(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水処理設備の制御に用いられるデータを取得し、前記水処理設備の制御に用いられるデータを表す文字と、この文字に予め対応付けられたコードよりも短い固定ビット長の圧縮データとが対応付けられた変換テーブルに基づいて前記文字を前記圧縮データに変換し、前記圧縮データを含む指示データを生成する生成部と、
前記水処理設備を制御するためのコントローラに前記指示データを送信する通信部と、
を備えるゲートウェイ装置。
【請求項２】
前記生成部は、前記文字の組み合わせを表す文字列と前記圧縮データとが対応付けられた前記変換テーブルに基づいて前記文字列を前記圧縮データに変換し、前記圧縮データを含む指示データを生成する、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項３】
前記通信部は、今回の送信先の前記コントローラから信号を取得できない場合、複数の前記コントローラのうち、前回の送信先とは異なる前記コントローラに前記指示データを送信する、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【請求項４】
前記通信部は、異なる通信端末から前記指示データを取得し、前記指示データを前記通信端末ごとに前記コントローラに送信する、請求項１に記載のゲートウェイ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ゲートウェイ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
水処理設備等を制御するための監視制御システムでは、ゲートウェイ装置は、水処理設備等を制御するためのコントローラに対する指示データの書き込み要求を、通信端末から取得する。ゲートウェイ装置は、指示データをコントローラに書き込んだ結果を、通信端末との通信が確立してから一定時間内に通信端末に通知する必要がある。
【０００３】
しかしながら、ゲートウェイ装置は、指示データの書き込み要求が短時間に集中した場合には、指示データをコントローラに書き込んだ結果を一定時間内に通信端末に通知することができない場合があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１３３６１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−１５２６３１号公報
【特許文献３】特開２０１１−１２８８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、指示データの書き込み要求が短時間に集中した場合でも、指示データをコントローラに書き込んだ結果を一定時間内に通信端末に通知することができるゲートウェイ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態のゲートウェイ装置は、生成部と、通信部とを持つ。生成部は、水処理設備の制御に用いられるデータを表す文字と、この文字に予め対応付けられたコードよりも短い固定ビット長の圧縮データとが対応付けられた変換テーブルに基づいて文字を圧縮データに変換し、圧縮データを含む指示データを生成する。通信部は、水処理設備を制御するためのコントローラに指示データを送信する。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態における、ゲートウェイ装置を備える監視システムの構成の例を示す図。
【図２】実施形態における、圧縮データを含まない指示データの伝文フォーマットの例を示す図。
【図３】実施形態における、圧縮データを含まない指示データを送信する処理の例を示すシーケンス図。
【図４】実施形態における、圧縮データを含まない指示データを連続して送信する処理の例を示すシーケンス図。
【図５】実施形態における、圧縮データを含む指示データの伝文フォーマットの例を示す図。
【図６】実施形態における、文字と圧縮データとの対応を示す変換テーブルの例を示す図。
【図７】実施形態における、文字列と圧縮データとの対応を示す変換テーブルの例を示す図。
【図８】実施形態における、復号された圧縮データ部の伝文フォーマットの例を示す図。
【図９】実施形態における、圧縮データを含む指示データを連続して送信する処理の例を示すシーケンス図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、実施形態のゲートウェイ装置を、図面を参照して説明する。
図１は、実施形態における、ゲートウェイ装置を備える監視システム１の構成の例を示す図である。監視システム１は、予め定められた設備を監視するシステムである。予め定められた設備は、例えば、水処理設備である。
【０００９】
監視システム１は、上位システム２と、通信端末３と、監視制御システム４とを備える。通信端末３は、複数でもよい。図１では、監視システム１は、一例として、通信端末３−１と、通信端末３−２とを備える。以下、通信端末３−１と通信端末３−２とに共通する事項については、符号の一部を省略して「通信端末３」と表記する。
【００１０】
図１では、上位システム２と監視制御システム４との間の通信回線が、冗長化（二重化）されている。また、図１では、監視制御システム４における通信回線の少なくとも一部が、冗長化されている。
【００１１】
上位システム２は、サーバ装置、ワークステーション、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置である。上位システム２は、例えば、予め定められた設備を管理する自治体の本庁や管理事務所に設置される。上位システム２は、自治体等の担当者による操作を受け付ける。
【００１２】
