WO2018180369A1

WO2018180369A1 - センサネットワークシステム

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Publication number: WO2018180369A1
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Abstract

サーバ装置は、判定部と制御部とを含む。判定部は、ゲートウェイ装置からサーバ装置へ送信するセンサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、通信回線の輻輳度合いを判定する。制御部は、通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、センサデータの収集を行うセンサ機器とセンサデータの収集を保留するセンサ機器とを決定し、ゲートウェイ装置に対して、上記決定した内容を含む指示を送出する。

Description

センサネットワークシステム

　本発明は、センサネットワークシステム、サーバ装置、センサデータ収集制御方法、ゲートウェイ装置、及びプログラムに関する。

　センサ機器、ゲートウェイ装置、及び、サーバ装置から構成されるセンサネットワークシステムが提案ないし実用化されている。センサネットワークシステムは、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ　ｏｆ　Ｔｈｉｎｇｓ）システムの一種である。

　センサ機器は、センサ、通信装置、及びマイクロコンピュータを備え、センサにより観測を行い、得られたセンサデータを有線または無線によって送信する。ゲートウェイ装置は、通信装置、及びマイクロコンピュータを備え、センサ機器から受信したセンサデータをイーサネット（登録商標）等の通信回線を通じてサーバ装置へ送信する。サーバ装置は、通信回線を通じてゲートウェイ装置からセンサデータを収集し、センサデータの蓄積、解析、表示、及びアプリケーションへの通知等を行う。

　このようなセンサネットワークシステムにおいて、ゲートウェイ装置とサーバ装置とを接続する通信回線の輻輳を防止する技術として、予め設定された最大送信量を超えないように送信量に上限を設定する方法がある（例えば特許文献１参照）。

特許５０９７６３１号公報

　上述したように、センサネットワークシステムを構成するゲートウェイ装置とサーバ装置とを接続する通信回線の輻輳を防止する技術が提案されているけれども、そのような技術では輻輳の発生を防止できないことがある。例えば、通信回線がセンサネットワークシステム専用でなく、他のシステムと共用している場合、センサネットワークシステムの通信量に上限を設定しても他のシステムの通信量の増大によって輻輳が発生してしまうことがある。そして、通信回線の輻輳が発生すると、上述した輻輳の防止技術では、発生した輻輳を解消するのは困難である。

　本発明の目的は、上述した課題、即ち、通信回線の輻輳が発生すると、それを解消するのは困難である、という課題を解決するセンサネットワークシステム、サーバ装置、センサデータ収集制御方法、ゲートウェイ装置、及びプログラムを提供することにある。

　本発明の一形態に係るセンサネットワークシステムは、
　１または複数のセンサ機器からセンサデータを収集する１または複数のゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置とを含むセンサネットワークシステムであって、
　前記サーバ装置は、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する制御部と、
を含む。

　また本発明の他の形態に係るサーバ装置は、
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置であって、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する制御部と、
を含む。
　また本発明の他の形態に係るゲートウェイ装置は、
　１または複数のセンサ機器からセンサデータを収集し、前記センサデータを、通信回線を通じてサーバ装置へ送信するゲートウェイ装置であって、
　前記通信回線の輻輳度合いに基づいて決定された、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを特定する指示を、前記通信回線を通じて前記サーバ装置から受信して解析する受信データ解析部と、
　前記指示に従って、前記センサ機器の前記センサデータの中から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータを選択して送信データを作成する制御部とを含む。

　また本発明の他の形態に係るセンサデータ収集制御方法は、
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置が実行するセンサデータ収集制御方法であって、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定し、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する。

　また本発明の他の形態に係るプログラムは、
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するコンピュータを、
　前記ゲートウェイ装置から前記コンピュータへ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する送信データ制御部と、
して機能させる。

　本発明は上述した構成を有することにより、ゲートウェイ装置とサーバ装置とを接続する通信回線に輻輳が発生した場合、それを検出して解消させることができる。

本発明の第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムのブロック図である。本発明の第１の実施形態における未送信データ一覧の内容例を示す図である。本発明の第１の実施形態におけるセンサ情報一覧の内容例を示す図である。本発明の第１の実施形態におけるエッジ通信情報一覧の内容例を示す図である。本発明の第１の実施形態におけるエッジゲートウェイおよび集約サーバのハードウェア構成の一例を示すブロック図である。本発明の第１の実施形態におけるエッジゲートウェイの動作の一例を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態におけるエッジゲートウェイの動作の一例を示すフローチャートである。本発明の第１の実施形態におけるカードリーダと監視カメラとでセンサデータを取得する例を示す図である。本発明の第１の実施形態における集約サーバの動作の一例を示すフローチャートである。本発明の第２の実施形態に係るセンサネットワークシステムのブロック図である。本発明の第５の実施形態が解決しようとする課題を説明する図である。本発明の第５の実施形態に係るセンサネットワークシステムのブロック図である。本発明の第５の実施形態におけるエッジ通信情報一覧の内容例を示す図である。本発明の第５の実施形態に係るセンサネットワークシステムのブロック図である。

［第１の実施形態］
　次に本発明の第１の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜本実施形態の特徴＞
　本実施形態は、遠隔地に設置されたセンサ機器のセンサデータをエッジゲートウェイ経由でサーバによって収集するセンサネットワークシステムに関する。本実施形態におけるサーバは、エッジゲートウェイからサーバへ送られるセンサデータの送受信にかかる時間の変動から、エッジゲートウェイとサーバとを接続する通信回線の輻輳状態を推測する。そして、サーバは、通信回線の輻輳時、通信時間の長期化に関わる通信を行っているエッジゲートウェイに対して、通信回線の輻輳状態を解消するために通信量抑制の指示を出す。上記指示を受けたエッジゲートウェイは、接続されているセンサ機器のうち、上記指示で指定されたセンサ機器のデータの送信を停止する。或いは、上記指示を受けたエッジゲートウェイは、接続されているセンサ機器のうち、上記指示で指定されたセンサ機器のデータだけを送信する。

　このように本実施形態は、センサネットワークシステムが使用する通信回線の輻輳状態を簡易に推測する。また、本実施形態は、輻輳時にはセンサネットワークシステムが使用する通信帯域を制限する。これによって通信回線の輻輳状態が解消し、同じ回線を使用する他システムが優先的に通信回線を使用できるようにする。

＜本実施形態が解決しようとする課題＞
　近年ＩｏＴという考え方が浸透してきており、我々の生活がより便利に、大きく変わろうとしている。この考え方は、これまで独立して使われてきた幅広い種類のセンサを組み合わせて、場やモノの状況・状態をデータとして保存、活用していくというものである。ＩｏＴと同時に発展してきているビッグデータや人工知能といった技術と組み合わせて、日常生活の様々な事柄に対するオートメーションや最適化が期待できる。

　このようなＩｏＴシステムを既存システムが動作する環境に追加導入する場合、導入したＩｏＴシステムが既存リソースを使いすぎないようにする必要がある。特にネットワークリソースは、共用する他システムに与える影響が大きい。また、ＩｏＴシステムは、センサの追加によってセンサデータの送信量が増加する傾向にある。このため、ＩｏＴシステムと既存システムとがネットワークリソースを共用する場合、ＩｏＴシステムの通信量を適切に管理する必要がある。

　特に、複数のシステムが一つの通信回線を共用する構成では、回線の輻輳による通信時間の長期化がしばしば問題になる。この問題に対しては、サーバがデータを送信してくるクライアントに送信レートの目標値を通達し、クライアント側で送信の全体量を絞る方法が考えられている。また、上記問題に対して、中継するネットワーク機器で制限する方法も考えられている。しかし、これらの解決方法では、クライアントからの送信全体が影響を受けるため、送信の遅延が許容できないデータの通信時間が長くなってしまうという問題がある。

　このような課題は、センサ機器が接続された１以上のエッジゲートウェイからセンサデータを収集し、遠隔地のサーバに格納して活用するＩｏＴシステムの一種であるセンサネットワークシステムでも同様に存在する。このようなセンサネットワークシステムが他システムと通信回線を共用している場合、お互いのシステムに与える影響を少なくしつつ輻輳を回避し、より緊急度や重要度の高いデータを優先的に送受信できるような仕組みが期待されている。

＜本実施形態による解決手段＞
　一般に通信時間の長期化は通信回線の輻輳が原因であることが多い。そのため、本実施形態では、サーバは、エッジゲートウェイとの間の通信においてデータの送信時刻と受信時刻との差から通信にかかる時間を計算する。この計算した通信時間は、通信回線の輻輳状態に応じて変動する。サーバは、計算した通信時間を、通信回線に輻輳が発生していない場合の通信時間（予め決定されている）と比較することにより、通信回線に輻輳が発生しているかどうかを決定する。

　加えて、サーバは、通信にかかる時間と輻輳が発生していない場合の通信時間との差から、通信回線の輻輳発生時にその通信を通常時の通信状況にするために削減すべき送信データ量を計算する。そして、サーバは、データ送信量を計算した分だけ削減するために、エッジゲートウェイへセンサデータの一部の送信を停止する指示を出す。これにより、エッジゲートウェイからサーバへ送信するセンサデータの総量が減るので、通信回線の混雑が緩和される。その結果、通信回線の輻輳が解消する。ここで、一部のセンサデータの収集にリアルタイム性が不要なＩｏＴシステムの場合、通信回線の輻輳の解消に貢献させるために、リアルタイム性の不要なセンサデータの収集を意図的に遅延させる。サーバは、通信回線を通じてつながる複数のエッジゲートウェイに上記対策を適用することにより、ＩｏＴシステムが通信回線の混雑時に与える影響を抑える。

