(57)【要約】【課題】無線中継区間において効率的にデータを収集する。【解決手段】実施形態の中継通信システム９は、マスタ端末３と、マスタ端末３との間でポーリング通信可能な１以上のスレーブ４と、マスタ端末３と少なくとも一つのスレーブ４との間に介在する中継局１０とを有し、中継局１０は、スレーブ４のうちの配下スレーブ４に代わってマスタ端末２からのポーリング通信に応答する親局１と、当該親局１と無線通信可能であって当該親局１と紐付けされて配下スレーブ４からスレーブデータを収集または／および配下スレーブ４へスレーブデータを送信する１以上の子局２とを備えている。【選択図】図１
2017098762.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスタと、当該マスタとの間でポーリング通信可能な１以上のスレーブと、当該マスタと少なくとも一つのスレーブとの間に介在する中継局とを有する中継通信システムであって、
前記中継局は、前記スレーブのうちの配下スレーブに代わって前記マスタからの前記ポーリング通信に応答する親局と、当該親局と無線通信可能であって当該親局と対局を組んで前記配下スレーブからスレーブデータを収集、または、当該収集および前記配下スレーブへスレーブデータを送信する１以上の子局とを備え、
前記親局は、前記マスタに対して、前記配下スレーブに代わって前記ポーリング通信に関する応答を行うために、前記ポーリング通信における第１ポーリング周期と独立した周期である第２ポーリング周期で、前記対局を組む子局へ前記配下スレーブの前記スレーブデータの前記親局への収集の要求を行い、
前記子局は、自局の前記配下スレーブに対して、前記マスタに代わって前記ポーリング通信に関する要求を行い、前記ポーリング通信とは独立した周期である第３ポーリング周期で前記自局の前記配下スレーブから前記スレーブデータを収集して、前記対局を組む前記親局への収集の要求に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の収集した前記スレーブデータを当該親局へ送信し、
前記親局は、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタへの収集の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の前記対局を組む前記子局から収集した前記スレーブデータを前記マスタへ送信する
ことを特徴とする中継通信システム。
【請求項２】
前記親局は、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタからの制御出力の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該制御出力の要求タイミングに直近の前記第２ポーリング周期において、前記対局を組む前記子局のうちの前記制御出力の要求に該当する前記子局へ前記制御出力に関する前記スレーブデータを送信し、
前記子局は、前記対局を組む前記親局から前記制御出力に関する前記スレーブデータを受信したタイミング以後、かつ、当該受信したタイミングに直近の前記第３ポーリング周期の期間において、前記制御出力の要求に該当する前記配下スレーブに対して前記スレーブデータを送信する
ことを特徴とする請求項１に記載の中継通信システム。
【請求項３】
前記中継局において、
前記子局は、前記第３ポーリング周期ごとに前記配下スレーブから収集する前記スレーブデータを、前記配下スレーブごとのスレーブデータ種別と対応するように予め定義付けて子局収集データとして記憶し、前記対局を組む前記親局からの前記収集の要求タイミングに応じて直近の記憶した前記子局収集データを当該親局へ送信し、
前記親局は、前記第２ポーリング周期ごとに前記対局を組む前記子局から収集する前記スレーブデータを、当該子局ごとに記憶された前記子局収集データの前記スレーブデータ種別と対応するように予め定義付けて親局収集データとして記憶し、前記マスタからの前記収集の要求タイミングに応じて直近の記憶した前記親局収集データを前記マスタへ送信する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の中継通信システム。
【請求項４】
前記子局は、前記第２ポーリング周期ごとの前記無線通信における前記親局に対する送信パケットに前記配下スレーブの前記スレーブデータ種別を紐付けて、前記子局収集データをワンパケット化して送信する
ことを特徴とする請求項３に記載の中継通信システム。
【請求項５】
前記子局に対して、前記子局収集データを前記配下スレーブごとの前記スレーブデータ種別と対応するように定義付け設定可能であり、または／および、前記親局に対して、前記親局収集データを前記対局を組む前記子局ごとに前記子局収集データの前記スレーブデータ種別と対応するように定義付け設定可能な管理端末へ通信可能に接続できる
ことを特徴とする請求項３又は４に記載の中継通信システム。
【請求項６】
前記ポーリング通信は、Ｍｏｄｂｕｓ通信であり、
前記親局は、前記マスタに対して、前記Ｍｏｄｂｕｓ通信のＭｏｄｂｕｓスレーブとして動作し、
前記子局は、前記自局の前記配下スレーブに対して、前記Ｍｏｄｂｕｓ通信のＭｏｄｂｕｓマスタとして動作する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の中継通信システム。
【請求項７】
マスタと、当該マスタとの間でポーリング通信可能な１以上のスレーブと、当該マスタと少なくとも一つのスレーブとの間に介在する中継局であって、
前記中継局は、前記スレーブのうちの配下スレーブに代わって前記マスタからの前記ポーリング通信に応答する親局と、当該親局と無線通信可能であって当該親局と対局を組んで前記配下スレーブからスレーブデータを収集、または、当該収集および前記配下スレーブへスレーブデータを送信する１以上の子局とを備え、
前記親局は、前記マスタに対して、前記配下スレーブに代わって前記ポーリング通信に関する応答を行うために、前記ポーリング通信における第１ポーリング周期と独立した周期である第２ポーリング周期で、前記対局を組む子局へ前記配下スレーブの前記スレーブデータの前記親局への収集の要求を行い、
前記子局は、自局の前記配下スレーブに対して、前記マスタに代わって前記ポーリング通信に関する要求を行い、前記ポーリング通信とは独立した周期である第３ポーリング周期で前記自局の前記配下スレーブから前記スレーブデータを収集して、前記対局を組む前記親局への収集の要求に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の収集した前記スレーブデータを当該親局へ送信し、
前記親局は、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタへの収集の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の前記対局を組む前記子局から収集した前記スレーブデータを前記マスタへ送信する
ことを特徴とする中継局。
【請求項８】
マスタと、当該マスタとの間でポーリング通信可能な１以上のスレーブと、当該マスタと少なくとも一つのスレーブとの間に介在し、前記スレーブのうちの配下スレーブに代わって前記マスタからの前記ポーリング通信に応答する親局と、当該親局と無線通信可能であって当該親局と対局を組んで前記配下スレーブからスレーブデータを収集、または、当該収集および前記配下スレーブへスレーブデータを送信する１以上の子局とを備える中継局に用いられる中継方法であって、
前記親局が、前記マスタに対して、前記配下スレーブに代わって前記ポーリング通信に関する応答を行うために、前記ポーリング通信における第１ポーリング周期と独立した周期である第２ポーリング周期で、前記配下スレーブの前記スレーブデータの前記親局への収集の要求を行うステップと、
前記子局が、自局の前記配下スレーブに対して、前記マスタに代わって前記ポーリング通信に関する要求を行うステップと、
前記子局が、前記ポーリング通信とは独立した周期である第３ポーリング周期で前記自局の前記配下スレーブから前記スレーブデータを収集するステップと、
前記子局が、前記対局を組む前記親局への収集の要求に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の収集した前記スレーブデータを当該親局へ送信するステップと、
前記親局が、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタへの収集の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の前記対局を組む前記子局から収集した前記スレーブデータを前記マスタへ送信するステップとを含む
ことを特徴とする中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無線中継を利用する中継通信システム、中継局及び中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有線通信のネットワークを拡張、または、補完等する中継装置に、無線通信装置が利用されている。これらの無線通信装置は、有線設備等の配線が困難な場所や、敷設工事等のコスト削減のために、工場、オフィスなどに設置されるセンサ・計器類等のデータを収集するシステムにも、今後ますます適用が期待される。
【０００３】
なお、親局装置が複数の子局装置に対してポーリングを行い、複数の子局装置各々のデータを収集するポーリングによるデータ収集システムにおいて、予め設定された一定周期毎に複数の子局装置から収集したデータ量の大小関係を判定する判定手段と、判定手段の判定結果に応じて複数の子局装置各々に対するポーリング周期を調整する調整手段とを親局装置に有することなどが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５５２９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したようなマスタ（特許文献１では親局に相当）とスレーブ（特許文献１では子局に相当）の間のポーリング通信が行われるデータ収集システムにおいて、以下のような課題があった。
【０００６】
具体的には、ポーリング通信が行われるマスタとスレーブの間に無線中継を介するようなデータ収集システムや、またはポーリング通信が行われていた既存のマスタとスレーブの間に無線中継を介するような改造・変更等を伴うデータ収集システムなどの課題について、以下、図２３に示す中継通信システム９００の構成を例にして説明する。
【０００７】
図２３に、従来の中継通信システム９００の構成の一例を示す。図２３に示す中継通信システム９００は、中継局７１０を介して、上位マスタ（マスタ端末７０３）から下位スレーブ（スレーブ７０４）のデータを収集し、または／および、マスタ端末７０３からスレーブ７０４へ制御データを出力するように通信する。中継局７１０は、マスタ端末７０３と通信可能なように有線媒体により接続された親局７０１と、スレーブ７０４と通信可能なように有線媒体により接続された子局７０２から構成される。また、親局７０１と子局７０２とは、相互に無線通信可能とされる。
【０００８】
図２３に示す中継通信システム９００において、第１階層通信３１０および第３階層通信３３０には同一の有線通信方式が用いられ、第２階層通信３２０は第１階層通信３１０と第３階層通信３３０との間を中継するための無線通信方式が用いられる。
【０００９】
そして、これらの通信方式において、第２階層通信３２０が第１階層通信３１０に同期し、また、第３階層通信３３０が第２階層通信３２０に同期する、すなわち、第２階層通信３２０および第３階層通信３３０が第１階層通信３１０に同期又は従属して通信する方式である。
【００１０】
第１階層通信３１０において、データフロー（Ｆ１’）に示す第１ポーリング周期Ｔ１０１をマスタ端末７０３と親局７０１との間のポーリング周期とする。また、第２階層通信３２０において、データフロー（Ｆ２’）に示す第２ポーリング周期Ｔ１０２を親局７０１と子局７０２の間のポーリング周期とする。また、第３階層通信３３０において、データフロー（Ｆ３’）に示す第３ポーリング周期Ｔ１０３を子局７０２とスレーブ７０４の間のポーリング周期とする。ここで、これらのポーリング周期（第１ポーリング周期Ｔ１０１、第２ポーリング周期Ｔ１０２および第３ポーリング周期Ｔ１０３）は、同じ周期とされる。
【００１１】
すなわち、マスタ端末７０３が、各々のスレーブ７０４からデータを収集する上位マスタ側のポーリング周期Ｔ１００は、これらの第１〜第３ポーリング周期Ｔ１０１、Ｔ１０２、Ｔ１０３と同じ周期である。
【００１２】
ここで、図２３に示す中継通信システム９００において、例えば第１階層通信３１０および第３階層通信３３０をＭｏｄｂｕｓ通信とし、第２階層通信３２０を規格ＩＥＥＥ８０２.１５．４ｇ準拠の無線通信であるとする。
【００１３】
例えば、
Ｍｏｄｂｕｓ通信による１ポーリング／１データ収集方式
上位データ収集は最短で２００ｍｓ／１データ
とすると、子局７０２の配下に属する複数のスレーブ７０４（図２３ではスレーブ＃７１、＃７２、＃７３と区分して示す）において、スレーブデータとしてＰＩ（パラレル入力）６点とアナログ入力３点があるとする。これらのデータを収集にかかる時間は、少なくとも
２００ｍｓ×９データ＝１．８秒
となる。
【００１４】
ここで、図２３に示す中継通信システム９００では、第２階層通信３２０が第１階層通信３１０に同期し、また、第３階層通信３３０が第２階層通信３２０に同期して行われるため、いずれかの階層で通信が途絶える（エラー発生）とデータ欠損の収集期間が発生してしまう。このため、マスタ端末７０３からの収集周期（ポーリング周期）Ｔ１００は、子局７０２およびスレーブ７０４の数、無線ホッピング段数、通信タイムアウト発生時のリトライ処理等を考慮して設定する必要があり、上記１．８秒の時間よりも数倍遅いパフォーマンスになる。
【００１５】
