JP7686504B2 - 通信システム - Google Patents

Description

本発明は、サーバ装置と、当該サーバ装置とネットワークを介して通信可能な設備機器とを備え、前記設備機器が、前記サーバ装置から前記設備機器のソフトウェアを更新する更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルを受信するように構成された通信システムに関する。

従来、屋内等の設置エリアにおいて、サーバ又は施設制御装置（以下、両者をまとめてサーバ装置と呼ぶ）と、当該サーバ装置とネットワーク回線により通信可能に構成された各種設備機器（以下、設備機器と呼ぶ）とを備えた監視システムにおいて、サーバ装置が、各種設備機器から送信されたデータ量に対して受信できたデータ量を示す取得成功率を算出する成功率算出部を備える監視システムが知られている（特許文献１を参照）。
当該監視システムでは、成功率算出部が算出した取得成功率を、サーバ装置のディスプレイにより表示するよう構成されている。

特開２０１４－１８６６２９号公報

さて、通常、上述の設備機器は、定期的にサーバ装置へ、比較的大容量の更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルを要求するように構成され、当該要求時に設備機器が最新の更新用ソフトウェアを保持している場合には大容量ファイルのダウンロード通信を実行せず、要求時に設備機器が最新の更新用ソフトウェアを保持していない場合には大容量ファイルのダウンロード通信を実行する。
しかしながら、更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルのダウンロード通信の成否は、特に通信環境の影響を受けやすく、比較的通信環境が悪い状態のときに、ダウンロード通信を実行して、通信開始から受信完了までのセッションタイムアウト時間内にダウンロードが完了しなかった場合、再度、大容量ファイルのダウンロードを最初から実行する必要がある。更に、このように大容量ファイルの再ダウンロードは、通信環境の悪化を招きかねない。
また、近年の多様な家庭用ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）技術の普及により、複数の設備機器の夫々がスマートフォン等の携帯端末と近距離無線通信手段等により通信する環境においては、設備機器同士の間の電波が互いに干渉し、通信が不安定になりやすいという課題もあった。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、サーバから更新用ソフトウェアを含む比較的容量の大きい大容量データを安定して受信できると共に、通信環境の悪化を抑制できる通信システムを提供することにある。

上記目的を達成するための通信システムは、
サーバ装置と、当該サーバ装置とネットワークを介して通信可能な設備機器とを備え、
前記設備機器が、前記サーバ装置から前記設備機器のソフトウェアを更新する更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルを受信するように構成された通信システムであって、その特徴構成は、
前記設備機器に設けられ、前記サーバ装置に設けられる第１通信部との間で通信可能な第２通信部と、
前記サーバ装置に設けられ、前記大容量ファイルを記憶するサーバ側ファイル記憶部と、
前記設備機器に設けられ、前記第１通信部と前記第２通信部との間の通信環境を計測する通信環境計測部と、
前記設備機器に設けられ、前記通信環境計測部にて計測される前記通信環境を示す通信環境情報に基づいて、前記通信環境の良否を判定する通信環境判定部と、
前記設備機器に設けられ、前記通信環境判定部が前記通信環境が良好であると判定した場合に、前記サーバ装置に前記大容量ファイルの取得を前記第２通信部を介して要求する要求部と、を備え、
前記通信環境計測部は、前記第２通信部が前記第１通信部から前記大容量ファイルを先に受信した時点から新たに前記大容量ファイルを受信する時点までの時間間隔である第１時間間隔よりも短い第２時間間隔毎に、前記第２通信部が前記第１通信部へ通信リクエストを送信した回数と、前記通信リクエストの受信成功を意味する成功ステータスコードを前記第２通信部が前記第１通信部から受信した回数とを、前記通信環境情報として計測し、
前記通信環境判定部は、前記第２時間間隔よりも長い第３時間間隔において、前記第２通信部が前記第１通信部へ前記通信リクエストを送信した回数に対する、前記第２通信部が前記第１通信部から前記成功ステータスコードを受信した回数の比率として算出した前記通信環境情報としての成功応答比率に基づいて、前記通信環境の良否を判定する点にある。

