JP2014068285A - センサデータ収集システム及びゲートウェイ制御方法 - Google Patents

センサデータ収集システム及びゲートウェイ制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】NAT/FWの外部に位置するM2Mサーバから、NAT/FW内部に存在するM2Mゲートウェイにおけるセンサデータの送信条件をリアルタイムに更新し、突発的な負荷の増大によるシステム全体の不応答状態を回避する。
【解決手段】M2Mゲートウェイ104は、センサネットワーク103により接続されている各センサデバイス102上のセンサ101の一覧を示すセンサ一覧情報を取得し、M2Mサーバ107へ送信する。M2Mゲートウェイ104は、センサ一覧情報を送信した後、M2Mサーバ107とのコネクションを維持したまま、M2Mサーバ107からセンサデータの送信条件を示すセンサデータ送信指示情報が返信されるまで待ち続けるロングポーリング型通信を行う。M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107からセンサデータ送信指示情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断した後、M2Mサーバ107へ再接続し、再度ロングポーリング型通信を行う。
【選択図】図1

Description

本発明は、センサデバイスから取得した各種センサデータを、中継基地となるM2M(Machine
to Machine)ゲートウェイに一時的に集約し、最終的にこれらセンサデータをM2Mサーバへと集約するセンサデータ収集システム及びゲートウェイ制御方法に関する。
ZigBee(登録商標)等のセンサネットワーク技術が普及している。センサネットワークでは、複数のセンサデバイスが電力計、温度計、湿度計等のセンサにより検出したセンサデータをサーバに送信する。
しかし、多数のセンサデバイスが一斉にセンサデータを送信すると、センサネットワークが輻輳してしまったり、サーバの受信能力を超えてしまったりする可能性がある。
そこで、特許文献1は、個々のセンサデバイスにおいてセンサデータの寄与度を求めて寄与度の高いセンサデータのみを各センサデバイスからサーバに送信するセンサネットワークを開示する。
特開2007−80190号公報
インターネットの広帯域化、低価格化、および通信機器の小型化により、地理的に分散する大量のセンサから取得したセンサデータをリアルタイムに収集する、センサデータ収集システムが実現可能となった。
このようなセンサデータ収集システムでは、センサデバイスが取得したセンサデータを複数のM2Mゲートウェイに一時的に集約し、最終的に各M2Mゲートウェイから全てのセンサデータをM2Mサーバに集約する。センサデバイスとM2Mゲートウェイ間はZigBee(登録商標)等のセンサネットワークで通信し、M2MゲートウェイとM2Mサーバ間はIP(Internet
Protocol)ネットワーク等のネットワークを利用して通信を行う。
このような構成のセンサデータ収集システムにおいては、M2Mゲートウェイは、M2Mサーバより指示されたセンサデータ送信条件に従って、センサデバイス上のセンサにより取得したセンサデータをM2Mサーバへ送信する。
送信条件には、例えば(1)センサのIDやタイプ(2)センサデータを取得する間隔、(3)センサデータを送信する間隔(4)送信するセンサデータの値に対するフィルタリング条件、等がある。
このようなセンサデータ収集システムでは、M2Mゲートウェイの処理能力やセンサネットワークの通信量だけでなく、M2Mサーバの処理能力やM2MゲートウェイとM2Mサーバとの間のネットワークの通信量も問題となる。すなわち、センサデータ収集システム稼働中、M2Mゲートウェイは大量のセンサデータを高い頻度でM2Mサーバに送信し続けるが、多数のM2Mゲーウェイに対して個別に異なるセンサデータ送信指示を設定した場合、その負荷の推移を事前に予測する事は困難であり、ある時点において突発的にM2Mサーバやネットワークが過負荷状態に陥る可能性がある。
この突発的な負荷の増大によるセンサデータ収集システム全体の不応答状態を回避しつつ、効率良くセンサデータを収集するためには、CPU使用率やメモリ使用量等のM2Mサーバのリソース負荷や、M2MゲートウェイとM2Mサーバ間のネットワーク負荷に応じて、M2Mゲートウェイが送信するセンサデータの量をリアルタイムに制御する必要がある。そして、M2Mゲートウェイが送信するセンサデータの量をリアルタイムに制御するためには、M2MサーバからM2Mゲートウェイに対してセンサデータ送信指示の更新をリアルタイムに通知する必要がある。
しかし、M2MゲートウェイがNAT(Network
Address Translation)/FW(Fire Wall)の機能を有するネットワーク接続装置の内部に位置する場合、M2Mサーバは、例えばM2Mゲートウェイからのリクエストに対してレスポンスを返すことはできるが、M2MサーバからM2Mゲートウェイに対して任意のタイミングでパケットを送信することができず、リアルタイムに通知することができない。
