无线终端装置和网络系统的制作方法

专利名称：无线终端装置和网络系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在无线终端与基站之间进行通信的方法，特别涉及用 来从基站向无线终端装置提供命令等信息的通信方法。
背景技术：
近年来，在生活中的所有领域都在配备半导体集成电路装置，并 且正逐步实现无论何时何地都能使用信息终端装置的系统即指上系 统(ubiquitous system )。便携电话或无线LAN ( Local Area Network )终端为可用于这样 系统的信息终端装置的例子。其为便携型，因为内置有电池，为了获 得电池消耗的抑制，将装置低消耗电力化。例如，为了降低消耗电力， 在特开2000 - 224105号公报中公开了对应通信距离使发送电力变化 的便携电话机。而且，搭载IC芯片和天线的无线标签(tag)或非接触型IC卡 是信息终端装置的其他例子，最近用来随身使用。这些无线标签或IC 卡具有固有数据，向读写器(质问器)提供相同数据，但不具有电源， 接收从读写器(质问器)发射的电磁波，利用整流获得的电力作为电 源。从而，获得的电力较微弱，因此降低了电路的电力消耗。特开平 11 - 73481号公报中公开了因为能够使用低消耗电力.低电压操作的存 储器，使用二分之一整流电力的非接触型IC卡的例子。特开平11 - 287818号公报中公开了不是便携型的，但为了节省 电力仅在必要时起动装置，间歇地发送传感器信息的无线终端装置的例子。上述信息终端装置为能够进行任意信息发送的装置，便携电话或无线LAN为了从基站接收信息，在发送时以外常常地处于向接收系 统装置提供电源的接收操作状态，在节省电力时具有界限。而且，无 线标签或非接触型IC卡没有从读写器(质问器)发射的电磁波，不 能够发送自己的信息。另外，间歇发送的无线终端装置由于仅在发送 时投入电源，不能够进行通常的接收。现在，由信息终端装置在必要时间歇地发送自己信息，并且在相;;，"够高度的活用信息。作为此活用信d的模型，;j如举例为^ 栽传感器的信息终端装置具有无线功能，通过由无线形成的网络传送 较高效率传感器信息的无线传感器网络(以下，简称为传感器网络)。 作为用来实现传感器网络的传感器功能附加信息终端装置，具有 使用半导体集成电路装置小型化装置、低电力消耗的效果。这样，在 无线终端装置中，传感器或无线功能能够以低电力消耗操作可能和在 无线终端装置中内置电源(或电池)，可以简化没有配设布线的装置 的设置。但是，因为具有内置电源的容量的限制，希望传感器功能附加无 线终端装置进行彻底的电力消耗削减。基本上，仅仅在必要时起动无 线终端，没有遗漏通过不需要时切断电源等来进行称为休止操作的间 歇操作。能够如图20所示通过这样间歇操作从附加传感器功能的无 线终端装置向基站传输信息的通信方法的例子。通信方法在附加传感 器功能的无线终端装置(NOD) 10以无线与基站(BAS) 20连接， 基站20通过网络连接到服务器(SRV) 40的通信系统中实行。无线终端装置10包含电池等小型电源，根据称为可以限制减少 电池交换的理由，除使用传感器计测数据的情况或向基站发送数据以 夕卜，切断进行计测或通信范围的电源。由此可以抑制电力消耗。但是， 在切断向上述范围电源的休止期间无线终端装置10不能够进行与基 站20的无线通信。电源投入由例如时间等、任何的事项(事件)的产生进行。事项为时间的情况，无线终端装置10内置时钟，在特定的时间到来时向上述范围投入电源。从而，在时钟中时常投入电源，即使切断电源上述范围为停止，无线终端装置10并不停止，成为休止状态即休眠状态。在图20中，无线终端装置IO成为休止期间，电源被切断，转换 到休眠状态(sl10)。此后，产生例如时间等任何的事件(s140)，提 供电源起动无线终端装置10 (sl50)。此后，无线终端10经过使用传感器144进行数据计测、或使用 运算装置进行数据计算等作业，制成用于以无线发送的必要信息的通 信帧(sl60)。无线终端装置IO使用制成的通信帧向基站发送信息数 据"161)。基站20检测在所接收的通信信息中有无错误(sl70)，制成用 于无线终端装置10和服务器40进行通信的通信帧(sl80)。而且，基站20向服务器40发送从无线终端装置10接收的数据， 进行数据库41的信息更新请求(s182 )，进行位于服务器40内的数 据库的信息更新(s210)。此时，基站20和服务器40之间的通信基 本为TCP/IP等，通过以TCP/lP通信该数据库更新请求s182，从 基站20向服务器40发送数据，接着插入所返回的作为对应于每个正 确地从服务器40向基站20接收的数据的应答的应答信号 (Acknowledge,以下简略为ACK)的结构。基站20从服务器40接 收该ACK信号后，发送作为对应正确地接收向无线终端IO的信息的 应答的ACK信号(sl811)。无线终端10接收来自基站20的ACK信号(s1811)后，ACK 信号进行是否正确的错误检测(sl90)，如果确实地接收，再次切断 电源转换到休眠状态(s220)。在无线终端10的通信顺序中，从步骤s110到步骤s140期间电 源切断并停止。从步骤sl40到步骤s220之间提供电源并操作。另外 从步骤s140到步骤s160中，进行传感器计测或运算装置的运算操作。步骤s161为发送状态，此后从步骤s170到步骤s190是用来接收ACK 信号s1811的接收状态。由上可知，计测数据等信息通过间歇操作向基站传输。