(57)【要約】【課題】  通信インフラの諸費用の低減を図った監視システム及び監視端末と中継装置を提供する。【解決手段】  監視対象５０４の状態を監視する複数の監視端末５０２と、中継装置４０２とからなり、監視端末５０２は、無線装置５０１を利用して他の監視端末５０６又は中継装置４０２とデータ通信を行って監視対象の設備５０４を監視するシステムにおいて、中継装置４０２は、監視端末５０２に対し、通信異常の監視端末がないときに正常時の通信経路設定情報を送信するとともに、通信異常の監視端末を通信経路から外した異常時の通信経路設定情報を送信し、監視端末５０２は、他の監視端末５０６又は中継装置４０２から通信経路設定情報を受信した通信経路設定情報に従って他の監視端末５０６又は中継装置４０２とデータ通信を行うとともに通信経路設定情報を他の監視端末５０６に送信する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
監視対象の設備の状態をそれぞれ監視する複数の監視端末と、中継装置とからなり、前記監視端末は、無線装置を利用して他の監視端末又は前記中継装置とデータ通信を行って前記監視対象の設備を監視するシステムにおいて、
前記中継装置は、自装置とデータ通信を行う監視端末に対し、通信異常の監視端末がないときに正常時の通信経路設定情報を送信するとともに、通信異常の監視端末があるときに該監視端末を通信経路から外した異常時の通信経路設定情報を送信し、前記監視端末は、他の監視端末又は中継装置から通信経路設定情報を受信し、そして、受信した通信経路設定情報に従って他の監視端末又は中継装置とデータ通信を行うとともに該通信経路設定情報を他の監視端末に送信することを特長とする監視システム。
【請求項２】
請求項１記載の監視システムにおいて、
通信異常から回復した監視端末は、他の監視端末又は中継装置に対しバイパス解除要求データを送信し、回復した監視端末のバイパス解除要求データを受信した監視端末は、他の監視端末又は前記中継装置に対し回復した監視端末のバイパス解除要求データを送信し、中継装置は、回復した監視端末のバイパス解除要求データを検出すると、回復した監視端末を通信経路に加えた回復時の通信経路設定情報を、自装置とデータ通信を行う監視端末に対し送信することを特長とする監視システム。
【請求項３】
無線装置を利用して通信するための手段と通信プログラムを実行するためのＣＰＵと通信プログラムを実行するためのメモリと記憶装置とを備え、他の監視端末又は中継装置と無線装置を利用してデータ通信を行い、監視対象の設備の状態を監視する監視端末において、
他の監視端末又は中継装置から通信経路設定情報を受信し、そして、受信した通信経路設定情報に従って他の監視端末又は中継装置とデータ通信を行うとともに該通信経路設定情報を他の監視端末に送信し、また、通信経路設定情報を一定時間以上受信しないと、あらかじめ定められた他の監視端末又は中継装置に対しバイパス解除要求データを送信し、更に、回復した監視端末のバイパス解除要求データを受信すると、他の監視端末又は中継装置に対し回復した監視端末のバイパス解除要求データを送信することを特長とする監視端末。
【請求項４】
無線装置を利用して通信するための手段と通信プログラムを実行するためのＣＰＵと通信プログラムを実行するためのメモリと記憶装置とを備え、監視端末と無線装置を利用してデータ通信を行う中継装置において、
自装置とデータ通信を行う監視端末に対し、通信異常の監視端末がないときに正常時の通信経路設定情報を送信するとともに、一定時間以上通信データを取得できない監視端末を検出すると、該監視端末を通信経路から外した異常時の通信経路設定情報を送信することを特長とする中継装置。
【請求項５】
請求項４記載の中継装置において、
自装置とデータ通信を行う監視端末に対し、回復した監視端末のバイパス解除要求データを検出すると、回復した監視端末を通信経路に加えた回復時の通信経路設定情報を送信することを特長とする中継装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システム及び監視端末と中継装置であり、特に上下水道の給水、配水設備や、産業用の生産設備、販売データ収集設備等を監視などする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、監視端末と監視装置が通信して設備を監視するシステムが知られている。従来の監視システムの例には、特許文献１などがある。これらの監視システムでは、監視対象の設備と、中央などの監視装置とを通信を介して、情報の送受信、制御などの監視を行うものであり、通信インフラに諸費用を要するものであった。
