JP5851374B2 - Data management system - Google Patents
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Description
本発明は、無線機器からのデータ収集を行うシステムに関する。 The present invention relates to a system for collecting data from a wireless device.
インタネットや携帯電話、全地球測位システム(GPS)、無線ICタグ、スマートメーターなどの普及で、世界中で生み出されるデータ量は5年ごとに10倍の勢いで急増している。 しかも、その8割は文章や動画像、センサー情報など従来のコンピュータシステムでは 管理や分析が難しい「非構造型データ」が占めるとされている。 With the spread of the Internet, mobile phones, global positioning systems (GPS), wireless IC tags, smart meters, etc., the amount of data generated around the world is increasing rapidly by 10 times every five years. Moreover, 80% of that is said to be “unstructured data” that is difficult to manage and analyze with conventional computer systems, such as text, moving images, and sensor information.
多くのモノからの情報に基づいてモノを制御する、いわゆるM2M(Machine-to-Machine)システムの代表例としては、自動販売機、ホームセキュリティがある。これらのシステムでは、ネットワークI/Fを持っていない機器をネットワークに接続するために、独自規格のアダプタを用意することにより接続を実現している。このために設置コストが高くなる傾向があり、一般消費者の世界まで遍くM2Mサービスを拡げていくためには、前記のコスト課題とサービスにより受益者を受ける恩恵がコストに見合うものでなければならないという二つの課題があった。また、センサーに代表される機器をネットワークにつなげるためには、携帯電話と同じようなネットワークI/Fの内蔵が必要であった。近年、IEEE802.15.4などの低電力無線技術を使ったスマートメータ、各種ネットワーク家電機器のネットワーク接続により、コミュニティ全体として有効なエネルギー資源の活用を行う需要がある。そのために、センサーから収集したデータに基づいて全体最適化を行うBEMS、CEMS, HEMS制御に対する需要が高まっている。 As a typical example of a so-called M2M (Machine-to-Machine) system that controls things based on information from many things, there are a vending machine and home security. In these systems, in order to connect a device that does not have a network I / F to the network, the connection is realized by preparing a proprietary adapter. For this reason, installation costs tend to be high, and in order to expand M2M services even to the general consumer world, the cost issues and the benefits of receiving beneficiaries through services must be commensurate with costs. There were two issues. In addition, in order to connect devices represented by sensors to the network, it was necessary to have a built-in network interface similar to a mobile phone. In recent years, there is a demand for effective use of energy resources as a whole community by connecting smart meters using low-power wireless technologies such as IEEE802.15.4 and network connection of various network home appliances. Therefore, there is an increasing demand for BEMS, CEMS, and HEMS control that performs overall optimization based on data collected from sensors.
例えば、温度、湿度、気圧、風向、放射能データなどの生活環境センサー情報について、ビッグデータ解析の生データとして様々なコミュニティへ活用することが期待されている。 For example, living environment sensor information such as temperature, humidity, atmospheric pressure, wind direction, and radioactivity data is expected to be used in various communities as raw data for big data analysis.
