專利名稱：無線通信系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種包含無線通信終端與無線基站的通信系統(tǒng)。尤其涉及一種所述無線通信終端是裝載傳感器的小型半導體芯片的傳感器網絡系統(tǒng)。
背景技術：
旨在實現可進行所有網絡連接的普遍社會的研究開發(fā)正在盛行。非接觸IC卡或具有所謂的RFID無線通信功能的小型IC芯片急速普及，同時，廣泛應用于商品的流通管理、生產管理、電子貨幣等中。另外，通過將各種傳感器功能裝載于這種IC芯片上來實現生產線監(jiān)視、家庭安全、環(huán)境測量等的嘗試也在進行。將這種傳感器芯片構成的網絡和服務稱為傳感器網絡，其作為可將現實世界的實時信息取入到網絡、構成普遍社會的信息基礎的技術而被期待。
確定非專利文獻1中記載的國際標準規(guī)格作為已廣泛使用的非接觸IC卡的近距離無線通信的規(guī)格。
非專利文獻1ISO/IEC IS 18092當在的傳感器網絡處于各個研究機構或制造商開發(fā)獨自標準的樣機或制品、產適用于單獨應用的階段。在這些傳感器芯片中，通信的標準也各異，無論在物理層還是MAC層以上彼此都無互換性。在多數制品中，為了識別各個傳感器芯片，使用8比特或16比特等比特長度小的局部ID。這些局部ID僅對該制造商或僅對該系統(tǒng)保證是唯一的。因此，制造商不同的傳感器芯片彼此相互不能通信。即便是相同的制造商，有時納入對象不同的傳感器芯片彼此相互也不能通信。此前的各種傳感器網未得到大規(guī)模的普及，即便在這種現狀下也暫且不成問題。但是，今后，在普及拓寬或各種標準的標準化的同時，會要求從多個制造商處購入的傳感器芯片共存于同一系統(tǒng)內，并且分別構筑的系統(tǒng)彼此會相互聯系的技術。為了實現這些技術，需要用于收集傳感的數據的、不依賴于特定制造商的標準的通用的構造。
在非接觸IC卡或RFID領域中，為了唯一識別各個芯片，世界中正在開展策劃唯一局部ID的運動。例如，在作為以日本為據點的業(yè)界團體的無所不在ID傳感器中提議128比特的‘無所不在ID’，在作為以美國為據點的業(yè)界團體的EPCglocal中提議64比特或96比特的‘EPC(Electronic Product Code)’。這種運動也適用于任一傳感器網，需要向各個傳感器芯片提供全世界唯一的ID。
在非接觸IC卡或RFID中，通常是將從引線照射的電磁波作為能量源來動作的無源方式。另一方面，構成傳感器網的傳感器芯片由于配置在寬帶中，自律地進行傳感或數據發(fā)送，所以通常是在芯片中內置電池或發(fā)電裝置的有源供電方式。具體而言，有使用一次電池(干電池等)、二次電池(充電池)、燃料電池、太陽光發(fā)電裝置、微小振動發(fā)電裝置等的方式。
若考慮在人或物上附帶傳感器芯片或在環(huán)境中配置多個傳感器芯片，則傳感器芯片需要盡可能小型化。雖然在傳感器芯片的小型化中也需要小型化有源供電裝置，但這意味著縮小電源容量。另一方面，為了提高實用性，必需長時間驅動各個傳感器芯片。因此，必然產生傳感器芯片的低功耗化。
傳感器芯片的低功耗基本上消耗在無線通信上，因情況不同占9成以上。因此，為了傳感器芯片的低功耗化，需要無線通信的低功耗化。作為其中的一環(huán)，削減發(fā)送接收的數據總量是重要的。如上所述，估計也必需向傳感器芯片提供世界上唯一的全局ID。此時，在多數情況下，想發(fā)送的測定數據本身典型地為數10比特左右。在這種狀況下，若原樣使用比特長度大的全局ID，則與數據本身相比，實際的通信量會增大到必要以上。
例如，在將128比特的全局ID原樣用于通信時的數據分組標題中的情況下，若是指定發(fā)送源與目的地雙方的協(xié)議，則僅在此中就產生256比特的額外消耗。另一方面，雖然測定數據的尺寸基于傳感器的種類或測定對象，但若考慮溫度數據的情況，則典型的比特長度為16比特或充其量32比特。在要求一定程度實時性的用途中，傳感器芯片需要在每次測定時發(fā)送數據。此時，為了全局ID而要求256比特的額外消耗是不效率的。在以前的有線系統(tǒng)通信、或無線LAN或Bluetooth(注冊商標)等以功率較充裕為前提的無線系統(tǒng)通信中，不能忽視這種額外消耗。但是，在以低速、低功耗通信為前提的傳感器芯片中，每一個數據分組200比特以上的額外消耗對通信性能造成重大的壞影響。
如上所述，在以前的傳感器芯片中使用的局部ID中，采用僅對該制造商或僅對該系統(tǒng)才具有唯一性、在系統(tǒng)之外的通信中唯一特定各個傳感器芯片的通用方法。另一方面，在原樣使用估計將來必需的全局ID來進行無線通信的情況下，額外消耗占傳感器芯片的通信數據的比例增大，會浪費通信頻帶和功耗。本發(fā)明的課題在于使用于傳感器芯片功耗降低的通信量降低、與有利于與外部系統(tǒng)的聯系的全局ID的活用同時成立。

發(fā)明內容
本發(fā)明的特征在于，具有世界中唯一全局ID的傳感器芯片在初始通信中向服務器發(fā)送所述全局ID，所述服務器對所述全局ID分配一個僅在系統(tǒng)內唯一的局部ID，發(fā)送給所述傳感器芯片，所述傳感器芯片存儲從所述服務器接收到的所述局部ID，在以后的通信中，所述傳感器芯片、所述服務器、中繼所述傳感器芯片與所述服務器的通信的無線基站之一為了識別所述傳感器芯片而使用所述局部ID。作為具體的通信方法，在分配局部ID后的通信中，發(fā)送接收不包含全局ID而包含局部ID的信息。
另外，為了分配局部ID，未必一個一個地生成局部ID后分配。例如，也可在服務器起動時生成多個局部ID并進行組合(pool)，每當接收來自傳感器芯片的請求時，從該組合分配一個ID。作為簡單實例，有以堆棧型的數據構造來管理局部ID的組合、每當接收請求時、從開頭順序推出的方法。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述服務器代表地執(zhí)行經寬帶網絡與外部通信裝置的通信，在與所述外部通信裝置的通信中，當識別所述傳感器芯片時，使用所述全局ID，當所述服務器向所述傳感器芯片或所述無線基站中繼與所述外部通信裝置的通信時，相互變換所述全局ID與所述局部ID。
另外，另一方面，在認為與本發(fā)明類似的現有技術中，在進行IP(因特網Protocol)地址變換的NAT(Network Address Translator或Network Address Translation)技術。但是，NAT技術的特征在于，對于僅有局部地址而無全球地址的終端，NAT裝置僅在本裝置內關聯所述局部地址與特定的全球地址，在傳輸IP數據分組時，相互變換兩個地址。因此，連接于NAT裝置下端的所述終端不知道分配給自己的全球地址，從最初開始一貫執(zhí)行僅使用局部地址的通信。這樣，可知本發(fā)明具有與現有的NAT技術完全不同的多個技術特征。
若表征本發(fā)明，則本發(fā)明的通信系統(tǒng)是具有多個終端與至少一個基站的通信系統(tǒng)。這里，終端具有用于與基站通信的通信部件；存儲用于唯一識別終端的第一ID的第一存儲器；和存儲對應于第一ID的第二ID的第二存儲器。另外，基站的特征在于，具有用于與無線終端通信的通信部件，終端向基站發(fā)送第一ID，并從基站接收對應于第一ID的第二ID，將接收到的第二ID存儲在第二存儲器中。終端例如是具備各種傳感器的芯片構成。終端與基站間的通信最好以無線進行。第二ID由與基站連接的服務器等生成，根據經由基站接收到的第一ID，服務器生成第二ID，并經由基站將第二ID發(fā)送給終端。
服務器可構成為生成與第一ID一對一對應、并且比特長度比第一ID小的第二ID，存儲第一ID與第二ID的對應關系。
本發(fā)明的通信方法是具有多個終端、和以無線與終端進行通信的至少一個基站的通信系統(tǒng)的通信方法。
終端向上述基站發(fā)送特定自己的第一ID，并從上述基站接收與第一ID對應的第二ID，存儲第二ID，在存儲第二ID之后的通信中，終端和所述基站為了識別終端而使用第二ID。
這種第二ID的分配可在終端設置之后、例如通信系統(tǒng)初始化時進行。
本發(fā)明的無線終端是以無線與基站通信的無線終端，具有用于與基站通信的無線模塊、存儲第一ID的第一存儲器、可寫入的第二存儲器、控制無線模塊、第一和第二存儲器的控制器、和向無線模塊、第一和第二存儲器和控制器供電的電源。這里，控制器進行控制，經無線模塊向基站發(fā)送包含第一ID的數據，并在由無線模塊接收對應于從基站(或經由基站)發(fā)送的第一ID的第二ID時，將第二ID存儲在第二存儲器中。這種控制器的功能除可由在微處理器上執(zhí)行的軟件實現外，還可由專用的硬件來實現。
控制器進行控制，在將第二ID存儲在第二存儲器中以后的通信中，使用第二ID，與基站進行交換。若第二ID具有比第一ID短的比特長度，則通信的數據總量(包含ID)變少，當使用電池作為電源的情況下，可使其壽命變長。
本發(fā)明的服務器是連接于具有多個終端、和與終端進行無線通信的至少一個基站的通信系統(tǒng)上的服務器。該服務器具有用于與基站通信的通信單元、存儲器、和控制通信單元和存儲器的控制器?？刂破鬟M行控制，當由通信單元接收從終端經由基站發(fā)送的第一ID時，生成與第一ID一對一對應并且比特長度比第一ID小的第二ID，將生成的第二ID存儲在存儲器中，使用通信單元向終端發(fā)送第二ID。存儲器可構成為存儲第一ID與第二ID的對應表。
發(fā)明效果根據本發(fā)明，可在系統(tǒng)內通信、尤其是無線通信中使用適于低功率、低速通信的、比特長度小的局部ID。另外，通過服務器居中與系統(tǒng)外的通信，也可活用適于與外部系統(tǒng)聯系的、全世界唯一的全局ID。
另外，因為全局ID不對系統(tǒng)內的通信標準造成直接影響，所以可容易對應于全局ID的標準變更。


圖1是構成設備間的連接關系(實施例1)。
圖2是傳感器芯片的內部構成(實施例1)。
