JP4596943B2 - センサネットワークシステム、データの転送方法及びプログラム - Google Patents
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Description
センサノードWSN(無線センサノード)、MSN(無線モバイルセンサノード)は、所定の位置に設置され、あるいは所定の物あるいは人に取り付けられ、環境に関する情報や取り付けられた物に関する情報を収集し、その情報を基地局BST−1〜nに送信するノードである。センサノードは無線により基地局BST−1〜nに接続される無線センサノードWSN、MSNと、有線によりネットワークNWK−nに接続される有線センサノードFSNとから構成されている。なお、無線センサノードWSN、MSN及び有線センサノードFSNの総称を、単にセンサノードという。また、無線モバイルセンサノードMSNは移動センサノードであり、所定の位置に固定的に配置された無線センサノードWSN及び有線センサノードFSNは固定センサノードである。
無線センサノードWSN、MSNや有線センサノードFSN(以下、センサノードという)からデータを収集する基地局BST−1は、コマンド制御部CMC−Bと、センサノード管理部SNMと、イベント監視部EVMとを備える。なお、センサノードは、予め設定されたデータIDを付して測定データをネットワークNWK−2〜nを介して分散データ処理サーバDDSへ送信する。
分散データ処理サーバDDS−1〜nは、データベースDBを格納するディスク装置DSKと、後述のようなコマンド制御部CMC−D、イベントアクション制御部EAC、データベース制御部DBCを備える。
複数の分散データ処理サーバDDSを管理するディレクトリサーバDRSは、ネットワークNWK−1を介して接続されたユーザ端末USTや管理者端末ADTからの通信を制御するセッション制御部SESと、後述するように、モデル管理部MMG、モデルテーブルMTB、装置管理部NMG、アクション制御部ACC及び検索エンジンSERから構成される。
次に、センサノードの一例を図3〜図5に示す。
次に、上記図1〜図5に示したセンサネットワークの動作の概要について、図6〜図8を用いて説明する。
また、ディレクトリサーバDRSに格納するオブジェクトは、構築するシステム構成に応じて設定・変更されるものであり、センサノードが検出する測定データのように経時的に変化するものではないので、オブジェクトを集中的に管理する部分は経時的な測定データの負荷変動の影響を受けない。したがって、分散データ処理サーバDDSとの間で直接的にセンサノードのデータをやり取りすることが抑制されるので、ディレクトリサーバDRSに接続されたネットワークNWK−1の負荷が過大になるのを抑制できる。
次に、分散データ処理サーバDDSで収集される測定データと、測定データに基づくイベントアクションの関係を図9、図10に示す。
<装置管理部NMG>
図11は、図2に示したディレクトリサーバDRSの、装置管理部NMGとモデル管理部MMG及び実世界モデルテーブルMTBの詳細を示す。
次に、図11に示すモデル管理部MMG及び実世界モデルテーブルMTBについて説明する。
次に、センサネットワークシステムの動作について、以下に説明する。
まず、センサノードの登録の手順について、図16、図17を参照しながら説明する。センサ管理者は、センサノードを所定の場所または人にセンサノードを設置した後、図16のタイムチャートに従ってディレクトリサーバDRSにセンサノードの登録を行う。
次に、上記図16、図17でディレクトリサーバDRSに登録したセンサノードについて、センサノードの測定データとオブジェクトとの関係を生成する処理について、図18を参照しながら説明する。なお、この処理は、センサネットワークのサービス管理者が行うものとする。
次に、上記モデルリストMDLの定義によって、複数のオブジェクトを生成した後に、複数のオブジェクトOBJ−1〜n間の相関関係を示すモデルバインドリストMBLの設定について、図19を参照しながら説明する。
次に、上記のように設定したモデルバインドリストMBLにより、センサネットワークのユーザが、モデルバインドリストを用いてセンサノードのデータを参照する処理の一例について、図20、図21を参照しながら説明する。
図26は、ディレクトリサーバDRSのアクション制御部ACCの詳細を示すブロック図である。
図33は、上記図28、図29で設定したアクションの実行を示すタイムチャートである。
以上説明したディレクトリサーバDRS、分散データ処理サーバDDS及び基地局BSTによって、移動センサノードとしての無線モバイルセンサノードMSNのデータ処理を行う方法について以下に説明する。無線モバイルセンサノードMSNは各々の登録時に、その位置情報とセンシングデータの格納を行うための分散データ処理サーバDDS(ホームサーバ)がひとつ割り当てられる。ホームサーバの配下に存在している無線モバイルセンサノードMSNは、ホームサーバとなる分散データ処理サーバDDSから見て、内部センサノードと呼ばれる。また、無線モバイルセンサノードMSNがホームサーバ以外の分散データ処理サーバDDSの配下に移動した場合、この分散データ処理サーバDDSを外部サーバと呼ぶ。
図38〜図46は、第2の実施形態を示し、アクションの実行を分散データ処理サーバDDS側で行うようにしたもので、上記図9に示した分散データ処理サーバDDSのイベントアクション制御部EACにアクション実施部ACEを設け、図10のイベントテーブルETBを、イベントの発生とアクションの実施を定義するイベントアクションテーブルEATBに置き換えたものであり、その他の構成は前記第1実施形態と同様である。本第2実施形態では、外部サーバとなった分散データ処理サーバDDSが外部センサノードの測定データを、直接ホームサーバに転送するものである。
