(57)【要約】【課題】  通信装置が増えても、通信速度が低下しないデータ通信装置及び通信システムを提供する。【解決手段】  上位装置２と接続され、上位装置２と中央制御装置６とのデータ通信を無線による通信網を介して行うデータ通信装置１であって、データ通信を行うことのできる時刻範囲を設定する所定時刻設定部１４と、無作為な値を生成するランダムデータ発生部１２５と、時計機能を有する時刻部１３と、ランダムデータ発生部１２５が生成する無作為な値に従い所定時刻設定部１４が設定した時刻範囲内で無線データ通信を行う通信時間帯を決定する通信時間帯決定部１２３とを具備し、時刻部１３が出力した時刻と通信時間帯決定部１２３が出力した通信時間帯とが一致した時に、無線データ通信を開始する。【選択図】        図２
2006033490.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位装置と接続され、該上位装置と中央制御装置とのデータ通信を無線による通信網を介して行うデータ通信装置であって、
データ通信を行うことのできる時刻範囲を設定する所定時刻設定部と、無作為な値を生成するランダムデータ発生部と、時計機能を有する時刻部と、前記ランダムデータ発生部が生成する無作為な値に従い前記所定時刻設定部が設定した時刻範囲内で無線データ通信を行う通信時間帯を決定する通信時間帯決定部とを具備し、前記時刻部が出力した時刻と前記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、無線データ通信を開始することを特徴とするデータ通信装置。
【請求項２】
請求項１記載のデータ通信装置において、
上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、上記上位装置に対して要求信号を送信するとともに、該要求信号により起動された上位装置と上記中央制御装置との間の無線データ通信を行うことを特徴とするデータ通信装置。
【請求項３】
請求項１記載のデータ通信装置において、
上記上位装置からの起動信号を受信して該上位装置とのデータ通信動作を開始し、受信した通信データを一時記憶するバッファメモリ部に格納するとともに、上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、該バッファメモリ部に記憶されたデータを上記中央制御制御装置に送信することを特徴とするデータ通信装置。
【請求項４】
請求項１記載のデータ通信装置において、
上記通信時間帯決定部が出力する通信時間帯を所定周期あるいは任意のタイミングで変更することを特徴とするデータ通信装置。
【請求項５】
上位装置と、中央制御装置と、前記上位装置と接続され、該上位装置と中央制御装置とのデータ通信を無線による通信網を介して行うデータ通信装置とを具備する通信システムにおいて、
前記データ通信装置を複数個備えるとともに、該データ通信装置のうちの少なくとも１個は請求項１〜４のいずれか１項に記載のデータ通信装置であることを特徴とする通信システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、データ通信装置及び通信システムであり、特に無線を利用するデータ通信装置の技術に係わるものである。
【背景技術】
【０００２】
公衆回線網を経由してデータを無線により送受信を行う通信装置が知られており、監視装置に用いられることがある。これらの通信装置を用いた遠隔監視システム等の例として、特許文献１等がある。上記通信装置は、無線通信を用いることにより、有線通信の場合に比べると、通信線を敷設する等の設備構築の困難性が比較的小さいので、通信装置を多数設けることが容易となる利点等がある。
【特許文献１】特開２００４−６２４４４号公報
【特許文献２】特開２００３−８５０７５号公報
【特許文献３】特開平１１−１０９０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記従来の技術等において、通信時間幅が限られた応用であっても通信装置を多数設けると、各々の通信装置と種々のデータを送受信する中央制御装置では、通信装置が増えるにしたがって、処理を正常に行えない場合が生じ問題となる場合がある。例えば、各々の通信装置が送受信する時間帯が重なりデータ量が著しく増加し、その回線の許容量を超えた場合には、通信速度が低下し通信遅れが大きくなり、最悪の場合には通信ができなくなるという現象等である。このような問題を回避するには一般的に、データが通信される回線の容量を大きくすれば良いが、設備にかかる費用の増大を招くという問題がある（特許文献２、３参照）。
【０００４】
従って、本発明は、上記問題を解決することを課題とするものであり、通信装置が増えても、通信速度が低下しないデータ通信装置及び通信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】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、中央制御装置と通信装置とが通信を行う場合のタイミングにおいて、複数の通信装置が集中して、中央制御装置と通信しないようにする。その為に、中央制御装置と通信装置とが所定の時間内で通信を行う場合に、各々の通信装置自体が中央制御装置と通信をする時間帯を分散されるよう決定し、通信を行うようにすることにある。
