JP2007087387A - テストプローブメタデータを便宜的に送信するシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯域幅を小さくし電力を節約しつつメタデータを通信する。
【解決手段】データ収集装置に送られる測定データと、前記収集装置に送るためのものであって、任意の前記送られる測定データを利用する際に前記データ収集装置を支援するよう構成されたメタデータと、前記メタデータの少なくとも一部分を、送る機会が生じたその時々に送る制御部とを有するセンサ。制御部が、前記測定データの一部分の代わりに前記メタデータの一部分を送ること、前記測定データの一部分がいつ繰り返されたかを判定することを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、テストプローブからレシーバへのメタデータの通信に関し、より詳細には帯域幅を小さくし電力を節約しつつメタデータを通信するシステムおよび方法に関する。

テストおよび測定システムは、様々なタイプのデータを生成し消費する複数のプローブ（センサ）を利用する。プローブは１つ１つ大きく異なる。例えば、プローブは、様々なパラメータを測定したり、同じパラメータに様々な測定単位を使用したりする。プローブからのデータを使用するときは、ユーザ（通常はテストシステム）は、プローブが使用している測定単位、測定の不確実さ、詳細、名前、データタイプなどのパラメータが分かっていることが重要である。いくつかのシステムでは、新しいプローブが「オンライン」なることができ、既存の測定システムは、センサのパラメータを分っていない場合がある。状況によっては、センサがパラメータを変化させる場合があり、この変化は測定システムに通信されなければならない。理想的には、センサは、データのパラメータを示すためにメタデータを使用してシステムに通信する。このメタデータは、測定データの他にプローブから送られる。

しかしながら、プローブがより小さくかつ安価になると、一般に、通信チャネルの帯域幅がきわめて狭くなるかセンサの出力が制限される。すなわち、装置は１度にわずかなデータしか送信することができない。さらに、プローブは、データを送るだけに制限され、測定システムからデータを受け取る機能がない場合がある。

従来の解決策は、すべての送信にメタデータを埋め込む（データ自己記述を行う）か、あるいは測定システムによって必要とされる可能性のある様々なタイプのメタデータのプローブをシステムが発見し照会できるようにする何らかの照会／応答プロトコルを利用している。

例えば、整数温度測定値を１０秒ごとに生成するプローブは、測定した温度自体の（バイトで）数百倍大きいメタデータを有する場合がある。データだけを送るとき、プローブは、すべてのメタデータをすべての測定値と共に送らなければならない場合よりも狭い帯域幅／低電力の通信方式で動作することができる。１つの解決策は、プローブがメタデータをあまり頻繁に送らなくてもよいように測定値受信装置にプローブのメタデータを照会させることである。しかしながら、これは、プローブが送るだけの場合、プローブが送らなければならない多数の異なるメタデータを有する場合、またはプローブが帯域幅制限を有する場合はうまくいかない。

１つの実施形態において、測定プローブは、メタデータを測定システムに便宜的(opportunistic)に提供するように設計されている。例えば、便宜的な期間は、実際のデータ送信を省略できるとき、またはバッテリレベルが高いとき、または他のプローブが十分に割り振られた帯域幅を使用していないときのような十分な帯域幅があるときである。

１つの実施形態において、複数の実質的に類似のプローブは、集められたすべての部分がすべてのプローブの完全なメタデータを構成するように、データの一部分だけを送るように構成される。もう１つの実施形態において、各プローブは、そのタイプの識別だけを送り、受け取り側の装置はデータベースから十分なメタデータを取り出す。

図１は、プローブ２０−１〜２０〜Ｎなどのプローブ（センサ）からメタデータを送る便宜的処理（opportunistic policy）を使用するシステムの１つの実施形態１０である。装置２０−１は、例えば、ある時間期間にわたるメタデータ散布度を、一度に全部でもなくまた要求に応じてでもなくその内部制限に従って送るように構成することができる。この例において、センサ２０−１は、例えば温度測定値を生成する送信専用センサである。このセンサは、場合によって、規則的に計画された読み取りを省略することによってメタデータの一部分またはすべてを送信することができる。メタデータ送信をランダム（例えば、１時間に１回、一日に１回など）に挿入してもよく、バッテリレベルが高くなるまで待ってもよく、状況に適した他の便宜的な基準を使用してもよい。

