WO2020166339A1 - ゲートウェイ、通信システム及び通信方法 - Google Patents

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WO2020166339A1
WO2020166339A1 PCT/JP2020/003242 JP2020003242W WO2020166339A1 WO 2020166339 A1 WO2020166339 A1 WO 2020166339A1 JP 2020003242 W JP2020003242 W JP 2020003242W WO 2020166339 A1 WO2020166339 A1 WO 2020166339A1
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WO
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iot device
life
monitoring
death monitoring
death
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Application number
PCT/JP2020/003242
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English (en)
French (fr)
Inventor
伸也 河野
Original Assignee
日本電信電話株式会社
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    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/66—Arrangements for connecting between networks having differing types of switching systems, e.g. gateways
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/12—Network monitoring probes
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L43/00—Arrangements for monitoring or testing data switching networks
    • H04L43/08—Monitoring or testing based on specific metrics, e.g. QoS, energy consumption or environmental parameters
    • H04L43/0876—Network utilisation, e.g. volume of load or congestion level

Definitions

  • the present invention relates to a gateway, a communication system and a communication method.
  • IoT Internet of Things
  • IoT device accommodation gateway GW
  • IoT device accommodating GW periodically transmits an alive monitoring signal to the IoT device
  • the IoT device periodically transmits a life-and-death monitoring signal to the IoT device accommodating GW. For this reason, in the method described in Non-Patent Document 1, even when the system of the IoT device accommodating GW has a high load, the life and death monitoring signal is transmitted, and the load of the IoT device accommodating GW increases.
  • the IoT device accommodating GW periodically transmits a life-and-death monitoring signal to the IoT device, and thus the IoT device cannot receive the signal in the sleep state (sleep by the power saving function). I can't handle it.
  • the present invention has been made in view of the above, and realizes appropriate life-and-death monitoring even when the IoT device is in a sleep state, and also makes it possible to reduce the load of the IoT device accommodating GW by the life-and-death monitoring. , Communication system and communication method.
  • a gateway according to the present invention is a gateway that accommodates an IoT device, and a setting unit that sets a monitoring cycle for the IoT device and a setting unit that sets the monitoring period. And a communication unit that transmits the monitored period to the IoT device.
  • a communication system is a communication system having an IoT device and a gateway accommodating the IoT device, and the gateway includes a setting unit that sets a monitoring cycle for the IoT device and a setting unit.
  • a first communication unit that transmits the set monitoring period to the IoT device, and the IoT device transmits a message to the gateway according to the monitoring period transmitted by the first communication unit. It is characterized by having.
  • the present invention even when the IoT device is in the sleep state, it is possible to appropriately perform the life and death monitoring and reduce the load of the IoT device accommodating GW by the life and death monitoring.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of a communication system in the first embodiment.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the IoT device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the IoT device accommodating GW shown in FIG.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating time management of the life and death monitoring reception timer.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the IoT device accommodating GW according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of transmission/reception monitoring message transmission time setting processing shown in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing another example of the processing procedure of the life and death monitoring processing according to the second embodiment.
  • FIG. 14 is a flow chart showing an example of transmission/reception monitoring message transmission time setting processing shown in FIG.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a computer that realizes the devices that form the communication systems according to the first and second embodiments by executing the program.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a communication system according to the first embodiment.
  • the communication system according to the first embodiment includes a plurality of IoT devices 10 and an IoT device accommodating GW 20.
  • the IoT device 10 is, for example, a communicable communication device provided in various sensors, cameras, home appliances, automobiles, drones, and the like.
  • the IoT device 10 is housed in the IoT device housing GW 20.
  • the IoT device 10 transmits an alive monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 in accordance with the monitoring cycle set in the IoT device accommodating GW 20.
  • IoT device accommodating GW 20 accommodates a plurality of IoT devices 10.
  • the IoT device accommodating GW 20 performs alive monitoring of the IoT device 10 by setting a monitoring cycle for the IoT device 10 and causing the IoT device 10 to transmit a life and death monitoring message at the set monitoring cycle.
  • the IoT device accommodating GW 20 notifies the IoT device 10 of the transmission time of the life and death monitoring message when receiving the data or the life and death monitoring message from the IoT device.
  • the IoT device accommodating GW 20 communicates with a higher-level server, for example, a server owned by a service provider, via the network.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the IoT device 10 shown in FIG.
  • the IoT device 10 includes a sensor 11, a retransmission timer 12, an alive monitoring timer 13, a communication unit 14 (second communication unit), a data transmission trigger monitoring unit 15, and a sleep management unit 16 (management unit).
  • the IoT device 10 is realized by, for example, a sensor, a memory, a CPU, and the like.
  • the sensor 11 is, for example, a temperature sensor.
  • the sensor 11 outputs the detected data to the data transmission trigger monitoring unit 15.
  • the retransmission timer 12 is a timer for retransmitting a message transmitted from the IoT device 10 to the GW 20 accommodating the IoT device when there is no confirmation response from the GW 20 accommodating the IoT device.
  • the life and death monitoring timer 13 manages the timer data of the life and death monitoring message.
  • the timer data is data indicating the transmission time of the life and death monitoring message received from the GW 20 containing the IoT device.
  • the communication unit 14 is caused to transmit the life and death monitoring message.
  • the communication unit 14 communicates with the GW 20 that houses the IoT device.
  • the communication unit 14 receives the confirmation response from the IoT device accommodating GW 20.
  • the confirmation response includes the transmission time of the life and death monitoring message.
  • the communication unit 14 transmits the data detected by the sensor 11 or the life and death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20.
  • the data transmission trigger monitoring unit 15 manages triggers for transmitting the data detected by the sensor 11.
  • the data transmission trigger monitoring unit 15 is, for example, a timer, and causes the communication unit 14 to transmit data when a predetermined time has elapsed since the previous data transmission. Further, the data transmission trigger monitoring unit 15 performs threshold value monitoring on the data detected by the sensor 11, and causes the communication unit 14 to transmit the detection data when the value of the data exceeds the threshold value.
  • the sleep management unit 16 puts the communication function and the like to sleep while there is no data communication. After receiving the confirmation response from the IoT device accommodating GW 20, the sleep management unit 16 sleeps the communication function and the like until the transmission time of the life-and-death monitoring message instructed by the confirmation response to save power.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the IoT device accommodating GW 20 shown in FIG.
  • the IoT device accommodating GW 20 includes a life and death monitoring time management unit 21 (setting unit), a life and death monitoring reception timer 22, and a communication unit 23 (first communication unit).
