CN103609194B - 通信装置、通信系统及通信方法 - Google Patents

Abstract

一种通信装置，其经由OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准的第1无线网络、以及依照第2无线通信标准的第2无线网络中的任一个进行无线通信，该通信装置具有识别控制部，该识别控制部设置于所述数据链路层，控制为基于在由所述物理层接收到的数据中包含的识别信息，识别将上述数据经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的哪一个发送，基于所述识别的结果，将所述数据经由所述第1无线网络或所述第2无线网络发送。

Description

通信装置、通信系统及通信方法

技术领域

本发明涉及通过无线进行通信的通信装置、通信系统及通信方法。

本申请基于2011年7月7日申请的日本国特许出愿第2011-150997号申请的优先权，将其内容引入本说明书中。

背景技术

当前，在车间或工厂中，为了实现高级的自动操作，构筑将现场设备和管理装置经由通信单元连接的分布控制系统（DCS：Distributed Control System），其中，上述现场设备是测定器、操作器等而被称为现场（Field）设备，上述管理装置进行上述现场设备的管理及控制。成为这种分布控制系统的基础的通信系统，大部分是通过有线进行通信的结构，但近年来还实现了依照ISA100或WirelessHART（注册商标）等工业无线通信标准进行无线通信的结构。

上述ISA100是由国际自动化学会（ISA：International Society of Automation）制定的工业自动化无线通信标准。与此相对，上述WirelessHART（注册商标）是美国的HART（Highway Addressable Remote Transducer）通信协会提倡的无线通信标准。

在这里，在车间等中构筑的通信系统，大多统一为1个无线通信标准。这是因为在无线通信标准不同的通信系统之间基本不能进行通信。因此，成为在某个车间中构筑依照ISA100的通信系统，在其他车间中构筑依照WirelessHART（注册商标）的通信系统的情况。也有在1个车间中构筑无线通信标准不同的通信系统的情况，但在该情况下，各通信系统作为分别独立的系统存在。

在下述的专利文献1、2中公开的并不是关于依照工业无线通信标准进行无线通信的通信系统的技术，但公开了能够在使用不同的通信协议的网络之间进行通信的技术。具体而言，公开了使用DSTM（DualStack Transition Mechanism：双栈转换机制）技术，能够连接使用IPv4协议的网络和使用IPv6协议的网络的技术。

专利文献1：日本特表2006-520548号公报

专利文献2：日本特开2009-21921号公报

发明内容

上述的ISA100及WirelessHART（注册商标），依照OSI参考模型的物理层及数据链路层为IEEE802.15.4的无线通信标准，具有较多的共同点。例如，使用相同的频带（2.4GHz带）进行无线通信的无线通信中使用的信道的数量及频率相同等。然而，虽然具有这些共同点，但依照ISA100的通信系统和依照WirelessHART（注册商标）的通信系统不能相互进行通信，因此，分别独立地构筑。

如上所述，在构筑多种通信系统的情况下，需要分别准备构成各个通信系统的设备，因此，对于利用通信系统的用户来说，初期费用增多，成本方面的负担增大。另外，在构筑多种通信系统的情况下，需要对每个通信系统使用不同的工具进行维护·管理，因此，导致方便性和维护性下降，并且，维护·管理所需的成本增大。另外，如果存在上述多种通信系统，则可扩展性下降。

本发明提供一种通信装置、通信系统及通信方法，其能够在不同的通信系统之间进行无线通信，能够实现成本的降低、方便性及维护性的提升，并且提高可扩展性。

一种通信装置，其经由第1无线网络及第2无线网络中的至少一个进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第2无线通信标准，，该通信装置具有识别控制部，该识别控制部设置于所述数据链路层，进行下述控制：基于在由所述物理层接收到的数据中包含的识别信息，识别将上述数据经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的哪一个发送，基于所述识别的结果，将所述数据经由所述第1无线网络或所述第2无线网络发送。

所述识别控制部也可以在经由所述第1无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第1识别信息，该第1识别信息表示是应经由所述第1无线网络发送的数据，在经由所述第2无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第2识别信息，该第2识别信息表示是应经由所述第2无线网络发送的数据。

所述通信装置还可以具有：第1路径控制部，其进行所述第1无线网络中的第1路径控制；以及第2路径控制部，其进行所述第2无线网络中的第2路径控制，所述识别控制部，在识别到经由所述第1无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第1路径控制部，在识别到经由所述第2无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第2路径控制部。