本発明の目的は、NAT/FWの外部に位置するM2Mサーバから、NAT/FW内部に存在するM2Mゲートウェイにおけるセンサデータの送信条件をリアルタイムに更新することができ、突発的な負荷の増大によるシステム全体の不応答状態を回避することができるセンサデータ収集システム及びゲートウェイ制御方法を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明のデータ収集システムは、
複数の種類の異なるセンサを持つセンサデバイスと、複数の当該センサデバイスとセンサネットワークにより接続されているM2Mゲートウェイと、複数の当該M2Mゲートウェイとネットワークにより接続されているM2Mサーバとを有し、前記M2MゲートウェイからM2Mサーバの方向にのみ任意のタイミングでパケットを送信することができるネットワーク接続装置を介して前記M2Mゲートウェイが前記ネットワークに接続されているデータ収集システムであって、
前記M2Mゲートウェイが、
前記センサネットワークにより接続されている前記各センサデバイス上のセンサの一覧を示すセンサ一覧情報を取得する手段と、
前記M2Mサーバへ接続してコネクションを確立し、取得した前記センサ一覧情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバから、センサデータの送信条件を示すセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、当該センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報を識別するための識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断する手段と、
前記M2Mサーバへ再接続してコネクションを確立し、受信したセンサデータ送信指示情報の識別情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバからセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断する手段と、
を備え、
前記M2Mサーバが、
前記M2Mゲートウェイから接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサ一覧情報を受信したことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新された前記センサデータ送信指示情報および更新された当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了する手段と、
前記M2Mゲートウェイから再接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサデータ送信指示情報の識別情報を受信し、受信した当該識別情報に基づいて前回返信したセンサデータ送信指示情報が前記M2Mゲートウェイによって受信されたと判別されたことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新されたセンサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了する手段と、
を備える、
ことを特徴とする。
好ましくは、本発明のデータ収集システムは、
前記M2Mゲートウェイが、前記M2Mサーバから受信したセンサデータ送信指示情報に基づいて前記センサからセンサデータを取得して前記M2Mサーバへ送信し続ける手段を備え、
前記M2Mサーバが、前記M2Mゲートウェイからセンサデータを受信し続ける手段を備える、
ことを特徴とする。
また、本発明のゲートウェイ制御方法は、
複数の種類の異なるセンサを持つセンサデバイスと、複数の当該センサデバイスとセンサネットワークにより接続されているM2Mゲートウェイと、複数の当該M2Mゲートウェイとネットワークにより接続されているM2Mサーバとを有し、前記M2MゲートウェイからM2Mサーバの方向にのみ任意のタイミングでパケットを送信することができるネットワーク接続装置を介して前記M2Mゲートウェイが前記ネットワークに接続されているデータ収集システムにおけるゲートウェイ制御方法であって、
前記M2Mゲートウェイが、
前記センサネットワークにより接続されている前記各センサデバイス上のセンサの一覧を示すセンサ一覧情報を取得するステップと、
前記M2Mサーバへ接続してコネクションを確立し、取得した前記センサ一覧情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバから、センサデータの送信条件を示すセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、当該センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報を識別するための識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断するステップと、