【特許文献１】特開２００１−１７７６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のシステムでは、監視対象設備が、遠隔地にある場合、電話回線を用いたりすると、個々の監視対象設備毎に電話の施設負担金が初期に必要であり、月々の基本使用料と、回線接続に伴う通信費が必要となる。個々の監視対象設備が増えると、それに伴って、通信インフラにかかる諸費用も増大するものである。更に、電話回線を敷設するので、地理的条件によっては、電話回線の敷設が必ずしも容易ではない場合もあり、また、電話回線のメンテナンスが必要となることもある。
【０００４】
従って、本発明では、通信インフラの諸費用の低減を図った監視システム及び監視端末と中継装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成する為に、本発明においては、以下のように対応を図るものとする。通信インフラとして、地域情報ネットワークを用いるものとする。または、電話回線等通信ケーブルを利用した通信インフラを用いる。そして、前記地域情報ネットワークまたは電話回線等の通信ケーブルに接続される中継装置を設ける。前記中継装置と監視対象設備を監視する監視端末とを無線接続する。前記監視端末は、更に他の監視端末と無線で直列に接続されるようにする。若しくは、一つの監視端末から、他の複数の端子端末に並列で接続されるようにする。
【０００６】
前記地域情報ネットワークまたは電話回線等の通信ケーブルには、監視室の監視装置が接続される。これによって、前記監視装置は、地域情報ネットワーク、無線接続を介して、遠隔地にある監視端末との情報の通信を行い、監視対象設備の監視、制御が可能となる。すなわち、遠距離の通信を通信ケーブルで行い、監視対象設備の近くの通信を無線で行う通信が可能になる。これによりデータ量が少なく配線や通信コストのかかる通信を無線で行い、遠距離のデータ量の多い通信をケーブルによって行うことにより、全体で通信のコストを低減することができる。
【０００７】
なお、上記監視端末が直列接続される場合において、途中の監視端末に異常が発生した場合には、当該異常の発生した監視端末を飛び越して、以降の監視端末と無線接続出来るようにする。また、上記異常の発生していた監視端末が正常となった場合に、飛び越されていたのを解除して、前記中継装置と無線接続出来るようにする。
【０００８】
すなわち、本発明は、監視対象の設備の状態をそれぞれ監視する複数の監視端末と、中継装置とからなり、前記監視端末は、無線装置を利用して他の監視端末又は前記中継装置とデータ通信を行って前記監視対象の設備を監視するシステムにおいて、前記中継装置は、自装置とデータ通信を行う監視端末に対し、通信異常の監視端末がないときに正常時の通信経路設定情報を送信するとともに、通信異常の監視端末があるときに該監視端末を通信経路から外した異常時の通信経路設定情報を送信し、前記監視端末は、他の監視端末又は中継装置から通信経路設定情報を受信し、そして、受信した通信経路設定情報に従って他の監視端末又は中継装置とデータ通信を行うとともに該通信経路設定情報を他の監視端末に送信する監視システムである。
【０００９】
また、本発明は、通信異常から回復した監視端末は、他の監視端末又は中継装置に対しバイパス解除要求データを送信し、回復した監視端末のバイパス解除要求データを受信した監視端末は、他の監視端末又は前記中継装置に対し回復した監視端末のバイパス解除要求データを送信し、中継装置は、回復した監視端末のバイパス解除要求データを検出すると、回復した監視端末を通信経路に加えた回復時の通信経路設定情報を、自装置とデータ通信を行う監視端末に対し送信する監視システムである。
【００１０】
そして、本発明は、無線装置を利用して通信するための手段と通信プログラムを実行するためのＣＰＵと通信プログラムを実行するためのメモリと記憶装置とを備え、他の監視端末又は中継装置と無線装置を利用してデータ通信を行い、監視対象の設備の状態を監視する監視端末において、他の監視端末又は中継装置から通信経路設定情報を受信し、そして、受信した通信経路設定情報に従って他の監視端末又は中継装置とデータ通信を行うとともに該通信経路設定情報を他の監視端末に送信し、また、通信経路設定情報を一定時間以上受信しないと、あらかじめ定められた他の監視端末又は中継装置に対しバイパス解除要求データを送信し、更に、回復した監視端末のバイパス解除要求データを受信すると、他の監視端末又は中継装置に対し回復した監視端末のバイパス解除要求データを送信する監視端末である。
【００１１】
