JP7027074B2 - デバイス管理システム、及びデバイス管理方法 - Google Patents

Description

本発明は、デバイス管理システム、及びデバイス管理方法に関する。

製造業などで利用する製造機器をはじめとする様々な監視機器にデバイス（センサ）を取り付け、稼働状態や劣化傾向を監視するなど、ＩｏＴ（Internet of Things）技術を活用した遠隔監視サービスが普及しつつある。従来のＩｏＴシステムは、データを蓄積するクラウドとデバイスとの間で直接通信をすることが一般的であり、両者は物理的に距離が離れるほど通信遅延が発生するといった課題があった。

これに対し、近年では、クラウドではなくエンドユーザの近くに分散されたゲートウェイなどの中間サーバ（エッジサーバ）でデバイスと通信を行う、エッジコンピューティング技術が着目されている。エッジコンピューティング技術は、エッジサーバをクラウドよりもデバイスやユーザに物理的に近いところに設置するため、ネットワークコストを抑えレスポンスのリアルタイム性を高められるなどのメリットがある。このようなエッジコンピューティングに関する技術としては、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２００２－２７７０３２号公報

今後、エッジコンピューティング技術が普及することで、例えば、普段は使用していないような稼働率の低い機器に対しては、コスト削減のため１つのデバイスを付け替えるなどして複数の機器を監視することが予想される。付け替え時に新たな接続先となるエッジサーバへ手動での接続セットアップ等が発生する可能性がある（想定課題１）。また、エッジサーバが異常停止した場合、現場保守員により異常停止を発見してから復旧作業が完了するまでの間、そのエッジサーバへ接続中だったデバイスのデータが取得できなくなる可能性がある（想定課題２）。このように、エッジコンピューティングの普及に伴って、デバイス監視やエッジサーバ障害における運用面の課題が想定され、これらの課題を解決することが求められている。

本発明は、デバイスが付け替えられた場合でも面倒な接続セットアップを必要とすることなく、エッジサーバに異常が生じた場合でもデバイスのデータを取得可能なデバイス管理システム、及びデバイス管理方法を提供することを目的とする。

本発明にかかるデバイス管理システムは、デバイスを有した監視対象を監視する複数のエッジサーバと前記複数のエッジサーバを管理する管理サーバとを備えたデバイス管理システムであって、前記複数のエッジサーバのそれぞれは、前記監視対象から無線通信を介して受信した過去の測定情報と現在の測定情報とに基づいて、他の前記エッジサーバ配下のデバイスが自サーバにスイッチされたか否かを判定し、他の前記エッジサーバ配下のデバイスが自サーバにスイッチされたと判定した場合、前記自サーバ配下のデバイスを管理する接続対象テーブルを更新し、更新後の前記接続対象テーブルを前記管理サーバに送信する接続管理部を備え、前記管理サーバは、前記エッジサーバから受信した前記更新後の前記接続対象テーブルと、前記複数のエッジサーバ配下のデバイスを管理する接続対象マスタテーブルとに基づいて、当該接続対象マスタテーブルを更新するサーバ管理部、を備えることを特徴とするデバイス管理システムとして構成される。

また、本発明は、上記デバイス管理システムで行われるデバイス管理方法としても把握される。

本発明によれば、デバイスが付け替えられた場合でも面倒な接続セットアップを必要とすることなく、エッジサーバに異常が生じた場合でもデバイスのデータを取得することができる。

デバイス管理システムの構成例を示す図である。 エッジサーバの機能的な構成を示すブロック図である。 接続対象テーブルの例を示す図である。 クラウドサーバの機能的な構成を示すブロック図である。 サーバ管理テーブルの例を示す図である。 本システムで行われる処理（デバイス確認処理）の処理手順を示すシーケンス図である。

以下に添付図面を参照して、デバイス管理システム、及びデバイス管理方法の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、デバイス管理システム１０００の構成例を示す図である。図１に示すように、デバイス管理システム１０００は、ＩｏＴによりデバイス管理システム１０００の監視対象となる監視対象１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃと、配下にあるこれらの監視対象１００Ａ～１００Ｃを監視するエッジサーバ２００Ａ、２００Ｂ、２００Ｃと、これらのエッジサーバ２００Ａ～２００Ｃを管理するクラウドサーバ３００とを有して構成されている。図１では、監視対象１００が３つ、エッジサーバ２００が３台、クラウドサーバ３００が１台として構成されている例を示しているが、これらの数はシステムの規模や環境に応じて任意に定めることができる。監視対象１００、エッジサーバ２００、クラウドサーバ３００の構成や保持されるデータについては後述する。なお、以下では、監視対象を総称する場合は単に監視対象１００としたり、エッジサーバを総称する場合は単にエッジサーバ２００したり、これらが有する各部の説明において、Ａ、Ｂ、Ｃといった符号を省略することがある。

