JP2008517563A - Ｉｅｅｅ８０２．１５．４ネットワーク内の簡易機能性装置間での通信方法 - Google Patents

Abstract

802.15.4ネットワークにおいて、簡易機能性装置（ＲＦＤ）の各々は割り当てられた全機能性装置（ＦＦＤ）とのみ通信することを許されている。本発明は、ＲＦＤが自身に割り当てられたローカルＦＦＤが動作不能あるいは通信不能であると決定したとき、各ＲＦＤが他のＲＦＤと通信することを可能にする。非常事態において、ＲＦＤは近接配置されたＲＦＤと通信することができ、その結果、近接配置ＲＦＤは非常事態を受信してそれに応答したり、メッセージを繰り返したりすることができる。802.15.4規格を満たすため、ＲＦＤ間の通信は非常事態中とＦＦＤが動作不能であるときのみ可能とされる。システムの完全性を常に保持されることを保証するため、総合的な検査手順が含められる。

Description

本発明は、例えばIEEE802.15.4規格の下で稼働されるネットワーク等の、通信ネットワーク内の簡易機能性装置（ＲＦＤ）と全機能性装置（ＦＦＤ）との間の通信を強化する方法に関する。

ＩＥＥＥ規格802.15.4は、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）内で動作する装置間の通信を標準化するために開発された。このＩＥＥＥ規格は家庭、ビル及び工業のオートメーション・制御、家庭用電化製品、ＰＣプロフィール、並びに医学的モニタリングを対象としている。この規格は相互運用性、認証試験、及びＩＥＥＥ規格で動作する装置のブランド設定（branding）を定めている。

標準的な802.15.4ネットワークにおいては、ネットワークは３つの異なる装置種類を含んでいる。第１の装置種類はネットワークコーディネータとして分類され、ネットワーク知識全体を管理する。

802.15.4ネットワークにおける装置種類の第２の種類は全機能性装置（full function devices；ＦＦＤ）と呼ばれている。ＦＦＤの各々は802.15.4規格によって要求される全ての機能を伴う完全な通信機能性を有している。ＦＦＤは、さらに、該ＦＦＤをネットワークルータとして働くのに理想的なものとする付加的なメモリ及び演算能力を含んでいる。ＦＦＤの各々はネットワークコーディネータ、及び簡易機能性装置（reduced function devices；ＲＦＤ）と呼ばれる低レベルの装置の双方と通信することができる。

802.15.4ネットワーク内に含まれる装置の第３の種類は、単一のＦＦＤと通信するように設計された簡易機能性装置（ＲＦＤ）である。各ＲＦＤは、ＲＦＤのコスト及び複雑さを制限するために802.15.4規格によって仕様が定められているような制限された機能を含んでいる。802.15.4規格の文字通りの解釈によって要求されるように、各ＲＦＤは単に１つのＦＦＤと通信し、その他のＲＦＤとは通信することができない。

802.15.4ネットワークはビル・オートメーションシステム内で情報を送信するのに特に望ましいものとして意図されている。例えば、各ＲＦＤは環境センサ、煙検知器、動き検知器、又はビル運営を監視・制御するために必要な他の如何なる種類の監視装置とし得る。

802.15.4ネットワーク構成は十分に動作するものであるが、例えば停電などの間に、ＦＦＤが動作不能にされたり通信から外されたりする場合に問題が発生する可能性がある。ＦＦＤは一般的に常にオンラインであるように設計されているため、通常はライン駆動されている。ＲＦＤは意図的に、常にはオンラインにされず、典型的に電池駆動される。例えばＦＦＤに対する停電の間などに、ＦＦＤの１つがネットワークから除去されると、使用不可能になったＦＦＤに付随するＲＦＤは、別のＦＦＤの交信範囲内にある場合を除いて、ネットワーク上で情報を通信することができない。（電力供給停止中に起こり得るように）ＦＦＤの殆ど又は全てがネットワークから除去されると、全てのＲＦＤは検知された警報状態を伝達することができなくなる。この欠点は、ＲＦＤが例えば煙検知器などの安全装置であるときに重大である。

故に、802.15.4規格又はその何れかの拡張内で機能し、非常時、又は１つ以上のＦＦＤが動作不能にされたときにも通信を可能にする改善通信方法へのニーズが存在する。

本発明は、特にネットワーク内のＦＦＤの1つが動作不能にされたときに、通信を強化する方法を提供することを目的とする。

ＩＥＥＥ規格802.15.4を用いて構成された標準ネットワークは、各々が無線送受信機を含む複数のＲＦＤを有する。各ＲＦＤは、割り当てられたＦＦＤとの交信範囲内にあるように位置付けられる。典型的な802.15.4ネットワークにおいては、各ＲＦＤは自身が割り当てられたＦＦＤと直接的に通信し、この割当てＦＦＤから受信されたメッセージのみに応答する。

