通信終端和無線傳感器網絡系統的制作方法

文檔序號：11142415閱讀：1201來源：國知局

導航： X技術> 最新專利>信號裝置的制造及其應用技術

本發明涉及通信終端和無線傳感器網絡系統，特別涉及可省電通信的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

背景技術：

公開了在多個傳感器節點中，從各種各樣的能源獲取電力(能量收集、電池等)，并且將開關信息和溫度、壓力等的傳感器信息單向或雙向地對于主機進行無線數據通信的無線傳感器網絡系統(例如，參照專利文獻1。)。

橋梁、公路、鐵路、建筑物等的社會基礎設施系統的老化成為社會問題。此外，在該老化對策上需要巨大的費用，所以還被要求用于延長這些社會基礎設施系統的壽命的對策。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2005-505872號公報

技術實現要素：

發明要解決的問題

在以往的無線傳感器網絡系統中，為了在發送無線發送數據結束后也維持總是能夠接收來自主機的信號的狀態，多個傳感器節點需要使多個傳感器節點內的接收器總是接通。

此外，在以往的無線傳感器網絡系統中，如果傳感器節點不僅具有發送功能而且還要具有接收功能，則在本傳感器節點不發送時，必須使接收電路總是接通，設為接收等待狀態。因而消耗電力相對較大。

本發明的目的是，提供可省電通信的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

解決問題的方案

根據本發明的一方式，提供傳感器節點通信終端，包括：傳感器，在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息；控制單元，連接到所述傳感器，可運算處理所述傳感器信息；存儲器，連接到所述控制單元；無線收發單元，連接到所述控制單元；天線，連接到所述無線收發單元，可無線發送將所述傳感器信息或將所述傳感器信息進行運算處理后的結果；電源單元，連接到所述控制單元；以及定時器，連接到所述控制單元，在發送第1無線發送數據結束后的規定的期間，可接收來自主機側的第2無線發送數據。

根據本發明的另一方式，提供主機通信終端，包括：控制單元；連接到所述控制單元的存儲器；連接到所述控制單元的無線收發單元；以及連接到所述無線收發單元的天線，通過無線通信收集來自多個傳感器節點的傳感數據，并且根據接收到的電波的接收電場強度，對于多個傳感器節點指定通信速度的變更。

根據本發明的另一方式，提供無線傳感器網絡系統，其特征在于，包括：多個傳感器節點；以及主機，可總是或定期地接收來自所述多個傳感器節點的第1無線發送數據，所述傳感器節點在發送所述第1無線發送數據結束后的規定的期間，可接收來自所述主機側的第2無線發送數據。

根據本發明的另一方式，提供無線傳感器網絡系統，包括：多個傳感器節點；以及主機，可總是或定期地接收來自所述多個傳感器節點的無線發送數據，傳感器節點包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器；連接到所述傳感器，可運算處理所述傳感器信息的控制單元；連接到所述控制單元存儲器；連接到所述控制單元無線發送單元；連接到所述無線發送單元，可無線發送所述傳感器信息或所述傳感器信息運算處理后的結果的天線；連接到所述控制單元電源單元；以及連接到所述控制單元定時器；。

發明的效果

根據本發明，能夠提供可省電通信的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

附圖說明

圖1是可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統的示意結構圖。

圖2是作為可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統，用于橋梁的無線傳感器網絡系統的示意性俯視結構圖。

圖3是作為可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統，用于農場的無線傳感器網絡系統的示意結構圖。

圖4(a)是與第1實施方式的傳感器節點通信終端可無線通信的主機的示意框結構圖，(b)是具有作為第1實施方式的通信終端的功能的傳感器節點的示意框結構圖。

圖5是在具有作為第1實施方式的通信終端功能的傳感器節點中，說明發送數據間的休眠時間Ts的示意時序圖。

圖6是在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，(a)是傳感器節點Pi中的數據信號的示意時序圖，(b)是對應于圖6(a)的主機H中的數據信號的示意時序圖。

圖7是在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，(a)是傳感器節點Pi中的數據信號的詳細的時序圖，(b)是對應于圖7(a)的主機H中的數據信號的詳細的時序圖。

圖8是在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點Pi和主機H間的無線通信的動作流程圖(標志FLG不存在，在從傳感器節點側對主機發送之后必需設置接收窗口時間的類型)。

圖9是在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點Pi和主機H間的無線通信的動作流程圖(通過在該發送中包含的標志FLG所示的值預告從被定義標志FLG的傳感器節點側對主機發送之后是否繼續設置接收窗口時間的類型)。

圖10是第2實施方式的傳感器節點通信終端、即包括光發電裝置的傳感器節點的示意框結構圖。

圖11是利用了可適用第2實施方式的傳感器節點通信終端的光傳感器的定時器時鐘的示意性俯視結構圖。

圖12(a)是表示在可適用第2實施方式的傳感器節點通信終端的振動傳感器中，交通量TR和時間t(h)之間的關系的示意圖，(b)是表示在可適用第2實施方式的傳感器節點通信終端的光傳感器中，光強度P和時間t(day)之間的關系的示意圖。

圖13是表示在第2實施方式的傳感器節點通信終端中，光發電裝置的發電量Po和時間t(day)之間的關系的示意圖。

圖14是在可適用比較例的通信終端的無線傳感器網絡系統中，(a)是傳感器節點P1中的數據信號的示意時序圖，(b)是傳感器節點P2中的數據信號的示意時序圖，(c)是傳感器節點Pn中的數據信號的示意時序圖。

圖15是在可適用第3實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，(a)是無數據沖突的情況的主機H中的接收數據的示意時序圖，(b)是作為比較例，有數據沖突情況中的主機H中的接收數據的示意時序圖。

圖16是在可適用第3實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，(a)是傳感器節點P1中的數據信號的示意時序圖，(b)是傳感器節點P2中的數據信號的示意時序圖，(c)是傳感器節點Pn中的數據信號的示意時序圖。

圖17是作為可適用第3實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統，用于橋梁的無線傳感器網絡系統的示意性俯視結構圖。

圖18是可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統的示意結構圖。

圖19是在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，(a)是主機H中的數據信號的示意時序圖，(b)是對應于圖19(a)的傳感器節點Pi中的數據信號的示意時序圖。

圖20是在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，(a)是表示主機H、傳感器節點Pi間的傳輸距離L(m)和接收靈敏度S(dBm)之間的關系的示意圖，(b)是表示主機H和傳感器節點Pi間的通信速度D(kbps)和接收靈敏度S(dBm)之間的關系的示意圖。

圖21(a)是與第4實施方式的通信終端可無線通信的主機的示意框結構圖，(b)是具有作為第4實施方式的通信終端的功能的傳感器節點的示意框結構圖。

圖22是包括第4實施方式的變形例的通信終端、即光發電裝置的傳感器節點的示意框結構圖。

具體實施方式

接著，參照附圖，說明本發明的實施方式。在以下的附圖的記載中，對同一或類似的部分附加同一或類似的標號。但是，附圖是示意性的圖，應該指出的是各結構部件的厚度和平面尺寸之間的關系等與現實有所不同。因此，具體的厚度和尺寸應參酌以下的說明來判斷。此外，在附圖相互間當然也包含彼此的尺寸關系和比例不同的部分。

此外，以下所示的實施方式是，例示用于將本發明的技術思想具體化的裝置和方法的實施方式，本發明的實施方式沒有將各結構部件的材質、形狀、構造、配置等確定為下述的情況。本發明的實施方式在權利要求的范圍中，附加各種各樣的變更。

[第1實施方式]

(無線傳感器網絡系統)

可適用第1實施方式的通信終端(傳感器節點)20的無線傳感器網絡系統100的示意結構，表示為圖1所示。

如圖1所示，可適用第1實施方式的通信終端(傳感器節點)20的無線傳感器網絡系統100包括：多個傳感器節點20(P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n)；以及可總是或定期地接收來自多個傳感器節點20的第1無線發送數據的主機10。這里，在定期地接收的情況下，主機10中的接收頻度比傳感器節點20的發送頻度頻繁。

