JP2008054127A - Gateway device, data aggregating device, data aggregation system, data transmission method and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多数のセンサからネットワークを介して転送されるセンサデータを集約するセンサデータ集約システムに関するものである。 The present invention relates to a sensor data aggregation system that aggregates sensor data transferred from a large number of sensors via a network.
ドア開閉検知センサ等のセンサを建物等の拠点に設置し、異常の監視をセンタ側で行うセンサ管理システムが普及している。一般に、拠点内には各種の複数のセンサが設置されるとともに、センサから送出されるデータ(センサデータと呼ぶ)をセンサリーダを介して受信して、それをセンタ側に送信するゲートウェイ装置が設置される。そして、センタ側には、各拠点に設置された複数のゲートウェイ装置からのセンサデータをネットワークを介して集約し、センサデータに基づく処理(異常通知等)を行なうデータ集約装置が備えられる。 2. Description of the Related Art A sensor management system in which sensors such as door opening / closing detection sensors are installed at a base such as a building and an abnormality is monitored on the center side is widespread. Generally, a plurality of various sensors are installed in a base, and a gateway device that receives data sent from the sensors (referred to as sensor data) via a sensor reader and transmits it to the center side is installed. Is done. The center side is provided with a data aggregating device that aggregates sensor data from a plurality of gateway devices installed at each base via a network and performs processing (such as abnormality notification) based on the sensor data.
このようなセンサ管理システムでは、センサを設置する拠点が広がり、センサの数が非常に多くなると、大量のセンサデータがデータ集約装置に送られることとなり、データ集約装置の過負荷やネットワークの輻輳といった問題が発生し得る。 In such a sensor management system, when the bases where the sensors are installed spread and the number of sensors becomes very large, a large amount of sensor data is sent to the data aggregating device, which causes an overload of the data aggregating device and network congestion Problems can arise.
データを集約することに関連し、多数の視聴者端末から放送局のセンタに送信されるデータを効率的に集約するための技術が特許文献1に記載されている。特許文献1の技術では、センタ側で、集約対象端末数の増減傾向から次回の集約対象端末数を推定することにより発呼確率値を決定し、それを各端末に送信し、各端末では発呼確率値と乱数との比較により発呼するか否かを決定する。
A technique for efficiently aggregating data transmitted from a large number of viewer terminals to the center of a broadcasting station in relation to aggregating data is described in
しかし、特許文献1の技術では、集約対象端末数の推定や発呼確率値の決定等を全てセンタ側で行なうため、膨大な数のセンサの利用が想定されるセンサ管理システムに対してこの技術を適用すると、データ集約装置での負荷が過大になってしまう。
However, in the technique of
また、センサには、温度検知センサのように定期的にセンサデータを送出する定周期型検知のセンサの他、何かの事象が発生した場合にセンサデータを送出するイベントドリブン型検知のセンサがあるが、イベントドリブン型検知のセンサでは、増減傾向等からでは予測できないデータ量の変動がある。このような送出タイミングの予測が困難なデータに対しては、集約対象端末数の増減傾向に基づく推定を行なう特許文献1の技術を適用しても適切な送信制御を行うことはできない。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、複数のゲートウェイ装置と、当該複数のゲートウェイ装置を配下に持つデータ集約装置とを備えたデータ集約システムにおいて、データ集約装置が過負荷になることを防止しながら、予測困難なデータ量変動にも柔軟に対応し、効率的にデータ集約装置にデータを送信するための技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points. In a data aggregation system including a plurality of gateway devices and a data aggregation device having the plurality of gateway devices under control, the data aggregation device is overloaded. It is an object of the present invention to provide a technique for flexibly dealing with fluctuations in the amount of data that is difficult to predict and efficiently transmitting data to a data aggregation device.
上記の課題は、複数のデータ送信装置から送信されたデータを受信するゲートウェイ装置を複数備え、更に当該複数のゲートウェイ装置から送信される前記データ送信装置のデータを集約するデータ集約装置を備えたデータ集約システムにおける前記ゲートウェイ装置であって、前記データ送信装置から受信したデータをキューとして一時的に蓄積するキューバッファと、前記キューバッファに蓄積されたデータを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を格納する送信リソース割り当て表格納手段と、前記送信リソース割り当て表格納手段に格納された前記送信リソース割り当て表を参照し、当該送信リソース割り当て表に示されたタイムスロット情報と送信データ量情報とに基づき、前記キューバッファから前記データ集約装置にデータを送信するデータ送信手段と、前記キューバッファの状態を監視し、その状態に基づき送信リソース必要量を決定し、当該送信リソース必要量を前記データ集約装置に送信し、送信リソース必要量を送信したことに応じて当該データ集約装置から受信する送信リソース割り当て表を、既に存在する送信リソース割り当て表に代えて前記送信リソース割り当て表格納手段に格納する送信リソース割り当て表更新手段とを備えたことを特徴とするゲートウェイ装置により解決される。 The above-described problem is provided with a plurality of gateway devices that receive data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further includes a data aggregation device that aggregates data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices. The gateway device in the aggregation system, a queue buffer for temporarily storing data received from the data transmission device as a queue, and a time indicating a timing for transmitting the data stored in the queue buffer to the data aggregation device A transmission resource allocation table storing means for storing a transmission resource allocation table including slot information and transmission data amount information at transmission timing, and referring to the transmission resource allocation table stored in the transmission resource allocation table storage means, Ties shown in the transmission resource allocation table Based on slot information and transmission data amount information, data transmission means for transmitting data from the queue buffer to the data aggregating device, and monitoring the state of the queue buffer, and determining the transmission resource required amount based on the state, The transmission resource allocation table is transmitted to the data aggregation device, and the transmission resource allocation table received from the data aggregation device in response to the transmission resource requirement transmission is replaced with the existing transmission resource allocation table. This is solved by a gateway apparatus comprising transmission resource allocation table updating means for storing in resource allocation table storage means.
前記ゲートウェイ装置において、前記送信リソース割り当て表更新手段は、定期的に前記送信リソース必要量を前記データ集約装置に送信することにより前記送信リソース割り当て表の更新を行うこととしてもよい。 In the gateway device, the transmission resource allocation table update means may update the transmission resource allocation table by periodically transmitting the transmission resource required amount to the data aggregation device.
また、前記送信リソース割り当て表更新手段は、所定の期間内に、前記タイムスロット情報で示される送信タイミングで前記キューバッファにデータが存在しなかった回数と、前記キューバッファに予め定めらた時間以上の間蓄積されているデータ量とから前記送信リソース必要量を決定するように構成することもできる。 In addition, the transmission resource allocation table updating means may determine the number of times that data does not exist in the queue buffer at a transmission timing indicated by the time slot information within a predetermined period, and a predetermined time or more in the queue buffer. The transmission resource requirement amount may be determined from the data amount accumulated during the period.
また、前記送信リソース割り当て表更新手段は、前記キューバッファが予め定めた状態になった場合に、前記送信リソース必要量を前記データ集約装置に送信することにより前記送信リソース割り当て表の更新を行うようにしてもよい。この場合、前記予め定めた状態は、前記キューバッファの空き容量が予め定めた量以下になったことであるとすることができる。 Further, the transmission resource allocation table updating means updates the transmission resource allocation table by transmitting the transmission resource required amount to the data aggregation device when the queue buffer is in a predetermined state. It may be. In this case, the predetermined state may be that the free capacity of the queue buffer is equal to or less than a predetermined amount.
また、前記複数のデータ送信装置が、周期的にデータを送信する周期型データ送信装置と特定の事象が発生したことに応じてデータを送信する事象駆動型データ送信装置とを含む場合、前記ゲートウェイ装置は、前記キューバッファとして、周期型データ送信装置から送信されるデータである周期型データを蓄積する周期型データ用キューバッファと、事象駆動型データ送信装置から送信されるデータである事象駆動型データを蓄積する事象駆動型データ用キューバッファとを備え、前記送信リソース割り当て表格納手段は、周期型データ用キューバッファ及び事象駆動型データ用キューバッファのそれぞれに対する送信リソース割り当て表を格納し、前記データ送信手段は、それぞれのキューバッファに対して送信リソース割り当て表を参照したデータ送信を行い、前記送信リソース割り当て表更新手段は、それぞれのキューバッファに対する送信リソース割り当て表の更新を行う。 When the plurality of data transmission devices include a periodic data transmission device that periodically transmits data and an event-driven data transmission device that transmits data in response to occurrence of a specific event, the gateway The apparatus includes, as the queue buffer, a periodic data queue buffer for accumulating periodic data that is data transmitted from the periodic data transmitter, and an event-driven type that is data transmitted from the event-driven data transmitter An event-driven data queue buffer for storing data, and the transmission resource allocation table storage means stores a transmission resource allocation table for each of the periodic data queue buffer and the event-driven data queue buffer, Data transmission means refer to the transmission resource allocation table for each queue buffer. It performs data transmission, the transmission resource allocation table update unit updates the transmission resource allocation table for each of the queue buffer.