図47〜図49は、第3の実施形態を示し、前記第2実施形態のディレクトリサーバDRSと分散データ処理サーバDDSの他に、移動センサノードの情報を保持するためのノード探索サーバNSSを設け、また、分散データ処理サーバDDSには内部センサノードを監視する内部ノード監視エージェントNMAを加えたものである。
図50〜図51は、第4の実施形態を示し、前記第1〜第3の実施形態において、管理端末ADTから移動センサノードにコマンド(指令)を送信する処理手順を示すものである。
DDS 分散データ処理サーバ
WSN、MSN、FSN センサノード
BST 基地局
MMG モデル管理部
MTB 実世界モデルテーブル
NWK−1、2〜n ネットワーク
NSS ノード探索サーバ
Claims (41)
- 移動可能なセンサノードから送信されるデータを受信し、第1ネットワークを介して互いに接続される第1及び第2分散サーバを備え、
前記第1分散サーバが前記センサノードから送信されるデータを受信したときは、前記第1分散サーバに前記データを格納し、
前記第2分散サーバが前記センサノードから送信されるデータを受信したときは、前記第2分散サーバは前記データを転送し、
前記第1分散サーバは、前記第2分散サーバから転送されたデータを格納することを特徴とするセンサネットワークシステム。 - 前記第1ネットワークを介して前記第1及び第2分散サーバに接続される管理サーバをさらに有し、
前記管理サーバは、
前記センサノードから送信されるデータを、前記第1分散サーバに格納することを割り当てる装置管理部を有し、
前記第1及び第2分散サーバは、
前記装置管理部に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを格納または転送することを判定する判定部を有し、
前記管理サーバは、
前記第2分散サーバから転送されるデータを受信し、前記受信したデータを前記第1分散サーバに転送することを特徴とする請求項1に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記第1ネットワークを介して前記第1及び第2分散サーバに接続される管理サーバをさらに有し、
前記管理サーバは、
前記センサノードから送信されるデータを、前記第1分散サーバに格納することを割り当てる装置管理部を有し、
前記第1及び第2分散サーバは、
前記装置管理部に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを格納または転送することを判定する判定部と、
前記判定部の判定結果に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを格納または転送する実行部と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記センサノードは、前記データを識別する識別子を含んで前記第1及び第2分散サーバにデータを送信し、
前記管理サーバは、
前記識別子と、前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを対応付けて前記装置管理部で管理し、
前記第1及び第2分散サーバは、
前記受信したデータから前記識別子を抽出する抽出部と、
識別子と、前記識別子と対応して格納される予め設定された処理とを格納するリストとを有し、
前記第2分散サーバは、前記リストに前記識別子が格納されていないときに前記データを前記管理サーバに転送することを特徴とする請求項2に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記管理サーバは、
前記装置管理部が管理する識別子と、前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを対応付けて格納するアクションテーブルをさらに有し、
前記第2分散サーバから前記データが転送されたときに、前記アクションテーブルに基づいて前記データを前記第1分散サーバに転送することを特徴とする請求項4に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記管理サーバは、
前記第2分散サーバから前記データが転送されたときに、前記データに含まれる識別子が前記アクションテーブルに格納されていない場合は、転送された識別子に基づいて、前記装置管理部で管理される前記識別子と前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを前記アクションテーブルに格納することを特徴とする請求項5に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記センサノードは、前記データを識別する識別子を含んで前記第1及び第2分散サーバにデータを送信し、
前記管理サーバは、
前記識別子と、前記識別子を含むデータが格納される第1分散サーバとを対応付けて前記装置管理部で管理し、
前記第1及び第2分散サーバは、
前記受信したデータから前記識別子を抽出する抽出部と、
前記識別子と、前記識別子に対応して格納される予め設定された処理とを格納するリストとを有し、
前記第2分散サーバは、
前記識別子に対応して格納される予め設定された処理が、前記第1分散サーバにデータを転送する処理である場合には、前記センサノードから当該識別子を含むデータを受信したときに、当該識別子を含むデータを前記第1分散サーバに転送することを特徴とする請求項3に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記第2分散サーバは、
