JP7035481B2 - 設定システム、設定装置、設定方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents
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Description
・第1の方法:設定装置で設定情報を生成し、設定装置から、生成した設定情報をNFC(Near Field Communication)等の近距離無線通信によって無線デバイスに書き込む(設定する)とともに、生成した設定情報を管理装置にアップロードする方法である。
・第2の方法:管理装置で設定情報を生成し、管理装置から、管理装置で生成された設定情報を設定装置にダウンロードし、設定装置にダウンロードされた設定情報をNFC等の近距離無線通信によって無線デバイスに書き込む(設定する)方法である。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態における設定システム100の全体構成を示すブロック図である。設定システム100は、無線デバイス11、ゲートウェイ12、管理装置13、可搬性媒体14及び情報端末装置15(設定装置)を備える。設定システム100は、無線ネットワークN1を介したTDMA(Time Division Multiple Access:時分割多元接続)方式による無線通信が可能である。
操作表示部131は、例えば表示機能と操作機能とを兼ね備えるタッチパネル式の液晶表示装置を備えており、制御部134から出力される各種情報を表示し、液晶表示装置の表示面に対する操作が行われた場合には、その操作に応じた操作信号を制御部134に出力する。なお、操作表示部131は、例えば液晶表示装置とキーボードとのように、表示機能と操作機能とが物理的に分離されているものであってもよい。
制御部134は、設定情報を生成する。また、制御部134は、操作表示部131に対する制御(表示制御及び入力制御)を行うとともに、NFCリーダライタ132を制御して可搬性媒体14に対する設定情報の書き込みを制御する。
通信部135は、ゲートウェイ12との間で通信を行うインターフェースである。
まず、第1の暗号鍵の生成方法について説明する。制御部134は、管理装置13の識別情報と、乱数とを用いて所定の暗号化方式による鍵生成アルゴリズムで第1の暗号鍵を生成する。所定の暗号化方式としては、共通暗号鍵方式が用いられる。
制御部134は、第2の暗号鍵の生成に用いる各無線デバイス11の識別情報を、予め記憶していてもよいし、操作表示部131を介した入力によって取得してもよい。制御部134は、生成した第2の暗号鍵を、第2の暗号鍵の生成に用いた無線デバイス11の識別情報に対応付けることによって、無線デバイス11の識別情報と第2の暗号鍵とを対応付けて登録したテーブル(以下「デバイス-暗号鍵登録テーブル」という。)を生成する。
図3(A)はNM-暗号鍵登録テーブル20の具体例を表し、図3(B)はデバイス-暗号鍵登録テーブル21の具体例を表す。
まず、NM-暗号鍵登録テーブル20について説明する。NM-暗号鍵登録テーブル20は、複数のレコードを複数有する。レコードは、NMID及び第1の暗号鍵の各値を有する。NMIDの値は、管理装置13を識別するための識別情報である。第1の暗号鍵の値は、無線デバイス11がネットワークに参入するために必要となる暗号鍵であって、管理装置13の識別情報と乱数とを用いて生成された、管理装置13が管理する無線ネットワークN1に参入させる無線デバイス11に共通の暗号鍵である。すなわち、第1の暗号鍵の値は、管理装置13毎に異なる暗号鍵である。
アンテナコイル141は、対向する装置のアンテナとの間で通信を行う。
ICチップ142は、電源部143、送受信処理部144、制御部145及び記憶部146を備える。電源部143は、外部から供給された電力をICチップ142内の各機能に供給する。
送受信処理部144は、アンテナコイル141を介して、対向する装置へのデータの送信処理及び対向する装置から送信されたデータの受信処理を行う。送信処理は、例えば変調処理や電力増幅である。受信処理は、例えば復調処理である。
記憶部146は、不揮発性のメモリであり、設定情報を記憶する。
操作表示部151は、例えば表示機能と操作機能とを兼ね備えるタッチパネル式の液晶表示装置を備えており、制御部154から出力される各種情報を表示し、液晶表示装置の表示面に対する操作が行われた場合には、その操作に応じた操作信号を制御部154に出力する。なお、操作表示部151は、例えば液晶表示装置とキーボードとのように、表示機能と操作機能とが物理的に分離されているものであってもよい。
