WO2017154521A1 - ゲートウェイ機器および通信システム - Google Patents

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Abstract

コンピューター通信網への接続を安定的に維持する通信網を提供する。 ゲートウェイ機器100は、電子機器10と通信する第1通信部130Aと、コンピューター通信網INTと通信する第2通信部140Aと、自機とは異なるゲートウェイ機器100Bと通信し、第2通信部140Aとは通信方式が異なる第3通信部135Aと、通信を制御する処理部120Aを備え、処理部120Aは、第2通信部140Aがコンピューター通信網INTと通信可能な場合には、第2通信部140Aを経由して、電子機器10とコンピューター通信網INTとが相互に通信可能になるように制御し、第2通信部140Aがコンピューター通信網INTと通信不可能な場合には、第3通信部135Aがゲートウェイ機器100Bを経由して、電子機器10とコンピューター通信網INTとが相互に通信可能になるように制御する。

Description

ゲートウェイ機器および通信システム
 本発明は、ゲートウェイ機器および通信システムに関する。
 近年、世の中に存在する様々な物をインターネットに接続する技術であるIoT(Internet of Things)が注目されており、電子機器には、このようなIoTの実現に資するものであることから、有効活用が望まれている。
 例えば、身体に装着する電子機器であるウェアラブル機器が脚光を浴びている。このようなウェアラブル機器では、ユーザーの身体や行動に関する情報を高精度で取得することで、ユーザーが必要とする価値ある情報の提供を可能にする。このため、ウェアラブル機器には、常時装着性に優れていることや、取得した情報を迅速に解析すべく、インターネット等のコンピューター通信網への常時接続性に対する要求がある。
 このような要求に対して、下記特許文献1には、大規模な地震、火事、台風、水害等の災害発生時において、自身の安否や状況を外部(家族や友人等)に知らしめるべく、マルチホップ通信により常時接続性を確保する端末装置が開示されている。
特開2006-319555号公報
 しかしながら、ウェアラブル機器のような電子機器は、身体への装着性を維持するために、小型および軽量な態様であるためにバッテリーも小型化され、消費する電力を低く抑える必要があることから、長時間に亘り通信待機できないことに加え、AC電源のような電源供給を受けて充電できない場合、常時接続を維持することが困難であった。また、通信可能なエリアを広域化することは難しく、深夜や災害時のようにマルチホップ通信が可能な端末装置の分布が疎らになるような場合、コンピューター通信網との接続が不安定になり、安定した通信を継続することは困難であった。
 本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、コンピューター通信網への接続を長期的かつ安定的に維持する通信網の提供を目的とする。
 本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
 [適用例1]
 本適用例にかかるゲートウェイ機器は、電子機器と通信する第1通信部と、コンピューター通信網と通信する第2通信部と、自機とは異なる第2ゲートウェイ機器と通信し、前記第2通信部とは通信方式が異なる第3通信部と、前記第1通信部、前記第2通信部および前記第3通信部による通信を制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信可能な場合には、前記第2通信部を経由して、前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能になるように制御し、前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信不可能な場合には、前記第3通信部が前記第2ゲートウェイ機器を経由して、前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能になるように制御する、ことを特徴とする。
 このような構成によれば、第2通信部がコンピューター通信網と通信可能な場合には、第2通信部を経由して、第1通信部が通信する電子機器と、コンピューター通信網とが相互に通信可能になり、第2通信部がコンピューター通信網と通信不可能な場合には、第3通信部が自機とは異なる第2ゲートウェイ機器を経由して、電子機器とコンピューター通信網とが相互に通信可能になるため、不具合により第2通信部がコンピューター通信網と通信不可能になった場合であっても、電子機器とコンピューター通信網との通信を維持し、安定した通信を継続させることができる。
 [適用例2]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、前記第3通信部は、更に、第3ゲートウェイ機器と通信可能であり、前記制御部は、前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信可能な場合には、前記第2通信部を経由して、前記第3ゲートウェイ機器に接続している前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能になるように制御し、前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信不可能な場合には、前記第3通信部が前記第2ゲートウェイ機器を経由して、前記第3ゲートウェイ機器に接続している前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能なるように制御する、ことが好ましい。
 このような構成によれば、第3ゲートウェイ機器に接続している電子機器とコンピューター通信網とが通信できない場合であっても、第2ゲートウェイ機器を経由することで、電子機器とコンピューター通信網との通信を維持できる。
 [適用例3]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、外灯、電信柱、自動販売機、信号機、または防犯カメラの少なくとも一種以上の構造物に設置されていることが好ましい。
 このような構成によれば、互いに通信可能な間隔でゲートウェイ機器を設置できる。
 [適用例4]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、自然エネルギーから電力を発電する発電部を備え、少なくとも前記第1通信部および前記第3通信部は前記発電部が発電した前記電力で駆動することが好ましい。
 このような構成によれば、自然エネルギーに基づいて発電した電力を用いて駆動するため、外部から電源が供給されなくても持続可能な通信網を実現できる。
 [適用例5]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、前記自然エネルギーは、太陽光、風力、海流、地熱および天然ガスの何れかであっても良い。
 [適用例6]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、前記第1通信部の通信方式は、Bluetooth(登録商標)、Wi-SUN(登録商標)、ZigBee(登録商標)およびIP500(登録商標)の何れかであることが好ましい。
 このような構成によれば、低消費電力で通信できる。
 [適用例7]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、前記第1通信部および前記第3通信部は、同じ通信方式であっても良い。
 [適用例8]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、前記第2通信部は、有線接続により前記コンピューター通信網と通信を行っても良い。
 [適用例9]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、前記第2通信部は、携帯電話通信網により前記コンピューター通信網と通信を行っても良い。
 [適用例10]
 上記適用例にかかるゲートウェイ機器において、前記電子機器が他のゲートウェイ機器と通信接続され、所与の削除条件が成立した場合に、前記電子機器からの受信情報又は前記電子機器への送信情報の削除処理を行うことが好ましい。
 このような構成によれば、ゲートウェイ機器の記憶部に受信情報や送信情報が無駄に保持されてしまうのを抑制でき、記憶部の使用記憶容量の節約を図れる。
 [適用例11]
 本適用例にかかる通信システムは、前記ゲートウェイ機器と接続する電子機器と、を備えることを特徴とする。
 このような構成によれば、第2通信部がコンピューター通信網と通信可能な場合には、第2通信部を経由して、第1通信部が通信する電子機器と、コンピューター通信網とが相互に通信可能になり、第2通信部がコンピューター通信網と通信不可能な場合には、第3通信部が自機とは異なる第2ゲートウェイ機器を経由して、電子機器とコンピューター通信網とが相互に通信可能になるため、不具合により第2通信部がコンピューター通信網と通信不可能になった場合であっても、電子機器とコンピューター通信網との通信を維持し、安定した通信を継続させることができる。
本実施形態の通信システムの全体構成例を示す図。 電子機器、ゲートウェイ機器、サーバーの構成例。 本実施形態の比較例の手法の説明図。 本実施形態の比較例の手法の説明図。 本実施形態の通信手法の説明図。 本実施形態の通信手法の説明図。 スタンバイからペアリングまでの通信シーケンス図。 本実施形態の疎結合の近距離無線通信を説明する通信シーケンス図。 パケットフォーマットの説明図。 リクエストパケット、応答パケットの説明図。 電子機器の接続先となるゲートウェイ機器を順次に切り替えて通信する手法の説明図。 電子機器の接続先となるゲートウェイ機器を順次に切り替えて通信する手法の説明図。 電子機器の接続先となるゲートウェイ機器を順次に切り替えて通信する手法の説明図。 他の電子機器を介して通信する手法の説明図。 送信情報の削除を説明する説明図。 電子機器およびサーバーの通信接続を説明する図。 電子機器およびサーバーの通信接続を説明する図。 ゲートウェイ機器の処理の流れを示すフローチャート。
 以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
(実施形態)
 以下、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する本実施形態は特許請求の範囲に記載された本発明の内容を不当に限定するものではなく、本実施形態で説明される構成の全てが本発明の解決手段として必須であるとは限らない。
 1.全体構成
