(57)【要約】【課題】広帯域通信の情報を狭帯域の無線ネットワークで送受信可能な無線通信装置を得ること。【解決手段】産業用フィールドネットワークより帯域の狭い狭帯域の無線ネットワークにおいて、産業用フィールドネットワークで通信対象の情報を他の無線通信装置と無線通信する無線通信装置６，７であって、産業用フィールドネットワーク内の産業機器等の情報処理単位のサイズを設定する情報処理サイズ設定部２１と、情報処理サイズ設定部２１で設定された情報処理単位のサイズに基づいて、無線通信に使用する無線フレームにおけるフレーム情報の領域のサイズであるフレーム情報サイズを設定し、設定したフレーム情報サイズのフレーム情報の領域を有する無線フレームを生成する無線フレーム生成部と、を備える。【選択図】図３
2014165829.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
産業用フィールドネットワークより帯域の狭い狭帯域の無線ネットワークにおいて、前記産業用フィールドネットワークで通信対象の情報を他の無線通信装置と無線通信する無線通信装置であって、
前記産業用フィールドネットワーク内の機器の情報処理単位のサイズを設定する情報処理サイズ設定手段と、
前記情報処理サイズ設定手段で設定された前記情報処理単位のサイズに基づいて、前記無線通信に使用する無線フレームにおけるフレーム情報の領域のサイズであるフレーム情報サイズを設定し、設定した前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域を有する無線フレームを生成する無線フレーム生成手段と、
を備えることを特徴とする無線通信装置。
【請求項２】
前記無線フレーム生成手段は、前記フレーム情報サイズを、前記情報処理単位のサイズと同一サイズまたは前記情報処理単位のサイズの倍数のサイズとする、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線通信装置。
【請求項３】
前記無線ネットワークにおいて、自装置を、前記産業用フィールドネットワークで通信対象の情報を収集するマスタ局、または前記産業用フィールドネットワークで通信対象の情報を送信するスレーブ局のいずれかとする、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の無線通信装置。
【請求項４】
自装置がスレーブ局の前記無線フレーム生成手段は、マスタ局の無線通信装置に対して前記フレーム情報サイズを要求するための新規参入用フレームを生成し、生成した新規参入用フレームをマスタ局の無線通信装置へ送信する制御を行い、
自装置がマスタ局の前記無線フレーム生成手段は、前記新規参入用フレームに対する応答として、自身で設定した前記フレーム情報サイズを通知するためのフレーム情報サイズ通知用フレームを生成し、生成したフレーム情報サイズ通知用フレームをスレーブ局の無線通信装置へ送信する制御を行い、
自装置がスレーブ局の前記無線フレーム生成手段は、受信した前記フレーム情報サイズ通知用フレームの内容に基づいて自装置で使用するフレーム情報サイズを設定する、
ことを特徴とする請求項３に記載の無線通信装置。
【請求項５】
自装置がマスタ局の前記無線フレーム生成手段は、送信元識別子および宛先識別子の情報を前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した要求フレームを生成し、生成した要求フレームを前記スレーブ局の無線通信装置へ送信する制御を行い、
自装置がスレーブ局の前記無線フレーム生成手段は、受信した要求フレームに対する応答として、送信元識別子、宛先識別子、およびあらかじめ設定された前記産業用フィールドネットワークで通信対象の情報である計測情報を、前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した応答フレームを生成し、生成した応答フレームを前記マスタ局の無線通信装置へ送信する制御を行う、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の無線通信装置。
【請求項６】
自装置がマスタ局の前記無線フレーム生成手段は、さらに、収集対象の情報を示すフレーム種別の情報を前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した要求フレームを生成し、生成した要求フレームを前記スレーブ局の無線通信装置へ送信する制御を行い、
自装置がスレーブ局の前記無線フレーム生成手段は、受信した要求フレームに対する応答として、さらに、前記フレーム種別の情報を、前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した応答フレームを生成し、生成した応答フレームを前記マスタ局の無線通信装置へ送信する制御を行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の無線通信装置。
