JP2020141164A - 通信システムおよび通信システムのタイムスタンプ補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】センサ装置による計測時刻の通知が困難、且つ本来同一の計測時刻を持つ複数データが順次異なるタイミングで送信される制約下にて、計測時刻の同時性を示すタイムスタンプ補正方法を提供する。【解決手段】センサ装置と、センサ装置からのデータを受信する中継装置と、中継装置からの転送されたデータを管理するサーバ装置とを備える通信システムであって、センサ装置は、パケットにセンサ装置を識別する送信元識別情報とセンサの計測タイミングを示すタイミング情報を格納し、中継装置にパケットを送信する。中継装置は、センサ装置から受信したパケットに受信時刻を付与する。サーバ装置は、受信した複数パケットのうち、送信元識別情報およびタイミング情報に基づいて関連データを抽出し、関連データに対応するパケットの中継装置における受信時刻に基づいて、関連データに対し、共通の補正後タイムスタンプを算出する。【選択図】図７

Description

本発明は、現場機器の収集データに時刻情報を付与する通信システム、および通信システムのタイムスタンプの補正方法に関する。例えば、工場などの現場から無線通信を利用して現場データを収集するシステムに適用して好適なものである。

近年、工場設備や現場機器に関するデータを現場のセンサ装置から収集し、設備や機器の遠隔監視・制御を行うシステムが提供され始めている。遠隔監視や制御を行うには、センサ装置が計測したデータの値だけでなく、計測時刻も管理する必要がある。

しかし、例えば収集に用いる無線通信が低速で、送信可能なパケットサイズが小さい場合など、センサ装置の送信パケットに計測時刻を格納出来ないケースがある。そこで、データを取集する上位装置でのパケット受信時刻をタイムスタンプとして代用する方法があり、例えばLPWA(Low Power Wide Area)のような低速な無線通信では、ゲートウェイ装置でのデータの受信時刻をタイムスタンプとして付与し、パケットを転送するケースが実際に存在する。

しかしながら、ゲートウェイ装置等でのデータの受信時刻をタイムスタンプとして代用する場合、１回の計測結果に対してデータが分割送信された場合などにおいて、本来同一の計測時刻を持つ複数データに対して、異なるタイムスタンプが付与されるケースが生じてしまう。例えば、あるセンサ装置が同時に3点の温度を計測し、各パケットに１点ずつの計測値を格納して３パケットに分けて順次送信した場合、ゲートウェイ装置は３つのパケットを各々異なる時刻に受信するため、異なるタイムスタンプが付与されてしまう。このようなケースにおいて、本来同一の計測時刻を持つ複数データに対して、タイムスタンプを補正する処理が必要となる。

そこで、時刻同期機能を持たないセンサ装置が取得したデータの計測時刻を、サーバ装置でのデータベース登録時刻から推定する技術が存在する（特許文献１）。特許文献１では、センサ装置がカウンタを持ち、センサ装置内の基準時刻から計測実施までの時間と、パケット送信実行までの時間を記憶し、サーバ装置にて管理する。さらにサーバ装置は、ゲートウェイ装置でのパケット受信から送信までの遅延時間、サーバ装置でのパケット受信からデータベース登録までの遅延時間を管理する。そして、データベース登録時刻からこれらの時間を逆算する事で、センサ装置におけるデータの計測時刻を推定する。特許文献１によれば、同一の計測時刻を持つデータが分割送信され、異なる時刻に受信されたとしても、各データの計測時刻を算出し、同一時刻に計測されたデータである事が推定出来る。

特開2018-173938号公報

特許文献１に示したような、センサ装置がカウンタを持ち、基準時刻からの計測時刻や送信時刻までの経過時間を記憶する方法の場合、これらの時刻情報を別途サーバ装置に送信する処理が必要であり、消費電力の増大等を招いてしまう。

また、センサ装置が無線通信にてパケットを送信する場合、キャリアセンス処理等に伴い、送信命令時刻と実際の送信実行時刻との間に遅延が生じるケースがあり、これらのセンサ装置の処理はブラックボックス化されている場合があり、センサ装置を用いるユーザは実際の送信実行時刻を取得出来ないケースもある。同様に、センサ装置からのデータを中継するゲートウェイ装置はネットワーク内に存在し、その内部処理がブラックボックス化されている場合、ネットワークを利用するユーザはゲートウェイ装置における遅延時間も管理出来ないケースがある。これらの場合、当該先行技術による計測時刻の推定が困難となる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数のタイミングで受信するセンサデータの計測時刻の同時性を示す事が可能となる通信システム、サーバ装置およびタイムスタンプの補正方法を提供する事を目的としている。特に、センサ装置による計測時刻情報の通知が行われず、且つ本来同一の計測時刻を持つ複数データが異なるタイミングで受信される場合において、好適な通信システム、サーバ装置およびタイムスタンプの補正方法を提供する事を目的としている。

上記課題を解決するために、本発明の通信システムの好ましい一例は、センサを有するセンサ装置と、センサ装置からのデータを受信する中継装置と、中継装置からセンサ装置のデータを転送され、転送されたデータを管理するサーバ装置とを備える通信システムであって、センサ装置は、パケットにセンサ装置を識別する送信元識別情報とセンサの計測タイミングを示すタイミング情報を格納し、中継装置にパケットを送信する。中継装置は、センサ装置から受信したパケットに受信時刻を付与する。サーバ装置は、受信した複数パケットのうち、送信元識別情報およびタイミング情報に基づいて関連データを抽出し、関連データに対応するパケットの中継装置における受信時刻に基づいて、関連データに対し、共通の補正後タイムスタンプを算出する。

本発明によれば、現場のセンサ装置からデータ収集を行う通信システムにおいて、複数のタイミングで受信するセンサデータの計測時刻の同時性を把握することが可能となる。

また、センサ装置による計測時刻情報の通知が困難な条件下でも、異なる時刻に受信した複数データに対して、計測時刻の同時性を判定することができる。

さらに、ゲートウェイ装置の受信時刻を基に本来の計測時刻に近い時刻にタイムスタンプを補正する事が可能となる。

実施例１における通信システムの構成を説明するブロック図である。 実施例１におけるセンサ装置が送信するパケットのペイロード部の構成図である。 実施例１におけるサーバ装置の収集データ管理部が保持するテーブルの構成図である。 実施例１におけるサーバ装置のセンサ装置情報管理部が保持するテーブルの構成図である。 実施例１におけるサーバ装置のネットワーク管理部が保持するテーブルの構成図である。 実施例１におけるデータ収集からタイムスタンプ補正に関する全体処理を示すシーケンス図である。 実施例１におけるタイムスタンプ補正処理を示すフローチャートである。 実施例１における収集データに関する画面表示例を示す説明図である。 実施例２におけるサーバ装置のセンサ装置情報管理部が保持するテーブルの構成図である。 実施例２におけるデータ収集からタイムスタンプ補正に関する全体処理を示すシーケンス図である。 実施例２におけるタイムスタンプ補正処理を示すフローチャートである。 実施例２におけるセンサ装置情報の入力に関する画面表示例を示す説明図である。 実施例３における通信システムの構成を説明するブロック図である。 実施例３におけるサーバ装置の収集データ管理部が保持するテーブルの構成図である。

まず、発明の原理（概要）について説明する。センサ装置は中継装置であるゲートウェイ装置に対して計測結果を記したパケットを送信する際に、センサデータの送信元のセンサ装置の識別子等の識別情報と、センサ装置における計測のタイミングを示すタイミング情報、例えば、計測通番を示すシーケンス番号を、パケットに格納するものとする。同一時刻に行われた計測処理の結果を、複数パケットに分けて順次送信する場合は、当該シーケンス番号の値を統一してパケットを送信する。

ゲートウェイ装置は、センサ装置から受信したパケットに対して受信時刻を付与する受信時刻付与部を持ち、センサ装置からパケットを受信すると、受信時刻をパケットに付与して、当該パケットをサーバ装置に対して転送する。

サーバ装置は、ゲートウェイ装置からパケットを受信すると、パケットに格納された送信元の識別情報やシーケンス番号、センサ値の他、前述のゲートウェイ装置における受信時刻情報等を収集データ管理部にて管理する。

サーバ装置は、センサ装置から計測処理結果に関する全データが送られた後（具体的には、例えば基準時刻から一定のタイムアウト時間が経過した後）、タイムスタンプ補正処理を実行するタイムスタンプ補正部を持ち、収集データ管理部を参照して、同一の送信元の識別情報、且つ同一のシーケンス番号を持つデータを抽出する。計測通番を示すシーケンス番号が同一である事を以って、サーバ装置は当該データが同一の時刻に計測されたデータである事が判定出来る。

そして、抽出された全データのゲートウェイ装置における受信時刻を参照して、最も早い受信時刻を判定し、最も早い受信時刻を前述の抽出データにおける補正後のタイムスタンプとして適用する。同一時刻に計測された複数データについて、最初にゲートウェイ装置に受信された時刻が、本来の計測時刻に最も近い事は明らかである。

