JP2010239399A - 通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＰアドレスが動的に割り当てられる通信装置において、ネットワークの輻輳の防止と、ＩＰアドレスの再割り当ての抑制とを両立させる。
【解決手段】セキュリティ端末３は、ルータ１１によりＩＰアドレスが動的に割り当てられるとともに、ネットワーク１を介してセンタ通信機２と通信する。セキュリティ端末３は３０分毎のヘルスチェック（Ｓ１、Ｓ３、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１）により、センタ通信機２へコマンド送信し、そのレスポンスの宛先アドレスからルータ１１のＩＰアドレスを確認する。ヘルスチェック間では、ルータ１２へｐｉｎｇコマンドを所定の間隔で送信し、ＩＰアドレスの払い出し期間を延長させる（Ｓ２、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ８、Ｓ１０）。ルータ１１のＩＰアドレスが変わっていたらｐｉｎｇコマンドの送信間隔を短縮し、変わっていなかったら延長する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ＩＰ（Internet
Protocol）アドレスが動的に割り当てられ、ＩＰネットワークを介して通信を行う装置に関する。

家庭に設置されたセキュリティ端末装置と、警備会社などに設置されたセンタ装置との間の通信をＩＳＰ（Internet Service Provider）経由で行うようにしたホームセキュリティシステムがある（特許文献１参照）。

このようなホームセキュリティシステムにおいて、セキュリティ端末装置に対してＩＰアドレスが固定的に付与されることは稀であり、通常はＩＳＰなどに設置されたＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）サーバにより動的に割り当てられる。

センタ装置からセキュリティ端末装置のリモート制御、例えば各種センサのオン／オフ制御などのために通信を行う場合、センタ装置はセキュリティ端末装置のＩＰアドレスを知っている必要がある。このため、セキュリティ端末は起動された時に割り当てられたＩＰアドレスをセンタ装置へ通知し、センタ装置は通知されたＩＰアドレスを用いて、セキュリティ端末装置にリモート制御のためのコマンドを送る。

ここで、問題となるのは、セキュリティ端末とセンタ装置とが通信を行っていないと、ＤＨＣＰサーバは一定時間毎にＩＰアドレスの再割り当てを行うことから、起動時に通知されたＩＰアドレスとは異なるＩＰアドレスとなり、センタ装置からの通信ができなくなることである。

そこで、文献に記載されたものではないが、セキュリティ端末装置とセンタ装置との間でヘルスチェックを行うことが知られている。このヘルスチェックでは、セキュリティ端末装置は一定時間（例えば３０分）毎に所定のコマンドをセンタ装置へ送信し、センタ装置はそのコマンドに対するレスポンスをセキュリティ端末装置へ返信する。

しかしながら、ＤＨＣＰサーバがヘルスチェック間隔よりも短時間内にＩＰアドレスの再割り当てを実行してしまうと、センタ装置はセキュリティ端末装置のＩＰアドレスが分からなくなるため、リモート制御ができなくなる。ヘルスチェック間隔を十分に短くすれば、この事態の発生を防止することはできるが、多数のセキュリティ端末装置とセンタ装置とが頻繁に通信を行うことになるため、ネットワークが輻輳してしまう。

特開２００６−９２０３５号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＩＰアドレスが動的に割り当てられ、ＩＰネットワークを介して相手装置と通信を行う通信装置において、ネットワークの輻輳の防止と、ＩＰアドレスの再割り当ての抑制とを両立させることである。

本発明は、ＩＰアドレスが動的に割り当てられ、ＩＰネットワークを介して相手装置と通信を行う通信装置であって、第１の一定時間毎にコマンドを前記相手装置へ送信し、前記相手装置から送信されたレスポンスを受信するヘルスチェック手段と、前記ヘルスチェックとヘルスチェックとの間に所定のコマンドを、前記第１の時間より短い第２の時間毎に前記ＩＰネットワークへ送信するコマンド送信手段と、前記ヘルスチェック手段により前回受信されたレスポンスの宛先ＩＰアドレスと今回受信されたレスポンスの宛先ＩＰアドレスとを比較するアドレス比較手段と、その比較の結果、宛先ＩＰアドレスが一致の場合は前記第２の時間を延長し、不一致の場合は短縮するコマンド送信間隔可変設定手段とを有することを特徴とする通信装置である。

