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技術 地域防犯システムの制御方法

出願人 国立大学法人信州大学長野日本無線株式会社
発明者 不破泰本山栄樹
出願日 2008年8月11日 (11年7ヶ月経過) 出願番号 2008-206782
公開日 2010年2月25日 (10年0ヶ月経過) 公開番号 2010-045490
状態 特許登録済
技術分野 警報システム 移動無線通信システム 電話通信サービス
主要キーワード 接遅延 システム系統 公共物 許容台数 電気系回路 子機台数 無線仕様 防犯対象
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (14)

課題

地域防犯システムにおける安定性及び信頼性を確保しつつ必要に応じて子機の全台数を任意に増加させ、柔軟性かつ発展性のあるシステム運用を可能にする。

解決手段

無線IDタグを設けた無線通信部2t…を有し、かつ複数の防犯対象者H…がそれぞれ携帯可能な複数の子機2…と、無線IDタグを設けたアドホック通信部3t…を有し、かつ所定の地域Ac内における複数の異なる所定場所にそれぞれ設置した複数の中継機3…(親機4を含む)を備え、任意の中継機3は、任意の子機2からの通報パケットDpを受信することにより、通報パケットDpに応答して返送した他の中継機3からの先行ACKの有無に対する確認処理を行い、先行ACKが無いことを条件に任意の中継機3から通報パケットDpに応答する自己ACKを返送するとともに、先行ACKが有るときは少なくとも自己ACKの返送を中止する制御を行う。

概要

背景

近時、登下校中の児童が不審者により誘拐されるなどの事件が増加する傾向にあることから、児童の安全を如何に確保するかが重要な課題となっており、その有効な対策要請されている。

従来、このような要請に対応したシステムとしては、特許文献1に開示される地域防犯システムが知られている。この地域防犯システムは、児童または園児確認対象者として、固有のタグIDを記憶した無線タグを有する無線タグ付名札と、所定のエリアに複数配置される監視装置と、複数配置される監視装置とはネットワークを介して接続される管理装置とにより、無線タグ付名札を所持した確認対象者の所在を確認する地域防犯システムを構成するとともに、特に、無線タグ付名札の無線タグは、他の無線タグ付名札とアドホック通信するアドホック通信部と、電源部とをさらに有し、監視装置は、周囲に所定の強度の電波発信し、それに応答して無線タグが送信するタグIDを受信する無線送受信部と、ネットワークを介して管理装置に受信したタグIDを所定のタイミングで通知するタグID通信部とを有し、管理装置は、ネットワークを介して所定の監視装置と通信してタグIDを取得するタグID取得部と、所定の記憶部に登録されている確認対象者のタグIDと受信したタグIDとを比較して確認対象者の所在を確認する確認部とを有し、無線タグ付名札の無線タグは、監視装置の無線送受信部と通信を行うときに、アドホック通信によって1以上の他の無線タグを介して通信するように構成したものである。
特開2007−42009号公報

概要

地域防犯システムにおける安定性及び信頼性を確保しつつ必要に応じて子機の全台数を任意に増加させ、柔軟性かつ発展性のあるシステム運用を可能にする。無線IDタグを設けた無線通信部2t…を有し、かつ複数の防犯対象者H…がそれぞれ携帯可能な複数の子機2…と、無線IDタグを設けたアドホック通信部3t…を有し、かつ所定の地域Ac内における複数の異なる所定場所にそれぞれ設置した複数の中継機3…(親機4を含む)を備え、任意の中継機3は、任意の子機2からの通報パケットDpを受信することにより、通報パケットDpに応答して返送した他の中継機3からの先行ACKの有無に対する確認処理を行い、先行ACKが無いことを条件に任意の中継機3から通報パケットDpに応答する自己ACKを返送するとともに、先行ACKが有るときは少なくとも自己ACKの返送を中止する制御を行う。

目的

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した地域防犯システムの制御方法の提供を目的とするものである。

効果

実績

技術文献被引用数
3件
牽制数
3件

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請求項1

無線IDタグを設けた無線通信部を有し、かつ複数の防犯対象者がそれぞれ携帯可能な複数の子機と、無線IDタグを設けたアドホック通信部を有し、かつ所定の地域内における複数の異なる所定場所にそれぞれ設置した複数の中継機と、アドホック通信部を有する少なくとも一台の親機と、前記親機に接続したサーバコンピュータを備える地域防犯システム制御方法において、任意の中継機は、任意の子機からの通報パケットを受信することにより、当該通報パケットに応答して返送した他の中継機からのACK先行ACK)の有無に対する確認処理を行い、前記先行ACKが無いことを条件に前記任意の中継機から前記通報パケットに応答するACK(自己ACK)を返送するとともに、前記先行ACKが有るときは少なくとも前記自己ACKの返送を中止する制御を行うことを特徴とする地域防犯システムの制御方法。

