JP6828633B2 - Data processing device, its control method, and program - Google Patents

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Description

本発明は、ネットワークに接続されたセンサから収集したデータに対してデータ処理を行うデータ処理装置、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 data processing device that processes data collected from sensors connected to a network, 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、クラウド等のデータ処理装置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)。非特許文献2には、クラウドとセンサとの間に設置された、クラウド機能を有するゲートウェイ(フォグノード等)がデータ処理装置として機能する構成が記載されている。このように、クラウド又はゲートウェイ等のデータ処理装置が多数のセンサからデータを収集するIoT環境では、センサの数が多くなるほど、ネットワーク全体の消費電力が増加するとともに、データ処理装置における処理負荷が大きくなることが課題となる。 Sensor processing, which is indispensable for the IoT (Internet of Things) environment in which a large number of sensors are connected to a network, generally aggregates the data acquired by each sensor into a data processing device such as a cloud and processes the data. It is realized by performing (Non-Patent Document 1). Non-Patent Document 2 describes a configuration in which a gateway (fog node or the like) having a cloud function installed between a cloud and a sensor functions as a data processing device. In this way, in an IoT environment in which a data processing device such as a cloud or a gateway collects data from a large number of sensors, as the number of sensors increases, the power consumption of the entire network increases and the processing load on the data processing device increases. The challenge is to become.

このような課題に対して、所定の期間に一部のセンサの動作を停止させることにより、IoTネットワーク全体の消費電力を削減する研究が進められている。非特許文献3では、事前に定めた通信タイミングに合わせて、センサの動作を開始及び停止させる技術が提案されている。非特許文献4では、ある対象センサ自体の通信品質、及び対象センサ周辺の他のセンサの通信品質(予測値)に基づいて、センサが動作を開始及び停止するタイミングを、センサごとに可変に設定する技術が提案されている。 In response to such problems, research is underway to reduce the power consumption of the entire IoT network by stopping the operation of some sensors within a predetermined period. Non-Patent Document 3 proposes a technique for starting and stopping the operation of the sensor in accordance with a predetermined communication timing. In Non-Patent Document 4, the timing at which the sensor starts and stops is variably set for each sensor based on the communication quality of the target sensor itself and the communication quality (predicted value) of other sensors around the target sensor. The technology to do is proposed.

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. P. Guo et al., "Sleep scheduling for critical event monitoring in wireless sensor networks," IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst., vol. 23, no. 2, pp. 345-352, Feb. 2012.P. Guo et al., "Sleep scheduling for critical event monitoring in wireless sensor networks," IEEE Trans. Parallel Distrib. Syst., Vol. 23, no. 2, pp. 345-352, Feb. 2012. D. Ye et al., "A Self-Adaptive Sleep/Wake-Up Scheduling Approach for Wireless Sensor Networks," IEEE Trans. Cybern., 2017.D. Ye et al., "A Self-Adaptive Sleep / Wake-Up Scheduling Approach for Wireless Sensor Networks," IEEE Trans. Cybern., 2017.

上述の従来技術では、センサ及びデータ処理装置等の通信機器間の通信のタイミング又は品質を基準としてセンサの動作状態(動作モード)を制御しているが、IoTネットワークにおけるデータ処理性能の観点での検討は行われていない。このため、従来技術では、IoTネットワーク全体の消費電力を低減することは期待できても、センサから収集したデータに対して高性能・高信頼度のデータ処理を実現することが難しい。 In the above-mentioned prior art, the operating state (operating mode) of the sensor is controlled based on the timing or quality of communication between the communication device such as the sensor and the data processing device, but from the viewpoint of data processing performance in the IoT network. No consideration has been given. Therefore, with the conventional technology, although it can be expected to reduce the power consumption of the entire IoT network, it is difficult to realize high-performance and highly reliable data processing for the data collected from the sensor.

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、センサから収集したデータの処理精度を維持しながらネットワーク全体の消費電力を低減するように、データ処理装置がネットワーク内の各センサの動作モードを制御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-mentioned problems. An object of the present invention is to provide a technique in which a data processing device controls an operation mode of each sensor in the network so as to reduce the power consumption of the entire network while maintaining the processing accuracy of the data collected from the sensors. There is.

本発明の一態様の係るデータ処理装置は、ネットワーク内の各センサと通信可能であり、各センサからセンサデータを収集してデータ処理を行うデータ処理装置であって、対象センサが配置されたエリアの状況の判定を、非省電力モードで動作中のセンサから収集したセンサデータに対するデータ処理により行う判定器であって、前記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、前記ネットワーク内の各センサから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、前記ネットワーク内の複数のセンサのうちで、センサデータを出力しない省電力モードで動作させるセンサを、前記機械学習によって決定する決定手段であって、前記機械学習において、前記判定器による判定に関連する前記対象センサの重要度が低いことを示す条件を、前記対象センサが満たした場合に、前記対象センサを、前記省電力モードで動作させるセンサとして決定する、前記決定手段と、前記決定手段によって決定されたセンサが前記省電力モードで動作するよう、当該センサの動作モードを制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 The data processing device according to one aspect of the present invention is a data processing device capable of communicating with each sensor in the network, collecting sensor data from each sensor and performing data processing, and is an area in which the target sensor is arranged. the determination of the situation, a determination unit that performs the data processing for pairs the sensor data collected from sensors operating in a non-power saving mode, outputs the reliability of the determination result and the determination result for the target sensor A power saving means that does not output sensor data among a plurality of sensors in the network and a generation means that generates the determination device by machine learning using sensor data collected in the past from each sensor in the network. The target sensor is a determination means for determining a sensor to be operated in the mode by the machine learning, and the target sensor satisfies a condition indicating that the target sensor is less important in the determination by the determination device in the machine learning. When the target sensor is satisfied, the operation mode of the sensor is determined as a sensor to be operated in the power saving mode, so that the determination means and the sensor determined by the determination means operate in the power saving mode. It is characterized by comprising a control means for controlling the above.

本発明によれば、センサから収集したデータの処理精度を維持しながらネットワーク全体の消費電力を低減するように、データ処理装置がネットワーク内の各センサの動作モードを制御することが可能になる。 According to the present invention, the data processing device can control the operation mode of each sensor in the network so as to reduce the power consumption of the entire network while maintaining the processing accuracy of the data collected from the sensors.