本発明によれば、ＩＰアドレスが動的に割り当てられ、ＩＰネットワークを介して相手装置と通信を行う通信装置において、ネットワークの輻輳の防止と、ＩＰアドレスの再割り当ての抑制とを両立させることができる。

本発明の実施形態の通信システムであるホームセキュリティシステムを示す図である。 本発明の実施形態の通信システムにおけるセキュリティ端末装置のブロック図である。 本発明の実施形態の通信システムにおけるセンタ通信機のブロック図である。 本発明の実施形態の通信システムの動作を示すシーケンス図である。 本発明の実施形態の通信システムにおけるセキュリティ端末装置の動作を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
〈ホームセキュリティシステムの構成〉
本発明の実施形態の通信システムであるホームセキュリティシステムは、図１に示すように、ＩＰ網などのネットワーク１に設けられたＩＳＰ(Internet Service Provider)１３を介して、複数のセンタ通信機２と、各センタ通信機と対応する複数のセキュリティ端末装置（以下、セキュリティ端末と言う）３とが通信可能に構成されている。

センタ通信機２にはサーバ４が接続され、これらがセンタ装置を構成している。また、複数のセンタ装置がセンタシステムを構成している。センタシステムは警備会社などに設置されている。各センタ通信機２はルータ１２を介してネットワーク１に接続されている。ルータ１２にはＩＳＰ１３からグローバルＩＰアドレスが割り当てられ、センタ通信機２にはルータ１２からプライベートＩＰアドレスが割り当てられる。

セキュリティ端末３は各家庭に設置されており、火災センサ、人感センサ、画像センサ（カメラ）などの各種センサ５が接続されている。各セキュリティ端末３はルータ１１を介してネットワーク１に接続されている。ルータ１１にはＩＳＰ１３からグローバルＩＰアドレスが割り当てられ、セキュリティ端末３にはルータ１１からプライベートＩＰアドレスが割り当てられる。なお、ここでは便宜上、ルータ１１、１２が共通のＩＳＰ１３に接続されるものとしたが、ＩＳＰは共通でも別でもよい。

〈セキュリティ端末の構成〉
セキュリティ端末３は、図２に示すように、制御部３１と、それぞれが制御部３１に接続されたセンサ入力Ｉ／Ｆ（インタフェース）３２、入力部３３、表示部３４、及び回線制御部３５を備えている。

制御部３１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などのメモリ３１ａ、及び図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）を内蔵し、このセキュリティ端末３全体の制御を行う。センサ入力Ｉ／Ｆ３２は、各種センサ５−１〜５−ｎの検知信号を制御部３１へ伝達する。また、制御部３１からのオン／オフ制御信号などにより、各種センサ５−１〜５−ｎのオン／オフ制御を行う。

入力部３３には、ユーザがセキュリティ端末３に対し各種設定を行うためのボタンなどが配置されている。表示部３４はＬＣＤ（Liquid Crystal Display）などを備えており、ユーザが入力部３３から入力した情報や、セキュリティ端末３の動作状態などを表示する。

回線制御部３５はＩＰ制御部３５ａを内蔵しており、制御部３１で生成されたデータをネットワーク１経由でセンタ通信機２へ送信する時、及びセンタ通信機２から送信されたデータをネットワーク１経由で受信する時に、ネットワーク１との間の回線制御を行う。

〈センタ通信機の構成〉
センタ通信機２は、図３に示すように、制御部２１と、制御部２１に接続されたデータ送受信部２２を備えている。なお、サーバ４との間の通信Ｉ／Ｆは図示を省略した。

制御部２１は、ＲＯＭ、ＲＡＭなどのメモリ２１ａ、及び図示しないＣＰＵを内蔵し、このセンタ通信機２全体の制御を行う。データ送受信部２２は、セキュリティ端末３から送信されたデータをネットワーク１経由で受信し、制御部２１に渡す。また、制御部２１で生成されたデータをネットワーク１経由でセキュリティ端末３へ送信する。

