CN112567691A

CN112567691A - 通信装置、接收装置以及监视系统

Info

Publication number: CN112567691A
Application number: CN201880095490.4A
Authority: CN
Inventors: 高井真人
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-08-27
Filing date: 2018-08-27
Publication date: 2021-03-26
Also published as: WO2020044400A1; JPWO2020044400A1; JP6935852B2

Abstract

提供一种能够减少在判定通信状态时交换的数据量的通信装置。通信装置具有：被监视侧发送部，其将被监视侧死活信号发送到接收装置；以及被监视侧时机决定部，其自身决定所述被监视侧发送部将被监视侧死活信号发送到所述接收装置的时机。根据该结构，通信装置自身决定将被监视侧死活信号发送到接收装置的时机。此时，接收装置根据在该时机有无接收到被监视侧死活信号来判定通信装置的通信状态。因此，能够减少在判定通信状态时交换的数据量。

Description

通信装置、接收装置以及监视系统

技术领域

本发明涉及通信装置、接收装置以及监视系统。

背景技术

专利文献1公开有一种监视系统。根据该监视系统，能够判定通信装置的通信状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-067264号公报

发明内容

发明要解决的课题

但是，在专利文献1记载的监视系统中，接收装置需要将确认信号发送到通信装置。并且，通信装置需要发送确认响应信号。因此，在判定通信装置的通信状态时交换的数据量增多。

本发明正是为了解决上述课题而完成的。本发明的目的在于，提供能够减少在判定通信状态时交换的数据量的通信装置、接收装置以及监视系统。

用于解决课题的手段

本发明的通信装置具有：被监视侧发送部，其将被监视侧死活信号发送到接收装置；以及被监视侧时机决定部，其自身决定所述被监视侧发送部将被监视侧死活信号发送到所述接收装置的时机。

本发明的接收装置具有：监视侧时机决定部，其在多个通信装置分别具有所述通信装置的功能的情况下，在与所述多个通信装置分别发送被监视侧死活信号的时机相同的时机，决定分别生成监视侧死活信号的时机；监视侧死活信号生成部，其在由所述监视侧时机决定部决定的多个时机分别生成多个监视侧死活信号；以及死活判定部，其在所述监视侧死活信号生成部生成了监视侧死活信号时，未接收到被监视侧死活信号的情况下，判定为与该监视侧死活信号对应的通信装置处于不能通信状态。

本发明的监视系统具有：多个通信装置，它们分别具有所述通信装置的功能；以及所述接收装置。

发明效果

根据这些发明，通信装置自身决定将被监视侧死活信号发送到接收装置的时机。此时，接收装置根据在该时机有无接收到被监视侧死活信号来判定通信装置的通信状态。由于不需要对信号赋予确定装置的ID等信息，因此，能够减少在判定通信状态时交换的数据量。

附图说明

图1是实施方式1的监视系统的结构图。

图2是用于说明实施方式1的监视系统的通信装置对发送被监视侧死活信号的时机的决定方法的图。

图3是用于说明实施方式1的监视系统的通信装置的动作概要的流程图。

图4是用于说明实施方式1的监视系统的接收装置的动作概要的流程图。

图5是实施方式1的监视系统的通信装置的硬件结构图。

图6是实施方式2中的实施方式1的监视系统的结构图。

图7是用于说明实施方式2的监视系统的接收装置对处于不能通信状态的通信装置的估计方法的图。

图8是用于说明实施方式3的监视系统的接收装置对处于不能通信状态的通信装置的估计方法的图。

具体实施方式

依照附图，对用于实施本发明的方式进行说明。另外，在各图中，对相同或相应的部分标注相同的标号。适当简化或省略该部分的重复说明。

实施方式1

图1是实施方式1的监视系统的结构图。

例如，监视系统被设置成能够监视多个电梯1。

监视系统具有接收装置3和多个通信装置2。

多个通信装置2的各个通信装置2对应于多个电梯1的各个电梯1而设置。多个通信装置2分别具有被监视侧发送部2a、被监视侧接收部2b、被监视侧时刻判定部2c、被监视侧随机数生成部2d、被监视侧比较部2e、被监视侧死活信号生成部2f和确认响应信号生成部2g。