主機10是基站，例如，也可以配置在具有規定的高度的支柱15上。

如圖6的說明中后述那樣，在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，多個傳感器節點20可接收來自主機10側的第2無線發送數據。這里，從多個傳感器節點20(P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n)，在規定的定時，第1無線發送數據被發送到主機10。

此外，在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，第2無線發送數據從主機10側被發送到多個傳感器節點20(P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n)。

可適用第1實施方式的通信終端20的無線傳感器網絡系統100，通過在多個傳感器節點20(P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n)中，設為在發送無線發送數據結束后的規定的較短期間能夠接收來自主機10側的發送數據的狀態，從而低功耗。即，在多個傳感器節點20(P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n)中，與設為在發送無線發送數據結束后也能夠總是接收的狀態的情況相比，由于不必使多個傳感器節點20(P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n)內的接收器總是接通，所以低功耗。

主機10中收集到的信息利用因特網線路等被供給到云計算系統，可統一管理。

如圖4(b)的說明中后述的，多個傳感器節點20(P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n)包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器21；連接到傳感器21的存儲器22；連接到存儲器22，可運算處理傳感器信息的控制單元24；連接到控制單元24的無線收發單元(RF)26；連接到無線收發單元26，可無線發送傳感器信息或運算處理了傳感器信息所得的結果的天線28；連接到控制單元24的電源單元32；以及連接到控制單元24的定時器30。

這里，在存儲器22中，存儲傳感器21中獲取的傳感器信息。

例如，傳感器21中獲取的傳感器信息中，根據適用通信終端(傳感器節點)20的無線傳感器網絡系統100的用途，包含光、溫度、濕度、壓力、振動、變形、傾斜、開關信息等。

在電源單元32中，例如，主要使用太陽能電池板等的環境發電裝置。另一方面，將其置換為電池，混合地并設的構造也可適用。因為目的同樣是電池的長壽命等。

(用于橋梁的無線傳感器網絡系統)

作為可適用第1實施方式的通信終端(傳感器節點)20的無線傳感器網絡系統，用于橋梁的無線傳感器網絡系統300的示意性俯視結構，如圖2所示。

圖2所示，可適用第1實施方式的通信終端(傳感器節點)20的用于橋梁的無線傳感器網絡系統300包括：多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₂₁、20₂₂、…、20₃₁、20₃₂、…、20₄₁、20₄₂、…；以及可總是或定期地接收來自多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₂₁、20₂₂、…、20₃₁、20₃₂、…、20₄₁、20₄₂、…的第1無線發送數據的主機10₁、10₂、10₃、10₄。這里，在定期地接收的情況下，主機10中的接收頻度比傳感器節點20的發送頻度頻繁。

主機10₁、10₂、10₃、10₄例如也可以配置在具有規定的高度的支柱301、302、303、304和公路(或鐵軌)305的連接部中。

在支柱301、302、303、304和公路(或鐵軌)305之間，連接多根鋼絲繩306，通過支柱301、302、303、304，支撐公路(或鐵軌)305。

多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₂₁、20₂₂、…、20₃₁、20₃₂、…、20₄₁、20₄₂、…也可以配置在多根鋼絲繩306和公路(或鐵軌)305的連接部中。

例如，多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…與主機10₁之間可無線收發，同樣地，多個傳感器節點20₂₁、20₂₂、…與主機10₂之間可無線收發，多個傳感器節點20₃₁、20₃₂、…與主機10₃之間可無線收發，多個傳感器節點20₄₁、20₄₂、…與主機10₄之間可無線收發。

在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…可接收來自主機10₁側的第2無線發送數據。從多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…在規定的定時，第1無線發送數據被發送到主機10₁。此外，在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，第2無線發送數據從主機10₁側被發送到多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…。以下是同樣的。

可適用第1實施方式的通信終端20的用于橋梁的無線傳感器網絡系統300，在多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₂₁、20₂₂、…、20₃₁、20₃₂、…、20₄₁、20₄₂、…中，通過設為在發送無線發送數據結束后的規定的較短期間，能夠接收來自主機10₁、10₂、10₃、10₄側的發送數據的狀態，從而低功耗。即，由于不需要使多個傳感器節點內的接收器總是接通，所以低功耗。

主機10₁、10₂、10₃、10₄中收集到的信息利用因特網線路等供給到云計算系統，可統一管理。

這里，如圖4(b)的說明中后述的，多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₂₁、20₂₂、…、20₃₁、20₃₂、…、20₄₁、20₄₂、…包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器21；連接到傳感器21，可運算處理傳感器信息的控制單元24；連接到控制單元24的存儲器22；連接到控制單元24的無線收發單元(RF)26；連接到無線收發單元26，可無線發送傳感器信息或運算處理了傳感器信息所得的結果的天線28；連接到控制單元24的電源單元32；以及連接到控制單元24的定時器30。這里，在存儲器22中，存儲在傳感器21中獲取的傳感器信息。例如，在傳感器信息中，包含光、溫度、濕度、壓力、振動、變形、傾斜、張力等。

例如，在電源單元32中，主要使用太陽能電池板等的環境發電裝置。另一方面，即使是將其置換為電池，混合地并設的構造也可適用。

再有，在配置于橋梁的支柱間的中心附近的傳感器節點中，也可以選擇被配置在兩側的主機的其中一個實施無線收發。此外，如在第3實施方式中后述那樣，也可以適用避免數據沖突的方法。

(用于農場的無線傳感器網絡系統)

作為可適用第1實施方式的通信終端(傳感器節點)20的無線傳感器網絡系統，用于農場的無線傳感器網絡系統200的示意性俯視結構表示為圖3所示。如圖3所示，用于農場的無線傳感器網絡系統200也可以由多個小規模的用于農場的無線傳感器網絡系統200₁、200₂、…、200_m構成。

多個小規模的用于農場的無線傳感器網絡系統200₁、200₂、…、200_m例如也可以按被栽培的作物為單位劃分。

如圖3所示，可適用第1實施方式的通信終端(傳感器節點)20的用于農場的無線傳感器網絡系統200包括多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n、20₂₁、20₂₂、…、20_2n、、、、、20_ml、20_m2、…、20_mn；以及可總是或定期地接收來自多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n、20₂₁、20₂₂、…、20_2n、、、、、20_ml、20_m2、…、20_mn的第1無線發送數據的多個主機10₁、10₂、…、10_m。這里，在定期地接收的情況下，主機10中的接收頻度比傳感器節點20的發送頻度頻繁。

例如，多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n與主機10₁之間可無線收發，同樣地，多個傳感器節點20₂₁、20₂₂、…、20_2n與主機10₂之間可無線收發，多個傳感器節點20_ml、20_m2、…、20_mn與主機10_m之間可無線收發。

多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n、20₂₁、20₂₂、…、20_2n、、、、、20_ml、20_m2、…、20_mn包括用于獲取與各個作物對應的傳感器信息的傳感器21。

多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，可接收來自主機10₁側的第2無線發送數據。第1無線發送數據從多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n在規定的定時被發送到主機10₁。此外，在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，第2無線發送數據從主機10₁側被發送到多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n。以下是同樣的。

主機10₁、10₂、10₃、…、10_m中收集到的信息利用因特網線路等供給到云計算系統，可統一管理。

可適用第1實施方式的通信終端20的用于農場的無線傳感器網絡系統200，在多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n、20₂₁、20₂₂、…、20_2n、、、、、20_m1、20_m2、…、20_mn中，通過設為在發送無線發送數據結束后的規定的較短期間，能夠接收來自主機10₁、10₂、…、10_m側的發送數據的狀態，從而低功耗。即，由于不需要使多個傳感器節點內的接收器總是接通，所以低功耗。