例えば、非特許文献1には、低電力で損失的な無線ネットワークについて、IPv6 Neighbor Discoveryという概念が提案されている。
For example, Non-Patent
機器のセンサー情報をクラウドサーバにアップロードする従来のデータ収集システムでは、センサーにあらかじめデータ登録を行うクラウドサーバのアドレス情報を登録しておく必要がある。この場合、センサー機器側にクラウドサーバのアドレス情報を予め設定しておいたり遠隔サーバからクラウドサーバのアドレスを設定する。しかしながら、この場合、システム全体の管理の煩雑につながるために、センサー機器の大量配置により、ビッグデータを収集するような大規模システム構築は非常に困難である。近年、非特許文献1に記載されるIPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN)と呼ばれるネットワークプロトコルが提案されている。6LoWPANを採用したIPv6ベースのセンサー機器をM2M/IoT(Internet of Things)に採用する向きが盛り上がっている。しかしながら、6LoWPANネットワーク機能つきのセンサー機器を導入後簡単にクラウドなどのサーバにつなげることが課題となっている。
In the conventional data collection system that uploads the sensor information of the device to the cloud server, it is necessary to register the address information of the cloud server that performs data registration in advance in the sensor. In this case, the cloud server address information is set in advance on the sensor device side, or the cloud server address is set from a remote server. However, in this case, since the management of the entire system is complicated, it is very difficult to construct a large-scale system that collects big data due to a large amount of sensor devices. In recent years, a network protocol called IPv6 over Low-Power Wireless Personal Area Networks (6LoWPAN) described in Non-Patent
本発明によるデータ管理システムは一例として、 複数の機器の少なくとも一部を収容する第1ルータについて収容する第2ルータとインターネットを介して接続する機器管理サーバと、前記第2ルータと前記インターネットを介して接続する機器データ管理サーバとを備えるデータ管理システムであって、前記機器管理サーバは、前記第2ルータから受信する、前記複数の機器の登録要求に基づいて、前記複数の機器のアドレス情報と、前記第2ルータのアドレス情報とを対応させて格納し、前記機器データ管理サーバは、前記第2ルータから受信する、前記機器に由来しかつ前記第2ルータが中継処理をしたデータを、由来する前記機器のアドレス情報に対応つけて格納することを特徴とする。 As an example, the data management system according to the present invention includes a device management server connected via the Internet to a second router that accommodates a first router that accommodates at least a part of a plurality of devices, the second router, and the Internet. A device data management server connected to the device, wherein the device management server receives address information of the plurality of devices based on a registration request for the plurality of devices received from the second router. The address data of the second router is stored in correspondence with each other, and the device data management server receives the data received from the second router and derived from the device and relayed by the second router. It stores in association with the address information of the device.
従来は個別のレガシー通信技術を使って構築していたデータ収集システムを、センサー機器、及びIPベースのボーダルータを使って実現でき、柔軟性の高いデータ管理ができる。また、ボーダルータ上で動くゲートウェイプログラムを利用シーンに合わせて設定する場合、ビッグデータなどの膨大なデータを活用する多種多様なデータ用途に対応する、柔軟性の高いデータ管理ができる。 A data collection system that has been conventionally constructed using individual legacy communication technologies can be realized using sensor devices and IP-based border routers, enabling highly flexible data management. In addition, when a gateway program that runs on the border router is set according to the usage scene, it is possible to perform highly flexible data management corresponding to a wide variety of data applications utilizing a huge amount of data such as big data.
