特許 5904579 通信システム、通信制御方法、ノード装置、ノード装置制御方法、及び、ノード装置制御プログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5904579

(24)【登録日】2016年3月25日

(45)【発行日】2016年4月13日

(54)【発明の名称】通信システム、通信制御方法、ノード装置、ノード装置制御方法、及び、ノード装置制御プログラム

(51)【国際特許分類】

   H04W 40/02 20090101AFI20160331BHJP

   H04W 4/04 20090101ALI20160331BHJP

   H04W 84/18 20090101ALI20160331BHJP

【ＦＩ】

   H04W40/02

   H04W4/04 190

   H04W84/18

【請求項の数】9

【全頁数】27

(21)【出願番号】特願2012-57789(P2012-57789)

(22)【出願日】2012年3月14日

(65)【公開番号】特開2013-192106(P2013-192106A)

(43)【公開日】2013年9月26日

【審査請求日】2015年2月10日

(73)【特許権者】

【識別番号】000232254

【氏名又は名称】日本電気通信システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100124811

【弁理士】

【氏名又は名称】馬場 資博

(74)【代理人】

【識別番号】100088959

【弁理士】

【氏名又は名称】境 廣巳

(72)【発明者】

【氏名】江連 裕一郎

(72)【発明者】

【氏名】山本 透

(72)【発明者】

【氏名】阿部 憲一

【審査官】 遠山 敬彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０５０４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２９４９５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−３１２０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０５０６３６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｂ ７／２４− ７／２６

Ｈ０４Ｗ ４／００−９９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

通信を行うノード装置を複数備えるとともに、当該複数のノード装置のうちの１つである第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを形成する通信システムであって、
前記複数のノード装置のうちの、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定する第２のルートノード装置決定手段と、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成する第２のネットワークトポロジ形成手段と、
を備え、
前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第２の接続ノード装置が、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第１の接続ノード装置と接続された場合、当該第２の接続ノード装置が前記第２のルートノード装置へ、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された旨を表す接続通知を送信する接続通知送信手段と、
前記第２のルートノード装置が、前記接続通知を受信した場合、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、前記第１のネットワークトポロジと当該第２のネットワークトポロジとが連結される旨を表す連結通知を送信する連結通知送信手段と、
を備える通信システム。

【請求項2】

請求項１に記載の通信システムであって、
前記複数のノード装置のそれぞれは、
物理量を検出し、当該検出された物理量を表すセンサデータを、自装置と接続された他のノード装置へ送信するように構成されたセンサノードであり、
前記通信システムは、
前記第２のルートノード装置が、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれにより送信されたセンサデータを受信するように構成された通信システム。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の通信システムであって、
前記第２のルートノード装置決定手段は、自装置と接続可能な他のノード装置の数である周辺ノード数が最大であるノード装置を前記第２のルートノード装置として決定するように構成された通信システム。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載の通信システムであって、
前記第２のルートノード装置決定手段は、自装置を起動するために要する時間が最短であるノード装置を前記第２のルートノード装置として決定するように構成された通信システム。

【請求項5】

請求項１又は請求項２に記載の通信システムであって、
前記第２のルートノード装置決定手段は、自装置から、前記残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれまでのホップ数の最大値が最小であるノード装置を前記第２のルートノード装置として決定するように構成された通信システム。

【請求項6】

通信を行うノード装置を複数備えるとともに、当該複数のノード装置のうちの１つである第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを形成する通信システムに適用され、
前記複数のノード装置のうちの、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定し、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成し、
前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第２の接続ノード装置が、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第１の接続ノード装置と接続された場合、当該第２の接続ノード装置が前記第２のルートノード装置へ、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された旨を表す接続通知を送信し、
前記第２のルートノード装置が、前記接続通知を受信した場合、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、前記第１のネットワークトポロジと当該第２のネットワークトポロジとが連結される旨を表す連結通知を送信する、通信制御方法。

【請求項7】

通信を行うノード装置であって、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得する構成可否情報取得手段と、
前記取得された構成可否情報が、自装置が前記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得する決定基礎情報取得手段と、
前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と前記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて前記第２のルートノード装置を決定する第２のルートノード装置決定手段と、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する接続手段と、
を備え、
前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第２の接続ノード装置が、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第１の接続ノード装置と接続された場合、当該第２の接続ノード装置が前記第２のルートノード装置へ、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された旨を表す接続通知を送信する接続通知送信手段と、
前記第２のルートノード装置が、前記接続通知を受信した場合、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、前記第１のネットワークトポロジと当該第２のネットワークトポロジとが連結される旨を表す連結通知を送信する連結通知送信手段と、
を備える通信システム。

【請求項8】

通信を行うノード装置に適用され、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得し、
前記取得された構成可否情報が、自装置が前記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得し、
前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と前記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて前記第２のルートノード装置を決定し、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続し、
前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第２の接続ノード装置が、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第１の接続ノード装置と接続された場合、当該第２の接続ノード装置が前記第２のルートノード装置へ、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された旨を表す接続通知を送信し、
前記第２のルートノード装置が、前記接続通知を受信した場合、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、前記第１のネットワークトポロジと当該第２のネットワークトポロジとが連結される旨を表す連結通知を送信する、ノード装置制御方法。

【請求項9】

通信を行うノード装置に、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得し、
前記取得された構成可否情報が、自装置が前記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得し、
前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と前記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて前記第２のルートノード装置を決定し、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続し、
前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第２の接続ノード装置が、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第１の接続ノード装置と接続された場合、当該第２の接続ノード装置が前記第２のルートノード装置へ、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された旨を表す接続通知を送信し、
前記第２のルートノード装置が、前記接続通知を受信した場合、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、前記第１のネットワークトポロジと当該第２のネットワークトポロジとが連結される旨を表す連結通知を送信する、処理を実行させるためのノード装置制御プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、通信を行うノード装置を複数備える通信システムに関する。

【背景技術】

【0002】

通信を行うノード装置を複数備える通信システムが知られている。この種の通信システムの一つとして特許文献１に記載の通信システムは、複数のノード装置のうちの１つであるルートノード装置をルートノードとして用いるとともに他のノード装置をルートノード以外のノードとして用いる木構造を有するネットワークトポロジを形成する。

【0003】

また、この種の通信システムの他の一つとして非特許文献１に記載の通信システムも、木構造を有するネットワークトポロジを形成する。この通信システムが用いる通信方式は、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）と呼ばれる。ＺｉｇＢｅｅは、無線センサネットワークシステムにおいて多く用いられる。この通信システムにおいては、ルートノードを構成するノード装置（ここでは、ＺｉｇＢｅｅコーディネーター）を予め設定する必要がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１１−６１６６９号公報

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】「ZIGBEE SPECIFICATION」、ZigBee Document 053474r17、ZigBee Standards Organization、２００８年１月、[平成２４年３月８日検索]、インターネット <URL : http://people.ece.cornell.edu/land/courses/ece4760/FinalProjects/s2011/kjb79_ajm232/pmeter/ZigBee%20Specification.pdf>