【請求項７】
自装置がマスタ局の前記無線フレーム生成手段は、さらに、無線フレームの順序を示すフレーム番号の情報を前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した要求フレームを生成し、生成した要求フレームを前記スレーブ局の無線通信装置へ送信する制御を行い、
自装置がスレーブ局の前記無線フレーム生成手段は、受信した要求フレームに対する応答として、さらに、前記フレーム番号の情報を、前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した応答フレームを生成し、生成した応答フレームを前記マスタ局の無線通信装置へ送信する制御を行う、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の無線通信装置。
【請求項８】
自装置がマスタ局の前記無線フレーム生成手段は、さらに、収集対象の情報の数を示す計測情報数、およびスレーブ局において当該収集対象の情報が格納されているメモリ内のアドレスを示すメモリアドレスの情報を前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した要求フレームを生成し、生成した要求フレームを前記スレーブ局の無線通信装置へ送信する制御を行い、
自装置がスレーブ局の前記無線フレーム生成手段は、受信した要求フレームに対する応答として、さらに、前記計測情報数、および前記メモリアドレスに対応する領域に格納されている計測情報を、前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域に格納した応答フレームを生成し、生成した応答フレームを前記マスタ局の無線通信装置へ送信する制御を行う、
ことを特徴とする請求項５，６または７に記載の無線通信装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィールドネットワークと接続可能な無線通信装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＣＣ−Ｌｉｎｋに代表される産業機器のフィールドネットワークでは、ネットワーク上の管理者となるマスタ局がスレーブ局のメモリに対して高速かつ周期的にアクセスすることで、アプリケーションは、通信を意識することなく制御、計測情報の収集等を実現している。この方式は、広帯域である有線通信の特長を利用したものである。
【０００３】
また、このようなネットワーク上で、センサ情報を収集するアプリケーションに対する要望が高まっている。さらに、センサの設置自由度向上、配線敷設コスト低減等を目的として、無線ネットワークの導入が検討されている。
【０００４】
従来の産業用途向けに無線ネットワークを実現する方法としては、例えば、下記特許文献１において、フィールドネットワークの同期システムの一部として動作し、受信したフィールドネットワークのフレームを、無線ネットワークのペイロードとして伝送することで、フィールドネットワークの同期システムを実現する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３３３１８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の技術によれば、無線ネットワークを実現するための無線機は高速大容量通信を実現するため、消費電力が高く、比較的高価でコストがかかる、という問題があった。
【０００７】
また、他の無線通信方式として、低消費電力かつ小型で安価であって、マルチホップ技術、メッシュネットワーク技術により広範囲に存在する多数のセンサを収容可能な、特定小電力無線、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）といった規格に準拠した無線通信方式があるが、利用帯域は狭く、伝送速度が低い。そのため、１度に送信できるデータ量は数１０Ｂｙｔｅ〜１００Ｂｙｔｅ程度となり、高速大容量通信を実現できず、フィールドネットワークのペイロードをそのまま無線フレームに乗せた通信を実現することは困難である。