本実施例の概要を図1を参照に説明する。本実施例では、センサー機器とクラウドサーバなどのサーバの間にボーダルータと呼ぶゲートウェイ装置を導入する。このゲートウェイ装置は主として6LoWPANドメインで管理するセンサー機器に対して、RPLと呼ばれるアドホックルーティングプロトコルなどを使って、インターネット側からボーダゲートウェイに割り当てられたIPv6プレフィックス情報をセンサー機器側に通知する。センサー機器、ルータは広告されたIPv6プレフックス情報に自分のMACアドレスを付加することで、インターネットと通信するためのグローバルIPv6アドレスを確定する。センサー機器101にはデータ登録先のクラウドサーバなどのサーバ群(104、105)のアドレスは設定されていないが、6LoWPAN、及びRPLプロトコルなどを用い、センサー機器101がボーダルータ103のアドレスを自動認識できる。このため、センサー機器101はクラウドサーバなどのサーバに蓄積するためのデータをボーダルータ103宛に送信する。ボーダルータ103は、インターネットを通じて予め機器管理サーバ104からゲートウェイアプリケーション407をダウンロードしておき、そのアプリケーションがデータを登録する機器データ管理サーバ105まで中継に寄与する。この手段により上り方向のデータ自動収集が可能となる。上り方向のセンサーデータが機器データ管理サーバ105に到達することにより、機器データ管理サーバ105にはセンサー機器101のアドレスとセンサーデータがデータベースに登録される。そのため、機器データ管理サーバ105が登録済みのセンサー機器のアドレス宛に直接データ収集要求を出すことにより、インターネット側からのプル型データ収集も可能となる。以上より、センサー機器が送信するデータ収集のみならず、インターネット(クラウド)側からの要求に基づいたオンデマンド型のデータ収集も自動的に行うことができ、ビッグデータなどのデータの収集を、主としてIPベースの制御で簡易に実行できる。
The outline of the present embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a gateway device called a border router is introduced between a sensor device and a server such as a cloud server. This gateway device mainly notifies the sensor device side of IPv6 prefix information assigned to the border gateway from the Internet side to the sensor device managed in the 6LoWPAN domain using an ad hoc routing protocol called RPL. Sensor devices and routers add their own MAC address to the advertised IPv6 prefix information to determine the global IPv6 address for communication with the Internet. The address of the server group (104, 105) such as the cloud server of the data registration destination is not set in the
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、システムの一実施例を示すシステム構成図である。6LoWPAN,及びRPL(Routing Protocol for Low-Power and Lossy Networks)に従うセンサー機器101、ルータ102、ボーダルータ103により6LoWPANと呼ばれる狭帯域・低消費電力向けのPAN(Personal Area Network)を構成する。6LoWPANではネットワーク層のプロトコルとしてIPv6を用いる。また、センサー機器101は簡単のため1つのみ記載するが、複数配置する。複数のセンサー機器101は、ローカルルータ102 配下に複数配置したり、ローカルルータ102を複数配置しその各々の配下に1つ以上配置したりしてもよい。ボーダルータ103を境界としてインターネット(クラウド)側では、機器管理サーバ104、および機器データ管理サーバ105が位置し、ボーダルータ103を境界として6LoWPAN側と相互接続する構成をとる。
FIG. 1 is a system configuration diagram showing an embodiment of the system. The
図2は、センサー機器101の一実施例を示すハードウェア構成図である。MCU(Micro Control Unitマイクロコントロールユニット、マイクロ制御装置)(201)はプログラム用メモリ、及びワーク用メモリを内蔵しており無線通信I/Fモジュール202を介してセンサー203が出力する時系列データ情報を上位のルータ102、及びボーダルータ103経由でインターネット側の機器データ管理サーバ105のデータベースに登録する。
FIG. 2 is a hardware configuration diagram illustrating an embodiment of the
図3は、ローカルルータ102の一実施例を示すハードウェア構成図である。機器101と同様に、MCU(Micro Control Unitマイクロコントロールユニット、マイクロ制御装置)(301)と無線通信I/Fモジュール302を有しており、MCU内蔵のプログラムによりセンサーデータ情報、及び6LoWPAN、RPLなどの制御信号のアドホック中継転送を行う。
FIG. 3 is a hardware configuration diagram illustrating an embodiment of the
図4は、ボーダルータ103の一実施例を示すハードウェア構成図である。無線制御部401とゲートウェイ処理部402から構成される。無線制御部401はMCU(Micro Control Unitマイクロコントロールユニット、マイクロ制御装置)(404)と無線通信I/Fモジュール403から構成される。また、ゲートウェイ制御部402はCPU(処理部)(405)とインターネット側通信I/Fモジュール406とGW(ゲートウェイ)アプリケーション部407から構成される。
FIG. 4 is a hardware configuration diagram showing an embodiment of the
