JP2008118339A - 無線ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】 複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間の相互接続を可能にする無線ネットワークシステムを実現する。
【解決手段】 無線ネットワークと異なる種類のネットワークとを相互接続する無線ネットワークシステムにおいて、無線ネットワークを構築する複数の無線ノードと、異なる種類のネットワークに接続される制御装置と、無線ネットワークと異なる種類のネットワークとを相互接続させる複数のゲートウェイとを備え、無線ノードがゲートウェイ候補リストから経路探索を行い、経路探索時に収集された情報に基づき最適経路のゲートウェイを選択し、最適経路のゲートウェイを介して制御装置にデータを転送する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、無線ネットワークと異なる種類のネットワークとを相互接続する無線ネットワークシステムに関し、特に複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間の相互接続を可能にする無線ネットワークシステムに関する。

従来の無線ネットワークと異なる種類のネットワークとを相互接続する無線ネットワークシステムに関連する先行技術文献としては次のようなものがある。

特開２０００−１９６６７４号公報 特開２００３−２５８７０４号公報 特表２００４−５１４３３９号公報 特開２００５−１６７６０９号公報 特開２００５−２６８９８８号公報

図６は従来の無線ネットワークシステムの一例を示す構成ブロック図である。図６において１，２，３，４，５及び６はメッシュ型等の無線ネットワークを構築し当該無線ネットワークを介して通信を行う無線ノード、７は無線ネットワークとＩＰ（Internet Protocol）ネットワークとを相互接続させるゲートウェイ、８はＩＰネットワークを介して通信を行うコンピュータ等の制御装置、１００はＩＰネットワークである。

無線ノード１は図６中”ＷＮ０１”、”ＷＮ０２”及び”ＷＮ０３”に示す無線回線を用いて隣接ずる無線ノード３，４及び無線ノード２と相互に接続される。また、同様に図６中”ＷＮ０４”，”ＷＮ０５”、”ＷＮ０６”、”ＷＮ０７”、”ＷＮ０８”及び”ＷＮ０９”に示す無線回線を適宜用いて無線ノード２，３，４，５及び無線ノード６もまた隣接する無線ノードと相互に接続される。

さらに、無線ノード２，４及び無線ノード６は図６中”ＷＮ１０”、”ＷＮ１１”及び”ＷＮ１２”に示す無線回線を用いてそれぞれゲートウェイ７に相互に接続される。このようにして、図６中の破線で示すような無線ネットワークが構築される。

また、ゲートウェイ７はＩＰネットワーク１００に相互に接続され、制御装置８もＩＰネットワーク１００に相互に接続される。

また、図７は無線ノードの具体例を示す構成ブロック図であり、図７において９は無線ネットワーク（無線回線）を介して通信を行う無線通信手段、１０はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の無線ノード全体を制御する演算制御手段、１１はデータや通信経路探索用情報等が格納される記憶手段、１２は無線ノードを制御するプログラム等が格納される記憶手段である。また、９，１０，１１及び１２は無線ノード５０を構成している。

無線通信手段９は無線ネットワーク（無線回線）と相互に接続され、無線通信手段９の入出力は演算制御手段１０に相互に接続される。また、記憶手段１１及び記憶手段１２もまた演算制御手段１０に相互に接続される。

演算制御手段１０は、記憶手段１２から格納されているプログラムを読み出して実行し無線ノード全体を制御すると共に、記憶手段１１に格納されている情報等に基づき無線通信手段９を制御して隣接する無線ノードとの間で無線ネットワークを構築して互いにデータの転送等を行うことにより、無線ノードとして動作する。

一方、図８はゲートウェイの具体例を示す構成ブロック図であり、図８において１３は無線ネットワーク（無線回線）を介して通信を行う無線通信手段、１４はＣＰＵ等のゲートウェイ全体を制御する演算制御手段、１５はＩＰネットワーク（図示せず）を介して通信を行う通信手段、１６はゲートウェイを制御するプログラム等が格納される記憶手段、１７はプロトコル変換用情報等が格納される記憶手段である。また、１３，１４，１５，１６及び１７はゲートウェイ５１を構成している。

