JP2005520466A - 宅内端末装置及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】 宅外のユーザから家電機器等の宅内端末装置への制御要求をリアルタイムに実現可能とする宅内端末装置を提供する。
【解決手段】 本発明に係るインターネット端末１１０は、パケット生成部１１３において生成されたローカルパケット及びサーバ装置２００から応答ローカルパケットの送受信を行う通信部１１１、送信するローカルパケットの暗号化と受信した応答ローカルパケットの復号化を行う暗号処理部１１２、ローカルパケットを生成するパケット生成部１１３、インターネット端末１１０を識別する端末ＩＤとパスワードを保持する通知情報記録部１１４、ローカルパケットをルータ１０１側に定期的に送信する間隔である通知間隔を特定する通知間隔調整部１１５、及び制御情報を目的の端末装置に送信して制御処理を行う制御部１１６から構成される。

Description

本発明は、外部ネットワークに接続されたルータとホームネットワークを介して接続されパケットデータの送受信を行う宅内端末装置及び当該宅内端末装置を用いた通信システムに関する。

近年、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）や光ファイバ網等の大通信容量のブロードバンドであり、かつ常時接続可能なアクセス網が一般家庭にも急速に普及しつつある。また、家庭内の家電製品を有機的に結合するホームネットワークも数多く規格化されつつあり、今後ユーザは、外出先でインターネットに接続できる携帯端末を操作し、インターネット及びホームネットワーク経由で制御情報を自宅の家電機器に送信することにより、これら家電機器の遠隔操作が可能となることが予想される。

そして、従来、宅外のネットワークから宅内のネットワークに接続するに際しては、インターネット網に接続したルータにローカルアドレスが付与された複数の宅内のインターネット端末がホームネットワークを介して接続され、ルータからインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）に通信回線を介してインターネット網への接続を行い、インターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）がルータにグローバルアドレスを付与する形態を用いている。

グローバルアドレスを用いて外部のサーバ装置から宅内のインターネット端末に対して制御要求を行う場合、従来、ルータに静的ＩＰマスカレード設定を行う手法（例えば、特許文献１参照）とインターネット端末がポーリングを行う手法（例えば、特許文献２参照）とが用いられる。

静的ＩＰマスカレードにおいては、ルータは変換テーブルにグローバルアドレス及びローカルアドレスを事前に固定的に登録しておくことで、特定のポート番号を送信先ポート番号としてパケットを受信した場合、送信先アドレスをインターネット端末のローカルアドレスに変換して、インターネット端末にパケットデータを中継する。従って、静的ＩＰマスカレードにおいては、ローカル側からのみでなくグローバル側からもセッションを開始することが可能となる。

また、インターネット端末のポーリング方式においては、ルータは、インターネット端末からサーバ装置宛のローカルパケットを受信し、パケットに含まれている送信元アドレスをルータのグローバルアドレスに変換し、送信元ポート番号をルータが使用可能なポート番号に変換した後にサーバ装置へ送信する。その際に、変換テーブルにインターネット端末のローカルアドレス、ルータのグローバルアドレスと、インターネット端末の送信元ポート番号、ルータの送信元ポート番号組み合わせの情報を一定時間保持する。次に、ルータは、サーバ装置からインターネット端末に対する制御内容を含む応答グローバルパケットを受信すると、変換テーブルを参照して応答グローバルパケットに含まれる送信先アドレス及び送信先ポート番号をインターネット端末のローカルアドレス及びインターネット端末の送信先ポート番号に変換することによりローカルにおける送信先を特定してインターネット端末側に中継する。

図１３は、従来のポーリング方式による宅内の端末操作のパケットデータの流れを示すシーケンス図である。
通信システムは、宅外のユーザからの遠隔制御要求を宅内の端末装置に送信するサーバ装置１３０１、グローバルとローカルのアドレスの変換を行い宅外ネットワークと宅内ネットワークのパケットデータの中継を行うルータ１３０２、及び制御要求に従って家電機器等の制御を行うインターネット端末１３０３より構成される。

インターネット端末１３０３より制御要求があるか否かの確認を行うためにローカルパケット１３０４がサーバ装置１３０１側に送信され、サーバ装置１３０１側においては携帯端末装置のユーザから制御要求がある場合においては、返信である応答グローバルパケット１３０６に制御情報、制御対象の端末ＩＤ、送信元情報、ルータのグローバルアドレス等の送信先情報を付与してインターネット端末１３０３側に送信される。そして、制御要求が含まれる応答ローカルパケット１３０７をインターネット端末が受信することにより制御を行うことができる。尚、通信プロトコルにはコネクションレス型のＵＤＰ（User Datagram Protocol）を用いるものとする。

そして、ＵＤＰを用いる通信においては、ローカルとグローバルの対応関係は一定期間の間ルータに記録されているため、この記録されている期間においてルータ１３０２が制御要求１３０６を受信した際においては対応表を参照して制御対象であるローカルアドレスを特定して制御要求１３０７をインターネット端末１３０３側に送信することができる。
特開２０００−３４１３３７号公報 特開平０８−２０４７０４号公報

しかしながら、前記ルータの静的ＩＰマスカレードを利用した場合、ルータで用いるポート番号を固定的に宅内の端末装置に割り当てる等、一般の利用者が専門的なルータの設定をしなければならず手間を要している。また、前記遠隔操作は、サービス提供者側とユーザ側との間で信頼のおける安全な取引が行われることが前提となるが、特定のポート番号をインターネット網に対して公開するため、侵入など悪意のある第三者が遠隔制御情報を改竄することで、宅内家電機器を誤作動させる等、セキュリティ上の危険性を伴う可能性がある。

また、単純なポーリング方式により、インターネット端末からサーバ装置へローカルパケットを送信する場合、ポーリングの間隔があるため、宅内の家電機器等への操作要求の即時性が失われる。すなわち、図１３に示すように、ルータ１３０２に記録されるローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係はセキュリティ、ルータのメモリ容量節約等のために一定期間後には消滅されるため、例えば前記対応関係の消滅後に制御要求パケット１３０８をサーバ装置１３０１が送信してもルータ１３０２においてローカルとグローバルのアドレス変換を行うことができず制御要求の送信が行えず、インターネット端末１３０３からの確認要求を待つ必要があり、このため携帯端末装置からの要求が宅内の家電機器に届くのに一定期間要するという問題が生じている。最悪の場合においては、ポーリング間隔中に制御情報が消滅してしまうようなことも考え得る。また、ポーリング方式においては、ルータの種類やインターネット網への接続環境によってはインターネット端末が応答グローバルパケットを受信できない等の欠点がある。

またさらに、ＡＤＳＬ等の常時接続が一旦切断される場合には、現状では再度ルータにインターネットサービスプロバイダから動的に以前と異なるグローバルアドレスが与えられる。このため、その後、ユーザが宅外の携帯端末装置からインターネット端末に制御情報をアクセスしようとしてもサーバ装置においてルータの現在割振られているグローバルアドレスが分からず通信が成立しないという問題もある。

本発明は、上述した課題を解決するものであり、従来のルータの機能を用いて、宅外のユーザから家電機器等の宅内端末装置に送信した制御要求を、待機期間を要せず制御対象の端末装置に送信することが可能となるような宅内端末装置を提供することを第一の目的とする。

また、ユーザが購入時にルータや宅内端末装置に複雑な設定等を行うことなく、即座に宅外の携帯端末装置からの宅内端末装置の遠隔制御が可能となるような宅内端末装置を提供することを第二の目的とする。

さらに、ルータに動的に新たなグローバルアドレスが与えられるような場合においても、サーバ装置からルータ及び宅内端末装置への制御情報を付与した通信が可能となるような宅内端末装置を提供することを第三の目的とする。

本発明に係る宅内端末装置においては、サーバ装置が接続される外部ネットワークに接続されたルータとホームネットワークを介して接続されパケットデータの送受信を行う宅内端末装置であって、前記サーバ装置に送信するパケットデータを生成するパケット生成手段と、送信するパケットデータの送信間隔を判断する判断手段と、前記ルータを介して前記サーバ装置とパケットデータの送受信を行う通信手段とを備え、前記通信手段は、前記送信間隔に従って前記パケットデータを定期的に繰り返して前記ルータ側に送信することを特徴とする。

また、本発明に係る宅内端末装置においては、前記ルータは、前記宅内端末装置に固有のローカルアドレスを付与する付与手段と、前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持する保持手段とを備え、前記宅内端末装置は、さらに、前記ルータにおける前記対応関係の保持期間の検出を行う検出手段を備え、前記判断手段は、前記検出手段において検出される期間以下の期間を前記送信間隔と判断することを特徴とする。

これらにより、ルータが常時接続のインターネット網に接続されている環境においても、グローバルであるサーバ装置側からローカルである家庭内に設置された家電機器等の宅内端末装置に制御要求を送信して、宅外のユーザの携帯端末装置からのリアルタイムでの宅内端末装置における遠隔操作を可能とする。

