CN114041094B - 通信装置及数据收集系统 - Google Patents

Abstract

本发明的通信装置及数据收集系统的目的在于提供在多个下位连接设备连接于通信装置的情况下，使通信装置与上级连接设备之间的通信效率提高的通信装置及数据收集系统。具有：取得部，其从多个下级连接设备取得数据；发送设定部，其将发送周期设定为大于或等于多个下级连接设备的通信周期中的最长的通信周期，该发送周期是将由取得部取得的来自多个下级连接设备的数据汇总而作为发送数据发送至上级连接设备的时间间隔；以及发送部，其以由发送设定部设定的发送周期将发送数据发送至上级连接设备。

Description

通信装置及数据收集系统

技术领域

本发明涉及通信装置及数据收集系统。

背景技术

已知如下数据收集系统，该数据收集系统由对关于对象物的数据进行检测而输出的下级连接设备、从下级连接设备取得数据而发送至上级连接设备的通信装置以及从通信装置对数据进行接收的上级连接设备构成。

例如，在对象物为电动机的情况下，下级连接设备是对与该电动机相关的数据进行检测的传感器。传感器是对电动机的振动进行检测的振动传感器、对加速度进行检测的加速度传感器等。另外，通信装置是取得来自这些传感器的数据的装置。上级连接设备为如下装置，即，根据从通信装置接收到的传感器的数据，对电动机的故障概率进行计算，在电动机发生故障的可能性高的情况下，发出警报的通知。如果设为这样的结构，则数据收集系统能够事先对电动机的故障进行检测而通知。

以往，通信装置以作为固定时间间隔的发送周期将数据发送至上级连接设备。这里，在与通信装置连接的下级连接设备的通信周期比发送周期长时，通信装置有时将来自下级连接设备的相同数据重复地发送至上级连接设备。在专利文献1中公开了削减这样的相同数据的发送，使上级连接设备与通信装置间的通信效率提高的技术。

在专利文献1中，上级连接设备对从通信装置接收到的数据是否相对于前一次接收到的数据发生了变更进行判断，根据数据的变更的有无对各通信装置的发送周期进行变更。具体而言，将数据未变更的通信装置的发送周期设得比之前长，将数据发生了变更的通信装置的发送周期设得比之前短。因此，能够使通信装置将相同的数据发送至上级连接设备的频度减少。基于通信装置的数据的更新周期，上级连接设备将通信装置的发送周期最优化，因此能够使上级连接设备与通信装置间的通信效率提高。

专利文献1：日本特开平9-219715

发明内容

在专利文献1中，上级连接设备对来自通信装置的数据的更新的有无进行判断。因此，由上级连接设备取得的通信装置的数据的更新周期成为数据的更新周期最短的下级连接设备的数据的更新周期。这里，在下级连接设备的数据以下级连接设备的通信周期被更新的情况下，下级连接设备的通信周期为下级连接设备的数据的更新周期。因此，在多个下级连接设备连接于通信装置的情况下，与通信周期最短的下级连接设备相匹配地，通信周期长的下级连接设备的相同数据也向上级连接设备发送。其结果，从通信装置向上级连接设备的每单位时间的数据的发送次数变多，存在上级连接设备与通信装置间的通信效率恶化这样的问题。而且，由于通信装置将不需要的相同的数据重复发送至上级连接设备，因此存在上级连接设备与通信装置间的通信效率由于不需要的数据的发送而恶化这样的课题。

本发明就是为了解决上述那样的课题而提出的，其目的在于提供在多个下级连接设备连接于通信装置的情况下，使通信装置与上级连接设备之间的通信效率提高的通信装置及数据收集系统。

本发明的通信装置具有：取得部，其从多个下级连接设备取得数据；发送设定部，其将发送周期设定为大于或等于多个下级连接设备的通信周期中的最长的通信周期，该发送周期是将由取得部取得的来自多个下级连接设备的数据汇总而作为发送数据发送至上级连接设备的时间间隔；以及发送部，其以由发送设定部设定的发送周期将发送数据发送至上级连接设备。

发明的效果

本发明的通信装置及数据收集系统将通信装置向上级连接设备汇总地发送从下级连接设备取得的数据的发送周期设定为大于或等于多个下级连接设备中的最长的通信周期。由此，能够减少从通信装置向上级连接设备的每单位时间的数据的发送次数，能够使上级连接设备与通信装置之间的通信效率提高。而且，由于通信装置不会将不需要的相同的数据重复发送至上级连接设备，因此能够使上级连接设备与通信装置之间的通信效率提高。