圖3是無線基站的內部構成(實施例1)。
圖4是服務器的內部構成(實施例1)。
圖5是構成設備間的協(xié)議堆棧(實施例1)。
圖6是傳感器芯片初始登錄時的通信過程(實施例1)。
圖7是初始登錄時的傳感器芯片的動作流程(實施例1)。
圖8是初始登錄時的無線基站的動作流程(實施例1)。
圖9是初始登錄時的服務器的動作流程(實施例1)。
圖10是服務器管理的ID表的構成(實施例1)。
圖11是在傳感器芯片與無線基站的通信中使用的無線幀的構成(實施例1)。
圖12是從傳感器芯片至服務器的數據收集時的通信過程(實施例1)。
圖13是數據收集時的傳感器芯片的動作流程(實施例1)。
圖14是數據收集時的服務器的動作流程(實施例1)。
圖15是該傳感器網絡系統(tǒng)與外部服務器進行通信時的通信過程的一例(實施例1)。
圖16是從服務器接收詢問(1511)開始到返回回答(1512)為止的動作流程(實施例1)。
圖17是從服務器接收詢問(1513)開始到返回回答(1518)為止的動作流程(實施例1)。
圖18是詢問(1511)中的XML-APL層的格式(實施例1)。
圖19是回答(1512)中的XML-APL層的格式(實施例1)。
圖20是服務器管理的ID表的構成(實施例2)。
圖21是通信成本的計算式(實施例2)。
圖22是傳感器芯片初始登錄時的通信過程(實施例3)。
圖23是數據收集時的通信過程(實施例3)。
圖24是服務器與外部服務器之間的通信過程的一例(實施例4)。
具體實施例方式
在需要自動化、無人化的工廠的大規(guī)模生產線上，配置監(jiān)視制造工序的多個傳感器芯片。工廠散布在全國，在各工廠構筑傳感器網絡系統(tǒng)。通過由中央管理中心經由網絡全面監(jiān)視這些系統(tǒng)，可一維監(jiān)視制造工序，可構成用于促進提高生產性用的各種措施的信息基礎。
圖1中示出包含外部系統(tǒng)的傳感器網絡系統(tǒng)的整體構成。
傳感器芯片(101-108)是具備傳感器功能或無線通信功能的小型IC芯片。將多個傳感器芯片或附帶于人或物上，或配置在環(huán)境中。各傳感器芯片邊定期進行檢測，邊進行數據發(fā)送。
無線基站(111-113)用于接收從傳感器芯片(101-108)發(fā)送的數據，并傳輸給服務器。一般情況下，無線基站的數量比傳感器芯片的數量少。各無線基站具有可通信的區(qū)域，并被配置成覆蓋配置有傳感器芯片的全部區(qū)域。由于無線通信易受到噪聲的影響，所以為了一個傳感器芯片能始終與多個無線基站通信，有時也致密配置無線基站，但有時傳感器芯片執(zhí)行多轉發(fā)式(multi-hop)通信，不必致密配置無線基站。
服務器(131)經LAN(120)接收由基站接收到的來自傳感器芯片的測定數據。將從各傳感器芯片收集到的測定數據存儲在數據庫中。另外，接受來自客戶機(141)或外部服務器(171)的訪問，向它們提供數據庫的信息，或相反接受信息的提供。
客戶機(141)提供與本系統(tǒng)中與用戶的接口。例如構成用于實現溫度監(jiān)視等應用程序的前端(front end)，訪問服務器(131)，取得數據庫的信息，并顯示溫度監(jiān)視畫面。另外，受理來自用戶的管理指令，執(zhí)行對服務器、基站、傳感器芯片的控制。由于與客戶機(141)直接進行通信的是服務器(131)，所以針對基站或傳感器芯片的管理指令首先被服務器(131)受理，從服務器(131)向基站、進而向傳感器芯片傳輸。另外，由于客戶機(141)與發(fā)明內容不具有直接關系，所以在本說明書中不進行詳細的說明。
LAN(120)是在用戶側構筑的局域網絡。作為構成LAN的技術，在因特網(注冊商標)技術廣泛普及的前提下，由交換式集線器或無線LAN接入點等構成。另外，也可同時使用Bluetooth(注冊商標)、ECHONET(注冊商標)、HAVi(注冊商標)等面向其它LAN的通信技術。LAN(120)上連接有無線基站、服務器、客戶機等，并中介于這些裝置間的通信。
路由器(151)是用于將LAN(120)連接到作為公眾網的因特網(160)上的網關。路由器的基本功能是中繼IP分組，但市面上出售具備各種各樣網關功能的路由器，必要時可活用這些功能。例如，可利用自動向LAN(120)內的各裝置分配IP地址的DHCP功能、或在LAN(120)內使用專用IP地址時的NAT(Network Address Translation)功能。尤其是為了防止從外部經因特網(160)對LAN(120)內的不正當訪問，路由器(151)適用具有防火墻功能的路由器。此時，服務器(131)也可如圖所示與其它設備一樣設置在LAN內，為了進一步強化安全性，也可連接于路由器的特定端口上，構成DMZ(De-Militarized Zone)。
以上是在用戶側構筑的傳感器網絡系統(tǒng)的構成。這里，所謂用戶也可以是個人、企業(yè)、自治體等中的任一種。
將上述傳感器網絡系統(tǒng)經路由器(151)連接于因特網(160)上。連接路由器(151)與因特網(160)的訪問線路可使用通信業(yè)界提供的各種各樣線路。代表性的如模擬電話線路、數字專用線、ADSL、CATV、FTTH等。在傳感器網絡系統(tǒng)的用戶是個人或小規(guī)模企業(yè)的情況下，首先典型地將訪問線路容納在ISP(因特網Service Provider)的網絡中，從那里再連接到因特網(160)上。
外部服務器(171)若從傳感器網絡系統(tǒng)看，則是因特網(160)上的外部通信設備。典型地，是有價提供特定應用程序的ASP(ApplicationService Provider)，或無償公開的網站。對應于擁有外部服務器(171)的事業(yè)主體不同，與因特網(160)的實際連接也不同，但通常是經ISP網絡進行連接。
傳感器網絡系統(tǒng)與外部服務器的關系未必是一對一。也可以是單個外部服務器與多個傳感器網絡系統(tǒng)聯系，或是單個傳感器網絡系統(tǒng)與多個外部服務器聯系。或者，外部服務器(171)也可以是與圖1不同的傳感器網絡系統(tǒng)中的服務器，此時構成各個傳感器網絡系統(tǒng)彼此相互聯系的形式。
圖2中示出傳感器芯片(101)的內部構成。
電池(210)提供傳感器芯片(101)的各功能部動作用的電力?？墒褂靡淮坞姵?干電池或鈕扣電池等)、二次電池(充電電池)、燃料電池、太陽光發(fā)電裝置、微波振動發(fā)電裝置等。
傳感器(220)根據來自微控制器(250)的測定命令，執(zhí)行檢測，向微控制器傳遞測定值。作為測定對象得到的物理量是溫度、壓力、加速度、紅外線量、電位等，具備對應于測定對象的收容設備。具備AD變換器，用于在將一次測定值作為模擬信號而得到的情況下，將其變換成微控制器(250)處理的數字值。為使傳感器芯片(101)適用于各種應用，傳感器(220)可單獨具備多個收容設備，也可對應于目的不同而改換為具有不同收容設備的多個傳感器。
RF(230)由天線與高頻電路構成，在與無線基站或其它傳感器芯片之間發(fā)送接收數據。由于通信中使用的無線頻帶或無線調制方式等不同，天線或高頻電路中應采用的安裝技術也不同。
向ROM(240)中寫入程序代碼、和包含全局ID的各種參數。在傳感器芯片(101)起動時，微控制器(250)從ROM(240)中讀出程序代碼并執(zhí)行。程序代碼也可包含OS(Operating System)。在有可能進行程序代碼的版本升級或參數變更等在傳感器芯片(101)出廠后改寫ROM(240)內容的情況下，可利用閃存等的安裝技術。其中，全局ID的值是制造商在出廠前將固定值寫入每個傳感器芯片中，在通常的運用中假設在出廠后不能改寫。
微控制器(250)通過執(zhí)行程序代碼來控制傳感器芯片(101)的動作整體。不僅ROM(240)和RAM(260)，傳感器(220)和RF(230)也執(zhí)行數據的發(fā)送接收，所以具備與這些各功能部之間的輸入輸出接口。另外，具備用于通過事件驅動而從傳感器(220)或RF(230)取入數據的中斷功能、和用于定期檢測、記錄測定時刻、數據發(fā)送時的再發(fā)送控制等的計時器功能等。在微控制器(250)的安裝技術中，可使用面向組裝設備的通用8位微控制器，也可使用面向傳感器網絡而提高低功耗特性或信號處理功能的商品。
RAM(260)構成傳感器芯片(101)動作時的作業(yè)存儲器。在寫入ROM(240)內的程序代碼包含OS的情況下，將OS或在OS上進行動作的執(zhí)行程序加載到RAM(260)上。在程序代碼不包含OS的情況下，不將程序代碼加載到RAM(260)上，而將命令一個個地直接讀入微控制器(250)中執(zhí)行。動作時，RAM(260)保持從傳感器(220)取得的測定值，或構成數據發(fā)送接收時生成或分析數據分組的區(qū)域。尤其就本發(fā)明而言，在初始登錄時將從服務器分配的局部ID存儲在RAM(260)上，并在每次發(fā)送測定數據時使用。
圖3中示出無線基站(111)的內部構成。
電源(310)提供無線基站(111)的各功能部動作用的電力。最標準的供電方法是連接于通常的家庭用電源后進行向外部供電的方法，但也可將PoE(Power over Ethernet(注冊商標)。)或USB等有線通信電纜用作電力線的技術。此時，NIF(320)兼用作電源部。另外，與傳感器芯片的情況一樣，具備電池或發(fā)電設備來進行內部供電也無妨。
NIF(320)是對LAN(120)的通信接口，與服務器(131)之間進行通信。作為典型的接口，有10/100BASE-T、無線LAN、Bluetooth(注冊商標)等。如后所述，由于在與服務器(131)的通信中，在網絡層使用IP(因特網Protocol)，所以在NIF(320)中設定IP地址，具備IP數據分組的發(fā)送接收功能。
