JP2004096591A - 家電機器遠隔制御システム及び家電機器のコントローラ - Google Patents
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Abstract
【課題】宅外から操作可能な機能と不可能な機能を指定し、かつ機能ごとの操作者認証方法および認証レベルを指定して運用するシステムを提供する。
【解決手段】家庭内に設置された家電機器とその家電機器に付けられた通信コントローラが一般の公衆回線に接続されて、宅外の通信端末から該一般公衆回線を通じて宅内の家電機器を制御可能な遠隔操作システム、または、複数の家電機器とこれらの家電機器をコントロールするコントローラがネットワーク接続され、該コントローラが一般の公衆回線に接続されてインターネットと宅内のホームネットワークを結ぶホームゲートウェイとしての機能を搭載しているホームネットワークシステムにおいて、通信コントローラまたはホームゲートウェイに接続された家電機器の遠隔操作設定可能な機能に対して遠隔操作の有無の設定を行う手段と、遠隔操作有りの設定を行った機能に対して、各々操作者認証方法及び認証レベルを指定する手段を設けることにより、ユーザが各々必要に応じて不正アクセス防止を構築できる。
【選択図】 図1
【解決手段】家庭内に設置された家電機器とその家電機器に付けられた通信コントローラが一般の公衆回線に接続されて、宅外の通信端末から該一般公衆回線を通じて宅内の家電機器を制御可能な遠隔操作システム、または、複数の家電機器とこれらの家電機器をコントロールするコントローラがネットワーク接続され、該コントローラが一般の公衆回線に接続されてインターネットと宅内のホームネットワークを結ぶホームゲートウェイとしての機能を搭載しているホームネットワークシステムにおいて、通信コントローラまたはホームゲートウェイに接続された家電機器の遠隔操作設定可能な機能に対して遠隔操作の有無の設定を行う手段と、遠隔操作有りの設定を行った機能に対して、各々操作者認証方法及び認証レベルを指定する手段を設けることにより、ユーザが各々必要に応じて不正アクセス防止を構築できる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は通信機能を搭載したエアコン、冷蔵庫、又はテレビなどの家電機器を宅外から遠隔操作する遠隔制御システム、及びこれらの家電機器を宅外から遠隔操作するに必要な家電機器のコントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】
個々の住宅内に据え付けられているテレビやエアコン、冷蔵庫などの家庭電化製品を、家の外からインターネットや携帯電話を使って制御する方法について、様々に提案されている。例えば、電話回線を利用して携帯電話から家電機器を遠隔操作する方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、宅外からインターネットを経由してホームゲートウェイにメッセージを送り家電機器を遠隔操作するシステムが開示されている(特許文献2参照)。
これら宅外から操作可能なホームネットワークでは、第三者の不正な目的によって、家電機器が操作される可能性がある。それを防ぐため、ホームネットワーク上でやり取りされる電文を解析して家電機器を制御するコントローラが本物であるか否かを判定して不正な機器がコントローラに成りすますことを防ぐ技術が開示されている(特許文献3参照)。また、所定のアクセスサーバが所定のアクセス網を介してパスワードや指紋照合などの認証処理を行ってから宅内のホームネットワークと通信するなどの技術が開示されている(特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−32153号公報(全文、図1)
【特許文献2】
特開2002−77274号公報(全文、図1、段落番号0038〜段落番号0053、図5〜図8)
【特許文献3】
特開2001−285962号公報(段落番号0020〜段落番号0022、図5〜図15)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術で、コントローラが本物であるか否かを判定しても、コントローラ自体に不正なユーザから正しい形式のアクセスが行われると不正操作は防止できない。また、所定のアクセスサーバを介することを前提としている従来技術では、所定のアクセスサーバを介すること自体が煩わしく、家電機器を直接公衆回線に接続して気軽に使う場合には不向きである。
さらに、宅外からの操作そのものについても、普段は帰宅時に風呂が沸いていて欲しいのでセキュリティが確保できれば宅外から携帯電話で遠隔操作したいという希望がある一方、旅行中は空焚きや悪戯される危険を考えると風呂を沸かすような遠隔操作機能を設けない代わりに留守がばれないよう照明を遠隔操作出来るようにしたい等、その時々の様々な事情により、所望する遠隔操作システムの内容が変わる。さらに、玄関灯の入/切であれば、たとえ悪戯や誤動作で意図しない点滅があっても大した被害はないが、前記空焚きの可能性のあるガスの点火については、どんなに面倒な作業が加わっても厳重にユーザ認証を行って悪戯や誤動作を防ぎたい。このように、不正アクセスを防止するための要求セキュリティレベルも機器の機能により、また個人のセキュリティの考え方により変わってくる。
【0005】
本発明の目的は、上記の事情に対応するためになされたものであり、遠隔操作の機能内容をユーザが自分で直接手軽に設定変更でき、不正アクセス防止のレベルを変更して管理できるセキュリティ機能付きの遠隔操作技術を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
家庭内に設置された家電機器が、それら家電機器を制御すると共に宅外のネットワークに接続して通信処理を行う機能を有するコントローラを経由してインターネットと接続し、宅外のインターネット通信端末からの電文を受信して動作する、所謂遠隔制御可能な家電ネットワークシステムであって、コントローラが、家電機器の機能ごとに、遠隔操作の許可・不許可の設定を行う手段と、遠隔操作有りの設定を行った機能に対して操作者認証方法及び認証レベルを指定する手段を設けることにより、ユーザが容易にセキュリティ管理できるようにする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い、図を参照して説明する。図1は本発明による遠隔操作システムの一実施例を示すブロック図である。図において、家庭内には、家電機器1として、例えば、照明1a、洗濯機1b、冷蔵庫1c、湯沸機1d、エアコン1e等が設置されている。この家電機器1には、コントローラ2が組み込まれている。
