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JP2005079647A - 通信制御装置、通信システム及び通信制御方法 - Google Patents

通信制御装置、通信システム及び通信制御方法 Download PDF

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島 芳 樹 寺
Hiroyuki Aizu
津 宏 幸 会
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Abstract

【課題】 通信の安定性やセキュリティを保持した状態で、屋外装置が簡易かつ迅速にアクセスできるようにする。
【解決手段】 通信システムは、ネットワーク1(例えば、インターネット)に接続された屋内通信制御装置2及び屋外通信制御装置3と、屋外通信制御装置3と無線通信を行う携帯端末4とを備えている。屋外から屋内にアクセスできない場合は、携帯端末4からの遠隔制御命令を屋外通信制御装置3に保持しておき、屋内通信制御装置2が周期的に屋外通信制御装置3にアクセスして、携帯端末4からの遠隔制御命令を取得して実行し、屋外から屋内にアクセスできる場合は、携帯端末4からの遠隔制御命令が屋外通信制御装置3に届いた時点で、屋外通信制御装置3が屋内通信制御装置2にアクセスして、遠隔制御命令の取得を要求する。
【選択図】 図1

Description

本発明は、屋外装置との間で情報の伝送を行う通信装置、通信システム及び通信制御方法に関する。
種々の家電製品をネットワークに接続すると、例えば屋外から携帯端末を用いて、ネットワークを介してエアコン等の電源を制御することが可能になり、種々の家電製品を遠隔制御するサービスモデルを容易に実現することができ、ユーザーにとって利便性の高いシステムを構築できる。
遠隔制御を実現するために、様々な通信方法を用いた手法が提案されているが、汎用性や実装容易性などの点から、特にWebサーバーによるHTTP(HyperText Transfer Protocol)を利用した制御の方法が注目されている(特許文献1及び特許文献2を参照)。
従来の屋外からの制御方法には、主に二通りの形態が存在している。第1の形態はWebサーバーを制御の対象機器の設置場所と同じ屋内に配し、屋外からこのWebサーバーに直接アクセスし操作要求を発行する「直接アクセス」の形態である。第2の形態は、外部のネットワーク上に別のWebサーバーを配し、操作要求があったかどうかを定期的に屋内の通信装置から確認する「ポーリング」の形態である。
これら二つの形態には、それぞれ長所短所が存在する。第1の形態は、操作要求をすぐ通知することができるため、操作のレスポンスに優れている。ところが、屋外から直接アクセス可能なアドレスを持ったアクセスポイントを屋内に置かなければならないため、そのようなネットワーク環境を用意できないユーザーには利用できない。
第2の形態は、屋内から屋外に向けてアクセスを行うため、通常のWebアクセス可能なネットワーク環境を持つユーザー全てが利用できる。ところが、与えられた制御要求をレスポンス良く処理するために短期間に頻繁に宅外Webサーバーへの命令の確認を行うと、この確認に要する通信コストが膨大になってしまうため、確認の間隔を長くとるという実施形態を採用しているシステムがほとんどである。この場合、操作要求は確認の間隔で伝えられるため、操作のレスポンスが低くなる。
これら二つの形態は、サービスを提供するためのシステム構成も異なるため、従来の遠隔制御を行うシステムでは、リアルタイム性を重視し、屋外からアクセス可能な環境を持つ利用者に限って第1の形態の直接アクセスする形態を用いたサービスを提供するか、または、全ての利用者の環境で適用可能なことを重視し、屋外に操作要求を保存するサーバーを用意して第2の形態のポーリングの形態を用いたサービスを提供していた。すなわち、従来はサービスの種類に応じてどちらかのシステムを構築していた。
特開2000−059871公報 特開2001−331394公報
上述した第1及び第2の形態のどちらか一方のみを採用した場合、屋外からアクセス不可能な環境の場合にはサービスを受けられないという問題や、屋外からアクセス可能な環境を持っていても、ポーリングによりサービスを提供することから、リアルタイム性が低いという問題などがある。