上位システム２は、受け付けた操作に基づく指示データをコントローラに書き込むことを要求するために、指示データを監視制御システム４に送信する。上位システム２は、受け付けた操作に基づく指示データを、通信端末３−１を介して監視制御システム４に送信する。上位システム２は、通信端末３−１を介して監視制御システム４に送信した指示データと同じ指示データを、通信端末３−２を介して監視制御システム４に送信する。
【００１３】
指示データは、監視制御システム４のコントローラに対する指示を含むデータである。指示データは、例えば、監視制御システム４のコントローラが設備を制御するためのデータ（以下、「制御データ」という。）を含む。上位システム２が送信する制御データは、例えば、文字（キャラクタ）を含むテキストデータで表現される。文字は、例えば、１６進数の値を表す。
【００１４】
監視制御システム４のコントローラが制御する設備は、例えば、水処理設備である。水処理設備は、例えば、上水プラント、下水プラントである。水処理設備は、水処理設備が上水プラントである場合、例えば、ポンプ、バルブ、着水井、混和池、フロック形成池、沈殿池、ろ過池を備えてもよい。制御するためのデータは、例えば、ポンプの動作のオン又はオフを示すデータ、バルブの開閉状態を示すデータ、１日あたりの水の流量の計画値を示すデータ、１日あたりの水の圧力の計画値を示すデータである。
【００１５】
通信回線３０と通信回線３１と通信回線３２と通信回線３３とは、例えば、ＷＡＮ（Wide Area Network）などの広域通信回線である。
【００１６】
通信端末３は、上位システム２と監視制御システム４との間の通信を中継する。通信端末３−１は、上位システム２から取得した指示データを、通信回線３０を介して監視制御システム４に送信する。通信端末３−１は、上位システム２から取得した指示データを、通信回線３１を介して監視制御システム４に送信する。通信端末３−２は、上位システム２が受け付けた操作に基づく指示データを、通信回線３２を介して監視制御システム４に送信する。通信端末３−２は、上位システム２が受け付けた操作に基づく指示データを、通信回線３３を介して監視制御システム４に送信する。
【００１７】
通信端末３は、指示データを監視制御システム４のコントローラに書き込んだ結果を示す情報を、監視制御システム４から取得する。書き込んだ結果は、例えば、成功又は失敗で表現される。通信端末３は、指示データを監視制御システム４のコントローラに書き込んだ結果を示す情報を、書き込み要求に対する応答として上位システム２に送信する。
【００１８】
監視制御システム４は、予め定められた設備を監視及び制御するためのシステムである。監視制御システム４は、予め定められた設備が水処理設備である場合、水処理設備が設置されている敷地内に設置されてもよい。監視制御システム４は、予め定められた設備を、通信端末３から取得した指示データに基づいて制御する。
【００１９】
監視制御システム４の構成の少なくとも一部は、冗長化（二重化）されている。監視制御システム４は、コントローラ４０−１と、コントローラ４０−２と、監視サーバ４１−１と、監視サーバ４１−２と、監視端末４２と、ゲートウェイ装置４３−１と、ゲートウェイ装置４３−２と、第１通信回線４４と、第２通信回線４５とを備える。第１通信回線４４と第２通信回線４５とは、例えば、ＬＡＮ（Local Area Network）である。
【００２０】
コントローラ４０−１とコントローラ４０−２と監視サーバ４１−１と監視サーバ４１−２と監視端末４２とゲートウェイ装置４３−１とは、第１通信回線４４を介して互いに通信可能である。コントローラ４０−１とコントローラ４０−２と監視サーバ４１−１と監視サーバ４１−２と監視端末４２とゲートウェイ装置４３−２とは、第２通信回線４５を介して互いに通信可能である。
【００２１】
以下、コントローラ４０−１とコントローラ４０−２とに共通する事項については、符号の一部を省略して、「コントローラ４０」と表記する。以下、監視サーバ４１−１と監視サーバ４１−２とに共通する事項については、符号の一部を省略して、「監視サーバ４１」と表記する。
【００２２】
コントローラ４０は、予め定められた設備を制御する情報処理装置（制御装置）である。コントローラ４０の動作状態には、オンライン状態と、スタンバイ状態とがある。オンライン状態とは、他装置との通信が正常であって、制御を実行している状態である。コントローラ４０は、プロセッサ等によって制御を実行する。スタンバイ状態とは、他装置との通信が正常であって、制御を停止している状態である。なお、通信端末３の通信プロトコル（伝文フォーマット等）と、コントローラ４０の通信プロトコルとは、異なっていてもよい。
【００２３】
コントローラ４０−１は、コントローラ４０−２がオンライン状態である場合、スタンバイ状態となる。コントローラ４０−１は、コントローラ４０−２がスタンバイ状態である場合、オンライン状態となる。コントローラ４０−２は、コントローラ４０−１がオンライン状態である場合、スタンバイ状態となる。コントローラ４０−２は、コントローラ４０−１がスタンバイ状態である場合、オンライン状態となる。
【００２４】
コントローラ４０−１は、ゲートウェイ装置４３−１が通信端末３−１から取得した指示データを、第１通信回線４４を介してゲートウェイ装置４３−１から取得する。コントローラ４０−１は、ゲートウェイ装置４３−１が通信端末３−２から取得した指示データを、第１通信回線４４を介してゲートウェイ装置４３−１から取得する。
【００２５】
コントローラ４０−２は、ゲートウェイ装置４３−２が通信端末３−１から取得した指示データを、第２通信回線４５を介してゲートウェイ装置４３−２から取得する。コントローラ４０−２は、ゲートウェイ装置４３−２が通信端末３−２から取得した指示データを、第２通信回線４５を介してゲートウェイ装置４３−２から取得する。
【００２６】
したがって、コントローラ４０は、上位システム２が指示データの書き込みを要求するごとに、同じ指示データを最大４回取得する。コントローラ４０は、取得した指示データが圧縮データを含む場合、変換テーブルに基づいて指示データの圧縮データを復号する。
