(57)【要約】【課題】  産業用ネットワークにおいて、サブネットワーク間での選択送信をより効率的に行うことができ、かつ導入容易な中継装置を提供する。【解決手段】  中継装置２０は、各々に１以上の被駆動機械が有線接続された複数の中継局と無線接続され、通信データを特定する識別子と、該識別子により特定される通信データを選択的に取得する被駆動機械と有線接続された中継局の受信アドレスとを対応させて格納する送信参照テーブル２０４ａを記憶する参照テーブル記憶部２０４と、送信する通信データの識別子を含むＷｉ−Ｆｉデータフレームを生成するフレーム生成部２０５と、フレーム生成部２０５によって生成されたＷｉ−Ｆｉデータフレームを、該Ｗｉ−Ｆｉデータフレームに含まれる識別子と対応して送信参照テーブルに格納されている受信アドレスの中継局に送信する無線通信部２０６とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々に１以上の被駆動機械が有線接続された複数の中継局と無線接続される中継装置であって、
通信データを特定する識別子と、該識別子により特定される通信データを選択的に取得する被駆動機械と有線接続された中継局の受信アドレスとを対応させて格納する送信参照テーブルを記憶する参照テーブル記憶部と、
送信する通信データの識別子を含むデータフレームを生成するフレーム生成部と、
前記フレーム生成部によって生成されたデータフレームを、該データフレームに含まれる前記識別子と対応して前記送信参照テーブルに格納されている受信アドレスの中継局に送信する無線通信部と、を備えることを特徴とする中継装置。
【請求項２】
前記データフレームは、Ｗｉ−Ｆｉデータフレームであることを特徴とする請求項１に記載の中継装置。
【請求項３】
１以上の被駆動機械が有線接続されており、当該被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子、及び／又は、前記複数の中継局それぞれに有線接続された被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子を収集する情報収集部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の中継装置。
【請求項４】
前記無線通信部は、前記情報収集部によって収集された識別子を前記複数の中継局に送信することを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
【請求項５】
前記無線通信部は、前記参照テーブル記憶部により記憶されている送信参照テーブルに格納されている識別子及び該識別子に対応する１以上の受信アドレスの情報を前記複数の中継局に送信することを特徴とする請求項１又は２に記載の中継装置。
【請求項６】
前記情報収集部は、前記複数の中継局それぞれが有する識別子を照会するクエリメッセージを生成し、
前記無線通信部は、前記クエリメッセージを前記複数の中継局に送信することを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
【請求項７】
前記情報収集部によって収集された識別子及び該識別子に対応する受信アドレスに基づいて前記送信参照テーブルを作成する参照テーブル作成部を備え、
前記情報収集部は、前記中継局が有する識別子を返信させるコマンドを生成し、
前記無線通信部は、前記コマンドを前記中継局に送信すると共に前記コマンドに対する応答を受信し、
前記参照テーブル作成部は、前記応答に含まれる情報に基づいて前記送信参照テーブルを作成することを特徴とする請求項３に記載の中継装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の中継装置と、前記中継局と、を備えることを特徴とするネットワークシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中継装置、及び、該中継装置を用いたネットワークシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、中継装置が自機に有線接続される工作機械や産業機械（以下「工作機械等」又は単に「工作機械」という）を制御する産業用有線ネットワークが知られている。そのような産業用ネットワークのプロトコルは、近年では工場内の生産ラインにおける一群の工作機械等の制御に導入されるようになってきた。また、近年の無線ＬＡＮ技術の汎用化により、複数の工作機械群（サブネットワーク）を無線通信により接続するネットワークシステムが開発されている。
