JP2015082303A - 無線機器、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】設計・開発が容易であって安定した無線通信を行うことが可能な無線機器、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法を提供する。【解決手段】無線モジュール３０は、インターフェイスモジュール２０へ送信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成してインターフェイスモジュール２０へ送信し、インターフェイスモジュール２０は、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプに応じて、無線モジュール３０へ返信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれて受信したメッセージと同じフォーマットのメッセージを生成して無線モジュール３０へ返信する。インターフェイスモジュール２０から無線モジュール３０へのメッセージ送信、及び無線モジュール３０からインターフェイスモジュール２０へのメッセージの返信も同様に行われる。【選択図】図２

Description

本発明は、無線機器、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法に関する。

従来から、プラントや工場等においては、高度な自動操業を実現すべく、フィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器、操作器）と、これらの制御を行う制御装置とが通信手段を介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されている。このような分散制御システムを構成するフィールド機器は、有線通信を行うものが殆どであったが、近年においてはＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の産業用無線通信規格に準拠した無線通信を行うもの（無線フィールド機器）も実現されている。

上記の無線フィールド機器は、概して工業プロセスにおける状態量（例えば、圧力、温度、流量等）の測定又は操作を行う入出力部と、上記の産業用無線通信規格に準拠した無線通信を行う無線通信部と、無線フィールド機器の動作を統括して制御する制御部とが筐体内に組み込まれており、単一の電源から供給される電力によって各部が動作する。ここで、無線フィールド機器は、従来のフィールド機器のように通信線又は通信バスに接続する必要がなく、基本的に単独でプラント等に設置されることから、上記の単一の電源として電池を内蔵するものが殆どである。

以下の特許文献１には、無線通信部を有しない従来のフィールド機器に取り付けられて、従来のフィールド機器を上記の無線フィールド機器として動作させることが可能な無線機器が開示されている。具体的に、以下の特許文献１に開示された無線機器は、従来のフィールド機器に接続されるインターフェイス部と、無線通信を行う無線通信部と、インターフェイス部を介して従来のフィールド機器に電力を供給する電源部とを備える。この無線機器は、フィールド機器からの信号がインターフェイス部を介して入力されてきた場合には、その信号を無線通信部から送信先（例えば、上位のコントローラ）に向けて送信し、フィールド機器宛ての信号を無線通信部で受信した場合には、インターフェイス部を介して受信した信号をフィールド機器に出力する。

米国特許出願公開第２００８／０２１１６６４号明細書

ところで、上述した特許文献１等に開示された無線機器は、フィールド機器の近くに設置されることが殆どである。これは、無線機器とフィールド機器とを接続する接続線を保護するための配管（コンジット）の設置工事を省略してコストの発生を抑える等の理由からである。しかしながら、フィールド機器は、パイプや生産設備等が多数設置されて電波の反射や遮蔽が生じやすい環境下に設置されることが多い。このため、上述した特許文献１に開示された無線機器のように、インターフェイス部と無線通信部とが一体化された構成では、安定した無線通信が困難になる可能性が考えられる。

そこで、近年では、安定した無線通信を実現すべく、上記のインターフェイス部と無線通信部とを分離した無線機器の開発が行われている。具体的に、この無線機器は、上記のインターフェイス部を備えるインターフェイスモジュールと、上記の無線通信部を備える無線モジュールとの２つのモジュールに分けて構成され、これら２つのモジュールが通信ケーブルによって接続されるものである。このような構成の無線機器は、フィールド機器に接続されるインターフェイスモジュールから無線モジュールを離間させることができ、無線モジュールの設置位置の自由度を高めることができるため、無線モジュールを電波状況が良好な位置に設置すれば安定した無線通信を実現することができると考えられる。

ここで、上述した特許文献１等に開示された無線機器は、インターフェイス部及び無線通信部が一体化されおり、１つのメーカーで製造されるものである。このため、フィールド機器を制御するために用いられる制御プロトコル（インターフェイス部とフィールド機器との間で用いられる制御プロトコル）は、フィールド機器の仕様に準拠したものであるが、内部制御に用いられる制御プロトコル（例えば、インターフェイス部と無線通信部との間で用いられる制御プロトコル）は独自の仕様のものが用いられている。

しかしながら、上述した２つのモジュールから構成される無線機器は、各々のモジュールが異なるメーカーにより別々に製造されることもある。このため、特許文献１等に開示された無線機器のように、内部制御に用いられる制御プロトコル（モジュール間で用いられる制御プロトコル）が独自の仕様のものであると、各モジュールの設計・開発が困難になるとともに、困難であるがゆえに設計ミスが生じる虞があり、設計ミスが機器の実際の運用中に現れた場合、フィールド機器を上述の安定した無線通信を行う無線フィールド機器として動作させることができなくなる虞が考えられるという問題がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、設計・開発が容易であって安定した無線通信を行うことが可能な無線機器、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の無線機器は、フィールド機器（１１、１１ａ、１１ｂ）からの信号を無線信号にして送信し、無線信号で送信されてくる前記フィールド機器への信号を受信する無線機器（１２）において、前記無線信号の送受信を行う無線モジュール（３０）と、前記無線モジュールと前記フィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュール（２０、２０ａ、２０ｂ）とを備えており、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方は、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれて受信した前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信することを特徴としている。
また、本発明の無線機器は、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報が処理要求である場合には、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方に返信するメッセージに含ませる前記種別情報を処理応答にすることを特徴としている。
また、本発明の無線機器は、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報が自モジュールに対する処理要求である場合には、該処理要求に応じて行った処理の処理結果を前記返信すべきデータとして前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方に返信するメッセージに含ませることを特徴としている。
また、本発明の無線機器は、前記無線モジュールから前記インターフェイスモジュールへ送信されるメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記フィールド機器への制御要求が含まれ、前記インターフェイスモジュールから前記無線モジュールへ返信されるメッセージに含まれる前記種別情報としての処理応答には、前記フィールド機器からの制御応答が含まれることを特徴としている。
また、本発明の無線機器は、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報が通知又は指令である場合には、該通知又は指令に応じた処理を行って、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方への返信を行わないことを特徴としている。
本発明の無線モジュールは、無線信号の送受信を行う無線モジュール（３０）であって、外部から送信されてくるメッセージを受信するとともに、外部へ送信すべきメッセージを外部へ送信する通信部（３１）と、外部へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを前記通信部から外部へ送信させる制御部（３２）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の無線モジュールは、前記制御部が、前記通信部で受信されたメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、外部へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記通信部で受信された前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを前記通信部から外部へ返信させることを特徴としている。
本発明のインターフェイスモジュールは、無線信号の送受信を行う無線モジュール（３０）とフィールド機器（１１、１１ａ、１１ｂ）との間に介在するインターフェイスモジュール（２０、２０ａ、２０ｂ）であって、前記無線モジュールから送信されてくるメッセージを受信するとともに、前記無線モジュールへ送信すべきメッセージを前記無線モジュールへ送信する通信部（２３）と、前記通信部で受信されたメッセージに含まれる種別情報に応じて、前記無線モジュールへ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記通信部で受信された前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ返信させる制御部（２２）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の無線モジュールは、前記制御部が、前記無線モジュールへ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ送信させることを特徴としている。
本発明の通信方法は、無線信号の送受信を行う無線モジュール（３０）と、該無線モジュールとフィールド機器（１１、１１ａ、１１ｂ）との間に介在するインターフェイスモジュール（２０、２０ａ、２０ｂ）との間の通信方法であって、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方が、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信する送信ステップと、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方が、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、受信した前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信する返信ステップとを有することを特徴としている。

