JP2005150882A - 機器遠隔監視制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させるとともに、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させる。
【解決手段】監視制御対象機器の情報を収集するセンサ１０５と、通信情報を送受信し無線中継を行うためのアンテナ１０１および無線制御器１０２とを有するセンサ・無線中継装置２１ａ〜２５ａを複数の事業者により複数設置するとともに、課金サーバ６および各事業者のデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃが接続されたネットワーク５１にセンサ・無線中継装置２１ａ〜２５ａを無線親局４１ａ，４２ｃを介して接続し、各事業者におけるセンサ・無線中継装置２１ａ〜２５ａデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃへの通信状況に応じて課金サーバ６により各事業者に課金するようにした。
【選択図】図１

Description

この発明は、機器の監視や制御を遠隔方式で行う機器遠隔監視制御システムに関するものである。

従来の機器遠隔監視制御システムにおいては、プラントなどに設置される機器の監視情報や制御情報を、単一事業者が構築するネットワーク系と、携帯電話網やＰＨＳ電話網を組み合わせて、遠隔地まで伝送し、遠隔地にある情報端末などで監視・制御している（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−２６２１２０号公報（第１頁、図１）

従来の機器遠隔監視制御システムは、以上のように構成されているので、機器が広範囲に設置されていると、広範囲のネットワークを構築する必要がある。また、ネットワークに無線を適用する場合においても、無線伝送では距離に制限があったり、障害物が途中にあったりする場合には、中継装置が必要になるなどの問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させるとともに、無線ネットワークの効率的敷設を促進させることができる機器遠隔監視制御システムを得ることを目的とする。

この発明に係る機器遠隔監視制御システムでは、監視制御対象機器の情報を収集する情報収集機能付き無線中継装置を複数の事業者により複数設置するとともに、課金処理装置および各事業者のデータ収集装置が接続されたネットワークに前記情報収集機能付き無線中継装置を無線親局を介して接続し、各事業者における前記情報収集機能付き無線中継装置から前記データ収集装置への通信状況に応じて前記課金処理装置により各事業者に課金するようにしたものである。

この発明によれば、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させるとともに、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができる。

実施の形態１．
この発明による実施の形態１を図１から図５までについて説明する。図１は実施の形態１における全体構成を示すブロック図である。図２は実施の形態１におけるセンサ・無線中継装置の構成を示すブロック図である。図３は実施の形態１における無線中継装置の構成を示すブロック図である。図４は実施の形態１における無線親局の構成を示すブロック図である。図５は実施の形態１におけるデータ構造を示す説明図である。

プラントなどに配置された、電動機や変圧器、遮断器などの電気設備や、ポンプなどの機械設備、配管、バルブなどの現場に設置されている機器を現場機器１１〜１５とする。現場機器１１に、必要となるデータを収集するセンサと、それを無線で送信する機能および、他の無線を中継する機能を持った、センサ・無線中継装置２１ａを取り付ける。
同様に、現場機器１２にはセンサ・無線中継装置２２ｂを、現場機器１３には対象となる測定箇所が２ヶ所あるものとして、センサ・無線中継装置２３ａ、センサ・無線中継装置２３ｃを、現場機器１４にはセンサ・無線中継装置２４ｃを現場機器１５にはセンサ・無線中継装置２５ａを取り付ける。
さらに、無線を中継するための無線中継装置３１ａと、無線を受信する無線親局４１ａ、４２ｃと、ネットワーク５１、課金サーバ６、データ収集サーバ７１ａ、７２ｂ、７３ｃを設置する。

ここで、センサ・無線中継装置、無線中継装置、無線親局、ネットワーク、課金サーバ、データ収集サーバの所有する事業者は、図１５に示すとおりであり、各番号のアルファベットが便宜的にそれぞれ事業者に対応しているものとする。なお、ネットワーク、課金サーバは事業者Ｄが所有する。

センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａは、図２に示すとおりであり、無線電波を送受信するアンテナ１０１と、アンテナ１０１からの情報をデジタル情報に変換したりアンテナ１０１へデジタル情報を返還して送信したりする無線制御器１０２と、当該センサ・無線中継装置をコントロールするＣＰＵ１０３と、データを保管するメモリ１０４と、現場の情報を収集するセンサ１０５と、センサ１０５からの信号を変換する信号変換器１０６からなる。

無線中継装置３１ａは、図３に示すとおりであり、センサ・無線中継装置からセンサ１０５と信号変換器１０６を除いて、無線電波を送受信するアンテナ１０１と、アンテナからの情報をデジタル情報に変換したりアンテナへデジタル情報返還して送信したりする無線制御器１０２と、当該無線中継装置をコントロールするＣＰＵ１０３と、データを保管するメモリ１０４からなる。

無線親局４１ａ，４２ｃは、図４に示すとおりであり、無線電波を送受信するアンテナ１０１と、アンテナからの情報をデジタル情報に変換したりアンテナへデジタル情報を返還して送信したりする無線制御器１０２と、当該の無線中継装置をコントロールするＣＰＵ１０３と、データを保管するメモリ１０４と、ネットワークとインタフェースするネットワーク接続器１０７からなる。

次に、動作について説明する。
現場機器１１に取り付けられたセンサ・無線中継装置２１ａが、センサ１０５によりデータを取得すると、データは信号変換器１０６により、デジタル値に変換されメモリ１０４に保管される。そのデータは最終的に、前記センサ・無線中継装置２１ａを所有する事業者Ａのサーバであるデータ収集サーバ７１ａに伝送される必要がある。メモリ１０４に保管されたデータはＣＰＵ１０３により、図５に示す、ヘッダ２１０とデータ２２０からなる形式のデータ構造に変換される。ヘッダ２１０には、このデータをシステム全体で一元的に管理できるデータ番号２１１と、この場合は事業者Ａであるデータ所有事業者の情報２１２が付加される。

図５に示すデータ構造を持つデータは、無線制御器１０２、アンテナ１０１を経由して無線によりセンサ・無線中継装置２１ａから送信される。
センサ・無線中継装置２１ａから送信されたデータをデータ収集サーバ７１ａに伝送するためには、無線から有線へ変換するための無線親局４１ａに伝送する必要があるが、距離や障害物の関係から直接伝送できない場合は、図１に示すように、センサ・無線中継装置２２ｂが中継する。センサ・無線中継装置２２ｂが、当該のデータをアンテナ１０１、無線制御器１０２を経由して取得すると、一度メモリ１０４に保管し、ＣＰＵ１０３により、データ構造にはデータ経由装置の情報２１３にセンサ・無線中継装置２２ｂを経由したことを示すデータが記載される。
当該データは、再び、無線制御器１０２、アンテナ１０１を経由して、センサ・無線中継装置２２ｂから、無線親局４１ａに向けて送信される。無線親局４１ａでは、センサ・無線中継装置２２ｂと同様の動作を行い、データにデータ経由装置の情報を付加し、ネットワーク接続器１０７経由で、ネットワーク５１に送信される。

センサ・無線中継装置２１ａから発信された全てのデータは、課金サーバ６に送信される。この課金サーバ６では、当該データのヘッダ２１０を解析し、データの所有者や経由装置を所有する事業者を割り出して、データ所有者から経由装置を所有する事業者への課金情報として記録する。さらに、ネットワーク・課金サーバ使用料を記録する。その上で当該データをその所有者が管理するサーバであるデータ収集サーバ７１ａに送信する。

他のセンサ・無線中継装置２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａから送信されるデータも同様の手順で送信される。さらに、センサ・無線中継装置だけでは中継できない場所からデータを送信する必要のある場合には、無線中継装置３１ａを設けることにより、データを伝送することができる。その場合も、前述の課金サーバ６で無線中継装置３１ａを経由したデータに対しそのデータの所有者から金額を受け取ることができるように、課金情報として保管される。
また、データ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃから現場機器１１〜１５に取り付けたセンサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａに制御などのデータを送信する場合には、図５のデータ構造にデータ経由装置の情報を先に記入しておき、その順に従ってデータを伝送することができる。その場合にも課金サーバ６にて事前に課金情報として保管されることになる。