【０００６】
すなわち、本発明は、上位装置と接続され、該上位装置と中央制御装置とのデータ通信を無線による通信網を介して行うデータ通信装置であって、データ通信を行うことのできる時刻範囲を設定する所定時刻設定部と、無作為な値を生成するランダムデータ発生部と、時計機能を有する時刻部と、前記ランダムデータ発生部が生成する無作為な値に従い前記所定時刻設定部が設定した時刻範囲内で無線データ通信を行う通信時間帯を決定する通信時間帯決定部とを具備し、前記時刻部が出力した時刻と前記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、無線データ通信を開始するデータ通信装置である。
【０００７】
また、本発明は、上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、上記上位装置に対して要求信号を送信するとともに、該要求信号により起動された上位装置と上記中央制御装置との間の無線データ通信を行うデータ通信装置である。
【０００８】
そして、本発明は、上記上位装置からの起動信号を受信して該上位装置とのデータ通信動作を開始し、受信した通信データを一時記憶するバッファメモリ部に格納するとともに、上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、該バッファメモリ部に記憶されたデータを上記中央制御制御装置に送信するデータ通信装置である。
【０００９】
更に、本発明は、上記通信時間帯決定部が出力する通信時間帯を所定周期あるいは任意のタイミングで変更するデータ通信装置である。
【００１０】
また、本発明は、上位装置と、中央制御装置と、前記上位装置と接続され、該上位装置と中央制御装置とのデータ通信を無線による通信網を介して行うデータ通信装置とを具備する通信システムにおいて、前記データ通信装置を複数個備えるとともに、該データ通信装置のうちの少なくとも１個は上記のいずれかのデータ通信装置である通信システムである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、中央制御装置と通信装置との間での種々のデータを送受信する場合に、従来は、通信端末が増えることで通信速度の低下や通信処理を正常に行えない場合が生じたが、通信回線の容量を増大することなくその問題が解決できることとなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、本発明を用いた実施の形態である実施例について、図１〜図７を用いて説明する。図１は、実施例１のデータ通信装置の構成図である。図２は、本発明のデータ通信装置を用いた通信システムの全体構成図である。図３は、実施例１のデータ通信装置における通信時間帯を決定するフローの一例の説明図である。図４は、実施例１のデータ通信装置が処理するフローの一例の説明図である。図５は、実施例１のデータ通信装置複数が通信するタイミングの説明図である。図６は、実施例２のデータ通信装置の構成図である。図７は、実施例２のデータ通信装置が処理するフローの一例の説明図である。
【実施例１】
【００１３】
実施例１を説明する。本発明の一実施形態であるデータ通信システムの全体構成について、図２を用いて説明する。本システムは、無線を利用してｎ個の上位装置２と中央制御装置６の間でデータ通信を行う遠隔監視システムの例である。データ通信装置１＿ｉ(ｉは１〜ｎ)は、各々が対応する上位装置２＿ｉのデータを、アンテナ３＿ｉにより無線で公衆回線網４と接続し、公衆回線網４からは専用回線５を介して中央制御装置６と通信するシステムである。したがって、公衆回線網４及び専用回線５と中央制御装置６には、全ての上位装置２＿ｉのデータが処理されることになる。
【００１４】
次にデータ通信装置１の構成について、図１を用いて説明する。なお、データ通信装置１にはマイクロコンピュータ１２（以下、「マイコン」と略記）を用いた構成を示しており、マイコン１２内に示すブロックはソフトウェア処理されることを示している。まず、上位装置２との通信データ２１は、インターフェース部１１を介して行われ、通信制御部１２１により送受信制御が行われる。上位装置２からの受信データは、プロトコル変換部１２２で、公衆回線網４ならびに中央制御装置６と通信できるような形態にデータ変換される。このデータは、無線制御部１２４により制御される無線通信部１５に送られ、無線信号１５１として送られたアンテナ３より無線電波として送信される。ここで、アンテナ３より受信されるデータは、上述の経路を逆にたどり、上位装置２に送られることは言うまでもない。
【００１５】
上述の送受信処理を行うタイミングの決定方法の一例を説明する。通信時間帯決定部１２３は、所定時刻設定部１４に設定されている所定時刻の範囲内において、ランダムデータ発生部１２５が生成する任意の値に対応した通信時間帯を決定する。時刻部１３は時計機能を有する。時刻部１３が出力する時刻と通信時間帯決定部１２３が決定した通信時間帯が一致した時点で、インターフェース部１１より要求信号１１１を上位装置２に送ることで、上述の通信処理を開始する。
【００１６】
