JP2017139635A - Route selection device and route selection method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prolong the lifetime of a network in which data fro nodes are centralized to a route node.SOLUTION: A route selection device is configured to select a route of a network where one or more nodes are included for each of multiple levels of each of which the order becomes higher as the number of shortest hops from a route node is smaller and upon receiving data from a lower-order node, each of the nodes transmits the received data to a higher-order node together with data of the node. The route selection device comprises: a search part for searching for a node successively from a higher level; and a selection part for selecting, for each found node, any one of higher-order nodes to which the node is adjacent, as a connection destination. In the case where a found first node is communicable with multiple higher-order second nodes, regarding each of the routes in the case where the first node is connected to each of the multiple second nodes, the selection part identifies a maximum value from among energy decrease degrees of nodes on the route and selects a second node on a route where the maximum value becomes minimum, as a connection destination.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、経路選択装置及び経路選択方法に関する。   The present invention relates to a route selection device and a route selection method.

特定の場所／地域にセンサーを配置し、対象地の湿度、温度、気体濃度等をセンサーによって計測し、その計測データをデータ収集ツリーで収集し、ルートセンサーノードからベースステーションに通知することによって対象地の分析を行う、あるいはガスメータ、電気メータなどの情報を定期的にデータ収集ツリーで収集する、ことを可能にする技術として、ＲＰＬ（Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks）プロトコルが標準化されている（例えば、非特許文献１参照）。   Sensors are placed in specific places / regions, and the humidity, temperature, gas concentration, etc. of the target area are measured by the sensor, the measurement data is collected in the data collection tree, and the target is notified by the root sensor node to the base station. The RPL (Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks) protocol has been standardized as a technology that enables the analysis of the ground or the collection of information such as gas meters and electricity meters periodically in a data collection tree. (For example, refer nonpatent literature 1).

センサーは、電池稼働のものが多く、各センサーの電池寿命内でのデータ収集ツリーの集約サイクル数を最大限にするような、ツリー寿命の長いツリー経路選択装置／方法が求められる。また、ツリーの各リーフセンサーノードからルートセンサーノードまでのホップ数が大きい場合は、データ到達率が低くなるため、ルートセンサーノードまでのホップ数が最短の経路のみで構成されるツリー（最短経路センサーツリー）を利用する場合もあり、その最短経路センサーツリーの寿命を長くすることが求められる。なお、センサーツリーの寿命とは、ツリー生成から当該ツリーを構成するいずれか一つのセンサーのエネルギーが無くなるまでの期間をいう。   Many sensors are battery-operated, and there is a need for a long tree life tree routing device / method that maximizes the number of data collection tree aggregation cycles within the battery life of each sensor. Also, if the number of hops from each leaf sensor node to the root sensor node in the tree is large, the data arrival rate will be low, so a tree consisting of only the path with the shortest number of hops to the root sensor node (shortest path sensor) In some cases, the life of the shortest path sensor tree is required to be extended. The lifetime of the sensor tree refers to a period from the generation of the tree until the energy of any one sensor constituting the tree is exhausted.

そのため、最短経路センサーツリー上の各サブツリー間で、サブツリーに所属するセンサー数に大きな偏りがないようにバランスを取ることにより、当該最短経路センサーツリーの寿命を長くできることが報告されている（例えば、非特許文献２参照）。   Therefore, it has been reported that the lifetime of the shortest path sensor tree can be extended by balancing the subtrees on the shortest path sensor tree so that there is no large bias in the number of sensors belonging to the subtree (for example, Non-patent document 2).

T. Winter, et al., "RPL: IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks", RFC6550, IETF, March 2012.T. Winter, et al., "RPL: IPv6 Routing Protocol for Low-power and Lossy Networks", RFC6550, IETF, March 2012. H. Matsuura, "Maximizing Lifetime of Shortest Path Aggregation Tree in Wireless Sensor Networks", 2015年電子情報通信学会ソサイエティ大会, BS-6.H. Matsuura, "Maximizing Lifetime of Shortest Path Aggregation Tree in Wireless Sensor Networks", 2015 IEICE Society Conference, BS-6.

非特許文献２では、ワイヤレスセンサーネットワークを構成する各センサーが保持する初期エネルギー量が、最短経路センサーツリーのルートセンサーノード以外は一律であると仮定されている。   In Non-Patent Document 2, it is assumed that the initial energy amount held by each sensor constituting the wireless sensor network is uniform except for the root sensor node of the shortest path sensor tree.

しかしながら、ルートセンサーノード以外のツリーセンサーノードも初期に割り当てられるエネルギーに差がある場合が考えられる。また、初期のセンサー配置後、なんらかの理由でツリーの再構成を行う必要がある場合は、各センサーが保持するエネルギー量が異なることが想定される。この点について、図１〜図３を用いて説明する。   However, there may be a case where the tree sensor nodes other than the root sensor node also have a difference in energy allocated initially. In addition, after the initial sensor placement, when it is necessary to reconstruct the tree for some reason, it is assumed that the amount of energy held by each sensor is different. This point will be described with reference to FIGS.

図１に示すＷＳＮ（ワイヤレスセンサーネットワーク）において、ツリーを構成するセンサーがルートセンサーノードＲのみであり、他のセンサーは、ツリーに所属しない浮遊センサーである。また、図中の点線はセンサー間の隣接関係を示し、レベルは各センサーのＲからの最短ホップ数を示す。各センサーには、Ｌ１−１、Ｌ１−２、Ｌ２−１、...．のように、レベルと、レベル内でのセンサー識別番号とからなる符号が付されている。例えば、Ｌ１−１は、レベル１のセンサー１を示す。また、識別番号を特定せずに＊で表わすことにより、あるレベル内のセンサー全般を表す場合（例：Ｌ２−＊、Ｌ３−＊）もある。各センサー内の数字は、センサーが保持するエネルギー量を示す。図１の例では、Ｒ以外の全てのセンサーが１００のエネルギー量を持つ。   In the WSN (wireless sensor network) shown in FIG. 1, the sensor constituting the tree is only the root sensor node R, and the other sensors are floating sensors that do not belong to the tree. Moreover, the dotted line in a figure shows the adjacent relationship between sensors, and a level shows the shortest hop number from R of each sensor. Each sensor includes L1-1, L1-2, L2-1,. In this way, a reference numeral composed of a level and a sensor identification number within the level is attached. For example, L1-1 indicates the level 1 sensor 1. Further, there are cases in which all the sensors within a certain level are represented by representing with * without specifying the identification number (for example, L2- *, L3- *). The number in each sensor indicates the amount of energy that the sensor holds. In the example of FIG. 1, all sensors other than R have an energy amount of 100.

図２は、従来方式による最短経路センサーツリーの寿命の増加手法を示す図である。図２の例では、データ集約率ｑをｑ＝４としている。データ集約率とは、図２に示されるようなデータ収集ツリーにおいて、リーフセンサーノードＬ３−＊からルートセンサーノードＲまでセンサーデータを収集する場合に、一つのパケットに集約できるセンサーデータ数をいう。   FIG. 2 is a diagram illustrating a method of increasing the lifetime of the shortest path sensor tree according to the conventional method. In the example of FIG. 2, the data aggregation rate q is set to q = 4. The data aggregation rate refers to the number of sensor data that can be aggregated into one packet when sensor data is collected from the leaf sensor node L3- * to the root sensor node R in the data collection tree as shown in FIG.

例えば、図２（ｂ）に示すＬ１−１からＲへのパケットには、Ｌ３−１、Ｌ３−２、Ｌ２−１、Ｌ１−１の４つのセンサーデータが集約されている。また、図２の例において、ツリーセンサーノード間のリンクの横に示される数は、１データ集約サイクルで必要になる送信パケット数を示す。各センサーでは１パケットを送受信する度毎にエネルギーを消費するため、多くのパケットの送受信が必要となるツリーセンサーノードは、エネルギーの枯渇が早くなる。   For example, in the packet from L1-1 to R shown in FIG. 2B, four sensor data of L3-1, L3-2, L2-1, and L1-1 are collected. In the example of FIG. 2, the number shown beside the link between tree sensor nodes indicates the number of transmission packets required in one data aggregation cycle. Since each sensor consumes energy every time one packet is transmitted / received, a tree sensor node that requires transmission / reception of many packets is quickly depleted of energy.

図２（ａ）及び（ｂ）は、いずれも最短経路センサーツリーであるが、（ａ）は、Ｌ２−２に負荷が集中するため、Ｌ２−２のエネルギーが無くなった時点でツリー寿命が尽きることになる。一方、（ｂ）では、Ｌ１−１、Ｌ１−２配下のそれぞれのサブネットワークでツリーセンサーノードが均等にバランスよく配置されているため、ツリー寿命が大幅に長くなる。   FIGS. 2A and 2B are shortest path sensor trees, but in FIG. 2A, since the load is concentrated on L2-2, the tree life is exhausted when the energy of L2-2 is exhausted. It will be. On the other hand, in (b), tree sensor nodes are arranged equally in a balanced manner in each of the sub-networks under L1-1 and L1-2, so that the tree life is significantly increased.

具体的に１パケット送信のエネルギー量が２、受信のエネルギー量を１とした場合、（ａ）の場合、Ｌ２−２は、１データ集約サイクル毎に２×２＋１×４＝８のエネルギーが必要となる。したがって、最初の１００のエネルギー量の保持時から数えて１３回目のデータ集約サイクル中に、最短経路センサーツリーの寿命が尽きる。一方、（ｂ）の場合は、最もエネルギー消費が大きくなるＬ２−＊のセンサーノードの１データ集約サイクル毎のエネルギー消費量は、２＋１×２＝４となるので、２５回目のデータ集約サイクルまで最短経路センサーツリー寿命が尽きることがない。   Specifically, when the energy amount of 1 packet transmission is 2 and the energy amount of reception is 1, in the case of (a), L2-2 needs 2 × 2 + 1 × 4 = 8 energy for each data aggregation cycle It becomes. Therefore, the lifetime of the shortest path sensor tree is exhausted during the thirteenth data aggregation cycle from the time when the first 100 energy amounts are held. On the other hand, in the case of (b), the energy consumption for each data aggregation cycle of the L2- * sensor node with the largest energy consumption is 2 + 1 × 2 = 4, so the shortest until the 25th data aggregation cycle. Path sensor tree life never expires.