この実施の形態１では、現場機器１１〜１５に設置され、機器の情報を収集するセンサ１０５、センサ１０５からの信号を変換する信号変換器１０６、データを保存するメモリ１０４、データを処理するＣＰＵ１０３、無線を送受信するための無線制御器１０２およびアンテナ１０１を備え、無線の授受だけでなく他の無線の中継まで行う機能を持った、センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａが複数の事業者により複数設置され、無線の直接届きにくいところに設置され、無線を送受信するための無線制御器１０２およびアンテナ１０１、データを保存するメモリ１０４、データを処理するＣＰＵ１０３を備え、他の無線中継を行う機能を持った無線中継装置３１ａが複数の事業者により複数設置され、無線ネットワークと有線ネットワークのインターフェースを取るため、無線を送受信するための無線制御器１０２とアンテナ１０１、データを保存するメモリ１０４、データを処理するＣＰＵ１０３、有線のネットワークに接続するためのネットワーク接続器１０７を備えた無線親局４１ａ，４２ｃが複数の事業者により複数設置され、前記無線親局４１ａ，４２ｃと各種のサーバを接続するネットワーク５１と、現場機器１１〜１５の情報を取得した前述のセンサ・無線中継装置と、他のセンサ・無線中継装置や、無線中継装置３１ａや、無線親局４１ａ，４２ｃや、ネットワーク５１を経由して、送受信を行い、そのデータが経由する情報に従って、課金を行うための課金サーバ６と、それぞれの事業者が所有し、データを解析したり保管したりし、データを直接あるいは他の端末などを使って間接的に監視・制御するデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃから構成されることを特徴とする機器遠隔監視制御システムが構成されている。

次に、当該の実施の形態に関する効果について説明する。センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａとデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃとの授受するデータを伝送するネットワーク系を、単一事業者が構築するためには、無線が届かない部分などに多くの中継装置を設置する必要があるが、複数の事業者が共同でネットワークを構築すると、他事業者の無線中継装置などが使用できるため、構築に関するコストを低減することができる。さらに、他事業者が設備を使用した場合に、コスト分担として課金できるため、ネットワーク構築費用とそのコスト分担を平等にすることができ、ネットワークを迅速に充実したものとすることができる。

この発明による実施の形態１によれば、プラントなどに配置された現場機器１１〜１５に取付けられ監視制御対象機器としての現場機器１１〜１５の情報を収集するセンサ１０５からなる情報収集手段と、前記センサ１０５からなる情報収集手段により収集した情報を含む通信情報を送受信するためのアンテナ１０１および無線制御器１０２からなる送受信手段と、無線中継を行うためのアンテナ１０１および無線制御器１０２からなる無線中継手段とを有するセンサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置を複数の事業者により複数設置するとともに、課金サーバ６からなる課金処理装置および各事業者のデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃからなるデータ収集装置が接続されたネットワーク５１に前記センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置を無線親局４１ａ，４２ｃを介して接続し、各事業者における前記センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置から前記データ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃからなる情報収集装置への、他の事業者が所有するセンサ・無線中継装置２２ｂや他の事業者が所有する無線中継装置３１ａまたは他の事業者が所有する無線親局４１ａ，４２ｃなどの他の事業者が所有する各種装置を経由する場合を含む通信状況に応じて前記課金サーバ６からなる課金処理装置により各事業者に課金するようにしたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させるとともに、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができる。

また、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記無線親局４１ａ，４２ｃを複数の事業者により複数設置することができるようにしたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線親局を含む無線ネットワーク系を複数の事業者で構築するとともに、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させるとともに、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができる。

さらに、この発明による実施の形態１によれば、前項の構成において、前記センサ・無線中継装置２３ｃ，２４ｃからなる情報収集機能付き無線中継装置から前記無線親局４２ｃへの無線中継を行うための無線中継装置３１ａを複数の事業者により複数設置することができるようにしたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線中継装置を含む無線ネットワーク系を複数の事業者で構築するとともに、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができる。