また、本発明は、複数のデータ送信装置から送信されたデータを受信するゲートウェイ装置を複数備え、更に当該複数のゲートウェイ装置から送信される前記データ送信装置のデータを集約するデータ集約装置を備えたデータ集約システムにおける前記データ集約装置であって、前記ゲートウェイ装置から送信リソース必要量を受信し、その送信リソース必要量に基づき、前記ゲートウェイ装置が前記データを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を作成する送信リソース割り当て表作成手段と、前記送信リソース割り当て表を、前記送信リソース必要量を送信した前記ゲートウェイ装置に送信する手段とを備えたことを特徴とするデータ集約装置として構成してもよい。 Further, the present invention includes a plurality of gateway devices that receive data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further includes a data aggregation device that aggregates data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices. The data aggregation device in a data aggregation system, wherein a time indicating a timing at which the gateway device receives a transmission resource requirement from the gateway device and transmits the data to the data aggregation device based on the transmission resource requirement Transmission resource allocation table generating means for generating a transmission resource allocation table including slot information and transmission data amount information at transmission timing, and transmitting the transmission resource allocation table to the gateway device that has transmitted the required transmission resource amount Characterized by comprising means It may be configured as an aggregate device.
前記送信リソース割り当て表は、前記ゲートウェイ装置が前記送信リソース必要量を送信するために割り当てられたタイムスロット情報と送信データ量情報とを含むように区政できる。なお、前記ゲートウェイ装置が前記送信リソース必要量を送信するために割り当てたタイムスロット情報は、前記ゲートウェイ装置が定期的に送信リソース必要量を送信するために使用する第1のタイムスロットの情報と、前記ゲートウェイ装置が予め定めた状態を検知したときに送信リソース必要量を送信するために使用する第2のタイムスロットの情報を含み、第2のタイムスロットの時間間隔は、第1のタイムスロットの時間間隔より小さいこととしてもよい。 The transmission resource allocation table can be managed to include time slot information and transmission data amount information allocated for the gateway device to transmit the transmission resource required amount. Note that the time slot information assigned by the gateway device to transmit the transmission resource requirement amount includes information on a first time slot used by the gateway device to periodically transmit the transmission resource requirement amount, and Including information on a second time slot used to transmit a required amount of transmission resources when the gateway device detects a predetermined state, and the time interval of the second time slot is the first time slot It may be smaller than the time interval.
また、前記データ集約装置は、配下の全てのゲートウェイ装置に対する、タイムスロット毎の割り当て済みの送信データ量情報を含む全体送信リソース割り当て表を有し、前記送信リソース割り当て表作成手段は、当該全体送信リソース割り当て表を参照して特定の前記ゲートウェイ装置に対する送信リソースの割り当ての可否を判断することとしてもよい。 The data aggregating apparatus has an entire transmission resource allocation table including transmission data amount information allocated for each time slot for all subordinate gateway apparatuses, and the transmission resource allocation table creating means includes the entire transmission It may be determined whether or not transmission resources can be assigned to a specific gateway device with reference to a resource assignment table.
本発明によれば、ゲートウェイ装置が自律的に必要なリソース量を算出するので、データ集約装置が過負荷になることを防止できる。また、ゲートウェイ装置が適宜必要なリソース量をデータ集約装置に送信することができ、データ集約装置はそれに応じてリソース割り当てを行なうので、予測困難なデータ量変動にも柔軟に対応できる。 According to the present invention, since the gateway device autonomously calculates a necessary resource amount, the data aggregation device can be prevented from being overloaded. Further, the gateway device can appropriately transmit a necessary resource amount to the data aggregation device, and the data aggregation device performs resource allocation accordingly, so that it is possible to flexibly cope with a data amount fluctuation that is difficult to predict.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、基本的な構成及び処理内容について説明し、その後、装置構成及び処理内容を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the basic configuration and processing contents will be described, and then the apparatus configuration and processing contents will be described in detail.
(基本的な構成及び処理内容)
本実施の形態におけるシステム構成を図1に示す。図1に示すように本システムは、データ集約装置1と複数のゲートウェイ装置3とを有しており、これらがネットワーク2で接続されている。各ゲートウェイ装置3配下には複数のセンサが存在し、各センサから無線でセンサリーダにセンサデータが送信され、センサリーダからゲートウェイ装置3にセンサデータが送信される。ゲートウェイ装置3とその配下のセンサによりワイヤレスセンサネットワークが構成される。なお、ネットワーク2は、例えば衛星通信網、IP網、無線アクセス網等である。
(Basic configuration and processing contents)
A system configuration in this embodiment is shown in FIG. As shown in FIG. 1, this system includes a
本実施の形態では、データ集約装置1は、ゲートウェイ装置3がセンサデータの送信に必要とするリソース量を当該ゲートウェイ装置3から受信し、そのリソースをタイムスロットに割り当てることにより、スケジュール表を作成し、それをゲートウェイ装置3に送信する。
In the present embodiment, the
ゲートウェイ装置3は、センサから送信されたセンサデータを一時的に蓄積するキューバッファ(以下、単にキューと呼ぶ)を備えており、データ集約装置1から受信したスケジュール表に記載された割り当てタイムスロットのタイミングで、キューに蓄積されたセンサデータをデータ集約装置1に送信する。なお、このタイミングで送信するデータ量に関する情報もスケジュール表に記載されている。また、キューの使用状況により決定した必要とするリソース量を適宜データ集約装置1に送信する。
The
上記のリソースをタイムリソースと呼び、ゲートウェイ装置3に割り当てられる最小のタイムリソースを単位タイムリソースと呼ぶ。また、スケジュール表は、予め定められた期間を1単位として作成され、この期間をスケジュール単位期間と呼ぶ。
The above resources are called time resources, and the minimum time resource allocated to the
単位タイムリソースあたりの時間(=タイムスロットの時間)、最大送信帯域、スケジュール単位期間の長さ(タイムスロットの数)は、データ集約装置1配下の全ゲートウェイ装置で共通である。また、データ集約装置1及び全ゲートウェイ装置3において時刻の同期が取られているものとする。
The time per unit time resource (= time slot time), the maximum transmission bandwidth, and the length of the schedule unit period (number of time slots) are common to all gateway devices under the
図2を参照して、割り当てタイムリソースに従ってセンサデータを送信する例を説明する。図2では、単位タイムリソースの時間の長さ、つまり1タイムスロットの時間の長さが2.5秒、最大送信帯域が50バイト、スケジュール単位期間が1分である例を示している。単位タイムリソースの時間の長さが2.5秒なので、スケジュール単位期間(1分)内に24個のタイムスロットが存在する。 With reference to FIG. 2, an example in which sensor data is transmitted according to the allocated time resource will be described. FIG. 2 shows an example in which the time length of the unit time resource, that is, the time length of one time slot is 2.5 seconds, the maximum transmission bandwidth is 50 bytes, and the schedule unit period is 1 minute. Since the time length of the unit time resource is 2.5 seconds, there are 24 time slots in the schedule unit period (1 minute).
図2の例では、3、及び19のタイムスロットにおいてそれぞれ1つの単位タイムリソースが割り当てられ、11のタイムスロットに2つの単位タイムリソースが割り当てられている。つまり、3、及び19のタイムスロットではそれぞれ最大50バイトのセンサデータを送信することができ、11のタイムスロットでは最大100バイトのセンサデータを送信することができる。 In the example of FIG. 2, one unit time resource is allocated to each of the 3 and 19 time slots, and two unit time resources are allocated to the 11 time slots. That is, sensor data of a maximum of 50 bytes can be transmitted in each of the 3 and 19 time slots, and sensor data of a maximum of 100 bytes can be transmitted in the 11 time slots.