【００２７】
コントローラ４０は、予め定められた設備を、取得した指示データに基づいて制御する。コントローラ４０は、同じ指示データを複数回取得した場合、最後に取得した指示データに基づいて制御を実行してもよい。例えば、コントローラ４０は、計４回取得した同じ指示データのうち、最後に取得した指示データに基づいて制御を実行してもよい。
【００２８】
なお、コントローラ４０は、計４回取得した同じ指示データのうち、最も確からしい指示データに基づいて制御を実行してもよい。すなわち、コントローラ４０は、計４回取得した同じ指示データのうち新しい指示データを優先して、計４回取得した同じ指示データの多数決で決めた指示データに基づいて制御を実行してもよい。
【００２９】
監視サーバ４１は、コントローラ４０が制御する設備を、コントローラ４０を介して監視するサーバ装置である。監視サーバ４１は、コントローラ４０が制御する設備の状態を示す情報を、コントローラ４０から取得する。設備の状態を示す情報は、例えば、流量を示す情報、圧力を示す情報である。監視サーバ４１は、コントローラ４０が制御する設備の状態を示す情報を、監視端末４２に送信する。
【００３０】
監視端末４２は、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン等の情報処理装置である。監視端末４２は、コントローラ４０が制御する設備の状態を示す情報を、監視サーバ４１から取得する。監視端末４２は、コントローラ４０が制御する設備の状態を示す情報を表示する。監視端末４２は、設備の状態を示す情報の表示として、例えば、１日における流量を示すグラフを表示する。監視端末４２は、例えば、１日における圧力を示すグラフを表示する。
【００３１】
以下、ゲートウェイ装置４３−１とゲートウェイ装置４３−２とに共通する事項については、符号の一部を省略して、「ゲートウェイ装置４３」と表記する。
【００３２】
ゲートウェイ装置４３は、通信装置である。ゲートウェイ装置４３は、通信端末３とコントローラ４０との間の通信を中継する。ゲートウェイ装置４３は、ゲートウェイ装置４３は、通信部４３０と、記憶部４３１と、生成部４３２とを備える。すなわち、ゲートウェイ装置４３−１は、通信部４３０−１と、記憶部４３１−１と、生成部４３２−１とを備える。ゲートウェイ装置４３−２は、通信部４３０−２と、記憶部４３１−２と、生成部４３２−２とを備える。
【００３３】
通信部４３０と生成部４３２とのうち一部または全部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサが、記憶部４３１に記憶されたプログラムを実行することにより機能するソフトウェア機能部である。また、これらの機能部のうち一部または全部は、ＬＳＩ（Large Scale Integration）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア機能部であってもよい。
【００３４】
通信部４３０−１は、指示データを通信端末３−１から取得する。通信部４３０−１は、通信端末３−１から取得した指示データを、オンライン状態のコントローラ４０に対して、第１通信回線４４を介して送信する。通信部４３０−１は、指示データを通信端末３−２から取得する。通信部４３０−１は、通信端末３−２から取得した指示データを、オンライン状態のコントローラ４０に対して、第１通信回線４４を介して送信する。
【００３５】
通信部４３０−２は、指示データを通信端末３−１から取得する。通信部４３０−２は、通信端末３−１から取得した指示データを、オンライン状態のコントローラ４０に対して、第２通信回線４５を介して送信する。通信部４３０−２は、指示データを通信端末３−２から取得する。通信部４３０−２は、通信端末３−２から取得した指示データを、オンライン状態のコントローラ４０に対して、第２通信回線４５を介して送信する。
【００３６】
通信部４３０は、指示データの送信が成功した場合、オンライン状態であるコントローラ４０のコントローラ番号を、記憶部４３１に記憶させる。コントローラ番号は、例えば、ＩＰアドレスである。通信部４３０は、指示データを次回送信する場合、記憶部４３１に記憶されているコントローラ番号が割り当てられたコントローラ４０に指示データを送信する。
【００３７】
通信部４３０は、前回の送信においてオンライン状態であったコントローラ４０に対する指示データの送信が失敗した場合、前回の送信においてスタンバイ状態であったコントローラ４０に指示データを送信する。すなわち、通信部４３０は、今回の送信先のコントローラ４０から受信応答信号等の信号を取得できない場合、前回の送信先とは異なるコントローラ４０に指示データを送信する。通信部４３０は、通信端末３から取得した指示データを、記憶部４３１に記憶させてもよい。
【００３８】
通信部４３０−１は、上位システム２が指示データを送信するごとに、生成部４３２−１が生成した圧縮データを含む指示データをオンライン状態のコントローラ４０に第１通信回線４４を介して送信する。通信部４３０−１は、上位システム２が指示データを送信するごとに、生成部４３２−１が生成した圧縮データを含む指示データをオンライン状態のコントローラ４０に第１通信回線４４を介して送信する。通信部４３０−２は、上位システム２が指示データを送信するごとに、生成部４３２−２が生成した圧縮データを含む指示データをオンライン状態のコントローラ４０に第２通信回線４５を介して送信する。通信部４３０−２は、上位システム２が指示データを送信するごとに、生成部４３２−２が生成した圧縮データを含む指示データをオンライン状態のコントローラ４０に第２通信回線４５を介して送信する。したがって、オンライン状態のコントローラ４０は、上位システム２が指示データを送信するごとに、通信部４３０から計４回取得した指示データを自コントローラのレジスタ等に計４回書き込む。
【００３９】