  • the life-and-death monitoring time management unit 21 manages the life-and-death monitoring cycle for each IoT device 10. For example, the life and death monitoring time management unit 21 registers life and death monitoring time for each IoT device 10 in advance. For example, for a certain IoT device 10, one day is set as a default value. The life and death monitoring time management unit 21 sets a monitoring cycle for the IoT device 10. Specifically, the life and death monitoring time management unit 21, when receiving data or life and death monitoring message from the IoT device 10, transmits a confirmation response including the transmission time of the life and death monitoring message to this IoT device 10.
  • the alive monitoring reception timer 22 is a timer for managing, for each IoT device 10, the elapsed time from the time when the IoT device 10 receives data.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating time management of the life and death monitoring reception timer 22.
  • the life and death monitoring reception timer 22 manages the IP address of the IoT device 10 and the timer value in association with each other.
  • the life and death monitoring time management unit 21 sets the timer value of each IoT device 10 according to the life and death monitoring time registered for each IoT device 10 in advance. For example, the timer value “T1” is set to the IoT device 10 having the IP address “IP addr 1”.
  • the life-and-death monitoring reception timer 22 resets the timer corresponding to this IoT device 10 when receiving data from the IoT device 10, and decrements with the lapse of time. Alternatively, the life-and-death monitoring reception timer 22 resets the timer corresponding to the IoT device 10 to 0 and increments when receiving data from the IoT device 10.
  • the communication unit 23 communicates with the IoT device 10.
  • the communication unit 23 receives the data detected by the sensor 11 or the life and death monitoring message from the IoT device 10.
  • the communication unit 23 sends a confirmation response to the IoT device 10.
  • the confirmation response includes the life and death monitoring message transmission time set by the life and death monitoring time management unit 21.
  • FIG. 5 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • IoT device 10 transmits a data or alive monitoring message to IoT device accommodating GW 20 (step S1).
  • the IoT device 10 transmits data to the IoT device accommodating GW 20 according to the trigger management by the data transmission trigger monitoring unit 15.
  • the IoT device 10 transmits the life and death monitoring data to the IoT device accommodating GW 20 when the life and death monitoring timer 13 expires.
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving the data or the life-and-death monitoring message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life-and-death monitoring message for this IoT device 10 (step S2). The IoT device accommodating GW 20 transmits a confirmation response including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S3). The IoT device accommodating GW 20 may transmit a period (monitoring cycle) T from the last transmission of the life and death monitoring message to the next transmission as the transmission time of the life and death monitoring message, or the transmission time of the next life and death monitoring message. You may send it.
  • T period (monitoring cycle) T from the last transmission of the life and death monitoring message to the next transmission as the transmission time of the life and death monitoring message, or the transmission time of the next life and death monitoring message. You may send it.
  • the IoT device 10 Upon receiving the confirmation response, the IoT device 10 transmits a life-and-death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 when the period T has elapsed (step S4).
  • this data transmission may be used as life and death monitoring.
  • the IoT device 10 can put the communication function to the sleep state because there is no signal reception during the period T until the next instructed life-and-death monitoring message is transmitted. .. In other words, since the IoT device 10 holds the transmission timing of the next life-and-death monitoring message, it is not necessary to always be ready to receive the message from the IoT device accommodating GW 20, and sleep is possible.
  • the IoT device accommodating GW 20 sets a monitoring cycle for each IoT device 10. That is, the IoT device accommodating GW 20 can freely set the transmission time of the life and death monitoring message for each IoT device 10. In other words, the IoT device accommodating GW 20 can distribute the transmission timing of the life and death monitoring message for each IoT device 10 so that the reception timing of the life and death monitoring message does not overlap.
  • the load of the IoT device accommodating GW 20 by the life and death monitoring can be dispersed as compared with the case where each IoT device 10 periodically transmits the life and death monitoring message at a fixed timing.
  • FIG. 6 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • a process when the IoT device 10 transmits a data message to the IoT device accommodating GW 20 will be described.
  • the IoT device 10 releases sleep according to the trigger management by the data transmission trigger monitoring unit 15 (step S11), and transmits a data message to the IoT device accommodating GW 20 (step S12).
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving the data message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life-and-death monitoring message for this IoT device 10, as in step S2 (step S13). The IoT device accommodating GW 20 transmits a confirmation response including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S14).
  • the IoT device 10 Upon receiving the confirmation response, the IoT device 10 sleeps (step S15), cancels the sleep when the period T has elapsed (step S16), and sends an alive monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S17).
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving the life-and-death monitoring message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life-and-death monitoring message for this IoT device 10 as in step S2 (step S18). The IoT device accommodating GW 20 transmits an acknowledgment including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S19).
  • the IoT device 10 When the IoT device 10 receives the confirmation response, it sleeps (step S20). If the IoT device 10 transmits data before the period T has elapsed since the last transmission of the life and death monitoring message, the IoT device 10 releases sleep (step S21) and transmits the data message as life and death monitoring (step S22). ).
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving the data message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life-and-death monitoring message for this IoT device 10 as in step S2 (step S23). The IoT device accommodating GW 20 transmits an acknowledgment including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S24). Upon receiving the confirmation response, the IoT device 10 sleeps (step S25).
  • FIG. 7 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • a process when the IoT device 10 transmits a life and death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 will be described.
  • the IoT device 10 cancels sleep in response to the life and death monitoring timer 13 being up (step S31), and sends a life and death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S32).
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving the data message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life and death monitoring message for this IoT device 10 (step S33), and includes the set transmission time of the life and death monitoring message, as in step S2.
  • the confirmation response is transmitted to the IoT device 10 (step S34).
  • Steps S35 to S45 shown in FIG. 7 are the same processes as steps S15 to S25 shown in FIG.
  • FIG. 8 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • a process when the life-and-death monitoring message by the IoT device 10 does not reach the IoT device accommodating GW 20 will be described.
  • the IoT device 10 releases sleep according to the trigger management by the data transmission trigger monitoring unit 15 or the up-and-down of the life and death monitoring timer 13 (step S51). Then, the IoT device 10 transmits the data or the life and death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S52).
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving the data or the life-and-death monitoring message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life-and-death monitoring message for the IoT device 10 as in step S2 (step S53). The IoT device accommodating GW 20 transmits an acknowledgment including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S54).
  • the IoT device 10 sleeps (step S55), cancels the sleep when the period T has elapsed (step S56), and sends an alive monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S57).
  • step S55 the IoT device 10 sleeps
  • step S56 cancels the sleep when the period T has elapsed
  • step S57 sends an alive monitoring message to the IoT device accommodating GW 20.
  • the IoT device accommodating GW 20 transmits the life and death confirmation to the IoT device 10 that has not received the life and death monitoring message when (T+ ⁇ ) has elapsed (step S58).
