JP6495381B2 - サーバ装置、サーバ装置がIoTデバイスと通信する方法、コンピュータプログラム、通信システムおよびIoTデバイス - Google Patents

サーバ装置、サーバ装置がIoTデバイスと通信する方法、コンピュータプログラム、通信システムおよびIoTデバイス Download PDF

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Description

本発明は、サーバ装置がIoTデバイスと通信する技術に関する。
近年、移動通信ネットワークの普及に伴い、従来の携帯電話機に代表される携帯端末に加え、自動車やスマートメータ等の様々なIoTデバイスをネットワークに接続して、新しいサービスの提供を行うことが期待されている(例えば、特許文献1)。
特開2017−092759号公報
ところで、IoTデバイスによるネットワーク接続に適した新たな通信技術として、LPWA(Low Power Wide Area)が注目されている。LPWAは、従来広く使用されている通信技術(例えば、Wi−Fi、LTE(Long Term Evolution)等)と比較して、低消費電力かつ低コストという特徴を持つ。また、LPWAは、従来の通信技術(例えば、無線LAN)と比較して、広範囲の通信が可能であるという特徴を持つ。一方で、LPWAは、これら低消費電力や広域通信の実現のため、従来の通信技術と比較して、データ転送速度(スループット)の最大値が小さく制限されている。
図11は、デバイスへのサービス提供の流れを示すシーケンス図である。図示のように、デバイスは、ユーザに指定されたホスト名を持つアプリケーションサーバに接続するために、ネットワーク上にあるDNS(Domain Name System)サーバとの間で名前解決処理を実行する(ステップS10〜S14)。この名前解決処理により、デバイスは、指定されたホスト名に対応するアプリケーションサーバの宛先アドレス(例えば、グローバルIPアドレス)を取得することができる(ステップS14)。その後、デバイスは、取得した宛先アドレスを用いてアプリケーションサーバとの間で通信を行い、アプリケーションサーバが提供するサービスの提供を受ける(ステップS20〜S24)。
一般に、取得されたホスト名と宛先アドレスとの対応付けはデバイス内に記憶されるため、同一ホストに対して毎回、名前解決処理を実行することは回避される。しかし、主としてセキュリティ上の観点から、デバイス内のホスト名と宛先アドレスとの対応付けは、所定の有効期間経過後に破棄される。破棄された後、デバイスは、再び名前解決処理(ステップS10〜S14)を実行する。
ここで、従来の通信技術では、高速なデータ転送速度(例えば、最大数Mbps)を有することから、上述の名前解決処理を問題なく実行することができた。しかし、LPWAは、データ転送速度の最大値が小さく制限(例えば、数100bps〜100kbps)されている。このため、ネットワークに接続されている複数のデバイスにおいて、上述した名前解決処理が実行された場合、帯域の圧迫に繋がり、各デバイスの通信に支障をきたすという課題があった。なお、このような課題は、宛先アドレスとしてローカルIPアドレスを用いる場合にも共通する課題であり、LPWAに分類される種々の通信規格(例えば、NB−IoT、eMTC、LoRaWAN(登録商標)、IEEE802.11ah、Wi−SUN等)にも共通する課題であった。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、IoTデバイスとの通信に関し、名前解決処理による帯域の圧迫を抑制する技術を提供することを目的とする。
(1)本発明の一形態によれば、IoTデバイスと通信するサーバ装置が提供される。このサーバ装置は、前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する取得部と、前記動作情報を記憶装置に記憶させる制御部と、前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置のDNS情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する応答部と、を備える。
(2)上記形態のサーバ装置において、前記動作情報には、さらに、前記IoTデバイスに関する情報である付加情報が含まれ、前記応答部は、前記付加情報の種類に応じて、前記DNS情報の内容を変更してもよい。
(3)上記形態のサーバ装置において、前記応答部は、前記付加情報が前記IoTデバイスの無線信号に関する情報である場合、前記DNS情報としてTTLの更新情報を採用してもよい。
(4)上記形態のサーバ装置において、前記応答部は、前記付加情報が前記IoTデバイスによる前記動作情報の送信頻度を示す情報である場合、前記DNS情報として前記サーバ装置の最新の宛先アドレスを採用してもよい。
(5)上記形態のサーバ装置において、前記応答部は、前記付加情報が前記IoTデバイスのスリープ動作に関する情報である場合、前記DNS情報としてTTLの更新情報を採用してもよい。