通信部４３０は、指示データをコントローラ４０に書き込んだ結果を表す受信応答信号を、コントローラ４０から取得する。通信部４３０は、指示データをコントローラ４０に書き込んだ結果を、通信端末３との通信が確立してから一定時間内に通信端末３に通知（応答）する必要がある。一定時間は、例えば、１５秒である。通信部４３０は、コントローラ４０が４個の指示データを同時に処理することができないので、４個の指示データをコントローラ４０に順次に送信する必要がある。通信部４３０は、４個の指示データをキューイングによって直列化することによって、４個の指示データをコントローラ４０に順次に送信する。通信部４３０は、先にキューイングした指示データの書き込みが完了してから、次にキューイングした指示データをコントローラ４０に送信する。
【００４０】
送信の待ち時間（送信間隔）は、圧縮データを含まない指示データを通信部４３０が送信する場合、通信部４３０のキューに大量の指示データが貯まるので長くなる。送信の待ち時間は、例えば、０．２秒である。したがって、通信部４３０は、通信部４３０のキューに大量の指示データが貯まった場合には、一定時間内に通信端末３に応答を返せない場合がある。なお、通信端末３は、指示データの書き込みが正常である場合でも通信部４３０が一定時間内に応答を返せない場合には、指示データの書き込みがタイムアウトしたと判定することになる。
【００４１】
通信部４３０は、生成部４３２が生成した圧縮データを含む指示データを送信することによって、圧縮データを含まない指示データを送信する場合と比較してコントローラ４０との通信を短時間で完了することができる。したがって、通信部４３０は、指示データの書き込み要求が短時間に集中した場合でも、圧縮データを含む指示データを送信することによって、指示データをコントローラ４０に書き込んだ結果を一定時間内に通信端末３に通知することができる。
【００４２】
記憶部４３１は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの不揮発性の記憶媒体（非一時的な記録媒体）を有する。記憶部４３１は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）やレジスタなどの揮発性の記憶媒体を有していてもよい。記憶部４３１は、例えば、テーブル情報を記憶してもよい。記憶部は、クラウドコンピューティング技術によって、複数の装置の記憶部に分散して情報を記憶してもよい。
【００４３】
生成部４３２は、通信部４３０が取得した指示データに、符号化処理を施す。生成部４３２は、圧縮データを含む指示データを、符号化処理によって生成する。例えば、生成部４３２は、指示データに含まれている制御データを変換テーブルに基づいて圧縮データに変換することによって、圧縮データを含む指示データを生成する。制御データは、文字で表現される。変換テーブルでは、例えば、７ビット以下の固定ビット長の圧縮データと文字とが対応付けられている。圧縮データに対応付けられている文字は、アスキーコード（８ビット）に対応付けられている。生成部４３２は、圧縮データを含む指示データを、オンライン状態のコントローラ４０に通信部４３０を介して送信する。
【００４４】
次に、圧縮データを含む指示データを通信部４３０がコントローラ４０に送信する場合との比較のため、圧縮データを含まない指示データを通信部４３０がコントローラ４０に送信する場合について説明する。
【００４５】
図２は、圧縮データを含まない指示データの伝文フォーマットの例を示す図である。圧縮データを含まない指示データの伝文フォーマットの項目には、開始コードと、コマンドＩＤと、コントローラ番号と、先頭レジスタ番号と、データ数と、制御データの一部を表すデータ（第１データから第２４データまで）と、チェックサムと、終端コードとがある。
【００４６】
開始コードのサイズは、２バイトである。コマンドＩＤのサイズは、４バイトである。コントローラ番号のサイズは、４バイトである。先頭レジスタ番号のサイズは、５バイトである。データ数を表すデータのサイズは、５バイトである。データ数は、最大で２４個（第１データから第２４データまで）である。第１データから第２４データまでの各サイズは、５バイトである。チェックサムのサイズは、４バイトである。終端コードのサイズは、２バイトである。したがって、圧縮データを含まない指示データのサイズは、１３６バイトである。
【００４７】
先頭レジスタ番号は、１６進数文字列「００００」〜「ＦＦＦＦ」のいずれか（アスキーコードで４バイト）と、区切り文字「，」（アスキーコードで１バイト）とを用いて表現される。データ数を表すデータは、１６進数文字列「００００」〜「ＦＦＦＦ」のいずれか（アスキーコードで４バイト）と、区切り文字「，」（アスキーコードで１バイト）とを用いて表現される。第１データは、１６進数文字列「００００」〜「ＦＦＦＦ」のいずれか（アスキーコードで４バイト）と、区切り文字「，」（アスキーコードで１バイト）とを用いて表現される。第２データから第２４データについても同様である。
【００４８】
図２に示す伝文フォーマットでは、指示データは、第１データから第２４データまでのデータ領域に、５バイトのデータを最大で２４個含むことができる。生成部４３２は、１２０バイト（＝５バイト×２４）よりもサイズが大きい制御データを送信するには、制御データを分割して送信する。
【００４９】
伝文フォーマットにおける第１データから第２４データまでのデータ領域は、第２５データから第４８データまでを格納してもよい。伝文フォーマットにおける第１データから第２４データまでのデータ領域は、第４９データから第７２データまでを格納してもよい。伝文フォーマットにおける第１データから第２４データまでのデータ領域は、第７３データから第９６データまでを格納してもよい。伝文フォーマットにおける第１データから第２４データまでのデータ領域は、第９７データから第１２０データまでを格納してもよい。伝文フォーマットにおける第１データから第２４データまでのデータ領域は、第１２１データから第１４４データまでを格納してもよい。伝文フォーマットにおける第１データから第２４データまでのデータ領域は、第１４５データから第１６８データまでを格納してもよい。伝文フォーマットにおける第１データから第２４データまでのデータ領域は、第１６９データから第１９２データまでを格納してもよい。