  • ⁇ is set according to the delay state and the processing capacity of the IoT device accommodating GW 20.
  • the IoT device 10 has not received an acknowledgment. Therefore, the IoT device 10 does not sleep and receives the life-and-death confirmation, and can continue the life-and-death monitoring process thereafter. In response to the life and death confirmation, the IoT device 10 transmits a life and death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S59).
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving this life and death monitoring message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life and death monitoring message for this IoT device 10 (step S60). The IoT device accommodating GW 20 transmits an acknowledgment including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S61). Upon receiving the confirmation response, the IoT device 10 sleeps (step S62).
  • FIG. 9 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the first embodiment.
  • a process when the confirmation response by the IoT device accommodating GW 20 is not delivered to the IoT device 10 will be described.
  • the IoT device 10 releases sleep according to the trigger management by the data transmission trigger monitoring unit 15 (step S71), and transmits a data or alive/dead monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S72).
  • the IoT device accommodating GW 20 Upon receiving the data or the life-and-death monitoring message, the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life-and-death monitoring message for this IoT device 10 as in step S2 (step S73). The IoT device accommodating GW 20 transmits an acknowledgment including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S74). At this time, the processing when the confirmation response is not delivered to the IoT device 10 due to the packet loss will be described.
  • the IoT device 10 transmits a data or alive/dead monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 after the retransmission timer value has elapsed since the previous transmission of the data or alive/dead monitoring message (step S75).
  • the IoT device 10 may have a specified number of retransmissions.
  • the IoT device 10 has not received the confirmation response. For this reason, the IoT device 10 can retransmit the data or the life and death monitoring message by the retransmission timer 12 without going to sleep, and thus the subsequent life and death monitoring processing can be continued.
  • the IoT device accommodating GW 20 sets the transmission time of the life and death monitoring message for this IoT device 10 (step S76).
  • the IoT device accommodating GW 20 transmits a confirmation response including the set transmission time of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S77).
  • the IoT device 10 sleeps (step S78).
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the IoT device accommodating GW according to the second embodiment.
  • the communication system according to the second embodiment has an IoT device accommodating GW 220 shown in FIG. 10 in place of the IoT device accommodating GW 20.
  • the IoT device accommodating GW 220 further includes a system status monitoring unit 224 (monitoring unit) as compared with the IoT device accommodating GW 20.
  • the IoT device accommodating GW 220 has a life and death monitoring time management unit 221 instead of the life and death monitoring time management unit 21 in the IoT device housing GW 20.
  • the system status monitoring unit 224 monitors the system load of the IoT device accommodating GW 220.
  • the life and death monitoring time management unit 221 sets the monitoring cycle according to the system load of the IoT device accommodating GW 220.
  • FIG. 11 is a sequence diagram showing an example of a processing procedure of life and death monitoring processing according to the second embodiment.
  • the IoT device 10 releases sleep according to the trigger management by the data transmission trigger monitoring unit 15 or the up-and-down of the life and death monitoring timer 13 (step S81). Then, the IoT device 10 transmits the data or the life-and-death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S82).
  • the IoT device accommodating GW 220 Upon receiving the data or the life-and-death monitoring message, the IoT device accommodating GW 220 performs a life-and-death monitoring message transmission time setting process for setting the life-and-death monitoring message transmission time for this IoT device 10 (step S83).
  • the IoT device accommodating GW 220 sets the transmission time Ta of the life and death monitoring message according to the system load of the IoT device accommodating GW 220.
  • the IoT device accommodating GW 220 transmits an acknowledgment including the set transmission time Ta of the life and death monitoring message to the IoT device 10 (step S84).
  • the IoT device 10 sleeps upon receipt of the confirmation response (step S85), cancels sleep when the period Ta has elapsed (step S86), and sends a life-and-death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S87).
  • FIG. 12 is a flowchart showing an example of transmission/reception monitoring message transmission time setting processing shown in FIG. 11.
  • the system status monitoring unit 224 monitors the system load of the IoT device accommodating GW 220 and acquires the system load of the IoT device accommodating GW 220 (step S91). Then, the life and death monitoring time management unit 221 determines whether or not the acquired system load exceeds a predetermined threshold value (step S92). For example, a CPU usage rate of 60% is set as the threshold value.
  • step S92 determines that the acquired system load is less than or equal to the predetermined threshold value (step S92: No)
  • the transmission time of the next life and death monitoring message of the IoT device 10 is the same as the previous transmission time. (Step S93). That is, the IoT device accommodating GW 220 sets the next monitoring cycle of the IoT device to the same cycle as the previous monitoring cycle.
  • the transmission time of the next life and death monitoring message of the IoT device 10 is set to be shorter than the transmission time of the last time. It is set to a long time (step S94). That is, the life and death monitoring time management unit 221 sets the next monitoring cycle of the IoT device 10 to be larger than the previous monitoring cycle. For example, the life and death monitoring time management unit 221 sets the next monitoring cycle of the IoT device 10 to a period that is twice the previous monitoring cycle. The next monitoring cycle of the IoT device 10 may be set to a period 10 times as long as the normal monitoring cycle.
  • FIG. 13 is a sequence diagram showing another example of the processing procedure of the life and death monitoring processing according to the second embodiment.
  • Steps S101 and S102 shown in FIG. 13 are the same processes as steps S81 and S82 shown in FIG.
  • the IoT device accommodating GW 220 Upon receiving the data or the life-and-death monitoring message, the IoT device accommodating GW 220 performs processing for setting the transmission time of the life-and-death monitoring message for this IoT device 10 (step S103).
  • the IoT device accommodating GW 220 sets the transmission time T of the life and death monitoring message or the suspension of the life and death monitoring message transmission to the IoT device according to the system load of the IoT device accommodating GW 220.
  • the IoT device accommodating GW 220 transmits to the IoT device 10 a confirmation response including the settings regarding the transmission of the life and death monitoring message (step S104).
  • the IoT device 10 receives the confirmation response including the transmission time T of the life and death monitoring message.
  • the IoT device 10 sleeps (step S105), releases the sleep when the period T elapses (step S106), and transmits a life and death monitoring message to the IoT device accommodating GW 20 (step S107).
  • the IoT device 10 receives the confirmation response including the stop of transmission of the life and death monitoring message.
  • the IoT device 10 does not sleep so as to be able to receive the life-and-death monitoring from the IoT device accommodating GW 220.
  • the IoT device 10 transmits a life and death monitoring message to the IoT device accommodating GW 220 (step S109).
  • the IoT device accommodating GW 220 performs the same processing as step S103 on this IoT device 10 to set the transmission time of the life-and-death monitoring message (step S110).
