JP2016066891A - 通信装置、通信方法及び通信プログラム - Google Patents

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【課題】ネットワークデバイスが1つであっても、第一のネットワークおよび第二のネットワークと適切に接続することが可能な通信装置、通信方法及び通信プログラムを提供することである。【解決手段】実施形態に係る通信装置10は、通信部11と、第一の接続部12aと、第二の接続部12bとを具備する。通信部11は、接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークを識別する識別情報が設定されている。第一の接続部12aは、親ノードが指定する第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する。第二の接続部12bは、接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する。【選択図】図2

Description

本発明の実施形態は、通信装置、通信方法及び通信プログラムに関する。
従来、接続されるノード同士に親子関係があり、親ノードと子ノードとが接続されるネットワークがある。また、このようなネットワークにおいて、親ノードと中間ノードとが接続される第一のネットワークと、中間ノードと子ノードとが接続される第二のネットワークとが形成される場合がある。つまり、中間ノードは、2つのネットワークの両方に接続し、第一のネットワークには子ノードとして接続し、第二のネットワークには親ノードとして接続する。
このような場合には、中間ノードは、第一のネットワークとの接続と第二のネットワークとの接続とに、それぞれ別々のネットワークデバイスを用いれば接続が容易であるが、ハードウェアの制約から、ネットワークデバイスを1つしか備えられない場合がある。
IEEE 802.15.4
本発明が解決しようとする課題は、ネットワークデバイスが1つであっても、第一のネットワークおよび第二のネットワークと適切に接続することが可能な通信装置、通信方法及び通信プログラムを提供することである。
実施形態の通信装置は、接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークを識別する識別情報が設定された通信部と、親ノードが指定する第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する第一の接続部と、接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する第二の接続部と、を具備する。
実施形態に係る通信装置、通信方法及び通信プログラムによれば、ネットワークデバイスが1つであっても、第一のネットワークおよび第二のネットワークと適切に接続することが期待できる。
図1は、通信システムの一例の概要を示す図である。 図2は、通信装置の構成の一例を示す図である。 図3は、接続情報記憶部に記憶される情報の一例を説明する図である。 図4は、第一のネットワークおよび第二のネットワークの接続情報を共通にしていることを説明する図である。 図5は、実施形態に係る通信装置における接続処理の流れの一例を示すフローチャートである。 図6は、実施形態に係る通信装置における接続情報変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。
以下で説明する実施形態に係る通信装置は、接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークを識別する識別情報が設定された通信部と、第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する第一の接続部と、接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する第二の接続部と、を具備する。
実施形態に係る通信装置の第一の接続部は、通信部に設定された識別情報が有効であるか無効であるかを判定し、有効であると判定した場合には、接続情報を用いて、第一のネットワークと接続し、無効であると判定した場合には、第一のネットワークとの接続を中止する。
また、実施形態に係る通信装置の第一の接続部は、第一のネットワークとの接続を開始してから、所定の時間内に接続が完了しなかった場合には、第一のネットワークとの接続を中止する。
実施形態に係る通信装置の第一の接続部は、接続情報として、ネットワークを識別する情報、通信の速度を示す情報、および、通信のチャネルを識別する情報の指定を外部からの設定または親ノードの探索によって決定し、該接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する。
実施形態に係る通信方法は、接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する第一の接続ステップと、接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する第二の接続ステップと、を含む。
実施形態に係る通信プログラムは、コンピュータに、接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する第一の接続手順と、接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する第二の接続手順と、を実行させる。