上記特徴構成によれば、設備機器側に、サーバ装置と設備機器との間の通信環境を計測する通信環境計測部と、当該通信環境計測部にて計測される通信環境を示す通信環境情報に基づいて、通信環境の良否を判定する通信環境判定部と、通信環境判定部が通信環境が良好であると判定した場合に、サーバ装置に大容量ファイルの取得を要求する要求部とを備えるから、設備機器側で計測される通信環境を示す通信環境情報に基づいて、設備機器側の通信環境判定部が通信環境の良否を判定し、通信環境が良好である場合に、設備機器側の要求部が大容量ファイルの取得をサーバ装置へ要求することができる。
これにより、更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルの受信（ダウンロード通信）を安定して行うことができると共に、当該大容量ファイルの失敗によるダウンロードの回数を低減して通信環境の悪化を抑制できる通信システムを実現できる。

また、上記特徴構成によれば、設備機器は、更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルの送受信とは別に、通信リクエストの送信、及び当該通信リクエストの受信成功を意味する成功ステータスコードの受信を実行し、更に、設備機器に設けられる通信環境計測部は、通信リクエストの送信回数に対する、当該通信リクエストの受信成功を意味する成功ステータスコードの受信回数の比率としての成功応答比率を通信環境情報として導出し、当該成功応答比率に基づいて通信環境の良否を判定するから、成功応答比率の導出に際し、大容量ファイルを送受信する必要がなく、それによる通信環境の悪化を抑制できる。

通信システムの更なる特徴構成は、
前記サーバ装置に設けられ、前記通信環境判定部が前記通信環境が良好と判定した場合に、前記通信環境判定部にて算出された前記成功応答比率が低いほど、前記第１通信部から前記第２通信部へ前記大容量ファイルを送信する際の通信開始から前記大容量ファイルの受信完了までの許容時間であるセッションタイムアウト時間を長く設定するセッションタイムアウト設定部を備える点にある。

上記特徴構成によれば、通信環境判定部が通信環境が良好と判定した場合に、セッションタイムアウト設定部が、通信環境判定部にて算出された成功応答比率が低いほど、第１通信部から第２通信部へ大容量ファイルを送信する際の送信開始から送信終了までの許容時間であるセッションタイムアウト時間を長く設定するから、セッションタイムアウト時間が不必要に長くなることを抑制しつつ、大容量ファイルの送受信の成功確率の向上を図ることができる。

通信システムの更なる特徴構成は、
前記サーバ装置に設けられ、前記要求部から前記サーバ装置へ前記第２通信部を介して前記大容量ファイルの取得の要求があった場合、前記第１通信部から前記第２通信部へ前記大容量ファイルを送信する際の通信開始から前記大容量ファイルの受信完了までの許容時間であるセッションタイムアウト時間を、通常タイムアウト時間の２倍以上４倍以下に設定するセッションタイムアウト設定部を備える点にある。

上記特徴構成によれば、比較的大容量の更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルの取得時には、大容量ファイルよりも容量の小さい通常容量のファイルの送受信する場合に比べて、セッションタイムアウト時間を増加することで、送受信の失敗が起きやすい大容量ファイルの送受信の成功率を向上させて、送受信の失敗による通信環境の悪化を抑制することができる。

通信システムの更なる特徴構成は、
前記設備機器で利用される前記大容量ファイルは、所定のサイズに分割して前記第１通信部から前記第２通信部へ送信される点にある。

このような構成とすれば、住宅設備機器で利用される更新用ソフトウェアについてはサーバから細かく分割して配信されるので、設備機器にて必要に応じて割り込み処理を許容でき、設備機器側での各種処理が滞ることを抑制できる。

実施形態に係る通信システムの概略構成図である。 通信環境情報及び通信環境の判定結果である。 別実施形態に係る通信システムの概略構成図である。

本発明の実施形態に係る通信システム１００は、サーバ装置から更新用ソフトウェアを含む比較的容量の大きい大容量データを安定して受信できると共に、通信環境の悪化を抑制できるものに関する。
以下、図１、２を用いて実施形態に係る通信システム１００について説明する。

実施形態に係る通信システム１００は、図１に示すように、１台のサーバ装置ｓと、当該サーバ装置ｓと通信可能な設備機器ｄとを備えて構成されている。当該実施形態においては、１台のサーバ装置ｓに対し、複数の設備機器（ｄ及びｄ’、ｄ’’）が設けられている。
ここで、設備機器ｄは、一般家庭等に設置される燃料電池、給湯器、コンロ、ファンヒータ、エアコン、蓄電池等の住宅設備のリモコンが相当する。尚、当該設機機器ｄは、住宅設備自身であっても構わない。
当該設備機器ｄは、例えば、ルーターやロードバランサ等の中継機器（図示せず）を経由し、インターネット回線等のネットワークＮを介してサーバ装置ｓに接続されており、サーバ装置ｓから、当該設備機器ｄのソフトウェアを更新する更新用ソフトウェアをダウンロードしてアップデート可能に構成されている。