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、通信システムを構成する複数のノード装置の一部からなる残余ノード群が、ルートノードであるノード装置を含む他のノード装置と通信できない場合がある。このような場合、上述した通信システムにおいては、残余ノード群を構成するノード装置は、ネットワークトポロジを構成することができない。即ち、残余ノード群を構成するノード装置は、ネットワークトポロジを構成する場合と同様の方式に従って通信を行うことができない。

【0007】

このように、上述した通信システムにおいては、あるネットワークトポロジを構成するノード装置と通信できないノード装置が他のネットワークトポロジを構成することができない場合が生じるという問題があった。また、このような問題は、ＺｉｇＢｅｅ以外の通信方式を用いる通信システムにおいても同様に生じる。

【0008】

このため、本発明の目的は、上述した課題である「あるネットワークトポロジを構成するノード装置と通信できないノード装置が他のネットワークトポロジを構成することができない場合が生じること」を解決することが可能な通信システムを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

かかる目的を達成するため本発明の一形態である通信システムは、
通信を行うノード装置を複数備えるとともに、当該複数のノード装置のうちの１つである第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを形成するシステムである。

【0010】

更に、この通信システムは、
上記複数のノード装置のうちの、上記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定する第２のルートノード装置決定手段と、
上記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、上記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成する第２のネットワークトポロジ形成手段と、
を備える。

【0011】

また、本発明の他の形態である通信制御方法は、
通信を行うノード装置を複数備えるとともに、当該複数のノード装置のうちの１つである第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを形成する通信システムに適用され、
上記複数のノード装置のうちの、上記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定し、
上記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、上記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成する方法である。

【0012】

また、本発明の他の形態であるノード装置は、通信を行う装置である。
更に、このノード装置は、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得する構成可否情報取得手段と、
上記取得された構成可否情報が、自装置が上記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得する決定基礎情報取得手段と、
上記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と上記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて上記第２のルートノード装置を決定する第２のルートノード装置決定手段と、
上記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、上記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する接続手段と、
を備える。

【0013】

また、本発明の他の形態であるノード装置制御方法は、
通信を行うノード装置に適用され、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得し、
上記取得された構成可否情報が、自装置が上記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得し、
上記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と上記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて上記第２のルートノード装置を決定し、
上記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、上記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する方法である。

【0014】

また、本発明の他の形態であるノード装置制御プログラムは、
通信を行うノード装置に、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得し、
上記取得された構成可否情報が、自装置が上記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得し、
上記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と上記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて上記第２のルートノード装置を決定し、
上記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、上記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する、処理を実行させるためのプログラムである。

【発明の効果】

【0015】

本発明は、以上のように構成されることにより、あるネットワークトポロジを構成するノード装置と通信できないノード装置をノードとして用いる他のネットワークトポロジを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の第１実施形態に係るセンサネットワークシステムの概略構成を表す図である。

【図2】本発明の第１実施形態に係るセンサノードの機能を表すブロック図である。

【図3】本発明の第１実施形態に係るセンサネットワークシステムのメインネットワークトポロジが形成された状態を表す図である。

【図4】本発明の第１実施形態に係るセンサネットワークシステムの、サブネットワークトポロジを形成する際の作動を表すシーケンス図である。

【図5】本発明の第１実施形態に係るセンサネットワークシステムの、サブネットワークトポロジを形成する際の作動を表すシーケンス図である。

【図6】本発明の第１実施形態に係るセンサネットワークシステムの、メインネットワークトポロジ及びサブネットワークトポロジが形成された状態を表す図である。

【図7】本発明の第２実施形態に係るセンサネットワークシステムの、メインネットワークトポロジ及びサブネットワークトポロジが連結された状態を表す図である。

【図8】本発明の第３実施形態に係る通信システムの機能を表すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明に係る、通信システム、通信制御方法、ノード装置、ノード装置制御方法、及び、ノード装置制御プログラム、の各実施形態について図１〜図８を参照しながら説明する。

【0018】

＜第１実施形態＞
（構成）
図１に示したように、第１実施形態に係るセンサネットワークシステム（通信システム）１は、１つのシンクノード１００と、複数のセンサノード１０１，１０２，…と、を備える。シンクノード１００、及び、複数のセンサノード１０１，１０２，…のそれぞれは、ノード装置を構成する。

【0019】

本例では、センサネットワークシステム１は、無線マルチホップネットワークを構成している。なお、センサネットワークシステム１は、無線マルチホップネットワーク以外のネットワーク（例えば、無線ネットワーク等）を構成していてもよい。

【0020】

複数のノード装置１００，１０１，１０２，…は、互いに異なる位置に配置される。複数のノード装置１００，１０１，１０２，…のそれぞれは、他のノード装置１００，１０１，１０２，…との間で、無線による通信を行うように構成されている。本例では、複数のノード装置１００，１０１，１０２，…のそれぞれは、互いに無線信号を送受信することが可能な領域内に位置する他のノード装置１００，１０１，１０２，…と接続されることにより、当該ノード装置１００，１０１，１０２，…との間で、無線による通信を行うように構成されている。

【0021】

本例では、図１に示したように、シンクノード１００との間で無線信号を送受信することが可能な領域１１内には、センサノード１０１〜１０３が位置している。また、センサノード１０１〜１１０のそれぞれは、他のセンサノード１０１〜１１０を経由して、又は、直接に、シンクノード１００と接続可能な位置に配置されている。

【0022】

一方、センサノード１１１〜１１６のそれぞれは、センサノード１０１〜１１０のいずれとも接続できない位置に配置されている。また、センサノード１１１〜１１６のそれぞれは、比較的狭い領域１２内に配置されている。

【0023】

センサネットワークシステム１は、後述するように、ノード装置をルートノードとして用いるとともに、他のノード装置をルートノード以外のノードとして用いる木構造を有するネットワークトポロジを形成する。

【0024】

複数のノード装置１００，１０１，１０２，…のそれぞれは、物理量を検出し、当該検出された物理量を表すセンサデータを取得する。複数のセンサノード１０１，１０２，…のそれぞれは、取得されたセンサデータを収容するパケットを、自装置が構成するネットワークトポロジにおけるルートノードへ送信する。ルートノードは、自装置が構成するネットワークトポロジにおける、ルートノード以外の各ノードにより送信されたパケットを受信することにより、センサデータを収集する。
なお、シンクノード１００は、センサデータを取得しないように構成されていてもよい。

【0025】

次に、センサノード１０１の構成について、より詳細に説明する。
図２に示したように、センサノード１０１は、無線通信部３１０と、ルーティング機能部３２０と、センサ部３３０と、アプリケーション機能部３４０と、を備える。

【0026】

無線通信部３１０は、無線信号を送受信するためのアンテナ３１１を備える。無線通信部３１０は、他のノード装置１００，１０２，…との間でアンテナ３１１を介して無線通信を行う。無線通信部３１０は、無線通信を行うことにより受信した無線信号が表す情報をルーティング機能部３２０へ出力する。更に、無線通信部３１０は、無線通信を行うことにより、ルーティング機能部３２０によって出力された情報を表す無線信号を他のノード装置１００，１０２，…へ送信する。

