JP5476287B2 - Bluetooth network communication method and wireless information distribution apparatus thereof - Google Patents
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Description
本発明は、Bluetooth(登録商標)ネットワークの通信方法およびその無線情報配信装置に係り、特に、マスタ動作専用のBluetoothモジュールおよびスレーブ動作専用のBluetoothモジュールを含む複数のBluetoothモジュールを備えた無線情報配信装置およびその通信方法に関する。 The present invention relates to a communication method of a Bluetooth (registered trademark) network and a wireless information distribution device thereof, and more particularly, a wireless information distribution device including a plurality of Bluetooth modules including a Bluetooth module dedicated to master operation and a Bluetooth module dedicated to slave operation. And a communication method thereof.
近年、デジタルサイネージが注目されており、店舗、交通機関、キャンパス、オフィスなどに設置されたディスプレイに、映像や情報などのコンテンツをタイムリーに配信するサービスの普及が始まっている。一般的に、デジタルサイネージには情報配信サーバがネットワークケーブルにより接続され、デジタルサイネージは情報配信サーバからコンテンツを受信してディスプレイの表示内容を動的に更新するが、ネットワークケーブルの施設が困難な環境下では無線通信化の必要がある。 In recent years, digital signage has attracted attention, and services that distribute content such as video and information in a timely manner to displays installed in stores, transportation facilities, campuses, offices, etc. have begun to spread. Generally, an information distribution server is connected to a digital signage via a network cable. The digital signage receives content from the information distribution server and dynamically updates the display contents on the display, but the network cable facility is difficult. Below, there is a need for wireless communication.
現在のデジタルサイネージは、各種の案内や広告などをディスプレイに表示するものが主流であるが、今後は、商品やキャンペーンの情報をユーザが所持している携帯電話へ配信して店舗に誘導するなどのモバイル連携機能が求められる。 Today's digital signage is mainly used to display various types of information and advertisements on the display, but in the future, products and campaign information will be distributed to mobile phones owned by users and guided to stores. Mobile collaboration function is required.
複数の端末間でデータを伝播するには、各端末が無線LANアクセスポイントを中継器として通信する方式がもっとも広く普及している。無線LAN規格の一つであるIEEE802.11による通信方式は、中継機器(無線アクセスポイント)を介して通信を行うインフラストラクチャネットワークと、無線通信可能な端末のみで構成されるアドホックネットワークとに大別される。 In order to propagate data between a plurality of terminals, a method in which each terminal communicates with a wireless LAN access point as a repeater is most widely used. Communication methods based on IEEE802.11, which is one of the wireless LAN standards, are broadly divided into infrastructure networks that communicate via relay devices (wireless access points) and ad hoc networks that consist only of terminals that can communicate wirelessly. Is done.
特許文献1には、種々の家庭用機器や個人用機器を自動構成で統合管理するインフラストラクチャネットワーク構築装置が開示されている。このインフラストラクチャネットワークは、現在利用可能な無線端末の情報を無線アクセスポイントが自動的に収集して各端末へ提示する自動接続構成管理手段を有するので、無線アクセスポイントを介して複数の無線端末を相互に接続するスター型ネットワークを構成できる。
しかしながら、複数のインフラストラクチャネットワークが連結された階層型ネットワークを構成する場合、無線端末間で相互に通信するためのルーティング機能を提供するには高度なネットワーク設定ノウハウが必要であり、設定手順も極めて煩雑となる。また、電源やスペースの確保などにより無線アクセスポイント設備自体の設置が大掛かりになってしまう。 However, when configuring a hierarchical network in which multiple infrastructure networks are connected, advanced network setting know-how is required to provide a routing function for mutual communication between wireless terminals, and the setting procedure is extremely It becomes complicated. In addition, the installation of the wireless access point facility itself becomes large due to the securing of the power source and space.
一方、前記アドホックネットワークによれば、無線端末同士は無線アクセスポイントが存在しない状況でも接続できる。特許文献2には、PLC装置無線アドホック機能を利用し、端末同士をPoint-Point型の無線リンクで接続することにより、任意の無線ノード間において直接もしくは1以上の無線ノードを介して通信を可能とする技術が開示されている。
On the other hand, according to the ad hoc network, wireless terminals can be connected even in a situation where there is no wireless access point. In
しかしながら、アドホックネットワークを確立するためには、アドホックネットワーク上で基地局として機能する無線端末は、一時的に自身の無線通信デバイスを他の無線端末に共有させ、基地局とした無線端末とそれ以外の無線端末との間で通信設定情報(SSID:Service Set IdentifierやWEP:Wired Equivalent Privacyなど)を一致させる必要がある。また、各無線端末への情報設定は手動で行うのが一般的であり、ユーザに大きな作業負担を強いることになる。しかも、特許文献2では、複数のアドホックネットワークが連結された階層型ネットワークを構成する場合に、特定の無線端末間で相互に通信するためのルーティング機能が明らかにされていない。
However, in order to establish an ad hoc network, a wireless terminal functioning as a base station on the ad hoc network temporarily shares its wireless communication device with other wireless terminals, and the wireless terminal serving as the base station and the others It is necessary to match communication setting information (SSID: Service Set Identifier, WEP: Wired Equivalent Privacy, etc.) with other wireless terminals. In addition, information setting for each wireless terminal is generally performed manually, which places a heavy workload on the user. Moreover,
一方、省電力で多くの携帯電話に搭載されているBluetoothは、無線アクセスポイントを介さずに無線端末と他の端末や周辺機器等とを簡単に相互接続することが可能であるため、今後、テレビ、STB、ゲーム機器、コンピュータ、モバイル端末などのデバイスを相互に接続するための無線方式として有望である。 On the other hand, Bluetooth, which is installed in many mobile phones with power saving, can easily connect a wireless terminal and other terminals and peripheral devices without going through a wireless access point. It is promising as a wireless system for connecting devices such as TVs, STBs, game machines, computers and mobile terminals.
