JP5778621B2 - データ流通管理システム - Google Patents

Description

本発明は、センサなどの機器が取得するデータを流通管理する技術に関する。

従来、センサノードなどの機器が定期的に出力するデータをプログラム・ソフトウェアなどで受信して利用する際には、（１）機器はあらかじめ対応するプログラム・ソフトウェアと接続された状態で設置され、当該プログラム・ソフトウェアが機器を占有して利用する、あるいは、（２）機器が出力するデータをデータベース、またはデータストリーム管理システムのような集約基盤に集約し、プログラム側がクエリ問い合わせを行なって要求する形式のセンサデータを取得する、などの手法が用いられていた。

甘利 康文、"ホームセキュリティ"、電気学会誌、２００５年、Vol. 125、No. 4、pp.217-220 川島英之、今井倫太、遠山元道、安西祐一郎、"センサデータベースシステムKRAFTの設計と実装"、情報処理学会論文誌、２００４年、Vol. 45、No. 14、pp.39-53 山田真一、渡辺陽介、北川博之、天笠俊之、"データストリーム管理システムHarmonicaの設計と実装"、情報処理学会論文誌(データベース)、２００７年、Vol. 48、No.SIG_14(TOD_35)、pp.91 -106

しかしながら、機器と機器に対向するプログラム・ソフトウェア（以下、既設プログラムと称する）間で送受信されるデータを別のプログラム・ソフトウェア（以下、新規プログラムと称する）で利用したい場合、以下の課題がある。

従来技術（１）の手法が用いられていると、機器と既設プログラムが密結合された状態で提供されているので、新規プログラムにデータが流せるように、機器と既設プログラム間のインタフェースを変更する必要があった。インタフェースを変更できない場合は、新規プログラム用に新たな機器を重複して設置する手間が生じていた。

従来技術（２）の手法を用いて、機器からのデータをデータベースなどの集約基盤に一旦集約することで、多数のプログラム・ソフトウェアから集約されたデータを共用することができるが、機器と既設プログラムが密結合されている場合は、集約基盤に対応させるために、機器や既設プログラムに変更が必要であることには変わりなかった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、機器が出力するデータを既設プログラムに影響を及ぼすことなく、新規プログラムへその要求に沿ったデータの加工・提供を実現することを目的とする。

本発明に係るデータ流通管理システムは、データを送受信している既設送信機器と既設受信機器との間に配置し、新設受信機器の要求に応じて前記データを加工して前記新設受信機器に送信するデータ流通管理装置を多段に配置したデータ流通管理システムであって、前記データ流通管理装置は、前記既設送信機器が送信するデータに関する情報を記載した機器データプロパティを保持する機器データプロパティ保持手段と、前記新設受信機器が要求するデータに関する情報を記載した要求プロパティを保持する要求プロパティ保持手段と、前記新設受信機器からデータ取得要求を受信する要求受信手段と、前記要求プロパティ保持手段から前記データ取得要求に対応する前記要求プロパティを読み出すとともに、前記機器データプロパティ保持手段から前記既設送信機器に対応する前記機器データプロパティを読み出し、前記要求プロパティと前記機器データプロパティとを比較して、前記要求プロパティに応じた加工処理内容を決定する加工処理判定手段と、前記加工処理内容に基いて前記既設送信機器から受信したデータを加工し、前記新設受信機器に加工後のデータを送信する加工送信手段と、を有し、前記新設受信機器は、新たにデータを要求する場合、当該新設受信機器にネットワーク上で最も近い前記データ流通管理装置に前記データ取得要求を送信し、前記データ取得要求を受信したデータ流通管理装置は、当該データ取得要求に対応できるか否か判断し、対応できないと判断した場合、当該データ取得要求を次のデータ流通管理装置に送信し、前記データ取得要求を受信したデータ流通管理装置が前記既設送信機器に接続されている場合、前記データ取得要求を当該データ流通管理装置に接続されたデータ流通管理装置に送信して対応可能なデータ流通管理装置を検索し、対応可能なデータ流通管理装置のうち、ネットワーク上で前記新設受信機器に近く、前記加工処理が最小限となるデータ流通管理装置を当該データ取得要求に対応するデータ流通管理装置とすることを特徴とする。

本発明によれば、機器が出力するデータを既設プログラムに影響を及ぼすことなく、新規プログラムへその要求に沿ったデータの加工・提供を実現することができる。

第１の実施の形態におけるデータ流通管理装置の構成を示す機能ブロック図である。 機器データプロパティの例を示す図である。 要求プロパティの例を示す図である。 初期化動作の流れを示すフローチャートである。 流通管理動作の流れを示すフローチャートである。 加工処理内容を決定する動作の流れを示すフローチャートである。 キャッシュに格納された１秒間隔の観測データの例を示す図である。 第３の実施の形態におけるデータ流通管理装置の構成を示す機能ブロック図である。 ３つの機器データプロパティの例を示す図である。 データ取得要求に含まれるプロパティの例を示す図である。 第４の実施の形態におけるデータ流通管理装置の構成を示す機能ブロック図である。 第５の実施の形態の全体構成を示す図である。 データを取得するデータ流通管理装置を決定する処理の流れを示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態におけるデータ流通管理装置の構成を示す機能ブロック図である。データ流通管理装置１は、データを送信する送信機器２と送信機器２が送信したデータを受信する受信機器３Ａとの間に設置され、別の受信機器３Ｂの要求に応じてデータを加工して受信機器３Ｂに送信する装置である。送信機器２は、例えば温度センサや配電盤に取り付けられる電力利用量センサなどの機器であり、定期的に温度や電力量などを測定して受信機器３Ａに送信する。受信機器３Ａは、例えば空調管理プログラムなどを動作させて、測定された温度などに基いて空調機器を制御する機器である。受信機器３Ｂは、例えば遠隔地から室温などを監視するプログラムを動作させて、送信機器２が送信するデータを新たに受信することを希望する機器である。受信機器３Ｂは、データ流通管理装置１に接続される。