〈ヘルスチェック及びｐｉｎｇコマンド送信手順〉
以上の構成を有する通信システムにおけるヘルスチェック及びｐｉｎｇ（Packet Internet Groper）コマンド送信手順の概略を説明する。セキュリティ端末３は一定時間（ここでは３０分とする）毎にセンタ通信機２との間でヘルスチェックを行う。また、ヘルスチェックとヘルスチェックとの間に、センタ通信機２に対し、ｐｉｎｇコマンドを送信する。そして、ヘルスチェックのレスポンスの宛先アドレス（ルータ１１のグローバルＩＰアドレス）が前回のヘルスチェック時から変化した場合にはｐｉｎｇコマンドの送信間隔を短縮し、変化していない場合は延長する。

次にヘルスチェック及びｐｉｎｇコマンド送信手順の詳細について、図４に示すシーケンス図を参照して説明する。図４に示す手順は図２のＩＰ制御部３５ａが実行するが、説明を簡単にするため、特に必要な場合を除いてセキュリティ端末３の内部動作を考えず、セキュリティ端末３が実行するものとする。また、ｐｉｎｇコマンドはセンタ通信機２へ送信されるが、便宜上、図４ではルータ１２まで図示した。

まずセキュリティ端末３は初回のヘルスチェックを実行し（Ｓ１）、センタ通信機２からのレスポンスの宛先アドレスであるルータ１１のグローバルＩＰアドレスをＩＰ制御部３５ａ内のメモリ（図示せず）に格納する。なお、このメモリ内のグローバルＩＰアドレスの初期値（初回のヘルスチェックで受信したグローバルＩＰアドレスが格納される前の値）は“000.000.000.000”である。

次にセキュリティ端末３は、初回のヘルスチェック終了後直ちにｐｉｎｇコマンドをセンタ通信機２へ送信する（Ｓ２）。セキュリティ端末３が送信するｐｉｎｇコマンドについては、送信間隔の異なる５段階の設定があり、送信間隔の短い順にレベル５（１分３０秒）、レベル４（２分３０秒）、レベル３（５分３０秒）、レベル２（９分３０秒）、レベル１（１４分３０秒）である。また、レベル０としてｐｉｎｇコマンドを送信しない設定もある。図４の手順Ｓ２ではレベル５に設定して送信する。ｐｉｎｇコマンドは、ルータ１１、ＩＳＰ１３、ルータ１２を通ってセンタ送信機２へ伝送される。ＩＳＰ１３は、このｐｉｎｇコマンドを検出すると、その時点でルータ１１に割り当てている（払い出している）グローバルＩＰアドレスの払い出し期間を延長する。

初回のヘルスチェック終了から３０分経過すると、レベル５のｐｉｎｇコマンドの送信を終了し、二回目のヘルスチェックを実行する（Ｓ３）。そして、センタ通信機２からのレスポンスの宛先アドレスである、二回目のヘルスチェック時点でルータ１１に割り当てられているグローバルＩＰアドレスを、初回のヘルスチェックで受信し、メモリに格納したグローバルＩＰアドレスと比較するとともに、二回目のヘルスチェックで受信したグローバルＩＰアドレスをメモリに格納する。

比較の結果、一致した場合はｐｉｎｇコマンドの送信レベルをダウンさせ、一致しなかった場合はアップさせる。図４は、一致してレベル４へダウンさせた場合を示している。なお、現在のレベルがレベル５の場合は、不一致でもそれ以上アップできないので、レベル５を維持する。

セキュリティ端末３は、二回目のヘルスチェック終了後直ちに二周期目のｐｉｎｇコマンドの送信を行う（Ｓ４）。ここでは、レベル４（２分３０秒間隔）で行う。

二回目のセルフチェック終了から３０分経過すると、レベル４のｐｉｎｇコマンドの送信を終了し、三回目のヘルスチェックを実行する（Ｓ５）。そして、センタ通信機２からのレスポンスの宛先アドレスである、三回目のヘルスチェック時点でルータ１１に割り当てられているグローバルＩＰアドレスを、二回目のヘルスチェックで受信し、メモリに格納したグローバルＩＰアドレスと比較するとともに、三回目のヘルスチェックで受信したグローバルＩＰアドレスをメモリに格納する。

比較の結果、一致した場合はｐｉｎｇコマンドの送信レベルをダウンさせ、一致しなかった場合はアップさせる。図４は、一致してレベル３へダウンさせた場合を示している。

セキュリティ端末３は、三回目のヘルスチェック終了後直ちに三周期目のｐｉｎｇコマンドの送信を行う（Ｓ６）。ここでは、レベル３（５分３０秒間隔）で行う。

以後、セキュリティ端末３は３０分毎に四回目、五回目、六回目のヘルスチェックを行って（Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１）、レスポンスの宛先アドレスから、各回のヘルスチェックの時点でルータ１１に割り当てられているグローバルＩＰアドレスを受信し、それぞれの前の回のヘルスチェックで受信してメモリに格納したグローバルＩＰアドレスと比較する。

