(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
物理量を測定データとして検出するセンサと複数の送受信手段とを有し、双方向のデータ通信路を介して直列に連結された複数のセンサユニットと、
送受信手段を有し、双方向のデータ通信路を介して最上流の前記センサユニットに接続されたデータ収集部とを備え、
前記データ収集部は、最上流の前記センサユニットに対してデータ取得コマンドを送信した後、最上流の前記センサユニットに対してデータ送信要求コマンドを送信するとともに、
前記各センサは、
前記データ取得コマンドの受信をトリガとして、測定データを取得するとともに、下流側へデータ取得コマンドを伝送し、
データ送信要求コマンドの受信をトリガとして、自身の測定データを上流側へ伝送するとともに、データ送信要求コマンドを下流側へ伝送し、
下流側からの測定データの受信完了をトリガとして、当該受信した測定データを上流側へ伝送する
ことを特徴とするデータ収集システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直列に連結された複数のセンサユニットにおいて、各センサがデータ収集部又は上流側センサからのデータ取得コマンドの受信をトリガとして測定データを取得し、データ収集部又は上流側センサからのデータ送信要求コマンドの受信をトリガとして自身の測定データを上流側に伝送し、それら各センサの測定データが順次上流側に伝送され、最終的にデータ収集部で収集されるデータ収集システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
データ収集システムとして、例えば第１〜第Ｎセンサモジュールと、ホストコンピュータと、第１〜第Ｎセンサモジュールとホストコンピュータを接続する光ファイバケーブルとを備え、各センサモジュールから検出データを収集する場合、予め設定された周期で第１〜第Ｎセンサモジュールを駆動し、各モジュールで得られた検出データをシリアル信号形式の光信号に変換させるとともに、この光信号を第１〜第Ｎセンサモジュール、各光ファイバケーブルを順次転送させて取り込むようにした通信システムがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この通信システムを始めとして、図５に示すように一般に、上流側から下流側にデータ通信路３で直列に連結されるとともにそれぞれ物理量を検出する複数個（Ｎ個）のセンサ１〜Ｎからなる検出部１と、この検出部１の各センサ１〜Ｎで検出された測定データを最上流のセンサ１を通じて収集するデータ収集部２とで構成されるデータ収集システムにおいて、各センサ１〜Ｎの測定データの伝送は下流側のセンサから行われる。
【０００４】
すなわち、具体的には図６にシステムの構成図、図７に測定データ伝送のタイムチャート、及び図８に各センサにおける伝送処理のフローチャートを示すように、例えば検出部１が５個のセンサ１〜５からなる場合、まず最下流のセンサ５が自器（自身）の測定データを上流側のセンサ４に送信し、センサ４はそのセンサ５からの測定データに自器の測定データを付加して上流側のセンサ３に送信するというように、各センサは下流側から測定データを受信すると（ＳＴ１１）、その受信した測定データに自器の測定データを付加して上流側に送信する（ＳＴ１２）。データ収集部２は、最上流のセンサ１から送信されてくる全センサ１〜５の測定データを受信することで、最終的に５個のセンサ１〜５の測定データを収集することになる。
【特許文献１】特開平９−３０５４３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようなデータ収集システムでは、測定データの伝送が一部のセンサ間（測定データを送信するセンサとこれを受信するセンサ間）でのみ行われ、それ以外のセンサは待ちの状態にある。このため、全てのセンサの測定データをデータ収集部で収集するのに時間が掛かるという問題がある。
【０００６】
具体例を示すと、図６のように検出部１が５個のセンサ１〜５からなる場合、通信速度３００ｋｂｐｓ、測定データ３００ｂｉｔであるとすると、データ収集部２での全センサの測定データのデータ収集時間は、
３００／３０００００ｓｅｃ×１＋３００／３０００００ｓｅｃ×２＋