また、多くのユーザを満足させるサービスを提供するためには、屋外装置からの直接アクセスを可能とするとともに、ポーリングによるサービス提供を可能にする必要があるが、両方を可能にするには二つのアクセス形態を実装する必要があり、コストが余計にかかるおそれがある。
本発明の目的は、これらの問題を鑑みてなされたものであり、通信の安定性やセキュリティを保持した状態で、屋外装置が簡易かつ迅速にアクセスできるようにした通信装置、通信システム及び通信制御方法を提供することにある。
本発明は、屋外通信制御装置がアクセスする際に該屋外通信制御装置に使用させる通信識別情報を該屋外通信制御装置に送信する識別情報送信手段と、前記通信識別情報を送信してから所定時間以内に前記屋外通信制御装置が接続を行ったか否かを判定し、前記所定時間以内に該屋外通信制御装置が接続を行った場合に、該屋外通信制御装置に対して接続を許可する接続判定手段と、を備える。
また、本発明は、屋外通信制御装置からのアクセスが可能でない場合には、周期的に前記屋外通信制御装置にアクセスして、前記屋外通信制御装置が保持する、携帯端末から送信された遠隔制御命令を取得して実行する第1の命令取得実行手段と、前記屋外通信制御装置からのアクセスが可能な場合には、前記屋外通信制御装置からの命令実行依頼を受信する命令実行依頼受信手段と、前記命令実行依頼が受信されると、前記命令実行依頼を行った前記屋外通信制御装置が保持する、前記携帯端末から送信された遠隔制御命令を取得して実行する第2の命令取得実行手段と、を備える。
本発明によれば、屋外通信制御装置に通信識別情報を送信してから所定時間以内に屋外通信制御装置が接続を行った否かで、屋外通信制御装置に対する接続を許可するか否かを判断するため、通信に適した屋外通信制御装置のみ接続を許可することができ、安定した通信が可能になるとともに、セキュリティを向上できる。
また、本発明によれば、屋外通信制御装置からのアクセスが可能な場合には、携帯端末から遠隔制御命令が届いた時点で、屋外通信制御装置が屋内通信制御装置に命令実行依頼を行い、それを受けて、屋内通信制御装置は屋外通信制御装置にアクセスして命令を取得するため、簡易な構成で迅速に命令の実行を行うことができる。
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態を説明する。
図1は本発明に係る通信システムの全体構成の一例を示すブロック図である。図1の通信システムは、ネットワーク1(例えば、インターネット)に接続された屋内通信制御装置2及び屋外通信制御装置3と、屋外通信制御装置3と無線通信を行う携帯端末4とを備えている。
屋内通信制御装置2とネットワーク1との間に、セキュリティを確保するためのファイアウォールを設けてもよいし、屋内通信制御装置2が屋内ネットワークを介して屋内の通信機器と通信を行えるようにしてもよい。
屋内通信制御装置2から屋外通信制御装置3へのアクセスは可能であるが、屋外通信制御装置3から屋内通信制御装置2へのアクセスが可能か否かは、ユーザーのネットワーク環境により異なる。
ユーザーは、携帯端末4を用いて、屋内通信制御装置2(または、屋内通信制御装置2を介して屋内ネットワーク1に接続された屋内の通信機器)を屋外から遠隔制御する。このとき、携帯端末4は、屋内通信制御装置2と直接通信を行うのではなく、屋外通信制御装置3と通信を行って、屋内通信制御装置2を遠隔制御する。
図2は屋内通信制御装置2及び屋外通信制御装置3の内部構成を示すブロック図である。屋内通信制御装置2は、ネットワーク環境を調べるネットワーク判定部11と、携帯端末4から指示された処理を実行する遠隔制御処理部12と、作業データ等を格納する記憶部13とを有する。屋外通信制御装置3も同様に、ネットワーク環境を調べるネットワーク判定部14と、携帯端末4から指示された処理内容を屋内通信制御装置2に送信する制御を行う遠隔制御処理部15と、作業データ等を格納する記憶部16とを有する。
図3は屋内通信制御装置2内のネットワーク判定部11と屋外通信制御部内のネットワーク判定部14の内部構成を示すブロック図である。屋内通信制御装置2はサーバー装置21及びクライアント装置22を有し、同様に、屋外通信制御装置3もサーバー装置23及びクライアント装置24を有する。
