JP6629779B2 - Gateway device, control method therefor, and program - Google Patents

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本発明は、配下に存在するセンサからデータを収集するとともに自律分散的に周辺のゲートウェイ装置から動的にデータを収集可能なゲートウェイ装置、及びその制御方法、並びにプログラムに関するものである。   The present invention relates to a gateway device capable of collecting data from sensors existing under the device and dynamically collecting data from peripheral gateway devices in an autonomous and decentralized manner, a control method thereof, and a program.

多数のセンサがネットワークに接続されたIoT(Internet of Things)環境に不可欠なセンサ処理は、一般的に、各センサによって取得されたデータを直接クラウドに集約して当該データの処理を行うことによって実現されている(非特許文献1)。この場合、IoT環境の規模が大きくなるほど、センサからクラウドへ伝送されるデータ量が増加するとともに、データ伝送に伴うネットワーク全体の消費電力が増加することが課題となる。   Sensor processing that is indispensable to the IoT (Internet of Things) environment in which many sensors are connected to a network is generally realized by directly collecting data acquired by each sensor in the cloud and processing the data. (Non-Patent Document 1). In this case, as the scale of the IoT environment increases, the amount of data transmitted from the sensor to the cloud increases, and the power consumption of the entire network due to data transmission increases.

このような課題に対して、クラウドとセンサとの間に、クラウド機能を有するゲートウェイ(例えば、フォグノード)を設置するネットワーク構成が知られている(非特許文献2)。各ゲートウェイは、配下のセンサに比較的近い位置に設けられ、それらのセンサによって取得されたデータを収集し、収集したデータに対して所定の処理(平均化処理等)を行い、その結果をクラウドへ送信する。これにより、各センサからクラウドへデータ直接が伝送される必要がなくなるため、クラウドへ伝送されるデータ量の低減と、データ伝送に伴うネットワーク全体の消費電力の削減が期待できる。   To solve such a problem, a network configuration in which a gateway (for example, a fog node) having a cloud function is installed between a cloud and a sensor is known (Non-Patent Document 2). Each gateway is provided at a position relatively close to the sensors under its control, collects data acquired by those sensors, performs predetermined processing (averaging processing, etc.) on the collected data, and stores the result in the cloud. Send to This eliminates the need to directly transmit data from each sensor to the cloud, so that a reduction in the amount of data transmitted to the cloud and a reduction in power consumption of the entire network due to data transmission can be expected.

A. Al-Fuqaha et al., “Internet of Things: A Survey on EnablingTechnologies, Protocols, and Applications,”in IEEE Communication Survey & Tutorials, vol. 17, no. 4, 2015.A. Al-Fuqaha et al., “Internet of Things: A Survey on Enabling Technologies, Protocols, and Applications,” in IEEE Communication Survey & Tutorials, vol. 17, no. 4, 2015. M. Chiang et al., “Fog and IoT: An Overview of ResearchOpportunities,”in IEEE Internet of Things Journal, vol. 3, no. 6, 2016.M. Chiang et al., “Fog and IoT: An Overview of Research Opportunities,” in IEEE Internet of Things Journal, vol. 3, no. 6, 2016.

しかし、上述のネットワーク構成において、各ゲートウェイは、データ処理によって得られた処理結果の信頼度を把握できておらず、処理結果の信頼度にかかわらず当該処理結果を常にクラウドへ送信する。このように、各ゲートウェイが、信頼度の高い処理結果だけでなく信頼度の低い処理結果も送信することに起因して、ネットワーク全体の消費電力が高くなる。また、ゲートウェイにおいてデータ処理に用いられる計算モデルが、各センサから収集されるデータセットの日々の変動に対応できておらず、精度の高いデータ処理を実現することが難しい場合がある。   However, in the above-described network configuration, each gateway cannot grasp the reliability of the processing result obtained by the data processing, and always transmits the processing result to the cloud regardless of the reliability of the processing result. As described above, the power consumption of the entire network increases due to the fact that each gateway transmits not only a highly reliable processing result but also a low-reliable processing result. Further, the calculation model used for data processing in the gateway cannot cope with the daily fluctuation of the data set collected from each sensor, and it may be difficult to realize highly accurate data processing.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、周辺のゲートウェイ装置から自律分散的にデータを収集可能なゲートウェイ装置において、機械学習によって生成された判定器を用いて、信頼度の高いデータ処理の結果をサーバへ送信する技術を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems. The present invention provides a technology for transmitting a highly reliable data processing result to a server using a determiner generated by machine learning in a gateway device capable of autonomously and decentralized data collection from peripheral gateway devices. It is intended to be.

本発明の一態様の係るゲートウェイ装置は、センサデータを出力する複数のセンサを配下に有するゲートウェイ装置であって、センサデータに対してデータ処理を行う判定器であって、前記複数のセンサのうちの対象センサについての判定結果と当該判定結果の信頼度とを出力する前記判定器を、過去に収集されたセンサデータを用いた機械学習によって生成する生成手段と、前記対象センサに対応する収集範囲内の1つ以上のセンサから出力されるセンサデータを収集し、当該収集したセンサデータに対して、前記生成手段によって生成された前記判定器を用いて前記データ処理を行う処理手段と、前記判定器から出力された判定結果に応じて、前記データ処理の結果をサーバへ送信する送信手段と、を備え、前記処理手段は、他のゲートウェイ装置の配下にあるセンサが前記収集範囲内に含まれている場合には、当該センサから出力されるセンサデータを、ゲートウェイ間通信により前記他のゲートウェイ装置から収集し、前記処理手段は、前記判定器から出力された信頼度を基準として前記収集範囲を拡張しながら、センサデータの収集と、当該収集したセンサデータに対する前記判定器による前記データ処理とを繰り返すことを特徴とする。   The gateway device according to one embodiment of the present invention is a gateway device that has a plurality of sensors that output sensor data under its control, and is a determiner that performs data processing on the sensor data. Generating means for generating, by machine learning using sensor data collected in the past, the determination unit that outputs the determination result of the target sensor and the reliability of the determination result; and a collection range corresponding to the target sensor. Processing means for collecting sensor data output from one or more of the sensors, and performing the data processing on the collected sensor data using the determiner generated by the generating means; Transmitting means for transmitting a result of the data processing to a server in accordance with the determination result output from the device, wherein the processing means comprises: When a sensor under the control of the gateway device is included in the collection range, sensor data output from the sensor is collected from the other gateway device by inter-gateway communication, and the processing unit includes: The sensor data collection and the data processing by the determiner on the collected sensor data are repeated while expanding the collection range based on the reliability output from the determiner.

本発明によれば、周辺のゲートウェイ装置から自律分散的にデータを収集可能なゲートウェイ装置において、機械学習によって生成された判定器を用いて、信頼度の高いデータ処理の結果をサーバへ送信することが可能になる。   According to the present invention, in a gateway device capable of autonomously and decentralized data collection from a peripheral gateway device, a highly reliable data processing result is transmitted to a server by using a determiner generated by machine learning. Becomes possible.

