JP7275483B2 - 通信装置、通信システム、基地局、通信方法及び通信プログラム - Google Patents
通信装置、通信システム、基地局、通信方法及び通信プログラム Download PDFInfo
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Description
しかし、その通信量以上の測定結果を基地局に送信しなければならない事態が発生しても、定められている通信量だけの通信を行わなければならない。
本発明は、通信量が定められている通信装置において、その通信量より多い情報を基地局に送信しなければならない場合に、分割した情報を他の通信装置に送信することができる通信装置、通信システム、通信方法及び通信プログラムを提供することを目的としている。
請求項1の発明は、第1情報を分割し、分割情報を作成する分割手段と、前記分割情報を第1通信で他の通信装置へ送信する第1送信手段と、前記第1情報、又は、前記第1送信手段で送信した分割情報以外の第2分割情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信手段を備える通信装置である。
様々な物がインターネットと接続されるIoT(Internet of Things)において、そのIoT向け通信としてLPWA(Low POWER, Wide Area、LPWAN(Low-Power Wide-Area Network)ともいわれる)が有望視されている。LPWAについては、「平成29年版 情報通信白書」である、
http://www.soumu.go.jp/johotsusintokei/whitepaper/ja/h29/html/nc133220.html
に開示されている。
また、LPWAの例としてのSIGFOXがある。SIGFOXについては、
http://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/1701/31/news002_2.html
に開示されている。
このSIGFOXでは、以下のような特徴を有している。
通信速度:100bps (低速)
最大の通信データ量:1回当たり12バイトのデータをアップロード (少ない)
通信回数:最大140回/日 (少ない)
伝送距離:最大数十キロメートル (距離が長い)
通信装置・通信料ともに、携帯電話より低コスト。
低消費電力(乾電池で数年間動作する)
特に、最大の通信データ量、通信回数から、
1日に通信可能なデータ量:最大12×140=1680バイト
であることがわかる。
他のLPWA規格(LoRaWAN、NB-IoT、Wi-SUN、WI-FI HaLow等)も、同様の特徴がある。
例えば、橋梁等のインフラの測定データをLPWA経由でサーバに送信している場合、インフラの一部が、徐々に劣化(異常値が発生)していくと考えられる。
そして、測定データを分析した結果、インフラの一部が異常であることがわかった場合、補修の必要性が高くなり、今までより詳細に(例えば、センサを増やす/切り替える等)、又は、通信回数(1日当たりの通信回数)を多く、インフラの状況を検知すべきである。
そこで、LPWA制限以上のデータ量を測定し、送信する必要が生じる。
図1は、本実施の形態の構成例についての概念的なモジュール構成図を示している。
なお、モジュールとは、一般的に論理的に分離可能なソフトウェア(コンピュータ・プログラム)、ハードウェア等の部品を指す。したがって、本実施の形態におけるモジュールはコンピュータ・プログラムにおけるモジュールのことだけでなく、ハードウェア構成におけるモジュールも指す。それゆえ、本実施の形態は、それらのモジュールとして機能させるためのコンピュータ・プログラム(コンピュータにそれぞれの手順を実行させるためのプログラム、コンピュータをそれぞれの手段として機能させるためのプログラム、コンピュータにそれぞれの機能を実現させるためのプログラム)、システム及び方法の説明をも兼ねている。ただし、説明の都合上、「記憶する」、「記憶させる」、これらと同等の文言を用いるが、これらの文言は、実施の形態がコンピュータ・プログラムの場合は、記憶装置に記憶させる、又は記憶装置に記憶させるように制御するという意味である。また、モジュールは機能に1対1に対応していてもよいが、実装においては、1モジュールを1プログラムで構成してもよいし、複数モジュールを1プログラムで構成してもよく、逆に1モジュールを複数プログラムで構成してもよい。また、複数モジュールは1コンピュータによって実行されてもよいし、分散又は並列環境におけるコンピュータによって1モジュールが複数コンピュータで実行されてもよい。なお、1つのモジュールに他のモジュールが含まれていてもよい。また、以下、「接続」とは物理的な接続の他、論理的な接続(データの授受、指示、データ間の参照関係、ログイン等)の場合にも用いる。「予め定められた」とは、対象としている処理の前に定まっていることをいい、本実施の形態による処理が始まる前はもちろんのこと、本実施の形態による処理が始まった後であっても、対象としている処理の前であれば、そのときの状況・状態にしたがって、又はそれまでの状況・状態にしたがって定まることの意を含めて用いる。「予め定められた値」が複数ある場合は、それぞれ異なった値であってもよいし、2以上の値(もちろんのことながら、全ての値も含む)が同じであってもよい。また、「Aである場合、Bをする」という記載は、「Aであるか否かを判断し、Aであると判断した場合はBをする」の意味で用いる。ただし、Aであるか否かの判断が不要である場合を除く。また、「A、B、C」等のように事物を列挙した場合は、断りがない限り例示列挙であり、その1つのみを選んでいる場合(例えば、Aのみ)を含む。
また、各モジュールによる処理毎に又はモジュール内で複数の処理を行う場合はその処理毎に、対象となる情報を記憶装置から読み込み、その処理を行った後に、処理結果を記憶装置に書き出すものである。したがって、処理前の記憶装置からの読み込み、処理後の記憶装置への書き出しについては、説明を省略する場合がある。なお、ここでの記憶装置としては、ハードディスク、RAM(Random Access Memory)、外部記憶媒体、通信回線を介した記憶装置、CPU(Central Processing Unit)内のレジスタ等を含んでいてもよい。
分割情報のうちの1つを、本通信装置100が基地局150へ送信するようにしてもよい。したがって、N個(Nは2以上の整数)に分割した場合は、(N-1)個の分割情報を(N-1)個の他の通信装置130に送信することになる。もちろんのことながら、本通信装置100が基地局150に送信するのは、第1送信モジュール115で送信した分割情報以外の分割情報(1個の分割情報)である第2分割情報(つまり、第1送信モジュール115で送信しなかった分割情報)である。
