JP6689412B2 - データ処理システムおよび方法 - Google Patents

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Description

本発明は、例えばIoT分野におけるデータベースシステム、アプリケーション、およびセンサ、デバイス等のためのデータ処理システムおよび方法に関し、特に、アプリケーションデバイス等に対するインターフェースおよびデータ構造設定情報を管理するためのデータ処理システムおよび方法に関する。
近年、様々なセンサ、デバイス等とネットワークとを接続し、データ活用を行うIoTが注目されている。IoTでは多種多数のセンサ、デバイス等からデータを収集することから、様々なデバイスの生成するデータを共通のデータ処理システムが処理するためのインターフェース(以下、「I/F」と称する)が必要となる。
さらに、これらのセンサ、デバイス等から収集したデータは、多数のアプリケーションにおいて利用されるが、アプリケーション毎に個別のI/Fを準備することはコストが大きいことから、様々なアプリケーションに対して共通のデータ処理システムがデータを提供するためのアプリケーション向けI/Fが必要となる。
一般的なクライアントサーバ型アプリケーションの接続するデータ処理システムでは、REST API等を用いて複数のアプリケーションが共通して利用可能なアプリケーション向けI/Fを提供している。
特開2016−110318号公報
しかしながら、IoTシステムでは、アプリケーションに加えて多数のセンサ、デバイス等が接続され、またその接続するデバイスの種類や構成が頻繁に変化しうるために、データモデルの変更やそれに伴うアプリケーション向けI/Fデバイスと接続するためのデバイス側I/Fの更新が必要となる。
すなわち、IoT分野では従来のクライアントサーバ型のデータ処理システムと異なり、様々な種類のアプリケーションデバイス等が共通のデータ処理システムに接続することに加え、アプリケーションデバイスの追加や接続構成、要件の変更等によりこれらのI/Fを更新しうるため、整合性を維持しながら各種I/Fを管理更新することが求められる。
このような場合において、アプリケーション向けのI/Fおよびデバイス側I/F、データモデル等を別々に管理更新すると、複数のI/F間の対称性を維持することが困難になり、すなわち、I/Fの一貫性が失われる危険性があり、またI/F間の整合性を維持管理するための稼動も大きくなるという問題がある。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、共通のデータ構造生成元情報が更新されることに基づき、アプリケーション向けのインターフェースと、デバイス向けのインターフェースとを一元的に自動生成し、もって、これらインターフェース間の整合性を維持しつつ管理負担の削減を図ることが可能なデータ処理システムおよび方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点は、複数の第1のアプリケーションおよび複数の第2のアプリケーションが接続されたデータ処理システムであって、設定情報生成機能部を備える。設定情報生成機能部は、複数の第1のアプリケーション向けの第1のインターフェースを生成する第1のインターフェース生成部と、複数の第2のアプリケーション向けの第2のインターフェースを生成する第2のインターフェース生成部と、第1および第2のインターフェースの生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶する記憶部とを備える。共通データ構造生成元情報が更新されると、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、第1のインターフェース生成部が第1のインターフェースを、第2のインターフェース生成部が第2のインターフェースを、それぞれ自動的に生成する。
本発明の第2の観点は、第1の観点のデータ処理システムにおいて、第1のインターフェース生成部によって生成された第1のインターフェースを、複数の第1のアプリケーションへ提供する第1のインターフェース提供部と、第2のインターフェース生成部によって生成された第2のインターフェースを、複数の第2のアプリケーションへ提供する第2のインターフェース提供部とをさらに備える。
本発明の第3の観点は、第2の観点のデータ処理システムにおいて、データの蓄積および処理を行うデータ処理部をさらに備え、設定情報生成機能部はさらに、データ処理部向けの1つまたは複数の設定情報を生成する設定情報生成部を備え、共通データ構造生成元情報が更新されると、設定情報生成部は、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、1つまたは複数の設定情報を、自動的に生成し、生成した1つまたは複数の設定情報を、データ処理部へ出力し、データ処理部は、1つまたは複数の設定情報に対する処理を行い、処理結果を、第1および第2のインターフェース提供部へ出力する。
