(57)【要約】  プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器をネットワークのセキュリティを危殆化せずにコミッショニングする方法、ならびにかかる方法でコミッショニングする、およびコミッショニングされるように構成されたワイヤレス機器。無線ノード機器のコミッショニングに用いるために設定鍵がアウトオブバンドで提供され、プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器を一意的に識別するために識別鍵が提供される。プライベート無線ネットワークの暗号化ネットワーク鍵も無線媒体を介して提供され、それは設定鍵と識別鍵とから生成される暗号鍵を用いて復号される。復号されたネットワーク鍵は無線ノード機器をプライベート無線ネットワークに関連づけるために使用される。この方法および機器類は、特にワイヤレス照明システムとその制御に応用される。
2017517994.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線媒体を介してプライベート無線ネットワークに関連づくように構成された無線ノード機器であって、
設定鍵および識別鍵を格納するメモリであって、前記設定鍵は前記無線ノード機器のコミッショニングに用いられ、前記識別鍵は、前記プライベート無線ネットワーク内の前記無線ノード機器を一意的に識別するための一意の識別子を含む、メモリと、
前記設定鍵をアウトオブバンドで通知する手段と、
前記識別鍵を通知する手段と、
前記プライベート無線ネットワークの暗号化ネットワーク鍵を前記無線媒体を介して受信する手段と、
（ｉ）前記設定鍵と前記識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成するために、事前に規定された暗号化アルゴリズムを実行すること、および
（ｉｉ）前記受信した暗号化ネットワーク鍵を、前記生成された暗号鍵を用いて復号するために、事前に規定された復号アルゴリズムを実行すること、
を行うように構成されたプロセッサと、
前記復号されたネットワーク鍵を用いて前記無線ノード機器を前記プライベート無線ネットワークに関連づけるように構成された物理的データトランスポート層と、
を備える、無線ノード機器。
【請求項２】
前記識別鍵を通知する前記手段は、前記識別鍵を前記無線媒体経由でインバンドでブロードキャストする手段を含む、
請求項１に記載の無線ノード機器。
【請求項３】
前記ブロードキャストする手段および前記受信する手段は、前記無線ノード機器の通信インタフェース内に含まれる、
請求項２に記載の無線ノード機器。
【請求項４】
前記識別鍵を通知する前記手段は、かかる通知をアウトオブバンドで行うように構成される、
請求項１に記載の無線ノード機器。
【請求項５】
前記無線ノード機器は発光素子を備える、
請求項１から４までのいずれか一項に記載の無線ノード機器。
【請求項６】
前記設定鍵をアウトオブバンドで通知する前記手段は、前記ワイヤレス機器に貼付される印刷された鍵を含む、
請求項１から５までのいずれか一項に記載の無線ノード機器。
【請求項７】
前記設定鍵をアウトオブバンドで通知する前記手段は、印刷された一次元もしくは二次元の機械可読バーコードを含む、
請求項１から６までのいずれか一項に記載の無線ノード機器。
【請求項８】
前記設定鍵をアウトオブバンドで通知する前記手段は、アウトオブバンド無線送信機を含む、
請求項１から５までのいずれか一項に記載の無線ノード機器。
【請求項９】
前記設定鍵をアウトオブバンドで通知する前記手段は、前記発光素子によって生成されるパルス変調光信号を含む、
請求項５に記載の無線ノード機器。
【請求項１０】
前記設定鍵をアウトオブバンドで通知する前記手段は、前記発光素子によって生成されるカラー変調光信号を含む、
請求項５に記載の無線ノード機器。
【請求項１１】
前記一意の識別子は、ＭＡＣアドレス、組織内で一意の識別子、およびグローバルレベルで一意の識別子のひとつを含む、
請求項１から１０までのいずれか一項に記載の無線ノード機器。
【請求項１２】
前記識別鍵は前記無線ノード機器の機器種別を特定するために機器種別識別子をさらに含む、
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の無線ノード機器。
【請求項１３】
前記機器種別識別子は、前記識別鍵に対するユーザ名ヘッダを含む、
請求項１２に記載の無線ノード機器。
【請求項１４】
前記機器種別識別子は、前記識別鍵に埋め込まれた１つ以上のビットを含む、
請求項１２に記載の無線ノード機器。
【請求項１５】
前記無線ノード機器は、前記プライベート無線ネットワークに関連づけられた無線コーディネート機器と通信するために、前記プライベート無線ネットワークに関連づけられた別の無線ノード機器を用いるように構成される、
請求項１から１４のいずれか一項に記載の無線ノード機器。
【請求項１６】
無線媒体を介した無線ノード機器のプライベート無線ネットワークへの関連づけをコーディネートするように構成された無線コーディネート機器であって、
ネットワーク鍵を格納するメモリと、
前記ネットワーク鍵を用いて前記無線コーディネート機器を前記プライベート無線ネットワークに関連づけるように構成された物理的データトランスポート層と、
設定鍵をアウトオブバンドで受信する手段であって、前記設定鍵は前記無線ノード機器のコミッショニングに用いられる、手段と、
前記無線ノード機器に対応する識別鍵を受信する手段であって、前記識別鍵は、前記プライベート無線ネットワーク内の前記無線ノード機器を一意的に識別するための一意の識別子を含む、手段と、
（ｉ）前記受信した設定鍵と前記受信した識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成するために、事前に規定された暗号化アルゴリズムを実行すること、および
（ｉｉ）前記生成された暗号鍵を用いて前記ネットワーク鍵を暗号化するために、事前に規定された暗号化アルゴリズムを実行すること、
を行うように構成されたプロセッサと、
前記暗号化ネットワーク鍵を前記無線ノード機器に前記無線媒体を介して送信する手段と、
を備える、無線コーディネート機器。
【請求項１７】
前記プライベート無線ネットワークに関するネットワーク識別情報をさらに含む、
請求項１６に記載の無線コーディネート機器。
【請求項１８】
前記ネットワーク識別情報は事前に定義されて前記メモリ内に格納される、
請求項１７に記載の無線コーディネート機器。
【請求項１９】
競合するネットワーク識別情報の割り当てが生じないよう、前記ネットワーク識別情報
は隣接する無線ネットワークをスキャンすることによって自動生成される、
請求項１７に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２０】
前記無線ノード機器に対応する前記識別鍵を受信する前記手段、および前記暗号化ネットワーク鍵を前記無線ノード機器に前記無線媒体を介して送信する前記手段は、前記無線コーディネート機器の通信インタフェース内に含まれる、
請求項１６から１９までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２１】
前記無線ノード機器に対応する前記識別鍵を受信する前記手段は、かかる受信をアウトオブバンドで行うように構成される、
請求項１６から１９までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２２】
前記設定鍵をアウトオブバンドで受信する前記手段は、前記設定鍵を前記無線コーディネート機器に物理的に入力する手段を含む、
請求項１６から２１までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２３】
