DE102017126397A1 - Kommunikationsendgerät und Kommunikationssystem - Google Patents

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DE102017126397A1
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Yoshihiro Nakamura
Kohei Nishibori
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MinebeaMitsumi Inc
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Abstract

Kommunikationsendgerät gemäß der Ausführungsform umfassend: eine Kommunikationseinheit, die eine erste Information an eine Übertragungseinrichtung sendet, die von mehreren Kommunikationsendgeräten gesendeten Informationen empfängt und die empfangenen Informationen an einen Server sendet; und eine Bestimmungseinheit, die aufgrund eines Kommunikationszustand der Übertragungseinrichtung beim Senden der ersten Information ein Sendetiming einer zweiten Information bestimmt, die von der Kommunikationseinheit nach der ersten Information gesendet wird.

Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kommunikationsendgerät und ein Kommunikationssystem.
  • TECHNISCHER HINTERGRUND
  • Herkömmlicherweise ist ein Kommunikationssystem bekannt, das Sensorinformationen von mehreren Kommunikationsendgeräten sammelt, die mit in einem Sensornetzwerk angeordneten Sensoren ausgestattet sind, an einen Server mittels einer Übertragungseinrichtung sendet, die die Übertragungsfunktion für das Netzwerk ausführt, und in dem Server integriert. Solch eine Übertragungseinrichtung kann beispielsweise umfassen: eine Datenbank zum Akkumulieren und Speichern von Sendezielen für jedes Paket, zu denen die von den Knoten gesendeten Akkumulationsinformationen hinzugefügt wurden; eine Timer-Verwaltungseinheit zum Verwalten von Sendeintervallen der in der Datenbank gespeicherten akkumulierten Pakete an den Server; und eine Kommunikationseinheit zum Senden der Pakete an den Server in diesen Intervallen (siehe z. B. Patentveröffentlichung Nr. JP 2014-192661 ).
  • BESCHREIBUNG
  • Bei dem in der JP 2014-192661 beschriebenen Kommunikationssystem ist es möglich, die Last eines Servers zu reduzieren, die bei der Kommunikation zwischen einer Übertragungseinrichtung und dem Server auftritt. Werden jedoch bei dem in der JP 2014-192661 beschriebenen Kommunikationssystem die Sensorinformationen von den mehreren Kommunikationsendgeräten gleichzeitig an die Übertragungseinrichtung gesendet, nimmt die Last beim Senden der Sensorinformationen von den Kommunikationsendgeräten zu der Übertragungseinrichtung zu. Aus diesem Grund kann der Fall auftreten, dass die Übertragungseinrichtung nicht in der Lage ist, die Sensorinformationen aufgrund des Auftretens einer Kollision, eines Pufferüberlaufs oder dergleichen korrekt zu empfangen, oder dass das Senden von ACK (acknowledgment) oder dergleichen an die mehreren Kommunikationsendgeräte durch die Übertragungseinrichtung verzögert wird. In diesem Fall und im Fall, dass die Kommunikationsmenge zunimmt, verschlechtert sich die Zuverlässigkeit der Kommunikation zwischen den Kommunikationsendgeräten und der Übertragungseinrichtung, sowie der Echtzeitleistung.
  • Die vorliegende Erfindung wurde angesichts des oben erwähnten Problems ausgeführt und setzt sich das Ziel, ein Kommunikationsendgerät und ein Kommunikationssystem bereitzustellen, die Informationen zuverlässig und effizient an eine Übertragungseinrichtung senden können.
  • Um das obige Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen, umfasst ein Kommunikationsendgerät gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung: eine Kommunikationseinheit, die eine erste Information an eine Übertragungseinrichtung sendet, die von mehreren Kommunikationsendgeräten gesendeten Informationen empfängt und die empfangenen Informationen an einen Server überträgt; und eine Bestimmungseinheit, die aufgrund eines Kommunikationszustands der Übertragungseinrichtung beim Senden der ersten Information ein Sendetiming einer zweiten Information bestimmt, die von der Kommunikationseinheit nach der ersten Information gesendet wird.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können Informationen zuverlässig und effizient an eine Übertragungseinrichtung gesendet werden.
  • Figurenliste
  • Im Folgenden werden ein Kommunikationsendgerät und ein Kommunikationssystem gemäß der Ausführungsform anhand der Zeichnungen erläutert, dabei zeigt:
    • 1 ein Beispiel einer Konfiguration eines Kommunikationssystems gemäß einer Ausführungsform,
    • 2 ein Beispiel einer Konfiguration eines Knotens gemäß der Ausführungsform,
    • 3 ein Ablaufdiagramm einer Sendeverarbeitung der Sensorinformation, die durch eine Steuereinheit gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird,
    • 4 ein Beispiel einer Datenstruktur einer Datenbank gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform.
  • DETAILLERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines Kommunikationssystems 1 gemäß einer Ausführungsform.
  • Wie in 1 gezeigt, weist das Kommunikationssystem 1 gemäß der Ausführungsform acht Sensoren 10a bis 10h, acht Knoten (Kommunikationsendgeräte) 20a bis 20h, zwei GWs (Gateways: Übertragungseinrichtungen) 30a, 30b, einen Server 40 und eine Anzeigeeinrichtung 50 auf. In der folgenden Erläuterung werden die nicht separat beschriebenen Sensoren 10a bis 10h gemeinsam als Sensor 10, die nicht separat beschriebenen Knoten 20a bis 20h gemeinsam als Knoten 20, und die nicht separat beschriebenen GWs 30a und 30b gemeinsam als GW 30 bezeichnet.