請求項2

前記任意の中継機は、前記先行ACKが有るときは前記任意の中継機から他の中継機への前記通報パケットの転送を中止する制御を行うことを特徴とする請求項1記載の地域防犯システムの制御方法。

請求項3

前記任意の中継機は、前記任意の子機からの前記通報パケットを受信したなら、受信時の電界強度を検出するとともに、検出した電界強度が弱いほど長くなる遅延時間を設定し、少なくとも設定した遅延時間の経過後まで前記先行ACKの有無の確認処理を行うことを条件として自己ACKを返送することを特徴とする請求項1又は2記載の地域防犯システムの制御方法。

請求項4

前記遅延時間は、前記電界強度を予め設定した所定範囲により複数段ランク分けし、このランク内においてランダムに発生させることを特徴とする請求項3記載の地域防犯システムの制御方法。

請求項5

前記親機と前記サーバコンピュータはネットワークを介して接続することを特徴とする請求項1記載の地域防犯システムの制御方法。

請求項6

前記地域として、少なくとも通学エリアに適用することを特徴とする請求項1記載の地域防犯システムの制御方法。

技術分野

0001

本発明は、アドホックネットワークシステムを利用することにより登下校中の児童等に対する防犯を確保する際に用いて好適な地域防犯システム制御方法に関する。

背景技術

0002

近時、登下校中の児童が不審者により誘拐されるなどの事件が増加する傾向にあることから、児童の安全を如何に確保するかが重要な課題となっており、その有効な対策要請されている。

0003

従来、このような要請に対応したシステムとしては、特許文献1に開示される地域防犯システムが知られている。この地域防犯システムは、児童または園児確認対象者として、固有のタグIDを記憶した無線タグを有する無線タグ付名札と、所定のエリアに複数配置される監視装置と、複数配置される監視装置とはネットワークを介して接続される管理装置とにより、無線タグ付名札を所持した確認対象者の所在を確認する地域防犯システムを構成するとともに、特に、無線タグ付名札の無線タグは、他の無線タグ付名札とアドホック通信するアドホック通信部と、電源部とをさらに有し、監視装置は、周囲に所定の強度の電波発信し、それに応答して無線タグが送信するタグIDを受信する無線送受信部と、ネットワークを介して管理装置に受信したタグIDを所定のタイミングで通知するタグID通信部とを有し、管理装置は、ネットワークを介して所定の監視装置と通信してタグIDを取得するタグID取得部と、所定の記憶部に登録されている確認対象者のタグIDと受信したタグIDとを比較して確認対象者の所在を確認する確認部とを有し、無線タグ付名札の無線タグは、監視装置の無線送受信部と通信を行うときに、アドホック通信によって1以上の他の無線タグを介して通信するように構成したものである。
特開2007−42009号公報

発明が解決しようとする課題

0004

ところで、アドホックネットワークシステムを利用した従来の地域防犯システムでは、子機発呼時(定期通報時)に、キャリアセンスを実行し、他のキャリアの有無を確認している。そして、他のキャリアが無いときに、乱数により発生するランダム待時間を経て定期通報に係わる通報パケットの発信を実行し、待機している複数の子機同士間のコリジョンの発生を回避している。一方、1台の子機から発信する通報パケットに対しては、通常、数台の中継機が受信し、各中継機は子機に対してACKアクノリジメント)を返送するとともに、通報パケットを次の中継機に転送している。

0005

したがって、このようなシステムでは、子機の台数が増加した場合、ネットワーク負荷の増大によりパケット損失損失率)の上昇が予想され、地域防犯システムの安定性及び信頼性の低下を招く虞れがある。図10図13は、子機の台数が増加した場合のシミュレーションを示す。

0006

図10に示すネットワークシステムは、複数の子機2…から発信される通報パケットを複数の中継機3…が同時に受信する状態を示しており、通報パケットは、これらの中継機(同時受信中継機)3…により受信されれば、次の第一中継機3sに転送され、さらに、サーバコンピュータが接続されている第二中継機(親機)3cに転送される。なお、同時受信中継機3…同士は互いに晒し関係、子機2…同士は互いに晒し関係、各同時受信中継機3…と各子機2…は互いに晒し関係、各同時受信中継機3…と第一中継機3sは互いに晒し関係、第一中継機3sと第二中継機3cは互いに晒し関係、各子機2…と第一中継機3sは互いに隠れ関係、各子機2…と第二中継機3cは互いに隠れ関係、各同時受信中継機3…と第二中継機3cは互いに隠れ関係にあるものとする。

0007

図12は、図10のネットワークシステムにおいて、特定小電力無線周波数:429MHz,出力:10mW)、即ち、ARISTD−T67を使用し、同時受信中継機3…の台数を「2台」,「3台」,「4台」に設定するとともに、これらの各台数において、各子機2…の台数を10台から200台まで10台ずつ増やした場合のパケット損失率のシミュレーション結果であり、Q2は同時受信中継機2台、Q3は同時受信中継機3台、Q4は同時受信中継機4台の場合を示す。

