JP2018056649A - Radio terminal identification device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、無線端末が予め通信許可を与えた許可端末であるか否かを識別する無線端末識別装置に関する。 The present invention relates to a wireless terminal identification device for identifying whether or not a wireless terminal is a permission terminal to which communication permission has been given in advance.
近年、警備システムにおいては、警備対象に設置するセンサと、センサとコントローラ間の通信を中継するルータの間の通信の無線化が進んでいる。一方で、無線ＬＡＮのセキュリティも向上してきており、警備システムにおいてルータ（無線端末識別装置）とセンサ（無線端末）の間の通信に無線ＬＡＮの規格を導入することが考えられる。標準的な無線ＬＡＮにおいては、無線端末識別装置は接続許可を与えた無線端末の機器ＩＤを登録し、又は／及び無線端末識別装置と無線端末の両者が電子証明書を登録し合う。その後の通信においては無線端末識別装置が無線端末から受信した機器ＩＤや電子証明書が予め登録されたものと照合一致することを条件にして接続許可を与えることによりセキュリティを確保している（非特許文献１）。 In recent years, in a security system, wireless communication between a sensor installed in a security target and a router that relays communication between the sensor and the controller is progressing. On the other hand, wireless LAN security has also been improved, and it is conceivable to introduce a wireless LAN standard for communication between a router (wireless terminal identification device) and a sensor (wireless terminal) in a security system. In a standard wireless LAN, the wireless terminal identification device registers the device ID of the wireless terminal to which connection permission is granted, and / or both the wireless terminal identification device and the wireless terminal register electronic certificates. In subsequent communications, security is ensured by granting connection permission on the condition that the device ID or electronic certificate received by the wireless terminal identification device from the wireless terminal matches a pre-registered one (non- Patent Document 1).
しかしながら、上述の無線ＬＡＮを警備システムに導入する場合、次のような問題があった。 However, when the wireless LAN described above is introduced into the security system, there are the following problems.
すなわち、無線端末の機器ＩＤは製造時以降変更されることはなく、また警備システムを設置する際、手作業などにより機器ＩＤを無線端末識別装置に登録する。そのため、機器ＩＤのみで照合する場合は、機器ＩＤを知りうる攻撃者によってなりすまされる危険性がある。 That is, the device ID of the wireless terminal is not changed after manufacture, and when the security system is installed, the device ID is registered in the wireless terminal identification device manually. Therefore, when collating only with the device ID, there is a risk of being spoofed by an attacker who can know the device ID.
また、電子証明書で照合する場合は無線端末側に電子証明書を記憶させる手段、及び電子証明書の有効期限が到来したら更新する手段などを設ける必要が生じる。そのため製造コストや電池消費量が増大してしまうといった問題がある。 Further, when collating with an electronic certificate, it is necessary to provide a means for storing the electronic certificate on the wireless terminal side, a means for updating the electronic certificate when the expiration date arrives, and the like. Therefore, there is a problem that the manufacturing cost and battery consumption increase.
本発明は、上記問題を鑑みてなされたものであり、無線端末に新たな機能を付加することなく、セキュリティの向上を図れる無線端末識別装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a wireless terminal identification device capable of improving security without adding a new function to the wireless terminal.
かかる課題を解決するために、本発明は、任意の無線端末である識別対象端末から送信された電波を受信し、当該識別対象端末の識別符号である識別対象符号が含まれた変調信号を出力する受信手段と、前記変調信号を復調して前記識別対象符号を抽出する復調手段と、予め通信許可を与えた無線端末である許可端末の変調信号の波形データを当該許可端末の識別符号と対応付けて記憶している許可端末記憶手段と、前記識別対象符号が前記許可端末の識別符号と一致し、且つ、当該識別対象符号が抽出された変調信号の波形データである識別対象波形と当該許可端末の識別符号に対応付けて記憶されている波形データとが所定基準以上に類似する場合に、前記識別対象端末が当該許可端末であると判定する端末識別手段と、を備えたことを特徴とする無線端末識別装置を提供する。 In order to solve such a problem, the present invention receives a radio wave transmitted from an identification target terminal which is an arbitrary radio terminal, and outputs a modulation signal including an identification target code which is an identification code of the identification target terminal. Receiving means, demodulating means for demodulating the modulation signal to extract the identification target code, and modulating signal waveform data of a permission terminal that is a wireless terminal to which communication permission has been given in advance, corresponding to the identification code of the permission terminal And the permitted terminal storage means, the identification target waveform that is the waveform data of the modulated signal from which the identification target code matches the identification code of the permitted terminal and the identification target code is extracted, and the permission Terminal identification means for determining that the identification target terminal is the permitted terminal when the waveform data stored in association with the identification code of the terminal is more than a predetermined reference. To provide a wireless terminal identification device according to symptoms.
これにより、無線端末に対して新たな機能を付加させることなく、無線端末識別装置側は無線端末の識別符号及びその時の波形データという２要素によって無線端末を識別することが可能になり、セキュリティの向上を図ることができる。 As a result, without adding a new function to the wireless terminal, the wireless terminal identification device side can identify the wireless terminal by the two elements of the identification code of the wireless terminal and the waveform data at that time. Improvements can be made.