例如，接收装置3被组入到云服务器。例如，接收装置3被组入到通信装置2的附近。接收装置3具有监视侧接收部3a、监视侧发送部3b、监视侧时刻判定部3c、多个监视侧随机数生成部3d、监视侧比较部3e、监视侧死活信号生成部3f、信号比较部3g、死活判定部3h、相应装置确认部3i和确认信号生成部3j。

在多个通信装置2的各个通信装置2中，被监视侧时刻判定部2c、被监视侧随机数生成部2d和被监视侧比较部2e作为被监视侧时机决定部，自身决定被监视侧发送部2a将被监视侧死活信号发送到接收装置3的时机。被监视侧死活信号生成部2f生成被监视侧死活信号，使得被监视侧发送部2a在已决定的时机将该被监视侧死活信号发送到接收装置3。被监视侧发送部2a将该被监视侧死活信号发送到接收装置3。

在接收装置3中，监视侧接收部3a接收来自多个通信装置2的被监视侧死活信号。监视侧时刻判定部3c、多个监视侧随机数生成部3d和监视侧比较部3e作为监视侧时机决定部，在与多个通信装置2分别发送被监视侧死活信号的时机相同的时机，决定分别生成监视侧死活信号的时机。监视侧死活信号生成部3f在已决定的多个时机，分别生成多个监视侧死活信号。

信号比较部3g对生成的监视侧死活信号的数量与接收到的被监视侧死活信号的数量进行比较。

死活判定部3h根据信号比较部3g的比较结果，判定处于不能通信状态的通信装置2。例如，在监视侧死活信号生成部3f生成了监视侧死活信号时，未接收到被监视侧死活信号的情况下，死活判定部3h判定为与该监视侧死活信号对应的通信装置2处于不能通信状态。例如，在监视侧死活信号生成部3f同时生成了多个监视侧死活信号时，接收到的被监视侧死活信号比生成的监视侧死活信号的数量少的情况下，死活判定部3h判定为与多个监视侧死活信号分别对应的多个通信装置2中的任意通信装置2处于不能通信状态。

此时，相应装置确认部3i掌握与多个监视侧死活信号分别对应的多个通信装置2。确认信号生成部3j生成向该多个通信装置2发送的确认信号。监视侧发送部3b将由确认信号生成部3j生成的确认信号发送到该多个通信装置2。

在该多个通信装置2的各个通信装置2中，被监视侧接收部2b接收来自接收装置3的确认信号。确认响应信号生成部2g在被监视侧接收部2b接收到确认信号时，生成确认响应信号。在该多个通信装置2中的处于能通信状态的通信装置2中，被监视侧发送部2a将确认响应信号发送到接收装置3。在不处于不能通信状态的通信装置2中，被监视侧发送部2a不将确认响应信号发送到接收装置3。

在接收装置3中，监视侧接收部3a接收来自该多个通信装置2的确认响应信号。接收装置3根据确认响应信号的接收状况来掌握不能通信的通信装置2。

接着，使用图2说明发送被监视侧死活信号的时机的决定方法。

图2是用于说明实施方式1的监视系统的通信装置对发送被监视侧死活信号的时机的决定方法的图。图2的横轴是时间。图2的纵轴是被监视侧时刻判定部2c和被监视侧随机数生成部2d的输出值。

在图2中，单点划线表示被监视侧时刻判定部2c对当前时刻的仅分钟的输出值。各点表示被监视侧随机数生成部2d的输出值。

被监视侧随机数生成部2d以恒定的间隔输出信号。在此时的输出值与当前时刻的输出值相同的情况下，被监视侧比较部2e通知发送被监视侧死活信号。

被监视侧随机数生成部2d的输出值被设定成在多个通信装置2之间不具有相关性。在此情况下，2个通信装置2不会总是在相同的时机发送被监视侧死活信号。其结果是，接收装置3能够掌握处于不能通信状态的通信装置2。

