(57)【要約】【課題】  センサの動作時間を長くすることが可能なシステムを提供する。【解決手段】  センサ情報収集装置は、センサがセンサ情報をゲートウェイ装置に送信するセンサ情報送信時間を取得し、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を、センサ情報送信時間およびセンサのセンサ情報の送信間隔に基づいてセンサの次のセンサ情報送信時間より前になるように算出し、ゲートウェイ装置は、センサが次のセンサ情報をゲートウェイ装置に送信する前に、次セッション開始時間に基づいてセンサ情報収集装置とのセッションを確立する。【選択図】図１
2011030033.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと、前記センサから送信されたセンサ情報を送受信するゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置から送信されたセンサ情報を収集するセンサ情報収集装置と、を備える通信システムにおいて、
前記センサ情報収集装置は、
前記センサがセンサ情報を前記ゲートウェイ装置に送信するセンサ情報送信時間を取得し、前記ゲートウェイ装置が前記センサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を、前記センサ情報送信時間および前記センサのセンサ情報の送信間隔に基づいて、前記センサの次のセンサ情報送信時間より前になるように算出し、前記次セッション開始時間を前記ゲートウェイ装置に送信し、
前記ゲートウェイ装置は、
前記センサが次のセンサ情報を前記ゲートウェイ装置に送信する前に、前記次セッション開始時間に基づいて前記センサ情報収集装置とのセッションを確立することを特徴とする通信システム。
【請求項２】
請求項１記載の通信システムにおいて、
前記センサ情報収集装置は、前記ゲートウェイ装置の識別子、前記センサの識別子、前記次セッション開始時間および前記センサのセンサ情報の送信間隔をそれぞれ対応付けたセッション管理テーブルを備え、
前記セッション管理テーブルを用いて前記次セッション開始時間を前記ゲートウェイ装置に送信することを特徴とする通信システム。
【請求項３】
請求項２記載の通信システムにおいて、
前記センサ情報収集装置は、前記センサ情報収集装置がセンサ情報を受信した時間と前記送信間隔の情報とに基づいて、前記ゲートウェイ装置が前記センサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を算出することを特徴とする通信システム。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか記載の通信システムにおいて、
前記センサは、待機状態から起動状態に遷移して前記センサ情報を前記ゲートウェイ装置に送信し
前記ゲートウェイ装置は、前記センサから前記センサ情報を受信して前記センサ情報収集装置に送信し、
前記センサ情報収集装置は、前記センサ情報の受信確認を前記ゲートウェイ装置に送信し、
前記ゲートウェイ装置は、前記センサ情報の受信確認を前記センサに送信し、
前記センサは、前記センサ情報の受信確認を受信してから起動状態から待機情報に遷移することを特徴とする通信システム。
【請求項５】
請求項２から４のいずれか記載の通信システムにおいて、
前記センサ情報収集装置は、前記センサのセンサ情報の送信間隔が変化したことを検知したときは、前記センサ情報送信時間および前記変化した送信間隔に基づいて前記次セッション開始時間を算出することを特徴とする通信システム。
【請求項６】
請求項２から５のいずれか記載の通信システムにおいて、
前記センサ情報収集装置は、前記セッション管理テーブルに記載された送信間隔と、実際に送信されたセンサ情報の間隔とを比較することにより、前記センサのセンサ情報の送信間隔の変化を検知することを特徴とする通信システム。
【請求項７】
請求項２から６のいずれか記載の通信システムにおいて、
前記センサ情報収集装置は、前記センサのセンサ情報の送信間隔が変化したことを検知したときは、前記セッション管理テーブルの前記送信間隔を更新することを特徴とする通信システム。
【請求項８】
センサと、前記センサから送信されたセンサ情報を送受信するゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置から送信されたセンサ情報を収集するセンサ情報収集装置と、を備える通信システムにおける通信方法において、
前記センサ情報収集装置は、
前記センサがセンサ情報を前記ゲートウェイ装置に送信するセンサ情報送信時間を取得し、前記ゲートウェイ装置が前記センサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を、前記センサ情報送信時間および前記センサのセンサ情報の送信間隔に基づいて前記センサの次のセンサ情報送信時間より前になるように算出し、前記次セッション開始時間を前記ゲートウェイ装置に送信し、
前記ゲートウェイ装置は、
前記センサが次のセンサ情報を前記ゲートウェイ装置に送信する前に、前記次セッション開始時間に基づいて前記センサ情報収集装置とのセッションを確立することを特徴とする通信方法。
【請求項９】
請求項８記載の通信方法において、
前記センサ情報収集装置は、前記ゲートウェイ装置の識別子、前記センサの識別子、前記次セッション開始時間および前記センサのセンサ情報の送信間隔をそれぞれ対応付けたセッション管理テーブルを備え、
前記セッション管理テーブルを用いて前記次セッション開始時間を前記ゲートウェイ装置に送信することを特徴とする通信方法。
【請求項１０】
請求項９記載の通信方法において、