このようなタイムスタンプ補正処理を施す事により、センサ装置による計測時刻情報の通知を必要とせず、且つ異なる時刻に受信した複数データに対して、計測時刻の同時性を判定する事が出来る。さらに、ゲートウェイ装置の受信時刻を基に本来の計測時刻に近い時刻にタイムスタンプを補正する事が可能となる。

実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている諸要素及びその組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

以下の説明では、［AAAテーブル］の表現にて情報を説明することがあるが、情報は、どのようなデータ構造で表現されていてもよい。すなわち、情報がデータ構造に依存しないことを示すために、［AAAテーブル］を［AAA情報］とすることができる。

また、以下の説明では、プロセッサは、典型的には、CPU（Central Processing Unit）である。プロセッサは、処理の一部または全部を行うハードウェア回路を含んでもよい。

また、以下の説明では、［プログラム］を動作の主体として処理を説明する場合があるが、プログラムは、プロセッサによって実行されることで、定められた処理を、適宜に記憶資源（例えばメモリ）等を用いながら行うため、実際の処理の主体はプロセッサである。従って、プログラムを動作の主体として説明された処理は、プロセッサを含む装置が行う処理としてもよい。また、プロセッサが行う処理の一部又は全部を行うハードウェア回路を含んでもよい。

コンピュータプログラムは、プログラムソースから装置にインストールされてもよい。プログラムソースは、例えば、プログラム配布サーバ、又は、計算機が読み取り可能な記憶メディアであってもよい。

以下に、本発明のタイムスタンプ補正方法に係る実施例を図１〜図１４を用いて説明する。実施例１を図１〜図８を用いて説明し、実施例２を図９〜図１２、実施例３を図１３〜図１４を用いて説明する。

実施例１では、センサ装置から収集されたデータのタイムスタンプ補正手法について基本形を説明する。まず、図１を用いて通信システムの構成について説明する。次に、図２を用いてセンサ装置が送信するパケットのペイロード部の構成、図３〜図５を用いてサーバ装置が管理するテーブル情報を説明する。その後、図６〜図８を用いて収集データに対するタイムスタンプ補正処理と、タイムスタンプ補正結果を含む収集データ情報を出力する画面表示例を説明する。

＜システム構成＞
図１を参照して、通信システムの構成を説明する。図１は、実施例１における通信システムの構成のハードウェア構成を説明するブロック図である。

図１において、通信システム１は、複数のセンサ装置１０１（１０１−Ａ〜１０１−Ｃ）、ならびに中継装置であるゲートウェイ装置１０２（１０２−ａ）と、サーバ装置１０３から構成されている。例えば現場機器の温度情報など、センサ装置１０１で取得されたデータは、無線通信等によりゲートウェイ装置１０２宛てに送信される。そして、ゲートウェイ装置１０２は、センサ装置１０１から収集したデータをサーバ装置１０３へ転送する。サーバ装置１０３は、現場データを活用したサービスを提供するアプリケーションプログラム１３９が実装された装置であり、実施例１によるタイムスタンプの補正処理も担う装置である。

尚、図１ではゲートウェイ装置１０２が、有線または無線のネットワーク１０４でサーバ装置１０３に接続されるケースを示しているが、ゲートウェイ装置１０２とサーバ装置１０３を分離せずに、サーバ装置１０３の機能をゲートウェイ装置１０２に統合し、一つの装置として提供しても構わない。

ここで、センサ装置１０１のハードウェア構成を説明する。センサ装置１０１は、現場からデータを取得してゲートウェイ装置１０２に送信するものであり、ゲートウェイ装置１０２との通信機能を有する組込み機器である。センサ装置１０１は、取得する現場データの種類に応じて種々の構成を有する。例えば、現場の温度センサを計測する温度計測装置、現場の映像を取得するカメラ装置、現場の音（ノイズ）などを収集する音響センサ装置などである。

図１において、センサ装置１０１は、通信Ｉ／Ｆ（Interface）１１１と、センサ１１２、ＣＰＵ１１３、記憶装置１１４、これらを接続するバス１１７から構成されている。通信Ｉ／Ｆ１１１は、例えば無線通信を介してゲートウェイ装置１０２とデータの送受信を行う場合、デジタル信号と無線信号とを相互に変換し、生成したデジタルデータを無線信号に変換して送信する送信部と、受信した無線信号からデジタルデータを取り出す受信部から構成される。尚、ゲートウェイ装置１０２との通信手段は無線通信に限定するものではなく、有線通信であっても構わない。

センサ１１２は前述の通り、取得する現場データの種類に応じて様々であり、温度センサや音響センサ等を有する形となる。ＣＰＵ１１３は、記憶装置１１４に格納されている各種コンピュータプログラムを実行し、これによりセンサ装置１０１の有する各種機能が実現される。

記憶装置１１４は、センサプログラム１１５、通信処理部１１６を備えている。記憶装置１１４は、例えば読み出し専用の半導体メモリなどから構成される記憶装置と、書き換え可能な半導体メモリ素子などから構成される記憶装置を備え、各種処理を実現するコンピュータプログラムや、取得した現場データなどを格納する。

センサプログラム１１５では、センサ１１２に対応する計測方法や計測スケジュール（計測タイミング）などの各種設定が管理され、内部バス１１７を介して接続されたＣＰＵ１１３により計測処理が実行される。通信処理部１１６は、通信における送受信処理を実現するものである。具体的には、送信する際の送信宛先指定等のパケット組立て処理や、受信する際の自装置宛のパケットか否かの判定等を始めとした、パケット解析処理を行う。

尚、センサ装置１０１は組み込み機器でなく、独立した装置であっても良い。また、必ずしも図１の構成を全て備える必要は無く、例えば他装置が送信するパケットの中継装置としてのみ動作させる場合は、センサ１１２を持たない構成であっても構わない。

次に、ゲートウェイ装置１０２のハードウェア構成を説明する。ゲートウェイ装置１０２は、受信したデータを他の装置へ中継する中継装置である。ゲートウェイ装置１０２は、センサ装置１０１と同様に、通信Ｉ／Ｆ１２１と、ＣＰＵ１２２、記憶装置１２３と、これらを接続するバス１２６を有する。ＣＰＵ１２２は、記憶装置１２３に格納されている各種コンピュータプログラムを実行し、これにゲートウェイ装置１０２の有する各種機能が実現される。

尚、通信Ｉ／Ｆ１２１には、センサ装置１０１との通信手段以外に、サーバ装置１０３との通信手段を備え、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）、光回線、電話網等の外部ネットワークを利用するための機能を有する。ただし、ゲートウェイ装置１０２とサーバ装置１０３を統合し、一つの装置として提供する場合などは、必ずしも搭載する必要は無い。

また、記憶装置１２３には通信処理部１２４の他に、受信時刻付与部１２５を有する。受信時刻付与部１２５では、センサ装置１０１からデータを受信した際に、当該データに対して、ゲートウェイ装置１０２における受信時刻を付与する処理を行う。受信時刻付与部１２５により、ゲートウェイ装置１０２での受信時刻を付与されたデータはサーバ装置１０３宛てに転送される。

続いて、サーバ装置１０３のハードウェア構成を説明する。通信Ｉ／Ｆ１３１と、ＣＰＵ１３２、記憶装置１３３、操作部１４０、表示部１４１、これらを接続するバス１４２は前述のものと同様である。ＣＰＵ１３２は、記憶装置１３３に格納されている各種コンピュータプログラムを実行し、これにサーバ装置１０３の有する各種機能が実現される。

図１において、タイムスタンプ補正部１３５は、ゲートウェイ装置１０２を介してセンサ装置１０１から収集したデータに対して、ゲートウェイ装置１０２の受信時刻を基に補正後のタイムスタンプを付与する処理を行う。

収集データ管理部１３６は、センサ値など、センサ装置１０１から受信したデータを管理する。タイムスタンプ補正部１３５により補正されたタイムスタンプ情報も、収集データ管理部１３６にて管理される。

センサ装置情報管理部１３７は、各センサ装置１０１について、センサ装置１０１の識別子となる固有のＩＤ情報や、計測対象の種別情報やデータ数、データ収集スケジュール等を記録したテーブルを管理する。

ネットワーク管理部１３８は、各センサ装置１０１について、各々が通信可能なゲートウェイ装置情報を管理するテーブルである。例えば、サーバ装置１０３からセンサ装置１０１にパケットを送信する際に、どのゲートウェイ装置１０２を介して送信すべきかを決定する際にも、ネットワーク管理部１３８の情報が参照される。

アプリケーションプログラム１３９は、収集データを活用したサービスをユーザに提供するプログラムであり、例えば各センサ装置１０１から受信したセンサ値の単位時間あたりの平均値を提供するプログラムの場合、収集データ管理部１３６からセンサ値を参照して平均値を算出し、出力するデータ解析処理などを行う。

また、操作部１４０は、例えばキーボードやマウスなどから構成され、ユーザが各種操作や指令を入力するために用いられる。表示部１４１は、例えば液晶ディスプレイモニタなどから構成され、必要な画面や各種処理の結果を表示する。