如圖4(b)的說明中后述的，多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20_1n、20₂₁、20₂₂、…、20_2n、、、、、20_ml、20_m2、…、20_mn包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器21；連接到傳感器21，可運算處理傳感器信息的控制單元24；連接到控制單元24的存儲器22；連接到控制單元24的無線收發單元(RF)26；連接到無線收發單元26，可無線發送傳感器信息或運算處理了傳感器信息所得的結果的天線28；連接到控制單元24的電源單元32；以及連接到控制單元24的定時器30。這里，在存儲器22中，存儲傳感器21中獲取的傳感器信息。例如，在傳感器信息中，包含農場內的設置場所中的光、溫度、濕度、氣壓、振動、變形、傾斜、開關信息等。

例如，在電源單元32中，主要使用太陽能電池板等的環境發電裝置。另一方面，將其置換為電池，混合地并設的構造也可適用。

(通信終端：主機)

如圖4(a)所示，與第1實施方式的傳感器節點通信終端可無線通信的主機10(H)的示意框結構包括：存儲器12；連接到存儲器12的控制單元14；連接到控制單元14的無線收發單元(RF)16；以及連接到無線收發單元(RF)16的天線18。在存儲器12中，存儲主機10和傳感器節點20之間的無線通信上必要的控制信息。控制單元14基于存儲器12中存儲的控制信息，執行主機10和傳感器節點20的無線通信控制。無線收發單元(RF)16通過天線18收發主機10、傳感器節點20間的無線數據。這里，主機10(H)是基站，不需要特別地設置電源單元，所以在圖4(a)中未圖示，但也可以根據用途而包括從各種各樣的能源獲取(能量收集)電力的電源單元結構。主機10(H)可總是或定期地接收來自傳感器節點20(P)的第1無線發送數據。這里，在定期地接收的情況下，主機中的接收頻度比傳感器節點的發送頻度頻繁。

(通信終端：傳感器節點)

另一方面，圖4(b)所示，具有作為第1實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)的示意框結構包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器21；連接到傳感器21，可運算處理傳感器信息的控制單元24；連接到控制單元24的存儲器22；連接到控制單元24的無線收發單元(RF)26；連接到無線收發單元26，可無線發送傳感器信息或運算處理了傳感器信息所得的結果的天線28；連接到控制單元24的電源單元32；以及連接到控制單元24的定時器30。這里，在發送無線發送數據結束后的規定的很少的期間，傳感器節點20(P)可接收來自主機10側的發送數據。

具有作為第1實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)，通過設為在發送無線發送數據結束后的規定的較短期間，能夠接收來自主機10側的發送數據的狀態，從而低功耗。即，由于不需要使傳感器節點20(P)內的接收器總是接通，所以低功耗。

這里，在傳感器信息中，例如包含光、溫度、濕度、壓力、振動、變形、傾斜、開關信息、噪聲電平等。即，傳感器21可適用溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器、變形傳感器、傾斜傳感器、開關信息傳感器等可計測各種各樣的環境因素的傳感器。

在存儲器22中，存儲傳感器21中獲取的傳感器信息。此外，在存儲器12中，還存儲主機10和傳感器節點20的無線通信上必要的控制信息。

控制單元24基于存儲器12中存儲的傳感器信息和控制信息，執行主機10和傳感器節點20的無線通信控制。此外，控制單元24可運算處理傳感器信息。

此外，在控制單元24中，連接定時器30，可進行傳感器節點20(P)的定時控制和時刻設定。

例如，連接到控制單元24的電源單元32可從太陽能、周邊環境的振動能、風能、通過溫度變動而從熱發電元件得到能量、根據開關開閉等用途的各種各樣的能源獲取(能量收集)電力。優選連接到控制單元24的電源單元32不需要電池更換。

例如，在電源單元32中，主要使用太陽能電池板等的環境發電裝置。另一方面，將其置換為電池，混合地并設的構造也可適用。因為目的同樣是電池的長壽命等。

(休眠時間)

在具有作為第1實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)中，說明2個發送數據Tx間的休眠時間Ts的示意的時序圖，表示為圖5所示。

如圖5所示，具有作為第1實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)在定時器時刻t1和定時器時刻t2間的時間寬度T1中，將發送數據Tx發送到主機10(H)后，在經過相對較長的休眠時間Ts后定時器時刻t3和定時器時刻t4間的時間寬度T2中，可將發送數據Tx發送到主機10(H)。即，傳感器節點20(P)可進行間歇傳感(sensing)動作，在將發送數據Tx發送到主機10(H)后，不需要總是將傳感器節點20(P)內的接收器設為接通狀態，只在經過休眠時間Ts后的較小的時間寬度T2中，可將發送數據Tx發送到主機10(H)。因此，可省電動作。

(傳感器節點、主機間的無線數據通信)

在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點Pi中的數據信號的示意的時序圖表示為圖6(a)所示，對應于圖6(a)的主機H中的數據信號的示意的時序圖表示為圖6(b)所示。如后述的圖9的流程圖所示，圖6(a)的時序圖對應于傳感器節點Pi和主機H間的無線通信的動作上，定義標志FLG，將從傳感器節點側對主機發送之后是否繼續設置接收窗口時間通過在該發送之中包含的標志FLG表示的值來預告的類型。在圖6(a)中，也有無FLG的動作模式，在該情況下，如后述的圖8的流程圖所示，對應于傳感器節點Pi和主機H間的無線通信的動作上，沒有標志FLG的存在，在從傳感器節點側對主機發送之后一定被設置接收窗口時間的類型。

此外，傳感器節點Pi中的數據信號的詳細的時序圖表示為圖7(a)所示，對應于圖7(a)的主機H中的數據信號的詳細的時序圖表示為圖7(b)所示。

作為收發的模式，根據傳感器節點具有接收窗口時間并在發送數據中是否有標志，有以下的(A)～(G)的7種動作模式。在不具備標志FLG的情況下，為以下的(A)、(D)、(E)模式，在裝備了標志FLG的情況下，為以下的(B)、(C)、(F)、(G)模式。參照圖7，細節后述。

傳感器節點Pi在無線發送數據中不裝備標志FLG的情況：

(A)傳感器節點Pi發送無線發送數據后，設定接收等待期間，但沒有來自主機H的接收的模式。

(D)傳感器節點Pi發送無線發送數據后，設定接收等待期間，有來自主機H的接收(僅控制信號)的模式。

(E)傳感器節點Pi發送無線發送數據后，設定接收等待期間，有來自主機H的接收(僅數據請求信號)，之后進行數據發送的模式。

傳感器節點Pi在發送數據中裝備標志FLG的情況：

(B)傳感器節點Pi發送無線發送數據后，沒有設定接收等待期間的模式。

(C)傳感器節點Pi發送無線發送數據后，設定接收等待期間，但沒有來自主機H的接收的模式。

(F)傳感器節點Pi發送無線發送數據后，設定接收等待期間，有來自主機H的接收(僅控制信號)的模式。

(G)傳感器節點Pi發送無線發送數據后，設定接收等待期間，有來自主機H的接收(僅數據請求信號)，之后進行數據發送的模式。

參照圖7，詳述(A)～(G)的7種動作模式的收發的模式。

作為收發的模式，有以下的(A)～(G)的7種動作模式。

(A)傳感器節點Pi在第1無線發送數據T_xi3的發送后，設置接收等待期間R_xi3，但主機H對傳感器節點Pi不發送第2無線發送數據T_xh的模式。

(B)傳感器節點Pi發送第1無線發送數據T_xi3時，標志FLG＝0，不設置接收等待期間R_xi3的模式。

(C)傳感器節點Pi發送第1無線發送數據T_xi3時，標志FLG＝1，設置接收等待期間R_xi3，但主機H對傳感器節點Pi不發送第2無線發送數據T_xh的模式。

(D)傳感器節點Pi發送第1無線發送數據T_xi3后，設置接收等待期間R_xi3，主機H對傳感器節點Pi發送第2無線發送數據T_xh，該數據是控制信號的模式。

(E)傳感器節點Pi發送第1無線發送數據T_xi3后，設置接收等待期間R_xi3，主機H對傳感器節點Pi發送第2無線發送數據T_xh，該數據是請求信號(數據請求信號)，之后傳感器節點Pi將第3無線發送數據T_xi4發送到主機H的模式。在數據請求信號的內容中規定數據量/發送次數等。