各監視対象１００と各エッジサーバ２００との間は、ＩｏＴを実現する所定の規格により無線通信されるネットワークＮ１、Ｎ２、Ｎ３により接続されている。また、各エッジサーバ２００間、および各エッジサーバ２００とクラウドサーバ３００との間は、それぞれ、インターネット等の一般的な公衆回線網であるネットワークＮ４、Ｎ５、Ｎ６により接続されている。まず、監視対象１００について説明する。

監視対象１００は、ＩｏＴの対象であり、デバイス管理システム１０００により監視される監視機器である。図１に示すように、監視対象１００は、本システムで監視される監視機器１０１と、監視機器１０１から得られる情報を検知するセンサを有したデバイス１０２とを有して構成されている。ここで、監視機器１０１は、監視される様々な対象を広く指す監視機器であり、例えば、ＰＣ（Personal Computer）、ドア、冷蔵庫といった工業製品、これらの部品や材料のほか、ペット等の動物、鉢植え等の植物、イネ等の農作物、温度や湿度、気圧、照度、騒音等の環境を含む。監視対象１００の一例を挙げれば、監視機器１０１がドアや窓等の開閉機構を有した物体である場合には、デバイス１０２はその開閉を検知する開閉センサを備えた無線通信可能な機器や部品である。したがって、デバイス１０２は、監視機器１０１から上記情報として監視機器１０１の状態や位置、環境値などの測定値を検知するセンサと、その測定値をエッジサーバ２００に送信するための無線通信部とを有している。

このようなデバイス１０２が監視機器１０１に取り付けられることにより、監視機器１０１から様々な情報を得ることができる。本例では、デバイス１０２が監視機器１０１に取り付けられている場合について説明しているが、これらが一体として構成されていてもよい。

エッジサーバ２００は、ハードウェアとしては一般的なサーバ装置から構成され、監視対象１００を監視し、監視対象１００から得られた情報を管理するサーバである。
図２は、エッジサーバ２００の機能的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、エッジサーバ２００は、機能的には、記憶部２０１と、接続管理部２０２と、稼動監視部２０３と、無線通信部２０４と、通信部２０５とを有して構成されている。

記憶部２０１は、ハードウェアとしてはＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の一般的な記憶装置から構成され、接続対象テーブル２０１１を記憶する。

図３は、接続対象テーブル２０１１の例を示す図である。接続対象テーブル２０１１は、それぞれのエッジサーバ２００の配下にある監視対象１００の接続状態を管理するテーブルである。図３に示すように、接続対象テーブル２０１１は、監視対象１００を識別するための監視対象ＩＤと、その監視対象を構成する監視機器１０１を示す監視機器情報と、その監視対象を構成するデバイス１０２を示すデバイス情報と、そのデバイス１０２のアドレスと、デバイス１０２が有するセンサの測定値の閾値を示す測定閾値と、そのセンサの測定値および測定日時とを含むデータが対応付けて記憶されている。

図３では、例えば、監視対象ＩＤが「Ｔ＿Ａ０００１」で識別される監視対象１００は、監視機器１０１である「ドア」とその「ドア」に取り付けられたセンサである「開閉センサ」を有したデバイス１０２とを有し、デバイス１０２のアドレス（例えば、ＭＡＣアドレス）が「ａ１」であることを示している。また、「開閉センサ」により測定される測定値の閾値が「ａ２」（例えば、測定値の上限を示す１センチメートル）、実際の測定値が「ａ３」（例えば、０．５ミリメートル）、その測定日時が「ａ４」（例えば、２０１７年５月１日０時０分０秒）であることを示している。本例では、デバイス１０２とエッジサーバ２００との間の通信量を抑えるため、誤差範囲とみなせる測定値の通信を行わないように測定閾値を設けているが、エッジサーバ２００に対してデバイス１０２の数が少ないと考えられる場合には必ずしも設けなくてもよい。

エッジサーバ２００の配下にある監視対象１００から、監視対象ＩＤ、測定値、測定日時を含む測定情報を、エッジサーバ２００の無線通信部２０４が受信すると、接続管理部２０２がその監視対象ＩＤをキーとして接続対象テーブル２０１１にアクセスし、これらの測定情報を随時更新する。以下では、測定情報が上書きして更新される場合について説明しているが、監視対象ＩＤごとに履歴でこれらの測定情報を蓄積してもよい。

接続管理部２０２は、監視対象１００のデバイス１０２との間の電波強度に応じて自サーバの配下にある監視対象１００であるか否かを判定し、自サーバの配下にある監視対象１００であると判定した場合、接続対象テーブル２０１１に記憶されている当該監視対象の測定情報を更新する。接続管理部２０２が実行する具体的な処理についてはシーケンスを用いて後述する。

稼動監視部２０３は、自サーバのリソース（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、ディスク容量、ネットワークインタフェース）を監視して異常が発生しているか否かを判定し、リソースに異常が発生していると判定した場合、クラウドサーバ３００に、自サーバの識別情報であるサーバＩＤ、異常が発生したリソースの識別情報、そのリソースの稼動状態（異常または正常）を示す情報を含むステータス情報を送信する。稼動監視部２０３が実行する具体的な処理についてはシーケンスを用いて後述する。