屋内のクライアント装置22は、ネットワーク1を介して、接続しにきて欲しいIPアドレスやポート番号等の屋内通信制御装置2の情報を屋外のサーバー装置23に送信し、その返答を待ち受ける機能を持つ。この場合の通信プロトコルは、独自のプロトコルでもよいが、一般的なHTTPやHTTPSを用いてもよい。
屋内のサーバー装置21は、通常は起動していないが、屋外からの接続が可能か否かを判定するために、ある一定時間だけ屋外のクライアント装置24からの接続を待ち受ける機能を持つ。待ち受けは、先に屋内のクライアント装置22が送信したポート番号にて行う。このポート番号は、HTTPの80番、HTTPSの443番などの固定の番号でもよいし、屋内通信制御装置2上で動いている他のプログラムと衝突しない範囲でランダムに選んだ他の任意の番号でもよい。
また、セキュリティをより高めるために、屋内通信制御装置2に接続できる機器を、屋外通信制御装置3(のIPアドレスやドメイン名)のみに限定してもよい。
一方、屋外のサーバー装置23は、屋内のクライアント装置22からネットワーク1を介して、屋内通信制御装置2に対するIPアドレスやポート番号などの情報を受け取り、屋外のクライアント装置24に渡す機能を持つ。なお、IPアドレスをクライアント装置から明示的に受け取らずに、接続元のIPアドレスを調べてもよい。
屋外のクライアント装置24は、同一のIPアドレスとポート番号に対して接続を試行する機能を持つ。
図4は屋外から屋内に接続可能か否かを調べる処理手順を示すシーケンス図である。まず、屋内のクライアント装置22が、接続しにきて欲しいIPアドレスとポート番号を屋外のサーバー装置23に送信し、接続を依頼する(ステップS1)。同時に、屋内のサーバー装置21は、接続依頼を行ってからの時間計測を開始する(ステップS2)。
サーバー装置21は、この接続依頼を受け取って、屋内のクライアント装置22に返答する(ステップS3)。
一方、屋外のサーバー装置23は、受け取ったIPアドレスとポート番号とを屋外のクライアント装置24に通知し、このクライアント装置24は、そのIPアドレスとポート番号を指定して、屋内のサーバー装置21に対して何度か接続を試みる(ステップS4)。
屋内のサーバー装置21が時間計測を開始してから所定時間以内に、屋外のクライアント装置24による接続が成功すると、屋内のサーバー装置21は、屋外から屋内への接続が可能であると判断する。逆に、所定時間以内に、屋外のクライアント装置24による接続が成功しない場合には、屋外から屋内への接続が不可能であると判断する。屋内のサーバー装置21は、判断結果を屋外のクライアント装置24に送信する(ステップS5)。
屋内のサーバー装置21は、接続してきたのが真のクライアント装置であるか否かを確認するために、SSL(Secure Socket Layer)の身元証明技術を利用したり、先に屋内のクライアント装置22が何らかの秘密の情報を送って、それを送り返してもらい、両者が一致するか否かを確かめる処理を行ってもよい。
以上では、屋外から屋内への接続が可能か否かを判定する処理を説明した。この判定処理は、後述する携帯端末4による遠隔制御の実行に先だって一度だけ行ってもよいし、あるいは定期的にこの判定処理を行って、接続環境を常に監視してもよい。
図5は屋内の遠隔制御処理部12と屋外の遠隔制御処理部15の内部構成を示すブロック図である。屋内の遠隔制御処理部12は、サーバー装置31と、クライアント装置32と、携帯端末4から指示された命令を実行する命令実行装置33とを有する。屋外の遠隔制御処理部15は、サーバー装置34と、クライアント装置35と、携帯端末4から指示された命令を格納する命令保持装置36とを有する。
屋内のクライアント装置32は、ネットワーク1を介して屋外のサーバー装置34にアクセスし、そのサーバー装置34に接続されている命令保持装置36から、実行すべき命令を取得する。取得した命令は、命令実行装置33により実行される。
命令実行装置33は、屋内通信制御装置2が発行する命令と、屋外通信制御装置3から送信されてきた命令とを実行する。