図5は、機器管理サーバ104の一実施例を示すハードウェア構成図である。通信I/F部モジュール501とCPU(処理部)(502)とGW(ゲートウェイ)アプリケーション(503)と機器管理データベース(504)から構成される。機器管理サーバ104は機器101とボーダルータ104の機器のアドレスを管理するサーバ装置である。
FIG. 5 is a hardware configuration diagram illustrating an embodiment of the
図6は、機器データ管理サーバ105の一実施例を示すハードウェア構成図である。通信I/Fモジュール601とCPU(処理部)(602)と機器データ管理データベース(603)から構成される。機器データ管理サーバ105は機器101のセンサーデータを蓄積する。
FIG. 6 is a hardware configuration diagram illustrating an embodiment of the device
図7は、機器管理サーバ104に機器101の登録を行う手順の一実施例を示すシーケンス図である。予め、機器データ管理サーバ104はボーダルータ103に対して機器管理サーバアドレスなどのパラメータ情報を含むプログラムをダウンロードしておく(701)。これにより、ボーダルータ103は機器管理サーバアドレスを設定する(703)。機器101はパワーオン直後のシーケンスで6LoWPAN、RPL仕様に基づいてグローバルIPv6アドレスとMACアドレスのペアをボーダルータ103内に登録(ローカル機器登録)するためのシーケンスを実行する。
FIG. 7 is a sequence diagram illustrating an example of a procedure for registering the
以下、このシーケンスについて説明する。センサー機器101はルータ探索信号702を近隣のルータ102向けにマルチキャスト送信することにより近隣ルータからのルータ広告信号704を受信する。ルータ広告信号704には、プレフィックス情報(PIO)、送信元リンクアドレス情報(SLLAO)、コンテキスト情報(6CO)、ボーダルータ情報(ABRO)が含まれている。機器101は自分のグローバルIPv6アドレスを、受信したプレフィックス情報(PIO)と自分のMACアドレスから(一時)生成する。一時生成されたアドレスを用いた近隣要請信号705をルータ102に送信すると、ルータ102が重複アドレス検出要求信号706に変換してボーダルータ103宛てに送信する。
Hereinafter, this sequence will be described. The
ボーダルータ103は送信元リンクアドレス情報(SLLAO)、権限ルータ情報(ARO)を基にアドレス重複があると判断した場合、重複アドレス確認信号707を送信元ルータ宛に返信する。重複アドレス確認信号707を受信したルータ102は、近隣広告信号708に変換して一時グローバルIPv6アドレスに重複があったことを機器101に通知する。
If the
機器101は、他の機器とのアドレス重複を確認した場合、別の一時グローバルIPv6アドレスを生成して、再度近隣要請信号709を送信する。
If the
以上説明したように、メッシュトポロジー向けにメッセージ拡張したND(Neighbour Discovery)プロトコルを用いたDAD(Duplicate Address Detection、重複アドレス検出)の初期動作としての実施を利用して、ボーダルータがローカル機器登録を実施する(710)。6LoWPANのネットワークでは、構成する機器がお互いにメッシュトポロジにより接続されるが、上記の通り、ボーダルータがただひとつのインターネット接続ポイントになるという特性をを利用する。 As described above, the border router performs local device registration using the implementation as the initial operation of DAD (Duplicate Address Detection) using the ND (Neighbor Discovery) protocol that is message extended for mesh topology. Implement (710). In a 6LoWPAN network, constituent devices are connected to each other by a mesh topology. As described above, the border router is a single Internet connection point.
ローカル機器登録を実施した後、HTTPに代表されるインターネット転送プロトコルを用いた機器登録要求信号711を送信する。機器管理サーバ104での機器登録(712)を経て、機器管理サーバ104から機器登録応答信号713を受信する。これにより、インターネット側のクラウド上の機器管理サーバ104での機器登録を完了する(712)。
After performing the local device registration, a device
図8は、機器101が生成するセンサーデータを機器データ管理サーバ105に登録するプッシュ型のデータ登録手順の一実施例を示すシーケンス図である。
FIG. 8 is a sequence diagram illustrating an example of a push-type data registration procedure for registering sensor data generated by the
機器がセンサーなどの低コスト装置で構成される場合には、柔軟性の高いシステムを構築する目的で、機器データ管理サーバのアドレスは機器の内部記憶に保持しない。その場合には、機器101はボーダルータ103のアドレスを宛先IPv6アドレスとし、データ登録要求信号#1(802)の中に実際に登録したいデータを入れて送信する。この時点では、機器101にはデータ登録先である機器データ管理サーバ105のアドレスは未だ登録されていないので、機器データ管理サーバ未登録状態801にいる。ボーダルータ103はデータ登録要求信号#1(802)をトリガ信号にして、機器管理サーバ104に対して機器データ管理サーバアドレス問い合せ信号803を送信し、機器データ管理サーバ105は自分のアドレスを機器データ管理サーバアドレス応答信号804として返信する。これにより、ボーダルータ103は機器データ管理サーバ105のアドレスを記憶する(805)。