前記設定鍵をアウトオブバンドで受信する前記手段は、前記設定鍵を表す、印刷された一次元もしくは二次元のバーコードを読み取るバーコード読み取り手段を含む、
請求項１６から２１までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２４】
前記設定鍵をアウトオブバンドで受信する前記手段は、無線アウトオブバンド信号を受信する手段を含む、
請求項１６から２１までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２５】
前記設定鍵をアウトオブバンドで受信する前記手段は、前記設定鍵を表すパルス変調光信号を検出する手段を含む、
請求項１６から２１までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２６】
前記設定鍵をアウトオブバンドで受信する前記手段は、前記設定鍵を表すカラー変調光信号を検出する手段を含む、
請求項１６から２１までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２７】
別のネットワークへのゲートウェイとして動作するように構成され、前記別のネットワークを介してホスト機器と通信するためのウェブサーバをホスティングする、
請求項１６から２６までのいずれか一項に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２８】
前記設定鍵は前記別のネットワークを介して前記ホスト機器からアウトオブバンドで受信される、
請求項２７に記載の無線コーディネート機器。
【請求項２９】
プライベート無線ネットワークであって、
前記プライベート無線ネットワークに関連づけられた、請求項１から１５までのいずれか一項に記載の少なくとも１つの無線ノード機器と、
前記プライベート無線ネットワークに関連づけられた、請求項１６から２８までのいずれか一項に記載の少なくとも１つの無線コーディネート機器と、
を備える、プライベート無線ネットワーク。
【請求項３０】
関連づけされた前記少なくとも１つの無線ノード機器は、発光素子を備え、
前記少なくとも１つの無線ノード機器は、環境センサ素子を備える、
請求項２９に記載のプライベート無線ネットワーク。
【請求項３１】
請求項３０までに記載した無線ノード機器。
【請求項３２】
請求項３０までに記載した無線コーディネート機器。
【請求項３３】
プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器をコミッショニングする方法であって、前記無線ノード機器において、
前記無線ノード機器のコミッショニングに用いられる設定鍵をアウトオブバンドで通知する工程と、
前記無線ノード機器に対応する識別鍵であって、前記プライベート無線ネットワーク内の前記無線ノード機器を一意的に識別するための一意の識別子を含む識別鍵を通知する工程と、
前記プライベート無線ネットワークの暗号化ネットワーク鍵を無線媒体を介して受信する工程と、
前記設定鍵と前記識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成する工程と、
前記受信した暗号化ネットワーク鍵を、前記生成された暗号鍵を用いて復号する工程と、
前記無線ノード機器を前記プライベート無線ネットワークに関連づけるにあたって前記復号されたネットワーク鍵を使用する工程と、
を含む、方法。
【請求項３４】
無線コーディネート機器において、
前記設定鍵をアウトオブバンドで受信する工程と、
前記無線ノード機器に対応する前記識別鍵を受信する工程と、
前記受信した設定鍵と前記受信した識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成する工程と、
前記プライベート無線ネットワークに対応するネットワーク鍵を、前記生成された暗号鍵を用いて暗号化する工程と、
前記暗号化ネットワーク鍵を前記無線媒体を介して送信する工程と、
をさらに含む、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器をコミッショニングする方法であって、無線コーディネート機器において、
設定鍵をアウトオブバンドで受信する工程と、
前記無線ノード機器に対応する識別鍵であって、前記プライベート無線ネットワーク内の前記無線ノード機器を一意的に識別するための一意の識別子を含む識別鍵を受信する工程と、
前記受信した設定鍵と前記受信した識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成する工程と、
前記プライベート無線ネットワークに対応するネットワーク鍵を、前記生成された暗号鍵を用いて暗号化する工程と、
前記暗号化ネットワーク鍵を前記無線ノード機器に前記無線媒体を介して送信する工程と、
を含む、方法。
【請求項３６】
前記設定鍵は、前記無線コーディネート機器と通信するホスト機器から、前記プライベート無線ネットワークと異なるネットワークを介してアウトオブバンドで受信される、
請求項３４または３５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＷＰＡＮ（ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク）、ならびにそれに対応する、ノードおよびコーディネータのかかるネットワークとの関連付け（アソシエーション：association）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤレスで通信を行うワイヤレス機器を備えた無線ネットワークシステムが、さまざまな用途において普及しつつある。ネットワークシステムを運用するには、ネットワーク内の各機器が、その機器と通信するためにアドレッシング可能なノードであることが普通である。そのためには、ネットワークを適切に設定することによってネットワーク内の機器を認識し、さらにネットワークへのノードの加入（joining）やネットワークからのノ
ードの脱退（leaving）等、ネットワークの設定において生じるあらゆる変更を考慮に入
れることが必要である。
【０００３】
そのような無線ネットワークおよびそれに関連づけられたノードを設定する作業を、一般にコミッショニング（commissioning）という。コンポーネントの実装手続きがより簡
便にならないかぎり、それは手作業の多い作業となりかねない。
【０００４】
無線ネットワークはさまざまな形態を取りうる。そのなかにＷＰＡＮ（ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク）と呼ばれるものがある。同様に、無線ネットワークに含まれるノードは、アドレッシング可能なさまざまな機器内に埋め込まれうる。かかる機器の例として、制御ユニットや制御可能機器（例えば、ワイヤレス照明ノード、照明・ビル制御ノード、環境センサノード、およびアクチュエータノード）が挙げられる。
【０００５】
ワイヤレス照明ノードは、より大規模な照明・ビル制御管理システムの一部を形成しうるとともに、改修用もしくは交換用の電灯または照明器具、あるいは特定用途向けの照明製品（例えば、ダウンライト、トラックライト、スポットライト、および埋め込み式や吊り下げ式のオフィス照明）を含みうる。
【０００６】
新規ノードをＷＰＡＮ網に関連づけるには、所定のマスタノードを用いて、このような新規ノードの加入をコーディネートする。この所定のマスタノードをコーディネータと呼ぶことがある。ＷＰＡＮ網は１つ以上のコーディネータを備えていてもよく、コーディネータはＷＰＡＮ網においてそれ以外の役割および責任を有していてもよい。ここでは説明のためにＷＰＡＮ網に存在するコーディネータは１台であると仮定する。
【０００７】
