JP7283103B2

JP7283103B2 - ゲートウェイ、通信システム及び通信方法

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Publication number: JP7283103B2
Application number: JP2019024004A
Authority: JP
Inventors: 伸也河野
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp; NTT Inc USA
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Filing date: 2019-02-13
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Description

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、システム状態監視部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。

システム状態監視部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、システム状態監視部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。

１０ＩｏＴ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
２０，２２０ＩｏＴ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

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、死活監視メッセージの送信時間を設定し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する第１の確認応答、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第２の確認応答を設定する設定部と、
前記設定部が設定した前記第１の確認応答または前記第２の確認応答を前記ＩｏＴデバイスに送信する通信部と、
前記ゲートウェイのシステム負荷を監視する監視部と、
を有し、
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、前記第１の確認応答における前記死活監視メッセージの送信時間の設定、または、前記第２の確認応答の設定を行い、
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デバイスの死活監視メッセージの送信時間を前回の死活監視メッセージの送信時間と同じ時間に設定し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する前記第１の確認応答を設定し、
前記設定部は、前記システム負荷が所定の閾値を超過している場合には、前記ＩｏＴデバイス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し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する前記第１の確認応答、または、前記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前記第２の確認応答を設定することを特徴とするゲートウェイ。
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、死活監視メッセージの送信時間を設定し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する第１の確認応答、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第２の確認応答を設定する設定部と、
前記設定部が設定した前記第１の確認応答または前記第２の確認応答を前記ＩｏＴデバイスに送信する第１の通信部と、
前記ゲートウェイのシステム負荷を監視する監視部と、
を有し、
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、前記第１の確認応答における前記死活監視メッセージの送信時間の設定、または、前記第２の確認応答の設定を行い、
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デバイスの死活監視メッセージの送信時間を前回の死活監視メッセージの送信時間と同じ時間に設定し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する前記第１の確認応答を設定し、
前記設定部は、前記システム負荷が所定の閾値を超過している場合には、前記ＩｏＴデバイス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し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する前記第１の確認応答、または、前記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前記第２の確認応答を設定し、
前記ＩｏＴデバイスは、
前記ゲートウェイにメッセージを送信する第２の通信部と、
前記第１の通信部から前記第１の確認応答を受信した場合、前記第１の確認応答において設定された送信時間の通信時以外の期間、前記第２の通信部をスリープ状態にし、前記第１の通信部から前記第２の確認応答を受信した場合、前記死活監視メッセージの送信を停止させ、前記ゲートウェイに送信したメッセージに対する前記ゲートウェイからの前記第１の確認応答がない場合、前記第２の通信部をスリープ状態にしない管理部と、
を有することを特徴とする通信システム。
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、死活監視メッセージの送信時間を設定し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する第１の確認応答、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第２の確認応答を設定する工程と、
前記設定する工程において設定された前記第１の確認応答または前記第２の確認応答を前記ＩｏＴデバイスに送信する工程と、
前記ゲートウェイのシステム負荷を監視する工程と、
を含み、
前記設定する工程は、前記ゲートウェイのシステム負荷に応じて、前記第１の確認応答における前記死活監視メッセージの送信時間の設定、または、前記第２の確認応答の設定を行い、
前記設定する工程は、前記システム負荷が所定の閾値以下である場合、前記ＩｏＴデバイスの死活監視メッセージの送信時間を前回の死活監視メッセージの送信時間と同じ時間に設定し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する前記第１の確認応答を設定し、
前記設定する工程は、前記システム負荷が所定の閾値を超過している場合には、前記ＩｏＴデバイス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し、設定した送信時間の通信時以外の期間のスリープを指示する前記第１の確認応答、または、前記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前記第２の確認応答を設定することを特徴とする通信方法。