0008

図13は、図11に示す状況下、即ち、1台の中継機3rに多数の子機2…が集まった状況下において、子機2…の通報パケットと中継機3r,3srからのACKのコリジョンを回避するため、パケット送信時にキャリアセンスを実行し、キャリアが無いときに固定長の待時間を設定し、中継機3r,3srからのACKの返送を優先させるようにした場合のシミュレーション結果であり、U2は同時受信中継機2台、U3は同時受信中継機3台、U4は同時受信中継機4台の場合を示す。

0009

このようなシミュレーション結果から明らかなように、同時受信中継機3…が2台であっても、図12の場合、子機台数が70台以上になれば、パケット損失率は許容範囲(5%)を越えてしまう。なお、この許容範囲は、子機2の位置(場所)を把握可能な最低限の損失率である。また、図13の場合でも、子機台数が150台以上になれば、パケット損失率は許容範囲を越えてしまう。そして、同時受信中継機3…の台数が3台,4台に増加すれば、より少ない子機台数であってもパケット損失率は許容範囲を越えてしまう。このように、子機台数の増加に伴うネットワーク負荷の増大は、パケット損失率の上昇を来すことになり、地域防犯システムの安定性及び信頼性を高めるとともに、柔軟性かつ発展性のあるシステム運用を実現する観点からは更なる改善すべき課題が存在した。

0010

本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した地域防犯システムの制御方法の提供を目的とするものである。

課題を解決するための手段

0011

本発明に係る地域防犯システムの制御方法は、上述した課題を解決するため、無線IDタグを設けた無線通信部2t…を有し、かつ複数の防犯対象者H…がそれぞれ携帯可能な複数の子機2…と、無線IDタグを設けたアドホック通信部3t…を有し、かつ所定の地域Ac内における複数の異なる所定場所にそれぞれ設置した複数の中継機3…と、アドホック通信部4tを有する少なくとも一台の親機4と、親機4に接続したサーバコンピュータ6を備える地域防犯システム1において、任意の中継機3は、任意の子機2からの通報パケットDpを受信することにより、通報パケットDpに応答して返送した他の中継機3からのACK(先行ACK)の有無に対する確認処理を行い、先行ACKが無いことを条件に任意の中継機3から通報パケットDpに応答するACK(自己ACK)を返送するとともに、先行ACKが有るときは少なくとも自己ACKの返送を中止する制御を行うようにしたことを特徴とする。

0012

この場合、発明の好適な態様により、任意の中継機3は、先行ACKが有るときは任意の中継機3から他の中継機3への通報パケットDpの転送を中止する制御を行うこともできる。また、任意の中継機3は、任意の子機2からの通報パケットDpを受信したなら、受信時の電界強度を検出するとともに、検出した電界強度が弱いほど長くなる遅延時間Tdを設定し、少なくとも設定した遅延時間Tdの経過後まで先行ACKの有無の確認処理を行うことを条件として自己ACKを返送することができる。この際の遅延時間Tdは、電界強度を予め設定した所定範囲により複数段ランク分けし、このランク内においてランダムに発生させることができる。一方、親機4とサーバコンピュータ6はネットワーク5を介して接続することができる。なお、本発明に係る地域防犯システム1は、地域Acとして、少なくとも通学エリアに適用することができる。

発明の効果

0013

このような手法による本発明に係る地域防犯システム1の制御方法によれば、次のような顕著な効果を奏する。

0014

(1) 任意の中継機3が、任意の子機2からの通報パケットDpを受信することにより、当該通報パケットDpに応答して返送した他の中継機3からの先行ACKの有無に対する確認処理を行い、先行ACKが無いことを条件に任意の中継機3から通報パケットDpに応答する自己ACKを返送するとともに、先行ACKが有るときは少なくとも自己ACKの返送を中止する制御を行うようにしたため、子機2…の台数が増加してもパケット損失率を抑制、即ち、許容範囲(5%)を維持しつつ、地域防犯システム1における安定性及び信頼性を確保できるとともに、必要に応じて子機2…の全台数を任意に増加させることができ、柔軟性かつ発展性のあるシステム運用が可能になる。したがって、地域防犯システム1は、特に通学エリアに適用して最適となる。

0015

(2) 好適な態様により、任意の中継機3が、先行ACKが有るときに他の中継機3への通報パケットDpの転送を中止する制御を行うようにすれば、子機2…の台数が増加した際におけるパケット損失率の更なる抑制を行うことができる。

0016

(3) 好適な態様により、任意の中継機3が、任意の子機2からの通報パケットDpを受信したなら、受信時の電界強度を検出するとともに、検出した電界強度が弱いほど長くなる遅延時間Tdを設定し、少なくとも設定した遅延時間Tdの経過後まで先行ACKの有無の確認処理を行うことを条件として自己ACKを返送するようにすれば、任意の子機2に最も近い中継機3が自己ACKを返送できるため、任意の子機2の位置(場所)を容易かつ的確に確認することができる。