このように、従来方式は、各レベルのサブセンサーツリー毎に同じレベルのサブセンサーツリー間の所属センサーノード数を均等にするので、図２のようにＲ以外の全てのセンサーが同じ初期エネルギー量を保持する場合にはセンサーツリー寿命増大に効果が高い。   As described above, the conventional method equalizes the number of sensor nodes belonging to the same level of the sub sensor tree for each level of the sub sensor tree, so that all the sensors other than R have the same initial energy amount as shown in FIG. Is highly effective in increasing the life of the sensor tree.

しかしながら、図３のように、初期エネルギー量が異なる場合は、従来方式では問題が生じる。図２からの違いは、Ｌ１−２、Ｌ２−１、Ｌ２−２の初期エネルギー量が、１００から１５０、５０、２００にそれぞれ変わっていることである。   However, when the initial energy amount is different as shown in FIG. The difference from FIG. 2 is that the initial energy amounts of L1-2, L2-1, and L2-2 are changed from 100 to 150, 50, and 200, respectively.

（ａ）の場合、Ｌ１−２、Ｌ２−１、Ｌ２−２が、それぞれ１回のデータ集約サイクルで、６、２、８のエネルギー量を消費するので、２５回目のデータ集約サイクルまで、ツリー上でセンサーエネルギーの枯渇は起きない。一方、従来方式を適用してサブツリー間のバランスを取った（ｂ）の場合は、Ｌ２−１における１回のデータ集約サイクルで４のエネルギー量を消費するので、１３回目のデータ集約サイクルでＬ２−１のエネルギーの枯渇が起きることになる。   In the case of (a), L1-2, L2-1, and L2-2 each consume 6, 2, and 8 energy amounts in one data aggregation cycle, and thus the tree until the 25th data aggregation cycle. There is no exhaustion of sensor energy above. On the other hand, in the case of (b) in which the balance between sub-trees is achieved by applying the conventional method, 4 energy amounts are consumed in one data aggregation cycle in L2-1, so L2 in the 13th data aggregation cycle. -1 energy depletion will occur.

このように、従来方式を適用することにより大幅にツリー寿命が短くなってしまうのである。   Thus, the tree life is significantly shortened by applying the conventional method.

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであって、各ノードからのデータがルートノードに集約されるネットワークの寿命を長期化することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to prolong the life of a network in which data from each node is aggregated in a root node.

そこで上記課題を解決するため、ルートノードからの最短ホップ数が小さい程上位である複数のレベルごとに１以上のノードを含み、各ノードは、下位のノードからデータを受信すると、当該ノードのデータと共に受信したデータを上位のノードに送信するサイクルを繰り返すネットワークの経路を選択する経路選択装置は、上位のレベルから順に、当該レベルに属するノードを探索する探索部と、前記探索部によって探索されたノードごとに、当該ノードが隣接する上位のノードのうちのいずれかを接続先として選択する選択部とを有し、前記選択部は、探索された第１のノードが複数の上位の第２のノードと通信可能な場合には、複数の前記第２のノードのそれぞれに前記第１のノードが接続した場合の各経路について、当該経路上の各ノードのエネルギー減少度のうちの最大値を特定し、前記最大値が最小になる経路における前記第２のノードを、前記第１のノードの接続先として選択し、前記ノードのエネルギー減少度は、当該ノードの初期エネルギー量に対する、１サイクルにおいて当該ノードがデータの受信に要するエネルギー量と当該ノードが１サイクルにおいてデータの送信に要するエネルギー量との和の割合である。   Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, when the number of shortest hops from the root node is smaller, one or more nodes are included for each of a plurality of higher levels, and when each node receives data from a lower node, A route selection device that selects a route of a network that repeats a cycle of transmitting data received together with an upper node is searched by a search unit that searches for a node belonging to the level in order from the upper level, and the search unit A selection unit that selects, as a connection destination, any one of the higher-order nodes adjacent to the node, and the selection unit includes a plurality of higher-order second nodes When communication with a node is possible, for each route when the first node is connected to each of the plurality of second nodes, A maximum value of the energy reduction degree of the node is specified, and the second node in the path where the maximum value is minimum is selected as a connection destination of the first node, and the energy reduction degree of the node is The ratio of the sum of the amount of energy required for the node to receive data in one cycle and the amount of energy required for the node to transmit data in one cycle with respect to the initial energy amount of the node.

各ノードからのデータがルートノードに集約されるネットワークの寿命を長期化することができる。   The lifetime of the network in which data from each node is aggregated to the root node can be extended.

ワイヤレスセンサーネットワークの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a wireless sensor network. 従来方式による最短経路センサーツリーの寿命の増加手法を示す図である。It is a figure which shows the increase method of the lifetime of the shortest path | route sensor tree by a conventional system. 従来方式の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the problem of a conventional system. 本発明の実施の形態におけるワイヤレスセンサーネットワークの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the wireless sensor network in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における経路選択装置のハードウェア構成例を示す図である。It is a figure which shows the hardware structural example of the route selection apparatus in embodiment of this invention. 本発明の実施の形態における経路選択装置の機能構成例を示す図である。It is a figure which shows the function structural example of the route selection apparatus in embodiment of this invention. 隣接浮遊センサーの取得例を示す図である。It is a figure which shows the acquisition example of an adjacent floating sensor. 隣接センサーリスト記憶部の記憶内容の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the memory content of an adjacent sensor list memory | storage part. ツリーノード記憶部の記憶内容の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the memory content of a tree node memory | storage part. エネルギー減少度Ｄの更新例を示す図である。It is a figure which shows the example of an update of energy reduction degree D. FIG. 本実施の形態におけるツリー経路選択手順の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the tree path | route selection procedure in this Embodiment. 本実施の形態におけるツリー経路選択手順の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the tree path | route selection procedure in this Embodiment.

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図４は、本発明の実施の形態におけるワイヤレスセンサーネットワークの構成例を示す図である。図４におけるＷＳＮは、ルートセンサーノードＲをルートとし、レベルＬ１〜Ｌ３のそれぞれのレベルにおいて１以上のセンサーを含む。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a wireless sensor network according to the embodiment of the present invention. The WSN in FIG. 4 has a root sensor node R as a root, and includes one or more sensors at each of the levels L1 to L3.

図中の点線はセンサー間の隣接関係を示し、レベルは各センサーのＲからの最短ホップ数によって定義される。隣接関係とは、通信（接続）が可能な関係をいい、例えば、一方が、他方からの電波信号（例えば、ＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator））の到達範囲内に有る関係をいう。また、各センサーの識別番号は、当該センサーが属するレベルと、当該レベル内でのセンサー識別番号とを「−」で接続したものである。また、識別番号を特定せずに＊で表わすことにより、あるレベル内のセンサー全般を表す場合（例：Ｌ２−＊、Ｌ３−＊）もある。   The dotted line in the figure indicates the adjacency relationship between sensors, and the level is defined by the shortest hop number from R of each sensor. The adjacency relationship refers to a relationship in which communication (connection) is possible, for example, one of which is within the reach of a radio signal (for example, RSSI (Received Signal Strength Indicator)) from the other. The identification number of each sensor is obtained by connecting the level to which the sensor belongs and the sensor identification number within the level with “−”. Further, there are cases in which all the sensors within a certain level are represented by representing with * without specifying the identification number (for example, L2- *, L3- *).

本実施の形態では、ルートセンサーノードＲを頂点とする複数センサーからなるデータ収集ツリーの経路が生成される。ツリー上の各ツリーセンサーノードが、ルートセンサーノードまでツリーに沿ってデータを転送する集約サイクルを繰り返し、ルートセンサーノードが、収集したデータをベースステーションに定期的に送信する。   In the present embodiment, a route of a data collection tree composed of a plurality of sensors having the root sensor node R as a vertex is generated. Each tree sensor node on the tree repeats an aggregation cycle in which data is transferred along the tree to the root sensor node, and the root sensor node periodically transmits the collected data to the base station.

なお、初期状態では、ルートセンサーノードＲのみがツリーセンサーノードあり、他のセンサーは、浮遊センサーであるとする。また、ルートセンサーノードは、各センサーのセンサーデータの経路を選択する経路選択装置１０を含む。すなわち、各浮遊センサーＬ１−＊、Ｌ２−＊、Ｌ３−＊は、経路選択（ルーティング）を行う必要がない。   In the initial state, only the root sensor node R is a tree sensor node, and the other sensors are floating sensors. Further, the route sensor node includes a route selection device 10 that selects a route of sensor data of each sensor. That is, each floating sensor L1- *, L2- *, L3- * does not need to perform route selection (routing).

図５は、本発明の実施の形態における経路選択装置のハードウェア構成例を示す図である。図５の経路選択装置１０は、それぞれバスＢで相互に接続されているドライブ装置１００、補助記憶装置１０２、メモリ装置１０３、ＣＰＵ１０４、及びインタフェース装置１０５等を有する。   FIG. 5 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the route selection device according to the embodiment of the present invention. The path selection device 10 in FIG. 5 includes a drive device 100, an auxiliary storage device 102, a memory device 103, a CPU 104, an interface device 105, and the like that are mutually connected by a bus B.