(6)本発明の一形態によれば、サーバ装置がIoTデバイスと通信する方法が提供される。この方法は、前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する工程と、前記動作情報を記憶装置に記憶させる工程と、前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置のDNS情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する工程と、を備える。
(7)本発明の一形態によれば、IoTデバイスと通信するサーバ装置において実行されるコンピュータプログラムが提供される。このコンピュータプログラムは、前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する機能と、前記動作情報を記憶装置に記憶させる機能と、前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置のDNS情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する機能と、を備える。
(8)本発明の一形態によれば、IoTデバイスと通信する通信システムが提供される。この通信システムは、移動体通信網と、前記移動体通信網内に収容されているサーバ装置と、を備える。前記サーバ装置は、前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する取得部と、前記動作情報を記憶装置に記憶させる制御部と、前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置のDNS情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する応答部と、を備える。
(9)本発明の一形態によれば、サーバ装置と通信するIoTデバイスが提供される。このIoTデバイスは、前記サーバ装置のDNS情報を記憶するDNS情報記憶部と、前記DNS情報に従って、前記サーバ装置に対して、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を送信する送信制御部と、前記サーバ装置から送信された応答を取得し、前記応答に含まれる前記サーバ装置のDNS情報に基づき、前記DNS情報記憶部内に保持されている前記DNS情報を更新する受信制御部と、を備える。
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、IoTデバイスと通信するサーバ装置、サーバ装置がIoTデバイスと通信する方法、サーバ装置と通信するIoTデバイス、IoTデバイスがサーバ装置と通信する方法、サーバ装置とIoTデバイスとのうちの少なくとも一方を含む通信システム、これら装置やシステムの機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを配布するためのサーバ装置、そのコンピュータプログラムを記憶した一時的でない記憶媒体等の形態で実現することができる。
本発明によれば、サーバ装置は、IoTデバイスからの動作情報の取得に対する応答として、サーバ装置のDNS情報を含む応答を生成し、IoTデバイスに送信する。応答を受信したIoTデバイスでは、応答に含まれるDNS情報を利用して、IoTデバイス内に記憶されているDNS情報を更新することができる。このため、IoTデバイス内のDNS情報が古くなる(有効期限が切れる)事象の発生を抑制することができ、IoTデバイスにおける名前解決処理の発生頻度を低減させることができる。この結果、IoTデバイスとの通信に関し、名前解決処理による帯域の圧迫を抑制することができる。
本発明の一実施形態に係るIoTシステムの概略構成を示す図である。 通信サーバの概略構成を示す図である。 センサの概略構成を示す図である。 動作情報取得処理の手順を示すシーケンス図である。 応答処理テーブルの一例を示す図である。 無線信号テーブルの一例を示す図である。 頻度テーブルの一例を示す図である。 時間テーブルの一例を示す図である。 変形例における応答処理テーブルの一例を示す図である。 変形例におけるIoTシステムの概略構成を示す図である。 デバイスへのサービス提供の流れを示すシーケンス図である。
以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
A.実施形態:
(IoTシステムの構成)
図1は、本発明の一実施形態に係るIoTシステムの概略構成を示す図である。IoTシステム1は、IoTデバイスより得られたデータを蓄積し、蓄積されたデータを分析し、フィードバックするシステムである。
本実施形態では、IoTシステム1は、エアコン60の管理システムとして構成される場合を例示する。具体的には、センサ30は、気温、湿度、気圧等を測定し、測定データを通信サーバ10に送信する(ステップS1)。通信サーバ10は、受信した測定データをデータベースに蓄積する。アプリケーションサーバ50は、通信サーバ10から蓄積された測定データを取得する(ステップS2)。その後、アプリケーションサーバ50は、取得した測定データを人工知能等によって解析し(ステップS3)、解析結果に応じた温度、湿度、動作モード設定でエアコン60を駆動させる(ステップS4)。なお、図1で例示したシステムの構成はあくまで一例であり、本発明は種々の構成で利用できる。