無線通信部２０４は、監視対象１００のデバイス１０２との間で、上記測定情報等を含む各種情報の無線通信を行う。

通信部２０５は、他のエッジサーバ２００との間で、上記ステータス情報等を含む各種情報の無線通信を行う。

クラウドサーバ３００は、ハードウェアとしては一般的なサーバ装置から構成され、エッジサーバ２００を管理し、各エッジサーバ２００の稼動状態を監視するサーバである。

図４は、クラウドサーバ３００の機能的な構成を示すブロック図である。図４に示すように、クラウドサーバ３００は、機能的には、記憶部３０１と、サーバ管理部３０２と、通信部３０３とを有して構成されている。
記憶部３０１は、ハードウェアとしてはＨＤＤ等の一般的な記憶装置から構成され、接続対象マスタテーブル３０１１と、サーバ管理テーブル３０１２とを記憶する。

接続対象マスタテーブル３０１１は、各エッジサーバ２００に記憶されている接続対象テーブル２０１１のすべてのテーブルを、エッジサーバごとに結合したマスタテーブルである。接続対象マスタテーブル３０１１の具体的な構成については図３と同様であるためここではその説明を省略する。

図５は、サーバ管理テーブル３０１２の例を示す図である。サーバ管理テーブル３０１２は、各エッジサーバ２００を管理するためのテーブルである。図５に示すように、サーバ管理テーブル３０１２は、エッジサーバ２００を識別するためのサーバＩＤと、そのエッジサーバ自身の稼動状態を示す自ステータス情報と、そのエッジサーバに接続されている他のエッジサーバの稼動状態を示す他ステータス情報と、他のエッジサーバ配下にある監視対象１００が自サーバの配下にスイッチしたことを示すスイッチ情報と、監視対象１００がスイッチするための条件を示すスイッチ閾値とが対応付けて記憶されている。

図５では、例えば、サーバＩＤ「Ｓ＿Ａ０００１」で識別されるエッジサーバ２００（例えば、エッジサーバ２００Ａ）は、自身の稼動状態が「ｓ１」（例えば、ＣＰＵ稼働率：４０％、キャッシュメモリ使用率：２０％、ディスク空き容量：Ｘ１ＧＢ、通信速度：Ｙ１ｂｐｓ）であり、当該エッジサーバに接続されたエッジサーバ（例えば、エッジサーバ２００Ｂ）の稼動状態が「ｓ２」（例えば、ＣＰＵ稼働率：７０％、キャッシュメモリ使用率：８０％、ディスク空き容量：Ｘ２ＧＢ、通信速度：Ｙ２ｂｐｓ）であり、スイッチ情報が「ｓ３」（例えば、エッジサーバ２００Ｂ配下にある監視対象１００Ｂに取り付けられたデバイス１０２Ｂが、エッジサーバ２００Ａ配下にある監視対象１００Ａに取り付けられたデバイス１０２Ａとして付け替えられたことを示す情報）であり、スイッチ閾値が「ｓ４」（例えば、デバイス１０２Ｂの測定情報に含まれる測定値が稼働率を示す監視機器である場合には稼働率８０％として定められた閾値）であることを示しており、当該スイッチ閾値を満たす測定情報を出力しているデバイス１０２が上記付け替え対象となる。

なお、上記自ステータス情報、他ステータス情報には、エッジサーバのリソースの使用状況が示されているが、これらのリソースに関する情報のほか、エッジサーバ２００の起動が正常であるかまたは異常であるか、あるいはリソースが正常に動作しているか否かを示す情報を含めてもよい。

また、スイッチ情報およびスイッチ閾値の他の例としては、デバイス１０２Ｂとエッジサーバ２００Ａとの間の電波強度が、スイッチ閾値により示される電波強度を超えた場合に、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイス１０２Ｂがエッジサーバ２００Ａ配下の監視対象１００Ａのデバイス１０２Ａとして付け替えられたことを示す情報（例えば、図３に示した接続対象テーブルに記憶されている情報）を記憶してもよい。

このように、スイッチ情報として電波強度が所定の閾値を超えたか否かにより自動的にデバイスの付け替えを判定するので、システムの管理者等を煩わせることなく監視対象を管理することができる。

サーバ管理部３０２は、エッジサーバ２００から受信した接続対象テーブル２０１１をサーバごとにマージし、接続対象マスタテーブル３０１１を更新する。サーバ管理部３０２が実行する具体的な処理についてはシーケンスを用いて後述する。

通信部３０３は、エッジサーバ２００との間で、上記接続対象テーブル２０１１に記憶されている情報等を含む各種情報の通信を行う。

なお、エッジサーバ２００やクラウドサーバ３００で実行される各処理は、実際には、ＣＰＵ等の演算装置がこれらのサーバにインストールされたプログラムを実行することにより実現される。そのプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供されたり、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供したり、配布してもよい。さらには、そのプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供したり、配布してもよい。続いて、本システムで行われる処理について説明する。

