(57)【要約】ＳＣＡＤＡ通信装置はモジュールセットで構成され、その第１モジュールは遠隔端末ユニット（ＲＴＵ）と通信するようになされ、その第２モジュールは通信用送受信器と通信するようになされ、そして、その第３モジュールは第１と第２のモジュール間でルーティングメッセージを行うとともに第１および第２モジュールを物理的に格納するようになされている。随意に、暗号化および／もしくはデータ圧縮を、通信装置に連係するオペレーティングシステムにより提供できる。または、これらの特徴をアプリケーションプログラムの形態で備えてもよい。
2006501538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＣＡＤＡ通信装置であって：
ＳＣＡＤＡオペレーションズセンタによって監視される現地設備の構成要素に連係した遠隔端末ユニット（ＲＴＵ）との間の通信を、多数の利用可能な機器通信インタフェースの選定された１つを通して提供するように構成された機器通信モジュールと；
前記ＳＣＡＤＡオペレーションズセンタと通信するようになされた通信用送受信器との間の通信を、送受信器インタフェースを通して提供するように構成された送受信器通信モジュールと； 
前記機器通信モジュールおよび前記送受信器通信モジュールの両方へ通信可能に結合されるとともに、その間で前記ＳＣＡＤＡオペレーションズセンタへおよびそこからメッセージを配送するように構成されたハブモジュールと；
を備えるＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項２】
前記ＳＣＡＤＡオペレーションズセンタへおよびそこからの前記メッセージを監視して、前記メッセージのいずれかが前記ＳＣＡＤＡ通信装置宛ての命令を含むか否かを判定するように構成されたオペレーティングシステムを更に備える、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項３】
前記送受信器インタフェースは、シリアル・ポート、ユニバーサルシリアルバス・ポート、ＰＣＭＣＩＡインタフェース、ＲＪ１１ジャック、またはＲＪ４５ジャックのいずれか１つを備える、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項４】
前記機器通信インタフェースは、シリアル・ポートと、ユニバーサルシリアルバス・ポートと、ＰＣＭＣＩＡインタフェースと、ＲＪ１１ジャックと、ＲＪ４５ジャックと、ＳＣＡＤＡ通信装置間の通信インタフェースとを含む、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項５】
前記ハブモジュールは、第１スロット内に前記送受信器通信モジュールを受容するようになされている、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項６】
前記ハブモジュールは、更に、第２スロット内に前記機器通信モジュールを受容するようになされている、請求項５に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項７】
ＳＣＡＤＡ通信装置であって、モジュールセットを備え、該モジュールセットの第１モジュールが遠隔の遠隔計測ユニット（ＲＴＵ）と通信するようになされ、該モジュールセットの第２モジュールが通信用送受信器と通信するようになされ、該モジュールセットの第３モジュールが前記モジュールのうちの前記第１と第２のモジュール間でメッセージを配送するようになされるとともに、前記第１および第２モジュールを物理的に格納するようになされているＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項８】
前記モジュールのうちの前記第２モジュールは、ＰＣＭＣＩＡフォームファクタを有する送受信器を受容するようになされている、請求項７に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項９】
前記送受信器は、セル方式通信ネットワークで使用するようになされたモデムを備える、請求項８に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項１０】
前記第３モジュールは、前記ＳＣＡＤＡ通信装置宛ての命令を識別するように前記第１および第２モジュール間を通過するメッセージを検査するようになされたソフトウェアパッケージを含むコンピュータベースユニットを備える、請求項７に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項１１】
前記命令は、データを圧縮すること、データを解凍すること、データを暗号化すること、データを復号化すること、および前記ＳＣＡＤＡ通信装置のための動作上のパラメータを更新することを含むリストから選択される、請求項１０に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項１２】
前記送受信器は、セル方式通信ネットワークで使用するようになされたモデムを備える、請求項７に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、監視制御データ収集（ＳＣＡＤＡ）システムで使用する通信機器に関し、詳細には、かかるシステムにおいて、かかるシステムと共に使用するのに適したモジュール式通信機器に関する。
【発明の背景】
【０００２】
[0002]  ＳＣＡＤＡシステムは、様々な公共施設のマーケット、例えば、天然ガスの回収とそ配給、発電と送電、送水、油田および送油などのシステムで長年にわたって使用されてきた。一般に、これらシステムは、数多くの遠隔端末ユニット（ＲＴＵ）を、現地設備の様々な構成要素（再閉器、開閉器、ポンプ、遮断器、コンデンサバンク等）と併用する。ＲＴＵは本質的には通信インタフェースであり、現地設備へ直に一体化してもよいが、多くの場合、外付け通信ユニットとして現地設備に接続される。ＲＴＵは、中央ユニットから周期的に問合せつまり「ポーリング」を受け、ＲＴＵに関連する現地設備やシステムから集めたデータとともに応答する。この問合せは、限定的（中央ユニットが固有識別子の一部の形式を使用して限定的なＲＴＵと連絡をとることを意味する）であっても、全体的（この場合に、中央ユニットは単一ポーリングを送り、ポーリングを受けたＲＴＵの全てが、ある所定の応答順序に従って順次応答する）であってもよい。