  • Die Anzahl der GWs 30 ist nicht auf zwei begrenzt und kann ein, drei oder mehr sein. Ferner kann die Anzahl der Knoten 20 beliebig sein, die direkt oder indirekt an jedes GW 30 angeschlossen werden, solange es mehrere Knoten 20 gibt.
  • Beispielsweise ist das Kommunikationssystem 1 in einer Fabrik vorgesehen, in der mehrere Werkzeugmaschinen angeordnet sind. Im Kommunikationssystem 1 erfasst der Sensor 10 den Zustand der Werkzeugmaschine, der Knoten 20 sendet dann eine Sensorinformation (auch als Zustandsinformation bezeichnet), die den von dem Sensor 10 erfassten Zustand der Werkzeugmaschine repräsentiert, über das GW 30 an den Server 40 und der Server 40 sammelt diese Sensorinformation. Die Sensorinformation ist eine Information, die beispielsweise entweder einen Zustand (Normalzustand), in dem die Werkzeugmaschine normal arbeitet, oder einen Zustand (Abnormalzustand), in dem die Werkzeugmaschine abnormal arbeitet, repräsentiert. Dann weist der Server 40 die Anzeigeeinrichtung 50 an, den durch die gesammelte Sensorinformation repräsentierten Zustand der Werkzeugmaschine anzuzeigen. Auf diese Weise ermöglicht das Kommunikationssystem 1 einem Benutzer, wie beispielsweise einem Manager einer Fabrik, die Zustände der mehreren Werkzeugmaschinen zu erfassen.
  • Der Sensor 10 ist an dem Knoten 20 angeschlossen und an den Werkzeugmaschinen angebracht. Der Sensor 10 erfasst den Zustand der Werkzeugmaschinen in Intervallen einer vorbestimmten Zeit (beispielsweise 5 Sekunden) und teilt den Knoten 20 den erfassten Zustand mit. Beispielsweise ist jeder der mehreren Sensoren 10 jeweils an einer der mehreren Werkzeugmaschinen angebracht, damit die Zustände aller Werkzeugmaschinen erfasst werden, sodass der Zustand jeder der mehreren Werkzeugmaschinen erfasst wird. Der Sensor 10 ist ein Beispiel für eine Erfassungseinheit, und die Werkzeugmaschine ist ein Beispiel für ein Erfassungsobjekt.
  • Beispielsweise wird der Sensor 10a an den Knoten 20a angeschlossen und teilt dem Knoten 20a den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Der Sensor 10b wird an den Knoten 20b angeschlossen und teilt dem Knoten 20b den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Der Sensor 10c wird an den Knoten 20c angeschlossen und teilt dem Knoten 20c den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Der Sensor 10d wird an den Knoten 20d angeschlossen und teilt dem Knoten 20d den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Der Sensor 10e wird an den Knoten 20e angeschlossen und teilt dem Knoten 20e den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Der Sensor 10f wird an den Knoten 20f angeschlossen und teilt dem Knoten 20f den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Der Sensor 10g wird an den Knoten 20g angeschlossen und teilt dem Knoten 20g den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Der Sensor 10h wird an den Knoten 20h angeschlossen und teilt dem Knoten 20h den Zustand einer Werkzeugmaschine in vorbestimmten Zeitintervallen mit. Die Sensoren 10a bis 10h sind jeweils an voneinander verschiedenen Werkzeugmaschinen angebracht.
  • Der Sensor 10 ist beispielsweise ein Temperatursensor. Wenn der Sensor 10 ein Temperatursensor ist, erfasst der Sensor 10 eine Temperatur der Werkzeugmaschine und teilt den Knoten 20 die erfasste Temperatur mit. Im Fall, in dem die durch den Sensor 10 erfasste Temperatur der Werkzeugmaschine innerhalb eines Temperaturbereichs (Normaltemperaturbereichs) liegt, in dem der Zustand der Werkzeugmaschine der Normalzustand ist, beurteilt der Knoten 20, dass die Werkzeugmaschine im Normalzustand ist. Andererseits beurteilt der Knoten 20 in einem Fall, in dem die durch den Sensor 10 erfasste Temperatur der Werkzeugmaschine nicht innerhalb des Normaltemperaturbereichs liegt, dass die Werkzeugmaschine im Abnormalzustand ist.
  • Wenn sich der von dem Sensor 10 mitgeteilte Zustand der Werkzeugmaschine ändert, erzeugt der Knoten 20 eine Sensorinformation, die den Zustand nach der Änderung repräsentiert, und überträgt die Sensorinformation an das GW 30. Wenn beispielsweise sich der Zustand der Werkzeugmaschine von einem Normalzustand zu einem Abnormalzustand ändert, sendet der Knoten 20 eine Sensorinformation an das GW 30, die den Abnormalzustand nach der Änderung repräsentiert. Wenn ferner sich der Zustand der Werkzeugmaschine von einem Abnormalzustand zu einem Normalzustand ändert, überträgt der Knoten 20 eine Sensorinformation an das GW 30, die den Normalzustand nach der Änderung repräsentiert.
