JP6748038B2 - 情報処理装置 - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1に記載された技術によれば、簡単な配線やプログラミングによって組み立て式玩具を構築することができる組み立てブロックの提供がなされている。
この特許文献1に記載された技術によれば、年齢の低いユーザであっても、複雑な作業や操作を行うことなく、組み立て式玩具を構築することができる。
即ち、例えば、上述の特許文献1の技術のみでは、各組み立てブロックの夫々の機能を組み合わせて、プログラムを作製するような処理を実行することはできなかった。
換言すれば、上述の特許文献1の技術のみでは、各組み立てブロックの夫々の機能を組み合わせるといった高度な処理を実行させるためには、別途、複雑なプログラムを作成する必要があった。
また従来の各組み立てブロックでは、電力線と通信線を別個に配線していた。この方式は、配線数が多いことにより1本に纏める等した場合にケーブルが太くなりがちであり、配線のとり回しが悪くなる。また、接続コネクタも必要になるという制約が出てしまう。また従来の各組み立てブロックでは、電圧型通信方式が採用されていた。この方式は、長距離で安定して通信する場合は、回路が複雑化しやすく、コストや基板サイズが肥大化してしまう。つまり、従来の各組み立てブロックでは、簡単な構成でデータ通信を安定させることは困難であった。
また本発明は、少数の機器で、多数の機能を実装させることも目的とする。
また本発明は、少数の機器で、多数の機能を実装させることができる。
また本発明によれば、簡単な構成でデータ通信を安定させることができる。
所定の機能を夫々発揮する1以上の他の情報処理装置に対して情報通信及び電力供給を行う情報処理装置であって、
前記他の情報処理装置に前記所定の機能を発揮させるための制御を実行する制御装置と、所定方式の近距離無線通信でペアリングするペアリング実行手段と、
前記制御装置の制御に基づき前記他の情報処理装置が前記所定の機能を発揮させるために又は発揮中に用いる所定の情報と、前記1以上の他の情報処理装置のうち送信先を示す情報とを含む送信情報を生成する送信情報生成手段と、
電流方式で電力を前記1以上の他の情報処理装置に供給するための信号に、前記送信情報を重畳して、前記1以上の他の情報処理装置に送信する制御を実行する送信制御手段と、
を備える。
また本発明によれば、少数の機器で、多数の機能を実装させることができる。
また本発明によれば、電力線通信が導入されているので、2本の線のみで電力供給と通信が可能となる。また本発明によれば、電流型通信が導入されているので、ノイズに強くシンプルな回路を組むことが可能になる。つまり、本発明によれば、簡単な構成でデータ通信を安定させることができる。
図1に示す情報処理システムは、ユーザにより使用されるユーザ端末1と、ベーシックコア2と、多数の機能モジュール3−1乃至3−n(nは1以上の任意の整数値)とを含む。
なお、ユーザ端末1とベーシックコア2との夫々は、図1の例では説明の便宜上1台のみ図示されているが、特にこれに限定されず、後述するペアリングが可能であれば任意の台数でよい。
また、ベーシックコア2に接続される機能モジュール3−1乃至3−nの台数nは、特に限定されない。図1(A)の例のようにn=2であってもよいし、図1(B)や図1(C)の例のようにn=3であってもよいし、nはその他の整数値であってもよい。
なお、以下、機能モジュール3−1乃至3−nを個々に区別する必要がない場合、これらをまとめて「機能モジュール3」と呼ぶ。
図1において、ベーシックコア2と機能モジュール3の接続態様の例として、ディジーチェーン型、スター型及びループ型の3つが例示されている。
図1(A)に示すディジーチェーン型は、ベーシックコア2が一端となって、当該一端に1台の機能モジュール3−1が接続され、当該機能モジュール3−1に更に機能モジュール3−2が接続され、さらには当該機能モジュール3−2に図示せぬ別の機能モジュール3が接続されてゆく、いわゆる芋づる式の接続態様である。
図1(B)に示すスター型は、ベーシックコア2と、2台以上の機能モジュール3(図1(B)の例では3台の機能モジュール3−1乃至3−3)がスター型に接続される接続態様である。
