(57)【要約】【課題】安定したデータ通信を実現することができる広域監視制御システムを得る。【解決手段】ポーリングによりデータを収集する１台の親局装置Ｍ、及び中継局として動作する機能を有する複数台の子局装置Ｓが特定小電力無線ネットワークを通じて接続される広域監視制御システムであって、前記親局装置Ｍは、少なくとも１台の子局装置Ｓを中継局として含む通信経路パターンを、全ての子局装置Ｓに対してそれぞれ、複数個有し、１巡目のデータ収集では所定の子局装置Ｓに対して優先順位が一番高い通信経路パターンを選択してデータ送信要求を行い、前記所定の子局装置Ｓからデータ受信待ち時間内にデータを受信することができない場合は、２巡目のデータ収集では前記所定の子局装置Ｓに対して優先順位が二番目に高い通信経路パターンを選択してデータ送信要求を行う。【選択図】図１
2005286878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポーリングによりデータを収集する１台の親局装置、及び中継局として動作する機能を有する複数台の子局装置が特定小電力無線ネットワークを通じて接続される広域監視制御システムであって、
前記親局装置は、少なくとも１台の子局装置を中継局として含む通信経路パターンを、全ての子局装置に対してそれぞれ、複数個有し、
１巡目のデータ収集では所定の子局装置に対して優先順位が一番高い通信経路パターンを選択してデータ送信要求を行い、
前記所定の子局装置からデータ受信待ち時間内にデータを受信することができない場合は、２巡目のデータ収集では前記所定の子局装置に対して優先順位が二番目に高い通信経路パターンを選択してデータ送信要求を行う
ことを特徴とする広域監視制御システム。
【請求項２】
前記親局装置は、データ収集実施対象外として登録された対象外子局装置がある場合には、データ送信要求を行う際に、データ送信要求先として前記対象外子局装置を除外するとともに、
前記対象外子局装置を中継局として含む通信経路パターンを選択しない
ことを特徴とする請求項１記載の広域監視制御システム。
【請求項３】
前記所定の子局装置は、前記親局装置からデータ送信要求を受信した場合に、自局が持っている複数の項目データのうち、前回収集時に送信した項目データと比較して変化のあった所定の項目データだけ送信し、
前記親局装置は、前記所定の子局装置が送信してこなかった項目データに関しては最新データの更新を行わず、前記所定の項目データに関してのみ最新データの更新を行う
ことを特徴とする請求項１記載の広域監視制御システム。
【請求項４】
前記所定の子局装置は、前記親局装置から、所定項目の所定時間のデータが欠測である場合に、前記所定項目の所定時間のデータ再送要求を受信したときに、前記所定項目の所定時間のデータだけを再送し、
前記親局装置は、欠測しているデータに関してのみデータの更新を行う
ことを特徴とする請求項１記載の広域監視制御システム。
【請求項５】
前記親局装置は、前記所定の子局装置に対しデータ送信要求を行った時、第１の項目のデータに関しては受信できたが、回線品質の悪化により後続の第２の項目のデータに関しては受信できなかった場合、次回の巡回時には、前記所定の子局装置に対し前記第２の項目のデータ送信要求を送信し、
前記所定の子局装置は、前記親局装置から前記第２の項目のデータ送信要求を受信すると、前記第２の項目に関してのみデータを送信する
ことを特徴とする請求項１記載の広域監視制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、用水管理所や上下水道局において遠方に設置された子局装置の監視制御に使用され、システム構築時の回線設置工事費用やネットワークの回線使用料を無料にし、システムのコストを低減させることができる特定小電力無線を利用した広域監視制御システムに関し、特に、そのデータ通信の信頼性を向上させた広域監視制御システムの通信方式に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の小電力無線通信システムは、親局が中継局を経由して末端の子局に情報を送信する際、中継局又は子局としての応答被監視局の情報受信を監視する応答監視局を設け、応答被監視局が情報を受信しなかったときは、応答監視局がこの情報を応答被監視局に送信する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特許第３２４６２７５号公報（第５頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述したような従来の小電力無線通信システムでは、ある区間の回線品質が長期的に悪化した場合や、中継局となるべき子局が正常に動作していない場合の確実なデータ通信を保証することが困難であるという問題点があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、安定したデータ通信を実現することができる広域監視制御システムを得るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る広域監視制御システムは、ポーリングによりデータを収集する１台の親局装置、及び中継局として動作する機能を有する複数台の子局装置が特定小電力無線ネットワークを通じて接続される広域監視制御システムであって、前記親局装置は、少なくとも１台の子局装置を中継局として含む通信経路パターンを、全ての子局装置に対してそれぞれ、複数個有し、１巡目のデータ収集では所定の子局装置に対して優先順位が一番高い通信経路パターンを選択してデータ送信要求を行い、前記所定の子局装置からデータ受信待ち時間内にデータを受信することができない場合は、２巡目のデータ収集では前記所定の子局装置に対して優先順位が二番目に高い通信経路パターンを選択してデータ送信要求を行うものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係る広域監視制御システムは、安定したデータ通信を実現することができ、ある子局装置が異常状態にある時に他の子局装置との通信への影響を少なくすることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係る広域監視制御システムについて図１を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る広域監視制御システムの構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
【０００９】
図１において、本広域監視制御システムは、子局装置Ｓの持つデータを収集する１台の親局装置Ｍと、無線の中継局の機能を備えた子局装置Ｓ１〜Ｓ１２が設けられている。なお、親局装置Ｍは、無線送受信装置やＣＰＵ、メモリを備えたパソコンなどであり、子局装置Ｓは、無線送受信装置やＣＰＵ、メモリを備えたシーケンサなどである。
【００１０】
また、図１において、親局装置Ｍを中心とする破線で描かれた円Ｒは、親局装置Ｍからの特定小電力無線の電波の到達可能範囲の目安である。
【００１１】
子局装置Ｓ１〜Ｓ６は、親局装置Ｍからの物理的距離が近いので直接、通信が可能である。他方、子局装置Ｓ７〜Ｓ１２は、親局装置Ｍからの物理的距離が遠いので直接の通信が不可能であり、直接、通信が可能な子局装置Ｓ１〜Ｓ６を中継して親局装置Ｍとの通信を行う。親局装置Ｍおよび子局装置Ｓ１〜Ｓ１２は、それぞれが近接するもの同士互いに接続されたイメージにより論理的なネットワークを構成しており、図中の実線はその接続状態を表現している。
【００１２】
つぎに、この実施の形態１に係る広域監視制御システムの動作について図面を参照しながら説明する。
【００１３】
親局装置Ｍは、設定した一定時間間隔毎にポーリングにより子局装置Ｓに対しデータ収集を行う。このデータ収集は、設定された順序に従い１子局装置Ｓずつ順番に行われる。例えば、親局装置Ｍは、子局装置Ｓ１〜Ｓ１２に対して、子局装置Ｓ１から順番に子局装置Ｓ２、Ｓ３、〜Ｓ１１、最後に子局装置Ｓ１２にデータ送信要求を送信し、子局装置Ｓ１〜Ｓ１２からデータを収集し、これを繰り返す。
【００１４】
データ収集の手順は、まず親局装置Ｍがある１子局装置Ｓに対し「データ送信要求」を送信する。子局装置Ｓは親局装置Ｍからの「データ送信要求」を受信すると、自装置のメモリに持っているデータを親局装置Ｍに対し送信する。親局装置Ｍは子局装置Ｓにデータ送信要求を送信してから、子局装置Ｓからのデータを受信するまで設定した時間待つ。親局装置Ｍは、受信待ち時間内に子局装置Ｓからのデータを受信するか、もしくは受信待ち時間が経過すると次の子局装置Ｓに対し「データ送信要求」を送信する。これを、全ての子局装置Ｓに対し行う。
【００１５】
全ての子局装置Ｓに対し、１巡目のデータ収集が行われた後、１巡目でデータが受信できなかった子局装置Ｓに対し、設定された順序の早いものから２巡目の収集が行われる。この巡回を設定された回数行う。
【００１６】
今、子局装置Ｓ９のデータ収集を行う場合を考えた時、子局装置Ｓ９は親局装置Ｍから物理的に離れた位置に設置されているので、電波の到達可能範囲Ｒ内の他の子局装置Ｓを中継局として経由することにより親局装置Ｍとの通信を行う。
【００１７】
親局装置Ｍと子局装置Ｓ９間の通信経路について、図１に記載された３つの通信経路パターン（１）〜（３）を親局装置Ｍのメモリに登録しておく。これら通信経路パターン（１）〜（３）は、例えば、数字の小さい方から優先して選択される。数字の大きい方から優先して選択しても構わない。
【００１８】
まず、１巡目のデータ収集では、通信経路パターン（１）にあるように、子局装置Ｓ５を中継局として、親局装置Ｍ→子局装置Ｓ５→子局装置Ｓ９という通信経路により通信が試みられる。親局装置Ｍからの「データ送信要求」に、子局装置Ｓ５が中継局に指定された中継局指定情報と、子局装置Ｓ９がデータ送信要求先であることを示すデータ送信要求先情報が付加される。子局装置Ｓ５は、親局装置Ｍからの「データ送信要求」に、自局が中継局に指定された中継局指定情報が付加されていると、この「データ送信要求」をデータ送信要求先情報に基づき子局装置Ｓ９へ中継する。