  • Hierbei ist das Maschennetzwerk 91 durch die Knoten 20a bis 20d und das GW 30a gebildet, und das Maschennetzwerk 92 ist durch die Knoten 20e bis 20h und das GW 30b gebildet.
  • Beispielsweise können bei den Knoten 20a bis 20d die Knoten 20a und 20b direkt drahtlos mit dem GW 30a kommunizieren, der Knoten 20c kann indirekt drahtlos mit dem GW 30a über den Knoten 20a oder den Knoten 20b kommunizieren, und der Knoten 20d kann indirekt drahtlos mit dem GW 30a über den Knoten 20b kommunizieren.
  • Daher senden der Knoten 20a und der Knoten 20b direkt die Sensorinformation an das GW 30a, der Knoten 20c überträgt die Sensorinformation über den Knoten 20a oder den Knoten 20b an das GW 30a, und der Knoten 20d überträgt die Sensorinformation über den Knoten 20b an das GW 30a. Das heißt, der Knoten 20a überträgt die von dem Knoten 20c erzeugte Sensorinformation. Ferner überträgt der Knoten 20b die von dem Knoten 20c erzeugte Sensorinformation und die von dem Knoten 20d erzeugte Sensorinformation.
  • Weiterhin können bei den Knoten 20e bis 20h die Knoten 20e und 20f direkt drahtlos mit dem GW 30b kommunizieren, der Knoten 20g kann indirekt drahtlos mit dem GW 30b über den Knoten 20e oder den Knoten 20f kommunizieren, und der Knoten 20h kann indirekt drahtlos mit dem GW 30b über den Knoten 20f kommunizieren.
  • Daher senden der Knoten 20e und der Knoten 20f direkt die Sensorinformation an das GW 30b, der Knoten 20g sendet die Sensorinformation über den Knoten 20e oder den Knoten 20f an das GW 30b, und der Knoten 20h sendet die Sensorinformation über den Knoten 20f an das GW 30b. Das heißt, der Knoten 20e überträgt die von dem Knoten 20g erzeugte Sensorinformation. Ferner überträgt der Knoten 20f die von dem Knoten 20g erzeugte Sensorinformation und die von dem Knoten 20h erzeugte Sensorinformation.
  • Jeder der Knoten 20a bis 20d ist in der Lage, direkt drahtlos mit dem GW 30a zu kommunizieren, und jeder der Knoten 20e bis 20h ist in der Lage, direkt drahtlos mit dem GW 30b zu kommunizieren.
  • Der Knoten 20 kann eine nicht dargestellte Patrouillenlampe aufweisen und kann die Farbe des von der Patrouillenlampe emittierten Lichts entsprechend dem von dem Sensor 10 mitgeteilten Zustand der Werkzeugmaschine steuern. Beispielsweise kann der Knoten 20 im Fall, dass der Zustand der Werkzeugmaschine ein Normalzustand ist, die Patrouillenlampe so steuern, dass diese grünes Licht emittiert, und im Fall, dass der Zustand der Werkzeugmaschine ein Abnormalzustand ist, die Patrouillenlampe so steuern, dass sie rotes Licht emittiert.
  • Das GW 30 ist in der Lage, drahtlos mit dem Server 40 und dem Knoten 20 zu kommunizieren. Das GW 30 empfängt eine von dem Knoten 20 gesendete Sensorinformation und überträgt die empfangene Sensorinformation an den Server 40. Das heißt, das GW 30 überträgt die Sensorinformation. Ferner sendet das GW 30 nach dem Empfang der Sensorinformation ein ACK an als Übertragungsquelle der Sensorinformation wirkenden den Knoten 20.
  • Der Server 40 wird beispielsweise durch einen Rechner realisiert. Nach dem Empfang der von dem GW 30 gesendeten Sensorinformation weist der Server 40 die Anzeigeeinrichtung 50 an, den durch die empfangene Sensorinformation repräsentierten Zustand der Werkzeugmaschine anzuzeigen.
  • Die Anzeigeeinrichtung 50 wird beispielsweise durch eine Flüssigkristallanzeige oder dergleichen realisiert. Die Anzeigeeinrichtung 50 zeigt die Zustände aller Werkzeugmaschinen in der Fabrik unter der Steuerung des Servers 40 an. Dadurch kann der Benutzer die Zustände aller Werkzeugmaschinen in der Fabrik erfassen.
  • Nachfolgend wird basierend auf 2 ein Beispiel der Konfiguration des Knotens 20 gemäß der Ausführungsform beschrieben. 2 zeigt ein Beispiel einer Konfiguration eines Knotens 20 gemäß der Ausführungsform.
  • Wie in 2 gezeigt, weist der Knoten 20 eine Speichereinheit 201, eine Kommunikationseinheit 202 und eine Steuereinheit 203 auf.
  • Die Speichereinheit 201 wird beispielsweise durch eine Speichereinrichtung wie einen Speicher realisiert. In der Speichereinheit 201 sind verschiedene Programme gespeichert, die von der Steuereinheit 203 ausgeführt werden. Beispielsweise ist in der Speichereinheit 201 ein Sensorinformationssendeprogramm zum Ausführen der Sensorinformationssendeverarbeitung zum Übertragen der Sensorinformation gespeichert. Weiterhin werden in der Speichereinheit 201 vorübergehend verschiedene Daten gespeichert, die verwendet werden, wenn die verschiedenen Programme von der Steuereinheit 203 ausgeführt werden.