ゲートウェイ装置3は、スケジュール表を参照し、タイムリソースが割り当てられたタイムスロットの時間になるとキューに蓄積されたセンサデータをデータ集約装置1に送信する。例えば11のタイムスロットの時間になると、キューに蓄積されているセンサデータから最大送信可能バイト数(100バイト)までのセンサデータを取得し、データ集約装置1にそのセンサデータを転送する。スケジュール単位期間が1分であることから、1分毎に図2に示す割り当てに従ってキューに蓄積されたセンサデータの転送を行なう。
The
また、ゲートウェイ装置3は、予め定めた時間毎、もしくはキューが予め定めた状態(キューの空き容量低下)になったときに、必要なタイムリソース量であるタイムリソース要求数をデータ集約装置1に通知し、データ集約装置1がタイムリソースの割り当てを行ない、新たなスケジュール表を作成し、ゲートウェイ装置3がそのスケジュール表を受信して、既に存在するスケジュール表に代えて受信したスケジュール表を記憶手段に格納することによりスケジュール表を更新し、そのスケジュール表に従ってセンサデータの転送を行なう。
Further, the
本実施の形態では、予め定めた時間毎に送出するタイムリソース要求数を通常タイムリソース要求数と呼び、これに基づきタイムリソースの割り当てを行なうことを通常タイムリソース割り当てと呼んでいる。また、キューの空き容量が低下したときに送出するタイムリソース要求数を緊急タイムリソース要求数と呼び、これに基づきタイムリソース割り当てを行なうことを緊急タイムリソース割り当てと呼んでいる。それぞれについての必要なタイムリソース量の決め方やスケジュール表作成の詳細については後に詳細に説明する。 In the present embodiment, the number of time resource requests sent at predetermined intervals is called a normal time resource request number, and the allocation of time resources based on this is called normal time resource allocation. Further, the number of time resource requests transmitted when the queue free capacity is reduced is called the emergency time resource request number, and the time resource allocation based on this is called emergency time resource allocation. Details on how to determine the amount of time resources required and the creation of the schedule table will be described in detail later.
さて、前述したように、センサには、予め決められた周期でセンサデータを送信する周期型検知のセンサと、特定の事象が発生した場合にのみセンサデータを送信するイベントドリブン型検知のセンサがある。両センサにおけるデータ送出の時間的特性が異なるため、本実施の形態のゲートウェイ装置3は、周期型検知のセンサから受信するセンサデータ(周期型検知センサデータと呼ぶ)を蓄積するキュー(周期型検知センサデータ用キューと呼ぶ)と、イベントドリブン型検知のセンサから受信するセンサデータ(イベントドリブン型検知センサデータと呼ぶ)を蓄積するキュー(イベントドリブン型検知センサデータ用キューと呼ぶ)とを備えており、それぞれのキューに対して個別にタイムリソースの割り当て、及びスケジュール表に基づくデータ送信制御が行われている。
2つのキューを用いてセンサデータ転送を行なう場合のシステムの動作概要を図3を参照して説明する。
As described above, the sensor includes a periodic detection sensor that transmits sensor data in a predetermined cycle and an event-driven detection sensor that transmits sensor data only when a specific event occurs. is there. Since the time characteristics of data transmission in both sensors are different, the
An outline of the operation of the system when sensor data is transferred using two queues will be described with reference to FIG.
本実施の形態では、各センサのIDと送出されるデータ種別とを対応付けた図4に示すような対応表をゲートウェイ装置3が有している。ゲートウェイ装置3は、センサデータに含まれるセンサIDに基づきこの対応表を参照することにより、センサから受信するセンサデータの種別を識別し、センサデータに対応するキューに当該センサデータを蓄積する。
In the present embodiment, the
そして、ゲートウェイ装置3は、周期型検知センサデータ用のタイムリソース割り当てに従って、周期型検知センサデータ用キューからセンサデータをデータ集約装置1に転送し、イベントドリブン型検知センサデータ用のタイムリソース割り当てに従って、イベントドリブン型検知センサデータ用キューからセンサデータをデータ集約装置1に転送する。また、ゲートウェイ装置3は、周期型検知センサデータ及びイベントドリブン型検知センサデータそれぞれについてのタイムリソース要求数をデータ集約装置1に送信し、データ集約装置1は、それぞれに対するタイムリソースの割り当てを行なって、それぞれの割り当て結果を含むスケジュール表をゲートウェイ装置3に送信する。
Then, the
(詳細装置構成)
以下、本実施の形態における装置構成を詳細に説明する。
(Detailed equipment configuration)
Hereinafter, the apparatus configuration in the present embodiment will be described in detail.
図5にゲートウェイ装置3の機能ブロック図を示す。図5に示すように、ゲートウェイ装置3は、センサデータ受信部31、センサデータキューイング部32、イベントドリブン型検知センサデータキュー33と周期型検知センサデータキュー34を備えたセンサデータキュー35、センサデータキュー監視部36、通常タイムリソース要求数算出部37、緊急タイムリソース要求数算出部38、スケジュール表参照部39、センサデータ転送部40、管理データ転送部41、個別スケジュール表・緊急割り当てタイムリソース表受信部42、個別スケジュール表及び緊急データ用割り当てタイムリソース表を格納するスケジュール表格納部43を有している。動作は次の通りである。
FIG. 5 shows a functional block diagram of the
センサデータ受信部31は、配下のワイヤレスセンサネットワークからセンサデータを受信する。そして、センサデータキューイング部32が、記憶装置に格納されている図4に示す対応表を参照して、受信したセンサデータのセンサデータ種別を判断し、センサデータ種別に応じたキューにセンサデータを蓄積する。
The sensor data receiving unit 31 receives sensor data from a subordinate wireless sensor network. Then, the sensor
そして、スケジュール表参照部39が、個別スケジュール表及び緊急データ用割り当てタイムリソース表を参照し、表に記載された割り当てタイムリソース情報に従ってセンサデータ転送部40に指示を出し、センサデータ転送部40は、その指示に従ってキューからセンサデータを読み出してデータ集約装置1に転送する。また、後述するように、個別スケジュール表には、タイムリソース要求数(管理データと呼ぶ)を送るためのタイムリソース情報が含まれており、スケジュール表参照部39は、この情報を参照することにより管理データ転送部41に指示を行い、管理データ転送部41は、この指示に従って、通常タイムリソース要求数算出部37及び緊急タイムリソース要求数算出部38で算出されたタイムリソース要求数の転送を行なう。
Then, the schedule table reference unit 39 refers to the individual schedule table and the urgent data allocation time resource table and issues an instruction to the sensor data transfer
また、センサデータキュー監視部36は、周期型検知センサデータ用キュー及びイベントドリブン型検知センサデータ用キューそれぞれの監視を行い、監視結果を通常タイムリソース要求数算出部37及び緊急タイムリソース要求数算出部38に渡す。図5に記載されているように、通常タイムリソース要求数算出部37に渡されるデータは、未使用タイムスロット数とタイムアウトデータバイト数であり、緊急タイムリソース要求数算出部38に渡されるデータは、バッファ使用率等である。通常タイムリソース要求数算出部37及び緊急タイムリソース要求数算出部38は、それぞれこのデータを用いてタイムリソース要求数を算出する。
In addition, the sensor data
ゲートウェイ装置3の各処理機能部は、CPU、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備えたコンピュータに、本実施の形態で説明する処理を実行するプログラムを搭載することにより実現できる。また、キューはメモリを用いて実現でき、スケジュール表格納部43は、メモリもしくはハードディスクで実現できる。
Each processing function unit of the
次に、データ集約装置1の機能ブロック図を図6に示す。図6に示すように、データ集約装置1は、センサデータ受信部11、センサデータ格納部12、管理データ受信部13、要求タイムリソース割り当て可否判定部14、緊急割り当てタイムリソース表生成部15、個別スケジュール表生成部16、個別スケジュール表送信部17、緊急割り当てタイムリソース表送信部18を有している。動作は次の通りである。
Next, a functional block diagram of the
センサデータ受信部11は、ゲートウェイ装置3から受信したセンサデータをセンサデータ格納部12に格納する。なお、センサデータ格納部12に格納されたセンサデータは、異常通知等にための処理に用いられるが、この処理自体は従来技術を用いて実現できるので、この処理を行う機能部は図示していない。
The sensor
また、管理データ受信部13は、ゲートウェイ装置3から通常タイムリソース要求数もしくは緊急タイムリソース要求数を受信し、これを要求タイムリソース割り当て可否判定部14に送る。要求タイムリソース割り当て可否判定部14は、通常タイムリソース要求数もしくは緊急タイムリソース要求数からタイムリソースのタイムスロットへの割り当てを行い、この割り当てが全体のタイムリソース中で可能かどうかの判定を行う。可能であれば、割り当て結果情報を緊急割り当てタイムリソース表生成部15もしくは個別スケジュール表生成部16に送り、これらはそれぞれ緊急割り当てタイムリソース表送信部18、個別スケジュール表送信部17に対して表の送信を依頼し、緊急割り当てタイムリソース18表通知部及び個別スケジュール表送信部17はそれぞれ表をゲートウェイ装置3に送信する。
In addition, the management
データ集約装置1の各処理機能部も、CPU、メモリ、ハードディスク等の記憶装置を備えたコンピュータに、本実施の形態で説明する処理を実行するプログラムを搭載することにより実現できる。
Each processing function unit of the
(タイムリソース割り当てについて)
本実施の形態では、データ集約装置1におけるタイムリソース割り当てとして、通常タイムリソース割り当て、緊急タイムリソース割り当て、及び管理データ用のタイムリソース割り当てが行われる。以下、これらについて詳細に説明する。
(About time resource allocation)
In the present embodiment, as time resource allocation in the
まず、図7を参照して通常タイムリソース割り当て、緊急タイムリソース割り当ての役割の違いを説明する。 First, the difference between the roles of normal time resource allocation and emergency time resource allocation will be described with reference to FIG.