0017

(4) 好適な態様により、遅延時間Tdを、電界強度を予め設定した所定範囲により複数段にランク分けし、このランク内においてランダムな遅延時間Tdを発生させるようにすれば、複数台の中継機3…が同時に同レベルの電界強度により受信した場合であってもコリジョンの発生を確実に回避することができる。

0018

(5) 好適な態様により、親機4とサーバコンピュータ6をネットワーク5により接続するようにすれば、サーバコンピュータ6を別途監視センター等に設置することにより、より高度で柔軟な監視を行うことができる。

発明を実施するための最良の形態

0019

次に、本発明に係る最良の実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。

0020

まず、本実施形態に係る地域防犯システム1の制御方法の理解を容易にするため、地域防犯システム1全体の概要について、図3図6を参照して説明する。

0021

最初に、地域防犯システム1における全体のシステム構成システム系統)について説明する。図3は、同システム1の全体系統を示す。Acは、地域防犯システム1を適用する所定の地域であり、例示は小学生の通学エリアを示すとともに、H…は通学路Rに沿って通学する児童(防犯対象者)を示している。また、C…は児童H…が背負っているランドセルであり、図4(a)に、このランドセルCを拡大して示す。図4(a)に示すように、ランドセルCの側面Csには、防水性が確保された子機ケース11を吊るし、この子機ケース11の中に、携帯する子機(端末)2を収容する。子機2は、図4(b)に示すように、矩形型に形成した偏平ハウジング12を有し、このハウジング12の表面には、非常ボタン13と、カバー14により覆った電池収容部を有する。さらに、ハウジング12の内部には、図5(a)に示す電気系回路15を収容する。子機2の電気系回路15は、CPU16,メモリ17及び処理プログラムプログラムメモリ)Psを含むマイクロコンピュータ機能部を備えるとともに、電池19を内蔵する。また、CPU16には、上述した非常ボタン13及び振動センサ20を接続するとともに、無線IDタグを設けた無線通信部2tを接続する。なお、21は送受信用アンテナであり、上述したハウジング12の上端部に内蔵している。

0022

一方、地域(通学エリア)Ac内における複数の異なる所定場所、即ち、通学路Rの途中における異なる複数の場所には、それぞれ中継機3…を設置する。中継機3…は通学路Rに面した地上高4〜5〔m〕の位置を選定する。図4(c)は、カーブミラーMのポールMpの上部に固定金具30…を介して支持ステー31の下部を固定し、この支持ステー31の上端部に中継機3を取付けた場合を示す。図4(c)は、カーブミラーMを利用して設置した場合を示すが、その他、電柱街灯等の各種公共物等を利用して設置することができる。中継機3は、防水性の中継機ボックス32を備え、この中継機ボックス32の上端面上に太陽電池33及び送受信用アンテナ34を配設する。また、中継機ボックス32の内部には、図5(b)に電気系回路35を収容する。中継機3の電気系回路35は、CPU36,メモリ37及び処理プログラム(プログラムメモリ)Psrを含むマイクロコンピュータ機能部を備えるとともに、CPU36に接続した二次電池39を備える。二次電池39と太陽電池33は半導体スイッチ40に接続する。この場合、中継機3の電源部は、太陽電池33,二次電池39,半導体スイッチ40及びCPU36の機能を利用した充放電回路により構成される。これにより、この充放電回路では、二次電池39の電圧を監視し、一定の電圧を越えた場合には充電を停止するとともに、電圧が最低動作電圧を下回ったときは、CPU36がスタンバイモードに移行することにより、二次電池39の過放電を防止する。さらに、CPU36には、無線IDタグを設けたアドホック通信部3tを接続する。

0023

他方、児童Hが通学する小学校には、アドホック通信部4tを有する一台の親機4を設置する。親機4は中継機3と同一のものを利用できるが、電源部には、例えば、AC100〔V〕の商用電源接続可能な直流電源装置に変更できる。また、親機4は、ゲートウェイ51を介してインターネット(ネットワーク)5に接続する。一方、監視センターには、サーバコンピュータ6を設置し、このサーバコンピュータ6をインターネット5に接続する。これにより、サーバコンピュータ6と親機4はインターネット5を介してデータ送受信を行うことができる。さらに、保護者の所持するパーソナルコンピュータパソコン)52或いは携帯電話53とサーバコンピュータ6を、インターネット5を介して送受信可能に構成する。このように、親機4とサーバコンピュータ6をネットワーク5により接続すれば、サーバコンピュータ6を別途の監視センター等に設置することにより、より高度で柔軟な監視を行うことができる利点がある。