更に、本発明は、無線装置を利用して通信するための手段と通信プログラムを実行するためのＣＰＵと通信プログラムを実行するためのメモリと記憶装置とを備え、監視端末と無線装置を利用してデータ通信を行う中継装置において、自装置とデータ通信を行う監視端末に対し、通信異常の監視端末がないときに正常時の通信経路設定情報を送信するとともに、一定時間以上通信データを取得できない監視端末を検出すると、該監視端末を通信経路から外した異常時の通信経路設定情報を送信する中継装置である。
【００１２】
また、本発明は、自装置とデータ通信を行う監視端末に対し、回復した監視端末のバイパス解除要求データを検出すると、回復した監視端末を通信経路に加えた回復時の通信経路設定情報を送信する中継装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、地域情報ネットワークまたは通信ケーブルの通信と無線接続を使用するものとしたので、監視システムにおける通信インフラの諸費用の低減を図ることが出来るものとなる。さらに従来は、通信異常が発生した端末がある場合は、通信異常となった端末から先の監視端末との通信ができなくなる場合があった。また、通信異常から回復した場合に自動で監視端末を通信経路に戻す手段がなかった。本発明によれば、通信異常となった端末の先の端末と自動で通信し、かつ、通信異常から復活した場合にその端末を自動で通信経路に戻すことが可能になり、無線回線の保守にかかわる作業工数を低減させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
本発明の監視システム及び監視端末と中継装置の実施例について、図面を用いて説明する。図１は、実施例の監視システム全体の構成を示す。図２は、実施例の監視装置、中継装置、監視端末のブロック図を示す。図３は、実施例における無線通信のデータの一例を示す。図４は、実施例における通信正常時と通信異常時の通信経路の一例を示す。図５は、実施例における通信異常端末をバイパスする中継装置の動作の一例を示す。図６は、実施例における通信異常から回復する時の監視端末の動作の一例を示す。図７は、実施例におけるバイパス解除要求を受けた中継装置の動作の一例を示す。
【００１５】
実施例を説明する。図１は本実施例の監視システムの構成を示す。監視室に設置された監視装置１０２は、メディアコンバータ１０３を使用し、通信ケーブル３００を介して中継装置４０２、・・・と通信し、監視対象の設備５０４、・・・の運転状態を監視する。監視装置１０２は、インターネット２００、メール通報２０１を利用することができる。監視クライアント１００、１０１は、監視装置１０２内のデータをクライアントとして表示する装置である。
【００１６】
中継装置４０２、・・・は、監視装置１０２と監視端末５０２、・・・が通信するためにデータを中継するとともに、無線通信をケーブル３００での通信に変換し、そして、監視端末５０２、・・・内のデータを収集して、一時的に保存する機能がある。中継装置４０２、・・は、メディアコンバータ１０３、４０１、・・・及び通信ケーブル（光ケーブルや、電話回線など）３００を介して、監視装置１０２と通信する。また、中継装置４０２、・・・は、無線装置４０３、・・・を利用して無線方式で監視端末５０２、・・と通信する。そして、中継装置４０２、・・・は、自装置とデータ通信を行う監視端末に対し、通信異常の監視端末がないときに正常時の通信経路設定情報を送信するとともに、一定時間以上通信データを取得できない監視端末を検出すると、該監視端末を通信経路から外した異常時の通信経路設定情報を送信し、回復した監視端末のバイパス解除要求データを検出すると、回復した監視端末を通信経路に加えた回復時の通信経路設定情報を送信する。これらは、コンピュータ・ソフトウエアで実現することができる。なお、メディアコンバータ及び無線装置を一体化した中継装置とすることも可能であり、そして、監視室に設置して監視装置１０２と一体化することできる。
【００１７】
監視端末５０２、・・・は、監視対象設備５０４、・・・からのデータを、入出力装置５０３、・・・を介して受取り、無線装置５０１、・・・を使用して中継装置４０２、・・・に送信する。そして、監視端末５０２、・・・は、他の監視端末又は中継装置から通信経路設定情報を受信し、そして、受信した通信経路設定情報に従って他の監視端末又は中継装置とデータ通信を行うとともに該通信経路設定情報を他の監視端末に送信し、また、通信経路設定情報を一定時間以上受信しないと、あらかじめ定められた他の監視端末又は中継装置に対しバイパス解除要求データを送信し、更に、回復した監視端末のバイパス解除要求データを受信すると、他の監視端末又は中継装置に対し回復した監視端末のバイパス解除要求データを送信する。これらは、コンピュータ・ソフトウエアで実現することができる。なお、入出力装置及び無線装置を一体化した監視装置とすることも可能である。