【0027】

本例では、無線通信部３１０は、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１１により定められた方式に従って無線通信を行う。なお、無線通信部３１０は、他の方式（例えば、ＩＥＥＥ８０２．１５．１により定められた方式、ＩＥＥＥ８０２．１５．４により定められた方式、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、又は、省電力無線等）に従って無線通信を行うように構成されていてもよい。

【0028】

ルーティング機能部３２０は、予め定められたルーティングプロトコルに従ってネットワークトポロジを形成するための機能を有する。ここでは、この機能のうちの本発明に係る部分を主として説明する。

【0029】

ルーティング機能部３２０は、先ず、自装置がメインネットワークトポロジ（第１のネットワークトポロジ）を構成するための処理を実行する。ここで、メインネットワークトポロジは、シンクノード１００をルートノード（即ち、第１のルートノード装置）として用いるとともに、センサノード１０１，１０２，…をルートノード以外のノード（即ち、ルートノードと直接に又は間接に接続されたノード）として用いる木構造を有するネットワークトポロジである。

【0030】

そして、ルーティング機能部３２０は、自装置がメインネットワークトポロジを構成できない（即ち、メインネットワークトポロジを構成するノード装置のいずれにも接続できない）場合、自装置がサブネットワークトポロジ（第２のネットワークトポロジ）を構成するための処理を実行する。ここで、サブネットワークトポロジは、メインネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置をノードとして用いる木構造を有するネットワークトポロジである。

【0031】

次に、ルーティング機能部３２０について、より詳細に説明する。
ルーティング機能部３２０は、無線情報取得部３２１と、パケット送受信部３２２と、プロトコル処理部（構成可否情報取得手段、決定基礎情報取得手段、第２のルートノード装置決定手段、接続手段）３２３と、タイマ管理部３２４と、ルーティング情報記憶部３２５と、を備える。

【0032】

無線情報取得部３２１は、周辺ノードから無線信号を受信した場合、当該周辺ノードに対する通信状態情報を取得する。周辺ノードは、他のノード装置１００，１０２，…のうちの、自ノード（自装置、センサノード１０１）と無線通信可能（接続可能）なノードである。

【0033】

ここで、通信状態情報は、自ノードの通信状態を表す情報であり、且つ、ネットワークトポロジを形成するための情報である。本例では、通信状態情報は、周辺ノードから受信した無線信号の強度（受信強度）、当該無線信号の遅延時間（例えば、当該無線信号が送信されてから受信されるまでに要した時間等）、又は、ロス率（例えば、送信されたパケットの数に対する、受信されないパケットの数の割合、又は、データの誤り率等）等を表す情報である。

【0034】

なお、通信状態情報は、自ノード又は周辺ノードからシンクノード１００までのホップ数を表すホップ数情報を含んでいてもよい。

【0035】

無線情報取得部３２１は、取得された通信状態情報を、当該通信状態情報を取得する基となった無線信号を送信してきた周辺ノード（送信元ノード）と対応付けて（本例では、周辺ノードを識別するためのノード識別情報と対応付けて）ルーティング情報記憶部３２５に記憶させる。

【0036】

パケット送受信部３２２は、無線通信部３１０により受信された無線信号が表すパケットを取得する。パケット送受信部３２２は、取得されたパケットに収容されている情報を取得し、取得された情報をプロトコル処理部３２３へ出力する。

【0037】

また、パケット送受信部３２２は、プロトコル処理部３２３により、情報が出力された場合、当該情報を収容するパケットを生成する（即ち、情報をパケットにマッピング（変換）する）。パケット送受信部３２２は、無線通信部３１０を介して、生成されたパケットを自ノードに対して設定された送信先としての他ノード（他のノード）へ送信する。

【0038】

ここで、パケットに収容される情報は、例えば、周辺探査要求情報、又は、周辺探査応答情報である。

【0039】

周辺探査要求情報は、周辺探査応答情報の送信を要求する情報である。本例では、周辺探査要求情報は、複数のノードにより受信されるように宛先が設定される。また、本例では、周辺探査要求情報は、送信元のノードを特定するための情報を含む。なお、周辺探査要求情報は、送信元のノードを特定するための情報を含んでいなくてもよい。

【0040】

周辺探査応答情報は、通信状態情報と、構成可否情報と、を含む。構成可否情報は、当該構成可否情報の送信元であるノード装置（送信元ノード）がネットワークトポロジを構成しているか否かを表す情報である。本例では、構成可否情報は、送信元ノードが構成しているネットワークトポロジを特定するための情報も含む。

【0041】

ルーティング機能部３２０は、自装置がいずれのネットワークトポロジも構成していない場合、その旨を表す構成可否情報を保持する。

【0042】

また、ルーティング機能部３２０は、自装置がいずれかのネットワークトポロジを構成するようになった（即ち、自装置がいずれかのネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された）場合、保持している構成可否情報を更新する。ここで、更新後の構成可否情報は、自装置がネットワークトポロジを構成する旨を表す情報、及び、自装置が構成するネットワークトポロジを特定するための情報を含む。

【0043】

また、プロトコル処理部３２３は、パケット送受信部３２２により出力された情報を受け付ける。プロトコル処理部３２３は、受け付けられた情報が、他のノードから送信された周辺探査応答情報である場合、受信周辺探査応答情報としての当該周辺探査応答情報を当該他のノードと対応付けてルーティング情報記憶部３２５に記憶させる。

【0044】

また、プロトコル処理部３２３は、受け付けられた情報が周辺探査要求情報である場合、当該周辺探査要求情報が収容されていたパケットの送信元であるノード（送信元ノード）を特定し、特定された送信元ノードと対応付けてルーティング情報記憶部３２５に記憶されている通信状態情報を取得する。

【0045】

そして、プロトコル処理部３２３は、上記取得された通信状態情報と、保持している構成可否情報と、を含む周辺探査応答情報をパケット送受信部３２２へ出力する。これにより、パケット送受信部３２２は、周辺探査応答情報を収容するパケットを、無線通信部３１０を介して送信する。

【0046】

プロトコル処理部３２３は、保持されている構成可否情報を取得する。そして、プロトコル処理部３２３は、取得された構成可否情報が、自装置がいずれのネットワークトポロジも構成していない旨を表す場合、自装置がメインネットワークトポロジを構成するための処理を実行する。

【0047】

具体的には、プロトコル処理部３２３は、自ノードが送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を送信してきた周辺ノードの中に、メインネットワークトポロジを構成するノード装置が存在する場合、周辺ノードのうちのメインネットワークトポロジを構成するノード装置の中から、接続先としてのノード装置を、受信周辺探査応答情報に基づいて決定する。

【0048】

プロトコル処理部３２３は、接続先として決定されたノード装置と自装置とを接続するための情報をパケット送受信部３２２へ出力する。これにより、パケット送受信部３２２は、当該情報を収容するパケットを、無線通信部３１０を介して、接続先として決定されたノード装置へ送信する。