尚、前述の通り、サーバ装置１０３の機能をゲートウェイ装置１０２に統合し、一つの装置として統合する他、サーバ装置１０３の一部機能を分離して、複数のサーバ装置を設けても構わない。例えば、ネットワーク管理を担うネットワーク管理サーバ装置と、タイムスタンプ補正処理や収集データの管理を担うアプリケーションサーバ装置に分けて設置する形態なども考えられる。また、図１のようにサーバ装置１０３と、ゲートウェイ装置１０２を分離する場合、サーバ装置１０３とゲートウェイ装置１０２の両方を現場に設置する他、ゲートウェイ装置１０２を現場に設置して、サーバ装置１０３をクラウド上など別拠点に設置する構成でも構わない。

＜パケットデータ＞
図２を参照して、センサ装置１０１が送信するパケットのペイロード部について説明する。図２は、実施例１におけるセンサ装置１０１が送信するパケットのペイロード部の構成図である。センサ装置１０１が送信するパケットのペイロード部２００には、送信元ＩＤ２０１、シーケンス番号２０２、データ通番２０３、センサ値２０４が格納される。勿論、これら以外にもアプリケーションプログラムに必要なデータ等、任意の情報をペイロード部に追加して構わない。

送信元ＩＤ２０１は、当該パケットの送信元となるセンサ装置１０１の識別子を示し、送信元識別情報となる。具体的には、センサ装置１０１のアドレスやホスト名などを記載するフィールドであり、このフィールドに記載する識別子は、センサ装置とケートウェイ装置間の通信システムで採用している方式に準拠する。ＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスまたは独自の識別子でセンサ装置１０１を識別しているのであれば、それらの識別子を用いても良い。ただし、パケットのヘッダ部に同様の識別子が付与される場合は、送信元ＩＤ２０１をペイロード部に格納する事は必須ではない。

シーケンス番号２０２は、センサ装置１０１における計測処理のタイミングを示すタイミング情報である。例えば、各センサ装置１０１における計測通番や記号を示している。例えば、シーケンス番号を「０」から開始する場合、１回目の計測処理で得られたデータを送信する際は当該フィールドに「０」を格納し、２回目の計測処理で得られたデータを送信する際はインクリメントして「１」を格納する。勿論、シーケンス番号２０２のフィールド長は有限値であり、例えばシーケンス番号２０２のフィールドを１バイト長で表現する場合、通番の最大値は「２５５」となる。シーケンス番号２０２が最大値に達した場合は、再び「０」に戻って通番を記載する。シーケンス番号２０２の最大値（フィールド長）の設定は任意であり、例えば１度に送信可能なパケットサイズが極めて小さく、当該フィールドが占める領域を削減したい場合は１バイト以下、例えば１ビット（シーケンス番号は「０」か「１」）の表現であっても構わない。

データ通番２０３は、１回の計測処理で得られたデータを識別するための情報であり、例えば、１回の計測処理で得られたデータに対する通番を示す番号である。例えば、センサ装置１０１が１回の計測処理で同時に３点の温度情報を計測する場合、３つのデータを区別するための識別子としてデータ通番を付与し、例えば「１〜３」を格納する。この時、３つのデータを分けて送信する場合、「シーケンス番号：０、データ通番：１」、「シーケンス番号：０、データ通番：２」、「シーケンス番号：０、データ通番：３」のように、同じ計測処理で得られたデータを格納するパケットについては、シーケンス番号２０２の値を統一して送信する。

センサ値２０４は、前述のシーケンス番号２０２、データ通番２０３に対応するセンサ値（計測処理結果に関するデータ）を格納するフィールドである。尚、十分に大きなサイズのパケットが送信可能な場合などにおいて、必ずしもデータ数と同じ数のパケットに分ける必要は無く、例えばデータ通番「１」と「２」に対する複数データを１つのパケットにマージして、送信しても構わない。

図２で示した送信元ＩＤ２０１、シーケンス番号２０２、データ通番２０３は、それぞれを識別可能な情報であれば、数字以外の値であっても構わない。

＜各種テーブル＞
図３を参照して、サーバ装置１０３の収集データ管理部１３６が保持する収集データ管理テーブル３００について説明する。収集データ管理テーブル３００は、センサ装置１０１からの収集データに関する情報を管理するものであり、サーバ装置１０３はゲートウェイ装置１０２を介してセンサ装置１０１からパケットを受信すると、当該テーブル３００に情報を登録する。図３は、実施例１におけるサーバ装置１０３が保持する収集データ管理テーブル３００の構成図である。

センサ装置ＩＤ３０１は、パケット送信元のセンサ装置１０１の識別子、即ち、センサデータの送信元のセンサ装置の識別情報を示している。前述の通り、当該識別情報はＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスまたは独自の識別子であっても構わない。図３の例では、センサ装置１０１の識別子を図１の添字部分で示している。

シーケンス番号３０２は、受信したパケットのペイロード部に格納されている図２のシーケンス番号２０２の値を記載するフィールドであり、センサ装置におけるセンシングのタイミングを示すタイミング情報、例えば、計測通番を示すものである。

データ通番３０３は、受信したパケットのペイロード部に格納されている図２のデータ通番２０３の値を記載するフィールドであり、データに対する通番を示すものである。

センサ値３０４は、受信したパケットのペイロード部に格納されている図２のセンサ値２０４の値を記載するフィールドであり、センサ装置１０１の計測処理によって取得されたセンサ値を示すものである。

ゲートウェイ受信時刻３０５は、ゲートウェイ装置１０２の受信時刻付与部１２５が付与した受信時刻を記載するフィールドであり、当該パケットをゲートウェイ装置１０２が受信した時刻を示すものである。

補正タイムスタンプ３０６は、サーバ装置１０３のタイムスタンプ補正部１３５が補正した時刻情報を記載するフィールドである。当該補正処理の詳細は、図７にて後述する。尚、パケットを受信してタイムスタンプ補正処理が行われるまでは、当該フィールドは空欄であっても構わない。

図３に収集データ管理テーブル３００の構成図を示したが、アプリケーションプログラム１３９などを実行する上で、収集データに関して追加で管理すべき情報が存在する場合は、収集データ管理テーブルに適宜追加しても構わない。図３で示した送信元ＩＤ３０１、シーケンス番号３０２、データ通番３０３は、それぞれを識別可能な情報であれば、数字以外の値であっても構わない。

図４を参照して、サーバ装置１０３のセンサ装置情報管理部１３７が保持するセンサ装置情報管理テーブル４００について説明する。センサ装置情報管理テーブル４００は、現場に設置した各センサ装置１０１に関する情報を管理するものであり、図４は当該テーブルの構成図を示している。

センサ装置ＩＤ４０１は、センサ装置１０１の識別子等の識別情報を示している。前述の通り、当該識別子の形式は任意であり、図４の例においてもセンサ装置１０１の識別子を図１の添字部分で示している。

計測種別４０２は、各センサ装置１０１が計測する種別情報を示している。尚、全てのセンサ装置１０１が同じ種別情報を計測している場合などにおいて、計測種別４０２は省略しても構わない。

データ数４０３は、各センサ装置１０１が計測するデータ数を示している。図４の例では、センサ装置１０１−Ａが３点の温度情報を計測している事を示している。

シーケンス番号最大値４０４は、各センサ装置１０１が送信するパケットのペイロード部に記載されるシーケンス番号２０２の最大値を示している。センサ装置１０１毎にペイロード部の各フィールド長を可変とする場合などにおいて、当該テーブルにて各々のシーケンス番号の最大値を管理する。ただし、全てのセンサ装置１０１においてシーケンス番号の最大値が共通である場合などは、当該テーブルでの管理を省略しても構わない。

収集周期４０５は、各センサ装置１０１の収集データに関するスケジューリング情報を示している。例えば、図４の例では、センサ装置１０１−Ａから６０分毎に３点の温度情報を収集する事を示している。尚、分単位の記載を例として挙げたが、単位の設定は任意である。また、収集のスケジューリング情報として、収集周期以外に収集起点時刻、再送回数、再送間隔等を個別に設定・管理する場合は、当該テーブルに適宜追加して管理を行っても構わない。

尚、センサ装置情報管理テーブル４００にて、シーケンス番号最大値４０４と、収集周期４０５を管理する理由として、収集データに対するタイムアウト判定の適用が挙げられる。例えば、シーケンス番号の最大値が非常に小さい場合に、「シーケンス番号：０、データ通番：１」のパケットを受信した後、一定時間が経過した後に遅れて「シーケンス番号０、データ通番：２」のパケットを受信したとする。この時、当該パケットが、前回のシーケンス番号「０」の計測結果に関するパケットなのか、或いは前回計測分は欠損し、シーケンス番号が最大値に達してシーケンス番号が「０」に戻った後の、新規計測結果に関するパケットなのかを判定する必要がある。