【０００３】
[0003]  ＳＣＡＤＡのＲＴＵは多くの業者から入手でき、その形態は様々である。しかし、一般的に、全てのＲＴＵは、現地設備のどのような構成要素に関連していようが、その設備のための通信インタフェースとして働く。ＲＴＵに接続された通信機器（例えば、モデムや、その類似品）は、ＲＴＵと中央ユニット間の通信を通信ネットワーク（例えば、ＰＳＴＮその他ネットワーク）を介して可能にする。これは、各通信機器が特有の目的で設計されているので、問題が生ずる。すなわち、各通信機器は１つの特定用途向け、例えば中央ユニットへの／からの１つの特定形式の通信リンク向けに設計されている。従って、通信機器のあるものはセル方式ネットワークを介する通信のために構成される一方で、その他通信機器が専用回線や衛星通信リンクでの使用に専ら構成されることがある。
【０００４】
[0004]  この後者の点は重要である。というのは、ＳＣＡＤＡシステムの中央ユニットへの／からの多種の異なる通信メカニズムを持つことは、一般的には、同様の送受信器システムを、遠隔場所と、中央オフィスつまり他の場所との両方に配備しなければならないことを意味する。これは、結局、配備されているＲＴＵ／現地設備の構成要素毎（最良でも、ごく少数の構成要素毎）に専用受信器を設けるという、望ましくない状況を招く。こうした通信システムはコストがかさみ、保守も困難である。
【０００５】
[0005]  業者によっては、ＲＴＵと通信機器を一体化した装置を提供することで、この問題の解決を図っている。例えば、コネチカット州ＷａｔｅｒｔｏｗｎのＢｒｉｓｔｏｌ  Ｂａｂｃｏｃｋが製造する３３ＸＸシリーズＲＴＵは、利用可能な多数の通信カードのうちの１つを持つＲＴＵをユーザが注文することによって、一般形態のＲＴＵを特有用途向けにカスタム化できるように見える。この半カスタム化ＲＴＵ策は、通信インタフェースの改変毎に専用送受信器を設けるという問題が依然として残る。更に、各半カスタム化ＲＴＵは、現地設備の特有な構成要素とだけインタフェースするにすぎない。
【０００６】
[0006]  既存の多くのＳＣＡＤＡシステムに伴う更なる問題は、ＲＴＵと中央ユニット間の通信が安全な形では提供されないことである。従って、権限のない人が伝送を監視したり、妨害したりすることができ、さらには不正な通信をＳＣＡＤＡネットワーク中へ挿入することさえ可能であり、システムの監視／制御を損なうおそれがある。最終的に、現行のＳＣＡＤＡシステムは、ＲＴＵから履歴情報を回収しなければならない場合は常に、現場サービス要員を派遣する必要が依然としてある。すなわち、ＲＴＵから中央ユニットへの通信システムは、履歴通信記録およびそれと同様な大きいデータファイルの伝送に対応していない。
【０００７】
[0007]  従って、必要であるのはＳＣＡＤＡ通信機器の改良である。
【発明の概要】
【０００８】
[0008]  １つの実施の形態でＳＣＡＤＡ通信装置が提供される。この装置は、モジュールセットで構成され、その第１モジュールは遠隔の遠隔計測ユニット（ＲＴＵ）と通信するようになされ、その第２モジュールは通信用送受信器と通信するようになされ、そして、その第３モジュールは第１と第２のモジュール間でルーティングメッセージを行うとともに、第１および第２モジュールを物理的に格納するようになされている。
【０００９】
[0009]  本発明を、添付図面の図に沿って、限定ではなく例示として説明する。
【本発明の詳細な説明】
【００１０】
[0017]  以下に、モジュール式ＳＣＡＤＡ通信装置と、この装置に特段の使用を見出した関連システムとを説明する。ＳＣＡＤＡ通信装置のことを、本明細書ではユニバーサルハブ（ＵＨ）と称する。ＵＨは遠隔通信機器であり、オペレーションズセンタ（ＯＣ）と、現場（すなわち、ＯＣからの遠隔場所）に配置された１台以上の遠隔設備ユニットとの間でのメッセージ送受信を可能にする。設備の「遠隔」は相対的な概念である。ある場合には、それはＯＣから何マイルも隔たった容易に到達できない無人の、またはまばらな居住地域に配置された設備ユニットおよびその関連ＵＨを指し、別の場合には、それは単にビルの別の部屋に配置されている設備およびＵＨを指す。こうした点在した「遠隔の」場所および設備ユニット間の共通因子は、ＯＣへ情報を通信したり、および／またはそこから操作上のコマンドを受信したりすることの必要性である。
【００１１】
[0018]  遠隔設備は、ＳＣＡＤＡシステムを通して共通的に監視および／または制御されるどのような形態の設備であってもよい。例えば、ポンプ、流量計、発電機、空圧機器、開閉器、計器およびその類似物が全て、ＳＣＡＤＡシステムの通例の構成要素である。本発明は、そのような設備の設計に必ずしも関与しない。むしろ、本発明は、この様々な形態の設備と、設備の構成要素およびＯＣ間でのメッセージの中継に使用できる、異なった形式の通信リンクとの間のインタフェースとして働く通信装置へ主に向けられる。
【００１２】
[0019]  本発明を、その現時点で好ましい実施の形態の見地から以下検討するが、この検討は本発明の範囲の限定を意味するものではない。当該技術に通常に精通する者は、本開示を考察することにより、本明細書での記載に置換えて同じ効果を達成できる同等の処置、材料、または構造を認知することになろう。かかる同等物の使用は、本発明の範囲内であると見なされることに留意されたい。例えば、検討が周知の構造および機器に及ぶ場合には、ブロック図を用いて、部分的であれ、広い範囲のそのような構造および機器への本発明の広い適用性を実際に示す。
【００１３】