なお、分割モジュール110で分割処理が行われなかった場合は、第2送信モジュール120が基地局150に第1情報を送信し、その第1情報は、もちろんのことながら、第1情報全体(分割されなかった第1情報)である。
また、第2送信モジュール120は、分割モジュール110によって分割が行われた場合は、第2分割情報を第2通信で基地局150へ送信するようにしてもよい。
また、第2送信モジュール120は、分割モジュール110によって分割が行われていない場合は、第1情報を第2通信で基地局150へ送信するようにしてもよい。
第1受信モジュール135は、第3送信モジュール140と接続されており、また通信回線180を介して通信装置100の第1送信モジュール115と接続されている。第1受信モジュール135は、第2情報を第1通信で通信装置100(通信装置130にとっては、他の通信装置である)から受信する。ここで「第2情報」は、その第2情報を送信してきた通信装置100によって分割された情報(分割情報)の1つである。
また、第3送信モジュール140は、第1受信モジュール135が、通信装置100から第2情報を受信した場合は、その第2情報を第2通信で基地局150へ送信するようにしてもよい。
また、第3送信モジュール140は、第1受信モジュール135が、通信装置100から第2情報を受信していない場合は、センサ105から受け取った第1情報を第2通信で基地局150へ送信するようにしてもよい。
基地局150は、通信装置100又は通信装置130(通信装置100及び通信装置130を含む)からセンサ105による測定データを受信する。受信したデータが分割されていた場合は、結合して元の測定データを復元する。そして、測定データを用いて解析等を行う。例えば、測定対象であるインフラの劣化度合いの検証等である。
通信装置100、通信装置130は、2つの異なる通信規格の通信モジュール(通信装置100は第1送信モジュール115と第2送信モジュール120、通信装置130は第1受信モジュール135と第3送信モジュール140)を有している。第1送信モジュール115と第1受信モジュール135は、近距離通信用の通信モジュールであり、第2送信モジュール120と第3送信モジュール140は長距離無線通信用の通信モジュールである。
なお、図1の例に示した部位と同種の部位には同一符号を付し重複した説明を省略する。
センサ105は、分割モジュール110と接続されている。
分割モジュール110は、センサ105、送信Aモジュール215、送信Bモジュール220と接続されている。
送信Aモジュール215は、分割モジュール110と接続されており、また通信回線180を介して他の通信装置200の受信Aモジュール240と接続されている。送信Aモジュール215は、通信装置100の第1送信モジュール115と同等の機能を有している。
第2装置状態で、第1情報を分割モジュール110で分割し、分割情報を作成する。そして、その分割情報を送信Aモジュール215で他の通信装置200へ送信する。さらに、この第2装置状態で、第2分割情報を送信Bモジュール220で基地局150へ送信するようにしてもよい。
第3装置状態で、第2情報を受信Aモジュール240で他の通信装置200から受信する。そして、その第2情報を送信Bモジュール220で基地局150へ送信する。
第1装置状態は、通信装置200と基地局150が1対1での通信を行うモードである。
第2装置状態は、基地局150に対してN個の通信装置200を用いて通信を行うモードであり、分割を行って送信を依頼する側の通信装置200におけるモードである。なお、全ての分割情報を他の通信装置200に依頼し、自分自身(依頼した通信装置200)は基地局150への送信を行わないようにしてもよいし、複数の分割情報のうちの1つの分割情報を自分自身が基地局150へ送信してもよい。
第3装置状態は、基地局150に対してN個の通信装置200を用いて通信を行うモードであり、送信を依頼される側の通信装置200におけるモードである。
第5通信状態で、1つ以上の通信装置200を第2装置状態にし、他の通信装置200を第3装置状態にしてもよい。第5通信状態は、いずれか1つ以上の通信装置200が分割する必要がある状態を示している。つまり、1つ以上の通信装置200が、第1情報を分割し、分割情報を他の通信装置200に送信し、他の通信装置200がその分割情報(第2情報)を受信して、その分割情報を基地局150に送信する場合である。
その予め定められた規則として、(1)予め定められた順番に送信すること、又は、(2)優先度に応じて送信する情報を決定すること、のいずれかを用いるようにしてもよい。
「予め定められた順番」として、例えば、分割を行った順番、他の通信装置200から受信した情報を先に送信すること、自通信装置200で分割した情報を先に送信すること等がある。
また「優先度に応じて」として、例えば、他の通信装置200から受信した第2情報内に、分割を行った原因(例えば、基地局150からの指示、センサ105からの検知データが大きい等)を示す原因情報が含まれており、自通信装置200で分割を行った原因を示す原因情報と比較する等がある。この場合、いずれの原因を優先させるかは、予め定められていればよい。例えば、原因情報に優先度を割り付けており、優先度の高い原因情報である情報(他の通信装置200から受信した第2情報、自通信装置200で分割を行った分割情報のいずれか)を優先させればよい。
そして、予め定められた条件を満たした場合、複数の通信装置200と基地局150で構成されている通信システムを第5通信状態にしてもよい。予め定められた条件を満たしていない場合、通信システムを第4通信状態にしてもよい。ここでの「予め定められた条件」として、第1情報のデータ量又は送信回数が予め定められた閾値より多い又は以上であることとしてもよいし、基地局150からの指示があったこととしてもよい。また、ここでの「予め定められた条件」を満たしているか否かの判断は、いずれかの通信装置200が行う。
受信モジュール255は、結合モジュール260と接続されており、また通信回線190を介して通信装置200の送信Bモジュール220と接続されている。受信モジュール255は、通信装置200から第3情報を受信する。
結合モジュール260は、受信モジュール255と接続されている。結合モジュール260は、第4通信状態で受信した場合は、第3情報を結合せず、第5通信状態で受信した場合は、第3情報を結合する。