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、産業用フィールドネットワークに接続する低消費電力かつ比較的安価に無線ネットワークを構築可能な無線通信装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、産業用フィールドネットワークより帯域の狭い狭帯域の無線ネットワークにおいて、前記産業用フィールドネットワークで通信対象の情報を他の無線通信装置と無線通信する無線通信装置であって、前記産業用フィールドネットワーク内の機器の情報処理単位のサイズを設定する情報処理サイズ設定手段と、前記情報処理サイズ設定手段で設定された前記情報処理単位のサイズに基づいて、前記無線通信に使用する無線フレームにおけるフレーム情報の領域のサイズであるフレーム情報サイズを設定し、設定した前記フレーム情報サイズのフレーム情報の領域を有する無線フレームを生成する無線フレーム生成手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、広帯域通信で実現される産業用フィールドネットワークと狭帯域の無線ネットワークとの接続を実現し、フィールドネットワークの拡張が可能となる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、従来の産業用フィールドネットワークの構成例を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態１の産業用フィールドネットワークとこのフィールドネットワークに接続される無線ネットワークの構成例を示す図である。
【図３】図３は、無線通信装置の構成例を示す図である。
【図４】図４は、無線フレームにおけるフレーム情報サイズを示す図である。
【図５】図５は、産業機器の情報処理単位に基づいて決定した無線フレームにおける各フレーム情報サイズを示す図である。
【図６】図６は、無線通信装置でフレーム情報サイズを共有する方法を示すシーケンス図である。
【図７】図７は、新規参入用フレームの構成例を示す図である。
【図８】図８は、フレーム情報サイズ通知用フレームの構成例を示す図である。
【図９】図９は、実施の形態３の要求フレームの構成例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態３の応答フレームの構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、実施の形態４の要求フレームの構成例を示す図である。
【図１２】図１２は、実施の形態４の応答フレームの構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態５の要求フレームの構成例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態５の応答フレームの構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態６の要求フレームの構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態６の応答フレームの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかる無線通信装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
まず、産業用フィールドネットワークに接続された産業機器間でセンサ情報等を収集する従来のシステムについて説明する。図１は、従来の産業用フィールドネットワークの構成例を示す図である。産業用フィールドネットワークは、ネットワーク上の管理者が操作し、各産業機器の制御、計測情報の収集等を行うセンターサーバ１と、マスタ局であって、他のスレーブ局の産業機器から計測情報の収集等を行う産業機器２と、各産業機器と接続する広帯域ネットワークである産業用フィールドネットワーク３と、スレーブ局であって、マスタ局の産業機器２からの要求によって計測情報等を送信する産業機器４−１，４−２，４−３と、スレーブ局の各産業機器と接続するセンサ５−１，５−２，５−３と、を備える。
【００１４】
従来のシステムでは、各産業機器は有線で接続されている。マスタ局の産業機器２は、スレーブ局の産業機器４−１，４−２，４−３のメモリ情報に高速かつ周期的にアクセスすることにより、産業機器４−１，４−２，４−３が保持する各センサ情報を取得することができる。
【００１５】
つづいて、本実施の形態にかかる無線通信を用いた産業用フィールドネットワークについて説明する。図２は、本実施の形態の産業用フィールドネットワークと、このフィールドネットワークに接続される無線ネットワークの構成例を示す図である。産業用フィールドネットワークは、センターサーバ１と、産業機器２と、産業用フィールドネットワーク３と、マスタ局側において、産業機器の機能を備え、無線通信によりスレーブ局との間の通信を行う無線通信装置６と、スレーブ局側において、産業機器の機能を備え、無線通信によりマスタ局との間の通信を行う無線通信装置７−１，７−２，７−３，７−４と、スレーブ局の各無線通信装置と接続するセンサ８−１，８−２，８−３，８−４と、を備える。図２では、無線通信装置６および無線通信装置７−１，７−２，７−３，７−４で、産業用フィールドネットワーク３より帯域の狭い狭帯域の無線ネットワークを構成する。なお、スレーブ局の無線通信装置７−１，７−２，７−３，７−４について、特に区別しないときは無線通信装置７と記載することがある。また、センサ８−１，８−２，８−３，８−４について、特に区別しないときはセンサ８と記載することがある。
