WO2018123857A1 - センシングシステム及び時刻同期方法 - Google Patents

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WO2018123857A1
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collection terminal
data collection
unit
sensor
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賢一 松永
尚一 大嶋
アハマド ムサ
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日本電信電話株式会社
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    • H04J3/0685—Clock or time synchronisation in a node; Intranode synchronisation
    • H04J3/0697—Synchronisation in a packet node

Definitions

  • the present invention relates to a technique for synchronizing time of sensor data transmitted from each sensor in a sensing system that accommodates a large number of sensors.
  • a sensor network is proposed in which a wearable sensor 100 in which a sensor is mounted on clothes worn by a person is used, and sensor data acquired by the wearable sensor 100 is transferred to a server 102 via a terminal 101 such as a smartphone. (See Non-Patent Document 1).
  • a terminal 101 such as a smartphone.
  • each sensor accommodating terminal 101a transmits data to the terminal parent device 101b while acquiring data from the sensor 100.
  • each sensor accommodating terminal 101a adds time information to the sensor data acquired from the sensor 100 and transmits it to the terminal base unit 101b.
  • the sensor data cannot be arranged in time series because there is no unified time reference in the sensor data. Therefore, various methods as shown in Table 1 have been proposed as time synchronization methods for sensor network applications (see Non-Patent Document 2).
  • NTP Network Time Protocol
  • RBS Reference Broadcast Synchronization
  • FTSP Flooding Time Protocol
  • TPSN Timing-sync Protocol for Sensor Network
  • the conventional time synchronization method as shown in Table 1 is based on the premise that each of the parent device and the child device has a clock with sufficient accuracy, and the configuration of the terminal is limited. was there. Specifically, the conventional time synchronization method cannot be applied to a terminal that handles time only with a monotonically increasing incremental counter. In addition, when correcting the time, it is necessary to have a method of correcting the time drift and the propagation delay of the time information and correcting the time difference of the terminal while correcting the time deviation of the terminal, so a microcomputer or a CPU (Central Processing Unit ) Is required, and the configuration of the terminal is limited.
  • a microcomputer or a CPU Central Processing Unit
  • Kenichi Matsunaga et al. “Proposal of Multi-sensor Data Collection Technology Suitable for IoT”, The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, 2016 Society Conference Proceedings, B-18-56, p. 420 Makoto Suzuki, Shunsuke Saruwatari, Masateru Minami, Hiroyuki Morikawa, “Research Trends of Time Synchronization Technology in Wireless Sensor Networks”, The University of Tokyo Advanced Science and Technology Research Center, Morikawa Laboratory Technical Research Report, No. 2008001, Jun, 2008
  • the present invention has been made in order to solve the above problems, and a sensing system capable of accurately synchronizing the time of sensor data transmitted from each sensor even when the calculation performance of the sensor and the accuracy of the clock are poor.
  • An object is to provide a time synchronization method.
  • Another object of the present invention is to provide a sensing system and a time synchronization method capable of accurately synchronizing the sensor data transmitted from each sensor even when the computing performance of the slave unit and the accuracy of the clock are poor.
  • the sensing system of the present invention includes one or more sensors configured to transmit sensor data, a data collection terminal parent device configured to transmit the sensor data to a host device, the sensors, and the data
  • a data collection terminal slave unit configured to relay the sensor data to and from the collection terminal master unit, wherein the sensor includes a first clock unit configured to measure time;
  • a time stamp giving unit configured to give a time stamp indicating a data transmission time to the sensor data based on time information of the first clock unit when transmitting sensor data; and the data collection terminal parent
  • a return packet is generated, and the dummy packet is generated based on the time information of the first clock unit.
  • a return packet generator configured to give a time stamp indicating a reception time and a time stamp indicating a transmission time of the return packet to the return packet; and sensor data to which the time stamp is added by the time stamp assigning unit
  • a first communication processing unit configured to transmit a return packet to which the time stamp has been given by the return packet generation unit to the data collection terminal slave unit, wherein the data collection terminal master unit sets the time
  • a second clock unit configured to measure, a dummy packet transmission unit configured to transmit the dummy packet to the sensor when performing time synchronization processing, and a return packet received
  • the transmission time of the dummy packet acquired from the time information of the second clock unit and the return packet From the reception time, the reception time of the dummy packet acquired from the time stamp of the return packet, and the transmission time of the return packet, the synchronization time of the data collection terminal and the sensor and the data collection terminal
  • a time calculation unit configured to calculate a propagation delay time between the sensors; a data transmission time obtained from a time stamp of the sensor
  • the sensing system of the present invention includes one or more sensors configured to transmit sensor data, a data collection terminal master configured to transmit the sensor data to a host device, the sensor, A data collection terminal slave unit configured to relay the sensor data to and from the data collection terminal master unit, wherein the data collection terminal slave unit is configured to measure time. And a time stamp configured to give a time stamp indicating a data transmission time to the sensor data based on time information of the first clock unit when the sensor data is received from the sensor.
  • a dummy packet is received from the assigning unit and the data collection terminal base unit, a return packet is generated, and the dummy packet is generated based on the time information of the first clock unit.
  • a return packet generation unit configured to give a time stamp indicating a reception time of the return packet and a time stamp indicating a transmission time of the return packet to the return packet, and a sensor to which the time stamp is given by the time stamp assigning unit
  • a first communication processing unit configured to transmit data and a return packet to which a time stamp has been given by the return packet generation unit to the data collection terminal base unit, wherein the data collection terminal base unit includes a time A second clock unit configured to measure the dummy packet transmission unit configured to transmit the dummy packet to the data collection terminal slave unit when performing time synchronization processing, and the return packet , The transmission time of the dummy packet acquired from the time information of the second clock unit, and the From the reception time of the transmission packet, the reception time of the dummy packet acquired from the time stamp of the return packet, and the transmission time of the return packet, the synchronization deviation time of the data collection terminal master unit and the data collection terminal slave unit and A time calculation unit configured to calculate a propagation delay time between the data collection terminal master unit
  • the time synchronization method of the present invention includes a first step of transmitting a dummy packet to a sensor when the data collection terminal master performs time synchronization processing, and the sensor receives data from the data collection terminal master.