(F)傳感器節點Pi發送第1無線發送數據T_xi3時，標志FLG＝1，設置接收等待期間R_xi3，主機H對傳感器節點Pi發送第2無線發送數據T_xh，該數據是控制信號的模式。

(G)傳感器節點Pi發送第1無線發送數據T_xi3時，標志FLG＝1，設置接收等待期間R_xi3，主機H對傳感器節點Pi發送第2無線發送數據Tx_h，該數據是請求信號(數據請求信號)，之后傳感器節點Pi將第3無線發送數據T_xi4發送到主機H的模式。第3無線發送數據T_xi4包含標志FLG，以后這樣反復。

標志FLG包含在本次發送中的數據中，表示在該發送之后，將在規定的期間中用于接收的窗口時間是否設置在傳感器節點Pi側。即，在第1無線發送數據T_xi3中，例如如果標志FLG＝1，則接續該標志而接收等待期間R_xi3打開，接收該標志FLG并解釋的主機側若有必要，則在接收等待期間R_xi3的之間發送第2無線發送數據T_xh。

在不需要從主機H向傳感器節點Pi的發送的情況下，接收等待期間R_xi3的期間中主機側什么也不發送。當然，在接續第1無線發送數據T_xi3沒有設置接收等待期間R_xi3的情況下，作為第1無線發送數據T_xi3中的標志FLG＝0，表示對主機H側該傳感器節點Pi本次不進行接收。

在接收等待期間R_xi3中發送的數據(T_xh＝傳感器節點接收后為R_xh)之中主要有2種數據。即，(1)從主機H側對傳感器節點Pi發送某些指定的數據等的請求信號，(2)從主機H側對傳感器節點Pi發送的控制信號(例如，系統時刻信息和同步信號、某些動作模式轉移信號等)。

在接收等待期間R_xi3中發送的數據(T_xh＝傳感器節點接收后為R_xh)是從主機H側對傳感器節點Pi發送的控制信號的情況下，傳感器節點側進行依據該接收到的控制信號的動作。即，例如，接收主機H的時刻信息而與傳感器節點內的時鐘同步。

在接收等待期間R_xi3中發送的數據(T_xh＝傳感器節點接收后為R_xh)是從主機H側對傳感器節點Pi發送某些指定的數據等的請求信號的情況下，從接收等待期間R_xi3以后的規定的定時(圖中為t6)發送由主機H指定的數據等(第3無線發送數據T_xi4)。

如圖7(a)所示，假設在該第3無線發送數據T_xi4中的規定的位置，例如通過設置標志FLG＝1/0來表示對第3無線發送數據T_xi4是否將接續接收窗口時間設置在傳感器節點Pi側。

在圖7(a)所示的例子中，在第3無線發送數據T_xi4中設置標志FLG，但在系統上第3無線發送數據T_xi4這樣的數據的最大次數被確定的情況下，也可以省略該標志。

當然，如圖7(a)所示，在有一定在第1無線發送數據T_xi3之后設置接收窗口時間這樣的約定的系統的情況下，能夠省略標志FLG。但是在該情況下，每次發送，都需要設置接收窗口時間，若稀疏設置接收窗口時間的次數則能夠使傳感器節點側省電地動作，所以也可以靈活使用標志FLG。

這里，第1無線發送數據T_xi3在規定的定時從傳感器節點20(P_i)發送到主機10(H)。此外，第2無線發送數據T_xh在發送第1無線發送數據T_xi3結束后的規定的很少的期間內從主機10(H)側發送到傳感器節點20(P_i)。

傳感器節點20(P_i)用于確定是否實施繼續接收等待的判定要素，例如，也有設為白天5次有1次、夜晚僅午夜12時…等復合多個要素來判定的情況。

傳感器節點20(P_i)用于確定是否實施繼續接收等待的判定要素之中至少一個也可以是時刻或以時刻為基準的信息。

此外，傳感器節點20(P_i)用于確定是否實施繼續接收等待的判定要素之中至少一個也可以是與次數有關的信息。例如，按照用途，僅5次有1次地打開接收窗口，也可1日僅1次地打開接收窗口。這樣，傳感器節點20(P_i)根據表示是否實施繼續接收等待的標志FLG，有每次不打開接收窗口R_xi2、R_xi3等的情況。

此外，傳感器節點20(P_i)用于確定是否實施繼續接收等待的判定要素之中至少一個也可以是與收集的信息和預先確定的判定基準之間的一致判定結果有關的信息。

此外，傳感器節點20(P_i)用于確定是否實施繼續接收等待的判定要素之中至少一個也可以是將收集的信息與目前為止收集的信息合并而與預先確定的判定基準之間的一致判定結果有關的信息。

作為結果，能夠實現第1實施方式的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統的省電。

在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點僅在發送后的很短期間將接收電路設為“每次”接通。由此，主機側一定知道對于傳感器節點發送的定時，所以如果在那時發送，則傳感器節點能夠接收。

在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，不需要總是接通傳感器節點的接收電路，也可以僅在某個限定的時間接通，所以傳感器節點側的消耗電力較少即可。另一方面，從主機側能夠發送的定時被限制，但可容許該程度的延遲。

而且，在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點通過在緊接之前的發送信號中包含的標志FLG信息表示是否僅在發送后的少的期間將接收電路設為接通，僅在“有”時之后將接收電路接通很少的期間。即，由于不每次接通，所以消耗電力被進一步降低。另一方面，從主機側能夠發送的定時進而被限制，但通常接收窗口打開的間隔變寬。

在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點Pi和主機H間的無線通信的動作流程圖(標志FLG不存在，一定在從傳感器節點側對主機發送之后設置接收窗口時間的類型)，表示為圖8所示。

此外，在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點Pi和主機H間的無線通信的動作流程圖(被定義標志FLG，將從的傳感器節點側對主機發送之后是否繼續設置接收窗口時間，通過在該發送中包含的標志FLG所示的值來預告的類型)，表示為圖9所示。

在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，有2類型，即標志FLG不存在，一定在從傳感器節點側對主機發送之后設置接收窗口時間的類型(對應圖8的動作流程圖)；以及被定義標志FLG，將從傳感器節點側對主機發送之后是否繼續設置接收窗口時間，通過在該發送中包含的標志FLG所示的值來預告的類型(對應圖9的動作流程圖)。

標志FLG不存在、一定在從傳感器節點側對主機發送之后設置接收窗口時間的類型，為了即使對傳感器節點側的每個發送一定很少也有接收電路被接通的期間，也可以不是每次而可以僅有時(例如10次有1次、1日1次，只要發電能中儲備在規定的電平(level)以上時就為5次有1次等)將接收電路接通(稀疏接收)。另一方面，被定義標志FLG，將從傳感器節點側對主機發送之后是否繼續設置接收窗口時間，通過在該發送中包含的標志FLG所示的值來預告的類型具有能夠削減消耗電力的特長。

(沒有標志FLG、一定在對主機的發送之后有接收窗口時間的類型)

在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，標志FLG不存在，一定在從傳感器節點側對主機發送之后設置接收窗口時間的類型的動作流程如下所示。

(a)首先，在圖8的步驟S1中，傳感器節點對主機發送數據。

(b)接著，在步驟S2中，傳感器節點將接收窗口打開短時間。

(c)接著，在步驟S3中，主機接收發送的數據。

(d)接著，在步驟S4中，判斷是否有從主機對傳感器節點的發送？。

(e)接著，在步驟S4中，如果是“否”，則轉移到步驟S12。主機為下次等待狀態。

(f)進而，轉移到步驟S13，傳感器節點關閉接收窗口為休眠模式。(傳感器節點至下次為止進行定時器計時等。)

