JP6546357B2 - センシングシステム及び時刻同期方法 - Google Patents

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Description

本発明は、多種多量のセンサを収容するセンシングシステムにおいて、各センサから送信されるセンサデータの時刻同期をとる技術に関するものである。
全ての物がインターネットに接続されるＩｏＴ（Internet of Things）社会では、各種のセンサがネットワークに接続され、多種多量のデータを収集し、そのデータを解析することで人間の役に立つ情報を引き出すことが期待されている。例えば図２３の例では、人が着用する衣服にセンサを装着したウェアラブルセンサ１００を用い、ウェアラブルセンサ１００が取得したセンサデータをスマートフォン等の端末１０１を介してサーバ１０２に転送するセンサネットワークが提案されている（非特許文献１参照）。このようなセンサネットワークでは、センサ１００を収容する端末１０１が様々なユースケース・ニーズに対応することが求められており、現在主流のスマートフォンのみでは運用に問題が生じる場合もある。
特にスマートフォンでは、多数のセンサの同時接続に難がある。その対応策として、図２４に示すように、センサ収容端末のネットワークの構成をツリー型にすることにより、接続台数の向上が見込まれる。図２４の例では、各センサ収容端末１０１ａは、センサ１００からデータを取得しながら端末親機１０１ｂにデータを送信する。
しかし、図２４に示した構成では、各センサ収容端末１０１ａがセンサ１００から取得したセンサデータに時刻情報を付与して端末親機１０１ｂに送信するようになっており、各センサ収容端末１０１ａが取得したセンサデータに統一した時間基準がないために、センサデータを時系列に並べることが出来なくなるという問題が発生する。そこで、センサネットワーク応用に向けた時刻同期手法として、表１に示すような様々なものが提案されている（非特許文献２参照）。
Figure 0006546357
ＮＴＰ（Network Time Protocol）、ＲＢＳ（Reference Broadcast Synchronization）、ＦＴＳＰ（Flooding Time Synchronization Protocol）、ＴＰＳＮ（Timing-sync Protocol for Sensor Network）は、いずれもネットワーク上でセンサやコンピュータの時刻同期をとるためのプロトコルである。また、表１のＧＰＳ（Global Positioning System）は、複数個のＧＰＳ衛星から得られる時刻情報を基に受信機側で正確な基準時刻を導出する時刻同期手法を意味している。
しかし、表１に示したような従来の時刻同期手法は、親機と子機のそれぞれが十分な精度を持った時計を持っていることを前提としており、端末の構成が限定されるという問題があった。具体的には、単調に増加するインクリメンタルカウンタのみで時刻を扱っている端末に、従来の時刻同期手法を適用することはできない。また、時刻補正時には時刻ドリフトと時刻情報の伝搬遅延の計算とその計算に要した時間を補正しつつ、端末の時計のずれを補正する方法が必要となるため、マイクロコンピュータやＣＰＵ（Central Processing Unit）の要求性能が上がってしまい、端末の構成が限定されるという問題があった。
また、センサ自身がセンサデータにタイムスタンプを付与する構成のシステムにおいて、センサの時計のずれを補正しようとすると、センサのマイクロコンピュータやＣＰＵの要求性能が上がってしまい、センサの構成が限定されるという問題があった。
松永 賢一他，"ＩｏＴに適したマルチセンサ収容データ収集技術の提案"，一般社団法人電子情報通信学会，２０１６年ソサイエティ大会講演論文集，Ｂ−１８−５６，ｐ．４２０ 鈴木 誠，猿渡 俊介，南 正輝，森川 博之，"無線センサネットワークにおける時刻同期技術の研究動向"，東京大学 先端科学技術研究センター，森川研究室 技術研究報告書，Ｎｏ．２００８００１，Ｊｕｎ，２００８
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、センサの演算性能とクロックの精度が悪い場合でも、各センサから送信されるセンサデータの正確な時刻同期をとることができるセンシングシステム及び時刻同期方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、子機の演算性能とクロックの精度が悪い場合でも、各センサから送信されるセンサデータの正確な時刻同期をとることができるセンシングシステム及び時刻同期方法を提供することを目的とする。
本発明のセンシングシステムは、センサデータを送信するように構成された１つ以上のセンサと、前記センサデータを上位装置へ送信するように構成されたデータ収集端末親機と、前記センサと前記データ収集端末親機との間で前記センサデータの中継を行うように構成されたデータ収集端末子機とを備え、前記センサは、時間を計測するように構成された第１の時計部と、前記センサデータを送信するときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与するように構成されたタイムスタンプ付与部と、前記データ収集端末親機から前記データ収集端末子機を介してダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与するように構成された返送パケット生成部と、前記タイムスタンプ付与部によってタイムスタンプが付与されたセンサデータおよび前記返送パケット生成部によってタイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末子機に送信するように構成された第１の通信処理部とを備え、前記データ収集端末親機は、時間を計測するように構成された第２の時計部と、時刻同期処理を行う際に、前記ダミーパケットを前記センサに送信するように構成されたダミーパケット送信部と、前記返送パケットを受信したときに、前記第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記センサの同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記センサ間の伝搬遅延時間を算出するように構成された時間算出部と、前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出するように構成された補正時刻算出部と、この補正時刻算出部の算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正するように構成されたタイムスタンプ補正部と、このタイムスタンプ補正部によってタイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送するように構成された第２の通信処理部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明のセンシングシステムは、センサデータを送信するように構成された１つ以上のセンサと、前記センサデータを上位装置へ送信するように構成されたデータ収集端末親機と、前記センサと前記データ収集端末親機との間で前記センサデータの中継を行うように構成されたデータ収集端末子機とを備え、前記データ収集端末子機は、時間を計測するように構成された第１の時計部と、前記センサから前記センサデータを受信したときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与するように構成されたタイムスタンプ付与部と、前記データ収集端末親機からダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与するように構成された返送パケット生成部と、前記タイムスタンプ付与部によってタイムスタンプが付与されたセンサデータおよび前記返送パケット生成部によってタイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末親機に送信するように構成された第１の通信処理部とを備え、前記データ収集端末親機は、時間を計測するように構成された第２の時計部と、時刻同期処理を行う際に、前記ダミーパケットを前記データ収集端末子機に送信するように構成されたダミーパケット送信部と、前記返送パケットを受信したときに、前記第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機の同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機間の伝搬遅延時間を算出するように構成された時間算出部と、前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出するように構成された補正時刻算出部と、この補正時刻算出部の算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正するように構成されたタイムスタンプ補正部と、このタイムスタンプ補正部によってタイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送するように構成された第２の通信処理部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の時刻同期方法は、データ収集端末親機が、時刻同期処理を行う際に、ダミーパケットをセンサに送信する第１のステップと、前記センサが、前記データ収集端末親機からデータ収集端末子機を介して前記ダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記センサ内の第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与する第２のステップと、前記センサが、前記タイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末子機に送信する第３のステップと、前記データ収集端末親機が、前記センサから前記データ収集端末子機を介して前記返送パケットを受信したときに、前記データ収集端末親機内の第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記センサの同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記センサ間の伝搬遅延時間を算出する第４のステップと、前記センサが、センサデータを送信するときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与する第５のステップと、前記センサが、前記タイムスタンプが付与されたセンサデータを前記データ収集端末子機に送信する第６のステップと、前記データ収集端末親機が、前記センサから前記データ収集端末子機を介して前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出する第７のステップと、前記データ収集端末親機が、前記第７のステップの算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正する第８のステップと、前記データ収集端末親機が、前記タイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送する第９のステップとを含むことを特徴とするものである。