＜本実施形態の構成＞
　図１は、本発明の第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムのブロック図である。本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、オフィスビルの入場門等の適所にカードリーダと監視カメラを設置し、入場者の映像を収集・蓄積するシステムである。そのために、本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、カードリーダ１１０と監視カメラ１２０とに接続されたエッジゲートウェイ１００、カードリーダ２１０と監視カメラ２２０とに接続されたエッジゲートウェイ２００、カードリーダ３１０と監視カメラ３２０とに接続されたエッジゲートウェイ３００を含んでいる。また、本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、１台の集約サーバ４００を含む。集約サーバ４００は、ネットワークＮＷを通じて３台のエッジゲートウェイ１００、２００、３００に接続されている。ここで、ネットワークＮＷは、センサネットワークシステム専用でなく、他システムと共用している。他システムは、例えば、オフィスビルに設置されたデータベースシステム、メールシステム、音声通話システム等が挙げられるが、それらに限定されない。以下、ネットワークＮＷを通じて他システムが行う通信を、オフィスビルの通信と呼ぶ。ネットワークＮＷの使用に関して、オフィスビルの通信は、センサネットワークシステムによる通信よりも優先されるという条件が課せられている。

　エッジゲートウェイ１００は、主な機能部として、ネットワーク通信部１０１、送信データ選択作成部１０２、センサデータ蓄積部１０３、受信データ解析部１０４、センサ情報格納部１０５、およびセンサ制御部１０６を含んでいる。

　センサ制御部１０６は、センサであるカードリーダ１１０、監視カメラ１２０を制御する。例えば、カードリーダ１１０に社員証がかざされると、社員証のデータがカードリーダ１１０で読み取られ、センサ制御部１０６へ送信される。センサ制御部１０６は、この送信されてくる社員証のデータを受信し、センサデータ蓄積部１０３に伝達する。また、センサ制御部１０６は、社員証をかざした社員の顔画像等のデータを取得するために、社員証のデータの受信に連動して、監視カメラ１２０に対して画像の取得要求を送信する。また、この取得要求に応じて監視カメラ１２０が社員の顔画像等のデータを取得し、送信すると、センサ制御部１０６は、このデータを受信し、センサデータ蓄積部１０３に伝達する。

　センサデータ蓄積部１０３は、センサ制御部１０６から受け取ったセンサデータを、センサ別かつ到着順に記憶部に記録して管理する。センサデータ蓄積部１０３は、蓄積したセンサデータの管理情報である未送信データ一覧１０９を有する。

　図２は未送信データ一覧１０９の内容例を示す。この例の未送信データ一覧１０９は、センサに１対１に対応するエントリを有し、各エントリは、センサデータ名と未送信データ数とから構成される。例えば、未送信データ一覧１０９の１行目のエントリは、カードリーダ１１０の未送信データ数は０であることを表している。また、未送信データ一覧１０９の２行目のエントリは、監視カメラ１２０の未送信データ数は０であることを表している。センサデータ蓄積部１０３は、カードリーダ１１０から１枚の社員証のデータを受信する毎に、未送信データ一覧１０９のカードリーダ１１０の未送信データ数を１だけインクリメントする。またセンサデータ蓄積部１０３は、監視カメラ１２０から１枚の画像データを受信する毎に、未送信データ一覧１０９の監視カメラの未送信データ数を１だけインクリメントする。

　センサ情報格納部１０５は、エッジゲートウェイ１００から集約サーバ４００へ送信するセンサデータ名とその送信可能数を管理する。センサ情報格納部１０５は、センサ情報一覧１０７を含む。

　図３はセンサ情報一覧１０７の内容例を示す図である。この例のセンサ情報一覧１０７は、センサに１対１に対応するエントリを有し、各エントリは、センサデータ名と送信可能数とから構成される。例えば、センサ情報一覧１０７の１行目のエントリは、カードリーダ１１０の送信可能数は１であることを表している。また、センサ情報一覧１０７の２行目のエントリは、監視カメラ１２０の送信可能数は１であることを表している。センサ情報格納部１０５は、受信データ解析部１０４で抽出された集約サーバ４００から送られてくる指示に従って、センサ情報一覧１０７の送信可能数を更新する。

　送信データ選択作成部１０２は、エッジゲートウェイ１００から集約サーバ４００へ送信するデータを作成する。送信データ選択作成部１０２は、センサ情報一覧１０７を参照して、集約サーバ４００へ送信するデータに含めるセンサデータの種類と数を決定する。例えば、センサ情報一覧１０７が図３に示した内容である場合、送信データ選択作成部１０２は、カードリーダ１１０のセンサデータを、１つを上限に送信データに含め、監視カメラ１２０のセンサデータを、１つを上限に送信データに含める。送信データ選択作成部１０２は、送信データに含めるセンサデータをセンサデータ蓄積部１０３から古い順に抽出する。また送信データ選択作成部１０２は、センサデータ蓄積部１０３からセンサデータを１つ抽出する毎に、抽出したセンサデータの種類に対応する、未送信データ一覧１０９の未送信データ数を１だけデクリメントする。更に、送信データ選択作成部１０２は、現在時刻を送信時刻として取得し、送信時刻のタイムスタンプを作成して、送信データに含める。

　ネットワーク通信部１０１は、エッジゲートウェイ１００と集約サーバ４００との間の通信を司る。ネットワーク通信部１０１は、送信データ選択作成部１０２で作成された送信データを、ネットワークＮＷを通じて集約サーバ４００へ送信する。また、ネットワーク通信部１０１は、ネットワークＮＷを通じて集約サーバ４００から受信したデータを受信データ解析部１０４へ伝達する。

　受信データ解析部１０４は、受信データを解析する。受信データ解析部１０４は、受信データを解析して、集約サーバ４００からの指示を検出すると、検出した指示をセンサ情報格納部１０５へ伝達する。前述したように、センサ情報格納部１０５は、受信データ解析部１０４から伝達された指示に従って、センサ情報一覧１０７の送信可能数を更新する。

　エッジゲートウェイ２００、３００は、エッジゲートウェイ１００と同様の構成を有している。

　集約サーバ４００は、主な機能部として、ネットワーク通信部４０１、送信データ作成部４０２、通信データ量差計算部４０３、受信データ解析部４０４、センサデータ蓄積部４０５、エッジ情報格納部４０６、およびセンサデータ送信指示決定部４０８を含んでいる。

　ネットワーク通信部４０１は、集約サーバ４００とエッジゲートウェイ１００、２００、３００との間の通信を司る。ネットワーク通信部４０１は、送信データ作成部４０２で作成された送信データを、ネットワークＮＷを通じて宛先のエッジゲートウェイ１００、２００、３００へ送信する。また、ネットワーク通信部４０１は、ネットワークＮＷを通じてエッジゲートウェイ１００、２００、３００からデータを受信すると、現在時刻を受信時刻として取得して、受信時刻のタイムスタンプを作成し、受信したデータ及び受信時刻のタイムスタンプを受信データ解析部４０４へ伝達する。ここで、ネットワーク通信部４０１は、受信時刻を、例えば集約サーバ４００がエッジゲートウェイからのセンサデータの送信時刻のタイムスタンプが入っている先頭フレームを受信した時刻に設定する。

　受信データ解析部４０４は、エッジゲートウェイ１００、２００、３００から受信した受信データを解析する。受信データ解析部４０４は、エッジゲートウェイ１００、２００、３００から受信した受信データを解析してセンサデータおよび送信時刻のタイムスタンプを検出すると、それらとネットワーク通信部４０１で生成された受信時刻のタイムスタンプとをセンサデータ蓄積部４０５へ伝達する。

　センサデータ蓄積部４０５は、受信データ解析部４０４から受け取ったエッジゲートウェイ１００、２００、３００からのセンサデータと送信時刻のタイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとをエッジゲートウェイ毎に記憶部に記憶して保存する。また、センサデータ蓄積部４０５は、受信データ解析部４０４から受け取ったセンサデータと送信時刻のタイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとをエッジゲートウェイ毎に通信データ量差計算部４０３へ伝達する。

　エッジ情報格納部４０６は、エッジゲートウェイから収集すべきセンサデータに関する情報を管理する。エッジ情報格納部４０６は、エッジ通信情報一覧４０７を含む。

　図４は、エッジ通信情報一覧４０７の内容例を示す。この例のエッジ通信情報一覧４０７は、センサに１対１に対応するエントリを有し、各エントリは、エッジゲートウェイ名、センサデータ名、優先度、平均データサイズ、平均伝送時間、および送信可能数から構成される。例えば、エッジ通信情報一覧４０７の１行目のエントリは、エッジゲートウェイ１００のカードリーダ１１０の優先度は「中」であり、そのセンサデータの平均データサイズは１０ｂｙｔｅであり、平均伝送時間は０．００００１ｍｓであり、送信可能数は１であることを表している。また、エッジ通信情報一覧４０７の２行目のエントリは、エッジゲートウェイ１００の監視カメラ１２０の優先度は「中」であり、そのセンサデータの平均データサイズは１Ｍｂｙｔｅであり、平均伝送時間は１０ｓであり、送信可能数は１であることを表している。ここで、上記平均伝送時間は、通信回線が空いている時間帯にエッジゲートウェイ１００から集約サーバ４００へ平均データサイズのセンサデータを送信するのに要した通信時間を表している。エッジ通信情報一覧４０７におけるエッジゲートウェイ名、センサデータ名、優先度、平均データサイズ、平均伝送時間は、センサネットワークシステムの運用開始前に初期設定されている。平均データサイズの例に示すように、カードリーダのセンサデータ量は、監視カメラのセンサデータ量に比べて十分に小さい。エッジ通信情報一覧４０７における送信可能数は、センサネットワークシステムの運用中にセンサデータ送信指示決定部４０８によって動的に更新される。

　通信データ量差計算部４０３は、エッジゲートウェイ１００、２００、３００毎に以下のような処理を行う。先ず、センサデータ蓄積部４０５から受け取ったエッジゲートウェイからの受信データに含まれる送信時刻のタイムスタンプとネットワーク通信部４０１で取得された受信時刻のタイムスタンプとから、当該受信データの送信にかかった通信時間ｔを計算する。即ち、受信時刻をｔ_r、送信時刻をｔ_sとすると、通信時間ｔは、次式で与えられる。
　　ｔ＝ｔ_r－ｔ_s　　　…（１）

