JP2019146249A - 無線通信デバイス及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電池によって駆動される無線通信デバイスを含むシステム全体の寿命を効率的に延ばす。【解決手段】無線通信デバイスは、データを管理する管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと管理サーバとの間で、蓄電池からの電力供給によってデータを送受信する。無線通信デバイスは、所定期間に渡る間無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを判定し、継続可能であると判定した場合には、無線通信デバイスが他の通信デバイスと管理サーバとの間でデータを送受信する第１動作パターンを実行し、継続可能でないと判定した場合には、無線通信デバイスが間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、他の通信デバイスが無線通信デバイスを経由させることなく管理サーバに対してデータを送信するように、他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する。【選択図】図９

Description

本発明の実施形態は、無線通信デバイス及び無線通信システムに関する。

エネルギー・工業・ヘルスケア・公共・交通等の各種領域のアプリケーションを実現する基幹系システムに対し、データ利活用の裾野を拡大するために、センサデバイスを設置したサブシステムの構築が進んでいる。センサデバイスは、電池によって駆動される場合、電池の寿命を長くされることがシステム全体の寿命に貢献する。

また、実際のシステムでは、上位系のサーバや下位系の無線通信デバイスは、マルチベンダで構成される場合がある。この場合、動作開始後の動作更新の可否や取り扱うデータ粒度は、ＨＷ／ＳＷ（Hardware／Software）での実装形態に依存して異なることがある。

特開２０１３−３０８７１号公報

従来は、蓄電池によって駆動される無線通信デバイスを含むシステム全体の寿命を効率的に延ばすことができないという問題があった。本発明が解決しようとする課題は、蓄電池によって駆動される無線通信デバイスを含むシステム全体の寿命を効率的に延ばすことができる無線通信デバイス及び無線通信システムを提供することである。

実施形態の無線通信デバイスは、データを管理する管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと管理サーバとの間で、蓄電池からの電力供給によってデータを送受信可能にされた無線通信デバイスであって、第１取得部と、第２取得部と、第１判定部と、実行部と、を有する。第１取得部は、管理サーバがデータを管理する周期に対応づけられた動作のタイミングを含む第１情報を取得する。第２取得部は、無線通信デバイスの動作に応じて残量が変化する蓄電電力量を含む第２情報を取得する。第１判定部は、所定期間に渡る間無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、第１情報及び第２情報に基づいて判定する。実行部は、第１判定部が継続可能であると判定した場合には、無線通信デバイスが他の通信デバイスと管理サーバとの間でデータを送受信する第１動作パターンを実行し、第１判定部が継続可能でないと判定した場合には、無線通信デバイスが間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、他の通信デバイスが無線通信デバイスを経由させることなく管理サーバに対してデータを送信するように、他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する。

実施形態にかかる無線通信システムの構成例を示す図。 実施形態にかかる無線通信デバイスの構成の概略を例示する図。 サブシステムにおける複数の無線通信デバイス間の通信経路を例示する図。 デバイス管理部が有する機能の概要を示す機能ブロック図。 管理サーバのアプリケーションにおける制御・監視データに関わる図表。 管理サーバのアプリケーションにおける制御・監視データに関わる図表。 実施形態にかかる無線通信デバイスの寿命性に関わる図表。 各デバイスに関わるパラメータを示す図表。 実施形態にかかる無線通信デバイスが実行する動作アルゴリズムを示すフローチャート。 寿命性の機能に関する各種情報の種類と粒度を示す図。 各種情報に基づく動作パターンの判定と更新の結果を模式的に示す図。 判定を行うために必要な情報を概念的に示す図。 実施形態にかかる無線通信デバイス単体の間欠動作を示す図。 実施形態にかかる無線通信デバイスが通信経路を変更する動作を示す図。 実施形態にかかる無線通信システム１の動作シーケンスを例示する図。

まず、実施形態にかかる無線通信システムに関する背景について説明する。ＩＣＴ（Information and Communication Technology）活用による経営のオペレーション効率化をどう収益につなげるかにおいて、無駄を極力少なくさせたマージンレスがベースラインのコンセプトとして各種の領域において普及が進んでいる。

例えば、Ｓｕｐｐｌｙ Ｃｈａｉｎ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔは、デバイス（機器）の流れをトレースしてコストをマージンレスにするものであり、固定コストで最大スループットを達成することが目標指標となる。また、Ｒｅｖｅｎｕｅ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔは、デバイス（機器）・サービスに関する価格帯毎の需要をトレースし、獲得機会・獲得収益をマージンレスにするものであり、価格・需要毎のスループットの効率化が目標指標となる。

これらのマージンレスの取り組みは、例えば、エネルギー・工業・ヘルスケア・公共・交通の各種領域の各々の前提要件に対応させた、アプリケーション・システムプラットフォーム・デバイス（機器）管理の組み合わせで具体的に実現される。

例えば、エネルギー領域においては、スマートグリッド、スマートコミニティのシステムがある。これらのシステムでは、用途毎に、電力インフラ、産業（商業・工業）、家庭が存在する。電力インフラは、電力会社等の公益事業者が設備を保有するものであり、エネルギー供給の安定化に向けて、投資・調整・管理が実施される。産業（商業・工業）は、ビルや工場等のオーナーが設備を保有するものであり、公益事業者との間で契約されるエネルギー量の規模に応じて、電力の場合には、特別高圧需要家、高圧需要家などと区別される。

日本国内の電気事業法によれば、契約電力２，０００ｋＷ以上が大口の特別高圧需要家、契約電力５０−２，０００ｋＷが高圧需要家となり、高圧需要家は、更に、小口と大口に分類される。家庭は、契約電力が５０ｋＷ未満の低圧・電灯需要家である。一般に、産業（商業・工業）は施設が大規模で複数フロアを有するのに対して、家庭は、施設の規模が小さく、設置される機器も役割毎に単数の場合が多い。

また、電力の領域の場合、発電所（給電指令所）を中心に、電力インフラ、産業（商業・工業）、家庭の用途がある。電力会社等の公益事業者が所有者となる電力インフラ側には、μＥＭＳ（micro Energy Management System）、ＳＣＡＤＡ（Supervisory Control And Data Acquisition）配下に、自然エネルギー（太陽光発電システム、風力発電システム、水力発電システム等からなるエネルギー源）に分類されるＰＶ（Photovoltaic）、更に、エネルギー貯蔵（蓄電池システム等からなるエネルギーストレージ）に分類されるＢＥＳＳ（Battery Energy Management System）が存在する。

また、産業（商業・工業）、家庭等の需要家側には、需要家側ＥＭＳを中心に、スマートメータ、サブメータ、ＰＶ、ＢＥＳＳ、ＥＶ（Electric Vehicle）が存在する。商業分野であるビル用の需要家側ＥＭＳはＢＥＭＳ（Building Energy Management System）、工業分野である工場用の需要家側ＥＭＳはＦＥＭＳ（Factory Energy Management System）、家庭用の需要家側ＥＭＳはＨＥＭＳ（Home Energy Management System）と呼ばれる。

また、ＰＶや風力発電等を含む自然エネルギー源、及びＢＥＳＳ等を含むエネルギーストレージには、入出力電力を変換（交流−直流、直流−交流、直流−直流、交流−交流）するインバータ／ＰＣＳ（Power Conditioning System）が接続される。概念上、ＰＣＳはインバータに属するが、特に、ＰＶ／ＢＥＳＳ等の電源系（発電・蓄電）に接続される場合には、電力系統等との連系機能を有することから、電力を整流する意味合いを込めて、ＰＣＳと呼ばれる。

具体的には、電力会社の発電所の中央給電指令所（原子力・火力・水力の発電量を管理）に置かれるのがＥＭＳ（Energy Management System）、その配下に送配電網を管理するためにμＥＭＳが複数存在、μＥＭＳは更に複数の需要家の施設を管理する。需要家の構内には空調や照明等の電力消費については汎用インバータと共に、ＢＥＳＳ／ＰＶ等の電源系はＰＣＳと共に設置される。従来、ＰＣＳに相当する電力変換器は、ファームウェアの遠隔更新を含め片方向の通信が主体であったが、スマートグリッド、スマートコミュニティの進展が進み、制御を含めた双方向通信の登場の流れがある。

例えばローカルコントローラは、内側に設置された複数のＢＥＳＳ／ＰＶの電力管理（監視制御）を効率良く行い、上位には１つの集合体として見せる他、各種の標準プロトコル・インターフェースの方式を搭載する。なお、上位のＥＭＳやローカルコントローラとインバータ／ＰＣＳ間の連携に加え、インバータ／ＰＣＳ同士の連携の形態もある。例えば、受電容量内での電力分担（自律協調）、複数電源の同期運転（自律協調）、ブラックアウト時の継続運転（自立協調）等の形態がある。

具体的には、電力分担は、仮想化連携（マスターのインバータ／ＰＣＳが総要求電力を取得、複数のスレーブ変換器に電力量を配分して制御、上位に対しては１台のインバータ／ＰＣＳとして動作）、縮退運転（システム内のインバータ／ＰＣＳの故障を検知したマスターは、総要求電力の増減が無いよう、故障したスレーブが分担していた電力を再配分して制御）、効率最適化運転（総要求電力が、複数台のインバータ／ＰＣＳの群の最大定格を下回る場合、マスターが各スレーブの運転効率が最大となるよう電力量を配分、稼働台数を削減。システム全体としてのインバータの効率性を向上）等の機能が考えられる。