前記M2Mサーバへ再接続してコネクションを確立し、受信したセンサデータ送信指示情報の識別情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバからセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断するステップと、
を備え、
前記M2Mサーバが、
前記M2Mゲートウェイから接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサ一覧情報を受信したことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新された前記センサデータ送信指示情報および更新された当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了するステップと、
前記M2Mゲートウェイから再接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサデータ送信指示情報の識別情報を受信し、受信した当該識別情報に基づいて前回返信したセンサデータ送信指示情報が前記M2Mゲートウェイによって受信されたと判別されたことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新されたセンサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了するステップと、
を備える、
ことを特徴とする。
本発明によれば、NAT/FWの外部に位置するM2Mサーバから、NAT/FW内部に存在するM2Mゲートウェイにおけるセンサデータの送信条件をリアルタイムに更新することができ、突発的な負荷の増大によるシステム全体の不応答状態を回避することができる。
本発明の実施形態に係るセンサデータ収集システムの構成の一例を示す図である。 M2MゲートウェイがM2Mサーバに対して送信するセンサ一覧情報の一例を示す図である。 M2Mゲートウェイ制御部からM2Mゲートウェイへ返信されるセンサデータ送信指示情報の一例を示す図である。 M2Mゲートウェイの通信処理の一例を示すフローチャートである。 M2Mサーバの通信処理の一例を示すフローチャートである。 管理コンソールの管理画面に表示されるM2Mゲートウェイ情報の一例を示す図である。
以下、本発明の実施形態に係るセンサデータ収集システム及びゲートウェイ制御方法について図面を参照しながら説明する。なお、実施形態を説明する全図において、共通の構成要素には同一の符号を付し、繰り返しの説明を省略する。
図1は、本発明の実施形態に係るセンサデータ収集システム100の構成の一例を示す。
センサデータ収集システム100は、センサデバイス102と、M2Mゲートウェイ104と、M2Mサーバ107と、アプリケーション108と、管理コンソール109とを有する。
センサデバイス102とM2Mゲートウェイ104はセンサネットワーク103によって接続されている。センサネットワーク103は、例えばZigBee(登録商標)やZWaveと言ったプロトコルによって通信が行われる無線通信ネットワークである。
M2Mゲートウェイ104とM2Mサーバ107はネットワーク106によって接続されている。ネットワーク106は、例えばIPネットワークである。M2Mゲートウェイ104は外部からの攻撃を防ぐセキュリティ上の目的のため、NAT(Network Address Translation:ネットワークアドレス変換)とFW(Fire Wall:ファイアウォール)の機能を有するネットワーク接続装置105によってネットワークドメインが隔てられている。M2Mゲートウェイ104からM2Mサーバ107の方向に任意のタイミングでパケットを送信することは可能である。しかし、M2Mサーバは例えばM2Mゲートウェイからのリクエストに対してレスポンスを返すことはできるが、M2Mサーバ107からM2Mゲートウェイ104の方向に任意のタイミングでパケットを送信することは禁止されている。
センサデバイス102は、複数の異なる種類のセンサ101を備えており、センサデータを取得する。センサ101には、例えば電力計、温度計、湿度計と言ったものがある。センサデバイス102には、例えば電力計、温度計、湿度計をそれぞれ1個ずつ備えたエアコンと言ったものがある。
M2Mゲートウェイ104は、センサデータ一時保存DB(Data Base)1041を備えており、複数のセンサデバイス102が取得したセンサデータをセンサデータ一時保存DB(Data Base)1041に一時的に保存する。
M2Mサーバ107は、M2Mゲートウェイ制御部1071と、センサデータ受信部1072と、センサデータ保存DB1073と、負荷監視部1074とを備える。
M2Mゲートウェイ104は、センサネットワーク103を通じて接続されているセンサデバイス102上のセンサの一覧を示すセンサ一覧情報を取得して管理しており、特定のセンサデバイス102に搭載されている特定のセンサ101のセンサデータを取得することができる。