設備機器ｄは、通信環境計測部ｄｃ３、通信環境情報記憶部ｄｃ２、通信環境判定部ｄｃ１、要求部ｄｃ４、機器側ファイル記憶部ｄｃ５を制御装置ｄｃに備えると共に、第２通信部ｄｎを備えて構成されている。サーバ装置ｓは、サーバ側ファイル記憶部ｓｃ１、セッションタイムアウト設定部ｓｃ２を制御装置ｓｃに備えると共に、第１通信部ｓｎを備えて構成されている。これらの各機能部は、ソフトウェアの更新に係る処理を実行するために、ＣＰＵを中核部材としてハードウェア又はソフトウェア或いはその両方が協働する形で構築されているが、各機能部が異なるパーツに分かれて構成されていてもよく、1つのパーツが複数の機能部の機能を兼ねていてもよい。

サーバ側ファイル記憶部ｓｃ１は、設備機器ｄで利用される更新用ソフトウェアを含む各種ソフトウェアを大容量ファイル（例えば、数ＭＢの容量）の形で記憶する。当該更新用ソフトウェアとしては、通信モジュールの動作シーケンスに関する通信モジュール用ソフトウェア、通信モジュールを含む設備機器ｄ全体の動作を制御する設備機器制御用ソフトウェア等が挙げられる。また、設備機器ｄとサーバ装置ｓとが暗号通信を行うために必要なクライアント証明書ファイルやサーバ証明書ファイル等も含まれる。

第１通信部ｓｎは、第２通信部ｄｎと通信を行う。第１通信部ｓｎは、上述したインターネット回線等のネットワークＮを通じて第２通信部ｄｎと接続される。これにより、第１通信部ｓｎは第２通信部ｄｎと通信可能に構成される。
第１通信部ｓｎは、設備機器ｄの要求部ｄｃ４から要求があり、且つサーバ側ファイル記憶部ｓｃ１に新たな更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルが記憶されている場合に、当該大容量ファイルを第２通信部ｄｎへ送信する。

さて、近年の多様な家庭用ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ）技術の普及により、例えば設備機器（ｄ及びｄ’、ｄ’’）の夫々がスマートフォン等の携帯端末とＢｌｕｅｔｏｏｔｈＬＥ（登録商標）等の近距離無線通信手段（図示せず）により通信するようになり、設備機器（図中、ｄ、ｄ'、ｄ''同士）間で電波が互いに干渉し、通信が不安定になり易いという課題があった。
そこで、当該実施形態に係る通信システム１００では、以下の構成を備えている。

設備機器ｄに設けられる通信環境計測部ｄｃ３は、第１通信部ｓｎと第２通信部ｄｎの間の通信環境を計測するものであり、第２通信部ｄｎが第１通信部ｓｎから大容量ファイルを先に受信した時点から新たに大容量ファイルを受信するまでの時間間隔である第１時間間隔（例えば、数日以上の時間間隔）よりも短い第２時間間隔（５分の時間間隔）毎に、第２通信部ｄｎが第１通信部ｓｎへ通信リクエストを送信した回数と、通信リクエストの受信成功を意味する成功ステータスコードを受信した回数とを、通信環境情報として計測する。

通信環境判定部ｄｃ１は、通信環境計測部ｄｃ３にて計測された通信環境情報に基づいて、通信環境の良否を判定する。
説明を追加すると、当該通信環境判定部ｄｃ１は、第２時間間隔よりも長い第３時間間隔（例えば、２４時間の時間間隔）において、第２通信部ｄｎが第１通信部ｓｎへ通信リクエストを送信した回数に対する、第２通信部ｄｎが第１通信部ｓｎから成功ステータスコードを受信した回数の比率として算出した成功応答比率に基づいて、通信環境の良否を判定する。通信環境判定部ｄｃ１は、例えば、成功応答比率が０．７（７０％）以上（より好ましくは０．８（８０％）以上：後述する判定閾値の一例）である場合に、通信環境が良好であると判定するよう構成される。

設備機器ｄでは、上述の如く通信環境計測部ｄｃ３にて計測された通信リクエストを送信した回数、成功ステータスコードを受信した回数及びそれらから算出した成功応答比率を、通信環境情報記憶部ｄｃ２に第３時間間隔毎に記憶する。