図7(a)に示すように、センサデータ量は、時間軸に沿って比較的緩やかに変化する中で突発的にデータ量が増加する場合がある。 As shown in FIG. 7A, the data amount of the sensor data may suddenly increase while changing relatively slowly along the time axis.
図7(b)に示すように、通常タイムリソース割り当ては、時間軸に沿って比較的緩やかに変化するデータに追随する目的で行なわれるものである。図7(b)に示すような小さな変動は、例えば周期型検知センサデータでいえば、各ゲートウェイ装置に接続する対象センサノード数の増減により発生し、イベントドリブン型検知センサデータでいえば、対象センサノード数の増減、および局地的なイベントの発生により発生すると想定される。 As shown in FIG. 7B, the normal time resource allocation is performed for the purpose of following data that changes relatively slowly along the time axis. For example, in the case of periodic detection sensor data, small fluctuations as shown in FIG. 7B occur due to an increase or decrease in the number of target sensor nodes connected to each gateway device, and in event-driven detection sensor data, It is assumed that it occurs due to the increase or decrease in the number of sensor nodes and the occurrence of local events.
一方、緊急タイムリソース割り当ては、図7(a)に示すような急激なデータ量の変化に追随する目的で、図7(c)に示すように、一時的にタイムリソースの割り当てを行なうものである。図7(a)に示すよう大きなデータ量の変動は、例えばイベントドリブン型検知センサデータでいえば、多くのセンサがセンシング検知を行うような大規模なイベントの発生(振動センサでいえば、地震の発生等)により発生すると想定される。 On the other hand, the emergency time resource allocation temporarily allocates time resources as shown in FIG. 7 (c) for the purpose of following a sudden change in data amount as shown in FIG. 7 (a). is there. As shown in FIG. 7 (a), for example, in the event-driven detection sensor data, a large-scale event occurs in which many sensors perform sensing detection. Etc.).
次に、通常タイムリソース割り当て及び緊急タイムリソース割り当てのそれぞれにおける管理データ用タイムリソースの割り当てについて説明する。 Next, management data time resource allocation in each of normal time resource allocation and emergency time resource allocation will be described.
通常タイムリソース割り当ては、予め定められた周期(再スケジューリング周期と呼ぶ)に従って、センサデータ種別毎に行なわれる。例えばスケジュール単位期間1分に対し、再スケジューリング周期間隔を5分とする。この場合、センサデータ用割り当てタイムリソース表(図2参照)が5度参照される度に、新しいセンサデータ用割り当てタイムリソース表に更新されることになる。 The normal time resource allocation is performed for each sensor data type according to a predetermined cycle (referred to as a rescheduling cycle). For example, for a schedule unit period of 1 minute, the rescheduling cycle interval is 5 minutes. In this case, every time the sensor data allocation time resource table (see FIG. 2) is referenced five times, the sensor data allocation time resource table is updated to a new sensor data allocation time resource table.
従って、通常タイムリソース割り当てのために利用される管理データ用タイムリソースは、再スケジューリング周期間隔毎(前の例でいえば5分ごと)に割り当てられる。各ゲートウェイ装置3はこのタイムリソースの割り当てタイミングにて、データ集約装置1に対してタイムリソース要求数の通知を行い、データ集約装置1はタイムリソースの再割り当てを行う。
Therefore, the management data time resource used for normal time resource allocation is allocated every rescheduling cycle interval (every 5 minutes in the previous example). Each
通常タイムリソース割り当てのために利用される管理データ用タイムリソースの割り当てに際しては、複数ゲートウェイ装置間で特定のタイムスロット時間に複数ゲートウェイ装置に対する再割り当て処理が重なるのを回避するために、各ゲートウェイ装置における管理データ用タイムリソースの割り当ては、適当に分散させる。 When allocating management data time resources normally used for allocating time resources, each gateway device is used in order to avoid the reassignment processing for the plurality of gateway devices overlapping at a specific time slot time between the plurality of gateway devices. The allocation of time resources for management data in is appropriately distributed.
例えば、ゲートウェイ装置3の初期接続時に、最初の管理データ用タイムリソースの割り当てをランダムなタイムスロット番号を指定することにより行い、その後の管理データ用タイムリソース割り当ては、設定された再スケジュール周期間隔に従うこととする。これにより、例えば多くのゲートウェイ装置が、毎回同じタイムスロット番号において同時に通常タイムスロット要求数をデータ集約装置1に送信するといった事態を避けることができる。さらに、図8に示すような各ゲートウェイ装置への管理データ用割り当てタイムリソース管理表をデータ集約装置1に設け、当該テーブルに基づいて管理データ用タイムリソースの割り当てを行ってもよい。この表には、各ゲートウェイ装置に対応付けて管理データ送信用として割り当てられるタイムスロットNoが記録されている。また、本実施の形態において、再割り当ては、スケジュール単位期間が5回経過する毎に行なうので、5回繰り返されるスケジュール単位期間内での割り当てを管理するために、最初にタイムスロットを割り当てた時間も記録される。
For example, when the
一方、緊急タイムリソース割り当ては、通常タイムリソース割り当てのように周期的に行なうのではなく、突発的に変動したセンサデータに追従するようにして行われる。 On the other hand, emergency time resource allocation is not performed periodically as in normal time resource allocation, but is performed so as to follow suddenly changed sensor data.
従って、緊急タイムリソース割り当てのために利用される管理データ用タイムリソース割り当て周期間隔は、突発的なセンサデータ量の変化に追随するのに要するシステム許容時間をもとに設定される。 Therefore, the management data time resource allocation cycle interval used for urgent time resource allocation is set based on the system allowable time required to follow a sudden change in the sensor data amount.
例えば、突発的なセンサデータ量の変化に対し、そのデータに対するタイムリソースの割り当てを20秒内に完了させたい場合であれば、緊急タイムリソース割り当てのために利用される管理データに対するタイムリソース割り当て周期間隔を20秒(スケジュール単位期間1分あたり、3タイムリソースの割り当て)に設定することになる。 For example, if it is desired to complete the time resource assignment for the data within 20 seconds in response to a sudden change in the sensor data amount, the time resource assignment period for the management data used for the emergency time resource assignment The interval is set to 20 seconds (allocation of 3 time resources per minute of the schedule unit period).