前記センサ情報収集装置は、前記センサ情報収集装置がセンサ情報を受信した時間と前記送信間隔の情報とに基づいて、前記ゲートウェイ装置が前記センサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を算出することを特徴とする通信方法。
【請求項１１】
センサと、前記センサから送信されたセンサ情報を送受信するゲートウェイ装置とにネットワークを介して接続され、前記ゲートウェイ装置から送信されたセンサ情報を収集するセンサ情報収集装置において、
ＣＰＵと、
ネットワークを介して前記ゲートウェイ装置と通信する通信部と、
前記通信部が受信した情報を記憶する記憶部と、を備え、
前記通信部は、前記センサがセンサ情報を前記ゲートウェイ装置に送信するセンサ情報送信時間を受信し、
前記記憶部は、前記センサ情報送信時間を前記センサと対応付けて記憶し、
前記ＣＰＵは、前記ゲートウェイ装置が前記センサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を、前記センサ情報送信時間および前記センサのセンサ情報の送信間隔に基づいて前記センサの次のセンサ情報送信時間より前になるように算出し、
前記通信部は、前記次セッション開始時間を前記ゲートウェイ装置に送信することを特徴とするセンサ情報収集装置。
【請求項１２】
請求項１１記載のセンサ情報収集装置において、
前記センサ情報収集装置は、前記ゲートウェイ装置の識別子、前記センサの識別子、前記次セッション開始時間および前記センサのセンサ情報の送信間隔をそれぞれ対応付けたセッション管理テーブルを備え、
前記セッション管理テーブルを用いて前記次セッション開始時間を前記ゲートウェイ装置に送信することを特徴とするセンサ情報収集装置。
【請求項１３】
請求項１２記載のセンサ情報収集装置において、
前記センサ情報収集装置は、前記センサ情報収集装置がセンサ情報を受信した時間と前記送信間隔の情報とに基づいて、前記ゲートウェイ装置が前記センサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を算出することを特徴とするセンサ情報収集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通信システム、通信方法およびセンサ情報収集装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線技術の小型化・省電力化などセンサネットワーク技術が発展するにつれて、身の回りの物、環境、人の動き、温度・湿度、血圧・体重などのセンサ情報を、センサが定期的にセンシングし、インターネットを介して遠隔地にあるセンサ情報収集装置にセンサ情報を収集することが可能になりつつある。
【０００３】
センサ情報をネットワークを介して収集する場合、センサはネットワーク通信機能、特にインターネット通信機能を有するゲートウェイ装置を経由してセンサ情報収集装置にセンサ情報を送信する（例えば、特許文献１）。
【０００４】
センサは、センサ情報を送信するタイミングで定期的に待機状態から起動状態に遷移し、また、センサ情報の受信確認を受信した時点で起動状態から待機情報に遷移する。ここでセンサが起動状態にあるのは、センサ情報をゲートウェイ装置に送信した後、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置にセンサ情報を送信し、センサ情報収集装置がゲートウェイ装置にセンサ情報の受信確認を送信し、ゲートウェイ装置がセンサに受信確認を送信するまでの期間である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開2009-38624号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来技術においては、センサが起動状態に遷移してから待機状態に遷移するまでの期間、即ち、センサがセンサ情報を送信してから受信確認を受信するまでの期間が長く、その分電池を消耗してセンサの動作可能時間が短くなるという課題がある。
【０００７】
これを図６を用いて具体的に説明する。センサ（端末装置）がセンサ情報をゲートウェイ装置に送信した後、ゲートウェイ装置は、まずセンサ情報収集装置とのセッションを確立するための一連の処理（ステップ608〜611）を行う。ゲートウェイ装置は、セッションが確立してからはじめてセンサ情報をセンサ情報収集装置に送信し、センサ情報収集装置からセンサ情報の受信確認を得る（ステップ612〜614）。ゲートウェイ装置はセンサ情報の受信確認をセンサに送信する（ステップ615）。この一連の処理のうち、セッション確立のための処理動作に多くの時間が費やされており、この期間の分だけ電池が消費され、センサの動作可能時間も短くなる。１回あたりの消費電力はさほど大きくはないが、センサ情報の送信を繰り返す場合には無視できない消費電力になる。
【０００８】
また、センサがセンサ情報を送信した後、受信確認を得る前に即座に待機状態に戻れば消費電力を低減することは可能であるが、これはシステムの信頼性の観点から望ましくない。例えば、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置と通信不可能な場合、情報の欠落が発生する可能性がある。その場合、センサが待機状態にあっては情報を再送したり、送信状況が確認することができず、信頼性を担保することが困難となる。
【０００９】
また、ゲートウェイ装置が常にセンサ情報収集装置とセッションを確立したままならば即座にセンサ情報をセンサ情報収集装置に送信することが可能であるが、これはゲートウェイ装置やセンサ情報収集装置がセッション確立に必要なリソースを消費することになるため装置の性能劣化を招来するおそれがあり好ましくない。
