(57)【要約】【課題】ＩｏＴデバイスがスリープ状態である場合にも適切な死活監視を実現するとともに、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷の軽減を可能にする。【解決手段】ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視時間管理部２１、死活監視受信量管理部２３及び通信部２４を有する。死活監視時間管理部２１は、各ＩｏＴデバイスに対して、死活監視メッセージの当該ゲートウェイに対する送信時間を設定する。死活監視受信量管理部２３は、死活監視時間管理部２１による設定内容を基に、単位時間あたりのＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得する。死活監視時間管理部２１は、取得した受信予定数が死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、いずれかのＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更する。通信部２４は、死活監視時間管理部２１が設定した送信時間または変更した送信時間をＩｏＴデバイスに送信する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のＩｏＴ（Internet  of  Things）デバイスを収容するゲートウェイであって、
各ＩｏＴデバイスに対して、死活監視メッセージの当該ゲートウェイに対する送信時間を設定する第１の設定部と、
前記第１の設定部による設定内容を基に、単位時間あたりの前記ＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得する第１の取得部と、
前記取得した受信予定数が死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、いずれかの前記ＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更する変更部と、
前記第１の設定部が設定した送信時間または前記変更部が変更した送信時間を前記ＩｏＴデバイスに送信する通信部と、
を有することを特徴とするゲートウェイ。
【請求項２】
前記第１の取得部は、前記取得した受信予定数が前記死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、以降の単位時間ごとに、前記ＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得し、
前記変更部は、前記第１の取得部が取得した受信予定数が、前記死活監視メッセージの受信許容数以下となる単位時間に対応させて、いずれかの前記ＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更することを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ。
【請求項３】
単位時間ごとに前記ＩｏＴデバイスのトランザクション数の履歴を取得する第２の取得部と、
前記トランザクション数の履歴を基に単位時間におけるトランザクション数を予測し、当該ゲートウェイにおける単位時間あたりのトランザクション数の最大許容数と、予測した前記トランザクション数とを基に、前記単位時間における前記死活監視メッセージの受信許容数を設定する第２の設定部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載のゲートウェイ。
【請求項４】
複数のＩｏＴ（Internet  of  Things）デバイスと、前記複数のＩｏＴデバイスを収容するゲートウェイとを有する通信システムであって、
前記ゲートウェイは、
各ＩｏＴデバイスに対して、死活監視メッセージの当該ゲートウェイに対する送信時間を設定する第１の設定部と、
前記第１の設定部による設定内容を基に、単位時間あたりの前記ＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得する第１の取得部と、
前記取得した受信予定数が死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、いずれかの前記ＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更する変更部と、
前記第１の設定部が設定した送信時間または前記変更部が変更した送信時間を前記ＩｏＴデバイスに送信する第１の通信部と、
を有し、
前記ＩｏＴデバイスは、
前記第１の通信部によって送信された監視周期にしたがって、前記ゲートウェイにメッセージを送信する第２の通信部
を有することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
前記第１の取得部は、前記取得した受信予定数が前記死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、以降の単位時間ごとに、前記ＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得し、
前記変更部は、前記第１の取得部が取得した受信予定数が、前記死活監視メッセージの受信許容数以下となる単位時間に対応させて、いずれかの前記ＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
【請求項６】
前記ゲートウェイは、
単位時間ごとに前記ＩｏＴデバイスのトランザクション数の履歴を取得する第２の取得部と、
前記トランザクション数の履歴を基に単位時間におけるトランザクション数を予測し、当該ゲートウェイにおける単位時間あたりのトランザクション数の最大許容数と、予測した前記トランザクション数とを基に、前記単位時間における前記死活監視メッセージの受信許容数を設定する第２の設定部と、
をさらに有することを特徴とする請求項４または５に記載の通信システム。
【請求項７】
前記ＩｏＴデバイスは、
前記第１の通信部によって送信された監視周期にしたがって、通信時以外の期間、前記第２の通信部をスリープ状態にする管理部
をさらに有することを特徴とする請求項４〜６のいずれか一つに記載の通信システム。
【請求項８】
ＩｏＴ（Internet  of  Things）デバイスを収容するゲートウェイが実行する通信方法であって、
各ＩｏＴデバイスに対して、死活監視メッセージの当該ゲートウェイに対する送信時間を設定する工程と、