本発明によれば、設計・開発が容易であって安定した無線通信を行うことが可能な無線機器、無線モジュール、インターフェイスモジュールを提供することができるという効果がある。

本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による無線機器の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による無線機器で送受信されるメッセージのフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスにより送受信されるメッセージの一例を示す図である。 本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。 本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。 本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態による無線機器で行われる送信時メッセージ処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による無線機器で行われる受信時メッセージ処理を示すフローチャートである。 図９中のステップＳ２８で行われるデータ転送処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの応用例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による無線機器、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法について詳細に説明する。

〈無線通信システム〉
図１は、本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、無線通信システム１は、フィールド機器１１、無線機器１２、バックボーンルータ１３、システムマネージャ１４、ゲートウェイ１５、及び監視制御装置１６を備えており、無線ネットワークＮ１を介した無線通信が可能である。この無線通信システム１は、例えばプラントや工場等（以下、これらを総称する場合には、単に「プラント」という）に構築される。

ここで、無線通信システム１が構築されるプラントには、無線ネットワークＮ１、バックボーンネットワークＮ２、及び制御ネットワークＮ３が設けられている。無線ネットワークＮ１は、プラントの現場に設置されたフィールド機器１１に接続される無線機器１２及びバックボーンルータ１３によって実現されて、システムマネージャ１４によって管理されるネットワークである。尚、無線ネットワークＮ１を構成する無線機器１２及びバックボーンルータ１３の数は任意である。

バックボーンネットワークＮ２は、無線通信システム１の基幹となる有線ネットワークであり、バックボーンルータ１３、システムマネージャ１４、及びゲートウェイ１５が接続される。制御ネットワークＮ３は、バックボーンネットワークＮ２の上位に位置づけられる有線ネットワークであり、ゲートウェイ１５及び監視制御装置１６が接続される。

フィールド機器１１は、プラントの現場に設置されて監視制御装置１６の制御の下で工業プロセスの制御に必要な測定及び操作の少なくとも一方を行う。具体的に、フィールド機器１１は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、プラント内の状況や対象物を撮影するカメラやビデオ等の撮像機器、プラント内の異音等を収集したり警報音等を発したりするマイクやスピーカ等の音響機器、各機器の位置情報を出力する位置検出機器、その他の機器である。尚、以下では理解を容易にするために、フィールド機器１１が流体の流量を測定するセンサ機器であるものとして説明する。

無線機器１２は、フィールド機器１１に接続されるインターフェイスモジュール２０と、インターフェイスモジュール２０に接続されて無線ネットワークＮ１を介した無線信号の送受信を行う無線モジュール３０とを備える。尚、無線モジュール３０は、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能である。この無線機器１２は、無線通信機能を有しないフィールド機器１１に接続されて、フィールド機器１１からの信号を無線信号にして無線ネットワークＮ１に送信するとともに、無線ネットワークＮ１を介して無線信号で送信されてくるフィールド機器１１への信号を受信する。尚、無線機器１２が備えるインターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の詳細については後述する。

バックボーンルータ１３は、無線ネットワークＮ１とバックボーンネットワークＮ２とを接続し、無線ネットワークＮ１とバックボーンネットワークＮ２との間で送受信されるデータの中継を行う。尚、このバックボーンルータ１３は、上述した無線機器１２が備える無線モジュール３０と同様に、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能である。

システムマネージャ１４は、無線ネットワークＮ１を介して行われる無線通信の制御を行う。具体的には、無線機器１２をなす無線モジュール３０、バックボーンルータ１３、及びゲートウェイ１５に対する通信リソース（タイムスロット及びチャネル）の割り当て制御を行って、無線ネットワークＮ１を介した無線通信を実現する。尚、システムマネージャ１４は、無線ネットワークＮ１に対して無線機器１２を参入させる処理も行う。

ゲートウェイ１５は、バックボーンネットワークＮ２と制御ネットワークＮ３とを接続し、フィールド機器１１及びシステムマネージャ１４等と、監視制御装置１６との間で送受信される各種データの中継を行う。このゲートウェイ１５を設けることで、セキュリティを維持しつつ、バックボーンネットワークＮ２と制御ネットワークＮ３とを相互に接続することができる。

監視制御装置１６は、例えばプラントの運転員によって操作され、フィールド機器１１等の監視及び管理を行う。具体的に、監視制御装置１６は、ゲートウェイ１５を介してフィールド機器１１から測定データ（流量値）を収集することによってフィールド機器１１等の監視を行う。また、監視制御装置１６は、収集した測定データに基づいて不図示の他のフィールド機器の制御量（例えば、バルブ機器の弁開度）を求め、ゲートウェイ１５を介して不図示の他のフィールド機器に設定し操作することによって、フィールド機器１１を制御する。

〈無線機器〉
図２は、本発明の一実施形態による無線機器の要部構成を示すブロック図である。以下、図２を参照して無線機器１２をなすインターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の内部構成を順に説明する。インターフェイスモジュール２０は、センサＩ／Ｆ（インターフェイス）２１、コントローラ２２（制御部）、通信部２３、診断部２４、表示部２５、設定部２６、電源制御部２７、格納部２８、及び電源２９を備える。かかる構成のインターフェイスモジュール２０は、無線モジュール３０とフィールド機器１１との間に介在し、無線モジュール３０とフィールド機器１１とを接続するためのインターフェイスを提供する。