【０００３】
例えば特許文献１は、各ノード内に複数のＩ／Ｏブリッジシステムが有線接続され、複数のノード間が無線リンクにより相互接続されるプロセス工場の構成を開示する（同文献図３、図４Ａ、図４Ｂ参照）。無線リンクは汎用の無線通信規格に従って確立される。また、特許文献２では、ＣＡＮシステムで接続された一群の織機（工作機械等）とオペレータの装置を無線通信で接続する構成を開示する（同文献図８参照）。各織機は無線モジュール及びそれと通信可能な内部ＣＡＮシステムを備える。オペレータは一台のパソコンから全ての織機の無線モジュールに対して同一チャネルで無線接続を確立して工場を監視する一方、一台の織機に対して専用チャネルで無線接続を確立してその織機で作業を行うことができる。
【０００４】
特許文献１の技術では、あるサブネットワークから他のサブネットワークにブロードキャストによりデータを送信する方式が用いられるため、簡素な構成で各ネットワーク要素を構成でき、簡便性が担保される。一方、特許文献２の技術では、特定のモジュールに対して専用のチャネルを確立してデータを送信する選択送信方式を用いるので、個々の織機（工作機械等）を少ない遅延で制御することができ、応答性が担保される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１０２９２０号公報
【特許文献２】特許第３７５４４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年では、無線ＬＡＮ技術やＣＡＮ等の有線通信技術の進歩により、より多くの中継装置やそれに接続される工作機械等が１つのネットワークに含まれる傾向にある。産業用ネットワークシステムにおいては、構成の簡素性とともに、機器制御への適用、及びその高速化への要求により、ネットワークシステムの動作における応答性又はリアルタイム性が一層求められるようになってきている。そこで、中継装置間の無線通信において、特定の中継局間で通信を行う選択送信を採用することによりトラフィックを制御してリアルタイム性を確保することが検討されている。しかしながら、従来では、選択送信を効率的に行う技術は未だ提案されていない。特に上記のような複数の中継装置及び工作機械を含む産業用ネットワークシステムにおいては、サブネットワーク間で相互に選択送信のための情報を共有し、選択送信を行う中継装置を容易かつ迅速にシステムに導入する構成が必要となる。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、産業用ネットワークシステムにおいて、サブネットワーク間の選択送信をより効率的に行うとことができ、また、大規模なネットワークにも容易に導入することが可能な中継装置、及び該中継装置を用いたネットワークシステム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】
【０００８】
本発明に係る中継装置は、各々に１以上の被駆動機械が有線接続された複数の中継局と無線接続される中継装置であって、通信データを特定する識別子と、該識別子により特定される通信データを選択的に取得する被駆動機械と有線接続された中継局の受信アドレスとを対応させて格納する送信参照テーブルを記憶する参照テーブル記憶部と、送信する通信データの識別子を含むデータフレームを生成するフレーム生成部と、フレーム生成部によって生成されたデータフレームを、該データフレームに含まれる識別子と対応して送信参照テーブルに格納されている受信アドレスの中継局に送信する無線通信部とを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る中継装置によれば、被駆動機械への通信データを特定の中継局に選択送信する場合に、所定のデータフレームを利用して効率的に選択送信を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明に係る中継装置では、上記データフレームが、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標、以下同様）データフレームであることが好ましい。このようにすれば、汎用性の高いＷｉ−Ｆｉ規格のデータフレームを利用して効率的に選択送信を行うことが可能となる。
【００１１】
