(57)【要約】【課題】通信上の負担を増加させることなく、診断メッセージを所定の送信周期で送信することができる通信機能診断システムおよび通信機能診断方法を提供する。【解決手段】順番設定手段１０１は、ネットワークに接続された機器に順番を定める。送信手段１０２は、順番設定手段１０１で定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージをネットワークに送信する。送信間隔算出手段１０３は、既定の送信周期を、前記ネットワークに接続された機器数で除することで送信間隔を算出する。この場合、送信手段１０２は、送信間隔算出手段１０３で算出された送信間隔をおいて、各機器から順次診断メッセージを送信する。【選択図】図１
2007195082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネットワークに接続された機器間の通信機能を診断する通信機能診断システムにおいて、
ネットワークに接続された機器に順番を定める順番設定手段と、
前記順番設定手段で定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージを前記ネットワークに送信する送信手段と、
を備えることを特徴とする通信機能診断システム。
【請求項２】
既定の送信周期を前記ネットワークに接続された機器数で除することで送信間隔を算出する送信間隔算出手段を備え、
前記送信手段は、前記送信間隔算出手段で算出された送信間隔をおいて、各機器から順次診断メッセージを送信することを特徴とする請求項１に記載の通信機能診断システム。
【請求項３】
前記送信手段は、各機器において診断メッセージを送信するたびに前記既定の送信周期がタイマアップ値に設定されるタイマを備え、前記タイマがタイマアップすると当該機器から診断メッセージが送信されることを特徴とする請求項１または２に記載の通信機能診断システム。
【請求項４】
ネットワークに接続された機器の中からマスタ機器を定めるマスタ機器指定手段と、
前記マスタ機器からの診断メッセージの受信時刻と、機器自らの前記順番と、算出された前記送信間隔とに基づいて、各機器における診断メッセージを送信すべき時刻を算出する送信時刻算出手段と、
前記送信時刻算出手段により算出された時刻と、実際に診断メッセージが送信された時刻との差分を算出し、その差分を次回の前記タイマアップ値に反映させる送信時刻調整手段と、
を備えることを特徴とする請求項３に記載の通信機能診断システム。
【請求項５】
ネットワークに接続された機器間の通信機能を診断する通信機能診断方法において、
ネットワークに接続された機器に順番を定めるステップと、
定められた前記順番に従って、各機器から順次診断メッセージを前記ネットワークに送信するステップと、
を備えることを特徴とする通信機能診断方法。
【請求項６】
既定の送信周期を前記ネットワークに接続された機器数で除することで送信間隔を算出するステップを備え、
前記送信するステップでは、算出された前記送信間隔をおいて、各機器から順次診断メッセージを送信することを特徴とする請求項５に記載の通信機能診断方法。
【請求項７】
前記送信するステップでは、各機器において診断メッセージを送信するたびに前記既定の送信周期がタイマアップ値に設定されるタイマを用い、前記タイマがタイマアップすると当該機器から診断メッセージが送信されることを特徴とする請求項５または６に記載の通信機能診断方法。
【請求項８】
ネットワークに接続された機器の中からマスタ機器を定めるステップと、
前記マスタ機器からの診断メッセージの受信時刻と、機器自らの前記順番と、算出された前記送信間隔とに基づいて、各機器における診断メッセージを送信すべき時刻を算出するステップと、
算出された前記診断メッセージを送信すべき時刻と、実際に診断メッセージが送信された時刻との差分を算出し、その差分を次回の前記タイマアップ値に反映させるステップと、
を備えることを特徴とする請求項７に記載の通信機能診断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ネットワークに接続された機器間の通信機能を診断する通信機能診断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の機器が共通のネットワークに接続された通信システムにおける通信機能診断方法として、それぞれの機器がネットワークに診断メッセージを送信し、他の機器がこれを受信できるか否かに基づいて通信機能を診断する方法が知られている。すべての機器間で診断メッセージの送受信を実行することで、通信状態を診断することができる。
【０００３】
