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CN117015944A - 通信系统和通信方法 - Google Patents

通信系统和通信方法 Download PDF

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CN117015944A
CN117015944A CN202280022491.2A CN202280022491A CN117015944A CN 117015944 A CN117015944 A CN 117015944A CN 202280022491 A CN202280022491 A CN 202280022491A CN 117015944 A CN117015944 A CN 117015944A
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CN
China
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electric field
terminal
field communication
container
communication
Prior art date
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Application number
CN202280022491.2A
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English (en)
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入江一介
平林克己
太田义则
大岛浩一
石田实
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Sony Group Corp
Original Assignee
Sony Group Corp
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Publication date
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    • H04W4/70—Services for machine-to-machine communication [M2M] or machine type communication [MTC]
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Abstract

该通信系统(100)包括：具有导电性并且堆叠的多个集装箱(2)，以及附接到多个集装箱(2)以便电耦合到集装箱(2)之一的多个电场通信终端(5)，其中：多个集装箱(2)包括容纳用于获取感测数据的感测终端(4)的集装箱(2)；多个电场通信终端(5)包括安装在容纳感测终端(4)的集装箱(2)内部的第一电场通信终端(5)和附接到多个集装箱(2)当中的至少一个集装箱(2)外部的第二电场通信终端(5)；以及第一电场通信终端(5)经由多个集装箱(2)将来自感测终端(4)的感测数据发送到第二电场通信终端(5)。

Description

通信系统和通信方法
技术领域
本公开涉及一种通信系统和通信方法。
背景技术
例如，专利文献1公开了一种对外部导体辐射电磁波并且用作天线的通信设备。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP2010-34617A
发明内容
技术问题
当通过电磁波将容纳在集装箱中的货物等的感测数据从集装箱的内侧发送到集装箱的外侧时，存在电磁波被集装箱阻挡并且感测数据无法从集装箱中取出的可能性。
本公开的一个方面使得能够从集装箱中取出感测数据。
问题的解决方案
根据本公开的一个方面的通信系统包括：具有导电性的堆叠的多个集装箱；以及多个电场通信终端，所述多个电场通信终端以与所述多个集装箱中的任何一个进行电场耦合的方式附接到集装箱，其中，所述多个集装箱包括容纳感测终端的集装箱，所述感测终端获取感测数据，所述多个电场通信终端包括：第一电场通信终端，附接到容纳所述感测终端的集装箱的内侧，以及第二电场通信终端，附接到所述多个集装箱中的至少一个集装箱的外侧，以及所述第一电场通信终端经由所述多个集装箱将来自所述感测终端的所述感测数据发送到所述第二电场通信终端。
根据本公开的一个方面的通信方法包括：由第一电场通信终端来执行经由具有导电性的堆叠的多个集装箱将来自感测终端的感测数据发送到第二电场通信终端，所述第二电场通信终端以与所述多个集装箱中的至少一个集装箱进行电场耦合的方式附接到所述多个集装箱中的至少一个集装箱的外侧，所述第一电场通信终端以与所述多个集装箱中的容纳所述感测终端的集装箱进行电场耦合的方式附接到容纳所述感测终端的集装箱的内侧，所述感测终端获取所述感测数据。
附图说明
图1是示出根据第一实施例的通信系统的示意性配置的示例的图。
图2是示出感测终端的示意性配置的示例的图。
图3是示出电场通信终端的示意性配置的示例的图。
图4是示出电场通信收发器的示意性配置的示例的图。
图5是示出网关设备的示意性配置的示例的图。
图6是示出节点类型和通信的示例的图。
图7是示出通信系统的节点配置的示例的图。
图8是示出通信系统的节点配置的示例的图。
图9是示出将通信系统应用于集装箱船的示例的图。
图10是示出根据第二实施例的通信系统的示意性配置的示例的图。
图11是示出节点类型和通信的示例的图。
图12是示出通信系统的节点配置的示例的图。
图13是示出通信系统的节点配置的示例的图。
图14是示出终端信息的示例的图。
图15是示出通信系统的用例的示例的流程图。
图16是示出在电场通信终端中执行的处理的示例的流程图。
图17是示出在电场通信终端中执行的处理的示例的流程图。
图18是示出通信系统的节点配置的示例的图。
图19是示出通信系统的节点配置的示例的图。
具体实施方式
