(57)【要約】  産業用スレーブ機器Ｎ１０１とトークンパッシング方式によりデータの送受信を行う産業用マスタ機器Ｎ１と接続し、産業用スレーブ機器Ｎ１０１と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０１と無線通信を行う無線マスタ装置Ｎ２０１であって、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器Ｎ１０１および産業用マスタ機器Ｎ１の順番が示されたトークン巡回路の情報を保持する巡回路情報保持部１４と、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器Ｎ１０１の順番に従って該当する産業用スレーブ機器Ｎ１０１と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０１へ、無線通信のポーリングを実行する無線送信部１３と、を備える。
2017029728.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スレーブ機器とトークンパッシング方式によりデータの送受信を行うマスタ機器と接続し、前記スレーブ機器と接続する無線子局と無線通信を行う無線親局であって、
トークンフレームを受信する前記スレーブ機器および前記マスタ機器の順番が示されたトークン巡回路の情報を保持する巡回路情報保持部と、
前記トークン巡回路の情報に基づいて、前記トークンフレームを受信するスレーブ機器の順番に従って該当するスレーブ機器と接続する無線子局へ、無線通信のポーリングを実行する無線送信部と、
を備えることを特徴とする無線親局。
【請求項２】
前記無線送信部において、前記マスタ機器からトークンフレームを受信し、前記無線子局への未送信のデータフレームがある場合、前記マスタ機器から受信したトークンフレームの送信を省略することを示すマスタ省略情報を生成するトークン省略部、
を備え、
前記無線送信部は、前記マスタ省略情報を、前記無線子局への最後のデータフレームに格納して送信する、
ことを特徴とする請求項１に記載の無線親局。
【請求項３】
前記無線子局から受信したデータフレームに、前記スレーブ機器から受信したトークンフレームの送信を省略することを示すスレーブ省略情報が格納されていた場合、前記トークン巡回路の情報に基づいてトークンフレームを生成するトークン生成部と、
前記トークン生成部で生成されたトークンフレームを、前記マスタ機器へ送信する無線受信部と、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の無線親局。
【請求項４】
マスタ機器とトークンパッシング方式によりデータの送受信を行うスレーブ機器と接続し、前記マスタ機器と接続する無線親局と無線通信を行う無線子局であって、
トークンフレームを受信する前記スレーブ機器および前記マスタ機器の順番が示されたトークン巡回路の情報を保持し、前記無線親局から受信した無線データフレームに、前記マスタ機器から受信したトークンフレームの送信を省略することを示すマスタ省略情報が格納されていた場合、前記トークン巡回路の情報に基づいてトークンフレームを生成するトークン生成部と、
前記トークン生成部で生成されたトークンフレームを、前記スレーブ機器へ送信する無線受信部と、
を備えることを特徴とする無線子局。
【請求項５】
前記スレーブ機器からトークンフレームを受信し、前記無線親局への未送信のデータフレームがある場合、前記スレーブ機器から受信したトークンフレームの送信を省略することを示すスレーブ省略情報を生成するトークン省略部と、
前記スレーブ省略情報を、前記無線親局への最後のデータフレームに格納して送信する無線送信部と、
を備えることを特徴とする請求項４に記載の無線子局。
【請求項６】
スレーブ機器とトークンパッシング方式によりデータの送受信を行うマスタ機器と接続する無線親局と、前記スレーブ機器と接続する無線子局と、を備える無線通信システムであって、
前記無線親局は、
トークンフレームを受信する前記スレーブ機器および前記マスタ機器の順番が示されたトークン巡回路の情報を保持する巡回路情報保持部と、
前記トークン巡回路の情報に基づいて、前記トークンフレームを受信するスレーブ機器の順番に従って該当するスレーブ機器と接続する無線子局へ、無線通信のポーリングを実行する無線送信部と、
を備え、
前記無線子局は、
自局宛のポーリングかどうかを判定する無線受信部と、
自局宛のポーリングの場合、送信可能なデータを保有しているときは前記無線親局へ前記送信可能なデータを含むデータフレームを送信し、前記送信可能なデータを保有していないときは前記無線親局へデータが無いことを通知する無線送信部と、
を備えることを特徴とする無線通信システム。
【請求項７】
スレーブ機器とトークンパッシング方式によりデータの送受信を行うマスタ機器と接続する無線親局と、前記スレーブ機器と接続する無線子局と、を備える無線通信システムにおける無線通信方法であって、
前記無線親局が、トークンフレームを受信する前記スレーブ機器および前記マスタ機器の順番が示されたトークン巡回路の情報を取得して保持する巡回路情報保持ステップと、
前記無線親局が、前記トークン巡回路の情報に基づいて、前記トークンフレームを受信するスレーブ機器の順番に従って該当するスレーブ機器と接続する無線子局へ、無線通信のポーリングを実行するポーリングステップと、
前記無線子局が、自局宛のポーリングかどうかを判定する判定ステップと、
前記無線子局が、自局宛のポーリングの場合、送信可能なデータを保有しているときは前記無線親局へ前記送信可能なデータを含むデータフレームを送信し、前記送信可能なデータを保有していないときは前記無線親局へデータが無いことを通知する応答ステップと、
を含むことを特徴とする無線通信方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、産業用ネットワークで使用する無線親局、無線子局、無線通信システムおよび無線通信方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、産業用ネットワークにおいて、フィールドネットワークでは、コントローラがマスタ機器となり、各種のＩＯ（Input  Output）機器、測定器がスレーブ機器となり、１対多で接続されている。マスタ機器と複数のスレーブ機器間では、あらかじめ設定された時間間隔でサイクリック通信が行われる。このような技術が下記非特許文献１において開示されている。また、ＣＣ−Ｌｉｎｋ（Control  &  Communication  Link）  ＩＥフィールドネットワークについて、トークンと呼ばれるフレームをやりとりすることで、複数のスレーブ機器において送信機会を順次巡回させることが開示されている。データフレームの送信が終了した機器が、最後にトークンフレームを次の機器に送信し、データフレームを送信する機器を決定する方式をトークンパッシング方式という。【０００３】
産業用ネットワークについて、敷設にかかるコストを削減する目的で、ネットワークの無線化が求められている。無線化に際して、特別な装置を使用すること、および、免許が必要な周波数を利用することは使い勝手の面で不便となる。そのため、既存の無線ＬＡＮ（Local  Area  Network）標準規格に類した形で無線化を実現することで、ハードウェアの調達コストおよび開発コストを低減できる。【０００４】
産業用ネットワークでは、マスタ機器と複数台のスレーブ機器との間で通信の定周期性を実現するため、無線区間における衝突を防止したスケジュール管理が求められる。無線ＬＡＮ標準規格には、ＱｏＳ（Quality  of  Service）を考慮した通信を規定したＩＥＥＥ（Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers）８０２．１１ｅ規格による、アクセスポイントで通信を集中管理するＨＣＣＡ（Hybrid  Coordination  Function  Controlled  Channel  Access）方式がある（下記非特許文献２）。【０００５】
無線化した産業用ネットワークでは、ＨＣＣＡ方式を採用して、ネットワークに存在する機器に順番に無線のポーリングを実施することが考えられる。ポーリングとは、ネットワーク内において、１つの機器が、他の機器に対して順番に定期的に送信可能なデータを保有しているか問い合わせ、他の機器は、データを保有しているときはデータを送信し、データを保有していないときはデータが無いことを通知する制御方式である。【０００６】
具体的に、ＣＣ−Ｌｉｎｋ  ＩＥフィールドネットワークで無線化を行う場合、マスタ機器は無線マスタ装置と接続し、各スレーブ機器は各々無線スレーブ装置と接続する。マスタ機器は、無線マスタ装置および無線スレーブ装置を介してスレーブ機器と通信を行う。マスタ機器と無線マスタ装置との間は有線通信の区間、無線マスタ装置と無線スレーブ装置との間は無線通信の区間、無線スレーブ装置とスレーブ機器との間は有線通信の区間となる。各有線通信の区間は独立しているため同時刻に複数の通信が可能であるが、無線通信の区間では同時刻に１つの通信しかできない。有線通信の区間ではトークンパッシング方式が採用され、無線通信の区間ではポーリングによる制御方式が採用される。【０００７】
マスタ機器は、データフレームおよびトークンフレームを、無線マスタ装置から無線通信によって全ての無線スレーブ装置へ送信する。無線スレーブ装置は、受信した各フレームをスレーブ機器へ送信する。トークンフレームを受信したスレーブ機器は、無線スレーブ装置へデータフレームおよびトークンフレームを返信する。無線マスタ装置は、保有するデータが無くなると、無線スレーブ装置へポーリングを実行する。無線スレーブ装置は、送信可能なデータを保有している場合は無線マスタ装置へ前述のデータを含むデータフレームを送信し、送信可能なデータを保有していない場合はデータが無いことを無線マスタ装置へ通知する。無線マスタ装置は、無線スレーブ装置からデータフレームを受信した場合、受信したデータフレームを、マスタ機器へ転送するとともに無線通信の区間で各無線スレーブ装置へ再配信する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】内藤辰彦，渡辺紀著「産業用イーサネット（登録商標）入門」ＣＱ出版社  ２００９年５月
【非特許文献２】IEEE  Std  802.11e-2005  “Part  11:  Wireless  LAN  Medium  Access  Control(MAC)  and  Physical  Layer(PHY)  specifications  Amendment  8:  Medium  Access  Control(MAC)  Quality  of  Service  Enhancements”
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来の技術によれば、無線マスタ装置は、トークンフレームを受信していないスレーブ機器と接続して送信可能なデータを保有していない無線スレーブ装置にもポーリングを実行する。そのため、無効な処理が発生して通信効率が低下する、という問題があった。また、周期的にマスタ機器とスレーブ機器との間で通信を行う通信周期の間隔が長くなる、という問題があった。【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トークンパッシング方式を上位ネットワークとし、下位ネットワークの無線通信区間でポーリングを実行する場合に、上位ネットワークで定周期の通信を実現しつつ、通信効率を向上可能な無線親局を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、スレーブ機器とトークンパッシング方式によりデータの送受信を行うマスタ機器と接続し、スレーブ機器と接続する無線子局と無線通信を行う無線親局であって、トークンフレームを受信するスレーブ機器およびマスタ機器の順番が示されたトークン巡回路の情報を保持するトークン巡回路情報保持部を備える。また、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを受信するスレーブ機器の順番に従って該当するスレーブ機器と接続する無線子局へ、無線通信のポーリングを実行する無線送信部を備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明にかかる無線親局は、トークンパッシング方式を上位ネットワークとし、下位ネットワークの無線通信区間でポーリングを実行する場合に、上位ネットワークで定周期の通信を実現しつつ、通信効率を向上できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１にかかる無線通信システムを含む産業用ネットワークの構成例を示す図
【図２】実施の形態１において図１の産業用ネットワークの構成例から無線通信システムを除いた有線通信による産業用ネットワークの構成例を示す図
【図３】実施の形態１にかかる産業用ネットワークのプロトコルスタックを示す図
【図４】実施の形態１にかかる無線通信システムを構成する無線マスタ装置および無線スレーブ装置の構成例を示すブロック図
【図５】実施の形態１にかかる無線送信部がポーリングを行う動作を示すフローチャート
【図６】実施の形態１にかかる巡回路情報保持部がトークン巡回路の情報を保持するまでの動作を示すフローチャート
【図７】実施の形態１にかかる無線受信部のポーリングの判定動作を示すフローチャート
【図８】実施の形態１にかかる無線送信部のポーリングに対する動作を示すフローチャート
【図９】実施の形態１にかかる無線マスタ装置がポーリングを実行して無線スレーブ装置が応答する処理を示すフローチャート
【図１０】比較例としての産業用ネットワークにおいて、トークン巡回路の順番を考慮せずにポーリングを実行する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図
【図１１】実施の形態１にかかる産業用ネットワークにおいて、トークン巡回路の順番に基づいてポーリングを実行する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図
【図１２】実施の形態２にかかる無線通信システムを構成する無線マスタ装置および無線スレーブ装置の構成例を示すブロック図
【図１３】実施の形態２にかかるトークン省略部がマスタ省略情報を生成する処理を示すフローチャート
【図１４】実施の形態２にかかる無線送信部がトークンフレームを受信したときの処理を示すフローチャート
【図１５】実施の形態２にかかるトークン生成部がトークンフレームを生成する処理を示すフローチャート
【図１６】実施の形態２にかかる無線受信部においてマスタ省略情報が格納されていたデータフレームを受信してトークンフレームを送信する処理を示すフローチャート
【図１７】実施の形態２にかかる無線マスタ装置がトークンフレームの送信を省略して無線スレーブ装置がトークンフレームを生成する処理を示すフローチャート
【図１８】実施の形態２にかかる産業用ネットワークにおいて、無線マスタ装置がトークンフレームを省略する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図
【図１９】実施の形態３にかかる無線通信システムを構成する無線マスタ装置および無線スレーブ装置の構成例を示すブロック図
【図２０】実施の形態３にかかるトークン生成部がトークンフレームを生成する処理を示すフローチャート
【図２１】実施の形態３にかかる無線受信部においてスレーブ省略情報が格納されていたデータフレームを受信してトークンフレームを送信する処理を示すフローチャート