【００１０】
従って、これらの各要求を満たしながらセンサの消費電力を低減し、動作可能時間を伸ばすことは困難である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するため、本発明では以下の構成を備える。即ち、センサと、センサから送信されたセンサ情報を送受信するゲートウェイ装置と、ゲートウェイ装置から送信されたセンサ情報を収集するセンサ情報収集装置と、を備える通信システムにおいて、センサ情報収集装置は、センサがセンサ情報をゲートウェイ装置に送信するセンサ情報送信時間を取得し、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間をセンサ情報送信時間より前になるように算出し、次セッション開始時間をゲートウェイ装置に送信し、ゲートウェイ装置は、センサが次のセンサ情報をゲートウェイ装置に送信する前に、次セッション開始時間に基づいてセンサ情報収集装置とのセッションを確立する。
【００１２】
また、センサと、センサから送信されたセンサ情報を送受信するゲートウェイ装置と、ゲートウェイ装置から送信されたセンサ情報を収集するセンサ情報収集装置と、を備える通信システムにおける通信方法において、センサ情報収集装置は、センサがセンサ情報をゲートウェイ装置に送信するセンサ情報送信時間を取得し、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間をセンサ情報送信時間より前になるように算出し、次セッション開始時間をゲートウェイ装置に送信し、ゲートウェイ装置は、センサが次のセンサ情報をゲートウェイ装置に送信する前に、次セッション開始時間に基づいてセンサ情報収集装置とのセッションを確立する。
【００１３】
また、センサと、センサから送信されたセンサ情報を送受信するゲートウェイ装置とにネットワークを介して接続され、ゲートウェイ装置から送信されたセンサ情報を収集するセンサ情報収集装置において、ＣＰＵと、ネットワークを介してゲートウェイ装置と通信する通信部と、通信部が受信した情報を記憶する記憶部と、を備え、通信部は、センサがセンサ情報をゲートウェイ装置に送信するセンサ情報送信時間を受信し、記憶部は、センサ情報送信時間をセンサと対応付けて記憶し、ＣＰＵは、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を、センサ情報送信時間およびセンサのセンサ情報の送信間隔に基づいてセンサの次のセンサ情報送信時間より前になるように算出し、通信部は、次セッション開始時間をゲートウェイ装置に送信する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、センサの電池消費を低減し、その動作可能時間を長くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】システム構成図を示す図である。
【図２】センサ情報収集装置のセッション管理テーブルを示す図である。
【図３】ゲートウェイ装置のゲートウェイ装置固有情報テーブルを示す図である。
【図４】端末装置の端末装置固有情報テーブルを示す図である。
【図５】センサ情報収集装置のセンサ情報収集テーブルを示す図である。
【図６】従来技術における端末装置、ゲートウェイ装置、センサ情報収集装置の全体動作概略を示したシーケンス図を示す図である。
【図７】端末装置、ゲートウェイ装置、センサ情報収集装置の全体動作概略を示したシーケンス図を示す図である。
【図８】ゲートウェイ装置のセンサ情報の受信及びセッション管理手順を示す図である。
【図９】センサ情報収集装置のセンサ情報の受信及び記録手順を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、実施の形態を図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００１７】
第一の実施例を図1〜9を用いて説明する。
【００１８】
まず、図1〜図5を用いて、通信セッション管理システムおよび方法のシステム構成について説明し、次に、図7〜図9を用いて通信セッション及びデータ送信タイミング管理方法のシステム全体の処理シーケンス、ゲートウェイ装置の処理手順、センサ情報収集装置の処理手順について説明する。
【００１９】
図1はセッション確立タイミング管理方法に関するシステム構成図である。ここでは、センサ情報収集装置、ゲートウェイ装置、センサ（端末装置）の三者を備えるシステムの構成について説明する。
【００２０】
この図において、符号101はセンサ情報収集装置、符号１０２はＣＰＵ、符号１０３は通信ＩＦ、符号１０４は主記憶装置、符号１０５は通信セッション管理部、符号１０６はアプリケーション処理部、符号１０７は通信処理部、符号１０８はセンサ情報収集テーブル、符号109はネットワーク、符号110はタイマである。
【００２１】
符号111はゲートウェイ装置、符号112はCPU、符号113はRF処理部、符号114はROM、符号115はセッション管理部、符号116は通信処理部、符号117はEEPROM、符号118はゲートウェイ装置固有情報テーブル、符号119は通信I/F、符号120は表示部、符号121はタイマ、符号122はRAM、符号123は次セッション情報である。
【００２２】
符号124は端末装置、符号125はCPU、符号126はRAM、符号127はRF処理部、符号128はセンサ部、符号129はEEROM、符号130は端末装置固有情報テーブル、符号１３１はＲＯＭ、符号１３２は通信処理部、符号１３３は表示部、符号１３３はアプリケーション処理部である。
【００２３】