[0020]  ＵＨを詳細に説明する前に、ＵＨを使用するシステム全般を検討するのがよい。かかるシステムの１つ実施例を図１に示す。ＵＨ１０は、現地で、ＲＴＵ／現地設備の構成要素１２とＯＣ１４の間に配備される。ＵＨは、通信ネットワーク１６を経由して、ＯＣとの間で通信する。この通信ネットワークは、専用回線、セル方式もしくはその他の無線通信リンク（ラジオ波、マイクロ波、および／もしくは衛星の通信リンクを含む）、またはネットワーク運営側が支給する独自仕様のネットワークを含む、そのようなネットワークのどんな形式（単数または複数）でもよい。
【００１４】
[0021]  場合によっては、通信ネットワークは、モトローラ社のiDENネットワークを活用でき、これを用いてNextel Communications社は、同社のセル方式で２方向の無線（Direct ConnectＴＭ）サービスを行っている。このような場合、ＵＨ１０は、このネットワークで使用するようになされたNextel社のiO1000モデムを活用できる。このネットワークとモデムの併用は特段の利点がある。というのは、Nextel社のDirect Connectサービスは通常のセル方式電話通信ができない、もしくはDirect Connectサービスより品質が劣る地域や地域への通信アクセスを可能にすることがしばしばであることを本発明者が見出したからである。従って、ＳＣＡＤＡネットワークの運営側は、既に配備された商用無線ネットワークを、他のセル方式電話ネットワークに通例である通信の断絶や不通に悩まされずに、使用できる利点を実感できる。
【００１５】
[0022]  下記でもっと詳細に説明するように、ＵＨ１０はモジュール式設計を採用し、１つの実施の形態では、送受信器通信モジュールとしてタイプIIまたはIIIのＰＣＭＣＩＡカードを収容する。Nextel社のiO1000モデムは、業界標準のタイプIIIフォームファクタおよびシリアルインタフェースを使用する。従って、本発明のＵＨ１０はこのモデムと共に使用する互換性がある。（フォームファクタの点で）同様に互換性のあるモデムを供与する他のネットワーク運営者は、AT&T Wireless社（ＣＤＰＤおよびＧＰＲＳネットワーク用）およびCingular社（ＧＳＭおよびＧＰＲＳネットワーク用）である。
【００１６】
[0023]  ＵＨ１０は３つの主要モジュールを含む。ＵＨ１０は、その中核に、ハブモジュール１８を含む。ハブモジュール１８はプログラム可能なモジュール（例えば、不揮発性メモリに格納されたコンピュータ可読命令を持つ汎用プログラム可能マイクロプロセッサもしくは縮小命令セットプロセッサ、または起動用ＲＯＭを持つフィールドプログラム可能ゲートアレイもしくは類似デバイス、などを含む）、であって、コンピュータ可読命令（ソフトウェア）を含み、ＵＨ１０の動作を制御するとともに、機器通信モジュール２０と送受信器通信モジュール２２との間を通過するメッセージに対して経路指定およびコード変換／プロトコル変換機能を提供する。加えて、ＵＨ１０は、ＯＣ１４によっての限定的および／または全体的ポーリングにＵＨ１０が応答できるようにするソフトウェアおよび／またはハードウェアを含んでもよい。
【００１７】
[0024]  ＲＴＵ／現地設備１２とＯＣ１４との間の通信は双方向性であるが、必ずしも完全な複式である必要はない−どの時点においても１つの構成要素だけがデータを送信しなくてはならない。ほとんどの場合、通信はＯＣ１４によって開始され、ＯＣ１４は、現場機器に連係したＲＴＵに、監視対象設備の現状について報告するよう命令する。ＲＴＵは、監視対象設備から回収したデータおよび／またはその設備の現行の調子に関する情報、を含んだ情報を中継してＯＣ１４に応答する。
【００１８】
[0025]  場合によっては、通信はＲＴＵ自体によって開始される。例えば、ＲＴＵが現地設備の不良を感知したり、またはＲＴＵの動作パラメータがある検知を突破して警報事態を構成する状況で、ＲＴＵは、ポーリングを待たずにＯＣ１４へ不良または警報事態を報告することもある。こうした場合、ＵＨ１０はこの情報をＯＣ１４へ転送し、それによりネットワーク運営者は適切な決定を下し、それに相応して対応策を取る。
【００１９】
[0026]  各々の場合、ＯＣ１４とＲＴＵ／現地設備１２との間の通信は、ＵＨ１０を介して行われる。ＯＣ１４からの通信は、ＵＨ１０にて送受信器通信モジュール２２で受信され、ハブモジュール１８へ配送され、機器通信モジュール２０へ供給される。他の実施の形態では、メッセージは、送受信器通信モジュール２２から機器通信モジュール２０へ直接送られてもよい。ＯＣ１４からのメッセージは、送受信器通信モジュールからＲＴＵ／現地設備１２へ送られる。ＲＴＵ／現地設備１２からＯＣ１４へのいずれのメッセージも、ＵＨ１０を通る逆経路に従う。
【００２０】
[0027]  このようにＵＨ１０が動作するシステム全般を説明したので、以下、ＵＨ１０自体およびその中に含まれているモジュールをより詳細に検討する。ＵＨ１０は、それがＲＴＵ／現地設備１２とＯＣ１４との間の多種の様々な通信リンク（スポーク）のためのハブとして作動するという「ハブアンドスポーク方式」の理念で設計されている。ＵＨ１０は、このように、使用している物理的通信媒体にかかわらず、ＯＣ１４からの／それへの共通の通信プロトコルを可能にする。これはネットワーク運営者にとって有利である。なぜなら、バラバラな種類のＲＴＵと通信する個々の通信メカニズムをＯＣ１４で用いる必要がないことを意味するからである。更に、以下詳細に検討するように、ＵＨ１０は、様々な形態の現地設備および／またはＲＴＵとの接続用の様々な物理的コネクタを持つ機器通信モジュール２０を受け入れる共通プラットフォームであってもよい。
【００２１】
[0028]  送受信器通信モジュール２２は、ＯＣと通信する自らの役割において多数の様々な手法に適合できるという意味で万能である。１つの実施の形態で、送受信器通信モジュールは、以下の代替を経由する通信を可能にするようになされている：
i.   専用回線、例えばアナログまたはデジタル（例えば、ＩＳＤＮまたはＤＳＬ）のモデム経由、
ii.  ＰＣＭＣＩＡ／カードバス通信インタフェースであって、以下を含む：
