特開 2024-72945 小電力無線通信を使用した複数の分散型移動装置の遠隔管理システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024072945

(43)【公開日】2024-05-29

(54)【発明の名称】小電力無線通信を使用した複数の分散型移動装置の遠隔管理システム

(51)【国際特許分類】

   H04W 84/22 20090101AFI20240522BHJP

   H04W 88/04 20090101ALI20240522BHJP

   H04W 84/10 20090101ALI20240522BHJP

【ＦＩ】

H04W84/22

H04W88/04

H04W84/10 110

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022183850

(22)【出願日】2022-11-17

(71)【出願人】

【識別番号】522450004

【氏名又は名称】チャレンジャー・カンパニー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】722013690

【氏名又は名称】永墓 正寿

(72)【発明者】

【氏名】永墓 正寿

【テーマコード（参考）】

5K067

【Ｆターム（参考）】

5K067AA21

5K067EE02

5K067EE25

(57)【要約】      （修正有）

【課題】インターネット等の広域ネットワークの無線アクセスポイントの圏外にいる移動装置の遠隔監視及び操作することを可能にする。
【解決手段】広域通信網接続装置１４は，移動装置６，７，８，９，１０，１１，１２，１３に広域通信網１５への接続を提供する。移動装置６，７，８，９，１０，１１，１２，１３は，小電力無線インタフェイス２１と２２を搭載している。小電力無線インタフェイス２１と２２に接続している別の移動装置間の通信を中継する移動装置同士が中継でつながり多段中継（６，７，８，１２の接続及び１０，９，８，１２の接続）を構成する。広域通信網接続装置１４の無線接続の圏外領域２にいる移動装置６，７，８，９，１０は，多段中継を通して管理装置１６と通信することが可能となり，広域通信網接続装置１４の無線接続の圏内領域３にいる移動装置１１，１３を含むすべての移動装置を管理することが可能となる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

小電力無線インタフェイスを２つ以上搭載して各インタフェイス間のデータ通信を中継する機能を備えた複数の移動装置を接続していき多段中継構造を構成し、構成する移動装置のうち1台以上がインターネット等の無線アクセスポイントの圏内にいることによって、圏外で移動する他の移動装置とインターネット等に接続されているコンピュータとの通信を可能とする小電力無線多段中継システム。

【請求項2】

小電力無線インタフェイスを２つ以上搭載して各インタフェイス間のデータ通信を中継する機能を備えた複数の移動装置を接続していき多段中継構造を構成し、構成する移動装置が移動して既存の接続相手の移動装置との無線接続領域の範囲外に出ても、その移動装置がさらに別の移動装置の無線接続範囲内に入ることにより、動的に多段階中継構造を再構築して、すべての移動装置間の通信を維持することを可能とする小電力無線多段中継システム。

【請求項3】

多段中継構造を構成する、小電力無線インタフェイスを２つ以上搭載して各インタフェイス間のデータ通信を中継する機能を備えた全ての移動装置に対して、インターネット等の広域通信網と接続する無線アクセスポイント機能を提供し、各移動装置とインターネット等に接続されているコンピュータの間において、中継されたすべて移動装置の通信を接続することを可能とする小電力無線多段中継用広域網接続装置。

【請求項4】

多段中継構造を構成する、小電力無線インタフェイスを２つ以上搭載して各インタフェイス間のデータ通信を中継する機能を備えた全ての移動装置に対して、個別、グループ別、及び、一斉の通信を可能にする移動装置遠隔制御管理システム。

【請求項5】

多段中継構造を構成する、小電力無線インタフェイスを２つ以上搭載して各インタフェイス間のデータ通信を中継する機能を備えた全ての移動装置に対して、各移動装置の移動位置、通信状態、搭載センサからの情報、および、多段中継の構造をリアルタイムに把握することを可能とする移動装置遠隔制御管理システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

広域無線通信が使用できない環境を含む範囲で移動する小電力無線通信インタフェイスを搭載した複数の移動装置を遠隔監視及び操作して一括管理するシステムに関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話や業務用無線などの広域無線通信を使用した場合は、広域無線通信システムが提供する広い圏内領域で移動装置は移動でき、かつ、これらの移動装置の遠隔監視と操作が可能となるが、土管など電波の遮蔽される場所に移動装置が移動すると通信が途切れて遠隔監視と操作はできなくなる。

【0003】

一方、移動装置および広域通信網との接続装置に小電力無線を用いた場合、移動装置の移動範囲は広域通信網との接続装置の圏内領域に限られてしまう。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

