CN110784854A - 通信装置以及系统 - Google Patents

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Abstract

通信装置具备信号取得单元、控制单元、无线通信单元。信号取得单元设置了用于取得来自外部的现场设备的信号的基于多个形式的接口的端子。控制单元取得从所述信号取得单元输出的信号，并且进行使用无线通信将基于所述信号的数字数据发送到外部的控制。无线通信单元基于所述控制单元进行的控制，通过无线通信方式将所述数字数据发送到外部。

Description

通信装置以及系统
技术领域
本发明涉及通信装置以及系统。
本申请要求2018年7月27日提出的日本国专利申请第2018-141287号的优先权，将其内容援引于此。
背景技术
在例如大规模的工厂(plant)设备等中，也寻求通过在各处设置的传感器来检测或计测该设备的状态等，并迅速地收集由传感器取得的数据。今后，也期待通过使用比以前更多的传感器，更仔细地收集多种多样的数据，使用这些数据更加提高工厂设备等的控制的精度，或者使控制的质量先进化。此时，进行使用了无线通信的数据收集为了提高在工厂设备内的通信网络的构筑的灵活性，或者降低电缆布线等的成本是有效的。
在山本周二，稲垣哲朗，戸田秀之，北野欽一，望月聡，“無線の普及を促進するフィールド無線用通信モジュール(英文名称：Field Wireless Communication Module toPromote Field Wireless)”，横河電機株式会社，横河技報，Vol.57，No.1，2014年，p.3-6中，记载了能够将各种现场设备作为无线现场设备使用的无线用通信模块(FN110)。
在“無線の普及を促進するフィールド無線用通信モジュール”中记载的无线用通信模块使用工业用无线规范ISA 100.11a进行通信。ISA 100.11a是由国际计测控制学会(International Society of Automation)的ISA100委员会进行了标准化的规范。在基于ISA 100.11的通信中，在物理层使用IEEE802.15.4-2006 2.4GHz DSS。另外，在基于其他的规范(例如无线HART)的工业用通信中，在物理层中也使用IEEE802.15.4-2006 2.4GHzDSS。
在上述的基于以往技术的工业用无线通信产品中，有时也使用2.4千兆赫兹带的频率，存在无线通信的到达距离受限这样的问题。也就是说，使用以往技术要构筑例如达到几千平方米的大规模的工厂等中的通信网络的情况下，需要设置多个无线接入(access)点。另外，需要使用中继装置等，构筑连接接入点间的网络。
为了更廉价地构筑工业用无线通信网络、且高效率地收集用于捕捉大规模工厂等中的各种事象的数据，期望能够做到可进行到达距离更长的无线通信。另外，同时，期望能够将以往存在的多种多样的现场设备产品组(传感器等)用简易的方法用作无线现场设备。进而，期望从多样的通信协议中适当选择适合目的等的协议，灵活地构筑通信网络。
发明内容
[1]为了解决上述课题，本发明的一方式的通信装置具备：信号取得单元，设置了基于用于取得来自外部的现场设备的信号的多个形式的接口的端子；控制单元，取得从所述信号取得单元输出的信号，并且进行用于使用无线通信将基于所述信号的数字数据发送到外部的控制；以及，无线通信单元，基于所述控制单元进行的控制，通过无线通信方式将所述数字数据发送到外部，其中，所述通信装置具备：信号取得板，具有所述信号取得单元的功能；控制板，具有所述控制单元的功能；以及无线通信板，具有所述无线通信单元的功能。
根据该结构，能够将基于不具有无线通信功能的现场设备输出的信号的数字数据通过无线通信来传送。另外，能够将具有信号取得单元的功能的信号取得板、具有控制单元的功能的控制板、具有无线通信单元的功能的无线通信板的各自作为独立性高的模块来实现。
[2]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，以所述信号取得板、所述控制板、所述无线通信板的顺序重叠构成。
根据该结构，能够将各板的功能模块化，并且能够以紧凑的尺寸来实现通信装置。这里，所谓通信装置的尺寸，例如为通信装置的纵、横、高之和。
[3]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，还具备将所述信号取得单元输出的所述信号转换为遵照规定的标准通信规范的形式的数字信号并输出的信号转换单元，所述控制单元将从所述信号转换单元输出的所述数字信号作为从所述信号取得单元输出的信号来取得，除了所述信号取得板、所述控制板和所述无线通信板之外，还具备具有所述信号转换单元的功能的信号转换板。
根据该结构，作为按照规定的标准通信规范的数字信号，能够进行对控制单元的信号的供给。另外，能够将具有信号转换单元的功能的信号转换板作为独立性高的模块来实现。
[4]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，以所述信号取得板、所述信号转换板、所述控制板、所述无线通信板的顺序重叠构成。
根据该结构，能够将各板的功能模块化，并且以紧凑的尺寸实现通信装置。这里，通信装置的尺寸例如是通信装置的纵、横、高之和。
[5]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述信号转换单元被作为与所述标准通信规范对应的可交换的模块构成。
根据该结构，仅通过采用的标准通信规范来交换模块，就能够容易地构成对应于各种标准通信规范的装置。
[6]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述信号转换板和所述控制板之间的通信为串行通信。
根据该结构，能够将用于从信号转换板向控制板的信号的转交的通信通过串行通信进行。
[7]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述控制板和所述无线通信板之间的通信为串行通信。
根据该结构，能够将控制板和无线通信板之间的通信通过串行通信进行。
[8]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述信号转换板具备用于与其他板之间进行连接的第1连接器，所述其他板具备用于与所述信号转换板之间进行连接的第2连接器，所述信号转换板作为不变更所述第2连接器中的销配置而可交换的模块构成。
根据该结构，能够将信号转换板设为可交换。另外，分别实现基于多个信号转换的方式的信号转换板，能够将装入通信装置的信号转换板设为可交换的模块。能够通过模块的交换容易实现对应于所要求的功能的通信装置。
[9]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述无线通信板具备与其他板之间进行连接的第3连接器，所述其他板具备用于与所述无线通信板进行连接的第4连接器，所述无线通信板作为不变更所述第4连接器中的销配置而根据所述无线通信方式可交换的模块构成。
根据该结构，能够将无线通信板设为可交换。另外，分别实现基于多个无线通信的方式的无线通信板，并能够将装入通信装置的无线通信板设为可交换的模块。能够通过模块的交换容易地实现对应于所要求的功能的通信装置。