1.  セル方式／ＣＤＰＤ（セル方式デジタルパケットデータ）／ＧＰＲＳ（ＧＳＭパケット無線システム）、
2.  無線のラジオ周波数／ポイント・ツー・ポイント／マイクロ波、
3.  衛星、
4.  その他のカスタム／独自仕様インタフェース、
iii. シリアル通信インタフェースであって、以下を含む：
1.  ＲＳ−２３２、
2.  ＲＳ−４２２、
3.  ＲＳ−４８５、
4.  ＵＳＢ １．１／２．０、
5.  その他のシリアル接続／プロトコル、
iv.  ＴＣＰ／ＩＰまたは他のＬＡＮ通信プロトコル、例えば、イーサネットまたは他のデータ通信インタフェース経由、
v.   上記代替の１つの別の実装（例えば、ＰＣＭＣＩＡフォームファクタ以外を有する別の衛星通信インタフェース）。
普通には、これらの方法の１つが、送受信器モジュール２２用の主要接続部として選定されることになろう。
【００２２】
[0029]  ハブモジュール１８は、送受信器通信モジュール２２のための電力を供給する。詳細には、ＵＨ１０は集中化配電モジュールとして作動し、要求に応じて送受信器通信モジュール２２へ適切な電力を供給する。（例えば、主電源から非常用蓄電池バックアップ電源または類似の補助電源への）電源冗長性および故障迂回操作が、電源故障に備えて設けられている。
【００２３】
[0030]  送受信器通信モジュール２２は、３つの主な機能を有する：
i.   ハブモジュール１８へ、およびそこからデータを転送すること；
ii.  連係した送受信器へ送信する／そこから受信したデータを選択肢で暗号化および復号化すること；そして
iii. ＯＣ１４と（連係した送受信器経由で）通信すること。
【００２４】
[0031]  例えば、セル方式通信が使用される場合、送受信器通信モジュール２２に連係した送受信器はＯＣ１４とセル方式通信ネットワーク経由で通信するようになされることを意味するので、送受信器通信モジュール２２は、ハブモジュール１８から受信したデータをセル方式送受信器が受信および理解できる形式にフォーマットすることになる。しかし、送受信器自体（例えば、Nextel社のiO1000モデム）は、セル方式ネットワークによって使用される実際の通信プロトコルに従ってデータをフォーマットする責任がある。従って、Nextel社のiO1000モデムの場合、送受信器通信モジュール２２は、モデムへのシリアルバスを通じた送信のために、ＰＣＭＣＩＡIII通信インタフェースに付随する電気信号レベルおよびその他の規約を使用して、データをフォーマットすることになる。しかし、次にモデムがiDENネットワーク通信プロトコルに従った送信のためにデータを再フォーマットすることになる。場合によっては、送受信器通信モジュール２２とそれの連係した送受信器との間で転送されるデータを、インタフェースの両側で（必要に応じて）暗号化／復号化する必要がある。これは、機密施設内のデータを不当に嗅ぎ回ることを防止するためである。
【００２５】
[0032]  送受信器通信モジュール２２は、補助の送受信器通信接続を備えて、主（特恵）ルートが何らかの理由で動作不能な事態で、故障迂回つまり補助（代替）通信ルートとして使用するように設計できる。この故障迂回機能は、規定の状況で補助接続を起動させるようにプログラムできる、例えば：
i.   ＯＣ１４との間の無通信経過時間
ii.  現場機器１２からの重要メッセージがＯＣ１４で受信されていない、
iii. 主通信ネットワークの故障を検出した、および／または
iv.  主体通信ハードウェアの故障を検出した。
【００２６】
[0033]  補助接続の追加により、ＵＨ１０は、ＲＴＵ／現地設備１２とＯＣ１４との間で送られるデータの最高特恵／最低特恵の経路指定も実行できる（このプロセスは送受信器経路指定と称する）。例えば、決まった時間の間に送信されるデータを主（特恵）接続を通して送り、それに対してこの時間外に送信されるデータを補助（代替）接続を通して送るようにして、特恵ネットワークの使用率を有効活用してもよい。
【００２７】
[0034]  送受信器通信モジュール２２は、多種の様式のいずれかで物理的に実装できる。例えば：
i.   全ての機能はＵＨ１０のシステム回路基板上へ直接的に一体化できる、
ii.  全ての機能は脱着可能なプラグインモジュール上へ一体化できる、または
iii. 個々の機能は別体の脱着可能なプラグインモジュール内へ実装してもよい。
【００２８】
[0035]  本発明の好ましい実施の形態は、システム回路基板内への直接的一体化に反して、モジュール式構想を利用する。構成要素をモジュール化することによって、（例えば、基板レベルの故障修理またはＵＨ１０の全体交換でなく、故障の場合の簡単なモジュール交換により）ＵＨ１０は現場で容易にサービスを受けることができる。更に、ＵＨ１０とＯＣ１４との間の送信媒体が変更された場合に、ＵＨ１０を容易にアップグレードできる。
【００２９】
[0036]  モジュール化した送受信器通信モジュール２２の１つの実施例を図２Ａと２Ｂに示す。図２Ａは送受信器通信モジュール２２の外形の平面図であり、ＵＨ１０からの取外し／挿入を容易にするためのハンドル２６を持つモジュール式カード２４を示す。蝶ねじまたは他の締着具を、ＵＨ１０のシャーシ内へ送受信器通信モジュール２２を固着するために設けてもよい。従って、送受信器通信モジュール２２は、プリント回路基板（単数または複数）として構成してもよく、上に電気部品が搭載され、ハブモジュール１８との通信を可能にするインタフェースが組入れられる。基板はハンドル２４を含む剛性フレーム上に担持してもよい。
【００３０】
[0037]  図２Ｂは、送受信器通信モジュール２２の種々の実施例の側面図であり、各図はモジュール２２をそれの連係した送受信器へ結合する様々な通信インタフェースを示す。１つの実施例では、ＰＣＭＣＩＡスロット２６が設けられて、ＰＣＭＣＩＡフォームファクタに準拠するiO1000モデム等の送受信器を受け入れる。別の実施例はＲＪ１１および／またはＲＪ４５ジャック（それぞれ３０および３２）を有するモジュール２２を示す。この構成は、モジュール２２がアナログモデムを含み、そして従来の電話回線とインタフェースする必要がある場合、または、外付けのデジタル（すなわち、ＤＳＬまたはＩＳＤＮ）モデムが使用され、そしてイーサネットケーブルがモジュール２２をそれへ接続する必要がある場合に使用できる。