また、同期運転は、複数台のインバータ／ＰＣＳを並列的に運転、電力の出力増を図る用途で電源位相とも呼ばれる。電源位相の機能は、交流側出力における横流（起電力の差によって流れる無効横流、起電力の位相差によって流れる同期横流、起電力の波形差によって流れる高調波横流）発生を、通信を用いて同期する。ここでは、電圧・周波数の２つが必須で、一般的に、周波数の監視は外から信号情報を与えている。周波数の監視機能はインバータ／ＰＣＳの設計時に最初から意図して入れ込むことも考えられる。続いて、マスターの役割が全体を統制、自らの電圧・周波数を管理すると共に、周りの電圧・周波数を管理して統制する。こうしたインバータ／ＰＣＳ同士の連携では、公益事業者や需要家の特定範囲の消費・発電・蓄電のシステム全体を管理することが困難となるため、ＥＭＳやスマートメータ等との連携が重要になる。

発電所（給電指令所）は、火力や原子力等の燃料源によって大容量の電力を生成、送配電網等の電力インフラを通じて、産業（商業・工業）や家庭等の需要家側に供給する。上述したように、発電所から需要家に至る送配電網は、総称して電力インフラ（電力系統網）と呼ばれる。電力インフラ上に設置された自然エネルギー（ＰＶ、風力発電）は、自然界に存在するエネルギーを元に電力を生成し、発電所と同様に送配電網を通じて電力系統網から需要家に電力を供給する。自然エネルギーを電力系統網に設置することにより、発電所の負担を考慮しながらの運用が可能となる。

一方、電力インフラ上に設置されたＢＥＳＳは、発電所や自然エネルギーが生成した電力を貯蔵する。μＥＭＳやＳＣＡＤＡは、こうした発電所や自然エネルギーの供給電力と、需要家側で消費する需要電力を含めたシステム全体の安定化を、電力網及び通信網双方を活用して管理する。例えば、離島・コミュニティ等の系統独立時の安定化制御、系統接続時の安定化制御（アンシラリーサービス）、配電網用の中電圧及び定電圧の制御、ＢＥＳＳ／ＰＶ／ＥＶ変動抑制制御を行うことが考えられる。

需要家におけるＢＥＳＳの設置効果は、電力会社との間の契約電力（ピーク時間帯の最大消費電力の契約値、又は自然可能エネルギーの逆潮流売電時の電圧や周波数の契約値）に応じた管理に関わる。例えば、電力消費の場合、需要家が、契約電力を超える電力を消費すると、契約の違反に対する金銭的なペナルティが電力会社から課せられる。このため、需要家は、ＢＥＳＳを活用、自然エネルギーが発電した余剰電力の貯蔵分や夜間電力の貯蔵分を活用して、ピーク時の電力消費（Ｗ）を抑えるピークカットや、１日当たりの全体の消費電力量（Ｗｈ）を平滑化するピークシフトで契約電力の管理を行う。

また、逆潮流時は、電力インフラの安定化のため、国や地域毎に定められた規定の電圧や周波数に収めた管理を行わない場合、同じく契約の違反に対する金銭的なペナルティが電力会社から課せられる。この場合もＢＥＳＳを活用して自然エネルギーの発電による変動を抑えることができる。なお、電力会社が設ける電気料金体系の中には力率によって電気料金が優遇されるものがある。これは主に商業や工業等の大口の顧客向けで、一定期間ごとの有効電力量と無効電力量とで力率の平均値を算出し電気料金を割り引く等の措置がとられる。

以上のような、電力会社と需要家の契約に関するエネルギー管理、各々の視点において、これらを大きな概念の項目として分類すると、具体的に、デマンド管理（ピークカット／ピークシフト）、逆潮流管理を制御機能として実施することになる。電力網及び通信網の融合分野であるスマートグリッドでは、デマンドレスポンスと呼ばれる公益事業者（電力会社）と需要家間の双方向型のエネルギー管理の仕組みの検討が進んでいる。

ここで、デマンドレスポンスの詳細を述べる。デマンドレスポンスについて、電力会社と需要家間での重要な視点は、責任の所在（所有者の所在）の定義、責任の所在（所有者の所在）を定義した上で何をするかの定義である。このため、デマンドレスポンスを実現する技術は、責任所在に応じ複数の形態が考えられる。電力会社側に全ての責任の所在があるのがダイレクトロードコントロール型デマンドレスポンスである。需要家側での判断の余地はなく、電力会社が需要家の消費電力量を直接管理する。直接負荷抑制契約と呼ばれ、仕組みに留まらず責任所在の契約になる。

その一方で、電力会社と需要家の双方に責任の所在を置いた契約モデルが、ネガワット取引型デマンドレスポンスである。電力会社は消費電力の抑制（例えば何ｋＷ）を需要家側に問い合わせ行い、需要家は需要家の責任で消費電力の抑制を試みる。需要家での抑制が成功した場合、電力会社から金銭的なインセンティブを獲得、失敗すれば金銭的なペナルティが発生する。金銭的な側面について、国や地域毎に電力事情や規制が異なるため全てを一括りにすることは困難であるが、日本の電気事業法の例においては、産業（商業・工業）は一番高いピークに電気料金の基本料金（１ｋＷ当たりの単価）を合わせる。その上で、需要家自身の都合で基本料金を下げるための電力の抑制制御をするのがデマンドコントロールである。需要家自身の都合に、更に、電力会社の都合を加えて、電力量の抑制を双方向で交換するために行うのがデマンドレスポンスである。

このため、需要家側で設備投資の導入スタンスには一定の考え方（デマンドコントロールによる基本料金の節約額＋デマンドレスポンスによる追加のインセンティブ額−省エネ制御に向けた設備投資金額＞０）が存在する。基本料金・電力量料金の内、前者は使用量によらず必ず払うものである。デマンド管理（ピークカット／ピークシフトのためのデマンドコントロール／デマンドレスポンス）は、電力会社の視点では安定した電力供給のための需要量の調整、需要家側の視点は基本料金の調整と区分される。

産業（工業・商業）や家庭に設置されたスマートメータは、需要家側の施設内で消費された電力量を計測、周期的に電力会社の管理サーバに通知する。一般に当該管理サーバはＭＤＭＳ（Metering Data Management System）と呼ばれる。ＭＤＭＳは、需要家側の需要電力の総量を算出／予測することができる。需要家の構内に設置されたＢＥＳＳは、電力会社の系統網から供給された電力、又は、構内のＰＶが生成した電力を貯蔵する。ＥＶは充電器を介し車載電池に電力を貯蔵する。また、産業（商業・工業）では、サブメータが存在する。

スマートメータは、従来のアナログ式誘導型電力量計と異なって、電力をデジタルで計測、メータ内に通信機能を持たせた次世代電力量計である。従来のアナログ型電力量計はアラゴーの円盤の原理によって、内部に電流コイルと電圧コイルが配置されており、これらが計器の円盤を駆動させ、回転力を発生させている。電力量計は動作原理や構造、用途などにより多種が存在するが、一般家庭には交流電力のうち有効電力を積算計量するものが設置されており、内部に回転する円盤が見える誘導形電力量計がある。

具体的に、電力量計の種類は、誘導形電力量計（電力量を一桁ずつ指針によって表示、又は一定の電力量に達するごとにパルス信号を発生させる端子を追加）、無効電力量計、精密級複合計器（力量計、無効電力量計、需要電力計を内蔵した電子式で大口需要家に設置）、最大需要電力計（ある期間内において最大の電力値を計量する電気計器）等の複数種類が存在する。電力会社の所有物として取引に用いられる電力量計には、設置後、電力会社による封印が取り付けられる。一方、サブメータ（子メータ）は、機能そのものは上記電力量計と同等であるものの、所有者の権利や義務が、電力会社に属する場合、需要家に属する場合と各々の場合が存在する。アナログ型電力量計に対する通信機能（インテリジェント機能）を追加したスマートメータは、通信機能を活用し自動検針を行う他、様々なサービスに応用することができる。

ここで、スマートメータの詳細について述べる。スマートメータの最大の特徴は、公益事業者（電力会社、水道・ガス会社）と需要家間の双方向通信である。１日に１回等、あるインターバルで送信する機能に加えて、上位電力会社からの指令値を受信することが新潮流、インテリジェント機能である。例えば、電力会社は、供給不足に陥った際、理解度が進んでいる顧客に対し確認を行ってから消費抑制を依頼させるデマンドレスポンスがあり、デマンドレスポンスに協力してくれた顧客に対しては金銭のインセンティブを与える。また、ＰＶを始めとする自然エネルギーが出ており、需要家側でも発電の流れが起こっている。その際の電気料金が幾らなのかを見るのもスマートメータの重要な役割である。