そして、予め定められた条件を満たした場合、基地局150を第5通信状態にしてもよい。予め定められた条件を満たしていない場合、基地局150を第4通信状態にしてもよい。ここで「予め定められた条件」として、通信装置200から分割を行った旨の情報を受信した場合としてもよいし、基地局150がある通信装置200に分割の指示を行った場合としてもよい。また、ここでの「予め定められた条件」を満たしているか否かの判断は、基地局150が行う。
IoT端末A:300Aは、センサ305A、制御CPU310A、メモリ315A、LPWA通信器320Aを有している。センサ305A、制御CPU310A、メモリ315A、LPWA通信器320Aは、それぞれ接続されている。LPWA通信器320Aは、通信回線390を介してLPWA基地局350と接続されている。LPWA通信器320Aは、LPWA基地局350にIoT端末Aのセンサ値302Aを送信する。
IoT端末B:300Bは、IoT端末A:300Aと同等の構成を有しており、通信回線390を介してLPWA基地局350と接続されている。LPWA通信器320Bは、LPWA基地局350にIoT端末Bのセンサ値302Bを送信する。
IoT端末C:300Cは、IoT端末A:300Aと同等の構成を有しており、通信回線390を介してLPWA基地局350と接続されている。LPWA通信器320Cは、LPWA基地局350にIoT端末Cのセンサ値302Cを送信する。
LPWA基地局350は、通信回線390を介してIoT端末A:300A、IoT端末B:300B、IoT端末C:300Cと接続されており、また、通信回線385を介して管理サーバ370と接続されている。LPWA基地局350は、IoT端末A:300AからIoT端末Aのセンサ値302Aを、IoT端末B:300BからIoT端末Bのセンサ値302Bを、IoT端末C:300CからIoT端末Cのセンサ値302Cを、通信回線390を介して受信する。そして、管理サーバ370が、IoT端末Aのセンサ値302A、IoT端末Bのセンサ値302B、IoT端末Cのセンサ値302Cを解析して、インフラの状態を解析する。
図1、図2の例に示したモジュールと図4の例に示したハードウェアモジュールとの対応を説明する。
センサ405はセンサ105に該当し、BLE通信器425は第1送信モジュール115、第1受信モジュール135、送信Aモジュール215、受信Aモジュール240に該当し、LPWA通信器420は第2送信モジュール120、第3送信モジュール140、送信Bモジュール220に該当し、制御CPU410は分割モジュール110の処理とIoT端末400(通信装置100、通信装置130、通信装置200)全体の制御を行う。LPWA基地局450(管理サーバ470を含めてもよい)は、基地局150に該当する。
また、各IoT端末400とLPWA基地局450間のLPWA通信回線490は通信回線190に該当し、IoT端末400間の通信は通信回線180に該当する。LPWA基地局450と管理サーバ470間の通信回線485は、無線、有線、これらの組み合わせであってもよく、例えば、通信インフラとしてのインターネット、イントラネット等であってもよい。
IoT端末B:400Bは、IoT端末A:400Aと同等の構成を有しており、LPWA通信回線490を介してLPWA基地局450と接続されている。LPWA通信器420Bは、LPWA基地局450にIoT端末Bのセンサ値402Bを送信する。
IoT端末C:400Cは、IoT端末A:400Aと同等の構成を有しており、LPWA通信回線490を介してLPWA基地局450と接続されている。LPWA通信器420Cは、LPWA基地局450にIoT端末Cのセンサ値402Cを送信する。
LPWA基地局450は、LPWA通信回線490を介してIoT端末A:400A、IoT端末B:400B、IoT端末C:400Cと接続されており、また、通信回線485を介して管理サーバ470と接続されている。LPWA基地局450は、IoT端末A:400AからIoT端末Aのセンサ値402Aを、IoT端末B:400BからIoT端末Bのセンサ値402Bを、IoT端末C:400CからIoT端末Cのセンサ値402Cを、LPWA通信回線490を介して受信する。そして、管理サーバ470が、IoT端末Aのセンサ値402A、IoT端末Bのセンサ値402B、IoT端末Cのセンサ値402Cを解析して、インフラの状態を解析する。
図4の例は、各IoT端末400は第1装置状態で、LPWA基地局450は第4通信状態である場合を示している。つまり、各IoT端末400とLPWA基地局450は1対1の通信を行っており、通常の通信(センサ405からの測定データを分割する必要がない状態での通信)を行っている例を示している。
山奥の橋梁等に複数のIoT端末400を設置し、IoT端末400内のセンサ405で傾き・ひび割れ・深度等を測定する。
測定結果(IoT端末のセンサ値402)をLPWA通信器420、LPWA基地局450経由で管理サーバ470に送信する。管理サーバ470で測定結果を分析し、補修の必要性・時期を出力し、維持管理に利用する。
また、各IoT端末400は、LPWA基地局450から測定コマンドを受信する。
前述したように、1つのIoT端末400とLPWA基地局450とが1対1(IoT端末A:400AとLPWA基地局450、IoT端末B:400BとLPWA基地局450、IoT端末C:400CとLPWA基地局450)でLPWA通信をするだけでは対応できない場合がある。
ある1つのIoT端末400(例えば、IoT端末A:400A)の測定データを、通常状態でのデータ量よりも多くLPWA基地局450へ送信しなければならない場合、以下を実行する
(1)IoT端末A:400Aの測定データを3分割し、その一部を第1通信でIoT端末B:400BとIoT端末C:400Cに送信する。
ここで、LPWA通信を使用してもよいが、IoT端末400とLPWA基地局450との送信データ量が制限されている状態では、他の通信手段(LPWA通信以外の通信手段)を使用した方がよい。
第1通信としてふさわしいのは、低消費電力の近距離無線通信、例えば、Bluetooth Low Energy、Wi-Fi Direct通信等がある。
(2)IoT端末A:400Aの測定データの一部を、IoT端末A:400A、IoT端末B:400B、IoT端末C:400Cから、LPWA通信でLPWA基地局450に送信する。
これにより、1対1で送信する場合と比較して、3倍のデータを送信できる。
通信距離:LPWA通信より短距離
通信速度:LPWA通信より高速
通信データ量:LPWA通信より多量
消費電力:少ない
例えば、Bluetoothの仕様は、
https://www.bluetooth.com/specifications/bluetooth-core-specification
