JP2018026806A - 通信装置、通信端末、及び通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】省エネルギーモードに移行可能であり、かつ、ＢＬＥ通信を実行可能な通信装置、通信端末、及び通信システムを提供する。【解決手段】一実施形態に係る通信装置は、通信端末と通信可能な無線モジュールと、前記無線モジュールによる前記通信端末との通信を制御する通信制御部と、所定の更新時間ごとに前記通信に利用される情報を更新する更新部と、動作状態を制御する動作状態制御部と、を備えるホストシステムと、前記情報の更新時刻から前記更新時間が経過したことを前記動作状態制御部に通知するサブシステムと、を備え、前記動作状態制御部は、前記ホストシステムが省エネルギーモードの間に前記更新時間の経過を通知されると、前記ホストシステムを通常モードに復帰させる。通信装置。【選択図】 図１

Description

本発明は、通信装置、通信端末、及び通信システムに関する。

従来、通信装置としてＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）デバイスを搭載したＭＦＰ（Multi-Function Peripheral）が知られている。ＢＬＥでは、セキュリティを高めるために、所定時間ごとにアドバタイザーズアドレス（Advertiser's Address：ＡｄｖＡ）を更新することが要求されている。

しかしながら、従来のＢＬＥデバイスは、省エネルギーモードの間、その制御装置の動作も停止するため、ＡｄｖＡを更新することができず、ＢＬＥ通信を実行することができなかった。言い換えると、従来のＢＬＥデバイスは、ＢＬＥ通信を実行する場合、省エネルギーモードに移行することができなかった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、省エネルギーモードに移行可能であり、かつ、ＢＬＥ通信を実行可能な通信装置、通信端末、及び通信システムを提供することを目的とする。

一実施形態に係る通信装置は、通信端末と通信可能な無線モジュールと、前記無線モジュールによる前記通信端末との通信を制御する通信制御部と、所定の更新時間ごとに前記通信に利用される情報を更新する更新部と、動作状態を制御する動作状態制御部と、を備えるホストシステムと、前記情報の更新時刻から前記更新時間が経過したことを前記動作状態制御部に通知するサブシステムと、を備え、前記動作状態制御部は、前記ホストシステムが省エネルギーモードの間に前記更新時間の経過を通知されると、前記ホストシステムを通常モードに復帰させる。

本発明の各実施形態によれば、省エネルギーモードに移行可能であり、かつ、ＢＬＥ通信を実行可能な通信装置、通信端末、及び通信システムを実現することができる。

第１実施形態に係る通信装置の構成の一例を示す図。 ホストシステムの機能構成の一例を示す図。 通信装置と通信端末との間のＢＬＥ通信を示すシーケンス図。 ＢＬＥのランダムアドレスについて説明する図。 第１実施形態における省エネルギーモードの通信装置の一例を示す図。 第１実施形態におけるランダムアドレスの更新処理の一例を示すフローチャート。 第１実施形態における更新処理を実行中の通信装置の一例を示す図。 第１実施形態における通信処理の一例を示すフローチャート。 第２実施形態に係る通信装置の構成の一例を示す図。 第２実施形態における省エネルギーモードの通信装置の一例を示す図。 第３実施形態に係る通信装置の構成の一例を示す図。 第３実施形態における省エネルギーモードの通信装置の一例を示す図。 第３実施形態におけるランダムアドレスの更新処理の一例を示すフローチャート。 第４実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図。 第４実施形態に係るサーバの構成の一例を示す図。 第４実施形態おけるランダムアドレスの更新処理の一例を示すフローチャート。 第５実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図。 第５実施形態における通信端末の処理の一例を示すフローチャート。 第５実施形態における通信装置の処理の一例を示すフローチャート。

以下、本発明の各実施形態について、添付の図面を参照しながら説明する。なお、各実施形態に係る明細書及び図面の記載に関して、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重畳した説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る通信装置１について、図１〜図８を参照して説明する。本実施形態に係る通信装置１は、ＢＬＥ通信が可能なＢＬＥデバイスであり、無線通信機能を必要とする任意のデバイスに搭載可能である。この通信装置１は、ＢＬＥのペリフェラルとして機能し、ＢＬＥのセントラルとして機能する他の通信装置と接続し、通信する。他の通信装置は、例えば、スマートフォン、携帯電話、ノートＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末、クライアントＰＣなどである。以下では、他の通信装置を、通信端末２と称する。例えば、本実施形態に係る通信装置１は、ＭＦＰに搭載され、通信端末２を有するユーザのユーザ認証や、ＭＦＰのステータス情報の送受信に利用される。

まず、本実施形態に係る通信装置１の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る通信装置１のハードウェア構成の一例を示す図である。図１の通信装置１は、無線モジュール１１と、ホストシステム１２と、サブシステム１３と、タイマー１４と、を備える。また、通信装置１は、周辺ＩＯモジュール１６と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１７と、ユーザインタフェース（User I/F）１８と、Ｋｅｙ／ＬＥＤ（Light Emitting Diode）コントローラ１９と、を備える。

無線モジュール１１は、ファームウェアを実装した、通信端末２とＢＬＥ通信が可能なＩＣ（Integrated Circuit）である。ＢＬＥ通信とは、無線通信規格であるＢＬＥに準拠した無線通信のことである。無線モジュール１１は、ＢＬＥ以外の無線通信規格（Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など）による通信が可能なコンボモジュールであってもよい。無線モジュール１１は、常に通常モードで動作し、省エネルギーモードには移行しない。

ホストシステム１２は、無線モジュール１１のＢＬＥ通信を含めた、通信装置１の全体の動作を制御する。ホストシステム１２は、マイコンやＳｏＣ（System on Chip）により構成される。

図２は、ホストシステム１２の機能構成の一例を示す図である。図２のホストシステム１２は、動作状態制御部１２１と、通信制御部１２２と、更新部１２３と、を備える。各機能構成は、ホストシステム１２がソフトウェアを実行することにより実現されてもよいし、ハードウェア（例えば、ホストシステム１２に搭載されたＩＣ）により実現されてもよい。

