特許第5942734号(P5942734)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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特許5942734データ収集システム、データ収集方法、隣接情報管理サーバ、及びプログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5942734
(24)【登録日】2016年6月3日
(45)【発行日】2016年6月29日
(54)【発明の名称】データ収集システム、データ収集方法、隣接情報管理サーバ、及びプログラム
(51)【国際特許分類】
   H04Q 9/00 20060101AFI20160616BHJP
   H04M 11/00 20060101ALI20160616BHJP
   G08C 15/00 20060101ALI20160616BHJP
   G08C 17/00 20060101ALI20160616BHJP
   H04W 4/04 20090101ALI20160616BHJP
【FI】
   H04Q9/00 311J
   H04M11/00 301
   G08C15/00 E
   G08C17/00 Z
   H04W4/04 190
【請求項の数】10
【全頁数】26
(21)【出願番号】特願2012-207290(P2012-207290)
(22)【出願日】2012年9月20日
(65)【公開番号】特開2014-64121(P2014-64121A)
(43)【公開日】2014年4月10日
【審査請求日】2015年5月15日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000295
【氏名又は名称】沖電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100079049
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳
(74)【代理人】
【識別番号】100084995
【弁理士】
【氏名又は名称】加藤 和詳
(74)【代理人】
【識別番号】100099025
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 浩志
(72)【発明者】
【氏名】谷口 匡之
【審査官】 松平 英
(56)【参考文献】
【文献】 特開2006−303943(JP,A)
【文献】 特開2009−100113(JP,A)
【文献】 特開2012−253554(JP,A)
【文献】 特開2010−141394(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G08C13/00−25/04
H03J 9/00−9/06
H04B 7/24−7/26
H04L12/00−12/955
13/02−13/18
29/00−29/14
H04M 3/00
3/16−3/20
3/38−3/58
7/00−7/16
11/00−11/10
H04Q 9/00−9/16
H04W 4/00−99/00
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1つのセンサと接続され、接続されたセンサで測定されたデータを各々出力する複数のセンサノードと、
接続制御によって前記センサノードと接続され、接続されたセンサノードから出力されるデータを受信し、受信したデータをネットワークを介して各々データ管理サーバに転送する複数のゲートウェイ装置と、
前記ネットワークを介して前記複数のゲートウェイ装置を監視し、前記複数のゲートウェイ装置各々について障害の発生を検出する監視サーバと、
前記複数のセンサノード各々について、センサノードの識別情報と当該センサノードに対して接続可能な複数のゲートウェイ装置の識別情報とを対応させた隣接情報を記憶すると共に、前記監視サーバにより障害の発生が検出された場合に、前記隣接情報に基づいて、障害の発生が検出されたゲートウェイ装置と接続されていた対象センサノードと接続可能なゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置として抽出し、抽出した代理ゲートウェイ装置と対象センサノードとを接続する接続制御を行うための指示を当該代理ゲートウェイ装置に送信する隣接情報管理サーバと、
を含むデータ収集システム。
【請求項2】
前記ゲートウェイ装置は、前記センサノードに前記データの出力の開始を要求する開始情報を送信するセンサノード接続制御手段を備え、
前記センサノードは、接続されているゲートウェイ装置以外のゲートウェイ装置から前記開始情報を受信した場合、当該ゲートウェイ装置の識別情報と自センサノードの識別情報とを含む隣接ゲートウェイ情報を生成し、生成した隣接ゲートウェイ情報を接続されているゲートウェイ装置を介して前記隣接情報管理サーバに送信する代理ゲートウェイ情報管理制御手段を備え、
前記隣接情報管理サーバは、記憶装置、及び前記ゲートウェイ装置を介して送信されてきた前記隣接ゲートウェイ情報に含まれるセンサノードの識別情報とゲートウェイ装置の識別情報とを対応付けて前記記憶装置に記憶する隣接情報管理手段を備えた
請求項1記載のデータ収集システム。
【請求項3】
前記隣接ゲートウェイ情報は、前記開始情報を受信した時刻情報及び受信時の信号強度を含み、
前記隣接情報管理サーバは、前記信号強度が最も高く前記時刻情報が最新のゲートウェイ装置を前記代理ゲートウェイ装置として抽出する
請求項2記載のデータ収集システム。
【請求項4】
前記隣接情報管理サーバは、前記隣接情報管理手段により、受信した前記隣接ゲートウェイ情報に含まれる前記ゲートウェイ装置の識別情報が予め正当なゲートウェイ装置の識別情報として登録されているか否かを判別し、登録されている場合に、前記ゲートウェイ装置を介して送信された前記隣接ゲートウェイ情報に含まれるセンサノードの識別情報とゲートウェイ装置の識別情報とを対応付けて前記記憶装置に記憶すると共に、当該ゲートウェイ装置が正当であることを示す隣接ゲートウェイ採用情報を生成して、前記隣接ゲートウェイ情報の送信元のセンサノードに送信し、
前記センサノードは、前記隣接ゲートウェイ採用情報を受信すると、前記代理ゲートウェイ情報管理制御手段により、前記送信した前記隣接ゲートウェイ情報に含めた識別情報のゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置の候補として記憶装置に記憶する
請求項2または請求項3記載のデータ収集システム。
【請求項5】
前記隣接情報管理サーバは、前記監視サーバにより前記ゲートウェイ装置の障害の発生が検出された場合、前記代理ゲートウェイ装置に対して、前記対象センサノードと接続するよう依頼する代理依頼情報を当該センサノードの識別情報を付与して生成し、生成した代理依頼情報を前記代理ゲートウェイ装置に送信して前記接続制御を指示する切替制御手段を備え、
前記代理ゲートウェイ装置は、前記隣接情報管理サーバから前記代理依頼情報を受信した場合に、前記代理依頼情報に付与された識別情報のセンサノードに対して、自ゲートウェイ装置との接続に切り替えるよう指示する代理開始情報を自ゲートウェイ装置の識別番号を付与して生成し、生成した代理開始情報を、前記対象センサノードに送信して前記接続制御を行う代理ゲートウェイ制御手段を備え、
前記センサノードは、前記ゲートウェイ装置から代理開始情報を受信した場合に、付与された識別番号のゲートウェイ装置に接続先を変更して前記接続制御を行うゲートウェイ接続切替手段を備えた
請求項1から請求項4のいずれか1項に記載のデータ収集システム。
【請求項6】
前記センサノードは、前記ゲートウェイ接続切替手段により、受信した前記代理開始情報の送信元のゲートウェイ装置の識別情報が、予め代理ゲートウェイ装置として登録されているか否かを判別し、登録されている場合に、前記代理開始情報の送信元のゲートウェイ装置に接続先を変更する
請求項5記載のデータ収集システム。
【請求項7】
前記監視サーバは、前記ネットワークを介して前記ゲートウェイ装置に生存確認情報を送信して予め定められた時間内に前記生存確認情報に対する応答情報を受信できなかった場合に、当該ゲートウェイ装置に障害が発生したことを検出し、当該ゲートウェイ装置に障害が発生したことを示す情報と当該ゲートウェイ装置の識別情報とを前記隣接情報管理サーバに送信するゲートウェイ監視手段を備えた
請求項1から請求項6のいずれか1項に記載のデータ収集システム。
【請求項8】
請求項1から請求項7のいずれか1項に記載のデータ収集システムに含まれた隣接情報管理サーバ。
【請求項9】
少なくとも1つのセンサと接続され、接続されたセンサで測定されたデータを各々出力する複数のセンサノードと、接続制御によって前記センサノードと接続され、接続されたセンサノードから出力されるデータを受信し、受信したデータをネットワークを介して各々データ管理サーバに転送する複数のゲートウェイ装置と、前記ネットワークを介して前記複数のゲートウェイ装置を監視し、前記複数のゲートウェイ装置各々について障害の発生を検出する監視サーバと、を含むデータ収集システムのデータ収集方法であって、
前記ネットワークを介して前記複数のゲートウェイ装置と接続された隣接情報管理サーバにおいて、前記複数のセンサノード各々について、センサノードの識別情報と当該センサノードに対して接続可能な複数のゲートウェイ装置の識別情報とを対応させた隣接情報を記憶すると共に、前記監視サーバにより障害の発生が検出された場合に、前記隣接情報に基づいて、障害の発生が検出されたゲートウェイ装置と接続されていた対象センサノードと接続可能なゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置として抽出し、抽出した代理ゲートウェイ装置と対象センサノードとを接続する接続制御を行うための指示を当該代理ゲートウェイ装置に送信する、