在下面，将基于附图详细描述本公开的实施例。注意，在下面实施例中的每个实施例中，通过对相同的要素分配相同的参考标记来省略重复的描述。
将按照下面的项目顺序来描述本公开。
1.第一实施例
2.应用于集装箱船的示例
3.第二实施例
4.用例的示例
5.电场通信终端的处理的示例
6.变型示例
7.效果的示例
1.第一实施例
图1是示出根据第一实施例的通信系统的示意性配置的示例的图。通信系统100包括一个或多个集装箱堆叠1、多个终端5和网关设备6。注意，如稍后所述，终端5可以具有网关设备6的功能。在这种情况下，通信系统100可以不包括网关设备6。通信系统100可以与外部网络NW进行通信。货物3(稍后描述)的感测数据被发送到外部网络NW。
每个集装箱堆叠1包括堆叠的多个集装箱2。所有的多个集装箱2具有导电性。这样的集装箱2的示例包括钢板集装箱等。当相邻的集装箱2在集装箱堆叠1的高度方向(集装箱2的堆叠方向)上彼此接触时，多个集装箱2电连接(耦合)。注意，在图1中示出了两个集装箱堆叠1以间隔布置的状态。在下文中，除非另有说明，否则将描述图1的左侧所示的一个集装箱堆叠1。
在多个集装箱2当中，至少一个集装箱2容纳货物3和感测终端4。多个货物3和多个感测终端4可以被容纳在同一集装箱2中。一些集装箱2可以没有容纳货物3并且没有容纳感测终端4。在图1中所示的示例中，从顶部起的第二集装箱2没有容纳货物3并且没有容纳感测终端4。
货物3可以是例如可以通过集装箱2运输和储存的任何货物。货物的示例包括纸箱等。
感测终端4感测(检测)货物3的状态并且获取其感测数据。将参考图2来描述感测终端4。
图2是示出感测终端的示意性配置的示例的图。在该示例中，感测终端4包括传感器41、M2M通信设备42、CPU 43和存储设备44。
传感器41感测货物3的状态，并且输出指示感测结果的感测数据。指示货物3的状态的各种类型的信息可以被包括在感测数据中。
M2M通信设备42执行机器对机器(M2M)通信。M2M通信的示例包括WiFi(注册商标)、蓝牙(BL)(注册商标)、蓝牙低功耗(BLE)(注册商标)和Zigbee(注册商标)。通信伙伴的示例是附接在同一集装箱2中的终端5。注意，M2M通信可以是有线通信，尽管优选地是无线通信。
CPU 43是执行感测终端4的整体控制的中央处理单元。例如，CPU 43控制传感器41并且获取货物3的感测数据。CPU 43控制M2M通信设备42并且将感测数据发送到终端5。
存储设备44存储由在感测终端4中执行的处理所需的信息。所存储的信息还可以包括用于使CPU 43执行期望的处理的程序。
返回到图1，多个终端5从集装箱2中取出感测数据，并且将感测数据发送到外部网络NW。多个终端5中的每个终端是以与多个集装箱2中的任何一个进行电场耦合的方式附接到该集装箱2的电场通信终端。将参考图3来描述终端5。
图3是示出电场通信终端的示意性配置的示例的图。在该示例中，终端5包括M2M通信设备51、电场通信收发器52、LAN通信设备53、外部NW通信设备54、CPU 55和存储设备56。
M2M通信设备51执行M2M通信。通信伙伴的示例是感测终端4。终端5和感测终端4例如通过配对来检测彼此。结果，可以识别在通信系统100中使用的感测终端4，并且可以建立感测终端4和终端5之间的连接。各种已知的配对方法可以用于配对。
电场通信收发器52通过使用与集装箱2的电场耦合来执行电场通信。对于电场通信，可以使用采用电信号的任何通信方法。通信伙伴的示例是其他终端5。在电场通信收发器52的配置中，将参考图4来描述具体与电场通信相关的部分。
图4是示出电场通信收发器的示意性配置的示例的图。与电场通信相关的组件的示例包括信号处理单元521和天线522。
信号处理单元521处理天线522的发送信号和接收信号。例如，信号处理单元521生成信号并且将该信号提供给天线522。此外，信号处理单元521处理来自天线522的信号。
天线522以与集装箱2对置(face)的方式设置。例如，天线522以与集装箱2的钢板的一部分对置的方式与集装箱2分离设置。天线522可以具有以与集装箱2的表面对置的方式延伸的板状。电介质D被设置或存在于天线522和集装箱2之间。电介质D可以是塑料等，或者可以是空气等。在电介质D是空气的情况下，电介质D可以是空隙。如接下来所述，天线522在电介质D中产生电介质极化。
图4的(A)中的箭头示意性地指示信号发送。由信号处理单元521生成的信号被提供给天线522。在电介质D中产生电场，并且产生极化(电介质极化)。在集装箱2中，产生具有与天线522的极性相反的极性的电荷。电荷被示意性地示出为+/-和-/+。由于极化根据信号而变化，因此集装箱2中产生的电荷也根据信号而变化。通过这样的电场耦合，来自天线522的信号被传送到集装箱2，并且在集装箱2中产生信号(电场信号)。
图4的(B)中的箭头示意性地指示信号接收。在与上述相反的流程中，集装箱2的信号被传送到天线522并且被天线522接收。信号处理单元521处理来自天线522的信号。
通过以上述方式使用电场耦合的电场通信，可以在多个终端5之间构建经由集装箱堆叠1的通信网络。这样的信网络被称为“电场通信网络”。在实施例中，每个终端5经由集装箱堆叠1与其他终端5建立连接，由此多个终端5构建电场通信网络。例如，多个终端5通过以下方式来构建电场通信网络：通过配对来检测彼此。在成对之间的电场通信中，可以使用低强度信号，该低强度信号抑制(control)信号流向在成对之间的路径之外的集装箱2。
返回到图3，LAN通信设备53执行局域网(LAN)通信。通信伙伴的示例是网关设备6。LAN通信可以是无线通信或有线通信。LAN通信的示例包括Wi-Fi(注册商标)通信、以太网(注册商标)通信和长期演进(LTE)通信。
外部NW通信设备54与外部网络NW进行通信。与外部网络NW的通信可以被称为“外部网络通信”。外部网络通信的示例包括长期演进(LTE)通信、低功率广域网(LPWAN)通信、卫星通信等。外部NW通信设备54提供与外部网络NW的通信接口。数据可以通过网关被发送到外部网络NW。
