(57)【要約】【課題】ネットワークを介した設定処理により、煩雑な作業を要さず、信頼性の高い状態で、ネットワークシステムを構成する複数のデバイスに対してパラメータ設定を行えるようにする。【解決手段】設定情報の供給を行う供給サーバ（２１）と、デバイス（１１）と供給サーバ（２１）との間で情報伝送の仲介を行う仲介デバイス（１２）とを備え、仲介デバイス（１２）が、新たにネットワークに接続されたデバイス（１１）と自動的に通信リンクを確立するとともに（Ａ，Ｂ）を行うとともに、デバイス（１１）から供給サーバ（２１）に対して送信パラメータ転送要求（Ｃ）を、アクセス制限を行って（Ｄ）、供給サーバ（２１）に転送するように構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のデバイスがネットワークを介して互いに通信を行って動作するネットワークシステムにおいて、
新たにネットワークに接続されるデバイスに対して設定情報の供給を行う供給サーバと、
新たにネットワークに接続されるデバイスと他の機器との間で情報伝送の仲介を行う仲介デバイスと、
を備え、
前記仲介デバイスは、
新たにネットワークに接続されたデバイスと通信を行う通信機能と、
前記他の機器へのアクセスを一定量以下に制限するアクセス制御機能と、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスと前記他の機器とを仲介してデータ転送を行うデータ転送機能と、
を有し、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから前記設定情報の転送要求がなされた場合に、前記仲介デバイスがこの転送要求を前記アクセス制御機能に基づく制限されたアクセスによって前記供給サーバに送り、この供給サーバから前記設定情報が送られてきた場合に、前記仲介デバイスがこの設定情報を前記新たにネットワークに接続されたデバイスへ転送することを特徴とするネットワークシステム。
【請求項２】
前記ネットワークに参加可能なデバイスには、
当該デバイスを識別する初期デバイスＩＤを格納したデータ格納部と、
前記仲介デバイスと通信を行う通信機能と、
この通信機能により前記初期デバイスＩＤと前記設定情報の転送要求とを送信するデータ要求機能と、
前記設定情報を受信した場合にこの設定情報で自己の設定を変更する設定変更機能と、
が設けられ、
前記供給サーバには、
前記ネットワークに参加可能なデバイスを識別する初期デバイスＩＤと、このデバイスに対応した設定情報とが対応して蓄積された設定情報データベースと、
前記初期デバイスＩＤと前記設定情報の転送要求とを受信した場合に前記設定情報データベースから当該初期デバイスＩＤに対応する設定情報を検索する検索手段と、
前記転送要求に応じて前記検索手段により検索された設定情報を送信する応答手段と、
が設けられていることを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
【請求項３】
新たに接続されるデバイスをネットワークに参加させるための認証情報を有する認証サーバを備え、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから当該ネットワークに参加するための認証要求がなされた場合に、前記仲介デバイスがこの認証要求を前記アクセス制御機能に基づく制限されたアクセスによって前記認証サーバに送り、この認証サーバにより前記新たにネットワークに接続されたデバイスが認証された場合に、前記供給サーバから当該デバイスへ前記設定情報が送信可能とされることを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
【請求項４】
前記ネットワークに参加可能なデバイスには、
前記認証サーバとの間でデータを暗号化して送受信するための初期暗号化モジュールおよび初期暗号キーが設けられ、
前記認証サーバは、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから暗号化された認証情報を受信して当該デバイスの認証を行う構成であることを特徴とする請求項３記載のネットワークシステム。
【請求項５】
ネットワーク構成の管理を行うとともに、新たにネットワークに接続されるデバイスに対して該ネットワークでデータ送受信を行うために必要なネットワークパラメータを供給可能なネットワーク管理サーバを備え、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから前記設定情報の転送要求がなされた場合に、前記仲介デバイスがこの転送要求を前記アクセス制御機能に基づく制限されたアクセスによって前記ネットワーク管理サーバにも送り、このネットワーク管理サーバにより前記設定情報に前記ネットワークパラメータが付加されて前記仲介デバイスを介して前記新たにネットワークに接続されたデバイスへ転送されることを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
【請求項６】
前記ネットワーク管理サーバは、
新たにネットワークに接続されるデバイスが、複数の経路でネットワークに接続可能とされる場合に、これら複数の経路に関する情報を収集し、これらの情報に基づきネットワークパラメータを定めて前記設定情報に付加することを特徴とする請求項５記載のネットワークシステム。
【請求項７】
前記ネットワークに参加可能なデバイスには前記仲介デバイスとして動作する機能モジュールが搭載され、
前記デバイスが、前記供給サーバから設定情報を受け取って、この設定情報を反映させて前記ネットワークに参加した場合に、前記機能モジュールを発動させて前記仲介デバイスとしての動作も行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のネットワークシステム。
【請求項８】
複数のデバイスがネットワークを介して互いに通信を行って動作するネットワークシステムにおいて、新たに接続されるデバイスと、当該デバイスの設定情報の供給を行う供給サーバと、前記デバイスおよび前記供給サーバの間で情報伝送の仲介を行う仲介デバイスとによる自動的な制御動作によって、前記新たに接続されたデバイスを前記ネットワークに参加させるための設定を行うネットワークシステムにおけるデバイス設定方法であって、
新たにネットワークに接続された前記デバイスが、予めネットワークに接続されている前記仲介デバイスと通信可能に接続する通信接続ステップと、
前記仲介デバイスと通信可能に接続された前記デバイスが前記設定情報の転送要求を行う情報要求ステップと、
前記仲介デバイスがアクセス量を一定以下に制限した状態で前記設定情報の転送要求を前記供給サーバに送る要求転送ステップと、
前記供給サーバが前記転送要求に基づき前記設定情報を前記仲介デバイスを介して前記デバイスへ送信する応答ステップと、
前記仲介デバイスを介して前記設定情報を受信した前記デバイスが当該設定情報により自己の設定状態を変更する設定変更ステップと、
を有することを特徴とするネットワークシステムにおけるデバイス設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数のデバイスがネットワークを介して互いに通信を行って動作するネットワークシステム、並びに、このようなネットワークシステムにおいて新たに接続されたデバイスをネットワークに参加させるための設定を行うデバイス設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラント等の大規模設備では、多数のデバイスが設置され、これらのデバイスがネットワークを介して互いに通信可能に接続されてネットワークシステムを構成する。上記デバイスには、例えば温度計、湿度計、流量計等の計測デバイスや、ヒータのスイッチ、流量調整弁の駆動モータ等の駆動デバイスなど、種々のデバイスが含まれる。
【０００３】
このようなネットワークシステムを構成する個々のデバイスは、その内部にネットワーク接続可能な通信回路や、動作制御を行うマイクロコンピュータなどが設けられ、さらに、他のデバイスと連携して動作するためのソフトウェアが実装されている。
【０００４】
このようなネットワークシステムにおいては、各デバイスが協調して動作するように、個々のデバイスに対して各ソフトウェアの動作パラメータを調整する必要がある。このような動作パラメータは、デバイスを実際に設置する前にシミュレーションなどにより決定されるのが一般的である。
【０００５】