このコントローラ2は本実施例では通信機能を有するため、以後、通信コントローラ2と総称する。通信コントローラ2は通信コントローラ2a〜2eから構成されている。通信コントローラ2は個々の製品に固有のIPアドレスを持ち、それを使ってTCP(Transmission Control Protocol)やUDP(User Datagram Protocol)パケット等の電文の送受信を行うことができる。この通信コントローラ2により宅内の家電機器1は、例えば商用インターネットプロバイダ4のPPP(Point to Point Protocol)サーバ、インターネット5、IPルータ6などを経由してパソコン3aと通信することができる。同様に、インターネットプロバイダ4の基地局7のサービス経由でインターネットに接続できる携帯電話3bやパソコン、PDA(Personal digital assistant)などの宅外のインターネット通信端末3と通信することが出来る。以後、パソコン3a、携帯電話3b及びPDA等を通信端末3と総称する。
【0008】
図2は本発明によるコントローラの一実施例を示すブロック図である。図において、通信コントローラ2はデータを入力するための入力部21、入力されたデータを文字や映像又は音声で表示する表示部22及び家電機器1の機能をコントロールし、通信機能を有するコントローラ部29、及びこれら入力部21、表示部22、コントローラ部29に電力を供給する電源28から構成されている。入力部21は機能選択キーや実行キー等の操作キーを備えたキーボード31、マイクロフォン32、指紋読取り機33等から構成されている。表示部22は入力部から入力されたデータを表示したり出力したりする液晶表示装置41やスピーカ42から構成されている。コントロール部29は、ISDN(Integrated Services Digital Network)などの公衆回線を経由してインターネットに接続するためのTCP/IP(Transmission Control Protocpl/Internet Protocol)パケット送受信通信やPPP接続等の処理を行うLAN(Local Area Network)制御部23、家電機器1の本体とデータ通信を行う本体インターフェース部24、それらをコントロールするMPU(Micro Processer Unit)25、MPU25が処理するプログラムや登録データを格納するためのメモリ26、例えば、フラッシュメモリやプログラムのワークエリアとなるRAM(Random Access Memory)等のメモリ、それらを繋ぐシステムバス27から構成されている。電源28には当然スイッチが設けられており、電力の供給/停止を行うことができる。
【0009】
LAN制御部23は固有のIPアドレスを保管し、上述したように該アドレス指定でインターネットに接続してデータの送受信を行う。本体インターフェース部24は、家電機器1の本体基板への制御命令を送信し、また、折り返して、その操作の結果を家電機器1の本体から受け取る処理を行う通信ドライバである。本実施例の家電機器1は、通信コントローラ2が無くとも単独で動作することを前提としており、宅外からインターネットを経由して宅内の家電を遠隔操作するときのみ通信コントローラ2を使用する。従って、家電機器1本体の全ての機能に関して遠隔操作を許可しない場合、電源28をOFFにして通信コントローラ2への電力供給を絶ってしまうとインターネットからの不正アクセスを含め全ての電文を受け付けないため、手動操作のみの通常の家電機器1となる。通信コントローラ2の遠隔操作の処理は、インターネットを通じて宅外の通信端末3から送られてくる遠隔操作要求の電文をLAN制御部23で受け取り、それを家電機器本体基板が処理可能な制御命令に変換して本体インターフェース部24から出力する。制御命令を受け取った家電機器本体基板が所定の動作を行うことにより遠隔制御が実現される。この通信コントローラ2と家電機器本体1との間の通信インターフェース仕様は任意であり、どのようなものであってもかまわない。
【0010】
遠隔操作を要求するため、宅外通信端末3から送られてくる電文には、必ず対象とする家電機器の機能名、例えばエアコンなら、運転開始や運転停止、設定温度の変更、室温や設定温度取得等、動作させるべき機能を識別するためのコードが含まれるはずである。
本家電製品遠隔制御システムでは、この機能名の識別コードごとに、遠隔操作を許可するか許可しないかの選択、遠隔操作を許可する場合のユーザ認証の方法、及び認証レベルを指定して処理する機能を通信コントローラ2に設けている。よって、ユーザの所望するセキュリティ機構をフレキシブルに構築できる。
【0011】
本実施例における不正アクセス防止のためのユーザの認証は、宅外の通信端末3から送られてくる遠隔操作要求の電文をLAN制御部23で受け取った時点で、ユーザの設定した方法で認証処理を行う。
以下、コントローラ2の認証処理機能の動作について、図3〜6を用いて説明する。
図3は通信コントローラに対して認証方法及び認証レベル設定処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。これら認証方法及び認証レベルはコントローラ2のメモリ24に記憶される。
本プログラムでは、まず、入力部21のキーボード31の機能選択キーによって機能を選択し、実行キーを押下することによって起動される。まず、ステップ1000で、認証を設定する家電機器本体の機能をキーボード31で指定する。この機能の選択肢は家電本体1の持つ機能に依存する。ステップ1001で、遠隔操作の許可、不許可を指定する。遠隔操作を許可する場合にはステップ1002に進む。認証付きの遠隔操作を行っていた機能を遠隔操作不可にする場合にはステップ1001からステップ1051へ進み、メモリ26上の認証データを削除し遠隔操作不可の設定にする。本実施例では、ステップ1000で機能選択して認証方法の設定を指定しない限り、どの機能も遠隔操作を行わないように設定している。しかし、例えば、指定しないものは全て認証無しとして扱い、ステップ1001で遠隔操作禁止のコードを認証区別欄に書き込むようにしても勿論かまわない。
ステップ1002では、認証無し、一方向方式の認証、または対話方式の認証かの区別をキーボード31の機能選択キーおよび実行キーを使って選択指示する。ステップ1002で、認証無しを選択した場合はステップ1023に移行し、メモリ26の認証区別欄に認証無しの識別番号を書き込み終了する。
【0012】
