阅读说明：本技术 用于与IoT设备进行数据收发的装置、方法及程序 (Apparatus, method, and program for data transceiving with IoT device ) 是由 安川健太 小熊崇 于 2018-10-10 设计创作，主要内容包括：为了加速IoT的普及,在用于进行与IoT设备的数据收发的装置中,谋求开销的降低。首先,在IoT设备(110)中发生某种事件。IoT设备(110)生成应发送的消息,并通过SMS对存储在IoT设备(110)中的第一服务器(101)的电话号码进行发送。第一服务器(101)在根据需要向IoT终端(110)通知接收到包含该消息的SMS数据之后,向第二服务器(102)传递该SMS数据。第二服务器(102)根据该SMS数据的消息中包含的发送目的地识别符,参照SMS数据中可能包含的发送目的地识别符与发送目的地的对应关系,来确定发送目的地。第二服务器(102)向第三外部服务器(123)发送从消息中除去发送目的地识别符后的部分或包含发送目的地识别符的消息的整体。(In order to accelerate the spread of IoT, an apparatus for transmitting and receiving data to and from IoT devices is required to reduce overhead. First, some event occurs in the IoT device (110). The IoT device (110) generates a message to be sent and sends the phone number of the first server (101) stored in the IoT device (110) by SMS. The first server (101) delivers the SMS data to the second server (102) after notifying the IoT terminal (110) of the receipt of the SMS data containing the message as needed. The second server (102) determines the destination by referring to the correspondence between the destination identifier and the destination that may be included in the SMS data, based on the destination identifier included in the SMS data message. The second server (102) transmits the entire message excluding the destination identifier or including the destination identifier to the third external server (123).)

用于与IoT设备进行数据收发的装置、方法及程序

技术领域

本发明涉及一种用于与IoT设备进行数据收发的装置、方法以及程序。

背景技术

随着传感技术、通信技术的发展，与计算机网络连接的设备增多，所有的事物都被网络化的Internet of Things这样的想法在普及。以下，不限于因特网，将经网络化的设备称为“IoT设备”。

IoT设备可以与网络连接，向服务器、存储器等发送收集到的数据，或者从服务器接收数据的分发，为此，必须在IoT设备与服务器之间建立安全的连接。作为一个方法，可以预先向服务器和设备双方提供用于以规定的通信方式进行通信的相同或对应的认证信息，例如，在接通设备的电源时进行动作的软件使用该认证信息，确立与服务器之间的连接。

当插入了SIM卡的IoT设备的电源接通时，IoT设备通过HLR/HSS对写入到该SIM卡中的IMSI进行认证，成为附着到蜂窝网络的状态。在附着到蜂窝网络之后，在进行基于分组交换的数据通信的情况下，通过追加进行GTP连接，能够通过与服务器的IP通信进行数据的收发。

发明内容

发明要解决的问题

但是，如果是上述的通信方式，则对于本来希望进行收发的数据，会产生较大的开销。作为一例，在考虑从能够进行GPS追踪的IoT设备向服务器发送如图1所示的11个八位字节的日志数据的情况下，需要进行GTP连接的确立、TCP套接字的确立、HTTP POST请求、HTTPPOST响应、TCP套接字的切断、以及GTP连接的切断这样的数百个八位字节的数据处理。该开销直接影响IoT设备中的电力消耗，对连续工作时间产生很大的影响。

本发明是鉴于这样的问题点而完成的，其目的在于，为了加速IoT的普及，在用于与IoT设备进行数据的收发的装置、方法以及程序中，实现开销的降低。

用于解决问题的技术手段

为了实现这样的目的，本发明的第一形态是用于进行与IoT设备的数据的发送或接收的装置，其特征在于，具备：第一服务器，其从所述IoT设备接收包含消息的SMS数据；以及第二服务器，其根据所述SMS数据，确定所述消息或与其对应的数据的发送目的地，所述第二服务器与所述发送目的地在IP网络上进行通信。