無線通信手段１３は無線ネットワーク（無線回線）と相互に接続され、無線通信手段１３の入出力は演算制御手段１４に相互に接続される。また、通信手段１５はＩＰネットワークと相互に接続され、入出力が演算制御手段１４に相互に接続される。さらに、記憶手段１６及び記憶手段１７もまた演算制御手段１４に相互に接続される。

演算制御手段１４は、記憶手段１２から格納されているプログラムを読み出して実行しゲートウェイ全体を制御すると共に、記憶手段１７に格納されている情報等に基づき無線通信手段１３を制御して隣接する無線ノードとの間で無線ネットワークを構築して互いにデータの転送等を行う。一方、演算制御手段１４は通信手段１５を制御してＩＰネットワーク１００との間データ転送を行う。

さらに、演算制御手段１４は、無線通信手段１３、若しくは、通信手段１５を介して受信したデータを記憶手段１７に格納されたプロトコル変換用情報にと基づきプロトコル変換して通信手段１５、若しくは、無線通信手段１３を介して転送することにより、ゲートウェイとして動作する。

ここで、図６に示す従来例の動作を図９、図１０、図１１及び図１２を用いて説明する。図９は各無線ノードの動作を説明するフロー図、図１０及び図１２はデータの転送を説明する説明図、図１１はゲートウェイ７の動作を説明するフロー図である。

図９中”Ｓ００１”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、ＩＰノードである制御装置８にＩＰネットワーク１００を介してデータを転送するか否かを判断する。

図９中”Ｓ００１”において、もし、データ転送をする判断した場合には、図９中”Ｓ００２”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、ゲートウェイ７までの転送経路を探索すると共に転送経路を確立し、図９中”Ｓ００３”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、確立した転送経路を用いてゲートウェイ７にデータを転送する。

例えば、無線ノード１（具体的には、無線ノード１内の演算制御手段）が、データ転送をすると判断した場合、図１０中”ＷＮ０２”及び”ＷＮ１１”に示す無線回線を用いる転送経路を探索及び確立し、図１０中”ＳＤ２１”に示すように無線ノード１（具体的には、無線ノード１内の演算制御手段）は、データをゲートウェイ７に転送する。

一方、図１１中”Ｓ１０１”においてゲートウェイ７（具体的には、演算制御手段１４）は、無線ネットワークを介してデータを受信したか否かを判断する。

図１１中”Ｓ１０１”において、もし、無線ネットワークを介してデータを受信したと判断した場合には、図１１中”Ｓ１０２”においてゲートウェイ７（具体的には、演算制御手段１４）は、受信したデータのプロトコル変換をすると共に、図１１中”Ｓ１０３”においてゲートウェイ７（具体的には、演算制御手段１４）は、ＩＰネットワーク１００経由でＩＰノードである制御装置８にデータを転送する。

例えば、ゲートウェイ７（具体的には、ゲートウェイ７内の演算制御手段）が、データを受信したと判断した場合、図１２中”ＳＤ３１”に示すようにゲートウェイ７（具体的には、ゲートウェイ７内の演算制御手段）は、データをＩＰネットワーク１００経由で制御装置８に転送する。

この結果、無線ネットワークとＩＰネットワークとの間にゲートウェイを設け、当該ゲートウェイが受信したデータをプロトコル変換して転送することにより、無線ネットワークと異なる種類のネットワークとを相互接続することが可能になる。

また、図１３は従来の無線ネットワークシステムの他の一例を示す構成ブロック図であり、特にゲートウェイを二重化したものである。図１３において１，２，３，４，５，６及び８は図６と同一符号を付してあり、１８は無線ネットワークとＩＰネットワークとを相互接続させる通常動作用のゲートウェイ（Primary Gateway：主ゲートウェイ）、１９は無線ネットワークとＩＰネットワークとを相互接続させるバックアップ用のゲートウェイ（Secondary Gateway）、１０１はＩＰネットワークである。