図1(C)に示すループ型は、ベーシックコア2と、1以上の機能モジュール3とが所定順番(図1(C)の例では、ベーシックコア2、機能モジュール3−1乃至3−3の順番)に輪になって接続され、閉ループを構成する接続態様である。
ディジーチェーン型及びスター型は、外見上配線が閉ループを構成していないが、端部に位置するベーシックコア2又は機能モジュール3において配線が折り返されているため、電気的には閉ループ配線となる構成をとっている。
接続態様は、以上の接続態様が基本であるが、電気的に閉ループ配線となる構成を取れば、以上の接続態様を複合させる等して任意の接続形態を採用することができる。
ベーシックコア2とは、1以上の機能モジュール3と接続して使用するハードウェアデバイスであり、近距離無線通信(例えば、NFC(登録商標)の規格に準拠した通信)でユーザ端末1とのペアリングを行う。
つまり、ベーシックコア2−Kと接続される対象は、L個の機能モジュール3の直列接続で良い。ユーザ端末1は、これらをL個のそれぞれの機能モジュール3を個別に認識することができる。
機能モジュール3とは、例えば、温度センサ等の各種センサ、プッシュボタン等の操作器具、モーター等の駆動器具等により構成されるハードウェアデバイスである。
本実施形態では、ベーシックコア2−Kに接続された機能モジュール3の動作を少なくとも伴うプログラムの作製に際して、ユーザ端末1とベーシックコア2−Kとについて近距離無線通信を利用したペアリングを行う必要がある。
なお、詳細については後述するが、ユーザ端末1では、機能モジュール3の種別や接続の状態等を認識すると、接続された機能モジュール3に対応するHパーツがプログラム作製画面に表示される。
ユーザ端末1は、タブレット端末等で構成される。
CPU21は、ROM22に記録されているプログラム、又は、記憶部29からRAM23にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。
CPU21、ROM22及びRAM23は、バス24を介して相互に接続されている。
入出力インターフェース25には、タッチ操作入力部26、表示部27、入力部28、記憶部29、第一近距離無線通信部30、第二近距離無線通信部31、通信部32及びドライブ33が接続されている。
表示部27は、液晶等のディスプレイにより構成され、プログラム作製に関する画像等、各種画像を表示する。
このように、本実施形態では、タッチ操作入力部26と表示部27とにより、タッチパネルが構成されている。
記憶部29は、ハードディスクやDRAM(Dynamic Random Access Memory)等で構成され、各種情報を記憶する。
具体的には例えば、上述の通り、ユーザ端末1とベーシックコア2は、NFC(登録商標)の規格に従った方式で近距離無線通信をして、ペアリングを行う。
具体的には例えば、ユーザ端末1で作製したプログラムの実行結果(コマンド等を含む)を、Bluetooth(登録商標)の規格に従った方式の近距離無線通信で送信する。
ドライブ33は、必要に応じて設けられる。ドライブ33には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリ等よりなる、リムーバブルメディア34が適宜装着される。
また、リムーバブルメディア34は、記憶部29に記憶されている各種情報も、記憶部29と同様に記憶することができる。
ベーシックコア2は、所定のハードウェアデバイス等で構成される。
ベーシックコア2の構成のうち、CPU41、ROM42、RAM43、バス44、第一近距離無線通信部45、第二近距離無線通信部46については、ユーザ端末1の構成と基本的に同様であるので、ここではそれらの説明は省略する。
また、接続部47は、モジュール間伝送部51と、信号重畳部52とを備える。
すなわち、信号重畳部52は、後述する電源部48より供給される電流に、他のハードウェアデバイス(例えば、図1の機能モジュール3)へ供給する所定の情報を分離可能に重畳する。この送信情報が重畳された電流信号がモジュール間伝送部51から機能モジュール3に送信される。
機能モジュール3は、所定のハードウェアデバイス等で構成される。