另外，本发明的第二形态的特征在于，在第一形态中，参照所述SMS数据中能够包含的发送目的地识别符与发送目的地的对应关系来确定所述发送目的地。

另外，本发明的第三形态的特征在于，在第二形态中，所述发送目的地识别符作为消息的一部分包含在所述SMS数据中。

另外，本发明的第四形态的特征在于，在第三形态中，所述发送目的地识别符是规定位数或规定位数以下的数字或记号。

另外，本发明的第五形态的特征在于，在第一至第四的任一形态中，所述消息是二进制格式。

另外，本发明的第六形态的特征在于，在第五形态中，所述第二服务器将所述SMS消息展开为文本格式后，发送到所述发送目的地。

另外，本发明的第七形态的特征在于，在第一至第六的任一形态中，所述第二服务器通过IP网络上的通信，从外部服务器接收表现了对所述IoT设备的指令的数据，并将所述数据传递给所述第一服务器，所述第一服务器向所述IoT设备发送在消息中包含所述数据或与其对应的数据的SMS数据，所述第一服务器在发送所述SMS数据时，在规定时间以上不接收来自所述IoT设备的数据。

另外，本发明的第八形态是一种用于进行与IoT设备的数据的发送或接收的装置，其特征在于，具备：第一服务器，其通过蜂窝网络上的信令，从所述IoT设备接收包含消息的信令数据；以及第二服务器，其根据所述信令数据，确定所述消息或与其对应的数据的发送目的地，所述第二服务器与所述发送目的地在IP网络上进行通信。

另外，本发明的第九形态是一种用于进行与IoT设备的数据的发送或接收的方法，其特征在于，包括：通过蜂窝网络上的信令从所述IoT设备接收包含消息的信令数据的步骤；以及根据所述信令数据，确定所述消息或与其对应的数据的发送目的地的步骤，在IP网络上进行向所述发送目的地的发送。

另外，本发明的第十形态是一种程序，用于使计算机执行用于进行与IoT设备的数据的发送或接收的方法，其特征在于，所述方法包括：通过蜂窝网络上的信令从所述IoT设备接收包含消息的信令数据的步骤；以及根据所述信令数据，确定所述消息或与其对应的数据的发送目的地的步骤，在IP网络上进行向所述发送目的地的发送。

发明的效果

为了实现这样的目的，根据本发明的一个形态，在IoT设备与外部服务器的通信中使用容量有限制的SMS时，不是将外部服务器的URL等发送目的地直接记述在SMS数据中，而是导入规定位数或其以下的数字或记号的发送目的地识别符，在SMS数据的接收侧将该识别符转换为发送目的地，由此，不会损害与各种外部服务的协作，能够实现大幅的开销的削减。

附图说明

图1是表示GPS追踪的日志数据的一例的图。

图2是表示本发明的第一实施方式的装置的图。

图3是表示本发明的第一实施方式的、从IoT设备向外部服务器的数据发送的流程的图。

图4是表示本发明的第二实施方式的、从外部服务器向IoT设备的指令发送的顺序的图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。

(第一实施方式)

图2是表示本发明的第一实施方式的装置的图。发明人等发现，当SIM卡111被插入到IoT设备110中时，即使使用SMS而不是具有大开销的IP通信，也能够以与IP通信相同的方式执行复杂的处理，并且能够大幅地压缩开销。

装置100具备：第一服务器101，其从插入有SIM卡111的IoT设备110接收SMS数据；以及第二服务器102，其根据该SMS数据，确定该SMS数据中包含的消息或与其对应的数据的发送目的地。作为发送目的地，可以是提供各种服务的外部服务器，可以实现复杂的处理。图2中示出了第一外部服务器121、第二外部服务器122以及第三外部服务器123。IoT设备110与装置100之间在蜂窝网络中通过SMS进行通信，另一方面，装置100与外部服务器之间可以是IP通信。

装置100除了可以是MNO(移动网络运营商)的通信装置之外，还可以是与MNO的通信基础设施连接而提供无线通信服务的方式的MVNO(移动虚拟网络运营商)的通信装置。在MNO和MVNO之间存在MVNE(虚拟移动通信服务提供商)，MVNE提供用于MVNO进行顺利的运营的辅助服务，MVNE也具有用于与MNO的通信基础设施连接而提供无线通信服务的通信基础设施。在这种情况下，装置100可以是MVNE通信装置。另外，如装置100所具备的第一服务器101为MNO的通信装置，第二服务器102为MVNE或MVNO的通信装置那样，有时也是不同的运营商的通信基础设施。