データ収集方法。
【請求項10】
コンピュータを、請求項8に記載の隣接情報管理サーバにおける各手段として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、多数のセンサで測定されたデータ(以下、センサデータともいう)をネットワーク経由で収集するデータ収集システム、データ収集方法、隣接情報管理サーバ、ゲートウェイ装置、センサノード、監視サーバ、及びプログラムに係り、特に、データの収集を安定して行うのに好適なデータ収集システム、データ収集方法、隣接情報管理サーバ、ゲートウェイ装置、センサノード、監視サーバ、及びプログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
多数のセンサデータを、インターネット等のネットワークを介して収集し、収集したセンサデータを用いて、一般家庭や企業向に、エネルギー管理サービス、セキュリティ対策サービス、及び、健康管理サービス等を提供する技術(以下、センサネットワークシステムともいう)が、特許文献1〜3に開示されている。
【0003】
特許文献1では、各センサにより検出した手首動作のデータや脈拍データを、携帯電話等からネットワークを通してデータ管理サーバに転送する技術が開示されている。
【0004】
また、特許文献2では、炊飯器やテレビ等の複数の電化製品の稼動状態を示す情報を、当該電化製品に設けられた各無線タグから無線タグリーダに無線送信し、各情報を無線タグリーダからサーバ装置に送信し、サーバ装置から広域ネットワークを介してデータ管理サーバに転送する技術が開示されている。
【0005】
また、特許文献3では、複数の発電所の各々の発電量を、通信ネットワークを介して電力取引必要量算出システムに送信し、電力取引必要量算出システムにおいて、適正な事故時補給電力の準備量を演算する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2006−170751号公報
【特許文献2】特開2006−164171号公報
【特許文献3】特開2005−130658号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
しかしながら、このようなセンサネットワークシステムでは、センサで測定されたセンサデータをネットワークに転送するゲートウェイ装置が故障した場合、ネットワーク上に設けられたデータ管理サーバに送信することができなくなり、各種サービスの提供を継続することができなくなる。
【0008】
このような問題に対処するためには、各ゲートウェイ装置に対して予備のゲートウェイ装置を用意しておき、通常時に使用しているゲートウェイ装置が故障した際には予備のゲートウェイ装置を用いてデータの送信を行うフォールトトレラント構成とすることができる。
【0009】
しかしながら、このように予備のゲートウェイ装置を設けるフォールトトレラント構成ではコストアップとなってしまう。
【0010】
また、センサ側に、予め、接続しているゲートウェイ装置の故障を検出する機能と、他の接続可能なゲートウェイ装置を検索して特定する機能と、特定したゲートウェイ装置との接続確立を制御する機能等を設けておき、接続しているゲートウェイ装置が故障した場合には、センサが特定したゲートウェイ装置に接続を変更して、センサデータを送信することができる。
【0011】
しかしながら、この場合、予めセンサ側に各機能を設ける必要があり、さらに、接続可能なゲートウェイ装置が正当なものであるか否かを判断するための情報を各センサに登録させておく必要があり、新たなセンサを増設する際には、煩雑な設定操作が必要となる。
【0012】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ゲートウェイ装置が故障した際にも、代わりのゲートウェイ装置に接続を切り替えてサービスを継続させることが可能なシステムを、コストアップすることなく、且つ、センサ側における煩雑な設定をすることなく、提供可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記目的を達成するために、本発明のデータ収集システムは、少なくとも1つのセンサと接続され、接続されたセンサで測定されたデータを各々出力する複数のセンサノードと、接続制御によって前記センサノードと接続され、接続されたセンサノードから出力されるデータを受信し、受信したデータをネットワークを介して各々データ管理サーバに転送する複数のゲートウェイ装置と、前記ネットワークを介して前記複数のゲートウェイ装置を監視し、前記複数のゲートウェイ装置各々について障害の発生を検出する監視サーバと、前記複数のセンサノード各々について、センサノードの識別情報と当該センサノードに対して接続可能な複数のゲートウェイ装置の識別情報とを対応させた隣接情報を記憶すると共に、前記監視サーバにより障害の発生が検出された場合に、前記隣接情報に基づいて、障害の発生が検出されたゲートウェイ装置と接続されていた対象センサノードと接続可能なゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置として抽出し、抽出した代理ゲートウェイ装置と対象センサノードとを接続する接続制御を行うための指示を当該代理ゲートウェイ装置に送信する隣接情報管理サーバと、を含む。
【0014】
一方、上記目的を達成するための本発明の隣接情報管理サーバは、前記データ収集システムにおける隣接情報管理サーバである。
【0018】
一方、上記目的を達成するために、本発明のデータ収集方法は、少なくとも1つのセンサと接続され、接続されたセンサで測定されたデータを各々出力する複数のセンサノードと、接続制御によって前記センサノードと接続され、接続されたセンサノードから出力されるデータを受信し、受信したデータをネットワークを介して各々データ管理サーバに転送する複数のゲートウェイ装置と、前記ネットワークを介して前記複数のゲートウェイ装置を監視し、前記複数のゲートウェイ装置各々について障害の発生を検出する監視サーバと、を含むデータ収集システムのデータ収集方法であって、前記ネットワークを介して前記複数のゲートウェイ装置と接続された隣接情報管理サーバにおいて、前記複数のセンサノード各々について、センサノードの識別情報と当該センサノードに対して接続可能な複数のゲートウェイ装置の識別情報とを対応させた隣接情報を記憶すると共に、前記監視サーバにより障害の発生が検出された場合に、前記隣接情報に基づいて、障害の発生が検出されたゲートウェイ装置と接続されていた対象センサノードと接続可能なゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置として抽出し、抽出した代理ゲートウェイ装置と対象センサノードとを接続する接続制御を行うための指示を当該代理ゲートウェイ装置に送信する。
【0019】
一方、上記目的を達成するための本発明のプログラムは、コンピュータを、前記隣接情報管理サーバにおける各手段として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【0023】
本発明によれば、広域ネットワーク上に設けられた隣接情報管理サーバにおいて、センサノード毎に当該センサノードに接続可能な各ゲートウェイ装置を対応付けて記憶しており、ゲートウェイ装置が故障した場合にも、隣接情報管理サーバにおける登録内容に基づいて、代替に用いる代理ゲートウェイ装置を容易に特定し、故障したゲートウェイ装置に接続されていた各センサを、特定した代理ゲートウェイ装置に接続するよう切り替えることができるので、コストアップすることなく、且つ、センサ側における煩雑な設定をすることなく、サービスの提供を継続させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0024】
図1】実施の形態に係るデータ収集システムの構成を示すブロック図である。
図2図1におけるデータ管理サーバの構成を示すブロック図である。
図3図1における隣接情報管理サーバの構成を示すブロック図である。
図4図1におけるゲートウェイ監視サーバの構成を示すブロック図である。
図5図1におけるゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。
図6図1におけるセンサノードの構成を示すブロック図である。
図7】実施の形態に係るデータ収集システムの通常時の動作を示すシーケンス図である。
図8】実施の形態に係るデータ収集システムの隣接ゲートウェイ登録時の動作を示すシーケンス図である。
図9】実施の形態に係るデータ収集システムのゲートウェイ装置故障時の動作を示すシーケンス図である。
【発明を実施するための形態】
【0025】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施の形態に係るデータ収集システム11は、図1に示される構成からなる。データ収集システム11は、少なくとも1つのセンサと接続され、接続されたセンサで測定されたセンサデータを各々出力する複数のセンサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cと、接続制御によって各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cと接続され、接続されたセンサノードから出力されるセンサデータを受信し、受信したセンサデータを、広域ネットワーク4を介して各々データ管理サーバ1に転送する複数のゲートウェイ装置5a〜5cと、広域ネットワーク4を介して各ゲートウェイ装置5a〜5cを監視し、ゲートウェイ装置5a〜5c各々について障害の発生を検出する監視サーバ3と、センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9c各々について、センサノードの識別情報と当該センサノードに対して接続可能な複数のゲートウェイ装置の識別情報とを対応させた隣接情報を記憶すると共に、監視サーバ3により障害の発生が検出された場合に、隣接情報に基づいて、障害の発生が検出されたゲートウェイ装置と接続されていた対象センサノードと接続可能なゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置として抽出し、抽出した代理ゲートウェイ装置と対象センサノードとを接続する接続制御を行うための指示を当該代理ゲートウェイ装置に送信する隣接情報管理サーバ2と、備えている。なお、広域ネットワーク4は、ここではインターネットとするが、イントラネット等を用いることでも良い。