屋内のサーバー装置31は、屋外のクライアント装置35からの通信を待ち受けて、このクライアント装置35からの要請を受けると、屋内のクライアント装置32に通知して命令の取得を行わせる。
本実施形態は、屋外から屋内に直接アクセスできるか否かにかかわらず、図1の構成のままで、携帯端末4による屋内の遠隔制御を行うことができる。
図6は携帯端末4による遠隔制御の処理手順を示すシーケンス図であり、屋外から屋内にアクセスできない場合の処理手順を示している。この場合、屋内の遠隔制御処理部12内のクライアント装置32は所定時間ごとに起動し、屋外の遠隔制御処理部15内のサーバー装置34に対して、命令取得要求を行う(ステップS11)。屋外のサーバー装置34は、命令保持装置36に遠隔制御用の命令が格納されているか否かを確認し、格納されていなければその旨を返す(ステップS12)。屋内のクライアント装置32は、実行すべき命令がなければ、特に何も処理を行わない。
ここで、ユーザーが携帯端末4を用いて屋外通信制御装置3にアクセスし、遠隔制御の要求を発行すると(ステップS13)、命令保持装置36に、例えば「子供部屋のエアコンの電源をオン」等の要求に応じた遠隔制御命令が格納される。この時点では、単に命令が格納されるのみで、命令の実行は行われない。
その後、所定期間ごとに起動している屋内のクライアント装置32が再び屋外のサーバー装置34に命令取得要求を行うと(ステップS14)、この時点ではすでに命令保持装置36に遠隔制御命令が格納されているため、サーバー装置34はこの命令を取得して、屋内のクライアント装置32に送信する(ステップS15)。クライアント装置32は、この命令を命令実行装置33に送信して、命令を実行する(ステップS16)。
一方、図7は屋外から屋内にアクセスできる場合の遠隔制御処理の手順を示すシーケンス図である。この場合、図6とは異なり、屋内の遠隔制御処理部12内のサーバ装置31が継続して動作を行う。
まず、ユーザーが携帯端末4を用いて、屋外通信制御装置3にアクセスして遠隔制御の要求を行うと(ステップS21)、命令保持装置36に、例えば、「子供部屋のエアコンの電源をオン」等の要求に応じた遠隔制御命令が格納される。
携帯端末4が遠隔制御の要求を行った時点でクライアント装置35が起動し、屋内のサーバー装置31と通信を行い、命令情報を取りに来てくれるよう依頼を行う(ステップS22)。サーバー装置31は、その旨を屋内のクライアント装置32に通知する。
その後、屋内のクライアント装置32が屋外のサーバー装置34に対して命令取得要求を行うと(ステップS23)、同サーバー装置34は命令保持装置36に格納されている遠隔制御命令を取得し(ステップS24)、屋内のクライアント装置35にその命令を返す。クライアント装置35は、この命令を命令実行装置33に渡し、命令の実行が行われる(ステップS25)。これにより、ユーザーが携帯端末4から指示した命令が屋内通信制御装置2にて実行される。
携帯端末4から屋外通信制御装置3にアクセスして命令保持装置36に命令情報を格納する処理と、屋内の遠隔制御処理部12内のクライアント装置32が命令情報を屋外の遠隔制御処理部15内のサーバー装置34から取得して命令実行装置33で実行する処理は、図6と図7で共通しているため、略同一の構成で図6及び図7の処理を行うことができる。
また、ユーザの立場に立つと、携帯端末4から屋外通信制御装置3にアクセスするだけで、屋内通信制御装置2を遠隔制御できるため、屋内通信制御装置2が実際にどこに位置するかをまったく意識しなくて済む。
このように、本実施形態では、図4に示すように、屋内通信制御装置2から屋外通信制御装置3に接続依頼を行ってから所定時間以内に屋外通信制御装置3が接続を試行した場合のみ、屋外通信制御装置3の接続を許可するため、通信に適した屋外通信制御装置3のみに接続を許可することができ、通信の安定化とセキュリティ保持を図れる。
また、本実施形態では、図6に示すように、屋外から屋内へのアクセスができない環境では、携帯端末4からの遠隔制御命令を屋外通信制御装置3に保持しておき、屋内通信制御装置2が周期的に屋外通信制御装置3にアクセスして、携帯端末4からの遠隔制御命令を取得して実行するようにしたため、屋外から屋内へのアクセスができない環境でも、携帯端末4による屋内通信制御装置2の遠隔制御が可能になる。