また、本発明は、任意の無線端末である識別対象端末から送信された電波を受信し、当該識別対象端末の識別符号である識別対象符号および当該識別対象端末の近傍の温度データが含まれた変調信号を出力する受信手段と、前記変調信号を復調して前記識別対象符号および前記温度データを抽出する復調手段と、予め通信許可を与えた無線端末である許可端末の変調信号から抽出された温度データと当該変調信号の波形データとの組み合わせを当該許可端末の識別符号と対応付けて記憶している許可端末記憶手段と、前記識別対象符号が前記許可端末の識別符号と一致し、且つ、当該識別対象符号が抽出された変調信号の波形データである識別対象波形と前記温度データとの組み合わせが当該許可端末の識別符号に対応付けられている波形データと温度データの組み合わせと所定基準以上に類似する場合に、前記識別対象端末が当該許可端末であると判定する端末識別手段と、を備えたことを特徴とする無線端末識別装置を提供する。これにより、無線端末が取得した温度データを使用して、波形の温度変動による誤判定を低減することができる。 Further, the present invention receives a radio wave transmitted from an identification target terminal that is an arbitrary wireless terminal, and includes an identification target code that is an identification code of the identification target terminal and temperature data in the vicinity of the identification target terminal Receiving means for outputting a modulated signal; Demodulating means for demodulating the modulated signal to extract the identification target code and the temperature data; and extracted from a modulated signal of a permitted terminal that is a wireless terminal to which communication permission has been given in advance Permission terminal storage means for storing a combination of temperature data and waveform data of the modulation signal in association with an identification code of the permission terminal, the identification target code matches the identification code of the permission terminal, and The waveform data in which the combination of the identification target waveform, which is the waveform data of the modulation signal from which the identification target code is extracted, and the temperature data is associated with the identification code of the permitted terminal. If similar to or combined with a predetermined reference of data and temperature data, to provide a wireless terminal identification device, characterized in that the identification target terminal includes a terminal identification unit determines that the permitted terminal. Thereby, it is possible to reduce erroneous determination due to temperature fluctuation of the waveform using the temperature data acquired by the wireless terminal.
また、かかる無線端末識別装置において、前記端末識別手段は、前記許可端末であると判定した前記識別対象端末の前記識別対象波形と前記温度データの組み合わせを前記許可端末記憶手段に記憶させることが好ましい。これにより、許可端末の照合用データを最新の波形と温度データの組み合わせのデータを蓄積、更新することができる。 In the wireless terminal identification device, it is preferable that the terminal identification unit stores the combination of the identification target waveform of the identification target terminal determined to be the permitted terminal and the temperature data in the permitted terminal storage unit. . As a result, the combination data of the latest waveform and temperature data can be accumulated and updated as the verification data of the permitted terminal.
また、本発明は、任意の無線端末である識別対象端末から送信された電波を受信し、当該識別対象端末の識別符号である識別対象符号が含まれた変調信号を出力する受信手段と、前記変調信号を復調して前記識別対象符号を抽出する復調手段と、予め通信許可を与えた無線端末である許可端末の変調信号の波形データと当該変調信号の元となった電波の受信時刻である登録時刻の組み合わせを当該許可端末の識別符号に対応付けた許可端末情報を記憶している許可端末記憶手段と、前記識別対象符号が前記許可端末の識別符号と一致し、且つ、当該識別対象符号が抽出された変調信号の波形データである識別対象波形と当該識別対象波形の元となった電波の受信時刻との組み合わせが当該許可端末の識別符号に対応付けられている前記波形データと前記登録時刻との組み合わせと所定基準以上に類似する場合に、前記識別対象端末が当該許可端末であると判定する端末識別手段と、を備えたことを特徴とする無線端末識別装置を提供する。これにより、無線機器側に新たな機能を付加させることなく、波形の温度変動による誤判定を低減することができる。 The present invention also includes a receiving unit that receives a radio wave transmitted from an identification target terminal that is an arbitrary wireless terminal, and outputs a modulation signal including an identification target code that is an identification code of the identification target terminal; Demodulating means for demodulating a modulation signal to extract the identification target code, waveform data of the modulation signal of a permission terminal that is a wireless terminal to which communication permission has been given in advance, and reception time of the radio wave that is the source of the modulation signal A permitted terminal storage unit that stores permitted terminal information in which a combination of registration times is associated with an identification code of the permitted terminal; and the identification target code matches the identification code of the permitted terminal, and the identification target code The waveform data in which the combination of the identification target waveform, which is the waveform data of the modulated signal from which the signal is extracted, and the reception time of the radio wave that is the source of the identification target waveform is associated with the identification code of the permitted terminal And a terminal identification means for determining that the identification target terminal is the permitted terminal when the combination of the data and the registration time is similar to a predetermined standard or more, a wireless terminal identification device is provided. To do. Thereby, it is possible to reduce erroneous determinations due to waveform temperature fluctuations without adding a new function to the wireless device side.
また、かかる無線端末識別装置において、前記端末識別手段は、前記許可端末であると判定した前記識別対象端末の前記識別対象波形と前記受信時刻の組み合わせを前記許可端末記憶手段に記憶させることが好ましい。これにより、許可端末の照合用データを最新の波形と受信時刻の組み合わせのデータを蓄積、更新することができる。 In the wireless terminal identification device, it is preferable that the terminal identification unit stores the combination of the identification target waveform of the identification target terminal determined to be the permitted terminal and the reception time in the permitted terminal storage unit. . As a result, the data for the combination of the latest waveform and the reception time can be accumulated and updated as the verification terminal data.
本発明によれば、無線端末の製造コストや電池の消費量の増大を防ぎつつ、高いセキュリティを確保して通信制御することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to perform communication control while ensuring high security while preventing an increase in manufacturing cost of a wireless terminal and an increase in battery consumption.