附图说明

图1是实施方式1的数据收集系统的结构。

图2是实施方式1的通信装置的功能框图。

图3是表示在实施方式1的通信装置的设备信息保存部中保存的设备信息的图。

图4是表示由实施方式1的保存数据大小计算部计算出的下级连接设备的保存数据大小的图。

图5是表示由实施方式1的发送数据大小计算部计算出的下级连接设备的发送数据大小的图。

图6是表示实施方式1的通信装置的动作的流程图。

图7是实施方式1的发送数据的帧的示意图。

图8是实施方式1的通信装置的硬件结构图。

具体实施方式

实施方式1

下面，对本发明的实施方式1的结构进行说明。此外，在附图的说明中，对相同部分或相当部分标注相同标号，省略重复的说明。

首先，使用图1对本发明的实施方式1的数据收集系统的结构进行说明。图1是实施方式1的数据收集系统的结构图。数据收集系统由通过网络连接的多个下级连接设备100、通信装置200、上级连接设备300构成。在图1中，通信装置200A、200B连接于上级连接设备300。另外，在通信装置200A连接有下级连接设备100a～100c，在通信装置200B连接有下级连接设备100d～100f。通信装置200A取得来自下级连接设备100a～100c的数据。通信装置200B取得来自下级连接设备100d～100f的数据。

作为这样的数据收集系统的例子，存在FA(Factory Automation)系统。在FA系统中，例如，由对对象物的数据进行检测而输出的传感器构成下级连接设备，由从站装置构成通信装置，由主站装置构成上级连接设备。

数据收集系统所使用的通信协议在下级连接设备100与通信装置200之间、通信装置200与上级连接设备300之间也可以不同。

接下来，对构成数据收集系统的装置进行说明。

下级连接设备100将由通信装置200取得的数据输出。在该数据中包含针对对象物检测出的数据即输出数据、下级连接设备100的设备信息。

输出数据可以是数值也可以是字符串，以固定的通信周期发送至通信装置200。此外，该通信周期也可以根据下级连接设备100各自而不同。后面会对设备信息进行叙述。

接下来，对通信装置200进行说明。通信装置200从多个下级连接设备100取得数据，将来自多个下级连接设备100的数据汇总而作为发送数据发送至上级连接设备300。另外，从上级连接设备300取得上级连接设备300的设备信息。除此之外，也可以从上级连接设备300对控制信号进行接收。后面会对通信装置200和发送数据的详情进行叙述。

上级连接设备300与通信装置200进行通信，将上级连接设备300的设备信息发送至通信装置200，取得来自通信装置200的发送数据。除此之外，上级连接设备300也可以对发送数据进行保存、分析等，向通信装置200发送控制信号。在实施方式1中，上级连接设备300以固定的通信周期与通信装置200进行通信。

接下来，使用图2对本发明的实施方式1的通信装置200的详细结构进行说明。图2是本发明的实施方式1的通信装置200的功能框图。图2示出图1所示的数据收集系统的结构的一部分。

通信装置200具有取得部210、存储部220、发送设定部230、发送部240、通知部250。下面，对各功能的详情进行说明。

取得部210取得来自下级连接设备100的数据。取得部210具有下级连接部211、下级通信协议变换功能部212、下级连接设备信息取得部213。

多个下级连接设备100连接于下级连接部211，与下级连接设备100进行通信。具体而言，是LAN端口或USB端口等。

下级通信协议变换功能部212对由下级连接部211取得的下级连接设备100的数据的通信协议进行变换。此外，如果不需要进行通信协议的变换，则也可以不设置下级通信协议变换功能部212。

下级连接设备信息取得部213取得下级连接设备100的设备信息。该设备信息为各下级连接设备100的通信周期和输出数据的数据大小。

通信周期可以作为通信周期信息从下级连接设备100取得，也可以通过对来自下级连接设备100的通信间隔进行测定而取得。或者，在上级连接设备300或通信装置200事先设定了下级连接设备100的通信周期的情况下，也可以从上级连接设备300或通信装置200取得所设定的通信周期。

输出数据的数据大小是以通信周期为单位从下级连接设备100发送的输出数据的容量，由字节等单位表示。数据大小可以作为数据大小信息从下级连接设备100取得，也可以通过对来自下级连接设备100的输出数据的数据大小进行测定而取得。或者，在上级连接设备300或通信装置200事先设定了下级连接设备100的数据大小的情况下，也可以取得所设定的数据大小。

此外，如果发送设定部230为了对发送周期进行设定而能够使用下级连接设备100的通信周期，则取得部210也可以不设置下级通信协议变换功能部212和下级连接设备信息取得部213。