実施の形態２．
この発明による実施の形態２を図６について説明する。図６は実施の形態２における全体構成を示すブロック図である。
この実施の形態２において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１では、ネットワーク５１により、プラントなどのエリア内でデータを伝送する場合について述べたが、この実施の形態２では、図６に示すように、ネットワーク部分に電気通信事業者が提供する公衆回線５２を適用し、エリア内との接続部分にＰＢＸ５３を設置することにより、エリア外部のデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃから、実施の形態１と同様の態様で現場機器を監視・制御することができる。

この実施の形態２の効果は、伝送装置に公衆回線を組み込むことにより、エリア外部の遠隔地で現場機器を監視・制御できるとともに、公衆回線を複数の事業者で共有することができるため、利用コストが低減できることや、データ量により独自に課金サーバでコストを計算するため、公衆回線の利用料も平等に分担することができる。

そして、この実施の形態２では、ネットワーク部分における電気通信事業者が提供する公衆回線５２の利用に際し、オープンネットワークとしてのインターネットを介して、センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａとデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃとの間の接続を行うことができる。

この発明による実施の形態２によれば、実施の形態１における構成において、前記センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａからなるデータ収集機能付き無線中継装置と前記データ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃからなるデータ収集装置との間を公衆回線を介して接続するようにしたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者がネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させるとともに、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させ、しかも、電気通信事業者が提供する公衆回線を有効に利用することができる。

また、この発明による実施の形態２によれば、前項における構成において、前記センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置と前記データ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃからなる情報収集装置との間をオープンネットワークとしてのインターネットを介して接続するようにしたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させ、しかも、広く普及しているオープンネットワークとしてのインターネットを有効に利用することができる。

実施の形態３．
この発明による実施の形態３を図７および図８について説明する。図７は実施の形態３における全体構成を示すブロック図である。図８は実施の形態３における中継用移動体通信システムの構成を示すブロック図である。
この実施の形態３において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態２では、公衆回線５２によりデータをエリア外の遠隔地に伝送して、監視・制御を行うことについて述べたが、この実施の形態３では、図７に示す通り、中継用移動体通信装置８１ｂ，８２ａと当該の移動体通信のコントロールを行う移動体親局９１，９２を使用することにより、携帯電話やＰＨＳを適用したネットワークを構築することができる。
中継用移動体通信装置の構成は、図８の通りであり、エリア内の無線ネットワーク系からのデータ送受信にはアンテナ１０１、無線制御器１０２を、公衆回線側のデータ送受信には、携帯電話１０９、携帯電話制御器１０８を用いる。

この実施の形態３の効果は、通信事業者が設置する携帯電話網やＰＨＳ網が、プラントのエリア内に届いている場合に、監視・制御を行う事業者が別のネットワークを構築すること無しに、監視・制御用のネットワークを構築することができることである。

この発明による実施の形態３によれば、実施の形態１また実施の形態２における構成において、前記課金サーバ６からなる課金処理装置および各事業者のデータ収集サーバ７１ａ，７２ｂ，７３ｃからなるデータ収集装置が接続された公衆回線５２で構成されたネットワークに前記センサ・無線中継装置２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置を中継用移動体通信装置８１ｂ，８２ａおよび移動体通信のコントロールを行う移動体通信親局９１，９２を介して接続するようにしたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができ、しかも、通信事業者が設置する携帯電話網やＰＨＳ網を有効に利用できる。

実施の形態４．
この発明による実施の形態４を図９および図１０について説明する。図９は実施の形態４における構成および通信経路を示すブロック図である。図１０は実施の形態４における無線親局の構成を示すブロック図である。
この実施の形態４において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１では、すでに定めてある通信経路を経由する場合について述べた。しかし、この実施の形態４では、図９に示すように、センサ・無線中継装置２５ａから無線親局４１ａの経路のように複数の経路を取ることができる。センサ・無線中継装置２５ａから、センサ・無線中継装置２２ｂを経由して無線親局４１ａに至る通信経路３０１と、センサ・無線中継装置２５ａから、センサ・無線中継装置２３ａ、無線中継装置３１ａを順に通り、無線親局４１ａにいたる通信経路３０２である。
この場合に、無線親局４１ａで、通信経路３０１と通信経路３０２の経路を比較して、通信経路３０１の方が経由装置が少ないと判断し、次回以降に通信経路３０１を選択するように、センサ・無線中継装置２５ａに対し通信経路３０１を逆に進んで指示することにより、複数の経路があった場合に最短の経路を選択するようにできる。なお、この経路を自動で選択する手段は、ネットワークを自動で構築する、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で制定されているような無線通信方式を用いることで実現できる。