各機器における診断メッセージの送信タイミングは、各機器に備えられたタイマに従っており、各機器はあらかじめ決められた一定周期で診断メッセージを繰り返し送信している。
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２２４９８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような通信機能診断方法では、各機器は他の機器から送信された診断メッセージを全て受信しなければならない。しかし、機器数の増加により受信する診断メッセージの数が増えると、受信処理の負担が高くなるという問題がある。受信処理の負担を低減するためには、診断メッセージの送信周期を長く設定する必要がある。しかし、送信周期が長くなると、通信の異常を検出するのに要する時間が長くなり、異常に対する対処が遅れるという問題がある。例えば、通信二重化をシステムに導入した場合には、異常が検出された場合、もう一方の機器に接続を切り替える必要があるが、迅速な切り替え制御ができなければ通信二重化を実施した意味が薄れてしまう。
【０００６】
一方、上記のように診断メッセージの送信タイミングは、各機器において制御しているため、送信周期を短くし過ぎれば、送信タイミングが偶然に重なり、負荷が一時的に高まるおそれがある。
【０００７】
診断メッセージの送信周期を長くすれば、送信タイミングが重なる可能性が低くなるものの、一時的な負荷の増加を回避できる保証はなく、送信周期な長めに設定されることとなる。しかし、上記のように、送信周期が長く設定されれば、通信異常の検出に時間がかかるという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、通信上の負担を増加させることなく、診断メッセージを所定の送信周期で送信することができる通信機能診断システムおよび通信機能診断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の通信機能診断システムは、ネットワークに接続された機器間の通信機能を診断する通信機能診断システムにおいて、ネットワークに接続された機器に順番を定める順番設定手段と、前記順番設定手段で定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージを前記ネットワークに送信する送信手段と、を備えることを特徴とする。
この通信機能診断システムによれば、定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージをネットワークに送信するので、診断メッセージの送信タイミングを時間軸方向に均等に分散させることで、通信上の負担を増大させることなく、診断メッセージの送信周期を短く設定できる。
【００１０】
既定の送信周期を、前記ネットワークに接続された機器数で除することで送信間隔を算出する送信間隔算出手段を備え、前記送信手段は、前記送信間隔算出手段で算出された送信間隔をおいて、各機器から順次診断メッセージを送信してもよい。
【００１１】
前記送信手段は、各機器において診断メッセージを送信するたびに前記既定の送信周期がタイマアップ値に設定されるタイマを備え、前記タイマがタイマアップすると当該機器から診断メッセージが送信されてもよい。
【００１２】
ネットワークに接続された機器の中からマスタ機器を定めるマスタ機器指定手段と、前記マスタ機器からの診断メッセージの受信時刻と、機器自らの前記順番と、算出された前記送信間隔とに基づいて、各機器における診断メッセージを送信すべき時刻を算出する送信時刻算出手段と、前記送信時刻算出手段により算出された時刻と、実際に診断メッセージが送信された時刻との差分を算出し、その差分を次回の前記タイマアップ値に反映させる送信時刻調整手段と、を備えてもよい。
この場合には、診断メッセージを送信すべき時刻と、実際に診断メッセージが送信された時刻との差分をタイマアップ値に反映させるので、ネットワーク上の状況の変化に対応して診断メッセージの送信タイミングを迅速に制御できる。
【００１３】
本発明の通信機能診断方法は、ネットワークに接続された機器間の通信機能を診断する通信機能診断方法において、ネットワークに接続された機器に順番を定めるステップと、定められた前記順番に従って、各機器から順次診断メッセージを前記ネットワークに送信するステップと、を備えることを特徴とする。
この通信機能診断方法によれば、定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージをネットワークに送信するので、診断メッセージの送信タイミングを時間軸方向に均等に分散させることで、通信上の負担を増大させることなく、診断メッセージの送信周期を短く設定できる。