また、本発明に係る宅内端末装置と接続されるサーバ装置は、さらに、第二通信手段で受信した前記パケットデータに含まれる前記宅内端末装置の端末ＩＤと、送信元アドレスである前記ルータのグローバルアドレスと、送信元ポート番号である前記ルータのグローバルポート番号の組を端末情報として記録する端末情報記録手段と、前記端末ＩＤを有する前記宅内端末装置に対する制御要求が発生した時には、前記端末情報記録手段から、前記端末ＩＤに基づき対応する前記グローバルアドレスと、前記グローバルポート番号を抽出する抽出手段とを備え、第二パケット生成手段は、前記制御要求に従った制御コマンドと、抽出した前記グローバルアドレス及び前記グローバルポート番号を、それぞれ送信先アドレス及び送信先ポート番号として含む前記制御パケットデータを生成することを特徴とする。

従って、常時接続の環境において一旦接続が切れルータに動的に別のグローバルアドレスが付与されるような場合においても、サーバ装置側においてルータの新たなグローバルアドレスを取得できる。

尚、本発明は、上述のような宅内端末装置として実現できるのみではなく、この宅内端末装置とルータとサーバ装置とからなる通信システム、この宅内端末装置が備える手段をステップとする通信方法、また、当該通信方法をコンピュータ等で実現させるプログラムとして実現したり、当該プログラムをＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体や通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。

以上のように、本発明によれば、ルータが常時接続のインターネット網に接続されている環境において、ポーリング方式であっても、即座に、グローバルであるサーバ装置側から、ローカルである家庭内に設置された家電機器等のインターネット端末の制御要求を送信して宅外のユーザの携帯端末装置からのリアルタイムでの遠隔操作を可能とする。

また、ルータにはポーリング方式を用いているために、専門知識を必要とするルータの設定が不要となり、くらしステーション等の宅内端末装置を購入したユーザはルータに接続するのみで宅外の端末装置からの遠隔操作を行うことが可能となり、ユーザの利便性を飛躍的に向上できる。

またさらに、常時接続の環境において一旦接続が切れルータに動的に別のグローバルアドレスが付与されるような場合においても、本発明に係る宅内端末装置から定期的にグローバルパケットがサーバ装置に送信されインターネット端末情報が記録されるため、サーバ装置側においてルータの新たなグローバルアドレスを取得でき、携帯端末装置からの制御要求を送信できる。

本発明に係る宅内端末装置であるインターネット端末を用いた通信システムについて図面を参照して説明する。
尚、本発明に係る宅内のインターネット端末は、通信プロトコルとしてコネクションレス型のＵＤＰを用いた場合のルータの性質を利用するものであり、ルータ自体には新たな機能は必要とされない。これは、ＵＤＰを用いた通信においては、コネクションレス型なので通信相手から応答があるか否かは分からないためルータにおいてパケットデータの送受信時にローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係が一定期間のみ保持される。一方、ＴＣＰにおいては、データの送受信を行う双方のコネクションが確立時に変換テーブルを作り、コネクションが切断された時点においてローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係を消すような仕組みとなっている。従って、本発明に係る宅内のインターネット端末装置はＵＤＰにおけるルータの性質を利用した方式となる。
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に係る通信システムの全体構成を示す概略図である。本実施の形態１に係る通信システムにおいては、外部の携帯端末装置１３０からの制御情報をリアルタイムに宅内のインターネット端末に送信できることを特徴とする。

この通信システムは、携帯端末と宅内ネットワークの端末装置とを接続するための専用のサーバ装置２００と、インターネット網１２０と、ユーザが宅内の端末装置に対して遠隔制御情報の送受信を行う携帯端末装置１３０と、宅内と宅外のパケットデータの中継を行うルータ１０１と、インターネット端末１１０とが有線や無線の通信回線を介して接続され構成される。尚、これらのネットワークは、ＡＤＳＬ、光ファイバ等により常時接続されているものとする。

ローカルネットワーク１００においてはルータ１０１を用いて宅内と宅外のパケットデータのやり取りが統一的に中継され、ルータ１０１と宅内のＰＣ１０２等との間はＬＡＮ等を用いて互いに接続されている。また、ルータ１０１に接続された「くらしステーション」等のインターネット端末１１０から無線等により、例えば、エアコン１０３、炊飯器１０４、ＤＶＤ−ビデオデッキ１０５等の家電機器に接続され、ＥＣＨＯＮＥＴ等の通信プロトコルで通信している。

ルータ１０１は、外部と内部のネットワークで送受信されるパケットデータを中継すると共に、ＩＰヘッダの中に記述されているＩＰアドレスをグローバルからローカルに変換し、設定した条件に合致するパケットデータを意図的に棄てる機能を有している。

外部ネットワークには、ユーザが外部からの制御情報を送信できる携帯電話等の携帯端末装置１３０と、送信された制御情報を受信して宅内の端末装置に送信して宅内の家電機器等の遠隔操作を行う専用のサーバ２００が接続されている。

図１に示す点線において遠隔制御情報の流れを示す。携帯端末装置１３０のユーザからの送信された制御情報は専用のサーバ２００に送信され、ユーザＩＤ、電話番号、パスワード等を用いてホームネットワークにおけるルータ１０１のグローバルアドレスを特定する。次に、サーバ２００からグローバルアドレス、端末ＩＤ等が付与されたグローバルパケットが制御対象の端末装置１０３等に送信される。

また、本発明においては宅内のインターネット端末１１０側から定期的にローカルパケットが送信されるため、通信プロトコルにＵＤＰを用いる場合においてルータ１０１にルータ１０１のグローバルアドレスと宅内の端末装置のローカルアドレスとの対応関係を示す対応表を常に保持でき、ＵＤＰパケットを用いた通信においてもリアルタイムに制御情報をグローバル側からローカル側に送信できる。

尚、ローカルネットワーク上の家電機器１０３等はインターネット端末１１０と無線を介して接続されているが、これに限定されるものではなく直接ローカルネットワークに接続して制御情報を送受信できるのは言うまでもない。

図２は、本実施の形態１に係るサーバ２００、インターネット端末１１０、及びインターネット端末に接続される家電機器等の端末装置１０３の機能ブロック図の一例を示す。
サーバ装置２００は、携帯端末装置１３０からの制御情報を受信すると共に、制御情報に送信先アドレス情報を付与したパケットデータを構築して目的のローカルネットワークのインターネット端末１１０に送信する機能を有し、通信部２０１と、暗号処理部２０２と、応答間隔調整部２０３と、制御要求処理部２０４と、端末情報記録部２０５と、パケット生成部２０６とを含む。

通信部２０１は、応答間隔調整部２０３から受信したパケットデータの応答間隔を取得すると共に、応答間隔に合わせてパケット生成部２０６において作成された応答グローバルパケットをインターネット網１２０を介して目的のインターネット端末１１０に送信する。

暗号処理部２０２は、ルータ１０１から受信したグローバルパケットの復号化と、ルータ１０１側に送信する応答グローバルパケットの暗号化を行う。この暗号化及び復号化にはＤＥＳ、３ＤＥＳ、ＡＥＳ等が用いられる。

応答間隔調整部２０３は、ルータ１０１から受信したグローバルパケットに含まれる通知間隔を読み出して応答グローバルパケットを返送するまでの時間を算出して、通信部２０１に算出した応答時間を渡す。

制御要求処理部２０４は、携帯端末装置１３０から送信された制御要求を読み取りパケット生成部２０６に渡す。
端末情報記録部２０５には、インターネット端末１１０から送信され、受信したグローバルパケットに含まれる端末ＩＤ、送信元アドレス、及び送信元ポート番号の組を端末情報として記録したテーブル２０５ａを保持する。

パケット生成部２０６は、グローバルパケットに対する応答グローバルパケットを生成する。具体的には、携帯端末装置１３０から送信された制御対象の端末ＩＤを用いて端末情報記録部２０５に記憶されているテーブル２０５ａを参照して送信先アドレス及び送信先ポート番号を特定して、ヘッダ部に送信先情報及び送信元情報を付与して、データ部に制御要求を含んだ制御要求コマンドを付与して応答グローバルパケットを作成する。

ルータ１０１は、ネットワーク上でパケットデータを中継する中継装置であり、宅内の端末１１０等はルータを介して統一的に外部ネットワークと接続されている。
ルータ１０１にはインターネットサービスプロバイダ（ＩＳＰ）１４０から固有のグローバルアドレスが付与されており、ルータ１０１から送信されたグローバルパケットはプロバイダのルータに届くこととなる。そして、ネットワーク網を用いて送信先のサーバ２００に送信される。

携帯端末装置１３０は、宅外のユーザが宅内の家電機器１０３等の遠隔操作を行うための制御情報を送受信する機器であり、制御情報としては、例えば「６時に炊飯器をスタート」、「７時からの番組の録画」等の情報であり、インターネット端末１１０側より送信される情報、例えば、予約完了、熱センサ、人感センサ等から送信された情報を受信することもできる。

携帯端末装置１３０のユーザは、宅内の端末装置の遠隔操作の専用のサーバ装置２００に接続して遠隔操作対象の端末装置の特定及び制御要求情報の送信を行う。
インターネット端末１１０は、宅内の家電機器１０３等を統一的に管理することができる端末装置であり、ルータ１０１とＬＡＮ等を用いて互いに接続される。また、ホームネットワーク上において用いられる通信プロトコルはセキュアなプロトコルであり、例えばＥＣＨＯＮＥＴ等の通信プロトコルが用いられる。そして、インターネット端末１１０はルータ１０１において固有のローカルアドレスが付与される。