に開示されている。
各IoT端末400は、LPWA通信器420、BLE通信器425を含む。
各IoT端末400が、LPWA通信器420によるLPWA通信で、1日に1680バイトの測定結果をLPWA基地局450にアップロードする。
図5、図6は、本実施の形態による処理例を示す説明図である。図5は、主に、センサ405による測定データ500の流れの例を示している説明図である。図6の例は、図4の例で示した処理例にIoT端末A:400AからIoT端末B:400B、IoT端末C:400Cへの転送処理例を示している。
IoT端末A:400Aのセンサ405Aが異常値を示し、IoT端末A:400A付近の橋梁が異常であると判断された場合を示している。この場合、IoT端末A:400Aのセンサ値を、通常より多く測定し(LPWA基地局450との通信の制限を超えたデータ量)、LPWA基地局450へ送信すべきである。
BLE送信器505A、BLE受信器510Aは、IoT端末A:400AのBLE通信器425Aに該当し、BLE送信器505B、BLE受信器510Bは、IoT端末B:400BのBLE通信器425Bに該当し、BLE送信器505C、BLE受信器510Cは、IoT端末C:400CのBLE通信器425Cに該当し、LPWA通信器520Aは、IoT端末A:400AのLPWA通信器420Aに該当し、LPWA通信器520Bは、IoT端末B:400BのLPWA通信器420Bに該当し、LPWA通信器520Cは、IoT端末C:400CのLPWA通信器420Cに該当する。
それをBLE送信器505(メモリ415AであるBLE送信器505A、BLE送信器505B、BLE送信器505C)で他のIoT端末400(IoT端末B:400B、IoT端末C:400C)へ送信する。具体的には、BLE送信器505AがBLE受信器510Aに分割測定データ502Aを送信する。BLE送信器505BがBLE受信器510Bに分割測定データ502Bを送信する。BLE送信器505CがBLE受信器510Cに分割測定データ502Cを送信する。なお、図5の例では、BLE送信器505AがBLE受信器510Aに分割測定データ502Aを送信しているが(IoT端末A:400AがIoT端末A:400Aに送信することに該当)、もちろんのことながら、この送信は行わなくてもよい。図6の例では、IoT端末A:400AのBLE通信器425Aが、BLE通信回線680でIoT端末B:400BのBLE通信器425Bに分割測定データ502Bを送信する。IoT端末A:400AのBLE通信器425Aが、BLE通信回線680でIoT端末C:400CのBLE通信器425Cに分割測定データ502Cを送信する。なお、IoT端末A:400AとIoT端末B:400B、IoT端末C:400Cとは、BLE通信回線680で通信可能な距離に設置されている。
そして、LPWA通信器520AがLPWA基地局450に分割測定データ502Aを送信する。LPWA通信器520BがLPWA基地局450に分割測定データ502Bを送信する。LPWA通信器520CがLPWA基地局450に分割測定データ502Cを送信する。つまり、IoT端末A:400AのBLE受信器510A、IoT端末B:400BのBLE受信器510B、IoT端末C:400CのBLE受信器510Cから、IoT端末A:400Aの測定データ500の一部をLPWA基地局450へ送信する。図6の例では、IoT端末A:400AのLPWA通信器420Aが、LPWA通信回線490でLPWA基地局450にIoT端末Aのセンサ値の1/3:602Aを送信する。IoT端末B:400BのLPWA通信器420Bが、LPWA通信回線490でLPWA基地局450にIoT端末Bのセンサ値の1/3:602Bを送信する。IoT端末C:400CのLPWA通信器420Cが、LPWA通信回線490でLPWA基地局450にIoT端末Cのセンサ値の1/3:602Cを送信する。
IoT端末A:400Aによる測定データ500を3つのLPWA通信器520を用いて送信するので、IoT端末A:400Aのセンサ値を通常の3倍送信できる。そのかわり、IoT端末B:400BとIoT端末C:400Cのセンサ値はLPWA基地局450へ送信されない。
そして、LPWA基地局450(又は管理サーバ470)で、分割測定データ502A、分割測定データ502B、分割測定データ502Cを結合して、測定データ590を生成する。ここでの測定データ590は、測定データ500と同じものとなる。
センサ705Aは、データ入力モジュール710Aと接続されている。センサ705Aは、センサ105に該当する。
データ入力モジュール710Aは、センサ705A、データ分割モジュール715A、メモリ720A、LPWA送信モジュール740Aと接続されている。データ入力モジュール710Aは、センサ705Aから測定データを受け取り、分割する必要がない場合はLPWA送信モジュール740A、メモリ720Aに渡し、分割する必要がある場合はデータ分割モジュール715A、メモリ720Aに渡す。
データ分割モジュール715Aは、データ入力モジュール710A、BLE送信モジュール730A、LPWA送信モジュール740Aと接続されている。データ分割モジュール715Aは、分割モジュール110に該当する。
メモリ720Aは、データ入力モジュール710A、データ結合モジュール725A、LPWA受信モジュール745Aと接続されている。メモリ720Aは、センサ705Aによる測定データ、LPWA基地局450から送信されてきたデータを記憶する。
BLE送信モジュール730Aは、データ分割モジュール715A、LPWA受信モジュール745A、IoT端末B:700BのBLE受信モジュール735Bと接続されている。BLE送信モジュール730Aは、送信Aモジュール215に該当する。
BLE受信モジュール735Aは、データ結合モジュール725A、LPWA送信モジュール740A、IoT端末B:700BのBLE送信モジュール730Bと接続されている。BLE受信モジュール735Aは、受信Aモジュール240に該当する。
LPWA送信モジュール740Aは、データ入力モジュール710A、データ分割モジュール715A、BLE受信モジュール735A、LPWA基地局450と接続されている。LPWA送信モジュール740Aは、送信Bモジュール220に該当する。
LPWA受信モジュール745Aは、メモリ720A、データ結合モジュール725A、BLE送信モジュール730A、LPWA基地局450と接続されている。LPWA受信モジュール745Aは、LPWA基地局450から送信されてきたデータを受信し、分割されたデータでなければメモリ720Aに渡し、分割されたデータであり、IoT端末A:700A宛てに送信されてきたデータであるならばデータ結合モジュール725Aに渡し、分割されたデータであり、他のIoT端末700宛て(例えば、IoT端末B:700B宛て)に送信されてきたデータであるならばBLE送信モジュール730Aに渡す。