【００１４】
既定の送信周期を、前記ネットワークに接続された機器数で除することで送信間隔を算出するステップを備え、前記送信するステップでは、算出された前記送信間隔をおいて、各機器から順次診断メッセージを送信してもよい。
【００１５】
前記送信するステップでは、各機器において診断メッセージを送信するたびに前記既定の送信周期がタイマアップ値に設定されるタイマを用い、前記タイマがタイマアップすると当該機器から診断メッセージが送信されてもよい。
【００１６】
ネットワークに接続された機器の中からマスタ機器を定めるステップと、前記マスタ機器からの診断メッセージの受信時刻と、機器自らの前記順番と、算出された前記送信間隔とに基づいて、各機器における診断メッセージを送信すべき時刻を算出するステップと、算出された前記診断メッセージを送信すべき時刻と、実際に診断メッセージが送信された時刻との差分を算出し、その差分を次回の前記タイマアップ値に反映させるステップと、を備えてもよい。
この場合には、診断メッセージを送信すべき時刻と、実際に診断メッセージが送信された時刻との差分をタイマアップ値に反映させるので、ネットワーク上の状況の変化に対応して診断メッセージの送信タイミングを迅速に制御できる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の通信機能診断システムによれば、定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージをネットワークに送信するので、診断メッセージの送信タイミングを時間軸方向に均等に分散させることで、通信上の負担を増大させることなく、診断メッセージの送信周期を短く設定できる。
【００１８】
本発明の通信機能診断方法によれば、定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージをネットワークに送信するので、診断メッセージの送信タイミングを時間軸方向に均等に分散させることで、通信上の負担を増大させることなく、診断メッセージの送信周期を短く設定できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明による通信機能診断システムを機能的に示すブロック図である。
【００２０】
図１において、順番設定手段１０１は、ネットワークに接続された機器に順番を定める。送信手段１０２は、順番設定手段１０１で定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージをネットワークに送信する。
【００２１】
送信間隔算出手段１０３は、既定の送信周期を、前記ネットワークに接続された機器数で除することで送信間隔を算出する。この場合、送信手段１０２は、送信間隔算出手段１０３で算出された送信間隔をおいて、各機器から順次診断メッセージを送信する。
【００２２】
送信手段１０２は、各機器において診断メッセージを送信するたびに既定の送信周期がタイマアップ値に設定されるタイマを備え、タイマがタイマアップすると当該機器から診断メッセージが送信されてもよい。
【００２３】
この場合、マスタ機器指定手段１０４は、ネットワークに接続された機器の中からマスタ機器を定める。送信時刻算出手段１０５は、マスタ機器からの診断メッセージの受信時刻と、機器自らの順番と、算出された送信間隔とに基づいて、各機器における診断メッセージを送信すべき時刻を算出する。送信時刻調整手段１０６は、送信時刻算出手段１０５により算出された時刻と、実際に診断メッセージが送信された時刻との差分を算出し、その差分を次回のタイマアップ値に反映させる。
【００２４】
以下、図２〜図５を参照して、本発明による通信機能診断システムの一実施形態について説明する。
【００２５】
図２は本実施形態の通信機能診断システムにおける診断メッセージの送信タイミングを示す図である。
【００２６】
図２に示すように、ネットワークＮＷには、ｎ個の機器ＡＰ０，ＡＰ１，・・・ＡＰｎが接続されている。各機器はネットワークＮＷに対して診断メッセージを送信し、他のすべての機器は、この診断メッセージを受信する。
【００２７】
図２において、機器ＡＰ０〜ＡＰｎの添え字「０」〜「ｎ」はＩＰアドレスの小さな順に付されている。図２に示すように、新たな機器がネットワークＮＷに接続され、あるいは機器がネットワークから切り離されると「ｎ」の値が変化するとともに、各機器ＡＰ０〜ＡＰｎの添え字、すなわち、各機器におけるＩＰアドレスの順位が変化する。
【００２８】
後述するように、本実施形態では、ＩＰアドレスが最も小さい機器ＡＰ０が、すべての機器の診断メッセージの送信タイミングを規定するマスタ機器として機能する。新たな機器がネットワークＮＷに接続され、あるいは機器がネットワークＮＷから切り離されると、マスタ機器が入れ替わる場合がある。