第１の実施の形態におけるデータ流通管理装置１は、複製部１１、解析部１２、要求受信部１３、処理判定部１４、加工・送信部１５、キャッシュ１５１、機器データプロパティ保持部１６、及び要求プロパティ保持部１７を備える。データ流通管理装置１が備える各部は、演算処理装置、記憶装置等を備えたコンピュータにより構成して、各部の処理がプログラムによって実行されるものとしてもよい。このプログラムはデータ流通管理装置１が備える記憶装置に記憶されており、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等の記録媒体に記録することも、ネットワークを通して提供することも可能である。以下、各部について説明する。

複製部１１は、送信機器２から受信機器３Ａに流れるデータを受信して複製し、受信機器３Ａ、解析部１２、および加工・送信部１５に送る。

解析部１２は、複製部１１からデータを受け取り、受け取ったデータからデータのプロパティを解析する。プロパティとしては、例えばデータの発信元機器の情報、データの属性（温度、湿度、電力量など）、観測間隔、送信間隔などがある。解析部１２は、初期化動作において、データの発信元機器を特定し、対応する機器データプロパティを検索して流通管理動作に採用する。対応する機器データプロパティがない場合は、解析したプロパティを機器データプロパティとして登録する。機器データプロパティは、送信機器２が送信するデータに関する情報を記載したものである。機器データプロパティの詳細については後述する。

要求受信部１３は、受信機器３Ｂからデータ取得要求を受信し、その旨を処理判定部１４に通知して流通管理動作を開始させる。受信したデータ取得要求にプロパティに関する情報が含まれている場合は、その情報を受信機器３Ｂに対応する要求プロパティに書き込む。このとき、受信機器３Ｂに対応する要求プロパティがない場合は、データ取得要求に含まれるプロパティに関する情報を用いて新規で要求プロパティを作成する。要求プロパティは、受信機器３Ｂが要求するデータに関する情報を記載したものである。要求プロパティの詳細については後述する。

処理判定部１４は、要求受信部１３がデータ取得要求を受信した旨が通知されると、データの加工処理内容と送信形式を推定し、加工・送信部１５に通知する。加工処理内容は、初期化動作で決定した送信機器２の機器データプロパティと受信したデータ取得要求に対応する要求プロパティとを突き合わせて決定する。送信形式は要求プロパティに基いて決定する。

加工・送信部１５は、処理判定部１４から通知された加工処理内容に基いて、複製部１１から受け取ったデータを加工処理して、受信機器３Ｂに送信する。受信機器３Ｂに加工したデータを送信する場合は、処理判定部１４から通知された送信形式に基いて、加工したデータを任意の間隔で一括して送信する。例えば、送信機器２が１分間隔でデータを送信するときに、受信機器３Ｂが１時間間隔でデータを送信するように要求した場合、加工・送信部１５は、送信されてきたデータ１時間分すなわち６０個のデータをキャッシュ１５１で一時的に保持しておき、１時間間隔で６０個のデータを１つのデータにまとめ、受信機器３Ｂに送信する。

次に、機器データプロパティと要求プロパティについて説明する。

機器データプロパティは機器データプロパティ保持部１６に、要求プロパティは要求プロパティ保持部１７に保持される。機器データプロパティと要求プロパティは、初期状態ではデータ流通管理装置１に保持されてなくてもよく、また、ユーザが直接入力することもできる。

まず、機器データプロパティについて説明する。図２は、機器データプロパティの例を示す図である。図２に示す機器データプロパティは１行を１組とし、１台の送信機器につき１組の機器データプロパティが保持される。

図２に示す例では、発信元機器ＩＤ、属性、観測間隔、送信間隔、および送信先ＩＤが機器データプロパティとして格納されている。

発信元機器ＩＤは、データを送信する送信機器２を一意に識別できる識別子であり、例えば、ネットワークアドレス、ＭＡＣアドレス、機器シリアル番号などを用いる。

送信先ＩＤは、データを受信する受信機器３Ａを一意に識別できる識別子である。

属性は、送信機器２が送信するデータの種別を示す値であり、例えば、気温、電力量などである。

観測間隔は、送信機器２が観測対象を観測して観測データを得る時間間隔を示す値である。

送信間隔は、送信機器２が得た観測データを受信機器３Ａに送信する時間間隔を示す値である。

なお、上記で示したもの以外の項目を機器データプロパティに格納するものでもよい。例えば、機器名、機器製造者名、所有者、送信先サービス提供者名、通信プロトコルなどがある。

続いて、要求プロパティについて説明する。図３は、要求プロパティの例を示す図である。図３に示す要求プロパティは１行を１組とし、受信機器３Ｂが要求する属性ごとに１組の要求プロパティが保持される。

図３に示す例では、要求元ＩＤ、属性、要求観測間隔、要求送信間隔、加工内容、要求元プログラム提供者名、要求元プログラム名、および要求通信プロトコルが要求プロパティとして格納されている。

要求元ＩＤは、データを要求している受信機器３Ｂを一意に識別できる識別子である。

要求観測間隔は、受信機器３Ｂが所望する、送信機器２が得た観測データの時間間隔を示す値である。送信機器２の観測間隔と要求観測間隔が異なる場合は、送信機器２が観測データの時間間隔が要求観測間隔となるように、観測データを加工（例えば、間引く、平均値を算出するなど）する。加工の方法は、要求プロパティで指定された加工内容の指定に従う。