LPWA基地局450は、IoT端末A:700AのLPWA送信モジュール740A、IoT端末B:700BのLPWA送信モジュール740Bから測定データを受信する。LPWA基地局450は、IoT端末A:700AのLPWA受信モジュール745A、IoT端末B:700BのLPWA受信モジュール745Bにデータを送信する。
IoT端末A:700Aでは、センサ705Aで測定した測定データをデータ入力モジュール710Aに渡し、LPWA送信モジュール740Aを介してLPWA基地局450に送信する。なお、センサ705Aは測定データをメモリ720Aにも渡すが、これは内部処理用に記憶しているものである。
IoT端末B:700Bでも同様に、センサ705Bで測定した測定データをデータ入力モジュール710Bに渡し、LPWA送信モジュール740Bを介してLPWA基地局450に送信する。なお、センサ705Bは測定データをメモリ720Bにも渡すが、これは内部処理用に記憶しているものである。
IoT端末A:700Aでは、センサ705Aで測定した測定データをデータ入力モジュール710Aに渡し、予め定められたデータ量を超えているので(この他に、予め定められた送信回数を超えているので、LPWA基地局450からの指示で分割して送信するとの指令があったので、であってもよい)、データ分割モジュール715Aに測定データを渡し、データ分割モジュール715Aで測定データを2つに分割し、一方はLPWA送信モジュール740Aを介してLPWA基地局450に送信し、他方はBLE送信モジュール730Aを介してIoT端末B:700Bに送信する。
IoT端末B:700Bでは、BLE受信モジュール735Bが測定データの分割データを受信し、LPWA送信モジュール740Bを介してLPWA基地局450に送信する。
LPWA基地局450では、LPWA送信モジュール740AとLPWA送信モジュール740Bから、それぞれ分割された測定データを受信し、それを結合して、元の測定データを再現する。
ステップS1002では、データ入力モジュール710Aは、センサ705Aからのセンサ値を受け付ける。
ステップS1004では、データ入力モジュール710Aは、1回の通信量(1日にアップロード可能な最大の通信データ量)であるか否かを判断し、1回の通信量の場合はステップS1006へ進み、それ以外の場合はステップS1010へ進む。前述したように、ステップS1004の判断は、「予め定められた送信回数内か」であってもよいし、「LPWA基地局450からの指示で分割して送信するとの指令がないか」であってもよい。ただし、「予め定められた送信回数を超えていた場合」は、IoT端末A:700AがLPWA基地局450に送信することはなく、さらに他のIoT端末700に送信を依頼することになる。
ステップS1006では、LPWA送信モジュール740Aは、LPWA基地局450にセンサ値を送信する。
ステップS1008では、LPWA基地局450は、IoT端末A:700Aからセンサ値を受信する。
ステップS1012では、BLE送信モジュール730Aは、IoT端末B:700Bに分割センサ値Bを送信する。
ステップS1014では、BLE受信モジュール735Bは、IoT端末A:700Aから分割センサ値Bを受信する。
ステップS1016では、LPWA送信モジュール740Aは、LPWA基地局450に分割センサ値Aを送信する。
ステップS1018では、LPWA基地局450は、IoT端末A:700Aから分割センサ値Aを受信する。
ステップS1020では、LPWA送信モジュール740Bは、LPWA基地局450に分割センサ値Bを送信する。
ステップS1022では、LPWA基地局450は、IoT端末B:700Bから分割センサ値Bを受信する。
ステップS1024では、LPWA基地局450は、分割センサ値Aと分割センサ値Bを結合する。
測定データ1100は、ID1105、IoT端末のID1110、日時1115、分割フラグ1120、親データID1125、分割順位1130、センサ値1135で構成されている。
IoT端末のID1110は、送信するIoT端末700を本実施の形態で一意に識別する情報である。
日時1115は、送信する日時情報である。
分割フラグ1120は、センサ値1135は分割データであるか否かを示す情報(分割フラグ)である。
分割順位1130は、分割データである場合は、分割順を示す情報であり、LPWA基地局450(基地局150の結合モジュール260)は、分割順位1130を用いて、元のセンサ値を復元する。つまり、親データID1125が同じ測定データ1100を収集し、分割順位1130に沿って、センサ値1135を結合すればよい。
センサ値1135は、センサ705が測定した測定データ(又は、分割された測定データ)である。
この他に、分割を行ったIoT端末700からは、分割数を含めるようにしてもよい。
LPWA基地局450は、データをIoT端末A:700A、IoT端末B:700Bに送信する。IoT端末A:700AのLPWA受信モジュール745Aは、そのデータを受信し、メモリ720Aに格納する。同様に、IoT端末B:700BのLPWA受信モジュール745Bは、そのデータを受信し、メモリ720Bに格納する。
LPWA基地局450は、IoT端末A:700Aに送信すべきデータが予め定められたデータ量を超えているので(この他に、予め定められた送信回数を超えているので、であってもよい)、IoT端末A:700Aに送信すべきデータを2つに分割し、一方をIoT端末A:700A、他方をIoT端末B:700Bに送信する。その一方の分割データをIoT端末A:700AのLPWA受信モジュール745が受信し、データ結合モジュール725Aに渡す。また、その他方の分割データをIoT端末B:700BのLPWA受信モジュール745が受信し、BLE送信モジュール730Bを介してIoT端末A:700Aに送信する。IoT端末A:700AのBLE受信モジュール735Aは、その他方の分割データを受信し、データ結合モジュール725Aに渡し、データ結合モジュール725Aは、一方の分割データと他方の分割データを結合して、元のデータを再現し、メモリ720Aに格納する。