以上、各ゲートウェイ装置3には、センサデータ用の通常タイムリソースとして2つ、緊急タイムリソースとして1つ、管理データ用に2つの合計5つのタイムリソースが割り当てられる。このうち、管理データ用のタイムリソース割り当てを示す管理データ用割り当てタイムリソース表と、センサデータ用の通常タイムリソースの割り当てを示すセンサデータ用割り当てタイムリソース表とを合わせたものが、個別スケジュール表であり、緊急タイムリソースの割り当てを示すものが緊急割り当てタイムリソース表である。個別スケジュール表の一例を図9に示し、緊急割り当てタイムリソース表の一例を図10に示す。
As described above, a total of five time resources are allocated to each
また、図11に、タイムリソースの割り当ての様子を時系列イメージで示す。図11(a)〜(e)における1目盛りがスケジュール単位期間を示し、通常タイムリソース割り当てでは、この期間が5回繰り返される度にタイムリソース要求数がゲートウェイ装置3から送出されて、データ集約装置1にて新たなタイムリソース割り当てが行なわれる。
FIG. 11 shows a time-series image of time resource allocation. 11A to 11E indicate a schedule unit period. In normal time resource allocation, the number of time resource requests is sent from the
図11(c)に示すように、T1の時点で、周期型検知センサデータ用に5つのタイムリソース、イベントドリブン型検知センサデータ用に2つのタイムリソース割り当てが要求され、それに従って、図11(a)、図11(b)に示すようにタイムリソースの割り当てが行なわれている。そして、T2の時点で、周期型検知センサデータ用に5つのタイムリソース、イベントドリブン型検知センサデータ用に2つのタイムリソース割り当てが要求され、それに従ったタイムリソース割り当てが行なわれている。 As shown in FIG. 11C, at time T1, allocation of five time resources for the periodic detection sensor data and two time resources for the event-driven detection sensor data are requested, and accordingly, FIG. a) and time resources are allocated as shown in FIG. At time T2, five time resources are requested for the periodic detection sensor data and two time resources are assigned for the event-driven detection sensor data, and time resource assignment is performed accordingly.
また、図11(d)には緊急タイムリソース割り当て用の管理データ用タイムリソースが示されており、この図に示すように、T3とT4の間に、緊急タイムリソースを必要とする事象が発生し、T4の時点で5つの緊急タイムリソースの割り当て要求がなされている。これに従って、図11(e)に示すように、5つの緊急タイムリソースが割り当てられている。また、T5の時点では3つの緊急タイムリソースの割り当て要求がなされ、これに従った緊急タイムリソースが割り当てられている。なお、図11(e)に示すように、緊急タイムリソースは、それが割り当てられたスケジュール単位期間のみで有効である。 Further, FIG. 11D shows a management data time resource for urgent time resource allocation. As shown in this figure, an event requiring an urgent time resource occurs between T3 and T4. At time T4, five emergency time resource allocation requests are made. Accordingly, as shown in FIG. 11 (e), five emergency time resources are allocated. Further, at time T5, three emergency time resource allocation requests are made, and emergency time resources according to the request are allocated. As shown in FIG. 11 (e), the emergency time resource is effective only in the schedule unit period to which it is assigned.
なお、各タイムリソースは基本的には対応するデータ種別の転送のためにのみ使用される。ただし、例えば周期型検知センサデータ用の割り当てタイムリソースタイミングにおいて、送信対象となる周期型検知センサデータがキューイングされていなかった場合や、緊急タイムリソース割り当てのために利用される管理データ用タイムリソースタイミングにおいて緊急タイムリソースの要求が必要でない場合などにおいては、そのタイムリソースを利用して、本来の送信目的以外のセンサデータもしくは管理データの転送を行なうこととしてもよい。次に、通常時、および緊急時の各タイムリソース割り当てにおける処理を詳細に説明する。 Each time resource is basically used only for transferring the corresponding data type. However, for example, when the periodic detection sensor data to be transmitted is not queued at the allocation time resource timing for periodic detection sensor data, or when the management data time resource is used for urgent time resource allocation. When the request for the emergency time resource is not required at the timing, the sensor data or the management data other than the original transmission purpose may be transferred using the time resource. Next, processing in each time resource allocation in normal time and emergency will be described in detail.
(個別スケジュール表の作成、配信処理)
まず、通常時における個別スケジュール表の作成、配信処理を、図12に示す(ステップ1)キュー使用状況監視、(ステップ2)タイムリソース要求数算出、(ステップ3)個別スケジュール表作成、配信の手順に沿って説明する。
(Individual schedule table creation and distribution processing)
First, an individual schedule table creation and distribution process in normal time is shown in FIG. 12 (step 1) queue usage status monitoring, (step 2) time resource request count calculation, (step 3) individual schedule table creation and distribution procedure It explains along.
<S1:キュー使用状況監視>
ゲートウェイ装置3は、周期型検知センサデータ用キュー及びイベントドリブン型検知センサデータ用キューのそれぞれについて、キューの使用状況を監視する。具体的には、前回の再スケジューリングタイミングから、現再スケジューリングタイミングまでの、タイムリソース未使用数と、キュー内のタイムアウトデータバイト数をカウントする。
<S1: Queue usage status monitoring>
The
タイムリソース未使用数とは、スケジュール表に示されるタイムリソース割り当てタイミングになった時点で、キューに送信すべきデータが存在しないためにそのタイミングをデータ送信に使用しなかった回数であり、キュー内のタイムアウトデータバイト数とは、キュー内に予め定められた時間(例えばスケジュール単位期間)以上キューイングされているセンサデータのバイト数の合計である。 The number of unused time resources is the number of times that the timing is not used for data transmission because there is no data to be transmitted to the queue at the time resource allocation timing shown in the schedule table. The number of timeout data bytes is the total number of bytes of sensor data queued in the queue for a predetermined time (for example, a schedule unit period).
タイムリソース未使用数が多い場合、現在の割り当てタイムリソース数が余分であることを示すため、新規タイムリソース割り当て要求数を減らす要因となり、タイムアウトデータバイト数が多い場合は、現在の割り当てタイムリソース数では足りないことを示すため、同要求数を増やす要因となる。 If the number of unused time resources is large, it indicates that the current number of allocated time resources is excessive, which reduces the number of new time resource allocation requests. If the number of time-out data bytes is large, the number of currently allocated time resources In order to show that is not enough, it becomes a factor to increase the number of requests.
<S2:タイムリソース要求数算出>
ゲートウェイ装置3は、再スケジューリングタイミング(=通常タイムリソース割り当てのための管理データ用タイムリソース割り当てタイミング)において、タイムリソース要求数を、上記2つのパラメータより算出し、データ集約装置1へ転送する。
<S2: Time resource request count calculation>
The
タイムリソース要求数の算出は、例えば、再スケジュール周期間隔が5分、スケジュール単位期間が1分、1タイムリソースあたりの最大送信バイト数が50バイトである場合、前回のタイムリソース要求数を基準として、次に示す式により算出する。 For example, when the rescheduling cycle interval is 5 minutes, the schedule unit period is 1 minute, and the maximum number of transmission bytes per time resource is 50 bytes, the time resource request count is calculated based on the previous time resource request count. Then, it is calculated by the following formula.
タイムリソース要求数=前回割り当て要求数
+(タイムアウトデータバイト数/50)
−(タイムリソース未使用数/5)
ここで、上記の式の第2項は、タイムアウトデータバイト数を単位タイムリソースあたりの送信バイト数で割ることで、タイムアウトしたデータを送信するのに必要だったスケジュール単位期間あたりのタイムリソース数が算出される項であり、この項はタイムリソース要求数を増加させる項である。第3項は、タイムリソース未使用数を、再スケジューリング周期間隔あたりのスケジュール単位期間数で割ることで、スケジュール単位期間あたりのタイムリソース未使用数が算出される項であり、この項はタイムリソース要求数を減少させる項である。
Time resource request count = previous allocation request count
+ (Number of timeout data bytes / 50)
-(Time resource unused number / 5)
Here, the second term of the above formula is that the number of time resources per schedule unit period required to transmit time-out data is calculated by dividing the number of time-out data bytes by the number of transmission bytes per unit time resource. This term is a term to be calculated, and this term is a term to increase the number of time resource requests. The third term is a term in which the number of unused time resources per schedule unit period is calculated by dividing the number of unused time resources by the number of schedule unit periods per rescheduling cycle interval. This is a term that reduces the number of requests.
