JP2007122433A - センサデータ振分配信システムおよびその方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】クライアントの所望する検知データを取得でき、また、特定のセンサデータ振分装置への処理の集中を回避できるセンサデータ振分配信システムを提供する。
【解決手段】異なる管理主体により個別に管理された複数のセンサノード6が接続されたセンサネットワーク3a,3bのセンサネットワーク管理装置5は、センサノード6から検知データを収集し、その検知データをセンサデータ振分装置2a,2bに送信する。センサデータ振分装置2a,2bは、センサネットワーク管理装置5から送られてくる検知データを受信し、クライアント端末装置4a,4bからの要求に応じた検知データを適切なクライアント端末装置に対して複製し送信する。クライアント端末装置4a,4bは、センサデータ振分装置に対してクライアントの所望する検知データの要求を送信すると共に、センサデータ振分装置から、要求した検知データの提供を受ける。
【選択図】図1
【解決手段】異なる管理主体により個別に管理された複数のセンサノード6が接続されたセンサネットワーク3a,3bのセンサネットワーク管理装置5は、センサノード6から検知データを収集し、その検知データをセンサデータ振分装置2a,2bに送信する。センサデータ振分装置2a,2bは、センサネットワーク管理装置5から送られてくる検知データを受信し、クライアント端末装置4a,4bからの要求に応じた検知データを適切なクライアント端末装置に対して複製し送信する。クライアント端末装置4a,4bは、センサデータ振分装置に対してクライアントの所望する検知データの要求を送信すると共に、センサデータ振分装置から、要求した検知データの提供を受ける。
【選択図】図1
Description
本発明は、異なる管理主体のセンサネットワークを結合し、センサの送信した検知データを受信すると共に、要求条件の異なる複数の外部のクライアントに対して、クライアントの要求するセンサ種類、位置範囲、値範囲の検知データを提供するセンサデータ振分配信システムに関するものである。
近年、ビニールハウスの温度管理、気象情報収集、環境汚染監視、火災監視等の目的に応じた多種、多様なセンサが数多く設置されている。これらのセンサは、通常、その設置目的ごとに異なる管理主体により個別のセンサデータ振分配信システムを構成しており、我々は、各センサデータ振分配信システムからの情報に基づいて所期の目的を達成できるようになっている。
例えば、気象庁では、全国約1300箇所に設置した温湿度などのセンサより情報を収集し、天気予報などに活用している。また、ビニールハウスで良質な野菜の栽培を行うための温度管理システムでは、ビニールハウスに設置された温湿度計より温湿度情報を収集しており、ビニールハウス内の温湿度管理を行うとともに、異常な温度を測定した場合には、クライアント(情報要求者)に対してアラームを発するために利用されている。これらのセンサを利用したシステムでは、できるだけ様々な情報源を用いて、利用用途に応じて、できるだけ多くの情報を取得できることが望ましい。
しかし、このようなシステムのアプリケーションがセンサのモニタリング処理を行う場合には、アプリケーションがセンサの属性や位置を管理して、センサネットワークに接続されたセンサからの情報を管理するセンサネットワーク管理システムに対してセンサのIDを直接指定することにより、各センサからのデータを取得していた。つまり、クライアントは所望するセンサのデータを得るために、どのようなセンサが接続されているのかを知り、あらかじめ該当するセンサのIDを知る必要があった。しかし、異なる管理主体により個別のセンサデータ振分配信システムを統合し、設置目的とは別の目的で利用可能なセンサデータ振分配信システムを想定した場合には、個々のクライアントが事前に全ての所望するセンサの属性や位置を管理して、目的のデータを提供しているセンサIDを個別に指定することは困難である。
これに対し、例えば特許文献1の発明によれば、センサデータ振分配信システム上に、ネットワーク管理装置、エージェント、サーバなど各複数の情報端末に情報を分散し、蓄積する方法をとっている。これにより、クライアントアプリケーションは、センサデータ振分配信システムに接続されるセンサの属性やIDを個別に管理することなく、様々な検索要求に応じた検知結果を取得できる仕組みを実現している。
特開2003−122796号公報
しかし、上記の特許文献1の発明に係るシステムの場合、クライアントアプリケーションは、センサの属性やIDを個別に管理する必要はないが、エージェントは、センサデータ振分配信システム上の統一的なセンサIDの管理や属性の管理をする必要がある。
また、上記の特許文献1の発明に係るシステムの場合、検知データが蓄積されるネットワーク管理装置などへのアクセス量は事前に判断できないため、例えば、多数のクライアントアプリケーションから同一のセンサの検知データが要求された場合や、短時間で多数の検索要求が出された場合には、特定のネットワーク管理装置に対して要求が集中し、通信のボトルネックとなる可能性もある。したがって、これを回避するためには十分なアクセスに耐えうるだけの資源を個別のネットワーク管理装置に割り当てる必要があり、これは個々の管理主体にとっては大きな負担になると考えられる。また、この場合、蓄積される検知データが増加することにより、検索処理のオーバヘッドが増加するという課題がある。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、異なる管理主体のセンサネットワークを結合したセンサデータ振分配信システムにおいて、クライアントアプリケーションが、そのネットワークシステムがどのようなセンサを含んでいるかという知識を有していない場合においても、その目的情報を得ることが可能であり、また多様なクライアントの情報取得要求のために検知データを活用することでその有効活用を図ることのできるセンサデータ振分配信システムおよびその方法を提供することである。
また、上記センサデータ振分配信システム全体の規模や個々のクライアントの要求の量により、個別の管理主体に負担を増加させることはなく、さらに、エージェントシステムにおいても、蓄積データ量の増加による検索処理のオーバヘッドを考慮する必要がなく、また、多数のクライアントから同一のセンサ種類、位置条件の検知データが要求された場合においても、特定のデータ振分装置に対する処理の集中を回避することが可能となるセンサデータ振分配信システムおよびその方法を提供することである。