0024

この場合、子機2…及び中継機3…の無線仕様は、電力線からの自立最優先とし、到達距離が長く、回折性による接続能力が高い特定小電力無線を使用できる。例示の特定小電力無線は、429〔MHz〕帯,出力10〔mW〕である。各無線カバーエリアは平均100〔m〕×100〔m〕である。この方式は、通信速度が速くない(数kbps)という弱点もあるため、ネットワークに使用するアプリケーション文字情報が中心となる。もちろん、他の無線方式を利用してもよく、例えば、950〔MHz〕帯を使用すれば、通信速度を100kbpsまで高速化できるとともに、カバーエリアも500〜600〔m〕程度まで広げることができる。また、無線のコリジョンを回避するため、CSMA/CA with Ack方式を採用するとともに、無線通信システムに適したルーティングプロトコルとして、中継機3…が定期的に各中継機3…の経路情報を受信し、自局中継経路構築するプロアクティブ方式を用いたアドホックネットワークシステムを用いている。なお、CSMA/CA with Ack方式とは、通信路が一定時間以上継続して空いていることを確認してから各無線端末がデータを送信する方式であり、実際にデータが正しく送信されたことは、受信側からのACK信号到着をもって判定する。また、プロアクティブ方式とは、各無線端末間が、通信に先立って無線ネットワークの状況を確認し、中継経路を構築しておく方式である。さらに、アドホックネットワークシステムとは、基地局などの固定局を必要とせず、半固定無線端末間でデータをホッピングすることにより、柔軟に宛先局データ伝送を行う自立分散型ネットワークである。

0025

次に、地域防犯システム1の動作概要について説明する。今、任意の児童Hが子機2を携帯し、小学校に登校する場合を想定する。この際、子機2は、振動センサ20により歩行時の振動感知し、2〔分〕毎に自局の情報をパケット方式により送信(発信)する。図6に子機2が送信する通報パケットDpのデータフォーマット実線で示す。このデータフォーマットにおける情報部Dpiには、定期通報又は緊急通報種別,子機2の固有ID等が含まれており、通常時は、定期通報が行われる。定期通報を各中継機3…が受信すれば、各中継機3…では、後述する本実施形態に係る制御方法に基づく制御が行われる。そして、中継機3…は、図6点線で示すように、受信した際の電界強度に係わるデータを付加した通報パケットDpを順次親機4まで中継する。この場合、中継機3…の中継経路は予め設定されている。

0026

そして、親機4が通報パケットDpを受信すれば、受信した定期情報をゲートウェイ51及びインターネット5を介してサーバコンピュータ6に送信する。サーバコンピュータ6は、受信した定期情報に基づいて子機2の位置を定期的に把握し、サーバコンピュータ6に予め設定した子機2の指定エリア内であるか否かを監視する。この際、指定エリア外に移動したときは、サーバコンピュータ6から保護者(パソコン52,携帯電話53)及び関係者Eメールにより通知する。他方、非常ボタン13が押された緊急通報の場合には、その受信電界強度を付加したパケットを優先して親機4まで中継するとともに、サーバコンピュータ6に送信し、サーバコンピュータ6から直ちに保護者(パソコン52,携帯電話53)及び関係者にEメールによる緊急通知を行う。

0027

また、保護者は、パソコン52や携帯電話53からサーバコンピュータ6にアクセスし、児童H(子機2)の場所を確認できる。この場合、サーバコンピュータ6へのアクセスは、IDとパスワードの入力が必要となる。なお、振動センサ20により歩行時の振動を感知しないときは、2〔分〕毎の定期通報を、1〔時間〕毎の定期通報に変更する。これにより、通信トラフィックの低減を図っている。

0028

次に、本実施形態に係る地域防犯システム1の制御方法について、図1図10を参照して説明する。

0029

最初に、制御方法の原理について説明する。例示の地域防犯システム1では、各子機2…が2〔分〕毎の定期通報を行うが、この際、子機2…同士のコリジョンの発生を回避する必要がある。このため、子機2の定期通報時(発呼時)には、キャリアセンスを実行し、他のキャリアの有無を確認している。そして、他のキャリアが無い回線空きの状態のときに、乱数により発生するランダム待時間Trを経て送信を実行し、待機している複数の子機2…同士間のコリジョンの発生を回避している。このランダム待時間Trは、20〜200〔ms〕(5〔ms〕間隔の37通り)に設定される。

0030

ところで、このようなランダム待時間Trを設定すれば、晒し関係にある複数の子機2…同士のコリジョンは発生しないか或いは発生しても無視できる僅かな回数となる。しかし、子機2…が集まって来る親機4の付近では、子機2…の台数が増加する状況が発生し、子機2…同士が晒し関係にあっても子機2…と中継機(同時受信中継機)3…(図10)間のコリジョンが増加する傾向が認められる。コリジョンが増加した場合、通報パケットDpDpの送信ができないため、通常、再度のキャリアセンスを繰り返して実行するとともに、再度のキャリアセンスが設定回数Ns(例えば、7回)に達した場合には、通報パケットDpの破棄を行っている。即ち、子機2…の台数が増加した場合、コリジョンの増加によりパケット損失率も上昇する。