特に、無線通信である第２階層通信３２０では、外部環境により無線通信が不安定となる場合があるため、マスタ端末７０３側では、第２階層通信３２０および第３階層通信３３０の通信遅れも考慮した上位マスタ側の第１ポーリング周期Ｔ１０１の設定が必要とされている。
【００１６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、無線中継区間において効率的にデータを収集することができる中継通信システム、中継局及び中継方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係る中継通信システムは、マスタと、当該マスタとの間でポーリング通信可能な１以上のスレーブと、当該マスタと少なくとも一つのスレーブとの間に介在する中継局とを有する中継通信システムである。前記中継局は、前記スレーブのうちの配下スレーブに代わって前記マスタからの前記ポーリング通信に応答する親局と、当該親局と無線通信可能であって当該親局と対局を組んで前記配下スレーブからスレーブデータを収集、または、当該収集および前記配下スレーブへスレーブデータを送信する１以上の子局とを備えている。前記親局は、前記マスタに対して、前記配下スレーブに代わって前記ポーリング通信に関する応答を行うために、前記ポーリング通信における第１ポーリング周期と独立した周期である第２ポーリング周期で、前記対局を組む子局へ前記配下スレーブの前記スレーブデータの前記親局への収集の要求を行い、前記子局は、自局の前記配下スレーブに対して、前記マスタに代わって前記ポーリング通信に関する要求を行い、前記ポーリング通信とは独立した周期である第３ポーリング周期で前記自局の前記配下スレーブから前記スレーブデータを収集して、前記対局を組む前記親局への収集の要求に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の収集した前記スレーブデータを当該親局へ送信し、前記親局は、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタへの収集の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の前記対局を組む前記子局から収集した前記スレーブデータを前記マスタへ送信することを特徴とする。
【００１８】
好ましくは、前記親局は、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタからの制御出力の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該制御出力の要求タイミングに直近の前記第２ポーリング周期において、前記対局を組む前記子局のうちの前記制御出力の要求に該当する前記子局へ前記制御出力に関する前記スレーブデータを送信し、前記子局は、前記対局を組む前記親局から前記制御出力に関する前記スレーブデータを受信したタイミング以後、かつ、当該受信したタイミングに直近の前記第３ポーリング周期の期間において、前記制御出力の要求に該当する前記配下スレーブに対して前記スレーブデータを送信することを特徴とする。
【００１９】
また、好ましくは、前記中継局において、前記子局は、前記第３ポーリング周期ごとに前記配下スレーブから収集する前記スレーブデータを、前記配下スレーブごとのスレーブデータ種別と対応するように予め定義付けて子局収集データとして記憶し、前記対局を組む前記親局からの前記収集の要求タイミングに応じて直近の記憶した前記子局収集データを当該親局へ送信し、前記親局は、前記第２ポーリング周期ごとに前記対局を組む前記子局から収集する前記スレーブデータを、当該子局ごとに記憶された前記子局収集データの前記スレーブデータ種別と対応するように予め定義付けて親局収集データとして記憶し、前記マスタからの前記収集の要求タイミングに応じて直近の記憶した前記親局収集データを前記マスタへ送信することを特徴とする。
【００２０】
また、さらに、好ましくは、前記子局は、前記第２ポーリング周期ごとの前記無線通信における前記親局に対する送信パケットに前記配下スレーブの前記スレーブデータ種別を紐付けて、前記子局収集データをワンパケット化して送信することを特徴とする。
【００２１】
さらに、好ましくは、前記子局に対して、前記子局収集データを前記配下スレーブごとの前記スレーブデータ種別と対応するように定義付け設定可能であり、または／および、前記親局に対して、前記親局収集データを前記対局を組む前記子局ごとに前記子局収集データの前記スレーブデータ種別と対応するように定義付け設定可能な管理端末へ通信可能に接続できることを特徴とする。
【００２２】
さらに、また、好ましくは、前記ポーリング通信は、Ｍｏｄｂｕｓ通信であり、前記親局は、前記マスタに対して、前記Ｍｏｄｂｕｓ通信のＭｏｄｂｕｓスレーブとして動作し、前記子局は、前記自局の前記配下スレーブに対して、前記Ｍｏｄｂｕｓ通信のＭｏｄｂｕｓマスタとして動作することを特徴とする。
【００２３】
また、上記課題を解決するために、本発明に係る中継局は、マスタと、当該マスタとの間でポーリング通信可能な１以上のスレーブと、当該マスタと少なくとも一つのスレーブとの間に介在する中継局である。前記中継局は、前記スレーブのうちの配下スレーブに代わって前記マスタからの前記ポーリング通信に応答する親局と、当該親局と無線通信可能であって当該親局と対局を組んで前記配下スレーブからスレーブデータを収集、または、当該収集および前記配下スレーブへスレーブデータを送信する１以上の子局とを備えている。前記親局は、前記マスタに対して、前記配下スレーブに代わって前記ポーリング通信に関する応答を行うために、前記ポーリング通信における第１ポーリング周期と独立した周期である第２ポーリング周期で、前記対局を組む子局へ前記配下スレーブの前記スレーブデータの前記親局への収集の要求を行い、前記子局は、自局の前記配下スレーブに対して、前記マスタに代わって前記ポーリング通信に関する要求を行い、前記ポーリング通信とは独立した周期である第３ポーリング周期で前記自局の前記配下スレーブから前記スレーブデータを収集して、前記対局を組む前記親局への収集の要求に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の収集した前記スレーブデータを当該親局へ送信し、前記親局は、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタへの収集の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の前記対局を組む前記子局から収集した前記スレーブデータを前記マスタへ送信することを特徴とする。
【００２４】
さらに、上記課題を解決するために、本発明に係る中継方法は、マスタと、当該マスタとの間でポーリング通信可能な１以上のスレーブと、当該マスタと少なくとも一つのスレーブとの間に介在し、前記スレーブのうちの配下スレーブに代わって前記マスタからの前記ポーリング通信に応答する親局と、当該親局と無線通信可能であって当該親局と対局を組んで前記配下スレーブからスレーブデータを収集、または、当該収集および前記配下スレーブへスレーブデータを送信する１以上の子局とを備える中継局に用いられる中継方法である。当該中継方法は、前記親局が、前記マスタに対して、前記配下スレーブに代わって前記ポーリング通信に関する応答を行うために、前記ポーリング通信における第１ポーリング周期と独立した周期である第２ポーリング周期で、前記対局を組む子局へ前記配下スレーブの前記スレーブデータの前記親局への収集の要求を行うステップと、前記子局が、自局の前記配下スレーブに対して、前記マスタに代わって前記ポーリング通信に関する要求を行うステップと、前記子局が、前記ポーリング通信とは独立した周期である第３ポーリング周期で前記自局の前記配下スレーブから前記スレーブデータを収集するステップと、前記子局が、前記対局を組む前記親局への収集の要求に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の収集した前記スレーブデータを当該親局へ送信するステップと、前記親局が、前記配下スレーブの前記スレーブデータについての前記マスタへの収集の要求に関する前記ポーリング通信に応じて、当該収集の要求タイミングに直近の前記対局を組む前記子局から収集した前記スレーブデータを前記マスタへ送信するステップとを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る中継通信システム、中継局及び中継方法によれば、無線中継区間において効率的にデータを収集することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】（ａ）は本発明に係る中継通信システムの第１の実施形態の構成を示すブロック図であり、（ｂ）は中継通信システムのデータ収集フローの一例を示す図である。
【図２】中継通信システムのデータ収集フローの他の一例を示す図である。
【図３】（ａ）はマスタ／スレーブ通信方式のメッセージの一例を示し、（ｂ）は無線通信に用いられる無線パケットの構成の一例を示す図である。
【図４】要求データフレームの構成の一例を示す図である。
【図５】応答データフレームの構成の一例を示す図である。
【図６】親局アドレスマップおよび子局アドレスマップの一例を示す図である。
【図７】子局アドレスマップ割当ての一例を示す図である。
【図８】スレーブに対する制御出力の出力データ送信のタイミングの一例を示す図である。
【図９】第２の実施形態の中継通信システムにおける親局の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９のポイント情報記憶部および設定情報記憶部の一例を示す図である。
【図１１】図９の制御データワークメモリおよび計測データワークメモリの一例を示す図である。
【図１２】第２の実施形態の中継通信システムにおける子局の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１２のポイント情報記憶部および設定情報記憶部の一例を示す図である。
【図１４】図１２の制御データワークメモリおよび計測データワークメモリの一例を示す図である。
【図１５】図９の親局に用いられるメイン処理フロー図である。
【図１６】図９の親局に用いられるマスタ端末通信割込み処理フロー図である。
【図１７】図９の親局に用いられる子局通信割込み処理フロー図である。
【図１８】図１２の子局に用いられるメイン処理フロー図である。
【図１９】図１２の子局に用いられる親局通信割込み処理フロー図である。
【図２０】図１２の子局に用いられるスレーブ通信割込み処理フロー図である。
【図２１】第３の実施形態の中継通信システムにおける親局および子局のハードウェア構成の一例を示す図である。
【図２２】第４の実施形態の中継通信システムの構成を示すブロック図である。
【図２３】従来の中継通信システムの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明に係る実施形態の中継通信システムについて、図面を参照して具体的に説明する。ここで、互いに同一または類似の部分には共通の符号を付して、重複説明は省略する。ここで説明する下記の実施形態はいずれも、有線通信と無線通信との組み合わせによる中継通信システムにおける一例をとりあげて説明する。
【００２８】
［第１の実施形態］
以下、本発明に係る中継通信システムの第１の実施形態の構成について、図を用いて説明する。ここで、図１は、第１の実施形態の中継通信システム９Ａの構成を示すブロック図およびデータ収集フローの一例を示す図である。
【００２９】
本実施形態の中継通信システム９（９Ａ）は、有線通信媒体によるマスタ／スレーブ通信方式におけるマスタ（マスタ端末３）とスレーブ（１以上のスレーブ４）との間でポーリング通信が行われ、マスタ端末３と少なくとも一つのスレーブ４との間に介在する（当該介在した中継区間において無線中継を行う）中継局１０を有する、マスタとスレーブ間を中継するシステムである。
【００３０】
中継局１０は、図１（ａ）に示すように、スレーブ４のうちから配下に属するスレーブ４（以下、配下スレーブ４と称す）に関するマスタ端末３からのポーリング通信（第１階層通信３１に対応）に応答する親局１と、当該配下スレーブ４からスレーブデータを収集する１以上の子局２とを備えている。親局１および子局２は、互いに無線通信（第２階層通信３２に対応）可能である。配下に属するスレーブ４（配下スレーブ４）とは、子局２と有線通信媒体により接続され、この有線通信でのマスタ／スレーブ通信方式において当該子局２をマスタとして、スレーブ４をスレーブとするものである。
【００３１】
スレーブ４は、例えば電力モニタ、ガスメータ、水道メータなどの計測機器、警報装置、デジタル機器、各種センサ、制御機器などである。また、スレーブデータは、例えばこれらの計測機器の計測データや、警報装置の警報データ、デジタル機器の入出力データ、制御機器等への制御データなどである。制御データは、例えば制御機器、デジタル機器、警報装置のＯＮ／ＯＦＦ制御指令などの設定データ、制御指令データ等である。なお、スレーブ４は、デジタル入出力、アナログ入出力（Ａ／Ｄ、Ｄ／Ａ変換機能）などを備える子局２自体による計測データ、制御データ等であってもよい。
【００３２】
図１（ｂ）に、図１（ａ）に示す中継通信システム９Ａのデータ収集フローの一例を示す。以下、図１（ｂ）に示す第１階層通信３１におけるデータフロー（Ｆ１）、第２階層通信３２におけるデータフロー（Ｆ２）、および、第３階層通信３３におけるデータフロー（Ｆ３）について説明する。なお、図１（ｂ）は、後述する第１ポーリング周期Ｔ１が第２ポーリング周期Ｔ２に比べて遅い場合の一例である。
【００３３】
（Ｆ１）マスタ収集：マスタ端末３から配下スレーブ４（例えばスレーブ＃２１〜＃２３と区分して示す）に対して、収集データ（スレーブデータとする）の要求を送信する。親局１は、無線通信可能な中継局１０として対局を組む（紐付けされた）子局２の配下スレーブ４に代わって、マスタ端末３に対してポーリング通信（第１ポーリング周期Ｔ１）に関する応答を行う。すなわち、親局１は、当該要求に直近の親局１に保持されたスレーブデータ（親局収集データと称す）をマスタ端末３へ送信する。
