JP3825432B2 - データ収集サーバ、及びデータ収集プログラム - Google Patents

Description

本発明は、データ収集サーバ、及びデータ収集プログラムに関するものである。

無線機の小型化及び無線通信技術の高度化に伴い、移動体通信方式等を利用した無線機を搭載した複数の対象設備から、無線通信を利用して設備監視データ等の各種データを収集することが広く行われている。この場合において、無線通信では、環境等の外部要因により通信が途絶したり、受信データにビットエラー等が生じたりすることを完全に避けることはできない。そのため、データを収集する親局にて、データ収集対象の子局で受信される電波強度を取得して、通信の途絶やビットエラーの発生を最小限に抑えるための技術が考えられている。

例えば、下記特許文献１に記載の発明においては、子局における電波強度が所定の閾値より小さい場合には、警報を発したり、通信経路を変更したりすることが実現されている。
特開平８−２０５２５３号公報

しかしながら、上述した従来技術において、電波強度が弱くて警報が発せられた場合では、何らかの人為的対処が行われるまでの時間は通信が途絶され、データ収集ができないような事態が生じうる。また、電波強度が弱い場合に通信経路を変更する方法では、予備用の通信経路等が必要となりシステム構成が複雑となるとともに、余分な通信トラフィックが発生する。

そこで、本発明は、上記課題に鑑み為されたものであり、より単純なシステム構成によりデータ収集の確実性を高めることが可能なデータ収集サーバ、及びデータ収集プログラムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明者らは様々な検討を行った。本発明者らは、データ収集対象の設備毎に、受信される電波強度の変化パターンにある程度の規則性があることに着目した。特に、受信される電波強度に大きな影響を及ぼす環境変化のパターンが、時刻に強く関連づけられていることを見出した。例えば、店先に設置された自動販売機においては、定時に、シャッターが閉じられたり、店先における車両の通行量が増加したりして、電波の受信環境が悪化するようなことが想定される。すなわち、このような環境変化パターンをある程度事前に自動予測してデータを収集することができれば、より効率的なデータ収集が可能である。本発明はこれらの知見に基づいてなされたものである。

本発明のデータ収集サーバは、データを収集する通信端末から、基地局から受信する電波の強度を示す受信電波強度を受信する電波強度受信手段と、当該受信された受信電波強度を、通信端末が受信電波強度を取得した時刻に関連づけて格納する電波強度履歴格納手段と、電波強度履歴格納手段に格納された受信電波強度、及び該受信電波強度に関連づけられた時刻に基づいて、通信端末からデータを収集するデータ収集時刻を決定する収集時刻決定手段と、収集時刻決定手段によって決定されたデータ収集時刻に、通信端末からデータを収集する情報収集手段とを備える。

また、本発明のデータ収集プログラムは、コンピュータを、データを収集する通信端末から、基地局から受信する電波の強度を示す受信電波強度を受信する電波強度受信手段、当該受信された受信電波強度を、通信端末が受信電波強度を取得した時刻に関連づけて格納する電波強度履歴格納手段、電波強度履歴格納手段に格納された受信電波強度、及び該受信電波強度に関連づけられた時刻に基づいて、通信端末からデータを収集するデータ収集時刻を決定する収集時刻決定手段、収集時刻決定手段によって決定されたデータ収集時刻に、通信端末からデータを収集する情報収集手段として機能させるものである。

なお、上記「時刻」は、ある時点を意味する場合に加えて、ある程度時刻に幅を持つ、いわゆる時間帯をも広く含む概念である。

このようなデータ収集サーバでは、電波強度受信手段が、通信端末における受信電波強度を受信し、電波強度履歴格納手段が、その受信電波強度の時間分布を格納し、収集時刻決定手段が、格納された受信電波強度に基づいて通信端末からデータを収集する時刻を決定して、情報収集手段が、その決定された時刻に通信端末からデータを収集するので、余分なネットワークを必要とすることなく、より確実性の高いデータ収集が実現される。また、データ収集プログラムをコンピュータに実行させた場合も同様である。