CPU 55进行终端5的整体控制。例如，CPU 55控制M2M通信设备51，并且接收来自感测终端4的感测数据。CPU 55控制电场通信收发器52，以及向其他终端5发送各种类型的信息并且从其他终端5接收各种类型的信息。CPU 55控制LAN通信设备53，以及向网关设备6发送各种类型的信息并且从网关设备6接收各种类型的信息。CPU 55控制外部NW通信设备54，并且将感测数据发送到外部网络NW。
存储设备56存储由在终端5中执行的处理所需的信息。所存储的信息还可以包括用于使CPU 55执行期望的处理的程序。
返回到图1，多个终端5包括附接到容纳货物3和感测终端4的集装箱2的内侧的终端5(第一电场通信终端)。在图1所示的示例中，终端5附接到位于最上面位置处的集装箱2和位于最下面位置处的集装箱2中的每一个的内侧。终端5没有附接到从顶部起的第二集装箱2的内侧。
多个终端5包括附接到多个集装箱2中的至少一个集装箱2的外侧的终端5(第二电场通信终端)。在图1中所示的例子中，一个终端5附接到最上面的集装箱2的上部的外侧。然而，附接到集装箱堆叠1的外侧的终端5的位置不限于图1中所示的示例。例如，终端5可以附接到集装箱2的侧部的外侧。
在下文中，附接到集装箱2的内侧的终端5可以被简单地称为“集装箱2内部的终端5”。附接到集装箱2的外侧的终端5可以被简单地称为“集装箱2外部的终端5”。
网关设备6与外部网络NW进行通信。将参考图5来描述网关设备6。
图5是示出网关设备的示意性配置的示例的图。在该示例中，网关设备6包括LAN通信设备61、外部NW通信设备62、CPU 63和存储设备64。由于LAN通信设备61和外部NW通信设备62类似于以上参考图3描述的LAN通信设备53和外部NW通讯设备54，因此将不再重复其描述。
CPU 63进行网关设备6的整体控制。例如，CPU 63控制LAN通信设备61，以及向终端5发送各种类型的信息并且从终端5接收各种类型的信息。CPU 63控制外部NW通信设备62，以及向外部网络NW发送各种类型的信息并且从外部网络NW接收各种类型的信息。
存储设备64存储由在网关设备6中执行的处理所需的信息。所存储的信息还可以包括用于使CPU 63执行期望的处理的程序。
返回到图1，在通信系统100中，在每个集装箱2中，感测终端4获取集装箱2中的货物3的感测数据。感测终端4通过M2M通信将感测数据发送到同一集装箱2内部的终端5。集装箱2内部的终端5接收来自感测终端4的感测数据，并且通过电场通信将感测数据发送到集装箱堆叠1外部的终端5。集装箱堆叠1外部的终端5接收来自集装箱2内部的终端5的感测数据。以这样的方式，可以从集装箱2中取出容纳在集装箱2中的货物3的感测数据。通过使用电场通信，可以使集装箱2的内部和集装箱2的外部之间的通信成为无线的。例如，不需要通过有线(例如，通过墙壁的加工)来连接具有导电性的集装箱2的内部和外部。简化了设备配置，并且可以容易地安装终端5(例如附接到集装箱2)。
此外，集装箱堆叠1外部的终端5直接或间接地将感测数据发送到外部网络NW。例如，终端5通过使用包括在终端5中的外部NW通信设备54将感测数据(直接)发送到外部网络NW。替选地，终端5通过使用包括在终端5中的LAN通信设备53将感测数据发送到网关设备6。网关设备6将来自终端5的感测数据发送到外部网络NW。结果，来自终端5的感测数据经由网关设备6被(间接地)发送到外部网络NW。在这种情况下的终端5也可以被称为对到外部网络NW的通信进行中继的网络桥接终端。由于感测数据被发送到外部网络NW，因此可以经由外部网络NW收集感测数据。通过使用电场通信，与例如使用集装箱2外部的无线通信的情况相比，可以更安全地将感测数据发送到集装箱2外部的终端5，该终端能够执行外部网络通信。这是因为尽管存在集装箱2外部的无线通信(电磁波)被相邻的集装箱堆叠1等阻挡的问题，但是在使用集装箱堆叠1的电场通信中不存在这样的问题。根据通信系统100，不仅可以从集装箱2中取出货物3的感测数据，而且可以将感测数据安全地发送到安装在可连接到外部网络NW的地方的终端5。
在下文中，除非另有说明，否则直接或间接地将感测数据发送到外部网络NW可以被简单地称为“发送到外部网络NW”。
也可以与构成通信系统100的节点相关联地描述上述感测终端4、终端5和网关设备6。这些节点也在上述图1中示出。具体地，感测终端4用作节点s。终端5用作节点vg、节点v1或节点t1。网关设备6用作节点g。将参考图6至图8来描述通信系统100的节点配置。
图6是示出节点类型和通信的示例的图。节点g对应于网关设备6的功能。节点g的通信包括由网关设备6的LAN通信设备61和外部NW通信设备62(图5)提供的LAN通信和外部网络通信。
节点vg、节点v1和节点t1对应于终端5的功能。节点vg、节点v1和节点t1的通信至少包括电场通信。电场通信由每个终端5的电场通信收发器52来执行。
节点vg和节点v1中的每一个对应于集装箱堆叠1外部的终端5的功能。节点vg对应于直接将感测数据发送到外部网络NW的终端5的功能。节点vg的通信除了包括电场通信之外还包括LAN通信和外部网络通信。LAN通信和外部网络通信由终端5的LAN通信设备53和外部NW通信设备54(图3)来执行。注意，由于节点vg的通信包括LAN通信，例如，在通信系统100A(稍后描述)(图10)中，在节点vg与集装箱2一起移动到难以与外部网络NW进行通信的位置的情况下，将感测数据中继到其他节点vg的用途也成为可能。节点v1对应于(经由网关设备6)间接地将感测数据发送到外部网络NW的终端5的功能。节点v1的通信除了包括电场通信之外还包括LAN通信。
节点t1对应于集装箱2内部的终端5的功能。节点t1的通信除了包括电场通信之外还包括M2M通信。M2M通信由终端5的M2M通信设备51(图3)来执行。
节点s对应于感测终端4的功能。节点s的通信包括M2M通信。M2M通信由感测终端4的M2M通信设备42(图2)来提供。
图7和图8是示出通信系统的节点配置的示例的图。电场通信网络被称为并且被示出为电场通信网络1N。
在图7中所示的示例中，节点g存在于外部网络NW和多个集装箱堆叠1之间。在多个集装箱堆叠1中的每一个中，存在节点v1、节点t1和节点s。节点v1是最高节点(在节点g侧)，并且节点s是最低节点。节点t1是节点v1和节点s之间的节点。
