JP2008042399A - 無線ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】無線ネットワークシステムにおける無線通信の冗長化を安価且つ簡単な構成で実現すること。
【解決手段】マイクロプロセッサ５１は、ＬｏｎＴｌａｋファームウェア５３０に従った処理により、ネットワーク変数５５０の更新と、無線リモコン１及び他の無線ゲートウェイ５とのデータ通信とを制御する。具体的には、無線リモコン１からトランシーバ部６０を介してデータを受信すると、入力ネットワーク変数５５２として記憶する。そして、その入力ネットワーク変数５５２に基づいて出力ネットワーク変数５５４を更新すると、ＬｏｎＴａｌｋファームウェア５３０に従った処理によって、当該出力ネットワーク変数５５４を有線ネットワークＮを介してマスターの無線ゲートウェイ５に送信する。
【選択図】図２

Description

本発明は、有線ネットワークに接続された階層関係を有する複数の無線デバイスと、この複数の無線デバイスそれぞれと無線通信可能な無線端末とを具備する無線ネットワークシステムに関する。

ビルディングオートメーション、産業オートメーション、ホームオートメーション、エネルギーシステム監視制御及び交通システム監視制御等の分野において、各種電子機器のネットワーク制御が実現されている。このような分野のネットワーク制御では、ＬｏｎＷｏｒｋｓ（Local Operating Networks）と呼ばれるＥｃｈｅｌｏｎ社により開発された知的分散制御のためのオープンネットワークが広く普及している。

例えば、エアコンやファンコイルユニット（ＦＣＵ；Fan Coil Unit）等の空調機器の設備制御を行う場合には、各空調機器を制御するコントローラデバイスを設けて、これらを有線ネットワーク上から制御する。具体的なシステム構成としては、複数のファンコイルユニットそれぞれを制御するコントローラと、ゲートウェイと、中央監視制御装置とをＬｏｎＷｏｒｋｓで接続した空調システムが知られている（特許文献１参照）。
特開２００４−６９０９１号公報

ところで、近年はネットワークシステムの一部に無線通信を採用することで、当該システム（以下、無線通信を含むシステムを「無線ネットワークシステム」という）の拡張が図られている。ＬｏｎＷｏｒｋｓは、通信媒体として無線もサポートしており、ＮｕｅｒｏｎチップというＬＳＩ（Large-Scale Integration circuit）を搭載することにより無線通信によるネットワーク構築が容易に行える。

しかし、例えば特許文献１のシステムにおいて、ゲートウェイと中央監視制御装置間を単純に無線通信によって接続した場合、電波障害や障害物等による通信不良が発生し、無線ネットワークシステムの信頼性の低下を引き起こしてしまう。このため、無線ネットワークシステムの通信の冗長化を行って信頼性の向上を図る必要がある。

上述したＬｏｎＷｏｒｋｓでは、ＬｏｎＴａｌｋと呼ばれる通信プロトコルが用いられ、このＬｏｎＴａｌｋの仕様で定められたＡｌｔｅｒｎａｔｅパスビットを用いて通信の冗長化が図られている。具体的には、無線通信に失敗した場合に所定回数のリトライを行い、このリトライの最後の２回に、Ａｌｔｅｒｎａｔｅパスビットを判定することで、通信周波数やアンテナ、ルータを切り替えて通信の冗長化を図っている。

例えば、図９（ａ）に示す無線ネットワークシステムＳ１０は、第１及び第２無線ルータＲ１，Ｒ２と複数のＦＣＵコントローラ９とが有線ネットワークＮ１に接続された第１有線システムＳ１と、第３及び第４無線ルータＲ３，Ｒ４と複数のコントローラデバイスＤとが有線ネットワークＮ２に接続された第２有線システムＳ２とが無線通信可能に構成されている。

この無線ネットワークシステムＳ１０において、第１無線ルータＲ１と第３無線ルータＲ３と間に通信不良が発生した際には、Ａｌｔｅｒｎａｔｅパスビットによって無線ルータが第２無線ルータＲ２と第４無線ルータＲ４とに切り替えられて、無線通信の冗長化が図られる。ところが、図９（ａ）のようなシステム構成では、コントローラデバイスＤ側に無線ルータを設けなければないため、持ち運びが可能なリモートコントローラ（以下「リモコン」と略す）のように軽量且つ小型なコントローラデバイスＤを実現することは困難である。

これに対し、有線システムＳ３に無線で直接接続可能な無線リモコンＲＣ１を搭載することで、図９（ｂ）に示すようなシステム構成の無線ネットワークシステムＳ２０が実現できる。しかし、第１無線リモコンＲＣ１と無線ルータＲ５との間に通信障害が発生した場合には、他の第２無線リモコンＲＣ２等でリトライしなければならなく、ハードウェア構成が倍になってしまう。

