JP5252315B2 - 無線通信システムおよび装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示部及び入力部を有していないマスタ装置と、表示部及び入力部を有しているスレーブ装置とからなる無線通信システムおよび装置に関し、例えば、通信カードが挿入されたデータ通信モジュールをマスタ装置、車載用ナビゲーション装置をスレーブ装置とし、両者で初めて近距離無線通信を行う際のペアリングに用いた技術に関する。
情報通信技術の進歩に伴い、車載用ナビゲーション装置(以下、単にナビ装置という)は、単なる運転支援としての用途のみならず、乗員にオンデマンド型のサービスを提供する役割も担うようになった。
例えば、ナビ装置は、携帯電話やデータ通信モジュールを接続した状態で、目的地設定による経路探索を行った際に、イナターネット経由でプロバイダーのサーバに接続して出発地から目的地までの交通情報を取得する。そして、そのリンク旅行時間情報を積算することで、複数の候補リンクから最短時間で到達するリンクを検出して目的地まで誘導する。同時に、施設やレジャー情報等も入手することができ、このため、カーライフが一層充実したものになってきている。
ところで、デジタル機器用の近距離無線通信規格の一つに「Bluetooth」(登録商標)がある。このBluetoothは、数mから数十m程度の距離にある情報機器間で2.4GHzの周波数帯の電波を用いて簡易なやりとりを行う場合に使用される。この通信規格を利用して、Bluetoothアダプタ(トランシーバ/レシーバ)を内蔵したBluetooth対応機器間で双方向の近距離無線通信ができるようになった。
ところで、上述したBluetooth対応機器を初めて使用する場合、接続相手を特定するために、ペアリングと呼ばれる操作が必要になる。ペアリングは、まず、一方のBluetooth対応機器を探索可能な状態に設定する。そして、認証や暗号化の設定を双方で合わせておく。次に、他方のBluetooth対応機器から探索操作を行なうと、探索可能な範囲、つまり電波到達範囲にあるBluetooth対応機器の一覧リストが表示され、その中から所望の接続相手を指定し、双方で同一のパスキー(認証鍵情報のことであり、PINコードともいう)を交換する。このパスキーの交換が正常に行われたときにペアリングによる通信相手機器の特定が完了する。
なお、一度ペアリングを行ったBluetooth対応機器間では、次からは自動、あるいは半自動的に接続(リンク)が確立され、以降、パスキーの入力は不要になる。
上述したPINコードを使った認証方法は、例えば、特許文献1に紹介されている。特許文献1には、システムからユーザ認証が要求されたときに、ユーザは入力手段を操作してPINコードを入力し、このとき、セキュリティマネージャが、そのPINコードを登録済みのPINコードと比較し、一致したときにアプリケーションの実行を許可する技術が開示されている。
ところで、車両で、Bluetoothアダプタを内蔵した携帯電話を用い、Bluetooth対応機器であるナビ装置に接続し、上述したオンデマンド型のサービスを実現しようとした場合、最初の接続において、電波環境により、あるいはパスキーの入力誤りにより、ペアリングに失敗することがある。
ペアリングに失敗して接続相手を特定できずにペアリングエラーが発生した場合、通常は、携帯電話のモニタ上にペアリングエラー表示がなされる。このとき、ユーザはそのエラー表示を視認したうえで、リセットスイッチとして割り当てられるキー操作を行い、携帯電話の初期化(エラー解除)を行う。このことによりペアリングのやり直しが可能になる。
ところが、携帯電話ではなく、表示器(表示部)やリセットスイッチ(入力部)を有していないBluetoothアダプタを内蔵したデータ通信モジュールを使用して、Bluetooth対応機器であるナビ装置に接続し、上述したオンデマンド型のサービスを実現しようとした場合、ペアリングによるエラーが発生しても、ユーザはそれを知ることができず、処理がどこで停止しているかを判断することができない。また、このエラーを解除するために、データ通信モジュールのプログラムをリセットするツールを有していないため、再度ペアリング操作を行うことができない。
特表2003−501967号公報(段落「0030」)
本発明は、データ通信モジュールが表示部や入力部を有していなくても、近距離無線通信におけるペアリング操作時のエラー解除が可能な無線通信システム及び装置を提供することを課題とする。