【００３４】
例えば、マスタ端末３からのデータ収集の要求タイミングに最も近いタイミングで、子局２から親局１へ転送された、図１（ｂ）に示すスレーブ＃２１から収集された“１０”、スレーブ＃２２から収集された“１”、スレーブ＃２３から収集された“Ａ”が（親局収集データ）、親局１からマスタ端末３へ送信される。そして、次の第１ポーリング周期Ｔ１の期間において、親局収集データとして“１４”、“９”および“Ｃ”が、親局１からマスタ端末３へ送信される。
【００３５】
（Ｆ２）親局収集：親局１は、第２階層通信３２において、例えば第１階層通信３１における第１ポーリング周期Ｔ１よりも少なくとも２倍を超える速さのリクエスト周期（＝第２ポーリング周期Ｔ２）で、子局２へ配下スレーブ４（＃２１〜＃２３）のスレーブデータの収集を要求する。子局２は、当該要求に直近の子局２に保持されたスレーブデータ（以上を子局収集データと称す）を親局１へ送信する。親局１は、以上のような処理について、対局を組むすべての子局２から子局収集データを受信し、親局収集データとして保持する。なお、親局１は、子局２ごとに、次の第２ポーリング周期Ｔ２の間までは更新可能となるまで、各々の子局収集データは保持する。
【００３６】
例えば、親局１からのデータ収集の要求タイミングに最も近いタイミングで、子局２により収集された、図１（ｂ）に示すある第２ポーリング周期Ｔ２の期間においてスレーブ＃２１から収集された“１１”、スレーブ＃２２から収集された“３”、スレーブ＃２３から収集された“Ａ”が、子局２から親局１へ送信される。
【００３７】
また、図１（ｂ）に示すように、親局１が次の第２ポーリング周期Ｔ２の間に子局２へ子局収集データを要求した場合に、当該要求に対応する第２ポーリング周期Ｔ２の間で子局２からの応答エラー（“エラー”）があったとする。その場合には、親局１において、“エラー”発生前後において、親局収集データのなかに当該“エラー”発生元の子局２の子局収集データが保持されている。
【００３８】
すなわち、親局１の親局収集データのうちの、当該“エラー”発生元の子局２に関する“１１”、“３”および“Ａ”の子局収集データは保持されている。そして、さらにその次の第２ポーリング周期Ｔ２の間で、親局１が“エラー”発生元の子局２から“１４”、“９”および“Ｃ”の子局収集データを受信した場合に、親局１は、保持している親局収集データのうちの当該子局２から受信した子局収集データについては更新する。
【００３９】
（Ｆ３）子局収集：子局２は、配下スレーブ４に対して、マスタとしてポーリング通信（第３階層通信３３に対応）に関する要求を行う。子局２は、例えばリクエスト周期（第２ポーリング周期Ｔ２）以上の速さのデータ収集周期（＝第３ポーリング周期Ｔ３）で、配下スレーブ４からスレーブデータを収集する。子局２は、以上のような処理について、配下スレーブ４からスレーブデータを受信し、子局収集データとして保持する。なお、子局２は、スレーブ４ごとに、次の第３ポーリング周期Ｔ３の間までは更新可能となるまで、各々のスレーブデータは保持する。
【００４０】
例えば、図１（ｂ）に示すスレーブ＃２１から“１１”、スレーブ＃２２から“３”、スレーブ＃２３から“Ａ”が、子局２へ送信される。子局２は、少なくとも次の第３ポーリング周期Ｔ３における収集タイミングまで、これらの収集したスレーブデータを保持する。子局２は、次の収集タイミングで、例えばスレーブ＃２１から“１２”、スレーブ＃２２から“５”、スレーブ＃２３から“Ｂ”が収集した後に、保持するスレーブデータをこれらのスレーブデータに更新する。そして、前述したように、親局１からの収集の要求に応じて、当該要求に直近の子局２に保持されたスレーブデータ（子局収集データ）を親局１へ送信する。
【００４１】
図２に、図１（ａ）に示す中継通信システム９Ａのデータ収集フローの他の一例を示す。以下、図２に示す第１階層通信３１におけるデータフロー（Ｆ１）、第２階層通信３２におけるデータフロー（Ｆ２）、および、第３階層通信３３におけるデータフロー（Ｆ３）について説明する。なお、図２は、第１ポーリング周期Ｔ１が第２ポーリング周期Ｔ２に比べて同程度又は速い場合の一例である。
【００４２】
（Ｆ１）マスタ収集：マスタ端末３から配下スレーブ４（例えばスレーブ＃２１〜＃２３と区分して示す）に対して、収集データ（スレーブデータとする）の要求を送信する。親局１は、無線通信可能な中継局１０として対局を組む子局２の配下スレーブ４に代わって、マスタ端末３に対してポーリング通信（第１ポーリング周期Ｔ１）に関する応答を行う。すなわち、親局１は、当該要求に直近の親局１に保持されたスレーブデータをマスタ端末３へ送信する。
【００４３】
例えば、マスタ端末３からのデータ収集の要求タイミングに最も近いタイミングで、子局２から親局１へ転送された、図２に示すある第１ポーリング周期Ｔ１の期間においてスレーブ＃２１から収集された“１０”、スレーブ＃２２から収集された“１”、スレーブ＃２３から収集された“Ａ”が（親局収集データ）、親局１からマスタ端末３へ送信される。そして、次の第１ポーリング周期Ｔ１の期間において、親局収集データとして“１１”、“３”および“Ａ”が、親局１からマスタ端末３へ送信される。
【００４４】
（Ｆ２）親局収集：親局１は、第２階層通信３２において、第１階層通信３１における第１ポーリング周期Ｔ１と同程度もしくはそれよりも遅い周期である第２ポーリング周期Ｔ２で、子局２へ配下スレーブ４（＃２１〜＃２３）のスレーブデータの収集を要求する。子局２は、当該要求に直近の子局２に保持されたスレーブデータを親局１へ送信する。
【００４５】
例えば、親局１からのデータ収集の要求タイミングに最も近いタイミングで、子局２により収集された、図２に示すある第２ポーリング周期Ｔ２の期間においてスレーブ＃２１から収集された“１１”、スレーブ＃２２から収集された“３”、スレーブ＃２３から収集された“Ａ”が、子局２から親局１へ送信される。
【００４６】
また、図２に示すように、次の第２ポーリング周期Ｔ２の間に親局１が子局２へ子局収集データを要求した場合に、子局２からの応答エラー（“エラー”）があったとする。その場合には、親局１において、“エラー”発生前後において、親局収集データのなかに当該“エラー”発生元の子局２の子局収集データが保持されている。例えば、図２に示すように、エラー発生後にも、当該エラー発生元の子局２に関する子局収集データ“１１”、“３”および“Ａ”が保持されている。そして、その次の第２ポーリング周期Ｔ２の間で、例えば親局１が“エラー”発生元の子局２から“１４”、“９”および“Ｃ”の子局収集データを受信した場合に、親局１は、保持している親局収集データのうちの当該子局２から受信した子局収集データについては、“１４”、“９”および“Ｃ”へ更新する。
【００４７】
（Ｆ３）子局収集：子局２は、配下スレーブ４に対して、マスタとしてポーリング通信（第３階層通信３３に対応）に関する要求を行う。子局２は、例えばリクエスト周期（第２ポーリング周期Ｔ２）以上の速さのデータ収集周期（＝第３ポーリング周期Ｔ３）で、配下スレーブ４からスレーブデータを収集する。
【００４８】
例えば、図２に示すスレーブ＃２１から“１１”、スレーブ＃２２から“３”、スレーブ＃２３から“Ａ”が、子局２へ送信される。子局２は、少なくとも次の収集タイミングまで、これらの収集したスレーブデータを保持する。子局２は、次の収集タイミングで、例えばスレーブ＃２１から“１２”、スレーブ＃２２から“５”、スレーブ＃２３から“Ｂ”を収集した後に、保持するスレーブデータをこれらのスレーブデータに更新する。そして、前述したように、親局１からの収集の要求に応じて、当該要求に直近の子局２に保持されたスレーブデータを親局１へ送信する。
【００４９】
以上説明したように、図１（ｂ）に示すような第１ポーリング周期Ｔ１が第２ポーリング周期Ｔ２に比べて遅い場合、および、図２に示すような第１ポーリング周期Ｔ１が第２ポーリング周期Ｔ２に比べて速い場合においても、図に示す（Ｆ１）〜（Ｆ３）のように、親局１は、マスタ端末３から配下スレーブ４へのスレーブデータの収集の要求に関するポーリング通信（第１階層通信３１）に応じて、収集の要求に直近の収集されたスレーブデータをマスタ端末３へ送信することができる。
【００５０】
これにより、本中継通信システム９Ａにおいて、マスタ端末３からの収集周期（ポーリング周期）Ｔ１０は、子局２およびスレーブ４の数、無線ホッピング段数、通信タイムアウト発生時のリトライ処理等にほぼ依存せずに設定することができる。
【００５１】
各々の階層で、以下のような通信フォーマットによるポーリングを行う。
＜第１階層通信＞
第１階層通信３１では、マスタ端末３がマスタ／スレーブ通信方式のマスタとなり、親局１がマスタ／スレーブ通信方式のスレーブとなる。マスタ／スレーブ通信方式は、マスタ側から所定のメッセージを送信し、スレーブ側がそれに応答する通信方式である。
【００５２】
例えば、マスタ端末３が第１階層におけるマスタ（例えばＭｏｄｂｕｓマスタ）となり、有線接続された親局１に対してＭｏｄｂｕｓスレーブとしてポーリング通信を行うマスタ／スレーブ通信方式である。
【００５３】
中継通信システム９において、マスタ端末３からのポーリングの制限は、第１階層通信３１に限定できるため、第２階層通信３２における無線通信によるパフォーマンス低下を上位階層（第１階層通信３１）側で考慮せずに、中継通信システム９内の通信パラメータ設定等が可能になる。
【００５４】
図３（ａ）に、マスタ／スレーブ通信方式のメッセージ３４の一例として、Ｍｏｄｂｕｓ通信のメッセージフォーマットの例を示す。
【００５５】
Ｍｏｄｂｕｓプロトコルには、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ４８５等のシリアル通信を用いて行うバージョンのものと、インターネットのネットワーク上で行うバージョンのものとがある。
【００５６】
例えば、図３（ａ)に示すように、Ｍｏｄｂｕｓプロトコルでは、Ｍｏｄｂｕｓ  ＲＴＵにおいて、メッセージフレームには、“開始”、“アドレス”、“ファンクション”、“データ”、“ＣＲＣチェック”、“終了”に対応するメッセージが含まれる。なお、Ｍｏｄｂｕｓ  ＲＴＵでは、１バイトのデータをそのままバイナリーデータとして送受信される。
【００５７】
“開始”は、例えば３．５文字分のサイレントインターバルである。“アドレス”は、メッセージ３４の宛先アドレスを示し、すなわち、マスタ又はスレーブに本通信方式で付与されるアドレスを示す。“ファンクション”は、コマンドの種類を示す。“データ”は、ファンクションに対応するデータフォーマットが定められる。例えば、“ファンクション”がスレーブのレジスタを読み出す要求である場合、“データ”にはレジスタの開始アドレス及び読み出しレジスタ数などが設定される。“ＣＲＣチェック”は、伝送するメッセージのＣＲＣエラーチェックのデータ（Ｎバイト分）である。“終了”は、例えば３．５文字分のサイレントインターバルである。
【００５８】
＜第２階層通信＞
第２階層通信３２では、親局１および子局２間の通信において、所定の無線周波数および無線通信プロトコルが用いられる。親局１が中継局１０として対局を組む子局２に対してポーリングを行う。親局１ごとに中継ネットワークグループができ、それぞれ独自にポーリングする。例えば、中継局１０はそれぞれのネットワークごとに、異なる無線ＣＨを設定し、別ネットワークとの電波干渉を回避する。
【００５９】
図３（ｂ）に、無線通信に用いられる無線パケット３５の構成の一例を示す。
【００６０】
中継局１０においては、図３（ｂ)に示すように、子局２が管理する配下スレーブ４からの収集データ（スレーブデータ）をまとめて所定のパケットデータ（一つの無線パケット３５に含めて）として親局１へ送信し、受信した親局１が収集データを管理する。親局１は、マスタ端末３からの配下スレーブ４に関するデータ要求のポーリング通信時に、管理する収集データをマスタ端末３へ送信して応答する。
【００６１】
例えば、無線通信では、図３（ｂ)に示すように、所定の無線パケット３５が用いられる。無線パケット３５は、例えばヘッダ３５３、データフレームおよびエラー検出／訂正ビット等を含む。
【００６２】
ヘッダ３５３は、例えば所定の無線通信方式に必要な制御符号のほか、パケットの到達先を示す子局ＩＤ／親局ＩＤの情報、パケットの発信元を示す親局ＩＤ／子局ＩＤの情報、パケットに含まれる送信データのデータフレーム長などの基本情報を含む。パケットの到達先に示される子局ＩＤ／親局ＩＤは、パケットの発信元に示される親局ＩＤ／子局ＩＤと予め紐付けされる親局１または子局２を特定する識別番号（符号）である。エラー検出／訂正ビットは、無線パケット３５のデータエラーまたはエラー訂正するための符号である。
【００６３】
無線パケット３５のデータフレームとして、例えば、パケット送信側からパケット受信側に要求内容を示す要求データフレーム３５１と、パケット送信側がパケット受信側に要求された内容に応答内容を示す応答データフレーム３５２とがある。
【００６４】
図４に要求データフレーム３５１の構成の一例を示し、図５に応答データフレーム３５２の構成の一例を示す。以下に、要求データフレーム３５１および応答データフレーム３５２を構成するデータに関連付けられる各種レジスタについて説明する。なお、レジスタは、各機能ブロック間の処理をスムーズにデータを受け渡しするデータバッファ、データ一時保持メモリなどを指す。
【００６５】
図４（ａ）に示す要求データフレーム３５１は、親局１から子局２に対して送信される要求データの例である。要求データフレーム３５１は、図４（ａ）に示すように、収集する計測データ（デジタル入力データ、アナログ入力データ）に関するレジスタＤＩＲ及びＡＩＲと、制御データ（デジタル出力データ、アナログ出力データ）に関するレジスタＤＯＲ及びＡＯＲとに対して、リード／ライトするコマンド及びデータを構成するように対応付けられる。なお、スレーブデータ種別は、スレーブ４の入出力（Ｉ／Ｏ）データに関する、デジタル入力データ、アナログ入力データ、デジタル出力データ、アナログ出力データなどを区分するためのデータ種別である。