ワイヤレス機器の手動設定を行う方法はこれまでにいくつか提案されている。ＩＥＥＥ８０２．１１準拠の無線ネットワークにおいて使用され、かつＷＥＣＡ（Wireless Ethernet Compatibility Alliance）によって導入された方法のうち、特に一般的なもののひとつは、ネットワークの識別子を使用する。この場合の識別子はＳＳＩＤ（サービスセット識別子）とも呼ばれている。ある無線ノードが、選択したＳＳＩＤに自機を関連づけようとする場合、セキュリティ鍵が要求される。セキュリティ鍵は予め設定され、コーディネータに格納されている。正しいセキュリティ鍵が入力されないかぎり、コーディネータはその無線ノードをネットワークに関連づけることを認めない。そのためには、ユーザがセキュリティ鍵を無線ノードにおいて物理的に、すなわち無線帯域を使わずに入力する必要がある。
【０００８】
この処理はセキュアだが、鍵の入力手段（例えば、キーボード）を無線ノードが備えて
いる必要がある。ワイヤレス照明ネットワークに関していえば、これは実現不可能な可能性がある。なぜなら、例えば天井の器具に取り付けられているような場合、ユーザはワイヤレス照明ノードにアクセスできない可能性があるからである。そのうえ、ワイヤレス照明ノードにはデータ入力手段が備わっていないかもしれない。
【０００９】
米国特許出願第２０１１／０１４９８０３号明細書に記載された、無線ノードを関連づけるプロセスでは、信頼できる二次無線チャネルを使うことによって、予め定義されたコードデータを無線ノードとコーディネータとの間で共有可能にする。コードデータが共有された時点で、無線ノードがネットワークに関連づけられる。
【００１０】
しかし、この方法では、信頼できるチャネルが関連づけの際にセキュアにならないために脆弱性が入り込む。そのような状況では、無線ノードが実際の所望のＷＰＡＮ網に関連づけられてコミッショニングされる前に、隣接もしくはオーバーラップする未承認ネットワークに対して偶発的もしくは意図的に関連づけられてしまい、それによって無線ノードがセキュリティや安全への脅威に対して脆弱となる恐れがある。
【００１１】
したがって、無線ネットワーク内に存在するある種の無線ノードを、ネットワークのセキュリティを危殆化せずにコミッショニングする従来より優れた方法、ならびにかかる方法でコミッショニングする、およびコミッショニングされるように構成された機器が、現在求められている。
【発明の概要】
【００１２】
本発明の第１の態様によれば、無線媒体を介してプライベート無線ネットワークに関連づくように構成された無線ノード機器(wireless node)が提供される。この無線ノード機
器は、
設定鍵（commission key）および識別鍵（identification key）を格納するメモリであって、設定鍵は無線ノード機器のコミッショニングに用いられ、識別鍵は、プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器を一意的に識別するための一意の識別子を含む、メモリと、
設定鍵をアウトオブバンド（out-of-band）で通知する手段と、
識別鍵を通知する手段と、
プライベート無線ネットワークの暗号化ネットワーク鍵（encrypted network key）を
無線媒体を介して受信する手段と、
（ｉ）設定鍵と識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成するために、事前に規定された暗号化アルゴリズムを実行すること、および
（ｉｉ）受信した暗号化ネットワーク鍵を、生成された暗号鍵を用いて復号するために、事前に規定された復号アルゴリズムを実行すること、
を行うように構成されたプロセッサと、
復号されたネットワーク鍵を用いて無線ノード機器をプライベート無線ネットワークに関連づけるように構成された物理的データトランスポート層（physical data transport layer）と、
を備える。
【００１３】
本発明の第２の態様によれば、無線媒体を介した無線ノード機器のプライベート無線ネットワークへの関連づけをコーディネートするように構成された無線コーディネート機器が提供される。この無線コーディネート機器は、
ネットワーク鍵を格納するメモリと、
ネットワーク鍵を用いて無線コーディネート機器をプライベート無線ネットワークに関連づけるように構成された物理的データトランスポート層と、
設定鍵をアウトオブバンドで受信する手段であって、設定鍵は無線ノード機器のコミッ
ショニングに用いられる、手段と、
無線ノード機器に対応する識別鍵を受信する手段であって、識別鍵は、プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器を一意的に識別するための一意の識別子を含む、手段と、
（ｉ）受信した設定鍵と受信した識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成するために、事前に規定された暗号化アルゴリズムを実行すること、および
（ｉｉ）生成された暗号鍵を用いてネットワーク鍵を暗号化するために、事前に規定された暗号化アルゴリズムを実行すること、
を行うように構成されたプロセッサと、
暗号化ネットワーク鍵を無線ノード機器に無線媒体を介して送信する手段と、
を備える。
【００１４】
本発明の第３の態様によれば、プライベート無線ネットワークが提供される。このプライベート無線ネットワークは、このプライベート無線ネットワークに関連づけられた、本発明の第１の態様に係る少なくとも１つの無線ノード機器と、このプライベート無線ネットワークに関連づけられた、本発明の第２の態様に係る少なくとも１つの無線コーディネート機器と、を含む。
【００１５】
したがって、本発明において、無線コーディネート機器と無線ノード機器とは、プライベート無線ネットワーク（例えば、ＷＰＡＮ（ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク））の一部としてセキュアな関連づけおよび動作が実現するように構成される。
【００１６】
本発明の第４の態様によれば、プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器をコミッショニングする方法が提供される。この方法は、無線ノード機器において、
無線ノード機器のコミッショニングに用いられる設定鍵をアウトオブバンドで通知する工程と、
無線ノード機器に対応する識別鍵であって、プライベート無線ネットワーク内の無線ノード機器を一意的に識別するための一意の識別子を含む識別鍵を通知する工程と、
プライベート無線ネットワークの暗号化ネットワーク鍵を無線媒体を介して受信する工程と、
設定鍵と識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成する工程と、
受信した暗号化ネットワーク鍵を、生成された暗号鍵を用いて復号する工程と、
無線ノード機器をプライベート無線ネットワークに関連づけるにあたって復号されたネットワーク鍵を使用する工程と、
を含む。
【００１７】
好ましくは、この方法は、無線コーディネート機器において、
設定鍵をアウトオブバンドで受信する工程と、
無線ノード機器に対応する識別鍵を受信する工程と、
受信した設定鍵と受信した識別鍵との数学的な組み合わせによって暗号鍵を生成する工程と、
プライベート無線ネットワークに対応するネットワーク鍵を、生成された暗号鍵を用いて暗号化する工程と、
暗号化ネットワーク鍵を無線媒体を介して送信する工程と、
を含む。
【００１８】
したがって、本発明のさらなる態様において、プライベートＷＰＡＮの一部として無線ノードにセキュアな関連づけおよび動作を許容する方法が提案される。言うまでもなく、無線コーディネート機器において実行される方法工程は、無線ノード機器で実行される工程とは無関係に実施することができる。
【００１９】