　次に、通信データ量差計算部４０３は、受信データのサイズＤと上記通信時間ｔとから、当該エッジゲートウェイと集約サーバ４００間の通信速度Ｓを次式により計算する。
　　Ｓ＝Ｄ／ｔ　　　…（２）
　通信速度Ｓは、単位時間当たりの最大転送量を表す。

　次に、通信データ量差計算部４０３は、エッジ通信情報一覧４０７から、通信回線が空いている時間帯に当該エッジゲートウェイからセンサデータ送信にかかる平均伝送時間を取得し、現在の通信速度Ｓでこの平均伝送時間に送信できる通信量を計算する。ここで、通信回線が空いている時間帯に当該エッジゲートウェイからカードリーダのセンサデータ送信にかかる平均伝送時間をｔ_c、監視カメラのセンサデータ送信にかかる平均伝送時間をｔ_pとすると、現在の通信速度Ｓで平均伝送時間に送信できるカードリーダのセンサデータの通信量ＣＤ_s、監視カメラのセンサデータの通信量ＰＤ_sは、それぞれ次式で与えられる。
　　ＣＤ_s＝Ｓ×ｔ_c　　　…（３）
　　ＰＤ_s＝Ｓ×ｔ_p　　　…（４）
　従って、現在の通信速度Ｓで平均伝送時間に送信できるカードリーダおよび監視カメラのセンサデータの合計の通信量ＷＤ_sは、次式で与えられる。
　　ＷＤ_s＝ＣＤ_s＋ＰＤ_s　　…（５）

　次に、通信データ量差計算部４０３は、現在の通信速度Ｓで平均伝送時間に送信できる通信量ＷＤ_sから今回受信したデータ量を減算した結果のデータ量を、通信データ量の余過剰ＤＦとして計算する。通信データ量の余過剰ＤＦは、通信回線が空いている状態では０か正の値になる。また、通信データ量の余過剰ＤＦは、通信回線が輻輳している状態では負の値になる。

　通信データ量差計算部４０３は、エッジゲートウェイに係る上記の通信データの余過剰ＤＦを、センサデータ送信指示決定部４０８に伝達する。

　センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジゲートウェイ１００、２００、３００に対して、送信を許可するセンサデータとその送信可能数、及び送信を禁止するセンサデータの情報を含む指示を決定する。センサデータ送信指示決定部４０８は、通信データ量差計算部４０３から、或るエッジゲートウェイに係る通信データの余過剰を受け取ると、以下のような処理を行う。

　先ず、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信データの余過剰が０以上か、０未満かを判定する。通信データの余過剰が０以上であれば、当該エッジゲートウェイから集約サーバ４００までの通信回線が空いている状態なので、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信量を現状のままとするか、或いは増加させてもよいと判断する。他方、通信データの余過剰が０未満であれば、当該エッジゲートウェイから集約サーバ４００までの通信回線が混雑している状態なので、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信量を現状より削減しなければならないと判断する。

　センサデータ送信指示決定部４０８は、通信量を現状のままとする場合、当該エッジゲートウェイについてエッジ通信情報一覧４０７に記録されている各センサデータの送信可能数をそのまま使用して指示を作成する。

　また、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信量を現状より削減する場合、当該エッジゲートウェイについてエッジ通信情報一覧４０７に記録されている各センサデータの送信可能数の少なくとも１つを少なくとも１だけ削減する更新を行い、その更新後のエッジ通信情報一覧４０７に記録されている各センサデータの送信可能数を使用して指示を作成する。センサデータ送信指示決定部４０８は、送信可能数を削減するセンサデータを、例えば、以下のようにして決定する。

　先ず、センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジ通信情報一覧４０７から当該エッジゲートウェイの各センサデータの送信可能数を確認する。次に、センサデータ送信指示決定部４０８は、送信可能数が１以上になっているセンサデータの中から、送信可能数を削減するセンサデータを決定する。このとき、センサデータ送信指示決定部４０８は、センサデータの優先度、平均データサイズ、送信可能数、および余過剰の量の少なくとも１つを考慮して、送信可能数を削減するセンサデータを決定する。例えば、センサデータ送信指示決定部４０８は、送信可能数が１以上になっている複数のセンサデータの優先度に差がある場合、その中で優先度が最も低いセンサデータの送信可能数を一定数だけ削減する。或いは、センサデータ送信指示決定部４０８は、送信可能数が１以上になっている複数のセンサデータの優先度に差がなければ、その中でセンサデータ量の余過剰の絶対値に一番近い平均データサイズのセンサデータの送信可能数を１だけ削減する。或いは、センサデータ送信指示決定部４０８は、センサデータ量の余過剰の絶対値にほぼ一致するデータ量だけ削減できるセンサデータの送信可能数を優先度の低いものから順に１だけ削減する。

　また、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信量を現状より増大する場合、当該エッジゲートウェイについてエッジ通信情報一覧４０７に記録されている各センサデータの送信可能数の少なくとも１つを少なくとも１だけ増大する更新を行い、その更新後のエッジ通信情報一覧４０７に記録されている各センサデータの送信可能数を使用して指示を作成する。センサデータ送信指示決定部４０８は、送信可能数を増大するセンサデータを、例えば、以下のようにして決定する。

　先ず、センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジ通信情報一覧４０７から当該エッジゲートウェイの各センサデータの送信可能数を確認する。次に、センサデータ送信指示決定部４０８は、送信可能数が０になっているセンサデータ（そのようなセンサデータがなければ、送信可能数が「１」等の閾値以下になっているセンサデータ）の中から、送信可能数を増大するセンサデータを決定する。このとき、センサデータ送信指示決定部４０８は、センサデータの優先度、平均データサイズ、送信可能数、および余過剰の量の少なくとも１つを考慮して、送信可能数を増大するセンサデータを決定する。例えば、センサデータ送信指示決定部４０８は、複数のセンサデータの優先度に差がある場合、その中で優先度が最も高いセンサデータの送信可能数を一定数だけ増大する。或いは、センサデータ送信指示決定部４０８は、複数のセンサデータの優先度に差がなければ、その中でセンサデータ量の余過剰の絶対値に一番近い平均データサイズのセンサデータの送信可能数を１だけ増大する。或いは、センサデータ送信指示決定部４０８は、センサデータ量の余過剰の絶対値にほぼ一致するデータ量だけ増大できるセンサデータの送信可能数を優先度の高いものから順に１だけ増大する。

　送信データ作成部４０２は、センサデータ送信指示決定部４０８から受け取ったエッジゲートウェイ１００、２００、３００に対する指示を含む送信データを作成し、ネットワーク通信部４０１に伝達する。この送信データは、エッジゲートウェイ１００、２００、３００から受信したセンサデータに対するレスポンスとして作成される。

　上述したエッジゲートウェイ１００、２００、３００、および集約サーバ４００のそれぞれは、例えば図５に示すように、キーボードやマウスなどの操作入力部１００１と、液晶ディスプレイ等の画面表示部１００２と、通信インターフェース部１００３と、メモリやハードディスク等の記憶部１００４と、１以上のマイクロプロセッサ等の演算処理部１００５とを有するパーソナルコンピュータ等の情報処理装置１００６と、プログラム１００７とで実現することができる。

　プログラム１００７は、情報処理装置１００６の立ち上げ時等に外部のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体からメモリに読み込まれ、演算処理部１００５の動作を制御する。これにより、プログラム１００７は、エッジゲートウェイ１００、２００、３００にあっては、演算処理部１００５上に、ネットワーク通信部１０１、送信データ選択作成部１０２、センサデータ蓄積部１０３、受信データ解析部１０４、センサ情報格納部１０５、およびセンサ制御部１０６といった機能的手段を実現する。また、プログラム１００７は、集約サーバ４００にあっては、ネットワーク通信部４０１、送信データ作成部４０２、通信データ量差計算部４０３、受信データ解析部４０４、センサデータ蓄積部４０５、エッジ情報格納部４０６、センサデータ送信指示決定部４０８といった機能的手段を実現する。

＜本実施形態の動作＞
　次に本実施形態の動作を説明する。

　先ず、エッジゲートウェイ１００、２００、３００の動作を説明する。図６および図７は、エッジゲートウェイ１００の動作の一例を示すフローチャートである。以下、図６および図７を参照して、エッジゲートウェイ１００の動作を説明する。なお、エッジゲートウェイ２００、３００の動作は、エッジゲートウェイ１００の動作と同じである。

　エッジゲートウェイ１００のセンサ制御部１０６は、先ず、カードリーダ１１０を待ち受け状態とする（ステップＳ１０１）。次に、センサ制御部１０６は、カードリーダ１１０でデータが発生したか否かを判定する（ステップＳ１０２）。例えば、図８に示すように、社員証１１３がカードリーダ１１０にかざされると、カードリーダ１１０で社員証１１３の情報が読み取られ、データが発生する。センサ制御部１０６は、カードリーダ１１０でデータが発生していなければ、カードリーダ１１０をなおも待ち受け状態とする（ステップＳ１０１）。

　他方、センサ制御部１０６は、カードリーダ１１０でデータが発生すると、カードリーダ１１０からデータを受信する（ステップＳ１０３）。次に、センサ制御部１０６は、監視カメラ１２０に記録指示を出す（ステップＳ１０４）。記録指示が出されると、監視カメラ１２０は、図８に示すように、カードリーダ１１０を通過する社員の画像データを取得して記録する。次に、センサ制御部１０６は、監視カメラ１２０から上記記録されたデータを受信する（ステップＳ１０５）。

　次に、センサデータ蓄積部１０３は、カードリーダ１１０のデータと監視カメラ１２０のデータをセンサ制御部１０６から受け取って蓄積し、未送信データ一覧１０９を更新する（ステップＳ１０６）。即ち、センサデータ蓄積部１０３は、未送信データ数一覧１０９に記録されたカードリーダ１１０の未送信データ数と監視カメラ１２０の未送信データ数とを１だけ加算する。