また、本発明の時刻同期方法は、データ収集端末親機が、時刻同期処理を行う際に、ダミーパケットをデータ収集端末子機に送信する第１のステップと、前記データ収集端末子機が、前記ダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記データ収集端末子機内の第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与する第２のステップと、前記データ収集端末子機が、前記タイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末親機に送信する第３のステップと、前記データ収集端末親機が、前記返送パケットを受信したときに、前記データ収集端末親機内の第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機の同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機間の伝搬遅延時間を算出する第４のステップと、前記データ収集端末子機が、センサからセンサデータを受信したときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与する第５のステップと、前記データ収集端末子機が、前記タイムスタンプが付与されたセンサデータを前記データ収集端末親機に送信する第６のステップと、前記データ収集端末親機が、前記データ収集端末子機から前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出する第７のステップと、前記データ収集端末親機が、前記第７のステップの算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正する第８のステップと、前記データ収集端末親機が、前記タイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送する第９のステップとを含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、センサに第１の時計部とタイムスタンプ付与部と返送パケット生成部と第１の通信処理部とを設け、データ収集端末親機に第２の時計部とダミーパケット送信部と時間算出部と補正時刻算出部とタイムスタンプ補正部と第２の通信処理部とを設けることにより、センサの演算性能と第１の時計部のクロックの精度が悪い場合でも、各センサから送信されるセンサデータの正確な時刻同期をとることができる。その結果、本発明では、センサ自身がセンサデータにタイムスタンプを付与する構成のセンシングシステムにおいて、センサに要求される性能基準を緩和することができる。
また、本発明では、データ収集端末子機に第１の時計部とタイムスタンプ付与部と返送パケット生成部と第１の通信処理部とを設け、データ収集端末親機に第２の時計部とダミーパケット送信部と時間算出部と補正時刻算出部とタイムスタンプ補正部と第２の通信処理部とを設けることにより、データ収集端末子機の演算性能と第１の時計部のクロックの精度が悪い場合でも、各センサから送信されるセンサデータの正確な時刻同期をとることができる。その結果、本発明では、データ収集端末子機に要求される性能基準を緩和することができる。
図１は、本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムの構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムのセンサの構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムのデータ収集端末子機の構成を示すブロック図である。 図４は、本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムのデータ収集端末親機の構成を示すブロック図である。 図５は、本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムのセンサデータ転送処理を説明するフローチャートである。 図６は、本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するフローチャートである。 図７は、本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するシーケンス図である。 図８は、本発明の第３の実施例に係るセンシングシステムのデータ収集端末親機の構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の第３の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するフローチャートである。 図１０は、本発明の第３の実施例においてデータ収集端末親機とデータ収集端末子機の同期ずれ時間を計算した結果を示す図である。 図１１は、本発明の第３の実施例に係るセンシングシステムのセンサデータ転送処理を説明するフローチャートである。 図１２は、本発明の第４の実施例に係るセンシングシステムのセンサの構成を示すブロック図である。 図１３は、本発明の第４の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するフローチャートである。 図１４は、本発明の第４の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するシーケンス図である。 図１５は、本発明の第４の実施例に係るセンシングシステムのセンサデータ転送処理を説明するフローチャートである。 図１６は、本発明の第５の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するフローチャートである。 図１７は、本発明の第５の実施例に係るセンシングシステムのセンサデータ転送処理を説明するフローチャートである。 図１８は、本発明の第６の実施例に係るセンシングシステムのデータ収集端末子機の構成を示すブロック図である。 図１９は、本発明の第６の実施例に係るセンシングシステムのデータ収集端末親機の構成を示すブロック図である。 図２０は、本発明の第６の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するフローチャートである。 図２１は、本発明の第６の実施例に係るセンシングシステムの時刻同期処理を説明するシーケンス図である。 図２２は、本発明の第１〜第６の実施例に係るセンサ、データ収集端末子機、データ収集端末親機を実現するコンピュータの構成例を示すブロック図である。 図２３は、従来のセンサネットワークの構成を示す図である。 図２４は、従来のセンサネットワークの別の構成を示す図である。
［第１の実施例］
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施例に係るセンシングシステムの構成を示すブロック図である。センシングシステムは、センサデータを送信する１つ以上のセンサ１と、センサ１とデータ収集端末親機３との間を中継する複数のデータ収集端末子機２と、センサデータを上位ネットワーク４へ送信するデータ収集端末親機３とから構成される。
本発明では、上記の課題を解決する上で、まずは計算負荷をなるべく上位ネットワーク側に任せることを考える。図１は本発明の利用が好適なツリー型のネットワーク構成と、各構成要素の演算能力を示している。一般的に物や人に近いセンサ１やデータ収集端末子機２等のデバイスには、低電力動作が要求されるため、上位ネットワークの構成要素が使用するものに比べて性能の低いマイクロコンピュータやＣＰＵが使用されている。逆に、ネットワークの上位の構成要素になるほど性能の高いＣＰＵを使用することが可能である。つまり、計算負荷を上位の構成要素に任せることによってネットワーク全体から見て最適な時刻同期システムの構成が可能になる。
図２は本実施例のセンサ１の構成を示すブロック図、図３はデータ収集端末子機２の構成を示すブロック図、図４はデータ収集端末親機３の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、センサ１は、データ収集端末子機２と通信を行うための通信回路１０と、物理量を検出し、必要に応じて物理量から特徴量を抽出するセンサ回路部１１と、センサ全体を制御する制御部１２と、制御部１２のプログラムを記憶する記憶装置１３とから構成される。制御部１２は通信処理部１４を備えている。