図６は、本システムで行われる処理（デバイス確認処理）の処理手順を示すシーケンス図である。図６では、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイス１０２Ｂがエッジサーバ２００Ａ配下のデバイス１０２Ａとして付け替えられた場合、およびエッジサーバ２００Ｃのステータス情報に異常が含まれている場合の処理について説明している。

図６に示すように、エッジサーバ２００Ａの接続管理部２０２は、配下のデバイスから測定情報を受信する（Ｓ６０１）。測定情報は所定のタイミングで繰り返し行われ、その後、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイス１０２Ｂがエッジサーバ１００Ａ配下の監視対象１００Ａに付け替えられてデバイス１０２がスイッチ（Ｓ）された監視機器とする。

エッジサーバ２００Ａの接続管理部２０２Ａは、エッジサーバ２００Ａの配下に新たなデバイスがスイッチされたか否かを判定する（Ｓ６０２）。当該判定では、例えば、接続管理部２０２Ａが、電波強度が上記スイッチ閾値以上であるデバイスを検知し、電波強度が上記スイッチ閾値以上であるデバイスの当該判定前の数と当該判定後の数とを比較して、両者に差がある場合（増えている場合）は（Ｓ６０２；Ｙｅｓ）、デバイスがスイッチされて自サーバの配下のデバイス１０２Ａの構成に変更が生じたと判定し、Ｓ６０３に進む。一方、上記構成に変更が生じていないと判定した場合（Ｓ６０２；Ｎｏ）、Ｓ６０１に戻る。

接続管理部２０２Ａは、接続対象テーブル２０１１Ａを参照し、スイッチされたデバイス１０２Ｂから受信した測定情報に含まれる監視対象ＩＤと同じ監視対象ＩＤに対応する測定情報を、当該受信した測定情報に更新する（Ｓ６０３）。

例えば、接続管理部２０２Ａは、監視対象ＩＤ「Ｔ＿Ａ０００１」の監視対象に取り付けられたデバイス１０２Ａとの間における前回（過去）の電波強度が一定の閾値に満たない場合において、デバイス１０２Ａとの間における今回（現在）の電波強度がスイッチ閾値以上となった場合、老朽化によりデバイス１０２Ａから別のデバイス（本例では、デバイス１０２Ｂ）にスイッチされたと判定し、接続対象テーブル２０１１Ａに記憶されている監視対象ＩＤ「Ｔ＿Ａ０００１」の監視対象に対応するデバイス１０２Ａの測定情報を、デバイス１０２Ｂの測定情報に更新する。

接続管理部２０２Ａは、測定情報が更新された後の接続対象テーブル２０１１Ａをクラウドサーバ３００に送信する（Ｓ６０４）。クラウドサーバ３００のサーバ管理部３０２は、エッジサーバ２００Ａから受信した上記更新された後の接続対象テーブル２０１１Ａと、記憶部３０１に記憶されている接続対象マスタテーブル３０１１とをつき合わせて、接続対象マスタテーブル３０１１に含まれる接続対象テーブル２０１１Ａを上記更新された後の接続対象テーブル２０１１Ａに書き換える（Ｓ６０５）。Ｓ６０１～Ｓ６０５の処理が実行されることにより、付け替えによりデバイスが追加された場合でも、自動的にエッジサーバが管理する接続対象テーブルおよびクラウドサーバ３００が管理する接続対象マスタテーブルが更新されるので、管理者を煩わすことなく運用時におけるデバイスを正しく監視し、管理することができる。

一方、エッジサーバ２００Ｂでは、接続管理部２０２Ｂは、エッジサーバ２００Ａの場合と同様に、配下のデバイスから測定情報を受信する（Ｓ６０６）。上記のとおり、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイス１０２Ｂがエッジサーバ１００Ａ配下の監視対象１００Ａに付け替えられてデバイス１０２がスイッチ（Ｓ）されたため、エッジサーバ２００Ｂの接続管理部２０２Ｂは、エッジサーバ２００Ｂの配下のデバイスが上記スイッチ（Ｓ）されたか否かを判定し、接続対象テーブル２０１１Ｂから該当レコードを削除する（Ｓ６０７、Ｓ６０８）。

例えば、接続管理部２０２Ｂは、監視対象ＩＤ「Ｔ＿Ｂ０００１」の監視対象に取り付けられたデバイス１０２Ｂとの間における前回の電波強度と今回の電波強度との差が一定以上の値である場合、デバイス１０２Ｂが他のエッジサーバ配下のデバイス（本例では、エッジサーバ２００Ａ配下のデバイス１０２Ａ）としてスイッチされたと判定し、接続対象テーブル２０１１Ｂに記憶されている監視対象ＩＤ「Ｔ＿Ｂ０００１」の監視対象に対応するデバイス１０２Ｂの測定情報を含むレコードを削除する。

接続管理部２０２Ｂは、デバイス１０２Ｂとの間における前回の電波強度と今回の電波強度との差が一定以上の値であり、デバイスが当該判定前の数と当該判定後の数とを比較して、両者に差がある場合（減っている場合）は（Ｓ６０７；Ｙｅｓ）、デバイスがスイッチされて自サーバの配下のデバイス１０２Ｂの構成に変更が生じたと判定し、Ｓ６０８に進む。一方、上記構成に変更が生じていないと判定した場合（Ｓ６０７；Ｎｏ）、Ｓ６０６に戻る。