  • a return packet is generated, and a time stamp indicating the reception time of the dummy packet based on the time information of the first clock unit in the sensor and the return
  • a second step of assigning a time stamp indicating a packet transmission time to the return packet and a third step of the sensor sending the return packet to which the time stamp is attached to the data collection terminal slave unit;
  • the data collection terminal master unit receives the return packet from the sensor via the data collection terminal slave unit, the data collection terminal The transmission time of the dummy packet and the reception time of the return packet acquired from the time information of the second clock unit in the base unit, the reception time of the dummy packet and the transmission of the return packet acquired from the time stamp of the return packet
  • a corrected data transmission time is calculated from the data transmission time acquired from the time stamp of the sensor data, the synchronization shift time, and the propagation delay time.
  • the time synchronization method includes a first step of transmitting a dummy packet to a data collection terminal slave when the data collection terminal master performs a time synchronization process, and the data collection terminal slave includes: When the dummy packet is received, a return packet is generated, and a time stamp indicating the reception time of the dummy packet based on the time information of the first clock unit in the data collection terminal slave unit and the transmission time of the return packet A second step of assigning a time stamp indicating to the return packet, and a third step of the data collection terminal slave device transmitting the return packet to which the time stamp is attached to the data collection terminal master device; The data collection terminal master unit obtained from the time information of the second clock unit in the data collection terminal master unit when the return packet is received.
  • the data collection terminal master and the data collection terminal A fourth step of calculating a slave unit synchronization loss time and a propagation delay time between the data collection terminal master unit and the data collection terminal slave unit; and when the data collection terminal slave unit receives sensor data from a sensor. And a fifth step of giving a time stamp indicating a data transmission time to the sensor data based on time information of the first clock unit, and the data collection terminal slave unit is a sensor to which the time stamp is given.
  • a corrected data transmission time is calculated from the data transmission time acquired from the time stamp of the sensor data, the synchronization shift time, and the propagation delay time.
  • the senor includes a first clock unit, a time stamp assigning unit, a return packet generation unit, and a first communication processing unit
  • the data collection terminal base unit includes a second clock unit and a dummy packet transmission unit.
  • a time calculation unit, a correction time calculation unit, a time stamp correction unit, and a second communication processing unit so that even if the calculation performance of the sensor and the accuracy of the clock of the first clock unit are poor, transmission is performed from each sensor. Accurate time synchronization of the sensor data to be performed can be achieved.
  • the performance standard required for the sensor can be relaxed in the sensing system in which the sensor itself gives a time stamp to the sensor data.
  • the data collection terminal slave unit includes a first clock unit, a time stamp assigning unit, a return packet generation unit, and a first communication processing unit
  • the data collection terminal master unit includes a second clock unit
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a sensing system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the sensor of the sensing system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal slave unit of the sensing system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal master unit of the sensing system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a flowchart for explaining sensor data transfer processing of the sensing system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining time synchronization processing of the sensing system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a sequence diagram illustrating time synchronization processing of the sensing system according to the first example of the present invention.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal master unit of the sensing system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining time synchronization processing of the sensing system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a result of calculating the synchronization shift time between the data collection terminal master unit and the data collection terminal slave unit in the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining sensor data transfer processing of the sensing system according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a block diagram showing a configuration of a sensor of the sensing system according to the fourth example of the present invention.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating time synchronization processing of the sensing system according to the fourth example of the present invention.
  • FIG. 14 is a sequence diagram illustrating time synchronization processing of the sensing system according to the fourth example of the present invention.
  • FIG. 15 is a flowchart for explaining sensor data transfer processing of the sensing system according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining time synchronization processing of the sensing system according to the fifth example of the present invention.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining sensor data transfer processing of the sensing system according to the fifth example of the present invention.
  • FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal slave unit of the sensing system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal master unit of the sensing system according to the sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating time synchronization processing of the sensing system according to the sixth example of the present invention.
  • FIG. 21 is a sequence diagram illustrating time synchronization processing of the sensing system according to the sixth example of the present invention.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a configuration example of a computer that realizes the sensor, the data collection terminal slave unit, and the data collection terminal master unit according to the first to sixth embodiments of the present invention.
  • FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of a conventional sensor network.
  • FIG. 24 is a diagram showing another configuration of a conventional sensor network.
  • FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a sensing system according to the first embodiment of the present invention.
  • the sensing system transmits one or more sensors 1 that transmit sensor data, a plurality of data collection terminal slave units 2 that relay between the sensor 1 and the data collection terminal master unit 3, and sensor data transmitted to the upper network 4. And the data collection terminal base unit 3 to be configured.
  • FIG. 1 shows a tree-type network configuration suitable for use of the present invention and the computing capability of each component.
  • devices such as the sensor 1 and the data collection terminal slave unit 2 that are close to objects and people are required to operate with low power.
  • CPU is used.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the sensor 1 of this embodiment
  • FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal slave unit 2
  • FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal master unit 3.
  • the sensor 1 includes a communication circuit 10 for communicating with the data collection terminal slave unit 2, a sensor circuit unit 11 that detects a physical quantity and extracts a feature quantity from the physical quantity as necessary, It is comprised from the control part 12 which controls the whole sensor, and the memory
  • the control unit 12 includes a communication processing unit 14.
  • the sensor 1 can be realized by a computer having a CPU, a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources.
  • the CPU of the sensor 1 executes processing described in this embodiment or the following embodiment according to a program stored in the storage device.
  • Examples of the sensor 1 that measures a physical quantity include a vital sensor that measures a human vital sign and an acceleration sensor.
  • the present invention is not limited to these sensors.
  • the data collection terminal slave unit 2 includes a communication circuit 20 for communicating with the sensor 1, a communication circuit 21 for communicating with the data collection terminal master unit 3, and a data collection terminal slave unit.
  • a control unit 22 that controls the whole, a storage device 23 that stores a program of the control unit 22, and a clock unit 24 that measures time.
