JP6337294B2 - 端末間通信システム - Google Patents
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Description
例えば、下記特許文献1には、移動体通信端末間で簡易なリアルタイム情報の送受信を可能とするシステムが開示されている。
このように、本発明は、基本的には、インフラレスの(インフラがない)地域でも通信ができるシステムを提供するものである。つまり、いわゆる物理的な「経路」がない状況下で通信を行おうとするものである。したがって、本発明の目的は、従来から知られているDTN(delay/disruption-tolerant networking)技術と、経路がないという点においては共通性があるとも考えられる。
データの拡散という観点からみると、従来のインターネットでは、データの拡散を行うには、ミラーサーバ等のサーバの増強化をはかって、複数人が同様のデータを共有化するという方向の提案が主である。また、その地域でデータを拡散しようとした場合、その地域の各分野ごとにサーバーを設けるという構成になりがちであり、いきおい、サーバ数の増大を招く場合も想定される。
ある一定の地域の中を移動する物や人は、様々なものが存在する。定期的に運行しているバスや、自動販売機(以下、自販機)に商品を詰めるために巡回しているトラック等が挙げられる。自動販売機(の場合は、残り商品数などがネットワーク経由で常に本部によって監視・管理されているが、本発明を応用すれば、ネットワークを使用せずに、上記トラックが適宜、各自販機の状況を収集するように構成することも好適である。つまり、いままで3G回線等を用いてデータ収集していた作業を、本発明を適用すれば、ネットワークコストを削減することができ(3G回線を使用しないため)、より低コスト化を実現できる可能性がある。さらに、近年では、自販機にいわゆるサイネージ技術が搭載されているので、本発明のデータの拡散を、このサイネージのデータの供給に利用することも考えられる。データの収集・拡散が、自販機向けのトラックを用いて行うこともできよう。
上記では、平時における種々の運用の例(バス、トラック)を説明したが、災害時の場合は、災害救援のボランティアが定期的にその地域内を移動するものとしての役割を果たすことが好ましい例の一つである。このように構成すれば、災害時に、データの収集・拡散を行うことによって、避難所間での情報共有が達成できると考えられる。
図1には、本発明の好適な実施の形態である「バスサービスとしてのバスロケーション情報告知及び配信システム」のサービス例の説明図が示されている。
なお、この端末間情報通信基盤を備えた装置類を「端末」と呼ぶ。
本実施例では、バス停12には、
人感センサと、
人感センサの信号を受け取り、そのバス停12において待っている人の人数を検出する手段と、
上記検出した人数及びその他の地域内情報を記憶する記憶手段と、
「バス待合所とバス間通信」を行う通信手段(無線モジュール)と、
地域内情報(上記検出した人数を含む)を管理する管理手段であって、通信手段を制御して地域内情報を送受信させる管理手段と、
が、一般的には備えられている。管理手段は、一般的な意味でコンピュータであり、CPUやメモリから構成される。上記通信手段(無線モジュール)も所定のインターフェースを通じてCPUに接続される。
本実施例では、バス10は、
「バス間通信」及び「バス待合所とバス間通信」を行う通信手段(無線モジュール)と、
地域内情報を記憶する記憶手段と、
地域内情報を管理する管理手段であって、通信手段を制御して地域内情報を送受信させる管理手段と、
が、一般的には備えられている。
・自分が記憶していない地域内情報を、その相手先が記憶しているかどうか(A)。
・相手が記憶していない地域内情報を、自分が記憶しているかどうか(B)。
を確認する。ここで、「近傍」とは、要するに通信が可能となる範囲を意味する。
本実施例で言う「運行管理者16」とは、便宜上、実際の操作者が操作をするシステム(装置)を意味する。特に、
バス間通信を行う通信手段(無線モジュール)と、
地域内情報を記憶する記憶手段と、
地域内情報を管理する管理手段であって、通信手段を制御して地域内情報を送受信させ る管理手段と、
