エンドユーザのためのセンサ駆動サービス構築支援環境

背景

近年,プロセッサ,ストレージやネットワーク技術の普及に伴い,家庭内のネット家電をもとに多様なサービスを提供するホームネットワークシステム(HNS)の開発が進みつつあります.HNSでは,ホームネットワークに接続された各種ネット家電がその機能を利用するためのAPIを公開しており,それらのAPIを組み合わせることで新たな付加価値を生み出すことができます.  その中でも特に注目されているのがセンサと家電を組み合わせて実現されるセンサ駆動サービスです.一般にセンサ駆動サービスは,利用するセンサとセンサによって検知される環境プロパティに関するコンテキスト条件,その条件が満たされたときに駆動される振る舞いから構成されています.現在提供されているセンサ駆動サービスの多くは,利用されるセンサと機器の組み合わせやコンテキスト条件が固定されています.そのため,ユーザーを取り巻く家電構成や部屋の状況の変化に即してセンサ駆動サービスの内容を変更することは困難でした.  そこで個々のセンサをサービスとして独立させ,任意のコンテキスト条件や振る舞いを開発者がその都度登録可能なセンササービス基盤を開発しました.センササービスを利用することで,センサやコンテキスト条件,駆動される振る舞いそれぞれを変更することが可能になり,センサ駆動サービスを容易に構築することが可能になりました.

センサ駆動アプリケーションの例

例えば,ホームネットワークシステムやビル管理システムでは,センサと組み合わせて動作することを前提とした機器が数多く運用されています.人感センサを利用し,人が近くに来るとライトをつけるセンサライト,人が近づくとドアを開ける自動ドアや,温度センサを利用して空調を適度に保つエアコンの自動運転制御,手をかざすことで水道の蛇口が開く自動水栓(automatic sensor faucet)などが存在します. また,より高度な例では,ユーザの血圧や薬を定期的に摂取しているか,倒れたりしていないか等のデータをセンサによって取得し,家族など介護を行っているユーザや救急車を呼ぶといった,ユーザの状態に適した行動を選択・決定し実行する生活支援システムなどが提案されています. このように,ユーザの周囲に複数のセンサとそのセンサを利用する複数のユビキタスアプリケーションが配備されるようになりつつあります.

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問題点

このようなセンサ駆動型アプリケーションにおいてよりきめ細やかなサービスをユーザに提供しようとした場合,機器に接続するセンサを増やし,周囲環境の情報を多数集めることで改良することができます. しかし,現状では機器に接続するセンサを増やした場合,2つの問題点が発生するため,実現が難しくなっています.

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提案手法

そこで,本研究では多数のセンサを利用するようなユビキタスサービス実現において考慮が必要なこの密結合の問題(問題1)とスケーラビリティの問題(問題2)に対応したスケーラブルなセンサアプリケーションを構築可能にするフレームワークを提案します.

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さらに,提案するサービスレイヤを利用することで,複数のセンサの取る閾値を組み合わせた複雑な条件を検知するメタセンサを容易に実装することが可能とまります. 例えばエアコンの自動運転制御では,「室温が28度以上かつ湿度が50%以上のときに強運転を行う」といった,複数のセンサをまたがった条件を記述することができます.

本研究では,提案するフレームワークを用いてセンサ機器と家電機器とを対象としたセンサ駆動サービスを提供するアプリケーションを開発し,センサの入れ替えやユーザ要求の変化,サービス内容の修正への対応が可能であることと,センサとアプリケーションとの間の通信量がどの程度削減されるかをケーススタディとして行いました.

発表文献


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