また、Bluetoothは同じ周波数帯を利用している機器が近くにある場合、周波数をわずかにずらして通信する周波数ホッピング型スペクトル拡散方式を採用しており、無線LANと比べて干渉の影響を受けにくくなっている。 Bluetooth also uses a frequency hopping spread spectrum method that communicates with a slight shift in frequency when devices using the same frequency band are nearby, making it less susceptible to interference than wireless LANs. It has become.
しかしながら、Bluetoothの仕様上は1つの通信ピコネットが、通信の主導権を握るマスタとその管理下に置かれるスレーブとにより構成され、1台のマスタに接続可能なスレーブ台数は7台に制限されている。したがって、複数のピコネット間でデータを転送するためには、図9に一例を示したように、一のピコネットではスレーブ動作する端末を他のピコネットではマスタ動作させることでピコネット同士を接続し、スキャタネット(Scatternet)と呼ばれるより大きなネットワークを構成する必要がある。特許文献3、4には、このようなスキャタネットの仕組みを利用した情報配信技術が開示されている。 However, according to the Bluetooth specification, one communication piconet is composed of a master that takes the initiative in communication and slaves under its control, and the number of slaves that can be connected to one master is limited to seven. Yes. Therefore, in order to transfer data between a plurality of piconets, as shown in FIG. 9, a terminal that operates as a slave in one piconet is connected as a master by operating as a master in another piconet. There is a need to configure a larger network called the Scatternet. Patent Documents 3 and 4 disclose information distribution techniques using such a scatternet mechanism.
しかしながら、従来のスキャタネットでは、複数のピコネットがオーバラップするエリアに属する端末は、スレーブ動作する一方のピコネットで受信したデータを、マスタ動作する他方のピコネットへ転送する際に、接続先のピコネットを切り替えながら時分割でデータ通信を行わなければならないので、比較的大きな遅延が生じるという技術課題があった。 However, in a conventional scatternet, a terminal belonging to an area where a plurality of piconets overlap each other when transferring data received on one piconet operating as a slave to the other piconet operating as a master, Therefore, there is a technical problem that a relatively large delay occurs because data communication must be performed in a time-sharing manner while switching.
このような技術課題に対して、本発明の発明者等は、無線情報配信装置に、マスタ動作専用のBluetoothモジュールBTmおよびスレーブ動作専用のBluetoothモジュールBTsを装着し、スレーブ動作専用のBluetoothモジュールが上位装置から受信したBluetoothパケットを、マスタ動作専用のBluetoothモジュールから下位装置へ転送することを可能にすることで、スキャタネットと同様のネットワークを小さな転送遅延(オーバヘッダ)で実現できる技術を発明し、特許出願(特許文献5)した。 In response to such a technical problem, the inventors of the present invention attach a Bluetooth module BTm dedicated to master operation and a Bluetooth module BTs dedicated to slave operation to the wireless information distribution device, and the Bluetooth module dedicated to slave operation is superior. Invented a technology that can realize a network similar to a scatternet with a small transfer delay (overheader) by enabling a Bluetooth packet received from a device to be transferred from a Bluetooth module dedicated to master operation to a lower device. Patent application (Patent Document 5).
特許文献5では、パケット転送の際のアドレッシングがマルチキャストアドレスであり、宛先の無線情報配信装置を特定した通信を簡単なルーティング機能およびルーティング処理で行うことができなかった。 In Patent Document 5, addressing at the time of packet transfer is a multicast address, and communication specifying a destination wireless information distribution apparatus cannot be performed with a simple routing function and routing processing.
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を全て解決し、一つの無線情報配信装置に、マスタ動作専用のBluetoothモジュールBTmおよびスレーブ動作専用のBluetoothモジュールBTsを装着し、スキャタネットと同様のネットワークを小さな転送遅延で実現できるBluetoothネットワークの通信方法およびその無線情報配信装置において、宛先の無線情報配信装置を特定できる通信を簡単なルーティング機能およびルーティング処理で実現することにある。 The object of the present invention is to solve all the above-mentioned problems of the prior art, and attach a Bluetooth module BTm dedicated to master operation and a Bluetooth module BTs dedicated to slave operation to one wireless information distribution device, and the same as the scatternet A communication method of a Bluetooth network that can realize a network with a small transfer delay and a wireless information distribution apparatus thereof that can realize communication that can specify a destination wireless information distribution apparatus with a simple routing function and routing processing.
上記の目的を達成するために、本発明は、以下のような構成を具備した点に特徴がある。 In order to achieve the above object, the present invention is characterized in that it has the following configuration.