本発明に係る中継装置は、１以上の被駆動機械が有線接続されており、当該被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子、及び／又は、複数の中継局それぞれに有線接続された被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子を収集する情報収集部を備えることが好ましい。
【００１２】
この構成により、ネットワークシステム内で被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子を自機及び／又は中継局毎に収集することができ、選択送信のための基本的な情報を取得することが可能となる。
【００１３】
本発明に係る中継装置では、無線通信部が、情報収集部によって収集された識別子を複数の中継局に送信することが好ましい。
【００１４】
この構成により、ネットワークシステム内で被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子の情報を共有することができ、各サブネットワーク間相互での選択送信を促進することが可能となる。
【００１５】
本発明に係る中継装置では、無線通信部が、参照テーブル記憶部により記憶されている送信参照テーブルに格納されている識別子及び該識別子に対応する１以上の受信アドレスの情報を複数の中継局に送信することが好ましい。
【００１６】
この構成により、ネットワークシステム内で被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子の情報を共有することができ、各サブネットワーク間相互での選択送信を促進することが可能となる。
【００１７】
本発明に係る中継装置では、情報収集部が、複数の中継局それぞれが有する識別子を照会するクエリメッセージを生成し、無線通信部がクエリメッセージを複数の中継局に送信することが好ましい。
【００１８】
この構成により、ネットワークシステム内で被駆動機械により選択的に取得される通信データの識別子の情報を共有することができ、各サブネットワーク間相互での選択送信を促進することが可能となる。
【００１９】
本発明に係る中継装置は、情報収集部によって収集された識別子及び該識別子に対応する受信アドレスに基づいて送信参照テーブルを作成する参照テーブル作成部を備え、情報収集部が、中継局が有する識別子を返信させるコマンドを生成し、無線通信部がコマンドを中継局に送信すると共にコマンドに対する応答を受信し、参照テーブル作成部が、応答に含まれる情報に基づいて送信参照テーブルを作成することを特徴とする。
【００２０】
この構成により、中継装置は、適宜コマンドを発信して送信参照テーブルの作成又は更新を所望のタイミングで行うことができる。
【００２１】
本発明に係るネットワークシステムは、上記の中継装置と中継局とを備えることを特徴とする。
【００２２】
本発明に係るネットワークシステムによれば、上記の種々の特徴を有する中継装置を用いてネットワークシステムを構成したので、大規模なネットワークシステムに選択送信方式を容易かつ迅速に導入することが可能となる。また、ネットワークシステムにおいて、サブネットワークの追加又は削除があっても送信参照テーブルを上記の態様に従って書き換えるだけで容易かつ迅速にネットワークシステムを再構成することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、産業用ネットワークシステムにおいてサブネットワーク間の選択送信をより効率的に行うとことができ、また、大規模なネットワークにも容易に導入することが可能な中継装置、及び該中継装置を用いたネットワークシステムを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態に係るネットワークシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】実施形態に係る中継装置の構成を示すブロック図である。
【図３】実施形態に係る中継装置に記憶される送信参照テーブルを示す図である。
【図４Ａ】Ｗｉ−Ｆｉ仕様フレームを説明する図である。
【図４Ｂ】Ｗｉ−Ｆｉ仕様フレームを説明する図である。
【図５】ＣＡＮ仕様フレームを説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。まず、図１を参照して実施形態に係るネットワークシステムの構成を説明する。図１はネットワークシステム１の構成を示すブロック図である。
【００２６】