センサＩ／Ｆ２１は、フィールド機器１１に接続されて、コントローラ２２の制御の下で、フィールド機器１１からの信号を受信するとともに、フィールド機器１１に送信すべき信号をフィールド機器１１に向けて送信する。つまり、センサＩ／Ｆ２１には、フィールド機器１１との間の通信を可能とするために、フィールド機器１１に実装されている通信プロトコルと同じ通信プロトコルが実装されている。

コントローラ２２は、インターフェイスモジュール２０の動作を統括して制御する。例えば、無線モジュール３０から送信されてくるメッセージに含まれる制御信号（監視制御装置１６からの制御信号）に基づいてセンサＩ／Ｆ２１を制御してフィールド機器１１で得られた測定データ（流量値）を取得させる。また、通信部２３を制御して無線モジュール３０との間でメッセージの送受信を行わせ、例えばセンサＩ／Ｆ２１で取得された測定結果を無線モジュール３０に送信させる。尚、詳細は後述するが、インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で送受信されるメッセージは、予め規定されたフォーマットのメッセージである。

通信部２３は、無線モジュール３０から送信されてくるメッセージを受信するとともに、無線モジュール３０に送信すべきメッセージを無線モジュール３０へ送信する。ここで、通信部２３は、無線モジュール３０からのメッセージを受信した場合には、受信したメッセージに対して予め規定されたメッセージ処理（受信時メッセージ処理）を行い、無線モジュール３０に送信すべきデータがコントローラ２２から出力された場合には、そのデータに対して予め規定されたメッセージ処理（送信時メッセージ処理）を行う。尚、これら受信時メッセージ処理及び送信時メッセージ処理の詳細については後述する。

診断部２４は、自己診断機能を備えており、コントローラ２２の制御の下で自モジュール（インターフェイスモジュール２０）の状態を診断する。例えば、インターフェイスモジュール２０の故障の有無、フィールド機器１１の接続状況、電源２９の残量等を診断する。表示部２５は、例えば液晶表示装置等の表示装置を備えており、コントローラ２２の制御の下で各種情報を表示する。例えば、フィールド機器１１から得られた測定データ（流量値）や、インターフェイスモジュール２０或いは無線モジュール３０の状態を示す情報を表示する。

設定部２６は、外部機器が接続される外部インターフェイス（例えば、赤外線通信部）を備えており、外部機器からの指示に基づいて無線機器１２に設定すべき情報の設定を行う。ここで、上記外部機器は、例えばプロビジョニングデバイスであり、設定部２６は、赤外線通信によってプロビジョニングデバイスから送信されてくるプロビジョニング情報（無線ネットワークＮ１に参入するために必要となる情報）の設定を行う。

電源制御部２７は、電源２９からの電力を、フィールド機器１１、インターフェイスモジュール２０、及び無線モジュール３０に適した電力に変換する電源回路（図示省略）を備えており、コントローラ２２の制御の下で、フィールド機器１１、インターフェイスモジュール２０の各部、及び無線モジュール３０にそれぞれ電力を供給する。尚、フィールド機器１１が電源を内蔵していたり、他の経路から電力供給を受ける場合には、フィールド機器１１に電力を供給しない。格納部２８は、インターフェイスモジュール２０を識別するための識別情報や、電源２９の残量を示す情報を格納する。この格納部２８は、例えばフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ＲＯＭ）等の不揮発性メモリで実現される。

電源２９は、フィールド機器１１、インターフェイスモジュール２０、及び無線モジュール３０を動作させるための電力源として、電力を供給する。ここで、電源２９としては、電池（例えば、塩化チオニルリチウム電池等の自己放電が極めて少ない一次電池や二次電池）、燃料電池、キャパシタ、或いは環境発電（所謂、太陽電池等のエナジーハーベスト）を行う発電回路等を用いることができる。

無線モジュール３０は、通信部３１、コントローラ３２（制御部）、無線通信部３３、診断部３４、電源制御部３５、格納部３６、及びアンテナＡＴを備える。かかる構成の無線モジュール３０は、インターフェイスモジュール２０に接続されて、無線ネットワークＮ１を介した無線信号の送受信を行う。

通信部３１は、インターフェイスモジュール２０から送信されてくるメッセージを受信するとともに、インターフェイスモジュール２０に送信すべきメッセージをインターフェイスモジュール２０へ送信する。ここで、通信部３１は、インターフェイスモジュール２０の通信部２３と同様の処理を行う。つまり、インターフェイスモジュール２０からのメッセージを受信した場合には、受信したメッセージに対して予め規定された受信時メッセージ処理（詳細は後述する）を行い、インターフェイスモジュール２０に送信すべきデータがコントローラ３２から出力された場合には、そのデータに対して予め規定された送信時メッセージ処理（詳細は後述する）を行う。

コントローラ３２は、無線モジュール３０の動作を統括して制御する。例えば、インターフェイスモジュール２０からのメッセージに含まれるデータ（例えば、無線モジュール３０を制御するための制御データ）に基づいて、無線モジュール３０の各部を制御する。また、通信部３１を制御してインターフェイスモジュール２０との間でメッセージの送受信を行わせる。

無線通信部３３は、コントローラ３２の制御の下で、アンテナＡＴを介して無線信号を無線ネットワークＮ１に送信するとともに、無線ネットワークＮ１を介して送信されてきてアンテナＡＴを介した無線信号を受信する。この無線通信部３３は、前述したＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。尚、アンテナＡＴは無線モジュール３０に収容される内部アンテナであっても、無線モジュール３０の外部に設けられる外部アンテナであっても良い。診断部３４は、自己診断機能を備えており、コントローラ３２の制御の下で自モジュール（無線モジュール３０）の状態を診断する。例えば、無線モジュール３０の故障の有無等を診断する。

電源制御部３５は、コントローラ３２の制御の下で、インターフェイスモジュール２０からの電力を無線モジュール３０の各部に供給するか否かを制御する。かかる制御を行うのは、インターフェイスモジュール２０に設けられた電源２９の電力消費を抑えるためである。格納部３６は、無線モジュール３０に設定される情報を格納する。この格納部３６は、インターフェイスモジュール２０に設けられる格納部２８と同様の不揮発性メモリで実現される。