また、上述したようにＬｏｎｔａｌｋのＡｌｔｅｒｎａｔｅパスビットを用いて、通信周波数やアンテナ、スペクトラム拡張通信の拡張符号を切り替える等して冗長化を図ることができるが、その切り替えのための回路構成が複雑になり高コストになってしまう。また、Ａｌｔｅｒｎａｔｅパスビットによる経路切替機能は、Ｅｃｈｅｌｏｎ社のルータにのみ実装されている仕様であるため、図９に示すような無線ネットワークシステムＳ１０，Ｓ２０によって無線通信の冗長化を図るには、汎用性に欠けてしまった。

本発明は、上述した課題に鑑みて為されたものであり、その目的とするところは、無線ネットワークシステムにおける無線通信の冗長化を安価且つ簡単な構成で実現することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
有線ネットワークに接続された階層関係を有する複数の無線デバイスと、この複数の無線デバイスそれぞれと無線通信可能な無線端末とを具備する無線ネットワークシステムにおいて、
前記複数の無線デバイスは、
前記無線端末から送信されるデータを受信する無線受信手段を備え、
前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた下層の無線デバイスは、
前記無線受信手段により受信されたデータを自機の上層の前記無線デバイスに前記有線ネットワークを介して送信する有線送信手段を備え、
前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた上層の無線デバイスは、
前記下層の無線デバイスから送信されるデータを前記有線ネットワークを介して受信する有線受信手段を備えることを特徴としている。

また、請求項２に記載の発明は、
有線ネットワークに接続された階層関係を有する複数の無線デバイスと、この複数の無線デバイスそれぞれと無線通信可能な無線端末とを具備する無線ネットワークシステムにおいて、
前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた上層の無線デバイスは、
前記無線端末に送信するデータを前記有線ネットワークを介して下層の前記無線デバイスに送信する有線送信手段と、
前記有線送信手段により送信されるデータを前記無線端末に送信する第１の無線送信手段と、
を備え、
前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた下層の無線デバイスは、
上層の前記無線デバイスから送信されるデータを前記有線ネットワークを介して受信する有線受信手段と、
前記有線受信手段により受信されたデータを前記無線端末に無線送信する第２の無線送信手段と、
を備えることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、
前記有線ネットワークは、ＬｏｎＷｏｒｋｓであり、
他の前記無線デバイスに送信するデータをネットワーク変数として記憶する記憶手段を更に備え、
前記有線送信手段は、前記記憶手段により記憶されたデータを前記無線デバイスに前記有線ネットワークを介して送信し、
前記有線受信手段は、前記有線送信手段により送信されたデータを前記ネットワーク変数として前記記憶手段に記憶する記憶制御手段を有することを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明において、
前記無線デバイスは、ゲートウェイ装置であることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明において、
空調機器を制御する空調制御装置が前記有線ネットワーク上に更に接続され、
前記無線端末は、前記空調機器を遠隔制御するためのデータを送信するリモートコントローラであることを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、無線端末から送信されたデータを下層の無線デバイスが上層の無線デバイスに有線ネットワークを介して送信するため、複数の無線デバイスのうちの何れかが無線端末からのデータ受信できれば、確実に上層の無線デバイスにそのデータが転送されてくる。従って、無線端末に通信周波数やアンテナ、スペクトラム拡張通信の拡張符号を切り替えるための回路を設けることなく、無線通信の冗長化を安価且つ簡単な構成で実現することができる。

請求項２に記載の発明によれば、無線端末に送信するデータを有線ネットワークを介して下層の無線デバイスに送信するため、そのデータが複数の無線デバイス全てに送信され、当該複数の無線デバイスから無線端末へのデータ送信が行われる。従って、無線端末に通信周波数やアンテナ、スペクトラム拡張通信の拡張符号を切り替えるための回路を設けることなく、無線通信の冗長化を安価且つ簡単な構成で実現することができる。

請求項３に記載の発明よれば、請求項１又は２に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、ＬｏｎＷｏｒｋｓ特有の概念であるネットワーク変数として他の無線デバイスに送信するデータを記憶して送信するため、有線送信手段及び有線受信手段をＬｏｎＴａｌｋファームウェアより実現することが可能になり、無線ネットワークシステムの構築が容易になる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、ゲートウェイ装置は、一般にＯＳＩ参照モデルの全階層の機能を有するため、ネットワーク層及びトランスポート層の機能のみを有するルータを用いるよりも汎用的であり、無線ネットワークシステムの構築が容易になる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４の何れか一項に記載の発明と同様の効果が得られるのは無論のこと、空調機器をリモートコントローラを介して遠隔制御する無線ネットワークシステムにおいて、無線通信の冗長化を安価且つ簡単な構成で実現することができる。