例えば、プローブ２０−１が、データ収集システム１１などのデータ収集システムがプローブ２０−１からの測定値を適切に記憶し利用するために必要な２０の個別のメタデータを有すると想定する。プローブ２０−１は、例えば、そのべきまたは通信帯域幅の０．１％をメタデータに割り振り、データ伝送メッセージを１０００回測定するたびごとにその後で１つのメタデータを送ることができる。したがって、２０，０００個の測定値をデータ収集装置１１に通信した後、おそらくプロセッサ１０１の制御下でデータ記憶域１０２に記憶するために、すべてのメタデータが、電力または帯域幅に対する影響がほとんどない状態で通信される。

図１の実施形態において、プローブ２０−１からのデータは、無線または有線またはその組み合わせで、ネットワーク１２を介してデータ収集装置１１に送られる。また、ネットワークは使用されなくてよく、プローブ２０−１〜２０−１４からの通信の一部またはすべてが、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルなどの１つまたは複数の無線プロトコルを使用するポイントツーポイントでもよいことに注意されたい。

この方針の１つの副次的作用は、データ収集装置１１が、データの実際の意味を知らずに、すなわちメタデータからパラメータを得ることなく、１つまたは複数のセンサから１つのデータ（またはいくつものデータ）を受け取る場合があることである。そのような場合、データ収集装置１１は、データを記憶し、次に記憶したデータで何を行うべきか知るのに十分なメタデータをプローブから得るために、ランダムな長さの時間だけ待つことになる。これは、新しいセンサデータを受け取ったときにメタデータがセンサから照会される既存の実施態様と共存する。主な違いは、示したシステムにおいて、データを受け取った時及び十分なメタデータを得る時の間の待ち時間が分かっていないことである。しかしながら、長期的には、結局はメタデータが送られ、システムは、メタデータが到着したときにそのメタデータを利用することができる。

図２は、メタデータを送るための様々な制御ユニットを有するプローブの１つの実施形態２０を示す。この実施形態において、メタデータは記憶装置２１に収容され、プローブからのデータ（例えば、入力２５を介して得られたデータ）は、記憶装置２３に記憶される。必要に応じて記憶装置２１と２３が同一の記憶装置でもよいことに注意されたい。また、プローブ２０から送られた測定データは記憶されなくてもよく、収集されるときに入力２５から直接送られてもよいことに注意されたい。入力２５は、データを測定し、データをセンスし、または状態をセンスし、「センシング」の結果をレポートすることができる。さらに、他のセンサから入力２５にデータを提供することができる。本明細書の考察において、センサ２０から送られる測定データは、そのようなデータを収集し送る任意のモードまたは方式を含む。この実施形態において、データは、プロセッサ２２とコミュニケータ(communicator:通信装置)２４の制御下で送られる。

制御ユニット２０１〜２０６は、プローブから送られたデータを完全に利用できるように様々な便宜的メタデータ転送を可能にし、それぞれのそのようなメタデータ転送は、通常、図１の装置１１のような装置内に収集されたデータに必要なすべてのメタデータより少ない。また、すべてのプローブがすべての制御ユニット２０１〜２０６を必要とするわけではなく、プローブが他の便宜的イベントを制御するために他の制御部、タイマまたはセンサを有することができることに注意されたい。

システムがメタデータを送るときに使用できる１つの基準は、現在収集してあるデータ測定値が前のデータ測定値と同じであるときだけメタデータを送ることである。したがって、同じ測定値を何度も送る代わりに、プローブは、例えばスキップデータ制御ユニット２０２の制御下でメタデータを送るために能力を使用することになる。