動作状態制御部１２１は、通信装置１の各構成（ただし、無線モジュール１１、サブシステム１３、及びタイマー１４を除く）の動作状態を制御する。具体的は、動作状態制御部１２１は、通常モードから省エネルギーモードへの移行と、省エネルギーモードから通常モードへの復帰と、を制御する。通常モードは、通常動作を可能な動作状態である。省エネルギーモードは、少なくとも一部の機能が停止した、低消費電力な動作状態である。

動作状態制御部１２１は、例えば、ユーザ（ユーザインタフェース１８）からの入力や、通信端末２からの接続要求が、所定時間以上ない場合、通信装置１の各構成を通常モードから省エネルギーモードに移行させる。動作状態制御部１２１は、タイマー１４の計測時間を監視することにより、所定時間を計測すればよい。また、動作状態制御部１２１は、例えば、ユーザ（ユーザインタフェース１８）からの入力や通信端末２からの接続要求があった場合に、通信装置１の各構成を省エネルギーモードから通常モードに復帰させる。動作状態制御部１２１は、ホストシステム１２が省エネルギーモードの間、サブシステム１３からの起床割り込みを受け付ける。すなわち、ホストシステム１２が省エネルギーモードの間、動作状態制御部１２１は通常モードで動作し、通信制御部１２２及び更新部１２３は停止する。

通信制御部１２２は、無線モジュール１１による通信端末２とのＢＬＥ通信を制御する。

更新部１２３は、所定の更新時間毎に、ＢＬＥ通信に利用される情報を更新し、更新した情報を無線モジュール１１に通知する。更新時間は、例えば、１５分であるが、これに限られない。ＢＬＥ通信に利用される情報は、ＢＬＥのＡｄｖＡを含み、更新部１２３は、ＡｄｖＡを更新する。更新部１２３は、ＡｄｖＡと共に、他の情報を更新してもよい。なお、ＡｄｖＡについて、詳しくは後述する。

サブシステム１３は、通信装置１の全体の動作状態を監視し、ＡｄｖＡの更新時刻から更新時間が経過したことを動作状態制御部に通知する。サブシステム１３は、常に通常モードで動作し、省エネルギーモードには移行しない。サブシステム１３は、ファームウェアを実装したマイコンやＳｏＣにより構成される。

タイマー１４は、ＡｄｖＡの更新時刻からの経過時間を計測するためのタイマーである。タイマー１４は、ソフトウェアにより実現されてもよいし、ハードウェアにより実現されてもよい。タイマー１４は、常に通常モードで動作し、省エネルギーモードには移行しない。本実施形態において、タイマー１４は、サブシステム１３に設けられ、例えば、サブシステム１３に搭載されたＲＴＣ（Real Time Clock）などにより実現される。

周辺ＩＯモジュール１６は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）などの、ＢＬＥ以外の通信規格で外部装置を接続するための入出力インタフェースである。

ＲＡＭ１７は、ホストシステム１２に作業領域を提供する。ＲＡＭ１７は、例えば、ＤＲＡＭ（Dynamic RAM）、ＳＲＡＭ（Static RAM）、フラッシュメモリなどである。

ユーザインタフェース１８は、操作ボタン（キー）、タッチパネル、ディスプレイ、マウス、キーボードなどの入出力装置である。ユーザインタフェース１８は、通信装置１が搭載されたデバイスの入出力装置（例えば、ＭＦＰの操作パネル）であってもよい。

Ｋｅｙ／ＬＥＤコントローラ１９は、通信装置１や通信装置１が搭載されたデバイスが備える、操作ボタンやＬＥＤを制御するコントローラである。図１の例では、Ｋｅｙ／ＬＥＤコントローラ１９は、サブシステム１３により制御される。

次に、本実施形態に係る通信装置１と、通信端末２と、の間のＢＬＥ通信について説明する。図３は、通信装置１と通信端末２との間のＢＬＥ通信を示すシーケンス図である。図３の例では、シーケンス開始時点で、ＢＬＥ通信に利用されるＡｄｖＡなどの情報は、無線モジュール１１に通知されているものとする。また、シーケンス開始時点で、ホストシステム１２は、省エネルギーモードであり、無線モジュール１１及びサブシステム１３は、通常モードであるものとする。

通信装置１の動作中、無線モジュール１１は、アドバタイジングパケット（Advertising_Packet：ＡｄｖＰ）を定期的に発信する（ステップＳ１０１）。通信端末２が通信装置１と通信可能な距離まで近づくと、通信端末２は、ＡｄｖＰを受信し、受信したＡｄｖＰに基づいて、通信装置１と通信するか判断する。

通信端末２は、通信装置１と通信すると判断した場合、接続要求（Connect_req）を返信する（ステップＳ１０２）。無線モジュール１１は、この接続要求を受信すると、通常モードで動作中のサブシステム１３に対して、起床割り込み（Wakeup_interrupt）を発行する（ステップＳ１０３）。

サブシステム１３は、無線モジュール１１から起床割り込みを受け付けると、動作状態制御部１２１に起床割り込み（Wakeup_interrupt）を発行する（ステップＳ１０４）。動作状態制御部１２１は、起床割り込みを受け付けると、ホストシステム１２（通信制御部１２２及び更新部１２３）を省エネルギーモードから通常モードに復帰させる。通信端末２は、ホストシステム１２が通常モードに復帰するまで、ポーリング（Polling）を行う（ステップＳ１０５）。

ホストシステム１２が通常モードに復帰すると、通信制御部１２２は、無線モジュール１１を介して、通信端末２に応答（Response）する（ステップＳ１０６）。通信端末２は、応答を受信すると、通信装置１との間の接続が確立されたと判断し、以降のＢＬＥ通信を実行する。