  • Die Kommunikationseinheit 202 wird beispielsweise durch eine Netzwerkschnittstellenkarte realisiert, die eine drahtlose Kommunikation standardgemäß mittels Wifi (eingetragenes Warenzeichen) bzw. Bluetooth (eingetragenes Warenzeichen) ausführt. Wenn die Kommunikationseinheit 202 direkt mit dem GW 30 kommunizieren kann, führt die Kommunikationseinheit 202 eine drahtlose Kommunikation mit dem GW 30 durch. Weiterhin führt die Kommunikationseinheit 202, wenn diese nicht direkt mit dem GW 30 kommunizieren kann, eine drahtlose Kommunikation mit dem Knoten 20 durch, der eine Übertragung zum GW 30 durchführt.
  • Die Steuereinheit 203 wird durch einen Prozessor wie eine CPU (Central Processing Unit) realisiert. Die Steuereinheit 203 steuert die gesamten Knoten 20. Durch Lesen der verschiedenen Programme, die in der Speichereinheit 201 gespeichert sind, und durch Ausführen der gelesenen Programme, führt die Steuereinheit 203 verschiedene Verarbeitungen aus. Beispielsweise führt die Steuereinheit 203 die Sensorinformationsendeverarbeitung durch Ausführen des Sensorinformationsendeprogramms aus.
  • Wenn die Steuereinheit 203, die die Sensorinformationsendeverarbeitung ausführt, funktional dargestellt ist, wie in 2 gezeigt, weist die Steuereinheit 203 eine Bestimmungseinheit 203a auf.
  • Nachfolgend wird die Sensorinformationsendeverarbeitung basierend auf 3 beschrieben. 3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Sensorinformationsendeverarbeitung, die durch eine Steuereinheit 203 gemäß der Ausführungsform ausgeführt wird. Die Sensorinformationsendeverarbeitung wird ausgeführt, nachdem elektrische Energie aus einer nicht dargestellten Stromversorgung der Steuereinheit 203 zugeführt wurde.
  • Wie in 3 gezeigt, beurteilt die Bestimmungseinheit 203a der Steuereinheit 203, ob sich der von dem Sensor 10 mitgeteilte Zustand einer Werkzeugmaschine geändert hat oder nicht (Schritt S101). Wenn beurteilt wurde, dass sich der Zustand der Werkzeugmaschine nicht geändert hat (Schritt S101: Nein), führt die Bestimmungseinheit 203a die Beurteilung von Schritt S101 erneut durch. Das heißt, in Schritt S101 wartet die Bestimmungseinheit 203a, bis sich der Zustand der Werkzeugmaschine ändert.
  • Wenn beurteilt wurde, dass sich der Zustand der Werkzeugmaschine geändert hat (Schritt S101: Ja), erzeugt die Bestimmungseinheit 203a eine Sensorinformation, die den Zustand der Werkzeugmaschine nach der Änderung repräsentiert, und beauftragt die Kommunikationseinheit 202 die erzeugte Sensorinformation an das GW 30 zu senden (Schritt S102). Dadurch sendet die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation an das GW 30.
  • Dann startet die Bestimmungseinheit 203a mittels eines softwarebasierten Timers die Messung der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des von dem GW 30 gesendeten ACKs (Schritt S103).
  • Die Bestimmungseinheit 203a beurteilt, ob das ACK von dem GW 30 empfangen wurde oder nicht (Schritt S104). Wenn beurteilt wurde, dass das ACK nicht empfangen wurde (Schritt S104: Nein), führt die Bestimmungseinheit 203a die Beurteilung von S104 erneut durch. Das heißt, in Schritt S104 wartet die Bestimmungseinheit 203a, bis das ACK empfangen wird.
  • Im Fall, in dem das ACK auch nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit nach dem Senden der Sensorinformation an das GW 30 nicht empfangen wird, beauftragt die Bestimmungseinheit 203a die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation erneut zu senden. In diesem Fall startet die Bestimmungseinheit 203a erneut die oben erwähnte Zeitmessung unter Verwendung des Timers. Im Fall, in dem das ACK nicht empfangen wurde, selbst wenn die Sensorinformation nach einer vorbestimmten Anzahl von Wiederholungen erneut gesendet wurde, verwirft die Bestimmungseinheit 203a die Sensorinformation und dann kehrt zu dem oben beschriebenen Schritt S101 zurück.
  • Wenn beurteilt wurde, dass das ACK empfangen wurde (Schritt S104: Ja), beendet die Bestimmungseinheit 203a die den Timer verwendende Zeitmessung (Schritt S105). Dadurch wird die Zeit von dem Senden der Sensorinformation durch den Knoten 20 bis zum Empfang des ACKs durch den Knoten 20 gemessen. Die Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs ist ein Beispiel für eine erste Zeit.
  • Ferner ist das ACK ein Beispiel für eine Empfangsinformation, die repräsentiert, dass das GW 30 die Sensorinformation empfangen hat.
  • Die Bestimmungseinheit 203a berechnet ein Sendemaskenintervall, das eine Zeit ist, die durch Multiplizieren von 1.1 als Koeffizient mit der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs erhalten wird (Schritt S106). Als Koeffizient wird beispielsweise 1.1 gewählt, jedoch ist der Wert des Koeffizienten nicht darauf beschränkt. Das Sendemaskenintervall ist ein Beispiel für eine zweite Zeit.