を含むシステムであり、その機能は、バス10に備えられている上記システムと同様である。
本実施例では、上述したバス10、バス停12、運行管理者16らは、その地域に属する端末と呼ばれる構成である。本実施の形態では、この地域をカバーする端末群をグループと呼ぶ。この結果、バス10、バス停12、運行管理者16らは、このグループを構成し、各バス10等は、そのグループに「属する」と称する。
しかし、このような近距離の通信能力のみ備えた端末であるバス10やバス停12だけでは、広範囲に地域(例えば、村など)が分散しているような状況下において、その複数の村を含む地方の地域内情報を、その複数の村を含む地域に拡散させることは困難であると考えられる。
バスと中継端末間通信を行う通信手段(無線モジュール)と、
地域内情報を記憶する記憶手段と、
地域内情報を管理する管理手段であって、通信手段を制御して地域内情報を送受信させる管理手段と、
が、一般的には備えられている。そして、中継端末20の通信手段は、バス10等に比較して、より遠隔の通信が可能である。その結果、必ずしも「すれ違う」ことや「バス停に停車する」等の近傍に近づかなくても、多少遠距離でも通信が可能であるので、離間した村の間でも地域内情報を拡散させることが可能である。
(1)運行管理者16の構成の例
また、運行管理者16は、一般に、複数のバス路線の管理を行っていることが好ましい。そのため、運行管理者16に関しては、多くの場合、複数のグループ(複数のバス路線に属している(参加している))ように構成することが好適である。このように構成すれば、複数の路線の地域内情報(バスロケーション情報等)が取得可能である。
地理的・地勢的な観点からの村、町、海岸周遊路線の沿線地域、山岳登山路線の沿線の団地地域等、を、「地域」と呼ぶ。
図2には、本発明の好適な実施の形態の他の1例である「平時コンテンツと、災害緊急情報の配信」のサービス例の説明図が示されている。
図2に示されたサービスにおいては、実施例1と同様に情報の拡散を行うが、災害が起きていない平時の際には、既存のWebからデータを取り込んで、それを「平時配信コンテンツ」と称して、その地域に拡散させている。具体的には、図2に示すように、運行管理者16がインターネット23を介して、Webコンテンツ24を取得し、取得したWebコンテンツを平時配信コンテンツと呼び、地域内に拡散させている。拡散の仕組みは、上記実施例1と同様である。
さらに、実施例2では、自動販売機26も、グループ内の端末の一つとして備えられており、近くをバス10が通過することによって、地域内情報が、この自動販売機26に提供される。本実施例2の自動販売機26は、上述したバス停12等とほぼ同様の構成を採用している。自動販売機26の場合は、その自動販売機26に商品を定期的に納入するトラックがくる場合がある。この場合、そのトラックも上記バス10と同様の機能を備えさせておくことが好ましい。そのように構成すれば、トラックがその自動販売機26を訪れるたびに、地域内情報をその自動販売機26に送信することが可能となる。
地域内情報は、情報の種別等によって区別されていることが一般には好ましい。上記図1や図2の例では、主としてバスの運行情報を地域内情報の例として説明してきた。バスの利用者達は、このような地域内情報(バスの運行状況コミュニティ)の閲覧グループに参加して、バスの運行状況という地域内情報を見ることができるのである。このように地域内情報には種別が設けられており、映画・演劇情報を見たい人は、その映画・演劇のグループに参加すれば、映画・演劇の地域内情報を見ることが可能である。
図3には、本発明の好適な実施の形態のさらに他の1例である「地域コミュニティ情報共有」のサービス例の説明図が示されている。
図4には、本発明の好適な実施の形態のさらにまた別の1例である「地域内物流業務」のサービス例の説明図が示されている。
本実施例4においては、主として、自動販売機26の在庫情報を管理する人々のグループを説明した。しかし、在庫情報の管理を行うグループと、情報を配信するグループと、の2種類のグループが、ほぼ同様の地域・システム上で同時に設定・稼働していることも、本実施例4において特徴的な形態であり、また好適な形態である。例えば、トラック50は、両方のグループの情報を拡散する役割を果たしている。