RF(330)由天線與高頻電路構成，接收傳感器芯片發(fā)送的測定數據，或向傳感器芯片發(fā)送來自服務器的響應等。無線基站與傳感器芯片相比，其大小或功率制約小，所以可適用使用兩條以上天線的分集技術、或基于復雜信號處理的干擾降低技術等。另外，由于1個無線基站與多個傳感器芯片進行通信，所以在無線復用或數據分組處理等中需要比傳感器芯片還高的性能。
向ROM(340)中寫入包含OS的程序代碼與各種參數。一般將這些稱為固件。在固件出廠后進行在線實時更新的技術普及的情況下，作為ROM(340)的安裝技術，一般采用內容可改寫的閃存。
CPU(350)通過執(zhí)行程序代碼來控制無線基站(111)的動作整體。不僅ROM(340)和RAM(360)，NIF(320)和RF(330)也執(zhí)行數據的發(fā)送接收，所以具備與這些各功能部之間的輸入輸出接口。在CPU(350)的安裝技術中，也使用面向組裝設備的16位或32位處理器，也可使用提高信號處理等性能的商品。
RAM(360)構成無線基站(111)動作時的作業(yè)存儲器。從ROM(340)向RAM(360)上加載OS或在OS上進行動作的執(zhí)行程序。另外，作為用于在數據發(fā)送接收時生成或分析數據分組的區(qū)域。
圖4中示出服務器(131)的內部構成。是與一般的PC或業(yè)務用服務器一樣的構造。
電源(410)提供使服務器(131)的各功能部動作用的電力。通常采用連接于通常的家庭用電源或業(yè)務用電源后進行外部供電的方法。尤其是在適用于業(yè)務用途時，可與用于應對瞬間斷電或停電等電源異常的無停電電源裝置(UPS)合用。
NIF(420)是連接到LAN(120)或路由器(151)上的通信接口，與無線基站(111-113)、客戶機(141)、外部服務器(171)之間進行通信。作為典型的接口，有100BASE-TX、1000BASE-T、1000BASE-TX等。若是一般家庭用的小規(guī)模、或不要求高可靠性的用途，則可使用無線LAN等接口。由于服務器(131)執(zhí)行的通信在網絡層中使用IP，所以在NIF(420)中設定IP地址，具備IP數據分組的發(fā)送接收功能。
向輔助存儲器(430)中寫入包含OS的程序代碼與各種參數。另外，在輔助存儲器(430)中保持用于管理從傳感器芯片收集到的測定數據的數據表(431)、或利用OS的虛擬存儲器功能來分配作業(yè)存儲區(qū)域。作為輔助存儲器(430)的安裝技術，適用在傳感器芯片數量或傳感的數據量多的大規(guī)模傳感器網絡系統(tǒng)中使用HDD的技術。若是較小規(guī)模的傳感器網絡系統(tǒng)，則也可以是具有數10-數100兆字節(jié)左右的存儲容量的閃存等。
CPU(440)通過執(zhí)行程序代碼來控制服務器(131)的動作整體。另外，具備用于在輔助存儲器(430)、RAM(450)、NIF(320)之間進行數據發(fā)送接收的輸入輸出接口。在CPU(440)的安裝技術中，可使用面向業(yè)務用途的高端(high-end)的高速處理器，在面向一般家庭用等的小規(guī)模用途中，使用面向組裝設備的16或32位處理器即可。
RAM(450)構成服務器(131)動作時的作業(yè)存儲器。從輔助存儲器(430)向RAM(450)上加載OS或在OS上進行動作的執(zhí)行程序。另外，RAM(450)與輔助存儲(430)相比，訪問速度快，所以訪問頻率高的數據、或需要高速訪問的數據可在存儲容量允許的范圍內保持在RAM(450)上。作為本發(fā)明主要構成要素之一的ID表(451)是這種數據之一。
雖然圖中未示，但除此以外服務器(131)也可具備維護管理用的顯示裝置、鍵盤、鼠標等輸入輸出用的設備或接口。就外部服務器(171)而言，雖然在本發(fā)明的細節(jié)中未規(guī)定，但作為一例，可假設具有與圖4所示的服務器(131)一樣的構成。
圖5中示出本實施例中各裝置的協(xié)議堆棧。協(xié)議堆棧圖示出各裝置的協(xié)議功能的關聯性。示出邏輯連接關系與各協(xié)議層的關聯方式。
就傳感器芯片(101)的協(xié)議堆棧而言，RF-APL層將測定數據一體(capsule)化為用于發(fā)送給無線基站的格式。RF-NW層提供管理全局ID和局部ID，或檢測發(fā)送接收數據分組的丟失或重復接收等的功能。RF-MAC層提供定義消息的種類、或執(zhí)行幀的錯誤檢測等的功能。這些各層功能作為微控制器(250)執(zhí)行的程序代碼而被安裝。RF-PHY層的功能被安裝于RF(230)中，提供無線編碼或復用、無線信號的發(fā)送接收等功能。
在本實施例中，全局ID和局部ID由RF-NW層管理，但也可通過安裝而由RF-MAC層管理。關于協(xié)議堆棧中的層間功能分擔的這種理論是關于安裝方法的問題，即便執(zhí)行基于某種功能分擔的安裝，也不會對本發(fā)明的基本原理產生影響。
傳感器芯片(101)與至少一個無線基站直接或間接地進行無線通信。例如，在傳感器芯片(101)與無線基站(111)位于彼此可通信的區(qū)域中的情況下，兩者進行直接通信。在傳感器芯片(101)不能與無線基站(111)直接通信的情況下，也可以在鄰近的傳感器芯片之間進行數據的多次轉發(fā)，最終將數據傳輸給無線基站(111)。此時，至少一個的傳感器芯片位于虛線(501)所示的部位。
就無線基站(111)而言，將RF-PHY層的功能安裝在RF(330)中。RF-MAC層以上的無線側協(xié)議與TCP/IP層以上的LAN側協(xié)議作為CPU(350)執(zhí)行的程序代碼而被安裝。在無線側協(xié)議中，RF-NW層和RF-APL層的各功能被映射到作為LAN側協(xié)議的SN-APL層。作為映射的結果，即便伴隨有數據格式的變換也無妨，但不包含使測定數據、全局ID、局部ID等信息丟失。SN-APL層在傳輸層中使用TCP/IP。也可通過安裝來使用UDP/IP，但此時在無線基站(111)與服務器之間需要進行對數據分組丟失或重復接收進行檢測和再發(fā)送控制。該處理由映射到SN-APL層的RF-NW層的功能來實現。將Ether-MAC層和100BASE-T層的功能安裝于NIF(320)中。在無線基站(111)與服務器(131)之間，無線LAN訪問點、交換式集線器、路由器等構成LAN的中繼裝置也可為至少一個。圖中，位于虛線(502)所示的部位。
服務器(131)以可基于TCP/IP傳輸的SN-APL層為終端。由SN-APL層收集的來自各傳感器芯片的測定數據被存儲于數據表(431)中。SN-APL層為了收集來自傳感器芯片的數據或控制各傳感器芯片，在與外部服務器(171)的通信中，使用系統(tǒng)內協(xié)議中、更通用的協(xié)議。XML-APL層通過在數據格式中采用XML(Extensible MarkupLanguage)，具備可對應于多種系統(tǒng)關聯的通用性。為了在因特網(160)上傳輸XML-APL層的數據格式，利用SOAP(Simple Object AccessProtocol)和HTTP(HyperText Transfer Protocol)。將這種使用了XML和HTTP的應用程序協(xié)議的設計方法或在此基礎上實現的服務稱為‘Web服務’，適用于經由因特網的電子商務或各種各樣的企業(yè)間聯系中。通過在與外部服務器(171)的通信中采用XML/HTTP的組合，可與多種服務提供商聯系。
服務器(131)中的TCP/IP層以上的各協(xié)議作為CPU(440)執(zhí)行的程序代碼而被安裝。另一方面，將Ether-MAC層以下安裝在NIF(420)中。本圖中，看到作為服務器(131)的網絡接口，在無線基站(111)側與路由器(151)側有兩個，但這是協(xié)議堆棧圖在表現上的問題，并不意味著NIF(420)具備兩個物理接口。因為IP通信在單一的物理接口上可復用，所以即使NIF(420)僅具有單一的物理接口，也不會產生功能上的問題。另外，在具備兩個物理接口的情況下，會得到通信頻帶增強、通信路徑雙工化、安全設計容易化等效果。
在服務器(131)與路由器(151)之間，無線LAN訪問點、交換式集線器、路由器等構成LAN的中繼裝置也可為至少一個。圖中位于虛線(503)所示的部位。
路由器(151)以IP層來中繼服務器(131)與外部服務器(171)之間的通信。即，根據目的地IP地址來確定傳輸對象的接口。也可對應于設定來對數據分組實施NAT或數據分組濾波等處理。
在路由器(151)與外部服務器(171)之間，一般經過多個構成因特網(160)的路由器、長距離傳輸裝置等。另外，在路由器(151)或外部服務器(171)被設置在企業(yè)網絡內的情況或經由ISP訪問因特網(160)的情況下，也經由構成這些網絡的網關、路由器、開關等。這些各種裝置位于圖中由波浪線(540)所示的部位。
外部服務器(171)以來自服務器(131)的XML-APL層為終點。另外，即便后端(back end)的各種數據庫、應用程序服務器、進而其它服務提供者與因特網上公開的其它外部服務器聯系也無妨。這種各種各樣的聯系可通過Web服務具有的通用性來容易地實現。
本圖中，將LAN(120)內或系統(tǒng)外的通信中的MAC層和PHY層一律設為Ether-MAC和100BASE-T，但在用于傳輸IP層的MAC層或PHY層中有多個種類，使用其中任何一個都可以。例如，即便在用于將路由器(151)連接于因特網(160)上的訪問線路中使用ADSL或光纖也無妨，在構成因特網(160)的通信事業(yè)者的網絡內，在MAC層中使用MPLS、在PHY層中使用OC-192也無妨。
另外，因為與本發(fā)明無太大關系，所以對客戶機(141)的說明未包含于本圖中，但作為一例，也可與外部服務器(171)一樣，使用XML-APL來與服務器(131)進行通信地進行安裝。
圖6中示出傳感器芯片初始登錄時的通信過程。