所述通信装置还可以具有：第1转送控制部，其按照由所述第1路径控制部进行的所述第1路径控制，在所述第1无线网络中进行所述数据的第1转送控制；以及第2转送控制部，其按照由所述第2路径控制部进行的所述第2路径控制，在所述第2无线网络中进行所述数据的第2转送控制。

还可以是所述第1路径控制部及第2路径控制部设置于OSI参考模型的网络层，所述第1转送控制部及第2转送控制部设置于OSI参考模型的传输层。

还可以是所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。

所述识别信息可以是包含在所述数据的MHR（MAC Header）中的帧版本的值。

一种通信系统，其具有多个通信装置，该通信装置经由第1无线网络及第2无线网络中的至少一个进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第2无线通信标准，在该通信系统中，所述通信装置中的至少1个，具有识别控制部，该识别控制部设置于所述数据链路层，进行下述控制：基于在由所述物理层接收到的数据中包含的识别信息，识别将上述数据经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的哪一个发送，基于所述识别的结果，将所述数据经由所述第1无线网络或所述第2无线网络发送。

所述识别控制部还可以在经由所述第1无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第1识别信息，该第1识别信息表示是应经由所述第1无线网络发送的数据，在经由所述第2无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第2识别信息，该第2识别信息表示是应经由所述第2无线网络发送的数据。

所述通信装置中的至少1个，还可以具有：第1路径控制部，其进行所述第1无线网络中的第1路径控制；以及第2路径控制部，其进行所述第2无线网络中的第2路径控制，所述识别控制部在识别到经由所述第1无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第1路径控制部，在识别到经由所述第2无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第2路径控制部。

所述通信装置中的至少1个，还可以具有：第1转送控制部，其按照由所述第1路径控制部进行的所述第1路径控制，在所述第1无线网络中进行所述数据的第1转送控制；以及第2转送控制部，其按照由所述第2路径控制部进行的所述第2路径控制，在所述第2无线网络中进行所述数据的第2转送控制。

还可以是所述第1路径控制部及第2路径控制部设置于OSI参考模型的网络层，所述第1转送控制部及第2转送控制部设置于OSI参考模型的传输层。

还可以是所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。

所述识别信息还可以是在所述数据的MHR（MAC Header）中包含的帧版本的值。

一种通信方法，其经由第1无线网络及第2无线网络中的至少一个进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第2无线通信标准，该通信方法，包含：基于在由所述物理层接收到的数据中包含的识别信息，识别将上述数据经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的哪一个发送的步骤；以及基于所述识别的结果，将所述数据经由所述第1无线网络或所述第2无线网络发送的步骤。

所述的通信方法，还可以包含：经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的至少1个接收数据的步骤；在经由所述第1无线网络接收到所述数据的情况下，对该数据附加第1识别信息的步骤，该第1识别信息表示是应经由所述第1无线网络发送的数据；以及在经由所述第2无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第2识别信息的步骤，该第2识别信息表示是应经由所述第2无线网络发送的数据。

还可以是所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。

所述识别信息还可以是在所述数据的MHR（MAC Header）中包含的帧版本的值。

一种通信装置中的数据的识别方法，该通信装置经由第1无线网络及第2无线网络中的至少一个进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第2无线通信标准，该数据的识别方法，包含：对在由所述物理层接收到的数据的MHR（MAC Header）中包含的帧版本的值进行识别的步骤；所述识别的结果，在所述帧版本的值为第1值的情况下，将所述数据经由所述第1无线网络发送的步骤；以及所述识别结果，在所述帧版本的值为第2值的情况下，将所述数据经由所述第2无线网络发送的步骤。

还可以是所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。

发明的效果

根据本发明，设在数据链路层上的识别控制部对由物理层接收到的数据进行识别，基于其识别结构，将数据传递至在第1无线网络中进行路径控制的第1路径控制部、和在第2无线网络中进行路径控制的第2路径控制部中的某一方。因此，能够在不同的通信系统之间进行无线通信，能够实现成本的降低、方便性及维护性的提高，并且能够提高可扩展性。