【図２２】実施の形態３にかかるトークン省略部がスレーブ省略情報を生成する処理を示すフローチャート
【図２３】実施の形態３にかかる無線送信部がトークンフレームを受信したときの処理を示すフローチャート
【図２４】実施の形態３にかかる産業用ネットワークにおいて、無線マスタ装置および無線スレーブ装置がトークンフレームを省略する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図
【図２５】実施の形態１から３にかかる無線マスタ装置または無線スレーブ装置の無線通信部のハードウェア構成の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態にかかる無線親局、無線子局、無線通信システムおよび無線通信方法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。
【００１５】
実施の形態１．
本実施の形態では、無線マスタ装置において、トークンフレームを受信する順番に従って、ポーリングを実行する方法について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無線通信システムを含む産業用ネットワークの構成例を示す図である。産業用ネットワークは、産業用ネットワークのコントローラである産業用マスタ機器Ｎ１と、産業用ネットワークにおける各種のＩＯ機器、測定器などである産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍと、産業用マスタ機器Ｎ１と有線接続して産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍ側と無線通信を行う無線親局となる無線通信装置である無線マスタ装置Ｎ２０１と、産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍと１対１で有線接続して産業用マスタ機器Ｎ１側と無線通信を行う無線子局となる無線通信装置である無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍと、を備える。
【００１７】
無線通信システムは、無線マスタ装置Ｎ２０１、および無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍで構成される。無線通信システムでは、１個の産業用マスタ機器Ｎ１に接続される無線マスタ装置Ｎ２０１と、ｍ個ある産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍに接続される無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍとの間で、従来の定周期で行われる制御通信を無線通信によって行う。
【００１８】
図２は、実施の形態１において図１の産業用ネットワークの構成例から無線通信システムを除いた有線通信による産業用ネットワークの構成例を示す図である。産業用マスタ機器Ｎ１と、産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍとが、定周期で行われる制御通信の間で相互に連携して動作を行っている。ここでは、接続トポロジーがデイジーチェーンであるが、一例であり、スター、バス、リングの構成でもよい。図１に示すように、本発明の実施の形態で適用される無線化後の無線通信システムでのトポロジーはツリー型とするが、これに限定するものではない。
【００１９】
図３は、実施の形態１にかかる産業用ネットワークのプロトコルスタックを示す図である。有線側は、物理層およびデータリンク層においてイーサネットが採用され、ネットワーク層において、トークンパッシング方式が採用されている。また、無線側は、物理層ではＩＥＥＥ８０２．１１ａ／b／ｇ／ｎ／ａｃなどの標準規格が採用され、データリンク層ではＩＥＥＥ８０２．１１で示される標準規格に加えて、以降で説明する本発明の手順が採用されている。無線側において、ネットワーク層では、有線側と同様、トークンパッシング方式が採用されている。図１および図２において、スレーブ機器である産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍと、マスタ機器である産業用マスタ機器Ｎ１は、トークンパッシング方式によりデータの送受信を行っている。
【００２０】
つづいて、無線マスタ装置Ｎ２０１および無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍの構成について説明する。図４は、実施の形態１にかかる無線通信システム３０を構成する無線マスタ装置Ｎ２０１および無線スレーブ装置Ｎ３０１の構成例を示すブロック図である。無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍは同様の構成のため、ここでは、無線スレーブ装置Ｎ３０１を用いて説明する。
【００２１】
産業用ネットワークにおいて、産業用マスタ機器Ｎ１と無線マスタ装置Ｎ２０１との間の有線接続されている区間を有線区間Ｓ１とする。また、無線マスタ装置Ｎ２０１と無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍとの間の無線接続されている区間を無線区間Ｓ２とする。また、無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍと産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍとの間の有線接続されている区間を有線区間Ｓ３とする。なお、有線区間Ｓ１，Ｓ３は無線区間Ｓ２と比較して十分高速であるとする。例えば、有線区間Ｓ１，Ｓ３のデータ転送レートは１Ｇｂｐｓ、無線区間Ｓ２のデータ転送レートは１Ｍｂｐｓ〜１００Ｍｂｐｓとする。
【００２２】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１との間で、従来の産業用ネットワークにおける定周期通信の信号を有線区間Ｓ１で送受信する有線通信部１１と、無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３００＋ｍとの間で、無線区間Ｓ２で無線信号の送受信を行う無線通信部１２と、を備える。有線通信部１１は、産業用マスタ機器Ｎ１との間で、具体的に、データフレームおよびトークンフレームなどを送受信する。無線通信部１２は、無線送信部１３と、巡回路情報保持部１４と、無線受信部１５と、を備える。無線送信部１３は、有線通信部１１から入力された産業用マスタ機器Ｎ１からの信号を無線信号にして、無線区間Ｓ２経由で無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３００＋ｍへ送信する。無線送信部１３は、具体的に、データフレームおよびトークンフレームなどを無線区間Ｓ２経由で無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３００＋ｍへ送信する。巡回路情報保持部１４は、産業用ネットワークにおいてトークンフレームを受信する産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍおよび産業用マスタ機器Ｎ１の順番が示されたトークン巡回路の情報を保持する。無線受信部１５は、無線区間Ｓ２経由で無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３００＋ｍから無線信号を受信し、受信した無線信号を有線通信部１１へ出力する。なお、巡回路情報保持部１４については、無線送信部１３の内部に含む構成であってもよい。
【００２３】
無線送信部１３は、巡回路情報保持部１４で保持されているトークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器の順番に従って該当する産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置へ無線通信のポーリングを実行する。具体的に、無線送信部１３は、宛先の無線スレーブ装置へポーリングフレームを送信する。図５は、実施の形態１にかかる無線送信部１３がポーリングを行う動作を示すフローチャートである。無線送信部１３は、巡回路情報保持部１４で保持されているトークン巡回路の情報を読み出し（ステップＳＴ１）、読み出したトークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器の順番に従って該当する産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置へ無線通信のポーリングを実行する（ステップＳＴ２）。なお、無線送信部１３は、トークン巡回路の情報に基づいてポーリングを実行する際、無線マスタ装置Ｎ２０１と接続する産業用マスタ機器Ｎ１から受信したトークンフレームをトリガにすることで、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの同期と取ることができる。例えば、トークン巡回路の順番が、産業用マスタ機器Ｎ１、産業用スレーブ機器Ｎ１０２、産業用スレーブ機器Ｎ１０１、産業用スレーブ機器Ｎ１０３の順番で、その後、産業用マスタ機器Ｎ１に戻るものとする。無線送信部１３は、産業用マスタ機器Ｎ１から産業用スレーブ機器Ｎ１０２宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０２宛のトークンフレームを送信する。無線送信部１３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２宛のトークンフレームを送信後、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用スレーブ機器Ｎ１０２と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０２へのポーリングを実行する。すなわち、無線送信部１３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０２からポーリングを開始する。これにより、無線送信部１３では、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの同期を取ることができる。また、無線送信部１３は、無線マスタ装置Ｎ２０１と接続する産業用マスタ機器Ｎ１からトークンフレームを受信するごとに上記の処理を行うことにより、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの同期を取ることができ、かつ、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの間でズレが生じた場合に、ズレが累積されて大きくなる事態を回避することができる。以降の説明においても同様とする。
【００２４】
巡回路情報保持部１４においてトークン巡回路の情報を取得する方法は、例えば、産業用ネットワークの初期設定時に管理者などが手動で巡回路情報保持部１４にトークン巡回路の情報を設定してもよいし、巡回路情報保持部１４が産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習してトークン巡回路の情報を取得してもよい。一般的に複数の装置間でトークンフレームが送受信される場合、各装置が順番にトークンフレームを受信する。そのため、巡回路情報保持部１４では、トークンフレームの宛先で指定される装置を確認することで、トークンフレームを受信する装置の順番、すなわち、トークン巡回路の情報を、手動によらず自動で学習して取得することが可能である。図６は、実施の形態１にかかる巡回路情報保持部１４がトークン巡回路の情報を保持するまでの動作を示すフローチャートである。巡回路情報保持部１４は、前述の管理者による設定により、または産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習することによってトークン巡回路の情報を取得し（ステップＳＴ１１）、取得したトークン巡回路の情報を内蔵する記憶部に記憶して保持する（ステップＳＴ１２）。
【００２５】
無線スレーブ装置Ｎ３０１は、産業用スレーブ機器Ｎ１０１との間で、従来の産業用ネットワークにおける定周期通信の信号を有線区間Ｓ３で送受信する有線通信部２１と、無線マスタ装置Ｎ２０１との間で、無線区間Ｓ２で無線信号の送受信を行う無線通信部２２と、を備える。有線通信部２１は、産業用スレーブ機器Ｎ１０１との間で、具体的に、データフレームおよびトークンフレームなどを送受信する。無線通信部２２は、無線送信部２３と、無線受信部２４と、を備える。無線送信部２３は、有線通信部２１から入力された産業用スレーブ機器Ｎ１０１からの信号を無線信号にして、無線区間Ｓ２経由で無線マスタ装置Ｎ２０１へ送信する。無線送信部２３は、具体的に、データフレームおよびトークンフレームなどを無線区間Ｓ２経由で無線マスタ装置Ｎ２０１へ送信する。無線受信部２４は、無線区間Ｓ２経由で無線マスタ装置Ｎ２０１から無線信号を受信し、受信した無線信号を有線通信部２１へ出力する。
【００２６】
無線受信部２４は、無線マスタ装置Ｎ２０１からのポーリングが自装置宛のポーリングかどうかを判定する。自装置宛のポーリングの場合、無線送信部２３は、送信可能なデータを保有している場合は無線マスタ装置Ｎ２０１へ送信可能なデータを含むデータフレームを送信し、送信可能なデータを保有していない場合は無線マスタ装置Ｎ２０１へデータが無いことを通知する。なお、無線スレーブ装置Ｎ３０１では、無線マスタ装置Ｎ２０１から他の無線スレーブ装置宛のポーリングフレームを受信した場合、何もせずに処理を終了する。図７は、実施の形態１にかかる無線受信部２４のポーリングの判定動作を示すフローチャートである。無線受信部２４は、無線マスタ装置Ｎ２０１からのポーリングが自装置宛のポーリングの場合（ステップＳＴ２１：Ｙｅｓ）、自装置宛であることを無線送信部２３へ通知し（ステップＳＴ２２）、無線マスタ装置Ｎ２０１からのポーリングが他の無線スレーブ装置宛の場合（ステップＳＴ２１：Ｎｏ）、何もせずに処理を終了する。図８は、実施の形態１にかかる無線送信部２３のポーリングに対する動作を示すフローチャートである。無線送信部２３は、無線受信部２４から自装置宛のポーリングであることの通知を受けると（ステップＳＴ３１）、送信可能なデータを保有しているか否かを確認する（ステップＳＴ３２）。無線送信部２３は、送信可能なデータを保有している場合（ステップＳＴ３２：Ｙｅｓ）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ送信可能なデータを含むデータフレームを送信し（ステップＳＴ３３）、送信可能なデータを保有していない場合（ステップＳＴ３２：Ｎｏ）、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータが無いことを通知する（ステップＳＴ３４）。
【００２７】
つぎに、無線通信システムを含む産業用ネットワークにおいて、無線マスタ装置Ｎ２０１がポーリングを実行して無線スレーブ装置Ｎ３０１が応答する無線通信方法について説明する。図９は、実施の形態１にかかる無線マスタ装置Ｎ２０１がポーリングを実行して無線スレーブ装置Ｎ３０１が応答する処理を示すフローチャートである。ステップＳ１１〜Ｓ１２の処理が無線マスタ装置Ｎ２０１の処理、ステップＳ１３〜Ｓ１６の処理が無線スレーブ装置Ｎ３０１の処理である。
【００２８】