制御部154は、操作表示部151に対する制御(表示制御及び入力制御)を行うとともに、NFCリーダライタ152を制御して、可搬性媒体14及び外部の機器からのデータの読み出し、或いは外部の機器に対するデータの書き込みを制御する。
無線通信部112は、センサ部111と同様に電源部116から供給される電力によって動作し、制御部115の制御の下で、無線ネットワークN1を介した無線通信を行う。例えば、無線通信部112は、センサ部111の測定結果(例えば、流量や温度の測定結果)を、無線ネットワークN1を介して管理装置13に向けて送信する。なお、無線通信部112は、前述した無線通信規格ISA100.11aに準拠した無線通信を行う。
管理装置13の制御部134は、可搬性媒体14から書き込み完了を示す応答が得られると、管理者に対して可搬性媒体14への書き込みが完了した旨を提示する(ステップS109)。例えば、制御部134は、操作表示部131を制御して、可搬性媒体14への書き込みが完了した旨を表示する。その後、管理者は、第1設定情報が記録された可搬性媒体14を所持して、プラント内の保管庫17に保管する(ステップS110)。
上記の処理により、管理装置13の識別情報毎の第1設定情報が記録された可搬性媒体14が、プラントの現場に持ち運ばれる。
作業員は、可搬性媒体14を保管庫17から取り出す(ステップS201)。作業員は、所持している情報端末装置15を操作して、設定情報の読み出しを指示する(ステップS202)。この際、作業員は、可搬性媒体14と情報端末装置15とを、NFCによる通信が可能な位置に近づける。情報端末装置15の制御部154は、設定情報の読み出し指示がなされると、NFCリーダライタ152を制御して、可搬性媒体14に対する給電を行うとともに、可搬性媒体14に対してデータの読み出し要求を送信させる(ステップS203)。
情報端末装置15の制御部154は、無線デバイス11から書き込み完了を示す応答が得られると、作業員に対して無線デバイス11への第1設定情報の書き込みが完了した旨を提示する(ステップS216)。例えば、制御部154は、操作表示部151を制御して、無線デバイス11への第1設定情報の書き込みが完了した旨を表示する。
一方、制御部134は、復号できなかった場合、無線デバイス11の無線ネットワークN1への参入を許可しない。
まず図7において、管理装置13は、ステップS102の処理で第1の暗号鍵を生成する代わりに第2の暗号鍵を生成する。例えば、制御部134は、無線デバイス11の識別情報それぞれを用いて、複数の第2の暗号鍵を生成する。次に、制御部134は、生成した第2の暗号鍵と、無線デバイス11の識別情報とを対応付けることによってデバイス-暗号鍵登録テーブル21を生成する。次に、制御部134は、ステップS103の処理で無線デバイス11の識別情報毎にジョインキーを生成し、生成したジョインキーと、ネットワークIDと、第2の暗号鍵と、無線デバイス11の識別情報とを対応付けた無線デバイス11の識別情報毎の第2設定情報を記憶部133に記憶させる。
作業員は、図9に示す画面上に表示されている表示領域23又はプルダウン表示されているIDの中から無線ネットワークN1に参入させる無線デバイス11に関連するID(無線デバイス11のID)を選択する。
情報端末装置15の制御部154は、ステップS216の処理で、無線デバイス11から書き込み完了を示す応答が得られると、作業員に対して無線デバイス11への第2設定情報の書き込みが完了した旨を提示する。
その後、無線デバイス11に対して第2設定情報の登録、すなわちプロビジョニングが完了すると、無線デバイス11は、ステップS217の処理で、ゲートウェイ12との接続処理を実行する。無線デバイス11と、ゲートウェイ12との接続が完了すると、無線デバイス11は管理装置13との間で暗号化通信を行う。
本実施形態では、管理装置13が、NM-暗号鍵登録テーブル20及びデバイス-暗号鍵登録テーブル21を生成する構成を示したが、クラウド上のサーバでNM-暗号鍵登録テーブル20及びデバイス-暗号鍵登録テーブル21を生成するように構成されてもよい。このように構成される場合、管理装置13は、クラウド上のサーバで生成されたNM-暗号鍵登録テーブル20及びデバイス-暗号鍵登録テーブル21のいずれかを取得し、取得したいずれかのNM-暗号鍵登録テーブル20又はデバイス-暗号鍵登録テーブル21に基づいて得られる第1設定情報又は第2設定情報を可搬性媒体14に書き込む。
第2の実施形態では、情報端末装置15が、無線デバイス11から得られる情報に基づいて設定情報を無線デバイス11に設定する。