〔実施形態〕
以下、本発明の無線ネットワークシステムの実施形態について、図１〜図８を参照して詳細に説明する。

図１は、無線ネットワークシステムＳのシステム構成の一例を示すブロック図である。無線ネットワークシステムＳは、複数のファンコントローラユニット（ＦＣＵ）をそれぞれ制御するＦＣＵコントローラ９と、相互に階層関係を有する複数の無線ゲートウェイ５と、無線リモコン１とを備えて構成される。尚、無線ネットワークシステムＳを構成する各電子機器を以下適宜「デバイス」と称する。

ＦＣＵコントローラ９は、送風ファンや冷温水コイルを備えたＦＣＵを制御して、無線リモコン１で設定された動作モードや温度、湿度に基づいて温度調整や風量調整を行う。また、ＦＣＵコントローラ９は、ツイストペアケーブルや光ファイバー、ＡＣ電力線等の有線ネットワークＮを介して無線ゲートウェイ５と接続される。無線ゲートウェイ５は、無線リモコン１と無線通信によってネットワークを形成し、当該無線リモコン１とＦＣＵコントローラ９との間のデータの中継を行う。

本実施形態において無線ネットワークシステムＳには、ＬｏｎＷｏｒｋｓが用いられる。ＬｏｎＷｏｒｋｓは、Ｅｃｈｅｌｏｎ社により開発された知的分散制御型のオープンネットワークである。この無線ネットワークシステムＳに接続される各デバイスには、Ｎｕｅｒｏｎチップと呼ばれるＬＳＩが搭載される。Ｎｅｕｒｏｎチップは、ＬｏｎＷｏｒｋｓの通信プロトコルであるＬｏｎｔａｌｋ通信プロトコルやファームウェアを予め記憶したＬＳＩであり、このチップの搭載によりＬｏｎＷｏｒｋｓの構築が容易になる。

無線デバイスとしての無線ゲートウェイ５には、マスターとスレイブという２階層の階層関係がソフト的又はディップスイッチ等により予め設定される。具体的には、無線ゲートウェイ５Ｍが上層のマスター、無線ゲートウェイ５Ｓが下層のスレイブとして設定されている。各無線ゲートウェイ５は、無線リモコン１と双方向の無線通信を行う。尚、マスターの無線ゲートウェイ５Ｍと、スレイブの無線ゲートウェイ５Ｓとを総称して「無線ゲートウェイ５」という。

無線端末としての無線リモコン１は、ＦＣＵの動作モードや温度、湿度の設定を行うための無線端末である。ユーザが無線リモコン１を操作して各種設定を行うと、その設定データが各無線ゲートウェイ５に送信される。この無線リモコン１から無線で送信されたデータ（以下、「無線データ」という）は、マスターの無線ゲートウェイ５で逐次管理され、有線ネットワークＮを介してＦＣＵコントローラ９に転送される。

ＦＣＵコントローラ９は、無線リモコン１から送信された設定データに基づいてＦＣＵを駆動し、そのＦＣＵの実効状態を示すデータをマスターの無線ゲートウェイ５Ｍに送信する。マスターの無線ゲートウェイ５Ｍは、ＦＣＵコントローラ９から送信されるデータを逐次管理し、スレイブの無線ゲートウェイ５Ｓと共に無線リモコン１に転送する。

図２は、無線ゲートウェイ５の機能構成の一例を示すブロック図である。図２に示すように、無線ゲートウェイ５は、Ｎｅｕｒｏｎチップ制御プロセッサ５０と、トランシーバ部６０とを備えて構成される。Ｎｅｕｒｏｎチップ制御プロセッサ５０は、マイクロプロセッサ５１と、ＲＯＭ５３と、ＲＡＭ５５と、インターフェイス部５７とを備えて構成される。

マイクロプロセッサ５１は、各機能部を統括的に制御して、トランシーバ部６０で送受信するデータの情報処理や各機能部へ対する指示を行う。ＲＯＭ５３は、マイクロプロセッサ５１の制御にかかるプログラムや、当該プログラムに従った処理に必要なデータ等を記憶するメモリ領域である。ＲＡＭ５５は、データの読み書きが可能なメモリ領域であり、マイクロプロセッサ５１の制御にかかる動的なデータや設定データを記憶する。インターフェイス部５７は、トランシーバ部６０とのデータ通信を制御する。

具体的に、マイクロプロセッサ５１は、ＲＯＭ５３に記憶されたプログラムに従った処理を行ってＲＡＭ５５のデータの更新を行う。そして、所定の通信プロトコルに従ってパケットを組み立てて、ＲＡＭ５５のデータをインターフェイス部５７からトランシーバ部６０に送信する。また、トランシーバ部６０を介してデータを受信すると、そのデータのパケットを分解してＲＡＭ５５に記憶する。

