その乱数値をタイムスロット値にして、そのタイムスロットの時に親機に自分の 固有番号を返信する。親機はその固有番号を受信すると、その無線ネットワークノー ドにその無線ネットワークノードの固有番号を返信する。無線ネットワークノードは親 機からの返信を受信すると、所定の時間送受信回路の電源を切り停止する無線ネッ トワークノードにおいて親機力 その無線ネットワークノードの優先度に応じて無線ネ ットワークノードの送受信回路の電源停止時間値を無線ネットワークノードへの返信 時に送信することを特徴とする無線ネットワークノード装置。
[2] 請求項 1記載の無線ネットワークノードにぉ 、て、親機力も乱数値の上限値、つまりタ ィムスロット数変更を無線ネットワークノードへの返信時に送信することを特徴とする 無線ネットワークノード装置。
[3] 請求項 1、請求項 2記載の無線ネットワークノードにおいて、通常の受信回路の他にも う一つの低消費電力受信回路を設け、親機から別の周波数でもう一つの低消費電力 受信回路に電波を受信した場合、通常の送受信回路の主電源が投入されることを特 徴とする無線ネットワークノード。
[4] 請求項 1、請求項 2、請求項 3記載の無線ネットワークノードにぉ 、て、親機から無線 ネットワークノードに電波で無線ネットワークノードの固有番号の変更を行う場合、ま ず親機は無線ネットワークノードの固有番号をその無線ネットワークノードに送信し、 その無線ネットワークノードは、自分の固有番号を受信した時点で固有番号変更の 準備が完了したことを親機に送信する。親機は再びその無線ネットワークノードに変 更後の固有番号を送り、受信した無線ネットワークノードは自分の固有番号を変更す るという手順を行うことを特徴とする無線ネットワークノード装置。
[5] 請求項 1、請求項 2、請求項 3、請求項 4記載の無線ネットワークノードにぉ 、て、物や 人に無線ネットワークノードを取り付ける場合、親機に静止画又は動画撮影カメラを 設置し、請求項 5における親機からの無線ネットワークノードの固有番号変更時又は 親機が無線ネットワークノードを読み出し時に、同時に無線ネットワークノードを所持 する物又は人をカメラで撮影することを特徴とする無線ネットワークノード。
[6] 請求項 1、請求項 2、請求項 3、請求項 4、請求項 5記載の無線ネットワークノードにお いて、親機が無線ネットワークノードの固有番号を発行する際、親機の番号又は時間 又は親機や子機無線ネットワークノードの固有の状態力 固有番号を生成することを 特徴とする無線ネットワークノード。
[7] 請求項 1、請求項 2、請求項 3、請求項 4、請求項 5、請求項 6記載の無線ネットワークノ ードにおいて、親機に物体や人の温度や状態を感知できるセンサーを取り付け、セ ンサ一が反応しかつ無線ネットワークノードの固有番号を受信した場合、又は無線ネ ットワークノードの固有番号が受信されずに、センサーだけが反応した場合に予め設 定された動作を親機が行うことを特徴とする無線ネットワークノード。
[8] 請求項 1、請求項 2、請求項 3、請求項 4、請求項 5、請求項 6、請求項 7記載の無線ネ ットワークノードにおいて、親機近辺のノイズにより電波到達距離が短くなるのを防止 するため親機と無線ネットワークノードの間に中継用の無線ネットワークノードを置き、 通信距離を向上させることを特徴とする無線ネットワークノード。
[9] 請求項 1、請求項 2、請求項 3、請求項 4、請求項 5、請求項 6記載の無線ネットワークノ ードにおいて、子機に傾きや動きを感知できるセンサーを取り付け、センサーが反応 した場合に予め設定された動作を子機が行うことを特徴とする無線ネットワークノード
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