JP5170697B2 - Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ通信方法およびシステム - Google Patents

Description

本発明はBluetooth通信方法およびシステムに係り、特に、Bluetoothの標準化されたプロファイルの一つであるSPPを拡張して容量の大きなデータを送受信するBluetooth通信方法およびシステムに関する。

携帯電話でGPS機能などを利用して現在位置を測位し、これをインターネットや無線電話網などのグローバルネットワーク経由で情報サーバヘ転送し、情報サーバが現在位置近傍の地図情報や周囲のランドマークの情報などを検索してグローバルネットワーク経由で携帯電話へ返信し、携帯電話において、受信した地図情報およびランドマークなどを端末ディスプレイに表示して端末ユーザに地域情報として紹介する技術が特許文献１に開示されている。

また、情報サーバへのアクセスが不要で携帯端末単体で動作するスタンドアロン型のシステムとして、特許文献２，３には、携帯端末が地図情報などを予めダウンロードして内臓ストレージやメモリカードなどの外部記憶媒体に記憶しておき、これらの記憶データにアクセスして情報を検索する技術が開示されている。

特開２００１−６７２９６号公報 特開２００７−２７９８９３号公報 特開２００７−２３５４９６号公報

特許文献１のように、携帯電話から情報サーバにアクセスして地図情報を取得するシステムでは、ネットワークを介して情報が送受信されるので、ネットワーク通信環境の影響を受け易い。特許文献２，３のようなスタンドアロン型のシステムでは、携帯電話に大容量の記憶媒体を実装しなければならないが、小型化、軽量化、省電力化が優先される携帯電話に大容量の記憶媒体を実装することは難しい。

一方、小型軽量で可搬性に優れるものの処理能力や記憶容量の制約が大きい携帯電話と、処理能力や記憶容量に優れるものの重量や大きさの点で常時の携帯には適さないパーソナルコンピュータとの間を補完するミニコンピュータが注目されている。そして、地図情報をミニコンピュータに蓄積しておき、携帯電話を必要に応じてミニコンピュータに接近させてBluetoothで通信させ、地図情報を受信して表示するようにすれば、ネットワーク環境に左右されることなく、かつ大容量の記憶媒体を実装することなく、現在位置の地図情報を簡単に取得できるようになる。

しかしながら、Bluetoothでは、通信しようとする機器同士が同じプロファイルを持っている場合に限り、そのプロファイルの機能を利用した通信が可能になるものの、現在のBluetoothでは、地図情報のような大きなデータを送受信するのに適した標準化プロファイルが存在しない。したがって、携帯電話とコンピュータとの間で地図情報をBluetoothで送受信させようとすれば、非標準のプロファイルを新たに策定し、かつ多くの携帯電話やコンピュータに普及させなければならない。

一方、Bluetoothの標準化プロファイルの一つであるSPP(Serial Port Profile)は、Bluetooth機器を仮想シリアルポート化するために策定されたプロファイルであり、実装率の高い汎用プロファイルであるものの、１回の送信データ量が1024バイトに制限されるので、地図データのような大容量のデータ転送には適さない。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、Bluetoothによる短距離無線通信に対応した端末間で、地図情報のように比較的大きな容量のデータを、送信データ量は小さいものの実装率が高く汎用的なBluetooth SPPを拡張して送受信するBluetooth通信方法およびシステムを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、Bluetoothによりパケットを送受信するBluetooth通信システムにおいて、以下のような手段を講じた点に特徴がある。

(1)送信側が、送信する単一のデータを、Bluetoothの標準化プロファイルの一つであるSPPで制限されるデータ量内の複数のデータ片に分割する手段と、各データ片をBluetooth SPPパケット化する手段と、Bluetooth SPPパケットの送信ルーチンを割込処理で繰り返す手段とを具備したことを特徴とする。

(2)受信側が、Bluetooth SPPパケットの受信ルーチンを割込処理で繰り返す手段と、各Bluetooth SPPパケットから抽出したデータ片を結合して単一のデータとして復元する手段と、前記復元する手段で復元された単一のデータを表示出力する手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、１パケットで送信できるデータ量は小さいもののBluetoothの標準プロファイルの一つであって実装率の高い汎用のSPPを拡張してパケットの送受信を繰り返すようにしたので、比較的大きな容量のデータでも送受信できるようになる。したがって、Bluetooth SPPの実装された無線端末間であれば、両者を接近させるたけで地図情報などの大きなデータの送受信が可能になる。