[10]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述无线通信板可置换为具有有线通信单元的功能的有线通信板，所述有线通信单元取代所述无线通信单元，基于所述控制单元进行的控制通过有线通信方式将所述数字数据发送到外部。
根据该结构，能够将通过无线通信的数据发送以有线通信方式置换。
[11]另外，本发明的一方式在上述的通信装置([3]或[4])中即使拆除所述信号转换板也作为通信装置起作用。
根据该结构，能够构成可拆装信号转换板的通信装置。
[12]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述控制单元具备将取得的所述信号转换为规定的数值范围的数字数据的数值转换单元，并且进行使用无线通信将由所述数值转换单元转换后的所述数字数据发送到外部的控制。
根据该结构，能够将从现场设备输出的信号转换为适当的物理量等。通过在通信装置侧进行数值转换，在例如收集数据的服务器装置侧，就可以不进行数值转换等处理。
[13]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述控制单元具备：用于存储用于使用无线通信发送到外部的数字数据的备份的存储单元；以及管理所述数字数据的备份的数据备份单元。
根据该结构，在例如发生了无线通信的不良等的状况中，也能够将产生的数据预先存储在存储单元中。并且，在能够进行基于无线通信的发送的状况中，能够重新将作为备份而存储的数据发送到外部。
[14]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述信号取得板、所述信号转换板和所述控制板在平面观察的状态下的尺寸相同，从所述信号取得板进行输出的信号线在平面观察所述信号取得板的状态下的位置、和从所述信号转换板进行输出的信号线在平面观察所述信号转换板的状态下的位置相同。
根据该结构，即使在拆下信号转换板，将剩余的信号取得板、控制板和无线通信板重叠构成通信装置时，从信号取得板进行输出的信号线的位置也会正好与从信号转换板进行输出的信号线的位置一致。也就是说，控制板容易取代信号转换板而取入来自信号取得板的输出信号。
[15]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述无线通信单元通过LPWA无线通信方式或窄频带的LTE无线通信方式将所述数字数据发送到外部。
根据该结构，能够使用LPWA无线通信方式或者窄频带的LTE无线通信方式构成通信装置。由此，能够构成低功耗的通信装置。
[16]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述控制板具备存储程序的存储器；以及执行在所述存储器中存储的程序的处理器。
根据该结构，能够将本发明的各功能通过硬件以及软件的协作来实现。
[17]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述控制板还具备测定设置了所述控制单元的部位的温度，并将表示所述温度的测定值的信号提供给所述处理器的温度测定单元。
根据该结构，通信装置能够掌握控制板的发热状态。
[18]另外，本发明的一方式在上述的通信装置中，所述控制单元还具备温度监视单元，其监视由所述温度测定单元测定的所述温度的测定值是否处于正常值的范围内，在所述温度的测定值脱离所述正常值的范围的情况下，向外部发出警告信号。
根据该结构，通信装置在控制板中产生了异常发热的情况下，能够将异常发热的发生通知给外部。
[19]另外，本发明的一方式是具备上述[1]至[18]的任一项所述的通信装置、以及接收从所述通信装置发送的所述数字数据并蓄积的数据收集服务器装置的系统。
根据该结构，能够构筑无线通信网络，数据收集服务器装置从通信装置收集数字数据并蓄积。再有，此时通信装置的数量是任意的，可以是多个。
[20]另外，本发明的一方式是如下的系统：具备上述[12]所述的通信装置；以及设定服务器装置，其对所述通信装置进行指示，以变更所述通信装置具备的所述数值转换单元的处理中的所述规定的数值范围的设定。
根据该结构，设定服务器装置能够进行与通信装置中的数值转换处理有关的设定(与物理量有关的设定、数值范围的设定等)。
本发明的进一步的特征以及方式参照附图，从以下叙述的实施方式的详细的说明中会明确。
附图说明
图1是表示本发明的第1实施方式的通信装置的功能结构的功能框图。
图2是表示省略了该实施方式的通信装置的一部分功能的情况下的功能结构的功能框图。
图3是表示该实施方式的通信装置具有的控制单元的更详细的功能结构的框图。
图4是表示该实施方式的通信装置具有的控制单元的硬件结构的例子的概略图。
图5是从上方观察该实施方式的通信装置的平面图。
图6是从右侧面观察该实施方式的通信装置的情况下的侧面图(右侧面图)。
图7是从背面观察该实施方式的通信装置的背面图。
图8是从左侧面观察该实施方式的通信装置的情况下的侧面图(左侧面图)。
图9是从正面观察该实施方式的通信装置的情况下的正面图。
图10是表示从下方观察该实施方式的通信装置的情况下的下面图。
图11是表示在构成该实施方式的通信装置的信号取得板上安装的电路结构的电路框图。
图12是表示在构成该实施方式的通信装置的信号转换板上安装的电路结构的电路框图。
图13是表示在构成该实施方式的通信装置的控制板上安装的电路结构的电路框图。
图14是表示在构成该实施方式的通信装置的无线通信板上安装的电路结构的电路框图。
图15是表示第2实施方式的系统的概略结构的框图。
图16是表示第3实施方式的系统的概略结构的框图。
图17是表示在该实施方式的系统中，终端装置具有的显示装置中显示的通信装置设定画面的一结构例的概略图。
具体实施方式
参照优选的实施方式说明本发明的实施方式。本领域技术人员能够使用本发明的教示达成本实施方式的很多代替手段，本发明并不限于这里说明的优选的本实施方式。
本发明的一个方式使得不具有无线通信的功能的现场设备等能够进行包含长距离的多种多样的无线通信。因此，本发明的一个方式在于提供能够灵活且低成本地构成无线通信网络的通信装置以及系统。
[第1实施方式]
一边参照附图一边说明本发明的第1实施方式。再有，在本实施方式中，所谓现场设备例如是流量计、温度计、湿度计、压力计等传感器、或阀门、泵、促动器等这样的设备。
图1是表示本实施方式的通信装置的功能结构的功能框图。如图示，通信装置1包含信号取得单元21、信号转换单元22、控制单元23、无线通信单元24。
信号取得单元21从外部取得信号。信号取得单元21具备用于取得例如外部的现场设备输出的信号的很多形式的接口的端子。信号取得单元21取得的信号典型地为电信号。信号取得单元21例如经由HART(Highway Addressable Remote Transducer，可寻址远程传感器高速通道)、1-5V(伏特)电压信号、4-20mA(毫安)电流信号、UART(UART，UniversalAsynchronous Receiver-Transmitter，通用非同步发送接收电路)、DIO(Digital Input/Output，数字输入输出)、I2C(Inter-Integrated Circuit，内置集成电路)、SPI(SerialPeripheral Interface，串行外设接口)等这样的接口，取得来自外部的信号。再有，这里列举的接口本身是属于现有技术的接口，是被广泛采用的接口。信号取得单元21取得信号时的接口的形式并不限于上面例示列举的例子。