上記目的を達成するため、本発明は、異なる管理主体により個別に管理された複数のセンサノードが接続されたセンサネットワークを結合し、センサノードから検知データを収集すると共に、要求条件の異なる複数のクライアントに対して、それぞれが要求する検知データを提供するセンサデータ振分配信システムにおいて、前記センサノードから検知データを収集する機能を有するセンサネットワーク管理装置と、前記複数のクライアントに対応して設置され、クライアントの所望する検知データの要求を送信するとともに、検知データの配信を受ける機能を有する複数のクライアント端末装置と、前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データを受信し、前記クライアント端末装置からの要求に応じた検知データを前記クライアント端末装置に対して複製し送信する機能を有するセンサデータ振分装置と、を具備することを特徴とする。
前記センサネットワーク管理装置は、前記センサデータ振分装置に対して送信が不要なセンサIDが登録される不要IDテーブルと、前記センサデータ振分装置より送信された不要ID登録要求に従い、センサデータ振分装置に対して送信が不要なセンサIDを前記不要IDテーブルに登録する、もしくは、センサデータ振分装置より送信された不要IDデータクリア要求に従い、前記不要IDテーブルの不要IDデータをクリアする不要ID登録部と、前記センサノードから送られた検知データにおけるセンサIDが、不要IDテーブルに登録されているセンサIDでない場合に検知データをセンサデータ振分装置に送信し、センサノードから送られた検知データにおけるセンサIDが、不要IDテーブルに登録されていた場合に検知データを破棄する不要データフィルタ部を具備することが好ましい。
また、前記クライアント端末装置は、センサの種別を表す検知内容と検知データを計測したセンサが出力する計測値の単位を表す検知単位の組み合わせであるセンサ種類と、検知データを計測したセンサの設置された状況を表す設置場所と、クライアントがデータの収集を所望している地理的な範囲を、中心座標である中心位置とその半径の組み合わせで表した位置条件と、センサが出力する計測値のうち必要な値の範囲を表す検知データ値条件またはこれらの組み合わせからなる要求条件をユーザが入力した場合に入力処理を行う入力処理部と、入力処理部から送られてくる要求条件に基づいて要求信号を生成し、その要求信号を前記センサデータ振分装置に送る処理を行う要求信号生成部を具備することが好ましい。
さらに、前記センサデータ振分装置は、前記クライアント端末装置より送られる要求条件を記憶する要求条件テーブルと、前記要求条件を要求元アドレスと関連付けて前記要求条件テーブルに登録すると同時に、前記センサネットワーク管理装置に対して不要IDデータのクリア要求を送信する要求条件管理部と、前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データを一時記憶する検知データ一時記憶テーブルと、前記要求条件にマッチする検知データを一時記憶する突合データ一時記憶テーブルと、前記検知データ一時記憶テーブルから検知データを取り出し、前記要求条件テーブルの各条件との突合を行い、条件にマッチする数だけ、その要求条件の要求元アドレスと関連付けて検知データを複製し、前記突合データ一時記憶テーブルに保管し、いずれの要求条件にも合致しない検知データがあればこれを破棄し、その検知データの送信元アドレスとセンサIDを通知する条件突合部と、前記条件突合部により通知された不要センサIDを、破棄された検知データの送信元アドレスのセンサネットワーク管理装置に対して送信する不要ID通知部と、前記突合データ一時記憶テーブルよりデータを取り出し、要求元アドレスに宛てて検知データを配信処理する出力データ処理部を具備することが好ましい。
また、本発明は、異なる管理主体により個別に管理された複数のセンサノードが接続されたセンサネットワーク管理装置を備えるセンサネットワークと、クライアントに対応して設置されたクライアント端末装置と、センサデータ振分装置とからなるセンサネットワークシステムのセンサデータ振分配信方法において、前記クライアント端末装置から前記センサデータ振分装置にクライアントの所望する検知データの要求条件を送信し、前記センサネットワーク管理装置から前記センサデータ振分装置に、前記センサノードから収集した検知データを送信し、前記センサデータ振分装置にて、前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データの内容と前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件とのマッチングを行い、検知データが要求条件にマッチした場合は検知データを前記クライアント端末装置に配信することを特徴とする。
本発明は、前記センサデータ振分装置にて、前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データの内容と前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件とのマッチングを行い、該検知データの内容が全てのクライアント端末装置の要求条件とマッチしなかった場合に、要求条件にマッチしない検知データの送信元であるセンサネットワーク管理装置に対して、該検知データを収集した該センサIDを送信し、送信されたセンサネットワーク管理装置にて、以後、指定されたセンサIDの情報を破棄することが好ましい。
また、前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件は、センサの種別を表す検知内容と検知データを計測したセンサが出力する計測値の単位を表す検知単位の組み合わせであるセンサ種類、検知データを計測したセンサの設置された状況を表す設置場所、クライアントが指定する中心座標である中心位置とその半径の組み合わせで表した位置条件、または検知データを計測したセンサが出力する計測値の範囲である検知データ値条件であることが好ましい。
また、前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件は、センサの種別を表す検知内容と検知データを計測したセンサが出力する計測値の単位を表す検知単位の組み合わせであるセンサ種類と、検知データを計測したセンサの設置された状況を表す設置場所と、クライアントが指定する中心座標である中心位置とその半径の組み合わせで表した位置条件と、検知データを計測したセンサが出力する計測値の範囲である検知データ値条件のいずれか2つ以上の組み合わせであることが好ましい。
以上のように、本発明によるセンサデータ振分配信システムでは、クライアントは、検知データの要求をセンサノードIDではなく、センサ種類、配置場所、位置条件、検知データ値条件の各条件、またはその組み合わせにより指定することで所望の検知データを取得することができる。つまり、本発明のシステムにおいては、センサネットワークが、どのようなセンサを含んでいるかという知識をクライアントが有していない場合においても、目的の情報を得ることができる。これにより、クライアントは、センサデータ振分配信システム上に広く分散したセンサデータから、多様な情報を取得することができるようになるとともに、センサデータ振分配信システムに接続されるセンサノードを、多様な情報の取得のために有効活用できることとなる。