  • the control unit 22 includes a communication processing unit 25 that communicates with the sensor 1 and the data collection terminal parent device 3 via the communication circuits 20 and 21, and a time stamp indicating the data transmission time when the sensor data is received from the sensor 1.
  • a time stamp adding unit 26 for adding to the sensor data and a return packet generating unit 27 for generating a return packet when a dummy packet is received from the data collection terminal parent device 3 are provided.
  • the data collection terminal slave unit 2 can be realized by a computer having a CPU, a storage device and an interface, and a program for controlling these hardware resources.
  • the CPU of the data collection terminal slave unit 2 executes processing described in the present embodiment or the following embodiment according to a program stored in the storage device.
  • the sensor 1 and the data collection terminal slave unit 2 may be connected by wire or may be connected wirelessly.
  • the wireless communication standard of the communication circuits 10 and 20 includes, for example, BLE (Bluetooth (registered trademark) Low Energy).
  • the data collection terminal master unit 3 communicates with a communication circuit 30 for communicating with the data collection terminal slave unit 2 and, for example, a server (upper apparatus) via the upper network 4.
  • the communication circuit 31 includes a control unit 32 that controls the entire data collection terminal parent device, a storage device 33 that stores a program of the control unit 32, and a clock unit 34.
  • the control unit 32 receives the corrected data transmission time when receiving the sensor data and the communication processing unit 35 that communicates with the data collection terminal slave unit 2 and the server of the host network 4 via the communication circuits 30 and 31.
  • the data collection terminal master unit 3 can be realized by a computer having a CPU, a storage device and an interface, and a program for controlling these hardware resources.
  • the CPU of the data collection terminal base unit 3 executes processing described in this embodiment or the following embodiments according to a program stored in the storage device.
  • the data collection terminal master unit 3 and the data collection terminal slave unit 2 may be connected by wire or may be connected wirelessly.
  • the wireless communication standards of the communication circuits 21 and 30 include, for example, WiFi and ZigBee.
  • examples of the wireless communication standard of the communication circuit 31 include WiFi and LTE / 3G.
  • the data collection terminal master unit 3 includes a high-performance CPU and a high-accuracy clock unit 34 called a real-time clock (RTC) controlled by the high-performance CPU.
  • mobile_unit 2 is equipped with low-performance CPU and the low precision timepiece part 24 controlled by it.
  • the clock unit 34 can output time information of year, month, day, hour, minute, and second, whereas the time information output by the clock unit 24 is a clock count result, that is, an integer value.
  • each element of the sensing system of the present embodiment causes the communication circuit 10 to transmit sensor data (packet) including information on the physical quantity measured by the sensor circuit unit 11 and a unique sensor ID stored in advance in the storage device 13 ( FIG. 5 step S100).
  • the time stamp assigning unit 26 of the data collection terminal slave unit 2 acquires time information (integer value) from the clock unit 24 ( Step S102 in FIG. 5), a time stamp TS A indicating this time information is added to the received sensor data (step S103 in FIG. 5).
  • time stamp TS A sensor data is granted addressed data collection terminal base unit 3 from the communication circuit 21 (sensor data and the time stamp TS A sensor data packet including) (Step S104 in FIG. 5).
  • the sensor data to which the time stamp TS A indicating the data transmission time from the data collection terminal slave unit 2 to the data collection terminal master unit 3 is given can be transferred to the data collection terminal master unit 3.
  • step S105 when the communication circuit 30 receives the sensor data transmitted from the data collection terminal slave unit 2 (step S105 in FIG. 5), the correction time calculation unit 36 of the data collection terminal master unit 3 receives the time included in the sensor data.
  • the stamp TS A is acquired (step S106 in FIG. 5), and the corrected data transmission time T is calculated based on the time indicated by the acquired time stamp TS A (step S107 in FIG. 5). The process of step S107 will be described later.
  • the time stamp correction unit 37 of the data collection terminal parent device 3 adds the time stamp TS B indicating the data transmission time T calculated by the correction time calculation unit 36 to the sensor data received by the communication circuit 30 (step S108 in FIG. 5). ).
  • the time stamp TS A given by the time stamp assigning unit 26 of the data collection terminal slave unit 2 represents an integer value, whereas the time stamp TS given by the time stamp correction unit 37 of the data collection terminal master unit 3 is shown.
  • B represents year, month, day, hour, minute, and second.
  • the time stamp TS A assigned by the time stamp assigning unit 26 may be deleted in the process of step S108, or may be left.
  • the communication processing unit 35 of the data collection terminal parent device 3 sends the sensor data (sensor data packet including the sensor data and the time stamp TS B ) to which the time stamp TS B is given from the communication circuit 31 to the server of the upper network 4. Transfer (step S109 in FIG. 5).
  • the data transmission time from the data collection terminal slave unit 2 to the data collection terminal master unit 3 can be corrected and the sensor data can be transferred to the server.
  • server processing for example, there is an example in which a user's vital sign acquired by the sensor 1 is analyzed to diagnose the user. Since the server processing is not an essential component of the present invention, detailed description thereof is omitted.
  • FIG. 6 is a flowchart for explaining the time synchronization processing
  • FIG. 7 is a sequence diagram for explaining the time synchronization processing.
  • the dummy packet transmitter 38 of the data collection terminal master unit 3 transmits the dummy packet P1 for time synchronization from the communication circuit 30 to the data collection terminal slave unit 2 (step S200 in FIG. 6).
  • the dummy packet transmission unit 38 acquires time information from the clock unit 34 and stores the time stamp TS 1 indicating the time at which the dummy packet P1 is transmitted to the data collection terminal slave unit 2 in the storage device 33. (FIG. 6, step S201).
  • the return packet generation unit 27 of the data collection terminal slave unit 2 receives time information (dummy packet) from the clock unit 24. After obtaining the reception time of P1, a return packet P2 for the dummy packet P1 is generated, and time information (transmission time of the return packet P2) is further obtained from the clock unit 24 (step S203 in FIG. 6), and the dummy packet P1 is obtained.