【００１６】
無線通信を用いた場合も、従来のシステムと同様にセンサ情報を取得することができる。無線通信装置６は、無線通信でスレーブ局の無線通信装置７−１，７−２，７−３，７−４のメモリ情報にアクセスし、無線通信装置７−１，７−２，７−３，７−４が保持する各センサ情報を取得し、自身のメモリに書き込む。マスタ局の産業機器２は、無線通信装置７−１，７−２，７−３，７−４のセンサ情報が書き込まれた無線通信装置６のメモリアドレスにアクセスすることで、間接的に無線ネットワークで接続した無線通信装置７−１，７−２，７−３，７−４が保持する各センサ情報を得ることができる。無線ネットワークを介する点が従来と異なる。
【００１７】
つぎに、無線通信装置の構成について説明する。図３は、無線通信装置の構成例を示す図である。ここでは、一例として、無線通信装置６，７は同一の構成とする。無線通信装置６，７は、産業用フィールドネットワーク３と接続する物理インタフェースであるフィールドネットワークインタフェース部１１と、産業用フィールドネットワーク３で送受信処理を行うフィールドネットワーク送受信部１２と、産業用フィールドネットワーク３における通信を制御するフィールドネットワーク通信制御部１３と、無線ネットワークの通信を制御する無線ネットワーク通信制御部１４と、無線ネットワークで送受信処理を行う無線送受信部１５と、無線通信用の電波を放出する無線アンテナ部１６と、を備える。
【００１８】
また、無線ネットワーク通信制御部１４は、産業用フィールドネットワーク内の産業機器の情報処理単位のサイズを設定する情報処理サイズ設定部２１と、情報処理サイズ設定部２１で設定された情報処理単位のサイズに基づいてフレーム情報サイズを設定し、設定したフレーム情報サイズのフレーム情報の領域を有する無線フレームを生成する無線フレーム生成部２２と、を備える。
【００１９】
マスタ局の無線通信装置６では、フィールドネットワークインタフェース部１１を介して産業用フィールドネットワーク３と接続することができる。また、スレーブ局の無線通信装置７では、フィールドネットワークインタフェース部１１を介してセンサ８と接続することができる。図２では、無線通信装置７は、産業機器の機能を備えているためセンサ８と直接接続しているが、一例であり、無線通信装置７は、産業機器を介してセンサ８と接続することも可能である。
【００２０】
なお、マスタ局の無線通信装置６については、産業用フィールドネットワーク３を介して産業機器２と接続していることから、産業機器の機能を備えない通信用のブリッジとすることも可能である。また、無線通信装置６は産業機器の機能を備えていることから、無線通信装置６がマスタ局となって各センサ情報を取得することも可能である。以降の説明においては、無線通信装置６がマスタ局として無線通信装置７から計測情報を収集する等の動作を行う場合について説明する。
【００２１】
本実施の形態では、無線通信装置６と無線通信装置７との間で産業機器の情報を送受信する際に使用する無線フレームのフレーム情報サイズを、産業機器の処理単位のサイズに基づいて決定する。図２では、産業機器としては産業機器２のみであるが、ここでは、無線通信装置６，７が機能として備えている産業機器を含むものとする。すなわち、産業機器の処理単位のサイズとは、産業機器２、無線通信装置６，７を対象とする。なお、無線フレームにより送受信される各種フレーム情報の内容は、産業用フィールドネットワーク内の産業機器について既知であることとする。
【００２２】
まず、無線通信装置６，７において、情報処理サイズ設定部２１は、無線ネットワーク内に存在する産業機器の情報処理単位のサイズを設定する。設定方法は、センターサーバ１を操作する管理者が手動で設定してもよいし、情報処理サイズ設定部２１が、無線ネットワークを介して自律的にネットワーク内の産業機器２の情報処理単位を収集して設定してもよい。いずれの方法においても、各産業機器の情報処理単位が異なる場合は、最も大きなサイズとしてもよいし、多数決により決定してもよい。情報処理サイズ設定部２１は、設定した値を無線フレーム生成部２２に通知する。
【００２３】
つぎに、無線フレーム生成部２２は、通知された値、すなわち無線ネットワーク内の産業機器の情報処理単位、またはその倍数をフレーム情報サイズとして設定する。すなわち、フレーム情報サイズを、情報処理単位のサイズと同一サイズまたは情報処理単位のサイズの倍数のサイズとする。