そして、比較の結果、一致した場合はｐｉｎｇコマンドの送信レベルをダウンさせ、一致しなかった場合はアップさせる。図４は、四回目、五回目、六回目の全てが一致して、順次、レベル２（９分３０秒間隔）、レベル１（１４分３０秒間隔）、レベル０（送信しない）へダウンさせた場合を示している。

六回目のヘルスチェック（Ｓ１１）の終了から３０分経過すると、図示しない七回目のヘルスチェックを実行して、その時点でルータ１１に割り当てられているグローバルＩＰアドレスを受信し、六回目のヘルスチェックで受信したグローバルＩＰアドレスと比較する。

比較の結果、一致しなかった場合はｐｉｎｇコマンドの送信レベルをアップさせる。一方、一致した場合は、既にレベル０でそれ以下にダウンできないため、一定期間（例えば１カ月間）はレベル０に固定する。

図５は、以上説明したヘルスチェック及びｐｉｎｇコマンドのレベル設定処理のフローチャートである。このフローは図２のＩＰ制御部３５ａが実行するが、説明を簡単にするため、特に必要な場合を除いてセキュリティ端末３の内部動作を考えず、セキュリティ端末３が実行するものとする。

まずセキュリティ端末３は初回のヘルスチェック（図４のＳ１）を実行する（ＳＴ１→ＳＴ２：YES）。セキュリティ端末３は、このヘルスチェックのレスポンスの宛先アドレスである、ルータ１１に割り当てられているグローバルＩＰアドレスを受信し、ＩＰ制御部３５ａ内のメモリ（図示せず）に格納する（ＳＴ３）。

初回のヘルスチェックの終了から３０分経過すると、二回目のヘルスチェック（図４のＳ３）を実行する（ＳＴ１→ＳＴ２：NO）。このヘルスチェックのレスポンスの宛先アドレスである、二回目のヘルスチェック時にルータ１１に割り当てられているグローバルＩＰアドレスを受信し、初回のヘルスチェック時に受信してメモリに格納したグローバルＩＰアドレスと比較する（ＳＴ４）。また、二回目のヘルスチェック時に受信したグローバルＩＰアドレスをメモリに格納する。

比較の結果、一致した場合（ＳＴ４：YES）はｐｉｎｇコマンドの送信レベルをダウンさせ（ＳＴ５）、不一致の場合（ＳＴ４：NO）はアップさせる（ＳＴ５））。ただし、現在のレベルがレベル５の場合は、それ以上アップできないので、レベル５を維持する。

二回目のヘルスチェックの終了から３０分経過すると、三回目のヘルスチェックを実行し、三回目のヘルスチェック時にルータ１１に割り当てられているグローバルＩＰアドレスを受信し、二回目のヘルスチェックで受信してメモリに格納したグローバルＩＰアドレスと比較する。

このとき、図４に示すように、二回目のヘルスチェックで受信したグローバルＩＰアドレスが初回のヘルスチェックで格納したグローバルＩＰアドレスと一致し（ＳＴ４：YES）、ｐｉｎｇコマンドの送信レベルをダウンさせた場合（ＳＴ５）は、三回目のヘルスチェック時の処理は、ＳＴ６:YES→ＳＴ１→ＳＴ２：NO→ＳＴ４の順に進む。一方、二回目のヘルスチェックで受信したグローバルＩＰアドレスが初回のヘルスチェックで格納したグローバルＩＰアドレスと一致せず（ＳＴ４：NO）、ｐｉｎｇコマンドの送信レベルをアップさせた場合（ＳＴ７）は、三回目のヘルスチェック時の処理はＳＴ８→ＳＴ９の順に進む。

