Webサービスを用いた従来家電ホームネットワーク適応技術

背景

ユビキタス技術の進歩により,テレビ,DVDプレーヤ,照明,換気扇,冷蔵庫,エアコン,ブラインド,カーテンといった家電製品が,家庭内ネットワークに接続できるようになってきています.ホームネットワークシステム(HNS)とは,こうした(複数の)ネットワーク家電で構成されるシステムであり,より便利で快適な暮らしをユーザに提供することを目的として,研究・開発が進んでいます.昨今では,いくつかのベンダが実際の商品を開発,販売しています.

HNSの利点は,ネットワークを通して,複数のネットワーク家電の機能を連携できる点にあります.複数の家電を組み合わせて使用することで,より便利で付加価値の高いサービス(HNS連携サービスと呼ぶ)を実現できます.例えば,テレビ,DVDプレーヤ,スピーカ,照明,カーテンを連携させることで,DVDシアターサービスを実現できます.ユーザはワンタッチで,映画館にいる雰囲気で映画を楽しめます.

近い将来,組み込みデバイスがより安価で小さくなれば,家庭内の全ての「モノ」がネットワーク化されるであろうといわれています.

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図1:ホームネットワークシステム

課題

しかし,一般の家庭にとって,家電のフルネットワーク化にはまだまだ時間がかかりそうです.ネットワーク環境は普及しているものの,いまだに旧来の家電(レガシー家電と呼ぶ)が使用されています.ネットワーク家電が普及しない理由として,我々は以下の理由を考えています.

  1. ネットワーク家電は高い.
  2. 対応機器が少ない.
  3. アプリケーションレベルでの相互接続性が非常に限定される.

特に理由3が深刻です.これにより,現在のほとんどのHNS製品はシングルベンダ製であり,さらに連携可能な機器の組み合わせは非常に限定されています.従って,ユーザにとって家電の選択の余地がなく,HNS普及を妨げている大きな原因と考えています.

従来家電のHNS適応

この問題を解決するために,本研究では,レガシー家電をホームネットワークに収容するための新たな枠組みを提案します.具体的には,赤外線リモコン(IrRC)対応のレガシー家電に対して,HNSに収容するためのアダプタを実装します.この実装には,サービス指向アーキテクチャ(SOA)の考え方を用います.

アダプタは,以下の3層で構成されます.

赤外線デバイス層
アダプタが任意の赤外線信号を送れるようなAPI(Ir-API)を実装します.
サービス層
複数のIr-APIを組み合わせて,家電の機能を機器ベンダや実装に依存しない自己完結したサービスとしてまとめます.
Webサービス層
各サービスをWebサービスとしてネットワークに公開します.

これにより,全ての従来家電は,オープンなインターフェースを持つネットワーク資源として利用可能となります.ユーザは,レガシー家電を自由に組み合わせたアプリケーション,連携サービスを実装できるのです.また,Webサービスを用いることでに,インターネット上の様々なWebサービスと家電とを連携させることも容易に実現可能です.例えば,「晴れの日には照明を切って節電する」とか,「注目している株価が上がったら,チャイムを鳴らしてテレビをつける」など様々な可能性が考えられます.

HNSarchitecture.png
図2:提案アーキテクチャ

実装

提案手法に基づき,実際のレガシー家電を用いたHNSを実装しました.SOAの考え方を採り入れることで,以下の特徴を満たすHNSが実現できました.

  1. マルチベンダな家電を用いた連携サービスを容易に開発できる.
    • 実装した連携サービスは,それぞれ10〜20行のプログラム.
  2. 特別なデバイスを利用せずに安価に実現できる.
  3. 赤外線に対応した家電であれば,機種を選ばず広く適用できる.

また,性能,生産性,拡張性,移植容易性,保守容易性等の観点からも評価実験を行っています.

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図3:開発したホームネットワーク実験室


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図4:各種ユーザインターフェース

発表文献

  • Masahide Nakamura, Akihiro Tanaka, Hiroshi Igaki, Haruaki Tamada, and Ken-ichi Matsumoto, ``Adapting Legacy Home Appliances to Home Network Systems Using Web Services,'' In IEEE International Conference on Web Services (ICWS2006), pp.849-858, September 2006. (Chicago, USA) [PDF]
  • 田中章弘, 中村匡秀, 井垣宏, 松本健一, ``Web サービスを用いた従来家電のホームネットワークへの適応,'' 電子情報通信学会技術研究報告, Vol.105, No.628, pp.067-072, March 2006. [PDF]
  • Masahide Nakamura, Akihiro Tanaka, Hiroshi Igaki, Haruaki Tamada, and Ken-ichi Matsumoto, ``Constructing Home Network Systems and Integrated Services Using Legacy Home Appliances and Web Services,'' International Journal of Web Services Research, 2008. [PDF]

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Last-modified: 2008-10-16 (木) 13:04:59 (3748d)