請求項1に係る発明では、表示部及び入力部を有していないマスタ装置と、スレーブ装置とからなる無線通信システムであって、前記マスタ装置は、前記スレーブ装置との間で近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、前記スレーブ装置との近距離無線通信に先立って、認証鍵情報に基づく前記スレーブ装置の特定を行う制御部と、を備え、前記スレーブ装置は、前記マスタ装置との間で近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、前記マスタ装置との近距離無線通信に係るデータを表示する表示部と、前記データを入力する入力部と、を備え、前記制御部は、前記スレーブ装置の特定に失敗した場合に、前記認証鍵情報に基づく前記スレーブ装置の特定の失敗を解除するための解除鍵情報の入力を、近距離無線通信により前記スレーブ装置に対して促し、前記入力部による前記解除鍵情報の入力を判断して、前記スレーブ装置の特定に関する情報を初期化することを特徴とする。
請求項2に係る発明では、請求項1記載の無線通信システムにおいて、前記マスタ装置は、外部との無線通信に必要な固有の情報が記録された通信カードを抜き差し可能とする通信カード挿抜機構を備え、前記制御部は、前記通信カードが前記通信カード挿抜機構から抜き出されたことを契機に、前記スレーブ装置に対して近距離無線通信による前記解除鍵情報の入力を促す情報を送信することを特徴とする。
請求項3に係る発明では、表示部及び入力部を有するスレーブ装置と近距離無線通信によりデータ通信を行う、表示部及び入力部を有しない無線通信装置であって、前記スレーブ装置との間で近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、前記近距離無線通信部による前記スレーブ装置との近距離無線通信に先立って、認証鍵情報に基づく前記スレーブ装置の特定を行うときに、前記特定に失敗した場合、前記スレーブ装置に対し、前記失敗を解除するための解除鍵情報の入力を促し、前記スレーブ装置から入力される前記解除鍵情報を判断して前記スレーブ装置の特定に関する情報を初期化する制御部と、を有することを特徴とする。
請求項1に係る発明によれば、マスタ装置の制御手段は、スレーブ装置の特定操作に失敗した場合、近距離無線通信によりスレーブ装置に対し、認証鍵情報に基づく特定操作の失敗を解除する解除鍵情報の入力を促し、表示部及び入力部による解除鍵情報の入力を検知してスレーブ装置の特定に関する情報を初期化する。このため、マスタ装置に表示部及び入力部が備わっていなくても、マスタ装置を初期化して再びペアリングを行うことが可能になり、スレーブ装置を特定することができる。また、マスタ装置に表示部及び入力部を備えることなく、マスタ装置の初期化及び再ペアリングを行うため、マスタ装置の軽薄短小化、及びハードウエアのコスト低減化が可能になる。
請求項2に係る発明によれば、マスタ装置の制御手段は、通信カードが通信カード挿抜機構から抜去されたことを検知して、スレーブ装置の表示部及び入力部に対して近距離無線通信により解除鍵情報の入力を促す情報を送信する。このため、ユーザが、通信カードの抜き差しを行ない、解除鍵情報を入力する一連の操作でマスタ装置の初期化が可能になり、再度ペアリング操作が可能になる。このため、マスタ装置に表示及び入力手段が備わっていなくてもペアリングによるスレーブ装置の特定時の初期化(エラー解除)が可能になり、マスタ装置の軽薄短小化、及びハードウエアのコスト低減化に寄与することができる。
請求項3に係る発明によれば、制御部は、スレーブ装置との近距離無線通信に先立って、認証鍵情報に基づくスレーブ装置の特定を行うときに、特定に失敗した場合、スレーブ装置に対し、失敗を解除するための解除鍵情報の入力を促し、スレーブ装置から入力される解除鍵情報を判断してスレーブ装置の特定に関する情報を初期化する。このため、スレーブ装置の特定に失敗した場合、表示部及び入力部を備えることなく自身を初期化して再びペアリングを行ない、スレーブ装置を特定することができる。また表示部及び入力部を備えることなく自身の初期化及び再ペアリングを実行するため、装置の軽薄短小化、及びハードウエアのコストの低減化にも寄与する。
本発明に係る無線通信システムおよび装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る無線通信システムのペアリング操作時の動作を示すシーケンス図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