スマートメータの通信でやりとりされるアップロード情報の内容は、主に消費量（累積値、瞬時値等の多様な消費量情報）である。頻度は１５分に１回程度である。消費量の予測（デマンド）等の情報を入れるか入れないかは自由である。一般に、通信インフラはコンセントレータ／トランスと呼ばれる中継機器が存在する。上述のＭＤＭＳと中継機器間は光ファイバ、スマートメータから中継機器の双方向通信は、有線通信／無線通信の双方の形態が考えられる。

具体的には、スマートメータが上位のＭＤＭＳにメータ情報をアップロードするときに、コンセントレータ（集約機器）を経由する形で公益事業者の光ファイバ網からＨＥＳ（Head End System）まで配送する方法と、広域無線回線を搭載したスマートメータから直接ＨＥＳまで配送する方法の２種類が存在する。１台のコンセントレータは多数のスマートメータを収容する。

スマートメータにおける取引メータは、電力会社の所有物、電力会社と需要家の１契約に１台、１家に１台などの形態で用いられる。また、家庭領域だけでなく、産業領域（商業・工業）のビル・工場でも取引メータの前提は同じである。一方、サブメータはビル・工場のデベロッパや管理オーナーの所有物である。産業領域の施設では、フロア・部屋等の場所毎にエネルギー消費量が異なるため、従来は面積比で計算していたものの、省エネや課金の点で正しく把握しなければならないという課題がある。サブメータは、建屋・フロア・主要な設備の傍に設置、どの部分を消費管理すれば良いかを把握するために用いられる。全ての場所に設置する必要は必ずしもなく、デベロッパや管理オーナーが置きたいと思った所に置く、という設置形態が考えられる。例えば、大きな工場の場合、電気を節約したいがミッションクリティカルな工場圧延機は止めたくないといったような用途に、サブメータによる消費管理が挙げられる。

取引メータは課金に直結することから高精度が求められ、一般に交換期間は１０年程度である。サブメータはベストエフォートでの計測を行うことから、中精度で交換期間は数年程度となる。サブメータにおいても無線通信機能を組み込み、施設内の集中管理室にレポート／アラームを送信する機能を搭載させてエンジニアリングに活用することが考えられる。

また、国・地域毎に電力・ガス・水道のエネルギー管理の仕方は異なる。例えば、日本や米国では個別だが、英国では一体化されている。管理の仕方は多様だが通信は一気通貫にさせたい、という特徴もある。制御と通信のハードウェアとソフトウェアを考えた場合、通信ハードウェアとソフトウェアのプロトコルはスマートメ−タに合わせ統一されていく方向も考えられる。制御については、顧客に提供する制御のパッケ−ジの競争はあるにせよ、通信で統一を図るならば制御も、サ−ビスか台数の多いところが標準となり統一される。

スマートメータに加え、エネルギーシステムの新潮流であるＢＥＳＳ／ＰＶについて更に述べる。ＢＥＳＳに関する電力会社の系統側の用途としては、系統の周波数や電圧などの電力の品質を維持するために、瞬間的な負荷変動に応じて秒単位で出力調整を行い、系統を安定させるアンシラリーサービス（短周期制御）と呼ばれる機能実現のために活用することが想定される。また、ＢＥＳＳに関する産業や家庭等の需要家側の用途としては、単価の安い夜間電力を貯蔵することで、昼間の電力利用が集中する時間帯の融通を行うピークシフト（日間運用）と呼ばれる機能実現のために活用される。なお、ＢＥＳＳを考える場合は、どれだけの量をどのタイミングで、どれだけの時間、充放電するか、が重要な要素となる。

例えば、電力Ｗは蛇口、電力量Ｗｈはそれを時間で積分したバケツのイメージになる。ＢＥＳＳの投資に関するコストダウンの比率は、年円下がっているが、ある閾値を超えた時点で、ＢＥＳＳによる夜間と昼間の電力価格差によるインセンティブとイニシャルコストによる回収期間の関係が逆転する。回収期間時もＢＥＳＳは充放電を行う都度、寿命が減っていくため、メンテナンスのコストも含めトータルで投資が回収するかどうかが重要な視点となる。

一方、ＰＶについては、ＦＩＴ（Feed-In Tariff:固定価格買い取り制度）の導入で、イニシャルコストに対する売電インセンティブによる回収期間が少なくなることが考えられる。ＰＶの管理については集中型の電力制御を行う方法の他、複数台並べて動作させる分散型の電力制御の方法が考えられる。また、ＦＩＴの仕組みと自然エネルギーの発電料金・電力会社からの買電料金の関係は国や地域毎に特徴が異なるが、電力の小売り事業（ＰＶ発電＋不足分を電力会社から買電、余剰分は売電という形態）についても考えられる。ＰＶ等自然エネルギー発電による小売り時は、特にスマートメータとの連携が重要な視点となり得る。従来のエネルギーシステムにおいて、スマートメータ（取引メータ・サブメータ）、ＢＥＳＳ、ＰＶが新たな潮流として登場しており、これらに通信機能と制御機能を搭載し連携させることにより、エネルギーのマージンレス化が図られることになってくる。

電力会社の設備は、発電所（原子力・火力・水力）で発電した電力を、電力インフラ（送配電網等の電力系統）を通じて需要家に配送する。変電所は、電力系統中で電気の電圧や周波数の変換（変電）を行い、各系統の接続とその開閉を行い、電力の流れを制御する電力流通の拠点となる施設である。高い電圧を取り扱う変電所ほど規模が大きくなり、また送電線に関わる施設も大きくなる。電力会社は、このような施設を建設する費用の兼ね合いから、発電所に近い側が最も高い電圧で送られ、需要家（最終消費者）に近づくにつれて順次電圧が落とされていくようになっている。

電圧が次第に低くなる各段階は電圧階級と呼ばれており、各階級の間にはそれに対応した変電所が設置されている。例えば、日本国内の一地域の例としては、超高圧変電所は電圧５００−２７５ｋＶかつ容量３００ＭＶＡ、一次変電所は電圧１５４ｋＶかつ容量１００−１５０ＭＶＡ、二次変電所・配電用変電所は電圧７７−６６ｋＶかつ容量６０−１００ＭＶＡのようになる。これらの変電所の配置の仕方や設備の規模は、国や地域毎に異なる。

一方、需要家は、電圧７７−６６ｋＶを扱う特別高圧需要家（ビル・工場）、電圧６．６ｋＶを扱う高圧需要家（ビル・工場）、電圧１００−２００Ｖの低圧需要家（家庭）等が存在する。特に、一例として、特別高圧需要家における大規模な工場では、容量は３０−６０ＭＶＡとなり、１つの配電用変電所の５０％程度の規模となる場合もある。このような状況において、需要家側が単なる電力消費だけでなく、ＰＶやＢＥＳＳの導入によって発電能力や蓄電能力を備えることは、コストと規模のトレードオフに応じて、電力会社を中心とする公益事業者に対してエネルギー管理上、大きな影響力を持つようになると考えられる。

例えば、仮に、工場の利用電力を賄えるだけの規模を有するＰＶやＢＥＳＳ需要家が導入する場合、電力会社から需要家に対するデマンド管理（ピークカット／ピークシフト）や逆潮流管理のシステム構成や動作の手順が変更されることも想定される。具体的には、従来は、公益事業者から需要家に対する上位から下位へのダウンリンク型の管理（公益事業者から需要家への依頼に基づくインセンティブの付与）であったものに、需要家から公益事業者に対する下位から上位へのダウンリンク型の管理（需要家から公益事業者への提案に基づくインセンティブの獲得）等が加わってくること等も考えられる。

以上のように、エネルギー領域におけるマージンレスの具体的な形態は、公益事業者から需要家の管理を施設単位ではなく、施設内のローカルコントローラやスマートメータ・サブメータを活用したデバイス（機器）単位に行うことで、契約・調整を細粒度にすると共に、エネルギー供給安定化に向けた設備管理や設備投資の精度を上げることが考えられる。

また、工業領域では、公共事業者（電力会社）に関係のある部分としてのエネルギー管理系、工業オーナーに関係のある部分としての生産管理系に区分される。エネルギー管理系のサービスの例では、末端に存在する消費・発電・蓄電等のコンポーネントの電力量のデマンド管理、電源設備管理を実施する。ここで、ＢＥＳＳ／ＰＶを用いたシステムとしての機能は、周波数制御、力率制御、スケジュール制御、蓄電池の稼働状況の監視とシステムとしての長寿命化制御、最適指令値の分配（充電／放電）、ピークカット／ピークシフト制御、ＢＥＳＳ／ＰＶ連携制御（余剰電力の吸収、電力取引用の逆潮流）等になる。これらの機能は、規模の大小に応じて、上位ＥＭＳやローカルコントローラ、ＢＥＳＳ／ＰＶ等に配分することが考えられる。

例えば、システムが大規模な場合、複数のローカルコントローラを束ねる統合コントローラが置かれ、上位ＥＭＳと連携する形態が考えられる。この場合、上位系との通信接続が遮断された場合も、オフライン動作できるように、ローカルコントローラはＥＭＳの制御機能を一部搭載することもできる。