ここで、本家電機器遠隔制御システムまたは家電機器コントローラにおいて、一方向方式とは、ユーザが一方的に、パスワード、単語の音声信号、及び/又は指紋画像信号等を入力して、あらかじめ登録されている照合用のデータと照し合わせて、一致するか否かで認証する方式である。そして対話方式は、通信コントローラ2が登録されている質問用のデータ群からランダムに選んだデータを質問データとして出力し、その質問データに一対一で対応する応答データをユーザが入力し、該ユーザが入力した応答データを登録してある正しい応答データと照合するという質問応答形式の双方向のデータ送受信を繰り返して認証が行われる方式である。一方向方式の場合、認証のレベルは単純にユーザの入力データの数に比例して上がることになる。対話方式の場合は、通信コントローラ2に登録される返信用データ群の数や、返信データと応答データの関連性の有無等で返答応答の繰り返し回数が少なくても認証レベルを上げることが可能である。
例えば、先のエアコンの場合などで、室内温度や設定状態取得の読出し機能は認証無しで動作さ、運転開始/停止の実行はユーザ認証をしてから実行するようにする場合について説明する。ステップ1000で状態読取り機能を指定した場合、ステップ1001以下で認証無しの設定を行う。あるいは、ステップ1000で運転/停止機能を選択指定した場合、ステップ1002以下で具体的な認証方法の設定を行って、エアコンが所望の動作を行うようにする。
【0013】
ステップ1002で一方向方式を選択した場合は、ステップ1003に進み、メモリ26、例えばフラッシュメモリ上の認証区別欄に一方向認証番号を書き込み、さらに一方向認証データエリアをクリアして書き込み準備を行う。ステップ1004で一回目に入力するデータの種別を、音声、パスワード、指紋の中から機能選択キーおよび実行キーを使って選択指定する。続いてステップ1005で通信コントローラ2の表示部22は選択指定された種別のデータ入力を促す画面を液晶画面41に表示するので、該データ種別に対応する入力装置、例えばマイクロフォン32、キーボード31、又は指紋読取機33を使ってデータを入力する。すなわち、音声ならマイクロフォン32に向かって単語を発声して音声情報を入力し、パスワードならキーボート31のテンキー等で文字コードを入力し、指紋なら指紋読取機33のスキャナ部分に任意の指を当てて指紋画像を入力する。通信コントローラ2は指定の入力データが入力されると、データの種類に応じて必要であれば比較やパターンマッチングなどの照合を行いやすくするための加工を施し、一方向認証データエリアの一回目の欄に書き込み、ステップ1006に進む。ステップ1006で認証データ入力終了か、次の認証データ入力かの選択画面が液晶画面41に表示されるので、認証データの入力を続ける場合は続行を選択してステップ1007に進み、認証回数のカウンタに1を足してステップ1004に戻る。上記1004から1006の工程を繰り返して所望の回数分のデータが記録できたらステップ1008に進み、メモリ26上の認証回数の欄にカウンタの値を書き込んで認証方法設定のプログラムを終了する。
【0014】
図4はコントローラ部に設けられたメモリ上の一方向認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図であり、図4(a)は運転開始/停止機能の例を、図4(b)は状態取得機能の例を示す。
メモリ25に機能ごとに設けられた一方向認証データエリアのデータ書き込み例について、説明する。図4(a)では、機能として、エアコンの運転開始、停止機能を選定し、一方向認証を指定している。また、一回目の認証データ種別に音声を選び、マイクロフォン32に向かって「ひらけごま」と発声してサンプリングし、デジタル化してフィルタリング等の処理を行った音声データをフラッシュメモリ等のメモリ26の該当欄に書き込む。2回目はパスワードを選んでテンキーから6143の4桁の数値を入力して、その文字コードを書き込む。3回目に指紋照合を選んで右手親指の指紋の照合に適切な加工を行った画像データを書き込む。以上の3つの照合用データを認証データとして登録し、終了した結果になっている。
【0015】
図4(b)は機能として状態取得を指定した場合のメモリ上のデータを示しており、この場合は、認証する必要はないので、認証方式は無しとなる。また、認証を要しないため、回数については、規定する必要はない。
【0016】
本実施例では、照合に使う認証データとして音声照合のための音声データ、パスワード照合のための文字コードデータ、指紋照合のための画像データを挙げているが、勿論これらのデータに限ったことではなく、また、一種類でも二種類でも差し支えはない。ただし、ユーザが宅外の通信端末3を使って認証を行う以上、通信端末3と通信コントローラ2が同じ入力手段を持っている必要がある。すなわち、通信端末3が携帯電話であって指紋読取機を備えていなとすると、指紋照合することは不可能となる。この場合は指紋データを登録しても意味がなく、音声データや暗証番号(文字コード)を認証データとして使うべきであることは言うまでもない。
【0017】
図3において、ステップ1002で対話方式を選択した場合は、ステップ1013に進み、フラッシュメモリ等のメモリ26上の認証区別欄に対話認証番号を書き込み、さらに対話認証データエリアをクリアして書き込み準備を行う。そして、ステップ1014から1017で、質問と応答の組になった認証データの入力を行う。まず、ステップ1014と1015で、一方向の場合と同じように最初に入力するデータの種別を、音声、パスワード、指紋の中からキーボード31の機能選択キーおよび実行キーを使って選択指定する。そしてステップ1015で、該データ種別に対応する入力装置を使ってデータを入力する。これが質問データである。続いて、ステップ1016とステップ1017で同様に指定入力したデータが応答データである。これで一つの認証データが入力できたことになる。ステップ1018で上記一対の認証データ入力を繰り返し、所望の数のデータが入力できたらステップ1019に進む。ステップ1019では、認証を行う際の質問応答回数を指定し、認証方法設定プログラムを終了する。
【0018】
図5はコントローラ部に設けられたメモリ上の対話認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図である。図では、機能として、運転開始/停止機能を指定している。方式は対話方式であり、幾つかの質問から選択された2つ質問に対して応答する形式となっている。例として、7つの質問と応答例が示されている。データ1では、質問データ種別は音声であり、「げつようび」という質問を記憶し、それにたいする正しい応答として、右手親指の指紋を照合するように処理して記憶する。同様に、データ2は音声で、「かようび」という質問をし、応答データとして右手人差し指の指紋を照合するように処理して記憶する。データ3の質問は「すいようび」であり、応答データは右手中指の指紋である。データ4の質問は「もくようび」であり、応答データは右手薬指の指紋である。データ5の質問は「金曜日」であり、応答データは右手小指の指紋である。データ6は文字データで、30という数字であり、これに対する応答データは0である。データ7は文字データで、31という数字であり、これに対する応答データは1である。