 図1は、本実施形態の通信システム5の全体構成を示す。図1に示すように、本実施形態の通信システム5は、電子機器WDと、近距離無線通信網BNTと、コンピューター通信網INTと、を含む。また、サーバーSVや制御対象物(EV、HS、RB、CA)を含むことができる。
 コンピューター通信網INTは、例えば、TCP/IPの通信規格に基づくネットワークの1つであるインターネットを想定する。また、コンピューター通信網INTは、ネットワーク上のコンピューターがユニークなIPアドレスにより個別に識別可能である。また、コンピューター通信網INTは、サーバーSVが通信接続可能な広域ネットワーク(WAN)である。更に、コンピューター通信網INTは、光ファイバー等のケーブル網や、携帯電話通信網や無線LAN等の通信網を含むことができ、通信方法については有線接続および無線接続を問わない。
 近距離無線通信網BNTは、複数のゲートウェイ機器GW1~GWN(アクセスポイント)を有し、コンピューター通信網INTに接続可能な通信網である。ゲートウェイ機器GW1~GWNは、例えば、不特定多数の機器(不特定多数のユーザーが有する機器)が接続可能な機器である。また、ゲートウェイ機器GW1~GWNは、互いの接続も可能であり、例えば、ゲートウェイ機器GW2は、近傍のゲートウェイ機器GW1およびゲートウェイ機器GWNと接続できる。
 本実施形態では、ゲートウェイ機器GW1~GWNは、街路灯(外灯)SL1~SLNに設置されている。また、街路灯SL1~SLNには、ソーラーパネルSOL1~SOLNが付設されている。ゲートウェイ機器GW1~GWNは、太陽発電により発電された電力で駆動できる。
 尚、ゲートウェイ機器GW1~GWNが設置される場所は、街路灯SL1~SLNのみには限定されない。例えば、電信柱、信号機、消火栓、電波塔および防犯カメラのような、公共物およびこれに準ずる構造物であっても良く、また、自動販売機、車庫および玄関灯のような私有の構造物や施設であっても良い。また、電気、ガスおよび水道等の使用量を計測するスマートメーターに設置されても良い。即ち、ゲートウェイ機器GW1~GWNは、これらの少なくとも一種以上に設置された態様であれば良い。また、設置されているゲートウェイ機器GW1~GWNは、移設可能な態様であっても良い。
 近距離無線通信網BNTとしては、例えば、ブルートゥース(Bluetooth(登録商標)以下、同様)の通信網を用いることができる。ゲートウェイ機器GW1~GWNは、ブルートゥースのルーターなどにより実現しても良い。近距離無線通信網BNTは、WANのように地理的に離れた広い領域に形成される通信網であっても良いし、LANのように特定の構内に形成される通信網であっても良い。また、近距離無線通信網BNTは、アミューズメント施設、ショッピングモールや、会社又は工場などの構内において形成される通信網であってもよい。
 尚、本実施形態では、近距離無線通信網BNTの通信方式として、ブルートゥースの他、ZigBee(登録商標)、Wi-SUN(登録商標)、IP500(登録商標)およびANTなどの、低消費電力で双方向通信可能な通信方式を採用できる。
 ジグビー(ZigBee)はジグビーアライアンスが仕様を定義している省電力で動作する無線規格であり、IEEE 802.15.4上で動作する。ジグビーのノードとしてはコーディネーター、ルーター、エンドデバイスの3種類が定義されている。ジグビーの基本動作としては、エンドデバイスが通常は省電力でスリープしており、タイマー等からのトリガー信号でウェイクアップして、ルーター又はコーディネーターにデータを送り、再度、スリープに移行する。スリープに移行することでエンドデバイスの省電力化を図る。一方、ルーターとコーディネーターは常に受信状態で待機し、エンドデバイスからのデータを待ち受けている。
 ワイサン(Wi-SUN)は例えばガス、電気、水道のメーター等に端末を搭載し、無線通信を使って効率的にデータを収集する無線通信規格である。ワイサンではサブギガヘルツ帯と呼ばれる900MHz前後の周波数帯域の電波で通信が行われる。このため2.4GHz帯域の近距離無線通信と比べて、障害物などがあっても電波が届きやすく、他の機器などからの干渉も少ないという特徴を有する。ワイサンの物理層の仕様はIEEE 802.15.4gで規格化されており、複数の端末がバケツリレー方式でデータを中継し、遠隔地間を結ぶマルチホップ通信にも対応している。
 尚、近距離無線通信網BNTは上述の通信網には限定されない。例えば、通信の平均消費電力が3μW程度のように消費電力が少ない通信網であれば何れの通信網も適用できる。例えば、電磁波以外に音波や光を搬送波とする通信も想定できる。
 図1では電子機器WDとして、ウォッチWT1~WT3(腕時計)、リスト型の生体センサー機器LD、および、頭部装着型表示装置であるHMD等のウェアラブル機器や、タブレットTBのような多機能携帯端末が、近距離無線通信網BNT(ゲートウェイ機器GW1~GWN)に通信接続されている。
 ウォッチWT1~WT3は、リスト型電子機器であり、例えばGPS内蔵ウォッチ、スマートウォッチ、ダイバーズウォッチ又はソーラーウォッチなどと呼ばれるものである。これらのウォッチWT1~WT3は例えば指針(秒針、分針、時針)の運針機構を有する。また、ウォッチWT1~WT3は、位置センサー(GPS等)、環境センサー(温度、湿度、気圧、地磁気又は天候等のセンサー)、体動センサー(加速度センサーやジャイロセンサー等)、または、生体情報を検出する生体センサーなどの各種センサーを有する。尚、ウォッチWT1~WT3は、指針の代わりに表示パネルを有していても良い。
 生体センサー機器LDは、脈拍、活動量、血圧、酸素飽和度、体温又は生体電位等の生体情報の検出が可能である。具体的には生体センサー機器LDは、リスト型電子機器(リスト型生体センサー)であり、リスト型の脈波計や活動量計などである。HMDは、ユーザーが頭部に装着するディスプレイ装置である。HMDは、ユーザーの目を完全に覆う非透過型であっても良く、透過型(メガネタイプ等)であっても良い。HMDにも上述の位置センサー、環境センサー、体動センサー又は生体センサー等のセンサーを設けることができる。
 尚、図1では、ウォッチWT2は、ウォッチWT1や生体センサー機器LDを介して近距離無線通信網BNTのゲートウェイ機器GW1に通信接続されている。この通信接続は、例えば、アドホックネットワークであるピコネットやスキャッタネット等により実現できる。また本実施形態の電子機器WDは、図1に例示する機器に限定されるものではない。例えば、ユーザーの種々の部位(胸部、腹部、足、首又は指等)に装着可能な種々の機器も想定できる。
 また、図1では制御対象物(制御対象機器)として、エレベーターEV、スマートハウスHS、ロボットRB、自動車CAが、コンピューター通信網INTに通信接続されている。
 エレベーターEVは会社、施設又は個人住居等に設けられる昇降機である。スマートハウスHSは、家電や設備機器を情報化配線等で通信接続して最適制御が行われる住宅である。ロボットRBは、例えば双腕型や単腕型のロボットであり、工場等で用いられる産業用のロボットであってもよいし、非産業用(医療・福祉・警備・コミュニケーション、エンターテイメント)のロボットであってもよい。自動車CAは、例えば従来の内燃機関型の車、ハイブリッドカー、電気自動車又は燃料電池車などである。自動車CAはバイク等の二輪車であってもよい。
 これらのエレベーターEV、スマートハウスHS、ロボットRB又は自動車CAは、電子機器WDとゲートウェイ機器との疎結合の近距離無線通信を利用して、インターネット等のコンピューター通信網INTを介して遠隔制御されても良い。
 図2は、本実施形態の通信システム5の構成例である。この通信システム5では、サーバーSV、ゲートウェイ機器GWおよび電子機器WDの一例として、サーバー200、ゲートウェイ機器100A、100Bおよび電子機器10を想定する。
 尚、ゲートウェイ機器100A、100Bは、同一の構成を想定するため、以降の説明では、ゲートウェイ機器100Aに関して説明する。また、以降、複数のゲートウェイ機器100A、100B、100C(図11)・・を総称してゲートウェイ機器100と呼ぶ。
 電子機器10は、処理部20、通信部30、電力発現部40、記憶部50、センサー部54、入力部60および出力部62を含む。ゲートウェイ機器100Aは、処理部120A、第1通信部130A、第2通信部140A、第3通信部135A、記憶部150A、発電部160Aを含む。サーバー200は、処理部220、通信部230、記憶部250を含む。尚、電子機器10、ゲートウェイ機器100A、サーバー200の構成は、図2に示した構成に限定されず、その構成要素の一部を省略したり、他の構成要素を追加したり、接続関係を変更するなどの種々の変形実施が可能である。
 処理部20、120A、220(プロセッサー)は、各種の情報の処理や制御を行うものである。処理部20、120A、220の各部が行う本実施形態の各処理(各機能)はプロセッサー(ハードウェアを含むプロセッサー)により実現できる。例えば、本実施形態の各処理は、プログラム等の情報に基づき動作するプロセッサーと、プログラム等の情報を記憶するメモリー(記憶部50、150A、250)により実現できる。
 尚、処理部120Aは、第1通信部130A、第2通信部140Aおよび第3通信部135Aによる通信を制御する制御部に相当する。本実施形態では、1つの処理部120Aが第1通信部130A、第2通信部140Aおよび第3通信部135Aを制御する態様を想定するが、複数の制御部が第1通信部130A、第2通信部140Aおよび第3通信部135Aをそれぞれ制御する態様も想定できる。
 プロセッサーは、例えば、各部の機能が個別のハードウェアで実現されても良く、また、各部の機能が一体のハードウェアで実現されても良い。プロセッサーは、例えば、CPU(Central Processing Unit)であっても良い。但し、プロセッサーはCPUに限定されるものではなく、GPU(Graphics Processing Unit)、或いはDSP(Digital Signal Processor)等、各種のプロセッサーを用いることが可能である。また、プロセッサーは、ASICやSoC(System on Chip)によるハードウェア回路であってもよい。
 メモリー(記憶部50、150A、250)は、SRAM、DRAM、フラッシュメモリー等の半導体メモリーであっても良く、レジスターであっても良い。或いは、ハードディスク装置(HDD)等の磁気記憶装置であっても良く、光学ディスク装置等の光学式記憶装置であっても良い。例えば、メモリーはコンピューターにより読み取り可能な命令を格納しており、当該命令がプロセッサーにより実行されることで、処理部20、120A、220の各部の処理(機能)が実現されることになる。ここでの命令は、プログラムを構成する命令セットでも良く、プロセッサーのハードウェア回路に対して動作を指示する命令であっても良い。