経路選択装置１０での処理を実現するプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体１０１によって提供される。プログラムを記憶した記録媒体１０１がドライブ装置１００にセットされると、プログラムが記録媒体１０１からドライブ装置１００を介して補助記憶装置１０２にインストールされる。但し、プログラムのインストールは必ずしも記録媒体１０１より行う必要はなく、ネットワークを介して他のコンピュータよりダウンロードするようにしてもよい。補助記憶装置１０２は、インストールされたプログラムを格納すると共に、必要なファイルやデータ等を格納する。   A program that realizes processing in the route selection apparatus 10 is provided by a recording medium 101 such as a CD-ROM. When the recording medium 101 storing the program is set in the drive device 100, the program is installed from the recording medium 101 to the auxiliary storage device 102 via the drive device 100. However, the program need not be installed from the recording medium 101 and may be downloaded from another computer via a network. The auxiliary storage device 102 stores the installed program and also stores necessary files and data.

メモリ装置１０３は、プログラムの起動指示があった場合に、補助記憶装置１０２からプログラムを読み出して格納する。ＣＰＵ１０４は、メモリ装置１０３に格納されたプログラムに従って経路選択装置１０に係る機能を実行する。インタフェース装置１０５は、ネットワークに接続するためのインタフェースとして用いられる。   The memory device 103 reads the program from the auxiliary storage device 102 and stores it when there is an instruction to start the program. The CPU 104 executes a function related to the route selection device 10 according to a program stored in the memory device 103. The interface device 105 is used as an interface for connecting to a network.

図６は、本発明の実施の形態における経路選択装置の機能構成例を示す図である。図６において、経路選択装置１０は、隣接センサー情報取得部１１、レベル毎ルート決定部１２、ツリー経路最終決定部１３、及びルーティング要求部１４等を含む。レベル毎ルート決定部１２は、エネルギー減少度更新部１２１及び最終ルート決定部１２２等を含む。これら各部は、経路選択装置１０にインストールされた１以上のプログラムが、ＣＰＵ１０４に実行させる処理により実現される。経路選択装置１０は、また、隣接センサーリスト記憶部１５及びツリーノード記憶部１６等を利用する。これら各記憶部は、例えば、メモリ装置１０３、補助記憶装置１０２、又は経路選択装置１０にネットワークを介して接続可能な記憶装置等を用いて実現可能である。   FIG. 6 is a diagram illustrating a functional configuration example of the route selection device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 6, the route selection device 10 includes an adjacent sensor information acquisition unit 11, a level-by-level route determination unit 12, a tree route final determination unit 13, a routing request unit 14, and the like. The level-by-level route determination unit 12 includes an energy decrease degree update unit 121, a final route determination unit 122, and the like. Each of these units is realized by processing that one or more programs installed in the route selection apparatus 10 cause the CPU 104 to execute. The route selection device 10 also uses an adjacent sensor list storage unit 15 and a tree node storage unit 16. Each of these storage units can be realized by using, for example, a storage device that can be connected to the memory device 103, the auxiliary storage device 102, or the route selection device 10 via a network.

以下、経路選択装置１０が実行する処理手順について説明する。   Hereinafter, a processing procedure executed by the route selection device 10 will be described.

まず、隣接センサー情報取得部１１は、ルートセンサーノードＲの隣接浮遊センサーを探索する。本実施の形態では、Ｌ１−１及びＬ１−２が、該当隣接浮遊センサーとして検知される。なお、隣接浮遊センサーの検知は、例えば、各隣接浮遊センサーから発信されている電波の受信によって行われる。   First, the adjacent sensor information acquisition unit 11 searches for an adjacent floating sensor of the route sensor node R. In the present embodiment, L1-1 and L1-2 are detected as corresponding adjacent floating sensors. In addition, the detection of the adjacent floating sensor is performed, for example, by receiving a radio wave transmitted from each adjacent floating sensor.

隣接センサー情報取得部１１は、隣接浮遊センサーとして検知されたＬ１−１及びＬ１−２のそれぞれからセンサー情報を取得し（図７）、取得されたセンサー情報を隣接センサーリスト記憶部１５に記憶する。或るセンサーのセンサー情報には、当該センサーの識別子や、当該センサーの初期エネルギー量（後述のＥ_ｉ）等が含まれている。 The adjacent sensor information acquisition unit 11 acquires sensor information from each of L1-1 and L1-2 detected as adjacent floating sensors (FIG. 7), and stores the acquired sensor information in the adjacent sensor list storage unit 15. . The sensor information of a certain sensor includes an identifier of the sensor, an initial energy amount of the sensor (E _i described later), and the like.

図８は、隣接センサーリスト記憶部の記憶内容の一例を示す図である。図８には、隣接センサーリスト記憶部１５の記憶内容の遷移が示されている。この時点において、隣接センサーリスト記憶部１５の記憶内容は、（１）に示される通りである。なお、図８において、Ｌ１−１、Ｌ１−２等は、Ｌ１−１、Ｌ１−２等のそれぞれのセンサー情報を示す。   FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the contents stored in the adjacent sensor list storage unit. FIG. 8 shows the transition of the stored contents of the adjacent sensor list storage unit 15. At this time, the stored contents of the adjacent sensor list storage unit 15 are as shown in (1). In FIG. 8, L1-1, L1-2, and the like indicate sensor information of L1-1, L1-2, and the like.

続いて、レベル毎ルート決定部１２のエネルギー減少度更新部１２１は、Ｌ１−１及びＬ１−２のそれぞれのセンサー情報を隣接センサーリスト記憶部１５から取得して、Ｌ１−１、Ｌ１−２のエネルギー減少度を更新する。   Subsequently, the energy reduction degree update unit 121 of the level-by-level route determination unit 12 acquires the sensor information of each of L1-1 and L1-2 from the adjacent sensor list storage unit 15, and stores L1-1 and L1-2. Update energy reduction.

エネルギー減少度は、以下の式１によって算出される。
Ｄ＝（Ｅ_Ｔｘ×Ｔ_Ｎ＋Ｅ_Ｒｘ×Ｒ_Ｎ）／Ｅ_ｉ （式１）
但し、Ｅ_Ｔｘは、１パケットの送信に必要とされるエネルギー量、Ｅ_Ｒｘは、１パケットの受信に必要とされるエネルギー量、Ｅ_ｉは、当該ツリーセンサーノードの初期エネルギー量、Ｔ_Ｎは、１データ集約サイクルに必要な送信パケット数、Ｒ_Ｎは、データ集約サイクルの受信パケット数である。すなわち、或るツリーセンサーノードのエネルギー減少度は、当該ツリーセンサーノードの初期エネルギー量に対する、１データ集約サイクルにおいて当該ツリーセンサーノードがデータの受信に要するエネルギー量と当該ツリーセンサーノードが１データ集約サイクルにおいてデータの送信に要するエネルギー量との和の割合である。 The energy reduction degree is calculated by the following equation 1.
D = (E _Tx × T _N + E _Rx × R _N ) / E _i (Formula 1)
Where E _Tx is the amount of energy required to transmit one packet, E _Rx is the amount of energy required to receive one packet, E _i is the initial energy amount of the tree sensor node, and T _N is 1 is the number of transmission packets required for one data aggregation cycle, and _RN is the number of received packets in the data aggregation cycle. That is, the energy reduction degree of a certain tree sensor node is the amount of energy required for the tree sensor node to receive data in one data aggregation cycle relative to the initial energy amount of the tree sensor node, and the tree sensor node has one data aggregation cycle. Is the ratio of the sum to the amount of energy required for data transmission.

なお、Ｅ_Ｔｘ及びＥ_Ｒｘは、例えば、予め、経路選択装置１０に設定されており、各センサーに共通の値である。また、Ｅ_ｉは、センサーから取得されたセンサー情報に含まれており、センサーごとに異なりうる。 Note that _ETx and _ERx are, for example, set in advance in the route selection device 10 and are values common to the sensors. E _i is included in the sensor information acquired from the sensor, and may be different for each sensor.

また、或るツリーセンサーノードの送信パケット数Ｔ_Ｎは、当該ツリーセンサーノードが１データ集約サイクルで受信する全てのパケットに含まれているデータの総数と、１つの送信パケットに格納可能なデータ数とに基づいて算出され、或るツリーセンサーノードの受信パケット数Ｒ_Ｎは、当該ツリーセンサーノードの下位に直接接続するツリーセンサーノードの送信パケット数Ｔ_Ｎの総和である。 Further, the transmission packet number _TN of a certain tree sensor node is the total number of data included in all packets received by the tree sensor node in one data aggregation cycle, and the number of data that can be stored in one transmission packet. is calculated based on the bets, the received packet number R _N of a certain tree sensor node is the sum of the transmission packet number T _N of the tree sensor nodes connected directly to the lower of the tree the sensor node.

具体的には、或るツリーセンサーノードの送信パケット数Ｔ_Ｎ、受信パケット数Ｒ_Ｎは、次のように求められる。 Specifically, the transmission packet number T _N of a certain tree sensor _node, the received packet number R _N is determined as follows.