本発明のプライベートＷＰＡＮは、関連づけされたすべての無線ノードおよびコーディネータとの間でセキュアなネットワーク鍵を共有することで成立する。それにより、これらすべてのノードが同じセキュアなプライベートネットワークの一部として動作することが確実になる。これは各無線ノードのメモリ内に保持され、各ノードの関連づけのときに一度だけセキュアに共有されるのみである。
【００２０】
曖昧さを避けるために書くと、「共有される（shared）」の語は、鍵またはデータパケットがそれ以外のすべての情報と同じ通信チャネルを使って２つ以上の機器間を無線で伝送されるプロセスを指す。さらに「アウトオブバンド（out-of-band）通信」あるいは「
オフエア（off-the-air）通信」の語は、２つ以上の機器が異なる無線チャネルまたは完
全に代替的な有線もしくは無線の通信手段を用いて通信を行うプロセスを指す。
【００２１】
プライベート無線ネットワークは少なくとも１つのコーディネータを有する。このコーディネータは、新しい無線ノードの関連づけ、追加、除去、および再加入を管理する。コーディネートは、そのプライベートネットワークの外部にあるが同じ無線チャネル上にある他の機器と非セキュアに通信しうる。その場合も新しい無線ノードはプライベートネットワークに関連づけることができる。無線ノードは、ＷＰＡＮ網に加入した時点で同じネットワーク内にある他のノードおよびコーディネータとようやくセキュアに通信することになる。
【００２２】
「関連づけ（association）」の語は、無線ノードがコミッショニングされる過程にあ
り、かつその無線ノードがＷＰＡＮのセキュアなネットワーク鍵を最初に受け取る前の時点を指す。無線ノードがそのメモリ内にネットワーク鍵を保持している場合、その無線ノードは関連づけを再度行わなくてもプライベートＷＰＡＮ網に自由に再加入できる。
【００２３】
本発明のひとつの目的は、関連づけプロセスを最小限かつ単純なヒューマンユーザ工程で実施することである。これは、誤りをできるだけ少なく抑えるとともに、関連づけプロセスの時間短縮を目指している。
【００２４】
本発明のさらなる目的は、無線ノードが目的のＷＰＡＮ網に加入する前に、隣接（neighbouring）もしくはオーバーラップ（overlapping）する未承認ネットワークへの偶発的
もしくは意図的な関連づけが発生しないように関連づけプロセスを実装することである。
【００２５】
本発明のさらなる目的は、ネットワーク鍵がＷＰＡＮ網の外部に非セキュアに転送されないようにすることである。最初の関連づけにおいて、無線ノードは暗号鍵を用いて暗号化されたネットワーク鍵を受け取る。この暗号化されたネットワーク鍵はコーディネータによって無線ノードに送信される。
【００２６】
暗号鍵は関連づけを試みる無線ノードにとって秘密（private）であるが、最初の関連
づけのときにコーディネータによって再構築（re-construction）もされる。暗号鍵の作
成（formation）および再構築については後に詳述する。
【００２７】
プライベートＷＰＡＮへの関連づけが終われば、無線ノードはセキュアなネットワーク鍵を保持することになる。ネットワーク鍵は、プライベートネットワークの一部を成すすべてのネットワークデータトラフィックの暗号化および復号において無線ノードによって使用される。この時点以後、無線ノードはもう暗号鍵を使用することがない。
【００２８】
暗号鍵は設定鍵および識別鍵から構築される。無線ノードは、物理的なセキュアな設定鍵およびセキュアでない一意の識別鍵を格納するメモリを備えるものとする。
【００２９】
識別鍵は無線ノードに対して一意であり、それ以外のいかなる機器も同じ識別鍵を持つことはない。識別鍵はユーザ名またはＭＡＣ（メディアアクセス制御）アドレスとすることができるが、これらに限定されない。識別鍵はその機器によって暗号化することなく無線ネットワーク上で（オーバーエア（over-the-air）で）自由にブロードキャストしてよい。機器は識別鍵によって一意に発見および特定可能となる。あるいは、識別鍵は設定鍵と同様にアウトオブバンドで（あるいはオフエアで共有または通知してもよい。
【００３０】
このように、識別鍵はセキュアでない無線帯域を使ってコーディネータに送信しうるのに対し、セキュアな設定鍵は無線ノードのメモリ内に物理的に格納され、無線ネットワーク上で（オーバーエアで）共有されることは決してない。
【００３１】
識別鍵は、無線ノードの機器種別または機能を詳しく示すデータパケット情報をさらに含みうる。これは、機器がＷＰＡＮ網に加入する前に機器の識別や機能のセットアップを行う際に役立つ。
【００３２】
無線ノードは、無線ネットワークのセキュアな設定鍵をアウトオブバンドで（またはオフエアで）共有または通知する手段を提供する。それにより、機器の関連づけが確実に行えるうえ、ネットワーク鍵のセキュリティも危殆化されない。これは、設定鍵を簡素化した形態でワイヤレス機器上に物理的にプリントしたものとすることできるが、それには限定されない。他の形態のアウトオブバンド通知については後述する。設定鍵は、コーディネータが暗号鍵を遠隔的に再構築する際に必要となる。
【００３３】
無線ノードは、暗号化アルゴリズムを有するプロセッサを備えている。暗号鍵の生成のためのアルゴリズムは、設定鍵と識別鍵との数学的な組み合わせまたはハッシュ関数によって事前に規定されている。数学的な組み合わせは鍵の生成時に可能な組み合わせの群から無作為に選択しうる。
【００３４】
同様に、コーディネータは暗号化アルゴリズムを有するプロセッサを備えている。暗号鍵の生成のためのアルゴリズムは、オフエアによる設定鍵とオンエア（on-the-air）による識別鍵との数学的な組み合わせによって再構築される。数学的な組み合わせまたはハッシュ関数はこの場合も可能な組み合わせの群から無作為に選択しうる。
【００３５】
コーディネータは、暗号鍵を用いて暗号化されたネットワーク鍵を、セキュアにされていない無線ネットワークを少なくとも部分的に介して無線ノードへと送信する。無線ノードは一致したアルゴリズムと暗号鍵とを用いてネットワーク鍵を復号する。これにより、無線ノードがプライベートネットワークに関連づくことが可能になる
【００３６】
無作為に選択した暗号鍵どうしが一致しない場合、無作為な組み合わせ（random combination）がコーディネータにおいて再構築され、再度試みられる。可能なすべての組み合わせを試みても無線ノードの関連づけが成功しない場合、ユーザは、設定鍵が正しくないか、または未承認機器がプライベートＷＰＡＮに加入しようとした旨の通知を受け取る。
【００３７】
本発明のいくつかの実施形態において、無線ノードを関連づける工程は、ＰＡＮネットワークの一部を構成する少なくとも１つの追加的な無線ノードを、遠距離コーディネータとの通信を可能にするための範囲拡張器（range extender）として使用しうる。
【００３８】
当業者ならわかるように、本発明は、無線ネットワーク内の無線ノード機器を、ネットワークのセキュリティを危殆化（compromise）することなくコミッショニングする、従来より優れかつ汎用性の高い方法、ならびにかかる方法でコミッショニングする、およびコ
ミッショニングされるように構成されたワイヤレス機器を提供する。それ以上の変形例および改変例は、本開示に照らして考えれば当業者には明らかになるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
本発明のいくつかの例を添付の図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
【００４０】
【図１】無線ノードおよびコーディネータを備えたＷＰＡＮ網の概略図である。
【図２】本発明の無線コーディネート機器の概略図である。