附图说明

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的通信系统的整体结构的图。

图2是表示在本发明的第1实施方式涉及的通信系统中使用的无线通信标准的OSI参考模型的图。

图3是表示本发明的第1实施方式涉及的通信系统中的物理层的帧格式的一部分的图。

图4是表示本发明的第1实施方式涉及的通信系统中的数据链路层的帧格式的一部分的图。

图5是用于说明本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备的基本结构的图。

图6A是用于说明本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备的要部结构的图。

图6B是用于说明本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备的要部结构的图。

图7是表示在本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备中的通信方法的流程图。

图8是表示在本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备中的通信方法的流程图。

图9是表示本发明的第2实施方式涉及的通信装置的要部结构的模块图。

图10A是用于具体说明本发明的实施方式的效果的图。

图10B是用于具体说明本发明的实施方式的效果的图。

图11是用于具体说明本发明的实施方式的效果的图。

具体实施方式

以下，参照附图，详细说明本发明的实施方式涉及的通信装置、通信系统、及通信方法。本发明的实施方式的以下说明仅是在附加的权利要求书中限定的发明及其等同物的具体说明，基于该公开内容，本领域的技术人员可知，其目的并不是将本发明限定于该实施方式。

（第1实施方式）

图1是表示本发明的第1实施方式涉及的通信系统的整体结构的图。如图1所示，本发明的第1实施方式涉及的通信系统CS具有依照不同的无线通信标准的2个通信系统CS1、CS2。在本发明的第1实施方式中，通信系统CS1是依照WirelessHART（注册商标）（第1无线通信标准）进行无线通信的通信系统，通信系统CS2是依照ISA100（第2无线通信标准）进行无线通信的通信系统。此外，在图1中，为了容易理解，将通信系统CS1用实线图示，将通信系统CS2用虚线图示。

通信系统CS1具有现场设备11a～11d、网关装置12、系统管理器13及通信主机14。通信系统CS1可经由无线网络N11（第1无线网络）及通信网络N12进行通信。通信系统CS2是与通信系统CS1相同的结构，具有现场设备21a～21d、网关装置22、系统管理器23及通信主机24。通信系统CS2可经由无线网络N21（第2无线网络）及通信网络N22进行通信。此外，在图1中，图示了通信系统CS1具有4个现场设备11a～11d，通信系统CS2具有4个现场设备21a～21d的例子，但通信系统CS1、CS2所具有的现场设备的数量为任意的。

现场设备11a～11d是例如流量计或温度传感器等传感器设备、流量控制阀或开闭阀等阀设备、风扇或电动机等致动器设备等在车间或工厂中设置的设备，依照WirelessHART（注册商标）进行无线通信。在此，现场设备11a～11d中的现场设备11c、11d是不仅能依照WirelessHART（注册商标）进行无线通信的设备，还能依照ISA100进行无线通信的设备（以下称为双栈设备）。

这些现场设备11a～11d的动作基于从例如系统管理器13或通信主机14经由网关装置12发送来的控制数据进行控制。另外，由现场设备11a～11d获得的测定数据例如经由网关装置12收集至通信主机14。此外，现场设备11c、11d的详细内容将后述。

网关装置12连接无线网络N11和通信网络N12，例如是进行在现场设备11a～11d和系统管理器13等之间发送或接收的各种数据等的中继的装置。此外，网关装置12兼具无线接入点的功能，依照WirelessHART（注册商标）进行无线通信。

系统管理器13对无线网络N11及通信网络N12进行管理。例如，系统管理器13通过向现场设备11a～11d（还包括现场设备21c、21d）及网关装置12发送控制信号，在现场设备11a～11d（现场设备21c、21d）和网关装置12之间建立无线路径。并且，系统管理器13进行是否使新的现场设备加入至无线网络N11的加入处理等。此外，该系统管理器13进行无线网络N11等的管理，因此，还称为网络管理器。

另外，通信主机14经由网关装置12与现场设备11a～11d（现场设备21c、21d）进行通信。具体而言，通信主机14进行对与无线网络N11连接的现场设备11a～11d（现场设备21c、21d）的控制（例如阀的开闭等控制）、以及由与无线网络N11连接的现场设备11a～11d（现场设备21c、21d）测定的测定数据的收集等。

设在通信系统CS2中的现场设备21a～21d、网关装置22、系统管理器23以及通信主机24，分别与设在通信系统CS1中的现场设备11a～11d、网关装置12、系统管理器13以及通信主机14具有相同的功能。其中，现场设备21a～21d中的现场设备21c、21d是双栈设备，其不仅能依照ISA100进行无线通信的设备，还能依照WirelessHART（注册商标）进行无线通信。

此外，系统管理器23进行在现场设备21a～21d（还包括现场设备11c、11d）和网关装置22之间建立无线路径的处理等。另外，通信主机24进行对与无线网络N21连接的现场设备21a～21d（现场设备11c、11d）的控制、以及由与无线网络N21连接的现场设备21a～21d（现场设备11c、11d）测定的测定数据的收集等。