さらに、データ収集サーバにおいて、収集時刻決定手段は、通信端末に関する予め定められたデータ収集予約時刻から順次時刻を変更して、当該変更した時刻における受信電波強度に基づいてデータ収集時刻を決定するものであることが好ましい。このような構成とすれば、データ収集予約時刻から順次時刻を変更してデータ収集時刻を決定するので、データ収集時刻の決定のための処理を効率化して、全体としての処理時間の短縮が可能となる。

本発明のデータ収集サーバによれば、通信端末における受信電波強度を受信した後、その受信電波強度の時間分布を格納し、格納された受信電波強度に基づいて通信端末からデータを収集する時刻を決定して、その決定された時刻に通信端末からデータを収集するので、余分なネットワークを必要とすることなく、より確実性の高いデータ収集が実現される。その結果、より単純なシステム構成によりデータ収集の確実性を高めることが可能なデータ収集サーバを提供することができる。

本発明の実施形態にかかるデータ収集サーバについて図面を参照して説明する。なお、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。

まず、本実施形態にかかるデータ収集システムの構成について説明する。図１は、本発明の好適な一実施形態を示すデータ収集システムの概略構成図である。このデータ収集システムは、データ収集サーバ１０と、通信端末である自動販売機２０と、基地局４０と、ネットワーク３０とを備えている。なお、本実施形態においては、データ収集サーバ１０は１つのサーバにより構成されているが、複数のサーバに機能を分散させて構成されていても良い。また、図１においては、自動販売機２０及び基地局４０を１つずつ図示しているが、それぞれ複数備えていても構わない。以下、各構成要素について説明する。

自動販売機２０は、ジュース、プリペイドカード等の商品や金券を自動で提供する販売システムであり、機能的構成要素として、無線通信機能２０１と、通信モニター部２０２と、電波強度格納部２０３と、データ検出部２０４とを備えている。

無線通信機能２０１は、電波を送受信してネットワーク３０に接続された機器との間でデータ通信を行う部分である。無線通信機能２０１は、データ通信方式としてパケット交換方式を採用している。また、無線通信機能２０１は、定期的に、基地局４０から受信される電波の電力を測定して受信電波強度としてのＲＳＳＩ（Received Signal Strength Indicator）値を求め、所定の制御信号にそのＲＳＳＩ値を含めて、基地局４０に対して送信する機能も有する。この時、無線通信機能２０１は、受信電波の電力に応じて、０〜８の整数値の中からＲＳＳＩ値を決定する。ＲＳＳＩ値が「０」の場合は、受信電波の電力が最も弱い状態、「８」の場合は、受信電波の電力が最も強い状態を示す。さらに、その間の「１」〜「７」の整数値で段階的に受信電波の電力が表される。

さらに、無線通信機能２０１は、電波強度格納部２０３に格納されたデータ（詳細は、後述する。）を、定期的に（例えば、１日１回）データ収集サーバ１０に送信する機能も有する。

また、無線通信機能２０１は、データ収集サーバ１０からの要求に応じて、データ検出部２０４において検出されるデータ（詳細は、後述する）を取得して、データ収集サーバ１０に送信することも行う。

通信モニター部２０２は、無線通信機能２０１から送信される制御信号をモニターして、その制御信号に含まれるＲＳＳＩ値（受信電波強度）を抽出する部分である。さらに、通信モニター部２０２は、抽出したＲＳＳＩ値を抽出した時刻に関連づけて電波強度格納部２０３に格納する。図２には、電波強度格納部２０３に格納されたデータの構成図の一例を示す。図２に示すように、電波強度格納部２０３には、通信モニター部２０２により抽出されたＲＳＳＩ値「７」が、そのＲＳＳＩ値が抽出された時刻「2003/8/8 20:30:00」に関連づけて格納されている。