センサ情報収集装置101は端末装置が収集するセンサ情報を記憶する装置であり、ゲートウェイ装置と該センサ情報収集装置間の通信セッションを管理する装置である。CPU102は主記憶装置104のプログラムを実行し、プログラムの処理に基づき各構成部分の動作ならびにデータ通信を制御するものであり、通信IF103、タイマ110、主記憶装置104と接続されている。後述するセンサ情報収集装置における各フローチャートや動作処理は、CPU102が主記憶装置104からプログラムを読み出し、プログラムを後述する各テーブルのデータを参照しながら実行させることにより実現される。通信IF103は既存のインターネット網に接続するためのI/Fであり、ネットワーク109、CPU102と接続されている。主記憶装置104は実行するプログラムや収集した情報を格納する装置であり、通信セッション管理部105、アプリケーション処理部106、通信処理部107、センサ情報収集テーブル108から構成されており、CPU102と接続されている。通信セッション管理部105はゲートウェイ装置111との通信セッションを管理する部分である。アプリケーション処理部106は端末装置124が送信するパケットの解釈、送信間隔の設定、及び、センサ情報の格納等、アプリケーション処理を行う部分であり、センサ情報収集テーブル108と接続されている。通信処理部107はセンサ情報収集装置101が通常行うべきプログラムであり、通信IF103を介してゲートウェイ装置111と通信を行うための処理を実行する部分であり、たとえば、インターネットプロトコルで利用されるTCP/IP等の処理を実施する部分である。センサ情報収集テーブル108は端末装置124が収集したセンサ情報を記憶しておくテーブルであり、アプリケーション処理部106と接続されている。ネットワーク109は既存のインターネット網等であり、通信I/F119、通信IF103と接続されている。タイマ110はCPU102と接続されている。
【００２４】
ゲートウェイ装置111は端末装置124とセンサ情報収集装置101を接続するための装置である。CPU112はROM114のプログラムを実行し、プログラムの処理に基づき各構成部分の動作ならびにデータ通信を制御するであり、ROM114、RAM122、EEPROM117、RF処理部113、通信I/F119、表示部120、タイマ121と接続されている。後述するゲートウェイ装置における各フローチャートや動作処理は、CPU112がROM114からプログラムを読み出し、プログラムを後述する各テーブルのデータを参照しながら実行させることにより実現される。RF処理部113は端末装置124と無線通信の送受信を行うものであり、たとえば、無線通信はIEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.15.4、BLUETOOTH（登録商標）、特定小電力無線、UWB等の通信を行うものであり、CPU112と接続されている。ROM114は読み出し専用の半導体メモリなどから構成される記憶装置であり、セッション管理部115、通信処理部116から構成されており、CPU112と接続されている。セッション管理部115はセンサ情報収集装置との通信セッション開始時間を管理する部分である。通信処理部116はゲートウェイ装置111が通常行うべきプログラムであり、通信IF103を介してセンサ情報収集装置101と通信を行うための処理を実行する部分であり、たとえば、インターネットプロトコルで利用されるTCP/IP等の処理を実施する部分である。EEPROM117は電気的に消去可能な半導体メモリであり、ゲートウェイ装置固有情報テーブル118から構成されており、CPU112と接続されている。ゲートウェイ装置固有情報テーブル118はゲートウェイ装置111の固有情報または登録情報を記憶しておくテーブルである。通信I/F119は既存のインターネット網に接続するためのI/Fであり、ネットワーク109、CPU112と接続されている。表示部120は機器の状態を表すものであり、例えばLEDやLCD等のものであり、CPU112と接続されている。タイマ121は既存のインターネット網に接続するためのI/Fであり、CPU112と接続されている。RAM122は書き換え可能な半導体メモリ素子などの記憶装置であり、次セッション情報123から構成されており、CPU112と接続されている。次セッション情報123はセンサ情報収集装置101との次のセッション開始時間を記憶する部分である。次セッション情報123には、端末装置124からセンサ情報が送信されるのに先立って、センサ情報収集装置101とセッションを確立する時間である次セッション開始時間が格納されている。
【００２５】
端末装置124はセンサ部128からセンシングした情報をRF処理部113を介してセンサ情報をゲートウェイ装置111に送信する機能を有するものである。CPU125はROM114のプログラムを実行し、プログラムの処理に基づき各構成部分の動作ならびにデータ通信を制御するであり、ROM131、RAM126、EEROM129、RF処理部127、表示部133、センサ部128と接続されている。後述する端末装置における各フローチャートや動作処理は、CPU125がROM131からプログラムを読み出し、プログラムを後述する各テーブルのデータを参照しながら実行させることにより実現される。RAM126は書き換え可能な半導体メモリ素子などの記憶装置であり、CPU125と接続されている。RF処理部127はゲートウェイ装置111と無線通信の送受信を行うものであり、たとえば、無線通信はIEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.15.4、BLUETOOTH（登録商標）、特定小電力無線、UWB等の通信を行うものであり、CPU125と接続されている。