【0049】

このようにして、自ノードが送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を送信してきた周辺ノードの中に、メインネットワークトポロジを構成するノード装置が存在する場合、センサノード１０１は、メインネットワークトポロジを形成するように、メインネットワークトポロジを構成するノード装置と自装置とを接続する。

【0050】

一方、プロトコル処理部３２３は、自ノードが送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を送信してきた周辺ノードの中に、メインネットワークトポロジを構成するノード装置が存在しない場合、自装置がサブネットワークトポロジ（第２のネットワークトポロジ）を構成するための処理を実行する。

【0051】

具体的には、プロトコル処理部３２３は、決定基礎情報を取得する。決定基礎情報は、サブネットワークトポロジにおけるルートノードとして用いられるノード装置（第２のルートノード装置）を決定するための基礎となる情報である。

【0052】

本例では、決定基礎情報は、残余ノード群を構成するノード装置のうちの、自装置と接続可能な他のノード装置の数である周辺ノード数を表す情報である。ここで、残余ノード群は、センサネットワークシステム１が備えるノード装置のうちの、メインネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる。

【0053】

プロトコル処理部３２３は、取得された決定基礎情報と、自装置を特定するための情報と、を含むルートノード候補情報を保持する。プロトコル処理部３２３は、サブネットワークトポロジにおけるルートノードが決定されるまでの間、保持しているルートノード候補情報を含む周辺探査要求情報をパケット送受信部３２２へ出力する。

【0054】

プロトコル処理部３２３は、受け付けられた情報がルートノード候補情報を含む周辺探査要求情報である場合において、当該ルートノード候補情報に含まれる決定基礎情報が表す周辺ノード数が、保持しているルートノード候補情報に含まれる決定基礎情報が表す周辺ノード数よりも大きいとき、保持しているルートノード候補情報を、受け付けられたルートノード候補情報に更新する。

【0055】

そして、プロトコル処理部３２３は、予め設定された閾値回数だけ周辺探査要求情報を出力した時に、保持されている最新のルートノード候補情報により特定されるノード装置を、サブネットワークトポロジにおけるルートノード（第２のルートノード装置）として決定する。なお、プロトコル処理部３２３は、予め設定された閾値時間が経過した時に、保持されている最新のルートノード候補情報により特定されるノード装置を、サブネットワークトポロジにおけるルートノードとして決定するように構成されていてもよい。

【0056】

なお、センサネットワークシステム１は、残余ノード群を構成するノード装置の中の、周辺ノード数が最大であるノード装置がルートノードとして決定されるように、上記閾値回数、又は、上記閾値時間を設定することが好適である。

【0057】

このように、センサノード１０１は、自装置が残余ノード群を構成している（本例では、自装置がいずれのネットワークトポロジも構成していない状態において、自装置が送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を送信してきた周辺ノードの中に、メインネットワークトポロジを構成するノード装置が存在しない）場合、残余ノード群を構成する他のノード装置と決定基礎情報を交換する、と言うことができる。

【0058】

そして、センサノード１０１は、残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて第２のルートノード装置を決定する、と言うことができる。

【0059】

このようにして、センサネットワークシステム１は、センサネットワークシステム１を構成する複数のノード装置１００，１０１，１０２，…のうちの、メインネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定する（第２のルートノード装置決定手段）。

【0060】

サブネットワークトポロジにおけるルートノードが決定された後、プロトコル処理部３２３は、自装置がメインネットワークトポロジを構成するための処理と同様に、自装置がサブネットワークトポロジを構成するための処理を実行する。

【0061】

即ち、プロトコル処理部３２３は、自ノードが送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を送信してきた周辺ノードの中に、サブネットワークトポロジを構成するノード装置が存在する場合、当該周辺ノードのうちの、サブネットワークトポロジを構成するノード装置の中から、接続先としてのノード装置を、受信周辺探査応答情報に基づいて決定する。

【0062】

プロトコル処理部３２３は、接続先として決定されたノード装置と自装置とを接続するための情報をパケット送受信部３２２へ出力する。これにより、パケット送受信部３２２は、当該情報を収容するパケットを、無線通信部３１０を介して、接続先として決定されたノード装置へ送信する。

【0063】

このようにして、自ノードが送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を送信してきた周辺ノードの中に、メインネットワークトポロジを構成するノード装置が存在せず、且つ、サブネットワークトポロジを構成するノード装置が存在する場合、センサノード１０１は、サブネットワークトポロジを形成するように、残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する。

【0064】

このように、センサネットワークシステム１は、決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成する（第２のネットワークトポロジ形成手段）。

【0065】

タイマ管理部３２４は、時間を計測するタイマを有する。タイマ管理部３２４は、ルーティング機能部３２０又はプロトコル処理部３２３により出力された待機時間を受け付ける。タイマ管理部３２４は、待機時間を受け付けた場合、タイマが時間を計測することにより、当該待機時間を受け付けた時点から当該待機時間だけ後の時点にて、タイムアウト通知を、当該待機時間の出力元（即ち、ルーティング機能部３２０又はプロトコル処理部３２３）へ出力する。

【0066】

ルーティング情報記憶部３２５は、無線情報取得部３２１により取得された通信状態情報と、プロトコル処理部３２３により受け付けられた受信周辺探査応答情報と、構成可否情報と、を記憶する。

【0067】

更に、ルーティング情報記憶部３２５は、自ノードが構成するネットワークトポロジに基づいた情報であり、且つ、パケットの転送先を表す情報であるルーティング情報（本例では、自ノードに対する送信先としての他ノード（例えば、親ノード）を特定するための情報）を記憶する。

【0068】

本例では、センサネットワークシステム１は、形成されたネットワークトポロジに基づくルーティング情報を各ノードのルーティング情報記憶部３２５に記憶させるように構成される。

【0069】

センサ部３３０は、物理量（本例では、温度）を検出する。なお、センサ部３３０は、物理量として、湿度、消費電力量（単位時間あたりに消費された電力の量）、ガスの使用量、水道の使用量、又は、音声等を検出するように構成されていてもよい。

【0070】

アプリケーション機能部３４０は、予め設定された取得周期が経過する毎に、センサ部３３０により検出された物理量を表すセンサデータを取得する。本例では、センサデータは、検出された物理量そのものを表すデータである。なお、アプリケーション機能部３４０は、予め設定された期間においてセンサ部３３０により検出された物理量に基づく値（例えば、平均値、及び、分散等）を表すセンサデータを取得するように構成されていてもよい。

【0071】

アプリケーション機能部３４０は、取得されたセンサデータをルーティング機能部３２０へ出力する。

【0072】

なお、アプリケーション機能部３４０は、センサノード１０１を用いてサービスを行う際にユーザーにより機能が追加されるように構成されていてもよい。例えば、センサノード１０１がスマートメータを構成する場合、アプリケーション機能部３４０は、電気機器を制御するように構成されていてもよい。

【0073】

パケット送受信部３２２は、アプリケーション機能部３４０によりセンサデータが出力された場合、当該センサデータを収容するパケットを生成する（即ち、センサデータをパケットにマッピング（変換）する）。パケット送受信部３２２は、無線通信部３１０を介して、生成されたパケットを自ノードに対して設定された送信先としての他ノードへ送信する。