【００３１】
[0038]  他の代替は、シリアルポート３４および／またはＵＳＢポート３６を持つ送受信器通信モジュール２２を備える。これら構成は、アナログモデムがモジュール２２へ外付けされる場合に有用である。もちろん、これらの代替の幾つかまたは全てを、図示のように送受信器通信モジュール２２の派生型のマルチポートへ組み込んでもよい。
【００３２】
[0039]  機器通信モジュール２０の設計も、ハブアンドスポーク方式の理念に従う。機器通信モジュール２０は、ＲＴＵ／現地設備１２へ直に接続されたＲＴＵとの間で通信する。機器通信モジュール２０の汎用性は、多数の様々な種類のＲＴＵとの間で通信できることにある。
【００３３】
[0040]  ＲＴＵとの通信に加えて、機器通信モジュール２０は、幾つかの形態の現地設備（例えば、主配信警報および制御機器（ＰＤＡＣ））を直接的に制御および監視するように構成されている。これらは、内蔵インテリジェンスシステムを持たない機器であり、通例、簡単な電圧レベルの信号または乾式接点を通じて制御され、状態を決定することに１つまたは２つの単純な手段（例えば、開閉器）を有することがある。
【００３４】
[0041]  機器通信モジュール２０は、更に、以下の種類のインタフェース経由でのＲＴＵおよび／または現地設備との通信を可能にするよう設計されている：
i.   シリアル：
1.  ＲＳ−２３２
2.  ＲＳ−４２２
3.  ＲＳ−４８５
4.  ＵＳＢ
5.  その他のシリアル接続／プロトコル、
ii.  イーサネット（例えば、ＴＣＰ／ＩＰネットワークおよび／またはＬＡＮ用）
iii. マルチアウト（複数の機器および／または他のＵＨユニットを制御することに使用されるＵＨからＵＨへのインタフェース）
iv.  制御アウト（機器通信モジュール２０を非インテリジェント現場機器（例えば、ＰＤＡＣ）へ接続することに使用されるカスタムインタフェース）
【００３５】
[0042]  送受信器通信モジュール２２の場合であったように、ハブモジュール１８が機器通信モジュール２０へ電力を供給することになろう。ハブモジュール１８は集中化配電センタとして作動し、要求に応じて機器通信モジュール２０へ適切な電力を供給する。先に説明したように、電源冗長性および故障迂回操作が与えられてもよい。制御アウトポートへの電力供給が必要な場合には、機器通信モジュール２０は充電回路を利用してもよく、このインタフェースはバックアップ蓄電池または主体電源のいずれかによって電力供給されてもよい。
【００３６】
[0043]  機器通信モジュール２０は、２つの主な機能を有する：
i.   ハブモジュール１８へ、およびそこからデータを転送すること、そして
ii.  ＲＴＵ／現地設備１２または非インテリジェント現場機器（例えば、ＰＤＡＣ）へおよびそこからデータを送信および受信すること。
【００３７】
[0044]  送受信器通信モジュール２２の場合のように、機密施設に対して、機器通信モジュール２０は暗号化／復号化ユニットを装備してもよく、それにより機器通信モジュール２０とＲＴＵ／現地設備１２との間で送られる情報は暗号化される。
【００３８】
[0045]  機器通信モジュール２０は、多種の方式のいずれかで物理的に実装でき、以下を含む：
i.   全ての機能はＵＨ１０のシステム回路基板上へ直に一体化できる（例えば、ハブモジュール１８の一部分として）、
ii.  全ての機能は脱着可能なプラグインモジュール上へ一体化できる、および
iii. 個々の機能は別体の脱着可能なプラグインモジュール上へ載置できる。
【００３９】
[0046]  現在好ましい実施は、モジュール式構想を活用しており、この設計に従って構成された機器通信モジュール２０の実施例を図３Ａと３Ｂに示す。構成要素をモジュール化することによって、（例えば、基板レベルの故障修理またはＵＨ１０の全体交換でなく、故障の場合の簡単なモジュール交換により）ＵＨ１０は現場で容易にサービスを受けることができる。更に、現地設備および／またはＲＴＵが変更された場合に、ＵＨ１０を容易にアップグレードできる。
【００４０】
[0047]  図３Ａは機器通信モジュール２０の外形の平面図であり、ＵＨ１０からの取外し／挿入を容易にするためのハンドル４０を持つモジュール式カード３８を示す。蝶ねじまたは他の締着具を設けて、ＵＨ１０のシャーシ内へ機器通信モジュール２０を固定してもよい。機器通信モジュール２０は、プリント回路基板（単数または複数）として構成してもよく、上に電気部品が搭載され、ハブモジュール１８との通信を可能にするインタフェースが組入れられる。基板はハンドル２４を含む剛性フレーム上に担持してもよい。
【００４１】
[0048]  図３Ｂは機器通信モジュール２０の種々の実施例の側面図であり、各図はモジュール２０をそれの連係したＲＴＵ／現場機器１２へ結合する様々な通信インタフェースを示す。１つの実施例では、マルチアウトポート４２および／または制御アウトポート４４が提供される。マルチアウトポートは、複数のセットの現地設備が監視されている施設で必要とされことがあるような、ＵＨ１０と別のＵＨ１０との間で通信するようになされている。場合によっては、これは、従来のシリアル、ＵＳＢ、イーサネットまたは他の周知のコンピュータ／周辺機器の通信インタフェースであってよい。とはいえ他の場合には、特別に構成した通信インタフェースであってもよい。制御アウトポート４４は、特別に連係したＲＴＵを持たない現地設備１２と通信するようになされている。そのような場合、制御アウトポート４４は、現地設備メーカーが提供する入力／出力に適合するように構成されねばならない。これは、従来のシリアルまたは他の通信ポートであることもあるが、現地設備と互換性のある電圧レベルを提供するために種々のデジタル／アナログ変換器を活用するカスタム設計のインタフェースがより必要になろう。