図１０に示すように、無線親局４１ａには、このような最短経路設定機能を実現するために、最短経路設定回路１１０が設けられている。最短経路設定回路１１０は、センサ・無線中継装置２５ａからセンサ・無線中継装置２２ｂを経由して無線親局４１ａに至る通信経路３０１とセンサ・無線中継装置２５ａからセンサ・無線中継装置２３ａおよび無線中継装置３１ａを経由して無線親局４１ａに至る通信経路３０２の経路を比較して、通信経路３０１の方が経由装置が少ないことを判別し、通信経路３０１を選択設定して、通信経路３０１により無線通信を実行するようセンサ・無線中継装置２５ａに対し指示する。この最短経路設定回路１１０による最短通信経路の構築は、前述のように、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で制定されているような無線ネットワーク自動構築機能を用いることで実現できるものである。

この実施の形態４の効果は、複数の通信経路を選択できるネットワーク構成になっている場合において、ネットワークの管理者が経路を全て設定しなくても、自動で経路を選び出し、さらに、最短経路を自動的に設定することで、管理者の負担を減らすとともに、経由する設備が少なくなることによりネットワークへのトラフィックを低減させることができ、さらに経由装置を減らすことによる課金の減少を自動で行えることにある。

この発明による実施の形態４によれば、実施の形態１から実施の形態３までのいずれかにおける構成において、前記センサ・無線中継装置２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置と前記無線親局４１ａとの間の複数の通信経路３０１，３０２を選択して最短の通信経路３０１を設定し設定された通信経路３０１により無線通信を行わせる最短経路設定回路１１０からなる最短経路設定手段を前記無線親局４１ａに設けたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができ、しかも、最短経路で情報収集機能付き無線中継装置と無線親局との間の無線通信を効率的に行うことができる。

実施の形態５．
この発明による実施の形態５を図１１および図１２について説明する。図１１は実施の形態５における構成および通信経路を示すブロック図である。図１２は実施の形態５における無線親局の構成を示すブロック図である。
この実施の形態５において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態４では、通信経路３０１と通信経路３０２を、無線親局４１ａで比較することで、最短経路であるセンサ・無線中継装置２２ｂを経由する通信経路１０１を選択する場合について述べたが、この実施の形態５では、図１１に示すように、無線親局４１ａにて通信経路３０１と通信経路３０２を比較した場合に、通信経路３０１はもとのデータ所有者である事業者Ａとは異なる、事業者Ｂが所有するセンサ・無線中継装置２２ｂを経由するが、通信経路３０２は、もとのデータ所有者である事業者Ａが所有するセンサ・無線中継装置２３ａ、無線中継装置３１ａを経由するため、通信経路３０２のほうがデータ所有者の事業者Ａから他の事業者への課金が無いため、コストが安くなることで、通信経路３０２を選択するようにしたものである。

図１２に示すように、無線親局４１ａには、このような課金節減機能を実現するために、課金節減回路１１１が設けられている。課金節減回路１１１は、センサ・無線中継装置２５ａからセンサ・無線中継装置２２ｂを経由して無線親局４１ａに至る通信経路３０１とセンサ・無線中継装置２５ａからセンサ・無線中継装置２３ａおよび無線中継装置３１ａを経由して無線親局４１ａに至る通信経路３０２の経路を比較して、通信経路３０２の方が課金節減に寄与することを判別し、通信経路３０２を選択設定して、通信経路３０２により無線通信を実行するようセンサ・無線中継装置２５ａに対し指示する。