図１に戻って、データ検出部２０４は、自動販売機２０における商品在庫情報、売上情報、釣り銭残量情報等のデータを収集して無線通信機能２０１に出力する部分である。

基地局４０は、ネットワーク３０に接続されており、自動販売機２０との間で電波を送受信する無線基地局である。基地局４０は、自動販売機２０から送信されるパケットデータをネットワーク３０側に送信するとともに、ネットワーク３０側から自動販売機２０を宛先として送信されたパケットデータを自動販売機２０に送信する。

データ収集サーバ１０は、自動販売機２０からデータを収集して蓄積するためのコンピュータシステムである。データ収集サーバ１０は、物理的には、ＣＰＵ（中央処理装置）、メモリ、マウスやキーボードなどの入力装置、ディスプレイなどの表示装置、ハードディスクなどの格納装置などを備えたコンピュータシステムとして構成されている。また、データ収集サーバ１０は、機能的な構成要素として、電波強度受信部１０１（電波強度受信手段）と、電波強度履歴格納部１０２（電波強度履歴格納手段）と、収集時刻決定部１０３（収集時刻決定手段）と、収集時刻情報格納部１０４と、情報収集部１０５（情報収集手段）と、収集データ格納部１０６とを備えて構成されている。

電波強度受信部１０１は、データを検出する自動販売機２０から、基地局４０から受信する電波の強度を示すＲＳＳＩ値と、そのＲＳＳＩ値が通信モニター部２０２により抽出された時刻情報とを受信する部分である。このＲＳＳＩ値及び時刻情報は、電波強度受信部１０１の要求に応じて、自動販売機２０の無線通信機能２０１により、電波強度格納部２０３から取得されて、ネットワーク３０を介して定期的に（例えば、１日１回）送信される。無線通信機能２０１による電波強度格納部２０３からのデータの取得は、前回取得されたデータとの差分データのみが対象とされる。電波強度受信部１０１は、受信したＲＳＳＩ値を、時刻情報に基づいて、所定のデータ構造に編集して電波強度履歴格納部１０２に格納する。図３は、このようにして電波強度履歴格納部１０２に格納されたデータの構成図の一例を示す。図３の例によれば、時刻情報に対応する曜日のＲＳＳＩ値が、そのＲＳＳＩ値を抽出した自動販売機を特定する対象自動販売機特定情報と、時刻情報に対応する時間帯を示す時間帯特定情報と、時刻情報に対応する週を特定する週特定情報とに関連づけて格納されている。例えば、図３に示す１行目のデータは、「自動販売機Ａ」で特定される自動販売機２０において、「２１時」の時間帯の「最新」の週の月曜日から日曜日までに、ＲＳＳＩ値として「７」，「６」，「７」，「７」，「３」，「７」，「７」のデータが抽出されたことを示している。

図１に戻って、収集時刻決定部１０３は、電波強度履歴格納部１０２に格納されたＲＳＳＩ値に基づいて、自動販売機２０に関する予め定められたデータ収集予約時刻から順次時間帯をずらすことにより時刻を変更して、所定の閾値より大きいＲＳＳＩ値に関する時間帯を、自動販売機２０からデータを収集する時刻であるデータ収集時刻として決定する処理を行う部分である。なお、データ収集予約時刻、及びデータ収集時刻は、時刻に幅を持たせた時間帯として設定されるものである。

より詳細には、収集時刻決定部１０３は、収集時刻情報格納部１０４を参照して、自動販売機２０に関するデータ収集予約時刻を取得する。図４において、（ａ）には、収集時刻決定部１０３による処理前の収集時刻情報格納部１０４に格納されたデータの構成図の一例、（ｂ）には、収集時刻決定部１０３による処理後の収集時刻情報格納部１０４に格納されたデータの構成図の一例を示す。図４（ａ）に示すように、データ収集対象となる自動販売機を特定する収集対象自動販売機「自動販売機Ａ」の情報が、その収集対象自動販売機が属するデータ収集グループ「第ｍ＋１グループ」の情報と、収集時間帯「２１：００〜２２：００」の情報とに関連づけて格納されている。このようなデータから、収集時刻決定部１０３は、「自動販売機Ａ」で特定される自動販売機２０のデータ収集予約時刻として収集時間帯「２１：００〜２２：００」を取得する。