  • the time stamp TS 2 indicating the time when the message is received and the time stamp TS 3 indicating the time when the return packet P2 is transmitted are added to the return packet P2 (step S204 in FIG. 6).
  • the communication processing unit 25 of the data collection terminal slave unit 2 transmits the return packet P2 to which the time stamp is given by the return packet generation unit 27 from the communication circuit 21 to the data collection terminal base unit 3 (step S205 in FIG. 6).
  • the time calculation unit 39 of the data collection terminal master unit 3 receives the two times included in the return packet P2.
  • the stamps TS 2 and TS 3 are acquired and temporarily stored in the storage device 33 (step S207 in FIG. 6).
  • the time calculation unit 39 acquires time information from the clock unit 34 and stores the time stamp TS 4 indicating the time when the return packet P2 is received in the storage device 33 (step S208 in FIG. 6).
  • the time calculating unit 39 transmits the transmission time of the dummy packet P1 indicated by the time stamp TS 1 stored in the storage device 33 in step S201 and the return indicated by the time stamp TS 4 stored in the storage device 33 in step S208. From the reception time of the packet P2, the reception time of the dummy packet P1 indicated by the time stamps TS 2 and TS 3 stored in the storage device 33 in step S207, and the transmission time of the return packet P2, the data collection terminal master 3 and the data The synchronization shift time drift of the collection terminal slave unit 2 and the propagation delay time delay between the data collection terminal master unit 3 and the data collection terminal slave unit 2 are calculated, and the calculation result is stored in the storage device 33 (step S209 in FIG. 6). .
  • the time when the dummy packet P1 is transmitted from the data collection terminal master 3 to the data collection terminal slave 2 is T 1
  • the time when the data collection terminal slave 2 receives the dummy packet P1 is T 2
  • the data The time when the collection terminal slave unit 2 transmits the return packet P2 is T 3
  • the time when the data collection terminal master unit 3 receives the return packet P2 is T 4 .
  • T 1 and T 4 are times obtained by a high-precision real-time clock, but T 2 and T 3 are obtained not from general unix time or NTP time but from an incremental clock with guaranteed monotonicity. It is time to be. That is, assuming that the known unit time of the incremental clock of the data collection terminal slave unit 2 is T cycle , T 2 and T 3 can be expressed by the following equations.
  • T 2 T cycle ⁇ N (T 2 ) (1)
  • T 3 T cycle ⁇ N (T 3 ) (2)
  • N (T 2 ) is an integer value indicated by the time stamp TS 2
  • N (T 3 ) is an integer value indicated by the time stamp TS 3
  • the time calculation unit 39 of the data collection terminal parent device 3 can estimate the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay according to the equations (1) to (4).
  • the data collection terminal master unit 3 periodically performs the processing described in FIGS. 6 and 7 for each data collection terminal slave unit 2. Accordingly, the values of the synchronization loss time drift and the propagation delay time delay are stored in the storage device 33 for each data collection terminal slave unit 2.
  • the values of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay calculated in the past may be deleted, but in the embodiment described later, It is also necessary to hold values of the synchronization shift time drift and propagation delay time delay calculated in the past.
  • the storage device 33 of the data collection terminal master unit 3 stores the values of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay.
  • the correction time calculation unit 36 includes the data transmission time indicated by the time stamp TS A acquired from the received sensor data, the latest value of the synchronization shift time drift calculated for the data collection terminal slave 2 that relayed the sensor data, From the latest value of the propagation delay time delay calculated for the data collection terminal slave unit 2, the corrected data transmission time T is calculated as follows (step S107).
  • T T cycle ⁇ N (t) + drift ⁇ delay (5)
  • N (t) in Equation (5) is an integer value indicated by the time stamp TS A.
  • the data collection terminal master unit 3 performs the process of FIG. 5 for each sensor 1 and each data collection terminal slave unit 2. Needless to say, in order to perform the processing of steps S107 and S108, the processing of FIGS. 6 and 7 must be performed at least once before the data collection terminal master unit 3 receives the sensor data. Yes.
  • the size of the return packet P2 to be transmitted is equal to the size of the sensor data packet transferred from the data collection terminal slave unit 2 to the data collection terminal master unit 3.
  • the packet size communicated between the data collection terminal master unit 3 and the data collection terminal slave unit 2 is different, a difference may occur in the propagation delay time delay calculated in the first embodiment. It becomes a problem. Since 1/2 of the difference in the propagation delay time delay is calculated as a systematic time synchronization error, it is necessary to match the packet size of communication between the data collection terminal master unit 3 and the data collection terminal slave unit 2. is there. By aligning the packet sizes, more accurate time synchronization than in the first embodiment is possible. Other configurations are as described in the first embodiment.
  • the data collection terminal parent device 3 performs the calculation process of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay a plurality of times, and corrects the error.
  • the configuration of the entire sensing system and the configurations of the sensor 1 and the data collection terminal slave unit 2 are the same as those in the first and second embodiments, and therefore will be described using the reference numerals in FIGS. To do.
  • FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal master unit 3 of this embodiment.
  • the control unit 32 of the data collection terminal master unit 3 of the present embodiment includes a communication processing unit 35, a correction time calculation unit 36a, a time stamp correction unit 37, a dummy packet transmission unit 38a, and a time calculation unit 39a.
  • an error calculation unit 40 for calculating an error of the shift time drift is included in the control unit 32 of the data collection terminal master unit 3 of the present embodiment.
  • the control unit 32 of the data collection terminal master unit 3 of the present embodiment includes a communication processing unit 35, a correction time calculation unit 36a, a time stamp correction unit 37, a dummy packet transmission unit 38a, and a time calculation unit 39a.
  • an error calculation unit 40 for calculating an error of the shift time drift.
  • the target is to reduce the timing error of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay by performing sampling a plurality of times.
  • This error roughly follows a normal distribution except for a long packet delay due to retransmission or the like. That is, by performing N sampling operations, the dispersion of the normal distribution can be reduced to ⁇ N.