また、ネットワークシステムを構成する通信ネットワークは、多様やトポロジで構成されていたり、様々な通信方式の接続形態（例えば１０Ｂａｓｅ−Ｔや１００Ｂａｓｅ−Ｔ等の種々の有線方式による接続形態や、種々の無線方式による接続形態など）が混在していたりする。したがって、個々のデバイスをネットワークに接続する際には、その設置箇所に応じてデータ送受信が可能になるようにネットワークパラメータを設定する必要がある。また、無線接続の場合などには、建造物などの影響により事前に通信感度などが予測できないこともあるため、ネットワークパラメータは実際にデバイスを設置してから調整されることがある。
【０００６】
つまり、ネットワークシステムを構成する複数のデバイスに対しては、稼動前に大別して次のＡ，Ｂの二種類のパラメータを設定しておく必要がある。
Ａ．複数のデバイスを協調して連携動作させるために各デバイスに実装されるソフトウェアの動作を規定するパラメータ
Ｂ．ネットワーク全体を介して或いは一部のデバイス同士間で通信を可能とするためのネットワークパラメータ
【０００７】
従来、このようなネットワークシステムにおけるパラメータ設定は、作業者が手動により行うのが通常であった。
【０００８】
また、本願発明に関連する従来技術として、次のような技術の開示があった。すなわち、多数の機器が複数のグループに分かれて無線接続されるネットワークシステムにおいて、機器の関連付けの情報を設定操作者に視認できるようにすることで、グループ化のために事前にネットワーク情報を収集する操作を不要とする技術である（例えば特許文献１）。
【特許文献１】特開２００６−２８７７８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従来のように、多数のデバイスのパラメータ設定を作業者の手動により行っていたのでは、多大な手間と時間を要するという課題がある。例えば、デバイスにパラメータを設定するには、デバイスに対して電気信号を入出力してパラメータ設定を行う設定ツールを用いなければならないが、様々なベンダーにより提供される多数のデバイスのパラメータ設定を行うには、必要な設定ツールの数も多くなり、作業者はそれを全て携帯して設定作業を行わなければならず、非常に煩雑な作業になる。
【００１０】
また、人手による作業であるため、デバイスとパラメータとを取り違えるなど、比較的に誤りが生じる可能性も大きくなるという課題もある。
【００１１】
そこで、本発明者らは、デバイスをネットワークに接続した際に、このネットワークを介した通信により各デバイスのパラメータ設定を行うことができないか検討した。例えば、図１５に示すように、各デバイスの設定パラメータを格納した供給サーバ（ＰＶＳ：プロビジョンニング・サーバ）８１をネットワークに接続しておく一方、各デバイス８６に、新規にネットワーク接続した場合に、供給サーバ８１へ設定パラメータの転送要求を行う機能や、供給サーバから設定パラメータが転送された場合にこの設定パラメータで自己の設定状態を変更する機能を実装しておく。
【００１２】
このような構成とすることで、供給サーバ８１により多数のデバイスの設定パラメータを一元的に管理できるとともに、デバイス８６をネットワークに接続することで自動的に設定パラメータがダウンロードされ、自らパラメータ設定が実行されるので、設定作業に手間がかからず、誤りの生じ難い信頼性の高い設定処理が可能であると考えられた。
【００１３】
しかしながら、図１５のような方式では、次のような課題が生じると考えられた。先ず、パラメータが未設定の多数のデバイス８６，８６，…８６が、供給サーバ８１が存在するネットワーク領域８９ｂに接続された場合など、多数のデバイス８６，８６，…８６からのパラメータ転送要求Ｒ１，Ｒ１，…Ｒ１が集中的に供給サーバ８１に送信され、その間のネットワーク経路や供給サーバ８１に過大な負荷が及ぼされるという課題である。パラメータ設定を行うデバイス８６，８６，…８６が接続されるネットワーク領域８９ａ，８９ａと、供給サーバ８１との間には、他のプラントのネットワークシステム等が介在することがあるため、或るネットワーク経路に過大な負荷がかかると他のネットワークシステムの稼動の妨げとなる可能性がある。従って、多数のデバイス８６，８６，…８６のパラメータ設定を１台の供給サーバ８１により行わせる場合には、ネットワークへの負荷の集中を回避しなければならないと考えられた。
【００１４】
また、ネットワークシステムは、多様なトポロジで構成されていたり、多様な通信方式による接続形態が混在している場合があり、また、無線通信の通信感度に関わるネットワークパラメータ（例えば、通信周波数帯のパラメータなど）などは、デバイスを設置してみないと予測できない場合があるため、全ての設定パラメータを予め用意しておくことができないという課題もあった。従って、供給サーバから各デバイスに全ての設定パラメータを供給する方式では、デバイスを設置した状態で決定されるべきネットワークパラメータの供給が困難となる。
【００１５】
この発明の目的は、ネットワークシステムを構成する複数のデバイスに対して、ネットワーク経路やサーバに過大な負荷を与えることなく、ネットワークを介した設定処理により、煩雑な作業を要さず、信頼性の高い状態で、パラメータ設定を行うことができるネットワークシステム、および、そのデバイスの設定方法を提供することにある。
【００１６】
この発明の他の目的は、デバイスを設置してみないと適切な値を予測できないようなネットワークパラメータであっても、ネットワークを介した設定処理により、煩雑な作業を要さずに、信頼性の高い状態で、パラメータ設定を行うことができるネットワークシステム、および、そのデバイスの設定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、
複数のデバイスがネットワークを介して互いに通信を行って動作するネットワークシステムにおいて、
新たにネットワークに接続されるデバイスに対して設定情報の供給を行う供給サーバと、
新たにネットワークに接続されるデバイスと他の機器との間で情報伝送の仲介を行う仲介デバイスと、
を備え、
前記仲介デバイスは、
新たにネットワークに接続されたデバイスと通信を行う通信機能と、
前記他の機器へのアクセスを一定量以下に制限するアクセス制御機能と、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスと前記他の機器とを仲介してデータ転送を行うデータ転送機能と、
を有し、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから前記設定情報の転送要求がなされた場合に、前記仲介デバイスがこの転送要求を前記アクセス制御機能に基づく制限されたアクセスによって前記供給サーバに送り、この供給サーバから前記設定情報が送られてきた場合に、前記仲介デバイスがこの設定情報を前記新たにネットワークに接続されたデバイスへ転送することを特徴としている。
【００１８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークに参加可能なデバイスには、
当該デバイスを識別する初期デバイスＩＤを格納したデータ格納部と、
前記仲介デバイスと通信を行う通信機能と、
この通信機能により前記初期デバイスＩＤと前記設定情報の転送要求とを送信するデータ要求機能と、
前記設定情報を受信した場合にこの設定情報で自己の設定を変更する設定変更機能と、
が設けられ、
前記供給サーバには、
前記ネットワークに参加可能なデバイスを識別する初期デバイスＩＤと、このデバイスに対応した設定情報とが対応して蓄積された設定情報データベースと、
前記初期デバイスＩＤと前記設定情報の転送要求とを受信した場合に前記設定情報データベースから当該初期デバイスＩＤに対応する設定情報を検索する検索手段と、
前記転送要求に応じて前記検索手段により検索された設定情報を送信する応答手段と、
が設けられていることを特徴としている。
【００１９】
請求項３記載の発明は、請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
新たに接続されるデバイスをネットワークに参加させるための認証情報を有する認証サーバを備え、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから当該ネットワークに参加するための認証要求がなされた場合に、前記仲介デバイスがこの認証要求を前記アクセス制御機能に基づく制限されたアクセスによって前記認証サーバに送り、この認証サーバにより前記新たにネットワークに接続されたデバイスが認証された場合に、前記供給サーバから当該デバイスへ前記設定情報が送信可能とされることを特徴としている。
【００２０】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークに参加可能なデバイスには、