When the device is configured by a low-cost device such as a sensor, the address of the device data management server is not held in the internal storage of the device for the purpose of constructing a highly flexible system. In this case, the
その後、ボーダルータ103は、バッファに蓄積しておいたデータに対して、データ中継処理#1(806)を行い、機器データ管理サーバ105に対してデータ登録要求信号#1(807)を送信する。これに対して機器データ管理サーバ105はデータ登録応答信号#1(808)を、ボーダルータ103は機器101に対してデータ登録応答信号#1(809)を返信する。
Thereafter, the
機器データ管理サーバ105が最初のデータ登録を行うと、機器データ未登録状態815から機器データ登録済状態816に状態遷移する。
When the device
以降のデータに関しては、データ登録要求信号#n(810)を受信したボーダルータ103は既にデータ管理サーバ105のアドレスをキャッシュ済みであるため、機器データ管理サーバ未登録時のシーケンスとは異なり、機器管理サーバ104に対する問い合わせ要求と応答シーケンスは発生しない。データ登録要求#n(810)信号に含まれる受信データに対してデータ中継処理#n(811)を実施した後、データ登録要求信号#n(812)を送信することでデータ登録要求を行い、データ登録応答信号#n(812)を受信することで機器101にデータ登録応答信号#n(813)を送信する。
Regarding the subsequent data, the
なお、データ中継処理(805、811)の動作については、図12の説明部分で詳細を明らかにする。以上、上り方向のデータ登録シーケンス動作について説明した。 The details of the data relay processing (805, 811) will be clarified in the explanation of FIG. The uplink data registration sequence operation has been described above.
図9は、機器101が生成するセンサーデータを機器データ管理サーバ105に登録するプル型のデータ登録手順の一実施例を示すシーケンス図である。
FIG. 9 is a sequence diagram illustrating an example of a pull-type data registration procedure for registering sensor data generated by the
機器データ管理サーバ105が機器データ登録済み状態816に状態遷移済みである場合には、機器101のアドレスが登録されているためにボーダルータ103で中継処理を行う必要がない。このため、機器データ管理サーバ105が、機器データに対応付けて格納されている機器アドレスに基づいて、機器101にデータ登録要求信号(901,903)を送信すると、機器101がデータ登録応答信号(902、904)の中でデータを返すことにより、インターネット(クラウド)側のサーバ主導でデータ登録ができる。なお、データ登録要求信号は、機器データ管理サーバ105が定期的に発行することもできるが、他のシステムからの要求でオンデマンドで発行することも可能である。
If the device
図10は、機器管理データベース(504)のテーブル1001構成の一例を示した図である。ボーダルータ(ゲートウェイ)のインターネット側のアドレス1001aとゲートウェイ配下の機器101のIPv6アドレス1001bが対応して格納されたテーブル構成になっている。なお、本実施例では、ゲートウェイのインターネット側のアドレスをIPv6アドレスで記述しているが、IPv4アドレスを用いることも可能である。
FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the table 1001 of the device management database (504). The table has a table configuration in which the
図11は、機器データ管理データベース(603)のテーブル1101構成の一例を示した図である。機器アドレス1101aを主キーにして、図8で示したプッシュ型通信を使って受信した機器データと、図9で示したプル型通信を使って受信した機器データはテーブル1101の同一エントリの別カラムに時系列データとして挿入される。なお、本実施例では機器はIPv6アドレスで通信することを前提としているが、IPv4アドレスを使うよう構成してもよい。IPv6アドレスを使う場合は、IPv6アドレスの潤沢性から、より多くの機器101を柔軟に設置することが可能となる。
FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the table 1101 of the device data management database (603). The device data received using the push type communication shown in FIG. 8 and the device data received using the pull type communication shown in FIG. Inserted as time-series data. In this embodiment, it is assumed that the device communicates with an IPv6 address, but it may be configured to use an IPv4 address. When IPv6 addresses are used,
なお、機器管理データベース(504)は機器自体を管理するデータベースであるために、そのテーブル1001の列は時間と共に増えない一方、機器データ管理DB(603)のテーブル1101は時間と共に列が増大するという設定にする場合は特に、両テーブルは論理的には別管理することが望ましい。 Since the device management database (504) is a database for managing the devices themselves, the column of the table 1001 does not increase with time, while the table 1101 of the device data management DB (603) increases with time. In particular, when setting, it is desirable to manage both tables logically separately.