【００６６】
図４（ｂ）に、図４（ａ）に示す要求データフレーム３５１のフィールドについて、構成内容の一例を示す。以下、図４（ｂ）に示すフィールドについて説明する。
【００６７】
“ＤＩＲ＿Ｎ”、“ＡＩＲ＿Ｎ”は、子局２が収集するデジタル入力データ、アナログ入力データのスレーブデータ種別に対応する、スレーブデータを保持する各々のレジスタ数である。
【００６８】
“ＤＯＲ＿Ｎ”、“ＡＯＲ＿Ｎ／Ｗ”は、子局２へ渡すデジタル出力データ、アナログ出力データのスレーブデータ種別に対応する、スレーブデータを保持させる各々のレジスタ数である。また、“ＡＯＲ＿Ｎ／Ｒ”は、アナログ出力データのスレーブデータを親局１が子局２からリードする際のレジスタ数である。
【００６９】
“ＤＯＲ  Ｗ−Ｒｅｑ（Ｎ）”は、レジスタＤＯＲへの書込み要求フラグである。“ＤＯＲ（Ｎ）”と同じデータ長のｂｉｔ割付であり、１が要求ＯＮを示し、０が要求ＯＦＦを示す。
【００７０】
“ＤＯＲ（Ｎ）”は、子局２と紐付けられたレジスタＤＯＲのデータである。例えば、ＤＯＲ(１)のＬＳＢから１レジスタ／１ｂｉｔで記述される。
【００７１】
“ＡＯＲ  Ｗ−Ｒｅｑ（Ｎ）”は、レジスタＡＯＲの書込み要求フラグである。続く、ＡＯＲ(Ｎ)の書込み有無を示す。ＡＯＲ  Ｗ-Ｒｅｑ(１)のＬＳＢ（ｂｉｔ０）がＡＯＲ(１)、ｂｉｔ１がＡＯＲ(２)・・・というように対応する。起動後、レジスタＡＯＲが上位より書き込まれていない場合には要求ＯＦＦ、書き込まれたものは要求ＯＮとされる。
【００７２】
“ＡＯＲ（Ｎ）”は、子局２と紐付けられたＡＯＲ/Ｗ（ライト）データである。例えば、ＡＯＲ（１）上位は上位のｂｉｔ列、ＡＯＲ（１）下位は下位のｂｉｔ列を示す。ｂｉｔ列は、例えば８ｂｉｔである。
【００７３】
図５（ａ）に示す応答データフレーム３５２は、子局２から親局１に対して送信される応答データの例である。応答データフレーム３５２は、例えば図５（ａ）に示すような正常応答データフレームの場合に、収集する計測データに関するレジスタＤＩＲ及びＡＩＲと、制御データに関するレジスタＤＯＲ及びＡＯＲとに対して、リード／ライトのコマンド要求に対する応答結果を構成するように対応付けられる。
【００７４】
図５（ｂ）に、図５（ａ）に示す応答データフレーム３５２のフィールドについて、構成内容の一例を示す。以下、図５（ｂ）に示すフィールドについて説明する。
【００７５】
“Ｒｅｓｕｌｔ”には、レジスタＤＯＲ、レジスタＡＯＲの結果が示される。結果は、例えばＡＣＫ（正常）またはＮＡＫ（異常）のデータが示される。受信された要求データの指示が正常であればＡＣＫ、一つでも異常があればＮＡＫとなる。なお、子局２の受信した応答結果であり、スレーブ４まで含めた結果ではない。また、要求データの指示がなければＡＣＫとなる。
【００７６】
“Ｅｖｅｎｔ”には、子局２で発生したイベントを通知するフラグ、障害情報や、電源投入後、初回のスレーブ４のデータ収集が未完了であること等の情報が示される。
【００７７】
“ＤＩＲ（Ｎ）”は、最下位ビットをチャネル１とする、デジタルデータを示すビット列である。“ＤＩＲ＿Ｎ”が０の場合、本フィールドはない。
【００７８】
“ＡＩＲ（Ｎ）”は、主に計測値を示すアナログデータである。“ＡＩＲ＿Ｎ”が０の場合、本フィールドはない。図５（ｂ）において、ＡＩＲ（１）上位は上位のｂｉｔ列、ＡＯＲ（１）下位は下位のｂｉｔ列の意味を示す。
【００７９】
“ＡＯＲ（Ｎ）”は、主に計測値を示すアナログデータである。“ＡＯＲ＿Ｎ/Ｒ”が０の場合、本フィールドはない。図５（ｂ）において、ＡＯＲ（１）上位は上位のｂｉｔ列、ＡＯＲ（１）下位は下位ｂｉｔの列を示す。なお、スレーブ４の機器により、計測データがレジスタＡＯＲに入っている場合の対処ともなる。
【００８０】
図６に親局アドレスマップおよび子局アドレスマップの一例を示す。また、図７に、図６の子局アドレスマップの具体例として、子局アドレスマップ割当ての一例を示す。
【００８１】
各々の中継局１０において、親局１と対局を組む子局２が有する記憶手段２７０に子局アドレスを指定し、当該子局アドレス内に、予め定めた制限数以下の配下スレーブ４について自局の子局２からアクセス可能なスレーブデータのＩ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）マップにおける相対アドレスとの対応が定義される。これにより、子局２は、配下スレーブ４から収集した子局収集データおよび配下スレーブ４へ出力する制御出力データを、子局アドレスの割り当ての領域へ、前述したような各種レジスタを介して保持データとして記憶・更新等を行う。
【００８２】
また、親局１が有する記憶手段１７０に親局アドレスを指定し、当該親局アドレス内に、親局１と対局を組む予め定めた制限数以下の子局２について当該子局からアクセス可能なスレーブデータのＩ／Ｏマップにおける相対アドレスとの対応が定義される。以上により、子局アドレスと親局アドレスとが紐付けされる。これにより、親局１は、対局を組む子局２から収集した親局収集データおよび配下スレーブ４へ出力する制御出力データを、親局アドレスの割り当ての領域へ、前述したような各種レジスタを介して保持データとして記憶・更新等を行う。
【００８３】
具体例として、親局アドレスマップは、図６に示すように、親局１が有する記憶手段１７０（図９に示す）において、紐付けされる子局２ごとに収集および制御されるデータを記憶する領域の割り当てである。これにより、親局収集データは、親局アドレス内の割り当てられた領域に保存される。また、子局アドレスマップは、図６に示すように、各々の子局２において、子局２が有する記憶手段２７０（図１２に示す）に配下スレーブ４ごとに収集および制御されるデータを記憶する領域の割り当てである。これにより、子局収集データは、子局アドレス内の割り当てられた領域に記憶される。
【００８４】
ここで、図３（ｂ)に示す無線パケット３５を用いる通信プロトコルにおいて、中継局１０を構成する親局１および子局２間のデータ収集／制御は、図６に示す親局アドレスマップおよび子局アドレスマップ間の紐付けに基づいて実行される。
【００８５】
親局１および子局２は、図３（ｂ)に示す無線パケット３５を介して、各々の宛先に対して、要求データフレーム３５１または／および応答データフレーム３５２を送信し、それに対する応答データフレーム３５２または／および要求データフレーム３５１を受信する。これにより、親局１および子局２は、図６に示す親局アドレスマップおよび子局アドレスマップ間の紐付けに基づいて、データ収集および制御を実現することができる。
【００８６】
例えば、図７に示す局番＃１の子局２の子局アドレスマップには、配下スレーブ４として、スレーブ＃１〜＃５が割り当てられていることを示す。具体的には、制御出力としてデジタル出力のレジスタＤＯＲについて、アドレス０〜７番地にスレーブ＃１のＤＯ（デジタル出力ポート８ｃｈ）、アドレス８〜１５番地にスレーブ＃４のＤＯ（８ｃｈ）、アドレス１６〜９９番地は空きである。また、計測データ収集としてデジタル入力のレジスタＤＩＲについて、アドレス０〜１番地に自局（子局２自体）のＤＩ（デジタル入力ポート２ｃｈ）、アドレス２〜１７番地にスレーブ＃２のＤＩ（１６ｃｈ）、アドレス１８〜９９番地は空き（紐付けされない）である。また、その他の計測データ収集としてアナログ入力のレジスタＡＩＲ、および、制御出力としてアナログ出力のレジスタＡＯＲについても、図７に示すとおりである。
【００８７】
以上のように、親局１は、紐付けされる子局２ごとに、紐付けされるスレーブ４のスレーブデータについて、データ収集・制御データ出力の指示を、図４（ａ）に示すようにワンパケットで送信できる。また、親局１は、紐付けされる子局２ごとに、紐付けされるスレーブ４（配下スレーブ４）のスレーブデータについて、データ収集などの結果（子局収集データ）を、図５（ａ）に示すようにワンパケットで受信することができる。
【００８８】
これにより、親局１は、子局２に配下スレーブ４が複数存在する場合に、スレーブ４ごとに無線ポーリング通信を行う必要がないため、無線通信を有効に利用し、無線通信アクセスのパフォーマンスを高めることができる。すなわち、無線中継区間において効率的にデータを収集することができる。
【００８９】
＜第３階層通信＞
第３階層通信３３では、子局２がマスタ／スレーブ通信方式のマスタとなり、スレーブ４がマスタ／スレーブ通信方式のスレーブとなる。例えば、子局２が第３階層通信３３におけるＭｏｄｂｕｓマスタとなり、有線接続されたＭｏｄｂｕｓスレーブであるスレーブ４に対してポーリング通信を行うマスタ／スレーブ通信方式である。通信プロトコルは、第１階層通信３１と同様であり、例えばＭｏｄｂｕｓ  ＲＴＵである。
【００９０】
子局２は、自局がポーリングしたＭｏｄｂｕｓスレーブの直近の最新スレーブデータを保持する。直近の最新スレーブデータは、Ｍｏｄｂｕｓ通信でエラーが発生した場合には、エラー発生前の保持されたスレーブデータが保持されたままとする。Ｍｏｄｂｕｓ通信でエラーが発生しない場合には、子局２が、スレーブ４から収集した最新のスレーブデータでメモリ（記憶手段２７０）を更新する。
【００９１】
本中継通信システム９において、第１階層通信３１、第２階層通信３２、第３階層通信３３は非同期で通信する。第１ポーリング周期Ｔ１をマスタ端末３と親局１との間のポーリング周期とする。また、第２ポーリング周期Ｔ２を親局１と子局２の間のポーリング周期とし、第３ポーリング周期Ｔ３を子局２とスレーブ４の間のポーリング周期とする。
【００９２】
ここで、図１（ｂ)に示す一例では、これらのポーリング周期は、少なくとも、以下のような関係（時間間隔で比較）とされる。
Ｔ１／２＞Ｔ２      ・・・（式１）
Ｔ２≧Ｔ３          ・・・（式２）
（式１）は、第２ポーリング周期Ｔ２の時間間隔が、第１ポーリング周期Ｔ１の時間間隔の１／２よりも短いことを示す。換言すれば、第２ポーリング周期Ｔ２は、第１ポーリング周期Ｔ１よりも少なくとも２倍を超える速さの周期である。
【００９３】
（式２）は、第３ポーリング周期Ｔ３の時間間隔が、第２ポーリング周期Ｔ２の時間間隔以下であることを示す。換言すれば、第３ポーリング周期Ｔ３は、第２ポーリング周期Ｔ２以上の速さの周期である。
【００９４】
以上のような関係の例では、第２階層通信３２において、第１ポーリング周期Ｔ１の間に第２ポーリング周期Ｔ２が複数回（２回以上）行われるため、スレーブデータは頻繁に更新される。仮に、第２階層通信３２において、一時的に通信が途絶えた場合にも、一時的に通信が途絶えた間の前後の通信正常であった場合の直近の収集データを用いることができるため、第１階層通信３１においてはデータ欠損する可能性は極めて低くなる。
【００９５】
好ましくは、第１ポーリング周期Ｔ１の間に、第２ポーリング周期Ｔ２が３回〜１０回程度行われる。
【００９６】
以上のように、マスタ端末３側が影響をうけるのは、第１階層通信３１であるため、（式１）および（式２）のような関係においても、第２階層通信３２および第３階層通信３３における通信遅延等は考慮する必要がなくなる。
【００９７】
例えば、子局２の配下に属する複数のスレーブ４（図１（ａ）及び（ｂ）ではスレーブ＃２１、＃２２、＃２３と区分して示す）において、スレーブデータとしてＰＩ（パラレル入力）６点とアナログ入力３点があるとする。
【００９８】
子局２が、例えば１データ／１０ｍｓの間隔（第３ポーリング周期Ｔ３）でスレーブ４からデータ収集するとする。子局２は、これらのスレーブ＃２１、＃２２および＃２３の直近の収集データと、紐付けられる親局１を特定する親局ＩＤ等とを含む所定の無線パケット形式として生成し、無線送信する。
【００９９】
なお、子局２が、親局１のポーリング通信に応答し、スレーブ＃２１、＃２２および＃２３の直近の収集データを含む無線パケット３５を送信するまでにかかる時間は、
例えば、１つの子局２からパケットデータ送信=２００ｍｓ(最短)となる。
【０１００】
（従来例）
図２３の中継通信システム９００におけるマスタ端末７０３のスレーブ７０４に対するポーリング通信の周期を１分とした場合、スレーブ７０４へのポーリングは、１入力データにつき１回のアクセスとなる。
【０１０１】
すなわち、第１階層通信３１０において第１ポーリング周期Ｔ１０１を１分周期とした場合、図２３の中継通信システム９００では、子局７０２がスレーブ７０４に対して１回のデータ収集の機会である。
【０１０２】
（本実施形態の例）
一方、図１の中継通信システム９Ａにおけるマスタ端末３のスレーブ４に対するポーリング通信の周期を１分とした場合、親局１が子局２を介してスレーブ４へのデータポーリングは、１入力データにつき最大１分／２００ｍｓ＝３００回のアクセスが可能となる。
【０１０３】
すなわち、第１階層通信３１において第１ポーリング周期Ｔ１を１分周期とした場合で、図１の中継通信システム９Ａでは、親局１が子局２から配下スレーブ４に対して最大３００回のデータ収集の機会がある。しかしながら、実用的にはこれだけのアクセス回数は不要であり、例えば第２ポーリング周期Ｔ２を１０秒周期とした場合に、第１ポーリング周期Ｔ１の１分周期間隔において、親局１と子局２との間では無線通信ポーリングは６回程度可能である。
【０１０４】
＜比較＞
ここで、第２階層通信３２０及び第２階層通信３２において、１回のアクセスでの無線通信におけるデータ欠損の確率をＸｌとすると、
第１階層通信３１０での第１ポーリング周期Ｔ１０１の間のデータ欠損・・・Ｘｌ
第１階層通信３１での第１ポーリング周期Ｔ１の間のデータ欠損・・・Ｘｌ６
となる。なお、本例では、有線通信では、無線通信と比較した通信エラーが極めて低いものとする。
【０１０５】
以上説明したように、中継局１０からスレーブ４間の各ネットワークを、上位マスタ側（マスタ端末３）と非同期に通信させることで、データ欠損と収集パフォーマンス低下を防止する。
【０１０６】