ここで、例えば「（シーケンス番号最大値＋１）×収集周期」以上の時間が経過していれば、シーケンス番号が最大値に達してシーケンス番号が「０」に戻った後の、新規計測結果に関するパケットである事が推定出来る。このように、遅れて受信されるパケットに対してタイムアウト時間の判定を設ける事で、シーケンス番号の最大値が小さい場合でも、前回計測に関する収集データなのか、新規計測に関する収集データなのかを判定する事が可能となる。尚、「（シーケンス番号最大値＋１）×収集周期」をタイムアウト時間とする例を挙げたが、より短く設定し、タイムアウト時間を超過して遅れて受信したパケットを無効として破棄するなど、任意の方法でタイムアウト時間を設定しても構わない。

図４で示したセンサ装置ＩＤ４０１等は、例示したもの以外に識別可能な情報であればよい。

図５を参照して、サーバ装置１０３のネットワーク管理部１３８が保持するネットワーク管理テーブル５００について説明する。ネットワーク管理テーブル５００は、現場に設置した各センサ装置１０１に関するネットワーク構成情報を管理するものであり、各々が通信可能なゲートウェイ装置１０２の情報を管理する。図５は、実施例１におけるサーバ装置１０３が保持するネットワーク管理テーブルの構成図である。

センサ装置ＩＤ５０１は、センサ装置１０１の識別子等の識別情報を示している。前述の通り、当該識別子の形式は任意であり、図５の例においてもセンサ装置１０１の識別子を図１の添字部分で示している。

通信可能ゲートウェイ装置ＩＤ５０２は、各センサ装置５０１が通信可能なゲートウェイ装置１０２の識別子を示している。ゲートウェイ装置１０２の識別子も形式は任意であり、図５の例ではゲートウェイ装置１０２の識別子を図１の添字部分で示している。尚、図１の例では、各センサ装置１０１が１台のゲートウェイ装置１０２（１０２−ａ）と通信可能であるネットワーク構成を示しているが、複数のゲートウェイ装置１０２と通信可能な場合は、当該テーブルにゲートウェイ装置１０２の識別子を複数記述する。

また、ネットワーク管理を行う上で、センサ装置１０１とゲートウェイ装置１０２との間の通信品質等を管理する必要がある場合は、これらの情報を当該テーブルに適宜追加して管理しても構わない。図５で示したセンサ装置ＩＤ４０１等は、例示したもの以外に識別可能な情報であればよい。

＜収集データに対するタイムスタンプ補正処理＞
図６を参照して、センサ装置１０１が送信したデータを収集し、サーバ装置１０３にてタイムスタンプ補正処理を行うまでの全体的な流れを説明する。

図６は、実施例１におけるデータ収集、及びタイムスタンプ補正処理の流れを示すシーケンス図である。センサ装置１０１は各々のセンサプログラム１１５で定義された計測スケジュールに従って計測処理を行い、計測処理によって取得したセンサ値を格納したパケットを送信する。図６の例では、センサ装置１０１が１回の計測処理で、ｎ個（ｎは１以上の任意の整数）のデータをｎ個のパケットにて順次送信する想定とする。サーバ装置１０３は、異なる時刻に受信された当該パケットに対してタイムスタンプ補正処理を実行する。

図６において、ステップＳ６０１は、センサ装置１０１がセンサ値を取得するために行う計測処理である。本処理のタイミングは、前述の通り、センサプログラム１１５で定義された計測スケジュールに準拠する。

ステップＳ６０２は、センサ装置１０１がセンサ値を通知するためのパケットを組み立てる処理である。具体的には、センサ装置１０１の通信処理部１１６にてパケットの組み立てが行われ、この時、パケットのペイロード部に図２の送信元ＩＤ２０１、シーケンス番号２０２、データ通番２０３、センサ値２０４が格納される。図６の例では、シーケンス番号を「ｘ」（ｘは０以上、シーケンス番号最大値以下の整数）としており、ｎ個のデータのうち１つ目のデータを送信するため、データ通番を「１」としている。

ステップＳ６０３は、ステップＳ６０２で組み立てたパケットをゲートウェイ装置１０２宛てに送信する処理である。尚、センサ装置１０１は、データ通番「１」のパケットを送信後、一定時間（例えば「収集周期÷データ数ｎ」）経過後に、同様にデータ通番「２」に該当するセンサ値を通知するため、次のパケットの組み立て処理を行い、順次送信する。

ステップＳ６０４は、ステップＳ６０３でセンサ装置１０１が送信したパケットを、ゲートウェイ装置１０２が受信する処理である。

ステップＳ６０５は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ６０４でパケットを受信した時刻を、当該パケットに付与する処理である。具体的には、ゲートウェイ装置１０２はセンサ装置１０１からパケットを受信すると、受信時刻付与部１２５にて受信時刻の付与を行う。

ステップＳ６０６は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ６０５で受信時刻を付与したパケットを、サーバ装置１０３宛てに転送する処理である。

ステップＳ６０７は、ステップＳ６０６でゲートウェイ装置１０２が送信したパケットを、サーバ装置１０３が受信する処理である。

ステップＳ６０８は、ステップＳ６０７で受信したパケットを基に、サーバ装置にて収集データ情報を登録する処理である。具体的には、サーバ装置１０３の通信処理部１３４で受信パケットの解析処理を行い、ペイロード部に格納された送信元ＩＤ（センサ装置ＩＤ）、シーケンス番号、データ通番、センサ値、及びゲートウェイ装置１０２が付与した受信時刻を取得し、収集データ管理部１３６が管理する図３の収集データ管理テーブル３００に登録を行う。ただし、後述のタイムスタンプ補正処理を行うまでは、当該テーブルにおける補正タイムスタンプ３０６は空欄のままで構わない。

ステップＳ６０９は、センサ装置１０１がステップＳ６０１の計測処理で取得したセンサ値を順次送信した後、最後のｎ個目のパケットを組み立てる処理である。この時、前述の通り、シーケンス番号は「ｘ」に統一され、データ通番は「ｎ」となる。

ステップＳ６１０は、ステップＳ６０９で組み立てたパケットをゲートウェイ装置１０２宛てに送信する処理である。

ステップＳ６１１は、ステップＳ６１０でセンサ装置１０１が送信したパケットを、ゲートウェイ装置１０２が受信する処理である。

ステップＳ６１２は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ６１１でパケットを受信した時刻を、受信時刻付与部１２５にてパケットに付与する処理である。

ステップＳ６１３は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ６１２で受信時刻を付与したパケットを、サーバ装置１０３宛てに転送する処理である。

ステップＳ６１４は、ステップＳ６１３でゲートウェイ装置１０２が送信したパケットを、サーバ装置１０３が受信する処理である。

ステップＳ６１５は、ステップＳ６１４で受信したパケットを基に、サーバ装置にて収集データ情報を登録する処理である。

ステップＳ６１６は、センサ装置１０１から収集した複数データに対して、サーバ装置１０３のタイムスタンプ補正部１３５にてタイムスタンプ補正を行う処理である。具体的には、基準時刻から前述のタイムアウト時間が経過した事などをトリガにして、収集したデータに対するタイムスタンプ補正処理をタイムスタンプ補正部１３５にて実行する。

当該基準時刻の設定は特定の方法に限定されるものではなく、例えばセンサ装置１０１における計測実行の期待時刻、或いはステップＳ６０７で1つ目のパケットを確認した時刻を基準時刻に設定する方法などが挙げられる。その他、センサ装置１０１からｎ個目のパケットを送信後、全センサ値の送信が完了した旨をセンサ装置１０１から明示的に通知させ、本通知を以ってタイムスタンプ補正処理をサーバ装置１０３にて実行する形態であっても構わない。また、タイムスタンプ補正処理を開始する際に、幾つかのパケットが欠損しており、図４のセンサ装置情報管理テーブルで管理されるデータ数が揃っていない場合は、適宜サーバ装置１０３からセンサ装置１０１に対して再送要求等を行っても良い。勿論、予めパケットの欠損を見越して、センサ装置１０１が同一パケットを複数回送信する形であっても構わない。ステップＳ６１６におけるタイムスタンプ補正処理の詳細については、図７にて詳述する。

図７を参照して、図６のステップＳ６１６で行うタイムスタンプ補正処理について説明する。図７は、実施例１におけるサーバ装置１０３のタイムスタンプ補正部１３５で行うタイムスタンプ補正処理を示すフローチャートである。サーバ装置１０３は、センサ装置１０１から受信したパケットに格納されたシーケンス番号を基に、同一時刻に計測されたデータの組み合わせを判定し、さらにゲートウェイ装置１０２における各々の受信時刻を基に、本来の計測時刻に近い時間へのタイムスタンプ補正を実行する。以下、詳細を説明する。

図７のステップＳ７０１は、サーバ装置１０３において基準時刻からタイムアウト時間までに受信・登録されたデータのうち、例えば同一送信元の識別情報、且つ同一シーケンス番号（同一のタイミングで取得されたセンサ情報であることを示すタイミング情報）を持つパケットデータを、同一タイミングで計測されたセンサデータとして処理されるべき関連データとして抽出する処理である。具体的には、収集データ管理部１３６で保持する図３の収集データ管理テーブルを参照し、同一のセンサ装置ＩＤ３０１、且つ同一のシーケンス番号３０２を持つデータを抽出する。ステップＳ７０１の処理が終了すると、ステップＳ７０２に進む。