無線ノード１は図１３中”ＷＮ４１”、”ＷＮ４２”及び”ＷＮ４３”に示す無線回線を用いて隣接ずる無線ノード３，４及び無線ノード２と相互に接続される。また、同様に図１３中”ＷＮ４４”，”ＷＮ４５”、”ＷＮ４６”、”ＷＮ４７”、”ＷＮ４８”及び”ＷＮ４９”に示す無線回線を適宜用いて無線ノード２，３，４，５及び無線ノード６もまた隣接する無線ノードと相互に接続される。

さらに、無線ノード２，４及び無線ノード６は図１３中”ＷＮ５０”、”ＷＮ５２”及び”ＷＮ５４”に示す無線回線を用いてそれぞれゲートウェイ１８に相互に接続され、無線ノード２，４及び無線ノード６は図１３中”ＷＮ５１”、”ＷＮ５３”及び”ＷＮ５５”に示す無線回線を用いてそれぞれゲートウェイ１９に相互に接続される。このようにして、図１３中の破線で示すような無線ネットワークが構築される。

また、ゲートウェイ１８及びゲートウェイ１９はＩＰネットワーク１０１に相互に接続され、制御装置８もＩＰネットワーク１０１に相互に接続される。

ここで、図１３に示す従来例の動作を図１４、図１５、図１６、図１７、図１８及び図１９を用いて説明する。図１４は各無線ノードの動作を説明するフロー図、図１５、図１７及び図１９はデータの転送を説明する説明図、図１６は通常動作用のゲートウェイ１８の動作を説明するフロー図、図１８はバックアップ用のゲートウェイ１９の動作を説明するフロー図である。

但し、通常動作用のゲートウェイ１８とバックアップ用のゲートウェイ１９とは同一のネットワークアドレスとして取り扱うものとする。また、無線ノード１〜６及びゲートウェイ１８及び１９の具体的な構成は図７及び図８と同様のものとする。

図１４中”Ｓ２０１”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、ＩＰノードである制御装置８にＩＰネットワーク１０１を介してデータを転送するか否かを判断する。

図１４中”Ｓ２０１”において、もし、データ転送をする判断した場合には、図１４中”Ｓ２０２”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、通常動作用のゲートウェイ１８までの転送経路を探索すると共に転送経路を確立し、図１４中”Ｓ２０３”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、確立した転送経路を用いて通常動作用のゲートウェイ１８にデータを転送する。

例えば、無線ノード１（具体的には、無線ノード１内の演算制御手段）が、データ転送をすると判断した場合、図１５中”ＷＮ４２”及び”ＷＮ５２”に示す無線回線を用いる転送経路を探索及び確立し、図１５中”ＳＤ６１”に示すように無線ノード１（具体的には、無線ノード１内の演算制御手段）は、データを通常動作用のゲートウェイ１８に転送する。

但し、前述のように、通常動作用のゲートウェイ１８とバックアップ用のゲートウェイ１９とは同一のネットワークアドレスとして取り扱われるので、同時に、図１５中”ＳＤ６２”に示すように無線ノード１から図１５中”ＷＮ４２”及び”ＷＮ５３”に示す無線回線を介してバックアップ用のゲートウェイ１９にもデータが転送される。

一方、図１６中”Ｓ３０１”において通常動作用のゲートウェイ１８（具体的には、演算制御手段１４）は、無線ネットワークを介してデータを受信したか否かを判断する。

図１６中”Ｓ３０１”において、もし、無線ネットワークを介してデータを受信したと判断した場合には、図１６中”Ｓ３０２”において通常動作用のゲートウェイ１８（具体的には、演算制御手段１４）は、受信したデータのプロトコル変換をすると共に、図１６中”Ｓ３０３”において通常動作用のゲートウェイ１８（具体的には、演算制御手段１４）は、ＩＰネットワーク１０１経由でＩＰノードである制御装置８にデータを転送する。