本実施形態のIoTシステム1は、移動体通信網2に収容されている通信サーバ10および基地局20と、センサ30と、DNS(Domain Name System)サーバ40と、アプリケーションサーバ50と、エアコン60とを備える。
通信サーバ10の構成は後述する。基地局20は、LPWA(Low Power Wide Area)ネットワークの端に位置して、IoTデバイス(センサ30、エアコン60等)との間で、無線信号の送受信を行う。LPWAは、従来の通信技術(例えば、Wi−Fi、LTE(Long Term Evolution)、Bluetooth(登録商標)等)と比較して、低消費電力、低コストという特徴を持つ。また、LPWAは、従来の通信技術(例えば、Wi−Fi、Bluetooth等)と比較して、広域通信が可能であるという特徴を持つ。一方で、LPWAは、従来の通信技術(例えば、Wi−Fi、LTE、Bluetooth等)と比較して、データ転送速度(スループット)の最大値が小さく制限されているという特徴を持つ。
このように、LPWAネットワークは、IoTデバイスとの通信に適したネットワークである。本実施形態では、LPWAネットワークを実現する通信規格として、NB−IoT(Narrow Band IoT)を例示する。しかし、LPWAネットワークを実現する通信規格は、eMTC(enhanced Machine-Type Communications)、LoRaWAN(登録商標)、IEEE802.11ah、Wi−SUN(Wireless Smart Utility Network)等、任意の規格を採用でき、これらの組み合わせであってもよい。
センサ30は、IoTデバイスとして機能し、温度センサ、湿度センサ、気圧センサ等を含む。センサ30は、送信制御部(後述)を内蔵し、LPWAネットワーク(図1:破線)によって、移動体通信網2の基地局20と通信する。センサ30の送信制御部は、以下の動作a1〜a3を実行する。
(a1)LPWAネットワークの無線信号強度(RSRP、RSSI等)と、無線信号品質(SNR)とを取得する。
(a2)所定の送信頻度TF(回/分)で、定期的に、通信サーバ10に対してセンシング結果を送信する。なお、動作a2のセンシング結果は、「IoTデバイスが動作した結果得られた情報(動作情報)」に相当する。
(a3)動作a2の後、所定のスリープ時間STの間、スリープ状態となる。なお、スリープ時間STは、PSM(Power Saving Mode)Timer:extended T3412、eDRX(Extended idle-mode Discontinuous Reception)周期等で表現される。
なお、上述した動作a1,a3は、後述する動作情報取得処理(図4)において使用しない場合、省略してもよい。図1では1つのセンサ30のみを図示したが、IoTシステム1には、多くのセンサが含まれる。各センサは同種のセンサであってもよく、異種のセンサであってもよい。
エアコン60は、IoTデバイスとして機能する。エアコン60は、センサ30と同様に、図示しない送信制御部を内蔵し、LPWAネットワークによって移動体通信網2の基地局20と通信する。エアコン60の送信制御部は、以下の動作b1,b2を実行する。
(b1)LPWAネットワークの無線信号強度(RSRP、RSSI等)と、無線信号品質(SNR)とを取得する。
(b2)所定の送信頻度TF(回/分)で、定期的に、通信サーバ10に対して、温度、湿度、動作モード設定等の問い合わせを行う。なお、動作b2の問い合わせは、「IoTデバイスの動作許可を求める情報(動作情報)」に相当する。
なお、上述した動作b1は、後述する動作情報取得処理(図4)において使用しない場合、省略してもよい。図1では1つのエアコン60のみを図示したが、IoTシステム1には多くのデバイスが含まれる。各デバイスは同種のデバイスであってもよく、異種のデバイスであってもよい。
なお、センサ30は、IoTシステム1の構成によって(換言すれば、アプリケーションサーバ50が提供するサービスによって)、種々のIoTデバイスで代替し得る。例えば、加速度センサ、人感センサ、音声を取得するマイク、静止画や動画を取得するカメラ、スマートフォン等が採用されてもよい。同様に、エアコン60は、IoTシステム1の構成によって、種々のIoTデバイスで代替し得る。例えば、冷蔵庫、テレビ、ゲーム機、インターフォン、扉のアクチュエータ、電動キー、スマートフォン等が採用されてもよい。また、センサ30とエアコン60とは、いずれか一方が省略されてもよく、一方に他方の機能を併合してもよい。