〈メッセージのフォーマット〉
次に、無線機器１２をなすインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で送受信されるメッセージのフォーマットについて説明する。図３は、本発明の一実施形態による無線機器で送受信されるメッセージのフォーマットを示す図である。ここで、無線機器１２のインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で送受信されるメッセージは、図３に示す通り、データメッセージＭ０、ＡＣＫメッセージＭ１１、及びＮＡＣＫメッセージＭ１２に大別される。

データメッセージＭ０は、インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間でデータの授受を行うためのメッセージであり、「ＳＴＸ」、「ＭＩＤ」、「Ｓ／Ｄ」、「Ｍ／Ｈ」、「Ｄ／Ｓ」、「ＤＡＴＡ」、「ＣＲＣ」、及び「ＥＴＸ」が格納される８つのフィールドからなる。これに対し、ＡＣＫメッセージＭ１１は、受信側モジュールが送信側モジュールに対して正常受信（肯定応答）を知らせるためのメッセージであり、データメッセージＭ０から「Ｄ／Ｓ」及び「ＤＡＴＡ」が格納される２つのフィールドを除いた６つのフィールドからなる。また、ＮＡＣＫメッセージＭ１２は、受信側モジュールが送信側モジュールに対して異常受信（否定応答）を知らせるためのメッセージであり、データメッセージＭ０の「Ｄ／Ｓ」及び「ＤＡＴＡ」が格納されるフィールドに代えて「ＥｒｒＣｏｄｅ」が格納されるフィールドが設けられた７つのフィールドからなるものである。

尚、図３中の「ＳＴＸ」、「ＭＩＤ」、「Ｓ／Ｄ」、「Ｍ／Ｈ」、「Ｄ／Ｓ」、「ＤＡＴＡ」、「ＣＲＣ」、「ＥＴＸ」、及び「ＥｒｒＣｏｄｅ」の意味は以下の通りである。
「ＳＴＸ」：メッセージの開始を示す情報
「ＭＩＤ」：メッセージの各々に付される識別子（メッセージＩＤ）
「Ｓ／Ｄ」：メッセージの送信元及び送信先を示す情報
「Ｍ／Ｈ」：「ＤＡＴＡ」の種別又はＡＣＫ／ＮＡＣＫを示す情報（種別情報）
「Ｄ／Ｓ」：「ＤＡＴＡ」のサイズを示す情報
「ＤＡＴＡ」：相手方モジュールに送信すべきデータ
「ＣＲＣ」：送受信のエラーチェック（巡回冗長検査）に用いられる情報
「ＥＴＸ」：メッセージの終了を示す情報
「ＥｒｒＣｏｄｅ」：エラーコード

データメッセージＭ０、ＡＣＫメッセージＭ１１、及びＮＡＣＫメッセージＭ１２の先頭の３つのフィールド（「ＳＴＸ」、「ＭＩＤ」、「Ｓ／Ｄ」が格納されるフィールド）及び末尾の２つのフィールド（「ＣＲＣ」、「ＥＴＸ」が格納されるフィールド）は、メッセージの送信時にインターフェイスモジュール２０の通信部２３又は無線モジュール３０の通信部３１で行われる送信時メッセージ処理で付加される。また、これらのフィールドは、メッセージの受信時にインターフェイスモジュール２０の通信部２３又は無線モジュール３０の通信部３１で行われる受信時メッセージ処理で削除される。

〈メッセージ処理シーケンス〉
インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で、上述したメッセージを送受信するシーケンス（メッセージ処理シーケンス）は、以下の（１）〜（３）に示すシーケンスに大別される。
（１）リクエスト／レスポンス型シーケンス
（２）第１リクエスト型シーケンス
（３）第２リクエスト型シーケンス

上記（１）に示すリクエスト／レスポンス型シーケンスは、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の何れか一方から送信された要求（リクエスト）に対するインターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の何れか他方の応答（レスポンス）を伴うシーケンスである。これに対し、上記（２）に示す第１リクエスト型シーケンスは、無線モジュール３０からインターフェイスモジュール２０への要求（リクエスト）は送信されるものの、インターフェイスモジュール２０からの応答（レスポンス）を伴わないシーケンスである。また、上記（３）に示す第２リクエスト型シーケンスは、インターフェイスモジュール２０から無線モジュール３０への要求（リクエスト）は送信されるものの、無線モジュール３０からの応答（レスポンス）を伴わないシーケンスである。

図４は、本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスにより送受信されるメッセージの一例を示す図である。図４に示す例において、メッセージタイプ（図３中の「Ｍ／Ｈ」）が「フィールド機器制御要求」であるメッセージは、フィールド機器１１の制御を要求するメッセージであり、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信元とし、インターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１を送信先とするものである。例えば、フィールド機器制御要求には、フィールド機器１１で測定された流量値の読み込み、フィールド機器１１であるバルブの開度操作、フィールド機器１１自体の調整等がある。また、メッセージタイプが「フィールド機器制御応答」であるメッセージは、「フィールド機器制御要求」に対する応答のメッセージであって、インターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１を送信元とし、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信先とするものである。

また、メッセージタイプが「設定要求」であるメッセージは、無線モジュール３０に設定すべき情報（例えば、プロビジョニング情報）の設定を要求するメッセージであり、インターフェイスモジュール２０の設定部２６を送信元とし、無線モジュールの無線通信部３３を送信先とするものである。また、メッセージタイプが「設定応答」であるメッセージは、「設定要求」に対する応答のメッセージであって、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信元とし、インターフェイスモジュール２０の設定部２６を送信先とするものである。

尚、メッセージタイプが「ファームウェア識別子取得要求」であるメッセージは、インターフェイスモジュール２０で用いられているファームウェアの識別子の取得を要求し、メッセージタイプが「ファームウェア識別子取得応答」であるメッセージは、その応答を示すメッセージである。このメッセージによって、例えば診断部２４において実行される診断機能の種類に応じて付されたファームウェアの識別子を確認すれば、インターフェイスモジュール２０で実行される診断機能の種類を確認することができる。また、メッセージタイプが「格納部リード／ライト要求」であるメッセージは、インターフェイスモジュール２０の格納部２８に対するデータの読み出しや書き込みを要求し、メッセージタイプが「格納部リード／ライト応答」であるメッセージは、その応答を示すメッセージである。

また、メッセージタイプが「センサＩ／Ｆファームウェア更新要求」であるメッセージは、インターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１で用いられているファームウェアの更新を要求し、メッセージタイプが「センサＩ／Ｆファームウェア更新応答」であるメッセージは、その応答を示すメッセージである。このメッセージによって、例えばセンサＩ／Ｆ２１に実装されている通信プロトコルを更新（例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）等に更新）し、或いはセンサＩ／Ｆ２１で用いられているファームウェアを通信プロトコルのリビジョン番号に準拠したものに更新することができる。尚、これらのメッセージの送信元及び送信先は、図４に示す通りである。