一実施形態に係るネットワーク構成例を示す図FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network configuration according to an embodiment. 一実施形態に係るゲートウェイ装置の構成例を示すブロック図FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration example of a gateway device according to an embodiment. 一実施形態に係る前処理の手順を示すフローチャートFlowchart showing the procedure of preprocessing according to one embodiment 一実施形態に係る前処理における判定器の生成例を示す図The figure which shows the example of generation | occurrence | production of the determiner in the preprocessing concerning one Embodiment 一実施形態に係る判定処理の手順を示すフローチャート4 is a flowchart illustrating a procedure of a determination process according to an embodiment. 一実施形態に係る判定処理におけるデータの収集範囲の拡張例を示す図FIG. 7 is a diagram illustrating an example of extending a data collection range in a determination process according to an embodiment. 一実施形態に係るフィードバック処理の手順を示すフローチャート4 is a flowchart illustrating a procedure of a feedback process according to an embodiment.

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。   Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, components that are not necessary for the description of the embodiment are omitted from the drawings.

<ネットワーク構成>
図1は、本実施形態に係るゲートウェイ装置(GW)を含むネットワーク構成例を示す図である。本実施形態のネットワーク構成では、複数のゲートウェイ装置(G1,G2,G3,...)が、それぞれ、配下の複数のセンサとクラウド(クラウド上のサーバ)との間に設けられている。図1の例では、ゲートウェイ装置G1の配下に9個のセンサS11,S12,...,S19が設けられている。同様に、ゲートウェイ装置G2の配下に9個のセンサS21,S22,...,S29が設けられ、ゲートウェイ装置G3の配下に9個のセンサS31,S32,...,S39が設けられている。なお、各ゲートウェイ装置の配下には、任意の数のセンサを設けることが可能である。
<Network configuration>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a network configuration including a gateway device (GW) according to the present embodiment. In the network configuration of the present embodiment, a plurality of gateway devices (G1, G2, G3,...) Are respectively provided between a plurality of subordinate sensors and a cloud (a server on the cloud). In the example of FIG. 1, nine sensors S11, S12,..., S19 are provided under the gateway device G1. Similarly, nine sensors S21, S22, ..., S29 are provided under the gateway device G2, and nine sensors S31, S32, ..., S39 are provided under the gateway device G3. . Note that an arbitrary number of sensors can be provided under each gateway device.

各ゲートウェイ装置は、配下にある各センサと有線又は無線により通信可能に接続され、各センサから出力されるデータ(センサデータ)を取得できる。各ゲートウェイ装置は、配下にある複数のセンサからセンサデータを収集し、収集したデータに所定の処理を行い、その処理結果をクラウドへ送信する、ゲートウェイ機能を有する。   Each gateway device is communicably or wirelessly connected to each subordinate sensor and can acquire data (sensor data) output from each sensor. Each gateway device has a gateway function of collecting sensor data from a plurality of subordinate sensors, performing predetermined processing on the collected data, and transmitting the processing result to the cloud.

本実施形態では、1つのゲートウェイ装置が他のゲートウェイ装置と直接的に通信を行う又は1つ以上のゲートウェイ装置を経由して間接的に通信を行う、ゲートウェイ間通信が導入される。ゲートウェイ間通信の導入により、ゲートウェイ装置間で互いにセンサデータの取得が可能となっている。例えば、ゲートウェイ装置G1は、センサS21〜S29から出力されるセンサデータを、ゲートウェイ間通信によりゲートウェイ装置G2から取得できる。また、ゲートウェイ装置G1は、センサS31〜S39から出力されるセンサデータを、ゲートウェイ間通信によりゲートウェイ装置G3から取得できる。   In the present embodiment, gateway-to-gateway communication in which one gateway device directly communicates with another gateway device or indirectly communicates via one or more gateway devices is introduced. With the introduction of the inter-gateway communication, it is possible to mutually acquire sensor data between the gateway devices. For example, the gateway device G1 can acquire sensor data output from the sensors S21 to S29 from the gateway device G2 by communication between gateways. In addition, the gateway device G1 can acquire the sensor data output from the sensors S31 to S39 from the gateway device G3 by communication between the gateways.

ネットワーク内の各ゲートウェイ装置は、ネットワーク内の各センサを配下に有するゲートウェイ装置(即ち、各センサがいずれのゲートウェイ装置の配下にあるか)を示す配置情報を予め保持している。また、各ゲートウェイ装置は、任意の他のゲートウェイ装置にたどり着く(アクセスする)ための経路を示す経路情報を予め保持している。各ゲートウェイ装置は、クラウドを介さずに、これらの情報を使用することによってゲートウェイ間通信を行うことが可能である。本実施形態のゲートウェイ装置は、このようなゲートウェイ間通信を利用して、周辺のゲートウェイ装置から自律分散的にセンサデータを収集可能である。   Each gateway device in the network previously holds arrangement information indicating a gateway device having each sensor in the network under its control (that is, which gateway device each sensor is under its control). In addition, each gateway device holds in advance route information indicating a route for reaching (accessing) any other gateway device. Each gateway device can perform gateway-to-gateway communication by using these pieces of information without going through the cloud. The gateway device of the present embodiment can collect sensor data autonomously and decentralized from peripheral gateway devices using such inter-gateway communication.

なお、ネットワーク内に新たにセンサ又はゲートウェイ装置が追加された場合、又は既に配置されているセンサ又はゲートウェイ装置が除去された場合には、各ゲートウェイ装置は、クラウドからの通知に基づいて配置情報又は経路情報を更新してもよい。あるいは、各ゲートウェイ装置は、他のゲートウェイ装置からの通知に基づいて配置情報又は経路情報を更新してもよい。   If a new sensor or gateway device is added to the network, or if a sensor or gateway device that has already been placed is removed, each gateway device sends the placement information or information based on the notification from the cloud. The route information may be updated. Alternatively, each gateway device may update the arrangement information or the route information based on a notification from another gateway device.

<ゲートウェイ装置による処理の概要>
本実施形態のゲートウェイ装置は、センサデータを収集し、事前の機械学習によって生成した計算モデル(判定器)を用いて、収集したデータに対するデータ処理を行い、必要な場合にのみ処理結果(又は処理結果を示す情報)をクラウドへ送信する。ゲートウェイ装置は、データ処理の結果の信頼度を基準として、自装置の配下にあるセンサだけでなく、必要に応じてデータの収集範囲を周辺のゲートウェイ装置の配下にあるセンサに拡張して、センサデータの収集を行う。このように、ゲートウェイ装置は、データ処理の対象となるセンサデータを増やすことで、データ処理の精度を向上させ、信頼度の高い処理結果をクラウドへ送信可能にする。即ち、信頼度の高い処理結果のみを各ゲートウェイ装置から必要に応じてクラウドへ送信することによって、従来と比較して、ゲートウェイ装置からクラウドへのデータ伝送に伴うネットワーク全体の消費電力の削減を実現する。
<Overview of processing by gateway device>
The gateway device according to the present embodiment collects sensor data, performs data processing on the collected data by using a calculation model (determiner) generated by machine learning in advance, and only processes a processing result (or a processing result if necessary). Information indicating the result) to the cloud. The gateway device, based on the reliability of the result of the data processing as a reference, extends the data collection range not only to the sensors under its own device but also to the sensors under the nearby gateway device as necessary, and Collect data. As described above, the gateway device increases the sensor data to be subjected to the data processing, thereby improving the accuracy of the data processing and enabling the highly reliable processing result to be transmitted to the cloud. In other words, by transmitting only highly reliable processing results from each gateway device to the cloud as needed, the power consumption of the entire network due to data transmission from the gateway device to the cloud is reduced as compared to the past. I do.

