(57)【要約】  【課題】  設置物間のネットワーク構築を自動的に行うことができる機器を提供する。  【解決手段】  パケットの送受信を行う送受信部１００と、受信した受信パケットからデータリンク層ヘッダを抽出する受信制御部１０１と、受信パケットを保持する受信情報保持部１０２と、データリンク層ヘッダを参照して受信パケットの型や要求を認識し、それに応じたパケットを自律的に生成するパケット送受信制御部１０３と、自律的に生成するパケットの送受信タイミングについて時間を計るタイマ部１０４と、データリンク層以外の上位レイヤのパケットの処理を行う上位レイヤ制御部１０７と、パケット送受信制御部１０３及び上位レイヤ制御部１０７から送られてくる送信パケットを保持する送信情報保持部１０６と、送信パケットの送信制御を行う送信制御部１０５とを備える。【選択図】図１
2010074843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
巡回ネットワーク上に存在する複数の機器間で一つのトークンパケットを、予め定められた順番で巡回させ、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できるようにしたネットワークの構築方法であって、
ネットワークとなる回線ケーブルに接続された機器がネットワークのアイドル状態を検出する時間を計る工程と、
所定回数のタイムアウトがあった場合、自身の機器以外がネットワークに接続されているか否かを問い合わせるプローブパケットを送信する工程と、
前記プローブパケットに応答するプローブ応答パケットが受信できるまで、前記所定回数よりも少ない回数のタイムアウト毎に、前記プローブパケットを送信する工程と、
を有することを特徴とするネットワーク構築方法。
【請求項２】
前記プローブ応答パケットを受信した場合、自身の機器の自己紹介をする自己紹介パケットをブロードキャストする工程を有することを特徴とする請求項１に記載のネットワーク構築方法。
【請求項３】
巡回ネットワーク上に存在する複数の機器間で一つのトークンパケットを、予め定められた順番で巡回させ、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できるようにしたネットワークに新たな機器を増設する場合のネットワーク構築方法であって、
ネットワークのマスタが参加できていない機器を勧誘する勧誘パケットをブロードキャストする工程と、
前記勧誘パケットを受信した前記新たな機器は勧誘応答パケットを生成し、前記ネットワークのマスタに送る工程と、
前記勧誘応答パケットを受信した前記ネットワークのマスタは、前記マスタの前段にある機器に対して、ｎｅｘｔ ｈｏｐ 更新指示パケットを生成して送信する工程と、
次段の機器アドレスを前記マスタから前記新たな機器に更新する工程とを有することを特徴とするネットワークの構築方法。
【請求項４】
巡回ネットワーク上に存在する複数の機器間で一つのトークンパケットを、予め定められた順番で巡回させ、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できるようにしたネットワークから機器を減設した場合のネットワーク構築方法であって、
前記ネットワークから機器が減設される工程と、前記減設された機器、あるいは前段にある機器がネットワークから機器が減設されたことを通知する減設通知パケットをブロードキャストする工程と、
前記減設通知パケットを受け取った各機器は、それぞれで保持している減設された機器のアドレスを削除して更新する工程とを有することを特徴とするネットワークの構築方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明や空調、あるいは窓等の設置物をネットワーク構築するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、工場やビル内に設置されている設置物をオートメーション化するため、これらを接続してネットワークを構築している。今後、こうしたネットワークは、工場やビル内にだけでなく住宅内にも構築され、人々の日常生活に広く浸透していくことが予測されている。従来、ネットワークを構築する作業は手作業により行われ、設置者は各機器の論理アドレスの設定や機器間の通信設定等を行っている。
【０００３】
また、ネットワークには、トークンパケットを用いたＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムが知られている（特許文献１参照）。このシステムは、ネットワーク上に存在する機器間で一つのトークンパケットを、予め設置者が定めた順番で巡回させるシステムであり、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できるようにしたものである。トークンパケットを巡回させるため、ネットワーク上に存在する各機器の記憶部には次段の機器アドレスを記憶しており、各機器はトークンパケットを受け取った後、記憶エリアを参照して次段の機器へトークンパケットを送信している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平３−２４１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、従来の手作業で行うネットワーク構築は、専門的な知識を有する人でなければ困難であるという問題がある。今後、複数の設置物をオートメーション化させるネットワーク構築を浸透させるには、専門的な知識がない人でも簡単にネットワーク溝築できるようにすることが望ましい。