まず、無線マスタ装置Ｎ２０１では、巡回路情報保持部１４が、トークン巡回路の情報を取得する（ステップＳ１１）。巡回路情報保持部１４においてトークン巡回路の情報を取得する方法は前述のとおりである。無線マスタ装置Ｎ２０１では、巡回路情報保持部１４で保持するトークン巡回路の情報に基づいて、無線送信部１３が、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器の順番に従って該当する産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置へ無線通信のポーリングを実行する（ステップＳ１２）。
【００２９】
無線スレーブ装置Ｎ３０１では、無線受信部２４が、無線マスタ装置Ｎ２０１からのポーリングが自装置宛のポーリングかどうかを判定する（ステップＳ１３）。自装置宛のポーリングではない場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、無線スレーブ装置Ｎ３０１では処理を終了する。自装置宛のポーリングの場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、すなわち、自装置宛のポーリングフレームを受信した場合、無線送信部２３が、無線マスタ装置Ｎ２０１へ送信可能なデータを保有しているかどうかを確認する（ステップＳ１４）。送信可能なデータを保有している場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、無線送信部２３が、無線マスタ装置Ｎ２０１へ前述の送信可能なデータを含むデータフレームを送信する（ステップＳ１５）。送信可能なデータを保有していない場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、無線送信部２３が、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータが無いことを通知する（ステップＳ１６）。
【００３０】
ここで、本実施の形態のように、無線マスタ装置Ｎ２０１が、トークン巡回路に基づいて、トークンフレームを受信する順番に従ってトークンフレームを受信する産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置へポーリングを実行する場合と、トークン巡回路を考慮せずにポーリングを実行する場合について、産業用ネットワークの全ての機器でデータの送信を行う通信周期の長さの違いについて説明する。
【００３１】
図１０は、比較例としての産業用ネットワークにおいて、トークン巡回路の順番を考慮せずにポーリングを実行する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図である。一例として、無線スレーブ装置および産業用スレーブ機器の数は３つとする。また、説明の便宜上、実施の形態１と同様の符号を付与した産業用マスタ機器Ｎ１、無線マスタ装置Ｎ２０１、無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３、および産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３を用いて説明する。ただし、無線マスタ装置Ｎ２０１において巡回路情報保持部１４の機能は使用しないものとする。
【００３２】
まず、産業用マスタ機器Ｎ１は、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータフレームを送信し（ステップＳ１０１）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１０２）。
【００３３】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、産業用マスタ機器Ｎ１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１０３）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１０４）。また、無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、産業用マスタ機器Ｎ１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１０５）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１０６）。
【００３４】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０２は、無線スレーブ装置Ｎ３０２へデータフレームを送信し（ステップＳ１０７）、無線スレーブ装置Ｎ３０２へ産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１０８）。
【００３５】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１へのポーリングを実行する（ステップＳ１０９）。無線スレーブ装置Ｎ３０１は、送信可能なデータを保有していないため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータが無いことを通知する（ステップＳ１１０）。なお、無線スレーブ装置Ｎ３０２，Ｎ３０３では、実際には無線マスタ装置Ｎ２０１からポーリングフレームを受信していることも考えられる。ただし、無線スレーブ装置Ｎ３０２，Ｎ３０３は、前述のように自装置宛のポーリングではないときは何の処理もしない。そのため、シーケンス図では、記載を簡潔にするため、無線マスタ装置Ｎ２０１がポーリングを実行する場合について、宛先の無線スレーブ装置へのみポーリングの実行を示す矢印を記載する。以降についても同様とする。
【００３６】
つぎに、無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０２へのポーリングを実行する（ステップＳ１１１）。無線スレーブ装置Ｎ３０２は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２からデータフレームを受信しており（ステップＳ１０７）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータフレームを送信する（ステップＳ１１２）。
【００３７】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０２から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１１３，Ｓ１１４）。無線マスタ装置Ｎ２０１は、受信したデータフレームの宛先が産業用マスタ機器Ｎ１に限定したものでない場合、例えば、ブロードキャスト、マルチキャスト、または産業用マスタ機器Ｎ１以外のユニキャスト通信の場合、受信したデータフレームを無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ送信することとする。以降においても同様とする。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１１５）。なお、無線スレーブ装置Ｎ３０２は、ここでは、無線マスタ装置Ｎ２０１へ１回のみデータフレームを送信しているが、一例であり、産業用スレーブ機器Ｎ１０２から受信しているデータフレームのデータサイズが大きい場合、無線マスタ装置Ｎ２０１へ複数回にわたってデータフレームを送信する。以降についても同様とする。
【００３８】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０２へのポーリングを実行する（ステップＳ１１６）。無線スレーブ装置Ｎ３０２は、データフレームの送信後、産業用スレーブ機器Ｎ１０２からトークンフレームを受信しているため（ステップＳ１０８）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ、産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１１７）。
【００３９】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０２から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１１８，Ｓ１１９）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１２０）。
【００４０】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１へデータフレームを送信し（ステップＳ１２１）、無線スレーブ装置Ｎ３０１へ産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１２２）。
【００４１】
つぎに、無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０３へのポーリングを実行する（ステップＳ１２３）。無線スレーブ装置Ｎ３０３は、送信可能なデータを保有していないため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータが無いことを通知する（ステップＳ１２４）。
【００４２】
つぎに、無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１へのポーリングを実行する（ステップＳ１２５）。無線スレーブ装置Ｎ３０１は、産業用スレーブ機器Ｎ１０１からデータフレームを受信しており（ステップＳ１２１）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータフレームを送信する（ステップＳ１２６）。
【００４３】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１２７，Ｓ１２８）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１２９）。
【００４４】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１へのポーリングを実行する（ステップＳ１３０）。無線スレーブ装置Ｎ３０１は、産業用スレーブ機器Ｎ１０１からトークンフレームを受信しているため（ステップＳ１２２）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１３１）。
【００４５】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１３２，Ｓ１３３）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１３４）。
【００４６】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０３は、無線スレーブ装置Ｎ３０３へデータフレームを送信し（ステップＳ１３５）、無線スレーブ装置Ｎ３０３へ産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１３６）。
【００４７】
つぎに、無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０２へのポーリングを実行する（ステップＳ１３７）。無線スレーブ装置Ｎ３０２は、送信可能なデータを保有していないため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータが無いことを通知する（ステップＳ１３８）。
【００４８】
つぎに、無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０３へのポーリングを実行する（ステップＳ１３９）。無線スレーブ装置Ｎ３０３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０３からデータフレームを受信しており（ステップＳ１３５）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータフレームを送信する（ステップＳ１４０）。
【００４９】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０３から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１４１，Ｓ１４２）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ１４３）。
【００５０】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０３へのポーリングを実行する（ステップＳ１４４）。無線スレーブ装置Ｎ３０３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０３からトークンフレームを受信しているため（ステップＳ１３６）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１４５）。
【００５１】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０３から受信した産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１４６，Ｓ１４７）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１４８）。
【００５２】
そして、産業用マスタ機器Ｎ１は、無線マスタ装置Ｎ２０１へ、データフレームを送信し（ステップＳ１０１）、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ１０２）。以降の処理は前述のとおりである。
【００５３】
このように、トークンフレームを受信する順番、すなわちトークン巡回路は、産業用マスタ機器Ｎ１、産業用スレーブ機器Ｎ１０２、産業用スレーブ機器Ｎ１０１、産業用スレーブ機器Ｎ１０３である。一方、無線マスタ装置Ｎ２０１がポーリングを実行する順番は、無線スレーブ装置Ｎ３０１、無線スレーブ装置Ｎ３０２、無線スレーブ装置Ｎ３０３である。無線マスタ装置Ｎ２０１では、トークンフレームを受信していない産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置に対してポーリングを実行しても、データが無いことが通知されるため、無駄な処理となる。そのため、無線マスタ装置Ｎ２０１がポーリングを実行して、全ての無線スレーブ装置、ここでは、無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３がデータの送信を終了するまでの通信周期が長くなってしまうことになる。
【００５４】
図１１は、実施の形態１にかかる産業用ネットワークにおいて、トークン巡回路の順番に基づいてポーリングを実行する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図である。図１０と同様、産業用マスタ機器Ｎ１、無線マスタ装置Ｎ２０１、無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３、および産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３を用いて説明する。ここでは、無線マスタ装置Ｎ２０１は、巡回路情報保持部１４の機能を使用する。また、巡回路情報保持部１４は、既にトークン巡回路の情報を保持しているものとする。本実施の形態におけるトークンフレームを受信する順番であるトークン巡回路の情報は、具体的に、産業用マスタ機器Ｎ１、産業用スレーブ機器Ｎ１０２、産業用スレーブ機器Ｎ１０１、産業用スレーブ機器Ｎ１０３の順番を示し、その後、産業用マスタ機器Ｎ１に戻ることを示す情報である。トークン巡回路の情報で示されるトークンフレームを受信する順番は、図１０に示すシーケンス図の場合と同様である。