ステップＳ７０２は、ステップＳ７０１で抽出されたデータ（関連データ）が複数存在するか否かを判定する処理である。複数存在する場合（ＹＥＳ）はステップＳ７０３に進み、一つしか存在しない場合（ＮＯ）はステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０３は、ステップＳ７０１で抽出された複数のデータ（関連データ）に対して、各々のゲートウェイ装置１０２における受信時刻を比較し、最も早い受信時刻を判定する処理である。具体的には、図３の収集データ管理テーブルのゲートウェイ受信時刻３０５を参照し、ステップＳ７０１で抽出された複数データの中から最も早い受信時刻を判定する。ステップＳ７０３の処理が終了すると、ステップＳ７０４に進む。

ステップＳ７０４は、ステップＳ７０３で判定された最も早い受信時刻を、ステップＳ７０１で抽出された各データの補正後のタイムスタンプとして登録する処理である。従って、補正後のタイムスタンプは、抽出された関連データに対して共通の値となる。具体的には、図３の収集データ管理テーブルの補正タイムスタンプ３０６に、前述の最も早い受信時刻を登録する。例えば図３のテーブル例では、センサ装置ＩＤが「Ａ」、シーケンス番号が「０」のデータのうち、最もゲートウェイ装置における受信時刻が早いのはデータ通番が「１」のデータであり、当該受信時刻を補正後のタイムスタンプとして、データ通番「２」・「３」にも登録する。

最も早いゲートウェイ受信時刻３０５が、センサ装置１０１における本来の計測時刻に最も近いのは明らかであり、当該時刻を補正タイムスタンプ３０６として採用する事で、センサ装置１０１が計測時刻を通知出来ない条件下においても、本来の計測時刻に近い時刻を再現する事が可能となる。センサ装置１０１が、データ通番が若い順にパケットを順次送信する場合、全て欠損無く受信されれば、必ずデータ通番が最も小さいデータのゲートウェイ受信時刻３０５が最も早い時刻となるが、例えばデータ通番が最も小さいデータが欠損し、遅れて再送された場合にはこの限りではない。そのため、本処理ではデータ通番だけで補正後のタイムスタンプを決定するのではなく、ゲートウェイ装置１０２における最も早い受信時刻を判定する事で、補正後のタイムスタンプを決定している。ステップＳ７０４の処理が終了すると、図７のタイムスタンプ補正処理に関するフローチャートを終了する。

ステップＳ７０５は、ステップＳ７０１で抽出された単一のデータに対して、ゲートウェイ装置１０２における受信時刻を、補正後のタイムスタンプとしても登録する処理である。具体的には、図３の収集データ管理テーブルの補正タイムスタンプ３０６に、ゲートウェイ受信時刻３０５の時刻をコピーする。図３のテーブル例では、センサ装置ＩＤ「Ｂ」・「Ｃ」に関するデータが該当する箇所であり、ゲートウェイ受信時刻３０５を補正タイムスタンプ３０６として採用している。ステップＳ７０５の処理が終了すると、図７のタイムスタンプ補正処理に関するフローチャートを終了する。

図７の処理で補正されたタイムスタンプを参照する事で、本来同一の時刻に計測された複数データが、分割送信によって異なる時刻に受信されたとしても、計測時刻の同時性を把握する事が出来、且つ本来の計測時刻に近い形で時刻情報を管理する事が可能となる。

図７の例では、複数データの中から最も早いゲートウェイ装置における受信時刻に基づいて、補正タイムスタンプとする方法を示したが、同一タイミングで計測されたセンサデータを把握するためには、複数データの受信時刻の平均値等に基づいて補正タイムスタンプとしても良い。例えば、サーバ装置１０３が複数のゲートウェイ装置を経由しての時刻情報を受信する場合、ゲートウェイ装置の時刻情報に誤差がある場合等に、本来の計測タイミングを把握するために有効となる場合がある。

尚、図６のシーケンス図では、ｎ個のデータ収集が完了した後に図７のタイムスタンプ補正処理を行う形態を例示したが、ｎ個のデータ収集完了を待たずに逐次タイムスタンプ補正処理を行う形であっても構わない。

＜画面表示例＞
図８を参照して、図７のタイムスタンプ補正処理によって補正された時刻情報を含む、収集データ情報を出力する画面表示例を説明する。図８は、実施例１における収集データに関する画面表示例を示す説明図である。図８において、サーバ装置１０３の表示部１４１は、表示画面８００を有し、表示画面８００には、地図情報やセンサ装置１０１等を表示するための表示エリア８０１が設定されている。また、表示画面８００には、収集データに関する表示内容を切り換える項目８０２が表示される。

図８のように、地図などの現場レイアウト上にセンサ装置１０１やゲートウェイ装置１０２を表示し、ポップアップ表示などで収集されたセンサ値や、時刻情報を出力する事で、ユーザは収集データ情報を容易に視認する事が可能となる。図８の例では、収集データ管理部１３６で保持する収集データ管理テーブルにおけるセンサ値、ゲートウェイ受信時刻（補正前）、補正タイムスタンプの値を表示している。センサ値の単位は、センサ装置情報管理部１３７が保持するセンサ装置情報管理テーブルの計測種別等から定義可能である。補正タイムスタンプだけでなく、補正前の時刻情報としてゲートウェイ受信時刻を表示する事で、例えばユーザは複数データを計測・通知するセンサ装置１０１にて、各データがどの程度の時刻ずれ（遅延）を以って収集されたのかを把握する事も可能となる。

図８の項目８０２は、収集データに関する表示内容を切り替えるものであり、サーバ装置１０３の操作部１４０のマウス操作などで、ユーザは表示／非表示の切り替えを行う。例えば、センサ装置１０１の数が多い場合などにおいて、補正前後の時刻情報を全て表示すると、画面上の出力情報が多くなり、視認性が低下する恐れがある。その場合は、項目８０２において表示内容の制御を行う事で、視認性を改善する事が可能となる。尚、収集データに関する表示については、図８のような画面例の他に収集データ管理テーブルを表形式で表示するなど、特定の方法に限定されるものではなく、表示内容を切り替える項目８０２の機能の搭載も必須ではない。

以上のように、本実施例によれば、センサ装置１０１が計測時刻を通知出来ない条件下で、本来同一の時刻に計測されたデータが複数パケットに分けて送信され、サーバ装置１０３にて異なる時刻に受信されたとしても、パケットに格納された送信元ＩＤと、計測通番を示すシーケンス番号を基に同一時刻に計測されたデータである事を判定可能となる。また、ゲートウェイ装置１０２における当該パケットの各々の受信時刻の中から、最も早い受信時刻を補正後のタイムスタンプとして採用する事で、本来の計測時刻に近い時刻を示す事が可能となる。

実施例１では、１台のセンサ装置が同一時刻に計測したデータに対するタイムスタンプ補正方法について説明したが、複数のセンサ装置が同一時刻に計測したデータに対しても、計測時刻の同時性を示すタイムスタンプ補正が求められるケースも考えられる。例えば、ある時刻における機器の温度情報と圧力情報を収集し、これらを基に容積値を算出するケースにおいて、温度を計測するセンサ装置と、圧力を計測するセンサ装置を設置し、同時刻に計測を行うとする。しかし、例えば無線通信を用いて計測値をゲートウェイ装置宛てに送信する場合、２台のセンサ装置が同時にパケットを送信すると電波干渉を起こしてしまうため、時間をずらして送信する必要がある。この時、ゲートウェイ装置における受信時刻だけでは異なる時刻情報が付与されるため、本来の計測時刻の同時性を示すためのタイムスタンプ補正を行う必要がある。

そこで、実施例２では、複数のセンサ装置が同一時刻に計測したデータに対するタイムスタンプ補正方法について説明する。

実施例２において、サーバ装置のセンサ装置情報管理部で保持するテーブルの構成を、図９を用いて説明する。その後、収集データに対するタイムスタンプ補正処理の流れについて図１０〜図１１で説明し、センサ装置情報等を入力する画面表示例を図１２にて説明する。尚、実施例２に係る各種構成等について、図９〜図１２に示す構成・処理以外は第１の実施例と同様であるため、これらの説明は省略する。

図９を参照して、第２の実施例において、サーバ装置１０３のセンサ装置情報管理部１３７が保持するセンサ装置情報管理テーブル９００について説明する。グループＩＤ９０６を管理する点を除けば、第１の実施例におけるテーブル構成と同様である。

グループＩＤ９０６は、計測時刻の同時性を示すべきセンサ装置１０１の組み合わせを把握するための識別子である。図９の例では、センサ装置ＩＤ９０１が「Ｂ」・「Ｃ」のセンサ装置１０１に対して、同じグループＩＤ９０６「ＩＩ」が付与されており、当該２台のセンサ装置１０１（１０１−Ｂ、１０１−Ｃ）に対して計測時刻の同時性を示すタイムスタンプ補正を施す必要がある事を示している。グループＩＤ９０６は、特定の識別子に限定するものではなく、例えばセンサ装置１０１の計測対象となる機器の固有ＩＤなどであっても構わない。