センサ部128は温度や湿度、または体重計や血圧計などの情報をセンシングし、データとして取得するものであり、CPU125と接続されている。EEROM129は電気的に消去可能な半導体メモリであり、端末装置固有情報テーブル130から構成されており、CPU125と接続されている。端末装置固有情報テーブル130は端末装置124の固有情報または登録情報を記憶しておくテーブルである。ROM131は読み出し専用の半導体メモリなどから構成される記憶装置であり、通信処理部132、アプリケーション処理部133から構成されており、CPU125と接続されている。通信処理部132は端末装置124が通常行うべきプログラムであり、センサ情報をRF処理部113を介してゲートウェイ装置111に送信するためのプログラムである。表示部133は機器の状態を表すものであり、例えばLEDやLCD等のものであり、CPU125と接続されている。アプリケーション処理部133は端末装置124が通常行うべきプログラムであり、センサ情報を、RF処理部113を介して収集し、ゲートウェイ装置111に送信する等のアプリケーションに依存した処理を行うためのプログラムである。
【００２６】
図2はセッション管理テーブルを示す図である。
【００２７】
これは、センサ情報収集装置101の主記憶装置104内にあり、ゲートウェイ装置無線識別子201と端末装置無線識別子202と次セッション開始時間203と送信間隔204を併せたテーブルである。
【００２８】
「ゲートウェイ装置無線識別子」201はゲートウェイ装置111を一意に識別するためのIDを格納するエリアであり、行205は「ゲートウェイ装置無線識別子」が「08:09:0A:0B:0C:0D:0E:0F」であるものに関する記述であり、行206は「ゲートウェイ装置無線識別子」が「08:09:0A:0B:0C:0D:0E:0F」であるものに関する記述であり、行207は「ゲートウェイ装置無線識別子」が「08:09:0A:0B:0C:0D:0E:0F」であるものに関する記述であり、行208は「ゲートウェイ装置無線識別子」が「07:09:0A:0B:0C:0D:0E:0F」であるものに関する記述であり、行209は「ゲートウェイ装置無線識別子」が「07:09:0A:0B:0C:0D:0E:0F」であるものに関する記述であり、行210は「ゲートウェイ装置無線識別子」が「07:09:0A:0B:0C:0D:0E:0F」であるものに関する記述である。
【００２９】
「端末装置無線識別子」202は端末装置124を一意に識別するためのIDを格納するエリアが記載される。「次セッション開始時間」203はゲートウェイ装置111がセンサ情報収集装置101に次のセッションを開始すべき時間を格納するエリアが記載される。「送信間隔」204は端末装置124がゲートウェイ装置111にセンサデータを送信する間隔を格納するエリアが記載される。
【００３０】
ここで、セッション開始時間及び送信間隔はアプリケーションに依存する。送信間隔は予めセンサ情報収集装置に格納されている。次セッション開始時間は、センサ情報収集装置がセンサ情報を受信した時間に、予め格納しておいた送信間隔を加算することで算出され、加算後の更新値が図２に格納されることになる。
【００３１】
図3はゲートウェイ装置固有情報テーブルを示す図である。
【００３２】
これは、ゲートウェイ装置111のEEPROM117内にあり、ゲートウェイ装置固有識別子302とゲートウェイ装置無線識別子303とネットワーク識別子304とIPアドレス305とサブネットマスク306とデフォルトゲートウェイ307とセンサ情報収集センタIPアドレス308を併せたテーブルである。「ゲートウェイ装置固有識別子」302はゲートウェイ装置111を一意に識別するためのIDを格納するエリアであり、列301は「ゲートウェイ装置固有識別子」が「ZZZZZZ」であるものに関する記述である。「ゲートウェイ装置無線識別子」303は無線通信を行う際にゲートウェイ装置111を一意に識別するための識別子を格納するエリアが記載される。例えば、「ゲートウェイ装置固有識別子」が「ZZZZZZ」であるものの「ゲートウェイ装置無線識別子」は「08:09:0A:0B:0C:0D:0E:0F」である。「ネットワーク識別子」304はネットワーク通信を行う際にゲートウェイ装置111を一意に識別するための識別子を格納するエリアが記載される。「IPアドレス」305はが記載される。「サブネットマスク」306はが記載される。「デフォルトゲートウェイ」307はが記載される。「センサ情報収集装置IPアドレス」308はセンサ情報収集装置101のIPアドレスを格納するエリアが記載される。
【００３３】
図4は端末装置固有情報テーブルを示す図である。これは、端末装置124のEEPROM117内にあり，端末装置固有識別子402と無線識別子とゲートウェイ装置固有識別子404とゲートウェイ装置無線識別子405 を併せたテーブルである。
「端末装置固有識別子」402は端末装置124を一意に識別するためのIDを格納するエリアであり、列401は「端末装置固有識別子」が「AAAAAA」であるものに関する記述である。
「端末装置無線識別子」403は無線通信を行う際に端末装置を一意に識別するための識別子を格納するエリアが記載される。「ゲートウェイ装置固有識別子」404はゲートウェイ装置111を一意に識別するためのIDを格納するエリアが記載される。「ゲートウェイ装置無線識別子」405はゲートウェイ装置111のネットワーク識別子を格納するエリアが記載される。
【００３４】
図5はセンサ情報収集テーブルを示す図である。これは、センサ情報収集装置101のRAM122内にあり， ゲートウェイ装置無線識別子504と端末装置無線識別子202 と受信日時とセンサ情報を併せたテーブルである。