  • the IoT device accommodating GW 220 transmits to the IoT device 10 a confirmation response including the settings related to the transmission of the life and death monitoring message (step S111).
  • FIG. 14 is a flow chart showing an example of transmission/reception monitoring message transmission time setting processing shown in FIG.
  • Steps S121 to S123 shown in FIG. 13 are the same processes as steps S91 to S93 shown in FIG.
  • the life and death monitoring time management unit 221 determines that the acquired system load exceeds the predetermined threshold value (step S122: Yes)
  • the life and death monitoring message management unit 221 temporarily sets the life and death monitoring message transmission stop to the IoT device 10 ( Step S124).
  • the life and death monitoring time management unit 221 sets -1 as infinite as a period in order to temporarily stop the life and death monitoring, and sets this value as the life and death monitoring message transmission time.
  • the IoT device accommodating GW 220 sets the monitoring cycle for the IoT device 10 according to its own system load. For example, in the second embodiment, when the system load is high, the IoT device accommodating GW 220 sets a large monitoring period after the IoT device 10 and instructs the IoT device 10 with a confirmation response. Can be reduced. Alternatively, the IoT device accommodating GW 220 sets the transmission stop of the life-and-death monitoring message to the IoT device when the system load is high, and thus the influence on the system load can be reduced.
  • each component of each device shown in the drawings is functionally conceptual, and does not necessarily have to be physically configured as shown. That is, the specific form of distribution/integration of each device is not limited to that shown in the figure, and all or a part of the device may be functionally or physically distributed/arranged in arbitrary units according to various loads and usage conditions. It can be integrated and configured. Further, each processing function performed by each device is realized in whole or in part by a CPU (Central Processing Unit) and a program analyzed and executed by the CPU, or a hardware by a wired logic. Can be realized as.
  • a CPU Central Processing Unit
  • FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a computer that realizes the devices that form the communication systems according to the first and second embodiments by executing the program.
  • the computer 1000 has, for example, a memory 1010 and a CPU 1020.
  • the computer 1000 also has a hard disk drive interface 1030, a disk drive interface 1040, a serial port interface 1050, a video adapter 1060, and a network interface 1070. These units are connected by a bus 1080.
  • the memory 1010 includes a ROM (Read Only Memory) 1011 and a RAM (Random Access Memory) 1012.
  • the ROM 1011 stores, for example, a boot program such as BIOS (Basic Input Output System).
  • BIOS Basic Input Output System
  • the hard disk drive interface 1030 is connected to the hard disk drive 1090.
  • the disk drive interface 1040 is connected to the disk drive 1100.
  • a removable storage medium such as a magnetic disk or an optical disk is inserted into the disk drive 1100.
  • the serial port interface 1050 is connected to, for example, a mouse 1110 and a keyboard 1120.
  • the video adapter 1060 is connected to the display 1130, for example.
  • the hard disk drive 1090 stores, for example, an OS (Operating System) 1091, application programs 1092, program modules 1093, and program data 1094. That is, the program that defines each process of the device that configures the communication system according to the first and second embodiments is implemented as the program module 1093 in which the code executable by the computer is described.
  • the program module 1093 is stored in the hard disk drive 1090, for example.
  • the hard disk drive 1090 stores a program module 1093 for executing the same processing as the functional configuration in the devices configuring the communication system according to the first and second embodiments.
  • the hard disk drive 1090 may be replaced by an SSD (Solid State Drive).
  • the setting data used in the processing of the above-described embodiment is stored as the program data 1094 in, for example, the memory 1010 or the hard disk drive 1090. Then, the CPU 1020 reads out the program module 1093 and the program data 1094 stored in the memory 1010 or the hard disk drive 1090 to the RAM 1012 as necessary and executes them.
  • the program module 1093 and the program data 1094 are not limited to being stored in the hard disk drive 1090, but may be stored in, for example, a removable storage medium and read by the CPU 1020 via the disk drive 1100 or the like. Alternatively, the program module 1093 and the program data 1094 may be stored in another computer connected via a network (LAN, WAN (Wide Area Network), etc.). Then, the program module 1093 and the program data 1094 may be read by the CPU 1020 from another computer via the network interface 1070.