前記設定する工程において設定された設定内容を基に、単位時間あたりの前記ＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得する工程と、
前記取得した受信予定数が死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、いずれかの前記ＩｏＴデバイスの前記死活監視メッセージの送信時間を変更する工程と、
前記設定する工程において設定された送信時間または前記変更する工程において変更された送信時間を前記ＩｏＴデバイスに送信する工程と、
を含んだことを特徴とする通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゲートウェイ、通信システム及び通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ネットワークカメラやテレビ等、ネットワークに接続されるＩｏＴ（Internet  of  Things）デバイスの多様化にしたがい、ＩｏＴデバイス数も増大している。従来、ＩｏＴデバイスを死活監視する方法として、ＩｏＴデバイスがＩｏＴデバイス収容ゲートウェイ（ＧＷ）に対して定期的に死活監視信号を送信する方法がある（非特許文献１参照）。また、ＩｏＴデバイス収容ＧＷがＩｏＴデバイスに対して定期的に死活監視信号を送信する方法がある（非特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】＜特集＞実験で分かった！LPWAのホントの実力（コラム2），［online］，［平成３０年１２月２０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：https://businessnetwork.jp/Detail/tabid/65/artid/5450/Default.aspx＞
【非特許文献２】AWS  IoT  デバイス死活監視,  ［online］，［平成３０年１２月２０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：https://qiita.com/yokobonbon/items/a80952f5ecde3f4ed628＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＩｏＴデバイス数の増加によって、ＩｏＴデバイスのデータ信号数が増大するとともに、デバイスの死活監視信号も増大する。これによって、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷が増大するという問題があった。
【０００５】
例えば、非特許文献１に記載の方法では、ＩｏＴデバイスがＩｏＴデバイス収容ＧＷに対して定期的に死活監視信号を送信する。このため、非特許文献１に記載の方法では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷのシステムが高負荷時である場合にも死活監視信号を送信してしまい、ＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷が増大する。
【０００６】
また、非特許文献２に記載の方法では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷがＩｏＴデバイスに対して定期的に死活監視信号を送信するため、ＩｏＴデバイスがスリープ状態（省電力機能によるスリープ）で信号受信ができない場合に対応ができない。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＩｏＴデバイスがスリープ状態である場合にも適切な死活監視を実現するとともに、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷の軽減を可能にするゲートウェイ、通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るゲートウェイは、複数のＩｏＴデバイスを収容するゲートウェイであって、各ＩｏＴデバイスに対して、死活監視メッセージの当該ゲートウェイに対する送信時間を設定する第１の設定部と、第１の設定部による設定内容を基に、単位時間あたりのＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得する第１の取得部と、取得した受信予定数が死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、いずれかのＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更する変更部と、第１の設定部が設定した送信時間または変更部が変更した送信時間をＩｏＴデバイスに送信する通信部と、を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る通信システムは、複数のＩｏＴデバイスと、複数のＩｏＴデバイスを収容するゲートウェイとを有する通信システムであって、ゲートウェイは、各ＩｏＴデバイスに対して、死活監視メッセージの当該ゲートウェイに対する送信時間を設定する第１の設定部と、第１の設定部による設定内容を基に、単位時間あたりのＩｏＴデバイスによる死活監視メッセージの受信予定数を取得する第１の取得部と、取得した受信予定数が死活監視メッセージの受信許容数を超えた場合、いずれかのＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更する変更部と、第１の設定部が設定した送信時間または変更部が変更した送信時間をＩｏＴデバイスに送信する第１の通信部と、を有し、ＩｏＴデバイスは、第１の通信部によって送信された監視周期にしたがって、ゲートウェイにメッセージを送信する第２の通信部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ＩｏＴデバイスがスリープ状態である場合にも適切な死活監視を実現するとともに、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷の軽減を可能にする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１における通信システムの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示すＩｏＴデバイスの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、図１に示すＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成の一例を示す図である。