 通信部30、第1通信部130Aおよび第3通信部135Aは、図1で示した近距離無線通信網BNTの近距離無線通信を行う回路(IC)である。通信部30、第1通信部130Aおよび第3通信部135Aは、例えば、ブルートゥース、ジグビー又はワイサンなどの種々の規格の近距離無線通信を行う回路である。通信部30、第1通信部130Aおよび第3通信部135Aは、通信用ASICや通信用プロセッサーなどのハードウェアや、通信用ファームウェアーなどにより実現できる。具体的には、通信部30、第1通信部130Aおよび第3通信部135Aは、例えば物理層回路と、リンク層回路等を実現するロジック回路を含む。
 物理層回路は、受信回路と送信回路を有する。受信回路は、図示を略したアンテナからのRFの受信信号を低ノイズで増幅する低ノイズアンプや、ミキサー、フィルターなどを含む。送信回路は、図示を略したアンテナに送信信号を出力するパワーアンプを含む。ロジック回路は復調回路、変調回路、受信バッファー、送信バッファー、処理回路、インターフェイス回路などを含むことができる。
 尚、第1通信部130Aは、電子機器10の通信部30との通信を想定する。また、第3通信部135Aは、自機とは異なる通信可能距離内の他のゲートウェイ(第2ゲートウェイ機器:例えば、100B)の第3通信部135Bとの通信を想定する。
 第1通信部130Aおよび第3通信部135Aは、1対多型の通信が可能であり、使用する周波数帯域は5GHz以下であって、サブギガ帯までを想定する。本実施形態では、第1通信部130Aおよび第3通信部135Aは、ブルートゥース、ジグビー又はワイサンの通信方式のうち、同一の規格であっても良く、また、異なる規格であっても良い。また、第1通信部130Aおよび第3通信部135Aが同一の規格である場合、ハードウェアおよび通信用ファームウェアーの少なくとも1つは共通の態様であっても良い。
 第2通信部140Aおよび通信部230は、少なくとも第1通信部130Aおよび第3通信部135Aと通信方式が異なる方式、例えば、LTE(Long Term Evolution)、PHS(Personal Handy-phone System)、WiMAX(登録商標)、Wi-Fi(登録商標)などの無線通信方式や、光ファイバー通信のような有線通信方式により、インターネット等のコンピューター通信網INTを用いた通信の処理を行う。第2通信部140Aおよび通信部230は、通信用ASICや通信用プロセッサーなどのハードウェアや、通信用ファームウェアーなどにより実現できる。例えば、第2通信部140Aおよび通信部230は、物理層やデータリンク層の処理として、イーサネット(登録商標)の仕様にしたがった通信の処理を行う。また、ネットワーク層やトランスポート層の処理として、TCP/IPの仕様にしたがった通信の処理を行う。
 この場合、ゲートウェイ機器100Aの処理部120Aは、例えば近距離無線通信網BNTのプロトコル(例えばブルートゥース)とコンピューター通信網INTのプロトコル(例えばイーサネット、TCP/IP)の間のプロトコル変換を行う。例えば、処理部120Aは、近距離無線通信網BNTのプロトコルのパケットを、コンピューター通信網INTのプロトコルのパケットに再構成したり、コンピューター通信網INTのプロトコルのパケットを、近距離無線通信網BNTのプロトコルのパケットに再構成したりする処理などを行う。例えば、機器のアドレス情報(例えばブルートゥースのMACアドレス)を、コンピューター通信網INT用のアドレス情報(例えばTCP/IPのIPv6)に変換する処理などを行う。
 尚、第2通信部140Aと、通信部230との通信は、街路灯SL1~SLNに電力を供給する電力線を通信回線とする電力線通信も想定できる。
 記憶部50、150A、250(メモリー)は、各種の情報を記憶するものであり、処理部20、120A、220や通信部30、230、第1通信部130A、第2通信部140A、第3通信部135Aのワーク領域等として機能する。処理部20、120A、220等の各種の処理を実現するためのプログラム、データ等の各種の情報は、記憶部50、150A、250に記憶される。記憶部50、150A、250は、半導体メモリー(DRAM、VRAM)や、HDD(ハードディスクドライブ)などにより実現できる。
 電子機器10が有する電力発現部40は、電子機器10を動作させるための電力を発現する。処理部20は、電力発現部40からの電力により動作して情報(データ、信号)を処理する。通信部30は、電力発現部40からの電力により動作して外部機器であるゲートウェイ機器100Aとの間で疎結合の近距離無線通信を行う。電力発現部40からの電力は記憶部50、センサー部54等にも供給される。電力発現部40の発電は、太陽発電(ソーラーセル)のような環境発電(エナジーハーベスト)により実現してもよいし、振動発電、手巻き発電又は温度差発電などにより実現してもよい。尚、電力発現部40は、発電した電力を充電する二次電池(電荷蓄積キャパシター、バッテリー:図示は略す)を備えても良い。
 また電力発現部40によって電子機器10に供給される電力は、必ずしも発電による電力には限定されない。例えば一年以上電池交換不要の条件等が満たされるのであれば、電子機器10に供給される電力は、通常のウォッチ(腕時計)に内蔵されるボタン電池や同様の電池からの電力であってもよい。本発明によれば、従来技術と比べて大幅に低消費電力を実現できるので、このような場合においても頻繁な電池交換が不要になるという利点がある。
 通信部30の通信方式は、低消費電流であることが好ましく、本実施形態では、第1通信部130Aと同一の通信方式(フォーマット)を採用する。
 センサー部54は、例えば生体センサー、位置センサー、モーションセンサー又は環境センサーなどを含むことができる。生体センサーは、例えば脈拍(脈波)、活動量、血圧、体温、酸素飽和度又は生体電位等の生体情報を検出するセンサーである。例えば生体センサーは、LED等の発光部とフォトダイオード等の受光部を有する光センサーなどにより実現できる。例えば発光部からの光が手首の肌に照射され、血流の情報を持った反射光が受光部に入射されることで、脈拍、酸素飽和度又は血圧等の生体情報を検出できる。
 また消費カロリーなどの活動量の演算も可能になる。位置センサーは、電子機器10の位置等を検出するセンサーであり、GPSなどにより実現できる。モーションセンサーは、電子機器10の動きやユーザーの動き(体の動きや歩行・走行などの行動状態)を検出するものであり、例えば加速度センサーやジャイロセンサーにより実現できる。環境センサーは、 電子機器10の周囲の環境状況を検出するセンサーであり、温度センサー、湿度センサー、気圧センサー、地磁気センサー等により実現できる。
 入力部60は、各種の信号や情報を入力するためのものである。入力部60は、例えば操作ボタン等を有する操作部や、マイクなどの音声入力部や、或いはタッチパネル型ディスプレイなどにより実現できる。出力部62は各種の信号や情報を出力するものである。出力部62は、例えば、液晶ディスプレイ(LCD)や有機ELディスプレイ等の表示部や、スピーカー等の音出力部や、LED等の発光部や、或いは振動モーター等の振動発生部などより実現できる。例えば、本実施形態の報知処理は、これらの表示部、音出力部、発光部、或いは振動発生部などにより実現できる。
 ゲートウェイ機器100Aが有する発電部160Aは、ゲートウェイ機器100Aを動作させるための電力を発電する。ゲートウェイ機器100Aは、通常時には、自身が設置されている街路灯SL1~SLN、電信柱、自動販売機、信号機および防犯カメラ等に供給される商用電源から電力を取得できる。
 商用電源の停電時や商用電源が利用できない場合、ゲートウェイ機器100Aは、発電部160Aが発電した電力を使用し、各機能部を動作させることができる。
 尚、本実施形態では、発電部160Aは、ソーラーパネルSOL1~SOLNを構成するソーラーセルによる太陽発電を想定する。尚、発電部160Aは、自然エネルギーを利用した発電であれば、太陽光には限定されない。例えば、風力、海流、地熱、天然ガス、振動、火力、水力等を利用した発電(エナジーハーベスト)も想定できる。
 また、発電部160Aは、ソーラーセルが発電した電力や、商用電源から取得した電力を充電する二次電池(電荷蓄積キャパシター、バッテリー:図示は略す)を備えても良い。
 2.通信システム
 本実施形態の通信システム5では疎結合の近距離無線通信を利用した通信を行っている。以下、本実施形態の通信手法について詳細に説明する。
 図3Aおよび図3Bは、本実施形態の比較例となる通信手法の説明図である。図3Aの比較例では、ウォッチWTや生体センサー機器LDなどの電子機器WDは、スマートフォンやタブレットPCなどの携帯型の情報通信端末SPを介して、インターネットなどのコンピューター通信網INTに接続される。例えば、電子機器WDおよび情報通信端末SPは、ブルートゥースなどの近距離無線通信で接続される。
 また、情報通信端末SPおよびコンピューター通信網INTは、基地局BSやルーターRTを介して接続される。例えば、情報通信端末SPおよび基地局BSは、携帯電話通信網で接続され、情報通信端末SPおよびルーターRTは、Wi-Fiなどの無線通信網(ワイヤレスLAN)により接続される。尚、以下では、コンピューター通信網INTを、適宜、インターネットと記載する。
 図3Aの比較例においても、電子機器WDの情報をインターネット(INT)にアップロードしたり、インターネットの情報を電子機器WDにダウンロードしたりするなどのインターネット接続が可能である。しかしながら、インターネットへの電子機器WDの接続には、情報通信端末SPが必要であるが、一般的に情報通信端末SPは電子機器WDよりも大きく、ユーザーが常時所有していない場合があり、その場合、電子機器WD単独では、インターネットと接続できない。また、一般的に情報通信端末SPは電子機器WDよりも消費電力が高く、充電切れとなる場合があり、その場合にも、インターネットと接続できなくなる。このためインターネットへの電子機器WDの常時接続を維持することが難しいという課題がある。
 例えば、電子機器WDで測定されたユーザーの生体情報や活動情報のライフログ情報を取得するためには、ユーザーが常時装着する電子機器WDをネットワークに常時接続することが望ましいが、図3Aの比較例では、その実現が困難である。また、災害発生時には、停電が原因でAC電源による情報通信端末SPの充電ができなくなり、情報通信端末SPの充電切れにより、電子機器WDによる災害情報の報知の実現も困難になる。
 また、電子機器WDをワイファイ(Wi-Fi)により直接にルーターRTに接続する手法も考えられるが、この手法では電子機器WDの通信部の消費電力が過大になってしまう。このため、電子機器WDの頻繁な充電、または、頻繁な電池交換が必要になり、電子機器WDの常時装着性や常時接続性が妨げられてしまう。