如上所述，在本发明的第1实施方式中，可与无线网络N11连接的现场设备11c、11d，还可与无线网络N21连接，另外，可与无线网络N21连接的现场设备21c、21d，还可与无线网络N11连接。设置这种现场设备11a、11d、21c、21d，是为了能够在不同的通信系统CS1、CS2之间进行无线通信，实现通信系统CS的成本降低，方便性以及维护性的提高，并且，提高可扩展性。

在这里，对WirelessHART（注册商标）和ISA100进行比较，其中，WirelessHART（注册商标）是通信系统CS1依照的无线通信标准，ISA100是通信系统CS2依照的无线通信标准。图2是表示在本发明的第1实施方式涉及的通信系统中使用的无线通信标准的OSI参考模型的图。如图2所示，通信系统CS1依照的无线通信标准即WirelessHART（注册商标）的OSI参考模型M1、以及通信系统CS2依照的无线通信标准即ISA100的OSI参考模型M2，均由物理层、数据链路层、网络层、传输层以及应用层构成。

这些OSI参考模型M1、M2的物理层以及数据链路层具有如下述的共同点。

（1）物理层

·依照IEEE802.15.4。

·使用2.4GHz频带。

·使用16信道，各信道的频率相同。

（2）数据链路层

·使用EUI64地址。

·支持信道跳频方式。

·作为媒体访问方式而使用TDMA（Time Division Multiple Access：时分多址）。

如上所述，WirelessHART（注册商标）及ISA100的OSI参考模型，依照物理层及数据链路层成为IEEE802.15.4的无线通信标准，具有较多的共同点。因此，物理层的帧格式及数据链路层的帧格式在通信系统CS1、CS2分别具有下述的共同点。

图3是表示本发明的第1实施方式涉及的通信系统中的物理层的帧格式的一部分的图。通信系统CS1、CS2中的物理层的帧格式由PPDU（Physical Layer Protocol DataUnit）构成。该PPDU如图3所示，具有5个八位字节（octet）的SHR（Synchronize Header）、1个八位字节的PHR（Physical Layer Header）以及PSDU（Physical Layer Service DataUnit）这一点，在通信系统CS1、CS2之间通用。

图4是表示本发明的第1实施方式涉及的通信系统中的数据链路层的帧格式的一部分的图。通信系统CS1、CS2中的数据链路层的帧格式由DLPDU（Data-Link LayerProtocol Data Unit）构成。该DLPDU如图4所示，具有MHR（MAC Header）、DLSDU（Data-LinkLayer Service Data Unit）以及2个八位字节的MFR（MAC Footer Frame Check Sequence）这一点，在通信系统CS1、CS2之间通用。

在此，如图4所示，包含在DLPDU中的MHR，包含有2个八位字节的帧控制（FrameControl），向该帧控制的第12、13位（bit）分配帧版本（Frame Version）。该帧版本的值在WirelessHART（注册商标）的情况下成为“0b00”，在ISA100的情况下成为“0b01”。该帧版本的值由WirelessHART（注册商标）及ISA100的标准确定。本发明的第1实施方式着眼于该帧版本的值的不同，通过进行与所设定的帧版本的值对应的适当的处理，或者设定对于版本来说适当的值，从而能够在通信系统CS1、CS2之间接收和发送数据（数据包）。此外，标注标号“0b”的数值（2位的数值）是指二进制标记。

下面，详细说明在通信系统CS1、CS2中设置的作为双栈设备的现场设备11c、11d、21c、21d。图5是用于说明本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备的基本结构的图。如图5所示，现场设备11c、11d、21c、21d具有物理层L1、数据链路层L2、第1上位层L10以及第2上位层L20。

如使用图2说明所示，物理层L1的结构为，实现在通信系统CS1所依照的无线通信标准即WirelessHART（注册商标）的OSI参考模型M1的物理层、和通信系统CS2所依照的无线通信标准即ISA100的OSI参考模型M2的物理层中通用的物理层的功能。另外，数据链路层L2的结构为，实现在该OSI参考模型M1、M2的数据链路层中通用的数据链路层的功能。

在这里，在数据链路层L2中设有识别控制部DC（识别控制部）。该识别控制部DC对在由物理层L1接收到的数据中包含的帧版本（参照图4）进行识别，基于该识别结果，控制将接收到的数据传递给第1上位层L10和第2上位层L20中的哪一个。具体而言，在帧版本的值为“0b00”的情况下，将接收到的数据传递给第1上位层L10，在帧版本的值为“0b01”的情况下，将接收到的数据传递给第2上位层L20。即，识别控制部DC将经由无线网络N11接收到的数据传递给第1上位层L10，将经由无线网络N21接收到的数据传递给第2上位层L20。本发明的特征在于，利用设在数据链路层L2中的识别控制部DC对接收到的数据进行识别，基于识别结果，控制将接收到的数据传递给第1上位层L10和第2上位层L20中哪一个。