(g)此外，在步驟S4中，如果為“是”，則轉移到步驟S5，主機對傳感器節點發送控制信號。

(h)接著，在步驟S6中，傳感器節點接收控制信號。

(i)接著，在步驟S7中，傳感器節點關閉接收窗口并執行控制。

(j)接著，在步驟S8中，傳感器節點為休眠模式。(傳感器節點至下次為止進行定時器計時等。)

(k)此外，在步驟S4中，如果為“是”，則轉移到步驟S9，主機對傳感器節點發送數據請求信號。

(1)接著，在步驟S10中，傳感器節點接收數據請求信號。

(m)接著，在步驟S11中，傳感器節點關閉接收窗口，接著，返回到步驟S1，傳感器節點對主機發送數據。

(有標志FLG，通過標志FLG預告是否設置接收窗口時間的類型)

在可適用第1實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，被定義標志FLG，將從傳感器節點側對主機發送之后是否繼續設置接收窗口時間，通過在該發送中包含的標志FLG所示的值來預告的類型的動作流程，表示為以下。

(a)首先，在圖9的步驟S21中，傳感器節點對主機發送數據。

(b)接著，在步驟S22中，判斷發送數據內的標志FLG是否為“1”？。

(c)在步驟S22中，如果為“否”(FLG＝0)，則轉移到步驟S23，傳感器節點為休眠模式。(傳感器節點至下次為止進行定時器計時等。)

(d)步驟S22中，如果為“是”，則轉移到步驟S24，傳感器節點將接收窗口打開短時間。

(e)接著，在步驟S25中，主機接收發送的數據。

(f)接著，在步驟S26中，判斷接收數據內的標志FLG是否為“1”？

(g)在步驟S26中，如果為“否”，則轉移到步驟S27，主機為下次的接收等待狀態。

(h)在步驟S26中，如果為“是”，則轉移到步驟S28，判斷是否有從主機對傳感器節點的發送？

(i)接著，在步驟S28中，如果為“是”，則轉移到步驟S29，主機對傳感器節點發送控制信號。

(j)接著，在步驟S30中，傳感器節點接收控制信號。

(k)接著，在步驟S31中，傳感器節點關閉接收窗口并執行控制。

(1)接著，在步驟S32中，傳感器節點為休眠模式。(傳感器節點至下次為止進行定時器計時等。)

(m)或者，在步驟S28中，如果為“是”，則轉移到步驟S33，主機對傳感器節點也可以發送數據請求信號。

(n)接著，在步驟S34中，傳感器節點接收數據請求信號。

(o)接著，在步驟S35中，傳感器節點關閉接收窗口。

(p)接著，返回到步驟S21，傳感器節點對主機發送數據。

(q)另一方面，在步驟S28中，如果為“否”，則轉移到步驟S36，主機為下次等待狀態。

(r)接著，轉移到步驟S37，傳感器節點關閉接收窗口而為休眠模式。(傳感器節點至下次為止進行定時器計時等。)

第1實施方式的通信終端和可適用多個該通信終端的無線傳感器網絡系統中可適用的使用頻帶例如為ML7396A：915MHz～929.7MHz、ML7396B：902MHz～928MHz、ML7396E：863MHz～870MHz等。作為調制方式，例如可適用2值-(G)FSK/MSK等。此外，數據通信速度也可以對應例如50kbps/100kbps/200kbps IEEE規范。此外，400kbps也可適用。發送輸出例如為20mW/10mW/1mW等，接收靈敏度例如為約-100dBm～-70dBm左右。

根據第1實施方式，能夠提供可省電通信的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

[第2實施方式]

作為具有第2實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)，包括光發電裝置40的傳感器節點20(P)的示意框結構表示為圖10所示。

如圖10所示，具有作為第2實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器21；連接到傳感器21，可運算處理傳感器信息的控制單元42；連接到控制單元42的存儲器22；連接到控制單元42的無線收發單元(RF)26；連接到無線收發單元26，可無線發送傳感器信息或運算處理了傳感器信息所得的結果的天線28；連接到控制單元42的電源單元32；以及連接到控制單元42的定時器44。這里，傳感器節點20(P)在發送無線發送數據結束后的規定的很少的期間，可接收來自主機10側的發送數據。

電源單元32包括：光發電裝置40；以及連接到光發電裝置40，計測光發電量的發電量檢測裝置50。計測光發電量的發電量檢測裝置50也可以具備峰值電力跟蹤功能。此外，在電源單元32中，也可以連接蓄電裝置54。在蓄電裝置54中，可適用電容、鋰離子電容、雙電層電容(EDLC：Electric Double-Layer Capacitor)等。再有，蓄電裝置54也可以內置在電源單元中。

在電源單元32中，例如主要使用太陽能電池板等的環境發電裝置。另一方面，將其置換為電池，混合地并設的構造也可適用。因為目的同樣是電池的長壽命等。

連接到控制單元24的電源單元32包括光發電裝置40，從太陽能可獲取電力(能量收集)。優選連接到控制單元24的電源單元32不需要電池更換。

傳感器21包括振動傳感器46和光傳感器48，但不限定于此。這里，在傳感器信息中，例如包含光、溫度、濕度、壓力、振動、變形、傾斜、開關信息、噪聲電平等。即，傳感器21可適用光傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、壓力傳感器、振動傳感器、變形傳感器、傾斜傳感器、開關信息傳感器等各種各樣的可計測環境因素的傳感器。這里，作為振動傳感器，按照用途，可適用由微機電系統(MEMS：Micro Electro Mechanical Systems)元件等形成的加速度傳感器等。

在存儲器22中，存儲傳感器21中獲取的傳感器信息。此外，在存儲器12中，還存儲主機10和傳感器節點20之間無線通信上必要的控制信息。

控制單元24基于存儲器12中存儲的傳感器信息和控制信息，執行主機10和傳感器節點20之間的無線通信控制。此外，控制單元24可運算處理傳感器信息。

此外，在控制單元24中，連接定時器44，可進行傳感器節點20(P)的定時控制和時刻設定。

定時器44可供給與第2實施方式的通信終端和適用通信終端的無線傳感器網絡系統的動作定時有關系的信息源。

具有作為第2實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)也可以包括例如在定時器44因某些原因而誤當作、失常(大幅度地偏移)、初始化、停止或再開始等與1天的階段(phase)極大不同時，實施基本的定時器44的時刻匹配的定時器時鐘45。

具有作為第2實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)例如也可以內置在定時器44內利用了光傳感器49的定時器時鐘45。

圖11所示，定時器時鐘45包括：機殼70；機殼70中形成的隙縫(slit)窗口單元72；以及在穿過隙縫窗口單元72的陽光74畫在機殼70底部的軌跡76上的基本中央部中配置的光傳感器49。這里，定時器時鐘45內配置的光傳感器49也可以與光傳感器48兼用同一光傳感器。

傳感器節點20(P)中可適用的定時器時鐘45利用光傳感器49，按與日晷同樣的原理，將光傳感器49的輸出峰值點或時間的中心點可設定為實質的正午。通過具備這樣的定時器時鐘45，即使在絕對的時間消失的狀況中，也可再設定作為定時器44的基準的時間。此外，在不使用光發電的情況下，能夠觀察一天的光的強度的周期，根據光傳感器49的輸出來推測時刻。

在第2實施方式的傳感器節點通信終端中，由振動傳感器46計測的交通量TR和時間t(h)之間的關系，示意地表示為圖12(a)所示。例如，在將第2實施方式的傳感器節點通信終端適用于用于橋梁的無線傳感器網絡系統的情況等中，假定通過振動傳感器46檢測相當于汽車或鐵路的交通量的交通量TR和時間t(h)之間的關系作為傳感器信息。這里，交通量TR的平均值用TR_A表示。