本発明の一実施形態に係る地域情報検索システムのブロック図である。 携帯端末および情報端末の主要部の構成を示した機能ブロック図である。 本発明の一実施形態の動作概要を示したシーケンス図である。 キーコードと表示位置の更新方法との関係を示した図である。 Bluetooth SPPパケットのフォーマットを示した図である。 SPPパケットのValueフィールドに設定される情報の一覧を示した図である。 Bluetooth SPPによるパケットの送受信手順を示したフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る地域情報検索システムの構成を示したブロック図であり、GPS衛星からGPS信号を受信して現在位置P0を測位するGPS測位機能を実装した携帯電話、PDAあるいはポケットコンピュータ等の携帯端末１と、地図情報に飲食店やランドマークなどの位置情報を関連付け、これらを地域情報として記憶するデータベースを実装した情報端末２とから構成され、両者はBluetoothのSPPを利用してパケットを送受信する。

本実施形態では、携帯端末１が自身の現在位置P0をGPS測位機能により測位して情報端末２へBluetooth SPPで送信すると、情報端末２が受信した現在位置P0を含む周囲の地域情報をデータベースから検索して携帯端末１へBluetooth SPPで返信し、携帯端末１は、返信された地域情報を端末ディスプレイに表示する。

図２は、前記携帯端末１および情報端末２の主要部の構成を示した機能ブロック図であり、ここでは、本発明の説明に不要な構成は図示が省略されている。

携帯端末１はOSとしてBREW(登録商標：Binary Runtime Environment for Wireless)を実装し、その通信レイヤではBluetooth(登録商標）の送信モジュール１０１および受信モジュール１０２が動作する。通信管理レイヤでは、通信管理部１０４がバッファ１０３上で送受信パケット(Bluetooth SPPパケット)をキューとして管理する。

アプリケーションレイヤでは、テンキーやタッチパネルなどの入力デバイスから操作イベントを処理する操作部１０５、GPS信号に基づいて現在位置を測位するGPS測位部１０６および無線端末１の各部を制御する主制御部１０７が動作する。表示部１０８は、BREWから提供される地域情報を表示出力する。

情報端末２は、Windows（登録商標）あるいはLinux（登録商標）などの汎用OSを実装し、その通信レイヤではBluetooth(登録商標）の送信モジュール２０１および受信モジュール２０２が動作する。通信管理レーヤでは、通信管理部２０４がバッファ２０３上で送受信パケット(Bluetooth SPPパケット)をキューとして管理する。

アプリケーションレイヤでは、地域情報を管理する地域情報記憶部２０５、携帯端末１から受信した現在位置P0を基準点Prefとして地域情報を検索する地域情報検索部２０６、携帯端末１から受信した表示更新要求に応答して前記基準点Prefを更新し、前記地域情報検索部２０６に対して再検索を要求する表示更新部２０７および情報端末２の各部を制御する主制御部２０８が動作する。

次いで、本実施形態の動作概要を図３のシーケンス図に沿って説明する。携帯端末１では、時刻t1において、端末ユーザにより操作部１０５から位置情報取得が指示されると、これが主制御部１０７へ通知される。主制御部１０７は、GPS測位部１０６へ現在位置の測位を要求する。GPS測位部１０６は、この測位要求に応答してGPS信号を受信し、GPS経緯度を算出すると共に、これを時刻t2で主制御部１０７経由で通信管理部１０４へ転送する。通信管理部１０４は、転送されたGPS経緯度をBluetooth SPPパケットに変換し、時刻t3で送信モジュール１０１から情報端末２へ送信する。

情報端末２では、前記Bluetooth SPPパケットが通信管理部２０４で受信されてGPS経緯度が抽出され、これが時刻t4において主制御部２０８経由で検索部２０６へ転送される。検索部２０６は、時刻t5において、転送されたGPS経緯度を基準点Prefとして地域情報記憶部２０５から地域情報を検索し、時刻t6において、当該地域情報を主制御部２０８経由で通信管理部２０４へ転送する。通信管理部２０４は、転送された地域情報を多数のデータ片に分割してBluetooth SPPパケットに変換し、これをバッファ２０３にエンキューする。各パケットは、時刻t7において送信モジュール２０１から携帯端末１へ送信され、これが全パケットの送信が完了するまで繰り返される。

携帯端末１では、前記Bluetooth SPPパケットが時刻t8で通信管理部１０４により順次に受信されて地域情報に変換され、時刻t9において、主制御部１０７経由で表示部１０８に転送されて表示出力される。

その後、端末ユーザが表示地域を移動させるために、時刻t10で十字キーを所望の移動方向に操作すると、この操作イベントが操作部１０５から主制御部１０７へ通知され、時刻t11でキーコードに変換されて通信管理部１０４へ転送される。なお、十字キーの代わりに方向キー、テンキー、タッチパネル、トラックボールなどを用いても良いし、あるいはキー操作の代わりに加速度センサで操作方向を検知するようにしても良い。通信管理部１０４は、転送されたキーコードをBluetooth SPPパケットに変換し、時刻t12において送信モジュール１０１から情報端末２へ送信する。