例えば、通常動作用のゲートウェイ１８（具体的には、ゲートウェイ１８内の演算制御手段）が、データを受信したと判断した場合、図１７中”ＳＤ７１”に示すように通常動作用のゲートウェイ１８（具体的には、ゲートウェイ１８内の演算制御手段）は、データをＩＰネットワーク１０１経由で制御装置８に転送する。

また、図１８中”Ｓ４０１”においてバックアップ用のゲートウェイ１９（具体的には、演算制御手段１４）は、無線ネットワークを介してデータを受信したか否かを判断する。

図１８中”Ｓ４０１”において、もし、無線ネットワークを介してデータを受信したと判断した場合には、図１８中”Ｓ４０２”においてバックアップ用のゲートウェイ１９（具体的には、演算制御手段１４）は、通常動作用のゲートウェイ１８が正常動作であるか否かを判断する。

図１８中”Ｓ４０２”において、もし、通常動作用のゲートウェイ１８が正常動作ではない（異常動作である）と判断した場合には、図１８中”Ｓ４０３”においてバックアップ用のゲートウェイ１９（具体的には、演算制御手段１４）は、受信したデータのプロトコル変換をすると共に、図１８中”Ｓ４０４”においてバックアップ用のゲートウェイ１９（具体的には、演算制御手段１４）は、ＩＰネットワーク１０１経由でＩＰノードである制御装置８にデータを転送する。

例えば、バックアップ用のゲートウェイ１９（具体的には、ゲートウェイ１９内の演算制御手段）が、データを受信したと判断した場合、図１９中”ＳＤ８１”に示すようにバックアップ用のゲートウェイ１９（具体的には、ゲートウェイ１９内の演算制御手段）は、データをＩＰネットワーク１０１経由で制御装置８に転送する。

この結果、無線ネットワークとＩＰネットワークとの間に通常動作用のゲートウェイとバックアップ用のゲートウェイとの２つのゲートウェイを設けることにより、ゲートウェイの二重化が図られて信頼性が向上する。

しかし、図６に示す従来例では、全ての通信がゲートウェイ７を経由して行われるため通信負荷が大きく、ゲートウェイ７に障害が発生した場合、無線ネットワークとＩＰネットワークとを相互接続することが不可能になると言った問題点があった。

また、各無線ノードの通信可能な範囲は有限であり、ゲートウェイが１つであることにより、ゲートウェイの設置位置や無線ノードの設置位置が自ずと制約されてしまうと言った問題点があった。

また、図１３に示す従来例では、ゲートウェイを二重化しているため図６に示す従来例より信頼性が高いものの、通常動作状態であれば図６に示す従来例と同様に全ての通信が通常動作用のゲートウェイ１８を経由して行われるため通信負荷の増大の問題点は解決していない。
従って本発明が解決しようとする課題は、複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間の相互接続を可能にする無線ネットワークシステムを実現することにある。

このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
無線ネットワークと異なる種類のネットワークとを相互接続する無線ネットワークシステムにおいて、
無線ネットワークを構築する複数の無線ノードと、異なる種類のネットワークに接続される制御装置と、前記無線ネットワークと前記異なる種類のネットワークとを相互接続させる複数のゲートウェイとを備え、前記無線ノードがゲートウェイ候補リストから経路探索を行い、経路探索時に収集された情報に基づき最適経路のゲートウェイを選択し、最適経路のゲートウェイを介して前記制御装置にデータを転送することにより、複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間を相互接続することができる。また、通信負荷の増大に対応可能でゲートウェイの設置位置や無線ノードの設置位置を自由度が向上する。

請求項２記載の発明は、
請求項１記載の発明である無線ネットワークシステムにおいて、
前記無線ノードが、
前記無線ネットワークを介して通信を行う無線通信手段と、全体を制御するプログラム、前記データ、通信経路探索用情報、ゲートウェイ候補リスト及び経路探索結果リストが格納された記憶手段と、データ転送をする場合に、前記ゲートウェイ候補リストの中から使用するゲートウェイの候補を選択し、ゲートウェイの候補に対する経路探索を行い、経路探知時に収集された情報に基づき最適経路のゲートウェイを選択し、最適経路のゲートウェイまでの転送経路を確立し、確立した転送経路を用いて最適経路のゲートウェイにデータを転送する演算制御手段とから構成されたことにより、複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間を相互接続することができる。また、通信負荷の増大に対応可能でゲートウェイの設置位置や無線ノードの設置位置を自由度が向上する。