M2Mゲートウェイ104は、M2Mゲートウェイ制御部1071に対してセンサ一覧情報を送信し、M2Mゲートウェイ制御部1071から返信されるセンサデータ送信指示情報を受信する。M2Mゲートウェイ104は、このセンサデータ送信指示情報に従ってセンサデバイス102からセンサデータを取得し、必要に応じてセンサデータ一時保存DB1041に一時的に保存し、センサデータ受信部1072に対してセンサデータを送信し続ける。
M2Mゲートウェイ制御部1071とM2Mゲートウェイ104は、M2Mゲートウェイ制御部1071においてセンサデバイス送信指示情報が更新された際にM2Mゲートウェイ104に対してリアルタイムに通知できるように、それらの間のコネクションを長期間維持するロングポーリング(Long Polling)型の通信を行う。
M2Mサーバ107は、センサデータ受信部1072において受信したセンサデータを、M2Mゲートウェイ104毎、M2Mセンサデバイス102毎、M2Mセンサ101毎に集計された時系列データとしてセンサデータ保存DB1073に蓄積する。
また、M2Mサーバ107は、負荷監視部1074がセンサデータの受信に伴うM2Mサーバ107のリソースや、IPネットワーク106への負荷状況を監視し、その負荷状況を、管理コンソール109に伝える。
アプリケーション108は、M2Mサーバ107のセンサデータ一時保存DB1041に保存されたセンサデータを取得し、アプリケーションの目的に応じてセンサデータを解析する。
管理コンソール109は、M2Mサーバ107の動作状況を監視する目的で、管理者110が操作を行う。管理コンソール109は、M2Mサーバ107がM2Mゲートウェイ104からセンサ一覧情報を受信すると、ディスプレイ等にセンサ一覧情報を表示し、管理者110によって作成されたセンサ送信指示情報をM2Mサーバ107に送信する。
図2は、M2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107に対して送信するセンサ一覧情報21の一例を示す。
センサ一覧情報21は、デバイスID22、センサID23、センサタイプ24、データタイプ25、単位26と言った項目を有する。センサ一覧情報21は、センサネットワーク103によりM2Mゲートウェイ104に接続されている各センサデバイス102上のセンサ101の一覧を示し、1個のM2Mゲートウェイ104に接続されているセンサ101に関する情報が全て含まれている。センサ一覧情報21には、1行につき1個のセンサ101に関する情報が格納されている。
デバイスID22は、センサ101が属するセンサデバイス102のID(識別情報)であり、センサID23は、各センサデバイス102内で一意に付与されるセンサ101のID(識別情報)である。デバイスID22とセンサID23との組み合わせにより、センサ101が特定される。
センサタイプ24は、センサ101のタイプを表す名称であり、例えば、電力計、温度計、湿度計と言った名称がある。
データタイプ25は、センサ101が返すデータのタイプを表す名称であり、例えば32bit整数型の場合はInteger、64bit型浮動小数点の場合はDoubleと言った名称を対応させる。
単位26は、センサ101が返すセンサデータの単位を表す名称であり、例えば電力計の場合にはアンペア、温度計の場合には℃と言った名称を対応させる。
図3は、M2Mゲートウェイ制御部1071からM2Mゲートウェイ104へ返信されるセンサデータ送信指示情報31の一例を示す。
センサデータ送信指示情報31は、デバイスID32、センサID33、センサデータ送信指示34と言った項目を有する。センサデータ送信指示情報31には、1行につき1個のセンサ101へのセンサデータ送信指示に関する情報が含まれている。ただし、センサデータを送信する必要の無いセンサ101に対する行は含まれていない。
デバイスID32は、センサ101が属するセンサデバイス102のID(識別情報)であり、センサID32は、各センサデバイス102内で一意に付与されるセンサ101のID(識別情報)である。デバイスID32とセンサID32は、センサ一覧情報21のデバイスID22とセンサID23で指定した値にそれぞれ対応している。
センサデータ送信指示34は、データ取得間隔35と、データ送信間隔36、データ送信条件37と言った3種類の項目と、これらの項目に対応する値の組から構成される。
データ取得間隔35はM2Mゲートウェイ104がセンサ101からセンサデータを取得する際の取得間隔を指定し、データ送信間隔36はM2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107にデータを送信する間隔を指定する。
データ送信条件37はM2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107に送信するデータの条件を指定し、例えば温度計が取得した温度が20℃以下、または30℃以上に変化した場合にのみセンサデータを送信すると言った条件を指定する。
次に、M2Mゲートウェイ104とM2Mサーバ107の動作について説明する。
M2Mゲートウェイ104は、まず、センサネットワーク103により接続されている各センサデバイス102上のセンサ101の一覧を示すセンサ一覧情報21を取得する。