【０００６】
また、上記のようなトークンパケットを用いたＬＡＮシステムにおいては、ネットワーク構築後に新たに機器を増設する場合には、増設する機器の前段の機器の記憶部に記憶されている次段の機器アドレスを増設する機器のアドレスに変更する必要がある。従来はこのような場合、増設する機器の前段の機器をリセットしてから変更を行うことや、増設する機器から運用中のネットワークに対してジャミング（妨害信号）を出力してトークンパケットを妨害することにより、ネットワーク全体を再構築している。
【０００７】
しかしながら、前者はリセットを行うタイミングがトークンパケットを巡回させるタイミングとは無関係なので、リセットをシステム運用中に行うとデータが破壊してしまうおそれがある。また、後者もジャミング信号によりデータが破壊してしまうおそれがある。
【０００８】
この他、ネットワーク構築後に機器を減設する場合にも、減設する機器の前段の機器に記憶されている次段の機器アドレスを次々段の機器アドレスに変更する必要があるので、上記と同様の問題が生じる。
【０００９】
本発明は、このような問題に着目し、オートメーション化させる設置物間のネットワーク構築を自動的に行い、また、ネットワーク構築後に設置物の増設や減設等があった場合にもネットワークの再構築を自動的に行うことができるネットワーク構築方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の請求項１に記載の発明は、巡回ネットワーク上に存在する複数の機器間で一つのトークンパケットを、予め定められた順番で巡回させ、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できるようにしたネットワークの構築方法であって、回線ケーブルに接続された機器がネットワークのアイドル状態を検出する時間を計る工程と、所定回数のタイムアウトがあった場合、自身の機器以外がネットワークに接続されているか否かを問い合わせるプローブパケットを送信する工程と、前記プローブパケットに応答するプローブ応答パケットが受信できるまで、前記所定回数よりも少ない回数のタイムアウト毎に、前記プローブパケットを送信する工程とを有することを特徴とするネットワーク構築方法である。
【００１１】
本発明の請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のネットワーク構築方法について、前記プローブ応答パケットを受信した場合、自身の機器の自己紹介をする自己紹介パケットをブロードキャストする工程を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に記載の発明は、巡回ネットワーク上に存在する複数の機器間で一つのトークンパケットを、予め定められた順番で巡回させ、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できるようにしたネットワークに新たな機器を増設する場合のネットワーク構築方法であって、ネットワークのマスタが参加できていない機器を勧誘する勧誘パケットをブロードキャストする工程と、前記勧誘パケットを受信した前記新たな機器は勧誘応答パケットを生成し、前記ネットワークのマスタに送る工程と、前記勧誘応答パケットを受信した前記ネットワークのマスタは、前記マスタの前段にある機器に対して、ｎｅｘｔ ｈｏｐ 更新指示パケットを生成して送信する工程と、次段の機器アドレスを前記マスタから前記新たな機器に更新する工程とを有することを特徴とするネットワークの構築方法である。
【００１３】
本発明の請求項４に記載の発明は、巡回ネットワーク上に存在する複数の機器間で一つのトークンパケットを、予め定められた順番で巡回させ、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できるようにしたネットワークから機器を減設した場合のネットワーク構築方法であって、前記ネットワークから機器が減設される工程と、前記減設された機器、あるいは前段にある機器がネットワークから機器が減設されたことを通知する減設通知パケットをブロードキャストする工程と、前記減設通知パケットを受け取った各機器は、それぞれで保持している減設された機器のアドレスを削除して更新する工程とを有することを特徴とするネットワークの構築方法である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、機器をオートメーション化させる複数の設置物に取り付けることで、設置物間のネットワーク構築を自動的に行い、また、ネットワーク構築後に設置物の増設や減設等があった場合にも自動的に再構築を行うことができる