  • low-performance clock generators often have an error in the period. In such a case, the time is gradually shifted in one calculation process of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay. Therefore, in this embodiment, the synchronization deviation time drift is calculated a plurality of times to obtain the error of the synchronization deviation time drift.
  • FIG. 9 is a flowchart for explaining the time synchronization processing of this embodiment.
  • the dummy packet transmission unit 38a and the time calculation unit 39a of the data collection terminal master unit 3 of the present embodiment perform the same processing as the dummy packet transmission unit 38 and the time calculation unit 39 of the first embodiment, but the first The difference from the embodiment is that the processing of steps S200 to S209 is performed N times (N is an integer of 2 or more). At this time, the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay are calculated N times, and all these values are stored in the storage device 33.
  • the error calculation unit 40 of the data collection terminal master unit 3 calculates the clock cycle error of the data collection terminal slave unit 2 after the processing of steps S200 to S209 is performed N times (YES in step S210 in FIG. 9) ( FIG. 9 step S211).
  • drift a (T C ⁇ T 0 ) + b (6)
  • T 0 is the time of the data collection terminal master unit 3 at the time of the first calculation process
  • a is the clock cycle error of the data collection terminal slave unit 2
  • b is the synchronization shift time at the time of the first calculation process. This is a drift error.
  • the times T C and T 0 can be acquired from the clock unit 34. Therefore, if the processes of steps S200 to S209 are performed N times, the first calculation process T 0 , the value of N synchronization deviation times drift, and N times T when the synchronization deviation times drift are respectively calculated. You can get C.
  • the error calculation unit 40 can estimate the values of a and b by the least square method using these T 0 , drift and T C.
  • the error calculation unit 40 stores the calculated values a and b in the storage device 33.
  • the data collection terminal master unit 3 periodically performs the above-described processing described with reference to FIG. 9 for each data collection terminal slave unit 2.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating a result of calculating the synchronization shift time drift by performing the processing of steps S200 to S209 once per second in the present embodiment.
  • FIG. 11 is a flowchart for explaining the sensor data transfer process of this embodiment.
  • the processing in steps S100 to S106 in FIG. 11 is as described in the first embodiment.
  • the correction time calculation unit 36a updates the data transmission time indicated by the time stamp TS A acquired from the received sensor data and the latest value of the synchronization deviation time drift calculated for the data collection terminal slave 2 that relayed the sensor data.
  • steps S108 and S109 in FIG. 11 The processing in steps S108 and S109 in FIG. 11 is as described in the first embodiment.
  • the data collection terminal parent device 3 corrects the time stamp of the sensor data by the amount of the error e drift of the synchronization deviation time drift, thereby further improving the accuracy of time synchronization. Become.
  • the present embodiment is a sensing system characterized in that, in the first to third embodiments, the time synchronization target is extended to the end sensor. Also in the present embodiment, the configuration of the entire sensing system and the configurations of the data collection terminal slave unit 2 and the data collection terminal master unit 3 are the same as those in the first and second embodiments. This will be described using the reference numeral 4.
  • FIG. 12 is a block diagram showing the configuration of the sensor 1 of this embodiment.
  • the sensor 1 according to the present embodiment includes a communication circuit 10, a sensor circuit unit 11, a control unit 12, a storage device 13, and a clock unit 15.
  • the control unit 12 includes a communication processing unit 14, a time stamp addition unit 16, and a return packet generation unit 17.
  • the sensor 1 can be realized by a computer including a CPU, a storage device, and an interface, and a program for controlling these hardware resources. Similar to the clock unit 24 of the data collection terminal slave unit 2, the time information output by the clock unit 15 is a clock count result, that is, an integer value.
  • FIG. 13 is a flowchart for explaining the time synchronization processing
  • FIG. 14 is a sequence diagram for explaining the time synchronization processing.
  • the dummy packet transmission unit 38 of the data collection terminal master 3 transmits a dummy packet P5 for time synchronization from the communication circuit 30 to the sensor 1 (step S300 in FIG. 13).
  • the dummy packet transmission unit 38 acquires time information from the clock unit 34 and stores a time stamp TS 5 indicating the time at which the dummy packet P5 is transmitted to the sensor 1 in the storage device 33 (step in FIG. 13). S301).
  • the communication processing unit 25 of the data collection terminal child device 2 receives the dummy packet P5 from the communication circuit 20 to the sensor. 1 (step S303 in FIG. 13).
  • the return packet generation unit 17 of the sensor 1 responds to the dummy packet P5.
  • a return packet P6 is generated (step S305 in FIG. 13), and a time stamp TS 6 indicating the time when the dummy packet P5 is received and a time stamp TS 7 indicating the time when the return packet P6 is transmitted are assigned to the return packet P6 (FIG. 13). 13 step S306).
  • the communication processing unit 14 of the sensor 1 causes the communication packet 10 to transmit the return packet P6 to which the time stamp is given by the return packet generation unit 17 to the data collection terminal parent device 3 (step S307 in FIG. 13).
  • the communication processing unit 25 of the data collection terminal slave unit 2 receives the return packet P6 from the communication circuit 21 to the data collection terminal master unit. 3 (step S309 in FIG. 13).
  • the time calculation unit 39 of the data collection terminal master unit 3 receives the return packet P6.
  • the two time stamps TS 6 and TS 7 included are acquired and temporarily stored in the storage device 33 (step S311 in FIG. 13).
  • the time calculation unit 39 acquires time information from the clock unit 34, and stores the time stamp TS 8 indicating the time when the return packet P6 is received in the storage device 33 (step S312 in FIG. 13).
  • the time calculation unit 39 the return indicated by the time stamp TS 8 stored in the storage device 33 transmission time and, in step S312 of the dummy packet P5 indicated by the time stamp TS 5 stored in the storage device 33 in step S301
  • the reception time of the dummy packet P5 indicated by the time stamps TS 6 and TS 7 stored in the storage device 33 in step S311 and the transmission time of the return packet P6 the data collection terminal master 3 and the sensor 1 synchronization shift time drift ′ and the propagation delay time delay ′ between the data collection terminal master 3 and the sensor 1 are calculated, and the calculation result is stored in the storage device 33 (step S313 in FIG. 13).