本発明に従って、各ＲＦＤは所定の起動期間中に起動される。起動期間中、ＲＦＤは自身が割り当てられたＦＦＤとの通信を設立するよう試みる。もしＲＦＤがＦＦＤとの通信の設立に失敗すると、このＲＦＤは“孤児（orphaned）”状態に入る。ＲＦＤは割当てＦＦＤとの通信を設立できなかったときのみ孤児状態に入る。

ＲＦＤが孤児状態に入った後、ＲＦＤの無線送受信機は必要に応じて、何らかの警報メッセージを送信し、該ＲＦＤの交信範囲内にある他のＲＦＤから何らかのメッセージを受信するために起動されたままにされる。ＲＦＤの無線送受信機が起動され続けることは該ＲＦＤ内に収容された電池の電力を浪費するが、ＲＦＤは非常時であり得る間は起動された状態を維持する。

ＲＦＤが孤児状態にあり、且つ無線送受信機が活動的あるいは起動中／有効化中のままである時間中、ＲＦＤは該ＲＦＤが割り当てられたＦＦＤ以外のＦＦＤ又は他のＲＦＤの何れかからメッセージを受信することができる。ＲＦＤが孤児状態にありながらにしてメッセージを受信すると、該ＲＦＤは必要に応じてメッセージに応答したり、あるいはメッセージを中継したりすることができる。例えば、ＲＦＤが危険状態検知器であり、且つ受信メッセージが別の危険状態検知器からの“煙が検知された”メッセージである場合、該ＲＦＤは警報信号を発生することができる。

上記の孤児状態の動作状態に加え、割当てＦＦＤに再び結合することを試みるとき、孤児状態にあるＲＦＤは孤児状態表示を送信することができる。孤児状態表示は他のＲＦＤ及びＦＦＤに警告し、他のＲＦＤ及びＦＦＤは、あるＲＦＤが孤児状態になっており、代替の一時的パスを介してネットワークに結合しようとしているという信号を受信する。結果として、ＲＦＤは、起動して自身の割当てＦＦＤとの通信セッションを開始し、その過程で近くのＲＦＤから孤児状態表示を受信すると、一時的な中継（リレー）モード状態に入り、孤児状態のＲＦＤと自身の割当てＦＦＤとの双方と交信して、孤児状態ＲＦＤが動作中のＦＦＤと交信することができる一時的な通信パスを完成させる。

同様に、孤児状態ＲＦＤが他のＲＦＤが孤児状態表示を送信していることを検知する場合、この孤児状態ＲＦＤは応答して、動作中のＦＦＤへと戻る代替パスを形成することを試みようと、他のＲＦＤと相互通信することができる。いったん代替ＦＦＤに結合され、あるいは他のＲＦＤを介して中継されると、孤児状態ＲＦＤは“孤児状態且つ接続状態”となる。

動作中のＦＦＤが見つけられない場合、孤児状態ＲＦＤは必要に応じて互いとの交信を保つ。この“孤児状態且つ中継中だが非接続状態”は、使用可能なＦＦＤがシステムに戻ってくるまで、ＲＦＤ群がそれらの間で、状態と条件付き情報を中継することを可能にする。

あるＲＦＤの本来のＦＦＤが失われた後にネットワークに戻ってくるとき、このＦＦＤに割り当てられたＲＦＤは、孤児モードで設立されていた代替ＦＦＤとの如何なる一時的な代替通信パスからも抜け出し、本来のＦＦＤと結合する。しかしながら、ＲＦＤはこの場合、該ＲＦＤが他のＲＦＤと作り上げてきた如何なる中継関係に関しても、他のＲＦＤが該ＲＦＤと共に中継関係から抜け出すまで、自動的に抜け出すことはしない。これが起こるのは、“中継依存”ＲＦＤの本来のＦＦＤ又は代替的な本来以外のＦＦＤの通信パスが設立されるときのみである。この時点で、“中継依存”のＲＦＤはもはや、中継サービスのためにＦＦＤに接続されるＲＦＤに依存する必要はなく、また、中継側のＲＦＤは割り当てられた本来のＦＦＤとの関係で標準的に動作するＲＦＤとして、その通常モードに戻ることができる。