发送部240进行与上级连接设备300的通信，将从下级连接设备100取得的数据作为发送数据汇总地发送。为了方便而称为发送部240，但也可以对来自上级连接设备300的信息进行接收。发送部240具有上级连接部241、上级通信协议变换功能部242、上级连接设备信息取得部243。

上级连接部241与上级连接设备300连接，与上级连接设备300进行通信。

上级通信协议变换功能部242对由上级连接部241取得的来自上级连接设备300的数据、向上级连接设备300的发送数据的通信协议进行变换。此外，如果不需要进行通信协议的变换，则也可以不设置上级通信协议变换功能部242。另外，也可以设为将下级通信协议变换功能部212和上级通信协议变换功能部242汇总为1个的结构。

上级连接设备信息取得部243取得上级连接设备300的设备信息。该设备信息是上级连接设备300的通信周期和上级连接设备300能够接收的发送数据的数据大小。

通信周期可以作为通信周期信息从上级连接设备300取得，也可以通过对与上级连接设备300的通信间隔进行测定而取得。例如，在每个周期从上级连接设备300发送特定的帧的情况下，能够根据接收到该帧的时间间隔而计算。或者，在上级连接设备300或通信装置200事先设定了上级连接设备300的通信周期的情况下，也可以取得所设定的通信周期。

上级连接设备300能够接收的发送数据的数据大小是在每个发送周期中能够向上级连接设备300发送的发送数据的容量，由字节等单位表示。数据大小是作为数据大小信息从上级连接设备300取得的。或者，在上级连接设备300或通信装置200事先设定了上级连接设备300所能够接收的发送数据的数据大小的情况下，也可以取得所设定的数据大小。

此外，当在发送设定部230对发送周期进行设定时，不使用上级连接设备300的设备信息的情况下，也可以不设置上级连接设备信息取得部243。

存储部220对从下级连接设备100和上级连接设备300取得的数据进行保存。存储部220是能够暂时保存数据的易失性存储器等。存储部220具有设备信息保存部221和输出数据保存部222。

设备信息保存部221对由下级连接设备信息取得部213、上级连接设备信息取得部243取得的设备信息进行保存。

设备信息保存部221以能够识别出所保存的设备信息是哪个下级连接设备100或上级连接设备300的信息的方式进行保存。例如，将用于识别设备的识别信息与设备信息相关联地保存。识别信息是从下级连接设备100或上级连接设备300取得的设备的MAC地址、或预先通过通信装置200设定的设备的名称等。此外，在通信装置200能够通过识别信息之外的信息对设备信息进行判别的情况下，也可以不使用识别信息。例如，在通信装置200能够将取得数据的端口与所取得的数据相关联地取得的情况下，不需要识别信息。

这里，在图3中示出在设备信息保存部221保存的设备信息的例子。图3是表示在通信装置200A的设备信息保存部221保存的设备信息的图。在设备信息保存部221中相关联地存储有下级连接设备100a～100c的识别信息、通信周期[ms]、输出数据的数据大小[byte]。另外，相关联地存储有上级连接设备300的识别信息、通信周期[ms]、上级连接设备300能够接收的发送数据的数据大小[byte]。

输出数据保存部222将从下级连接设备100取得的输出数据至少以直至发送至上级连接设备300为止的时间进行保存。

此外，只要存储部220能够对下级连接设备100的设备信息、上级连接设备300的设备信息及输出数据进行保存，则也可以不将设备信息保存部221、输出数据保存部222作为各自的结构而设置。

发送设定部230基于由设备信息保存部221保存的设备信息，进行与数据向上级连接设备300的发送相关的设定。发送设定部230使用下级连接设备的通信周期对发送周期进行设定，该发送周期为将由取得部210取得的数据作为发送数据汇总地发送至上级连接设备300的时间间隔。另外，也可以对发送数据所包含的下级连接设备100的输出数据进行设定。发送设定部230具有下级连接设备检测部231、发送周期计算部232、保存数据大小计算部233、发送数据大小计算部234、存储器诊断部235。

下级连接设备检测部231参照由设备信息保存部221保存的下级连接设备100的设备信息，对与通信装置200连接的下级连接设备100进行检测。另外，在开始数据收集后，也对由设备信息保存部221保存的下级连接设备100的设备信息是否发生了变更进行检测。此外，该方法能够在下级连接设备100和通信装置200进行网络连接的情况下使用。通信装置200也可以针对是否连接有各下级连接设备100，定期地请求响应，根据响应的有无对脱离进行检测。