  • Dann startet die Bestimmungseinheit 203a mittels des softwarebasierten Timers die Zeitmessung nach dem Empfangen des ACKs (Zeit nach der Beurteilung in Schritt S104, dass das ACK empfangen wurde) (Schritt S107).
  • Als nächstes beurteilt die Bestimmungseinheit 203a, ob sich der von dem Sensor 10 mitgeteilte Zustand der Werkzeugmaschine geändert hat oder nicht (Schritt S108). Wenn beurteilt wurde, dass sich der Zustand der Werkzeugmaschine nicht geändert hat (Schritt S108: Nein), führt die Bestimmungseinheit 203a die Beurteilung von Schritt S108 erneut durch. Das heißt, in Schritt S108 wartet die Bestimmungseinheit 203a, bis sich der Zustand der Werkzeugmaschine ändert.
  • Wenn beurteilt wurde, dass sich der Zustand der Werkzeugmaschine geändert hat (Schritt S108: Ja), vergleicht die Bestimmungseinheit 203a das in Schritt S106 berechnete Sendemaskenintervall mit der Zeit nach dem Empfangen des ACKs, deren Messung in Schritt S107 gestartet wurde, wodurch die Bestimmungseinheit 203a beurteilt, ob das Sendemaskenintervall nach dem Empfangen des ACKs verstrichen ist oder nicht (Schritt S109).
  • Wenn beurteilt wurde, dass das Sendemaskenintervall nicht verstrichen ist (Schritt S109: Nein), führt die Bestimmungseinheit 203a die Beurteilung von Schritt S109 erneut durch. Das heißt, in Schritt S109 wartet die Bestimmungseinheit 203a, bis das Sendemaskenintervall verstreicht.
  • Wenn beurteilt wurde, dass das Sendemaskenintervall verstrichen ist (Schritt S109: Ja), beendet die Bestimmungseinheit 203a die den Timer verwendende Zeitmessung nach dem Empfangen des ACKs (Schritt S110), kehrt zu dem oben beschriebenen Schritt S102 zurück, erzeugt eine Sensorinformation, die den Zustand der Werkzeugmaschine nach der Änderung repräsentiert, und beauftragt die Kommunikationseinheit 202 die erzeugte Sensorinformation an das GW 30 zu senden. Dann führt die Bestimmungseinheit 203a die Verarbeitung von Schritt S103 und die nachfolgenden Schritte erneut aus. Das heißt, die Bestimmungseinheit 203a führt wiederholt jede Verarbeitung der Schritte S102 bis S110 mehrmals aus.
  • Im Fall, in dem sich der Zustand der Werkzeugmaschine im Standby-Modus in Schritt S109 geändert hat, kann die Bestimmungseinheit 203a eine neue Sensorinformation erzeugen, die den Zustand der Werkzeugmaschine nach der Änderung repräsentiert, und kann die Sensorinformationen im FIFO (First-In-First-Out)-Modus in eine Warteschlange stellen sowie eine Steuerung ausführen, damit die Sensorinformationen sequentiell ausgehend von der alten Sensorinformationen gesendet werden.
  • Bei der oben beschriebenen Sensorinformationsendeverarbeitung beauftragt die Bestimmungseinheit 203a in Schritt S102 beim ersten Mal die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation an das GW 30 zu senden, so dass die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation an das GW 30 sendet. Dann bestimmt die Bestimmungseinheit 203a in Schritt S106 beim ersten Mal, basierend auf dem Kommunikationszustand des GWs 30 (z. B. dem Kommunikationszustand zwischen dem GW 30 und den mehreren Knoten 20) wenn die in Schritt S102 beim ersten Mal gesendete Sensorinformation gesendet wurde, ein Sendetiming einer Sensorinformation, die von der Kommunikationseinheit 202 in Schritt S102 beim zweiten Mal nach der in Schritt S102 beim ersten Mal gesendeten Sensorinformation gesendet wird. Die Bestimmungseinheit 203a beauftragt in Schritt S102 beim zweiten Mal die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation an das GW 30 zu senden.
  • Hierbei kann die von der Bestimmungseinheit 203a ausgeführte Verarbeitung, wenn N eine natürliche Zahl ist, wie folgt verallgemeinert werden. Beispielsweise beauftragt die Bestimmungseinheit 203a in Schritt S102 beim N-ten Mal die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation an das GW 30 zu senden, so dass die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation an das GW 30 sendet. Dann bestimmt die Bestimmungseinheit 203a in Schritt S106 beim N-ten Mal, basierend auf dem Kommunikationszustand des GWs 30 wenn die in Schritt S102 beim N-ten Mal gesendete Sensorinformation gesendet wurde, ein Sendetiming einer Sensorinformation, die von der Kommunikationseinheit 202 in Schritt S102 beim (N + 1)-ten Mal nach der in Schritt S102 beim N-ten Mal gesendeten Sensorinformation gesendet wird. Die Bestimmungseinheit 203a beauftragt in Schritt S102 beim (N + 1)-ten Mal die Kommunikationseinheit 202 die Sensorinformation an das GW 30 zu senden.