  • LAN Local Area Network
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  • IoT device 11 Sensor 12 Retransmission timer 13 Life/Alive monitoring timer 14,23 Communication unit 15 Data transmission trigger monitoring unit 16
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Abstract

ＩｏＴデバイス収容ＧＷ（２０）は、死活監視時間管理部（２１）と、通信部（２３）と、を有する。死活監視時間管理部（２１）は、ＩｏＴデバイスに対して、監視周期を設定する。通信部（２３）は、死活監視時間管理部（２１）が設定した監視周期をＩｏＴデバイスに送信する。

Description

ゲートウェイ、通信システム及び通信方法
　本発明は、ゲートウェイ、通信システム及び通信方法に関する。
　近年、ネットワークカメラやテレビ等、ネットワークに接続されるＩｏＴ（Internet　of　Things）デバイスの多様化にしたがい、ＩｏＴデバイス数も増大している。従来、ＩｏＴデバイスを死活監視する方法として、ＩｏＴデバイスがＩｏＴデバイス収容ゲートウェイ（ＧＷ）に対して定期的に死活監視信号を送信する方法がある（非特許文献１参照）。また、ＩｏＴデバイス収容ＧＷがＩｏＴデバイスに対して定期的に死活監視信号を送信する方法がある（非特許文献２参照）。
＜特集＞実験で分かった！LPWAのホントの実力（コラム2），［online］，［平成３０年１２月２０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：https://businessnetwork.jp/Detail/tabid/65/artid/5450/Default.aspx＞ AWS　IoT　デバイス死活監視,　［online］，［平成３０年１２月２０日検索］，インターネット＜ＵＲＬ：https://qiita.com/yokobonbon/items/a80952f5ecde3f4ed628＞
　ＩｏＴデバイス数の増加によって、ＩｏＴデバイスのデータ信号数が増大するとともに、デバイスの死活監視信号も増大する。これによって、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷が増大するという問題があった。
　例えば、非特許文献１に記載の方法では、ＩｏＴデバイスがＩｏＴデバイス収容ＧＷに対して定期的に死活監視信号を送信する。このため、非特許文献１に記載の方法では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷのシステムが高負荷時である場合にも死活監視信号を送信してしまい、ＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷が増大する。
　また、非特許文献２に記載の方法では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷがＩｏＴデバイスに対して定期的に死活監視信号を送信するため、ＩｏＴデバイスがスリープ状態（省電力機能によるスリープ）で信号受信ができない場合に対応ができない。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ＩｏＴデバイスがスリープ状態である場合にも適切な死活監視を実現するとともに、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷の軽減を可能にするゲートウェイ、通信システム及び通信方法を提供することを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るゲートウェイは、ＩｏＴデバイスを収容するゲートウェイであって、ＩｏＴデバイスに対して、監視周期を設定する設定部と、設定部が設定した監視周期をＩｏＴデバイスに送信する通信部と、を有することを特徴とする。
　また、本発明に係る通信システムは、ＩｏＴデバイスと、ＩｏＴデバイスを収容するゲートウェイとを有する通信システムであって、ゲートウェイは、ＩｏＴデバイスに対して、監視周期を設定する設定部と、設定部が設定した監視周期をＩｏＴデバイスに送信する第１の通信部と、を有し、ＩｏＴデバイスは、第１の通信部によって送信された監視周期にしたがって、ゲートウェイにメッセージを送信する第２の通信部を有することを特徴とする。
　本発明によれば、ＩｏＴデバイスがスリープ状態である場合にも適切な死活監視を実現するとともに、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷの負荷の軽減を可能にする。
図１は、実施の形態１における通信システムの構成の一例を示す図である。 図２は、図１に示すＩｏＴデバイスの構成の一例を示す図である。 図３は、図１に示すＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成の一例を示す図である。 図４は、死活監視受信タイマの時間管理を説明する図である。 図５は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。 図６は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。 図７は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。 図８は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。 図９は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。 図１０は、実施の形態２に係るＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成の一例を示す図である。 図１１は、実施の形態２に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。 図１２は、図１１に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理の一例を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態２に係る死活監視処理の処理手順の他の例を示すシーケンス図である。 図１４は、図１３に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理の一例を示すフローチャートである。 図１５は、プログラムが実行されることにより、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置が実現されるコンピュータの一例を示す図である。
　以下、図面を参照して、本発明の一実施形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、図面の記載において、同一部分には同一の符号を付して示している。
［実施の形態１］
［システム構成］
　図１は、実施の形態１に係る通信システムの概略構成を示す図である。図１に示すように、実施の形態１に係る通信システムは、複数のＩｏＴデバイス１０と、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０とを有する。
　ＩｏＴデバイス１０は、例えば、各種センサ、カメラ、家電、自動車、ドローン等に設けられた通信可能な通信装置である。ＩｏＴデバイス１０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に収容される。ＩｏＴデバイス１０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に設定された監視周期にしたがって、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、複数のＩｏＴデバイス１０を収容する。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ＩｏＴデバイス１０に対し、監視周期を設定して、ＩｏＴデバイス１０に、設定した監視周期で死活監視メッセージを送信させることによって、ＩｏＴデバイス１０の死活監視を行う。具体的には、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイスから受信した場合に、死活監視メッセージの送信時間をＩｏＴデバイス１０に通知する。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ネットワークを介して、上位のサーバ、例えば、サービス事業者が有するサーバと通信を行う。
［ＩｏＴデバイスの構成］
　次に、ＩｏＴデバイス１０の構成について説明する。図２は、図１に示すＩｏＴデバイス１０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＩｏＴデバイス１０は、センサ１１、再送タイマ１２、死活監視タイマ１３、通信部１４（第２の通信部）、データ送信トリガ監視部１５及びスリープ管理部１６（管理部）を有する。ＩｏＴデバイス１０は、例えば、センサ、メモリ及びＣＰＵ等によって実現される。
　センサ１１は、例えば、温度センサである。センサ１１は、検出したデータをデータ送信トリガ監視部１５に出力する。
　再送タイマ１２は、ＩｏＴデバイス１０がＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信したメッセージに対する、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０からの確認応答がない場合に再送を行うためのタイマである。
　死活監視タイマ１３は、死活監視メッセージのタイマデータを管理する。タイマデータは、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０から受信した死活監視メッセージの送信時間を示すデータである。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０によって設定された死活監視メッセージの送信時間に達した際に、通信部１４に、死活監視メッセージを送信させる。
　通信部１４は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０との間で通信を行う。通信部１４は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０から確認応答を受信する。確認応答は、死活監視メッセージの送信時間を含む。通信部１４は、センサ１１が検出したデータまたは死活監視メッセージを、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。
　データ送信トリガ監視部１５は、センサ１１が検出したデータを送信するためのトリガ管理を行う。データ送信トリガ監視部１５は、例えばタイマであり、前回のデータ送信時から所定時間経過時に、通信部１４にデータを送信させる。また、データ送信トリガ監視部１５は、センサ１１が検出したデータに対して閾値監視を行い、データの値が閾値を超えた場合に、通信部１４に検出データを送信させる。