３００／３０００００ｓｅｃ×３＋３００／３０００００ｓｅｃ×４＋
３００／３０００００ｓｅｃ×５≒１５ｍｓｅｃ
となる。また、検出部１が１０個のセンサからなる場合のデータ収集時間は、同様に計算すると５５ｍｓｅｃとなり、センサの個数が多くなるほど、データ収集に時間が掛かる。
【０００７】
本発明は、そのような問題点に着目してなされたものであって、センサの待ち状態の時間を短くし、データ収集部での全センサの測定データの収集時間を短縮するデータ収集システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明のデータ収集システムは、物理量を測定データとして検出するセンサと複数の送受信手段とを有し、双方向のデータ通信路を介して直列に連結された複数のセンサユニットと、送受信手段を有し、双方向のデータ通信路を介して最上流の前記センサユニットに接続されたデータ収集部とを備え、
前記データ収集部は、最上流の前記センサユニットに対してデータ取得コマンドを送信した後、最上流の前記センサユニットに対してデータ送信要求コマンドを送信するとともに、
前記各センサは、前記データ取得コマンドの受信をトリガとして、測定データを取得するとともに、下流側へデータ取得コマンドを伝送し、データ送信要求コマンドの受信をトリガとして、自身の測定データを上流側へ伝送するとともに、データ送信要求コマンドを下流側へ伝送し、下流側からの測定データの受信完了をトリガとして、当該受信した測定データを上流側へ伝送することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、各センサユニットのセンサにおける測定データの取得処理と取得された測定データの送信処理とを分けて行うので、各センサで取得された測定データ間の時間差を、取得する測定データの大きさに依存することなく一定に制御することができ、しかも各センサの待ち状態の時間が短くなり、データ収集部での全センサの測定データの収集時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、実施の形態により、この発明を更に詳細に説明する。
【００１１】
図１及び図２に実施形態に係るデータ収集システムの構成図（図１はデータ取得コマンドの流れを示す構成図、図２はデータ送信要求コマンド及び測定データの流れを示す構成図）、図３にデータ取得コマンド、データ送信要求コマンド及び測定データの伝送のタイムチャート、及び図４に各センサにおける伝送処理のフローチャートを示す。
【００１２】
このデータ収集システムは、双方向のデータ通信路３により上流側から下流側に直列に連結された複数（ここでは５つ）のセンサユニット（センサ１〜５を付したブロック）からなる検出部１と、この検出部１の最上流のセンサユニットに双方向のデータ通信路３を介して接続されたデータ収集部２とで構成される。
【００１３】
各センサユニットは、物理量を測定データとして検出するセンサ（センサ１〜５）と複数の送受信手段とを有する。ここでの複数の送受信手段は、上流側からのデータ取得コマンドを受信し下流側へ送信する手段と、上流側からのデータ送信要求コマンドを受信し下流側へ送信する手段と、下流側からの測定データを受信し上流側へ送信する手段とを含むものである。
【００１４】
各センサ１〜５は、データ取得コマンドの受信をトリガとして、測定データを取得するとともに、最下流のセンサ５以外はデータ取得コマンドを下流側へ伝送する。また、各センサ１〜５は、データ送信要求コマンドの受信をトリガとして、自身の測定データを上流側へ伝送するとともに、最下流のセンサ５以外はデータ送信要求コマンドを下流側へ伝送し、最下流のセンサ５以外は下流側からの測定データの受信完了をトリガとして、当該受信した測定データを上流側へ伝送する。
【００１５】
データ収集部２は、データ取得コマンド及びデータ送信要求コマンドを検出部１の最上流のセンサユニットへ送信し、最上流のセンサユニットからの各センサ１〜５の測定データを受信する送受信手段を有する。また、データ収集部２は、データ取得コマンドを最上流のセンサユニットに対して送信してから、一定時間（例えば数分）経過後に最上流のセンサユニットに対してデータ送信要求コマンドを送信する。
【００１６】
