JP4289208B2 - Wireless relay device - Google Patents
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Description
本発明は、無線ネットワークを有線ネットワークあるいは無線ネットワークと中継する中継装置に関する。 The present invention relates to a relay device that relays a wireless network to a wired network or a wireless network.
ネットワークを使用して、家庭内にある携帯型情報機器、携帯電話、AV(Audio Visual)家電機器、白物家電機器、各種センサ機器などを接続するシステムは、ホームネットワークシステムとして既に製品が出されている。また、ネットワークを使用して、ビル内にある設備機器、パーソナルコンピュータ、各種センサ機器などを接続するシステムも、既にビル管理システムとして導入されている。この様なシステムにおいて、交流100V電源プラグから電源供給を受けることなくバッテリーあるいは自家発電(振動発電や太陽光発電など)により独立して動作するセンサ機器を家屋あるいはビル内のさまざまな箇所に設置し、ここで様々なデータを計測して無線でホームコントロール装置あるいはビルコントロール装置に伝えて、例えば建物内の温度分布を計測したり、侵入者検知をしたい、ということを行いたいという要求は大きい。しかしながら、このような通信機能をもったセンサ機器の消費電流は極めて小さくする必要があるため、通信に必要な消費電流を低減するため通信の出力を抑えるのが一般的であり、これにより通信到達距離が短くなるのでこのセンサ機器とホームコントロール装置あるいはビルコントロール装置に直接無線電波を到達させることは極めて困難な場合が多い。 Systems that connect home-use portable information devices, mobile phones, AV (Audio Visual) home appliances, white goods home appliances, and various sensor devices using a network have already been released as home network systems. ing. In addition, a system for connecting equipment devices, personal computers, various sensor devices, etc. in a building using a network has already been introduced as a building management system. In such a system, sensor devices that operate independently by battery or in-house power generation (vibration power generation, solar power generation, etc.) without receiving power supply from an AC 100V power plug are installed at various locations in a house or building. There is a great demand for measuring various data and transmitting them wirelessly to the home control device or building control device, for example, to measure the temperature distribution in the building or to detect intruders. However, since the current consumption of sensor devices with such communication functions needs to be extremely small, it is common to suppress communication output in order to reduce the current consumption required for communication. Since the distance is shortened, it is often very difficult to make radio waves reach directly to the sensor device and the home control device or the building control device.
このため、センサ機器との無線ネットワークとホームコントロール装置あるいはビルコントロール装置との間の有線ネットワークを中継するアクセスポイントを、センサ機器からの電波が届く範囲内の至る所に設置するようにしていた。またあるいは、このようなセンサ機器各々にアドホックネットワーク通信機能を持たせ、これらのセンサ機器が無線ネットワークを中継し、最終的にホームコントロール装置あるいはビルコントロール装置に到達させるようにしていた。後者の技術については、例えば、特許文献1、2、3に開示されている。
For this reason, access points that relay a wired network between the wireless network with the sensor device and the home control device or the building control device have been installed everywhere within the reach of the radio waves from the sensor device. Alternatively, each of such sensor devices has an ad hoc network communication function, and these sensor devices relay the wireless network to finally reach the home control device or the building control device. The latter technique is disclosed in
しかしながら、アクセスポイントを至る所に設置する方法では、専用のアクセスポイントを購入して設置する必要があったためコスト高であるという問題がある。また、特許文献1、2、3に開示されているような方法では、すべてのセンサ機器にこのようなアドホックネットワーク通信機能を搭載する必要があり、自身に関係のないデータを中継する必要があるため消費電流が大きくなったり、このための通信機能を付加するのはコスト高になってしまうという問題がある。
However, the method of installing the access points everywhere has a problem of high cost because it is necessary to purchase and install a dedicated access point. In addition, in the methods as disclosed in
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、専用のアクセスポイントを用いなくとも低コストでセンサ機器の無線ネットワークを中継する無線中継装置を提供する。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides a wireless relay device that relays a wireless network of sensor devices at a low cost without using a dedicated access point.
上記目的を達成する本発明のうち主たる発明は、無線中継装置であって、家電機器あるいはビル設備機器との接続手段と、第1のネットワークとの間でメッセージを送受信する通信手段と、受信した要求メッセージに指示された要求にしたがって家電機器あるいはビル設備機器を制御するとともに応答メッセージを作成する手段と、これを制御する手段と、第2のネットワークとの間でメッセージを送受信する通信手段と、受信したメッセージの情報を保持する手段と、第1のネットワークから受信した要求メッセージに指示された要求にしたがって前記保持しておいた情報を読み出し応答メッセージを作成する手段と、を有することとする。 The main invention of the present invention that achieves the above object is a wireless relay device, which is a means for connection with home appliances or building equipment, a communication means for transmitting and receiving messages between the first network, and a reception means Means for controlling the home appliance or building equipment according to the request instructed in the request message and creating a response message; means for controlling this; communication means for transmitting / receiving a message to / from the second network; It is assumed that there are means for holding information of the received message and means for reading out the held information and creating a response message in accordance with the request instructed by the request message received from the first network.
また、この無線中継装置の処理を軽量化するための発明として、第1の情報処理装置から送信される複数の要素データからなるコマンドデータを、前記要素データを順に受信していくことによって受信する第1のコマンド受信部と、第2の情報処理装置から送信される複数の要素データからなるコマンドデータを、前記要素データを順に受信していくことによって受信する第2のコマンド受信部と、前記各々のコマンドデータの解釈プロセスにおける処理の状態遷移のパターンを記憶する状態遷移パターン記憶部と、前記各々のコマンドデータの解釈プロセスにおいて、前記要素データを1つずつ順番に処理し、前記要素データを1つ処理する度に前記状態遷移パターンに従って前記解釈プロセスにおける処理の状態を遷移させる状態遷移部と、前記状態遷移部により最終的に決まる状態に応じて定まる制御を実行する制御部と、を備えることとする。 Further, as an invention for reducing the processing of the wireless relay device, command data composed of a plurality of element data transmitted from the first information processing apparatus is received by sequentially receiving the element data. A first command receiving unit; a second command receiving unit configured to receive command data composed of a plurality of element data transmitted from the second information processing apparatus by sequentially receiving the element data; and A state transition pattern storage unit that stores a state transition pattern of processing in each command data interpretation process; and in each command data interpretation process, the element data is processed one by one in order, A state transition unit that transitions the state of processing in the interpretation process according to the state transition pattern every time one process is performed , And further comprising a control unit for executing control determined according to the state determined ultimately by the state transition section.