傳感器芯片(101)從初始起動狀態(tài)(621)起發(fā)送登錄請求消息(611)，并轉移到等待登錄狀態(tài)(622)。接收到登錄請求消息(611)的無線基站(111)在執(zhí)行協(xié)議變換(631)后將該消息傳輸給服務器(131)。接收到傳輸來的登錄請求消息(612)的服務器(131)分配局部ID(641)，將登錄完成消息(613)返回到無線基站(111)。無線基站(111)在執(zhí)行協(xié)議變換(632)后，將該消息傳輸給傳感器芯片(101)。接收到傳輸來的登錄完成消息(614)的傳感器芯片(101)存儲局部ID(623)，并轉移到運用狀態(tài)(624)。
在本實施例中，示出僅執(zhí)行局部ID分配的初始登錄序列，但也可利用初始登錄序列，執(zhí)行加密通信設定、通信間隔設定等各種通信參數的設定等、傳感器芯片(101)與服務器(131)之間的各種協(xié)商。
圖7中示出初始登錄時的傳感器芯片(101)的動作流程。
傳感器芯片(101)從初始起動狀態(tài)(621)起發(fā)送登錄請求消息(611)。在該消息中存儲自身的全局ID值。在發(fā)送消息之后，起動計時器(701)，轉移到等待登錄狀態(tài)(622)。等待登錄狀態(tài)(622)是接收來自服務器的登錄完成消息(614)用的待機時間，計時器設定待機時間的長度。超時時間T1以在沒有因無線通信或有線通信中的通信噪聲造成的數據分組丟失、LAN(120)的擁擠、服務器(131)的過負載等的狀況下、確實返回登錄完成消息(614)的響應時間為基準來設定，典型地為數秒左右。在未接收到登錄完成消息(614)而產生超時的情況下的代表處理是視為產生了上述通信故障，然后再次發(fā)送登錄請求消息。本圖中，示出在超時前接收到登錄完成消息(614)的情況。若接收登錄完成消息(614)，則停止計時器(702)，將存儲在該消息中的局部ID值存儲在RAM(260)中(623)，并轉移到運用狀態(tài)(624)。在運用狀態(tài)(624)下的通信中，使用該局部ID。
圖8中示出初始登錄時的無線基站(111)的動作流程。
無線基站(111)若在等待接收狀態(tài)(801)下接收到來自傳感器芯片(101)的登錄請求消息(611)，則根據圖5所示的協(xié)議堆棧，將該消息從無線側協(xié)議的數據格式變換為LAN側協(xié)議的數據格式，將變換后的登錄請求消息(612)傳輸給服務器(131)，并返回等待接收狀態(tài)(802)。在接收到來自服務器(131)的登錄完成消息(613)的情況下也執(zhí)行同樣的流程，在從LAN側協(xié)議的數據格式變換為無線側協(xié)議的數據格式后，將變換后的登錄完成消息(614)傳輸給傳感器芯片。
圖9中示出初始登錄時的服務器(131)的動作流程。
若服務器(131)在等待接收狀態(tài)(901)下接收到來自傳感器芯片(101)的登錄請求消息(612)，則對存儲在該消息中的全局ID值重新分配系統(tǒng)內唯一的局部ID值，在ID表(451)中以兩個ID值為一組進行登錄(641)。并且，生成用于存儲傳感器芯片(101)的構成信息或測定數據的數據表(431)的數據項(902)。之后，向傳感器芯片(101)發(fā)送登錄完成消息(613)，返回等待接收狀態(tài)(903)。
圖10中示出服務器(131)管理的ID表(451)的構成。
ID表(451)由對應于各個傳感器芯片的項構成。各個項由全局ID、局部ID、對數據表(431)的索引構成。本圖中，示出全局ID為128位、局部ID為8位的情況。為了便于看，兩個ID值用16進制數表示，另外，全局ID值以每16位用冒號()來區(qū)分表示。
該ID表(451)用于從全局ID至局部ID的變換、從局部ID至全局ID的變換。另外，也用于將全局ID或局部ID作為密鑰來取得對數據表(431)的索引值。在索引值所示的對象中存儲對應的傳感器芯片的信息。
在數據表(431)中存儲各個傳感器芯片的構成信息或測定數據。作為測定數據的實例，例如作為新數據的測定值本身、將所述測定值以SI為單位變換后的值、測定時刻等。作為傳感器芯片的構成信息的實例，例如以制造商、傳感器的種類、電源容量、無線頻率為主的通信參數等。作為取得這些構成信息的方法的實例，例如如下方法，用戶手動設定、從添附于傳感器芯片的產品包中的媒體進行安裝，從制造商的支持網站在線取得，在傳感器芯片的初始登錄時或初始登錄后的設定過程中，從傳感器芯片自動取得等。
服務器(131)進行管理，以使局部ID變?yōu)橄到y(tǒng)內唯一的值。在使用8比特的局部ID的本實施例中，最大可容納256個傳感器芯片。由于該表格被頻繁參照，或要求檢索高速化，所以在服務器(131)的RAM(450)中進行管理。作為用于使檢索高速化的通用技術，可使用作為檢索專用存儲器的CAM(Contents Addressable Memory)、或作為有效管理多個數據的算法的散列法等。
圖11中示出在傳感器芯片(101)與無線基站(111)的通信中使用的無線幀的構成。
各字段按1111-1116的順序無線傳輸。Frame Length(1111)與Message Type(1112)是RF-MAC層的標題。Local ID(1113)與SequenceNumber(1114)是RF-NW層的標題。Data(1115)是RF-APL層的數據。FCS(116)是RF-MAC層的末尾。
表示登錄請求的Message Type(1112)的值為0x1。就登錄請求消息(611)而言，Local ID(1113)的值是表示“分配前”的0x00。SequenceNumber(1114)的值是表示“從傳感器芯片(101)起動開始的最初消息序列”的0x01。在Data(1115)中存儲傳感器芯片(101)的全局ID值。FrameLength(1111)的值為0x12。這表示去除RF-MAC層的標題和末尾后的有效負載部、即Local ID(1113)、Sequence Number(1114)、Data(1115)共計為18個八位字節(jié)。在FCS(116)中，存儲對除自身外的RF-MAC幀整體、即(1111-1115)的CRC(Cyclic Redundancy Check)的運算結果。
表示登錄完成的Message Type(1112)的值為0x2。在登錄完成消息(614)中，Local ID(1113)的值是由服務器(131)分配給傳感器芯片(101)的唯一值0x5a。Sequence Number(1114)的值由于是該消息對登錄請求消息(611)的響應，所以接于登錄請求消息(611)的值0x01之后。為了示出該消息以傳感器芯片(101)為目的地，向Data(1115)原樣返回存儲在登錄請求消息(611)中的傳感器芯片(101)的全局ID值。除全局ID外，在Data(1115)中也可包含從服務器(131)通知給傳感器芯片(101)用的各種信息。作為這種信息的代表例，例如關于無線通信或加密通信的動作參數。
在無線基站(111)與服務器(131)的通信中使用的數據分組如圖5所示，利用TCP/IP進行一體化。在最單純的安裝中，SN-APL層的數據格式即便是圖11所示的無線幀原樣存儲的格式也無妨?；蛘?，也可以在實施簡單的格式變換后直接變?yōu)槲谋靖袷健Ｔ诟呒壍陌惭b中，也可能變換為如XML那樣結構的文本格式的格式。后面所示的圖18或圖19是XML格式的一例，設計具有與其一樣的結構的SN-APL層的數據格式是容易的。在SN-APL層的數據格式設計時考慮幾個不同的觀點，包括使基站中的安裝簡單的觀點，和即便基站中的安裝稍復雜、為了在服務器中登錄到數據表(431)而變?yōu)楦玫母袷降挠^點。安裝者也可根據最適于自身系統(tǒng)的觀點來設計SN-APL層的數據格式。
圖12中示出從傳感器芯片(101)至服務器(131)的數據收集時的通信過程。
傳感器芯片(101)在運用狀態(tài)(1221)下，利用傳感器(220)對設置的環(huán)境定期執(zhí)行測定，在無線發(fā)送測定數據之后，轉移到響應等待狀態(tài)(1222)。接收到測定數據消息(1211)的無線基站(111)在執(zhí)行協(xié)議變換(1231)后，將該消息傳輸給服務器(131)。接收到所傳輸的測定數據消息(1212)的服務器(131)將測定數據登錄到數據表(431)中(1241)，將確認響應消息(1213)返回到無線基站(111)。無線基站(111)在執(zhí)行協(xié)議變換(1232)后，將該消息傳輸給傳感器芯片(101)。接收到所傳輸的確認響應消息(1214)的傳感器芯片(101)返回到運用狀態(tài)(1223)。
圖13中示出數據收集時的傳感器芯片(101)的動作流程。
傳感器芯片(101)在運用狀態(tài)(1221)的某個時刻發(fā)送測定數據消息(1211)。作為起動發(fā)送處理的定時，有每次數據測定時都發(fā)送的方法、將存儲在RAM(260)中的多次測定數據一起發(fā)送的方法、作為從服務器(131)對數據收集請求的返回來發(fā)送的方法等。在測定數據消息(1211)中，使用初始登錄時從服務器(131)分配的局部ID。在消息發(fā)送后，起動計時器(1301)，轉移到響應等待狀態(tài)(1222)。響應等待狀態(tài)(1222)是用于接收來自服務器(131)的確認響應消息(1214)的待機時間，計時器設定待機時間的長度。超時時間T2典型地與初始登錄時的超時時間T1等長度。在產生超時時的代表處理與初始登錄時一樣是再發(fā)送測定數據消息，但也可保持該測定數據直至下一次數據收集，改到下次來發(fā)送。在本圖中，示出在超時前接收到確認響應消息(1214)的情況。若接收到確認響應消息(1214)，則停止計時器(1302)，返回運用狀態(tài)(1223)。由于確定該測定數據被登錄到服務器(131)的數據表(431)中，所以也可在傳感器芯片(101)接收到確認響應消息(1214)的時刻、從RAM(260)中刪除該測定數據。