信号取得单元21经由与信号转换单元22之间的信号线，将取得的信号提供给信号转换单元22。
信号转换单元22将信号取得单元21取得的信号转换为规定的形式并输出。信号转换单元22例如进行向HART或BRAIN这样的通信方式的转换。再有，BRAIN通信是基于横河电机的规范的通信方式。也就是说，信号转换单元22将信号取得单元21输出的信号转换为遵照规定的标准通信规范的形式的数字信号并输出。
另外，信号转换单元22也可以作为与标准通信规范对应的可交换的模块来构成。例如，通过HART用的信号转换单元22、或BRAIN用的信号转换单元22等作为可交换的模块来提供，通信装置1的使用者只交换信号转换单元22的模块，就能够进行向各种方式的数字信号的转换。
信号转换单元22也能够具备AD转换(模拟/数字转换)等向控制基板(控制单元23)进行通信的手段/方法。信号转换单元22作为能够向控制单元23发送数字信号的元件，不限于AD转换元件，使用哪种元件都可以。
另外，考虑电缆长度长的情况、希望使外来噪声的影响为最小限度的情况、或希望将传感器单元故障的影响保持在最小限度的情况等，信号转换单元22也可以具备用于将进入到信号取得单元21的信号和控制单元23之间绝缘的功能。但是，该绝缘功能根据需要而具备就足够，不需要的情况下可以省略绝缘功能。
另外，信号转换单元22具备的信号转换用元件与控制单元23之间通过通用的串行通信等连接。因此，设为即使改变该信号转换用元件的部分结构，也不会产生对控制单元23的设计变更的设计。所谓通用的串行通信例如为I2C或UART、SPI等通信方式。关于信号转换单元22，为了使其具有先进的计测功能，也可以在其基板(信号转换板)上配置电源。
另外，也可以使得控制单元23控制该电源。还能够使得通过控制单元23控制电源，具备能够抑制功耗的功能。
控制单元23基于从信号转换单元22通过上述通信方式被转送的信号进行各种处理。另外，控制单元23通过控制无线通信单元24，进行用于将从信号转换单元22接受的数据以规定的形式向外部发送的控制。也就是说，控制单元23取得从信号取得单元21输出的信号(包含是通过信号转换单元22转换的形式的情况)，并且进行使用无线通信单元24将基于所述信号的数字数据发送到外部的控制。
关于控制单元23具有的功能的细节，后面一边参照图3一边进一步说明。
无线通信单元24基于来自控制单元23的控制，通过无线信号进行数据(数字数据)的发送接收。
无线通信单元24例如将从控制单元23转送的数据以规定的定时发送到外部。无线通信单元24进行通信的对象例如是收集由现场设备等测定的数据的服务器装置。再有，无线通信单元24适当经由网关装置与通信对象之间进行通信。另外，服务器装置也可以是作为云系统来构成的装置。
另外，无线通信单元24接收来自外部的服务器装置等的数据。该数据的内容例如是对通信装置1的命令或设定信息等。
例如，在需要使通信装置1或传感器通过电池长时间动作的情况下，优选使用在通信装置1访问服务器装置时下载设定值等的轮询等方法的方式。由此，能够使得通信装置1在用于等待来自服务器的信号的待机时间不消耗电池容量。即，能够实现省电化。但是，该方式的问题点在于，只能够在从通信装置1侧访问服务器装置时下载设定值。因此，优选使得具有例如在通信装置1的被手接触的部位(例如，信号取得单元21的上面等)设置开关，通过改变开关的状态，从通信装置1侧强制地对服务器装置执行访问的结构。进而，也可以取代上述的开关而构筑如下的机制：使通信装置1具有连接到局域网的功能，从该局域网上对通信装置1侧强制地进行访问。
无线通信单元24例如进行基于LPWA(Low Power Wide Area，低功率广域)方式的通信。LPWA无线通信方式的特征以低功耗实现远距离(例如几千米)的通信。其另一方面，在LPWA无线通信方式中，通信速度(每单位时间进行通信的信息量)比较低。在LPWA无线通信方式中，进行使用了亚千兆赫兹(Sub gigahertz)带的无线信号的通信。无线通信单元24作为实现LPWA无线通信方式的规范之一，可以使用LoRaWAN。LoRaWAN的规范上的通信距离最大为20km(千米)左右。但是，根据发送时的输出功率和发送接收环境，有时通信距离被抑制为几千米左右。另外，LoRaWAN中的数据发送量例如为每1通信为十几字节左右。
无线通信单元24也可以取代上述的LoRaWAN，以使用了窄频带的LTE(Long TermEvolution，长期演进)规范的无线通信方式进行通信。窄频带的LTE规范例如为LTE Cat.0或LTE Cat.M1或LTE Cat.NB1(NB-IoT)这样的规范。这些规范与智能手机等中使用的LTE规范相比，使用的频带窄，通信速度也低速。具体而言，在窄频带的LTE通信方式中使用的频带宽度例如为200kHz以下。进而，作为一例，在NB-IoT的方式中，使用180kHz的频带宽度。换而言之，这些的规范为面向IoT(Internet of Things，物联网)的LTE规范。
如上述，无线通信单元24进行使用了LoRaWAN或窄频带的LTE规范的通信。因此，能够以低功耗进行长距离的通信。但是，无线通信单元24例如也可以使用WiFi、蓝牙等其他的无线方式进行通信。
以上，使用图1说明的通信装置1作为整体，可以作为低功耗的装置来设计。另外，通过使用小型且大容量的电池，能够以电池来驱动通信装置1整体。另外，几年不用交换电池，也能够使得通信装置1继续运行。
接着，说明省略了一部分功能的通信装置的例子。
图2是表示省略了一部分功能的通信装置的功能结构的功能框图。如图示那样，通信装置2包含信号取得单元21、控制单元23、无线通信单元24。也就是说，通信装置2具有将信号转换单元22的功能从通信装置1的功能结构中除外的功能。通信装置2中的信号取得单元21、控制单元23、无线通信单元24各自的功能与已经说明的通信装置1中的信号取得单元21、控制单元23、无线通信单元24的功能同样。但是，在通信装置2中，信号取得单元21将取得的信号直接转送给控制单元23而不是信号转换单元22。另外，控制单元23从信号取得单元21直接接受信号，而不是从信号转换单元22接受。也就是说，在通信装置2中不进行信号转换单元22的信号转换。即，在通信装置2中，控制单元23保持原样地取得信号取得单元21从外部取得的形式的信号(模拟信号或数字信号)。这样的通信装置2的结构在不需要HART或高分辨率的AD转换等先进的数据发送功能的用途方面是有用的。通信装置2与由4张基板构成的通信装置1相比，能够实现更小型化以及低功耗化。但是，控制单元23并不是否定直接接受利用前述的HART、1-5V电压、4-20mA电流、UART、DIO、I2C、SPI等这样的接口的信号。控制单元23取入从信号取得单元21接受的信号并处理。
再有，在以下的说明中，在可能的情况下，也可以将通信装置1适当置换为通信装置2来实施。
图3是表示在图1或图2中说明的控制单元23的更详细的功能结构的框图。如图示，控制单元23包含：设定管理单元231、数值转换单元232、时刻校正单元233、温度监视单元234、数据备份单元235、无线发送接收控制单元236、动作状态管理单元237、状态显示控制单元238。