(実施例の構成)
図1に示すように、無線通信システム1は、データ通信モジュール10と、車載用ナビゲーション装置20(以下、単にナビ装置20という)を含み、基地局30を経由して不図示のプロバイダのサーバとの間でデータ通信を行う。なお、データ通信モジュール10は、ナビ装置20との間で近距離無線通信が可能な距離範囲にある車両内の任意の場所に設置されるものとする。
ここでは、データ通信モジュール10がマスタ装置として、ナビ装置20がスレーブ装置として機能する。
マスタ装置として機能するデータ通信モジュール10は、制御部11と、記憶部12と、通信部13と、通信カード14と、カードソケット15と、近距離無線通信部16と、電源回路17とにより構成される無線通信装置である。
データ通信モジュール10は、電源回路17に接続された電源コード18のプラグ18aを車両に設けられているシガーライターソケット41に、差し込むことにより、車載バッテリ42(外部電源)から電力の供給を受けて動作を開始する。なお、シガーライターソケット41は、シガーライター(不図示)を挿脱するものであり、車両のダッシュボード等に設けられている。
制御部11は、記憶部12に格納されたプログラムに従って各種処理を実行するマイクロプロセッサで構成される。制御部11は、ナビ装置20との近距離無線通信に先立って行われる、パスキー(認証鍵情報)に基づくナビ装置20のペアリングによる特定操作を行う。制御部11は、ナビ装置20の特定に失敗した場合、ナビ装置20に対してデータ通信モジュール10のペアリングによる特定操作の失敗を解除するリセットキー(解除鍵情報)の入力を促し、このリセットキーの入力を検知してデータ通信モジュール10の初期化を行い、パスキーに基づくデータ通信モジュール10のペアリングによる特定を再度行う。
なお、上述したプログラムは、制御部11に内蔵するか、あるいは外部接続される記憶部12に予め記録されており、又は、基地局30を経由してプロバイダのサーバからダウンロードにより取得してインストールしたものを使用してもよい。プログラムのバージョンアップ等を考えた場合には後者の方が有利である。
記憶部12には、プログラムによる処理過程で利用され、あるいは生成される各種データが記憶される。また、予め取り決められるパスキーとリセットキーも格納されている。なお、記憶部12は、例えば、不揮発性の記憶デバイス(不揮発性半導体メモリ)やランダムアクセス可能な記憶デバイス(SRAMやDRAM)等により構成される。
通信部13は、無線通信チャンネルを捕捉(サーチ)し、捕捉によって得られる無線通信チャンネルにより基地局30との間で無線通信を行い、各種データの送受信を行う。ここで、各種データとは、プロバイダとの間でやりとりされる要求データやWeb(World Wide Web)ページ、あるいはメール等の通信データである。
通信カード14は、例えば、ICカードからなる記録媒体の一種であるSIMカード(Subscriber Identity Module Card)によって構成されており、電話番号を特定するための固有のID番号等が記録されている。この通信カード14は、カードソケット15(通信カード挿抜機構)に抜き差し可能である。少なくともペアリングを行う時にはカードソケット15に通信カード14が差し込まれている。なお、通信カード14は、カード保護のために抜き差し前には確実に電源を切る必要がある。
近距離無線通信部16は、いわゆる、Bluetoothアダプタである。Bluetoothアダプタは、ハードウエア的には、高周波送受信回路、ベースバンド信号処理回路、ロジックLSI、メモリ、発信器、アンテナ等から成り、これらモジュール部品が配線基板上に実装されている。近距離無線通信部16は、制御部11による制御の下、ロジックLSI経由で、高周波送受信回路、ベースバンド信号処理回路が、2.4GHz帯の周波数を用いて半径10〜100m程度内に位置する、同じBluetoothアダプタを内蔵する相手Bluetooth対応機器との間で無線通信を行うことが可能である。
電源回路17は、車載バッテリ42から電源コード18を介して供給される電力を、データ通信モジュール10を構成する各構成ブロック11,12,13,15,16に供給する。
一方、スレーブ装置として機能するナビ装置20は、現在地表示、目的地検索、誘導等、運転支援のための単なるナビゲーション機能の他に、データ通信モジュール10と協働して動作することにより、プロバイダのサーバに接続して交通情報等、各種サービスを享受することができる。ナビ装置20は、制御部21と、記憶部22と、地図データベース23と、入力部24と、表示部25と、近距離無線通信部26とにより構成される。