本発明に従って、ＲＦＤは常に、その本来のＦＦＤと交信することを最初に試みる。通信が成功しない場合、このＲＦＤは次に、本来のＦＦＤが戻ってくるまで、孤児状態のＲＦＤとして本来のＦＦＤではないＦＦＤと結合することを試みる。孤児状態ＲＦＤの回復の次の段階は、孤児状態であるが接続されているモードで本来のＦＦＤ又は本来以外のＦＦＤの何れかと動作する通信パスを有するＲＦＤと結合することであり得る。この場合、ＲＦＤは、動作中であるが本来のＦＦＤではないＦＦＤに情報を中継する他のＲＦＤと結合することになる。最終的に、孤児状態のＲＦＤは、ネットワーク内の活動中のＦＦＤへの接続を有しない他の孤児状態のＲＦＤと関係を築き、“孤児状態且つ中継中だが非接続状態”モードでの相互通信を可能にすることができる。

孤児状態にて受信された警報メッセージに応答することに加え、警報信号を受信すると、孤児状態のＲＦＤは活動中のまま、警報メッセージを無線交信範囲内の他のＲＦＤ又は本来以外のＦＦＤに再送信する。ＲＦＤ間の直接的な通信により、例え、割り当てられたＦＦＤ又は如何なる代替もが例えばＦＦＤへの電力の停止などによって動作不能にされていても、ＲＦＤは緊急状態に応答することが可能にされる。ＲＦＤは孤児状態にありながら、その割当てＦＦＤとの通信を設立しようと試み続ける。ＲＦＤがその割当てＦＦＤとの通信を設立すると、該ＲＦＤは孤児状態から抜け出し、上述のように自身に他の孤児状態のＲＦＤが“中継状態で”依存しているときを除いて、他のＲＦＤから受信された何らかのメッセージに直接的に応答することができなくなる。ＲＦＤがもはや孤児状態又は“中継状態”にないとき、該ＲＦＤは“休止（スリープ）”状態に戻り、IEEE802.15.4規格に従って、割当てＦＦＤからのメッセージに対してのみ応答することが可能になる。

通信ネットワークの稼働中、ＦＦＤは規則的なスケジュール間隔で検査手順を実行することができる。検査手順中、ＦＦＤは個々のＲＦＤに検査信号を発生させる。送信側のＲＦＤによって検査信号が発生された後、通信ネットワーク内の他のＲＦＤは検査信号を受信・検知する信号受信機として作用する。受信側の各ＲＦＤは、検査信号が受信されたかどうか及び信号品質についての検査を指揮するＦＦＤへの入力を供給する。この検査手順はＲＦＤ毎に個々に繰り返される。

この検査手順中にもし、あるＲＦＤが自身の検査信号を送信し、他の何れのＲＦＤもその信号を受信しないとき、割当てＦＦＤは、送信側のＲＦＤが少なくとも１つの他のＲＦＤと通信できないことを指し示す警報状態を発生する。このような状況が生じるのは、ＲＦＤ内の電池が弱っているとき、又は通信パス内の何かが送信側ＲＦＤによって発生された信号を遮っており、ＦＦＤが利用不能であるときの代替経路もなく該ＲＦＤを孤児状態にしている場合である。この検査手順は、各ＲＦＤが少なくとも１つの他のＲＦＤとの交信範囲にあり、ＦＦＤに不具合が生じてもＲＦＤが依然として他のＲＦＤと緊急メッセージを交信可能であることを保証するものである。なお、ＦＦＤの不具合状態において各ＲＦＤが他の１つのＲＦＤと交信できるだけではなく、全てのＲＦＤが相互接続されることが可能な障害物のないパスが存在するべきである。このことは、３つ以上のＲＦＤから成るネットワーク内において、他の１つのＲＦＤと通信できるのみであるＲＦＤはデータを他のＲＦＤに中継するために、この１つのＲＦＤに頼らなければならないことを前提としている。結果として、この場合の中継ＲＦＤは、ＲＦＤ間の完全な相互接続が達成されるまで、少なくとも１つの他のＲＦＤ等と通信可能であるべきである。

図面は本発明を実施する上で現在意図されるベストモードを例示している。

図１に例示されるように、ＲＦＤは参照符号Ａ乃至Ｌによって示される。示された例において、ＲＦＤの各々は単一の全機能性装置（ＦＦＤ）と交信する。図１に示されたＦＦＤの各々には参照符号１乃至５が付されている。図１の構成例では、ＲＦＤ Ａ、Ｂ及びＣはＦＦＤ１に割り当てられており、ＦＦＤ１とのみ通信することができる。ＦＦＤ１は第２のＦＦＤ２と通信することができる。