図１０を参照して、センサ装置１０１が送信したデータを収集し、サーバ装置１０３にてタイムスタンプ補正処理を行うまでの第２の実施例に係る全体的な流れを説明する。図１０は、実施例２におけるデータ収集、及びタイムスタンプ補正処理の流れを示すシーケンス図である。図１０の例では簡単化のため、センサ装置１０１（１０１−Ｂ、１０１−Ｃ）が１回の計測処理で、１個のパケットを送信する想定とする。勿論、実施例１で示した通り、任意のｎ個のパケットを送信する形であっても構わない。

図１０において、ステップＳ１００１とステップＳ１００２は、センサ装置１０１−Ｂ、１０１−Ｃがセンサ値を取得するために行う計測処理である。本処理のタイミングは、前述の通り、センサプログラム１１５で定義された計測スケジュールに準拠する。

ステップＳ１００３とステップＳ１００４は、センサ装置１０１−Ｂ、１０１−Ｃがセンサ値を通知するためのパケットを組み立てる処理である。通信処理部１１６にてパケットの組み立てが行われ、図１０の例では、シーケンス番号を「ｘ」（ｘは０以上、シーケンス番号最大値以下の整数）としており、各々１つ目のデータを送信するため、データ通番を「１」としている。

ステップＳ１００５は、ステップＳ１００３でセンサ装置１０１−Ｂが組み立てたパケットを、ゲートウェイ装置１０２宛てに送信する処理である。ここで、センサ装置１０１−Ｃが同時に送信してしまうと電波干渉等を招いてしまうため、後述のステップＳ１０１１にて、時間をずらして送信する。

ステップＳ１００６は、ステップＳ１００５でセンサ装置１０１−Ｂが送信したパケットを、ゲートウェイ装置１０２が受信する処理である。

ステップＳ１００７は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ１００６でパケットを受信した時刻を、当該パケットに付与する処理である。

ステップＳ１００８は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ１００７で受信時刻を付与したパケットを、サーバ装置１０３宛てに転送する処理である。

ステップＳ１００９は、ステップＳ１００８でゲートウェイ装置１０２が送信したパケットを、サーバ装置１０３が受信する処理である。

ステップＳ１０１０は、ステップＳ１００９で受信したパケットを基に、サーバ装置にて収集データ情報を登録する処理である。具体的には、サーバ装置１０３の収集データ管理部１３６が管理する図３の収集データ管理テーブルへの登録を行う。ただし、後述のタイムスタンプ補正処理を行うまでは、当該テーブルにおける補正タイムスタンプ３０６は空欄のままで構わない。

ステップＳ１０１１は、ステップＳ１００５でセンサ装置１０１−Ｂがパケット送信後、センサ装置１０１−ＣがステップＳ１００４で組み立てたパケットを、ゲートウェイ装置１０２宛てに送信する処理である。

ステップＳ１０１２は、ステップＳ１０１１でセンサ装置１０１−Ｃが送信したパケットを、ゲートウェイ装置１０２が受信する処理である。

ステップＳ１０１３は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ１０１２でパケットを受信した時刻を、当該パケットに付与する処理である。

ステップＳ１０１４は、ゲートウェイ装置１０２がステップＳ１０１３で受信時刻を付与したパケットを、サーバ装置１０３宛てに転送する処理である。

ステップＳ１０１５は、ステップＳ１０１４でゲートウェイ装置１０２が送信したパケットを、サーバ装置１０３が受信する処理である。

ステップＳ１０１６は、ステップＳ１０１５で受信したパケットを基に、サーバ装置にて収集データ情報を登録する処理である。

ステップＳ１０１７は、センサ装置１０１（１０１−Ｂ、１０１−Ｃ）から収集した複数データに対して、サーバ装置１０３のタイムスタンプ補正部１３５にてタイムスタンプ補正を行う処理である。具体的には、第１の実施例と同様、基準時刻から前述のタイムアウト時間が経過した事などをトリガにして、収集したデータに対するタイムスタンプ補正処理をタイムスタンプ補正部１３５にて実行する。前述の通り、当該基準時刻やタイムアウト時間の設定は、特定の方法に限定されるものではない。ステップＳ１０１７におけるタイムスタンプ補正処理の詳細については、図１１にて詳述する。

図１１を参照して、図１０のステップＳ１０１７で行うタイムスタンプ補正処理について説明する。図１１は、実施例２におけるサーバ装置１０３のタイムスタンプ補正部１３５で行うタイムスタンプ補正処理を示すフローチャートである。

ステップＳ１１０１は、サーバ装置１０３において基準時刻からタイムアウト時間までに受信・登録されたデータのうち、例えば、送信元のグループＩＤが同一、且つ同一シーケンス番号を持つデータを、同一タイミングで計測されたセンサデータとして処理されるべき関連データとして抽出する処理である。具体的には、収集データ管理部１３６で保持する図３の収集データ管理テーブルと、センサ装置情報管理部１３７で保持する図９のセンサ装置情報管理テーブルを参照し、センサ装置ＩＤ３０１に対応するグループＩＤ９０６が同一であり、且つ同一のシーケンス番号３０２を持つデータを、関連データとして抽出する。実施例２の当該処理では、センサ装置ＩＤが異なっていても、当該センサ装置１０１に対応するグループＩＤ９０６が同一であれば、同一の抽出対象になる点で実施例１と異なる。図９に示す例の場合、センサ装置ＩＤ「Ｂ」・「Ｃ」のセンサ装置１０１（１０１−Ｂ、１０１−Ｃ）が同じグループＩＤ９０６を保持しているため、図３の収集データ例においては、センサ装置ＩＤ「Ｂ」・「Ｃ」のデータが当該処理にて同一の抽出対象として選択される。

ステップＳ１１０１の処理が終了すると、ステップ１１０２に進む。以降の処理は、実施例１の図７におけるステップＳ７０２以降と同様である。

ステップＳ１１０２は、ステップＳ１１０１で抽出されたデータ（関連データ）が複数存在するか否かを判定する処理である。複数存在する場合（ＹＥＳ）はステップＳ１１０３に進み、一つしか存在しない場合（ＮＯ）はステップＳ１１０５に進む。

ステップＳ１１０３は、ステップＳ１１０１で抽出された複数データに対して、各々のゲートウェイ装置１０２における受信時刻を比較し、最も早い受信時刻を判定する処理である。具体的には、図３の収集データ管理テーブルのゲートウェイ受信時刻３０５を参照し、ステップＳ１１０１で抽出された複数データの中から最も早い受信時刻を判定する。ステップＳ１１０３の処理が終了すると、ステップＳ１１０４に進む。

ステップＳ１１０４は、ステップＳ１１０３で判定された最も早い受信時刻を、ステップＳ１１０１で抽出された各データの補正後のタイムスタンプとして登録する処理である。従って、補正後のタイムスタンプは、抽出された関連データに対して共通の値となる。具体的には、図３の収集データ管理テーブルの補正タイムスタンプ３０６に、前述の最も早い受信時刻を登録する。例えば図３のテーブル例では、センサ装置ＩＤ「Ｂ」・「Ｃ」のデータについてゲートウェイ受信時刻３０５を比較した時、センサ装置ＩＤ「Ｂ」のデータに関する受信時刻の方が早いため、実施例２の場合においては、センサ装置ＩＤ「Ｂ」・「Ｃ」のデータに関する補正タイムスタンプ３０６に、センサ装置ＩＤ「Ｂ」のデータに関するゲートウェイ受信時刻（図の例では「２０１８−１２−１３ ００：０６：１０」）が登録される。ステップＳ１１０４の処理が終了すると、図１１のタイムスタンプ補正処理に関するフローチャートを終了する。

図１１の例では、センサ装置「Ｂ」・「Ｃ」の複数データの中から最も早い受信時刻に基づいて、補正タイムスタンプとする方法を示したが、同一タイミングで計測されたセンサデータとして把握するためには、複数データの受信時刻の平均値等に基づいて補正タイムスタンプとしても良い。例えば、サーバ装置１０３が複数のゲートウェイ装置を経由しての時刻情報を受信する場合、ゲートウェイ装置の時刻情報に誤差がある場合等に、本来の計測タイミングを把握するために有効となる場合がある。

ステップＳ１１０５は、ステップＳ１１０１で抽出された単一のデータに対して、ゲートウェイ装置１０２における受信時刻を、補正後のタイムスタンプとしても登録する処理である。具体的には、図３の収集データ管理テーブルの補正タイムスタンプ３０６に、ゲートウェイ受信時刻３０５の時刻をコピーする。ステップＳ１１０５の処理が終了すると、図１１のタイムスタンプ補正処理に関するフローチャートを終了する。

図１１の処理で補正されたタイムスタンプを参照する事で、複数のセンサ装置１０１によって本来同一の時刻に計測された複数データが、ゲートウェイ装置１０２及びサーバ装置１０３で異なる時刻に受信されたとしても、計測時刻の同時性を把握する事が出来、且つ本来の計測時刻に近い形で時刻情報を管理する事が可能となる。