当該ツリーセンサーノードに繋がる親ツリーセンサーノード、直下の子センサーノード毎にバッファを生成し（例えば、メモリ装置１０３内にツリーセンサーノードごとに、親又は子とのリンクごとにバッファを生成し）、各バッファに記録されるセンサーデータ数をＢ_Ｎとし、データ集約率をｑ、整数Ａ、Ｂ（０≦Ｂ＜ｑ）とした場合、
Ｂ_Ｎ＝Ａ×ｑ＋Ｂ、 （式２）
と表すことができる。この際、Ｂ＝０の場合は、当該バッファに記録されたデータ数に必要な送／受信パケットはＡと判定され、Ｂ＞０の場合は、当該バッファに記録されたデータ数に必要な受信／送信パケット数はＡ＋１となると判定される。また、ｑは、例えば、予め、経路選択装置１０に設定されており、各センサーに共通の値である。また、データ集約率とは、一つのパケットに集約できる（一つのパケットに格納可能な）センサーデータ数をいう。 A buffer is generated for each parent tree sensor node connected to the tree sensor node and a child sensor node immediately below (for example, a buffer is generated for each tree sensor node in the memory device 103 and for each link with the parent or child), If the number of sensor data to be recorded in each buffer and B _N, and data aggregation rate q, integers a, and B (0 ≦ B <q) ,
B _N = A × q + B (Formula 2)
It can be expressed as. At this time, if B = 0, the transmission / reception packet necessary for the number of data recorded in the buffer is determined as A, and if B> 0, reception necessary for the number of data recorded in the buffer is determined. / The number of transmitted packets is determined to be A + 1. Further, q is set in advance in the route selection device 10 and is a value common to each sensor, for example. Further, the data aggregation rate refers to the number of sensor data that can be aggregated into one packet (stored in one packet).

なお、エネルギー減少度更新部１２１は、エネルギー減少度の更新に先立って、エネルギー減少度の更新対象のツリーセンサーノードの各リンクに対応するバッファ内の値を更新する。この時点では、Ｌ１−１、Ｌ１−２のそれぞれの、ルートセンサーノードＲへの送信バッファ内に１が記録される。   In addition, the energy reduction degree update part 121 updates the value in the buffer corresponding to each link of the tree sensor node of the energy reduction degree update object prior to the update of the energy reduction degree. At this time, 1 is recorded in each of the transmission buffers to the route sensor node R of L1-1 and L1-2.

なお、ルートセンサーノードＲは、全ての経路の最終点であるので、ルートセンサーノードＲについて、エネルギー減少度の更新を行う必要がない。   Since the route sensor node R is the final point of all routes, it is not necessary to update the energy reduction degree for the route sensor node R.

続いて、レベル毎ルート決定部１２の最終ルート決定部１２２は、Ｌ１−１、Ｌ１−２がルートセンサーノードＲの隣接ノードであるため、Ｌ１−１、Ｌ１−２を、ツリー上でルートセンサーノードＲの直下に接続するツリーセンサーノードとして確定し、当該接続関係を示す情報をツリーノード記憶部１６に記憶する。   Subsequently, the final route determination unit 122 of the route determination unit 12 for each level determines that L1-1 and L1-2 are route sensors on the tree because L1-1 and L1-2 are adjacent nodes of the route sensor node R. The tree sensor node is determined to be connected immediately below the node R, and information indicating the connection relation is stored in the tree node storage unit 16.

図９は、ツリーノード記憶部の記憶内容の一例を示す図である。図９には、ツリーノード記憶部１６の記憶内容の遷移が示されている。この時点において、ツリーノード記憶部１６の記憶内容は、（１）に示される通りである。   FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the contents stored in the tree node storage unit. FIG. 9 shows the transition of the stored contents of the tree node storage unit 16. At this time, the stored contents of the tree node storage unit 16 are as shown in (1).

続いて、隣接センサー情報取得部１１は、ツリーセンサーノードＬ１−１、Ｌ１−２それぞれの隣接浮遊センサーを探索する。具体的には、隣接センサー情報取得部１１は、ツリーセンサーノードＬ１−１、Ｌ１−２のそれぞれから、まだ、ツリーセンサーノードになっていない隣接浮遊センサーのセンサー情報を取得する（図７）。すなわち、Ｌ１−１によって検知されるＬ２−１のセンサー情報が、Ｌ１−１を介して取得され、Ｌ１−２によって検知されるＬ２−２のセンサー情報が、Ｌ１−２を介して取得される。取得されたセンサー情報は、検知元のツリーセンサーノードのセンサー情報に関連付けられて、隣接センサーリスト記憶部１５に記憶される。この時点において、隣接センサーリスト記憶部１５の記憶内容は、図８の（２）に示される通りである。（２）では、Ｌ２−１が、Ｌ１−１の隣接センサーリスト（但し、リストの要素は１つ）であり、Ｌ２−２が、Ｌ１−２の隣接センサーリスト（但し、リストの要素は１つ）であることが示されている。   Subsequently, the adjacent sensor information acquisition unit 11 searches for adjacent floating sensors of the tree sensor nodes L1-1 and L1-2. Specifically, the adjacent sensor information acquisition unit 11 acquires sensor information of adjacent floating sensors that are not yet tree sensor nodes from the tree sensor nodes L1-1 and L1-2 (FIG. 7). That is, L2-1 sensor information detected by L1-1 is acquired via L1-1, and L2-2 sensor information detected by L1-2 is acquired via L1-2. . The acquired sensor information is stored in the adjacent sensor list storage unit 15 in association with the sensor information of the detection source tree sensor node. At this time, the stored contents of the adjacent sensor list storage unit 15 are as shown in (2) of FIG. In (2), L2-1 is an adjacent sensor list of L1-1 (provided that there is one element in the list), and L2-2 is an adjacent sensor list of L1-2 (provided that the element of the list is 1). Is shown).

続いて、エネルギー減少度更新部１２１は、隣接センサーリスト記憶部１５から、Ｌ１−１及びＬ１−２のそれぞれの隣接センサーリストを取得して、各隣接センサーリストに係る経路上の各ツリーセンサーノードの各リンクに対応するバッファ内の値を更新すると共に、当該ツリーセンサーノードのエネルギー減少度を更新する。   Subsequently, the energy reduction degree update unit 121 acquires the adjacent sensor lists of L1-1 and L1-2 from the adjacent sensor list storage unit 15, and each tree sensor node on the path related to each adjacent sensor list The value in the buffer corresponding to each link is updated, and the energy decrease degree of the tree sensor node is updated.

具体的には、Ｌ２−１を新規ツリーセンサーノードとして、Ｌ１−１を親候補のツリーセンサーノードとして接続した場合について、Ｌ２−１のＬ１−１とのリンクに対応する送信バッファに１が記録されて、Ｌ２−１のエネルギー減少度が、式１及び式２に従って更新される。また、Ｌ１−１のＬ２−１とのリンクに対応する受信バッファに１が記録されるとともに、Ｌ１−１のＲとのリンクに対応する送信バッファに１が加算されて、Ｌ１−１のエネルギー減少度が式１及び式２に従って更新される。   Specifically, when L2-1 is connected as a new tree sensor node and L1-1 is connected as a parent candidate tree sensor node, 1 is recorded in the transmission buffer corresponding to the link between L2-1 and L1-1. Then, the energy decrease degree of L2-1 is updated according to Equation 1 and Equation 2. In addition, 1 is recorded in the reception buffer corresponding to the link with L2-1 of L1-1, and 1 is added to the transmission buffer corresponding to the link with R of L1-1, so that the energy of L1-1 The degree of decrease is updated according to Equation 1 and Equation 2.

同様にして、Ｌ２−２を新規ツリーセンサーノードとして、Ｌ１−２を親候補のツリーセンサーノードとして接続した場合について、Ｌ２−２及びＬ１−２のエネルギー減少度が式１及び式２に従って更新される。   Similarly, when L2-2 is connected as a new tree sensor node and L1-2 is connected as a parent candidate tree sensor node, the energy reduction degree of L2-2 and L1-2 is updated according to Equation 1 and Equation 2. The

この際、Ｌ１−１にはＬ２−１のみが、Ｌ１−２にはＬ２−２のみが隣接浮遊センサーとして存在するので（換言すれば、Ｌ２−１、Ｌ２−２のそれぞれには、親候補が１つしか無いため）、最終ルート決定部１２２は、Ｌ２−１をＬ１−１の直下に接続するツリーセンサーノードとして、Ｌ２−２をＬ１−２の直下に接続するツリーセンサーノードとして確定し、当該接続関係を示す情報をツリーノード記憶部１６に記憶する。この時点において、ツリーノード記憶部１６の記憶内容は、図９の（２）に示される通りである。   At this time, only L2-1 exists in L1-1 and only L2-2 exists in L1-2 as an adjacent floating sensor (in other words, each of L2-1 and L2-2 has a parent candidate. Therefore, the final route determination unit 122 determines L2-1 as a tree sensor node that connects directly under L1-1 and L2-2 as a tree sensor node that connects directly under L1-2. , Information indicating the connection relationship is stored in the tree node storage unit 16. At this time, the stored contents of the tree node storage unit 16 are as shown in (2) of FIG.

ここで、新たなレベル２（Ｌ２）のツリーセンサーノードが決定したので、レベル毎ルート決定部１２は、Ｌ２−１、Ｌ２−２の隣接センサーの取得を、隣接センサー情報取得部１１に要求する。   Here, since a new level 2 (L2) tree sensor node has been determined, the level-by-level route determination unit 12 requests the adjacent sensor information acquisition unit 11 to acquire the adjacent sensors L2-1 and L2-2. .