作为最简单的方法，可以将在多个通信装置2的各个通信装置2中输入了独立的种子的均匀随机数生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，也可以将安装有线性同余法、Xorshift等软件的伪随机数生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，也可以将利用热噪声等的硬件随机数生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，也可以将基于SHA等哈希函数的密码学伪随机数生成器作为被监视侧随机数生成部2d。

另外，也可以将基于电梯1的运行状态的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，也可以将基于电梯1的轿厢的当前楼层的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，也可以将基于电梯1的轿厢的当前加速度的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，也可以将基于电梯1的轿厢的累计启动次数的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，还可以将基于电梯1的曳引机中流过的电流值的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。

此时，在相邻的电梯1中，可能成为相似的输出值。该情况下，也可以将以电梯1的运行状态的数据为种子的伪随机数生成器作为被监视侧随机数生成部2d。

此外，也可以将基于电梯1的属性的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，也可以将基于电梯1的楼层、速度等电梯1的规格的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。例如，还可以将基于车站、办公室等电梯1的使用方式的时机生成器作为被监视侧随机数生成部2d。

电梯1的属性产生死活监视的频度要求差异。例如，在车站中，需要频度比住宅公寓高的死活监视。

在按照与电梯1的属性对应的特定分布的被监视侧随机数生成部2d中，输出按照平均值μ、方差σ²的高斯分布的S(x)。具体而言，S(x)由以下的(1)式表示。

例如，在住宅公寓等特定物件群中，赋予高斯分布的平均值20的参数。例如，在车站等其他物件群中，赋予高斯分布的平均值40的参数。其结果是，能够使多个物件群的被监视侧死活信号的生成时间偏向于任意的时刻范围。另外，也可以通过改变被监视侧死活信号的生成时间间隔而高频度地发送被监视侧死活信号。

接下来，使用图3对通信装置2的动作概要进行说明。

在步骤S1中，通信装置2参照当前时刻。然后，通信装置2进行步骤S2的动作。在步骤S2中，通信装置2判定当前时刻是否是随机数生成时刻。

在步骤S2中当前时刻不是随机数生成时刻的情况下，通信装置2进行步骤S1的动作。在步骤S2中当前时刻是随机数生成时刻的情况下，通信装置2进行步骤S3的动作。

在步骤S3中，通信装置2生成随机数。然后，通信装置2进行步骤S4的动作。在步骤S4中，通信装置2判定该随机数是否与当前时刻相同。

在步骤S4中该随机数与当前时刻不同的情况下，通信装置2结束动作。

在步骤S4中该随机数与当前时刻相同的情况下，通信装置2进行步骤S5的动作。在步骤S5中，通信装置2发送被监视侧死活信号。然后，通信装置2结束动作。

接下来，使用图4对接收装置3的动作概要进行说明。

在步骤S11中，接收装置3参照当前时刻。然后，接收装置3进行步骤S12的动作。在步骤S12中，接收装置3判定当前时刻是否是随机数生成时刻。

在步骤S12中当前时刻不是随机数生成时刻的情况下，接收装置3进行步骤S11的动作。在步骤S12中当前时刻是随机数生成时刻的情况下，接收装置3进行步骤S13的动作。

在步骤S13中，接收装置3生成与全部通信装置2对应的随机数。然后，接收装置3进行步骤S14的动作。在步骤S14中，接收装置3判定是否存在与当前时刻相同的随机数。

在步骤S14中不存在与当前时刻相同的随机数的情况下，接收装置3结束动作。

在步骤S14中存在与当前时刻相同的随机数的情况下，接收装置3进行步骤S15的动作。在步骤S15中，接收装置3对生成的监视侧死活信号的数量与接收到的被监视侧死活信号的数量进行比较。然后，接收装置3进行步骤S16的动作。在步骤S16中，接收装置3判定生成的监视侧死活信号的数量与接收到的被监视侧死活信号的数量是否相同。

在步骤S16中生成的监视侧死活信号的数量与接收到的被监视侧死活信号的数量相同的情况下，接收装置3结束动作。

在步骤S16中生成的监视侧死活信号的数量与接收到的被监视侧死活信号的数量不相同的情况下，接收装置3进行步骤S17的动作。在步骤S17中，接收装置3进行用于死活确认的动作。然后，接收装置3结束动作。