さらに、本実施形態では、図7に示すように、屋外から屋内へのアクセスができる環境では、携帯端末4からの遠隔制御命令が屋外通信制御装置3に届いた時点で、屋外通信制御装置3が屋内通信制御装置2にアクセスして、遠隔制御命令の取得を要求するようにしたため、携帯端末4からの遠隔制御命令を迅速に屋内通信制御装置3で実行できる。
上述した実施形態で説明した通信システムの少なくとも一部は、ハードウェアで構成してもよいし、ソフトウェアで構成してもよい。ソフトウェアで構成する場合には、通信システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフロッピーディスクやCD−ROM等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の携帯可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。
また、通信システムの少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線(無線通信も含む)を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。
本発明に係る通信システムの全体構成の一例を示すブロック図。 屋内通信制御装置2及び屋外通信制御装置3の内部構成を示すブロック図。 屋内通信制御装置2内のネットワーク判定部11と屋外通信制御部内のネットワーク判定部14の内部構成を示すブロック図。 屋外から屋内に接続可能か否かを調べる処理手順を示すシーケンス図。 屋内の遠隔制御処理部12と屋外の遠隔制御処理部15の内部構成を示すブロック図。 携帯端末4による遠隔制御の処理手順を示すシーケンス図。 屋外から屋内にアクセスできる場合の遠隔制御処理の手順を示すシーケンス図。

Claims (10)

  1. 屋外通信制御装置がアクセスする際に該屋外通信制御装置に使用させる通信識別情報を該屋外通信制御装置に送信する識別情報送信手段と、
    前記通信識別情報を送信してから所定時間以内に前記屋外通信制御装置が接続を行ったか否かを判定し、前記所定時間以内に該屋外通信制御装置が接続を行った場合に、該屋外通信制御装置に対して接続を許可する接続判定手段と、を備えることを特徴とする通信制御装置。
  2. 前記接続判定手段による判定結果を前記屋外通信制御装置に返す判定結果返答手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の通信制御装置。
  3. 屋外通信制御装置からのアクセスが可能でない場合には、周期的に前記屋外通信制御装置にアクセスして、前記屋外通信制御装置が保持する、携帯端末から送信された遠隔制御命令を取得して実行する第1の命令取得実行手段と、
    前記屋外通信制御装置からのアクセスが可能な場合には、前記屋外通信制御装置からの命令実行依頼を受信する命令実行依頼受信手段と、
    前記命令実行依頼が受信されると、前記命令実行依頼を行った前記屋外通信制御装置が保持する、前記携帯端末から送信された遠隔制御命令を取得して実行する第2の命令取得実行手段と、を備えることを特徴とする通信制御装置。
  4. 前記携帯端末が発行した命令は、前記屋外通信制御装置内の命令保持手段に格納されており、
    前記第1の命令取得実行手段は、周期的に前記屋外通信制御装置にアクセスする際に、前記命令保持手段に格納されている命令を取得し、
    前記第2の命令取得実行手段は、前記命令実行依頼が受信された際に前記命令保持手段に格納されている命令を取得することを特徴とする請求項3に記載の通信制御装置。
  5. 屋内に設けられネットワークに接続された屋内通信制御装置と、
    屋外に設けられ前記ネットワークに接続された屋外通信制御装置と、を備えた通信システムであって、
    前記屋内通信制御装置は、
    前記屋外通信制御装置がアクセスする際に該屋外通信制御装置に使用させる通信識別情報を該屋外通信制御装置に送信する識別情報送信手段と、
    前記通信識別情報を送信してから所定時間以内に前記屋外通信制御装置が接続を行ったか否かを判定し、前記所定時間以内に該屋外通信制御装置が接続を行った場合に、該屋外通信制御装置に対して接続を許可する接続判定手段と、を有し、