DNSサーバ40は、インターネットINT上に存在し、ホスト名(またはドメイン名)から宛先アドレスを導き出す名前解決処理(図11:ステップS10〜S14)を行うサーバである。DNSサーバ40は、名前解決処理のために、ホスト名(またはドメイン名)と、宛先アドレスとしてのグローバルIPアドレスとを対応付けて記憶するデータベースを有している。DNSサーバ40は、このデータベースを参照することで、DNS名前解決(図11:ステップS12)を行うことができる。なお、本実施形態のIoTシステム1はオープンネットワークであるため、宛先アドレスとしてグローバルIPアドレスを用いる。しかし、IoTシステム1が閉域ネットワーク内に構築される場合、宛先アドレスとしてローカルIPアドレスを利用することができる。
アプリケーションサーバ50は、インターネットINT上に存在し、エアコン60の管理システムとしての基幹機能を実現するサーバである。上述の通り、アプリケーションサーバ50は、通信サーバ10内に蓄積されたセンサ30の測定データを取得する(ステップS2)。その後、アプリケーションサーバ50は、取得した測定データを人工知能等によって解析して、エアコン60を動作させる温度、湿度、動作モード等を導きだす。アプリケーションサーバ50は、エアコン60からの問い合わせ(エアコン60:動作b2)への応答として、導きだした温度、湿度、動作モード等を送信する。このようにして、アプリケーションサーバ50は、通信サーバ10内に蓄積された膨大な測定データを利用して、エアコン60を自動制御するサービスを提供することができる。
(通信サーバの構成)
図2は、通信サーバ10の概略構成を示す図である。本実施形態の通信サーバ10は、後述の動作情報取得処理を通じて、IoTデバイス(センサ30、エアコン60)内に記憶されているDNS情報の更新を可能とする。すなわち、本実施形態では、通信サーバ10が「サーバ装置」として機能する。
通信サーバ10は、記憶部110と、CPU120と、通信部130と、ROM/RAM140とを備えており、各部は図示しないバスにより相互に接続されている。記憶部110は、ハードディスク、フラッシュメモリ、メモリカードなどで構成される。記憶部110は、応答処理テーブル111と、無線信号テーブル112と、頻度テーブル113と、時間テーブル114と、動作情報DB115とが含まれている。詳細は後述する。
CPU120は、ROMに格納されているコンピュータプログラムをRAMに展開して実行することにより、通信サーバ10の各部を制御する。そのほか、CPU120は、取得部121、制御部122、応答部123としても機能する。これら各部は協働して、後述の動作情報取得処理を実行する。通信部130は、他の装置との間における、図示しない通信インターフェースを介した通信を制御する。他の装置には、センサ30、エアコン60、DNSサーバ40、アプリケーションサーバ50のほか、図示しない他の装置(スマートフォン、サーバ等)が含まれてもよい。
(IoTデバイスの構成)
図3は、センサ30の概略構成を示す図である。本実施形態のセンサ30は、後述の動作情報取得処理を通じて、自身に記憶されているDNS情報の更新を行うIoTデバイスである。
センサ30は、検出部310と、CPU320と、通信部330と、記憶部340と、を備えており、各部は図示しないバスにより相互に接続されている。検出部310は、温度、湿度、気圧等を検出する。通信部330は、図示しない通信インターフェースを介して、通信サーバ10との間における通信を制御する。
CPU320は、センサ30の各部を制御するほか、送信制御部321、受信制御部322、DNS処理部323として機能する。送信制御部321は、上述したセンサ30の動作a1〜a3を実行する。受信制御部322の詳細は、動作情報取得処理にて後述する。DNS処理部323は、上述した名前解決処理(図11:ステップS10〜S14)を実行する。名前解決処理の結果得られた通信サーバ10のDNS情報は、記憶部340のDNS情報記憶部341に格納される。
なお、上記では、IoTデバイスの一例としてセンサ30の構成を説明したが、本発明に係るエアコン60の構成についても、アクチュエータをさらに備える点を除いて、図3と同様である。
(動作情報取得処理)
図4は、動作情報取得処理の手順を示すシーケンス図である。動作情報取得処理は、IoTデバイスと、通信サーバ10との間で実行される。図4では、IoTデバイスの例としてセンサ30を示すが、エアコン60と通信サーバ10との間でも同様の処理が実行される。
ステップS100においてセンサ30は、DNSサーバ40との間で名前解決処理を行う(図11:ステップS10〜S14を参照)。名前解決処理のステップS10においてセンサ30は、通信サーバ10のホスト名を含むDNS名前解決要求を送信する。その結果、ステップS14においてセンサ30は、通信サーバ10の宛先アドレスを取得することができる。
ステップS102においてセンサ30は、通信サーバ10に対して、動作情報と付加情報とを送信する。動作情報は、IoTデバイスが動作した結果得られた情報であり、センサ30の場合は、センシング結果である。また、付加情報としては、以下のc1〜c3のうちいずれか1つが選択される。