要求送信間隔は、観測データを受信機器３Ｂに送信する時間間隔を示す値である。送信機器２の送信間隔と要求送信間隔が異なる場合は、キャッシュ１５１に一時的に格納しておき、要求送信間隔でまとめて受信機器３Ｂに送信する。

加工内容は、観測間隔と要求観測間隔が異なる場合に、観測データ列をどのように加工して要求観測間隔に合わせるのかを指定する項目である。例えば、「平均値算出」「最大値算出」「最小値算出」などが考えられる。観測データ列を加工する処理であれば任意に定義して追加することも可能である。なお、要求プロパティに加工内容の指定がない場合は「平均値算出」とする。

要求元プログラム提供者名は、受信機器３Ｂを動作させるプログラムを作成した提供者の名前を示し、要求プログラム名は、データを要求するプログラムの名前を示す。装置管理者の装置動作状況の確認や、特定のプログラム名からの要求をフィルタリングする場合に用いる。

要求通信プロトコルは、データを受信するためにプログラムが扱う通信プロトコルを示す。プロトコル変換が必要な場合に用いられ、変換先のプロトコルを指定することができる。

なお、上記で示したもの以外の項目を要求プロパティに格納するものでもよい。

次に、本実施の形態におけるデータ流通管理装置の初期化動作について説明する。初期化動作は、データ流通管理装置１を送信機器２と受信機器３Ａの間に配置し、送信機器２が送信するデータに対応する機器データプロパティを特定する処理である。

図４は、初期化動作の流れを示すフローチャートである。

まず、データを送受信している送信機器２と受信機器３Ａとの間にデータ流通管理装置１を接続する（ステップＳ１０１）。

その後、データ流通管理装置１が送信機器２から送信されたデータを受信すると、複製部１１が、受信したデータを複製して受信機器３Ａと解析部１２へ送信する（ステップＳ１０２）。

解析部１２は、受信したデータを解析して発信元機器ＩＤを推定する（ステップＳ１０３）。具体的には、受信したデータからＩＰアドレスなどを抽出して発信元機器ＩＤを推定する。

そして、推定した発信元機器ＩＤに合致する機器データプロパティを機器データプロパティ保持部１６から検索する（ステップＳ１０４）。

合致する機器データプロパティが存在する場合（ステップＳ１０５のＹｅｓ）、当該機器データプロパティを流通管理動作時に参照する機器データプロパティとして採用する（ステップＳ１０６）。

合致する機器データプロパティが存在しない場合（ステップＳ１０５のＮｏ）、受信したデータから残りの必須プロパティ（送信間隔、観測間隔、属性）を推定し、機器データプロパティとして機器データプロパティ保持部１６に格納するとともに、当該機器データプロパティを流通管理動作時に参照する機器データプロパティとして採用する（ステップＳ１０７）。送信間隔は、連続して受信したデータに含まれる時刻（タイムスタンプ）を抽出し、各データ間のタイムスタンプ差を取ることで推定する。観測間隔は、データに含まれている観測データのタイムスタンプの差を取り推定する。属性は、データに含まれている観測データを調べて推定する。

以上によりデータ流通管理装置１の初期化動作が完了し、処理判定部１４が参照する機器データプロパティが決定される。なお、上記の初期化動作が完了した時点では流通管理動作は開始されておらず、データ流通管理装置１は、送信機器２からのデータを受信機器３Ａにだけ送信する。

次に、本実施の形態におけるデータ流通管理装置の流通管理動作について説明する。流通管理動作は、新たにデータの取得を所望する受信機器３Ｂからデータ取得要求を受信した際に、データの加工処理内容、送信形式を特定して、受信機器３Ｂへのデータの送信を開始する処理である。

図５は、流通管理動作の流れを示すフローチャートである。

受信機器３Ｂがデータ流通管理装置１に接続され、要求受信部１３が受信機器３Ｂからデータ取得要求を受信すると（ステップＳ２０１）、データ取得要求に要求元ＩＤ以外のプロパティが含まれているか否か判定する（ステップＳ２０２）。なお、データ取得要求の中には、最低限の情報として要求元ＩＤが含まれているものとする。

データ取得要求に要求元ＩＤ以外のプロパティが含まれている場合（ステップＳ２０２のＹｅｓ）、要求元ＩＤが合致する要求プロパティを検索し、データ取得要求に含まれているプロパティと同じ種類の情報を上書きする（ステップＳ２０３）。例えば、データ取得要求に要求送信間隔が含まれていれば、データ取得要求と同じ要求元ＩＤを持つ要求プロパティの要求送信間隔の値を上書きする。

要求受信部１３は、データの要求があったことと要求元ＩＤを処理判定部１４へ通知する（ステップＳ２０４）。

処理判定部１４は、データの要求があったことと要求元ＩＤを受信すると、要求受信部１３から通知された要求元ＩＤと一致する要求プロパティを要求プロパティ保持部１７から取得し（ステップＳ２０５）、取得した要求プロパティと、初期化動作において採用された機器データプロパティを突き合わせて、受信機器３Ｂに送信するデータを作成するための加工処理内容と受信機器３Ｂへの送信形式を決定する（ステップＳ２０６）。加工処理内容を決定する動作の詳細については後述する。

加工処理内容を決定する処理において、データ取得要求に対応できないと判定された場合（ステップＳ２０７のＮｏ）、受信機器３Ｂに、データ取得要求に対応できない旨を通知する（ステップＳ２０８）。

受信したデータ取得要求に対応できると判定された場合（ステップＳ２０７のＹｅｓ）、複製部１１に複製開始を指示するとともに、加工・送信部１５にデータの加工処理内容とデータ送信を指示する（ステップＳ２０９）。