親局１及び子局２間では、上位マスタ（マスタ端末３）及び下位スレーブ（スレーブ４）と非同期に無線通信を行うことにより、無線通信区間での第２ポーリング周期Ｔ２を速めることができ、高い応答性と高い信頼性を得ることができる。
【０１０７】
以上説明したように、子局２は、第３ポーリング周期ごとに配下スレーブ４から収集するスレーブデータを、配下スレーブ４ごとのスレーブデータ種別と対応するように定義付けて子局収集データとして記憶する。これにより、子局２は、対局を組む親局１からの収集の要求タイミングに応じて直近の記憶した子局収集データを当該親局１へ送信することができる。
【０１０８】
また、親局１は、第２ポーリング周期ごとに対局を組む子局２から収集するスレーブデータを、当該子局２ごとに記憶された子局収集データのスレーブデータ種別と対応するように定義付けて親局収集データとして記憶する。これにより、親局１は、マスタ端末３からの収集の要求タイミングに応じて直近の記憶した親局収集データをマスタ端末３へ送信することができる。
【０１０９】
以上のように、上位マスタ側の第１ポーリング周期Ｔ１と独立した第３ポーリング周期Ｔ３にて子局２が子局収集データを収集し、かつ、第１ポーリング周期Ｔ１とは独立した第２ポーリング周期Ｔ２において、親局１が親局収集データを収集することができる。これにより、上位マスタ側はデータ欠損なく、下位スレーブの収集データを親局１から第１ポーリング周期Ｔ１で、確実に取得することができる。
【０１１０】
図８に、スレーブ４に対する制御出力の出力データ送信のタイミングの一例を示す。前述した図１の中継通信システム９Ａでは、スレーブ４からスレーブデータを収集する例について説明したが、図８ではデータ収集の間に制御出力を指示する例を示すものである。
【０１１１】
各々のスレーブ４に対する収集間隔は、図８に示すように、現在の収集タイミングから次の収集タイミングの間の第３ポーリング周期Ｔ３である。子局２は、制御出力対象のスレーブ４に対し、親局１から指令を受けたタイミング直後でワンタイムのみ制御出力指令を送信してもよく、また、スレーブ局番順に従って第３ポーリング周期Ｔ３ごとに制御出力指令を送信してもよい（常時指令）。
【０１１２】
図８の例では、子局２は、スレーブ＃３’のデータ収集ポーリング期間中に、親局１からスレーブ＃ｍ’の制御出力のデータを受信し、親局１から指令を受けたタイミング直後にワンタイムのみ制御出力指令を送信する例である。図８の例において、子局２は、スレーブ＃３’のデータ収集ポーリング終了後で、スレーブ＃４’のデータ収集ポーリング開始前に、ワンタイムのみ制御出力指令をスレーブ＃ｍ’へ送信する。
【０１１３】
以上説明したように、上位マスタ側（マスタ端末３）のポーリング通信の通信頻度に依存せず、親局１が紐付けされた子局２の配下スレーブ４のデータ収集を独立で行うことができるため、突発的な無線通信アクセス失敗の場合にも、その前後の無線通信アクセス成功時のデータ収集結果を用いることができる。これにより、上位マスタが、スレーブ４についてのデータ欠損する事態を低減することができる。すなわち、例えば以下のような効果がある。
【０１１４】
親局１及び子局２間では、上位マスタ及び下位スレーブの通信とは非同期に無線通信を行うことにより、無線通信区間での第２ポーリング周期Ｔ２を速めることができ、高い応答性と高い信頼性を得ることができる。
【０１１５】
中継局１０からスレーブ間の各ネットワークを、上位マスタと非同期に通信させることで、データ欠損と収集パフォーマンス低下を防止することができる。
【０１１６】
下位スレーブの収集データは、上位マスタのポーリング周期よりも速い周期で、親局１及び子局２で収集され、かつ、保持されるため、上位マスタはデータ欠損する可能性を低減することができ、上位マスタは下位スレーブの収集データを通常のポーリング周期でも確実に取得することができる。
【０１１７】
本発明に係る中継通信システム、中継局及び中継方法によれば、無線中継区間において効率的にデータを収集することができる。
【０１１８】
［第２の実施形態］
本発明に係る中継通信システムの第２の実施形態の構成について、図９ないし図２０を用いて説明する。ここで、図９は、第２の実施形態の中継通信システム９Ｂにおける親局１の構成を示すブロック図であり、図１２は、第２の実施形態の中継通信システム９Ｂにおける子局２の構成を示すブロック図である。なお、中継通信システム９Ｂにおいて、第１階層通信３１および第３階層通信３３には、有線通信としてＭｏｄｂｕｓ通信を用いる例として、その他の図も参照しながら以下に説明する。
【０１１９】
＜親局＞
親局１は、図９に示すように、有線データ送受信部１１、有線データ管理部１２、設定情報受信部１３、無線データ管理部１４、無線データ送受信部１５、親局データ管理部１６および記憶手段１７０を備えている。
【０１２０】
有線データ送受信部１１は、マスタ端末３から送信される所定の通信フォーマットのメッセージ３４を受信し、また、マスタ端末３へ所定の通信フォーマットのメッセージ３４を送信する。所定の通信フォーマットのメッセージ３４は、例えば図３に示すＭｏｄｂｕｓ  ＲＴＵである。
【０１２１】
有線データ管理部１２は、有線データ送受信部１１により送受信されるメッセージ３４について、マスタ端末３から送信される要求メッセージ、マスタ端末３へ送信する応答メッセージ等のメッセージ内容、送受信時間、送信先・受信先等の有線通信データについて管理する。有線データ管理部１２は、さらに、制御データ管理部１２１、データ要求管理部１２２および応答データ生成部１２３を有する。
【０１２２】
制御データ管理部１２１は、有線データ送受信部１１がマスタ端末３からポーリング通信によるデータを受信した際、自局宛への制御データである場合に、当該受信した制御データを指定アドレスの制御データワークメモリ１７へ書き込む。
【０１２３】
データ要求管理部１２２は、紐付けされた（対局を組む）子局２から収集された計測データを計測データワークメモリ１８から抽出する。データ要求管理部１２２は、指定レジスタのアドレスごとに、収集データを束ねて、応答データ生成部１２３へ送る。
【０１２４】
応答データ生成部１２３は、有線データ送受信部１１を介して、マスタ端末３から要求された収集データまたは制御データ出力などのスレーブデータの応答結果について生成する。
【０１２５】
設定情報受信部１３は、管理端末５ａから設定されるポイント情報または設定情報を含むデータを受信する。設定情報受信部１３は、管理端末５ａからポイント情報を受信した場合に、受信したポイント情報をポイント情報記憶部１９に書き込む。設定情報受信部１３は、管理端末５ａから設定情報を受信した場合に、受信した設定情報を設定情報記憶部１１０に書き込む。
【０１２６】
無線データ管理部１４は、無線データ送受信部１５により送受信される無線パケット３５を管理する。具体的には、無線データ管理部１４は、受信した自局宛の無線パケット３５について、当該無線パケット３５に含まれる情報に基づいて、制御データ出力又はスレーブデータ要求などのコマンドを判別する。例えば、無線データ管理部１４は、マスタ端末３の要求に基づき、子局２へ送信する要求データフレーム３５１を生成する。
【０１２７】
無線データ管理部１４は、さらに、データ要求・制御データ抽出部１４１および応答データ受信部１４２を有する。
【０１２８】
データ要求・制御データ抽出部１４１は、無線データ送受信部１５が子局２へ無線データを送信する際、送信するデータに制御データが含まれる場合に、当該制御データを指定アドレスの制御データワークメモリ１７から抽出する。データ要求・制御データ抽出部１４１は、マスタ端末３の要求に基づき、子局２へ送信する要求データフレーム３５１を生成する。
【０１２９】
応答データ受信部１４２は、無線データ送受信部１５を介して、子局２から送信された応答データを受信する。応答データ受信部１４２は、応答データ（応答データフレーム３５２）のうちから子局２により収集された計測データを抽出し、計測データワークメモリ１８の指定アドレスへ書き込む。指定アドレスは、例えば子局２の局番ごとに、基準となるアドレスにポイント情報記憶部１９に基づいたオフセットを加算したメモリ領域内番地である。
【０１３０】
無線データ送受信部１５は、所定の周波数による無線パケット３５を子局２から受信する。無線データ送受信部１５は、受信した無線パケット３５に含まれるエラー検出／エラー訂正符号に基づいて、受信データのデータ復号化可能かチェックする。無線データ送受信部１５は、エラーが発生していない場合又はエラー訂正可能な場合に、受信データを復号化する。無線データ送受信部１５は、復号化したデータを無線データ管理部１４へ送る。
【０１３１】
また、無線データ送受信部１５は、無線データ管理部１４から子局２への要求データフレーム３５１などを含む送信データを受けて、所定の符号化およびエラー符号等を付加して、所定の周波数による無線パケット３５を送信する。
【０１３２】
親局データ管理部１６は、有線データ管理部１２、無線データ管理部１４および記憶手段１７０を統合的に管理する。具体的には、親局データ管理部１６は、有線データ管理部１２、無線データ管理部１４および記憶手段１７０を介して、親局１が子局２から収集したスレーブデータ、スレーブ４へ出力する制御データなどを親局１側での下位（子局２）から上位（マスタ端末３）またはその逆の中継を、プロトコル変換可能なように管理する。
【０１３３】
また、親局データ管理部１６は、複数のタイマーを有している。例えば、複数のタイマーの一つは、紐付けされた子局２ごとの第２ポーリング周期Ｔ２をカウントする。この他にも、第１階層通信３１および第２階層通信３２におけるタイムアウト時間などをカウントするタイマーなどである。
【０１３４】
例えば、紐付けされる子局２ごとの計測データの「データ生存時間」をタイマー管理する。「データ生存時間」は、計測データなどの入力データであるスレーブデータについて、計測データワークメモリ１８上で更新されない古いデータ（「データ生存時間」がタイムアップに該当する）を無効にするための時間制限である。子局２からの計測データ受信ごとに、タイマーがリセットされる。
【０１３５】
例えば、親局データ管理部１６は、「データ生存時間」がタイムアップした計測データについての親局アドレスを有線データ管理部１２へ通知する。また、親局データ管理部１６は、例えば計測データの「データ生存時間」がタイムアップした子局２について、マスタ端末３から計測データ要求があった場合、エラー応答を返すように、有線データ管理部１２へ指示する。これを受けて、有線データ管理部１２において、応答データ生成部１２３が、要求対象の子局２に関するエラー応答を含むメッセージ３４（応答メッセージ３４）を生成する。この生成された応答メッセージ３４が、有線データ送受信部１１を介して、マスタ端末３へ送信される。
【０１３６】
親局１の記憶手段１７０には、制御データワークメモリ１７、計測データワークメモリ１８、ポイント情報記憶部１９および設定情報記憶部１１０を含む。ここで、図１０に、ポイント情報記憶部１９および設定情報記憶部１１０に設定されたデータの一例を示す。また、図１１に、制御データワークメモリ１７および計測データワークメモリ１８に書き込まれたデータの一例を示す。
【０１３７】
ポイント情報記憶部１９には、管理端末５ａより設定される、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）マップ上に定義される当該親局１と紐付けされる子局２の局番ごとのスレーブデータを処理するためのレジスタに関するポイント情報が記憶されている。レジスタに関するポイント情報は、レジスタ種類、連続レジスタ数、リード（Ｒ）／ライト（Ｗ）の属性などである。
【０１３８】
例えば、図１０に示すポイント情報記憶部１９に記憶されるポイント情報には、子局局番“１”に割り当てられる子局２に、デジタル出力制御レジスタとしてデータ数４８、デジタル入力レジスタとしてデータ数１６、および、アナログ入力レジスタとしてデータ数３２、アナログ出力制御データ数０のＩ／Ｏ領域が割り当てられることを示すものである。その他の子局局番“２”、“３”等も同様に定義される。
【０１３９】
設定情報記憶部１１０は、管理端末５ａより設定される、例えば紐付けられる子局２ごとへの第２ポーリング周期Ｔ２、収集データに関するデータ生存時間のタイマー設定時間、親局１に関するその他の設定パラメータなどの設定情報が記憶される。例えば、図１０に示す設定情報記憶部１１０には、第２ポーリング周期Ｔ２として“２”（秒）、収集データに関するデータ生存時間のタイマー設定時間“６０”（秒）などの設定情報が記憶されている。
【０１４０】
制御データワークメモリ１７は、ポイント情報記憶部１９のポイント情報に基づいて、Ｉ／Ｏマップ上に定義されるスレーブデータ種別の出力（Ｏｕｔｐｕｔ）に関するレジスタに対応するワークメモリである。
【０１４１】
例えば、図１１に示す例のように、制御データワークメモリ１７の領域内に、親局１と紐付けされる子局２の局番“１”にはデジタル出力（制御データ）にアドレス１０１〜１１６番地、１１７〜１４８（各１ｂｉｔ）、子局２の局番“２”にはデジタル出力にアドレス２０１〜２３２番地（各１ｂｉｔ）、子局２の局番“３”にはアナログ出力にアドレス４０３０１〜４０３０８番地（各２ｗｏｒｄ）が、Ｉ／Ｏマップ上に定義される出力に関するレジスタに割り当てられる。また、親局１と紐付けされる他の子局２の局番についても、同様に、デジタル出力制御データにアドレス番地（各１ｂｉｔ）、アナログ出力制御データにアドレス番地（各２ｗｏｒｄ）が割り当て可能とされる。
【０１４２】
計測データワークメモリ１８は、ポイント情報記憶部１９のポイント情報に基づいて、Ｉ／Ｏマップ上に定義されるスレーブデータ種別の入力（Ｉｎｐｕｔ）に関するレジスタに対応するワークメモリである。
【０１４３】
例えば、図１１に示す例のように、計測データワークメモリ１８の領域内に、親局１と紐付けされる子局２の局番“１”にはデジタル入力（計測データ）にアドレス１０１０１〜１０１１６番地（各１ｂｉｔ）、子局２の局番“２”にはデジタル入力にアドレス１０２０１〜１０２３２番地（各１ｂｉｔ）、子局２の局番“３”にはアナログ入力にアドレス３０１０１番地〜３０１３２番地（各２ｗｏｒｄ）が、Ｉ／Ｏマップ上に定義される入力に関するレジスタに割り当てられる。また、親局１と紐付けされる他の子局２の局番についても、同様に、デジタル入力にアドレス番地（各１ｂｉｔ）、アナログ入力にアドレス番地（各２ｗｏｒｄ）が割り当て可能とされる。