なお、シーケンス開始時点でホストシステム１２が通常モードである場合、無線モジュール１１は、通信端末２から接続要求を受信すると、その旨をホストシステム１２に通知する。そして、通信制御部１２２は、この通知に対応して、無線モジュール１１を介して、通信端末２に応答する。この場合、無線モジュール１１は、サブシステム１３に起床割り込みを発行しなくてもよい。また、無線モジュール１１がサブシステム１３に起床割り込みを発行し、サブシステム１３が当該起床割り込みを無視してもよい。

次に、ＡｄｖＡについて説明する。通信装置１が発信するＡｄｖＰには、アクセスアドレス（Access Address）、ヘッダー（Adv PDU Header）、アドバタイザーズデータ（Advertiser's data：ＡｄｖＤａｔａ）、ＡｄｖＡなどが含まれる。

アクセスアドレスは、発信元（通信装置１）を示すアドレスであり、ＡｄｖＰの場合、固定値である。ヘッダーは、アドバタイジングの種類や、ペイロード（ＡｄｖＡ及びＡｄｖＤａｔａ）のデータ長などを示す。ＡｄｖＤａｔａは、ＡｄｖＰの発信元が利用するＢＬＥ通信の機能などを示す。

ＡｄｖＡは、発信元（通信装置１）を示すアドレスである。ＡｄｖＡには、パブリックアドレスと、ランダムアドレスの２種類がある。ＡｄｖＡの種類は、ヘッダーに含まれるＴｘＡｄｄの値により特定される。本実施形態では、ＡｄｖＡがランダムアドレスである場合（ＴｘＡｄｄ＝１）を想定している。以下では、ＡｄｖＡを、単にランダムアドレスを称する。

図４は、ＢＬＥのランダムアドレスについて説明する図である。図４に示すように、通信装置１のランダムアドレスは、乱数生成されたアドレスである乱数アドレスと、ハッシュ値と、に基づいて生成される。ハッシュ値は、乱数アドレスと、ＩＲＫ（Identify Resolving Key）と、に基づいて生成される。ＩＲＫは、通信装置１が有する固有の値である。通信装置１は、更新時間ごとに新たな乱数アドレスを生成し、生成した乱数アドレスに基づいて、新たなランダムアドレスを生成する。これにより、通信装置１のランダムアドレスは、更新時間ごとに更新される。上述の通り、ランダムアドレスの更新は、更新部１２３により行われる。

通信装置１は、通信端末２と接続すると、通信端末２に自装置のＩＲＫを送信する。通信端末２は、接続中の通信装置１から受信したＩＲＫをメモリに保持する。また、通信端末２は、接続中の通信装置１から受信したランダムアドレス及びハッシュ値をメモリに保持する。

ここで、通信装置１と通信端末２との接続が何らかの理由で切断された場合について考える。通信装置１は、接続が切断されると、ランダムアドレス（ＡｄｖＡ）を含むＡｄｖＰを発信する。通信端末２は、このＡｄｖＰを受信すると、ＡｄｖＰに含まれるランダムアドレス（受信アドレス）と、メモリに保持されたランダムアドレス（旧ランダムアドレス）と、を比較する。２つのランダムアドレスが一致する場合、通信端末２は、ＡｄｖＰを発信した通信装置１が、接続が切断された通信装置１であると判断し、通信装置１と接続する。

一方、２つのランダムアドレスが一致しない場合、通信端末２は、接続が切断された通信装置１のＩＲＫと、受信アドレスと、に基づいて、ハッシュ値を計算する。そして、通信端末２は、計算により得られたハッシュ値と、メモリに保持されたハッシュ値（旧ハッシュ値）と、を比較する。２つのハッシュ値が一致する場合、通信端末２は、ＡｄｖＰを発信した通信装置１が、接続が切断された通信装置１であると判断し、通信装置１と接続する。

このように、通信端末２は、通信装置１との間の接続が切断されている間に、その通信装置１のランダムアドレスが更新された場合であっても、通信装置１を識別し、接続することができる。

次に、通信装置１の省エネルギーモードについて説明する。図５は、省エネルギーモードの通信装置１の一例を示す図である。図５の例では、斜線で塗りつぶされた構成は、省エネルギーモードであることを示し、斜線で塗りつぶされていない構成は、通常モードであることを示している。

本実施形態では、図５に示すように、通信装置１が省エネルギーモードの場合、無線モジュール１１、サブシステム１３、及びタイマー１４は、通常モードで動作する。これに対して、ホストシステム１２、周辺ＩＯモジュール１６、ＲＡＭ１７、ユーザインタフェース１８、及びＫｅｙ／ＬＥＤコントローラ１９は、省エネルギーモードで動作する。

省エネルギーモードのホストシステム１２は、動作状態制御部１２１によるサブシステム１３からの起床割り込みの受け付けのみ行い、他の機能（通信制御部１２２及び更新部１２３）が停止する。

省エネルギーモードの、周辺ＩＯモジュール１６、ユーザインタフェース１８、及びＫｅｙ／ＬＥＤコントローラ１９は、電源がＯＮのまま機能を停止していてもよいし、電源がＯＦＦになっていてもよい。

ＲＡＭ１７は、揮発性メモリの場合、セルフリフレッシュモードで動作し、不揮発性メモリの場合、電源がＯＦＦになる。

なお、通信装置１が省エネルギーモードの間も、無線モジュール１１は、定期的にＡｄｖＰを発信する。また、サブシステム１３は、無線モジュール１１からの起床割り込みを受け付ける。また、タイマー１４は、時間の計測を継続する。

次に、本実施形態に係る通信装置１の動作について説明する。以下では、通信装置１によるランダムアドレスの更新処理と、通信装置１による通信処理と、についてそれぞれ説明する。

図６は、本実施形態に係る通信装置１によるランダムアドレスの更新処理の一例を示すフローチャートである。サブシステム１３は、タイマー１４の計測時間を監視し、前回の更新時刻から所定の更新時間が経過すると、図６の更新処理を開始する。