【0074】

パケット送受信部３２２は、無線通信部３１０を介して、他ノードのそれぞれにより送信されたパケットを受信する。パケット送受信部３２２は、パケットを受信した場合、受信されたパケットのそれぞれが収容するセンサデータを収容するパケットを、無線通信部３１０を介して、自ノードに対して設定された送信先としての他ノード（本例では、親ノード）へ送信する。

【0075】

更に、センサノード１０１は、自装置が構成するネットワークトポロジにおいて、自装置がルートノードを構成している場合、当該ネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれにより送信されたセンサデータを受信する。更に、センサノード１０１は、受信したセンサデータと、当該センサデータの送信元であるセンサノードを識別するためのノード識別情報と、を対応付けて記憶（蓄積）する。

【0076】

なお、他のノード装置１００，１０２，…のそれぞれも、センサノード１０１と同様の構成を有している。

【0077】

なお、決定基礎情報は、自装置を起動するために要する時間を表す情報であってもよい。この場合、センサネットワークシステム１は、残余ノード群を構成するノード装置のうちの、自装置を起動するために要する時間が最短であるノード装置をサブネットワークトポロジにおけるルートノードとして決定するように構成されることが好適である。

【0078】

ところで、ルートノードとして用いられるノード装置は、通信を行う頻度が相対的に高い。従って、これによれば、第２のルートノード装置と、第２のネットワークトポロジ（サブネットワークトポロジ）を構成する他のノード装置のそれぞれと、の通信を迅速に実行することができる。

【0079】

また、決定基礎情報は、自装置が起動された最新の時点から現時点までに経過した時間（連続稼働時間）を表す情報であってもよい。この場合、センサネットワークシステム１は、残余ノード群を構成するノード装置のうちの、連続稼働時間が最長であるノード装置をサブネットワークトポロジにおけるルートノードとして決定するように構成されることが好適である。

【0080】

また、決定基礎情報は、自装置が起動された最新の時刻（最新起動時刻）を表す情報であってもよい。この場合、センサネットワークシステム１は、残余ノード群を構成するノード装置のうちの、最新起動時刻が最も前の（古い）時刻であるノード装置をサブネットワークトポロジにおけるルートノードとして決定するように構成されることが好適である。

【0081】

また、決定基礎情報は、自装置から、残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれまでのホップ数の最大値を表す情報であってもよい。この場合、センサネットワークシステム１は、残余ノード群を構成するノード装置のうちの、自装置から、残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれまでのホップ数の最大値が最小であるノード装置をサブネットワークトポロジにおけるルートノードとして決定するように構成されることが好適である。

【0082】

これによれば、第２のネットワークトポロジ（サブネットワークトポロジ）を構成するノード装置間の通信の負荷を低減することができる。

【0083】

（作動）
次に、上述したセンサネットワークシステム１の作動について説明する。
本例では、センサネットワークシステム１は、プロアクティブ型のルーティングプロトコルに従って作動する。即ち、各ノード装置１００，１０１，１０２，…が定期的に（即ち、予め設定された更新周期が経過する毎に）、ネットワークトポロジを形成するための処理を実行する。これにより、ネットワークトポロジが更新される。

【0084】

先ず、ノード装置１００〜１１０は、周辺探査要求情報、及び、周辺探査応答情報を送受信することにより、図３に示したように、メインネットワークトポロジを構成する。
一方、ノード装置１１１〜１１６は、メインネットワークトポロジを構成するノード装置のいずれとも通信できない位置に配置されているため、メインネットワークトポロジを構成できない。

【0085】

ノード装置１１１〜１１６のそれぞれは、自装置が残余ノード群を構成しているか否かを判定する。

【0086】

本例では、各ノード装置１１１〜１１６は、周辺探査要求情報を送信した回数が、予め設定された閾値回数以上となるまでの間、自装置がいずれのネットワークトポロジも構成していない状態が継続した場合、自装置が残余ノード群を構成していると判定するように構成される。

【0087】

なお、各ノード装置１１１〜１１６は、自装置が起動されてから経過した時間が予め設定された閾値時間以上となるまでの間、自装置がいずれのネットワークトポロジも構成していない状態が継続した場合、自装置が残余ノード群を構成していると判定するように構成されていてもよい。

【0088】

各ノード装置１１１〜１１６は、自装置が残余ノード群を構成していると判定した場合、自装置がサブネットワークトポロジを構成するための処理の実行を開始する。

【0089】

先ず、各ノード装置１１１〜１１６は、決定基礎情報を取得する。上述したように、本例では、決定基礎情報は、残余ノード群を構成するノード装置のうちの、自装置と接続可能な他のノード装置の数である周辺ノード数を表す情報である。

【0090】

具体的には、図４及び図５に示したように、残余ノード群を構成するノード装置間で、周辺探査要求情報、及び、周辺探査応答情報を送受信することにより、各ノード装置１１１〜１１６は、決定基礎情報を取得する。

【0091】

即ち、センサノード１１２は、ブロードキャスト方式に従って周辺探査要求情報（周辺探査要求）を送信する（ステップＳ１０１）。なお、周辺探査要求情報は、周辺探索メッセージとも呼ばれる。また、ブロードキャスト方式は、メッセージに含まれる宛先アドレスとして、ブロードキャストアドレスを設定することにより、すべてのノードを宛先として設定する方式である。なお、センサノード１１２は、メッセージに含まれる宛先アドレスとして、複数のノードを特定するアドレスが設定された方式に従って情報送信要求を送信するように構成されていてもよい。

【0092】

本例では、センサノード１１２により送信された周辺探査要求情報が、センサノード１１１，１１３のそれぞれにより受信された場合を想定する。即ち、センサノード１１１，１１３のそれぞれは、センサノード１１２により送信された周辺探査要求情報を受信する。このとき、センサノード１１１，１１３のそれぞれは、通信状態情報を取得する。

【0093】

そして、センサノード１１１，１１３のそれぞれは、受信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報（周辺探査応答）をセンサノード１１２へ送信する（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。この周辺探査応答情報は、通信状態情報と、構成可否情報と、を含む。なお、周辺探査応答情報は、周辺探索応答メッセージとも呼ばれる。これにより、センサノード１１２は、自装置が送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を、センサノード１１１，１１３のそれぞれから受信する。

【0094】

このようにして、センサノード１１２は、自装置が送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を受信した回数を周辺ノード数として取得する。本例では、センサノード１１２は、周辺ノード数としての２を表す決定基礎情報を取得する。

【0095】

同様に、センサノード１１１，１１３〜１１６のそれぞれも、センサノード１１２と同様に、周辺探査要求情報を送信する。

【0096】

本例では、センサノード１１３により送信された周辺探査要求情報（ステップＳ１０４）に対して、周辺探査応答情報がセンサノード１１１，１１２，１１４，１１５のそれぞれにより送信される（ステップＳ１０５〜ステップＳ１０８）。即ち、センサノード１１３は、周辺ノード数としての４を表す決定基礎情報を取得する。