【図４】図４は、死活監視受信タイマの時間管理を説明する図である。
【図５】図５は、死活監視受信量管理部による死活監視メッセージの受信予定数の管理を説明する図である。
【図６】図６は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【図７】図７は、図６に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】図８は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【図９】図９は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【図１０】図１０は、実施の形態２に係るＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成の一例を示す図である。
【図１１】図１１は、トランザクション管理部が取得するトランザクション数の履歴を説明する図である。
【図１２】図１２は、許容数設定部が求めた単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態２に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【図１４】図１４は、図１３に示す許容数設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、プログラムが実行されることにより、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置が実現されるコンピュータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
【００１３】
［実施の形態１］
［システム構成］
図１は、実施の形態１に係る通信システムの概略構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１に係る通信システムは、複数のＩｏＴデバイス１０と、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０とを有する。
【００１４】
ＩｏＴデバイス１０は、例えば、各種センサ、カメラ、家電、自動車、ドローン等に設けられた通信可能な通信装置である。ＩｏＴデバイス１０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に収容される。ＩｏＴデバイス１０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に設定された監視周期にしたがって、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。
【００１５】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、複数のＩｏＴデバイス１０を収容する。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ＩｏＴデバイス１０に対し、監視周期を設定して、ＩｏＴデバイス１０に、設定した監視周期で死活監視メッセージを送信させることによって、ＩｏＴデバイス１０の死活監視を行う。具体的には、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイスから受信した場合に、死活監視メッセージの送信時間をＩｏＴデバイス１０に通知する。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ネットワークを介して、上位のサーバ、例えば、サービス事業者が有するサーバと通信を行う。
【００１６】
［ＩｏＴデバイスの構成］
次に、ＩｏＴデバイス１０の構成について説明する。図２は、図１に示すＩｏＴデバイス１０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＩｏＴデバイス１０は、センサ１１、再送タイマ１２、死活監視タイマ１３、通信部１４（第２の通信部）、データ送信トリガ監視部１５及びスリープ管理部１６（管理部）を有する。ＩｏＴデバイス１０は、例えば、センサ、メモリ及びＣＰＵ等によって実現される。
【００１７】
センサ１１は、例えば、温度センサである。センサ１１は、検出したデータをデータ送信トリガ監視部１５に出力する。
【００１８】
再送タイマ１２は、ＩｏＴデバイス１０がＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信したメッセージに対する、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０からの確認応答がない場合に再送を行うためのタイマである。
【００１９】
死活監視タイマ１３は、死活監視メッセージのタイマデータを管理する。タイマデータは、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０から受信した死活監視メッセージの送信時間を示すデータである。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０によって設定された死活監視メッセージの送信時間に達した際に、通信部１４に、死活監視メッセージを送信させる。
【００２０】
通信部１４は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０との間で通信を行う。通信部１４は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０から確認応答を受信する。確認応答は、死活監視メッセージの送信時間を含む。通信部１４は、センサ１１が検出したデータまたは死活監視メッセージを、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。
【００２１】
データ送信トリガ監視部１５は、センサ１１が検出したデータを送信するためのトリガ管理を行う。データ送信トリガ監視部１５は、例えばタイマであり、前回のデータ送信時から所定時間経過時に、通信部１４にデータを送信させる。また、データ送信トリガ監視部１５は、センサ１１が検出したデータに対して閾値監視を行い、データの値が閾値を超えた場合に、通信部１４に検出データを送信させる。
【００２２】