接続管理部２０２Ｂは、レコードが削除された後の接続対象テーブル２０１１Ｂをクラウドサーバ３００に送信する（Ｓ６０９）。クラウドサーバ３００のサーバ管理部３０２は、エッジサーバ２００Ｂから受信した上記レコードが削除された後の接続対象テーブル２０１１Ｂと、記憶部３０１に記憶されている接続対象マスタテーブル３０１１とをつき合わせて、接続対象マスタテーブル３０１１に含まれる接続対象テーブル２０１１Ｂを上記レコードが削除された後の接続対象テーブル２０１１Ｂに更新する（Ｓ６１０）。Ｓ６０６～Ｓ６１０の処理が実行されることにより、付け替えによりデバイスが削除された場合でも、自動的にエッジサーバが管理する接続対象テーブルおよびクラウドサーバ３００が管理する接続対象マスタテーブルが更新されるので、管理者を煩わすことなく運用時におけるデバイスを正しく監視し、管理することができる。

続いて、エッジサーバ２００Ｃのステータス情報に異常が含まれている場合の処理について説明する。以下では、各エッジサーバ２００Ａ～２００Ｃの稼動監視部２０３Ａ～２０３Ｃは、自サーバの稼動状態を監視してステータス情報を随時更新するほか、互いに接続されているエッジサーバのステータス情報を受信して他のエッジサーバの稼動状態を監視し、そのステータス情報である他ステータス情報と、自サーバのステータス情報である自ステータス情報とをクラウドサーバ３００に適宜送信しているものとする。

エッジサーバ２００Ｃの稼動監視部２０３Ｃは、自サーバのリソースが正常に動作しているか、すなわち自サーバの異常を検知したか否かを判定する（Ｓ６１１）。例えば、稼動監視部２０３Ｃは、自サーバのシャットダウンを検知したか否か、キャッシュメモリの使用率が閾値である８０％を超えているか否かを判定する。

稼動監視部２０３Ｃは、自サーバの異常を検知したと判定した場合（Ｓ６１１；Ｙｅｓ）、サーバＩＤ「Ｓ＿Ｃ０００１」、異常が発生したリソースの識別情報（例えば、キャッシュメモリの識別情報「Ｍ０００１」）、そのリソースの稼動状態（異常）を示す情報（例えば、キャッシュメモリの使用率が閾値８０％を超えていることを示すアラーム情報）を含むステータス情報を、クラウドサーバ３００および他のエッジサーバ２００Ｂに送信する（Ｓ６１２）。

クラウドサーバ３００のサーバ管理部３０２は、エッジサーバ２００Ｃから受信した上記ステータス情報を接続対象マスタテーブル３０１１に書き込み、更新する（Ｓ６１３）。例えば、サーバ管理部３０２は、接続対象マスタテーブル３０１１に記憶されている当該サーバのサーバＩＤに対応する自ステータス情報を、異常であることを示す「ＥＲＲＯＲ」に書き換える。

その後、サーバ管理部３０２は、異常が報告されたエッジサーバ２００Ｃ配下のすべての監視対象１００Ｃをエッジサーバ２００Ｂ配下にスイッチするサーバスイッチ指示を、スイッチ先となるエッジサーバ２００Ｂに送信する（Ｓ６１４）。当該サーバスイッチ指示には、異常が報告されたエッジサーバ２００Ｃの接続対象テーブル２０１１Ｃを含む。当該接続対象テーブル２０１１Ｃは、接続対象マスタテーブル３０１１からサーバＩＤをキーに抽出すればよい。

エッジサーバ２００Ｂの稼動監視部２０３Ｂは、管理サーバ３００から上記サーバスイッチ指示を受信すると、接続管理部２０２Ｂに対して、エッジサーバ２００Ｂ配下にスイッチされたデバイスの測定情報を確認するための取得処理を実行する指示を出力し（Ｓ６１５）、接続管理部２０２Ｂは、Ｓ６０２の場合と同様に、電波強度が上記スイッチ閾値以上であるデバイスを検知し、エッジサーバ２００Ｂの配下に新たなデバイスがスイッチされたか否かを判定する（Ｓ６１６）。当該判定では、例えば、接続管理部２０２Ｂが、電波強度が上記スイッチ閾値以上であるデバイスを検知し、電波強度が上記スイッチ閾値以上であるデバイスの当該判定前の数と当該判定後の数とを比較して、両者に差がある場合（増えている場合）は（Ｓ６１６；Ｙｅｓ）、デバイスがスイッチされて自サーバの配下のデバイス１０２Ｂの構成に変更が生じたと判定し、Ｓ６１７に進む。一方、上記構成に変更が生じていないと判定した場合（Ｓ６１６；Ｎｏ）、Ｓ６１５に戻る。