以下、本発明に係る無線端末識別装置を用いた警備システムの実施の形態について、図を参照しつつ説明する。図１は、警備システムの全体構成図である。図１に示す警備システム１は、無線端末であるセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・、無線端末識別装置であるルータ３、及び、ルータ３を介してセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・とデータを授受して各種処理を行うコントローラ４から構成される。
Hereinafter, an embodiment of a security system using a wireless terminal identification device according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a security system. The
まず、センサユニット２ａについて説明する。センサユニット２ａは、センシング機能と無線通信機能を備えたユニットであって、図１に示すように、送受信部２０ａ、変調部２１ａ、制御部２２ａ、センサ部２３ａ、記憶部２４ａを含んで構成される。
First, the
センサ部２３ａは、例えば、磁石によって扉の開閉状態を検知するマグネットセンサなどの各種センサであって、センシング機能を提供する。例えば、マグネットセンサならば扉などの開閉状態を磁石によってセンシングし、その結果である開閉状態を表した信号を制御部２２ａへ出力する。
The
記憶部２４ａは、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置であり、制御部２２ａを制御するためのコンピュータプログラムおよび各種情報を記憶する。記憶部２４ａに記憶されている各種情報には、センサユニット２ａを識別するために予め付与された識別符号である機器ＩＤ（識別対象符号）が含まれる。
The
制御部２２ａは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＭＣＵ（Micro Control Unit）等の演算装置で構成される。制御部２２ａは、記憶部２４ａからプログラムを読み出して実行することにより各種処理を実施する手段として動作する。この際、制御部２２ａは、記憶部２４ａ、センサ部２３ａから得られる各種データに応じた各種処理を行い、その処理結果を含めたディジタル信号を変調／復調部２１に出力する。なお、制御部２２ａから出力されるディジタル信号には、センサユニット２ａの識別符号が含まれるものとする。
The
変調／復調部２１ａは、制御部２２から入力されたディジタル信号を変調して、電波として送信するための変調信号を生成する変調機能を有する。反対に、送受信部２０ａから入力された変調信号を復調してディジタル信号を生成し、制御部２２ａに出力する復調機能も有する。本実施形態で利用する変調／復調方式は、ＦＳＫ（Frequency-shift keying）方式を用いるものとする。ＦＳＫ方式は、正弦波に対してディジタル信号で変調を行なういわゆるディジタル変調の方式の一つで、ディジタル値を正弦波の周波数に対応させて伝送する方式である。具体的にはディジタル値の１／０に対応させて２つの周波数を決め、入力されるディジタル信号に応じてそれぞれの周波数の正弦波を交互に送出することで実現させる。変調／復調方式は、ＦＳＫ方式に限らず、ＰＳＫ（Phase-shift keying）方式、ＡＳＫ（Amplitude-shift keying）方式など既知の他の方式を用いてもよい。
The modulation /
送受信部２０ａは、変調／復調部２１から入力された変調信号をルータ３に対して電波により送信する送信機能、また、送受信部２０ａ、ルータ３からの電波を受信して変調信号を出力する受信機能を有する。本実施形態では、送受信部２０ａは、アンテナ、搬送波発信機、周波数フィルタ、ミキサなどにより構成される。
The transmission /
センサユニット２ｂ、２ｃ、・・・は、センサユニット２ａと同様の構成を備える。すなわちセンサユニット２ｂは送受信部２０ａと同様の送受信部２０ｂ、変調／復調部２１ａと同様の変調／復調部２１ｂ、制御部２２ａと同様の制御部２２ｂ、センサ部２３ａと同様のセンサ部２３ｂ、記憶部２４ａと同様の記憶部２４ｂを備えた無線端末であり、センサユニット２ｂに予め付与された識別対象符号が含まれた変調信号をルータ３に送信する。また、すなわちセンサユニット２ｃは送受信部２０ａと同様の送受信部２０ｃ、変調／復調部２１ａと同様の変調／復調部２１ｃ、制御部２２ａと同様の制御部２２ｃ、センサ部２３ａと同様のセンサ部２３ｃ、記憶部２４ａと同様の記憶部２４ｃを備えた無線端末であり、センサユニット２ｃに予め付与された識別対象符号が含まれた変調信号をルータ３に送信する。
The
次に、ルータ３（無線端末識別装置）について説明する。ルータ３は、図１に示すように、送受信部３０、変調／復調部３１、制御部３２、記憶部３３、ユーザインタフェース部３４を含んで構成される。
Next, the router 3 (wireless terminal identification device) will be described. As shown in FIG. 1, the
送受信部３０は、センサユニット２又はコントローラ４から送信された電波を受信し、後述する変調／復調部３１に変調信号を出力する受信機能を有し、本発明における「受信手段」として機能する。また、送受信部３０は、後述する変調／復調部３１から入力された変調信号を、センサユニット２又はコントローラ４に対して電波出力する送信機能も有している。本実施形態では、送受信部３０は、アンテナ、搬送波発信機、周波数フィルタ、ミキサなどにより構成される。
The transmission /
変調／復調部３１は、制御部３２から入力された情報を電波として送信するための変調信号を生成する変調機能を有する。また、変調／復調部３１は、送受信部３０から入力された変調信号を復調することによってディジタル信号である復調信号を生成する復調機能を有し、本発明における「復調手段」として機能する。本実施形態で利用する変調／復調方式は、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・と同じＦＳＫ方式を用いるものとする。変調／復調方式はセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・と同じであればよく、他の方式とすることもできる。変調／復調部３１は、送受信部３０から入力された変調信号を復調して生成した復調信号から識別対象符号を抽出し、当該識別対象符号を制御部３２に出力する。
The modulation /
記憶部３３は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等の記憶装置であり、制御部３２を制御するためのコンピュータプログラムおよび各種情報を記憶し、本発明における「許可端末記憶手段」として機能する。記憶部３３に記憶されている各種情報として、予め通信許可を与えたセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・などの無線端末の識別情報である許可端末情報を記憶している。図２は、許可端末情報を例を表す図である。同図に表すように、許可端末情報は、許可端末の識別符号と、変調信号における当該識別符号に相当する箇所の波形データである許可端末波形データとを対応付けた情報である。なお、同図では理解を容易にするために説明の都合上、許可端末波形データをアナログデータのように表現しているが、実際には、ＡＤコンバータによってアナログ値からなる波形データをサンプリングすることによって得たディジタルデータとして許可端末波形データを記憶しているものとする。