(c1)IoTデバイスの無線信号に関する情報:センサ30の場合は上述した手順a1(エアコン60の場合は手順b1)において取得した無線信号強度(RSRP、RSSI等)、無線信号品質(SNR)のうちの少なくともいずれか一方。なお、以降の例では、付加情報c1として無線信号強度(RSRP)を用いて説明する。
(c2)IoTデバイスによる動作情報の送信頻度を示す情報:センサ30の場合は上述した手順a2(エアコン60の場合は手順b2)における送信頻度TF(回/分)。
(c3)IoTデバイスのスリープ動作に関する情報:上述した手順a3におけるスリープ時間ST。なお、以下の例では、付加情報c3として、PSM Timer:extended T3412を用いて説明する。
ステップS104において、通信サーバ10の取得部121は、センサ30から送信された動作情報(センシング結果)と付加情報(付加情報c1〜c3のいずれか1つ)とを取得する。また、ステップS104において、通信サーバ10の制御部122は、取得された動作情報を、動作情報DB115に格納する。すなわち、動作情報DB115は「記憶装置」として機能する。
ステップS106〜S108において、通信サーバ10の応答部123は、動作情報の取得(ステップS104)に対する応答として、通信サーバ10のDNS情報を含む応答を生成し、センサ30へと送信する。具体的には、ステップS106において応答部123は、応答処理テーブル111を参照し、ステップS104で取得した付加情報に応じたDNS情報を取得する。
図5は、応答処理テーブル111の一例を示す図である。本実施形態の応答処理テーブル111は、付加情報と、DNS情報の内容と、参照テーブルとを対応付けたテーブルである。付加情報には、動作情報取得処理(図4:ステップS104)において、通信サーバ10がセンサ30から取得し得る、全ての付加情報が予め格納されている。DNS情報の内容には、各付加情報に対応させて、通信サーバ10が生成する応答に含めるべきDNS情報の内容(種類)が予め格納されている。参照テーブルには、通信サーバ10が応答を生成する際に参照するテーブルの名称が予め格納されている。
エントリE1には、付加情報として無線信号強度(RSRP、付加情報c1)を取得した場合、通信サーバ10の応答部123はTTL(Time To Live)を含む応答を生成すること、応答生成の際には無線信号テーブル112を参照することが規定されている。エントリE2には、付加情報として送信頻度(回/分、付加情報c2)を取得した場合、応答部123は通信サーバ10の宛先アドレスを含む応答を生成すること、応答生成の際には頻度テーブル113を参照することが規定されている。エントリE3には、付加情報としてスリープ時間(PSM Timer: extended T3412、付加情報c3)を取得した場合、応答部123はTTLを含む応答を生成すること、応答生成の際には時間テーブル114を参照することが規定されている。このように通信サーバ10は、付加情報の種類c1〜c3に応じて、異なるDNS情報を応答に含めることができる。
図6は、無線信号テーブル112の一例を示す図である。本実施形態の無線信号テーブル112は、無線信号強度(RSRP)と、TTLの更新情報とを対応付けたテーブルである。通信サーバ10の応答部123は、無線信号テーブル112を検索することで、動作情報取得処理(図4)のステップS104において取得した無線信号強度(付加情報c1)に応じたTTLの更新情報を取得する。ここで取得したTTLの更新情報は「付加情報に応じたDNS情報」となる。その後、ステップS108において応答部123は、無線信号テーブル112から取得したTTLの更新情報を含む応答を生成し、センサ30へと送信する。ステップS110においてセンサ30の受信制御部322は、通信サーバ10から受信したTTLの更新情報を用いて、センサ30の内部(DNS情報記憶部341)に記憶されているDNS情報のTTL値を更新する。
センサ30内部(DNS情報記憶部341)のTTL値の更新により、センサ30内に記憶されている、通信サーバ10のホスト名と宛先アドレスとの対応付けが破棄されるまでの時間が延長される。このため、センサ30(IoTデバイス)が通信サーバ10へと通信するために行う、再度の名前解決処理(図11:ステップS10〜S14)の実行が抑制され、結果として、名前解決処理の実行に伴う帯域の圧迫を抑制することができる。
なお、無線信号テーブル112では、無線信号強度が「−80dBm」、「−90dBm」、「−100dBm」と弱くなっていく(無線信号が不安定になっていく)につれて、TTLの更新情報が「1000秒」、「2000秒」、「3000秒」と大きく(DNS情報の有効期間が長く)設定されている。このため、センサ30の無線環境に応じて通信回数をコントロールすることができる。具体的には、センサ30が無線信号の不安定な環境にある場合(RSRP:−100)は、DNS情報の有効期間を長くして通信回数の伸びを抑制することができる。一方、センサ30が無線信号の比較的安定した環境にある場合(RSRP:−80)は、DNS情報の有効期間を短くしてセキュリティを向上させることができる。