將交通量設為例如通過振動傳感器46來測量(也可以是對橋梁的載荷傳感器等)，該假定是捕捉1天中的交通量等的趨勢的規律來估計時刻的假定。即，是在早晚的上下班時間段很多，即使在該期間的時間段也可觀察到半夜比白天少的趨勢等的假定。此外，周末和節日被假定模型不同。在用于鐵路的橋梁的情況下，假定為空閑某個一定時間以上之后的第1趟車對應于始發時刻4：45等。再有，圖12(a)的特性是示意性的特性。

在第2實施方式的傳感器節點通信終端中，由光傳感器48計測的光強度P和時間t(day)之間的關系，示意地表示為圖12(b)所示。例如，在將第2實施方式的傳感器節點通信終端適用在用于農場的無線傳感器網絡系統的情況等中，假定通過光傳感器48檢測相當于對應1天周期的日照時間的光強度P和時間t(day)之間的關系作為傳感器信息。這里，光強度P的平均值用P_A表示。再有，圖12(b)的特性是示意性的。

在具有作為第2實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)中，光發電裝置40的發電量Po和時間t(day)之間的關系示意地表示為圖13所示。

在具有作為第2實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)中，光發電裝置40表示發電量Po對應于陽光的受光量相對時間t(day)的變化。在發電量Po超過了某個基準值A時(對應動作點A1、A3、A5)、發電量Po低于某個基準值A時(對應動作點A2、A4、A6)、發電量Po表示最大發電量時(對應動作點Qmax)、發電量Po表示最小發電量時(對應動作點Qmin)的其中一個的定時中，通過定時器時鐘45，可調整定時器44的時刻。

通常發電量Po的A點是發電量一直下降的點，即靠近日出和日落的點，推測A1和A2的中間點、A3和A4的中間點、A5和A6的中間點為正午的算法是基本的。即較暗的電平在夜間大體均勻，各日的上下差不大，白天因天氣等而產生差。也可將1天之中的天氣的變化和季節等復雜因素假定為各種各樣，觀察數日間的Qmax的定時并考慮波動等而將該定時視為正午。此外，作為基準值(判定電平)A的導出方式，也可以設為(Qmax+Qmin)/2或Qmin+(Qmax-Qmin)×系數等。即使不加上移動平均等的濾波器，也假定每天的A值變動。

這里，關于基準值A的設定，也可以將基準值A設定成為滯后關系。即，例如，根據最大發電量MAX值和最小發電量MIN值，能夠將運算出的值設為基準值A。或者，也可以根據過去數日的發電量Po的標準偏差運算調整量，設定基準值A。

具有作為第2實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)，通過設為在發送無線發送數據結束后的規定的較短期間，能夠接收來自主機10側的發送數據的狀態，從而低功耗。即，由于不需要使傳感器節點20(P)內的接收器總是接通，所以低功耗。

第2實施方式的通信終端和可適用通信終端的無線傳感器網絡系統，與第1實施方式的通信終端和可適用通信終端的無線傳感器網絡系統可同樣地動作。此外，與第1實施方式同樣，即使用于橋梁的無線傳感器網絡系統和用于農場的錯誤鏈接不正確也可適用。

根據第2實施方式，能夠提供可再設定時間、并且可省電通信的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

[第3實施方式]

例如，橋等的構造物中鋪設的多個傳感器節點被要求收集振動、變形、傾斜、溫度等的該鋪設場所中的各種傳感器信息，同時在實質相同的時刻收集各種傳感器信息。此外，實質相同的時刻中收集的各種傳感器信息通過無線通信被發送到1部位的主機以供分析。該情況下，在各種傳感器信息收集后，從多個傳感器節點隔開實質同等的間隔無線發送的方法中，彼此的無線信號數據沖突，還可能產生通信不成立的情況。

在可適用比較例的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點P1中的數據信號的示意的時序圖表示為圖14(a)所示，傳感器節點P2中的數據信號的示意的時序圖表示為圖14(b)所示，傳感器節點Pn中的數據信號的示意的時序圖表示為圖14(c)所示。

在可適用第3實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，無數據沖突的情況的主機H中的接收數據的示意的時序圖表示為圖15(a)所示，作為比較例，有數據沖突情況下的主機H中的接收數據的示意的時序圖表示為圖15(b)所示。

在可適用第3實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，傳感器節點P1中的數據信號的示意的時序圖表示為圖16(a)所示，傳感器節點P2中的數據信號的示意的時序圖表示為圖16(b)所示，傳感器節點Pn中的數據信號的示意的時序圖表示為圖16(c)所示。

在傳感器節點P1中，如圖16(a)所示，在從時刻ti+1起經過定時△t1后的時刻t1、t2間對主機H發送在時刻ti、ti+1間收集的各種傳感器信息i。在傳感器節點P2中，如圖16(b)所示，在從時刻ti+1起經過定時△t2后的時刻t2、t3間對主機H發送在時刻ti、ti+1間收集的各種傳感器信息i。傳感器節點Pn中，如圖16(c)所示，在從時刻ti+1起經過定時△tn后的時刻tn、tn+1間對主機H發送在時刻ti、ti+1間收集的各種傳感器信息i。

即，在可適用第3實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，如圖16(a)～圖16(c)所示，在通過無線通信對主機H發送多個傳感器節點P1、P 2、…、Pn中在實質相同的時刻ti、ti+1間收集的各種傳感器信息i時，多個傳感器節點P1、P 2、…、Pn中，使從各種傳感器信息i的收集至無線通信的對主機H的發送為止的定時在多個傳感器節點P1、P2、…、Pn中變化，可避免無線信號數據的沖突。

這里，也可以對多個傳感器節點P1、P2、…、Pn的每一個預先設定在多個傳感器節點P1、P2、…、Pn中變化的定時△t。

此外，通過從主機H發送到多個傳感器節點P1、P2、…、Pn的第2無線發送數據內的控制信號(T_Xh：圖6(b)、圖7)，可再調整在多個傳感器節點P1、P2、…、Pn中變化的定時△t。

此外，使各種傳感器信息i的定時在多個傳感器節點P1、P2、…、Pn間實質地同步的方法，是在第1實施方式的無線傳感器網絡系統中，參照圖6、圖7的時序圖和圖8、圖9的流程圖說明的那樣。

(用于橋梁的無線傳感器網絡系統)

作為可適用第3實施方式的通信終端(傳感器節點)20的無線傳感器網絡系統，用于橋梁的無線傳感器網絡系統310的示意性俯視結構表示為圖17所示。

如圖17所示，可適用第3實施方式的通信終端(傳感器節點)20的用于橋梁的無線傳感器網絡系統310包括：多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₁₁(H)、20₁₂(H)、…、20₂₁、20₂₂、…、20₂₁(H)、20₂₂(H)、…、20₃₁、20₃₂、…、20₃₁(H)、20₃₂(H)、…、20₄₁、20₄₂、…、20₄₁(H)、20₄₂(H)、…；以及可總是或定期地接收來自多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₁₁(H)、20₁₂(H)、…、20₂₁、20₂₂、…20₂₁(H)、20₂₂(H)、…、20₃₁、20₃₂、…、20₃₁(H)、20₃₂(H)、…、20₄₁、20₄₂、…、20₄₁(H)、20₄₂(H)、…的第1無線發送數據的主機10₁、10₂、10₃、10₄。這里，在定期地接收的情況下，主機10中的接收頻度比傳感器節點的發送頻度頻繁。

在可適用第3實施方式的通信終端的用于橋梁的無線傳感器網絡系統中，與圖16(a)～圖16(c)同樣，在通過無線通信對主機發送多個傳感器節點中在實質相同的時刻ti、ti+1間收集到的各種傳感器信息i時，使從各種傳感器信息i的收集至無線通信的對主機的發送為止的定時在多個傳感器節點中變化，可避免無線信號數據的沖突。