この実施の形態５の効果は、複数の経路が選択できる場合に、できるだけ他事業者の中継装置を経由しないことで、課金を減らすことができるようにしたことである。

この発明による実施の形態５によれば、実施の形態１から実施の形態４までのいずれかにおける構成において、前記センサ・無線中継装置２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置と前記無線親局４１ａとの間の複数の通信経路３０１，３０２を選択して課金が最小になる通信経路３０２を設定し設定された通信経路３０２により無線通信を行わせる課金節減回路１１１からなる課金節減手段を設けたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができ、しかも、課金を適切に節減することができる。

実施の形態６．
この発明による実施の形態６を図１３および図１４について説明する。図１３は実施の形態６における構成および通信経路を示すブロック図である。図１４は実施の形態６における無線中継装置の構成を示すブロック図である。
この実施の形態６において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１、４、および５において、通信を１回行えば通信経路を固定して次の通信からは固定の経路で通信を行うこととなるが、この実施の形態６では、図１３に示すように、通信経路３０２に固定された通信を行うときに、無線親局４１ａが故障した場合に、他の無線親局４２ｃを自動で選択して通信障害を起こさないようにすることができる。通信では、例えばＴＣＰ／ＩＰのようなプロトコルを用いると、通信時に必ず確認のＡＣＫ情報を返すことにより通信の確実性を確保するようにしているが、この実施の形態６では、無線親局４１ａが故障した時点で、通信経路３０２の無線中継装置３１ａから無線親局４１ａへの通信に対するＡＣＫ情報が無線中継装置３１ａに返ってこなくなるため、無線中継装置３１ａは無線親局４１ａが故障あるいは障害物などにより通信不能になったことがわかる。その際に他の通信経路を探し、例えばＩＥＥＥ８０３．１５．４などで考慮されている自動で無線構築を行う機能により、無線親局４２ｃを探し出し、通信経路３０３を新しい通信経路として定めて、通信を行うことができる。

図１４に示すように、無線中継装置３１ａには、このような健全経路設定機能を実現するために、健全経路設定回路１１２が設けられている。健全経路設定回路１１２は、無線親局４１ａが故障した場合に、無線親局４１ａが故障した時点で、通信経路３０２の無線中継装置３１ａから無線親局４１ａへの通信に対するＡＣＫ情報が無線中継装置３１ａに返ってこなくなるため、無線中継装置３１ａは無線親局４１ａが故障あるいは障害物などにより通信不能になったことを検出し、他の健全な通信経路３０２を選択設定して、通信経路３０２により無線通信を実行するようセンサ・無線中継装置２５ａに対し指示する。この健全経路設定回路１１２による健全な通信経路の構築は、前述のように、例えばＩＥＥＥ８０２．１５．４で制定されているような無線ネットワーク自動構築機能を用いることで実現できるものである。

この実施の形態６の効果は、データを中継する無線中継装置や無線親局が故障、あるいは途中の障害物発生などにより通信が不能になった場合も、別の通信経路を自動で設定することにより、通信の信頼性を向上させることができるところにある。

この発明による実施の形態６によれば、実施の形態１から実施の形態５までのいずれかにおける構成において、前記センサ・無線中継装置２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置と前記ネットワーク５１との間の複数の通信経路３０２，３０３のいずれかの故障を検出して故障のない通信経路３０３を設定し設定された通信経路３０３により無線通信を行わせる健全経路設定回路１１２からなる健全経路設定手段を設けたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができ、しかも、故障を適切に回避して通信の信頼性を向上させることができる。

実施の形態７．
この発明による実施の形態７を図１６について説明する。図１６は実施の形態７における構成とデータ構造を示すブロック図である。
この実施の形態７において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