本発明の第4の観点は、第1の観点のデータ処理システムにおいて、第1および第2のインターフェース生成部は、第1のインターフェースと、第2のインターフェースとを、対称的に生成する。
本発明の第5の観点は、データ処理システムであって、データの蓄積および処理を行うデータ処理部と、設定情報生成機能部とを備える。設定情報生成機能部は、データ処理部向けの複数の設定情報を生成する設定情報生成部と、設定情報生成部によって生成される複数の設定情報の生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶する記憶部とを備える。共通データ構造生成元情報が更新されると、設定情報生成部が、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、データ処理部向けの複数の設定情報を、自動的に生成する。
本発明の第の観点は、第の観点のデータ処理システムにおいて、数の設定情報は、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて生成される第1の設定情報と、第1の設定情報に基づいて生成される第2の設定情報とを含む。
本発明の第の観点は、複数の第1のアプリケーションおよび複数の第2のアプリケーションが接続されたデータ処理システムによって実施されるデータ処理方法である。データ処理システムは、複数の第1のアプリケーション向けの第1のインターフェースと、複数の第2のアプリケーション向けの第2のインターフェースとの生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶部に記憶し、共通データ構造生成元情報が更新されると、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、第1のインターフェースと第2のインターフェースとを、それぞれ自動的に生成する。
本発明の第の観点は、第の観点のデータ処理方法において、データ処理システムが、生成された第1のインターフェースを、複数の第1のアプリケーションへ提供し、生成された第2のインターフェースを、複数の第2のアプリケーションへ提供する。
本発明の第の観点は、第の観点のデータ処理方法において、データ処理システムが、第1のインターフェースと、第2のインターフェースとを、対称的に生成する。
本発明の第10の観点は、データ処理システムによって実施されるデータ処理方法である。データ処理システムは、データの蓄積および処理を行うデータ処理部と、設定情報生成機能部とを備える。設定情報生成機能部は、データ処理部向けの複数の設定情報の生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶部に記憶し、共通データ構造生成元情報が更新されると、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、データ処理部向けの複数の設定情報を、自動的に生成する。
本発明の第11の観点は、第10の観点のデータ処理方法において、設定情報が複数生成される場合、複数の設定情報は、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて生成される第1の設定情報と、第1の設定情報に基づいて生成される第2の設定情報とを含む。
本発明によれば、共通のデータ構造生成元情報が更新されることに基づき、第1のアプリケーション向けの第1のインターフェースと、第2のアプリケーション向けの第2のインターフェースとを一元的に自動生成するので、これらインターフェース間の整合性を維持しつつ管理負担の削減を図ることが可能なデータ処理システムおよび方法を実現することができる。
図1は、本発明の実施形態のデータ処理方法が適用されたデータ処理システムの構成例を示す概念図である。 図2は、アプリケーション向けI/F生成部およびデバイス側I/F生成部の詳細な構成例を示す概念図である。 図3は、データ処理部向け設定情報生成部およびデータ処理部の詳細な構成例を示す概念図である。 図4は、データ処理部向け設定情報生成部およびデータ処理部の詳細な構成例を示す概念図である。 図5は、データ処理部向け設定情報生成部およびデータ処理部の詳細な別の構成例を示す概念図である。
以下に、本発明の実施形態のデータ処理方法が適用されたデータ処理システムを、図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態のデータ処理方法が適用されたデータ処理システムの構成例を示す概念図である。