請求項３記載の発明は、
請求項２記載の発明である無線ネットワークシステムにおいて、
前記無線ノードが、
前記最適経路のゲートウェイへのデータ転送に失敗を検出した場合に、２番目に最適であるゲートウェイにデータを再送することにより、データ転送の信頼性が向上する。

請求項４記載の発明は、
請求項１記載の発明である無線ネットワークシステムにおいて、
前記ゲートウェイが、
前記無線ネットワークを介して通信を行う無線通信手段と、全体を制御するプログラム及びプロトコル変換用情報が格納された記憶手段と、前記異なる種類のネットワークを介して通信を行う通信手段と、前記無線ネットワークを介してデータを受信した場合に、受信した前記データのプロトコル変換をすると共に前記異なる種類のネットワーク経由で前記制御装置にデータを転送する演算制御手段とから構成されたことにより、複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間を相互接続することができる。また、通信負荷の増大に対応可能でゲートウェイの設置位置や無線ノードの設置位置を自由度が向上する。

請求項５記載の発明は、
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の発明である無線ネットワークシステムにおいて、
前記異なる種類のネットワークが、
ＩＰネットワークであることにより、複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間を相互接続することができる。また、通信負荷の増大に対応可能でゲートウェイの設置位置や無線ノードの設置位置を自由度が向上する。

請求項６記載の発明は、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明である無線ネットワークシステムにおいて、
プラント制御システムに適用したことにより、無線ネットワークのロバスト性を高め、プラント制御システムの信頼性を向上させることができる。

請求項７記載の発明は、
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の発明である無線ネットワークシステムにおいて、
ビルオートメーションシステムに適用したことにより、無線ネットワークのロバスト性を高め、システムの信頼性を向上させることができる。

本発明によれば次のような効果がある。
請求項１，２，４及び請求項５の発明によれば、無線ネットワークとＩＰネットワークとの間に複数のゲートウェイを設け、無線ノードがゲートウェイの候補のリストから経路探索を行い、経路探索時に収集された情報に基づき最適経路のゲートウェイを選択してデータ転送することにより、複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間を相互接続することができる。

また、無線ノードが経路探索結果リスト内の各ゲートウェイの負荷状況に基づき最適経路のゲートウェイを選択することにより、増大した通信負荷を複数のゲートウェイに分散させることが可能になり、通信負荷の増大に対向可能になる。さらに、複数のゲートウェイを設置することになるのでゲートウェイの設置位置や無線ノードの設置位置を自由度が向上する。

また、請求項３の発明によれば、選択した最適経路のゲートウェイへのデータ転送に失敗を検出した場合に、２番目に最適であるゲートウェイにデータを再送することにより、データ転送の信頼性が向上する。

また、請求項６の発明によれば、プラント制御システムに適用したことにより、無線ネットワークのロバスト性を高め、プラント制御システムの信頼性を向上させることができる。

また、請求項７の発明によれば、ビルオートメーションシステムに適用したことにより、無線ネットワークのロバスト性を高め、システムの信頼性を向上させることができる。

以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る無線ネットワークシステムの一実施例を示す構成ブロック図である。図１において１，２，３，４，５，６及び８は図１３と同一符号を付してあり、２０，２１，２２及び２３は無線ネットワークとＩＰネットワークとを相互接続させるゲートウェイ、１０２はＩＰネットワークである。