その後、収集時刻決定部１０３が、このデータ収集予約時刻から電波強度履歴格納部１０２に格納されたデータを参照して、データ収集時刻を決定する（詳細は後述する。）。図４（ｂ）に示すように、収集時刻決定部１０３がデータ収集時刻として時間帯「２０：００〜２１：００」に決定した場合には、収集時間帯「２０：００〜２１：００」であるデータ収集グループ「第ｍグループ」のデータレコード中の収集対象自動販売機として「自動販売機Ａ」のデータを追加するとともに、データ収集グループ「第ｍ＋１グループ」のデータレコードから、収集対象自動販売機「自動販売機Ａ」のデータを削除する。

図１に戻って、情報収集部１０５は、収集時刻決定部１０３により決定されたデータ収集時刻に自動販売機２０からネットワーク３０を介してデータを収集する部分である。情報収集部１０５は、収集時刻情報格納部１０４を参照することにより自動販売機２０のデータ収集時刻である収集時間帯を取得する。さらに、情報収集部１０５は、収集したデータを収集データ格納部１０６に格納する。

続いて、本実施形態にかかるデータ収集サーバ１０の動作について説明し、併せて、本発明の実施形態にかかるデータ収集方法について説明する。図５は、自動販売機２０がＲＳＳＩ値を抽出する際の動作を示すフローチャート、図６は、データ収集サーバ１０がデータを収集する際の動作を示す第１のフローチャート、図７は、データ収集サーバ１０がデータを収集する際の動作を示す第２のフローチャートである。まず、図５を用いて、データ収集サーバ１０のデータ収集時刻決定の前提となる、自動販売機２０のＲＳＳＩ値抽出の動作について説明する。

まず、自動販売機２０の無線通信機能２０１により、基地局４０から送信される電波が受信される（ステップＳ０１）。そして、無線通信機能２０１により、その受信された電波の電力が測定され、その電力からＲＳＳＩ値が決定される（ステップＳ０２）。その後、無線通信機能２０１により、そのＲＳＳＩ値を所定の制御信号に含めて基地局４０に対して送信されるが、その制御信号が通信モニター部２０２によりモニターされ、モニターされたＲＳＳＩ値が受信電波強度として抽出される（ステップＳ０３）。その抽出されたＲＳＳＩ値は、通信モニター部２０２により抽出した時刻に関連づけて電波強度格納部２０３に格納される（ステップＳ０４）。以上説明した、ステップＳ０１〜Ｓ０４の動作は、所定の周期（例えば、１時間周期）で繰り返し行われる。

次に、図６及び図７を用いて、データ収集サーバ１０がデータを収集する際の動作について説明する。

最初に図６を参照して、データ収集サーバ１０の電波強度受信部１０１は、自動販売機２０の無線通信機能２０１に対してＲＳＳＩ値の送信要求を送信する（ステップＳ０５）。これに対して、無線通信機能２０１により、電波強度格納部２０３に格納された未送信の差分データが送信され、その差分データを電波強度受信部１０１が受信する（ステップＳ０６）。電波強度格納部２０３は受信したＲＳＳＩ値及び時刻情報を、所定のデータ構造に編集して電波強度履歴格納部１０２に格納する（ステップＳ０７）。

次に、収集時刻決定部１０３は、収集時刻情報格納部１０４を参照して、自動販売機２０に関するデータ収集予約時刻を取得する（ステップＳ０８）。そして、収集時刻決定部１０３は、電波強度履歴格納部１０２を参照して、現在の曜日及びデータ収集予約時刻における、自動販売機２０に関するＲＳＳＩ値を取得する（ステップＳ０９）。例えば、図３の例に従えば、現在の曜日が「金曜日」であって、自動販売機２０に関するデータ収集予約時刻が「２１：００〜２２：００」である場合には、最新週のＲＳＳＩ値として「３」を、最新週から３週前までの４週における平均のＲＳＳＩ値として「３．２５」を取得する。