インターネット端末１１０は、通信部１１１、暗号処理部１１２、パケット生成部１１３、通知情報記録部１１４、通知間隔調整部１１５、及び制御部１１６とを含んで構成される。

通信部１１１は、パケット生成部１１３において生成されたローカルパケット及びサーバ装置２００から応答ローカルパケットの送受信を行う。また、本発明においては、通知間隔調整部１１５から取得した一定の通知間隔に従って定期的にローカルパケットをルータ１０１に送信することを特徴とする。

暗号処理部１１２は、送信するローカルパケットの暗号化と、受信した応答ローカルパケットの復号化を行う。尚、暗号化に用いるのは上述したサーバ装置２００の暗号処理部２０２と同様にＤＥＳ等である。

パケット生成部１１３は、送信先及び送信元のアドレス情報、ポート番号が付与されたヘッダ部及びサーバ装置２００での応答の期間を示す応答間隔等のデータが付与されたデータ部を含むローカルパケットを生成する。

通知情報記録部１１４は、インターネット端末１１０を識別する端末ＩＤとパスワードを保持する。
通知間隔調整部１１５は、ルータ１０１における対応表の保持時間を参照して、ローカルパケットをルータ１０１側に定期的に送信する間隔である通知間隔を特定すると共に、通知間隔を通信部１１１に送信する。

制御部１１６は、ルータ１０１から宅外のユーザが携帯端末装置１３０を用いて指定した制御コマンドを含むローカルパケットを受信し、ローカルパケットに含まれる制御コマンドに従って制御情報を炊飯器１０４等の目的の家電機器に送信して制御処理を行う。

図２においてインターネット端末１１０に接続される家電機器は、例えばエアコン１０３、炊飯器１０４、ＤＶＤ−ビデオデッキ１０５等であり、本実施の形態１においてはインターネット端末１１０と接続される。また、この接続は無線、電灯線やＬＡＮのネットワーク網に直接接続することもできる。

家電機器１０３等は、通信部１０３ａ及び機器制御部１０３ｂを具備する。通信部１０３ａは、インターネット端末１１０の制御部１１６と制御情報の送受信を行う処理部である。また、機器制御部１０３ｂは、インターネット端末１１０から制御命令を受信して家電機器１０３の制御を行う。この制御命令には「１０時に炊飯器のスタート」等の命令である。

次に宅外のユーザが携帯端末装置１３０を介して制御要求の送信を行う動作手順について説明すると、サーバ装置２００の通信部２０１において、この制御要求を受信して、サーバ装置２００に具備されている制御要求処理部２０４は、データ部８０２の制御要求コマンド８０９に、家電機器１０３等に対して制御を行うためのコマンドとデータを含んでフレーム２を生成し、暗号処理部２０２へ渡す。暗号処理部２０２はフレーム２を暗号化し、パケット生成部２０６は応答グローバルパケットを生成し、通信部２０１はルータ１０１へ送信する。

次に、インターネット端末１１０の通信部１１１は、応答ローカルパケットを受信し、暗号処理部１１２は、応答ローカルパケットのデータ部８０２を復号化して制御部１１６へ渡す。制御部１１６は、応答ローカルパケットのデータ部８０２に含まれている制御要求コマンド８０９を取得し、制御要求コマンド８０９が家電機器１０３の制御要求であった場合、制御部１１６は、宅内通信網を介して、家電機器１０３に制御命令を送信する。

家電機器１０３の機器制御部１０３ｂは、制御命令を受信し、制御命令の内容に従って家電機器１０３の制御を行う。
図３は、本実施の形態１に係るインターネット端末１１０のローカルパケットの送受信におけるシーケンス図である。尚、本実施の形態１の説明においては、パケットデータの名称をローカルパケット３０１、グローバルパケット３０２、応答グローバルパケット３０３、及び応答ローカルパケット３０４と送信過程毎に区別して説明する。

ローカルパケット３０１とは、インターネット端末１１０からルータ１０１に送信されるパケットデータであり、ヘッダ部に送信先アドレス、送信先ポート番号、送信元アドレス、送信元ポート番号、及びデータを含んだ本体部から構成される。そして、送信元アドレスにはインターネット端末１１０のローカルＩＰアドレスを含み、送信先アドレスにはサーバ装置２００のグローバルＩＰアドレスを含む。

グローバルパケット３０２とは、ルータ１０１からサーバ装置２００に送信されるパケットデータであり、ルータ１０１において送信元アドレス及び送信元ポート番号がルータ１０１に固有のグローバルアドレスに変換され、送信元アドレスにルータ１０１のグローバルＩＰアドレスを含み、送信先アドレスにサーバ装置２００のグローバルＩＰアドレスを含む。

応答グローバルパケット３０３とは、サーバ装置２００から応答間隔に従ってルータ１０１に送信されるパケットデータであり、送信先アドレス及び送信先ポート番号にはルータ１０１のグローバルアドレス及びポート番号が記述される。

応答ローカルパケット３０４は、応答グローバルパケットを受信したルータ１０１が、送信先アドレスをルータ１０１のグローバルアドレス及びポート番号から対応表を参照してインターネット端末１１０のローカルアドレス及びポート番号に変換したパケットデータである。

インターネット端末１１０は、ルータ１０１がローカルアドレスとグローバルアドレスとの対応表を保持する間隔の検出を行うと、インターネット端末１１０は通知間隔毎に定期的にルータ１０１側に対してローカルパケットを繰り返して送信することを特徴とする。

ＵＤＰにおいて、ルータ１０１は一定期間、グローバルとローカルの通信状態を対応表に記録する。そして、通常であればルータ１０１側に送信されたローカルパケットのローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係は保持期間が過ぎれば消滅するが、本発明においてはインターネット端末１１０から保持期間が過ぎる前の通知間隔毎にパケットデータが送信される。従って、ルータの対応表には常にローカルとグローバルとの対応関係が保持されている。尚、ルータ１０１におけるローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係の保持時間は、ルータ１０１が最後にローカルパケット３０１、又は応答グローバルパケット３０３を受信してから一定の期間（例えば３分）までである。

従って、ルータにおいて常にグローバル側であるサーバ２００からの制御要求を含む制御要求パケット３０５の送信先アドレス及び送信先ポート番号をグローバルからローカルに変換でき、制御目的のインターネット端末１１０に中継することができる。

また、例えば、ユーザがルータ１０１の電源を切断する等、ＡＤＳＬや光ファイバ等の常時接続が一旦切断されるような場合においては、現状では再度ルータ１０１にインターネットサービスプロバイダから動的に以前と異なるグローバルアドレスが与えられる。このため、携帯端末装置１３０からインターネット端末１１０に制御情報をアクセスしようとしても現状で割振られているルータ１０１のグローバルアドレスが所得できない問題がある。

しかし、本発明に係るインターネット端末１１０は、定期的に端末ＩＤ、送信元アドレス、及び送信元ポート番号等が付与されたパケットデータをサーバ装置２００に送信するため、受信するサーバ装置２００においては端末情報記録部２０５に常に現状の端末ＩＤ、送信先アドレス、及び送信先ポート番号を記載したテーブル２０５ａが記録される。

従って、サーバ装置２００は、制御対象のインターネット端末１１０の端末ＩＤを確認することにより、ルータ１０１の現状のグローバルアドレスを常に知ることができ、一旦常時接続が切断されルータ１０１に別のグローバルアドレスが付与されるような場合においても、ユーザは特別な設定作業を行うことなく携帯端末装置からの制御情報が制御対象のインターネット端末１１０に送信される。

図４は、本実施の形態１に係るインターネット端末１１０が、ルータ１０１へローカルパケットを定期的に送信する際の動作手順を示すフローチャートである。また、図５は、本実施の形態１に係るインターネット端末１１０において生成されるローカルパケット５００のデータ構成の一例を示す図である。

通知情報記録部１１４は、端末ＩＤ及びパスワードを保持しており、パケット生成部１１３は、通知情報記録部１１４より取得する端末ＩＤ及びパスワードを用いてフレーム（以降、フレーム１と称す）を生成する。

ローカルパケット５００に含まれるフレーム１の例を図５に示すと、フレーム１はデータ部５０２に含まれる情報であり、インターネット端末１１０を識別する端末ＩＤ５０７、乱数であるランダム値５０８、端末ＩＤ５０７とローカルポート番号５１０とパスワードとランダム値５０８とを入力として所定の関数を使用して出力したダイジェスト値５０９、インターネット端末１１０が使用可能なローカルポート番号５１０、及びインターネット端末１１０がローカルパケットを定期的に送信する間隔を示す通知間隔５１１を含む。この所定の関数の例として、ハッシュ関数であるＭＤ５等がある。