【００５０】
制御データは、動作モードデータ及び指示値データから構成される。動作モードは、例えば、コントローラ４０の動作モードである。コントローラ４０は、指示値データに基づいて、設備を制御する。動作モードデータのサイズは、５バイトである。したがって、１５分ごとの２４時間分の動作モードを示すデータのサイズは、９６（＝２４×４）×５バイトである。指示値データのサイズは、５バイトである。したがって、１５分ごとの２４時間分の指示値を示すデータのサイズは、９６（＝２４×４）×５バイトである。
【００５１】
生成部４３２は、圧縮データでない９６個の動作モードデータと圧縮データでない９６個の指示値データとから構成される制御データを送信するために、制御データを２４個ごとに８分割（＝（９６＋９６）／２４）する。生成部４３２は、分割された制御データを含む指示データを、通信部４３０を介して８回送信する。さらに、生成部４３２は、制御データの更新（書き込み）をコントローラ４０に要求する信号を、通信部４３０を介してコントローラ４０に送信する。したがって、生成部４３２は、計９回の伝送が必要となる。
【００５２】
図３は、圧縮データを含まない指示データを送信する処理の例を示すシーケンス図である。ゲートウェイ装置４３は、図３に示すステップＳ１０１からステップＳ２１０までを、一定時間内に完了させる必要がある。一定時間は、例えば、１５秒である。
【００５３】
通信端末３−１は、上位システム２が指示データを送信した場合、ゲートウェイ装置４３−１に指示データを送信する（ステップＳ１０１）。
【００５４】
ゲートウェイ装置４３−１は、通信端末３−１から取得した指示データについて、圧縮データでない１２個の動作モードデータと圧縮データでない１２個の指示値データとから構成される制御データ（第１データから第２４データまで）を含む指示データを、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０１）。
【００５５】
ゲートウェイ装置４３−１は、通信端末３−１から取得した指示データについて、圧縮データでない１２個の動作モードデータと圧縮データでない１２個の指示値データとから構成される制御データ（第２５データから第４８データまで）を含む指示データを、直前のステップＳ２０１から０．２秒の間隔を空けて、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０２）。
【００５６】
ゲートウェイ装置４３−１は、ステップＳ２０２と同様に、通信端末３−１から取得した指示データについて、未送信の指示データをコントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、ステップＳ２０２と同様に、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０３〜ステップＳ２０８）。
【００５７】
ゲートウェイ装置４３−１は、制御データの更新をコントローラ４０−１に要求する信号を、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０９）。ゲートウェイ装置４３−１は、指示データをコントローラ４０−１に書き込んだ結果を表す受信応答信号を、通信端末３−１に送信する（ステップＳ２１０）。
【００５８】
図４は、圧縮データを含まない指示データを連続して送信する処理の例を示すシーケンス図である。ゲートウェイ装置４３−１は、図４に示すステップＳ１０１からステップＳ２１０までを、一定時間内に完了させる必要がある。ゲートウェイ装置４３−１は、図４に示すステップＳ１０２からステップＳ２２０までを、一定時間内に完了させる必要がある。一定時間は、例えば、１５秒である。
【００５９】
通信端末３−１は、上位システム２が指示データを送信した場合、ゲートウェイ装置４３−１に指示データを送信する（ステップＳ１０１）。ゲートウェイ装置４３−１は、圧縮データでない１２個の動作モードデータと圧縮データでない１２個の指示値データとから構成される制御データ（第１データから第２４データまで）を含む指示データを、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０１）。
【００６０】
ゲートウェイ装置４３−１は、圧縮データでない１２個の動作モードデータと圧縮データでない１２個の指示値データとから構成される制御データ（第２５データから第４８データまで）を含む指示データを、直前のステップＳ２０１から０．２秒の間隔を空けて、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３は、受信応答信号をコントローラ４０から取得する（ステップＳ２０２）。
【００６１】
ゲートウェイ装置４３−１は、ステップＳ２０２と同様に、未送信の指示データをコントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、ステップＳ２０２と同様に、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０３）。
【００６２】
図４では、通信端末３−２は、上位システム２が指示データを送信した場合、ゲートウェイ装置４３−１に指示データを送信する（ステップＳ１０２）。
【００６３】
ゲートウェイ装置４３−１は、通信端末３−１から取得した指示データについて、ステップＳ２０２と同様に、未送信の指示データをコントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、通信端末３−１から取得した指示データについて、ステップＳ２０２と同様に、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０４〜ステップＳ２０８）。