數據收集時的無線基站(111)的動作流程與圖8所示的一樣。在本實施例中，無線基站(111)僅對傳感器芯片(101)與服務器(131)的通信實施單純的數據格式變換后傳輸，不必由于接收到的消息是哪個而改變動作，也可是如下機械動作，即從RF(330)接收的消息傳輸到NIF(320)，從NIF(320)接收到的消息傳輸到RF(330)。
圖14中示出數據收集時的服務器(131)的動作流程。
服務器(131)當在等待接收狀態(tài)(1401)下接收來自傳感器芯片(101)的測定數據消息(1212)時，將存儲在該消息中的測定數據登錄到數據表(431)中(1241)。作為登錄處理的步驟，首先取得存儲在該消息中的局部ID，將該局部ID值作為密鑰，檢索ID表(451)。結果，得到至對應于傳感器芯片(101)的數據表(431)的索引值。使用該索引值，訪問數據表(431)，以規(guī)定格式登錄存儲在該消息中的測定數據。在登錄處理(1241)完成后，向傳感器芯片(101)發(fā)送確認響應消息(1213)，返回等待接收狀態(tài)(1402)。
數據收集時的無線幀的構成如圖11所示。
表示測定數據的Message Type(1112)的值為0x3。測定數據消息(1211)中，Local ID(1113)的值是作為由服務器(131)分配完的唯一值0x5a。Sequence Number(1114)的值是在上次消息序列時使用的值上加1的值，假設是作為初始登錄序列后的最初序列的情況，在圖11中為0x02?？稍贒ata(1115)中存儲測定值本身或關聯測定值的附加信息，圖11中，示出存儲傳感器種類與測定時刻來作為附加信息的實例。傳感器種類表示該測定值例如是溫度傳感器的測定值。測定時刻在從實際測定到測定數據發(fā)送之前有時間差的情況下是必需的，具有秒單位、毫秒單位等必要的精度。
表示確認響應的Message Type(1112)的值是0x4。就確認響應消息(1214)而言，Sequence Number(1114)的值由于是該消息對測定數據消息(1211)的響應，所以接于測定數據消息(1211)中的值0x02之后。在Data(1115)中，必要時也可包含從服務器(131)通知給傳感器芯片(101)用的各種信息。
如上所述，數據收集時，由于傳感器芯片(101)與傳感器(131)雙方處于可由局部ID值0x5a識別傳感器芯片(101)的狀態(tài)，所以在測定數據消息(1211)和確認響應消息(1214)中，可僅使用局部ID值來識別傳感器芯片(101)，不必使用全局ID值。
圖15中示出該傳感器網絡系統(tǒng)與外部服務器(171)通信時的通信過程的一例。
服務器(131)執(zhí)行與外部服務器(171)的直接通信。外部服務器(171)首先向服務器(131)發(fā)送詢問(1511)。該詢問是可通過參照服務器(131)保持的數據表(431)(1522)等來由服務器(131)單體響應的種類。作為這種詢問的實例，例如該傳感器網絡系統(tǒng)中當前運轉中的傳感器芯片的清單的取得，特定傳感器芯片的過去測定數據的取得等。服務器(131)通過天線(1512)來響應該詢問。就詢問(1511)和回答(1512)而言，表示傳感器芯片的識別信息是全局ID。由于局部ID僅在系統(tǒng)內是有效的識別信息，所以不在系統(tǒng)外通信中使用。
接著，外部服務器(171)向服務器(131)發(fā)送詢問(1513)。該詢問是不能由服務器(131)單體響應，而必需向傳感器芯片(101)詢問等的那種類的。作為這種詢問的實例，例如當前時刻的測定數據的取得、傳感器芯片(101)的動作參數的變更請求等。當服務器(131)判斷為為了響應詢問(1513)而必需詢問傳感器芯片(101)時，向傳感器芯片(101)發(fā)出詢問(1514)。詢問(1514)可以是僅協(xié)議變換詢問(1513)后傳輸，也可以是在原來的含義再構成詢問(1513)。無論哪種，詢問(1513)中使用全局ID作為傳感器芯片(101)的識別信息，詢問(1514)使用局部ID。服務器(131)進行因此的ID變換(1524)。
詢問(1514)由無線基站(111)進行協(xié)議變換(1531)，傳輸給傳感器芯片(101)。傳感器芯片(101)執(zhí)行對應于詢問(1515)的內容的處理、例如傳感等(1541)，返回回答(1516)。該回答由無線基站(111)進行協(xié)議變換(1532)，傳輸給服務器(131)。服務器(131)將包含于回答(1517)中的局部ID變換成全局ID(1526)，將回答(1518)返回到外部服務器(171)。
詢問(1511)與詢問(1513)可以是內容上獨立的兩個詢問，也可以是如接收對詢問(1511)的回答(1512)后發(fā)出詢問(1513)那樣構成一系列的序列。作為一系列的序列時的典型實例，例如如下序列，即通過詢問(1511)詢問匹配特定條件的傳感器芯片，通過詢問(1513)對對應的傳感器芯片執(zhí)行詳細的詢問。
圖16中示出服務器(131)從接收詢問(1511)開始至返回回答(1512)為止的動作流程。
在等待接收狀態(tài)(1512)下，接收詢問(1511)，對應于詢問內容，參照數據表(431)(1522)。為了參照數據表(431)，必要時參照ID表(451)，并取得對應于構成檢索對象的傳感器芯片的索引值。根據數據表(431)的參照結果，生成回答(1512)，發(fā)送給外部服務器(171)，之后，返回等待接收狀態(tài)(1523)。
圖17中示出服務器(131)從接收詢問(1513)到返回回答(1518)為止的動作流程。
在等待接收狀態(tài)(1523)下，若接收詢問(1513)，則分析詢問內容，并判斷為需要對傳感器芯片(101)進行詢問。將包含于詢問(1513)中的全局ID值作為密鑰，檢索ID表(451)，得到對應的局部ID值(1524)，另外，進行從XML-APL到SN-APL的協(xié)議變換。若必要，還執(zhí)行詢問內容的再構成。這樣生成詢問(1514)，并傳輸給傳感器芯片(1701)。在詢問傳輸后，起動計時器(1702)，轉移到響應等待狀態(tài)(1525)。響應等待狀態(tài)(1525)是用于接收來自傳感器芯片(101)的回答(1517)的待機時間，計時器設定待機時間的長度。超時時間T3以在沒有由于無線通信或有線通信中的通信噪聲而造成的數據分組丟失、LAN(120)擁擠、傳感器芯片(101)動作異常等的狀況下、確實返回回答(1517)的響應時間為基準來設定，典型地為數秒左右。不接收回答(1517)地產生超時情況下的代表處理是視為產生上述通信故障后再次發(fā)送詢問(1514)。本圖中，示出在超時前接收回答(1517)的情況。若接收回答(1517)，則停止計時器(1704)。將包含于回答(1517)中的局部ID值作為密鑰，檢索ID表(451)，得到對應的全局ID值(1526)，另外，執(zhí)行從SN-APL到XML-APL的協(xié)議變換。若必要，還執(zhí)行回答內容的再構成。這樣生成回答(1518)，向外部服務器(171)傳輸(1518)之后，返回等待接收狀態(tài)(1527)。
圖18中示出詢問(1511)中的XML-APL層的格式。
行(1801)表示該詢問依照XML格式。
文本整體夾在行(1802)與(1830)中，表示依照對傳感器網絡規(guī)定的服務條約。
行(1803)、(1804)、(1805)分別表示該詢問的發(fā)出日期、作為發(fā)出源的外部服務器(171)的識別符、作為目的地的服務器(131)的識別符。
詢問(1511)的實體夾在行(1806)與(1829)中進行記載。
行(1807)表示該詢問的識別符。
夾在行(1808)與(1812)中的部分是關于回答的輸出形式的記述，回答(1512)要求以清單形式來輸出傳感器芯片的ID、即全局ID。
夾在行(1813)與(1828)中的部分是關于檢索條件的記述。檢索條件的整體夾在行(1814)與(1827)中，意味著是關于傳感器芯片的記述。行(1815)表示設置在焊接室中的傳感器芯片是對象。夾在行(1816)與(1826)中的部分是關于傳感器的記述。行(1817)表示具有溫度傳感器的傳感器芯片是對象。夾在行(1818)與(1825)中的部分是關于測定數據的記述。行(1819)表示該天、即作為該詢問發(fā)出日的2004年7月12日的測定數據是對象。夾在行(1820)與(1824)中的部分是關于測定數據的條件式。由行(1821)、(1822)、(1823)來規(guī)定攝氏28.0度以上等條件式。
這樣，由圖18的XML格式構成的詢問(1511)的含義為‘顯示測定攝氏28.0度以上作為2004年7月12日的焊接室室溫的傳感器芯片的清單’。
圖19中示出回答(1512)中的XML-APL層的格式。
行(1901)表示該回答依照XML格式。
文本整體夾在行(1902)與(1920)中，表示依照對傳感器網絡規(guī)定的服務條約。
行(1903)、(1904)、(1905)分別表示該回答的發(fā)出日期、作為發(fā)出源的服務器(131)的識別符、作為目的地的外部服務器(171)的識別符。
回答(1512)的實體夾在行(1906)與(1919)中來記述。
行(1907)表示該回答的識別符。
夾在行(1908)與(1910)中的部分是最初詢問(1511)的識別符，表示該回答是對詢問(1511)的響應。行(1911)表示該回答是對詢問(1511)的正常響應。
夾在行(1912)與(1918)中的部分是根據由詢問(1511)指定的輸出形式的檢索結果的顯示，是匹配條件的傳感器芯片的全局ID的清單。
這樣，由圖19的XML格式構成的回答(1512)在服務器接收詢問(1511)后檢索自己的數據(431)的結果，發(fā)現3個匹配檢索條件的傳感器芯片，回答它們的全局ID。
詢問(1513)、回答(1518)由與圖18、圖19一樣的格式來記述。
詢問(1514)按照SN-APL層的格式規(guī)定來記述?？梢允荴ML等基于文本的結構化格式，也可以是圖11所示的基于二進制的格式?；卮?1517)也一樣。