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明のネットワーク接続するための機器の内部構成を示すブロック図（実施例１）
【図２】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図３】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図４】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図５】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図６】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図７】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図８】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図９】ネットワーク構築の手順を示す図（実施例２）
【図１０】安定状態にあるネットワークに新たな設置物を増設する様子を示す図（実施例３）
【図１１】安定状態にあるネットワークに新たな設置物を増設する場合の手順を示すシーケンス図（実施例３）
【図１２】安定状態にあるネットワークから明示的な減設をする場合の手順を示すシーケンス図（実施例４）
【図１３】安定状態にあるネットワークから暗示的な減設をする場合の手順を示すシーケンス図（実施例４）
【図１４】本発明で使用するパケットのフォーマットを示す図
【図１５】送信先フィールド識別子（ＤＦＩ）による送信先ＩＤの位置付けを示す図
【図１６】パケットタイプを示す図
【図１７】トークンパケットのフォーマットを示す図
【図１８】プローブパケット及びプローブ応答パケットのフォーマットを示す図
【図１９】勧誘パケット及び勧誘応答パケットのフォーマットを示す図
【図２０】勧誘結果通知パケットのフォーマットを示す図
【図２１】ｎｅｘｔ ｈｏｐ更新指示パケットのフォーマットを示す図
【図２２】自己紹介パケットのフォーマットを示す図
【図２３】減設通知パケットのフォーマットを示す図
【図２４】オペレーションコード（ＯＰＣ）を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。なお、本発明は以下の各実施例で説明する範囲に限定されず、その要旨を逸脱しない範囲であれば、適宜に変更及び実施できる。
【実施例１】
【００１７】
以下、本発明の第１実施例について説明する。本実施例ではネットワーク構築するための機器について説明する。図１には本発明の対象である機器１０と、機器１０によって制御される設置物１０９とを示しており、これを基本構成単位とし、回線ケーブルによって複数台接続される。
【００１８】
図１において、機器１０の内部には、送受信部１００、受信制御部１０１、受信情報保持部１０２、パケット送受信制御部１０３、タイマ部１０４、送信制御部１０５、送信情報保持部１０６、上位レイヤ制御部１０７、及び設置物制御部１０８を備え、これらを備えた機器１０は設置物１０９と接続される。
【００１９】
送受信部１００は、ネットワークとなる回線ケーブルと接続され、パケットの送信時にパラレル・シリアル変換、受信時にシリアル・パラレル変換を行い、伝送路上の符号化・復号化も行う。受信制御部１０１は、送受信部１００で受信したパケットを受信情報保持部１０２に送り、また、送受信部１００で受信したパケットからデータリンク層ヘッダを抽出し、パケット送受信制御部１０３へ送る。パケットには、トークンパケット、プローブパケット、勧誘パケット、勧誘結果通知パケット、自己紹介パケット、減設通知パケット等がある。各種パケットの詳細については後述する。受信情報保持部１０２は、送受信部１００で受信し、受信制御部１０１を介して送られるパケットを保持する。例えば、ネットワークに接続されている機器の自己紹介パケットを保持する。パケット送受信制御部１０３では、パケットのデータリンク層ヘッダを参照し、パケットの型や要求等を認識する。そして、認識した型や要求等に応じてデータリンク層で処理するパケットについては自律的にパケットを生成する。一方、データリンク層で処理しないパケットについては、上位レイヤ制御部１０７に送る。また、パケット送受信制御部１０３には、タイマ部１０４からタイム信号が送られ、このタイム信号にも従ってパケットの送受信タイミングが制御される。パケット送受信制御部１０３の内部には、データリンク層ヘッダの記述やタイム信号に応じたパケットを自律的に生成するパケット自律生成部１３１を備えている。
【００２０】
パケット自律生成部１３１で自律的に生成される各種パケットには、トークンパケット、プローブパケット、プローブ応答パケット、勧誘パケット、勧誘応答パケット、勧誘結果通知パケット等がある。各種パケットの詳細については後述する。
【００２１】