ネットワークシステム１は、サブネットワーク２、３、４及び５を備える。サブネットワーク２〜５は中継装置２０〜５０をそれぞれ備え、各中継装置間でＷｉ−Ｆｉ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｆｉｄｅｌｉｔｙ）規格に準拠した無線通信を確立することができる。なお、本実施形態においては４個のサブネットワークを示すが、複数であれば幾つのサブネットワークがネットワークシステム１内に存在していてもよい。また、本明細書においては、区別のため、必要に応じて中継装置を中継局ともいうが、実質的には同一のものである。さらに、用いる無線通信規格は、Ｗｉ−Ｆｉ以外のものであってもよい。
【００２７】
各サブネットワーク２〜５は中継装置に有線接続された１以上の工作機械（被駆動機械）を有し、サブネットワーク内でＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）規格に準拠した有線ネットワークが構成されている。すなわち、サブネットワーク２は、中継装置２０にコントロールバス２９で接続された工作機械２２を有し、工作機械２２は中継装置２０からのＣＡＮ仕様フレームのデータ（以下、「ＣＡＮデータ」という）を受信して動作する。サブネットワーク３は、中継装置３０にコントロールバス３９で接続された工作機械３２及び３４を有し、工作機械３２及び３４は中継装置３０からのＣＡＮデータを受信して動作する。サブネットワーク４も、中継装置４０にコントロールバス４９で接続された工作機械４２を有し、工作機械４２は中継装置４０からのＣＡＮデータを受信して動作する。同様に、サブネットワーク５も、中継装置５０にコントロールバス５９で接続された工作機械５２、５４及び５６を有し、工作機械５２、５４及び５６は中継装置５０からのＣＡＮデータを受信して動作する。
【００２８】
詳細を後述するように、Ｗｉ−Ｆｉ仕様フレームのデータ（Ｗｉ−Ｆｉデータフレーム、以下、「Ｗｉ−Ｆｉデータ」という）が、例えば中継装置２０から中継装置３０に送信されると、中継装置３０は肯定応答（以下、「Ａｃｋ」という）を中継装置２０に返信する。また、中継装置３０はＷｉ−ＦｉデータからＣＡＮデータを抽出して配下の工作機械３２及び３４に送信する。工作機械３２及び３４は、受信したＣＡＮデータが自機に関係するものである場合はそのＣＡＮデータに基づく動作を行う。さらに、中継装置３０は、中継装置２０からＷｉ−Ｆｉデータを受信したときに、工作機械３２，３４から受信して保持しているデータ等を中継装置２０に送信する。中継装置２０はブロードキャスト又は特定の中継装置に対して送信を行う選択送信のいずれかによりＷｉ−Ｆｉデータを他の中継装置に送信する。なお、以下の説明から分かるように、各中継装置はマスタ局にもスレーブ局にもなることができる。
【００２９】
中継装置２０〜５０を代表して中継装置２０の構成を説明する。図２はサブネットワーク２の中継装置２０のブロック図である。同図に示すように、中継装置２０は、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）２０３、参照テーブル（ＬＵＴ）記憶部２０４、フレーム生成部２０５、無線通信部２０６、混雑度検出部２０７、切換部２０８、情報収集部２０９、参照テーブル（ＬＵＴ）作成部２１０、フレーム変換部２１１及び有線送信部２１２を備え、これらはシステムバス２１９によって相互接続されている。
【００３０】
ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、及び入出力インターフェイス２０３は、システムバス２１９を介してデータの入出力が可能に接続されている。ＣＰＵ２０１は、メモリ２０２にロードされたプログラム及びデータを読み込んで、以下に説明する各構成要素を統合的に制御することができる。
【００３１】
参照テーブル記憶部２０４は、図３に示すように、ネットワークシステム１内に接続され得る工作機械に送信されるＣＡＮデータ（通信データ）の内容を識別するＩＤ（特許請求の範囲に記載の識別子に相当）と、そのＩＤのＣＡＮデータを選択的に取得する工作機械が接続された中継装置の受信アドレス（ＭＡＣアドレス）とを対応付けた送信参照テーブル２０４ａを記憶する。すなわち、参照テーブル記憶部２０４は、特許請求の範囲に記載の参照テーブル記憶部として機能する。送信参照テーブル２０４ａには、例えばＩＤ０１の対応宛先アドレスが中継装置３０及び５０であり、ＩＤ０２の対応宛先アドレスが中継装置４０であることが記述され、他のＩＤについても同様に対応関係が記述される。なお、図３から分かるように、１つのＩＤを複数の中継装置又は工作機械が共有していてもよい。