図６に戻って、収集時刻決定部１０３は、最新週のＲＳＳＩ値が２以下、または、平均のＲＳＳＩ値が４以下であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。判定の結果、最新週のＲＳＳＩ値が２より大きく、かつ、平均のＲＳＳＩ値が４より大きい場合には（ステップＳ１０；ＮＯ）、処理をステップＳ１６に移行する。そして、データ収集予約時刻をデータ収集時刻として決定する（ステップＳ１６）。

一方、上記判定の結果、最新週のＲＳＳＩ値が２以下、または、平均のＲＳＳＩ値が４以下である場合には（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、データ収集予約時刻から１時間前の時間帯における自動販売機２０に関する平均のＲＳＳＩ値を取得する（ステップＳ１１）。そして、収集時刻決定部１０３は、取得した平均のＲＳＳＩ値が４より大きいか否かを判定する（ステップＳ１２）。判定の結果、平均のＲＳＳＩ値が４より大きい場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、当該時間帯をデータ収集時刻として決定し、収集時刻情報格納部１０４に格納されたデータを更新して、自動販売機２０の属するデータ収集グループを更新する（ステップＳ１３）。

一方、平均のＲＳＳＩ値が４以下である場合には（ステップＳ１２；ＮＯ）、さらに、電波強度履歴格納部１０２に格納された全時間帯の平均のＲＳＳＩ値が参照されたか否かを判定する（ステップＳ１４）。その結果、全時間帯について参照されていない場合には（ステップＳ１４；ＮＯ）、さらに１時間前の時間帯についてステップＳ１１〜Ｓ１２の処理を繰り返す。

全時間帯について平均のＲＳＳＩ値が参照され、かつ、全時間帯の平均のＲＳＳＩ値が４以下である場合には（ステップＳ１４；ＹＥＳ）、データ収集サーバ１０にてアラームが発せられ、システム管理者に通知される（ステップＳ１５）。その後、自動販売機２０に関するデータ収集時刻の更新は行われない（ステップＳ１６）。

そして、図７に移って、情報収集部１０５は、現在時刻が、自動販売機２０に関するデータ収集時刻に含まれているか否かを判定する（ステップＳ１７）。データ収集時刻に含まれていない場合には（ステップＳ１７；ＮＯ）、一定時間経過するまで処理を保留して、再度ステップＳ１７の判定を繰り返す。一方、現在時刻がデータ収集時刻に含まれている場合には（ステップＳ１７；ＹＥＳ）、自動販売機２０の無線通信機能２０１に対して、データの送信要求を送信する（ステップＳ１８）。これに対して、無線通信機能２０１からデータが返送され、情報収集部１０５が受信して、収集データ格納部１０６に格納する（ステップＳ１９）。

以上説明した、ステップＳ０５〜Ｓ１９の処理は、複数の自動販売機からデータを収集する場合には、自動販売機毎に同様の処理が行なわれる。

次に、本発明の実施形態にかかるデータ収集プログラムについて説明する。 図８は、本発明の実施形態にかかるデータ収集プログラムの構成図である。データ収集プログラム９０は、処理を統括するメインモジュール９０１と、電波強度受信モジュール９０２と、収集時刻決定モジュール９０３と、情報収集モジュール９０４とを備えて構成される。ここで、電波強度受信モジュール９０２、収集時刻決定モジュール９０３、情報収集モジュール９０４のそれぞれを動作させることによって実現する機能は、上記データ収集サーバ１０の電波強度受信部１０１、収集時刻決定部１０３、情報収集部１０５それぞれの機能と同様である。