【００４２】
[0049]  機器通信モジュール２０の別の実施例は、ＲＪ１１および／またはＲＪ４５ジャック（それぞれ３０および３２）を備える。この構成は、モジュール２０がアナログモデムを含み、そして従来の電話回線とインタフェースする必要がある場合、または、外付けのＲＴＵがイーサネットケーブル経由でアクセス可能である場合に使用できる。他の代替は、シリアルポート３４および／またはＵＳＢポート３６を持つ機器通信モジュール２０を備える。この構成は、ＲＴＵがシリアル通信能力を持っている場合に有用である。もちろん、これらの代替の幾つかまたは全てを、図示のように機器通信モジュール２０の派生型のマルチポートへ組み込んでもよい。
【００４３】
[0050]  ハブモジュール１８は、送受信器通信モジュール２２と機器通信モジュール２０との間の通信ポータルである。これは、他のモジュールのためのコントローラとして作動するだけでなく、ＵＨ１０のための中核インテリジェンスを追加する。
【００４４】
[0051]  ハブモジュール１８は、送受信器通信モジュール２２および機器通信モジュール２０と内部でバス（不図示）を通して通信する。他のモジュールの物理的実装次第で、この通信は、多種の方式で提供できる。例えば：
i.   送受信器通信モジュール２２および／または機器通信モジュール２０がモジュール式プラグイン型パッケージであるように設計されている場合、ハブモジュール１８と送受信器通信モジュール２２／機器通信モジュール２０との間の通信は、ＰＣＩカードに類似したカード／モジュールのスロットまたは類似のコネクタを介する通信であってよい。
ii.  送受信器通信モジュール２２および／または機器通信モジュール２０がハブモジュール１８のシステムボードへ接続されるドータボードとして設計されている場合、ハブモジュール１８と送受信器通信モジュール２２／機器通信モジュール２０との間の通信は、ケーブルを介する通信であってよい。
iii. 送受信器通信モジュール２２および／または機器通信モジュール２０がハブモジュールのシステムボード上へ直に一体化されるように設計されている場合、ハブモジュール１８と送受信器通信モジュール２２／機器通信モジュール２０との間の通信は、回路バスを介する通信であってよい。
【００４５】
[0052]  それに加え、ハブモジュール１８は、好ましくは機器のメインシャーシの外側に搭載された、それ自体の外付け通信ポートを有することになる。かかる通信ポートの１つの実施例が、図４Ａに示すＵＳＢ（１．１／２．０）ポート４６である。この図では、ハブモジュール１８の幾つかの側面図を示す。ハブモジュール１８は送受信器通信モジュール２２を送受信器通信モジュール受容スロット４８に収容できることに注意されたい。機器通信モジュール２０を収容するように、同様のスロットが（図４Ｂ参照）、ハブモジュール１８の他方側に設けられる。これらスロットは適切な通信インタフェースを組入れており、上で説明したようにモジュール間での情報交換を可能にする。
【００４６】
[0053]  ハブモジュール１８の他方側に、種々の電源インタフェースを設けてもよい。好ましくは、ＵＨ１０は二元電源、すなわち：１つの主電源と１つのバックアップ電源を有する。
【００４７】
[0054]  従来のＡＣ１１０／１２０Ｖ入力５０が主電源となれるように設けられる一方、１２Ｖまたは２４Ｖの蓄電池バックアップ入力５２（バックアップ蓄電池へ接続可能な２ピンのコネクタケーブルとして実装したものを示す）が、補助つまりバックアップ電源用に設けられてもよい。別の選択肢は、ジャック５４を通してのＤＣ電力入力を設けることである。
【００４８】
[0055]  ハブモジュール１８は８つの主な機能を持っている。第１に、ハブモジュールは、機器通信モジュール２０と送受信器通信モジュール２２との間で疑似トランスペアレントモードで情報を転送するよう動作する。これは、モジュール１８は機器通信モジュール２０と送受信器通信モジュール２２との間で初期値で、つまりパケット検査または転換を何ら実行せずにメッセージを転送することを意味するが、それはまた、ハブモジュール１８にメッセージを取込ませ、特有の機能（以下で説明する）を実行させることができるメッセージ中の（平常の交信と競合することのない）特殊化符号を認知できる。
【００４９】
[0056]  第２に、ハブモジュールは、ＵＨ１０のためにアドレス情報を格納し、ＯＣ１４からそのアドレスへの限定的ポーリングへ応答することを要求されることがある。第３に、ハブモジュール１８は、ハブモジュール１８での処理のために機器通信モジュール２０および／または送受信器通信モジュール２２からのメッセージを取込むことがある。これは、ハブモジュール１８または送受信器通信モジュール２２および／もしくは機器通信モジュール２０を更新／改変する命令だけでなく、ＲＴＵへ機器通信モジュール２０経由で特別な制御命令を送信させる命令も含んでよい。
【００５０】
[0057]  第４に、ハブモジュール１８は、送受信器通信モジュール２２が、前以って指定したホストとだけ通信していることを確保するように検証を実施する責任がある（すなわち、無関係なホストとの通信を防止する）。第５に、ハブモジュール１８は、（必要な場合）機器通信モジュール２０が、前以って指定したＲＴＵ／現場機器とだけ通信していることを確保するように検証を実施する（すなわち、無関係なまたは間違った種類のホストとの通信を防止する）。
【００５１】
[0058]  第６に、（現状報告などのような）大きいメッセージをＯＣ１４へ送る必要がある場合に、ハブモジュール１８は、データを圧縮し、その圧縮データをＯＣ１４へ送ってもよい。幾つかのタイプの圧縮エンジンのいずれも、このタスクのために使用でき、適切な圧縮エンジンは、送信される交信の予想量によってある程度決まることになる。
【００５２】
[0059]  第７に、ハブモジュールは、送受信器通信モジュール２２および機器通信モジュール20上のどの機器およびポートの使用がどの機器と可能かについての情報を維持する。これは動作中にソフトウェアテーブルの更新を伴うこともある。最後に、第８に、ハブモジュールは自己診断を実行するだけでなく、送受信器通信モジュール２２および機器通信モジュール２０の調子も監視する。