节点s将感测数据发送到节点t1。节点t1将来自节点s的感测数据发送到节点v1。节点v1(经由节点g)间接地将来自节点t1的感测数据发送到外部网络NW。
在图8中所示的示例中，存在节点vg以代替节点v1(图7)。节点vg直接将来自节点t1的感测数据发送到外部网络NW。
在通信系统100中，节点配置可以动态地变化。例如，由于集装箱2的卸载，到此时为止包括在集装箱堆叠1中的多个集装箱2中的一些集装箱2不再被包括在集装箱堆叠1中。从节点配置中移除与附接到集装箱2的终端5相对应的节点(诸如节点t1)。也从节点配置中移除与容纳在集装箱2中的感测终端4相对应的节点(节点s)。这同样适用于将容纳在一些集装箱2中的货物3和感测终端4从集装箱2中取出的情况。
由于如上所述的节点配置的变化，到此时为止建立的多个终端5之间的连接也变化。例如，多个终端5中的一些终端5的连接不再建立。多个终端5根据连接的变化来重构电场通信网络1N(动态地构建电场通信网络1N)。例如，当检测到与其的连接不再建立并且与电场通信网络1N分离的终端5(例如节点t1)时，剩余的终端5新构建不包括分离的终端5的电场通信网络1N。
根据节点配置的变化来重构电场通信网络1N，由此维持通信系统100的功能。例如，即使在感测终端4和终端5的数量或安装状态变化的情况下，容纳在每个集装箱2中的货物3的感测数据仍然可以从集装箱2中取出，并且可以继续被发送到外部网络NW。
2.应用于集装箱船的示例
将描述通信系统100的应用示例。例如，将通信系统100应用于运输设施，诸如运输集装箱2的集装箱船、港口、存储集装箱2的仓库等。
图9是示出将通信系统应用于集装箱船的示例的图。集装箱船被称为并且被示出为集装箱船7。与外部网络NW的通信是使用人造卫星8的卫星通信。多个集装箱2被分别堆叠在集装箱船7的甲板的上侧和下侧。在甲板的上侧和下侧中的每一个上，可以针对每个集装箱堆叠来构建电场通信网络。注意，在图9中，每个终端5被示出为节点t1、节点v1或节点vg。在下文中，将描述如下示例，其中来自位于甲板的下侧的最低位置处的集装箱2的感测数据从集装箱2中被取出，并且被发送到外部网络NW。
如由箭头AR1所示，节点t1经由下侧的电场通信网络、通过电场通信将感测数据发送到在节点t1上方的节点v1或节点vg(在甲板附近)。
在甲板附近的节点vg接收到感测数据的情况下，如由箭头AR2所示，节点vg将感测数据发送到外部网络NW。
在甲板附近的节点v1接收到感测数据的情况下，如由箭头AR3所示，节点v1将感测数据发送到设置在集装箱船7的上部中的节点g或节点vg。例如，节点v1通过使用LAN通信将感测数据发送到节点g或节点vg。感测数据然后被发送到外部网络NW。替选地，感测数据可以经由上侧电场通信网络被发送到节点vg。例如，通过LAN通信，节点v1将感测数据发送到也设置在甲板附近并且连接到上侧电场通信网络的其他节点v1(未示出)。其他节点v1经由上侧电场通信网络将来自节点v1的感测数据发送到设置在集装箱船7的上部上的节点vg。感测数据然后被发送到外部网络NW。
例如，如上所述，通信系统100取出容纳在集装箱船7上搭载的集装箱2中的货物3的感测数据，并且将感测数据发送到外部网络NW。在不铺设电缆等的情况下，可以将感测数据中继到例如最上层，在最上层中可以将无线电波发送到人造卫星8。
3.第二实施例
以上已经描述了一个终端5附接到集装箱2的外侧的示例。另一方面，多个终端5可以附接到集装箱2的外侧。将参考图10至图13对此进行描述。
图10是示出根据第二实施例的通信系统的示意性配置的示例的图。在下文中，除非另有说明，否则将描述图10的左侧所示的一个集装箱堆叠1。在该示例中，所示的集装箱2中的每一个容纳货物3和感测终端4，并且终端5(节点t1)设置在内部。然而，类似于以上描述的通信系统100(图1)，可以存在其中没有容纳货物3并且没有容纳感测终端4、或者没有终端5附接到内侧的集装箱2。
在作为示例示出的通信系统100A中，多个终端5包括附接到集装箱2的外侧的多个终端5(第二电场通信终端)。与集装箱2外部的终端5的功能相对应的每个节点被称为并且被示出为节点vg、节点v2或节点t2。在该示例中，终端5分别附接到多个集装箱2的外侧。此外，在该示例中，集装箱2外部的每个终端5附接在集装箱2内部的终端5(节点t1)的相反侧，其中集装箱2介于它们之间。集装箱2外部的多个终端5位于集装箱堆叠1的高度方向上的不同位置处。然而，设置在集装箱堆叠1外部的多个终端5的数量和位置不限于图10中所示的示例。
集装箱2外部的多个终端5中的每一个可以能够将来自集装箱2内部的终端5的感测数据发送到外部网络NW。通信系统100A中的集装箱2外部的多个终端5中的任何一个终端可以聚集(收集)感测数据，并且将感测数据发送到外部网络NW。结果，例如，使感测数据到外部网络NW的发送变得高效。
在下文中，将感测数据发送到外部网络NW的终端5也被称为“主设备”。其他终端5也被称为“从设备”。与主设备的功能相对应的节点是节点vg或节点v2。与从设备的功能相对应的节点是节点t2或节点t1。
图11是示出节点类型和通信的示例的图。与以上描述的图6相比，存在节点v2以代替节点v1。此外，还存在节点t2。
节点v2和节点t2对应于集装箱堆叠1外部的终端5的功能。节点v2的通信除了包括电场通信之外还包括LAN通信。节点t2包括电场通信。
图12和图13是示出通信系统的节点配置的示例的图。在图12中所示的示例中，节点g存在于外部网络NW和多个集装箱堆叠1之间。在多个集装箱堆叠1中的每一个中，存在节点v2、节点t2、节点t1和节点s。节点v2是最高节点(在节点g侧)，并且节点s是最低节点。节点t1和节点t2是节点v2和节点s之间的节点。节点t1是比节点t2高的节点(在节点v2侧)。节点t2是比节点t1低的节点(在节点s侧)。
节点s将感测数据发送到节点t1。节点t1将来自节点s的感测数据发送到节点t2或节点v2。节点t2将来自节点t1的感测数据发送到节点v2。节点v2(经由节点g)间接地将来自节点t1或节点t2的感测数据发送到外部网络NW。
在图13中所示的示例中，存在节点vg以代替节点v2(图12)。节点vg直接将来自节点t1或节点t2的感测数据发送到外部网络NW。