より具体的には、ゲートウェイ装置は、以下の3段階の処理を行う。
前処理:
ゲートウェイ装置はまず、過去に収集したデータを用いて機械学習を行うことによって、収集したセンサデータに対するデータ処理に用いる計算モデル(判定器)を生成する。
判定処理:
次に、ゲートウェイ装置は、前処理により生成された判定器を用いて、自装置の配下にあるセンサから、及び必要に応じて周辺のゲートウェイ装置から収集したセンサデータを処理し、必要な場合にのみ処理結果をクラウドへ送信する。
フィードバック処理:
更に、ゲートウェイ装置は、判定処理において収集されたセンサデータに基づいて判定器を更新する。これにより、判定処理に使用される判定器を、各センサから収集されるセンサデータの日々の変動に対応可能にする。
More specifically, the gateway device performs the following three stages of processing.
Preprocessing:
First, the gateway device performs machine learning using data collected in the past, thereby generating a calculation model (determiner) used for data processing on the collected sensor data.
Determination process:
Next, the gateway device processes the sensor data collected from the sensors under its own device and, if necessary, from the peripheral gateway devices, using the determiner generated by the preprocessing, and when necessary, Only send the processing result to the cloud.
Feedback processing:
Further, the gateway device updates the determiner based on the sensor data collected in the determination process. This makes it possible for the determiner used in the determination process to respond to daily fluctuations in sensor data collected from each sensor.

<ゲートウェイ装置の機能構成>
図2は、本実施形態に係るゲートウェイ装置の機能構成例を示すブロック図である。図2に示されるように、ゲートウェイ装置は、大きく分けて、前処理部21、判定処理部22、フィードバック処理部23、及びデータ記憶部24を有する。前処理部21、判定処理部22、及びフィードバック処理部23は、上述の前処理、判定処理、及びフィードバック処理をそれぞれ実現する機能ユニットである。なお、前処理部21、判定処理部22、及びフィードバック処理部23は、ハードウェア若しくはソフトウェア、又はそれらの組み合わせによって、ゲートウェイ装置において実現されうる。ソフトウェアによって実現される場合、ゲートウェイ装置が備える1つ以上のCPU等のプロセッサ(図示せず)が、ROM等の記憶装置(図示せず)に格納された制御プログラムを読み出して実行することによって実現されうる。
<Functional configuration of gateway device>
FIG. 2 is a block diagram illustrating a functional configuration example of the gateway device according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the gateway device roughly includes a pre-processing unit 21, a determination processing unit 22, a feedback processing unit 23, and a data storage unit 24. The pre-processing unit 21, the determination processing unit 22, and the feedback processing unit 23 are functional units that implement the above-described pre-processing, determination processing, and feedback processing, respectively. The pre-processing unit 21, the determination processing unit 22, and the feedback processing unit 23 can be realized in the gateway device by hardware or software, or a combination thereof. When implemented by software, one or more processors (not shown) such as CPUs included in the gateway device read and execute a control program stored in a storage device (not shown) such as a ROM. Can be done.

(前処理)
前処理部21は、過去に収集したセンサデータを用いて機械学習を行うことによって、収集したセンサデータに対するデータ処理に用いる判定器を生成する。本実施形態の前処理部21は、機械学習の対象となるセンサデータについての、それぞれ異なる規模(サイズ)のデータセットを用いて機械学習を行うことによって、複数の判定器を生成する。更に、前処理部21は、生成した各判定器によって得られる判定結果の精度を確認し、所定の基準を満たす判定器のいずれかを、判定処理部22による判定処理用のデフォルト判定器として決定する。複数の判定器が基準を満たす場合には、当該複数の判定器のうちで、データ処理に必要となるデータ量(必要データ量)が最も少ない判定器である最適判定器をデフォルト判定器として決定してもよい。また、前処理部21は、デフォルト判定器によるデータ処理の必要データ量を決定する。必要データ量に対応するデータには、自装置の配下のセンサから収集されるセンサデータだけでなく、周辺のゲートウェイ装置から収集されるセンサデータも含みうる。前処理部21は、生成した複数の判定器と、デフォルト判定器及び必要データ量を示す情報とを、データ記憶部24に格納する。
(Preprocessing)
The preprocessing unit 21 performs machine learning using sensor data collected in the past to generate a determiner used for data processing on the collected sensor data. The preprocessing unit 21 according to the present embodiment generates a plurality of determiners by performing machine learning using different sets (sizes) of sensor data to be subjected to machine learning. Further, the preprocessing unit 21 confirms the accuracy of the determination result obtained by each of the generated determiners, and determines one of the determiners that satisfies a predetermined criterion as a default determiner for the determination process by the determination processing unit 22. I do. If the plurality of determiners satisfy the criterion, the optimal determiner that is the determiner that requires the least amount of data (the required data amount) for data processing is determined as the default determiner among the plurality of determiners. May be. Further, the preprocessing unit 21 determines a data amount required for data processing by the default determiner. The data corresponding to the required data amount may include not only sensor data collected from a sensor under its own device but also sensor data collected from a peripheral gateway device. The preprocessing unit 21 stores the generated plurality of determiners, the default determiner, and information indicating the required data amount in the data storage unit 24.

(判定処理)
判定処理部22は、センサデータを収集し、収集したセンサデータを、データ記憶部24に格納されている判定器を用いて処理することで、センサデータの処理結果を示す情報をクラウドへ送信(アップロード)すべきか否かを判定する。その際、判定処理部22は、データ記憶部24に格納されている複数の判定器のうち、デフォルト判定器を使用する。
(Determination process)
The determination processing unit 22 collects the sensor data, processes the collected sensor data using the determiner stored in the data storage unit 24, and transmits information indicating the processing result of the sensor data to the cloud ( Upload). At that time, the determination processing unit 22 uses a default determination unit among a plurality of determination units stored in the data storage unit 24.

判定処理部22は、判定器による判定結果の信頼度を基準として、必要に応じてセンサデータの収集範囲を拡張し、拡張した範囲内のセンサデータを収集する。拡張された収集範囲に、周辺のゲートウェイ装置(の配下のセンサ)が含まれる場合には、判定処理部22は、ゲートウェイ間通信を利用して周辺のゲートウェイ装置からセンサデータを収集する。判定処理部22は、収集したセンサデータを、判定器を用いて再処理することで、センサデータの処理結果を示す情報をクラウドへ送信すべきか否かを再判定する。   The determination processing unit 22 expands the collection range of the sensor data as necessary based on the reliability of the determination result by the determiner, and collects the sensor data within the expanded range. If the extended collection range includes (a subordinate sensor of) a peripheral gateway device, the determination processing unit 22 collects sensor data from the peripheral gateway device using communication between gateways. The determination processing unit 22 reprocesses the collected sensor data using the determiner to determine again whether information indicating the processing result of the sensor data should be transmitted to the cloud.