【０１４４】
＜子局＞
子局２は、図１２に示すように、無線データ送受信部２１、無線データ管理部２２、設定情報受信部２３、有線データ管理部２４、有線データ送受信部２５、子局データ管理部２６および記憶手段２７０を備えている。
【０１４５】
無線データ送受信部２１は、所定の周波数による無線パケット３５を親局１または中継の子局２から受信する。無線データ送受信部２１は、受信した無線パケット３５に含まれるエラー検出／エラー訂正符号に基づいて、受信データのデータ復号化可能かチェックする。無線データ送受信部２１は、エラーが発生していない場合又はエラー訂正可能な場合に、受信データを復号化する。無線データ送受信部２１は、復号化したデータを無線データ管理部２２へ送る。
【０１４６】
また、無線データ送受信部２１は、無線データ管理部２２から親局１への応答データフレーム３５２などを含む送信データを受けて、所定の符号化およびエラー符号等を付加して、所定の周波数による無線パケット３５を送信する。
【０１４７】
無線データ管理部２２は、無線データ送受信部２１により送受信される無線パケット３５を管理する。具体的には、無線データ管理部２２は、親局１または中継の子局２から受信した自局宛の無線パケット３５について、当該無線パケット３５に含まれる情報に基づき、制御データ出力又はデータ要求などのコマンドを判別する。例えば、無線データ管理部２２は、親局１からの要求に基づき、応答する応答データフレーム３５２を生成する。
【０１４８】
無線データ管理部２２は、さらに、制御データ受信部２２１、計測データ抽出部２２２および応答データ生成部２２３を有する。
【０１４９】
制御データ受信部２２１は、無線データ送受信部２１が親局１から無線パケット３５を受信した際に、自子局宛の制御データである場合に、当該受信した制御データを指定アドレスの制御データワークメモリ２７へ書き込む。
【０１５０】
計測データ抽出部２２２は、配下スレーブ４から収集された最新の計測データを計測データワークメモリ２８から抽出する。計測データ抽出部２２２は、配下スレーブ４に対応する指定レジスタのアドレスごとに、収集データを１つの送信する無線パケット３５に束ねて、応答データ生成部２２３へ送る。すなわち、子局２は、配下スレーブ４が複数ある場合に、配下スレーブ４ごとの収集データを異なる無線パケット３５として送信するのではなく、ひとつの無線パケット３５として、効率的に親局１へ転送（中継）することができる。
【０１５１】
応答データ生成部２２３は、計測データ抽出部２２２により束ねられた収集データを所定の無線パケット３５の応答データフレーム３５２に含めて、無線データ送受信部２１を介して、紐付けられた親局１へ送信する。
【０１５２】
設定情報受信部２３は、管理端末５ｂから設定されるポイント情報または設定情報を含むデータを受信する。設定情報受信部２３は、管理端末５ｂからポイント情報を受信した場合に、受信したポイント情報をポイント情報記憶部２９に書き込む。設定情報受信部２３は、管理端末５ｂから設定情報を受信した場合に、受信した設定情報を設定情報記憶部２１０に書き込む。
【０１５３】
有線データ管理部２４は、有線データ送受信部２５により送受信されるメッセージ３４について、子局２から配下スレーブ４へ送信する要求メッセージ、配下スレーブ４から受信する応答メッセージ等のメッセージ内容、送受信時間、送信先・受信先等の有線通信データについて管理する。有線データ管理部２４は、さらに、データ要求・制御データ抽出部２４１および計測データ受信部２４２を有する。
【０１５４】
データ要求・制御データ抽出部２４１は、配下スレーブ４に対して計測データの送信を要求する。また、データ要求・制御データ抽出部２４１は、配下スレーブ４の該当スレーブ４に対して、制御データワークメモリ２７から制御データを抽出する。データ要求・制御データ抽出部２４１は、有線データ送受信部２５を介して、これらの計測データの送信要求または制御データ出力指示に関するメッセージ３４を配下スレーブ４へ送信する。
【０１５５】
計測データ受信部２４２は、有線データ送受信部２５を介して、配下スレーブ４から計測データの送信要求または制御データ出力指示の結果の応答を配下スレーブ４から受信する。計測データ受信部２４２は、配下スレーブ４から受信された計測データを、計測データワークメモリ２８の指定アドレスへ書き込む。指定アドレスは、例えばスレーブ４の局番ごとに、ポイント情報記憶部２９に基づいた基準となるアドレスにオフセットを加算したメモリ領域内番地である。
【０１５６】
有線データ送受信部２５は、スレーブ４から送信される所定の通信フォーマットのメッセージ３４を受信し、また、スレーブ４へ所定の通信フォーマットのメッセージ３４を送信する。所定の通信フォーマットのメッセージ３４は、例えば図３に示すＭｏｄｂｕｓ  ＲＴＵである。
【０１５７】
子局データ管理部２６は、無線データ管理部２２、有線データ管理部２４および記憶手段２７０を統合的に管理する。具体的には、子局データ管理部２６は、無線データ管理部２２、有線データ管理部２４および記憶手段２７０を介して、子局２が配下スレーブ４から収集したスレーブデータ、子局２から配下スレーブ４へ出力する制御データなどを子局２側での下位から上位またはその逆の中継を、プロトコル変換可能なように管理する。
【０１５８】
また、子局データ管理部２６は、複数のタイマーを有している。例えば、複数のタイマーの一つは、配下スレーブ４のスレーブデータの収集周期（第３ポーリング周期Ｔ３）をカウントする。この他にも、第２階層通信３２および第３階層通信３３におけるタイムアウト時間などをカウントするタイマーなどである。
【０１５９】
子局２の記憶手段２７０には、制御データワークメモリ２７、計測データワークメモリ２８、ポイント情報記憶部２９および設定情報記憶部２１０を含む。ここで、図１３に、ポイント情報記憶部２９および設定情報記憶部２１０に設定されたデータの一例を示す。また、図１４に、制御データワークメモリ２７および計測データワークメモリ２８に書き込まれたデータの一例を示す。
【０１６０】
ポイント情報記憶部２９は、管理端末５ｂより設定される、Ｉ／Ｏマップ上に定義されるＭｏｄｂｕｓスレーブ局番ごとのスレーブデータを処理するためのレジスタに関するポイント情報が記憶されている。レジスタに関するポイント情報は、データ開始アドレス、データタイプ、連続レジスタ数、リード（Ｒ）／ライト（Ｗ）の属性などである。
【０１６１】
例えば、ポイント情報記憶部２９には、図１３の例に示すように、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“１”に割り当てられるレジスタとして、データ開始アドレス“１番地”、データタイプ“０”、連続レジスタ数“１６”、属性“Ｗ／常時”である。なお、データタイプは、使用するレジスタ数を示すものであり、例えばデータタイプ“０”は１ｂｉｔで１つのレジスタを使用、データタイプ“１”〜“４”は１データで使用するレジスタ数が１〜４を示す。
【０１６２】
また、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“２”に割り当てられるレジスタとして、データ開始アドレス“１０００１番地”、データタイプ“０”、連続レジスタ数“１６”、属性“Ｒ”と、データ開始アドレス“３０００１番地”、データタイプ“２”、連続レジスタ数“１６”、属性“Ｒ”である。
【０１６３】
また、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“３”に割り当てられるレジスタとして、データ開始アドレス“１番地”、データタイプ“０”、連続レジスタ数“３２”、属性“Ｗ／常時”である。なお、この場合、図１４に示す制御データワークメモリ２７では、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“１”のレジスタにはデータアドレス１番地（00001）〜１６番地（00016）が割り当てられ、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“３”のレジスタにはデータアドレス１７番地（00017）〜４８番地（00048）が割り当てられる等のように、スレーブ局番順に応じて前詰めの調整がなされる。
【０１６４】
設定情報記憶部２１０は、管理端末５ｂより設定される、例えば応答返答時間に関する異常判定タイマーのタイマー設定時間、子局２に関するその他の設定パラメータなどが記憶されている。
【０１６５】
制御データワークメモリ２７は、ポイント情報記憶部２９のポイント情報に基づいて、Ｉ／Ｏマップ上に定義されるスレーブデータ種別の出力（Ｏｕｔｐｕｔ）に関するレジスタに対応するワークメモリである。
【０１６６】
例えば、図１４の例に示すように、制御データワークメモリ２７の領域内に、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“１”のスレーブ４にはデジタル出力（制御データ）にアドレス１〜１６番地（各１ｂｉｔ）、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“３”のスレーブ４にはデジタル出力にアドレス１７〜４８番地（各１ｂｉｔ）が、Ｉ／Ｏマップ上に定義される出力に関するレジスタに割り当てられる。
【０１６７】
計測データワークメモリ２８は、ポイント情報記憶部２９のポイント情報に基づいて、Ｉ／Ｏマップ上に定義されるスレーブデータ種別の入力（Ｉｎｐｕｔ）に関するレジスタに対応するワークメモリである。
【０１６８】
例えば、図１４の例に示すように、計測データワークメモリ２８の領域内に、Ｍｏｄｂｕｓスレーブ局番“２”のスレーブ４にはデジタル入力（計測データ）にアドレス１０００１〜１００１６番地（各１ｂｉｔ）、および、アナログ入力にアドレス３０００１〜３００３２番地（各２ｗｏｒｄ）が、Ｉ／Ｏマップ上に定義される入力に関するレジスタに割り当てられる。
【０１６９】
＜管理端末＞
管理端末５は、親局１および子局２で用いられるＩ／Ｏマップ上における、スレーブ４ごとの入出力データの定義付けを行う。すなわち、管理端末５は、親局１と対局を組む子局２に対して、スレーブ４の入出力データ（スレーブデータ種別ごと）の定義付けをＩ／Ｏマップ上に紐付ける。Ｉ／Ｏマップは、図６に示す例のように、例えば親局１には親局アドレスマップ、子局２には、子局アドレスマップのように定義され、紐付けられる。
【０１７０】
管理端末５は、例えば入力・編集可能な入力手段および表示手段等を有するコンピュータである。管理端末５により、これらのＩ／Ｏマップを入力、編集等が可能である。管理端末５により入力・編集等されたＩ／Ｏマップは、親局１および子局２が有する各々のＩ／Ｏマップである、親局アドレスマップ及び子局アドレスマップへ管理端末５から設定可能である。
【０１７１】
これにより、子局２の追加・変更・削除等、子局２へのスレーブ４の追加・変更・削除等は、Ｉ／Ｏマップに対する変更が必要であるが、その紐付けに対応する親局１及び子局２のＩ／Ｏマップと、上位マスタ側の管理するＩ／Ｏマップとの軽微な変更で済む。すなわち、これらの変更を、管理端末５が設定・管理可能とするため、親局１および子局２のＩ／Ｏマップ変更作業を容易に行うことができる。
【０１７２】
（１）子局２は、配下スレーブ４に対してスレーブ局番、データ開始アドレス、データタイプ、連続レジスタ数、リード（Ｒ）／ライト（Ｗ）の属性などの情報を管理端末５ｂにより、ポイント情報記憶部２９に設定される。すなわち、管理端末５ｂ上で、子局２に紐付けられるスレーブ４に対して、例えばスレーブ４のＭｏｄｂｕｓマップに基づき、スレーブデータが定義され、設定される。子局２は、ポイント情報記憶部２９に記憶されたポイント情報に基づいて、配下スレーブ４に対しポーリングを行い、取得したスレーブデータをスレーブデータ種別に応じて自局の子局アドレスマップ上（制御データワークメモリ２７または計測データワークメモリ２８）に書き込む。
【０１７３】
（２）親局１は、紐付けられる子局２に対して子局局番、デジタル出力レジスタ数、デジタル入力レジスタ数、アナログ入力レジスタ数、アナログ出力レジスタ数、リード（Ｒ）／ライト（Ｗ）の属性などの情報を管理端末５ａにより、ポイント情報記憶部１９に設定される。親局１は、ポイント情報記憶部１９に記憶されたポイント情報に基づいて、親局１に紐付けられた子局２に対しポーリングを行う。親局１は、子局２から取得したスレーブデータを、スレーブデータ種別に応じて自局の親局アドレスマップ上（制御データワークメモリ１７または計測データワークメモリ１８）に子局２の局番に応じたオフセットアドレスを基準として書き込む。
【０１７４】
（３）親局１は、親局アドレスマップ上に、配下に属する（１又は複数の子局２／スレーブ４）のスレーブデータを集約する。親局１におけるデータの定義は、（１）により管理端末５ｂにより設定された子局２のデータの定義づけを元に、さらに管理端末５ａにより集約される。
【０１７５】
（４）マスタ端末３による親局１に対する収集・制御の要求に関するポーリング通信は、（１）と（３）で生成された親局１及び子局２の親局アドレスマップ及び子局アドレスマップに基づいて、実行される。
【０１７６】
以上のように生成されるＩ／Ｏマップのデータは、管理端末５（５ａ、５ｂ）より、ユーザーに認識可能なファイルとして出力可能である。Ｉ／Ｏマップは、例えばＭｏｄｂｕｓ仕様に基づいて構築される。
【０１７７】
次に、中継局１０に用いられる中継処理フローについて説明する。まず、親局１に用いられる親局処理フローについて説明する。図１５ないし図１７は、図９の親局１に用いられる親局処理のフロー図である。
【０１７８】
はじめに、図１５に示すメイン処理フローについて説明する。例えば、親局１の主電源パワーオン後、起動処理などを経た後、本親局処理の図１５に示すメイン処理フローを開始する。