前記認証サーバとの間でデータを暗号化して送受信するための初期暗号化モジュールおよび初期暗号キーが設けられ、
前記認証サーバは、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから暗号化された認証情報を受信して当該デバイスの認証を行う構成であることを特徴としている。
【００２１】
請求項５記載の発明は、請求項１記載のネットワークシステムにおいて、
ネットワーク構成の管理を行うとともに、新たにネットワークに接続されるデバイスに対して該ネットワークでデータ送受信を行うために必要なネットワークパラメータを供給可能なネットワーク管理サーバを備え、
前記新たにネットワークに接続されたデバイスから前記設定情報の転送要求がなされた場合に、前記仲介デバイスがこの転送要求を前記アクセス制御機能に基づく制限されたアクセスによって前記ネットワーク管理サーバにも送り、このネットワーク管理サーバにより前記設定情報に前記ネットワークパラメータが付加されて前記仲介デバイスを介して前記新たにネットワークに接続されたデバイスへ転送されることを特徴としている。
【００２２】
請求項６記載の発明は、請求項５記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワーク管理サーバは、
新たにネットワークに接続されるデバイスが、複数の経路でネットワークに接続可能とされる場合に、これら複数の経路に関する情報を収集し、これらの情報に基づきネットワークパラメータを定めて前記設定情報に付加することを特徴としている。
【００２３】
請求項７記載の発明は、請求項１に記載のネットワークシステムにおいて、
前記ネットワークに参加可能なデバイスには前記仲介デバイスとして動作する機能モジュールが搭載され、
前記デバイスが、前記供給サーバから設定情報を受け取って、この設定情報を反映させて前記ネットワークに参加した場合に、前記機能モジュールを発動させて前記仲介デバイスとしての動作も行うように構成されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項８記載の発明は、複数のデバイスがネットワークを介して互いに通信を行って動作するネットワークシステムにおいて、新たに接続されるデバイスと、当該デバイスの設定情報の供給を行う供給サーバと、前記デバイスおよび前記供給サーバの間で情報伝送の仲介を行う仲介デバイスとによる自動的な制御動作によって、前記新たに接続されたデバイスを前記ネットワークに参加させるための設定を行うネットワークシステムにおけるデバイス設定方法であって、
新たにネットワークに接続された前記デバイスが、予めネットワークに接続されている前記仲介デバイスと通信可能に接続する通信接続ステップと、
前記仲介デバイスと通信可能に接続された前記デバイスが前記設定情報の転送要求を行う情報要求ステップと、
前記仲介デバイスがアクセス量を一定以下に制限した状態で前記設定情報の転送要求を前記供給サーバに送る要求転送ステップと、
前記供給サーバが前記転送要求に基づき前記設定情報を前記仲介デバイスを介して前記デバイスへ送信する応答ステップと、
前記仲介デバイスを介して前記設定情報を受信した前記デバイスが当該設定情報により自己の設定状態を変更する設定変更ステップと、
を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に従うと、供給サーバによりネットワークを介して各デバイスに設定情報が送られて、各デバイスの設定が行われるので、デバイスの設定処理にかかる手間や時間を大幅に短縮し、かつ、信頼性の高い設定処理を実現できるという効果がある。さらに、各デバイスは、仲介デバイスを介して設定情報の転送要求を供給サーバに行い、仲介デバイスが供給サーバへのアクセスを一定量以下に制限するので、供給サーバへの転送要求に関するアクセスが分散されて、ネットワーク経路や供給サーバに過大な負荷を与えることがないという効果がある。
【００２６】
また、ネットワーク管理サーバにネットワークパラメータの設定を行わせることで、デバイスを実際に設置してみないと値が予測できないようなネットワークパラメータであっても、ネットワーク管理サーバがこれらに関する情報を収集してパラメータを決定することで、最適なネットワークパラメータを各デバイスに設定することができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２８】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態のネットワークシステムの構成例を示す図である。
【００２９】
この実施形態のネットワークシステムは、図１に示すように、例えばプラントなどの制御設備に設置される多数のフィールドデバイス１１と、これらのフィールドデバイス１１のパラメータの管理や供給を行う供給サーバ（ＰＶＳ：プロビジョニング・サーバ）２１と、フィールドデバイス１１が新たにネットワークに接続される場合に最初に通信連結される中継デバイスとしての１個又は複数個のアクセスポイント１２等を備えている。
【００３０】
複数のフィールドデバイス１１やアクセスポイント１２は、個々のネットワーク領域３１ごとにグループ化されて接続される場合もあるし、複数のネットワーク領域３１に分散して接続される場合もある。ここで、ネットワーク領域３１とは、ネットワークの管理上の領域を区分して表わしたもので、例えば、図３や図４に示すようにゲートウェイ２５を介して互いに接続されるドメイン区分であったり、その他、通信方式ごとの区分であったりする。
【００３１】
供給サーバ２１は、複数のフィールドデバイス１１やアクセスポイント１２と異なるネットワーク領域３１に接続されるのが通常である。例えば、フィールドデバイス１１がプラント設備内のネットワーク領域３１に設置される一方、供給サーバ２１は制御室やプラントから離れた管理センタなどに設けられたネットワーク領域３１に設置されたりする。なお、供給サーバ２１がフィールドデバイス１１やアクセスポイント１２と同一のネットワーク領域３１に接続されていても良い。また、供給サーバ２１は、常に、ネットワークに接続された状態にされるのではなく、新規にネットワークシステムを構築したり、新たなフィールドデバイス１１を追加するようなときだけ接続され、他の期間にはネットワークから切り離されるものとしても良い。
【００３２】
フィールドデバイス１１は、例えば温度計、湿度計、流量計等の計測デバイスや、ヒータのスイッチ、流量調整弁の駆動モータ等の駆動デバイスなど、種々のデバイスが含まれる。
【００３３】
フィールドデバイス１１は、上記のデバイス機能を実現するための構成に加えて、ネットワークを介してデータ送受信を行う通信モジュール、機器の統括的な制御を行うマイクロコンピュータなどを備えている。マイクロコンピュータには、各種のソフトウェアモジュールや設定パラメータを含む各種の制御データが格納される不揮発性メモリ（記憶手段）や、ソフトウェアを実行するＣＰＵ（中央演算処理装置）などが設けられている。
【００３４】
フィールドデバイス１１に備わるソフトウェアモジュールには、他のデバイスとデータ通信により連携を図りながらデバイス機能（計測機能や駆動機能など）としての制御動作を実行するデバイス制御モジュールに加えて、ネットワーク上のアクセスポイントと自動的に通信リンクを確立して通信可能な状態（例えば１対１のみの通信が可能となる状態）になる自動リンクモジュールや、初期接続時に種々のパラメータを含む設定情報の転送要求を出力するパラメータ要求モジュールと、初期接続時に設定情報を受領した場合にこの設定情報を不揮発性メモリに書き込んで自己の設定状態を変更する自動設定変更モジュールなどが含まれている。
【００３５】
供給サーバ２１は、装置の統括的な制御を行うＣＰＵ、ネットワークを介して通信を行う通信モジュール、多数のフィールドデバイス１１の設定情報を蓄積した設定情報データベースを有する記憶装置などを備えている。また、供給サーバ２１には、上記ＣＰＵが実行するソフトウェアモジュールとして、設定情報の転送要求に対して応答を行う応答モジュールや、設定情報データベースの中から指定の初期デバイスＩＤに対応する設定情報を検索・抽出する検索機能を有したデータベース管理モジュールなどが含まれている。
【００３６】
この設定情報データベースには、予めシステム設計者がシミュレーションなどにより決定した各フィールドデバイス１１の動作パラメータや、各フィールドデバイス１１をネットワークに参加させるための固定されたネットワークパラメータなどが蓄積されている。
【００３７】