本発明によれば、無線中継装置自身が複数のネットワークを中継する機能と、家電機器やビル内機器を制御する機能の両方を持っているため、特別な専用の無線中継装置を設置することなく低コストでシステムを提供することができる。 According to the present invention, since the wireless relay device itself has both a function of relaying a plurality of networks and a function of controlling home appliances and in-building devices, a special dedicated wireless relay device is not installed. A system can be provided at low cost.
また、本発明によれば、無線中継装置はメッセージを構成する要素データを受信順に1つ処理する度に状態を遷移させる。従って、無線中継装置は、メッセージを構成する複数の要素データのうちの一部のみを記憶しておく分の記憶装置を有するメモリを備えていればよく、無線中継装置の低消費電力化、小型化、および低コスト化を図ることができる。 Also, according to the present invention, the wireless relay device changes the state every time the element data constituting the message is processed in the order of reception. Therefore, the wireless relay device only needs to include a memory having a storage device for storing only a part of the plurality of element data constituting the message. And cost reduction.
また、本発明によれば、無線中継装置は、順に要素データを受信していき、受信した要素データを1つずつ順番に処理していく。これにより、例えば、無線中継装置は各要素データを受信しつつメッセージの解釈処理を進めていくことができる。また、無線中継装置は、メッセージを受信し終わるのを待たずに、前期メッセージの解釈プロセスを開始することができる。従って、無線中継装置のメッセージの解釈処理時間を短縮することができる。 Further, according to the present invention, the wireless relay device sequentially receives element data and processes the received element data one by one. Thereby, for example, the wireless relay device can proceed with the interpretation of the message while receiving each element data. Also, the wireless relay device can start the process of interpreting the previous message without waiting for the message to be received. Accordingly, it is possible to shorten the message interpretation processing time of the wireless relay device.
本発明によれば、無線ネットワーク通信機能をもつセンサ機器を有線ネットワークあるいは別の無線ネットワークに低コストで接続することが可能な無線中継装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a wireless relay device that can connect a sensor device having a wireless network communication function to a wired network or another wireless network at low cost.
以下に、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
図1は本発明の第1の実施の形態に係る無線中継装置を内蔵させた照明機器、空調機、暖房便座、デジタルペン、玄関電気錠を含むホームネットワークシステムの構成の一例を示したものである。本システムは、各ユーザ宅に設置された様々なネットワーク機器を遠隔管理するセンタサーバ1と、センタサーバ1と各ユーザ宅を接続するネットワーク2と、外出先あるいは宅内においてセンタサーバ1で管理された様々な情報を閲覧するために用いる携帯電話6と、各ユーザ宅で構成されている。また、各ユーザ宅内のシステムは、情報処理装置としてのホームコントロール装置310と、ホームセキュリティ管理を行うホームセキュリティ装置3と、ホームコントロール装置310を介して様々な家電機器を操作するユーザインタフェースとなる操作端末4と、本発明の無線中継装置が内蔵された照明10、空調機11、暖房便座12、デジタルペン13、玄関電気錠14と、バッテリーあるいは振動発電や太陽光発電などの自家発電機能を備えた窓開閉センサ21、人感センサ22、温度センサ23、バッジ24、脈拍計25、振動センサ26を含んで構成され、図示するようにこれらの機器がネットワーク309および無線ネットワーク5によって相互に通信可能に接続されている。
FIG. 1 shows an example of the configuration of a home network system including a lighting device, an air conditioner, a heated toilet seat, a digital pen, and an entrance electric lock incorporating the wireless relay device according to the first embodiment of the present invention. is there. This system is managed by the center server 1 that remotely manages various network devices installed in each user's home, the
コントロール装置310は、ユーザ宅に設置された様々な機器の制御や監視を行うための装置である。コントロール装置310は、具体的には、CPUやメモリを備えるパーソナルコンピュータ等のコンピュータ、ホームオートメーション用の専用端末、インターホン装置とすることもできる。ネットワーク309は、赤外線や電波等の無線通信、あるいはツイストペアケーブルや電灯線等の有線通信などの様々な通信方式のネットワークを使用することができる。ネットワーク5は、赤外線や微弱無線などの低消費電流で通信が可能な無線通信方式のネットワークである。
The
図1において、照明10は、窓開閉センサ21と人感センサ22からの情報を受けとり、この情報を保持しておき、例えばホームセキュリティ装置からの問い合わせに応じてこれを応答することにより、ホームセキュリティに役立てることができる。図1では照明10は1つしか書いていないが、例えば宅内の各部屋にこのような照明10と窓開閉センサ21と人感センサ22とを置き家全体でホームセキュリティシステムを実現してもよい。また、窓開閉センサ21と人感センサ22以外にも、防犯センサ、振動センサなどを用いてもよい。
In FIG. 1, the
また図1において、空調機11は温度センサ23からの情報を受け取り、室内の温度に応じて空調機11の温度制御を行って快適制御に役立てることができる。また、この情報を空調機11に保持しておき、ホームコントロール装置310からの問い合わせに応じてこれを応答することにより、遠隔で部屋の温度を計測できるようにすることができる。図1では、空調機11は1つしか書いていないが、例えば宅内の各部屋にこのような空調機11と温度センサ23とを置き家全体で快適な空調を行ってもよい。人感センサ22の情報を空調機11に取り込ませ、人の在室・不在に応じて出力の制御を行い省エネルギーを図ってもよい。
In FIG. 1, the
