JP2006033490A - Data communication device, and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、データ通信装置及び通信システムであり、特に無線を利用するデータ通信装置の技術に係わるものである。 The present invention relates to a data communication device and a communication system, and particularly relates to a technology of a data communication device using radio.
公衆回線網を経由してデータを無線により送受信を行う通信装置が知られており、監視装置に用いられることがある。これらの通信装置を用いた遠隔監視システム等の例として、特許文献1等がある。上記通信装置は、無線通信を用いることにより、有線通信の場合に比べると、通信線を敷設する等の設備構築の困難性が比較的小さいので、通信装置を多数設けることが容易となる利点等がある。
しかしながら、上記従来の技術等において、通信時間幅が限られた応用であっても通信装置を多数設けると、各々の通信装置と種々のデータを送受信する中央制御装置では、通信装置が増えるにしたがって、処理を正常に行えない場合が生じ問題となる場合がある。例えば、各々の通信装置が送受信する時間帯が重なりデータ量が著しく増加し、その回線の許容量を超えた場合には、通信速度が低下し通信遅れが大きくなり、最悪の場合には通信ができなくなるという現象等である。このような問題を回避するには一般的に、データが通信される回線の容量を大きくすれば良いが、設備にかかる費用の増大を招くという問題がある(特許文献2、3参照)。
However, in the above-described conventional technology and the like, even if the communication time width is limited, if a large number of communication devices are provided, the number of communication devices increases in the central control device that transmits and receives various data to and from each communication device. In some cases, the process may not be performed normally, resulting in a problem. For example, when the time periods for transmission and reception of each communication device overlap, the amount of data increases significantly and exceeds the allowable amount of the line, the communication speed decreases and the communication delay increases, and in the worst case communication is performed. It is a phenomenon that it becomes impossible. In order to avoid such a problem, it is generally sufficient to increase the capacity of a line through which data is communicated. However, there is a problem that the cost of equipment is increased (see
従って、本発明は、上記問題を解決することを課題とするものであり、通信装置が増えても、通信速度が低下しないデータ通信装置及び通信システムを提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a data communication apparatus and a communication system in which the communication speed does not decrease even if the number of communication apparatuses increases.
本発明は、上記課題を解決するために、中央制御装置と通信装置とが通信を行う場合のタイミングにおいて、複数の通信装置が集中して、中央制御装置と通信しないようにする。その為に、中央制御装置と通信装置とが所定の時間内で通信を行う場合に、各々の通信装置自体が中央制御装置と通信をする時間帯を分散されるよう決定し、通信を行うようにすることにある。 In order to solve the above problems, the present invention prevents a plurality of communication devices from concentrating and communicating with the central control device at the timing when the central control device and the communication device communicate. Therefore, when the central control device and the communication device communicate with each other within a predetermined time, it is determined that each communication device itself communicates with the central control device so that the time zone for communication is distributed. Is to make it.
すなわち、本発明は、上位装置と接続され、該上位装置と中央制御装置とのデータ通信を無線による通信網を介して行うデータ通信装置であって、データ通信を行うことのできる時刻範囲を設定する所定時刻設定部と、無作為な値を生成するランダムデータ発生部と、時計機能を有する時刻部と、前記ランダムデータ発生部が生成する無作為な値に従い前記所定時刻設定部が設定した時刻範囲内で無線データ通信を行う通信時間帯を決定する通信時間帯決定部とを具備し、前記時刻部が出力した時刻と前記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、無線データ通信を開始するデータ通信装置である。 That is, the present invention is a data communication device that is connected to a host device and performs data communication between the host device and the central control device via a wireless communication network, and sets a time range in which data communication can be performed. A predetermined time setting unit, a random data generating unit for generating a random value, a time unit having a clock function, and a time set by the predetermined time setting unit according to the random value generated by the random data generating unit A communication time zone determining unit for determining a communication time zone for performing wireless data communication within a range, and when the time output by the time unit matches the communication time zone output by the communication time zone determining unit, A data communication device that starts wireless data communication.