【0097】

同様に、センサノード１１５により送信された周辺探査要求情報（ステップＳ１０９）に対して、周辺探査応答情報がセンサノード１１３，１１４，１１６のそれぞれにより送信される（ステップＳ１１０〜ステップＳ１１２）。即ち、センサノード１１５は、周辺ノード数としての３を表す決定基礎情報を取得する。

【0098】

同様に、センサノード１１４により送信された周辺探査要求情報（ステップＳ２０１）に対して、周辺探査応答情報がセンサノード１１３，１１５，１１６のそれぞれにより送信される（ステップＳ２０２〜ステップＳ２０４）。即ち、センサノード１１４は、周辺ノード数としての３を表す決定基礎情報を取得する。

【0099】

同様に、センサノード１１１により送信された周辺探査要求情報（ステップＳ２０５）に対して、周辺探査応答情報がセンサノード１１２，１１３のそれぞれにより送信される（ステップＳ２０６〜ステップＳ２０７）。即ち、センサノード１１１は、周辺ノード数としての２を表す決定基礎情報を取得する。

【0100】

同様に、センサノード１１６により送信された周辺探査要求情報（ステップＳ２０８）に対して、周辺探査応答情報がセンサノード１１４，１１５のそれぞれにより送信される（ステップＳ２０９〜ステップＳ２１０）。即ち、センサノード１１６は、周辺ノード数としての２を表す決定基礎情報を取得する。

【0101】

このようにして、各ノード装置１１１〜１１６は、決定基礎情報を取得する。そして、各ノード装置１１１〜１１６は、取得された決定基礎情報と、自装置を特定するための情報と、を含むルートノード候補情報を保持する。

【0102】

その後、センサネットワークシステム１は、ステップＳ１０１〜ステップＳ２１０の処理を繰り返し実行する。このとき、各ノード装置１１１〜１１６は、保持しているルートノード候補情報を含む周辺探査要求情報を送信する。

【0103】

更に、各ノード装置１１１〜１１６は、周辺探査要求情報を受信した場合、周辺探査要求情報に含まれるルートノード候補情報が含む決定基礎情報が表す周辺ノード数が、保持しているルートノード候補情報に含まれる決定基礎情報が表す周辺ノード数よりも大きいとき、保持しているルートノード候補情報を、受信されたルートノード候補情報に更新する。

【0104】

そして、各ノード装置１１１〜１１６は、予め設定された閾値回数だけ周辺探査要求情報を送信した時に、保持されている最新のルートノード候補情報により特定されるノード装置を、サブネットワークトポロジにおけるルートノード（第２のルートノード装置）として決定する。

【0105】

本例では、各ノード装置１１１〜１１６は、周辺ノード数が４であるセンサノード１１３を第２のルートノード装置として決定する。

【0106】

その後、センサネットワークシステム１は、第２のルートノード装置として決定されたセンサノード１１３をルートノードとして用いるサブネットワークトポロジを形成するように、ノード装置１１１〜１１６を接続する。

【0107】

具体的には、各ノード装置１１１〜１１６は、自ノードが送信した周辺探査要求情報に対する周辺探査応答情報を送信してきた周辺ノードの中に、サブネットワークトポロジを構成するノード装置が存在する場合、当該周辺ノードのうちの、サブネットワークトポロジを構成するノード装置の中から、接続先としてのノード装置を、受信周辺探査応答情報に基づいて決定する。

【0108】

そして、各ノード装置１１１〜１１６は、接続先として決定されたノード装置と自装置とを接続するための情報を収容するパケットを、接続先として決定されたノード装置へ送信する。

【0109】

これにより、センサネットワークシステム１は、サブネットワークトポロジを形成するように、残余ノード群を構成するノード装置を接続する。例えば、センサネットワークシステム１は、図６に示したように、残余ノード群を構成するノード装置を接続する。

【0110】

その後、メインネットワークトポロジを構成するセンサノード１０１〜１１０のそれぞれは、取得したセンサデータをシンクノード１００へ送信する。これにより、シンクノード１００は、センサノード１０１〜１１０のそれぞれにより取得されたセンサデータを収集する。

【0111】

また、サブネットワークトポロジを構成するセンサノード１１１，１１２，１１４〜１１６のそれぞれは、取得したセンサデータをセンサノード１１３へ送信する。これにより、センサノード１１３は、センサノード１１１，１１２，１１４〜１１６のそれぞれにより取得されたセンサデータを収集する。

【0112】

以上、説明したように、第１実施形態に係るセンサネットワークシステム１によれば、残余ノード群を構成する（即ち、第１のネットワークトポロジを構成していない）ノード装置をノードとして用いる第２のネットワークトポロジ（サブネットワークトポロジ）を形成することができる。

【0113】

これにより、残余ノード群を構成するノード装置も、第１のネットワークトポロジ（メインネットワークトポロジ）を構成する場合と同様の方式に従って通信を行うことができる。この結果、本例では、第２のルートノード装置１１３が、残余ノード群を構成するノード装置によって取得されたセンサデータを容易に収集することができる。

【0114】

更に、第１実施形態に係るセンサネットワークシステム１は、自装置と接続可能な他のノード装置の数である周辺ノード数が最大であるノード装置を第２のルートノード装置として決定する。

【0115】

これによれば、第２のルートノード装置から、第２のネットワークトポロジを構成する他のノード装置のそれぞれまでのホップ数の最大値が小さくなる確率を高めることができる。この結果、第２のネットワークトポロジを構成するノード装置間の通信の負荷を低減することができる。

【0116】

なお、第１実施形態の変形例に係るセンサネットワークシステム１においては、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のいずれかと接続可能な位置に、シンクノードとしてのノード装置（追加ノード装置）を新たに配置してもよい。例えば、追加ノード装置は、ユーザーにより携帯される装置（例えば、ハンディターミナル等）であることが好適である。

【0117】

この場合、追加ノード装置は、接続されたノード装置を介して、又は、直接に、第２のルートノード装置としてのセンサノード１１３へ、データ収集要求情報を送信する。データ収集要求情報は、センサデータの収集を要求する旨を表す情報である。

【0118】

センサノード１１３は、データ収集要求情報を受信した場合、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、データ収集通知を送信する。データ収集通知は、センサデータを収集する旨を通知する情報である。

【0119】

サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれは、データ収集通知を受信した場合、取得したセンサデータをセンサノード１１３へ送信する。センサノード１１３は、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれにより送信されたセンサデータを、シンクノードとしての追加ノード装置へ送信する。

【0120】

これによれば、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれにより取得されたセンサデータを、シンクノードが容易に収集することができる。

【0121】

また、第１実施形態の変形例に係るセンサネットワークシステム１は、複数のサブネットワークトポロジを形成するように構成されていてもよい。
また、第１実施形態の変形例に係るセンサネットワークシステム１は、残余ノード群を構成するノード装置以外の管理装置が第２のルートノード装置を決定するように構成されていてもよい。

【0122】

また、第１実施形態の変形例に係るセンサネットワークシステム１は、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれにより取得されたセンサデータを収集しないように構成されていてもよい。