スリープ管理部１６は、データ通信がない期間、通信機能等をスリープさせる。スリープ管理部１６は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０から確認応答を受信後、確認応答で指示された死活監視メッセージの送信時間までの間、通信機能等をスリープさせて、省電力化を図る。
【００２３】
［ＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成］
図３は、図１に示すＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視時間管理部２１（第１の設定部、変更部）、死活監視受信タイマ２２、死活監視受信量管理部２３（第１の取得部）及び通信部２４（第１の通信部）を有する。
【００２４】
死活監視時間管理部２１は、ＩｏＴデバイス１０毎に死活監視周期を管理する。死活監視時間管理部２１は、ＩｏＴデバイス１０毎に、あらかじめ、デフォルト値の死活監視時間が登録される。例えば、あるＩｏＴデバイス１０については、デフォルト値として、監視周期として、１日が設定される。当該監視周期は、システム管理者があらかじめ設定してもよいし、デバイスをシステムに登録する際にユーザが設定してもよい。そして、死活監視時間管理部２１は、ＩｏＴデバイス１０に対して、死活監視メッセージのＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に対する送信時間を設定する。具体的には、死活監視時間管理部２１は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス１０から受信した場合に、死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、このＩｏＴデバイス１０に送信する。
【００２５】
死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０毎に、ＩｏＴデバイス１０によるデータ受信時からの経過時間を管理するためのタイマである。図４は、死活監視受信タイマ２２の時間管理を説明する図である。
【００２６】
図４の表Ｔ１に示すように、死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０のＩＰアドレスと、タイマ値とを対応付けて管理する。死活監視時間管理部２１は、あらかじめＩｏＴデバイス１０毎に登録された死活監視時間にしたがって、各ＩｏＴデバイス１０のタイマの値を設定する。例えば、「IP  addr  1」のＩＰアドレスを有するＩｏＴデバイス１０には、タイマ値「T1」が設定される。死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０からのデータ受信時に、このＩｏＴデバイス１０に対応するタイマをリセットし、時間経過でデクリメントを行う。或いは、死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０からのデータ受信時に、このＩｏＴデバイス１０に対応するタイマを０リセットし、インクリメントする。
【００２７】
死活監視受信量管理部２３は、死活監視時間管理部２１による設定内容を基に、単位時間あたりのＩｏＴデバイス１０による死活監視メッセージの受信予定数を取得し、管理する。死活監視時間管理部２１が、各ＩｏＴデバイスに対して、死活監視メッセージのＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に対する送信時間を設定するため、死活監視受信量管理部２３は、この設定内容を基に、単位時間ごとの死活監視メッセージの受信予定数を管理する。
【００２８】
図５は、死活監視受信量管理部２３による死活監視メッセージの受信予定数の管理を説明する図である。図５の表Ｔ２に示すように、死活監視受信量管理部２３は、単位時間（例えば10分）と、受信予定の死活監視メッセージ数とを対応付けて管理する。死活監視受信量管理部２３は、時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃのそれぞれの単位時間ごとに、受信予定の死活監視メッセージ数「5」、「1」、「22」を求めて、各時刻に対応付ける。
【００２９】
そして、死活監視時間管理部２１は、死活監視受信量管理部２３が取得した単位時間あたりの死活監視メッセージの受信予定数が、所定の受信許容数を超えた場合、いずれかのＩｏＴデバイス１０の死活監視メッセージの送信時間を変更する。所定の受信許容数は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０において死活監視用に振り分けられたリソース等に対応させて、あらかじめ設定されている。所定の受信許容数は、例えば1000である。
【００３０】
例えば、単位時間は、ＩｏＴデバイス１０によらず、あらかじめ定義されており、10分などである。単位時間が10分である場合であって、次の単位時間が「9:00」から「9:10」である場合を例に説明する。「9:00」から「9:10」までに受信する予定の死活監視メッセージ数が受信許容数を超えた場合、死活監視受信量管理部２３は、さらに次の単位時間である「9:10」から「9:20」までに受信する予定の死活監視メッセージ数を求める。「9:10」から「9:20」までに受信する予定の死活監視メッセージ数が受信許容数以下となる場合には、死活監視時間管理部２１は、受信許容数を超えたＩｏＴデバイス１０について、次の死活監視メッセージの送信時刻を「9:10」から「9:20」に変更する。
【００３１】
一方、「9:10」から「9:20」までに受信する予定の死活監視メッセージ数が、受信許容数を超えた場合には、死活監視受信量管理部２３は、さらに次の単位時間である「9:20」から「9:30」までに受信する予定の死活監視メッセージ数を求める。この「9:20」から「9:30」までに受信する予定の死活監視メッセージ数が許容数以下となる場合には、死活監視時間管理部２１は、受信許容数を超えたＩｏＴデバイス１０について、次の死活監視メッセージの送信時刻を「9:10」から「9:20」に変更する。
【００３２】
このように、単位時間あたりの死活監視メッセージの受信予定数が所定の受信許容数を超えた場合、死活監視受信量管理部２３は、以降の単位時間ごとに、ＩｏＴデバイス１０による死活監視メッセージの受信予定数を取得する。そして、死活監視時間管理部２１は、死活監視受信量管理部２３が取得した死活監視メッセージの受信予定数が、受信許容数以下となる単位時間に対応させて、いずれかのＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を変更する。