The
制御部３２は、ＣＰＵ、ＭＣＵ等の演算装置で構成される。制御部３２は、記憶部３３からプログラムを読み出して実行することにより各種処理・制御手段として動作する。この際、制御部３２は、記憶部３３、変調／復調部３１、ユーザインタフェース部３４などから得られる各種データに応じた各種処理を行い、端末識別手段３２１と通信制御手段３２２として機能する。
The
端末識別手段３２１は、送受信部３０にて受信した電波が、許可端末によって送信された電波であるか否かを識別する処理を行う。具体的には、まず、変調／復調部３１から入力された復調情報から、電波を送信したセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・の識別符号（識別対象符号）を抽出し、抽出した識別対象符号が、予め記憶部３３に記憶された許可端末情報の識別符号と一致しているか否かを判定する。次に、端末識別手段３２１は、送受信部３０から入力された変調信号から、当該変調信号における当該識別対象符号に対応する位置の波形データである識別対象波形を抽出する。そして、抽出した識別対象符号に一致する識別符号の波形データ（許可端末波形データ）を許可端末情報から読み出し、当該許可端末波形データと識別対象波形との類似性を判定し、予め設定した所定基準（閾値）以上に類似する場合に、識別対象端末が許可端末であると判定する。端末識別手段３２１は、変調／復調部３１から入力された復調情報が、許可端末からの情報であると判定したとき、当該判定結果（識別結果）を通信制御手段３２２に出力する。
The
なお、本実施形態では、許可端末波形データと識別対象波形との類似性を判定するにあたり、既知の従来技術を利用した相関器を用い、許可端末波形データと識別対象波形の相関値を算出し、類似判定の基準として予め設定された閾値以上の相関値を有するとき、許可端末波形データと識別対象波形とが類似していると判定する。なお、波形データ同士の類似性を判定するにあたって利用される相関器では、様々な相関演算方法が提案されており、どの相関演算方法を用いてもよい。 In the present embodiment, in determining the similarity between the permitted terminal waveform data and the identification target waveform, a correlator using a known prior art is used to calculate the correlation value between the permitted terminal waveform data and the identification target waveform. When the correlation value is equal to or greater than a preset threshold value as a criterion for similarity determination, it is determined that the permitted terminal waveform data and the identification target waveform are similar. Various correlation calculation methods have been proposed for correlators used for determining the similarity between waveform data, and any correlation calculation method may be used.
通信制御手段３２２は、端末識別手段３２１から入力された識別結果に基づいて、受信した信号をコントローラ４に転送するか否かを判定する。具体的には、通信制御手段３２２は、端末識別手段３２１からセンサユニット２が許可端末である旨の識別結果を受信したとき、当該センサユニット２によって送信された信号をコントローラ４に転送するための処理を行う。この際、転送する信号は、変調／復調部３１にて変調信号に変調し、送受信部３０を介して電波により送信する。
The communication control unit 322 determines whether to transfer the received signal to the controller 4 based on the identification result input from the
ユーザインタフェース部３４は、キーボードやマウス、タッチパネル、可搬記憶媒体の読み取り装置等の情報入力デバイスや、液晶ディスプレイ、スピーカ等の情報出力デバイスである。ユーザは、ユーザインタフェース部３４を介して、ルータ３の各種設定を行うものとする。
The
以下、本実施形態のルータ３（無線端末識別装置）の制御部３２が実行する処理の流れの一例について、図３を参照しながら詳細に説明する。
Hereinafter, an example of the flow of processing executed by the
制御部３２は、まず、変調／復調部３１から入力される復調信号に基づいて、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・からの電波を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。電波を受信していない場合（Ｓ１−Ｎｏ）、電波を受信するまで待機状態とする。そして、電波を受信した場合（Ｓ１−Ｙｅｓ）、変調／復調部３１から入力された復調信号から各種データを取得する（ステップＳ２）。
First, based on the demodulated signal input from the modulation /
復調信号から取得した各種データの情報種別に関するコードを参照し、入力された復調信号が登録要求に係る情報種別である場合（ステップＳ３−Ｙｅｓ）、登録フェーズに係る処理を実行する（ステップＳ１２〜Ｓ１６）。一方、復調信号から取得したデータの情報種別に関するコードが、センシングデータに係る情報種別であることを示す場合（ステップＳ３−Ｎｏ）、通信制御フェーズに係る処理を実行する（ステップＳ４〜Ｓ１０）。 With reference to the codes related to the information types of various data acquired from the demodulated signal, if the input demodulated signal is the information type related to the registration request (step S3-Yes), the processing related to the registration phase is executed (steps S12 to S12). S16). On the other hand, when the code related to the information type of the data acquired from the demodulated signal indicates the information type related to the sensing data (step S3-No), the process related to the communication control phase is executed (steps S4 to S10).
