JP2010279019A - Transmission apparatus, and communication system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リアルタイム性が要求されるデータを送信する送信装置、および通信システムに関する。 The present invention relates to a transmission apparatus and a communication system for transmitting data that requires real-time performance.
リアルタイム性が要求される通信では、UDP(User Datagram Protocol)などのコネクションレス型の通信プロトコルが使用されることが多い。リアルタイム性が要求される通信の例として、IP電話などの双方向ストリーミング通信、適応的な制御システム(たとえば、温度を目標値に保つためのフィードバック制御システム)におけるセンサと制御部との間の通信、などがある。 In communications that require real-time performance, connectionless communication protocols such as UDP (User Datagram Protocol) are often used. Examples of communications that require real-time performance include two-way streaming communications such as IP telephones, communications between sensors and control units in adaptive control systems (for example, feedback control systems for keeping temperature at a target value). ,and so on.
リアルタイム性が要求される通信でも、その通信データを蓄積する必要性が発生する場合がある。たとえば、IP電話において通話を録音する場合、計測データのログを蓄積する場合(たとえば、特許文献1参照)、などである。 Even in communications that require real-time performance, it may be necessary to store the communication data. For example, when a call is recorded in an IP phone, a log of measurement data is accumulated (for example, see Patent Document 1), and the like.
当然のことながら、通信データを蓄積する場合、正確な通信データを蓄積することが望まれる。正確な通信データを蓄積するには、通信中にデータが欠落した場合、そのデータを再送する必要がある。しかしながら、このデータの再送はリアルタイム性を損なう要因となる。 Naturally, when storing communication data, it is desirable to store accurate communication data. In order to accumulate accurate communication data, when data is lost during communication, it is necessary to retransmit the data. However, this retransmission of data is a factor that impairs real-time performance.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、リアルタイム性を損なわずに、通信データを正確に蓄積することができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a technique capable of accurately accumulating communication data without impairing real-time performance.
本発明のある態様の送信装置は、データを間欠的に送信するデータ送信部と、データ送信部により送信されたデータが受信側に正常に到達しなかったことを検知することに起因して、その正常に到達しなかったデータをデータ送信部に再送させる再送制御部と、を備える。再送制御部は、データ送信部から所定の送信スケジュールにしたがって送信されるデータの当該送信スケジュールを変更せずに、それらデータ間のインターバル期間に、正常に到達しなかったデータの再送タイミングをスケジュールする。 The transmission device according to an aspect of the present invention is based on detecting a data transmission unit that intermittently transmits data and that the data transmitted by the data transmission unit has not normally reached the reception side. A retransmission control unit that causes the data transmission unit to retransmit the data that has not normally reached. The retransmission control unit schedules the retransmission timing of data that has not normally reached in the interval period between the data without changing the transmission schedule of the data transmitted according to the predetermined transmission schedule from the data transmission unit. .
本発明の別の態様は、通信システムである。この通信システムは、送信装置と、受信装置とを備える通信システムであって、受信装置は、データ送信部から送信されてくるデータを受信するデータ受信部と、データ受信部により受信されたデータを記録するためのデータ蓄積部と、データ受信部により受信されたデータをデータ蓄積部に記録する記録制御部と、を含む。記録制御部は、データ送信部から再送されたデータがデータ受信部により受信されると、そのデータが正規の順番で管理されるよう、データ蓄積部に蓄積されたデータの順番を入れ替える。 Another aspect of the present invention is a communication system. This communication system is a communication system including a transmission device and a reception device, and the reception device receives a data reception unit that receives data transmitted from a data transmission unit, and receives data received by the data reception unit. A data storage unit for recording, and a recording control unit for recording the data received by the data receiving unit in the data storage unit. When the data retransmitted from the data transmission unit is received by the data reception unit, the recording control unit changes the order of the data stored in the data storage unit so that the data is managed in a normal order.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a conversion of the expression of the present invention between a method, an apparatus, a system, a recording medium, a computer program, etc. are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、リアルタイム性を損なわずに、通信データを正確に蓄積することができる技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which can accumulate | store communication data correctly, without impairing real-time property can be provided.