また、本発明によるセンサデータ振分配信システムでは、センサネットワーク管理装置は、検知したデータを蓄積することなく、センサデータ振分装置に対してデータを送信するだけであり、検知データの要求に対する複製や、振分処理はセンサデータ振分装置にて行うので、センサデータ振分配信システム全体の規模や、個々のクライアントの要求量の増加により、個別の管理主体に対して負担を増加させることなく、センサデータを提供できる。
また、本発明によるセンサデータ振分配信システムでは、クライアントにより指定されたセンサ種類、配置場所、位置条件、検知データ値などの要求条件により、個別の管理主体が管理するセンサネットワークより収集された検知データの配信先をセンサデータ振分装置が自発的に決定して送信し、また、ネットワークコントローラは、検知データの送信先アドレスをデータ毎に変更することが可能である。上記の構成によれば、検知されたデータの配信先をリアルタイムに決定し、自発的に検知データの送信処理を行う。また、データ量の増加に対して処理を分散することも可能となる。そのため、蓄積データの増加に対する検索処理のオーバヘッドを考慮する必要がなく、検知データをクライアントアプリケーションに提供可能となる。また、上記の構成とすることにより、多数のクライアントから同一のセンサ種類、位置条件の検知データが要求された場合においても、特定のセンサデータ振分装置に対する処理の集中を回避することが可能となる。
また、本発明によるセンサデータ振分配信システムでは、センサデータ振分装置において、要求条件のマッチング処理を実施した際に、いずれの要求条件にもマッチしない検知データのセンサIDを不要なセンサIDとして、該検知データを送信したネットワーク管理装置に対して送信する構成とすることにより、不要な検知データをネットワーク管理装置で破棄することが可能となるので、センサデータ振分配信システム全体の処理効率の向上が期待できる。
また、本発明のシステムの利用形態としては、個別の管理主体が自らの管理するセンサの情報は専用線などを利用して収集し、センサの情報を公開する目的でのみ、本発明のシステムを利用することも考えられる。この場合、本システムに接続されるセンサノードのうち、不要となるセンサIDは、全設置台数に比べて、非常に多くなる場合も考えられる。その場合、不要なデータをネットワーク上に流さないという観点から、上記機能は大きくその目的に貢献する機能となると期待できる。
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るセンサデータ振分配信システムの全体構成を示すブロック図である。図1に示すセンサデータ振分配信システム1は、複数のセンサノード6とそのセンサノード6からの情報を受信し、個々のデータに対して必要な情報(タイムスタンプなど)を付加するセンサネットワーク管理装置5とを備えるセンサネットワーク3a、3bと、クライアント端末装置4a、4bと、クライアント端末装置4a、4bからの要求条件が登録され、前記センサネットワーク管理装置5から出力される情報を受信し、前記クライアント端末装置4a、4bにより登録された要求条件とのマッチングを行い、必要な情報のみをクライアント端末装置4a、4bへ送信するセンサデータ振分装置2a、2bから構成される。
センサネットワーク3a、3bとセンサデータ振分装置2a、2bとクライアント端末装置4a、4bとはそれぞれ、通信網7を介してデータ通信可能になっている。また、図1に示す実施の形態では、クライアント端末装置4aの管理主体が、センサネットワーク3aを管理しており、クライアント端末装置4bの管理主体がセンサネットワーク3bを管理しているとする。
ここで管理主体とは、センサネットワーク3a、3bで利用するセンサネットワーク管理装置5およびセンサノード6の配置位置、個別IDのナンバリング、どういうセンサを選択するかなどに対して決定権をもち、メンテナンスなどを行うものである。例えばセンサネットワーク3a、3bで管理主体が別の場合には、センサノード6を識別するIDの付与ルールは異なる場合もありえる。センサネットワーク3a、3bの管理主体は、センサノード6が個別の目的で利用されるために、別々の場合と、そうでない場合がある。
なお、以下でセンサネットワーク3a、3bを特に区別しない場合には「センサネットワーク3」と記す。また、クライアント端末装置4a、4bを特に区別しない場合には「クライアント端末装置4」と記し、センサデータ振分装置2a、2bを特に区別しない場合には「センサデータ振分装置2」と記す。
センサネットワーク3は、1つのセンサネットワーク管理装置(センサネットワークのゲートウェイ装置)5とこのセンサネットワーク管理装置5とデータ通信可能な複数のセンサノード6とを備えている。
これらのセンサノード6は、特定の目的、例えばビニールハウス内の温度管理、天気予報、防災対策の目的に応じて選択され、その目的に応じた場所に設置される。また、通常、その目的ごとにセンサネットワーク3が構成される。センサネットワーク3としては、例えばビニールハウス内の独自LANや、法面監視用独自ネットワーク等が考えられる。センサデータ振分装置2は、各センサネットワーク3からセンシングされた情報を取得して、各センサネットワーク3の目的(要求)に応じた配信先クライアント端末装置4にセンシングデータを送信する。
センサネットワーク管理装置5およびセンサノード6にはそれぞれ通信部が備えられており、センサネットワーク管理装置5が親機、センサノード6が子機となる。そして、親機と子機との間で所定のプロトコルに基づいてデータ通信が行われる。
親機と子機との間のデータ通信は、無線通信でもよく、有線通信でもよい。無線通信としては、例えば無線LAN(Local Area Network)規格やBluetooth規格、微弱電波、特定省電力などの近距離無線を利用するもの、近距離赤外線通信などが考えられる。有線通信としては、LANを利用するものや専用の配線を利用するものなどが考えられる。
親機と子機との間の通信方式としては、双方向通信または単方向通信があり、センサノード6の種類によって異なる。センサノード6がセンサネットワーク管理装置5から制御信号などを受けて制御などされるものである場合には、通信方式は双方向通信となる。一方、センサノード6が一方的にセンサネットワーク管理装置5に対して信号を送るようなものである場合には、通信方式は子機から親機への単方向通信となる。
センサノード6内において、検知を行う検知部と通信部との間のインターフェースにおけるデータ通信は、無線通信でもよく、有線通信でもよい。無線通信としては、例えば無線LAN規格やBluetooth規格、微弱電波、特定省電力などの近距離無線を利用するもの、近距離赤外線通信などが考えられる。有線通信としては、LANを利用するものや専用の配線を利用するものなどが考えられる。検知部による検知結果を表す検知データは、このインターフェースを介してセンサノード6の通信部に送られ、さらに、センサノード6の通信部からセンサネットワーク管理装置5の通信部に送信される。センサネットワーク管理装置5では、センサノード6から送られてくる検知データを受信し、後述する処理を行って検知データに基づいた情報をセンサデータ振分装置2に送る。