更新処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードである場合（ステップＳ２０１のＹＥＳ）、サブシステム１３が動作状態制御部１２１に起床割り込みを発行し、動作状態制御部１２１がホストシステム１２を省エネルギーモードから通常モードに復帰させる（ステップＳ２０２）。起床割り込みを発行することは、更新時刻から更新時間が経過したことを通知することに相当する。

図７は、更新処理の実行中にホストシステム１２を復帰させた通信装置１の一例を示す図である。図７に示すように、ホストシステム１２を通常モードに復帰させると、通信制御部１２２及び更新部１２３も通常モードに復帰する。このように、更新処理の際に、ホストシステム１２を復帰させ、他の構成（周辺ＩＯモジュール１６など）を復帰させないことにより、更新処理による消費電力を低減させることができる。なお、動作状態制御部１２１は、ステップＳ２０２において、通信装置１の全体を省エネルギーモードから通常モードに復帰させてもよい。

ステップＳ２０２において、ホストシステム１２が復帰すると、上述の通り、更新部１２３も復帰する。図６に示すように、更新部１２３は、通常モードに復帰すると、ランダムアドレスを更新し（ステップＳ２０３）、更新されたランダムアドレスを無線モジュール１１に通知する（ステップＳ２０４）。ランダムアドレスの更新方法は上述の通りである。以降、無線モジュール１１は、更新された新たなランダムアドレスを含むＡｄｖＰを発信する。また、サブシステム１３は、タイマー１４の計測時間を監視して、今回の更新時刻からの経過時間の計測を開始する。

更新部１２３が無線モジュール１１へランダムアドレスを通知した後、動作状態制御部１２１は、所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ２０５のＮＯ）。所定時間が経過すると（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、動作状態制御部１２１は、ホストシステム１２を通常モードから省エネルギーモードに移行させる（ステップＳ２０６）。これにより、通信装置１は、図５のような省エネルギーモードとなり、更新処理が終了する。

一方、更新処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードでない場合（ステップＳ２０１のＮＯ）、サブシステム１３は、更新部１２３に、更新時刻から更新時間が経過したことを通知する（ステップＳ２０７）。以降の処理は、上述のステップＳ２０３〜Ｓ２０６と同様である。

サブシステム１３は、今回の更新時刻から更新時間が経過すると、次の更新処理を実行する。今回の更新時刻は、更新処理の開始時刻であってもよいし、更新処理の終了時刻であってもよい。

図８は、本実施形態に係る通信装置１による通信処理の一例を示すフローチャートである。無線モジュール１１は、定期的にＡｄｖＰを発信し、ＡｄｖＰに対する通信端末２からの応答（接続要求）の受信を待機する。無線モジュール１１は、通信端末２から接続要求を受信すると、図８の通信処理を開始する。

通信処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードである場合（ステップＳ３０１のＹＥＳ）、無線モジュール１１は、サブシステム１３に起床割り込みを発行する。サブシステム１３は、この起床割り込みを受け付けると、動作状態制御部１２１に起床割り込みを発行する。動作状態制御部１２１は、この起床割り込みを受け付けると、通信装置１を省エネルギーモードから通常モードに復帰させる（ステップＳ３０２）。なお、通信処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードである場合には、更新処理の実行中に通信処理が開始された場合も含まれる。

通信装置１が通常モードに復帰すると、通信制御部１２２は、無線モジュール１１を制御して、通信端末２との間のＢＬＥ通信を実行する（ステップＳ３０３）。

通信装置１と通信端末２との間のＢＬＥ通信の終了後、動作状態制御部１２１は、所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ３０４のＮＯ）。所定時間が経過すると（ステップＳ３０４のＹＥＳ）、動作状態制御部１２１は、通信装置１を通常モードから省エネルギーモードに移行させる（ステップＳ３０５）。これにより、通信装置１は、図５のような省エネルギーモードとなり、通信処理が終了する。

一方、通信処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードでない場合（ステップＳ３０１のＮＯ）、無線モジュール１１は、接続要求を受信したことを、通信制御部１２２に通知する（ステップＳ３０６）。以降の処理は、上述のステップＳ３０３〜Ｓ３０５と同様である。

以上説明した通り、本実施形態によれば、通信装置１は、省エネルギーモードに移行することができる。省エネルギーモードでは、ホストシステム１２（通信制御部１２２及び更新部１２３）などの構成の一部の機能を停止したり、電源をＯＦＦにしたりすることができる。このため、省エネルギーモードにより、通信装置１の消費電力を低減することができる。

また、本実施形態によれば、更新部１２３により、所定の更新時間ごとにＢＬＥのランダムアドレスを更新し、無線モジュール１１に通知することができる。無線モジュール１１が、更新部１２３から通知されたランダムアドレスを含むＡｄｖＰを発信することにより、通信装置１は、通信端末２とＢＬＥ通信を実行することができる。

結果として、本実施形態によれば、省エネルギーモードに移行可能であり、かつ、通信端末２とＢＬＥ通信を実行可能な通信装置１を実現することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る通信装置について、図９及び図１０を参照して説明する。図９は、本実施形態に係る通信装置１の構成の一例を示す図である。図９に示すように、本実施形態に係る通信装置１は、タイマー１４がホストシステム１２に設けられる。タイマー１４は、例えば、ホストシステム１２に搭載されたＲＴＣなどにより実現される。他の構成は、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態との相違点について説明する。

図１０は、省エネルギーモードの通信装置１の一例を示す図である。図１０の例では、斜線で塗りつぶされた構成は、省エネルギーモードであることを示し、斜線で塗りつぶされていない構成は、通常モードであることを示している。