また図1において、暖房便座12は人が携帯するバッジ24からの個人情報を受け取り、暖房便座とバッジとが直接通信できることから、トイレ室内にいるかいないかの位置確認に用いることができる。図1では暖房便座とバッジが通信するとしているが、バッジと各部屋の照明や空調機と通信するようにして、バッジを携行している人が現在どの場所にいるかを判断することもできる。
In FIG. 1, the
また図1において、デジタルペン13は脈拍計25からの情報を受け取り、デジタルペン13で記載したデータと合わせてホームコントロール装置310に送信することもできる。例えば、デジタルペンで問診表を書き、この問診データの一部として脈拍値を取り込み、ホームコントロール装置310に送信してもよい。また、脈拍計25の代わりに、血圧計、血糖値センサ、体温計などの様々なセンサを用いてもよい。
In FIG. 1, the
また図1において、玄関電気錠14は振動センサ26からの情報を受け取り、玄関の鍵が閉まっている状態で、玄関ドアに取り付けられた振動センサが継続的に反応している場合にはセキュリティ異常としてホームセキュリティ装置3に対して異常発報をおこなうようにできる。
In FIG. 1, the entrance
図2は、本発明の無線中継装置が適用される照明10の構成の一例を示したものである。照明10は、本発明の無線中継装置301と照明本体308とで構成され、家屋内の交流電源プラグ31のメスプラグ部分にオスプラグを差し込んで電源供給を受けて動作し、ホームコントロール装置310との間でネットワーク309を用いて通信し、また窓開閉センサ21との間で無線ネットワーク5を用いて通信する。また、図示するように、交流電源プラグのメスプラグを備え、他の家電機器15のオスプラグが差し込まれるとこれに電源を供給するようにしてもよい。
FIG. 2 shows an example of the configuration of the
また、本実施の形態において、無線中継装置301に接続する照明機器308は照明装置を例に示しているが、これは照明装置に限るものではなく、照明装置に替えて、空調機、冷蔵庫といった白物家電、センサ、ドアやスイッチといった設備機器、テレビ等のAV機器等とすることもできる。照明に替えて空調機、暖房便座、デジタルペン、電気錠を接続したものが、図1における空調機11、暖房便座12、デジタルペン13、電気錠14である。また、センサとしては、温度センサ、人感センサ、湿度センサ、振動センサ、照度センサ、二酸化炭素センサ、ガス漏れセンサ、電流センサ、電圧センサ、電力センサなど、様々なものを使用可能である。また、電流センサを接続した場合、本中継装置本体の消費電流を計測してもよいし、また、メス電源プラグに接続された機器の消費電流を計測するようにしてもよい。なお、計測したデータは、プロトコル処理プロセッサによって保持されてもよいし、また任意のタイミングでホームコントロール装置に送信してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施の形態において、例えば、無線中継装置301と照明機器体308との間を赤外線リモコンインタフェースなどの無線通信にして、無線中継装置301と照明機器308とを物理的に離れた位置に配してもよい。さらに、無線中継装置301は照明機器308と着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。また、図2において、無線中継装置301は照明機器308とは分離しているが、照明機器308の中に内蔵されるようにしてもよい。
In this embodiment, for example, wireless communication such as an infrared remote control interface is performed between the
図3は、本発明の無線中継装置301の内部構成を示したものである。無線中継装置301は、ネットワークモジュール302および342、プロトコル処理プロセッサ303、電源回路304、アンテナ305および345、オス電源プラグ331、メス電源プラグ332、及びインタフェース306を含んで構成される。無線中継装置301は、照明機器308と通信可能に接続することにより、当該照明機器308をネットワーク経由で制御できるようになる。
FIG. 3 shows the internal configuration of the
ネットワークモジュール302は、アンテナ305と接続されており、ネットワーク309との間での無線通信を行なう。また、ネットワークモジュール302はバッファメモリ(要素データ記憶部)311を有し、ネットワーク309から受信したデータをバッファメモリ311に記憶する。本実施の形態において、ネットワークモジュール302の備えるバッファメモリ311は1バイトの記憶容量とする。無線中継装置301がネットワーク309からパケットを受信するときに、ネットワークモジュール302は、データを1バイトずつ受信し、受信した1バイトのデータをバッファメモリ311に記憶する。
The
ネットワークモジュール342は、アンテナ345と接続されており、無線ネットワーク5との間での無線通信を行なう。また、ネットワークモジュール302はバッファメモリ(要素データ記憶部)351を有し、無線ネットワーク5から受信したデータをバッファメモリ351に記憶する。本実施の形態において、ネットワークモジュール342の備えるバッファメモリ351は1バイトの記憶容量とする。無線中継装置301が無線ネットワーク5からパケットを受信するときに、ネットワークモジュール342は、データを1バイトずつ受信し、受信した1バイトのデータをバッファメモリ351に記憶する。
The
プロトコル処理プロセッサ303は、ネットワークモジュール302およびネットワークモジュール342を制御し、ネットワーク309および無線ネットワーク5に対するパケット(コマンドデータ)の送受信制御を行なう。プロトコル処理プロセッサ303は、ネットワークモジュール302からのパケットの受信時には、ネットワークモジュール302が受信してバッファメモリ311に記憶したデータを1バイトずつ受け取り、ネットワークモジュール342からのパケットの受信時にも同様にネットワークモジュール342が受信してバッファメモリ351に記憶したデータを1バイトずつ受け取る。プロトコル処理プロセッサ303は、内部にプロセッサ321、固定メモリ322、可変メモリ323を備える。固定メモリ322はプログラムやデータを記憶する、ROMやフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリである。可変メモリ323は、プロセッサ321が適宜データを記憶する、RAM等のメモリである。プロセッサ321は、固定メモリ322に記憶されたプログラムを可変メモリ323に読み出し、読み出したプログラムを実行することにより、後述するコマンドデータの解釈処理や、照明機器308を点灯する制御を行う機能等を実現する。
The
電源回路304は、オス電源プラグ331から電源供給を受け、プロセッサ303、ネットワークモジュール302、ネットワークモジュール342、メス電源プラグ332など無線中継装置無線中継装置301上の各部へ電源を供給するものである。
The
アンテナ305は、ネットワークモジュール302が出力する電気信号を電波として放出したり、または電波を受信し電気信号としてネットワークモジュール302へ入力したりして、ネットワーク309に対してデータの送受信を行うものである。
The
アンテナ345は、ネットワークモジュール342が出力する電気信号を電波として放出したり、または電波を受信し電気信号としてネットワークモジュール342へ入力したりして、無線ネットワーク5に対してデータの送受信を行うものである。
The
インタフェース306は、プロセッサ321の電気信号と照明機器308の電気信号を相互に変換するものであり、本実施の形態では、電気信号により照明機器308の電源をオンオフ制御するスイッチである。照明機器308は照明装置であり、一般的な家電機器である。プロセッサ321は、インタフェース306を制御することにより、照明機器308のスイッチをオンオフすることができる。
The
なお、本実施の形態において、無線中継装置301はアンテナ305によりネットワーク309に接続しているが、アンテナ305に替えて赤外線発光装置および赤外線受光装置を用いることにより、赤外線受光および赤外線出力の組み合わせによる赤外線無線ネットワークを構成することも可能である。また、無線中継装置301は、アンテナ305に替えてネットワーク用のコネクタを用いることにより、イーサネット(登録商標)や公衆電話回線等の電気的な信号による通信経路に接続するようにすることもできる。また、無線中継装置301のアンテナ305に替えてシリアル通信インタフェース、USBインタフェース、赤外線リモコンインタフェース等を用いることにより、コントロール装置310と直接接続する形態とすることもできる。