　次に、送信データ選択作成部１０２は、センサデータ蓄積部１０３から未送信データ一覧１０９を取得し、カードリーダ１１０及び監視カメラ１２０の未送信データ数を確認する（ステップＳ１０７）。また、送信データ選択作成部１０２は、センサ情報格納部１０５からセンサ情報一覧１０７を取得し、カードリーダ１１０及び監視カメラ１２０の送信可能数を確認する（ステップＳ１０８）。そして、送信データ選択作成部１０２は、全てのセンサ（即ち、カードリーダ１１０及び監視カメラ１２０）に対して、送信可能数が１以上であれば、センサデータ蓄積部１０３に蓄積されているセンサデータから送信可能数分のセンサデータを古い順に抽出して送信対象に追加する（ステップＳ１０９～Ｓ１１２）。次に、送信データ選択作成部１０２は、全てのセンサについて、送信対象に追加した分だけ未送信データ一覧１０９に記録された未送信データ数を削減して更新する（ステップＳ１１３）。次に、送信データ選択作成部１０２は、現在時刻のタイムスタンプ（送信時刻のタイムスタンプ）と送信対象とから送信データを作成する（ステップＳ１１４）。

　次に、ネットワーク通信部１０１は、送信データ選択作成部１０２によって作成された送信データをネットワークＮＷの通信回線を通じて集約サーバ４００へ送信する（ステップＳ１１５）。その後、ネットワーク通信部１０１は、集約サーバ４００から返信を受信するのを待ち受ける（ステップＳ１１６、Ｓ１１７）。そして、ネットワーク通信部１０１は、集約サーバ４００から返信を受信すると、受信したデータを受信データ解析部１０４に伝達する（ステップＳ１１８）。

　受信データ解析部１０４は、集約サーバ４００からのセンサデータの送信可能数の指示を受信データから抽出する（ステップＳ１１９）。次に、センサ情報格納部１０５は、受信データ解析部１０４によって抽出された指示に従って、センサ情報一覧１０７中の送信可能数の値を更新する（ステップＳ１２０）。その後、エッジゲートウェイ１００は、ステップＳ１０１の処理へと戻る。

　次に、集約サーバ４００の動作を説明する。図９は、集約サーバ４００がエッジゲートウェイ１００に対して実行する動作の一例を示すフローチャートである。以下、図９を参照して、集約サーバ４００がエッジゲートウェイ１００に対して実行する動作を説明する。なお、集約サーバ４００がエッジゲートウェイ２００、３００に対して実行する動作は、エッジゲートウェイ１００に対して実行する動作と同じである。

　集約サーバ４００のネットワーク通信部４０１は、エッジゲートウェイ１００からメッセージを受信するのを待ち受けている（ステップＳ１３１、Ｓ１３２）。ネットワーク通信部４０１は、エッジゲートウェイ１００からメッセージを受信すると、受信時刻のタイムスタンプを生成し、受信データと受信時刻のタイムスタンプとを受信データ解析部４０４に伝達する（ステップＳ１３３）。受信データ解析部４０４は、渡された受信データを解析してセンサデータと送信時刻のタイムスタンプとを抽出し、それらと受信時刻のタイムスタンプとをセンサデータ蓄積部４０５へ伝達する（ステップＳ１３４）。センサデータ蓄積部４０５は、渡されたセンサデータと送信時刻のタイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとを記憶装置に記憶して保存する（ステップＳ１３５）。次に、センサデータ蓄積部４０５は、保存したセンサデータと送信時刻とタイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとを通信データ量差計算部４０３に伝達する（ステップＳ１３６）。

　通信データ量差計算部４０３は、渡されたセンサデータと送信時刻のタイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとに基づいて、通信にかかった時間と通信速度を計算する（ステップＳ１３７）。通信データ量差計算部４０３は、受信時刻のタイムスタンプと送信時刻のタイムスタンプとの差を通信にかかった時間として計算する。また、受信データのサイズと上記計算した通信時間とから、通信速度を計算する。次に、通信データ量差計算部４０３は、エッジ情報格納部４０６のエッジ通信情報一覧４０７から、通信回線が空いている時間帯にエッジゲートウェイ１００からのセンサデータ送信にかかる時間（平均伝送時間）を取得する（ステップＳ１３８）。次に、通信データ量差計算部４０３は、上記取得した平均伝送時間とステップＳ１３７で計算した通信速度と、受信したデータ量とから、通信データの余過剰を計算する（ステップＳ１３９）。

　次に、センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジ通信情報一覧４０７を取得し、エッジゲートウェイ１００につながっているセンサの優先度、平均データサイズ、送信可能数を取得する（ステップＳ１４０）。次に、センサデータ送信指示決定部４０８は、上記取得した情報に基づいて、エッジゲートウェイ１００がデータ量の余過剰分を追加または削除するためにエッジゲートウェイ１００が送信するべきセンサの種類と送信可能数とを含む指示を決定する（ステップＳ１４１）。次に、送信データ作成部４０２は、センサデータ送信指示決定部４０８が決定した指示を含むレスポンスを作成し、ネットワーク通信部４０１に伝達する（ステップＳ１４２）。次に、ネットワーク通信部４０１は、上記作成されたレスポンスをネットワークＮＷの通信回線を通じてエッジゲートウェイ１００へ送信する（ステップＳ１４３）。

　次に、本実施形態の動作をより具体的に説明する。前提として、オフィスビル内の既存システムがネットワークＮＷの通信回線を使用して行う通信は９時から１７時までがピークとなり、それ以外の時間はほぼ通信回線を使用していないものとする。

（Ａ）最初に、８時３０分にカードリーダ１１０をオフィスビルの社員が通過したときの動作を説明する。

（１）社員がカードリーダ１１０に社員証１１３をかざすと、カードリーダ１１０は社員証を読み取り、センサ制御部１０６にデータを送信する。
（２）センサ制御部１０６は、監視カメラ１２０に記録指示を出し、監視カメラ１２０で撮像して得られた社員の画像データを結果として受け取る。センサ制御部１０６は、カードリーダ１１０から受信したセンサデータと監視カメラ１２０から受信したセンサデータとをセンサデータ蓄積部１０３に渡す。
（３）センサデータ蓄積部１０３は、上記２つのセンサデータを格納し、未送信データ一覧１０９の各センサの未送信データ数にそれぞれ１を加える。その後、センサデータ蓄積部１０３は、送信データ選択作成部１０２へセンサデータの送信を依頼する。
（４）送信データ選択作成部１０２は、センサデータ蓄積部１０３から未送信データ一覧１０９を受け取り、また、センサ情報格納部１０５からセンサ情報一覧１０７を受け取り、全センサデータについて送信可能数を確認する。そして、送信データ選択作成部１０２は、送信可能数の分だけ未送信データ一覧１０９内のセンサデータを古い順に選択し、かつ現時点のタイムスタンプを送信時刻のタイムスタンプとして取得して送信データを作成し、ネットワーク通信部１０１に渡して送信を依頼する。また、送信データ選択作成部１０２は、センサデータ蓄積部１０３の未送信データ一覧１０９に記録された未送信データ数から、送信を決定したデータ数を引いて更新する。
（５）ネットワーク通信部１０１は、ネットワークＮＷを通じて送信データを集約サーバ４００に向けて送信する。
（６）集約サーバのネットワーク通信部４０１は、データを受信し、受信データと受信時刻のタイムスタンプとを受信データ解析部４０４に渡す。
（７）受信データ解析部４０４は、受信データにセンサデータと送信時刻のタイムスタンプとが含まれていることを確認して、センサデータ蓄積部４０５にセンサデータと送信時刻のタイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとの格納を依頼する。
（８）センサデータ蓄積部４０５は、センサデータと送信時刻のタイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとを格納し、さらに通信データ量差計算部４０３へそれらを渡す。
（９）通信データ量差計算部４０３は、送信時刻タイムスタンプと受信時刻のタイムスタンプとから、データの送信にかかった通信時間を計算する。更に、通信データ量差計算部４０３は、上記計算した通信時間と受信したデータサイズとから、エッジゲートウェイ１００と集約サーバ４００との間の通信速度を計算する。次に、通信データ量差計算部４０３は、エッジ情報格納部４０６のエッジ通信情報一覧４０７から、通信回線が空いている時間帯にエッジゲートウェイ１００からのセンサデータ送信にかかる時間（平均伝送時間）を取得し、現在の通信速度でこの平均伝送時間に送信できる通信量を計算する。そして、通信データ量差計算部４０３は、今回受信したデータ量とその送信できる通信量との差分を、通信データ量の余過剰として計算する。今の場合は、回線が空いている状態なので、この余過剰は０か正の値になる。以下では、余過剰がほぼ０であったものとして説明する。通信データ量差計算部４０３は、この余過剰をセンサデータ送信指示決定部４０８に渡す。

（１０）センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジ情報格納部４０６のエッジ通信情報一覧４０７を取得し、エッジゲートウェイ１００に接続されているカードリーダ１１０と監視カメラ１２０の優先度が共に「中」、それらの送信可能数が１であることを確認する。また、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信データ量差計算部４０３から受け取った通信データ量の余過剰がほぼ０になっていることを確認する。そして、センサデータ送信指示決定部４０８は、上記の確認に基づいて、カードリーダ１１０と監視カメラ１２０は引き続き送信可能と判断して、送信データ作成部４０２に対して、カードリーダ１１０の送信可能数は１、監視カメラの送信可能数は１、という指示を伝達する。
（１１）送信データ作成部４０２は、エッジゲートウェイ１００へのセンサデータ送信指示決定部４０８からの指示を含むレスポンスを作成し、ネットワーク通信部４０１に渡す。
（１２）ネットワーク通信部４０１は、作成したレスポンスを、ネットワークＮＷを通じてエッジゲートウェイ１００へ送信する。
（１３）エッジゲートウェイ１００のネットワーク通信部１０１は、レスポンスを受信し、受信データ解析部１０４に渡す。
（１４）受信データ解析部１０４は、集約サーバ４００からの指示が、カードリーダ１１０の送信可能数は１、監視カメラ１２０の送信可能数は１、であることを確認し、センサ情報格納部１０５にその指示を転送する。
（１５）センサ情報格納部１０５は、受信データ解析部１０４から渡されてきた集約サーバ４００からの指示を元に、センサ情報一覧１０７の送信可能数の列をそれぞれ１と１に更新して終了する。