また、パケット送受信制御部１０３の内部には、自身の機器を基準に前段、次段及び次々段にある機器のアドレスを保持するアドレス保持部１３２を備えている。前段の機器アドレスは、自身の機器を基準に前段の機器が不意に減設された場合に用いる。具体的には、ネットワークのマスタ（以下、ドメインマスタという）が前段の機器であった場合、その機器が減設されると、ネットワークにドメインマスタがいなくなるので、自身の機器がドメインマスタ機能を引き継ぐようにする。また、前段の機器がドメインマスタでなくても、その機器を管理するようにし、前段の機器が不意に減設された時にはその旨をドメインマスタに通知する。これにより、前段の機器が減設されてもネットワークの再構築を自動的に行うことができる。また、次段の機器アドレスは、トークンパケットを次段の機器に渡す時に用いる。また、次々段の機器アドレスは、自身の機器を基準に次段の機器が減設された場合に用いる。これにより、次段の機器が不意に減設されても、次々段の機器にトークンパケットを送ることができるので、ネットワークを運用し続けることができる。
【００２２】
タイマ部１０４は、ネットワークの状態を監視するために各種タイマを備えている。タイマ部１０４には、ネットワーク応答監視タイマ１４１、アイドル状態検出タイマ１４２、ネットワーク状態監視タイマ１４３、次段監視タイマ１４４、バックオフタイマ１４５の５種類のタイマがある。
【００２３】
ここで各種タイマについて説明する。ネットワーク応答監視タイマ１４１は、相手からの応答が必要なパケットをある機器に送信した場合、応答があるか否かを監視するために用いるタイマである。アイドル状態検出タイマ１４２は、ネットワーク中でアイドル状態を検出するために用いるタイマである。ネットワーク接続監視タイマ１４３は、自身の機器がネットワークに接続されているか否かを監視するタイマである。次段監視タイマ１４４は、トークンパケットを渡した次段の機器が正常に機能しているかどうかを監視するタイマである。バックオフタイマ１４５は、プローブパケットあるいは勧誘パケットを受信して応答のパケットを送信する際に、他の機器からの応答パケットとの衝突を防止するために応答パケットの送信を一定時間待機するためのタイマである。ネットワーク応答監視タイマ１４１、アイドル状態検出タイマ１４２、ネットワーク状態監視タイマ１４３、次段監視タイマ１４４及びバックオフタイマ１４５の何れかがタイムアウトになった場合は、その旨のタイム信号をパケット送受信制御部１０３に通知する。
【００２４】
送信制御部１０５はパケットの送信制御を行う。送信制御には自律モードと上位モードがある。自律モードは、パケット送受信制御部１０３から送られるパケットを元に送受信部１００へ送信するモードである。また、上位モードは、パケット送受信制御部１０３及び上位レイヤ制御部１０７が予め送信情報保持部１０６に保持したパケットを元に送受信部１００へ送信するモードである。送信情報保持部１０６では、パケット送受信制御部１０３及び上位レイヤ制御部１０７により送られてくるパケットを保持する。上位レイヤ制御部１０７は、パケット送受信制御部１０３で処理しない、例えば、自己紹介パケットや減設通知パケット等のパケットを制御する。設置物制御部１０８は、上位レイヤ制御部１０７から送られてくるパケットを元に設置物１０９の制御を行ったり、設置物１０９からの要求を上位レイヤ制御部１０７に通知する制御を行う。設置物１０９は、例えば、照明、空調、及び窓等があり、本ネットワークの制御対象となる設置物である。設置物は制御したいものであれば何でも良い。設置物１０９に機器１０を設置し、各種パケットを生成及び制御することにより、自動的にネットワークを構築することができる。
【００２５】
なお、特に図示はしていないが、機器１０内にはネットワーク構築プログラムを格納した記憶媒体を備えている。機器１０内のコンピュータ（図示しない）が記憶媒体に格納されたネットワーク構築プログラムを実行することにより、上記の各構成を機能させ、各構成はそれぞれの処理を行う。
【００２６】
つづいて本実施例で扱うパケットのフォーマットについて説明する。
図１４に示すように、パケットは、送信先フィールド識別子（ＤＦＩ）１４０１、送信先ドメインＩＤあるいは設置場所コード（ＤＤＩＤ）１４０２、送信先機器（ノード）ＩＤあるいは機器コード（ＤＮＩＤ）１４０３、送信元ドメインＩＤ（ＳＤＩＤ）１４０４、送信元機器（ノード）ＩＤ（ＳＮＩＤ）１４０５、パケットタイプ（ＰＴ）１４０６、オペレーションコード（ＯＰＣ）１４０７、及びデータ部の長さ（ＬＥＮ）１４０８からなるデータリンク層ヘッダと、データ部（ＤＡＴＡ）１４０９、及びパケットの信頼性を示すＣＲＣ１４１０を備えている。受信制御部１０１で抽出されるデータリンク層ヘッダは、符号１４０１乃至１４０８である。
【００２７】