Note that in this embodiment, the
また、本実施の形態において、インタフェース306は照明機器308の電源をオンオフ制御するスイッチとしているが、これに限らず、例えば、シリアル通信インタフェース、USBインタフェース、赤外線リモコンインタフェースなどの、照明機器308に接続してコマンドを送信することにより照明機器308を制御するためのインタフェースとしてもよい。例えば、プロセッサ321がインタフェース306を介して照明機器308を制御するコマンドを送信し、照明機器308がそのコマンドを受信して、スイッチのオンオフ等の動作を行うようにできる。
In this embodiment, the
また、例えば、インタフェース306を赤外線リモコンインタフェースなどの無線通信用のものにして、無線中継装置301と照明機器308とを物理的に離れた位置に配することができる。さらに、無線中継装置301は照明機器308と着脱可能に取り付けられるようにしてもよい。例えば、ネットワーク経由で制御される考慮がされていない機器に無線中継装置301を取り付けることにより、その機器をネットワーク経由で制御できるようにすることができる。
In addition, for example, the
また、本実施の形態において、アンテナ345に替えてネットワーク用のコネクタを用いることにより、イーサネット(登録商標)や公衆電話回線等の電気的な信号による通信経路に接続するようにすることもできる。また、無線中継装置301のアンテナ345に替えてシリアル通信インタフェース、USBインタフェース、赤外線リモコンインタフェース等を用いることにより、コントロール装置310と様々な家電機器やビル設備危機を直接接続する形態とすることもできる。また、その場合、ネットワークモジュール342はプロトコル処理プロセッサ303に内蔵されていてもよい。
In the present embodiment, a network connector can be used instead of the
図4は、図1における窓開閉センサ21の内部構成を示したものである。窓開閉センサ21は、ネットワークモジュール351、プロトコル処理プロセッサ354、電源回路353、アンテナ352、不揮発性メモリ355、開閉センサ356を含んで構成される。
FIG. 4 shows the internal configuration of the window opening /
ネットワークモジュール351は、アンテナ352と接続されており、無線ネットワーク5との間での無線通信を行なう。
The
プロトコル処理プロセッサ354は、開閉センサ356の状態を検知し、例えば周期的に、あるいは開閉センサ356の状態が変化した際に、ネットワークモジュール351を制御し、その状態情報と不揮発性メモリ355内の情報を含むパケット(コマンドデータ)を作成し、無線ネットワーク5に対して送信する。
The
電源回路353は、バッテリーやボタン電池、振動発電装置、太陽光発電装置などを含み、これらから電源をプロトコル処理プロセッサ354、ネットワークモジュール351、不揮発性メモリ355、開閉センサ356などの各部へ電源を供給するものである。 アンテナ352は、ネットワークモジュール351が出力する電気信号を電波として放出したり、または電波を受信し電気信号としてネットワークモジュール351へ入力したりして、ネットワーク309に対してデータの送受信を行うものである。
The
アンテナ345は、ネットワークモジュール342が出力する電気信号を電波として放出したり、または電波を受信し電気信号としてネットワークモジュール342へ入力したりして、無線ネットワーク5に対してデータの送受信を行うものである。
The
不揮発性メモリ355には、窓開閉センサ21の通信アドレスや設置場所やID情報などが記憶されている。
The
開閉センサ356は、例えば窓の開閉を検知するものである。
The open /
図4では、窓開閉センサを例にしてその内部構成を説明したが、開閉センサ部分を他のセンサに替えてもよい。例えば人感センサに替えて人感センサ22、温度センサに替えて温度センサ23、脈拍センサに替えて脈拍計25、振動センサに替えて振動センサ25を構成してもよい。また、形態は、据え置き型であってもよいし、リストバンドや指輪やペンダントのように人に携帯させるようなものであってもよい。また、センサをつけずにこのままバッジケースに内蔵させ、ビル内に入館する人やホーム内にいる人に携帯させるようなバッジ24としてもよい。
===処理説明===
図5は本実施の形態における、無線中継装置301の起動時に行われる処理の流れを示すフローチャートである。このフローチャートで示される処理は、プロセッサ321が固定メモリ322に格納されているプログラムを可変メモリ323に読み出して実行することによって実現されるものである。
In FIG. 4, the internal configuration of the window opening / closing sensor has been described as an example, but the opening / closing sensor portion may be replaced with another sensor. For example, the
=== Description of Processing ===
FIG. 5 is a flowchart showing a flow of processing performed when the
ステップ401では、ネットワークモジュール302および342にリセット信号を送信し、ネットワークモジュール302および342を初期化する。ステップ402では、ネットワークモジュール302および342にパケット受信ありか否かを問い合わせ、パケットが受信されていなければ、ステップ402に戻る。いずれかのネットワークモジュールでパケットが受信されていれば、ステップ406に進む。ステップ406では、後述する状態遷移パターンにおける現在のステート(以下、実行ステート位置と称する)をステート501に変更する。ステップ403では、ネットワークモジュール302に到着したパケットの1バイトのデータ(1文字)をネットワークモジュール302から受け取る。なお、本実施の形態では、1文字は1バイト分のデータであるものとして説明するが、1文字を16ビット、24ビットあるいは32ビット等、任意の長さのデータとしてもよい。ステップ404では、受け取った1文字の内容に応じて、後述する図3に示すステートを遷移させる。ステップ405では、受け取った1文字がパケットの最後尾の文字であるかどうかを判断する。受け取った1文字がパケットの最後尾の文字であれば、ステップ402に戻る。受け取った1文字が最後尾の文字でなければ、ステップ403に進み、上記の処理を繰り返す。
In
図6は図5のステップ404において行われる処理の状態の遷移パターンを示す図である。501〜516は状態遷移パターン中のステートを表している。状態遷移パターンは、上記のプロセッサ321が実行するプログラムに含まれるアルゴリズムによって表現される。つまり、状態遷移パターンは、上記プログラムとして固定メモリ322(状態遷移パターン記憶部)に記憶されている。上記の状態遷移パターン上における現在のステートの位置を示す情報が、後述する実行ステート位置記憶領域703に記憶されている。図5に示したフローチャートのステップ404では、プロセッサ321が、後述する実行ステート位置記憶領域703に記憶されているステートに対応する処理を1つだけ実行し、図6で示す状態遷移パターンに従ってステートが遷移する。上記ステートに対応する処理は、例えば、各ステートに対応づけて固定メモリ322に予め記憶しておいたプログラムを、プロセッサ321が可変メモリ323に読み出して実行することにより実現される。また、各ステートと、受け取る1文字と、遷移先のステートとを対応付けた表を固定メモリ322に記憶しておき、プロセッサ321が適宜その表を参照するようにしてもよい。もちろん、プロセッサ321が実行するプログラムの中で、各ステートと、受け取る文字とに応じて実行する処理やステートを遷移させる先を、条件分岐として組み込むようにしてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing a transition pattern of the state of processing performed in
以下に各ステートにおける処理の詳細を説明する。 Details of processing in each state will be described below.