另外，该识别控制部DC在从第1上位层L10传递过来数据的情况下，将该数据的帧版本的值设定为“0b00”（第1识别信息），在从第2上位层L20传递来数据的情况下，将该数据的帧版本的值设定为“0b01”（第2识别信息）。即，识别控制部DC针对来自第1上位层L10的数据，附加表示是应经由无线网络N11发送的数据的信息，针对来自第2上位层L20的数据，附加表示是应经由无线网络N21发送的数据的信息。

第1上位层L10的结构为，实现在通信系统CS1所依据的无线通信标准即WirelessHART（注册商标）的OSI参考模型M1（参照图2）中位于数据链路层的上位的层的功能。另外，第2上位层L20的结构为，实现在通信系统CS2所依照的无线通信标准即ISA100的OSI参考模型M2（参照图2）中位于数据链路层的上位的层的功能。如上所述，现场设备11c、11d、21c、21d是双栈结构，具有能够经由无线网络N11进行通信的功能（物理层L1、数据链路层L2及第1上位层L10）、和能够经由无线网络N21进行通信的功能（物理层L1、数据链路层L2及第2上位层L20）。

图6A及图6B是用于说明本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备的要部结构的图。图6A是表示现场设备11c、11d的要部结构的图。图6B是表示现场设备21c、21d的要部结构的图。如图6A所示，现场设备11c、11d具有：图5所示的物理层L1及数据链路层L2；作为第1上位层L10的网络层L11（第1路径控制部）、传输层L12及应用层L13；和作为第2上位层L20的网络层L21（第2路径控制部）。

如上所述，现场设备11c、11d在具有实现进行无线网络N11中的路径控制功能的网络层L11的基础上，还具有实现进行无线网络N21中的路径控制功能的网络层L21。因此，现场设备11c、11d从通信系统CS1中的系统管理器13和通信系统CS2中的系统管理器23、以及相邻的现场设备中，获取无线网络N11、N21的构成信息，分别生成路径选择表TB11、TB12，能够按照这些路径选择表TB11、TB12中继·转送数据（数据包）。

另外，如图6B所示，现场设备21c、21d具有：图5所示的物理层L1及数据链路层L2；作为第1上位层L10的网络层L11（第1路径控制部）；和作为第2上位层L20的网络层L21（第2路径控制部）、传输层L22及应用层L23。如上所述，现场设备21c、21d在具有实现进行无线网络N21中的路径控制功能的网络层L21的基础上，还具有实现进行无线网络N11中的路径控制功能的网络层L11。

因此，现场设备21c、21d从通信系统CS1中的系统管理器13和通信系统CS2中的系统管理器23、以及相邻的现场设备中，获取无线网络N11、N21的构成信息，分别生成路径选择表表TB21、TB22，能够按照这些路径选择表TB21、TB22中继·转送数据（数据包）。

图7及图8是表示本发明的第1实施方式涉及的作为通信装置的现场设备中的通信方法的流程图。在上述结构中，首先考虑从网关装置12向现场设备11d输出数据的情况。在图7的步骤S1中，从网关装置12输出的数据经由无线网络N11向现场设备11d发送，由现场设备11d的物理层L1（参照图6A）接收并向数据链路层L2传递。如果数据传递至数据链路层L2，则在图7的步骤S2中，利用识别控制部DC识别在该数据中包含的帧版本（参照图4）。从网关装置12输出的数据，帧版本的值设定为“0b00”，因此，在图7的步骤S3中，来自物理层L1的数据通过识别控制部DC传递至构成第1上位层L10的网络层L11，通过例如网络层L11的路径控制进行转送处理等处理。

下面，考虑从网关装置22向现场设备11d输出数据的情况。在图7的步骤S1中，从网关装置22输出的数据经由无线网络N21向现场设备11d发送，由现场设备11d的物理层L1接收。由物理层L1接收到的数据与接收到来自网关装置12的数据的情况同样地，传递至数据链路层L2，在图7的步骤S2中，利用识别控制部DC识别在该数据中包含的帧版本。从网关装置22输出的数据，帧版本的值设定为“0b01”，因此，在图7的步骤S4中，来自物理层L1的数据通过识别控制部DC传递至构成第2上位层L20的网络层L21，通过例如网络层L21的路径控制进行转送处理等处理（第1步骤）。