例如，在相鄰的主機10₁、10₂、10₃、10₄間中也可以相互地執行定時控制。這樣一來，可避免無線信號數據的沖突，使得在相鄰的主機10₁、10₂、10₃、10₄的組間時間也不重疊。

也可以對多個傳感器節點的每一個預先設定在多個傳感器節點中變化的定時△t。

此外，通過從主機對多個傳感器節點發送的第2無線發送數據內的控制信號(T_Xh：圖6(b)、圖7)，可再調整在多個傳感器節點中變化的定時△t。

主機10₁、10₂、10₃、10₄例如也可以配置在具有規定的高度的支柱301、302、303、304和公路(或鐵軌)305的連接部中。

在圖17中，吊橋構造的鋼絲繩307架在支柱301、303和302、304間，并且在從該吊橋構造的鋼絲繩307大致垂直方向上與公路(或鐵軌)305的連接部之間配置鋼絲繩308，通過支柱301、302、303、304，支撐公路(或鐵軌)305。

多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₂₁、20₂₂、…、20₃₁、20₃₂、…、20₄₁、20₄₂、…也可以配置在多根鋼絲繩307和公路(或鐵軌)305的連接部(用黑圈表示)中。

此外，多個傳感器節點20₁₁(H)、20₁₂(H)、…、20₂₁(H)、20₂₂(H)、…、20₃₁(H)、20₃₂(H)、…、20₄₁(H)、20₄₂(H)、…也可以配置在吊橋構造的鋼絲繩307和鋼絲繩308之間的連接部(用白圈表示)中。

多個傳感器節點20₁₁、20₁₂、…、20₁₁(H)、20₁₂(H)、…例如與主機101之間可無線收發，同樣地，多個傳感器節點20₂₁、20₂₂、…、20₂₁(H)、20₂₂(H)、…與主機10₂之間可無線收發，多個傳感器節點20₃₁、20₃₂、…、20₃₁(H)、20₃₂(H)、…與主機10₃之間可無線收發，多個傳感器節點20₄₁、20₄₂、…、20₄₁(H)、20₄₂(H)、…與主機10₄之間可無線收發。

主機10₁、10₂、10₃、10₄中收集到的信息利用因特網線路等被供給到云計算系統，可統一管理。

第3實施方式的通信終端和可適用通信終端的用于橋梁的無線傳感器網絡系統310，與第1實施方式、第2實施方式的通信終端和可適用通信終端的無線傳感器網絡系統可同樣地動作。

此外，具有作為第3實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)的結構，可采用與第1實施方式、第2實施方式同樣的結構。

根據第3實施方式，能夠提供可避免無線信號數據的沖突并且可省電通信的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

[第4實施方式]

可適用第4實施方式的通信終端(傳感器節點)的無線傳感器網絡系統100的示意結構表示為圖18所示。

如圖18所示，可適用第4實施方式的通信終端(傳感器節點)的無線傳感器網絡系統100包括：多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n；以及可總是或定期地接收來自多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n的第1無線發送數據的主機10。這里，多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n和主機10之間的距離以L₁、L₂、、、、、L_i、L_i+1、…、L_n表示。這里，在定期地接收的情況下，主機中的接收頻度比傳感器節點的發送頻度頻繁。

多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，可接收來自主機10側的第2無線發送數據。這里，第1無線發送數據從多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n在規定的定時被發送到主機10。

此外，在發送第1無線發送數據結束后的規定的較短的期間，第2無線發送數據從主機10側發送到多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n。

可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統100，通過在多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n中，設為在發送無線發送數據結束后的規定的較短期間能夠接收來自主機10側的發送數據的狀態，從而低功耗。即，由于不必使多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n內的接收器總是接通，所以低功耗。

主機10中收集到的信息利用因特網線路等被供給到云計算系統，可統一管理。主機H和云80間的數據通信可適用通過因特網線路的有線通信或與本情況的無線通信不同的無線通信。

在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統100中，可變更多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n和主機10(H)間的數據通信速度D(kbps)。

通信速度D(kbps)降低時接收靈敏度S提高并得到傳輸距離L。其結果發送時間變長。另一方面，在接收靈敏度S充分時，將通信速度D(kbps)上升。期結果縮短發送時間，可進行低功耗動作，能夠抑制所需的電力。

例如，在從傳感器節點Pi對主機10(H)的無線數據信號電平的接收靈敏度S較高的情況下，從主機10(H)對傳感器節點Pi發送通信速度上升指令。

若從傳感器節點Pi對主機10(H)的發送數據的通信速度D(kbps)上升，其結果，傳輸時間縮短即可，所以可低功耗動作。此外，傳輸時間縮短即可，所以在多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n間數據沖突的幾率下降。

在第4實施方式中，可提供具有多個通信速度功能的無線傳感器網絡系統，適合于要覆蓋橋梁、農場、森林等大范圍的區域的用途。

在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統100中，通過可變更多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n和主機10(H)間的數據通信速度D(kbps)，作為結果，可抑制總傳輸數據量。

在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統100中，可低功耗動作，所以可降低數據通信速度D，作為結果，數據量較小，即，可抑制總傳輸數據量。

例如，在用于橋梁的無線傳感器網絡系統等中，將溫度、濕度、振動等的傳感器信息作為連續數據檢測。如果低數據通信速度的通信穩定，則主機10(H)可對于傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n發出將數據通信速度提高的指令。作為結果，傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n對主機10(H)可發送更多的數據量。

另一方面，在橋梁等中，在能量采集器要使多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n動作的情況下，優選不需要從多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n無用地發送用于維持無線傳感器網絡的信號。可實現以低通信速度實施來自傳感器節點的數據傳輸，僅在很短的期間內在傳感器節點中設定接收的機會，其它的期間為省電休眠模式的無線傳感器網絡系統。

在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，主機H中的數據信號的示意的時序圖表示為圖19(a)所示，對應于圖19(a)的傳感器節點Pi中的數據信號的示意的時序圖表示為圖19(b)所示。

(a)首先，在時刻t1、t2間，傳感器節點Pi將無線發送數據T_xP1-1以初始通信速度1kbps發送到主機H，主機H例如以約-100dBm的接收電場強度(RSSI)接收來自傳感器節點Pi的無線接收數據R_xC1-1。

(b)接著，傳感器節點Pi打開接收窗口R_xP1-1，使來自主機H的無線發送數據成為接收等待狀態(聽后通話模式)。

(c)接著，在時刻t3、t31間，傳感器節點Pi將無線發送數據T_xP1-2以通信速度1kbps發送到主機H，主機H在時刻t3、t4間，例如以約-90dBm的RSSI接收來自傳感器節點Pi的無線接收數據R_xC1-2。

(d)接著，在時刻t4、t5間，主機H對于傳感器節點Pi通過主速率(master rate)模式發送包含將通信速度提高的指示的無線發送數據T_xc1-1(例如，將通信速度提高到10kbps的指示)。

(e)接著，在時刻t4、t5間，傳感器節點Pi檢測來自主機H的發送，接收主機的分組R_xC1-2。

(f)接著，在時刻t6、t7間，傳感器節點Pi將無線發送數據T_xP1-3以通信速度10kbps發送到主機H，主機H例如以約-93dBm的RSSI接收來自傳感器節點Pi的無線接收數據R_xC1-3。

(g)接著，傳感器節點Pi打開接收窗口R_xP1-3，使來自主機H的數據成為接收等待狀態(聽后通話模式)。

在上述中，表示了通信速度從初始通信速度1kbps提高到例如10kbps的例子，但不限定于此。

通信速度也可以從1kbps的初始通信速度達到例如12.5kbps、20kbps、...、50kbps、100kbps、200kbps(可對應IEEE規范)。此外，也可適用400kbps。