そして、複製部１１はデータの複製を開始し、加工・送信部１５はデータの加工・送信を開始する（ステップＳ２１０）。これ以降、送信機器２がデータを送信すると、複製部１１がデータを受信して複製し、受信機器３Ａと加工・送信部１５に送信し、加工・送信部１５は、指定された加工処理をデータに施して受信装置３Ｂにデータを送信する。

次に、加工処理内容を決定する動作について説明する。

図６は、加工処理内容を決定する動作の流れを示すフローチャートである。

まず、要求プロパティの属性の値と機器データプロパティの属性の値を比較する（ステップＳ３０１）。

要求プロパティの属性と完全に合致する属性が機器データプロパティに存在しない場合（ステップＳ３０２のＮｏ）、データ取得要求に対応できないと判定する（ステップＳ３１４）。

要求プロパティの属性と完全に合致する属性が機器データプロパティに存在する場合（ステップＳ３０２のＹｅｓ）、要求プロパティの要求送信間隔と機器データプロパティの観測間隔を比較する（ステップＳ３０３）。

機器データプロパティの観測間隔が要求プロパティの要求送信間隔より大きい場合（ステップＳ３０４のＹｅｓ）、データ取得要求に対応できないと判定する（ステップＳ３１４）。

機器データプロパティの観測間隔が要求プロパティの要求送信間隔以下の場合（ステップＳ３０４のＮｏ）、要求プロパティの要求観測間隔と機器データプロパティの観測間隔を比較する（ステップＳ３０５）。

機器データプロパティの観測間隔が要求プロパティの要求観測間隔より大きい場合は（ステップＳ３０６のＹｅｓ）、データ取得要求に対応できないと判定する（ステップＳ３１４）。

機器データプロパティの観測間隔が要求プロパティの要求観測間隔以下で（ステップＳ３０６のＮｏ）、要求観測間隔が観測間隔のｎ（ｎは自然数）倍であれば（ステップＳ３０７のＹｅｓ）、ステップＳ３０９へ進み、要求観測間隔が観測間隔のｎ倍でない場合（ステップＳ３０７のＮｏ）、既存の補間手法により観測データを要求観測間隔のｎ倍に補間する計算処理を行うことを決定する（ステップＳ３０８）。

そして、要求プロパティ中の加工内容に応じて、ｎ個の連続した観測データに行う計算処理を決定する（ステップＳ３０９）。加工内容としては、例えば、ｎ個の観測データに対する平均値・最大値・最小値などの算出や単位時間当たりの観測データ数の削減などがあり、加工内容は要求プロパティで指定されている。例えば、観測間隔が５分間隔、要求観測間隔が２０分間隔で、加工内容として平均値算出が指定されている場合、連続する４つの５分間隔の観測データの平均を計算し、２０分間隔で観測された観測データとする計算処理を行うことが決定される。

続いて、要求プロパティの要求送信間隔と機器データプロパティの送信間隔を比較する（ステップＳ３１０）。

送信間隔が要求送信間隔よりも大きいか（ステップＳ３１１のＮｏ）、要求送信間隔が送信間隔のｍ（ｍは自然数）倍でない場合（ステップＳ３１２のＮｏ）、データ取得要求に対応できないと判定する（ステップＳ３１４）。

要求送信間隔が送信間隔のｍ倍の場合（ステップＳ３１２のＹｅｓ）、観測データをキャッシュ１５１に格納しておき、要求送信間隔で観測データをキャッシュ１５１から読み出してまとめて送信する処理を行うことを決定する（ステップＳ３１３）。

以上の処理により、データ取得要求に対応できるか否かが判断され、加工・送信部１５で行う加工処理内容、送信形式が決定される。

なお、加工後の観測データをキャッシュ１５１に格納する場合は、先にダウンサンプリングなどの加工処理が行われるため、時間当たりのキャッシュするデータ量を抑えることができ、より長い期間のデータをキャッシュして一括送信することが可能となる。また、送信された加工前の観測データをキャッシュ１５１に格納する場合は、受信機器３Ｂの要求が変化した場合や別の受信機器がデータを要求してきたときに対応可能範囲が広がる効果がある。

次に、上記の初期化動作と流通管理動作を具体例を用いて説明する。

図１において、宅Ａの送信機器２は温度センサ、受信機器３Ａは空調制御装置であり、宅Ｂの受信機器３Ｂは、宅Ａの住人の環境を遠隔で見守るため、宅Ａの温度情報を知りたい遠隔見守り装置であるとする。既設の温度センサと空調制御装置の間にデータ流通管理装置１を配置し、遠隔見守り装置をデータ流通管理装置１に接続する。データ流通管理装置１には、図２に示した機器データプロパティと図３に示した要求プロパティが予め入力されているものとする。

まず、初期化動作について説明する。

データ流通管理装置１を配置する前は、温度センサと空調制御装置が接続されており、温度センサは０．１秒間隔で温度を測定し、１秒間隔で１０個の観測データを空調制御装置に送信している。

温度センサと空調制御装置との間にデータ流通管理装置１を配置すると（ステップＳ１０１）、データ流通管理装置１の複製部１１が温度センサが送信したデータを受信して複製し、空調制御装置と解析部１２に送る（ステップＳ１０２）。

解析部１２は、受け取ったデータから、データの発信元機器のアドレスが「ｘｘｘ．ｙｙｙ．ｚｚｚ．１」であることを検出する（ステップＳ１０３）。そして、図２の機器データプロパティの中から「ｘｘｘ．ｙｙｙ．ｚｚｚ．１」に合致する機器データプロパティを検索し（ステップＳ１０４）、検索した機器データプロパティを流通管理動作に採用する（ステップＳ１０６）。