図１に示されるような802.15.4ネットワークの標準的な例においては、ＲＦＤ ＡがＢのＲＦＤに情報を伝達する必要があるとき、先ず、ＲＦＤ ＡがデータをＦＦＤ１に伝達し、続いてＦＦＤ１がこのメッセージをＢのＲＦＤに伝達／転送する。

このマルチノード通信が必要とされる理由は、Ａ及びＢのＲＦＤの双方は電池寿命を保持するために典型的にオフの休止モードにあり、原則として間欠的に、メッセージを受け入れるときにのみ起動されるからである。故に、例えＢのＲＦＤがＲＦＤ ＡのＲＦ送信範囲内にあったとしても、ＲＦＤ Ａは、ＲＦＤ Ｂが起動されてメッセージを受け取ることができる時に関して不確かである。しかしながら、ＦＦＤ１は常に動作中であり、付随するＲＦＤ Ａ、Ｂ及びＣのスケジュールを認識しているので、ＲＦＤ Ａからの受信情報をＲＦＤ Ｂに送信することができる。

上述によって理解され得るように、図１の802.15.4ネットワーク内のＲＦＤ間の制限された通信能力は、ネットワーク通信及び設計に深刻な制約を課すものである。さらに、この制限された通信は、停電が起こり得る場合に備えて各ＦＦＤがある種の電池のバックアップを含むことを必要とするものである。電池のバックアップにより、停電が起こったとしてもネットワークが適切に動作し続け、メッセージをネットワーク全体で伝達することができる。例えば、ＲＦＤ Ａ、Ｂ及びＣの各々が例えば煙検知器、一酸化炭素検知器又は結合ユニット等の危険状態検知器であるとき、ＦＦＤ１への電力が停止しても、ＲＦＤ Ａ、Ｂ及びＣは相互に交信でき、ＲＦＤの１つが警報状態を検知できることが重要である。ＦＦＤ１が動作しておらずＲＦＤ Ａ、Ｂ及びＣ間で警報信号を伝達できないと、家庭の１つの部屋における警報状態は他の部屋の警報装置に中継されないことになり得る。

上記の特定の問題を解決するためには、802.15.4規格をゆるく解釈して、ある狭く定められた条件において各ＲＦＤが割当てＦＦＤに加えて他の装置からのメッセージをも受け入れることを可能にする必要がある。一例として、ＲＦＤ Ａ、Ｂ及びＣは本来のＦＦＤが利用不能であるときに、相互及び代替ＦＦＤからのメッセージを受け入れるように構成される。802.15.4規格を満たすため、本発明はＲＦＤが割当てＦＦＤ以外の装置からのメッセージを受け入れることを、よく決められた状況下でのみ、また具体的に定められた状況においてのみ可能にする。このような状況の詳細については後述する。

次に、本発明に従った図２を参照するに、ＲＦＤ（Ａ乃至Ｌ）の１つが自身の割当てＦＦＤ（１乃至５）と通信できず、故に802.15.4規格によって定義されるような“孤児状態”に移行した後、このＲＦＤは動作したままであることができ、割当てＦＦＤ以外の装置からのメッセージを受け入れることができる。この拡張された非常受信時において、ＲＦＤは同報（ブロードキャスト）メッセージを受信すると、そのメッセージを受け入れて処理する。一例として、ＲＦＤ Ａがビル内に配置された煙検知器などの危険状態検知器である場合、ＲＦＤ Ａは煙を検知すると付随のＦＦＤ１に警報メッセージを送信する。通常動作において、ＦＦＤ１はこのメッセージを他のＲＦＤ（Ｂ及びＣ）に中継する。

ＲＦＤ ＡとＦＦＤ１との間の通信リンクが、図２に示されるように故障している場合、ＲＦＤ Ａは“孤児”状態に入ってメッセージを送信し続け、このメッセージはＲＦＤ Ｂ及びＣによって受信され得る。ＲＦＤ Ｂ及びＣは動作しているとき、先ずはＦＦＤ１に通信することを試みる。ＲＦＤ Ｂ及びＣはＦＦＤ１が利用不能であると決定すると、例えばＲＦＤ Ａ等の送信中のＲＦＤの何れからもメッセージを受信し、それを処理することを許される。例えば、ＲＦＤ Ａが“煙が検知された”メッセージを送信している場合、ＲＦＤ ＢはこのメッセージをＲＦＤ Ａから直接的に受信し、ＲＦＤ Ｃへと中継し、３つ全てのＲＦＤが警報音を発することを実現できる。故に、本発明に従って動作するＲＦＤは、さもなければ802.15.4規格の下の動作に従って所望の応答を生じさせられなかった検知非常事態に対しても応答することができる。