但不能实 现可以来自高度活用信息的基站的命令或数据的无线终端装置中的信号接收。发明内容本发明的目的在于提供一种通信方法及用于该方法的基站，在 通过无线终端装置利用电源的起动/切断重复操作状态和休止状态 的间歇操作来实现减少电力消耗的系统中，能从基站向无线终端装置 可靠地传送信息。为了达到上述目的的本发明的通信方法为具有进行计测的传感 器，在重复操作状态和休止状态间歇操作的无线终端和基站间进行通 信的方法,其特征在于在基站中保存向无线终端装置提供的第l信 息；根据将无线终端装置从休止状态切换为操作状态，向上述基站发 送来自上述传感器的第2信息，在用于发送第2信息的操作状态中的 无线终端中，发送在基站中保持的上述第l信息，使上述无线终端装 置从上述第1和第2信息发送结束后返回到休止状态。第l信息例如为向无线终端装置提供的命令或数据等。在无线终 端装置成为为了进行发送的操作状态之前，第1信息被保存在基站中， 无线终端装置成为操作状态时由于第l信息从基站被发送到无线终端 装置，能够确实地将第l信息传送到无线终端装置。本发明还提供一种与基站进行无线通信的无线终端装置，包括 电源装置；用于进行上述无线通信的无线装置；传感器；进行用上述 传感器计测的传感数据的处理的运算装置；和控制从上述电源装置向 上述无线装置、上述传感器和上述运算装置的电源供给的起动控制电 路，其中，上述起动控制电路开始从上述电源装置向上述无线装置、 上述传感器和上述运算装置的电源供给，实施由上述传感器进行的计 测、由上述运算装置进行的处理以及由上述无线装置进行的上述处理后的传感数据向上述基站的发送，上述起动控制电路从上述电源装置供给稳定电源，并且在上述无线装置接收到第l信号和第2信号时， 切断向上述起动控制电路以外的电源供给，其中，上述第l信号表示 接收上述传感数据的发送而从上述基站发送的上述传感数据被上述 基站接收，上述第2信号表示针对上述无线终端装置的命令。本发明还提供一种具有无线终端装置和基站的网络系统，其中， 上述无线终端装置包括电源装置；用于与上述基站进行无线通信的 第l无线装置；传感器；进行用上述传感器计测的传感数据的处理的 运算装置；和控制从上述电源装置向上述第1无线装置、上述传感器 和上述运算装置的电源供给的起动控制电路，上述基站包括用于与 上述无线终端装置进行无线通信的第2无线装置；和控制上述第2无 线装置的控制装置，其中，上述起动控制电路开始从上述电源装置向 上述第l无线装置、上述传感器和上述运算装置的电源供给，实施由 上述传感器进行的计测、由上述运算装置进行的处理以及由上述第1 无线装置进行的上述处理后的传感数据向上述基站的发送，上述第2 无线装置接收上述传感数据的发送，上述控制装置控制上述第2无线 装置，以便发送表示接收到上述传感数据的第l信号和表示针对上述 无线终端的命令的第2信号，在上述起动控制电路中，从上述电源装 置供给稳定电源，并且在上述第l无线装置接收到上述第l信号和上 述第2信号时，切断向上述起动控制电路以外的电源供给。通过结合附图参考以下详细描述能够更好地理解，同样也可以容 易地理解本发明这些和其他的方面和许多附加优点。


图l是用于说明涉及本发明通信方法的实施形态l的通信系统的 构成图。图2是用于说明在实施形态1中使用的附加传感器功能的无线终 端装置的构成图。图3是用于说明在实施形态1中使用的基站的例子的构成图。图4是用于说明在实施形态1中使用的基站的其他例子的构成图。图5A是用于说明涉及本发明的通信方法的实施形态1的顺序图。图5B是用于说明涉及本发明的通信方法的实施形态1的其他顺序图。图5C用于说明涉及本发明的通信方法的实施形态1的另外的顺序图。图6是用于说明在涉及本发明的实施形态2中使用的附加传感器 功能的无线终端装置的构成图。图7是用于说明涉及本发明的实施形态2的顺序图。图8是用于说明涉及本发明的实施形态3的顺序图。图9是用于说明本发明的传感器信息预测的例子的图。图10是用于说明在本发明的通信方法中注册操作的例子的顺序图。图11是用于说明本发明的通信方法中基站切换操作的例子的顺序图。图12是用于说明本发明的通信方法中模式变更操作的例子的顺序图。图13是用于说明本发明的通信方法中模式变更操作的其他例子 的顺序图。图14是用于说明本发明的通信方法中存储器内容提示操作的例 子的顺序图。图15是用于说明本发明的通信方法中复位和结束操作的例子的 顺序图。图16是用于说明本发明的通信方法中使用的通信帧的例子的构成图。图17是用于说明图16的通信帧的物理层标题的构成图。图18是用于说明图16的通信帧的媒体访问控制层标题的构成图。图19是用于说明图16的帧的网络层标题的构成图。 图20是用于说明使用间歇操作的附加传感器功能的无线终端装 置进行的通信方法的例子的顺序图。
具体实施方式