図５は、本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。図５に示す例において、メッセージタイプが「無線モジュールの初期化完了通知」，「無線モジュールの停止準備完了通知」であるメッセージは、それぞれ無線モジュール３０で行われる初期化及び停止準備の完了をインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。これらのメッセージは、無線モジュール３０の通信部３１を送信元とし、インターフェイスモジュール２０の通信部２３を送信先とするものである。

また、メッセージタイプが「フィールド機器の電源Ｏｎ／Ｏｆｆ通知」、「フィールド機器の供給電源設定通知」、「センサＩ／Ｆのリセット通知」であるメッセージは、それぞれフィールド機器１１の電源オン／オフ、フィールド機器１１への電源供給の設定、及びセンサＩ／Ｆ２１のリセットをインターフェイスモジュール２０に通知（指令）するメッセージである。これらのメッセージは、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信元とし、インターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１を送信先とするものである。

また、メッセージタイプが「電池残量情報のリセット通知」，「電池使用量の通知」であるメッセージは、それぞれ電源２９（電池）の残量情報のリセット及び無線モジュール３０における電力使用量をインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。これらのメッセージは、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信元とし、インターフェイスモジュール２０の診断部２４を送信先とするものである。

また、メッセージタイプが「無線状態表示通知」、「表示部共通設定変更通知」、「プロセス値表示設定通知」、「アラート表示通知」、「プロセス値表示通知」、「機器探索状態表示通知」、「表示部テスト状態表示通知」、「書き込み禁止状態表示通知」であるメッセージは、無線モジュール３０が、無線状態、フィールド機器１１の測定データ（プロセス値）、アラート等の各種情報を、インターフェイスモジュール２０の表示部２５に表示させる通知（指令）である。これらのメッセージは、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信元とし、インターフェイスモジュール２０の表示部２５を送信先とするものである。

また、メッセージタイプが「無線モジュール状態通知」であるメッセージは、無線モジュール３０の状態をインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。このメッセージは、無線モジュール３０の診断部３４を送信元とし、インターフェイスモジュール２０の診断部２４を送信先とするメッセージである。

図６は、本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。図６に示す例において、メッセージタイプが「診断情報通知」，「電池残量の通知」であるメッセージは、それぞれインターフェイスモジュール２０の診断結果である診断情報及び電源２９の電池残量を無線モジュール３０に通知するメッセージである。これらのメッセージは、インターフェイスモジュール２０の診断部２４を送信元とし、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信先とするものである。

また、メッセージタイプが「工場出荷状態通知」、「ＤＩＰ Ｓｗｉｔｃｈ状態変更通知」、「表示部全表示状態通知」であるメッセージは、表示部２５に表示可能なインターフェイスモジュール２０各部の各種状態を無線モジュール３０に通知するメッセージである。これらのメッセージは、インターフェイスモジュール２０の表示部２５を送信元とし、無線モジュール３０の無線通信部３３を送信先とするものである。

〈無線機器の動作〉
次に、無線機器１２の動作について説明する。上述の通り、無線機器１２をなすインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間におけるメッセージ処理シーケンスは、（１）リクエスト／レスポンス型シーケンス、（２）第１リクエスト型シーケンス、（３）第２リクエスト型シーケンスに大別される。このため、以下ではこれら各メッセージ処理シーケンスが実施される場合の動作を順に説明する。

《リクエスト／レスポンス型シーケンスが実施される場合の動作》
図７は、本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。尚、図７に示すタイミングチャートは、無線機器１２がフィールド機器１１の測定データを取得する場合の動作を示すものである。この動作は、監視制御装置１６から無線ネットワークＮ１を介して送信されてきた制御信号（測定データの取得を指示する制御信号）が無線モジュール３０の無線通信部３３で受信されることにより開始される。

動作が開始されると、まず無線モジュール３０の無線通信部３３で受信された制御信号がコントローラ３２に出力される。すると、コントローラ３２において、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドからなるデータが生成される。具体的には、データメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータが生成される。
第３番目：送信元が無線通信部３３であり送信先がセンサＩ／Ｆ２１である情報
第４番目：「フィールド機器制御要求」なるメッセージタイプ
第５番目：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
第６番目：監視制御装置１６からの制御信号

以上のデータがコントローラ３２で作成されると、作成されたデータは、コントローラ３２から通信部３１に出力される。尚、上記のデータがコントローラ３２から通信部３１に出力されることによって、図７に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエスト（フィールド機器制御要求）が通信部３１に転送されることとなる。コントローラ３２からのデータが入力されると、通信部３１は、前述した送信時メッセージ処理を行う。

図８は、本発明の一実施形態による無線機器で行われる送信時メッセージ処理を示すフローチャートである。尚、図８に示すフローチャートは、例えばコントローラ３２から通信部３１にデータが出力される度に行われる。送信時メッセージ処理が開始されると、まずコントローラ３２からのデータの先頭に「ＭＩＤ」（メッセージＩＤ：図３参照）を付加する処理が行われ（ステップＳ１１）、続いて特殊文字の処理が行われる（ステップＳ１２）。ここで、特殊文字の処理とは、コントローラ３２からのデータにメッセージの開始又は終了を示す情報である「ＳＴＸ」又は「ＥＴＸ」で用いられている特殊文字が含まれている場合に、その特殊文字を別の文字に置換する処理である。

次に、データの先頭に「ＳＴＸ」を付加する処理が行われる（ステップＳ１３）。次いで、上記の「ＳＴＸ」が付加される前のデータを用いてＣＲＣ情報が算出され、ステップＳ１３の処理が行われたデータ（先頭に「ＳＴＸ」が付されたデータ）の末尾に「ＣＲＣ」を付加する処理が行われる（ステップＳ１４）。続いて、ステップＳ１４の処理が行われたデータ（末尾に「ＣＲＣ」が付加されたデータ）の末尾に「ＥＴＸ」を付加する処理が行われる（ステップＳ１５）。以上の処理によって、第４番目のフィールドに「フィールド機器制御要求」なるメッセージタイプが格納され、第６番目のフィールドに監視制御装置１６からの制御信号が格納されたメッセージ（図３に示すデータメッセージＭ０と同じフォーマットのメッセージ）が生成される。