センサ１は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。センサ１のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って、本実施例または以下の実施例で説明する処理を実行する。物理量を計測するセンサ１の例としては、例えば人のバイタルサインを計測するバイタルセンサや、加速度センサなどがある。ただし、本発明は、これらのセンサに限定されるものではないことは言うまでもない。
図３に示すように、データ収集端末子機２は、センサ１と通信を行うための通信回路２０と、データ収集端末親機３と通信を行うための通信回路２１と、データ収集端末子機全体を制御する制御部２２と、制御部２２のプログラムを記憶する記憶装置２３と、時間を計測する時計部２４とから構成される。制御部２２は、通信回路２０，２１を介してセンサ１やデータ収集端末親機３と通信を行う通信処理部２５と、センサ１からセンサデータを受信したときにデータ送信時刻を示すタイムスタンプをセンサデータに付与するタイムスタンプ付与部２６と、データ収集端末親機３からダミーパケットを受信したときに返送パケットを生成する返送パケット生成部２７とを備えている。
データ収集端末子機２は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。データ収集端末子機２のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って、本実施例または以下の実施例で説明する処理を実行する。
センサ１とデータ収集端末子機２との間は有線で接続してもよいし、無線で接続してもよい。センサ１とデータ収集端末子機２との間を無線で接続する場合、通信回路１０，２０の無線通信規格としては、例えばＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）などがある。
図４に示すように、データ収集端末親機３は、データ収集端末子機２と通信を行うための通信回路３０と、上位ネットワーク４を介して例えばサーバ（上位装置）と通信を行うための通信回路３１と、データ収集端末親機全体を制御する制御部３２と、制御部３２のプログラムを記憶する記憶装置３３と、時計部３４とから構成される。制御部３２は、通信回路３０，３１を介してデータ収集端末子機２や上位ネットワーク４のサーバと通信を行う通信処理部３５と、センサデータを受信したときに、補正されたデータ送信時刻を算出する補正時刻算出部３６と、補正時刻算出部３６の算出結果を基にセンサデータのタイムスタンプを補正するタイムスタンプ補正部３７と、時刻同期処理を行う際にダミーパケットをデータ収集端末子機２に送信するダミーパケット送信部３８と、データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２の同期ずれ時間およびデータ収集端末親機３とデータ収集端末子機２間の伝搬遅延時間を算出する時間算出部３９とを備えている。
データ収集端末親機３は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。データ収集端末親機３のＣＰＵは、記憶装置に格納されたプログラムに従って、本実施例または以下の実施例で説明する処理を実行する。
データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２との間は有線で接続してもよいし、無線で接続してもよい。データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２との間を無線で接続する場合、通信回路２１，３０の無線通信規格としては、例えばＷｉＦｉやＺｉｇＢｅｅなどがある。また、データ収集端末親機３と上位ネットワーク４のサーバとの間を無線で接続する場合、通信回路３１の無線通信規格としては、例えばＷｉＦｉやＬＴＥ／３Ｇなどがある。
なお、データ収集端末親機３は、高性能のＣＰＵと、それによって制御されるリアルタイムクロック（Real-Time Clock：ＲＴＣ）と呼ばれる高精度の時計部３４を備えているのに対し、データ収集端末子機２は、低性能のＣＰＵと、それによって制御される低精度の時計部２４とを備えている。時計部３４が年、月、日、時、分、秒の時刻情報を出力できるのに対し、時計部２４が出力する時刻情報はクロックの計数結果、すなわち整数値である。
以下、本実施例のセンシングシステムの各要素の動作について説明する。まず、センサ１の計測結果を含むセンサデータを上位ネットワーク４のサーバに転送する処理を図５を用いて説明する。
各センサ１の通信処理部１４は、センサ回路部１１が計測した物理量の情報と記憶装置１３に予め記憶されている固有のセンサＩＤとを含むセンサデータ（パケット）を通信回路１０から送信させる（図５ステップＳ１００）。
データ収集端末子機２のタイムスタンプ付与部２６は、センサ１から送信されたセンサデータを通信回路２０が受信すると（図５ステップＳ１０１）、時計部２４から時刻情報（整数値）を取得し（図５ステップＳ１０２）、この時刻情報を示すタイムスタンプＴＳAを、受信したセンサデータに付与する（図５ステップＳ１０３）。
データ収集端末子機２の通信処理部２５は、タイムスタンプＴＳAが付与されたセンサデータ（センサデータとタイムスタンプＴＳAとを含むセンサデータパケット）を通信回路２１からデータ収集端末親機３宛に転送させる（図５ステップＳ１０４）。こうして、データ収集端末子機２からデータ収集端末親機３へのデータ送信時刻を示すタイムスタンプＴＳAが付与されたセンサデータを、データ収集端末親機３に転送することができる。データ収集端末子機２は、センサ１からセンサデータを受信する度に、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の処理を行う。
次に、データ収集端末親機３の補正時刻算出部３６は、データ収集端末子機２から送信されたセンサデータを通信回路３０が受信すると（図５ステップＳ１０５）、このセンサデータに含まれるタイムスタンプＴＳAを取得し（図５ステップＳ１０６）、取得したタイムスタンプＴＳAが示す時刻を基に、補正されたデータ送信時刻Ｔを算出する（図５ステップＳ１０７）。このステップＳ１０７の処理については後述する。
データ収集端末親機３のタイムスタンプ補正部３７は、補正時刻算出部３６が算出したデータ送信時刻Ｔを示すタイムスタンプＴＳBを、通信回路３０が受信したセンサデータに付与する（図５ステップＳ１０８）。なお、データ収集端末子機２のタイムスタンプ付与部２６が付与するタイムスタンプＴＳAが整数値を表しているのに対し、データ収集端末親機３のタイムスタンプ補正部３７が付与するタイムスタンプＴＳBは、年、月、日、時、分、秒を表している。タイムスタンプ付与部２６が付与したタイムスタンプＴＳAについてはステップＳ１０８の処理で削除してしまっても構わないし、残しておいてもよい。
データ収集端末親機３の通信処理部３５は、タイムスタンプＴＳBが付与されたセンサデータ（センサデータとタイムスタンプＴＳBとを含むセンサデータパケット）を通信回路３１から上位ネットワーク４のサーバ宛に転送させる（図５ステップＳ１０９）。こうして、データ収集端末子機２からデータ収集端末親機３へのデータ送信時刻を補正して、センサデータをサーバに転送することができる。
サーバの処理の例としては、例えばセンサ１で取得したユーザのバイタルサインを解析してユーザの診断を行う等の例がある。サーバの処理は本発明の必須の構成要件ではないので、詳細な説明は省略する。
次に、本実施例の時刻同期処理を図６、図７を用いて説明する。図６は時刻同期処理を説明するフローチャート、図７は時刻同期処理を説明するシーケンス図である。
まず、データ収集端末親機３のダミーパケット送信部３８は、時刻同期用のダミーパケットＰ１を通信回路３０からデータ収集端末子機２宛に送信させる（図６ステップＳ２００）。このとき、ダミーパケット送信部３８は、時計部３４から時刻情報を取得して、データ収集端末子機２にダミーパケットＰ１を送信した時刻を示すタイムスタンプＴＳ1を記憶装置３３に格納しておく（図６ステップＳ２０１）。
データ収集端末子機２の返送パケット生成部２７は、データ収集端末親機３から送信されたダミーパケットＰ１を通信回路２１が受信すると（図６ステップＳ２０２）、時計部２４から時刻情報（ダミーパケットＰ１の受信時刻）を取得した後に、ダミーパケットＰ１に対する返送パケットＰ２を生成して、さらに時計部２４から時刻情報（返送パケットＰ２の送信時刻）を取得し（図６ステップＳ２０３）、ダミーパケットＰ１を受信した時刻を示すタイムスタンプＴＳ2と返送パケットＰ２を送信する時刻を示すタイムスタンプＴＳ3とを返送パケットＰ２に付与する（図６ステップＳ２０４）。
データ収集端末子機２の通信処理部２５は、返送パケット生成部２７によってタイムスタンプが付与された返送パケットＰ２を通信回路２１からデータ収集端末親機３宛に送信させる（図６ステップＳ２０５）。
データ収集端末親機３の時間算出部３９は、データ収集端末子機２から送信された返送パケットＰ２を通信回路３０が受信すると（図６ステップＳ２０６）、この返送パケットＰ２に含まれる２つのタイムスタンプＴＳ2，ＴＳ3を取得して記憶装置３３にいったん格納する（図６ステップＳ２０７）。このとき、時間算出部３９は、時計部３４から時刻情報を取得して、返送パケットＰ２を受信した時刻を示すタイムスタンプＴＳ4を記憶装置３３に格納しておく（図６ステップＳ２０８）。
続いて、時間算出部３９は、ステップＳ２０１で記憶装置３３に格納されたタイムスタンプＴＳ1が示すダミーパケットＰ１の送信時刻と、ステップＳ２０８で記憶装置３３に格納されたタイムスタンプＴＳ4が示す返送パケットＰ２の受信時刻と、ステップＳ２０７で記憶装置３３に格納されたタイムスタンプＴＳ2，ＴＳ3が示すダミーパケットＰ１の受信時刻と返送パケットＰ２の送信時刻とから、データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２の同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよびデータ収集端末親機３とデータ収集端末子機２間の伝搬遅延時間ｄｅｌａｙを算出して、算出結果を記憶装置３３に格納する（図６ステップＳ２０９）。