続いて、隣接センサー情報取得部１１は、Ｌ２−１及びＬ２−２のそれぞれの隣接浮遊センサーを探索する。具体的には、Ｌ２−１によって検知された隣接浮遊センサーである、Ｌ３−１〜Ｌ３−３のセンサー情報が、Ｌ２−１から取得され、Ｌ２−２によって検知された隣接浮遊センサーである、Ｌ３−１〜Ｌ３−４のセンサー情報が、Ｌ２−２から取得される（図７）。Ｌ２−１及びＬ２−２のそれぞれから取得されたセンサー情報は、隣接センサーリスト記憶部１５に記憶される。この時点において、隣接センサーリスト記憶部１５の記憶内容は、図８の（３）に示される通りである。すなわち、（２）まで記憶されていた、Ｌ１−１、Ｌ１−２の隣接センサーリストは、この時点で、Ｌ２−１、Ｌ２−２の隣接センサーリストに置き換えられる。Ｌ２のセンサーは全て、ツリーセンサーノードとして既にツリーノード記憶部１６に記憶されているからである。   Subsequently, the adjacent sensor information acquisition unit 11 searches for the adjacent floating sensors of L2-1 and L2-2. Specifically, the sensor information of L3-1 to L3-3, which are adjacent floating sensors detected by L2-1, is acquired from L2-1 and is the adjacent floating sensor detected by L2-2. The sensor information of L3-1 to L3-4 is acquired from L2-2 (FIG. 7). The sensor information acquired from each of L2-1 and L2-2 is stored in the adjacent sensor list storage unit 15. At this time, the stored contents of the adjacent sensor list storage unit 15 are as shown in (3) of FIG. That is, the adjacent sensor list of L1-1 and L1-2 stored up to (2) is replaced with the adjacent sensor list of L2-1 and L2-2 at this time. This is because all the sensors of L2 are already stored in the tree node storage unit 16 as tree sensor nodes.

続いて、エネルギー減少度更新部１２１は、Ｌ２−１の隣接センサーリストと、Ｌ２−２の隣接センサーリストとを順に取得して、各隣接センサーリストに係る経路上の各ツリーセンサーノードの各リンクに対応するバッファと、当該各ツリーセンサーノードのエネルギー減少度とを更新する。   Subsequently, the energy reduction degree update unit 121 sequentially acquires the adjacent sensor list of L2-1 and the adjacent sensor list of L2-2, and each link of each tree sensor node on the path related to each adjacent sensor list. And the energy reduction degree of each tree sensor node is updated.

まず、エネルギー減少度更新部１２１は、Ｌ２−１の隣接センサーであるＬ３−１〜Ｌ３−３を新規ツリーセンサーノードとして、Ｌ２−１を親候補のツリーセンサーノードとして接続した場合について、Ｌ３−＊からルートノードセンサーＲまでの経路上で、ルートノードセンサーＲを除く全てのツリーセンサーノードの当該経路に係るリンクに対応するバッファ内の値を更新し、当該全てのツリーセンサーノードのエネルギー減少度を、式１及び式２に従って更新する。   First, the energy reduction degree updating unit 121 connects L3-1 to L3-3, which are adjacent sensors of L2-1, as new tree sensor nodes and L2-1 as a parent candidate tree sensor node. * On the path from the root node sensor R, the value in the buffer corresponding to the link related to the path of all tree sensor nodes except the root node sensor R is updated, and the energy reduction degree of all the tree sensor nodes Is updated according to Equation 1 and Equation 2.

続いて、エネルギー減少度更新部１２１は、Ｌ２−２の隣接センサーＬ３−１〜Ｌ３−４のうち、まず、親候補が決まっていないＬ３−４を新規ツリーセンサーノードとして、Ｌ２−２を親候補のツリーセンサーノードとして接続した場合について、Ｌ３−４からＲへの経路上のツリーセンサーノードの当該経路に係るリンクに対応するバッファ内の値を更新し、当該ツリーセンサーノードのエネルギー減少度を更新する。   Subsequently, the energy decrease degree updating unit 121 first sets L3-4 whose parent candidate is not determined among the adjacent sensors L3-1 to L3-4 of L2-2 as a new tree sensor node, and sets L2-2 as a parent. When connected as a candidate tree sensor node, the value in the buffer corresponding to the link related to the path of the tree sensor node on the path from L3-4 to R is updated, and the energy reduction degree of the tree sensor node is updated. Update.

この際のＬ１−２のエネルギー減少度Ｄの更新例を図１０に示す。図１０において、左側の例は、Ｌ２−２がＬ１−２の直下に新規ツリーセンサーノードとして接続された場合のＤの更新例である。この場合、ｑ＝４、Ｅ_Ｔｘ＝２、Ｅ_Ｒｘ＝１とすると、Ｄは、１／７５から１／５０に更新される。 An update example of the energy reduction degree D of L1-2 at this time is shown in FIG. In FIG. 10, the example on the left is an update example of D when L2-2 is connected as a new tree sensor node immediately below L1-2. In this case, if q = 4, E _Tx = 2 and E _Rx = 1, D is updated from 1/75 to 1/50.

また、右に示すように、Ｌ３−４が、更に新規ツリーセンサーノードとしてＬ２−２の直下に接続された場合は、Ｌ１−２の受信センサーデータ数は１増えて２になり、送信データ数は１増えて３となるが、いずれもデータ集約率ｑよりも小さい。したがって、送受信パケット数に変更がないため、Ｄに変更はない。このように、或るツリーセンサーノードに関するＤの更新は、当該ツリーセンサーノードの各リンクに対応するバッファに基づいて、式２によって判定できる。   As shown on the right, when L3-4 is further connected as a new tree sensor node directly under L2-2, the number of received sensor data of L1-2 increases by 1 to 2, and the number of transmitted data Increases by 1 to 3, but both are smaller than the data aggregation rate q. Therefore, since there is no change in the number of transmitted / received packets, there is no change in D. Thus, the update of D for a certain tree sensor node can be determined by Equation 2 based on the buffer corresponding to each link of the tree sensor node.

続いて、エネルギー減少度更新部１２１は、Ｌ２−２の隣接センサーＬ３−１〜Ｌ３−４のうち、既にツリーセンサーノードであり、Ｌ２−１の直下であるＬ３−１について、Ｌ２−１を親とする経路とＬ２−２を親とする経路間で、「経路エネルギー減少度」を比較する。   Subsequently, the energy decrease degree updating unit 121 has already changed the L2-1 for the L3-1 that is already a tree sensor node among the adjacent sensors L3-1 to L3-4 of the L2-2 and is directly below the L2-1. The “route energy reduction degree” is compared between the route having the parent and the route having L2-2 as the parent.

ここで、或る経路の経路エネルギー減少度とは、当該経路内において、エネルギー減少度が最大であるツリーセンサーノードのエネルギー減少度をいう。   Here, the path energy reduction degree of a certain path refers to the energy reduction degree of the tree sensor node having the maximum energy reduction degree in the path.

エネルギー減少度更新部１２１は、Ｌ２−２を親とした場合について、Ｌ３−１からルートセンサーノードＲまでの経路上のツリーセンサーノードのエネルギー減少度を更新する。この際、Ｌ３−１がＬ２−１を親候補として接続された際にエネルギー減少度が更新されているセンサーノードのエネルギー減少度は更新されない。図７の例では、エネルギー減少度が更新されないツリーセンサーノードは、Ｌ３−１とルートセンサーノードＲのみであるが、仮に、Ｌ２−２がＬ１−１配下に接続されている場合、Ｌ１−１も更新されない。   The energy reduction degree update unit 121 updates the energy reduction degree of the tree sensor node on the path from L3-1 to the root sensor node R when L2-2 is the parent. At this time, the energy reduction degree of the sensor node whose energy reduction degree is updated when L3-1 is connected with L2-1 as a parent candidate is not updated. In the example of FIG. 7, the tree sensor nodes whose energy reduction degrees are not updated are only L3-1 and the root sensor node R. However, if L2-2 is connected to L1-1, L1-1 is assumed. Will not be updated.

続いて、エネルギー減少度更新部１２１は、Ｌ２−１を親とした場合の経路の経路エネルギー減少度と、Ｌ２−２を親とした場合の経路の経路エネルギー減少度とを比較して、経路エネルギー減少度が小さい経路を親候補として残すとともに、他の経路は親候補ではないとする。   Subsequently, the energy reduction degree updating unit 121 compares the path energy reduction degree of the path when L2-1 is the parent with the path energy reduction degree of the path when L2-2 is the parent, It is assumed that a route with a small degree of energy decrease is left as a parent candidate, and other routes are not parent candidates.

例えば、Ｌ２−２を親とした場合の経路がＬ２−１を親とした場合の経路よりも経路エネルギー減少度が小さい場合は、Ｌ２−１を親とした場合の経路において、Ｌ２−２を親とした場合の経路で使われていないツリーセンサーノード（Ｌ２−１、Ｌ１−１）の各リンクに対応するバッファからＬ３−１のセンサーデータ分の１を減算し、必要に応じてこれらのセンサーノードのエネルギー減少度を再度更新する。理由は、Ｌ２−１を親とする経路は使われないことが決定したからである。   For example, when the path energy decrease degree is smaller than the path when L2-2 is the parent than the path when L2-1 is the parent, L2-2 is set in the path when L2-1 is the parent. Subtract 1/3 of L3-1 sensor data from the buffer corresponding to each link of the tree sensor nodes (L2-1, L1-1) that are not used in the path of the parent, and if necessary, these Update the energy reduction degree of the sensor node again. The reason is that it has been determined that the route whose parent is L2-1 is not used.

Ｌ３−２及びＬ３−３についてもＬ３−１と同様に経路エネルギー減少度の比較を行って、Ｌ２−１とＬ２−２とのいずれの親候補に接続するかを決定する。   Similarly to L3-1, L3-2 and L3-3 compare the path energy decrease degree to determine which parent candidate of L2-1 and L2-2 is connected.

続いて、最終ルート決定部１２２は、Ｌ３−＊の全ての接続先を決定し、その接続関係を示す情報を、ツリーノード記憶部１６に記憶する。この時点におけるツリーノード記憶部１６の記憶内容は、例えば、図９の（３）に示される通りである。この例では、Ｌ３−＊の全ての接続先が、Ｌ２−２として決定された例が示されている。   Subsequently, the final route determination unit 122 determines all connection destinations of L3- *, and stores information indicating the connection relationship in the tree node storage unit 16. The stored contents of the tree node storage unit 16 at this time are as shown in (3) of FIG. 9, for example. In this example, an example in which all connection destinations of L3- * are determined as L2-2 is shown.