そして、M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107へ接続してコネクションを確立し、取得したセンサ一覧情報21をM2Mサーバ107へ送信する。M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107とのコネクションを維持したまま、M2Mサーバ107から、センサデータの送信条件を示すセンサデータ送信指示情報31を受信するまで待ち続けるロングポーリング型通信を行う。M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107から、センサデータ送信指示情報31およびそのセンサデータ送信指示情報31を識別するための情報であるセンサデータ送信指示IDを受信するとM2Mサーバ107との接続を一旦切断する。
次に、M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107へ再接続してコネクションを確立し、受信したセンサデータ送信指示IDをM2Mサーバ107へ送信する。M2Mゲートウェイ104は、このときも同様にM2Mサーバ107とのコネクションを維持したまま、M2Mサーバからセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続けるロングポーリング型通信を行う。M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107から、センサデータ送信指示情報31およびそのセンサデータ送信指示情報のセンサデータ送信指示IDを受信するとM2Mサーバ107との接続を切断する。
M2Mサーバ107のM2Mゲートウェイ制御部1071は、M2Mゲートウェイ104から接続要求を受け付けたことに応答してM2Mゲートウェイ104との接続を開始し、M2Mゲートウェイ104からセンサ一覧情報21を受信したことに応答して、センサデータ送信指示情報31が更新されるまでM2Mゲートウェイとのコネクションを維持する。M2Mゲートウェイ制御部1071は、M2Mゲートウェイ104に対して更新されたセンサデータ送信指示情報31および更新されたセンサデータ送信指示IDを返信し、M2Mゲートウェイ104との接続を一旦終了する。
次に、M2Mゲートウェイ制御部1071は、M2Mゲートウェイ104から再接続要求を受け付けたことに応答してM2Mゲートウェイ104との接続を開始し、M2Mゲートウェイ104からセンサデータ送信指示IDを受信すると、受信したセンサデータ送信指示IDに基づいて前回返信したセンサデータ送信指示情報31がM2Mゲートウェイ104によって受信されたか否かを判別する。M2Mゲートウェイ制御部1071は、前回返信したセンサデータ送信指示情報31が受信されたと判別されたことに応答して、センサデータ送信指示情報31が更新されるまでM2Mゲートウェイ104とのコネクションを維持する。M2Mサーバ107は、M2Mゲートウェイ104に対して更新されたセンサデータ送信指示情報31およびセンサデータ送信指示IDを返信し、M2Mゲートウェイ104との接続を終了する。
また、M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107からセンサデータ送信指示情報31を受信すると、受信したセンサデータ送信指示情報31に基づいてセンサ101からセンサデータを取得してM2Mサーバ107へ送信し続ける。M2Mサーバ107のセンサデータ受信部1072は、M2Mゲートウェイ104からセンサデータを受信し続ける。
図4は、M2Mゲートウェイ104の通信処理の一例を示すフローチャートである。
まず、M2Mゲートウェイ104は、接続されている全てのセンサデバイス102上の、全てのセンサ101についての情報を取得し、センサ一覧情報21を更新する(S401)。M2Mゲートウェイ104は、次にM2Mサーバ107へ接続し、コネクションを確立する(S402)。次にM2Mゲートウェイ104はM2Mサーバ107からセンサデータ送信指示情報31を受信していたかどうかをチェックする(S403)。M2Mゲートウェイ104は、この時点では、M2Mゲートウェイ104が通信処理を開始した直後であり、センサデータ送信指示情報31を受信していないため(S403:No)、センサ一覧情報21を送信する(S404)。次に、M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107からセンサデータ送信指示情報を受信するまで、M2Mゲートウェイ104とM2Mサーバ107との間のコネクションを確立したまま待機する(S406)。
M2Mゲートウェイ104は、M2Mサーバ107からのセンサデータ送信指示を受信するまで待機している間に、タイムアウトによりコネクションが切断された場合(S407:Yes)はステップS402に戻る(S407)。
M2Mゲートウェイ104は、タイムアウトする前(S407:No)に、M2Mサーバ107からセンサデータ送信指示情報31およびそれに対応するセンサデータ送信指示IDを受信した場合(S408)は、M2Mサーバ107との接続を切断し(S409)、センサデータ送信指示情報に従いセンサデータ送信処理を開始する(S410)。なお、ステップS402のM2Mサーバ107への接続およびステップS409のM2Mサーバ107との切断とは関係なく、M2Mゲートウェイ104は任意のタイミングでM2Mサーバ107へセンサデータを送信することができる。