【００３２】
図２に戻り、フレーム生成部２０５は、ＣＡＮデータ及びそれに関連する中継装置の受信アドレス（ＭＡＣアドレス）をＷｉ−Ｆｉフレームに埋め込んでＷｉ−Ｆｉデータを生成する。すなわち、フレーム生成部２０５は、特許請求の範囲に記載のフレーム生成部として機能する。図４Ａに示すＩＥＥＥ８０２．１１フレーム（Ｄａｔａフィールド）を参照すると、ブロードキャストモード及び選択送信モードのいずれの場合においても、送信すべきＩＤに対応するデータがＤａｔａフィールドに書き込まれる。すなわち、１つのパケットに１６バイトのＣＡＮ用データが最大２２９０バイトまで書き込まれる。図４Ｂに示すＩＥＥＥ８０２．１１フレーム（ヘッダフィールド）を参照すると、ブロードキャストモードにおいては、ブロードキャスト用の設定値がヘッダフィールドに書き込まれ、選択送信モードにおいては、宛先アドレス（すなわち、送信参照テーブル２０４ａで指定された受信アドレス）がＡｄｄｒｅｓｓ１に書き込まれ、送信元アドレス（すなわち、中継装置２０のアドレス）がＡｄｄｒｅｓｓ２に書き込まれる。このように、汎用性の高いＷ−Ｆｉ規格を利用して両モードの無線接続を確立することができるので、本発明の導入容易性が確保される。
【００３３】
図２に戻り、無線通信部２０６は送信部Ｔｘ及び受信部Ｒｘを備え、他の中継装置３０、４０及び５０とＷｉ−Ｆｉデータを送受信することができる。すなわち、無線通信部２０６は、特許請求の範囲に記載の無線通信部として機能する。切換部２０８は、無線送信部２０６によるデータ送信モードをブロードキャストモードと選択送信モードとに切り換える。
【００３４】
ここで、選択送信方式の特徴は以下の通りである。まず、ブロードキャスト方式では制御構成が簡素なものとなるが、輻輳制御等が困難なため、応答性が要求されるシステムには適用が難しい。産業用ネットワークは、遅延が一定間隔に発生することを前提として構成されるが、そもそもＷｉ−Ｆｉ等の無線ＬＡＮ技術においては、そのような一定間隔の遅延は保証されない。より具体的には、Ｗｉ−Ｆｉ通信においては、データを受信したスレーブ側の中継局は、その受信データが配下の工作機械の動作に関係するか否かにかかわらず、Ａｃｋ（例えばアプリケーション層等の上位の階層で実装される受領確認を含む。以下同様）を送信元の中継装置に返すことになる。従って、例えば中継装置２０がデータをブロードキャストすると、中継装置２０からの送信データを必要とする中継装置が例えば中継装置５０だけの場合であっても（例えばＩＤ０４の場合）、全中継装置３０、４０及び５０がそれぞれＡｃｋを中継装置２０に返すことになる。このような状態が継続すると遅延が累積し、ネットワークシステム内のリアルタイム性が満たされなくなるおそれがある。一方、選択送信方式では送信が制限される結果としてＡｃｋの返信が制限されるので、コリジョン発生数は最小限（マスタースレーブ構成による集中制御の場合には理論的にはゼロ）となり、通信リソースの使用効率は高くなる。しかし、送信すべき宛先アドレスの検索やフレーム形成等が必要となり、また送受信間のパケットのやり取りが増加するため、構成及び動作が幾らか複雑なものとなる。これにより、マスタ側中継装置の処理負荷が増し、遅延の原因となってしまう場合がある。本発明の中継装置は、このようなブロードキャスト方式と選択送信方式の性質を考慮して適時に選択送信を適用するものである。
【００３５】
例えば送信参照テーブル２０４ａからＩＤ０１が選択される場合を想定すると、ブロードキャストモードが適用される場合には、ＩＤ０１に対応するＣＡＮ用データは、対応受信アドレスにかかわらず中継装置３０、４０及び５０に送信される。一方、選択送信モードが適用される場合には、ＩＤ０１に対応するＣＡＮ用データは、対応受信アドレスを有する中継装置３０及び５０のみに順次送信される。また、例えば送信参照テーブル２０４ａからＩＤ０４が選択される場合を想定すると、選択送信モードが適用される場合には、ＩＤ０４に対応するＣＡＮ用データは、対応受信アドレスを有する中継装置５０のみに送信される。
【００３６】
混雑度検出部２０７は、ネットワークシステム１内の無線通信の状態に基づいて、その混雑度を検出する。この検出された混雑度に基づいて、切換部２０８は送信モードの切換を行うか否か、すなわち、ブロードキャストモードと選択送信モードのどちらを適用するのかを判断することができる。本実施形態では、混雑度検出部２０７は、コリジョン発生率、無線ノード数、回線使用率等に基づいて混雑度を検出する。具体的には、検出部２０７が無線通信の混雑度を検出し、切換部２０８が、各検出部によって検出された混雑度が閾値を超える場合には選択送信モードを適用することができる。すなわち、混雑度が高い場合には、選択送信により、送信データに無関係なサブネットワークからの不要なＡｃｋをなくし、所望の応答性、すなわちリアルタイム性を確保することができる。