【図３Ａ】ネットワークに関連づけられた無線ノードを管理するコーディネータを備えたＷＰＡＮ網の概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａと同様のネットワークを示す図である。ただし、ＰＡＮネットワーク内のある無線ノードは遠距離コーディネータと通信するための範囲拡張器として使用されている。
【図４】図３Ａと同様のネットワークを示す図である。ただし、コーディネータは他のネットワークとのゲートウェイ兼ポータルとしての働きもする。
【図５】鍵を格納するためのメモリと、暗号化アルゴリズムを実行するためのプロセッサと、を備えたネットワーク接続型（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）の無線ノードの概略図である。
【図６】ツリー型トポロジを有する本発明のＷＰＡＮの概略図である。
【図７Ａ】一意の識別子を含む本発明の無線ノード識別鍵である。
【図７Ｂ】追加的な機器種別識別子を含む図７Ａの無線ノード識別鍵である。
【図７Ｃ】機器種別を識別するビットが埋め込まれた図７Ａの無線ノード識別鍵である。
【図８】本発明のコミッショニングプロセスのブロック図である。
【図９】本発明の第１の例に係る無線ノードコミッショニングの工程（設定鍵の入力を含む）を示す図である。
【図１０】本発明の第２の例に係る無線ノードコミッショニングの工程（設定鍵の入力を含む）を示す図である。
【図１１】本発明の第３の例に係る無線ノードコミッショニングの工程（設定鍵の入力を含む）を示す図である。
【図１２】本発明に係る複数の無線ノードのコミッショニングの一例における工程（設定鍵の入力を含む）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
本発明に係るＷＰＡＮ（ワイヤレス・パーソナル・エリア・ネットワーク）ネットワークは、ネットワーク接続型のスマートな無線コーディネート機器と、ネットワーク接続型のスマートな無線ノードとを少なくとも備えている。ネットワーク接続型のスマートな無線コーディネート機器は、ネットワーク鍵を危殆化（compromise）することなく、新しい無線ノードをプライベートＷＰＡＮの一部として関連づけ可能なように構成される。ネットワーク接続型のスマートな無線ノードは、プライベートＷＰＡＮの一部としてセキュアな関連づけおよび動作が実現するように構成される。このとき無線ノードは、セキュリティもしくは安全性への不当な脅威、または隣接もしくはオーバーラップする無線ネットワークへの不正加入、に対して機器を脆弱にするような設定モードに陥ることがない。
【００４２】
本発明のＷＰＡＮ網は、広範囲に適用可能であるが、スマートワイヤレス照明ならびにビル制御管理の用途に対して特に適合および最適化されている。スマート無線ノードの例として、照明ノード、照明・ビル制御ノード、ビル用センサノード、化学センサノード、人感・ジェスチャー制御ノード、環境センサノード、およびアクチュエータノードが挙げられうる。ワイヤレス照明ノードは、より大規模な照明・ビル制御管理システムの一部を形成しうる。また、スマートワイヤレス照明ノードは、改修用もしくは交換用の電灯また
は照明器具、あるいは特定用途向けの照明製品（例えば、ダウンライト、トラックライト、スポットライト、埋め込み式や吊り下げ式、およびオフィス照明）を含みうる。
【００４３】
以下、図１を参照しながらＷＰＡＮ内の無線ノードおよびコーディネータについてさらに詳細に説明する。各機器は、無線媒体を介してデータ１０５の受信およびデータ１０６の送信を行うための通信インタフェースを備える。これは無線周波数および光周波数でありえ、最も好ましくは標準的な相互接続モデル１１０に常駐しているが、これには限定されない。この相互接続モデルにより、２つの無線ノードは機器種別や設計に関係なく相互に通信可能となる。各無線ノードにおいてこの相互接続モデルは複数レイヤ（層）のファームウェアを含んでいる。レイヤどうしはＡＰＩ（アプリケーションプログラムインタフェース）を介して相互に通信する。それにより、標準化された機能群が特定のタスクを実行する、あるいは他のレイヤもしくはハードウェアと通信することが可能になる。
【００４４】
物理層１０１は好ましくはＩＥＥＥ８０２．１１またはＩＥＥＥ８０２．１５．４だが、これには限定されない。ネットワーク層１０２はＺｉｇｂｅｅ（商標）、６ＬｏＷＰＡＮ、Ｊｅｎｎｅｔ-ＩＰ、Ｚｗａｖｅ（商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、およびｗ
ｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴを含みうるが、これらには限定されない。ネットワーク層の上にはアプリケーション層１０３が備わる。本発明のいくつかの実施形態において、アプリケーション層はスマート照明およびビル制御・モニタリングのアプリケーション層である。ただし、重要な留意点として、無線ノードの改良型コミッショニングの方法は、ある特定のアプリケーション層スタックに限定されるものではない。コミッショニングが終わるとアプリケーション層１０３はデータパケットを分析し、それを目的の照明機器、モニタリング機器、または制御機器１０７にトランスペアレントに送信する。スマートワイヤレス照明機器１０７は無線ノードもしくはコーディネータと統合されうる、あるいは遠隔的に接続されうる。
【００４５】
図２に示すように、無線コーディネート機器２００はＷＰＡＮに関する情報を有する。これは、ネットワーク識別情報２０１およびネットワークセキュリティ鍵２０２を含む。ネットワーク識別情報は、隣接するすべての無線ネットワークをスキャンし、かつ未使用のネットワーク識別情報を選択することによって自動的に生成されうる。ネットワーク識別情報はユーザ設定または工場設定によって事前に定義してもよい。共存および並置されるネットワーク間で競合（コンフリクト）が起きないようにするために、ネットワーク識別情報の自動生成は好ましい方法である。
【００４６】
無線コーディネート機器は、ネットワーク鍵のセキュリティを危殆化することなく無線ノードの関連づけが可能となるように構成される。コーディネート機器は、ネットワーク鍵を格納するための内部メモリおよび／または外部メモリと、情報２０４のためのバッファ記憶機器２０５と、を備える。情報２０４は、当該ネットワークへの加入、再加入、または当該ネットワークとの通信、を試みる無線ノードとの間で送受信される情報である。この情報は識別鍵、設定鍵、および暗号鍵を含みうるが、これらには限定されない。これらの鍵は加入予定および加入済みの無線ノードに対して関連づけられるが、コーディネータ上に恒久的または一時的に格納してもよい。
【００４７】
コーディネータは暗号化アルゴリズムを有するプロセッサ２０３をさらに備える。暗号鍵は事前に規定されたアルゴリズムに基づいてコーディネータによって内部的に生成される。
【００４８】
ＷＰＡＮ網３０３は、図３Ａに示すように、少なくとも１つのコーディネータ２００を備える。少なくとも１つのコーディネータ２００は、新しい無線ノード３０１および３０２の関連づけ、追加、除去、および再加入を管理する。コーディネータはプライベートネ
ットワーク３０３の外側にある別の機器３０４との間でセキュアでない通信３０５を同じ無線チャネル上で行いうる。これにより、ネットワークのセキュリティを危殆化せずに新しい無線ノード３０４をプライベートネットワークと関連づけることが可能になる。
【００４９】
いくつかの実施形態において、無線ノードを関連づける工程は、ＰＡＮネットワークの一部を構成する少なくとも１つの追加的な無線ノード３０１を、遠距離コーディネータ２００との通信３０６を可能にするための範囲拡張器として使用しうる。これを示したのが図３Ｂである。重要な留意点として、この例では、ノード３０４はセキュアにされていない状態で無線ノード３０１を介してコーディネータ２００と通信することになる。ただし、ノード３０４はネットワーク鍵を持っていないため、いまだＷＰＡＮ網３０３の一部ではない。ノード３０４は、無線ノード３０１を、メッセージを改めてブロードキャストするノードとして使用する。