前記センサノードから前記データを受信したときに、前記データに含まれる識別子が前記リストに格納されていない場合には、受信した識別子に基づいて、前記管理サーバに問い合わせを行い、
前記管理サーバは、
前記装置管理部で管理される前記識別子と前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在と前記第2分散サーバに送信し、
前記第2分散サーバは、前記識別子と前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを前記リストに格納することを特徴とする請求項7に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記第2分散サーバは、
前記受信した識別子が、前記装置管理部で管理されていない場合には、前記受信した識別子を含むデータを破棄することを前記リストに設定することを特徴とする請求項8に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記第2分散サーバは、
前記管理サーバへの問い合わせに基づき、前記リストに前記識別子と前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを格納した後、前記センサノードから所定時間前記データを受信しない場合には、前記リストから当該識別子と識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを削除することを特徴とする請求項8に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記第1または第2分散サーバは、
前記センサノードの位置を示す位置情報を含んで前記データを受信することを特徴とする請求項1に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記第1分散サーバと接続される第1基地局と、前記第2分散サーバと接続される第2基地局とをさらに有し、
前記第1分散サーバは、前記第1基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信し、
前記第2分散サーバは、前記第2基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信し、
前記第1及び第2基地局は、前記センサノードから受信したデータに基地局自身の識別子またはアドレスを前記位置情報として付加することを特徴とする請求項11に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記第1分散サーバと接続される第1基地局と、前記第2分散サーバと接続される第2基地局とをさらに有し、
前記第1分散サーバは、前記第1基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信し、
前記第2分散サーバは、前記第2基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信し、
前記第1及び第2基地局は、前記センサノードから受信したデータに基地局自身の識別子とアドレスとを前記位置情報として付加することを特徴とする請求項11に記載のセンサネットワークシステム。 - 前記管理サーバは、
前記センサノードに送信するコマンドを前記第1分散サーバに送信し、
前記第1分散サーバは、
前記受信したセンサノードの位置を示す位置情報に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを受信する基地局に対し、前記コマンドを送信することを特徴とする請求項12に記載のセンサネットワークシステム。 - 第1ネットワークを介して互いに接続される第1及び第2分散サーバを備え、移動可能なセンサノードから送信されるデータを転送する方法であって、
前記第1分散サーバが、前記センサノードから送信されるデータを受信し、前記第1分散サーバに前記データを格納する手順と、
前記第2分散サーバが、前記センサノードから送信されるデータを受信し、前記データを転送する手順と、
前記第1分散サーバが、前記第2分散サーバから転送されたデータを格納する手順と、
を有することを特徴とするデータの転送方法。 - 前記第1ネットワークを介して前記第1及び第2分散サーバに接続される管理サーバをさらに有し、
前記管理サーバの装置管理部が、前記センサノードから送信されるデータを前記第1分散サーバに格納することを割り当てる手順と、
前記第1及び第2分散サーバの判定部が、前記装置管理部に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを格納または転送することを判定する手順と、
前記管理サーバが、前記判定部の判定に基づいて前記第2分散サーバから転送されるデータを受信し、前記受信したデータを前記第1分散サーバに転送する手順と、
を含むことを特徴とする請求項15に記載のデータの転送方法。 - 前記第1ネットワークを介して前記第1及び第2分散サーバに接続される管理サーバをさらに有し、
前記管理サーバの装置管理部が、前記センサノードから送信されるデータを前記第1分散サーバに格納することを割り当てる手順と、
前記第1及び第2分散サーバの判定部が、前記装置管理部に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを格納または転送することを判定する手順と、
前記第1及び第2分散サーバの実行部が、前記判定部の判定結果に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを格納または転送する手順と、