设定管理单元231管理通信装置1的设定信息。设定管理单元231根据例如来自外部的指示等来变更设定信息。设定信息包含用于数值转换单元232的数值转换处理的信息。
数值转换单元232进行将信号取得单元21取得的信号(电压信号、电流信号、数字信号等)转换为表示物理量的数值的处理。换而言之，数值转换单元232将取得的信号转换为规定的数值范围的数字数据。与数值的转换相关的设定(输出的数值的范围等)由上述的设定管理单元231管理。图17(第3实施方式)中也表示与数值的设定有关的用户接口。在数值转换单元232进行数值范围等的转换的情况下，控制单元23进行控制，以通过无线方式将转换后的数据送出到外部。
时刻校正单元233校正通信装置1具有的时钟的时刻。具体而言，时刻校正单元233例如基于接收到的GPS信号进行时刻的校正。再有，取得GPS信号的功能也可以装入无线通信单元24内。另外，时刻校正单元233也可以以接收使用无线电时钟等模块表示时刻的信号的形式来实现。
再有，“GPS”是Global Positioning System(全球定位系统)的省略。
温度监视单元234监视在通信装置1中设置的温度计测部件(后述的图4的温度测定单元2306)进行计测的温度是否处于正常值的范围内。在温度脱离正常值的范围的情况下，温度监视单元234将警告信号发送到外部。通过温度监视单元234的该功能，能够将例如因通信装置1的异常动作等产生的异常的温度的状况对外部发出警告。
数据备份单元235备份通信装置1从现场设备接受的数据，并且进行备份数据的管理。通信装置1将从现场设备接受的数据定期地以无线信号方式向外部(例如向外部的数据收集服务器装置等)发送，由于通信异常的情况、或者因某些异常的数据损耗的情况，在通信装置1的内部也蓄积数据。数据备份单元235将用于备份的数据写入例如通信装置1内的非易失性半导体存储器或易失性存储器等(存储单元)并保存。
也就是说，数据备份单元235具有如下功能：在用于存储用于使用无线通信发送到外部的数字数据的备份的存储单元中写入数字数据的备份，并管理该备份。这里，备份的管理例如为与数据相关联的时刻的管理、数据是否向外部发送完毕的管理、或数据是否被外部的装置正常接收的管理等。
无线发送接收控制单元236控制无线通信单元24的无线信号的发送接收。
动作状态管理单元237管理通信装置1的动作状态，并输出表示该动作状态的信号。
状态显示控制单元238控制使用了后述的显示单元2307的状态显示。例如，在显示单元2307使用LED(发光二极管)构成的情况下，状态显示控制单元238控制LED的亮灯/灭灯的状态，或控制LED的显示颜色。状态显示控制单元238例如根据动作状态管理单元237输出的信号来控制显示。另外，状态显示控制单元238根据温度监视单元234输出的信号(例如表示温度的正常/异常)来控制显示。再有，在进行LED的亮灯的情况下，由于消耗比较大的功率，因此优选设为设置开关等，例如仅在按下开关时显示状态的功能。另外，也可以将用于对先前记述的服务器装置的强制连接的开关、和用于上述的LED亮灯显示的开关共用。此时，例如也可以通过长按的情况和短按一次的情况等的方式改变其控制，使得能够将1个开关使用于多个目的。即，能够削减使用的开关的个数。
图4是表示所述的控制单元23的硬件结构的例子的概略图。如图示，控制单元23包含：CPU2301(中央处理装置)、存储器2302、输入侧接口单元2303、无线发送接收侧接口单元2304、GPS信号接收单元2305、温度测定单元2306、显示单元2307。
CPU2301执行在存储器2302中存储的程序。另外，作为执行程序的结果，CPU2301进行对外围装置等的输入输出等。
存储器2302(存储单元)存储数据或程序等。存储器2302包含用于数据备份单元235蓄积/保存备份数据的区域。
输入侧接口单元2303是具有用于与信号转换单元22(其中在信号转换单元22不存在的情况下与信号取得单元21)之间进行信号交换等的接口电路的部件。
无线发送接收侧接口单元2304是具有用于与无线通信单元24之间进行信号的交换等的接口电路的部件。
GPS信号接收单元2305是具有接收从GPS卫星发送的GPS信号的功能的装置。控制单元23能够基于GPS信号接收单元2305接收到的GPS信号，求通信装置1的当前位置的坐标值，或者求当前时刻。由GPS信号求出的当前时刻例如被用于前述的时刻校正单元233进行的时刻校正。
温度测定单元2306是具有温度计的功能的装置。温度测定单元2306测定设置了控制单元23的部位(例如印刷基板上)的温度，将表示该测定值的信号提供给CPU2301。由此，CPU2301能够定期地判断在设置了控制单元23的部位是否发生了温度的异常。
显示单元2307使用LED等来实现，显示通信装置1的状态。显示单元2307被来自CPU2301的控制信号控制。显示单元2307基于该控制信号，能够使各显示颜色(例如红、绿、蓝、白等)的LED亮灯、或灭灯、或闪烁。其中，这些LED的亮灯或灭灯等由来自CPU的控制信号控制，但是也可以在未设置CPU的其他基板上放置该LED。另外，为了抑制LED的功耗，也能够下功夫仅在使开关动作时，使LED亮灯、闪烁等。
接着说明通信装置1的构造的例子。
图5、图6、图7、图8、图9以及图10是从6个方向观察通信装置1(结构例子)的正投影图。
图5是从上方观察通信装置1的平面图。图5中的下方是通信装置1的正面，上方是通信装置1的背面。
图6是从右侧面观察通信装置1的侧面图(右侧面图)。
图7是从背面观察通信装置1的背面图。
图8是从左侧面观察通信装置1的侧面图(左侧面图)。
图9是从正面观察通信装置1的正面图。
图10是从下方观察通信装置1的下面图。
如这些图所示，通信装置1将4张板(基底)层状地重叠构成。这些4张板从上按顺序称为信号取得板101(也称为“端子台板”)、信号转换板102(进行HART通信的情况下也称为“HART通信板”)、控制板103(也称为“CPU板”)、无线通信板104(也称为“通信板”)。也就是说，这些板按上述顺序被重叠。信号取得板101、信号转换板102、控制板103、无线通信板104被构成为分别实现图1所示的信号取得单元21、信号转换单元22、控制单元23、无线通信单元24的功能。
再有，在取代通信装置1而使用通信装置2的情况下，取代上述，通过重叠信号取得板101、控制板103、无线通信板104这3张板而构成通信装置2。
如图5的平面图所示，在信号取得板101的上面(表面)配置了端子台111、连接器114、115、116、117、118。端子台111具备纵2×横4的合计8个端子。这些8个端子各自为金属制成，设置了螺钉。在各端子上可连接信号线。再有，端子台111自身为合成树脂制成。连接器114、115、116、117、118分别具有合成树脂制成的外罩、和金属制成的端子。连接器114是4端子的连接器。连接器115、116、117、118各自为2端子的连接器。螺栓106、107、108分别贯通信号取得板101、信号转换板102、控制板103、无线通信板104。另外，提供用于强制性地使通信装置1与服务器装置通信的触发的开关、用于显示通信装置1的状态的LED表示指令用的开关也可以安装在信号取得板101上。另外，优选状态显示用LED也安装在该基板上。