図12は、ゲートウェイアプリケーション部407のソフトウェア構成の一実施例を示すブロック図である。以後、無線制御部401に於いて、SLIP(Serial Line Internet Protocol)に基づく、無線モデムファームウェアが予めMCU(404)に書き込まれているものとして説明する。
FIG. 12 is a block diagram illustrating an example of the software configuration of the
GW(ゲートウェイ)アプリケーション1201は、無線制御部401に対応するカーネル空間のシリアルデバイス1202をインターフェースデバイスとして、機器101、もしくはルータ102との間で低消費電力機器向けに開発された6LoWPAN、IEEE802.15.4プロトコル通信を行う。また、仮想ネットワーク(トンネル)デバイス1203、及び実ネットワークデバイス1204をインターフェースデバイスとして、機器管理サーバ104、及び機器データ管理サーバ105との間でインターネット通信を行う。
The GW (gateway)
まず最初に、機器101から機器データ管理サーバ105へのデータアップロード処理シーケンスについて説明する。機器から出力されるセンサーデータは全てボーダルータ103のシリアル通信I/F(408)を通過する。そして、カーネルのシリアルドライバによって受信されたデータは、カーネルのルーティング処理を経由することなくゲートウェイアプリケーション部1201が直接受信する。ゲートウェイアプリケーション部1201は、IEEE802.15.4 MACスタック、6LoWPANプロトコル、IPv6プロトコル、アプリケーション転送プロトコルを順番に終端してデータ部のみが取り出される。次にゲートウェイアプリケーション部1201はデータ中継処理(806,811)を行った後、データ管理サーバ105に対応するカーネルソケットへの書き込み処理を行う。カーネルでのルーティング処理の結果、実ネットワークデバイス1204へ書き込みが行われ、データはインターネット(クラウド)側の通信I/F(409)を介して通信I/Fモジュール406に送られ、最終的に機器データ管理サーバ105に到達する。
First, a data upload processing sequence from the
次に、サーバから機器への下り通信処理について説明する。インターネット(クラウド)側通信処理I/Fモジュール406から受信したデータは、カーネルのルーティングテーブルの判断により仮想ネットワーク(トンネル)デバイスに送られた後、カーネルのネットワークスタック1205でアプリケーション転送プロトコル層までの終端処理が行われ、最後にはネットワーク受信割り込み処理によりゲートウェイアプリケーション部1201が受信する。
Next, downlink communication processing from the server to the device will be described. Data received from the communication processing I /
GW(ゲートウェイ)アプリケーション部1201は、アプリケーション転送プロトコルヘッダ追加処理、IPv6ヘッダ追加処理、6LoWPANヘッダ追加処理、IEEE802.15.4 MACヘッダ追加処理、SLIPヘッダ追加処理を順番に実行した後にカーネル空間のシリアルデバイス1202に対して書き込みを行う。SLIP形式の送信データはインターネット(クラウド)側通信I/F(408)を介して無線制御部401に送られる。無線制御部内のMCU(404)はSLIPプロトコルヘッダ除去処理を行った後のMACフレームを無線通信I/Fモジュール403に送信する。無線通信I/Fモジュール403はIEEE802.15.4形式の物理フレームヘッダを付加して機器101に送信する。
The GW (gateway)
なお、ローカルアプリケーション1206から6LoWPANドメインの機器宛に送信されるパケットに関しても、カーネル空間のネットワークスタック1205、及び仮想ネットワーク(トンネル)デバイス1203経由でゲートウェイアプリケーション1201に送られる。GW(ゲートウェイ)アプリケーション1201は、必要なプロトコル処理を行いシリアルデバイス1202に送られる構成となっている。例えば、ローカルアプリケーションがPINGアプリケーションである場合には、6LoWPAN以下の処理が行われる。
A packet transmitted from the
このためゲートウェイアプリケーション1201の機能拡張を行う場合には、拡張機能をゲートウェイアプリケーションに取り込まずに外部ローカルアプリケーションで実現も可能である。
Therefore, when the function of the
以上で説明したソフトウェア構成を用いることにより、現時点では汎用OSではサポートされていない6LoWPAN/IEEE802.15.4MACスタックをカーネル側に追加実装することなしに、ユーザ空間のゲートウェイアプリケーション1201で実装することが可能となる。
By using the software configuration described above, it is possible to implement the 6LoWPAN / IEEE802.15.4 MAC stack, which is not currently supported by the general-purpose OS, in the user
さらにゲートウェイアプリケーションで行われるデータ中継処理(806,811)のアルゴリズムはアプリケーションの中に含まれている。この部分を入れ換えることで、収集したデータを様々な用途に使用することが可能である。またビジネスを計画している事業者の用途に合う多様なゲートウェイアプリケーションの実装環境を簡単に実現できる。 Further, an algorithm of data relay processing (806, 811) performed in the gateway application is included in the application. By exchanging this part, the collected data can be used for various purposes. In addition, it is possible to easily implement various gateway application implementation environments suitable for the purpose of the business planner.