  • the time when the dummy packet P5 is transmitted from the data collection terminal base unit 3 to the sensor 1 is T 5
  • the time when the sensor 1 receives the dummy packet P5 is T 6
  • the sensor 1 transmits the return packet P6 is T 7
  • the time when the data collection terminal parent device 3 receives the return packet P 6 is T 8 .
  • T 5 and T 8 are times obtained from a high-precision real-time clock
  • T 6 and T 7 are times obtained from an incremental clock with guaranteed monotonicity.
  • N (T 6 ) is an integer value indicated by the time stamp TS 6
  • N (T 7 ) is an integer value indicated by the time stamp TS 7
  • the time calculation unit 39 of the data collection terminal parent device 3 can estimate the synchronization shift time drift 'and the propagation delay time delay' according to the equations (9) to (12).
  • the data collection terminal master device 3 periodically performs the processing described with reference to FIGS. 13 and 14 for each sensor 1. Therefore, the values of the synchronization shift time drift ′ and the propagation delay time delay ′ are stored in the storage device 33 for each sensor 1.
  • the time stamp assigning unit 16 of each sensor 1 is configured to transmit a sensor data (packet) including physical quantity information measured by the sensor circuit unit 11 and a unique sensor ID stored in the storage device 13 in advance. acquires time information from section 15 (an integer value) (FIG. 15 step S400), it imparts a time stamp TS C indicating the time information to the sensor data (Fig. 15 step S401).
  • the communication processing unit 14 of the sensor 1 is to transmit the sensor data time stamp TS C is attached (sensor data packet including the sensor data and the time stamp TS C) from the communication circuit 10 (FIG. 15 step S402).
  • the communication processing unit 25 of the data collection terminal slave unit 2 receives the sensor data packet from the communication circuit 21 to the data collection terminal master unit. 3 (step S404 in FIG. 15).
  • the correction time calculation unit 36 of the data collection terminal master unit 3 includes the sensor data packet.
  • the time stamp TS C gets the latest value of the data transmission time indicated by the time stamp TS C acquired, synchronous shift calculated for the sensor 1 which has transmitted the sensor data time drift ',
  • the corrected data transmission time T is calculated as in the following equation (step S407 in FIG. 15).
  • T T 'cycle ⁇ N' (t) + drift'-delay ' ⁇ (13)
  • N '(t) in Equation (5) is an integer value indicated by the time stamp TS C.
  • the time stamp correction unit 37 of the data collection terminal parent device 3 adds the time stamp TS D indicating the data transmission time T calculated by the correction time calculation unit 36 to the sensor data received by the communication circuit 30 (step S408 in FIG. 15). ).
  • the communication processing unit 35 of the data collection terminal base unit 3, the time stamp TS D communication circuit 31 (sensor data packet including the sensor data and the time stamp TS D) sensor data is granted a higher network 4 server It is transferred to the destination (step S409 in FIG. 15). In this way, it is possible to correct the data transmission time from the sensor 1 to the data collection terminal master 3 and transfer the sensor data to the server.
  • the timing can be synchronized up to the sensor 1, so that the time can be calculated by the simple time stamp given to the sensor data by the sensor 1. That is, in the present embodiment, the time stamp at the moment when the CPU mounted on the sensor 1 reads the output of the sensor circuit unit 11 in the sensor 1 can be recorded.
  • the data collection terminal slave unit 2 since the data collection terminal slave unit 2 adds a time stamp to the sensor data, the communication delay time between the sensor 1 and the data collection terminal slave unit 2 cannot be compensated.
  • the sensor 1 itself gives a time stamp to the sensor data, which is very effective when highly accurate time synchronization is required.
  • the same processing as that of the first embodiment is performed on the sensor 1, but the present invention is not limited to this, and the same processing as that of the third embodiment is performed on the sensor 1. You may implement.
  • the configuration of the sensor 1 is the same as that of the fourth embodiment
  • the configuration of the data collection terminal slave unit 2 is the same as that of the first to fourth embodiments
  • the configuration of the data collection terminal master unit 3 Since this is the same as that of the third embodiment, description will be made using the reference numerals of FIGS. 1, 3, 8, and 12.
  • FIG. 1 is the same as that of the fourth embodiment
  • the configuration of the data collection terminal slave unit 2 is the same as that of the first to fourth embodiments
  • the configuration of the data collection terminal master unit 3 Since this is the same as that of the third embodiment, description will be made using the reference numerals of FIGS. 1, 3, 8, and 12.
  • FIG. 16 is a flowchart for explaining the time synchronization processing of this embodiment.
  • the dummy packet transmission unit 38a and the time calculation unit 39a of the data collection terminal master unit 3 of the present embodiment perform the same processing as the dummy packet transmission unit 38 and the time calculation unit 39 of the fourth embodiment,
  • the difference from the embodiment is that the processes of steps S300 to S313 are performed N times.
  • the synchronization shift time drift 'and the propagation delay time delay' are calculated for N times, but these values are all stored in the storage device 33.
  • the error calculation unit 40 of the data collection terminal base unit 3 calculates the clock cycle error of the sensor 1 after the processing of steps S300 to S313 is performed N times (YES in step S314 in FIG. 16) (step S315 in FIG. 16). ).
  • T 0 is the time of the data collection terminal parent device 3 at the time of the first calculation process
  • g is a clock cycle error of the sensor 1
  • h is an error of the synchronization shift time drift ′ at the time of the first calculation process. It is. Therefore, if the processes of steps S300 to S313 are performed N times, T 0 of the first calculation process, the value of the synchronization deviation time drift ′ for N times, and the N times when the synchronization deviation time drift ′ is calculated. it can be obtained and T C of.
  • the error calculation unit 40 can estimate the values of g and h by the method of least squares using these T 0 , drift, and T C.
  • the error calculation unit 40 stores the calculated values of g and h in the storage device 33.
  • the data collection terminal master device 3 periodically performs the processing described with reference to FIG.