在通信装置200与下级连接设备100进行点对点(Point To Point)连接的情况下，经由下级连接部211，下达下级连接设备100能够识别的命令，根据响应的有无针对通信装置200所具有的全部端口对是否连接有下级连接设备100进行判断。也可以针对某个端口，在检测出下级连接设备100的连接后定期地请求响应，根据响应的有无对脱离进行检测。此外，如果向至今为止并未连接的端口定期地发送请求响应的命令，则能够根据响应的有无对新的下级连接设备100的连接进行检测。

发送周期计算部232计算由通信装置200将所取得的数据作为发送数据汇总地向上级连接设备300发送的发送周期。发送设定部230将由发送周期计算部232计算出的发送周期设定为发送周期。

这里，对发送周期的计算方法进行说明。

在全部下级连接设备100的通信周期都小于上级连接设备300的通信周期时，将发送周期设为上级连接设备300的通信周期。原因在于，发送周期无法比上级连接设备300的通信周期短。

另一方面，在下级连接设备100的通信周期大于或等于上级连接设备300的通信周期时，将在所连接的下级连接设备100中最长的下级连接设备100的通信周期设为发送周期。由此，能够在发送周期的期间，取得来自该下级连接设备100的1个通信周期量的输出数据而作为发送数据进行发送。原因在于，在将发送周期设得比下级连接设备100的通信周期中的最长的通信周期短的情况下，会将该下级连接设备100的数据重复发送至上级连接设备300。

这里，在全部下级连接设备100的通信周期都小于上级连接设备300的通信周期时，将发送周期设为上级连接设备300的通信周期，但在该情况下，也可以说发送周期大于或等于最长的下级连接设备100的通信周期。因此，由于通信装置200将发送周期设为大于或等于最长的下级连接设备100的通信周期，因此不会将来自下级连接设备100的不需要的相同数据重复发送至上级连接设备300。因此，能够使上级连接设备300与通信装置200间的通信效率提高。

此外，在即使将发送周期设为大于或等于上级连接设备300的通信周期，存储器诊断部235也诊断为没有问题，不需要将发送数据立刻向上级连接设备300发送的情况下，也可以将发送周期设为更长的时间。通过将发送周期设得更长，从而来自通信装置200的向上级连接设备300的数据的发送频度减少，因此能够进一步使上级连接设备300和通信装置200之间的通信效率提高。

进一步优选发送周期是所连接的全部下级连接设备100的通信周期的最小公倍数。下面对其理由进行说明。

首先，下面将发送数据所包含的各下级连接设备100的输出数据的数量称为数据集数。在发送周期不是某个下级连接设备100的通信周期的倍数的情况下，将发送周期除以某个下级连接设备的通信周期而得到的值不是整数。

通过预先由发送设定部230将各下级连接设备100的数据集数设定为使发送周期除以某个下级连接设备的通信周期而得到的商的整数部分的值，从而能够使发送数据的各下级连接设备100的数据集数恒定。但是，在该情况下，应该保存于输出数据保存部222的输出数据的数据大小增加。

在没有通过发送设定部230对发送数据的各下级连接设备100的数据集数进行设定，发送数据的各下级连接设备100的数据集数不是恒定值的情况下，该下级连接设备100的数据集数以发送周期为单位而发生变动。因此，发送数据的数据大小也发生变动。在发送数据的数据大小发生变动的情况下，需要确保发送数据的帧的大小、输出数据保存部222的大小，以使得能够发送所设想的数据大小最大的发送数据。如果无法确保，则产生数据集数多的发送数据未能完成发送，或者应该保存的输出数据未能全部保存下来而未能取得的状况。因此，即使仅暂时使用，应该确保的发送数据的帧的大小和输出数据保存部222的大小也会增加。

应该保存于输出数据保存部222的输出数据的数据大小增加，或应该确保的发送数据的帧的大小和输出数据保存部222的大小增加，由此容易由后述的存储器诊断部235诊断为存在问题。如果由存储器诊断部235诊断为存在问题，则无法开始由数据收集系统进行的通信。在该情况下，需要对系统的结构、数据大小等进行变更。或者，为了将应该确保的发送数据的帧的大小、输出数据保存部222的大小增大，需要准备更高性能的上级连接设备300和通信装置200，系统所花费的成本变高。

如果将发送周期设为全部下级连接设备100的通信周期的最小公倍数，则发送周期为全部下级连接设备100的通信周期的倍数，将发送周期除以某个下级连接设备的通信周期而得到的值为整数。因此，下级连接设备100的数据集数不会以发送周期为单位发生变动，因此能够使发送数据的数据大小恒定。因此，能够减少由存储器诊断部235诊断为存在问题，无法开始通信的可能性。或者，不需要为了将应该确保的发送数据的帧的大小、输出数据保存部222的大小增大而准备更高性能的上级连接设备300和通信装置200，因此能够以低成本构成系统。