【００５５】
まず、産業用マスタ機器Ｎ１は、無線マスタ装置Ｎ２０１へ、データフレームを送信し（ステップＳ２０１）、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２０２）。
【００５６】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、産業用マスタ機器Ｎ１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２０３）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２０４）。また、無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、産業用マスタ機器Ｎ１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２０５）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２０６）。
【００５７】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０２は、無線スレーブ装置Ｎ３０２へデータフレームを送信し（ステップＳ２０７）、無線スレーブ装置Ｎ３０２へ産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２０８）。
【００５８】
無線マスタ装置Ｎ２０１では、無線送信部１３が、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報に基づいて、自装置のつぎにトークンフレームを受信している産業用スレーブ機器Ｎ１０２と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０２へのポーリングを実行する（ステップＳ２０９）。無線スレーブ装置Ｎ３０２は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２からデータフレームを受信しており（ステップＳ２０７）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータフレームを送信する（ステップＳ２１０）。
【００５９】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０２から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２１１，Ｓ２１２）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２１３）。
【００６０】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０２へのポーリングを実行する（ステップＳ２１４）。無線スレーブ装置Ｎ３０２は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２からトークンフレームを受信しているため（ステップＳ２０８）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２１５）。
【００６１】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０２から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２１６，Ｓ２１７）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２１８）。
【００６２】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１へデータフレームを送信し（ステップＳ２１９）、無線スレーブ装置Ｎ３０１へ産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２２０）。
【００６３】
つぎに、無線マスタ装置Ｎ２０１では、無線送信部１３が、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報に基づいて、つぎにトークンフレームを受信している産業用スレーブ機器Ｎ１０１と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０１へのポーリングを実行する（ステップＳ２２１）。無線スレーブ装置Ｎ３０１は、産業用スレーブ機器Ｎ１０１からデータフレームを受信しており（ステップＳ２１９）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータフレームを送信する（ステップＳ２２２）。
【００６４】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２２３，Ｓ２２４）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２２５）。
【００６５】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１へのポーリングを実行する（ステップＳ２２６）。無線スレーブ装置Ｎ３０１は、産業用スレーブ機器Ｎ１０１からトークンフレームを受信しているため（ステップＳ２２０）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２２７）。
【００６６】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２２８，Ｓ２２９）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信した産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２３０）。
【００６７】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０３は、無線スレーブ装置Ｎ３０３へデータフレームを送信し（ステップＳ２３１）、無線スレーブ装置Ｎ３０３へ産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２３２）。
【００６８】
つぎに、無線マスタ装置Ｎ２０１では、無線送信部１３が、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報に基づいて、つぎにトークンフレームを受信している産業用スレーブ機器Ｎ１０３と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０３へのポーリングを実行する（ステップＳ２３３）。無線スレーブ装置Ｎ３０３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０３からデータフレームを受信しており（ステップＳ２３１）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１へデータフレームを送信する（ステップＳ２３４）。
【００６９】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０３から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２３５，Ｓ２３６）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信したデータフレームを送信する（ステップＳ２３７）。
【００７０】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０３へのポーリングを実行する（ステップＳ２３８）。無線スレーブ装置Ｎ３０３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０３からトークンフレームを受信しているため（ステップＳ２３２）、無線マスタ装置Ｎ２０１へ産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２３９）。
【００７１】
無線マスタ装置Ｎ２０１は、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３へ、無線スレーブ装置Ｎ３０３から受信した産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２４０，Ｓ２４１）。無線スレーブ装置Ｎ３０１〜Ｎ３０３は、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１から受信した産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２４２）。
【００７２】
そして、産業用マスタ機器Ｎ１は、無線マスタ装置Ｎ２０１へ、データフレームを送信し（ステップＳ２０１）、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ２０２）。以降の処理は前述のとおりである。
【００７３】
無線マスタ装置Ｎ２０１では、無線送信部１３が、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器の順番に従って該当する産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置へ無線通信のポーリングを実行する。無線マスタ装置Ｎ２０１では、トークンフレームを受信していない産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置に対してポーリングを実行しないことで、無駄な処理を回避して通信効率を向上し、図１０に示す処理と比較して、通信周期を短くすることができ、また、図１１に示す通信周期を定周期とすることが可能となる。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態によれば、１つの産業用マスタ機器と１つまたは複数の産業用スレーブ機器との間で通信周期毎に通信を行う通信ネットワークにおいて、産業用マスタ機器と接続する無線マスタ装置と、産業用スレーブ機器と１対１で接続する産業用スレーブ機器と同数の無線スレーブ装置とが無線通信を行う無線通信システムにおいて、無線マスタ装置は、下位ネットワークである無線通信の区間におけるポーリング順序を決定する際に、上位のネットワークであるトークンパッシング方式のトークン順序を考慮し、無線スレーブ装置へポーリングを実行することとした。これにより、送信可能なデータを保有していない無線スレーブ装置に対して、ポーリングを実行して無効な手順が発生することを防止し、高い信頼性と高い通信効率を両立させて、定周期で行われる制御通信の通信周期を短くし、周波数資源を有効に利用出来るという効果を奏する。
【００７５】
また、無線通信の区間におけるポーリング順序とトークンパッシング方式におけるトークン順序が無関係である場合では産業用ネットワークの通信周期が確定しないが、ポーリング順序をトークン順序に合わせることにより、通信周期の把握が容易になる効果を奏する。
【００７６】
なお、本実施の形態では、無線マスタ装置Ｎ２０１が１つの産業用マスタ機器Ｎ１と接続し、無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍが、産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍと１対１で接続する場合について説明したが、これに限定するものではない。産業用ネットワークの構成によって、無線マスタ装置Ｎ２０１は、異なる産業用ネットワークに属する複数の産業用マスタ機器Ｎ１と接続してもよい。また、無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍでは、１つの無線スレーブ装置において複数の産業用スレーブ機器と接続してもよい。以降の実施の形態についても同様とする。
【００７７】
実施の形態２．
本実施の形態では、無線マスタ装置において、トークンフレームの送信を省略する方法について説明する。
【００７８】
図１２は、実施の形態２にかかる無線通信システム３０ａを構成する無線マスタ装置Ｎ２０１ａおよび無線スレーブ装置Ｎ３０１ａの構成例を示すブロック図である。実施の形態２において、産業用ネットワークの構成は図１において、無線マスタ装置Ｎ２０１を無線マスタ装置Ｎ２０１ａに置き換え、無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍを無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ，Ｎ３０２ａ，Ｎ３０３ａ，…，Ｎ（３００＋ｍ）ａに置き換えたものである。また、実施の形態２において、無線通信システムは、無線マスタ装置Ｎ２０１ａ、および無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ，Ｎ３０２ａ，Ｎ３０３ａ，…，Ｎ（３００＋ｍ）ａで構成される。無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ，Ｎ３０２ａ，Ｎ３０３ａ，…，Ｎ（３００＋ｍ）ａは同様の構成のため、ここでは、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａを用いて説明する。
【００７９】
無線マスタ装置Ｎ２０１ａは、有線通信部１１と、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ（３００＋ｍ）ａとの間で、無線区間Ｓ２で無線信号の送受信を行う無線通信部１２ａと、を備える。無線通信部１２ａは、無線送信部１３ａと、巡回路情報保持部１４と、トークン省略部１６と、無線受信部１５と、を備える。
【００８０】
トークン省略部１６は、無線送信部１３ａにおいて、有線通信部１１経由で産業用マスタ機器Ｎ１からトークンフレームを受信し、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ，Ｎ３０２ａ，Ｎ３０３ａ，…，Ｎ（３００＋ｍ）ａへの未送信のデータフレームがある場合、無線マスタ装置Ｎ２０１ａからのトークンフレームの送信を省略することを示すマスタ省略情報を生成する。図１３は、実施の形態２にかかるトークン省略部１６がマスタ省略情報を生成する処理を示すフローチャートである。トークン省略部１６は、トークンフレームを受信した無線送信部１３ａから、未送信のデータフレームがあることの通知を受けると（ステップＳＴ４１）、マスタ省略情報を生成し（ステップＳＴ４２）、生成したマスタ省略情報を無線送信部１３ａへ出力する（ステップＳＴ４３）。
【００８１】