(1)本発明の無線情報配信装置は、Bluetoothモジュールが装着される少なくとも2つのバスポートと、マスタ動作する上位装置との通信を制御する上位用制御プロセスと、スレーブ動作する下位装置との通信を制御する下位用制御プロセスと、各バスポートに装着された2つのBluetoothモジュールの一方に上位用制御プロセスを割り当ててスレーブ動作させ、他方に下位用制御プロセスを割り当ててマスタ動作させるプロセス割当手段と、自装置に固有の識別IDを設定するID設定手段と、探知可能状態にある下位装置を探知する探知手段と、探知された下位装置との間にBluetooth接続を確立する下位装置接続手段と、前記下位装置に割り当てる識別IDを生成するID生成手段と、宛先の識別IDが記述された受信パケットを、当該識別IDに基づいて転送する転送手段とを具備し、前記ID生成手段は、自装置と下位装置との階層関係が表現された識別IDを下位装置用に生成し、前記転送手段は、宛先の識別IDが自装置と同一階層または自装置よりも上位階層の受信パケットを上位装置へ転送し、宛先の識別IDが自装置よりも下位階層の受信パケットを下位装置へ転送するようにした。 (1) The wireless information distribution apparatus according to the present invention includes communication between at least two bus ports on which a Bluetooth module is mounted, a higher-level control process that controls communication with a higher-level device that operates as a master, and a lower-level device that operates as a slave. A lower-level control process for controlling the process, and a process allocation means for allocating a higher-level control process to one of the two Bluetooth modules mounted on each bus port for slave operation, and for allocating a lower-level control process to the other for master operation An ID setting means for setting an identification ID unique to the own device, a detecting means for detecting a lower device in a detectable state, and a lower device connecting means for establishing a Bluetooth connection between the detected lower devices, An ID generating means for generating an identification ID to be assigned to the lower-level device and a transfer packet for transferring a received packet in which the destination identification ID is described based on the identification ID. The ID generating means generates an identification ID expressing a hierarchical relationship between the own apparatus and the lower apparatus for the lower apparatus, and the transfer means has a destination identification ID of the same hierarchy as the own apparatus. Alternatively, the received packet in the higher layer than the own device is transferred to the upper device, and the received packet having the destination identification ID lower than the own device is transferred to the lower device.
(2)本発明のBluetoothネットワークの通信方法は、各無線情報配信装置が、マスタ動作する上位装置に対してスレーブ動作するBluetoothモジュールと、スレーブ動作する下位装置に対してマスタ動作するBluetoothモジュールとを具備し、ルートとして機能する一の無線情報配信装置が、探知可能状態にある下位装置を探知する第1手順と、探知された下位装置との間にBluetooth接続を確立する第2手順と、自装置と下位装置との階層関係が表現された識別IDを生成して下位装置に割り当てる第3手順と、前記識別IDを割り当てられた各下位装置が、前記第1ないし第3手順を繰り返して自装置の下位装置に識別IDを割り当て、これを繰り返す第4手順と、受信パケットを、当該パケットに記述された宛先の識別IDが自装置と同一階層または自装置よりも上位階層であれば上位装置へ転送し、宛先の識別IDが自装置よりも下位階層であれば下位装置へ転送する第5手順とを含むようにした。 (2) In the communication method of the Bluetooth network of the present invention, each wireless information distribution device includes a Bluetooth module that operates as a slave with respect to a master device that operates as a master, and a Bluetooth module that operates as a master with respect to a slave device that operates as a slave. And a wireless information distribution device that functions as a route includes a first procedure for detecting a subordinate device in a detectable state, a second procedure for establishing a Bluetooth connection between the subordinate device detected, A third procedure for generating an identification ID expressing the hierarchical relationship between the device and the lower device and assigning it to the lower device, and each lower device assigned with the identification ID repeats the first to third procedures and repeats itself. Assign the identification ID to the lower device of the device, and repeat the fourth procedure, and the received packet has the destination identification ID described in the packet in the same hierarchy as the own device or higher than the own device. Transfer If hierarchy to the higher-level device, the identification ID of the destination is to include a fifth procedure for transferring to the lower apparatus if the lower layer than the local.
本発明によれば、以下のような効果が達成される。 According to the present invention, the following effects are achieved.
(1)各無線情報配信装置には、自装置に対してマスタ動作する上位装置側に接続された他の無線情報配信装置、およびスレーブ動作する下位装置側に接続された他の無線情報配信装置、との階層関係が表現された識別IDが割り当てられるので、パケット通信の際には、受信パケットを当該パケットに記述された宛先の識別IDに基づいて上位装置側および下位装置側のいずれかへ転送できる。したがって、メモリ消費量の大きなルーティングテーブルが不要となるのみならず、ルーティングテーブルから転送先を検索する処理も不要となる。 (1) Each wireless information distribution device includes another wireless information distribution device connected to a higher-level device that operates as a master for the device, and another wireless information distribution device connected to a lower-level device that operates as a slave. In the packet communication, the received packet is sent to either the upper device side or the lower device side based on the destination identification ID described in the packet. Can be transferred. Therefore, not only a routing table that consumes a large amount of memory becomes unnecessary, but also a process for searching for a transfer destination from the routing table becomes unnecessary.
(2)各無線情報配信装置に2つのBluetoothモジュールが装着されると、その一方がマスタ動作専用のBluetoothモジュールBTmとして機能し、他方はスレーブ動作専用のBluetoothモジュールBTsとして機能し、BluetoothモジュールBTmが下位装置から受信、またはBluetoothモジュールBTsが上位装置から受信したBluetoothパケットを、ぞれぞれBluetoothモジュールBTsから上位装置へ転送、またはBluetoothモジュールBTmから下位装置へ転送するので、スキャタネットと同様のネットワークを小さな転送遅延(オーバヘッダ)で実現できるようになる。 (2) When two Bluetooth modules are installed in each wireless information distribution device, one of them functions as a Bluetooth module BTm dedicated to master operation, and the other functions as a Bluetooth module BTs dedicated to slave operation. Since the Bluetooth packet received from the lower level device or received by the Bluetooth module BTs from the higher level device is transferred from the Bluetooth module BTs to the higher level device, or transferred from the Bluetooth module BTm to the lower level device, it is the same as the scatternet. The network can be realized with a small transfer delay (overheader).
(3)複数のBluetoothモジュールをUSBポートに接続し、各Bluetoothモジュールを無線情報配信装置にUSBデバイスとして認識させるようにしたので、複数のBluetoothモジュールを同時に認識できないプラットホーム上でも複数のBluetoothモジュールを同時に動作させることができるようになる。 (3) Since multiple Bluetooth modules are connected to the USB port and each Bluetooth module is recognized as a USB device by the wireless information distribution device, multiple Bluetooth modules can be connected simultaneously even on platforms that cannot recognize multiple Bluetooth modules simultaneously. It can be operated.