　スリープ管理部１６は、データ通信がない期間、通信機能等をスリープさせる。スリープ管理部１６は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０から確認応答を受信後、確認応答で指示された死活監視メッセージの送信時間までの間、通信機能等をスリープさせて、省電力化を図る。
［ＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成］
　図３は、図１に示すＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視時間管理部２１（設定部）、死活監視受信タイマ２２及び通信部２３（第１の通信部）を有する。
　死活監視時間管理部２１は、ＩｏＴデバイス１０毎に死活監視周期を管理する。例えば、死活監視時間管理部２１は、ＩｏＴデバイス１０毎に、予め、死活監視時間が登録される。例えば、あるＩｏＴデバイス１０については、デフォルト値として、１日が設定される。死活監視時間管理部２１は、ＩｏＴデバイス１０に対して、監視周期を設定する。具体的には、死活監視時間管理部２１は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス１０から受信した場合に、死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、このＩｏＴデバイス１０に送信する。
　死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０毎に、ＩｏＴデバイス１０によるデータ受信時からの経過時間を管理するためのタイマである。図４は、死活監視受信タイマ２２の時間管理を説明する図である。
　図４の表Ｔ１に示すように、死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０のＩＰアドレスと、タイマ値とを対応付けて管理する。死活監視時間管理部２１は、予めＩｏＴデバイス１０毎に登録された死活監視時間にしたがって、各ＩｏＴデバイス１０のタイマの値を設定する。例えば、「IP　addr　1」のＩＰアドレスを有するＩｏＴデバイス１０には、タイマ値「T1」が設定される。死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０からのデータ受信時に、このＩｏＴデバイス１０に対応するタイマをリセットし、時間経過でデクリメントを行う。或いは、死活監視受信タイマ２２は、ＩｏＴデバイス１０からのデータ受信時に、このＩｏＴデバイス１０に対応するタイマを０リセットし、インクリメントする。
　通信部２３は、ＩｏＴデバイス１０との間で通信を行う。通信部２３は、ＩｏＴデバイス１０から、センサ１１が検出したデータまたは死活監視メッセージを受信する。通信部２３は、ＩｏＴデバイス１０に確認応答を送信する。確認応答は、死活監視時間管理部２１が設定した死活監視メッセージの送信時間を含む。
［死活監視処理の処理手順］
　次に、図１に示す通信システムにおける通信処理のうち、死活監視処理の処理手順について説明する。図５は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
　ＩｏＴデバイス１０は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ１）。ＩｏＴデバイス１０は、データ送信トリガ監視部１５によるトリガ管理にしたがって、データをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。または、ＩｏＴデバイス１０は、死活監視タイマ１３のタイムアップ時に、死活監視データをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データまたは死活監視メッセージを受信すると、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ２）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視メッセージの送信時間として、死活監視メッセージの前回送信時から次の送信までの期間（監視周期）Ｔを送信してもよいし、次の死活監視メッセージの送信時刻を送信してもよい。
　ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信すると、期間Ｔ経過時に死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ４）。なお、ＩｏＴデバイス１０は、死活監視メッセージの前回送信時から期間Ｔが経過する前に、データを送信する場合には、このデータ送信を死活監視としてもよい。
［実施の形態１の効果］
　このように、本実施の形態１では、ＩｏＴデバイス１０は、指示された次の死活監視メッセージの送信時までの期間Ｔの間、信号受信がないため、通信機能をスリープ状態にすることができる。言い換えると、ＩｏＴデバイス１０は、次の死活監視メッセージの送信タイミングを保持するため、常にＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０からのメッセージを受信できる状態にしておく必要がなく、スリープが可能になる。
　また、本実施の形態１では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０が、ＩｏＴデバイス１０毎に監視周期を設定する。すなわち、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、ＩｏＴデバイス１０それぞれについて、死活監視メッセージの送信時間を、自由に設定することができる。言い換えると、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視メッセージの受信タイミングが重複しないように、ＩｏＴデバイス１０それぞれについて、死活監視メッセージの送信タイミングを分散させることができる。
　このため、本実施の形態１では、各ＩｏＴデバイス１０が死活監視メッセージを固定タイミングで定期的に送信する場合と比して、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の負荷を分散させることができる。この結果、本実施の形態１によれば、死活監視によるＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の負荷の軽減を可能にする。
［死活監視処理の処理手順の一例］
　次に、図１に示す通信システムにおける死活監視処理の一例について説明する。図６は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。図６では、ＩｏＴデバイス１０がデータメッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信した場合の処理について説明する。
　ＩｏＴデバイス１０は、データ送信トリガ監視部１５によるトリガ管理にしたがって、スリープを解除し（ステップＳ１１）、データメッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ１２）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データメッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ１３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ１４）。
　ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープし（ステップＳ１５）、期間Ｔ経過時に、スリープを解除し（ステップＳ１６）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ１７）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、死活監視メッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ１８）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ１９）。
　ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープする（ステップＳ２０）。ＩｏＴデバイス１０は、死活監視メッセージの前回送信時から期間Ｔが経過する前に、データを送信する場合には、スリープを解除して（ステップＳ２１）、データメッセージを死活監視として送信する（ステップＳ２２）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データメッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ２３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ２４）。ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープする（ステップＳ２５）。
［死活監視処理の処理手順の他の例］
　次に、図１に示す通信システムにおける死活監視処理の他の例について説明する。図７は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。図７では、ＩｏＴデバイス１０が死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信した場合の処理について説明する。
　ＩｏＴデバイス１０は、死活監視タイマ１３のタイマアップに応じてスリープを解除し（ステップＳ３１）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ３２）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データメッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定し（ステップＳ３３）、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ３４）。図７に示すステップＳ３５～ステップＳ４５は、図６に示すステップＳ１５～ステップＳ２５と同じ処理である。
［死活監視処理の処理手順の他の例］
　次に、図１に示す通信システムにおける死活監視処理の他の例について説明する。図８は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。図８では、ＩｏＴデバイス１０による死活監視メッセージが、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に不達であった場合の処理について説明する。
　ＩｏＴデバイス１０は、データ送信トリガ監視部１５によるトリガ管理または死活監視タイマ１３のタイマアップにしたがって、スリープを解除する（ステップＳ５１）。そして、ＩｏＴデバイス１０は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ５２）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データまたは死活監視メッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ５３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ５４）。
　ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープし（ステップＳ５５）、期間Ｔ経過時に、スリープを解除し（ステップＳ５６）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ５７）。このとき、死活監視メッセージがパケットロスによって、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に不達となった場合の処理について説明する。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、（Ｔ＋α）経過時に、死活監視メッセージの受信がなかったＩｏＴデバイス１０に、死活確認を送信する（ステップＳ５８）。なお、αは、遅延状態や、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０の処理能力によって設定される。
　ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信していない。このため、ＩｏＴデバイス１０は、スリープせず、死活確認を受信し、以降の死活監視の処理の継続が可能である。ＩｏＴデバイス１０は、死活確認に応じて、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ５９）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、この死活監視メッセージを受信すると、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ６０）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ６１）。ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープする（ステップＳ６２）。
［死活監視処理の処理手順の他の例］
　次に、図１に示す通信システムにおける死活監視処理の他の例について説明する。図９は、実施の形態１に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。図９では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０による確認応答が、ＩｏＴデバイス１０に不達であった場合の処理について説明する。
　ＩｏＴデバイス１０は、データ送信トリガ監視部１５によるトリガ管理にしたがって、スリープを解除し（ステップＳ７１）、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ７２）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、データまたは死活監視メッセージを受信すると、ステップＳ２と同様に、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ７３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ７４）。このとき、確認応答がパケットロスによって、ＩｏＴデバイス１０に不達となった場合の処理について説明する。
　ＩｏＴデバイス１０は、前回のデータまたは死活監視メッセージ送信時から、再送タイマ値が経過した後に、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ７５）。この場合、ＩｏＴデバイス１０には、再送回数が規定されていてもよい。ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信していない。このため、ＩｏＴデバイス１０は、スリープせず、再送タイマ１２によってデータまたは死活監視メッセージを再送できるため、以降の死活監視の処理の継続が可能である。
　そして、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、このデータまたは死活監視メッセージを受信すると、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する（ステップＳ７６）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ７７）。ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープする（ステップＳ７８）。
［実施の形態２］
　次に、実施の形態２について説明する。図１０は、実施の形態２に係るＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成の一例を示す図である。実施の形態２に係る通信システムは、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に代えて、図１０に示すＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０を有する。
［ＩｏＴデバイス収容ＧＷの構成］
　図１０に示すように、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０と比して、システム状況監視部２２４（監視部）をさらに有する。そして、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０における死活監視時間管理部２１に代えて、死活監視時間管理部２２１を有する。
　システム状況監視部２２４は、当該ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０のシステム負荷を監視する。死活監視時間管理部２２１は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０のシステム負荷に応じて、監視周期を設定する。
［死活監視処理の処理手順の一例］
　実施の形態２に係る通信システムにおける通信処理のうち、死活監視処理の処理手順について説明する。図１１は、実施の形態２に係る死活監視処理の処理手順の一例を示すシーケンス図である。
　ＩｏＴデバイス１０は、データ送信トリガ監視部１５によるトリガ管理または死活監視タイマ１３のタイマアップにしたがって、スリープを解除する（ステップＳ８１）。そして、ＩｏＴデバイス１０は、データまたは死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ８２）。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、データまたは死活監視メッセージを受信すると、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する死活監視メッセージの送信時間設定処理を行う（ステップＳ８３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０のシステム負荷に応じて、死活監視メッセージの送信時間Ｔａを設定する。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、設定した死活監視メッセージの送信時間Ｔａを含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ８４）。
　ＩｏＴデバイス１０は、確認応答を受信するとスリープし（ステップＳ８５）、期間Ｔａ経過時に、スリープを解除し（ステップＳ８６）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ８７）。
［死活監視メッセージの送信時間設定処理の処理手順］
　次に、図１１に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理（ステップＳ８３）の処理手順について説明する。図１２は、図１１に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理の一例を示すフローチャートである。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０では、システム状況監視部２２４が、当該ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０のシステム負荷を監視し、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０のシステム負荷を取得する（ステップＳ９１）。そして、死活監視時間管理部２２１は、取得したシステム負荷が所定の閾値を超過しているか否かを判定する（ステップＳ９２）。例えば、閾値として、ＣＰＵ使用率６０％が設定される。
　死活監視時間管理部２２１は、取得したシステム負荷が所定の閾値以下であると判定した場合（ステップＳ９２：Ｎｏ）、ＩｏＴデバイス１０の次の死活監視メッセージの送信時間を前回の送信時間と同じ時間に設定する（ステップＳ９３）。すなわち、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、ＩｏＴデバイスの次の監視周期を前回の監視周期と同じ周期に設定する。
　死活監視時間管理部２２１は、取得したシステム負荷が所定の閾値を超過していると判定した場合（ステップＳ９２：Ｙｅｓ）、ＩｏＴデバイス１０の次の死活監視メッセージの送信時間を前回の送信時間より長い時間に設定する（ステップＳ９４）。すなわち、死活監視時間管理部２２１は、ＩｏＴデバイス１０の次の監視周期を前回の監視周期より大きく設定する。例えば、死活監視時間管理部２２１は、ＩｏＴデバイス１０の次の監視周期を前回の監視周期の２倍の期間に設定する。ＩｏＴデバイス１０の次の監視周期を通常時の監視周期の１０倍の期間に設定してもよい。
［死活監視処理の処理手順の他の例］
　実施の形態２に係る通信システムにおける通信処理のうち、死活監視処理の他の処理手順について説明する。図１３は、実施の形態２に係る死活監視処理の処理手順の他の例を示すシーケンス図である。
　図１３に示すステップＳ１０１及びステップＳ１０２は、図１１に示すステップＳ８１及びステップＳ８２と同じ処理である。
　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、データまたは死活監視メッセージを受信すると、このＩｏＴデバイス１０に対し、死活監視メッセージの送信時間を設定する処理を行う（ステップＳ１０３）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０のシステム負荷に応じて、死活監視メッセージの送信時間Ｔ、または、ＩｏＴデバイスに対する死活監視メッセージの送信停止を設定する。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、死活監視メッセージの送信に関する設定内容を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ１０４）。
　まず、ＩｏＴデバイス１０は、死活監視メッセージの送信時間Ｔを含む確認応答を受信した場合について説明する。この場合、ＩｏＴデバイス１０は、スリープし（ステップＳ１０５）、期間Ｔ経過時に、スリープを解除し（ステップＳ１０６）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２０に送信する（ステップＳ１０７）。