無線送信部１３ａは、無線送信部１３の機能に加えて、さらに、無線区間Ｓ２へデータフレームを複数回送信する場合は、最後に送信するデータフレームにトークン省略部１６で生成されたマスタ省略情報を格納して送信する。無線送信部１３ａは、マスタ省略情報を、最後のデータフレームのヘッダまたはペイロード部分に格納して送信する。マスタ省略情報は、例えば、あらかじめ無線通信システム３０ａを構成する無線マスタ装置Ｎ２０１ａおよび無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ（３００＋ｍ）ａで定義しておくことで、「０」または「１」などの形式の情報で表すことができる。図１４は、実施の形態２にかかる無線送信部１３ａがトークンフレームを受信したときの処理を示すフローチャートである。無線送信部１３ａは、有線通信部１１経由で産業用マスタ機器Ｎ１からトークンフレームを受信すると（ステップＳＴ５１）、未送信のデータフレームがある場合（ステップＳＴ５２：Ｙｅｓ）、トークン省略部１６へ未送信のデータフレームがあることを通知し（ステップＳＴ５３）、トークン省略部１６からマスタ省略情報を取得し（ステップＳＴ５４）、最後に送信するデータフレームにマスタ省略情報を格納して送信する（ステップＳＴ５５）。無線送信部１３ａは、未送信のデータフレームがない場合（ステップＳＴ５２：Ｎｏ）、データフレームとは別にトークンフレームを送信する（ステップＳＴ５６）。
【００８２】
なお、巡回路情報保持部１４およびトークン省略部１６については、無線送信部１３ａの内部にあってもよい。
【００８３】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ａは、有線通信部２１と、無線マスタ装置Ｎ２０１ａとの間で、無線区間Ｓ２で無線信号の送受信を行う無線通信部２２ａと、を備える。無線通信部２２ａは、無線送信部２３と、無線受信部２４ａと、トークン生成部２５と、を備える。
【００８４】
トークン生成部２５は、トークン巡回路の情報を保持し、無線受信部２４ａで受信された無線マスタ装置Ｎ２０１ａからのデータフレームにマスタ省略情報が格納されていた場合、トークン巡回路の情報に基づいて、無線マスタ装置Ｎ２０１ａで送信が省略されたトークンフレームを生成する。トークン巡回路の情報は、実施の形態１において巡回路情報保持部１４が保持する情報と同様である。
【００８５】
トークン生成部２５においてトークン巡回路の情報を取得する方法については、巡回路情報保持部１４と同様、産業用ネットワークの初期設定時に管理者などが手動でトークン生成部２５にトークン巡回路の情報を設定してもよいし、トークン生成部２５が産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習してトークン巡回路の情報を取得してもよい。なお、トークン生成部２５において産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習する場合、学習が終了するまではトークン生成部２５でトークンフレームを生成できない。そのため、例えば、産業用ネットワークの運用開始後、規定された一定の期間は、トークン生成部２５の学習期間として、無線マスタ装置Ｎ２０１ａではトークンフレームの送信の省略はしないこととする。図１５は、実施の形態２にかかるトークン生成部２５がトークンフレームを生成する処理を示すフローチャートである。トークン生成部２５は、前述の管理者による設定により、または産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習することによってトークン巡回路の情報を取得し（ステップＳＴ６１）、取得したトークン巡回路の情報を内蔵する記憶部に記憶して保持する（ステップＳＴ６２）。トークン生成部２５は、データフレームを受信した無線受信部２４ａから、マスタ省略情報が格納されていたことの通知を受けると（ステップＳＴ６３）、トークン巡回路の情報に基づいてトークンフレームを生成し（ステップＳＴ６４）、生成したトークンフレームを無線受信部２４ａへ出力する（ステップＳＴ６５）。なお、トークン生成部２５では、初回のみステップＳＴ６１〜ＳＴ６２の処理を行い、トークン巡回路の情報の情報を既に保持している場合はステップＳＴ６１〜ＳＴ６２の処理を省略する。
【００８６】
無線受信部２４ａは、無線マスタ装置Ｎ２０１ａからマスタ省略情報が格納されていたデータフレームを受信すると、データフレームからマスタ省略情報を取り出し、マスタ省略情報が取り出されたデータフレームを有線通信部２１経由で産業用スレーブ機器Ｎ１０１へ送信する。その後、無線受信部２４ａは、トークン生成部２５で生成されたトークンフレームを、有線通信部２１経由で産業用スレーブ機器Ｎ１０１へ送信する。無線受信部２４ａは、データフレームについて、マスタ省略情報を取り出さずに産業用スレーブ機器Ｎ１０１へ送信してもよい。図１６は、実施の形態２にかかる無線受信部２４ａにおいてマスタ省略情報が格納されていたデータフレームを受信してトークンフレームを送信する処理を示すフローチャートである。無線受信部２４ａは、無線マスタ装置Ｎ２０１ａからマスタ省略情報が格納されていたデータフレームを受信すると（ステップＳＴ７１）、トークン生成部２５へマスタ省略情報が格納されていたことを通知し（ステップＳＴ７２）、トークン生成部２５からトークンフレームを取得し（ステップＳＴ７３）、取得したトークンフレームを送信する（ステップＳＴ７４）。
【００８７】
なお、トークン生成部２５については、無線受信部２４ａの内部にあってもよい。
【００８８】
つぎに、無線通信システムを含む産業用ネットワークにおいて、無線マスタ装置Ｎ２０１ａがトークンフレームの送信を省略して無線スレーブ装置Ｎ３０１ａがトークンフレームを生成する無線通信方法について説明する。図１７は、実施の形態２にかかる無線マスタ装置Ｎ２０１ａがトークンフレームの送信を省略して無線スレーブ装置Ｎ３０１ａがトークンフレームを生成する処理を示すフローチャートである。ステップＳ２１〜Ｓ２４およびＳ２９の処理が無線マスタ装置Ｎ２０１ａの処理、ステップＳ２５〜Ｓ２８およびＳ３０の処理が無線スレーブ装置Ｎ３０１ａの処理である。ここでは、トークン生成部２５において、トークン巡回路の情報が管理者などにより既に設定されているものとする。
【００８９】
まず、無線マスタ装置Ｎ２０１ａでは、無線通信部１２ａが、有線通信部１１経由で産業用マスタ機器Ｎ１からトークンフレームを受信する（ステップＳ２１）。無線通信部１２ａでは、トークン省略部１６が、無線送信部１３ａにおいて無線スレーブ装置Ｎ３０１ａへの未送信のデータフレームがあるか確認する（ステップＳ２２）。
【００９０】
未送信のデータフレームがある場合（ステップＳ２２：Ｙｅｓ）、トークン省略部１６が、マスタ省略情報を生成する（ステップＳ２３）。無線送信部１３ａは、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａへ送信するデータフレームのうち、最後のデータフレームにマスタ省略情報を格納して無線スレーブ装置Ｎ３０１ａへ送信する（ステップＳ２４）。
【００９１】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ａでは、無線受信部２４ａが、無線マスタ装置Ｎ２０１ａからマスタ省略情報が格納されたデータフレームを受信する（ステップＳ２５）。トークン生成部２５は、無線受信部２４ａで受信されたデータフレームにマスタ省略情報が格納されていたことから、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用スレーブ機器Ｎ１０１へのトークンフレームを生成する（ステップＳ２６）。
【００９２】
無線受信部２４ａは、マスタ省略情報を取り出したデータフレームを有線通信部２１経由で産業用スレーブ機器Ｎ１０１へ送信し（ステップＳ２７）、トークン生成部２５で生成されたトークンフレームを有線通信部２１経由で産業用スレーブ機器Ｎ１０１へ送信する（ステップＳ２８）。
【００９３】
なお、無線マスタ装置Ｎ２０１ａでは、無線送信部１３ａにおいて無線スレーブ装置Ｎ３０１ａへの未送信のデータフレームがない場合（ステップＳ２２：Ｎｏ）、無線送信部１３ａが、産業用マスタ機器Ｎ１からのトークンフレームを無線スレーブ装置Ｎ３０１ａへ送信する（ステップＳ２９）。無線スレーブ装置Ｎ３０１ａでは、無線受信部２４ａが、トークンフレームを受信すると（ステップＳ３０）、トークンフレームを有線通信部２１経由で産業用スレーブ機器Ｎ１０１へ送信する（ステップＳ２８）。
【００９４】
ここで、本実施の形態のように、無線マスタ装置Ｎ２０１ａが、トークンフレームを省略する場合と、実施の形態１のようにトークンフレームを省略しない場合について、産業用ネットワークの全ての機器でデータの送信を行う通信周期の違いについて説明する。
【００９５】
図１８は、実施の形態２にかかる産業用ネットワークにおいて、無線マスタ装置Ｎ２０１ａがトークンフレームを省略する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図である。産業用マスタ機器Ｎ１、無線マスタ装置Ｎ２０１ａ、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ，Ｎ３０２ａ，Ｎ３０３ａ、および産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３を用いて説明する。無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａのトークン生成部２５は、既にトークン巡回路の情報を保持しているものとする。本実施の形態におけるトークンフレームを受信する順番であるトークン巡回路の情報は、実施の形態１と同様、産業用マスタ機器Ｎ１、産業用スレーブ機器Ｎ１０２、産業用スレーブ機器Ｎ１０１、産業用スレーブ機器Ｎ１０３の順番を示し、その後、産業用マスタ機器Ｎ１に戻ることを示す情報である。
【００９６】
まず、産業用マスタ機器Ｎ１は、無線マスタ装置Ｎ２０１ａへ、データフレームを送信し（ステップＳ３０１）、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ３０２）。
【００９７】
無線マスタ装置Ｎ２０１ａでは、無線送信部１３ａが、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａへデータフレームを送信する（ステップＳ３０３）。このとき、無線マスタ装置Ｎ２０１ａでは、トークン省略部１６がマスタ省略情報を生成し、無線送信部１３ａが、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａへ送信するデータフレームのうち、最後のデータフレームにマスタ省略情報を格納して無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａへ送信する。
【００９８】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａは、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１ａから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ３０４）。無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａの無線受信部２４ａでは、産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へデータフレームを送信する際、データフレームからマスタ省略情報を取り出して送信してもよいし、格納したままにして送信してもよい。以降についても同様とする。
【００９９】
このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａでは、無線受信部２４ａにおいてマスタ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部２５が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａにおいて、トークン生成部２５は、無線マスタ装置Ｎ２０１ａから受信したデータフレームにマスタ省略情報が格納されていたことから、無線マスタ装置Ｎ２０１ａと接続する産業用マスタ機器Ｎ１がトークンフレームを受信していたと判断できる。前述のようにトークン巡回路の順番は、産業用マスタ機器Ｎ１のつぎが産業用スレーブ機器Ｎ１０２である。そのため、トークン生成部２５は、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを生成する。
【０１００】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａでは、無線受信部２４ａが、トークン生成部２５で生成された産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ送信する（ステップＳ３０５）。
【０１０１】
以降のステップＳ３０６〜Ｓ３４１の各処理は、実施の形態１の図１１のシーケンス図に示すステップＳ２０７〜Ｓ２４２の各処理と同様のため、説明を省略する。
【０１０２】
無線マスタ装置Ｎ２０１ａでは、無線送信部１３ａが、データフレームを複数回送信する場合は、最後に送信するデータフレームにトークン省略部１６で生成されたマスタ省略情報を格納して送信する。無線スレーブ装置Ｎ３０１ａ〜Ｎ３０３ａでは、トークン生成部２５が、無線マスタ装置Ｎ２０１ａにおいて送信が省略されたトークンフレームを生成して、産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ送信する。この結果、実施の形態２の図１８のシーケンス図と実施の形態１の図１１のシーケンス図を比較すると、実施の形態２では、実施の形態１よりも通信周期を短くすることができる。
【０１０３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、１つの産業用マスタ機器と１つまたは複数の産業用スレーブ機器との間で通信周期毎に通信を行う通信ネットワークにおいて、産業用マスタ機器と接続する無線マスタ装置と、産業用スレーブ機器と１対１で接続する産業用スレーブ機器と同数の無線スレーブ装置とが無線通信を行う無線通信システムにおいて、無線マスタ装置は、無線においてトークンフレームを送信する際に、無線区間に未送信のデータフレームがある場合、最後のデータフレームを送信する際にトークンフレームの送信を省略することを示すマスタ省略情報を格納して送信する。無線スレーブ装置は、送信が省略されたトークンフレームを生成して産業用スレーブ機器に送信することとした。これにより、有線区間よりも通信帯域が細い無線区間でのトークンフレームのやり取りを行う時間を短縮し、高い信頼性と高い通信効率を両立させて、定周期で行われる制御通信の通信周期を短くし、周波数資源を有効に利用出来るという効果を奏する。
【０１０４】
実施の形態３．
実施の形態２では、無線マスタ装置においてトークンフレームの送信を省略する方法について説明した。本実施の形態では、無線マスタ装置とともに、さらに、無線スレーブ装置においてトークンフレームの送信を省略する方法について説明する。
【０１０５】
図１９は、実施の形態３にかかる無線通信システム３０ｂを構成する無線マスタ装置Ｎ２０１ｂおよび無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂの構成例を示すブロック図である。実施の形態３において、産業用ネットワークの構成は図１において、無線マスタ装置Ｎ２０１を無線マスタ装置Ｎ２０１ｂに置き換え、無線スレーブ装置Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍを無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ，Ｎ３０２ｂ，Ｎ３０３ｂ，…，Ｎ（３００＋ｍ）ｂに置き換えたものである。また、実施の形態３において、無線通信システムは、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂ、および無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ，Ｎ３０２ｂ，Ｎ３０３ｂ，…，Ｎ（３００＋ｍ）ｂで構成される。無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ，Ｎ３０２ｂ，Ｎ３０３ｂ，…，Ｎ（３００＋ｍ）ｂは同様の構成のため、ここでは、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂを用いて説明する。