 図3Bの比較例では、例えば店舗やアミューズメント施設に設けられた通信モジュールCMが周囲にビーコンを発信する。情報通信端末SPを所持するユーザーが通信モジュールCMに近づくと、情報通信端末SPがビーコンを受信し、対応するアプリ(アプリケーションプログラム)が起動する。そして、起動したアプリによりインターネット(INT)に接続され、サーバーSVから店舗の広告情報や施設の案内情報等が、情報通信端末SPにダウンロードされる。
 この図3Bの比較例では、インターネットに接続されるのは電子機器WDではなく情報通信端末SPである。またビーコンの送信は単方向の通信であり、双方向通信には対応していない。このため図3Bの比較例では、インターネットと電子機器WDを常時接続して情報を送受信する手法を実現できないという課題がある。
 以上のような課題を解決するべく、本実施形態では、疎結合の近距離無線通信により、インターネット等のコンピューター通信網に対して電子機器WDをダイレクトに接続する手法を採用する。具体的には、本実施形態の通信システム5は、図1および図2に示すように、電子機器10(WT1~WT3、LD、HMD、TB)と、不特定多数の機器と、が接続可能なゲートウェイ機器100A(GW1~GWN)を有し、コンピューター通信網INTに接続可能な近距離無線通信網BNTと、を有する。
 また、図2に示すように、電子機器10は、電力を発現する電力発現部40と、電力発現部40からの電力により動作して情報を処理する処理部20と、電力発現部40からの電力により動作して外部機器との間で疎結合の近距離無線通信を行う通信部30を有する。
 電子機器10(通信部30)は、疎結合の近距離無線通信によりゲートウェイ機器100A(第1通信部130A)と通信接続され、ゲートウェイ機器100Aを介してコンピューター通信網INTに通信接続される。即ち、電子機器10およびゲートウェイ機器100A(例えばブルートゥース等のルーター)は、疎結合の近距離無線通信により通信接続される。例えば、図2の電子機器10の通信部30およびゲートウェイ機器100Aの第1通信部130Aが、疎結合の近距離無線通信により情報の送受信を行う。
 ブルートゥースを例にとれば、ペアリングによる1対1の通信接続の確立前の疎結合の近距離無線通信で、情報の送受信を行う。そしてゲートウェイ機器100Aの第2通信部140Aが、例えばインターネットのプロトコル(イーサネット、TCP/IP)に従った通信を行うことで、ゲートウェイ機器100Aとコンピューター通信網INT(サーバー200)が通信接続できる場合、電子機器10およびコンピューター通信網INTが、近距離無線通信網BNTのゲートウェイ機器100Aを介してダイレクトに通信接続されるようになる。
 電子機器10の表示部では、ゲートウェイ機器100Aとの接続に関する情報、即ち接続可能な状態であるか、接続不可能な状態であるかが表示され、安定して接続している場合、安心してインターネットが利用できることを、視覚的にユーザーに伝える。尚、電子機器10の位置情報から、接続可能なゲートウェイ機器が存在しないことを把握すれば、通信を行わないようにして、低消費電力を図ることも可能である。
 例えば図3Aの比較例では、電子機器WDは情報通信端末SPを介してコンピューター通信網INTに接続されている。これに対して本実施形態の通信システム5では、電子機器10が、他の情報通信端末SPを介さずに直接に、疎結合の近距離無線通信によりゲートウェイ機器100Aに通信接続されて、コンピューター通信網INTに接続されるようになる。従って、ユーザーは、情報通信端末SPを所持していなくても、電子機器10をダイレクトにコンピューター通信網INTに接続できる。
 即ち、情報通信端末SPの充電状態等に依存せずに、電子機器10をコンピューター通信網INTに接続できる。そして、電子機器10の情報をサーバー200(SV)にアップロードしたり、サーバー200からの情報を電子機器10にダウンロードしたりできる。従って、電子機器10を常時にコンピューター通信網INTに接続して、情報の送受信を行えるようになり、電子機器10の常時接続性を向上できる。
 また、電子機器10は、例えばソーラー発電等の電力発現部40を有しており、電子機器10の処理部20、通信部30等は、電力発現部40からの電力により動作する。従って、AC電源等により電子機器10の充電を行わなくても、電力発現部40により発電した電力により電子機器10を動作させることが可能になる。このように電子機器10の充電が不要になることで、ユーザーが充電のために電子機器10を取り外す必要がなくなり、電子機器10の常時装着性を向上できる。
 この場合に電子機器10とゲートウェイ機器100Aは、ワイファイ(Wi-Fi)等に比べて極めて電力消費が少ない疎結合の近距離無線通信により接続される。従って、電力発現部40により発電した電力に基づいて、電子機器10を長時間に亘って、動作させることが可能になり、常時装着性の向上を図れる。
 このような本実施形態の手法によれば、電子機器10の常時接続性と常時装着性を大幅に向上できる。従って、電子機器10によりユーザーの生体情報や活動情報(脈波、消費カロリー、行動履歴等)を常時に測定して、より適切なライフログ情報を取得できるようになり、付加価値の高い情報をユーザーに提供できる。また災害の発生時等においても、停電等の影響を受けることなく、電子機器10を用いてユーザーに災害情報を報知したり、電子機器10で測定された位置情報等を用いてユーザーの救出活動を行ったりすることが可能になる。
 また、電子機器10の常時接続性や常時装着性が確保されることで、後述するような電子機器10の監視情報等に基づく保守情報等の報知処理や、電子機器10を用いた制御対象物の遠隔制御の実現も容易になる。
 また、本実施形態に係る通信システム5では、電子機器10が充電不要で常時インターネットに接続できるという特徴から、災害などの有事において、電子機器10を有するユーザーがインターネットを経由して、自治体や、警察、軍隊などが指揮する本部と双方向通信可能になる。即ち、本実施形態に係る通信システム5は、例えば一部地域の長期停電の場合でも、被災者の捜索や救出、避難誘導といった緊急対応システムとして活用できる技術である。
 ここで、本実施形態で用いられる疎結合の近距離無線通信は、例えば、電子機器10からの存在報知パケットをゲートウェイ機器100Aが探索するスキャン期間(探索期間)において行われる通信である。
 例えば、図4Aにおいて、電子機器WDは、自身の存在を周囲に報知するための存在報知パケットPKを、例えば所与の周期ごとに送信する処理を行っている。この存在報知パケットPKの送信は図2の通信部30が行う。一方、ゲートウェイ機器GWは、この存在報知パケットPKをキャプチャーすることで、周囲に存在する電子機器WDを見つけ出すスキャン動作を行っている。本実施形態の疎結合の近距離無線通信は、このようなスキャン期間において行われる通信である。
 即ち、通常は、スキャン期間において周囲の電子機器WDが見つかると、ゲートウェイ機器と電子機器WDとの間で通信の接続確立が行われる。そして、この接続確立(ペアリング)の後に、ゲートウェイ機器と電子機器WDの間の1対1の双方向通信が開始される。
 本実施形態の疎結合の近距離無線通信は、このような接続確立(ペアリング)の前のスキャン期間において行われる緩やかな結合の通信である。例えば、本実施形態では、後述の図8A~図8Cで説明するように、電子機器WDを装着しているユーザーが移動すると、ユーザーの位置に対応する場所のゲートウェイ機器が電子機器WDに接続されることで、常時接続性を確保している。即ち、ユーザーの位置に応じて、電子機器WDの接続先となるゲートウェイ機器が次々に切り替わって行く。
 この場合に、電子機器WDとゲートウェイ機器との間の通信が、接続確立後(ペアリング後)の通信であると、接続先となるゲートウェイ機器が切り替わるごとに、元のゲートウェイ機器との間の接続確立を解除するための処理やユーザーの手間が必要になってしまう。例えば電子機器WDと第1のゲートウェイ機器との間で接続確立(ペアリング)が行われた後に、ユーザーが移動して、移動先の第2のゲートウェイ機器に電子機器WDが接続される場合を想定する。この場合に、電子機器WDと第1のゲートウェイ機器の接続確立を解除する処理や、接続確立を解除するためのユーザーの操作が必要になってしまう。このため、接続確立の解除処理による無駄な電力消費が生じてしまい、電子機器WDの低消費電力化が妨げられたり、ユーザーの利便性が阻害されたりする。
 この点、本実施形態の疎結合の近距離無線通信は、このような接続確立前のスキャン期間において行われる通信であるため、接続確立の解除のための処理やユーザーの手間が不要になる。従って、電子機器WDの低消費電力化やユーザーの利便性の向上等を図れる。また、存在報知パケットの送信は間欠的な送信であるため、例えば存在報知パケットの送信間隔の適切な制御により、更なる低消費電力化を図れるという利点もある。
 また図4Aにおいて電子機器WDは、存在報知パケットPKを用いて、ゲートウェイ機器GWに情報を送信する。例えば存在報知パケットPKのペイロード(図7A参照)に送信情報を設定することで、当該送信情報をゲートウェイ機器GWに送信する。或いは電子機器WDは、後述の図7Bのように、存在報知パケットPK(PKAD)に対してゲートウェイ機器GWがリクエストパケット(PKRQ)を送信した場合に、リクエストパケットの応答パケット(PKRS)を用いて、ゲートウェイ機器GWに情報を送信する。例えば応答パケットのペイロード(図7A)に送信情報を設定することで、当該送信情報をゲートウェイ機器GWに送信する。
 この送信の処理は図2の通信部30により実行される。また送信情報として対応できる情報は、例えば電子機器WDの認証処理のための認証用情報(例えば機器アドレス)、電子機器の測定情報(例えば生体情報、位置情報、モーション情報、活動量情報、或いは温度・気圧・湿度等の環境情報)、電子機器が有するデバイス(モーター、電力発現部等)の動作状態情報、或いは制御対象物の遠隔制御用の情報などが挙げられる。
 また電子機器WDは、ゲートウェイ機器GWを介してコンピューター通信網INTに送信された情報に基づき取得された情報を、スキャン期間において受信する。即ち、スキャン期間において、コンピューター通信網INTからゲートウェイ機器GWを介して疎結合の近距離無線通信により、当該情報を受信する。例えばゲートウェイ機器GWに送信情報を送信した当該スキャン期間において、その送信情報に基づき取得された情報である受信情報を、ゲートウェイ機器GWから受信する。
 この受信の処理は図2の通信部30により実行される。また受信情報は、電子機器WDが認証処理用の情報を送信した場合に、認証処理の結果により取得される情報である。或いは、電子機器WDの測定情報や電子機器WDが有するデバイスの動作状態情報を送信した場合に、受信情報は、これらの測定情報や動作状態情報に基づき取得される情報である。例えば受信情報は、これらの情報をサーバーSVが処理することで得られるライフログに関する情報や報知情報などである。また制御対象物の遠隔制御用の情報を送信した場合に、受信情報は、この遠隔制御の結果に応じて取得される情報である。