また、本発明は、上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、上記上位装置に対して要求信号を送信するとともに、該要求信号により起動された上位装置と上記中央制御装置との間の無線データ通信を行うデータ通信装置である。 In addition, the present invention transmits a request signal to the host device when the time output by the time unit matches the communication time zone output by the communication time zone determination unit, and is activated by the request signal. This is a data communication device that performs wireless data communication between the higher-order device and the central control device.
そして、本発明は、上記上位装置からの起動信号を受信して該上位装置とのデータ通信動作を開始し、受信した通信データを一時記憶するバッファメモリ部に格納するとともに、上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、該バッファメモリ部に記憶されたデータを上記中央制御制御装置に送信するデータ通信装置である。 Then, the present invention receives a start signal from the host device, starts data communication operation with the host device, stores the received communication data in a buffer memory unit that temporarily stores the data, and outputs the time unit The data communication device transmits the data stored in the buffer memory unit to the central control device when the time and the communication time zone output by the communication time zone determination unit coincide.
更に、本発明は、上記通信時間帯決定部が出力する通信時間帯を所定周期あるいは任意のタイミングで変更するデータ通信装置である。 Furthermore, the present invention is a data communication apparatus that changes a communication time zone output from the communication time zone determination unit at a predetermined period or at an arbitrary timing.
また、本発明は、上位装置と、中央制御装置と、前記上位装置と接続され、該上位装置と中央制御装置とのデータ通信を無線による通信網を介して行うデータ通信装置とを具備する通信システムにおいて、前記データ通信装置を複数個備えるとともに、該データ通信装置のうちの少なくとも1個は上記のいずれかのデータ通信装置である通信システムである。 The present invention also provides a communication comprising: a host device, a central control device, and a data communication device connected to the host device and performing data communication between the host device and the central control device via a wireless communication network. The system includes a plurality of the data communication devices, and at least one of the data communication devices is a communication system that is one of the data communication devices described above.
本発明によれば、中央制御装置と通信装置との間での種々のデータを送受信する場合に、従来は、通信端末が増えることで通信速度の低下や通信処理を正常に行えない場合が生じたが、通信回線の容量を増大することなくその問題が解決できることとなる。 According to the present invention, when various types of data are transmitted and received between the central control device and the communication device, conventionally, there are cases where the communication speed decreases and communication processing cannot be performed normally due to an increase in the number of communication terminals. However, this problem can be solved without increasing the capacity of the communication line.
本発明を実施するための最良の形態を説明する。
以下、本発明を用いた実施の形態である実施例について、図1〜図7を用いて説明する。図1は、実施例1のデータ通信装置の構成図である。図2は、本発明のデータ通信装置を用いた通信システムの全体構成図である。図3は、実施例1のデータ通信装置における通信時間帯を決定するフローの一例の説明図である。図4は、実施例1のデータ通信装置が処理するフローの一例の説明図である。図5は、実施例1のデータ通信装置複数が通信するタイミングの説明図である。図6は、実施例2のデータ通信装置の構成図である。図7は、実施例2のデータ通信装置が処理するフローの一例の説明図である。
The best mode for carrying out the present invention will be described.
Hereinafter, examples which are embodiments using the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a configuration diagram of the data communication apparatus according to the first embodiment. FIG. 2 is an overall configuration diagram of a communication system using the data communication apparatus of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of an example of a flow for determining a communication time zone in the data communication apparatus according to the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a flow processed by the data communication apparatus according to the first embodiment. FIG. 5 is an explanatory diagram of timings at which a plurality of data communication apparatuses according to the first embodiment communicate. FIG. 6 is a configuration diagram of the data communication apparatus according to the second embodiment. FIG. 7 is an explanatory diagram of an example of a flow processed by the data communication apparatus according to the second embodiment.