図1は、実施の形態に係る通信システム500の構成を示す図である。通信システム500は、送信装置100および受信装置200を備える。送信装置100および受信装置200は、無線LANもしくは有線LAN、またはインターネットなどのネットワーク300を介して接続され、両者は双方向通信が可能である。本実施の形態では、送信装置100と受信装置200との間の通信に、UDPなどのコネクションレス型の通信プロトコルが採用されることを前提とする。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a
送信装置100は、あらかじめ定められた送信スケジュールにしたがって、ネットワーク300を介して間欠的にデータを受信装置200に送信する。送信装置100は、温度や湿度を定期的に計測して送信する計測装置であってもよいし、動画データや音声データを含むパケットをリアルタイムに伝送するIP電話装置またはコンテンツ配信装置であってもよい。
The
受信装置200は、送信装置100から間欠的に送信されてくるデータを受信し、そのデータを蓄積する。受信装置200は、受信したデータをもとにリアルタイム処理(たとえば、フィードバック制御)する制御装置であってもよいし、動画データや音声データを含むパケットをリアルタイムに受信し、再生するIP電話装置またはコンテンツ再生装置であってもよい。
The
送信装置100は、通信部10、制御部20、送信データ保持部30および電力制御部40を備える。通信部10は、データ送信部12および制御信号受信部14を含む。制御部20は、送信制御部22および再送制御部24を含む。
The
受信装置200は、通信部210、制御部220およびデータ蓄積部230を備える。通信部210は、データ受信部212および制御信号送信部214を含む。制御部220は、受信制御部222および記録制御部224を含む。
The
送信装置100および受信装置200のそれぞれの構成は、ハードウェア的には、任意のプロセッサ、メモリ、その他のLSIで実現でき、ソフトウェア的にはメモリにロードされたプログラムなどによって実現されるが、ここではそれらの連携によって実現される機能ブロックを描いている。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組み合わせによっていろいろな形で実現できることは、当業者には理解されるところである。
The configuration of each of the
送信制御部22は、データをリアルタイムに取得し、各データにヘッダを付してデータ送信部12に渡すとともに、送信データ保持部30に蓄積する。そのヘッダには、送信時刻またはシーケンス番号が含まれ、受信側でデータの送信順番の確認が可能である。データ送信部12は、送信制御部22から渡されるデータをネットワーク300を介して間欠的にデータ受信部212に送信する。たとえば、送信制御部22は、単位時間(たとえば、10秒、1分)おきに計測される温度データを取得し、データ送信部12は、その取得タイミングに連動させて、取得されたデータを送信する。
The
また、送信制御部22は、再送制御部24から再送指示を受けると、該当するデータを送信データ保持部30から取得して、データ送信部12に渡す。データ送信部12は、送信制御部22から渡されるデータを再送する。
Also, upon receiving a retransmission instruction from the
送信データ保持部30は、データ送信部12により送信されたデータを保持する。送信データ保持部30に保持されるデータは、再送用のバックアップデータとして保持されるものである。送信データ保持部30はリングバッファで構成され、その記憶領域がフルになると、最も古いデータから削除される方式であってもよい。また、送信データ保持部30に保持されるデータのうち、再送が必要なくなったことが確認されたデータは、再送制御部24の制御にしたがい、削除される方式であってもよい。再送制御部24は、再送が必要なくなったか否かを、該当するデータの到着確認が受信されたか否かにより判定することができる。
The transmission
電力制御部40は、データ送信部12がデータを送信していない期間、データ送信部12を省電力モード(たとえば、スリープモード)に遷移させる。電力制御部40は、データ送信部12が送信期間か非送信期間かを、送信制御部22から通知される制御信号により認識することが可能である。この省電力制御により、送信装置100の消費電力を低減することができる。とくに、送信期間に対する非送信期間の割合が大きい場合、有効である。
The
制御信号受信部14は、制御信号送信部214から制御信号を受信する。ここでは、制御信号送信部214から到着確認および再送要求を受信する。到着確認は、データ送信部12から送信されたデータが受信装置200に正常に受信されたとき、受信装置200から返信される信号である。再送要求は、データ送信部12から送信されたデータが受信装置200に正常に受信されなかったとき、受信装置200からそのデータの再送を要求する信号である。
The
制御信号受信部14は、制御信号送信部214から再送要求を受信すると、再送制御部24に渡す。これにより、再送制御部24は、データ送信部12により送信されたデータが受信側に正常に到達しなかったことを検知することができる。
When receiving a retransmission request from the control
また、データ送信部12により送信されたデータが受信装置200に正常に到達しない場合に、受信装置200からそのデータの再送要求が出されない通信プロトコルが採用されている場合、再送制御部24は、つぎのようにして、そのデータが正常に到達しなかったことを検知することができる。すなわち、再送制御部24は、データ送信部12からデータが送信された後、所定の期間内に、そのデータに対する到着確認を取得できなかった場合、そのデータが正常に到達しなかったと判定する。
In addition, when the data transmitted by the
再送制御部24は、データ送信部12により送信されたデータが受信側に正常に到達しなかったことを検知することに起因して、その正常に到達しなかったデータをデータ送信部12に再送させる。その際、再送制御部24は、データ送信部12から所定の時間間隔で送信されるデータの送信スケジュールを変更せずに、それらデータ間のインターバル期間に、正常に到達しなかったデータの再送タイミングをスケジュールする。すなわち、再送制御部24は、リアルタイムに伝送されるべき、正規のデータ伝送を妨げないタイミングに再送データの送信タイミングをスケジュールする。
The
データ送信部12により送信されたデータが、受信側に正常に到達しなかった場合にて、データの送信順番を遵守しようとすると、そのデータのつぎのデータ以降の送信が遅延する可能性が高くなる。また、上述した省電力制御を採用した場合、ある正規のデータ送信が完了すると、データ送信部12は省電力モードに遷移されるが、つぎの正規のデータ送信をする前に、再送用のデータ送信をするためにデータ送信部12を通常モードに復帰させなければならない。詳細は後述するが、当該つぎの正規のデータ送信をした後に、再送用のデータ送信をしたほうが、すなわち、送信順番を入れ替えた方が消費電力を低減することができる。
If the data transmitted by the
再送制御部24は、たとえば、正常に到達しなかったデータの再送タイミングを、正規に送信されるデータの送信タイミングの直後に、スケジュールする。ここで、当該正規に送信されるデータとは、再送制御部24が正常に到達しなかったことを検知してから、つぎに正規に送信されるデータであってもよいし、それ以降に正規に送信されるデータであってもよい。なお、送信データ保持部30の容量を小さく設計することを重視する場合、できるだけ早期に送信される正規のデータの直後に、再送用のデータの送信タイミングをスケジュールすることが好ましい。
For example, the
また、再送制御部24は、正常に到達しなかったデータの数が所定の設定数を超えるまで、再送を待機させ、その設定数を超えたとき、それらデータをまとめて送信するようそれらデータの再送タイミングをスケジュールする。すなわち、再送制御部24は、再送用のデータを上記インターバル期間にバースト転送する。当該設定数は、一つのインターバル期間に送信可能なデータ数の範囲内に設定される。最も効率的に設計するには、当該設定数を一つのインターバル期間に送信可能な最大のデータ数に設定するとよい。
In addition, the
データ受信部212は、データ送信部12から送信されてくるデータを受信し、受信制御部222に渡す。データ受信部212は、データ送信部12から渡されたデータのヘッダに含まれる情報を参照して、データ送信部12から送信されたデータが正常に受信できているか否か判定する。より具体的には、データ送信部12から送信されたデータに誤りや欠落が存在しないか否か判定する。たとえば、ヘッダに含まれるシーケンス番号を監視して、欠落したデータが存在するか否か判定する。
The
受信制御部222は、データ送信部12から送信されたデータが正常に受信できた場合、制御信号送信部214に到着確認を送出させる。一方、データ送信部12から送信されたデータが正常に受信できない場合、制御信号送信部214に、正常に受信できなかったデータの再送要求を送出させる。なお、上述したように、正常に受信できない場合にて、再送要求を送出させない方式も可能である。
The
データ蓄積部230は、データ受信部212により受信されたデータを記録するためのものである。記録制御部224は、データ受信部212により受信されたデータをデータ蓄積部230に格納する。記録制御部224は、データ送信部12から再送されたデータがデータ受信部212により受信されると、そのデータが正規の順番で管理されるよう、データ蓄積部230に蓄積されたデータの順番を入れ替える。
The