データ中継処理(806、811)は、基本的には機器とボーダルータ間は、CoAP(Constrained Application Protocol)に代表される、6LoWPANに適したUDPベース等のアプリケーション転送プロトコルを、ボーダルータと機器データ管理サーバ間は、HTTPなどのTCPベース等のインターネットと親和性の高いのアプリケーション転送プロトコルに変換するための処理である。中継するボーダルータの端末情報(具体的には、ボーダルータのアドレス)をIPv6拡張ヘッダに入れたIPv6パケットを作成し、上記中継処理を行い、機器データ管理サーバで当該パケット由来のデータを蓄積することにより、誰(この例では、ボーダルータ)がどの機器のデータを中継したかという情報もインターネット(クラウド)側サーバで管理できる。このような中継処理を行えば、例えば、特定端末から収集したユーザーのライフログ自動作成システム構築も可能となる。 Data relay processing (806, 811) basically uses an UDP-based application transfer protocol suitable for 6LoWPAN, represented by CoAP (Constrained Application Protocol), between the device and the border router. The processing between the management servers is a process for converting to an application transfer protocol having high affinity with the Internet such as a TCP base such as HTTP. An IPv6 packet in which terminal information of the border router to be relayed (specifically, the address of the border router) is entered in the IPv6 extension header is created, the relay processing is performed, and the data derived from the packet is stored in the device data management server By this, information on who (in this example, the border router) relayed which device data can be managed by the Internet (cloud) side server. By performing such relay processing, for example, it is possible to construct a system for automatically creating a life log of a user collected from a specific terminal.
GW(ゲートウェイ)アプリケーションは、現在の既存技術を使うならば、ゲートウェイアプリケーション1201をOSGi(登録商標)(Open Service Gateway Initiative)環境下で動作するバンドル、もしくはAndroid(登録商標)上のアプリケーションの形として機器管理サーバ104から配布することができる。
If the GW (gateway) application uses the current existing technology, the
また、以上に説明した実施例に基づいて、端末ユーザが無線通信制御部401をUSB やBluetooth(登録商標)などのハードウェアI/Fを持ったスティック型のデバイスと接続すると共に、端末をボーダルータ化するソフトウェアをダウンロードすることで、あらゆるモノ(Things)の情報をクラウドサーバに自動登録するシステムの構築が期待される。
In addition, based on the embodiment described above, the terminal user connects the wireless
例えば、街中の温度情報をボーダルータ化された端末が受信して現在地の位置情報や端末の所有者などの情報と併せてインターネット(クラウド)側のサーバに登録し、ある日時にどこをどう移動してそのときの気温はどうだったかという、個人のライフログを自動的に生成することもできる。 また、機器からアップロードするデータを複数のルータのマルチホップによりボーダルータで集約する場合、無線デバイスの物理的な到達距離限界を超えたデータ収集も可能となる。 For example, the temperature information in the city is received by a border router terminal and registered in the server on the Internet (cloud) side along with the current location information and the terminal owner information, and how and where to move at a certain date and time And you can automatically generate a personal life log that tells you what the temperature was like at that time. In addition, when the data uploaded from the device is aggregated by the border router by multi-hop of a plurality of routers, data collection exceeding the physical reachable range limit of the wireless device is possible.