必要に応じて、例えばスケジュール制御ユニット２０３の制御下で各測定と共にメタデータを少しずつ送ることができ、したがって、メタデータが消費する追加の帯域幅をわずかになるか、メタデータを微小単位で送る、すなわち小さい部分に分割しデータ収集装置１１（図１）で再組み立てする、ことができる。分割したメタデータの再組み立ては、通信の何か他の属性によって再組み立ての手掛かりが提供された場合に、状態をもたなくなる可能性がある。そのような「手掛かり」は、順序番号またはタイムスロットである可能性がある。なくなったメタデータ要素は、後で補充することができる。

図１に示したように、メタデータは、データベース１３などのデータベース（またはサーバ）に事前にロードされてもよい。そのような状況において、プローブは、固有のメタデータＩＤを送る。このＩＤは、データベース内のメタデータを調べるために使用されるか、ＵＲＬの形で使用されてもよく、グローバルドメイン内のＵＵＩＤでもよい。

状況によって、メタデータ転送の組み合わせを使用することができる。例えば、起動時のデータベース（またはサーバ）の過負荷をなくすため、または多数のプローブが追加されたとき、メタデータは、前述のような便宜的な方式でプローブから送られてもよく、ＩＤの結果としてデータベースから取り出されてもよい。

図３は、複数のプローブから便宜的にメタデータを収集する機構の１つの実施形態３０を示す。データ収集は、図１に都合よく示したように、単一ポイントでもよく、複数のポイント（図示せず）でもよい。プロセス３０１は、プローブ２０−１（図１）などの特定のプローブから測定されたデータを受け取る。プローブ２０−１は、例えば図２に示したような設計のものでもよく、メタデータ部分を便宜的に送る他の設計でもよい。

プロセス３０２が、まだ十分なメタデータを受け取っていないと判定し、次にプロセス３０３が、受け取ったメタデータ部分がＩＤ（またはサーバに対するポイントなど）であると判定した場合、プロセス３０５は、メタデータ（または、その等価物）を得る。受け取った情報がＩＤでない場合は、メタデータ部分がプロセス３０４によって記憶される。この仕組みは、メタデータ回収を促進することを決断された理由のために使用されることもある。換言すると、メタデータは、完全なメタデータが必要な場合に測定の必要が生じるまで、前節（００１８）で説明したように「少しずつ送る」ことができる。

プロセス３０２が、測定データをさらに適切に処理できる程度にこのプローブが十分なメタデータが利用可能であると判定した場合（または、プロセス３０５からメタデータが入手可能な場合）は、プロセス３０６が、このプローブからの測定データが記憶されているかどうかを判定する。測定データが記憶されている場合、そのデータがプロセス３０７によって取り出され、センサから得たすべてのデータがプロセス３０８によって処理される。

この状況において、システム内のデータ収集ポイントまたは他のポイント（図示せず）でさらに他の処理が行われてもよく、そのような処理には、データをその適切なパラメータ（測定単位など）と共に操作し記憶することや、データの一部または全てをデータの適切なパラメータと共に他のロケーションに渡すことがあることに注意されたい。

図４は、複数のプローブから便宜的にメタデータを収集する仕組みの１つの実施形態４０を示す。プロセス４０１は、プローブからメタデータ部分を前述の方式で受け取る。プロセス４０２は（必要に応じて）、データの一部分が多数のセンサからのものでよく、それにより全部のメタデータ情報ストリームを受け取る時間が短縮されるように、センサが複数の類似のセンサのうちの１つであるかどうかを判定する。データが複数の類似のセンサからのものでない場合、プロセス４０３は、メタデータ部分をセンサの特定の記憶域に記憶する。メタデータ部分が共通組のセンサの一部である場合、データは、プロセス４０４によって共通データベースに記憶される。

プロセス４０４は、受け取った測定データを適切の処理するのに十分なメタデータがあるかどうかを判定する。この分脈において、適切な処理は、測定データを受け取るプローブと関連したメタデータによってシステムがデータのパラメータを得る任意の用途に測定データを使用することである。

十分なメタデータを受け取らなかった場合、プロセス４０は、メタデータが十分になるまで継続する。十分なメタデータが取り出されたとき、プロセス４０６は、記憶された測定データを取り出して記憶された測定データを処理する。