図2は、実施の形態に係る、送信装置100および受信装置200間の通信手順例1を示すシーケンス図である。通信手順例1は、受信装置200が送信装置100から送信されたデータを正常に受信できなかった場合、受信装置200はそのデータの再送要求を送信装置100に送出する手順を含む。
FIG. 2 is a sequence diagram illustrating a communication procedure example 1 between the
図2は、送信装置100が、四つのデータ(DATA1、DATA2、DATA3、DATA4)を所定の時間間隔で、受信装置200に送信する場合の手順を示す。送信装置100は、正規の送信タイミングにしたがい、各データを受信装置200に送信し、受信装置200は、そのデータを正常に受信すると、到着確認ACKを送信装置100に返信する。送信装置100は、この到着確認ACKを受信すると、上記データが受信装置200に正常に到達したことを確認することができる。
FIG. 2 shows a procedure when the
図2は、二番目のデータDATA2が、伝送路に重畳されたノイズなどの影響により、受信装置200に到達しなかった例を示している。受信装置200は、二番目のデータDATA2が欠落したことを検知すると、送信装置100に再送要求を送出する。送信装置100は、その再送要求を受信すると、三番目のデータDATA3の送信と、四番目のデータDATA4の送信との間のインターバル期間に、二番目のデータDATA2を再送する。
FIG. 2 shows an example in which the second data DATA2 has not reached the receiving
より具体的には、送信装置100は、その再送要求を受信した後、つぎに送信されるデータ(ここでは、三番目のデータDATA3)の到着確認ACKを受信した直後に、二番目のデータDATA2を再送する。なお、送信装置100は、三番目のデータDATA3を送信した後、その到着確認ACKを受信する前に、二番目のデータDATA2を再送してもよい。
More specifically, after receiving the retransmission request, the transmitting
図3は、実施の形態に係る、送信装置100および受信装置200間の通信手順例2を示すシーケンス図である。通信手順例2では、受信装置200が送信装置100から送信されたデータを正常に受信できなかった場合、受信装置200はそのデータの到着確認ACKも再送要求も送出しない。
FIG. 3 is a sequence diagram illustrating a communication procedure example 2 between the
図3も図2の同様に、送信装置100が、四つのデータ(DATA1、DATA2、DATA3、DATA4)を所定の時間間隔で、受信装置200に送信する場合の手順を示し、二番目のデータDATA2が、受信装置200に到達しなかった例を示している。
3 also shows a procedure in the case where the
送信装置100は、二番目のデータDATA2を正規送信した後、所定の期間経過しても、受信装置200から到着確認ACKを受信できない場合、二番目のデータDATA2の伝送失敗と判定する。送信装置100は、当該伝送失敗と判定することをもって、受信装置200から再送要求を受信したとみなす。図2と同様に、送信装置100は、三番目のデータDATA3の送信と、四番目のデータDATA4の送信との間のインターバル期間に、二番目のデータDATA2を再送する。
The transmitting
以上説明したように実施の形態によれば、間欠的にデータを送信する通信方式にて、正常に受信されないデータが発生した場合、そのインターバル期間に、そのデータを再送することにより、リアルタイム性を損なわずに、通信データを正確に蓄積することができる。すなわち、正規に送信されるデータの送信スケジュールが変更されないため、リアルタイム性を確保することができる。また、正常に受信されなかったデータが再送されるため、受信側では通信データを正確に蓄積することができる。 As described above, according to the embodiment, when data that is not normally received is generated in the communication method in which data is intermittently transmitted, the real-time property is improved by retransmitting the data during the interval period. Communication data can be stored accurately without damage. That is, since the transmission schedule of data transmitted normally is not changed, real-time property can be ensured. Further, since data that has not been normally received is retransmitted, communication data can be accurately stored on the receiving side.
また、正規に送信されるデータの送信スケジュールを変更しない範囲で、できるだけ早く正常に受信されなかったデータを再送することにより、送信データ保持部30に蓄積されるデータ量を減らすことができ、送信データ保持部30の容量を削減することができる。
In addition, by resending data that has not been normally received as soon as possible within a range that does not change the transmission schedule of data that is normally transmitted, the amount of data stored in the transmission
また、上記インターバル期間に、データ送信部12を省電力モードに遷移させれば、送信装置100の消費電力を低減することができる。なお、到着確認を受信後の制御信号受信部14も省電力モードに遷移させてもよい。さらに、正規のデータが送信された直後に、再送用のデータを送信すれば、つぎの正規送信までの、省電力モードへの移行および通常モードへの復帰を一回にまとめることができる。したがって、その移行処理および復帰処理に係る消費電力の増大を抑制することができる。仮に、上記インターバル期間の中間時点で再送用のデータを送信する場合、上述した、省電力モードへの移行および通常モードへの復帰を二回行う必要があり、その移行処理および復帰処理に係る消費電力が増大してしまう。
Moreover, if the
また、再送用のデータが複数たまってから、上記インターバル期間に、それらのデータをバースト転送すれば、再送用のデータを送信するインターバル期間の数を減少させることができる。したがって、例外処理する回数が減少するため、制御部20の負荷を低減することができる。
In addition, if a plurality of data for retransmission is accumulated and those data are burst transferred during the interval period, the number of interval periods for transmitting data for retransmission can be reduced. Therefore, since the number of times exception processing is performed is reduced, the load on the
さらに、一つのインターバル期間に送信可能な最大データ数の再送要求がたまってから、それらのデータを再送すれば、そのインターバル期間は省電力モードに遷移させる必要がなくなるため、その移行処理および通常モードへの復帰処理を省略することができる。したがって、それらの処理に係る消費電力を低減することができる。すなわち、他のインターバル期間で通常通りの省電力効果を得つつ、その移行処理および通常モードへの復帰処理の回数を削減することができる。 Furthermore, if there is a retransmission request for the maximum number of data that can be transmitted in one interval period, it is not necessary to transition to the power saving mode during the interval period if the data is retransmitted. Return processing to can be omitted. Therefore, power consumption related to these processes can be reduced. That is, it is possible to reduce the number of times of the transition process and the return process to the normal mode while obtaining a normal power saving effect in another interval period.