制御部21は、記憶部22に格納されたプログラムに従い、上述したナビゲーションを行い、また、データ通信モジュール10経由でプロバイダのサーバとの間でデータ交換を行うマイクロプロセッサである。このため、記憶部22には、目的地検索、誘導等、ナビゲーション用のプログラムの他に、データ通信モジュール10と近距離無線通信を行うためのドライバソフトウエア等の各種プログラムが格納される。また、プログラムによる処理過程において生成されるデータやVRAM(Video RAM)等の表示データ領域も割り当てられて記憶される。
なお、地図データベース23には、地図情報や施設情報が格納されている。地図データベース23は、大容量の不揮発性メモリ(例えば、ハードディスクやDVD)上に構築されるものとする。
入力部24は、例えば、電源スイッチ、文字キー、数字キー、各種機能が割り当てられたファンクションキー等がマトリクス状に配置されており、これらスイッチやキーがユーザによって操作された場合に、その操作内容に応じた信号を生成し、これをユーザ指示として制御部21に供給する。
表示部25は、多数の画素(複数色の発光素子の組み合わせ)を縦横に配置して構成される、例えば、LCD(Liquid Crystal Display Device)や有機EL(Electro-Luminescence)を用いて構成される。表示部25は、制御部21によって生成されると共に、記憶部22の所定の領域(VRAM)に描画された表示データを、自身の表示タイミングに同期して読み出して表示する。なお、表示データの中には、後述する、ナビ起動画面、パスコード入力画面、エラーメッセージ、リセット要求画面等のデータが含まれる。
近距離無線通信部26は、上述したデータ通信モジュール10に搭載された近距離無線通信部16と同じ構成であるため、説明を省略する。データ通信モジュール10との間でBluetoothによる近距離無線通信を最初に実行する場合、接続するデータ通信モジュール10を特定するために、後述するペアリングコネクション処理を実行することによって接続が確立され、ナビ装置20に搭載される近距離無線通信部26と、データ通信モジュール10に搭載される近距離無線通信部16との間で近距離無線通信によるデータ交換が開始される。
(実施例の動作)
図2は、図1に示す無線通信システム1のペアリング操作時の動作を示すシーケンス図である。以下、図2のシーケンス図を参照しながら、図1に示す無線通信システム1の動作説明を行う。
図2によれば、まず、ユーザ(乗員)が入力部24を操作して「ナビゲーションの開始」を指示すると、ナビ装置20が起動され、表示部25に起動画面が表示される(ステップS200)。
また、ユーザは、データ通信モジュール10のカードソケット15に通信カード14を差し込み、電源コード18を車両のシガーライターソケット41に挿入することにより電源を投入する(ステップS201)。
制御部11は、通信カード14の差し込み、及び電源の投入を検知すると、近距離無線通信部16経由で、Bluetoothによる近距離無線通信によりナビ装置20に接続相手特定のための「パスキー入力要求」信号を送信する(ステップS202)。
パスキー入力要求信号を近距離無線通信部26で受信したナビ装置20は、制御部21がパスキー入力画面情報を生成し、ユーザに対してパスキー(認証鍵情報)の入力を促すパスキー入力画面を、表示部25に表示させる(ステップS203)。
ユーザは、ナビ装置20の表示部25に表示されたパスキー入力画面に基づき、入力部24を操作することにより、予め双方で取り決められたパスキー、例えば、”1212”を入力する。ここで入力されたパスキー”1212”は、ペアリング要求として近距離無線通信部26経由でデータ通信モジュール10に送信される(ステップS204)。このペアリング要求を近距離無線通信部16で受信したデータ通信モジュール10は、制御部11で、記憶部12に保持されたパスキーと照合することによりパスキー認証を行う(ステップS205)。
このとき、近距離無線通信により受信したパスキーと、記憶部12に保持されたパスキー”1212”との間に不一致があった場合、制御部11は、近距離無線通信部16経由で、ナビ装置20にペアリングエラー通知を送信する(ステップS206)。なお、ペアリングエラーの要因としては、パスキーの入力誤り、近距離無線通信時における電波環境によるものが考えられる。