【0026】
本データ収集システム11においては、各センサにより測定したセンサデータを出力する各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cと各ゲートウェイ装置5a〜5cとにより無線センサネットワーク6a〜6cを構成している。例えば、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cと各ゲートウェイ装置5a〜5cは、IEEE802.11b/g/n(商標)、Bluetooth(登録商標)、ZigBee(登録商標)、もしくはIrDA(登録商標)等による無線通信により接続制御されている。
【0027】
具体的には、無線センサネットワーク6a内のセンサノード7a〜7cはゲートウェイ装置5aと接続され、無線センサネットワーク6b内のセンサノード8a,8bはゲートウェイ装置5bと接続され、無線センサネットワーク6c内のセンサノード9a〜9cはゲートウェイ装置5cと接続されている。
【0028】
また、無線センサネットワーク6a内のセンサノード7cはゲートウェイ装置5bとの無線通信による接続も可能なエリアに配置され、無線センサネットワーク6b内のセンサノード8aはゲートウェイ装置5aと、センサノード8bはゲートウェイ装置5cとの無線通信による接続も可能なエリアに配置され、無線センサネットワーク6c内のセンサノード9aはゲートウェイ装置5bとの無線通信による接続も可能なエリアに配置されている。
【0029】
また、無線センサネットワーク6a内のセンサノード7a,7bはゲートウェイ装置5bと隣接する図示していない他のゲートウェイ装置との無線通信による接続も可能なエリアに配置され、無線センサネットワーク6c内のセンサノード9b,9cはゲートウェイ装置5cと隣接する図示していない他のゲートウェイ装置との無線通信による接続も可能なエリアに配置されている。
【0030】
このように、本実施の形態のデータ収集システム11においては、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cは、複数のゲートウェイ装置に無線通信により接続可能である。そして、通常時に接続されているゲートウェイ装置に障害が発生した場合には、各々広域ネットワーク4で接続された監視サーバ3、隣接管理サーバ2、ゲートウェイ装置5a〜5c、及び、センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cとの間で情報を送受信することにより、障害が発生したゲートウェイ装置に接続されていたセンサノードの接続先を、接続可能で正常に動作している他のゲートウェイ装置に切り替える。以下、その動作等について説明する。
【0031】
上述の接続構成において、例えば、ゲートウェイ装置5aに接続しているセンサノード7cは、接続しているゲートウェイ装置5a以外のゲートウェイ装置5bから、センサデータの出力を要求する開始情報(以下、センサネットワーク開始情報ともいう)を受信すると、当該ゲートウェイ装置5bを一意に識別するための識別情報と自センサノード7cを一意に識別するための識別情報とを含む隣接ゲートウェイ情報を生成し、接続しているゲートウェイ装置5aを介して、広域ネットワーク4経由で隣接情報管理サーバ2に送信する。
【0032】
隣接情報管理サーバ2は、予め、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cを一意に識別するための識別情報と、当該センサノードと接続している各ゲートウェイ装置5a〜5cを一意に識別するための識別情報とを対応付けて記憶装置に記憶している。そして、上述のようにして、センサノード7cからの隣接ゲートウェイ情報により、接続しているゲートウェイ装置5a以外のゲートウェイ装置5bの識別情報が送信されてきた場合、当該ゲートウェイ装置5bの識別情報をセンサノード7cの識別情報に対応付けて記憶装置に記憶し、ゲートウェイ装置5bを代理ゲートウェイ装置として管理する。
【0033】
このように、隣接情報管理サーバ2において、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cの識別情報と、当該センサノードと接続している各ゲートウェイ装置5a〜5cの識別情報とを対応付けて記憶装置に記憶すると共に、例えばセンサノード7cの識別情報と、接続しているゲートウェイ装置5a以外のゲートウェイ装置5bの識別情報とを対応付けて、ゲートウェイ装置5bを代理ゲートウェイ装置として管理する。このことにより、接続しているゲートウェイ装置5aに障害が発生した際には、センサノード7cの接続先を代理ゲートウェイ装置としてのゲートウェイ装置5bに容易に変更することができる。
【0034】
具体的には、監視サーバ3は、各ゲートウェイ装置5a〜5cの稼動状態の監視中にゲートウェイ装置5aの障害の発生を検出すると、障害の発生したゲートウェイ装置5aの識別情報を隣接情報管理サーバ2に通知する。
【0035】
通知を受けた隣接情報管理サーバ2は、まず、記憶装置の記憶内容に基づいて、監視サーバ3から通知された識別情報のゲートウェイ装置5aに接続しているセンサノード7a〜7cを抽出する。
【0036】
次に、隣接情報管理サーバ2は、抽出したセンサノード7a〜7cの内の例えばセンサノード7cに関して、このセンサノード7cの識別情報に代理ゲートウェイ装置として対応付けられた識別情報のゲートウェイ装置5bを特定する。
【0037】
そして、隣接情報管理サーバ2は、特定したゲートウェイ装置5bに対して、抽出したセンサノード7cの識別情報と共に、当該センサノード7cの接続先を特定したゲートウェイ装置5bに変更させるよう依頼する代理依頼情報(以下、代理ゲートウェイ送信依頼情報ともいう)を送信して、接続制御を行うよう指示する。
【0038】
ゲートウェイ装置5bは、隣接情報管理サーバ2から送信された代理ゲートウェイ送信依頼情報を受信すると、送信されてきた識別情報のセンサノード7cに対して、接続先を自ゲートウェイ装置5bに変更するよう指示する代理開始情報(以下、代理センサネットワーク開始情報ともいう)を送信する。
【0039】
センサノード7cは、ゲートウェイ装置5bから送信された代理センサネットワーク開始情報を受信すると、当該ゲートウェイ装置5bに接続先を変更して、接続制御を行う。その後は、変更したゲートウェイ装置5bに、自センサノード7cに備えた各センサが出力したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを送信する。このようにして、ゲートウェイ装置5aに障害が発生した場合にも、センサノード7cに備えた各センサが出力したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを、ゲートウェイ装置5b及び広域ネットワーク4を介してデータ管理サーバ1に転送することができる。
【0040】
なお、例えばセンサノード7cは、接続しているゲートウェイ装置5a以外のゲートウェイ装置5bからのセンサネットワーク開始情報を受信する度に、当該ゲートウェイ装置5bの識別情報と自センサノード7cの識別情報とを含む隣接ゲートウェイ情報を生成し、接続しているゲートウェイ装置5aを介して、広域ネットワーク4経由で隣接情報管理サーバ2に送信する際に、センサネットワーク開始情報を受信した時刻(以下、タイムスタンプともいう)と受信時の無線強度(信号強度)を隣接ゲートウェイ情報に付与して送信する。
【0041】
例えばセンサノード7cが、接続しているゲートウェイ装置5a以外のゲートウェイ装置5cからのセンサネットワーク開始情報も受信可能であった場合には、当該ゲートウェイ装置5cの識別情報、及び、当該センサネットワーク開始情報を受信した時刻(タイムスタンプ)と無線強度を、自センサノード7cの識別情報と共に接続しているゲートウェイ装置5aを介して、広域ネットワーク4経由で隣接情報管理サーバ2に送信する。
【0042】
この場合、隣接情報管理サーバ2は、センサノード7cの識別情報のそれぞれに対応して、代理ゲートウェイ装置としてのゲートウェイ装置5bの識別情報とゲートウェイ装置5cの識別情報、及び各々のタイムスタンプと無線強度も付与して記憶する。
【0043】
これにより、隣接情報管理サーバ2は、監視サーバ3からゲートウェイ装置5aの障害の発生が通知された際には、ゲートウェイ装置5aに接続しているセンサノード7a〜7cの内のセンサノード7cに関して、代理ゲートウェイ候補として記憶されてゲートウェイ装置5bとゲートウェイ装置5cの内、無線強度の高い側のゲートウェイ装置を最適な代理ゲートウェイとして選択する。なお、無線強度が同じであれば、タイムスタンプで示される受信時刻が現時刻に近い方を最適な代理ゲートウェイとして選択する。
【0044】
また、隣接情報管理サーバ2においては、例えば、センサノード7cからの各々の識別情報と代理ゲートウェイ装置としてのゲートウェイ装置5b,5cの識別情報、及び、タイムスタンプと無線強度の各情報が送信されてくる度に、センサノード7cに関しての記憶内容を上書きして更新するよう制御する。
【0045】
