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[DPSWS2015] Recurchat: 端末間でアプリ配布可能なBluetoothChatシステム

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[DPSWS2015] Recurchat: 端末間でアプリ配布可能なBluetoothChatシステム

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奨励賞受賞.災害等により携帯電話回線が断絶した際,インターネットを使わずに情報交換でき,アプリを持っていない人にも自分自身を配布できるチャットRecurChatの提案

奨励賞受賞.災害等により携帯電話回線が断絶した際,インターネットを使わずに情報交換でき,アプリを持っていない人にも自分自身を配布できるチャットRecurChatの提案

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[DPSWS2015] Recurchat: 端末間でアプリ配布可能なBluetoothChatシステム

  1. 1. + RecurChat: 端末間でアプリ配布可能なBluetoothChat システム 奈良先端科学技術大学院大学 松本誠義, 荒川豊, 安本慶一
  2. 2. + 目次 1.  研究背景 2.  研究課題 3.  提案システム 1.  インターネット断絶下における アプリ入手手段 2.  Bluetooth Low Energy によるチャットシステム 4.  まとめと今後の課題 2
  3. 3. + 研究背景 n スマートフォンの普及,インターネット社会 n ほとんどの情報交換をインターネットに依存 n 災害による携帯電話回線の断絶という課題 n 安否確認の手段,避難所運営の混乱 n インターネットレス情報交換アプリ n FireChat (Open Garden社) n  利用者間でインターネットレスにチャット n  OpenGardenアプリをベースに相互通信 3 今,FireChat等を持っていますか?
  4. 4. + 既存アプリが使える環境 ①  利用者全員がアプリを所持 n ストアからの入手にはインターネット接続が必要 ②  誰もが操作に習熟し,負担なく扱える n 複雑になりがちな接続設定 n  接続用とメッセージ交換用にアプリを要するもの n  端末の改造(root権限の取得) 4 普及に至っていない
  5. 5. + 研究課題 n 災害に適用可能なインターネットレス情報 交換アプリ n インターネット断絶下でも入手可能 n 複雑な接続設定を排除 n インターネット断絶下におけるアプリ入手 手段の要件 1.  インターネットを利用しないこと 2.  標準機能だけで実現可能であること n  アプリ入手のために受信側に特別なアプリを必要としない 5
  6. 6. + 提案システム n RecurChat n Bluetooth Low Energy(BLE)によるインターネット レスチャットアプリ n Recurshare[1]モジュールを組込んでおり,自分自 身を他の端末へと配布可能 n  インターネットレスにアプリを配布するモジュール n  自己複製により多数のデバイスへ拡散できる 6 圏外 圏外 圏外 圏外 自己複製 Chat Chat Chat Chat [1]Matsumoto, S.; Arakawa,Y.;Trono, E.M.;Yasumoto, K., "RecureShare — Internet-less application distribution mechanism for internet-less emergency communication systems," in Pervasive Computing and CommunicationWorkshops (PerCom Workshops),2015 IEEE International Conference on , vol., no., pp.512-517, 23-27 March 2015
  7. 7. + インターネット断絶下における アプリ入手手段 RecurChat ・インターネットレスにアプリ入手 ・複雑な接続設定を排したチャット 7
  8. 8. + 災害時のアプリ入手手段 8 Internet App Store クラウド サービス 圏外 apk: application package 圏外 圏外 apk インターネット圏外地域 1.  インターネットを利用しないこと 2.  標準機能だけで実現可能であること ローカルでapkファイルを調達
  9. 9. + Androidにおけるファイル入手方法 9 標準機能で受信可 1対多 物理媒体 (SDカードなど) ☓ ファイル操作不可 ☓ Bluetooth ☓ 受信不可 ☓ Wi-Fi Direct ☓ 受信不可 ○ Wi-Fi Ad-hoc ☓ 受信不可 ○ NFC (Android Beam) ○ ☓ root権限必須 搭載率約50%※ ※スマートフォンデータベース(http://smartphone.ultra-zone.net) 2015年国内発売Android端末51機種中25機種が採用
  10. 10. + 提案手法:Recurshareモジュール n テザリングにより同じネットワークへ所属 n  親機のIPアドレス: 192.168.43.1/24 n Webサーバにより,apkファイルを送信 n  apkファイルはインストールディレクトリから取得 10 Android Android 送信者 受信者 テザリング機能 Wi-Fi機能 接続 Recurshare Webサーバ機能 テザリング設定 Webブラウザ 通信 アプリケーション層 ネットワーク層