図７の例では、データ収集端末親機３からデータ収集端末子機２にダミーパケットＰ１を送信した時刻をＴ1、データ収集端末子機２がダミーパケットＰ１を受信した時刻をＴ2、データ収集端末子機２が返送パケットＰ２を送信した時刻をＴ3、データ収集端末親機３が返送パケットＰ２を受信した時刻をＴ4としている。
上記のとおり、Ｔ1，Ｔ4は高精度なリアルタイムクロックによって得られる時刻であるが、Ｔ2，Ｔ3は一般的なｕｎｉｘ時刻やＮＴＰ時刻ではなく、単調性が保証されたインクリメンタルクロックから得られる時刻である。すなわち、データ収集端末子機２のインクリメンタルクロックの既知の単位時間をＴcycleとすると、Ｔ2，Ｔ3は次式のように表すことができる。
Ｔ2＝Ｔcycle×Ｎ（Ｔ2） ・・・（１）
Ｔ3＝Ｔcycle×Ｎ（Ｔ3） ・・・（２）
式（１）、式（２）におけるＮ（Ｔ2）はタイムスタンプＴＳ2が示す整数値、Ｎ（Ｔ3）はタイムスタンプＴＳ3が示す整数値である。
データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２の同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ、データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２間の伝搬遅延時間ｄｅｌａｙは、非特許文献２に開示された式から、次式のように表すことができる。
ｄｒｉｆｔ＝（Ｔ1＋Ｔ4）／２−（Ｔ2＋Ｔ3）／２ ・・・（３）
ｄｅｌａｙ＝（Ｔ4−Ｔ1）／２−（Ｔ3−Ｔ2）／２ ・・・（４）
こうして、データ収集端末親機３の時間算出部３９は、式（１）〜式（４）により、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙを推定することが可能となる。
データ収集端末親機３は、図６、図７で説明した処理をデータ収集端末子機２毎に定期的に行う。したがって、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値は、データ収集端末子機２毎に記憶装置３３に格納される。
なお、本実施例では、図６、図７の処理を行ったときに、過去に算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値を削除しても構わないが、後述する実施例では、過去に算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値も保持しておく必要がある。
次に、データ収集端末親機３の補正時刻算出部３６の動作の詳細について説明する。上記のとおり、データ収集端末親機３の記憶装置３３には、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値が格納されている。
補正時刻算出部３６は、受信したセンサデータから取得したタイムスタンプＴＳAが示すデータ送信時刻と、このセンサデータを中継したデータ収集端末子機２について算出された同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの最新値と、同データ収集端末子機２について算出された伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの最新値とから、補正されたデータ送信時刻Ｔを次式のように算出する（ステップＳ１０７）。
Ｔ＝Ｔcycle×Ｎ（ｔ）＋ｄｒｉｆｔ−ｄｅｌａｙ ・・・（５）
式（５）におけるＮ（ｔ）はタイムスタンプＴＳAが示す整数値である。データ収集端末親機３は、図５の処理をセンサ１毎およびデータ収集端末子機２毎に行う。なお、ステップＳ１０７，Ｓ１０８の処理を行うためには、データ収集端末親機３がセンサデータを受信する前に、図６、図７の処理を少なくとも１回実施している必要があることは言うまでもない。
こうして、本実施例では、複数のセンサ１からのセンサデータの送信時刻を正確に同期させることが可能である。つまり、データ収集端末子機２の演算性能とクロックの精度が悪い場合でも、正確な同期サンプリングが可能となる。
［第２の実施例］
次に、本発明の第２の実施例について説明する。本実施例は、第１の実施例において、データ収集端末親機３からデータ収集端末子機２へ送信するダミーパケットＰ１のサイズと、データ収集端末子機２からデータ収集端末親機３へ送信する返送パケットＰ２のサイズと、データ収集端末子機２からデータ収集端末親機３へ転送するセンサデータパケットのサイズとが等しいことを特徴とするセンシングシステムである。
本発明では、データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２間で通信するパケットのサイズが異なると、第１の実施例で計算を行った伝搬遅延時間ｄｅｌａｙにおいて差分が生じてしまうことが問題となる。この伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの差分の１／２は、システマティックな時刻同期誤差として計算が行われてしまうため、データ収集端末親機３とデータ収集端末子機２間の通信のパケットサイズを揃える必要がある。パケットサイズを揃えることにより、第１の実施例よりも正確な時刻同期が可能となる。その他の構成は第１の実施例で説明したとおりである。
［第３の実施例］
次に、本発明の第３の実施例について説明する。本実施例は、第１、第２の実施例において、データ収集端末親機３が同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの算出処理を複数回行い、誤差の修正を行うことを特徴とするセンシングシステムである。本実施例においても、センシングシステム全体の構成、およびセンサ１とデータ収集端末子機２の構成は第１、第２の実施例と同様であるので、図１〜図３の符号を用いて説明する。
図８は本実施例のデータ収集端末親機３の構成を示すブロック図である。本実施例のデータ収集端末親機３の制御部３２は、通信処理部３５と、補正時刻算出部３６ａと、タイムスタンプ補正部３７と、ダミーパケット送信部３８ａと、時間算出部３９ａと、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの誤差を算出する誤差算出部４０とを備えている。
本実施例では、複数回のサンプリングを行うことで同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙのタイミング誤差を低減することを目標としている。この誤差は再送等によるパケットの長い遅延を除くと、おおよそ正規分布に従う。つまり、Ｎ回のサンプル動作を行うことで、この正規分布の分散を√Ｎに低減することが可能である。加えて、低性能のクロック発生器ではそもそもの周期に誤差が存在することが多い。その場合、１回の同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの算出処理では徐々に時刻がずれていってしまう。そこで、本実施例では、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの算出処理を複数回行うことで、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの誤差を求める。
図９は本実施例の時刻同期処理を説明するフローチャートである。本実施例のデータ収集端末親機３のダミーパケット送信部３８ａおよび時間算出部３９ａは、第１の実施例のダミーパケット送信部３８および時間算出部３９と同一の処理を行うが、第１の実施例と異なる点はステップＳ２００〜Ｓ２０９の処理をＮ回（Ｎは２以上の整数）行う点である。このとき、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙがＮ回分算出されることになるが、これらの値は全て記憶装置３３に格納される。
データ収集端末親機３の誤差算出部４０は、ステップＳ２００〜Ｓ２０９の処理がＮ回行われた後に（図９ステップＳ２１０においてＹＥＳ）、データ収集端末子機２のクロックの周期誤差を算出する（図９ステップＳ２１１）。
同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの算出処理を１回行ったときに、算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔと、この同期ずれ時間ｄｒｉｆｔを算出したときのデータ収集端末親機３の時刻ＴCとの関係は次式のように表すことができる。
ｄｒｉｆｔ＝ａ（ＴC−Ｔ0）＋ｂ ・・・（６）
式（６）におけるＴ0は初回の算出処理のときのデータ収集端末親機３の時刻、ａはデータ収集端末子機２のクロックの周期誤差、ｂは初回の算出処理のときの同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの誤差である。時刻ＴC，Ｔ0は時計部３４から取得することができる。したがって、ステップＳ２００〜Ｓ２０９の処理をＮ回実施すれば、初回の算出処理のＴ0と、Ｎ回分の同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの値と、これら同期ずれ時間ｄｒｉｆｔをそれぞれ算出したときのＮ回分のＴCとを得ることができる。誤差算出部４０は、これらＴ0，ｄｒｉｆｔ，ＴCを用いて、最小二乗法によりａ，ｂの値を推定することができる。誤差算出部４０は、算出したａ，ｂの値を記憶装置３３に格納する。データ収集端末親機３は、図９で説明した以上の処理をデータ収集端末子機２毎に定期的に行う。
図１０は、本実施例において、１秒に１回、ステップＳ２００〜Ｓ２０９の処理を実施し、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔを計算した結果を示す図である。同期ずれ時間ｄｒｉｆｔは、データ収集端末親機３の時計とデータ収集端末子機２の時計の速度が完全に一致している場合は、誤差を除いて初期に生じたｄｒｉｆｔの傾きが０となり変化しない。