以下、図2から図9を用いて、このようなデータ収集システム11における動作の説明を、データ管理サーバ1、隣接情報管理サーバ2、監視サーバ3、ゲートウェイ装置5a〜5c、センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cの構成の詳細な説明と共に行う。
【0046】
まず、図2から図6により、図1におけるデータ管理サーバ1、隣接情報管理サーバ2、監視サーバ3、ゲートウェイ装置5a〜5c、センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cの各々の構成、及び動作について説明する。
【0047】
図2においては、図1におけるデータ管理サーバ1の構成を示している。データ管理サーバ1は、CPU(中央処理装置)を備えたコントローラ部1aと、各種情報を記憶するためのRAMやROM等の記憶装置1bと、広域ネットワーク4との接続に用いるための広域ネットワークインタフェース1cと、を備えている。
【0048】
記憶装置1bには、CPUによりデータ管理サーバ1の本発明に係る処理を実行するために用いるプログラム、当該処理に用いられるデータ、及び、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cから送信されてきたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを登録するテーブル情報1b1(図中、「TBL」と記載)等が記憶されている。
【0049】
データ管理サーバ1におけるCPUによるプログラムに基づく処理でコントローラ部1aに実装される機能として、センサデータ管理部1a1、及び通信制御部1a2が備えられている。通信制御部1a2は、広域ネットワークインタフェース1cを介して、広域ネットワーク4及びゲートウェイ装置5a〜5c経由でセンサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cから送られてくるセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを受信し、センサデータ管理部1a1は、通信制御部1a2で受信したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを、記憶装置1bに登録して管理する。
【0050】
記憶装置1bにおけるテーブル情報1b1では、図2において模擬的に示すように、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cの各々を一意に識別するための識別情報(図中、「SNID」と記載の列)に対応付けて、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cから送信されてきたセンサデータ(図中、「DATA」と記載の列)が登録されている。
【0051】
なお、図2のテーブル情報1b1においては、センサノード毎に1つのセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプの組が対応付けて登録されているが、例えば、各センサノードで同じ時間間隔で測定されたセンサデータを1つの組として登録するようにしても良く、センサデータの登録形態は各センサデータの利用形態に応じて変更可能である。
【0052】
このようにしてテーブル情報1b1に登録された各センサデータは、図1における広域ネットワーク4に接続された図示していない情報処理装置により読み出され、所定のサービスに利用される。
【0053】
例えば、無線センサネットワーク6a〜6cが、集合住宅における各家庭に設置された各センサノードで構成されるものとし、各センサノードで収集されるセンサデータが各家庭における各部屋の温度とした場合、情報処理装置は、テーブル情報1b1において各センサデータとして登録された各家庭のそれぞれの部屋の温度に基づいて、各部屋の温度が所定の温度となるように、各部屋に備えられたエアコンディショナを制御することができる。
【0054】
図3においては、図1における隣接情報管理サーバ2の構成を示している。隣接情報管理サーバ2は、CPUを備えたコントローラ部2aと、各種情報を記憶するためのRAMやROM等の記憶装置2bと、広域ネットワーク4との接続に用いるための広域ネットワークインタフェース2cと、を備えている。
【0055】
記憶装置2bでは、CPUにより隣接情報管理サーバ2の本発明に係る処理を実行するために用いるプログラム、当該処理に用いられるデータ、ゲートウェイ装置5a〜5cと広域ネットワーク4を介して各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cから送信されてきた代理ゲートウェイ装置を一意に識別するための識別番号を登録する代理ゲートウェイ登録テーブル情報(図中、「TBL−A」と記載)2b1、及び、予め当該データ収集システム11を構成する正当なゲートウェイ装置として認められた各ゲートウェイ装置の識別情報に、当該ゲートウェイ装置と通常時に接続される各センサノードの識別情報を対応付けて登録する正当ゲートウェイ登録テーブル情報(図中、「TBL−B」と記載)2b2等が記憶されている。
【0056】
隣接情報管理サーバ2におけるCPUによるプログラムに基づく処理でコントローラ部2aに実装される機能として、隣接情報管理部2a1、切替制御部2a2、及び、通信制御部2a3が備えられている。通信制御部2a3は、広域ネットワークインタフェース2cを介して、広域ネットワーク4及びゲートウェイ装置5a〜5c経由でセンサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cから送られてくる隣接ゲートウェイ情報を受信し、隣接情報管理部2a1は、通信制御部2a3で受信した隣接ゲートウェイ情報を記憶装置2bに登録管理する等の処理を行う。
【0057】
記憶装置2bにおける代理ゲートウェイ登録テーブル情報2b1では、図3において模擬的に示すように、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cの各々の識別情報(図中、「SNID」と記載の列)に、各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cから送信されてきた隣接ゲートウェイ情報に含まれる代理ゲートウェイ装置の識別情報(図中、「代理GWID」と記載の列)が対応付けて登録され、且つ、各々の代理ゲートウェイ装置との無線通信時における無線強度(dB)、及び通信時刻を示す情報(タイムスタンプ;T)が、登録されている。
【0058】
また、正当ゲートウェイ登録テーブル情報2b2では、図3において模擬的に示すように、各ゲートウェイ装置5a〜5cの識別情報(図中、「GWID」と記載の列)に、当該ゲートウェイ装置と通常時に接続される各センサノードの識別情報(図中、「SNID」と記載)が予め対応付けて登録されている。
【0059】
なお、図3の代理ゲートウェイ登録テーブル情報2b1においては、センサノード毎に1つのゲートウェイ装置が対応付けて登録されているが、複数のゲートウェイ装置が対応付けて登録されても良い。また、各々の識別情報、無線強度、及びタイムスタンプが対応付けて登録されても良い。
【0060】
通信制御部2a3が、広域ネットワークインタフェース2c経由でゲートウェイ装置5a〜5cを介してセンサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cから送られてくる隣接ゲートウェイ情報を受信すると、隣接情報管理部2a1は、隣接ゲートウェイ情報で示される代理ゲートウェイ装置の識別情報が正当ゲートウェイ登録テーブル情報2b2において登録されているか否かを検索し、登録されている場合には正当なゲートウェイ装置であると判断して、当該代理ゲートウェイ装置の識別情報、無線強度、及びタイムスタンプを、当該センサノードの識別情報に対応付けて、代理ゲートウェイ登録テーブル情報(TBL−A)2b1に登録する。なお、登録されていない場合には、代理ゲートウェイ登録テーブル情報(TBL−A)2b1への登録処理は行わない。
【0061】
また、通信制御部2a3を介して、図1における監視サーバ3から例えばゲートウェイ装置5aの障害の発生が通知された場合には、切替制御部2a2が、まず、正当ゲートウェイ登録テーブル情報2b2を参照して、当該ゲートウェイ装置5aに通常時に接続されるセンサノード7a〜7cを特定する。
【0062】
次に、切替制御部2a2は、代理ゲートウェイ登録テーブル情報2b1を参照し、各センサノード7a〜7cに対応して代理ゲートウェイ候補として記憶されてゲートウェイ装置を特定する。例えば、センサノード7cに対応して代理ゲートウェイ候補として記憶されてゲートウェイ装置5bを特定する。
【0063】
そして、切替制御部2a2は、特定したゲートウェイ装置5bに対して、抽出したセンサノード7cの識別情報と共に、当該センサノード7cの接続先をゲートウェイ装置5bに変更させるよう依頼する代理ゲートウェイ送信依頼情報を送信する。
【0064】
上述したように、ゲートウェイ装置5bは、隣接情報管理サーバ2から送信された代理ゲートウェイ送信依頼情報を受信すると、送信されてきた識別情報のセンサノード7cに対して、接続先を自ゲートウェイ装置5bに変更するよう指示する代理センサネットワーク開始情報を送信し、センサノード7cは、ゲートウェイ装置5bから送信された代理センサネットワーク開始情報を受信すると、当該ゲートウェイ装置5bに接続先を変更し、その後は、変更したゲートウェイ装置5bに、自センサノード7cに備えた各センサが出力したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを送信する。
【0065】