【0123】

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係るセンサネットワークシステムについて説明する。第２実施形態に係るセンサネットワークシステムは、上記第１実施形態に係るセンサネットワークシステムに対して、メインネットワークトポロジとサブネットワークトポロジとを連結するように構成される点において相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。

【0124】

第２実施形態に係るプロトコル処理部３２３は、自装置がサブネットワークトポロジを構成している場合において、メインネットワークトポロジを構成するノード装置（第１の接続ノード装置）と自装置とが接続可能となったとき、自装置と第１の接続ノード装置とを接続するように構成される。

【0125】

更に、プロトコル処理部３２３は、自装置（第２の接続ノード装置）と第１の接続ノード装置とが接続された場合、サブネットワークトポロジにおけるルートノードへ接続通知を送信するように構成される（接続通知送信手段）。接続通知は、メインネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された旨を表す情報である。

【0126】

加えて、プロトコル処理部３２３は、自装置がサブネットワークトポロジにおけるルートノードを構成している（第２のルートノード装置として決定された）場合において、接続通知を受信したとき、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、連結通知を送信するように構成される（連結通知送信手段）。

【0127】

連結通知は、メインネットワークトポロジとサブネットワークトポロジとが連結される旨を表す情報である。

【0128】

プロトコル処理部３２３は、自装置がサブネットワークトポロジを構成している場合において、連結通知を受信したとき、保持している構成可否情報を更新する。ここで、更新後の構成可否情報は、自装置が構成するネットワークトポロジとしてのメインネットワークトポロジを特定するための情報を含む。

【0129】

本例では、図６に示したように、メインネットワークトポロジ、及び、サブネットワークトポロジが形成されている場合において、図７に示したように、センサノード４００が、新たに配置された場合を想定する。

【0130】

本例では、センサノード４００は、メインネットワークトポロジを構成するシンクノード１００、及び、サブネットワークトポロジを構成するセンサノード１１２のそれぞれと接続可能な位置に配置される。

【0131】

この場合、センサノード４００は、自装置が起動した後、周辺探査要求情報を送信する。その結果、センサノード４００は、メインネットワークトポロジを構成しているシンクノード１００から、周辺探査応答情報を受信し、自装置とシンクノード１００とを接続する。

【0132】

その後、センサノード１１２は、周辺探査要求情報を送信したとき、センサノード４００から周辺探査応答情報を受信する。この周辺探査応答情報は、センサノード４００がメインネットワークトポロジを構成している旨を表す構成可否情報を含む。

【0133】

従って、センサノード１１２（第２の接続ノード装置）は、センサノード４００（第１の接続ノード装置）と自装置とを接続する。次いで、センサノード１１２は、サブネットワークトポロジにおけるルートノードであるセンサノード１１３へ接続通知を送信する。

【0134】

センサノード１１３は、接続通知を受信すると、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ連結通知を送信する。これにより、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれは、保持している構成可否情報を更新する。これにより、サブネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれは、メインネットワークトポロジを構成するようになる。

【0135】

以上、説明したように、第２実施形態に係るセンサネットワークシステム１によれば、第１実施形態に係るセンサネットワークシステム１と同様の作用及び効果を奏することができる。

【0136】

更に、第２実施形態に係るセンサネットワークシステム１によれば、第２の接続ノード装置が第１の接続ノード装置と接続された場合において、メインネットワークトポロジを構成するノード装置と接続可能なノード装置を１つずつ順に、メインネットワークトポロジを構成するノード装置と接続していく場合と比較して、迅速に、メインネットワークトポロジとサブネットワークトポロジとを連結することができる。

【0137】

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る通信システムについて図８を参照しながら説明する。
第３実施形態に係る通信システム１０００は、通信を行うノード装置を複数備えるとともに、当該複数のノード装置のうちの１つである第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを形成するシステムである。

【0138】

更に、この通信システム１０００は、
上記複数のノード装置のうちの、上記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定する第２のルートノード装置決定部（第２のルートノード装置決定手段）１００１と、
上記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、上記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成する第２のネットワークトポロジ形成部（第２のネットワークトポロジ形成手段）１００２と、
を備える。

【0139】

これによれば、残余ノード群を構成する（即ち、第１のネットワークトポロジを構成していない）ノード装置をノードとして用いる第２のネットワークトポロジを形成することができる。これにより、残余ノード群を構成するノード装置も、第１のネットワークトポロジを構成する場合と同様の方式に従って通信を行うことができる。この結果、例えば、第２のルートノード装置が、残余ノード群を構成するノード装置によって取得されたデータを容易に収集することができる。

【0140】

以上、上記実施形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細に、本願発明の範囲内において当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

【0141】

例えば、ノード装置は、センサデータを取得しないように構成されていてもよい。即ち、ノード装置は、センサノード以外の通信装置であってもよい。また、通信システムは、ノード装置が、有線による通信、及び、無線による通信の両方又は一方を行うように構成されていてもよい。また、通信システムは、マルチキャストネットワークを構成する通信システムであってもよい。

【0142】

なお、上記各実施形態においてノード装置の各機能は、回路等のハードウェアにより実現されていた。ところで、ノード装置は、処理装置と、プログラム（ソフトウェア）を記憶する記憶装置と、を備えるとともに、処理装置がそのプログラムを実行することにより、各機能を実現するように構成されていてもよい。この場合、プログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体に記憶されていてもよい。例えば、記録媒体は、フレキシブルディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及び、半導体メモリ等の可搬性を有する媒体である。

【0143】

また、上記実施形態の他の変形例として、上述した実施形態及び変形例の任意の組み合わせが採用されてもよい。

【0144】

＜付記＞
上記実施形態の一部又は全部は、以下の付記のように記載され得るが、以下には限られない。

【0145】

（付記１）
通信を行うノード装置を複数備えるとともに、当該複数のノード装置のうちの１つである第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを形成する通信システムであって、
前記複数のノード装置のうちの、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定する第２のルートノード装置決定手段と、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成する第２のネットワークトポロジ形成手段と、
を備える通信システム。

【0146】

これによれば、残余ノード群を構成する（即ち、第１のネットワークトポロジを構成していない）ノード装置をノードとして用いる第２のネットワークトポロジを形成することができる。これにより、残余ノード群を構成するノード装置も、第１のネットワークトポロジを構成する場合と同様の方式に従って通信を行うことができる。この結果、例えば、第２のルートノード装置が、残余ノード群を構成するノード装置によって取得されたデータを容易に収集することができる。

【0147】

（付記２）
付記１に記載の通信システムであって、
前記複数のノード装置のそれぞれは、
物理量を検出し、当該検出された物理量を表すセンサデータを、自装置と接続された他のノード装置へ送信するように構成されたセンサノードであり、
前記通信システムは、
前記第２のルートノード装置が、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれにより送信されたセンサデータを受信するように構成された通信システム。

【0148】

これによれば、第２のルートノード装置が、残余ノード群を構成するノード装置によって検出された物理量を表すセンサデータを容易に収集することができる。

【0149】

（付記３）
付記１又は付記２に記載の通信システムであって、
前記第２のルートノード装置決定手段は、自装置と接続可能な他のノード装置の数である周辺ノード数が最大であるノード装置を前記第２のルートノード装置として決定するように構成された通信システム。