本実施の形態では、レベル３が最下位のレベルであるため、隣接センサー情報取得部１１は、Ｌ３−＊に対する隣接浮遊センサーの探索に失敗する。隣接浮遊センサーの探索の失敗に応じ、ツリー経路最終決定部１３は、ツリー経路の生成の完了を検知する。そこで、ルーティング要求部１４は、ツリーノード記憶部１６に記憶されている接続関係を実現するためのルーティングをＷＳＮに対して要求する。なお、ルーティング要求部１４は、レベルごとにルーティングをＷＳＮ対して要求してもよい。例えば、本実施の形態では、レベルＬ１、Ｌ２、又はＬ３までのそれぞれの接続関係がツリーノード記憶部１６に記憶されるたびに、その際に記憶されている接続関係を実現するためのルーティングがＷＳＮに対して要求されてもよい。そうすることで、各レベルにおける隣接浮遊センサーの探索処理を効率化することができる。   In the present embodiment, since level 3 is the lowest level, the adjacent sensor information acquisition unit 11 fails to search for an adjacent floating sensor for L3- *. In response to the search failure of the adjacent floating sensor, the tree path final determination unit 13 detects completion of generation of the tree path. Therefore, the routing request unit 14 requests the WSN to perform routing for realizing the connection relationship stored in the tree node storage unit 16. Note that the routing request unit 14 may request routing from the WSN for each level. For example, in the present embodiment, each time the connection relations up to level L1, L2, or L3 are stored in the tree node storage unit 16, routing for realizing the connection relation stored at that time is performed. It may be requested from the WSN. By doing so, the search process of the adjacent floating sensor in each level can be made efficient.

図３と同じ条件において、本実施の形態によって、従来の問題点が解決できることを説明する。図１１及び図１２は、本実施の形態におけるツリー経路選択手順の具体例を示す図である。図１１及び図１２を通して、ｑ＝４、Ｅ_Ｔｘ＝２、Ｅ_Ｒｘ＝１であり、各ツリーセンサーノードの括弧内の数字は、当該センサーの初期エネルギー量を示す。 It will be described that the conventional problem can be solved by the present embodiment under the same conditions as in FIG. 11 and 12 are diagrams showing a specific example of a tree path selection procedure in the present embodiment. 11 and 12, q = 4, E _Tx = 2 and E _Rx = 1, and the number in parentheses of each tree sensor node indicates the initial energy amount of the sensor.

図１１（１）は、Ｌ１のツリーセンサーノードであるＬ１−１、Ｌ１−２が、ルートセンサーノードＲの直下に接続された時点を示す。この時点において、Ｌ１−１、Ｌ１−２のルートセンサーノードＲへのリンクに対応するバッファ内の値は、１つの送信データを示す１であるので、式２においてＡ＝０、Ｂ＝１となる。この場合、このバッファに１データ集約サイクルで必要な送信パケット数はＡ＋１＝１となる。つまり、Ｌ１−１、Ｌ１−２は、受信パケットを受け取らないが、送信パケット数として１が必要になる。そのため、式１より、Ｌ１−１のエネルギー減少度及びＬ１−２のエネルギー減少度は、以下の通りとなる。
Ｌ１−１のエネルギー減少度＝Ｅ_Ｔｘ／Ｅ_ｉ＝２／１００＝１／５０
Ｌ１−２のエネルギー減少度＝２／１５０＝１／７５
図１１（２）は、Ｌ２のツリーセンサーノードであるＬ２−１、Ｌ２−２のそれぞれが、Ｌ１−１、Ｌ１−２直下に接続された時点を示す。Ｌ２−１、Ｌ２−２のそれぞれに対応する送信バッファには、１つの送信データを示す１が記録されるため、Ｌ２−１、Ｌ２−２のエネルギー減少度は、それぞれ２／５０、２／２００になる。また、Ｌ２−＊からＲまでの経路上のＬ１−１、Ｌ１−２もエネルギー減少度の更新が必要になる。ここでは、Ｌ１−１のＬ２−１からの受信バッファ内のデータ数が０から１になるので、Ｅ_Ｒｘ＝１の受信のためのエネルギーが新たに考慮され、Ｌ１−１のエネルギー減少度＝（２＋１）／１００＝３／１００に更新される。同様にして、Ｌ１−２のエネルギー減少度＝（２＋１）／１５０＝１／５０に更新される。 FIG. 11 (1) shows a point in time when L1-1 and L1-2, which are tree sensor nodes of L1, are connected immediately below the root sensor node R. At this time, since the value in the buffer corresponding to the link to the route sensor node R of L1-1 and L1-2 is 1 indicating one transmission data, A = 0 and B = 1 in Equation 2 Become. In this case, the number of transmission packets required for this buffer in one data aggregation cycle is A + 1 = 1. That is, L1-1 and L1-2 do not receive a received packet, but 1 is required as the number of transmitted packets. Therefore, from Equation 1, the energy reduction degree of L1-1 and the energy reduction degree of L1-2 are as follows.
L1-1 energy reduction degree _{= E Tx / E i = 2} /100 = 1/50
L1-2 energy decrease rate = 2/150 = 1/75
FIG. 11 (2) shows a point in time when L2-1 and L2-2, which are L2 tree sensor nodes, are connected directly under L1-1 and L1-2. Since 1 indicating one transmission data is recorded in the transmission buffer corresponding to each of L2-1 and L2-2, the energy reduction degree of L2-1 and L2-2 is 2/50, 2 /, respectively. 200. In addition, L1-1 and L1-2 on the route from L2- * to R need to be updated with an energy reduction degree. Here, since the number of data in the reception buffer from L2-1 of L1-1 is changed from 0 to 1, energy for reception of E _Rx = 1 is newly considered, and the degree of energy decrease of L1-1 = It is updated to (2 + 1) / 100 = 3/100. Similarly, the energy reduction degree of L1-2 is updated to (2 + 1) / 150 = 1/50.

図１１（３）は、Ｌ３のツリーセンサーノードが、Ｌ２−１の直下に接続され、その後にＬ２−２の隣接浮遊センサーであるＬ３−４が、Ｌ２−２直下に接続された時点を示す。Ｌ３−１〜Ｌ３−３がＬ２−１に接続された場合、Ｌ２−１に関しては、Ｌ３−＊との間の各リンクに対応する３つの受信バッファが保持されるが、その各バッファにはそれぞれ１つのデータを示す１が記録される。そのため、各バッファで必要となる受信パケット数は１であり、合計３つの受信パケットを１データ集約サイクルで受信することになる。Ｌ２−１に対応する送信バッファのデータ数は、自センサーデータを合わせると４であり、ｑ＝４のため、送信パケット数は１である。そのため、Ｌ２−１のエネルギー減少度は（２＋１×３）／５０に更新される。Ｌ１−１は、Ｌ２−１からのリンクに対応する受信バッファ内のデータ数が４であるため、受信パケット数は１であるが、ルートセンサーノードＲへのリンクに対応する送信バッファ内のデータ数は、自身のデータを含むので５となり、送信パケット数は２となる。そのため、Ｌ１−１のエネルギー減少度は（２×２＋１）／１００に更新される。   FIG. 11 (3) shows a point in time when the tree sensor node of L3 is connected immediately below L2-1, and then L3-4, which is an adjacent floating sensor of L2-2, is connected directly below L2-2. . When L3-1 to L3-3 are connected to L2-1, with respect to L2-1, three reception buffers corresponding to each link with L3- * are held, 1 indicating each piece of data is recorded. Therefore, the number of received packets necessary for each buffer is 1, and a total of three received packets are received in one data aggregation cycle. The number of data in the transmission buffer corresponding to L2-1 is 4 when the own sensor data is combined. Since q = 4, the number of transmission packets is 1. Therefore, the energy decrease degree of L2-1 is updated to (2 + 1 × 3) / 50. L1-1 has a reception buffer count of 1 because the number of data in the reception buffer corresponding to the link from L2-1 is 4, but the data in the transmission buffer corresponding to the link to the route sensor node R is 1. The number is 5 because it includes its own data, and the number of transmitted packets is 2. Therefore, the energy decrease degree of L1-1 is updated to (2 × 2 + 1) / 100.

図１１（４）では、Ｌ２−２の隣接ノードとしてのＬ３−１がＬ２−２の直下に接続した場合について評価されている。この時点で、Ｌ３−１は、一時的にＬ２−１及びＬ２−２の両方の直下に接続している状態となっている。ただし、Ｌ２−１の直下のときに、既にエネルギー減少度Ｄが更新されているツリーセンサーノードのエネルギー減少度Ｄは更新されない。この例では、Ｌ３−１のみが該当するが、仮に、Ｌ２−２の親ツリーセンサーノードがＬ１−１の場合、Ｌ１−１は、既にＬ３−１のデータを考慮してエネルギー減少度Ｄが更新されているので更新されないことになる。   In FIG. 11 (4), the case where L3-1 as an adjacent node of L2-2 is connected immediately below L2-2 is evaluated. At this time, L3-1 is temporarily connected directly below both L2-1 and L2-2. However, the energy reduction degree D of the tree sensor node whose energy reduction degree D has already been updated is not updated immediately below L2-1. In this example, only L3-1 is applicable, but if the parent tree sensor node of L2-2 is L1-1, L1-1 already has the energy reduction degree D in consideration of the data of L3-1. Since it has been updated, it will not be updated.