続いて、流通管理動作について説明する。

宅Ｂの遠隔見守り装置がデータ流通管理装置１に接続され、データ流通管理装置１は遠隔見守り装置が送信したデータ取得要求を受信する（ステップＳ２０１）。データ取得要求には、要求観測間隔を１秒、要求送信間隔を６０秒とするプロパティが含まれていたとすると、要求受信部１３は、そのプロパティを対応する要求プロパティに上書きし（ステップＳ２０３）、処理判定部１４にデータ取得要求があった旨と遠隔見守り装置を示す要求元ＩＤを通知する（ステップＳ２０４）。

処理判定部１４は、初期化動作で採用した機器データプロパティと要求元ＩＤに対応する要求プロパティを参照し、加工処理内容を決定する（ステップＳ２０５，Ｓ２０６）。図３の要求プロパティの１行目が対応する要求プロパティであるとすると、要求する属性は温度、要求観測間隔は１秒、要求送信間隔は６０秒、加工内容は平均値算出である。一方、初期化動作で採用された機器データプロパティの属性は温度、観測間隔は０．１秒、送信間隔は１秒である。したがって、属性は合致し、要求送信間隔と要求観測間隔のいずれも観測間隔よりも大きく、要求送信間隔は送信間隔の６０倍であるので、遠隔見守り装置から受信したデータ取得要求に対応可能である。加工処理内容としては、０．１秒間隔で観測される連続する１０個の観測データの平均値を算出して１秒間隔の観測データとする処理、１秒間隔の観測データをキャッシュ１５１に保存する処理、６０秒間隔でキャッシュ１５１から６０個の観測データを取り出して６０秒毎に送信する処理を行うことが決定される。

そして、処理判定部１４が、複製部１１に複製を指示するとともに、加工・送信部１５に上記の加工処理内容を指示することで（ステップＳ２０９）、データの複製、加工、および送信処理が開始される（ステップＳ２１０）。具体的には、複製部１１が温度センサから１秒毎にデータを受信すると、受信したデータを空調制御装置に送信するとともに、データを複製して加工・送信部１５に送る。加工・送信部１５は、上記の加工処理を行って、６０秒毎にデータを遠隔見守り装置に送信する。図７に遠隔見守り装置に６０秒間隔で送信するデータの例を示す。図７に示す例では、１秒間隔の６０個の観測データがキャッシュ１５１に格納されている。各時刻における観測データは、温度センサから１秒間隔で受信した１０個の観測データの平均値を算出したものである。

以上説明したように、本実施の形態によれば、既設の送信機器２と受信機器３Ａの間にデータ流通管理装置１を配置し、送信機器２が送信するデータに関する情報を記載した機器データプロパティと、送信機器２からのデータの受信を新たに希望する受信機器３Ｂの要求に関する情報を記載した要求プロパティとに基いて、データの加工内容を決定し、送信機器２が送信するデータを受信した際に、受信機器３Ａに送信するとともに、データを加工して受信機器３Ｂに送信することにより、既設の送信機器２と受信機器３Ａとの間のデータの送受信に影響を及ぼすことなく、送信機器２からのデータを受信機器３Ｂが所望する形式で取得することが可能となる。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、受信機器３Ａ，３Ｂが送信機器２に対して制御が可能であり、送信機器２の送信するデータの属性、観測間隔、送信間隔が変化する場合について説明する。データ流通管理装置の構成は第１の実施の形態とほぼ同様であるので説明は省略する。

まず、受信機器３Ａが送信機器２を制御する場合について説明する。

受信機器３Ａからの送信機器２に対する制御コマンドは複製部１１を介して送信機器２に送信される。送信機器２は、受信した制御コマンドに応じてデータの属性、観測間隔、送信間隔を変化させる。

解析部１２は、初期化動作が完了した流通管理動作中においても、ユーザが設定した一定時間間隔で複製部１１から渡されたデータを解析し、データの属性、観測間隔、送信間隔などのプロパティの変化を検知する。プロパティの変化が検知されると、変化後の値を推定し、流通管理動作に採用された機器データプロパティを変化後の値で更新する。

処理判定部１４は、機器データプロパティが更新されると、更新後の機器データプロパティと受信機器３Ｂの要求プロパティから加工処理内容を決定し、加工・送信部１５に新たな加工処理内容を通知する。

その後、加工・送信部１５は、新たな加工処理内容に基いてデータを加工し、受信機器３Ｂに送信する。

続いて、受信機器３Ｂが送信機器２を制御する場合について説明する。

受信機器３Ｂからの送信機器２に対する制御コマンドは要求受信部１３を介して送信機器２に送信される。要求受信部１３は、機器制御コマンド許可フラグを保持しており、受信機器３Ｂからの制御コマンドをブロックするか、送信機器２に送信するかを決定する。制御コマンドをブロックする場合、制御コマンド送信拒否の応答を受信機器３Ｂに返す。

受信機器３Ｂからの制御コマンドを許容した場合、制御コマンドは要求受信部１３から送信機器２へ送信され、送信機器２は制御コマンドに従って動作を変化させる。

解析部１２は、上記と同様に、送信機器２が送信したデータの属性、観測間隔、送信間隔などのプロパティの変化を検知して変化後の値を推定し、流通管理動作に採用された機器データプロパティを変化後の値で更新する。

受信機器３Ｂが送信機器２の観測間隔、送信間隔を制御する際、より長い観測間隔、より長い送信間隔にする場合は、データ流通管理装置１が保持する要求プロパティを変更することで対応できる。