此外，在通信系统100A中，多个终端5根据终端之间的连接的变化来重构电场通信网络1N(动态地构建电场通信网络1N)。例如，当检测到与其的连接不再建立并且与电场通信网络1N分离的终端5(诸如节点vg、节点v2、节点t1或节点t2)时，剩余的终端5新构建不包括分离的终端5的电场通信网络1N。
在通信系统100A中，电场通信网络1N的重构可以包括变更主设备。例如，即使在主设备由于某些原因(诸如集装箱2的卸载，或者主设备的故障、移除或移动)而与电场通信网络1N分离的情况下，也确定新的主设备，并且主设备将感测数据发送到外部网络NW。通过以这样的方式动态地变更主设备，可以维持感测数据到外部网络NW的发送。
多个终端5将多个终端5当中的一个终端5确定为主设备(节点vg或节点v2)，并且将其他终端5确定为从设备(节点t1或节点t2)。主设备将由从设备从感测终端4接收到的感测数据发送到外部网络NW。
在一个实施例中，多个终端5基于从每个终端5到外部网络NW的通信可靠性来确定主设备。通信可靠性例如是基于对通信状态的评估来计算的。
将描述通信状态的一些示例。例如，通信状态可以包括LAN通信或外部网络通信中的有线连接的存在或不存在。可以以通信可靠性随着有线连接的条数增加而变得更高的方式来评估通信状态(加点评估)。通信状态可以包括通信中的接收信号强度指示(RSSI)强度。可以以通信可靠性随着RSSI强度变得更高而变得更高的方式来评估通信状态。通信状态可以包括网关接入的存在或不存在。网关接入是对与外部网络NW的通信接口的接入，并且由例如网关设备6、外部NW通信设备54等给出。在存在网关接入的情况下，可以以通信可靠性变得比不存在网关接入的情况下的通信可靠性更高的方式来评估通信状态。除上述之外，还可以采用可以用于评估通信可靠性的各种类型的通信状态。
多个终端5可以将具有最高通信可靠性的终端5确定为主设备，并且将其他终端5确定为从设备。例如，可以确定以有线方式连接或者具有比其他终端5更高的RSSI强度并且可以接入网关接入的终端5被设定为主设备。通过将具有最高通信可靠性的终端5确定为主设备，可以提高将感测数据发送到外部网络NW的可靠性。
通信可靠性可以在多个终端5之间不同。由于不能执行外部网络通信或LAN通信并且被评估为具有低通信可靠性，所以集装箱2内部的终端5没有被确定为主设备。由于集装箱2外部的多个终端5中的每一个的通信可靠性根据外部网络通信或LAN通信的通信状态而在一定程度上被评估，因此存在终端5被确定为主设备的可能性。通信可靠性也可以在集装箱2外部的多个终端5之间不同。
例如，如图11中所示，集装箱2外部的多个终端5位于在集装箱堆叠1的高度方向上、即在多个集装箱2的堆叠方向上的不同位置处，相邻的集装箱堆叠1存在于它们附近。下方终端5受到相邻的集装箱堆叠1的影响很大，并且通信状态可能恶化。例如，下方终端5具有更小的RSSI强度。上方终端5不易受到相邻的集装箱堆叠1的影响，并且与下方终端5相比，可以抑制通信状态的恶化。例如，上方终端5可以获取比下方终端5更高的RSSI强度。因此，存在基于通信可靠性(动态地)确定主设备的优点。
为了如上所述基于通信状态来确定主设备，多个终端5中的每一个生成包括通信状态的终端信息，并且将终端信息发送(传送)到电场通信网络1N。多个终端5共享终端信息，并且基于由此唯一计算出的通信可靠性来确定主设备。将参考图14来描述终端信息。
图14是示出终端信息的示例的图。终端信息包括“myinfo”和“节点(nodes)”。“myinfo”是终端5的信息(本终端信息)。“节点”是其他终端5的信息(其他终端信息)。
“myinfo”的示例包括“myid”、“节点类型”、“有线连接的存在或不存在”、“RSSI强度”、“网关接入”和“小传感终端的数量”。“myid”是用于唯一指定终端5的信息(终端ID)。“节点类型”表示终端5的节点的类型，更具体地，终端5是主设备还是从设备。“有线连接的存在或不存在”、“RSSI强度”和“网关接入”是用于评估上述通信可靠性的通信状态的示例。“小感应终端的数量”表示连接到终端5的感应终端4的数量。
“节点”包括一个或多个“nodeinfo”。“nodeinfo”是其他终端5的myinfo，并且在该示例中被示意性地示出为“nodeinfo_1”、“nodeinfo_2”、“nodeinfo_k”等。
注意，终端信息中的节点是基于先前从其它终端5接收到的终端信息中包括的myinfo和节点而生成的。
例如，多个终端5中的每个终端执行终端信息到所有其它终端5的广播发送。结果，多个终端5中的每个终端从与其建立连接的其它终端5接收终端信息。多个终端5中的每个终端将从其他终端5接收到的终端信息并入(合并)到由本终端生成的终端信息的“nodeinfo”中，同时省略重复。由于终端信息在多个终端5之间共享，例如，可以以上述方式确定主设备。
在一个实施例中，从设备可以将来自其他从设备的感测数据中继到主设备。即使在存在不能直接执行与主设备的电场通信(与主设备的连接未建立并且在通信范围之外)的从设备的情况下，也可以将来自从设备的感测数据发送到主设备。
例如，在来自从设备的终端信息中所包括的节点包括与主设备未建立连接的从设备的nodeinfo的情况下，主设备确定存在通信范围之外的从设备。主设备请求与其建立了连接的从设备将来自其他从设备的感测数据发送(中继)到主设备。被请求执行中继的从设备将来自与本设备建立了连接的其他从设备(包括在与主设备的通信范围之外的从设备)的感测数据发送到主设备。
在存在可以被请求执行上述中继的多个从设备的情况下，主设备可以以这样的方式来选择被请求执行中继的从设备，使得与中继相应的通信负载分布在多个从设备之间。在通信负载的分布中，可以考虑从设备之间的电场通信的通信状态(可靠性等)。例如，可以以这样的方式来分配通信负载，使得在电场通信的通信状态越差的从设备中通信负载变得越小。
4.用例的示例
图15是示出通信系统的用例的示例的流程图。将适当地省略与上述内容重叠的内容的描述。
在步骤S1中，将电场通信终端附接到集装箱。将多个终端5中的每个终端附接到集装箱2的内侧或外侧。
在步骤S2中，将货物和感测终端容纳在集装箱中。将货物3和感测终端4容纳在任意的集装箱2中。
在步骤S3中，对集装箱进行堆叠，并且获取集装箱堆叠。对多个集装箱2进行堆叠，并且获取一个或多个集装箱堆叠1。