以下，参考附图中所示的几个实施形态进一步详细说明涉及本发 明通信方法和基站。 <实施形态1>在图1中表示用于执行实施形态1的通信方法的通信系统的例 子。通信系统由附加多个传感器的无线终端装置(NOD) 10a~10f; 多个基站(BAS) 20a 、 20b;因特网(INT) 30;服务器(SRV ) 40; 显示终端装置(TRM) 50构成。服务器40包含数据库(DBS ) 41。无线终端装置10a ~ 10c通过 基站20a和信号(com)60a 60c进行无线通信，无线终端装置10d ~ 10f通过基站20b和信号60d~60f进行无线通信，基站20a、 20b和 服务器40和显示终端装置50分别使用信号71 ~ 74经由因特网30进 行通信。附加传感器功能的无线终端装置10向基站20发送根据间歇操作 的传感器计测结果或数据等信息(第2信息)。在便携电话或无线 LAN中，终端几乎经常处于等待接收状态，无论哪个基站都能够开始 向终端的发送。与其相对，在本实施形态中，来自向附加间歇操作的 传感器功能的无线终端10的基站的命令或数据等信息(第1信息) 的发送使用供给电源、为无线终端IO接收状态期间开始实现。从而， 因为进行间歇操作的附加传感器功能无线终端装置10,基站20在访 问供给电源成为接收状态的期间之前，在基站20中记忆、保存应该 发送的数据。这里，以下说明附加传感器功能的无线终端装置10和基站20 的构成。在图2中表示附加传感器功能无线终端装置10的构成。无线终 端装置IO构成为包含电源范围(POW)llO、通常起动范围(CNT) 120、事件起动范围(EVT) 140、电源开关(SWT) 130。事件(事 项)为例如在传感器发送由温度计定期地温度计测结果的情况中发送 到来的时间，也就是时间，在传感器为地震计的情况时为发生地震。 事件也能够假定为其他各种的情况。例如，在通常起动范围120中具 有包含光的电磁波传感器，包含光的电磁波和无线通信信号也可以作 为事件给予附加传感器功能的无线终端装置10。另外，也能够将温度、 湿度、照度、加速度等一般地能够感知的物理量的规定值(阈值)或 变化量作为事件。电源范围110由电源(SRS) 111和电源管理装置(PCT) 112 构成。通常起动范围120由事件起动装置(TIM)121和存储器(MEM) 122构成。事件起动范围140由包含发送装置(TX) 1411和接收装置 (RX) 1412的无线装置(RF) 141、由运算装置(CPU) 142、只读 存储器(ROM ) 1431和随机存取存储器(RAM ) 1432构成的存储器 (MEM) 143、传感器(SNS) 144构成。电源范围110向通常起动 范围120和电源开关130供给电源电压psupl51。由此，通常起动范 围120被提供通常电源并起动。电源开关130对应控制信号cntl61 将电源电压psupl51作为供给电源电psupl52进行向事件起动范围 140的供给或切断。通常起动范围120在生成向电源开关130的控制 信号cntl61同时，在事件起动范围140之间收发控制信号cntl62、 cntl63，交换数据或控制信号。在事件起动范围140中，在供给电源 电压psupl52时，传感器144计测信息，运算装置142进行数据处理， 存储器143进行操作控制和数据管理，无线装置141进行无线通信。 在断绝电源电压psupl52时，停止这些操作。无线终端装置10的间歇操作在事件起动范围140被供给电源的 操作状态和被切断电源的停止状态之间反复，由此无线终端装置10 通过重复操作状态和休止状态(睡眠状态)进行。事件起动范围140的事件起动装置121 —直被供给电源并操作，判断事件经由电源开关130控制向事件操作范围140的电源供给。事 件起动装置121判断的事件除时间之外，也可以通过任意的检测功能 的检测结果。而且存储器122在无线终端装置10的初次起动后，在 电源lll成为不能够供给电源之前一直进行操作，还具有在电源切断 时保存在事件起动范围140中获得的必需信息的职责。通过以上的构成，附加传感器功能的无线终端装置IO对应事件 能够进行间歇操作，实现电力消耗的削减。下面，在图3中表示基站20的构成。基站20的构成为包含无线 装置(RF) 210、天线(ANT) 240、控制装置(CPU) 221、存储器 (MEM) 220和接口 (IF) 231。无线装置210由发送装置(TX) 211和接收装置(RX) 212构 成。而且，存储器220由只读存储器(ROM) 222和随机存取存储器 (RAM) 223构成。基站20在附加传感器功能的无线终端装置10之 间经由天线240通过无线进行数据通信，其他基站20或服务器40等 之间经由接口 231通过有线进行数据通信。从服务器40发送来的命 令或数据通过无线通信在提供给无线终端装置10之前，可以存储在 基站20内的存储器220中。另外，如后详细描述的，在存储器220 中存储的命令或数据在向无线终端装置10返回应答信息时被结合在 该应答信号中，发送到无线终端装置10。根据在只读存储器222中所 存储的通信控制程序(COMPG) 224控制装置执行这样命令或数据 的存储及发送控制。基站20如图4所示，可以为设置2个无线装置的构成。可以具 有无线装置210和无线装置211。在附加传感器功能无线终端装置10 之间的通信中，通过使用接收灵敏度较高的一方，在电波传送恶劣的 环境中能够维持通信的可靠性。或者，通过由2个无线装置改变在通信中使用的频带，也可以同 时与2个附加传感器功能无线终端装置10同时地进行通信。其他地， 也可以在与节点的通信中使用2个无线装置中一个，在基站同伴的通 信中使用另一个。并且，在基站20和服务器40之间通信中可使用的数据帧构造如 下所述。首先，通过TCP/IP被封装。也可以保持原样使用在最简 单的安装中无线通信中使用的帧。或者，变换为如XML (extensible Markup Language )这样被结构化的文本形式的帧。在图5中表示对应如以上说明的进行间歇操作的附加传感器无 线终端装置10a，从基站20a或服务器40传送的信息通信顺序的例子。 无线终端装置10a在对应事件提供、切断电源反复操作或停止的间歇 操作中，基站20a保持给予无线终端10a的命令或数据等信息，无线 终端10a在位于起动状态时确实地发送信息。