実施例1を説明する。本発明の一実施形態であるデータ通信システムの全体構成について、図2を用いて説明する。本システムは、無線を利用してn個の上位装置2と中央制御装置6の間でデータ通信を行う遠隔監視システムの例である。データ通信装置1_i(iは1〜n)は、各々が対応する上位装置2_iのデータを、アンテナ3_iにより無線で公衆回線網4と接続し、公衆回線網4からは専用回線5を介して中央制御装置6と通信するシステムである。したがって、公衆回線網4及び専用回線5と中央制御装置6には、全ての上位装置2_iのデータが処理されることになる。
Example 1 will be described. An overall configuration of a data communication system according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. This system is an example of a remote monitoring system that performs data communication between n number of
次にデータ通信装置1の構成について、図1を用いて説明する。なお、データ通信装置1にはマイクロコンピュータ12(以下、「マイコン」と略記)を用いた構成を示しており、マイコン12内に示すブロックはソフトウェア処理されることを示している。まず、上位装置2との通信データ21は、インターフェース部11を介して行われ、通信制御部121により送受信制御が行われる。上位装置2からの受信データは、プロトコル変換部122で、公衆回線網4ならびに中央制御装置6と通信できるような形態にデータ変換される。このデータは、無線制御部124により制御される無線通信部15に送られ、無線信号151として送られたアンテナ3より無線電波として送信される。ここで、アンテナ3より受信されるデータは、上述の経路を逆にたどり、上位装置2に送られることは言うまでもない。
Next, the configuration of the
上述の送受信処理を行うタイミングの決定方法の一例を説明する。通信時間帯決定部123は、所定時刻設定部14に設定されている所定時刻の範囲内において、ランダムデータ発生部125が生成する任意の値に対応した通信時間帯を決定する。時刻部13は時計機能を有する。時刻部13が出力する時刻と通信時間帯決定部123が決定した通信時間帯が一致した時点で、インターフェース部11より要求信号111を上位装置2に送ることで、上述の通信処理を開始する。
An example of a timing determination method for performing the above-described transmission / reception processing will be described. The communication time
以下、実施例1におけるマイコン12が行う通信時間帯を決定する処理の一例を、図3のフローチャートにより説明する。まず、ステップ200において現状決定されている通信時間帯を更新する必要の有無の判定を行い、もし、更新するのであればステップ202により予め設定されている所定時刻の範囲をとり込む。その後、ステップ204でランダムデータを発生させ任意のデータを決定する。ここで、ランダムデータの発生方法としては、自己で乱数を発生させるとか、記憶されている乱数を用いるとか、その方法は種々存在する。この値を用いてステップ206では所定時刻範囲のうちで一つの時間帯を決定し通信時間帯とする。なお、ステップ200において通信時間帯を変更する必要の無い場合は、そのまま処理を終了するものである。
Hereinafter, an example of the process for determining the communication time zone performed by the
本処理による通信時間帯の決定によれば、定期的に通信時間帯を更新することができるため、外部より通信時間帯の特定が難しくなり、セキュリティの向上が期待できる。なお、上記通信時間帯の更新は、定周期のみでなく任意のタイミングでの変更も可能である。 According to the determination of the communication time zone by this processing, since the communication time zone can be updated periodically, it becomes difficult to specify the communication time zone from the outside, and an improvement in security can be expected. The communication time zone can be updated not only at a fixed period but also at an arbitrary timing.