図7は、頻度テーブル113の一例を示す図である。本実施形態の頻度テーブル113は、送信頻度(回/分)と、宛先アドレスとを対応付けたテーブルである。通信サーバ10の宛先アドレスは、主としてセキュリティ上の理由から時間経過に伴い変更されることがある。頻度テーブル113の宛先アドレスには、通信サーバ10の最新の宛先アドレスが格納されている。なお、図7の例では、通信サーバ10が複数の宛先アドレスを持つ構成、すなわち、通信サーバ10が複数のサーバから構成され負荷分散が可能な構成について挙げている。通信サーバ10が負荷分散を行わない場合、宛先アドレスには同一の宛先アドレスが格納される。
通信サーバ10の応答部123は、頻度テーブル113を検索することで、動作情報取得処理(図4)のステップS104において取得した送信頻度(付加情報c2)に応じた宛先アドレスを取得する。ここで取得した宛先アドレスは「付加情報に応じたDNS情報」となる。その後、ステップS108において応答部123は、頻度テーブル113から取得した宛先アドレスを含む応答を生成し、センサ30へと送信する。ステップS110においてセンサ30の受信制御部322は、通信サーバ10から受信した宛先アドレスを用いて、センサ30の内部(DNS情報記憶部341)に記憶されているDNS情報の宛先アドレスを更新する。
センサ30内部(DNS情報記憶部341)の宛先アドレスの更新により、センサ30内に記憶されている通信サーバ10のホスト名と宛先アドレスとの対応付けが更新される。このため、センサ30(IoTデバイス)が通信サーバ10へと通信するために行う、再度の名前解決処理(図11:ステップS10〜S14)の実行が抑制され、結果として、名前解決処理の実行に伴う帯域の圧迫を抑制することができる。
なお、頻度テーブル113では、送信頻度の値に応じて、異なる通信サーバ10の宛先アドレスが設定されている。このため、センサ30による動作情報の送信頻度に応じて、接続先となる通信サーバ10をコントロールすることができる。
図8は、時間テーブル114の一例を示す図である。本実施形態の時間テーブル114は、スリープ時間(PSM Timer: extended T3412)と、TTLの更新情報とを対応付けたテーブルである。通信サーバ10の応答部123は、時間テーブル114を検索することで、動作情報取得処理(図4)のステップS104において取得したスリープ時間(付加情報c3)に応じたTTLの更新情報を取得する。ここで取得したTTLの更新情報は、「付加情報に応じたDNS情報」となる。その後、ステップS108およびS110における、通信サーバ10およびセンサ30の動作、TTL値の更新により得られる効果は、図6で説明した通りである。
なお、時間テーブル114では、スリープ時間が「10分」、「30分」、「60分」と長くなっていくにつれて、TTLの更新情報が「1000秒」、「2000秒」、「3000秒」と大きく(DNS情報の有効期間が長く)設定されている。このように、センサ30のスリープ時間に合わせてDNSの有効期間を設定することで、センサ30のスリープ中にDNSの有効期間が切れてしまう事象の発生を抑制することができる。
以上説明した通り、本発明によれば、サーバ装置(通信サーバ10)は、IoTデバイス(センサ30、エアコン60)からの動作情報の取得(図4:ステップS104)に対する応答として、サーバ装置のDNS情報(TTLの更新情報、宛先アドレス)を含む応答を生成(図4:ステップS106)し、IoTデバイスに送信する(図4:ステップS108)。応答を受信したIoTデバイスでは、応答に含まれるDNS情報を利用して、IoTデバイス内に記憶されているDNS情報(DNS情報記憶部341)を更新することができる。このため、IoTデバイス内のDNS情報が古くなる(有効期限が切れる)事象の発生を抑制することができ、IoTデバイスにおける名前解決処理(図4:ステップS100、図11:ステップS10〜S14)の発生頻度を低減させることができる。この結果、IoTデバイスとの通信に関し、名前解決処理に起因する、LPWAネットワークの帯域の圧迫を抑制することができる。
B.変形例:
上述した各実施態様において、ハードウェアによって実現されるとした構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されるとした構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。その他、以下のような変形も可能である。
図9は、変形例における応答処理テーブル111aの一例を示す図である。上記実施形態では、付加情報の種類c1〜c3に応じて、異なる1つのDNS情報(TTLの更新情報と、宛先アドレスとの一方)を応答に含めることとした。しかし、図9に示すように、応答に含めるDNS情報は、複数(TTLの更新情報と宛先アドレスの両方)であってもよい。この場合、応答に含めるDNS情報に応じて、参照テーブルの内容も変更する。
上記実施形態では、応答処理テーブル111を利用して、付加情報の種類c1〜c3に応じて、異なるDNS情報を応答した。具体的には、付加情報c1(無線信号強度)の場合はTTLを応答し、付加情報c2(送信頻度)の場合は宛先アドレスを応答し、付加情報c3(スリープ時間)の場合はTTLを応答することとした。しかし、これらの組み合わせは適宜変更することができる。