根据以上说明的实施方式1，通信装置2自身决定将被监视侧死活信号发送到接收装置3的时机。此时，接收装置3根据在该时机有无接收到被监视侧死活信号来判定通信装置2的通信状态。因此，能够减少在判定通信装置2的通信状态时交换的数据量。其结果是，能够减轻网络的负荷。

此外，在该时机生成被监视侧死活信号。因此，能够抑制无用地生成被监视侧死活信号的情况。其结果是，能够抑制被监视侧死活信号的误发送。

另外，根据均匀随机数来决定该时机。因此，能够以简单的结构来决定该时机。

另外，根据对应的电梯1的运行状态来决定该时机。因此，能够在适合于对应的电梯1的时机发送被监视侧死活信号。

另外，根据对应的电梯1的属性来决定该时机。因此，能够在适合于对应的电梯1的时机发送被监视侧死活信号。

另外，在随机数生成部的输出随机数按照均匀分布，并以分钟为单位对时机进行控制的情况下，N台通信装置2中的n台通信装置2在同一时刻生成被监视侧死活信号带来的冲突概率P_c使用二项式分布而由以下的(2)式表示。

在仅单纯地利用识别信息的情况下，1个字节最多只能监视256台通信装置2，但根据本方式，在随机数生成部的输出随机数按照均匀分布的情况下，允许0.37的冲突概率P_c，由此，能够增加可监视的通信装置2的数量。

此外，某个通信装置2在m分钟不发送被监视侧死活信号的概率P_nt由以下的(3)式表示。

在此情况下，在60分钟内以约0.64的概率发送被监视侧死活信号。为了缩短发送被监视侧死活信号的间隔，只要缩短生成随机数的间隔即可。

接着，使用图5说明通信装置2的例子。

图5是实施方式1的监视系统的通信装置的硬件结构图。

通信装置2的各功能可通过处理电路来实现。例如，处理电路具有至少一个处理器4a和至少一个存储器4b。例如，处理电路具有至少一个专用硬件5。

在处理电路具有至少一个处理器4a和至少一个存储器4b的情况下，通信装置2的各功能通过软件、固件或软件和固件的组合来实现。软件和固件中的至少一方被记作程序。软件和固件中的至少一方被保存在至少一个存储器4b中。至少一个处理器4a通过读出并执行存储在至少一个存储器4b中的程序，实现通信装置2的各功能。至少一个处理器4a也称作中央处理装置、处理装置、运算装置、微处理器、微计算机、DSP。例如，至少一个存储器4b是RAM、ROM、闪存、EPROM、EEPROM等非易失性或易失性的半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、紧凑盘、迷你盘、DVD等。

在处理电路具有至少一个专用硬件5的情况下，处理电路例如通过单一电路、复合电路、程序化的处理器、并行程序化的处理器、ASIC、FPGA或它们的组合来实现。例如，通信装置2的各功能分别通过处理电路来实现。例如，通信装置2的各功能统一通过处理电路来实现。

关于通信装置2的各功能，也可以通过专用硬件5实现一部分，通过软件或固件实现其他部分。例如也可以是，通过作为专用硬件5的处理电路来实现被监视侧随机数生成部2d的功能，通过至少一个处理器4a读出并执行保存在至少一个存储器4b中的程序，实现被监视侧随机数生成部2d的功能以外的功能。

这样，处理电路通过硬件5、软件、固件或者它们的组合来实现通信装置2的各功能。

虽然未图示，但是，接收装置3的各功能也可通过与实现通信装置2的各功能的处理电路同等的处理电路来实现。

实施方式2

图6是实施方式2中的实施方式1的监视系统的结构图。另外，对与实施方式1的部分相同或相应的部分标注相同标号。省略该部分的说明。

在实施方式2中，接收装置3不具有监视侧发送部3b、相应装置确认部3i和确认信号生成部3j。接收装置3具有估计部3k。

在监视侧死活信号生成部3f同时生成了多个监视侧死活信号时，接收到的被监视侧死活信号的数量比生成的监视侧死活信号的数量少的情况下，估计部3k根据之后生成的监视侧死活信号的数量与接收到的被监视侧死活信号的数量的比较结果，估计处于不能通信状态的通信装置2。例如，估计部3k根据曲线图理论来估计处于不能通信状态的通信装置2。