【００３７】
なお、上記では無線通信の混雑度に基づいて送信モードを切り換える構成としたが、入出力インターフェイス２０３によって入力されるユーザ入力により、切換部２０８がブロードキャストモードと選択送信モードを切り換えることができるようにしてもよい。例えばユーザの経験則から、データ量や無線ノード数を勘案してブロードキャストモードと選択送信モードを切り換えることができるようにしてもよい。
【００３８】
情報収集部２０９は、中継装置２０の配下の工作機械２２が選択的に受信・取得するＣＡＮデータのＩＤ（以下「取得データＩＤ」ともいう）の情報を収集する内部収集部２０９ａと、他の中継装置３０、４０又は５０から受信したＷｉ−Ｆｉデータからそれらの中継装置３０〜５０の配下の工作機械が選択的に受信・取得するＣＡＮデータのＩＤ（取得データＩＤ）情報を収集する外部収集部２０９ｂを備える。情報収集部２０９は、特許請求の範囲に記載の情報収集部として機能する。
【００３９】
内部収集部２０９ａの収集動作について、配下の工作機械２２がその取得データＩＤを自発的に発信し、発信された取得データＩＤを内部収集部２０９ａが有線通信部２１２を介して収集するようにしてもよい。工作機械２２がその取得データＩＤを発信するタイミングは、ネットワークシステム１の構成時、中継装置２０の初回起動時、中継装置２０の起動毎、工作機械２２の初回起動時、工作機械２２の起動毎、周期的等であってもよいし、ユーザの手動操作によるものであってもよい。
【００４０】
また、内部収集部２０９ａが取得データＩＤ収集用のＣＡＮコマンドを工作機械２２に有線通信部２１２を介して送信し、工作機械２２にその取得データＩＤを返信させるようにしてもよい。この取得データＩＤ収集用のＣＡＮコマンドの送信タイミングも、ネットワークシステム１の初回起動時、中継装置２０の初回起動時、中継装置２０の起動毎、工作機械２２の初回起動時、工作機械２２の起動毎、周期的等であってもよいし、ユーザの手動操作によるものであってもよい。
【００４１】
外部収集部２０９ｂの収集動作について、各中継装置がその配下の工作機械の取得データＩＤ情報を中継装置２０に向けて発信し、発信された取得データＩＤ情報を外部収集部２０９ｂが取得する。ここで、取得データＩＤ情報の発信は、以下に示すように、各中継装置の自発的なものであってもよいし、中継装置２０からの信号にトリガされるものであってもよい。
【００４２】
各中継装置がその配下の工作機械の取得データＩＤ情報を自発的に発信するタイミングは、ネットワークシステム１の構成時、中継装置２０の初回起動時、中継装置２０の起動毎、工作機械２２の初回起動時、工作機械２２の起動毎、周期的等であってもよいし、ユーザの手動操作によるものであってもよい。
【００４３】
また、外部収集部２０９ｂが、他の中継装置にその配下の工作機械の取得データＩＤ情報を照会するクエリメッセージを生成し、そのクエリメッセージを無線通信部２０６から送信するようにしてもよい。このクエリを受けた他の中継装置は、そのクエリへの応答として自機の配下の工作機械の取得データＩＤ情報を中継装置２０に送信することができる。なお、クエリを受けた他の中継装置は、自機の配下の工作機械に何らかの変化があったときのみ（例えば、工作機械の追加、削除、動作変更等）その変化に関連する取得データＩＤ情報のみを中継装置２０に送信するようにしてもよい。これにより、ネットワークシステム１におけるトラフィック及び中継装置２０における処理の負荷を軽減することができる。
【００４４】
また、外部収集部２０９ｂが、他の中継装置にその配下の工作機械の取得データＩＤ情報をノーティファイさせるための所定のコマンドを生成するようにしてもよい。無線通信部２０６はそのコマンドを中継装置３０〜５０の全部または一部に送信し、そのノーティファイされた情報から外部収集部２０９ｂが取得データＩＤ情報を取得するようにしてもよい。これにより、中継装置２０は送信参照テーブル２０４ａの作成又は更新を所望のタイミングで行うことができる。
【００４５】