101 機器
102 ルータ
103 ボーダルータ
104 機器管理サーバ
105 機器データ管理サーバ
201 マイクロコントロールユニット
202 無線通信I/Fモジュール
203 センサー
301 マイクロコントロールユニット
302 無線通信I/Fモジュール
401 無線モデム
402 GW(ゲートウェイ)制御部
403 無線通信I/Fモジュール
404 マイクロコントロールユニット
405 マイクロプロセッサユニット
406 通信I/Fモジュール
407 GW(ゲートウェイ)アプリケーション
408 シリアル通信I/F
409 クラウド通信I/F
501 通信I/Fモジュール
502 マイクロプロセッサユニット
503 GW(ゲートウェイ)アプリケーション
504 機器管理DB
601 通信I/Fモジュール
602 マイクロプロセッサユニット
603 機器データ管理DB
701 ダウンロードプログラム
702 ルータ要請信号
703 機器管理サーバアドレス設定動作
704 ルータ広告信号
705、709 近隣要請信号
706 重複アドレス検出要求信号
707 重複アドレス確認信号
708 近隣広告信号
710 機器登録動作
711 機器登録要求信号
712 機器登録動作
713 機器登録応答信号
801 機器データ管理サーバアドレス未登録状態
802、810 データ登録要求信号
803 機器データ管理サーバアドレス問い合わせ信号
804 機器データ管理サーバアドレス応答信号
805 機器データ管理サーバアドレス登録済状態
806、811 データ中継処理
807、812 データ登録要求信号
808、813データ登録応答信号
809、814 データ登録応答信号
815 機器データ未登録状態
816 機器データ登録済状態
901、903 データ登録要求信号
902、904 データ登録応答信号
1001 機器管理DBテーブル
1001a ゲートウェイアドレスフィールド
1001b 機器アドレスフィールド
1101 機器データ管理DBテーブル
1101a 機器アドレスフィールド
1101b データフィールド
1201 ゲートウェイアプリケーション
1202 シリアルデバイス
1203 仮想ネットワーク(トンネル)デバイス
1204 実ネットワークデバイス
1205 カーネル空間のネットワークスタック
1206 ローカルアプリケーション
101
409 Cloud Communication I / F
501 Communication I /
601 Communication I /
701
Claims (10)
前記第2ルータと前記インターネットを介して接続する機器データ管理サーバとを備えるデータ管理システムであって、
前記第2ルータは、前記機器管理サーバからダウンロードされた中継処理をするためのアプリケーションを有し、
前記機器管理サーバは、前記アプリケーションを前記第2ルータにダウンロードし、前記第2ルータから受信する、前記複数の機器の登録要求に基づいて、前記複数の機器のアドレス情報と、前記第2ルータのアドレス情報とを対応させて格納し、
前記機器データ管理サーバは、前記第2ルータから受信する、前記機器に由来しかつ前記第2ルータが中継処理をしたデータを、由来する前記機器のアドレス情報に対応つけて格納し、
前記アプリケーションは、前記データを、前記前記複数の機器と前記第1ルータ及び前記第2ルータとが通信するネットワークに適した転送プロトコルから前記インターネットに適した転送プロトコルへ変換することを特徴とするデータ管理システム。 A device management server connected via the Internet to a second router that accommodates a first router that accommodates at least some of the plurality of devices;
A data management system comprising a device data management server connected to the second router via the Internet,
The second router has an application for relay processing downloaded from the device management server,
The device management server downloads the application to the second router and receives from the second router, based on a registration request of the plurality of devices, the address information of the plurality of devices, and the second router Store the address information in correspondence.
The device data management server stores data received from the second router, derived from the device and relayed by the second router, in association with address information of the device from which the device data management server is derived ,
The application converts the data from a transfer protocol suitable for a network in which the plurality of devices communicate with the first router and the second router to a transfer protocol suitable for the Internet. Management system.
前記機器データ管理サーバは、前記機器データ管理サーバのアドレス情報を用いる前記第2ルータからデータ登録要求を受信するときに、前記データを格納することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載のデータ管理システム。 The device management server transmits address information of the device data management server to the second router as a response to the inquiry from the second router,
The device data management server, when receiving data registration request from the second router using the address information of the device data management server, one of the claims 1 to 8, characterized in that storing the data data management system according to an item or.
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