本発明とその利点を詳細に説明したが、添付の特許請求の範囲によって定義されたような本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく様々な変更、代替および修正を行なうことができることを理解されたい。さらに、本出願の範囲は、本明細書に記載したプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法およびステップの特定の実施形態に限定されない。当業者が、本発明の開示から容易に理解するように、本発明により、本明細書に示した対応する実施形態と実質的に同じ機能を実行しあるいは実質的に同じ結果を得る現在存在するか今後開発されるプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法またはステップを利用することができる。したがって、添付の特許請求の範囲は、そのようなプロセス、装置、製造、組成物、手段、方法またはステップをその範囲に含むように意図されている。

プローブからメタデータを送る便宜的な送信方針を使用するシステムの１つの実施形態を示す図である。 メタデータを送るために様々な制御ユニットを有するプローブの１つの実施形態を示す図である。 複数のプローブから便宜的にメタデータを収集する機構の実施形態を示す図である。 複数のプローブから便宜的にメタデータを収集する機構の実施形態を示す図である。

符号の説明

１１ データ収集装置
２０−１ センサ
２１ メタデータ
２２ 制御部
２５ 測定データ

Claims (10)

1. データ収集装置に送られる測定データと、
   前記収集装置に送るためのものであって、任意の前記送られる測定データを利用する際に前記データ収集装置を支援するよう構成されたメタデータと、
   前記メタデータの少なくとも一部分を、送る機会が生じたその時々に送る制御部と、を備えるセンサ。
2. 制御部が、前記測定データの一部分の代わりに前記メタデータの一部分を送ることを含む請求項１に記載のセンサ。
3. 前記制御部が、
   前記測定データの一部分がいつ繰り返されたかを判定することを含む請求項１に記載のセンサ。
4. 前記機会が、
   利用可能帯域幅（２０１）、スキップデータ（２０２）、スケジュール（２０３）、ハイバッテリ（２０４）、メタデータ（２０５）及び測定データの間の電力割振り、およびランダム（２０６）のリストから選択される請求項１に記載のセンサ。
5. 複数の前記センサがすべて実質的に同一のメタデータを有し、前記センサがそれぞれ、
   各センサから前記データ収集装置に前記メタデータの一部分をランダムに送る制御部を含む請求項１に記載のセンサ。
6. 複数のセンサからデータを収集する方法であって、
   前記複数のセンサから測定データを収集するステップと、
   前記センサからメタデータをある期間にわたって収集するステップと、を含み、前記メタデータが、前記センサから各前記センサに適切な時間に送られる、方法。
7. 前記データの解析を有意にするのに十分なメタデータが前記センサから収集されるまで、前記データの解析を行わずに各前記センサからのデータを記憶するステップをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. さらに、類似のメタデータを有する複数のセンサからメタデータの一部分を受け取るステップと、
   それぞれのそのような部分が、前記センサ間で異なり、
   前記部分を組み立てて、類似のメタデータを有するすべての前記センサからの前記収集した測定データを処理するのに十分なメタデータがあるかを判定するステップと、を含む、請求項６に記載の方法。
9. 複数のデータ収集センサを含み、前記センサがそれぞれ、測定データのストリームとメタデータを提供し、前記メタデータが、前記測定データのパラメータに関する情報を提供し、前記メタデータが、各前記センサから便宜的に送られ、
   前記データストリームを収集するデータ収集装置を含み、
   前記収集装置が、
   前記メタデータを受け取ったときに各前記センサからの前記メタデータを組み立てるプロセッサと、
   前記センサからの前記測定データの適切な処理を可能にするように、前記センサから十分なメタデータを受け取るまで、各前記センサからの収集した測定データを保持する記憶機構とを具備するデータ収集システム。
10. ＩＤによってそれぞれ識別されるメタデータの記憶装置をさらに具備し、
    前記プロセッサは、センサから受け取ったＩＤの制御下で前記記憶装置からメタデータを回収することによって前記メタデータを組み立てる、請求項９に記載のシステム。

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