（Ｂ）次に、９時にカードリーダ１１０をオフィスビルの社員が再度通過したときの動作を説明する。

（１６）先ず、上記Ａのステップ（１）～（８）と同様の動作が行われる。

（１７）通信データ量差計算部４０３は、受信データ内の送信時刻のタイムスタンプとネットワーク通信部４０１で取得した受信時刻のタイムスタンプとから、データの送信にかかった時間を計算する。更に、通信データ量差計算部４０３は、上記計算した通信時間と、受信したデータサイズとから、エッジゲートウェイ１００と集約サーバ４００との間の通信速度を計算する。次に、通信データ量差計算部４０３は、エッジ情報格納部４０６のエッジ通信情報一覧４０７から、通信回線が空いている時間帯にエッジゲートウェイ１００からのセンサデータ送信にかかる時間（平均伝送時間）を取得し、現在の通信速度でその平均伝送時間に送信できる通信量を計算する。そして、通信データ量差計算部４０３は、今回受信したデータ量とその送信できる通信量との差を、通信データ量の余過剰として計算する。今の場合、回線が混雑し出している状態なので、通信に大きな時間がかかり、この余過剰は負の値になっているとする。通信データ量差計算部４０３は、この余過剰をセンサデータ送信指示決定部４０８に渡す。
（１８）センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジ情報格納部４０６のエッジ通信情報一覧４０７を取得し、エッジゲートウェイ１００に接続されているカードリーダ１１０と監視カメラ１２０の送信可能数が１であることを確認する。また、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信データ量差計算部４０３から受け取った通信データ量の余過剰が負になっていることを確認する。次に、センサデータ送信指示決定部４０８は、カードリーダ１１０と監視カメラ１２０の平均データサイズから、監視カメラ１２０のデータを送信しなければ通信データ量の過剰分を満たせると判断して、エッジ通信情報一覧４０７の監視カメラ１２０の送信可能数を１減じて０に更新する。そして、センサデータ送信指示決定部４０８は、送信データ作成部４０２にカードリーダ１１０の送信可能数は１、監視カメラ１２０の送信可能数は０、という指示を伝達する。
（１９）送信データ作成部４０２は、エッジゲートウェイ１００へ上記指示を含むレスポンスを作成し、ネットワーク通信部４０１に渡す。
（２０）ネットワーク通信部４０１は、渡されたレスポンスを、ネットワークＮＷを通じてエッジゲートウェイ１００へ送信する。
（２１）エッジゲートウェイ１００のネットワーク通信部１０１は、レスポンスを受信し、受信データ解析部１０４に渡す。
（２２）受信データ解析部１０４は、集約サーバ４００からの指示が、カードリーダ１１１０の送信可能数は１、監視カメラ１２０の送信可能数は０であることを確認し、センサ情報格納部１０５にその指示を転送する。
（２３）センサ情報格納部１０５は、受信データ解析部１０４から渡されてきたサーバからの指示を元に、センサ情報一覧１０７に記録された監視カメラ１２０の送信可能数の列を０に更新して終了する。
（２４）上記（１６）～（２３）のステップを繰り返す。ただしステップ（４）では、送信データ選択作成部１０２は、センサ情報一覧１０７に記録された監視カメラ１２０の送信可能数が０となっていることから、監視カメラ１２０のセンサデータを含まない送信データを作成する。その結果、センサデータ蓄積部１０３の未送信データ一覧１０９に記録された監視カメラ１２０の未送信データ数は、データを送信しない結果、新たな監視カメラ１２０のセンサデータが蓄積されるに従って、１ずつ増加していく。

　次に、１８時にカードリーダ１１０をオフィスビルの社員が再度通過したときの動作を説明する。

（２５）上記（１）～（１５）のステップを繰り返す。ただし、ステップ（９）の計算では、再び通信回線が空いている状態になり、かつ現在の送信データ量が少ないので、余過剰の値が大幅な正の値になる。そのため、ステップ（１０）では、センサデータ送信指示決定部４０８が作成するエッジゲートウェイ１００に伝達する指示は、たとえばカードリーダ１１０の送信可能数は１、監視カメラ１２０の送信可能数は２、という値になる。
（２６）その結果、ステップ（１５）では、センサ情報格納部１０５は、センサ情報一覧１０７に記録された監視カメラ１２０の送信可能数を２に更新する。
（２７）従って、次のセンサデータの送信タイミングになったときに、ステップ（４）では、送信データ選択作成部１０２は、カードリーダ１１０の未送信データを１つ選択し、監視カメラ１２０の未送信データを古い順に２つ選択する。その結果、カードリーダ１１０の１つのセンサデータと監視カメラ１２０の２つのセンサデータとを含む送信データがエッジゲートウェイ１００から集約サーバ４００へ送信される。
（２８）上記（１）～（１５）のステップを繰り返す。

　これらのステップにより、通信回線の混雑状況に応じてセンサネットワークシステムが使用する通信帯域を変動させて、他システムの通信を優先させることが可能となる。センサネットワークシステムでは、上述の例の監視カメラ１２０のように、一部のセンサデータの収集にリアルタイム性が不要であることから、それらのデータの収集を適切に遅延させることで、通信回線の輻輳を緩和する。

＜本実施形態の効果＞

　本実施形態によれば、エッジゲートウェイ１００、２００、３００と集約サーバ４００とを接続する通信回線に輻輳が発生した場合、それを検出して解消させることができる。その理由は、集約サーバ４００が、通信回線の輻輳状態の目安となる通信データの余過剰を算出し、余過剰が負となる、通信回線が輻輳状態になると、収集するセンサデータ量を削減すべく、センサデータの送信可能数をより少なくする指示を作成してエッジゲートウェイ１００、２００、３００へ送信するためである。

　また、本実施形態によれば、通信回線の混み具合にあわせて、通信回線を共用する他のシステムに通信回線の使用を優先させることができる。その理由は、センサネットワークシステムが、通信回線の混み具合にあわせて、使用する帯域幅を増減させるためである。

　また本実施形態によれば、通信回線が空いているときに、より多くの未送信データをまとめて送信できる。その理由は、集約サーバ４００が、通信回線の輻輳状態の目安となる通信データの余過剰を算出し、余過剰が正となる、通信回線が空いている状態になると、収集するセンサデータ量を増大すべく、センサデータの送信可能数をより多くする指示を作成してエッジゲートウェイ１００、２００、３００へ送信するためである。

［第２の実施形態］
　図１０は、本発明の第２の実施形態に係るセンサネットワークシステムのブロック図である。本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、図１に示した第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムと比較して、エッジゲートウェイ１００、２００、３００がセンサ固有制御部１１０Ｃ、１２０Ｃを有する点で相違し、それ以外は第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムと同じである。

　センサ固有制御部１１０Ｃは、カードリーダ１１０に対応する。センサ固有制御部１２０Ｃは、監視カメラ１２０に対応する。センサ固有制御部１１０Ｃ、１２０Ｃは、センサ情報一覧１０７に記録された、対応するセンサの送信可能数を参照し、その送信可能数が０であるか否かを判定する。センサ固有制御部１１０Ｃ、１２０Ｃは、対応するセンサの送信可能数が０でなければ、対応するセンサからのデータの送信に対して応答を返す。しかし、センサ固有制御部１１０Ｃ、１２０Ｃは、対応するセンサの送信可能数が０であれば、対応するセンサからのデータの送信に対して応答を返さない。

　センサであるカードリーダ１１０、監視カメラ１２０は、データをセンサ制御部１０６に送信した後、センサ固有制御部１１０Ｃ、１２０Ｃからの応答を待ち合わせる。カードリーダ１１０、監視カメラ１２０は、所定時間だけ待ち合わせても応答を受信しない場合、同じデータを再送し、再び応答を待ち合わせる。カードリーダ１１０、監視カメラ１２０は、そのような動作を、応答が受信できるまで繰り返す。その間、センサデータは、カードリーダ１１０および監視カメラ１２０の送信バッファに蓄積されていく。

　このように本実施形態では、エッジゲートウェイ１００から集約サーバ４００への送信を一時停止するセンサのセンサデータを、センサのデバイス側で蓄積するように構成されている。その結果、センサデータ蓄積部１０３でセンサデータを蓄積するための記憶容量を削減することが可能になる。

　本実施形態では、エッジゲートウェイ１００にセンサデータ蓄積部１０３を備えるようにした。しかし、センサのデバイス側でセンサデータを蓄積する送信バッファの容量に余裕がある場合、センサデータ蓄積部１０３を省略するようにしてもよい。

［第３の実施形態］
　本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、図１に示した第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムと比較して、集約サーバ４００のセンサデータ送信指示決定部４０８の機能が相違し、それ以外は第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムと同じである。

　本実施形態におけるセンサデータ送信指示決定部４０８は、通信データ量差計算部４０３で計算された通信データ量の余過剰、即ち通信回線の輻輳度合いに基づいて、センサデータの収集を行うセンサと収集を保留するセンサとを決定する際、両者を定期的に変更する。具体的には、例えば、エッジゲートウェイ１００に、１番から１０番までの合計１０個のセンサが取り付けられており、それらの優先度は全て同じであるとする。また、通信回線の輻輳状態を解消するために、全てのセンサデータの収集を続けることができず、例えば半分のセンサデータの収集を保留にする必要があるとする。このとき、センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジゲートウェイ１００に送る指示として、１回目は、１番、３番、５番、７番、９番のセンサの送信可能数を１、残りの２番、４番、６番、８番、１０番のセンサの送信可能数を０とする指示を作成する。また、センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジゲートウェイ１００に送る指示として、２回目は、２番、４番、６番、８番、１０番のセンサの送信可能数を１、残りの１番、３番、５番、７番、９番のセンサの送信可能数を０とする指示を作成する。