つぎに、実施の形態に係る通信システム500を、冷蔵庫やショーケースなどの温度を管理する制御システムに適用した実施の形態を説明する。
Next, an embodiment in which the
省エネ・地球温暖化対策として、複数の機器のネットワーク化による連携制御が重要になってきている。この場合、中央の集中制御装置が各機器を最適に制御するため、末端のセンサからの情報を収集して、各機器にフィードバック制御を施すことが有効である。大規模なシステムにて、きめ細かな省エネ制御を実現するためには、多数のセンシング情報の収集とフィードバック制御という、一連の処理にリアルタイム性が要求される。 As an energy saving and global warming countermeasure, cooperative control by networking multiple devices is becoming important. In this case, in order for the centralized control device to control each device optimally, it is effective to collect information from the end sensor and perform feedback control on each device. In order to realize detailed energy-saving control in a large-scale system, real-time performance is required for a series of processes of collecting a large number of sensing information and feedback control.
一方、「食」を中心とした商品の安全性を考えた場合、保存・運搬時の状態・環境についての安全性を保証することが重要である。商品の保存・運搬時の安全性を保証するには、個々の商品の保存状態・運搬状態、またはその時の環境情報などを逐一監視し、その履歴を残すことが有効である。安全性の保証という観点から、そのロギングデータには計測値の正確性とともに、履歴の途中に「抜け」がないことが重要である。 On the other hand, when considering the safety of products centering on “food”, it is important to guarantee the safety of the state and environment during storage and transportation. In order to guarantee the safety at the time of storage and transportation of products, it is effective to monitor the storage state / transportation state of each product or the environmental information at that time, and leave the history. From the viewpoint of guaranteeing safety, it is important that the logging data has no “missing” in the history as well as the accuracy of the measured value.
ショッピングスーパーなどの大型店舗において、多数の冷蔵庫やショーケースなどの機器の省エネ制御を実現するには、各機器の庫内温度を監視し、冷却しすぎないようなフィードバック制御が必要である。また、庫内の安全性を保証するには、その温度履歴を残す必要がある。したがって、センシング情報の収集においてはリアルタイム性と正確性の両方が要求されることになる。 In a large store such as a shopping supermarket, in order to realize energy saving control of a large number of devices such as refrigerators and showcases, it is necessary to monitor the internal temperature of each device and perform feedback control so as not to overcool. Further, in order to guarantee the safety in the storage, it is necessary to leave the temperature history. Therefore, both real-time performance and accuracy are required for collecting sensing information.
ところで、温度センサなどのセンサは、設置の柔軟性を高めるため、無線通信を採用することが好ましい。しなしながら、無線により計測データを伝送する場合、障害物の存在や周囲の電波状況の悪化により伝送品質が低下する場合がある。この場合、計測データの伝送における、リアルタイム性と正確性の両方を満たすことが難しくなる。 By the way, it is preferable that a sensor such as a temperature sensor adopts wireless communication in order to increase installation flexibility. However, when the measurement data is transmitted wirelessly, the transmission quality may be deteriorated due to the presence of an obstacle or deterioration of surrounding radio wave conditions. In this case, it becomes difficult to satisfy both real-time property and accuracy in measurement data transmission.
より具体的には、伝送品質が低下する場合、集中制御装置に一部の計測データが届かずに、欠落することになる。センシング情報を各機器の制御に使用するという観点からは、多少のデータ欠落を甘受できるが、センシング情報を、安全性を保証するためのロギングデータとして蓄積するという観点からは、多少のデータ欠落も甘受できない。 More specifically, when the transmission quality deteriorates, some measurement data does not reach the centralized control device and is lost. From the viewpoint of using sensing information for control of each device, some data loss can be accepted, but from the viewpoint of storing sensing information as logging data to ensure safety, some data loss is also possible. I can't accept it.
そこで、計測データが伝送中に欠落した場合、再送制御することが考えられる。ただし、その再送制御処理により遅延が発生し、その遅延が後続の計測データの伝送に伝搬し、モニタリングやフィードバックのリアルタイム性を損なう可能性がある。電波状況の不安定な環境下では、この遅延がどんどん蓄積され、結果的にモニタリングやフィードバックの意味をなさなくなる可能性がある。 Therefore, it is conceivable to perform retransmission control when measurement data is lost during transmission. However, there is a possibility that a delay occurs due to the retransmission control process, and that the delay propagates to the subsequent transmission of measurement data, thereby impairing the real-time property of monitoring and feedback. In an environment where the radio wave conditions are unstable, this delay accumulates more and more, and as a result, monitoring and feedback may not be meaningful.