本実施の形態は、地域内情報の拡散をその目的の一つとする。
上記実施例1〜4では、本システムが応用されるアプリケーションの説明を行ったが、それを実現するための技術的な仕様を説明する。
上述したように、本システムでは、グループに属する端末群から構成されている「端末間通信システム」である。この端末としては、バス10や、バス停12、スマートフォン32等の「グループ端末」と、複数のグループに関して通信を取り扱う中継端末20とがある。
スロット時間のグループへの割り当てに関する説明図が図6に示されている。図6の例では、あるグループに対して4個のスロット番号が設定されている場合の例が示されている。なお、図6では、システムID=1の場合の例を示す。そして、そのシステムIDに対して無線チャネルが固定されている(割り当てられている)。
このように、本実施の形態では、システムIDに対して使用できる無線チャネルが割り当てられている。
さて、本実施の形態で提案するシステムは、主として時間スロットによるグループ構成を説明している。各グループに属する端末同士は、それぞれそのグループに割り当てられている時間スロットを用いて通信を行う。しかし、そのような時間スロットによるグループとは別に、同一システムIDにおいて、位置によるグループ構成も同時に運用することが可能である。
システムID(図5、図6参照)とは、このシステムの一つ一つのIDであり、多くの場合無線の通信チャネルとほぼ対応し、各システム毎に、スロット周期の数値や、スロットの数等が定められる。異なるシステム(ID)は、また異なるスロット周期、異なるスロット数(プロファイル)として決定することができる。
なお、上述したように、位置によるグループ構成の場合は、移動端末が自己の位置が固定端末の位置(エリア)の近傍に位置した場合に、制御情報パケットをスロットタイミングに合わせてブロードキャストで送受信する。そして、固定端末はこれを受信した場合のみ、制御情報パケットを送信するのである。
各端末においては、上述のように通信手段が備えられているが、そのバッファの制御は、以下のように実行する。
まず、一番最初にデータを送信する端末は、データに送信時間を付加して送信する。一方、このデータを受信した端末は、データの転送時間を管理しており、送られてきた送信時間から、バッファがフルになるか否かを判断する。例えば、グループ内で同期転送可能な最大データ数が定められており、その数と転送可能時間の制限(データ通信使用時間等から制限される)から、バッファを管理することができる。そして、どちらかの制限に達した時点で、そのデータの転送を停止する。
端末バッファで管理しているデータに差分データがあれば、そのグループに割り当てられたスロットにおけるデータ通信使用時間(図6参照)に、差分データを端末間でブロードキャスト送信する。2台以上の端末が同じデータを持っていた場合は、端末IDの若い端末が差分データを送信することにする。
本実施の形態では、基本的には、自己の近傍に他の端末が近づいたことを、無線通信が可能になったか否か、通信可能な範囲に入ったか否かで判断している。
差分データとは、ある端末がその内部の端末バッファ(記憶手段内のバッファ)に記憶している地域内情報と、他の端末がその内部の端末バッファに記憶している地域内情報との差を言う。
グループ端末内の情報管理およびその更新メカニズムの説明図が図10に示されている。図10に示すように、スロット時間内に、同一グループに属する端末は、制御スロット時間(図6参照)に制御情報パケットを交換する。この制御情報パケットから、差分データの情報を確認することができる。
中継端末20以外の端末をグループ端末と呼ぶことは上述したとおりである。このグループ端末は、参加しているシステムID、グループID、グループが属するスロット番号、スロット周期時間、スロット制御時間、スロットデータ時間をシステムプロファイルとして管理保存している。また中継端末20の情報も、このシステムプロファイルに組み込まれている。
端末の属性は、これまで述べてきたように、中継端末20とグループ端末(バス10等)に分けられ、上述のようにグループ端末は1個又はそれ以上のグループに参加しうる端末である。これに対して、中継端末20は、本来的に全部のグループの信号を扱うので、本来的にはグループに参加するという概念を持っていない。しかし、中継端末20は、全てのグループの信号を扱うので、複数の全部のグループに参加している、という言い方も場合によっては好適である。