そして、M2Mゲートウェイ104は、ステップS402に戻ってM2Mサー107バへ再度接続する(S402)。
次に、再度M2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107からセンサデータ送信指示情報を受信していたかどうかをチェックし(S403)この時点ではセンサデータ送信指示情報を受信しているため(S403:Yes)、ステップS408においてそのセンサデータ送信指示情報と同時に受信したセンサデータ送信指示IDを送信する(S405)。次に、再度M2Mサーバ107から、M2Mゲートウェイ104へ新たなセンサデータ送信指示情報が与えられるまで、M2Mゲートウェイ104とM2Mサーバ107との間のコネクションを確立したまま待機する(S406)。
図5は、M2Mサーバ107の通信処理の一例を示すフローチャートである。
まず、M2Mゲートウェイ制御部1071は、センサデータ送信指示IDを初期化し、M2Mゲートウェイ104からの接続要求が来るまで待機する(S501:No)。そして、M2Mゲートウェイ制御部1071は、M2Mゲートウェイ104からの接続要求が来る(S501:Yes)と、M2Mゲートウェイ104との接続を開始する(S502)。
M2Mゲートウェイ制御部1071は、M2Mゲートウェイ104との接続開始後、M2Mゲートウェイ104からセンサ一覧情報を受信したかどうかを調べ(S503)、センサ一覧情報を受信した場合(S503:Yes)はそのセンサ一覧情報を管理コンソール109に送信し、管理コンソール109からセンサデータ送信指示情報が来るまで、コネクションを維持したまま待機する(S506)。
M2Mゲートウェイ制御部1071は、センサデータ一覧情報を受信していない場合(S503:No)は、次にセンサデータ送信指示IDを受信したかどうかを調べ(S504)、センサデータ送信指示IDを受信した場合(S504:Yes)は、前回のM2Mゲートウェイ104との接続時にステップS510で返信したセンサデータ送信指示IDと同じかどうかを調べ(S505)、同じ場合(S505:Yes)はM2Mゲートウェイ104に既にセンサデータ送信指示情報が伝わっていると判別し、管理コンソール109から新たなセンサデータ送信指示が来るまでコネクションを維持したまま待機する(S506)。
M2Mゲートウェイ制御部1071は、ステップS504において、センサデータ送信指示IDも受信していない場合(S504:No)、即時にM2Mゲートウェイとの接続を終了する(S511)。
ステップS505において、前回のM2Mゲートウェイ104との接続時にステップS510で返信したセンサデータ送信指示IDと同じIDで無かった場合(S505:No)、M2Mゲートウェイ制御部1071は、前回のM2Mゲートウェイ104へのセンサデータ送信指示情報の送信が失敗したと認識し、前回返信したセンサデータ送信指示情報とセンサデータ送信指示IDを取得し(S507)、M2Mゲートウェイ104に対して取得したセンサデータ送信指示情報とセンサデータ送信指示IDを返信する(S510)。そして、M2Mサーバ107は、M2Mゲートウェイ104との接続を終了する(S511)。
M2Mゲートウェイ制御部1071は、管理コンソール109からセンサデータ送信指示情報が来た場合(S506、S508:No)は、センサデータ送信指示IDを更新し(S509)、更新したセンサデータ送信指示IDと管理コンソール109から来たセンサデータ送信指示情報とを保存する。そして、M2Mゲートウェイ制御部1071は、M2Mゲートウェイ104に対してセンサデータ送信指示情報とセンサデータ送信指示IDを返信し(S510)、M2Mゲートウェイ104との接続を終了する(S511)。
M2Mゲートウェイ制御部1071は、ステップS506において、管理コンソール109からセンサデータ送信指示情報が来るまで待機している間、タイムアウトにより、M2Mゲートウェイ104とM2Mサーバ107の間の接続が切断された場合(S508:Yes)は、M2Mゲートウェイ104との接続を終了する(S511)。
図6は、管理コンソール109の管理画面に表示されるM2Mゲートウェイ情報61の一例を示す。
M2Mゲートウェイ情報61はM2Mゲートウェイ制御部1071が管理している各M2Mゲートウェイ104の状況を示す。M2Mゲートウェイ情報61は、ゲートウェイID62、接続状況63、初回接続日時64、最終接日時65、送信データ量66、負荷状況67と言った項目を有する。M2Mゲートウェイ情報61は、1行毎に1台のM2Mゲートウェイ104の状況を表す。
ゲートウェイID62はM2Mゲートウェイ104に割り当てられたID(識別情報)を示す。接続状況63は、M2Mゲートウェイ104が現在M2Mサーバ107に対して接続されているかどうかを表す文字列である。M2Mゲートウェイ情報61が表示されている時点において、M2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107へ接続されている場合はONLINEを表示し、そうでない場合はOFFLINEを表示する。接続状況63にONLINEと表示されている場合は、M2Mサーバ管理者110は、M2Mゲートウェイ104に対して即時にセンサデータ送信指示情報を送信することが可能である。