そこで、本実施の形態に係る制御システムに、上述した実施の形態に係る通信システム500を適用することにより、リアルタイム性と正確性の両方を実現する。以下、本実施の形態に係る制御システムを詳細に説明する。
Therefore, by applying the
図4は、実施の形態に係る制御システム500aの構成を示す図である。制御システム500aは、冷却装置400、計測装置100aおよび制御装置200aを備える。計測装置100aは上述した送信装置100に対応し、制御装置200aは上述した受信装置200に対応する。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a
冷却装置400は、冷蔵庫やショーケースなどであり、商品(たとえば、食品)を冷却する。冷却装置400は、制御装置200aによる制御にしたがい、目標温度を維持するよう動作する。図4では、冷却装置400と制御装置200aとの間の伝送路を省略して描いているが、たとえば、有線LANで構築することができる。
The
計測装置100aは、通信部10、制御部20、送信データ保持部30、電力制御部40および温度センサ50を備える。温度センサ50は、冷却装置400内の温度を定期的に(たとえば、1分に1回)計測し、送信制御部22に渡す。通信部10、制御部20、送信データ保持部30および電力制御部40の動作は、図1で説明した動作と同じである。本実施の形態では、送信すべきデータが温度センサ50により計測された計測データとなる。
The measuring
なお、計測装置100aは、電池駆動であることが好ましい。電池駆動にした場合、設置の柔軟性を高めることができる。また、停電が発生したり、制御装置200aが停止した場合であっても、送信データ保持部30に保持される計測データが影響を受けないため、その計測データを、データ蓄積部230の修復用に利用することができる。
In addition, it is preferable that the measuring
制御装置200aは、通信部210、制御部220、データ蓄積部230、リアルタイム処理部240および表示部250を備える。通信部210、制御部220およびデータ蓄積部230の動作は、図1で説明した動作と同じである。本実施の形態では、送信すべきデータが温度センサ50により計測された計測データとなる。
The
リアルタイム処理部240は、データ送信部12から定期的に送信され、データ受信部212および送信制御部22を介して取得されるデータを参照して、所定のリアルタイム処理を実行する。ここでは、冷却装置400内の温度を目標温度に保つようフィードバック制御する。より具体的には、リアルタイム処理部240は、取得される計測データに含まれる温度と、目標温度とを比較し、前者のほうが高い場合、冷却装置400の冷却温度を下げるよう制御し、後者のほうが高い場合、その冷却温度を上げるようまたは冷却を一時停止するよう制御する。
The real-
表示部250は、データ送信部12から定期的に送信され、データ受信部212および送信制御部22を介して取得されるデータをリアルタイムに表示する。ここでは、最新の、冷却装置400内の温度を表示する。これにより、管理者は、冷却装置400内の温度をリアルタイムに監視することができる。
The
図5は、実施の形態に係る、計測装置100aおよび制御装置200aの動作例1を示す図である。動作例1は、伝送路上で計測データの欠落が発生しない例を示している。計測装置100aは、定期的に温度を計測(計測A、計測B、計測C)し、計測した温度を定期的に送信(送信A、送信B、送信C)する。制御装置200aは、計測装置100aから送信される計測データを正常に受信すると、到着確認を計測装置100aに返信する。計測装置100aは、その到着確認を受信すると、通信部10を、つぎの計測データの送信までスリープモードに遷移させる。
FIG. 5 is a diagram illustrating an operation example 1 of the
図6は、実施の形態に係る、計測装置100aおよび制御装置200aの動作例2を示す図である。動作例2は、伝送路上で計測データの欠落が発生する例を示している。ここでは、送信Bに係る計測データが欠落した例を示している。計測装置100aは、制御装置200aから再送要求された場合、または送信Bの後、所定の期間経過しても制御装置200aから到着確認を得られない場合、送信Bに係る計測データが制御装置200aに到達しなかったと判定する。動作例2では、計測装置100aは、つぎの計測データの送信(ここでは、送信C)の直後に、送信Bに係る計測データを再送する。
FIG. 6 is a diagram illustrating an operation example 2 of the
図7は、実施の形態に係る、計測装置100aおよび制御装置200aの動作例3を示す図である。動作例3は、伝送路上で計測データの欠落が発生する例を示している。ここでは、再送すべき計測データをバースト転送する例を示している。動作例3では、計測装置100aは、送信Bに係る計測データが制御装置200aに到達しなかったと判定しても、つぎの計測データの送信(ここでは、送信C)の直後に、送信Bに係る計測データを再送せずに、再送すべき計測データが所定の設定数(ここでは、6個)たまってからバースト転送する。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation example 3 of the
図8は、実施の形態に係る、計測データおよびデータ蓄積部に蓄積されるロギングデータのデータ構造例1を示す図である。図8(a)は、計測データのデータ構造例1を示し、図8(b)は、データ蓄積部230aに蓄積されているロギングデータが欠落している状態で、その欠落しているデータが再送されてきた状況を示す。図8(c)は、再送されてきたデータが蓄積された後の、データ蓄積部230aに蓄積されるロギングデータのデータ構造例1を示す図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a data structure example 1 of measurement data and logging data stored in the data storage unit according to the embodiment. FIG. 8A shows a data structure example 1 of measurement data, and FIG. 8B shows a state in which the logging data stored in the
データ構造例1では、計測データ70aは、シーケンス番号71aおよび計測データ72aを含む。シーケンス番号71aはヘッダに含まれる。記録制御部224は、受信された計測データ70aを、受信順にデータ蓄積部230aに蓄積する。記録制御部224は、再送された計測データ70aが受信された場合、そのシーケンス番号71aを参照して、その計測データ70aをデータ蓄積部230aに蓄積する。より具体的には、記録制御部224は、データ蓄積部230aに蓄積される複数の計測データ70aのシーケンス番号71aが昇順になるように、再送されてきた計測データ70aを蓄積する。
In the data structure example 1, the measurement data 70a includes a
図9は、実施の形態に係る、計測データおよびデータ蓄積部に蓄積されるロギングデータのデータ構造例2を示す図である。図9(a)は、計測データのデータ構造例2を示し、図9(b)は、データ蓄積部230bに蓄積されているロギングデータが欠落している状態で、その欠落しているデータが再送されてきた状況を示す。図9(c)は、再送されてきたデータが蓄積された後の、データ蓄積部230bに蓄積されるロギングデータのデータ構造例2を示す図である。
FIG. 9 is a diagram illustrating a data structure example 2 of the measurement data and the logging data stored in the data storage unit according to the embodiment. FIG. 9A shows a data structure example 2 of the measurement data, and FIG. 9B shows a state where the logging data stored in the
データ構造例2では、計測データ70bは、年月日71b、時刻72bおよび計測データ73cを含む。年月日71bおよび時刻72bはヘッダに含まれる。記録制御部224は、受信された計測データ70bを、受信順にデータ蓄積部230bに蓄積する。記録制御部224は、再送された計測データ70bが受信された場合、その年月日71bおよび時刻72bを参照して、その計測データ70bをデータ蓄積部230bに蓄積する。より具体的には、記録制御部224は、データ蓄積部230aに蓄積される複数の計測データ70bの年月日71bおよび時刻72bが昇順になるように、再送されてきた計測データ70bを蓄積する。
In data structure example 2, measurement data 70b includes
以上、制御システム500aにおいて通信のリアルタイム性と正確性とをできる限り両立する技術について説明した。通信においてはリアルタイム性と正確性とが両立できることが望ましいことは言うまでもないが、現実には通信のリアルタイム性と正確性との完全な両立がかなわない場合もあり得る。そのような場合、重要データ消失の影響を軽減すべく、両者のバランスを取る必要性が生じる。そこで、以下通信のリアルタイム性とのバランスを取る技術について説明する。
As described above, the technology that achieves both real-time communication and accuracy of communication as much as possible in the