送信先フィールド識別子（ＤＦＩ）１４０１は、送信先の場所を識別するものであり、網管理モードと通常モードとがある。図１５に示すように、網管理モードは、送信先ドメインＩＤあるいは設置場所コード（ＤＤＩＤ）１４０２と送信先ノードＩＤあるいは機器コード（ＤＮＩＤ）１４０３を関連付けて送信先を識別するモードである。一方、通常モードは、ロケーションコードと機器コードを関連付けて送信先を識別するモードである。本来、ユーザは、機器の論理的なＩＤを気にすることなく、「この部屋の空調の温度を下げたい」とか、「この部屋の照明を暗くしたい」というように要求をするのが自然である。ロケーションコードと機器コードは仕様として定義済みであるので、これらの値をヘッダに使用して送信先情報を「どこにある＋どんな機器」という形式でも送信先を指定できるようにする。図網管理モードは「０ｘ０１」とし、通常モードは「０ｘ００」とする。
【００２８】
送信先及び送信元のドメインＩＤやノードＩＤ１４０２乃至１４０５は、それらが定義されていない時は「０ｘ００」とする。送信先ドメインＩＤが「０ｘ００」の時は、当該ドメイン内の機器とだけ通信できる。また、パケットをブロードキャストする時は、送信先のドメインＩＤやノードＩＤを「０ｘＦＦ」とする。
【００２９】
パケットタイプ１４０６は、パケットの型を認識するものであり、図１６に示すように、データリンク層で処理するパケットタイプは、「０ｘ００」乃至「０ｘ０６」があり、上位レイヤにパケットを渡すパケットタイプは、「０ｘ１０」乃至「０ｘＡ２」がある。その他、ＯＰＣの値に従って、データリンク層で処理するパケットタイプもあり、「０ｘ２０」乃至「０ｘ２２」がある。以下、ネットワークの構築に必須の各種パケットについて説明する。
【００３０】
パケットタイプが「０ｘ００」のパケットはトークンパケットである。トークンパケットは、ネットワーク上に存在する機器間で巡回させるパケットであり、トークンパケットを受け取った機器のみがネットワーク上にデータを送出できる。トークンパケットのフォーマットを図１７に示す。
【００３１】
パケットタイプが「０ｘ０１」のパケットはプローブパケットである。プローブパケットは、ネットワーク構築の最初の段階で使用するパケットであり、プローブパケットを受け取った機器はプローブパケットに対して応答するプローブ応答パケットを生成する。プローブパケット及びプローブ応答パケットのフォーマットを図１８に示す。
【００３２】
パケットタイプが「０ｘ０２」のパケットは勧誘パケットである。勧誘パケットは、ネットワークに参加したい機器がいるかどうかを、ドメイン内で構築されたネットワークのマスター（ドメインマスター）が探りを入れるパケットであり、勧誘パケットを受け取った機器は勧誘パケットに対して応答する勧誘応答パケットを生成する。勧誘パケット及び勧誘応答パケットのフォーマットを図１９に示す。
【００３３】
パケットタイプが「０ｘ０３」のパケットは勧誘結果通知パケットである。勧誘結果通知パケットは、勧誘応答パケットを送った機器に対して、その結果を通知するパケットであり、データ部１４０９には、ｕＩＤ値、ノードＩＤ値、次段の機器アドレス（ｎｅｘｔ ｈｏｐ）が付与されている。勧誘結果通知パケットのフォーマットを図２０に示す。
【００３４】
パケットタイプが「０ｘ０６」のパケットはｎｅｘｔ ｈｏｐ 更新指示パケットである。ｎｅｘｔ ｈｏｐ 更新指示パケットは、ネットワークに対して機器が増設される時に使用するパケットである。増設された機器へトークンパケットを送信する機器に対して、次段の機器アドレスを（ｎｅｘｔ ｈｏｐ）を更新するよう指示をするパケットである。当該パケットを受信した機器は、次段の機器アドレスを増設された機器アドレスに更新する。ｎｅｘｔ ｈｏｐ 更新指示パケットのフォーマットを図２１に示す。
【００３５】
パケットタイプが「０ｘ１１」のパケットは自己紹介パケットである。自己紹介パケットは、機器がネットワークに正常に接続された段階で使用するパケットである。自己紹介パケットは、全ドメインまたは全ノードにブロードキャストする。また、一定周期でブロードキャストすることもある。自己紹介パケットのフォーマットを図２２に示す。パケットのデータ部には、座標及び設置場所等の位置情報を示すコード、ユーザのＩＤ情報（ｕＩＤ）、及び機器の情報を示す機器コード等がある。例えば、ＩＤ情報は、ｅｔｈｅｒｎｅｔのＭＡＣアドレスやユビキタスＩＤセンターのｕｃｏｄｅ等、世界中で唯一性が保証されているＩＤである。また位置情報は、座標であれば設計図面の座標原点を基準として当該空間内の３次元座標をｘ軸・ｙ軸・ｚ軸それぞれ表記し、設置場所名であれば「玄関」や「廊下」といった人間にわかりやすい属性で場所を定義して表記する。また、機器の情報は、照明やドアといった当該機器が持っている機能を表記する。
【００３６】
パケットタイプが「０ｘ１２」のパケットは減設通知パケットである。減設通知パケットは、ネットワークにおいて、機器が減設するときに使用するパケットである。当該パケットをネットワーク内でブロードキャストすることにより、他の機器に対して明示的な減設を行うことができる。減設通知パケットのフォーマットを図２３に示す。
【００３７】
オペレーションコード（ＯＰＣ）１４０７は、パケットについて、通知、要求、及び応答の何れかであることを認識するコードである。オペレーションコードを参照することにより、当該パケットが通知、要求、及び応答の何れかを示していることを認識できる。オペレーションコードを図２４に示す。