まず、登録フェーズに係る処理（ステップＳ１２〜Ｓ１６）について説明する。登録フェーズでは、ルータ３が通信制御対象とするセンサユニット２を設定登録するための一連の処理を実行する。まず、登録フェーズでは、登録要求に係る復調信号を送信した登録要求端末（センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・のいずれか）の登録を、人が明示的に許可することができるよう、設定登録者などからのパスフレーズの入力を待つ。ここで、パスフレーズとは、ルータ３に設定された設定登録者のみが知りうる数字列・文字列である。設定登録者は、ユーザインタフェース部３４を用いることにより、登録要求に係る復調信号が入力されてから所定期間においてパスフレーズを入力することによって、登録要求端末を許可端末として登録する。パスフレーズを入力されないまま、登録要求を示す復調信号が入力されてから所定期間経過してしまった場合（Ｓ１２−Ｎｏ）、登録失敗を示すエラーメッセージをユーザインタフェース部３４から出力する（Ｓ１６）。
First, processing related to the registration phase (steps S12 to S16) will be described. In the registration phase, the
一方、所定期間内に正しいパスフレーズが入力された場合（Ｓ１２−Ｙｅｓ）、制御部３２は、変調／復調部３１から入力された登録要求に係る復調信号から識別符号を抽出すると共に、送受信部３０から入力された変調信号から当該識別符号に該当する部分の波形データを抽出する（ステップＳ１３）。具体的には、制御部３２は、変調／復調部３１から入力された登録要求に係る復調信号から、同期信号後の数ビットの情報を識別符号と認識して抽出する。また、制御部３２は、送受信部３０から入力された変調信号から、同期信号後の数ｍｓの情報を識別符号に該当する部分の波形データとして抽出する。
On the other hand, when a correct passphrase is input within a predetermined period (S12-Yes), the
抽出した識別符号と波形データ（許可端末波形データ）は、それぞれ対応付けて記憶部３３の許可端末情報として登録し（Ｓ１４）、登録成功を示すメッセージをユーザインタフェース部３４から出力する（Ｓ１５）。 The extracted identification code and waveform data (permitted terminal waveform data) are associated with each other and registered as permitted terminal information in the storage unit 33 (S14), and a message indicating registration success is output from the user interface unit 34 (S15).
続いて、ステップＳ３にて、復調信号から取得したデータの情報種別に関するコードが、センシングデータに係る情報種別である場合（ステップＳ３−Ｎｏ）に実行される処理である通信制御フェーズ（ステップＳ４〜Ｓ１０）について説明する。通信制御フェーズでは、まず、端末識別手段３２１が、入力された復調信号からセンシングデータに係る変調信号を送信した識別対象端末（センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・のいずれか）の識別符号（識別対象符号）を抽出する（ステップＳ４）。また、端末識別手段３２１は、送受信部３０から入力された変調信号から当該識別対象符号に該当する部分の波形データ（識別対象波形）を抽出する（ステップＳ４）。
Subsequently, in step S3, a communication control phase (steps S4 to S4) is a process executed when the code related to the information type of the data acquired from the demodulated signal is the information type related to the sensing data (step S3-No). S10) will be described. In the communication control phase, first, the terminal identification means 321 identifies the identification target terminal (any one of the
次に、端末識別手段３２１は、抽出した識別対象符号が、記憶部３３の許可端末情報に登録されている識別符号と一致するか否かを判定する（ステップＳ５）。識別対象符号が許可端末情報に登録されていない場合（Ｓ５−Ｎｏ）、識別対象端末が許可端末ではない（すなわち識別ＮＧ）とする（ステップＳ９）。一方、識別対象符号が許可端末情報に登録されている場合（Ｓ５−Ｙｅｓ）、記憶部３３の許可端末情報に記憶されている波形データであって、識別対象符号に一致する識別符号に対応付けられた波形データ（許可端末波形データ）を記憶部３３の許可端末情報から読み出す（ステップＳ６）。
Next, the
次に、ステップＳ６にて記憶部３３から読み出した許可端末波形データと、Ｓ４にて変調信号から抽出した識別対象波形とが類似しているか否かを判定する（ステップＳ７）。前述のように、本実施形態では、相関器が出力した相関値に基づいて波形同士の類似性を判断する。すなわち、ステップＳ６にて読み出した許可端末波形データと、Ｓ４にて変調信号から抽出した識別対象波形とを相関器に入力し、相関器から出力した相関値が所定の基準値（閾値）以上であるとき、各波形が類似していると判定する。一般的に、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・などの無線端末は、所定の周波数にて電波を送信する際、当該周波数に無線端末におけるハードウェア固有の周波数誤差を有している。そのため、予め登録フェーズにて登録してある許可端末波形データと類似する識別対象波形であるならば、当該識別対象波形の変調信号を送信した無線端末は、登録フェーズにおいて登録した無線端末と同じハードウェアであると推定することができる。反対に、予め登録フェーズにて登録してある許可端末波形データと類似しない識別対象波形であるならば、当該識別対象波形の変調信号を送信した無線端末は、登録時に登録した無線端末と異なるハードウェアであると推定することができ、いわゆる識別符号を不正に利用してなりすましを行った不正端末であると推定することが可能となる。したがって、ステップＳ６にて読み出した許可端末波形データと、Ｓ４にて変調信号から抽出した識別対象波形とが類似していないとき（Ｓ７−Ｎｏ）、当該識別対象波形を送信したセンサユニット２が許可端末ではない（すなわち通信不許可）と判定する（ステップＳ９）。一方、ステップＳ６にて読み出した許可端末波形データと、Ｓ４にて変調信号から抽出した識別対象波形とが類似しているとき（Ｓ７−Ｙｅｓ）、当該識別対象波形を送信した識別対象端末が許可端末でである（すなわち通信許可）とする（ステップＳ８）。
Next, it is determined whether the permitted terminal waveform data read from the
端末識別手段３２１は、ステップＳ８又はステップＳ９における識別結果を通信制御手段３２２に出力する。識別結果を受けて通信制御手段３２２は、受信したセンシングデータ等をコントローラ４に転送するか否かを制御する通信制御処理を実行する（Ｓ１０）。通信制御処理では、識別結果が許可端末でない事を示す場合は、当該センシングデータ等をコントローラ４に転送することなく破棄する処理を行う。一方、識別結果が許可端末であることを示す場合は、当該センシングデータ等を変調／復調部３１にて再び変調信号に変調した上で、送受信部３０を介してコントローラ４に対して電波により転送する。
The
以上のように、本実施形態の無線端末識別装置（ルータ３）は、各無線端末（センサユニット２）が有するハードウェア固有の無線周波数の誤差を、端末識別のための情報として活用することにより、これまで利用してきた無線端末をそのまま利用しながらも、高いセキュリティを確保できる。そのため、セキュリティを高めるために一般的に必要とされうる無線端末の製造コストや電池消費量の増大を防ぐことが可能になる。 As described above, the wireless terminal identification device (router 3) of the present embodiment uses the hardware-specific radio frequency error of each wireless terminal (sensor unit 2) as information for terminal identification. High security can be ensured while using the wireless terminals that have been used so far. Therefore, it is possible to prevent an increase in the manufacturing cost and battery consumption of a wireless terminal that is generally required to increase security.