以下に、本発明にかかる通信装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
[通信システムの構成の一例]
図1は、通信システムの一例の概要を示す図である。図1を参照し、実施形態に係る通信装置10を含む通信システム1の一例につき説明する。通信システム1は、通信装置10を含んだノード群が構成するネットワークシステムである。図1に示す実施形態に係る通信システム1は、通信装置10と、親ノード20と、複数の子ノード30A〜30Cと、複数のノード40Aと、40Bと、を備える。
親ノード20は、第一のネットワークを介して、通信装置10及びノード40A、40Bと接続される。また、通信装置10は、第二のネットワークを介して、複数の子ノード30A〜30Cと接続される。第一のネットワークおよび第二のネットワークは、例えば、PAN(Personal Area Network)またはWPAN(Wireless Personal Area Network)、インターネット、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等、任意のネットワークであってよい。
通信システム1は、通信装置10が親ノードとして別の1つまたは複数の子ノード30A〜30Cを持つ第2のネットワークを形成することもできる階層構造となっている。通信装置10は、あるノードの子ノードであり、かつ、あるノードの親ノードにもなっている中間ノードである。親ノードが形成する1つのネットワークには固有の名称がついており、子ノードがどの親ノード、どのネットワークに接続するかを選ぶときに使われる。ノード間の接続は、ネットワークID、通信速度、チャネルなどの接続情報によって定まる。1つのネットワーク内にある親ノードと複数の子ノードとの間の接続情報は共通となる。すなわち、接続情報は親ノードに決定権がある。
通信装置10は、例えば、家屋等に設けられたホームゲートウェイ(HGW)等の装置であり、一つの通信デバイスを備える。親ノード20は、例えば、スマートメータ等の装置である。子ノード30A〜30Cは、冷蔵庫、冷暖房装置、テレビジョンセット、空調装置、洗濯機、給湯器、電気錠、インターホン(ドアホン)などの生活家電、パーソナルコンピュータなどの情報家電、太陽光発電関連機器などの家電装置である。なお、子ノード30A〜30Cについて、特に区別することなく説明する場合には、子ノード30と記載する。
[通信装置の構成の一例]
図2を参照し、通信装置10の構成について説明する。図2は、通信装置の構成の一例を示す図である。通信装置10は、通信部11と、制御部12と、記憶部13と、を備える。
通信部11は、無線通信処理や有線通信処理を行うためのネットワークデバイスである。例えば、通信部11は、図1に示した親ノード20や子ノード30A〜30Cとの間で、無線通信又は有線通信により各種情報を送受信する。また、通信部11は、接続先となる上位ノードである親ノード20を含む第一のネットワークを識別する識別情報が設定されている。例えば、通信部11は、第一のネットワークの識別情報として、第一のネットワークの名称が設定されている。
記憶部13は、例えば、RAM(Random Access Memory)、フラッシュメモリ(Flash Memory)等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置によって実現される。かかる記憶部13は、接続情報記憶部13aを有する。
接続情報記憶部13aは、第一のネットワークおよび第二のネットワークとの接続に用いられる情報である接続情報を記憶する。ここで、接続情報とは、ネットワークを識別する情報である「ネットワークID」、通信の速度を示す情報である「通信速度」、および、通信のチャネルを識別する情報である「チャネル」を記憶する。
例えば、図3に例示するように、接続情報記憶部13aは、第一のネットワークに関する情報として、第一のネットワークの名称を示す「名称」と、第一のネットワークを識別する情報である「ネットワークID」と、通信の速度を示す情報である「通信速度」と、通信のチャネルを識別する情報である「チャネル」と、過去に接続された実績があるかを示す「接続経験フラグ」とを記憶する。図3の例では、接続情報記憶部13aは、名称「abc」、ネットワークID「Id1」、通信速度「Sp1」、チャネル「Ch1」、接続経験フラグ「TRUE」を記憶する。
また、図3に例示するように、接続情報記憶部13aは、第二のネットワークに関する情報として、第二のネットワークの名称を示す「名称」と、「ネットワークID」と、「通信速度」と、「チャネル」とを記憶する。図3の例では、接続情報記憶部13aは、名称「xyz」、ネットワークID「Id1」、通信速度「Sp1」、チャネル「Ch1」を記憶する。ここで、第一のネットワークと第二のネットワークの接続情報、つまり、「ネットワークID」「通信速度」および「チャネル」は、共通している。
制御部12は、例えば、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路により実現される。また、制御部12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やMPU(Micro Processing Unit)等によって、内部の記憶装置に記憶されているプログラムがRAMを作業領域として実行されることにより実現される。かかる制御部12は、第一の接続部12aと第二の接続部12bとを有する。