なお、代理ゲートウェイ登録テーブル情報2b1において、センサノード7cに対して複数の代理ゲートウェイ候補が登録されている場合には、隣接情報管理部2a1は、無線強度が最も高いゲートウェイ装置を代理ゲートウェイとして選択する。また、無線強度が同じであれば、隣接情報管理部2a1は、タイムスタンプで示される受信時刻が現時刻に近い方を最適な代理ゲートウェイとして選択する。
【0066】
図4においては、図1における監視サーバ3の構成を示している。監視サーバ3は、CPUを備えたコントローラ部3aと、各種情報を記憶するためのRAMやROM等の記憶装置3bと、広域ネットワーク4との接続に用いるための広域ネットワークインタフェース3cと、を備えている。
【0067】
記憶装置3bにおいては、CPUにより監視サーバ3の本発明に係る処理を実行するために用いるプログラム、当該処理に用いられるデータ、及び、各代理ゲートウェイ装置5a〜5cの稼働状態(死活状態)を示す情報を登録するゲートウェイ状態管理テーブル情報(図中、「GW管理TBL」と記載)3b1等が記憶されている。
【0068】
ゲートウェイ状態登録テーブル情報3b1では、図4において模擬的に示すように、各ゲートウェイ装置5a〜5cを一意に識別するための識別情報(図中、「GWID」と記載の列)に、監視サーバ3がCPUの処理により監視している各ゲートウェイ装置5a〜5cの稼動状態(図中、「GW状態」と記載の列)が対応付けて登録されている。
【0069】
監視サーバ3におけるCPUによるプログラムに基づく処理でコントローラ部3aに実装される機能として、ゲートウェイ監視部3a1、及び、通信制御部3a2が備えられている。ゲートウェイ監視部3a1は、通信制御部3a2及び広域ネットワークインタフェース1cを介して、広域ネットワーク4に接続されているゲートウェイ装置5a〜5cが正常に稼動しているか、障害が発生した異常な状態であるかを判定する。
【0070】
なお、このようなゲートウェイ監視部3a1による、ゲートウェイ装置5a〜5cの稼動状態の判定には、例えば、pingやSNMP(Simple Network Management Protocol)等の公知の技術を用いる。
【0071】
図5においては、図1におけるゲートウェイ装置5a〜5cの構成を、ゲートウェイ装置5aを例として示している。ゲートウェイ装置5aは、CPUを備えたコントローラ部5a1と、各種情報を記憶するためのRAMやROM等の記憶装置5a2と、各センサゲートとの無線通信による接続に用いるための無線センサネットワークインタフェース5a3と、広域ネットワーク4との接続に用いるための広域ネットワークインタフェース5a4と、を備えている。
【0072】
記憶装置5a2においては、CPUによりゲートウェイ装置5aの本発明に係る処理を実行するために用いるプログラム、当該処理に用いられるデータ、及び、各種情報を登録する接続管理テーブル情報(図中、「GW接続TBL」と記載)5a2a等が記憶されている。
【0073】
接続管理テーブル情報5a2aでは、図5において模擬的に示すように、自ゲートウェイ装置5aを一意に識別するための識別情報(図中、「GWID:5a」と記載)と共に、自ゲートウェイ装置5aで構成する無線センサネットワーク6aを一意に識別するための識別情報(図中、「SNWID:6a」と記載)、及び、当該無線センサネットワーク6aでの接続が許可されて自ゲートウェイ装置5aと接続している各センサノード7a〜7cを一意に識別するための識別情報(図中、「SNID:7a,7b,7c」と記載)等が登録されている。
【0074】
ゲートウェイ装置5aにおけるCPUによるプログラムに基づく処理でコントローラ部5a1に実装される機能として、情報管理制御部5a1a、センサノード接続制御部5a1b、データ転送制御部5a1c、隣接ゲートウェイ情報管理制御部5a1d、代理ゲートウェイ制御部5a1e、広域通信制御部5a1f、及び、無線通信制御部5a1gが備えられている。
【0075】
広域通信制御部5a1fは、広域ネットワークインタフェース5a4を介して広域ネットワーク4に接続されたデータ管理サーバ1、隣接情報管理サーバ2、及び、監視サーバ3との接続制御を行う。
【0076】
無線通信制御部5a1gは、無線センサネットワークインタフェース5a3を介して無線センサネットワーク6aにおけるセンサノード7a〜7c、及びセンサノード8aとの接続制御を行う。
【0077】
情報管理制御部5a1aは、自ゲートウェイ装置5aにより各センサノード7a〜7cを収容する無線センサネットワーク6aを構築する際に外部から入力される自ゲートウェイ装置5aの識別情報、当該無線センサネットワーク6aの識別情報、及び、当該無線センサネットワーク6aで自ゲートウェイ装置5aと接続される各センサノード7a〜7cの識別情報を、接続管理テーブル情報5a2aに登録して管理する。
【0078】
センサノード接続制御部5a1bは、外部から入力される指示情報に従って、もしくは予め定められた時間間隔で定期的に、センサノードにセンサデータの送信を要求するセンサネットワーク開始情報を生成し、無線通信制御部5a1g及び無線センサネットワークインタフェース5a3を介してブロードキャストで送信する。
【0079】
データ転送制御部5a1cは、センサノード接続制御部5a1bにより送信されたセンサネットワーク開始情報を受信したセンサノード7a〜7cから送信され、無線通信制御部5a1g及び無線センサネットワークインタフェースを介して受信したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを、広域通信制御部5a1f及び広域ネットワークインタフェース5a4を介して、広域ネットワーク4経由でデータ管理サーバ1に転送する。
【0080】
また、隣接ゲートウェイ情報管理制御部5a1dは、例えば隣接するゲートウェイ装置5bにおけるセンサノード接続制御部により送信されたセンサネットワーク開始情報を受信したセンサノード7cから送信された隣接ゲートウェイ情報を、無線通信制御部5a1g及び無線センサネットワークインタフェースを介して受信すると、当該隣接ゲートウェイ情報に自ゲートウェイ装置5aの識別情報を付与して、広域通信制御部5a1f及び広域ネットワークインタフェース5a4を介して、広域ネットワーク4経由で隣接情報管理サーバ2に送信する。
【0081】
隣接情報管理サーバ2は、ゲートウェイ装置5aから送信されてきた隣接ゲートウェイ情報に含まれるゲートウェイ装置5bの識別情報が、予め正当なゲートウェイ装置として登録されていれば、隣接情報管理部2a1により、当該ゲートウェイ装置5bを、センサノード7aに対する代理ゲートウェイ装置として登録し、正常に登録されたことを示す隣接ゲートウェイ採用情報をゲートウェイ装置5aに送信する。
【0082】
ゲートウェイ装置5aは、隣接情報管理サーバ2から送信された隣接ゲートウェイ採用情報を受信すると、隣接ゲートウェイ情報管理制御部5a1dにより、当該隣接ゲートウェイ採用情報を、隣接ゲートウェイ情報の送信元のセンサノード7cに転送する。当該隣接ゲートウェイ採用情報を受信したセンサノード7cは、ゲートウェイ装置5bの識別情報を代理ゲートウェイの識別情報として記憶装置に記憶する。
【0083】
このようにして、隣接情報管理サーバ2において、ゲートウェイ装置5bが、センサノード7aに対する代理ゲートウェイ装置として登録された状態で、監視サーバ3からゲートウェイ装置5aの障害発生を通知されると、隣接情報管理サーバ2は、ゲートウェイ装置5bに対して、ゲートウェイ装置5aの代わりに当該ゲートウェイ装置5bにおいてセンサノード7aとの無線通信を行うように要求する代理ゲートウェイ送信依頼情報を送信する。
【0084】
例えば、ゲートウェイ装置5bにおいて障害が発生し、隣接情報管理サーバ2からゲートウェイ装置5aに対して代理ゲートウェイ送信依頼情報が送信された場合であれば、ゲートウェイ装置5aは、広域通信制御部5a1f及び広域ネットワークインタフェース5a4を介して、広域ネットワーク4経由で隣接情報管理サーバ2から送信された代理ゲートウェイ送信依頼情報を受信する。
【0085】
そして、ゲートウェイ装置5aは、代理ゲートウェイ制御部5a1eにより、当該代理ゲートウェイ送信依頼情報に含まれる識別情報の例えばセンサノード8aに対して、通常時の接続先をゲートウェイ装置5aに変更するよう指示する代理センサネットワーク開始情報を、無線通信制御部5a1g及び無線センサネットワークインタフェースを介して送信する。
【0086】
ゲートウェイ装置5aからの代理センサネットワーク開始情報を受信したセンサノード8aは、通常時の接続先をゲートウェイ装置5bからゲートウェイ装置5aに変更し、以降、測定したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプをゲートウェイ装置5aに送信する。このようにして、ゲートウェイ装置5bの障害発生時には、センサノード8aのセンサデータはゲートウェイ装置5a経由でデータ管理サーバ1に転送される。
【0087】
図6においては、図1におけるセンサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cの構成を、センサノード7cを例として示している。センサノード7cは、CPUを備えたコントローラ部7c1と、各種情報を記憶するためのRAMやROM等の記憶装置7c2と、各センサ10a〜10cとの接続に用いるためのセンサインタフェース7c3と、ゲートウェイ装置5bとの無線通信による接続に用いるための無線センサネットワークインタフェース7c4と、タイムスタンプの取得に用いるタイマ7c5と、を備えている。タイマ7c5は、ゲートウェイ装置5bとの無線通信による接続時における時刻情報を測定してタイムスタンプとして取得する。
【0088】