以上述べたように、質問データとそれに対する応答データは種々考えられるため、入力が可能であり、記憶できるものであれば、どのような組合せであっても良い。
【0019】
図6は通信コントローラに対して設定された認証方法及び認証レベルを用いた認証処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートであり、宅外の通信端末3から受け取った電文が正当なユーザからのものかを認証するプログラムのフローチャートである。
通信コントローラ2は、遠隔操作を要求する電文を受信するとこの認証プログラムを起動させる。まず、ステップ2000で受け取った電文の内容を分析して家電の機能名の識別コードを読取り、遠隔操作が許可されていない場合は、ステップ2051に移行して電文を消去して不正要求としてエラー終了する。
遠隔操作が許可されている場合はステップ2001に進んで、その機能の認証区別欄を参照する。もし、認証区別欄(又は、図4の方式欄)に認証無しのコードが書き込まれていたらならば、認証プログラムは何も処理を行わずに正常終了し、電文の内容を解析して遠隔操作のための処理を行うプログラムに制御が移る。
【0020】
認証区別欄(図4、図5の方式欄)が一方向の場合は、ステップ2002に進み、次のデータ受信を待つ。次に、ステップ2003で、受信したデータと登録されているデータと照合し、認証するための処理を行う。ステップ2004で照合の結果、合っていればステップ2005へ進む。これを一方向認証データエリアに登録されている回数だけ繰り返す。すなわち、正当なユーザであれば、遠隔操作指示の要求データに続いて、一方向認証データエリアに登録されている認証データを順次送信してくるはずである。図4で、エアコン運転開始/停止要求を受信した場合、通信コントローラ2は、遠隔操作要求電文に続いて「ひらけごま」の音声データ、「6143」の文字コードデータ、「右手親指の指紋」の画像データを順次受信することになる。従って、ステップ2002からステップ2005で、データを受信する度に一方向認証データエリアの登録データと順次突き合わせて照合する処理を登録回数分繰り返し、全て一致した場合には正当なユーザと判定されるため、認証プログラムを終了して家電遠隔操作処理を行う。途中で不一致が有れば不当アクセスと判定し、ステップ2006に移行して、遠隔操作指示の要求データを破棄する。
【0021】
図6において、ステップ2001で認証区別欄が対話の場合は、ステップ2012に進む。ステップ2012では乱数をもとにして、フラッシュメモリ等のメモリ26上の対話認証データエリアのデータからランダムに一つのデータを選び、そのうちの質問データをLAN制御部23から、遠隔操作要求を送ってきた宅外の通信端末3へ送信する。そしてステップ2013で応答データが送られてくるのを待つ。応答データを受信したらステップ2014で受信データと登録されている応答データを照合するための処理を行い、ステップ2005で不正アクセスか否かを判定する。ステップ2016により、ランダムに選んだ質問データの送信と応答データの受信、データ照合を登録回数分くりかえし、データの照合が全て一致して正当なユーザと判定されれば認証プログラムを終了して家電遠隔操作処理を行う。照合結果が合わなければ不正アクセスとみなしてステップ2017に進んで遠隔操作要求データを破棄し、プログラムを終了する。
【0022】
図5に示す例では、例えば、ステップ2012でデータ3が一回目の認証データとして選ばれることにより「水曜日」の音声データが送信される。正当なユーザであれば、その返信として、左手中指の指紋が通信端末3から返ってくるはずである。次に例えばデータ6が選ばれたとしたら「30」の文字コードが送信され、「0」の文字コードが応答データとして受信されたら、認証が2回になっているので照合がすべて合っている、すなわち正当ユーザであると判定することになる。
【0023】
以上述べたように、本発明によれば、家電機器の機能ごとに遠隔操作のセキュリティレベルをユーザがフレキシブルに設定し運用することが可能である。
図1の実施例では制御対象の家電機器の各々に通信コントローラ2が搭載されインターネットに直接接続されているが、宅内のローカルなネットワークをホームゲートウェイがコントロールし、ホームゲートウェイのみが公衆回線を通じてインターネットに接続するようなシステムであっても当然さしつかえない。その場合、ホームゲートウェイが上記通信コントローラ2の機能を有し、ユーザ認証を行ってから宅内ネットワークのデータに変換して出力する形となるのみである。
【0024】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、宅外からネットワークに繋がれた家電機器を遠隔操作する場合に、家電機器の機能ごとに認証方法と認証レベルを設定する機能を設けているので、ユーザは必要に応じて、容易に管理可能な不正アクセス防止のネットワークセキュリティ機能を持つことができる。
【0025】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による遠隔操作システムの一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明によるコントローラの一実施例を示すブロック図である。
【図3】通信コントローラに対して認証方法及び認証レベル設定処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図4】コントローラ部に設けられたメモリ上の一方向認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図である。
【図5】コントローラ部に設けられたメモリ上の対話認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図である。
【図6】通信コントローラに対して設定された認証方法及び認証レベルを用いた認証処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1…家電機器、2…通信コントローラ、3…宅外のインターネット端末、4…インターネットサービスプロバイダ、21…コントローラの入力部、22…コントローラ2の表示部、23…コントローラのLAN制御部、24…コントローラの本体インターフェース部、25…コントローラのマイクロプロセッサユニット、26…コントローラのメモリ、27…コントローラのシステムバス、28…コントローラの電源部、31…キーボード、32…マイクロフォン、33…指紋読取機、41…液晶画面、42…スピーカ。