一実施形態に係るネットワーク構成例を示す図The figure which shows the network configuration example which concerns on one 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A block diagram showing a configuration example of a gateway device according to an embodiment 一実施形態に係るスリープ移行制御の処理手順を示すフローチャートA flowchart showing a processing procedure of sleep transition control according to one embodiment. 一実施形態に係る判定器によるデータ処理の例を示す図The figure which shows the example of the data processing by the determination device which concerns on one Embodiment 一実施形態に係るスリープ復帰制御の処理手順を示すフローチャートA flowchart showing a processing procedure of sleep wakeup control according to one 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 each of the following figures, components not necessary for the description of the embodiment will be omitted from the drawings.

<ネットワーク構成>
図1(A)は、本実施形態に係るデータ処理装置を含むネットワーク構成例を示す図である。本実施形態では、クラウド(クラウド上のサーバ)と複数のセンサ(S1,S2,S3,...)とが設けられている。クラウドは、ネットワーク内の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)を収集することができ、収集したセンサデータに対するデータ処理を行う。なお、クラウドの配下には、任意の数のセンサを設けることが可能である。
<Network configuration>
FIG. 1A is a diagram showing an example of a network configuration including a data processing device according to the present embodiment. In this embodiment, a cloud (server on the cloud) and a plurality of sensors (S1, S2, S3, ...) Are provided. The cloud is communicably connected to each sensor in the network by wire or wirelessly, can collect data (sensor data) output from each sensor, and processes the collected sensor data. An arbitrary number of sensors can be provided under the cloud.

図1(A)のクラウドは、各センサからセンサデータを収集してデータ処理を行う、本発明のデータ処理装置の一例として機能する。本発明は、例えば、図1(B)に示すように、ゲートウェイ装置(G1,G2,G3,...)が、配下の複数のセンサとクラウド(クラウド上のサーバ)との間に設けられたネットワーク構成に対しても適用可能である。 The cloud of FIG. 1A functions as an example of the data processing device of the present invention that collects sensor data from each sensor and performs data processing. In the present invention, for example, as shown in FIG. 1 (B), a gateway device (G1, G2, G3, ...) Is provided between a plurality of subordinate sensors and a cloud (server on the cloud). It can also be applied to other network configurations.

図1(B)の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。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センサデータを取得できる。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。なお、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可能であり、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であってもよい。図1(B)の構成では、各ゲートウェイ装置が、各センサからセンサデータを収集してデータ処理を行う、本発明のデータ処理装置の一例として機能する。 Each gateway device of FIG. 1B has a gateway function of collecting sensor data from a plurality of sensors under the control, performing predetermined processing on the collected data, and transmitting the processing result to the cloud. The gateway device is communicably connected to each of the sensors under its control by wire or wirelessly, and can acquire sensor data output from each sensor. An arbitrary number of sensors can be provided under the gateway device. It should be noted that inter-gateway communication is possible in which one gateway device directly communicates with another gateway device or indirectly communicates via one or more gateway devices, and the gateway devices communicate with each other. It may be possible to acquire data. In the configuration of FIG. 1B, each gateway device functions as an example of the data processing device of the present invention in which sensor data is collected from each sensor and data processing is performed.

図1(A)及び(B)に示す各センサは、動作モードとして、通常モード(非省電力モード)と、通常モードよりも消費電力が少ないスリープモード(省電力モード)とを有し、データ処理装置からの指示に従って、いずれかの動作モードで動作可能である。通常モードは、センサのセンシング及び通信機能が動作し、センサデータを出力する動作モードである。スリープモードは、センサのセンシング及び通信機能が停止し、センサデータを出力しない動作モードである。スリープモードでは、センシング及び送信機能が停止することにより、センサの消費電力が削減される。ただし、各センサは、スリープモードでの動作中にもデータ処理装置から送信される制御信号を受信できるように、所定の時間間隔で(間欠的に)通信機能を動作させる。 Each sensor shown in FIGS. 1A and 1B has a normal mode (non-power saving mode) and a sleep mode (power saving mode) that consumes less power than the normal mode as an operation mode, and data. It can operate in any of the operating modes according to the instructions from the processing device. The normal mode is an operation mode in which the sensor sensing and communication functions operate and sensor data is output. The sleep mode is an operation mode in which the sensor sensing and communication functions are stopped and the sensor data is not output. In sleep mode, the power consumption of the sensor is reduced by stopping the sensing and transmission functions. However, each sensor operates the communication function (intermittently) at predetermined time intervals so that the control signal transmitted from the data processing device can be received even during the operation in the sleep mode.

<データ処理装置による処理の概要>
本実施形態のデータ処理装置(図1(A)のクラウド又は図1(B)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う機能を有する。具体的には、データ処理装置は、以下の3段階の処理を行う。
<Outline of processing by data processing device>
The data processing device of the present embodiment (cloud of FIG. 1A or gateway device of FIG. 1B) collects sensor data and uses a calculation model (judgment device) generated by prior machine learning. It has a function to process the collected data. Specifically, the data processing device performs the following three stages of processing.

●前処理
データ処理装置はまず、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計算モデル(判定器)を生成する。
●判定処理
次に、データ処理装置は、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に対するデータ処理を行う。なお、データ処理装置がゲートウェイ装置である場合、必要に応じて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、データ処理装置は、判定処理においてネットワーク内の各センサから新たに収集されたセンサデータを用いた機械学習によって、判定器を定期的に更新する。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。
● Preprocessing The data processing device first generates a calculation model (judgment device) used for data processing on the collected sensor data by performing machine learning using the sensor data collected in the past.
● Judgment processing Next, the data processing device uses the judgment device generated by the pre-processing to process data on the sensor data collected from the sensors under its own device (and from the surrounding gateway devices as necessary). I do. If the data processing device is a gateway device, the processing result is transmitted to the cloud as needed.
● Feedback processing Furthermore, the data processing device periodically updates the judgment device by machine learning using sensor data newly collected from each sensor in the network in the judgment processing. As a result, the judgment device used for the judgment processing can cope with the daily fluctuation of the sensor data collected from each sensor.

本実施形態では、データ処理装置は、各センサから収集したセンサデータの処理精度を維持しながらネットワーク全体の消費電力を低減するように、ネットワーク内の各センサに送信する制御信号を用いて各センサの動作モードを制御する。 In the present embodiment, the data processing device uses control signals transmitted to each sensor in the network so as to reduce the power consumption of the entire network while maintaining the processing accuracy of the sensor data collected from each sensor. Controls the operating mode of.

