JP6465738B2

JP6465738B2 - プログラム及びリレー位置決定支援装置

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Publication number: JP6465738B2
Application number: JP2015094794A
Authority: JP
Inventors: 宗典柴田; 明生羽田; 健一曽我
Original assignee: Railway Technical Research Institute
Current assignee: Railway Technical Research Institute
Priority date: 2015-05-07
Filing date: 2015-05-07
Publication date: 2019-02-06
Anticipated expiration: 2035-05-07
Also published as: JP2016213629A

Description

本発明は、ワイヤレスセンサネットワークにおけるリレーノードの設置位置の調整を支援するリレー位置決定支援装置等に関する。

ワイヤレスセンサネットワーク（無線センサネットワーク）は、監視対象物の状態を監視するために構築されるシステムであり、監視対象物の各所に設置されたセンサノードによるセンサデータを、他のセンサノードやリレーノード（中継ノード）を介した無線通信によってデータ集役装置（ゲートウェイ）まで送信し集約するように構成される。データ集役装置に集約されたセンサデータは、例えば既設の通信回線を介して外部装置へ送信される（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−２１３５９号公報

ところで、ワイヤレスセンサネットワークに用いられるノードには、外部からの電源供給なしに長期間の安定的な使用が要求されるため、消費電力が小さく長寿命であることが求められる。もちろん、設置・施工の利便性や、落下防止等の観点から小型化が望まれるため、バッテリは小型にならざるを得ない。そのため、各ノードの送信電波の強さは、一般的な無線通信に比べて微弱となる。反面、ワイヤレスセンサネットワークには数多くのノードが用いられるため、ワイヤレスセンサネットワーク全体のコスト（設置時のコストの他、メンテナンスコストも含む）を勘案すると、ノード数を出来る限り抑えたい。よって、ノードの配置構成を含めたワイヤレスセンサネットワークの設計に当たっては、様々な検討事項を考慮する必要がある。

しかしながら、考慮しなければならないのは、設計上の問題だけではなかった。設置時や、運用時にも考慮しなければならない問題が種々存在した。例えば、設計時には次のような問題を考慮する必要がある。ワイヤレスセンサネットワークの配置構成は、使用するノードのメーカが公開している通信品質を前提として設計される。したがって、設計上の設置位置に各ノードを配置できれば、予定通りの通信品質が得られるはずである。ところが、実際に監視対象物に各ノードを設置しようとすると、設計上の設置位置への設置が困難で、設計上の設置位置とは異なる位置に設置せざるを得ない場合が往々にして起こり得た。また、ノード間の見通し直線上に、設計時に想定していなかった物体（障害物）が存在する場合があったり、温度や湿度を含む設置環境が設計時の想定とは異なる場合もあった。こういった事由により、ワイヤレスセンサネットワーク全体として当初の設計通りの通信品質が得られない場合があった。また、設置当初に設計通りの通信品質が得られたワイヤレスセンサネットワークであっても、長期に亘って運用する過程で時として上記の事由が生じる場合があった。例えば、監視対象物に改良・改修が施されたり、付帯物が取り付けられるといった場合が典型例である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワイヤレスセンサネットワークにおけるリレーノードの設置位置を適切な位置に調整する支援技術を提供することである。

上記課題を解決するための第１の発明は、
コンピュータに、センサノードからのセンサデータを複数のリレーノードが無線通信によってデータ集約装置に中継するワイヤレスセンサネットワーク（以下「ＷＳＮ」という）における前記リレーノードの設置位置の調整を支援させるためのプログラムであって、
前記ＷＳＮの設置エリアは複数のゾーンに分割されており、
前記ゾーン毎に、当該ゾーン内に設置された前記リレーノードの通信状況を用いて、前記中継に係る通信距離に対する通信の品質を表す通信品質モデルを算定するモデル算定手段、
前記通信品質モデルを用いて、同ゾーン内での前記リレーノードの設置位置を調整した好適調整位置を算出する位置算出手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラムである。