ところで、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した技術的思想の範囲内で、更に種々の異なる実施形態で実施されてもよいものである。また、実施形態に記載した効果は、これに限定されるものではない。 By the way, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be implemented in various different embodiments within the scope of the technical idea described in the claims. Further, the effects described in the embodiments are not limited to this.
上記実施形態では、登録フェーズにおいて、予め通信許可された許可端末の識別符号に対して、当該許可端末の変調信号から抽出した波形データ（許可端末波形データ）を一対一に対応付けて記憶部３３に記憶しておき、端末識別手段３２１は当該許可端末波形データと識別対象波形との類似性を判定している。しかしこれに限らず、許可端末の識別符号に対して「複数の」許可端末波形データを対応付けて許可端末情報として予め記憶し、当該複数の許可端末波形データの中から類似性を判定するのに利用する有効な波形データ（以下「有効波形」という）を抽出し、当該有効波形と識別対象波形とが所定基準以上に類似する場合に、識別対象端末が当該許可端末であると判定してもよい。
In the above embodiment, in the registration phase, the
一般的に無線端末（センサユニット２）が有するハードウェア固有の無線周波数の誤差は、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・の内部回路における温度によって変動する性質を有する。そのため、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・近傍の温度を考慮して、許可端末情報の識別情報に対応付けられた複数の許可端末波形データの中から有効波形を抽出してもよい。
Generally, the error of the radio frequency specific to the hardware of the wireless terminal (sensor unit 2) has a property of fluctuating depending on the temperature in the internal circuit of the
具体的には、予めセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・に温度計測部を更に備え、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・の設置位置における周囲の温度、又はセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・内部の温度といった、センサユニット２近傍の温度を計測し、当該温度データを他の情報と共にルータ３に対して無線送信する。そして、ルータ３では、登録フェーズにおいて、複数の温度データにおける許可端末波形データを、当該センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・の識別符号及び登録時に送信された温度データに対応付けて、許可端末情報として記憶させる。図４に、このような他の実施形態の場合における許可端末情報の例を表す。同図において、識別符号が“０００１”のセンサユニット２ａは、５℃、１０℃、１５℃などといったように複数の温度（登録時におけるセンサユニット２近傍の温度であって、センサユニット２ａから送信された温度データ）に対応付けて許可端末波形データが登録されている。なお、登録フェーズにおいて、設定登録者はセンサユニットの近傍の温度を加温又は冷却することによって変化させ、様々な温度における許可端末波形データを登録するものとする。
Specifically, the
そして、端末識別手段３２１は、センサユニット２から送信された識別対象波形と温度データとの組み合わせが、許可端末の識別符号に対応付けられている許可端末波形データと温度データの組み合わせと、所定基準以上に類似する場合に、許可端末であると判定する。具体的には、端末識別手段３２１は、通信制御フェーズにおいて、復調信号が入力されたとき、図４に示した許可端末情報の中から、入力された復調信号に含まれる識別対象符号と一致する識別符号に対応する許可端末波形データであって、且つ、当該復調信号に含まれる温度データに最も近い温度データに対応付けられた許可端末波形データを有効波形として読み出し、当該有効波形と識別対象波形とが所定基準以上に類似する場合に、識別対象端末が許可端末であると判定する。なお、上述した例では、入力された復調信号に含まれる温度データに最も近い温度データに対応付けられた許可端末波形データを有効波形として読み出している。しかし、これに限らず、入力された復調信号に含まれる温度データの所定温度範囲に含まれる許可端末波形データを複数読み出して、当該各許可端末波形データと識別対象波形とを比較することにより、類似を判定してもよい。例えば、各許可端末波形データと識別対象波形との各相関値が所定の基準値以上であるとき、類似していると判定してもよい。このように、センサユニット２の近傍における温度データを考慮して、許可端末情報から適切な有効波形を抽出して識別対象波形と比較することにより、温度による識別対象波形の波形変動（周波数変動）に対応することができ、温度に起因する識別誤りを低減することができる。
Then, the
上記の他の実施形態では、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・が温度計測部を更に備える必要がある。しかし、センサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・自体に温度計測部を備えるとセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・の製造コストが増すといった問題も有する。特に、これまで設置してきたセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・の数が多ければ多いほど、それらを交換するコストが膨大なものとなる。
上述した温度データを用いる実施形態は、センサ部２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、・・・が温度センサである場合や、送受信部２０ａ、２０ｂ、２０ｃ・・・の搬送波発信機などが温度計を備えている場合など、既存の温度計測部を流用可能な場合に特に有用である。既存の温度計測部を流用できない場合は、簡易的に受信時刻を考慮することにより、温度に起因する識別対象波形の波形変動（周波数変動）に対応するようにしてもよい。すなわち、識別対象波形の受信時刻と、許可端末情報に記憶された許可端末波形データの受信時刻とが略一致しているならば、当該許可端末波形データを登録したときのセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・近傍の温度と識別対象波形を送信したときのセンサユニット２の近傍の温度とが略一致していると仮定することにより、簡易的に温度に起因する識別対象波形の波形変動（周波数変動）を考慮する。
In the other embodiments described above, the
In the embodiment using the temperature data described above, when the