一方、小中規模のシステムの場合は、ローカルコントローラの機能をＰＣＳが直接搭載することが想定される。構成の規模毎に、通信機能や制御機能の度合いもＥＭＳのサブセット機能を有する場合から、上位ＥＭＳから言われたことをそのまま実行する場合、と機能配分のあり方が多様である。また、空調や照明等の電力消費については、エネルギー管理の観点から、消費電力制御、特に、高効率モータ＋インバータを機器単体での性能改善からシステム全体としての改善を通信・制御の機能を搭載させ、更に複数機器間で連携させることで効率が更に上昇する。なお、ここで主に扱われる情報は、電力に関するものの場合、電力会社や需要家、個別の機器自身の各々の視点で、電力Ｗ単位、電流Ａ単位、電圧Ｖ単位と複数の形態が存在する。

なお、電力以外のエネルギーである水・ガスについては、需要家におけるコジェネレーションの導入が挙げられる。コジェネレーションは、内燃機関、外燃機関等の排熱を利用して動力・温熱・冷熱を取り出し、総合エネルギー効率を高める、エネルギー供給システムの一つであり、略してコジェネとも呼ばれる。例えば、ガスタービンエンジンシステムでは、発電用ガスタービンエンジンにより排出される排気によって蒸気を作成する。蒸気吸収冷凍機で冷熱を製造することや、蒸気使用設備で有効に使用される。特にガスタービン発電機と、その排熱を利用した蒸気タービン発電機を複合した発電をコンバインドサイクル発電である。

また、ガスエンジンシステムでは、発電用ガスエンジンの排気排熱ボイラで蒸気を製造することや、エンジン冷却水で水道水を加熱し給湯する。更に、燃料電池システムでは、水素と空気中の酸素から電気をつくりだし、副次的に発生する熱を蒸気や温水として回収する。この他、発電用ディーゼルエンジンの排気排熱を蒸気製造や給湯に利用し、エンジン冷却水で水道水を加熱し給湯するディーゼルエンジンシステムが存在する。これらの電力・水・ガス・熱量を各々メータで計量することで全体の効率化が図れる。

生産管理系とは、エネルギー管理系以外の情報を取扱い、具体的な用途として、ボイラープラントや鉄鋼、電機・機械の生産工場に固有な設備を対象とする。ここでは、ローカルコントローラは、シーケンス制御（Programmable Logic Controller制御）、計装制御（Process Automation制御、温度・水量等のアナログ制御）、計算機制御等を実施する。システムの要件は用途毎に異なり、例えば、ボイラープラントでは、システムを絶対止めることは出来ないため、高いロバスト性を考慮して、故障時の機器交換もシステムを動作させながら対応する。一方、鉄鋼工場の圧延ロールは全長数１００ｍの板上の台の各モータにおけるテンションを計測して回転を合わせこむことから高リアルタイム性が要求される。

コンポーネント（パワエレ機器）について、更に詳細の説明を進める。コンポーネントには、空調や照明等の電力消費機器、ＰＶ等の発電機器、ＢＥＳＳ等の蓄電機器が存在する。例えば、ＢＥＳＳは、蓄電池（ＢＭＵ：Battery Management Unit）と電力変換機器で構成される。電力変換機器は、インバータやコンバータ、ＰＣＳ（Power Conditioning System）と呼ばれるもので、電力の入出力の変換や電圧量の調整の役割を担当する。

蓄電池（ＢＭＵ）は、複数の電池セルに加え、電池パック内部の状態を管理する内部プロセッサを備え、ＰＣＳからの要求に基づき電力の充放電制御を実施する。蓄電池（ＢＭＵ）は制御部に対して、定格電圧や充放電時の最大電流値、充電率（ＳＯＣ：State Of Charge）、寿命率（ＳＯＨ：State Of Health）といった情報を通知する。

例えば、ＰＣＳは、蓄電池との間では直流の電力を、電力系統網との間では交流の電力をやり取りする。ＰＣＳは、直流−交流変換や電圧変動抑制を行うが、それらの機能は、機器外部に接続したプロセッサで実現することも考えられる。また、蓄電池（ＢＭＵ）とＰＣＳ間の制御及び監視の情報は、ＣＡＮ（Controller Area Network）を用い実現する形態、イーサネット（登録商標）等の有線通信媒体、各種周波数帯の無線通信媒体、更に、製品を販売するベンダが独自に策定した電気信号線を用い実現する方法が考えられる。

消費・発電・蓄電の電力に関する情報は、単位ワット時間（Ｗｈ：Watt hour）で示される電力量の他に、単位アンペア時間（Ａｈ：Ampere hour）で示される電流量、単位ボルト時間で示される電圧量（Ｖｈ：Volt hour）、又は瞬時電力量Ｗ等で表現ができる。ＢＥＳＳの場合、蓄電池（ＢＭＵ）の一般的な充電方式である定電流充電方式では、百分率で示されるＳＯＣが所定の閾値に達するまで蓄電池（ＢＭＵ）内の電池セルが入出力する電力量（電流量）が一定状態で推移する。このことから、蓄電池（ＢＭＵ）からＳＯＣの値を取得することで、当該情報に対応付けられた充電可能時間及び放電可能時間、最大充放電電力、充放電に必要な電力量（充放電可能時間と電力の積）を算出することができる。定電流充電では、ＳＯＣが所定の閾値を超えた後は充電に必要な電流量が極小化する特性があるため、充放電計画に必要な情報の概算を算出することができる。

各パワエレ機器の通信部は、物理的な通信媒体としては光ファイバや専用線、イーサネット等の有線通信媒体の他、２．４Ｇｈｚ／５ＧＨｚの無線通信媒体や９２０ＭＨｚ無線等の無線通信媒体によって実現することや、ＣＡＮやＲＳ−２３２／ＲＳ−４８５等で実現する形態が考えられる。また、これらの通信媒体の上で、各種の標準プロトコル・インターフェースの方式を搭載する。一般にＢＥＳＳの場合の例は、内部電池セルは自然放電する特徴を持ち、時々刻々と変化するＳＯＣやＳＯＨ等のデータを管理サーバに通知する。工業内の基幹系システムのプラットフォームは、ＩＣＴ各種標準を、上位系から下位系とで一気通貫にすることで、電力（発電・消費・蓄電）・ガス・水道等のエネルギーの制御・計量の精度（見込値）が向上させ、設備の投資・調整・管理のマージンレス化が期待できる。

また、工業領域には、電力会社のマージンレスとしてのエネルギー管理の視点、工業オーナーのマージンレスとしての生産管理の視点の双方が存在する。特に、エネルギー管理の指標は、価格と電力・水・ガス・熱量の情報の対応関係に集約される一方、生産管理の指標は価格と生産管理の意思決定に必要な多種多様な情報との対応関係になる。このため、生産管理系は、基幹系システムの構成に対するサブシステムの導入と拡大、センサを導入した上の大量のデータ収集と分析（システム効率や資本効率等要件毎の分析）構築が重要になる。以後、実施形態においては、領域毎の経営課題において獲得機会・獲得収益・費用負担のマージンレスを進めるために、基幹系システムに対する付加価値として活用されるサブシステムに焦点を当てて述べる。ここでは、大量のセンサ導入を想定する。

工業領域には、各種産業分野の用途に応じて、プロセス工業（原料に熱と圧力を加えて組成を変化させる製造）、ファクトリ工業（機械加工や組立等を手動から自動化させる製造）が存在する。デバイス（機器）は、工場の製造工程に直結するデバイス（機器）と、製造工程に直結しないデバイス（機器）に分類される。また各々に対して、制御・監視の機能が存在する。製造工程に直結するデバイス（機器）の代表例として、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller：ファクトリ工業用のコントローラ）、ＤＬＳ（Distributed Control System：プロセス工業用のコントローラ・システム）、製造設備、充填設備、原動設備（受変電・動力）が存在する。これらは、基幹系システムとして位置づけることができ、制御・監視の周期はμ秒〜ｍ秒単位になることが一般的である。

一方、製造に直結しないデバイス（機器）は多種多様に存在する。例えば、アクチュエータ、アナライザ、キャリブレータ、アイソレータ・信号変換、ポジショナ・位置推定、通信モデム・ＧＷ機器、ループ検出器、流量測定器、圧力測定器、密度測定器、温度測定器、各種設備・機器用Ｉ／Ｏ（Input／Output）などが挙げられる。これらのデバイス（機器）は一般にセンサと無線・有線通信の機能を具備することによって実現される。無線通信機能を搭載するデバイス（機器）は、以後、無線通信デバイスと呼ぶ。製造に直結しないデバイス（機器）の組み合わせの形は多様であり、その数量も大量になることが考えられる。これらのデバイス（機器）の監視周期はプロセス工業、ファクトリ工業、等によって異なる。

以下に添付図面を参照して、実施形態にかかる無線通信デバイス及び無線通信システムについて説明する。図１は、実施形態にかかる無線通信システム１の構成例を示す図である。無線通信システム１は、管理サーバ（アセットマネジメント）１０、基幹系システム１２、及びサブシステム２がネットワーク１００を介して接続されている。