相反地，起因于RSSI的變壞，也可進行將通信速度降低的動作。

在發送相同大小的數據的情況下(例子100bit)，傳感器節點發送上需要的時間是，1kbps的情況下為100msec，10kbps的情況下為10msec，可明顯地降低傳感器節點的消耗電力。

另一方面，在發送動作時間相同的情況下(例子100msec)，傳感器節點1次可發送的數據量是，1kbps的情況下為100bit，10kbps的情況下為1000bit，可發送大量的數據。

特別是日本的情況下，根據電波法，1次發送的最大時間被確定為50msec，在通信速度低的情況下，能夠發送的數據量受到限制。

作為通信速度低的優點，已知即使使用相同的發送功率也可以增長能夠傳輸的通信距離。這由來于接收器的接收靈敏度隨著通信速度的下降而可高靈敏度。

在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統中，主機H和傳感器節點Pi間的傳輸距離L(m)和接收靈敏度S(dBm)之間的關系示意地表示為圖20(a)所示，主機H和傳感器節點Pi間的通信速度D(kbps)和接收靈敏度S(dBm)之間的關系示意地表示為圖20(b)所示。

在可適用第4實施方式的通信終端的無線傳感器網絡系統100中，可變更多個傳感器節點P₁、P₂、、、、、P_i、P_i+1、…、P_n和主機10(H)間的數據通信速度D(kbps)，在比較大的廣大范圍(數千米)中使用的情況下(橋梁、隧道、農場等)是有效的。適于低電力的通信系統、特別是將能量采集器(數厘米方形的太陽能電池板等)作為電源適用的傳感器節點，在從電力要件難以實現用于網絡建立的通信(同步通信)的情況下是有效的。

(通信終端：主機)

如圖21(a)所示，與第4實施方式的傳感器節點通信終端可無線通信的主機10(H)的示意框結構包括：存儲器12；連接到存儲器12的控制單元14；連接到控制單元14的無線收發單元(RF)16；以及連接到無線收發單元(RF)16的天線18。

主機10(H)通過無線通信收集來自傳感器節點P1～Pn的傳感數據。此外，主機10(H)具有可對應多樣的通信速度的功能。此外，主機10(H)具有測量接收到的電波的RSSI的功能。此外，主機10(H)具有根據RSSI對傳感器節點P1～Pn指定變更通信速度的功能(主速率模式)。該通信速度變更指定信號也可以包含在第2無線發送數據內的數據請求信號或控制信號(T_Xh：圖6(b)、圖7)中。因此，如圖21(a)所示，無線收發單元(RF)16包括測量接收到的電波的接收電場強度(RSSI)的RSSI單元17，控制單元14包括根據RSSI單元17中測量的RSSI，對于傳感器節點P1～Pn指定變更通信速度的主速率單元13。由控制單元14對無線收發單元(RF)16供給對于傳感器節點P1～Pn指定變更通信速度的通信速度變更指定信號SVM，由無線收發單元(RF)16通過天線18發送到傳感器節點P1～Pn。其它的結構與第1實施方式中的主機10(H)(圖4(a))的結構是同樣的。

(通信終端：傳感器節點)

另一方面，如圖21(b)所示，作為具有第4實施方式的通信終端的功能的傳感器節點20(P)的示意框結構包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器21；連接到傳感器21，可運算處理傳感器信息的控制單元24；連接到控制單元24的存儲器22；連接到控制單元24的無線收發單元(RF)26；連接到無線收發單元26，可無線發送傳感器信息或運算處理傳感器信息所得的結果的天線28；連接到控制單元24的電源單元32；以及連接到控制單元24的定時器30。這里，傳感器節點20(P)在發送無線發送數據(傳感數據)結束后的規定的很少的期間，可接收來自主機10側的發送數據。即，在第1實施方式中，如參照圖6～圖9說明的，傳感器節點P1～Pn具有緊接傳感數據發送后檢測有無來自主機H的通信的功能(聽后通話模式)。

傳感器節點P1～Pn裝載各種傳感器，將其測量值或測量值的運算結果通過無線通信傳輸到主機H。此外，傳感器節點P1～Pn具有根據來自主機的指示，變更通信速度的功能(從速率(slave rate)模式)。

因此，如圖21(b)所示，無線收發單元(RF)26包括接收來自主機的指示的接收單元27，控制單元24包括根據接收單元27中接收到的來自主機的指示，指示變更對主機10(H)的通信速度的從速率單元25。由控制單元24對無線收發單元(RF)26供給對主機10(H)的通信速度變更指示信號SVS，由無線收發單元(RF)26通過天線28發送到傳感器節點P1～Pn。其它的結構與第1實施方式中的傳感器節點20(P)(圖4(b))的結構是同樣的。

(變形例)

作為具有第4實施方式的變形例的通信終端的功能的傳感器節點20(P)、即包括光發電裝置40的傳感器節點20(P)的示意框結構，表示為圖22所示。

如圖22所示，具有作為第4實施方式的變形例的通信終端的功能的傳感器節點20(P)包括：在被設置的場所以獨立的定時可收集傳感器信息的傳感器21；連接到傳感器21，可運算處理傳感器信息的控制單元42；連接到控制單元42的存儲器22；連接到控制單元42的無線收發單元(RF)26；連接到無線收發單元26，可無線發送傳感器信息或運算處理了傳感器信息所得的結果的天線28；連接到控制單元42的電源單元32；以及連接到控制單元42的定時器44。這里，傳感器節點20(P)在發送無線發送數據(傳感數據)結束后的規定的很少的期間，可接收來自主機10側的發送數據。

電源單元32包括：光發電裝置40；以及連接到光發電裝置40，計測光發電量的發電量檢測裝置50。計測光發電量的發電量檢測裝置50也可以具備峰值電力跟蹤功能。此外，在電源單元32中，也可以連接蓄電裝置54。蓄電裝置54中，可適用電容、鋰離子電容、雙電層電容(EDLC：Electric Double-Layer Capacitor)等。再有，蓄電裝置54也可以內置在電源單元中。

在第4實施方式的變形例中，也與第4實施方式同樣地，傳感器節點P1～Pn具有檢測緊接傳感數據發送后有無來自主機H的通信的功能(聽后通話模式)。此外，傳感器節點P1～Pn具有按照來自主機的指示，變更通信速度的功能(從速率模式)。

因此，如圖22所示，無線收發單元(RF)26包括接收來自主機的指示的接收單元27，控制單元24包括根據接收單元27中接收到的來自主機的指示，指示變更對主機10(H)通信速度的從速率單元43。由控制單元42對無線收發單元(RF)26供給對主機10(H)的通信速度變更指示信號SVS，由無線收發單元(RF)26通過天線28發送到傳感器節點P1～Pn。其它的結構與第2實施方式中的傳感器節點20(P)(圖10)的結構是同樣的。

根據第4實施方式，通過可變更多個傳感器節點和主機間的數據通信速度，能夠提供可抑制總傳輸數據量，可省電通信的通信終端和適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

如以上說明，根據本發明，能夠提供可省電通信的通信終端和可適用該通信終端的無線傳感器網絡系統。

[其它的實施方式]

如上述，通過實施方式記載了本發明，但形成本公開的一部分的論述和附圖是例示性的，不應理解為限定本發明。對本領域技術人員來說，從本公開中當然明白各種各樣的代替實施方式、實施例和運用技術。

這樣，本發明包含這里未記載的各種各樣的實施方式等。

工業實用性

本發明的通信終端和無線傳感器網絡系統可適用覆蓋橋梁、農場、森林等大范圍的領域，可適用于將溫度、濕度、振動、變形等的各種傳感器信息在多個傳感器節點通信終端作為連續數據獲取，對主機可低功耗無線傳輸的系統應用。

標號說明

10、10(H)、10₁、10₂、10₃、10₄、…、10_m…主機(通信終端)

12、22…存儲器

13…主速率單元

14、24、42…控制單元