以下、実施例１におけるマイコン１２が行う通信時間帯を決定する処理の一例を、図３のフローチャートにより説明する。まず、ステップ２００において現状決定されている通信時間帯を更新する必要の有無の判定を行い、もし、更新するのであればステップ２０２により予め設定されている所定時刻の範囲をとり込む。その後、ステップ２０４でランダムデータを発生させ任意のデータを決定する。ここで、ランダムデータの発生方法としては、自己で乱数を発生させるとか、記憶されている乱数を用いるとか、その方法は種々存在する。この値を用いてステップ２０６では所定時刻範囲のうちで一つの時間帯を決定し通信時間帯とする。なお、ステップ２００において通信時間帯を変更する必要の無い場合は、そのまま処理を終了するものである。
【００１７】
本処理による通信時間帯の決定によれば、定期的に通信時間帯を更新することができるため、外部より通信時間帯の特定が難しくなり、セキュリティの向上が期待できる。なお、上記通信時間帯の更新は、定周期のみでなく任意のタイミングでの変更も可能である。
【００１８】
次に、実施例１におけるマイコン１２が行う通信処理の一例を、図４のフローチャートにより説明する。ステップ３００で時刻部１３より現在時刻を取り込み、その時刻が通信時間帯と一致するか否かをステップ３０２で判定する。現在時刻が通信時間帯でなければそのまま処理を終了するが、通信時間帯であればステップ３０４からのデータ通信処理に移行する。
【００１９】
まず、ステップ３０４にて公衆回線網４との接続を行い、その回線接続が確立した後にステップ３０６に移り、中央制御装置６との回線接続を確立する。ここで、これらの回線との接続方法としては、ＰＰＰ接続やＴＣＰ／ＩＰ接続といった標準のプロトコルによる接続方法などある。このように中央制御装置６とのデータ通信が可能になった後に、ステップ３０８にて上位装置２に起動をかけデータを要求する。
【００２０】
その後、ステップ３１０の判定で上位装置２より受信した中央制御装置６へのデータが存在するなら、そのデータを中央制御装置６とデータ通信できるデータ形式となるようプロトコル変換をステップ３１２で行う。このプロトコル変換データをステップ３１４にて無線送信することで送信処理を終了し、次のステップ３１６の受信処理に移る。この時点で、上位装置２のデータは公衆回線網４を経由して中央制御装置６へ送られることになる。なお、ステップ３１０の判定で上位装置２よりの受信データが無い場合は、そのままステップ３１６の受信処理に移る。
【００２１】
受信処理のステップ３１６では無線通信部１５からの受信データの有無を判定し、データが受信されていればステップ３１８にて受信データをプロトコル変換する。なお、ステップ３１８で行うプロトコル変換は、ステップ３１２とは逆の変換処理を行うものである。この逆のプロトコル変換されたデータはステップ３２０にて上位装置２に送信し、一連の送信処理を終了する。なお、ステップ３１６の判定で無線通信部１５からの受信データが無い場合は、そのままステップ３２２の処理に移る。
【００２２】
ステップ３２２では上位装置２から受け取る未通信データの有無を確認する等、一連の送受信処理が終了したがどうかを判別し、通信が未終了ならばステップ３１０に戻り、次のデータの通信処理を行う。一方、ステップ３２２で通信処理が終了しているならば、回線切断処理に移る。まず、ステップ３２４にて中央制御装置２との接続を遮断した後、ステップ３２６で公衆回線網４との接続を遮断することで、一連の通信処理を終了する。
【００２３】
以上述べた方式により複数のデータ通信装置を利用した場合に、各々のデータ通信装置が通信するタイミングの概念の一例について、図５を用いて説明する。各々のデータ通信装置は図３で説明した処理に従い、各々が設定された所定時刻範囲内で一つの通信時間帯を決定する。ここで、設定された所定時刻の範囲が各データ通信装置に共通であっても、その時間範囲の中で各データ通信装置の通信時間帯は、乱数を使用して決定されるため、分散される可能性が高くなる。そして、この通信タイミングに上位装置２と中央制御装置４との間でデータの送受信を行うため、通信回線の容量を増大することなく通信を行うことができる。
【実施例２】
【００２４】
実施例２について、図６及び図７を用いて説明する。本実施例の通信システム全体は、上記の実施例１の図２と同様である。そして、本実施例は、実施例１がデータ通信の起動タイミングをデータ通信装置１から上位装置２へ与えるのに対して、逆に、上位装置２からデータ通信装置１に対して起動を掛けるものである。つまり、図６に示すように、データ通信起動の要求信号１１２が、上位装置２からデータ通信装置１に対して出力するものである。なお、図６の構成図において、図１の構成図と同符号のブロックは、同機能を有するものである。また、中央制御装置６との通信時間帯の決定は上記実施例１と同様である。このため、データ通信装置１が上位装置２と行うデータ通信のタイミングと、中央制御装置４との無線通信を行うタイミングが異なってくる。そのため、上位装置２との通信データを一時的に記憶するバッファメモリ１２６を備えたものである。
【００２５】