  11. 11. + 自己複製によるアプリ拡散 n 多数の人にアプリを行き渡らせる n Recurshare自身のapkファイルを複製して送信 n アプリ送信手段を持つ人が増える 11 Rsh Rsh Rsh 災害時 App Web ブラウザ 以下,同様にして 別端末へとアプリ拡散可能 1対多通信 自己複製
  12. 12. + アプリ配布の流れ n Recurshareの画面指示に従い,操作 12 送信者 受信者 対話できる程度の距離 ① Recurshareを起動 ② テザリング機能をON ④ Webブラウザで Recurshareにアクセス アプリのダウンロード &インストール ③ テザリングのWi-Fiに接続
  13. 13. + Recurshare 評価 n Recurshareを組込んだ評価用アプリを実装 n 避難所での利用を想定 n Recurshareを持っている1人が,他のRecurshare を持たない全員へと自己配布 n 拡散にかかる時間を計測 n 実験者(自分)+学生4人 n 受信側,送信側の両方を担当する n 送信者がRecurshareを起動してから,受信者が受 け取ったRecurshareを起動するまでの時間 13
  14. 14. + Recurshare 評価結果 n 全員に対してアプリの送受信が行えた n 標準機能を用いて受信できたことを確認 n アプリを受信した被験者が他の被験者にアプリを 配布できたことを確認 n 送受信時間は平均1分51秒 n 最長で2分46秒,最短で1分22秒 n 4人中3人がQRコードを利用 14
  15. 15. + RecurChatへの組込み n RecurChat自身を配布する機能として組込み n 他のアプリにも同様に導入可能 15 圏外 圏外 圏外 圏外 自己複製 Chat Chat Chat Chat
  16. 16. +Bluetooth Low Energy によるチャットシステム RecurChat ・インターネットレスにアプリ入手 ・複雑な接続設定を排したチャット 16
  17. 17. + チャットに用いる通信技術 n 相互通信と接続設定について n 仕様上可能 ≠ 現場で適用可能 17 技術 接続設定 備考 Bluetooth 手動のペアリング 1対1通信 Wi−Fiダイレクト PINコード入力など 端末の対応状況や 動作が不安定 Wi-Fi アドホック OS標準では非対応(root権限必須) Bluetooth Low Energy (BLE) の登場
  18. 18. + Bluetooth Low Energy【BLE】 n 最近普及が進んでいる通信技術 n 親機(Central)と子機(Peripheral)の役割を持つ n ペアリング等の接続設定が不要 18 10 : 08 電子錠 スポーツ用 心拍計 スマートウォッチ 周辺機器 Peripheral スマートフォン Central アドバタイズ パケット スキャン コネクション 確立 パケット 受信
  19. 19. + 相互通信不可 BLE利用の問題点 n 親機同士,子機同士の通信が不可能 n 現行のほとんどの端末は親機(Central)機能のみ n 両対応しているのは高価なBLEチップ Ø  今年度から発売しているハイエンド機種には搭載 19 CP C C C CP C C C C C C Central端末 両対応端末
  20. 20. + Peripheral対応状況について n カタログスペック表記からわかること n 表記:Bluetooth 4.1, Bluetooth 4.0 LEなど n チップごとのPeripheral/Centralの対応,Classな どの情報は含まれていない 20 Central 60% Central& Peripheral 20% 非対応 20% Central Central& Peripheral 非対応 研究室内のAndroid端末 BLE対応状況 6人 2人 2人 Class 到達距離 Class 1 約100m Class 2 約10m Class 3 約1m Bluetooth Power Class
  21. 21. + メッセージ転送処理の実装 n 両対応端末による転送用プロトコル n Central端末からのメッセージを受信時に転送 n 以下のヘッダを付加し,ブロードキャスト 21 CP C CP C C C C FW 0123456789 元メッセージ 識別子 転送元UUID C 親/子 転送 転送 転送 送信 転送 転送 両対応端末の台数によ り到達の効率が変化 ※重複メッセージは破棄
  22. 22. + 実装状況 n ペアリング等接続処理の排除 n 起動時に周囲の端末をスキャン n 起動してすぐに情報交換に参加可能 n 転送処理により,Central端末同士のメッ セージ送受信を確認 n 端末6台まで参加可能 n Recurshare組み込みにより,他の端末へと 自己複製可能なことを確認 22
  23. 23. + デモ 23 Central端末 Central端末 Peripheral対応端末
  24. 24. + まとめと今後の研究予定 n BLEによるインターネットレスチャットの提 案 n Peripheral端末を介したCentral端末同士の通信手 法 n 自己複製による通信インフラの構築 n 今後の課題 n 同時接続可能台数の評価,向上 n 新規利用者への過去のメッセージログの共有 n 誤情報の流布に影響を受けない利用シーンの調査 24

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