情報端末２では、前記Bluetooth SPPパケットが通信管理部２０４で受信されてキーコードが抽出され、これが時刻t13において主制御部２０８経由で表示更新部２０７へ転送される。表示更新部２０７は、転送されたキーコードに基づいて前記基準点Prefの移動方向および移動量を算出し、時刻t14において、これを表示更新要求として主制御部２０８へ転送する。主制御部２０８は、転送された表示更新要求に基づいて基準点Prefを更新し、更新後のPrefを時刻t15で検索部２０６へ転送する。

図４は、転送されたキーコードと更新後の共通点Prefとの関係を示した図であり、端末ユーザにより携帯端末１のLEFTキーが操作されると、基準点Prefの経度が所定の単位量Δxだけ減ぜられ、緯度は維持される。RIGHTキーが操作されると、基準点Prefの経度が単位量Δxだけ増され、緯度は維持される。DOWNキーが操作されると、基準点Prefの経度は維持され、緯度が単位量Δyだけ増される。UPキーが操作されると、基準点Prefの経度は維持され、緯度が単位量Δyだけ減ぜられる。

検索部２０６は、時刻t16において、転送された更新後の基準点Prefに基づいて地域情報記憶部２０５を再検索して地域情報を抽出し、時刻t17において、当該地域情報を主制御部２０８経由で通信管理部２０４へ転送する。通信管理部２０４は、転送された地域情報を多数のデータ片に分割してBluetooth SPPパケットに変換し、これをバッファ２０６にエンキューする。各パケットは、時刻t18で送信モジュール２０１から携帯端末１へ送信され、これが全パケットの送信が完了するまで繰り返される。

携帯端末１では、前記Bluetooth SPPパケットが時刻t19で通信管理部１０４により順次に受信されて地域情報に変換され、時刻t20において、主制御部１０７経由で表示部１０８に転送されて表示出力される。

次いで、前記Bluetooth SPPパケットの送受信方法について更に詳細に説明する。図５は、前記Bluetooth SPPパケットのフォーマットを示した図であり、そのDataフィールドには、CMD（コマンド）フィールドおよび複数のValueフィールドが確保されている。

Bluetooth のSPPでは、１パケットの最大サイズが1024バイトに制限されており、テキスト情報の送受信に利用されることが多い。したがって、地図情報を含む地域情報のように、メガサイズのバイナリデータを連続的に送信する用途には不向きであった。そこで、本実施形態ではDataフィールドの複数のValueフィールドを利用することでSPPコマンドパケットおよびSPPデータパケットを拡張し、Bluetooth SPPによるバイナリデータの連続送信を可能にした。

図６は、SPPコマンドパケットおよびSPPデータパケットにおいて各Valueフィールドに設定される情報を一覧表示した図である。

上記時刻t3において携帯端末１から情報端末２へ送信されるSPPパケットでは、ValueフィールドのValue(0)に「地域情報要求」を表すコマンドデータが登録され、Value(1)に現在位置P0の「経度」が登録され，Value(2)に「緯度」が登録される。

上記時刻t13において携帯端末１から情報端末２へ送信されるSPPパケットでは、ValueフィールドのValue(0)に「表示更新要求」を表すコマンドデータが登録され、Value(1)には操作キーの「キーコード」、すなわちLEFT，RIGHT，DOWN，UPのいずれかが登録される。

上記時刻t7，t18において情報端末２から携帯端末１へ送信されるSPPパケットでは、ValueフィールドのValue(0)に「地域情報応答」を表すコマンドデータが登録され、Value(1)には「パケット順番」が登録され、Value(2)には「画像データ」が登録される。Value(2)に登録される画像データは地図画像の一片（本実施形態では、1022バイト）のみであり、後に詳述するように、これが繰り返されることで全地域情報の送信が可能になる。

図７は、Bluetooth SPPによるパケットの送信手順を示したフローチャートであり、ここでは、情報端末２[同図(b)]から携帯端末１[同図(a)]へ地域情報を送信する場合を例にして説明する。

情報端末２では、携帯端末１へ送信する地域情報が1022バイト単位でデータ片に分割され、Bluetooth SPPパケット化されてバッファ２０３にエンキューされる。ステップＳ１において、バッファ２０３に送信用のBluetooth SPPパケットがエンキューされたことが検知されると、ステップＳ２では、送信Callbackルーチンが割込処理で実行され、バッファ２０３から前記パケットが１つずつデキューされて送信モジュール２０１により携帯端末１へ送信される。