【発明の属する技術分野】
本発明は通信機能を搭載したエアコン、冷蔵庫、又はテレビなどの家電機器を宅外から遠隔操作する遠隔制御システム、及びこれらの家電機器を宅外から遠隔操作するに必要な家電機器のコントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】
個々の住宅内に据え付けられているテレビやエアコン、冷蔵庫などの家庭電化製品を、家の外からインターネットや携帯電話を使って制御する方法について、様々に提案されている。例えば、電話回線を利用して携帯電話から家電機器を遠隔操作する方法がある(例えば、特許文献1参照)。また、宅外からインターネットを経由してホームゲートウェイにメッセージを送り家電機器を遠隔操作するシステムが開示されている(特許文献2参照)。
これら宅外から操作可能なホームネットワークでは、第三者の不正な目的によって、家電機器が操作される可能性がある。それを防ぐため、ホームネットワーク上でやり取りされる電文を解析して家電機器を制御するコントローラが本物であるか否かを判定して不正な機器がコントローラに成りすますことを防ぐ技術が開示されている(特許文献3参照)。また、所定のアクセスサーバが所定のアクセス網を介してパスワードや指紋照合などの認証処理を行ってから宅内のホームネットワークと通信するなどの技術が開示されている(特許文献2参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−32153号公報(全文、図1)
【特許文献2】
特開2002−77274号公報(全文、図1、段落番号0038〜段落番号0053、図5〜図8)
【特許文献3】
特開2001−285962号公報(段落番号0020〜段落番号0022、図5〜図15)
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来技術で、コントローラが本物であるか否かを判定しても、コントローラ自体に不正なユーザから正しい形式のアクセスが行われると不正操作は防止できない。また、所定のアクセスサーバを介することを前提としている従来技術では、所定のアクセスサーバを介すること自体が煩わしく、家電機器を直接公衆回線に接続して気軽に使う場合には不向きである。
さらに、宅外からの操作そのものについても、普段は帰宅時に風呂が沸いていて欲しいのでセキュリティが確保できれば宅外から携帯電話で遠隔操作したいという希望がある一方、旅行中は空焚きや悪戯される危険を考えると風呂を沸かすような遠隔操作機能を設けない代わりに留守がばれないよう照明を遠隔操作出来るようにしたい等、その時々の様々な事情により、所望する遠隔操作システムの内容が変わる。さらに、玄関灯の入/切であれば、たとえ悪戯や誤動作で意図しない点滅があっても大した被害はないが、前記空焚きの可能性のあるガスの点火については、どんなに面倒な作業が加わっても厳重にユーザ認証を行って悪戯や誤動作を防ぎたい。このように、不正アクセスを防止するための要求セキュリティレベルも機器の機能により、また個人のセキュリティの考え方により変わってくる。
【0005】
本発明の目的は、上記の事情に対応するためになされたものであり、遠隔操作の機能内容をユーザが自分で直接手軽に設定変更でき、不正アクセス防止のレベルを変更して管理できるセキュリティ機能付きの遠隔操作技術を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
家庭内に設置された家電機器が、それら家電機器を制御すると共に宅外のネットワークに接続して通信処理を行う機能を有するコントローラを経由してインターネットと接続し、宅外のインターネット通信端末からの電文を受信して動作する、所謂遠隔制御可能な家電ネットワークシステムであって、コントローラが、家電機器の機能ごとに、遠隔操作の許可・不許可の設定を行う手段と、遠隔操作有りの設定を行った機能に対して操作者認証方法及び認証レベルを指定する手段を設けることにより、ユーザが容易にセキュリティ管理できるようにする。
【0007】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、実施例を用い、図を参照して説明する。図1は本発明による遠隔操作システムの一実施例を示すブロック図である。図において、家庭内には、家電機器1として、例えば、照明1a、洗濯機1b、冷蔵庫1c、湯沸機1d、エアコン1e等が設置されている。この家電機器1には、コントローラ2が組み込まれている。
このコントローラ2は本実施例では通信機能を有するため、以後、通信コントローラ2と総称する。通信コントローラ2は通信コントローラ2a〜2eから構成されている。通信コントローラ2は個々の製品に固有のIPアドレスを持ち、それを使ってTCP(Transmission Control Protocol)やUDP(User Datagram Protocol)パケット等の電文の送受信を行うことができる。この通信コントローラ2により宅内の家電機器1は、例えば商用インターネットプロバイダ4のPPP(Point to Point Protocol)サーバ、インターネット5、IPルータ6などを経由してパソコン3aと通信することができる。同様に、インターネットプロバイダ4の基地局7のサービス経由でインターネットに接続できる携帯電話3bやパソコン、PDA(Personal digital assistant)などの宅外のインターネット通信端末3と通信することが出来る。以後、パソコン3a、携帯電話3b及びPDA等を通信端末3と総称する。
【0008】
図2は本発明によるコントローラの一実施例を示すブロック図である。図において、通信コントローラ2はデータを入力するための入力部21、入力されたデータを文字や映像又は音声で表示する表示部22及び家電機器1の機能をコントロールし、通信機能を有するコントローラ部29、及びこれら入力部21、表示部22、コントローラ部29に電力を供給する電源28から構成されている。入力部21は機能選択キーや実行キー等の操作キーを備えたキーボード31、マイクロフォン32、指紋読取り機33等から構成されている。表示部22は入力部から入力されたデータを表示したり出力したりする液晶表示装置41やスピーカ42から構成されている。コントロール部29は、ISDN(Integrated Services Digital Network)などの公衆回線を経由してインターネットに接続するためのTCP/IP(Transmission Control Protocpl/Internet Protocol)パケット送受信通信やPPP接続等の処理を行うLAN(Local Area Network)制御部23、家電機器1の本体とデータ通信を行う本体インターフェース部24、それらをコントロールするMPU(Micro Processer Unit)25、MPU25が処理するプログラムや登録データを格納するためのメモリ26、例えば、フラッシュメモリやプログラムのワークエリアとなるRAM(Random Access Memory)等のメモリ、それらを繋ぐシステムバス27から構成されている。電源28には当然スイッチが設けられており、電力の供給/停止を行うことができる。