このデータ収集システムにおいて、各センサユニットのセンサ１〜５が測定データＤ１〜Ｄ５を取得する場合は、図１に示すように、データ収集部２が例えば予め設定した周期でデータ取得コマンドＣ１を検出部１の最上流のセンサ１へ送信する。センサ１は、データ取得コマンドＣ１を受信すると、そのデータ取得コマンドＣ１をセンサ２へ送信するとともに、物理量を測定データとして検出し、自器の測定データＤ１を取得する。
【００１７】
センサ２〜４は、それぞれセンサ１と同様に、データ取得コマンドＣ１を受信すると、データ取得コマンドＣ１をセンサ３〜５へ送信するとともに、測定データＤ２〜Ｄ４を取得する。センサ５は、データ取得コマンドＣ１を受信すると、測定データＤ５を取得するが、データ取得コマンドＣ１は他のセンサへ送信しない。
【００１８】
次に、各センサ１〜５が取得した測定データＤ１〜Ｄ５をデータ収集部２が収集する場合は、図２に示すように、データ収集部２がデータ取得コマンドＣ１を送信した後、例えば数分経過してからデータ送信要求コマンドＣ２を検出部１の最上流のセンサ１へ送信する。センサ１は、データ送信要求コマンドＣ２を受信すると、自器の測定データＤ１を上流側のデータ収集部２へ送信し、データ送信要求コマンドＣ２をセンサ２へ送信する。
【００１９】
センサ２は、センサ１と同様に、データ送信要求コマンドＣ２を受信すると、自器の測定データＤ２を上流側のセンサ１へ送信し、データ送信要求コマンドＣ２をセンサ３へ送信する。センサ１は、センサ２からの測定データＤ２を受信すると、そのままデータ収集部２へ送信する。
【００２０】
センサ３は、データ送信要求コマンドＣ２を受信すると、自器の測定データＤ３を上流側のセンサ２へ送信し、データ送信要求コマンドＣ２をセンサ４へ送信する。センサ２は、センサ３からの測定データＤ３を受信すると、そのままセンサ１へ送信する。
【００２１】
センサ４は、データ送信要求コマンドＣ２を受信すると、自器の測定データＤ４を上流側のセンサ３へ送信し、データ送信要求コマンドＣ２をセンサ５へ送信する。センサ３は、センサ４からの測定データＤ４を受信すると、そのままセンサ２へ送信する。
【００２２】
センサ５は、データ送信要求コマンドＣ２を受信すると、自器の測定データＤ５を上流側のセンサ４へ送信する。センサ４は、センサ５からの測定データＤ５を受信すると、そのままセンサ３へ送信する。
【００２３】
このように、各センサ１〜５は、上流側から伝送されてくるデータ取得コマンドＣ１の受信をトリガとして、測定データを取得するとともに、最下流のセンサ５以外はデータ取得コマンドＣ１を下流側へ送信する。
【００２４】
また、各センサ１〜５は、上流側から伝送されてくるデータ送信要求コマンドＣ２の受信をトリガとして、自器の測定データを上流側へ送信するとともに、最下流のセンサ５以外はデータ送信要求コマンドＣ２を下流側へ送信する。更に、最下流のセンサ５以外のセンサ１〜４は、下流側のセンサから送信されてくる測定データの受信完了をトリガとして、受信した測定データをそのまま上流側へ送信する。
【００２５】
データ収集部２は、検出部１の最上流のセンサ１から順次送信されてくる各センサ１〜５の測定データＤ１〜Ｄ５を受信することで、全センサの測定データを収集する。
【００２６】
上記のような各センサは、各種データ（上流側からのデータ取得コマンドＣ１、上流側からのデータ送信要求コマンドＣ２、下流側からの測定データＤ１〜Ｄ５、その他のデータ）を受信すると、その受信をトリガとして図４に示すフロー処理を実施する。図４のフローチャートにおいて、処理ルーチンが開始すると、すなわち、ステップＳＴ１において、各種データを受信すると、まずステップＳＴ２に移行する。
【００２７】
ステップＳＴ２においては、センサは上記受信データが上流側からのデータ取得コマンドＣ１である場合は、ステップＳＴ５に移行し、そうでない場合は、ステップＳＴ３に移行する。ステップＳＴ５において、自器の測定データを取得し、次にステップＳＴ６に移行する。ステップＳＴ６において、データ取得コマンドＣ１を下流側に送信し、ステップＳＴ１に戻り、次のデータ受信があるまで待機する。勿論、最下流のセンサ５はデータ取得コマンドＣ１を受信した場合は、自器の測定データを取得するだけであり、他のセンサにデータ取得コマンドＣ１を送信することはない。
【００２８】