次に、暗号処理部１１２は、パケット生成部１１３からローカルパケット５００を取得してフレーム１を暗号化し、通信部１１１に渡す（Ｓ４０１）。暗号化の例として、ＤＥＳ等がある。通信部１１１は、フレーム１をデータ部５０２として、送信先アドレス５０３、送信先ポート番号５０４、送信元アドレス５０５、送信元ポート番号５０６を含むヘッダ部５０１を付与して、ヘッダ部５０１及びデータ部５０２からなるローカルパケット５００をルータ１０１側に送信する処理を行う。

ここでローカルパケット５００は、送信先アドレス５０３には、サーバ装置２００のアドレスを含め、送信先ポート番号５０４に、サーバ装置２００が使用可能なポート番号を含み、送信元アドレス５０５に、インターネット端末１１０のアドレスを含み、送信元ポート番号５０６に、ローカルポート番号５１０と同様のポート番号を含み、データ部５０２には暗号化されたフレーム１が含まれる。

通信部１１１は、通知間隔調整部１１５から通知間隔を取得して、通知間隔となっているか否かの判定を行う（Ｓ４０２）。そして、通知間隔となる場合においては（Ｓ４０２でＹ）、ローカルパケット５００をルータ１０１に送信して（Ｓ４０３）、通知間隔でない場合においては通知間隔の取得を行う（Ｓ４０２でＮ）。尚、インターネット端末１１０は、ローカルパケットを送信後、応答グローバルパケットの受信処理を行う。この受信処理の詳細は後述する。

図６は、本実施の形態１に係るルータ１０１が保持している対応表６００の参考図である。この対応表６００には、ローカルネットワーク側のローカルアドレス及びポート番号、外部ネットワーク側のグローバルアドレス及びポート番号が１対１で記述されている。

ルータ１０１が、インターネット端末１１０からローカルパケット５００を受信し、グローバルパケットに変換して、サーバ装置２００へ送信する変換処理について説明すると、ルータ１０１は、ローカルパケットを受信すると、グローバルアドレスの有効利用を図るためにローカルパケットに含まれる送信元アドレス５０５をルータ１０１のグローバルアドレスに変換し、送信元ポート番号５０６をルータ１０１が受信可能なポート番号に変換してグローバルパケットを生成してサーバ装置２００に送信する。

また、ルータ１０１はインターネット端末１１０のローカルアドレス及び送信元ポート番号と、ルータ１０１のグローバルアドレス及びポート番号との組み合わせを、テーブル情報として対応表６００に記録する。

図７は、本実施の形態１に係るサーバ装置２００が、ルータ１０１よりグローバルパケットを受信して、応答グローバルパケットをルータ１０１に返送する際の動作手順を示すフローチャートである。

最初に、サーバ２００の通信部２０１は、ルータ１０１から送信されたグローバルグローバルパケットを受信し、暗号処理部２０２へ渡す。
次に、暗号処理部２０２は、グローバルパケットに含まれるデータ部５０２を復号化して端末情報記録部２０５へ渡す（Ｓ７０１）。そして、端末情報記録部２０５は、受信したパケットデータの認証処理を行うが、この認証処理において端末情報記録部２０５は、データ部５０２に含まれている端末ＩＤ５０７、ランダム値５０８、ダイジェスト値５０９、ローカルポート番号５１０を取得し、端末ＩＤ５０７に該当するパスワードを検索し、端末ＩＤ５０７、ローカルポート番号５１０、パスワード、ランダム値５０８を入力として、パケット生成部１１３と同様の関数を使用して得た値とダイジェスト値５０９とを比較して認証を行う（Ｓ７０２）。

そして、認証に失敗した場合（Ｓ７０２でＮ）においては、受信したグローバルパケットを破棄する一方、認証に成功した場合（Ｓ７０２でＹ）において、端末情報記録部２０５は、グローバルパケットに含まれる端末ＩＤ５０７、送信元アドレス５０５、送信元ポート番号５０６の組を取得し、これらを端末情報としてテーブル２０５ａを作成して記録する（Ｓ７０３）。

さらに、端末情報記録部２０５は、グローバルパケットに含まれる応答間隔５１１を取得して応答間隔調整部２０３へ渡す。応答間隔調整部２０３は、応答間隔５１１から、グローバルパケットに対する応答である応答グローバルパケットを返送する時間である応答返送時間を取得する（Ｓ７０４）。

次に、制御要求処理部２０４は、グローバルパケットを受信してから、算出された応答返送時間までの間に、携帯端末装置１３０からインターネット端末１１０に対する制御要求を受信したか否かを検出する（Ｓ７０５）。

制御要求が発生していると判断される場合においては（Ｓ７０５でＹ）、制御要求処理部２０４は、制御要求内容を、応答グローバルパケットに含める制御要求コマンドに格納する（Ｓ７０６）。一方、応答返信時間までに制御要求が発生しなかった場合（Ｓ７０５でＮ）、制御内容なしを示すデータを制御要求コマンドに格納し（Ｓ７０７）、応答グローバルパケットに含めるフレーム（以降、フレーム２と称す）を生成し、暗号処理部２０２へ渡す。尚、携帯端末装置１３０のユーザから宅内の端末装置への制御要求なしの場合においては、サーバ装置２００から特に制御要求なしという情報をインターネット端末１１０側に送信する必要がないためにＳ７０７に示す動作手順を省略して、携帯端末装置１３０からの制御要求が発生した場合においてのみ応答グローバルパケットを返送することもできる。

そして、制御要求処理部２０４において制御要求コマンド、制御対象のインターネット端末１１０に固有の端末ＩＤ、ポート番号、及び制御要求が記述されたフレーム２が作成され（Ｓ７０８）、パケット生成部２０６において、送信元及び送信先のアドレス及びポート番号の情報が記述されたヘッダ部及びフレーム２を含むデータ部からなる応答グローバルパケットが生成される。この応答グローバルパケットのデータ構成は図８において説明する。尚、制御コマンドには、例えば「エアコン１０３の動作状態をＯＮにする」等の情報が記述される。

暗号処理部２０２は、パケット生成部２０６から生成された応答グローバルパケットを取得してデータ部の暗号化処理を行い、通信部２０１は暗号化処理を行った応答グローバルパケットをルータ１０１側に送信して一連の処理を終了する（Ｓ７０９）。

図８は、本実施の形態１に係るサーバ装置２００で生成される応答グローバルパケット８００のデータ構成の一例を示す図である。
制御要求処理部２０４において生成されるフレーム２は、データ部８０２に含まれ、制御対象であるインターネット端末１１０の端末ＩＤ８０７、グローバルパケットのデータ部５０２に含まれているローカルポート番号５１０を含むポート番号８０８、携帯端末装置１３０からインターネット端末１１０に要求する制御のコマンドを含む制御要求コマンド８０９を含む。

また、フレーム２は暗号処理部２０２において暗号化された後に、パケット生成部２０６に渡され、ヘッダ部８０１及びデータ部８０２を含む応答グローバルパケット８００が生成される。

生成された応答グローバルパケット８００は、パケット生成部２０６から通信部２０１に渡され、通信部２０１は、端末情報記録部２０５のテーブル２０５ａから制御対象となるインターネット端末１１０の端末ＩＤ、つまり、フレーム２に含まれる端末ＩＤ８０７と一致する端末ＩＤを抽出し、端末ＩＤ８０７、送信先アドレス８０３、送信先ポート番号８０４を取得して応答グローバルパケットのヘッダに付与して応答グローバルパケットを生成する。

応答グローバルパケット８００は、送信先アドレス８０３にルータ１０１のグローバルアドレスである端末のアドレスを含み、送信先ポート番号８０４に端末のポート番号を含み、送信元アドレス８０５にサーバ装置２００のアドレスを含み、送信元ポート番号８０６にサーバ装置２００が使用可能なポート番号を含む。

次に、ルータ１０１が、サーバ装置２００から応答グローバルパケットを受信して応答ローカルパケットに変換して、インターネット端末１１０へ送信する動作手順について説明する。

まず、ルータ１０１は、サーバ装置２００から応答グローバルパケットを受信すると、変換テーブルを参照して応答グローバルパケットに含まれる送信先アドレス８０３をインターネット端末１１０のアドレスに変換し、送信先ポート番号８０４をインターネット端末１１０のポート番号に変換して応答ローカルパケットを生成する。そして、ルータ１０１は応答ローカルパケットをインターネット端末１１０宛に送信する。

尚、ルータ１０１は、一定時間ローカルパケット、又は応答グローバルパケットの受信がない場合、変換テーブルに記録されているインターネット端末１１０のアドレス、ポート番号とルータ１０１のアドレス、ポート番号の組み合わせを削除する。そして、ルータ１０１の対応表に既に組み合わせが存在しない場合、応答グローバルパケットは破棄される。

図９は、本実施の形態１に係るインターネット端末１１０が応答ローカルパケットを受信する際の動作手順を示すフローチャートである。
通信部１１１は、ローカルパケットをルータ１０１に送信後、通知間隔の間、応答ローカルパケットの受信待ちの処理を行う（Ｓ９０１）。