詢問(1515)、回答(1516)由與圖11所示的一樣的格式來記述。
就這些格式的細節(jié)而言，可進行各種安裝，但本發(fā)明的適用范圍不被各格式的差異所左右。本發(fā)明的意圖在于無論這些格式如何，作為傳感器芯片的識別符，在詢問(1511)、回答(1512)、詢問(1513)、回答(1518)等系統(tǒng)外通信中，使用全局ID，在詢問(1514)、詢問(1515)、回答(1516)、回答(1517)等系統(tǒng)內通信中使用局部ID。
在本實施例中，示出外部服務器(171)對服務器(131)發(fā)出通信的實例，但即便服務器(131)對外部服務器(171)發(fā)出通信也無妨。另外，發(fā)送接收的消息的種類不必限于詢問&回答的方式，或限于使用XML的安裝。例如，即便執(zhí)行TELNET或SNMP等使用協(xié)議的安裝也無妨。
在實施例1中，局部ID為8比特的固定長度。相反，在本實施例中，局部ID在系統(tǒng)內長度可變。
圖20中示出本實施例中服務器(131)管理的ID表(451)的構成。
全局ID與圖10一樣，為128比特。另一方面，局部ID向每個傳感器芯片分配不同比特長度的值。圖20中，全局ID用16進制來表述，但為了容易看到局部ID的比特長度可變，用二進制表述。
與圖10的一個不同之處在于，對各個傳感器芯片管理通信成本。所謂通信成本是指從功耗的觀點來評價各傳感器芯片中無線通信處理的成本的量。
圖21中示出本實施例中的通信成本的計算式。
根據該圖的定義，電源容量(Cap)越大，則通信成本(Cost)越小。
另外，1比特的發(fā)送接收所需的功率(W)越大，則通信成本(Cost)越大。另外，1幀的比特長度(L)越大，則通信成本(Cost)越大。另外，發(fā)送接收頻率(F)越大，則通信成本(Cost)越大。
即，越是通信成本(Cost)大的傳感器芯片，可動作的時間就越短。確定通信成本(Cost)的各個參數對每個傳感器芯片取得不同的值，但通信成本(Cost)綜合各參數的效力，提供關于動作壽命的一維評價指標。
在通信成本的計算式中，將W、L、F各參數分成發(fā)送時與接收時來評價，但即便加入傳感器或微控制器的功耗等本圖所示之外的要素也無妨。另外，也可就無線通信的頻帶、編碼方式、復用方式等作進一步詳細的規(guī)定。通信成本的定義可以根據實際的運用來僅進行必需的細節(jié)，也可相反進行簡化。
由于圖20中的傳感器芯片(102)與(103)的通信成本(Cost)分別為6.2和8.1，所以在使用圖10所示的8比特固定長度的局部ID的情況下，傳感器芯片(103)僅具有傳感器芯片(102)的77％左右的動作壽命。根據本實施例，即便在這種狀況下，也可盡量平滑化各傳感器芯片的壽命差異，延長作為系統(tǒng)整體的壽命。圖20中，對通信成本(Cost)大的傳感器芯片分配比特長度小的局部ID，對通信成本(Cost)小的傳感器芯片分配比特長度大的局部ID。由此，1幀的比特長度(L)變化，產生抵消通信成本(Cost)的差的效果。在無線幀構成的局部ID以外的部分與圖11所示的構成一樣的條件下，如圖20所示，若向傳感器芯片(102)分配1比特的局部ID、向傳感器芯片(103)分配8比特的局部ID，則當假設1比特的發(fā)送接收所需的功率(W)在發(fā)送時與接收時相同時，動作壽命的比被緩和到87％左右。
在向作為固定長度的全局ID分配可變長度的局部ID的方法中，適用在數據壓縮領域中廣泛使用的各種FV代碼(Fixed-VariableLength Code)。
FV代碼的代表是霍夫曼代碼。在本實施例中，適用霍夫曼代碼，則可將作為系統(tǒng)整體的通信成本在理論上變?yōu)樽钚?。另外，霍夫曼代碼具有稱為前綴代碼(Prefix Code)的性質，通過從上位比特順序取得匹配，可唯一確定是哪個代碼。因此，不必在幀格式中另外設置指定局部ID的比特長度的字段。即，在本實施例中可原樣適用圖11所示的無線幀構成。
在作為霍夫曼代碼的通常適用對象的數據壓縮中，對出現率高的數據分配比特長度小的代碼。在本實施例中，適用霍夫曼編碼的算法，將‘編碼對象的數據’置換成‘全局ID’，將‘數據的出現率’置換成‘通信成本’。即，適用霍夫曼編碼的算法，以向通信成本大的傳感器芯片的全局ID分配比特長度上的局部ID。
在本實施例中，存在傳感器芯片各自的通信成本在運用前事先固定的情況，和在運用中動態(tài)變化的情況。作為在運用前事先固定的情況的實例，有可根據傳感器芯片的出廠時的制品標準固定算出的情況，用戶明示地設定傳感器芯片的測定間隔、測定數據發(fā)送間隔、發(fā)送功率強度等動作參數的情況等。作為在運用中動態(tài)變化的情況的實例，有由于組合多個部件來運用等理由、不能根據傳感器芯片的出廠時的產品標準而固定計算的情況，上述傳感器芯片的動作參數在運用中動態(tài)變化的情況，傳感器芯片的電源是太陽光發(fā)電裝置或微波振動發(fā)電裝置等發(fā)電裝置，功率余量增減的情況等。
在傳感器芯片各自的通信成本在運用前事先固定，并且在運用中追加新的傳感器芯片或去除使用中的傳感器芯片少的情況下，在系統(tǒng)整體導入時統(tǒng)一進行全部傳感器芯片的初始登錄，在向各傳感器芯片固定分配可變長度的局部ID的狀態(tài)下動作，從而可實現以后運用中的各個傳感器芯片壽命差異的平滑化與作為系統(tǒng)整體的壽命延長。
在傳感器芯片各自的通信成本在運用中動態(tài)變化的情況下，或即便在傳感器芯片各自的通信成本在運用前事先固定的情況下、但在運用中追加新的傳感器芯片或去除使用中的傳感器芯片多的情況下，由于傳感器芯片間的通信成本的大小關系在運用中動態(tài)變化，所以即使接著固定使用利用初始登錄最初分配的局部ID，也無法實現各傳感器芯片的壽命差異的平滑化或作為系統(tǒng)整體的壽命延長。在這種情況下，可通過定期或在必需的時刻對各傳感器芯片分配局部ID來對應。
在用于實現局部ID的動態(tài)分配的通信過程中考慮多種方法。作為一個實現方法，為圖6所示的執(zhí)行與初始登錄時一樣的通信過程。這是傳感器芯片向服務器請求局部ID的再分配的方法。在傳感器芯片具有算出自身運用中的通信成本值的部件的情況下最有效。在傳感器芯片不具有算出自身運用中的通信成本值的部件時的最單純的方法是傳感器芯片定期起動請求再分配的序列。例如只要在每次平均動作壽命的一成的期間起動即可。作為基于與圖6所示的稍不同的通信過程的其它實現方法，有服務器判斷局部ID的再分配的必要性，將想再分配的新的局部ID值通知給傳感器芯片。
因為本序列是服務器起動的序列，所以適用于服務器具有算出各傳感器芯片的動作中的通信成本值的部件的情況。進而，在基于其它通信過程的實現方法中，各傳感器芯片定期或通過來自服務器的指示向所述服務器通知自身運用中的通信成本值，收集來自全部傳感器芯片的通信成本值的所述服務器判斷對所述全部傳感器芯片再分配局部ID的必要性，并在判斷為需要再分配的時刻，對全部傳感器芯片執(zhí)行再分配。
如上所述，用于實現局部ID的動態(tài)再分配的通信過程可使用各種方法，但無論按照哪種實現方法，都不會對本發(fā)明的基本原理造成影響。
如上所述，在本實施例中，特征在于局部ID在系統(tǒng)內長度可變。另外，在實施例1中，局部ID在系統(tǒng)內為固定長度，但可對應于該系統(tǒng)的規(guī)模來選擇局部ID的比特長度。例如，在有依照實施例1的多個傳感器網絡系統(tǒng)A與B的情況下，即便傳感器網絡系統(tǒng)A中的局部ID為8比特的固定長度，傳感器網絡系統(tǒng)B中的局部ID為16比特的固定長度也無妨。此時，傳感器網絡系統(tǒng)A最多可容納256個傳感器芯片，傳感器網絡系統(tǒng)B最多可容納65536個傳感器芯片。
在實施例1和實施例2中，示出服務器(131)分配局部ID，服務器(131)還執(zhí)行全局ID與局部ID的關聯和變換的方法。
在本發(fā)明中，可進行此外的幾個變形。
在本實施例中，服務器(131)分配局部ID，無線基站(111)存儲全局ID與局部ID的聯系，無線基站(111)在居中傳感器芯片(101)與服務器(131)之間的通信時，相互變換全局ID與局部ID。
圖22中示出本實施例中的傳感器芯片初始登錄時的通信過程。
在各裝置間發(fā)送接收的消息序列與圖6所示的實施例1的情況一樣。與圖6的不同之處在于，無線基站(111)將來自服務器(131)的登錄完成消息(613)傳輸給傳感器芯片(101)時，將全局ID與局部ID的聯系登錄到自身具有的ID表中(2201)。
圖23示出本實施例中的數據收集時的通信過程。
在各裝置間發(fā)送接收的消息序列與圖12所示的實施例1的情況一樣。與圖12的不同之處在于，當無線基站(111)將來自傳感器芯片(101)的測定數據消息(1211)傳輸給服務器(131)時，將局部ID變換成全局ID(2301)，或者將來自服務器(131)的確認響應消息(1213)傳輸給傳感器芯片(101)時，將全局ID變換成局部ID(2302)。
就各裝置的功能構成或動作流程而言，可知通過向實施例1施加若干變更，可容易實現本實施例的構成。下面進行若干補充。
傳感器芯片(101)的功能構成或動作流程與實施例1的情況完全相同。無線基站(111)管理與實施例1中服務器(131)保持的ID表(451)一樣的、用于關聯全局ID與局部ID的ID表。如圖22所示，在傳輸登錄完成消息(613)時登錄該表格的計算器。服務器(131)基本上復用全局ID來識別傳感器芯片，所以在居中系統(tǒng)內通信與系統(tǒng)外通信時也不必執(zhí)行全局ID與局部ID的相互變化。但是，由于需要保證分配給各傳感器芯片的局部ID的唯一性，所以還需要復用ID表(451)或類似的替換部件來管理全局ID與局部ID的關聯。