无线终端装置10a在位于休眠状态(s110 )期间，例如在服务器 40生成(S120 )用于控制无线终端装置10a的命令的情况，命令可以 被发送到基站20a (S121)。基站20a记录该命令并待机(S130 )。无线终端装置10a在时间等事件产生(sl40)后，供给电源进行 起动(sl50)，使用传感器144完成进行数据计测的运算处理，制作 用于向基站20a发送数据的通信帧(S160)。通过所制作的通信帧， 将数据发送到基站20a ( S161)。基站20a检验接收的数据是否为可以正确接收的数据(S170)， 制成用于应答无线终端装置10a和服务器40的通信帧(S180)。同 时，基站20a进行用于向服务器40提供从无线终端装置10a所提供 的传感器数据的数据库更新请求s182。服务器40更新内置的数据库 41的数据(s210)。此时，基站20与服务器40之间的通信TCP/IP 为基本的，通过以TCP/IP进行通信，该数据库更新请求s182从基 站20向服务器40发送数据，接着进行作为相对每个从服务器40到 基站20的正确地接收的应答，返回ACK信号的步骤。基站20从服务器40接收该ACK信号后，向无线终端装置10 发送作为对应正确地接收信息的应答的ACK信号，但由于在基站20a 中保存了来自服务器40的命令，基站20a将该命令信息结合到ACK 信号，完成命令(sl81)，并将其向无线终端装置10a发送。无线终端装置10a接收ACK命令(sl81)，进行是否能够正确接收信息后(sl卯)后，执行从服务器40发送来的命令(s200 )。正 常地执行命令后，向基站20a发送作为应答信号的ACK信号(s201 )， 无线终端装置10a再次屏幕电源转换为休眠状态(s220)。基站20a接收ACK信号并进行误差检测(s230)，制作通信帧 (s240 )将无线终端10a的ACK信号作为向服务器40的ACK( s241) 对服务器进行传送。并且，在上述通信顺序中无线终端装置10a的详细操作或无线终 端装置10a制作的详细通信帧由于与以下实施形态共用，在后进行统 一说明。根据以上的通信顺序，作为间歇操作的附加传感器功能无线终端 装置10a在从位于接收状态的步骤s170到步骤s190之间，通过基站 20a进行发送，能够确实地向无线终端装置10a传送命令或数据等信 息。即，在为了削减附加传感器功能的无线终端装置10a的电力消 耗，进行间歇操作的情况下，为了传送用来从显示终端装置50或服 务器40或基站20a控制无线终端装置10a的命令或提供给无线终端 装置10a的数据等信息，在基站20a中暂时保存命令或数据，通过使 命令或数据结合到相对无线终端装置10a发送传感器信息的应答信息 的应答ACK信号中并返回，能够进行较高精度、较高可靠性的信息 传送。附加传感器功能无线终端装置IO例如可以安装到物流商品上， 在用于商品的历史追踪的情况下，由于温度的时间变化緩慢通过传感 器测定频率较低。然而，在对象商品移动的情况时，在与基站20的 无线通信距离严格的情况，重要地为经由其他无线终端装置10传送 到达基站20的数据的多跳功能。另一方面，埋入土中计测水量，在 检测土砂造成灾害的可能性的应的情况，对象并不移动。然而，由于 雨量等必需常常使测定频率变化。如这些例子所示，在这种对象物移动/不移动、或者是使测定频 率变化，必需使附加传感器功能无线终端装置10的操作状态或性能 变化的情况，给予本发明这样无线终端装置10命令以控制其操作是不可缺少的。在以上的说明、和其以下说明中，附加传感器功能无线终端装置10和基站20之间的通信并不限于无线通信。例如在有线通信中也能 够执行相同的通信顺序。而且，通信系统由多个附加传感器功能无线 终端装置10和多个基站20构成，在不存在因特网30或服务器40、 显示终端装置50等这样系统中也能够执行相同的通信顺序。并且， 附加传感器功能无线终端装置10发送的信息并不限于计测传感器信 息，例如还包含预定装置具有的识别码(ID)等信息。并且，以便携电话或无线LAN所代表这样不进行间歇操作的现 有通信系统中，数据或命令以端到端被传送的情况下，ACK信号也 向与数据或命令的范方向进行端到端传送。。即使在如图5A所示的 通信顺序中，也能够在附加传感器功能无线终端装置10a到服务器40 之间达到端到端。命令通过命令发送s121和ACK命令发送s181从 服务器40被发送到附加传感器功能无线终端装置10a，对这些命令 ACK通过ACK信号s201和ACK传送s241逆向从附加传感器功能 无线终端装置10a传送到服务器40。在这样的顺序中，发行命令的服务器40在从进行命令发送s121 直到通过ACK传送s241接收ACK的比较长的期间中，为接收状态， 但服务器没有经常起动造成的问题。但是，附加传感器功能无线终端 装置10a由于查找电力削减，例如希望从向基站20a的数据发送s161 到ACM命令接收sl81基站的接收状态的时间缩短。这里，如上所述 基站20a与服务器40间的通信基本为TCP / IP，以TCP / IP进行通 信后从服务器40向基站20a返回ACK的结构被插入数据库更新请求 s182。因此，附加传感器功能无线终端装置10a通过数据发送sl61 发送数据后，基站20a马上通过ACK命令发送sl81进行返回，此后 能够向服务器40发送数据库更新请求sl82。在图5B中表示了采用这 样的顺序的通信例子。