機能モジュール3の構成のうち、CPU61、ROM62、RAM63、及びバス64については、ユーザ端末1若しくはベーシックコア2の構成と基本的に同様であるので、ここではそれらの説明は省略する。
また、接続部67は、モジュール間伝送部71と、信号分離部72とを備える。
信号分離部72は、第1の他のハードウェアデバイス(例えば、ベーシックコア2や第1の他の機能モジュール3)から供給された電流の信号に、自機宛の送信情報(例えば自機 の機能ハードウェア68に対するコマンド等)が重畳されている場合、当該送信情報を分離して機能ハードウェア68等に供給する。
即ち、ユーザが作製したプログラムは、機能ハードウェア68が適切にその機能を発揮することで、実際のハードウェア上に反映されるのである。
なお、機能モジュール3にも、ベーシックコア2と同様に、第一近距離無線通信部と、第二近距離無線通信部とが設けられてもよい。
図5は、本発明の一実施形態に係るベーシックコア及び機能モジュールが接続された状態の構成の一例を示す図である。
ベーシックコア2−Eには、バッテリーユニットBU(例えば、図6の電源部48)、シリアルポートSP1及びSP2並びに近距離無線通信部BT(例えば、図6の第二近距離無線通信部46)が備えられている。
シリアルポートSP1、SP2は、ベーシックコア2−Eと他のハードウェア等とを接続するための接続口(接続コネクタ)である。
そして、ベーシックコア2−Eと機能モジュール3−E1は、この2つのシリアルポートSP1、PS1を介して接続されている。
ベーシックコア2−EのシリアルポートSP2には、シリアルポートSP1から直列に接続された終端に位置する機能モジュール3と、そのシリアルポートを介して、複数のモジュールを、ループ状に接続させて良い。
近距離無線通信部BTは、他のハードウェア等と所定の規格(例えば、Bluetooth(登録商標))に従った方式で近距離無線通信を行うためのICカード等が搭載されている。
具体的に例えば、ユーザ端末1で作製されたプログラムの実行結果(コマンド等)は、ベーシックコア2−Eにも送信される。
また、機能モジュール3−E1は、タイヤT(例えば、図4の機能ハードウェア68a)を、機能モジュール3−E2は、ブザー(例えば、図4の機能ハードウェア68b)備えている。
図5の例の機能モジュール3−E1は、ユーザ端末1で作製されたプログラムの実行結果(コマンド等)のうち、タイヤを駆動させるコマンド等に従って、タイヤTを駆動する。機能モジュール3−E2は、ユーザ端末1で作製されたプログラムの実行結果(コマンド等)のうち、ブザーを鳴動させるコマンド等に従って、ブザーを鳴動させる。
このバッテリーユニットPPは、外部電源として機能モジュール3−E1に電力を供給し、更には機能モジュール3−E1に接続された機能モジュール3−E2等にも電力を供給する。
なお、上述したように、ベーシックコア2の電源部48(図3)等から、機能モジュール3−E1等に必要分の電力の供給が可能であるならば、バッテリーユニットPPは必須な構成要素ではない。
ここで、プログラム作製処理とは、ベーシックコア2に接続された機能モジュール3を1以上機能させるためのプログラムを作成するための処理をいう。
図6は、図2のユーザ端末、図3のベーシックコア及び図4の機能モジュールの機能的構成例を示す機能ブロック図である。
また、ユーザ端末1の記憶部29の一領域には、プログラム作製部102で作製されたプログラムを格納するプログラム格納部500と、各種Sパーツが格納されているSパーツDB(Soft ware Parts Data Base)600とが設けられている。
さらに、機能モジュール3aのCPU61aにおいては、主制御部242aと、機能発揮部243aとが機能する。
機能モジュール3は更に存在して良いが、同様の構成であるので図示は省略する。
なお、このペアリングは、本実施形態ではNFC(登録商標)に準拠した近距離無線通信で行われるが、これは例示に過ぎず、任意の方式の通信で行われてもよい。
ペアリング部101は、ユーザ端末1とペアリングしたベーシックコア2及びそれに接続された機能モジュール3の種別や接続の状況を確認する。
プログラム作製部102は、ユーザのタッチ操作を受付けて、実際にプログラムの作製を行う。
プログラム作製部102は、適宜、SパーツDB600からSパーツを抽出して、表示制御部104を介してプログラム作製画面へ表示する。