列501はゲートウェイ装置111を一意に識別するためのID「ゲートウェイ装置無線識別子」を格納するエリアであり、列502は「端末装置」を識別するためのIDを格納するエリアであり、列503はセンサ情報収集装置が、「ゲートウェイ装置」を経由して「端末装置」から受信した「センサ情報」を格納するエリアに関する記述である。例えば、符号ここで、センサ情報は一例として温度情報を示している。
【００３５】
次に、図7〜図９を用いて、端末装置、ゲートウェイ装置、センサ情報収集装置の全体動作概略及び装置ごとの動作概略を説明する。
【００３６】
図7は端末装置からセンサ情報収集装置までのネットワーク通信シーケンス図である。ここで、符号701は端末装置であり、符号702はゲートウェイ装置であり、符号703はセンサ情報収集装置である。
【００３７】
最初に、センサ情報収集装置703は起動する処理704を行う。
【００３８】
次に、ゲートウェイ装置702は、セッションの確立705を開始し、SYN706をセンサ情報収集装置703へ送信する。次に、センサ情報収集装置703は、SYN/ACK707をゲートウェイ装置702へ送信する。次に、ゲートウェイ装置702は、ACK708をセンサ情報収集装置703へ送信する。ここで、ゲートウェイ装置702は、各端末装置701からセンサ情報が送信されてくるタイミングでセンサ情報収集装置703とセッション確立のための上記処理動作を開始する。セッション確立のための処理動作の開始時間、即ち次セッション開始時間は、予めセンサ情報収集装置703から送信され、ゲートウェイ装置702のRAM122に次セッション情報123として格納されている。次セッション開始時間は、センサ情報収集装置703との前回のセッション確立時において送信される。
【００３９】
次に、端末装置701は計測開始する処理709を行う。端末装置701はこの時点で待機状態から起動状態に遷移する。端末装置701は計測を定期的に実行しており、計測のタイミングが来るたびに待機状態から起動状態に遷移する。次に、端末装置701は、センサ情報の送信710をゲートウェイ装置702へ送信する。この段階でゲートウェイ装置702はセンサ情報収集装置703と既にセッションを確立しているため、センサ情報を受信すると即座にセンサ情報収集装置703に送信できる状態にある。その分、端末装置701の起動時間も短縮することが可能である。
【００４０】
次に、ゲートウェイ装置702はセンサ情報の受信する処理711を行う。次に、ゲートウェイ装置702はセンサ情報のカプセル化する処理712を行う。次に、ゲートウェイ装置702は、カプセル化済み情報713をセンサ情報収集装置703へ送信する。上述したように、ゲートウェイ装置702はセンサ情報収集装置703と既にセッションを確立しているため、センサ情報を受信してからセッション確立のための処理動作を開始する必要がなく、その分時間を短縮することが可能である。
【００４１】
次に、センサ情報収集装置703は、センサ情報受信の応答としてACK714をゲートウェイ装置702へ送信する。
【００４２】
次に、ゲートウェイ装置702は、受信確認応答715を端末装置701へ送信する。端末装置701はこの時点で起動状態から待機状態に遷移し、省電力モードに入ることができる。
【００４３】
次に、センサ情報収集装置703は、端末装置701の次セッション確立時間716をゲートウェイ装置702へ送信する。次セッション確立時間は、センサ情報収集装置703の主記憶装置内に格納されたセッション管理テーブル（図2参照）に記録されており、各端末装置毎に次セッション開始時間が記述されている。この次セッション開始時間は、次セッション情報123としてゲートウェイ装置702のRAM122に格納される。なお、ゲートウェイ装置702では次セッション開始時間の情報さえあれば十分であり、これを端末装置701毎に紐付ける必要はない。このためゲートウェイ装置のRAMの節約を図ることが出来るようになる。
【００４４】
次に、ゲートウェイ装置702は、ACK717をセンサ情報収集装置703へ送信する。次に、センサ情報収集装置703は、FIN718をゲートウェイ装置702へ送信する。次に、ゲートウェイ装置702は、FIN/ACK719をセンサ情報収集装置703へ送信する。次に、センサ情報収集装置703は、ACK720をゲートウェイ装置702へ送信する。次に、センサ情報収集装置703は受信情報の解析開始する処理721を行う。最後に、センサ情報収集装置703は今回受信したセンサ情報を記録する処理722を行う。
【００４５】
以上のように、センサ情報収集装置703は、端末装置701がセンサ情報をゲートウェイ装置702に送信するセンサ情報送信時間を取得し、ゲートウェイ装置702がセンサ情報収集装置703と次にセッションを確立すべき次セッション開始時間を、センサ情報送信時間およびセンサ情報の送信間隔に基づいてセンサの次のセンサ情報送信時間より前になるように算出し、算出した次セッション開始時間をゲートウェイ装置702に送信する。また、ゲートウェイ装置702は、端末装置701がセンサ情報を次にゲートウェイ装置702に送信する前に、次セッション開始時間に基づいてセンサ情報収集装置とのセッションを確立する。このようにして、センサの電池消費を低減し、その動作可能時間を長くすることが可能となる。
【００４６】
図8はゲートウェイ装置の処理を示す図である。これは、ゲートウェイ装置のセンサデータの受信及びセッション管理処理手順を示す。
【００４７】
ステップ801は、タイマ割込みする処理である。このステップにおいて、CPUは、タイマからの割込みを検知する。
【００４８】
ステップ802は、通信処理部にセッション確立を命令する処理である。通信処理部は、ゲートウェイ固有情報管理テーブルに格納しているセンサ情報収集装置とセッションを確立する。