【００２４】
ここで、フレーム情報サイズについて説明する。図４は、無線フレームにおけるフレーム情報サイズを示す図である。ｎ個のフレーム情報によって無線フレームが構成されている。フレーム情報サイズとは、図４に示すように、無線フレームにおけるフレーム内の情報、例えば、宛先識別子、シーケンス番号等の情報を格納する領域の大きさである。上述のように、無線フレーム生成部２２は、フレーム情報サイズを産業機器の情報処理単位またはその倍数とする。図５は、産業機器の情報処理単位に基づいて決定した無線フレームにおける各フレーム情報サイズを示す図である。このように、無線フレーム生成部２２は、フレーム情報の大きさに応じて、産業機器の情報処理単位またはその倍数の大きさに設定したフレーム情報サイズの無線フレームを生成する。
【００２５】
マスタ局の無線通信装置６では、無線ネットワーク通信制御部１４が、図５のように設定した無線フレームを用いて、無線送受信部１５、無線アンテナ部１６経由で、スレーブ局の各無線通信装置７に対して、例えば、センサ情報収集の要求フレームを送信する。
【００２６】
無線通信装置７は、無線アンテナ部１６、無線送受信部１５経由でセンサ情報収集の要求フレームを受信すると、無線ネットワーク通信制御部１４が、要求フレームに対応したセンサ情報を格納した応答の無線フレームを生成し、無線送受信部１５、無線アンテナ部１６経由で、マスタ局の無線通信装置６に返信する。応答の無線フレームも、図５のようにフレーム情報サイズが設定された無線フレームとなる。
【００２７】
センサ情報については、従来の産業機器（図１参照）のように、産業機器の機能を備えたスレーブ局の無線通信装置７が自装置のメモリ情報として保持しているものとする。メモリ情報については、例えば、フィールドネットワーク通信制御部１３にメモリ領域を備え、このメモリ領域にセンサ情報等を格納してメモリ情報とすることができるが、これに限定するものではない。図示しない記憶部にメモリ領域を備えるようにしてもよい。
【００２８】
なお、本実施の形態では、マスタ局の無線通信装置６およびスレーブ局の各無線通信装置７についてあらかじめフレーム情報サイズを設定したが、一例であり、これに限定するものではない。少なくともマスタ局の無線通信装置６でフレーム情報サイズが設定できていれば、実施の形態２で後述するように、マスタ局の無線通信装置６が、スレーブ局の各無線通信装置７に対してフレーム情報サイズを通知することで、スレーブ局の各無線通信装置７はフレーム情報サイズ共有することができる。
【００２９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、従来において広帯域の産業用フィールドネットワークで送受信されていた産業機器間のセンサ情報等の情報を狭帯域の無線ネットワークにより送受信を行う無線通信装置６，７では、無線フレームのフレーム情報サイズを産業機器の処理単位で設定することとした。これにより、無線通信と産業機器の親和性を高めることができ、産業機器のメモリアクセス回数を最小化し、高速処理かつ低消費電力化を実現することができる。
【００３０】
このように、無線通信装置６，７は、センサ情報収集アプリケーションのような伝送遅延・揺らぎを許容するシステムを、特定小電力無線、Ｚｉｇｂｅｅ（登録商標）といった狭帯域無線通信によるネットワークで構築し、さらに、ＣＣ−Ｌｉｎｋに代表される広帯域有線通信で実現されるネットワーク（産業機器のフィールドネットワーク）との接続を実現することができる。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態１では、あらかじめ準備されたスレーブ局の無線通信装置７に対してフレーム情報サイズを共有する方法について説明した。本実施の形態では、無線ネットワークに新規にスレーブ局の無線通信装置７が参入する場合のフレーム情報サイズの共有方法について説明する。
【００３２】
産業用フィールドネットワークおよび無線通信装置６，７の構成は実施の形態１と同様である。なお、以降で説明する実施の形態においても同様とする。つづいて、産業用フィールドネットワーク内の無線ネットワークにスレーブ局の無線通信装置７が参入する場合のフレーム情報サイズの共有方法について説明する。図６は、無線通信装置でフレーム情報サイズを共有する方法を示すシーケンス図である。なお、マスタ局の無線通信装置６については、実施の形態１の方法によりフレーム情報サイズが設定されているものとする。
【００３３】