  • FIG. 17 is a flowchart for explaining the sensor data transfer process of this embodiment. The processing in steps S400 to S406 in FIG. 17 is as described in the fourth embodiment.
  • the corrected data transmission time T is calculated as follows: FIG. 17 step S411).
  • T T 'cycle ⁇ N' (t) + drift'-delay'-e 'drift ... (16)
  • steps S408 and S409 in FIG. 17 is as described in the fourth embodiment.
  • the data collection terminal parent device 3 corrects the time stamp of the sensor data by the error e ′ drift of the synchronization shift time drift ′, thereby further improving the accuracy of time synchronization. It becomes possible.
  • the second embodiment is applied to the fourth and fifth embodiments, more accurate time synchronization becomes possible. That is, the size of the dummy packet P5 transmitted from the data collection terminal master unit 3 to the sensor 1, the size of the return packet P6 transmitted from the sensor 1 to the data collection terminal master unit 3, and the sensor 1 to the data collection terminal master unit 3
  • the size of the sensor data packet to be transmitted may be made uniform.
  • the data collection terminal master unit 3 transmits the time synchronization calculation result to the data collection terminal slave unit 2, and the data collection terminal slave unit 2 receives the time synchronization calculation result.
  • the sensing system has a function of correcting the time. Also in the present embodiment, since the configuration of the entire sensing system and the configuration of the sensor 1 are the same as those in the first to third embodiments, description will be made using the reference numerals in FIGS.
  • FIG. 18 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal slave unit 2 of this embodiment
  • FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the data collection terminal master unit 3 of this embodiment.
  • the control unit 22 of the data collection terminal slave unit 2 includes a communication processing unit 25, a time stamp assigning unit 26, a return packet generation unit 27, and a synchronization deviation time drift transmitted from the data collection terminal master unit 3. And a time correction unit 28 that corrects the time measured by the clock unit 24 based on the value of the propagation delay time delay.
  • control unit 32 of the data collection terminal master unit 3 of the present embodiment includes a communication processing unit 35, a correction time calculation unit 36, a time stamp correction unit 37, a dummy packet transmission unit 38, and a time calculation unit 39.
  • a time synchronization calculation result transmission unit 41 that transmits values of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay calculated by the time calculation unit 39 to the data collection terminal slave unit 2.
  • FIG. 20 is a flowchart for explaining the time synchronization processing
  • FIG. 21 is a sequence diagram for explaining the time synchronization processing.
  • the processing in steps S200 to S209 in FIG. 20 is as described in the first embodiment.
  • the time synchronization calculation result transmission unit 41 of the data collection terminal parent device 3 collects data of the calculation result packet P7 including the value of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay calculated by the time calculation unit 39 in step S209 from the communication circuit 30. Transmission is made to the terminal slave unit 2 (step S212 in FIG. 20).
  • the time synchronization calculation result transmission unit 41 uses the values of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay to be sent to the data collection terminal slave unit 2 as data collection. It is necessary to round to the accuracy of the unit time T cycle of the clock of the terminal slave unit 2.
  • the time correction unit 28 of the data collection terminal slave unit 2 synchronizes with the calculation result packet P7.
  • the values of drift and propagation delay time delay are acquired (step S214 in FIG. 20), and the time measured by the clock unit 24 is corrected (step S215 in FIG. 20).
  • the time correction unit 28 may add the values of the synchronization shift time drift and the propagation delay time delay to the count value of the clock counted by the clock unit 24.
  • the data collection terminal slave unit 2 can correct the time measured by itself.
  • the data collection terminal slave unit 2 needs to perform a correction write operation to the clock unit 24.
  • the data collection terminal slave unit 2 Even a low-performance CPU can be applied as long as writing to the clock unit 24 is possible.
  • not only the time stamp of the sensor 1 but also the slave's own clock can be used for communication control and the like.
  • communication can be performed in a time division manner, and the number of sensors accommodated per space can be reduced. It can be increased.
  • the time synchronization calculation is performed by the method of the first embodiment, but it goes without saying that the third embodiment may be applied.
  • the data collection terminal master unit 3 is provided between the data collection terminal slave unit 2 and the server (host device) of the higher level network 4, but the present invention is not limited to this.
  • the data collection terminal parent device 3 may be provided in the upper network 4.
  • each of the sensor 1, the data collection terminal slave unit 2, and the data collection terminal master unit 3 of the first to sixth embodiments can be realized by a computer and a program.
  • a configuration example of this computer is shown in FIG.
  • the computer includes a CPU 600, a storage device 601, and an interface device (hereinafter abbreviated as I / F) 602.
  • I / F interface device
  • the communication circuit 10 and the sensor circuit unit 11 are connected to the I / F 602.
  • communication circuits 20 and 21 are connected to the I / F 602.
  • communication circuits 30 and 31 are connected to the I / F 602.
  • the present invention can be applied to a sensing system that accommodates a large number of sensors.