　このようにセンサデータ送信指示決定部４０８は、送信を許可するセンサ、送信を禁止するセンサの組み合わせを指示毎に調整する。また、センサデータ送信指示決定部４０８は、長時間送信を停止していたセンサのセンサデータを優先的に送信するように指示を決定する。また、センサデータ送信指示決定部４０８は、センサデータの通信量の余過剰の値が変わらなくても、停止する、停止しないセンサを入れ替える。これによって、特定のセンサのセンサデータが長期間に亘って収集されない事態を防止することができる。

［第４の実施形態］
　本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、図１に示した第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムと比較して、エッジゲートウェイ１００、２００、３００の送信データ選択作成部１０２の機能が相違し、それ以外は第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムと同じである。

　本実施形態における送信データ選択作成部１０２は、センサ情報一覧１０７に記録された全てのセンサデータの送信可能数が０である場合、３０秒あるいは１分などの所定の間隔で、送信時刻のタイムスタンプを含みセンサデータは一切含まないメッセージを、ネットワークＮＷを通じてエッジゲートウェイ１００から集約サーバ４００へ送信する。上記メッセージは、通信回線の輻輳状況の確認と、エッジゲートウェイ１００のハートビートを兼ねる。上記メッセージを、本明細書では、ハートビートメッセージと記す。

　集約サーバ４００は、エッジゲートウェイ１００からハートビートメッセージを受信すると、ハートビートメッセージの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態でのハートビートメッセージの通信時間との差分に基づいて、通信回線の輻輳度合いを判定する。そして、集約サーバ４００は、第１の実施形態における動作の説明のステップ（７）～（１５）と同様の動作により、センサ単位のデータの送信指示をエッジゲートウェイ１００へ返却する。

　エッジゲートウェイ１００の送信データ選択作成部１０２は、集約サーバ４００から返信された指示で、少なくとも１つのセンサデータの送信可能数が１以上であれば、ハートビートメッセージの送信を停止する。また、送信データ選択作成部１０２は、センサデータが送信できない状況が続いていることを確認すると、ハートビートメッセージの送信を継続する。

　このように本実施形態によれば、集約サーバからエッジゲートウェイに送られた指示が、エッジゲートウェイに接続された全センサのデータの送信を停止する指示であることから、エッジゲートウェイから集約サーバへ送信するセンサデータが無い状況であっても、ネットワークＮＷの通信回線の輻輳状態を継続して監視することができる。

［第５の実施形態］
　次に本発明の第５の実施形態について説明する。

　先ず、本実施形態が解決しようとする課題を説明する。集約サーバ４００に、ネットワークＮＷを通じて３つのエッジゲートウェイ１００、２００、３００が接続されているセンサネットワークシステムにおいて、図１１の破線で示すように、エッジゲートウェイ２００とエッジゲートウェイ３００とがネットワークＮＷの通信回線を共用している状況を想定する。また、その部分でそのとき使用可能な回線帯域は３０Ｍｂｐｓであると仮定する。

　エッジゲートウェイ２００とエッジゲートウェイ３００とが通信回線を共用していることを知ることができない場合、その部分での使用可能な回線帯域が３０Ｍｂｐｓであることも知ることはできない。その場合、集約サーバ４００は、エッジゲートウェイ２００とエッジゲートウェイ３００とに対してそれぞれ独立して通信帯域を制限する個別最適を実施するしかない。そのような個別最適によって、エッジゲートウェイ２００とエッジゲートウェイ３００のそれぞれのセンサが送信するデータ量から、使用可能帯域を例えば図１１に記載するように２０Ｍｂｐｓ、２５Ｍｂｐｓに設定したとしても、共用部分がボトルネックとなり輻輳が発生する。この場合、各エッジゲートウェイの送信可能帯域をそれぞれ調整して最適な値を手探りで設定していくことになる。そのため、輻輳を早期に解消するのは困難である。本実施形態は係る課題を解決する。

　図１２は、本発明の第５の実施形態に係るセンサネットワークシステムのブロック図である。本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、集約サーバ４００に、ネットワークＮＷを通じて、３つのエッジゲートウェイ１００、２００、３００が接続されている。また、エッジゲートウェイ１００には、２つのセンサ１１１、１２１が接続され、エッジゲートウェイ２００には、２つのセンサ２１１、２２１が接続され、エッジゲートウェイ３００には、２つのセンサ３１１、３２１が接続されている。ここで、エッジゲートウェイ１００、２００、３００は、図１に示した第１の実施形態におけるエッジゲートウェイ１００、２００、３００と同じである。他方、集約サーバ４００は、図１に示した第１の実施形態における集約サーバ４００と比較して、通信データ量差計算部４０３、エッジ情報格納部４０６、およびセンサデータ送信指示決定部４０８の機能が相違し、それ以外は第１の実施形態における集約サーバ４００と同じである。

　本実施形態における集約サーバ４００の通信データ量差計算部４０３は、第１の実施形態における通信データ量差計算部４０３と同様の機能を有すると共に、通信時間の増減の推移から同じ通信回線を共用するエッジゲートウェイの組み合わせを決定する機能を有している。具体的には、本実施形態の通信データ量差計算部４０３は、エッジゲートウェイ毎に、エッジゲートウェイから集約サーバ４００へ送信するセンサデータの送信時刻と受信時刻との時間差が、時間の経過に応じてどのように変動するかを表すパターン（変動パターン）を生成する機能を有する。また、本実施形態の通信データ量差計算部４０３は、エッジゲートウェイ毎の変動パターンを比較し、同一あるいは類似する変動パターンの複数のエッジゲートウェイの組み合わせを、輻輳が発生している通信回線を共用しているエッジゲートウェイのグループとして決定する機能を有する。

　また、本実施形態におけるエッジ情報格納部４０６は、第１の実施形態におけるエッジ情報格納部４０６と同様の機能を有すると共に、上記生成された変動パターンおよびグループの情報を含むエッジ通信情報一覧４０７を蓄積する機能を有する。

　図１３は、本実施形態におけるエッジ通信情報一覧４０７の内容の一例を示す。図４に示されるエッジ通信情報一覧４０７と比較して、送受信時間変動パターンとグループ名の欄が追加されている。

　また、本実施形態におけるセンサデータ送信指示決定部４０８は、輻輳が発生している通信回線を共用しているエッジゲートウェイの組み合わせを１つのグループとして、センサデータの収集を行うセンサと収集を保留するセンサとを決定する機能を有する。輻輳が発生している通信回線を共用しているエッジゲートウェイの組み合わせが存在しない場合、本実施形態におけるセンサデータ送信指示決定部４０８は、第１の実施形態におけるセンサデータ送信指示決定部４０８と同様に機能する。

　このように、本実施形態は、複数のエッジゲートウェイ１００、２００、３００が１つの集約サーバ４００に接続されているセンサネットワークシステムにおいて、集約サーバ４００とエッジゲートウェイ１００、２００、３００間の通信時間の変動が複数のエッジゲートウェイで同じような動きをしている場合に、それら複数のエッジゲートウェイが集約サーバ４００への通信回線を共用していると判断する。そして、本実施形態は、通信回線を共用している複数のエッジゲートウェイを１つのグループとみなして、グループ単位でセンサデータの重要度が高い順番に、送信するセンサデータの送信可能の判断を行う。

　例えば、図１２および図１３では、通信データ量差計算部４０３は、エッジゲートウェイ２００とエッジゲートウェイ３００の送受信時間変動のパターンを一定時間計測した結果、類似するパターンＹであったことから、同じボトルネックとなる通信回線を共用していると判断する。その結果、センサデータ送信指示決定部４０８は、エッジゲートウェイ１００、２００、３００を、エッジゲートウェイ１００を含むグループＡと、エッジゲートウェイ２００、３００を含むグループＢＣとに分割し、グループ単位で通信量の制御を行う。例えば、センサデータ送信指示決定部４０８は、グループＢＣには、優先度が高いセンサ２１１、３１１、優先度が低いセンサ２２１、３２１の４つのセンサが存在するので、これら４つのセンサの中から例えば優先度が高いセンサ２１１、３１１のセンサデータの送信を許可し、優先度の低いセンサ２２１、３２１のセンサデータの送信を一時的に停止するようにする。また、仮に、センサ２１１、２２１の優先度が低く、センサ３１１、３２１の優先度が高いとすると、センサデータ送信指示決定部４０８は、これら４つのセンサの中から、優先度の高いセンサ３１１、３２１のセンサデータの送信を許可し、優先度の低いセンサ２１１、３２１のセンサデータの送信を一時的に停止するようにする。これによって、通信回線を共用する２つのエッジゲートウェイ２００、３００のうち、エッジゲートウェイ３００に接続されたセンサ３１１、３２１のセンサデータの送信を許可し、エッジゲートウェイ２００に接続されたセンサ２１１、２２１の送信を一時的に停止するようになる。このような指示は、個別最適化では実現することは困難である。これにより、複数のエッジゲートウェイからのデータ送信を考慮したシステム全体の最適化を実現することができる。

［第６の実施形態］
　図１４を参照すると、本発明の第５の実施形態に係るセンサネットワークシステムは、１または複数のセンサ機器５０１と、センサ機器５０１からセンサデータを収集する１または複数のゲートウェイ装置５０２と、ゲートウェイ装置５０２に通信回線５０３を通じて接続され、ゲートウェイ装置５０２から通信回線５０３を通じてセンサデータを収集するサーバ装置５０４とを含む。また、サーバ装置５０４は、判定部５１１と制御部５１２とを有する。

　サーバ装置５０４の判定部５１１は、ゲートウェイ装置５０２からサーバ装置５０４へ送信するセンサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、通信回線５０３の輻輳度合いを判定する機能を有する。判定部５１１は、例えば図１のネットワーク通信部４０１、受信データ解析部４０４、センサデータ蓄積部４０５、および通信データ量差計算部４０３によって実現することができるが、それに限定されない。