【０１０６】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂは、有線通信部１１と、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ（３００＋ｍ）ｂとの間で、無線区間Ｓ２で無線信号の送受信を行う無線通信部１２ｂと、を備える。無線通信部１２ｂは、無線送信部１３ａと、巡回路情報保持部１４と、トークン省略部１６と、無線受信部１５ａと、トークン生成部１７と、を備える。
【０１０７】
トークン生成部１７は、無線受信部１５ａで受信された無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂからのデータフレームに、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂからのトークンフレームの送信を省略することを示すスレーブ省略情報が格納されていた場合、トークン巡回路の情報に基づいて、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂで送信が省略されたトークンフレームを生成する。トークン巡回路の情報は、実施の形態１において巡回路情報保持部１４が保持する情報と同様である。無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、トークン生成部１７は、トークン巡回路の情報を保持してもよいし、トークン巡回路の情報を保持せず、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報を利用してもよい。
【０１０８】
トークン生成部１７においてトークン巡回路の情報を取得する方法については、巡回路情報保持部１４と同様、産業用ネットワークの初期設定時に管理者などが手動でトークン生成部１７にトークン巡回路の情報を設定してもよいし、トークン生成部１７が産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習してトークン巡回路の情報を取得してもよい。なお、トークン生成部１７において産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習する場合、学習が終了するまではトークン生成部１７でトークンフレームを生成できない。そのため、例えば、産業用ネットワークの運用開始後、規定された一定の期間は、トークン生成部１７の学習期間として、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂではトークンフレームの送信の省略はしないこととする。図２０は、実施の形態３にかかるトークン生成部１７がトークンフレームを生成する処理を示すフローチャートである。トークン生成部１７は、前述の管理者による設定により、または産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習することによってトークン巡回路の情報を取得し（ステップＳＴ８１）、取得したトークン巡回路の情報を内蔵する記憶部に記憶して保持する（ステップＳＴ８２）。トークン生成部１７は、データフレームを受信した無線受信部１５ａから、スレーブ省略情報が格納されていたことの通知を受けると（ステップＳＴ８３）、トークン巡回路の情報に基づいてトークンフレームを生成し（ステップＳＴ８４）、生成したトークンフレームを無線受信部１５ａへ出力する（ステップＳＴ８５）。なお、トークン生成部１７では、初回のみステップＳＴ８１〜ＳＴ８２の処理を行い、トークン巡回路の情報の情報を既に保持している場合はステップＳＴ８１〜ＳＴ８２の処理を省略する。また、トークン生成部１７では、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報を利用する場合は、初回からステップＳＴ８１〜ＳＴ８２の処理を省略してよい。
【０１０９】
無線受信部１５ａは、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂからスレーブ省略情報が格納されていたデータフレームを受信すると、データフレームからスレーブ省略情報を取り出し、スレーブ省略情報が取り出されたデータフレームを有線通信部１１経由で産業用マスタ機器Ｎ１へ送信する。その後、無線受信部１５ａは、トークン生成部１７で生成されたトークンフレームを、有線通信部１１経由で産業用マスタ機器Ｎ１へ送信する。無線受信部１５ａは、データフレームについて、スレーブ省略情報を取り出さずに産業用マスタ機器Ｎ１へ送信してもよい。図２１は、実施の形態３にかかる無線受信部１５ａにおいてスレーブ省略情報が格納されていたデータフレームを受信してトークンフレームを送信する処理を示すフローチャートである。無線受信部１５ａは、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂからスレーブ省略情報が格納されていたデータフレームを受信すると（ステップＳＴ９１）、トークン生成部１７へスレーブ省略情報が格納されていたことを通知し（ステップＳＴ９２）、トークン生成部１７からトークンフレームを取得し（ステップＳＴ９３）、取得したトークンフレームを送信する（ステップＳＴ９４）。
【０１１０】
なお、トークン生成部１７については、無線受信部１５ａの内部にあってもよい。
【０１１１】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂは、有線通信部２１と、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂとの間で、無線区間Ｓ２で無線信号の送受信を行う無線通信部２２ｂと、を備える。無線通信部２２ｂは、無線送信部２３ａと、トークン省略部２６と、無線受信部２４ａと、トークン生成部２５と、を備える。
【０１１２】
トークン省略部２６は、有線通信部２１経由で産業用スレーブ機器Ｎ１０１からトークンフレームを受信し、無線送信部２３ａにおいて、無線区間Ｓ２への未送信のデータフレームがある場合、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂからのトークンフレームの送信を省略することを示すスレーブ省略情報を生成する。図２２は、実施の形態３にかかるトークン省略部２６がスレーブ省略情報を生成する処理を示すフローチャートである。トークン省略部２６は、トークンフレームを受信した無線送信部２３ａから、未送信のデータフレームがあることの通知を受けると（ステップＳＴ１０１）、スレーブ省略情報を生成し（ステップＳＴ１０２）、生成したスレーブ省略情報を無線送信部２３ａへ出力する（ステップＳＴ１０３）。
【０１１３】
無線送信部２３ａは、無線送信部１３の機能に加えて、さらに、無線区間Ｓ２へデータフレームを複数回送信する場合は、最後に送信するデータフレームにトークン省略部２６で生成されたスレーブ省略情報を格納して送信する。無線送信部２３ａは、スレーブ省略情報を、最後のデータフレームのヘッダまたはペイロード部分に格納して送信する。スレーブ省略情報は、例えば、あらかじめ無線通信システム３０ｂを構成する無線マスタ装置Ｎ２０１ｂおよび無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ（３００＋ｍ）ｂで定義しておくことで、「０」または「１」などの形式の情報で表すことができる。図２３は、実施の形態３にかかる無線送信部２３ａがトークンフレームを受信したときの処理を示すフローチャートである。無線送信部２３ａは、有線通信部２１経由で産業用スレーブ機器Ｎ１０１からトークンフレームを受信すると（ステップＳＴ１１１）、未送信のデータフレームがある場合（ステップＳＴ１１２：Ｙｅｓ）、トークン省略部２６へ未送信のデータフレームがあることを通知し（ステップＳＴ１１３）、トークン省略部２６からスレーブ省略情報を取得し（ステップＳＴ１１４）、最後に送信するデータフレームにスレーブ省略情報を格納して送信する（ステップＳＴ１１５）。無線送信部２３ａは、未送信のデータフレームがない場合（ステップＳＴ１１２：Ｎｏ）、データフレームとは別にトークンフレームを送信する（ステップＳＴ１１６）。
【０１１４】
トークン生成部２５は、無線受信部２４ａで受信された無線マスタ装置Ｎ２０１ｂからのデータフレームに、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂからのトークンフレームの送信を省略することを示すマスタ省略情報が格納されていた場合、トークン巡回路の情報に基づいて、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂで送信が省略されたトークンフレームを生成する。また、トークン生成部２５は、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂから転送された無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂからのデータフレームに、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂからのトークンフレームの送信を省略することを示すスレーブ省略情報が格納されていた場合、トークン巡回路の情報に基づいて、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂで送信が省略されたトークンフレームを生成する。トークン巡回路の情報は、実施の形態１において巡回路情報保持部１４が保持する情報と同様である。
【０１１５】
なお、トークン省略部２６については、無線送信部２３ａの内部にあってもよい。
【０１１６】
本実施の形態における無線通信システムを含む産業用ネットワークにおいて、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂがトークンフレームの送信を省略して無線マスタ装置Ｎ２０１ｂがトークンフレームを生成する無線通信方法は、フレームの流れが逆向きになるが、実施の形態２の図１７に示すフローチャートの各処理と同様である。そのため、詳細な説明については省略する。
【０１１７】
ここで、本実施の形態のように、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂおよび無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂが、トークンフレームを省略する場合の通信周期について説明する。図２４は、実施の形態３にかかる産業用ネットワークにおいて、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂおよび無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂがトークンフレームを省略する場合の各機器または各装置間で送受信されるフレームを示すシーケンス図である。産業用マスタ機器Ｎ１、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂ、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ，Ｎ３０２ｂ，Ｎ３０３ｂ、および産業用スレーブ機器Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３を用いて説明する。無線マスタ装置Ｎ２０１ｂのトークン生成部１７は、既にトークン巡回路の情報を保持している、または利用できるものとする。本実施の形態におけるトークンフレームを受信する順番であるトークン巡回路の情報は、実施の形態１と同様、産業用マスタ機器Ｎ１、産業用スレーブ機器Ｎ１０２、産業用スレーブ機器Ｎ１０１、産業用スレーブ機器Ｎ１０３の順番を示し、その後、産業用マスタ機器Ｎ１に戻ることを示す情報である。
【０１１８】
まず、産業用マスタ機器Ｎ１は、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ、データフレームを送信し（ステップＳ４０１）、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ４０２）。
【０１１９】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線送信部１３ａが、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂへデータフレームを送信する（ステップＳ４０３）。このとき、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、トークン省略部１６がマスタ省略情報を生成し、無線送信部１３ａが、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂへ送信するデータフレームのうち、最後のデータフレームにマスタ省略情報を格納して無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂへ送信する。
【０１２０】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂは、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ４０４）。無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂの無線受信部２４ａでは、産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へデータフレームを送信する際、データフレームからマスタ省略情報を取り出して送信してもよいし、格納したままにして送信してもよい。以降についても同様とする。
【０１２１】
このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａにおいてマスタ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部２５が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂにおいて、トークン生成部２５は、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂから受信したデータフレームにマスタ省略情報が格納されていたことから、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂと接続する産業用マスタ機器Ｎ１がトークンフレームを受信していたと判断できる。前述のようにトークン巡回路の順番は、産業用マスタ機器Ｎ１のつぎが産業用スレーブ機器Ｎ１０２である。そのため、トークン生成部２５は、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを生成する。
【０１２２】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａが、トークン生成部２５で生成された産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ送信する（ステップＳ４０５）。