図２によれば、ＲＯＭ５３は、ＬｏｎＴａｌｋファームウェア５３０と、ＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル５３２と、冗長化通信プログラム５３４とを記憶している。ＬｏｎＴａｌｋファームウェア５３０は、ＬｏｎＷｏｒｋｓのための制御プログラムである。このＬｏｎＴａｌｋファームウェア５３０に従った処理は、アプリケーションプログラムに従った処理のバックグラウンドで実行される。

マイクロプロセッサ５１は、ＬｏｎＴｌａｋファームウェア５３０に従った処理により、ネットワーク変数５５０の更新と、他のデバイスとのデータ通信とを制御する。尚、ＬｏｎＴａｌｋファームウェア５３０に従った処理は、マイクロプロセッサ５１が主体となって行うが、説明の簡便上、「ファームウェアが行う」といったように「ファームウェア」を主体として記載する。

ＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル５３２は、ＯＳＩ参照モデルの全層にあたるサービスを提供するパケットベースのシリアル・ピア・ツー・ピア通信プロトコルである。ＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル５３２は、物理層において、ツイストペア線、電力線、同軸ケーブル、無線、赤外線及び光ファイバーといった様々な通信媒体をサポートしており、トランシーバ部６０において各通信媒体に対応する変調処理が行われる。

冗長化通信プログラム５３４は、本実施形態の無線ゲートウェイ５の動作に係る処理を実現するためのアプリケーションプログラムである。マイクロプロセッサ５１は、この冗長化通信プログラム５３４に基づいて、図７に示すフローチャートに従った処理を行う。

また、ＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル５３２の特徴的な概念としてネットワーク変数５５０があり、ＲＡＭ５５に記憶される。ネットワーク変数５５０は、ＬｏｎＷｏｒｋｓ上の各デバイス間で共有されるデータであり、例えば、温度や湿度、スイッチの値（オン／オフ）等の任意のデータ型の変数がＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル５３２によって予め定められている。

ネットワーク変数５５０には、入力ネットワーク変数５５２と、出力ネットワーク変数５５４とがあり、冗長化通信プログラム５３４等のアプリケーションプログラムに従った処理により逐次更新される。入力ネットワーク変数５５２は、ネットワーク上の他のデバイス（他の無線ゲートウェイ５やＦＣＵコントローラ９、無線リモコン１）から受信（入力）されるデータである。また、出力ネットワーク変数５５４は、ネットワーク上の他のデバイスに送信（出力）されるデータである。

ファームウェア（マイクロプロセッサ５１）は、アプリケーションのバックグランドで行われ、ネットワーク上でネットワーク変数５５０の値を必要とする他のデバイスやデバイスグループの論理アドレスを把握するバインディングを行う。そして、入力ネットワーク変数５５２がアプリケーションによって更新されると、この入力ネットワーク変数５５２を出力ネットワーク変数５５４として書き換え、ＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル５３２に基づいてパケットを組み立てて各デバイスに送信する。また、他のデバイスからデータを受信した場合には、そのデータを入力ネットワーク変数５５２としてＲＡＭ５５に記憶する。

この入力ネットワーク変数５５２及び出力ネットワーク変数５５４のＬｏｎＷｏｒｋｓ上での送受信は、ファームウェア５３０により行われる。従って、入力ネットワーク変数５５２をどのデバイスから取得するか、出力ネットワーク変数５５４をどのデバイスに送信するかといったことを考慮せずに、単に入力ネットワーク変数５５２及び出力ネットワーク変数５５４を書き込み更新するアプリケーションプログラムをコーディングすることで、無線ネットワークシステムＳの構築が可能となる。

トランシーバ部６０は、Ｎｅｕｒｏｎチップ制御プロセッサ５０の通信ポートと、他のデバイス間の通信媒体との間の物理インターフェイスを提供する電子モジュールである。その通信媒体としては、ツイストペア線や電力線、無線、赤外線、光ファイバー、同軸ケーブル等の様々な媒体があり、各媒体でのデータ通信に対応した変調処理や復調処理を行う。

本実施形態において、トランシーバ部６０は、ツイストペア線に対応するネットワークトランシーバ６１と、無線に対応する無線トランシーバ６２とを備えて構成され、他の媒体に対応するトランシーバの図示は省略する。無線ゲートウェイ５は、ネットワークトランシーバ６１を介して有線ネットワークＮと通信接続され、無線トランシーバ６２を介して無線リモコン１と通信接続される。