下面，考虑通过现场设备11d进行数据的发送处理（例如接收到的数据的转送处理）的情况。在该情况下，在步骤S10中，应发送的数据从构成第1上位层L10的网络层L11或构成第2上位层L20的网络层L21向数据链路层L2传递。在从构成第1上位层L10的网络层L11传递数据的情况下，在步骤S11中，通过识别控制部DC进行将该数据的帧版本的值设定为“0b00”并传递至物理层L1的处理。与此相对，在从构成第2上位层L20的网络层L21传递数据的情况下，在步骤S12中，通过识别控制部DC进行将该数据的帧版本的值设定为“0b01”并传递至物理层L1的处理。

帧版本的值设定为“0b00”的数据经由无线网络N11向发送目标的现场设备（或者网关装置12）发送。与此相对，帧版本的值设定“0b01”的数据经由无线网络N21向发送目标的现场设备（或者网关装置22）发送。此外，与以上说明的现场设备11d同样的动作，在现场设备11c、21c、21d中也进行。

如上所述，在本发明的第1实施方式中，在对WirelessHART（注册商标）及ISA100通用的物理层L1及数据链路层L2的基础上，还支持WirelessHART（注册商标）及ISA100这两者中的网络层L11、L21。另外，对应于在接收到的数据中包含的帧版本，控制将接收到的数据传递至网络层L11、L21中的某一个。

由此，能够进行无线网络N11、N21的路径选择表的生成以及使用了路径选择表的数据（数据包）的转送，假设收到不是发送给本机的数据（数据包），也能正确地进行经由无线网络N11或无线网络N21的路径控制，能够在通信系统CS1、CS2之间进行数据的发送和接收。作为其结果，能够使在通信系统CS1、CS2中使用的设备或用于维护的工具通用化，能够实现成本的降低、方便性及维护性的提高，并且，提高可扩展性。另外，由于使通信路径具有冗余，因此，提高可靠性，并且扩大通信范围。

（第2实施方式）

图9是表示本发明的第2实施方式涉及的通信装置的要部结构的框图。此外，本发明的第2实施方式的通信系统的整体结构与第1实施方式相同。如图9所示，本发明的第2实施方式的作为通信装置的现场设备具有：图5所示的物理层L1及数据链路层L2；作为第1上位层L10的网络层L11（第1路径控制部）、传输层L12（第1转送控制部）以及应用层L13；和作为第2上位层L20的网络层L21（第2路径控制部）、传输层L22（第2转送控制部）以及应用层L23。

即，本发明的第2实施方式的现场设备构成为，具有：通信系统CS1所依照的无线通信标准即WirelessHART（注册商标）的OSI参考模型M1（参照图2）的全部层；以及通信系统CS2所依照的无线通信标准即ISA100的OSI参考模型M2（参照图2）的全部层。因此，在本发明的第2实施方式的现场设备中，也是通过网络层L11生成无线网络N11的路径选择表TB31，并且，通过网络层L21生成无线网络N21的路由表TB32，能够使用这些路径选择表进行数据（数据包）的转送。

另外，本发明的第2实施方式的现场设备具有：传输层L12，其按照由网络层L11进行的路径控制，进行无线网络N11中的数据的转送控制；以及传输层L22，其按照由网络层L21进行的路径控制，进行无线网络N21中的数据的转送控制。因此，不仅能进行横跨无线网络N11、N21的数据（数据包）的路径控制，还能够进行无线网络N11、N21之间的通信。此外，本发明的第2实施方式的现场设备例如还可以作为无线网络N11和无线网络N21的网关使用。

下面，具体说明以上说明的第1、第2实施方式的效果。图10A、图10B、图11是用于具体说明本发明的实施方式的效果的图。此外，在这些图10A、图10B、图11中，对相当于图1所示结构的结构标注相同的标号。首先，如图10A所示，考虑在通信系统CS1中现场设备11a、11b及网关装置12相邻配置，在通信系统CS2中现场设备21b远离网关装置22配置的情况。在上述配置的情况下，在通信系统CS1中能够经由无线网络N11进行无线通信，但在通信系统CS2中不能经由无线网络N21进行无线通信。

下面，如图10B所示，考虑通信系统CS1中现场设备11b远离网关装置12配置，在通信系统CS2中现场设备21a、21b及网关装置22接近配置的情况。在上述配置的情况下，在通信系统CS1中不能经由无线网络N11进行无线通信，但在通信系统CS2中能够经由无线网络N21进行无线通信。