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。図1は、本発明を適用した複数の無線情報配信装置1により構成されるBluetoothネットワークの構成を示した図であり、全ての無線情報配信装置1は同一または同等の構成を有し、相互にBluetooth接続されている。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a Bluetooth network composed of a plurality of wireless
各無線情報配信装置1は、マスタ動作専用のBluetoothモジュールBTm、スレーブ動作専用のBluetoothモジュールBTs、およびマスタ/スレーブの各動作を動的に切り換え可能な少なくとも一つのBluetoothモジュールBTmsを備え、各無線情報配信装置1のBluetoothモジュールBTm,BTs,BTmsは、最大で7台まで他の無線情報配信装置1やユーザ端末2とピコネットを構築できる。
Each wireless
前記マスタ/スレーブ動作するBluetoothモジュールBTmsは、待ち受け状態ではスレーブ動作することで、マスタ動作するユーザ端末2からの接続要求に備え、ユーザ端末2からの接続要求を検知すると、接続処理の過程でマスタおよびスレーブの動作を交代(ロールチェンジ)し、その後はマスタ動作することで、最大で7台までのスレーブ動作するユーザ端末2と共にピコネットを構築できるようになる。
The Bluetooth module BTms that operates as a master / slave operates as a slave in a standby state, and prepares for a connection request from the
図2は、前記無線情報配信装置1の主要部の構成を示した機能ブロック図であり、バスポートとして複数のUSBポートPusbおよびその制御プロセスCPが実装されている。各制御プロセスCP0〜CPnには、SPP(Serial Port Profile)/RFCOMM(Radio Frequency Communication)を基準にした仮想シリアルポート通信機能が実装される。各USBポートPusbに装着されたBluetoothモジュールBTには、プロセス割当部13により所定の制御プロセスCP0〜CPnが割り当てられる。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of the main part of the wireless
制御プロセスCP0は、マスタ動作する上流側の無線情報配信装置1(以下、上位装置と表現する場合もある)との通信を制御する上位用通信部51および自装置に固有の識別IDが設定されるID設定部55を備える。本実施形態では、前記ID設定部55に設定された識別IDが当該無線情報配信装置1の識別IDとなる。
The control process CP0 is set with a higher-
制御プロセスCP1は、スレーブ動作する下流側の無線情報配信装置(以下、下位装置と表現する場合もある)を探知する探知部56、探知された下位装置を自装置に接続する下位装置接続部57、各下位装置に設定する識別IDを生成するID生成部58および各下位装置との通信を制御する下位用通信部52を備える。
The control process CP1 includes a
制御プロセスCP2〜CPnは、ユーザ端末2との通信を制御する端末用通信部53およびマスタ/スレーブ動作を動的に切り換える通信役割切換部54を備える。
The control processes CP2 to CPn include a
本実施形態では、各USBポートPusbにBluetoothモジュールが装着され、1番目に装着されたBluetoothモジュールには、前記上位用通信部51を備えた制御プロセスCP0が前記プロセス割当部13により割り当てられるので、当該Bluetoothモジュールはスレーブ動作専用(BTs)となる。
In the present embodiment, since the Bluetooth module is attached to each USB port Pusb, and the control process CP0 including the
また、2番目に装着されたBluetoothモジュールには、前記下位用通信部52を備えた制御プロセスCP1が前記プロセス割当部13により割り当てられるので、当該Bluetoothモジュールはマスタ動作専用(BTm)となる。
In addition, since the
さらに、3番目以降に装着される各Bluetoothモジュールには、前記端末用通信部53を備えた制御プロセスCP2〜CPnが前記プロセス割当部13によりそれぞれ割り当てられるので、当該各Bluetoothモジュールはマスタ/スレーブ動作(BTms)する。
Furthermore, since the
前記各制御プロセスCPは、メモリバス11を介して記憶部12と接続され、各制御プロセスCPと記憶部12との間のデータ転送、各制御プロセスCP間のデータ転送、および受信パケットの転送は、転送制御部14による制御下でデータ転送指令により行われる。
Each of the control processes CP is connected to the
図3は、前記各無線情報配信装置1において、各USBポートPusbに装着されたBluetoothモジュールに対して、前記プロセス割当部13により、マスタ動作、スレーブ動作およびマスタ/スレーブ動作のいずれかを選択的に割り当てる方法を示したフローチャートであり、ここでは、いずれのUSBポートPusbにもBluetoothモジュールが装着されていない状態から説明を始める。
FIG. 3 shows that each of the wireless
ステップS1では、いずれかのUSBポートにBluetoothモジュールが新規に接続されたか否かが判定される。Bluetoothモジュールの新規接続が検知されるとステップS2へ進み、今回のBluetoothモジュールがいくつ目であるか判定される。 In step S1, it is determined whether or not a Bluetooth module is newly connected to any USB port. When a new connection of the Bluetooth module is detected, the process proceeds to step S2, and it is determined how many Bluetooth modules this time are.
最初は1つ目と判定されるのでステップS3へ進み、当該Bluetoothモジュールにスレーブ専用モードが要求される。ステップS4では、前記Bluetoothモジュールに前記制御プロセスCP0が割り当てられてスレーブ動作専用(BTs)となる。ステップS5では、ID設定部55に識別IDの初期値(本実施形態では、[000])が設定される。
Since it is first determined to be the first one, the process proceeds to step S3, and the slave module is requested for the Bluetooth module. In step S4, the control process CP0 is assigned to the Bluetooth module and dedicated to slave operation (BTs). In step S5, the initial value of the identification ID ([000] in this embodiment) is set in the
これに対して、2つ目と判定されるとステップS6へ進み、当該Bluetoothモジュールにマスタ専用モードが要求される。ステップS7では、前記BluetoothモジュールBTに前記制御プロセスCP1が割り当てられてマスタ動作専用(BTm)となる。 On the other hand, if it is determined as the second one, the process proceeds to step S6, and the master module is requested for the Bluetooth module. In step S7, the control process CP1 is assigned to the Bluetooth module BT and is dedicated to master operation (BTm).