図6において「A」の表記で示されるステート506、510、514、517および519では、単に現在のステートを次のステートに遷移させるだけの処理を行う。例えば、実行ステート位置がステート506である場合、実行ステート位置をステート507に変更するだけの処理が行われる。同様に、実行ステート位置がステート510である場合、実行ステート位置をステート511に変更するだけの処理が行われる。 図6において「B」の表記で示されるステート503、504、505、507、508、511および512では、受け取った文字の内容に応じて、次に遷移させるステートを決定する。例えば、実行ステート位置がステート505である場合、受け取った1文字の内容が「01」であれば、実行ステート位置をステート506に変更する処理が行われる。受け取った1文字の内容が「02」であれば、実行ステート位置をステート510に変更する処理が行われる。受け取った1文字の内容が「03」であれば、実行ステート位置をステート514に変更する処理が行われる。受け取った1文字の内容が「04」であれば、実行ステート位置をステート517に変更する処理が行われる。受け取った1文字の内容が「05」であれば、実行ステート位置をステート519に変更する処理が行われる。受け取った1文字の内容がそれ以外の場合には、実行ステート位置をステート516に変更する処理が行われる。
In the
同様に、実行ステート位置がステート503である場合、受け取った1文字の内容が「00」であれば、実行ステート位置をステート504に変更する処理が行われる。受け取った1文字の内容がそれ以外の場合には、実行ステート位置をステート516に変更する処理が行われる。
Similarly, when the execution state position is
図6において「C」の表記で示されるステート501および502では、受け取った1文字を可変メモリ323の所定のメモリエリアに保存し、次のステートに遷移させる処理を行う。受け取った1文字をメモリエリアのどの部分に保持するかはステートによって異なる。例えば、ステート501において、受け取った1文字は、後述する送信元アドレス記憶領域の第1バイトである領域701に、ステート502においては、後述する送信元アドレス記憶領域の第2バイトである領域702に、それぞれ格納される。例えば、実行ステート位置がステート501である場合、受け取った1文字を送信元アドレス記憶領域の第1バイトである領域701に格納し、実行ステート位置をステート502に変更する。同様に、実行ステート位置がステート502である場合、受け取った1文字を送信元アドレス記憶領域の第2バイトである領域702に格納し、実行ステート位置をステート503に変更する。
In states 501 and 502 indicated by the notation “C” in FIG. 6, the received character is stored in a predetermined memory area of the
図6において「D」の表記で示されるステート516はステートの遷移先のない状態であり、何も処理を行わない。実行ステート位置がステート516になると、コマンド処理装置301はパケットの残りの文字を読み飛ばし、何も処理しないようになる。これにより、無線中継装置301が予期しないデータを含む等のエラーパケットを受信した場合に、誤動作などの不具合を防ぐことができる。
A
図6において、ステート509、513、515、518、520は、状態遷移の結果、最終的に決まるステートである。ステート509、513、515、518、520の枠内に、これらのステートにおいて実行される制御を示している。ステート509では、インタフェース306を通して照明機器308を点灯させ、応答を生成し、ネットワークモジュール302に送信することにより、送信元であるコントロール装置310に応答を返す。ステート513では、インタフェース306を通して照明機器308を消灯させ、応答を生成し、ネットワークモジュール302に送信することにより、送信元であるコントロール装置310に応答を返す。ステート515では、応答を生成し、ネットワークモジュール302に送信することにより、送信元であるコントロール装置310に応答を返す。ステート517では、後述するテーブルの情報を読み出して応答を生成し、ネットワークモジュール302に送信することにより、送信元であるコントロール装置310に応答を返す。ステート519では、後述するテーブルに情報を書き込む。
===パケットの構成について===
図7に、図6に示した状態遷移パターンに従うことにより、無線中継装置301が行うべき制御を決定可能なパケットの構成と具体例を示す。パケット601は、照明機器308を点灯させるためのパケットである。パケット602は、照明機器308を消灯させるためのパケットである。パケット603は、無線中継装置301が接続する機器が照明装置であるか否かを問い合わせるパケットである。パケット604は、無線中継装置301がネットワーク5によって接続し管理する機器である窓開閉センサ21の状態を問い合わせるパケットである。また、パケット605は、ネットワーク5を経由して窓開閉センサ21からその状態情報が通知されるパケットである。
In FIG. 6, states 509, 513, 515, 518, and 520 are states finally determined as a result of state transition. The control executed in these states is shown in the frame of the
=== Regarding Packet Configuration ===
FIG. 7 shows a configuration and a specific example of a packet that can determine the control to be performed by the
送信元アドレス格納領域610にはパケットの送信元のアドレスが格納されている。本実施の形態において、コントロール装置310を表すアドレスは「0001」とし、このアドレスが送信元として送信元アドレス格納領域610に格納されている。送信先アドレス格納領域611にはパケットの送信先のアドレスが格納されている。本実施の形態において、無線中継装置301を表すアドレスは「0002」とし、このアドレスが送信先として送信先アドレス格納領域611に格納されている。機器コード格納領域612にはこのパケットの送信先となる機器の種別を示す機器コードが格納されている。本実施の形態において、照明機器308が照明装置であることを示す機器コードは「0001」としている。なお、機器が照明装置であるか否かを問い合わせるパケット603は、機器コード格納領域612を省略することができる。また、本実施の形態において、窓開閉センサ21が窓開閉センサであることを示す機器コードは「2134」としている。接続機器の情報を問い合わせるパケット604の機器コードには、この窓開閉センサであることを示す機器コードは「2134」が格納されている。コマンド格納領域613には処理すべき制御を示す値が格納されている。本実施の形態において、照明の点灯は「01」、消灯は「02」、機器問い合わせは「03」、接続機器の情報の問い合わせは「04」、接続機器の状態情報の通知は「05」としている。また、本実施の形態においては、ネットワーク5で窓開閉センサ21から無線中継装置301に通知されるパケットの機器コード格納領域614には、窓開閉センサの状態情報を格納するものとし、図7は窓開閉センサの状態が開であることを示す「1111」格納されている。
In the transmission source
例えば、無線中継装置301がパケット602を受け取った場合、図5のフローチャートにおけるステップ403、404、405を1度繰り返す毎に、図6に示す実行ステート位置は、501、502、503、504、505、510、511、512、513と順に遷移する。これにより、ステート513に応じて定まる制御、すなわち、照明を消灯する制御が実行される。
For example, when the