記憶装置7c2においては、CPUによりセンサノード7cの本発明に係る処理を実行するために用いるプログラム、当該処理に用いられるデータ、各種制御情報を登録するセンサノード接続管理テーブル情報(図中、「SN接続TBL」と記載)7c2a、及び、各センサ10a〜10cで測定されたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを記録するセンサデータ管理テーブル情報(図中、「センサデータTBL」と記載)7c2b等が記憶されている。
【0089】
センサノード接続管理テーブル7c2aでは、図6において模擬的に示すように、自センサノード7cを一意に識別するための識別情報(図中、「SNID:7c」と記載)と共に、自センサノード7cが収容される無線センサネットワーク6aを一意に識別するための識別情報(図中、「SNWID:6a」と記載)、当該無線センサネットワーク6aで自センサノード7cと接続しているゲートウェイ装置5aを一意に識別するための識別情報(図中、「GWID:5a」と記載)、及び、ゲートウェイ装置5aの障害発生時に代理として用いることになる代理ゲートウェイを一意に識別するための識別情報(図中、「代理GWID:5b」と記載)等が登録されている。
【0090】
センサデータ管理テーブル情報7c2bでは、図6において模擬的に示すように、各センサ10a〜10cの識別情報(図中、「SID:10a,10b,10c」と記載)に対応付けて、各センサ10a〜10cで測定されたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプが登録されている。
【0091】
センサノード7cにおけるCPUによるプログラムに基づく処理でコントローラ部7c1に実装される機能として、センサノード情報管理制御部7c1a、ゲートウェイ接続制御部7c1b、センサデータ管理制御部7c1c、センサデータ送信制御部7c1d、代理ゲートウェイ情報管理制御部7c1e、ゲートウェイ接続切替部7c1f、センサ接続制御部7c1g、及び、無線通信制御部7c1hが備えられている。
【0092】
センサ接続制御部7c1gは、センサインタフェース7c4を介してセンサ10a〜10cとの接続制御を行う。
【0093】
無線通信制御部7c1hは、無線センサネットワークインタフェース7c3を介して無線センサネットワーク6aにおけるゲートウェイ装置5aとの接続制御を行う。なお、無線通信制御部7c1hは、ゲートウェイ装置5aとの接続時における無線強度を測定して図示していないレジスタもしくは記憶装置7c2等に記憶させる。
【0094】
センサノード情報管理制御部7c1aは、例えば、自センサノード7cをゲートウェイ装置5aに接続して無線センサネットワーク6aに収容する際に外部から入力される自センサノード7cの識別情報(SNID:7c)と、当該無線センサネットワーク6aの識別情報(SNWID:6a)、及び、当該無線センサネットワーク6aで自センサノード7cが通常時に接続されるゲートウェイ装置5aの識別情報(GWID:5a)をセンサノード接続管理テーブル情報7c2aに登録して管理する。
【0095】
ゲートウェイ接続制御部7c1bは、センサノード7cが、ゲートウェイ装置5aからブロードキャストで送信されてくるセンサネットワーク開始情報を、無線センサネットワークインタフェース7c4及び無線通信制御部7c1hを介して受信すると、当該ゲートウェイ装置5aの識別情報が、センサノード接続管理テーブル情報7c2aにおいて、通常時に接続されるゲートウェイ装置5aとして登録されているか否か判定し、登録されている場合、当該ゲートウェイ装置5aに対して、接続が確立していることを示す応答情報(以下、センサネットワーク参加応答情報ともいう)を送信する。
【0096】
ゲートウェイ接続制御部7c1bがゲートウェイ装置5aに対してセンサネットワーク参加応答情報を送信すると、センサデータ管理制御部7c1cは、センサ接続制御部7c1g及びセンサインタフェース7c4を介してセンサ10a〜10cで測定しているセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを収集して、センサデータ管理テーブル情報7c2bに登録する。
【0097】
センサデータ送信制御部7c1dは、センサデータ管理制御部7c1cが収集してセンサデータ管理テーブル情報7c2bに登録したセンサ10a〜10cの測定結果データ(センサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプ)を読み出し、無線通信制御部7c1h及び無線センサネットワークインタフェース7c4を介してゲートウェイ装置5aに送信する。これにより、センサ10a〜10cの測定結果データ(センサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプ)が、ゲートウェイ装置5aを介して広域ネットワーク4経由でデータ管理サーバ1に送信される。
【0098】
なお、以降定期的に、センサデータ管理制御部7c1cは、センサ接続制御部7c1g及びセンサインタフェース7c4を介してセンサ10a〜10cで測定しているセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを収集し、センサデータ送信制御部7c1dは、収集されたセンサ10a〜10cの測定結果データ(センサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプ)をゲートウェイ装置5aに送信する。
【0099】
このような処理に対して、ゲートウェイ装置5a以外のゲートウェイ装置5bからブロードキャストでセンサネットワーク開始情報が送信されてきた場合には、当該ゲートウェイ装置5bの識別情報は、センサノード接続管理テーブル情報7c2aにおいて、通常時に接続されるゲートウェイ装置として登録されていないので、ゲートウェイ接続制御部7c1bから、当該ゲートウェイ装置5bに対するセンサネットワーク参加応答情報は送信されない。
【0100】
このような場合、センサノード7cは、代理ゲートウェイ情報管理制御部7c1eにより、通常時に接続されているゲートウェイ装置5a以外の無線通信可能なゲートウェイ装置が存在することを示す隣接ゲートウェイ情報を生成し、タイマ7c5で測定されている現在の時刻情報(タイムスタンプ)及び無線通信制御部7c1hで測定される無線強度を付与して、無線通信制御部7c1h及び無線センサネットワークインタフェース7c4を介して、当該ゲートウェイ装置5aに送信する。
【0101】
当該隣接ゲートウェイ情報がゲートウェイ装置5aに送信されると、図5において説明したゲートウェイ装置5a及び隣接情報管理サーバ2における処理が実行され、隣接情報管理サーバ2で生成された隣接ゲートウェイ採用情報がゲートウェイ装置5aを介して転送されてくる。
【0102】
このようにして、ゲートウェイ装置5aから隣接ゲートウェイ採用情報が転送されてくると、代理ゲートウェイ情報管理制御部7c1eは、当該隣接ゲートウェイ採用情報に含まれる代理ゲートウェイ装置としてのゲートウェイ装置5bの識別情報(5b)を、センサノード接続管理テーブル情報7c2aに登録する。
【0103】
この状態において、ゲートウェイ装置5aに障害が発生すると、上述した監視サーバ3及び隣接情報管理サーバ2の処理により、ゲートウェイ装置5bからセンサノード7cに、代理センサネットワーク開始情報が送信されてくる。
【0104】
ゲートウェイ装置5bからの代理センサネットワーク開始情報をセンサノード7cが受信すると、ゲートウェイ接続切替部7c1fは、センサノード接続管理テーブル情報7c2aにおいて、当該ゲートウェイ装置5bの識別情報が、代理ゲートウェイ装置として登録されているか否かの検証を行う。
【0105】
登録されている場合、ゲートウェイ接続切替部7c1fは、センサノード情報管理制御部7c1aが、センサノード接続管理テーブル情報7c2aにおいて通常時に接続するゲートウェイ装置として登録したゲートウェイ装置5aの識別情報(GWID:5a)を書き換え、通常時に接続するゲートウェイ装置としてゲートウェイ装置5bの識別情報(GWID:5b)を登録する。これ以降、センサノード7cは、センサ10a〜10cで測定されたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプをゲートウェイ装置5bに送信する。
【0106】
なお、このように、ゲートウェイ接続切替部7c1fが、センサノード接続管理テーブル情報7c2aにおいて通常時に接続するゲートウェイ装置として登録したゲートウェイ装置5aの識別情報(GWID:5a)を、ゲートウェイ装置の識別情報に書き換えるのではなく、例えば、フラグのオン・オフ制御で接続を切り替えことでも良い。
【0107】
すなわち、ゲートウェイ接続切替部7c1fが、通常時に接続するゲートウェイ装置としてゲートウェイ装置5aの識別情報(GWID:5a)を登録したレジスタに対応付けたフラグをオフとし、代理ゲートウェイ装置として当該ゲートウェイ装置5bの識別情報(代理GWID:5b)を登録したレジスタに対応付けたフラグをオンとし、センサデータ送信制御部7c1dが、当該フラグがオンとなっている側の識別情報のゲートウェイ装置にセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを送信するよう制御することでも良い。
【0108】
次に、図7から図9により、図1におけるデータ管理サーバ1、隣接情報管理サーバ2、監視サーバ3、ゲートウェイ装置5a〜5c、センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cの各々による本実施の形態に係る制御動作について説明する。
【0109】
図7においては、本実施の形態に係るデータ収集システム11における、通常時の動作の流れを示している。ここでは、ゲートウェイ装置5aとセンサノード7aを例として示している。
【0110】
図7においては、ゲートウェイ装置5aは、無線センサネットワークの開始時に、センサノードに対して、センサデータの出力を要求する開始情報(図中、「センサネットワーク開始情報」と記載)を無線によりブロードキャストで送信する(ステップS1)。センサネットワーク開始情報には、ゲートウェイ装置5aを一意に識別するための識別情報が含まれる。