タイムリソース要求数算出の一例を図13に示す。図13に示す例は、単位タイムリソースあたりの最大送信帯域を50バイト、スケジュール単位期間を1分(スケジュール単位期間あたり24スロット)、再スケジュール周期間隔を5分とした場合に、その5分間におけるタイムアウトデータ量が200バイト、タイムリソース未使用数が0だった場合の例である。 An example of the time resource request count calculation is shown in FIG. In the example shown in FIG. 13, the maximum transmission bandwidth per unit time resource is 50 bytes, the schedule unit period is 1 minute (24 slots per schedule unit period), and the rescheduling cycle interval is 5 minutes. In this example, the amount of time-out data is 200 bytes and the number of unused time resources is 0.
図13に示すように、前回(T1の時点)でのタイムリソース要求数が5である場合、上記計算式から、5+(200/50)−(0/5)=9となり、次回(T2の時点)のタイムリソース要求数は9となる。そして、下記の個別スケジュール表作成、配信を経て、T2以降のタイムリソースが割り当てられ、それに従ったセンサデータの転送が行なわれることになる。 As shown in FIG. 13, when the number of time resource requests at the previous time (at time T1) is 5, from the above formula, 5+ (200/50) − (0/5) = 9, and the next time (at T2 The number of time resource requests at the time) is 9. Then, through the following individual schedule table creation and distribution, time resources after T2 are allocated, and sensor data is transferred according to the time resources.
<S3:個別スケジュール表作成、配信>
データ集約装置1は、ゲートウェイ装置3から受信したタイムリソース要求数を元に仮の個別スケジュール表を作成する。仮の個別スケジュール表の作成のためのタイムリソース割り当ては、予測困難なセンサデータの発生に対する送信機会を最大化するために、スケジュール単位期間内について等間隔にてタイムリソース割り当てを行うものとする。なお、この割り当てには前述した管理データ用タイムリソース割り当てを含む。
<S3: Individual schedule creation and distribution>
The
例えば単位タイムリソース時間が2.5秒、スケジュール単位期間が1分の場合、スケジュール単位期間は24のタイムスロットに分割されるが、このときタイムリソース要求数として3を受信した場合は、8タイムスロット毎に割り当てを行うことになる。このとき、タイムリソース割り当てを行う初期位置は、複数ゲートウェイ装置間での特定のタイムスロット番号における割り当てタイムリソースの重複、偏りを避けるためにランダムに決定するものとする。 For example, when the unit time resource time is 2.5 seconds and the schedule unit period is 1 minute, the schedule unit period is divided into 24 time slots. At this time, when 3 is received as the number of time resource requests, 8 hours Allocation is performed for each slot. At this time, the initial position for time resource allocation is determined randomly in order to avoid duplication and bias of allocated time resources in a specific time slot number between a plurality of gateway devices.
上記例において、タイムリソース割り当て初期タイムスロット位置が12に決定された場合、4、12、20番目のタイムスロットにて単位タイムリソースの割り当てが行われる。このようなランダムな初期タイムスロット位置からのタイムリソース割り当てを行うことで、全体スケジュールにおけるタイムリソースごとの割り当てタイムリソース数を均一化することが可能となる。 In the above example, when the time resource allocation initial time slot position is determined to be 12, the unit time resource is allocated in the 4th, 12th, and 20th time slots. By assigning time resources from such random initial time slot positions, the number of assigned time resources for each time resource in the entire schedule can be made uniform.
ただし、特に周期型センサデータ用のタイムリソース割り当てにおいて、予めスケジュール単位期間内におけるセンシングタイミングが予測できる場合には、それに従った割り当てを行うこととしてもよい。 However, particularly in the time resource allocation for periodic sensor data, when the sensing timing within the schedule unit period can be predicted in advance, the allocation may be performed accordingly.
続いて、データ集約装置1は、作成された仮の個別スケジュール表が実際に割り当て可能かどうかの判定を行う。具体的にはデータ集約装置1は、全ゲートウェイ装置3に対する個別スケジュール表を集計した全体スケジュール表を管理しており、この全体スケジュール表に新たに作成した個別スケジュール表を反映させる。
全体スケジュール表の例を図14に示す。図14に示すように、全体スケジュール表は、スケジュール単位期間内の各タイムスロットにおける全ゲートウェイ装置3への割り当てタイムリソース数を管理するものであり、各タイムスロット番号における割り当て単位タイムリソース毎に、割り当て対象ゲートウェイ装置3を一意に識別するIDを関連付けて管理している。これにより全体スケジュール表から、各ゲートウェイ装置3に割り当てしているタイムリソース表を抽出することが可能となる。また必要に応じてゲートウェイ装置IDに加えて、その割り当てタイムリソースの用途(センサデータ用、管理データ用、緊急データ用等)を識別するための情報を付加してもよい。
Subsequently, the
An example of the entire schedule table is shown in FIG. As shown in FIG. 14, the overall schedule table manages the number of time resources allocated to all
新たに生成した個別スケジュール表を全体スケジュール表へ反映した結果、各タイムスロットにおける割り当てタイムリソース数が、アクセスネッワークにおける最大帯域から決定される割り当て可能な最大タイムリソース数をオーバーしないかどうかを確認する。もし割り当て可能であれば仮の個別スケジュール表を、新規個別スケジュール表として当該ゲートウェイ装置へ配信する。 As a result of reflecting the newly generated individual schedule table in the overall schedule table, check whether the number of allocated time resources in each time slot exceeds the maximum number of allocatable time resources determined from the maximum bandwidth in the access network. . If assignment is possible, the temporary individual schedule table is distributed to the gateway device as a new individual schedule table.
もし最大タイムリソース数をオーバーするために割り当てができない場合には、当該ゲートウェイ装置3に対し、割り当て不可を通知する。もしくは、割り当ての初期値を変更することにより再度仮のスケジュール表を作成し、割り当て可能かどうかの判定を行うこととしてもよい。
If the allocation cannot be performed because the maximum number of time resources is exceeded, the
(緊急割り当てタイムリソース表の作成、配信処理)
次に、緊急時における緊急割り当てタイムリソース表の作成、配信処理を、図15に示す(ステップ11)キュー使用状況監視、(ステップ12)タイムリソース要求数算出、(ステップ13)緊急割り当てタイムリソース表作成、配信の手順に沿って説明する。なお、図16には、(ステップ11)キュー使用状況監視、(ステップ12)タイムリソース要求数算出、(ステップ13)緊急割り当てタイムリソース表作成、配信それぞれのタイミング例と、割り当て例を示している。
(Creation of emergency allocation time resource table, distribution process)
Next, the emergency allocation time resource table creation and distribution processing in an emergency is shown in FIG. 15 (step 11) queue usage status monitoring, (step 12) time resource request count calculation, (step 13) emergency allocation time resource table It explains along the procedure of creation and distribution. FIG. 16 shows timing examples and allocation examples of (step 11) queue usage status monitoring, (step 12) time resource request count calculation, (step 13) emergency allocation time resource table creation, and distribution. .
<S11:キュー使用状況監視>
ゲートウェイ装置3は、周期型検知センサデータ用キュー及びイベントドリブン型検知センサデータ用キューのそれぞれについて、緊急に送信が必要なデータが存在しないかどうかの監視、およびその発生の検知を行う。具体的には、キューのバッファ空き容量が、予め定められた閾値以下になっていないか、例えばバッファ空き容量が全体の50%を下回ってないかどうかを監視し、下回っている場合に、緊急に送信が必要なデータが発生したと判断する。
<S11: Queue usage status monitoring>
The
<S12:タイムリソース要求数算出>
ゲートウェイ装置3が、あるキューにおいて、緊急に送信が必要なデータ(緊急データと呼ぶ)が発生したと判断した場合、ゲートウェイ装置3は、緊急データの送信に必要なタイムリソース数である緊急タイムリソース要求数を算出した上で、データ集約装置1へ通知する。
<S12: Time resource request count calculation>
When the
緊急タイムリソース要求数としては、各ゲートウェイ装置3にて静的に設定された値、もしくはバッファの空き容量に応じて動的に算出された値を用いる。例えば該当のキューに470バイトのデータがスタックされており、バッファの空き容量低下のため、スタックデータの一括送信を緊急で行うこととする場合、単位タイムリソースあたりの最大送信データ量が50バイトであれば、緊急タイムリソース要求数として10をデータ集約装置1に送信する。
As the number of emergency time resource requests, a value statically set by each
<S13:緊急割り当てタイムリソース表作成、配信>
データ集約装置1は、ゲートウェイ装置3から受信した緊急タイムリソース要求数のタイムリソースを、当該ゲートウェイ装置3用の緊急タイムリソースとして、直近のタイムスロット番号(例えば現タイムスロットから3つ先のタイムスロット)に割り当てる。例えば10の緊急タイムリソース割り当てを行う場合、全体スケジュール表の状況に応じて、3つ先のタイムスロットにて10のタイムリソースを割り当てる、もしくは3つおよび4つ先のタイムスロットにそれぞれ5つのタイムリソースを割り当てるといった割り当てを行なう。
また、全体スケジュール表を参照した結果、直近のタイムスロット番号にて割り当て可能な空きタイムリソースが存在しなかった場合には、通常タイムリソースの一部を一時的に削除した上で、緊急タイムリソースの割り当てを行ってもよい。
<S13: Emergency allocation time resource table creation and distribution>
The
Also, as a result of referring to the entire schedule table, if there is no free time resource that can be allocated with the most recent time slot number, an emergency time resource is created after temporarily deleting part of the normal time resource. May be assigned.