さらに、緊急メッセージを受信すると、ＲＦＤ Ｂ及びＣの双方はＲＦ範囲内の他の如何なる装置にもメッセージを広く伝達する。図２に示されるように、ＦＦＤ２はＲＦＤ Ｃからのメッセージを受信し、それに応答して、ネットワーク内の他のＲＦＤにこのメッセージを伝える。全てのＦＦＤが使用不能である図４にあっては、ＲＦＤ ＣはＲＦＤ Ｅと直接的に交信し、ＲＦＤ Ｅがこのメッセージを他の孤児状態であるが接続状態であるＲＦＤに中継して警報信号を伝搬する。明瞭とするため、メッセージはネットワーク内の他のＲＦＤの各々にユニキャスト（unicast）ではないとしているが、代わりにブロードキャスト、故にネットワークを横切る“フラッド（flood）”であってもよい。

本発明のこれ以外の伝達機構が非常事態においてのみ使用されてもよい。通常は休止している、あるいは原則としてたまに伝達するだけであるＲＦＤは、非常事態が解消されるまで、あるいは装置がシャットダウンされるまで、同報パケットを絶えず伝達し続けることになる。

本発明に係る伝達機構はＲＦＤ（図４）の電池寿命に悪影響を及ぼすことが理解されるが、非常事態において、電池寿命は二次的な考慮事項である。非常事態を検知するＲＦＤは、全ての建物居住者の安全を確保するために必要とされるように、電池寿命を犠牲にしてでもメッセージを送信し続けることが遙かに望ましい。

本発明に係る代替的な通信構成の結果、ＦＦＤに影響を及ぼす停電時にあっても、電池駆動されるＲＦＤは重要／重大／緊急な情報をネットワーク全体に伝達することができる。

詳細に上述されたように、802.15.4ネットワーク内の装置は、よく決められた制限された状況下でのみ802.15.4規格を“破る”ことを可能にされる。具体的には、各ＲＦＤは、“孤児状態”に移行した後にのみ、また一般的にＲＦＤが同報警報メッセージを受信したときにのみ、その割当てＦＦＤ以外の装置と通信することが許される。

次に図３を参照するに、段階110によって示されるように、ＲＦＤが通常通りにスケジュール化された間隔で起動するとき、段階112にて示されるようにＲＦＤは割り当てられたローカルのＦＦＤと通信することを試みる。ＲＦＤが自身のＦＦＤと通信可能である場合、段階115にて示されるように、ＲＦＤはＦＦＤからメッセージを受信し、所望のように応答する。一例として、ＲＦＤがローカルＦＦＤから警報メッセージを受信する場合、ＲＦＤは必要に応じてローカルな警報を発する。ＦＦＤからのメッセージを受信することに加え、ＲＦＤは段階117にてＦＦＤに情報及びメッセージを送信する。一例として、ＲＦＤが煙を検知すると、ＲＦＤはこのメッセージをＦＦＤに送信し、ＦＦＤは信号をネットワーク内の他の装置に中継できるようにする。

ＲＦＤとそのローカルＦＦＤとの間の通信が段階114にて失敗すると、ＲＦＤは段階116にて示されるように孤児状態に入る。802.15.4規格は各ＲＦＤがローカルＦＦＤと通信できなかったときに孤児状態に入ることを意図するものであるが、本発明によれば、ＲＦＤは孤児状態にあるとき、段階118に例示されるように他のＲＦＤ又は遠隔ＦＦＤから何らかのメッセージが受信されるかどうかを決定するためにリッスンすることができる。他のＲＦＤ又は遠隔ＦＦＤから受信されるメッセージは、警報状態、又は遠隔装置によって送信されている他のメッセージであり得る。

段階120によって例示されるように、ＲＦＤは他のＲＦＤ又は遠隔ＦＦＤからの何らかのメッセージを検知すると、要求に応じてそのメッセージを処理し、そのメッセージに反応することを許される。例えば、各ＲＦＤが煙検知器である場合、ＲＦＤは他のＲＦＤの１つから煙警報信号を受信してもよく、ＲＦＤ内の警報を動作させることができる。さらに、ＲＦＤはメッセージを再送信し、それによって該ＲＦＤの無線通信範囲内にある他のＲＦＤ又はＦＦＤにメッセージを伝えることができる。

メッセージに応答した後、あるいはメッセージを再送信した後、段階112にて、ＲＦＤは再びローカルＦＦＤと通信することを試みる。ＲＦＤがローカルの割当てＦＦＤと通信可能になると、ＲＦＤは孤児状態を抜け出て、故に、802.15.4規格によって要求されるように、割り当てられたローカルなＦＦＤ以外の他の装置からのメッセージに応答することができなくされる。