このデータ処理システム10は、5つの機能部、すなわち、I/Fおよび設定情報生成機能部20、アプリケーション向けI/F提供部40、デバイス側I/F提供部50、データ処理部60、およびデータ処理部70、またはその一部を備える。
さらに、I/Fおよび設定情報生成機能部20は、4つの機能部、すなわち、アプリケーション向けI/F生成部22、デバイス側I/F生成部24、データ処理部向け設定情報生成部26、およびデータ処理部向け設定情報生成部28、またはその一部を備える。
さらにまた、I/Fおよび設定情報生成機能部20は、アプリケーション向けI/F生成部22、デバイス側I/F生成部24、データ処理部向け設定情報生成部26、およびデータ処理部向け設定情報生成部28の設定情報等の生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報、またはそれを記述したファイルを記憶する共通データ構造生成元情報記憶部30を備える。データ構造生成元情報は、クラス、アトリビュート、リレーションを定義したcsvファイルおよびインスタンス間のリレーションを定義したjsonファイルであってもよい。
アプリケーション向けI/F生成部22、デバイス側I/F生成部24、データ処理部向け設定情報生成部26、およびデータ処理部向け設定情報生成部28は、共通データ構造生成元情報記憶部30に記憶された共通データ構造生成元情報、またはそれを記述したファイルに基づいて、各種情報を生成する。
すなわち、アプリケーション向けI/F生成部22は、アプリケーション向けのI/FやAPIを生成し、アプリケーション向けI/F提供部40へ出力する。デバイス側I/F生成部24は、デバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス等向けのI/FやAPIを生成し、デバイス側I/F提供部50へ出力する。
図2は、特にアプリケーション向けI/F生成部22およびデバイス側I/F生成部24の詳細な構成例を示す概念図である。
アプリケーション向けI/F生成部22は、共通データ構造生成元情報記憶部30に記憶された共通データ構造生成元情報から、アプリケーション向けI/FであるREST APIを自動生成する。
具体的には、アプリケーション向けI/F生成部22は、クラス、アトリビュート、リレーションを定義したcsvファイルおよびインスタンス間のリレーションを定義したjsonファイルを共通データ構造生成元情報とし、1つのデバイス内で一意に規定されるinternal nameとデバイスIDからインスタンスIDを一元的に生成する。
アプリケーション向けI/F生成部22はさらに、クラス名、インスタンスID、タイムスタンプからアプリケーション向けI/F(例えば、REST APIのendpoint)を一元的に生成する。さらにswagger等によりjson、vmal等の形式のAPIドキュメントを自動生成してもよい。
デバイス側I/F生成部24はさらに、インスタンスID、タイムスタンプからデバイス側I/F(例えば、MQTT APIのトピック)を一元的に生成する。
具体的には、デバイス側I/F生成部24もまた、クラス、アトリビュート、リレーションを定義したcsvファイルおよびインスタンス間のリレーションを定義したjsonファイルを共通データ構造生成元情報とし、1つのデバイス内で一意に規定されるinternal nameとデバイスIDからインスタンスIDを一元的に生成する。
このようにして、データ処理システム10は、アプリケーション向けI/FであるREST APIと、デバイス側I/FであるMQTT APIとを、
1.REST APIのendpoint
/クラス名/インスタンスID/タイムスタンプ
2.MQTT APIのトピック名
/クラス名/インスタンスID/タイムスタンプ
のように、対称的に自動生成する。
図3は、データ処理部向け設定情報生成部26およびデータ処理部60の詳細な構成例を示す概念図である。
データ処理部向け設定情報生成部26は、共通データ構造生成元情報記憶部30に記憶された共通データ構造生成元情報に含まれる、クラスを定義したcsvファイルから、データ処理部向け設定情報27を生成し、データ処理部60へ出力する。
データ処理部60は、データベース(以下、「DB」と称する)61、ファイルサーバ62、クエリコントローラ63、およびブローカ64を備える。
ファイルサーバ62は、データ処理部向け設定情報生成部26から出力された、データ処理部向け設定情報27を蓄積する。DB61は、アプリケーション80から出力されたデータを、アプリケーション向けI/F提供部40およびクエリコントローラ63を経由して取得し、蓄積する。また、デバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス90から出力されたデータを、デバイス側I/F提供部50、ブローカ64、およびクエリコントローラ63を経由して取得し、蓄積する。