本実施形態では、図１０に示すように、省エネルギーモードのホストシステム１２は、動作状態制御部１２１によるサブシステム１３からの起床割り込みの受け付けと、タイマー１４による時間の計測と、を行い、他の機能（通信制御部１２２及び更新部１２３）が停止する。タイマー１４は、ホストシステム１２とは独立した電源を備えるのが好ましい。

次に、本実施形態に係る通信装置１の動作について説明する。本実施形態に係る通信装置１によるランダムアドレスの更新処理及び通信処理は、第１実施形態と同様である。ただし、本実施形態では、サブシステム１３は、ホストシステム１２に設けられたタイマー１４の計測時間を監視する。計測時間の監視は、サブシステム１３が定期的にタイマー１４に計測時間を要求することにより行われてもよいし、タイマー１４が所定時間ごとにサブシステム１３に計測時間を通知することにより行われてもよい。

以上説明した通り、本実施形態によれば、第１実施形態と同様に、省エネルギーモードに移行可能であり、かつ、通信端末２とＢＬＥ通信を実行可能な通信装置１を実現することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る通信装置１について、図１１〜図１３を参照して説明する。図１１は、本実施形態に係る通信装置１の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る通信装置１は、更新部１２３がサブシステム１３に設けられ、更新部１２３が更新したランダムアドレスが無線モジュール１１に通知される。他の構成は、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態との相違点について説明する。

図１２は、省エネルギーモードの通信装置１の一例を示す図である。図１２の例では、斜線で塗りつぶされた構成は、省エネルギーモードであることを示し、斜線で塗りつぶされていない構成は、通常モードであることを示している。

本実施形態では、図１２に示すように、通信装置１が省エネルギーモードの場合、無線モジュール１１、サブシステム１３、及びタイマー１４は、通常モードで動作する。これに対して、ホストシステム１２、周辺ＩＯモジュール１６、ＲＡＭ１７、ユーザインタフェース１８、及びＫｅｙ／ＬＥＤコントローラ１９は、省エネルギーモードとなる。

省エネルギーモードのホストシステム１２は、動作状態制御部１２１によるサブシステム１３からの起床割り込みの受け付けのみ行い、他の機能（通信制御部１２２）が停止する。

次に、本実施形態に係る通信装置１の動作について説明する。本実施形態に係る通信装置１の通信処理は、第１実施形態と同様である。以下では、通信装置１によるランダムアドレスの更新処理について説明する。

図１３は、本実施形態に係る通信装置１によるランダムアドレスの更新処理の一例を示すフローチャートである。サブシステム１３は、タイマー１４の計測時間を監視し、前回の更新時刻から所定の更新時間が経過すると、図１３の更新処理を開始する。

更新処理が開始すると、更新部１２３は、ランダムアドレスを更新し（ステップＳ４０１）、更新したランダムアドレスを無線モジュール１１に通知する（ステップＳ４０２）。ランダムアドレスの更新方法は上述の通りである。以降、無線モジュール１１は、更新された新たなランダムアドレスを含むＡｄｖＰを発信する。

更新処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードである場合（ステップＳ４０３のＹＥＳ）、以上で更新処理は終了する。

一方、更新処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードでない場合（ステップＳ４０３のＮＯ）、更新部１２３が無線モジュール１１へランダムアドレスを通知した後、動作状態制御部１２１は、所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ４０４のＮＯ）。所定時間が経過すると（ステップＳ４０４のＹＥＳ）、動作状態制御部１２１は、通信装置１を通常モードから省エネルギーモードに移行させる（ステップＳ４０５）。これにより、通信装置１は、図１２のような省エネルギーモードとなり、更新処理が終了する。

サブシステム１３は、今回の更新時刻から所定の更新時間が経過すると、次の更新処理を実行する。今回の更新時刻は、更新処理の開始時刻であってもよいし、更新処理の終了時刻であってもよい。

以上説明した通り、本実施形態によれば、ホストシステム１２を省エネルギーモードから通常モードに復帰させることなく、更新処理を実行することができる。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態に比べて、通信装置１の消費電力をより低減することができる。

なお、本実施形態では、ホストシステム１２は、省エネルギーモードの間に更新されたランダムアドレスを把握できない。そこで、無線モジュール１１は、ホストシステム１２が復帰した際に、現在利用しているランダムアドレスをホストシステム１２に通知するのが好ましい。

また、本実施形態において、ホストシステム１２は、通信装置１が通常モードの間、サブシステム１３の代わりにランダムアドレスの更新処理を行ってもよい。この場合、ホストシステム１２及びサブシステム１３に、更新部１２３を設ければよい。

（第４実施形態）
第４実施形態に係る通信システムについて、図１４〜図１６を参照して説明する。本実施形態では、タイマー１４及び更新部１２３が外部のサーバ３に設けられる場合について説明する。

図１４は、本実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。図１４の通信システムは、通信装置１と、サーバ３と、アクセスポイント（ＡＰ）４と、を備える。本実施形態に係る通信装置１は、タイマー１４及び更新部１２３を備えない。通信装置１の他の構成は、第１実施形態と同様である。以下、第１実施形態との相違点について説明する。

サーバ３は、ＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して、アクセスポイント４に接続される。サーバ３は、以上の各実施形態で説明した、タイマー１４及び更新部１２３を備える。

図１５は、本実施形態に係るサーバ３の構成の一例を示す図である。図１５のサーバ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）３０１と、ＲＡＭ３０２と、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０３と、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３０４と、通信インタフェース（通信ＩＦ）３０５と、タイマー１４と、更新部１２３と、バス３０６と、を備える。

ＣＰＵ３０１は、プログラムを実行することにより、サーバ３の各構成を制御し、サーバ３の機能を実現する。ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３０１に作業領域を提供する。ＲＯＭ３０３は、ＣＰＵ３０１が実行するプログラムを格納する。ＨＤＤ３０４は、各種のデータを格納する。通信インタフェース３０５は、サーバ３をネットワークに接続する。タイマー１４は、サーバ３に搭載されたＲＴＣなどにより実現される。更新部１２３は、サーバ３に搭載された専用のＩＣにより実現される。なお、タイマー１４及び更新部１２３は、ＣＰＵ３０１がプログラムを実行することにより実現されてもよい。バス３０６は、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３、ＨＤＤ３０４、通信インタフェース３０５、タイマー１４、及び更新部１２３を、相互に接続する。