図10は、実施の形態に係る計測装置100aの別の構成を示す図である。計測装置100aは、通信部10、制御部20、再送データ保持部32、電力制御部40および温度センサ50を備える。図4との相違として、図10においては、制御部20は送信制御部22、再送制御部24に加えてタイミング管理部26および記憶管理部28を含む。また、送信データ保持部30に替えて、再送データ保持部32を含む。以下、図4と重複する説明については適宜省略する。
FIG. 10 is a diagram illustrating another configuration of the
送信制御部22は、温度センサ50からデータをリアルタイムに取得し、各データにヘッダを付してデータ送信部12に渡すとともに、再送データ保持部32に蓄積する。そのヘッダには、送信時刻またはシーケンス番号が含まれ、受信側でデータの送信順番の確認が可能である。
The
記憶管理部28は、制御信号受信部14を介して制御信号送信部214から制御信号を受信する。ここでは、制御信号送信部214から到着確認および再送要求を受信する。記憶管理部28は制御信号送信部214から到着確認を受信した場合には、再送データ保持部32からその送信データを削除する。
The
タイミング管理部26は、送信制御部22に指示して送信データをデータ送信部12に送信させるように制御する。また、タイミング管理部26は再送制御部24に指示して再送データをデータ送信部12に送信させるように制御する。再送制御部24は、タイミング管理部26から再送の指示を受け取ると、記憶管理部28を介して再送データ保持部32から再送データを取得し、そのデータをデータ送信部12に渡す。データの再送に成功して制御信号送信部214から到着確認を受信すると、記憶管理部28は再送データ保持部からそのデータを削除する。このように、記憶管理部28は再送データ保持部32が再送を要するデータを保持するように管理するとともに、再送データ保持部32に保持されるデータの量を監視する。
The timing management unit 26 instructs the
タイミング管理部26は、記憶管理部28を介して再送データ保持部32に保持されているデータの量を取得し、取得したデータの量をもとに、送信制御部22の送信タイミングと、再送制御部24の再送タイミングとを制御する。
The timing management unit 26 acquires the amount of data held in the retransmission
図11は、実施の形態に係るタイミング管理部26による送信タイミングと再送タイミングとの制御の一例を示す図である。本例では、伝送路上で計測データの欠落が発生する例を示している。再送データ保持部32は、送信に失敗した再送データを保持する。図3の場合と同様に、送信に失敗したデータが発生した場合、通常の計測データ送信のインターバル期間に、そのデータを再送する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of control of transmission timing and retransmission timing by the timing management unit 26 according to the embodiment. In this example, an example in which measurement data is lost on the transmission line is shown. The retransmission
記憶管理部28は再送データ保持部32に保持されている再送すべきデータの量を監視する。タイミング管理部26は、記憶管理部28から取得した再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値を超えた場合、再送制御部24の再送タイミングを送信制御部22の送信タイミングよりも優先的に割り当てる。図11においては、計測データの送信を止めてそのデータを再送データ保持部32に保持しつつ、先に再送データ保持部32に保持されている再送すべきデータをバースト転送する。
The
ここで「所定の閾値」とは、タイミング管理部26が再送データ保持部32の記憶領域が溢れることを抑制するために再送制御部24の再送タイミングと送信制御部22の送信タイミングとのバランスを取ることの契機となるデータ量である。この閾値は再送データ保持部32の記憶容量等を勘案して実験的に定めればよく、例えば再送データ保持部32の記憶容量の8割のデータ量である。
Here, the “predetermined threshold value” means that the timing management unit 26 balances the retransmission timing of the
また、タイミング管理部26は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値を超えた場合、再送すべきデータをバースト転送するのではなく、再送制御部24によるデータを再送のインターバル期間に、送信制御部22に通常のデータを送信させてもよい。いずれにしても、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値を超えた場合、タイミング管理部26は再送制御部24の再送タイミングを送信制御部22の送信タイミングよりも優先的に割り当てる。
In addition, when the amount of data held in the retransmission
再送制御部24の再送タイミングを送信制御部22の送信タイミングよりも優先することにより再送データ保持部32に保持されているデータを優先的に再送し、結果として再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の第2の閾値を下回った場合には、タイミング管理部26は、送信制御部22の送信タイミングを再送制御部24の再送タイミングよりも優先する。第2の閾値は、上述の閾値と同じでもよいし、例えば再送データ保持部32の記憶容量の6割のデータ量等、ヒステリシスを設けて上述の閾値よりも小さな記憶容量を設定してもよい。後者の場合、送信タイミングと再送タイミングとの制御を短時間で変更されることを防止できる点で有利である。
By preferentially retransmitting the retransmission timing of the
また、タイミング管理部26は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値を超えた場合、図3において説明した送信制御部22がデータ送信部12に所定の送信スケジュールにしたがって送信させるデータの送信スケジュールを変更せずに、それらデータ間のインターバル期間に、再送制御部24がデータ送信部12に正常に到達しなかったデータを再送させる第1のモードと、上述した再送制御部24の再送タイミングを送信制御部22の送信タイミングよりも優先的に割り当てる第2のモードとを、所定の周期で変更するようにしてもよい。
In addition, when the amount of data held in the retransmission
第1のモードは通常のリアルタイムのデータ送信が優先されるモードであり、第2のモードはデータ通信の正確性が重視されるモードであるから、これらのモードを所定の周期で変更することによりデータ通信におけるリアルタイム性と正確性とのバランスを両立することが可能となる。ここで「所定の周期」とは、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値を超えた場合に、タイミング管理部26が第1のモードと第2のモードとを変更するモード変更周期であり、通信速度や再送データ保持部32の記憶容量を勘案して実験的に定めればよく、例えば1秒である。
The first mode is a mode in which normal real-time data transmission is prioritized, and the second mode is a mode in which the accuracy of data communication is important. By changing these modes at a predetermined cycle, It becomes possible to achieve a balance between real time and accuracy in data communication. Here, the “predetermined period” means that the timing management unit 26 changes between the first mode and the second mode when the amount of data held in the retransmission
また、モード変更周期は再送データ保持部32の記憶容量の残量に応じて適応的に制御してもよい。例えば再送データ保持部32の記憶容量の残量が多い場合における第1のモードを取る時間に対する第2のモードを取る時間の比率を、再送データ保持部32の記憶容量の残量が少ない場合における比率よりも大きくする。これにより、再送データ保持部32の記憶容量の残量が多い場合はリアルタイム性を重視し、残量が少なくなるとデータの正確性の優先度を上げ、再送データ保持部32の記憶容量を有効に活用できるようになる。
Further, the mode change period may be adaptively controlled according to the remaining storage capacity of the retransmission
以上、タイミング管理部26が送信のタイミングと再送のタイミングとを制御することによって通信のリアルタイム性と正確性とのバランスを取る原理について説明した。以下は、通信のリアルタイム性と正確性とのバランスを取るための再送データ保持部32における再送データの格納手順について説明する。