具体的には、ルータ３では、登録フェーズにおいて、複数時刻におけるセンサユニット２ａ、２ｂ、２ｃ、・・・の変調信号の許可端末波形データを、当該センサユニット２の識別符号に対応付けて、許可端末情報として記憶させておく。図５に、このような他の実施形態の場合における許可端末情報の例を表す。同図において、識別符号が“０００１”のセンサユニット２ａは、１０：００、１１：００、１２：００などといったように複数の時刻に対応付けて許可端末波形データが登録されている。同図に示す時刻とは、登録フェーズにおいてセンサユニット２ａからの電波を受信した時刻のことをいう。すなわち、本実施形態では、複数時刻において登録フェーズを実行しており、それぞれの登録フェーズが実行された時刻（以下「登録時刻」という）と対応付けて許可端末波形データが登録されるものとする。
Specifically, in the
そして、端末識別手段３２１は、識別対象波形と当該識別対象波形に対応する電波の受信時刻との組み合わせが、許可端末の識別符号に対応付けられている許可端末波形データとその登録時刻との組み合わせと、所定基準以上に類似する場合に、識別対象端末が許可端末であると判定する。具体的には、端末識別手段３２１は、復調信号が入力されて通信制御フェーズのときに、図５に示した許可端末情報の中から、入力された復調信号に含まれる識別対象符号と一致する識別符号に対応する許可端末波形データであって、且つ、当該復調信号に対応する電波の受信時刻に最も近い登録時刻の許可端末波形データを有効波形として読み出し、当該有効波形と識別対象波形とが所定基準以上に類似する場合に、識別対象端末が許可端末であると判定する。なお、上述した例では、受信時刻に最も近い登録時刻に対応付けられた許可端末波形データを有効波形として読み出している。しかし、これに限らず、受信時刻の所定時間範囲に含まれる許可端末波形データを複数読み出して、当該各許可端末波形データと識別対象波形とを比較することにより、類似を判定してもよい。例えば、各許可端末波形データと識別対象波形との各相関値が所定の基準値以上であるとき、類似していると判定してもよい。このように、受信時刻を考慮して、許可端末情報から適切な有効波形を抽出して識別対象波形と比較することにより、簡易的に温度による識別対象波形の波形変動（周波数変動）に対応することができ、温度に起因する識別誤りを低減することができる。
And the terminal identification means 321 is a combination of the permitted terminal waveform data in which the combination of the identification target waveform and the reception time of the radio wave corresponding to the identification target waveform is associated with the identification code of the permitted terminal and the registration time. And when it is similar to a predetermined standard or more, it is determined that the identification target terminal is a permitted terminal. Specifically, the
上述した温度データ（又は受信時刻）を用いる実施形態では、登録フェーズのタイミングにて、複数の温度データ（又は複数の受信時刻）に対して各温度データ（又は各受信時刻）における許可端末波形データを対応付けて許可端末情報として記憶部３３に記憶している。しかし、これに限らず、通信制御フェーズのタイミングにて、許可端末であると判定された識別対象端末の識別対象波形を、その時に受信した温度データ（又は受信時刻）に対応付けて許可端末情報として更新してもよい。具体的には、図３のステップＳ８において許可端末であると判定された直後の処理として、許可端末情報更新処理を更に実行する。許可端末情報更新処理では、Ｓ６にて読み出した許可端末波形データと、当該許可端末から送信された温度データ（又は電波の受信時刻）とを、当該許可端末の識別符号と対応付けて許可端末情報に追記するよう更新する処理を行う。このように、登録フェーズのみならず、通信制御フェーズにおいても許可端末情報を更新していくことにより、様々な温度データ（又は受信時刻）における許可端末波形データを蓄積することができる。したがって、様々な温度（又は受信時刻）における識別対象波形の波形変動（周波数変動）を収集することができ、より一層、温度に起因する識別誤りを低減することができる。
In the embodiment using the temperature data (or reception time) described above, the permitted terminal waveform data in each temperature data (or each reception time) with respect to a plurality of temperature data (or a plurality of reception times) at the timing of the registration phase. Are stored in the
１・・・警備システム
２・・・センサユニット
３・・・ルータ
４・・・コントローラ
２０・・・送受信部
２１・・・変調／復調部
２２・・・制御部
２３・・・センサ部
２４・・・記憶部
３０・・・送受信部
３１・・・変調／復調部
３２・・・制御部
３３・・・記憶部
３４・・・ユーザインタフェース部
３２１・・・端末識別手段
３２２・・・通信制御手段
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記変調信号を復調して前記識別対象符号を抽出する復調手段と、
予め通信許可を与えた無線端末である許可端末の変調信号の波形データを当該許可端末の識別符号と対応付けて記憶している許可端末記憶手段と、
前記識別対象符号が前記許可端末の識別符号と一致し、且つ、当該識別対象符号が抽出された変調信号の波形データである識別対象波形と当該許可端末の識別符号に対応付けて記憶されている波形データとが所定基準以上に類似する場合に、前記識別対象端末が当該許可端末であると判定する端末識別手段と、
を備えたことを特徴とする無線端末識別装置。 Receiving means for receiving a radio wave transmitted from an identification target terminal which is an arbitrary wireless terminal, and outputting a modulation signal including an identification target code which is an identification code of the identification target terminal;
Demodulation means for demodulating the modulation signal and extracting the identification target code;
Permission terminal storage means for storing waveform data of a modulation signal of a permission terminal which is a wireless terminal to which communication permission has been given in advance, in association with an identification code of the permission terminal;
The identification target code matches the identification code of the permitted terminal, and is stored in association with the identification target waveform that is the waveform data of the modulated signal from which the identification target code is extracted and the identification code of the permitted terminal. Terminal identification means for determining that the identification target terminal is the permission terminal when the waveform data is more than a predetermined reference;
A wireless terminal identification device comprising:
前記変調信号を復調して前記識別対象符号および前記温度データを抽出する復調手段と、