接着，使用图7说明处于不能通信状态的通信装置2的估计方法。

在图7中，下侧的圆是表示通信装置2的节点。实线表示处于能通信状态的通信装置2。虚线表示处于不能通信状态的通信装置2。四边形是计算在相应时刻接收到的被监视侧死活信号的总数的函数节点。三角是表示被监视侧死活信号的接收状况的节点。白色表示已接收到应接收的全部被监视侧死活信号的状况。黑色表示不应该接收到应接收的全部被监视侧死活信号的状况。

例如，在时刻t是“1”的情况下，“1”的通信装置2和“3”的通信装置2发送被监视侧死活信号，这些被监视侧死活信号被正确地接收。此时，接收分组数与图表的连接数一致，判定为“1”的通信装置2和“3”的通信装置2处于能通信状态。

例如，在时刻t是“2”的情况下，“2”的通信装置2、“3”的通信装置2和“6”的通信装置2应该发送被监视侧死活信号，但“2”的通信装置2未发送被监视侧死活信号。在这种情况下，检测到异常。在该时间点，无法估计“2”的通信装置2、“3”的通信装置2和“6”的通信装置2中的处于不能通信状态的通信装置2。

例如，在时刻t是“3”的情况下，“8”的通信装置2应该发送被监视侧死活信号，但“8”的通信装置2未发送被监视侧死活信号。在这种情况下，检测到异常。在该时间点，判定为“8”的通信装置2处于不能通信状态。

当时刻t前进到“5”时，根据在该时间点之前应该发送被监视侧死活信号的通信装置2和接收分组数，估计出在时刻t为“2”的情况下处于不能通信状态的通信装置2是“2”的通信装置2。

根据以上说明的实施方式2，在接收到的被监视侧死活信号的数量比生成的监视侧死活信号的数量少的情况下，接收装置3根据之后生成的监视侧死活信号的数量与接收到的被监视侧死活信号的数量的比较结果，估计处于不能通信状态的通信装置2。具体而言，接收装置3根据曲线图理论来估计处于不能通信状态的通信装置2。因此，能够不发送确认信号地确定处于不能通信状态的通信装置2。

实施方式3

图8是用于说明实施方式3的监视系统的接收装置对处于不能通信状态的通信装置的估计方法的图。另外，对与实施方式2的部分相同或相应的部分标注相同标号。省略该部分的说明。

在实施方式3的接收装置3中，估计部3k根据压缩感测来估计处于不能通信状态的通信装置2，该压缩感测是利用比向量的维数少的观测数来估计零元素多的高维向量(稀疏向量)的方法。

作为估计对象的稀疏向量x由以下的(4)式表示。

观测向量y由以下的(5)式表示。

其中，M小于n。

此时，用于估计稀疏向量x的M×N矩阵A由以下的(6)式表示。

稀疏向量x、观测向量y以及M×N矩阵A的关系由以下的(7)式表示。

y＝Ax (7)

此时，估计部3k解以下的(8)式以估计向量x。

这里，以下的(8)式表示范数。

||·||_p (9)

当p大于0时，以下的(10)式成立。

当p为0时，范数由以下的(11)式表示。

||b||₀ (11)

在(11)式中，范数表示向量b的非零元素的数量。

在接收装置3中，接收的信号y表示在某时间接收到的被监视侧死活信号的数量。x表示通信装置2的运行状况。例如，在通信装置2处于能通信状态的情况下，x非零。在通信装置2处于不能通信状态的情况下，x为零。

在图8中，根据5个观测状况估计8台通信装置2的生死状况。此时，本信号输入输出由以下的(12)式表示。

然而，在(12)式中，要估计的向量的大多数元素是非零元素。因此，未成为压缩传感可解决的问题。在实际的系统中，处于不能通信状态的通信装置2占据多数的状况不易发生，通信装置2几乎都处于能通信状态。因此，为了稀疏估计向量，方便起见，设零为能通信状态，设非零为不能通信。但是，观测者不清楚真实的向量。在这种状态下，观测信号数和首尾不一致。因此，设时间点t应接收的信号数为r_t，新的观测向量的元素由以下的(13)式定义。