管理サーバ１０は、無線通信システム１におけるデータを管理する。基幹系システム１２は、製造工程に直結するデバイス（機器）１２０−１〜１２０−３を備えている。サブシステム２は、無線通信を行うＧＷ機器２０と、無線通信デバイス２２−１〜２２−８とを有する。無線通信デバイス２２−１〜２２−８は、例えば圧力測定器、流量測定器、アイソレータ、キャリブレータ、アナライザ、アクチュエータ、温度測定器、及び密度測定器などである。以下、無線通信デバイス２２−１〜２２−８などの複数ある構成部分のいずれかを特定せずに示す場合には、単に「無線通信デバイス２２」などと略記することがある。

次に、サブシステム２についての前提要件の例を説明する。プロセス工業は、例えば、石油・化学・鉄鋼プラントの業種が代表例である。この場合、無線通信デバイス２２は、設置環境が屋外であり、電源供給が電池駆動で数年間の寿命要求となっている。そして、無線通信デバイス２２は、メッシュ型のトポロジー（図３（ａ）参照）で構成される比較的大規模のネットワークに設けられるのが一般的である。

一方、ファクトリ工業は、例えば、自動車・電子・機械工場の業種が代表例である。この場合、無線通信デバイス２２の設置環境は屋内であり、電源供給はＡＣ電源である。そして、無線通信デバイス２２は、スター型のトポロジー（図３（ｂ）参照）で構成される比較的中規模のネットワークに設けられるのが一般的である。

また、無線通信デバイス２２に対するデータサイズ・最少更新周期・最大許容遅延時間のパラメータは、管理サーバ１０などが実行するアプリケーションに応じて管理される。なお、ここで示したプロセス工業・ファクトリ工業における前提要件は、一例であって、設置環境・電源供給・ネットワーク規模・トポロジー・中継機能・データサイズ・最少更新周期・最大許容遅延時間のパラメータの組み合わせは、管理サーバ１０を中心としたシステム（基幹系・サブ）内のアプリケーションに依存することは言うまでもない。本実施形態は、こうした前提要件・パラメータの多様性に対して動的に対応するものである。

デバイス（機器）管理の指標には、寿命性・可塑性・効率性・応答性・精確性・機密性などがある。本実施形態は、無線通信デバイス２２の寿命性・可塑性・効率性を向上させ、設置・運用・保守プロセスのエンジニアリングコストマージンレスに焦点を当てたものである。そして上述の前提を通信経路・動作頻度・電源環境によって管理する。

図２は、実施形態にかかる無線通信デバイス２２の構成の概略を例示する図である。無線通信デバイス２２は、例えばセンサ部２２０、通信部２２１、蓄電部２２２、発電部２２３、第１記憶部２２４、第２記憶部２２５、第１処理部２２６、第２処理部２２７、電源管理部２２８、第１取得部２２９、第２取得部２３０及びデバイス管理部２３１を有する。

センサ部２２０は、例えば光、音、温度、圧力、電気、磁気、距離又は速度などを検出するセンサなどである。通信部２２１は、他の無線通信デバイス２２又はＧＷ機器２０との間で無線通信を行い、例えばセンサ部２２０が検出した結果に対応するデータを管理サーバ１０などに対して送信する。なお、通信部２２１は、有線通信を行うように構成されてもよい。

蓄電部２２２は、電気エネルギーを蓄電する二次電池（蓄電池）などであり、無線通信デバイス２２に対して容量が最適化された電源である。発電部２２３は、例えば光、熱、振動又は磁気エネルギーを電気エネルギーに変換させて発電する（エナジーハーベストの適用）。

第１記憶部２２４は、例えばメモリなどで構成され、管理サーバ１０などが実行するアプリケーションに関するアプリケーション情報を記憶する。第２記憶部２２５は、例えばメモリなどで構成され、無線通信デバイス２２の動作に関する情報（デバイス情報）を記憶する。

第１処理部２２６は、センサ部２２０が検出した結果の入出力などを処理する。第２処理部２２７は、通信部２２１が行う無線通信に関する処理を行う。電源管理部２２８は、蓄電部２２２及び発電部２２３を管理する。具体的には、電源管理部２２８は、例えば発電部２２３が発電した電力を蓄電部２２２に蓄積させ、蓄電部２２２の蓄電電力量（残量）を管理する。

第１取得部２２９は、第１記憶部２２４が記憶しているアプリケーション情報を取得し、デバイス管理部２３１に対して出力する。アプリケーション情報は、例えば管理サーバ１０がデータを管理するパターン化された（周期に対応づけられた）動作のタイミングを含む（第１情報）。具体的には、アプリケーション情報は、管理サーバ１０が受信して管理するデータのデータ量、及び管理サーバ１０との通信の基準となる時刻を示す第１時刻情報を含む。

第２取得部２３０は、第２記憶部２２５が記憶しているデバイス情報を取得し、デバイス管理部２３１に対して出力する。デバイス情報は、無線通信デバイス２２の動作に応じて残量が変化する蓄電電力量を含む（第２情報）。具体的には、デバイス情報は、蓄電電力量を増加させる発電部２２３からの電力供給量を示す電力供給情報、当該無線通信デバイス２２が動作に応じて消費する消費電力量を示す消費電力情報、及び他の無線通信デバイス２２との通信の基準となる時刻を示す第２時刻情報を含む。

デバイス管理部２３１は、ＣＰＵ及びメモリなどを含み、プログラムを実行して無線通信デバイス２２を構成する各部を制御する。例えば、デバイス管理部２３１は、電源管理に関わる発電電力情報と電源・残量情報、通信処理とセンシング処理に関わる消費電力情報などを管理する。

また、デバイス管理部２３１は、無線通信デバイス２２自身の可制御性を判定するように構成されてもよい。ここで、可制御性とは、例えば通信による問合せに対し、通信方式やデータの粒度などが合わせられ、通信による応答が可能であることなどを示す。可制御性の判定は、無線通信デバイス２２の蓄電電力量が動作に適した残量であるか否かを示す寿命性の判定を行う管理サーバ１０が無線通信デバイス２２に動的に問い合わせる方法の他、出荷時に固定したパラメータを設定する方法も考えられる。動的に問い合わせる方法の場合、要求・応答（正常）、要求・応答（異常）、要求・応答無の形態が考えられる。正常とは、問い合わせ元が想定する機能の種類・情報の種類・情報の粒度が揃っている場合で、異常とは、これらの内容が合致しない場合や問い合わせ先からの応答がない場合を意味する。無線通信デバイス２２から能動的に通知することも考えられる。

図３は、サブシステム２における複数の無線通信デバイス２２間の通信経路を例示する図である。図３（ａ）はメッシュ型通信経路を示し、図３（ｂ）はスター型通信経路を示している。無線通信デバイス２２は、ネットワーク規模・トポロジー・中継機能の組み合わせによって、送信機・中継機・受信機の役割のいずれかを担う。ＧＷ機器２０は、一般に有線通信・無線通信を行いて、サブシステム２を管理サーバ１０が設置されたシステムに接続する機能を有する。

なお、無線通信デバイス２２が行う無線通信は特定の方式に依存するものではないが、一例として、ＭＡＣ層（Medium Access Control層）及びＰＨＹ層（Physical）層の省電力化に特徴のあるＩＥＥＥ８０２．１５．４について概要を説明する。ＩＥＥＥ８０２は、米国の電気・電子技術の学会であるＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronic Engineers）内で、ＬＡＮ（Local Area Network）等の規格策定を行っている委員会である。このうち、ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、低消費電力・低伝送速度のサービスを提供するためのＭＡＣ層及びＰＨＹ層の標準化を行っている。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、８６８ＭＨｚ、９０２ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ帯を用い、各々２０ｋｂｐｓ、４０ｋｂｐｓ、及び２５０ｋｂｐｓまでの伝送速度を実現するＰＨＹ層仕様と、ＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access）又はＣＳＭＡ（Carrier Sense Multiple Access）による通信制御を行うＭＡＣ層仕様を規定している。

更に、ＩＥＥＥ８０２．１５．４では、工業領域を中心とした各種の固有な要件に適合させるためのＭＡＣ層の拡張仕様としてのＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅを策定している。主なＭＡＣ層の拡張として、ＴＳＣＨ（Time Slotted Channel Hopping:チャネルホッピング型ネットワーク）、ＬＬＤＮ（Low Latency Deterministic Network:低遅延決定性ネットワーク）、ＤＳＭＥ（Deterministic & Synchronous Multichannel Extension: 決定性同期マルチチャネル拡張スーパーフレーム）等が規定されている。

ＴＳＣＨは、無線通信デバイスの省電力化、寿命性拡大に着眼した拡張仕様が定義されている。例えば、従来の非同期型ネットワークでは、無線通信デバイス間の時刻同期を行わないため、下位ノードとの通信タイミングが制御できず、中継となる無線通信デバイスは常に動作している必要があり、スリープしない条件下では中継ノードの電池寿命を数年以上維持するのが困難であった。これに対して、無線通信デバイス間で同期を行い、間欠型の動作を行い通信の省電力化を図っている。また、ＴＳＣＨは、特定チャネル内の電波干渉を避ける高効率な通信仕様を規定している。以上のように、実施形態における無線通信デバイス２２は、ＩＥＥＥ８０２．１５．４／ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｅのような、省電力性を考慮した通信部を用いることができるものの、特定方式には依存しない。