アクセスポイント４は、ＬＡＮなどのネットワークを介して、サーバ３に接続される。アクセスポイント４は、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格に準拠して、通信装置１の無線モジュール１１と通信可能である。すなわち、図１４の例では、無線モジュール１１は、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格に準拠した通信が可能なコンボモジュールであることが想定されている。アクセスポイント４は、サーバ３の更新部１２３が更新したランダムアドレスを、通信装置１の無線モジュール１１に無線で通知する。すなわち、本実施形態に係るサーバ３は、ネットワーク及びアクセスポイント４を介して、無線モジュール１１と通信する。なお、アクセスポイント４は、サーバ３に搭載されていてもよい。

次に、本実施形態に係る通信システムの動作について説明する。本実施形態に係る通信装置１の通信処理は、第１実施形態と同様である。以下では、本実施形態に係る通信システムにおけるランダムアドレスの更新処理について説明する。

図１６は、本実施形態おけるランダムアドレスの更新処理の一例を示すフローチャートである。サーバ３は、タイマー１４の計測時間を監視し、前回の更新時刻から所定の更新時間が経過すると、図１６の更新処理を開始する。

更新処理が開始すると、サーバ３の更新部１２３は、ランダムアドレスを更新し（ステップＳ５０１）、更新したランダムアドレスを、アクセスポイント４を介して、無線モジュール１１に通知する（ステップＳ５０２）。ランダムアドレスの更新方法は上述の通りである。以降、無線モジュール１１は、更新された新たなランダムアドレスを含むＡｄｖＰを発信する。本実施形態では、以上で更新処理が終了する。

以上説明した通り、本実施形態によれば、ホストシステム１２を省エネルギーモードから通常モードに復帰させることなく、更新処理を実行することができる。したがって、本実施形態によれば、第１実施形態に比べて、通信装置１の消費電力をより低減することができる。

なお、本実施形態では、ホストシステム１２は、省エネルギーモードの間に更新されたランダムアドレスを把握できない。そこで、無線モジュール１１は、ホストシステム１２が復帰した際に、現在利用しているランダムアドレスをホストシステム１２に通知するのが好ましい。

また、本実施形態において、ホストシステム１２は、通信装置１が通常モードの間、サブシステム１３の代わりにランダムアドレスの更新処理を行ってもよい。この場合、ホストシステム１２に、更新部１２３を設ければよい。

また、本実施形態において、通信システムは、アクセスポイント４の代わりに、ＢＬＥデバイスやＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスを備えてもよい。このような構成により、サーバ３が更新したランダムアドレスを、ＢＬＥデバイスやＢｌｕｅｔｏｏｔｈデバイスを介して、通信装置１の無線モジュール１１に無線で通知することができる。

また、本実施形態において、無線モジュール１１は、サーバ３からランダムアドレスを通知されたことをホストシステム１２に通知してもよい。これにより、動作状態制御部１２１による、更新処理が終了してから所定時間後に通信装置１を省エネルギーモードに移行させる制御（図１３のステップＳ４０４，４０５）が可能となる。

（第５実施形態）
第５実施形態に係る通信システムについて、図１７〜図１９を参照して説明する。以上の各実施形態では、通信装置１が更新時刻からの経過時間を計測し、更新時間が経過すると、ランダムアドレスを更新する通信システムについて説明した。これに対して、本実施形態では、通信端末２が更新時刻からの経過時間を計測し、更新時間が経過すると、通信装置１に更新時間が経過したことを通知する通信システムについて説明する。

図１７は、本実施形態に係る通信システムの構成の一例を示す図である。図１７に示すように、本実施形態において、タイマー１４は、通信端末２に設けられる。他の構成は、第１実施形態と同様である。

以下、本実施形態に係る通信システムが実行する処理について説明する。図１８は、本実施形態に係る通信端末２が実行する処理の一例を示すフローチャートである。図１８のフローチャートの開始時点で、通信装置１は通常モードであり、通信装置１及び通信端末２は、通信装置１のランダムアドレスを利用してＢＬＥ通信を実行しているものとする。

本実施形態において、通信装置１は、更新時間毎にランダムアドレスを更新し、更新したランダムアドレスを通信端末２に通知する。具体的には、更新部１２３が更新時間毎にランダムアドレスを更新し、無線モジュール１１が更新されたランダムアドレスを通信端末２に通知する。通信端末２は、通信装置１から新たなランダムアドレスを通知されると、記憶している通信装置１のランダムアドレスを、通知された新たなランダムアドレスに更新する（ステップＳ６０１）。すなわち、通信端末２は、通知された新たなランダムアドレスを、通信装置１のアクセスアドレスと対応付けて、通信装置１のランダムアドレスとして記憶する。

通信端末２は、ランダムアドレスを更新すると、タイマー１４の計測時間を監視して、更新時刻からの経過時間の計測を開始する（ステップＳ６０２）。通信端末２が計測する更新時間は、通信装置１が計測する更新時間と同一であってもよいし、異なってもよい。

その後、通信端末２は、ステップＳ６０１の更新時刻から更新時間が経過するか、又は通信装置１から新たなランダムアドレスを通知されるまで、待機する（ステップＳ６０３，Ｓ６０４のＮＯ）。この待機期間中に、通信端末２は、新たなランダムアドレスを利用して通信装置１とＢＬＥ通信を実行することができる。

通信端末２が待機期間中に通信装置１から新たなランダムアドレスを通知された場合（ステップＳ６０４のＹＥＳ）、処理はステップＳ６０１に戻る。このような場合として、通信端末２が計測している更新時間と、通信装置１が計測している更新時間と、が異なる場合が挙げられる。