具体的には、データ処理装置は、前処理において、機械学習によって生成される判定器による判定(データ処理)に関連する、各センサの重要度を基準として、ネットワーク内の複数のセンサのうちで、スリープモードで動作させるセンサを決定する。更に、データ収集処理は、判定処理の実行段階において、決定したセンサをスリープモードで動作させる制御を行う。上記の決定では、後述するように、対応する判定器による判定に関連する重要度が低いことを示す条件を満たしたセンサが、スリープモードで動作させるセンサとして選択される。これにより、スリープモードで動作中のセンサから出力されるセンサデータを、対応する判定器によるデータ処理に使用できないことに起因した、センサデータの処理精度(判定器の判定精度)の低下を防止できる。 Specifically, the data processing device is among a plurality of sensors in the network based on the importance of each sensor related to the judgment (data processing) by the judgment device generated by machine learning in the preprocessing. , Determine the sensor to operate in sleep mode. Further, the data collection process controls the determined sensor to operate in the sleep mode at the execution stage of the determination process. In the above determination, as will be described later, a sensor that satisfies the condition indicating that the importance related to the determination by the corresponding determination device is low is selected as the sensor to be operated in the sleep mode. As a result, it is possible to prevent a decrease in sensor data processing accuracy (judgment accuracy of the judgment device) due to the fact that the sensor data output from the sensor operating in the sleep mode cannot be used for data processing by the corresponding judgment device. ..

また、データ処理装置は、スリープモードで動作中のセンサについて、後述する所定の復帰条件が満たされた場合に、当該センサをスリープモードから通常モードに復帰させる制御を行う。この復帰条件は、センサ又は当該センサの周辺に存在するセンサに対応する判定器の判定精度を向上させる、又は判定精度の低下を防ぐ必要がある状況が生じた場合に、そのような状況に対処するために定められている。 Further, the data processing device controls the sensor operating in the sleep mode to return the sensor from the sleep mode to the normal mode when a predetermined return condition described later is satisfied. This return condition deals with a situation in which it is necessary to improve the judgment accuracy of the sensor or the judgment device corresponding to the sensor existing in the vicinity of the sensor, or prevent the judgment accuracy from being lowered. It is stipulated to do.

なお、フィードバック処理の実行段階では、データ処理装置は、判定器を更新するごとに、スリープモードで動作させるセンサを機械学習によって決定してもよい。これにより、各センサから収集されるセンサデータの日々の変動(センサが配置されたエリアの状況の変動)に適応しながら、センサデータの処理精度を維持できる。 At the execution stage of the feedback processing, the data processing device may determine the sensor to be operated in the sleep mode by machine learning each time the determination device is updated. As a result, the processing accuracy of the sensor data can be maintained while adapting to the daily fluctuation of the sensor data collected from each sensor (the fluctuation of the situation in the area where the sensor is arranged).

<データ処理装置の機能構成>
図2は、本実施形態に係るデータ処理装置20の機能構成例を示すブロック図である。図2に示すように、データ処理装置20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、データ処理装置20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、データ処理装置20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 data processing device>
FIG. 2 is a block diagram showing a functional configuration example of the data processing device 20 according to the present embodiment. As shown in FIG. 2, the data processing device 20 is roughly divided into a preprocessing 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 realize the above-mentioned pre-processing, determination processing, and feedback processing, respectively. The preprocessing unit 21, the determination processing unit 22, and the feedback processing unit 23 can be realized in the data processing device 20 by hardware, software, or a combination thereof. When realized by software, one or more processors (not shown) such as a CPU included in the data processing device 20 read and execute a control program stored in a storage device (not shown) such as a ROM. Can be realized by.

●前処理部21
前処理部21は、ネットワーク内の各センサから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、対象センサについての判定のためにセンサデータに対してデータ処理を行う判定器を生成する。生成された判定器は、判定処理部22によって、新たに収集したセンサデータに対するデータ処理に用いられ、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。
Pretreatment unit 21
The pre-processing unit 21 generates a determination device that processes sensor data for determination of a target sensor by machine learning using sensor data collected in the past from each sensor in the network. The generated determination device is used by the determination processing unit 22 for data processing on the newly collected sensor data, and outputs the determination result for the target sensor and the reliability of the determination result.

前処理部21は、例えば、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しうる。その場合、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(例えば、データ処理に必要となるデータ量が最も少ない判定器)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、生成した1つ以上の判定器をデータ記憶部24に格納する。 The preprocessing unit 21 can generate a plurality of determination devices by performing machine learning using data sets of different scales (sizes) for sensor data to be machine-learned, for example. In that case, the preprocessing unit 21 confirms the accuracy of the determination result obtained by each generated determination device, and determines that the amount of data required for data processing is the smallest among the determination devices that satisfy a predetermined criterion (for example, the determination that the amount of data required for data processing is the smallest. The device) is determined as a default determination device for determination processing by the determination processing unit 22. The preprocessing unit 21 stores one or more generated determination devices in the data storage unit 24.

前処理部21は、更に、ネットワーク内の複数のセンサのうちで、スリープモードで動作させるセンサを、上述の機械学習によって決定する。前処理部21は、機械学習において、判定器による判定に関連する対象センサの重要度が低いことを示す条件を、当該対象センサが満たした場合に、当該対象センサを、スリープモードで動作させるセンサとして決定する。前処理部21は、当該決定の結果に基づいて、ネットワーク内の各センサの動作モードを示す制御情報を、データ記憶部24に格納する。 The preprocessing unit 21 further determines, among the plurality of sensors in the network, the sensor to be operated in the sleep mode by the above-mentioned machine learning. In machine learning, the pre-processing unit 21 operates the target sensor in sleep mode when the target sensor satisfies the condition indicating that the target sensor is less important for the judgment by the judgment device. To determine as. Based on the result of the determination, the preprocessing unit 21 stores the control information indicating the operation mode of each sensor in the network in the data storage unit 24.

上述のように、対象センサの重要度が低いことを示す条件が満たされる場合とは、例えば、当該対象センサから出力されたセンサデータを使用するか否かによらず、当該対象センサに対応する判定器によって同一の判定結果が得られる場合に相当する。これは、対象センサ自体のセンサデータを使用せず、当該対象センサの周辺に存在するセンサのセンサデータのみを使用して、判定器によるデータ処理を行っても、判定結果が変わらないことを意味する。このような場合、対象センサをスリープモードへ移行させても、対応する判定器の判定精度を低下させずに維持することが可能である。このため、本実施形態では、上述の条件を満たすセンサをスリープモードへ移行させることにより、対応する判定器の判定精度を維持しながらネットワーク全体の消費電力の低減を実現する。 As described above, the case where the condition indicating that the target sensor is of low importance is satisfied corresponds to, for example, the target sensor regardless of whether or not the sensor data output from the target sensor is used. This corresponds to the case where the same judgment result can be obtained by the judgment device. This means that the judgment result does not change even if the data processing by the judgment device is performed by using only the sensor data of the sensors existing around the target sensor without using the sensor data of the target sensor itself. To do. In such a case, even if the target sensor is shifted to the sleep mode, it is possible to maintain the determination accuracy of the corresponding determination device without deteriorating it. Therefore, in the present embodiment, by shifting the sensor satisfying the above conditions to the sleep mode, the power consumption of the entire network can be reduced while maintaining the judgment accuracy of the corresponding judgment device.