アクセスポイント１２は、新たにネットワークに接続されるフィールドデバイス１１と供給サーバ２１との間で情報伝達の仲介を行うデバイスであり、ネットワークを介して通信を行う通信モジュールや、機器の統括的な制御を行うマイクロコンピュータなどを備えている。マイクロコンピュータには、各種のソフトウェアモジュールや、このソフトウェアを実行するＣＰＵなどが設けられている。
【００３８】
アクセスポイント１２に備わるソフトウェアモジュールには、新たにネットワークに接続されたフィールドデバイス１１に対して自動的に通信リンクを確立して例えば一対一で通信可能な状態となる自動リンクモジュールや、新たに接続されたフィールドデバイス１１と他の機器との間でデータ転送を行うデータ転送モジュール、並びに、このデータ転送モジュールによる他の機器へのアクセスを一定量以下に制限するアクセス制御モジュールなどを含んでいる。アクセス制御モジュールは、例えば、内部時計のカウントにより一定時間ごとに１回のアクセスを可能としたり、或いは、転送データの内容やデータ長などに基づいて所定時間ごとにアクセスを可能としたりするものである。それ以上のアクセス要求がフィールドデバイス１１から送られてきた場合には、そのアクセス要求を破棄して失敗通知をフィールドデバイス１１に送ったり、或いは、次のアクセスタイミングまでアクセス要求を保持してからこのアクセス要求の転送を行ったりする。
【００３９】
図２には、フィールドデバイス１１が新たにネットワークに接続されてからフィールドデバイス１１に設定情報が反映されるまでの動作の流れを説明するシーケンス図を示す。
【００４０】
フィールドデバイス１１をネットワークに参加させるには、先ず、フィールドデバイス１１を設置する前などに初期情報（図２の埋込み情報）の設定をしておく。この初期状態には、設定処理の際に各デバイスを識別するための初期デバイスＩＤ（識別情報）が含まれる。この初期情報はフィールドデバイス１１の不揮発性メモリの所定領域に格納される。
【００４１】
また、供給サーバ２１の設定情報データベースには、各フィールドデバイス１１の初期デバイスＩＤを登録しておき、初期デバイスＩＤと設定情報とを対応させておく。
【００４２】
この実施形態のネットワークシステムにおいては、例えば作業者がフィールドデバイス１１をプラント設備の所定位置に設置し、さらに、このフィールドデバイス１１をネットワークに接続して電源投入を行うことにより、図２のＡ〜Ｉの処理動作が行われて、フィールドデバイス１１に対する設定処理が自動的に行われるようになっている。次に、このＡ〜Ｉの処理動作について説明する。
【００４３】
Ａ．先ず、フィールドデバイス１１をネットワークに接続すると、フィールドデバイス１１の自動リンクモジュールが動作して、フィールドデバイス１１からネットワーク上の不特定の機器に対してアクセスポイント１２と通信リンクを確立するための接続要求が送信される。なお、この接続要求は、アクセスポイント１２が接続要求を待たずに周期的に初期ネットワーク接続情報を不特定の機器に対して送信する通信方式にすることで省略することも可能である。
【００４４】
Ｂ．アクセスポイント１２は、上記接続要求を受けることにより、或いは、周期的な動作として、自動リンクモジュールの動作により、ネットワーク上の不特定多数の機器に対して新たに接続されたフィールドデバイス１１と通信リンクを確立するための初期ネットワーク接続情報を送出（例えばブロードキャスト）する。この初期ネットワーク接続情報には、例えば、アクセスポイントのアドレスや、接続キー、フィールドデバイス１１が自己に付与するネットワークアドレス等が含まれる。フィールドデバイス１１が自己に付与するネットワークアドレスとしては、例えば、ＩＰ（Internet Protocol）接続の場合には、ＤＨＣＰ（Dynamic Host Configuration Protocol）により割り当てられる初期アドレスや、予約されたアドレスプールから抽出したルーティングされない初期アドレス、単一のＬＡＮ内でのみ通信可能とされるリンクローカルアドレスなどである。
そして、フィールドデバイス１１がこの初期ネットワーク接続情報を受信すると、これに基づきフィールドデバイス１１が通信設定を行ってアクセスポイント１２とデータ通信可能なように通信リンクを確立する。
【００４５】
Ｃ．アクセスポイント１２との通信リンクが確立したら、フィールドデバイス１１は自らの初期デバイスＩＤとともに設定情報の転送要求（パラメータ要求）をアクセスポイント１２に対して送信する。
【００４６】
Ｄ．アクセスポイント１２は、上記のパラメータ要求を受けたら、アクセス制御モジュールにより供給サーバ２１へのアクセスを行って良い状態にあるか否か確認する。そして、アクセスタイミングでなければ供給サーバ２１へのアクセスは行わずにアクセスタイミングになるまで待機する。
【００４７】
Ｅ．アクセス制御に基づきアクセスタイミングになったら、アクセスポイント１２はフィールドデバイス１１から受けた初期デバイスＩＤを含むパラメータ要求をネットワークを介して供給サーバ２１に転送する（図１のパラメータ要求Ｒ１）。
【００４８】
Ｆ．供給サーバ２１は、上記のパラメータ要求を受けたら、設定情報データベースの中から初期デバイスＩＤをもとに検索処理を行い、初期デバイスＩＤに対応した設定情報を抽出する。
【００４９】
Ｇ．設定情報が抽出されたら、供給サーバ２１は、この設定情報を供給データとして含めた応答メッセージを作成し、アクセスポイント１２へこの応答メッセージを送る（図１のメッセージ応答Ｒ２）。供給データには、例えば、転送先を示す初期デバイスＩＤ、ネットワークに参加した際の識別情報となるデバイスＩＤ、その他、アプリケーションの動作パラメータやネットワーク接続に必要なネットワークパラメータなどが含まれる。また、ネットワークシステムに参加するのに必要な鍵データ（ジョインキー）や暗号通信が必要であれば、暗号処理を行うための暗号群データ（cipher suitと呼ばれる：暗号化アルゴリズムのリストなど）なども供給データに含ませて供給サーバ２１から送信するようにしても良い。
【００５０】
Ｈ．アクセスポイント１２は、上記の応答メッセージを受けると、この応答メッセージにあて先として含まれる初期デバイスＩＤを頼りにこれを対応するフィールドデバイス１１に送る。
【００５１】
Ｉ．フィールドデバイス１１は、アクセスポイント１２から応答メッセージを受信すると、そこに含まれる設定情報を読み出し、不揮発性メモリの設定領域に自ら書き込んで、自らの設定状態に反映させる。これにより、例えば、フィールドデバイス１１のＩＤは、初期デバイスＩＤから供給サーバ２１に付与されたデバイスＩＤに書き換えられ、また、ネットワークパラメータが通信モジュールに、ソフトウェアの動作パラメータが各ソフトウェアに供給されてそれぞれ動作状態に反映される。これにより、フィールドデバイス１１は、ネットワークを介して他のデバイスと通信可能にされ、かつ、他のデバイスと連携してデバイス機能を動作させることが可能な状態となる。
【００５２】
上記Ａ〜Ｉの処理動作により、１個のフィールドデバイス１１をネットワークに接続することで、このフィールドデバイス１１の設定処理が自動的になされ、フィールドデバイス１１がネットワークシステムで所定の機能動作を行うようにされる。また、これと同様に多数のフィールドデバイス１１，１１，…１１をネットワークに接続していくことで、個々のフィールドデバイス１１ごとに同様の処理動作が行われて、供給サーバ２１に登録されている全てのフィールドデバイス１１，１１，…１１に対して必要な設定が自動的になされる。また、このとき、多数のフィールドデバイス１１，１１，…１１からのパラメータ要求は、アクセスポイント１２によるアクセス制御によって、時間的に分散して行われるようになっているので、フィールドデバイス１１と供給サーバ２１間のネットワーク経路に過大な負荷を与えることがない。
【００５３】
図３には、フィールドデバイス１１とネットワークとの接続状態の切り換わりの一例を表わした説明図を示す。
【００５４】
また、上記のようなフィールドデバイス１１の設定処理によれば、図３に示すように、フィールドデバイス１１ｘが設定処理にためにリンクを確立した通信経路Ｌ１と、供給サーバ２１から供給されたネットワークパラメータに従って当該フィールドデバイス１１ｘがネットワークに接続される通信経路Ｌ２とは異なったものとなる。
【００５５】
例えば、フィールドデバイス１１ｘが設定処理の際にたまたまネットワーク領域３１ａのアクセスポイント１２ｘから初期ネットワーク情報を先に受け取り、それにより、ネットワーク領域３１ａのアクセスポイント１２ｘと経路Ｌ１で通信リンクを確立したとする。
【００５６】
また、システム設計者は、このフィールドデバイス１１ｘを、別のネットワーク領域３１ｂに属して通信処理を行うべきものとして設計し、供給サーバ２１の設定情報データベースにそのためのネットワークパラメータを登録しているとする。