を含むことを特徴とする請求項15に記載のデータの転送方法。 - 前記センサノードが、前記データを識別する識別子を含んで前記第1及び第2分散サーバにデータを送信する手順と、
前記管理サーバの装置管理部が、前記識別子と、前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを対応付けて管理する手順と、
前記第1及び第2分散サーバのリストに、識別子と、該識別子と対応して格納される予め設定された処理を格納する手順と、
前記第1及び第2分散サーバの抽出部が、前記受信したデータから前記識別子を抽出する手順と、
前記第2分散サーバが、前記抽出された識別子が、前記リストに格納されていないときに、前記データを前記管理サーバに転送する手順と、
を含むことを特徴とする請求項16に記載のデータの転送方法。 - 前記管理サーバのアクションテーブルに、前記装置管理部が管理する識別子と、前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを対応付けて格納する手順と、
前記第2分散サーバから前記管理サーバに前記データが転送されたときに、前記アクションテーブルに基づいて前記データを前記第1分散サーバに転送する手順と、
を含むことを特徴とする請求項18に記載のデータの転送方法。 - 前記管理サーバが、前記第2分散サーバから前記データが転送されたときに、前記データに含まれる識別子が前記アクションテーブルに格納されていない場合は、転送された識別子に基づいて、前記装置管理部で管理される前記識別子と、前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを前記アクションテーブルに格納する手順と、
を含むことを特徴とする請求項19に記載のデータの転送方法。 - 前記センサノードが、前記データを識別する識別子を含んで前記第1及び第2分散サーバにデータを送信する手順と、
前記管理サーバの装置管理部が、前記識別子と、前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを対応付けて管理する手順と、
前記第1及び第2分散サーバのリストに、識別子と、該識別子と対応して格納される予め設定された処理を格納する手順と、
前記第1及び第2分散サーバの抽出部が、前記受信したデータから前記識別子を抽出する手順と、
前記第2分散サーバに格納される、識別子と対応して格納される予め設定された処理が前記第1分散サーバにデータを転送する処理である場合には、前記センサノードから当該識別子を含むデータを受信したときに、当該識別子を含むデータを前記第1分散サーバに転送する手順と、
を含むことを特徴とする請求項17に記載のデータの転送方法。 - 前記第2分散サーバが、前記センサノードから前記データを受信したときに、前記データに含まれる識別子が前記リストに格納されていない場合には、受信した識別子に基づいて、前記管理サーバに問い合わせを行う手順と、
前記管理サーバが、前記第2分散サーバの問い合わせに基づいて、前記装置管理部で管理される前記識別子と前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを前記第2分散サーバに送信する手順と、
前記第2分散サーバが、前記識別子と前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを前記リストに格納する手順と、
を含むことを特徴とする請求項21に記載のデータの転送方法。 - 前記受信した識別子が、前記装置管理部で管理されていない場合には、前記第2分散サーバが前記受信した識別子を含むデータを破棄することを前記リストに設定する手順、
を含むことを特徴とする請求項22に記載のデータの転送方法。 - 前記管理サーバへの問い合わせに基づき、前記リストに前記識別子と前記識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを格納した後、前記センサノードから所定時間前記データを受信しない場合には、前記第2分散サーバは、前記リストから当該識別子と識別子を含むデータを格納する第1分散サーバの所在とを削除する手順と、
を含むことを特徴とする請求項22に記載のデータの転送方法。 - 前記第1または第2分散サーバは、
前記センサノードの位置を示す位置情報を含んで前記データを受信する手順と、
を含むことを特徴とする請求項15に記載のデータの転送方法。 - 前記第1分散サーバと接続される第1基地局と、前記第2分散サーバと接続される第2基地局とをさらに有し、
前記第1分散サーバが、前記第1基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信する手順と、
前記第2分散サーバが、前記第2基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信する手順と、
前記第1及び第2基地局が、前記センサノードから受信したデータに基地局自身の識別子またはアドレスを前記位置情報として付加する手順と、
を含むことを特徴とする請求項25に記載のデータの転送方法。 - 前記第1分散サーバと接続される第1基地局と、前記第2分散サーバと接続される第2基地局とをさらに有し、
前記第1分散サーバは、前記第1基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信する手順と、
前記第2分散サーバは、前記第2基地局を介して前記センサノードから送信されるデータを受信する手順と、