●判定処理部22
判定処理部22は、前処理部21によって決定されたセンサがスリープモードで動作するよう、データ記憶部24に格納されている制御情報に従って、当該センサの動作モードを制御する。判定処理部22は、スリープモードへの移行をセンサに指示するためのスリープ移行指示を含む制御信号を、センサに送信することによって、当該センサをスリープモードに移行させることが可能である。
Judgment processing unit 22
The determination processing unit 22 controls the operation mode of the sensor according to the control information stored in the data storage unit 24 so that the sensor determined by the preprocessing unit 21 operates in the sleep mode. The determination processing unit 22 can shift the sensor to the sleep mode by transmitting a control signal including a sleep shift instruction for instructing the sensor to shift to the sleep mode.

判定処理部22は、更に、通常モードで動作中の各センサから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。判定器は、収集したセンサデータに対するデータ処理により、当該判定器に対応するセンサである対象センサについての所定の判定を行う。本実施形態では、判定器は、対象センサが配置されたエリアの状況が正常であるか異常であるかを判定する。例えば、各センサが、温度(気温)を測定して測定値を出力する温度センサである場合、判定器は、データ処理の結果、対応する対象センサが、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していれば、異常を示す判定結果を出力する。 The determination processing unit 22 further collects sensor data from each sensor operating in the normal mode, and processes the collected sensor data using the determination device stored in the data storage unit 24. The determination device makes a predetermined determination about the target sensor, which is the sensor corresponding to the determination device, by processing the collected sensor data. In the present embodiment, the determination device determines whether the condition of the area where the target sensor is arranged is normal or abnormal. For example, when each sensor is a temperature sensor that measures temperature (temperature) and outputs a measured value, the determination device outputs the corresponding target sensor from peripheral (nearby) sensors as a result of data processing. If a temperature that is extremely different from the temperature is output, a judgment result indicating an abnormality is output.

判定処理部22は、更に、スリープモードで動作中のセンサについて、後述する所定の復帰条件が満たされた場合に、当該センサをスリープモードから通常モードに復帰させる制御を行う。判定処理部22は、スリープモードから通常モードへの復帰をセンサに指示するためのスリープ復帰指示を含む制御信号を、センサに送信することによって、当該センサをスリープモードから通常モードに復帰(移行)させることが可能である。 The determination processing unit 22 further controls the sensor operating in the sleep mode to return the sensor from the sleep mode to the normal mode when a predetermined return condition described later is satisfied. The determination processing unit 22 returns (shifts) the sensor from the sleep mode to the normal mode by transmitting a control signal including a sleep return instruction for instructing the sensor to return from the sleep mode to the normal mode. It is possible to make it.

●フィードバック処理部23
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定期的に更新する。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 unit 23
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 to periodically determine the determination device used for the determination processing. Update. The feedback processing unit 23 stores the updated determination device in the data storage unit 24, so that the updated determination device can be used for the determination processing by the determination processing unit 22.

フィードバック処理部23は、更に、判定器を更新するごとに、前処理部21による上述の決定と同様に、スリープモードで動作させるセンサを機械学習によって決定する。フィードバック処理部23は、当該決定の結果に基づいて、データ記憶部24に格納されている、ネットワーク内の各センサの動作モードを示す制御情報を更新する。 Further, each time the determination device is updated, the feedback processing unit 23 determines a sensor to be operated in the sleep mode by machine learning in the same manner as the above-mentioned determination by the preprocessing unit 21. Based on the result of the determination, the feedback processing unit 23 updates the control information stored in the data storage unit 24 indicating the operation mode of each sensor in the network.

以下では、図3乃至図5を参照して、データ処理装置20によって実行される処理ついて、より具体的に説明する。 Hereinafter, the processing executed by the data processing apparatus 20 will be described more specifically with reference to FIGS. 3 to 5.

<スリープ移行制御の処理手順>
図3は、データ処理装置20において実行されるスリープ移行制御の処理手順を示すフローチャートである。図4は、センサS1,S2,... が入力層であり、センサS1が対象センサである場合の、対応する判定器によるデータ処理の例を示す図であり、ニューラルネットワークを機械学習に適用した例を示している。
<Processing procedure for sleep transition control>
FIG. 3 is a flowchart showing a processing procedure of sleep transition control executed in the data processing device 20. FIG. 4 is a diagram showing an example of data processing by the corresponding determination device when the sensors S1, S2, ... Are the input layers and the sensor S1 is the target sensor, and the neural network is applied to machine learning. An example is shown.

ステップS301で、前処理部21は、ネットワーク内の各センサから出力された、過去に収集されたセンサデータを取得する。次にステップS302で、前処理部21は、取得したセンサデータを用いて機械学習(例えば、サポートベクトルマシン)を行うことによって、対象センサに対応する判定器を生成する。前処理部21は、生成した判定器をデータ記憶部24に保存する。 In step S301, the preprocessing unit 21 acquires the sensor data collected in the past output from each sensor in the network. Next, in step S302, the preprocessing unit 21 generates a determination device corresponding to the target sensor by performing machine learning (for example, a support vector machine) using the acquired sensor data. The preprocessing unit 21 stores the generated determination device in the data storage unit 24.

なお、ステップS302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、対象センサについての判定(対象センサが配置されたエリアの状況が正常であるか異常であるかの判定)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。本実施形態では、判定結果は、対象センサが配置されたエリアの状況が正常であるか異常であるかを示す情報である。また、信頼度は、判定結果の確からしさを示す指標である。 The input of each determination device generated in step S302 is a sensor data string output from the target sensor and surrounding sensors. The determination device determines the target sensor (determines whether the condition of the area where the target sensor is arranged is normal or abnormal) by data processing on the input sensor data string. The output of the judgment device is the judgment result and the reliability of the judgment result. In the present embodiment, the determination result is information indicating whether the condition of the area where the target sensor is arranged is normal or abnormal. The reliability is an index showing the certainty of the determination result.