以下では、特に断らない限り、センサノード6とセンサネットワーク管理装置5との間では、デジタルのデータ通信が行われるものとする。
1つのセンサネットワーク管理装置5は、通常、複数のセンサノード6を管理しており、これらによりセンサネットワーク3が構成される。センサネットワーク3において、個々のセンサノード6を識別するためには、例えば各センサノード6に固有のセンサIDを付与しておけばよい。センサIDとしては例えばTCP/IPのIPアドレスを用いることができる。また、管理主体の中でのルールに従い、ユニークなIDをランダムに用いることも可能である。但し、センサネットワーク3では、センサネットワーク管理装置5が各センサノード6を認識できるようになっていればよく、その識別方法は上記以外の方法であってもよい。
次に、センサデータ振分装置2とセンサネットワーク管理装置5との間、およびセンサデータ振分装置2とクライアント端末装置4との間のデータ通信形態について説明する。図2(a)〜(c)は、センサデータ振分配信システム1におけるセンサデータ振分装置2とセンサネットワーク管理装置5との間のデータ通信形態の例を示す概念図である。
ここで、図2(a)は、通信網7としてインターネットを利用した場合を示している。なお、センサデータ振分装置2とセンサネットワーク管理装置5との間全体がインターネットであってもよいが、インターネットとセンサネットワーク管理装置5との間は、例えばパケット通信方式を採用したモバイルデータ通信サービスなどのワイアレスパケット通信で接続されてもよい。また、インターネットとセンサデータ振分装置2との間は、電話回線(ISDN:Integrated Service Digital Network)、PHS(Personal Handyphone System)回線、Dopa網などの公衆回線であってもよい。
また、図2(b)は、通信網7としてインターネットおよびインターネットに接続されたLANを利用した場合を示している。図2(b)では、インターネットとセンサネットワーク管理装置5の間にLANが介在している。LANとしては、例えばイーサネット(登録商標)や無線LANを利用することができる。なお、インターネットとセンサデータ振分装置2との間にLANが介在してもよい。
図2(c)は、通信網7として公衆回線を利用した場合を示している。公衆回線としては、電話回線(ISDN、PHS、携帯電話回線、Dopa網などを含む)などを利用することができる。なお、以下では特に断らない限り通信網7としてインターネットを利用した場合、つまり図2(a)の構成を想定して説明する。
図3(a)〜(c)は、センサデータ振分配信システム1におけるセンサデータ振分装置2とクライアント端末装置4との間のデータ通信形態の例を示す概念図である。ここで、図3(a)は、通信網7としてインターネットを利用した場合を示している。なお、センサデータ振分装置2とクライアント端末装置4との間全体がインターネットであってもよいが、インターネットとクライアント端末装置4との間は、例えばパケット通信方式を採用したモバイルデータ通信サービスなどのワイアレスパケット通信で接続されてもよい。また、インターネットとセンサデータ振分装置2との間は電話回線(ISDN)、PHS回線、Dopa網などの公衆回線であってもよい。
また、図3(b)は、通信網7としてインターネットおよびインターネットに接続されたLANを利用した場合を示している。図3(b)では、インターネットとクライアント端末装置4の間にLANが介在している。LANとしては、例えばイーサネットや無線LANを利用することができる。なお、インターネットとセンサデータ振分装置2との間にLANが介在してもよい。
図3(c)は、通信網7として公衆回線を利用した場合を示している。公衆回線としては、電話回線(ISDN、PHS、携帯電話回線、Dopa網などを含む)などを利用することができる。なお、以下では特に断らない限り通信網7としてインターネットを利用した場合、つまり図3(a)の構成を想定して説明する。
次に、図1のシステムの各構成要素についてさらに詳細に説明する。
(クライアント端末装置)
図4は、クライアント端末装置4の内部構成を示すブロック図である。クライアント端末装置4は、センサデータ振分装置2に対して検知データの要求を行うとともに、センサデータ振分装置2から情報の提供を受けるためのものである。クライアント端末装置4としては、パーソナルコンピュータなどが考えられる。
(クライアント端末装置)
図4は、クライアント端末装置4の内部構成を示すブロック図である。クライアント端末装置4は、センサデータ振分装置2に対して検知データの要求を行うとともに、センサデータ振分装置2から情報の提供を受けるためのものである。クライアント端末装置4としては、パーソナルコンピュータなどが考えられる。
クライアント端末装置4は、各種処理を行うCPU41、各種データを記憶している記憶部42、通信網7とのインターフェースとなる通信インターフェース43、およびユーザによる入力を受け付ける入力部44からなる。
記憶部42は、通信インターフェース43を介して得られる検知データを記憶するデータ保管テーブル421からなる。CPU41は、その演算機能に基づいて、各種データ処理や各種制御回路への指示を行うものである。これによりCPU41は、クライアント端末装置4の制御を行っている。また、CPU41は、入力処理部411、要求信号生成部412、検知データ取得部413の各機能ブロックとして機能する。
入力処理部411は、ユーザによる入力部44からの入力があると入力処理を行い、その入力内容を要求信号生成部412に送る。要求信号生成部412は、入力処理部411から送られてくる情報要求の内容に基づいて要求信号を生成し、その要求信号を通信インターフェース43、通信網7を介してセンサデータ振分装置に送る処理を行う。要求信号により要求する情報の内容には、例えばユーザが入力した、センサの種別を表す検知内容と検知データを計測したセンサが出力する計測値の単位を表す検知単位の組み合わせである「センサ種類」、検知データを計測したセンサの設置された状況を表す「設置場所」、クライアントがデータの収集を所望している地理的な範囲を、中心座標である中心位置とその半径の組み合わせで表した「位置条件」、センサが出力する計測値のうち必要な値の範囲を表す「検知データ値条件」またはこれらの組み合わせからなる要求条件が含まれれる。
検知データ取得部413は、通信網7、通信インターフェース43を介して検知データが送られてくると、検知データを記憶部42のデータ保管テーブル421に保管する。記憶部42は、CPU41における各種処理を行うための各種プログラムやデータを記憶している。入力部44は、例えば、パーソナルコンピュータにおけるキーボードやマウス等で構成される。