上記実施形態では、付加情報の種類c1〜c3に応じて、応答処理テーブル111を利用し、異なるDNS情報を応答した。しかし、動作情報取得処理(図4)における付加情報の送信および取得と、応答処理テーブル111とは省略してもよい。この場合、通信サーバ10は、動作情報取得処理(図4)のステップS104における動作情報の取得を契機として、付加情報の種類に関係なく、特定のDNS情報を応答に含めることができる。特定のDNS情報とは、TTLの更新情報であってもよく、宛先アドレスであってもよく、これらの組み合わせであってもよい。
上記実施形態では、DNS情報として、TTLの更新情報と、宛先アドレスとを例示した。しかし、DNS情報としては、その他の種々の情報(例えば、SOAの更新間隔、転送再試行時間、レコード有効時間等、ホスト名、ホスト名のエイリアス等)が採用され得る。
上記実施形態では、無線信号テーブル112、頻度テーブル113、時間テーブル114の内容の一例を挙げた。しかし、各テーブル内のデータは、求められる性能や仕様に応じて、適宜変更することができる。例えば、IoTデバイス(センサ30、エアコン60)からの動作情報の重要度に応じて、TTLの更新情報に設定される時間を決定してもよい。この場合、重要度が高い場合はTTLの更新情報を短くしてセキュリティを向上させ、重要度が低い場合はTTLの更新情報を長くして送受信頻度を低減させることが好ましい。例えば、LPWAネットワークが混雑する時間帯を避けた時間帯(例えば、深夜や早朝)にIoTデバイス(センサ30、エアコン60)と通信サーバ10との通信が発生するように、TTLの更新情報に設定される時間を決定してもよい。
上記実施形態では、付加情報c1〜c3の一例を挙げた。しかし、付加情報としては、無線信号強度、送信頻度、スリープ時間以外の情報を利用することができる。例えば、IoTデバイスの重要度(優先度)、動作情報の重要度(優先度)、IoTデバイスの種類、LPWAネットワークの種類、繰り返し送信回数(Repetition数)などCoverage Enhancementに係る通信制御パラメータ情報等が利用できる。
上記実施形態では、動作情報取得処理(図4)の一例を挙げた。しかし、動作情報取得処理は、種々の変形が可能であり、実行するステップの順序を変更してもよく、一部のステップを省略してもよく、説明にない他のステップを追加してもよい。例えば、通信サーバ10からIoTデバイス(センサ30、エアコン60)に対して送信する応答に、DNS情報以外の他の情報を含めてもよい。他の情報としては、例えば、次にIoTデバイスから通信サーバ10への通信を行うタイミングを指定する情報、通信サーバ10の状態(正常、異常、混雑度等)を表す情報等を採用できる。
図10は、変形例におけるIoTシステム1aの概略構成を示す図である。上記実施形態では、通信サーバ10は、移動体通信網2に収容されているとした。しかし、図10に示すように、通信サーバ10aは、インターネットINT上に位置してもよい。また、図10に示すように、通信サーバ10aは、上述したアプリケーションサーバ50の機能を兼ね備えたサーバとして構成されてもよい。また、通信サーバ10aは、インターネットINT上にあって、かつ、アプリケーションサーバ50とは別のサーバとして構成されてもよい。
上記実施形態では、移動体通信網2には、通信サーバ10と基地局20とが収容されているとした。しかし、移動体通信網2には、他の装置が収容されていてもよい。例えば、DHCPサーバが収容された場合、通信サーバ10は、DHCPサーバと協働して、IoTデバイスに対するDHCPリース時間を、IoTデバイス以外のデバイスに対するDHCPリース時間と比較して長くするよう動作してもよい。この場合、通信サーバ10は、動作情報の取得に対する応答に、DNS情報と、DHCPリース時間に関する情報と、を含める。
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。また、上記実施の形態に示す構成を適宜組み合わせることとしてもよい。
1…IoTシステム
2…移動体通信網
10…通信サーバ
20…基地局
30…センサ
40…DNSサーバ
50…アプリケーションサーバ
60…エアコン
110…記憶部
111…応答処理テーブル
112…無線信号テーブル
113…頻度テーブル
114…時間テーブル
120…CPU
121…取得部
122…制御部
123…応答部
130…通信部
140…ROM/RAM
115…動作情報DB
310…検出部
320…CPU
321…送信制御部
322…受信制御部
323…DNS処理部
330…通信部
340…記憶部
341…DNS情報記憶部

Claims (8)

  1. サーバ装置と通信するための当該サーバ装置のDNS情報を記憶するIoTデバイスと通信するサーバ装置であって、
    前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する取得部と、
    前記動作情報を記憶装置に記憶させる制御部と、