这样，通过在每个区间中分割ACK，将数据 发送后ACK接收等待时间缩短，能够缩短起动时间。作为其结果， 通过进行间歇操作的附加传感器功能无线终端装置10a的间歇通信操作能够进一步提高低电力化的效果。图5B为进行从服务器40命令发送s121的例子，但如图20所示， 没有命令发送s121，即使在附加传感器功能无线终端装置10进行数 据发送的情况，也能够采用上述时间缩短的顺序。在图5C中表示这 样顺序的例子。附加传感器功能无线终端装置10通过数据发送s161 进行数据发送后，基站20马上通过ACK发送sl811进行返回，此后 向服务器40发送数据库更新请求s182。即使在没有命令发送s121的 情况，将数据发送后的ACK接收等待时间缩短，能够缩短起动时间。<实施形态2>在图1所示的通信系统中，附加传感器功能的无线终端装置10 根据计测对象不限于同时地进行传感器的计测和信息的无线通信，例 如也可以重复地操作进行数次计测、进行一次无线通信这样顺序。在 此情况，在计测或无线通信操作之间，也可以连续地起动，也可以采 取休眠间歇地完成。在实施形态2中，表示在以间歇操作从服务器40 接收命令情况的通信方法。首先，在本实施形态中使用的附加传感器功能的无线终端装置 10的构成如图6所示。附加传感器功能的无线终端装置IO构成为包 含电源范围(POW) 110、通常起动范围(CNT) 120、事件起动范 围(EVT) 1401、多个电源开关(SWT) 1301、 (SWT) 1302。由只 读存储器(ROM) 222和随机存取存储器(RAM) 223构成。电源范 围110由电源(SRS) 111和电源管理装置(PCT) 112构成。通常起 动范围120由事件起动装置(TIM) 121和存储器(MEM) 122构成。 事件起动范围1401由包含发送装置(TX) 1411和接收装置1412的 无线装置(RF) 141、运算装置(CPU) 142、由只读存储器(ROM) 1431和随机存取存储器(RAM) 1432构成的存储器(MEM) 143、 传感器(SNS) 143构成。电源范围110向通常起动范围120和电源开关1301、 1302供给 电源电压psup151。电源开关1301、 1302对应控制信号cnl61将电源 电压psupl51作为供给电源电psupl521和电源电压1522向事件起动范围1401供给或切断。事件起动范围1401分为通过电源开关1301接收提供电源电压 psupl521的电源供给的无线装置141的范围、通过电源开关1302接 收提供电源电压psupl522的电源供给的无线装置141以外的低频装 置(LF) 145的范围。通常起动范围120在生成电源开关130的控制信号cnt161同时， 在事件起动范围1401之间收发控制信号cntl62、 cntl63，进行数据 或控制信号的交换。在事件起动范围140中，在供给电源电压psupl522时，传感器 144计测信息，运算装置142进行数据处理，存储器143进行操作控 制和数据管理。而且，在供给电源电压ps叩1521时，无线装置RF141 进行无线通信。在断绝电源电压psupl521、 psupl522时，停止这些 操作。无线终端装置10的间歇操作是通过重复供给电源的操作状态和 被切断电源的停止状态的事件起动范围140的间歇操作进行的。电源 供给和切断操作能够在无线装置RF141和低频装置145中分别进行。事件起动装置121 —直被供给电源并操作，判断事件经由电源开 关1301、 1302控制向事件操作范围1401的电源供给。事件起动装置 121判断的事件除时间之外，可以为通过任意的检测功能所检测的结 果。而且存储器122在无线终端装置10的初次起动后，在电源111 成为不能够供给电源之前一直进行操作，还具有在电源切断时保存在 事件起动范围140中获得的必需信息的职责。通过本构成，附加传感器功能的无线终端装置10能够对应多个 事件进行间歇操作。由传感器144计测的电力耗费、和由无线装置141 无线通信的电力耗费是不同的。例如，如果无线通信消耗电力较大， 通过增加传感器测定频率减少无线通信的频率能够完成电力消耗的 削减。那些传感器测定频率和无线通信频率能够通过来自基站20或 服务器40的命令来控制。使用图7所示通信顺序说明在以上构成的通信系统中所实现的通信方法。图7表示附加传感器功能的无线终端装置(NOD) 10a、 基站(BAS) 20a和服务器(SRV) 40之间通信状态。附加传感器功能无线终端装置10a在位于由电源切断的休眠状 态期间(sl10),从服务器40或基站20a生成数据或命令后，基站 20a暂时地保存这些命令或数据(sl20、 s121、 s130)。无线终端装置10a进行由事件a计测操作(sl410a )。计测操作 通过事件a (sl411)、起动a (sl412)、存储器写入(s1413 )、休 眠转换(sl414)来进行。为了防止计测信息由于电源切断而消失，在 休眠转换前计测数据被转换到通常起动范围。任意一次数据取得后，由其他事件b (sl421)的起动b (sl422 ) 汇总计测数据，接着，制作通信帧进行通信准备(s1423)。通过所制作 的通信帧向基站20a发送数据(sl61)。基站20a检测是否正确接收所接收的数据(sl70)，制作用于应 答无线终端装置10a和服务器40的通信帧(sl80)。此时，由于在基 站20a中保存来自服务器40的命令，基站20a使该命令信号结合到 向终端装置10a返回的ACK信号作为ACK命令(s181)向无线终端 装置10a发送。