【0009】
LAN制御部23は固有のIPアドレスを保管し、上述したように該アドレス指定でインターネットに接続してデータの送受信を行う。本体インターフェース部24は、家電機器1の本体基板への制御命令を送信し、また、折り返して、その操作の結果を家電機器1の本体から受け取る処理を行う通信ドライバである。本実施例の家電機器1は、通信コントローラ2が無くとも単独で動作することを前提としており、宅外からインターネットを経由して宅内の家電を遠隔操作するときのみ通信コントローラ2を使用する。従って、家電機器1本体の全ての機能に関して遠隔操作を許可しない場合、電源28をOFFにして通信コントローラ2への電力供給を絶ってしまうとインターネットからの不正アクセスを含め全ての電文を受け付けないため、手動操作のみの通常の家電機器1となる。通信コントローラ2の遠隔操作の処理は、インターネットを通じて宅外の通信端末3から送られてくる遠隔操作要求の電文をLAN制御部23で受け取り、それを家電機器本体基板が処理可能な制御命令に変換して本体インターフェース部24から出力する。制御命令を受け取った家電機器本体基板が所定の動作を行うことにより遠隔制御が実現される。この通信コントローラ2と家電機器本体1との間の通信インターフェース仕様は任意であり、どのようなものであってもかまわない。
【0010】
遠隔操作を要求するため、宅外通信端末3から送られてくる電文には、必ず対象とする家電機器の機能名、例えばエアコンなら、運転開始や運転停止、設定温度の変更、室温や設定温度取得等、動作させるべき機能を識別するためのコードが含まれるはずである。
本家電製品遠隔制御システムでは、この機能名の識別コードごとに、遠隔操作を許可するか許可しないかの選択、遠隔操作を許可する場合のユーザ認証の方法、及び認証レベルを指定して処理する機能を通信コントローラ2に設けている。よって、ユーザの所望するセキュリティ機構をフレキシブルに構築できる。
【0011】
本実施例における不正アクセス防止のためのユーザの認証は、宅外の通信端末3から送られてくる遠隔操作要求の電文をLAN制御部23で受け取った時点で、ユーザの設定した方法で認証処理を行う。
以下、コントローラ2の認証処理機能の動作について、図3〜6を用いて説明する。
図3は通信コントローラに対して認証方法及び認証レベル設定処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。これら認証方法及び認証レベルはコントローラ2のメモリ24に記憶される。
本プログラムでは、まず、入力部21のキーボード31の機能選択キーによって機能を選択し、実行キーを押下することによって起動される。まず、ステップ1000で、認証を設定する家電機器本体の機能をキーボード31で指定する。この機能の選択肢は家電本体1の持つ機能に依存する。ステップ1001で、遠隔操作の許可、不許可を指定する。遠隔操作を許可する場合にはステップ1002に進む。認証付きの遠隔操作を行っていた機能を遠隔操作不可にする場合にはステップ1001からステップ1051へ進み、メモリ26上の認証データを削除し遠隔操作不可の設定にする。本実施例では、ステップ1000で機能選択して認証方法の設定を指定しない限り、どの機能も遠隔操作を行わないように設定している。しかし、例えば、指定しないものは全て認証無しとして扱い、ステップ1001で遠隔操作禁止のコードを認証区別欄に書き込むようにしても勿論かまわない。
ステップ1002では、認証無し、一方向方式の認証、または対話方式の認証かの区別をキーボード31の機能選択キーおよび実行キーを使って選択指示する。ステップ1002で、認証無しを選択した場合はステップ1023に移行し、メモリ26の認証区別欄に認証無しの識別番号を書き込み終了する。
【0012】
ここで、本家電機器遠隔制御システムまたは家電機器コントローラにおいて、一方向方式とは、ユーザが一方的に、パスワード、単語の音声信号、及び/又は指紋画像信号等を入力して、あらかじめ登録されている照合用のデータと照し合わせて、一致するか否かで認証する方式である。そして対話方式は、通信コントローラ2が登録されている質問用のデータ群からランダムに選んだデータを質問データとして出力し、その質問データに一対一で対応する応答データをユーザが入力し、該ユーザが入力した応答データを登録してある正しい応答データと照合するという質問応答形式の双方向のデータ送受信を繰り返して認証が行われる方式である。一方向方式の場合、認証のレベルは単純にユーザの入力データの数に比例して上がることになる。対話方式の場合は、通信コントローラ2に登録される返信用データ群の数や、返信データと応答データの関連性の有無等で返答応答の繰り返し回数が少なくても認証レベルを上げることが可能である。
例えば、先のエアコンの場合などで、室内温度や設定状態取得の読出し機能は認証無しで動作さ、運転開始/停止の実行はユーザ認証をしてから実行するようにする場合について説明する。ステップ1000で状態読取り機能を指定した場合、ステップ1001以下で認証無しの設定を行う。あるいは、ステップ1000で運転/停止機能を選択指定した場合、ステップ1002以下で具体的な認証方法の設定を行って、エアコンが所望の動作を行うようにする。
【0013】
ステップ1002で一方向方式を選択した場合は、ステップ1003に進み、メモリ26、例えばフラッシュメモリ上の認証区別欄に一方向認証番号を書き込み、さらに一方向認証データエリアをクリアして書き込み準備を行う。ステップ1004で一回目に入力するデータの種別を、音声、パスワード、指紋の中から機能選択キーおよび実行キーを使って選択指定する。続いてステップ1005で通信コントローラ2の表示部22は選択指定された種別のデータ入力を促す画面を液晶画面41に表示するので、該データ種別に対応する入力装置、例えばマイクロフォン32、キーボード31、又は指紋読取機33を使ってデータを入力する。すなわち、音声ならマイクロフォン32に向かって単語を発声して音声情報を入力し、パスワードならキーボート31のテンキー等で文字コードを入力し、指紋なら指紋読取機33のスキャナ部分に任意の指を当てて指紋画像を入力する。通信コントローラ2は指定の入力データが入力されると、データの種類に応じて必要であれば比較やパターンマッチングなどの照合を行いやすくするための加工を施し、一方向認証データエリアの一回目の欄に書き込み、ステップ1006に進む。ステップ1006で認証データ入力終了か、次の認証データ入力かの選択画面が液晶画面41に表示されるので、認証データの入力を続ける場合は続行を選択してステップ1007に進み、認証回数のカウンタに1を足してステップ1004に戻る。上記1004から1006の工程を繰り返して所望の回数分のデータが記録できたらステップ1008に進み、メモリ26上の認証回数の欄にカウンタの値を書き込んで認証方法設定のプログラムを終了する。