如图6的右侧面图、图7的背面图、图8的左侧面图、图9的正面图所示，螺栓106、107、108如前述那样贯通4张板。另外，如图示，使用垫片螺母，使得在信号取得板101和信号转换板102之间、在信号转换板102和控制板103之间、在控制板103和无线通信板104之间分别维持规定的长度的间隔。在各板上配置零件(电子元件等)，并且实施使用了印刷布线等的布线。也就是说，具备信号取得板101、信号转换板102、控制板103、无线通信板104各自具有信号取得单元21、信号转换单元22、控制单元23、无线通信单元24的功能的电子电路。在该图中，标号131、132、133、134、135分别表示合成树脂制成的层间布线连接器。
在层间布线连接器131、132、133、134、135各自的内部，设置了用于将层和层之间电连接的信号线(未图示)。再有，在层间布线连接器131、132、133、134、135各自的内部还可以设置电力供给线。
层间布线连接器131被设置成容纳信号取得板101和信号转换板102之间的布线。
层间布线连接器132被设置成容纳信号转换板102和控制板103之间的布线。
层间布线连接器133被设置成容纳控制板103和无线通信板104之间的布线。
层间布线连接器134被设置成容纳信号取得板101和信号转换板102之间的布线。
层间布线连接器135被设置成容纳信号转换板102和控制板103之间的布线。
再有，也可以使得通过使用连接器等，容易地拆装层间布线。
层间布线连接器131、132、133被设置在平面观察通信装置1的情况下各板上的相同位置。另外，层间布线连接器134、135被设置在平面观察通信装置1的情况下各板上的相同的位置。因此，例如也能够使得拆除第2层的信号转换板102，信号取得板101和控制板103之间的层间布线被直接连接。
换而言之，例如至少使得信号取得板101、信号转换板102和控制板103在平面观察的状态下的尺寸相同。并且，使从信号取得板101进行输出的信号线在对信号取得板101进行平面观察的状态下的位置、和从信号转换板102进行输出的信号线在对信号转换板102进行平面观察的状态下的位置相同。由此，在有信号转换板102的状态和没有的状态的哪种状态中，都能够构成通信装置。
这样的话，能够比较容易地将通信装置1(参照图1)改作通信装置2(参照图2)(结构变更)。另外，也容易将通信装置1和通信装置2使用共用的零件来制造。
在图6、图8、图9中所示的标号121是无线通信板104上设置的连接器。也可以经由该连接器121，使其从无线通信板104输出数据，或者使其对无线通信板104输入数据。
另外，也可以进一步设置用于使其从控制板103直接输出数据或者使其对控制板103直接输入数据的端口(连接器等)。
再有，在控制板103中，以CPU2301为首而设置图4所示的各种硬件等。
另外，输入侧接口单元2303(图4)被连接到在上述的层间布线连接器132和135的至少一个中所容纳的布线上。
另外，无线发送接收侧接口单元2304(图4)被连接到在上述的层间布线连接器133中所容纳的布线上。
图10所示的是通信装置1的下面、即无线通信板104的里面。在无线通信板104中设置了用于无线通信的集成电路等。在无线通信板104的里面实际上印刷了布线，但是这里省略布线的图表示。
接着，说明在构成通信装置1的各板上安装的电路的概略。
图11、图12、图13、以及图14是表示构成通信装置1的各板上的电路的概略结构的电路框图。再有，这些图表示各板上的电路的功能结构，未必表示各板上的电路框图的物理上的配置的方法。
图11是信号取得板101的电路框图。
图12是信号转换板102的电路框图。
图13是控制板103的电路框图。
图14是无线通信板104的电路框图。
以下一边参照这些各自的电路框图，一边说明概略电路结构。
在这些电路框图中示出的C1111至C1402的连接器是用于将板间相互连接的连接器。前述的层间布线连接器131、132、133、134、135相当于这些C1111至C1402的连接器的任一个。但是，也可以将在电路框图中在1个基板上设置的多个连接器的至少一部分汇总而用一个连接器置换。由此，还能够减少连接器数量。
在电路框图上，将连接器C1111～C1402的各自记载在各板的边缘的边上。连接器C111～C1401的各自未必要设置在对各板进行平面观察时其边缘的边上。连接器C111～C1401的各自可以设置在各板上的任意的位置。例如在对各板进行平面观察时，若使得某连接器被配置在与作为该连接器的连接目的地的连接器相同位置，则能够使该对的连接器间的布线最短，或者不需要连接器间的布线而将连接器之间直接连接。
通信装置1具有信号取得板101、信号转换板102、控制板103和无线通信板104。作为其一方式，也可以通过将信号取得板101、信号转换板102、控制板103和无线通信板104按该顺序重叠配置从而构成通信装置1。此时，连接器间的连接关系如下。
信号取得板101的连接器C1111、C1112、C1113、C1114、C1115分别被连接到信号转换板102的连接器C1201、C1202、C1203、C1204、C1205。
信号转换板102的连接器C1211、C1212、C1213、C1214、C1215分别被连接到控制板103的连接器C1301、C1302、C1303、C1304、C1305。
控制板103的连接器C1311、C1312分别被连接到无线通信板104的连接器C1401、C1402。
通信装置2是从通信装置1将信号转换板102除外的结构。即，通信装置2具有信号取得板101、控制板103和无线通信板104。作为其一方式，也可以通过将信号取得板101、控制板103和无线通信板104以该顺序重叠配置从而构成通信装置2。此时，连接器间的连接关系如下。
信号取得板101的连接器C1111、C1112、C1113、C1114、C1115分别被连接到控制板103的连接器C1301、C1302、C1303、C1304、C1305。
控制板103的连接器C1311、C1312分别被连接到无线通信板104的连接器C1401、C1402。
也就是说，以上述的连接关系为前提，可以明确以下情况。
将信号转换板102的连接器C1201、C1202、C1203、C1204、C1205在对板进行平面观察时的板上的位置，分别设为与控制板103的连接器C1301、C1302、C1303、C1304、C1305的位置相同(或者大致相同)。另外，将信号取得板101的连接器C1111、C1112、C1113、C1114、C1115在对板进行平面观察时的板上的位置分别设为与信号转换板102的连接器C1211、C1212、C1213、C1214、C1215的位置相同(或者大致相同)。
通过这些，通过是否使得包含信号转换板102的模块，能够容易地改作通信装置1或通信装置2。
关于各板上的电路结构如下。
图11所示的信号取得板101具有上述的连接器C1111至C1115。另外，信号取得板101包含：电源连接连接器1151、UART连接器1152、模拟输入端子1153以及1154、DIC0连接器1155、I2C连接器1156、外部连接器1157。
电源连接连接器1151是用于将本实施方式的通信装置连接到电源(例如电池)的连接器。电源连接连接器1151被连接到连接器C1111。
UART连接器1152是用于通过UART的接口从外部取得电信号的连接器。UART连接器1152被连接到连接器C1112。