【0111】
センサネットワーク開始情報を受信したセンサノード7aは、センサネットワーク開始情報に含まれているゲートウェイ装置5aの識別情報が、自センサノード7a内の記憶装置に記録された通常時に接続するゲートウェイ装置の識別情報と同一であるか否かの検証を行う(ステップS2)。
【0112】
識別情報が、自センサノード7a内の記憶装置に記録された通常時に接続するゲートウェイ装置の識別情報と同一である場合、当該ゲートウェイ装置5aに対して、センサネットワーク参加応答情報を返信して、無線センサネットワーク6aに接続する(ステップS3)。
【0113】
その後、センサノード7aは、自センサノード7aに接続されているセンサ(図6に示すセンサ10a〜10c)によるセンサデータの測定を行い(ステップS4)、無線センサネットワーク6aを介して、測定したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプをゲートウェイ装置5aに送信する(ステップS5)。
【0114】
センサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを受信したゲートウェイ装置5aは、広域ネットワーク4を経由してセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプをデータ管理サーバ1に転送する(ステップS6)。
【0115】
データ管理サーバ1は、ゲートウェイ装置5aから送信されてきたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプをデータ管理サーバ1内の記憶装置に登録する(ステップS7)。以降、定期的にステップS4〜S7の処理が繰り返される。
【0116】
図8においては、本実施の形態に係るデータ収集システム11における、代理ゲートウェイ(隣接ゲートウェイ)の登録時の動作の流れを示している。ここでは、ゲートウェイ装置5a,5bとセンサノード7cを例として示している。
【0117】
図8において、ゲートウェイ装置5bは、ゲートウェイ装置5aの近隣に存在する他のゲートウェイ装置であり、このゲートウェイ装置5bがセンサネットワーク開始情報を無線によりブロードキャスト送信する(ステップS8)と、ゲートウェイ装置5aと通常時に接続されるセンサノード7cにおいても受信される。
【0118】
このようにして、ゲートウェイ装置5bが送信したセンサネットワーク開始情報を受信したセンサノード7cは、センサネットワーク開始情報に含まれているゲートウェイ識別情報が、センサノード7c内の記憶装置に記録されたゲートウェイ識別情報と同一であるかの検証を行う(ステップS9)。
【0119】
受信したセンサネットワーク開始情報に含まれているゲートウェイ識別情報が、センサノード内の記憶装置に記録されたゲートウェイ識別情報と異なる場合、センサノード7cは、センサノード7c内の記憶装置に記録されているセンサノード7cを一意に識別するためのセンサノード識別情報と、受信したセンサネットワーク開始情報に含まれているゲートウェイ装置5bのゲートウェイ識別情報と、センサネットワーク開始情報を受信したタイムスタンプと、受信したセンサネットワーク開始情報の無線強度とを含む隣接ゲートウェイ情報を生成し、生成した隣接ゲートウェイ情報を、自身の所属する無線センサネットワーク6aの接続しているゲートウェイ装置5aに送信する(ステップS10)。
【0120】
センサノード7cから送信された隣接ゲートウェイ情報を受信したゲートウェイ装置5aは、センサノード7cから送られてきた隣接ゲートウェイ情報に、自身のゲートウェイ識別情報を付加する(ステップS11)。
【0121】
そして、ゲートウェイ装置5aは、自身のゲートウェイ識別情報を付加した隣接ゲートウェイ情報を、広域ネットワーク4経由で隣接情報管理サーバ2に送信する(ステップS12)。
【0122】
隣接情報管理サーバ2には、予め当該データ収集システム11における全てのゲートウェイ装置のゲートウェイ識別情報が記憶装置内に登録されている。隣接情報管理サーバ2は、ゲートウェイ装置5aから送られてきた隣接ゲートウェイ情報に含まれる隣接ゲートウェイ(ゲートウェイ装置5b)の識別情報および送信元のゲートウェイ装置(ゲートウェイ装置5a)の識別情報が予め登録された正当なものであるか否かの検証を行う(ステップS13)。
【0123】
隣接情報管理サーバ2は、ゲートウェイ装置5aから送られてきた隣接ゲートウェイ情報に含まれる隣接ゲートウェイ(ゲートウェイ装置5b)の識別情報および送信元のゲートウェイ装置5aの識別情報が正当なものであると確認できた場合、当該ゲートウェイ装置5bの識別情報を、ゲートウェイ装置5aの代理ゲートウェイ装置として記憶装置に登録する(ステップS14)。
【0124】
隣接情報管理サーバ2は、隣接ゲートウェイ情報を登録した後、ゲートウェイ装置5bをゲートウェイ装置5aの代理ゲートウェイ(隣接ゲートウェイ)として使用する事を許可する隣接ゲートウェイ採用情報を、ゲートウェイ装置5aに送信する(ステップS15)。
【0125】
隣接情報管理サーバ2に隣接ゲートウェイ情報を送信後、当該隣接情報管理サーバ2から、隣接ゲートウェイ採用情報を受信したゲートウェイ装置5aは、受信した隣接ゲートウェイ採用情報を、隣接ゲートウェイ情報の送信元であるセンサノード7cへ送信する(ステップS16)。
【0126】
ゲートウェイ装置5aから送信された隣接ゲートウェイ採用情報を受信したセンサノード7cは、ゲートウェイ装置5bの識別情報を、センサノード7c内の記憶装置に、代理ゲートウェイ装置(隣接ゲートウェイ装置)として登録する(ステップS17)。
【0127】
なお、このような代理ゲートウェイ装置(隣接ゲートウェイ装置)の登録においては、複数の代理ゲートウェイ装置(隣接ゲートウェイ装置)を登録することが可能である。例えば、センサノード7cにおいて、図1におけるゲートウェイ装置5cからのセンサネットワーク開始情報を受信した場合には、ゲートウェイ装置5bと共に、当該ゲートウェイ装置5cが代理ゲートウェイ装置(隣接ゲートウェイ装置)として登録される。
【0128】
図9は、本実施の形態に係るデータ収集システム11における、代理ゲートウェイ装置(隣接ゲートウェイ装置)を用いてセンサデータの収集を行う場合の動作の流れを示している。ここでは、センサノード8aが通常時に接続されていたゲートウェイ装置5bに障害が発生して故障し、異常状態となった際に、代理ゲートウェイ装置(隣接ゲートウェイ装置)としてのゲートウェイ装置5aを用いて、センサノード8aからのセンサデータの収集を行う場合の動作を示す。
【0129】
7cを例として示している。
【0130】
図9において、監視サーバ3は、内部の記憶装置内に識別情報を記憶した、データ収集システム11に接続されているゲートウェイ装置5bに対して、定期的に、当該ゲートウェイ装置の稼動状態を確認するための生存確認情報(以下、ゲートウェイ生存確認情報ともいう)を送信する(ステップS18)。例えば、ゲートウェイ生存確認情報としてpingを送信することで良い。
【0131】
ゲートウェイ生存確認情報(ping)を受信した正常に稼動しているゲートウェイ装置5bは、監視サーバ3に対して、自ゲートウェイ装置5bが正常に稼動していることを示す生存応答情報(reply)を返信し(ステップS19)、これにより、監視サーバ3は、ゲートウェイ装置5bが正常に動作していることを確認する。
【0132】
ゲートウェイ装置5bに障害(故障)が発生すると(ステップS20)、監視サーバ3が送信したゲートウェイ生存確認情報(ping)に対する応答(reply)がなくなり、監視サーバ3では、ゲートウェイ装置5bが故障したことを検知する(ステップS22)。
【0133】
このようにして、ゲートウェイ装置5bの故障を検知すると、監視サーバ3は、当該ゲートウェイ装置5bが故障したことを示す情報と故障したゲートウェイ装置5bの識別情報とを隣接情報管理サーバ2へ送信する(ステップS23)。
【0134】
監視サーバ3から、故障したゲートウェイ装置5bの識別情報を受取った隣接情報管理サーバ2は、故障したゲートウェイの識別情報を用いて、故障したゲートウェイ装置5bから以前に送信されてきた隣接ゲートウェイ情報を抽出する(ステップS24)。
【0135】
隣接ゲートウェイ情報を抽出した隣接情報管理サーバ2は、当該隣接ゲートウェイ情報に含まれるタイムスタンプ及び無線強度を基に、故障したゲートウェイ装置5bに所属するセンサノード8a,8b毎に最適な隣接ゲートウェイ装置を選択する(ステップS25)。ここでは、センサノード8aに関しては、ゲートウェイ装置5aが最適な隣接ゲートウェイ装置として選択される。なお、センサノード8bに関しては、ゲートウェイ装置5cが最適な隣接ゲートウェイ装置として選択される。
【0136】
各センサノードの最適な隣接ゲートウェイ情報を抽出した隣接情報管理サーバ2は、対象となる隣接ゲートウェイ装置に対して、対象となるセンサノードの識別情報を含む代理ゲートウェイ送信依頼情報を送信する(ステップS26)。例えば、対象となる隣接ゲートウェイ装置としてのゲートウェイ装置5aに対して、センサノード8aの識別情報を含む代理ゲートウェイ送信依頼情報を送信する。
【0137】
代理ゲートウェイ送信依頼情報を受信したゲートウェイ装置5aは、受信した代理ゲートウェイ送信依頼情報に含まれるセンサノードの識別情報と、自身のゲートウェイ装置の識別情報を含む、代理センサネットワーク開始情報を生成して、無線によりブロードバンド送信する(ステップS27)。
【0138】
代理センサネットワーク開始情報を受信したセンサノード8aは、受信した代理センサネットワーク開始情報に含まれているゲートウェイ装置5aの識別情報が、センサノード8a内の記憶装置において隣接ゲートウェイとして登録されているか否かの検証を行う(ステップS28)。