(センサ)
センサネットワーク3のセンサノード6としては、様々なセンサが用いられる。その一例を挙げると以下の通りである。物体の動きなどを検知するものとしては、振動センサ、加速度センサなどがある。環境状態(気象情報〉を検知するものとしては、温度センサ、湿度センサ、CO2センサ、花粉センサなどがある。このようにセンサネットワーク3のセンサノード6は、一般にセンサと呼ばれる、物理現象を検知してその検知結果を電気信号に変換して検知データとしてセンサネットワーク管理装置5に送ることのできる機器を含んでいる。
センサネットワーク3のセンサノード6としては、様々なセンサが用いられる。その一例を挙げると以下の通りである。物体の動きなどを検知するものとしては、振動センサ、加速度センサなどがある。環境状態(気象情報〉を検知するものとしては、温度センサ、湿度センサ、CO2センサ、花粉センサなどがある。このようにセンサネットワーク3のセンサノード6は、一般にセンサと呼ばれる、物理現象を検知してその検知結果を電気信号に変換して検知データとしてセンサネットワーク管理装置5に送ることのできる機器を含んでいる。
また、センサネットワーク3のセンサノード6は、自律型のセンサが含まれていてもよい。ここで自律型センサとは、そのセンサ自身に関する情報(センサ属性情報など)をセンサネットワーク管理装置5に例えば周期的に報告するものをいう。センサ属性情報とは、例えばそのセンサの種類(検知できる内容、単位などを含む)、配置(位置、設置場所)、時刻(センシング時刻)の情報である。後述するセンサデータ振分装置は、このセンサ属性情報を基に、適切なクライアント端末装置に検知データを報告することとなる。
センサは、例えば、携帯電話のように移動可能なものに内蔵されることもある。この場合に携帯電話をもった人物が移動すると、センサの配置が変化することになり、そのセンサにより検知される内容も変化することになる。例えば、屋外の温度分布を検知するために複数の温度センサが設けられている場合に、1つのセンサが携帯電話に内蔵されており、その携帯電話が移動されたときには、屋外におけるどの位置の温度をその温度センサが検知するかが変化することになる。このような場合に温度センサとして自律型センサを用いると、屋外におけるどの位置で温度を検知しているかを常に認識することができる。
なお、センサは、例えば検知結果の報告方式、つまりセンサネットワーク管理装置5への検知データの通知方式により、周期型、イベント型および問合せ型(ポーリング型)の3種類にほぼ分類することができる。
ここで、周期型センサは、所定の時間的周期において自発的に検知を行い、検知データを通知するものである。周期型センサの例としては、10分に1回温度データを送る温度センサのようなものが考えられる。イベント型センサは、所定の現象を検知したとき、検知データを通知するものである。イベント型センサの例としては、振動を検知した場合にデータを通知する振動センサのようなものが考えられる。問合せ型センサは、センサネットワーク管理装置5側から検知データの要求があると検知を行い、検知データを通知するものである。
なお、以下ではセンサノード6の検知結果の方式を周期センサの場合として説明するが、センサネットワーク管理装置5、センサデータ振分装置2の処理はこれに限らず、センサノード6による検知データに基づいて行われるものであればよい。
(センサネットワーク管理装置)
図5は、センサネットワーク管理装置5の内部構成を示すブロック図である。センサネットワーク管理装置5は、個別に管理されたセンサネットワーク3を制御することにより、センサノード6から検知データを収集し、そのデータをセンサデータ振分装置が理解できる形式に変換し、通信インタフェース53、通信網7を介してセンサデータ振分装置に提供する。
図5は、センサネットワーク管理装置5の内部構成を示すブロック図である。センサネットワーク管理装置5は、個別に管理されたセンサネットワーク3を制御することにより、センサノード6から検知データを収集し、そのデータをセンサデータ振分装置が理解できる形式に変換し、通信インタフェース53、通信網7を介してセンサデータ振分装置に提供する。
センサネットワーク管理装置5は、例えば通信機能を備えたコンピュータ(パーソナルコンピュータや大型のコンピュータなど)であり、各種処理を行うCPU51、各種データを記憶している記憶部52、通信網7とのインターフェースとなる通信インターフェース53、センサノード6とのインターフェースとなるセンサインターフェース54、および時刻情報を発生するクロック55を備えている。また、図示していないが、センサネットワーク管理装置5は、記憶部52への各種情報の入力、更新などを行うために、入力部(キーボード・マウスなど)や表示部(ディスプレイなど)を備えている。
通信インターフェース53は、通信網7とのインターフェースとして機能する。センサネットワーク管理装置5は、通信インターフェース53を介してセンサデータ振分装置とデータ通信可能であり、通信インターフェース53を介して検知データがセンサデータ振分装置に提供される。
センサインターフェース54は、センサノード6とのインターフェースとして機能する。センサネットワーク管理装置5は、センサインターフェース54を介してセンサノード6とデータ通信が可能であり、センサインターフェース54を介して検知データを取得することができる。また、センサノード6が制御信号等を受けて制御等されるものである場合には、センサインターフェース54を介してセンサノード6に制御信号が送られる。
クロック55は、現在時刻を表す時刻情報を発生し、CPU51に提供するものである。なおクロック55が提供する時刻情報には、日付の情報が含まれてもよい。
CPU51は、その演算機能に基づいて、各種データ処理や各種制御回路への指示を行うものである。これにより、CPU51は、センサネットワーク管理装置5全体、およびセンサノード6の制御を行っている。また、CPU51は、センサノード6から検知データを収集、加工し、センサデータ振分装置に検知データを提供するために、一時記憶データ取出部511、データ入出力部512、データ入力部513、データ変換部515、検知データ一時保管部516、センサ属性参照部517、不要ID登録部518、不要データフィルタ部519の各機能ブロックとして機能する。これらの各機能ブロックは、記憶部52上の所定プログラムをCPU51が実行することにより実現される。
以下で各機能ブロックについて説明する。データ入出力部512は、データ変換部515から送られてくる検知データを、センサデータ振分装置に対して送信すべく、上記検知データを通信インターフェース53に出力する。また、データ入出力部512は、センサデータ振分装置より送信されてくる不要ID登録要求もしくは不要IDデータクリア要求を受信して、不要ID登録部518に送る(不要ID登録要求および不要IDデータクリア要求の内容については後述する)。