本実施形態の設定システムの全体構成は、図1に示す第1の実施形態における設定システム100と同様である。このため、設定システム100の詳細な説明については省略する。以下、相違点についてのみ説明する。
管理装置13の制御部134は、管理者によって暗号鍵の生成指示とともに、第1設定情報及び第2設定情報のいずれを設定するのかを規定する設定指示情報の設定がなされると、設定指示情報に応じた処理を行う。以下、具体的に説明する。
情報端末装置15の制御部154は、可搬性媒体14から得られた設定指示情報に応じて、第1設定情報及び第2設定情報のいずれかの設定情報を無線デバイス11に設定する。具体的には、制御部154は、可搬性媒体14から得られた設定指示情報に第1設定情報の書き込み指示が含まれる場合、第1設定情報を無線デバイス11に設定する。また、制御部154は、可搬性媒体14から得られた設定指示情報に第2設定情報の書き込み指示が含まれる場合、第2設定情報を無線デバイス11に設定する。
情報端末装置15のNFCリーダライタ152は、無線デバイス11との間でNFCにより無線デバイス11の識別情報を取得する(ステップS301)。次に、制御部154は、記憶部153に記憶されている設定指示情報を参照し、設定指示情報に含まれる指示が第1設定情報を設定する指示であるか第2設定情報を設定する指示であるかを判定する(ステップS302)。
また、人手で行う作業を減らすことができるため、作業員等の負担を軽減することもできる。
第3の実施形態では、情報端末装置15において設定情報を生成する。
図13は、本発明の第3の実施形態における設定システム100の全体構成を示すブロック図である。本実施形態の設定システム100の全体構成は、図1に示す第1の実施形態における設定システム100と同様である。このため、設定システム100の詳細な説明については省略する。以下、相違点についてのみ説明する。
第3の実施形態では、プラント内で可搬性媒体14に対して設定情報の書き込みが行われ、設定情報が記録された可搬性媒体14が、管理装置13が設置されているオフィスに持ち運ばれる。
まず、作業員は、情報端末装置15の操作表示部151を操作して暗号鍵の生成を要求する(ステップS401)。作業員は、第1の暗号鍵の生成を指示したとする。情報端末装置15の制御部154は、暗号鍵の生成要求に従って、管理装置13の識別情報と乱数とを用いて、第1の暗号鍵を生成する(ステップS402)。例えば、制御部154は、自装置に記憶されている識別情報、又は、入力された管理装置13の識別情報それぞれを用いて、複数の第1の暗号鍵を生成する。
情報端末装置15の制御部154は、可搬性媒体14から書き込み完了を示す応答が得られると、作業員に対して可搬性媒体14への書き込みが完了した旨を提示する(ステップS409)。例えば、制御部154は、操作表示部151を制御して、可搬性媒体14への書き込みが完了した旨を表示する。
情報端末装置15の制御部154は、無線デバイス11から書き込み完了を示す応答が得られると、作業員に対して無線デバイス11への第1設定情報の書き込みが完了した旨を提示する(ステップS419)。例えば、制御部154は、操作表示部151を制御して、無線デバイス11への第1設定情報の書き込みが完了した旨を表示する。
管理者は、可搬性媒体14を保管庫17から取り出す(ステップS501)。管理者は、取り出した可搬性媒体14を所持して管理装置13の位置まで移動する(ステップS502)。
上記の処理により、管理装置13への設定情報の登録が完了する。その後、無線デバイス11と管理装置13との間で暗号化通信が実行される(ステップS509)。
第3の実施形態における情報端末装置15は、第2の実施形態における情報端末装置15と同様に、無線デバイス11から得られる情報に基づいて設定情報を無線デバイス11に自動的に設定するように構成されてもよい。このように構成される場合、情報端末装置15の制御部154は、暗号鍵の生成時において設定指示情報も生成する。
可搬性媒体14がUSBメモリである場合、情報端末装置15はUSBポートに接続されたUSBメモリに対して設定情報の書き込みを行う書込部をさらに備える。また、可搬性媒体14がUSBメモリである場合、管理装置13は、USBポートに接続されたUSBメモリから設定情報の読み出しを行う読出部をさらに備える。読出部は、USBメモリから設定情報の読み出しを行うことによって設定情報を取得する。
第1の実施形態及び第2の実施形態では、管理装置13が設定情報を記録する可搬性媒体14が非接触ICカードである場合の構成を示した。可搬性媒体14がUSBメモリ、持ち運び可能な情報処理装置、磁気カード及びコード情報が印刷される媒体のいずれかである場合、管理装置13及び情報端末装置15は以下のように動作する。