クエリコントローラ63は、DB61に蓄積されたデータの種別を、ファイルサーバ62に蓄積されたデータ処理部向け設定情報27に基づいて判別し、データ種別毎の特性に応じて事前に規定された適当な性質を有するDB61に対してデータ蓄積または検索を行う。したがって、ファイルサーバ62に蓄積されたデータ処理部向け設定情報27は、データがバイナリか否かをクエリコントローラ63が判定できるような形式の設定情報(クラスの定義、各クラスがバイナリデータであるかどうかを規定したcsvファイル等)であってもよい。
例えば、データの種別としては、jsonのような構造化されたセンサデータや、画像のようなバイナリ形式のメディアデータとを含む。これらデータは何れもデバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス90から出力され、DB61に蓄積される。クエリコントローラ63は、DB61に蓄積されたデータが、センサデータであるか、メディアデータであるかを、ファイルサーバ62に蓄積されたデータ処理部向け設定情報27に基づいて判別する。
なお、データ処理部向け設定情報27は、ファイルサーバ62に蓄積されることに限定されず、データ処理部60内に備えられたローカルメモリ(図示せず)に蓄積されていても良い。あるいは、DB61やクエリコントローラ63に蓄積されていても良い。このような場合、データ処理部向け設定情報生成部26は、データ処理部向け設定情報27を生成すると、データ処理部向け設定情報27を、DB61あるいはクエリコントローラ63のメモリ(図示せず)に書き込む。あるいは、DB61あるいはクエリコントローラ63から、データ処理部向け設定情報生成部26へ問い合せを行い、データ処理部向け設定情報27を取得するようにしても良い。
ブローカ64は、クエリコントローラ63によってバイナリであると判定されたデータを、ファイルサーバ62に蓄積されたデータ処理部向け設定情報27のような設定情報を用いて処理する。そして、処理結果を、デバイス側I/F提供部50へ、および/または、クエリコントローラ63を介してアプリケーション向けI/F提供部40へ提供する。
図4は、データ処理部向け設定情報生成部28およびデータ処理部70の詳細な構成例を示す概念図である。
データ処理部向け設定情報生成部28は、共通データ構造生成元情報記憶部30に記憶された共通データ構造生成元情報から、データ処理部向け設定情報29(#1)を生成する。データ処理部向け設定情報29(#1)は、データ処理部70に備えられたRPC変換中継機能部71のコード、およびデータ処理部向け設定情報29(#2)を自動生成するために必要な、アプリケーションのプロトコルやネットワークに応じた設定情報である。データ処理部向け設定情報29(#1)はまた、gRPCのIDLであってもよい。
データ処理部向け設定情報生成部28は、データ処理部向け設定情報29(#1)を、データ処理部70のRPC変換中継機能部71へ出力する。データ処理部向け設定情報生成部28はまた、データ処理部向け設定情報29(#1)に基づいて、アプリケーション向けI/F提供部40に含まれるRPC IF(#1)、および、RPC変換中継機能部71またはその一部のコードを自動生成してもよい。
データ処理部向け設定情報生成部28はさらに、データ処理部向け設定情報29(#1)に基づいてデータ処理部向け設定情報29(#2)を生成する。データ処理部向け設定情報29(#2)は、データ処理部向け設定情報29(#1)から生成される、デバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス90等のプロトコルやネットワークに応じた設定情報である。データ処理部向け設定情報29(#2)は、MQTT RPC schemer等の設定情報であってもよい。
図5は、データ処理部向け設定情報生成部28およびデータ処理部70の詳細な別の構成例を示す概念図である。
図5に示すように、共通データ構造生成元情報の内容によっては、データ処理部向け設定情報生成部28は、データ処理部向け設定情報29(#1)に基づくことなく、データ処理部向け設定情報29(#2)を生成するようにしても良い。
データ処理部向け設定情報生成部28は、図4または図5に示すようにデータ処理部向け設定情報29(#2)を生成すると、データ処理部向け設定情報29(#2)に基づき、デバイス側I/F提供部50に含まれるRPC IF(#2)およびRPC変換中継機能部71またはその一部のコードを自動生成してもよい。