しかし、図１０に示した例の場合、計算した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔをｙ（マイクロ秒単位）、測定時間をｘ（秒単位）とすると、ｙ＝−０．５４４１１ｘ＋１．４９７×１０12となり、１秒につき０．５マイクロ秒だけデータ収集端末子機２の時間が速くなることが分かる。つまり、データ収集端末親機３の時計とデータ収集端末子機２の時計の進む速さに違いが生じていることが分かるため、その速さの違いの分だけデータ収集端末親機３でセンサデータのタイムスタンプに対して補正をかけることが可能となる。
その具体的な補正方法について説明する。図１１は本実施例のセンサデータ転送処理を説明するフローチャートである。図１１のステップＳ１００〜Ｓ１０６の処理は第１の実施例で説明したとおりである。
本実施例のデータ収集端末親機３の補正時刻算出部３６ａは、補正されたデータ送信時刻Ｔを算出する前に、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの誤差ｅdriftを算出する（図１１ステップＳ１１０）。具体的には、補正時刻算出部３６ａは、ステップＳ１０５のセンサデータの受信に応じて、補正されたデータ送信時刻Ｔを算出しようとする際に、時計部３４の時刻情報から得られるデータ収集端末親機３の時刻Ｔdと、センサデータを中継したデータ収集端末子機２について算出されたクロックの周期誤差ａとから、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの誤差ｅdriftを次式のように算出する。
ｅdrift＝ａ×Ｔd ・・・（７）
そして、補正時刻算出部３６ａは、受信したセンサデータから取得したタイムスタンプＴＳAが示すデータ送信時刻と、このセンサデータを中継したデータ収集端末子機２について算出された同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの最新値と、同データ収集端末子機２について算出された伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの最新値と、ステップＳ１１０で算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの誤差ｅdriftとから、補正されたデータ送信時刻Ｔを次式のように算出する（図１１ステップＳ１１１）。
Ｔ＝Ｔcycle×Ｎ（ｔ）＋ｄｒｉｆｔ−ｄｅｌａｙ−ｅdrift ・・・（８）
図１１のステップＳ１０８，Ｓ１０９の処理は第１の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔの誤差ｅdriftの分だけデータ収集端末親機３がセンサデータのタイムスタンプに対して補正をかけることにより、時刻同期の精度をさらに高めることが可能となる。
［第４の実施例］
次に、本発明の第４の実施例について説明する。本実施例は、第１〜第３の実施例において、時刻同期対象を末端のセンサに拡張することを特徴とするセンシングシステムである。本実施例においても、センシングシステム全体の構成、およびデータ収集端末子機２とデータ収集端末親機３の構成は第１、第２の実施例と同様であるので、図１、図３、図４の符号を用いて説明する。
図１２は本実施例のセンサ１の構成を示すブロック図である。本実施例のセンサ１は、通信回路１０と、センサ回路部１１と、制御部１２と、記憶装置１３と、時計部１５とから構成される。制御部１２は、通信処理部１４と、タイムスタンプ付与部１６と、返送パケット生成部１７とを備えている。
第１の実施例で説明したとおり、センサ１は、ＣＰＵ、記憶装置及びインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。データ収集端末子機２の時計部２４と同様に、時計部１５が出力する時刻情報はクロックの計数結果、すなわち整数値である。
本実施例の時刻同期処理を図１３、図１４を用いて説明する。図１３は時刻同期処理を説明するフローチャート、図１４は時刻同期処理を説明するシーケンス図である。
まず、データ収集端末親機３のダミーパケット送信部３８は、時刻同期用のダミーパケットＰ５を通信回路３０からセンサ１宛に送信させる（図１３ステップＳ３００）。このとき、ダミーパケット送信部３８は、時計部３４から時刻情報を取得して、センサ１にダミーパケットＰ５を送信した時刻を示すタイムスタンプＴＳ5を記憶装置３３に格納しておく（図１３ステップＳ３０１）。
データ収集端末子機２の通信処理部２５は、データ収集端末親機３から送信されたダミーパケットＰ５を通信回路２１が受信すると（図１３ステップＳ３０２）、このダミーパケットＰ５を通信回路２０からセンサ１宛に転送させる（図１３ステップＳ３０３）。
センサ１の返送パケット生成部１７は、データ収集端末親機３からデータ収集端末子機２を介して送信されたダミーパケットＰ５を通信回路１０が受信すると（図１３ステップＳ３０４）、ダミーパケットＰ５に対する返送パケットＰ６を生成し（図１３ステップＳ３０５）、ダミーパケットＰ５を受信した時刻を示すタイムスタンプＴＳ6と返送パケットＰ６を送信する時刻を示すタイムスタンプＴＳ7とを返送パケットＰ６に付与する（図１３ステップＳ３０６）。
センサ１の通信処理部１４は、返送パケット生成部１７によってタイムスタンプが付与された返送パケットＰ６を通信回路１０からデータ収集端末親機３宛に送信させる（図１３ステップＳ３０７）。
データ収集端末子機２の通信処理部２５は、センサ１から送信された返送パケットＰ６を通信回路２０が受信すると（図１３ステップＳ３０８）、この返送パケットＰ６を通信回路２１からデータ収集端末親機３宛に転送させる（図１３ステップＳ３０９）。
データ収集端末親機３の時間算出部３９は、センサ１からデータ収集端末子機２を介して送信された返送パケットＰ６を通信回路３０が受信すると（図１３ステップＳ３１０）、この返送パケットＰ６に含まれる２つのタイムスタンプＴＳ6，ＴＳ7を取得して記憶装置３３にいったん格納する（図１３ステップＳ３１１）。このとき、時間算出部３９は、時計部３４から時刻情報を取得して、返送パケットＰ６を受信した時刻を示すタイムスタンプＴＳ8を記憶装置３３に格納しておく（図１３ステップＳ３１２）。
続いて、時間算出部３９は、ステップＳ３０１で記憶装置３３に格納されたタイムスタンプＴＳ5が示すダミーパケットＰ５の送信時刻と、ステップＳ３１２で記憶装置３３に格納されたタイムスタンプＴＳ8が示す返送パケットＰ６の受信時刻と、ステップＳ３１１で記憶装置３３に格納されたタイムスタンプＴＳ6，ＴＳ7が示すダミーパケットＰ５の受信時刻と返送パケットＰ６の送信時刻とから、データ収集端末親機３とセンサ１の同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’およびデータ収集端末親機３とセンサ１間の伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’を算出して、算出結果を記憶装置３３に格納する（図１３ステップＳ３１３）。
図１４の例では、データ収集端末親機３からセンサ１にダミーパケットＰ５を送信した時刻をＴ5、センサ１がダミーパケットＰ５を受信した時刻をＴ6、センサ１が返送パケットＰ６を送信した時刻をＴ7、データ収集端末親機３が返送パケットＰ６を受信した時刻をＴ8としている。
第１の実施例と同様に、Ｔ5，Ｔ8は高精度なリアルタイムクロックによって得られる時刻であるが、Ｔ6，Ｔ7は単調性が保証されたインクリメンタルクロックから得られる時刻である。センサ１のインクリメンタルクロックの既知の単位時間をＴ’cycleとすると、Ｔ6，Ｔ7は次式のように表すことができる。
Ｔ6＝Ｔ’cycle×Ｎ（Ｔ6） ・・・（９）
Ｔ7＝Ｔ’cycle×Ｎ（Ｔ7） ・・・（１０）
式（９）、式（１０）におけるＮ（Ｔ6）はタイムスタンプＴＳ6が示す整数値、Ｎ（Ｔ7）はタイムスタンプＴＳ7が示す整数値である。
データ収集端末親機３とセンサ１の同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’、データ収集端末親機３とセンサ１間の伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’は、次式のように表すことができる。
ｄｒｉｆｔ’＝（Ｔ5＋Ｔ8）／２−（Ｔ6＋Ｔ7）／２ ・・・（１１）
ｄｅｌａｙ’＝（Ｔ8−Ｔ5）／２−（Ｔ7−Ｔ6）／２ ・・・（１２）
こうして、データ収集端末親機３の時間算出部３９は、式（９）〜式（１２）により、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’および伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’を推定することが可能となる。データ収集端末親機３は、図１３、図１４で説明した処理をセンサ１毎に定期的に行う。したがって、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’および伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’の値は、センサ１毎に記憶装置３３に格納される。
次に、本実施例のセンサデータ転送処理を図１５を用いて説明する。各センサ１のタイムスタンプ付与部１６は、センサ回路部１１が計測した物理量の情報と記憶装置１３に予め記憶されている固有のセンサＩＤとを含むセンサデータ（パケット）を送信する際に、時計部１５から時刻情報（整数値）を取得し（図１５ステップＳ４００）、この時刻情報を示すタイムスタンプＴＳCをセンサデータに付与する（図１５ステップＳ４０１）。
そして、センサ１の通信処理部１４は、タイムスタンプＴＳCが付与されたセンサデータ（センサデータとタイムスタンプＴＳCとを含むセンサデータパケット）を通信回路１０から送信させる（図１５ステップＳ４０２）。