【００５７】
この場合、フィールドデバイス１１ｘは、最初に確立した通信経路Ｌ１を介してパラメータ要求の送信や応答メッセージの受信を行うが、その応答メッセージに含まれるネットワークパラメータを自己の設定状態に反映させた場合には、このネットワークパラメータによりネットワーク領域３１ｂに属したデータ通信が可能なように通信モジュールの状態が設定変更されるので、設定変更後から、ネットワーク領域３１ｂに接続される通信経路Ｌ２を介して通信処理が行われるようにされる。例えば、図３に示すように無線通信方式で各デバイスが接続されるネットワーク領域３１ａ，３１ｂのような場合には、設定前の通信経路Ｌ１と、設定後の通信経路Ｌ２とが異なるネットワーク領域３１ａ，３１ｂをまたいで変更されることもある。
【００５８】
図４には、フィールドデバイスにアクセスポイントとしての機能を付加した場合の動作例を表わした説明図を示す。
【００５９】
また、フィールドデバイス１１に、上述のアクセスポイント１２として機能動作するソフトウェアモジュールを予め搭載しておくことで、設定処理を経てネットワークに参加した後に、フィールドデバイス１１としての機能とアクセスポイント１２としての機能を合わせもつデバイスとして動作させることも可能である。
【００６０】
例えば、図４（ａ）のフィールドデバイス１１ｍに、上述したデバイス機能（計測機能や駆動機能など）を実現するためのデバイス制御モジュール、設定処理の際にアクセスポイント１２と通信リンクを確立するための第１の自動リンクモジュール、設定処理に必要なパラメータ要求モジュールや自動設定変更モジュールなどのソフトウェアに加えて、自らアクセスポイント１２となって新たに接続される別のデバイスの設定処理を仲介するために、新たに接続されるデバイスと通信リンクを確立する第２の自動リンクモジュールと、設定処理の仲介に必要なデータ転送モジュールやアクセス制御モジュールなどを予め搭載しておく。
【００６１】
そして、図４（ａ）に示すように、このフィールドデバイス１１ｍをネットワークに接続してアクセスポイント１２を介したパラメータ要求Ｒ１ｍやメッセージ応答Ｒ２ｍの受信を行って自動的な設定処理を行わせる。
【００６２】
これにより、図４（ｂ）に示すように、このフィールドデバイス１１mは、ネットワークに参加するとともに、別のデバイスの設定処理を仲介するためのソフトウェアモジュールを自ら実行させる。そして、フィールドデバイス１１ｍが、フィールドデバイスとしての機能と、他のフィールドデバイス１１の設定処理の仲介機能とをあわせもったアクセスポイント１２ｍとなって、その後、動作することになる。すなわち、他のフィールドデバイス１１ｎが接続された場合に、アクセスポイント１２ｍ（＝フィールドデバイス１１ｍ）がこのデバイス１１ｎと通信リンクを確立して、このデバイス１１ｎと供給サーバ２１との間でパラメータ要求Ｒ１ｎの転送やメッセージ応答Ｒ２ｎの転送を行うことが可能となる。
【００６３】
以上のように、この第１実施形態のネットワークシステム、ならびに、そのフィールドデバイス１１の設定方法によれば、多数のフィールドデバイス１１の設定情報を供給サーバ２１に登録しておくことで、各フィールドデバイス１１の設定をネットワーク経由で実施することができる。従って、デバイス設定にかかる手間や時間を大幅に削減することができるという効果が得られる。
【００６４】
また、設定処理前のフィールドデバイス１１は、予めネットワークに参加されているアクセスポイント１２と通信接続することで設定処理が可能となるので、フィールドデバイス１１に正規にネットワーク接続するための固有のネットワークパラメータを予め設定しておく必要がない。このネットワークパラメータについても、ネットワークを介したサーバからのダウンロードにより設定することができるという効果が得られる。
【００６５】
また、設定情報を供給サーバ２１からダウンロードするのに、供給サーバ２１へのアクセスが集中しないようにアクセスポイント１２がアクセス制御を行うので、多数のフィールドデバイス１１から設定情報の転送要求（パラメータ要求）が一時期に送信されるような場合でも、供給サーバ２１やネットワーク経路に過大な負荷をかけてしまうといった不都合を回避することができる。
【００６６】
［第２実施形態］
図５には、本発明の第２実施形態のネットワークシステムの構成例を示す。
【００６７】
第２実施形態のネットワークシステムは、新たに接続されるフィールドデバイス１１の設定処理の際に認証等を行って、ネットワークシステムのセキュリティや安定性の確保をより図れるようにしたものである。第１実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００６８】
この実施形態のネットワークシステムにおいては、設定情報の管理や供給を行う供給サーバ２１Ａとともに、フィールドデバイス１１の設定処理の際に当該フィールドデバイス１１の認証等を行う認証サーバとしてのセキュリティマネージャ２２を備えたものである。セキュリティマネージャ２２は、図５に示すように、供給サーバ２１Ａに組み込むように構成することもできるし、供給サーバ２１Ａと別のサーバ装置として構成することもできる。
【００６９】
セキュリティマネージャ２２は、サーバ装置のＣＰＵにより実行されるソフトウェアにより構成される。このソフトウェアには、ネットワークに参加させる複数のフィールドデバイス１１を認証するための情報の管理を行ったり認証処理を行ったりする認証モジュールや、認証後に供給サーバ２１に設定情報の転送を許可する処理プログラムなどが含まれる。また、セキュリティマネージャ２２には、設定処理後のフィールドデバイス１１がネットワークに参加するために必要な鍵データ（ジョインキー）や、各フィールドデバイス１１がネットワークで暗号通信を行う構成であれば、暗号通信に必要な暗号キーや暗号群データ（Cipher Suitと呼ばれる：暗号化アルゴリズムのリストなど）を提供する機能も備えている。
【００７０】
なお、この実施形態のネットワークシステムにおいては、各アクセスポイント１２から供給サーバ２１Ａまでの通信経路はセキュリティが確保されたものになっている。例えば、専用回線のみが介在していたり、セキュリティの確保された暗号通信が行われるようになっている。供給サーバ２１Ａとセキュリティマネージャ２２とが別装置に配置されている場合には、これらの間の通信経路もセキュリティが確保されたものになっている。
【００７１】
図６には、第２実施形態のネットワークシステムにおいて、フィールドデバイス１１が新たにネットワークに接続されてからフィールドデバイス１１に設定情報が反映されるまでの動作の流れを説明するシーケンス図を示す。
【００７２】
第２実施形態においては、ネットワークに参加させるフィールドデバイス１１には、次のような初期情報（図６の埋込み情報）の設定を行っておく。すなわち、設定処理の際に各デバイスを識別するための初期デバイスＩＤと、設定処理の際に認証を受けるための初期デバイスキーとなる鍵データと、設定処理や認証処理の際に送信データを暗号化するために必要な初期暗号プログラムや初期暗号群データ（サポートする暗号化アルゴリズムのリスト等）を含む初期情報である。鍵データは、共通鍵方式の場合はセキュリティマネージャ２２にも共有されたものが適用されるし、公開鍵方式の場合は信頼できる認証機関がサインした鍵ペアなどが適用される。これらの初期情報をフィールドデバイス１１の不揮発性メモリの所定領域に格納しておく。
【００７３】
また、セキュリティマネージャ２２には、フィールドデバイス１１から送られてくる初期デバイスキーが登録されたものか否か演算処理やデータベース照合等により認証するためのデータや、フィールドデバイス１１の初期暗号群データに対応した暗号処理用のデータが予め登録しておく。
【００７４】
第２実施形態のネットワークシステムにおいては、例えば作業者がフィールドデバイス１１をプラント設備の所定位置に設置し、さらに、このフィールドデバイス１１をネットワークに接続して電源投入を行うことにより、図２のＡ〜Ｉ２の処理動作が行われて、フィールドデバイス１１に対する設定処理が自動的に行われるようになっている。
【００７５】
Ａ．先ず、フィールドデバイス１１をネットワークに接続すると、フィールドデバイス１１の自動リンクモジュールが動作して、フィールドデバイス１１からネットワーク上の不特定の機器に対してアクセスポイント１２と通信リンクを確立するための接続要求が送信される。この接続要求は、アクセスポイント１２が接続要求を待たずに周期的に初期ネットワーク接続情報を不特定の機器に対して送信する通信方式にすることで省略することも可能である。
【００７６】