接続管理部２０２Ｂは、接続対象テーブル２０１１Ｂを参照し、スイッチされたデバイス１０２Ｃから受信した測定情報に含まれる監視対象ＩＤと同じ監視対象ＩＤに対応する測定情報を、当該受信した測定情報に更新する（Ｓ６１７）。

例えば、接続管理部２０２Ｂは、監視対象ＩＤ「Ｔ＿Ｃ０００１」の監視対象に取り付けられたデバイス１０２Ｃとの間における電波強度がスイッチ閾値以上であるデバイスについて、当該デバイスがエッジサーバ２００Ｃ配下からエッジサーバ２００Ｂ配下となってスイッチされたと判定し、接続対象テーブル２０１１Ｂに、接続対象テーブル２０１１Ｃを追加して更新する。

接続管理部２０２Ｂは、更新された後の接続対象テーブル２０１１Ｂをクラウドサーバ３００に送信する（Ｓ６１８）。クラウドサーバ３００のサーバ管理部３０２は、エッジサーバ２００Ｂから受信した上記更新された後の接続対象テーブル２０１１Ｂと、記憶部３０１に記憶されている接続対象マスタテーブル３０１１とをつき合わせて、接続対象マスタテーブル３０１１に含まれる接続対象テーブル２０１１Ｂを上記更新された後の接続対象テーブル２０１１Ｂに書き換える（Ｓ６１９）。

異常が検知されたエッジサーバ２００Ｃのサーバ管理部２０２Ｃは、Ｓ６１２の処理を実行すると、あらかじめ登録された保守員端末Ｔに異常が生じた旨を通報する（Ｓ６２０）。その後、通報を受けた保守員は現場に急行し、当該異常を確認のうえ、サーバの再起動、ディスクのリストア等の必要な対策を実行する。

このように、Ｓ６１１～Ｓ６１９の処理が実行されることにより、エッジサーバに異常が生じたことに伴ってデバイスが付け替えられて接続先となるエッジサーバが変更された場合でも、自動的にエッジサーバが管理する接続対象テーブルおよびクラウドサーバ３００が管理する接続対象マスタテーブルが更新されるので、管理者を煩わすことなく運用時におけるデバイスを正しく監視し、管理することができる。また、異常が生じた場合にはあらかじめ登録された保守員端末Ｔに異常が生じた旨を通報するので、迅速にその異常に対する必要な対策をとることができる。

なお、エッジサーバ２００Ｃに異常が生じた場合、Ｓ６０２と同様に電波強度が上記スイッチ閾値以上であるデバイスをサーバスイッチ指示の対象としたが、電波強度が閾値未満と判定されたデバイスは、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイスとすべきではないと判断し、当該デバイスをエラーデバイスとする旨のレポートを出力してもよい。

また、上記の例では、サーバスイッチ指示にしたがってエッジサーバ２００Ｂ配下にスイッチされたデバイスの測定情報を確認するための取得処理を実行した。しかし、Ｓ６１２において、エッジサーバ２００Ｃが、ステータス情報とともに接続対象テーブル２０１１Ｃをエッジサーバ２００Ｂに送信し、エッジサーバ２００Ｂの接続管理部２０２Ｂが、受信した接続対象テーブル２０１１Ｃに記憶されているデバイス１０２Ｃを含めて上記取得処理を実行してもよい。この場合、クラウドサーバ３００を経由することがないため、より迅速にデバイスを管理するエッジサーバをスイッチすることができる。

このように、本システムでは、デバイス接続スイッチ管理機能として、最適な接続先となるエッジサーバを自動で決定している。例えば、電波強度を基準とし、デバイスの電波強度に応じて接続先のエッジサーバを決定する。デバイスＡを移動（監視対象Ｂから監視対象Ａへ付け替え）した場合、デバイスＡの電波を受信したエッジサーバ２００Ａを新たな接続先として、エッジサーバ２００Ｂからエッジサーバ２００Ａに接続先を変更（スイッチ）し、自動接続する。接続対象となるデバイス情報は、クラウドサーバ３００にあるデバイスの接続対象マスタテーブル３０１１を各エッジサーバへ送信し、エッジサーバ内で保持してもよい。この場合、エッジサーバ同士でデバイス情報の共有も可能なため、高速かつ正確なスイッチ接続が可能になる。

また、本システムでは、エッジサーバ同士の稼働監視機能として、エッジサーバ同士で通信し、稼働状態を監視している。例えば、エッジサーバ２００Ｃで異常が発生して停止した場合、エッジサーバ２００Ｃを監視していたエッジサーバ２００Ｂから、エッジサーバ２００Ｃの異常をクラウドサーバ３００、他のエッジサーバ２００Ｂだけでなく現場保守員へも通知することで、現場でのリアルタイム保守を実現する。また、エッジサーバ２００Ｃに接続中だったデバイスＣの電波が、エッジサーバ２００Ｂで受信可能である場合、エッジサーバ２００Ｂにて再接続し、測定処理などを肩代わり（上記のスイッチ接続を実施）する。エッジサーバ２００Ｂ、２００ＣにあるデバイスＢの測定データのマッチングは、クラウドサーバ３００側で実施する。したがって、デバイスがエッジサーバの接続先変更（スイッチ）時に起こるデータ測定不可やデータ欠落を防止し、監視漏れのリスクを軽減することができる。