在步骤S4中，构建电场通信网络。设置在集装箱堆叠1中的多个终端5通过电场通信来进行例如配对并且彼此建立连接。构建了包括集装箱堆叠1和多个终端5的电场通信网络1N。还建立了在感测终端4和每个集装箱2内部的终端5之间的连接。
在步骤S5中，从集装箱2中取出感测数据并且将感测数据发送到外部网络。细节如上所述，并且稍后将参考图16和图17再次描述。
在步骤S6中，卸载集装箱。例如，包括在集装箱堆叠1中的多个集装箱2中的一些集装箱2被卸载。
在步骤S7中，检测分离的电场通信终端，并且重构电场通信网络。附接到在上述步骤S6中卸载的集装箱2的终端5与附接到未卸载的(剩余的)集装箱2的终端5之间的连接不再建立。检测到附接到卸载的集装箱2的终端5与电场通信网络1N分离。响应于连接的变化，重构电场通信网络1N。具体地，除了分离的终端5之外的剩余的多个终端5新构建不包括分离的终端5的电场通信网络1N。
在步骤S8中，从集装箱中取出货物和感测终端。例如，将集装箱堆叠1中所包括的多个集装箱2中的一些集装箱2中容纳的货物3和感测终端4从集装箱2中取出。
在步骤S9中，检测分离的感测终端。检测到在步骤S8中从集装箱2中取出的感测终端4与相应的终端5之间的连接消失，并且提取出的感测终端4分离。
注意，以上步骤S6和步骤S8不限于示出的顺序，并且可以在任何定时生成。此外，尽管未示出，但是可以存在添加集装箱的步骤。在这种情况下，通过附接到所添加的集装箱2的终端5建立新的连接，并且根据连接的变化来重构电场通信网络1N。
5.电场通信终端的处理的示例
图16和图17是示出在电场通信终端中执行的处理(通信方法)的示例的流程图。这些流程图的处理在预定的定时重复执行。预定定时可以是周期性定时或不规则定时。注意，每个步骤的处理在需要处理(功能)的终端5中执行。
在步骤S11中，接收来自感测终端的感测数据。例如，集装箱2中容纳的感测终端4(节点s)周期性地获取货物3的感测数据，并且通过M2M通信将感测数据发送到同一集装箱2内部的终端5(节点t1)。终端5接收来自感测终端4的感测数据。
在步骤S12中，检查通信状态。例如，在通信系统100A(图11)中，集装箱堆叠1外部的终端5(节点vg或节点v2)检查通信状态(有线连接的存在或不存在、RSSI强度、网关接入等)，并且生成包括通信状态的终端信息。
在步骤S13中，从集装箱中取出感测数据并且将感测数据发送到外部网络。集装箱2内部的终端5将来自感测终端4的感测数据发送到集装箱2外部的终端5。将感测数据发送到外部网络NW。例如，在通信系统100(图1)的情况下，集装箱2外部的终端5(节点v1或节点vg)将感测数据发送到外部网络NW。在通信系统100A(图11)的情况下，集装箱2外部的多个终端5(节点vg、节点v2或节点t2)当中的主设备(节点vg或节点v2)将感测数据发送到外部网络NW。
在图17中作为示例示出了在通信系统100A(图11)中动态地确定主设备的情况下的步骤S13(图16)中的处理的细节。
在步骤S21中，确定主设备。多个终端5中的每个终端发送(传送)终端信息并且共享终端信息。如上所述，基于终端信息来确定主设备。已经是主设备的终端5被继续确定为主设备，或者已经是从设备的终端5被确定为主设备(变更主设备)。确定结果反映在下次发送的终端信息上。
在步骤S22中，确定本终端是否是主设备。在本终端是主设备的情况下(步骤S22：是)，处理进行到步骤S23。在本终端不是主设备的情况下(步骤S22：否)，处理进行到步骤S26。
在主设备中执行步骤S23至步骤S25中的处理。在步骤S23中，向从设备给出对于感测数据的请求。主设备向从设备发送用于将感测数据发送到主设备的请求(感测数据请求)。感测数据请求可以被发送到与主设备建立连接的所有从设备。
在步骤S24中，确定是否存在通信范围之外的从设备。例如，如上所述，在来自从设备的终端信息中所包括的节点包括与主设备未建立连接的从设备的nodeinfo的情况下，主设备确定存在通信范围之外的从设备。在存在通信范围之外的从设备的情况下(步骤S24：是)，处理进行到步骤S25。在不存在通信范围之外的从设备的情况下(步骤S24：否)，处理进行到步骤S31。
在步骤S25中，请求从设备来中继感测数据。主设备向通信范围内的从设备发送请求将来自其他从设备的感测数据中继到主设备的命令(中继请求)。
在从设备中执行步骤S26至步骤S30中的处理。在步骤S26中，接收来自主设备的请求。从设备接收来自主设备的感测数据请求或中继请求。
在步骤S27中，处理根据接收到的请求而分支。在接收到感测数据请求的情况下，处理进行到步骤S30。在接收到中继请求的情况下，处理进行到步骤S28。
在步骤S28中，向通信范围内的其他从设备给出对于感测数据的请求。从设备向与本设备建立连接的其他从设备给出对于感测数据的请求。其他从设备响应于该请求将感测数据发送(返回)到从设备。在步骤S29中，从设备接收来自其他从设备的感测数据。
在步骤S30中，将感测数据发送到主设备。从设备将先前请求的感测数据发送到主设备。
在主设备中执行步骤S31和步骤S32中的处理。在步骤S31中，接收来自从设备的感测数据。主设备接收来自从设备的感测数据。在步骤S32中，主设备将感测数据发送到外部网络NW。
例如，在通信系统100A的情况下，以这样的方式从多个终端5中确定主设备，以及所确定的主设备收集来自从设备的感测数据并且将感测数据发送到外部网络NW。
6.变型示例
所公开的技术不限于以上实施例。将描述一些变型示例。
感测终端4也可以设置在集装箱2外部。在这种情况下，集装箱2外部的终端5(第二电场通信终端)通过M2M通信接收来自感测终端4的感测数据。作为这种情况下的节点配置，将描述通信系统100(图1)的节点配置作为示例。
图18和图19是示出通信系统的节点配置的示例的图。在如图18中的示例所示的节点配置中，与图7中的节点配置相比，节点v1还接收来自节点s的感测数据。节点v1的通信还包括M2M通信。在使用节点vg代替节点v1的情况下的节点配置如图19中所示。节点vg的通信还包括M2M通信。