また、3つ目以降と判定されるとステップS8へ進み、当該Bluetoothモジュールにマスタ/スレーブモードが要求される。ステップS9では、前記Bluetoothモジュールに、前記制御プロセスCP2〜CPnの中で未割当のものが割り当てられる。 On the other hand, if it is determined that it is the third or later, the process proceeds to step S8, and the master / slave mode is requested of the Bluetooth module. In step S9, an unallocated control process among CP2 to CPn is allocated to the Bluetooth module.
なお、上記の説明では1つ目のBluetoothモジュールがスレーブ動作専用(BTs)となり、2つ目のBluetoothモジュールがマスタ動作専用(BTm)となるものとして説明したが、これとは逆に、1つ目のBluetoothモジュールがマスタ動作専用(BTm)となり、2つ目のBluetoothモジュールがスレーブ動作専用(BTs)となるようにしても良い。 In the above description, the first Bluetooth module is dedicated to slave operation (BTs) and the second Bluetooth module is dedicated to master operation (BTm). The second Bluetooth module may be dedicated to master operation (BTs) and the second Bluetooth module may be dedicated to slave operation (BTs).
図4は、各無線情報配信装置1が自律分散的に相互接続してBluetoothネットワークを構築する手順を示したフローチャートであり、図5は、各無線情報配信装置1に識別IDが階層的に割り当てられる様子を示した図である。本実施形態では、最上位のルート(根)として動作する無線情報配信装置(基地局)1により、トップダウン方式で下位側の各無線情報配信装置1へ識別IDが順次に設定される。
FIG. 4 is a flowchart showing a procedure for establishing a Bluetooth network by mutually interconnecting wireless
ステップS21では、下位用通信部52を備えた制御プロセスCP1の探知部56により、探知(発見)可能状態にある周辺装置から送信されてBTmにより受信される信号に含まれるRSSI(Received Signal Strength Indication)が探知される。ステップS22では、前記RSSIから周辺装置の識別IDおよびMACアドレスが取得され、さらにその電波強度が検知される。ステップS23では、前記下位装置接続部57により、前記探知された各下位装置のMACアドレスに基づいて当該各下位装置との間にBluetooth接続が確立される。
In step S21, RSSI (Received Signal Strength Indication) included in the signal transmitted from the peripheral device in the detection (discovery) enabled state and received by BTm by the
ステップS24では、自装置の識別ID設定部55に登録されている自身の識別ID(ここでは、[000]が登録されているものとする)に基づいて、前記接続された各下位装置に新たに設定する識別IDが生成される。本実施形態では、前記ID生成部58において、前記ID設定部55に登録されている自装置の識別IDに、前記下位装置とのBluetooth接続に割り当てられた通信ポート番号を連結することで、自装置と下位装置との階層関係が表現された識別IDを生成する。
In step S24, a new one is added to each connected lower-level device based on its own identification ID (here, [000] is registered) registered in the identification
本実施形態では、ルートの無線情報配信装置1には識別ID[000]が割り当てられているので、当該ルートの無線情報配信装置1に最初に接続された下位装置に対しては、その通信ポート番号[001]を前記識別ID[000]に連結して得られる識別ID[000001]が、両者の階層関係を表現する識別IDとして生成される。ステップS25では、前記識別ID[000001]が下位装置に通知され、当該下位装置の識別ID設定部55に更新設定される。
In this embodiment, since the identification ID [000] is assigned to the wireless
以下同様に、2番目に接続された下位装置には識別ID[000002]が割り当てられ、3番目に接続された下位装置には識別ID[000003]が割り当てられる。さらに、前記識別ID[000001]を割り当てられた下位装置が上位装置として振る舞う際は、最初に接続される下位装置には、その通信ポート番号[001]を前記識別ID[000001]に連結して得られる識別ID[000001001]が割り当てられ、2番目に接続される下位装置には識別ID[000001002]が割り当てられ、3番目に接続される下位装置には識別ID[000001003]が割り当てられる。 Similarly, the identification ID [000002] is assigned to the second lower connected device, and the identification ID [000003] is assigned to the third lower connected device. Further, when the lower-level device to which the identification ID [000001] is assigned behaves as a higher-level device, the communication port number [001] is connected to the identification ID [000001] for the lower-level device to be connected first. The obtained identification ID [000001001] is assigned, the identification device [000001002] is assigned to the second lower connected device, and the identification ID [000001003] is assigned to the third lower connected device.
次いで、各無線情報配信装置1がBluetoothパケットを受信し、この受信パケットを宛先の無線情報端末装置1へ向けて転送する手順について、図6のフローチャートを参照して説明する。
Next, a procedure in which each wireless
ステップS31において、上位装置または下位装置から送信されたBluetoothパケットが、それぞれ前記スレーブ動作専用のBluetoothモジュールBTsまたはマスタ動作専用のBluetoothモジュールBTmにより受信されると、ステップS32では、前記受信パケットが受信バッファ(図示せず)に一時記憶される。ステップS33では、前記受信パケットの送信元へAckパケットが返信される。 In step S31, when the Bluetooth packet transmitted from the upper device or the lower device is received by the Bluetooth module BTs dedicated to the slave operation or the Bluetooth module BTm dedicated to the master operation, respectively, in step S32, the received packet is received by the reception buffer. (Not shown) is temporarily stored. In step S33, an Ack packet is returned to the transmission source of the received packet.