0031

子機2…の台数が増加したことに伴うパケット損失率の上昇としては、次の二つの理由、即ち、子機2…(N台)から発信された通報パケットDp…を受信した中継機3…が複数台(M台)存在し、中継機3…からのACKがN×Mに増加してしまうこと、図10において、子機2…から発信された通報パケットDp…を受信した中継機3…から次の中継機3sに転送される通報パケットDp…が同時に受信した中継機3…の台数分だけ増加するとともに、この増加はサーバコンピュータ6が接続されている最終の中継機3c(親機4)まで影響すること、が考えられる。

0032

そこで、これらの二つの理由に基づき、第一の対策と第二の対策を試みた。第一の対策は、子機2から発信された通報パケットDpを受信した複数の中継機(同時受信中継機)3…からのACKを必要最小限に抑制、即ち、複数の中継機3…が存在しても1台の中継機3のみから通報パケットDpに応答するACKを返送し、他の中継機3…からは通報パケットDpに応答するACKを返送しないようにした。この場合、通報パケットDpは各中継機3…からそれぞれ転送される。また、第二の対策は、第一の対策に加えて、子機2から発信された通報パケットDpを受信した複数の中継機(同時受信中継機)3…から次の中継機3sへ転送する通報パケットDpを必要最小限に抑制、即ち、複数の中継機3…が存在しても1台の中継機3のみから通報パケットDpに応答するACKを返送し、他の中継機3…からは通報パケットDpに応答するACKを返送しないことに加えて、通報パケットDpも1台の中継機3のみから転送し、他の中継機3…からは転送しないようにした。

0033

図7図9は、子機2…の台数に対するパケット損失率〔%〕の関係を示す。即ち、図10に示すネットワーク構成において、子機2…の台数を10台から順次10台ずつ200台まで増やしたときのパケット損失率を求めたものであり、子機2…がパケット送信のためのキャリアセンスを実行し、キャリアが無い場合、固定長の待時間を設定し、中継機3cr,3rからのACKの返送を優先させることにより、子機2…の通報パケットDpと中継機3cr,3rのACKのコリジョンを回避するようにした場合のシミュレーション結果である。図7図9において、図7は同時受信中継機2台、図8は同時受信中継機3台、図9は同時受信中継機4台の場合を示し、P21,P31,P41は、第一の対策を実施した場合、P22,P32,P42は、第二の対策を実施した場合をそれぞれ示す。なお、U2,U3,U4は前述した図13のU2,U3,U4と同じであり対比ができるように表示した。

0034

図7図9から明らかなように、第一の対策を施すことによりパケット損失率の上昇を抑制することができる。パケット損失率を5%以下を目標とし、同時受信中継機3…が2台の場合、第一の対策及び第二の対策を施こさなければ、許容台数が140台であるのに対して、第一の対策を施すことにより、許容台数を170台に、さらに、第二の対策を施すことにより、許容台数を180台に増加させることができる。同様に、同時受信中継機3…が3台の場合、第一の対策及び第二の対策を施こさなければ、許容台数が110台であるのに対して、第一の対策を施すことにより、許容台数を150台に、さらに第二の対策を施すことにより、許容台数を180台に増加させることができる。同様に、同時受信中継機3…が4台の場合、第一の対策及び第二の対策を施こさなければ、許容台数が60台であるのに対して、第一の対策を施すことにより、許容台数を120台に、さらに第二の対策を施すことにより、許容台数を170台に増加させることができる。

0035

ところで、第一の対策では、子機2が発信する通報パケットDpに対して、複数の中継機3…がACKを返送するため、冗長性が損なわれることで、このACKがコリジョンで損なわれた場合に子機2が再送を繰り返し、ネットワーク負荷が上昇することも懸念されるとともに、第二の対策では、複数の中継機3…が通報パケットDpを転送するという冗長性が損なわれることで、パケット損失率が上昇することも懸念される。しかし、図7図9から明らかなように、ACKの冗長性低下による再送増加の影響は見られず、第一の対策によりACKを抑制する場合の効果が大きいことを確認できる。また、通報パケットDpの冗長性低下による影響も見られず、第二の対策により通報パケットDpの転送を軽減する場合の効果が大きいことを確認できる。

0036

次に、本実施形態に係る制御方法を含む地域防犯システム1の具体的な処理手順について、各図を参照しつつ図1及び図2に示すフローチャートに沿って説明する。なお、図1は中継機3側の処理手順、図2は子機2側の処理手順を示している。