次に、デバイス管理部２３１が有する機能について詳述する。図４は、デバイス管理部２３１が有する機能の概要を示す機能ブロック図である。デバイス管理部２３１は、予測部３０、第１判定部３２、実行部３４及び第２判定部３６を有する。

予測部３０は、アプリケーション情報（第１情報）及びデバイス情報（第２情報）に基づいて、所定期間における蓄電部２２２の蓄電電力量の変化を予測する。第１判定部３２は、所定期間が経過するまで（所定期間に渡る間）当該無線通信デバイス２２が蓄電部２２２の蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、予測部３０の予測結果を用いて判定する。具体的には、第１判定部３２は、予測部３０が予測した蓄電部２２２の蓄電電力量が所定の閾値よりも多い場合に、当該無線通信デバイス２２が蓄電電力によって動作を継続可能であると判定する。

実行部３４は、例えば更新部３４０を備え、更新部３４０がパターン化された動作（動作パターン）をアプリケーションに応じて更新することにより、無線通信デバイス２２に異なる動作を実行させる。例えば、実行部３４は、第１判定部３２が継続可能であると判定した場合には、当該無線通信デバイス２２がＧＷ機器２０又は他の無線通信デバイス２２などと管理サーバ１０との間でデータを送受信する第１動作パターンを実行する。また、実行部３４は、第１判定部３２が継続可能でないと判定した場合には、当該無線通信デバイス２２が間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、他の無線通信デバイス２２などが当該無線通信デバイス２２を経由させることなく管理サーバ１０に対してデータを送信するように、他の無線通信デバイス２２などに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する。

第２判定部３６は、上述した第３動作パターンによって他の無線通信デバイス２２などに対して通信経路を変更させることが可能であるか否かを判定する。例えば、第２判定部３６は、他の無線通信デバイス２２が動的に動作パターンを変更することができないデバイスである場合には、通信経路を変更させることが可能でないと判定する。なお、実行部３４は、他の無線通信デバイス２２などに対して通信経路を変更させることが可能であると第２判定部３６が判定した場合に上述した第３動作パターンを実行する。

次に、無線通信システム１の動作の詳細について説明する。図５は、管理サーバ１０のアプリケーションにおける制御・監視データに関わる動作頻度のタイプを例示する図表である。図６は、管理サーバ１０のアプリケーションにおける制御・監視データに関わる動作頻度を示す図表である。基幹系システム１２及びサブシステム２において、例えば、監視データとしては、無線通信デバイス（機器）２２の各設定または再設定に関するデータ、無線通信デバイス２２の診断結果に関するデータ、無線通信デバイス２２のトラブルシューディングに関するデータ、無線通信デバイス２２が提供する各種計測値に関するデータ、無線通信デバイス２２の健全性及びステータスに関するデータ等がある。各々のデータは、、データ長・周期性（周期型・非周期型）の前提が異なる。これらは、一般的な実施時、設計時に固定で埋め込まれる。

図７は、無線通信デバイス２２の寿命性に関わる電源の種別毎の、通信経路内の役割・動作タイミング、消費電力量等を例示する図表である。一般に、無線通信デバイス２２の消費電力量は、センサ部２２０及び通信部２２１の所定動作に伴い理論的に算出される。又は、過去の実績に基づく統計値を用いて算出される。

通信部２２１は、休眠状態・待機状態・動作状態（送信処理・受信処理）毎に消費電力が異なる。また、図７における発電電力量は、例えば、エナジーハーベスト（環境発電：太陽光や照明光、機械の発する振動、熱などのエネルギーを採取して自給自足で駆動電力を得る仕組み）等が適用される。サブシステム２の寿命性の点では、動作タイミングに対応付けられた電力量が重要であり、電力は消費・発電・蓄電の電力に区分される。

図８は、各デバイス（無線通信デバイス２２、ＧＷ機器２０、管理サーバ１０、デバイス１２０）に関わるパラメータを示す図表である。工業領域の基幹系システム１２及びサブシステム２に関わるパラメータは、複数デバイスの複数の層（アプリケーション層からデバイス（機器）管理層）に跨る特徴がある。無線通信デバイス２２及びＧＷ機器２０の各パラメータは、デバイス情報に含まれる。管理サーバ１０及びデバイス１２０の各パラメータは、アプリケーション情報に含まれる。

エネルギー・工業・ヘルスケア・公共・交通等の各種領域のアプリケーションを実現する基幹系システム１２に対するデータ利活用の裾野拡大として、無線通信デバイス２２（センサデバイス）設置によるサブシステム２を考えると、無線通信デバイス２２の寿命性拡大は、運用・保守プロセスのコストマージンレスに寄与する点で重要である。実際のシステムでは、上位系の管理サーバ１０や下位系の無線通信デバイス２２はマルチベンダ（複数ベンダの製品・システム）で構成される場合がある。この場合、動作開始後の動作更新の可否や取り扱うデータ粒度はＨＷ／ＳＷ（Ｈａｒｄｗａｒｅ／Ｓｏｆｔｗａｒｅ）での実装形態に依存して異なる。この場合、上位系から下位系まで同一の振る舞い・同一粒度データを扱うことや、設置・運用・保守を開始する前の設計時に固定でパラメータを埋め込むことが前提とすることが考えうる。

図９は、無線通信デバイス２２が実行する動作アルゴリズムを示すフローチャートである。無線通信システム１において、無線通信デバイス２２は、デバイス管理部２３１によって図９に示した動作アルゴリズムを実行することにより、上位の管理サーバ１０及び下位の無線通信デバイス２２間の協調動作の可制御性を判定し、無線通信デバイス２２に可制御性があると判定した場合に、管理サーバ１０のアプリケーション情報及び無線通信デバイス２２のデバイス情報を用いて、管理サーバ１０からの指定時間に渡る将来の動作パターンの予測情報として当該無線通信デバイス２２の動作が継続可能か否かを判定する。

具体的には、まず、デバイス管理部２３１は、管理サーバ１０及び無線通信デバイス２２における協調動作の可制御性を判定する（Ｓ１００）。

次に、デバイス管理部２３１は、管理サーバ１０のアプリケーション情報と、無線通信デバイス２２のデバイス情報を用いて、将来の所定期間の無線通信デバイス２２の動作パターン予測を行う（Ｓ１０２）。ここで、デバイス管理部２３１は、管理サーバ１０及び無線通信デバイス２２の動作タイミング情報を参照し、蓄電部２２２の蓄電電力量の推移情報を生成する。

そして、デバイス管理部２３１は、例えば蓄電部２２２の蓄電電力量（残量）と所定の閾値とを比較することにより、蓄電部２２２によって無線通信デバイス２２（即ち無線通信システム１の構成要素のいずれか）が所定期間の動作（駆動）が可能か否かを判定する（Ｓ１０４）。

次に、デバイス管理部２３１は、無線通信デバイス２２（即ち無線通信システム１の構成要素のいずれか）の寿命を拡大するように動作パターンを更新する（Ｓ１０６）。

その後、デバイス管理部２３１は、無線通信デバイス２２（即ち無線通信システム１の構成要素のいずれか）の長寿命に関する細粒度のデバイス管理の動作パターンを実行する（Ｓ１０８）。具体的には、デバイス管理部２３１は、無線通信デバイス２２単体の間欠動作のパターン（第２動作パターン）を実行するとともに、無線通信デバイス２２の通信経路（複数デバイスの経路）を変更させるパターン（第３動作パターン）を実行する。

ここで、可制御性の判断について説明する。実施形態における可制御性が存在する場合とは、管理サーバ１０と無線通信デバイス２２との間で、機能の種類・情報の種類・情報の粒度が所定の範囲内で一致する場合のことを意味する。機能の種類は、例えば寿命性・可塑性・効率性・応答性・精確性・機密性の指標である。

寿命性とは、例えば、電池駆動で動作する無線通信デバイス２２を含むサブシステム２を無線通信システム１全体として長期間運用させるための手段として、無線通信デバイス２２の休眠状態・待機状態・動作状態を間欠型で駆動させるための機能や、複数の無線通信デバイス２２間の通信経路を切り替えて特定の無線通信デバイス２２に対する処理負荷と電力消費が集中することを防止する機能等が考えられる。

可塑性とは、常時一定の処理頻度で制御・監視を行うのではなく、管理サーバ１０が必要と判断した場合、又は無線通信デバイス２２の動作において制御・監視のデータを上位に通知することが可能な場合を含む期間に通信処理を集中的に行い、当該期間以外においては不要な通信の発生を防止する機能等が考えられる。例えば、上述した例において、無線通信デバイス２２が管理サーバ１０に送信するデータは常に内容が更新されるわけではなく、異常等のイベントやデバイス（機器）の処理・状態に基づいて更新されることが考えられる。このような、特定の事象を元に、データ収集をアプリケーションの状態に連動させることが可塑性である。