また、他の発明として、
センサノードからのセンサデータを複数のリレーノードが無線通信によってデータ集約装置に中継するワイヤレスセンサネットワークおける前記リレーノードの設置位置の調整を支援するためのリレー位置決定支援装置であって、
前記ＷＳＮの設置エリアは複数のゾーンに分割されており、
前記ゾーン毎に、当該ゾーン内に設置された前記リレーノードの通信状況を用いて、前記中継に係る通信距離に対する通信の品質を表す通信品質モデルを算定するモデル算定手段と、
前記通信品質モデルを用いて、同ゾーン内での前記リレーノードの設置位置を調整した好適調整位置を算出する位置算出手段と、
を備えたリレー位置決定支援装置を構成しても良い。

この第１の発明等によれば、ワイヤレスセンサネットワークの設置エリアを分割した複数のゾーン毎に、当該ゾーン内に設置されたリレーノードの通信状況を用いて通信品質モデルを算定し、この通信品質モデルを用いて、当該ゾーン内のリレーノードの設置位置を調整した好適調整位置を算出することができる。これにより、ワイヤレスセンサネットワークにおけるリレーノードの設置位置の調整を支援することができる。

第２の発明として、第１の発明のプログラムであって、
前記モデル算定手段は、前記ゾーン毎に、当該ゾーン内の各リレーノードの受信率をノード間について算出し、各ノード間の距離に対する受信率とすることで当該ゾーンの通信品質モデルを算定する、
プログラムを構成しても良い。

この第２の発明によれば、各ゾーンの通信品質モデルは、当該ゾーン内の各リレーノードの受信率をノード間について算出し、各ノード間の距離に対する受信率とすることで算定することができる。

第３の発明として、第２の発明のプログラムであって、
前記モデル算定手段は、前記センサノードそれぞれの発信率と、前記データ集約装置に到達したデータに含まれる中継経路情報とを用いて各リレーノードの受信率を算出する、
プログラムを構成しても良い。

この第３の発明によれば、各リレーノードの受信率は、センサノードそれぞれの発信率と、データ集約装置に到達したデータに含まれる中継経路情報とを用いて算出するこができる。

ワイヤレスセンサネットワークの構成例。通信品質モデルの説明図。ゾーンの設定の説明図。ゾーン別の通信品質モデルの算定の説明図。ゾーン別の通信品質モデルの適用の説明図。リレー位置決定支援装置の機能構成図。ゾーン別の通信品質モデルの算定の説明図。リレー位置決定支援処理のフローチャート。

［概要］
本実施形態のリレー位置決定支援装置は、ワイヤレスセンサネットワーク（以下、適宜「ＷＳＮ：Wireless Sensor Network」という）を構成するリレーノードの設置位置の調整を支援する装置である。本実施形態において、ワイヤレスセンサネットワークの設置対象（監視対象）は、地下鉄のトンネルや橋、ダム、プラントといった構造物とする。また、実際には、ワイヤレスセンサネットワークは、センサノード２０及びリレーノード３０を含む多数のノードを構造物に設置して構成されるが、各図面においては説明を簡明化するために適宜少数のノードの図示にとどめている。

図１は、ワイヤレスセンサネットワーク１０の構成例である。図１に示すように、ワイヤレスセンサネットワーク１０は、センサノード２０と、リレーノード３０と、データ集約装置４０とを有して構成される。

センサノード２０は、マイクロプロセッサやセンサ、無線チップ、メモリ等が搭載された無線端末であり、構造物の監視対象箇所に設置される。そして、搭載するセンサによるセンサデータを、１又は複数のリレーノード３０を経由してデータ集約装置４０に送信する。リレーノード３０にとっては、センサデータを中継することとなる。このセンサデータの中継経路は予め定められていることとしてもよいし、動的に定められることとしてもよい。いずれにせよ、ワイヤレスセンサネットワーク１０として配置構成された後は、特段の支障がない限り、平常状態における中継経路は所定の経路となる。本実施形態では、説明の簡明化のため、中継経路は予め定められていることとする。センサノード２０には、例えば温度センサや照度センサ、歪みセンサ、振動センサ等の検査対象に応じた１種類又は複数種類のセンサが搭載される。

リレーノード３０は、マイクロプロセッサや無線チップ、メモリ等が搭載された無線端末であり、センサノード２０や他のリレーノード３０からの受信データを、他のリレーノード３０やデータ集約装置４０に送信（転送）する。本実施形態では、センサデータの中継経路を予め定めることとするため、各リレーノード３０は、センサデータを受信すると、予め定められた送信先に送信（転送）する。リレーノード３０は、センサノード２０と兼用のノードとして構成することも可能である。