このように、判定処理部22は、必要に応じて、ゲートウェイ間通信を利用して他のゲートウェイ装置からもセンサデータを収集(取得)することで、判定器を用いたデータ処理の精度を向上させる。判定処理部22は、より高い信頼度の判定結果を取得し、当該判定結果がクラウドへの送信を示す場合には、センサデータの処理結果を示す情報をクラウドへ送信(アップロード)する。なお、判定処理部22によって収集されたセンサデータに基づいて、前処理部21によって定期的に(即ち、所定時間が経過するごとに)機械学習による複数の判定器の生成及びデフォルト判定器の決定が行われてもよい。   In this manner, the determination processing unit 22 collects (acquires) sensor data from other gateway devices using inter-gateway communication as necessary, thereby improving the accuracy of data processing using the determiner. Let it. The determination processing unit 22 acquires a determination result with a higher degree of reliability, and when the determination result indicates transmission to the cloud, transmits (uploads) information indicating the processing result of the sensor data to the cloud. In addition, based on the sensor data collected by the determination processing unit 22, the preprocessing unit 21 periodically generates a plurality of determiners by machine learning (that is, every time a predetermined time elapses) and determines a default determiner. May be performed.

(フィードバック処理)
フィードバック処理部23は、判定処理部22による判定処理に使用されたセンサデータを取得し、取得したセンサデータを用いて機械学習を行うことによって、判定処理に使用されている判定器を更新する。なお、フィードバック処理部23は、更新後の判定器をデータ記憶部24に格納することによって、当該更新後の判定器を判定処理部22による判定処理に使用可能にする。
(Feedback processing)
The feedback processing unit 23 acquires the sensor data used for the determination processing by the determination processing unit 22 and performs machine learning using the acquired sensor data, thereby updating the determiner used for the determination processing. The feedback processing unit 23 stores the updated determiner in the data storage unit 24 so that the updated determiner can be used for the determination process by the determination processing unit 22.

以下では、図3乃至図7を参照して、ゲートウェイ装置によって実行される具体的な処理ついて、より具体的に説明する。ここでは、各ゲートウェイ装置の配下のセンサとして、温度(気温)を測定して測定値を出力する温度センサが用いられており、ある対象センサが、周辺(近傍)のセンサから出力される温度と極端に異なる温度を出力するセンサ(以下、「ホットスポット」とも称する。)であるか否かを判定する場合を例に説明する。   Hereinafter, specific processing executed by the gateway device will be described more specifically with reference to FIGS. Here, a temperature sensor that measures a temperature (air temperature) and outputs a measured value is used as a sensor under the control of each gateway device, and a certain target sensor is connected to a temperature output from a peripheral (nearby) sensor. An example will be described in which it is determined whether or not a sensor outputs extremely different temperatures (hereinafter, also referred to as a “hot spot”).

<前処理の手順>
図3は、前処理部21によって実行される前処理の手順を示すフローチャートである。この前処理は、ホットスポットの判定対象となるセンサ(対象センサ)を配下に有するゲートウェイ装置において実行される。また、図4は、前処理における判定器の生成例を示す図である。
<Pre-processing procedure>
FIG. 3 is a flowchart illustrating a procedure of the pre-processing performed by the pre-processing unit 21. This pre-processing is executed in a gateway device having a sensor (target sensor) to be a hot spot determination target under its control. FIG. 4 is a diagram illustrating an example of generation of a determiner in preprocessing.

ステップS301で、前処理部21は、過去に得られたセンサデータを含むデータセットを取得する。ここで取得される過去のデータセットには、対象センサから出力されたセンサデータと、対象センサを配下に有するゲートウェイ装置及びその周辺のゲートウェイ装置の配下にあるセンサから出力されたセンサデータとが含まれうる。また、取得されたデータセットには、各センサによる温度の測定値を示すセンサデータだけでなく、対象センサがホットスポットであるか否かを示す情報も含められている。   In step S301, the preprocessing unit 21 acquires a data set including sensor data obtained in the past. The past data set acquired here includes the sensor data output from the target sensor and the sensor data output from the sensors under the gateway device under the target sensor and the gateway device therearound. Can be. Further, the acquired data set includes not only sensor data indicating the measured value of the temperature by each sensor, but also information indicating whether or not the target sensor is a hot spot.

次にステップS302で、前処理部21は、取得したデータセットに含まれる各センサデータを、図4に示されるように、学習用データ又はテスト用データに分類する。更に、ステップS303で、前処理部21は、学習用データから成る、異なるサイズの複数のデータセットを決定し、処理をステップS304へ進める。図4では、一部のデータがデータセット間で重複するN個のデータセットが決定される例が示されている。   Next, in step S302, the preprocessing unit 21 classifies each sensor data included in the acquired data set into learning data or test data, as shown in FIG. Further, in step S303, the preprocessing unit 21 determines a plurality of data sets of different sizes, each of which includes learning data, and advances the processing to step S304. FIG. 4 shows an example in which N data sets in which some data overlap between data sets are determined.

ステップS304で、前処理部21は、ステップS303において決定された各データセットを用いて機械学習(例えば、サポートベクトルマシン)を行うことによって、複数の判定器を生成する。ここでは、N個のデータセット(K=1,2,3,...,N)のそれぞれについて機械学習が行われることで、N個の判定器(K=1,2,3,...,N)が生成される。   In step S304, the preprocessing unit 21 generates a plurality of determiners by performing machine learning (for example, a support vector machine) using each of the data sets determined in step S303. Here, machine learning is performed for each of the N data sets (K = 1, 2, 3,..., N), so that N determiners (K = 1, 2, 3,...). ., N) are generated.

なお、ステップS304において生成される各判定器の入力は、対象センサ及び周辺のセンサから出力されるセンサデータ列である。判定器は、入力されたセンサデータ列に対するデータ処理により、対象センサがホットスポットか否かの判定を行う。判定器の出力は、判定結果、及び当該判定結果の信頼度である。判定結果は、対象センサがホットスポットであるか否か(即ち、センサデータの処理結果を示す情報をクラウドへ送信(アップロード)すべきか否か)を示す。また、信頼度は、処理結果の確からしさを示し、処理結果を示す情報をクラウドへアップロードする確率に相当する。   The input of each determiner generated in step S304 is a sensor data string output from the target sensor and peripheral sensors. The determiner determines whether the target sensor is a hot spot by performing data processing on the input sensor data sequence. The output of the determiner is the determination result and the reliability of the determination result. The determination result indicates whether or not the target sensor is a hot spot (that is, whether or not information indicating the processing result of the sensor data should be transmitted (uploaded) to the cloud). The reliability indicates the likelihood of the processing result and corresponds to the probability of uploading information indicating the processing result to the cloud.