無線ノード１は図１中”ＷＮ１０１”、”ＷＮ１０２”及び”ＷＮ１０３”に示す無線回線を用いて隣接ずる無線ノード３，４及び無線ノード２と相互に接続される。また、同様に図１中”ＷＮ１０４”，”ＷＮ１０５”、”ＷＮ１０６”、”ＷＮ１０７”、”ＷＮ１０８”及び”ＷＮ１０９”に示す無線回線を適宜用いて無線ノード２，３，４，５及び無線ノード６もまた隣接する無線ノードと相互に接続される。

さらに、無線ノード２及び無線ノード４は図１中”ＷＮ１１０”及び”ＷＮ１１１”に示す無線回線を用いてそれぞれゲートウェイ２０に相互に接続され、無線ノード２及び無線ノード４は図１中”ＷＮ１１２”及び”ＷＮ１１３”に示す無線回線を用いてそれぞれゲートウェイ２１に相互に接続される。

同様に、無線ノード６及び無線ノード５は図１中”ＷＮ１１４”及び”ＷＮ１１５”に示す無線回線を用いてそれぞれゲートウェイ２２に相互に接続され、無線ノード６及び無線ノード５は図１中”ＷＮ１１６”及び”ＷＮ１１７”に示す無線回線を用いてそれぞれゲートウェイ２３に相互に接続される。このようにして、図１中の破線で示すような無線ネットワークが構築される。

また、ゲートウェイ２０，２１，２２及びゲートウェイ２３はＩＰネットワーク１０２に相互に接続され、制御装置８もＩＰネットワーク１０２に相互に接続される。

ここで、図１に示す実施例の動作を図２、図３、図４及び図５を用いて説明する。図２は各無線ノードの動作を説明するフロー図、図３及び図５はデータの転送を説明する説明図、図４はゲートウェイ２０〜２３の動作を説明するフロー図である。

但し、無線ノード１〜６及びゲートウェイ２０〜２３の具体的な構成は図７及び図８と同様のものとし、無線ノードの記憶手段１１にはデータや通信経路探索用情報のほかに、ゲートウェイ候補リスト、経路探索結果リスト等が格納されているものとする。

図２中”Ｓ５０１”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、ＩＰノードである制御装置８にＩＰネットワーク１０２を介してデータを転送するか否かを判断する。

図２中”Ｓ５０１”において、もし、データ転送をする判断した場合には、図２中”Ｓ５０２”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、ゲートウェイ候補リストの中から使用するゲートウェイの候補を選択し、図２中”Ｓ５０３”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、ゲートウェイの候補に対する経路探索を行う。

例えば、無線ノードを構成する演算制御手段１０は、記憶手段１１に格納されているゲートウェイ候補リストの中から使用するゲートウェイの候補を選択してゲートウェイの候補に対する経路探索を行い収集された情報等の探索結果を記憶手段１１内の経路探索結果リストに格納する。

経路探索時、経路探索結果リストに格納される情報としては、例えば、「最終宛先アドレス」、「次のホップアドレス」、「ゲートウェイの通信負荷の状況」及び「最終宛先までの経路コスト」等であり、「最終宛先までの経路コスト」の算出には信号の受信強度、電波変調時のビットエラーレート、ホップ数等の指標が用いられる。

そして、図２中”Ｓ５０４”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、経路探索結果リストに基づき最適経路のゲートウェイを選択する。

例えば、最適経路とは、無線ネットワーク内において通信条件が最適である経路であり、最も少ないホップ数で到達可能なゲートウェイ、通信エラーレートの最も低いゲートウェイ、通信負荷が少ないゲートウェイ等が最適経路のゲートウェイとして選択される。

図２中”Ｓ５０５”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、最適経路のゲートウェイまでの転送経路を確立し、図２中”Ｓ５０６”において無線ノード（具体的には、演算制御手段１０）は、確立した転送経路を用いて最適経路のゲートウェイにデータを転送する。