As described above, the principle of balancing the real-time property and the accuracy of communication by controlling the transmission timing and the retransmission timing has been described. The following describes a procedure for storing retransmission data in the retransmission
再送データ保持部32は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値を超えた場合における再送データを新たに記憶する頻度を、再送データ保持部32に保持されているデータ量が所定の閾値以下の場合における再送データを新たに記憶する頻度よりも少なくする。
The data held in the retransmission
図12は、実施の形態に係る、再送データ保持部32における再送データの格納手順の一例を示す図である。図においてシーケンス番号47999が所定の閾値34である。再送データ保持部32は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値34を超える場合、再送データ保持部32に格納されるべきデータのうちふたつに一つを削除する。具体的にはシーケンス番号48000のデータは削除し、シーケンス番号48001のデータは保持する。シーケンス番号48002のデータは削除し、シーケンス番号48003のデータは保持する。以下同様である。
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a procedure for storing retransmission data in the retransmission
このように再送データ保持部32は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値34を超える場合に再送データを新たに記憶する頻度を下げることにより、再送すべきデータを残しつつも記憶容量が溢れることを抑制することにより、データ消失の影響を軽減し、通信の正確性を維持することが可能となる。
As described above, the retransmission
なお、図12では再送データ保持部32に格納されるべきデータのうちふたつに一つを削除する場合について説明したが、削除の割合はこれに限らず任意に設定することができる。また、再送データ保持部32の記憶容量の残りが少なくなった場合、記憶容量の残りが多い場合よりもデータの削除する割合を増やすようにしてもよい。
In addition, although FIG. 12 demonstrated the case where one of the data which should be stored in the resending data holding |
さらに上記では再送データ保持部32がデータを削除する場合について説明したが、再送データ保持部ではなく、記憶管理部28が削除を指示するようにしてもよい。
Furthermore, although the case where the retransmission
以上、再送データ保持部32に保持されているデータの量が所定の閾値34を超える場合について説明した。以下は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が、再送データ保持部32に記憶可能な許容量に到達した場合における通信のリアルタイム性と正確性とのバランスを取る原理について説明する。
The case where the amount of data held in the retransmission
再送データ保持部32は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が記憶可能な許容量に到達した場合において、新たな再送データを既に記憶された再送データに上書きする際、再送データ保持部32に記憶された順序が早い再送データの一部を残しつつ上書きする。
When the amount of data held in the retransmission
図13は、実施の形態に係る、再送データ保持部32における再送データの上書き手順の一例を示す図である。図においては、シーケンス番号が60000のデータを格納した時点で、再送データ保持部32に記憶可能な許容量に到達した。このとき新たな再送データ(シーケンス番号は60001)を既に記憶された再送データに上書きする。図ではシーケンス番号が最も若いデータ、すなわち再送データ保持部32に格納されているデータの中で最も古いデータであるシーケンス番号が00001のデータに上書きする。シーケンス番号が00001のデータは再送データ保持部32に記憶された順序が最も早いデータである。
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of a retransmission data overwrite procedure in the retransmission
再送データ保持部32はさらに、新しい再送データ(シーケンス番号は60002)を上書きする際、シーケンス番号が00003のデータに対して上書きする。同様に、シーケンス番号が60003のデータはシーケンス番号が00005のデータに対して上書きする。このように、再送データ保持部32は、再送データ保持部32に保持されているデータの量が再送データ保持部32に記憶可能な許容量に到達した場合において、新たな再送データを既に記憶された再送データに上書きする際、再送データ保持部32に記憶された順序が早い再送データの一部を残しつつ上書きする。これにより、古い再送データを残しつつも新しい再送データを格納することになるため、通信データのうち特定の時間帯のデータのみが消失することを防ぐことが可能となる。
The retransmission
なお、再送データ保持部32に保持されているデータの量が再送データ保持部32に記憶可能な許容量に到達した場合において、図12において説明したように、再送データを新たに記憶する頻度を下げるようにしてもよい。これにより、新たに記憶すべき再送データと既に記録されている再送データとのバランスを取り、データの正確性を確保することが可能となる。
When the amount of data held in the retransmission
以上実施の形態に係る計測装置100aの別の構成をもとに、データ送信のモードと再送データ保持部32における再送データの格納手順とについて説明した。上記では、これらデータ送信のモードと再送データの格納手順とは、計測装置100aが切り替える場合について説明したが、これらは受信装置である制御装置200aからの指示により切り替えるようにしてもよい。この場合、例えば制御装置200a内の受信制御部222が、記録制御部224を介して取得したデータ蓄積部230のデータ蓄積状況をもとに計測装置100aの取るべき送信モードや再送データの格納手順を決定する。
The data transmission mode and the retransmission data storage procedure in the retransmission
具体的には、データ蓄積部230に蓄積されたデータのシーケンス番号を参照し、データの欠落が多い場合には、上述の第2のモードとする。あるいは、図示しないデータ復旧制御部を設け、計測装置100aの取るべき送信モードや再送データの格納手順を決定するようにしてもよい。
Specifically, the sequence number of the data stored in the
受信制御部222は、制御信号送信部214を介して計測装置100aに取るべき送信モードや再送データの格納手順を通知する。制御装置200aは冷却装置400を実際に制御しているので、例えばショーケース等が充分に冷えており、冷却装置400をすぐに動作させる必要のないときに計測装置100aに再送データを優先的に送らせることが可能となる。このように、冷却装置400を実際に制御する制御装置200aが、制御対象である冷却装置400の動作状況に応じて、計測装置100aに取るべき送信モードや再送データの格納手順を適切に決定できる点で有利である。
The
以上説明したように本実施の形態によれば、計測データの伝送における、リアルタイム性と正確性との両方をバランスよく満たすことができる。また、計測装置100aを電池駆動にすれば、上述したように、設置の柔軟性を高めることができるとともに、送信データ保持部30に保持される計測データをバックアップ用のデータとして利用することができる。したがって、計測装置100aを電池駆動にすれば、伝送路だけでなく、制御システム500a全体の信頼性を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, it is possible to satisfy both real-time property and accuracy in transmission of measurement data in a balanced manner. Further, if the
計測装置100aを電池駆動にすれば、省電力がよりシビアに要求される。この点、上述した送信装置100の省電力制御を、計測装置100aに適用することにより、計測装置100aの消費電力を低減することができる。
If the
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. This embodiment is an exemplification, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. is there.