図３は、無線リモコン１の機能構成の一例を示すブロック図である。図３に示すように、無線リモコン１は、Ｎｅｕｒｏｎチップ制御プロセッサ１０と、無線トランシーバ２１を有するトランシーバ部２０、操作部３０及び表示部４０を備えて構成される。尚、Ｎｅｕｒｏｎチップ制御プロセッサ１０の構成は、無線ゲートウェイ５のＮｅｕｒｏｎチップ制御プロセッサ５０と略同一であるため、その説明は適宜省略する。

図３によれば、ＲＯＭ１３は、ＬｏｎＴａｌｋファームウェア１３０と、ＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル１３２と、リモコン制御プログラム１３４とを記憶している。リモコン制御プログラム１３４は、本実施形態の無線リモコン１の動作に係る処理を実現するためのアプリケーションプログラムである。マイクロプロセッサ１１は、このリモコン制御プログラム１３４に基づいて、図６に示すフローチャートに従った処理を行う。

操作部３０は、カーソルキーやモードキー等を備えて構成され、ユーザに押下されたキーに対応する操作信号をマイクロプロセッサ１１に出力する。ユーザは、この操作部３０を押下操作することで、ＦＣＵの動作モードや温度、湿度の設定を行う。表示部４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等により構成され、マイクロプロセッサ１１の指示に基づいた数値や文字列等を表示する。

マイクロプロセッサ１１は、操作部３０から入力された操作信号に基づいてユーザにより設定された動作モードや温度、湿度を判別し、表示部４０に表示させる。その設定され動作モード等のデータは、出力ネットワーク変数１５４としてＲＡＭ１５０に書き込まれ、ファームウェア１３０によってマルチキャスト或いはブロードキャストで全ての無線ゲートウェイ５に送信される。

マスター及びスレイブの各無線ゲートウェイ５は、無線リモコン１から送信される無線データを受信すると、その無線データを入力ネットワーク変数５５２としてＲＡＭ５５に書き込むと共に、同じデータを出力ネットワーク変数５５４として書き込む。

この無線リモコン１からのデータ受信の際に、例えば、無線リモコン１とマスターの無線ゲートウェイ５Ｍとの間に通信障害が発生した場合、図４に示す無線ゲートウェイ５Ｍの入力ネットワーク変数５５２Ｍが更新されなくなる。このとき、無線ゲートウェイ５Ｍの下層となるスレイブの無線ゲートウェイ５Ｓが無線リモコン１からのデータを受信できれば、そのデータが入力ネットワーク変数５５２Ｓとして書き込まれる。

そして、入力ネットワーク変数５５２Ｓと同じデータが出力ネットワーク変数５５４Ｓとして書き込まれ、その出力ネットワーク変数５５４Ｓが有線ネットワークＮを介してマスターの無線ゲートウェイ５Ｍに確実に送信されて、入力ネットワーク変数５５２Ｍに更新される。

また、マスターの無線ゲートウェイ５ＭがＦＣＵコントローラ９からデータ受信した場合には、そのデータが入力ネットワーク変数５５２Ｍとして書き込まれると共に、出力ネットワーク変数５５４Ｍが更新される。そして、ファームウェア５３０によってマスターの出力ネットワーク変数５５４Ｍがスレイブの無線ゲートウェイ５Ｓに有線ネットワークＮを介して送信され、無線ゲートウェイ５Ｓの入力ネットワーク変数５５２Ｓとして書き込まれる。

マスター及びスレイブの各無線ゲートウェイ５のファームウェア５３０は、入力ネットワーク変数５５２（５５２Ｍ，５５２Ｓ）を出力ネットワーク変数５５４（５５４Ｍ，５５４Ｓ）として書き込み、無線リモコン１に送信する。この無線リモコン１へのデータ送信に際しては、そのデータに同一のトランザクション番号を付与することで、無線リモコン１側での重複パケットの排除が可能となる。

ここで、例えば、無線リモコン１とマスターの無線ゲートウェイ５Ｍとの間に通信障害が発生した場合、図５に示す無線ゲートウェイ５Ｍの出力ネットワーク変数５５４Ｍが無線リモコン１に送信されなくなる。このとき、スレイブの無線ゲートウェイ５Ｓからのデータを無線リモコン１が受信できれば、そのデータが無線リモコン１の入力ネットワーク変数１５２として書き込まれる。

無線ネットワークシステムＳ内の出力ネットワーク変数１５４，５５４は、その更新の都度、同一のデータ型の入力ネットワーク変数１５２，５５２を有する他のデバイスにファーウェアにより逐次送信されて、その送信先のデバイスの入力ネットワーク変数１５２，５５２として書き込まれる。このため、ＬｏｎＷｏｒｋｓにおいてはファームウェアのバックグラウンド処理により、同じデータ型のネットワーク変数１５０，５５０がデバイス間で逐次更新され、あたかもデバイス間で共有しているかのようになる。