通信環境判定部ｄｃ１が通信環境が良好であると判定すると、要求部ｄｃ４が、第２通信部ｄｎからネットワークＮを介して第１通信部ｓｎへ更新ソフトウェアを含む大容量ファイルを要求する。
要求部ｄｃ４からの要求を受けると、第１通信部ｓｎは、サーバ側ファイル記憶部ｓｃ１に記憶される大容量ファイルを、ネットワークＮを介して第２通信部ｄｎへ送信する。
受信した大容量ファイルは機器側ファイル記憶部ｄｃ５に記憶されると共に、制御装置ｄｃに更新用ソフトウェアがインストールされる。

さて、上述した大容量ファイルは、所定のサイズの複数のパケットに分割されヘッダと共に送信されるのであるが、当該ヘッダには、パケットの送信順に番号が付されると共に、最終パケットには自身が最終パケットであることを示す情報が記録されている。
サーバ装置ｓには、通信開始から大容量ファイルの受信完了まで、即ち、第２通信部ｄｎから第１通信部ｓｎへ大容量ファイルを要求する際の通信開始から最終パケットを第２通信部ｄｎが受信し第１通信部ｓｎが第２通信部ｄｎから受信成功の成功ステータスコードを受信するまでに許容する時間であるセッションタイムアウト時間を設定するセッションタイムアウト設定部ｓｃ２を備えられている。
セッションタイムアウト設定部ｓｃ２は、大容量ファイルの送信成功率を向上させるべく、要求部ｄｃ４からサーバ装置ｓへ大容量ファイルの取得の要求があった場合、第１通信部ｓｎから第２通信部ｄｎへ大容量ファイルを送信する際の送信開始から送信終了までの許容時間であるセッションタイムアウト時間を、大容量ファイルよりも容量の小さい通常容量ファイル（例えば、数十ＫＢ以下の容量のファイル）での通常タイムアウト時間の２倍以上４倍以下に設定する。

〔実験結果〕
次に、当該実施形態に係る通信システム１００について実験を行った結果を図２に基づいて説明する。
当該実験では、大容量ファイルを先に受信した時点から新たに大容量ファイルを受信するまでの時間間隔である第１時間間隔を２４時間（１日）とし、通信状況を確認する時間間隔である第２時間間隔を５分とし、成功応答比率を算出する時間間隔である第３時間間隔を２４時間とした。実験環境としては、設備機器ｄと無線ルータとの距離を変更したり、設備機器ｄと無線ルータとの間に遮蔽物を設置する等して２４時間毎の通信環境を変化させた。尚、大容量ファイルの容量は、０．５ＭＢとした。

図２に示す実験結果では、成功応答比率が０．８（８０％）以上である場合、又は成功応答比率が０．７（７０％）以上で且つセッションタイムアウト時間が１２００秒である場合、大容量ファイルの受信が成功していることがわかる。
当該実験から、成功応答比率の判定閾値を所定閾値以上に設定したり、セッションタイムアウト時間を適切に設定することで、大容量ファイルの受信成功率を向上させることができることがわかる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、通信環境判定部ｄｃ１は、第３時間間隔として２４時間（１日）を設定し、直近の第３時間間隔における成功応答確率に基づいて、通信環境を判定する構成例を示した。
ここで、通信環境判定部ｄｃ１は、例えば、第３時間間隔として１日より短い時間間隔（例えば、１時間）を設定し、１日のうちで当該第３時間間隔毎の成功応答確率を算出し、例えば、直近の１週間のうちで、１日の成功応答確率が高い時間帯を導き出して、当該時間帯に通信環境が良好であると判定する構成としても構わない。
この場合、要求部ｄｃ４は、一日のうちで当該通信環境が良好な時間帯に大容量ファイルを要求することになる。

（２）セッションタイムアウト設定部ｓｃ２は、上記実施形態で説明した設定に加え、通信環境判定部ｄｃ１が通信環境が良好と判定した場合に、通信環境判定部ｄｃ１にて算出された成功応答比率が低いほど、第１通信部ｓｎから第２通信部ｄｎへ大容量ファイルを送信する際の通信開始から通信強制終了までの許容時間であるセッションタイムアウト時間を長く設定するよう構成されていても構わない。
セッションタイムアウト時間が不必要に長期化することを抑制しつつ、大容量ファイルの送受信の成功率を向上できると共に大容量ファイルの送受信の失敗による通信環境の悪化を抑制できる。