 また存在報知パケット、スキャン期間は、各々、例えばブルートゥース(ブルートゥース・ローエナジー。ブルートゥースの4.0以降の規格)におけるアドバタイジングパケット、アクティブスキャン期間である。アドバタイジングパケットは、デバイスの発見のためにアドバタイザーが送信するパケットである。スキャナーはこのアドバタイジングパケットをキャプチャーして受信することで、アドバタイザーを発見する。このアドバタイジングパケットはアドバタイジング・チャンネルよって送信されるパケットである。またブルートゥースにはパッシブスキャンとアクティブスキャンがあり、パッシブスキャンでは、スキャナーは、アドバタイジングパケットを受信するだけである。
 一方、アクティブスキャンでは、スキャナーは、scan_reqのパケットを送信することで、アドバタイジングパケットに収まらなかった情報を更に取得できる。尚、本実施形態の近距離無線通信の規格は、ブルートゥース規格には限定されず、前述のジグビー規格、ワイサン規格、或いはこれらの規格を発展させた規格などの種々の規格を想定できる。
 また後述の図8A~図8Cで説明するように、電子機器WDは、第1の期間では、近距離無線通信網BNTに含まれる第1のゲートウェイ機器GW1との間で疎結合の近距離無線通信を行う。そして第1の期間とは異なる第2の期間(第1の期間の次の第2の期間)では、近距離無線通信網BNTに含まれる第2のゲートウェイ機器GW2との間で疎結合の近距離無線通信を行う。例えば、電子機器WDが第1のゲートウェイ機器GW1の近傍に位置する第1の期間では、第1のゲートウェイ機器GW1との間で疎結合の近距離無線通信を行う。
 電子機器WDが第2のゲートウェイ機器GW2の近傍に位置する第2の期間では、第2のゲートウェイ機器GW2との間で疎結合の近距離無線通信を行う。即ち、電子機器WDの位置に応じて、疎結合の近距離無線通信の接続先となるゲートウェイ機器を順次に切り替えて行く。この場合に図8A~図8Cに示すように、第1のゲートウェイ機器GW1は、電子機器WDが第2のゲートウェイ機器GW2と通信接続され、所与の削除条件が成立した場合に、電子機器WDからの受信情報又は電子機器WDへの送信情報(例えば送信する予定の情報)の削除処理を行う。
 また、ゲートウェイ機器GWは、疎結合の近距離無線通信により電子機器WDから受信した電子機器WDのアドレス情報を、コンピューター通信網用のアドレス情報に変換する処理を行う。この変換処理は図2の処理部120Aが実行する。ここで電子機器WDのアドレス情報は、例えば電子機器WDのMACアドレスなどの機器アドレス情報である。この機器アドレス情報としては、例えば図2の通信部30を構成する通信用の半導体ICの識別情報(識別番号、製造番号等)を用いることができる。或いは半導体ICの識別情報に所与の情報を付加した情報を、機器アドレス情報としてもよい。
 また、コンピューター通信網用のアドレス情報は、コンピューター通信網INTにおいて機器を唯一に特定する識別情報である。例えばコンピューター通信網INTがインターネットである場合に、コンピューター通信網用のアドレス情報はIPアドレスである。例えばインターネットプロトコルのIPv6で規定されるIPアドレスである。IPv4において約232個であったIPアドレスが、IPv6では、約2128個まで使用可能になっている。ゲートウェイ機器GWは、ブルートゥースからインターネットプロトコルへのプロトコル変換の際に、電子機器WDの機器アドレス(MACアドレス)を、例えばIPv6にしたがったIPアドレスに変換する。こうすることで、電子機器WDを、インターネット上で唯一無二の機器として識別できるようになる。
 また、図4Aに示すように、電子機器WDは、他の情報通信端末SPを介さずに直接に、疎結合の近距離無線通信によりゲートウェイ機器GWに通信接続される。即ち、スマートフォン、タブレットPC、携帯電話器、又はノートPC等の情報通信端末SPを介さずに直接にゲートウェイ機器GWに通信接続される。このようにすれば、例えばユーザーが情報通信端末SPを所持していない場合や情報通信端末SPの充電切れなどの場合にも、電子機器WDをダイレクトにコンピューター通信網INTに接続することができ、常時接続性の向上を図れる。また電子機器WDとゲートウェイ機器GWと間が疎結合の近距離無線通信でダイレクトに接続されることで、ワイファイ(Wi-Fi)等により接続する場合に比べて、消費電力を大幅に低減することができ、常時接続性や常時装着性を向上できる。
 また、本実施形態の通信システム5は、図4Bに示すように、電子機器WD1と通信接続される第2の電子機器WD2を含んでもよい。この場合には第2の電子機器WD2は、疎結合の近距離無線通信により、電子機器WD1及びゲートウェイ機器GWを介して、コンピューター通信網INTに通信接続される。
 例えば、図4Bは、ブルートゥースで構成されるピコネットの例であり、ピコネットNPT1(広義には第1のネットワーク)と、ピコネットNPT2(広義には第2のネットワーク)と、が形成されている。ピコネットNPT1では、電子機器WD2がアドバタイザーになり、電子機器WD1がスキャナーになる。そしてアクティブスキャン期間(広義にはスキャン期間)において、アドバタイザーである電子機器WD2がアドバタイジングパケット(広義には存在報知パケット)を送信し、スキャナーである電子機器WD1がアドバタイジングパケットを受信することで、これらの機器間での疎結合の近距離無線通信が実現される。
 一方、ピコネットNPT2では、電子機器WD1がアドバタイザーになり、ゲートウェイ機器GWがスキャナーになる。そしてアクティブスキャン期間において、アドバタイザーである電子機器WD1がアドバタイジングパケットを送信し、スキャナーであるゲートウェイ機器GWがアドバタイジングパケットを受信することで、これらの機器間での疎結合の近距離無線通信が実現される。
 例えば、ピコネットNPT1での疎結合の近距離無線通信によって、電子機器WD2が電子機器WD1に送信した送信情報を、電子機器WD1は、記憶部50に保持しておく。そしてピコネットNPT2での疎結合の近距離無線通信では、電子機器WD1は、記憶部50に保持しておいた送信情報を読み出して、ゲートウェイ機器GWに送信すればよい。またピコネットNPT2での疎結合の近距離無線通信によって、ゲートウェイ機器GWから電子機器WD1が受信した受信情報を、電子機器WD1は記憶部50に保持しておく。そしてピコネットNPT1での疎結合の近距離無線通信では、電子機器WD1は、記憶部50に保持しておいた受信情報を読み出して、電子機器WD2に送信すればよい。
 尚、後述する図9Aおよび図9Bに示すように、電子機器WD1は、所与の削除条件が成立した場合に、第2の電子機器WD2からの受信情報又は第2の電子機器WD2への送信情報の削除処理を行うことが望ましい。また、電子機器WDとゲートウェイ機器GWとの間の疎結合の近距離無線通信が、ユーザーからの入力情報に基づいて接続又は非接続に設定されても良い。このように、ユーザーによって、必要ない時に非接続の設定にしておくとで、消費電力の節約に繋がる。
 また、本実施形態において、疎結合の近距離無線通信により通信される情報は、電子機器WDを装着しているユーザーの生体情報、及び時刻情報の少なくとも1つを含むことができる。例えば、図2のセンサー部54を用いてユーザーの生体情報を取得する。或いは、電子機器WDがウォッチ等である場合には、計時された時刻情報を取得する。そして、生体情報や時刻情報を、疎結合の近距離無線通信によりゲートウェイ機器100Aに送信する。これにより、生体情報や時刻情報をゲートウェイ機器100A、コンピューター通信網INTを介してサーバー200にアップロードできる。この結果、例えばサーバー200の処理部220が種々の情報処理を行うことで、ユーザーの生体情報等に基づくライフログ情報等を生成できるようになる。
 3.疎結合の近距離無線通信
 次に、疎結合の近距離無線通信の詳細について説明する。図5は、ブルートゥースにおいてスタンバイからペアリングまでの遷移を示す通信シーケンス図である。
 最初、電子機器WDおよびゲートウェイ機器GWは、共にスタンバイ状態になっている。スタンバイ状態では両者の間での送受信は行われない。
 次に、電子機器WDがアドバタイジング状態に遷移し、アドバタイザー(ブロードキャスター)として、一定期間ごとにアドバタイジングパケットPKADを送信している。このアドバタイジングパケットPKADは、アドバタイザーである電子機器WDが、自身の存在を周囲に報知するためのパケットである。アドバタイジングパケットPKADの送信間隔が短いほど、電子機器WDが発見され易くなるが、送信間隔が短いと、通信による消費電力も増加してしまう。
 ゲートウェイ機器GWは、アドバタイジングパケットPKADを受信すると、スキャニング状態に遷移する。スキャナー(オブザーバー)であるゲートウェイ機器GWが、アドバタイジングパケットPKADを受信するだけなのがパッシングスキャンである。一方、図5に示すアクティブスキャンでは、スキャナーは、アドバタイジングパケットPKADを受信した後に、リクエストパケットPKRQ(scan_req)を送信して、アドバタイザーから更なる情報を取得する。
 ゲートウェイ機器GWは、スキャンにより得た情報に基づいて、接続先を決定する。そしてイニシエイティング状態に遷移して、接続先である電子機器WDに対して、接続要求のリクエストパケットPKRQ(connection_req)を送信する。これによりゲートウェイ機器GW、電子機器WDはコネクション状態に遷移し、ゲートウェイ機器GWがマスター、電子機器WDがスレーブになる。そして両者の接続確立が行われて、ペアリングが実現される。
 このようにペアリングを行うことで、マスターとスレーブとの間での1対1の双方向通信が行われる。そして、このペアリングを解除するのには所定の処理が必要になる。また、ブルートゥースではペアリング後の再接続であるリコネクションも定義されている。
 図5に示すようにブルートゥースによる双方向通信は、ペアリングが行われることが前提になる。しかしながら、このようなペアリングを行ってゲートウェイ機器と電子機器の間で双方向の通信を行うと、低消費電力化や常時接続性の点で問題がある。例えば、後述する図8A~図8Cのように電子機器WDの接続先となるゲートウェイ機器を順次に切り替える処理を行った場合には、ペアリングやリコネクションを解除する処理やユーザーの操作等が必要になり、あるいは、ペアリング解除移行へタイムアウトするために多くの時間を要したり、無駄に電力が消費されてしまったり、ユーザーの利便性が阻害されてしまったりする。このためゲートウェイ機器と電子機器の常時接続を確保することが困難になる。