【００３８】
データ部の長さ（ＬＥＮ）１４０８は、データ部（ＤＡＴＡ）１４０９に記憶された容量を示すものであり、バイト数で表す。
【００３９】
データ部（ＤＡＴＡ）１４０９は、上位レイヤで処理するデータが記憶される記憶部である。
【００４０】
パケットの信頼性を示すＣＲＣ１４１０は、送信先フィールド識別子（ＤＦＩ）乃至データ部（ＤＡＴＡ）１４０９に対してＣＲＣ１６の演算を行った結果が格納される。CRC１６は線形符号の一種で、複数ビットの連続（バースト）誤り検出に強い符号方式である。CRC１６は、通信やディスクの誤り検出に広く利用されている。
【００４１】
以上、本実施例によれば、上記のように構成された機器を用いて、上記設定された各種パケットを生成及び制御することにより、機器間でネットワークを自動的に構築することができ、また、機器に接続された設置物をオートメーション化することができる。
【実施例２】
【００４２】
以下、本発明の第２実施例について説明する。本実施例では、上記実施例１で説明した機器及び各種パケットを用いて、機器間でネットワークを自動的に構築する手順について、図２乃至図９を用いて説明する。なお、設置物には機器１０を取り付けておくことを前提とする。
【００４３】
Ａｌｐｈａはネットワーク構築に用いる回線ケーブルに接続する最初の設置物とする。Ａｌｐｈａが回線ケーブルに接続されると、Ａｌｐｈａに備えられているタイマ部１０４のアイドル状態検出タイマ１４２はタイムアウトを繰り返す（図２参照）。アイドル状態検出タイマ１４２がタイムアウトを７回行った場合、その旨はパケット送受信制御部１０３へ通知され、パケット送受信制御部１０３のパケット自律生成部１３１では自身がネットワークに接続されているか否かを問い合わせるプローブパケットが自律的に生成され、Ａｌｐｈａから送信される（図３参照）。
【００４４】
しかしながら、この場合はＡｌｐｈａ以外の設置物はネットワーク上にまだ存在していないので、プローブパケットに応答するプローブ応答パケットは当然受信できない。Ａｌｐｈａはプローブ応答パケットが受信できるまで、Ａｌｐｈａ内のアイドル状態検出タイマ１４２がタイムアウトを３回繰り返す毎にプローブパケットを送信し続ける（図４参照）。また、この場合、プローブ応答パケットが受信できなかったので、ＡｌｐｈａはノードＩＤを０ｘ０１に設定する。なお、以前使用していたノードＩＤがあれば、そのＩＤを優先して使用することもできる。
【００４５】
Ａｌｐｈａ以外の設置物となるＢｒａｖｏがネットワーク接続されると（図５参照）、ＢｒａｖｏもＡｌｐｈａと同様、Ｂｒａｖｏ内のタイマ部１０４のアイドル状態検出タイマ１４２はタイムアウトを繰り返す。そして、Ｂｒａｖｏもアイドル状態検出タイマ１４２がタイムアウトを７回行った場合は自身がネットワークに接続されているか否かを問い合わせるプローブパケットが生成されるが、Ａｌｐｈａが既にネットワークに接続されているので、ＢｒａｖｏはＡｌｐｈａが送信しているプローブパケットを受信する（図６参照）。
【００４６】
ＢｒａｖｏはＡｌｐｈａからのプローブパケットを受信すると、その旨はパケット送受信制御部１０３へ送られ、パケット送受信制御部１０３のパケット自律生成部１３１ではプローブパケットに応答するプローブ応答パケットが生成され、Ｂｒａｖｏから送信される（図７参照）。また、この場合、Ｂｒａｖｏはプローブ応答パケットを送信すると同時に、ノードＩＤを０ｘ０２に設定し、また、パケット送受信制御部０３のアドレス保持部３２で保持する次段のアドレスにＡｌｐｈａ（０ｘ０１）を保持する。なお、以前使用していたノードＩＤがＡｌｐｈａのノードＩＤと重複していなければ、そのＩＤを優先して設定することもできる。
【００４７】
一方、ＡｌｐｈａはＢｒａｖｏからのプローブ応答パケットを受信すると、ネットワーク上に自身以外の設置物が接続されていることを認識すると同時に、パケット送受信制御部１０３のアドレス保持部１３２で保持する次段のアドレスにＢｒａｖｏ（０ｘ０２）を保持する。その後、Ａｌｐｈａのパケット送受信制御部１０３のパケット自律生成部１３１ではトークンパケット及び自己紹介パケットが自律的に生成され、Ｂｒａｖｏに送信する（図８参照）。ＢｒａｖｏはＡｌｐｈａからのトークンパケット及び自己紹介パケットを受信すると、受信情報保持部１０２にＡｌｐｈａの自己紹介情報を保持し、パケット送受信制御部１０３のパケット自律生成部１３１では、自己紹介パケットが自律的に生成され、トークンパケットと一緒にＡｌｐｈａに送信する（図９参照）。以上により、２つの設置物Ａｌｐｈａ及びＢｒａｖｏとの間でネットワークが構築されると安定状態になる。
【００４８】
以上、本実施例によれば、設置物に機器を取り付け、これを回線ケーブルに接続するだけで、機器間でネットワークを自動的に構築することができる。
【実施例３】
【００４９】
以下、本発明の第３実施例について説明する。本実施例では、上記実施例２で構築されたネットワークに新たな設置物を増設する場合に、機器間でネットワークを自動的に再構築する手順について図１０及び図１１を用いて説明する。
【００５０】