【００５３】
[0060]  ハブモジュール１８は、好ましくは１枚以上のプリント回路基板で実装され、先に指し示した種々の接続および／またはプラグインスロットを持つ。一般的に、ハブモジュール１８は、処理エンジン（プログラム可能な汎用マイクロプロセッサもしくは縮小命令セットプロセッサ、またはフィールドプログラマブルゲートアレイもしくはその同類）を含み、連係したオペレーティングシステムソフトウェアおよび／またはファームウェア、ならびにランダムアクセスメモリを持つ。１つの実施の形態において、ハブモジュール１８は、ＵＨ１０のための固有アドレス識別子を不揮発性メモリに格納しており、送受信器通信モジュール２２から受信したメッセージを解析する時にこの識別子を使用して、（元々ＯＣ１４から送信された）メッセージがＵＨ１０および／またはそれの連係した現地設備／ＲＴＵ１２宛てを意味するかどうかを判定する。
【００５４】
[0061]  ハードウェアに加えて、ハブモジュール１８は内蔵ソフトウェアパッケージ（ＯＳＰ）を含む。ＯＳＰは、送受信器通信モジュール２２と機器通信モジュール２０との間の通信ポータルとして作動するだけでなく、ＵＨ１０およびその種々のモジュールのためのインテリジェント管理システムとしても働く。
【００５５】
[0062]  １つの動作モードで、ＯＳＰは、送受信器通信モジュール２２と機器通信モジュール２０との間の通信を可能にする。ＯＳＰは、このモードでは送受信器通信モジュール２２および機器通信モジュール２０の両方にとって完全にトランスペアレントである。ＯＳＰはメッセージ全部を検査している訳ではないが、ＯＳＰは、特有のＵＨ命令を含む特別に符号化されたシーケンスを探索している。これらの命令は、（暗号化の前または後にデータを圧縮または復元すること、ＲＴＵの動作パラメータを更新すること、またはその他のそのような機能のような）特有の機能を実行するようＵＨ１０に命令することに（例えば、ＯＣ１４にいる運営者によって）使用できる。全ての場合において、特別に符号化されたシーケンスは、ＯＣ１４とＲＴＵ／現地設備１２との間で送られる他のデータと競合しないように選ばれる。
【００５６】
[0063]  １つの実施の形態で、ＯＳＰは、Linuxカーネルに基づき、７つのソフトウェアシステムつまりモジュールを有する：
i.   送受信器通信ソフトウェアコントローラ（ＴＳＣ）−これは、送受信器通信モジュール２２用のドライバである；
ii.  機器通信ソフトウェアコントローラ（ＤＳＣ）−これは、機器通信モジュール２０用のドライバである；  
iii. ハブソフトウェアコントローラ（ＨＳＣ）−これは、ハブモジュール１８用のドライバである；
iv.  ユニバーサルハブ記録ソフトウェア（ＨＬＳ）−このモジュールは、ＵＨ１０によって実行された活動（更新またはアップグレード、メッセージを有効または無効にする機器／ポート、ファイル圧縮または復元、アドレス変更、など）の単純な記録を実行する、こうして回収されたデータはＵＨ１０によって報告された不良の故障修理／診断に役立てることができる。
v.   ユニバーサルハブ診断ソフトウェア（ＨＤＳ）−このモジュールは、ＵＨ１０の種々のモジュールについて診断を実行して、それらが正常に機能していることを確認し、そうでない場合、そのサービスをリセットしようと試みるか、または異常状態をＯＣ１４にいる運営者へ報告できる。機器は以下の事項を点検することになる。
vi.  ユニバーサルハブ見張ソフトウェア（ＨＷＳ）−このモジュールは主要機能の停止（ロックアップ）を見張り、異常状態が検出された時に診断システムの始動を試みるおよび／または特有のモジュールもしくはＵＨ１０全体の再始動／再起動を試みる。
vii. ユニバーサルハブ更新／アップグレード管理（ＨＵＵＭ）−このモジュールは、システムへ遠隔で、および現地設備／ＲＴＵ１２へ接続されて直接的に、の両方で実行される更新およびアップグレードを提供する。
【００５７】
[0064]  ＯＳＰは、ハブモジュール１８上のＵＳＢポート４６経由で現場にてアップグレード可能である。起動データへの変更およびその他の小さなドライバ変更は、ＵＳＢポート４６経由で直に行え、さもなければ送受信器通信モジュール２２を通して送られる特別な主要シーケンスおよびデータを通じて行える。
【００５８】
[0065]  ＵＨ１０はオペレーティングシステムを持つ本物のコンピュータシステムであるから、追加のプログラムした機能をユニットへダウンロードすることも可能である。１つ以上の追加プログラムを、最終ユーザの要求に基づき選定でき、ユニット上へ組込める。このプログラムは、変化帯域監視（所定の低点と高点間の性能規準を見張るプログラム）、例外報告（変化帯域パラメータが越えられた時に報告すること）などの機能を実行できる。場合によっては、ＵＨ１０が接続されているＲＴＵまたはその他の現地設備１２が、それ自体ではこれらの機能をサポートしていないことがある（非インテリジェント機器）ので、ＵＨ１０を用いてその機能性を追加できる。
【００５９】
[0066]  更に、ＵＨ１０は、運営者の要求に応じて追加のメッセージ暗号化を追加してもよい。これは、ユニットを機密施設に対して殊に好適なものにする。暗号化の選択肢は、ＭＤ５、ＲＳＡ、ＤＥＳ、トリプル−ＤＥＳ（３−ＤＥＳ）、およびＩＰ−ＳＥＣを含むが、限定されない。同じように、追加のメッセージ圧縮を、要求に応じて追加してもよい。従って、履歴またはその他の大きいデータファイルを、圧縮し（選択肢で暗号化され）、そしてＵＨ１０とＯＣ１４との間の定常の通信チャネルを使用してＯＣ１４へダウンロードしてもよい。
【００６０】