Ｂ．アクセスポイント１２は、上記接続要求を受けるか、或いは、周期的な動作として、初期ネットワーク接続情報をネットワーク上の不特定多数の機器に送出する。そして、フィールドデバイス１１がこのネットワーク接続情報を受信して、この接続情報に基づいてアクセスポイント１２とデータ通信可能なように通信リンクを確立する。
【００７７】
Ｃ．フィールドデバイス１１は、アクセスポイント１２との通信リンクが確立したら、自らの初期デバイスＩＤとともに設定情報の転送要求（パラメータ要求）をアクセスポイント１２に対して送信する。また、この転送要求の際に、初期デバイスキーを初期暗号群データに示されるアルゴリズムで暗号化するとともに、この初期暗号群データとともに送信データに含めて送る。
【００７８】
Ｄ．アクセスポイント１２は、上記のパラメータ要求を受けたら、上述のアクセス制御モジュールにより集中したアクセスを制限するなどのアクセス制御を行う。
【００７９】
Ｅ．アクセスポイント１２は、上記のアクセス制御に基づきサーバへのアクセスを行えるタイミングになったら、フィールドデバイス１１から受けたパラメータ要求をネットワークを介して供給サーバ２１Ａに転送する（図５のパラメータ要求Ｒ１）。セキュリティマネージャ２２が別のサーバ装置に備わる場合には、セキュリティマネージャ２２にも転送する。
【００８０】
Ｆ１．供給サーバ２１Ａは、上記のパラメータ要求を受けたら、先ず、その中から認証に関わる情報（図６の認証情報：初期デバイスＩＤ、初期デバイスキー、初期暗号群データ）を抽出してセキュリティマネージャ２２に送る。セキュリティマネージャ２２は、この認証情報により暗号化されたデータを復号処理するとともに、初期デバイスＩＤと初期デバイスキーが登録されているものか認証する。そして、認証されれば次の処理に移行するが、認証されなければこれ以降の処理を中止して、認証できないフィールドデバイス１１のネットワークへの参加を阻止する。
【００８１】
Ｆ２．認証情報が確認できたら、次いで、供給サーバ２１Ａが初期デバイスＩＤをもとに設定情報データベースを検索して、この初期デバイスＩＤに対応する設定情報を抽出する。
【００８２】
Ｇ．設定情報が抽出されたら、供給サーバ２１Ａは、この設定情報を供給データとして含めた応答メッセージを作成し、アクセスポイント１２へこの応答メッセージを送る（図５のメッセージ応答Ｒ２）。供給データには、転送先を示す初期デバイスＩＤ、ネットワークに参加して動作するときの識別情報となるデバイスＩＤ、アプリケーションの動作パラメータやネットワーク接続に必要なネットワークパラメータ、ネットワークシステムに参加するのに必要な鍵データ（ジョインキー）、ネットワークシステムで暗号通信を行うのに必要な暗号群データなどが含まれる。この暗号群データは、フィールドデバイス１１が初期情報として有している初期暗号群データと異なるものである。また、供給サーバ２１Ａ、あるいは、内部のセキュリティマネージャ２２により、これらの応答メッセージに、初期暗号群データに基づく暗号化を行った認証データを含ませておく。
【００８３】
Ｈ．アクセスポイント１２が、上記の応答メッセージを、応答メッセージにあて先として含まれる初期デバイスＩＤを頼りにこれに対応するフィールドデバイス１１に送る。
【００８４】
Ｉ１．フィールドデバイス１１は、上記の応答メッセージを受信したら、先ず、自己の初期暗号群データに基づき応答メッセージに含まれる供給サーバ２１Ａからの認証データを復号して、本当に供給サーバ２１Ａから送られてきた応答メッセージなのか認証する。
【００８５】
Ｉ２．認証がなされたら、次に、フィールドデバイス１１は、応答メッセージに含まれる設定情報を読み出して、自らの設定状態に反映させる。これにより、フィールドデバイス１１は、ネットワークを介して他のデバイスと通信可能にされ、かつ、他のデバイスと連携してデバイス機能を動作させることが可能な状態となる。
【００８６】
複数のフィールドデバイス１１が新たにネットワークに接続されたら、各フィールドデバイス１１ごとに、上記Ａ〜Ｉ２のような処理動作それぞれ実行され、これにより複数のフィールドデバイス１１の設定処理が自動的に逐次遂行される。そして、これら複数のフィールドデバイス１１がネットワーク上で動作可能な状態にされる。
【００８７】
図７には、第２実施形態においてフィールドデバイス１１とネットワークとの接続状態の切り換わりの一例を表わした説明図を示す。
【００８８】
この第２実施形態のネットワークシステムにおいても、図７に示すように、フィールドデバイス１１ｘが、供給サーバ２１Ａから送られてきたネットワークパラメータを自己の設定状態に反映させた場合には、設定処理のために最初に確立された通信経路Ｌ１は解除され、これとは異なる新たな通信経路Ｌ２が確立されて、この新たな通信経路Ｌ２を介してネットワークに接続されることとなる。設定処理前の通信経路Ｌ１と、設定処理後の通信経路Ｌ２とは異なるネットワーク領域３１ａ，３１ｂをまたいで変更されることもある。
【００８９】
図８には、第２実施形態においてフィールドデバイス１１にアクセスポイントとしての機能を付加した場合の動作例を表わした説明図を示す。
【００９０】
また、第２実施形態のネットワークシステムにおいても、フィールドデバイス１１にアクセスポイント１２として機能するソフトウェアを組み込んでおくことで、図８（ａ）に示すように、フィールドデバイス１１ｍをネットワークに接続してアクセスポイント１２を介したパラメータ要求Ｒ１ｍやメッセージ応答Ｒ２ｍの受信により自動的な設定処理を行わせることで、その後、図８（ｂ）に示すように、このフィールドデバイス１１ｍを、フィールドデバイスとしての機能と、他のフィールドデバイス１１ｎの設定処理の仲介機能とをあわせもったアクセスポイント１２ｍとして動作することが可能となる。
【００９１】
以上のように、この第２実施形態のネットワークシステム、ならびに、そのフィールドデバイス１１の設定方法によれば、第１実施形態と同様に、ネットワークを介した設定処理によりデバイス設定にかかる手間や時間が大幅に削減され、また、アクセスポイント１２のアクセス制御により、供給サーバ２１、セキュリティマネージャ２２およびネットワーク経路の負荷の軽減が図れるという効果がある。
【００９２】
さらに、この第２実施形態のネットワークシステム、ならびに、そのフィールドデバイス１１の設定方法によれば、新たなフィールドデバイス１１をネットワークに接続して設定情報を供給サーバ２１Ａからダウンロードする際に、このフィールドデバイス１１が登録されているものであるのかセキュリティマネージャ２２により認証を行うので、パラメータ設定処理時から通常稼動時まで一貫して高い通信セキュリティを保持することができる。すなわち、登録されていないデバイスが間違ってネットワークに接続されてしまったり、パラメータ要求やそのメッセージ応答の内容が改竄されてしまうなどの不正な処理の介在を回避することができる。
【００９３】
［第３実施形態］
図９には、本発明の第３実施形態のネットワークシステムの構成例を示す。
【００９４】
第３実施形態のネットワークシステムは、フィールドデバイス１１をネットワークに接続した際に動的に決定されるようなネットワークパラメータについても、ネットワークを介した設定処理によりフィールドデバイス１１に設定できるようにしたものである。第１実施形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。
【００９５】
第３実施形態のネットワークシステムにおいては、設定情報の供給を行う供給サーバ２１とは別に、ネットワークの管理や動的なネットワークパラメータの割り当てを行うネットワーク管理サーバ（ＮＭ：ネットワーク・マネージャー）２３が設けられている。
【００９６】
ネットワーク管理サーバ２３は、複数のネットワーク領域３１，３１，…３１の各々で独立して動的なネットワークパラメータを管理している場合には、各ネットワーク領域３１にそれぞれ設けられる。なお、供給サーバ２１と同一のネットワーク領域３１にある場合には、供給サーバ２１にネットワーク管理サーバ２３としての機能を付加し、同一のサーバ装置によりこれら２つの機能構成を実現するようにしても良い。
【００９７】
ネットワーク管理サーバ２３は、個々のネットワーク領域３１の全体的なネットワーク情報の管理や、各デバイスのネットワークパラメータの管理などを行う。例えば、各デバイスのネットワークアドレスや経路情報、帯域の管理、無線ネットワークである場合には、ＴＤＭ（時分割多重）通信におけるタイムスロットの割り当てや、ＦＨ（周波数ホッピング）方式のホッピングパターンなど、通信を行うための種々のパラメータが管理される。
【００９８】