【0014】
図4はコントローラ部に設けられたメモリ上の一方向認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図であり、図4(a)は運転開始/停止機能の例を、図4(b)は状態取得機能の例を示す。
メモリ25に機能ごとに設けられた一方向認証データエリアのデータ書き込み例について、説明する。図4(a)では、機能として、エアコンの運転開始、停止機能を選定し、一方向認証を指定している。また、一回目の認証データ種別に音声を選び、マイクロフォン32に向かって「ひらけごま」と発声してサンプリングし、デジタル化してフィルタリング等の処理を行った音声データをフラッシュメモリ等のメモリ26の該当欄に書き込む。2回目はパスワードを選んでテンキーから6143の4桁の数値を入力して、その文字コードを書き込む。3回目に指紋照合を選んで右手親指の指紋の照合に適切な加工を行った画像データを書き込む。以上の3つの照合用データを認証データとして登録し、終了した結果になっている。
【0015】
図4(b)は機能として状態取得を指定した場合のメモリ上のデータを示しており、この場合は、認証する必要はないので、認証方式は無しとなる。また、認証を要しないため、回数については、規定する必要はない。
【0016】
本実施例では、照合に使う認証データとして音声照合のための音声データ、パスワード照合のための文字コードデータ、指紋照合のための画像データを挙げているが、勿論これらのデータに限ったことではなく、また、一種類でも二種類でも差し支えはない。ただし、ユーザが宅外の通信端末3を使って認証を行う以上、通信端末3と通信コントローラ2が同じ入力手段を持っている必要がある。すなわち、通信端末3が携帯電話であって指紋読取機を備えていなとすると、指紋照合することは不可能となる。この場合は指紋データを登録しても意味がなく、音声データや暗証番号(文字コード)を認証データとして使うべきであることは言うまでもない。
【0017】
図3において、ステップ1002で対話方式を選択した場合は、ステップ1013に進み、フラッシュメモリ等のメモリ26上の認証区別欄に対話認証番号を書き込み、さらに対話認証データエリアをクリアして書き込み準備を行う。そして、ステップ1014から1017で、質問と応答の組になった認証データの入力を行う。まず、ステップ1014と1015で、一方向の場合と同じように最初に入力するデータの種別を、音声、パスワード、指紋の中からキーボード31の機能選択キーおよび実行キーを使って選択指定する。そしてステップ1015で、該データ種別に対応する入力装置を使ってデータを入力する。これが質問データである。続いて、ステップ1016とステップ1017で同様に指定入力したデータが応答データである。これで一つの認証データが入力できたことになる。ステップ1018で上記一対の認証データ入力を繰り返し、所望の数のデータが入力できたらステップ1019に進む。ステップ1019では、認証を行う際の質問応答回数を指定し、認証方法設定プログラムを終了する。
【0018】
図5はコントローラ部に設けられたメモリ上の対話認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図である。図では、機能として、運転開始/停止機能を指定している。方式は対話方式であり、幾つかの質問から選択された2つ質問に対して応答する形式となっている。例として、7つの質問と応答例が示されている。データ1では、質問データ種別は音声であり、「げつようび」という質問を記憶し、それにたいする正しい応答として、右手親指の指紋を照合するように処理して記憶する。同様に、データ2は音声で、「かようび」という質問をし、応答データとして右手人差し指の指紋を照合するように処理して記憶する。データ3の質問は「すいようび」であり、応答データは右手中指の指紋である。データ4の質問は「もくようび」であり、応答データは右手薬指の指紋である。データ5の質問は「金曜日」であり、応答データは右手小指の指紋である。データ6は文字データで、30という数字であり、これに対する応答データは0である。データ7は文字データで、31という数字であり、これに対する応答データは1である。
以上述べたように、質問データとそれに対する応答データは種々考えられるため、入力が可能であり、記憶できるものであれば、どのような組合せであっても良い。
【0019】
図6は通信コントローラに対して設定された認証方法及び認証レベルを用いた認証処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートであり、宅外の通信端末3から受け取った電文が正当なユーザからのものかを認証するプログラムのフローチャートである。
通信コントローラ2は、遠隔操作を要求する電文を受信するとこの認証プログラムを起動させる。まず、ステップ2000で受け取った電文の内容を分析して家電の機能名の識別コードを読取り、遠隔操作が許可されていない場合は、ステップ2051に移行して電文を消去して不正要求としてエラー終了する。
遠隔操作が許可されている場合はステップ2001に進んで、その機能の認証区別欄を参照する。もし、認証区別欄(又は、図4の方式欄)に認証無しのコードが書き込まれていたらならば、認証プログラムは何も処理を行わずに正常終了し、電文の内容を解析して遠隔操作のための処理を行うプログラムに制御が移る。
【0020】