図１２を参照して、センサ装置情報等を入力する画面表示例を説明する。図１２は、実施例１や実施例２におけるセンサ装置情報等の設定に関する画面表示例を示す説明図である。図１２において、サーバ装置１０３の表示部１４１は、表示画面１２００を有し、表示画面１２００には、図４や図９のセンサ装置情報管理テーブルを生成・設定するための表示エリア１２０１、表示エリア１２０１における選択肢を追加するための表示エリア１２０２、データ収集に使用する通信方式の仕様情報を登録するための表示エリア１２０３、図７のステップＳ７０１や図１１のステップＳ１１０１で用いるタイムアウト時間の設定方法を選択するための表示エリア１２０４を備える。勿論、これらの表示エリアを全て備える必要は無く、一部のみの表示エリアを設ける、或いは追加の表示エリアを設けても構わない。

表示エリア１２０１は、サーバ装置１０３のセンサ装置情報管理部１３７が管理するテーブルを生成・設定するための表示部である。ユーザはサーバ装置１０３の操作部１４０のマウス操作等により、各センサ装置ＩＤに対応する計測対象、データ数、シーケンス番号最大値、収集周期、グループＩＤを選択・入力する。ただし、実施例１の場合はグループＩＤの入力欄は省略しても構わない。また、センサ装置情報管理テーブルにて、当該項目以外の情報も管理する場合は、表示エリア１２０１に適宜追加しても構わない。テーブル情報の登録・解除を行いたい場合、図１２の例では、対象となるセンサ装置ＩＤの選択部にあるチェックボックスを有効にし、上部の登録／解除ボタンを押下する。

表示エリア１２０２は、表示エリア１２０１にて選択可能な選択肢を追加するための表示部である。例えば、新規センサ端末１０１を現場に追加する場合は、該当する新規センサ装置ＩＤを表示エリア１２０２の「新規センサ装置ＩＤ」のフィールドに入力し、追加ボタンを押下すると表示エリア１２０１に当該ＩＤを持つセンサ装置１０１に関する設定部が追加される。

表示エリア１２０３は、センサ装置１０１からのデータ収集に使用する通信方式に関する仕様を入力するための表示部である。例えば、通信方式の制約や、通信速度等の観点で、データ収集周期に限界値が存在する場合がある。つまり、データ収集周期は、データ収集に使用する通信方式、或いは通信速度から決定される。この時、表示エリア１２０３で入力した通信仕様に対し、表示エリア１２０１に入力された収集周期の値が異常である場合は、警告を表示するなどの処理を設ける事が出来る。その他、通信仕様を入力すると、その内容に応じて最適な収集周期等が表示エリア１２０１に表示される形態であっても構わない。

表示エリア１２０４は、図７のステップＳ７０１や図１１のステップＳ１１０１で用いるタイムアウト時間の設定方法を選択するための表示部である。自動設定を選択した場合は、表示エリア１２０１に入力された各々のシーケンス番号最大値と収集周期を基に、例えば「（シーケンス番号最大値＋１）×収集周期」などの算出式で自動設定する、或いは静的に固定時間を割り当てるなどして設定される。手動設定を選択した場合は、例えば表示エリア１２０１にて、センサ装置毎にタイムアウト時間を入力する欄を追加表示するなどして、ユーザによる入力を促す。図１２に例示するような画面表示例を設ける事で、ユーザはセンサ装置情報や、タイムスタンプ補正処理に関する設定を容易に行う事が可能となる。

以上のように、本実施の形態によるタイムスタンプ補正方法では、計測時刻の同時性を示すべきセンサ装置１０１の組み合わせを、サーバ装置１０３にて管理するグループＩＤで識別する。これにより、複数のセンサ装置１０１によって本来同一の時刻に計測された複数データが、ゲートウェイ装置１０２及びサーバ装置１０３で異なる時刻に受信されたとしても、計測時刻の同時性を把握する事が出来、且つ本来の計測時刻に近い形でタイムスタンプを補正する事が可能となる。

実施例１と実施例２では、各センサ装置が１台のゲートウェイ装置と通信可能な構成を例示してタイムスタンプ補正方法を説明したが、１台のセンサ装置が複数のゲートウェイ装置と通信可能なケースも考えられる。この時、例えばセンサ装置がブロードキャストによって収集データに関するパケットを送信した場合、各ゲートウェイ装置が受信時刻をパケットに付与し、サーバ装置宛てに転送する形となる。そこで、実施例３では、センサ装置が複数のゲートウェイ装置と通信可能な構成におけるタイムスタンプ補正方法について説明する。

実施例３における、通信システムの構成を図１３、サーバ装置の収集データ管理部で保持するテーブルの構成を、図１４を用いて説明する。尚、実施例３に係る各種構成・処理等について、図１３〜図１４に示す構成以外は第１・第２の実施例と同様であるため、これらの説明は省略する。

図１３を参照して、第３の実施例に係る通信システムの構成を説明する。センサ装置、ゲートウェイ装置、サーバ装置のハードウェア構成は第１・第２の実施例に係る図１の構成と同様である。当該通信システム構成では、複数ゲートウェイ装置１０２と通信可能なセンサ装置１０１が存在する事を想定する。図１３の例では、センサ装置１０１−Ａが複数のゲートウェイ装置１０２−ａ、１０２−ｂと通信可能である。この時、サーバ装置１０３のネットワーク管理部１３８では、センサ装置１０１−Ａがゲートウェイ装置１０２−ａ、１０２−ｂと通信可能である事を管理し、具体的には図５に示すネットワーク管理テーブルにて管理する。

図１４を参照して、サーバ装置１０３の収集データ管理部１３６で保持するテーブルの構成を説明する。図１４は、実施例３におけるサーバ装置１０３が保持する収集データ管理テーブルの構成図である。

図１４において、ゲートウェイ受信時刻に関する管理フィールド（１４０５、１４０６）が複数存在する点を除いて、テーブルの構成は第１・第２の実施例に係る図３の構成と同様である。ゲートウェイ受信時刻１４０５、１４０６は、センサ装置１０１の送信パケットを受信したゲートウェイ装置１０２毎の受信時刻を記録するフィールドである。図１４の例では、図１３の構成例にてセンサ装置１０１−Ａが２台のゲートウェイ装置１０２と通信可能であるため、受信時刻の管理フィールドを２つ設けているが、実際には図５のネットワーク管理テーブルにて管理される通信可能なゲートウェイ装置数の最大値だけ、受信時刻の管理フィールドを設ける。一方、図１３の構成例では、センサ装置１０１−Ｂ、１０１−Ｃは１台のゲートウェイ装置１０２−ａとのみ通信可能であり、このような場合は図１４に示す通り、１台分のゲートウェイ受信時刻のみを記入し、他の受信時刻に関する管理フィールド部は空欄であって構わない。

第３の実施例におけるタイムスタンプ補正処理は、図７に示す実施例１のタイムスタンプ補正処理、或いは図１１に示す実施例２のタイムスタンプ補正処理と同様である。図１４に例示する通り、例えばセンサ装置１０１−Ａが２台のゲートウェイ装置１０２を介して、３つの計測データに対応する３つのパケットを送信した場合、計６つのゲートウェイ受信時刻の中から最も早い時刻を判定し、当該時刻を補正後のタイムスタンプとして採用する。

図１４の例では、複数のゲートウェイ装置から受信した複数データの中から最も早い受信時刻に基づいて、補正タイムスタンプとする方法を示したが、同一タイミングで計測されたセンサデータとして把握するためには、複数データの受信時刻の平均値等に基づいて補正タイムスタンプとしても良い。例えば、サーバ装置１０３が複数のゲートウェイ装置を経由しての時刻情報を受信する場合、ゲートウェイ装置の時刻情報に誤差がある場合等に、本来の計測タイミングを把握するために有効となる場合がある。

以上のように、本実施の形態によるタイムアウト補正方法では、センサ装置が複数のゲートウェイ装置と通信可能なケースにおいて、ゲートウェイ装置毎の受信時刻を管理する事で、第１・第２の実施例と同様にタイムスタンプ補正を行う事が出来る。また、センサ装置が１台のゲートウェイ装置のみと通信可能な場合、パケットが欠損して再送を行うと、受信時刻が遅れてしまい、タイムスタンプの補正精度が低下するが、複数ゲートウェイ装置と通信可能な場合は、あるゲートウェイ装置が受信に失敗しても、他のゲートウェイ装置が受信に成功していれば収集データはサーバ装置に転送され、再送を行う必要がなくなる。これにより、再送による受信時刻のずれが解消され、本来の計測時刻により近い時刻にて、タイムスタンプを補正する事が可能となる。

尚、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

また、上記の各構成、機能等は、それらの一部又は全部を、例えば、集積回路で設計する等によりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）等の記録装置、または、ＩＣカード、ＳＤカード、ＤＶＤ等の記録媒体に記録して置くことができる。