在成为图10A所示的配置的情况下，如果取代构成通信系统CS1的现场设备11a而设置作为双栈设备的现场设备30（例如，图1所示现场设备11c、11d、21c、21d），则能成为图11所示的结构。另外，在成为图10B所示的配置的情况下，通过取代构成通信系统CS2的现场设备21a而设置作为双栈设备的现场设备30，也能成为图11所示的结构。

如图11所示，现场设备30能够经由无线网络N11、N21进行无线通信，因此，在构成通信系统CS1的现场设备11b和网关装置12之间、以及构成通信系统CS2的现场设备21b和网关装置22之间，作为所谓中继器起作用。因此，如图10A所示，在现场设备21b和网关装置22分离而配置的情况、或如图10B所示现场设备11b和网关装置12分离而配置的情况的任一种情况下，都能够经由无线通信网络N11、N12进行无线通信。

以上，针对本发明的实施方式涉及的通信装置、通信系统以及通信方法进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式，可以在本发明的范围内自由地变更。例如，在上述实施方式中，举例说明了通信系统CS1是依照WirelessHART（注册商标）进行无线通信的通信系统，通信系统CS2是依照ISA100进行无线通信的通信系统的情况。但是，本发明能够适用于依照OSI参考模型的物理层和数据链路层通用的多个无线通信标准进行通信的通信装置及通信系统。

另外，在上述实施方式中，针对构成通信系统CS1的网关装置12、系统管理器13以及通信主机14、和构成通信系统CS2的网关装置22、系统管理器23以及通信主机24分别作为不同的装置而实现的例子进行了说明。然而，也可以将这些中的任意大于或等于2个的装置作为1个装置实现。而且，在上述实施方式中，举例说明了通信装置为现场设备的情况，但本发明的通信装置并不现定于现场设备。

工业实用性

根据本发明，能够在不同的通信系统之间进行无线通信，能够实现成本的降低、方便性及维护性的提高，并且，提高可扩展性。

标号的说明

11c、11d 现场设备

21c、21d 现场设备

30 现场设备

CS 通信系统

DC 识别控制部

L1 物理层

L2 数据链路层

L11、L21 网络层

L12、L22 传输层

N11、N21 无线网络

Claims (20)

1.一种通信装置，其分别经由第1无线网络及第2无线网络进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照与该第1无线通信标准不同的第2无线通信标准，

该通信装置具有：

第1路径控制部，该第1路径控制部设置于OSI参考模型的第1网络层，生成所述第1无线网络的第1路径选择表，使用该第1路径选择表进行所述第1无线网络中的路径控制；

第2路径控制部，该第2路径控制部设置于OSI参考模型的第2网络层，生成所述第2无线网络的第2路径选择表，使用该第2路径选择表进行所述第2无线网络中的路径控制；以及

识别控制部，该识别控制部设置于所述数据链路层，进行下述控制：基于在由所述物理层接收到的数据中包含的识别信息，识别将上述数据经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的哪一个发送，基于所述识别的结果，将所述数据经由所述第1无线网络或所述第2无线网络发送。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述识别控制部，

在经由所述第1无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第1识别信息，该第1识别信息表示是应经由所述第1无线网络发送的数据，

在经由所述第2无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第2识别信息，该第2识别信息表示是应经由所述第2无线网络发送的数据。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述识别控制部，

在识别到经由所述第1无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第1路径控制部，

在识别到经由所述第2无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第2路径控制部。

4.根据权利要求3所述的通信装置，还具有：

第1转送控制部，其按照由所述第1路径控制部进行的所述第1路径控制，在所述第1无线网络中进行所述数据的第1转送控制；以及

第2转送控制部，其按照由所述第2路径控制部进行的所述第2路径控制，在所述第2无线网络中进行所述数据的第2转送控制。

5.根据权利要求4所述的通信装置，其中，

所述第1转送控制部及第2转送控制部设置于OSI参考模型的传输层。

6.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。

7.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

所述识别信息是在所述数据的MHR(MAC Header)中包含的帧版本的值。

8.一种通信系统，其具有多个通信装置，该通信装置分别经由第1无线网络及第2无线网络进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照与该第1无线通信标准不同的第2无线通信标准，