第一の接続部12aは、第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する。第一の接続部12aは、接続情報として、ネットワークを識別する情報、通信の速度を示す情報、および、通信のチャネルを識別する情報を決定し、該接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する。具体的には、「ネットワークID」は、予め親ノードに設定された値で、ユーザが通信装置10において指定し、「チャネル」および「通信速度」は、使用できるチャネルおよび通信速度を順番にスキャンして行って、上記で指定されたネットワークIDが一致したものを探し、見つかればそのチャネルに決定して設定する。
また、第一の接続部12aは、通信部11に設定された識別情報が有効であるか無効であるかを判定し、有効であると判定した場合には、接続情報を用いて、第一のネットワークと接続し、無効であると判定した場合には、第一のネットワークとの接続を中止する。
具体的には、第一の接続部12aは、通信部11に第一のネットワークの識別情報として、接続先のネットワーク名称が設定されているかどうかを判定する。この結果、接続先のネットワーク名称が設定されていない場合には、接続を試みずに、接続処理を打ち切る。
また、第一の接続部12aは、過去に第一のネットワークと接続された実績があるかどうかを判定する。そして、第一の接続部12aは、実績がない場合は接続を試みずに、接続処理を打ち切る。
例えば、通信部11に設定された識別情報として第一のネットワークの「名称」が設定されており、第一の接続部12aは、該「名称」に対応する「接続経験フラグ」を、接続情報記憶部13aから取得する。そして、第一の接続部12aは、接続経験フラグが「TRUE」であれば、第一のネットワークとの接続処理を開始し、接続経験フラグが「FALSE」であれば、第一のネットワークとの接続処理を中止する。
また、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続を開始してから、所定の時間内に接続が完了しなかった場合には、第一のネットワークとの接続を中止する。
第二の接続部12bは、接続情報を用いて、下位のノードである子ノード30を含む第二のネットワークと接続する。第二のネットワークは自身が通信装置10が親ノードとなるため接続手順は発生せず、接続情報を設定すれば完了となる。ここで、第二の接続部12bは、第一のネットワークの接続情報と同じ接続情報を用いて、第二のネットワークと接続する。
つまり、第二の接続部12bは、第一のネットワークへの接続が成立している場合は、第一のネットワークとの接続情報を使って第二のネットワークの接続情報を設定し、第二のネットワークを形成する。また、第一のネットワークへの接続が成立していない場合は、デフォルト値など何らかの値を用いて接続情報を設置し、第二のネットワークを形成する。
次に、図4を用いて、第一のネットワークおよび第二のネットワークの接続情報を共通にしていることを説明する。図4は、第一のネットワークおよび第二のネットワークの接続情報を共通にしていることを説明する図である。図4に示すように、中間ノードとなる通信装置10がネットワークデバイスを1つだけ持っている場合には、親ノード20との接続である第一のネットワークに用いる接続情報と、子ノード30A〜30Cとの接続である第二のネットワークに用いる接続情報とは、ネットワークデバイスが1つだけであるので共通にしなければならない。
接続情報は親ノード20に決定権があり、中間ノードの権限では変更できないため、必然的に第二のネットワークに用いる接続情報を、第一のネットワークに用いる接続情報に合わせる形となる。したがって、第一のネットワークに接続してから、その接続情報を使って第二のネットワークを形成する順序となる。また、第一のネットワークが検索中であると、第二のネットワークの接続情報にも影響して第二のネットワークのノードとも通信不能になるので、なるべくそのような通信不能状態となる時間を減らすことが望ましい。
[通信装置の処理手順]
図5および図6は、実施形態に係る通信装置10における処理の流れの一例を示すフローチャートである。図5および図6を参照して、通信装置における処理の流れの一例を説明する。図5は、実施形態に係る通信装置における接続処理の流れの一例を示すフローチャートである。図6は、実施形態に係る通信装置における接続情報変更処理の流れの一例を示すフローチャートである。
図5に示すように、まず、通信装置10の第一の接続部12aは、ユーザ等の操作により起動指示を受け付けると(ステップS101肯定)、第一のネットワークへの接続が有効であるか否かを判定する(ステップS102)。この結果、第一の接続部12aは、第一のネットワークへの接続が有効でないと判定した場合には(ステップS102否定)、ステップS106の処理に移行する。例えば、第一の接続部12aは、過去に第一のネットワークと接続された実績があるかどうかを判定して、実績がない場合は接続を試みずに、第二のネットワークの形成に移行する。
また、第一の接続部12aは、第一のネットワークへの接続が有効であると判定した場合には(ステップS102肯定)、第一のネットワークとの接続処理を開始する(ステップS103)。
そして、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続が完了したか否かを判定する(ステップS104)。この結果、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続が完了したと判定した場合には(ステップS104肯定)、ステップS106の処理に移行する。また、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続が完了していないと判定した場合には(ステップS104否定)、第一のネットワークとの接続処理から所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS105)。