その後、ステップS305で、前処理部21は、テスト用データを用いて、ステップS304において生成された各判定器の判定結果の精度を確認し、判定器間で精度を比較する。更に、ステップS306で、前処理部21は、ステップS304において生成された複数の判定器のうち、判定結果の精度が所定の基準を満たす判定器(K=X)を、判定処理部22による判定処理用のデフォルト判定器として決定する。前処理部21は、例えば、最適判定器をデフォルト判定器として決定する。前処理部21は、生成した複数の判定器と、デフォルト判定器及び上述の必要データ量を示す情報とをデータ記憶部24に保存し、前処理を終了する。   Thereafter, in step S305, the preprocessing unit 21 uses the test data to check the accuracy of the determination result of each of the determiners generated in step S304, and compares the accuracy between the determiners. Further, in step S306, the preprocessing unit 21 determines, by the determination processing unit 22, the determination unit (K = X), of the plurality of determination units generated in step S304, in which the accuracy of the determination result satisfies a predetermined criterion. Determined as the default determiner for processing. The preprocessing unit 21 determines, for example, the optimal determiner as a default determiner. The preprocessing unit 21 stores the generated plurality of determiners, the default determiner, and the information indicating the required data amount in the data storage unit 24, and ends the preprocessing.

なお、前処理部21は、ステップS301で取得したデータセットに含まれる全データを学習用データとした場合には、生成した判定器間で判定結果の精度の比較を行わず、いずれか1つの判定器を、判定処理用のデフォルト判定器として決定する。その場合、例えば、対象センサのみについての過去のセンサデータから成るデータセットを用いた機械学習によって生成された判定器、又は、最もサイズの小さいデータセット(図4のK=1)を用いた機械学習によって生成された判定器(即ち、判定器によるデータ処理に必要となるデータが最も少ない判定器)が、デフォルト判定器として決定されてもよい。   When all data included in the data set acquired in step S301 is used as learning data, the preprocessing unit 21 does not compare the accuracy of the determination result between the generated determiners, and selects any one of them. The determiner is determined as a default determiner for the determination process. In this case, for example, a determiner generated by machine learning using a data set consisting of past sensor data of only the target sensor, or a machine using the smallest data set (K = 1 in FIG. 4) A determiner generated by learning (that is, a determiner that requires the least amount of data for data processing by the determiner) may be determined as the default determiner.

<判定処理の手順>
図5は、判定処理部22によって実行される判定処理の手順を示すフローチャートである。この判定処理は、前処理と同様、ホットスポットの判定対象となるセンサ(対象センサ)を配下に有するゲートウェイ装置において実行される。また、図6は、判定処理におけるデータの収集範囲の拡張例を示す図である。
<Procedure of judgment processing>
FIG. 5 is a flowchart illustrating a procedure of the determination process performed by the determination processing unit 22. This determination processing is executed in a gateway device having a sensor (target sensor) to be a hot spot determination target similarly to the preprocessing. FIG. 6 is a diagram illustrating an example of extending the data collection range in the determination process.

ステップS501で、判定処理部22は、前処理によって得られたデフォルト判定器によるデータ処理に必要となる、ある時刻のセンサデータを収集する。判定処理部22は、対象センサとは異なるゲートウェイ装置の配下にあるセンサから出力されるセンサデータを収集する必要がある場合には、ゲートウェイ間通信を利用して、周辺のゲートウェイ装置からセンサデータを収集する。なお、ステップS501におけるセンサデータの収集範囲は、初期の収集範囲として予め定められた範囲であり、対象センサのセンサデータのみが含まれる範囲であってもよいし、上述の必要データ量に対応する範囲であってもよい。   In step S501, the determination processing unit 22 collects sensor data at a certain time, which is necessary for data processing by the default determiner obtained by the pre-processing. When it is necessary to collect sensor data output from a sensor under a gateway device different from the target sensor, the determination processing unit 22 uses sensor-to-gateway communication to transfer sensor data from a peripheral gateway device. collect. Note that the collection range of the sensor data in step S501 is a range that is predetermined as an initial collection range, may be a range that includes only the sensor data of the target sensor, or corresponds to the above-described necessary data amount. It may be a range.

次にステップS502で、判定処理部22は、デフォルト判定器を用いて、収集したセンサデータに対してデータ処理を行うことで、対象センサがホットスポットか否かの判定を行う。更にステップS503で、判定処理部22は、判定器による判定結果の信頼度を予め定められた閾値と比較し、当該信頼度が閾値を上回っているか否かを判定する。当該信頼度が閾値を上回っている場合、判定処理部22は処理をステップS504へ進める。   Next, in step S502, the determination processing unit 22 determines whether the target sensor is a hot spot by performing data processing on the collected sensor data using a default determiner. Further, in step S503, the determination processing unit 22 compares the reliability of the determination result by the determiner with a predetermined threshold, and determines whether the reliability exceeds the threshold. If the reliability exceeds the threshold, the determination processing unit 22 proceeds with the process to step S504.

ステップS504で、判定処理部22は、センサデータの処理結果を示す情報として、対象センサを示すセンサ情報をクラウド(クラウド上のサーバ)へ送信する必要があるか否かを判定する。具体的には、デフォルト判定器による判定結果が、センサデータの処理結果をクラウドへ送信(アップロード)する(即ち、対象センサがホットスポットである)との結果である場合には、センサ情報の送信が必要であると判定する。一方、それ以外の場合には、センサ情報の送信は必要ないと判定する。判定処理部22は、センサ情報の送信が必要と判定した場合には、ステップS505においてセンサ情報(例えば、対象センサの識別情報である識別ID)を送信し、処理を終了する。   In step S504, the determination processing unit 22 determines whether it is necessary to transmit sensor information indicating the target sensor to the cloud (a server on the cloud) as information indicating the processing result of the sensor data. Specifically, if the determination result by the default determiner is a result of transmitting (uploading) the processing result of the sensor data to the cloud (that is, the target sensor is a hot spot), the transmission of the sensor information is performed. Is determined to be necessary. On the other hand, in other cases, it is determined that transmission of sensor information is not necessary. When determining that the transmission of the sensor information is necessary, the determination processing unit 22 transmits the sensor information (for example, the identification ID that is the identification information of the target sensor) in step S505, and ends the process.

一方、ステップS503において、デフォルト判定器による判定結果の信頼度が閾値を上回っていない(閾値以下である)場合、判定処理部22は処理をステップS506へ進める。ステップS506で、判定処理部22は、図6に示されるように、センサデータの収集範囲を最小単位ごとに拡張する。ここで、図6には、ゲートウェイ装置G1の配下にあるセンサS12が対象センサであり、ゲートウェイ装置G1がセンサデータを収集する例が示されている。図6では、センサS11〜S19はゲートウェイ装置G1、センサS21〜S29はゲートウェイ装置G2、センサS31〜S39はゲートウェイ装置G3、及びセンサS41〜S49はゲートウェイ装置G4の配下にある。   On the other hand, in step S503, when the reliability of the determination result by the default determiner does not exceed the threshold value (is equal to or less than the threshold value), the determination processing unit 22 advances the processing to step S506. In step S506, the determination processing unit 22 extends the sensor data collection range for each minimum unit as shown in FIG. Here, FIG. 6 illustrates an example in which the sensor S12 under the gateway device G1 is a target sensor, and the gateway device G1 collects sensor data. In FIG. 6, the sensors S11 to S19 are under the gateway device G1, the sensors S21 to S29 are under the gateway device G2, the sensors S31 to S39 are under the gateway device G3, and the sensors S41 to S49 are under the gateway device G4.