【００６４】
ゲートウェイ装置４３−１は、制御データの更新をコントローラ４０−１に要求する信号を、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２０９）。
【００６５】
ゲートウェイ装置４３−１は、制御データ（第１データから第１９２データ）までを含む指示データをコントローラ４０−１に書き込んだ結果を表す受信応答信号を、通信端末３−１に送信する（ステップＳ２１０）。
【００６６】
ゲートウェイ装置４３−１は、通信端末３−２から取得した指示データについて、圧縮データでない１２個の動作モードデータと圧縮データでない１２個の指示値データとから構成される制御データ（第１データから第２４データまで）を含む指示データを、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２１１）。
【００６７】
ゲートウェイ装置４３−１は、通信端末３−２から取得した指示データについて、圧縮データでない１２個の動作モードデータと圧縮データでない１２個の指示値データとから構成される制御データ（第２５データから第４８データまで）を含む指示データを、直前のステップＳ２１１から０．２秒の間隔を空けて、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３は、受信応答信号をコントローラ４０から取得する（ステップＳ２１２）。
【００６８】
ゲートウェイ装置４３−１は、通信端末３−２から取得した指示データについて、ステップＳ２１２と同様に、未送信の指示データをコントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、ステップＳ２１２と同様に、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２１３〜ステップＳ２１８）。
【００６９】
ゲートウェイ装置４３−１は、制御データの更新をコントローラ４０−１に要求する信号を、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ２１９）。ゲートウェイ装置４３−１は、制御データ（第１データから第１９２データ）までを含む指示データをコントローラ４０−１に書き込んだ結果を表す受信応答信号を、通信端末３−１に送信する（ステップＳ２２０）。
【００７０】
さらに、ゲートウェイ装置４３−２は、ゲートウェイ装置４３−１と同様に、ステップＳ２０１からステップＳ２２０までを実行する。コントローラ４０−１は、同じ指示データを最大４回取得することになる。図４では、ゲートウェイ装置４３−１は、同じ指示データを４回取得した場合、送信の待ち時間の蓄積によって、一定時間内に受信応答信号を通信端末３−１に送信することができない場合がある。
【００７１】
次に、圧縮データを含む指示データを通信部４３０がコントローラ４０に送信する場合について説明する。
【００７２】
図５は、圧縮データを含む指示データの伝文フォーマットの例を示す図である。生成部４３２が生成した圧縮データを含む指示データの伝文フォーマットの項目には、開始コードと、コマンドＩＤと、コントローラ番号と、圧縮データ部のサイズと、符号化された圧縮データ部と、チェックサムと、終端コードとがある。
【００７３】
符号化された圧縮データ部は、圧縮データを用いて符号化された先頭レジスタ番号と、圧縮データを用いて符号化されたデータ数を表すデータと、圧縮データを用いて符号化された制御データの第１データから第１９２データまでと、チェックサムとを含む。
【００７４】
開始コードのサイズは、２バイトである。コマンドＩＤのサイズは、４バイトである。コントローラ番号のサイズは、４バイトである。符号化された圧縮データ部のサイズを表すデータのサイズは、２バイトである。符号化された圧縮データ部のサイズは、可変長である。チェックサムのサイズは、４バイトである。終端コードのサイズは、２バイトである。したがって、圧縮データを含む指示データのサイズは、符号化された圧縮データ部のサイズ（可変長）に１８バイトを加算した結果を示すバイト数である。圧縮データを含む指示データのサイズは、図２に示す圧縮データを含まない指示データのサイズ（１３６バイト）の８倍よりも小さい。
【００７５】
図６は、文字と圧縮データとの対応を示す変換テーブルの例を示す図である。図６に示す変換テーブルでは、水処理設備等の制御に用いられるデータを表す文字と、アスキーコード（８ビット）と、７ビット以下の固定ビット長（５ビット）の圧縮データとが対応付けられている。文字は、指示データに含まれている先頭レジスタ番号を構成する文字、指示データに含まれている最大１９２個までのデータのデータ数を構成する文字、制御データ（第１データから第１９２データまでの各データ）を構成する文字である。
【００７６】
生成部４３２は、文字と圧縮データ（５ビット）とが対応付けられた変換テーブルに基づいて、指示データに含まれている先頭レジスタ番号を構成する文字を、圧縮データに変換する。生成部４３２は、文字と圧縮データ（５ビット）とが対応付けられた変換テーブルに基づいて、指示データに含まれている最大１９２個までのデータのデータ数を構成する文字を、圧縮データに変換する。生成部４３２は、文字と圧縮データ（５ビット）とが対応付けられた変換テーブルに基づいて、指示データに含まれている制御データ（第１データから第１９２データまでの各データ）を構成する文字を、圧縮データに変換する。
【００７７】
これによって、生成部４３２は、ハフマン符号化と比較して制御データ等を容易に符号化して、符号化された圧縮データ部を容易に生成することができる。コントローラ４０は、ハフマン符号化された制御データ等を復号する場合と比較して、符号化された圧縮データ部を容易に復号することができる。