【００３３】
通信部２４は、ＩｏＴデバイス１０との間で通信を行う。通信部２４は、ＩｏＴデバイス１０から、センサ１１が検出したデータまたは死活監視メッセージを受信する。通信部２４は、ＩｏＴデバイス１０に確認応答を送信する。確認応答は、死活監視時間管理部２１が設定または変更した死活監視メッセージの送信時間を含む。
【００３４】
［死活監視処理の処理手順］
次に、図１に示す通信システムにおける通信処理のうち、死活監視処理の処理手順について説明する。図６は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【００３５】
ＩｏＴデバイス１０は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ１）。ＩｏＴデバイス１０は、データ送信トリガ監視部１５によるトリガ管理にしたがって、データをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。または、ＩｏＴデバイス１０は、死活監視タイマ１３のタイムアップ時に、死活監視データをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。
【００３６】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データまたは死活監視メッセージを受信すると、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する死活監視メッセージの送信時間設定処理を行う（ステップＳ２）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視メッセージの送信時間として、死活監視メッセージの前回送信時から次の送信までの期間（監視周期）Ｔａを送信してもよいし、次の死活監視メッセージの送信時刻を送信してもよい。
【００３７】
ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信すると、期間Ｔａ経過時に死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ４）。なお、ＩｏＴデバイス１０は、死活監視メッセージの前回送信時から期間Ｔａが経過する前に、データを送信する場合には、このデータ送信を死活監視としてもよい。
【００３８】
［死活監視メッセージの送信時間設定処理の処理手順］
次に、図６に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理（ステップＳ２）の処理手順について説明する。図７は、図６に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００３９】
まず、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０では、死活監視時間管理部２１が、ＩｏＴデバイス１０毎にあらかじめ設定された監視周期後の時刻を死活監視メッセージの送信時刻に設定する（ステップＳ１０）。死活監視受信量管理部２３が、死活監視メッセージの送信時刻における死活監視メッセージの受信予定数を取得する（ステップＳ１１）。そして、死活監視時間管理部２１は、ステップＳ１１において取得した受信予定数が所定の受信許容数を超えているか否かを判定する（ステップＳ１２）。
【００４０】
死活監視時間管理部２１は、ステップＳ１１において取得した受信予定数が所定の受信許容数以下であると判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）について説明する。この場合、死活監視時間管理部２１は、死活監視メッセージの送信時間を、この死活監視受信量管理部２３が取得した死活監視メッセージの受信予定数が受信許容数以下となる単位時間に対応する時間に設定する（ステップＳ１４）。そして、死活監視受信量管理部２３は、この単位時間の死活監視メッセージの受信予定数をインクリメントする。
【００４１】
一方、死活監視時間管理部２１が、ステップＳ１１において取得した受信予定数が所定の受信許容数を超えていると判定した場合（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）について説明する。この場合、死活監視受信量管理部２３は、死活監視メッセージの送信時刻にＴを加えたものを死活監視メッセージの送信時刻とする（ステップＳ１３）。そして、ステップＳ１１に戻り、活監視受信量管理部２３が、死活監視メッセージの送信時刻における死活監視メッセージの受信予定数を取得する。そして、死活監視時間管理部２１は、ステップＳ１３において取得した受信予定数が所定の許容数以下であると判定した場合（ステップＳ１２：Ｎｏ）、死活監視メッセージの送信時間を、この死活監視受信量管理部２３が取得した死活監視メッセージの受信予定数が受信許容数以下となる時間に設定する（ステップＳ１４）。そして、死活監視受信量管理部２３は、この単位時間の死活監視メッセージの受信予定数をインクリメントする。
【００４２】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、単位時間ずつ時間をずらし、死活監視メッセージの受信予定数を取得し、取得した受信予定数が所定の受信許容数以下となる時間に対応させて、ＩｏＴデバイス１０の死活監視メッセージの送信時間を変更する。死活監視メッセージ送信時間の変更対象となるＩｏＴデバイス１０は、ステップＳ１１で取得した死活監視メッセージの受信予定数のうち、受信許容数を超えたメッセージの送信元のＩｏＴデバイス１０である。
【００４３】
［実施の形態１の効果］
このように、本実施の形態１では、ＩｏＴデバイス１０は、指示された死活監視メッセージの送信時までの期間Ｔの間、信号受信がないため、通信機能をスリープ状態にすることができる。言い換えると、ＩｏＴデバイス１０は、死活監視メッセージの送信タイミングを保持するため、常にＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０からのメッセージを受信できる状態にしておく必要がなく、スリープが可能になる。
【００４４】