例えば、無線ノード１（具体的には、無線ノード１内の演算制御手段）が、データ転送をすると判断し、図１中”ＷＮ１０９”、”ＷＮ１０８”及び”ＷＮ１１４”に示す無線回線を用いる転送経路でゲートウェイ２２にデータ転送することが最適経路であると判断した場合、図３中”ＷＮ１０９”、”ＷＮ１０８”及び”ＷＮ１１４”に示す無線回線を用いる転送経路を確立し、図３中”ＳＤ９１”に示すように無線ノード１（具体的には、無線ノード１内の演算制御手段）は、データをゲートウェイ２２に転送する。

一方、図４中”Ｓ６０１”において最適経路であると判断されたゲートウェイ２２（具体的には、演算制御手段１４）は、無線ネットワークを介してデータを受信したか否かを判断する。

図４中”Ｓ６０１”において、もし、無線ネットワークを介してデータを受信したと判断した場合には、図４中”Ｓ６０２”においてゲートウェイ２２（具体的には、演算制御手段１４）は、受信したデータのプロトコル変換をすると共に、図４中”Ｓ６０３”においてゲートウェイ２２（具体的には、演算制御手段１４）は、ＩＰネットワーク１０２経由でＩＰノードである制御装置８にデータを転送する。

例えば、ゲートウェイ２２（具体的には、ゲートウェイ２２内の演算制御手段）が、データを受信したと判断した場合、図５中”ＳＤ１０１”に示すようにゲートウェイ２２（具体的には、ゲートウェイ２２内の演算制御手段）は、データをＩＰネットワーク１０２経由で制御装置８に転送する。

この結果、無線ネットワークとＩＰネットワークとの間に複数のゲートウェイを設け、無線ノードがゲートウェイの候補のリストから経路探索を行い、経路探索時に収集された情報に基づき最適経路のゲートウェイを選択してデータ転送することにより、複数のゲートウェイの内から最適なゲートウェイを選択してネットワーク間を相互接続することができる。

また、無線ノードが経路探索結果リスト内の各ゲートウェイの通信負荷の状況に基づき最適経路のゲートウェイを選択することにより、増大した通信負荷を複数のゲートウェイに分散させることが可能になり、通信負荷の増大に対向可能になる。さらに、複数のゲートウェイを設置することになるのでゲートウェイの設置位置や無線ノードの設置位置を自由度が向上する。

なお、図７及び図８の説明に際しては、説明の簡単のために記憶手段を２つに分けて説明しているが、勿論、１つの記憶手段で実現するものであっても構わない。

また、図１に示す実施例の説明に際しては、無線ネットワークとＩＰネットワークの相互接続を例示しているが、勿論、制御用ネットワークである”Ｆｏｕｄａｔｉｏｎ Ｆｉｅｌｄｂｕｓ（登録商標）”、”ＢＡＣｎｅｔ（登録商標）”、”無線ＬＡＮ（Local Area Network）”等のＩＰネットワーク以外のネットワークであっても構わない。

また、図１に示す実施例の説明に際しては、単に無線ネットワークと表記しているが任意の規格の無線ネットワークが適用可能である。例えば、”ＺｉｇＢｅｅ（ＩＥＥＥ８０２．１５．４）（登録商標）”等を用いても勿論構わない。

また、経路探索のアルゴリズムとしては何ら限定されるものではなく、任意の経路探索アルゴリズムを用いても構わない。

また、選択した最適経路のゲートウェイへのデータ転送に失敗を検出した場合には、無線ノードは、２番目に最適であるゲートウェイにデータを再送しても構わない。この場合には、データ転送の信頼性が向上する。

また、図１に示す実施例を、以下に示すようなシステム等へ適用することが有効である。
（１） プラント制御システム
（２） ビルオートメーションシステム

（１）プラント制御システムにおいては、無線ノードが設置されるプラント建物内には多くの障害物（設備等）が存在し、電波障害も生じやすい。このため、無線ノードが障害物回避や電波障害回避を含めた最適経路を選択することにより、無線ネットワークのロバスト性を高め、プラント制御システムの信頼性を向上させることができる。