一方、受信機器３Ｂが送信機器２の観測間隔、送信間隔をより短くすると、受信機器３Ａに送信するデータに関してダウンサンプリングする加工処理が必要となる。そのため、送信機器２の観測間隔、送信間隔が受信機器３Ｂの制御コマンドにより変化した場合、複製部１１は、送信機器２から送信されたデータをそのまま受信機器３Ａに送信するのではなく、加工・送信部１５で加工処理をした後に受信機器３Ａに送信する。加工処理内容は、更新後の機器データプロパティと受信機器３Ａに対応する要求プロパティとを比較して決定する。受信機器３Ａの要求プロパティは、予め入力しておくか、更新前の機器データプロパティの属性、観測間隔、送信間隔などから作成する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、制御コマンドにより送信機器２に対する制御が可能な場合であっても、解析部１２が送信機器２のデータのプロパティの変化を自動的に検出し、変化後の内容で加工処理内容を変化させることにより、送信機器２を制御してない受信機器３Ａ，３Ｂに影響を及ぼすことなく送信機器２を制御できる。さらに、既設の受信機器３Ａ以外の受信機器３Ｂからの制御コマンドを機器制御コマンド許可フラグに応じてブロックすることができる。

［第３の実施の形態］
図８は、第３の実施の形態におけるデータ流通管理装置の構成を示す機能ブロック図である。第３の実施の形態では、複数の送信機器（温度センサ２Ａ、照度センサ２Ｂ、電力センサ２Ｃ）と１つの受信機器３Ａとの間にデータ流通管理装置１が配置され、データ流通管理装置１が複数の複製部１１Ａ〜１１Ｃを備える点で第１の実施の形態と異なる。図８では、温度センサ２Ａは複製部１１Ａ、照度センサ２Ｂは複製部１１Ｂ、電力センサ２Ｃは複製部１１Ｃにそれぞれ接続されている。

初期化動作では、第１の実施の形態で説明したものと同様の処理を行い、複製部１１Ａ〜１１Ｃそれぞれに接続された３つの機器それぞれについて機器データプロパティを採用する。図９に、採用した３つの機器データプロパティの例を示す。図９に示す例では、温度センサ２Ａ、照度センサ２Ｂ、電力センサ２Ｃそれぞれの３つの機器データプロパティが流通管理動作に採用されている。

ここで、受信機器３Ｂが新たに温度センサ２Ａ、照度センサ２Ｂのデータの取得を希望する場合の流通管理動作について説明する。

まず、受信機器３Ｂがデータ流通管理装置１に対して、図１０に示すプロパティを含むデータ取得要求を送信する。図１０に示すプロパティの例は、属性が温度、照度の観測データについて、要求観測間隔を１０分間隔、要求送信間隔を３０分間隔とし、温度データについては平均値を、照度データについては最大値を求め、温度データと照度データを互いに同期をとってデータを送信するように要求している。なお、要求プロパティの同期の項目は、タイムスタンプを同期させて一括送信する対象の属性を示す。同期される２つの属性の送信間隔が等しい場合はその送信間隔で一括送信され、送信間隔が異なる場合は２つの送信間隔の公倍数となる送信時に一括送信される。

要求受信部１３が受信機器３Ｂからデータ取得要求を受信すると、第１の実施の形態の図５で説明した動作を開始する。

図９に示す機器データプロパティが初期化動作において採用され、図１０に示すプロパティを含むデータ取得要求を受信した場合の加工処理内容は以下のようになる。

温度データは温度センサ２Ａから５分間隔で観測、送信されるのに対し、受信機器３Ｂから１０分間隔の観測、３０分間隔の送信が要求されている。また、加工内容として平均値を求めること、照度データと同期させることが要求されている。したがって、温度データについては、連続した２つの５分間隔の温度データの平均をとって１０分間隔の温度データを算出する処理と、算出した１０分間隔の温度データを照度データと同じタイムスタンプを付与して同期させてキャッシュ１５１に保存する処理を行うことが決定される。

照度データも同様に、照度センサ２Ｂから５分間隔で観測、送信されるのに対し、受信機器３Ｂから１０分間隔の観測、３０分間隔の送信が要求されている。また、加工内容として最大値を求めること、温度データと同期させることが要求されている。したがって、照度データについては、連続した２つの５分間隔の照度データのうち大きいものを１０分間隔の照度データとする処理と、１０分間隔の照度データを温度データと同じタイムスタンプを付与して同期させてキャッシュ１５１に保存する処理を行うことが決定される。

送信形式については、３０分間隔でキャッシュ１５１から１０分間隔の温度データと照度データをそれぞれ３つづつ取り出して一括して送信することが決定される。

加工処理内容が決定すると、処理判定部１４は、複製部１１Ａ，１１Ｂにデータの複製を指示するとともに、加工・送信部１５に上記の加工処理内容を指示する。

以上説明したように、本実施の形態によれば、複数の送信機器（温度センサ２Ａ、照度センサ２Ｂ、電力センサ２Ｃ）を備えた既設のセットであっても、他の受信機器３Ｂが複数の送信機器の一部のデータのみを複製、加工し、複数の種類データを同期させて一括して受信することが可能となる。

［第４の実施の形態］
図１１は、第４の実施の形態におけるデータ流通管理装置の構成を示す機能ブロック図である。

第４の実施の形態では、既設の送信機器２と受信機器３Ａの間に配置されたデータ流通管理装置１に複数の受信機器３Ｂ〜３Ｄが接続され、それぞれ異なる通信プロトコルでデータを要求する点で第１の実施の形態と異なる。受信機器３Ｂ〜３Ｄは、送信部１５３Ａ〜１５３Ｃのそれぞれに接続される。各送信部１５３Ａ〜１５３Ｃにおいて対応するプロトコルへの変換処理が行われる。