予め通信許可を与えた無線端末である許可端末の変調信号から抽出された温度データと当該変調信号の波形データとの組み合わせを当該許可端末の識別符号と対応付けて記憶している許可端末記憶手段と、
前記識別対象符号が前記許可端末の識別符号と一致し、且つ、当該識別対象符号が抽出された変調信号の波形データである識別対象波形と前記温度データとの組み合わせが当該許可端末の識別符号に対応付けられている波形データと温度データの組み合わせと所定基準以上に類似する場合に、前記識別対象端末が当該許可端末であると判定する端末識別手段と、
を備えたことを特徴とする無線端末識別装置。 Reception that receives a radio wave transmitted from an identification target terminal that is an arbitrary wireless terminal and outputs a modulation signal including an identification target code that is an identification code of the identification target terminal and temperature data in the vicinity of the identification target terminal Means,
Demodulation means for demodulating the modulation signal to extract the identification target code and the temperature data;
Permitted terminal storage means for storing a combination of temperature data extracted from a modulation signal of a permitted terminal that is a wireless terminal to which communication permission has been given in advance and a waveform data of the modulated signal in association with an identification code of the permitted terminal When,
The identification target code matches the identification code of the permitted terminal, and the combination of the identification target waveform that is the waveform data of the modulation signal from which the identification target code is extracted and the temperature data is the identification code of the permitted terminal. A terminal identification unit that determines that the identification target terminal is the permitted terminal when the combination of the correlated waveform data and the temperature data is similar to a predetermined reference or more;
A wireless terminal identification device comprising:
前記変調信号を復調して前記識別対象符号を抽出する復調手段と、
予め通信許可を与えた無線端末である許可端末の変調信号の波形データと当該変調信号の元となった電波の受信時刻である登録時刻の組み合わせを当該許可端末の識別符号に対応付けた許可端末情報を記憶している許可端末記憶手段と、
前記識別対象符号が前記許可端末の識別符号と一致し、且つ、当該識別対象符号が抽出された変調信号の波形データである識別対象波形と当該識別対象波形の元となった電波の受信時刻との組み合わせが当該許可端末の識別符号に対応付けられている前記波形データと前記登録時刻との組み合わせと所定基準以上に類似する場合に、前記識別対象端末が当該許可端末であると判定する端末識別手段と、
を備えたことを特徴とする無線端末識別装置。 Receiving means for receiving a radio wave transmitted from an identification target terminal which is an arbitrary wireless terminal, and outputting a modulation signal including an identification target code which is an identification code of the identification target terminal;
Demodulation means for demodulating the modulation signal and extracting the identification target code;
An authorized terminal that associates a combination of the waveform data of the modulated signal of the authorized terminal, which is a wireless terminal that has been granted communication permission, and the registration time, which is the reception time of the radio wave that is the source of the modulated signal, with the identification code of the authorized terminal Authorized terminal storage means for storing information;
The identification target code matches the identification code of the permitted terminal, and the identification target waveform that is the waveform data of the modulation signal from which the identification target code is extracted, and the reception time of the radio wave that is the basis of the identification target waveform, Terminal identification that determines that the identification target terminal is the authorized terminal when the combination of the waveform data associated with the identification code of the authorized terminal and the combination of the registration time are similar to a predetermined standard or more Means,
A wireless terminal identification device comprising:
The wireless terminal identification device according to claim 4, wherein the terminal identification unit causes the permitted terminal storage unit to store a combination of the identification target waveform and the reception time of the identification target terminal determined to be the permitted terminal.
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