（２）ビルオートメーションシステムにおいては、照明やスイッチ等を無線ノードとした場合、無線ノードが設置されるビル内部もまた多くの障害物（機器や什器等）が存在し、電波障害も生じやすい。無線ノードが障害物回避や電波障害回避を含めた最適経路を選択することにより、無線ネットワークのロバスト性を高め、システムの信頼性を向上させることができる。

本発明に係る無線ネットワークシステムの一実施例を示す構成ブロック図である。 各無線ノードの動作を説明するフロー図である。 データの転送を説明する説明図である。 ゲートウェイの動作を説明するフロー図である。 データの転送を説明する説明図である。 従来の無線ネットワークシステムの一例を示す構成ブロック図である。 無線ノードの具体例を示す構成ブロック図である。 ゲートウェイの具体例を示す構成ブロック図である。 各無線ノードの動作を説明するフロー図である。 データの転送を説明する説明図である。 ゲートウェイの動作を説明するフロー図である。 データの転送を説明する説明図である。 従来の無線ネットワークシステムの他の一例を示す構成ブロック図である。 各無線ノードの動作を説明するフロー図、である。 データの転送を説明する説明図である。 通常動作用のゲートウェイの動作を説明するフロー図である。 データの転送を説明する説明図である。 バックアップ用のゲートウェイの動作を説明するフロー図である。 データの転送を説明する説明図である。

符号の説明

１，２，３，４，５，６，５０ 無線ノード
７，１８，１９，２０，２１，２２，２３，５１ ゲートウェイ
８ 制御装置
９，１３ 無線通信手段
１０，１４ 演算制御手段
１１、１２，１６，１７ 記憶手段
１５ 通信手段
１００，１０１，１０２ ＩＰネットワーク

Claims (7)

1. 無線ネットワークと異なる種類のネットワークとを相互接続する無線ネットワークシステムにおいて、
   無線ネットワークを構築する複数の無線ノードと、
   異なる種類のネットワークに接続される制御装置と、
   前記無線ネットワークと前記異なる種類のネットワークとを相互接続させる複数のゲートウェイとを備え、
   前記無線ノードがゲートウェイ候補リストから経路探索を行い、経路探索時に収集された情報に基づき最適経路のゲートウェイを選択し、最適経路のゲートウェイを介して前記制御装置にデータを転送する
   ことを特徴とする無線ネットワークシステム。
2. 前記無線ノードが、
   前記無線ネットワークを介して通信を行う無線通信手段と、
   全体を制御するプログラム、前記データ、通信経路探索用情報、ゲートウェイ候補リスト及び経路探索結果リストが格納された記憶手段と、
   データ転送をする場合に、前記ゲートウェイ候補リストの中から使用するゲートウェイの候補を選択し、ゲートウェイの候補に対する経路探索を行い、経路探知時に収集された情報に基づき最適経路のゲートウェイを選択し、最適経路のゲートウェイまでの転送経路を確立し、確立した転送経路を用いて最適経路のゲートウェイにデータを転送する演算制御手段とから構成されたことを特徴とする
   請求項１記載の無線ネットワークシステム。
3. 前記無線ノードが、
   前記最適経路のゲートウェイへのデータ転送に失敗を検出した場合に、２番目に最適であるゲートウェイにデータを再送することを特徴とする
   請求項２記載の無線ネットワークシステム。
4. 前記ゲートウェイが、
   前記無線ネットワークを介して通信を行う無線通信手段と、
   全体を制御するプログラム及びプロトコル変換用情報が格納された記憶手段と、
   前記異なる種類のネットワークを介して通信を行う通信手段と、
   前記無線ネットワークを介してデータを受信した場合に、受信した前記データのプロトコル変換をすると共に前記異なる種類のネットワーク経由で前記制御装置にデータを転送する演算制御手段とから構成されたことを特徴とする
   請求項１記載の無線ネットワークシステム。
5. 前記異なる種類のネットワークが、
   ＩＰネットワークであることを特徴とする
   請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
6. プラント制御システムに適用したことを特徴とする
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。
7. ビルオートメーションシステムに適用したことを特徴とする
   請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の無線ネットワークシステム。

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