各送信部１５３Ａ〜１５３Ｃが行うプロトコル変換処理は、機器データプロパティの通信プロトコルから各要求プロパティの要求通信プロトコルへ変換するように決定される。

ここで、データ流通管理装置１は、受信機器３Ｂに対してのみデータを送信しており、受信機器３Ｃが新たにデータ取得要求をデータ流通管理装置１に送信したとする。その場合、複製部１１、加工部１５２、および送信部１５３Ａは、受信機器３Ａ，３Ｂへのデータの送信を行いつつ、受信機器３Ｃから新たに受信したデータ取得要求について、図５で説明した流通管理動作を行う。そして、受信機器３Ｃへのデータは、送信部１５３Ｂを介して要求された通信プロトコルに変換して送信するように指示する。これにより、受信機器３Ｃは要求した通信プロトコルによりデータを取得することが可能となる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、通信プロトコルの変換処理を行う複数の送信部１５３Ａ〜１５３Ｃを備えることにより、複数の受信機器３Ｂ〜３Ｄが要求するプロトコルでデータを取得することが可能となる。

［第５の実施の形態］
図１２は、第５の実施の形態の全体構成を示す図である。第５の実施の形態は、複数のデータ流通管理１Ａ〜１Ｃを多段に配置した構成である。各データ流通管理装置１Ａ〜１Ｃは、自身を通過しているデータのプロパティを、前述の解析などによって機器データプロパティとして知っているものとする。具体的には、図１２のデータ流通管理装置１Ｂ，１Ｃは、データ流通管理装置１Ａからデータを受信しているので、データ流通管理装置１Ａから送信されるデータに関する情報を機器データプロパティとして保持している。また、要求受信部１３は、受信機器だけでなくデータ流通管理装置との間でデータ取得要求などの送受信を行う。具体的には、データ流通管理装置１Ａの要求受信部１３は、データ流通管理装置１Ｂ，１Ｃからのデータ取得要求を受信する。

データ流通管理装置を多段に配置した場合、新たに配置する受信機器はデータを取得するデータ流通管理装置を決定する必要がある。以下、データを取得するデータ流通管理装置を決定する処理について説明する。

図１３は、データを取得するデータ流通管理装置を決定する処理の流れを示すフローチャートである。

まず、新たに配置された受信機器は、ネットワーク上で最も近いデータ流通管理装置にデータ取得要求を送信する（ステップＳ４０１）。最も近いデータ流通管理装置を探す手法の例として、受信機器から ping を送信し、返ってきた応答パケットのＲＴＴ（ラウンドトリップタイム）が最小のデータ流通管理装置を選択する方法がある。このとき ping の送信先を知る方法としては、予め装置リストを登録しておく方法がある。

データ取得要求を受信したデータ流通管理装置は、機器データプロパティとデータ取得要求に対応する要求プロパティを比較して、受信したデータ取得要求に対応できるか否か判定する（ステップＳ４０２）。

受信したデータ取得要求に対応できる場合（ステップＳ４０２のＹｅｓ）、当該データ流通管理装置が新たに配置された受信機器へのデータの送信に対応する（ステップＳ４０３）。

受信したデータ取得要求に対応できない場合（ステップＳ４０２のＮｏ）、次のデータ流通管理装置にデータ取得要求を送信して対応可能であるか否か問い合わせる（ステップＳ４０４）。次のデータ流通管理装置の選択方法は、例えば、当該データ流通管理装置から送信機器側のデータ流通管理装置に ping を送信し、応答パケットのＲＴＴが最小のデータ流通管理装置を次のデータ流通管理装置として選択する方法がある。

このとき、次のデータ流通管理装置が送信機器に接続されたデータ流通管理装置でない場合は（ステップＳ４０５のＮｏ）、ステップＳ４０２に戻りデータ取得要求に対応可能であるか否かを判定するが、次のデータ流通管理装置が送信機器に接続されたデータ流通管理装置の場合（ステップＳ４０５のＹｅｓ）、送信機器に接続されたデータ流通管理装置に接続されたデータ流通管理装置であって、当該データ取得要求をまだ受信していない全装置に対してデータ取得要求を送信し、データ取得要求に対応可能であるか否か問い合わせる（ステップＳ４０６）。

データ取得要求に対応できるものがある場合（ステップＳ４０７のＹｅｓ）、データ取得要求に対応できるデータ流通管理装置のうち、要求元の受信機器にネットワーク上で最も近く、加工処理が最小限となるデータ流通管理が対応する（ステップＳ４０８）。加工処理が最小限と判断する基準は、要求元の受信機器の要求観測間隔、要求送信間隔と、データ流通管理装置が保持する機器データプロパティの観測間隔、送信間隔をそれぞれ比較し、以下の制約条件を満たす範囲内でそれぞれの差分の和が最小となる場合である。
（制約条件）
要求観測間隔＞観測間隔 かつ 要求観測間隔が観測間隔の倍数
要求送信間隔＞送信間隔 かつ 要求送信間隔が送信間隔の倍数

また、データ取得要求に対応できるものがない場合は（ステップＳ４０７のＮｏ）、送信機器に接続されたデータ流通管理装置が対応する（ステップＳ４０９）。なお、送信機器に接続されたデータ流通管理装置が対応できない場合は、要求元の受信機器に対応できない旨を通知する。

上記のデータを取得する流通管理装置を決定する処理を図１２の受信機器３Ｆを新たに設置する例を用いて具体的に説明する。

図１２では、受信機器３Ａ〜３Ｅが送信機器２のデータを複数のデータ流通管理装置１Ａ〜１Ｃを介して自身の要求に合った観測間隔、送信間隔で取得している。各受信機器３Ａ〜３Ｅの観測間隔、送信間隔は図示している。

図１２において、受信機器３Ｆが、要求観測間隔を１分間隔、要求送信間隔を３０分間隔でデータを取得する場合、受信機器３Ｆは、まずネットワーク上で最も近いデータ流通管理装置１Ｃにデータ取得要求を送信する（ステップＳ４０１）。