なお、本発明の原理的な観点からすれば、グループ端末だけで地域内情報の拡散を行うことは可能であると思われる。しかし、実際の運用に当たっては種々の状況が考えられ、特に、複数のグループが離間してしまう場合や、バス10等が1日1回しかすれ違わない場合等も想定される。その場合は、地域内情報の効率的な拡散が実現できない可能性も否定できない。そこで、実際には、中継端末20のような構成が存在することが望ましいと考えられる。
(1)制御スロット時間のセッションによるグループ参加方法
図7には、制御スロット時間のセッションによるグループ参加動作を示すタイムチャートが示されており、この図において、上から下に向かって時間が経過する。
さて、図7に示すように、グループ参加要求メッセージをオーナー端末70aが受信すると、オーナー端末70aは、参加端末70bの認証を行う。そして、参加しようとする端末70bをそのグループのメンバー(のリスト)に加えて、グループID、スロット番号等の詳細情報を参加者側の端末70bに送信する。参加者側の端末70bは、このグループ参加応答メッセージを受信し、その中のグループID、スロット番号等の詳細な情報を受信し、内部に記憶させる。その後、これらの情報を用いてそのグループに参加して、拡散された地域内情報の受信等を実行するのである(図6等)。
図8には、中継端末120とグループ端末間通信の動作を示すタイムチャートが示されており、この図において、上から下に向かって時間が経過する。
図9には、同一のグループに属する端末A90a、端末B90b間の通信の動作を示すタイムチャートが示されており、この図において、上から下に向かって時間が経過する。
本実施の形態における中継端末20、120は、どのグループに「属する/属しない」「参加する/参加しない」という概念を有していない。つまり、中継端末20、120は、全てのグループの通信について処理を行っている。
図11には、本実施の形態で使用される端末の基本ブロック図が示されている。これはどの端末でもほぼ同様である。
まず、端末は、その端末の基本的な動作を司るCPU250を有している。このCPU250には、図示されていないUSBインターフェースや、Ethernet(登録商標)インターフェース、ディスプレイアダプタ等が接続される場合があるが、それは各端末の機能・役割に依存する。
また、本実施の形態に係る端末通信システムを実現するための各種の基本ソフトウェアがハードディスクや半導体記憶装置等に格納されている。この基本ソフトウェアは、OS220を中心として、GPS/無線モジュール用のI/Fドライバ230や、外部通信用ドライバ232等から構成されている。GPS/無線モジュール用のI/Fドライバ230は。上述したGPSセンサ256や、無線モジュール258の制御を行う。
端末には、基本ソフトウェア以外にも、実際に地域内情報を取り扱うための各種アプリケーションソフトウェアが備えられており、上記基本ソフトウェアと同様に、ハードディスクや各種半導体記憶装置に記憶・格納されている。
このグループ情報閲覧アプリ200が、参加しているグループにおいて配信されている情報・拡散された情報を、閲覧している。この情報は、情報蓄積管理DB210において特席管理されている地域内情報である。これによって、利用者は所望の情報を見ることが可能となる。
これまで述べた実施例1〜7では、中継端末20、120は、グループ端末(バス10、バス停12等)より比較的遠距離の通信が行えると説明したが、その地方の環境・地形・町や村の構成によっては、特に通信能力(通信可能な距離)に差を設ける必要がない場合もある。その場合は、中継端末20、120もグループ端末と同等の通信能力で構成することが好ましい。
12 バス停
14 バス間通信
16 運行管理者
18 バスと運行管理者間通信
20 中継端末
20a 中継端末のディスプレイ
22 バスと中継端末間通信
23 インターネット
24 Webコンテンツ
26 自動販売機(自販機)
30、30a、30b、30c 利用者
32、32a、32b、32c スマートフォン
40 40a、40b、40c 端末