 そこで本実施形態では、電子機器とゲートウェイ機器の間の通信接続を、疎結合の近距離無線通信により実現する。この疎結合の近距離無線通信は、ペアリングが行われていない状態であるスキャン期間において行われる通信である。スキャン期間は、図5において接続確立(1対1の双方向の通信の接続確立)の要求(connection_req)が行われる前の期間である。
 図6は、本実施形態の疎結合の近距離無線通信を説明する通信シーケンス図である。図6に示すように、最初、電子機器WDおよびゲートウェイ機器GWは共にスタンバイ状態である。次に、アドバタイジング状態に遷移した電子機器WDがアドバタイジングパケットPKADを送信し、ゲートウェイ機器GWがPKADを受信すると、ゲートウェイ機器GWがスキャニング状態に遷移する。
 この場合、電子機器WDは、図6のA1に示すアドバタイジングパケットPKAD(存在報知パケット)を用いてゲートウェイ機器GWに情報を送信できる。例えば、機器アドレス情報等の認証用の情報を送信できる。ゲートウェイ機器GWは、アクティブスキャンにおいては、例えば、A2に示すリクエストパケットPKRQ(scan_req)を送信することで、電子機器WDから更なる情報を取得できる。例えば、A1に示すアドバタイジングパケットPKADに収まりきらなかった情報を取得できる。また、ゲートウェイ機器GWは、A2に示すリクエストパケットPKRQを用いて、例えば、電子機器WDがアドバタイジングパケットPKADを次に送信するタイミングを決める期間TWAの長さを設定できる。このようにすれば、電子機器WDから送信されるアドバタイジングパケットPKADの送信間隔を、最適に制御できるようになり、更なる低消費電力化を図れる。
 電子機器WDから認証用情報等を受信したゲートウェイ機器GWは、図6のA3、A4に示すように、サーバー上にあるユーザー情報等の各種の情報を取得するためのリクエストを、インターネット(広義にはコンピューター通信網)を介してサーバーに送出する。この場合にゲートウェイ機器GWは、ブルートゥースからインターネットへのプロトコル変換を行う。例えば電子機器WDから受信した認証用情報である機器アドレス(MACアドレス)を、インターネットのIPアドレス(IPv6)に変換する処理などを行う。例えばブルートゥースの4.1以降の規格においては、IPv6のIPアドレスについてサポートされている。こうすることで、インターネット上で電子機器WDをユニークに特定できるようになり、サーバーの記憶部(データベース)においてIPアドレス(機器アドレス)に関連づけられたユーザー情報等の各種の情報を特定できるようになる。
 サーバーは、このようにして特定されたユーザー情報等の各種の情報を、図6のA5、A6に示すように、レスポンスとしてインターネットを介してゲートウェイ機器GWに返信する。そして例えば期間TWAの経過後に、A7に示すように電子機器WDがアドバタイジングパケットPKADを送信して来たとする。この場合にゲートウェイ機器GWは、例えばA8に示すリクエストパケットPKRQ(scan_req)を用いて、サーバーから取得されたユーザー情報等の各種の情報を電子機器WDに送信する。例えば、リクエストパケットPKRQのペイロードにユーザー情報等の情報を設定して送信する。こうすることで、電子機器WDは様々な情報をサーバーから取得できるようになる。
 尚、期間TWAの長さは、サーバーにリクエスト(A3、A4)を送出してから、サーバーからレスポンス(A5、A6)が返信されるまでの時間の長さを考慮して設定される。また、A7に示すように期間TWAの経過後に電子機器WDがアドバタイジングパケットPKADを送信して来たタイミングにおいて、サーバーからのレスポンスがゲートウェイ機器GWに未だ届いていない場合には、所定期間後に電子機器WDがアドバタイジングパケットPKADを、再度、送信するようにしてもよい。
 このように、図6の疎結合の近距離無線通信を用いることで、図5のようなペアリングを行うことなく、電子機器WDとゲートウェイ機器GWとの間での疎結合の双方向通信を実現している。そして、この疎結合の双方向通信では、ペアリングの解除や、ペアリング解除移行へのタイムアウトした場合の処理や手間が不要になるため、低消費電力化を図れ、ユーザーの利便性も向上できる。例えば図6の期間TWAの長さを最適に設定することにより、更なる低消費電力化も実現できる。従って、例えば電力発現部40からの電力に基づいて、充電することなく常時接続性や常時装着性を維持して動作する電子機器WDにおいて、最適な通信手法を実現できる。
 また図3Bに示すビーコンを用いる比較例では、ビーコンを送出する通信モジュールCM自体が、インターネットを介してサーバーSVに接続して、サーバーSVの情報を取得することはできない。即ち、サーバーSVの情報は、情報通信端末SPがインターネットに接続することで取得される。
 これに対して、本実施形態の疎結合の近距離無線通信を用いる手法によれば、図6に示すように、電子機器WDが、情報通信端末SPを介することなくダイレクトにゲートウェイ機器GWに通信接続して、インターネットを介してサーバー等から情報を取得できる。従って、電子機器WDの常時接続や常時装着に最適な通信手法を実現できる。
 また、ブルートゥースには、一度にペアリング接続可能な本数に仕様的な上限が設定されていることがあり、ペアリングしていると接続数の上限に至ることがある。しかしながら、この疎結合方式によると、上限本数を超えた接続が可能となる。
 尚、電子機器WDとゲートウェイ機器GWとの間での双方向の通信手法は、上述した手法に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば電子機器WDの送信情報のデータ量が多い場合には、例えばゲートウェイ機器GWが複数回のリクエストスパケットPKRQを送信し、これらのリクエストパケットPKRQに対応する複数回の応答パケットPKRS(図7B参照)を電子機器WDが送信することで、当該送信情報を送信できる。例えば電子機器WDの測定情報(監視情報)については、このような送信手法により送信することが望ましい。
 また電子機器WDがゲートウェイ機器GWから受信する受信情報についても、上述の送信手法と同様の手法により受信できる。また電子機器WDとゲートウェイ機器GWの双方向の通信を、アドバタイジングパケットPKADやリクエストパケットPKRQや応答パケットPKRSとは異なるパケットタイプのパケットを用いて実現してもよい。例えば本実施形態の双方向通信手法は、ブルートゥースの4.1や4.2の規格などにより実現可能であるが、これらの規格を発展させた規格(例えば4.3以降の規格)において定義されるパケットタイプを用いて、本実施形態の双方向通信手法(疎結合の近距離無線通信)を実現してもよい。
 図7Aにブルートゥースのパケットフォーマットを示す。パケットは、アクセスアドレス、プロトコルデータユニットPDU、誤り検出用の巡回検査符号CRCにより構成される。尚、パケットの先頭のプリアンブルは、信号の強さとビット(0/1)の読み出しタイミングの同期に使用されるものである。
 アクセスアドレスは、2つのデバイス間での接続ごとに割り振られるランダムな値であり、当該パケットがどの接続のパケットなのかを区別するための識別子である。例えばアドバタイジングの通信は、ブルートゥースの3つのチャンネルを用いて行われるが、そのアクセスアドレスは固定値に設定される。尚、アドバタイジングパケットは、一定周期のアドバタイジングイベントごとに送出される。アドバタイジングの周期は例えば20msec~10.25secの間で設定可能になっている。
 PDUは、上位層が送受信するデータであり、ヘッダーとペイロードを有する。PDUのヘッダーにより例えばパケットタイプ(scan_req、scan_res、connection_req等)を設定できる。
 PDUのペイロードには、上位層によるデータを設定できる。例えばアドバタイジングパケットのペイロードは、パブリックデバイスアドレスを有しており、このパブリックデバイスアドレスを電子機器の機器アドレスの設定に利用してもよい。
 本実施形態では、図7Bに示すように、電子機器WDは、アドバタイジングパケットPKAD(存在報知パケット)を用いて、ゲートウェイ機器GWに送信情報を送信できる。例えば、図7AのPDUのペイロードに当該送信情報を設定して送信する。また図7Bに示すように、電子機器WDからのアドバタイジングパケットPKADに対して、ゲートウェイ機器GWがリクエストパケットPKRQを送信したとする。このリクエストパケットPKRQのヘッダーには、上述したパケットタイプとしてscan_reqが設定されている。
 この場合に電子機器WDは、リクエストパケットPKRQの応答パケットPKRSを用いて、ゲートウェイ機器GWに送信情報を送信してもよい。例えばアドバタイジングパケットPKADでは収まらなかった情報(例えば測定情報、監視情報)を、応答パケットPKRSを用いて送信する。この応答パケットPKRSのヘッダーには、上述したパケットタイプとしてscan_resが設定されている。また例えばインターネット(サーバー)から取得した情報については、ゲートウェイ機器GWは、図7BのリクエストパケットPKRQを用いて電子機器WDに送信できる。尚、アドバタイジングパケットPKAD、リクエストパケットPKRQ、応答パケットPKRSは図7Aに示すような同一のパケットフォーマットになっている。
 また、本実施形態では、電子機器WDは、その位置等に応じて、接続先となるゲートウェイ機器を順次に切り替えて接続するようになっている。例えば、図8A(第1の期間)では、電子機器WDは、ゲートウェイ機器GW1との間で、図6に示すような疎結合の近距離無線通信を行って、情報の送受信を行う。
 そして図8B(第2の期間)に示すように、電子機器WDを装着するユーザーが移動して、ゲートウェイ機器GW1が通信距離の範囲に入らなくなり、ゲートウェイ機器GW2が通信距離の範囲に入ったとする。通信距離の範囲(通信可能な最大距離の範囲)は、ブルートゥース等の場合は例えば50m~100m程度の範囲であり、ワイサン等のサブギガ通信の場合には例えば100m~1km程度の範囲である。この場合には電子機器WDは、ゲートウェイ機器GW2との間で疎結合の近距離無線通信を行って、情報の送受信を行う。
 そして図8C(第3の期間)に示すように、ユーザーが移動して、ゲートウェイ機器GW2が通信距離の範囲に入らなくなり、ゲートウェイ機器GW3が通信距離の範囲に入った場合には、電子機器WDは、ゲートウェイ機器GW3との間で疎結合の近距離無線通信を行って、情報の送受信を行う。