データ集約装置４０は、無線通信装置と、リレーノード３０を介して転送されてきたセンサデータを記憶する記憶装置を有する装置である。また、データ集約装置４０は、例えば既設の外部ケーブル等の通信回線Ｎを介して外部装置であるリレー位置決定支援装置１に接続されており、記憶している各センサノード２０によるセンサデータを集約し、リレー位置決定支援装置１へ送信する。集約したセンサデータのことを以下「集約センサデータ」という。センサデータの集約は、１ヶ月や１週間、数日、数時間、数分といった設定された所定時間毎に行われる。なお、データ集約装置４０は、受信したセンサデータを集約せずに随時、リレー位置決定支援装置１に送信することとしてもよい。その場合、集約の機能は、リレー位置決定支援装置１が担う。

リレー位置決定支援装置１は、データ集約装置４０から受信した集約センサデータを用いて、ワイヤレスセンサネットワーク１０における各リレーノード３０の適切な調整位置を算出する。

ワイヤレスセンサネットワーク１０を構築する際には、先ず、監視対象の構造物のうちの監視対象とする位置、範囲、データ集約装置４０までの距離等に応じてセンサノード２０の設置数や設置位置が決定される。データ集約装置４０の設置位置は、電源や外部ケーブルの引き込み位置等から決定される。そして、各センサノード２０によるセンサデータをデータ集約装置４０まで中継する各リレーノード３０の設置数や設置位置が決定される。

このとき、リレーノード３０の設置数や設置位置は、ワイヤレスセンサネットワーク１０全体の初期投資費用、運用費用、及び、通信品質を考慮して決定される。初期投資費用は、運用前のワイヤレスセンサネットワーク１０の設置に要する費用であり、主に、各ノードの購入費用や監視対象物への設置にかかる費用である。運用費用は、ワイヤレスセンサネットワークの運用に要する費用であり、主に、各ノードのバッテリの交換費用である。大まかには、リレーノード３０の数が多いほど、初期投資費用は高くなるが、運用費用は低くなるといったトレードオフの関係にある。これらの初期投資費用及び運用費用は、低くすることが望ましい。

また、通信品質は、センサノード２０から発信されたセンサデータがリレーノード３０を介してデータ集約装置４０まで送信される際の通信品質である。ワイヤレスセンサネットワーク１０全体の通信品質は、各ノード間の通信品質であるＰＲＲ（Packet Reception Ratio）の総合値として算出される。ＰＲＲは、送信データが正常に受信される確率（受信率）であり、無線通信においては通信距離に依存する。

図２に、通信距離Ｌに対するＰＲＲの関係を定めた通信品質モデルの一例を示す。図２では、通信品質モデルを、横軸を通信距離、縦軸をＰＲＲとしたグラフで表現している。ＰＲＲは、例えば「０〜１」の値で表現され、大きいほど通信品質が高いことを表す。図２に示すように、通信距離が長くなるほど、ＰＲＲは低下する。このため、大まかには、リレーノード３０の数が多いほど、ノード間の通信距離が短くなってワイヤレスセンサネットワーク１０全体の通信品質は高くなる。ワイヤレスセンサネットワーク１０全体の通信品質は、高くすることが望ましい。ワイヤレスセンサネットワーク１０の構築時に用いる通信品質モデルは、使用するリレーノード３０の仕様をもとに採用される。例えばリレーノード３０のメーカが提供する通信品質モデルを使用することができる。

しかし、監視対象物に対して実際に設置したワイヤレスセンサネットワーク１０においては、実際に得られる通信品質が想定する通信品質より劣化する場合が往々にして生じ得る。このため、本実施形態では、ワイヤレスセンサネットワーク１０を設置した後、リレー位置決定支援装置１が、実際の通信状況に則したリレーノード３０の通信品質モデルを算定し、算定した通信品質モデルに基づいて、ワイヤレスセンサネットワーク１０におけるリレーノード３０の調整位置を算出する。