【００５０】
いくつかの実施形態において、コーディネータは、図４に示すようにＬＡＮ（ローカルエリアネットワーク）やＷＡＮ（ワイドエリアネットワーク）等の有線ネットワーク、あるいは無線ＬＡＮ（ＷＬＡＮ）や無線ＷＡＮ（ＷＷＡＮ）等の他の無線ネットワークに対するゲートウェイ兼ポータル４０１の働きも行いうる。その様子を破線４０２によってによって示す。ゲートウェイ４０１は、４０２上に備わる任意のネットワークからの通信データの受信、送信、および処理、ならびに情報の再フォーマットやＷＰＡＮ網３０３内の無線ノードへの再ブロードキャストを行う。ネットワーク３０３へのセキュアなデータ転送が完了すると、ゲートウェイはＷＰＡＮに対するコーディネータとして機能する。ゲートウェイは、ある特定の無線ノードの内部ＷＰＡＮアドレスを、外部アドレス（例えば、ＬＡＮまたはＷＡＮ網内でのスタティックまたはダイナミックＩＰアドレス）にマッピングする識別情報マッピングテーブルを保持しうる。
【００５１】
ゲートウェイは、有線もしくは無線の直接的なヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）を用いてユーザと通信する能力をさらに有しうる。あるいは、通信はエリアネットワーク４０２を介した間接リンクでありうる。間接リンクはネットワークホスト機器（例えば４０３）につながっている。ＩＰベースのホスト機器は、例えば、コマンド４０５をエリアネットワーク４０２経由でゲートウェイ４０１に送信可能な可搬型機器、スマートフォン、またはタブレットでありうる。ゲートウェイ４０１とホスト機器４０３とは、ＩＰアプリケーション層の複数ある方法の１つを用いて４０２ネットワークを介した通信を行いうる。その方法の例として、ＤＨＣＰ、ＤＨＣＰｖ６、ＤＮＳ、ＦＴＰ、ＨＴＴＰ、ＩＭＡＰ、ＰＯＰ、ＳＭＴＰ、ＳＯＣＫＳ、ＳＳＨ、ＭＱＴＴ、Ｔｅｌｎｅｔ等が挙げられるが、これには限定されない。
【００５２】
複数のＷＰＡＮ網３０３とゲートウェイ４０１および４０６とは、例えば、同じＬＡＮまたはＷＡＮ４０２内に共存しうる。各ゲートウェイ４０１、４０６は一意のＩＰアドレスを有する。したがって、１つ以上のホスト機器が同じＬＡＮまたはＷＡＮにつながる任意のゲートウェイと通信可能である。
【００５３】
本発明では、無線ノードの関連づけに関する設定鍵を直接入力する操作、および（起こりうる）無線ノードとの直接的なインタラクションを行うには、ユーザがコーディネータと通信を行うことが必要である。
【００５４】
ネットワーク接続型のスマートな無線ノード５００は、図５に示すように内部メモリを有するように構成される。内部メモリは設定鍵５０２、識別鍵５０１、およびネットワーク鍵５０３を少なくとも含むことになる。識別鍵５０１は無線ノードに対して一意であり、同じＷＰＡＮ内の他の機器が同じ識別鍵を持つことはできない。識別鍵はユーザ名またはＭＡＣ（メディアアクセス制御）アドレスとすることができるが、これらに限定されな
い。いくつかの実施形態において、この識別鍵は機器によって無線ネットワーク内を（オーバーエアで）暗号化せずに自由にブロードキャストされ、それによってその機器が一意に発見および特定可能となる。別のＷＰＡＮ網内の他の無線ノードであれば同じユーザ名を重複して使用してもよい。
【００５５】
識別鍵がブロードキャストされると、識別鍵は機器種別またはデバイス記述子と組み合わされうる。それにより、コーディネータは加入するノード５００の種別が特定でき、正しいセットアップパラメータやコミッショニング方法が確実に使用されることになる。例えば、複数の機器を同時にコミッショニングしうるとともに、設定鍵のアウトオブバンドでの入力時点において人感（occupancy）センサ機器と照明ノードとを区別するために、
現在コミッショニング中のノードがある特定の機器種別のものであることをユーザに通知しうる。
【００５６】
無線ノードは暗号化アルゴリズムを有するプロセッサ５０５をさらに備える。暗号鍵の生成はコーディネータに常駐するものと同じものとされる。暗号鍵は、設定鍵と識別鍵との数学的な組み合わせまたはハッシュ関数により、事前に規定されたアルゴリズムによって生成される。数学的な組み合わせは、可能な組み合わせの群から無作為に選択しうる。特定用途向けハードウェアとの通信５０６の際に必要なデータを格納するため、無線ノードは追加的な内部メモリ５０４を備えてもよい。
【００５７】
関連づけが終わると、無線ノードはルータまたは終端ノードとして動作しうる。前者の構成の場合、無線ノードはデータを受信し、それをＷＰＡＮ網中に再ブロードキャストするように動作し、それによってネットワークの到達範囲または帯域の拡張を助ける。後者の構成の場合、無線ノードは自機宛てのデータのみを対象とするデータ送受信機として動作する。
【００５８】
本発明のひとつの目的は、複数の無線ノードをＷＰＡＮ網に関連づけ、そして加入させることである。この複数の無線ノードは、ＷＰＡＮ網に対して選択される物理層およびネットワーク層に適したネットワークトポロジを形成しうる。その例として、バス型、リング型、スター型、ツリー型、またはメッシュ型のネットワークが挙げられうるが、これらには限定されない。ネットワークトポロジを変更しても本発明のどの態様にも影響は生じない。したがって、本発明の以下の例では、簡単のために図６に示すようなツリー型のネットワークトポロジ６０１を用いることにする。
【００５９】
図６に示す配置では、ＷＰＡＮネットワーク６００がコーディネータ２００を１つ備え、それが２つのルータ型ノード３０１と通信している。両ルータ型ノードは次に終端ノード３０２と通信を行う。終端ノードは、自機が関連づけられたルータを親機器として扱う。また、終端ノードとの間でやりとりされるすべての情報はツリー構造内を上下に伝達される。
【００６０】
本発明に係るＷＰＡＮは、関連づけられたすべての無線ノードおよびコーディネータの間でネットワーク鍵をセキュアに共有し、それによってすべてのノードが同じセキュアなＷＰＡＮ網の一部として動作することを確実にすることで成立する。曖昧さを避けるために書くと、「共有される（shared）」の語は、鍵またはデータパケットが同じ通信チャネルを使って２つ以上の機器間を無線で伝送されるプロセスを指す。
【００６１】
本発明のひとつの目的は、ノードと物理的に接触しないまま無線ノードがコミッショニングされ、かつＷＰＡＮ網に関連づけられることである。これは、複数のノードが同時に関連づけられ、その複数のノードへのアクセスが困難な場合に望ましい。
【００６２】
本発明のさらなる特徴において、無線ノード識別鍵７００は、無線ネットワーク内にあるすべてのノードおよびコーディネータに対する一意の識別子である。図７Ａ〜７Ｃに示すように、この一意の識別子は当該無線ノードに対応するユーザ名の形態でありうる。この一意の識別子７００は、ＭＡＣアドレス、組織内で一意の識別子、およびグローバルレベルで一意の識別子、のいずれ（７０２）をも含みうる。その様子を図７Ａに示す。
【００６３】
識別子７００は機器種別識別子７０１をさらに含みうる。図７Ｂに示すように、これは、機器種別を定義するユーザ名ヘッダを含みうる。あるいは図７Ｃに示すように、さまざまな機器種別を特定するためにパケット内に埋め込まれる１ビットまたは複数ビットを含みうる。当該ノードをＷＰＡＮに関連づける前にコーディネータが機器種別を区別できるように、そして無線ノードを正しく設定できるようにするうえで、かかる構成は望ましい。これはまた、無線ノードのコミッショニング時に無線ノードを物理的に識別する際にも有利である。コーディネータは、ノードを関連づける前に機器種別情報を人のユーザに提供し、それによって識別またはユーザ体験の向上やコミッショニングの簡素化を可能にする。