在本實施例中，僅在從傳感器芯片至無線基站的無線通信中使用局部ID，即便是系統(tǒng)內通信，也在從無線基站至服務器的通信中使用全局ID。因此，服務器發(fā)送接收的協(xié)議和數據形式無論是在系統(tǒng)內通信還是在系統(tǒng)外通信中都可被統(tǒng)一成XML-APL。包含XML的Web服務關聯技術作為分散型、相互聯系型的網絡應用程序的標準技術而廣泛普及，開放的開發(fā)環(huán)境的整備也在前進。在傳感器網絡系統(tǒng)中，通過推進Web服務關聯技術的適用，得到系統(tǒng)開發(fā)的容易化、功能擴展性的提高、復雜的應用程序聯系的容易化等效果。
在實施例1中，示出在與外部服務器(171)的通信中為了識別各傳感器芯片而使用全局ID的方法。在本實施例中，示出為了識別傳感器芯片，不使用全局ID本身，而在服務器(131)內使用與全局ID關聯的其它識別信息的方法。
圖24中示出本實施例中的服務器(131)與外部服務器(171)之間的通信過程的一例。
首先，外部服務器(171)取得服務器(131)的一般系統(tǒng)信息(2410)。即，復用HTTP序列(2411)與(2412)來訪問URL(2441)。該URL是表示服務器(131)的頂部頁的HTML文檔。在頂部頁中揭示的一般系統(tǒng)信息從數據的階層化的觀點看是合適的。
接著，外部服務器(171)取得傳感器芯片的清單信息(2420)。即，利用HTTP序列(2421)與(2422)來訪問URL(2442)。該URL是從頂部頁(2441)鏈接的HTML文檔，是外部服務器(171)根據頂部頁(2441)的信息，利用確定接著訪問哪個URL的部件選擇的結果。作為外部服務器(171)中的該URL確定部件，可以是用戶使用Web瀏覽器來對話地確定的方法，也可以是安裝在外部服務器(171)中的程序自動確定的方法。URL(2442)中記載的傳感器芯片的清單信息與實施例1的情況不同，在傳感器芯片的識別信息中不使用全局ID，而使用代替全局ID的任意字符串。例如，若是具備溫度傳感器的傳感器芯片，則可使用“thermo1”，“thermo2”等字符串。雖然該識別信息至少在系統(tǒng)內必需是唯一的，但也可以是任意形式。該識別信息也可由用戶手動設定，或服務器(131)根據從傳感器芯片取得的信息來自動生成。
接著，外部服務器(171)取得特定傳感器芯片的測定歷史信息(2430)。即，利用HTTP序列(2431)與(2432)，訪問URL(2443)。在該URL中，“get-sensing-data.cgi”表示用于取得傳感器芯片信息的CGI程序的文件名?！皀ode＝thermo2”與“period＝today”表示傳遞給該CGI的參數，指定取得所謂“thermo2”的傳感器芯片的當天的測定歷史。將這些CGI名稱、參數名稱、其含義、用法等的信息記載于傳感器芯片清單的頁(2442)中，或記載于從頁(2422)鏈接的其它頁中。作為指定URL(2443)的部件，可以是用戶使用Web瀏覽器來對話地確定，也可以是安裝在外部服務器(171)上的程序自動確定。
在本實施例中，如圖24所示，為了識別傳感器芯片，不使用全局ID。代之以服務器(131)向外部服務器(171)提示URL(2442)中“thermo2”等之外的識別信息。外部服務器(171)將該“thermo2”作為傳感器芯片的識別符，訪問該傳感器芯片的詳細信息或測定歷史，所以服務器(131)需要在內部管理該識別信息與全局ID的對應。這是與管理系統(tǒng)內通信中的全局ID與局部ID的對應一樣的事情，另外，作為管理的實現方法，也可適用一樣的技術。
在本實施例中，服務器(131)向外部服務器(171)公開的傳感器芯片的識別信息至少是系統(tǒng)內唯一的任意形式的信息。在如本實施例那樣使用反映傳感器芯片的種類或用途的字符串的情況下，得到用戶了解的容易程度提高的效果。另外，在與第三方提供的服務聯系的情況下，若隱蔽全局ID，則第三方不能與制造商的支持網址等聯系，所以還得到防止詳細信息向系統(tǒng)外的不必要泄漏的效果。不用說，在想積極公開詳細信息的情況下，與所述識別信息一起公開全局ID也無妨。在本實施例中，例如也可在URL(2442)中合記稱為“thermo2”的識別符與全局ID值?；蛘?，在從URL(2442)鏈接的“http//factory-1.corp-a.com/sensors/thermo2.html”等URL中，記述關于傳感器芯片“thermo2”的詳細信息，作為該詳細信息之一，也可包含全局ID值。
如本實施例那樣在系統(tǒng)外通信中使用HTTP的方法適用于用戶對話地訪問服務器的數據庫的情況。因為數據可以HTML格式取得，所以可通過通用的Web瀏覽器而容易可視化。另外，基于口令的訪問限制或使用SSL的加密通信也容易。這些各種技術作為Web頁生成技術被廣泛使用，開發(fā)環(huán)境也完整。另外，在不經基于用戶的對話操作來實現對構造的數據自動訪問的情況下，也可利用廣泛用于網絡監(jiān)視的SNMP(Simple Network Management Protocol)或實現直接服務的LDAP(Lightweight Directory Access Protocol)等。

在另一實施例中，無線基站分配局部ID，另外，全局ID與局部ID的關聯和變換也由無線基站執(zhí)行。在本實施例中，服務器完全不識別局部ID，僅由全局ID來識別傳感器芯片。在最單純的安裝中，各無線基站完全獨立地分配局部ID。此時，因為局部ID的唯一性僅在各無線基站的通信區(qū)域內被保證，所以在傳感器芯片從某個無線基站的通信區(qū)域移動到其它無線基站的通信區(qū)域的情況下，移動對象的無線基站執(zhí)行局部ID的再分配。另外，在其它安裝中，為了保證系統(tǒng)內的局部ID的唯一性，每次登錄新的傳感器芯片時，無線基站彼此相互交換ID表的更新信息，共享ID表的信息。
在再一實施例中，不存在圖1中的獨立的服務器裝置，多個無線基站中的特定一個具備服務器功能。例如，設圖1中的無線基站(111)為無線基站兼服務器裝置。
若無線基站(112)或(113)接收來自傳感器芯片的消息，則將該消息傳輸給無線基站兼服務器裝置(111)，由該裝置的服務器功能部進行處理。當所述無線基站兼服務器裝置(111)的無線基站功能部接收來自傳感器芯片的消息時，將該消息內部傳輸給本裝置內的服務器功能部。此時，圖6、圖12、圖15所示的各通信過程中的無線基站(111)與服務器(131)之間的通信過程被置換成單個裝置的內部序列。本實施例在較小規(guī)模的傳感器網絡系統(tǒng)中的適用是有效的，通過將無線基站功能與服務器功能一體化于緊湊的殼體內，可實現設置空間的削減和運用成本的降低。在本實施例的特別情況下，由較少量的傳感器芯片與一臺緊湊的無線基站兼服務器裝置來構筑傳感器網絡系統(tǒng)。該構成有利于促進一般家庭中的傳感器網絡系統(tǒng)的方便利用。
作為與本發(fā)明類似的方法，在實現本發(fā)明一部分目的的方法之一中，有不是服務器而是傳感器芯片自身生成局部ID的方法。例如，考慮生成虛擬隨機數并將其作為局部ID。另外，也可通過對全局ID實施固定運算來生成局部ID。具體而言，通過對全局ID實施特定的混列運算，生成局部ID，或從全局ID中抽取特定比特、例如下位16比特，并將其設為局部ID。尤其是通過對全局ID實施固定運算來生成局部ID的方法的情況下，傳感器芯片不必在運用中存儲局部ID。但是，作為這些方法共同的問題，不能保證保傳感器芯片隨意生成的局部ID在系統(tǒng)內是唯一的，與服務器生成唯一的局部ID的本發(fā)明相比，實用性差。在這些方法中，降低局部ID沖突的確立、或在局部ID已沖突的情況下可提供恢復是大課題，但該課題的解決不是容易的。
在本發(fā)明中，前提是全局ID由傳感器芯片(101)的制造商在出廠前寫入ROM(240)中。這假設與以太網(注冊商標)中的MAC地址一樣。但是，在MAC地址的情況下，用戶可通過NIF卡的安裝來改寫存儲在ROM中的MAC地址，或將與存儲在ROM中的值不同的值存儲在器件驅動器中，實際上使用這些值，或存儲多個MAC地址，并對應于情況來分別使用。無論這種設備或使用方法是否存在，若看作整體，則MAC地址依然在出廠時被寫入、在出廠后不可能改寫的前提下被運用，上述設備或使用方法有時產生有效的效果。
本發(fā)明的全局ID也一樣，即便少數的傳感器芯片例外地執(zhí)行全局ID的改寫或分開使用，也不會對本發(fā)明的基本原理產生影響，另外，不拒絕這種例外使用。但是，由于前提是全局ID在全世界是唯一的，所以有必要采取如下對策，即通過規(guī)定改寫等時取得正式全局ID用的步驟，或將全局ID的特定比特區(qū)域定義為用戶可自由使用的局部區(qū)域，以最大限度地作為整體不損害原本對全局ID要求的唯一性。
另外，本發(fā)明的范疇中包含如下事項。
A、一種由多個無線終端、至少一個無線基站、與至少一個服務器構成的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述無線終端具有用于與所述無線基站通信的無線通信部件；用于唯一識別該無線終端的全局ID；使用所述無線通信部件向所述服務器發(fā)送所述全局ID的部件；和對應于所述全局ID來存儲服務器分配給該無線終端的局部ID的部件，所述無線基站具有用于與所述無線終端通信的無線通信部件；用于與所述服務器通信的通信部件；中繼所述無線終端與所述服務器的通信的部件；和存儲并相互變換所述全局ID和所述局部ID的對應關系的部件，所述服務器具有用于與所述無線基站通信的通信部件；使用所述通信部件來接收來自所述無線終端的全局ID的部件；與所述無線終端的全局ID一對一對應、生成比特長度比所述全局ID小的局部ID的部件；存儲所述全局ID和所述局部ID的對應關系并根據所述全局ID檢索所述局部ID的部件；和使用所述通信部件向所述無線終端發(fā)送所述局部ID的部件，其中所述無線基站中繼所述無線終端與所述服務器之間的通信，所述無線終端在初始的通信中向所述服務器發(fā)送所述全局ID，所述服務器向從所述無線終端接收到的所述全局ID分配一個所述局部ID后，發(fā)送給所述無線基站和所述無線終端，所述無線基站存儲從所述服務器接收到的所述全局ID與所述局部ID的對應關系，所述無線終端存儲從所述服務器接收到的所述局部ID，在以后的通信中，所述無線終端與所述無線基站的通信中，為了識別所述無線終端而使用所述局部ID，所述無線基站與所述服務器的通信中，為了識別所述無線終端而使用所述全局ID，所述無線基站在中繼所述無線終端與所述服務器的通信時，相互變換所述局部ID與所述全局ID。