ペアリングエラー通知を近距離無線通信部26で受信したナビ装置20は、制御部21が、エラーメッセージを生成し、表示部25に表示してユーザにペアリング操作に失敗したことを知らせる(ステップS207)。
ユーザは、エラーメッセージを見てペアリングに失敗したことを確認すると、電源コード18をシガーライターソケット41から抜いてデータ通信モジュール10への電力供給を停止させた後、通信カード14をカードソケット15から抜き取り、再度、電源コード18をシガーライターソケット41に差し込み、電源を再投入する(ステップS208)。
このユーザによる操作を受け、データ通信モジュール10では、制御部11が、カードソケット15経由で通信カード14の抜き取りを検知し、電源回路17経由で電源の再投入を検知する。制御部11は、通信カード14の抜き取り、及び電源の再投入が検知されると、近距離無線通信部16経由でBluetoothによる近距離無線通信により、ナビ装置20に対してペアリング操作のエラーを解除(プログラムリセット)する「リセット操作要求」信号を送信する(ステップS209)。
「リセット操作要求」信号を近距離無線通信部26で受信したナビ装置20は、制御部21がリセット要求画面情報を生成して表示部24に表示し、ユーザにリセットキー(解除鍵情報)の入力を促す(ステップS210)。なお、リセットキーについてもパスキー同様、接続相手となるデータ通信モジュール10との間で予め取り決めておく必要がある。
リセットキーは、例えば、”9876”とする。なお、リセット要求画面には、パスキー”1212”が表示されるものとし、ユーザは、入力部24を操作することにより、パスキー”1212”上に、リセットキー、”9876”を上書き修正して入力するものとする。
ナビ装置20の表示部25に表示されたリセット要求画面に基づき、ユーザが入力部24を操作することによって、リセットキーが上書き修正により入力されると、そのリセットキー”9876”は、リセット要求信号として近距離無線通信部26経由でデータ通信モジュール10に送信される(ステップS211)。このリセット要求を信号近距離無線通信部16で受信したデータ通信モジュール10は、リセットキー認証により記憶部12に予め記憶されているリセットキーと一致することを確認のうえ、実行中のプログラムの初期化(プログラムリセット)を行う(ステップS212)。初期化により、データ通信モジュール10は、再度ペアリング操作をやり直すための実行環境が整う。
上述したデータ通信モジュール10が実行中のプログラムの初期化が行われた後、ユーザは、データ通信モジュール10の電源コード18をシガーライターソケット41から抜いて電源の供給を停止した後、データ通信モジュール10のカードソケット15に通信カード14を差し込み、再度、電源コード18をシガーライターソケット41に挿入して電源を投入する(ステップS213)。この操作により、データ通信モジュール10は、近距離無線通信により、ナビ装置20に対してパスキー入力要求を再送信して、パスキー入力によるペアリング操作を再度実行する(ステップS202)。
(実施例の効果)
本実施例に係る無線通信システム1によれば、データ通信モジュール10は、ペアリング操作において接続相手であるナビ装置20の特定に失敗した場合、ナビ装置20に対してリセットキーの入力を促し、ナビ装置20によるリセットキーの入力を検知してデータ通信モジュール10の初期化を行ない、再度ペアリング操作を行ってナビ装置20の特定を行う。このため、データ通信モジュール10が、表示部や入力部を有していなくても、ナビ装置20の再ペアリングが可能になり、ナビ装置20を特定することができる。また、また、データ通信モジュール10に表示部及び入力部を備えることなく、データ通信モジュール10の初期化及び再ペアリングを行うため、データ通信モジュール10の軽薄短小化、及びハードウエアコストの低減が可能になる。
また、本実施例によれば、電源を切断後、通信カード14がカードソケット15から抜かれ、電源が再投入されたことを検知することで、ナビ装置20に対してリセットキーの入力を促す情報を送信する。このため、ユーザが、電源の切断、投入と、通信カード14の抜き差しを行ない、リセットキーの入力を行う一連の手動操作のみで、データ通信モジュール10の初期化が可能になり、接続相手となるナビ装置20との間で再度のペアリングが可能になる。このため、データ通信モジュール10が、表示部や入力部を有していなくても、ナビ装置20の再ペアリングが可能になり、ナビ装置20を特定することができる。