上述した実施の形態では、再送制御部24は、正常に到達しなかったデータの再送タイミングを、正規に送信されるデータの送信タイミングの直後に、スケジュールする例を説明した。この点、再送制御部24は、正常に到達しなかったデータの再送タイミングを、正規に送信されるデータの送信タイミングの直前に、スケジュールしてもよい。この場合でも、ある正規のデータ送信と、そのつぎの正規データ送信との間における、省電力モードへの移行処理および通常モードへの復帰処理を一回にまとめることができる。
In the above-described embodiment, the example in which the
上述した実施の形態では、データ送信部12は、所定の時間間隔(たとえば、1分に1回)でデータを送信する例を示したが、データ送信部12は、等間隔以外の送信スケジュールにしたがってデータを送信することも可能である。たとえば、データ送信部12は、あらかじめ設定された任意の複数の時刻を記述した送信タイミングを保持するテーブルを参照して、その送信タイミングにしたがって、データを送信してもよい。
In the above-described embodiment, the example in which the
10 通信部、 12 データ送信部、 14 制御信号受信部、 20 制御部、 22 送信制御部、 24 再送制御部、 26 タイミング管理部、 28 記憶管理部、 30 送信データ保持部、 32 再送データ保持部、 40 電力制御部、 100 送信装置、 100a 計測装置、 200 受信装置、 200a 制御装置、 210 通信部、 212 データ受信部、 214 制御信号送信部、 220 制御部、 222 受信制御部、 224 記録制御部、 230 データ蓄積部、 240 リアルタイム処理部、 250 表示部、 300 ネットワーク、 400 冷却装置、 500 通信システム、 500a 制御システム。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記データ送信部により送信されたデータが受信側に正常に到達しなかったことを検知することに起因して、その正常に到達しなかったデータを前記データ送信部に再送させる再送制御部と、を備え、
前記再送制御部は、前記データ送信部から所定の送信スケジュールにしたがって送信されるデータの当該送信スケジュールを変更せずに、それらデータ間のインターバル期間に、前記正常に到達しなかったデータの再送タイミングをスケジュールすることを特徴とする送信装置。 A data transmitter that transmits data intermittently;
Due to detecting that the data transmitted by the data transmission unit has not normally reached the reception side, a retransmission control unit for causing the data transmission unit to retransmit the data that has not normally reached, With
The retransmission control unit does not change the transmission schedule of data transmitted from the data transmission unit according to a predetermined transmission schedule, and retransmits the data that has not normally reached in the interval period between the data. A transmission apparatus characterized by scheduling
前記受信装置は、
前記データ送信部から送信されてくるデータを受信するデータ受信部と、
前記データ受信部により受信されたデータを記録するためのデータ蓄積部と、
前記データ受信部により受信されたデータを前記データ蓄積部に記録する記録制御部と、を含み、
前記記録制御部は、前記データ送信部から再送されたデータが前記データ受信部により受信されると、そのデータが正規の順番で管理されるよう、前記データ蓄積部に蓄積されたデータの順番を入れ替えることを特徴とする通信システム。 A communication system comprising the transmission device according to any one of claims 1 to 4 and a reception device,
The receiving device is:
A data receiving unit for receiving data transmitted from the data transmitting unit;
A data storage unit for recording data received by the data receiving unit;
A recording control unit for recording the data received by the data receiving unit in the data storage unit,
When the data retransmitted from the data transmitting unit is received by the data receiving unit, the recording control unit sets the order of the data stored in the data storage unit so that the data is managed in a regular order. A communication system characterized by replacement.
前記再送データ保持部に保持されているデータの量を監視する記憶管理部と、
前記記憶管理部が計測した前記再送データ保持部に保持されているデータの量をもとに、リアルタイムに取得したデータを前記データ送信部に送信させる送信制御部の送信タイミングと、前記再送制御部の再送タイミングとを制御するタイミング管理部と、
を含むことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の送信装置。 A retransmission data holding unit for holding data to be retransmitted by the retransmission control unit;
A storage management unit that monitors the amount of data held in the retransmission data holding unit;
Based on the amount of data held in the retransmission data holding unit measured by the storage management unit, transmission timing of a transmission control unit that causes the data transmission unit to transmit data acquired in real time, and the retransmission control unit A timing management unit for controlling the retransmission timing of
The transmission device according to claim 1, comprising:
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