次に、実施例1におけるマイコン12が行う通信処理の一例を、図4のフローチャートにより説明する。ステップ300で時刻部13より現在時刻を取り込み、その時刻が通信時間帯と一致するか否かをステップ302で判定する。現在時刻が通信時間帯でなければそのまま処理を終了するが、通信時間帯であればステップ304からのデータ通信処理に移行する。
Next, an example of communication processing performed by the
まず、ステップ304にて公衆回線網4との接続を行い、その回線接続が確立した後にステップ306に移り、中央制御装置6との回線接続を確立する。ここで、これらの回線との接続方法としては、PPP接続やTCP/IP接続といった標準のプロトコルによる接続方法などある。このように中央制御装置6とのデータ通信が可能になった後に、ステップ308にて上位装置2に起動をかけデータを要求する。
First, in
その後、ステップ310の判定で上位装置2より受信した中央制御装置6へのデータが存在するなら、そのデータを中央制御装置6とデータ通信できるデータ形式となるようプロトコル変換をステップ312で行う。このプロトコル変換データをステップ314にて無線送信することで送信処理を終了し、次のステップ316の受信処理に移る。この時点で、上位装置2のデータは公衆回線網4を経由して中央制御装置6へ送られることになる。なお、ステップ310の判定で上位装置2よりの受信データが無い場合は、そのままステップ316の受信処理に移る。
Thereafter, if there is data for the central control device 6 received from the
受信処理のステップ316では無線通信部15からの受信データの有無を判定し、データが受信されていればステップ318にて受信データをプロトコル変換する。なお、ステップ318で行うプロトコル変換は、ステップ312とは逆の変換処理を行うものである。この逆のプロトコル変換されたデータはステップ320にて上位装置2に送信し、一連の送信処理を終了する。なお、ステップ316の判定で無線通信部15からの受信データが無い場合は、そのままステップ322の処理に移る。
In
ステップ322では上位装置2から受け取る未通信データの有無を確認する等、一連の送受信処理が終了したがどうかを判別し、通信が未終了ならばステップ310に戻り、次のデータの通信処理を行う。一方、ステップ322で通信処理が終了しているならば、回線切断処理に移る。まず、ステップ324にて中央制御装置2との接続を遮断した後、ステップ326で公衆回線網4との接続を遮断することで、一連の通信処理を終了する。
In
以上述べた方式により複数のデータ通信装置を利用した場合に、各々のデータ通信装置が通信するタイミングの概念の一例について、図5を用いて説明する。各々のデータ通信装置は図3で説明した処理に従い、各々が設定された所定時刻範囲内で一つの通信時間帯を決定する。ここで、設定された所定時刻の範囲が各データ通信装置に共通であっても、その時間範囲の中で各データ通信装置の通信時間帯は、乱数を使用して決定されるため、分散される可能性が高くなる。そして、この通信タイミングに上位装置2と中央制御装置4との間でデータの送受信を行うため、通信回線の容量を増大することなく通信を行うことができる。
An example of the concept of timing at which each data communication device communicates when a plurality of data communication devices are used by the method described above will be described with reference to FIG. Each data communication apparatus determines one communication time zone within a predetermined time range set in accordance with the processing described with reference to FIG. Here, even if the set range of the predetermined time is common to each data communication device, the communication time zone of each data communication device is determined using random numbers within the time range, and thus is distributed. Is more likely. Since data is transmitted and received between the
実施例2について、図6及び図7を用いて説明する。本実施例の通信システム全体は、上記の実施例1の図2と同様である。そして、本実施例は、実施例1がデータ通信の起動タイミングをデータ通信装置1から上位装置2へ与えるのに対して、逆に、上位装置2からデータ通信装置1に対して起動を掛けるものである。つまり、図6に示すように、データ通信起動の要求信号112が、上位装置2からデータ通信装置1に対して出力するものである。なお、図6の構成図において、図1の構成図と同符号のブロックは、同機能を有するものである。また、中央制御装置6との通信時間帯の決定は上記実施例1と同様である。このため、データ通信装置1が上位装置2と行うデータ通信のタイミングと、中央制御装置4との無線通信を行うタイミングが異なってくる。そのため、上位装置2との通信データを一時的に記憶するバッファメモリ126を備えたものである。
A second embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7. The entire communication system of the present embodiment is the same as that of FIG. In the present embodiment, the start timing of data communication is given from the
次に、マイコン12が行う通信処理の一例を、図7のフローチャートにより説明する。なお、上述したように中央制御装置4との通信時間帯の決定は図3と同一のため、説明を省略する。本処理の起動は、一定周期のポーリング処理にて行うか、または、外部起動可能な割り込み処理にて行われる。まず、ステップ400では、上位装置2からの要求信号の有無を判定する。上位装置2からの要求があった場合には、ステップ402にて上位装置2からのデータをバッファメモリに格納し、ステップ404に移行する。なお、ステップ400にて上位装置2からの要求がなければ、そのままステップ404に移行する。
Next, an example of communication processing performed by the
ステップ404では時刻部13より現在時刻を取り込み、その時刻が通信時間帯と一致するか否かをステップ406で判定する。ステップ406で現在時刻が通信時間帯でなければそのまま処理を終了するが、通信時間帯であればステップ408にてバッファメモリ内に中央制御装置に送信すべきデータの存在の有無を判定する。もし、ステップ408で送信データが無い場合はそのまま処理を終了するが、逆に、データが存在している場合は以下に説明するステップ410からのデータ通信処理に移行する。