以上の処理が終了すると、生成したメッセージをインターフェイスモジュール２０の通信部２３に送信する処理が行われる（ステップＳ１６）。これにより、図７に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエストが、通信部３１から通信部２３に送信されることとなる（送信ステップ）。メッセージが送信されると、送信エラーの有無が通信部３１で判断される（ステップＳ１７）。具体的には、物理層でのエラーや再送失敗等のエラーの有無が判断される。

送信エラーが無いと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、図８に示す一連の送信時メッセージ処理が終了する。これに対し、送信エラーがあると判断された場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）にはエラー処理が行われる（ステップＳ１８）。具体的には、送信処理を中断して初期状態（ステップＳ１１の処理が行われる前の状態）に戻す処理が行われる。

尚、通信部３１からのメッセージが通信部２３で受信されると、図７に示す通り、正常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信され、異常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部３１で受信されると、その旨が無線通信部３３に通知される。

通信部３１からのメッセージを正常受信すると、通信部２３は、前述した受信時メッセージ処理を行う。図９は、本発明の一実施形態による無線機器で行われる受信時メッセージ処理を示すフローチャートである。尚、図９に示すフローチャートは、例えば通信部３１からのメッセージを受信する度に行われる。

受信時メッセージ処理が開始されると、まず受信エラーの有無が通信部２３で判断される（ステップＳ２１）。具体的には、フレーミングエラー等の物理層でのエラー、文字間タイムアウト、フレーム受信タイムアウト等のエラーの有無が判断される。受信エラーが無いと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、受信したメッセージの先頭に付加されている「ＳＴＸ」を削除し（ステップＳ２２）、続いて受信したメッセージの末尾に付加されている「ＥＴＸ」を削除する処理が行われる（ステップＳ２３）。

次に、ＣＲＣエラーの有無が判断される（ステップＳ２４）。具体的には、まず受信したメッセージの先頭から第２〜６番目のフィールドに格納されているデータ（図３のデータメッセージＭ０参照）を用いてＣＲＣ情報を算出する処理が行われる。そして、算出したＣＲＣ情報と受信したメッセージの第７番目のフィールドに格納されているＣＲＣ情報とを照合する処理が行われる。

ＣＲＣエラーが無いと判断された場合（ステップＳ２４判断結果が「ＮＯ」の場合）には、特殊文字の処理が行われる（ステップＳ２５）。ここで、特殊文字の処理とは、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理で行われる特殊文字の処理で置換された文字を元の特殊文字に復元する処理である。次いで、受信したメッセージに付加されている「ＭＩＤ」（メッセージＩＤ）を記憶する処理が行われる（ステップＳ２６）。

尚、ステップＳ２６の処理は、リクエストを受信した場合と、レスポンスを受信した場合とで異なる処理が行われる。ここでは、無線モジュール３０からのリクエストを受信した場合であるため、上述の通りメッセージＩＤを記憶する処理が行われるが、レスポンスを受信した場合には、先にリクエスト送信時に記憶したメッセージＩＤと照合する処理が行われる。また、リクエストを受信した場合にはステップＳ２７の処理（照合エラーの判断処理）は省略されるが、レスポンスを受信した場合にはステップＳ２７の処理が行われる。

以上の処理が終了すると、以上の処理によって得られたデータ（図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドからなるデータ）を転送する処理が行われる（ステップＳ２８）。尚、ステップＳ２１において受信エラーがあると判断された場合、ステップＳ２４においてＣＲＣエラーがあると判断された場合、又はステップＳ２７において照合エラーがあると判断された場合（ステップＳ２１，Ｓ２４，Ｓ２７の何れかの判断結果が「ＹＥＳ」である場合）には、エラー処理が行われる（ステップＳ２９）。具体的には、処理を中断して初期状態（ステップＳ２１の処理が行われる前の状態）に戻す処理が行われる。

図１０は、図９中のステップＳ２８で行われるデータ転送処理の詳細を示すフローチャートである。尚、図１０に示すフローチャートは、例えば通信部２３で処理されたデータがコントローラ２２に入力される度に行われる。データ転送処理が開始されると、まず通信部２３からのデータに含まれる「Ｓ／Ｄ」を記憶する処理が行われる（ステップＳ３１）。かかる処理を行うのは、無線モジュール３０からのリクエストに対するレスポンスに備えるためである。

次に、通信部２３からのデータに含まれる「Ｍ／Ｈ」を解析して、無線モジュール３０からのメッセージに含まれるデータの種別を判定する処理が行われる（ステップＳ３２）。続いて、ステップＳ３２の解析結果に応じた処理が、コントローラ２２の制御の下で実施される（ステップＳ３３）。ここでは、無線モジュール３０からのメッセージに「フィールド機器制御要求」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ２２は、センサＩ／Ｆ２１に対して通信部２３からのデータを転送する（図４参照）。これにより、図７に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエスト（フィールド機器制御要求）がセンサＩ／Ｆ２１に転送されることとなる。

センサＩ／Ｆ２１に転送されたリクエストは、図７に示す通り、フィールド機器１１に送信される。そして、上記のリクエストに対するレスポンスとしての測定データが、フィールド機器１１からセンサＩ／Ｆ２１に対して送信される。センサＩ／Ｆ２１で受信された測定データ（レスポンス）は、コントローラ２２に入力される。

すると、コントローラ２２において、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドからなるデータが生成される（ステップＳ３４）。具体的には、データメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータが生成される。尚、以下に示す第３番目のフィールドに格納される情報は、図１０中のステップＳ３１の処理において、無線モジュール３０からのリクエストに対するレスポンスに備えるために記憶した「Ｓ／Ｄ」の送信元と送信先とを入れ替えた情報である。
第３番目：送信元がセンサＩ／Ｆ２１であり送信先が無線通信部３３である情報
第４番目：「フィールド機器制御応答」なるメッセージタイプ
第５番目：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
第６番目：フィールド機器１１からの測定データ

以上のデータがコントローラ２２で作成されると、作成されたデータは、コントローラ２２から通信部２３に出力される。尚、上記のデータがコントローラ２２から通信部２３に出力されることによって、図７に示す通り、センサＩ／Ｆ２１を送信元とするレスポンス（フィールド機器制御応答）が通信部２３に転送されることとなる。コントローラ２２からのデータが入力されると、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理と同様の処理が通信部２３で行われて無線モジュール３０に返信すべきメッセージが生成される。これにより、無線モジュール３０から送信されてきて通信部２３で受信されたメッセージと同じフォーマットのメッセージが生成される。