Ｃｈａｒｌｉｅがネットワークに増設される新たな設置物とする（図１０参照）。Ｃｈａｒｌｉｅが回線ケーブルに接続されると、Ｃｈａｒｌｉｅのタイマ部１０４のアイドル状態検出タイマ１４２はタイムアウトを繰り返す。しかし、既にＡｌｐｈａ及びＢｒａｖｏによりネットワークは構築されて安定状態になっているので、Ｃｈａｒｌｉｅが７回タイムアウトした後に送信するプローブパケットは受けつけられず、このままでは、Ｃｈａｒｌｉｅはネットワークに参加することができない。
【００５１】
一方、既に安定状態となっているネットワーク上のＡｌｐｈａ及びＢｒａｖｏのどちらかが、ネットワークのマスタ（以下、ドメインマスタ）になり、まだネットワークに参加できていない設置物を勧誘する勧誘パケットをパケット送受信制御部１０３のパケット自律生成部１３１で自律的に生成し、ネットワークにブロードキャストする。本実施例では最初にネットワーク接続したＡｌｐｈａがドメインマスタになり、Ａｌｐｈａは勧誘パケットをブロードキャストする（ＳＴＥＰ１）。
【００５２】
ブロードキャストされた勧誘パケットをＣｈａｒｌｉｅが受信すると、パケット送受信制御部１０３のパケット自律生成部１３１で勧誘応答パケットが自律的に生成され、勧誘パケットをブロードキャストしたＡｌｐｈａに勧誘応答パケットが送信される（ＳＴＥＰ２）。この時、Ｃｈａｒｌｉｅは自身が保持しているノードＩＤをＡｌｐｈａに送信しても良い。Ｃｈａｒｌｉｅからの勧誘応答パケットをＡｌｐｈａが受信することにより、ＡｌｐｈａはＣｈａｒｌｉｅがネットワークに参加したいことを認識する。
【００５３】
Ａｌｐｈａは、勧誘パケットをブロードキャストしてから勧誘応答パケットを受信するまでの間、トークンパケットを保持している。勧誘応答パケットを受信したＡｌｐｈａは、ｎｅｘｔ ｈｏｐ 更新指示パケットを自律的に生成し、トークンパケットと一緒にＢｒａｖｏに送信し、次段のアドレスをＣｈａｒｌｉｅにするよう指示をする（ＳＴＥＰ３）。その指示を受けたＢｒａｖｏのパケット送受信制御部１０３内のアドレス保持部１３２は、次段のアドレスをＣｈａｒｌｉｅのアドレスに更新する。Ｂｒａｖｏは次段のアドレスを更新したことをトークンパケットと一緒にＡｌｐｈａに通知する（ＳＴＥＰ４）。Ａｌｐｈａは、ＣｈａｒｌｉｅのノードＩＤがネットワーク上で重複しないようにノードＩＤを決定し、勧誘結果通知パケットをパケット送受信制御部１０３のパケット自律生成部１３１で自律的に生成してブロードキャストする。Ｃｈａｒｌｉｅは勧誘結果通知パケットを受信すると、Ａｌｐｈａから通知されたノードＩＤを受信情報保持部１０２に保持し、また、パケット送受信制御部１０３のアドレス保持部１３２で保持する次段のアドレスにＡｌｐｈａ（０ｘ０１）を保持する。この処理が終わった後、Ａｌｐｈａに確認応答コードを通知する（ＳＴＥＰ５）。
【００５４】
Ａｌｐｈａは、勧誘結果通知パケットをブロードキャストしてから確認応答コードを受信するまでの間、トークンパケットを保持している。確認応答コードを受信したＡｌｐｈａはＢｒａｖｏにトークンパケットを送信し、ＢｒａｖｏはＣｈａｒｌｉｅにトークンパケットを送信する（ＳＴＥＰ６）。ＣｈａｒｌｉｅはＢｒａｖｏからトークンパケットを受信することにより、自身の前段のアドレスはＢｒａｖｏであることを認識し、パケット送受信制御部１０３内のアドレス保持部１３２で保持する前段のアドレスにＢｒａｖｏ（０ｘ０２）を保持する。ＣｈａｒｌｉｅはＢｒａｖｏからトークンパケットを受信した後、パケット送受信制御部１０３内のパケット自律生成部１３１で自己紹介パケットを自律的に生成してブロードキャストする。Ａｌｐｈａ及びＢｒａｖｏはＣｈａｒｌｉｅの自己紹介パケットを受信情報保持部１０２で保持する。自己紹介パケットをブロードキャストした後、ＣｈａｒｌｉｅはＡｌｐｈａにトークンパケットを送信する。これにより、安定状態にあるネットワークに設置物が増設でき、機器間でネットワークを自動的に再構築することができる。
【００５５】
以上、本実施例によれば、安定状態にあるネットワークをリセットしたり、ジャミング（妨害信号）を出力せずに、機器間でネットワークを自動的に再構築し、新たに設置物を増設することができる。
【実施例４】
【００５６】
以下、本発明の第４実施例について説明する。本実施例では、上記実施例２または実施例３で構築されたネットワークから設置物が減設される場合に、それ以外の機器間でネットワークを自動的に再構築する手順について図１２及び図１３を用いて説明する。
【００５７】
ネットワークは、Ａｌｐｈａ、Ｂｒａｖｏ、Ｃｈａｒｌｉｅ、Ｄｅｌｔａで構築され、安定状態になっている。この状態で、Ｃｈａｒｌｉｅが減設される場合について説明する。減設には、明示的な減設と暗示的な減設がある。
【００５８】
はじめに明示的な減設について説明する。明示的な減設とは、減設する設置物が自らネットワークに対して減設を通知するものである。安定状態では、機器Ａｌｐｈａ、Ｂｒａｖｏ、Ｃｈａｒｌｉｅ、Ｄｅｌｔａ、Ａｌｐｈａ…と順番にトークンパケットを送信している。各機器ではタイマ部１０４のアイドル状態検出タイマ１４２でタイムアウトするか否かを監視している。これは自身の機器がネットワークから切断されているか否かを監視するためである。安定状態であれば、アイドル状態検出タイマ４２がタイムアウトすることはない（ステップ１）。