その後、ステップS303で、前処理部21は、対象センサに対応する判定器による判定に関連する、当該対象センサの重要度に従って、当該対象センサをスリープモードに移行させるか否かを、機械学習によって決定する。具体的には、上述のように、前処理部21は、対象センサが、当該対象センサの重要度が低いことを示す条件(移行条件)を満たした場合には、当該対象センサをスリープモードに移行させることを、満たさなかった場合には、当該対象センサをスリープモードに移行させない(通常モードに維持する)ことを決定する。上記の移行条件(基準)には、より具体的には、下記の移行条件1〜3のいずれか、又は1つ以上の組み合わせが適用される。 After that, in step S303, the preprocessing unit 21 uses machine learning to determine whether or not to shift the target sensor to the sleep mode according to the importance of the target sensor, which is related to the determination by the determination device corresponding to the target sensor. decide. Specifically, as described above, the preprocessing unit 21 puts the target sensor into sleep mode when the target sensor satisfies the condition (transition condition) indicating that the target sensor is of low importance. If the transition is not satisfied, it is determined not to shift the target sensor to the sleep mode (maintain the normal mode). More specifically, any one of the following transition conditions 1 to 3 or a combination of one or more is applied to the above transition conditions (criteria).

●移行条件1
移行条件1は、機械学習において、対象センサから出力されるセンサデータを使用する場合と、当該センサデータを使用せずに対象センサの周辺に存在するセンサから出力されるセンサデータのみを使用する場合とで、対応する判定器による判定結果が同一であり、判定結果の信頼度として同一の信頼度が得られたことである。移行条件1が満たされる場合、対象センサをスリープモードで動作させ、当該対象センサのセンサデータを使用しなくとも、判定器によって同一の判定結果を同一の信頼度で得ることができる。即ち、判定器の判定精度を維持しながら消費電力の低減を実現できる。
Transition condition 1
Transition condition 1 is a case where the sensor data output from the target sensor is used in machine learning, and a case where only the sensor data output from the sensor existing around the target sensor is used without using the sensor data. Therefore, the judgment results by the corresponding judgment devices are the same, and the same reliability is obtained as the reliability of the judgment results. When the transition condition 1 is satisfied, the same determination result can be obtained by the determination device with the same reliability without operating the target sensor in the sleep mode and using the sensor data of the target sensor. That is, it is possible to reduce the power consumption while maintaining the determination accuracy of the determination device.

●移行条件2
移行条件2は、機械学習において得られた、判定器に対応する対象センサの重要度を示す指標値が、所定の閾値より低いことである。当該指標値は、例えば図4に示すように、判定器によるデータ処理において、対象センサS1から出力されるセンサデータに対して適用される重み値(w1,w2,w3,w4)である。この指標は、対象センサS1自体のセンサデータが、機械学習においてどの程度重要であるかを表す指標である。
Transition condition 2
The transition condition 2 is that the index value obtained in machine learning, which indicates the importance of the target sensor corresponding to the determination device, is lower than a predetermined threshold value. As shown in FIG. 4, for example, the index value is a weight value (w1, w2, w3, w4) applied to the sensor data output from the target sensor S1 in the data processing by the determination device. This index is an index showing how important the sensor data of the target sensor S1 itself is in machine learning.

指標値である図4の各重み値が低いほど、対象センサS1のセンサデータが、判定器による判定結果に与える影響が少なくなる。これは、対象センサS1のセンサデータ無しでも、同一の判定結果及び信頼度が得られる(即ち、判定器の判定精度を維持しながら消費電力の低減を実現できる)ことを意味する。このため、移行条件2によれば、指標値(各重み値)が閾値より低い場合には、対象センサのセンサデータは不要と判断し、当該対象センサをスリープモードで動作させると決定する。 The lower each weight value in FIG. 4, which is an index value, the less the influence of the sensor data of the target sensor S1 on the determination result by the determination device. This means that the same determination result and reliability can be obtained without the sensor data of the target sensor S1 (that is, the power consumption can be reduced while maintaining the determination accuracy of the determination device). Therefore, according to the transition condition 2, when the index value (each weight value) is lower than the threshold value, it is determined that the sensor data of the target sensor is unnecessary, and it is determined that the target sensor is operated in the sleep mode.

●移行条件3
移行条件3は、対象センサに対応する判定器による、過去に収集されたセンサデータに基づく判定結果として、特定の判定結果が得られた確率が、所定の閾値より低いことである。特定の判定結果は、例えば異常を示す判定結果である。このように、異常を示す判定結果が得られた確率が低い場合、当該判定器による判定の対象となるエリアについては、その状況が正常である可能性が高い。即ち、異常である状況を検出するための判定を行う必要性は低い(即ち、対象センサについて、判定器による判定に関連する重要度が低い)と考えられる。このため、判定器に対応する対象センサをスリープモードへ移行させたとしても、判定器の判定精度が低下する可能性が低く、判定精度を維持しながら消費電力を低減することが可能になりうる。
Transition condition 3
The transition condition 3 is that the probability that a specific determination result is obtained as a determination result based on the sensor data collected in the past by the determination device corresponding to the target sensor is lower than a predetermined threshold value. The specific determination result is, for example, a determination result indicating an abnormality. As described above, when the probability that the determination result indicating the abnormality is obtained is low, it is highly possible that the situation is normal for the area to be determined by the determination device. That is, it is considered that there is little need to make a judgment for detecting an abnormal situation (that is, the importance of the target sensor related to the judgment by the judgment device is low). Therefore, even if the target sensor corresponding to the judgment device is shifted to the sleep mode, it is unlikely that the judgment accuracy of the judgment device is lowered, and it is possible to reduce the power consumption while maintaining the judgment accuracy. ..

ステップS303における決定の結果は、前処理部21によってデータ記憶部24に制御情報として格納される。ステップS303の処理の完了後、次にステップS304で、判定処理部22は、データ記憶部24に格納されている制御情報に従って、対象センサをスリープモードに移行させるか否かを判定し、移行させる場合には、ステップS305へ処理を進め、移行させない場合には、処理を終了する。ステップS305で、判定処理部22は、スリープ移行指示を含む制御信号を対象センサへ送信し、処理を終了する。当該スリープ移行指示に従って、対象センサは、スリープモードへ移行して当該スリープモードでの動作を開始する。 The result of the determination in step S303 is stored as control information in the data storage unit 24 by the preprocessing unit 21. After the processing in step S303 is completed, in step S304, the determination processing unit 22 determines whether or not to shift the target sensor to the sleep mode according to the control information stored in the data storage unit 24, and shifts the target sensor. In that case, the process proceeds to step S305, and if the process is not performed, the process ends. In step S305, the determination processing unit 22 transmits a control signal including a sleep transition instruction to the target sensor, and ends the processing. According to the sleep transition instruction, the target sensor shifts to the sleep mode and starts the operation in the sleep mode.