在该通信系统中，

所述通信装置中的至少1个，具有：

第1路径控制部，该第1路径控制部设置于OSI参考模型的第1网络层，生成所述第1无线网络的第1路径选择表，使用该第1路径选择表进行所述第1无线网络中的路径控制；

第2路径控制部，该第2路径控制部设置于OSI参考模型的第2网络层，生成所述第2无线网络的第2路径选择表，使用该第2路径选择表进行所述第2无线网络中的路径控制；以及

识别控制部，该识别控制部设置于所述数据链路层，进行下述控制：基于在由所述物理层接收到的数据中包含的识别信息，识别将上述数据经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的哪一个发送，基于所述识别的结果，将所述数据经由所述第1无线网络或所述第2无线网络发送。

9.根据权利要求8所述的通信系统，其中，

所述识别控制部，

在经由所述第1无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第1识别信息，该第1识别信息表示是应经由所述第1无线网络发送的数据，

在经由所述第2无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第2识别信息，该第2识别信息表示是应经由所述第2无线网络发送的数据。

10.根据权利要求8所述的通信系统，其中，

所述识别控制部，

在识别到经由所述第1无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第1路径控制部，

在识别到经由所述第2无线网络发送所述数据的情况下，将所述数据传递至所述第2路径控制部。

11.根据权利要求10所述的通信系统，其中，

所述通信装置的至少1个，还具有：

第1转送控制部，其按照由所述第1路径控制部进行的所述第1路径控制，在所述第1无线网络中进行所述数据的第1转送控制；以及

第2转送控制部，其按照由所述第2路径控制部进行的所述第2路径控制，在所述第2无线网络中进行所述数据的第2转送控制。

12.根据权利要求11所述的通信系统，其中，

所述第1转送控制部及第2转送控制部设置于OSI参考模型的传输层。

13.根据权利要求8所述的通信系统，其中，

所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。

14.根据权利要求8所述的通信系统，其中，

所述识别信息是在所述数据的MHR(MAC Header)中包含的帧版本的值。

15.一种通信方法，其分别经由第1无线网络及第2无线网络进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照与该第1无线通信标准不同的第2无线通信标准，

该通信方法，包含：

在设置于OSI参考模型的第1网络层的第1路径控制部中，生成所述第1无线网络的第1路径选择表，使用该第1路径选择表进行所述第1无线网络中的路径控制的步骤；

在设置于OSI参考模型的第2网络层的第2路径控制部中，生成所述第2无线网络的第2路径选择表，使用该第2路径选择表进行所述第2无线网络中的路径控制的步骤；

基于在由所述物理层接收到的数据中包含的识别信息，识别将上述数据经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的哪一个发送的步骤；以及

基于所述识别的结果，将所述数据经由所述第1无线网络或所述第2无线网络发送的步骤。

16.根据权利要求15所述的通信方法，还包含：

经由所述第1无线网络及所述第2无线网络中的至少1个接收数据的步骤；

在经由所述第1无线网络接收到所述数据的情况下，对该数据附加第1识别信息的步骤，该第1识别信息表示是应经由所述第1无线网络发送的数据；以及

在经由所述第2无线网络接收到数据的情况下，对该数据附加第2识别信息的步骤，该第2识别信息表示是应经由所述第2无线网络发送的数据。

17.根据权利要求15所述的通信方法，其中，

所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。

18.根据权利要求15所述的通信方法，其中，

所述识别信息是在所述数据的MHR(MAC Header)中包含的帧版本的值。

19.一种通信装置中的数据的识别方法，该通信装置分别经由第1无线网络及第2无线网络进行无线通信，该第1无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照第1无线通信标准，该第2无线网络的OSI参考模型的物理层和数据链路层依照与该第1无线通信标准不同的第2无线通信标准，

该数据的识别方法，包含：

在设置于OSI参考模型的第1网络层的第1路径控制部中，生成所述第1无线网络的第1路径选择表，使用该第1路径选择表进行所述第1无线网络中的路径控制的步骤；

在设置于OSI参考模型的第2网络层的第2路径控制部中，生成所述第2无线网络的第2路径选择表，使用该第2路径选择表进行所述第2无线网络中的路径控制的步骤；

对在由所述物理层接收到的数据的MHR(MAC Header)中包含的帧版本的值进行识别的步骤；

所述识别的结果，在所述帧版本的值为第1值的情况下，将所述数据经由所述第1无线网络发送的步骤；以及

所述识别结果，在所述帧版本的值为第2值的情况下，将所述数据经由所述第2无线网络发送的步骤。

20.根据权利要求19所述的数据的识别方法，其中，

所述第1无线通信标准和所述第2无线通信标准中的一个为ISA100，另一个为WirelessHART。