【０１２３】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０２は、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂへデータフレームを送信し（ステップＳ４０６）、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂへ産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ４０７）。
【０１２４】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線送信部１３ａが、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報に基づいて、自装置のつぎにトークンフレームを受信している産業用スレーブ機器Ｎ１０２と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂへのポーリングを実行する（ステップＳ４０８）。無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂは、産業用スレーブ機器Ｎ１０２からデータフレームを受信しており（ステップＳ４０６）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへデータフレームを送信する（ステップＳ４０９）。
【０１２５】
このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂでは、トークン省略部２６がスレーブ省略情報を生成し、無線送信部２３ａが、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ送信するデータフレームのうち、最後のデータフレームにスレーブ省略情報を格納して無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ送信する。
【０１２６】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂへ、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ４１０，Ｓ４１２）。無線マスタ装置Ｎ２０１ｂの無線受信部１５ａでは、産業用マスタ機器Ｎ１へデータフレームを送信する際、データフレームからスレーブ省略情報を取り出して送信してもよいし、格納したままにして送信してもよい。以降についても同様とする。なお、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂの無線受信部１５ａでは、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂへデータフレームを送信する際は、データフレームにスレーブ省略情報を格納したまま送信する。以降についても同様とする。
【０１２７】
このとき、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａにおいてスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部１７が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。無線マスタ装置Ｎ２０１ｂにおいて、トークン生成部１７は、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂから受信したデータフレームにスレーブ省略情報が格納されていたことから、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂと接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０２がトークンフレームを受信していたと判断できる。前述のようにトークン巡回路の順番は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２のつぎが産業用スレーブ機器Ｎ１０１である。そのため、トークン生成部１７は、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを生成する。
【０１２８】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａが、トークン生成部１７で生成された産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを接続する産業用マスタ機器Ｎ１へ送信する（ステップＳ４１１）。
【０１２９】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂは、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ４１３）。このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａにおいてスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部２５が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。トークン生成部２５において産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを生成する方法は、前述のトークン生成部１７と同様である。
【０１３０】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａが、トークン生成部２５で生成された産業用スレーブ機器Ｎ１０１を宛先とするトークンフレームを接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ送信する（ステップＳ４１４）。
【０１３１】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０１は、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂへデータフレームを送信し（ステップＳ４１５）、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂへ産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ４１６）。
【０１３２】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａが、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂからスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したので、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂにおいて保有するフレームは無いと判断し、無線スレーブ装置Ｎ３０２ｂはフレームを保有していないことを無線送信部１３ａへ通知する。無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線送信部１３ａが、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報に基づいて、つぎにトークンフレームを受信している産業用スレーブ機器Ｎ１０１と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂへのポーリングを実行する（ステップＳ４１７）。無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂは、産業用スレーブ機器Ｎ１０１からデータフレームを受信しており（ステップＳ４１５）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへデータフレームを送信する（ステップＳ４１８）。
【０１３３】
このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂでは、トークン省略部２６がスレーブ省略情報を生成し、無線送信部２３ａが、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ送信するデータフレームのうち、最後のデータフレームにスレーブ省略情報を格納して無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ送信する。
【０１３４】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂへ、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ４１９，Ｓ４２１）。このとき、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａにおいてスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部１７が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。
【０１３５】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂにおいて、トークン生成部１７は、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂから受信したデータフレームにスレーブ省略情報が格納されていたことから、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂと接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１がトークンフレームを受信していたと判断できる。前述のようにトークン巡回路の順番は、産業用スレーブ機器Ｎ１０１のつぎが産業用スレーブ機器Ｎ１０３である。そのため、トークン生成部１７は、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを生成する。
【０１３６】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａが、トークン生成部１７で生成された産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを接続する産業用マスタ機器Ｎ１へ送信する（ステップＳ４２０）。
【０１３７】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂは、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ４２２）。このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａにおいてスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部２５が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。トークン生成部２５において産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを生成する方法は、前述のトークン生成部１７と同様である。
【０１３８】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａが、トークン生成部２５で生成された産業用スレーブ機器Ｎ１０３を宛先とするトークンフレームを接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ送信する（ステップＳ４２３）。
【０１３９】
自装置宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０３は、無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂへデータフレームを送信し（ステップＳ４２４）、無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂへ産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ４２５）。
【０１４０】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａが、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂからスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したので、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂにおいて保有するフレームは無いと判断し、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂはフレームを保有していないことを無線送信部１３ａへ通知する。無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線送信部１３ａが、巡回路情報保持部１４が保持するトークン巡回路の情報に基づいて、つぎにトークンフレームを受信している産業用スレーブ機器Ｎ１０３と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂへのポーリングを実行する（ステップＳ４２６）。無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂは、産業用スレーブ機器Ｎ１０３からデータフレームを受信しており（ステップＳ４２４）、送信可能なデータを保有しているため、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへデータフレームを送信する（ステップＳ４２７）。
【０１４１】
このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂでは、トークン省略部２６がスレーブ省略情報を生成し、無線送信部２３ａが、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ送信するデータフレームのうち、最後のデータフレームにスレーブ省略情報を格納して無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ送信する。
【０１４２】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、産業用マスタ機器Ｎ１および無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂへ、無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ４２８，Ｓ４３０）。このとき、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａにおいてスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部１７が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。