【００１９】
この時、親局装置Ｍと中継局Ｓ５間、中継局Ｓ５と子局装置Ｓ９間の回線品質が悪化している場合や、中継局Ｓ５が故障により動作していない場合は、この通信経路パターン（１）では通信が不可能である。そのため、１巡目のデータ収集では、親局装置Ｍは子局装置Ｓ９からのデータ受信待ち時間内にデータを受信することができない。
【００２０】
次に、２巡目のデータ収集では、通信経路パターン（２）にあるように、子局装置Ｓ６を中継局として、親局装置Ｍ→子局装置Ｓ６→子局装置Ｓ９という通信経路により通信が試みられる。親局装置Ｍからの「データ送信要求」に、子局装置Ｓ６が中継局に指定された中継局指定情報と、子局装置Ｓ９がデータ送信要求先であることを示すデータ送信要求先情報が付加される。子局装置Ｓ６は、親局装置Ｍからの「データ送信要求」に、自局が中継局に指定された中継局指定情報が付加されていると、この「データ送信要求」をデータ送信要求先情報に基づき子局装置Ｓ９へ中継する。
【００２１】
この時、親局装置Ｍと中継局Ｓ６間、中継局Ｓ６と子局装置Ｓ９間の回線品質が悪化している場合や、中継局Ｓ６が故障により動作していない場合は、この通信経路パターン（２）では通信が不可能である。そのため、２巡目のデータ収集でも、親局装置Ｍは子局装置Ｓ９からのデータ受信待ち時間内にデータを受信することができない。
【００２２】
次に、３巡目のデータ収集では、通信経路パターン（３）にあるように、子局装置Ｓ１、Ｓ１０を中継局として、親局装置Ｍ→子局装置Ｓ１→子局装置Ｓ１０→子局装置Ｓ９という通信経路により通信が試みられる。親局装置Ｍからの「データ送信要求」に、子局装置Ｓ１及びＳ１０が中継局に指定された中継局指定情報と、子局装置Ｓ９がデータ送信要求先であることを示すデータ送信要求先情報が付加される。子局装置Ｓ１は、親局装置Ｍからの「データ送信要求」に、自局が中継局に指定された中継局指定情報が付加されていると、この「データ送信要求」を中継局指定情報に基づき子局装置Ｓ１０へ中継する。また、子局装置Ｓ１０は、子局装置Ｓ１からの「データ送信要求」に、自局が中継局に指定された中継局指定情報が付加されていると、この「データ送信要求」をデータ送信要求先情報に基づき子局装置Ｓ９へ中継する。
【００２３】
この時、親局装置Ｍと中継局Ｓ１間、中継局Ｓ１と中継局Ｓ１０間、中継局Ｓ１０と子局Ｓ９間の回線品質が良好で、中継局Ｓ１、Ｓ１０が正常に動作している場合は、この通信経路パターン（３）により通信が可能である。そのため、３巡目では親局装置Ｍは子局装置Ｓ９からのデータ受信待ち時間内にデータを受信することができる。
【００２４】
このように、ある特定区間の回線品質が悪化している場合や、ある中継局が故障により動作していない場合にも、他の通信経路を使って通信を試みることにより安定したデータ通信を行うことが可能となる。なお、上記の説明では、例として子局装置Ｓ９について通信経路パターンを３パターン示したが、これは子局装置Ｓ１〜Ｓ１２毎に１以上ｎ以下（ｎは設定された数値）のパターンを登録することができる。すなわち、電波の到達可能範囲Ｒ内の、例えば子局装置Ｓ１に対しても、例えば他の子局装置Ｓ２やＳ６を中継局として経由することにより親局装置Ｍとの通信が行えるように、複数の通信経路パターンを親局装置Ｍのメモリに登録しておくが、電波の到達可能範囲Ｒ内の子局装置Ｓに対しては、直接通信が可能なので中継局を介さない通信経路パターンも登録しておく。
【００２５】
登録されたパターンより多く巡回が試行された場合は、登録パターンの一番優先順位の高いパターンの通信経路に戻って通信を行う。例えば、登録パターンが（１）〜（３）の３つで、設定された巡回の回数が４の場合、１〜３巡目は通信経路パターン（１）〜（３）により通信が試みられ、４巡目は通信経路パターン（１）により通信が試みられる。
【００２６】
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る広域監視制御システムについて図２を参照しながら説明する。図２は、この発明の実施の形態２に係る広域監視制御システムの構成を示す図である。
【００２７】
上記実施の形態１では、親局装置Ｍと子局装置Ｓ間の通信経路を複数切り替える方式について説明したが、この実施の形態２では、親局装置Ｍでは任意にある子局装置Ｓ（中継局）をデータ収集実施対象外として登録できる機能を持つ。
【００２８】
図２にあるように、子局装置Ｓ６が故障していると認識されている場合、親局装置Ｍのメモリに、子局装置Ｓ６をデータ収集実施対象外として手動により登録する。
【００２９】
登録された子局装置Ｓ６は、データ収集の対象とはならず、また、子局装置Ｓ９のデータ収集時には、子局装置Ｓ６が中継局として登録されている通信経路パターン（２）は選択されない。これにより、無駄なデータ収集の実施を抑止することが可能となる。
【００３０】