进一步将发送周期设为上级连接设备300的通信周期的倍数。原因在于，通信装置200能够将发送数据发送至上级连接设备300的仅是上级连接设备300的通信周期中的通信装置200能够进行数据发送的定时(timing)。能够进行数据发送的定时是指通信周期的时间中的允许通信装置200向上级连接设备300发送数据的时间。

在图3所示的设备信息的数据收集系统的情况下，下级连接设备100c的通信周期大于或等于上级连接设备300的通信周期。因此，发送周期计算部232将发送周期设为下级连接设备100c的通信周期400ms。

如上所述，发送周期计算部232使用下级连接设备100和上级连接设备300的通信周期对发送周期进行计算。

保存数据大小计算部233对应该由输出数据保存部222保存的数据的数据大小进行计算。这里，对应该保存的数据的数据大小的计算方法进行说明。

这里，如果将保存数据大小设为Dm，将发送周期设为Ts，将下级连接设备100的通信周期设为Tr，将输出数据大小设为Dr，则通过下述数学式1对各下级连接设备100的保存数据大小进行计算。

[数学式1]

如数学式1所示，保存数据大小计算部233以使发送周期除以下级连接设备100的通信周期而得到的商与下级连接设备100的输出数据的数据大小之积来计算各个下级连接设备100的保存数据大小。

这里，各设备的通信周期为图3所示的值，在图4中示出在将发送周期设为400ms时，保存数据大小计算部233针对各下级连接设备100计算出的保存数据大小的结果。图4是表示针对各下级连接设备100计算出的保存数据大小的图。应该保存的数据的数据大小是针对各下级连接设备100计算出的保存数据大小之和。因此，在关于各下级连接设备100的保存数据大小为图4所示的值的情况下，应该保存的数据的数据大小为40byte。

发送数据大小计算部234对从发送部240向上级连接设备300发送的数据的数据大小进行计算。这里，对从发送部240向上级连接设备300发送的数据的数据大小的计算方法进行说明。

在发送数据中不仅包含关于各下级连接设备100的输出数据，还包含数据偏移量、设备数据大小、数据集数等附加信息。

因此，发送数据大小与保存数据大小相比，容量以附加信息的数据大小的量变大。如果将发送数据大小设为Ds，将附加信息的数据大小设为De，则通过下述数学式2对各下级连接设备100的发送数据大小进行计算。

[数学式2]

Ds＝Dm+De

数据偏移量表示各下级连接设备100的输出数据包含于发送数据的帧的哪个位置。设备数据大小表示各下级连接设备100的输出数据的数据大小的值。数据集数是通信装置200在1个周期的期间发送至上级连接设备300的发送数据所包含的各下级连接设备100的数据的数量。此外，数据集数是将发送周期除以通信周期而得到的商，是整数。由发送数据大小计算部234计算出的数据集数也用于由发送设定部230进行的发送数据的设定。

这里，在图5中示出在保存数据大小是图4所示的值，关于各下级连接设备100，附加信息的数据大小始终是2byte时，发送数据大小计算部234针对各下级连接设备100计算出的发送数据大小的结果。图5是表示针对各下级连接设备100计算出的发送数据大小的图。发送数据的数据大小是针对各下级连接设备100计算出的发送数据大小之和。因此，在关于各下级连接设备100的发送数据大小为图5所示的值的情况下，发送数据的数据大小为46byte。

存储器诊断部235对由保存数据大小计算部233和发送数据大小计算部234计算出的数据大小有无问题进行诊断。这里，对由存储器诊断部235实现的诊断方法进行说明。

针对保存数据大小，对关于各下级连接设备100的保存数据大小之和是否没有超过输出数据保存部222能够保存的数据大小进行诊断。针对发送数据大小，对关于各下级连接设备100的发送数据大小之和是否没有超过上级连接设备300能够接收的发送数据的数据大小进行诊断。例如，在各下级连接设备的保存数据大小为图3所示的数据大小时，保存数据大小之和为40byte。此时，如果输出数据保存部222能够保存的数据大小大于或等于40byte，则判断为没有问题。针对发送数据大小也同样地，在各下级连接设备的发送数据大小为图4所示的数据大小时，发送数据大小之和为46byte。此时，如果上级连接设备300能够接收的发送数据的数据大小大于或等于46byte，则判断为没有问题。如图3所示，如果上级连接设备300能够接收的数据大小为50byte，则即使发送数据大小之和为46byte也没有问题。