図6(A)は、初期の収集範囲の例を示しており、対象センサ(センサS12)から出力されるセンサデータのみが、初期の収集範囲に含まれている。この場合、ゲートウェイ装置G1は、ゲートウェイ間通信を行うことなく、センサS12から出力されるセンサデータを収集する。図6(B)は、ステップS506において収集範囲が拡張された例を示しており、1ホップを最小単位として、対象センサから1ホップの範囲に収集範囲が拡張されている。この場合、ゲートウェイ装置G1は、自装置の配下にあるセンサS11〜S16から出力されるセンサデータを収集するとともに、センサS27〜S29から出力されたセンサデータを、ゲートウェイ間通信によりゲートウェイ装置G2から収集する。   FIG. 6A shows an example of the initial collection range, in which only the sensor data output from the target sensor (sensor S12) is included in the initial collection range. In this case, the gateway device G1 collects sensor data output from the sensor S12 without performing inter-gateway communication. FIG. 6B shows an example in which the collection range is extended in step S506, and the collection range is extended to a range of one hop from the target sensor with one hop as a minimum unit. In this case, the gateway device G1 collects the sensor data output from the sensors S11 to S16 under its own device, and also collects the sensor data output from the sensors S27 to S29 from the gateway device G2 by inter-gateway communication. I do.

次にステップS507で、判定処理部22は、拡張された収集範囲が所定の限界を超えた(限界に達した)か否かを判定し、超えていない場合には処理をステップS508へ進め、超えた場合には処理をステップS509へ進める。ステップS508では、判定処理部22は、拡張された収集範囲内のセンサデータを上述のように収集することで、デフォルト判定器によるデータ処理に用いるセンサデータを増やし、処理をステップS502へ戻す。これにより、判定処理部22は、収集したセンサデータに対して、ステップS502において再びデータ処理を行う。   Next, in step S507, the determination processing unit 22 determines whether the extended collection range has exceeded a predetermined limit (reached the limit), and if not, advances the process to step S508. If it has exceeded, the process proceeds to step S509. In step S508, the determination processing unit 22 increases the sensor data used for data processing by the default determiner by collecting sensor data in the extended collection range as described above, and returns the processing to step S502. Thus, the determination processing unit 22 performs data processing again on the collected sensor data in step S502.

このようにして、判定処理部22は、センサデータの収集範囲が限界を超えるまで、当該収集範囲を必要に応じて拡張しながら、ステップS502におけるデフォルト判定器によるデータ処理を繰り返すことで、閾値を上回る信頼度を有する判定結果を取得する。更に、判定処理部22は、閾値を上回る信頼度を有する判定結果に応じて、データ処理の結果を示すセンサ情報をクラウドへ送信(アップロード)する。なお、判定処理部22は、デフォルト判定器を用いたデータ処理が完了すると、フィードバック処理部23によるフィードバック処理のために、収集したセンサデータをデータ記憶部24に保存する。   In this way, the determination processing unit 22 repeats the data processing by the default determiner in step S502 while expanding the collection range as necessary until the sensor data collection range exceeds the limit, thereby setting the threshold value. Obtain a judgment result with higher reliability. Further, the determination processing unit 22 transmits (uploads) sensor information indicating a result of the data processing to the cloud according to the determination result having the reliability exceeding the threshold. When the data processing using the default determiner is completed, the determination processing unit 22 stores the collected sensor data in the data storage unit 24 for the feedback processing by the feedback processing unit 23.

一方、ステップS509では、判定処理部22は、収集済みのセンサデータに対して、ヒューリスティック法によるデータ処理を行い、処理をステップS504へ進める。ヒューリスティック法では、過去に得られたセンサデータに基づく機械学習を行わず、現在得られているセンサデータ全体に基づく分析により得られる指標(平均値又は標準偏差等)を用いて、対象センサがホットスポットであるか否かが判定される。ステップS504では、ヒューリスティック法による判定結果に応じて、データ処理の結果を示すセンサ情報をクラウドへ送信(アップロード)する。   On the other hand, in step S509, the determination processing unit 22 performs data processing on the collected sensor data by the heuristic method, and proceeds to step S504. In the heuristic method, the target sensor is not hot-learned based on sensor data obtained in the past, but uses an index (average value or standard deviation) obtained by analysis based on the entire sensor data obtained at present. It is determined whether or not it is a spot. In step S504, sensor information indicating the result of the data processing is transmitted (uploaded) to the cloud according to the determination result by the heuristic method.

<フィードバック処理の手順>
図7は、フィードバック処理部23によって実行されるフィードバック処理の手順を示すフローチャートである。このフィードバック処理は、前処理及び判定処理と同様、ホットスポットの判定対象となるセンサ(対象センサ)を配下に有するゲートウェイ装置において実行される。
<Procedure of feedback processing>
FIG. 7 is a flowchart illustrating a procedure of the feedback processing executed by the feedback processing unit 23. This feedback processing is executed in a gateway apparatus having a sensor (target sensor) to be a hot spot determination target, similarly to the preprocessing and the determination processing.

フィードバック処理の基本的な手順は、図3に示される前処理と同様である。ただし、フィードバック処理部23は、ステップS701では、判定処理部22による判定処理に使用され、データ記憶部24に保存されている、収集済みのセンサデータを取得する。また、フィードバック処理部23は、ステップS704では、収集済みのセンサデータから成るデータセットごとに、データ記憶部24に既に格納されている各判定器を機械学習により更新する。更に、フィードバック処理部23は、更新後の複数の判定器と、更新後のデフォルト判定器及び必要データ量を示す情報とを、データ記憶部24に格納することで、既存の判定器及び情報の更新を行う。これにより、データ記憶部24に格納された、更新後の判定器及び情報が、判定処理部22による判定処理に使用(フィードバック)されることになる。   The basic procedure of the feedback process is the same as the pre-process shown in FIG. However, in step S701, the feedback processing unit 23 acquires collected sensor data that is used in the determination process by the determination processing unit 22 and stored in the data storage unit 24. In step S704, the feedback processing unit 23 updates each of the determiners already stored in the data storage unit 24 by machine learning for each data set including the collected sensor data. Further, the feedback processing unit 23 stores the plurality of updated determiners and the updated default determiner and the information indicating the required data amount in the data storage unit 24, so that the existing determiners and the information are stored. Perform an update. As a result, the updated determiner and information stored in the data storage unit 24 are used (feedback) in the determination processing by the determination processing unit 22.