無線通信による遠隔操作ですべての移動装置を管理装置が管理するためには、いくつかの移動装置が広域通信網接続装置の電波の届かない圏外領域に移動しても、広域通信網接続装置の圏内領域を移動している他の移動装置と通信できるようにすることが課題となる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明は、小電力無線通信インタフェイスを２つ搭載した移動装置が、片方のインタフェイスに接続した別の移動装置の通信データをもう片方のインタフェイスに接続した他の移動装置に中継する機能を持たす。

【0006】

そして、複数の移動装置を無線接続により数珠繋ぎさせて（多段中継の構成）、各移動装置が両隣の通信を中継し合うようにする（多段中継）。

【0007】

さらに、広域通信網接続装置の圏内にいるすべての移動装置（多段中継を構成する移動装置のうち少なくとも一台の移動装置を含む）を広域通信網接続装置と接続させることにより管理装置とすべての移動装置とを通信させる。

【0008】

また、多段中継を構成する移動装置のいくつかが移動することにより、無線接続が途切れて多段中継の構造が崩れてしまった場合、すべての移動装置は動的に多段中継の構造を再構築する。

【0009】

上記の“0005”,“0006”,“0007”,“0008”により、各移動装置は小電力無線通信の無線範囲を超えた広い範囲の移動を移動しながらの通信、及び、管理装置と各移動装置の間の通信を維持することを主な特徴とする。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本システムは、複数の移動装置、インターネット等の広域通信網（１５）、各移動装置を１５と接続する広域通信網接続装置（１４）、及び、１５と接続してすべての移動装置を遠隔監視・操作する管理装置（１６）で構成し、各移動装置は移動領域（１）となる１４の圏外（２）および圏内（３）を移動する。

【図2】移動装置は２つ以上の無線インタフェイス（２２）と（２３）を有し、それぞれのインタフェイス間の通信を中継する機能を持つ。

【図3】１４は移動装置と通信するための無線インタフェイス（３２）と、広域通信網と接続するための（３３）として無線インタフェイス（３４）と有線インタフェイス（３５）を有し、移動装置と広域通信網との間の通信を取り持つ。

【図4】１６は広域通信網と接続するための無線インタフェイス（４２）または有線インタフェイス（４３）を有し、各移動装置との間の通信データに基づいて、すべての移動装置を監視し制御、管理するための、４７、４８、および、４９の機能を持つ。

【図5】移動装置間の無線接続と複数の移動装置による多段中継の構造および通信の状態を示す。１２が１４と７および１４と８の間の通信を中継している。

【図6】３で中継している移動装置が２に移動したときに圏内にいる別の移動装置が中継する場合、中継の構造を再構築する。

【図7】３で中継している移動装置が２に移動したときに２にいる別の移動装置が３に移動して中継する場合、中継の構造を再構築する。

【図8】移動装置が電波を通さない遮蔽物内に移動した場合の通信の維持を示す。

【図9】8台の移動装置の場合の中継の段数が最長となる場合を示す。なお、本システムでは移動装置の数には制限が無いが、図1、図5、図6、図7、図8、図9は例として８台の移動装置（６，７，８，９，１０，１１，１２，１３）の場合を示す。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図1において、６，７，８，９，１０，１１，１２，１３は１を移動しており、このうち６，７，８，９，１０は２の領域を移動し、１１，１２，１３は３の領域を移動している。

【0012】

１６は事前に６，７，８，９，１０，１１，１２、１３の識別情報、及び、システムの動作開始時点での通信状態の情報を図4の４７に持っている。

【0013】

１６は３の領域内で移動する１１，１２，１３は１４と接続しているので直接の通信が可能であるが、２の領域内で移動する６，７，８，９，１０は１４と直接接続していない為、６，７，８，９，１０が１６と通信するためには１２が中継する必要がある。

【0014】

６，７，８，９，１０，１１，１２，１３は図2の２１と２２を有し２４による中継機能を持つ。

【0015】

１４は図3の３２と３３を有し、３７による移動装置側の無線接続と広域通信網側の接続を中継する機能を持つ。

【0016】

図1において、６と７、７と８、８と９、９と１０、８と１２、１２と１４がそれぞれ無線接続しており、７は６と８の間の通信を中継し、８は７と９、７と１２、９と１２の間の通信を中継し、９は８と１０の間の通信を中継し、１２は８と１４の間の通信を中継し、１４は１５を通して１６と接続していることから、２の領域にいる６，７，８，９，１０は１２を通して１６と通信することが可能となる。

【0017】

図5において、６は７の５３にいるので７と無線接続する。１０は９の５５にいるので９と無線接続する。９は８の５４にいるので８と無線接続する。７と８は１２の５２にいるのでそれぞれ１２と無線接続する。１２は３にいるので１４と無線接続する。