データ収集端末子機２の通信処理部２５は、センサ１から送信されたセンサデータパケットを通信回路２０が受信すると（図１５ステップＳ４０３）、このセンサデータパケットを通信回路２１からデータ収集端末親機３宛に転送させる（図１５ステップＳ４０４）。
次に、データ収集端末親機３の補正時刻算出部３６は、データ収集端末子機２から送信されたセンサデータパケットを通信回路３０が受信すると（図１５ステップＳ４０５）、このセンサデータパケットに含まれるタイムスタンプＴＳCを取得し（図１５ステップＳ４０６）、取得したタイムスタンプＴＳCが示すデータ送信時刻と、このセンサデータを送信したセンサ１について算出された同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の最新値と、同センサ１について算出された伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’の最新値とから、補正されたデータ送信時刻Ｔを次式のように算出する（図１５ステップＳ４０７）。
Ｔ＝Ｔ’cycle×Ｎ’（ｔ）＋ｄｒｉｆｔ’−ｄｅｌａｙ’・・・（１３）
式（５）におけるＮ’（ｔ）はタイムスタンプＴＳCが示す整数値である。データ収集端末親機３のタイムスタンプ補正部３７は、補正時刻算出部３６が算出したデータ送信時刻Ｔを示すタイムスタンプＴＳDを、通信回路３０が受信したセンサデータに付与する（図１５ステップＳ４０８）。
そして、データ収集端末親機３の通信処理部３５は、タイムスタンプＴＳDが付与されたセンサデータ（センサデータとタイムスタンプＴＳDとを含むセンサデータパケット）を通信回路３１から上位ネットワーク４のサーバ宛に転送させる（図１５ステップＳ４０９）。こうして、センサ１からデータ収集端末親機３へのデータ送信時刻を補正して、センサデータをサーバに転送することができる。
本実施例によれば、センサ１までタイミングを同期することが可能となるため、センサ１がセンサデータに付与した簡易タイムスタンプで時刻を計算することが可能になる。すなわち、本実施例では、センサ１においてセンサ回路部１１の出力をセンサ１に搭載されたＣＰＵが読み取った瞬間のタイムスタンプを記録できることになる。
第１の実施例では、データ収集端末子機２がセンサデータにタイムスタンプを付与するため、センサ１とデータ収集端末子機２間の通信遅延時間を補償することはできない。これに対して、本実施例では、センサ１自身がセンサデータにタイムスタンプを付与するため、高精度の時刻同期を要する場合に非常に有効である。
［第５の実施例］
第４の実施例では、第１の実施例と同様の処理をセンサ１に対して実施しているが、これに限るものではなく、第３の実施例と同様の処理をセンサ１に対して実施してもよい。本実施例において、センサ１の構成は第４の実施例と同様であり、データ収集端末子機２の構成は第１〜第４の実施例と同様であり、データ収集端末親機３の構成は第３の実施例と同様であるので、図１、図３、図８、図１２の符号を用いて説明する。
図１６は本実施例の時刻同期処理を説明するフローチャートである。本実施例のデータ収集端末親機３のダミーパケット送信部３８ａおよび時間算出部３９ａは、第４の実施例のダミーパケット送信部３８および時間算出部３９と同一の処理を行うが、第４の実施例と異なる点はステップＳ３００〜Ｓ３１３の処理をＮ回行う点である。このとき、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’および伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’がＮ回分算出されることになるが、これらの値は全て記憶装置３３に格納される。
データ収集端末親機３の誤差算出部４０は、ステップＳ３００〜Ｓ３１３の処理がＮ回行われた後に（図１６ステップＳ３１４においてＹＥＳ）、センサ１のクロックの周期誤差を算出する（図１６ステップＳ３１５）。
同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’および伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’の算出処理を１回行ったときに、算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’と、この同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’を算出したときのデータ収集端末親機３の時刻ＴCとの関係は式（６）と同様に次式のように表すことができる。
ｄｒｉｆｔ’＝ｇ（ＴC−Ｔ0）＋ｈ ・・・（１４）
式（１４）におけるＴ0は初回の算出処理のときのデータ収集端末親機３の時刻、ｇはセンサ１のクロックの周期誤差、ｈは初回の算出処理のときの同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の誤差である。したがって、ステップＳ３００〜Ｓ３１３の処理をＮ回実施すれば、初回の算出処理のＴ0と、Ｎ回分の同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の値と、これら同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’をそれぞれ算出したときのＮ回分のＴCとを得ることができる。誤差算出部４０は、これらＴ0，ｄｒｉｆｔ，ＴCを用いて、最小二乗法によりｇ，ｈの値を推定することができる。誤差算出部４０は、算出したｇ，ｈの値を記憶装置３３に格納する。データ収集端末親機３は、図１６で説明した処理をセンサ１毎に定期的に行う。
図１７は本実施例のセンサデータ転送処理を説明するフローチャートである。図１７のステップＳ４００〜Ｓ４０６の処理は第４の実施例で説明したとおりである。
本実施例のデータ収集端末親機３の補正時刻算出部３６ａは、補正されたデータ送信時刻Ｔを算出する前に、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の誤差ｅ’driftを算出する（図１７ステップＳ４１０）。具体的には、補正時刻算出部３６ａは、ステップＳ４０５のセンサデータの受信に応じて、補正されたデータ送信時刻Ｔを算出しようとする際に、時計部３４の時刻情報から得られるデータ収集端末親機３の時刻Ｔdと、センサデータを送信したセンサ１について算出されたクロックの周期誤差ｇとから、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の誤差ｅ’driftを次式のように算出する。
ｅ’drift＝ｇ×Ｔd ・・・（１５）
そして、補正時刻算出部３６ａは、受信したセンサデータから取得したタイムスタンプＴＳCが示すデータ送信時刻と、このセンサデータを送信したセンサ１について算出された同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の最新値と、同センサ１について算出された伝搬遅延時間ｄｅｌａｙ’の最新値と、ステップＳ４１０で算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の誤差ｅ’driftとから、補正されたデータ送信時刻Ｔを次式のように算出する（図１７ステップＳ４１１）。
Ｔ＝Ｔ’cycle×Ｎ’（ｔ）＋ｄｒｉｆｔ’−ｄｅｌａｙ’−ｅ’drift
・・・（１６）
図１７のステップＳ４０８，Ｓ４０９の処理は第４の実施例で説明したとおりである。こうして、本実施例では、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔ’の誤差ｅ’driftの分だけデータ収集端末親機３がセンサデータのタイムスタンプに対して補正をかけることにより、時刻同期の精度をさらに高めることが可能となる。
なお、第４、第５の実施例に第２の実施例を適用すれば、より正確な時刻同期が可能となる。すなわち、データ収集端末親機３からセンサ１へ送信するダミーパケットＰ５のサイズと、センサ１からデータ収集端末親機３へ送信する返送パケットＰ６のサイズと、センサ１からデータ収集端末親機３へ送信するセンサデータパケットのサイズとを揃えるようにすればよい。
［第６の実施例］
次に、本発明の第６の実施例について説明する。本実施例は、第１〜第３の実施例において、データ収集端末親機３が時刻同期計算結果をデータ収集端末子機２に送信し、データ収集端末子機２は時刻同期計算結果を受信した上で時刻を補正する機能をもっていることを特徴とするセンシングシステムである。本実施例においても、センシングシステム全体の構成、およびセンサ１の構成は第１〜第３の実施例と同様であるので、図１、図２の符号を用いて説明する。
図１８は本実施例のデータ収集端末子機２の構成を示すブロック図、図１９は本実施例のデータ収集端末親機３の構成を示すブロック図である。
本実施例のデータ収集端末子機２の制御部２２は、通信処理部２５と、タイムスタンプ付与部２６と、返送パケット生成部２７と、データ収集端末親機３から送信された同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値に基づいて、時計部２４で計測している時刻を補正する時刻補正部２８とを備えている。
また、本実施例のデータ収集端末親機３の制御部３２は、通信処理部３５と、補正時刻算出部３６と、タイムスタンプ補正部３７と、ダミーパケット送信部３８と、時間算出部３９と、時間算出部３９が算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値をデータ収集端末子機２に送信する時刻同期計算結果送信部４１とを備えている。
本実施例の時刻同期処理を図２０、図２１を用いて説明する。図２０は時刻同期処理を説明するフローチャート、図２１は時刻同期処理を説明するシーケンス図である。
図２０のステップＳ２００〜Ｓ２０９の処理は第１の実施例で説明したとおりである。