【００１８】
無線方式は通信可能な距離が限られているため、遠距離にある監視端末５０２、・・・と監視装置１０２が通信する際の長距離の区間は通信ケーブル３００を利用して中継装置４０２、・・・と通信し、中継装置４０２、・・・のまわりの個々の監視対象を結ぶエリアを無線で通信する。その際、監視端末５０２、・・・からのデータは、一旦、中継装置４０２、・・・に集められ、中継装置４０２、・・・から監視装置１０２に送信される。中継装置４０２、・・・は、通信手段を無線方式からケーブル利用方式へ、及びその逆を変換するため、１台の中継装置４０２、・・・に複数種類の通信手段を持つ。また、中継装置４０２、・・・は複数の無線装置５０１、・・・と接続する構成とし、より多くの監視端末５０２、・・・と通信する構成としても良い。
【００１９】
図２に監視装置、中継装置、監視端末のブロック図を示す。監視装置１０２は、図２（ａ）に示すように、通信制御部１１１を経由し、メディアコンバータ１０３、通信ケーブル３００を介して中継装置４０２、・・・と通信する。また、ＬＡＮ経由で監視クライアント１００と通信する。
【００２０】
中継装置４０２は、図２（ｂ）に示すように、無線装置４０３と接続する通信制御（その１）無線制御部４１１とメディアコンバータ４０１経由で通信ケーブル３００と接続する通信制御（その２）ケーブル接続部４１３を持つ。これにより無線と通信ケーブルの２系統の通信を中継する。無線用の通信制御部を複数持ち、中継装置に接続する無線装置を増やすことで、１台の中継装置４０２が中継する監視端末を増やす場合もある。
【００２１】
監視端末５０２は、図２（ｃ）に示すように、無線装置５０１と接続する通信制御無線制御部５１１と、入出力装置５０３を介して監視対象設備５０４の信号を入力する設備監視部５１３を持つ。
【００２２】
この監視システムには、基本的な３種の基本的な機能がある。
１．現在値表示機能：監視対象の設備５０４のリアルタイムのデータを監視装置１０２の画面上に表示する。
２．警報表示機能：監視対象の設備５０４に警報が発生すると、監視装置１０２に設備の警報状態を表示して、管理者に知らせる。
３．運転記録機能：監視対象の設備５０４の運転状態を記録する。このために、監視装置１０２は、監視端末５０２、・・・内に保存されている運転記録（日報など）を収集し、保存する。
これらの機能は監視装置１０２と監視端末５０２、・・・が通信することによって得られる。
【００２３】
監視システムの３種の機能は次のように実現される。
１．現在値表示機能により、監視端末内の現在値データを監視装置の画面上に表示する。現在値のデータには、デジタルデータとアナログデータがある。デジタルデータとしは監視対象設備内の個々の機器の運転、故障信号のオン、オフ信号がある。アナログデータとしては、水位、ポンプ電流などがある。これらのデータを監視端末からオンラインで監視装置が取得して監視装置上に表示する。
２．警報表示機能は、監視端末内の現在値データのうち、デジタルデータで警報信号と設定されたデータが監視端末からオンラインで監視装置が取得した時に警報内容を監視装置画面上に表示する機能である。
３．運転記録機能により、監視対象の運転記録（信号がオンやオフになった時刻の履歴、アナログ信号の時間に対するトレンドデータなど）を監視端末内に保存しておき、通常、１日に１回、監視装置が監視端末を巡回して、そのデータを収集する。データ量が大きく、監視端末の数が多いため、運転記録を取得完了するまで時間が長い。
【００２４】
実施例における直列接続で無線通信する際の通信データの一例を、図３に示す。図１の監視端末５１８、５１４、５１０は直列接続されているため、監視端末５１８から中継装置４０５へ送信される正常時のデータは、図３（ａ）に示すように、監視端末５１８、５１４、５１０のデータが合成された形式となる。
【００２５】
ここで、監視端末５１４が例えば停電などにより通信異常になると、監視端末５１４と５１０の両方のデータが欠損し、監視端末５１８だけのデータが送信されてくる。ここで一定時間以上監視端末５１４以降のデータが欠損する場合、中継装置は、監視端末５１４が通信不能になったものとみなし、監視端末５１４をバイパスして通信経路を変更した異常時の通信経路設定情報とするため、監視端末５１８と監視端末５１０の２台は、変更後の通信経路設定情報に従ってデータ通信を行う。この結果、図３（ｂ）のような通信データに変更されて、中継装置と監視端末が通信を続ける。
【００２６】