まず、無線ネットワークに新規参入するスレーブ局の無線通信装置７では、無線フレーム生成部２２が新規参入用の無線フレームを生成し、マスタ局の無線通信装置６に対して送信する（ステップＳ１）。具体的には、無線送受信部１５、無線アンテナ部１６経由で新規参入用フレームを送信するが、無線フレームを送信および受信する際の無線送受信部１５および無線アンテナ部１６の動作は実施の形態１と同様のため省略し、以降の説明についても同様とする。図７は、新規参入用フレームの構成例を示す図である。新規参入用フレームの無線フレームは、複数の参入用コードおよび１つの送信元識別子（自局）から構成される。
【００３４】
つぎに、マスタ局の無線通信装置６では、スレーブ局の無線通信装置７からの新規参入用フレームを受信すると、無線フレーム生成部２２がフレーム情報サイズ通知用フレームの無線フレームを生成し、スレーブ局の無線通信装置７に対して送信する制御を行う（ステップＳ２）。図８は、フレーム情報サイズ通知用フレームの構成例を示す図である。フレーム情報サイズ通知用フレームの無線フレームは、複数のフレーム情報サイズ設定コードおよび１つの送信元識別子（マスタ局）から構成される。新規参入用フレームの参入用コードに対して、フレーム情報サイズ設定コードに置き換えている。
【００３５】
そして、スレーブ局の無線通信装置７では、無線フレーム生成部２２が、マスタ局の無線通信装置６から受信したフレーム情報サイズ通知用フレームのフレーム情報サイズ設定コードに基づいて、自装置が無線ネットワークで使用する無線フレームのフレーム情報サイズを設定する（ステップＳ３）。フレーム情報サイズを設定したスレーブ局の無線通信装置７は、マスタ局の無線通信装置６に対してＡＣＫフレームを送信する（ステップＳ４）。
【００３６】
このように、スレーブ局の無線通信装置７については、無線ネットワークに新規参入するときに無線フレームのフレーム情報サイズが設定されていなくても、新規参入時にマスタ局の無線通信装置６との間で専用フレームを用いてメッセージ交換することで、フレーム情報サイズを共有することができる。
【００３７】
なお、図７の新規参入用フレームでは参入用コードを複数含み、図８のフレーム情報サイズ通知用フレームではフレーム情報サイズ設定コードを複数含んでいるが、一例であり、無線フレームの長さが短い場合に相手先でエラーとして扱われることを回避するため、無線フレームの長さを確保するための措置を示している。情報の内容としては、新規参入用フレームでは１つの参入用コード、フレーム情報サイズ通知用フレームでは１つのフレーム情報サイズ設定コードがあればよいので、他のフレームフォーマットにすることも可能である。
【００３８】
以上説明したように、本実施の形態によれば、無線ネットワークに新規参入するスレーブ局の無線通信装置７は、マスタ局の無線通信装置６との間でメッセージ交換することで、フレーム情報サイズを共有することができる。これにより、スレーブ局の無線通信装置７については、あらかじめフレーム情報サイズを設定していなくても無線ネットワークに参入することができるため、実施の形態１と比較して、管理者の負担を軽減することができ、また、迅速に無線ネットワークに参入することができる。
【００３９】
実施の形態３．
本実施の形態では、実施の形態１，２で設定されるフレーム情報サイズの無線フレームについて、無線通信の帯域利用効率を考慮した具体的な無線フレームのフレームフォーマットの構成を説明する。
【００４０】
マスタ局の無線通信装置６は、無線フレーム生成部２２において、送信元識別子および宛先識別子のみから構成される無線フレーム（要求フレーム）を生成し、スレーブ局の無線通信装置７へ送信する。図９は、本実施の形態の要求フレームの構成例を示す図である。要求フレームの無線フレームは、送信元識別子および宛先識別子から構成される。無線フレームの送信元と宛先のみが分かる内容である。
【００４１】
スレーブ局の無線通信装置７は、図９に示す要求フレームを受信すると、無線フレーム生成部２２において、要求フレームの内容に計測情報を加えた無線フレーム（応答フレーム）を生成し、マスタ局の無線通信装置６へ送信する。図１０は、本実施の形態の応答フレームの構成例を示す図である。応答フレームの無線フレームは、送信元識別子、宛先識別子および計測情報から構成される。要求フレームの内容に対して計測情報を加えた内容である。
【００４２】
上記フレームフォーマットで計測情報を収集するためには、まず、あらかじめ、スレーブ局の無線通信装置７に対して、自装置宛ての要求フレームを受信した場合に、特定の計測情報、例えば、温度センサの計測温度情報等を計測情報としてフレーム情報サイズの倍数のサイズ等で応答するように設定しておく。
【００４３】
また、あらかじめ、マスタ局の無線通信装置６に対して、応答フレームとして送信元識別子、宛先識別子に加えてフレーム情報サイズの倍数のサイズ等で計測情報がスレーブ局の無線通信装置７から送信されてくることを設定しておく。このように無線通信装置６，７を設定しておくことで、図９，１０に示す無線フレームの内容のみで、計測情報の収集を実現することができる。