第一服务器101是被称为SMS中心(SMSC)的、用于发送或接收SMS消息的服务器，第二服务器102从第一服务器101接收包含消息作为主体数据的SMS数据，对该消息实施适当的必要的处理，将其向适当的接收者发送。第一服务器101及第二服务器102可以分别是公有云或私有云上的一个或多个实例，特别地，第二服务器102可以根据功能被分成多个实例来设计。第一服务器101可以承担第二服务器102的功能的一部分或全部。

这里，在本说明书中，“云”是指在网络上根据需要动态地配置并提供CPU、内存、存储器、网络带宽等计算资源的系统。例如，可以通过AWS等来利用云。另外，“公有云”是指多个租户能够利用的云。

IoT设备110可以是具有所需的通信功能的任意设备，具有用于连接到蜂窝网络的IMSI等的标识码。为了在蜂窝网络中进行IP通信，需要与分组交换网络(PS)进行连接，但为了进行基于SMS的通信，只要与电路交换网络(CS)进行连接即可，因此能够采用去除了为了与PS进行连接而要求的功能的简化后的设备。

在本说明书中，主要使用SIM卡被插入到IoT设备110中的例子进行说明，但IMSI等标识码不仅被存储在物理SIM卡111中，还可以在嵌入至IoT设备110中的半导体芯片(也称为“eSIM”。)上存储一个或多个IMSI，以及可以在IoT设备110的模块内的安全区域中搭载软件，在该软件上存储一个或多个IMSI，IoT设备110直接或间接地保持标识码的方式可以考虑各种方式。在IoT设备110中，除了IMSI等标识码之外，还存储有自身的MSISDN等的电话号码、以及作为SMSC的第一服务器101的MSISDN等的电话号码。

第一外部服务器121、第二外部服务器122以及第三外部服务器123可以分别用于各种用途。例如，可以举出向运用IoT设备110的企业的本公司服务器进行HTTP下的数据发送，或者通过SSL/TLS上的HTTP安全地进行数据存储，或者在第二服务器102是云上的实例或服务器的情况下向同一云或不同云的实例或服务器进行数据传送的用途。可以是如下结构：在装置100中，为每个SIM卡保持发送目的地的服务器、凭证、所使用的协议等设定信息，并根据该设定信息传送通过SMS发送的数据。

在本说明书中说明的各设备不限于物理上单一的设备，可以是多个能够相互访问的设备。另外，对于第二服务器102，具备通信接口等通信部102-1、处理器、CPU等处理部102-2以及包含内存、硬盘等存储装置或存储介质的存储部102-3，如图所示在处理部102-2中执行存储在能够从存储部102-3或第二服务器102访问的存储装置或存储介质中的用于进行各处理的程序，由此能够实现各功能，对于其他设备，也能够通过同样的硬件来实现。上述程序有时包含1个或多个程序，另外，也可以记录在计算机可读的存储介质中而成为非临时性的程序产品。

图3表示本发明的第一实施方式的、从IoT设备向外部服务器的数据发送的顺序。首先，在IoT设备110中，发生某种事件(S301)。例如，可以列举计时器启动，希望将IoT设备110的传感器获取的信息发送到第三外部服务器123的例子。

IoT设备110生成记述有获取到的信息的消息，并通过SMS对预先存储在IoT设备110中的第一服务器101的电话号码进行发送(S302)。该消息中包含用于识别第三外部服务器123的发送目的地识别符，该第三外部服务器123为消息的至少一部分或与其对应的数据的发送目的地。发送目的地识别符可以是如1001、1002、1003、2000等那样的4位数字，更一般地，可以是规定的位数或规定的位数以下的数字或记号。由于能够通过SMS发送的消息的容量为140个八位字节等非常有限，因此最好采用二进制格式。