ステップＳＴ３においては、センサは上記受信データが上流側からのデータ送信要求コマンドＣ２である場合は、ステップＳＴ７に移行し、そうでない場合は、ステップＳＴ４に移行する。ステップＳＴ７において、自器の測定データを上流側に送信し、次にステップＳＴ８に移行する。ステップＳＴ８において、データ送信要求コマンドＣ２を下流側に送信し、ステップＳＴ１に戻り、次のデータ受信があるまで待機する。勿論、最下流のセンサ５はデータ送信要求コマンドＣ２を受信した場合は、自器の測定データを上流側に送信するだけであり、他のセンサにデータ送信要求コマンドＣ２を送信することはない。
【００２９】
ステップＳＴ４においては、センサは上記受信データが下流側のセンサからの測定データである場合は、ステップＳＴ９に移行し、そうでない場合は、ステップＳＴ１０に移行する。ステップＳＴ９において、下流側のセンサからの測定データを上流側に送信し、ステップＳＴ１に戻り、次のデータ受信があるまで待機する。
【００３０】
ステップＳＴ１０においては、センサは上記受信データがその他のデータであるので、そのデータに応じたその他の処理を行い、ステップＳＴ１に戻り、次のデータ受信があるまで待機する。
【００３１】
このデータ収集システムによれば、各センサ１〜５は、データ収集部２から最下流のセンサ５まで順に送信されてくるデータ取得コマンドＣ１の受信をトリガとして、自器の測定データを取得し、次にデータ収集部２から最下流のセンサ５まで順に送信されてくるデータ送信要求コマンドＣ２の受信をトリガとして、自器の測定データを上流側に送信し、最下流のセンサ５を除くセンサ１〜４は、下流側のセンサからの測定データの受信完了をトリガとして、受信した測定データをそのまま上流側に送信するので、すなわち各センサユニットのセンサにおける測定データの取得処理と取得された測定データの送信処理とを分けて行うので、各センサで取得された測定データ間の時間差を、取得する測定データの大きさに依存することなく一定に制御することができ、しかも各センサの待ち状態の時間が短くなり、データ収集部での全センサの測定データの収集時間を短縮することができる。
【００３２】
具体的に上記従来例と同様に、通信速度３００ｋｂｐｓ、データ送信コマンド長８ｂｉｔ、測定データ３００ｂｉｔとした場合、データ収集部２でのＮ個のセンサの全測定データのデータ収集時間は、一般に
８／３０００００ｓｅｃ×Ｎ＋３００／３０００００ｓｅｃ×（２Ｎ−１）
で表せるので、５個のセンサの場合は、
８／３０００００ｓｅｃ×５＋３００／３０００００ｓｅｃ×９≒９．１３ｍｓｅｃ
となる。このデータ収集時間は前記従来例の１５ｍｓｅｃと比べて短縮されている。また、１０個のセンサの場合のデータ収集時間は、同様に計算すると１９．２７ｍｓｅｃとなるので、前記従来例の５５ｍｓｅｃよりも大幅に短縮される。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】実施形態に係るデータ収集システムの構成図（データ取得コマンドの流れを示す構成図）である。
【図２】同データ収集システムの構成図（データ送信要求コマンド及び測定データの流れを示す構成図）である。
【図３】同データ収集システムにおいて、データ取得コマンド、データ送信要求コマンド及び測定データの伝送のタイムチャートである。
【図４】同データ収集システムにおいて、各センサにおける伝送処理のフローチャートである。
【図５】一般的なデータ収集システムの構成図である。
【図６】従来例に係るデータ収集システムの構成図である。
【図７】従来例に係るデータ収集システムにおいて、測定データ伝送のタイムチャートである。
【図８】従来例に係るデータ収集システムにおいて、各センサにおける伝送処理のフローチャートである。
【符号の説明】
【００３４】
１    検出部
２    データ収集部
３    データ通信路
【図１】
0005045545.tif 000002
【図２】
0005045545.tif 000003
【図３】
0005045545.tif 000004
【図４】
0005045545.tif 000005
【図５】
0005045545.tif 000006
【図６】
0005045545.tif 000007
【図７】
0005045545.tif 000008
【図８】
0005045545.tif 000009