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Abstract

データ収集端末子機（２）は、ダミーパケットを受信したときに、ダミーパケットの受信時刻を示すタイムスタンプと返送パケットの送信時刻を示すタイムスタンプとを返送パケットに付与してデータ収集端末親機（３）に送信する。データ収集端末親機（３）は、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）に送信し、返送パケットを受信したときに、ダミーパケットの送信時刻および返送パケットの受信時刻と、返送パケットのタイムスタンプから取得したダミーパケットの受信時刻および返送パケットの送信時刻とから、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。

Description

センシングシステム及び時刻同期方法
　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 JPOXMLDOC01-appb-T000001
　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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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020039021A (ja) * 2018-09-03 2020-03-12 日本電気株式会社 通信装置、通信方法及びプログラム
JP2020053842A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 沖電気工業株式会社 通信装置、集約装置、通信システムおよび制御プログラム
KR102145556B1 (ko) * 2019-07-02 2020-08-18 부산대학교 산학협력단 다중 센서 데이터 수집을 위한 센서 인터페이스 설정 및 센싱 스케줄링 방법 및 그 장치

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018123857A1 (ja) 2016-12-28 2018-07-05 日本電信電話株式会社 センシングシステム及び時刻同期方法
EP3584780B1 (en) * 2017-02-17 2021-10-13 Nippon Telegraph And Telephone Corporation Sensing system and time stamp correction method
IL277231B2 (en) * 2018-03-14 2024-03-01 Locata Corp Method and device for synchronizing a tracking network
JP6939664B2 (ja) * 2018-03-14 2021-09-22 オムロン株式会社 センサ管理装置、センサ情報同期方法、制御プログラム、及び記録媒体
US11874101B2 (en) 2018-04-12 2024-01-16 Faro Technologies, Inc Modular servo cartridges for precision metrology
US10969760B2 (en) * 2018-04-12 2021-04-06 Faro Technologies, Inc. Coordinate measurement system with auxiliary axis
GB201911378D0 (en) * 2019-08-08 2019-09-25 Hoptroff Richard George System for timestamping events on edge devices
EP3786429A1 (en) * 2019-08-30 2021-03-03 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co KG Method and system for detecting a functional failure in a power gearbox and a gas turbo engine
US11294760B2 (en) * 2019-12-30 2022-04-05 Semiconductor Components Industries, Llc Methods and apparatus for a temporal synchronization unit
CN111224734B (zh) * 2020-04-16 2020-07-17 成都坤恒顺维科技股份有限公司 一种大规模采集阵列的同步***
CN113923702B (zh) * 2020-07-08 2024-02-02 台达电子工业股份有限公司 信号获取***及信号获取方法
CN115310501A (zh) * 2021-05-07 2022-11-08 北京图森智途科技有限公司 一种传感器数据处理方法、装置、计算设备及存储介质
CN114257659B (zh) * 2021-12-27 2023-09-19 江苏加信智慧大数据研究院有限公司 一种设备在线的验证方法
KR20230134694A (ko) * 2022-03-15 2023-09-22 메타솔루컴 주식회사 Ble 통신을 이용한 데이터 송수신 방법 및 시스템

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005151153A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Hitachi Kokusai Electric Inc デジタル伝送システム
JP2014241024A (ja) * 2013-06-11 2014-12-25 日本電信電話株式会社 センサネットワークシステム、サーバ装置およびセンサネットワーク制御プログラム

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5166203B2 (ja) * 2008-10-24 2013-03-21 株式会社日立製作所 センサネットワークシステム、センサノード、及び基地局
US20110239011A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 Nokia Corporation Method and apparatus for synchronizing wake-ups of offline mobile devices
US8462821B1 (en) * 2011-02-18 2013-06-11 Juniper Networks, Inc. Precision timing using a modified synchronization operation
CN102571253B (zh) 2012-02-23 2015-03-18 杭州华三通信技术有限公司 实现精确时间同步的方法和设备
CN104396180A (zh) 2012-06-19 2015-03-04 日本电气株式会社 时钟同步***、时钟同步方法和存储有时钟同步程序的存储介质
JP6036179B2 (ja) * 2012-10-31 2016-11-30 富士通株式会社 通信装置及び同期方法
US20160055509A1 (en) * 2013-03-21 2016-02-25 Telefonaktiebolaget L M Ericsson (Publ) Method, computer program and node for distribution of sensor data
JP2014202734A (ja) * 2013-04-10 2014-10-27 株式会社小野測器 スレーブ装置、マスタ・スレーブシステム、および時刻同期方法
CN103945525A (zh) * 2014-04-30 2014-07-23 国家电网公司 基于层次结构的无线传感器网络时间同步方法
US10091310B2 (en) * 2014-07-17 2018-10-02 Verizon Patent And Licensing Inc. Method and system for high-latency data collection from sensors
US10015216B2 (en) * 2015-08-06 2018-07-03 Qualcomm Incorporated Methods and systems for virtual conference system using personal communication devices
CN106028272B (zh) 2016-07-25 2019-06-14 广东乐心医疗电子股份有限公司 基于分布式ble通信协议无线传感***时间同步方法与装置
WO2018123857A1 (ja) 2016-12-28 2018-07-05 日本電信電話株式会社 センシングシステム及び時刻同期方法
JP2018121199A (ja) * 2017-01-25 2018-08-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 受信装置及びクロック生成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005151153A (ja) * 2003-11-14 2005-06-09 Hitachi Kokusai Electric Inc デジタル伝送システム
JP2014241024A (ja) * 2013-06-11 2014-12-25 日本電信電話株式会社 センサネットワークシステム、サーバ装置およびセンサネットワーク制御プログラム

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KENICHI MATSUNAGA ET AL.: "IoT Gateway Technology for Connecting Various Sensors", THE INSTITUTE OF ELECTRONICS, INFORMATION AND COMMUNICATION ENGINEERS, PROCEEDINGS OF THE 2016 SOCIETY CONFERENCE, vol. B-18-56, pages 420
MAKOTO SUZUKISHUNSUKE SARUWATARIMASAKI MINAMIHIROYUKI MORIKAWA: "Research Trends of Time Synchronization Technologies in Wireless Sensor Networks", THE UNIVERSITY OF TOKYO, RESEARCH CENTER FOR ADVANCED SCIENCE AND TECHNOLOGY, MORIKAWA LABORATORY, TECHNICAL RESEARCH REPORT, NO. 2008001, June 2008 (2008-06-01)
See also references of EP3564921A4 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020039021A (ja) * 2018-09-03 2020-03-12 日本電気株式会社 通信装置、通信方法及びプログラム
JP7148199B2 (ja) 2018-09-03 2022-10-05 日本電気株式会社 通信装置、通信方法及びプログラム
JP2020053842A (ja) * 2018-09-27 2020-04-02 沖電気工業株式会社 通信装置、集約装置、通信システムおよび制御プログラム
JP7070290B2 (ja) 2018-09-27 2022-05-18 沖電気工業株式会社 通信装置、集約装置、通信システムおよび制御プログラム
KR102145556B1 (ko) * 2019-07-02 2020-08-18 부산대학교 산학협력단 다중 센서 데이터 수집을 위한 센서 인터페이스 설정 및 센싱 스케줄링 방법 및 그 장치

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