初回接続日時64は、M2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107に対して最初に接続した日時を示す。最終接続日時65は、M2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107に対して最後に接続した日時を示す。
送信データ量66は、M2Mゲートウェイ104がM2Mサーバ107に対して送信しているデータ量を、例えば1秒当たりのキロバイト単体の送信データサイズ(kbps)として表す。この送信データ量は、M2Mサーバ107内部の負荷監視部1074から管理コンソール109に対して提供される。また、負荷状況67には、送信データ量66の値に応じて定性的な負荷状況が、例えば大、中、小の3段階で表示される。
管理者110は、送信データ量76および負荷状況67を元に、送信負荷の高いM2Mゲートウェイ102を発見すると、M2Mゲートウェイ104に対して、データ取得間隔35を大きくして取得するセンサデータを間引くようにセンサデータ送信指示情報をリアルタイムに更新することで、M2Mサーバ107への負荷を小さくすることができる。
また、データ送信間隔36を変更し、M2Mサーバ107へ同時にセンサデータを送信するM2Mゲートウェイ104の数を減少させるようにセンサデータ送信指示情報をリアルタイムに更新することで、M2Mサーバ107への負荷を低減させることができる。
なお、上述した実施形態においては、M2Mサーバの管理者が管理コンソールの管理画面での表示を元に手動でセンサデータ送信指示情報を更新する例を挙げて説明したが、M2Mサーバがセンサデータ送信指示情報を更新するためのAPIを公開し、何らかの制御アルゴリズムを有するM2Mサーバの管理システムがこのAPIを通じて自動的にセンサデータ送信指示情報を更新することとしてもよい。
以上のように、本発明によれば、次のような効果がある。
(1)常にM2MゲートウェイからM2Mサーバの方向にロングポーリング型通信を行うことで、NAT/FWの内部に位置するM2Mゲートウェイに対して、リアルタイムにセンサデータ送信指示情報を更新することができる。
(2)M2MサーバがM2Mゲートウェイに送信するセンサデータ送信指示情報に対してセンサデータ送信指示IDを付加し、次回M2MゲートウェイからM2Mサーバへの接続時にM2Mゲートウェイが受信したセンサデータ送信指示IDを送付することにより、M2MサーバとM2Mゲートウェイ間で現在適用中のセンサデータ送信指示情報の同期を取ることができる。
(3)M2Mサーバの管理者は、M2Mサーバや個々のM2Mゲートウェイの負荷が高くなった場合、M2Mゲートウェイに対して負荷を低減するようなセンサデータ送信指示情報を出すことで、データ収集システム全体の不応答状態を回避することができる。
100…センサデータ収集システム、101…センサ、102…センサデバイス、103…センサネットワーク、104…M2Mゲートウェイ、1041…センサデータ一時保存DB、105…NAT/FW、106…IPネットワーク、107…M2Mサーバ、1071…M2Mゲートウェイ制御部、1072…センサデータ受信部、1073…センサデータ保存DB、1074…負荷監視部、108…アプリケーション、109…管理コンソール、110…管理者

Claims (3)

  1. 複数の種類の異なるセンサを持つセンサデバイスと、複数の当該センサデバイスとセンサネットワークにより接続されているM2Mゲートウェイと、複数の当該M2Mゲートウェイとネットワークにより接続されているM2Mサーバとを有し、前記M2MゲートウェイからM2Mサーバの方向にのみ任意のタイミングでパケットを送信することができるネットワーク接続装置を介して前記M2Mゲートウェイが前記ネットワークに接続されているデータ収集システムであって、
    前記M2Mゲートウェイが、
    前記センサネットワークにより接続されている前記各センサデバイス上のセンサの一覧を示すセンサ一覧情報を取得する手段と、
    前記M2Mサーバへ接続してコネクションを確立し、取得した前記センサ一覧情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバから、センサデータの送信条件を示すセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、当該センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報を識別するための識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断する手段と、