そして、通知間隔内に応答ローカルパケットを受信した場合（Ｓ９０２でＹ）、応答ローカルパケットを暗号処理部１１２へ渡す。暗号処理部１１２は、応答ローカルパケットのデータ部８０２を復号化し、制御部１１６へ渡す。制御部１１６は、データ部８０２に含まれる端末ＩＤ８０７がインターネット端末１１０の保持している端末ＩＤと一致しており、かつ、ポート番号８０８が、フレーム１生成時のローカルポート番号５１０と一致しているか判定することで認証を行い（Ｓ９０３）、認証に失敗した場合は（Ｓ９０３でＮ）、再び応答ローカルパケットの受信待ちに戻る。

制御部１１６において、認証処理に成功した場合（Ｓ９０３でＹ）、データ部８０２の制御要求コマンド８０９を取得して読み出す。そして、制御要求コマンド８０９の内容が「制御内容なし」を示すデータである場合（Ｓ９０４でＮ）、受信処理を終了する。

一方、制御要求コマンド８０９の内容が「制御要求有り」でインターネット端末１１０又は接続されている家電機器１０３等を制御するものであれば（Ｓ９０４でＹ）、制御要求コマンド８０９の内容に従ってインターネット端末１１０又は接続されている家電機器１０３等を制御する（Ｓ９０５）。この制御要求には、例えば「７時よりエアコンの始動」等の要求である。

また、通信部１１１が、通知間隔の時間内に応答ローカルパケットを受信しなかった場合（Ｓ９０２でＮ）、通知間隔調整部１１５は、通知間隔を短縮する処理を行う（Ｓ９０６）。例えば、通知間隔を初期値として２０分に設定した場合、１９分、１８分…と、応答ローカルパケットを受信するまで、１分単位で短縮していく。通知間隔を１０分まで短縮した時に応答ローカルパケットを受信したとすると、以後、通知間隔を１０分として、１０分毎にローカルパケットをルータ１０１側に送信する。尚、この場合においては通知間隔を１０分以下の、例えば９分３０秒等と設定できることは言うまでもない。

尚、本実施の形態１に係るインターネット端末１１０は、常に上述した通知間隔調整部１１５における通知間隔の短縮を行う動作を行うのではなく、起動時において接続されているルータ１０１のテーブル保持時間を確認することができる。

図１０は、インターネット端末１１０の起動時においてルータ１０１におけるローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係の保持時間を取得するためにインターネット端末１１０から送信されるローカルパケットデータのデータ構成を示す図である。

例えば、インターネット端末１１０は、パケット生成部１１３で、ヘッダ部に含まれる送信先ポート番号に４つの異なる送信先ポート番号（例えば５０００から５００３）、異なる送信元ポート番号、及びデータ部に含まれる応答間隔に４つの異なる通知時間（例えば１分から４分の１分間隔）を付与した４つのローカルパケットを生成して、通信部１１１からサーバ装置２００側に同時に送信する。尚、この通知間隔やポート番号は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。

そして、通常ルータ１０１においてグローバルアドレス及びローカルアドレスの対応関係が対応表６００に一定期間はキャッシュされるため、一定期間においては対応関係は記録されているが一定の保持時間が過ぎた対応関係は消去される。従って、保持時間が過ぎた応答パケットデータは返信されることはない。

このため、インターネット端末１１０の通信部１１１は受信処理を行うが、例えば、ローカルパケット１００１、１００２、及び１００３の応答グローバルパケットを受信したがローカルパケット１００４の応答グローバルパケットを受信しなかったような場合においては、通知間隔調整部１１５においてルータ１０１における対応関係のキャッシュ期間は「３分」と判断され、ローカルパケットのポーリング間隔をキャッシュ期間を同様の３分と設定する。

図１１は、本実施の形態１に係るインターネット端末が起動時においてルータの変換テーブル保持時間を取得してポーリング間隔を取得する際の動作手順を示すフローチャートである。

まず、インターネット端末１１０のパケット生成部１１３においてポーリング間隔の異なる複数のローカルパケットが作成され、暗号処理部１１２において暗号化された後に通信部１１１からルータ側に送信される（Ｓ１１０１）。

次に、インターネット端末１１０の通信部１１１は、応答ローカルパケットの受信待ちを行い（Ｓ１１０２）、応答ローカルパケットを受信できたか否かの判定を行う（Ｓ１１０３）。応答ローカルパケットを受信できた場合においては（Ｓ１１０３でＹ）、通知間隔調整部１１５は最後に受信した最長のポーリング間隔をルータ１０１における対応関係の保持時間として取得する（Ｓ１１０４）。

一方、応答ローカルパケットを受信できない場合においては（Ｓ１１０３でＮ）、インターネット端末１１０は処理を終了する。
以上のように、本実施の形態１に係るインターネット端末１１０は、ルータにおける変換テーブルの保持時間を特定してローカルパケットの通知間隔を判断する通知間隔調整部１１５、及び当該通知間隔に従ってローカルパケットを定期的に繰り返してルータ１０１に送信する通信部１１１を備える。

従って、ルータ１０１が常時インターネット網に接続されている環境において、ポーリング方式であっても、ルータ１０１には常にグローバルとローカルのアドレス、ポート番号の関係が記録された対応表を保持できるため、宅外のユーザから携帯端末装置１３０を用いた制御要求が送信されても、サーバ装置２００側においては端末ＩＤに対応するルータ１０１のグローバルアドレスを付与したグローバルパケットを生成してルータ１０１側に送信することで、ローカルネットワークにおけるローカルアドレスにルータ１０１に記録されている変換テーブルを参照して変換することができる。このため、宅外のユーザからの携帯端末装置１３０を用いた制御情報をリアルタイムに宅内の目的のインターネット端末１１０に送信して、ユーザの要求に従った家庭に設置された家電機器１０３等の遠隔制御を可能とできる。

また、本発明においてはポーリング方式を用いてルータの設定が不要であるため、従来のルータ１０１に本発明に係るインターネット端末１１０を接続することにより宅外からの遠隔操作を可能とする。従って、本発明に係るインターネット端末１１０を使用するユーザの利便性を飛躍的に向上できる。

さらに、サーバ装置２００においては、宅外のユーザか携帯端末装置１３０を介して制御要求があったときのみ応答グローバルパケットを宅内の制御対象の端末装置に送信すればよく、従来のように、宅内のインターネット装置からの制御要求の有無の確認をサーバ装置２００側に行う必要がなくなる。

また、インターネット端末１１０の通知間隔調整部１１５において起動時にルータ１０１の変換テーブルの保持期間を検出するため、従来のように、ルータ１０１の対応関係が消滅してしまい宅外からの制御要求ができないといったことを防止できる。

さらにまた、ＵＤＰパケットは、従来のルータにおいても送信先と送信元のアドレス関係が一定期間保持される設定であるため、ルータに新たな機能を追加する必要がなく既存のルータを用いて本発明を実施することができる。

そして、サーバ装置２００は、制御対象のインターネット端末１１０の端末ＩＤを確認することにより、ルータ１０１の現状のグローバルアドレスを常に知ることができ、一旦常時接続が切断されルータ１０１に別のグローバルアドレスが付与されるような場合においても、ユーザは特別な設定作業を行うことなく携帯端末装置からの制御情報が制御対象のインターネット端末１１０に送信される。

尚、本実施の形態１に係るインターネット端末１１０や家電機器１０３の制御結果を宅外のユーザの携帯端末装置１３０に返信することも考え得る。この制御結果は、例えば「７時からのエアコンの予約完了」、「１０時に給湯完了」等の情報である。以下、制御結果送信の手順について説明する。

インターネット端末１１０の制御部１１６は、応答ローカルパケットのデータ部８０２に含まれている制御要求コマンド８０９を取得し、インターネット端末１１０の制御を行う。また、制御対象の端末がエアコン１０３等である際には、制御要求コマンド８０９の制御内容を機器制御部１０３ｂに送信する。

家電機器１０３の機器制御部１０３ｂは、制御要求に従った制御を行うが、その制御結果のデータを、インターネット端末１１０の制御部１１６に返信する。
インターネット端末１１０の制御部１１６は、家電機器１０３から受信した制御結果のデータ、若しくはインターネット端末１１０の制御結果を、サーバ装置２００へ送信するフレーム（以降、フレーム３と称す）に含んで、暗号処理部１１２へ渡す。

また、暗号処理部１１２は、フレーム３を暗号化し、通信部１１１へ渡す。通信部１１１は、前述した説明と同様の方法でサーバ装置２００側に送信するローカルパケットを生成しルータ１０１へ送信する。従って、このローカルパケットには制御結果のデータが含まれている。

ルータ１０１は、受信したローカルパケットのローカルアドレスをグローバルアドレスに変換して対応表６００に記録して、サーバ装置２００に送信するグローバルパケットをインターネット網１２０を介して送信する。

サーバ装置２００の通信部２０１は、送信されたグローバルパケットを受信し、暗号処理部２０２へ渡し、暗号処理部２０２は、フレーム３を復号化し、制御要求処理部２０４へ渡す。そして、制御要求処理部２０４は、フレーム３に含まれている家電機器１０３の制御結果データ、若しくはインターネット端末１１０の制御結果データを読み込んで制御結果を取得して、通信部２０１は携帯端末装置１３０に制御結果を送信して一連の処理を完了することができる。