携帯端末１では、前記Bluetooth SPPパケットがステップＳ１１で受信モジュール１０２により受信されると、ステップＳ１２では、受信Callbackルーチンが割込処理で実行され、受信パケットがバッファ１０３へエンキューされる。ステップＳ１３では、正常受信されたBluetooth SPPパケットに対してAckパケットが返信される。ステップＳ１４では、受信パケットに送信完了通知が登録されているか否かが判定され、登録されていなければステップＳ１１へ戻って次のパケット受信に備える。

情報端末２では、ステップＳ３において、携帯端末１から返信されたAckパケットが受信されるとステップＳ１へ戻り、エンキューされている全てのBluetooth SPPパケットに対して上記の送信処理が繰り返され、最後のパケットには送信完了通知が登録される。

携帯端末１では、ステップＳ１４において送信完了通知が検知されるとステップＳ１５へ進み、受信されたパケットからデータ片およびパケット順番を抽出し、各データ片をそのパケット順番にしたがって結合することで地域情報を復元する。ステップＳ１６では、復元された地域情報が表示部１０８に転送されて表示される。

１…無線端末，２…情報端末，１０１，２０１…送信モジュール，１０２，２０２…受信モジュール，１０３，２０３…バッファ，１０４，２０４…通信管理部，１０５…操作部，１０６…GPS測位部，１０７，２０８…主制御部，１０８…表示部，２０５…地域情報記憶部，２０６…地域情報検索部，２０７…表示更新部

Claims (6)

1. Bluetoothによりパケットを送受信するBluetooth通信システムにおいて、
   送信側が、
   送信する単一のデータを、Bluetoothの標準化プロファイルの一つであるSPPで制限されるデータ量内の複数のデータ片に分割する手段と、
   各データ片をBluetooth SPPパケット化する手段と、
   Bluetooth SPPパケットの送信ルーチンを割込処理で繰り返す手段とを具備し、
   受信側が、
   Bluetooth SPPパケットの受信ルーチンを割込処理で繰り返す手段と、
   各Bluetooth SPPパケットから抽出したデータ片を結合して単一のデータとして復元する手段と、
   前記復元する手段で復元された単一のデータを表示出力する手段とを具備したことを特徴とするBluetooth通信システム。
2. 前記Bluetooth SPPパケットが順番情報を含み
   前記受信側では、各データ片を順番情報に基づいて結合することを特徴とする請求項１に記載のBluetooth通信システム。
3. 前記受信側が、
   現在位置を測位するGPS測位手段を具備し、
   前記送信側が、
   地図情報を含む地域情報を位置情報と対応付けて記憶する手段と、
   受信した位置情報に基づいて前記記憶手段から地域情報を検索する手段とを具備し、
   前記受信側が、現在位置の位置情報をBluetooth SPPにより送信し、
   前記送信側が、受信した位置情報に基づいて検索された地域情報を、Bluetoothの標準化プロファイルの一つであるSPPで制限されるデータ量内の複数のデータ片に分割してBluetooth SPPにより送信することを特徴とする請求項１または２に記載のBluetooth通信システム。
4. 前記受信側が、
   地域情報の表示位置を移動させる操作を受け付ける入力手段と、
   前記操作をコードに変換する手段とを具備し、
   前記送信側が、
   受信したコードに基づいて、送信する地域情報の位置を変更する手段を具備し、
   前記受信側が操作のコードをBluetooth SPPにより送信し、
   前記送信側が、受信したコードで変更された位置の地域情報を検索し、当該地域情報を、Bluetoothの標準化プロファイルの一つであるSPPで制限されるデータ量内の複数のデータ片に分割してBluetooth SPPにより送信することを特徴とする請求項３に記載のBluetooth通信システム。
5. 前記入力手段が、方向キー、十字キー、テンキー、タッチパネル、トラックボールおよび加速度センサのいずれかであることを特徴とする請求項４に記載のBluetooth通信システム。
6. Bluetoothによりパケットを送受信するBluetooth通信方法において、
   送信側が、
   送信する単一のデータを、Bluetoothの標準化プロファイルの一つであるSPPで制限されるデータ量内の複数のデータ片に分割する手順と、
   各データ片をBluetooth SPPパケット化する手順と、
   Bluetooth SPPパケットの送信ルーチンを割込処理で繰り返す手順とを具備し、
   受信側が、
   Bluetooth SPPパケットの受信ルーチンを割込処理で繰り返す手順と、
   各Bluetooth SPPパケットから抽出したデータ片を結合して単一のデータとして復元する手順と、
   前記復元する手順で復元された単一のデータを表示出力する手順とを具備したことを特徴とするBluetooth通信方法。

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