    前記M2Mサーバへ再接続してコネクションを確立し、受信したセンサデータ送信指示情報の識別情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバからセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断する手段と、
    を備え、
    前記M2Mサーバが、
    前記M2Mゲートウェイから接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサ一覧情報を受信したことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新された前記センサデータ送信指示情報および更新された当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了する手段と、
    前記M2Mゲートウェイから再接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサデータ送信指示情報の識別情報を受信し、受信した当該識別情報に基づいて前回返信したセンサデータ送信指示情報が前記M2Mゲートウェイによって受信されたと判別されたことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新されたセンサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了する手段と、
    を備える、
    ことを特徴とするデータ収集システム。
  2. 前記M2Mゲートウェイが、前記M2Mサーバから受信したセンサデータ送信指示情報に基づいて前記センサからセンサデータを取得して前記M2Mサーバへ送信し続ける手段を備え、
    前記M2Mサーバが、前記M2Mゲートウェイからセンサデータを受信し続ける手段を備える、
    ことを特徴とする請求項1に記載のデータ収集システム。
  3. 複数の種類の異なるセンサを持つセンサデバイスと、複数の当該センサデバイスとセンサネットワークにより接続されているM2Mゲートウェイと、複数の当該M2Mゲートウェイとネットワークにより接続されているM2Mサーバとを有し、前記M2MゲートウェイからM2Mサーバの方向にのみ任意のタイミングでパケットを送信することができるネットワーク接続装置を介して前記M2Mゲートウェイが前記ネットワークに接続されているデータ収集システムにおけるゲートウェイ制御方法であって、
    前記M2Mゲートウェイが、
    前記センサネットワークにより接続されている前記各センサデバイス上のセンサの一覧を示すセンサ一覧情報を取得するステップと、
    前記M2Mサーバへ接続してコネクションを確立し、取得した前記センサ一覧情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバから、センサデータの送信条件を示すセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、当該センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報を識別するための識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断するステップと、
    前記M2Mサーバへ再接続してコネクションを確立し、受信したセンサデータ送信指示情報の識別情報を前記M2Mサーバへ送信し、前記M2Mサーバとのコネクションを維持したまま、前記M2Mサーバからセンサデータ送信指示情報を受信するまで待ち続け、前記M2Mサーバから、センサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を受信すると前記M2Mサーバとの接続を切断するステップと、
    を備え、
    前記M2Mサーバが、
    前記M2Mゲートウェイから接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサ一覧情報を受信したことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新された前記センサデータ送信指示情報および更新された当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了するステップと、
    前記M2Mゲートウェイから再接続要求を受け付けたことに応答して前記M2Mゲートウェイとの接続を開始し、前記M2Mゲートウェイから前記センサデータ送信指示情報の識別情報を受信し、受信した当該識別情報に基づいて前回返信したセンサデータ送信指示情報が前記M2Mゲートウェイによって受信されたと判別されたことに応答して、センサデータ送信指示情報が更新されるまで前記M2Mゲートウェイとのコネクションを維持し、前記M2Mゲートウェイに対して更新されたセンサデータ送信指示情報および当該センサデータ送信指示情報の識別情報を返信し、前記M2Mゲートウェイとの接続を終了するステップと、
    を備える、
    ことを特徴とするゲートウェイ制御方法。
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