以後、レベルをダウンさせた場合（ＳＴ５）は、レベルが０になるまで（ＳＴ６：NO）、ＳＴ１→ＳＴ２：NO→ＳＴ４の順に進む。従って、図４の場合は、Ｓ５、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１１のヘルスチェックはこの順に進むことになる。そして、七回目のヘルスチェック時にＳＴ６→ＳＴ８→ＳＴ９の順に進み、グローバルＩＰアドレスが六回目と一致したら（ＳＴ９：YES）、1カ月タイマを動作させ、その期間、ヘルスチェックは行うが、ｐｉｎｇコマンドの送信は止める。

一方、レベルをアップさせた後にヘルスチェックを行った場合（ＳＴ７→ＳＴ８）は、グローバルＩＰアドレスが不一致の場合（ＳＴ９：NO）、一致するまで（ＳＴ９：YES）、レベルアップさせてヘルスチェックを行う処理を繰り返す（ＳＴ７→ＳＴ８）。そして、一致した場合は（ＳＴ９：YES）、1カ月タイマを動作させ、その期間はヘルスチェックを行わず、アドレスが一致したときのレベルに固定する（ＳＴ１０）。つまり、あるレベルまでダウンしたところでグローバルＩＰアドレスの再割り当てを検出した場合は、１つ前のレベル（前回成功したレベル）に戻ることになる。これにより、レベルのアップダウンの繰り返しを避けて、最適なレベルに固定することができる。

なお、以上の実施形態では、初回のｐｉｎｇコマンドの送信レベルをレベル５に設定したが、レベル３やレベル４でもよい。また、ｐｉｎｇコマンドの送信レベルは６段階（０〜５）より多くてもよいし、少なくてもよい。初回のｐｉｎｇコマンドの送信レベル及び送信レベルの段階数を、入力部３３からユーザが指定できるように構成することもできる。また、本発明は、ホームセキュリティシステムに限らず、動的にＩＰアドレスが割り当てられる通信機が相手装置と通信を行うシステムに適用することができる。

このように本実施形態の通信システムによれば、セキュリティ端末３から定期的にｐｉｎｇコマンドを送信することで、ルータ１１の払い出しアドレス（ＩＳＰ１３がルータ１１に割り当てたグローバルＩＰアドレス）の払い出し期間を延長させるので、ＩＳＰやルータなどのネットワーク環境に依存せずに、払い出しアドレスを確実にセンタ通信機２に通知し、センタ通信機２との間で通信を行うことができる。

また、グローバルＩＰアドレスの再割り当てが行われたか否かを定期的に確認し、その結果に応じて動的にｐｉｎｇコマンドの送信間隔を変化させるので、ｐｉｎｇコマンドの送信回数を最適化して、ネットワーク１の輻輳を抑えることができる。

１・・・ネットワーク、２・・・センタ通信機、３・・・セキュリティ端末、５・・・センサ、１１，１２・・・ルータ、１３・・・ＩＳＰ、３１・・・制御部、３５・・・回線制御部。

Claims (4)

1. ＩＰアドレスが動的に割り当てられ、ＩＰネットワークを介して相手装置と通信を行う通信装置であって、
   第１の一定時間毎にコマンドを前記相手装置へ送信し、前記相手装置から送信されたレスポンスを受信するヘルスチェック手段と、
   前記ヘルスチェックとヘルスチェックとの間に所定のコマンドを、前記第１の時間より短い第２の時間毎に前記ＩＰネットワークへ送信するコマンド送信手段と、
   前記ヘルスチェック手段により前回受信されたレスポンスの宛先ＩＰアドレスと今回受信されたレスポンスの宛先ＩＰアドレスとを比較するアドレス比較手段と、
   その比較の結果、宛先ＩＰアドレスが一致の場合は前記第２の時間を延長し、不一致の場合は短縮するコマンド送信間隔可変設定手段と
   を有することを特徴とする通信装置。
2. 請求項１に記載された通信装置において、
   所定のコマンドはｐｉｎｇコマンドであることを特徴とする通信装置。
3. 請求項１に記載された通信装置において、
   初回の所定のコマンド送信時の第２の時間をその可変範囲内の最短時間に設定するコマンド送信間隔初期設定手段を有することを特徴とする通信装置。
4. 請求項３に記載された通信装置において、
   アドレス比較手段による比較の結果が所定回連続して一致し、第２の時間がその可変範囲内の最長時間になった後、さらに一致した場合、コマンド送信間隔可変設定手段は、前記第１の時間より長い第３の時間、前記第２の時間を固定することを特徴とする通信装置。

Images