データ集約装置1は、以上により割り当てられた緊急タイムリソースの通知を当該ゲートウェイ装置3に対して行う。なお、この緊急タイムリソース割り当てはあくまで指定されたタイムリソース時間において一度のみ使用できる一時的なものであり、次のスケジュール単位期間内においては割り当てられた緊急タイムリソースの使用はできない。
The
(本実施の形態で説明したシステムの効果)
本実施の形態のシステムでは、各ゲートウェイ装置3が自身のキューの使用状況に応じて定期的にタイムリソース要求数を算出するため、各ゲートウェイ装置3にて発生するセンサデータ量の変動に柔軟に対応可能である。
(Effects of the system described in this embodiment)
In the system of the present embodiment, each
また、タイムリソースの割り当てをデータ種別ごとに行うので、データの特性に応じた適切なタイムリソース割り当てが可能となる。また、定期的にキューの使用状況をもとにした再スケジューリングを行うとともに、緊急データ発生を監視し、緊急データ発生時に緊急のタイムリソース割り当てを行うので、時系列的に緩やかなセンサデータ量の変動と、短時間内における急激なセンサデータ量の増加の両方に対応することが可能となる。 In addition, since time resources are allocated for each data type, appropriate time resource allocation according to data characteristics can be performed. In addition, rescheduling based on the queue usage status is performed periodically, emergency data generation is monitored, and emergency time resources are allocated when emergency data occurs. It is possible to cope with both fluctuations and a sudden increase in the amount of sensor data within a short time.
また、最も処理の負荷が大きいタイムリソース要求数の算出を各ゲートウェイ装置3が自律的に行うので、データ集約装置1における負荷が軽減される。
In addition, since each
本発明は、上記の実施の形態に限定されることなく、特許請求の範囲内において、種々変更・応用が可能である。なお、本実施の形態では、センサから送信されるセンサデータを集約する集約システムに本発明を適用した例を示しているが、本発明はセンサデータ集約に限らず、複数のデータ送信装置から送信されるデータを、ゲートウェイ装置を介して集約するシステムであればどのようなデータに対しても適用できる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible within the scope of the claims. In this embodiment, an example is shown in which the present invention is applied to an aggregation system that aggregates sensor data transmitted from sensors. However, the present invention is not limited to sensor data aggregation, and is transmitted from a plurality of data transmission apparatuses. The present invention can be applied to any data as long as it is a system that aggregates the data to be collected via the gateway device.
1 データ集約装置
2 ネットワーク
3 ゲートウェイ装置
11 センサデータ受信部
12 センサデータ格納部
13 管理データ受信部
14 要求タイムリソース割り当て可否判定部
15 緊急割り当てタイムリソース表生成部
16 個別スケジュール表生成部
17 個別スケジュール表送信部
18 緊急割り当てタイムリソース表送信部
31 センサデータ受信部
32 センサデータキューイング部
33 イベントドリブン型検知センサデータキュー
34 周期型検知センサデータキュー
35 センサデータキュー
36 センサデータキュー監視部
37 通常タイムリソース要求数算出部
38 緊急タイムリソース要求数算出部
39 スケジュール表参照部
40 センサデータ転送部
41 管理データ転送部
42 個別スケジュール表・緊急割り当てタイムリソース表受信部
43 スケジュール表格納部43
DESCRIPTION OF
Claims (14)
前記データ送信装置から受信したデータをキューとして一時的に蓄積するキューバッファと、
前記キューバッファに蓄積されたデータを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を格納する送信リソース割り当て表格納手段と、
前記送信リソース割り当て表格納手段に格納された前記送信リソース割り当て表を参照し、当該送信リソース割り当て表に示されたタイムスロット情報と送信データ量情報とに基づき、前記キューバッファから前記データ集約装置にデータを送信するデータ送信手段と、
前記キューバッファの状態を監視し、その状態に基づき送信リソース必要量を決定し、当該送信リソース必要量を前記データ集約装置に送信し、送信リソース必要量を送信したことに応じて当該データ集約装置から受信する送信リソース割り当て表を、既に存在する送信リソース割り当て表に代えて前記送信リソース割り当て表格納手段に格納する送信リソース割り当て表更新手段と
を備えたことを特徴とするゲートウェイ装置。 The gateway in a data aggregation system comprising a plurality of gateway devices for receiving data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further comprising a data aggregation device for aggregating data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices A device,
A queue buffer for temporarily storing data received from the data transmission device as a queue;
Transmission resource allocation table storage means for storing a transmission resource allocation table including time slot information indicating the timing for transmitting the data accumulated in the queue buffer to the data aggregation device and transmission data amount information at the transmission timing;
With reference to the transmission resource allocation table stored in the transmission resource allocation table storage means, based on the time slot information and the transmission data amount information indicated in the transmission resource allocation table, the queue buffer transfers the data aggregation device. Data transmission means for transmitting data;
The state of the queue buffer is monitored, a transmission resource requirement is determined based on the state, the transmission resource requirement is transmitted to the data aggregation device, and the data aggregation device is transmitted in response to the transmission resource requirement being transmitted. And a transmission resource allocation table updating unit that stores the transmission resource allocation table received from the transmission resource allocation table in the transmission resource allocation table storage unit instead of the existing transmission resource allocation table.
前記ゲートウェイ装置は、前記キューバッファとして、周期型データ送信装置から送信されるデータである周期型データを蓄積する周期型データ用キューバッファと、事象駆動型データ送信装置から送信されるデータである事象駆動型データを蓄積する事象駆動型データ用キューバッファとを備え、
前記送信リソース割り当て表格納手段は、周期型データ用キューバッファ及び事象駆動型データ用キューバッファのそれぞれに対する送信リソース割り当て表を格納し、前記データ送信手段は、それぞれのキューバッファに対して送信リソース割り当て表を参照したデータ送信を行い、前記送信リソース割り当て表更新手段は、それぞれのキューバッファに対する送信リソース割り当て表の更新を行うことを特徴とする請求項1ないし5のうちいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。 The plurality of data transmission devices include a periodic data transmission device that periodically transmits data and an event-driven data transmission device that transmits data in response to occurrence of a specific event,
The gateway device includes, as the queue buffer, a periodic data queue buffer for accumulating periodic data that is data transmitted from the periodic data transmitting device, and an event that is data transmitted from the event-driven data transmitting device. An event-driven data queue buffer for storing drive-type data,
The transmission resource allocation table storage unit stores a transmission resource allocation table for each of the periodic data queue buffer and the event-driven data queue buffer, and the data transmission unit allocates a transmission resource to each queue buffer. The data transmission with reference to a table is performed, and the transmission resource allocation table update unit updates the transmission resource allocation table for each queue buffer. Gateway device.