【００４９】
ステップ803は、センサ情報を受信する処理である。このステップにおいて、RF処理部が端末装置からパケットを受信し、通信処理部に端末装置無線識別子及びパケットデータを送信する。
【００５０】
ステップ804は、センサ情報を転送する処理である。このステップにおいて、パケットを受信した通信処理部は、ゲートウェイ無線識別子、端末装置無線識別子、及び、センサ情報をセンサ情報収集装置に送信する。
【００５１】
ステップ805は、次セッション開始時間を受信する処理である。このステップにおいて、通信処理部は、センサ情報収集装置から、次セッション開始時間を受信後、セッションを切断する。
【００５２】
ステップ806は次セッション開始時間を更新する処理である。このステップにおいて、通信処理部は、次セッション開始時間をセッション管理部に送信し、セッション管理部は、次セッション開始時間を次セッション開始時間の値に更新する。
【００５３】
ステップ807はタイマセット・待機する処理である。このステップにおいて、セッション管理部は、次セッション開始時間にタイマ割込みをセットし、次のタイマ割込みまで待機する。
【００５４】
図9はセンサデータ記録処理を示す図である。これは、センサ情報収集装置のセンサデータの受信及び記録の処理手順を示す。
【００５５】
ステップ901は、センサ情報を受信する処理である。このステップにおいて、センサ情報収集装置の通信IFがゲートウェイ装置から転送されたパケットを受信し、CPUが主記憶装置内の通信処理部にパケットデータを送信する。
【００５６】
ステップ902は、通信処理部でのパケット処理である。このステップにおいて、パケットを受信した通信処理部は、ゲートウェイ装置と端末装置を特定し、ゲートウェイ装置無線識別子、端末装置無線識別子、及び、ネットワークのペイロード部分であるセンサ情報をアプリケーション処理部に送信する。
【００５７】
ステップ903は、端末装置がセンサ情報を送信する間隔である送信間隔に変更があるかどうか調べる処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、アプリケーションプログラムに対し、端末装置がゲートウェイ装置にセンサ情報を送信する間隔に変更があるか否かを確認する。もし送信間隔の変更ありであれば、ステップ904へ進む。もし送信間隔の変更ありでなければ、ステップ905へ進む。
【００５８】
送信間隔の変更は、図２のセッション管理テーブルに記載された送信間隔と、実際に送信されてきたセンサ情報の間隔とを比較することにより検出される。
【００５９】
ステップ904は、送信間隔を更新する処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、端末装置がゲートウェイ装置にセンサ情報を送信する間隔を新しい値に更新する。この際、セッション管理テーブルの送信間隔204が新しい値に変更される。
【００６０】
ステップ905は、タイマを確認する処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、タイマより現在時刻を取得する。該現在時刻に送信間隔を加算した情報を次セッション開始時間として、セッション情報管理テーブルに格納する。
【００６１】
ステップ906は、次セッション開始時間を取得する処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、主記憶装置内のセッション情報管理テーブルから、当該ゲートウェイ装置配下の全ての次セッション開始時間203の中で、現在時間に最も近いものを選択し、当該ゲートウェイ装置の字セッション開始時間とする。
【００６２】
ステップ907は、次セッション開始時間を送信する処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、ゲートウェイ装置無線識別子、及び次セッション開始時間を通信処理部に送信し、通信処理部は、ゲートウェイ装置に次セッション開始時間を送信後、セッションを切断する。
【００６３】
ステップ908は、送信間隔に変更があるかどうか調べる処理である。ステップ903に加えて本ステップを加えているのは、送信間隔の変更処理のタイミングが端末装置によって異なる場合があるからである。送信間隔の変更のチェックを２回行うことにより、より確実に送信間隔の変更を把握できるようにすることが出来る。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、アプリケーションプログラムに端末装置がゲートウェイ装置にセンサ情報を送信する間隔に変更があるか否かを再度確認する。もし送信間隔の変更ありであれば、ステップ909へ進む。もし送信間隔の変更ありでなければ、ステップ910へ進む。ただし、本ステップで送信間隔を更新する場合は、現在の送信間隔よりも長くする場合に限る。短い場合は、次セッション確立後のステップ903及び904において変更する。
【００６４】
ステップ909は、送信間隔を更新する処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、端末装置がゲートウェイ装置にセンサ情報を送信する間隔を新しい値に更新する。
【００６５】
ステップ910は、次セッション開始時間を更新する処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、主記憶装置内のセッション情報管理テーブルから、端末装置がゲートウェイ装置に次にセンサ情報を送信する間隔を取得し、現在時刻に送信間隔を加算し、加算結果を次セッション開始時刻に更新する。
【００６６】