具体的には、先ず、ワイヤレスセンサネットワーク１０の設置エリアを、複数のゾーンに区分する。図３は、ワイヤレスセンサネットワーク１０の設置エリア５０に対するゾーン６０の設定例を示す図である。図３では、簡明とするため、ワイヤレスセンサネットワーク１０の設置エリア５０を二次元の平面として示しているが、例えばトンネルの内壁や橋の構造物外面といった構造物の表面に各ノードを設置してワイヤレスセンサネットワーク１０が構築されるため、設置エリア５０は三次元の空間となり、区分された各ゾーン６０も三次元の空間となる。ゾーンの区分・設定方法は適宜選択することができるが、ノードの設置環境や、ノード間の見通し直線上に存在する障害物の大きさ・数等を考慮して、同じ通信品質が得られると思われる領域に区分することが望ましい。ワイヤレスセンサネットワーク１０は既に設置されているため、現場を確認してゾーンを区分・設定することは比較的容易である。

次いで、ゾーン６０毎に、リレーノードの通信品質モデル７０を算定する。図４は、ゾーン６０毎の通信品質モデルの算定を説明する図であり、図４（ａ）は、ある１つのゾーン６０内に設置されたリレーノード３０間の中継経路を示している。通信品質モデル７０の算定方法を概説すると、まず、当該ゾーン６０内のリレーノード３０の組み合わせ毎にＰＲＲを算出する。リレーノード３０の組み合わせは、センサデータの中継経路においてセンサデータを送受する前後のリレーノード３０の組み合わせとなる。リレーノード３０の設置位置は定まっているため、リレーノード３０の各組み合わせ間の通信距離Ｌは既知である。

そこで、図４（ｂ）に示すように、リレーノード３０の各組み合わせについて、算出したＰＲＲ、及び、通信距離Ｌを、横軸を通信距離Ｌ、縦軸をＰＲＲとした座標平面にプロットする。そして、各プロット値に基づき、通信距離ＬとＰＲＲとの関係を示す近似曲線を生成し、当該ゾーン６０の通信品質モデル７０とする。

リレーノード３０の各組み合わせのＰＲＲは、集約センサデータを用いて、推定的に算出することができる。具体的には、センサノード２０は、設定された発信率（例えば、１秒間隔）で間欠的にセンサデータを送信している。また、センサノード２０からデータ集約装置４０までのセンサデータの中継経路は定められており、センサデータが発信又は転送される度に、送信したノードの識別番号（ノード番号）及び送信時刻の情報がセンサデータに付加されて、転送される。また、リレーノード３０の全て又は大部分が、複数の中継経路上にある。

これらの前提条件から、リレーノード３０の各組み合わせについて中継率（単位時間当たりの送信／受信数）の設計値が判明する。また、集約センサデータから、各センサノード２０の発信率に適合する数のセンサデータがデータ集約装置４０に集約されているか、リレーノード３０の各組み合わせの実際の中継率がどの程度かを求めることができる。そして、リレーノード３０の各組み合わせについて、中継率の設計値と実際値とからＰＲＲを推定的に算出することができる。

このように算定したゾーン６０別の通信品質モデル７０を用いて、ワイヤレスセンサネットワーク１０における各リレーノード３０の適切な調整位置を算出する。位置算出演算そのものは、ワイヤレスセンサネットワーク１０を構築する際（設置する前の設計時）の演算処理を利用することができるため、詳細な説明を省略する。但し、位置算出演算にあたって幾つかの制約を課す。具体的には、（１）通信品質モデル７０は今回算定したゾーン６０別の通信品質モデル７０を用いること、（２）センサノード２０及びデータ集約装置４０の設置位置は現在の設置位置に固定とすること、（３）各ゾーン６０別のリレーノード３０の数は現在の設置数とすること、を制約条件とする。