【００２９】
マスタ機器ＡＰ０から送信される診断メッセージの送信周期ΔＴは一定であり、機器ＡＰ０〜ＡＰｎはＩＰアドレスの値に従った順序で、送信間隔Δｔ＝ΔＴ／ｎで順次診断メッセージを送信するように制御される。
【００３０】
図３は機器ＡＰ０，ＡＰ１，・・・ＡＰｎの構成を示すブロック図である。図３に示すように、機器ＡＰ０，ＡＰ１，・・・ＡＰｎは、ネットワークＮＷを介する通信を実行する通信部１と、通信部１における通信処理を制御する制御部２と、診断メッセージの送信タイミングを定める送信タイマ３と、を備える。
【００３１】
図４は機器ＡＰｋの制御部２における処理手順を示すフローチャートである。
【００３２】
図４のステップＳ１〜ステップＳ２は診断メッセージの受信処理を示している。
【００３３】
ステップＳ１では、他の機器からの診断メッセージの受信を待って、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２では、受信された診断メッセージの送信元ＩＰアドレスおよび自身の時計による診断メッセージの受信時刻を制御部２に記憶し、ステップＳ１へ戻る。診断メッセージの受信時刻には、マスタ機器ＡＰ０からの診断メッセージの受信時刻ｔ０が含まれる。
【００３４】
図４のステップＳ１１〜ステップＳ１４は診断メッセージの送信時刻の算出処理を示している。
【００３５】
ステップＳ１１では、記憶されている診断メッセージの送信元ＩＰアドレスの値と、自らのＩＰアドレスの値とを比較し、自らのＩＰアドレスが最小（ｋ＝０）であるか否か、すなわち自らの機器がマスタ機器であるか否か判断する。判断が否定されればステップＳ１２へ進み、判断が肯定されればステップＳ１１へ戻る。
【００３６】
ステップＳ１２では、送信間隔Δｔを算出する。送信間隔Δｔは、
送信間隔Δｔ＝診断メッセージの送信周期ΔＴ／機器数ｎ
として算出される。ここで、送信周期ΔＴは既定されている。また、機器数ｎは、記録された送信元ＩＰアドレスの個数に１を加算して求められる。
【００３７】
次に、ステップＳ１３では、自送信順番ｋを算出する。自送信順番ｋは、記録された送信元ＩＰアドレスおよび自らのＩＰアドレスに基づき、自らのＩＰアドレスの値が何番目に小さいかを求めることで得られる。
【００３８】
次に、ステップＳ１４では、次の送信時刻ｔ、すなわち、自らの機器ＡＰｋが次の診断メッセージを送信すべき時刻を算出し、ステップＳ１１へ戻る。次の送信時刻ｔは、マスタ機器ＡＰ０からの診断メッセージの受信時刻ｔ０を用いて、
送信時刻ｔ＝受信時刻ｔ０＋送信間隔Δｔ×自送信順番ｋ
として算出される。
【００３９】
図４のステップＳ２１〜ステップＳ２６は診断メッセージの送信処理を示している。
【００４０】
ステップＳ２１では、診断メッセージの送信タイミングを規定する送信タイマ３がタイマアップするのを待って、ステップＳ２２へ進む。ステップＳ２２では、診断メッセージを送信する。
【００４１】
次に、ステップＳ２３では、自らのＩＰアドレスが最小（ｋ＝０）であるか否か、すなわち自らの機器がマスタ機器であるか否か判断する。判断が肯定されればステップＳ２４へ進み、判断が否定されればステップＳ２５へ進む。
【００４２】
ステップＳ２４では、ステップＳ２１で参照される送信タイマ３の次回のタイマアップ値を周期ΔＴに設定して、ステップＳ２１へ戻る。
【００４３】
一方、ステップＳ２５では、現在の時刻、すなわち、診断メッセージを送信した送信時刻ｔ１とステップＳ１４において算出された次の送信時刻ｔとを比較し、ずれ時間Δｔ１を算出する。ずれ時間Δｔ１は、
ずれ時間Δｔ１＝送信時刻ｔ−送信時刻ｔ１
として算出される。
【００４４】
なお、時刻ｔ０、時刻ｔ、時刻ｔ１は自らの機器ＡＰｋの時計に基づく時刻である。
【００４５】
次に、ステップＳ２６では、上記送信タイマ３の次回のタイマアップ値を「周期ΔＴ＋ずれ時間Δｔ１」に設定して、ステップＳ２１へ戻る。
【００４６】
本実施形態では、ネットワークＮＷが定常状態にある場合、送信時刻ｔと、送信時刻ｔ２とは、基本的に一致し、ずれ時間Δｔ１はゼロとなる。したがって、この場合には、送信周期ΔＴが維持されるとともに一定の送信間隔Δｔが確保され、各機器からの診断メッセージの送信タイミングを時間軸方向に均等に分散させることができる。
【００４７】