この結果、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続処理から所定時間が経過していないと判定した場合には(ステップS105否定)、ステップS103の処理に戻って、第一のネットワークとの接続処理を試みる。また、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続処理から所定時間が経過していると判定した場合には(ステップS105肯定)、第一のネットワークへの接続の試みを終了し、ステップS106の処理に移行する。
ステップS106では、第二の接続部12bは、第二のネットワークとの接続処理を開始する(ステップS106)。ここで、第二のネットワークは自身が通信装置10が親ノードとなるため接続手順は発生せず、接続情報を設定すれば完了となる。第二の接続部12bは、第一のネットワークへの接続が成立している場合は、第一のネットワークとの接続情報を使って第二のネットワークの接続情報を設定し、第二のネットワークを形成する。成立していない場合は、デフォルト値など何らかの値を用いて接続情報を設置し、第二のネットワークを形成する。これで、接続処理が終了する。
次に、図6を用いて、接続情報変更処理の流れを説明する。ここでは、稼働中にユーザから接続すべき第一のネットワークのネットワーク名称が新たに与えられた場合の動作を説明する。つまり、ネットワーク名称が新たに与えられた際に、すでに第一のネットワークに接続されている場合は、現在接続している親ノードとの接続を解除し、新たにネットワーク名称で与えられた別の親ノードへの接続を指示されたことを意味する。また、第二のネットワークはすでに形成され、子ノードとの接続が発生しているものとする。
図6に示すように、第一の接続部12aは、第一のネットワークのネットワーク名称が新たに設定されると(ステップS201肯定)、現在接続している第一のネットワークとの接続を解除する(ステップS202)。そして、第一の接続部12aは、現在接続されている第一のネットワークの接続情報をクリアする(ステップS203)。つまり、第一の接続部12aは、これまで保持していた第一のネットワークへの接続情報は意味がなくなるため、接続情報をクリアする。また、次回の起動時に同じネットワークに自動的に接続しに行かないよう、たとえば第一のネットワークへの接続経験ありフラグを「FALSE」に設定する。
その後、第一の接続部12aは、新たに名称が設定されたネットワークを第一のネットワークとして、第一のネットワークへの接続が有効であるか判定する(ステップS204)。この結果、第一の接続部12aは、第一のネットワークへの接続が有効でないと判定した場合には(ステップS204否定)、ステップS208の処理に移行する。また、第一の接続部12aは、有効であると判定した場合には(ステップS204肯定)、第一のネットワークとの接続処理を開始する(ステップS205)。
そして、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続が完了したか否かを判定する(ステップS206)。この結果、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続が完了したと判定した場合には(ステップS206肯定)、ステップS208の処理に移行する。ここで、接続が完了した場合は、次回の起動時に今回と同じネットワークに自動的に接続できるように、接続先のネットワーク名称や接続情報を接続情報記憶部13aに保存するとともに、たとえば第一のネットワークへの接続経験ありフラグを「TRUE」に設定する。
また、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続が完了していないと判定した場合には(ステップS206否定)、第一のネットワークとの接続処理から所定時間が経過したか否かを判定する(ステップS207)。
この結果、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続処理から所定時間が経過していないと判定した場合には(ステップS207否定)、ステップS205の処理に戻って、第一のネットワークとの接続処理を試みる。また、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続処理から所定時間が経過していると判定した場合には(ステップS207肯定)、第一のネットワークへの接続の試みを終了し、ステップS208の処理に移行する。
ステップS208では、第二の接続部12bは、第二のネットワークとの接続処理を開始する(ステップS208)。ここで、新たな接続先との第一のネットワークへの接続が成立している場合は、これまで使っていた第二のネットワークの接続情報を破棄し、第一のネットワークとの接続情報を使って第二のネットワークの接続情報を新たに設定し、第二のネットワークを形成し直す。また、新たな接続先との第一のネットワークへの接続が成立していない場合は、第二のネットワークはそのまま稼働させる。
[実施形態の効果]