在一个实施例中，终端5可以仅包括与所需的功能(节点)相对应的设备配置。例如，当确定终端5附接到集装箱2的内侧并且已知不执行LAN通信或外部网络通信时，终端5可以不包括LAN通信设备53和外部NW通信设备54。因此，可以简化终端5的配置并且可以降低成本。
在一个实施例中，可以提供用于利用通信系统100的应用。该应用可以例如在诸如智能电话、平板计算机终端或膝上型计算机之类的计算机上操作，该计算机可以从与通信系统100的地方不同的地方接入外部网络NW。该应用可以提供用户界面，该用户界面接收对要作为感测数据收集等的目标的货物3的选择(用户操作)，并且呈现(例如，显示)所收集的感测数据。
7.效果的示例
以上描述的技术例如被指定如下。如参考图1至图4、图10等所描述的，通信系统100(或通信系统100A)包括多个集装箱2和多个终端5(电场通信终端)。多个集装箱2具有导电性并且被堆叠。多个终端5以与多个集装箱2中的任何一个进行电场耦合的方式附接到集装箱2。多个集装箱2包括容纳感测终端4的集装箱2，感测终端4获取感测数据。多个终端5包括附接到容纳感测终端4的集装箱2的内侧的终端5(第一电场通信终端)和附接到多个集装箱2中的至少一个集装箱2的外侧的终端5(第二电场通信终端)。集装箱2内部的终端5经由多个集装箱2将来自感测终端4的感测数据发送到集装箱2外部的终端5。
根据通信系统100等，可以从集装箱2中取出感测数据。通过使用电场通信，可以使集装箱2的内部和集装箱2的外部之间的通信成为无线的。例如，不需要通过有线(例如，通过墙壁的加工)来连接具有导电性的集装箱2的内部和外部。简化了设备配置，并且可以容易地安装终端5(例如附接到集装箱2)。
如参考图7、图8、图12、图13等所描述的，终端5可以通过建立与其他终端5的连接来构建电场通信网络1N，并且根据连接的变化来重构电场通信网络1N。例如，当多个终端5中的一些终端的连接不再建立时，可以重构电场通信网络1N。当多个集装箱2中的一些集装箱2不再被包括时，可以重构电场通信网络1N。例如，即使在感测终端4和终端5的数量或安装状态变化的情况下，也可以从集装箱2中取出感测数据。
如参考图1、图7、图8、图10、图12、图13等所描述的，集装箱2外部的终端5可以直接或间接地将来自集装箱2内部的终端5的感测数据发送到外部网络NW。结果，例如，可以经由外部网络NW来收集感测数据。例如，集装箱2外部的终端5可以经由网关设备6将感测数据发送到外部网络NW。在这种情况下，集装箱2外部的终端5可以用作网络桥接终端。不仅可以从集装箱2中取出感测数据，而且可以将感测数据安全地发送到安装在可连接到外部网络NW的地方的终端5。
如参考图10等所述，多个终端5可以包括集装箱2外部的多个终端5，多个终端5可以将集装箱2外部的多个终端5当中的一个终端5确定为主设备，并且将其他终端5确定为从设备，以及主设备可以将由从设备从感测终端4接收到的感测数据发送到外部网络NW。结果，例如，可以使感测数据到外部网络NW的发送高效。
终端5可以通过变更主设备来重构电场通信网络1N。结果，例如，即使在主设备与电场通信网络1N分离的情况下，也可以维持感测数据到外部网络NW的发送。
多个终端5可以基于从每个终端5到外部网络NW的通信可靠性来确定主设备。例如，通过将具有最高通信可靠性的终端5确定为主设备，可以提高向外部网络NW发送感测数据的可靠性。例如，如参考图11等所述，即使在通信状态在位于多个集装箱2的堆叠方向上的不同位置处的集装箱2外部的多个终端5之间可能不同的情况下，感测数据也可以通过适当地确定的主设备发送到外部网络NW。
从设备可以将来自其他从设备的感测数据中继到主设备。结果，即使在存在不能直接与主设备进行电场通信(在通信范围之外)的从设备的情况下，也可以将来自从设备的感测数据发送到主设备。
如参考图4等所述，每个终端5可以包括天线522，该天线522以与集装箱2对置的方式设置，并且在终端5和集装箱2之间的电介质D中产生电介质极化。例如，这样的天线522可以用于与集装箱2进行电场耦合。
参考图16等描述的通信方法也是实施例之一。该通信方法包括：由以与多个集装箱2当中的容纳感测终端4的集装箱2进行电场耦合的方式附接到容纳感测终端4的集装箱2的内侧的终端5(第一电场通信终端)来执行：经由具有导电性的堆叠的多个集装箱2，将来自感测终端4的感测数据发送到以与多个集装箱2中的至少一个集装箱2进行电场耦合的方式附接到多个集装箱2中的至少一个集装箱2的外侧的终端5(第二电场通信终端)，该感测终端4获取感测数据(例如，步骤S13)。同样，通过这样的通信方法，如上所述，可以从集装箱2中取出感测数据。
注意，本公开中描述的效果仅仅是示例，而不限于所公开的内容。可以存在其他效果。
尽管以上已经描述了本公开的实施例，但是本公开的技术范围不限于上述实施例那样，并且可以在本公开的精神和范围内进行各种变型。此外，不同实施例和变型示例的组件可以任意组合。
注意，本技术还可以具有以下配置。
(1)一种通信系统，包括：
具有导电性的堆叠的多个集装箱；以及
多个电场通信终端，所述多个电场通信终端以与所述多个集装箱中的任何一个进行电场耦合的方式附接到集装箱，其中，
所述多个集装箱包括容纳感测终端的集装箱，所述感测终端获取感测数据，
所述多个电场通信终端包括：
第一电场通信终端，所述第一电场通信终端附接到容纳所述感测终端的集装箱的内侧，以及
第二电场通信终端，所述第二电场通信终端附接到所述多个集装箱中的至少一个集装箱的外侧，以及
所述第一电场通信终端经由所述多个集装箱将来自所述感测终端的所述感测数据发送到所述第二电场通信终端。
(2)根据(1)所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且根据连接的变化来重构所述电场通信网络。
(3)根据(1)或(2)所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且当所述多个电场通信终端中的一些电场通信终端的连接不再建立时，重构所述电场通信网络。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且当所述多个集装箱中的一些集装箱不再被包括时，重构所述电场通信网络。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的通信系统，其中，