認証区別欄(図4、図5の方式欄)が一方向の場合は、ステップ2002に進み、次のデータ受信を待つ。次に、ステップ2003で、受信したデータと登録されているデータと照合し、認証するための処理を行う。ステップ2004で照合の結果、合っていればステップ2005へ進む。これを一方向認証データエリアに登録されている回数だけ繰り返す。すなわち、正当なユーザであれば、遠隔操作指示の要求データに続いて、一方向認証データエリアに登録されている認証データを順次送信してくるはずである。図4で、エアコン運転開始/停止要求を受信した場合、通信コントローラ2は、遠隔操作要求電文に続いて「ひらけごま」の音声データ、「6143」の文字コードデータ、「右手親指の指紋」の画像データを順次受信することになる。従って、ステップ2002からステップ2005で、データを受信する度に一方向認証データエリアの登録データと順次突き合わせて照合する処理を登録回数分繰り返し、全て一致した場合には正当なユーザと判定されるため、認証プログラムを終了して家電遠隔操作処理を行う。途中で不一致が有れば不当アクセスと判定し、ステップ2006に移行して、遠隔操作指示の要求データを破棄する。
【0021】
図6において、ステップ2001で認証区別欄が対話の場合は、ステップ2012に進む。ステップ2012では乱数をもとにして、フラッシュメモリ等のメモリ26上の対話認証データエリアのデータからランダムに一つのデータを選び、そのうちの質問データをLAN制御部23から、遠隔操作要求を送ってきた宅外の通信端末3へ送信する。そしてステップ2013で応答データが送られてくるのを待つ。応答データを受信したらステップ2014で受信データと登録されている応答データを照合するための処理を行い、ステップ2005で不正アクセスか否かを判定する。ステップ2016により、ランダムに選んだ質問データの送信と応答データの受信、データ照合を登録回数分くりかえし、データの照合が全て一致して正当なユーザと判定されれば認証プログラムを終了して家電遠隔操作処理を行う。照合結果が合わなければ不正アクセスとみなしてステップ2017に進んで遠隔操作要求データを破棄し、プログラムを終了する。
【0022】
図5に示す例では、例えば、ステップ2012でデータ3が一回目の認証データとして選ばれることにより「水曜日」の音声データが送信される。正当なユーザであれば、その返信として、左手中指の指紋が通信端末3から返ってくるはずである。次に例えばデータ6が選ばれたとしたら「30」の文字コードが送信され、「0」の文字コードが応答データとして受信されたら、認証が2回になっているので照合がすべて合っている、すなわち正当ユーザであると判定することになる。
【0023】
以上述べたように、本発明によれば、家電機器の機能ごとに遠隔操作のセキュリティレベルをユーザがフレキシブルに設定し運用することが可能である。
図1の実施例では制御対象の家電機器の各々に通信コントローラ2が搭載されインターネットに直接接続されているが、宅内のローカルなネットワークをホームゲートウェイがコントロールし、ホームゲートウェイのみが公衆回線を通じてインターネットに接続するようなシステムであっても当然さしつかえない。その場合、ホームゲートウェイが上記通信コントローラ2の機能を有し、ユーザ認証を行ってから宅内ネットワークのデータに変換して出力する形となるのみである。
【0024】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、宅外からネットワークに繋がれた家電機器を遠隔操作する場合に、家電機器の機能ごとに認証方法と認証レベルを設定する機能を設けているので、ユーザは必要に応じて、容易に管理可能な不正アクセス防止のネットワークセキュリティ機能を持つことができる。
【0025】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による遠隔操作システムの一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明によるコントローラの一実施例を示すブロック図である。
【図3】通信コントローラに対して認証方法及び認証レベル設定処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【図4】コントローラ部に設けられたメモリ上の一方向認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図である。
【図5】コントローラ部に設けられたメモリ上の対話認証データエリアにおけるデータ書き込みの一実施例を示す模式図である。
【図6】通信コントローラに対して設定された認証方法及び認証レベルを用いた認証処理動作の一実施例を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
1…家電機器、2…通信コントローラ、3…宅外のインターネット端末、4…インターネットサービスプロバイダ、21…コントローラの入力部、22…コントローラ2の表示部、23…コントローラのLAN制御部、24…コントローラの本体インターフェース部、25…コントローラのマイクロプロセッサユニット、26…コントローラのメモリ、27…コントローラのシステムバス、28…コントローラの電源部、31…キーボード、32…マイクロフォン、33…指紋読取機、41…液晶画面、42…スピーカ。
Claims (5)
- 家庭内に設置された複数の家電機器と、家電機器を制御すると共に宅外のネットワークに接続され外部の通信端末と通信を行うことができるコントローラとを有し、前記コントローラは、宅外から操作可能な家電機器の機能と不可能な機能を指定する手段と、機能毎に認証方法を指定する手段と、認証レベル指定手段とを備え、機能毎に指定された認証方法で、指定されたレベルの認証プログラムを正常に処理した場合、前記コントローラは前記通信端末からの指示を受け付けて前記家電機器の所定の機能を遠隔制御することができることを特徴とする家電機器遠隔制御システム。
- 請求項1記載の家電機器遠隔制御システムにおいて、前記認定レベル指定手段は、予め順序が決められた複数の認証データを記憶する手段を有することを特徴とする家電機器遠隔制御システム。
- 請求項1記載の家電機器遠隔制御システムにおいて、前記認定レベル指定手段は、複数の対を為す認証データを記憶する手段を有することを特徴とする家電機器遠隔制御システム。
- 請求項1、2または3記載の家電機器遠隔制御システムにおいて、前記コントローラが唯一無二のインターネットプロトコルアドレスを記憶し、該アドレスを用いてインターネットに接続する手段を有することを特徴とする家電機器遠隔制御システム。
- 家電機器を制御すると共に宅外のネットワークに接続され外部の通信端末と通信を行うことができるコントローラであって、宅外から操作可能な家電機器の機能と不可能な機能を指定する手段と、機能毎に認証方法を指定する手段と、認証レベル指定手段とを備え、機能毎に指定された認証方法で、指定されたレベルの認証プログラムを正常に処理した場合、前記通信端末からの指示を受け付けて前記家電機器の所定の機能を遠隔制御することができることを特徴とする家電機器のコントローラ。
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