 このように本実施形態では、図8A~図8Cに示すように、電子機器WDは、その位置等に応じて、接続先となるゲートウェイ機器を順次に切り替えて、疎結合の近距離無線通信を行う。そして図8A~図8Cのいずれの場合にも、電子機器WDは、ゲートウェイ機器を介してインターネットに接続して、種々の情報をインターネット(サーバー)にアップロードしたり、インターネットから情報をダウンロードしたりできるようになる。従って、インターネットとの常時接続の実現が可能になる。また疎結合の近距離無線通信では、ペアリングの解除処理や、ペアリング解除移行へのタイムアウトした場合の処理や手間が不要であるため、無駄な電力消費についても抑制できる。従って、太陽発電などによる電力発現部40の発電電力だけで、電子機器WDを動作させながら、インターネットとの常時接続も実現できるようになる。
 なお図8Bに示すように、ゲートウェイ機器GW1は、電子機器WDがゲートウェイ機器GW2と通信接続され、削除条件が成立した場合に、電子機器WDからの受信情報や電子機器WDへの送信情報の削除処理を行うことが望ましい。例えば、図8Aにおいてゲートウェイ機器GW1が電子機器WDから受信した受信情報や、電子機器WDに送信した送信情報が、ゲートウェイ機器GW1の記憶部に保持されている場合に、これらの受信情報、送信情報を削除する。
 同様に、図8Cに示すように、ゲートウェイ機器GW2は、電子機器WDがゲートウェイ機器GW3と通信接続され、削除条件が成立した場合に、電子機器WDからの受信情報や電子機器WDへの送信情報の削除処理を行う。例えば、図8Bにおいてゲートウェイ機器GW2が電子機器WDから受信した受信情報や、電子機器WDに送信した送信情報が、ゲートウェイ機器GW2の記憶部に保持されている場合に、これらの受信情報や送信情報を削除する。
 ここで、削除条件は例えば時間経過に基づいて判断できる。例えば、図8Aから図8Bの状態になり、電子機器WDからのパケットをゲートウェイ機器GW1が受信できなくなった場合に、時間の計測を開始して、所定時間が経過した場合に、受信情報や送信情報を削除する。或いは、図8Bに示すように電子機器WDがゲートウェイ機器GW2に接続されたことが、例えばインターネット等を介してゲートウェイ機器GW1に通知された場合に、ゲートウェイ機器GW1の記憶部に記憶されている受信情報や送信情報を削除してもよい。
 尚、図6において、インターネットに向けて送出したリクエスト(A3、A4)に対して、そのレスポンス(A5、A6)が返信される前に、ゲートウェイ機器GW1と電子機器WDの距離が離れて、通信距離の範囲外になったとする。この場合には、ゲートウェイ機器GW1は、電子機器WDに送信する予定であった送信情報の削除処理を行ってもよい。
 このように受信情報や送信情報の削除処理を行えば、無駄な情報がゲートウェイ機器の記憶部に保持されて、記憶部の使用記憶容量が圧迫されてしまうなどの事態を抑制できる。また非接続となった電子機器についての受信情報や送信情報を削除することで、情報のセキュリティーの向上も図れる。
 また、本実施形態では、図9Aに示すように、電子機器WD2は、疎結合の近距離無線通信により、他の電子機器WD1及びゲートウェイ機器GWを介して、インターネット(コンピューター通信網)に通信接続されるようにしてもよい。例えば電子機器WD2は、電子機器WD1とWD2との間での疎結合の近距離無線通信と、電子機器WD1とゲートウェイ機器GWとの間での疎結合の近距離無線通信と、により、情報I1をゲートウェイ機器GWに送信したり、情報I2をゲートウェイ機器GWから受信したりする。情報I1はゲートウェイ機器GWによりインターネットにアップロードされる。
 情報I2はインターネットからゲートウェイ機器GWにダウンロードされた情報である。このような他の電子機器を介した情報の送受信は、ブルートゥースの場合には、図4Bで説明したピコネットの通信などにより実現できる。
 この場合に図9Bに示すように、電子機器WD1は、削除条件が成立した場合に、電子機器WD2からの受信情報や電子機器WD2への送信情報の削除処理を行うことが望ましい。
 例えば、図9Aにおいて、電子機器WD1が、電子機器WD2から情報I1を受信し、受信した情報I1をゲートウェイ機器GWに送信する場合を想定する。この場合に電子機器WD1は、電子機器WD2との間の疎結合の近距離無線通信により受信した情報I1を、その記憶部に、一旦、保持する。その後に、記憶部に保持された情報I1を、ゲートウェイ機器GWとの間の疎結合の近距離無線通信により送信する。この場合に図9Bに示すように、電子機器WD1は、その記憶部に一時記憶された情報I1の削除処理を行う。
 また、図9Aにおいて、電子機器WD1が、ゲートウェイ機器GWから情報I2を受信し、受信した情報I2を電子機器WD2に送信する場合を想定する。この場合に電子機器WD1は、ゲートウェイ機器GWとの間の疎結合の近距離無線通信により受信した情報I2を、その記憶部に、一旦、保持する。その後に、記憶部に保持された情報I2を、電子機器WD2との間の疎結合の近距離無線通信により送信する。この場合に図9Bに示すように、電子機器WD1は、その記憶部に一時記憶された情報I2の削除処理を行う。
 この場合の削除条件は、例えば時間経過によって判断してもよい。例えば、図9Aにおいて、電子機器WD1は、ゲートウェイ機器GWへの情報I1の送信後、所与の時間が経過した場合に、情報I1を削除する。或いは情報I1の送信後に直ぐに削除してもよい。また電子機器WD1は、電子機器WD2への情報I2の送信後、所与の時間が経過した場合に、情報I2を削除する。或いは情報I2の送信後に直ぐに削除してもよい。
 尚、図9Aのように、電子機器WD2が他の電子機器WD1を中継して情報I1を送信する場合に、セキュリティーの確保のために、情報I1の暗号化処理を行う。また、情報I2についても暗号処理が行われる。
 4.マルチホップ通信による伝送例
 次に、近距離無線通信網BNTとして、ブルートゥースで構成されるマルチホップ通信による情報の送受信の一例に関して、図10および図11を参照して説明する。
 最初に、図10に示すように、電子機器10がゲートウェイ機器100Aを介して、コンピューター通信網INTと通信接続する場合を想定する。電子機器10が疎結合の近距離無線通信によりゲートウェイ機器100Aとの通信接続が可能であって、かつ、ゲートウェイ機器100Aがコンピューター通信網INTと通信接続が可能(通信可能)である場合、ゲートウェイ機器100Aの処理部120Aは、電子機器10の通信部30と相互に通信可能になるように第1通信部130Aを制御し、更に、コンピューター通信網INTと相互に通信可能になるように第2通信部140Aを制御する。これにより、電子機器10は、情報I1をサーバー200に送信したり、サーバー200から情報I2を受信したりできるようになる。
 ここで、電子機器10は、疎結合の近距離無線通信により、ゲートウェイ機器100Aとの通信接続が可能であるが、ゲートウェイ機器100Aは、コンピューター通信網INTとの通信接続が停電や故障等により不可能(通信不可能)であり、一方で、ゲートウェイ機器100Aは、疎結合の近距離無線通信を介したゲートウェイ機器100Bとの通信接続が可能であって、かつ、ゲートウェイ機器100Bはコンピューター通信網INTとの通信接続は可能な状態である場合を想定する。尚、図10において、ゲートウェイ機器100Bは第2ゲートウェイ機器に相当する。
 このような場合、ゲートウェイ機器100Aの処理部120Aは、電子機器10の通信部30と相互に通信可能になるように第1通信部130Aを制御し、更に、ゲートウェイ機器100Bの第3通信部135Bと相互に通信可能になるように第3通信部135Aを制御する。そして、ゲートウェイ機器100Bの処理部120Bは、コンピューター通信網INT(サーバー200)と相互に通信可能になるように第2通信部140Bを制御する。これにより、電子機器10の通信部30は、ゲートウェイ機器100Aおよびゲートウェイ機器100Bを介して、コンピューター通信網INTと相互に通信可能に接続される。この結果、電子機器10は、情報I1をサーバー200に送信したり、サーバー200から情報I2を受信したりできるようになる。
 次に、図11に示すように、電子機器10は、疎結合の近距離無線通信により、ゲートウェイ機器100Aとの通信接続が可能であり、ゲートウェイ機器100Aおよびゲートウェイ機器100Bは、コンピューター通信網INTとの通信接続が停電や故障等により不可能であり、ゲートウェイ機器100Bは、疎結合の近距離無線通信を介してゲートウェイ機器100A、および、ゲートウェイ機器100Bの近傍のゲートウェイ機器100Cと通信接続が可能であって、かつ、ゲートウェイ機器100Cはコンピューター通信網INTとの通信接続は可能な状態である場合を想定する。尚、図11において、ゲートウェイ機器100Cは第2ゲートウェイ機器に相当し、ゲートウェイ機器100Aは第3ゲートウェイ機器に相当する。
 このような場合、ゲートウェイ機器100Aの処理部120Aは、電子機器10の通信部30と相互に通信可能になるように第1通信部130Aを制御し、更に、ゲートウェイ機器100Bの第3通信部135Bと相互に通信可能になるように第3通信部135Aを制御する。そして、ゲートウェイ機器100Bの処理部120Bは、ゲートウェイ機器100Cの第3通信部(図示は略す。)と相互に通信可能になるように第3通信部135Bを制御する。更に、ゲートウェイ機器100Cの処理部(図示は略す。)は、コンピューター通信網INT(サーバー200)と相互に通信可能になるように第2通信部(図示は略す。)を制御する。これにより、電子機器10の通信部30は、ゲートウェイ機器100A、ゲートウェイ機器100Bおよびゲートウェイ機器100Cを介して、コンピューター通信網INTと相互に通信可能に接続される。この結果、電子機器10は、情報I1をサーバー200に送信したり、サーバー200から情報I2を受信したりできるようになる。
 図12は、ゲートウェイ機器100Aがアドバタイジング状態に遷移した電子機器10からアドバタイジングパケットPKADを受信した場合に実行される処理の流れを説明するフローチャートである。
 最初に、ゲートウェイ機器100Aは、アドバタイジングパケットPKADを送信した電子機器10と疎結合する(ステップS300)。
 次に、ゲートウェイ機器100Aは、電子機器10から情報を受信する(ステップS302)。ゲートウェイ機器100Aは、受信した情報を記憶する。
 次に、ゲートウェイ機器100Aは、受信した情報を解析し(ステップS304)、コンピューター通信網INTとの接続が必要か、否かを判定する(ステップS306)。
 ここで、ゲートウェイ機器100Aがコンピューター通信網INTとの接続は必要であると判定した場合(ステップS306でYes)、ゲートウェイ機器100Aは、コンピューター通信網INTと接続する(ステップS308)。
 次に、ゲートウェイ機器100Aは、コンピューター通信網INTと接続できたか、否かを判定する(ステップS310)。
 ここで、ゲートウェイ機器100Aがコンピューター通信網INTと接続できないと判定した場合(ステップS310でNo)、ゲートウェイ機器100Aの第3通信部135Aは、アドバタイジング状態に遷移して疎結合可能な他のゲートウェイ機器100を検索する(ステップS330)。