データ収集端末親機３の時刻同期計算結果送信部４１は、ステップＳ２０９で時間算出部３９が算出した同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値を含む計算結果パケットＰ７を通信回路３０からデータ収集端末子機２宛に送信させる（図２０ステップＳ２１２）。
なお、データ収集端末子機２で時刻補正ができるようにするため、時刻同期計算結果送信部４１は、データ収集端末子機２に送る同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値を、データ収集端末子機２のクロックの単位時間Ｔcycleの精度に丸める必要がある。
データ収集端末子機２の時刻補正部２８は、データ収集端末親機３から送信された計算結果パケットＰ７を通信回路２１が受信すると（図２０ステップＳ２１３）、この計算結果パケットＰ７から同期ずれ時間ｄｒｉｆｔおよび伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値を取得し（図２０ステップＳ２１４）、時計部２４で計測している時刻を補正する（図２０ステップＳ２１５）。具体的には、時刻補正部２８は、時計部２４でカウントしているクロックの計数値に、同期ずれ時間ｄｒｉｆｔと伝搬遅延時間ｄｅｌａｙの値を加算すればよい。
こうして、本実施例のデータ収集端末子機２は、自身で計測している時刻を補正することができる。本実施例では、データ収集端末子機２において時計部２４への補正書き込み動作が必要となるが、負荷の高い計算は全てデータ収集端末親機３で行っているため、データ収集端末子機２の低性能なＣＰＵでも、時計部２４への書き込みさえできれば適用が可能となる。
本実施例によれば、センサ１のタイムスタンプに限らず、子機自身のクロックを通信制御などにも利用可能になるため、一例としては時分割で通信が可能となり空間当たりのセンサ収容台数を増やすことなども可能になる。
なお、本実施例では、時刻同期の計算を第１の実施例の方法で行っているが、第３の実施例を適用してもよいことは言うまでもない。
第１〜第６の実施例では、データ収集端末親機３を、データ収集端末子機２と上位ネットワーク４のサーバ（上位装置）との間に設けているが、これに限るものではなく、データ収集端末親機３を上位ネットワーク４に設けるようにしてもよい。
上記のとおり、第１〜第６の実施例のセンサ１とデータ収集端末子機２とデータ収集端末親機３の各々は、コンピュータとプログラムによって実現することができる。このコンピュータの構成例を図２２に示す。コンピュータは、ＣＰＵ６００と、記憶装置６０１と、インターフェース装置（以下、Ｉ／Ｆと略する）６０２とを備えている。センサ１を構成するコンピュータの場合、Ｉ／Ｆ６０２には、例えば通信回路１０やセンサ回路部１１が接続される。データ収集端末子機２を構成するコンピュータの場合、Ｉ／Ｆ６０２には、例えば通信回路２０，２１が接続される。データ収集端末親機３を構成するコンピュータの場合、Ｉ／Ｆ６０２には、例えば通信回路３０，３１が接続される。
本発明は、多種多量のセンサを収容するセンシングシステムに適用することができる。
１…センサ、２…データ収集端末子機、３…データ収集端末親機、４…上位ネットワーク、１０，２０，２１，３０，３１…通信回路、１１…センサ回路部、１２，２２，３２…制御部、１３，２３，３３…記憶装置、１４，２５，３５…通信処理部、１５，２４，３４…時計部、１６，２６…タイムスタンプ付与部、１７，２７…返送パケット生成部、２８…時刻補正部、３６，３６ａ…補正時刻算出部、３７…タイムスタンプ補正部、３８，３８ａ…ダミーパケット送信部、３９，３９ａ…時間算出部、４０…誤差算出部、４１…時刻同期計算結果送信部。

Claims (12)

  1. センサデータを送信するように構成された１つ以上のセンサと、
    前記センサデータを上位装置へ送信するように構成されたデータ収集端末親機と、
    前記センサと前記データ収集端末親機との間で前記センサデータの中継を行うように構成されたデータ収集端末子機とを備え、
    前記センサは、
    時間を計測するように構成された第１の時計部と、
    前記センサデータを送信するときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与するように構成されたタイムスタンプ付与部と、
    前記データ収集端末親機から前記データ収集端末子機を介してダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与するように構成された返送パケット生成部と、
    前記タイムスタンプ付与部によってタイムスタンプが付与されたセンサデータおよび前記返送パケット生成部によってタイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末子機に送信するように構成された第１の通信処理部とを備え、
    前記データ収集端末親機は、
    時間を計測するように構成された第２の時計部と、
    時刻同期処理を行う際に、前記ダミーパケットを前記センサに送信するように構成されたダミーパケット送信部と、
    前記返送パケットを受信したときに、前記第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記センサの同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記センサ間の伝搬遅延時間を算出するように構成された時間算出部と、
    前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出するように構成された補正時刻算出部と、
    この補正時刻算出部の算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正するように構成されたタイムスタンプ補正部と、
    このタイムスタンプ補正部によってタイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送するように構成された第２の通信処理部とを備えることを特徴とするセンシングシステム。
  2. 請求項１記載のセンシングシステムにおいて、
    前記データ収集端末親機は、前記ダミーパケットの送信処理と前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の算出処理とを複数回実施した結果から得られた、複数回分の前記同期ずれ時間の値と、これら同期ずれ時間をそれぞれ算出したときの前記データ収集端末親機の時刻とから、前記センサのクロックの周期誤差を算出するように構成された誤差算出部をさらに備え、
    前記データ収集端末親機の補正時刻算出部は、前記補正されたデータ送信時刻を算出する際に、前記第２の時計部の時刻情報から得られる前記データ収集端末親機の時刻と前記センサのクロックの周期誤差とから、前記同期ずれ時間の誤差を算出し、前記センサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間と、前記同期ずれ時間の誤差とから、前記補正されたデータ送信時刻を算出することを特徴とするセンシングシステム。
  3. 請求項１または２記載のセンシングシステムにおいて、
    前記データ収集端末親機から前記センサへ送信される前記ダミーパケットのサイズと、前記センサから前記データ収集端末親機へ送信される前記返送パケットのサイズと、前記センサから前記データ収集端末子機を介して前記データ収集端末親機へ送信される前記センサデータのパケットのサイズとが同一であることを特徴とするセンシングシステム。
  4. センサデータを送信するように構成された１つ以上のセンサと、
    前記センサデータを上位装置へ送信するように構成されたデータ収集端末親機と、
    前記センサと前記データ収集端末親機との間で前記センサデータの中継を行うように構成されたデータ収集端末子機とを備え、
    前記データ収集端末子機は、
    時間を計測するように構成された第１の時計部と、
    前記センサから前記センサデータを受信したときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与するように構成されたタイムスタンプ付与部と、
    前記データ収集端末親機からダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与するように構成された返送パケット生成部と、
    前記タイムスタンプ付与部によってタイムスタンプが付与されたセンサデータおよび前記返送パケット生成部によってタイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末親機に送信するように構成された第１の通信処理部とを備え、
    前記データ収集端末親機は、
    時間を計測するように構成された第２の時計部と、
    時刻同期処理を行う際に、前記ダミーパケットを前記データ収集端末子機に送信するように構成されたダミーパケット送信部と、
    前記返送パケットを受信したときに、前記第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機の同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機間の伝搬遅延時間を算出するように構成された時間算出部と、
    前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出するように構成された補正時刻算出部と、
    この補正時刻算出部の算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正するように構成されたタイムスタンプ補正部と、
    このタイムスタンプ補正部によってタイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送するように構成された第２の通信処理部とを備えることを特徴とするセンシングシステム。