最終的に作製されるプログラムにおいては、このように結合された各種Hパーツ及びSパーツに指定されたプログラムの内容が連続的に実行される。
プログラム実行部103は、プログラム格納部500に格納されたプログラムのうちから、ユーザが実行を望むプログラムを抽出して実行する。
即ち、プログラム実行部103は、作製されたプログラムの実行結果(コマンド等)を、ベーシックコア2及び機能モジュール3へと送信し、機能モジュール3に機能を発揮させる。
表示制御部104は、前述した各種情報等を表示部27に表示するための制御を実行する。
なお、前述の通り、本実施形態では、第二近距離無線通信部31は、Bluetooth(登録商標)の規格に従った方式で近距離無線通信を行う。
ここで、第一近距離無線通信部45は、ベーシックコア2においてシステムと独立している。そこで、第一近距離無線通信部45には、第二近距離無線通信部46の接続情報(例えばMACアドレス)が予め書き込まれており、ペアリング部201は、そのMACアドレスを読み込んで、Bluetooth(登録商標)によるユーザ端末1とのペアリングを実現している。
即ち、少なくともプログラムの実行時において、ベーシックコア2と機能モジュール3は、接続部47と接続部67によって接続されている。
つまり、ペアリング前にベーシックコア2と機能モジュール3との接続がなされていてもよいが、ペアリング後にベーシックコア2と機能モジュール3との接続がなされていてもよい。
また、ペアリング後に機能モジュール3をベーシックコア2から外すこともできる。
より正確には本実施形態では、ユーザ端末1は、所定の機能モジュール3がベーシックコア2から外された場合は、当該所定の機能モジュール3に対応するHパーツを示すアイコンを表示部27において非表示状態にする。
即ち、ユーザにとっては、ペアリングを一旦してしまえば、あとはベーシックコア2に対する機能モジュール3の抜き差しだけでよい。
いずれにしても、ベーシックコア2と機能モジュール3が接続されている場合、ベーシックコア2の機能モジュール通信制御部203は、接続部47を介して接続された機能モジュール3との通信の制御を実行する。
例えば、機能モジュール通信制御部203は、後述する主制御部204で出力された動作指示等を機能モジュール3へ送信する。
即ち機能モジュール通信制御部203は、電流方式で電力を1以上の機能モジュール3に供給するための電流信号に対して、送信情報を重畳して、前記1以上の機能モジュール3に送信する制御を実行する。
ここで、機能モジュール通信制御部203には、送信情報生成部211が設けられる。
送信情報生成部211は、ユーザ端末1の制御に基づき機能モジュール3が所定の機能を発揮させるために又は発揮中に用いる所定の情報と、1以上の機能モジュール3のうち送信先を示す情報とを含む送信情報を生成する。
例えば、主制御部204は、端末通信制御部202で取得したプログラムの実行結果に基づいて、機能モジュール3の機能を発揮させるための動作指示等を出力する。
機能モジュール3bも同様の構成であるので、特に明示した場合を除いて、重複する説明は省略する。
例えば、主制御部242aは、ベーシックコア2から送信情報として送信されてきた動作指示(コマンド等)を、接続部67aを介して取得する。
即ち、機能発揮部243aは、主制御部242aで取得された動作指示に基づいて機能ハードウェア68aを実行させることで、機能モジュール3aの機能を発揮させる。
図7は、モジュール間通信の処理の流れを説明するアローチャートである。
ステップSc2において、ベーシックコア2の機能モジュール通信制御部203の送信情報生成部211(図6)は、ステップSc1において受信された制御情報と、宛て先が機能モジュール3bであることを示す情報とを結合したものを送信情報として生成する。信号重畳部52は、その送信情報を、電源部48からの電力供給用の電流に重畳させる。モジュール間伝送部51は、送信情報が重畳された電流の信号を送信する。
ステップSa2において、機能モジュール3aの信号分離部72a(図6)は、検出された電流の信号を解析して宛先が自機でないことから、自機への制御信号(送信情報)ではないと判定する。
この場合、電力抽出部69aは、モジュール間伝送部71aを介して電力を取得し、機能モジュール3aへ供給する。