B、一種由多個無線終端、至少一個無線基站、與至少一個服務器構成的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述無線終端具有用于與所述無線基站通信的無線通信部件；用于唯一識別該無線終端的全局ID；使用所述無線通信部件向所述服務器發(fā)送所述全局ID的部件；和對應于所述全局ID來存儲服務器分配給該無線終端的局部ID的部件，所述無線基站具有用于與所述無線終端通信的無線通信部件；用于與所述服務器通信的通信部件；中繼所述無線終端與所述服務器的通信的部件；使用所述無線通信部件來接收來自所述無線終端的全局ID的部件；生成與所述無線終端的全局ID一對一對應、比特長度比所述全局ID小的局部ID的部件；存儲并相互變換所述全局ID和所述局部ID的對應關系的部件；和使用所述無線通信部件向所述無線終端發(fā)送所述局部ID的部件，所述服務器具有用于與所述無線基站通信的通信部件，其中所述無線終端在初始的通信中向所述無線基站發(fā)送所述全局ID，所述無線基站對從所述無線終端接收的所述全局ID分配一個所述局部ID后發(fā)送給所述無線終端，所述無線終端存儲從所述無線基站接收到的所述局部ID，在以后的通信中，
所述無線基站中繼所述無線終端與所述服務器之間的通信，所述無線終端與所述無線基站的通信中，為了識別所述無線終端而使用所述局部ID，所述無線基站與所述服務器的通信中，為了識別所述無線終端而使用所述全局ID，所述無線基站在中繼所述無線終端與所述服務器的通信時，相互變換所述局部ID與所述全局ID。
C、作為B的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述無線通信系統(tǒng)與寬帶網絡連接，所述服務器具有存儲與所述無線終端的全局ID一對一對應、并在所述通信系統(tǒng)內是唯一的識別信息的部件；存儲并相互變換所述全局ID和所述識別信息的對應關系的部件；用于經所述寬帶網絡與外部通信裝置通信的通信部件；和向所述外部通信裝置提示涉及所述無線終端的信息的部件、或中繼所述外部系統(tǒng)與所述無線終端或所述無線基站的通信的部件至少之一，所述服務器代表執(zhí)行與所述外部通信裝置的直接通信，所述無線終端或所述無線基站可經所述服務器與所述外部通信裝置間接通信，所述服務器在與所述外部通信裝置的通信中，在識別所述無線終端時使用所述識別信息，在中繼所述無線終端或所述無線基站與所述外部通信裝置的通信時，在與所述無線終端或所述無線基站的系統(tǒng)內通信中，當識別所述無線終端時，使用所述局部ID，在與所述外部通信裝置的系統(tǒng)外通信中，當識別所述無線終端時，使用所述識別信息，當中繼所述系統(tǒng)內通信與所述系統(tǒng)外通信時，相互變換所述局部ID與所述識別信息。
D、一種具有多個終端與至少一個基站的通信系統(tǒng)，其特征在于所述終端具有用于與所述基站進行通信的通信部件；存儲用于唯一識別終端的第一ID的第一存儲器；和存儲對應于所述第一ID的第二ID的第二存儲器，所述基站具有用于與所述無線終端通信的通信部件，所述終端向所述基站發(fā)送所述第一ID，從所述基站接收對應于所述第一ID的第二ID，將接收到的第二ID存儲在上述第二存儲器中，在以后的通信中，使用上述第二ID。
E、作為D的通信系統(tǒng)，其特征在于所述終端向所述基站發(fā)送所述第一ID，所述基站向服務器裝置發(fā)送所述第一ID，所述服務器裝置生成與所述第一ID一對一對應、并且比特長度比所述第一ID小的第二ID，存儲所述第一ID與所述第二ID的對應關系。
產業(yè)上的可利用性通過記載為(發(fā)明要解決的課題)事項或各實施例的內容可知本發(fā)明可廣泛適用。
權利要求
1.一種由多個無線終端、至少一個無線基站及至少一個服務器構成的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述無線終端具有用于與所述無線基站通信的無線通信單元；用于唯一識別該無線終端的全局ID；使用所述無線通信單元向所述服務器發(fā)送所述全局ID的單元；和對應于所述全局ID來存儲服務器分配給該無線終端的局部ID的單元，所述無線基站具有用于與所述無線終端通信的無線通信單元；用于與所述服務器通信的通信單元；和中繼所述無線終端與所述服務器的通信的單元，所述服務器具有用于與所述無線基站通信的通信單元；使用所述通信單元來接收來自所述無線終端的全局ID的單元；與所述無線終端的全局ID一對一對應、生成比特長度小于所述全局ID的比特長度的局部ID的單元；用于存儲并相互變換所述全局ID與所述局部ID的對應關系的單元；和使用所述通信單元向所述無線終端發(fā)送所述局部ID的單元，其中所述無線基站中繼所述無線終端與所述服務器之間的通信，所述無線終端在初始的通信中向所述服務器發(fā)送所述全局ID，所述服務器對從所述無線終端接收到的所述全局ID分配一個所述局部ID并發(fā)送給所述無線終端，所述無線終端存儲從所述服務器接收到的所述局部ID，在以后的通信中，所述無線終端、所述無線基站和所述服務器中的任一個為了識別所述無線終端都使用所述局部ID。
2.根據權利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述無線通信系統(tǒng)與寬帶網絡連接，所述服務器具有用于經所述寬帶網絡與外部通信裝置進行通信的通信單元；和對所述外部通信裝置提示與所述無線終端相關的信息的單元、和中繼所述外部系統(tǒng)與所述無線終端或所述無線基站的通信的單元中的至少一個，所述服務器代表執(zhí)行與所述外部通信裝置的直接通信，所述無線終端或所述無線基站可經由所述服務器與所述外部通信裝置間接通信，所述服務器在與所述外部通信裝置的通信中，在識別所述無線終端時使用所述全局ID，在中繼所述無線終端或所述無線基站與所述外部通信裝置的通信時，在與所述無線終端或所述無線基站的系統(tǒng)內通信中，當識別所述無線終端時，使用所述局部ID，在與所述外部通信裝置的系統(tǒng)外通信中，當識別所述無線終端時，使用所述全局ID，當中繼所述系統(tǒng)內通信與所述系統(tǒng)外通信時，相互變換所述局部ID與所述全局ID。
3.根據權利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于分配給各個無線終端的所述局部ID的比特長度是可變的。
4.根據權利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述無線終端或所述服務器具有在動作中的任意時刻、開始用于向所述無線終端再分配局部ID的通信過程的單元，所述無線終端通過初始通信從所述服務器分配第一局部ID，在使用所述第一局部ID在任意期間進行了動作之后，通過利用所述無線終端或所述服務器開始所述通信步驟，從所述服務器再分配第二局部ID，并在以后使用所述第二局部ID進行動作。
5.根據權利要求1所述的無線通信系統(tǒng)，其特征在于所述無線基站中的一個與所述服務器是單一裝置。
6.一種具有多個終端、和通過無線與該終端進行通信的至少一個基站的通信系統(tǒng)中的通信方法，其特征在于所述終端向上述基站發(fā)送特定自身的第一ID，從上述基站接收與上述第一ID對應的第二ID，并存儲上述第二ID，在存儲上述第二ID之后的通信中，所述終端和所述基站為了識別所述終端而使用所述第二ID。
7.一種通過無線與基站進行通信的無線終端，其特征在于所述無線終端具有用于與所述基站進行通信的無線模塊；存儲第一ID的第一存儲器；可寫入的第二存儲器；控制所述無線模塊、第一和第二存儲器的控制器；和向上述無線模塊、第一和第二存儲器和控制器供電的電源，其中所述控制器進行控制，以便經由上述無線模塊向上述基站發(fā)送包含上述第一ID的數據，當通過上述無線模塊接收從上述基站發(fā)送的、與上述第一ID對應的第二ID后將該第二ID存儲在上述第二存儲器中，并使用該第二ID進行通信。
8.根據權利要求7所述的無線終端，其特征在于上述控制器進行控制，以便在將上述第二ID存儲在上述第二存儲器中以后的通信中，使用上述第二ID與上述基站進行通訊。
9.一種與具有多個終端和至少一個與該終端進行無線通信的基站的通信系統(tǒng)相連接的服務器，其特征在于該服務器具有用于與所述基站進行通信的通信單元；存儲器；和控制上述通信單元及存儲器的控制器，其中上述控制器進行控制，以便當通過所述通信單元接收從所述終端經由所述基站發(fā)送的第一ID后，與該第一ID一對一對應、生成比特長度小于所述第一ID的比特長度的第二ID，將生成的該第二ID存儲在上述存儲器中，并利用所述通信單元將該第二ID發(fā)送給所述終端。
10.根據權利要求9所述的服務器，其特征在于所述存儲器存儲所述第一ID與第二ID的對應表。
全文摘要
本發(fā)明提供一種無線通信系統(tǒng)。在無線通信系統(tǒng)中，使有利于與外部系統(tǒng)的聯系的比特長度大的全局ID的活用和無線終端的通信量降低同時成立。無線終端僅在初始登錄時發(fā)送全局ID，在由服務器分配比特長度小的局部ID之后，僅使用局部ID。服務器管理全局ID與局部ID的關聯，在與系統(tǒng)外通信時，為了識別無線終端而使用全局ID。
文檔編號G06K7/10GK1738274SQ20051005307
公開日2006年2月22日 申請日期2005年3月7日 優(yōu)先權日2004年8月20日
發(fā)明者大串穣 申請人:株式會社日立制作所