尚、本発明方法において、通知間隔調整部１１５におけるローカルパケットの通知間隔の調整方法について１分単位を用いて説明を行ったが、必ずしも１分単位で短縮する必要はなく、インターネット端末１１０の実装毎に異なっても良いことは明らかである。
（実施の形態２）
次に、本発明に係る通信システムの他の実施の形態２について図１２を用いて説明を行う。

図１２は、本実施の形態２に係るポータルサーバ１２０１、サーバ２００及びインターネット端末１１０の機能ブロック図を示す。本実施の形態２に係る通信システムにおいては上述した実施の形態１の図２の通信システムの構成に加えて、ポータルサーバ１２０１を設け、ユーザの携帯端末装置１３０からの制御要求はポータルサーバ１２０１に送られ、ポータルサーバ１２０１から、サーバ装置２００を介してインターネット端末１１０に接続された家電機器１０３等の制御を行うことを特徴とする。尚、図１２において図２と同一の構成には同一番号を付し詳細な説明を省略する。

このポータルサーバ１２０１は、例えば宅内の家電機器の宅外からの遠隔操作を行うための専用的なアプリケーションを扱うサーバであり、外部とパケットデータの送受信を行う通信部１２０４、パケットデータの暗号化及び復号化を行う暗号処理部１２０３、及び要求処理部１２０２を含んで構成されている。要求処理部１２０２は、携帯端末装置からの制御要求を読み込む。

次に、本実施の形態２に係る通信システムの処理手順について説明すると、まず、ユーザは携帯端末装置１３０を用いてインターネット網１２０を介してポータルサーバ１２０１に家庭内ネットワークの固有の端末ＩＤを有する家電機器等のインターネット端末１１０への制御要求を送信する。この制御要求は上述したように「１０時からのニュース番組の予約」等の情報である。

次に、ポータルサーバ１２０１の通信部１２０４は、携帯端末装置１３０から、制御要求を受信し、サーバ装置２００にインターネット網１２０を介して、携帯端末装置１３０から受信した制御要求を送信する。

そして、サーバ装置２００の制御要求処理部２０４は、受信した制御要求に従って、フレーム２に含まれる制御要求コマンド８０９を生成し、さらに、制御要求コマンド８０９には、ポータルサーバ１２０１のアドレスを含める。

以下の処理手順は上述した実施の形態１と同様となり、制御要求処理部２０４は、制御要求コマンド及びポータルサーバ１２０１のアドレスを含むフレーム２を生成し、パケット生成部２０６に渡し、パケット生成部２０６においてヘッダ部を含む応答グローバルパケットが生成され暗号処理部２０２へ渡される。暗号処理部２０２は、フレーム２を暗号化し、通信部２０１はルータ１０１へ送信する。

また、インターネット端末１１０の通信部１１１は、ルータ１０１から応答ローカルパケットを受信し、暗号処理部１１２は、応答ローカルパケットのデータ部８０２を復号化して制御部１１６へ渡す。制御部１１６は、応答ローカルパケットのデータ部８０２に含まれている制御要求コマンド８０９を取得し、制御要求コマンド８０９の制御内容に従って、インターネット端末１１０又は家電機器１０３の制御を行う。そして、家電機器１０３の機器制御部１０３ｂは、制御結果のデータをインターネット端末１１０へ送信する。

次に、インターネット端末１１０の制御部１１６は、家電機器１０３から受信した制御結果のデータ、若しくはインターネット端末１１０の制御結果のデータをパケット生成部１１３に渡し、パケット生成部１１３においてデータ部及びヘッダ部からなる返信用のローカルパケットが生成され暗号処理部１１２に渡される。

暗号処理部１１２はデータ部を暗号化し、通信部１１１はポータルサーバ１２０１へ送信するローカルパケットをルータ１０１へ送信する。
ルータ１０１は、受信したローカルパケットをポータルサーバ１２０１へ送信するグローバルパケットに変換し、インターネット網１２０を介してポータルサーバ１２０１へ送信する。

ポータルサーバ１２０１の通信部１２０４は、ルータ１０１によって中継された制御結果情報を含むグローバルパケットを受信し暗号処理部１２０３へ渡し、暗号処理部１２０３はデータ部を復号化し要求処理部１２０２へ渡し、要求処理部１２０２はデータ部に含まれている家電機器１０３の制御結果、若しくはインターネット端末１１０の制御結果のデータを取得して通信部１２０４へ渡し、通信部１２０４は、受け取った家電機器１０３の制御結果、若しくはインターネット端末１１０の制御結果を携帯端末装置１３０へ送信する。

以上の説明のように、本実施の形態２に係る通信システムにおいては、家電機器の遠隔操作を行うインターネット端末１１０の専用のアプリケーションを用いるポータルサーバ１２０１が設けられているため、ポータルサーバ１２０１をインターネット端末１１０の専用のサーバとすることが可能となる。

また、別のサービスを提供するためのインターネット端末を提供するような場合においても、ポータルサーバ１２０１と、定期的にパケットを受信するサーバ装置２００を分けることにより同じサーバ装置２００を用いることが可能となる。

尚、上述した実施の形態に係る説明においては、携帯端末装置１３０として携帯電話を用いて説明を行ったがこれに限定されるものではなく、携帯電話以外にＰＣ、ＰＡＤ等のインターネット網１２０に接続できる端末装置でも同様の機能を用いることができるのは言うまでもない。

本発明に係る宅内端末装置は、外部ネットワークと接続するルータに宅内ネットワークを用いて接続してパケットデータの送受信を行う端末装置として用いることができ、特に家電機器の遠隔操作を統一的に行う端末装置、エアコン等の家電機器等に適用できる。

実施の形態１に係る通信システムの全体構成を示す概略図である。 実施の形態１に係るサーバ、インターネット端末、及びインターネット端末に接続される家電機器等の端末装置の機能ブロック図である。 実施の形態１に係るインターネット端末のローカルパケットの送受信におけるシーケンス図である。 実施の形態１に係るインターネット端末が、ルータへローカルパケットを定期的に送信する際の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るインターネット端末において生成されるローカルパケットのデータ構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係るルータが保持している対応表の参考図である。 実施の形態１に係るサーバ装置が、ルータよりグローバルパケットを受信して、応答グローバルパケットをルータに返送する際の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態１に係るサーバ装置で生成される応答グローバルパケットのデータ構成の一例を示す図である。 実施の形態１に係るインターネット端末が応答グローバルパケットを受信する際の動作手順を示すフローチャートである。 インターネット端末の起動時においてルータにおけるローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係の保持時間を取得するためにインターネット端末から送信されるローカルパケットデータのデータ構成を示す図である。 実施の形態１に係るインターネット端末が起動時においてルータの変換テーブル保持時間を取得してポーリング間隔を取得する際の動作手順を示すフローチャートである。 実施の形態２に係るポータルサーバ、サーバ及びインターネット端末の機能ブロック図を示す。 従来のポーリング方式による宅内の端末操作のパケットデータの流れを示すシーケンス図である。

符号の説明

１００ ローカルネットワーク
１０１ ルータ
１０２ ＰＣ
１０３ エアコン
１０３ａ 通信部
１０３ｂ 機器制御部
１１０ インターネット端末
１１１ 通信部
１１２ 暗号処理部
１１３ パケット生成部
１１４ 通知部
１１５ 通知間隔調整部
１１６ 制御部
１２０ インターネット網
１３０ 携帯端末
２００ サーバ装置
２０１ 通信部
２０２ 暗号処理部
２０３ 応答間隔調整部
２０４ 制御要求処理部
２０５ 端末情報記録部
２０５ａ テーブル
２０６ パケット生成部
５００ ローカルパケット
６００ 対応表
８００ 応答グローバルパケット
１２０１ ポータルサーバ
１２０２ 要求処理部
１２０３ 暗号処理部
１２０４ 通信部

本発明に係る宅内端末装置は、サーバ装置が接続される外部ネットワークに接続されたルータとホームネットワークを介して接続されデータの送受信を行う宅内端末装置であって、前記ルータは、前記宅内端末装置に固有のローカルアドレスを付与する付与手段と、前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持する保持手段とを備え、前記宅内端末装置は、前記サーバ装置に送信するデータを生成する生成手段と、送信するデータの送信間隔を判断する判断手段と、前記ルータを介して前記サーバ装置とデータの送受信を行う通信手段と、前記ルータにおける前記対応関係の保持期間の検出を行う検出手段とを備え、前記判断手段は、前記検出手段において検出される期間以下の期間を前記送信間隔と判断し、前記通信手段は、前記送信間隔に従って前記データを定期的に繰り返して前記ルータ側に送信することを特徴とする。

これにより、ルータが常時接続のインターネット網に接続されている環境においても、グローバルであるサーバ装置側からローカルである家庭内に設置された家電機器等の宅内端末装置に制御要求を送信して、宅外のユーザの携帯端末装置からのリアルタイムでの宅内端末装置における遠隔操作を可能とする。