如果通过存储器诊断部235诊断为由发送周期计算部232计算出的发送周期没有问题，则将该值设定为发送周期。只要保存数据大小或发送数据大小没有超过允许数据大小，发送周期也可以设定为更长的时间间隔。

此外，在不需要对保存数据大小或发送数据大小是否没有超过允许数据大小进行诊断的情况下，也可以不设置保存数据大小计算部233、发送数据大小计算部234及存储器诊断部235。

在通过存储器诊断部235诊断为由保存数据大小计算部233和发送数据大小计算部234计算出的数据大小存在问题，无法将发送周期设定为任何值的情况下，通知部250进行通知。该通知可以通过显示器或小灯泡等在视觉上进行通知，也可以通过蜂鸣器或“错误”这样的声音在听觉上进行通知。此外，通知部250也可以通过经由上级连接部241将错误通知给上级连接设备300，提示用户进行系统设定或系统结构的变更。此外，如果不需要通知，则也可以不设置通知部250。

在实施方式1中，在图2中示出通信装置200的功能框图，但只要具有：取得部210，其从多个下级连接设备100取得数据；发送设定部230，其将发送周期设定为大于或等于多个下级连接设备100的通信周期中的最长的通信周期；以及发送部240，其以由发送设定部230设定的发送周期将发送数据发送至上级连接设备300，就能够使上级连接设备300和通信装置200之间的通信效率提高。

另外，在实施方式1中将上级连接设备300作为连接于通信装置200的装置示出，但只要能够对来自通信装置200的发送数据进行接收，则也可以设为网络上的服务器。另外，下级连接设备100也被作为与通信装置200的端口等连接的装置示出，但也可以设为能够进行无线方式的网络通信的结构。另外，在图1中示出了下级连接设备100连接于1台通信装置200的结构，但也可以与多台通信装置200连接。

下面，接下来使用图6对本发明的实施方式1的通信装置200的动作进行说明。图6是表示本发明的实施方式1的通信装置200的动作的流程图。

如果通信装置200启动，则开始图6的流程。首先，在步骤S100中，对上级连接设备信息取得部243是否从上级连接设备300接收到通信开始指示进行判断。至接收到通信开始指示为止，重复步骤S100。

如果接收到通信开始指示，则进入步骤S101，上级连接设备信息取得部243取得上级连接设备300的信息。上级连接设备300的信息是上级连接设备300的通信周期和上级连接设备300能够接收的发送数据的数据大小。所取得的上级连接设备300的信息被保存于设备信息保存部221。

在步骤S101后，进入步骤S102，下级连接设备信息取得部213取得下级连接设备100的信息。下级连接设备100的信息是下级连接设备100的通信周期和下级连接设备100的输出数据的数据大小。所取得的下级连接设备100的信息被保存于设备信息保存部221。

在步骤S102后进入步骤S103，发送设定部230对发送数据的发送周期和发送数据进行设定。

在步骤S103中，首先，为了对发送周期进行设定，下级连接设备检测部231对下级连接设备100的连接或脱离进行检测。接下来，发送周期计算部232对发送周期进行计算。首先，取得上级连接设备300的通信周期、所连接的下级连接设备100的通信周期。接下来，发送周期计算部232对发送周期进行计算。

在发送数据的设定中，对发送数据所包含的各下级连接设备100的数据集数、发送数据的帧内的各下级连接设备100的数据的顺序等进行设定。在图7中示出发送数据的帧的示意图。如图7所示，在发送数据中包含数据偏移量、设备数据大小、数据集数的信息、下级连接设备100的输出数据。此外，发送数据的帧只要设定为能够使上级连接设备300识别出帧的内容即可，既可以是针对各个下级连接设备100生成图7所示的附加信息和输出数据后将它们连接起来的形式，也可以是针对各个附加信息包含关于全部下级连接设备100的信息的形式。

之后，保存数据大小计算部233对应该由输出数据保存部222保存的数据的数据大小进行计算。接下来，发送数据大小计算部234对从发送部240向上级连接设备300发送的数据的数据大小进行计算。

在步骤S103中设定了发送周期和发送数据后，进入步骤S104，通过存储器诊断部235对由保存数据大小计算部233和发送数据大小计算部234计算出的数据大小有无问题进行诊断。关于诊断，与计算发送周期时同样地，对保存数据大小和发送数据大小进行诊断。这里，在保存数据大小或发送数据大小中的任一者或这两者超过允许的数据大小的情况下，进入步骤S105。在步骤S105中，在接收到步骤S100的通信开始指示后，对是否发送了发送数据进行判断。在一次也没有发送出发送数据的情况下，进入步骤S106而从通知部250进行错误通知。