【００５９】
あるとき、Ｃｈａｒｌｉｅに取り付けられている機器１０を交換するため、設置物１０９を使用しているユーザが機器１０に対して減設指示を与えたものとする（ステップ２）。ＣｈａｒｌｉｅはＢｒａｖｏからトークンパケットを受信した後、パケット自律生成部１３１で減設通知パケットを自律的に生成してネットワーク全体にブロードキャストする（ＳＴＥＰ３）。Ｃｈａｒｌｉｅの前段にあるＢｒａｖｏは、Ｃｈａｒｌｉｅが減設されることを認識し、パケット送受信制御部１０３のアドレス保持部１３２で保持する次段のアドレスをＣｈａｒｌｉｅからＤｅｌｔａに更新する。また、その他の設置物のＡｌｐｈａ、Ｄｅｌｔａ内のアドレス保持部１３２も更新される（ステップ３）。Ｃｈａｒｌｉｅは減設通知パケットをブロードキャストした後、Ｄｅｌｔａにトークンパケットを送信する。この時点で、Ｃｈａｒｌｉｅの明示的な減設処理は完了する。トークンパケットはその後、ＤｅｌｔａからＡｌｐｈａ、ＡｌｐｈａからＢｒａｖｏへと送信され、Ｂｒａｖｏは更新したＤｅｌｔａにトークンパケットを送信する（ステップ５）。以上、ステップ１乃至５により、安定状態にあるネットワークから設置物が明示的な減設をした時に、残った機器間でネットワークを自動的に再構築することができる。
【００６０】
次に、暗示的な減設について説明する。暗示的な減設とは、減設する設置物が自らネットワークに対して減設を通知せず、不意に減設を行うものである。例えば、突然電源が落ちたり、通信ケーブルが抜かれたりする場合には不意に設置物が減設される。また、明示的な減設が失敗した場合、つまり、減設通知パケットをブロードキャストしたものの前段の設置物が通知を認識できなかった場合にも行う。安定状態では、設置物Ａｌｐｈａ、Ｂｒａｖｏ、Ｃｈａｒｌｉｅ、Ｄｅｌｔａ、Ａｌｐｈａ…と順番にトークンパケットを送信している。各機器ではタイマ部１０４のアイドル状態検出タイマ１４２でタイムアウトするか否かを監視している。安定状態であれば、アイドル状態検出タイマ１４２がタイムアウトすることはない（ステップ１）。
【００６１】
あるとき、何らかの理由により不意にＣｈａｒｌｉｅが減設されたものとする。この時点ではネットワークに接続されている、Ａｌｐｈａ、Ｂｒａｖｏ及びＤｅｌｔａは減設通知を受けていないので、トークンパケットは通常どおりネットワークを巡回する（ステップ２）。しかし、Ｂｒａｖｏがネットワークから切断されているＣｈａｒｌｉｅへトークンパケットを送信しても、Ｃｈａｒｌｉｅは存在しないため一定時間後にＢｒａｖｏの次段監視タイマ１４４がタイムアウトする。（ステップ３）この時点でＢｒａｖｏは、Ｃｈａｒｌｉｅがネットワークからいなくなったことを判断し、送信元のＩＤにＣｈａｒｌｉｅのＩＤを使用してＣｈａｒｌｉｅになり代わって減設通知パケットを自律的に生成して、ブロードキャストする。（ステップ４）その後Ｂｒａｖｏは、アドレス保持部１３２に保持している次々段のアドレスＤｅｌｔａにトークンパケットを送信し、同時にアドレス保持部１３２で保持する次段のアドレスをＣｈａｒｌｉｅからＤｅｌｔａに更新する。また、その他の設置物のＡｌｐｈａ、Ｄｅｌｔａ内のアドレス保持部１３２も更新される。Ｂｒａｖｏは減設通知パケットをブロードキャストした後、Ｄｅｌｔａにトークンパケットを送信する。この時点で、Ｃｈａｒｌｉｅの暗示的な減設処理は完了する。トークンパケットはその後、ＤｅｌｔａからＡｌｐｈａ、ＡｌｐｈａからＢｒａｖｏへと送信され、Ｂｒａｖｏは更新したＤｅｌｔａにトークンパケットを送信する（ステップ５）。以上、ステップ１乃至５により、安定状態にあるネットワークから設置物が暗示的な減設をした時に、残った機器間でネットワークを自動的に再構築することができる。
【００６２】
以上、本実施例によれば、ネットワーク構築後に機器がいかなる理由により減設される場合でも、残った機器間でネットワークを自動的に再構築することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、工場やビル内はもとより、住宅内に設置されている設置物間をネットワーク構築してオートメーション化することができ、人々の日常生活に広く浸透していくことが予測される。
【符号の説明】
【００６４】
１０ 機器
１００ 送受信部
１０１ 受信制御部
１０２ 受信情報保持部
１０３ パケット送受信制御部
１３１ パケット自律生成部
１３２ アドレス保持部
１０４ タイマ部
１４１ ネットワーク応答監視タイマ
１４２ アイドル状態検出タイマ
１４３ ネットワーク状態監視タイマ
１４４ 次段監視タイマ
１４５ バックオフタイマ
１０５ 送信制御部
１０６ 送信情報保持部
１０７ 上位レイヤ制御部
１０８ 設置物制御部
１０９ 設置物
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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