また、本実施の形態１では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０が、ＩｏＴデバイス１０毎に監視周期を設定する。すなわち、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ＩｏＴデバイス１０それぞれについて、死活監視メッセージの送信時間を、自由に設定することができる。言い換えると、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視メッセージの受信タイミングが重複しないように、ＩｏＴデバイス１０それぞれについて、死活監視メッセージの送信タイミングを分散させることができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態１では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、単位時間ごとの死活監視メッセージの受信予定数を確認する。そして、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０が許容可能である数を超過した場合には、超過したメッセージの送信元のＩｏＴデバイス１０について、死活監視メッセージの送信時間を後の時間に変更する。
【００４６】
このため、本実施の形態１では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の許容量を超えて死活監視メッセージが送信されることがないため、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０への死活監視メッセージの集中を防ぐことができる。したがって、本実施の形態１によれば、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の負荷を分散させることができ、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の負荷の軽減を可能にする。
【００４７】
なお、本実施の形態１では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０が許容可能である数を超過した場合には、超過したメッセージの送信元のＩｏＴデバイス１０について、死活監視メッセージの送信時間を前の時間に変更してもよい。
【００４８】
［死活監視処理の処理手順の一例］
次に、図１に示す通信システムにおける死活監視処理の一例について説明する。図８は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。図８では、ＩｏＴデバイス１０がデータメッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信した場合の処理について説明する。
【００４９】
ＩｏＴデバイス１０は、データ送信トリガ監視部１５によるトリガ管理にしたがって、スリープを解除し（ステップＳ２１）、データメッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ２２）。
【００５０】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データメッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ２３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ２４）。
【００５１】
ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープし（ステップＳ２５）、期間Ｔａ経過時に、スリープを解除し（ステップＳ２６）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ２７）。
【００５２】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視メッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ２８）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ２９）。
【００５３】
ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープする（ステップＳ３０）。ＩｏＴデバイス１０は、死活監視メッセージの前回送信時から設定期間が経過する前に、データを送信する場合には、スリープを解除して（ステップＳ３１）、データメッセージを死活監視として送信する（ステップＳ３２）。
【００５４】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データメッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ３３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ３４）。ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープする（ステップＳ３５）。
【００５５】
［死活監視処理の処理手順の他の例］
次に、図１に示す通信システムにおける死活監視処理の他の例について説明する。図９は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。図９では、ＩｏＴデバイス１０が死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信した場合の処理について説明する。
【００５６】
ＩｏＴデバイス１０は、死活監視タイマ１３のタイマアップに応じてスリープを解除し（ステップＳ４１）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ４２）。
【００５７】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データメッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定し（ステップＳ４３）、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ４４）。図８に示すステップＳ４５〜ステップＳ５５は、図７に示すステップＳ２５〜ステップＳ３５と同じ処理である。
【００５８】
［実施の形態２］
次に、実施の形態２について説明する。図１０は、実施の形態２に係るＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成の一例を示す図である。実施の形態２に係る通信システムは、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に代えて、図１０に示すＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０を有する。