なお、上述した実施例では、データ通信モジュール10は、通信カード14をSIMカードとし、通信機能は別ハードウエア(通信部13)で存在するものとして説明したが、第3世代の携帯電話等で用いられているSIMカードとは互換性を持たず、SIMカードのように電話番号等の契約情報や電話帳等のデータを格納するICカードに通信機能を搭載したカードモジュールで代替してもよい。
また、データ通信モジュール10、及びナビ装置20の近距離無線通信部16,26は、Bluetoothアダプタであるものとして説明したが、無線LAN(Local Area Network)等の近距離無線通信アダプタで代替しても、接続相手を探索するときに同じ効果が得られる。また、外部電源として、車載バッテリ42を使用したが、例えば、ナビ装置20にUSB端子が備わっていた場合、データ通信モジュール10は、そのUSB端子を介してナビ装置20からの電力供給を受け、動作してもよい。
本発明の無線通信システム1は、Bluetoothアダプタ等の近距離無線通信部を内蔵するナビ装置20に、同じくBluetoothアダプタ等の近距離無線通信部を内蔵した通信モジュール(データ通信モジュール10)を接続して車両に搭載し、このデータ通信モジュール10を介してプロバイダのサーバに接続することで、プロバイダから、オンデマンド型の交通情報サービスの他に、地図の無償更新サービス、インターネットのWebサイトと連係したパーソナルホームページ、あるいはロードアシスタントサービス等を受ける用途に用いるのに好適である。
1…無線通信システム、10…マスタ装置(DCM:通信モジュール)、11…制御部、12…記憶部、13…通信部、14…記録媒体(通信カード)、15…通信カード挿抜機構(カードソケット)、16…近距離無線通信部、17…電源回路、18…電源コード、18a…プラグ、20…スレーブ装置(ナビ装置)、21…制御部、22…記憶部、23…地図DB、24…入力部、25…表示部、26…近距離無線通信部、30…基地局、41…シガーライターソケット、42…車載バッテリ。

Claims (3)

  1. 表示部及び入力部を有していないマスタ装置と、スレーブ装置とからなる無線通信システムであって、
    前記マスタ装置は、
    前記スレーブ装置との間で近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、
    前記スレーブ装置との近距離無線通信に先立って、認証鍵情報に基づく前記スレーブ装置の特定を行う制御部と、を備え、
    前記スレーブ装置は、
    前記マスタ装置との間で近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、
    前記マスタ装置との近距離無線通信に係るデータを表示する表示部と、
    前記データを入力する入力部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記スレーブ装置の特定に失敗した場合に、前記認証鍵情報に基づく前記スレーブ装置の特定の失敗を解除するための解除鍵情報の入力を、近距離無線通信により前記スレーブ装置に対して促し、前記入力部による前記解除鍵情報の入力を判断して、前記スレーブ装置の特定に関する情報を初期化することを特徴とする無線通信システム。
  2. 前記マスタ装置は、
    外部との無線通信に必要な固有の情報が記録された通信カードを抜き差し可能とする通信カード挿抜機構を備え、
    前記制御部は、
    前記通信カードが前記通信カード挿抜機構から抜き出されたことを契機に、前記スレーブ装置に対して近距離無線通信による前記解除鍵情報の入力を促す情報を送信することを特徴とする請求項1記載の無線通信システム。
  3. 表示部及び入力部を有するスレーブ装置と近距離無線通信によりデータ通信を行う、表示部及び入力部を有しない無線通信装置であって、
    前記スレーブ装置との間で近距離無線通信を行う近距離無線通信部と、
    前記近距離無線通信部による前記スレーブ装置との近距離無線通信に先立って、認証鍵情報に基づく前記スレーブ装置の特定を行うときに、前記特定に失敗した場合、前記スレーブ装置に対し、前記失敗を解除するための解除鍵情報の入力を促し、前記スレーブ装置から入力される前記解除鍵情報を判断して前記スレーブ装置の特定に関する情報を初期化する制御部と、
    を有することを特徴とする無線通信装置。
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