また、この実施形態のネットワーク管理サーバ２３には、新たに接続されたフィールドデバイス１１から設定情報の転送要求（パラメータ要求）がなされた場合に、このフィールドデバイス１１に動的に割り当てられたり、各ネットワーク領域３１ごとに独立して設定された固有のネットワークパラメータを、供給サーバ２１からの応答メッセージに付加して転送する機能が設けられている。
【００９９】
図１０には、第３実施形態において、フィールドデバイス１１が新たにネットワークに接続されてからフィールドデバイス１１に設定情報が反映されるまでの動作の流れを説明するシーケンス図を示す。
【０１００】
第３実施形態のネットワークシステムにおいては、例えば作業者がフィールドデバイス１１をプラント設備の所定位置に設置し、さらに、このフィールドデバイス１１をネットワークに接続して電源投入を行うことにより、図１０のＡ〜Ｉの処理動作が行われて、フィールドデバイス１１に対する設定処理が自動的に行われるようになっている。
【０１０１】
Ａ．先ず、フィールドデバイス１１をネットワークに接続すると、フィールドデバイス１１の自動リンクモジュールが動作して、フィールドデバイス１１からネットワーク上の不特定の機器に対してアクセスポイント１２と通信リンクを確立するための接続要求が送信される。この接続要求は、アクセスポイント１２が接続要求を待たずに周期的に初期ネットワーク接続情報を不特定の機器に対して送信する通信方式にすることで省略することも可能である。
【０１０２】
Ｂ．アクセスポイント１２が上記接続要求を受けて、或いは、周期的な動作として初期ネットワーク接続情報をネットワーク上の不特定多数の機器に送出する。そして、フィールドデバイス１１がこのネットワーク接続情報を受信して、この接続情報に基づいてアクセスポイント１２とデータ通信可能なように通信リンクを確立する。
【０１０３】
Ｃ．フィールドデバイス１１は、アクセスポイント１２との通信リンクが確立したら、自らの初期デバイスＩＤとともに設定情報の転送要求（パラメータ要求）をアクセスポイント１２に対して送信する。
【０１０４】
Ｄ．アクセスポイント１２は、上記のパラメータ要求を受けたら、上述のアクセス制御モジュールにより集中したアクセスを制限するなどのアクセス制御を行う。
【０１０５】
Ｅ１．アクセスポイント１２は、上記のアクセス制御に基づいて、アクセスタイミングになったらフィールドデバイス１１から受けた初期デバイスＩＤを含むパラメータ要求をネットワークを介してネットワーク管理サーバ２３に転送する（図９のパラメータ要求Ｒ３）。同一のネットワーク領域３１内にネットワーク管理サーバ２３が存在している場合には、このネットワーク管理サーバ２３に転送する。
【０１０６】
Ｅ２．ネットワーク管理サーバ２３は、アクセスポイント１２から送られてきたパラメータ要求を供給サーバ２１に転送する（図９のパラメータ要求Ｒ１）。
【０１０７】
Ｆ．供給サーバ２１は、上記のパラメータ要求により、設定情報データベースの中から初期デバイスＩＤをもとに検索処理を行い、初期デバイスＩＤに対応した設定情報を抽出する。
【０１０８】
Ｇ１．設定情報が抽出されたら、供給サーバ２１は、この設定情報を供給データとして含めた応答メッセージを作成し、先のネットワーク管理サーバ２３へこの応答メッセージを送る（図９のメッセージ応答Ｒ４）。供給データには、転送先を示す初期デバイスＩＤ、ネットワークに参加して動作するときの識別情報となるデバイスＩＤ、その他、アプリケーションの動作パラメータや、ネットワーク接続に必要なパラメータで固定されていてシステム設計時に決定することのできるネットワークパラメータなどが含まれる。
【０１０９】
Ｇ２．ネットワーク管理サーバ２３は、新たに接続されたフィールドデバイス１１をネットワークに加える管理処理を行うとともに、このフィールドデバイス１１に動的に付与されるネットワークパラメータ（例えば、ネットワークアドレスや経路情報等）や、ネットワーク領域３１に固有のネットワークパラメータ（例えば、ＴＤＭ通信やＦＤ方式の通信の設定パラメータなど）を応答メッセージの中に付加する。
【０１１０】
Ｇ３．ネットワークパラメータを付加したら、ネットワーク管理サーバ２３はこの応答メッセージを先のアクセスポイント１２に転送する（図９のメッセージ応答Ｒ２）。
【０１１１】
Ｈ．アクセスポイント１２は、この応答メッセージを、応答メッセージに含まれる初期デバイスＩＤを頼りにこれに対応するフィールドデバイス１１に送る。
【０１１２】
Ｉ．フィールドデバイス１１は、応答メッセージに含まれる設定情報を読み出して、自らの設定状態に反映させる。これにより、このフィールドデバイス１１のＩＤは、初期デバイスＩＤから供給サーバ２１に付与されたデバイスＩＤに書き換えられ、また、ネットワークパラメータは通信モジュールに、ソフトウェアの動作パラメータは各ソフトウェアに割り当てられる。これにより、フィールドデバイス１１は、ネットワークを介して他のデバイスと通信可能にされ、かつ、他のデバイスと連携してデバイス機能を動作させることが可能な状態となる。
【０１１３】
複数のフィールドデバイス１１が新たにネットワークに接続されたら、各フィールドデバイス１１ごとに、上記Ａ〜Ｉ２のような処理動作それぞれ実行され、これにより複数のフィールドデバイス１１の設定処理が自動的に逐次遂行される。そして、これら複数のフィールドデバイス１１がネットワーク上で動作可能な状態にされる。
【０１１４】
［変形例］
なお、ネットワークパラメータには、フィールドデバイス１１がネットワークに実際に接続したときに初めて最適な値を決定できるようなパラメータがある。例えば、無線接続の場合には、複数の通信経路や複数の通信周波数帯の使用が可能である場合に、これらの通信経路や通信周波数帯を決定するパラメータは、各通信経路や各通信周波数帯ごとに通信感度を比較して決定したほうが最適な値が設定可能である。また、有線接続でネットワーク構成が把握しきれていないような場合には、フィールドデバイス１１が接続される通信リンク中に存在するルータのリストを収集してフィールドデバイス１１のデフォルトルータを決定する必要がある。
【０１１５】
このようなネットワーク構成である場合には、フィールドデバイス１１とネットワーク管理サーバ２３に、次のような機能を付加することで、より適したネットワークパラメータの設定を行うことが可能となる。
【０１１６】
図１１には、有線接続のネットワークにおいてフィールドデバイス１１によるルータリスト情報の収集パターンの例を表わした説明図を示す。図１１（ａ）〜（ｃ）はその第１パターン〜第３パターンである。
【０１１７】
図１１（ａ）のパターンは、アクセスポイント１２が、当該アクセスポイント１２の接続されたリンク中に存在するルータのリストを予め収集しておき、フィールドデバイス１１がこのリンクに有線接続されてアクセスポイント１２と通信可能となったときに、当該アクセスポイント１２がルータのリストをネットワーク管理サーバ２３に通知するようにしたものである。
【０１１８】
例えば、フィールドデバイス１１からアクセスポイント１２にパラメータ要求Ｒ１０が送信されて、アクセスポイント１２からネットワーク管理サーバ２３にパラメータ要求Ｒ１０ａが転送される際に、当該アクセスポイント１２が予め収集済みのルータリストの情報をパラメータ要求Ｒ１０ａに付加して転送するようにする。
【０１１９】
これにより、ネットワーク管理サーバ２３が、適宜、ルータリストに基づいてフィールドデバイス１１のデフォルトルータのパラメータ（すなわちフィールドデバイス１１のルーティング経路）を決定して、供給サーバ２１からの応答メッセージに付加することが可能となる。
【０１２０】
図１１（ｂ）のパターンは、例えば、ＩＰｖ６（Internet Protocol Version 6）をサポートしたネットワーク構成の場合など、ルータ１６，１６が自らのルータ情報ＲＡ，ＲＡをリンク中にブロードキャストしている場合のものである。このような構成においては、フィールドデバイス１１がこのリンクに有線接続されたときに、ブロードキャストされているルータ情報ＲＡ，ＲＡを収集し、パラメータ要求Ｒ１０をアクセスポイント１２に送信する際に、このパラメータ要求Ｒ１０にルータリストの情報を付加することができる。
【０１２１】
そして、アクセスポイント１２がルータリスト情報の付加されたパラメータ要求Ｒ１０ａをネットワーク管理サーバ２３に転送することで、ネットワーク管理サーバ２３により、適宜、フィールドデバイス１１のデフォルトルータのパラメータが決定されて、これが供給サーバ２１からの応答メッセージに付加されることになる。
【０１２２】
図１１（ｃ）のパターンは、アクセスポイント１２Ｂがルータである場合のものある。このような構成においても、上記第１パターンや第２パターンと同様に、リンク中のルータリスト情報を適宜収集して、ネットワーク管理サーバ２３に送ることができる。
【０１２３】