<スリープ復帰制御の手順>
図5は、データ処理装置20において実行されるスリープ復帰制御の処理手順を示すフローチャートである。
<Procedure for wakeup control>
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of sleep wakeup control executed in the data processing device 20.

ステップS501で、判定処理部22は、ネットワーク内で通常モードで動作中の各センサから出力されたセンサデータを収集する。次にステップS502で、判定処理部22は、ネットワーク内の各センサを対象センサとして、対応する判定器を用いて、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、対象センサが配置されたエリアの状況が正常であるか異常であるかの判定を行う。 In step S501, the determination processing unit 22 collects sensor data output from each sensor operating in the normal mode in the network. Next, in step S502, the determination processing unit 22 uses each sensor in the network as the target sensor, and uses the corresponding determination device to perform data processing on the collected sensor data, whereby the target sensor is arranged. Judge whether the condition of the area is normal or abnormal.

その後、ステップS503で、判定処理部22は、対象センサがスリープモードで動作中であるか否かを判定し、通常モードで動作中である場合には、処理を終了する。一方、判定処理部22は、対象センサがスリープモードで動作中である場合には、処理をステップS504へ進める。 After that, in step S503, the determination processing unit 22 determines whether or not the target sensor is operating in the sleep mode, and if it is operating in the normal mode, ends the processing. On the other hand, when the target sensor is operating in the sleep mode, the determination processing unit 22 advances the processing to step S504.

ステップS504で、判定処理部22は、所定の復帰条件に従って、対象センサをスリープモードから通常モードに復帰(移行)させるか否かを定期的に決定する。この復帰条件(基準)は、センサ又は当該センサの周辺に存在するセンサに対応する判定器の判定精度を向上させる、又は判定精度の低下を防ぐ必要がある状況が生じたことを判定するための条件である。より具体的には、下記の復帰条件1〜3のいずれか、又は1つ以上の組み合わせが適用される。 In step S504, the determination processing unit 22 periodically determines whether or not to return (shift) the target sensor from the sleep mode to the normal mode according to a predetermined return condition. This return condition (reference) is for determining that a situation has occurred in which it is necessary to improve the determination accuracy of the sensor or the determination device corresponding to the sensor existing in the vicinity of the sensor, or prevent the determination accuracy from being lowered. It is a condition. More specifically, any one of the following recovery conditions 1 to 3 or a combination of one or more is applied.

●復帰条件1
復帰条件1は、スリープモードで動作中のセンサ(対象センサ)を、当該センサについての判定器による判定結果の信頼度が(それ以前より)低下したことである。あるいは、復帰条件1は、当該判定結果の信頼度が所定の閾値より低くなったことでもよい。この場合、判定処理部22は、対象センサに対応する判定器の判定精度を向上させるために、当該対象センサを通常モードに復帰させて、当該対象センサのセンサデータを判定に使用できるようにする。
Return condition 1
The return condition 1 is that the reliability of the judgment result of the sensor (target sensor) operating in the sleep mode by the judgment device for the sensor is lower (than before). Alternatively, the return condition 1 may be that the reliability of the determination result is lower than a predetermined threshold value. In this case, in order to improve the determination accuracy of the determination device corresponding to the target sensor, the determination processing unit 22 returns the target sensor to the normal mode so that the sensor data of the target sensor can be used for the determination. ..

●復帰条件2
復帰条件2は、スリープモードで動作中のセンサ(対象センサ)を、当該センサについての判定器による判定結果として特定の判定結果(本実施形態では、異常を示す判定結果)が得られたことである。この場合、判定処理部22は、より高い精度で対象センサによるセンシング対象のエリアの状況について判定器による判定を行うために、当該対象センサを通常モードに復帰させて、当該対象センサのセンサデータを判定に使用できるようにする。
Return condition 2
The return condition 2 is that a specific judgment result (in the present embodiment, a judgment result indicating an abnormality) is obtained as a judgment result by the judgment device for the sensor (target sensor) operating in the sleep mode. is there. In this case, the determination processing unit 22 returns the target sensor to the normal mode and displays the sensor data of the target sensor in order to determine the status of the area to be sensed by the target sensor by the determination device with higher accuracy. Make it available for judgment.

●復帰条件3
復帰条件3は、スリープモードで動作中のセンサ(第1センサ)を、当該センサの周辺に存在するセンサ(第2センサ)についての判定器の判定精度を向上させる必要があることである。この場合、第2センサに対応する判定器による判定を、より高い精度で行うために、第1センサを通常モードに復帰させ、当該第1センサのセンサデータを判定に使用できるようにする。復帰条件3の適用例としては、判定処理部22は、第2センサが第1センサよりも上述の重要度が高く、かつ、第2センサに対応する判定器の判定結果として特定の判定結果(本実施形態では、異常を示す判定結果)が得られたことを条件として、第1センサを通常モードに復帰させる。
Return condition 3
The return condition 3 is that it is necessary to improve the determination accuracy of the determination device for the sensor (first sensor) operating in the sleep mode with respect to the sensor (second sensor) existing around the sensor. In this case, in order to perform the determination by the determination device corresponding to the second sensor with higher accuracy, the first sensor is returned to the normal mode so that the sensor data of the first sensor can be used for the determination. As an application example of the return condition 3, the determination processing unit 22 has a specific determination result (as a determination result of the determination device corresponding to the second sensor, in which the second sensor has the above-mentioned importance higher than that of the first sensor. In the present embodiment, the first sensor is returned to the normal mode on condition that the determination result indicating the abnormality) is obtained.

ステップS504における決定の結果は、前処理部21によってデータ記憶部24に制御情報として格納される。ステップS504の処理の完了後、次にステップS505で、判定処理部22は、データ記憶部24に格納されている制御情報に従って、対象センサをスリープモードから通常モードに復帰させるか否かを判定し、復帰させる場合には、ステップS506へ処理を進め、復帰させない場合には、処理を終了する。ステップS506で、判定処理部22は、スリープ復帰指示を含む制御信号を対象センサへ送信し、処理を終了する。当該スリープ復帰指示に従って、対象センサはスリープモードから復帰して通常モードでの動作を開始する。 The result of the determination in step S504 is stored as control information in the data storage unit 24 by the preprocessing unit 21. After the processing of step S504 is completed, then in step S505, the determination processing unit 22 determines whether or not to return the target sensor from the sleep mode to the normal mode according to the control information stored in the data storage unit 24. When returning, the process proceeds to step S506, and when not returning, the process ends. In step S506, the determination processing unit 22 transmits a control signal including a sleep wakeup instruction to the target sensor, and ends the processing. According to the sleep wakeup instruction, the target sensor wakes up from the sleep mode and starts the operation in the normal mode.