データ流通管理装置１Ｃは、受信したデータ取得要求に対応できるか否か判定する（ステップＳ４０２）。図１２の例では、データ流通管理装置１Ｃは、受信機器３Ｄに送信するための、観測間隔が１０分間隔、送信間隔が６０分間隔のデータしか受け取っていないので、要求観測間隔が１分間隔で要求送信間隔が３０分間隔のデータ取得要求に対応できない（ステップＳ４０２のＮｏ）。

そこで、データ流通管理装置１Ｃは、次のデータ流通管理装置１Ａにデータ取得要求を送信する（ステップＳ４０３）。

データ流通管理装置１Ａは、送信機器２に接続されているので（ステップＳ４０５のＹｅｓ）、まだデータ取得要求を受けていないデータ流通管理装置１Ｂにデータ取得要求を送信する（ステップＳ４０６）。

データ流通管理装置１Ｂは、受信機器３Ｂに送信するための、観測間隔が１秒間隔、送信間隔が６０秒のデータを受け取っているので、要求観測間隔が１分間隔で要求送信間隔が３０分間隔のデータ取得要求に対応可能である（ステップＳ４０７のＹｅｓ）。

この段階で、データ流通管理装置１Ａ，１Ｂが受信機器３Ｆのデータ取得要求に対応できると判定される。データ流通管理装置１Ａ，１Ｂは、受信機器３Ｆからのネットワークの近さは同じである。データ流通管理装置１Ａは、観測間隔が０．１秒間隔、送信間隔が１秒間隔であり、データ流通管理装置１Ｂは、観測間隔が１秒間隔、送信間隔が６０秒間隔で、データ流通管理装置１Ｂの方が受信機器３Ｆのデータ取得要求の要求観測間隔（１分間隔）、要求送信間隔（３０分間隔）との差分が小さく、加工処理が最小限であると判断される。その結果、データ流通管理装置１Ｂが受信機器３Ｆに対してデータを加工して送信する（ステップＳ４０８）。

以上説明したように、本実施の形態によれば、複数のデータ流通管理装置が存在するシステムでデータ取得要求を受信したときには、データ取得要求を転送することにより、データ取得要求に対応可能なデータ流通管理装置を探すことができる。その際に、ネットワーク上で要求元の受信機器に近いもの、加工処理が最小限であるものを選択することで、最適なデータ流通管理装置を検索することができる。

１…データ流通管理装置
１１…複製部
１２…解析部
１３…要求受信部
１４…処理判定部
１５…加工・送信部
１５１…キャッシュ
１６…機器データプロパティ保持部
１７…要求プロパティ保持部
２…送信機器
３Ａ，３Ｂ…受信機器

Claims (3)

1. データを送受信している既設送信機器と既設受信機器との間に配置し、新設受信機器の要求に応じて前記データを加工して前記新設受信機器に送信するデータ流通管理装置を多段に配置したデータ流通管理システムであって、
   前記データ流通管理装置は、
   前記既設送信機器が送信するデータに関する情報を記載した機器データプロパティを保持する機器データプロパティ保持手段と、
   前記新設受信機器が要求するデータに関する情報を記載した要求プロパティを保持する要求プロパティ保持手段と、
   前記新設受信機器からデータ取得要求を受信する要求受信手段と、
   前記要求プロパティ保持手段から前記データ取得要求に対応する前記要求プロパティを読み出すとともに、前記機器データプロパティ保持手段から前記既設送信機器に対応する前記機器データプロパティを読み出し、前記要求プロパティと前記機器データプロパティとを比較して、前記要求プロパティに応じた加工処理内容を決定する加工処理判定手段と、
   前記加工処理内容に基いて前記既設送信機器から受信したデータを加工し、前記新設受信機器に加工後のデータを送信する加工送信手段と、を有し、
   前記新設受信機器は、新たにデータを要求する場合、当該新設受信機器にネットワーク上で最も近い前記データ流通管理装置に前記データ取得要求を送信し、
   前記データ取得要求を受信したデータ流通管理装置は、当該データ取得要求に対応できるか否か判断し、対応できないと判断した場合、当該データ取得要求を次のデータ流通管理装置に送信し、
   前記データ取得要求を受信したデータ流通管理装置が前記既設送信機器に接続されている場合、前記データ取得要求を当該データ流通管理装置に接続されたデータ流通管理装置に送信して対応可能なデータ流通管理装置を検索し、対応可能なデータ流通管理装置のうち、ネットワーク上で前記新設受信機器に近く、前記加工処理が最小限となるデータ流通管理装置を当該データ取得要求に対応するデータ流通管理装置とすることを特徴とするデータ流通管理システム。
2. 前記データは、前記既設送信機器により所定の観測間隔で観測された観測データを含み、所定の送信間隔で送信されるものであって、
   前記機器データプロパティは、前記観測データの属性、前記観測データの観測間隔、前記データの送信間隔を有し、
   前記要求プロパティは、要求する属性、要求する観測間隔を示す要求観測間隔、要求する送信間隔を示す要求送信間隔を有し、
   前記加工処理判定手段は、前記機器データプロパティに記載された属性が前記要求プロパティに記載された属性と異なる場合、あるいは、前記観測間隔が前記要求観測間隔より長い場合、あるいは、前記送信間隔が前記要求送信間隔よりも長い場合は、前記データ取得要求に対応できないと判断し、
   前記データ取得要求に対応できると判断した場合に、前記観測データの観測間隔を前記要求観測間隔にあわせる加工処理および前記データの送信間隔を前記要求送信間隔にあわせる加工処理を前記加工送信手段に行わせる前記加工処理内容として決定すること
   を特徴とする請求項１記載のデータ流通管理システム。
3. 前記既設送信機器から受信したデータを複製し、前記既設受信機器と前記加工送信手段に送信する複製手段を有することを特徴とする請求項１又は２記載のデータ流通管理システム。

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