（３）上記実施形態では、通信リクエストの送信回数、成功ステータスコードの受信回数及び成功応答比率を記憶する通信環境情報記憶部ｄｃ２は、設備機器ｄ側に設ける構成例を示した。
当該通信環境情報記憶部ｄｃ２は、図３に示すように、サーバ装置ｓ側に通信環境情報記憶部ｓｃ３として設ける構成としても構わない。
当該構成の場合、通信環境判定部ｄｃ１は、通信環境を判定する場合、通信環境情報としての通信リクエストの送信回数、成功ステータスコードの受信回数及び成功応答比率を、サーバ装置ｓ側の通信環境情報記憶部ｓｃ３から受信することになる。

（４）通信環境判定部ｄｃ１は、成功応答比率ではなく成功応答数にて通信環境の良否を判定しても構わない。

尚、上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。

本発明の通信システムは、サーバから更新用ソフトウェアを含む比較的容量の大きい大容量データを安定して受信できると共に、通信環境の悪化を抑制できる通信システムとして、有効に利用可能である。

１００ ：通信システム
Ｎ ：ネットワーク
ｄ ：設備機器
ｄｃ１ ：通信環境判定部
ｄｃ２ ：通信環境情報記憶部
ｄｃ３ ：通信環境計測部
ｄｃ４ ：要求部
ｄｎ ：第２通信部
ｓ ：サーバ装置
ｓｃ１ ：サーバ側ファイル記憶部
ｓｃ２ ：セッションタイムアウト設定部
ｓｃ３ ：通信環境情報記憶部
ｓｎ ：第１通信部

Claims (4)

1. サーバ装置と、当該サーバ装置とネットワークを介して通信可能な設備機器とを備え、
   前記設備機器が、前記サーバ装置から前記設備機器のソフトウェアを更新する更新用ソフトウェアを含む大容量ファイルを受信するように構成された通信システムであって、
   前記設備機器に設けられ、前記サーバ装置に設けられる第１通信部との間で通信可能な第２通信部と、
   前記サーバ装置に設けられ、前記大容量ファイルを記憶するサーバ側ファイル記憶部と、
   前記設備機器に設けられ、前記第１通信部と前記第２通信部との間の通信環境を計測する通信環境計測部と、
   前記設備機器に設けられ、前記通信環境計測部にて計測される前記通信環境を示す通信環境情報に基づいて、前記通信環境の良否を判定する通信環境判定部と、
   前記設備機器に設けられ、前記通信環境判定部が前記通信環境が良好であると判定した場合に、前記サーバ装置に前記大容量ファイルの取得を前記第２通信部を介して要求する要求部と、を備え、
   前記通信環境計測部は、前記第２通信部が前記第１通信部から前記大容量ファイルを先に受信した時点から新たに前記大容量ファイルを受信する時点までの時間間隔である第１時間間隔よりも短い第２時間間隔毎に、前記第２通信部が前記第１通信部へ通信リクエストを送信した回数と、前記通信リクエストの受信成功を意味する成功ステータスコードを前記第２通信部が前記第１通信部から受信した回数とを、前記通信環境情報として計測し、
   前記通信環境判定部は、前記第２時間間隔よりも長い第３時間間隔において、前記第２通信部が前記第１通信部へ前記通信リクエストを送信した回数に対する、前記第２通信部が前記第１通信部から前記成功ステータスコードを受信した回数の比率として算出した前記通信環境情報としての成功応答比率に基づいて、前記通信環境の良否を判定する通信システム。
2. 前記サーバ装置に設けられ、前記通信環境判定部が前記通信環境が良好と判定した場合に、前記通信環境判定部にて算出された前記成功応答比率が低いほど、前記第１通信部から前記第２通信部へ前記大容量ファイルを送信する際の通信開始から前記大容量ファイルの受信完了までの許容時間であるセッションタイムアウト時間を長く設定するセッションタイムアウト設定部を備える請求項１に記載の通信システム。
3. 前記サーバ装置に設けられ、前記要求部から前記サーバ装置へ前記第２通信部を介して前記大容量ファイルの取得の要求があった場合、前記第１通信部から前記第２通信部へ前記大容量ファイルを送信する際の通信開始から前記大容量ファイルの受信完了までの許容時間であるセッションタイムアウト時間を、通常タイムアウト時間の２倍以上４倍以下に設定するセッションタイムアウト設定部を備える請求項１又は２に記載の通信システム。
4. 前記設備機器で利用される前記大容量ファイルは、所定のサイズに分割して前記第１通信部から前記第２通信部へ送信される請求項１～３の何れか一項に記載の通信システム。

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