図１２（１）では、図１１（４）の状態において、Ｌ３−１の親として、Ｌ２−１及びＬ２−２のいずれが適しているのかを、両者に係る経路の経路エネルギー減少度を比較することにより決定されている。この例では、両者の経路がルートセンサーノードＲまで交わらないが、仮に、Ｌ２−２がＬ１−１の直下である場合は、Ｌ１−１に至るまでの経路間での比較になる（Ｌ２−１とＬ２−２のエネルギー減少度の比較）。すなわち、経路エネルギー減少度の比較は、比較される経路が交わるまでの区間に関して行われればよい。   In FIG. 12 (1), in the state of FIG. 11 (4), which of L2-1 and L2-2 is suitable as the parent of L3-1, the path energy reduction degree of the paths related to both is compared. Has been determined. In this example, both routes do not cross to the route sensor node R. However, if L2-2 is directly below L1-1, comparison is made between the routes up to L1-1 (L2- Comparison of energy reduction degree between 1 and L2-2). That is, the path energy reduction degree may be compared with respect to a section until the paths to be compared intersect.

経路エネルギー減少度は、経路上の各ツリーセンサーノードのエネルギー減少度の中での最大値であるため、Ｌ２−１経由の経路の経路エネルギー減少度は、Ｌ２−１の１／１０である。また、Ｌ２−２経由の経路の経路エネルギー減少度は、１／５０が複数あるので１／５０である。この場合、Ｌ２−２経由の方の経路エネルギー減少度が小さいため、Ｌ２−２経由の経路が選択され、Ｌ２−１が親候補から外される。その結果、図１２（２）のように、Ｌ３−１は、Ｌ２−１からＬ２−２に接続し直し、Ｌ２−１、Ｌ１−１のエネルギー減少度が、Ｌ３−１のデータが受信されない状態における値に再更新される。   Since the path energy reduction degree is the maximum value among the energy reduction degrees of the tree sensor nodes on the path, the path energy reduction degree of the path via L2-1 is 1/10 of L2-1. The path energy reduction degree of the path via L2-2 is 1/50 because there are a plurality of 1/50. In this case, since the path energy decrease degree via L2-2 is smaller, the path via L2-2 is selected and L2-1 is excluded from the parent candidates. As a result, as shown in FIG. 12 (2), L3-1 is reconnected from L2-1 to L2-2, and the energy decrease degree of L2-1 and L1-1 is not received by the data of L3-1. It is updated again with the value in the state.

図１２（２）では、Ｌ２−２の隣接センサーであるＬ３−２を、Ｌ２−２の直下に接続した場合について評価されている。図１２（１）の場合と同様に、Ｌ２−１経由の場合との経路エネルギー減少度が比較される。Ｌ２−１経由の経路では、Ｌ２−１のエネルギー減少度２／２５が最も大きく、Ｌ２−２経由の経路では、Ｌ１−２のエネルギー減少度１／３０が最も大きい。この場合、Ｌ２−２経由の経路の経路エネルギー減少度の方が小さいため、Ｌ２−２がＬ３−２の親候補として選択される。したがって、（３）に示すように、Ｌ２−１がＬ３−２の親とはならないことが確定したので、Ｌ２−１、Ｌ１−１のエネルギー減少度が、Ｌ３−２からのデータが受信されない状態における値に再更新される。   In FIG. 12 (2), the case where L3-2, which is an adjacent sensor of L2-2, is connected directly below L2-2 is evaluated. Similar to the case of FIG. 12 (1), the path energy reduction degree is compared with that via L2-1. In the route via L2-1, the energy decrease degree 2/25 of L2-1 is the largest, and in the route via L2-2, the energy decrease degree 1/30 of L1-2 is the largest. In this case, since the path energy decrease degree of the path via L2-2 is smaller, L2-2 is selected as a parent candidate of L3-2. Therefore, as shown in (3), since it has been determined that L2-1 is not the parent of L3-2, the energy reduction degree of L2-1 and L1-1 is not received from L3-2. It is updated again with the value in the state.

図１２（３）では、Ｌ２−２の隣接センサーであるＬ３−３をＬ２−２直下に接続した場合について評価されている。図１２（１）及び（２）の場合と同様に、Ｌ２−１経由の場合との経路エネルギー減少度が比較される。Ｌ２−１経由の経路では、Ｌ２−１のエネルギー減少度３／５０が最も大きく、Ｌ２−２経由の経路では、Ｌ１−２あるいはＬ２−２のエネルギー減少度１／２５が最も大きい。この場合、Ｌ２−２経由の経路の経路エネルギー減少度の方が小さいため、Ｌ２−２がＬ３−３の親候補として選択される。したがって、（４）に示すように、Ｌ２−１がＬ３−３の親とはならないことが確定したので、Ｌ２−１、Ｌ１−１のエネルギー減少度が、Ｌ３−３からのデータが受信されない状態における値に再更新される。   In FIG. 12 (3), the case where L3-3, which is an adjacent sensor of L2-2, is connected immediately below L2-2 is evaluated. Similarly to the cases of FIGS. 12 (1) and 12 (2), the path energy reduction degree is compared with the case of via L2-1. In the route via L2-1, the energy reduction degree 3/50 of L2-1 is the largest, and in the route via L2-2, the energy reduction degree 1/25 of L1-2 or L2-2 is the largest. In this case, since the path energy decrease degree of the path via L2-2 is smaller, L2-2 is selected as a parent candidate of L3-3. Therefore, as shown in (4), since it has been determined that L2-1 is not the parent of L3-3, the energy reduction degree of L2-1 and L1-1 is not received from L3-3. It is updated again with the value in the state.

図１２（４）は、本実施の形態を図３のＷＳＮに適用した場合の経路の選択結果である。ここに示される通り、本実施の形態では、ツリー上のバランスだけでなく、初期エネルギー量とデータ集約率とを考慮したエネルギー減少率を正確に計算することが可能となることによって、ツリー寿命の長い最短経路ツリーの作成が可能とされている。   FIG. 12 (4) shows a route selection result when this embodiment is applied to the WSN of FIG. As shown here, in the present embodiment, not only the balance on the tree but also the energy decrease rate considering the initial energy amount and the data aggregation rate can be accurately calculated, so that the tree lifetime can be calculated. It is possible to create a long shortest path tree.

なお、図１１及び図１２の例では、各Ｌ３−＊の親候補がＬ２−１及びＬ２−２の２つのみであったが、３つ以上の親候補（Ｌ２−３、Ｌ２−４、...）がある場合は、親候補として残っているＬ２−２経由の経路と、Ｌ２−３経由の経路の経路エネルギー減少度の比較が行われ、経路エネルギー減少度が大きい親候補が、親候補から外される。このプロセスをＬ３−＊の全てのＬ２−＊までのリンクに対して行い、最終的に親候補として残った親候補が最終的な親として最終ルート決定部１２２によって決定され、決定された親との接続関係を示す情報がツリーノード記憶部１６に記憶される。   11 and 12, there are only two parent candidates for L3- *, L2-1 and L2-2, but three or more parent candidates (L2-3, L2-4, ...), the route energy reduction degree of the route via L2-2 and the route via L2-3 remaining as parent candidates is compared, and a parent candidate having a large route energy reduction degree is Removed from parent candidates. This process is performed for all the links of L3- * up to L2- *, and finally the parent candidate remaining as the parent candidate is determined as the final parent by the final route determination unit 122, and the determined parent and Is stored in the tree node storage unit 16.

上述したように、本実施の形態によれば、各レベルで最も経路エネルギー減少度が小さくなる親候補に浮遊センサーが接続されるが、経路を構成する各センサーのエネルギー減少度にはセンサーの初期エネルギー量が考慮されている。したがって、初期エネルギー量が異なるセンサーで構成されるＷＳＮにおいて、図３で説明したようなツリー寿命低下を避けることができる。また、最もエネルギー減少度が小さい経路が使われるため、ツリー寿命が延びる効果が得られる。   As described above, according to the present embodiment, the floating sensor is connected to the parent candidate having the smallest path energy decrease degree at each level, but the energy decrease degree of each sensor constituting the path depends on the initial sensor level. The amount of energy is taken into account. Therefore, in the WSN composed of sensors having different initial energy amounts, it is possible to avoid the tree life reduction as described with reference to FIG. In addition, since the path with the smallest energy decrease is used, an effect of extending the tree life can be obtained.

また、本実施の形態では、エネルギー減少度にデータ集約率ｑが反映される。したがって、データ集約率が高い（ｑの値が大きい）場合、各ツリーセンサーノードのエネルギー減少速度は遅くなるため、各ツリーセンサーノードのエネルギー減少度は小さくなる必要があるが、式２のようにｑの値に応じた正確なパケット数を、ツリー上の全ての接続リンク毎に求めることができる。   In the present embodiment, the data aggregation rate q is reflected in the degree of energy reduction. Therefore, when the data aggregation rate is high (the value of q is large), the energy decrease rate of each tree sensor node is slowed down. Therefore, the energy decrease degree of each tree sensor node needs to be small, but The exact number of packets corresponding to the value of q can be obtained for every connection link on the tree.

なお、本実施の形態において、隣接センサー情報取得部１１は、探索部の一例である。レベル毎ルート決定部１２は、選択部の一例である。   In the present embodiment, the adjacent sensor information acquisition unit 11 is an example of a search unit. The level-based route determination unit 12 is an example of a selection unit.

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は斯かる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。   As mentioned above, although the Example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to such specific embodiment, In the range of the summary of this invention described in the claim, various deformation | transformation・ Change is possible.