【０１７９】
親局１の親局データ管理部１６は、ポイント情報記憶部１９および設定情報記憶部１１０から親局１に関するポイント情報及び設定情報を読み出し、初期化処理を行う（ステップＳ１）。具体的には、親局データ管理部１６は、紐付けされる子局２の局番と、当該子局２ごとの入出力レジスタのレジスタ数、データ数などに関するポイント情報を読み出し、制御データワークメモリ１７および計測データワークメモリ１８を初期化する。
【０１８０】
さらに、親局データ管理部１６は、第２ポーリング周期Ｔ２に関する設定情報などを読み出し、紐付けられる子局２ごとにタイマーへ第２ポーリング周期Ｔ２を設定する（ステップＳ２）。
【０１８１】
親局データ管理部１６は、タイマーの第２ポーリング周期Ｔ２の割込み待機／処理、マスタ端末３からのポーリング通信割込み待機／処理終了待ちとなる（ステップＳ３）。
【０１８２】
一つの割込み処理が終了すると、親局データ管理部１６は、終了処理が指令されていないかチェックする（ステップＳ４）。親局データ管理部１６は、終了処理が指令されていない場合に（ステップＳ４  Ｎｏ）、ステップＳ５へ処理を進める。
【０１８３】
親局データ管理部１６は、第２ポーリング周期Ｔ２の割込み処理終了後であるかチェックする（ステップＳ５）。親局データ管理部１６は、第２ポーリング周期Ｔ２の割込み（子局通信割込み）処理終了後である場合（ステップＳ５  Ｙｅｓ）、処理をステップＳ２へ戻す。また、親局データ管理部１６は、マスタ端末３からのポーリング通信（マスタ端末通信）割込み処理終了後である場合（ステップＳ５  Ｎｏ）、処理をステップＳ３へ戻す。
【０１８４】
一方、親局データ管理部１６は、終了処理が指令されている場合に（ステップＳ４  Ｙｅｓ）、本親局処理を終了する。
【０１８５】
次に、図１６に示すマスタ端末通信割込み処理フローについて、説明する。
【０１８６】
親局１の有線データ送受信部１１は、マスタ端末３からのポーリング通信によるデータ（メッセージ３４）を受信する（ステップＳ１１）。
【０１８７】
有線データ管理部１２は、受信したデータが自局宛のデータかチェックする（ステップＳ１２）。自局宛のデータでない場合（ステップＳ１２  Ｎｏ）、有線データ管理部１２は、応答せず、本マスタ端末通信割込み処理を終了する。
【０１８８】
一方、自局宛のデータである場合（ステップＳ１２  Ｙｅｓ）、有線データ管理部１２は、データに含まれるコマンド種別を判別し、ライトコマンドの制御データを受信したかチェックする（ステップＳ１３）。
【０１８９】
制御データを受信した場合（ステップＳ１３  Ｙｅｓ）、制御データ管理部１２１は、受信した制御データを制御データワークメモリ１７へ書き込む（ステップＳ１４）。
【０１９０】
応答データ生成部１２３は、マスタ端末３に対する応答メッセージ３４を生成し、有線データ送受信部１１を介して、生成した応答メッセージ３４をマスタ端末３へ送信する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理を終了後、本マスタ端末通信割込み処理を終了する。
【０１９１】
制御データを受信しない場合（ステップＳ１３  Ｎｏ）、データに含まれるコマンド種別を判別し、計測データ要求のコマンドかチェックする（ステップＳ１６）。
【０１９２】
計測データ要求のコマンドである場合（ステップＳ１６  Ｙｅｓ）、データ要求管理部１２２は、中継局１０として紐付けされた子局２の対象計測データについて計測データワークメモリ１８のデータ生存時間の残りをチェックする（ステップＳ１７）。
【０１９３】
親局データ管理部１６が管理するデータ生存時間の残りがタイムアップしていた場合（ステップＳ１７  Ｙｅｓ）、データ要求管理部１２２は、マスタ端末３へ通知するエラー情報を作成する（ステップＳ１８）。
【０１９４】
応答データ生成部１２３は、このエラー情報を含めてマスタ端末３へ送信する応答メッセージ３４を生成し、有線データ送受信部１１を介して、マスタ端末３へ応答メッセージ３４を送信する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理を終了後、本マスタ端末通信割込み処理を終了する。
【０１９５】
親局データ管理部１６が管理するデータ生存時間の残りがタイムアップしていない場合（ステップＳ１７  Ｎｏ）、データ要求管理部１２２は、紐付けされた子局２の対象計測データについて計測データワークメモリ１８から計測データを抽出する（ステップＳ１９）。データ要求管理部１２２は、この抽出した計測データを応答データ生成部１２３へ渡す。応答データ生成部１２３は、この計測データを含めてマスタ端末３へ送信する応答メッセージ３４を生成し、有線データ送受信部１１を介して、マスタ端末３へ応答メッセージ３４を送信する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理を終了後、本マスタ端末通信割込み処理を終了する。
【０１９６】
一方、計測データ要求のコマンドでない場合（ステップＳ１６  Ｎｏ）、すなわち、制御データのリードコマンドである場合、制御データ管理部１２１は、紐付けされた子局２の対象制御データについて制御データワークメモリ１７から制御データを抽出する（ステップＳ１１０）。制御データ管理部１２１は、この抽出した制御データを応答データ生成部１２３へ渡す。応答データ生成部１２３は、この制御データを含めてマスタ端末３へ送信する応答メッセージ３４を生成し、有線データ送受信部１１を介して、マスタ端末３へ応答メッセージ３４を送信する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５の処理を終了後、本マスタ端末通信割込み処理を終了する。
【０１９７】
次に、図１７に示す子局通信割込み処理フローについて、説明する。
【０１９８】
親局データ管理部１６は、ポイント情報記憶部１９からポイント情報を抽出する（ステップＳ２１）。
【０１９９】
次に、親局データ管理部１６は、ポイント情報に基づいて、制御出力があるかチェックする（ステップＳ２２）。
【０２００】
制御出力がある場合に（ステップＳ２２  Ｙｅｓ）、データ要求・制御データ抽出部１４１が、当該子局２についての指定アドレスの制御データワークメモリ１７から制御データを抽出する（ステップＳ２３）。一方、制御出力がない場合（ステップＳ２２  Ｎｏ）、データ要求・制御データ抽出部１４１は、制御データワークメモリ１７から制御データを抽出しない。
【０２０１】
データ要求・制御データ抽出部１４１は、無線データ送受信部１５を介して、紐付けされた子局２へ計測データ要求または／および制御データを送信する（ステップＳ２４）。
【０２０２】
応答データ受信部１４２は、無線データ送受信部１５を介して、子局２から自局宛の計測データなどの応答データを受信する（ステップＳ２５）。
【０２０３】
応答データ受信部１４２は、受信した計測データを計測データワークメモリ１８へ書き込む（ステップＳ２６）。
【０２０４】
親局データ管理部１６は、紐付けされる子局２からの計測データ受信ごとに、当該子局２に対するデータ生存時間をリセットする。（ステップＳ２７）。リセット後、本子局通信割込み処理は終了する。
【０２０５】
次に、子局２に用いられる子局処理フローについて説明する。図１８ないし図２０は、図１２の子局２に用いられる子局処理のフロー図である。
【０２０６】
はじめに、図１８に示すメイン処理フローについて説明する。例えば、子局２の主電源パワーオン後、起動処理などを経た後、本子局処理の図１８に示すメイン処理フローを開始する。
【０２０７】
子局２の子局データ管理部２６は、ポイント情報記憶部２９および設定情報記憶部２１０からポイント情報及び設定情報を読み出し、初期化処理を行う（ステップＳ３１）。具体的には、子局データ管理部２６は、紐付けされるスレーブ４の局番と、当該スレーブ４ごとの入出力レジスタのレジスタ数、データ数などに関するポイント情報を読み出し、制御データワークメモリ２７および計測データワークメモリ２８を初期化する。
【０２０８】
さらに、子局データ管理部２６は、第３ポーリング周期Ｔ３に関する設定情報などを読み出し、配下スレーブ４ごとにタイマーへ第３ポーリング周期Ｔ３を設定する（ステップＳ３２）。
【０２０９】
子局データ管理部２６は、タイマーの第３ポーリング周期Ｔ３の割込み待機／処理、親局１からのポーリング通信割込み待機／処理終了待ちとなる（ステップＳ３３）。
【０２１０】
一つの割込み処理が終了すると、子局データ管理部２６は、終了処理が指令されていないかチェックする（ステップＳ３４）。子局データ管理部２６は、終了処理が指令されていない場合に（ステップＳ３４  Ｎｏ）、ステップＳ３５へ処理を進める。
【０２１１】
子局データ管理部２６は、第３ポーリング周期Ｔ３の割込み処理終了後であるかチェックする（ステップＳ３５）。子局データ管理部２６は、第３ポーリング周期Ｔ３の割込み（スレーブ通信割込み）処理終了後である場合（ステップＳ３５  Ｙｅｓ）、処理をステップＳ３２へ戻す。また、子局データ管理部２６は、親局１からのポーリング通信（親局通信）割込み処理終了後である場合（ステップＳ３５  Ｎｏ）、処理をステップＳ３３へ戻す。
【０２１２】
一方、子局データ管理部２６は、終了処理が指令されている場合に（ステップＳ３４  Ｙｅｓ）、本子局処理を終了する。
【０２１３】
次に、図１９に示す親局通信割込み処理フローについて、説明する。
【０２１４】
子局２の無線データ送受信部２１は、親局１から無線ポーリング通信のデータ（無線パケット３５）を受信する（ステップＳ４１）。
【０２１５】
無線データ管理部２２は、受信した自局宛のデータに制御データが含まれるかチェックする（ステップＳ４２）。受信した自局宛のデータに制御データが含まれない場合（ステップＳ４２  Ｎｏ）、無線データ管理部２２は、処理をステップＳ４４へ進める。
【０２１６】
一方、受信したデータに制御データが含まれる場合（ステップＳ４２  Ｙｅｓ）、無線データ管理部２２は、受信したデータから制御データを抽出し、制御データワークメモリ２７へ書き込み、更新する（ステップＳ４３）。
【０２１７】
次に、無線データ管理部２２は、受信したデータから要求データを管理する（ステップＳ４４）。具体的には、無線データ管理部２２は、子局データ管理部２６へ要求データの更新について問い合わせる。
【０２１８】
無線データ管理部２２は、子局データ管理部２６からの要求データの更新状況の応答に応じて、計測データワークメモリ２８から計測データを抽出する（ステップＳ４５）。
【０２１９】
無線データ管理部２２は、無線データ送受信部２１を介して、抽出した計測データを紐付けされた親局１へ送信する（ステップＳ４６）。送信後、本親局通信割込み処理は終了する。
【０２２０】
次に、図２０に示すスレーブ通信割込み処理フローについて、説明する。
【０２２１】
子局データ管理部２６は、ポイント情報記憶部２９から配下スレーブ４のポイント情報を抽出する（ステップＳ５１）。
【０２２２】
次に、子局データ管理部２６は、ポイント情報に基づいて、制御データを出力かチェックする（ステップＳ５２）。
【０２２３】
制御データを出力しない場合（ステップＳ５２  Ｎｏ）、有線データ管理部２４のデータ要求・制御データ抽出部２４１が、配下スレーブ４へ計測データを要求する（ステップＳ５３）。
【０２２４】
データ要求後、有線データ送受信部２５は、配下スレーブ４から計測データを受信する（ステップＳ５４）。
【０２２５】
有線データ管理部２４の計測データ受信部２４２は、受信した計測データを計測データワークメモリ２８へ書き込む（ステップＳ５５）。計測データを書き込み後、本スレーブ通信割込み処理を終了する。
【０２２６】
一方、配下スレーブ４のいずれか（対象スレーブ４）へ制御データを出力する場合（ステップＳ５２  Ｙｅｓ）、有線データ管理部２４のデータ要求・制御データ抽出部２４１は、対象スレーブ４の制御データを制御データワークメモリ２７から抽出する（ステップＳ５６）。
【０２２７】
有線データ送受信部２５は、対象スレーブ４の制御データを送信する（ステップＳ５７）。
【０２２８】
データ送信後、有線データ送受信部２５は、対象スレーブ４の制御データの応答結果を受信する（ステップＳ５８）。応答結果を受信後、本スレーブ通信割込み処理を終了する。
【０２２９】
以上説明したように、親局１および子局２は、スレーブ４から収集するデータを所定のメモリへの更新を繰り返して保持するため、長時間にわたるデータを蓄積してデータ収集して保持する必要はないため、データを一時保存するメモリの容量が小容量でよい。
【０２３０】
管理端末５により、Ｉ／Ｏマップ上で、親局１、子局２及びスレーブ４ごとの入出力データの定義付けを行うため、容易に、親局１、子局２及びスレーブ４などの増設・追加・変更等を管理・設定することができる。
【０２３１】
また、前述したように簡易な構成の中継局、中継方法で実現できるため、既設通信設備の一部置き換え等の用途にも、容易に対応できる。また、低コストで、既設設備に追加することができる。
【０２３２】
以上説明したように、本発明に係る中継通信システム、中継局及び中継方法によれば、無線中継区間において効率的にデータを収集することができる。
【０２３３】
［第３の実施形態］
本発明に係る中継通信システムの第３の実施形態の構成について説明する。ここで、図２１は、第３の実施形態の中継通信システム９Ｃの構成を示すブロック図である。さらに、図２１は、図１等に示す親局１および子局２の構成の一例を示すものである。
【０２３４】
<装置ハードウェア構成の一例＞
図２１に示すように、親局１は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１０２、ワークメモリ１０３、記憶部１０４、第１通信インターフェース１０５、第２通信インターフェース１０６、第３通信インターフェース１０７およびアンテナ１０８を備える。
【０２３５】
また、子局２は、例えばＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ワークメモリ２０３、記憶部２０４、第１通信インターフェース２０５、第２通信インターフェース２０６、第３通信インターフェース２０７およびアンテナ２０８を備える。