なお、測定情報にデバイスの電圧値が含まれる場合、デバイスの電圧値が一定の閾値以上であるか否かを判定することにより、エッジサーバとデバイスとの間の無線通信の負荷を抑制してもよい。例えば、エッジサーバ２００の接続管理部２０２は、デバイスの電圧値が一定の閾値以上でないと判定した場合、そのデバイスの使用頻度が低いか、あるいは使用されていない可能性が高いと判断し、当該デバイスから受信する測定情報の送信頻度を少なくするように、当該デバイスに対する指示を送信してもよい。この場合、普段使用されていない可能性の高いデバイスからエッジサーバに対する無線通信の負荷を減らすことができる。

また、本実施例では、エッジサーバ２００Ｃに異常が生じた場合、自動的にエッジサーバ２００Ｃに最も近いエッジサーバ２００Ｂに、エッジサーバ２００Ｃ配下のデバイス１０２Ｃをスイッチする前提で説明した。しかし、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイス１０２Ｂの数が多い場合、あるいはデバイスの測定情報を頻繁に取得している場合等、エッジサーバ２００Ｂの処理負荷や無線通信の負荷が高い場合、エッジサーバ２００Ｂが異常となってしまう場合も考えられる。そこで、上記のように異常が生じたエッジサーバに最も近いエッジサーバに自動的にデバイスをスイッチするのではなく、スイッチ先となるエッジサーバの処理負荷や無線通信の負荷を考慮してデバイスをスイッチさせてもよい。

例えば、エッジサーバ２００Ａ配下のデバイス１０２Ａが１０台、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイス１０２Ｂが２０台、エッジサーバ２００Ｃ配下のデバイス１０２Ｃが１０台として管理され、エッジサーバ２０Ｃに異常が生じた場合を考える。この場合、エッジサーバ２００Ｃに最も近いエッジサーバ２００Ｂに、エッジサーバ２００Ｃ配下のデバイス１０２Ｃを自動的にスイッチさせると、エッジサーバ２００Ｂ配下のデバイスが合計で３０台となり、エッジサーバ２００Ａに比べて上記処理負荷や無線通信の負荷が大きくなると考えられる。

そこで、クラウドサーバ３００のサーバ管理部３０２は、システム全体で管理しているエッジサーバのうち、各エッジサーバから受信したステータス情報を参照してエッジサーバ２００Ｃに異常があると判定するとともに、異常が生じたエッジサーバ２００Ｃに最も近いエッジサーバ２００Ｂ配下のデバイス数と、その次に近いエッジサーバ２００Ａ配下のデバイス数とを確認し、いずれかのエッジサーバに上記処理負荷や無線通信の負荷が集中しないようにスイッチ先のエッジサーバを決定し、スイッチ先を分散させる。

当該分散の方法としては、例えば、電波強度の違い（強弱）により、安定して無線通信可能なエッジサーバが異なるため、エッジサーバ２００Ｃ配下のデバイスの中で電波強度が強いデバイスほど距離が遠いエッジサーバ２００Ａ配下とし、電波強度が弱いデバイスは距離が近いエッジサーバ２００Ｂ配下のデバイスとする。

また、上記のようにエッジサーバ側の処理負荷や無線通信の負荷ではなく、デバイス側から送信される測定情報の頻度に応じて、スイッチ先となるエッジサーバを決定してもよい。例えば、クラウドサーバ３００のサーバ管理部３０２は、エッジサーバ２００Ｃ配下のデバイス１０２Ｃのうち、測定情報の送信頻度が、ある単位時間当たりに一定回数以上であるデバイスは、エッジサーバに対して無線通信の負荷を大きくする可能性があるため、管理するデバイスが少ないエッジサーバをスイッチ先のエッジサーバとして定めることにより、デバイス側の上記送信頻度の多寡に伴うエッジサーバ側での無線通信の負荷を、エッジサーバごとに平準化することができる。

１０００ デバイス管理システム
１００ 監視対象
１０１ 監視機器
１０２ デバイス
２００ エッジサーバ
２０１ 記憶部
２０１１ 接続対象テーブル
２０２ 接続管理部
２０３ 稼動監視部
２０４ 無線通信部
２０５ 通信部
３００ クラウドサーバ
３０１ 記憶部
３０１１ 接続対象マスタテーブル
３０１２ サーバ管理テーブル
３０２ サーバ管理部
３０３ 通信部
Ｎ１－Ｎ３ ネットワーク（無線通信）
Ｎ４－Ｎ６ ネットワーク。

Claims (10)