データ処理部70は、RPC変換中継機能部71において、データ処理部向け設定情報生成部28から出力された設定情報、I/F、およびコード等に対してRPC等によるデータ処理を行う。そして、処理結果を、アプリケーション向けI/F提供部40および/またはデバイス側I/F提供部50へ提供する。
アプリケーション向けI/F提供部40は、アプリケーション向けI/F生成部22から出力されたアプリケーション向けのI/F、API、および、データ処理部60およびデータ処理部70から出力された処理結果を、アプリケーション80へ提供する。
デバイス側I/F提供部50は、デバイス側I/F生成部24から出力されたデバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス90等向けのI/F、API、および、データ処理部60およびデータ処理部70から出力された処理結果を、デバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス等90へ提供する。
このように、データ処理システム10は、共通データ構造生成元情報に基づいて、アプリケーション80およびデバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス等90向けのI/F、API、および、データ処理部60、70向けの設定情報またはその一部を、一元的かつ対称的に生成する。さらに、APIのドキュメントやデータ処理部等のソースコード、設定ファイル、またはその一部を自動的に生成する。
データ処理システム10ではさらに、共通データ構造生成元情報記憶部30に記憶されている共通データ構造生成元情報が更新された場合、更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、前述したようにして、アプリケーション向けI/F生成部22が、アプリケーション向けのI/Fを、デバイス側I/F生成部24が、デバイス側I/Fを、データ処理部向け設定情報生成部26が、データ処理部向け設定情報27を、データ処理部向け設定情報生成部28が、データ処理部向け設定情報29を、それぞれ自動的に生成する。このように、データ処理システム10は、共通データ構造生成元情報が更新された場合、アプリケーション80向けのAPIと、デバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス等90向けのAPIとを齟齬なく一元的に自動生成する。
以上説明したように、データ処理システム10によれば、多種のアプリケーションデバイスが共通のデータ処理システムに接続するIoTの特性を活かし、アプリケーション向けI/F生成部22と、デバイス側I/F生成部24とを、データ処理系(データ処理部60およびデータ処理部70)から分離し、共通データ構造生成元情報記憶部30に記憶された共通データ構造生成元情報に基づいて、一貫性を持つ複数のI/Fや設定情報、コード、ドキュメント等を一元的に自動生成することによって、デバイスドライバ/プロトコル等コンバータ/センサ/デバイス等90の接続構成変更や、アプリケーション80の追加、データモデルの変更等に柔軟に対応することが可能となり、かつデータ処理システム10全体のI/Fの整合性を維持する稼動を削減することも可能となる。
したがって、本実施形態のデータ処理方法が適用されたデータ処理システムを利用することにより、様々なアプリケーションデバイスと柔軟に接続可能な共通のデータ蓄積処理システムならびにそれらに基づくIoTプラットフォームを構築することも可能となる。
この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
例えば、図2、図3、図4、および図5に示したシステム構成の何れかまたは全て、さらに2つ以上のデータ処理部を並列に組み合わせて1つのシステムとして実現してもよい。

Claims (11)

  1. 複数の第1のアプリケーションおよび複数の第2のアプリケーションが接続されたデータ処理システムであって、
    設定情報生成機能部を備え、
    前記設定情報生成機能部は、
    前記複数の第1のアプリケーション向けの第1のインターフェースを生成する第1のインターフェース生成部と、
    前記複数の第2のアプリケーション向けの第2のインターフェースを生成する第2のインターフェース生成部と、
    前記第1および前記第2のインターフェースの生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶する記憶部とを備え、
    前記共通データ構造生成元情報が更新されると、前記更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、前記第1のインターフェース生成部が前記第1のインターフェースを、前記第2のインターフェース生成部が前記第2のインターフェースを、それぞれ自動的に生成する、データ処理システム。