0037

今、子機2は、待機状態にあるものとする(ステップS21)。子機2は、2〔分〕毎に定期通報を行うため、前回の定期通報から2〔分〕が経過し、発呼時になったならキャリアセンスを実行する(ステップS22,S23)。キャリアセンスの実行により他のキャリアを検出しないときは、回線が空き状態にあると判断し、上述したガードタイムTgを計時する(ステップS24,S25)。このガードタイムTgは、前述したように最適な時間長に設定、即ち、子機2…の全台数の数量を考慮した最適な時間長(固定長)に設定されている(ステップS25o)。また、ガードタイムTgが経過したなら、続いて、乱数により発生するランダム待時間Trを計時する(ステップS26)。このランダム待時間Trは、20〜200〔ms〕の間で5〔ms〕間隔の37通りが用意され、発生する乱数により選択される。そして、ランダム待時間Trが経過したなら、子機2は、図6に示すパケットDp(TEXT)を送信(発信)する(ステップS27)。これにより、近くに設置された一又は二以上の中継機3…がパケットDpを受信する。

0038

そして、この際、各中継機3…では、本実施形態に係る制御方法による制御処理が行われる。今、図1に示すように、待機状態にあった各中継機3…が通報パケットDpを同時に受信した場合を想定する(ステップS1,S2)。これにより、各中継機3…では、受信した通報パケットDpを取り込むとともに、受信時の電界強度を検出し、検出した電界強度が弱いほど長くなる遅延時間Tdを設定する(ステップS3)。この場合、遅延時間Tdは、電界強度を予め設定した所定範囲により複数段にランク分けし、このランク内においてランダムに発生させる。したがって、基本的に、各中継機3…に対しては、電界強度の大きさに対応したランク付けが行われるとともに、各ランク内において異なる遅延時間Tdが設定される。このように、ランク内においてランダムな遅延時間Tdを発生させるようにすれば、複数台の中継機3…が同時に同レベルの電界強度により受信した場合であってもコリジョンの発生を確実に回避できる利点がある。

0039

また、各中継機3…では、通報パケットDpに応答して返送した他の中継機3からのACK(先行ACK)の有無に対する確認処理を行う(ステップS4)。この場合、設定した遅延時間Tdの経過後まで先行ACKの有無の確認処理を行うことを条件として自己ACKを返送する(ステップS5,S6,S7)。他方、先行ACKの有無に対する確認処理を行い、遅延時間Tdが経過する前に、先行ACKが有ることを確認したときは自己ACKの返送を中止する制御を行う(ステップS5,S8)。したがって、電界強度が最も強い中継機3、即ち、子機2に最も近い中継機(先行中継機)3が一番最初に遅延時間Tdが経過するとともに、この経過時点において先行ACKの無いことを確認できるため、自己ACKを返送することになる。これに対して、先行中継機3以外の一又は二以上の中継機(後続中継機)3…は、先行中継機3から自己ACKが返送された以降は、いずれも先行ACKが有ることを確認することになるため、自己ACKの返送を中止することになる。そして、自己ACKの返送を中止した後続中継機3…は受信した通報パケットDpを破棄する。これにより、自己ACKの返送を中止した後続中継機3…は、通常の待機状態に復帰する(ステップS10)。したがって、以上の制御は、前述した第二の対策を施した制御となる。

0040

一方、先行中継機3は、自己ACKを返送したなら、通報パケットDpに、図6に点線で示す電解強度データを追加し、電解強度データを追加した通報パケットDpを次の中継機へ転送する(ステップS9)。この後、転送された通報パケットDpは、予め設定された中継経路を経て最終的に親機4まで転送されるとともに、通報パケットDpの定期情報はサーバコンピュータ6に送信される。この際、転送される通報パケットDpは一つであるが最も電界強度の強い(子機2に最も近い)先行中継機3の通報パケットDpであるため、子機2の位置情報は、先行中継機3付近の位置(場所)として得られる。このように、任意の子機2に最も近い中継機3が自己ACKを返送できるため、任意の子機2の位置を容易かつ的確に確認できる。この後、先行中継機3は通常の待機状態に復帰する(ステップS10)。これにより、任意の子機2からの通報パケットDpを複数の中継機3…が受信した場合であっても返送されるACKは一回となり、また、転送される通報パケットDpも一つとなるため、ネットワーク負荷は大幅に低減される。

0041

以上は、自己ACKの返送を中止した後続中継機3…が受信した通報パケットDpを破棄する場合を示したが、前述した第一の対策、即ち、各後続中継機3…は、通報パケットDpを破棄することなく、次の中継機3に転送してもよい(ステップS8,S9)。この場合であっても、任意の子機2に対して返送されるACKは一回となるため、ネットワーク負荷の大幅な低減に寄与できる。また、複数の中継機3…からそれぞれ電界強度データを含む通報パケットDp…が転送されるため、子機2に対するより正確な位置情報を得ることができる。