【００６４】
無線ノードによって実行されるＷＰＡＮネットワークへの関連づけ工程について、図８を参照しながら以下に詳細に説明する。図８は、本発明のコミッショニングプロセスにおける主要要素に着目したブロック図である。特に、このブロック図は時間経過８２０に沿って生じる一連のイベントに着目している。
【００６５】
関連づけプロセスにおいて、新しい無線ノード８１０はすべての隣接するＷＰＡＮ網に向けて関連づけ要求８０１を送出する。目的のＷＰＡＮ網のコーディネータ８１１はこの要求を受信し、無線ノードに対応する識別鍵を格納して関連づけプロセス８０２を開始する。無線ノード８１０は、設定鍵８０６と一意の識別鍵８０８、さらには生成した暗号鍵８０４を内部メモリ内に保持する。
【００６６】
ネットワーク鍵８０３を無線ノードに向けてセキュアにブロードキャストするため、コーディネータによって暗号鍵８０４が生成され、ネットワーク鍵の暗号化に使用される。ネットワーク鍵８０３はコーディネータ８１１にローカルに格納される。暗号鍵８０３は無線ノード８１０にとって秘匿かつ一意の情報である。しかし、最初の関連づけプロセスではコーディネータ８１１によって暗号鍵８０５の再構築も行われる。暗号鍵８０５は設定鍵８０７および識別鍵８０８から生成される。
【００６７】
この時点でコーディネータはすでに識別鍵８０８を保持しているが、設定鍵８０７はまだ持っていない。セキュリティ確保のため、設定鍵８０７はコーディネータ８１１にアウトオブバンドで渡される、すなわち、無線を使った送信は行われない。これは、ワイヤレス機器８１０上に鍵を物理的に印刷する形態で行うことができる。設定鍵はＨＭＩインタフェースまたはコーディネータにつながるゲートウェイポータルに入力されるが、関連づけプロセス以前にコーディネータによって保持されることはない。
【００６８】
この時点でコーディネータは暗号鍵８０５を遠隔的に再構築することができる。ここで重要な点として、設定鍵８０６と８０７とは同一であり、関連づけのこの時点において、ノード８１０によって生成された暗号鍵８０４とコーディネータ８１１によって生成された暗号鍵８０５も同一である。
【００６９】
コーディネータは、暗号化されたネットワーク鍵８０９を、セキュアにされていない無線ネットワークを少なくとも部分的に介して無線ノード８１０に送信する。無線ノードは、暗号化されたネットワーク鍵８０９を一致したアルゴリズムと暗号鍵とを用いて復号し、復号されたネットワーク鍵８０３を内部メモリに保持する。こうして無線ノードをプラ
イベートネットワークに関連づけることができる。
【００７０】
ワイヤレスコーディネータおよびノードはいずれも一致した暗号化アルゴリズムを含むプロセッサを備えている。アルゴリズムのための暗号鍵は、設定鍵と識別鍵との数学的な組み合わせまたはハッシュ関数によって事前に規定されている。数学的な組み合わせまたはハッシュ関数は、事前に規定され、かつ無線ノードおよびコーディネータのメモリに格納される、可能な組み合わせの群から無作為に選択してもよい。
【００７１】
無作為に選択した暗号鍵どうしが一致しない場合、無作為な組み合わせがコーディネータにおいて再構築され、再度試みられる。可能なすべての組み合わせを試みても無線ノードの関連づけが成功しない場合、ユーザは、設定鍵が正しくないか、または未承認機器がプライベートＷＰＡＮに加入しようとした旨の通知を受け取る。
【００７２】
ネットワーク鍵に対して行われる暗号化の例として、ＡＥＳ（Advanced Encryption Standard）-１２８、またはＡＮＵＢＩＳ-１２８、または類似のＳＰＮ（substitution-permutation network）アルゴリズムが挙げられうるが、これらには限定されない。暗号鍵はさらに設定鍵と連結し、事前に規定された暗号学的ハッシュ関数で処理してもよい。数学的な組み合わせの例として、単純加算、減算、乗算、または設定鍵の識別鍵へのパッキング（packing）が挙げられうるが、これらには限定されない。
【００７３】
無線ノードおよびコーディネータにおいて暗号鍵の可能な組み合わせの群を使用する場合、かかる組み合わせは２つ、３つ、または４つの暗号鍵から成るリストを含むことが好ましいかもしれない。暗号鍵は乱数発生器を用いて無作為に選択される。重要な点は、暗号鍵の作成・生成アルゴリズムの組み合わせが無線ノードとコーディネータとの間で一致する必要があることである。これは製造時に事前に規定され、コーディネータと無線ノードにおいて２０３，２０５と５０４，５０５とにそれぞれ格納される。
【００７４】
図９は、本発明を用いてワイヤレススマート電灯ノードをプライベートネットワーク９００に関連づける際にユーザが用いうる、第１の例における単純な工程を示す。この例では、プライベートネットワークは事前に規定され、ネットワーク鍵を有するコーディネータが備わっていることを前提としている。関連づけがまだなされていない無線ノードは、セキュアにされたプライベートネットワークへの加入を要求する標識（ビーコン）メッセージを送出する（９０１）。コーディネータは、無線ノードがネットワークへの加入を要求していることを知らせるこのメッセージを受信する（９０２）。このメッセージは直接受信しうるほか、ルータ型ノードを通して間接的にも受信しうる。
【００７５】
この第１の例では、コーディネータはゲートウェイ機能をさらに備えている。ゲートウェイはＬＡＮに接続され、ＩＰアドレスを有する。ゲートウェイとの好ましいユーザ通信の形態において、ホスト機器（例えば、スマートフォンまたはタブレット）は、ゲートウェイ上にホスティングされるウェブサーバに接続される。ウェブサーバはＷＰＡＮ内に存在するすべてのノードとの間で情報の送受信を行い、それをウェブページ経由でアクセス可能なウェブベースアプリケーションに表示する。この時点において、ホスト機器は、新しい機器が見つかり、かつそれがＷＰＡＮへの加入を要求していることをウェブアプリケーション上で知らされる（９０３）。この機器の識別鍵はウェブアプリケーション上に表示され、スマート電灯の場合であれば、電灯そのものが視覚的な通知（例えば、点滅）を行う。ユーザは加入機器に対応する設定鍵を要求される（９０４）。設定鍵はウェブアプリケーションを介してユーザが物理的に入力し、ゲートウェイに送出される（９０５）。この例において、設定鍵は製造時に事前に定義され、物理的な英数字、十進数、十六進数、または二進数の鍵がワイヤレス電灯もしくはそれに対応するパッケージに貼付される。
【００７６】
ゲートウェイ兼コーディネータは設定および識別鍵を用いてネットワーク鍵を暗号化する。これは無線ノードに送られ（９０６）、判定ポイント９１０に進む。暗号鍵が一致すると（９１１）、無線ノードはＷＰＡＮに関連づけられることができ、ゲートウェイはこの機器を加入済み機器のリストに加える（９０７）。ゲートウェイは、無線ノードが問題なく加入したものとしてウェブアプリケーションを更新する（９０８）。
【００７７】
設定鍵が正しくない場合（９１２）、ネットワーク鍵は無線ノードによって正しく暗号化されないため、コーディネータは無線ノードがＷＰＡＮ９１３に加入することを許容しない。その場合、ゲートウェイはウェブアプリケーションを更新し、無線ノードがネットワークに加入できなかったことをユーザに通知する（９１４）。ノードは、加入を要求する発見可能な新しい機器の群に戻され、それ以上の処理は行われない（９１５）。ユーザはステップ９０４において別の設定鍵をタイプすることによってコミッショニングプロセスを再度実行したいと考えるかもしれない。
【００７８】