このように、実施形態に係る通信装置10は、通信部11と、第一の接続部12aと、第二の接続部12bとを具備する。通信部11は、接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークを識別する識別情報が設定されている。第一の接続部12aは、親ノードが指定する第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、第一のネットワークと接続する。第二の接続部12bは、接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する。このため、ネットワークデバイスが1つであっても、第一のネットワークおよび第二のネットワークと適切に接続することができる。
また、実施形態に係る通信装置10では、第一の接続部12aは、通信部11に設定された識別情報が有効であるか無効であるかを判定し、有効であると判定した場合には、接続情報を用いて、第一のネットワークと接続し、無効であると判定した場合には、第一のネットワークとの接続を中止する。このため、ネットワークの構成にかかる時間を短縮することができる。
また、実施形態に係る通信装置10では、第一の接続部12aは、第一のネットワークとの接続を開始してから、所定の時間内に接続が完了しなかった場合には、第一のネットワークとの接続を中止する。このため、ネットワークの構成にかかる時間を有限時間にすることができる。
[プログラム]
なお、通信装置10は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして実現することが可能である。すなわち、第一の接続部12aや第二の接続部12bは、上記のコンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。第一の接続部12aや第二の接続部12bは、例えば、CPU(Central Processing Unit)などの処理装置にプログラムを実行させること、すなわち、ソフトウェアにより実現してもよいし、IC(Integrated Circuit)などのハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアおよびハードウェアを併用して実現してもよい。
このとき、通信装置10は、上記のプログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現してもよいし、CD−ROMなどの記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記のプログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現してもよい。また、第一の接続部12aや第二の接続部12bは、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはCD−R、CD−RW、DVD−RAM、DVD−Rなどの記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1 通信システム
10 通信装置
11 通信部
12 制御部
12a 第一の接続部
12b 第二の接続部
13 記憶部
13a 接続情報記憶部
20 親ノード
30A〜30C 子ノード
40A、40B ノード

Claims (6)

  1. 接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークを識別する識別情報が設定された通信部と;
    前記親ノードが指定する前記第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、前記第一のネットワークと接続する第一の接続部と;
    前記接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する第二の接続部と;
    を具備する通信装置。
  2. 前記第一の接続部は、前記通信部に設定された識別情報が有効であるか無効であるかを判定し、有効であると判定した場合には、前記接続情報を用いて、前記第一のネットワークと接続し、無効であると判定した場合には、前記第一のネットワークとの接続を中止する請求項1に記載の通信装置。
  3. 前記第一の接続部は、前記第一のネットワークとの接続を開始してから、所定の時間内に接続が完了しなかった場合には、前記第一のネットワークとの接続を中止する請求項1または2に記載の通信装置。
  4. 前記第一の接続部は、前記接続情報として、ネットワークを識別する情報、通信の速度を示す情報、および、通信のチャネルを識別する情報を、外部からの設定または前記親ノードの探索によって決定し、該接続情報を用いて、前記第一のネットワークと接続する請求項1〜3のいずれか一つに記載の通信装置。
  5. 通信装置が実行する通信方法において、
    接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、前記第一のネットワークと接続する第一の接続ステップと;
    前記接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する第二の接続ステップと;
    を含んだ通信方法。
  6. コンピュータに、
    接続先となる上位ノードである親ノードを含む第一のネットワークに接続するための接続情報を用いて、前記第一のネットワークと接続する第一の接続手順と;
    前記接続情報を用いて、下位のノードである子ノードを含む第二のネットワークと接続する第二の接続手順と;
    を実行させる通信プログラム。
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