  5. 請求項４記載のセンシングシステムにおいて、
    前記データ収集端末親機は、前記ダミーパケットの送信処理と前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の算出処理とを複数回実施した結果から得られた、複数回分の前記同期ずれ時間の値と、これら同期ずれ時間をそれぞれ算出したときの前記データ収集端末親機の時刻とから、前記データ収集端末子機のクロックの周期誤差を算出するように構成された誤差算出部をさらに備え、
    前記データ収集端末親機の補正時刻算出部は、前記補正されたデータ送信時刻を算出する際に、前記第２の時計部の時刻情報から得られる前記データ収集端末親機の時刻と前記データ収集端末子機のクロックの周期誤差とから、前記同期ずれ時間の誤差を算出し、前記センサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間と、前記同期ずれ時間の誤差とから、前記補正されたデータ送信時刻を算出することを特徴とするセンシングシステム。
  6. 請求項４または５記載のセンシングシステムにおいて、
    前記データ収集端末親機は、前記時間算出部が算出した前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の値を前記データ収集端末子機に送信するように構成された時刻同期計算結果送信部をさらに備え、
    前記データ収集端末子機は、前記データ収集端末親機から送信された前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の値に基づいて、前記第１の時計部で計測している時刻を補正するように構成された時刻補正部をさらに備えることを特徴とするセンシングシステム。
  7. 請求項４乃至６のいずれか１項に記載のセンシングシステムにおいて、
    前記データ収集端末親機から前記データ収集端末子機へ送信される前記ダミーパケットのサイズと、前記データ収集端末子機から前記データ収集端末親機へ送信される前記返送パケットのサイズと、前記データ収集端末子機から前記データ収集端末親機へ転送される前記センサデータのパケットのサイズとが同一であることを特徴とするセンシングシステム。
  8. データ収集端末親機が、時刻同期処理を行う際に、ダミーパケットをセンサに送信する第１のステップと、
    前記センサが、前記データ収集端末親機からデータ収集端末子機を介して前記ダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記センサ内の第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与する第２のステップと、
    前記センサが、前記タイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末子機に送信する第３のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記センサから前記データ収集端末子機を介して前記返送パケットを受信したときに、前記データ収集端末親機内の第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記センサの同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記センサ間の伝搬遅延時間を算出する第４のステップと、
    前記センサが、センサデータを送信するときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与する第５のステップと、
    前記センサが、前記タイムスタンプが付与されたセンサデータを前記データ収集端末子機に送信する第６のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記センサから前記データ収集端末子機を介して前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出する第７のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記第７のステップの算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正する第８のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記タイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送する第９のステップとを含むことを特徴とする時刻同期方法。
  9. 請求項８記載の時刻同期方法において、
    前記データ収集端末親機が、前記ダミーパケットの送信処理と前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の算出処理とを複数回実施した結果から得られた、複数回分の前記同期ずれ時間の値と、これら同期ずれ時間をそれぞれ算出したときの前記データ収集端末親機の時刻とから、前記センサのクロックの周期誤差を算出する第１０のステップをさらに含み、
    前記第７のステップは、前記補正されたデータ送信時刻を算出する際に、前記第２の時計部の時刻情報から得られる前記データ収集端末親機の時刻と前記センサのクロックの周期誤差とから、前記同期ずれ時間の誤差を算出し、前記センサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間と、前記同期ずれ時間の誤差とから、前記補正されたデータ送信時刻を算出するステップを含むことを特徴とする時刻同期方法。
  10. データ収集端末親機が、時刻同期処理を行う際に、ダミーパケットをデータ収集端末子機に送信する第１のステップと、
    前記データ収集端末子機が、前記ダミーパケットを受信したときに、返送パケットを生成し、前記データ収集端末子機内の第１の時計部の時刻情報を基に前記ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと前記返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを前記返送パケットに付与する第２のステップと、
    前記データ収集端末子機が、前記タイムスタンプが付与された返送パケットを前記データ収集端末親機に送信する第３のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記返送パケットを受信したときに、前記データ収集端末親機内の第２の時計部の時刻情報から取得した前記ダミーパケットの送信時刻および前記返送パケットの受信時刻と、前記返送パケットのタイムスタンプから取得した前記ダミーパケットの受信時刻および前記返送パケットの送信時刻とから、前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機の同期ずれ時間および前記データ収集端末親機と前記データ収集端末子機間の伝搬遅延時間を算出する第４のステップと、
    前記データ収集端末子機が、センサからセンサデータを受信したときに、前記第１の時計部の時刻情報を基にデータ送信時刻を示すタイムスタンプを前記センサデータに付与する第５のステップと、
    前記データ収集端末子機が、前記タイムスタンプが付与されたセンサデータを前記データ収集端末親機に送信する第６のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記データ収集端末子機から前記センサデータを受信したときに、このセンサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間とから、補正されたデータ送信時刻を算出する第７のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記第７のステップの算出結果を基に前記センサデータのタイムスタンプを補正する第８のステップと、
    前記データ収集端末親機が、前記タイムスタンプが補正されたセンサデータを上位装置に転送する第９のステップとを含むことを特徴とする時刻同期方法。
  11. 請求項１０記載の時刻同期方法において、
    前記データ収集端末親機が、前記ダミーパケットの送信処理と前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の算出処理とを複数回実施した結果から得られた、複数回分の前記同期ずれ時間の値と、これら同期ずれ時間をそれぞれ算出したときの前記データ収集端末親機の時刻とから、前記データ収集端末子機のクロックの周期誤差を算出する第１０のステップをさらに含み、
    前記第７のステップは、前記補正されたデータ送信時刻を算出する際に、前記第２の時計部の時刻情報から得られる前記データ収集端末親機の時刻と前記データ収集端末子機のクロックの周期誤差とから、前記同期ずれ時間の誤差を算出し、前記センサデータのタイムスタンプから取得したデータ送信時刻と、前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間と、前記同期ずれ時間の誤差とから、前記補正されたデータ送信時刻を算出するステップを含むことを特徴とする時刻同期方法。
  12. 請求項１０または１１記載の時刻同期方法において、
    前記データ収集端末親機が、前記第４のステップで算出した前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の値を前記データ収集端末子機に送信する第１１のステップと、
    前記データ収集端末子機が、前記データ収集端末親機から送信された前記同期ずれ時間および前記伝搬遅延時間の値に基づいて、前記第１の時計部で計測している時刻を補正する第１２のステップとをさらに含むことを特徴とする時刻同期方法。
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