１０ 経路選択装置
１１ 隣接センサー情報取得部
１２ レベル毎ルート決定部
１３ ツリー経路最終決定部
１４ ルーティング要求部
１５ 隣接センサーリスト記憶部
１６ ツリーノード記憶部
１００ ドライブ装置
１０１ 記録媒体
１０２ 補助記憶装置
１０３ メモリ装置
１０４ ＣＰＵ
１０５ インタフェース装置
１２１ エネルギー減少度更新部
１２２ 最終ルート決定部
Ｂ バス DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Path | route selection apparatus 11 Adjacent sensor information acquisition part 12 Route | route determination part 13 for every level Tree path final determination part 14 Routing request | requirement part 15 Adjacent sensor list memory | storage part 16 Tree node memory | storage part 100 Drive apparatus 101 Recording medium 102 Auxiliary storage apparatus 103 Memory apparatus 104 CPU
105 Interface Device 121 Energy Reduction Level Update Unit 122 Final Route Determination Unit B Bus

Claims (8)

ルートノードからの最短ホップ数が小さい程上位である複数のレベルごとに１以上のノードを含み、各ノードは、下位のノードからデータを受信すると、当該ノードのデータと共に受信したデータを上位のノードに送信するサイクルを繰り返すネットワークの経路を選択する経路選択装置であって、
上位のレベルから順に、当該レベルに属するノードを探索する探索部と、
前記探索部によって探索されたノードごとに、当該ノードが隣接する上位のノードのうちのいずれかを接続先として選択する選択部とを有し、
前記選択部は、
探索された第１のノードが複数の上位の第２のノードと通信可能な場合には、複数の前記第２のノードのそれぞれに前記第１のノードが接続した場合の各経路について、当該経路上の各ノードのエネルギー減少度のうちの最大値を特定し、前記最大値が最小になる経路における前記第２のノードを、前記第１のノードの接続先として選択し、
前記ノードのエネルギー減少度は、当該ノードの初期エネルギー量に対する、１サイクルにおいて当該ノードがデータの受信に要するエネルギー量と当該ノードが１サイクルにおいてデータの送信に要するエネルギー量との和の割合である、
ことを特徴とする経路選択装置。 As the shortest number of hops from the root node is smaller, each node includes one or more nodes at a plurality of higher levels. When each node receives data from a lower node, the received data together with the data of the node A route selection device that selects a network route that repeats a cycle of transmission to
In order from the higher level, a search unit that searches for nodes belonging to the level,
For each node searched by the search unit, a selection unit that selects any one of the upper nodes adjacent to the node as a connection destination,
The selection unit includes:
When the searched first node is communicable with a plurality of higher-order second nodes, the route is related to each route when the first node is connected to each of the plurality of second nodes. Identify the maximum value of the energy reduction degree of each of the nodes above, and select the second node in the path where the maximum value is minimum as the connection destination of the first node;
The energy reduction degree of the node is a ratio of the sum of the energy amount required for the node to receive data in one cycle and the energy amount required for the node to transmit data in one cycle with respect to the initial energy amount of the node. ,
A route selection device characterized by that. 前記選択部は、
前記第１のノードが複数の上位の第２のノードと通信可能な場合には、複数の前記第２のノードのそれぞれに前記第１のノードが接続した場合の各経路について、前記第１のノードが送信するデータの数に基づいて、当該経路上の各ノードの前記エネルギー減少度を更新して、当該経路に係る前記最大値を特定する、
ことを特徴とする請求項１記載の経路選択装置。 The selection unit includes:
When the first node can communicate with a plurality of higher-order second nodes, the first node is connected to each of the plurality of second nodes with respect to each path when the first node is connected. Based on the number of data transmitted by the node, update the energy reduction degree of each node on the route to identify the maximum value related to the route.
The route selection device according to claim 1. １以上の前記データを格納する１パケットの送信に必要とされるエネルギー量をＥ_ｔｘ、１以上の前記データを格納する１パケットの受信に必要とされるエネルギー量をＥ_Ｒｘとした場合、
前記ノードのエネルギー減少度Ｄは、当該ノードの初期エネルギー量をＥ_ｉ、当該ノードの１サイクルの送信パケット数をＴ_Ｎ、当該ノードの１サイクルの受信パケット数をＲ_Ｎとした場合、
Ｄ＝（Ｅ_Ｔｘ×Ｔ_Ｎ＋Ｅ_Ｒｘ×Ｒ_Ｎ）／Ｅ_ｉ
であることを特徴とする請求項１又は２記載の経路選択装置。 When the amount of energy required for transmission of one packet storing one or more of the data is E _tx and the amount of energy required for receiving one packet storing one or more of the data is E _Rx ,
Energy reduction degree D of the node, if E the initial amount of energy of the node _i, T _N the number of transmission packets of one cycle of the _node, the number of received packets of one cycle of the node was R _N,
D = (E _Tx × T _N + E _Rx × R _N ) / E _i
The route selection device according to claim 1 or 2, wherein 前記ノードの前記送信パケット数Ｔ_Ｎは、当該ノードが１サイクルで受信する全てのパケットに含まれているデータの総数と、１つの送信パケットに格納可能なデータ数とに基づいて算出され、
前記ノードの前記受信パケット数Ｒ_Ｎは、当該ノードの下位に直接接続するノードの送信パケット数Ｔ_Ｎの総和である、
ことを特徴とする請求項３記載の経路選択装置。 The number T _N of transmission packets of the node is calculated based on the total number of data included in all packets received by the node in one cycle and the number of data that can be stored in one transmission packet,
The received packet number R _N of the node is the sum of the transmission packet number T _N of nodes connected directly to the lower of the node,
The route selection device according to claim 3. ルートノードからの最短ホップ数が小さい程上位である複数のレベルごとに１以上のノードを含み、各ノードは、下位のノードからデータを受信すると、当該ノードのデータと共に受信したデータを上位のノードに送信するサイクルを繰り返すネットワークの経路を選択する経路選択装置が、
上位のレベルから順に、当該レベルに属するノードを探索する探索手順と、
前記探索手順において探索されたノードごとに、当該ノードが隣接する上位のノードのうちのいずれかを接続先として選択する選択手順とを実行し、
前記選択手順は、
探索された第１のノードが複数の上位の第２のノードと通信可能な場合には、複数の前記第２のノードのそれぞれに前記第１のノードが接続した場合の各経路について、当該経路上の各ノードのエネルギー減少度のうちの最大値を特定し、前記最大値が最小になる経路における前記第２のノードを、前記第１のノードの接続先として選択し、
前記ノードのエネルギー減少度は、当該ノードの初期エネルギー量に対する、１サイクルにおいて当該ノードがデータの受信に要するエネルギー量と当該ノードが１サイクルにおいてデータの送信に要するエネルギー量との和の割合である、
ことを特徴とする経路選択方法。 As the shortest number of hops from the root node is smaller, each node includes one or more nodes at a plurality of higher levels. When each node receives data from a lower node, the received data together with the data of the node The route selection device that selects the route of the network that repeats the cycle of sending to
A search procedure for searching for nodes belonging to the level in order from the upper level,
For each node searched in the search procedure, a selection procedure for selecting any one of the upper nodes adjacent to the node as a connection destination is executed.
The selection procedure is:
When the searched first node is communicable with a plurality of higher-order second nodes, the route is related to each route when the first node is connected to each of the plurality of second nodes. Identify the maximum value of the energy reduction degree of each of the nodes above, and select the second node in the path where the maximum value is minimum as the connection destination of the first node;
The energy reduction degree of the node is a ratio of the sum of the energy amount required for the node to receive data in one cycle and the energy amount required for the node to transmit data in one cycle with respect to the initial energy amount of the node. ,
A route selection method characterized by the above. 前記選択手順は、
前記第１のノードが複数の上位の第２のノードと通信可能な場合には、複数の前記第２のノードのそれぞれに前記第１のノードが接続した場合の各経路について、前記第１のノードが送信するデータの数に基づいて、当該経路上の各ノードの前記エネルギー減少度を更新して、当該経路に係る前記最大値を特定する、
ことを特徴とする請求項５記載の経路選択方法。 The selection procedure is:
When the first node can communicate with a plurality of higher-order second nodes, the first node is connected to each of the plurality of second nodes with respect to each path when the first node is connected. Based on the number of data transmitted by the node, update the energy reduction degree of each node on the route to identify the maximum value related to the route.
6. The route selection method according to claim 5, wherein: １以上の前記データを格納する１パケットの送信に必要とされるエネルギー量をＥ_ｔｘ、１以上の前記データを格納する１パケットの受信に必要とされるエネルギー量をＥ_Ｒｘとした場合、
前記ノードのエネルギー減少度Ｄは、当該ノードの初期エネルギー量をＥ_ｉ、当該ノードの１サイクルの送信パケット数をＴ_Ｎ、当該ノードの１サイクルの受信パケット数をＲ_Ｎとした場合、
Ｄ＝（Ｅ_Ｔｘ×Ｔ_Ｎ＋Ｅ_Ｒｘ×Ｒ_Ｎ）／Ｅ_ｉ
であることを特徴とする請求項５又は６記載の経路選択方法。 When the amount of energy required for transmission of one packet storing one or more of the data is E _tx and the amount of energy required for receiving one packet storing one or more of the data is E _Rx ,
Energy reduction degree D of the node, if E the initial amount of energy of the node _i, T _N the number of transmission packets of one cycle of the _node, the number of received packets of one cycle of the node was R _N,
D = (E _Tx × T _N + E _Rx × R _N ) / E _i
The route selection method according to claim 5 or 6, wherein: 前記ノードの前記送信パケット数Ｔ_Ｎは、当該ノードが１サイクルで受信する全てのパケットに含まれているデータの総数と、１つの送信パケットに格納可能なデータ数とに基づいて算出され、
前記ノードの前記受信パケット数Ｒ_Ｎは、当該ノードの下位に直接接続するノードの送信パケット数Ｔ_Ｎの総和である、
ことを特徴とする請求項７記載の経路選択方法。 The number T _N of transmission packets of the node is calculated based on the total number of data included in all packets received by the node in one cycle and the number of data that can be stored in one transmission packet,
The received packet number R _N of the node is the sum of the transmission packet number T _N of nodes connected directly to the lower of the node,
The route selection method according to claim 7, wherein:

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