前記ゲートウェイ装置から送信リソース必要量を受信し、その送信リソース必要量に基づき、前記ゲートウェイ装置が前記データを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を作成する送信リソース割り当て表作成手段と、
前記送信リソース割り当て表を、前記送信リソース必要量を送信した前記ゲートウェイ装置に送信する手段と
を備えたことを特徴とするデータ集約装置。 The data in a data aggregation system comprising a plurality of gateway devices for receiving data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further comprising a data aggregation device for aggregating data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices An aggregation device,
Receiving a transmission resource requirement from the gateway device, and based on the transmission resource requirement, time slot information indicating a timing at which the gateway device transmits the data to the data aggregation device, and transmission data amount information at a transmission timing; A transmission resource allocation table creating means for creating a transmission resource allocation table including
Means for transmitting the transmission resource allocation table to the gateway device that has transmitted the required amount of transmission resources.
前記ゲートウェイ装置は、
前記データ送信装置から受信したデータをキューとして一時的に蓄積するキューバッファと、
前記キューバッファに蓄積されたデータを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を格納する送信リソース割り当て表格納手段と、
前記送信リソース割り当て表格納手段に格納された前記送信リソース割り当て表を参照し、当該送信リソース割り当て表に示されたタイムスロット情報と送信データ量情報とに基づき、前記キューバッファから前記データ集約装置にデータを送信するデータ送信手段と、
前記キューバッファの状態を監視し、その状態に基づき送信リソース必要量を決定し、当該送信リソース必要量を前記データ集約装置に送信し、送信リソース必要量を送信したことに応じて当該データ集約装置から受信する送信リソース割り当て表を、既に存在する送信リソース割り当て表に代えて前記送信リソース割り当て表格納手段に格納する送信リソース割り当て表更新手段とを備え、
前記データ集約装置は、
前記ゲートウェイ装置から送信リソース必要量を受信し、その送信リソース必要量に基づき、前記送信リソース割り当て表を作成する送信リソース割り当て表作成手段と、
前記送信リソース割り当て表を、前記送信リソース必要量を送信した前記ゲートウェイ装置に送信する手段とを備える
ことを特徴とするデータ集約システム。 A data aggregation system comprising a plurality of gateway devices for receiving data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further comprising a data aggregation device for aggregating data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices. ,
The gateway device is
A queue buffer for temporarily storing data received from the data transmission device as a queue;
Transmission resource allocation table storage means for storing a transmission resource allocation table including time slot information indicating the timing for transmitting the data accumulated in the queue buffer to the data aggregation device and transmission data amount information at the transmission timing;
With reference to the transmission resource allocation table stored in the transmission resource allocation table storage means, based on the time slot information and the transmission data amount information indicated in the transmission resource allocation table, the queue buffer transfers the data aggregation device. Data transmission means for transmitting data;
The state of the queue buffer is monitored, a transmission resource requirement is determined based on the state, the transmission resource requirement is transmitted to the data aggregation device, and the data aggregation device is transmitted in response to the transmission resource requirement being transmitted. A transmission resource allocation table that is received from the transmission resource allocation table update unit that stores the transmission resource allocation table in the transmission resource allocation table storage unit instead of the existing transmission resource allocation table,
The data aggregation device includes:
A transmission resource allocation table creating means for receiving a transmission resource requirement from the gateway device and creating the transmission resource allocation table based on the transmission resource requirement;
A data aggregation system comprising: means for transmitting the transmission resource allocation table to the gateway device that has transmitted the required amount of transmission resources.
前記ゲートウェイ装置が、前記データ送信装置から受信したデータをキューとして一時的にキューバッファに蓄積し、当該キューバッファに蓄積されたデータを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を格納する送信リソース割り当て表格納手段から当該送信リソース割り当て表を読み出し、当該送信リソース割り当て表を参照し、当該送信リソース割り当て表に示されたタイムスロット情報と送信データ量情報とに基づき、前記キューバッファから前記データ集約装置にデータを送信し、
前記ゲートウェイ装置が、前記キューバッファの状態を監視し、その状態に基づき送信リソース必要量を決定し、当該送信リソース必要量を前記データ集約装置に送信し、
前記データ集約装置が、前記ゲートウェイ装置から送信リソース必要量を受信し、その送信リソース必要量に基づき、送信リソース割り当て表を作成し、当該送信リソース割り当て表を、前記送信リソース必要量を送信した前記ゲートウェイ装置に送信し、
前記ゲートウェイ装置が、前記データ集約装置から受信する送信リソース割り当て表を、既に存在する送信リソース割り当て表に代えて前記送信リソース割り当て表格納手段に格納する
ことを特徴とするデータ送信方法。 Executed by a data aggregation system comprising a plurality of gateway devices for receiving data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further comprising a data aggregation device for aggregating data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices. A data transmission method,
Time slot information and transmission timing indicating the timing at which the gateway device temporarily accumulates data received from the data transmission device as a queue in a queue buffer and transmits the data accumulated in the queue buffer to the data aggregation device Read the transmission resource allocation table from the transmission resource allocation table storage means for storing the transmission resource allocation table including the transmission data amount information at the time, and refer to the transmission resource allocation table to determine the time indicated in the transmission resource allocation table. Based on the slot information and transmission data amount information, the data is transmitted from the queue buffer to the data aggregation device,
The gateway device monitors the state of the queue buffer, determines a transmission resource requirement based on the state, and transmits the transmission resource requirement to the data aggregation device;
The data aggregation device receives a transmission resource requirement from the gateway device, creates a transmission resource allocation table based on the transmission resource requirement, and transmits the transmission resource requirement to the transmission resource allocation table. To the gateway device,
The gateway apparatus stores the transmission resource allocation table received from the data aggregating apparatus in the transmission resource allocation table storage means in place of the existing transmission resource allocation table.
前記キューバッファに蓄積されたデータを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を格納する送信リソース割り当て表格納手段における当該送信リソース割り当て表を参照する手段、
前記送信リソース割り当て表に示されたタイムスロット情報と送信データ量情報とに基づき、前記キューバッファから前記データ集約装置にデータを送信するデータ送信手段、
前記キューバッファの状態を監視し、その状態に基づき送信リソース必要量を決定し、当該送信リソース必要量を前記データ集約装置に送信し、送信リソース必要量を送信したことに応じて当該データ集約装置から受信する送信リソース割り当て表を、既に存在する送信リソース割り当て表に代えて前記送信リソース割り当て表格納手段に格納する送信リソース割り当て表更新手段、
として機能させるプログラム。 The gateway in a data aggregation system comprising a plurality of gateway devices for receiving data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further comprising a data aggregation device for aggregating data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices A gateway device comprising a queue buffer for temporarily storing data received from the data transmission device as a queue,
The transmission in the transmission resource allocation table storage means for storing a transmission resource allocation table including time slot information indicating the timing for transmitting the data accumulated in the queue buffer to the data aggregation device and transmission data amount information at the transmission timing Means to reference the resource allocation table,
Data transmission means for transmitting data from the queue buffer to the data aggregation device based on the time slot information and transmission data amount information indicated in the transmission resource allocation table;
The state of the queue buffer is monitored, a transmission resource requirement is determined based on the state, the transmission resource requirement is transmitted to the data aggregation device, and the data aggregation device is transmitted in response to the transmission resource requirement being transmitted. A transmission resource allocation table updating unit for storing the transmission resource allocation table received from the transmission resource allocation table storage unit instead of the existing transmission resource allocation table;
Program to function as.
前記ゲートウェイ装置から送信リソース必要量を受信し、その送信リソース必要量に基づき、前記ゲートウェイ装置が前記データを前記データ集約装置に送信するタイミングを示すタイムスロット情報と送信タイミングでの送信データ量情報とを含む送信リソース割り当て表を作成する送信リソース割り当て表作成手段、
前記送信リソース割り当て表を、前記送信リソース必要量を送信した前記ゲートウェイ装置に送信する手段、
として機能させるプログラム。 The data in a data aggregation system comprising a plurality of gateway devices for receiving data transmitted from a plurality of data transmission devices, and further comprising a data aggregation device for aggregating data of the data transmission devices transmitted from the plurality of gateway devices Aggregator
Receiving a transmission resource requirement from the gateway device, and based on the transmission resource requirement, time slot information indicating a timing at which the gateway device transmits the data to the data aggregation device, and transmission data amount information at a transmission timing; A transmission resource allocation table creating means for creating a transmission resource allocation table including
Means for transmitting the transmission resource allocation table to the gateway device that has transmitted the required amount of transmission resources;
Program to function as.
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