また、外部収集部２０９ｂは他の中継装置が有する送信参照テーブル全体を収集する構成としてもよい。この場合も取得データＩＤ情報の収集の場合と同様に、各中継装置が自機の送信参照テーブル情報を中継装置２０に向けて自発的に発信し、その発信された送信参照テーブル情報を外部収集部２０９ｂが取得するようにしてもよい。また、外部収集部２０９ｂが、他の中継装置にその送信参照テーブル情報を問い合わせるクエリメッセージを無線通信部２０６に送信させ、クエリを受けた他の中継装置が所定のタイミングで中継装置２０に送信参照テーブル情報を送信するようにしてもよい。また、他の中継装置にその送信参照テーブル情報をノーティファイさせるコマンドを無線通信部２０６に送信させ、そのノーティファイされた情報から外部収集部２０９ｂが送信参照テーブル情報を取得するようにしてもよい。これにより、中継装置２０は、収集した複数の参照テーブルのうち、自機の送信参照テーブル２０４ａが有さない情報のみを送信参照テーブル２０４ａに追加することができ、参照テーブルの更新を容易な態様で行うことができる。
【００４６】
逆に、中継装置２０は、その配下の工作機械２２の取得データＩＤ情報を他の中継装置に自発的に送信することができる。また、他の中継装置からのクエリを受けて配下の工作機械２２の取得データＩＤ情報又は送信参照テーブル２０４ａを他の中継装置に送信することができる。また、他の中継装置からの上記所定のコマンドへの応答として配下の工作機械２２の取得データＩＤ又は送信参照テーブル２０４ａをノーティファイすることができる。上述のように、情報収集部２０９により中継装置間でＩＤに関する情報を共有することができる。
【００４７】
参照テーブル作成部２１０は、情報収集部２０９によって収集された取得データＩＤ及び対応する中継装置の受信アドレス（ＭＡＣアドレス）に基づいて、図３に示すような送信参照テーブル２０４ａを作成することができる。すなわち、参照テーブル作成部２１０は、特許請求の範囲に記載の参照テーブル作成部として機能する。上述のように、送信参照テーブル２０４ａは、まずネットワークシステム１の構成時又は中継装置２０の導入時に行われ、その後ネットワークシステム１内の構成の変化に応じて更新されるようにすることができる。なお、送信参照テーブル２０４ａへの取得データＩＤ及び／又は宛先アドレスの登録、変更及び削除は入出力インターフェイス２０３を介したユーザ操作によっても行うことができる。
【００４８】
フレーム変換部２１１は、受信したＷｉ−ＦｉデータをＣＡＮデータに変換する。具体的には、受信したＷｉ−Ｆｉデータのデータフィールドに書き込まれているＣＡＮ用データ（図４Ａ参照）を抽出し、図５に示すＣＡＮフレームフォーマット（データフレームの標準フォーマット）を作成する。同図に示すように、ＣＡＮフレームフォーマットのデータフレームは、データフレームの開始を表すスタートオブフレーム（ＳＯＦ）、データの内容を識別するとともに、データの優先順位を表すアービトレーションＩＤ（ＩＤ）フィールド（調停フィールド）、予約ビットとデータのバイト数を表すコントロールフィールド（制御フィールド）、データの中身となる０〜８バイトのデータフィールド、フレームの伝送誤りをチェックするＣＲＣフィールド、正常受信した確認の合図を表すＡＣＫフィールド、及びデータフレームの終了を表すエンドオブフレーム（ＥＯＦ）からなる。フレーム変換部２１１は、Ｗｉ−Ｆｉデータから抽出したＣＡＮ用データをデータフィールドに埋め込み、ＡＣＫフィールドのＡＣＫスロットをレセシブレベルに設定する。
【００４９】
有線通信部２１２は送信部ｔｘ及び受信部ｒｘを備え、配下の工作機械と通信する。有線通信部２１２は、フレーム変換部２１１によって作成されたＣＡＮデータをコントロールバス２９に出力し、ＣＡＮデータは中継装置２０の配下の工作機械２２によって受信される。工作機械２２は、ＣＡＮフレームにおけるＡＣＫフィールドのＡＣＫスロットをドミナントレベルに設定して中継装置２０にＡＣＫを返す。また、工作機械２２は、ＣＡＮフレームのデータフィールドに記述されたデータについて、ＩＤに基づいてデータの内容を識別して、自機の動作に関するデータのみを取得し、当該取得したデータに基づいて動作を行う。
【００５０】
上述の実施形態における中継装置２０はマスタ側装置及びスレーブ側の双方の動作を行うことができるものとしたが、中継装置２０の態様はこれに限られない。例えば中継装置２０を、他の中継装置３０〜５０のＩＤ情報を収集して送信参照テーブル２０４ａを作成及び管理するマスタ側専用の中継装置として構成してもよい。マスタ側専用の中継装置であって配下に工作機械が接続されない場合は、中継装置２０でいう内部収集部２０９ａは不要である。また、自機の配下の工作機械の取得データＩＤ情報を他の中継装置に提供するだけのスレーブ側専用の中継装置として構成してもよい。スレーブ側専用の中継装置では、中継装置２０でいう混雑度検出部２０７、切換部２０８、情報収集部２０９及び参照テーブル作成部２１０は不要となる。