例えば、送信先のアドレスが格納されている送信先アドレス格納領域611に対して、送信先アドレスが無線中継装置301を表すネットワークアドレスである「0002」ではなかった場合、例えば、「0103」が格納されているようなパケットをコマンド処理装置301が受け取った場合、図5のフローチャートにおけるステップ403、404、405を1度繰り返す毎に、図6に示す実行ステート位置は、501、502、503、516、516、516、516、516と遷移する。つまり、無線中継装置301がこのパケットを受け取っても、何ら照明を操作するような制御は行われない。
For example, when the transmission destination address is not “0002” that is the network address representing the
このように、図5、図6に示す方式の組み合わせにより、無線中継装置301は図7に示すパケットに格納されたコマンドを正しく解釈できる。
As described above, the
なお、無線中継装置301は、接続している照明機器308の機器コードを予め固定メモリ322や可変メモリ323に記憶しておくものとする。無線中継装置301は、ステート515における「応答生成」処理では、この予め記憶している機器コードをコントロール装置310に送信する。ただし、無線中継装置301は、照明機器308とインタフェース306を介して通信可能に接続し、機器コードを照明機器308から取得するようにしてもよい。この場合、無線中継装置301は、例えば、照明機器308に機器コードを問い合わせるコマンドを送信し、その応答を受信することによって照明機器308の機器コードを取得し、取得した機器コードを可変メモリ323に記憶しておくようにできる。
また、無線中継装置301は、ネットワーク5を介して接続している窓開閉センサ21、人感センサ22の機器コードを予め固定メモリ322や可変メモリ323に記憶しておくものとし、この状態情報を可変メモリ323に記憶しておくものとする。無線中継装置301は、ステート518における「テーブル読み出し」処理では、この可変メモリ323に記憶している対応する情報を読み出す。また、無線中継装置301は、ステート520における「テーブル格納」処理では、この可変メモリ323の対応するエリアに通知された情報を書き込んでおく。
===データ構造について===
図8は本実施の形態における図5、図6に示す処理において、可変メモリ323に格納されるデータ構造について示した図である。
Note that the
In addition, the
=== About Data Structure ===
FIG. 8 is a diagram showing a data structure stored in the
送信元アドレス記憶領域は、2バイトの大きさがあり、パケットのデータ送信アドレス格納領域610に格納されているデータを格納するために使われる領域であり、先頭から1バイト目である領域701と先頭から2バイト目である領域702からなる。領域701は、図2におけるステップ403にてネットワークモジュール302に到着したパケットから受け取った1文字が格納される領域であり、また、領域702は、ネットワークモジュール302に到着したパケットから受け取った1文字が格納される領域である。
The transmission source address storage area has a size of 2 bytes and is an area used for storing data stored in the data transmission
実行ステート位置記憶領域703は、1バイトの大きさがあり、図3に示す処理を実行する際の実行ステート位置情報、すなわち、状態遷移パターン上における現在のステートの位置を示す情報を格納するための領域である。図2のフローチャートにおけるステップ403、404、405の実行を繰り返す度に、実行ステート位置記憶領域703は参照および変更がなされる。本実施の形態においては遷移パターン中のステートの数が256個以下であるために、それぞれを独立したコードで表現するのに充分な大きさとして、1バイトのサイズとしている。実行ステート位置記憶領域703のサイズはこれに限るものではなく、2バイト、3バイト、4バイト、あるいは8バイトなど、任意の大きさの領域とすることができる。また、ステートの位置情報として、各ステップで実行されるプログラムが格納されているメモリのアドレスを示すポインタなどを用いることもできる。ステートの位置情報としてプログラムが格納されているメモリのアドレスを用いることにより、プロセッサ321は容易かつ迅速にステートに応じた処理を実行することができる。
The execution state
接続機器状態管理テーブル704は、ネットワーク5を介して接続し管理する機器の状態情報を格納する領域であり、機器コード格納領域705と機器状態情報格納領域706とで構成される。機器コード格納領域705には、ネットワーク5を介して接続し管理する機器のアドレス情報が格納される。機器状態情報格納領域706には、その機器から送られてきた接続機器情報通知メッセージに格納された状態情報が格納される。
The connected device status management table 704 is an area for storing status information of devices connected and managed via the
以上に説明したように、無線中継装置301は、コマンドデータを構成する要素データを受信順に1つ処理する度に状態を遷移させる。すなわち、ネットワークモジュール302が1文字を受信する度に、プロセッサ321が1文字を受け取り、処理することができる。従って、無線中継装置301は、コマンドデータを構成する複数の文字(要素データ)のうちの一部のみを記憶しておく分の記憶容量を有するメモリを備えていればよく、例えば、ネットワークモジュール302が受信するデータを一時的に記憶するバッファメモリ311は1文字を記憶できるだけあればよい。よって、無線中継装置301の低消費電力化、小型化、及び低コスト化を図ることができる。また、コマンド処理装置301は、順に文字(要素データ)を受信していき、受信した文字を1文字ずつ順に処理していく。これにより、例えば、無線中継装置301は、各文字を受信しつつコマンドデータの解釈処理を進めていくことができる。また、無線中継装置301はコマンドデータを受信し終わるのを待たずに、前記コマンドデータについての解釈プロセスを開始することができる。従って、無線中継装置のコマンドデータを解釈する処理にかかる時間を短縮することができる。
As described above, the
一般的に、無線中継装置301でパケットを受信する処理においては、受信したパケットをいったん可変メモリ323にコピーし、その後、可変メモリ323上に記憶されたパケットに対して処理を行う。この方法では、例えば、図4におけるパケット601、602、603におけるパケットを処理するためには、8バイトのメモリが必要である。しかし、図5、図6に示した本実施の形態によれば、パケットの全長を保持するだけの可変メモリ323の記憶領域を必要とせず、送信元アドレス記憶領域の2バイト(701及び702)と実行ステート位置記憶領域の1バイト(703)の合計3バイトだけでよい。よって、無線中継装置301が備えるべき可変メモリ323の容量を小さくすることができる。
In general, in the process of receiving a packet by the
また、無線中継装置301の通信においては、一般的に、受信すべきパケットのサイズは、予めわからないことが多い。従って、無線中継装置301は、受信したパケットのサイズが、受信可能な最大サイズよりも大きい不正なパケットである場合も考慮しなければならない。無線中継装置301がパケットを受信した際に可変メモリ323にパケットの全長をコピーするようにすると、例えば、パケットのメモリとして8バイトの領域しか確保していないときに、9バイト以上の大きさのパケットを受け取ると、パケットを格納するための正しい領域ではない9バイト目のアドレスにパケットのデータが書き込まれるという、いわゆるバッファオーバフローが生じる。これにより、不正なパケットを受け取った無線中継装置が誤動作することが起こりえる。これは現在セキュリティホールとして、既存のネットワーク機器に多く見られる問題である。この問題に対し、ネットワークモジュール302によってやり取りできる最大のパケットサイズが充分に格納できるだけのメモリを可変メモリ323の領域に確保し、その領域に対してパケットを全て転送する方式が多く用いられ、その結果、大量の可変メモリが必要となっている。