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る広域監視制御システムについて図３を参照しながら説明する。図３は、この発明の実施の形態３に係る広域監視制御システムの構成の一部を示す図である。
【００３１】
上記実施の形態１及び２では、親局装置Ｍと子局装置Ｓ間の通信方式に関して説明したが、この実施の形態３では、子局装置Ｓは、通信経路パターンを通じて、親局装置Ｍからのデータ送信要求を受信した時、該当子局装置Ｓのメモリが持っている項目データのうち、前回収集時の値と比較して変化のあった項目のデータのみを送信する。
【００３２】
図３にあるように、親局装置Ｍから子局装置Ｓ１ヘデータ送信要求を送信するが、子局装置Ｓ１は、自局のメモリが持っている項目Ａ〜Ｄのうち、前回収集時に送信したデータと比較して変化のあった項目Ｃに関してのみ親局装置Ｍに対しデータ送信を行う。
【００３３】
親局装置Ｍは、子局装置Ｓ１が送信してこなかった項目Ａ、Ｂ、Ｄに関しては最新データの更新を行わず、項目Ｃに関してのみ最新データの更新を行う。これにより、通信データ量を削減することが可能となる。
【００３４】
実施の形態４．
この発明の実施の形態４に係る広域監視制御システムについて図４を参照しながら説明する。図４は、この発明の実施の形態４に係る広域監視制御システムの構成の一部を示す図である。
【００３５】
上記実施の形態１、２、及び３では、親局装置Ｍと子局装置Ｓ間の定周期でのデータ収集方式に関して説明したが、この実施の形態４では、巡回を設定された回数実施してもデータ収集が完了しなかった項目に関しては、親局装置Ｍはその時間の該当項目を欠測として蓄積する。
【００３６】
この欠測を補完するために、子局装置Ｓでは設定した周期により自局のデータを蓄積する機能を備える。親局装置Ｍは、通信経路パターンを通じて、１日に１回、欠測しているデータの再送要求を、その項目が属する子局装置Ｓに対し送信する。子局装置Ｓでは項目データの再送要求を受信すると、該当項目の該当時刻のデータを親局装置Ｍに対し送信する。
【００３７】
図４にあるように、親局装置Ｍのメモリにより蓄積しているデータのうち、子局装置Ｓ１の項目Ａの０４：００のデータが欠測である場合、親局装置Ｍは、子局装置Ｓ１に対し、項目Ａの０４：００のデータ再送要求を送信する。子局装置Ｓ１では、データ再送要求を受信すると、子局装置Ｓ１のメモリでの蓄積データを参照し、該当項目の該当時刻のデータを再送する。親局装置Ｍでは、データの再送を受信すると、親局装置Ｍでの蓄積データを更新する。これにより、欠測した蓄積データの補完が可能となる。
【００３８】
実施の形態５．
この発明の実施の形態５に係る広域監視制御システムについて図５を参照しながら説明する。図５は、この発明の実施の形態５に係る広域監視制御システムの構成の一部を示す図である。
【００３９】
上記実施の形態１、２、３、及び４では、親局装置Ｍと子局装置Ｓ間のデータ収集方式に関して説明したが、この実施の形態５では、特定小電力無線では電波の状態が一時的に悪くなることにより通信が中断されることがあり、この時、親局装置Ｍは、通信経路パターンを通じて、該当子局装置Ｓに対し、先ほどデータ収集が出来なかった項目に関してデータ送信要求を再送する。
【００４０】
図５にあるように、親局装置Ｍは、子局装置Ｓ１に対しデータ要求を行った時、項目Ａ、Ｂのデータに関しては受信できたが、その後、回線品質の悪化により後続の項目Ｃ、Ｄのデータに関しては受信できなかった場合、次回の巡回時には、親局装置Ｍは子局装置Ｓ１に対し項目Ｃ、Ｄのデータ送信要求を送信する。子局装置Ｓ１は、項目Ｃ、Ｄの送信要求を受信すると、項目Ｃ、Ｄに関してのみデータを送信する。これにより通信データ量を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る広域監視制御システムの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態２に係る広域監視制御システムの構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３に係る広域監視制御システムの構成の一部を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態４に係る広域監視制御システムの構成の一部を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態５に係る広域監視制御システムの構成の一部を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
Ｍ  親局装置、Ｓ１〜Ｓ１２  子局装置、Ｒ  電波の到達可能範囲。
【図１】
2005286878.tif 000003
【図２】
2005286878.tif 000004
【図３】
2005286878.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005286878.tif 000007