（１）の制約条件については、ゾーン６０を跨ぐ通信の場合のＰＲＲの想定値をどのように定めるかが問題となるが、次のように定めることとする。すなわち、図５（ａ）に示すように、同じゾーン６０ａ内の２つのリレーノード３０ａ，３０ｂ間のＰＲＲは、当該ゾーン６０ａに定められた通信品質モデル７０ａに従った値とする。また、図５（ｂ）に示すように、２つのリレーノード３０ｃ，３０ｄそれぞれが異なるゾーン６０ｃ，６０ｄ内に在る場合には、センサノード２０からデータ集約装置４０に至る経路において上流側のリレーノード３０が存在するゾーン６０の通信品質モデル７０、図５（ｂ）においてはリレーノード３０ｄが在るゾーン６０ｄの通信品質モデル７０ｄに従った値とする。なお、上流側とせず、下流側のゾーン６０の通信品質モデル７０を採用することとしてもよい。また、ゾーンを跨ることに対して係数を乗算することとしてもよい。例えば、リレーノード３０ｃ，３０ｄ間のように、ゾーン６０ｃ，６０ｄ間を跨る場合には、上流側の通信品質モデル７０ｄの各ＰＲＲ値に１．０未満の係数を乗算した補正モデルを算定し、この補正モデルを用いて、ゾーン６０ｃ，６０ｄ間のＰＲＲを算出することとする。このときの係数は、ゾーン６０ｃ，６０ｄ間を跨ぐ通信環境に応じて定めることができる。ゾーン６０ｃ，６０ｄ間に大きな障害物が存在する場合には、係数を小さな値とし、小さな障害物の場合には、係数を大きな値とすると好適である。但し、何れもＰＲＲを小さく補正する必要があることから、１．０未満とする。

［機能構成］
図６は、本実施形態におけるリレー位置決定支援装置１の機能構成図である。図６によれば、リレー位置決定支援装置１は、操作部１０２と、表示部１０４と、音出力部１０６と、通信部１０８と、処理部２００と、記憶部３００とを備えて構成される。

操作部１０２は、例えば、キーボードやマウス、タッチパネル、各種スイッチ等で実現される入力装置であり、操作入力に応じた操作信号を処理部２００に出力する。表示部１０４は、例えばＬＣＤ等で実現される表示装置であり、処理部２００からの表示信号に応じた表示を行う。音出力部１０６は、例えばスピーカ等で実現される音出力装置であり、処理部２００からの音信号に応じた音出力を行う。通信部１０８は、例えば無線通信モジュールやルータ、モデム、ＴＡ、有線用の通信ケーブルのジャックや制御回路等で実現される有線或いは無線の通信装置であり、通信回線Ｎを介して外部装置（主に、データ集約装置４０）との間で通信を行う。

処理部２００は、例えばＣＰＵ等で実現される演算装置であり、記憶部３００に記憶されたプログラムやデータ、操作部１０２からの操作信号等に基づいて、リレー位置決定支援装置１を構成する各部への指示やデータ転送を行い、リレー位置決定支援装置１の全体制御を行う。また、処理部２００は、ゾーン設定部２０２と、通信品質モデル算定部２０４と、リレー調整位置算出部２０６とを有し、リレー位置決定支援プログラム３０２に従ったリレー位置決定支援処理（図８参照）を行う。

ここで、リレーの設置位置の調整対象となるワイヤレスセンサネットワーク１０についての情報は、ＷＳＮ構築情報３０４として記憶されている。ＷＳＮ構築情報３０４は、ワイヤレスセンサネットワーク１０に含まれる各センサノード２０の設置位置や種類、センサデータの発信率（発信間隔）等の情報を格納したセンサノード情報３０６と、各リレーノード３０の設置位置や種類等の情報を格納したリレーノード情報３０８と、データ集約装置４０の設置位置等の情報を格納したデータ集約装置情報３１０と、を含んでいる。

ゾーン設定部２０２は、ワイヤレスセンサネットワーク１０の設置エリア５０を区分してゾーンを設定する（図３参照）。ゾーンの設定は、所定距離ごとに区分する自動設定としてもよいし、手入力によりゾーンを区分する設定としてもよい。設定したゾーン６０に関する情報は、ゾーン設定情報３１２として記憶される。

通信品質モデル算定部２０４は、データ集約装置４０で集約された集約センサデータを用いて、ゾーン６０それぞれの通信品質モデル７０を算定する。ここで、集約センサデータは、データ集約装置４０から取り込まれ、集約センサデータ群３１４として記憶される。