[0067]  このように、本装置の特段の使用法があるモジュール式ＳＣＡＤＡおよび関連システムを説明した。本発明をその特定の図解した実施の形態を参照に説明したが、この検討は事実上、限定しているととらえてはならない。そうでなく、本検討は、本発明の１例を伝えるために提供されたのであって、本発明の真の尺度は、特許請求の範囲を参照することによって最良に判断される。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の一実施形態に従って構成されたＳＣＡＤＡシステムのためのユニバーサルハブを用いたシステムの1つの例を説明する。
【図２Ａ】図１に示すユニバーサルハブとの使用に適する送受信器通信モジュールの平面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの送受信器通信モジュールの様々な側面図であり、特にはそれらの通信ポートを示す。
【図３Ａ】図１に示すユニバーサルハブとの使用に適する機器通信モジュールの平面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの機器通信モジュールの様々な側面図であり、特にはそれらの通信ポートを示す。
【図４Ｂ】図１に示すユニバーサルハブとの使用に適するハブ通信モジュールの様々な側面図であり、特にはそれらの通信ポートおよびその他のインタフェースを示す。
【図４Ｂ】図４Ａに示すハブモジュールの平面図である。
【図１】
2006501538.tif 000003
【図２Ａ】
2006501538.tif 000004
【図２Ｂ】
2006501538.tif 000005
【図３Ａ】
2006501538.tif 000006
【図３Ｂ】
2006501538.tif 000007
【図４Ａ】
2006501538.tif 000008
【図４Ｂ】
2006501538.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月29日(2005.9.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モジュールセットを備え、前記モジュールセットの第１モジュールが遠隔の遠隔計測ユニット（ＲＴＵ）と通信するようになされ、前記モジュールセットの第２モジュールが通信用送受信器と通信するようになされ、前記モジュールセットの第３モジュールが前記モジュールのうちの前記第１と第２のモジュール間でメッセージを配送するようになされるとともに、前記第１および第２モジュールを物理的に格納するようになされているＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項２】
ＳＣＡＤＡオペレーションズセンタへおよびそこからのメッセージを監視して、前記メッセージのいずれかが前記ＳＣＡＤＡ通信装置宛ての命令を含むか否かを判定するように、前記第３モジュールに命令するように構成されたオペレーティングシステムを更に備える、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項３】
前記第２モジュールは、シリアル・ポート、ユニバーサルシリアルバス・ポート、ＰＣＭＣＩＡインタフェース、ＲＪ１１ジャック、またはＲＪ４５ジャックのうちの１つを備える送受信器インタフェースを含む、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項４】
前記第１モジュールは、シリアル・ポートと、ユニバーサルシリアルバス・ポートと、ＰＣＭＣＩＡインタフェースと、ＲＪ１１ジャックと、ＲＪ４５ジャックと、ＳＣＡＤＡ通信装置間の通信インタフェースとを備える機器通信インタフェースを含む、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項５】
前記第３モジュールは、第１スロット内に前記第２モジュールを受容するようになされたハブモジュールを備える、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項６】
前記ハブモジュールは、更に、第２スロット内に前記第１モジュールを受容するようになされている、請求項５に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項７】
前記モジュールの前記第２モジュールは、ＰＣＭＣＩＡフォームファクタを有する送受信器を受容するようになされている、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項８】
前記送受信器は、セル方式通信ネットワークで使用するようになされたモデムを備える、請求項７に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項９】
前記第３モジュールは、前記ＳＣＡＤＡ通信装置宛ての命令を識別するように前記第１および第２モジュール間を通過するメッセージを検査するようになされたソフトウェアパッケージを含むコンピュータベースユニットを備える、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項１０】
前記命令は、データを圧縮すること、データを解凍すること、データを暗号化すること、データを復号化すること、および前記ＳＣＡＤＡ通信装置のための動作上のパラメータを更新することを含むリストから選択される、請求項９に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項１１】
前記送受信器は、セル方式通信ネットワークで使用するようになされたモデムを備える、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【請求項１２】
前記送受信器は、アナログまたはデジタルの専用回線、セル方式デジタルパケットデータサービス、ＧＳＭパケット無線システム、無線通信システム、衛星通信システム、またはＴＣＰ／ＩＰ通信システム、の１つ以上で使用するようになされたモデムを備える、請求項１に記載のＳＣＡＤＡ通信装置。
【国際調査報告】
2006501538.tif 000010
2006501538.tif 000011
2006501538.tif 000012