In communication with the
しかし、本実施の形態の無線中継装置301では、パケット全体を可変メモリ323にコピーしない。また、受信したデータをメモリに対して書き込む際に、領域の先頭から相対的なアドレスに対してデータを書き込むようなことをせず、送信元アドレス記憶領域701及び702等の予め設定されたアドレスにデータを書き込む。そのため、このようなバッファオーバフローの問題は一切起こらない。
However, the
さらに、一般的な方式では、パケットの全体の受信を行った後にパケットの解釈を開始していたのに対し、本方式では、パケットの先頭データを受け取るとすぐにパケットの解釈を開始する。そのため、パケットを受信してから、無線中継装置301内において照明機器308に対する制御が動作するまでの時間を短縮することができる。特に、小型のプロセッサを用いた場合は単位時間あたりに処理できる命令の数が大型のプロセッサに比べて小さく、そのため、一般的な方式を小型のプロセッサで行った場合、パケット全体を受信している間はパケットの解釈を行わないので、応答時間がかかりすぎることがある。しかし、本発明による方式を用いることにより、パケットを受信しつつ、そのパケットの解釈処理も行われていくので、プロセッサ321を効率的に動作させることが可能となり、小型のプロセッサにおいても充分に迅速な応答時間を得ることができるようになる。
===変形例===
上述した実施の形態は、あくまでも本発明の実施の形態の一例であり、本件発明の範囲内で任意に変形可能である。以下、その変形例についてその他の例を示す。 上述した実施の形態では、無線中継装置301の一例として照明機器を示したが、例えばヘッドセットや携帯型ゲーム機等、その他の携帯型電子機器にも適用可能であることは勿論である。また、小型の機器に関わらず、据え置き型の電子機器であっても良い。
Further, in the general method, the interpretation of the packet is started after the entire packet is received, whereas in this method, the interpretation of the packet is started as soon as the head data of the packet is received. Therefore, it is possible to shorten the time from when the packet is received until the control for the
=== Modification ===
The above-described embodiment is merely an example of the embodiment of the present invention, and can be arbitrarily modified within the scope of the present invention. Hereinafter, other examples of the modification will be described. In the above-described embodiment, the illumination device is shown as an example of the
上述した実施の形態では、独自のパケットフォーマットについて例示しているが、TCP/IP(Transmission Control Protocol/ Internet Protocol)や、HTTP(HyperText Transfer Protocol)等に対する、例えば、アドレス処理、フラグメント処理、上位プロトコル処理等の解析処理においても、まったく同様に本発明を適用することができる。本発明をTCP/IPプロトコルのIPパケットの解析に応用することにより、特殊なプロトコルを用いることなく、一般に広く使われているTCP/IPプロトコルを用いてコマンド処理装置301に対するコマンドデータを伝達することができる。
In the above-described embodiment, an example of a unique packet format is illustrated. However, for example, address processing, fragment processing, upper protocol for TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol), HTTP (HyperText Transfer Protocol), etc. The present invention can be applied to analysis processing such as processing in exactly the same manner. By applying the present invention to the analysis of IP packets of the TCP / IP protocol, command data to the
また、上述した実施の形態では、ネットワーク309と無線ネットワーク5の通信プロトコル、パケットフォーマットは同一であると仮定して説明したが、それぞれ異なる通信プロトコル、パケットフォーマットであってもよい。
In the above-described embodiment, the communication protocol and packet format of the
また、無線中継装置301には、例えば、人感センサ、温度センサ、湿度センサ、ガス漏れセンサなどのセンサを接続する接続部を設けるようにしてもよい。この場合、コマンド処理装置301はセンサの検知結果を受信し、ネットワーク309を通じてコントロール装置310に検知結果を送信するようにできる。もちろん上記のセンサにコマンド処理装置301を組み込む構成にしてもよい。
Moreover, you may make it provide the connection part which connects sensors, such as a human sensitive sensor, a temperature sensor, a humidity sensor, a gas leak sensor, in the
また、無線中継装置301に、LEDやブザーや液晶ディスプレイなどの出力機器を設けてもよい。これにより、無線中継装置301は、例えば、上記センサの検知結果を、ネットワーク経由での通知のみならず、出力機器に出力することもできる。
Further, the
なお、無線中継装置301とそれに接続される機器は物理的に一体化することもできる。
Note that the
また、本実施の形態では、ホームネットワークシステムへの本発明の実施形態の一例を説明したが、これに限ることなく、ビル内の空調機、照明、入退室管理電気錠、などに本発明の無線中継装置を適用させ、ビル内の様々なセンサ(人感センサ、温度センサ、振動センサなど)と無線ネットワーク5で接続し、また例えばビル管理コントローラなどとネットワーク9を介して接続するようにしてもよい。なお、振動センサは、例えばエレベータやエスカレータに設置し、振動情報をモニタリングし故障診断等に役立ててもよい。
In the present embodiment, an example of the embodiment of the present invention to the home network system has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to an air conditioner in a building, lighting, an entrance / exit management electric lock, etc. A wireless relay device is applied, and various sensors (human sensor, temperature sensor, vibration sensor, etc.) in the building are connected via the