　サーバ装置５０４の制御部５１２は、判定部５１１の判定結果に基づいて、センサデータの収集を行うセンサ機器５０１とセンサデータの収集を保留するセンサ機器５０１とを決定する機能を有する。また、制御部５１２は、ゲートウェイ装置５０２に対して、上記決定した内容を含む指示を送出する機能を有する。制御部５１２は、例えば図１のエッジ情報格納部４０６、センサデータ送信指示決定部４０８、送信データ作成部４０２、およびネットワーク通信部４０１によって実現することができるが、それに限定されない。

　このように構成された本実施形態に係るセンサネットワークシステムは、以下のように動作する。即ち、ゲートウェイ装置５０２は、センサ機器５０１からセンサデータを収集し、通信回線５０３を通じて、サーバ装置５０４へ送信する。サーバ装置５０４の判定部５１１は、ゲートウェイ装置５０２からサーバ装置５０４へ送信するセンサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、通信回線５０３の輻輳度合いを判定する。そして、サーバ装置５０４の制御部５１２は、通信回線５０３の輻輳度合いの判定結果に基づいて、センサデータの収集を行うセンサ機器５０１とセンサデータの収集を保留するセンサ機器５０１とを決定し、ゲートウェイ装置５０２に対して、上記決定した内容を含む指示を送出する。ゲートウェイ装置５０２は、上記指示に従って、センサ機器５０１のセンサデータの中からサーバ装置５０４へ送信するセンサデータを選択して送信データを作成し、サーバ装置５０４へ送信する。

　このように本実施形態によれば、ゲートウェイ装置５０２とサーバ装置５０４とを接続する通信回線に輻輳が発生した場合、それを検出して解消させることができる。その理由は、サーバ装置５０４の判定部５１１は、ゲートウェイ装置５０２からサーバ装置５０４へ送信するセンサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、通信回線５０３の輻輳度合いを判定し、サーバ装置５０４の制御部５１２は、判定部５１１の判定結果に基づいて、センサデータの収集を行うセンサ機器５０１とセンサデータの収集を保留するセンサ機器５０１とを決定し、決定した内容を含む指示をゲートウェイ装置５０２に送出するためである。

　本実施形態は、以下のような変形が可能である。

　例えば、制御部５１２は、通信回線５０３が輻輳状態にある場合、ゲートウェイ装置５０２に対して最後に送出した指示に含まれる上記決定した内容と比較して、センサデータの収集を保留するセンサ機器５０１の数をより多くした内容を決定するように構成されていてよい。

　また、制御部５１１は、通信回線５０３が輻輳状態にない場合、ゲートウェイ装置５０２に対して最後に送出した指示に含まれる上記決定した内容と比較して、センサデータの収集を保留するセンサ機器の数をより少なくした内容を決定するように構成されていてよい。

　また、制御部５１１は、センサ機器５０１の優先度に基づいて、センサデータの収集を行うセンサ機器５０１とセンサデータの収集を保留するセンサ機器５０１とを決定するように構成されていてよい。

　また、制御部５１１は、センサデータの収集を行うセンサ機器５０１については、何回分のセンサデータの収集を行うかを示す送信可能数を、通信回線５０３の輻輳度合いに応じて決定し、この決定した内容を前記指示に含ませるように構成されていてよい。

　また、制御部５１１は、センサデータの収集を行うセンサ機器５０１とセンサデータの収集を保留するセンサ機器５０１とを定期的に入れ替えるように構成されていてよい。

　また、制御部５１１は、上記時間差の時間の経過に伴う変動パターンをゲートウェイ装置５０２のそれぞれについて生成し、その生成したゲートウェイ装置毎の変動パターンを比較して輻輳が発生している通信回線５０３を共用しているゲートウェイ装置５０２の組み合わせを決定し、その決定したゲートウェイ装置５０２の組み合わせを１つのグループとして、センサデータの収集を行うセンサ機器５０１とセンサデータの収集を保留するセンサ機器５０１とを決定するように構成されていてよい。

　また、ゲートウェイ装置５０２は、上記指示に従って、サーバ装置５０４へ送信しないセンサ機器５０１に対してはセンサ機器５０１からのセンサデータの送信に対して、故意に応答を返さないことにより、センサデータをセンサ機器５０１の送信バッファに蓄積させたままとするように構成されていてよい。

　また、ゲートウェイ装置５０２は、上記指示に従って、サーバ装置５０４へ何れのセンサ機器５０１のセンサデータをも送信しない期間中、定期的に、送信時刻を記載したハートビートメッセージを送信するように構成されていてよい。そして、その場合、サーバ装置５０４の判定部５１１は、ハートビートメッセージの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、通信回線５０３の輻輳度合いを判定するように構成されていてよい。

　以上、上記各実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明の範囲内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。

　例えば、図１に示した第１の実施形態に係るセンサネットワークシステムにおいて、エッジゲートウェイ１００の送信データ選択作成部１０２は、センサデータを含む送信データに付加して、或いはセンサデータを含む送信データとは独立に、未送信データ一覧１０９に記録された各センサ（カードリーダ、監視カメラ）の未送信データ数を集約サーバ４００へ送信するようにしてよい。また、集約サーバ４００のエッジ情報格納部４０６は、エッジゲートウェイ１００から受信した各センサデータの未送信データ数を、エッジ通信情報一覧４０７の各エントリの１つの列として記録するようにしてよい。また、集約サーバ４００のエッジ情報格納部４０６は、１つの受信データにカードリーダと監視カメラとで異なる数のセンサデータが含まれている場合、数の少ない方のセンサデータが未送信データとしてエッジゲートウェイに残っていると判断して、エッジ通信情報一覧４０７の上記数の少ない方のセンサデータの未送信データ数を上記少ない数だけ増加させるようにしてもよい。そして、集約サーバ４００のセンサデータ送信指示決定部４０８は、エッジ通信情報一覧４０７に記録された各センサデータの未送信データ数に基づいて、センサデータの収集を行うセンサとその送信可能数、センサデータの収集を保留するセンサを決定するように構成されていてよい。例えば、センサデータ送信指示決定部４０８は、通信回線が空いている場合、未送信データ数のより多いセンサデータを優先的に送信対象に組み入れるようにしてよい。

　なお、本発明は、日本国にて２０１７年３月２８日に特許出願された特願２０１７－０６２７８７の特許出願に基づく優先権主張の利益を享受するものであり、当該特許出願に記載された内容は、全て本明細書に含まれるものとする。

　本発明は、センサネットワークシステム全般に利用できる。また、本発明は、既存の建物に監視カメラを追加設置して共用回線を介して遠隔地で監視するような構成のセキュリティの分野で利用できる。また、本発明は、大量の観測データを、既存ネットワークを使って収集するような構成の科学の分野で利用できる。

　上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
［付記１］
　１または複数のセンサ機器からセンサデータを収集する１または複数のゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置とを含むセンサネットワークシステムであって、
　前記サーバ装置は、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する制御部と、
を含む、
センサネットワークシステム。
［付記２］
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にある場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより多くした内容を決定する、
付記１に記載のセンサネットワークシステム。
［付記３］
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にない場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより少なくした内容を決定する、
付記１または２に記載のセンサネットワークシステム。
［付記４］
　前記制御部は、前記センサ機器の優先度に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
付記１乃至３の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
［付記５］
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器については、何回分の前記センサデータの収集を行うかを示す送信可能数を、前記通信回線の輻輳度合いに応じて決定する、
付記１乃至４の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
［付記６］
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを定期的に入れ替える、
付記１乃至５の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
［付記７］
　前記制御部は、前記時間差の変動パターンを前記ゲートウェイ装置のそれぞれについて生成し、該生成した前記ゲートウェイ装置毎の前記変動パターンを比較して輻輳が発生している前記通信回線を共用している前記ゲートウェイ装置の組み合わせを決定し、該決定した前記ゲートウェイ装置の組み合わせを１つのグループとして、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
付記１乃至６の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
［付記８］
　前記ゲートウェイ装置は、
　前記指示に従って、前記センサ機器の前記センサデータの中から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータを選択して送信データを作成する制御部を含む、
付記１乃至７の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
［付記９］
　前記ゲートウェイ装置の前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ送信しない前記センサ機器に対しては前記センサ機器からの前記センサデータの送信に対して、故意に応答を返さないことにより、前記センサデータを前記センサ機器の送信バッファに蓄積させたままとする、
付記８に記載のセンサネットワークシステム。
［付記１０］
　前記ゲートウェイ装置の前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ何れの前記センサ機器の前記センサデータをも送信しない期間中、定期的に、送信時刻を記載したハートビートメッセージを送信し、
　前記判定部は、前記ハートビートメッセージの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する、
付記８または９に記載のセンサネットワークシステム。
［付記１１］
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置であって、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する制御部と、
を含むサーバ装置。
［付記１２］
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にある場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより多くした内容を決定する、
付記１１に記載のサーバ装置。
［付記１３］
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にない場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより少なくした内容を決定する、
付記１１または１２に記載のサーバ装置。
［付記１４］
　前記制御部は、前記センサ機器の優先度に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
付記１１乃至１３の何れかに記載のサーバ装置。
［付記１５］
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器については、何回分の前記センサデータの収集を行うかを示す送信可能数を、前記通信回線の輻輳度合いに応じて決定する、
付記１１乃至１４の何れかに記載のサーバ装置。
［付記１６］
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを定期的に入れ替える、
付記１１乃至１５の何れかに記載のサーバ装置。
［付記１７］
　前記制御部は、前記時間差の変動パターンを前記ゲートウェイ装置のそれぞれについて生成し、該生成した前記ゲートウェイ装置毎の前記変動パターンを比較して輻輳が発生している前記通信回線を共用している前記ゲートウェイ装置の組み合わせを決定し、該決定した前記ゲートウェイ装置の組み合わせを１つのグループとして、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
付記１１乃至１６の何れかに記載のサーバ装置。
［付記１８］
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置が実行するセンサデータ収集制御方法であって、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定し、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する、
センサデータ収集制御方法。
［付記１９］
　前記指示の送出では、前記通信回線が輻輳状態にある場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより多くした指示を送出する、
付記１８に記載のセンサデータ収集制御方法。
［付記２０］
　前記指示の送出では、前記通信回線が輻輳状態にない場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより少なくした指示を送出する、
付記１８または１９に記載のセンサデータ収集制御方法。
［付記２１］
　前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器との決定では、前記センサ機器の優先度に基づいて決定する、
付記１８乃至２０の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
［付記２２］
　前記指示の送出では、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器について前記通信回線の輻輳度合いに応じて決定した、何回分の前記センサデータの収集を一度の収集で行うかを示す送信可能数を含む前記指示を送出する、
付記１８乃至２１の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
［付記２３］
　前記指示の送出では、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを定期的に入れ替えた前記指示を送出する、
付記１８乃至２２の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
［付記２４］
　前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器との決定では、前記時間差の変動パターンを前記ゲートウェイ装置のそれぞれについて生成し、該生成した前記ゲートウェイ装置毎の前記変動パターンを比較して輻輳が発生している前記通信回線を共用している前記ゲートウェイ装置の組み合わせを決定し、該決定した前記ゲートウェイ装置の組み合わせを１つのグループとして、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
付記１８乃至２３の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
［付記２５］
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するコンピュータを、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する送信データ制御部と、
して機能させるためのプログラム。
［付記２６］
　１または複数のセンサ機器からセンサデータを収集し、前記センサデータを、通信回線を通じてサーバ装置へ送信するゲートウェイ装置であって、
　前記通信回線の輻輳度合いに基づいて決定された、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを特定する指示を、前記通信回線を通じて前記サーバ装置から受信して解析する受信データ解析部と、
　前記指示に従って、前記センサ機器の前記センサデータの中から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータを選択して送信データを作成する制御部とを含む、
ゲートウェイ装置。
［付記２７］
　前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ送信しない前記センサ機器に対しては前記センサ機器からの前記センサデータの送信に対して、故意に応答を返さないことにより、前記センサデータを前記センサ機器の送信バッファに蓄積させたままとする、
付記２６に記載のゲートウェイ装置。
［付記２８］
　前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ何れの前記センサ機器の前記センサデータをも送信しない期間中、定期的に、送信時刻を記載したハートビートメッセージを送信する、
付記２６または２７に記載のゲートウェイ装置。