第一服务器101在根据需要向IoT终端110通知接收到了包含该消息的SMS数据(S303)，向第二服务器102传递该SMS数据(S304)。此时，也可以在SMS数据中包含存储在IoT终端110中的标识码或作为能够根据该标识码判定的发送源的IoT终端110的电话号码。

第二服务器102根据该SMS数据的消息中包含的发送目的地识别符，参照SMS数据中能够能包含的发送目的地识别符与发送目的地的对应关系，来确定发送目的地(S305)。发送目的地可以是IP网络上的URL，常常为数十个八位字节。在消息为二进制格式的情况下，第二服务器102也可以展开为一般在服务器侧广泛使用的格式，例如JSON、XML等基于文本的格式，以便在作为发送目的地的第三服务器123中容易处理(S306)。

第二服务器102向第三外部服务器123发送从消息中除去发送目的地识别符后的部分或者包含发送目的地识别符的消息的整体(S307)。作为发送的一个例子，能够以JSON形式等通过HTTP POST请求来发送消息的至少一部分或与其对应的数据。

也可以如图3中虚线所示那样，各装置在对各自进行的发送接收结果时或进行发送时设为非活动。各装置活动的期间用纵长的矩形表示。

由于外部服务器的URL等发送目的地占大比例的容量，所以在IoT设备与外部服务器的通信中使用容量有限制的SMS是不现实的，但如上所述，通过导入规定位数或其以下的数字或记号的发送目的地识别符，并在SMS数据的接收侧将该识别符转换为发送目的地，可以实现基于SMS的通信，不会损害与各种外部服务的协作，带来大幅度的开销的削减。另外，在服务器侧向外部公开那样的情况下，一般在安全上需要向客户机请求用于认证的凭证，该信息在SMS上传输时也成为开销，但在本实施方式中，通过在服务器侧保持该信息并适当应用，能够削减该信息。为此，在装置100中保持发送目的地或发送目的地识别符与凭证的对应关系即可。

在上述说明中，是根据发送目的地识别符进行发送目的地的确定，但也可以除了发送目的地识别符之外，或者代替发送目的地识别符，根据SMS数据中包含或附加的发送源的电话号码或SMS数据的消息的至少一部分，来进行发送目的地的确定。

另外，在本实施方式中，是通过蜂窝网络上的SMS来进行从IoT设备110向装置100至第一服务器101的数据发送，但这并不将本发明的精神限定于SMS，也可以考虑采用SMS以外的蜂窝网络上的信令。此时，第一服务器101接收的数据称为“信令数据”，更具体地说，可以定义为能够从客户机发送、在接收到的服务器侧能够唯一且安全地确定该发送中使用的标识码的数据。例如，信令数据可以包含基于USSD的消息。

另外，如果没有“仅基于××”、“仅根据××”、“仅在××的情况下”这样的“仅”的记载，则在本说明书中，应注意还可以考虑附加的信息。

另外，为了慎重起见，在某些方法、程序、终端、装置、服务器或系统(以下称为“方法等”)中，即使存在进行与本说明书中记述的动作不同的动作的方面，本发明的各方式也是以与本说明书中记述的动作的任意一个相同的动作为对象，存在与本说明书中记述的动作不同的动作并不意味着该方法等在本发明的各方式的范围外。

(第二实施方式)

在第二实施方式中，例如作为在第一实施方式中例示的传感器数据的发送的前提，从外部服务器进行数据获取等的指令。作为按照指令的动作的结果而产生的数据，能够按照在第一实施方式中说明的流程发送到外部服务器。

图4表示本发明的第二实施方式的、从外部服务器向IoT设备发送指令的顺序。首先，在第二外部服务器122中发生某种事件(S401)。例如，可以考虑如下那样的状况：由于IoT设备110的管理者在意终端侧的状况，所以在IoT设备110中按下用于执行获取传感器数据的处理的按钮。

第二外部服务器122将识别IoT设备110的设备识别符作为参数，将上述指令作为主体数据，将针对IoT设备110的指令传递给Web API(S402)。设备识别符除了可以是IoT设备110的电话号码之外，还可以是IMSI等的标识码、设备名等。