【００７８】
制御データ等は、文字「０」〜「Ｆ」と区切り文字「，」を用いれば、表現することができる。したがって、制御データ等は、８ビットのアスキーコードの代わりに５ビットの圧縮データを用いても、表現することができる。なお、生成部４３２は、バイナリ化によって、制御データ等を圧縮データに変換してもよい。
【００７９】
図７は、文字列と圧縮データとの対応を示す変換テーブルの例を示す図である。図７に示す変換テーブルでは、文字列（文字の組み合わせ）と、アスキーコード（８ビット）と、７ビット以下の固定ビット長（５ビット）の圧縮データとが対応付けられている。文字列は、指示データに含まれている先頭レジスタ番号を構成する文字列、指示データに含まれている最大１９２個までのデータのデータ数を構成する文字列、制御データ（第１データから第１９２データまでの各データ）を構成する文字列である。
【００８０】
生成部４３２は、文字列（２×８ビット以上）と圧縮データ（５ビット）とが対応付けられた変換テーブルに基づいて、指示データに含まれている先頭レジスタ番号を構成する文字列を、圧縮データに変換する。生成部４３２は、文字列（２×８ビット以上）と圧縮データ（５ビット）とが対応付けられた変換テーブルに基づいて、指示データに含まれている最大１９２個までのデータのデータ数を構成する文字列を、圧縮データに変換する。生成部４３２は、文字列（２×８ビット以上）と圧縮データ（５ビット）とが対応付けられた変換テーブルに基づいて、指示データに含まれている制御データを構成する文字列を、圧縮データに変換する。
【００８１】
図７では、一例として、文字列「００００，」と、アスキーコード「００１１００００  ００１１００００  ００１１００００  ００１１００００  ００１０１１００」（８×５ビット）と、圧縮データ「１００１０」（５ビット）とが対応付けられている。したがって、ゲートウェイ装置４３は、文字列「００００，」を圧縮データ（５ビット）で表現した場合、文字列「００００，」をアスキーコード（４０ビット）で表現した場合と比較して高いデータ圧縮効率を得る。
【００８２】
図７では、一例として、文字列「００」と、アスキーコード「００１１００００  ００１１００００」（８×２ビット）と、圧縮データ「１００１１」（５ビット）とが対応付けられている。したがって、ゲートウェイ装置４３は、文字列「００」を圧縮データ（５ビット）で表現した場合、文字列「００」をアスキーコード（１６ビット）で表現した場合と比較して高いデータ圧縮効率を得る。
【００８３】
図７では、一例として、文字列「０００」と、アスキーコード「００１１００００  ００１１００００  ００１１００００」（８×３ビット）と、圧縮データ「１０１００」（５ビット）とが対応付けられている。したがって、ゲートウェイ装置４３は、文字列「０００」を圧縮データ（５ビット）で表現した場合、文字列「０００」をアスキーコード（２４ビット）で表現した場合と比較して高いデータ圧縮効率を得る。
【００８４】
図７では、一例として、文字列「００００」と、アスキーコード「００１１００００  ００１１００００  ００１１００００  ００１１００００」（８×４ビット）と、圧縮データ「１０１０１」（５ビット）とが対応付けられている。したがって、ゲートウェイ装置４３は、文字列「００００」を圧縮データ（５ビット）で表現した場合、文字列「００００」をアスキーコード（３２ビット）で表現した場合と比較して高いデータ圧縮効率を得る。
【００８５】
なお、符号化された圧縮データ部において、制御データ等を全て符号化した結果を連結しても圧縮データ部のデータ領域が余っている場合には、余っているデータ領域のビットは０で埋められてもよい。
【００８６】
監視制御システム４の管理者は、指示データの履歴における文字の出現頻度に基づいて、変換テーブルに登録される文字列を定める。例えば、監視制御システム４の管理者は、指示データの履歴における出現頻度が閾値以上となっている組み合わせを、圧縮データ（５ビット）に対応付けて、図７に示す変換テーブルに登録する。例えば、監視制御システム４の管理者は、指示データの履歴における出現頻度が他の組み合わせと比較して相対的に高い出現頻度となっている組み合わせを、圧縮データ（５ビット）に対応付けて、図７に示す変換テーブルに登録する。
【００８７】
生成部４３２は、指示データの履歴を記憶部４３１から取得してもよい。生成部４３２は、指示データの履歴における文字の出現頻度に基づいて、変換テーブルに登録される文字列を定めてもよい。例えば、生成部４３２は、指示データの履歴における出現頻度が閾値以上となっている組み合わせを、圧縮データ（５ビット）に対応付けて、図７に示す変換テーブルに登録する。例えば、生成部４３２は、指示データの履歴における出現頻度が他の組み合わせと比較して相対的に高い出現頻度となっている組み合わせを、圧縮データ（５ビット）に対応付けて、図７に示す変換テーブルに登録する。
【００８８】
生成部４３２は、図６に示す変換テーブルと図７に示す変換テーブルとを、コントローラ４０に送信してもよい。
【００８９】
図８は、復号された圧縮データ部の伝文フォーマットの例を示す図である。コントローラ４０は、図６に示す変換テーブルと図７に示す変換テーブルとに基づいて、指示データにおいて符号化された圧縮データ部を復号する。復号された圧縮データ部の項目には、先頭レジスタ番号と、データ数（最大１９２（＝９６＋９６）個）と、制御データの第１データから第１９２データまでと、復号された圧縮データ部のチェックサムとがある。
【００９０】
先頭レジスタ番号のサイズは、５バイトである。データ数を表すデータのサイズは、５バイトである。第１データから第１９２データまでの各サイズは、５バイトである。復号された圧縮データ部のチェックサムのサイズは、４バイトである。したがって、復号された圧縮データ部のサイズは、９７４バイトである。
【００９１】