次に、マイコン１２が行う通信処理の一例を、図７のフローチャートにより説明する。なお、上述したように中央制御装置４との通信時間帯の決定は図３と同一のため、説明を省略する。本処理の起動は、一定周期のポーリング処理にて行うか、または、外部起動可能な割り込み処理にて行われる。まず、ステップ４００では、上位装置２からの要求信号の有無を判定する。上位装置２からの要求があった場合には、ステップ４０２にて上位装置２からのデータをバッファメモリに格納し、ステップ４０４に移行する。なお、ステップ４００にて上位装置２からの要求がなければ、そのままステップ４０４に移行する。
【００２６】
ステップ４０４では時刻部１３より現在時刻を取り込み、その時刻が通信時間帯と一致するか否かをステップ４０６で判定する。ステップ４０６で現在時刻が通信時間帯でなければそのまま処理を終了するが、通信時間帯であればステップ４０８にてバッファメモリ内に中央制御装置に送信すべきデータの存在の有無を判定する。もし、ステップ４０８で送信データが無い場合はそのまま処理を終了するが、逆に、データが存在している場合は以下に説明するステップ４１０からのデータ通信処理に移行する。
【００２７】
ステップ４１０では公衆回線網４との接続を行い、その回線接続が確立した後にステップ４１２に移り中央制御装置６との回線接続を確立する。ここで、これらの回線との接続方法は、実施例１と同様であることは言うまでもない。その後、ステップ４１４において、バッファメモリ内のデータを中央制御装置６とデータ通信できるデータ形式となるようプロトコル変換を行う。このプロトコル変換データをステップ４１６にて無線送信することで、送信処理を終了する。送信が終了したら次のステップ４１８で中央制御装置２との接続を遮断した後、ステップ４２０で公衆回線網４との接続を遮断することで一連の通信処理を終了する。なお、本実施例２では中央制御装置６からのデータを受信する処理は、前述の実施例１と同様であるため記載を省略している。
【００２８】
以上述べた実施例ではデータ通信タイミングをデータ通信端末１で決定した時間帯で行っているが、上位装置２から故障情報をはじめとする、緊急に中央制御装置６にデータを送受信する必要がある場合には、本実施例の起動タイミングを適用せずに送受信を行うことも可能であることは言うまでもない。
【００２９】
このように多数の通信装置を利用してデータ通信を行う場合であっても、従来複数の通信装置と上記実施例を適用することにより、中央制御装置が同時にデータ通信を行うことに起因した、データ送受信の通信速度の遅延や正常に通信出来なくなることの回避が可能となる。また、多数の通信装置とデータ通信するに用いられる通信回線網も、データ通信容量が従来に比べて小さなものであっても通信可能になると共に、これらの通信データを処理する制御装置の処理能力を抑えて実現できるという利点がある。
【００３０】
また、上記実施例によれば、中央制御装置と通信装置とが所定の時間内で通信を行う場合に、各々の通信装置が分散して通信を行うようにするにあたり、ランダムデータを発生させるものとしており、各々の通信装置の通信割り当て時間をスケジューリングするプログラムによってタイミングで分散させるのではないため、分散処理が容易に実現できるという利点がある。
【００３１】
また、通信時間のスケジューリングをプログラムで行わないことで、例えば、通信装置の数量に大きな変動が生じた場合でも、上記スケジューリングの方法を変更しなくても良いという利点もある。
【００３２】
また、ランダムデータによって通信装置の通信タイミング決定を行うので、例えば、施設の施錠、安全に関する保安情報等を複数の所定設置箇所からデータ取得する場合に、無作為の設置箇所からデータ取得が出来ることとなり、決まったルールの下で決定されたタイミングでデータ取得する場合と比べると、セキュリティ面でも安全性を高めることを可能とする。
【００３３】
また、ある標本を有するシステムからのデータ収集を行うシステムに本発明の実施例を適用した場合には、無作為抽出によってデータ取得が出来ることとなり、所謂標本に対する全体データの取得を短時間で取得可能とする利点などが得られるシステムを提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施例１のデータ通信装置の構成図。
【図２】本発明のデータ通信装置を用いた通信システムの全体構成図。
【図３】実施例１のデータ通信装置における通信時間帯を決定するフローの一例の説明図。
【図４】実施例１のデータ通信装置が処理するフローの一例の説明図。
【図５】実施例１のデータ通信装置複数が通信するタイミングの説明図。
【図６】実施例２のデータ通信装置の構成図。
【図７】実施例２のデータ通信装置が処理するフローの一例の説明図。
【符号の説明】
【００３５】
１  データ通信装置
１１  インターフェース部
１１１  要求信号（上位装置からの）
１１２  要求信号（上位装置への）
１２  マイクロコンピュータ
１２１通信制御部
１２２  プロトコル変換部
１２３  通信時間帯決定部
１２４  無線制御部
１２５  ランダムデータ発生部
１３  時刻部
１４  所定時刻設定部
１５  無線通信部
１５１  無線信号
２  上位装置
３  アンテナ
４  公衆回線網
５  専用回線
６  中央制御装置
【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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