其结果是，信号输入输出被变换成以下的(14)式。

估计部3k掌握了真正应接收的信号数。因此，估计部3k根据实际接收到的信号数求出左边。另外，变换矩阵由于共享随机数生成器，因此，也是已知的。因此，估计部3k将右边的运行状况向量稀疏后，作为压缩感测的估计问题处理。

根据以上说明的实施方式3，接收装置3根据压缩感测来估计处于不能通信状态的通信装置2。在该情况下，也能够不发送确认信号地确定处于不能通信状态的通信装置2。

另外，也可以根据伪逆矩阵来估计处于不能通信状态的通信装置2。在该情况下，也能够不发送确认信号地确定处于不能通信状态的通信装置2。

产业上的可利用性

如上所述，本发明的通信装置、接收装置以及监视系统能够用于电梯系统。

标号说明

1：电梯；2：通信装置；2a：被监视侧发送部；2b：被监视侧接收部；2c：被监视侧时刻判定部；2d：被监视侧随机数生成部；2e：被监视侧比较部；2f：被监视侧死活信号生成部；2g：确认响应信号生成部；3：接收装置；3a：监视侧接收部；3b：监视侧发送部；3c：监视侧时刻判定部；3d：监视侧随机数生成部；3e：监视侧比较部；3f：监视侧死活信号生成部；3g：信号比较部；3h：死活判定部；3i：相应装置确认部；3j：确认信号生成部；3k：估计部；4a：处理器；4b：存储器；5：硬件。

Claims

1.一种通信装置，该通信装置具有：

被监视侧发送部，其将被监视侧死活信号发送到接收装置；以及

被监视侧时机决定部，其自身决定所述被监视侧发送部将被监视侧死活信号发送到所述接收装置的时机。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，

该通信装置具有被监视侧死活信号生成部和，该被监视侧死活信号生成部生成被监视侧死活信号，使得所述被监视侧发送部在由所述被监视侧时机决定部决定的时机将该被监视侧死活信号发送到所述接收装置。

3.根据权利要求1或2所述的通信装置，其中，

所述被监视侧时机决定部根据均匀随机数，决定所述被监视侧发送部将被监视侧死活信号发送到所述接收装置的时机。

4.根据权利要求1或2所述的通信装置，其中，

所述被监视侧时机决定部根据对应的电梯的运行状态，决定所述被监视侧发送部将被监视侧死活信号发送到所述接收装置的时机。

5.根据权利要求1或2所述的通信装置，其中，

所述被监视侧时机决定部根据对应的电梯的属性，决定所述被监视侧发送部将被监视侧死活信号发送到所述接收装置的时机。

6.一种接收装置，该接收装置具有：

监视侧时机决定部，其在多个通信装置分别具有权利要求1～5中的任意一项所述的通信装置的功能的情况下，在与所述多个通信装置分别发送被监视侧死活信号的时机相同的时机，决定分别生成监视侧死活信号的时机；

监视侧死活信号生成部，其在由所述监视侧时机决定部决定的多个时机分别生成多个监视侧死活信号；以及

死活判定部，其在所述监视侧死活信号生成部生成了监视侧死活信号时，未接收到被监视侧死活信号的情况下，判定为与该监视侧死活信号对应的通信装置处于不能通信状态。

7.根据权利要求6所述的接收装置，其中，

该接收装置具有监视侧确认信号生成部，在所述监视侧死活信号生成部同时生成了多个监视侧死活信号时，接收到的被监视侧死活信号比生成的监视侧死活信号的数量少的情况下，该监视侧确认信号生成部生成发送到与所述多个监视侧死活信号分别对应的多个通信装置的监视侧确认信号。

8.一种监视系统，该监视系统具有：

多个通信装置，它们分别具有权利要求1～5中的任意一项所述的通信装置的功能；以及

权利要求6或7所述的接收装置。