【００５９】
［ＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成］
図１０に示すように、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０と比して、トランザクション管理部２２５（第２の取得部）及び許容数設定部２２６（第２の設定部）をさらに有する。
【００６０】
トランザクション管理部２２５は、単位時間ごとに、ＩｏＴデバイス１０のトランザクション数の履歴を取得する。トランザクション数の履歴は、単位時間ごとのＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０における送受信メッセージ数の履歴である。
【００６１】
図１１は、トランザクション管理部２２５が取得するトランザクション数の履歴を説明する図である。図１１の表Ｔ３に示すように、トランザクション管理部２２５は、単位時間（例えば10分）毎に、単位時間とトランザクション数とを管理する。トランザクション管理部２２５は、時刻Ｘ、時刻Ｙ、時刻Ｚのそれぞれの単位時間に対応する時刻ごとに、トランザクション数「1345」、「5123」、「2123」を取得し、各時刻に対応付ける。
【００６２】
許容数設定部２２６は、トランザクション管理部２２５が取得したトランザクション数の履歴を基に、次の単位時間におけるトランザクション数を予測する。許容数設定部２２６は、日ごと或いは週ごとのトランザクション数の履歴から、受信許容数の設定対象となる次の単位時間におけるトランザクション数を予測する。
【００６３】
そして、許容数設定部２２６は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０における単位時間あたりのトランザクション数の最大許容数と、予測したトランザクション数とを基に、次の単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を設定する。許容数設定部２２６は、例えば、（１）式を用いて、次の単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を求める。
【００６４】
Ｐ＝（Ｄｍ−Ｄｆ）×Ｒｔ            ・・・（１）
【００６５】
Ｐは、次の単位時間における死活監視メッセージの受信許容数である。Ｄｍは、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０における単位時間あたりのトランザクション数の最大許容数である。Ｄｆは、許容数設定部２２６が予測したトランザクション数である。Ｒｔは、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０において、死活監視に割り当てられるリソースの割合である。Ｄｍ及びＲｔの値は、あらかじめ設定され、変更も可能である。例えば、Ｄｍが１００００であり、Ｄｆが８０００であり、Ｒｔが０．１である場合、Ｐは、２００となる。
【００６６】
許容数設定部２２６は、以降の単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を、単位時間ごとに求めてもよい。図１２は、許容数設定部２２６が求めた単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を示す図である。図１２の表Ｔ６に示すように、許容数設定部２２６は、単位時間（例えば10分）毎に、単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を求める。許容数設定部２２６は、時刻Ａ、時刻Ｂ、時刻Ｃのそれぞれの単位時間に対応する時刻ごとに、死活監視メッセージの受信許容数「200」、「100」、「100」を求める。
【００６７】
許容数設定部２２６は、各単位時間の死活監視メッセージの受信許容数を、死活監視時間管理部２１に出力する。死活監視時間管理部２１は、許容数設定部２２６から入力された各単位時間の死活監視メッセージの受信許容数を用いて、ＩｏＴデバイス１０の死活監視メッセージの送信時間の設定または変更を行う。言い換えると、死活監視時間管理部２１は、受信予定の死活監視メッセージ数（テーブルＴ６中列参照）と、許容数設定部２２６が設定した各単位時間の死活監視メッセージの受信許容数（テーブルＴ６左列参照）とを比較して、ＩｏＴデバイス１０の死活監視メッセージの送信時間の設定または変更を行う。
【００６８】
［死活監視処理の処理手順］
次に、実施の形態２に係る通信システムにおける死活監視処理の処理手順について説明する。図１３は、実施の形態２に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
【００６９】
ＩｏＴデバイス１０は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ６１）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を設定する許容数設定処理を行う（ステップＳ６２）。
【００７０】
ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ステップＳ２と同様の処理を行い、ＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する死活監視メッセージの送信時間設定処理を行う（ステップＳ６３）。死活監視メッセージの送信時間設定処理では、許容数設定処理において設定された死活監視メッセージの受信許容数を用いる。図１３に示すステップＳ６４及びステップＳ６５は、図６に示すステップＳ３及びステップＳ４と同じ処理である。
【００７１】
［許容数設定処理の処理手順］
次に、図１３に示す許容数設定処理（ステップＳ６２）の処理手順について説明する。図１４は、図１３に示す許容数設定処理の処理手順を示すフローチャートである。
【００７２】