    前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置の前記DNS情報を更新させる更新情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する応答部と、
    を備え
    前記動作情報には、さらに、前記IoTデバイスに関する情報である付加情報が含まれ、
    前記応答部は、前記付加情報の種類に応じて、前記更新情報における前記DNS情報の内容を変更する、サーバ装置。
  2. 請求項に記載のサーバ装置であって、
    前記応答部は、前記付加情報が前記IoTデバイスの無線信号に関する情報である場合、前記DNS情報としてTTLの更新情報を採用する、サーバ装置。
  3. 請求項1または請求項に記載のサーバ装置であって、
    前記応答部は、前記付加情報が前記IoTデバイスによる前記動作情報の送信頻度を示す情報である場合、前記DNS情報として前記サーバ装置の最新の宛先アドレスを採用する、サーバ装置。
  4. 請求項1から請求項のいずれか一項に記載のサーバ装置であって、
    前記応答部は、前記付加情報が前記IoTデバイスのスリープ動作に関する情報である場合、前記DNS情報としてTTLの更新情報を採用する、サーバ装置。
  5. サーバ装置が、当該サーバ装置と通信するための当該サーバ装置のDNS情報を記憶するIoTデバイスと通信する方法であって、
    前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する工程と、
    前記動作情報を記憶装置に記憶させる工程と、
    前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置の前記DNS情報を更新させる更新情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する工程と、
    を備え
    前記動作情報には、さらに、前記IoTデバイスに関する情報である付加情報が含まれ、前記付加情報の種類に応じて、前記更新情報における前記DNS情報の内容が変更される、方法。
  6. サーバ装置と通信するための当該サーバ装置のDNS情報を記憶するIoTデバイスと通信する当該サーバ装置において実行されるコンピュータプログラムであって、
    前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する機能と、
    前記動作情報を記憶装置に記憶させる機能と、
    前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置の前記DNS情報を更新させる更新情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する機能と、
    を備え
    前記動作情報には、さらに、前記IoTデバイスに関する情報である付加情報が含まれ、前記付加情報の種類に応じて、前記更新情報における前記DNS情報の内容が変更される、コンピュータプログラム。
  7. サーバ装置と通信するための当該サーバ装置のDNS情報を記憶するIoTデバイスと通信する通信システムであって、
    移動体通信網と、
    前記移動体通信網内に収容されている前記サーバ装置と、
    を備え、
    前記サーバ装置は、
    前記IoTデバイスから送信された動作情報であって、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を取得する取得部と、
    前記動作情報を記憶装置に記憶させる制御部と、
    前記動作情報の取得に対する応答として、前記サーバ装置の前記DNS情報を更新させる更新情報を含む応答を生成し、前記IoTデバイスに送信する応答部と、
    を備え
    前記動作情報には、さらに、前記IoTデバイスに関する情報である付加情報が含まれ、前記付加情報の種類に応じて、前記更新情報における前記DNS情報の内容が変更される、通信システム。
  8. サーバ装置と通信するための当該サーバ装置のDNS情報を記憶するIoTデバイスであって、
    前記サーバ装置のDNS情報を記憶するDNS情報記憶部と、
    前記DNS情報に従って、前記サーバ装置に対して、前記IoTデバイスが動作した結果得られた情報と、前記IoTデバイスの動作許可を求める情報とのうちの少なくとも一方を含む動作情報を送信する送信制御部と、
    前記サーバ装置から送信された応答を取得し、前記応答に含まれる前記サーバ装置の前記DNS情報を更新させる更新情報に基づき、前記DNS情報記憶部内に保持されている前記DNS情報を更新する受信制御部と、
    を備え
    前記動作情報には、さらに、前記IoTデバイスに関する情報である付加情報が含まれ、前記付加情報の種類に応じて、前記更新情報における前記DNS情報の内容を変更する、IoTデバイス。
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