【０１４３】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂにおいて、トークン生成部１７は、無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂから受信したデータフレームにスレーブ省略情報が格納されていたことから、無線スレーブ装置Ｎ３０３ｂと接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０３がトークンフレームを受信していたと判断できる。前述のようにトークン巡回路の順番は、産業用スレーブ機器Ｎ１０３のつぎが産業用マスタ機器Ｎ１である。そのため、トークン生成部１７は、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを生成する。
【０１４４】
無線マスタ装置Ｎ２０１ｂでは、無線受信部１５ａが、トークン生成部１７で生成された産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを接続する産業用マスタ機器Ｎ１へ送信する（ステップＳ４２９）。
【０１４５】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂは、接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂから受信したデータフレームを送信する（ステップＳ４３１）。このとき、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａにおいてスレーブ省略情報が格納されたデータフレームを受信したことから、トークン生成部２５が、トークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを生成する。トークン生成部２５において産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを生成する方法は、前述のトークン生成部１７と同様である。
【０１４６】
無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂでは、無線受信部２４ａが、トークン生成部２５で生成された産業用マスタ機器Ｎ１を宛先とするトークンフレームを接続する産業用スレーブ機器Ｎ１０１〜Ｎ１０３へ送信する（ステップＳ４３２）。
【０１４７】
そして、産業用マスタ機器Ｎ１は、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂへ、データフレームを送信し（ステップＳ４０１）、産業用スレーブ機器Ｎ１０２を宛先とするトークンフレームを送信する（ステップＳ４０２）。以降の処理は前述のとおりである。
【０１４８】
このように、本実施の形態では、無線マスタ装置Ｎ２０１ｂに加えて、無線スレーブ装置Ｎ３０１ｂ〜Ｎ３０３ｂがトークンフレームの送信を省略することで、実施の形態２と比較して、通信周期を短くすることができる。
【０１４９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、１つの産業用マスタ機器と１つまたは複数の産業用スレーブ機器との間で通信周期毎に通信を行う通信ネットワークにおいて、産業用マスタ機器と接続する無線マスタ装置と、産業用スレーブ機器と１対１で接続する産業用スレーブ機器と同数の無線スレーブ装置とが無線通信を行う無線通信システムにおいて、無線マスタ装置と無線スレーブ装置間では、トークンフレームのやり取りを省略し、ポーリングを順次実行する際にも無効なポーリングは省略されることとした。これにより、有線区間よりも通信帯域が細い無線区間にトークンフレームのやり取りを行う時間を短縮し、高い信頼性と高い通信効率を両立させて、定周期で行われる制御通信の通信周期を短くし、周波数資源を有効に利用出来るという効果を奏する。
【０１５０】
ここで、図４，１２，１９に示す無線マスタ装置および無線スレーブ装置の各構成を実現するハードウェア構成について説明する。無線マスタ装置の有線通信部１１および無線スレーブ装置の有線通信部２１は、有線通信のインターフェースカードによって実現される。同様に、無線マスタ装置の無線通信部および無線スレーブ装置の無線通信部は、無線通信のインターフェースカードによって実現される。なお、図４，１２，１９に示す無線マスタ装置および無線スレーブ装置において、無線通信部の構成のうち、一部の構成はソフトウェアにより構成してもよい。図２５は、実施の形態１から３にかかる無線マスタ装置または無線スレーブ装置の無線通信部のハードウェア構成の例を示す図である。
【０１５１】
無線通信部１２，１２ａ，１２ｂにおいて、無線送信部１３，１３ａは、送信器９３とともに、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現される。無線通信部１２，１２ａ，１２ｂにおいて、巡回路情報保持部１４は、メモリ９２とともに、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された巡回路情報保持部１４用のプログラムを実行することにより実現される。無線通信部１２，１２ａ，１２ｂにおいて、無線受信部１５，１５ａは、受信器９４とともに、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現される。無線通信部１２ａ，１２ｂにおいて、トークン省略部１６は、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶されたトークン省略部１６用のプログラムを実行することにより実現される。無線通信部１２ｂにおいて、トークン生成部１７は、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶されたトークン生成部１７用のプログラムを実行することにより実現される。または、トークン生成部１７は、メモリ９２とともに、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶されたトークン生成部１７用のプログラムを実行することにより実現される。
【０１５２】
無線通信部２２，２２ａ，２２ｂにおいて、無線送信部２３，２３ａは、送信器９３とともに、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現される。無線通信部２２，２２ａ，２２ｂにおいて、無線受信部２４，２４ａは、受信器９４とともに、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶された各構成用のプログラムを実行することにより実現される。無線通信部２２ａ，２２ｂにおいて、トークン生成部２５は、メモリ９２とともに、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶されたトークン生成部２５用のプログラムを実行することにより実現される。無線通信部２２ｂにおいて、トークン省略部２６は、プロセッサ９１がメモリ９２に記憶されたトークン省略部２６用のプログラムを実行することにより実現される。
【０１５３】
プロセッサ９１、メモリ９２、送信器９３および受信器９４は、システムバス９５により接続されている。複数のプロセッサ９１および複数のメモリ９２が連携して各構成の機能を実行してもよい。
【０１５４】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１５５】
１１，２１  有線通信部、１２，１２ａ，１２ｂ，２２，２２ａ，２２ｂ  無線通信部、１３，１３ａ，２３，２３ａ  無線送信部、１４  巡回路情報保持部、１５，１５ａ，２４，２４ａ  無線受信部、１６，２６  トークン省略部、１７，２５  トークン生成部、３０，３０ａ，３０ｂ  無線通信システム、Ｎ１  産業用マスタ機器、Ｎ１０１，Ｎ１０２，Ｎ１０３，…，Ｎ１００＋ｍ  産業用スレーブ機器、Ｎ２０１，Ｎ２０１ａ，Ｎ２０１ｂ  無線マスタ装置、Ｎ３０１，Ｎ３０２，Ｎ３０３，…，Ｎ３００＋ｍ，Ｎ３０１ａ，Ｎ３０２ａ，Ｎ３０３ａ，Ｎ３０１ｂ，Ｎ３０２ｂ，Ｎ３０３ｂ  無線スレーブ装置。
【図１】
2017029728.tif 000003
【図２】
2017029728.tif 000004
【図３】
2017029728.tif 000005
【図４】
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【図５】
2017029728.tif 000007
【図６】
2017029728.tif 000008
【図７】
2017029728.tif 000009
【図８】
2017029728.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2017029728.tif 000012
【図１１】
2017029728.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2017029728.tif 000016
【図１５】
2017029728.tif 000017
【図１６】
2017029728.tif 000018
【図１７】
2017029728.tif 000019
【図１８】
2017029728.tif 000020
【図１９】
2017029728.tif 000021
【図２０】
2017029728.tif 000022
【図２１】
2017029728.tif 000023
【図２２】
2017029728.tif 000024
【図２３】
2017029728.tif 000025
【図２４】
2017029728.tif 000026
【図２５】
2017029728.tif 000027
【手続補正書】
【提出日】平成29年2月20日(2017.2.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
無線送信部１３は、巡回路情報保持部１４で保持されているトークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器の順番に従って該当する産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置へ無線通信のポーリングを実行する。具体的に、無線送信部１３は、宛先の無線スレーブ装置へポーリングフレームを送信する。図５は、実施の形態１にかかる無線送信部１３がポーリングを行う動作を示すフローチャートである。無線送信部１３は、巡回路情報保持部１４で保持されているトークン巡回路の情報を読み出し（ステップＳＴ１）、読み出したトークン巡回路の情報に基づいて、トークンフレームを受信する産業用スレーブ機器の順番に従って該当する産業用スレーブ機器と接続する無線スレーブ装置へ無線通信のポーリングを実行する（ステップＳＴ２）。なお、無線送信部１３は、トークン巡回路の情報に基づいてポーリングを実行する際、無線マスタ装置Ｎ２０１と接続する産業用マスタ機器Ｎ１から受信したトークンフレームをトリガにすることで、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの同期を取ることができる。例えば、トークン巡回路の順番が、産業用マスタ機器Ｎ１、産業用スレーブ機器Ｎ１０２、産業用スレーブ機器Ｎ１０１、産業用スレーブ機器Ｎ１０３の順番で、その後、産業用マスタ機器Ｎ１に戻るものとする。無線送信部１３は、産業用マスタ機器Ｎ１から産業用スレーブ機器Ｎ１０２宛のトークンフレームを受信すると、産業用スレーブ機器Ｎ１０２宛のトークンフレームを送信する。無線送信部１３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２宛のトークンフレームを送信後、トークン巡回路の情報に基づいて、産業用スレーブ機器Ｎ１０２と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０２へのポーリングを実行する。すなわち、無線送信部１３は、産業用スレーブ機器Ｎ１０２と接続する無線スレーブ装置Ｎ３０２からポーリングを開始する。これにより、無線送信部１３では、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの同期を取ることができる。また、無線送信部１３は、無線マスタ装置Ｎ２０１と接続する産業用マスタ機器Ｎ１からトークンフレームを受信するごとに上記の処理を行うことにより、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの同期を取ることができ、かつ、トークンフレームを送信するタイミングとポーリングを実行するタイミングとの間でズレが生じた場合に、ズレが累積されて大きくなる事態を回避することができる。以降の説明においても同様とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
トークン生成部２５においてトークン巡回路の情報を取得する方法については、巡回路情報保持部１４と同様、産業用ネットワークの初期設定時に管理者などが手動でトークン生成部２５にトークン巡回路の情報を設定してもよいし、トークン生成部２５が産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習してトークン巡回路の情報を取得してもよい。なお、トークン生成部２５において産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習する場合、学習が終了するまではトークン生成部２５でトークンフレームを生成できない。そのため、例えば、産業用ネットワークの運用開始後、規定された一定の期間は、トークン生成部２５の学習期間として、無線マスタ装置Ｎ２０１ａではトークンフレームの送信の省略はしないこととする。図１５は、実施の形態２にかかるトークン生成部２５がトークンフレームを生成する処理を示すフローチャートである。トークン生成部２５は、前述の管理者による設定により、または産業用ネットワークを流れるトークンフレームの宛先の順番を自動で学習することによってトークン巡回路の情報を取得し（ステップＳＴ６１）、取得したトークン巡回路の情報を内蔵する記憶部に記憶して保持する（ステップＳＴ６２）。トークン生成部２５は、データフレームを受信した無線受信部２４ａから、マスタ省略情報が格納されていたことの通知を受けると（ステップＳＴ６３）、トークン巡回路の情報に基づいてトークンフレームを生成し（ステップＳＴ６４）、生成したトークンフレームを無線受信部２４ａへ出力する（ステップＳＴ６５）。なお、トークン生成部２５では、初回のみステップＳＴ６１〜ＳＴ６２の処理を行い、トークン巡回路の情報を既に保持している場合はステップＳＴ６１〜ＳＴ６２の処理を省略する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４９】
以上説明したように、本実施の形態によれば、１つの産業用マスタ機器と１つまたは複数の産業用スレーブ機器との間で通信周期毎に通信を行う通信ネットワークにおいて、産業用マスタ機器と接続する無線マスタ装置と、産業用スレーブ機器と１対１で接続する産業用スレーブ機器と同数の無線スレーブ装置とが無線通信を行う無線通信システムにおいて、無線マスタ装置と無線スレーブ装置間では、トークンフレームのやり取りを省略し、ポーリングを順次実行する際にも無効なポーリングは省略されることとした。これにより、有線区間よりも通信帯域が細い無線区間でのトークンフレームのやり取りを行う時間を短縮し、高い信頼性と高い通信効率を両立させて、定周期で行われる制御通信の通信周期を短くし、周波数資源を有効に利用出来るという効果を奏する。
【国際調査報告】
2017029728.tif 000028
2017029728.tif 000029