一方、通信端末２が通信装置１から新たなランダムアドレスを通知されることなく更新時間が経過した場合（ステップＳ６０３のＹＥＳ）、通信端末２は、通信装置１との接続が切断されたと判定する（ステップＳ６０５）。接続が切断される場合として、通信装置１が省エネルギーモードに移行した場合、通信端末２が通信装置１から通信不能な距離まで離れた場合、通信装置１にエラーが発生した場合などが挙げられる。

通信端末２は、通信装置１との接続が切断されたと判定すると、通信装置１に対応する未更新フラグをＯＮにする（ステップＳ６０６）。未更新フラグは、ランダムアドレスが更新時間以内に更新されたか否かを示すフラグであり、通信装置１ごとに保持される。未更新フラグがＯＮであることは、当該未更新フラグに対応する通信装置１のランダムアドレスが更新時間以上更新されていないことを意味する。

その後、通信端末２は、ユーザからＢＬＥ通信の実行を要求されるまで待機する（ステップＳ６０７のＮＯ）。ユーザは、通信端末２の入力装置を操作することにより、通信端末２にＢＬＥ通信の実行を要求できる。

通信端末２は、ユーザからＢＬＥ通信の実行を要求されると（ステップＳ６０７のＹＥＳ）、ＡｄｖＰを受信するまで待機する（ステップＳ６０８のＮＯ）。なお、通信端末２は、ＡｄｖＰを所定時間受信できなかった場合、受信処理を終了してもよい。

通信端末２は、ＡｄｖＰを受信すると（ステップＳ６０８のＹＥＳ）、当該ＡｄｖＰを発信した通信装置１に対応する未更新フラグがＯＮであるか確認する（ステップＳ６０９）。これは、通信システムに複数の通信装置１が含まれることを想定した処理である。具体的には、通信端末２は、受信したＡｄｖＰに含まれるアクセスアドレスに対応する未更新フラグがＯＮであるか確認する。

通信端末２は、ＡｄｖＰを発信した通信装置１に対応する未更新フラグがＯＮである場合（ステップＳ６０９のＹＥＳ）、当該ＡｄｖＰに含まれるアクセスアドレスを利用して、通信装置１と接続する（ステップＳ６１０）。ＡｄｖＰを発信した通信装置１に対応する未更新フラグがＯＮである場合とは、ＡｄｖＰを発信した通信装置１が、ステップＳ６０５において接続が切断したと判定された通信装置１である場合に相当する。すなわち、通信端末２は、ランダムアドレスが更新時間以上更新されていない通信装置１と接続する場合、当該通信装置１のアクセスアドレスを利用して接続する。

通信端末２は、通信装置１と接続すると、当該通信装置１にランダムアドレスの更新時間が経過たことを通知する（ステップＳ６１１）。通信端末２から更新時間の経過を通知されると、更新部１２３がランダムアドレスを更新し、無線モジュール１１が更新された新たなランダムアドレスを通信端末２に通知する。

通信端末２は、通信装置１から新たなランダムアドレスを通知されると、記憶している通信装置１のランダムアドレスを、通知された新たなランダムアドレスに更新する（ステップＳ６１２）。具体的には、通信端末２は、通知された新たなランダムアドレスを、通信装置１のアクセスアドレスと対応付けて、通信装置１のランダムアドレスとして記憶する。

以降、通信端末２は、更新された新たなランダムアドレスを利用して、通信装置１とＢＬＥ通信を実行する（ステップＳ６１３）。通信端末２は、新たなランダムアドレスを利用して、通信装置１と再接続してもよいし、通信に利用するランダムアドレスを新たなランダムアドレスに書き換えて、通信装置１とのＢＬＥ通信を継続してもよい。

これに対して、受信したＡｄｖＰに含まれるアクセスアドレスに対応する未更新フラグがＯＮでない場合（ステップＳ６０９のＮＯ）、当該ＡｄｖＰに含まれるランダムアドレスを利用して、通信装置１と接続し（ステップＳ６１４）、当該ランダムアドレスを利用して、通信装置１とＢＬＥ通信を実行する（ステップＳ６１３）。すなわち、通信端末２は、ランダムアドレスが更新時間以内に更新されている通信装置１と接続する場合、当該通信装置１の現在のランダムアドレスを利用して接続する。

図１９は、本実施形態に係る通信装置１が実行する処理の一例を示すフローチャートである。無線モジュール１１は、定期的にＡｄｖＰを発信し、ＡｄｖＰに対する通信端末２からの応答（接続要求）の受信を待機する。無線モジュール１１は、通信端末２から接続要求を受信すると、図１９の通信処理を開始する。

通信処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードである場合（ステップＳ７０１のＹＥＳ）、無線モジュール１１は、サブシステム１３に起床割り込みを発行する。サブシステム１３は、この起床割り込みを受け付けると、ホストシステム１２に起床割り込みを発行する。動作状態制御部１２１は、この起床割り込みを受け付けると、通信装置１を省エネルギーモードから通常モードに復帰させる（ステップＳ７０２）。この際、動作状態制御部１２１は、ホストシステム１２を含む一部の構成を復帰させてもよいし、通信装置１の全体を復帰させてもよい。

通信装置１が通常モードに復帰すると、通信制御部１２２は、無線モジュール１１を制御して、通信端末２からのポーリングに応答して通信端末２と接続し、通信端末２から更新時間の経過を通知されたか確認する（ステップＳ７０３）。

通信端末２から更新時間の経過を通知された場合（ステップＳ７０３のＹＥＳ）、通信制御部１２２は、その旨を更新部１２３に通知し、更新部１２３は、ランダムアドレスを更新する（ステップＳ７０４）。ランダムアドレスの更新方法は上述の通りである。更新部１２３は、ランダムアドレスを更新すると、当該ランダムアドレスを無線モジュール１１に通知、無線モジュール１１が当該ランダムアドレスを通信端末２に通知する（ステップＳ７０５）。