模拟输入端子1153以及1154是分别用于从外部取得模拟电信号的连接器。模拟输入端子1153以及1154分别被连接到连接器C1113以及C1114。
DIC0连接器1155是用于连接到DIC0(电涌保护器)的连接器。DIC0连接器1155被连接到连接器C1115内的销(pin)。
I2C连接器1156是用于通过I2C的接口从外部取得电信号的连接器。I2C连接器1156被连接到连接器C1115内的销。
外部连接器1157是用于与外部电连接的连接器。外部连接器1157被连接到连接器C1115内的销。
图12所示的信号转换板102具有所述的连接器C1201至C1205以及C1211至C1215。另外，信号转换板102包含：绝缘DCDC1251、调节器1252、隔离器1253、ADC1254、调节器1255、隔离器1256、ADC1257、调节器1258、隔离器1259。
另外，信号转换板102具有用于将输入侧的连接器C1205和输出侧的连接器C1206之间直接连接的信号线。
绝缘DCDC1251是绝缘DC/DC电源。绝缘DCDC1251通过下述的调节器1252、1255、1258，对信号转换板102内提供电力。
调节器1252、1255、1258的各自是具有电源调节的功能的调节器。调节器1252、，1255、1258的各自具有转换电压或者使电源稳定化的功能。
隔离器1253、1256、1259的各自是用于将信号转换板102中的各信号系统的输入侧和输出侧直流绝缘的装置。
ADC(模拟-数字转换器)1254、1257的各自是将输入侧的模拟信号转换为数字信号并输出的装置。ADC1254、1257的各自也可以是用于将多个通道(例如2通道)的信号进行转换的装置。
从连接器C1202被输入的信号经由隔离器1253从连接器C1212输出。
从连接器C1203被输入的信号由ADC1254从模拟信号被转换为数字信号，经由隔离器1256，从连接器C1213被输出。
从连接器C1204被输入的信号由ADC1257从模拟信号被转换为数字信号，经由隔离器1259，从连接器C1214输出。
图13所示的控制板103具有所述的连接器C1301至C1305、C1311、以及C1312。另外，控制板103包含微机1351、DCDC1352以及1353、调节器1354、温度计1355、调试(debug)用UART连接器1356、程序写入用JTAG用连接器1357。
微机1351是用于实现控制功能的计算机芯片。微机1351相当于图4中的CPU2301。微机1351被构成为具有使用存储程序方式，作为程序被写入的各种的功能。微机1351被连接到输入侧的连接器C1302、C1303、C1304、C1305的信号线。另外，微机1351具有用于与后述的LTE模块1451之间交换数据的信号线。微机1351经由连接器C1312与LTE模块1451之间进行信号的交换。
DCDC1352对从连接器C1301的电源进行DCDC转换，经由连接器C1311对无线通信板104侧提供电力。
DCDC1353对从连接器C1301的电源进行DCDC转换，提供给微机1351侧。
调节器1354具有用于调整对微机1351提供的电源的功能。
温度计1355具有测定温度，将测定出的值作为电信号而提供给微机1351的功能。前述的温度测定单元2306使用该温度计1355的功能来实现。
调试用UART连接器1356是基于UART的调试用的连接器。
程序写入用JTAG用连接器1357是用于通过JTAG写入由微机1351运行的程序的连接器。
图14中，无线通信板104具有前述的连接器C1401以及C1402，还包含LTE模块1451、天线1452、天线1453。
LTE模块1451是用于实现基于LTE(Long Term Evolution，长期演进)的无线通信的芯片。LTE模块1451发送从微机1351经由连接器C1402转送的数据，另外，将接收到的数据经由相同的连接器C1402转送到微机1351。另外，在LTE模块1451中，从控制板103侧经由连接器C1401被提供电力。
天线1452、1453的各自是在LTE模块1451进行无线通信时所使用的天线。
作为信号转换板102和控制板103之间的通信，例如使用串行通信。另外，作为信号转换板102和控制板103之间的通信，也可以使用并行通信。
作为控制板103和无线通信板104之间的通信，例如使用串行通信。另外，作为控制板103和无线通信板104之间的通信，也可以使用并行通信。
信号转换板102具备用于与其他板(例如信号取得板101或控制板103)之间进行连接的连接器(方便起见称为“第1连接器”)。所述其他板具备用于与信号转换板102之间进行连接的连接器(称为“第2连接器”)。
并且，信号转换板102能够构成作为不变更第2连接器中的销配置而可交换的模块。
在这样构成的情况下，能够将信号转换板102构成作为根据其功能(信号转换功能)而可交换的模块。并且，不变更连接器中的销配置，仅通过将连接器之间连接，就能够进行模块的交换。
信号转换板102上的连接器C1203以及C1204的各自是用于输入模拟信号的连接器。另外，连接器C1213以及C1214的各自是用于输出SPI等的数字信号的连接器。
不使用信号转换板102，而将信号取得板101的连接器C1111～C1115分别直接连接到控制板103的连接器C1201～C1225的情况下，使得与信号的类别匹配，适当地使用连接器内的销。也就是说，通过将连接器内的布线(使用的销)的位置错开，使得与信号类别相关地取得整合性。
无线通信板104具备用于与其他板(例如控制板103)之间进行连接的连接器(方便起见称为“第3连接器”)。所述其他板具备用于与无线通信板104进行连接的连接器(称为“第4连接器”)。无线通信板104被构成作为不变更第4连接器中的销配置，根据无线通信方式而可交换的模块。
在这样构成的情况下，可以将无线通信板104构成作为根据其功能(无线通信方式。例如LPWA无线通信方式、或窄频带的LTE无线通信方式等。)而可交换的模块。并且，不变更连接器中的销配置，仅通过将连接器之间进行连接，就能够进行模块的交换。
无线通信板104能够置换为具有有线通信单元的功能的有线通信板，该有线通信单元取代无线通信单元，基于控制单元进行的控制，通过有线通信方式将数字数据发送到外部。由于能够以有线通信置换无线通信，因此也能够将本实施方式的通信装置作为用于有线通信的装置来构成。
如以上说明，根据本实施方式，使用不具有无线通信功能的现场设备，能够容易地构筑无线通信网络。由此，能够有效利用现有的现场设备产品组(传感器组)的资产。也就是说，能够使不具有无线通信功能的现场设备具有通信功能。
另外，由于能够进行长距离的无线通信，因此能够灵活地进行网络的构筑。
另外，通过模块构造来构成通信装置，能够容易替换特定的模块，或者能够容易地切换特定的模块(例如信号转换单元)的有无。
[第2实施方式]
接着，说明第2实施方式。本实施方式是使用了在第1实施方式中说明的通信装置的系统。再有，关于在前实施方式中已经说明的事项，以下有时省略说明。这里以本实施方式特有的事项为中心进行说明。