在至少一次发送了发送数据的情况下，从步骤S105进入步骤S107。进入步骤S107的情况是指，在开始通信后，连接于通信装置200的下级连接设备100发生了变更的情况，即，连接于通信装置200的下级连接设备100变更为不同的下级连接设备100的情况，新连接了下级连接设备100的情况或下级连接设备100脱离的情况等。在步骤S107中，从通知部250进行错误通知。

在步骤S107后，进入步骤S108，恢复为变更下级连接设备100前的发送周期、发送数据的设定，针对至此为止能够正常地进行数据的取得的下级连接设备100继续进行数据取得、向上级连接设备300的发送。通过步骤S108，即使产生由下级连接设备100的拆装导致的错误，也能够继续进行至此为止的数据收集所涉及的通信。

在步骤S108后或在步骤S104中通过由存储器诊断部235实现的诊断而判断为不存在问题的情况下，进入步骤S109而开始来自下级连接设备的数据保存。在步骤S109中，输出数据保存部222对来自下级连接设备100的输出数据进行保存。

在步骤S109后，进入步骤S110，下级连接设备检测部231对下级连接设备100是否存在变更进行判断。此外，步骤S110的判断也可以不在步骤S109后而是以规定的时间间隔进行。

在步骤S110中，在下级连接设备检测部231检测出下级连接设备存在变更的情况下，返回到步骤S103，发送设定部230再次对发送周期和发送数据进行设定。

在专利文献1的数据收集系统中由上级连接设备300对发送周期进行设定，但在本发明中由通信装置200对发送周期进行设定，因此能够通过步骤S110对下级连接设备100的拆装进行检测。

在步骤S110中判断为下级连接设备存在变更的情况下，进入步骤S111。在步骤S111中，对是否是发送定时进行判断。发送定时是指在开始下级连接设备100的输出数据的保存后，经过了发送周期的时间后的对发送数据进行发送的时间点。在不是发送定时的情况下，返回到步骤S109，继续进行来自下级连接设备100的数据保存。

在步骤S111中判断为是发送定时时，进入步骤S112，从发送部240对发送数据进行发送。

在步骤S112后，进入步骤S113，从输出数据保存部222将由输出数据保存部222保存的已发送的所保存的输出数据删除。

在步骤S113后进入步骤S114，对是否从上级连接设备300接收到通信结束指示进行判断。在接收到通信结束指示的情况下，将图6的流程结束，停止通信。在没有接收到通信结束指示的情况下返回到步骤S109，继续进行来自下级连接设备100的数据的保存。此外，步骤S114的判断也可以不在步骤S113后而是以规定的时间间隔进行。

通过如上所述的通信装置200的动作，通信装置200将发送周期设定为大于或等于多个下级连接设备100中的最长的通信周期，该发送周期为将数据作为发送数据汇总地发送至上级连接设备300的时间间隔。由此，能够减少从通信装置200向上级连接设备300的每单位时间的数据的发送次数，能够使上级连接设备300与通信装置200之间的通信效率提高。

此外，在实施方式1中，在图6中示出表示通信装置200的动作的流程图，但如果能够以大于或等于多个下级连接设备100的通信周期中的最长的通信周期的发送周期将发送数据发送至上级连接设备300，则能够发挥本发明的使上级连接设备300和通信装置200之间的通信效率提高的效果。因此，通信装置200只要至少进行步骤S102、步骤S103、步骤S109、步骤S111、步骤S112的动作即可，其它步骤的动作并非必须进行。

下面，使用图8对实施方式1涉及的通信装置200的硬件结构进行说明。图8是实施方式1的通信装置200的硬件结构图。通信装置200具有输入装置901、输出装置902、存储装置903及处理装置904。

输入装置901是通信装置200的取得部210和发送部240所具有的输入信息的接口。该网络可以是LAN线缆或同轴线缆等有线通信网络，也可以是使用了无线通信技术的无线通信网络。

通信装置200的发送部240具有输出装置902。输出装置902是控制的信号或接口。该网络可以是LAN线缆或同轴线缆等有线通信网络，也可以是使用了无线通信技术的无线通信网络。

通信装置200的存储部220具有存储装置903。存储装置903是相当于工作存储器等的装置。例如，是RAM、ROM、闪存等非易失性或易失性半导体存储器、磁盘、软盘、光盘、高密度盘等。

通信装置200的发送设定部230具有处理装置904。处理装置904可以是专用硬件，也可以是执行在存储装置903记录的程序的CPU(Central Processing Unit)。