In step 404, the current time is fetched from the
ステップ410では公衆回線網4との接続を行い、その回線接続が確立した後にステップ412に移り中央制御装置6との回線接続を確立する。ここで、これらの回線との接続方法は、実施例1と同様であることは言うまでもない。その後、ステップ414において、バッファメモリ内のデータを中央制御装置6とデータ通信できるデータ形式となるようプロトコル変換を行う。このプロトコル変換データをステップ416にて無線送信することで、送信処理を終了する。送信が終了したら次のステップ418で中央制御装置2との接続を遮断した後、ステップ420で公衆回線網4との接続を遮断することで一連の通信処理を終了する。なお、本実施例2では中央制御装置6からのデータを受信する処理は、前述の実施例1と同様であるため記載を省略している。
In
以上述べた実施例ではデータ通信タイミングをデータ通信端末1で決定した時間帯で行っているが、上位装置2から故障情報をはじめとする、緊急に中央制御装置6にデータを送受信する必要がある場合には、本実施例の起動タイミングを適用せずに送受信を行うことも可能であることは言うまでもない。
In the embodiment described above, the data communication timing is performed in the time zone determined by the
このように多数の通信装置を利用してデータ通信を行う場合であっても、従来複数の通信装置と上記実施例を適用することにより、中央制御装置が同時にデータ通信を行うことに起因した、データ送受信の通信速度の遅延や正常に通信出来なくなることの回避が可能となる。また、多数の通信装置とデータ通信するに用いられる通信回線網も、データ通信容量が従来に比べて小さなものであっても通信可能になると共に、これらの通信データを処理する制御装置の処理能力を抑えて実現できるという利点がある。 Even in the case where data communication is performed using a large number of communication devices in this way, by applying the above-described embodiments with a plurality of communication devices in the past, the central control device performs data communication simultaneously. It is possible to avoid delays in data transmission / reception speed and failure to communicate normally. In addition, the communication network used for data communication with a large number of communication devices can communicate even if the data communication capacity is smaller than the conventional one, and the processing capability of the control device for processing these communication data. There is an advantage that it can be realized while suppressing.
また、上記実施例によれば、中央制御装置と通信装置とが所定の時間内で通信を行う場合に、各々の通信装置が分散して通信を行うようにするにあたり、ランダムデータを発生させるものとしており、各々の通信装置の通信割り当て時間をスケジューリングするプログラムによってタイミングで分散させるのではないため、分散処理が容易に実現できるという利点がある。 In addition, according to the above embodiment, when the central control device and the communication device perform communication within a predetermined time, random data is generated when each communication device performs communication in a distributed manner. Since the communication allocation time of each communication device is not distributed at the timing by a program for scheduling, there is an advantage that distributed processing can be easily realized.
また、通信時間のスケジューリングをプログラムで行わないことで、例えば、通信装置の数量に大きな変動が生じた場合でも、上記スケジューリングの方法を変更しなくても良いという利点もある。 Further, by not performing scheduling of communication time by a program, there is an advantage that the scheduling method does not need to be changed even when, for example, a large fluctuation occurs in the number of communication devices.
また、ランダムデータによって通信装置の通信タイミング決定を行うので、例えば、施設の施錠、安全に関する保安情報等を複数の所定設置箇所からデータ取得する場合に、無作為の設置箇所からデータ取得が出来ることとなり、決まったルールの下で決定されたタイミングでデータ取得する場合と比べると、セキュリティ面でも安全性を高めることを可能とする。 In addition, since the communication timing of the communication device is determined by random data, for example, when acquiring data from a plurality of predetermined installation locations such as facility locking and safety information, the data can be acquired from random installation locations. Thus, it is possible to improve safety in terms of security as compared with the case where data is acquired at a timing determined under a predetermined rule.