以上の処理が終了すると、生成されたメッセージを無線モジュール３０の通信部３１に送信する処理が行われる（返信ステップ）。これにより、図７に示す通り、センサＩ／Ｆ２１を送信元とするレスポンスが、通信部２３から通信部３１に送信されることとなる。通信部２３からのメッセージを受信すると、図９を用いて説明した受信時メッセージ処理と同様の処理が通信部３１で行われる。尚、ここで行われる受信時メッセージ処理は、レスポンスに対する受信時メッセージ処理であるため、ステップＳ２６において照合処理が行われるとともに照合エラーの有無が判断される（ステップＳ２７）。

尚、通信部２３からのメッセージが通信部３１で受信されると、図７に示す通り、正常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信され、異常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部２３で受信されると、その旨がセンサＩ／Ｆ２１に通知される。

受信時メッセージ処理により得られたデータは、通信部３１からコントローラ３２に出力される。ここで、通信部３１からコントローラ３２に入力されたデータには、「フィールド機器制御応答」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ３２は、無線通信部３３に対して通信部３１からのデータを転送する（図４参照）。これにより、図７に示す通り、通信部３１で受信されたレスポンスが無線通信部３３に転送されることとなる。

無線通信部３３に転送されたデータ（フィールド機器１１の測定データが含まれるデータ）は、無線ネットワークＮ１を介して監視制御装置１６に向けて送信される。このようにして、監視制御装置１６からの制御信号に基づいて、フィールド機器１１の測定データが監視制御装置１６に収集される。

尚、上述した例では、無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０にリクエストを送信し、インターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０に対してレスポンスを返信する例について説明した。この例とは逆に、インターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０に対してリクエストを送信し、無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０にレスポンスを返信する場合も、上述した動作と同様の動作が行われる。

また、上述した例では、フィールド機器１１に対する制御要求やフィールド機器１１からの制御応答がメッセージタイプとして含まれるメッセージが、無線モジュール３０とインターフェイスモジュール２０との間で送受信される例について説明した。インターフェイスモジュール２０に対する処理要求やインターフェイスモジュール２０からの処理応答がメッセージタイプとして含まれるメッセージ、或いは無線モジュール３０に対する処理要求や無線モジュール３０からの処理応答がメッセージタイプとして含まれるメッセージが送受信される場合も、上述した動作と同様の動作が行われる。

ここで、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０は、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプが処理要求である場合には、返信するメッセージに含まれるメッセージタイプを処理応答にする。また、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０は、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプが自モジュールに対する処理要求である場合には、その処理要求に応じて行った処理の処理結果を返信するメッセージに含ませる。

《第１リクエスト型シーケンスが実施される場合の動作》
図１１は、本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。尚、図１１に示すタイミングチャートは、例えば無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０に対して表示通知（ここでは、「無線状態表示通知」であるとする）を行う場合の動作を示すものである。

動作が開始されると、まず通知すべき無線状態を示す情報が無線通信部３３からコントローラ３２に出力される。すると、コントローラ３２において、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドからなるデータが生成される。具体的には、データメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータが生成される。
第３番目：送信元が無線通信部３３であり送信先が表示部２５である情報
第４番目：「無線状態表示通知」なるメッセージタイプ
第５番目：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
第６番目：無線状態を示す情報

以上のデータがコントローラ３２で作成されると、作成されたデータは、コントローラ３２から通信部３１に出力される。これにより、図１１に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエスト（無線状態表示通知）が通信部３１に転送されることとなる。コントローラ３２からのデータが入力されると、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理と同様の処理が通信部３１で行われて、インターフェイスモジュール２０に送信すべきメッセージが生成される。

以上の処理が終了すると、生成されたメッセージをインターフェイスモジュール２０の通信部２３に送信する処理が行われる。これにより、図１１に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエストが、通信部３１から通信部２３に送信されることとなる。通信部３１からのメッセージを受信すると、図９を用いて説明した受信時メッセージ処理と同様の処理が通信部２３で行われる。

尚、通信部３１からのメッセージが通信部２３で受信されると、図１１に示す通り、正常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信され、異常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部３１で受信されると、その旨が無線通信部３３に通知される。

受信時メッセージ処理により得られたデータは、通信部２３からコントローラ２２に出力される。ここで、通信部２３からコントローラ２２に入力されたデータには、「無線状態表示通知」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ２２は、表示部２５に対して通信部２３からのデータを表示部２５に転送する（図５参照）。これにより、図１１に示す通り、通信部２３で受信されたリクエストが表示部２５に転送されることとなる。このようにして、無線モジュール３０の無線状態を示す情報が、インターフェイスモジュール２０の表示部２５に表示される。尚、図１１に示す通り、第１リクエスト型シーケンスでは、無線モジュール３０からのリクエストを受信したインターフェイスモジュール２０は、無線モジュール３０へのレスポンスを返信しない。

《第２リクエスト型シーケンスが実施される場合の動作》
図１２は、本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。尚、図１２に示すタイミングチャートは、例えばインターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０に対して電池残量通知を行う場合の動作を示すものである。

動作が開始されると、まず通知すべき電池残量を示す情報が診断部２４からコントローラ２２に出力される。すると、コントローラ２２において、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドからなるデータが生成される。具体的には、データメッセージＭ０の先頭から第３〜６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータが生成される。
第３番目：送信元が診断部２４であり送信先が無線通信部３３である情報
第４番目：「電池残量の通知」なるメッセージタイプ
第５番目：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
第６番目：電池残量を示す情報

以上のデータがコントローラ２２で作成されると、作成されたデータは、コントローラ２２から通信部２３に出力される。これにより、図１２に示す通り、診断部２４を送信元とするリクエスト（電池残量の通知）が通信部２３転送されることとなる。コントローラ２２からのデータが入力されると、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理と同様の処理が通信部２３で行われて、無線モジュール３０に送信すべきメッセージが生成される。

以上の処理が終了すると、生成されたメッセージを無線モジュール３０の通信部３１に送信する処理が行われる。これにより、図１２に示す通り、診断部２４を送信元とするリクエストが、通信部２３から通信部３１に送信されることとなる。通信部２３からのメッセージを受信すると、図９を用いて説明した受信時メッセージ処理と同様の処理が通信部３１で行われる。

尚、通信部２３からのメッセージが通信部３１で受信されると、図１２に示す通り、正常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信され、異常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部２３で受信されると、その旨が診断部２４に通知される。