不要ID登録部518は、データ入出力部512より送られた不要ID登録要求に従い、センサのIDを不要IDテーブル523に登録する。データ入出力部512より送られた要求が、不要IDデータクリア要求の場合は、不要IDテーブル523の不要IDデータをクリアする。
データ入力部513は、センサノード6から送信され、センサインターフェース54にて受信された検知データをCPU51内に入力する。検知データ一時保管部516は、入力された検知データを、記憶部52の検知データ一時記憶テーブル522に書き込む。
検知データ一時記憶テーブル522は、データ入力部513にて入力された検知データを、その検知データの送信元であるセンサノード6のセンサID、センサ属性情報、検知時刻情報と対応付けているテーブルである。検知時刻情報は、検知データ一時保管部516が検知データ一時記憶テーブル522に書き込む際に、クロック55から取得する時刻情報である。なお、センサノード6から送信される検知データに検知時刻情報が含まれている場合には、検知データ一時保管部516が、検知データから時刻情報を抽出して検知データ一時記憶テーブル522の検知時刻情報として書き込む。また、センサ属性情報は、検知データ一時保管部516が検知データ一時記憶テーブル522に書き込む際に、センサ属性参照部517を通じて、属性データテーブル521から取得するセンサ属性情報である。なお、センサノード6から送信される検知データに属性情報が含まれている場合には、検知データ一時保管部516が、検知データから該当する情報を抽出して検知データ一時記憶テーブル522の属性情報として書き込む。
属性データテーブルのデータの構成例を図6に示す。また、検知データ一時記憶テーブルのデータの構成例を図7に示す。ここで、送信元アドレスは、センサネットワーク管理装置のアドレスである。
なお、上記処理により生成、保管されたデータはセンサノード6の検知結果としてのデータとは異なる場合があるが、ここでは上記処理により生成されたデータも検知データと称することとする。
一時記憶データ取出部511は、検知データ一時記憶テーブル522に保管されているレコードをFIFO(First In First Out)で取得し、取得したデータを不要データフィルタ部519に送る。
不要データフィルタ部519は、一時記憶データ取出部511から送られた検知データにおけるセンサIDが、不要IDテーブル523に登録されているセンサIDでない場合に、データ変換部515に送る。一時記憶データ取出部511から送られた検知データにおけるセンサIDが、不要IDテーブル523に登録されていた場合には、ここで検知データを破棄する。データ変換部515は、不要データフィルタ部519から送られた検知データを、センサデータ振分装置が理解できる形式に変換し、センサデータ振分装置に送信するために、通信インターフェース53ヘ送る。
(センサデータ振分装置)
図8は、センサデータ振分装置の内部構成を示すブロック図である。センサデータ振分装置2は、センサネットワーク管理装置から送られてくる情報を受信し、クライアントからの要求に応じた検知データを、適切なクライアント端末装置に対して送信する。
図8は、センサデータ振分装置の内部構成を示すブロック図である。センサデータ振分装置2は、センサネットワーク管理装置から送られてくる情報を受信し、クライアントからの要求に応じた検知データを、適切なクライアント端末装置に対して送信する。
センサデータ振分装置2は、例えば通信機能を備えたコンピュータ(パーソナルコンピュータや大型のコンピュータなど)であり、各種処理を行うCPU21、各種データを記憶している記憶部22、通信網7とのインターフェースとなる通信インターフェース23を備えている。また、図示していないが、センサデータ振分装置2は、記憶部22への各種情報の入力、更新などを行うために、入力部(キーボード・マウスなど)や表示部(ディプレイなど)を備えている。
CPU21は、その演算機能に基づいて各種データ処理や各種制御回路への指示を行うものである。これにより、CPU21は、センサデータ振分装置2全体、およびセンサネットワーク管理装置5の制御を行っている。CPU21は、センサネットワーク管理装置5より検知データを収集し、クライアント端末装置4の要求に応じた検知データを提供するために、信号入力部211、要求条件管理部212、検知データ取得部213、条件突合処理部214、データ処理部215、データ出力部216の各機能ブロックとして機能する。これらの機能ブロックは、記憶部22上の所定のプログラムをCPU21が実行することにより実現される。
以下で、クライアント端末装置からの要求条件受信時と、センサネットワーク管理装置からの検知データ受信時のそれぞれの処理例により、各機能ブロックについて説明する。
・クライアント端末装置からの要求条件受信時
信号入力部211は、本センサデータ振分装置2を送信先としてクライアント端末装置から送信され、通信インターフェース23により受信された検知データの要求条件をCPU21内へ入力する。
信号入力部211は、本センサデータ振分装置2を送信先としてクライアント端末装置から送信され、通信インターフェース23により受信された検知データの要求条件をCPU21内へ入力する。
要求条件管理部212は、入力された検知データの要求条件に基づいて、検知データの要求条件を要求条件テーブル222へ登録する。図9に要求条件テーブルのデータの構成例を示す。ここで、要求元アドレスは、要求を送信したクライアント端末装置のアドレスを示す。指定方法番号は、クライアント端末装置の要求する条件の内容を表し、そのデータ内容の例を図10に示す。後述する検知データの受信時には、この指定方法番号により指定された条件により、検知データを要求条件テーブルにマッチングさせることにより、該当する要求元アドレスを検索する。また、要求条件管理部212は、検知データの要求条件の登録と同時に、不要ID通知部217に対して、不要IDデータのクリア要求を送信する。
・ネットワーク管理装置からの検知データ受信時
以下では、センサネットワーク管理装置からの検知データ受信時における、センサデータ振分装置の処理の流れを説明する。
以下では、センサネットワーク管理装置からの検知データ受信時における、センサデータ振分装置の処理の流れを説明する。
信号入力部211は、センサネットワーク管理装置5から送信され、通信インターフェース23にて受信された検知データをCPU21内へ入力する。検知データ取得部213は、信号入力部211より送られる検知データを記憶部22の検知データ一時記憶テーブル223へ保管する。図11に検知データ一時記憶テーブルのデータの構成例を示す。
条件突合処理部214は、検知データ一時記憶テーブル223から検知データを取り出し、要求条件テーブル222の各条件との突合を行い、条件にマッチするアドレスの組と、受信した検知データの組を突合データ一時記憶テーブル221に保管する。その際、マッチしたアドレスの組数分の検知データが複製されて保管される。また、いずれの要求条件にも合致しない検知データは破棄される。また、いずれの要求条件にも合致せず、かつ、検知データ値チェックカウンタ(後述)が0より大きい場合、その送信元アドレスとセンサIDが、不要ID通知部217に通知される。図12に突合データ一時記憶テーブルのデータの構成例を示す。