具体的には、通信品質モデル算定部２０４は、集約センサデータ群３１４に含まれるセンサデータそれぞれについて、センサノード２０からデータ集約装置４０に至る中継経路を判断する。次いで、各センサノード２０におけるセンサデータの発信率と、所定期間における各センサデータの受信数とから、中継経路別の受信率を算出する。また、各センサノード２０の発信率および各中継経路から、リレーノード３０の組み合わせ別の中継率の設計値を算出するとともに、センサデータから実際の中継率を算出する。そして、これらの算出データに基づいて、推定的に各リレーノード３０間のＰＲＲを算出する。続いて、ゾーン６０毎に、当該ゾーン６０内のリレーノード３０の組み合わせそれぞれに対応する通信距離ＬとＰＲＲとの複数の対応関係から、通信距離ＬとＰＲＲとの関係を示す近似曲線を求め、当該ゾーン６０の通信品質モデルとする（図４参照）。

図７は、あるゾーン６０の通信品質モデルを算定する例を示す図であり、当該ゾーン６０内のリレーノード３０の組み合わせそれぞれに対応する通信距離Ｌと算出したＰＲＲとの関係を黒丸のプロットで示している。同じ通信距離Ｌに対して複数のプロットがあることは、同じリレーノード３０の組み合わせについて、複数のＰＲＲが得られたことを示している。複数のプロットから近似曲線を求める方法は、種々の公知技術を適用することができる。

算定したゾーン別の通信品質モデルは、ゾーン別通信品質モデル情報３１６として記憶される。

リレー調整位置算出部２０６は、ワイヤレスセンサネットワーク１０における各リレーノード３０の調整位置を算出する。具体的には、ワイヤレスセンサネットワーク１０における各リレーノード３０の設置位置候補の組み合わせが異なる複数の候補を生成する。このとき、リレーノード３０の各ゾーン６０内の設置数はそのままとする。

そして、これらの候補のうちから、ワイヤレスセンサネットワーク１０全体の通信品質が所定の最適条件を満たす候補を選択し、選択した候補の各リレーノード３０の設置位置候補を、好適調整位置とする。このとき、センサノード２０及びデータ集約装置４０の設置数及び設置位置はそのままとする。また、通信品質モデルは、ワイヤレスセンサネットワーク１０全体で統一のモデルとするのではなく、ゾーン６０毎に、対応するゾーン別通信品質モデル情報３１６のモデルを用いることとする。算出した各リレーノード３０の好適調整位置は、リレー調整位置情報３１８として記憶される。

記憶部３００は、例えばハードディスクやＲＯＭ、ＲＡＭ等で実現される記憶装置であり、処理部２００がリレー位置決定支援装置を統合的に制御するためのシステムプログラムや、各種機能を実現するためのプログラムやデータ等を記憶しているとともに、処理部２００の作業領域として用いられ、処理部２００が各種プログラムに従って実行した演算結果や、操作部１０２からの操作データ等が一時的に格納される。また、記憶部３００には、リレー位置決定支援プログラム３０２と、ＷＳＮ構築情報３０４と、ゾーン設定情報３１２と、集約センサデータ群３１４と、ゾーン別通信品質モデル情報３１６と、リレー調整位置情報３１８と、が記憶される。

［処理の流れ］
図８は、リレー位置決定支援処理の流れを説明するフローチャートである。この処理は、処理部２００が、リレー位置決定支援プログラム３０２を実行することで実現される。

先ず、処理部２００は、データ集約装置４０から、ワイヤレスセンサネットワーク１０で得られた集約センサデータ群３１４を取得する（ステップＳ１）。次いで、ゾーン設定部２０２が、ワイヤレスセンサネットワーク１０の設置エリアを区分して複数のゾーンを設定する（ステップＳ３）。なお、ゾーン設定を事前に完了している場合には、このステップＳ３をスキップすることができる。続いて、通信品質モデル算定部２０４が、集約センサデータ群３１４をもとに、ワイヤレスセンサネットワーク１０の各リレーノード３０間のＰＲＲを算出する（ステップＳ５）。そして、ゾーン６０毎に、当該ゾーン６０内の各リレーノード３０間の通信距離とＰＲＲとの対応関係を示す近似曲線を求めることで、ゾーン６０別の通信品質モデル７０を算定する（ステップＳ７）。