ステップS34では、前記受信パケットにヘッダ情報として記述された宛先の識別IDに基づいて、当該受信パケットの転送経路が分析される。ステップS35では、前記分析結果に基づいて、前記受信パケットが上位装置または下位装置へ転送されるか、あるいは自装置の記憶部12に記憶される。
In step S34, the transfer path of the received packet is analyzed based on the destination identification ID described as header information in the received packet. In step S35, based on the analysis result, the received packet is transferred to the upper device or the lower device, or stored in the
例えば、図5において識別IDが[000 001 002]の無線情報配信装置に着目し、受信パケットに記述されている宛先の識別IDが、桁数の少ない[000]や[000 002]といった上位階層側の識別ID、あるいは桁数が同じ[000 001 001]や[000 001 003]といった同一階層の識別IDであればステップS36へ進む。ステップS36では、前記受信パケットがスレーブ動作専用のBluetoothモジュールBTsから上位装置(ここでは、[000 001]の無線情報配信装置)へ、前記メモリバス11経由で転送される。 For example, paying attention to the wireless information distribution apparatus whose identification ID is [000 001 002] in FIG. 5, the destination identification ID described in the received packet has a higher hierarchy such as [000] or [000 002] with a small number of digits. If it is the same ID or [000 001 001] or [000 001 003] having the same number of digits, the process proceeds to step S36. In step S36, the received packet is transferred via the memory bus 11 from the Bluetooth module BTs dedicated to slave operation to the host device (here, the wireless information distribution device of [000 001]).
これに対して、前記受信パケットに記述されている宛先の識別IDが自身の識別IDよりも桁数の多い[000 001 002 001]といった下位階層側の識別IDであればステップS38へ進む。ステップS38では、前記受信パケットがマスタ動作専用のBluetoothモジュールBTmから下位装置(ここでは、[000 001 002 001]の無線情報配信装置)へ、前記メモリバス11経由で転送される。 On the other hand, if the identification ID of the destination described in the received packet is an identification ID on the lower layer side such as [000 001 002 001] having more digits than its own identification ID, the process proceeds to step S38. In step S38, the received packet is transferred via the memory bus 11 from the Bluetooth module BTm dedicated to the master operation to the lower-level device (here, the wireless information distribution device of [000 001 002 001]).
ステップS39では、前記転送先の上位装置または下位装置から受信完了通知が受信されたか否かが判定される。受信されていなければステップS31へ戻り、次のBluetoothパケットを受信して上記の各処理が繰り返される。 In step S39, it is determined whether or not a reception completion notification has been received from the higher-order device or lower-order device of the transfer destination. If not received, the process returns to step S31, the next Bluetooth packet is received, and the above processes are repeated.
なお、前記ステップS35において、宛先の識別IDが自装置の識別IDと一致すればステップS37へ進み、前記受信パケットが自装置の記憶部12に記憶される。
In step S35, if the destination identification ID matches the identification ID of the own device, the process proceeds to step S37, and the received packet is stored in the
本実施形態によれば、各無線情報配信装置1に2つのBluetoothモジュールが装着されると、その一方がマスタ動作専用のBluetoothモジュールBTmとして機能し、他方はスレーブ動作専用のBluetoothモジュールBTsとして機能し、BluetoothモジュールBTmが下位装置から受信、またはBluetoothモジュールBTsが上位装置から受信したBluetoothパケットを、ぞれぞれBluetoothモジュールBTsから上位装置へ転送、またはBluetoothモジュールBTmから下位装置へ転送することが可能になるので、スキャタネットと同様のネットワークを小さな転送遅延(オーバヘッダ)で実現できるようになる。
According to this embodiment, when two Bluetooth modules are attached to each wireless
また、各無線情報配信装置1には、自装置に対してマスタ動作する上位装置側に接続された他の無線情報配信装置、およびスレーブ動作する下位装置側に接続された他の無線情報配信装置、との階層関係が表現された識別IDが割り当てられるので、パケット通信の際には、受信パケットを当該パケットに記述された宛先の識別IDに基づいて上位装置側および下位装置側のいずれかへ転送できる。したがって、メモリ消費量の大きなルーティングテーブルが不要となるのみならず、ルーティングテーブルから転送先を検索する処理も不要となる。
Each wireless
なお、各無線情報配信装置1は、前記識別IDによるパケット転送に失敗すると、宛先または経由する無線情報配信装置1がネットワークから切り離される等してネットワークトポロジが変化したと認識し、前記ルートの無線情報配信装置1に対してネットワークの再構築を要求する。本実施形態では、自装置に割り当てられている階層構造の識別IDを参照するだけで前記ルートの宛先アドレス(本実施形態では、上位の3桁)を容易に認識できる。
Each wireless
前記ルートの無線情報配信装置1は、前記再構築要求に応答して、前記図4,5を参照して説明したネットワークの構築処理を実行し、さらにトップダウン方式により各下位装置が同様の処理を順次に繰り返すことでBluetoothネットワークが再構築される。
In response to the reconfiguration request, the route wireless