 次に、ゲートウェイ機器100Aは、他のゲートウェイ機器100が見つかったか、否かを判定する(ステップS332)。
 ここで、ゲートウェイ機器100Aが他のゲートウェイ機器100を見つけた場合(ステップS332でYes)、ゲートウェイ機器100Aの第3通信部135Aは、検索できたゲートウェイ機器100と疎結合する(ステップS334)。
 次に、ゲートウェイ機器100Aは、記憶した情報を読み出し、読み出した情報を検索できたゲートウェイ機器100に送信し(ステップS336)、一連の処理を終了する。
 他方で、ゲートウェイ機器100Aが他のゲートウェイ機器100を検索できなかった場合(ステップS332でNo)、このフローチャートを終了する。
 また、ステップS310において、ゲートウェイ機器100Aがコンピューター通信網INTと接続できたと判定した場合(Yes)、ゲートウェイ機器100Aは、例えば、近距離無線通信網BNTのプロトコルからコンピューター通信網INTのプロトコルのようにプロトコル変換し(ステップS312)、記憶した情報をコンピューター通信網INTに送信し(ステップS314)、このフローチャートを終了する。
 また、ステップS306において、ゲートウェイ機器100Aがコンピューター通信網INTとの接続は不要であると判定した場合(No)、ゲートウェイ機器100Aは、受信した情報に基づく処理を実行し(ステップS320)、このフローチャートを終了する。
 尚、図示は略すが、情報を受信したゲートウェイ機器100は、このフローチャートと同一の処理を実行する。
 以上述べた実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
 (1)ゲートウェイ機器100Aは、電子機器10から受信した情報I1をコンピューター通信網INTへ送信する場合、ゲートウェイ機器100Aがコンピューター通信網INTと接続できる場合には、ゲートウェイ機器100Aからコンピューター通信網INTへ送信する。一方で、ゲートウェイ機器100Aがコンピューター通信網INTと接続できない場合には、ゲートウェイ機器100Aと接続可能な他のゲートウェイ機器100を検索し、検索できたゲートウェイ機器100を経由してコンピューター通信網INTへの接続を試みる。検索できたゲートウェイ機器100がコンピューター通信網INTへの接続できる場合には、情報I1をコンピューター通信網INTに送信し、コンピューター通信網INTへの接続できない場合には、更に接続可能な他のゲートウェイ機器100を検索する。このようして、複数のゲートウェイ機器100を介して、ピコネットによる通信を順次行うことで、電子機器10が送信した情報I1をコンピューター通信網INTに送ることができる。従って、電子機器10とコンピューター通信網INTとの間で、接続を継続させて安定した通信を維持させることができる。
 (2)ゲートウェイ機器100は、街路灯SL1~SLNや、電信柱、信号機、消火栓、電波塔および防犯カメラのような、公共物およびこれに準ずる施設に設置されることを想定するため、街中に高い密度で遍く設置できるため、電子機器10の通信出力を抑制できる。従って、近距離無線通信を採用することで、電子機器10の小型化や軽量化が可能になり、電子機器10がウェアラブル機器の場合、装着性を向上させることができる。
 (3)電子機器10は、低消費電流に伴って、通信フォーマット的にもリッチコンテンツは苦手である。しかしながら、通信内容は貧弱であっても、疎結合で常時接続された状態は、移動していることをサーバー200に伝えているため、サーバー200は、ディープラーニングなどのAIを利用することで移動状況を認識し、ユーザーの行動予測を行い、ユーザーのスケジュールとリンクすることで、ユーザーの行動を先読みできる。これにより、例えば、サーバー200はエレベーターEVに対してユーザーを待ち受けるべく動作させることが可能になる。また、災害時であれば、サーバー200は、ユーザーが無操作であっても、救助対象であるユーザーがどこにいるかを認識できる。
 尚、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本発明の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本発明の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語(コンピューター通信網INT、電子機器10)と共に記載された用語(アドバタイジングパケット、インターネット、アクティブスキャン等)は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本発明の範囲に含まれる。また通信システム5、電子機器10、ゲートウェイ機器100、サーバー200の構成・動作等も、本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。
 また、図2に示した処理部220、120A、20の各機能部は、ハードウェアとソフトウェアとの協働により実現される機能的構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に制限されない。従って、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上記実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよく、あるいは、ハードウェアで実現される機能の一部をソフトウェアで実現してもよい。
 5…通信システム、10…電子機器、20…処理部、30…通信部、40…電力発現部、50…記憶部、54…センサー部、60…入力部、62…出力部、100,100A,100B,100C…ゲートウェイ機器、120A,120B…処理部、130A,130B…第1通信部、135A,135B…第3通信部、140A,140B…第2通信部、150A,150B…記憶部、160A,160B…発電部、200…サーバー、220…処理部、230…通信部、250…記憶部、WT1,WT2…ウォッチ、LD…生体センサー機器、HMD…頭部装着型表示装置、SP…情報通信端末、GW1~GWN…ゲートウェイ機器、BNT…近距離無線通信網、INT…コンピューター通信網、SV…サーバー、EV…エレベーター、HS…スマートハウス、RB…ロボット、CA…車、WD…電子機器、SOL1~SOLN…ソーラーパネル、SL1~SLN…街路灯。

Claims (11)

  1.  電子機器と通信する第1通信部と、
     コンピューター通信網と通信する第2通信部と、
     自機とは異なる第2ゲートウェイ機器と通信し、前記第2通信部とは通信方式が異なる第3通信部と、
     前記第1通信部、前記第2通信部および前記第3通信部による通信を制御する制御部と、を備え、
     前記制御部は、
     前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信可能な場合には、前記第2通信部を経由して、前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能になるように制御し、前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信不可能な場合には、前記第3通信部が前記第2ゲートウェイ機器を経由して、前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能になるように制御する、ことを特徴とするゲートウェイ機器。
  2.  請求項1に記載のゲートウェイ機器において、
     前記第3通信部は、更に、第3ゲートウェイ機器と通信可能であり、
     前記制御部は、
     前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信可能な場合には、前記第2通信部を経由して、前記第3ゲートウェイ機器に接続している前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能になるように制御し、
     前記第2通信部が前記コンピューター通信網と通信不可能な場合には、前記第3通信部が前記第2ゲートウェイ機器を経由して、前記第3ゲートウェイ機器に接続している前記電子機器と前記コンピューター通信網とが相互に通信可能なるように制御する、ことを特徴とするゲートウェイ機器。
  3.  請求項1乃至2のいずれかに記載のゲートウェイ機器において、
     外灯、電信柱、自動販売機、信号機、または防犯カメラの少なくとも一種以上の構造物に設置されていることを特徴とするゲートウェイ機器。
  4.  請求項1乃至3のいずれか1項に記載のゲートウェイ機器において、
     自然エネルギーから電力を発電する発電部を備え、
     少なくとも前記第1通信部および前記第3通信部は前記発電部が発電した前記電力で駆動することを特徴とするゲートウェイ機器。
  5.  請求項4に記載のゲートウェイ機器において、
     前記自然エネルギーは、太陽光、風力、海流、地熱および天然ガスの何れかであることを特徴とするゲートウェイ機器。
  6.  請求項1乃至5のいずれか1項に記載のゲートウェイ機器において、
     前記第1通信部の通信方式は、Bluetooth(登録商標)、Wi-SUN(登録商標)、ZigBee(登録商標)およびIP500(登録商標)の何れかであることを特徴とするゲートウェイ機器。
  7.  請求項1乃至6のいずれか1項に記載のゲートウェイ機器において、
     前記第1通信部および前記第3通信部は、同じ通信方式であることを特徴とするゲートウェイ機器。
  8.  請求項1乃至7のいずれか1項に記載のゲートウェイ機器において、
     前記第2通信部は、有線接続により前記コンピューター通信網と通信を行うことを特徴とするゲートウェイ機器。
  9.  請求項1乃至7のいずれか1項に記載のゲートウェイ機器において、
     前記第2通信部は、携帯電話通信網により前記コンピューター通信網と通信を行うことを特徴とするゲートウェイ機器。
  10.  請求項1乃至9のいずれか1項に記載のゲートウェイ機器において、
     前記電子機器が他のゲートウェイ機器と通信接続され、所与の削除条件が成立した場合に、前記電子機器からの受信情報又は前記電子機器への送信情報の削除処理を行うことを特徴とするゲートウェイ機器。
  11.  請求項1乃至10のいずれかに記載のゲートウェイ機器と、
     前記ゲートウェイ機器と接続する電子機器と、を備えることを特徴とする通信システム。
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