所述第二电场通信终端直接或间接地将来自所述第一电场通信终端的感测数据发送到外部网络。
(6)根据(5)所述的通信系统，其中，
所述第二电场通信终端经由网关设备将所述感测数据发送到所述外部网络。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的通信系统，其中，
所述多个电场通信终端包括多个第二电场通信终端，
所述多个电场通信终端将所述多个第二电场通信终端当中的一个电场通信终端确定为主设备，并且将其他电场通信终端确定为从设备，以及
所述主设备将由所述从设备从所述感测终端接收到的感测数据发送到外部网络。
(8)根据(7)所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且通过变更所述主设备来重构所述电场通信网络。
(9)根据(7)或(8)所述的通信系统，其中，
所述多个电场通信终端基于从每个电场通信终端到所述外部网络的通信可靠性来确定所述主设备。
(10)根据(7)至(9)中任一项所述的通信系统，其中，
所述多个第二电场通信终端位于所述多个集装箱的堆叠方向上的不同位置处。
(11)根据(7)至(10)中任一项所述的通信系统，其中，
所述从设备将来自其他从设备的感测数据中继到所述主设备。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的通信系统，其中，
每个电场通信终端包括天线，所述天线以与集装箱对置的方式设置，并且在电场通信终端和集装箱之间的电介质中产生电介质极化。
(13)一种通信方法，包括：
由第一电场通信终端来执行经由具有导电性的堆叠的多个集装箱将来自感测终端的感测数据发送到第二电场通信终端，所述第二电场通信终端以与所述多个集装箱中的至少一个集装箱进行电场耦合的方式附接到所述多个集装箱中的至少一个集装箱的外侧，所述第一电场通信终端以与所述多个集装箱中的容纳所述感测终端的集装箱进行电场耦合的方式附接到容纳所述感测终端的集装箱的内侧，所述感测终端获取所述感测数据。
参考标记列表
1 集装箱堆叠
2 集装箱
3 货物
4 感应终端
41 传感器
42M2M通信设备
43CPU
44 存储设备
5 终端
51M2M通信设备
52 电场通信收发器
521 信号处理单元
522 天线
53 LAN通信设备
54外部NW通信设备
55CPU
56 存储设备
6 网关设备
61 LAN通信设备
62外部NW通信设备
63CPU
64 存储设备
7 集装箱船
8 人造卫星
100 通信系统
1N 电场通信网络
NW 外部网络
D 电介质
g 节点
vg 节点
v1 节点
v2 节点
t1 节点
t2 节点

Claims (13)

1.一种通信系统，包括：
具有导电性的堆叠的多个集装箱；以及
多个电场通信终端，所述多个电场通信终端以与所述多个集装箱中的任何一个进行电场耦合的方式附接到集装箱，其中，
所述多个集装箱包括容纳感测终端的集装箱，所述感测终端获取感测数据，
所述多个电场通信终端包括：
第一电场通信终端，所述第一电场通信终端附接到容纳所述感测终端的集装箱的内侧，以及
第二电场通信终端，所述第二电场通信终端附接到所述多个集装箱中的至少一个集装箱的外侧，以及
所述第一电场通信终端经由所述多个集装箱将来自所述感测终端的所述感测数据发送到所述第二电场通信终端。
2.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且根据连接的变化来重构所述电场通信网络。
3.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且当所述多个电场通信终端中的一些电场通信终端的连接不再建立时，重构所述电场通信网络。
4.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且当所述多个集装箱中的一些集装箱不再被包括时，重构所述电场通信网络。
5.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
所述第二电场通信终端直接或间接地将来自所述第一电场通信终端的感测数据发送到外部网络。
6.根据权利要求5所述的通信系统，其中，
所述第二电场通信终端经由网关设备将所述感测数据发送到所述外部网络。
7.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
所述多个电场通信终端包括多个第二电场通信终端，
所述多个电场通信终端将所述多个第二电场通信终端当中的一个电场通信终端确定为主设备，并且将其他电场通信终端确定为从设备，以及
所述主设备将由所述从设备从所述感测终端接收到的感测数据发送到外部网络。
8.根据权利要求7所述的通信系统，其中，
电场通信终端通过建立与其他电场通信终端的连接来构建电场通信网络，并且通过变更所述主设备来重构所述电场通信网络。
9.根据权利要求7所述的通信系统，其中，
所述多个电场通信终端基于从每个电场通信终端到所述外部网络的通信可靠性来确定所述主设备。
10.根据权利要求7所述的通信系统，其中，
所述多个第二电场通信终端位于所述多个集装箱的堆叠方向上的不同位置处。
11.根据权利要求7所述的通信系统，其中，
所述从设备将来自其他从设备的感测数据中继到所述主设备。
12.根据权利要求1所述的通信系统，其中，
每个电场通信终端包括天线，所述天线以与集装箱对置的方式设置，并且在电场通信终端和集装箱之间的电介质中产生电介质极化。
13.一种通信方法，包括：
由第一电场通信终端来执行经由具有导电性的堆叠的多个集装箱将来自感测终端的感测数据发送到第二电场通信终端，所述第二电场通信终端以与所述多个集装箱中的至少一个集装箱进行电场耦合的方式附接到所述多个集装箱中的至少一个集装箱的外侧，所述第一电场通信终端以与所述多个集装箱中的容纳所述感测终端的集装箱进行电场耦合的方式附接到容纳所述感测终端的集装箱的内侧，所述感测终端获取所述感测数据。
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