【0018】

図5において、中継構造は１４からみて、１２と７の間、１２と８の間を一段目とすると、7と６の間、８と９の間は、それぞれ二段目、９と１０の間は三段目となり、多段中継構造となり、例えば１４と６の間は１２，７を経て通信を行い、１４と１０の間は１２、８，９を経て通信を行う。

【0019】

中継構造の再構築と通信の維持について、別の圏内の移動装置が中継する場合を説明する。図6において、１２が３から２に移動した時、１３が３の中を移動して１２と新規に無線接続する。このとき、１２は１４との接続を切断するが７との接続は維持する。また、１３は１４との接続を維持する。一方、６と７、８と１２、８と９、９と１０の間の接続は維持されるため、例えば１４と６の間は１３，１２，７を経て通信し、１４と１０の間は１３，１２，８，９を経て通信する中継構造に再構築してすべての通信を維持する。

【0020】

中継構造の再構築と通信の維持について、圏外の移動装置が圏内へ移動して中継する場合を説明する。図7において、１２が３から２に移動した時、８が２から３へ移動して１４と新規に無線接続する。このとき、１２は１４との接続を切断するが７との接続は維持する。また、８は９との接続を維持する。一方、６と７、８と１２、８と９、９と１０の間の接続は維持されるため、例えば１４と６の間は８，１２，７を経て通信し、１４と１０の間は８，９,１０を経て通信する中継構造に再構築してすべての通信を維持する。

【0021】

通信の維持について、移動装置が電波の遮蔽物内に移動した場合を説明する。図8において、９と１０が移動して５６の中に入った場合、９と１０はどちらも５６にいることから１０は９の５５なので１０と９は接続を維持する。８は５６の入り口付近に移動しているため９は８の５４にいるので９と８の接続は維持する。よって、９と８の中継機能により、５６内の１０と９は８と１２を経て１４と通信することが可能となる。

【0022】

最長多段中継になる場合について説明する。図9において、３に１２がいて２に残り全ての移動装置６，７，８，９，１０，１１，１３がいるとき、１１と６、６と７、７と８、９と１０、１０と１３、１３と１２がそれぞれ接続しているとき、１４からみた１１までの通信は八段階の中継を経ことになり、最長の多段中継となる。このとき、（１２からみた１１までの通信可能な物理的な最大距離）は（２つの移動装置が接続できる最長の直線距離）ｘ８となる。なお、移動装置の台数に比例して通信可能な物理的な最大距離は大きくなる。よって、小電力無線通信の範囲を超えた移動通信が可能となる。

【符号の説明】

【0023】

１ 移動装置の移動領域
２ 広域通信網接続装置の無線接続の圏外領域
３ 広域通信網接続装置の無線接続の圏内領域
４ 通信ネットワーク
５ 管理装置の設置場所
６、７、８、９、１０、１１、１２、１３ 移動装置
１４ 広域通信網接続装置（広域通信網のアクセスポイント）
１５ インターネット等の広域通信網
１６ 管理装置
１７ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の通信部
１８ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の移動制御部
１９ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の無線通信部
２０ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の通信制御部
２１、２２ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の無線インタフェイス
２３ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の通信プロトコルスタック部
２４ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の中継機能部
２５ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３のアプリケーション通信部
２６ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３のセンサ部
２７ ６，７，８，９，１０，１１，１２，１３の駆動部
２８ １４の通信部
２９ １４の無線通信部
３０ １４の有線通信部
３１ １４の通信制御部
３２ １４の移動装置側の無線インタフェイス
３３ １４の広域通信網側のインタフェイス
３４ １４の広域通信網側無線インタフェイス
３５ １４の広域通信網側無線インタフェイス
３６ １４の通信プロトコルスタック
３７ １４の中継機能
３８ １６の通信部
３９ １６のアプリケーション部
４０ １６の広域通信網との通信インタフェイス
４１ １６の通信制御部
４２ １６の無線インタフェイス
４３ １６の有線インタフェイス
４４ １６の通信プロトコルスタック
４５ １６の移動装置管理部
４６ １６のアプリケーション通信部
４７ １６における移動装置の接続状態管理部
４８ １６における移動装置との操作応答制御部
４９ １６における移動装置の中継構造管理部
５０ １６のグラフィックユーザインタフェイス部
５１ １６のデータ処理部
５２ １２の圏内領域
５３ ７の圏内領域
５４ ８の圏内領域
５５ ９の圏内領域
５６ 電波の遮蔽物
５７ １１の圏内領域
５８ １３の圏内領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】