図１０は、本発明の改良された方法においてワイヤレス照明ノードに対応する設定鍵を入力する際にユーザが用いうる、第２の例の工程を示す。ワイヤレス照明機器の視覚的通知手続き（９０３）において、ワイヤレス電灯は光出力もしくは光スペクトル密度の変調を用いて情報をさらに発信する（１００１）。これは、ワイヤレス照明機器によって生成される光の発信スペクトルの全部または一部のパルスもしくは変調という形態を取りうる。パルスはパルス幅変調（ＰＷＭ）、パルス密度変調（ＰＤＭ）、パルス振幅変調（ＰＡＭ）、またはこの３つのいずれかもしくはすべての組み合わせを含みうる。
【００７９】
変調光は無線帯域を使わない方法を用いて設定鍵を放射し、設定鍵は、変調光を受信するように設計された光検出器によって受信およびデコードされる（１００２）。設定鍵を光検出器上に表示し、ユーザがそれをウェブアプリケーション経由で物理的に入力してゲートウェイに送出されるようにしてもよい。あるいは、好ましくは、光検出器をホスト機器に物理的に接続するか、もしくはホスト機器の一部とし、それによって設定鍵をワイヤレス照明のＡＰＩまたはウェブアプリケーションに直接送出可能とする。
【００８０】
光検出器はヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）またはホスト機器の一部でありうる。光検出器はカメラ、光センサ、ＩＲ送受信機、またはフォトダイオードを含みうる。あるいは、光検出手段は、光変調を検出する手段（例えば、カメラ、ＩＲ送受信機、または環境光センサ）を有するホスト機器上にソフトウェアアプリケーションを含みうる。
【００８１】
図１１は、本発明の別の改良された方法においてワイヤレス照明ノードに対応する設定鍵を入力する際にユーザが用いうる、第３の例の工程を示す。無線ノードは追加的な能動的または受動的な通信手段をさらに備え、それにより、設定鍵を二次無線信号としてＷＰＡＮの帯域を使わずに送信する（１１０１）。これは、無線ノードに埋め込まれた能動的もしくは受動的な二次無線コンポーネントを用いた通信の形態でありうる。この二次無線機器は設定鍵の送信処理に特化している。
【００８２】
二次無線コンポーネントは適切なプロトコルを用いて設定鍵を送信しうる。プロトコルは次のうちのひとつを含みうる：Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）、近距離無線通信（ＮＦＣ）、およびＲＦＩＤ（ｒａｄｉｏ-ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ
）。二次無線コンポーネントは無線ノードによって給電してもいいし、個別の蓄電装置を備えてもよい。あるいは、二次無線コンポーネントは、イニシエータ装置によって生成される電磁場によって始動する受動的な標的コンポーネントであってもよい。イニシエータは、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）またはホスト機器の一部でありうる。あるいは、イニシエータは、二次無線信号を受信および処理する手段を備えたホスト機器上にソフトウェアアプリケーションを含みうる。
【００８３】
設定鍵は二次無線メッセージを受信するように設計されたイニシエータ装置によって受信およびデコードされる（１１０２）。設定鍵をイニシエータ装置に表示し、ユーザがそれをウェブアプリケーション経由で物理的に入力してゲートウェイに送出されるようにしてもよい。あるいは、好ましくは、イニシエータ装置をホスト機器に物理的に接続するか、もしくはホスト機器の一部とし、それによって設定鍵をワイヤレス照明のＡＰＩまたはウェブアプリケーションに直接送出可能とする。それによって無線ノードの自動的な関連づけが可能になる。
【００８４】
本発明のさらに別の例において、設定鍵は、無線ノードに貼付したグラフィックもしくは画像内に、機器のパッケージ上に、無線ノードの近傍もしくは無線ノードの物理的な位置に関係する近傍に、他の図や説明を用いて符号化される。画像の例として、バーコード、ＱＲコード、または事前に規定される一意の識別可能図形を含むグラフィック画像、が挙げられうる。
【００８５】
この例において、設定鍵は、画像処理装置（例えば、カメラデバイスのバーコードリーダ、ＱＲコードリーダ）を用いて取得される。画像処理装置は、ヒューマンマシンインタフェース（ＨＭＩ）またはホスト機器の一部（例えば、スマートフォンまたはタブレットデバイスのカメラ）でありうる。あるいは、画像処理装置は、グラフィックまたは画像を受信および処理する手段を備えたホスト機器上にソフトウェアアプリケーションを含みうる。
【００８６】
設定鍵は画像処理装置によって受信およびデコードされ、ワイヤレス照明のＡＰＩまたはウェブアプリケーション経由でホスト機器からゲートウェイに直接送出される。それにより、無線ノードの自動的な関連づけが可能になる。設定鍵は少なくとも１つの英数字を含みうる。好ましくは、その文字は二進数、十六進数、または十進数を含む。好ましい実施形態において、設定鍵は２つ、３つ、または４つの十六進数を含む。
【００８７】
この例のさらに好ましい実施形態において、識別鍵と設定鍵は一緒に格納され、上記の任意の例において記載したアウトオブバンド通信を用いて一緒に送信される。これは、複数の機器をコミッショニングする際に関連づけプロセスをさらに改善する。その様子を図１２に示す。
【００８８】
関連づけプロセスにおいて、複数の無線ノードは、１２１０に示すように識別鍵を含むそれぞれのビーコンメッセージをコーディネート機器に送信する。ステップ１２０３において、ユーザはＷＰＡＮ網への関連づけを試みている複数の機器について通知を受ける。識別鍵を基にした複数ノードの情報がリスト形式で示される。ステップ１２０４において、関連づけを行うために無線ノードの詳細を入力するようにユーザは通知される。加入無線ノードを識別するため、設定鍵と同時に識別鍵がアウトオブバンドで送信される。これを示すのがステップ１２０５である。これは、上で詳述した任意の例において説明した任意の形態を用いて通信しうる。
【００８９】
一例において、設定鍵とともに識別鍵の符号化にもＱＲコードが用いられる。あるいは、視覚的通知において、ワイヤレス電灯は識別および設定鍵を符号化する変調光を放射する。二次カメラおよびソフトウェアアプリケーションを備えたホスト機器は、目的の無線ノードのＱＲコードの画像または変調光を取得する。これはデコードされ、ホスト機器は識別鍵と設定鍵とを同時に生成する（１２０６）。ホスト機器はＬＡＮまたはＷＡＮ経由でゲートウェイと通信し、ゲートウェイが持つ、関連づけを要求しているノードの一覧から自機が持つ識別鍵と一致する識別鍵を探すことにより、目的の加入機器を特定する。次に、ホスト機器は設定鍵をゲートウェイに送出する。その後、ゲートウェイは、目的の無
線ノードに対する正しい暗号鍵を用いてネットワーク鍵を暗号化する。これを示すのが９０６である。関連づけプロセスは以前の通りに続行され、あらゆる無線ノードの関連づけが最小限のユーザ入力で実現される。
【００９０】
重要な留意点として、上述した任意の例における識別および設定鍵は、ＲＦＩＤ素子、パッシブＮＦＣ、バーコード、ＱＲコードに格納できる、または符号化した光もしくは二次無線信号（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（商標）またはＡＮＴ＋またはアクティブＮＦＣ）を用いてアウトオブバンドでブロードキャストすることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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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】
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【国際調査報告】
2017517994.tif 000018
2017517994.tif 000019