図１２には、無線接続のネットワークにおいてフィールドデバイス１１による通信感度の情報の収集パターンの一例を表わした説明図を示す。
【０１２４】
図１２のパターンは、無線ネットワークにおいてフィールドデバイス１１が安定した信号強度で通信処理を行えるように、フィールドデバイス１１が信号強度の情報を収集してネットワーク管理サーバ２３に送るようにしたものである。
【０１２５】
すなわち、フィールドデバイス１１が無線ネットワークに接続されて、各アクセスポイント１２，１２から初期ネットワーク接続情報のブロードキャストＲＢ，ＲＢが行われる際に、フィールドデバイス１１が全てのアクセスポイント１２，１２，…１２からブロードキャストＲＢ，ＲＢ，…ＲＢの受信を行い、各アクセスポイント１２，１２，…１２のネットワークアドレスとその信号強度の値とを収集しておく。そして、この収集情報をパラメータ要求Ｒ１０，Ｒ１０ａに付加して、アクセスポイント１２を介してネットワーク管理サーバ２３に転送する。
【０１２６】
これにより、ネットワーク管理サーバ２３は、信号強度が大きかったアクセスポイント１２の信号周波数帯やアクセスポイント１２の設置箇所などから、フィールドデバイス１１に最適な信号周波数帯や通信経路を決定し、これらのネットワークパラメータを供給サーバ２１からの応答メッセージに含めることが可能となる。
【０１２７】
図１３には、第３実施形態においてフィールドデバイス１１とネットワークとの接続状態の切り換わりの一例を表わした説明図を示す。
【０１２８】
なお、第３実施形態のネットワークシステムにおいても、図１３に示すように、フィールドデバイス１１ｘが、供給サーバ２１から送られてきたネットワークパラメータを自己の設定状態に反映させた場合には、設定処理のために最初に確立された通信経路Ｌ１は解除され、これとは異なる新たな通信経路Ｌ２が確立されて、この新たな通信経路Ｌ２を介してネットワークに接続されることとなる。
【０１２９】
また、図１３に示すように、複数のネットワーク領域３１，３１ａ，３１ｂがある場合でも、複数のネットワーク領域３１，３１ａ，３１ｂに対して総合的にネットワーク情報の管理を行うようなネットワーク管理サーバ２３がある場合には、このネットワーク管理サーバ２３により決定されるネットワークパラメータにより、設定処理前の通信経路Ｌ１と、設定処理後の通信経路Ｌ２とが異なるネットワーク領域３１ａ，３１ｂをまたいで変更されることもある。
【０１３０】
図１４には、第３実施形態においてフィールドデバイス１１にアクセスポイントとしての機能を付加した場合の動作例を表わした説明図を示す。
【０１３１】
また、第３実施形態のネットワークシステムにおいても、フィールドデバイス１１にアクセスポイント１２として機能するソフトウェアを組み込んでおくことで、図１４（ａ）に示すように、フィールドデバイス１１ｍをネットワークに接続してアクセスポイント１２を介したパラメータ要求やメッセージ応答の受信を行って自動的な設定処理を行わせることで、その後、図８（ｂ）に示すように、このフィールドデバイス１１ｍを、フィールドデバイスとしての機能と、他のフィールドデバイス１１ｎの設定処理の仲介機能とをあわせもったアクセスポイント１２ｍとして動作させることが可能となる。
【０１３２】
以上のように、この第３実施形態のネットワークシステム、ならびに、そのフィールドデバイス１１の設定方法によれば、第１実施形態と同様に、ネットワークを介した設定処理によりデバイス設定にかかる手間や時間が大幅に削減され、また、アクセスポイント１２のアクセス制御により、供給サーバ２１、ネットワーク管理サーバ２３およびネットワーク経路の負荷の軽減が図れるという効果がある。
【０１３３】
さらに、この第３実施形態のネットワークシステム、ならびに、そのフィールドデバイス１１の設定方法によれば、システム設計時などに予め定めておけない動的に設定されるネットワークパラメータや、フィールドデバイス１１を設置することで決定されたり最適な値が判明するネットワークパラメータであっても、ネットワーク管理サーバ２３がこれらを動的に決定して供給サーバ２１の設定情報に付加してフィールドデバイス１１に送るので、これらについてもネットワークを介した自動的な設定が可能となるという効果が得られる。
【０１３４】
なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上記第１〜第３の実施形態では、プラント設備などに設置されるフィールドデバイスにより構成されるネットワークシステムについて例示しているが、ネットワークシステムやそれを構成するデバイスの種類は特に実施形態のものに限定されるものではない。また、ネットワークシステムに適用される通信方式や、設定処理の際にアクセスポイントとフィールドデバイス間で確立される通信リンクの通信方式なども、公知になっている種々の通信方式を適用することもできるし、或いは、新たに規定された専用の通信方式を適用しても良い。その他、パラメータ要求やメッセージ応答に含まれる情報の内容など、実施形態で具体的に示した細部は発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１３５】
【図１】本発明の第１実施形態のネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図２】フィールドデバイスが新たにネットワークに接続されてからフィールドデバイスに設定情報が反映されるまでの動作の流れを示すシーケンス図である。
【図３】フィールドデバイスとネットワークとの接続状態の切り換わりの一例を示した説明図である。
【図４】フィールドデバイスにアクセスポイントとしての機能を付加した場合の動作例を示した説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態のネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図６】第２実施形態においてフィールドデバイスが新たにネットワークに接続されてからフィールドデバイスに設定情報が反映されるまでの動作の流れを示すシーケンス図である。
【図７】第２実施形態におけるフィールドデバイスとネットワークとの接続状態の切り換わりの一例を示した説明図である。
【図８】第２実施形態においてフィールドデバイスにアクセスポイントとしての機能を付加した場合の動作例を示した説明図である。
【図９】本発明の第３実施形態のネットワークシステムの構成例を示す図である。
【図１０】第３実施形態においてフィールドデバイスが新たにネットワークに接続されてからフィールドデバイスに設定情報が反映されるまでの動作の流れを示すシーケンス図である。
【図１１】有線接続のネットワークにおいてフィールドデバイスによるルータリスト情報の収集パターン例を示した説明図である。
【図１２】無線接続のネットワークにおいてフィールドデバイスによる通信感度の情報の収集パターン例を示した説明図である。
【図１３】第３実施形態においてフィールドデバイスとネットワークとの接続状態の切り換わりの一例を示した説明図である。
【図１４】第３実施形態においてフィールドデバイスにアクセスポイントとしての機能を付加した場合の動作例を示した説明図である。
【図１５】デバイスの設定処理をネットワークを介して一元的に行う方式についての検討例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３６】
１１      フィールドデバイス
１２      アクセスポイント（仲介デバイス）
２１，２１Ａ  供給サーバ
２２      セキュリティマネージャ（認証サーバ）
２３      ネットワーク管理サーバ
３１      ネットワーク領域
Ｒ１      パラメータ要求
Ｒ２      メッセージ応答
【図１】
2009284183.tif 000003
【図２】
2009284183.tif 000004
【図３】
2009284183.tif 000005
【図４】
2009284183.tif 000006
【図５】
2009284183.tif 000007
【図６】
2009284183.tif 000008
【図７】
2009284183.tif 000009
【図８】
2009284183.tif 000010
【図９】
2009284183.tif 000011
【図１０】
2009284183.tif 000012
【図１１】
2009284183.tif 000013
【図１２】
2009284183.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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