其此同时，基站20a从无线终端装置10a进行用来将 可给予的传感数据提供给服务器40 (sl82)的通信。服务器40更新 内置的数据库(DBS ) 41的数据(s210 )。无线终端装置10a接收ACK命令(sl81)，进行是否能够接收 正确数据的错误检测后(sl90)，执行从服务器40发送来的命令 (s200 )。命令被正常地执行后，向基站20a发送作为应答信号的ACK (s201)，无线终端10a再次完成电源切断转换为休眠状态(s220)。基站20a接收ACK信号并进行错误检测后(s230)，制作通信 帧(s240 )将无线终端装置10a的ACK信号作为ACK ( s241)对服 务器40转送。由传感器计测中电力耗费和由无线终端装置无线通信中电力耗 费是不同的，例如，如果无线通信电力消耗较大，通过增加传感器测 定s1410频率减少无线通信sl420-s220的频率能够完成消耗电力削减。那些传感器测定频率和无线通信频率能够通过来自基站20或服 务器40的命令来控制。 <实施形态3>在图8中表示预测计测值这样可减少无线通信的频率的实施形 态3。在本实施形态中，采用以上附加传感器功能的无线终端装置 (NOD )lOa和基站(BAS )20a之间通信顺序。初始计测发送(sl610a ) 根据由错误检测(sl90)、休眠转换(sl10)、事件(sl40)、起动 (sl50)、通过通信帧操作(sl60)的顺序进行。错误检测sl90表示 对应以上基站20a所返回的ACK信息的检测。同样地构成以下的计 测发送(sl610b、 sl610c)的顺序。无线终端装置10a从休眠转换s110到事件s140之间通过电源切 断为停止状态，从事件sl40到下次计测发送(sl610b)的休眠转换被 提供电源成为操作状态。基站20a发送来自无线终端装置的传感数据后(sl61)，进行接 收错误的错误检测(sl70)，制作用于应答信号的通信帧(sl80)， 返回ACK信号(sl811)。任何一次重复该操作存储传感器数据，能 够预测数据的变化。数据变化的预测在基站20a中进行。基站20a接收返送来的传感 器数据sl61进行错误检测s170,接着进行预测计算(sl710)。在根 据预测结果能够判断以下的数据的预测的情况，基站20a在ACK信 号中包含在无线终端装置10a中下次仅仅进行数次计测、在其后进行 计测发送(sl610c)命令的命令并发送ACK命令(sl81)。该预测功能不仅仅在基站20a中，也可以在无线终端装置10a 中具有。预测结果由无线终端装置10a和基站20a双方保持。完成预 测后，对应事件进行传感器计测时判断是否预测有分歧。如果预测有 分歧就成为不需要数据的发送。此时，无线终端装置10a在每次事件尽可能进行传感器计测。传 感器计测所有的计测(sl410c、 sl410d、 sl410e)例如能够由事件 (sl40)、起动(sl50)、休眠转换(sl10)构成。在测定值与预测 相比有分歧的情况，或者是必需作为定期联络的发送的情况，从无线终端10a发送数据s161，基站20a进行错误检测s170和通信帧制作 s180。基站20a最后向无线终端装置10a返回ACK信号sl811。使用图9说明数据预测方法。在图9中，纵轴为传感器数据的值， 横轴为时间。在该例中，传感器数据为温度，事件为时间。如图9所 示，计测的温度的时间变化为能够预测的变化，温度的变化例如通过 以下/>式预测的情况，温度=~^-+ B如果得到最后2次数据值，分为变量A、 B的值，这样能够进行 温度变化的预测。附加传感器功能的无线终端装置10a和基站20a由于在间歇操作 中也能够收发，在无线终端装置10a和基站20a中能够共有上式中变 量A、 B。在无线终端装置10a中，与上述测定结果相同的期间不进 行无线通信，预测值与测定结果不同的情况通过无线通信进行测定数 据接收。根据这样测定能够下降无线通信频率，能够进行电力消耗的 削减。这里，在以上各实施形态中共用，使用图10~图15说明通过来 自基站20的命令进行附加传感器功能的无线终端装置10的操作的顺 序。操作代表地有注册操作、基站切换操作、模式变更操作、存储器 写入操作、存储内容提示操作、重置和结束操作。无线终端装置(NOD) 10a的注册操作能够以图10所示顺序进 行。注册操作在基站(BAS) 20a从附加传感器功能的无线终端装置 10a接收数据(sl61)时，在识别无线终端装置10a未注册的情况下 进行。识别为未注册后，基站20a通过ACK命令(sl81)对无线终 端装置10a输出在传送下次注册通知(s1823 )之前以接收状态待机的 命令。另 一方面，基站20a对服务器(SRV )40发送注册请求(s1821)， 服务器40结束无线终端装置10a的注册(s2101)并接收注册通知 (sl822 ),向无线终端装置10a发送注册通知s1823。接收注册通知 s1823的无线终端装置10a转换到休眠范围(s220)。附加传感器功能的无线终端装置(NOD) 10a的基站切换操作能 够以图10和图ll的顺序进行。无线终端装置10a对应移动变更基站 (BAS) 20a的情况时，如果具有以基站20a的注册信息识别无线终 端装置10a的ID (识别码)，通过再次进行图10的注册操作能够切 换基站。而且，在频率信道不同的基站(BAS) 20a分散的情况，如图11 所示，无线终端装置(NOD) 10a探索接近基站20a的频率信道切换 基站20a。在图11中，因为初始无线终端装置10a与基站20a通信频 率信息不同所以不传送发送数据(sl61、 s1611)。