【0150】

これによれば、第２のルートノード装置から、第２のネットワークトポロジを構成する他のノード装置のそれぞれまでのホップ数の最大値が小さくなる確率を高めることができる。この結果、第２のネットワークトポロジを構成するノード装置間の通信の負荷を低減することができる。

【0151】

（付記４）
付記１又は付記２に記載の通信システムであって、
前記第２のルートノード装置決定手段は、自装置を起動するために要する時間が最短であるノード装置を前記第２のルートノード装置として決定するように構成された通信システム。

【0152】

ところで、ルートノードとして用いられるノード装置は、通信を行う頻度が相対的に高い。従って、上記構成によれば、第２のルートノード装置と、第２のネットワークトポロジを構成する他のノード装置のそれぞれと、の通信を迅速に実行することができる。

【0153】

（付記５）
付記１又は付記２に記載の通信システムであって、
前記第２のルートノード装置決定手段は、自装置から、前記残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれまでのホップ数の最大値が最小であるノード装置を前記第２のルートノード装置として決定するように構成された通信システム。

【0154】

これによれば、第２のネットワークトポロジを構成するノード装置間の通信の負荷を低減することができる。

【0155】

（付記６）
付記１乃至付記５のいずれかに記載の通信システムであって、
前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第２の接続ノード装置が、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置の１つである第１の接続ノード装置と接続された場合、当該第２の接続ノード装置が前記第２のルートノード装置へ、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置に接続された旨を表す接続通知を送信する接続通知送信手段と、
前記第２のルートノード装置が、前記接続通知を受信した場合、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれへ、前記第１のネットワークトポロジと当該第２のネットワークトポロジとが連結される旨を表す連結通知を送信する連結通知送信手段と、
を備える通信システム。

【0156】

これによれば、第２の接続ノード装置が第１の接続ノード装置と接続された場合において、第１のネットワークトポロジを構成するノード装置と接続可能なノード装置を１つずつ順に、第１のネットワークトポロジを構成するノード装置と接続していく場合と比較して、迅速に、第１のネットワークトポロジと第２のネットワークトポロジとを連結することができる。

【0157】

（付記７）
通信を行うノード装置を複数備えるとともに、当該複数のノード装置のうちの１つである第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを形成する通信システムに適用され、
前記複数のノード装置のうちの、前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群の中から、１つのノード装置を第２のルートノード装置として決定し、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成する、通信制御方法。

【0158】

（付記８）
付記７に記載の通信制御方法であって、
前記複数のノード装置のそれぞれは、
物理量を検出し、当該検出された物理量を表すセンサデータを、自装置と接続された他のノード装置へ送信するように構成されたセンサノードであり、
前記通信制御方法は、
前記第２のルートノード装置が、前記第２のネットワークトポロジを構成するノード装置のそれぞれにより送信されたセンサデータを受信する、通信制御方法。

【0159】

（付記９）
通信を行うノード装置であって、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得する構成可否情報取得手段と、
前記取得された構成可否情報が、自装置が前記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得する決定基礎情報取得手段と、
前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と前記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて前記第２のルートノード装置を決定する第２のルートノード装置決定手段と、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する接続手段と、
を備えるノード装置。

【0160】

（付記１０）
付記９に記載のノード装置であって、
物理量を検出し、当該検出された物理量を表すセンサデータを、自装置と接続された他のノード装置へ送信するように構成されたセンサノードであり、
前記第２のルートノード装置へ前記センサデータを送信するように構成されたノード装置。

【0161】

（付記１１）
付記９又は付記１０に記載のノード装置であって、
前記決定基礎情報取得手段は、自装置と接続可能な他のノード装置の数である周辺ノード数を前記決定基礎情報として取得するように構成されたノード装置。

【0162】

（付記１２）
付記９又は付記１０に記載のノード装置であって、
前記決定基礎情報取得手段は、自装置を起動するために要する時間を前記決定基礎情報として取得するように構成されたノード装置。

【0163】

（付記１３）
付記９又は付記１０に記載のノード装置であって、
前記決定基礎情報取得手段は、自装置から、前記残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれまでのホップ数の最大値を前記決定基礎情報として取得するように構成されたノード装置。

【0164】

（付記１４）
通信を行うノード装置に適用され、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得し、
前記取得された構成可否情報が、自装置が前記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得し、
前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と前記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて前記第２のルートノード装置を決定し、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する、ノード装置制御方法。

【0165】

（付記１５）
付記１４に記載のノード装置制御方法であって、
前記ノード装置は、
物理量を検出し、当該検出された物理量を表すセンサデータを、自装置と接続された他のノード装置へ送信するように構成されたセンサノードであり、
前記ノード装置制御方法は、
前記第２のルートノード装置へ前記センサデータを送信する、ノード装置制御方法。

【0166】

（付記１６）
通信を行うノード装置に、
第１のルートノード装置をルートノードとして用いる木構造を有する第１のネットワークトポロジを自装置が構成しているか否かを表す構成可否情報を取得し、
前記取得された構成可否情報が、自装置が前記第１のネットワークトポロジを構成していない旨を表す場合、第２のルートノード装置を決定するための基礎となる決定基礎情報を取得し、
前記第１のネットワークトポロジを構成するノード装置以外のノード装置からなる残余ノード群を構成する他のノード装置と前記決定基礎情報を交換するとともに、当該残余ノード群を構成するノード装置のそれぞれにより取得された決定基礎情報に基づいて前記第２のルートノード装置を決定し、
前記決定された第２のルートノード装置をルートノードとして用いるとともに、前記残余ノード群を構成するノード装置のうちの、当該第２のルートノード装置以外のノード装置をノードとして用いる、木構造を有する第２のネットワークトポロジを形成するように、当該残余ノード群を構成する他のノード装置と自装置とを接続する、処理を実行させるためのノード装置制御プログラム。

【0167】

（付記１７）
付記１６に記載のノード装置制御プログラムであって、
前記ノード装置は、
物理量を検出し、当該検出された物理量を表すセンサデータを、自装置と接続された他のノード装置へ送信するように構成されたセンサノードであり、
前記ノード装置制御プログラムは、前記ノード装置に、
前記第２のルートノード装置へ前記センサデータを送信する、処理を実行させるように構成されたノード装置制御プログラム。

【産業上の利用可能性】

【0168】

本発明は、通信を行うノード装置を複数備える通信システム等に適用可能である。

【符号の説明】

【0169】

１ センサネットワークシステム
１００ シンクノード
１０１，１０２，… センサノード
３１０ 無線通信部
３１１ アンテナ
３２０ ルーティング機能部
３２１ 無線情報取得部
３２２ パケット送受信部
３２３ プロトコル処理部
３２４ タイマ管理部
３２５ ルーティング情報記憶部
３３０ センサ部
３４０ アプリケーション機能部
４００ センサノード
１０００ 通信システム
１００１ 第２のルートノード装置決定部
１００２ 第２のネットワークトポロジ形成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】