図7は、ユーザ端末2を無線情報配信装置1のBluetoothモジュールBTmsへ接続し、かつ登録する手順を示したシーケンスフローである。
FIG. 7 is a sequence flow showing a procedure for connecting and registering the
ユーザ端末2において、予め探知されたBluetoothモジュールBTmsに対して端末ユーザにより接続要求のキー操作がなされると、時刻t1では、ユーザ端末2のステータスがマスタMへ遷移し、待ち受け状態のBluetoothモジュールBTmsに対して接続要求(HCI_Connection_Request)メッセージが送信される。
In the
無線情報配信装置1では、時刻t2において当該接続要求メッセージがBluetoothモジュールBTmsで検知されて制御プロセスのRFCOMMにより受信されると、前記通信役割切換部54へ接続要求が転送される。時刻t3では、前記通信役割切換部54からRFCOMMに対してマスタMとしての役割が要求される。時刻t4では、マスタMへの遷移を要求する旨の接続応答(HCI_Accept_Connection_Request)メッセージがユーザ端末2へ返信される。
In the wireless
ユーザ端末2からは、時刻t5において設定準備(HCI_Command_Status)メッセージが送信され、時刻t6において、自身の役割をマスタMからスレーブSに切り換える役割切換要求(HCI_Role_change)メッセージが送信される。時刻t7では、ユーザ端末2からRFCOMMへ接続完了(HCI_Connection_Complete)メッセージが送信される。時刻t8では、RFCOMMから前記通信役割切換部54へ役割切換の実行が要求される。時刻t9では、前記通信役割切換部54から通信部53へ役割切換の完了が通知される。これにより、ユーザ端末2の役割がマスタMからスレーブSに切り換わるので、BluetoothモジュールBTmsをマスタM、ユーザ端末2をスレーブSとするピコネットが構築される。
From the
時刻t10では、ユーザ端末2から無線情報配信装置1へ接続完了応答が送信される。時刻t11では、無線情報配信装置1からユーザ端末2へコンテンツ送信が開始される。その後、時刻t12において、他のユーザ端末2から接続要求(HCI_Connection_Request)メッセージが送信されると、上記と同様の手順が繰り返され、当該ユーザ端末2もスレーブSとしてピコネットに参加できるようになる。
At time t10, a connection completion response is transmitted from the
図8は、無線情報配信装置1に装着されている複数のBluetoothモジュールBTmsの動作を制御する手順を示したフローチャートである。本実施形態では、無線情報配信装置1に複数のBluetoothモジュールBTmsが装着されているとき、一つのBluetoothモジュールBTmsに7台のユーザ端末が接続されて空きポートが無くなるまでは他のBluetoothモジュールBTmsを待機させることで、ユーザ端末2からの接続要求に対して複数のBluetoothモジュールBTmsが同時に応答しないようにしている。
FIG. 8 is a flowchart showing a procedure for controlling operations of a plurality of Bluetooth modules BTms mounted on the wireless
ステップS51では、無線情報配信装置1に装着されている複数のBluetoothモジュールBTmsの中の1つのみがアクティブ化され、残りのBluetoothモジュールBTmsは全て待機モードとされる。ステップS52では、アクティブ化されているBluetoothモジュールBTms(1つとは限らない)に待ち受け状態の空きポートがなくなったか否かが判定される。最初は空きポートがあるのでステップS52へ戻る。
In step S51, only one of the plurality of Bluetooth modules BTms attached to the wireless
その後、前記図3の接続処理が繰り返されて複数のユーザ端末2が接続され、アクティブ化されているBluetoothモジュールBTmsに空きポートが無くなるとステップS53へ進む。ステップS53では、待機中のBluetoothモジュールBTmsの中から一つが選択されて追加的にアクティブ化される。したがって、これ以降に接続要求するユーザ端末には、当該新たにアクティブ化されたBluetoothモジュールBTmsが応答することになる。
Thereafter, the connection process of FIG. 3 is repeated to connect a plurality of
このように、本実施形態によれば、マスタ/スレーブ動作する第3のBluetoothモジュールを、待機中はスレーブ動作させることにより、マスタ動作するユーザ端末からの接続要求に応答できるようにする一方、接続後はユーザ端末との間で役割切換を実行させてマスタ動作させるので、同時に複数(最大で7台)のユーザ端末とピコネットを構成できるようになる。 As described above, according to the present embodiment, the third Bluetooth module that operates as a master / slave can perform a slave operation during standby so that it can respond to a connection request from a user terminal that operates as a master. After that, since role switching is performed with the user terminal and the master operation is performed, a plurality (up to seven) of user terminals and piconets can be configured at the same time.
なお、上記の実施形態では、本発明をデジタルサイネージへの適用を例にして説明したが、本発明はこれのみに限定されるものではなく、イベント、会議、投票または授業などにおいて不特定の者から随時アドホックネットワークに参加する必要がある様々なケースに応用することが可能である。典型的な例としては、会議において会議参加者に携帯端末を携行させ、これによりアドホックネットワークに随時参加させ、この端末を介して会議参加者からアンケートや投票を収集する際に本発明を利用することができる。 In the above embodiment, the present invention has been described by taking the application to digital signage as an example. However, the present invention is not limited to this, and an unspecified person in an event, a meeting, a vote, a class, or the like. It is possible to apply to various cases where it is necessary to join an ad hoc network from time to time. As a typical example, a conference participant carries a portable terminal in a conference, thereby participating in an ad hoc network as needed, and the present invention is used when collecting questionnaires and votes from the conference participant via this terminal. be able to.