在处理装置904为专用的硬件的情况下，处理装置904例如是单一电路、复合电路、被程序化后的处理器、被并行程序化后的处理器、ASIC、FPGA或它们的组合。

在处理装置904为CPU的情况下，发送设定部230的功能由软件、固件或软件和固件的组合实现。软件、固件被记述为程序，记录于存储装置903。通过由处理装置904读出而执行在存储装置903存储的程序，从而实现各功能部的功能。

此外，就发送设定部230的各功能而言，也可以是由硬件实现一部分，由软件或固件实现一部分。

这样，处理装置904能够通过硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各功能。

如上所述，根据本发明的通信装置及数据收集系统，将通信装置向上级连接设备汇总地发送从下级连接设备取得的数据的发送周期设定为大于或等于多个下级连接设备中的最长的通信周期。由此，能够减少从通信装置向上级连接设备的每单位时间的数据的发送次数，并且通信装置不会将不需要的相同数据重复地发送至上级连接设备，因此能够使上级连接设备与通信装置之间的通信效率提高。

标号的说明

100 下级连接设备

200 通信装置

210 取得部

211 下级连接部

212 下级通信协议变换功能部

213 下级连接设备信息取得部

220 存储部

221 设备信息保存部

222 输出数据保存部

230 发送设定部

231 下级连接设备检测部

232 发送周期计算部

233 保存数据大小计算部

234 发送数据大小计算部

235 存储器诊断部

240 发送部

241 上级连接部

242 上级通信协议变换功能部

243 上级连接设备信息取得部

250 通知部

300 上级连接设备

901 输入装置

902 输出装置

903 存储装置

904 处理装置

Claims (8)

1.一种通信装置，其特征在于，具有：

取得部，其从多个下级连接设备取得数据；

发送设定部，其将发送周期设定为大于或等于多个所述下级连接设备的通信周期中的最长的通信周期，该发送周期是将由所述取得部取得的来自多个所述下级连接设备的数据汇总而作为发送数据发送至上级连接设备的时间间隔；以及

发送部，其以由所述发送设定部设定的所述发送周期将所述发送数据发送至所述上级连接设备，

所述发送设定部基于所述发送周期和所述下级连接设备的通信周期对所述发送数据所包含的各个所述下级连接设备的数据的数量即数据集数进行设定，

所述发送设定部将所述下级连接设备的所述数据集数设定为将所述发送周期除以所述下级连接设备的通信周期而得到的商的整数部分的值。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其特征在于，

所述发送设定部具有发送周期计算部，该发送周期计算部使用所述下级连接设备的通信周期、以及所述上级连接设备的通信周期对所述发送周期进行计算。

3.根据权利要求2所述的通信装置，其特征在于，

还具有存储部，该存储部对由所述取得部取得的数据进行保存，

所述发送设定部还具有：

保存数据大小计算部，其使用由所述发送周期计算部计算出的所述发送周期，针对各个所述下级连接设备对在所述存储部中保存的数据的大小即保存数据大小进行计算；以及

存储器诊断部，其对由所述保存数据大小计算部计算出的所述保存数据大小是否小于或等于所述存储部能够保存的数据大小进行诊断。

4.根据权利要求3所述的通信装置，其特征在于，

所述发送设定部还具有发送数据大小计算部，该发送数据大小计算部使用由所述发送周期计算部计算出的所述发送周期，对向所述上级连接设备发送的所述发送数据的数据大小即发送数据大小进行计算，

所述存储器诊断部还对由所述发送数据大小计算部计算出的所述发送数据大小是否小于或等于所述上级连接设备能够接收的所述发送数据的数据大小进行诊断。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的通信装置，其特征在于，

所述发送周期计算部将所述发送周期作为多个所述下级连接设备的通信周期的最小公倍数进行计算。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的通信装置，其特征在于，

所述发送设定部具有下级连接设备检测部，该下级连接设备检测部对所述下级连接设备的连接或脱离进行检测，

如果所述下级连接设备检测部检测到所述下级连接设备的变更，则所述发送设定部再次对所述发送周期进行设定。

7.根据权利要求5述的通信装置，其特征在于，

所述发送设定部具有下级连接设备检测部，该下级连接设备检测部对所述下级连接设备的连接或脱离进行检测，

如果所述下级连接设备检测部检测到所述下级连接设备的变更，则所述发送设定部再次对所述发送周期进行设定。

8.一种数据收集系统，其具有：

权利要求1至7中任一项所述的所述通信装置；

多个所述下级连接设备，它们将数据输出至所述通信装置；以及

所述上级连接设备，其取得来自所述通信装置的所述发送数据。

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