【００４４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、スレーブ局の無線通信装置７について、あらかじめ自装置宛の要求フレームを受信した場合に、特定の計測情報を応答するように設定することで、マスタ局の無線通信装置６は、最小限の内容で要求フレームを構成することができる。これにより、通信される情報数を最低限に抑えることができるため、無線通信時間が少なく、同一システム内、他システムへの与干渉を抑えることができる。
【００４５】
実施の形態４．
実施の形態３では、あらかじめ、マスタ局の無線通信装置６、スレーブ局の無線通信装置７に対して計測情報を詳細に設定しておく必要がある。そのため、計測情報を変更する場合は、対象の全局（マスタ局、スレーブ局）に対して再設定する必要があり煩雑となる。また、例えば、マスタ局の無線通信装置６が送信した要求フレームが、そのまま戻ってくるようなネットワーク誤りが発生した場合においても、マスタ局の無線通信装置６は内容を判別できない。本実施の形態では、煩雑性、ネットワーク誤りへの対応方法について説明する。
【００４６】
マスタ局の無線通信装置６は、無線フレーム生成部２２において、フレーム種別、送信元識別子および宛先識別子から構成される無線フレーム（要求フレーム）を生成し、スレーブ局の無線通信装置７へ送信する。図１１は、本実施の形態の要求フレームの構成例を示す図である。要求フレームの無線フレームは、フレーム種別、送信元識別子および宛先識別子から構成される。実施の形態３の要求フレーム（図９参照）に対して、収集対象の情報を示すフレーム種別を格納する領域を追加したものである。
【００４７】
スレーブ局の無線通信装置７は、図１１に示す要求フレームを受信すると、無線フレーム生成部２２において、要求フレームの内容に、フレーム種別に対応する計測情報を加えた無線フレーム（応答フレーム）を生成し、マスタ局の無線通信装置６へ送信する。図１２は、本実施の形態の応答フレームの構成例を示す図である。応答フレームの無線フレームは、フレーム種別、送信元識別子、宛先識別子および計測情報から構成される。要求フレームの内容に対して計測情報を加えた内容である。
【００４８】
マスタ局の無線通信装置６は、スレーブ局の無線通信装置７について、あらかじめフレーム種別領域で利用する要求／応答、計測情報をテーブル等により設定し、このテーブル情報を用いて要求フレームを生成する。これにより、スレーブ局の無線通信装置７については、あらかじめどの様な計測情報を応答すべきかの設定が不要となる。
【００４９】
以上説明したような、本実施の形態によれば、無線通信装置間で送受信される要求フレーム、応答フレームについて、フレーム種別の情報を追加することとした。これにより、実施の形態３と比較して、通信される情報数は増加するが、計測情報の変更でスレーブ局の無線通信装置７の設定を変更する必要がなくなり、また、マスタ局の無線通信装置６においてネットワーク誤り等で所望ではない情報を受信しても判別が可能となるため、利便性を向上することができる。
【００５０】
実施の形態５．
実施の形態４では、例えば、無線フレームの到着順が前後した場合の無線通信の誤りが考慮されていない。本実施の形態では、データの新規性、ネットワークの安定性を確認可能な方法について説明する。
【００５１】
マスタ局の無線通信装置６は、無線フレーム生成部２２において、フレーム種別、フレーム番号、送信元識別子および宛先識別子から構成される無線フレーム（要求フレーム）を生成し、スレーブ局の無線通信装置７へ送信する。図１３は、本実施の形態の要求フレームの構成例を示す図である。要求フレームの無線フレームは、フレーム種別、フレーム番号、送信元識別子および宛先識別子から構成される。実施の形態４の要求フレーム（図１１参照）に対して、無線フレームの順序を示すフレーム番号を格納する領域を追加したものである。
【００５２】
スレーブ局の無線通信装置７は、図１３に示す要求フレームを受信すると、無線フレーム生成部２２において、要求フレームの内容に、フレーム種別に対応する計測情報を加えた無線フレーム（応答フレーム）を生成し、マスタ局の無線通信装置６へ送信する。図１４は、本実施の形態の応答フレームの構成例を示す図である。応答フレームの無線フレームは、フレーム種別、フレーム番号、送信元識別子、宛先識別子および計測情報から構成される。要求フレームの内容に対して計測情報を加えた内容である。
【００５３】
スレーブ局の無線通信装置７は、フレーム番号の情報により、受信した無線フレーム（要求フレーム）について識別することができ、受信順序が正しいか判断することができる。また、マスタ局の無線通信装置６についても、フレーム番号の情報により、受信した無線フレーム（応答フレーム）について識別することができ、受信順序が正しいか判断することができる。