上記実施の形態１〜６では、伝送されるデータが他の事業者の中継装置を通り、当該の中継装置内のメモリにデータが保管されることになる。この場合、他の事業者がデータを参照することができるため、参照できないようにデータの暗号化が必要である。
この実施の形態７における構成とデータ構造を示す図１６では、センサ・無線中継装置２５ａで収集したデータ２２１を伝送するときに、そのデータの所有者であるＡ社共通暗号鍵２２２で暗号化した暗号化データ２２３をデータとして送信し、データ収集サーバ７１ａでは、暗号化データ２２３を、同じＡ社共通暗号鍵２２２で平文化してしてデータ２２１を得る。
これにより、経路中のセンサ・無線中継装置２２ｂや課金サーバ６の所有者にデータ２２１の内容が漏洩することがなくなる。

この実施の形態７の効果は、データを暗号化することで、複数の事業者が構築するネットワークにおいても、他事業者にデータの漏洩をなくすことができることである。

この発明による実施の形態７によれば、実施の形態１から実施の形態６までのいずれかにおける構成において、前記センサ・無線中継装置２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置により収集されたデータを暗号化するデータ暗号化手段を前記センサ・無線中継装置２５ａからなる情報収集機能付き無線中継装置に設けたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者が、ネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができ、しかも、データ漏洩を適切に回避することができる。

実施の形態８．
この発明による実施の形態８を図１７について説明する。図１７は実施の形態８における構成とデータ構造を示すブロック図である。
この実施の形態８において、ここで説明する特有の構成以外の構成については、先に説明した実施の形態１の構成と同一の構成内容を具備し、同様の作用を奏するものである。図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

実施の形態７では、データの漏洩防止であるが、ヘッダ部分に記載されているデータ所有者やデータ経由装置の情報については、平文のままであるため、他の事業者が偽装することが可能である。データ経由装置の情報は、課金のために必要であるので、課金サーバで解読できる必要がある。従って、この実施の形態８では、図１７に示す通り、センサ・無線中継装置２５ａでは、データ所有事業者の情報２３１を、課金サーバ６の所有者であるＤ社公開暗号鍵２３０で暗号化し、データ所有事業者（暗号化）の情報２３２としてヘッダ２１０に保管する。このデータの中継装置であるセンサ・無線中継装置２２ｂでは，同じくデータ経由装置［１］の情報２２３をＤ社公開暗号鍵２３０でデータ経由装置（暗号化）の情報２３４としてヘッダ２１０に保管する。
このデータの中継装置である無線親局４１ａでは、データ経由装置［２］の情報２３５をＤ社公開暗号鍵２３０でデータ経由装置［２］（暗号化）の情報２３６として、ヘッダ２１０に保管する。
課金サーバ６では、データ所有事業者（暗号化）の２３２、データ経由装置［１］（暗号化）の情報２３４、データ経由装置［２］（暗号化）の情報２３６を、Ｄ社秘密暗号鍵２３７で平文化し、データ所有事業者の情報２３１、データ経由装置［１］の情報２３３、データ経由装置［２］の情報２３５とすることで、課金のための情報を読み出すことができる。

この実施の形態８の効果は、課金情報を課金サーバの所有者の公開暗号鍵で暗号化することで、課金サーバの所有者以外が情報を読み出すことができず、課金サーバの所有者が正しく課金できるようにすることである。

この発明による実施の形態８によれば、実施の形態１から実施の形態６までのいずれかにおける構成において、課金情報を前記課金サーバ６からなる課金処理装置の所有者等の管理主体に係る所定の公開暗号鍵で暗号化する課金情報暗号化手段を設けたので、情報収集機能付き無線中継装置で構成される無線ネットワーク系を複数の事業者で構築し、そのネットワーク装置を利用する事業者がネットワーク装置を保有する事業者に支払う課金を負担することで、効率的な各事業者間相互の装置利用を促進させ、かつ、無線ネットワーク系の効率的敷設を促進させることができ、しかも、課金を適正に行うことができる。