次に、図６及び７のフローチャートと、図８の無線ネットワークシステムＳの動作例を示す図とを参照して、無線ネットワークシステムＳの具体的な動作について説明する。尚、以下の説明において、図６及び７のフローチャートに従った処理は、各デバイスのマイクロプロセッサが主体となって行うが、説明の簡略化のために、無線ゲートウェイ５Ｓ及び５Ｍ、無線リモコン１を主体として説明する。

先ず、無線リモコン１は、受信データの冗長化アルゴリズムとしてのリモコン制御プログラム１３４を読み出して、当該プログラムに基づいて図６のフローチャートに従った処理を実行する。そして、入力ネットワーク変数１５２の格納エリアにＩｎｖａｌｉｄ値を設定し（ステップＡ０）、タイマの計時の開始後（ステップＡ１）、ユーザによる操作部３０の操作が為されたか否かを判定する（ステップＡ３）。

そして、操作部３０からの操作信号を検出した場合にはユーザ操作が為されたと判定し（ステップＡ３；Ｙｅｓ）、その操作信号に基づいて出力ネットワーク変数１５４を更新する。ここで、出力ネットワーク変数１５４が更新されると、ファームウェア１３０によって出力ネットワーク変数１５４が無線ゲートウェイ５に送信される（ステップＡ２１）。

次いで、無線リモコン１は、無線ゲートウェイ５から無線データを受信したか否かを判定し（ステップＡ７）、無線トランシーバ６２からの出力により受信したと判定した場合には（ステップＡ７；Ｙｅｓ）、その無線データを入力ネットワーク変数１５２として更新する（ステップＡ９）。

そして、タイマの計時時間が所定のタイムアウト時間（例えば、１分）を超えてタイムアウトになったか否かを判定する（ステップＡ１１）。無線リモコン１は、タイムアウトの都度、出力ネットワーク変数１５４にＶａｌｉｄ値（有効値）を設定し、入力ネットワーク変数１５２を用いたアプリケーション（例えば、後述する実効モード１５２ａや実効温度１５２ｂの表示処理）を起動する（ステップＡ１３）。そして、タイマを停止した後に（ステップＡ１５）、ステップＡ１に処理を移行してタイマの計時を再開する。

ステップＡ１３において出力ネットワーク変数１５４を更新すると、ファームウェア１３０によって出力ネットワーク変数１５４が各無線ゲートウェイ５に送信される。この出力ネットワーク変数１５４が無線ゲートウェイ５Ｍ及び５Ｓの何れかで受信されると、各無線ゲートウェイ５の入力ネットワーク変数５５２が更新される。

一方、各無線ゲートウェイ５は、アプリケーションプログラムである冗長化通信プログラム５３４を読み出して、当該プログラムに基づいて図７のフローチャートに従った処理を実行する。そして、タイマの計時を開始し（ステップＢ１）、無線リモコン１から無線データを受信したか否かを判定する（ステップＢ３）。

次いで、無線トランシーバ６２からの出力により無線データを受信していないと判定した場合には（ステップＢ３；Ｎｏ）、ファームウェア５３０により入力ネットワーク変数５５２が更新されたか否かを判定する（ステップＢ９）。無線ゲートウェイ５は、更新されていないと判定すると（ステップＢ９；Ｎｏ）、タイマの計時時間が所定のタイムアウト時間（例えば、３分）を超えたてタイムアウトとなったか判定する（ステップＢ１１）。

ここで、無線リモコン１と他の無線ゲートウェイ５との無線通信によって他機の出力ネットワーク変数５５４が更新されると、ファームウェア５３０により自機の入力ネットワーク変数５５２が更新されるから、入力ネットワーク変数５５２が更新されていない場合は、無線ゲートウェイ５それぞれが無線リモコン１から無線データを受信していない。

よって、無線データを受信せず、入力ネットワーク変数５５２が更新されず、更にタイムアウトが発生したと判定した場合には（ステップＢ３→Ｂ９→Ｂ１１；Ｙｅｓ）、無線リモコン１から定期的に送信されてくるＶａｌｉｄ値をそのタイムアウト時間内に何れの無線ゲートウェイ５Ｍ及び５Ｓで受信していないということになる。

このため、無線ゲートウェイ５は、無線リモコン１との間に通信不良が生じていると判断し、出力ネットワーク変数５５４にＩｎＶａｌｉｄ値（無効値）を設定する（ステップＢ１３）。すると、ファームウェア５３０により出力ネットワーク変数５５４が他の無線ゲートウェイ５に有線ネットワークＮを介して送信されて、その無線ゲートウェイ５側の入力ネットワーク変数５５２に書き込まれる（ステップＢ２５）。これにより、無線リモコン１との通信エラーを他の無線ゲートウェイ５に通知することができる。