【００５４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、無線通信装置間で送受信される要求フレーム、応答フレームについて、さらに、フレーム番号の情報を追加することとした。これにより、実施の形態４と比較して、通信される情報数は増加するが、マスタ局の無線通信装置６、スレーブ局の無線通信装置７において、通信誤り等で廃棄された無線フレームを確認することができる。また、無線ネットワーク上の遅延等により受信側で無線フレームの受信順序が逆転しても、フレーム番号の領域を確認することで新規か否かを確認することができる。
【００５５】
実施の形態６．
実施の形態３〜５については、マスタ局の無線通信装置６、スレーブ局の無線通信装置７であらかじめ設定する情報が多く汎用性が高くない。本実施の形態では、より汎用性を高くする方法について説明する。
【００５６】
マスタ局の無線通信装置６は、無線フレーム生成部２２において、フレーム種別、フレーム番号、送信元識別子、宛先識別子、計測情報数および各メモリアドレスから構成される要求フレームを生成し、スレーブ局の無線通信装置７へ送信する。図１５は、本実施の形態の要求フレームの構成例を示す図である。要求フレームの無線フレームは、フレーム種別、フレーム番号、送信元識別子、宛先識別子、計測情報数および各メモリアドレスから構成される。実施の形態５の要求フレーム（図１３参照）に対して、収集対象の情報の数を示す計測情報数およびスレーブ局において収集対象の情報が格納されているメモリ内のアドレスを示すメモリアドレスを格納する領域を追加したものである。
【００５７】
スレーブ局の無線通信装置７は、図１５に示す要求フレームを受信すると、無線フレーム生成部２２において、要求フレームの各メモリアドレスの領域を、当該メモリアドレスに対応する情報（計測情報）に変更した応答フレームを生成し、マスタ局の無線通信装置６へ送信する。図１６は、本実施の形態の応答フレームの構成例を示す図である。応答フレームの無線フレームは、フレーム種別、フレーム番号、送信元識別子、宛先識別子、計測情報数および各メモリアドレスの情報、から構成される。要求フレームの内容に対して、各メモリアドレスの領域をメモリアドレスに対応する領域に格納されている計測情報に変更したものである。要求フレームでメモリアドレスが複数指定されている場合は、指定されたメモリアドレス分の計測情報を含ませる。
【００５８】
このように、マスタ局の無線通信装置６が要求フレームで収集する情報（計測情報）のメモリアドレスを指定することにより、スレーブ局の無線通信装置７では、指定されたメモリアドレスに対応する情報（計測情報）を応答フレームで返信すればよいので、あらかじめどの計測情報（どのメモリアドレスに格納されている計測情報）を応答すべきかの設定が不要となる。
【００５９】
なお、産業機器では、情報処理単位以上のデータを一括で収集するには、専用のコマンドを利用する場合がある。このようなコマンドを指定する場合は、先頭となるメモリアドレスをサイズ分重複して指定することとする。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態によれば、マスタ局の無線通信装置６が要求フレームで収集する情報のメモリアドレスを指定し、スレーブ局の無線通信装置７は指定されたメモリアドレスに対応する情報を応答フレームで返信することとした。これにより、計測情報の変更が必要になった場合においても、マスタ局の無線通信装置６の変更のみで対応でき、スレーブ局の無線通信装置７において応答すべき情報を変更することなく実現できるため、汎用性が拡大する。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
以上のように、本発明にかかる無線通信装置は、産業機器のフィールドネットワークに有用であり、特に、制御情報、計測情報の収集等の通信に適している。
【符号の説明】
【００６２】
１  センターサーバ、２  産業機器、３  産業用フィールドネットワーク、４−１，４−２，４−３  産業機器、５−１，５−２，５−３  センサ、６  無線通信装置、７−１，７−２，７−３，７−４  無線通信装置、８−１，８−２，８−３，８−４  センサ、１１  フィールドネットワークインタフェース部、１２  フィールドネットワーク送受信部、１３  フィールドネットワーク通信制御部、１４  無線ネットワーク通信制御部、１５  無線送受信部、１６  無線アンテナ部、２１  情報処理サイズ設定部、２２  無線フレーム生成部。
【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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