1. デバイスを有した監視対象を監視する複数のエッジサーバと前記複数のエッジサーバを管理する管理サーバとを備えたデバイス管理システムであって、
   前記複数のエッジサーバのそれぞれは、
   前記監視対象から無線通信を介して受信した過去の測定情報と現在の測定情報とに基づいて、他の前記エッジサーバ配下のデバイスが自サーバにスイッチされたか否かを判定し、他の前記エッジサーバ配下のデバイスが自サーバにスイッチされたと判定した場合、前記自サーバ配下のデバイスを管理する接続対象テーブルを更新し、更新後の前記接続対象テーブルを前記管理サーバに送信する接続管理部を備え、
   前記管理サーバは、
   前記エッジサーバから受信した前記更新後の前記接続対象テーブルと、前記複数のエッジサーバ配下のデバイスを管理する接続対象マスタテーブルとに基づいて、当該接続対象マスタテーブルを更新するサーバ管理部、
   を備えることを特徴とするデバイス管理システム。
2. 前記複数のエッジサーバのそれぞれは、
   前記自サーバの稼動状態を監視して前記稼動状態を示す自ステータス情報を他の前記エッジサーバに通知するとともに、他の前記エッジサーバから受信した他の前記エッジサーバの稼動状態を示す他ステータス情報に異常があるか否かを判定する稼動監視部を備え、
   前記接続管理部は、前記他ステータス情報に異常があると判定された場合、前記他ステータス情報とともに受信した他の前記エッジサーバ配下の前記接続対象テーブルと、前記自サーバ配下の前記接続対象テーブルとに基づいて、当該自サーバ配下の前記接続対象テーブルを更新する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス管理システム。
3. 前記エッジサーバの前記稼動監視部は、前記自ステータス情報または前記他ステータス情報を前記管理サーバに送信し、
   前記管理サーバの前記サーバ管理部は、前記エッジサーバから受信した前記自ステータス情報または前記他ステータス情報に基づいて、前記エッジサーバに異常が発生しているか否かを判定し、前記エッジサーバに異常が発生していると判定した場合、前記複数のエッジサーバの処理負荷または前記エッジサーバ側の無線通信負荷に基づいて、スイッチ先となるエッジサーバを決定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のデバイス管理システム。
4. 前記管理サーバの前記サーバ管理部は、前記デバイスから送信される前記測定情報の頻度に応じて、スイッチ先となる前記エッジサーバを決定する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のデバイス管理システム。
5. 前記エッジサーバの前記接続管理部は、前記デバイスの電圧値が一定の閾値以上であるか否かを判定し、前記デバイスの電圧値が一定の閾値以上でないと判定した場合、前記測定情報の送信頻度を少なくするように、当該デバイスに対する指示を送信する、
   ことを特徴とする請求項１に記載のデバイス管理システム。
6. デバイスを有した監視対象を監視する複数のエッジサーバのそれぞれが、
   前記監視対象から無線通信を介して受信した過去の測定情報と現在の測定情報とに基づいて、他の前記エッジサーバ配下のデバイスが自サーバにスイッチされたか否かを判定し、
   他の前記エッジサーバ配下のデバイスが自サーバにスイッチされたと判定された場合、前記自サーバ配下のデバイスを管理する接続対象テーブルを更新し、
   更新後の前記接続対象テーブルを前記管理サーバに送信し、
   前記複数のエッジサーバを管理する管理サーバが、
   前記エッジサーバから受信した前記更新後の前記接続対象テーブルと、前記複数のエッジサーバ配下のデバイスを管理する接続対象マスタテーブルとに基づいて、当該接続対象マスタテーブルを更新する、
   を備えることを特徴とするデバイス管理方法。
7. 前記複数のエッジサーバのそれぞれが、
   前記自サーバの稼動状態を監視して前記稼動状態を示す自ステータス情報を他の前記エッジサーバに通知するとともに、他の前記エッジサーバから受信した他の前記エッジサーバの稼動状態を示す他ステータス情報に異常があるか否かを判定し、
   前記他ステータス情報に異常があると判定された場合、前記他ステータス情報とともに受信した他の前記エッジサーバ配下の前記接続対象テーブルと、前記自サーバ配下の前記接続対象テーブルとに基づいて、当該自サーバ配下の前記接続対象テーブルを更新する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のデバイス管理方法。
8. 前記エッジサーバが、前記自ステータス情報または前記他ステータス情報を前記管理サーバに送信し、
   前記管理サーバが、前記エッジサーバから受信した前記自ステータス情報または前記他ステータス情報に基づいて、前記エッジサーバに異常が発生しているか否かを判定し、
   前記エッジサーバに異常が発生していると判定された場合、前記複数のエッジサーバの処理負荷または前記エッジサーバ側の無線通信負荷に基づいて、スイッチ先となるエッジサーバを決定する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のデバイス管理方法。
9. 前記管理サーバが、前記デバイスから送信される前記測定情報の頻度に応じて、スイッチ先となる前記エッジサーバを決定する、
   ことを特徴とする請求項７に記載のデバイス管理方法。
10. 前記エッジサーバが、前記デバイスの電圧値が一定の閾値以上であるか否かを判定し、
    前記デバイスの電圧値が一定の閾値以上でないと判定した場合、前記測定情報の送信頻度を少なくするように、当該デバイスに対する指示を送信する、
    ことを特徴とする請求項６に記載のデバイス管理方法。

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