ステップS1402では、LPWA基地局450は、1回の通信量(1日にアップロード可能な最大の通信データ量)であるか否かを判断し、1回の通信量の場合はステップS1404へ進み、それ以外の場合はステップS1412へ進む。前述したように、ステップS1402の判断は、「予め定められた送信回数内か」であってもよい。ただし、「予め定められた送信回数を超えていた場合」は、IoT端末A:700Aに対して送信することはなく、さらに他のIoT端末700に送信し、その他のIoT端末700からIoT端末A:700Aへの送信を依頼することになる。
ステップS1404では、LPWA基地局450は、IoT端末A:700Aにデータを送信する。
ステップS1406では、IoT端末A:700AのLPWA受信モジュール745Aは、LPWA基地局450からデータを受信する。この後、メモリ720Aに受信したデータを格納する。
ステップS1408では、LPWA基地局450は、IoT端末B:700Bにデータを送信する。
ステップS1410では、IoT端末B:700BのLPWA受信モジュール745Bは、LPWA基地局450からデータを受信する。この後、メモリ720Bに受信したデータを格納する。
ステップS1414では、LPWA基地局450は、IoT端末A:700Aに分割データAを送信する。
ステップS1416では、IoT端末A:700AのLPWA受信モジュール745Aは、LPWA基地局450から分割データAを受信する。
ステップS1420では、IoT端末B:700BのLPWA受信モジュール745Bは、LPWA基地局450から分割データBを受信する。
ステップS1422では、IoT端末B:700BのBLE送信モジュール730Bは、IoT端末A:700Aに分割データBを送信する。
ステップS1424では、IoT端末A:700AのBLE受信モジュール735Aは、IoT端末B:700Bから分割データBを受信する。
ステップS1426では、IoT端末A:700Aのデータ結合モジュール725Aは、分割データAと分割データBを結合して、元のデータを再現する。この後、メモリ720Aに再現したデータを格納する。
送信データ1500は、ID1505、LPWA基地局のID1510、日時1515、分割フラグ1520、親データID1525、分割順位1530、送信先IoT端末のID1535、制御用データ1540で構成されている。
LPWA基地局のID1510は、送信するLPWA基地局450を本実施の形態で一意に識別する情報である。
日時1515は、送信する日時情報である。
分割フラグ1520は、制御用データ1540は分割データであるか否かを示す情報(分割フラグ)である。
分割順位1530は、分割データである場合は、分割順を示す情報であり、データ結合モジュール725は、分割順位1530を用いて、元のデータを復元する。つまり、親データID1525が同じ送信データ1500を収集し、分割順位1530に沿って、制御用データ1540を結合すればよい。
送信先IoT端末のID1535は、LPWA基地局450からの本来の宛先であるIoT端末700のIDである。送信先IoT端末のID1535が自分自身(その送信データ1500を受信したIoT端末700)のIDでなければ、送信先IoT端末のID1535が示すIoT端末700へBLE送信モジュール730を用いて送信データ1500を送信する。
制御用データ1540は、LPWA基地局450がIoT端末700に送信するデータ(又は、分割されたデータ)である。
なお、図16に示すハードウェア構成は、1つの構成例を示すものであり、本実施の形態は、図16に示す構成に限らず、本実施の形態において説明したモジュールを実行可能な構成であればよい。例えば、一部のモジュールを専用のハードウェア(例えば特定用途向け集積回路(Application Specific Integrated Circuit:ASIC)等)で構成してもよく、一部のモジュールは外部のシステム内にあり通信回線で接続している形態でもよく、さらに図16に示すシステムが複数互いに通信回線によって接続されていて互いに協調動作するようにしてもよい。また、特に、パーソナルコンピュータの他、携帯情報通信機器(携帯電話、スマートフォン、モバイル機器、ウェアラブルコンピュータ等を含む)、情報家電、ロボット、複写機、ファックス、スキャナ、プリンタ、複合機(スキャナ、プリンタ、複写機、ファックス等のいずれか2つ以上の機能を有している画像処理装置)などに組み込まれていてもよい。
なお、前述の実施の形態で説明した数値は例示であって、「予め定められた値」の一例である。
「プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、プログラムのインストール、実行、プログラムの流通等のために用いられる、プログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体をいう。
なお、記録媒体としては、例えば、デジタル・バーサタイル・ディスク(DVD)であって、DVDフォーラムで策定された規格である「DVD-R、DVD-RW、DVD-RAM等」、DVD+RWで策定された規格である「DVD+R、DVD+RW等」、コンパクトディスク(CD)であって、読出し専用メモリ(CD-ROM)、CDレコーダブル(CD-R)、CDリライタブル(CD-RW)等、ブルーレイ・ディスク(Blu-ray(登録商標) Disc)、光磁気ディスク(MO)、フレキシブルディスク(FD)、磁気テープ、ハードディスク、読出し専用メモリ(ROM)、電気的消去及び書換可能な読出し専用メモリ(EEPROM(登録商標))、フラッシュ・メモリ、ランダム・アクセス・メモリ(RAM)、SD(Secure Digital)メモリーカード等が含まれる。
そして、前記のプログラムの全体又はその一部は、前記記録媒体に記録して保存や流通等させてもよい。また、通信によって、例えば、ローカル・エリア・ネットワーク(LAN)、メトロポリタン・エリア・ネットワーク(MAN)、ワイド・エリア・ネットワーク(WAN)、インターネット、イントラネット、エクストラネット等に用いられる有線ネットワーク、又は無線通信ネットワーク、さらにこれらの組み合わせ等の伝送媒体を用いて伝送させてもよく、また、搬送波に乗せて搬送させてもよい。
さらに、前記のプログラムは、他のプログラムの一部分若しくは全部であってもよく、又は別個のプログラムと共に記録媒体に記録されていてもよい。また、複数の記録媒体に分割して記録されていてもよい。また、圧縮や暗号化等、復元可能であればどのような態様で記録されていてもよい。
105…センサ
110…分割モジュール
115…第1送信モジュール
120…第2送信モジュール
130…通信装置
135…第1受信モジュール
140…第3送信モジュール
150…基地局
180、190…通信回線
200…通信装置
215…送信Aモジュール
220…送信Bモジュール
240…受信Aモジュール
255…受信モジュール