図９は、圧縮データを含む指示データを連続して送信する処理の例を示すシーケンス図である。ゲートウェイ装置４３−１は、図９に示すステップＳ１０１からステップＳ３０３までを、一定時間内に完了させる必要がある。ゲートウェイ装置４３−１は、図９に示すステップＳ１０２からステップＳ３０６までを、一定時間内に完了させる必要がある。一定時間は、例えば、１５秒である。
【００９２】
通信端末３−１は、上位システム２が指示データを送信した場合、ゲートウェイ装置４３−１に指示データを送信する（ステップＳ１０１）。ゲートウェイ装置４３−１は、圧縮データである９６個の動作モードデータと圧縮データである９６個の指示値データとから構成される制御データ（第１データから第１９２データまで）を含む指示データを、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ３０１）。
【００９３】
ゲートウェイ装置４３−１は、制御データの更新をコントローラ４０−１に要求する信号を、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ３０２）。ゲートウェイ装置４３−１は、指示データをコントローラ４０−１に書き込んだ結果を表す受信応答信号を、通信端末３−１に送信する（ステップＳ３０３）。
【００９４】
図９では、通信端末３−２は、上位システム２が指示データを送信した場合、ゲートウェイ装置４３−１に指示データを送信する（ステップＳ１０２）。
【００９５】
ゲートウェイ装置４３−１は、圧縮データである９６個の動作モードデータと圧縮データである９６個の指示値データとから構成される制御データ（第１データから第１９２データまで）を含む指示データを、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ３０４）。
【００９６】
ゲートウェイ装置４３−１は、制御データの更新をコントローラ４０−１に要求する信号を、コントローラ４０−１に送信する。ゲートウェイ装置４３−１は、受信応答信号をコントローラ４０−１から取得する（ステップＳ３０５）。ゲートウェイ装置４３−１は、指示データをコントローラ４０−１に書き込んだ結果を表す受信応答信号を、通信端末３−１に送信する（ステップＳ３０６）。
【００９７】
図９では、ゲートウェイ装置４３−１は、同じ指示データを４回取得した場合でも、図４に示す場合と比較して送信の待ち時間の蓄積が少ないので、一定時間内に受信応答信号を通信端末３−１に送信することができる。
【００９８】
以上のように、実施形態のゲートウェイ装置４３は、生成部４３２と、通信部４３０とを持つ。生成部４３２は、水処理設備等の制御に用いられる制御データ等を表す文字と、文字に予め対応付けられたアスキーコード等よりも短い固定ビット長（７ビット以下）の圧縮データとが対応付けられた変換テーブルに基づいて、文字を圧縮データに変換する。生成部４３２は、圧縮データを含む指示データを生成する。変換テーブルは、例えば、図６に示されているテーブル情報である。変換テーブルは、例えば、図７に示されているテーブル情報である。通信部４３０は、水処理設備を制御するためのコントローラ４０に指示データを送信する。
【００９９】
これによって、実施形態のゲートウェイ装置４３は、指示データの書き込み要求が短時間に集中した場合でも、指示データをコントローラ４０に書き込んだ結果を一定時間内に通信端末３に通知することができる。
【０１００】
実施形態のゲートウェイ装置４３は、複数の通信回線について、通信回線が正常であるか否かを確認することができる。複数の通信回線とは、例えば、上位システム２と通信端末３−１との間の通信回線と、上位システム２と通信端末３−２との間の通信回線と、通信端末３−１とゲートウェイ装置４３−１との間の通信回線３０と、通信端末３−１とゲートウェイ装置４３−２との間の通信回線３１と、通信端末３−２とゲートウェイ装置４３−１との間の通信回線３２と、通信端末３−２とゲートウェイ装置４３−２との間の通信回線３３と、第１通信回線４４と、第２通信回線４５とである。
【０１０１】
実施形態の通信部４３０は、指示データの送信が失敗した場合、複数のコントローラ４０のうち、前回の送信先とは異なるコントローラ４０に指示データを送信する。実施形態の通信部４３０は、異なる通信端末３から指示データを取得し、通信端末３ごとに指示データをコントローラ４０に送信する。これによって、実施形態のゲートウェイ装置４３は、指示データをコントローラ４０に確実に書き込むことができる。
【０１０２】
以上述べた少なくともひとつの実施形態によれば、水処理設備の制御に用いられるデータを表す文字と、この文字に予め対応付けられたコードよりも短い固定ビット長の圧縮データとが対応付けられた変換テーブルに基づいて文字を圧縮データに変換し、圧縮データを含む指示データを生成する生成部を持つことにより、指示データの書き込み要求が短時間に集中した場合でも、指示データをコントローラに書き込んだ結果を一定時間内に通信端末に通知することができる。
【０１０３】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１…監視システム、２…上位システム、３…通信端末、４…監視制御システム、３０…通信回線、３１…通信回線、３２…通信回線、３３…通信回線、４０…コントローラ、４１…監視サーバ、４２…監視端末、４３…ゲートウェイ装置、４４…第１通信回線、４５…第２通信回線、４３０…通信部、４３１…記憶部、４３２…生成部
【図１】
0006742051.tif 000002
【図２】
0006742051.tif 000003
【図３】
0006742051.tif 000004
【図４】
0006742051.tif 000005
【図５】
0006742051.tif 000006
【図６】
0006742051.tif 000007
【図７】
0006742051.tif 000008
【図８】
0006742051.tif 000009
【図９】
0006742051.tif 000010