【0139】
代理センサネットワーク開始情報に含まれているゲートウェイ装置の識別情報が、記憶装置に記録された隣接ゲートウェイとして登録されている場合、センサノード8aは、ゲートウェイ装置5aに対して、センサネットワーク参加応答情報を送信して、無線センサネットワーク6aに接続する(ステップS29)。
【0140】
その後、センサノード8aは、センサノード8aに接続されているセンサによりセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを測定すると(ステップS30)、測定したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを、無線センサネットワーク6aを使用して隣接ゲートウェイ装置としてのゲートウェイ装置5aに送信する(ステップS31)。
【0141】
センサノード8aから送信されたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを受信した隣接ゲートウェイ装置としてのゲートウェイ装置5aは、広域ネットワーク4を経由して、当該センサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプをデータ管理サーバ1に転送する(ステップS32)。
【0142】
ゲートウェイ装置5aから転送されたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを受信したデータ管理サーバ1は、受信したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプをデータ管理サーバ1内の記憶装置に登録する(ステップS33)。
【0143】
以上、各図を用いて説明したように、本実施の形態のデータ収集システム11は、少なくとも1つのセンサと接続され、接続されたセンサで測定されたセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを各々出力する複数のセンサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cと、接続制御によって各センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cと接続され、接続されたセンサノードから出力されるセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを受信し、受信したセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを、広域ネットワーク4を介して各々データ管理サーバ1に転送する複数のゲートウェイ装置5a〜5cと、広域ネットワーク4を介して各ゲートウェイ装置5a〜5cを監視し、ゲートウェイ装置5a〜5c各々について障害の発生を検出する監視サーバ3と、センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9c各々について、センサノードの識別情報と当該センサノードに対して接続可能な複数のゲートウェイ装置の識別情報とを対応させた隣接情報を記憶すると共に、監視サーバ3により障害の発生が検出された場合に、隣接情報に基づいて、障害の発生が検出されたゲートウェイ装置と接続されていた対象センサノードと接続可能なゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置として抽出し、抽出した代理ゲートウェイ装置と対象センサノードとを接続する接続制御を行うための指示を当該代理ゲートウェイ装置に送信する隣接情報管理サーバ2と、備えている。
【0144】
このように、通常時には接続されていないゲートウェイ装置とセンサノード間において、当該ゲートウェイ装置からのセンサネットワーク開始情報をセンサノードにおいて受信することを契機に、広域ネットワーク4上に設けられた隣接情報管理サーバ2において、当該ゲートウェイ装置を、接続しているゲートウェイ装置の代理用のゲートウェイ装置として一括して登録している。
【0145】
これにより、接続しているゲートウェイ装置の故障時には、故障したゲートウェイ装置の無線センサネットワークに接続されていた各センサノードの接続先を、登録された代理用のゲートウェイ装置に容易に切り替えて、当該センサノードからのセンサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを送信することができ、当該センサデータ及びセンサデータ計測時のタイムスタンプを使用したサービスの提供の継続を、コストアップすることなく且つセンサ側における煩雑な設定をすることなく、行うことが可能となる。
【0146】
例えば、データ収集システム11として、新たに複数のセンサノードとゲートウェイ装置とにより無線ネットワークを構築する際にも、センサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cとゲートウェイ装置5a〜5cと同じ機能を持たせることにより、新たに設けたセンサノードとゲートウェイ装置に特別な設定操作をすることなく、新たに設けたゲートウェイ装置を代理ゲートウェイ装置として用いることができる。また、
【0147】
なお、本発明は、上述した例に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【0148】
例えば、本実施の形態においては、データ管理サーバ1、隣接情報管理サーバ2、及び、監視サーバ3の各々を独立させて広域ネットワーク4を介して接続する構成としているが、データ管理サーバ1、隣接情報管理サーバ2、及び、監視サーバ3を、1つのコンピュータシステムで構成することでも良い。
【0149】
また、本実施の形態における無線センサネットワークでは、センサノードとゲートウェイ装置が直接無線接続を行っているが、無線の接続形態としてマルチホップ方式を採用し、センサノード間での通信を行う構成とすることも可能である。
【0150】
なお、図1に示すデータ収集システム11の構成では、全てのセンサノード7a〜7c,8a,8b,9a〜9cが、無線ネットワーク6a〜6cを含む複数の無線ネットワークに接続可能としているが、例えば、センサノード7a,7b,9b,9cが、無線ネットワーク6a,6c以外のいずれの無線ネットワークにも接続できない構成であっても良い。この場合、順次にゲートウェイ装置を増加させることに伴い、増加させたゲートウェイ装置との接続が可能となるセンサノードが増え、より障害に強いロバストなセンサネットワーク構成とすることができる。
【0151】
また、本実施の形態では、ゲートウェイ装置の障害発生の確認にpingを用いることで説明しているが、例えばSNMPを用いることにより、同じ電波強度の複数の代理用ゲートウェイ装置が登録されている際には、各ゲートウェイ装置のCPU性能及び負荷状況等に基づいて最適なゲートウェイ装置を代理に選択することも可能となる。
【0152】
また、実施の形態では、センサノード、ゲートウェイ装置等の機能を、プログラムにより各機能の実行が可能なコンピュータで構成するものとしているが、論理素子回路からなるハードウェア構成とすることでも良い。
【0153】
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、前述した機能を、コンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
【0154】
このように、本発明を実施する形態例を、図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施の形態例に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【符号の説明】
【0155】
1 データ管理サーバ
1a コントローラ部
1a1 センサデータ管理部
1a2 通信制御部
1b 記憶装置
1b1 テーブル情報
1c 広域ネットワークインタフェース
2 隣接情報管理サーバ
2a コントローラ部
2a1 隣接情報管理部
2a2 切替制御部
2a3 通信制御部
2b 記憶装置
2b1 代理ゲートウェイ登録テーブル情報
2b2 正当ゲートウェイ登録テーブル情報
2c 広域ネットワークインタフェース
3 監視サーバ
3a コントローラ部
3a1 ゲートウェイ監視部
3a2 通信制御部
3b 記憶装置
3b1 ゲートウェイ状態管理テーブル情報
3c 広域ネットワークインタフェース
4 広域ネットワーク
5a〜5c ゲートウェイ装置
5a1 コントローラ部
5a1a 情報管理制御部
5a1b センサノード接続制御部
5a1c データ転送制御部
5a1d 隣接ゲートウェイ情報管理制御部
5a1e 代理ゲートウェイ制御部
5a1f 広域通信制御部
5a1g 無線通信制御部
5a2 記憶装置
5a2a 接続管理テーブル情報
5a3 無線センサネットワークインタフェース
5a4 広域ネットワークインタフェース
6a〜6c 無線センサネットワーク
7a〜7c,8a,8b,9a〜9c センサノード
7c1 コントローラ部
7c1a センサノード情報管理制御部
7c1b ゲートウェイ接続制御部
7c1c センサデータ管理制御部
7c1d センサデータ送信制御部
7c1e 代理ゲートウェイ情報管理制御部
7c1f ゲートウェイ接続切替部
7c1g センサ接続制御部
7c1h 無線通信制御部
7c2 記憶装置
7c2a センサノード接続管理テーブル情報
7c2b センサデータ管理テーブル情報
7c3 センサインタフェース
7c4 無線センサネットワークインタフェース
7c5 タイマ
10a〜10c センサ
11 データ収集システム
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9