  • Die in Schritt S102 beim N-ten Mal gesendete Sensorinformation ist ein Beispiel für die erste Information, und die in Schritt S102 beim (N + 1)-ten Mal gesendete Sensorinformation ist ein Beispiel für die zweite Information. Weiterhin ist der durch die erste Information repräsentierte Zustand der Werkzeugmaschine ein Beispiel für einen ersten Zustand und der durch die zweite Information repräsentierte Zustand der Werkzeugmaschine ist ein Beispiel für einen zweiten Zustand.
  • Weiterhin bestimmt bei der Sensorinformationsendeverarbeitung die Bestimmungseinheit 203a, basierend auf der Zeit von dem Senden der Sensorinformation in Schritt S102 beim N-ten Mal bis zum Empfang des ACKs aus dem GW 30 in Schritt S104 beim N-ten Mal, ein Sendetiming einer Sensorinformation, die in Schritt S102 beim (N + 1)-ten Mal gesendet wird.
  • Im Fall, in dem in Schritt S108 beim N-ten Mal beurteilt wurde, dass sich der Zustand der Werkzeugmaschine geändert hat (im Fall, in dem sich der Zustand der Werkzeugmaschine geändert hat), bestimmt bei der Sensorinformationsendeverarbeitung die Bestimmungseinheit 203a ein Timing, zu dem das in Schritt S106 beim N-ten Mal berechnete das Sendemaskenintervall verstrichen ist, nachdem in Schritt S104 beim N-ten Mal beurteilt wurde, dass das ACK empfangen wurde (nachdem das ACK empfangen wurde), als Sendetiming der Sensorinformation, die in Schritt S102 beim (N + 1)-ten Mal gesendet wird. Das in Schritt S106 beim N-ten Mal berechnete Sendemaskenintervall ist eine Zeit, die der Zeit von dem Senden der Sensorinformation in Schritt S102 beim N-ten Mal bis zum Empfang des ACKs aus dem GW 30 in Schritt S104 beim N-ten Mal entspricht.
  • Bei der Sensorinformationsendeverarbeitung bestimmt die Bestimmungseinheit 203a weiterhin im Fall, in dem in Schritt S108 beim N-ten Mal beurteilt wurde, dass sich der Zustand der Werkzeugmaschine geändert hat, ein Timing, zu dem das Sendemaskenintervall verstrichen ist, das durch Multiplizieren mit einem Koeffizienten der Zeit von dem Senden der Sensorinformation in Schritt S102 beim N-ten Mal bis zum Empfang des ACKs aus dem GW 30 in Schritt S104 beim N-ten Mal erhalten wird, nachdem in Schritt S104 beim N-ten Mal beurteilt wurde, dass das ACK empfangen wurde, , als Sendetiming der Sensorinformation, die in Schritt S102 beim (N + 1)-ten Mal gesendet wird.
  • Hierbei gibt es den Fall, dass die Sensorinformationen gleichzeitig von mehreren Knoten 20 an das GW 30 gesendet werden und der Verkehr in den Maschennetzwerken 91 und 92 somit größer wird. In diesem Fall sendet das GW 30 das ACK jeweils sequentiell eins nach dem anderen an die mehreren Knoten 20. Aus diesem Grund variieren die Timings zum Empfangen des ACKs in den mehreren Knoten 20, so dass die Längen der mehreren Sendemaskenintervalle variieren, die durch die mehreren Knoten 20 berechnet werden. Daher senden die mehreren Knoten 20 zu voneinander unterschiedlichen Timings die nächsten Sensorinformationen. Insbesondere werden die Längenvariationen der mehreren Sendemaskenintervalle größer als die Timingsvariationen zum Empfangen des ACKs in den mehreren Knoten 20, wenn der Koeffizient größer als 1 ist. Daher ist es durch den Knoten 20 gemäß der Ausführungsform möglich, den Verkehr selbständig zu steuern, in dem das gleichzeitige Senden aller Sensorinformationen von den Knoten 20 an das GW 30 unterdrückt wird.
  • Daher kann durch den Knoten 20 gemäß der Ausführungsform das Auftreten einer Kollision, eines Pufferüberlaufs oder dergleichen unterdrückt werden. Dementsprechend ist es durch den Knoten 20 gemäß der Ausführungsform möglich, das Auftreten der Situationen zu unterdrücken, z. B., das GW 30 die Sensorinformation aufgrund des Auftretens einer Kollision, eines Pufferüberlaufs oder dergleichen nicht korrekt empfangen kann oder das Senden des ACKs durch das GW 30 verzögert ist.
  • Daher ist es durch den Knoten 20 gemäß der Ausführungsform möglich, Sensorinformationen zuverlässig und effizient an das GW 30 zu senden.
  • Weiterhin wird durch den Knoten 20 gemäß der Ausführungsform die Sensorinformation nach Empfang des ACKs gesendet, so dass die Sensorinformation zuverlässiger vom GW 30 empfangen werden kann, wodurch die Zuverlässigkeit der Kommunikation zwischen dem Knoten 20 und dem GW 30 verbessert wird.
  • Gemäß der Ausführungsform muss das GW 30 das Intervall der Kommunikation nicht für jeden Knoten 20 spezifizieren, weil jeder der mehreren Knoten 20 das Sendemaskenintervall einzeln berechnet. Daher kann durch den Knoten 20 gemäß der Ausführungsform die Last der GWs 30 reduziert werden.