图15是表示本实施方式的系统的概略结构的框图。如图示，系统11将多个通信装置1-1，1-2，1-3，…、和数据收集服务器装置7-1，7-2通过网络16连接而构成。再有，在该图中，示出了3台通信装置和2台数据收集服务器装置，但是通信装置或数据收集服务器装置的台数是任意的。另外，有时将通信装置1-1，1-2，1-3，…简称为通信装置1。另外，有时将数据收集服务器装置7-1，7-2简称为数据收集服务器装置7。
再有，也可以取代通信装置1而使用通信装置2(参照图2以及其说明)构成系统11。此时，将本实施方式的说明中的“通信装置1”适当解读为“通信装置2”。
通信装置1-1，1-2，1-3，…分别被连接到传感器5-1，5-2，5-3，…。具体而言，通信装置1经由其信号取得单元21具有的连接器等被连接到传感器5。再有，传感器5为现场设备，具体而言，例如为流量计、温度计、湿度计、压力计等设备中的任一个。但是，只要是能够连接到通信装置的装置，哪种装置都可以。通信装置1通过无线通信经由网关装置6被连接到网络16。各个通信装置1例如基于设定等，按每规定的时间间隔(例如几十秒、或1分钟等)，将数据朝向数据收集服务器装置7发送。
再有，也可以不经由网关装置6，而是通信装置1和网络16上的装置直接进行通信。
网关装置6是用于在通信装置1侧(无线通信)、和数据收集服务器装置7侧(网络16)之间进行中介的装置。网关装置6在双方向对通信进行中介。也就是说，网关装置6接收通信装置1以无线通信方式发送的数据，并向作为目的地的数据收集服务器装置7再次发送。另外，网关装置6接收数据收集服务器装置7发送给通信装置1的数据，并向作为目的地的通信装置1以无线通信方式再次发送。
再有，网关装置6有时也对数据收集服务器装置7发送给通信装置1的控制数据(例如对通信装置1的指示等)进行中介。进而，网关装置6有时也对通信装置1发送给数据收集服务器装置7的控制数据(对数据收集服务器装置7的请求等)进行中介。
数据收集服务器装置7-1，7-2的各自例如使用服务器计算机来实现。数据收集服务器装置7被连接到网络16，经由网络16收集从通信装置1侧接收的数据并蓄积。数据收集服务器装置7为了蓄积数据，具备使用了磁性硬盘装置或半导体存储器的存储装置等。
也就是说，数据收集服务器装置7接收从通信装置1发送的数字数据并蓄积。另外，数据收集服务器装置7还具备将数据进行图表显示的功能、维护画面等功能。
再有，网络16也可以是所谓的云网。另外，数据收集服务器装置7也可以使用所谓的云服务器来实现。
根据本实施方式，通信装置1能够将从所连接的传感器5转送的数据经由无线通信方式，进而经由网关装置6发送到数据收集服务器装置7。由此，数据收集服务器装置7能够收集由(多个)传感器5探测的数据。另外，在通信装置1和数据收集服务器装置7之间还能够进行各种控制数据的发送接收。再有，通信装置1和网关装置6之间的无线通信能够以无中继装置的方式进行几千米这样的长距离的数据传送，而且以低功耗来实现。也就是说，能够不设置多个中继装置等，而构筑在整个宽范围的工厂等中的系统。也就是说，能够减少中继装置，以低成本构筑灵活的系统。
[第3实施方式]
接着说明第3实施方式。本实施方式是使用了在第1实施方式中说明的通信装置的系统。
图16是表示本实施方式的系统的概略结构的框图。如图示，系统12将多个通信装置1-1，1-2，1-3，…、设定服务器装置8、和终端装置9-1，9-2，…通过网络17连接而构成。再有，在该图中，示出了3台通信装置、1台设定服务器装置和2台终端装置，但是通信装置、设定服务器装置或终端装置的台数是任意的。
有时将终端装置9-1，9-2，…简称为终端装置9。
再有，也可以取代通信装置1而使用通信装置2(参照图2及其说明)来构成系统12。此时，将本实施方式的说明中的“通信装置1”适当解读为“通信装置2”。
与第2实施方式的情况同样，通信装置1-1，1-2，1-3，…分别被连接到传感器5-1，5-2，5-3，…。通信装置1通过无线通信经由网关装置6被连接到网络17。
网关装置6具有与第2实施方式中说明的功能同样的功能。在本实施方式中，网关装置6是在通信装置1侧(无线通信)和设定服务器装置8侧(网络17)进行中介的装置。网关装置6在双方向对通信进行中介。也就是说，网关装置6接收通信装置1以无线通信方式发送的数据，并向作为目的地的设定服务器装置8再次发送。另外，网关装置6接收设定服务器装置8发送给通信装置1的数据，并向作为目的地的通信装置1以无线通信方式再次发送。在通信装置1和设定服务器装置8之间发送接收的数据例如是用于各别地设定通信装置1的控制数据。
设定服务器装置8例如使用服务器计算机来实现。设定服务器装置8被连接到网络17，经由网络17与通信装置1之间进行通信。设定服务器装置8的主要功能是各别地设定通信装置1。再有，设定服务器装置8经由网络17，与终端装置9之间也能够进行通信。
终端装置9例如使用台式PC、笔记本型PC、平板终端、智能手机(smartphone)、穿戴式终端等实现。终端装置9例如具备使用了液晶显示画面和触摸面板等的用户接口的功能。终端装置9经由该用户接口，对用户(例如具备多个通信装置1的化学工厂等的管理者)提示从设定服务器装置8被提供的信息。另外，终端装置9经由该用户接口，取得来自该用户的操作的信息(例如用于设定通信装置1的信息)。终端装置9作为设定服务器装置8的客户端起作用，将来自上述的用户的设定信息等发送到设定服务器装置8。再有，设定服务器装置8也可以是与数据收集服务器装置7一体化而构成的装置。
与第2实施方式的情况同样，网络17也可以是所谓的云网。另外，设定服务器装置8也可以使用所谓的云服务器来实现。
图17是表示在本实施方式中的终端装置9具有的显示装置所显示的通信装置设定画面的一结构例的概略图。如图示，通信装置设定画面包含通信装置识别信息的栏、和每个通道的类别以及数值范围的栏。
通信装置识别信息的栏使显示用于识别各个通信装置1的信息或者用于将其输入的栏。
每个通道的类别以及数值范围的栏是使显示通信装置1的每个通道的数据的类别以及数值范围或用于将其输入的栏。有时将这些栏汇总称为数值范围设定栏。再有，关于“类别”，例如采用设为可从下拉菜单选择的用户接口。
图示的例子中，作为通信装置识别信息显示“P001R234D456”。另外，关于通道1，选择类别“温度”，作为范围，显示下限“-20”以及上限“80”。另外，关于通道2，选择类别“压力”，作为范围，显示下限“0”以及上限“1，000，000”。另外，关于通道3，选择类别“流量”，作为范围，显示下限“0”以及上限“1，000”。再有，通信装置1处理的通道的数目不限于3，是任意的。
设定服务器装置8将通信装置设定画面的信息发送到终端装置9。接收该信息的终端装置9显示通信装置设定画面。另外，终端装置9的用户能够使用通信装置设定画面进行各个通信装置1的设定。
若在通信装置识别信息的栏被输入识别信息，则与该识别信息相应的通信装置1的设定信息被显示在数值范围设定栏。另外，通过更新数值范围设定栏中的数据(类别或数值范围)，相应的通信装置1的设定被变更。具体而言，若在终端装置9所显示的通信装置设定画面中被进行用于变更设定的数据的更新，则该变更的信息从终端装置9发送到设定服务器装置8。另外，据此，设定服务器装置8对相应的通信装置1指示设定的变更。
例如，在由电池驱动通信装置1的情况下，为了低功耗化，通过装入控制单元的程序，在预先确定的时刻从通信装置1送出数据。