１：通信システム、
１０１：センサ装置、
１０２：ゲートウェイ装置、
１０３：サーバ装置、
１１１：通信Ｉ／Ｆ、
１１２：センサ、
１１３：ＣＰＵ、
１１４：記憶装置、
１１５：センサプログラム、
１１６：通信処理部、
１２１：通信Ｉ／Ｆ、
１２２：ＣＰＵ、
１２３：記憶装置、
１２４：通信処理部、
１２５：受信時刻付与部、
１３１：通信Ｉ／Ｆ、
１３２：ＣＰＵ、
１３３：記憶装置、
１３４：通信処理部、
１３５：タイムスタンプ補正部、
１３６：収集データ管理部、
１３７：センサ装置情報管理部、
１３８：ネットワーク管理部、
１３９：アプリケーションプログラム、
１４０：操作部、
１４１：表示部。

Claims (18)

1. センサを有するセンサ装置と、前記センサ装置からのデータを受信する中継装置と、前記中継装置から前記センサ装置のデータを転送され、転送されたデータを管理するサーバ装置とを備える通信システムであって、
   前記センサ装置は、パケットに前記センサ装置を識別する送信元識別情報と前記センサの計測タイミングを示すタイミング情報を格納し、前記中継装置にパケットを送信し、
   前記中継装置は、前記センサ装置から受信したパケットに受信時刻を付与し、
   前記サーバ装置は、受信した複数パケットのうち、前記送信元識別情報および前記タイミング情報に基づいて関連データを抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻に基づいて、前記関連データに対し、共通の補正後タイムスタンプを算出することを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記送信元識別情報は、前記センサ装置と前記中継装置の間の通信システムで採用している方式に準拠し、前記センサ装置のＩＰアドレス、ＭＡＣアドレスまたは独自の識別子であることを特徴とする通信システム。
3. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記サーバ装置は、
   基準時刻からタイムアウト時間までの間に前記サーバ装置が受信した複数パケットのうち、同一の前記送信元識別情報、および同一の前記タイミング情報を持つパケットを前記関連データとして抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻を参照して最も早い受信時刻を判定し、当該時刻を前記関連データの補正後のタイムスタンプとして付与するタイムスタンプ補正部を有することを特徴とする通信システム。
4. 請求項３に記載の通信システムであって、
   前記タイムスタンプ補正部で使用するタイムアウト時間を、前記センサ装置が格納するタイミング情報の最大値と、前記センサ装置からのデータ収集周期より決定することを特徴とする通信システム。
5. 請求項４に記載の通信システムであって、
   前記タイムスタンプ補正部で使用するタイムアウト時間の決定に用いるデータ収集周期を、データ収集に使用する通信方式、或いは通信速度から決定することを特徴とする通信システム。
6. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記サーバ装置は、前記センサ装置から受信したパケットについて、前記中継装置における受信時刻と、前記サーバ装置のタイムスタンプ補正部によって補正されたタイムスタンプを関連付けて表示する表示部を更に備えることを特徴とする通信システム。
7. センサを有する複数のセンサ装置と、前記複数のセンサ装置からのデータを受信する中継装置と、前記中継装置から前記センサ装置のデータを転送され、転送されたデータを管理するサーバ装置とを備える通信システムであって、
   前記センサ装置は、パケットに前記センサ装置の送信元識別情報と前記センサの計測タイミングを示すタイミング情報を格納し、
   前記中継装置は、前記センサ装置から受信したパケットに受信時刻を付与し、
   前記サーバ装置は、連動して同時に計測を行う前記複数のセンサ装置の組み合わせを識別するためのグループＩＤを管理し、受信した複数パケットのうち、前記グループＩＤに属する送信元識別情報、およびタイミング情報に基づいて関連データを抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻に基づいて、前記関連データの補正後のタイムスタンプを算出することを特徴とする通信システム。
8. 請求項７に記載の通信システムであって、
   前記サーバ装置は、
   基準時刻からタイムアウト時間までの間に前記サーバ装置が受信した複数パケットのうち、同一の前記グループＩＤに属する前記送信元識別情報、および同一の前記タイミング情報を持つパケットを前記関連データとして抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻を参照して最も早い受信時刻を判定し、当該時刻を前記関連データの補正後のタイムスタンプとして付与するタイムスタンプ補正部を有することを特徴とする通信システム。
9. 請求項７に記載の通信システムであって、
   前記サーバ装置は、前記センサ装置から受信したパケットについて、前記中継装置における受信時刻と、前記サーバ装置よって補正されたタイムスタンプを関連付けて表示する表示部を更に備えることを特徴とする通信システム。
10. センサを有する複数のセンサ装置からのデータを、中継装置を介して受信し、受信したデータを管理するサーバ装置であって、
    前記サーバ装置は、
    前記中継装置から受信する複数のパケットから、前記センサ装置を特定する送信元識別情報、および前記センサの計測タイミングを示すタイミング情報に基づいて、関連データを抽出し、
    前記関連データに対応するパケットに対して前記中継装置によって付与された受信時刻に基づいて、前記関連データに共通の補正後タイムスタンプを付与することを特徴とするサーバ装置。
11. 請求項１０に記載のサーバ装置であって、
    前記サーバ装置は、基準時刻からタイムアウト時間までの間に前記サーバ装置が受信した複数パケットのうち、同一の前記送信元識別情報、および同一の前記タイミング情報を持つパケットを前記関連データとして抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻を参照して最も早い受信時刻を判定し、当該時刻を前記関連データの補正後のタイムスタンプとして付与するタイムスタンプ補正部を有することを特徴とするサーバ装置。
12. 請求項１１に記載のサーバ装置であって、
    前記タイムスタンプ補正部で使用するタイムアウト時間を、前記センサ装置が格納するタイミング情報の最大値と、前記センサ装置からのデータ収集周期より決定することを特徴とするサーバ装置。
13. 請求項１２に記載のサーバ装置であって、
    前記タイムスタンプ補正部で使用するタイムアウト時間の決定に用いるデータ収集周期を、データ収集に使用する通信方式、或いは通信速度から決定することを特徴とするサーバ装置。
14. センサを有する複数のセンサ装置からのデータを、中継装置を介して受信し、管理するサーバ装置であって、
    前記サーバ装置は、
    連動して同時に計測を行う前記センサ装置の組み合わせを識別するためのグループＩＤを管理し、
    前記センサ装置から送信され、前記センサ装置を識別する送信元識別情報と前記センサの計測タイミングを示すタイミング情報を含む複数のパケットを、前記中継装置を介して受信し、
    受信した複数パケットのうち、前記グループＩＤに属する前記送信元識別情報、および前記タイミング情報に基づいて、関連データを抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻に基づいて、前記関連データに対し同一の補正後タイムスタンプを算出することを特徴とするサーバ装置。
15. 請求項１４に記載のサーバ装置であって、
    前記サーバ装置は、
    基準時刻からタイムアウト時間までの間に前記サーバ装置が受信した複数パケットのうち、同一の前記グループＩＤに属する前記送信元識別情報、および同一の前記タイミング情報を持つパケットを前記関連データとして抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻を参照して最も早い受信時刻を判定し、当該時刻を前記関連データの補正後のタイムスタンプとして付与するタイムスタンプ補正部を有することを特徴とするサーバ装置。
16. 請求項１４に記載の前記サーバ装置であって、
    前記センサ装置から受信したパケットについて、前記中継装置における受信時刻と、前記サーバ装置のタイムスタンプ補正部によって補正されたタイムスタンプを関連付けて表示する表示部を更に備えることを特徴とするサーバ装置。
17. センサを有するセンサ装置と、前記センサ装置からのデータを受信する中継装置と、前記中継装置から前記センサ装置のデータを転送され、転送されたデータを管理するサーバ装置とを備える通信システムにおけるタイムスタンプ補正方法であって、
    前記センサ装置は、パケットに前記センサ装置を識別する送信元識別情報と前記センサの計測タイミングを示すタイミング情報を格納し、前記中継装置にパケットを送信し、
    前記中継装置は、前記センサ装置から受信したパケットに受信時刻を付与し、
    前記サーバ装置は、受信した複数パケットのうち、前記送信元識別情報および前記タイミング情報に基づいて関連データを抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻に基づいて、前記関連データに対し、共通の補正後タイムスタンプを算出することを特徴とする通信システムにおけるタイムスタンプ補正方法。
18. センサを有する複数のセンサ装置と、前記複数のセンサ装置からのデータを受信する中継装置と、前記中継装置から前記センサ装置のデータを転送され、転送されたデータを管理するサーバ装置とを備えた通信システムにおけるタイムスタンプ補正方法であって、
    前記センサ装置は、パケットに前記センサ装置の送信元識別情報と前記センサの計測タイミングを示すタイミング情報を格納し、
    前記中継装置は、前記センサ装置から受信したパケットに受信時刻を付与し、
    前記サーバ装置は、連動して同時に計測を行う前記複数のセンサ装置の組み合わせを識別するためのグループＩＤを管理し、受信した複数パケットのうち、前記グループＩＤに属する送信元識別情報、およびタイミング情報に基づいて関連データを抽出し、前記関連データに対応するパケットの前記中継装置における受信時刻に基づいて、前記関連データに対し、同一の補正後のタイムスタンプを算出することを特徴とする通信システムにおけるタイムスタンプ補正方法。

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