以上説明したように、本実施形態では、ゲートウェイ装置は、センサデータを出力する複数のセンサを配下に有する。前処理部21は、センサデータに対してデータ処理を行う判定器であって、複数のセンサのうちの対象センサについての判定結果と当該判定結果の信頼度とを出力する判定器を、過去に収集されたセンサデータを用いた機械学習によって生成する。判定処理部22は、対象センサに対応する収集範囲内の1つ以上のセンサから出力されるセンサデータを収集し、当該収集したセンサデータに対して、前処理部21によって生成された判定器(デフォルト判定器)を用いてデータ処理を行う。その際、判定処理部22は、判定器から出力された信頼度を基準として収集範囲を拡張しながら、センサデータの収集と、当該収集したセンサデータに対する判定器によるデータ処理とを繰り返す。また、判定処理部22は、他のゲートウェイ装置の配下にあるセンサが収集範囲内に含まれている場合には、当該センサから出力されるセンサデータを、ゲートウェイ間通信により他のゲートウェイ装置から収集する。その後、判定処理部22は、判定器から出力された判定結果に応じて(例えば、判定結果が、データ処理の結果をサーバへ送信(クラウドへアップロード)すべきことを示す場合にのみ)、データ処理の結果をサーバへ送信する。   As described above, in the present embodiment, the gateway device has a plurality of sensors that output sensor data under its control. The pre-processing unit 21 is a determiner that performs data processing on sensor data, and outputs a determination result for a target sensor among a plurality of sensors and a reliability of the determination result, Generated by machine learning using collected sensor data. The determination processing unit 22 collects sensor data output from one or more sensors within the collection range corresponding to the target sensor, and determines the determined sensor ( Data processing is performed using a default determiner). At this time, the determination processing unit 22 repeats the collection of the sensor data and the data processing of the collected sensor data by the determiner while expanding the collection range based on the reliability output from the determiner. When a sensor under the control of another gateway device is included in the collection range, the determination processing unit 22 collects sensor data output from the sensor from the other gateway device by communication between the gateways. I do. Thereafter, the determination processing unit 22 determines the data according to the determination result output from the determiner (for example, only when the determination result indicates that the result of the data processing should be transmitted to the server (uploaded to the cloud)). Send the processing result to the server.

本実施形態によれば、機械学習により生成された判定器を用いることで、信頼度の低いデータ処理の結果をサーバ(クラウド)へ送信せず、信頼度の高いデータ処理の結果のみをサーバへ送信することが可能になる。即ち、必要な場合にのみデータ処理の結果がサーバへ伝送されることになり、データ伝送に伴うネットワーク全体の消費電力を大幅に削減することが可能になる。また、信頼度の高いデータ処理の結果のみをサーバへ送信できることで、センサデータに対するデータ処理の信頼性を保証することが可能になる。更に、ゲートウェイ装置でセンサデータに対するデータ処理を行い、その処理結果をサーバ(クラウド)へ送信することで、サーバで同じデータ処理を行う必要がなくなり、サーバにおける処理負荷を軽減できる。   According to the present embodiment, by using the determiner generated by machine learning, the result of low-reliability data processing is not transmitted to the server (cloud), and only the result of high-reliability data processing is transmitted to the server. It becomes possible to send. That is, the result of the data processing is transmitted to the server only when necessary, and the power consumption of the entire network due to the data transmission can be significantly reduced. Further, since only the result of the highly reliable data processing can be transmitted to the server, it is possible to guarantee the reliability of the data processing for the sensor data. Further, by performing data processing on the sensor data by the gateway device and transmitting the processing result to the server (cloud), it is not necessary to perform the same data processing on the server, and the processing load on the server can be reduced.

また、本実施形態では、フィードバック処理部23は、判定処理部22によって収集されたセンサデータを用いた機械学習によって、前処理部21によって生成された判定器を更新するフィードバック処理を行う。これにより、判定処理部22による判定処理に使用される判定器を、各センサから収集されるセンサデータの日々の変動に対応させることが可能になり、より精度の高いデータ処理を実現することが可能になる。   Further, in the present embodiment, the feedback processing unit 23 performs a feedback process of updating the determiner generated by the preprocessing unit 21 by machine learning using the sensor data collected by the determination processing unit 22. As a result, it is possible to make the determiner used for the determination processing by the determination processing unit 22 correspond to the daily fluctuation of the sensor data collected from each sensor, thereby realizing more accurate data processing. Will be possible.

なお、本実施形態に係るゲートウェイ装置は、コンピュータをゲートウェイ装置として機能させるためのコンピュータプログラムにより実現することができる。当該コンピュータプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶されて配布が可能なもの、又は、ネットワーク経由で配布が可能なものである。   Note that the gateway device according to the present embodiment can be realized by a computer program for causing a computer to function as a gateway device. The computer program is stored in a computer-readable storage medium and can be distributed, or can be distributed via a network.

G1,G2,G3,G4:ゲートウェイ装置
S11〜S19,S21〜S29:センサ
S31〜S39,S41〜S49:センサ
21:前処理部
22:判定処理部
23:フィードバック処理部
24:データ記憶部
G1, G2, G3, G4: gateway devices S11 to S19, S21 to S29: sensors S31 to S39, S41 to S49: sensor 21: preprocessing unit 22: determination processing unit 23: feedback processing unit 24: data storage unit

Claims (13)