なお、判定処理部22は、ステップS506において対象センサが通常モードへ復帰した後、所定の期間内に、当該復帰に関連した条件を満たさなくなったセンサを、再びスリープモードに移行させてもよい。これにより、対応する判定器の判定精度を低下させずに、再び消費電力の低減を図ることが可能である。 After the target sensor returns to the normal mode in step S506, the determination processing unit 22 may shift the sensor that does not satisfy the conditions related to the return to the sleep mode again within a predetermined period. As a result, it is possible to reduce the power consumption again without lowering the judgment accuracy of the corresponding judgment device.

以上説明したように、本実施形態では、データ処理装置20は、ネットワーク内の各センサと通信可能であり、各センサからセンサデータを収集してデータ処理を行う。前処理部21は、対象センサについての判定のために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、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、ネットワーク内の各センサから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、ネットワーク内の複数のセンサのうちで、スリープモードで動作させるセンサを、機械学習によって決定する。その際、判定処理部22は、機械学習において、判定器による判定に関連する当該対象センサの重要度が低いことを示す条件を、当該対象センサが満たした場合に、当該対象センサを、スリープモードで動作させるセンサとして決定する。更に、判定処理部22は、決定したセンサがスリープモードで動作するよう、当該センサの動作モードを制御する。 As described above, in the present embodiment, the data processing device 20 can communicate with each sensor in the network, collects sensor data from each sensor, and performs data processing. The pre-processing unit 21 is a determination device that processes sensor data for determination of the target sensor, and outputs a determination result of the target sensor and the reliability of the determination result. It is generated by machine learning using sensor data collected in the past from each sensor in the network. The determination processing unit 22 determines, among a plurality of sensors in the network, the sensor to be operated in the sleep mode by machine learning. At that time, the determination processing unit 22 puts the target sensor into sleep mode when the target sensor satisfies the condition indicating that the importance of the target sensor related to the determination by the determination device is low in machine learning. Determined as a sensor to operate with. Further, the determination processing unit 22 controls the operation mode of the determined sensor so that the determined sensor operates in the sleep mode.

本実施形態によれば、センサ処理における各センサ(対象センサ)の重要度であって、対応する判定器による判定に関連する重要度を基準として、当該対象センサをスリープモードに移行させる。これにより、データ処理装置によるデータ処理の精度を一定レベルに維持しながら、ネットワーク内において通常モードで動作させるセンサの数を低減し、ネットワーク全体の消費電力を低減することが可能になる。また、通常モードで動作するセンサの数の低減により、センサとデータ収集装置間の通信量を低減することができるとともに、データ収集装置における処理負荷を低減することが可能になる。また、本実施形態によって実現される処理は、追加の装置の導入を必要とせずに、既存のシステムの一部に追加の設定を導入することによって実現できるため、実施が容易である。 According to the present embodiment, the target sensor is shifted to the sleep mode based on the importance of each sensor (target sensor) in the sensor processing and the importance related to the judgment by the corresponding determination device. This makes it possible to reduce the number of sensors operating in the normal mode in the network and reduce the power consumption of the entire network while maintaining the accuracy of data processing by the data processing device at a constant level. Further, by reducing the number of sensors operating in the normal mode, it is possible to reduce the amount of communication between the sensors and the data collection device, and it is possible to reduce the processing load in the data collection device. Further, the processing realized by the present embodiment can be realized by introducing additional settings into a part of the existing system without requiring the introduction of an additional device, and thus the implementation is easy.

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。 The gateway device according to the present embodiment can be realized by a computer program for making a computer 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.

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
21: Pre-processing unit 22: Judgment processing unit 23: Feedback processing unit 24: Data storage unit

Claims (15)