また、本発明に係る宅内端末装置は、サーバ装置が接続される外部ネットワークに接続されたルータとホームネットワークを介して接続されデータの送受信を行う宅内端末装置であって、前記サーバ装置に送信するデータを生成する生成手段と、送信するデータの送信間隔を判断する判断手段と、前記ルータを介して前記サーバ装置とデータの送受信を行う通信手段とを備え、前記生成手段は、前記データのヘッダ部に少なくとも送信元アドレスとして前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスと、送信元ポート番号として前記宅内端末装置のローカルポート番号と、送信先アドレスとして前記サーバ装置のアドレスと、送信先ポート番号として前記サーバ装置のポート番号とを含み、前記データのデータ部に少なくとも前記宅内端末装置に固有の端末ＩＤを含むデータの生成を行うことを特徴とする。

従って、常時接続の環境において一旦接続が切れルータに動的に別のグローバルアドレスが付与されるような場合においても、サーバ装置側においてルータの新たなグローバルアドレスを取得できる。

さらに、本発明に係る宅内端末装置は、サーバ装置が接続される外部ネットワークに接続されたルータとホームネットワークを介して接続されデータの送受信を行う宅内端末装置であって、前記ルータは、前記宅内端末装置に固有のローカルアドレスを付与する付与手段と、前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持する保持手段とを備え、前記宅内端末装置は、前記サーバ装置に送信するデータを生成する生成手段と、送信するデータの送信間隔を判断する判断手段と、前記ルータを介して前記サーバ装置とデータの送受信を行う通信手段と、前記ルータにおける前記対応関係の保持期間の検出を行う検出手段とを備え、前記判断手段は、前記検出手段において検出される期間以下の期間を前記送信間隔と判断し、前記通信手段は、前記送信間隔に従って前記データを定期的に繰り返して前記ルータ側に送信し、前記生成手段は、ヘッダ部に少なくとも送信元アドレスとして前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスと、送信元ポート番号として前記宅内端末装置のローカルポート番号と、送信先アドレスとして前記サーバ装置のアドレスと、送信先ポート番号として前記サーバ装置のポート番号とを含み、データ部に少なくとも前記サーバ装置からの応答である応答データの返信間隔を含むデータの生成を行うことを特徴とする。

【００２１】
この構成により、宅内端末装置は起動時において、ルータにおけるローカルアドレスとグローバルアドレスの対応関係の保持期間を検出することが可能となる。
尚、本発明は、上述のような宅内端末装置やサーバ装置として実現できるのみではなく、この宅内端末装置とルータとサーバ装置とからなる通信システム、この宅内端末装置やサーバ装置が備える手段をステップとする通信方法、また、当該通信方法をコンピュータ等で実現させるプログラムとして実現したり、当該プログラムをＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体や通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】

サーバ装置が接続される外部ネットワークに接続されたルータとホームネットワークを介して接続され、データの送受信を行う宅内端末装置であって、前記ルータは、前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置のローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持するものであり、前記宅内端末装置は、前記ルータを介して前記サーバ装置とデータの送受信を行う通信手段と、前記ルータにおける前記対応関係の保持期間の検出を行い、前記保持期間以下の期間をデータの送信間隔と判断する判断手段とを備え、前記通信手段は、前記送信間隔に従ってデータを繰り返して前記ルータ側に送信することを特徴とする。

これにより、ルータが常時接続のインターネット網に接続されている環境においても、グローバルであるサーバ装置側からローカルである家庭内に設置された家電機器等の宅内端末装置に制御要求を送信して、宅外のユーザの携帯端末装置からのリアルタイムでの宅内端末装置における遠隔操作を可能とする。

【００２１】
尚、本発明は、上述のような宅内端末装置として実現できるのみではなく、この宅内端末装置とルータとサーバ装置とからなる通信システム、この宅内端末装置が備える手段をステップとする通信方法、また、当該通信方法をコンピュータ等で実現させるプログラムとして実現したり、当該プログラムをＤＶＤ、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体や通信ネットワーク等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。
【発明の効果】

Claims (28)