センサデータを出力する複数のセンサを配下に有するゲートウェイ装置であって、
センサデータに対してデータ処理を行う判定器であって、前記複数のセンサのうちの対象センサについての判定結果と当該判定結果の信頼度とを出力する前記判定器を、過去に収集されたセンサデータを用いた機械学習によって生成する生成手段と、
前記対象センサに対応する収集範囲内の1つ以上のセンサから出力されるセンサデータを収集し、当該収集したセンサデータに対して、前記生成手段によって生成された前記判定器を用いて前記データ処理を行う処理手段と、
前記判定器から出力された判定結果に応じて、前記データ処理の結果をサーバへ送信する送信手段と、を備え、
前記処理手段は、他のゲートウェイ装置の配下にあるセンサが前記収集範囲内に含まれている場合には、当該センサから出力されるセンサデータを、ゲートウェイ間通信により前記他のゲートウェイ装置から収集し、
前記処理手段は、前記判定器から出力された信頼度を基準として前記収集範囲を拡張しながら、センサデータの収集と、当該収集したセンサデータに対する前記判定器による前記データ処理とを繰り返す
ことを特徴とするゲートウェイ装置。
A gateway device having a plurality of sensors that output sensor data under its control,
A determinator that performs data processing on sensor data, wherein the determinator that outputs a determination result for a target sensor of the plurality of sensors and the reliability of the determination result includes a sensor collected in the past. Generating means for generating by machine learning using data,
Collecting sensor data output from one or more sensors within a collection range corresponding to the target sensor, and performing the data processing on the collected sensor data using the determiner generated by the generating unit. Processing means for performing
Transmitting means for transmitting a result of the data processing to a server according to a determination result output from the determiner,
When the sensor under the control of another gateway device is included in the collection range, the processing unit collects sensor data output from the sensor from the other gateway device by inter-gateway communication. ,
The processing unit repeats the collection of sensor data and the data processing by the determiner on the collected sensor data while expanding the collection range based on the reliability output from the determiner. Gateway device.
前記処理手段によって収集されたセンサデータを用いた機械学習によって、前記生成手段によって生成された前記判定器を更新する更新手段を更に備える
ことを特徴とする請求項1に記載のゲートウェイ装置。
The gateway device according to claim 1, further comprising an update unit that updates the determiner generated by the generation unit by machine learning using the sensor data collected by the processing unit.
前記処理手段は、前記判定器を用いた前記データ処理が完了すると、前記収集したセンサデータを記憶手段に保存し、
前記更新手段は、前記記憶手段に保存されているセンサデータを用いた機械学習によって、前記判定器を更新する
ことを特徴とする請求項2に記載のゲートウェイ装置。
When the data processing using the determiner is completed, the processing unit stores the collected sensor data in a storage unit,
The gateway device according to claim 2, wherein the updating unit updates the determiner by machine learning using sensor data stored in the storage unit.
前記処理手段は、前記判定器から出力された信頼度が閾値を上回るまで、前記収集範囲を拡張しながら、センサデータの収集と、当該収集したセンサデータに対する前記判定器による前記データ処理とを繰り返す
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
The processing unit repeats the collection of sensor data and the data processing by the determiner on the collected sensor data while expanding the collection range until the reliability output from the determiner exceeds a threshold. The gateway device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
前記処理手段は、拡張された前記収集範囲が所定の限界に達すると、前記判定器を用いずに、収集済みのセンサデータに対してヒューリスティック法によるデータ処理を行い、
前記送信手段は、前記ヒューリスティック法による判定結果に応じて、前記データ処理の結果をサーバへ送信する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
The processing means, when the expanded collection range reaches a predetermined limit, without using the determiner, performs data processing by heuristic method on the collected sensor data,
5. The gateway device according to claim 1, wherein the transmitting unit transmits a result of the data processing to a server according to a determination result by the heuristic method. 6.
前記ゲートウェイ装置は、ネットワーク内の各センサがいずれのゲートウェイ装置の配下にあるかを示す配置情報と、他のゲートウェイ装置へアクセスするための経路を示す経路情報とを予め保持しており、
前記処理手段は、前記配置情報及び前記経路情報に基づいて前記ゲートウェイ間通信を行うことによって、他のゲートウェイ装置からセンサデータを収集する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
The gateway device previously stores arrangement information indicating whether each sensor in the network is under which gateway device, and route information indicating a route for accessing another gateway device in advance,
The said processing means collects sensor data from another gateway apparatus by performing the said inter-gateway communication based on the said arrangement | positioning information and the said route information. The Claim 1 characterized by the above-mentioned. The gateway device as described.
前記ゲートウェイ装置は、前記ネットワーク内においてセンサ又はゲートウェイ装置が追加又は除去された場合、前記サーバからの通知に基づいて前記配置情報及び前記経路情報を更新する
ことを特徴とする請求項6に記載のゲートウェイ装置。
The said gateway apparatus updates the said arrangement | positioning information and the said route information based on the notification from the said server, when a sensor or a gateway apparatus is added or removed in the said network. The claim of Claim 6 characterized by the above-mentioned. Gateway device.
前記送信手段は、前記判定結果が、前記データ処理の結果を前記サーバへ送信すべきことを示す場合にのみ、前記データ処理の結果を前記サーバへ送信する
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
The said transmission means transmits the result of the said data processing to the said server only when the said judgment result shows that the result of the said data processing should be transmitted to the said server. The gateway device according to any one of the above.
前記送信手段は、前記データ処理の結果として、前記対象センサの識別情報を送信する
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
The gateway device according to any one of claims 1 to 8, wherein the transmitting unit transmits the identification information of the target sensor as a result of the data processing.
前記生成手段は、
過去に収集されたセンサデータを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された各センサデータを学習用又はテスト用に分類する分類手段と、
前記学習用のセンサデータから成る、異なるサイズの複数のデータセットを決定する第1決定手段と、
前記第1決定手段によって決定されたデータセットごとに機械学習を行うことによって、複数の判定器を生成する学習手段と、
前記テスト用のセンサデータを用いて、前記学習手段によって生成された各判定器の判定精度を確認し、前記複数の判定器のうちで前記判定精度が所定の基準を満たす判定器を、前記処理手段によって使用される判定器に決定する第2決定手段と、を備え、
前記処理手段は、前記第2決定手段によって決定された判定器を用いて前記データ処理を行う
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載のゲートウェイ装置。
The generation means,
Acquisition means for acquiring sensor data collected in the past,
Classification means for classifying each sensor data acquired by the acquisition means for learning or for testing,
A first determination unit that determines a plurality of data sets of different sizes, each of the data sets including the learning sensor data;
Learning means for generating a plurality of determiners by performing machine learning for each data set determined by the first determining means;
Using the sensor data for the test, the determination accuracy of each of the determiners generated by the learning unit is confirmed, and the determination unit that satisfies a predetermined criterion among the plurality of determiners is subjected to the processing. Second determining means for determining a determiner used by the means,
The gateway device according to any one of claims 1 to 9, wherein the processing unit performs the data processing using a determiner determined by the second determination unit.
前記第2決定手段は、前記所定の基準を満たす判定器のうちで、前記データ処理に必要となるセンサデータの量が最も少ない判定器を、前記処理手段によって使用される判定器に決定する
ことを特徴とする請求項10に記載のゲートウェイ装置。
The second determining means determines, from among the determiners satisfying the predetermined criterion, a determiner that requires the least amount of sensor data for the data processing as a determiner used by the processing means. The gateway device according to claim 10, wherein:
センサデータを出力する複数のセンサを配下に有するゲートウェイ装置の制御方法であって、
センサデータに対してデータ処理を行う判定器であって、前記複数のセンサのうちの対象センサについての判定結果と当該判定結果の信頼度とを出力する前記判定器を、過去に収集されたセンサデータを用いた機械学習によって生成する生成工程と、
前記対象センサに対応する収集範囲内の1つ以上のセンサから出力されるセンサデータを収集し、当該収集したセンサデータに対して、前記生成工程で生成された前記判定器を用いて前記データ処理を行う処理工程と、
前記判定器から出力された判定結果に応じて、前記データ処理の結果をサーバへ送信する送信工程と、を含み、
前記処理工程では、他のゲートウェイ装置の配下にあるセンサが前記収集範囲内に含まれている場合には、当該センサから出力されるセンサデータを、ゲートウェイ間通信により前記他のゲートウェイ装置から収集し、
前記処理工程では、前記判定器から出力された信頼度を基準として前記収集範囲を拡張しながら、センサデータの収集と、当該収集したセンサデータに対する前記判定器による前記データ処理とを繰り返す
ことを特徴とするゲートウェイ装置の制御方法。
A method for controlling a gateway device having a plurality of sensors that output sensor data under the control thereof,
A determinator that performs data processing on sensor data, wherein the determinator that outputs a determination result for a target sensor of the plurality of sensors and the reliability of the determination result includes a sensor collected in the past. A generation step generated by machine learning using data;
Collecting sensor data output from one or more sensors within a collection range corresponding to the target sensor, and performing the data processing on the collected sensor data using the determiner generated in the generation step. A processing step of performing
A transmitting step of transmitting a result of the data processing to a server according to the determination result output from the determiner,
In the processing step, when a sensor under the control of another gateway device is included in the collection range, sensor data output from the sensor is collected from the other gateway device by inter-gateway communication. ,
In the processing step, the collection of sensor data and the data processing by the determiner on the collected sensor data are repeated while expanding the collection range based on the reliability output from the determiner. A method of controlling a gateway device.
請求項12に記載のゲートウェイ装置の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。   A program for causing a computer to execute each step of the method for controlling a gateway device according to claim 12.
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