  2. 前記第1のインターフェース生成部によって生成された前記第1のインターフェースを、前記複数の第1のアプリケーションへ提供する第1のインターフェース提供部と、
    前記第2のインターフェース生成部によって生成された前記第2のインターフェースを、前記複数の第2のアプリケーションへ提供する第2のインターフェース提供部と、をさらに備える請求項1に記載のデータ処理システム。
  3. データの蓄積および処理を行うデータ処理部をさらに備え、
    前記設定情報生成機能部はさらに、前記データ処理部向けの1つまたは複数の設定情報を生成する設定情報生成部を備え、
    前記共通データ構造生成元情報が更新されると、前記設定情報生成部は、前記更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、前記1つまたは複数の設定情報を、自動的に生成し、前記生成した1つまたは複数の設定情報を、前記データ処理部へ出力し、
    前記データ処理部は、前記1つまたは複数の設定情報に対する処理を行い、処理結果を、前記第1および第2のインターフェース提供部へ出力する、請求項2に記載のデータ処理システム。
  4. 前記第1および第2のインターフェース生成部は、前記第1のインターフェースと、前記第2のインターフェースとを、対称的に生成する、請求項1に記載のデータ処理システム。
  5. データ処理システムであって、
    データの蓄積および処理を行うデータ処理部と、設定情報生成機能部とを備え、
    前記設定情報生成機能部は、
    前記データ処理部向けの複数の設定情報を生成する設定情報生成部と、
    前記設定情報生成部によって生成される前記複数の設定情報の生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶する記憶部とを備え、
    前記共通データ構造生成元情報が更新されると、前記設定情報生成部が、前記更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、前記データ処理部向けの前記複数の設定情報を、自動的に生成する、データ処理システム。
  6. 記複数の設定情報は、前記更新された共通データ構造生成元情報に基づいて生成される第1の設定情報と、前記第1の設定情報に基づいて生成される第2の設定情報とを含む、請求項に記載のデータ処理システム。
  7. 複数の第1のアプリケーションおよび複数の第2のアプリケーションが接続されたデータ処理システムによって実施されるデータ処理方法であって、
    前記データ処理システムが、
    前記複数の第1のアプリケーション向けの第1のインターフェースと、前記複数の第2のアプリケーション向けの第2のインターフェースとの生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶部に記憶し、
    前記共通データ構造生成元情報が更新されると、前記更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、前記第1のインターフェースと前記第2のインターフェースとを、それぞれ自動的に生成する、データ処理方法。
  8. 前記データ処理システムが、
    前記生成された前記第1のインターフェースを、前記複数の第1のアプリケーションへ提供し、
    前記生成された前記第2のインターフェースを、前記複数の第2のアプリケーションへ提供する、請求項に記載のデータ処理方法。
  9. 前記データ処理システムが、
    前記第1のインターフェースと、前記第2のインターフェースとを、対称的に生成する、請求項に記載のデータ処理方法。
  10. データ処理システムによって実施されるデータ処理方法であって、
    前記データ処理システムは、データの蓄積および処理を行うデータ処理部と、設定情報生成機能部とを備え、
    前記設定情報生成機能部は、
    前記データ処理部向けの複数の設定情報の生成元となる共通の情報である共通データ構造生成元情報を記憶部に記憶し、
    前記共通データ構造生成元情報が更新されると、前記更新された共通データ構造生成元情報に基づいて、前記データ処理部向けの前記複数の設定情報を、自動的に生成する、データ処理方法。
  11. 記複数の設定情報は、前記更新された共通データ構造生成元情報に基づいて生成される第1の設定情報と、前記第1の設定情報に基づいて生成される第2の設定情報とを含む、請求項10に記載のデータ処理方法。
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