また、本発明の無線中継装置は、ホーム、ビルなどの建屋に限らず、屋外に設置された様々なセンサからの情報を収集する中継装置としても利用可能である。 The wireless relay device of the present invention is not limited to buildings such as homes and buildings, and can also be used as a relay device that collects information from various sensors installed outdoors.
1・・・センタサーバ、2・・・ネットワーク、3・・・ホームセキュリティ装置、4・・・操作端末、5・・・無線ネットワーク、6・・・携帯電話、10・・・照明、11・・・空調機、12・・・暖房便座、13・・・デジタルペン、14・・・玄関電気錠、21・・・窓開閉センサ、22・・・人感センサ、23・・・温度センサ、24・・・バッジセンサ、25・・・脈拍センサ、26・・・振動センサ、301・・・無線中継機、302、342・・・ネットワークモジュール、303・・・プロトコル処理プロセッサ、304・・・電源回路、305、345・・・アンテナ、306・・・インタフェース、310・・・ホームコントロール装置、311、351・・・バッファメモリ、321・・・プロセッサ、322・・・固定メモリ、323・・・可変メモリ、308・・・照明機器、309・・・ネットワーク、310・・・コントロール装置、331・・・オス電源プラグ、310・・・メス電源プラグ、351・・・ネットワークモジュール、352・・・アンテナ、353・・・電源回路、354・・・プロトコル処理プロセッサ、355・・・不揮発性メモリ、356・・・開閉センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Center server, 2 ... Network, 3 ... Home security apparatus, 4 ... Operation terminal, 5 ... Wireless network, 6 ... Mobile phone, 10 ... Illumination, 11. .. Air conditioner, 12 ... Heating toilet seat, 13 ... Digital pen, 14 ... Door lock, 21 ... Window open / close sensor, 22 ... Human sensor, 23 ... Temperature sensor, 24 ... badge sensor, 25 ... pulse sensor, 26 ... vibration sensor, 301 ... wireless repeater, 302, 342 ... network module, 303 ... protocol processor, 304 ... Power circuit, 305, 345 ... Antenna, 306 ... Interface, 310 ... Home control device, 311, 351 ... Buffer memory, 321 ... Processor, 322 ... Fixed memory, 323 ... Variable memory, 308 ... Lighting equipment, 309 ... Network, 310 ... Control device, 331 ... Male power plug, 310 ... Female power plug, 351 ... Network module, 352 ... antenna, 353 ... power supply circuit, 354 ... protocol processor, 355 ... nonvolatile memory, 356 ... open / close sensor
Claims (4)
第2の情報処理装置から送信される複数バイトからなるコマンドデータを、1バイトずつ順に受信していくことによって受信する第2のコマンド受信部と、A second command receiving unit that receives command data consisting of a plurality of bytes transmitted from the second information processing apparatus by sequentially receiving each byte;
前記第1のコマンド受信部または前記第2のコメント受信部によって受信されたコマンドデータの解釈プロセスにおける処理のコマンドデータの1バイトごとの状態遷移のパターンを予め記憶する状態遷移パターン記憶部と、A state transition pattern storage unit that prestores a state transition pattern for each byte of command data of processing in a process of interpreting command data received by the first command receiving unit or the second comment receiving unit;
前記コマンドデータの解釈プロセスにおいて、前記コマンドデータを1バイトずつ順番に処理し、前記コマンドデータを1バイト処理する度に前記状態遷移パターンに従って前記解釈プロセスにおける処理の状態を遷移させる状態遷移部と、In the command data interpretation process, the command data is sequentially processed byte by byte, and each time the command data is processed by 1 byte, a state transition unit that transitions the state of processing in the interpretation process according to the state transition pattern;
前記状態遷移部により最終的に決まる状態に応じて定まる制御を実行する制御部と、を備える無線中継装置。And a control unit that executes control determined according to a state finally determined by the state transition unit.
前記第1のコマンド受信部および前記第2のコマンド受信部は、前記コマンドデータを記憶するコマンドデータ記憶部を各々備え、The first command receiving unit and the second command receiving unit each include a command data storage unit that stores the command data,
前記コマンドデータ記憶部は、1バイトの記憶容量を有することを特徴とする無線中継装置。The wireless relay device, wherein the command data storage unit has a storage capacity of 1 byte.
前記第1のコマンド受信部および前記第2のコマンド受信部は、無線を介した通信を行う無線通信インターフェースを各々備え、前記各々の無線通信インターフェースを介して前記コマンドデータを受信することを特徴とする無線中継装置。The first command receiving unit and the second command receiving unit each include a wireless communication interface for performing communication via wireless, and receive the command data via each of the wireless communication interfaces. A wireless relay device.
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