その後、通信制御部１２２は、無線モジュール１１を制御し、通信端末２に通知した新たなランダムアドレスを利用して、通信端末２との間のＢＬＥ通信を実行する（ステップＳ７０６）。

一方、通信端末２から更新時間の経過を通知されていない場合（ステップＳ７０３のＮＯ）、通信制御部１２２は、無線モジュール１１を制御し、現在利用しているランダムアドレスをそのまま利用して、通信端末２との間のＢＬＥ通信を実行する（ステップＳ７０６）。

通信端末２とのＢＬＥ通信の終了後、動作状態制御部１２１は、所定時間が経過するまで待機する（ステップＳ７０７のＮＯ）。所定時間が経過すると（ステップＳ７０７のＹＥＳ）、動作状態制御部１２１は、通信装置１を通常モードから省エネルギーモードに移行させる（ステップＳ７０８）。これにより、通信装置１は、省エネルギーモードとなり、通信処理が終了する。

一方、通信処理の開始時点で通信装置１が省エネルギーモードでない場合（ステップＳ７０１のＮＯ）、無線モジュール１１は、接続要求を受信したことを、通信制御部１２２に通知する（ステップＳ７０９）。以降の処理は、上述のステップＳ７０３〜Ｓ７０８と同様である。

以上説明した通り、本実施形態によれば、通信端末２は、ランダムアドレスの更新時刻からの経過時間を計測し、更新時間が経過すると、アクセスアドレスを利用して通信装置１に接続し、通信装置１に更新時間の経過を通知する。通信端末２から更新時間の経過を通知された通信装置１は、ランダムアドレスを更新する。以降、通信装置１と通信端末２とは、更新された新たなランダムアドレスを利用してＢＬＥ通信を実行する。

これにより、通信装置１と通信端末２とは、更新時間以上更新されていないランダムアドレスを利用することなく、すなわち、更新時間以内に更新されたランダムアドレスを利用して、ＢＬＥ通信を実行することができる。したがって、ＢＬＥ通信の安全性を向上できる。

また、通信装置１は、更新時間毎に省エネルギーモードから通常モードに復帰することなく、通信端末２とＢＬＥ通信するためのランダムアドレスを更新できる。したがって、通信装置１の消費電力を低減することができる。

なお、本実施形態において、サブシステム１３もタイマー１４を備え、更新時刻からの経過時間を計測し、経過時間を通信制御部１２２に通知してもよい。これにより、通信制御部１２２は、通信端末２が接続要求の際に利用したアドレスと、更新時刻からの経過時間と、に基づいて、接続要求を行った通信端末２が正規の通信端末２であるか判定できる。

具体的には、通信制御部１２２は、更新時間以内に現在のランダムアドレスを利用して接続要求を行った通信端末２と、更新時間の経過後にアクセスアドレスを利用して接続要求を行った通信端末２と、を正規の通信端末２と判定すればよい。これにより、通信制御部１２２は、本実施形態に係る正規の通信端末２と選択的にＢＬＥ通信を実行できる。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１：通信装置
２：通信端末
３：サーバ
４：アクセスポイント
１１：無線モジュール
１２：ホストシステム
１３：サブシステム
１４：タイマー
１５：更新部
１６：周辺ＩＯモジュール
１７：ＲＡＭ
１８：ユーザインタフェース
１９：Ｋｅｙ／ＬＥＤコントローラ

特開２０１５−１１９２９６号公報

Claims (11)

1. 通信端末と通信可能な無線モジュールと、
   前記無線モジュールによる前記通信端末との通信を制御する通信制御部と、所定の更新時間ごとに前記通信に利用される情報を更新する更新部と、動作状態を制御する動作状態制御部と、を備えるホストシステムと、
   前記情報の更新時刻から前記更新時間が経過したことを前記動作状態制御部に通知するサブシステムと、
   を備え、
   前記動作状態制御部は、前記ホストシステムが省エネルギーモードの間に前記更新時間の経過を通知されると、前記ホストシステムを通常モードに復帰させる
   通信装置。
2. 前記動作状態制御部は、前記情報の更新時刻から所定時間が経過すると、前記ホストシステムを前記省エネルギーモードに移行させる
   請求項１に記載の通信装置。
3. 前記情報の更新時刻からの経過時間を計測するためのタイマーを更に備える
   請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
4. 前記サブシステムは、前記通信端末から前記更新時間が経過したことを通知される
   請求項１又は請求項２に記載の通信装置。
5. 前記無線モジュール、前記サブシステム、及び前記動作状態制御部は、前記ホストシステムが前記省エネルギーモードの間も通常モードで動作する
   請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の通信装置。
6. 前記通信は、ＢＬＥ（Bluetooth Low Energy）に準拠した無線通信である
   請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の通信装置。
7. 前記情報は、前記ＢＬＥのアドバタイザーズアドレスを含む
   請求項６に記載の通信装置。
8. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の通信装置と通信可能な通信端末であって、
   前記情報の更新時刻からの経過時間を計測するタイマーを備え、
   前記更新時間が経過したことを前記通信装置に通知する
   通信端末。
9. 前記更新時間が経過した場合、前記通信装置に前記情報とは異なる他の情報を利用して接続する
   請求項８に記載の通信端末。
10. 請求項１から請求項７までのいずれか１項に記載の通信装置と、
    請求項８又は請求項９に記載の通信端末と、
    を備える通信システム。
11. 通信端末と通信可能な無線モジュールと、前記無線モジュールによる前記通信端末との通信を制御する通信制御部と、動作状態を制御する動作状態制御部と、を備えるホストシステムと、を備える通信装置と、
    所定の更新時間ごとに前記通信に利用される情報を更新する更新部を備えるサーバと、
    を備える通信システム。

Images