また、ステップＢ３において無線データを受信したと判定した場合には（ステップＢ３；Ｙｅｓ）、その無線データに基づいて出力ネットワーク変数５５４を更新し（ステップＢ５）、タイマの計時を停止した後に（ステップＢ７）、ステップＢ１に処理を移行する。また、ステップＢ９においてファームウェア５３０により入力ネットワーク変数５５２が更新されたと判定した場合には（ステップＢ９；Ｙｅｓ）、その入力ネットワーク変数５５２に基づいて出力ネットワーク変数５５４を更新する（ステップＢ５）。

例えば、ユーザが、無線リモコン１を操作してＦＣＵの動作モード、温度及び湿度を設定すると、それらが設定モード１５４ａ、設定温度１５４ｂ及び設定湿度１５４ｃとして出力ネットワーク変数１５４に書き込まれる。すると、ファームウェア５３０により出力ネットワーク変数１５４が各無線ゲートウェイ５に送信される。

ここで、例えば、無線リモコン１とマスターの無線ゲートウェイ５Ｍとの間に通信障害が発生して、無線ゲートウェイ５Ｍが無線データを受信できないとする。しかし、スレイブの２つの無線ゲートウェイ５Ｓの何れかが無線リモコン１からのデータを受信できれば、その無線データが設定モード５５２Ｓａ、設定温度５５２Ｓｂ及び設定湿度５５２Ｓｃとして入力ネットワーク変数５５２Ｓに書き込まれる。

そして、その入力ネットワーク変数５５２Ｓに基づいて出力ネットワーク変数５５４Ｓが更新され、ファームウェア５３０によって有線ネットワークＮ上の各無線ゲートウェイ５に確実に送信されて、マスターの無線ゲートウェイ５Ｍの入力ネットワーク変数５５２に設定モード５５２Ｍａ、設定温度５５２Ｍｂ及び設定湿度５５２Ｍｃが書き込まれる。

また、ＦＣＵコントローラ９が設定モード９５２ａ、設定温度９５２ｂ及び設定湿度９５２ｃに基づいてＦＣＵを設定した後、その設定した動作モード及び温度を実効モード９５４ａ及び実効温度９５４ｂとして出力ネットワーク変数として書き込むと、その出力ネットワーク変数に基づいて有線ネットワークＮ上の各無線ゲートウェイ５の入力ネットワーク変数５５２（例えば、実効モード５５２Ｍｄ、実効温度５５２Ｍｅ）が更新される。

そして、その入力ネットワーク変数５５２に基づいて出力ネットワーク変数５５４が更新され、ファームウェア５３０によって各無線ゲートウェイ５に当該出力ネットワーク変数５５４が送信される。

ここで、例えば、無線リモコン１と複数の無線ゲートウェイ５のうちの何れかとの間に通信障害が発生していたとしても、複数の無線ゲートウェイ５の何れかと無線通信が可能であれば、その無線ゲートウェイ５からの無線データに基づいて、実効モード１５２ａ及び実効温度１５２ｂとして無線リモコン１の入力ネットワーク変数１５２に書き込まれる。

以上、本実施形態によれば、無線リモコン１から送信された無線データを受信すると、出力ネットワーク変数５５４として記憶すると、ファームウェア５３０によりその出力ネットワーク変数５５４がマスターの無線ゲートウェイ５Ｓに送信される。このため、有線ネットワークＮに接続された無線ゲートウェイ５で受信された無線データは、確実にマスターの無線ゲートウェイ５Ｓに転送されてくる。

また、ＦＣＵコントローラ９の出力ネットワーク変数に設定されたデータは、各無線ゲートウェイ５の入力ネットワーク変数５５２に書き込まれて、出力ネットワーク変数５５４として複数の無線ゲートウェイ５から無線リモコン１に送信される。

このため、通信周波数やアンテナ、スペクトラム拡張通信の拡張符号を切り替える無線通信を冗長化のための回路を無線リモコン１に設けることなく、安価且つ簡単な構成で無線ネットワークシステムＳを実現することができる。このように、無線リモコン１の回路構成を簡単にすることで無線リモコン１の省電力化が図れ、バッテリーの消費を抑えることができる。

また、ＬｏｎＷｏｒｋｓファームウェアによりネットワーク変数５５０が各デバイス間で送受信されるため、Ｎｅｕｒｏｎチップの搭載により、無線ネットワークシステムＳの構築が容易になる。また、無線ゲートウェイ５は、一般に、ＯＳＩ参照モデルにおける全階層の機能を有するものであり、ネットワーク層やトランスポート層の機能のみを有するルータよりもアプリケーションプログラムによるデータ処理が可能になるため、より汎用的な無線ネットワークシステムＳの実現が可能になる。