ステップSb2において、機能モジュール3bの信号分離部72b(図6)は、検出された電流の信号を解析して宛先に自機を含むことから、自機への制御信号(送信情報)であると判定する。そして、信号分離部72bは、当該制御信号(送信情報)を分離して機能ハードウェア68b等に供給する。
また、電力抽出部69bは、モジュール間伝送部71bを介して電力を取得し、機能モジュール3aへ供給する。
図8は、図2のユーザ端末1が実行するプログラム作製処理に際し、ユーザに実際に表示される画面の一例を示す図である。
まず、図8(A)は、ユーザ端末1に、いずれのベーシックコア2のペアリングもなされていない状況を示している。
なお、機能モジュール3−P1は、ライトの機能を発揮することができる。機能モジュール3−P2は、ブザーの機能を発揮することができる。
なお、Sパーツ表示領域DSAには、タイマーのアイコンが表示されている。
そして、図8(B)のユーザ表示画面を見ると、ペアリングがなされた機能モジュール3−P1に対応するライトのアイコン及び機能モジュール3−P2に対応するブザーのアイコンがHパーツ表示領域DHBに夫々表示されている。
図8の(C)のユーザ表示画面を見ると、プログラム作製時表示領域DCには、右から順にライトのアイコン、タイマー(2s)、ブザーのアイコンが順番に表示され、夫々のアイコンは、矢印により順番に結合されている。
図8(C)のハードウェア模式図を見ると、同図のユーザ表示画面で示されるプログラムが実行された結果として、ライト(機能モジュール3−P1)が点灯すると、その2秒後に、ブザー(機能モジュール3−P2)が鳴るという動作が実現されることがわかる。
例えば、図8に示す実施形態では、機能モジュール3−P1及び機能モジュール3−P2として、ライトとブザーが採用されているが、機能モジュール3の発揮する機能は特に上述した実施形態には限定されない。
また例えば、図6に示す実施形態では、電源部48は、安定した直流電流を供給することが可能なバッテリーが採用されているが、供給する電流は直流には限定されず、インバータ等の様々な手段を採用することにより交流電流を供給しても良い。
図9は、本発明の一実施形態に係る具体的な一例を示す図である。
例えば、図9(a)の例では、所定のユーザH1によって、プログラムの実行ボタンが押下されると、10秒間のカウントダウン後にプロペラが回転するというプログラムが作製されて実行されている。
例えば、図9(b)の例では、所定のユーザH2によって、プログラムの実行ボタンが押下されると、人の声等に反応して、電車が発車するというプログラムが作製されて実行されている。
本発明は、このような様々な形態により実施することが可能であるが、多くの実施形態において、特に子供の教育用の組み立て式玩具に使用するプログラムを作製するのに極めて有用である。
このように、子供に楽しみながらプログラムの作製を行わせることで、子供は、一般に触れることが困難であるプログラムについて、慣れ親しむことができるのである。
従って、子供は、ハードウェアの設計も楽しむことができる。
この夫々のプログラムの入出力情報は、図8に示したような単なるトリガ情報だけでなく、アナログ信号等の多種多様な情報を入出力情報として取り扱うことができる。
即ち、例えば、本実施形態における入出力情報は、温度センサによって取得された情報(例えば、温度が15度)を、そのままアナログ信号等の情報として出力し、プログラムの作製に用いることができる。そのため、デジタル信号の情報だけでは、実現することのできない複雑な情報処理であっても実現することが可能となる。
NFC(登録商標)規格に従った方式での近距離無線通信により行っているが、これに限定されない。ペアリングは、近距離無線通信に限らず、いかなる手段によってペアリングを行ってもよい。
さらに言えば、上述の実施形態では、ユーザ端末1で作製したプログラムの実行結果をBluetooth(登録商標)等の規格に従った方式で近距離無線通信を利用して送信しているが、特にこれに限定されない。作製したプログラムは、近距離無線通信に限らず、いかなる手段を利用して送信してもよい。
つまり、1台のベーシックコア2に対して、1台の機能モジュール3を接続してもよい。