802.15.4規格の下においてはＦＦＤは付随のＲＦＤに関するサービスの通信品質（Communication Quality of Service；ＣＱＯＳ）統計データを管理することが好ましい。これが為されるのは、如何なるＲＦＤもが初期設定又はその後の任意の時間の後の乏しい信号品質の結果として孤児状態に入らないことを確保するためである。ＦＦＤとＲＦＤとの間の信号品質が不十分であるとき、あるいはＦＦＤが低下したＣＱＯＳを何れかの時点で検知したとき、ある種のＦＦＤによって、許容可能なレベルのシステムの完全性を維持するように警報が発せられる。この機能により、装置間の通信ネットワークが最も高いレベルに維持され、且つ電池駆動のＲＦＤが真の非常時に孤児状態でのみ機能することが保証される。

さらに、非常時又は割当てＦＦＤが利用不能であるときに、ＲＦＤが他のＲＦＤと通信可能であることを確実にするため、ＦＦＤによって開始される検査シーケンスが好適な実施に含められる。この必要に応じての検査手順はスケジュール及び／又は要求に基づいてＦＦＤに統合される。この検査手順はＦＦＤをして、各ＲＦＤを検査過程中にオンラインのままにさせる。この検査手順中、図５に例示されるように、ＦＦＤは個々のＲＦＤの各々に検査メッセージを送信させる。この例示においては、ＦＦＤ４が全てのＲＦＤと他のＦＦＤとにネットワークの検査を行うように命令している。そして、ＦＦＤ４はＲＦＤ Ｉが検査送信を開始するように要求する。例示においては、この検査送信はＲＦＤ Ｃ、Ｅ及びＫ、並びにＦＦＤ４及び２によって検知される。第１の送信ＲＦＤによって検査信号が発生された後、通信ネットワーク内の他のＲＦＤは検査信号を受信・検知する信号受信機として作用する。受信ＲＦＤ及びＦＦＤの各々は検査を指揮しているＦＦＤに、検査信号を受信したこと、及び該ＦＦＤによって要求される他の何らかのデータを通知する。ＦＦＤは必要に応じてこの情報を不揮発性の格納先に記録する。各ＲＦＤの検査メッセージからの検査結果は、送信しているＲＦＤに送られてもよく、そこで将来的に非常事態において参照するために記憶されてもよい。この検査手順は各ＲＦＤに対して個々に繰り返される。

グループ内の他のＲＦＤの何れもが上記の送信を検知しない場合、ＦＦＤは、送信中のＲＦＤは他のＲＦＤの少なくとも１つとも通信できないことを指し示す警報状態を発生し得る。この手順は、全ての条件下で堅牢且つ信頼性あるネットワークを維持することが要求されるインストールにおいては不可欠である。ＲＦＤの１つが少なくとも１つの他のＲＦＤ又はＦＦＤと通信できないことは、ＲＦＤの電池が消耗しているとき、又は障害若しくは他の要因が通信経路を劣化させているときに生じ得る。これらの何れの場合においても、送信中のＲＦＤによって発生される信号はもはや、ネットワーク内の他のＲＦＤ又はＦＦＤの１つにさえも受信され得ない。この検査手順により、各ＲＦＤが少なくとも１つの他のＲＦＤとの通信範囲内にあり、その結果、全てのＦＦＤに不具合があったとしてもＲＦＤは依然として緊急メッセージを相互に通信できることが確保される。この検査手順は、緊急事態の下でもネットワークの完全性が保持されることを保証するものである。

グループ内の他のＲＦＤの何れもが上記の送信を検知しない場合、ＦＦＤは、送信中のＲＦＤは他のＲＦＤの少なくとも１つとも通信できないことを指し示す警報状態を発生する。この手順は、全ての条件下で堅牢且つ信頼性あるネットワークを維持することを要求される全てのインストールにおいて不可欠である。ＲＦＤの１つが少なくとも１つの他のＲＦＤと通信できないことは、何れかのＲＦＤ内の電池が消耗しているとき、又は通信経路における何らかの他のパラメータが変化し、送信中のＲＦＤによって発生された信号がもはやネットワーク内の他のＲＦＤの１つによっても受信され得なくなっている場合に生じ得る。この検査手順により、各ＲＦＤが少なくとも１つの他のＲＦＤとの通信範囲内にあり、その結果、ＦＦＤに不具合があったとしてもＲＦＤは依然として緊急メッセージを他のＲＦＤと通信できることが確保される。この検査手順は、緊急事態の下でもネットワークの完全性が保持されることを保証するものである。