効率性とは、データ通信の効率化の機能が考えられる。例えば、無線通信システム１が用いるＩＣＴ各種標準に関する無線通信デバイス２２への適用は、メッセージングプロトコルの他、ＸＭＬ（Extensible Markup Language）を中心とするデータフォーマットが候補として考えらえる。ＸＭＬはデータの量に応じて一般に無線通信デバイス２２等の組み込み機器への適用が困難となることから、ＥＸＩ（Efficient XML Interchange: XMLドキュメントを非テキスト形式（バイナリ）で効率的に表現する一連の仕様）の活用を想定することもできる。ＥＸＩでは高効率の符号化によるデータ圧縮が可能であるものの、管理サーバ１０と無線通信デバイス２２の間でエンコーダ／デコーダの機能を各々搭載することが必要となる。

この他、応答性は特定のデータ処理の優先度をアプリケーションに応じて更新する機能である。精確性は管理サーバ１０・無線通信デバイス２２を含む無線通信システム１の時刻を同期させデータの一貫性を保証する機能である。機密性は秘匿性・完全性・認証性等のセキュリティの機能である。実施形態では特定機能だけでなく適宜組み合わせられてもよい。

上述した機能の種類に対して、情報の種類・情報の粒度は、管理サーバ１０と無線通信デバイス２２の間で、実際に交換されるデータ内容の表現形式である。実施形態では、以後、寿命性の機能に関する情報の種類・情報の粒度を述べるが、機能実行に必要な情報の種類・情報の粒度が所定の条件を満たす場合、可制御性があると判定する。

図１０は、寿命性の機能に関する各種情報の種類と粒度を示す図である。図１１は、図１０に示した各種情報に基づく動作パターンの判定と更新の結果を模式的に示す図である。なお、動作の判定と更新は、無線通信デバイス２２が実行する形態の他、管理サーバ１０が指示する形態がある。

図１０の縦軸は、例えば単位がアンペア時間（Ａｈ：Ampere hour）で示される電流量に相当するものとする。横軸は、時間に相当するものとする。ここで、Ｘは、例えば蓄電部２２２に蓄電される電力に対応する電流量である。Ｙは、例えば無線通信デバイス２２がデータの送信などで消費する消費電力に対応する電流量である。Ｚは、例えば発電部２２３による発電量に対応する電流量である。

実施形態における蓄電部２２２について上述したように、蓄電池の一般的な充電方式の１つである定電流充電では、ＳＯＣ（State of Charge）が所定の閾値を超えた後は充電に必要な電流量が極小化する特性がある。よって、蓄電池の残量と消費電力量に基づいて、将来の駆動可能時間を推定することが可能である。

図１０に示したβは通信処理・センシング処理の動作時間、αは管理サーバ１０又は無線通信デバイス２２が定めた所定の範囲時間を示している。Ｘと時間の積分によって示される面積は、消費・発電を行わないものとして当該時間において取り出すことのできる電力量を示す。Ｙと時間の積分によって示される面積は、通信処理・センシング処理による消費電力量を示す。Ｚと時間の積分によって示される面積は、エナジーハーベスト（環境発電）による自家発電電力量を示す。

無線通信デバイス２２は、電池残量・利用可能な電力量が所定期間（図１０ではα）、所定の閾値を超える場合に、無線通信デバイス２２（無線通信システム１）が駆動可能であると判定する。また、無線通信デバイス２２は、所定の閾値を下回る場合は、無線通信デバイス２２（無線通信システム１）の寿命を拡大する動作パターン更新の判定に移行する。

管理サーバ１０に対するアプリケーション処理を寿命性の向上処理に優先させる場合、全体の所定時間αの中で、通信処理・センシング処理を行う時間βの間は省電力化に関わる動作は行わないものとする。なお、その逆の場合として、寿命性の向上処理をアプリケーション処理に優先させる場合は、電池残量・利用可能な電力の量に応じて時間βの期間、省電力化に関わる動作を適用させる。省電力化に関する細粒度のデバイス管理の動作パターン実行は、無線通信デバイス２２単体の間欠動作のパターン（第２動作パターン）実行と、複数デバイスの経路変更のパターン（第３動作パターン）実行である。

例えば、図１１に示すように、無線通信デバイス２２−２は、間欠動作のパターン（第２動作パターン）を実行し、無線通信デバイス２２−１が無線通信デバイス２２−２を介して無線通信デバイス２２−３へデータを送信していた通信経路を、無線通信デバイス２２−１から無線通信デバイス２２−３へ直接データを送信する通信経路に変更させる。

図１２は、図１０、１１を用いて説明した判定を行うために必要な情報を概念的に示す図である。図１０、１１を用いて説明した判定及び動作を行うために必要な情報は、具体的には、無線通信デバイス２２の電源・残量情報、無線通信デバイス２２の通信経路内における役割情報、管理サーバ１０の動作タイミング情報、及びこれらの情報に基づく無線通信デバイス２２の消費電力量・発電電力量情報である。

電源・残量情報は、ＡＣ電源駆動、電池駆動、各々において、所定期間に取り出すことのできる電力量の情報である。通信経路内の役割情報は、送信機、中継機、受信機の情報である。一般に、メッシュ型のネットワークにおいて、中継機は休眠状態に移行することが困難であるが、ＲＰＬ（IPv6 Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks）において定義されているような中継機の論理的な優先ランクに応じた休眠制御を適用することも考えられる。管理サーバ１０のアプリケーションの動作タイミング情報は、上述のようなデータ長（量）と処理頻度に相当するが、これ以外の要素として、データの最大許容遅延時間もある。通信処理における消費電力量は、これらの情報と、各無線通信デバイス２２（Ａ〜Ｉ）間のデータ送受信時の物理的な距離等の特性、動作状態（送信処理・受信処理）を元に算出することが可能となる。

図１３は、無線通信デバイス２２単体の間欠動作を示す図である。無線通信デバイス２２単体の間欠動作は、ＴＳＣＨに見られるような、より細粒度の間欠型の通信動作であり、休眠スロット、受信スロット、送信スロットを分割して管理する。

図１４は、複数の無線通信デバイス２２が通信経路を変更する動作を示す図である。複数の無線通信デバイス２２の経路変更は、送信機から受信機までのデータ配送において、特定の無線通信デバイス２２に負担が集中しないように、経路を変更させるものである。この動作を適用する場合は、図１２に示した情報を、複数の無線通信デバイス２２分、管理サーバ１０又は無線通信デバイス２２が取得して判断する。

図１５は、無線通信システム１における無線通信デバイス２２−１、無線通信デバイス２２−２、ＧＷ機器２０、管理サーバ１０及びデバイス１２０の相互関係と動作シーケンスを例示する図である。まず、無線通信システム１は、各デバイス（無線通信デバイス２２−１、無線通信デバイス２２−２、ＧＷ機器２０、管理サーバ１０及びデバイス１２０）の可制御性を判定する（Ｓ２００）。

そして、無線通信システム１は、基幹系システム１２のアプリケーション情報を取得し、サブシステム２のデバイス情報を取得し（Ｓ２０２）、無線通信デバイス２２−１、無線通信デバイス２２−２、ＧＷ機器２０及び管理サーバ１０がアプリケーション情報を取得する（Ｓ２０４）。

無線通信デバイス２２−１、無線通信デバイス２２−２及びＧＷ機器２０は、各々動作パターンを予測し（Ｓ２０６）、各々の動作パターンを更新する（Ｓ２０８）。そして、無線通信デバイス２２−１、無線通信デバイス２２−２及びＧＷ機器２０は、共通の動作パターンを更新し（Ｓ２１０）、更新した動作パターンを実行する（Ｓ２１２）。その後、無線通信システム１は、管理サーバ１０・無線通信デバイス２２間を長寿命化する制御・監視データの通信を行う（Ｓ２１４）。

このように、無線通信デバイス２２は、第１判定部３２が動作を継続可能であると判定した場合には、無線通信デバイス２２が他の通信デバイスと管理サーバ１０との間でデータを送受信する第１動作パターンを実行し、第１判定部３２が動作を継続可能でないと判定した場合には、無線通信デバイス２２が間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、他の通信デバイスが無線通信デバイス２２を経由させることなく管理サーバ１０に対してデータを送信するように、他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行するので、蓄電部２２２によって駆動される無線通信デバイス２２を含む無線通信システム１全体の寿命を効率的に延ばすことができる。なお、無線通信デバイス２２が無線通信システム１全体の寿命を効率的に延ばすために行う動作を、管理サーバ１０などの他のデバイスが行ってもよい。

無線通信デバイス２２は、例えば、汎用のコンピュータ機器を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。すなわち、上記のコンピュータ機器に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、無線通信デバイス２２は、上記のプログラムをコンピュータ機器にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶して、又はネットワークを介して上記のプログラムを配布して、これらのプログラムをコンピュータ機器に適宜インストールすることで実現してもよい。コンピュータ機器に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスク等の記憶媒体などを適宜利用して実現することも可能である。

また、本発明の実施形態を複数の組み合わせによって説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規の実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１ 無線通信システム
２ サブシステム
１０ 管理サーバ
１２ 基幹系システム
２０ ＧＷ機器
２２ 無線通信デバイス
３０ 予測部
３２ 第１判定部
３４ 実行部
３６ 第２判定部
１００ ネットワーク
１２０ デバイス
２２０ センサ部
２２１ 通信部
２２２ 蓄電部
２２３ 発電部
２２４ 第１記憶部
２２５ 第２記憶部
２２８ 電源管理部
２２９ 第１取得部
２３０ 第２取得部
２３１ デバイス管理部
３４０ 更新部