260…結合モジュール
300…IoT端末
302…IoT端末のセンサ値
305…センサ
310…制御CPU
315…メモリ
320…LPWA通信器
350…LPWA基地局
370…管理サーバ
385…通信回線
390…通信回線
400…IoT端末
402…IoT端末のセンサ値
405…センサ
410…制御CPU
415…メモリ
420…LPWA通信器
425…BLE通信器
450…LPWA基地局
470…管理サーバ
680…BLE通信回線
485…通信回線
490…LPWA通信回線
500…測定データ
502…分割測定データ
505…BLE送信器
510…BLE受信器
520…LPWA通信器
700…IoT端末
705…センサ
710…データ入力モジュール
715…データ分割モジュール
720…メモリ
725…データ結合モジュール
730…BLE送信モジュール
735…BLE受信モジュール
740…LPWA送信モジュール
745…LPWA受信モジュール
Claims (32)
- 第1情報を分割し、分割情報を作成する分割手段と、
前記分割情報を第1通信で他の通信装置へ送信する第1送信手段と、
前記第1情報、又は、前記第1送信手段で送信した分割情報以外の第2分割情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信手段
を備え、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、情報の分割にあたって分割された情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信装置。 - 前記第2送信手段は、前記分割手段によって分割が行われた場合は、前記第2分割情報を第2通信で基地局へ送信する、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記第2送信手段は、前記分割手段によって分割が行われていない場合は、前記第1情報を第2通信で基地局へ送信する、
請求項1に記載の通信装置。 - 請求項1に記載の通信装置によって分割された分割情報である第2情報を第1通信で受信する第1受信手段と、
第1情報、又は、前記第2情報を第2通信で基地局へ送信する第3送信手段
を備え、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、分割情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信装置。 - 前記第3送信手段は、前記第1受信手段が、前記他の通信装置から前記第2情報を受信した場合は、該第2情報を第2通信で基地局へ送信する、
請求項4に記載の通信装置。 - 前記第3送信手段は、前記第1受信手段が、前記他の通信装置から前記第2情報を受信していない場合は、前記第1情報を第2通信で基地局へ送信する、
請求項4に記載の通信装置。 - 第1情報を分割し、分割情報を作成する分割手段と、
前記分割情報を第1通信で第2の通信装置へ送信する第1送信手段と、
前記第1情報、又は、前記第1送信手段で送信した分割情報以外の第2分割情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信手段
を備える第1の通信装置と、
前記第1送信手段から送信された分割情報である第2情報を第1通信で受信する第1受信手段と、
第1情報、又は、前記第2情報を第2通信で基地局へ送信する第3送信手段
を備える第2の通信装置
を備え、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、情報の分割にあたって分割された情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信システム。 - 第1情報を分割し、分割情報を作成する分割手段と、
前記分割情報を第1通信で他の通信装置へ送信する第1送信手段と、
他の通信装置によって分割された分割情報である第2情報を前記第1通信で受信する第1受信手段と、
前記第1情報、前記第1送信手段で送信した分割情報以外の第2分割情報、又は、前記第2情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信手段
を備え、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、情報の分割にあたって分割された情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信装置。 - 前記第2通信は、
前記第1通信より遠距離での通信が可能である、
前記第1通信より低速である、
又は、前記第1通信より所定時間当たりの最大通信データ量が少ない、
のいずれか1つ以上である請求項1、4、又は8のいずれか一項に記載の通信装置。 - 第1装置状態で、
前記第1情報を前記第2送信手段で送信し、
第2装置状態で、
前記第1情報を前記分割手段で分割し、前記分割情報を作成し、
前記分割情報を第1送信手段で他の通信装置へ送信し、
第3装置状態で、
前記第2情報を前記第1受信手段で他の通信装置から受信し、
前記第2情報を前記第2送信手段で基地局へ送信する、
請求項8に記載の通信装置。 - さらに、前記第2装置状態で、
前記第2分割情報を前記第2送信手段で基地局へ送信する、
請求項10に記載の通信装置。 - 第1情報のデータ量又は通信回数に応じて、前記分割手段による分割の数又は前記第1送信手段による送信先の他の通信装置の数を変更する、
請求項1又は8に記載の通信装置。 - 前記第1受信手段が前記第2情報を受信した後に、前記分割手段による分割処理が必要となった場合は、前記第2送信手段は、予め定められた規則にしたがって、通信を行う、
請求項8に記載の通信装置。 - 前記予め定められた規則として、予め定められた順番に送信すること、又は、優先度に応じて送信する情報を決定すること、のいずれかを用いる、
請求項13に記載の通信装置。 - 複数の請求項10又は請求項11に記載の通信装置によって構成される通信システムであって、
予め定められた条件を満たした場合である第4通信状態で、複数の前記通信装置を第1装置状態にし、
前記予め定められた条件を満たしていない場合である第5通信状態で、1つ以上の前記通信装置を第2装置状態にし、他の前記通信装置を第3装置状態にする、
通信システム。 - 予め定められた条件を満たした場合、前記通信システムを前記第5通信状態にする、
請求項15に記載の通信システム。 - 予め定められた条件を満たしていない場合、前記通信システムを前記第4通信状態にする、