ＦＦＤの不具合状態において、各ＲＦＤは他のＲＦＤと通信することができるだけでなく、全てのＲＦＤが相互接続され得る障害物のないパスが存在していなければならない。このことは、３つ以上のＲＦＤから成るネットワーク内において、他の１つのＲＦＤと通信できるのみであるＲＦＤはデータを他のＲＦＤに中継するために、この１つのＲＦＤに頼らなければならないことを前提としている。結果として、この場合の中継ＲＦＤは、ＲＦＤの完全な相互接続が達成されるまで、少なくとも１つの他のＲＦＤ等と通信可能でなければならない。

標準的なIEEE802.15.4ネットワークを例示する概略図であり、簡易機能性装置（ＲＦＤ）は参照符号Ａ乃至Ｌで示され、全機能性装置（ＦＦＤ）は参照符号１乃至５を付されている。 ＲＦＤに本来的に割り当てられたＦＦＤの障害時に、ＲＦＤが相互、及び少なくとも１つの代替ＦＦＤと通信可能にされているIEEE802.15.4ネットワークを例示する概略図である。 802.15.4ネットワーク内の各ＲＦＤの動作を例示するフローチャートである。 ＦＦＤの各々が動作不能にされているIEEE802.15.4ネットワークを例示する概略図である。 ＲＦＤの１つによって発生され、複数の他のＲＦＤ及びＦＦＤによって受信される検査メッセージを例示する概略図である。

Claims (24)