ステップ911は、センサ情報を格納する処理である。このステップにおいて、アプリケーション処理部は、ゲートウェイ装置無線識別子、端末装置無線識別子、受信日時、センサ情報をセンサ情報収集テーブル108に格納する。
【００６７】
以上のように、本実施例では、端末装置がゲートウェイ装置にセンサ情報を送信する前に、ゲートウェイ装置とセンサ情報収集装置間で通信セッションを確立することが可能になるため、セッション確立が必要な信頼の高い通信であっても、セッション確立にかかる待ち時間や遅延を低減することが可能となり、ひいては端末装置の消費電力の低減を図り、その動作時間を伸ばすことが出来るようになる。
【００６８】
これを図面を用いて具体的に説明する。図６に示す比較例では、端末装置が起動状態に遷移してセンサ情報をゲートウェイ装置に送信した後、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置とセッションを確立し、セッション確立後にセンサ情報を送信し、センサ情報収集装置がゲートウェイ装置にセンサ情報の受信確認を送信し、ゲートウェイ装置が端末装置にセンサ情報を送信し、これを受信してから端末装置が待機状態に遷移している。
【００６９】
一方、本実施例においては、図７に示すように、端末装置が起動状態に遷移してセンサ情報を送信する前に、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置とセッションを確立し、その後端末装置が起動状態に遷移してセンサ情報をゲートウェイ装置に送信し、ゲートウェイ装置がセンサ情報収集装置にセンサ情報を送信し、センサ情報収集装置がゲートウェイ装置にセンサ情報の受信確認を送信し、ゲートウェイ装置が端末装置にセンサ情報を送信し、これを受信してから端末装置が待機状態に遷移する。従って、端末装置の起動時間をセッション確立の時間分短縮することが可能となる。図６と図７の例では、ゲートウェイ装置とセンサ情報収集装置との間のパケット送受信時間が５パケットから２パケット分の時間に短縮するため、単純計算で端末装置の起動時間が４０％まで低減することが可能となり、それだけ消費電力も低減することが可能となる。  また、本実施例では、ゲートウェイ装置が端末装置から受信したパケットをTCP/IPパケットのようなネットワークパケットにカプセル化し、センサ情報収集装置に送信後、センサ情報収集装置からのカプセル化された確認応答をゲートウェイ装置がカプセル化をほどき、端末装置に確認応答をゲートウェイ装置が送信したが、これは、単なるセンサ情報の収集に限定されるものではない。すなわち、実施の形態は、センサ情報の送信だけではなく、本来ゲートウェイ装置上で動作すべき端末装置、ゲートウェイ装置間の通信プロトコルをセンサ情報収集装置上で動作することも可能にする。つまり、端末装置から受信したパケットをゲートウェイ装置がパケット化する際、受信パケットを全てカプセル化することにより、センサ情報収集装置は、ゲートウェイ装置が受信したものと同様の情報を受信可能になり、通信プロトコルによる複雑なパケット解析を、ゲートウェイ装置よりも非常に処理能力の高いセンサ情報収集装置で実行することができる。解析後、本来ゲートウェイ装置が端末装置にするパケットをセンサ情報収集装置が生成し、カプセル化し、ゲートウェイ装置に送信することで、該パケットを受信したゲートウェイ装置はカプセル化をほどき、端末装置に送信できるため、端末装置に対し、ゲートウェイ装置上で通信プロトコルが動作しているように見える。以上のように、ゲートウェイ装置上で動作すべき機能を、ネットワークに接続したセンサ情報収集装置上で実行することも可能にする。
【符号の説明】
【００７０】
101・・・センサ情報収集装置、102・・・CPU、103・・・通信IF、104・・・主記憶装置、105・・・通信セッション管理部、106・・・アプリケーション処理部、107・・・通信処理部、108・・・センサ情報収集テーブル、109・・・ネットワーク、110・・・タイマ、111・・・ゲートウェイ装置、112・・・CPU、113・・・RF処理部、114・・・ROM、115・・・セッション管理部、116・・・通信処理部、117・・・EEPROM、118・・・ゲートウェイ装置固有情報テーブル、119・・・通信I/F、120・・・表示部、121・・・タイマ、122・・・RAM、123・・・次セッション情報、124・・・端末装置、125・・・CPU、126・・・RAM、127・・・RF処理部、128・・・センサ部、129・・・EEROM、130・・・端末装置固有情報テーブル、131・・・ROM、132・・・通信処理部、133・・・表示部、133・・・アプリケーション処理部、201・・・ゲートウェイ装置無線識別子、202・・・端末装置無線識別子、203・・・次セッション開始時間、204・・・送信間隔、302・・・ゲートウェイ装置固有識別子、303・・・ゲートウェイ装置無線識別子、304・・・ネットワーク識別子、305・・・IPアドレス、306・・・サブネットマスク、307・・・デフォルトゲートウェイ、308・・・センサ情報収集センタIPアドレス、402・・・端末装置固有識別子、403・・・端末装置無線識別子、404・・・ゲートウェイ装置固有識別子、405・・・ゲートウェイ装置無線識別子、504・・・センサ情報。
【図１】
2011030033.tif 000003
【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】
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【図７】
2011030033.tif 000009
【図８】
2011030033.tif 000010
【図９】
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