    前記屋外通信制御装置は、前記屋内通信制御装置からの前記通信識別情報を受信すると、受信した旨の応答信号を前記屋内通信制御装置に送信する応答手段を有することを特徴とする通信システム。
  6. 屋内に設けられネットワークに接続された屋内通信制御装置と、
    屋外に設けられ前記ネットワークに接続された屋外通信制御装置と、
    前記屋外通信制御装置との間で無線通信を行う携帯端末と、を備えた通信システムであって、
    前記屋外通信制御装置は、
    前記携帯端末から送信された、前記屋内通信制御装置が実行すべき遠隔制御命令を保持する命令保持手段と、
    前記屋内通信制御装置へのアクセスが可能な場合には、前記携帯端末から送信された、前記遠隔制御命令の取得依頼を前記屋内通信制御装置に送信する命令取得依頼送信手段と、を有し、
    前記屋内通信制御装置は、
    前記屋外通信制御装置からのアクセスができない場合には、周期的に前記屋外通信制御装置にアクセスして、前記命令保持手段が保持する前記遠隔制御命令を取得して実行する第1の命令取得実行手段と、
    前記屋外通信制御装置からのアクセスができる場合には、前記屋外通信制御装置から送信された前記遠隔制御命令の取得依頼を受信する命令実行依頼受信手段と、
    前記遠隔制御命令の取得依頼が受信されると、該取得依頼を行った前記屋外通信制御装置から遠隔制御命令を取得して実行する第2の命令取得実行手段と、を有することを特徴とする通信システム。
  7. 前記屋外通信制御装置は、前記屋外通信制御装置が前記屋内通信制御装置へのアクセスが可能でない場合には、前記携帯端末からの遠隔制御命令が受信されると、その後に前記屋内通信制御装置がアクセスするまで、該遠隔制御命令を前記命令保持手段に保持することを特徴とする請求項6に記載の通信システム。
  8. 前記命令取得依頼送信手段は、前記屋外通信制御装置が前記屋内通信制御装置へのアクセスが可能な場合には、前記携帯端末からの遠隔制御命令が受信された時点で、前記屋内通信制御装置に対して該遠隔制御命令の取得依頼を行うことを特徴とする請求項6または7に記載の通信システム。
  9. 屋内に設けられネットワークに接続された屋内通信制御装置と、
    屋外に設けられ前記ネットワークに接続された屋外通信制御装置と、の間で通信を行う通信制御方法において、
    前記屋内通信制御装置は、
    前記屋外通信制御装置がアクセスする際に該屋外通信制御装置に使用させる通信識別情報を該屋外通信制御装置に送信し、
    前記通信識別情報を送信してから所定時間以内に前記屋外通信制御装置が接続を行ったか否かを判定して、前記所定時間以内に前記屋外通信制御装置が接続を行った場合に、該屋外通信制御装置に対して接続を許可し、
    前記屋外通信制御装置は、前記屋内通信制御装置からの前記通信識別情報を受信すると、受信した旨の応答信号を前記屋内通信制御装置に送信することを特徴とする通信制御方法。
  10. 屋内に設けられネットワークに接続された屋内通信制御装置と、屋外に設けられ前記ネットワークに接続された屋外通信制御装置と、の間で通信を行うとともに、携帯端末と前記屋外通信制御装置との間で無線通信を行う通信制御方法において、
    前記屋外通信制御装置は、
    前記携帯端末から送信された、前記屋内通信制御装置が実行すべき遠隔制御命令を保持し、
    前記屋内通信制御装置へのアクセスが可能な場合には、前記携帯端末から送信された、前記遠隔制御命令の取得依頼を前記屋内通信制御装置に送信し、
    前記屋内通信制御装置は、
    前記屋外通信制御装置からのアクセスが可能でない場合には、周期的に前記屋外通信制御装置にアクセスして、前記屋外通信制御装置が保持する前記遠隔制御命令を取得して実行し、
    前記屋外通信制御装置からのアクセスが可能な場合には、前記屋外通信制御装置から送信された前記遠隔制御命令の取得依頼を受信し、
    前記遠隔制御命令の取得依頼が受信されると、該取得依頼を行った前記屋外通信制御装置から遠隔制御命令を取得して実行することを特徴とする通信制御方法。
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