以下、本発明の実施形態にかかるデータ収集サーバ１０の作用効果について説明する。上述のように構成されたデータ収集サーバ１０によれば、電波強度受信部１０１が、自動販売機２０におけるＲＳＳＩ値を受信し、電波強度履歴格納部１０２が、そのＲＳＳＩ値の時間分布を格納し、収集時刻決定部１０３が、格納されたＲＳＳＩ値に基づいて自動販売機２０からデータを収集する時刻を決定して、情報収集部１０５が、その決定された時刻に自動販売機２０からデータを収集するので、余分なネットワークを必要とすることなく、より確実性の高いデータ収集が実現される。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、本実施形態にかかるデータ収集サーバ１０は、データ通信方式としてパケット交換方式を採用していたが、これは、回線交換方式等の他のデータ通信方式を採用しても良い。

また、本実施形態にかかるデータ収集サーバ１０は、データ収集対象の通信端末として自動販売機が用いられていたが、それ以外にも、自動発券機や電子マネーカード入金装置等の様々な設備を対象とすることができる。

本発明の好適な一実施形態を示すデータ収集システムの概略構成図である 図１の電波強度格納部に格納されたデータの構成図の一例である。 図１の電波強度履歴格納部に格納されたデータの構成図の一例である。 （ａ）は、収集時刻決定部による処理前の収集時刻情報格納部に格納されたデータの構成図の一例、（ｂ）は、収集時刻決定部による処理後の収集時刻情報格納部に格納されたデータの構成図の一例である。 自動販売機がＲＳＳＩ値を抽出する際の動作を示すフローチャートである。 データ収集サーバがデータを収集する際の動作を示す第１のフローチャートである。 データ収集サーバがデータを収集する際の動作を示す第２のフローチャートである。 本発明の実施形態にかかるデータ収集プログラムの構成図である。

符号の説明

１０…データ収集サーバ、２０…自動販売機、３０…ネットワーク、４０…基地局、９０…データ収集プログラム、１０１…電波強度受信部、１０２…電波強度履歴格納部、１０３…収集時刻決定部、１０４…収集時刻情報格納部、１０５…情報収集部、１０６…収集データ格納部、２０１…無線通信機能、２０２…通信モニター部、２０３…電波強度格納部、２０４…データ検出部、９０１…メインモジュール、９０２…電波強度受信モジュール、９０３…収集時刻決定モジュール、９０４…情報収集モジュール。

Claims (3)

1. データを収集する通信端末から、基地局から受信する電波の強度を示す受信電波強度を受信する電波強度受信手段と、
   当該受信された受信電波強度を、前記通信端末が前記受信電波強度を取得した時刻に関連づけて格納する電波強度履歴格納手段と、
   前記電波強度履歴格納手段に格納された受信電波強度、及び該受信電波強度に関連づけられた時刻に基づいて、前記通信端末から前記データを収集するデータ収集時刻を決定する収集時刻決定手段と、
   前記収集時刻決定手段によって決定されたデータ収集時刻に、前記通信端末から前記データを収集する情報収集手段と、
   を備えるデータ収集サーバ。
2. 前記収集時刻決定手段は、前記通信端末に関する予め定められたデータ収集予約時刻から順次時刻を変更して、当該変更した時刻における受信電波強度に基づいて前記データ収集時刻を決定するものである、
   請求項１に記載のデータ収集サーバ。
3. コンピュータを、
   データを収集する通信端末から、基地局から受信する電波の強度を示す受信電波強度を受信する電波強度受信手段、
   当該受信された受信電波強度を、前記通信端末が前記受信電波強度を取得した時刻に関連づけて格納する電波強度履歴格納手段、
   前記電波強度履歴格納手段に格納された受信電波強度、及び該受信電波強度に関連づけられた時刻に基づいて、前記通信端末から前記データを収集するデータ収集時刻を決定する収集時刻決定手段、
   前記収集時刻決定手段によって決定されたデータ収集時刻に、前記通信端末から前記データを収集する情報収集手段、
   として機能させるデータ収集プログラム。

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