无线终端装置10a 发送数据后在接收状态中等待应答ACK信号。这种程度的时间以上 ACK如果不能够返回ACK，再次尝试发送。多次进行该再次发送， 即使如此若不传送ACK，也可自动地切换信道(s1614 )。在接收ACK (sl811)之前继续信道的切换。附加传感器功能无线终端装置(NOD ) 10a的模式变更操作能够 以图12和图13的顺序进行。由于间歇操作向正常接收模式的变更以 图12的顺序进行。通过来自基站(BAS) 20a或服务器(SRV ) 40 的ACK命令(s181)，来指示向正常接收时的变更。正常接收模式 (s2201 )在接收状态中待机。从正常接收模式向间歇操作的变更以图13的顺序进行。附加传 感器功能的无线终端装置(NOD )lOa为正常接收状态时，基站(BAS ) 20a并不保存来自服务器(SRV ) 40的命令数据或基站20a自身的命 令，能够直接向无线终端装置10a传送命令(s1211 )。接收命令sl211 的无线终端装置lOa为休眠状态(s220)，返回间歇操作。附加传感器功能的终端装置(NOD) 10a的存储写入操作能够以 图5的顺序进行。存储器内容的写入操作也可以是在图5的命令传送 (sl81)时，提供存储器写入的命令。附加传感器功能的终端装置(NOD) 10a的存储内容提示操作能 够以图14的顺序进行。在此情况，相对来自服务器(SRV) 40或基 站(BAS ) 20a的ACK命令(s181),提供作为数据(s1613 )的存储器内容。附加传感器功能的无线终端装置(NOD) 10a的重置和结束操作 能够以图15的顺序进行。使无线终端装置10a结束或重置的情况， 能够对应来自基站(BAS) 20a或服务器(SRV) 40的命令，最后地 进行代替休眠转换的重置或结束操作(s2202)。下面，使用图16 ~图19，说明在进行通信时所制作的通信帧的 例子.如图16所示，通信帧由物理标题(f10)、媒体访问控制层标 题(f20)、网络层标题(f30)、负载(f40)、媒体访问控制层报尾 (f50)构成。物理层标题f10如图17所示，由用来进行信号同步的前同步 (preamble) (fll)、表示数据开始的开始(f12)、表示全帧长度 的帧长(fl3)、物理标题部分的错误检测功能(fl4)构成。为了保 持涉及帧长fl3的信息，能够帧长为能够可变地。媒体访问控制层标题(f20)如图18所示，由表示协议的版本的 协议类型(f21)、表示附加传感器功能无线终端装置的ID或地址信 息的地址(f22)、用于在无线通信时包含时间信息的印时戳(f23) 构成。通过保持协议类型(f21)，在同一通信系统中能够使多个不同 的协议共存。ID/地址信息f22仅仅具有附加传感器功能的无线终端 装置10的。其为了在每次移动无线终端装置10时变更成为通信对象 的基站20，通信帧可以仅仅包含无线终端装置10的信息，能够缩短 通信帧。另外即使是由服务器、显示终端装置等也可自由地进行无线 终端装置的管理。印时戳信息f23是附加传感器功能的无线终端装置 本身保持时间，所使用该信息。为了进行基站20或服务器40的时间 误差的通常计测，可以在必要时进行数据计测或发送的时间的换算。网络层标题(f30)如图19所示，由为了变更称为间歇操作、正 常接收操作模式的模式(Dl)、表示信息为数据/ ACK /命令/ ACK 命令/注册等中某个的信息类型(D2)、顺序序号(B3)、密码(D4) 构成。顺序序号f33通过组合ID/地址f22或印时戳f23等，防止在 基站20、服务器40、显示终端装置50中使用重复相同信息。顺序序号f33在相同条件中发送测定数据时为相同序号，在发送数据时更新 所必需的序号等，对应需要能够使用数据分开。负栽f40在密码f34中包含涉及密码的指示的情况时，被加密/ 编码。在通常不需要加密的通信系统中，必需以特别条件加密等，在 系统运用中可以动态地使加密复杂。行错误检测,_ 、 - 、- ,按照本发明，在附加传感器功能的无线终端装置为了向基站传送 传感器信息的通信时，在通过附加传感器功能的无线终端装置反复电 源的起动/切断的间歇操作谋求消耗电力的系统中，在基站中保存来 自基站、服务器或显示终端装置的命令或数据，通过在附加传感器功 能的无线终端装置起动期间确实地进行传送，实现了低电力并且可靠 性较高精度的无线发送。本领域普通技术人员可以进一步理解本发明优选实施例所公开 的装置和多种变形并且能够不超出本发明精神和范围做出修改。本发明申请要求申请日为2004年7月21日的日本专利申请 JP2004 - 212672的优先权，其内容在此处与参考文献合并为本申请。
权利要求
1、一种与基站进行无线通信的无线终端装置，包括电源装置；用于进行上述无线通信的无线装置；传感器；进行用上述传感器计测的传感数据的处理的运算装置；和控制从上述电源装置向上述无线装置、上述传感器和上述运算装置的电源供给的起动控制电路，其中，上述起动控制电路开始从上述电源装置向上述无线装置、上述传感器和上述运算装置的电源供给，实施由上述传感器进行的计测、由上述运算装置进行的处理以及由上述无线装置进行的上述处理后的传感数据向上述基站的发送，上述起动控制电路从上述电源装置供给稳定电源，并且在上述无线装置接收到第1信号和第2信号时，切断向上述起动控制电路以外的电源供给，其中，上述第1信号表示接收上述传感数据的发送而从上述基站发送的上述传感数据被上述基站接收，上述第2信号表示针对上述无线终端装置的命令。