  • (Abwandlung der Ausführungsform)
  • Zwar ist der Fall beschrieben, bei dem der Koeffizient ein fester Wert ist, der bei der Berechnung des Sendemaskenintervalls im oben erwähnten Schritt S106 verwendet wird, die Bestimmungseinheit 203a kann jedoch den Koeffizienten entsprechend der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs ändern. Daher wird eine solche Form als eine Abwandlung der Ausführungsform beschrieben.
  • 4 zeigt ein Beispiel einer Datenstruktur einer Datenbank 60 gemäß einer Abwandlung der Ausführungsform. Die Datenbank 60 ist in der Speichereinheit 201 gespeichert.
  • Die Datenbank 60 zeigt die Einträge „Zeit“ und „Koeffizienten“. Beim Eintrag „Zeit“ ist ein Bereich der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs registriert. Beispielsweise ist in dem in 4 gezeigten Beispiel ein Bereich von 0 Sekunden bis 5 Sekunden beim Eintrag „Zeit“ im ersten Datensatz in der Datenbank 60 registriert. Weiterhin ist ein Bereich von 5 Sekunden bis 10 Sekunden beim Eintrag „Zeit“ im zweiten Datensatz in der Datenbank 60 registriert.
  • Beim Eintrag „Koeffizienten“ sind die Koeffizienten registriert, die dem Bereich der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs entsprechen. Beispielsweise ist in dem in 4 gezeigten Beispiel ein Koeffizient „1.1“, der einem Bereich von 0 Sekunden bis 5 Sekunden entspricht, beim Eintrag „Koeffizienten“ im ersten Datensatz in der Datenbank 60 registriert. Weiterhin ist beim Eintrag „Koeffizienten“ im zweiten Datensatz in der Datenbank 60 ein Koeffizient „1.2“ registriert, der einem Bereich von 5 Sekunden bis 10 Sekunden entspricht.
  • Das heißt, je länger die Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs wird, desto größer wird der Koeffizient, der in der in 4 gezeigten Datenbank 60 registriert ist.
  • In der Abwandlung der Ausführungsform führt die Bestimmungseinheit 203a in Schritt S106 die nachfolgend beschriebene Verarbeitung durch. Beispielsweise spezifiziert die Bestimmungseinheit 203a aus allen Datensätzen in der Datenbank 60 einen Datensatz, in dem der Bereich beim Eintrag „Zeit“ registriert ist, der die Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs enthält.
  • Dann erhält die Bestimmungseinheit 203a die Koeffizienten, die beim Eintrag von „Koeffizienten“ des spezifizierten Datensatzes registriert sind. Die Bestimmungseinheit 203a berechnet somit ein Sendemaskenintervall, das durch Multiplizieren der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs mit dem erhaltenen Koeffizienten erhalten wird.
  • Wie oben beschrieben, berechnet die Bestimmungseinheit 203a ein Sendemaskenintervall, das durch Multiplizieren der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs mit einem Koeffizienten erhalten wird, der der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs entspricht.
  • Beispielsweise, je länger die Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs gemäß der Abwandlung der Ausführungsform wird, desto größer wird der Koeffizient. Daher werden im Fall, in dem die Sensorinformationen von mehreren Knoten 20 an das GW 30 gleichzeitig gesendet werden, die Längenvariationen der mehreren Sendemaskenintervalle, die durch die mehreren Knoten 20 berechnet werden, weiter vergrößert, wodurch die mehreren Knoten 20 zu den weitgehend voneinander verschieden Timings die nächsten Sensorinformationen senden. Daher ist es durch den Knoten 20 gemäß der Abwandlung der Ausführungsform möglich, das gleichzeitige Senden aller Sensorinformationen von den Knoten 20 zu dem GW 30 weiter zu unterdrücken. Infolgedessen ist es durch den Knoten 20 gemäß der Abwandlung der Ausführungsform möglich, die Sensorinformationen zuverlässiger und effizienter an das GW 30 zu senden.
  • In der oben beschriebenen Ausführungsform bzw. Abwandlung ist das Beispiel beschrieben, in dem die Bestimmungseinheit 203a das Sendemaskenintervall durch Multiplizieren der Zeit von dem Senden der Sensorinformation bis zum Empfang des ACKs mit einem Koeffizienten berechnet, aber die Bestimmungseinheit 203a kann das Sendemaskenintervall auch durch andere Verfahren berechnen.
  • Beispielsweise wird die Zeitsynchronisation zwischen dem Knoten 20 und dem GW 30 hergestellt, und das GW 30 sendet das ACK an den Knoten 20, das die den Zeitpunkt repräsentierende Information enthält, zu dem die Sensorinformation empfangen wurde. Dann berechnet die Bestimmungseinheit 203a des Knotens 20 nach Empfang des ACKs die Zeit von dem Zeitpunkt, der im ACK enthalten ist und zu dem die Sensorinformation von dem GW 30 empfangen wurde, bis zum Zeitpunkt, zu dem das ACK empfangen wurde. Die Bestimmungseinheit 203a berechnet ferner das Sendemaskenintervall durch Multiplizieren der berechneten Zeit mit einem Koeffizienten.