その後、リレー調整位置算出部２０６が、ワイヤレスセンサネットワーク１０における各リレーノード３０の設置位置候補の組み合わせが異なる複数の候補を生成する（ステップＳ９）。次いで、これらの候補それぞれについて、ゾーン６０別の通信品質モデル７０を用いて評価する（ステップＳ１１）。評価項目は、ワイヤレスセンサネットワーク１０の構築時の評価を利用することができ、例えば運用費用や、ネットワーク全体の通信品質を利用することができる。そして、評価結果が所定の最適条件を満たす候補を選択し、この候補における各リレーノード３０の設置位置候補を好適調整位置として、リレーノード３０の調整位置を決定する（ステップＳ１３）。その後、決定した各リレーノード３０の調整位置を表示部１０４に表示出力する等して出力すると、リレー位置決定支援処理を終了する。現場では、各リレーノード３０の調整位置をもとに、各リレーノード３０を再配置する等の位置調整工程が実施される。

［作用効果］
このように、本実施形態のリレー位置決定支援装置１は、ワイヤレスセンサネットワーク１０におけるデータ集約装置４０で集約された各センサノード２０からのセンサデータに基づき、ワイヤレスセンサネットワーク１０の設置エリア５０を分割したゾーン６０別に、当該ゾーン６０内のリレーノード３０の受信率を求めて通信品質モデル７０を算定する。そして、算定したゾーン６０別の通信品質モデル７０を用いて、ワイヤレスセンサネットワーク１０におけるリレーノード３０の調整位置を算出する。これにより、一旦設置されたワイヤレスセンサネットワーク１０におけるリレーノード３０の設置位置を、適切な位置に調整するための支援技術を実現できる。

なお、本発明の適用可能な実施形態は上述の実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能なのは勿論である。例えば、ワイヤレスセンサネットワーク１０の設置対象を構造物として説明したが、構造物以外に設置してモニタリングすることとしてもよい。例えば、盛土や、斜面（法面）、道路等のモニタリング用に設置することとしてもよい。

１０ワイヤレスセンサネットワーク
２０センサノード、３０リレーノード、４０データ集約装置
５０設置エリア、６０ゾーン、７０通信品質モデル
１リレー位置決定支援装置
１０２操作部、１０４表示部、１０６音出力部、１０８通信部
２００処理部
２０２ゾーン設定部、２０４通信品質モデル算定部
２０６リレー調整位置算出部
３００記憶部
３０２リレー位置決定支援プログラム
３０４ＷＳＮ構築情報
３０６センサ情報、３０８リレー情報、３１０データ集約装置情報
３１２ゾーン設定情報、３１４集約センサデータ群
３１６ゾーン別通信品質モデル情報、３１８リレー調整位置情報

Claims

コンピュータに、センサノードからのセンサデータを複数のリレーノードが無線通信によってデータ集約装置に中継するワイヤレスセンサネットワーク（以下「ＷＳＮ」という）における前記リレーノードの設置位置の調整を支援させるためのプログラムであって、
前記ＷＳＮの設置エリアは複数のゾーンに分割されており、
前記センサノードそれぞれの発信率と、前記データ集約装置に到達したデータに含まれる中継経路情報とを用いて、前記ゾーン毎に、当該ゾーン内に設置された各リレーノードのノード間の受信率を算出し、各ノード間の距離に対する受信率とすることで、前記中継に係る通信距離に対する通信の品質を表す通信品質モデルを算定するモデル算定手段、
前記通信品質モデルを用いて、同ゾーン内での前記リレーノードの設置位置を調整した好適調整位置を算出する位置算出手段、
として前記コンピュータを機能させるためのプログラム。
センサノードからのセンサデータを複数のリレーノードが無線通信によってデータ集約装置に中継するワイヤレスセンサネットワークにおける前記リレーノードの設置位置の調整を支援するためのリレー位置決定支援装置であって、
前記ＷＳＮの設置エリアは複数のゾーンに分割されており、
前記センサノードそれぞれの発信率と、前記データ集約装置に到達したデータに含まれる中継経路情報とを用いて、前記ゾーン毎に、当該ゾーン内に設置された各リレーノードのノード間の受信率を算出し、各ノード間の距離に対する受信率とすることで、前記中継に係る通信距離に対する通信の品質を表す通信品質モデルを算定するモデル算定手段と、
前記通信品質モデルを用いて、同ゾーン内での前記リレーノードの設置位置を調整した好適調整位置を算出する位置算出手段と、
を備えたリレー位置決定支援装置。