この発明による実施の形態１における構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態１におけるセンサ・無線中継装置の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態１における無線中継装置の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態１における無線親局の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態１におけるデータ構造を示す説明図である。 この発明による実施の形態２における構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態３における構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態３における中継用移動体通信の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態４における構成および通信経路を示すブロック図である。 この発明による実施の形態４におけるセンサ・無線中継装置の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態５における構成および通信経路を示すブロック図である。 この発明による実施の形態５におけるセンサ・無線中継装置の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態６における構成および通信経路を示すブロック図である。 この発明による実施の形態６における無線中継装置の構成を示すブロック図である。 この発明による実施の形態１から実施の形態８までにおける各装置とその所有する事業者との関係を示す説明図である。 この発明による実施の形態７における構成とデータ構造を示すブロック図である。 この発明による実施の形態８における構成とデータ構造を示すブロック図である。

符号の説明

１１，１２，１３，１４，１５ 現場機器、２１ａ，２２ｂ，２３ａ，２３ｃ，２４ｃ，２５ａ センサ・無線中継装置、３１ａ 無線中継装置、４１ａ，４２ｃ 無線親局、５１ ネットワーク、５２ 公衆回線、５３ ＰＢＸ、６ 課金サーバ、７１ａ，７２ｂ，７３ｃ データ収集サーバ、８１ｂ，８２ａ 中継用移動体通信、９１，９２ 移動体通信親局、１０１ アンテナ、１０２ 無線制御器、１０３ ＣＰＵ、１０４ メモリ、１０５ センサ、１０６ 信号変換器、１０７ ネットワーク接続器、１０８ 携帯電話制御器、１０９ 携帯電話、２１０ ヘッダ、２１１ データ番号、２１２ データ所有事業者の情報、２１３ データ経由装置の情報、２２０，２２１ データ、２２２ 共通暗号鍵、２２３ 暗号化データ、２３０ 公開暗号鍵、２３１ データ所有業者の情報、２３２ データ所有業者（暗号化）の情報、２３３，２３５ データ経由装置の情報、２３４，２３６ データ経由装置（暗号化）の情報、２３７ 秘密暗号鍵。

Claims (11)

1. 監視制御対象機器の情報を収集する情報収集手段と、前記情報収集手段により収集した情報を含む通信情報を送受信するための送受信手段と、無線中継を行うための無線中継手段とを有する情報収集機能付き無線中継装置を複数の事業者により複数設置するとともに、課金処理装置および各事業者のデータ収集装置が接続されたネットワークに前記情報収集機能付き無線中継装置を無線親局を介して接続し、各事業者における前記情報収集機能付き無線中継装置から前記データ収集装置への通信状況に応じて前記課金処理装置により各事業者に課金することを特徴とする機器遠隔監視制御システム。
2. 前記無線親局を複数の事業者により複数設置することを特徴とする請求項１に記載の機器遠隔監視制御システム。
3. 前記情報収集機能付き無線中継装置から前記無線親局への無線中継を行うための無線中継装置を複数の事業者により複数設置することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機器遠隔監視制御システム。
4. 前記情報収集機能付き無線中継装置と前記情報収集装置との間を公衆回線を介して接続することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
5. 前記情報収集機能付き無線中継装置と前記データ収集装置との間をインターネットを介して接続することを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
6. 前記課金処理装置および各事業者のデータ収集装置が接続されたネットワークに前記情報収集機能付き無線中継装置を中継用移動体通信装置および移動体通信親局を介して接続することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
7. 前記情報収集機能付き無線中継装置と前記無線親局との間の複数の通信経路を選択して最短の通信経路を設定し設定された通信経路により無線通信を行わせる最短経路設定手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
8. 前記情報収集機能付き無線中継装置と前記無線親局との間の複数の通信経路を選択して課金が最小になる通信経路を設定し設定された通信経路により無線通信を行わせる課金節減手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
9. 前記情報収集機能付き無線中継装置と前記無線親局との間の複数の通信経路のいずれかの故障を検出して故障のない通信経路を設定し設定された通信経路により無線通信を行わせる健全経路設定手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項８までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
10. 前記情報収集機能付き無線中継装置により収集されたデータを暗号化するデータ暗号化手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項９までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
11. 課金情報を前記課金処理装置に係る所定の公開暗号鍵で暗号化する課金情報暗号化手段を設けたことを特徴とする請求項１から請求項１０までのいずれかに記載の機器遠隔監視制御システム。
    

Images