換言すると、図6の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。
即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が情報処理システムに備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図6の例に限定されない。また、機能ブロックの存在場所も、図6に特に限定されず、任意でよい。
また、1つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであっても良い。
また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えばサーバの他汎用のスマートフォンやパーソナルコンピュータであってもよい。
また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置や複数の手段等より構成される全体的な装置を意味するものとする。
即ち、本発明が適用される情報処理装置(例えば、図6のベーシックコア2)は、
所定の機能を夫々発揮する1以上の他の情報処理装置(例えば、図6の機能モジュール3a、3b)に対して情報通信及び電力供給を行う前記情報処理装置であって、
前記他の情報処理装置に前記所定の機能を発揮させるための制御を実行する制御装置(例えばユーザ端末1)と、所定方式の近距離無線通信でペアリングするペアリング実行手段(例えば、図6のペアリング部201)と、
前記制御装置の制御に基づき前記他の情報処理装置が前記所定の機能を発揮させるために又は発揮中に用いる所定の情報と、前記1以上の他の情報処理装置のうち送信先を示す情報とを含む送信情報を生成する送信情報生成手段(例えば、図6の送信情報生成部211)と、
電流方式で電力を前記1以上の他の情報処理装置に供給するための信号に前記送信情報を重畳して、前記1以上の他の情報処理装置に送信する制御を実行する送信制御手段(例えば、図6の接続部47)と、
を備える制御装置であれば足りる。
これにより、ユーザは、視覚的に作製するプログラムの内容を確認しつつ、容易な操作(アイコンを組み合わせて連結させる等)によってプログラムを作製することが出来る。
またこれにより、少数の機器で、多数の機能を実装させることが出来る技術を提供する。
またこれにより、簡単な構成でデータ通信を安定させることが出来る技術を提供する。
Claims (6)
- 電流により他の1以上の情報処理装置へ電力を供給するための第1ポートと、
前記第1ポートから電力線を介して直列に接続される前記1以上の情報処理装置と閉ループを構成するように設けられた第2ポートと、
制御装置から無線送信された、所望の情報処理装置に前記所定の機能を発揮させるための制御情報を受信する無線通信手段と、
前記無線通信手段により受信された前記制御情報と前記制御情報を送る前記所望の情報処理装置の宛先情報とを含む送信情報を前記電流に重畳させて、前記第1ポートから前記電力線を通じて送信する送信手段と、
を備える情報処理装置。 - 前記制御装置と前記無線通信手段とを所定方式の近距離無線通信でペアリングするペアリング実行手段、
をさらに具備する請求項1記載の情報処理装置。 - 前記送信手段は、
前記制御装置から受信された制御情報と、前記所望の情報処理装置の宛先を示す情報とを含む送信情報を生成する送信情報生成手段と、
生成された前記送信情報を前記電流に重畳させて、前記第1ポートから前記電力線を通じて送信する制御を実行する送信制御手段と、
をさらに具備する請求項1又は2に記載の情報処理装置。 - 前記情報処理装置が、
自他の情報処理装置に電力を供給するためのバッテリユニット、
を備える請求項1乃至3のうち何れか1項に記載の情報処理装置。 - 前記無線通信手段が、
前記制御装置と所定方式の近距離無線通信を行う近距離無線通信手段、
を備える請求項1乃至4のうち何れか1項に記載の情報処理装置。 - 前記他の1以上の情報処理装置とループ状に接続される請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の情報処理装置。
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