また、ある標本を有するシステムからのデータ収集を行うシステムに本発明の実施例を適用した場合には、無作為抽出によってデータ取得が出来ることとなり、所謂標本に対する全体データの取得を短時間で取得可能とする利点などが得られるシステムを提供可能となる。 In addition, when the embodiment of the present invention is applied to a system that collects data from a system having a certain sample, data can be acquired by random sampling, and acquisition of the entire data for a so-called sample can be acquired in a short time. It is possible to provide a system that can provide advantages that can be achieved.
1 データ通信装置
11 インターフェース部
111 要求信号(上位装置からの)
112 要求信号(上位装置への)
12 マイクロコンピュータ
121通信制御部
122 プロトコル変換部
123 通信時間帯決定部
124 無線制御部
125 ランダムデータ発生部
13 時刻部
14 所定時刻設定部
15 無線通信部
151 無線信号
2 上位装置
3 アンテナ
4 公衆回線網
5 専用回線
6 中央制御装置
1
112 Request signal (to host device)
DESCRIPTION OF
Claims (5)
データ通信を行うことのできる時刻範囲を設定する所定時刻設定部と、無作為な値を生成するランダムデータ発生部と、時計機能を有する時刻部と、前記ランダムデータ発生部が生成する無作為な値に従い前記所定時刻設定部が設定した時刻範囲内で無線データ通信を行う通信時間帯を決定する通信時間帯決定部とを具備し、前記時刻部が出力した時刻と前記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、無線データ通信を開始することを特徴とするデータ通信装置。 A data communication device that is connected to a host device and performs data communication between the host device and the central control device via a wireless communication network,
A predetermined time setting unit for setting a time range in which data communication can be performed, a random data generating unit for generating random values, a time unit having a clock function, and a random data generating unit for generating random values A communication time zone determining unit that determines a communication time zone for performing wireless data communication within a time range set by the predetermined time setting unit according to a value, and the time output by the time unit and the communication time zone determining unit are A data communication apparatus, wherein wireless data communication is started when an output communication time zone coincides.
上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、上記上位装置に対して要求信号を送信するとともに、該要求信号により起動された上位装置と上記中央制御装置との間の無線データ通信を行うことを特徴とするデータ通信装置。 The data communication apparatus according to claim 1, wherein
When the time outputted by the time part matches the communication time zone outputted by the communication time zone determining unit, a request signal is transmitted to the higher-level device, and the higher-level device activated by the request signal and the above-mentioned A data communication apparatus that performs wireless data communication with a central control apparatus.
上記上位装置からの起動信号を受信して該上位装置とのデータ通信動作を開始し、受信した通信データを一時記憶するバッファメモリ部に格納するとともに、上記時刻部が出力した時刻と上記通信時間帯決定部が出力した通信時間帯とが一致した時に、該バッファメモリ部に記憶されたデータを上記中央制御制御装置に送信することを特徴とするデータ通信装置。 The data communication apparatus according to claim 1, wherein
The activation signal from the host device is received, data communication operation with the host device is started, the received communication data is temporarily stored in the buffer memory unit, and the time output by the time unit and the communication time are stored. A data communication device characterized by transmitting data stored in the buffer memory unit to the central control device when the communication time zone output by the band determining unit coincides.
上記通信時間帯決定部が出力する通信時間帯を所定周期あるいは任意のタイミングで変更することを特徴とするデータ通信装置。 The data communication apparatus according to claim 1, wherein
A data communication apparatus characterized in that the communication time zone output by the communication time zone determination unit is changed at a predetermined cycle or at an arbitrary timing.
前記データ通信装置を複数個備えるとともに、該データ通信装置のうちの少なくとも1個は請求項1〜4のいずれか1項に記載のデータ通信装置であることを特徴とする通信システム。 In a communication system comprising a host device, a central control device, and a data communication device connected to the host device and performing data communication between the host device and the central control device via a wireless communication network,
A communication system comprising a plurality of the data communication devices, wherein at least one of the data communication devices is the data communication device according to any one of claims 1 to 4.
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