1. 通信ネットワーク内での通信を強化する方法であって：
   無線周波数を用いてメッセージを送信及び受信するように動作可能な送受信機を有する少なくとも１つの全機能性装置（ＦＦＤ）を設ける設置段階；
   無線周波数を用いてメッセージを送信及び受信するように動作可能な送受信機を各々が有する複数の簡易機能性装置（ＲＦＤ）を設ける設置段階であり、ＲＦＤの各々が唯一のＦＦＤに割り当てられる設置段階；
   所定の起動期間中に各ＲＦＤを起動する段階であり、各ＲＦＤが初期の起動時に自身の割当てＦＦＤに通信する起動段階；
   起動されたＲＦＤから割当てＦＦＤへの通信が設立されたかどうかを決定する段階であり、割当てＦＦＤと通信できなかったとき、起動されたＲＦＤが孤児状態に入る決定段階；
   起動されたＲＦＤが孤児状態にあるとき、割当てＦＦＤ又は他のＲＦＤからのメッセージを受信するように、起動されたＲＦＤの送受信機を操作し続ける継続段階；及び
   起動されたＲＦＤが孤児状態にあるときのみ、起動されたＲＦＤが他のＲＦＤから受信されたメッセージに応答することを可能にする可能化段階；
   を有する方法。
2. 起動されたＲＦＤと割当てＦＦＤとの間に通信が設立されているときには、起動されたＲＦＤが他のＲＦＤからのメッセージに応答することを防止する段階を更に有する請求項１に記載の方法。
3. 起動されたＲＦＤが他のＲＦＤから受信されたメッセージに応答することを可能にする可能化段階が、メッセージを再送信することを含む、請求項１に記載の方法。
4. 起動されたＲＦＤが孤児状態にあるまま、起動されたＲＦＤと割当てＦＦＤとの間の通信を設立するよう繰り返し試みる試行段階であり、起動されたＲＦＤと割当てＦＦＤとの間の通信が設立されたとき、起動されたＲＦＤは孤児状態を抜け出る試行段階、を更に有する請求項１に記載の方法。
5. 起動されたＲＦＤは所定の間隔で割当てＦＦＤとの通信を設立するよう試みる、請求項４に記載の方法。
6. ＲＦＤの各々は危険状態検知器である、請求項１に記載の方法。
7. ＲＦＤの各々は、該ＲＦＤに割り当てられたＦＦＤ以外のＦＦＤである遠隔ＦＦＤに応答することが可能にされる、請求項１に記載の方法。
8. 通信ネットワークはIEEE規格802.15.4の下で稼働される、請求項１に記載の方法。
9. 危険状態検知器の各々は電池駆動される、請求項６に記載の方法。
10. 各ＲＦＤが前記ＦＦＤ及び少なくとも１つの他のＲＦＤの通信範囲内にあるように、前記複数のＲＦＤの各々を位置付ける段階を更に有する請求項１に記載の方法。
11. ＦＦＤにて検査手順を開始する段階を更に有し、その間に、各ＲＦＤは個々に検査メッセージを送信し、複数の他のＲＦＤは検査メッセージの受信を確認し、ＲＦＤからの検査メッセージを他のＲＦＤの何れもが受信しないとき、ＦＦＤは警報を発する、請求項１０に記載の方法。
12. 全機能性装置（ＦＦＤ）に割り当てられた複数の簡易機能性装置（ＲＦＤ）を含む通信ネットワーク内でＲＦＤを動作させる方法であって：
    所定の起動期間中にＲＦＤの各々を起動する段階であり、各ＲＦＤが該起動期間中に割当てＦＦＤへの通信を設立するよう試みる起動段階；
    起動されたＲＦＤから割当てＦＦＤへの通信が設立されたかどうかを決定する段階であり、割当てＦＦＤと通信できなかったとき、起動されたＲＦＤが孤児状態に入る決定段階；
    起動されたＲＦＤが孤児状態にあるとき、複数の他のＲＦＤの何れかからのメッセージを受信するように、起動されたＲＦＤの送受信機を動作させ続ける継続段階；及び
    起動されたＲＦＤが孤児状態にあるとき、起動されたＲＦＤが複数の他のＲＦＤの何れかから受信されたメッセージに応答することを可能にする可能化段階；
    を有する方法。
13. 起動されたＲＦＤと割当てＦＦＤとの間に良好な通信が設立されているときには、起動されたＲＦＤが複数のＲＦＤからのメッセージに応答することを防止する段階を更に有する請求項１２に記載の方法。
14. 起動されたＲＦＤが複数のＲＦＤから受信されたメッセージに応答することを可能にする可能化段階が、メッセージを再送信することを含む、請求項１２に記載の方法。
15. 起動されたＲＦＤが孤児状態にあるまま、起動されたＲＦＤとＦＦＤとの間の通信を設立するよう繰り返し試みる試行段階であり、起動されたＲＦＤとＦＦＤとの間の通信が設立されたとき、起動されたＲＦＤは孤児状態を抜け出る試行段階、を更に有する請求項１２に記載の方法。
16. ＲＦＤの各々は危険状態検知器である、請求項１２に記載の方法。
17. 通信ネットワークはIEEE規格802.15.4の下で稼働される、請求項１２に記載の方法。
18. 無線送受信機を有する全機能性装置（ＦＦＤ）と、各々が無線送受信機を有し且つＦＦＤに割り当てられた複数の簡易機能性装置（ＲＦＤ）とを含む通信ネットワークを動作させる方法であって：
    各ＲＦＤがＦＦＤ及び少なくとも１つの他のＲＦＤの通信範囲内にあるように、ＲＦＤを位置付ける段階；
    ＦＦＤがＲＦＤの各々に検査メッセージを送信させ、且つ他のＲＦＤの各々が検査メッセージの受信を確認する検査手順を実行するようにＦＦＤを起動する段階；及び
    何れかのＲＦＤからの検査メッセージが何れの他のＲＦＤによっても受信されないとき、警報を発する段階；
    を有する方法。
19. 通信ネットワークはIEEE規格802.15.4の下で稼働される、請求項１８に記載の方法。
20. 検査メッセージを送信するＲＦＤからの検査メッセージを受信する各ＲＦＤ及びＦＦＤの身元が、検査を指揮するＦＦＤのメモリに記憶される、請求項１８に記載の方法。
21. 検査メッセージを送信するＲＦＤからの検査メッセージを受信する各ＲＦＤ及びＦＦＤの身元が、検査メッセージを送信するＲＦＤのメモリに記憶される、請求項１８に記載の方法。
22. メモリに記憶されたデータが、報告をするＲＦＤ及びＦＦＤに関する信号強度のデータを含む、請求項２１に記載の方法。
23. 各ＲＦＤは内蔵電池を有する危険状態検知器である、請求項１８に記載の方法。
24. 各ＲＦＤの無線送受信機が所定の起動期間中に起動され、ＲＦＤは該起動期間中にＦＦＤへの通信を設立するよう試みる、請求項１８に記載の方法であって：
    ＲＦＤとＦＦＤとの間に通信が設立されているかを決定する段階であり、ＦＦＤとの通信を設立できなかったとき、ＲＦＤは孤児状態に入る決定段階；
    ＲＦＤが孤児状態にあるとき、ＦＦＤ又は他のＲＦＤの何れかからのメッセージを受信するように、ＲＦＤの送受信機を動作させ続ける継続段階；及び
    ＲＦＤが孤児状態にあるときのみ、ＲＦＤが他のＲＦＤから受信されたメッセージに応答することを可能にする可能化段階；
    を有する方法。

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