ネットワーク内の各センサと通信可能であり、各センサからセンサデータを収集してデータ処理を行うデータ処理装置であって、
対象センサが配置されたエリアの状況の判定を、非省電力モードで動作中のセンサから収集したセンサデータに対するデータ処理により行う判定器であって、前記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、前記ネットワーク内の各センサから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、
前記ネットワーク内の複数のセンサのうちで、センサデータを出力しない省電力モードで動作させるセンサを、前記機械学習によって決定する決定手段であって、前記機械学習において、前記判定器による判定に関連する前記対象センサの重要度が低いことを示す条件を、前記対象センサが満たした場合に、前記対象センサを、前記省電力モードで動作させるセンサとして決定する、前記決定手段と、
前記決定手段によって決定されたセンサが前記省電力モードで動作するよう、当該センサの動作モードを制御する制御手段と、
を備えることを特徴とするデータ処理装置。
It is a data processing device that can communicate with each sensor in the network, collects sensor data from each sensor, and processes the data.
The determination of the status of the area where the target sensor is located, a determination unit that performs the data processing for pairs the sensor data collected from sensors operating in a non-power saving mode, the determination result and the determination of the target sensor A generation means for generating the determination device that outputs the reliability of the result by machine learning using sensor data collected in the past from each sensor in the network.
It is a determination means for determining a sensor to be operated in a power saving mode that does not output sensor data among a plurality of sensors in the network by the machine learning, and is related to the determination by the determination device in the machine learning. When the target sensor satisfies the condition indicating that the target sensor is of low importance, the target sensor is determined as a sensor that operates in the power saving mode.
A control means for controlling the operation mode of the sensor so that the sensor determined by the determination means operates in the power saving mode, and
A data processing device characterized by comprising.
前記条件は、前記機械学習において、前記対象センサから出力されるセンサデータを使用する場合と、前記対象センサから出力されるセンサデータを使用せずに当該対象センサの周辺に存在するセンサから出力されるセンサデータのみを使用する場合とで、前記判定結果の信頼度として同一の信頼度が得られたことを含む
ことを特徴とする請求項1に記載のデータ処理装置。
The conditions are output from a sensor existing around the target sensor without using the sensor data output from the target sensor in the machine learning when the sensor data output from the target sensor is used. The data processing apparatus according to claim 1, wherein the same reliability is obtained as the reliability of the determination result when only the sensor data is used.
前記条件は、前記機械学習において得られた、前記対象センサの重要度を示す指標値が、閾値より低いことを含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のデータ処理装置。
The data processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the condition includes that the index value indicating the importance of the target sensor obtained in the machine learning is lower than the threshold value.
前記指標値は、前記判定器による前記データ処理において、前記対象センサから出力されるセンサデータに対して適用される重み値である
ことを特徴とする請求項3に記載のデータ処理装置。
The data processing apparatus according to claim 3, wherein the index value is a weight value applied to sensor data output from the target sensor in the data processing by the determination device.
前記条件は、過去に収集されたセンサデータに基づく前記判定器による判定結果として特定の判定結果が得られた確率が、閾値より低いことを含む
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
The condition is any one of claims 1 to 4, wherein the probability that a specific determination result is obtained as the determination result by the determination device based on the sensor data collected in the past is lower than the threshold value. The data processing apparatus according to item 1.
前記ネットワーク内の各センサから新たに収集されたセンサデータを用いた前記機械学習によって、前記生成手段によって生成された前記判定器を定期的に更新する更新手段を更に備え、
前記決定手段は、更に、前記判定器が更新されるごとに、前記省電力モードで動作させるセンサを前記機械学習によって決定する
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
Further provided with an update means for periodically updating the determination device generated by the generation means by the machine learning using the sensor data newly collected from each sensor in the network.
The determination means according to any one of claims 1 to 5, further comprising determining a sensor to be operated in the power saving mode by the machine learning each time the determination device is updated. Data processing device.
前記制御手段は、前記省電力モードで動作中のセンサを、当該センサについての前記判定器による前記判定結果の信頼度が低下したことを条件として、センサデータを出力する非省電力モードに復帰させる
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
The control means returns the sensor operating in the power saving mode to the non-power saving mode that outputs sensor data, provided that the reliability of the judgment result by the judgment device for the sensor is lowered. The data processing apparatus according to any one of claims 1 to 6, characterized in that.
前記制御手段は、前記省電力モードで動作中のセンサを、当該センサについての前記判定器による判定結果として特定の判定結果が得られたことを条件として、センサデータを出力する非省電力モードに復帰させる
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
The control means puts the sensor operating in the power saving mode into a non-power saving mode that outputs sensor data on condition that a specific judgment result is obtained as a judgment result by the judgment device for the sensor. The data processing apparatus according to any one of claims 1 to 7, wherein the data processing apparatus is restored.
前記制御手段は、前記省電力モードで動作中の第1センサを、当該第1センサの周辺に存在する第2センサについての前記判定器の判定精度を向上させる必要があることを条件として、センサデータを出力する非省電力モードに復帰させる
ことを特徴とする請求項1から8のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
The control means uses the first sensor operating in the power saving mode as a sensor on condition that it is necessary to improve the determination accuracy of the determination device for the second sensor existing in the vicinity of the first sensor. The data processing apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the data processing apparatus returns to a non-power saving mode for outputting data.
前記第2センサは、前記第1センサよりも前記重要度が高く、
前記制御手段は、前記第2センサについての前記判定器による判定結果として特定の判定結果が得られたことを条件として、前記第1センサを前記省電力モードから前記非省電力モードに復帰させる
ことを特徴とする請求項9に記載のデータ処理装置。
The second sensor has a higher importance than the first sensor.
The control means returns the first sensor from the power saving mode to the non-power saving mode on condition that a specific judgment result is obtained as a judgment result by the judgment device for the second sensor. 9. The data processing apparatus according to claim 9.
前記制御手段は、前記省電力モードで動作中の各センサを前記非省電力モードに復帰させるか否かを定期的に決定する
ことを特徴とする請求項7から10のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
The control means according to any one of claims 7 to 10, wherein the control means periodically determines whether or not to return each sensor operating in the power saving mode to the non-power saving mode. Data processing equipment.
前記制御手段は、前記非省電力モードへの復帰後、所定の期間内に、当該復帰に関連した条件を満たさなくなったセンサを、再び前記省電力モードに移行させる
ことを特徴とする請求項7から11のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
7. The control means is characterized in that, after returning to the non-power saving mode, a sensor that does not satisfy the conditions related to the return is shifted to the power saving mode again within a predetermined period of time. The data processing apparatus according to any one of items 11 to 11.
前記判定器は、前記データ処理により、前記対象センサが配置されたエリアの状況が正常であるか異常であるかを判定し、
前記特定の判定結果は、前記エリアの状況が異常であることを示す判定結果である
ことを特徴とする請求項5、8及び10のいずれか1項に記載のデータ処理装置。
The determination device determines whether the condition of the area where the target sensor is arranged is normal or abnormal by the data processing.
The data processing apparatus according to any one of claims 5, 8 and 10, wherein the specific determination result is a determination result indicating that the situation in the area is abnormal.
ネットワーク内の各センサと通信可能であり、各センサからセンサデータを収集してデータ処理を行うデータ処理装置の制御方法であって、
対象センサが配置されたエリアの状況の判定を、非省電力モードで動作中のセンサから収集したセンサデータに対するデータ処理により行う判定器であって、前記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、前記ネットワーク内の各センサから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、
前記ネットワーク内の複数のセンサのうちで、センサデータを出力しない省電力モードで動作させるセンサを、前記機械学習によって決定する決定工程であって、前記機械学習において、前記判定器による判定に関連する前記対象センサの重要度が低いことを示す条件を、前記対象センサが満たした場合に、前記対象センサを、前記省電力モードで動作させるセンサとして決定する、前記決定工程と、
前記決定工程において決定されたセンサが前記省電力モードで動作するよう、当該センサの動作モードを制御する制御工程と、
を含むことを特徴とするデータ処理装置の制御方法。
It is a control method of a data processing device that can communicate with each sensor in the network, collects sensor data from each sensor, and processes the data.
The determination of the status of the area where the target sensor is located, a determination unit that performs the data processing for pairs the sensor data collected from sensors operating in a non-power saving mode, the determination result and the determination of the target sensor A generation process in which the determination device that outputs the reliability of the result is generated by machine learning using sensor data collected in the past from each sensor in the network.
It is a determination step of determining a sensor to be operated in a power saving mode that does not output sensor data among a plurality of sensors in the network by the machine learning, and is related to the determination by the determination device in the machine learning. The determination step of determining the target sensor as a sensor that operates in the power saving mode when the target sensor satisfies the condition indicating that the target sensor is of low importance.
A control step of controlling the operation mode of the sensor so that the sensor determined in the determination step operates in the power saving mode,
A method for controlling a data processing device, which comprises.
請求項14に記載のデータ処理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 control method of the data processing device according to claim 14.
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