不要データ通知部217は、条件突合処理部214により通知された送信元アドレスより、通信インターフェース23を介して、該当するセンサネットワーク管理装置に対し該当するセンサIDの不要IDデータの登録要求を行う。また、不要ID通知部217は、前述の要求条件管理部212より送られる不要IDデータのクリア要求より、通信インターフェース23を介して、接続されているセンサネットワーク管理装置に対して、不要IDデータのクリア要求を送信する。
データ処理部215は、突合データ一時記憶テーブル221よりデータを取り出し、データ出力部216に送る。データ出力部216は、データ処理部215から送られてくる検知データを、同じくデータ処理部215から送られてくるアドレスのクライアント端末装置に対して送信すべく、上記検知データを通信インターフェース23に出力する。
以下では、検知データ一時記憶テーブルから取り出した検知データの送信先を決定し、突合データ一時記憶テーブルに保管されるまでの、条件突合処理部214における処理の流れを、図13および図14に示すフローチャートを参照しつつ詳細に説明する。
条件突合処理部214は、検知データ一時記憶テーブル223から検知データを取り出す(S1)。次に、条件突合処理部214は、要求条件テーブル222より、要求条件を取り出す(S2)。取り出された要求条件の指定方法番号より、センサ種類の突合が必要な場合(S3)には、検知データ一時記憶テーブル223より取得した検知データの「センサ種類」と、要求条件の「センサ種類」との比較を行う(S4)。条件にマッチする場合には、次の条件に進む。条件にマッチしない場合は、次の要求条件の取り出しを行う(S2)。
次に、要求条件の指定方法番号より、設置場所の突合が必要な場合(S5)には、検知データ一時記憶テーブル223より取得した検知データの「設置場所」と、要求条件の「設置場所」との比較を行う(S6)。条件にマッチする場合には、次の条件に進む。条件にマッチしない場合は、次の要求条件の取り出しを行う(S2)。
次に、要求条件の指定方法番号より、位置条件の突合が必要な場合(S7)には、検知データ一時記憶テーブル223より取得した検知データの「位置」と、要求条件テーブルより取得した要求条件の「位置条件」より突合のための計算を行う(S8)。条件にマッチする場合には、次の条件に進む。条件にマッチしない場合は、次の要求条件の取り出しを行う(S2)。
次に、要求条件の指定方法番号より、検知データ値の突合が必要な場合(S9)には、検知データ一時記憶テーブル223より取得した検知データの「検知データ値」と、要求条件の「検知データ条件」との比較を行う(S10)。条件にマッチする場合には、検知データ値のチェックカウンタを増加させる(S11)。条件にマッチしない場合は、次の要求条件の取り出しを行う(S2)。検知データ値のチェックカウンタとは、不要センサIDの抽出の時に利用するカウンタである。
上記の検索処理により、検知データを要求する要求元のアドレスを検索するとともに、アドレスと対応付けて、検知データを、突合データ一時記憶テーブルに格納する(S12)。いずれの要求条件にも合致しない場合、検知データは破棄される。また、検知データ値チェックカウンタ=0であり、かつ検知データの「センサID」「送信元アドレス」が、突合データ一時記憶テーブルに最後に保管された検知データの「センサID」「送信元アドレス」と一致しない場合、その送信元アドレスとセンサIDが、不要ID通知部217に通知される(S13、S14)。
1 センサデータ振分配信システム
2,2a,2b センサデータ振分け装置
3,3a,3b センサネットワーク
4,4a,4b クライアント端末装置
5 センサネットワーク管理装置
6 センサノード
21,41,51 CPU
22,42,52 記憶部
23,43,53 通信インターフェース
211 信号入力部
212 要求条件管理部
213 検知データ取得部
214 条件突合処理部
215 データ処理部
216 データ出力部
217 不要ID通知部
221 突合データ一時記憶テーブル
222 要求条件テーブル
223,522 検知データ一時記憶テーブル
411 入力処理部
412 要求信号生成部
413 検知データ取得部
421 データ保管テーブル
54 センサインターフェース
55 クロック
511 一時記憶データ取出部
512 データ入出力部
513 データ入力部
515 データ変換部
516 検知データ一時保管部
517 センサ属性参照部
518 不要ID登録部
521 属性データテーブル
523 不要IDテーブル
2,2a,2b センサデータ振分け装置
3,3a,3b センサネットワーク
4,4a,4b クライアント端末装置
5 センサネットワーク管理装置
6 センサノード
21,41,51 CPU
22,42,52 記憶部
23,43,53 通信インターフェース
211 信号入力部
212 要求条件管理部
213 検知データ取得部
214 条件突合処理部
215 データ処理部
216 データ出力部
217 不要ID通知部
221 突合データ一時記憶テーブル
222 要求条件テーブル
223,522 検知データ一時記憶テーブル
411 入力処理部
412 要求信号生成部
413 検知データ取得部
421 データ保管テーブル
54 センサインターフェース
55 クロック
511 一時記憶データ取出部
512 データ入出力部
513 データ入力部
515 データ変換部
516 検知データ一時保管部
517 センサ属性参照部
518 不要ID登録部
521 属性データテーブル
523 不要IDテーブル
Claims (11)
- 異なる管理主体により個別に管理された複数のセンサノードが接続されたセンサネットワークを結合し、センサノードから検知データを収集すると共に、要求条件の異なる複数のクライアントに対して、それぞれが要求する検知データを提供するセンサデータ振分配信システムにおいて、
前記センサノードから検知データを収集する機能を有するセンサネットワーク管理装置と、
前記複数のクライアントに対応して設置され、クライアントの所望する検知データの要求を送信するとともに、検知データの配信を受ける機能を有する複数のクライアント端末装置と、
前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データを受信し、前記クライアント端末装置からの要求に応じた検知データを前記クライアント端末装置に対して複製し送信する機能を有するセンサデータ振分装置と、
を具備することを特徴とするセンサデータ振分配信システム。 - 前記センサネットワーク管理装置は、
前記センサデータ振分装置に対して送信が不要なセンサIDが登録される不要IDテーブルと、