前記第1及び第2基地局は、前記センサノードから受信したデータに基地局自身の識別子とアドレスとを前記位置情報として付加する手順と、
を含むことを特徴とする請求項25に記載のデータの転送方法。 - 前記管理サーバが、前記センサノードに送信するコマンドを前記第1分散サーバに送信する手順と、
前記第1分散サーバが、前記受信したセンサノードの位置を示す位置情報に基づいて、前記センサノードから送信されるデータを受信する基地局に対し、前記コマンドを送信する手順と、
を含むことを特徴とする請求項26に記載のデータの転送方法。 - センサノードからのデータを受信し、前記データの転送または格納を行う処理を分散サーバに実行させるプログラムであって、
前記センサノードからデータを受信する処理と、
前記データの格納先を判定する処理と、
前記格納先が他の分散サーバであれば、前記データを転送する処理と、
管理サーバまたは他の分散サーバからデータを受信する処理と、
前記管理サーバ及び他の分散サーバから受信したデータ、または、前記格納先が当該分散サーバであるデータであれば、当該データを格納する処理と、
を分散サーバに実行させることを特徴とするプログラム。 - 前記データの格納先を判定する処理は、
前記管理サーバに前記受信したデータの格納先を問い合わせる処理と、
前記問い合わせた格納先が他の分散サーバまたは当該分散サーバのいずれであるかを判定する処理と、を含み、
前記データを転送する処理は、
前記受信したデータを管理サーバに前記データを転送することを特徴とする請求項29に記載のプログラム。 - 前記データの格納先を判定する処理は、
前記管理サーバに前記受信したデータの格納先を問い合わせる処理と、
前記問い合わせた格納先が他の分散サーバまたは当該分散サーバのいずれであるかを判定する格納先の判定処理と、を含み、
前記データを転送する処理は、
前記問い合わせ結果に応じた他の分散サーバに前記データを転送することを特徴とする請求項29に記載のプログラム。 - 前記センサノードからデータを受信する処理は、
前記受信したデータからデータの識別子を抽出する処理を含み、
前記格納先を問い合わせる処理は、
前記識別子に基づいて、前記管理サーバに前記受信したデータの格納先を問い合わせ、
前記データの格納先を判定する処理は、
前記識別子と、前記識別子に対応する予め設定された処理をリストに格納する処理を含み、
前記格納先の判定処理は、
前記識別子が前記リストにある場合には格納先が当該分散サーバと判定し、前記識別子が前記リストにない場合には格納先が他の分散サーバと判定することを特徴とする請求項30に記載のプログラム。 - 前記センサノードからデータを受信する処理は、
前記受信したデータからデータの識別子を抽出する処理を含み、
前記データの格納先を判定する処理は、
前記識別子と、前記識別子に対応する予め設定した処理をリストに格納する処理を含み、前記識別子に基づいて前記リストから前記データの格納先が当該分散サーバと他の分散サーバのいずれであるかを判定し、
前記データを転送する処理は、
前記識別子に対応する他の分散サーバに前記識別子を含むデータを転送することを特徴とする請求項31に記載のプログラム。 - 前記センサノードからデータを受信する処理は、
前記受信したデータからデータの識別子を抽出する処理を含み、
前記格納先を問い合わせる処理は、
前記識別子に基づいて、前記管理サーバに前記受信したデータの格納先を問い合わせ、
前記データの格納先を判定する処理は、
前記識別子と、前記識別子に対応する格納先をリストに格納する処理を含み、前記識別子に基づいて、前記リストからデータの格納先を取得して、前記データの格納先が当該分散サーバと他の分散サーバのいずれであるかを判定し、
前記データを転送する処理は、
前記格納先の他の分散サーバに前記識別子を含むデータを転送することを特徴とする請求項31に記載のプログラム。 - 前記データの格納先を判定する処理は、
前記識別子に基づくデータの格納先が前記リストから取得できない場合には、前記受信したデータを破棄することを特徴とする請求項34に記載のプログラム。 - 前記格納先が他の分散サーバを示す識別子について、所定時間を超えて当該識別子を含むデータを受信していない場合には、当該識別子及び格納先を前記リストから削除する処理を含むことを特徴とする請求項34に記載のプログラム。
- 前記センサノードからデータを受信する処理は、
前記センサノードの位置情報を含むデータを受信することを特徴とする請求項29に記載のプログラム。 - 前記センサノードからデータを受信する処理は、
前記センサノードのデータを中継する基地局の識別子またはアドレスを含むデータを受信し、
前記データを転送する処理は、
前記基地局の識別子またはアドレスとデータの識別子を含むデータを転送することを特徴とする請求項37に記載のプログラム。 - 前記管理サーバまたは他の分散サーバからデータを受信する処理は、
前記管理サーバから基地局の位置情報を含むコマンドを受信し、
前記データを転送する処理は、
前記識別子に対応する基地局へ前記コマンドを含むデータを転送することを特徴とする請求項38に記載のプログラム。 - 前記センサノードは、人が装着して当該装着した人に関する少なくとも1種類以上のデータを測定するセンサを有し、前記センサに固有の識別子と、前記センサが測定したデータと、を前記第1分散サーバまたは第2分散サーバに送信することを特徴とする請求項1に記載のセンサネットワークシステム。
- 前記管理サーバは、前記センサノードから送信されたデータを検索するインターフェースを備えることを特徴とする請求項2に記載のセンサネットワークシステム。
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