図４に上記の通信経路変更後の経路を示す。監視端末５１４が正常である時には、通信経路６００、６０１、６０２と直列接続で通信する。監視端末５１４が通信異常になった時は、その端末５１４をバイパスすることにより、通信経路は６００、６０３となる。
【００２７】
図５に通信が異常となった監視端末をバイパスする中継装置の動作の一例を示す。通信データの取得処理を行い（ステップ７００）、取得可能か判断し（ステップ７０１）、通信データが一定時間以上取得できない場合、取得不能となる端末はどれか判定する処理に移る（ステップ７０２、７０４）。通信データが取得できても、監視端末データの中身があるか判断し（ステップ７０３）、例えば無線装置自体は正常でも監視端末単体に故障があって監視端末データの中身が無い場合も通信ＮＧとし（ステップ７０４）、監視端末をバイパスした通信経路を設定し（ステップ７０９）、変更後の通信データの取得処理を行い（ステップ７０６）、終了となる。ステップ７０２で通信データが時間内に取得できると、ステップ７００に戻る。このようにして、中継装置は、通信が異常となった監視端末をバイパスする動作を行うことができる。
【００２８】
図６に通信異常から回復した監視端末の動作の一例を示す。監視端末は、中継装置からのデータ要求があれば、中継装置へデータを送信する（ステップ７２０、７２１）。中継装置からのデータ要求が一定時間以上なければ（ステップ７２０、７２２）、自局がバイパスされていると判定し（ステップ７２３）、自端末の近くにある所定の監視端末又は中継装置にバイパス解除要求を送信し（ステップ７２４）、終了となる。バイパス解除要求は中継装置に直接送信してもよいが、直列接続の中継装置から遠い局の場合には、近くの監視端末にバイパス解除要求を送信する必要がある。このようにして、通信異常から回復した監視端末は、通信経路に加えるよう要求する動作を行うことができる。
【００２９】
図７にバイパス解除要求を受けた中継装置の動作の一例を示す。通信データの中に元々正常な監視端末を経由して送信されてきたバイパス解除要求データがあるか判断し（ステップ７３０）、バイパス解除要求があれば、バイパス解除要求を送信した監視端末を特定し（ステップ７３２）、回復した監視端末を含む通信経路に変更して通信し（ステップ７３３）、終了となる。バイパス解除要求がなければ、現状の通信経路を維持し(ステップ７３１)、終了となる。このようにして、中継装置は、回復した監視端末を加えた通信経路に変更する動作を行うことができる。
【００３０】
以上の動作により、ある監視端末が通信異常になってもその監視端末をバイパスする通信経路で通信することにより、通信異常となった監視端末より先の監視端末と通信する通信経路を自動で設定することができる。また、通信異常だった端末が復旧した時には、監視端末の復旧を検知してその端末を含んだ通信経路に自動で戻すことができる。監視端末の復旧と通信経路の変更は、いつ発生するか、操作員にはあらかじめわからない現象であり、手動操作で行う場合には、大きな作業工数を要する。これに対して、本発明では、自動的に通信異常から復旧することが可能であり無線通信の保守工数が軽減される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例の監視システム全体の構成を示す。
【図２】実施例の監視装置、中継装置、監視端末のブロック図を示す。
【図３】実施例における無線通信のデータの一例を示す。
【図４】実施例における通信正常時と通信異常時の通信経路の一例を示す。
【図５】実施例における通信異常端末をバイパスする中継装置の動作の一例を示す。
【図６】実施例における通信異常から回復する時の監視端末の動作の一例を示す。
【図７】実施例におけるバイパス解除要求を受けた中継装置の動作の一例を示す。
【符号の説明】
【００３２】
１００、１０１  監視クライアント
１０２  監視装置
１０３、４０１  メディアコンバータ
１１０、４１０、５１０  制御部
１１１、４１１、４１３、５１１  通信制御部
１１２、４１２、５１２  記憶部
１１３  表示部
１１４  入力部
２００  インターネット
２０１  メール通報
３００  通信ケーブル
４０２、４０５、・・・  中継装置
４０３、４０６、・・・、５０１、５０５、・・・  無線中継装置
５０２、５０６、・・・  監視端末
５０３、５０７、・・・  入出力装置
５１８、５１４、５１０  監視端末
６００、６０３  通信経路
【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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