前記センサデータ振分装置より送信された不要ID登録要求に従い、センサデータ振分装置に対して送信が不要なセンサIDを前記不要IDテーブルに登録する、もしくは、センサデータ振分装置より送信された不要IDデータクリア要求に従い、前記不要IDテーブルの不要IDデータをクリアする不要ID登録部と、
前記センサノードから送られた検知データにおけるセンサIDが、不要IDテーブルに登録されているセンサIDでない場合に検知データをセンサデータ振分装置に送信し、センサノードから送られた検知データにおけるセンサIDが、不要IDテーブルに登録されていた場合に検知データを破棄する不要データフィルタ部を具備することを特徴とする請求項1に記載のセンサデータ振分配信システム。 - 前記クライアント端末装置は、
センサの種別を表す検知内容と検知データを計測したセンサが出力する計測値の単位を表す検知単位の組み合わせであるセンサ種類と、検知データを計測したセンサの設置された状況を表す設置場所と、クライアントがデータの収集を所望している地理的な範囲を、中心座標である中心位置とその半径の組み合わせで表した位置条件と、センサが出力する計測値のうち必要な値の範囲を表す検知データ値条件またはこれらの組み合わせからなる要求条件をユーザが入力した場合に入力処理を行う入力処理部と、
入力処理部から送られてくる要求条件に基づいて要求信号を生成し、その要求信号を前記センサデータ振分装置に送る処理を行う要求信号生成部を具備することを特徴とする請求項1または2に記載のセンサデータ振分配信システム。 - 前記センサデータ振分装置は、
前記クライアント端末装置より送られる要求条件を記憶する要求条件テーブルと、
前記要求条件を要求元アドレスと関連付けて前記要求条件テーブルに登録すると同時に、前記センサネットワーク管理装置に対して不要IDデータのクリア要求を送信する要求条件管理部と、
前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データを一時記憶する検知データ一時記憶テーブルと、
前記要求条件にマッチする検知データを一時記憶する突合データ一時記憶テーブルと、
前記検知データ一時記憶テーブルから検知データを取り出し、前記要求条件テーブルの各条件との突合を行い、条件にマッチする数だけ、その要求条件の要求元アドレスと関連付けて検知データを複製し、前記突合データ一時記憶テーブルに保管し、いずれの要求条件にも合致しない検知データがあればこれを破棄し、その検知データの送信元アドレスとセンサIDを通知する条件突合部と、
前記条件突合部により通知された不要センサIDを、破棄された検知データの送信元アドレスのセンサネットワーク管理装置に対して送信する不要ID通知部と、
前記突合データ一時記憶テーブルよりデータを取り出し、要求元アドレスに宛てて検知データを配信処理する出力データ処理部を具備することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のセンサデータ振分配信システム。 - 異なる管理主体により個別に管理された複数のセンサノードが接続されたセンサネットワーク管理装置を備えるセンサネットワークと、クライアントに対応して設置されたクライアント端末装置と、センサデータ振分装置とからなるセンサネットワークシステムのセンサデータ振分配信方法において、
前記クライアント端末装置から前記センサデータ振分装置にクライアントの所望する検知データの要求条件を送信し、
前記センサネットワーク管理装置から前記センサデータ振分装置に、前記センサノードから収集した検知データを送信し、
前記センサデータ振分装置にて、前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データの内容と前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件とのマッチングを行い、検知データが要求条件にマッチした場合は検知データを前記クライアント端末装置に配信することを特徴とするセンサデータ振分配信方法。 - 前記センサデータ振分装置にて、前記センサネットワーク管理装置から送られてくる検知データの内容と前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件とのマッチングを行い、該検知データの内容が全てのクライアント端末装置の要求条件とマッチしなかった場合に、要求条件にマッチしない検知データの送信元であるセンサネットワーク管理装置に対して、該検知データを収集した該センサIDを送信し、送信されたセンサネットワーク管理装置にて、以後、指定されたセンサIDの情報を破棄することを特徴とする請求項5に記載のセンサデータ振分配信方法。
- 前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件が、センサの種別を表す検知内容と検知データを計測したセンサが出力する計測値の単位を表す検知単位の組み合わせであるセンサ種類であることを特徴とする請求項5または6に記載のセンサデータ振分配信方法。
- 前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件が、検知データを計測したセンサの設置された状況を表す設置場所であることを特徴とする請求項5または6に記載のセンサデータ振分配信方法。
- 前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件が、クライアントが指定する中心座標である中心位置とその半径の組み合わせで表した位置条件であることを特徴とする請求項5または6に記載のセンサデータ振分配信方法。
- 前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件が、検知データを計測したセンサが出力する計測値の範囲である検知データ値条件であることを特徴とする請求項5または6に記載のセンサデータ振分配信方法。
- 前記クライアント端末装置から送られてくる要求条件が、センサの種別を表す検知内容と検知データを計測したセンサが出力する計測値の単位を表す検知単位の組み合わせであるセンサ種類と、検知データを計測したセンサの設置された状況を表す設置場所と、クライアントが指定する中心座標である中心位置とその半径の組み合わせで表した位置条件と、検知データを計測したセンサが出力する計測値の範囲である検知データ値条件のいずれか2つ以上の組み合わせであることを特徴とする請求項5または6に記載のセンサデータ振分配信方法。
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JP2005314121A JP2007122433A (ja) | 2005-10-28 | 2005-10-28 | センサデータ振分配信システムおよびその方法 |
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