Claims (8)

1. データを管理する管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと前記管理サーバとの間で、蓄電池からの電力供給によってデータを送受信可能にされた無線通信デバイスであって、
   前記管理サーバがデータを管理する周期に対応づけられた動作のタイミングを含む第１情報を取得する第１取得部と、
   当該無線通信デバイスの動作に応じて残量が変化する蓄電電力量を含む第２情報を取得する第２取得部と、
   所定期間に渡る間当該無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて判定する第１判定部と、
   前記第１判定部が継続可能であると判定した場合には、当該無線通信デバイスが前記他の通信デバイスと前記管理サーバとの間でデータを送受信する第１動作パターンを実行し、前記第１判定部が継続可能でないと判定した場合には、当該無線通信デバイスが間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、前記他の通信デバイスが当該無線通信デバイスを経由させることなく前記管理サーバに対してデータを送信するように、前記他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する実行部と、を有し、
   前記第１情報は、
   前記管理サーバが受信して管理するデータのデータ量、及び前記管理サーバとの通信の基準となる時刻を示す第１時刻情報を含み、
   前記第２情報は、
   前記蓄電電力量を増加させる電力供給源からの電力供給量を示す電力供給情報、当該無線通信デバイスが動作に応じて消費する消費電力量を示す消費電力情報、及び前記他の通信デバイスとの通信の基準となる時刻を示す第２時刻情報を含む、
   無線通信デバイス。
2. 前記第３動作パターンによって前記他の通信デバイスに対して前記データの通信経路を変更させることが可能であるか否かを判定する第２判定部
   をさらに有し、
   前記実行部は、
   前記他の通信デバイスに対して通信経路を変更させることが可能であると前記第２判定部が判定した場合に前記第３動作パターンを実行する
   請求項１に記載の無線通信デバイス。
3. 前記第１情報及び前記第２情報に基づいて、前記所定期間における前記蓄電電力量の変化を予測する予測部
   をさらに有し、
   前記第１判定部は、
   前記予測部が予測した前記蓄電電力量が所定の閾値よりも多い場合に、当該無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であると判定する
   請求項１に記載の無線通信デバイス。
4. データを管理する管理サーバと、
   前記管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと前記管理サーバとの間で、蓄電電力によってデータを送受信可能にされた無線通信デバイスと、
   を備え、
   前記無線通信デバイスは、
   前記管理サーバがデータを管理するパターン化された動作のタイミングを含む第１情報を取得する第１取得部と、
   当該無線通信デバイスの動作に応じて残量が変化する蓄電電力量を含む第２情報を取得する第２取得部と、
   所定期間に渡る間当該無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて判定する第１判定部と、
   前記第１判定部が継続可能であると判定した場合には、当該無線通信デバイスが前記他の通信デバイスと前記管理サーバとの間でデータを送受信する第１動作パターンを実行し、前記第１判定部が継続可能でないと判定した場合には、当該無線通信デバイスが間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、前記他の通信デバイスが当該無線通信デバイスを経由させることなく前記管理サーバに対してデータを送信するように、前記他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する実行部と、を有し、
   前記第１情報は、
   前記管理サーバが受信して管理するデータのデータ量、及び前記管理サーバとの通信の基準となる時刻を示す第１時刻情報を含み、
   前記第２情報は、
   前記蓄電電力量を増加させる電力供給源からの電力供給量を示す電力供給情報、当該無線通信デバイスが動作に応じて消費する消費電力量を示す消費電力情報、及び前記他の通信デバイスとの通信の基準となる時刻を示す第２時刻情報を含む、
   無線通信システム。
5. データを管理する管理サーバと、
   前記管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと前記管理サーバとの間で、蓄電電力によってデータを送受信可能にされた無線通信デバイスと、
   を備え、
   前記管理サーバは、
   当該管理サーバがデータを管理するパターン化された動作のタイミングを含む第１情報を取得する第１取得部と、
   前記無線通信デバイスの動作に応じて残量が変化する前記無線通信デバイスの蓄電電力量を含む第２情報を取得する第２取得部と、
   所定期間に渡る間前記無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて判定する第１判定部と、
   前記第１判定部が継続可能であると判定した場合には、前記無線通信デバイスに対して前記他の通信デバイスと前記管理サーバとの間でデータを送受信させる第１動作パターンを実行し、前記第１判定部が継続可能でないと判定した場合には、前記無線通信デバイスに対して間欠動作をさせる第２動作パターンを実行するとともに、前記他の通信デバイスが前記無線通信デバイスを経由させることなく当該管理サーバに対してデータを送信するように、前記他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する実行部と、を有し、
   前記第１情報は、
   前記管理サーバが受信して管理するデータのデータ量、及び前記管理サーバとの通信の基準となる時刻を示す第１時刻情報を含み、
   前記第２情報は、
   前記蓄電電力量を増加させる電力供給源からの電力供給量を示す電力供給情報、当該無線通信デバイスが動作に応じて消費する消費電力量を示す消費電力情報、及び前記他の通信デバイスとの通信の基準となる時刻を示す第２時刻情報を含む、
   無線通信システム。
6. データを管理する管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと前記管理サーバとの間で、蓄電池からの電力供給によってデータを送受信可能にされた無線通信デバイスであって、
   前記管理サーバがデータを管理する周期に対応づけられた動作のタイミングを含む第１情報を取得する第１取得部と、
   当該無線通信デバイスの動作に応じて残量が変化する蓄電電力量を含む第２情報を取得する第２取得部と、
   所定期間に渡る間当該無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて判定する第１判定部と、
   前記第１判定部が継続可能であると判定した場合には、当該無線通信デバイスが前記他の通信デバイスと前記管理サーバとの間でデータを送受信する第１動作パターンを実行し、前記第１判定部が継続可能でないと判定した場合には、当該無線通信デバイスが間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、前記他の通信デバイスが当該無線通信デバイスを経由させることなく前記管理サーバに対してデータを送信するように、前記他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する実行部と、を有し、
   前記第１情報は、
   前記管理サーバが受信して管理するデータのデータ量、及び前記管理サーバとの通信の基準となる時刻を示す第１時刻情報を含み、
   前記第２情報は、
   前記他の通信デバイスとの通信の基準となる時刻を示す第２時刻情報を含む、
   無線通信デバイス。
7. データを管理する管理サーバと、
   前記管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと前記管理サーバとの間で、蓄電電力によってデータを送受信可能にされた無線通信デバイスと、
   を備え、
   前記無線通信デバイスは、
   前記管理サーバがデータを管理するパターン化された動作のタイミングを含む第１情報を取得する第１取得部と、
   当該無線通信デバイスの動作に応じて残量が変化する蓄電電力量を含む第２情報を取得する第２取得部と、
   所定期間に渡る間当該無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて判定する第１判定部と、
   前記第１判定部が継続可能であると判定した場合には、当該無線通信デバイスが前記他の通信デバイスと前記管理サーバとの間でデータを送受信する第１動作パターンを実行し、前記第１判定部が継続可能でないと判定した場合には、当該無線通信デバイスが間欠動作となる第２動作パターンを実行するとともに、前記他の通信デバイスが当該無線通信デバイスを経由させることなく前記管理サーバに対してデータを送信するように、前記他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する実行部と、を有し、
   前記第１情報は、
   前記管理サーバが受信して管理するデータのデータ量、及び前記管理サーバとの通信の基準となる時刻を示す第１時刻情報を含み、
   前記第２情報は、
   前記他の通信デバイスとの通信の基準となる時刻を示す第２時刻情報を含む、
   無線通信システム。
8. データを管理する管理サーバと、
   前記管理サーバに対してデータを送信する他の通信デバイスと前記管理サーバとの間で、蓄電電力によってデータを送受信可能にされた無線通信デバイスと、
   を備え、
   前記管理サーバは、
   当該管理サーバがデータを管理するパターン化された動作のタイミングを含む第１情報を取得する第１取得部と、
   前記無線通信デバイスの動作に応じて残量が変化する前記無線通信デバイスの蓄電電力量を含む第２情報を取得する第２取得部と、
   所定期間に渡る間前記無線通信デバイスが蓄電電力によって動作を継続可能であるか否かを、前記第１情報及び前記第２情報に基づいて判定する第１判定部と、
   前記第１判定部が継続可能であると判定した場合には、前記無線通信デバイスに対して前記他の通信デバイスと前記管理サーバとの間でデータを送受信させる第１動作パターンを実行し、前記第１判定部が継続可能でないと判定した場合には、前記無線通信デバイスに対して間欠動作をさせる第２動作パターンを実行するとともに、前記他の通信デバイスが前記無線通信デバイスを経由させることなく当該管理サーバに対してデータを送信するように、前記他の通信デバイスに対して通信経路を変更させる第３動作パターンを実行する実行部と、を有し、
   前記第１情報は、
   前記管理サーバが受信して管理するデータのデータ量、及び前記管理サーバとの通信の基準となる時刻を示す第１時刻情報を含み、
   前記第２情報は、
   前記他の通信デバイスとの通信の基準となる時刻を示す第２時刻情報を含む、
   無線通信システム。

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