請求項15に記載の通信システム。 - 複数の請求項8に記載の通信装置の第2送信手段によって送信された第3情報を第2通信で受信する受信手段と、
予め定められた条件を満たした場合である第4通信状態で受信した場合は、前記第3情報を結合せず、
前記予め定められた条件を満たしていない場合である第5通信状態で受信した場合は、複数の前記第3情報を結合する結合手段
を備え、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、分割情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
基地局。 - 予め定められた条件を満たした場合、前記基地局を前記第5通信状態にする、
請求項18に記載の基地局。 - 予め定められた条件を満たしていない場合、前記基地局を前記第4通信状態にする、
請求項18に記載の基地局。 - 第1情報を分割し、分割情報を作成する分割ステップと、
前記分割情報を第1通信で他の通信装置へ送信する第1送信ステップと、
前記第1情報、又は、前記第1送信ステップで送信した分割情報以外の第2分割情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信ステップ
を有し、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、情報の分割にあたって分割された情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信装置で行う通信方法。 - 請求項1に記載の通信装置によって分割された分割情報である第2情報を第1通信で受信する第1受信ステップと、
第1情報、又は、前記第2情報を第2通信で基地局へ送信する第3送信ステップ
を有し、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、分割情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信装置で行う通信方法。 - 第1情報を分割し、分割情報を作成する分割ステップと、
前記分割情報を第1通信で他の通信装置へ送信する第1送信ステップと、
他の通信装置によって分割された分割情報である第2情報を前記第1通信で他の通信装置から受信する第1受信ステップと、
前記第1情報、前記第1送信ステップで送信した分割情報以外の第2分割情報、又は、前記第2情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信ステップ
を有し、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、情報の分割にあたって分割された情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信装置で行う通信方法。 - 複数の請求項8に記載の通信装置の第2送信手段によって送信された第3情報を受信する受信ステップと、
第4通信状態で受信した場合は、前記第3情報を結合せず、
第5通信状態で受信した場合は、複数の前記第3情報を結合する結合ステップ
を有し、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、分割情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
基地局で行う通信方法。 - 通信装置としてのコンピュータを、
第1情報を分割し、分割情報を作成する分割手段と、
前記分割情報を第1通信で他の通信装置へ送信する第1送信手段と、
前記第1情報、又は、前記第1送信手段で送信した分割情報以外の第2分割情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信手段
として機能させ、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、情報の分割にあたって分割された情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信プログラム。 - 通信装置としてのコンピュータを、
請求項1に記載の通信装置によって分割された分割情報である第2情報を第1通信で受信する第1受信手段と、
第1情報、又は、前記第2情報を第2通信で基地局へ送信する第3送信手段
として機能させ、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、分割情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信プログラム。 - 通信装置としてのコンピュータを、
第1情報を分割し、分割情報を作成する分割手段と、
前記分割情報を第1通信で他の通信装置へ送信する第1送信手段と、
他の通信装置によって分割された分割情報である第2情報を前記第1通信で他の通信装置から受信する第1受信手段と、
前記第1情報、前記第1送信手段で送信した分割情報以外の第2分割情報、又は、前記第2情報を第2通信で基地局へ送信する第2送信手段
として機能させ、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、情報の分割にあたって分割された情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信プログラム。 - 基地局としてのコンピュータを、
複数の請求項8に記載の通信装置の第2送信手段によって送信された第3情報を受信する受信手段と、
第4通信状態で受信した場合は、前記第3情報を結合せず、
第5通信状態で受信した場合は、複数の前記第3情報を結合する結合手段
として機能させ、
前記第2通信による基地局への送信において最大の通信データ量が定められており、及び、分割情報のデータ量が該最大の通信データ量以下となるように設定されている、
通信プログラム。 - 前記分割手段は、前記第1情報の容量が前記最大の通信データ量を超えている場合は、該第1情報を分割する、
請求項1に記載の通信装置。 - 前記最大の通信データ量は、前記第2通信によって一日に基地局に送信できる最大の通信データ量である、
請求項29に記載の通信装置。 - 前記予め定められた条件は、第1情報のデータ量又は送信回数が予め定められた閾値より多い又は以上であることである、
請求項15に記載の通信システム。 - 前記予め定められた条件は、第1情報のデータ量又は送信回数が予め定められた閾値より多い又は以上であることである、
請求項18に記載の基地局。
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