从设定服务器装置8向通信装置1的设定值的改写只在该定时进行，但是为了能够在任意的时刻从设定服务器装置8进行设定值的改写，在通信装置1中设置开关。也就是说，若该开关被操作，则即使是预先确定的时刻以外，也能够使通信装置1强制性地访问设定服务器装置8。
如以上，设定服务器装置8对通信装置1指示以变更通信装置1的设定。作为具体例子，设定服务器装置8关于通信装置1中的数值转换处理，指示以变更信号的每个通道的物理量的类别或信号表示的数值的数值范围的设定。
根据本实施方式，设定服务器装置8基于终端装置9的用户的操作等，对通信装置1发送设定数据。由此，能够适当地设定例如作为化学工厂等的构成要素起作用的通信装置1。在本实施方式中，通信装置1和网关装置6之间的无线通信还能够以无中继装置的方式进行几千米这样的长距离的数据传送，而且以低功耗实现。也就是说，能够不设置多个中继装置等，以低成本灵活地构筑在整个宽范围中的工厂等中的系统。
[多个实施方式的组合]
也可以将以上说明的多个实施方式的任一个适当组合来实施。
例如也可以实施将第2实施方式和第3实施方式组合，在网络上设置了数据收集服务器装置7和设定服务器装置8两者的系统。
[使用了计算机和程序的实施]
再有，能够由计算机实现在上面的实施方式中说明的通信装置、数据收集服务器装置、设定服务器装置、终端装置、网关装置这样的装置的至少一部分的功能。此时，也可以将用于实现该功能的程序记录在计算机可读取的记录介质中，使计算机系统读入该记录介质中所记录的程序并执行来实现。再有，这里所谓的“计算机系统”假设包含OS或外围设备等硬件。另外，“计算机可读取的记录介质”指软盘、光磁盘、ROM、CD-ROM、DVD-ROM、USB存储器等可移介质、在计算机系统中内置的硬盘等存储装置。进而，所谓“计算机可读取的记录介质”，还可以包含经由因特网等网络或电话线路等通信线路发送程序的情况下的通信线那样临时动态地保持程序的介质、如作为该情况下的服务器或客户端的计算机系统内部的易失性存储器的那样在一定时间保持程序的介质。另外，上述程序可以是用于实现上述的功能的一部分的程序，还可以是通过与在计算机系统中已经记录的程序的组合而能够实现前述的功能的程序。
在本说明书中，表示“前、后、上、下、右、左、垂直、水平、纵、横、行以及列”等方向的词语言及本发明的装置中的这些方向。因此，本发明的说明书中的这些词语应该在本发明的装置中相对地被解释。
“被构成”这样的词语，为了执行本发明的功能而被构成，或者为了表示装置的结构、要素、部分而被使用。
进而，在权利要求书中作为“方法加功能”表现的词语应包含能够用于执行本发明中包含的功能的所有的构造。
“单元”这样的词语被用于表示为了执行构成要素、单元、硬件或期望的功能而被编程的软件的一部分。硬件的典型例子是装置或电路，但不限于此。
以上说明了本发明的优选的实施例，但是本发明不限定于这些实施例。在不脱离本发明的宗旨的范围内，可进行结构的附加、省略、置换以及其他的变更。本发明不通过前述的说明来限定，仅通过附加的权利要求书的范围来限定。

Claims (20)

1.一种通信装置，具备：
信号取得单元，设置了基于用于取得来自外部的现场设备的信号的多个形式的接口的端子；
控制单元，取得从所述信号取得单元输出的信号，并且进行用于使用无线通信将基于所述信号的数字数据发送到外部的控制；
无线通信单元，基于所述控制单元进行的控制，通过无线通信方式将所述数字数据发送到外部；
信号取得板，具有所述信号取得单元的功能；
控制板，具有所述控制单元的功能；以及
无线通信板，具有所述无线通信单元的功能。
2.如权利要求1所述的通信装置，
以所述信号取得板、所述控制板、所述无线通信板的顺序重叠构成。
3.如权利要求1所述的通信装置，
还具备将所述信号取得单元输出的所述信号转换为遵照规定的标准通信规范的形式的数字信号并输出的信号转换单元，
所述控制单元将从所述信号转换单元输出的所述数字信号作为从所述信号取得单元输出的信号来取得，
除了所述信号取得板、所述控制板和所述无线通信板之外，还具备具有所述信号转换单元的功能的信号转换板。
4.如权利要求3所述的通信装置，
以所述信号取得板、所述信号转换板、所述控制板、所述无线通信板的顺序重叠构成。
5.如权利要求3或4所述的通信装置，
所述信号转换单元被作为与所述标准通信规范对应的可交换的模块来构成。
6.如权利要求3或4所述的通信装置，
所述信号转换板和所述控制板之间的通信为串行通信。
7.如权利要求1至4的任一项所述的通信装置，
所述控制板和所述无线通信板之间的通信为串行通信。
8.如权利要求5所述的通信装置，
所述信号转换板具备用于与其他板之间进行连接的第1连接器，
所述其他板具备用于与所述信号转换板之间进行连接的第2连接器，
所述信号转换板作为不变更所述第2连接器中的销配置而可交换的模块来构成。
9.如权利要求1至4的任一项所述的通信装置，
所述无线通信板具备与其他板之间进行连接的第3连接器，
所述其他板具备用于与所述无线通信板进行连接的第4连接器，
所述无线通信板作为不变更所述第4连接器中的销配置，根据所述无线通信方式而可交换的模块来构成。
10.如权利要求1至4的任一项所述的通信装置，
所述无线通信板可置换为具有有线通信单元的功能的有线通信板，所述有线通信单元取代所述无线通信单元，基于所述控制单元进行的控制通过有线通信方式将所述数字数据发送到外部。
11.如权利要求3或4所述的通信装置，
即使拆除所述信号转换板，也作为通信装置起作用。
12.如权利要求1至4的任一项所述的通信装置，
所述控制单元
具备将取得的所述信号转换为规定的数值范围的数字数据的数值转换单元，并且
进行使用无线通信将由所述数值转换单元转换后的所述数字数据发送到外部的控制。
13.如权利要求1至4的任一项所述的通信装置，
所述控制单元具备：
用于存储用于使用无线通信发送到外部的数字数据的备份的存储单元；以及
管理所述数字数据的备份的数据备份单元。
14.如权利要求4所述的通信装置，
所述信号取得板、所述信号转换板和所述控制板在平面观察的状态下的尺寸相同，
从所述信号取得板进行输出的信号线在平面观察所述信号取得板的状态下的位置、和从所述信号转换板进行输出的信号线在平面观察所述信号转换板的状态下的位置相同。
15.如权利要求1至4的任一项所述的通信装置，
所述无线通信单元通过LPWA无线通信方式或窄频带的LTE无线通信方式将所述数字数据发送到外部。
16.如权利要求1至4的任一项所述的通信装置，
所述控制板具备：
存储程序的存储器；以及
执行在所述存储器中存储的程序的处理器。
17.如权利要求16所述的通信装置，
所述控制板还具备测定设置了所述控制单元的部位的温度，并将表示所述温度的测定值的信号提供给所述处理器的温度测定单元。
18.如权利要求7所述的通信装置，
所述控制单元还具备温度监视单元，其监视由所述温度测定单元测定的所述温度的测定值是否处于正常值的范围内，在所述温度的测定值脱离所述正常值的范围的情况下，向外部发出警告信号。
19.一种系统，具备：
权利要求1至4的任一项所述的通信装置；以及
接收从所述通信装置发送的所述数字数据并蓄积的数据收集服务器装置。
20.一种系统，具备：
权利要求12所述的通信装置；以及
设定服务器装置，其对所述通信装置进行指示，以变更所述通信装置具备的所述数值转换单元的处理中的所述规定的数值范围的设定。
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