2、 如权利要求1所述的无线终端装置，其中， 上迷基站经由网络与服务器连接， 上述传感数据经由上述基站被发送到上述服务器， 上述针对无线终端装置的命令从上述服务器被发送到上述基站。
3、 如权利要求1所述的无线终端装置，其中， 上述起动控制电路在预先设定的时间开始上述电源供给。
4、 如权利要求1所述的无线终端装置，其中， 上述起动控制电路根据上述无线终端装置检测的物理量的值或其变化量开始上述电源供给。
5、 如权利要求1所述的无线终端装置，其中， 上述无线终端装置从上述起动控制电路开始上述电源供给到切断上述电源供给为止，处于能够与上述基站进行收发的状态，从切断 上述电源供给到开始上述电源供给为止，处于不能与上述基站进行收 发的状态。
6、 如权利要求l所述的无线终端装置，其中， 由服务器发送的上述针对无线终端装置的命令被记录在上述基站中，上述被记录的针对无线终端装置的命令在上述第1信号被发送 时，作为上述第2信号被发送。
7、 如权利要求l所述的无线终端装置，其中， 上述无线终端装置在实施了多次由上述传感器进行的计测和由上述运算装置进行的处理后，汇总多个上述处理后的传感数据发送到 上述基站。
8、 如权利要求1所述的无线终端装置，其中， 上述无线终端装置在不向上述无线装置进行电源供给的情况下实施了多次由上述传感器进行的计测和由上述运算装置进行的处理 后，开始向上述无线装置进行电源供给，并且汇总多个上述处理后的 传感数据发送到上述基站。
9、 如权利要求1所述的无线终端装置，其中， 上述无线终端装置预测上述传感器的计测结果，当上述传感器的计测结果与上述预测的计测结果不一致时，不发送上述传感数据。
10、 一种具有无线终端装置和基站的网络系统，其中， 上述无线终端装置包括电源装置；用于与上述基站进行无线通信的第l无线装置；传感器；进行用上述传感器计测的传感数据的处 理的运算装置；和控制从上述电源装置向上述第1无线装置、上述传 感器和上述运算装置的电源供给的起动控制电路，上述基站包括用于与上述无线终端装置进行无线通信的第2 无线装置；和控制上述第2无线装置的控制装置，其中，上述起动控制电路开始从上述电源装置向上迷第l无线装 置、上述传感器和上述运算装置的电源供给，实施由上述传感器进行的计测、由上述运算装置进行的处理以及由上述第l无线装置进行的 上述处理后的传感数据向上述基站的发送，上述第2无线装置接收上述传感数据的发送，上述控制装置控制上述第2无线装置，以便发送表示接收到上述 传感数据的第l信号和表示针对上述无线终端的命令的第2信号，在上述起动控制电路中，从上述电源装置供给稳定电源，并且在 上述第1无线装置接收到上述第1信号和上述第2信号时，切断向上 述起动控制电路以外的电源供给。
11、 如权利要求IO所述的网络系统，其中， 上述网络系统还包括与上述基站连接的服务器，上述第2无线装置向上述服务器发送上述接收的传感数据，并且 从上述服务器接收上述针对无线终端装置的命令。
12、 如权利要求10所述的网络系统，其中， 上述起动控制电路在预先设定的时间开始上述电源供给。
13、 如权利要求10所述的网络系统，其中， 上述起动控制电路根据上述无线终端装置检测的物理量的值或其变化量开始上述电源供给。
14、 如权利要求10所述的网络系统，其中， 上述无线终端装置从上述起动控制电路开始上述电源供给到切断上述电源供给为止，处于能够与上述基站进行收发的状态，从切断 上述电源供给到开始上述电源供给为止，处于不能与上述基站进行收 发的状态。
15、 如权利要求10所述的网络系统，其中， 上述基站记录从服务器接收的上述针对无线终端装置的命令，并且在发送上述第l信号时，将上述记录的针对无线终端装置的命令作 为上述第2信号发送。
16、 如权利要求IO所述的网络系统，其中， 上述无线终端装置在实施了多次由上述传感器进行的计测和由上述运算装置进行的处理后，汇总多个上述处理后的传感数据发送到上述基站。
17、 如权利要求10所述的网络系统，其中， 上述无线终端装置在不向上述无线装置进行电源供给的情况下实施了多次由上述传感器进行的计测和由上述运算装置进行的处理 后，开始向上述无线装置进行电源供给，并且汇总多个上述处理后的 传感数据发送到上述基站。
18、 如权利要求IO所述的网络系统，其中， 上述基站或上述无线终端装置预测上述传感器的计测结果， 当上述传感器的计测结果与上述预测的计测结果不一致时，上述无线终端装置不发送上述传感数据。
全文摘要
本发明提供一种无线终端装置和网络系统，在通过无线终端装置利用电源的起动/切断来重复操作状态和休止状态的间歇操作来谋求实现减少电力消耗的系统中，从基站向无线终端装置可靠地传送信息。具有进行计测的传感器，在重复操作状态和休止状态的间歇操作的无线终端装置(NOD10a)和基站(BAS20a)之间进行的通信方法。在基站中保存给予无线终端装置的命令或数据等基站信息(s130)，将无线终端装置从休止状态向操作状态切换(s150)后，向基站发送来自传感器的信息(s161)，在位于用于发送传感器信息的操作状态的无线终端装置中，将在基站中保存的基站信息结合到应答信号并发送(s181)，基站信息和传感器信息的发送结束后，将无线终端装置返回到休止状态(s220)。
文档编号H04B7/005GK101257320SQ200810001350
公开日2008年9月3日 申请日期2004年8月31日 优先权日2004年7月21日
发明者大串穣, 宫崎祐行, 矢野和男 申请人:株式会社日立制作所