  • Ein solches Sendemaskenintervall reflektiert relativ weitgehend die Last der Sendeverarbeitung des ACKs des GWs 30, unter der Last der Empfangsverarbeitung der Sensorinformation des GWs 30 und der Last der Sendeverarbeitung des ACKs des GWs 30. Auf diese Weise bestimmt der Knoten 20 das Sendetiming der Sensorinformation unter Verwendung des Sendemaskenintervalls, in dem die Last der Sendeverarbeitung des ACKs des GWs 30 relativ weitgehend reflektiert wird. Dadurch kann der Knoten 20 den Verkehr in den Maschennetzwerken 91, 92 selbständig steuern, damit, unter der Last der Empfangsverarbeitung der Sensorinformation des GWs 30 und der Last der Sendeverarbeitung des ACKs des GWs 30, insbesondere die Last der Sendeverarbeitung des ACKs des GWs 30 reduziert wird.
  • Weiterhin ist in der oben beschriebenen Ausführungsform bzw. Abwandlung ein Beispiel beschrieben, in dem die oben beschriebene Technik auf ein Kommunikationssystem angewendet wird, das Sensorinformationen der Knoten im Server integriert, aber die oben beschriebene Technik kann auch auf andere Systeme angewendet werden.
  • Die vorliegende Erfindung wird nicht durch die obige Ausführungsform beschränkt und umfasst auch diejenigen, die durch geeignetes Kombinieren der oben beschriebenen jeweiligen Bestandteilegebildet wurden. Weitere Effekte und Abwandlungen können ferner vom Fachmann leicht abgeleitet werden. Dementsprechend werden die breiteren Aspekte der vorliegenden Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, sondern verschiedene Modifikationen sind möglich.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Kommunikationssystem
    10
    Sensor
    20
    Knoten (Kommunikationsendgerät)
    30
    GW (Übertragungseinrichtung)
    40
    Server
    50
    Anzeigeeinrichtung
    201
    Speichereinheit
    202
    Kommunikationseinheit
    203
    Steuereinheit
    203a
    Bestimmungseinheit
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014192661 [0002, 0003]

Claims (6)

  1. Kommunikationsendgerät (20) mit: - einer Kommunikationseinheit (202), die eine erste Information an eine Übertragungseinrichtung (30) sendet, die von mehreren Kommunikationsendgeräten (20) gesendeten Informationen empfängt und die empfangenen Informationen an einen Server (40) sendet; und - einer Bestimmungseinheit (203a), die aufgrund eines Kommunikationszustands der Übertragungseinrichtung (30) beim Senden der ersten Information ein Sendetiming einer zweiten Information bestimmt, die von der Kommunikationseinheit (202) nach der ersten Information gesendet wird.
  2. Kommunikationsendgerät (20) nach Anspruch 1, wobei die Bestimmungseinheit (203a) aufgrund einer ersten Zeit vom Senden der ersten Information bis zum Empfang einer Empfangsinformation von der Übertragungseinrichtung (30) das Sendetiming der zweiten Information bestimmt, wobei die Empfangsinformation repräsentiert, dass die erste Information von der Übertragungseinrichtung (30) empfangen wurde.
  3. Kommunikationsendgerät (20) nach Anspruch 2, wobei die erste Information einen von einer Erfassungseinheit erfassten ersten Zustand eines Erfassungsobjekts repräsentiert, die zweite Information einen von der Erfassungseinheit erfassten zweiten Zustand des Erfassungsobjekts repräsentiert, die Bestimmungseinheit (203a) beim Ändern des von der Erfassungseinheit erfassten Zustandes des Erfassungsobjekts von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand als Sendetiming der zweiten Information ein Timing bestimmt, zu dem eine von der ersten Zeit abhängige zweite Zeit nach Empfang der Empfangsinformation verstrichen ist.
  4. Kommunikationsendgerät (20) nach Anspruch 3, wobei die Bestimmungseinheit (203a) beim Ändern des Zustandes des Erfassungsobjekts von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand als das Sendetiming der zweiten Information ein Timing bestimmt, zu dem die zweite Zeit, die durch Multiplizieren der ersten Zeit mit einem Koeffizienten erhalten wird, nach Empfang der Empfangsinformation verstrichen ist.
  5. Kommunikationsendgerät (20) nach Anspruch 4, wobei die Bestimmungseinheit (203a) beim Ändern des Zustandes des Erfassungsobjekts von dem ersten Zustand zu dem zweiten Zustand als das Sendetiming der zweiten Information ein Timing bestimmt, zu dem die zweite Zeit, die durch Multiplizieren der ersten Zeit mit einem von der ersten Zeit abhängigen Koeffizienten erhalten wird, nach Empfang der Empfangsinformation verstrichen ist.
  6. Kommunikationssystem (1) mit mehreren Kommunikationsendgeräten (20), einem Server (40) und einer Übertragungseinrichtung (30), die von den mehreren Kommunikationsendgeräten (20) gesendeten Informationen empfängt und die empfangenen Informationen an den Server (40) sendet, wobei die mehreren Kommunikationsendgeräten (20) jeweils umfassen: - eine Kommunikationseinheit (202), die eine erste Information an die Übertragungseinrichtung (30) sendet; und - eine Bestimmungseinheit (203a), die aufgrund eines Kommunikationszustands der Übertragungseinrichtung (30) beim Senden der ersten Information ein Sendetiming einer zweiten Information bestimmt, die von der Kommunikationseinheit (202) nach der ersten Information gesendet wird.
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