在接收到的指令是文本格式的情况下，Web API也可以根据需要将其转换为二进制格式(S403)。然后，在设备识别符为电话号码以外时，Web API参照设备识别符与电话号码的对应关系来确定IoT设备110的电话号码，并将IoT设备110的电话号码以及针对IoT设备110的指令或与其对应的数据传递给第二服务器102(S404)。在图2中，虽然没有图示提供Web API的服务器或实例，但也可以将其与第二服务器102另外设置，也可以在第二服务器102中提供。另外，也可以包含另外的服务器或实例上的Web API，作为第二服务器102。

第二服务器102向第一服务器101发送将发送目的地设为IoT设备110的电话号码、接收到消息的指令或者与其对应的数据的SMS数据的发送请求(S405)。此时，SMS数据的发送源为赋予给作为SMSC的第一服务器101的电话号码，但也可以在消息中包含用于确定进行了指令的第二外部服务器122或从第二外部服务器122进行了指令的管理者的外部发送源或表示该外部发送源的识别符。

第一服务器101向IoT设备110发送SMS数据，该SMS数据在消息中包含表示所述指令的数据或与其对应的数据(S406)。IoT设备110根据需要返回接收确认应答(S407)，执行按照指令的处理(S408)。

在此，在本实施方式的方法中，其特征之一在于，IoT设备不要求为了接收不知道何时而来的指令或指示而始终在线。在IP通信而不是SMS通信的情况下，通常在服务器之间存在NAT等设备，不能从服务器直接访问，每次确立TCP/UDP会话时，在该服务器以及路径上的防火墙、NAT等各设备中生成状态信息并保持，从而能够从服务器进行访问。而且，状态信息一般多是在软状态下的安装，由于规定了有效期限，所以经常使用在有效期限前从设备发送空的数据来维持状态信息的被称为keepalive的方法。而且，keepalive的必要性成为很大的开销。

与此相对，在基于SMS的通信中，能够通过寻呼唤醒休眠模式的调制解调器来通知消息的来信，所以本实施方式的第一服务器101无需向IoT设备110定期或断续地发送数据，而能够在任意的时刻发送SMS数据来执行指令。由于第一服务器101不需要keepalive，所以即使在规定时间以上没有接收到来自IoT设备110的数据，也能够发送SMS数据。例如，在IP通信中，不进行数分钟以上或数十分钟以上的keepalive，则在任意的时刻从服务器进行访问是困难的。但是，根据本实施方式，IoT设备110不需要在这样的长时间内进行数据发送。

更具体地说，用于keepalive的数据发送频率依赖于网络路径上的各设备中的状态信息的有效期限，所以不能一概而论地决定，但在自身不管理的网络中，由于设定能够变化等，所以为了稳定地维持疏通性，需要与最短的设备对应地设定。特别是在IoT中经常使用的UDP中，与长时间持续会话的应用中经常使用的TCP相比，维持状态的计时器大多短，需要以数十秒至数分钟的高频率进行keepalive。

作为例子，考虑如下情况：为了能够使用OMA LWM2M在任意的时刻从服务器执行数据获取命令，每1分钟对服务器发送Registration Update请求作为keepalive。

假设将请求大小设为80个八位字节，将响应大小设为80个八位字节，则每1日的keepalive用的通信量为23万40个八位字节，1月约为7MB，在设备数多的情况下产生不能忽视的成本。

进而，在设备为电池驱动的情况下，为了进行该通信，设备及调制解调器必须始终为活动，会大幅度缩短电池寿命。在休眠模式下等待指令或指示，在有指令时为了数据发送而变为活动并消耗电力的SMS通信、和始终活动且为了keepalive而必须以高频率继续进行数据发送的IP通信中，会产生数十倍、数百倍的差。

符号说明

100 装置

101 第一服务器

102 第二服务器

102-1 通信部

102-2 处理部

102-3 存储部

110 IoT设备

111 SIM卡

121 第一外部服务器

122 第二外部服务器

123 第三外部服务器。