尚、上述した実施形態では、本発明の無線ネットワークシステムを、ファンコントローラ（ＦＣＵ）を無線リモコンから遠隔制御するシステムに適用することとして説明したが、工場内の各種センサを遠隔制御するプラントシステムや、証明器具等を遠隔するビルディングオートメーションシステム等、電子デバイスを遠隔制御する他のシステムに適用することとしてもよい。

また、無線ゲートウェイ５は、マスター及びスレイブの２階層の階層関係を有することとして説明したが、例えば、ツリー型の多段の階層構造を有することとしてもよく、この場合においても、本実施形態と同様の効果が得られるのは無論である。

また、有線ネットワークＮのネットワーク形態としてＬｏｎＷｏｒｋｓを適用することとして説明したが、ＴＣＩ／ＩＰ等の他のネットワーク形態を適用することとしてもよい。尚、この場合は、各デバイスのＬｏｎＴａｌｋファームウェアが行ったネットワーク変数の送受信のステップをアプリケーションプログラム側で行うこととなる。

無線ネットワークシステムのシステム構成の一例を示すブロック図。 無線ゲートウェイの機能構成の一例を示すブロック図。 無線リモコンの機能構成の一例を示すブロック図。 スレイブの無線ゲートウェイからマスターの無線ゲートウェイへのデータ送信の一例を示す図。 マスターの無線ゲートウェイからスレイブの無線ゲートウェイへのデータ送信の一例を示す図。 無線リモコンの具体的な動作を説明するためのフローチャート。 無線ゲートウェイの具体的な動作を説明するためのフローチャート。 無線ネットワークシステムの動作例を示すブロック図。 従来の無線ネットワークシステムのシステム構成例を示すブロック図。

符号の説明

Ｓ 無線ネットワークシステム
Ｎ 有線ネットワーク
１ 無線リモコン
５ 無線ゲートウェイ
５Ｍ 無線ゲートウェイ（マスター）
５Ｓ 無線ゲートウェイ（スレイブ）
９ ＦＣＵコントローラ
５３０ ＬｏｎＴａｌｋファームウェア
５３２ ＬｏｎＴａｌｋ通信プロトコル
５３４ 冗長化通信プログラム
５５０ ネットワーク変数
５５２ 入力ネットワーク変数
５５４ 出力ネットワーク変数

Claims (5)

1. 有線ネットワークに接続された階層関係を有する複数の無線デバイスと、この複数の無線デバイスそれぞれと無線通信可能な無線端末とを具備する無線ネットワークシステムにおいて、
   前記複数の無線デバイスは、
   前記無線端末から送信されるデータを受信する無線受信手段を備え、
   前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた下層の無線デバイスは、
   前記無線受信手段により受信されたデータを自機の上層の前記無線デバイスに前記有線ネットワークを介して送信する有線送信手段を備え、
   前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた上層の無線デバイスは、
   前記下層の無線デバイスから送信されるデータを前記有線ネットワークを介して受信する有線受信手段を備えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
2. 有線ネットワークに接続された階層関係を有する複数の無線デバイスと、この複数の無線デバイスそれぞれと無線通信可能な無線端末とを具備する無線ネットワークシステムにおいて、
   前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた上層の無線デバイスは、
   前記無線端末に送信するデータを前記有線ネットワークを介して下層の前記無線デバイスに送信する有線送信手段と、
   前記有線送信手段により送信されるデータを前記無線端末に送信する第１の無線送信手段と、
   を備え、
   前記複数の無線デバイスのうちの予め定められた下層の無線デバイスは、
   上層の前記無線デバイスから送信されるデータを前記有線ネットワークを介して受信する有線受信手段と、
   前記有線受信手段により受信されたデータを前記無線端末に送信する第２の無線送信手段と、
   を備えることを特徴とする無線ネットワークシステム。
3. 前記有線ネットワークは、ＬｏｎＷｏｒｋｓであり、
   他の前記無線デバイスに送信するデータをネットワーク変数として記憶する記憶手段を更に備え、
   前記有線送信手段は、前記記憶手段により記憶されたデータを前記無線デバイスに前記有線ネットワークを介して送信し、
   前記有線受信手段は、前記有線送信手段により送信されたデータを前記ネットワーク変数として前記記憶手段に記憶する記憶制御手段を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の無線ネットワークシステム。
4. 前記無線デバイスは、ゲートウェイ装置であることを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の無線ネットワークシステム。
5. 空調機器を制御する空調制御装置が前記有線ネットワーク上に更に接続され、
   前記無線端末は、前記空調機器を遠隔制御するためのデータを送信するリモートコントローラであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の無線ネットワークシステム。

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