一方、前回の送信から今回の送信時刻ｔまでの間に新たな機器の接続や切り離しがあった場合には、その間にマスタ機器が入れ替わり、あるいは機器数ｎの変動で送信間隔Δが変化して送信時刻ｔ１が更新される可能性がある。あるいはシステムの立ち上げ時には、診断メッセージの送信タイミングが不定となる。このような場合には、ずれ時間Δｔ１を次回の診断メッセージの送信時刻に反映させることで、例えば、１〜２周期の間に一定の送信間隔Δｔが確保されるようになる。このため、迅速に送信周期ΔＴが維持されるとともに、各機器からの診断メッセージの送信タイミングを時間軸方向に均等に分散させることができる。
【００４８】
以上のように、本実施形態によれば、機器ＡＰ０，ＡＰ１，・・・ＡＰｎは、マスタ機器（機器ＡＰ０）からの診断メッセージの送信時刻を基準として、送信間隔Δｔ＝ΔＴ／ｎで順次診断メッセージを送信するように制御されるので、診断メッセージの受信処理の負担を時間軸方向に分散することができる。また、診断メッセージの送信のタイミングを均等に分散できるので、送信タイミングの集中を確実に回避でき、受信処理の負担を低減しつつ、診断メッセージの送信周期ΔＴを短くすることができる。
【００４９】
さらに、新たな機器がネットワークＮＷに接続された場合、機器がネットワークから切り離された場合、あるいはシステムの立ち上げ時などにおいても、各機器からの診断メッセージの送信タイミングは、マスタ機器の送信タイミングを基準として迅速に制御される。したがって、送信タイミングを速やかに整えることができる。
【００５０】
本実施形態の通信機能診断システムは、通信二重化システムに適用することもできる。通信二重化システムは通信機器を二重化し、一方に異常が発生した場合、他方の通信機器を使用するようにしたシステムである。
【００５１】
図５は通信二重化システムの構成例を示すブロック図である。
【００５２】
図５に示すように、機器ＡＰｍには、同等に構成された２つのＬＡＮドライバ１１およびＬＡＮドライバ１２のうちのいずれかを選択する通信切替部４が設けられている。機器ＡＰｍは、選択されているＬＡＮドライバ１１またはＬＡＮドライバ１２を介してネットワークＮＷに接続されている。
【００５３】
機器ＡＰｍの制御部２は、上記と同様の処理を実行することで、選択されているＬＡＮドライバ１１およびＬＡＮドライバ１２を介してネットワークＮＷに診断メッセージを送信する。また、機器ＡＰｍは、選択されているＬＡＮドライバ１１およびＬＡＮドライバ１２を介して他の機器の診断メッセージを受信する。
【００５４】
通信切替部４はＬＡＮドライバ１１またはＬＡＮドライバ１２を選択するとともに、ＬＡＮドライバ１１およびＬＡＮドライバ１２を介して、それぞれ他の機器からの診断メッセージが受信できるか否か判断する。例えば、他の機器からの診断メッセージがＬＡＮドライバ１２を介して受信できるが、ＬＡＮドライバ１１を介して受信できない状態を検出した場合には、送受信に使用するドライバをＬＡＮドライバ１２に切り替える。
【００５５】
このようにシステムを通信二重化する場合、通信不通時間を短縮するために、通信機能の異常を迅速に検出して切り替え制御を速やかに実行する必要がある。上記のように、本発明によれば診断メッセージの送信周期を短縮できるため、迅速に機器の異常を検出し、正常な機器への切り替えを行うことができる。
【００５６】
以上説明したように、本発明の通信機能診断システムによれば、定められた順番に従って、各機器から順次診断メッセージをネットワークに送信するので、診断メッセージの送信タイミングを時間軸方向に均等に分散させることで、通信上の負担を増大させることなく、診断メッセージの送信周期を短く設定できる。
【００５７】
本発明の適用範囲は上記実施形態に限定されることはない。本発明は、ネットワークに接続された機器間の通信機能を診断する通信機能診断システムあるいは通信機能診断方法に対し、広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明による通信機能診断システムを機能的に示すブロック図。
【図２】本実施形態の通信機能診断システムにおける診断メッセージの送信タイミングを示す図。
【図３】ネットワークに接続された機器の構成を示すブロック図。
【図４】機器の制御部における処理手順を示すフローチャート。
【図５】通信二重化システムの構成例を示すブロック図。
【符号の説明】
【００５９】
１      通信部（送信手段）
２      制御部（順番設定手段、送信間隔算出手段、マスタ機器指定手段、送信時刻算出手段、送信時刻調整手段）
３      送信タイマ（タイマ）
１０１  順番設定手段
１０２  送信手段
１０３  送信間隔算出手段
１０４  マスタ機器指定手段
１０５  送信時刻算出手段
１０６  送信時刻調整手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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