可搬性媒体14がUSBメモリである場合、管理装置13はNFCリーダライタ132に代えて、USBポートに接続されたUSBメモリに対して設定情報の書き込みを行う書込部を備える。また、可搬性媒体14がUSBメモリである場合、情報端末装置15は、USBポートに接続されたUSBメモリから設定情報の読み出しを行う読出部(取得部)をさらに備える。読出部は、USBメモリから設定情報の読み出しを行うことによって設定情報を取得する。
図16に示す表示画面は、ユーザが、情報端末装置15を操作して設定情報の削除指示を情報端末装置15に入力することによって操作表示部151に表示される。図16に示す画面には、ユーザに対する指示31と、削除する対象を選択するための選択領域32と、削除を実行させるための実行ボタン33とが表示される。選択領域32には、設定情報に関連するIDが対応付けられて表示されている。選択領域32に対応付けられて表示されるIDは、例えばNMID、デバイスID等である。
上記の構成によって、情報端末装置15からの設定情報の漏えいを防止することができる。
このように構成されることによって、ユーザに対して設定情報が削除される前に、設定情報を無線デバイス11に設定させるように促すことができる。ユーザは、設定情報が削除される前に無線デバイス11に設定情報を設定して、設定を完了させることができる。
図19は、複数の可搬性媒体14に記録された設定情報を読み取る構成を説明するための図である。
まず管理装置13の動作について説明する。第1の実施形態における管理装置13の制御部134は、管理者によって複数の可搬性媒体14-1、14-2及び14-3に対する設定情報の書き込み指示がなされると、NFCリーダライタ132を制御して可搬性媒体14-1、14-2及び14-3それぞれに対して設定情報を書き込む。
管理装置13の制御部134が、上記の情報端末装置15の制御部154と同様に、NFCリーダライタ132を制御して可搬性媒体14-1、14-2及び14-3それぞれから設定情報を取得する。その後、制御部134は、取得した複数の設定情報を記憶部133に記憶させる。
まず管理装置13の動作について説明する。第1の実施形態及び第2の実施形態における管理装置13の制御部134は、管理者によって暗号鍵の生成指示とともに、パスワードの入力がなされると、暗号鍵の生成指示に基づいて設定情報34を生成する。また、制御部134は、予め定められた暗号化方式に基づいて、入力されたパスワードを暗号化する。そして、制御部134は、図20に示すように、設定情報34と、暗号化がなされたパスワード情報42とを可搬性媒体14に書き込む。これにより、第1の実施形態における可搬性媒体14には、設定情報34に加えて、パスワード情報42が記録される。また、第2の実施形態における可搬性媒体14には、設定情報34と、設定指示情報に加えて、パスワード情報42が記録される。
このように構成されることによって、設定情報の改ざんを防止することができる。
このように構成されることによって、測定対象の物理量に応じた測定用の設定情報の設定を行って物理量の測定を行うことができる。また、測定対象の物理量が同じである複数の無線デバイス11で同じ設定を容易に行うことができる。
Claims (13)
- 無線ネットワークを管理する管理装置によって生成され、前記無線ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる第1設定情報と第2設定情報との少なくとも一方と、前記第1設定情報及び前記第2設定情報の何れを設定するのかを規定する設定指示情報と、が記録された可搬性媒体と、
前記第1設定情報又は前記第2設定情報を前記可搬性媒体から取得し、取得した前記第1設定情報又は前記第2設定情報を、前記設定指示情報に従って、前記無線デバイスに対して設定する設定装置と、
を備える設定システム。 - 前記第1設定情報は、前記管理装置毎に生成され、前記管理装置が管理する前記無線ネットワークに参入させる前記無線デバイスに共通に設定する情報であり、
前記設定装置は、前記無線デバイスを参入させる無線ネットワークを管理する前記管理装置の識別情報で特定される前記第1設定情報を、当該無線デバイスに設定する、請求項1に記載の設定システム。 - 前記第2設定情報は、前記無線デバイス毎に生成され、前記管理装置が管理する前記無線ネットワークに参入させる前記無線デバイス毎に個別に設定する情報であり、