1. サーバ装置が接続される外部ネットワークに接続されたルータとホームネットワークを介して接続されパケットデータの送受信を行う宅内端末装置であって、
   前記サーバ装置に送信するパケットデータを生成するパケット生成手段と、
   送信するパケットデータの送信間隔を判断する判断手段と、
   前記ルータを介して前記サーバ装置とパケットデータの送受信を行う通信手段とを備え、
   前記通信手段は、前記送信間隔に従って前記パケットデータを定期的に繰り返して前記ルータ側に送信する
   ことを特徴とする宅内端末装置。
2. 前記ルータは、
   前記宅内端末装置に固有のローカルアドレスを付与する付与手段と、
   前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持する保持手段とを備え、
   前記宅内端末装置は、さらに、
   前記ルータにおける前記対応関係の保持期間の検出を行う検出手段を備え、
   前記判断手段は、前記検出手段において検出される期間以下の期間を前記送信間隔と判断する
   ことを特徴とする請求項１記載の宅内端末装置。
3. 前記パケット生成手段は、ヘッダ部に少なくとも送信元アドレスとして前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスと、送信元ポート番号として前記宅内端末装置のローカルポート番号と、送信先アドレスとして前記サーバ装置のアドレスと、送信先ポート番号として前記サーバ装置のポート番号とを含み、データ部に少なくとも前記宅内端末装置に固有の端末ＩＤと前記サーバ装置からの応答である応答パケットデータの返信間隔とを含むパケットデータの生成を行う
   ことを特徴とする請求項１記載の宅内端末装置。
4. 前記判断手段は、前記ルータから前記送信間隔以内に前記応答パケットデータを受信しなかった場合には、前記送信間隔を短縮するように判断する
   ことを特徴とする請求項３記載の宅内端末装置。
5. 前記パケット生成手段は、前記送信先ポート番号、前記送信元ポート番号及び前記返信間隔の異なる複数のパケットデータを生成し、
   前記通信手段は、前記パケット生成手段において生成された複数のパケットデータを同時に送信し、
   前記検出手段は、前記応答パケットデータの返信間隔から前記ルータにおける前記対応関係の前記保持期間を検出する
   ことを特徴とする請求項３記載の宅内端末装置。
6. 前記検出手段は、前記サーバ装置から返信があった前記応答パケットデータのなかで最長の前記返信間隔を前記ルータにおける前記保持期間として検出する
   ことを特徴とする請求項５記載の宅内端末装置。
7. 前記サーバ装置は、
   パケットデータの送受信を行う第二通信手段と、
   前記パケットデータに含まれている前記宅内端末装置への返信間隔を取得して前記応答パケットデータの返信時間を算出する応答間隔調整手段と、
   前記宅内端末装置に送信する応答パケットデータの生成する第二パケット生成手段とを備え、
   前記第二通信手段は、前記返信時間に従って前記第二パケット生成手段で生成される前記応答パケットデータを前記ルータに返信する
   ことを特徴とする請求項３記載の宅内端末装置。
8. 前記外部ネットワークには、さらに、特定の前記宅内端末装置への制御要求の送信を行う携帯端末装置が接続され、
   前記第二パケット生成手段は、前記携帯端末装置から送信され前記第二通信手段で受信した前記制御要求を含む制御パケットデータを生成する
   ことを特徴とする請求項７記載の宅内端末装置。
9. 前記宅内端末装置は、さらに、
   前記制御要求に従って当該宅内端末装置の制御を行う制御手段を備える
   ことを特徴とする請求項８記載の宅内端末装置。
10. 前記宅内端末装置には前記ホームネットワークを介して複数の端末装置が接続され、
    前記端末装置はそれぞれ当該端末装置の制御を行うための機器制御手段を備え、
    前記通信手段は、前記制御パケットデータに含まれる前記制御要求を前記端末装置に送信し、
    前記機器制御手段は、受信した前記制御要求に従って前記端末装置の制御を行う
    ことを特徴とする請求項９記載の宅内端末装置。
11. 前記制御手段は、前記機器制御手段から制御結果を受信して、
    前記通信手段は前記制御結果を含むパケットデータを前記サーバ装置に送信して、
    前記サーバ装置の前記第二通信手段は、前記パケットデータに含まれる前記制御結果を前記携帯端末装置に送信する
    ことを特徴とする請求項１０記載の宅内端末装置。
12. 前記外部ネットワークにはポータルサーバが接続され、
    前記ポータルサーバは、前記サーバ装置へ、特定の前記端末ＩＤを有する前記宅内端末装置に送信するポータルサーバ接続要求を送信し、
    前記サーバ装置の前記第二パケット生成手段は、前記ポータルサーバ接続要求に従って、前記ポータルサーバのアドレスを含む、前記応答パケットデータを生成し、
    前記宅内端末装置の前記通信手段は、前記ルータから前記応答パケットデータを受信し、
    前記パケット生成手段は、少なくとも前記制御結果及び前記応答パケットデータに含まれる前記ポータルサーバのアドレスを送信先アドレスとして含む制御結果パケットデータを生成する
    ことを特徴とする請求項１１記載の宅内端末装置。
13. 前記携帯端末装置は、前記ポータルサーバへ、特定の前記端末ＩＤを有する前記宅内端末装置に送信する前記制御要求を送信し、
    前記ポータルサーバは、前記制御要求を受信する場合には、前記サーバ装置に前記ポータルサーバ接続要求を送信する
    ことを特徴とする請求項１２記載の宅内端末装置。
14. 前記ポータルサーバは、前記ルータから前記制御結果パケットデータを受信する場合には、前記制御結果パケットデータに含まれる前記制御結果を前記携帯端末装置へ送信する
    ことを特徴とする請求項１２記載の宅内端末装置。
15. 前記サーバ装置は、さらに、
    前記第二通信手段で受信した前記パケットデータに含まれる前記宅内端末装置の端末ＩＤと、送信元アドレスである前記ルータのグローバルアドレスと、送信元ポート番号である前記ルータのグローバルポート番号の組を端末情報として記録する端末情報記録手段と、
    前記端末ＩＤを有する前記宅内端末装置に対する制御要求が発生した時には、前記端末情報記録手段から、前記端末ＩＤに基づき対応する前記グローバルアドレスと、前記グローバルポート番号を抽出する抽出手段とを備え、
    前記第二パケット生成手段は、前記制御要求に従った制御コマンドと、前記抽出手段において抽出した前記グローバルアドレス及び前記グローバルポート番号をそれぞれ送信先アドレス及び送信先ポート番号として含む制御パケットデータを生成する
    ことを特徴とする請求項７記載の宅内端末装置。
16. 前記第二通信手段は、前記制御要求がある場合にのみ前記制御パケットデータを前記ルータを介して前記宅内端末装置に送信する
    ことを特徴とする請求項１５記載の宅内端末装置。
17. 前記第二通信手段は、前記宅内端末装置からの前記パケットデータを受信してから前記返信時間内に前記携帯端末装置からの制御要求がない場合には、前記制御コマンドを含まない前記制御パケットデータを前記ルータに送信する
    ことを特徴とする請求項１５記載の宅内端末装置。
18. 前記宅内端末装置は、さらに、
    前記端末ＩＤを認証するためのパスワードを保持する記録手段を備え、
    前記パケット生成手段は、前記記録手段より取得する前記端末ＩＤと前記パスワードと乱数とを入力として、所定の関数を使用してダイジェスト値を取得すると共に、前記端末ＩＤと前記乱数と前記ダイジェスト値を前記パケットデータのデータ部に含めてパケットデータを生成し、
    前記通信手段は、当該パケットデータを前記ルータ側に送信し、
    前記サーバ装置は、さらに、
    前記パケットデータに含まれる前記端末ＩＤと同内容の認証用端末ＩＤと、前記パスワードと同内容の認証用パスワードを保持する第二記録手段と、
    前記認証用端末ＩＤと前記認証用パスワードと前記パケットデータに含まれている前記乱数とを入力として、前記所定の関数を使用して認証用ダイジェスト値を取得し、前記パケットデータに含まれる前記ダイジェスト値と比較することで、受信した前記パケットデータの認証を行う第二認証手段とを備える
    ことを特徴とする請求項３記載の宅内端末装置。
19. 前記宅内端末装置の前記パケット生成手段は、前記端末ＩＤと前記パスワードと前記ローカルポート番号と前記乱数とを入力として、前記所定の関数を使用して前記ダイジェスト値を取得し、前記端末ＩＤと前記乱数と前記ダイジェスト値と前記ローカルポート番号とを含めたパケットデータを生成し、
    前記サーバ装置の前記第二認証手段は、前記パケットデータを受信し、前記認証用端末ＩＤと前記認証用パスワードと前記パケットデータに含まれている前記ローカルポート番号と前記乱数とを入力として、前記所定の関数を使用して認証用ダイジェスト値を取得し、前記パケットデータに含まれる前記ダイジェスト値と比較することで、受信した前記パケットデータの認証を行う
    ことを特徴とする請求項１８記載の宅内端末装置。
20. 前記パケット生成手段は、前記ローカルポート番号を乱数にする
    ことを特徴とする請求項１９記載の宅内端末装置。
21. 前記サーバ装置の前記第二パケット生成手段は、前記抽出手段で抽出される前記パケットデータに含まれる前記端末ＩＤと前記ローカルポート番号とを含んだ前記応答パケットデータを生成し、
    前記宅内端末装置は、さらに、
    前記応答パケットデータに含まれる前記端末ＩＤと前記ローカルポート番号とを取得し、前記パケットデータに含まれる前記端末ＩＤ及び前記ローカルポート番号と比較することで前記応答パケットデータの認証を行う認証手段を備える
    ことを特徴とする請求項１８項記載の宅内端末装置。
22. 前記宅内端末装置は、さらに、
    前記パケットデータの暗号化及び復号化を行う暗号処理手段
    を備えることを特徴とする請求項１記載の宅内端末装置。
23. サーバ装置が接続される外部ネットワークと宅内端末装置が接続されるホームネットワークとがルータを介して接続される通信システムであって、
    前記宅内端末装置は、
    前記サーバ装置に送信するパケットデータを生成するパケット生成手段と、
    送信するパケットデータの送信間隔を判断する判断手段と、
    前記ルータを介して前記サーバ装置とパケットデータの送受信を行う通信手段とを備え、
    前記ルータは、
    前記宅内端末装置に固有のローカルアドレスを付与する付与手段と、
    前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持する保持手段と、
    前記対応関係を参照して前記宅内端末装置又は前記サーバ装置から受信したパケットデータのローカルアドレスとグローバルアドレスとの変換を行う変換手段とを備え、
    前記サーバ装置は、
    前記宅内端末装置から前記ルータにより中継して送信される前記パケットデータを受信する第二通信手段と、
    前記パケットデータに含まれている前記宅内端末装置への返信間隔を取得して応答パケットデータの返信時間を算出する応答間隔調整手段と、
    前記宅内端末装置に送信するパケットデータの生成する第二パケット生成手段と
    を備えることを特徴とする通信システム。
24. 前記宅内端末装置の前記通信手段は、前記送信間隔に従って前記パケットデータを定期的に繰り返して前記ルータ側に送信し、
    前記ルータの保持手段はグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を保持し、
    前記サーバ装置の前記第二通信手段は、前記返信時間に従って前記応答パケットデータを送信する
    ことを特徴とする請求項２３記載の通信システム。
25. 前記宅内端末装置は、さらに、
    前記ルータにおける前記対応関係の保持期間を検出する検出手段を備え、
    前記判断手段は、前記検出手段において検出される期間以下の期間を前記送信間隔と判断する
    ことを特徴とする請求項２３記載の通信システム。
26. 前記外部ネットワークには、さらに、特定の前記宅内端末装置への制御要求の送信を行う携帯端末装置が接続され、
    前記第二パケット生成手段は、前記携帯端末装置から送信された制御要求を受信して当該制御要求を含む制御パケットデータを生成し、
    前記第二通信手段は、前記制御パケットデータを前記ルータを介して前記宅内端末装置に送信する
    ことを特徴とする請求項２３記載の通信システム。
27. サーバ装置が接続される外部ネットワークと宅内端末装置が接続されるホームネットワークとがルータを介して接続される通信システムに用いる通信方法であって、
    前記宅内端末装置は、
    前記サーバ装置に送信するパケットデータを生成するパケット生成ステップと、
    送信するパケットデータの送信間隔を判断する判断ステップと、
    前記ルータを介して前記サーバ装置とパケットデータの送受信を行う通信ステップとを含み、
    前記ルータは、
    前記宅内端末装置に固有のローカルアドレスを付与する付与ステップと、
    前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持する保持ステップと、
    前記対応関係を参照して前記宅内端末装置又は前記サーバ装置から受信したパケットデータのローカルアドレスとグローバルアドレスとの変換を行う変換ステップとを含み、
    前記サーバ装置は、
    前記宅内端末装置から前記ルータにより中継して送信される前記パケットデータを受信する第二通信ステップと、
    前記パケットデータに含まれている前記宅内端末装置への返信間隔を取得して応答パケットデータの返信時間を算出する応答間隔調整ステップと、
    前記宅内端末装置に送信するパケットデータの生成する第二パケット生成ステップと
    を含むことを特徴とする通信方法。
28. サーバ装置が接続される外部ネットワークと宅内端末装置が接続されるホームネットワークとがルータを介して接続される通信方法に用いるプログラムであって、
    前記宅内端末装置は、
    前記サーバ装置に送信するパケットデータを生成するパケット生成ステップと、
    送信するパケットデータの送信間隔を判断する判断ステップと、
    前記ルータを介して前記サーバ装置とパケットデータの送受信を行う通信ステップとを含み、
    前記ルータは、
    前記宅内端末装置に固有のローカルアドレスを付与する付与ステップと、
    前記ルータに与えられるグローバルアドレスと前記宅内端末装置の前記ローカルアドレスとの対応関係を所定の期間保持する保持ステップと、
    前記対応関係を参照して前記宅内端末装置又は前記サーバ装置から受信したパケットデータのローカルアドレスとグローバルアドレスとの変換を行う変換ステップとを含み、
    前記サーバ装置は、
    前記宅内端末装置から前記ルータにより中継して送信される前記パケットデータを受信する第二通信ステップと、
    前記パケットデータに含まれている前記宅内端末装置への返信間隔を取得して応答パケットデータの返信時間を算出する応答間隔調整ステップと、
    前記宅内端末装置に送信するパケットデータの生成する第二パケット生成ステップと
    を含むことを特徴とするプログラム。

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