0042

他方、子機2は、この先行中継機3から返送されたACK(自己ACK)を受信することができる(ステップS28)。子機2がACKを受信すれば、定期通報は正常に終了するため、子機2は再び待機状態に戻る(ステップS29)。他方、ステップS23において、キャリアセンスを実行した際に、他のキャリアを検出したときは、回線が使用状態にあるため、この時点におけるキャリアセンスの回数(再送回数)を判断する(ステップS24,S30)。この再送回数に対しては設定回数Nsとして7回が設定されているため、再送回数が7回に満たないときは、再送設定時間(例えば、1〔s〕)の経過を待って再送処理、即ち、再度キャリアセンスを実行する(ステップS31,S23)。この際、他のキャリアを検出しないときは、回線が空き状態にあると判断し、上述したガードタイムTgを計時する(ステップS24,S25)。そして、このような再送処理は、設定回数Ns(7回)まで繰り返される。他方、再送処理が設定回数Nsに達したなら、子機2はパケットDpを破棄する処理を行う(ステップS32)。この結果、子機2は、2〔分〕後の発呼時まで待機状態となる(ステップS29)。

0043

よって、このような本実施形態に係る地域防犯システム1の制御方法によれば、任意の中継機3が、任意の子機2からの通報パケットDpを受信することにより、当該通報パケットDpに応答して返送した他の中継機3からの先行ACKの有無に対する確認処理を行い、先行ACKが無いことを条件に任意の中継機3から通報パケットDpに応答する自己ACKを返送するとともに、先行ACKが有るときは少なくとも自己ACKの返送を中止する制御を行うようにしたため、子機2…の台数が増加してもパケット損失率を抑制、即ち、許容範囲(5%)を維持しつつ、地域防犯システム1における安定性及び信頼性を確保できるとともに、必要に応じて子機2…の全台数を任意に増加させることができ、柔軟性かつ発展性のあるシステム運用が可能になる。したがって、地域防犯システム1は、特に通学エリアに適用して最適となる。

0044

特に、任意の中継機3が、先行ACKが有るときに他の中継機3への通報パケットDpの転送を中止する制御を行うようにしたため、子機2…の台数が増加した際におけるパケット損失率の更なる抑制を行うことができる。また、例示の地域防犯システム1では、子機2…の発呼時に、キャリアセンスの実行により他のキャリアを検出しないときは、所定のガードタイムTgが経過し、この後、乱数により発生するランダム待時間Trが経過したことを条件にパケットDpの送信処理を行うようにしたため、子機2…の台数が増加してもパケット破棄率を抑制でき、地域防犯システム1における、更なる安定性及び信頼性を確保できる。

0045

以上、最良の実施形態について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成,形状,手法,数量,数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、任意に変更,追加,削除することができる。

0046

例えば、電界強度を予め設定した所定範囲により複数段にランク分けし、このランク内においてランダムに発生させる例を示したが、受信時の電界強度(アナログ信号)を直接遅延時間Tdに変換してもよい。また、親機4とサーバコンピュータ6をインターネットを介して接続した場合を示したが、LAN等の他のネットワーク5により接続してもよいし、単なる接続ラインにより接続してもよい。なお、地域防犯システム1は、地域Acとして、通学エリアに適用した場合を示したが、独居老人安否バスロケーション等、地域インフラとしての各種見守りシステムに利用することができる。

図面の簡単な説明

0047

本発明の最良の実施形態に係る地域防犯システムの制御方法の処理手順を示すフローチャート、
同地域防犯システムにおける子機の動作を示すフローチャート、
同地域防犯システムの全体を示すシステム構成図、
同地域防犯システムに用いる子機及び中継機の使用状態を示す外観図
同地域防犯システムに用いる子機及び中継機の電気系回路図、
同地域防犯システムに用いる通報パケットのフォーマット構成図、
同地域防犯システムの制御方法を用いた同時受信中継機2台のときの子機台数に対するパケット損失率を示すデータ図
同地域防犯システムの制御方法を用いた同時受信中継機3台のときの子機台数に対するパケット損失率を示すデータ図、
同地域防犯システムの制御方法を用いた同時受信中継機4台のときの子機台数に対するパケット損失率を示すデータ図、
同地域防犯システムの制御方法及び背景を検証するシミュレーションのためのシステム構成図、
同地域防犯システムの背景を説明するためのシステム構成図、
ARIBSTD−T67を使用した場合の子機台数に対するパケット損失率を示す背景技術を説明するためのデータ図、
1台の中継機に多数の子機が集まった状況下における子機台数に対するパケット損失率を示す背景技術を説明するためのデータ図、

符号の説明

0048

1:地域防犯システム,2…:子機,2t…:無線通信部,3…:中継機,3t…:アドホック通信部,4:親機,4t:アドホック通信部,5:ネットワーク,6:サーバコンピュータ,H…:防犯対象者,Ac:所定の地域,Dp:通報パケット

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