【０２３６】
ＣＰＵ１０１は、親局１に備えられた電源の投入後等の起動時に、ＲＯＭ１０２に記憶された起動プログラムに基づいて、ブート処理を開始する。ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１の起動用プログラム等を記憶（格納）するメモリである。
【０２３７】
ＣＰＵ１０１は、起動後、記憶部１０４から親局１の親局アプリケーションプログラムを読み込み、読み込んだアプリケーションをワークメモリ１０３等へ記憶する。ワークメモリ１０３は、ＣＰＵ１０１の作業メモリであり、ＣＰＵ１０１がアプリケーションを実行する際に、主メモリの他、ワークエリア等として用いる。親局アプリケーションプログラムは、ＣＰＵ１０１、ワークメモリ１０３等を親局１として動作させるプログラムである。
【０２３８】
ＣＰＵ１０１、ワークメモリ１０３等は、本アプリケーションに従い、図９に示した各々の手段の処理を実行する。このコンピュータにインストールされ実行されるアプリケーションにより、図９に示す親局１の各手段の処理が実現されて、図２１に示すハードウェアと協働することによって、親局１として動作する。
【０２３９】
記憶部１０４は、例えばハードディスク装置、不揮発性半導体等であり、図９に示す記憶手段１７０に含まれる。
【０２４０】
第１通信インターフェース１０５は、第１階層通信３１及び第３階層通信３３であるマスタ／スレーブ方式の有線通信のインタフェース回路等である。第１通信インターフェース１０５は、例えばＲＳ-４８５ドライバ／レシーバである。
【０２４１】
第２通信インターフェース１０６は、親局１及び子局２との間で第２階層通信３２である無線通信を行うための無線通信モジュール等である。無線通信モジュールは、例えばＡＲＩＢ−Ｔ１０８  １．０版準拠、ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇなどの通信仕様に対応した無線送受信回路等を有する。
【０２４２】
第３通信インターフェース１０７は、管理端末５と親局１及び子局２との間で、ポーリング通信のポーリング周期、所定のタイマー値などの設定情報、子局２・スレーブ４に関するポイント情報を設定するための設定通信３７ａのインタフェースである。設定通信３７ａは、例えばＵＳＢ通信であり、第３通信インターフェース１０７は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓｆｌａｓｈ）ドライブ回路などである。この他にも、設定通信３７ａは、イーサネット（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの規格に対応したものであってもよい。
【０２４３】
アンテナ１０８は、親局１に取り付けられ、第２通信インターフェース１０６で用いられる無線通信の電波を送信および受信可能とするアンテナである。
【０２４４】
また、子局２に備えられるＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ワークメモリ２０３、記憶部２０４、第１通信インターフェース２０５、第２通信インターフェース２０６、第３通信インターフェース２０７およびアンテナ２０８、設定通信３７ｂなども、上記説明の対応する機能と同様である。これにより、ＣＰＵ２０１、ワークメモリ２０３等は、子局アプリケーションに従い、図１２に示した各々の手段の処理を実行する。このコンピュータにインストールされ実行されるアプリケーションにより、図１２に示す子局２の各手段の処理が実現されて、図２１に示すハードウェアと協働することによって、子局２として動作する。
【０２４５】
なお、図２１に示す親局１および子局２のハードウェア構成は、一例であり、この他にも、簡易な設定・監視可能なように、ランプ表示、液晶画面、スイッチ、タッチパネルなどの入出力手段・表示手段をさらに備える構成であってもよい。
【０２４６】
前述したように簡易な構成の中継局、中継方法で実現できるため、既設通信設備の一部置き換え等の用途にも、容易に対応できる。また、低コストで、既設設備に追加することができる。
【０２４７】
以上説明したように、本発明に係る中継通信システム、中継局及び中継方法によれば、無線中継区間において効率的にデータを収集することができる。
【０２４８】
［第４の実施形態］
本発明に係る中継通信システムの第４の実施形態の構成について説明する。ここで、図２２は、第４の実施形態の中継通信システム９Ｄの構成を示すブロック図である。
【０２４９】
第４の実施形態の中継通信システム９Ｄは、図２２に示すように、マスタ端末３に有線通信可能とされる複数の親局１（＃１、＃２）および複数のスレーブ４（＃１１、＃１２）と、親局１と無線通信可能とされる複数の子局２（２ａ、２ｂ）と、そのうちのいずれかの子局２ａと有線通信可能とされるスレーブ４（＃１〜＃１０）を備えている。
【０２５０】
図２２の中継通信システム９Ｄでは、以下の各々の階層において、前述したようなポーリング通信が行われる。以下、図２２を用いて、中継通信システム９Ｄの通信動作について説明する。
【０２５１】
第１階層通信３１では、マスタ端末３が、Ｍｏｄｂｕｓ通信のＭｏｄｂｕｓマスタとなる。また、マスタ端末３と有線接続された親局＃１及び＃２、スレーブ＃１１及び＃１２が、Ｍｏｄｂｕｓスレーブとなる。
【０２５２】
マスタ端末３は、例えば第１ポーリング周期Ｔ１のポーリング通信で、各々の親局１に対して、配下スレーブ４のスレーブデータを要求する。各々の親局１は、配下スレーブ４に代わって、マスタ端末３に対して応答する。また、マスタ端末３は、第１ポーリング周期Ｔ１のポーリング通信にて、直下のスレーブ４であるスレーブ＃１１及び＃１２に対してスレーブデータを要求する。スレーブ＃１１及び＃１２は、各々、マスタ端末３に対して直接応答する。
【０２５３】
第２階層通信３２では、親局１が、中継局１０として紐付けされた子局２に対して無線通信でポーリングを行う。無線通信可能なエリアごとに、図２２では当該無線通信エリアＨａ及びＨｂに割り当てられる親局＃１及び＃２が、紐付けされる１又は複数の子局２とネットワークグループ（中継局１０を含むグループ）を形成する。
【０２５４】
例えば、図２２の中継通信システム９Ｄでは、無線通信エリアＨａにおいて、親局＃１と、無線中継機能の子局＃１及び＃２、対局を組む子局＃３及び子局＃４が中継局１０ａを構成し、スレーブ＃１〜＃４とネットワークグループを形成する。ここで、図２２に示す子局２ｂ（＃１、＃２の区分）は、親局１から他の子局２ａ（＃３、＃４の区分）の間の無線通信を中継する子局２であることを示す。また、図２２に示す子局２ａは、スレーブ４と有線通信を行う子局２であることを示す。
【０２５５】
無線通信エリアＨａ及びＨｂごとに、親局１と子局２には無線ＣＨが設定され、他の隣接するネットワークとの電波干渉を回避するように設定される。ネットワークごとに、親局１に紐付けされた（対局を組む）子局２が、配下スレーブ４のスレーブデータを収集し、また、制御出力がある場合、該当するスレーブ４へ制御データを送信する。子局２は、対局を組む親局１からの第２ポーリング周期Ｔ２のポーリング通信の際に、対局を組む親局１へ収集したスレーブデータを転送（送信）する。
【０２５６】
図２２の中継通信システム９Ｄでは、無線中継機能またはホッピング機能を備える中継局１０ａ及び１０ｂの例を示す。ここで、無線中継機能またはホッピング機能とは、例えば無線パケット３５の発信元が親局＃１であり、到達先が子局＃３である場合に、子局＃１が親局＃１の無線パケット３５を受信し、その受信した無線パケット３５を子局＃１から子局＃３へ再送信する中継機能である。
【０２５７】
この他にも、例えば無線パケット３５の発信元が親局＃２であり、到達先が子局＃６である場合に、子局＃６が親局＃２の無線パケット３５を受信し、子局＃６自体が親局＃２へ応答するときと、到達先が子局＃８である場合に、子局＃６が親局＃２の無線パケット３５を受信し、その受信した無線パケット３５を子局＃６から子局＃８へ再送信する中継機能でもよい。
【０２５８】
以上のような無線中継機能またはホッピング機能を設ける場合には、例えば各親局１および子局２において、隣接する子局２のルートに関する情報、中継する子局２の中継ルートに関する情報を含む中継ルートテーブル情報が設けられる。また、このようなホッピング機能に対応する無線パケット３５のヘッダ情報には、発信元の親局ＩＤ／子局ＩＤ、中継点の親局ＩＤ／子局ＩＤ、到達先の親局ＩＤ／子局ＩＤ、中継回数などが含まれる。これらの中継ルートテーブル情報、ヘッダ情報を用いることにより、本実施形態の中継通信システム９Ｄにおいて、無線中継機能またはホッピング機能が適用できる。
【０２５９】
第３階層通信３３では、子局２がＭｏｄｂｕｓ通信のＭｏｄｂｕｓマスタとなる。また、子局２と有線接続されたスレーブ４（配下スレーブ４）が、Ｍｏｄｂｕｓスレーブとなる。子局２ごとに、配下スレーブ４に対してポーリング通信が行われ、第３ポーリング周期Ｔ３ごとに、スレーブデータを収集し、逐次、該当するスレーブ４へ制御データを出力する。子局２は、少なくとも配下スレーブ４から収集した最新のスレーブデータを保持する。
【０２６０】
例えば、子局＃３は、第３ポーリング周期Ｔ３のポーリング通信で、スレーブ＃１及び＃２へスレーブデータを要求する。また、子局＃４は、第３ポーリング周期Ｔ３のポーリング通信で、スレーブ＃３及び＃４へスレーブデータを要求する。その他の子局＃６、＃７及び＃８についても同様である。なお、制御データについては、第３ポーリング周期Ｔ３または第３ポーリング周期Ｔ３の複数回ごとに、適宜、子局２ａから対応するスレーブ４へ送信される。制御データを受信したスレーブ４では、対応するＩ／Ｏマップ上のアドレスの制御出力が行われる。
【０２６１】
（例）
例えば、図２２に示すような中継通信システム９Ｄにおいて、以下のような概要仕様のシステムが運用可能である。
・第１階層通信３１及び第３階層通信３３仕様
ＲＳ４８５通信、ボーレート＝１９．２ｋｂｐｓ
・第２階層通信３２仕様
ＩＥＥＥ８０２．１５．４ｇ、無線通信速度＝１００ｋｂｐｓ
・ポーリング周期
第１ポーリング周期Ｔ１＝６０（秒）、第２ポーリング周期Ｔ２＝１０(秒)、第３ポーリング周期Ｔ３＝１（秒）
また、前述したような無線中継機能等を用いることにより、より広範囲または遠方の隔てられた場所などに設けられる計測装置、警報装置、監視装置等の計測データ、警報データ、監視データなどのスレーブデータを、一つの中継通信システム９Ｄで収集することができる。
【０２６２】
なお、上記例は、システム設定の一例であり、本実施形態の中継通信システム９Ｄにおいては、マスタ端末３からの収集周期（ポーリング周期）Ｔ１０は、子局２およびスレーブ４の数、無線ホッピング段数、通信タイムアウト発生時のリトライ処理等にほぼ依存せずに設定することができる。
【０２６３】
本実施形態の中継通信システム９Ｄは、前述したように簡易な構成の中継局、中継方法で実現できるため、既設通信設備の一部置き換え等の用途にも、容易に対応できる。また、低コストで、既設設備に追加することができる。
【０２６４】
以上説明したように、本発明に係る中継通信システム、中継局及び中継方法によれば、無線中継区間において効率的にデータを収集することができる。
【０２６５】
［他の実施形態］
以上、本発明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。また、例えば各実施形態の特徴を組み合わせてもよい。さらに、これらの実施形態は、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には、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】
【０２６６】
１、７０１…親局、２、２ａ、２ｂ、７０２…子局、３、７０３…マスタ端末、４、７０４…スレーブ、５、５ａ、５ｂ…管理端末、９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、９Ｄ、９００…中継通信システム、１０、１０ａ、１０ｂ、７１０…中継局、１１、２５…有線データ送受信部、１２、２４…有線データ管理部、１３、２３…設定情報受信部、１４、２２…無線データ管理部、１５、２１…無線データ送受信部、１６…親局データ管理部、１７、２７…制御データワークメモリ、１８、２８…計測データワークメモリ、１９、２９…ポイント情報記憶部、１１０、２１０…設定情報記憶部、２６…子局データ管理部、３１、３１０…第１階層通信、３２、３２０…第２階層通信、３３、３３０…第３階層通信、３４…メッセージ、３５…無線パケット、３７ａ、３７ｂ…設定通信、１０１、２０１…ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、１０２、２０２…ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、１０３、２０３…ワークメモリ、１０４、２０４…記憶部、１０５、２０５…第１通信インターフェース、１０６、２０６…第２通信インターフェース、１０７、２０７…第３通信インターフェース、１０８、２０８…アンテナ、１２１…制御データ管理部、１２２…データ要求管理部、１２３…応答データ生成部、１４１…データ要求・制御データ抽出部、１４２…応答データ受信部、１７０、２７０…記憶手段、２２１…制御データ受信部、２２２…計測データ抽出部、２２３…応答データ生成部、２４１…データ要求・制御データ抽出部、２４２…計測データ受信部、３５１…要求データフレーム、３５２…応答データフレーム、３５３…ヘッダ
【図１】
2017098762.tif 000003
【図２】
2017098762.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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