42 公園監視
44 ゴミ置き場監視
50 トラック
60a、60b システムID
62a、62b、62c、62d、62e、62f グループID
64a、64b、64c、64d、64e、64f スロット番号
70a オーナー端末
70b 参加者側の端末
80、80a、80b、80c 異なるグループの端末
90a 端末A
90b 端末B
100a 端末A
100b 端末B
120 中継端末
200 グループ情報閲覧アプリ
202 グループ情報配信アプリ
204 テスト用アプリ
206 グループ参加登録アプリ
208 グループ情報同期フレームワーク
210 情報蓄積管理DB
212 システムプロファイル
220 OS
230 GPS/無線モジュール用I/Fドライバ
232 外部通信用ドライバ
250 CPU
252 メモリ(Memory)
256 GPSセンサ
258 無線モジュール
260 アンテナ
Claims (11)
- 複数の端末間で通信を行い、所定の情報を前記複数の端末に拡散させる端末間通信システムにおいて、
前記端末は、
他の端末との間で、少なくとも前記所定の情報を送信及び受信するための通信を行う通信手段と、
前記通信手段を管理する管理手段と、
前記所定の情報を記憶する記憶手段と、
を含み、
前記管理手段は、前記通信手段を制御して、自己の近傍に他の端末が位置した場合に、前記他の端末内の前記記憶手段に記憶されている前記所定の情報と、自己の前記記憶手段内に記憶している所定の情報との差分データを確認し、その差分データが存在した場合は、その差分データを他の端末に送信する、又は、その差分データを他の端末から受信する、のいずれか一方又は双方の処理を実行し、
前記端末は、
位置が固定されている固定端末と、
所定の交通手段に設けられ、その交通手段とともに移動可能な移動型の端末と、
の2種の端末を含み、
前記固定端末は、バス停に設けられた端末を含み、前記バス停に設けられた端末は、
前記バス停においてバスを待っている人の人数を検出する人感センサ、
を備え、前記バス停に設けられた端末の前記管理手段は、前記通信手段を制御して、前記バス停においてバスを待っている人の人数を前記所定の情報として送信及び受信し、
前記移動型の端末は、前記バス停を通過して所定の路線を運行するバスに設けられた前記端末を含み、前記バスに設けられた前記端末は、通過する前記バス停に設けられた端末との間で所定の情報を送受信することを特徴とする端末間通信システム。 - 複数の端末間で通信を行い、所定の情報を前記複数の端末に拡散させる端末間通信システムにおいて、
前記端末は、
他の端末との間で、少なくとも前記所定の情報を送信及び受信するための通信を行う通信手段と、
前記通信手段を管理する管理手段と、
前記所定の情報を記憶する記憶手段と、
を含み、
前記管理手段は、前記通信手段を制御して、自己の近傍に他の端末が位置した場合に、前記他の端末内の前記記憶手段に記憶されている前記所定の情報と、自己の前記記憶手段内に記憶している所定の情報との差分データを確認し、その差分データが存在した場合は、その差分データを他の端末に送信する、又は、その差分データを他の端末から受信する、のいずれか一方又は双方の処理を実行し、
前記端末は、
位置が固定されている固定端末と、
所定の交通手段に設けられ、その交通手段とともに移動可能な移動型の端末と、
の2種の端末を含み、
前記固定端末は、自動販売機に設けられた端末を含み、
前記移動型の端末は、前記自動販売機に商品を納入するトラックに設けられた端末を含み、前記トラックに設けられた前記端末は、商品を納入する前記自動販売機に設けられた端末との間で所定の情報を送受信することを特徴とする端末間通信システム。 - 請求項2記載の端末間通信システムであって、
前記端末は、さらに、
利用者が携帯し、その利用者とともに移動可能な携帯端末、
を含み、前記利用者とともに移動可能な携帯端末は、前記自動販売機、又は、前記トラックとの間で、前記所定の情報を送受信することを特徴とする端末間通信システム。 - 複数の端末間で通信を行い、所定の情報を前記複数の端末に拡散させる端末間通信システムにおいて、
前記端末は、
他の端末との間で、少なくとも前記所定の情報を送信及び受信するための通信を行う通信手段と、
前記通信手段を管理する管理手段と、