１００…エッジゲートウェイ
１０１…ネットワーク通信部
１０２…送信データ選択作成部
１０３…センサデータ蓄積部
１０４…受信データ解析部
１０５…センサ情報格納部
１０６…センサ制御部
１０７…センサ情報一覧
１０９…未送信データ一覧
１１０…カードリーダ
１１０Ｃ…センサ固有制御部
１１３…社員証
１２０…監視カメラ
１２０Ｃ…センサ固有制御部
２００…エッジゲートウェイ
２１０…カードリーダ
２２０…監視カメラ
３００…エッジゲートウェイ
３１０…カードリーダ
３２０…監視カメラ
４００…集約サーバ
４０１…ネットワーク通信部
４０２…送信データ作成部
４０３…通信データ量差計算部
４０４…受信データ解析部
４０５…センサデータ蓄積部
４０６…エッジ情報格納部
４０７…エッジ通信情報一覧
４０８…センサデータ送信指示決定部
５０１…センサ機器
５０２…ゲートウェイ装置
５０３…通信回線
５０４…サーバ装置
５１１…判定部
５１２…制御部
１００１…操作入力部
１００２…画面表示部
１００３…通信インターフェース部
１００４…記憶部
１００５…演算処理部
１００６…情報処理装置
１００７…プログラム
ＮＷ…ネットワーク

Claims

　１または複数のセンサ機器からセンサデータを収集する１または複数のゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置とを含むセンサネットワークシステムであって、
　前記サーバ装置は、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する制御部と、
を含む、
センサネットワークシステム。
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にある場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより多くした内容を決定する、
請求項１に記載のセンサネットワークシステム。
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にない場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより少なくした内容を決定する、
請求項１または２に記載のセンサネットワークシステム。
　前記制御部は、前記センサ機器の優先度に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
請求項１乃至３の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器については、何回分の前記センサデータの収集を行うかを示す送信可能数を、前記通信回線の輻輳度合いに応じて決定する、
請求項１乃至４の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを定期的に入れ替える、
請求項１乃至５の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
　前記制御部は、前記時間差の変動パターンを前記ゲートウェイ装置のそれぞれについて生成し、該生成した前記ゲートウェイ装置毎の前記変動パターンを比較して輻輳が発生している前記通信回線を共用している前記ゲートウェイ装置の組み合わせを決定し、該決定した前記ゲートウェイ装置の組み合わせを１つのグループとして、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
請求項１乃至６の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
　前記ゲートウェイ装置は、
　前記指示に従って、前記センサ機器の前記センサデータの中から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータを選択して送信データを作成する制御部を含む、
請求項１乃至７の何れかに記載のセンサネットワークシステム。
　前記ゲートウェイ装置の前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ送信しない前記センサ機器に対しては前記センサ機器からの前記センサデータの送信に対して、故意に応答を返さないことにより、前記センサデータを前記センサ機器の送信バッファに蓄積させたままとする、
請求項８に記載のセンサネットワークシステム。
　前記ゲートウェイ装置の前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ何れの前記センサ機器の前記センサデータをも送信しない期間中、定期的に、送信時刻を記載したハートビートメッセージを送信し、
　前記判定部は、前記ハートビートメッセージの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する、
請求項８または９に記載のセンサネットワークシステム。
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置であって、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する制御部と、
を含むサーバ装置。
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にある場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより多くした内容を決定する、
請求項１１に記載のサーバ装置。
　前記制御部は、前記通信回線が輻輳状態にない場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより少なくした内容を決定する、
請求項１１または１２に記載のサーバ装置。
　前記制御部は、前記センサ機器の優先度に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
請求項１１乃至１３の何れかに記載のサーバ装置。
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器については、何回分の前記センサデータの収集を行うかを示す送信可能数を、前記通信回線の輻輳度合いに応じて決定する、
請求項１１乃至１４の何れかに記載のサーバ装置。
　前記制御部は、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを定期的に入れ替える、
請求項１１乃至１５の何れかに記載のサーバ装置。
　前記制御部は、前記時間差の変動パターンを前記ゲートウェイ装置のそれぞれについて生成し、該生成した前記ゲートウェイ装置毎の前記変動パターンを比較して輻輳が発生している前記通信回線を共用している前記ゲートウェイ装置の組み合わせを決定し、該決定した前記ゲートウェイ装置の組み合わせを１つのグループとして、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
請求項１１乃至１６の何れかに記載のサーバ装置。
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するサーバ装置が実行するセンサデータ収集制御方法であって、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定し、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する、
センサデータ収集制御方法。
　前記指示の送出では、前記通信回線が輻輳状態にある場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより多くした指示を送出する、
請求項１８に記載のセンサデータ収集制御方法。
　前記指示の送出では、前記通信回線が輻輳状態にない場合、前記ゲートウェイ装置に対して最後に送出した前記指示に含まれる前記決定した内容と比較して、前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器の数をより少なくした指示を送出する、
請求項１８または１９に記載のセンサデータ収集制御方法。
　前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器との決定では、前記センサ機器の優先度に基づいて決定する、
請求項１８乃至２０の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
　前記指示の送出では、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器について前記通信回線の輻輳度合いに応じて決定した、何回分の前記センサデータの収集を一度の収集で行うかを示す送信可能数を含む前記指示を送出する、
請求項１８乃至２１の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
　前記指示の送出では、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを定期的に入れ替えた前記指示を送出する、
請求項１８乃至２２の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
　前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器との決定では、前記時間差の変動パターンを前記ゲートウェイ装置のそれぞれについて生成し、該生成した前記ゲートウェイ装置毎の前記変動パターンを比較して輻輳が発生している前記通信回線を共用している前記ゲートウェイ装置の組み合わせを決定し、該決定した前記ゲートウェイ装置の組み合わせを１つのグループとして、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定する、
請求項１８乃至２３の何れかに記載のセンサデータ収集制御方法。
　センサ機器からセンサデータを収集するゲートウェイ装置に通信回線を通じて接続され、前記ゲートウェイ装置から前記通信回線を通じて前記センサデータを収集するコンピュータを、
　前記ゲートウェイ装置から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータの送信時刻と受信時刻との時間差と、輻輳が発生していない状態での通信時間との差分に基づいて、前記通信回線の輻輳度合いを判定する判定部と、
　前記通信回線の輻輳度合いの判定結果に基づいて、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを決定し、前記ゲートウェイ装置に対して、前記決定した内容を含む指示を送出する送信データ制御部と、
して機能させるためのプログラム。
　１または複数のセンサ機器からセンサデータを収集し、前記センサデータを、通信回線を通じてサーバ装置へ送信するゲートウェイ装置であって、
　前記通信回線の輻輳度合いに基づいて決定された、前記センサデータの収集を行う前記センサ機器と前記センサデータの収集を保留する前記センサ機器とを特定する指示を、前記通信回線を通じて前記サーバ装置から受信して解析する受信データ解析部と、
　前記指示に従って、前記センサ機器の前記センサデータの中から前記サーバ装置へ送信する前記センサデータを選択して送信データを作成する制御部とを含む、
ゲートウェイ装置。
　前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ送信しない前記センサ機器に対しては前記センサ機器からの前記センサデータの送信に対して、故意に応答を返さないことにより、前記センサデータを前記センサ機器の送信バッファに蓄積させたままとする、
請求項２６に記載のゲートウェイ装置。
　前記制御部は、前記指示に従って、前記サーバ装置へ何れの前記センサ機器の前記センサデータをも送信しない期間中、定期的に、送信時刻を記載したハートビートメッセージを送信する、
請求項２６または２７に記載のゲートウェイ装置。