【００５１】
上記の実施形態では、中継装置２０は、送信参照テーブル２０４ａにデータを追加する機能を有するものであるが、不要となったデータを送信参照テーブル２０４ａから削除する機能を有していてもよい。例えば既に作成された送信参照テーブル２０４ａがある場合に、その後のクエリや上記コマンドに対して一定期間にわたって応答に含まれないＩＤを送信参照テーブル２０４ａから削除するようにしてもよい。また、クエリや上記コマンドに対して一定期間にわたって応答を返信しない中継装置のＭＡＣアドレスを送信参照テーブル２０４ａから削除するようにしてもよい。当然に、必要に応じてユーザが手動入力により上記削除を行ってもよい。このように送信参照テーブル２０４ａから不要な要素を削除することにより、選択送信におけるトラフィックを低減させることができる。
【００５２】
また、上記の実施形態では、各中継装置２０〜５０が有する送信参照テーブル２０４ａが共通のものであることを前提としているが（但し、各中継装置自身のＭＡＣアドレスの記載の有無を除く）、中継装置２０〜５０が異なる送信参照テーブル２０４ａを有する構成としてもよい。例えば工場内の生産ラインにおいて、あるサブネットワークの送信参照テーブルが、その生産ラインの後段にあるサブネットワークのＩＤに関する記述のみを有するようにしてもよい。これにより、選択送信モードにおいて、中継装置による送信参照テーブル２０４ａの検索処理の負荷を軽減することができる。
【００５３】
このように、本実施形態に係る中継装置２０によれば、産業用ネットワークにおいて、サブネットワーク２〜５間で工作機械の動作情報を共有することにより、相互の選択送信をより効率的に行うことが可能となる。そして、中継装置２０は大規模なネットワークシステムにも容易かつ迅速に導入されることができる。また、ネットワークシステム１において、サブネットワークの追加又は削除があっても送信参照テーブル２０４ａを上記の態様に従って書き換えるだけで容易かつ迅速にネットワークシステムを再構成することができる。
【００５４】
特に、本実施形態の中継装置２０は、ブロードキャスト方式又は固定的な選択送信方式を用いる従来的な中継装置から、ＯＳＩ参照モデルにおけるアプリケーション層の変更のみで構成することができる。従って、既設のネットワークシステム及びサブネットワークに大掛かりな改修等をもたらさずに本発明を安価に導入でき、有利である。
【００５５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態においては、各中継装置２０〜５０が直接無線通信する構成（アドホック・モード）を示したが、アクセスポイントを介して通信する場合にも本発明を適用することができる。
【００５６】
また、上記実施形態においては、各サブネットワーク２〜５がＣＡＮネットワークを採用する構成を示したが、各サブネットワークがＤｅｖｉｃｅＮｅｔ等の他の産業用ネットワークを採用する場合の中継装置及びそれを用いるネットワークシステムにも本発明は適用可能である。
【００５７】
また、上記実施形態においては、中継装置又は中継局に有線接続される被駆動機械として工作機械を示したが、被駆動機械は上記産業ネットワークワークの規格に準拠したデータにより駆動されるものであれば、検査機械、搬送機械、計測器、計算機、空調機、音響機器等どのような機械であってもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１  ネットワークシステム
２、３、４、５  サブネットワーク
２０、３０、４０、５０  中継装置
２２、３２、３４、４２、５２、５４、５６  工作機械
２０１  ＣＰＵ
２０２  メモリ
２０３  入出力インターフェイス（Ｉ／Ｏ）
２０４  参照テーブル（ＬＵＴ）記憶部
２０４ａ  送信参照テーブル
２０５  フレーム生成部
２０６  無線通信部
２０７  混雑度検出部
２０８  切換部
２０９  情報収集部
２０９ａ  内部収集部
２０９ｂ  外部収集部
２１０  参照テーブル（ＬＵＴ）作成部
２１１  フレーム変換部
２１２  有線通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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