前記所定の情報を記憶する記憶手段と、
を含み、
前記管理手段は、前記通信手段を制御して、自己の近傍に他の端末が位置した場合に、前記他の端末内の前記記憶手段に記憶されている前記所定の情報と、自己の前記記憶手段内に記憶している所定の情報との差分データを確認し、その差分データが存在した場合は、その差分データを他の端末に送信する、又は、その差分データを他の端末から受信する、のいずれか一方又は双方の処理を実行し、
前記端末は、
位置が固定されている固定端末と、
利用者が携帯し、その利用者と共に移動可能な携帯端末と、
の2種の端末を含み、
前記固定端末は、公園に設けられた端末を含み、前記公園に設けられた端末は、
前記公園を利用している人の人数を検出する人感センサ、
を備え、前記公園に設けられた端末の前記管理手段は、前記通信手段を制御して、前記公園を利用している人の人数を前記所定の情報として送信及び受信し、
前記利用者と共に移動可能な携帯端末は、前記公園に設けられた端末との間で、前記所定の情報を送受信することを特徴とする端末間通信システム。 - 請求項4記載の端末間通信システムであって、
前記固定端末は、ごみ置き場に設けられた端末を含み、
前記利用者と共に移動可能な携帯端末は、前記公園に設けられた端末、又は、前記ごみ置き場に設けられた端末との間で、前記所定の情報を送受信することを特徴とする端末間通信システム。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の端末間通信システムにおいて、
前記管理手段は、
前記差分データを、前記他の端末から受信した場合は、前記差分データを、前記記憶手段に格納することを特徴とする端末間通信システム。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の端末間通信システムにおいて用いられる前記端末であって、
他の端末との間で、少なくとも前記所定の情報を送信及び受信するための通信を行う通信手段と、
前記通信手段を管理する管理手段と、
前記地域内情報を記憶する記憶手段と、
を含み、
前記管理手段は、前記通信手段を制御して、自己の近傍に他の端末が位置した場合に、前記他の端末内の前記記憶手段に記憶されている前記所定の情報と、自己の前記記憶手段内に記憶している前記所定の情報との差分データを確認し、その差分データが存在した場合は、その差分データを他の端末に送信する、又は、その差分データを他の端末から受信する、のいずれか一方又は双方の処理を実行することを特徴とする端末。 - 請求項7記載の端末において、
前記管理手段は、
前記差分データを、前記他の端末から受信した場合は、前記差分データを、前記記憶手段に格納することを特徴とする端末。 - 請求項7記載の端末において、 前記地域内情報にはグループが設定されており、
1又は2以上の前記グループに属し、その属するグループの地域内情報を送信及び受信することを特徴とするグループ端末。 - 請求項7記載の端末において、 前記地域内情報にはグループが設定されており、
全てのグループの地域内情報を送信及び受信する中継端末。 - 請求項1から5のいずれか1項に記載の端末間通信システムにおいて用いられる前記移動型の端末又は前記携帯端末であって、
他の端末との間で、少なくとも前記所定の情報を送信及び受信を行うための通信を行う移動側通信手段と、
前記通信手段を管理する移動側管理手段と、
前記所定の情報を記憶する移動側記憶手段と、
自己の位置を検出する位置検出手段と、
を含み、
前記移動側管理手段は、前記位置検出手段を用いて自己の位置を検知し、自己の位置が他の前記固定端末の近傍に位置した場合に、前記移動側通信手段を制御して、前記固定端末内の記憶手段に記憶されている前記所定の情報と、自己の前記移動側記憶手段内に記憶している所定の情報との差分データを確認し、その差分データが存在した場合は、その差分データを前記固定端末に送信する、又は、その差分データを前記固定端末から受信する、のいずれか一方又は双方の処理を実行することを特徴とする前記移動型の端末又は前記携帯端末。
Priority Applications (1)
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