　一方、ＩｏＴデバイス１０は、死活監視メッセージの送信停止を含む確認応答を受信した場合について説明する。この場合、ＩｏＴデバイス１０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０からの死活監視を受信できるようにスリープしない。そして、ＩｏＴデバイス１０は、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０からの死活監視を受信すると（ステップＳ１０８）、死活監視メッセージをＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０に送信する（ステップＳ１０９）。そして、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、死活監視メッセージを受信すると、このＩｏＴデバイス１０に対し、ステップＳ１０３と同じ処理を行って、死活監視メッセージの送信時間を設定する処理を行う（ステップＳ１１０）。ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、死活監視メッセージの送信に関する設定内容を含めた確認応答を、ＩｏＴデバイス１０に送信する（ステップＳ１１１）。
［死活監視メッセージの送信時間設定処理の処理手順］
　次に、図１３に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理（ステップＳ１０３）の処理手順について説明する。図１４は、図１３に示す死活監視メッセージの送信時間設定処理の一例を示すフローチャートである。
　図１３に示すステップＳ１２１～ステップＳ１２３は、図１１に示すステップＳ９１～ステップＳ９３と同じ処理である。死活監視時間管理部２２１は、取得したシステム負荷が所定の閾値を超過していると判定した場合（ステップＳ１２２：Ｙｅｓ）、ＩｏＴデバイス１０に対し死活監視メッセージの送信停止を一時的に設定する（ステップＳ１２４）。例えば、死活監視時間管理部２２１は、一時的に死活監視を停止するために、期間として－１を無限相当とし、この値を、死活監視メッセージの送信時間として設定する。
［実施の形態２の効果］
　このように、実施の形態２では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、自身のシステム負荷に応じて、ＩｏＴデバイス１０に対し、監視周期を設定する。例えば、実施の形態２では、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、システム高負荷時は、ＩｏＴデバイス１０の以降の監視周期を大きく設定して、確認応答でＩｏＴデバイス１０に指示するため、システム負荷への影響を軽減することができる。或いは、ＩｏＴデバイス収容ＧＷ２２０は、システム高負荷時は、ＩｏＴデバイスに対し死活監視メッセージの送信停止を設定するため、システム負荷への影響を軽減することができる。
［システム構成等］
　図示した各装置の各構成要素は機能概念的なものであり、必ずしも物理的に図示の如く構成されていることを要しない。すなわち、各装置の分散・統合の具体的形態は図示のものに限られず、その全部又は一部を、各種の負荷や使用状況等に応じて、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。さらに、各装置にて行なわれる各処理機能は、その全部又は任意の一部が、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）及び当該ＣＰＵにて解析実行されるプログラムにて実現され、あるいは、ワイヤードロジックによるハードウェアとして実現され得る。
　また、本実施形態において説明した各処理のうち、自動的に行われるものとして説明した処理の全部又は一部を手動的に行なうこともでき、あるいは、手動的に行なわれるものとして説明した処理の全部又は一部を公知の方法で自動的に行なうこともできる。この他、上記文書中や図面中で示した処理手順、制御手順、具体的名称、各種のデータやパラメータを含む情報については、特記する場合を除いて任意に変更することができる。
［プログラム］
　図１５は、プログラムが実行されることにより、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置が実現されるコンピュータの一例を示す図である。コンピュータ１０００は、例えば、メモリ１０１０、ＣＰＵ１０２０を有する。また、コンピュータ１０００は、ハードディスクドライブインタフェース１０３０、ディスクドライブインタフェース１０４０、シリアルポートインタフェース１０５０、ビデオアダプタ１０６０、ネットワークインタフェース１０７０を有する。これらの各部は、バス１０８０によって接続される。
　メモリ１０１０は、ＲＯＭ（Read　Only　Memory）１０１１及びＲＡＭ（Random　Access　Memory）１０１２を含む。ＲＯＭ１０１１は、例えば、ＢＩＯＳ（Basic　Input　Output　System）等のブートプログラムを記憶する。ハードディスクドライブインタフェース１０３０は、ハードディスクドライブ１０９０に接続される。ディスクドライブインタフェース１０４０は、ディスクドライブ１１００に接続される。例えば磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能な記憶媒体が、ディスクドライブ１１００に挿入される。シリアルポートインタフェース１０５０は、例えばマウス１１１０、キーボード１１２０に接続される。ビデオアダプタ１０６０は、例えばディスプレイ１１３０に接続される。
　ハードディスクドライブ１０９０は、例えば、ＯＳ（Operating　System）１０９１、アプリケーションプログラム１０９２、プログラムモジュール１０９３、プログラムデータ１０９４を記憶する。すなわち、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置の各処理を規定するプログラムは、コンピュータにより実行可能なコードが記述されたプログラムモジュール１０９３として実装される。プログラムモジュール１０９３は、例えばハードディスクドライブ１０９０に記憶される。例えば、実施の形態１，２の通信システムを構成する装置における機能構成と同様の処理を実行するためのプログラムモジュール１０９３が、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される。なお、ハードディスクドライブ１０９０は、ＳＳＤ（Solid　State　Drive）により代替されてもよい。
　また、上述した実施形態の処理で用いられる設定データは、プログラムデータ１０９４として、例えばメモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶される。そして、ＣＰＵ１０２０が、メモリ１０１０やハードディスクドライブ１０９０に記憶されたプログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４を必要に応じてＲＡＭ１０１２に読み出して実行する。
　なお、プログラムモジュール１０９３やプログラムデータ１０９４は、ハードディスクドライブ１０９０に記憶される場合に限らず、例えば着脱可能な記憶媒体に記憶され、ディスクドライブ１１００等を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。あるいは、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、ネットワーク（ＬＡＮ、ＷＡＮ（Wide　Area　Network）等）を介して接続された他のコンピュータに記憶されてもよい。そして、プログラムモジュール１０９３及びプログラムデータ１０９４は、他のコンピュータから、ネットワークインタフェース１０７０を介してＣＰＵ１０２０によって読み出されてもよい。
　以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
　１０　ＩｏＴデバイス
　１１　センサ
　１２　再送タイマ
　１３　死活監視タイマ
　１４，２３　通信部
　１５　データ送信トリガ監視部
　１６　スリープ管理部
　２０，２２０　ＩｏＴデバイス収容ＧＷ
　２１，２２１　死活監視時間管理部
　２２４　システム状況監視部

Claims (8)

  1. 　ＩｏＴ（Internet　of　Things）デバイスを収容するゲートウェイであって、
    　前記ＩｏＴデバイスに対して、監視周期を設定する設定部と、
    　前記設定部が設定した監視周期を前記ＩｏＴデバイスに送信する通信部と、
    　を有することを特徴とするゲートウェイ。
  2. 　当該ゲートウェイのシステム負荷を監視する監視部をさらに有し、
    　前記設定部は、前記ゲートウェイのシステム負荷に応じて、ＩｏＴデバイスに対し、前記監視周期を設定することを特徴とする請求項１に記載のゲートウェイ。
  3. 　前記設定部は、前記システム負荷が所定の閾値以下である場合、前記ＩｏＴデバイスの監視周期を前回の監視周期と同じ周期に設定し、前記システム負荷が所定の閾値を超えた場合、前記ＩｏＴデバイスの監視周期を前回の監視周期より大きく設定する、または、前記ＩｏＴデバイスに対し死活監視メッセージの送信停止を設定することを特徴とする請求項２に記載のゲートウェイ。
  4. 　ＩｏＴ（Internet　of　Things）デバイスと、前記ＩｏＴデバイスを収容するゲートウェイとを有する通信システムであって、
    　前記ゲートウェイは、
    　前記ＩｏＴデバイスに対して、監視周期を設定する設定部と、
    　前記設定部が設定した監視周期を前記ＩｏＴデバイスに送信する第１の通信部と、
    　を有し、
    　前記ＩｏＴデバイスは、
    　前記第１の通信部によって送信された監視周期にしたがって、前記ゲートウェイにメッセージを送信する第２の通信部
    　を有することを特徴とする通信システム。
  5. 　前記ゲートウェイは、
    　当該ゲートウェイのシステム負荷を監視する監視部
    　をさらに有し、
    　前記設定部は、前記ゲートウェイのシステム負荷に応じて、ＩｏＴデバイスに対し、前記監視周期を設定することを特徴とする請求項４に記載の通信システム。
  6. 　前記設定部は、前記システム負荷が所定の閾値以下である場合、前記ＩｏＴデバイスの監視周期を前回の監視周期と同じ周期に設定し、前記システム負荷が所定の閾値を超えた場合、前記ＩｏＴデバイスの監視周期を前回の監視周期より大きく設定する、または、前記ＩｏＴデバイスに対し死活監視メッセージの送信停止を設定することを特徴とする請求項５に記載の通信システム。
  7. 　前記ＩｏＴデバイスは、
    　前記第１の通信部によって送信された監視周期にしたがって、通信時以外の期間、前記第２の通信部をスリープ状態にする管理部
    　をさらに有することを特徴とする請求項４～６のいずれか一つに記載の通信システム。
  8. 　ＩｏＴ（Internet　of　Things）デバイスを収容するゲートウェイが実行する通信方法であって、
    　前記ＩｏＴデバイスに対して、監視周期を設定する工程と、
    　前記設定する工程において設定された監視周期を前記ＩｏＴデバイスに送信する工程と、
    　を含んだことを特徴とする通信方法。
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