1…無線情報配信装置,2…ユーザ端末,11…メモリバス,12…記憶部,13…プロセス割当部,14…転送制御部,51…上位用通信部,52…下位用通信部,53…端末用通信部,54…通信役割切換部,55…ID設定部,56…探知部,57…下位装置接続部,58…ID生成部
DESCRIPTION OF
Claims (15)
Bluetoothモジュールが装着される少なくとも2つのバスポートと、
マスタ動作する上位装置との通信を制御する上位用制御プロセスと、
スレーブ動作する下位装置との通信を制御する下位用制御プロセスと、
前記各バスポートに装着された2つのBluetoothモジュールの一方に上位用制御プロセスを割り当ててスレーブ動作させ、他方に下位用制御プロセスを割り当ててマスタ動作させるプロセス割当手段と、
自装置に固有の識別IDを設定するID設定手段と、
探知可能状態にある下位装置を探知する探知手段と、
探知された下位装置との間にBluetooth接続を確立する下位装置接続手段と、
前記下位装置の識別IDを生成して当該下位装置に割り当てるID生成手段と、
宛先の識別IDが記述された受信パケットを、当該識別IDに基づいて転送する転送制御手段とを具備し、
前記ID生成手段は、自装置と下位装置との階層関係が表現された識別IDを下位装置用に生成し、
前記転送制御手段は、宛先の識別IDが自装置と同一階層または自装置よりも上位階層の受信パケットを上位装置へ転送し、宛先の識別IDが自装置よりも下位階層の受信パケットを下位装置へ転送することを特徴とする無線情報配信装置。 In the wireless information distribution device constituting the Bluetooth network,
At least two bus ports to which the Bluetooth module is installed;
A higher-level control process that controls communication with a higher-level device that operates as a master;
A lower-level control process for controlling communication with the slave lower-level device;
A process allocating means for allocating a higher-level control process to one of the two Bluetooth modules mounted on each bus port for slave operation, and for allocating a lower-level control process to the other for master operation;
ID setting means for setting a unique identification ID for the own device;
A detecting means for detecting a subordinate device in a detectable state;
Subordinate device connection means for establishing a Bluetooth connection with the detected subordinate device;
ID generating means for generating an identification ID of the lower device and assigning it to the lower device;
A transfer control means for transferring a received packet in which a destination identification ID is described based on the identification ID;
The ID generation means generates an identification ID for the lower level device that expresses the hierarchical relationship between the own device and the lower level device,
The transfer control means forwards a received packet whose destination identification ID is the same layer as the own device or higher layer than the own device to a higher device, and receives a lower layer received packet whose destination identification ID is lower than the own device. A wireless information distribution apparatus, wherein
前記プロセス割当手段は、前記バスポートに装着された3つ目以降の各Bluetoothモジュールに前記端末用制御プロセスを割り当ててマスタ/スレーブ動作させることを特徴とする請求項1に記載の無線情報配信装置。 Further comprising at least one terminal control process for controlling communication with the user terminal;
2. The wireless information distribution apparatus according to claim 1, wherein the process allocating unit allocates the terminal control process to each of the third and subsequent Bluetooth modules attached to the bus port and performs a master / slave operation. .
前記ネットワークトポロジの変化が認識されると、階層が最上位であるルートの無線情報配信装置に対してネットワークの再構築を要求する手段とを具備し、
前記ルートの無線情報配信装置は、前記再構築要求に応答して自装置の各下位装置との間にBluetooth接続を再確立し、前記各下位装置が更に自装置の各下位装置との間にBluetooth接続を再確立し、これが繰り返されることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の無線情報配信装置。 Means for recognizing changes in network topology based on success or failure of packet transfer;
When a change in the network topology is recognized, the wireless information distribution device of the route having the highest hierarchy is provided with a means for requesting reconfiguration of the network,
The wireless information distribution device of the route reestablishes a Bluetooth connection with each lower device of the own device in response to the reconfiguration request, and each lower device further communicates with each lower device of the own device. 11. The wireless information distribution apparatus according to claim 1, wherein the Bluetooth connection is re-established, and this is repeated.
各無線情報配信装置が、
マスタ動作する上位装置に対してスレーブ動作するBluetoothモジュールと、
スレーブ動作する下位装置に対してマスタ動作するBluetoothモジュールとを具備し、
ルートとして機能する一の無線情報配信装置が、
探知可能状態にある下位装置を探知する第1手順と、
探知された下位装置との間にBluetooth接続を確立する第2手順と、
自装置と下位装置との階層関係が表現された識別IDを生成して下位装置に割り当てる第3手順と、
前記識別IDを割り当てられた各下位装置が、前記第1ないし第3手順を繰り返して自装置の下位装置に識別IDを更に割り当て、これを繰り返す第4手順と、
受信パケットを、当該パケットに記述された宛先の識別IDが自装置と同一階層または自装置よりも上位階層であれば上位装置へ転送し、宛先の識別IDが自装置よりも下位階層であれば下位装置へ転送する第5手順とを含むことを特徴とするBluetoothネットワークの通信方法。 In a communication method of a Bluetooth network in which a plurality of wireless information distribution devices are connected via Bluetooth,
Each wireless information distribution device
A Bluetooth module that operates as a slave to a master device that operates as a master;
A Bluetooth module that operates as a master for a slave device that operates as a slave,
One wireless information distribution device that functions as a route
A first procedure for detecting subordinate devices in a detectable state;
A second procedure for establishing a Bluetooth connection with the detected subordinate device;
A third procedure for generating and assigning an identification ID expressing the hierarchical relationship between the own device and the lower device to the lower device;
A fourth procedure in which each subordinate device to which the identification ID is assigned repeats the first to third procedures to further assign an identification ID to the subordinate device of the own device, and repeats this;
Transfer the received packet to the upper device if the destination ID described in the packet is the same layer or higher than the own device, and if the destination ID is lower than the own device A communication method for a Bluetooth network, comprising: a fifth procedure of transferring to a lower device.
前記ネットワークトポロジの変化が認識されると、階層が最上位であるルートの無線情報配信装置に対してネットワークの再構築を要求する手順とを更に含み、
前記ルートの無線情報配信装置は、前記再構築要求に応答して自装置の各下位装置との間にBluetooth接続を再確立し、前記各下位装置が更に自装置の各下位装置との間にBluetooth接続を再確立し、これが繰り返されることを特徴とする請求項12ないし14のいずれかに記載のBluetoothネットワークの通信方法。 A procedure for recognizing changes in network topology based on the success or failure of packet forwarding;
When the change in the network topology is recognized, the wireless information distribution device of the route having the highest hierarchy is further requested to reconstruct the network,
The wireless information distribution device of the route reestablishes a Bluetooth connection with each lower device of the own device in response to the reconfiguration request, and each lower device further communicates with each lower device of the own device. 15. The Bluetooth network communication method according to claim 12, wherein the Bluetooth connection is re-established, and this is repeated.
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