図１４に示すように、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０では、許容数設定部２２６が、トランザクション管理部２２５からトランザクション数の履歴を取得する（ステップＳ７１）。そして、許容数設定部２２６は、取得したトランザクション数の履歴を基に、次の単位時間に対応する時間Ｔ経過時のトランザクション数を予測する（ステップＳ７２）。そして、許容数設定部２２６は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０における単位時間あたりの最大性能、すなわち、単位時間あたりのトランザクション数の最大許容数を取得する（ステップＳ７３）。そして、許容数設定部２２６は、例えば（１）式を用いて、次の単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を計算し（ステップＳ７４）、計算した受信許容数を設定する（ステップＳ７５）。
【００７３】
［実施の形態２の効果］
このように、実施の形態２では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０が、トランザクション数の履歴を基に、許容数設定対象の単位時間におけるトランザクション数を予測し、単位時間における死活監視メッセージの受信許容数を設定する。言い換えると、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、日ごと或いは週ごとのトランザクション数の履歴から、単位時間あたりのシステムの負荷状況を予測し、この負荷状況に応じて、死活監視メッセージの受信許容数を調整する。したがって、実施の形態２ではよれば、システムの負荷状況に応じて、死活監視メッセージの受信許容数を増減することによって、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の負荷を分散させ、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の負荷の軽減を可能にする。
【００７４】
［システム構成等］
図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
【００７５】
また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、あるいは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
【００７６】
［プログラム］
図１５は、プログラムが実行されることにより、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置が実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０、ＣＰＵ１０２０を有する。また、コンピュータ１０００は、ハードディスクドライブインタフェース１０３０、ディスクドライブインタフェース１０４０、シリアルポートインタフェース１０５０、ビデオアダプタ１０６０、ネットワークインタフェース１０７０を有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。
【００７７】
メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０１１及びＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic  Input  Output  System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１１００に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１１１０、キーボード１１２０に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１１３０に接続される。
【００７８】
ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ（Operating  System）１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置の各処理を規定するプログラムは、コンピュータにより実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール１０９３として実装される。プログラムモジュール１０９３は、例えばハードディスクドライブ１０９０に記憶される。例えば、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置における機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。なお、ハードディスクドライブ１０９０は、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）により代替されてもよい。
【００７９】
また、上述した実施形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ１０９４として、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して実行する。
【００８０】
なお、プログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、ネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮ（Wide  Area  Network）等）を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。
【００８１】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【符号の説明】
【００８２】
１０  ＩｏＴデバイス
１１  センサ
１２  再送タイマ
１３  死活監視タイマ
１４，２４  通信部
１５  データ送信トリガ監視部
１６  スリープ管理部
２３  死活監視受信量管理部
２０，２２０  ＩｏＴデバイス収容ＧＷ
２１  死活監視時間管理部
２２５  トランザクション管理部
２２６  許容数設定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020136745.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2020136745.tif 000014
【図１３】
2020136745.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
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