前記設定装置は、無線ネットワークに参入させる無線デバイスの識別情報で特定される前記第2設定情報を、当該無線デバイスに設定する、請求項1又は2に記載の設定システム。 - 前記第1設定情報は、前記管理装置が管理する前記無線ネットワークに参入させる前記無線デバイスに共通に設定する情報であり、前記第2設定情報は前記管理装置が管理する前記無線ネットワークに参入させる前記無線デバイス毎に個別に設定する情報であり、
前記設定装置は、近距離通信により前記無線デバイスの識別情報を前記無線デバイスから取得し、取得した前記無線デバイスの識別情報に基づいて前記第1設定情報又は前記第2設定情報を前記無線デバイスに設定する、請求項1から3のいずれか一項に記載の設定システム。 - 前記設定装置は、前記設定指示情報に従って、前記第1設定情報又は前記第2設定情報を、取得した前記識別情報で識別される無線デバイスに設定する、請求項4に記載の設定システム。
- 前記可搬性媒体には、前記第1設定情報又は前記第2設定情報を削除する時間を示す時間情報がさらに記録されており、
前記設定装置は、前記第1設定情報又は前記第2設定情報の他に前記時間情報を前記可搬性媒体から取得し、前記第1設定情報又は前記第2設定情報を取得してから前記時間情報が示す時間が経過した後に前記第1設定情報又は前記第2設定情報を削除する、請求項1から5のいずれか一項に記載の設定システム。 - 前記設定装置は、入力される指示に応じて、取得した前記第1設定情報又は前記第2設定情報を削除する時間を設定し、設定した時間経過後に前記第1設定情報又は前記第2設定情報を削除する、請求項1から5のいずれか一項に記載の設定システム。
- 前記可搬性媒体には、物理量を測定するために必要となる測定用設定情報がさらに記録されており、
前記設定装置は、前記第1設定情報又は前記第2設定情報の他に前記測定用設定情報を前記可搬性媒体から取得し、取得した前記測定用設定情報を、前記無線デバイスに対して設定する、請求項1から7のいずれか一項に記載の設定システム。 - 管理装置によって管理される無線ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる第1設定情報又は第2設定情報を生成し、生成した前記第1設定情報又は前記第2設定情報を、前記無線デバイスに設定する設定装置と、
前記設定装置で生成されて、前記管理装置に設定されるべき前記第1設定情報と前記第2設定情報との少なくとも一方と、前記第1設定情報及び前記第2設定情報の何れを設定するのかを規定する設定指示情報と、が前記設定装置によって記録された可搬性媒体と、
を備える設定システム。 - 無線ネットワークを管理する管理装置によって生成され、前記無線ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる第1設定情報と第2設定情報との少なくとも一方と、前記第1設定情報及び前記第2設定情報の何れを設定するのかを規定する設定指示情報と、が記録された可搬性媒体から前記第1設定情報又は前記第2設定情報を取得する取得部と、
前記取得部によって取得された前記第1設定情報又は前記第2設定情報を、前記設定指示情報に従って、前記無線デバイスに対して設定する近距離通信部、
を備える設定装置。 - 無線ネットワークを管理する管理装置によって生成され、前記無線ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる第1設定情報と第2設定情報との少なくとも一方と、前記第1設定情報及び前記第2設定情報の何れを設定するのかを規定する設定指示情報と、を可搬性媒体に記録する記録ステップと、
前記可搬性媒体から前記第1設定情報又は前記第2設定情報を取得する取得ステップと、
取得した前記第1設定情報又は前記第2設定情報を、前記設定指示情報に従って、前記無線デバイスに対して設定する設定ステップと、
を含む設定方法。 - コンピュータを、
無線ネットワークを管理する管理装置によって生成され、前記無線ネットワークに無線デバイスを参入させるために必要となる第1設定情報と第2設定情報との少なくとも一方と、前記第1設定情報及び前記第2設定情報の何れを設定するのかを規定する設定指示情報と、が記録された可搬性媒体から前記第1設定情報又は前記第2設定情報を取得する取得手段と、
前記取得手段において、取得された前記第1設定情報又は前記第2設定情報を、前記設定指示情報に従って、前記無線デバイスに対して設定する近距離通信手段として機能させるためのプログラム。 - 請求項12に記載のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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