受信時メッセージ処理により得られたデータは、通信部３１からコントローラ３２に出力される。ここで、通信部３１からコントローラ３２に入力されたデータには、「電池残量の通知」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ３２は、無線通信部３３に対して通信部３１からのデータを転送する（図６参照）。これにより、図１２に示す通り、通信部３１で受信されたリクエストが無線通信部３３に転送されることとなる。このようにして、インターフェイスモジュール２０の電源２９（電池）の残量を示す情報が、無線モジュール３０に送信される。尚、図１２に示す通り、第２リクエスト型シーケンスでは、インターフェイスモジュール２０からのリクエストを受信した無線モジュール３０は、インターフェイスモジュール２０へのレスポンスを返信しない。

以上の通り、本実施形態では、無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０へ送信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成してインターフェイスモジュール２０へ送信している。そして、インターフェイスモジュール２０が、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプに応じて、無線モジュール３０へ返信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれ、受信したメッセージと同じフォーマットのメッセージを生成して無線モジュール３０に返信するようにしている。

これとは逆に、インターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０へ送信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成して無線モジュール３０へ送信している。そして、無線モジュール３０が、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプに応じて、インターフェイスモジュール２０へ返信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれ、受信したメッセージと同じフォーマットのメッセージを生成してインターフェイスモジュール２０に返信するようにしている。加えて、本実施形態では、無線モジュール３０からインターフェイスモジュール２０への通知・指令、及びインターフェイスモジュール２０から無線モジュール３０への通知・指令が、上記のメッセージと同一のフォーマットのメッセージを用いて行うようにしている。

このように、本実施形態では、インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で統一したフォーマットのメッセージが送受信される。このため、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の設計・開発を容易に行うことができる。これにより、例えインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０とが別々のメーカーで開発、製造されたとしても、フィールド機器１１を安定した無線通信を行う無線フィールド機器として動作させることができる。

図１３は、本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの応用例を示す図である。尚、図１３において、図１に示すブロックと同じブロックについては同一の符号を付してある。図１３に示す無線通信システム２は、互いに異なる通信プロトコルが実装されたフィールド機器１１ａ，１１ｂを無線ネットワークＮ１参入させることが可能な通信システムである。

フィールド機器１１ａ，１１ｂは、図１に示すフィールド機器１１と同様のものであるが、これらフィールド機器１１ａ，１１ｂには互いに異なる通信プロトコルが実装されている。例えば、フィールド機器１１ａには、ＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されており、フィールド機器１１ｂには、ＭＯＤＢＵＳ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されている。

インターフェイスモジュール２０ａ，２０ｂは、図１に示すインターフェイスモジュール２０と同様のものであるが、これらインターフェイスモジュール２０ａ，２０ｂには、フィールド機器１１ａ，１１ｂと通信が可能な通信プロトコルがそれぞれ実装されている。例えば、インターフェイスモジュール２０ａには、ＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されており、インターフェイスモジュール２０ｂには、ＭＯＤＢＵＳ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されている。

監視制御装置１７は、図１に示す監視制御装置１６と同様のものであるが、フィールド機器１１ａ，１１ｂの双方と通信可能である。つまり、監視制御装置１７は、ＨＡＲＴ（登録商標）で規定された制御信号、及びＭＯＤＢＵＳ（登録商標）で規定された制御信号の送信等を行うことができる。

このような無線通信システム２においては、フィールド機器１１ａ，１１ｂに無線機器１２を接続することで、多様なフィールド機器１１ａ，１１ｂを無線ネットワークＮ１に参入させることができる。また、フィールド機器１１ａ，１１ｂまでの経路を意識することなくフィールド機器１１ａ，１１ｂの制御が可能である。

以上、本発明の一実施形態による無線機器、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う無線機器を例に挙げて説明したが、本発明はＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信を行う無線通信機器にも適用することができる。

１１ フィールド機器
１１ａ，１１ｂ フィールド機器
１２ 無線機器
２０ インターフェイスモジュール
２０ａ，２０ｂ インターフェイスモジュール
２２ コントローラ
２３ 通信部
３０ 無線モジュール
３１ 通信部
３２ コントローラ

Claims (10)

1. フィールド機器からの信号を無線信号にして送信し、無線信号で送信されてくる前記フィールド機器への信号を受信する無線機器において、
   前記無線信号の送受信を行う無線モジュールと、
   前記無線モジュールと前記フィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュールと
   を備えており、
   前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方は、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、
   前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれて受信した前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信する
   ことを特徴とする無線機器。
2. 前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報が処理要求である場合には、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方に返信するメッセージに含ませる前記種別情報を処理応答にすることを特徴とする請求項１記載の無線機器。
3. 前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報が自モジュールに対する処理要求である場合には、該処理要求に応じて行った処理の処理結果を前記返信すべきデータとして前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方に返信するメッセージに含ませることを特徴とする請求項２記載の無線機器。
4. 前記無線モジュールから前記インターフェイスモジュールへ送信されるメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記フィールド機器への制御要求が含まれ、
   前記インターフェイスモジュールから前記無線モジュールへ返信されるメッセージに含まれる前記種別情報としての処理応答には、前記フィールド機器からの制御応答が含まれる
   ことを特徴とする請求項２記載の無線機器。
5. 前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報が通知又は指令である場合には、該通知又は指令に応じた処理を行って、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方への返信を行わないことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載の無線機器。
6. 無線信号の送受信を行う無線モジュールであって、
   外部から送信されてくるメッセージを受信するとともに、外部へ送信すべきメッセージを外部へ送信する通信部と、
   外部へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを前記通信部から外部へ送信させる制御部と
   を備えることを特徴とする無線モジュール。
7. 前記制御部は、前記通信部で受信されたメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、外部へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記通信部で受信された前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを前記通信部から外部へ返信させることを特徴とする請求項６記載の無線モジュール。
8. 無線信号の送受信を行う無線モジュールとフィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュールであって、
   前記無線モジュールから送信されてくるメッセージを受信するとともに、前記無線モジュールへ送信すべきメッセージを前記無線モジュールへ送信する通信部と、
   前記通信部で受信されたメッセージに含まれる種別情報に応じて、前記無線モジュールへ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記通信部で受信された前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ返信させる制御部と
   を備えることを特徴とするインターフェイスモジュール。
9. 前記制御部は、前記無線モジュールへ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ送信させることを特徴とする請求項８記載のインターフェイスモジュール。
10. 無線信号の送受信を行う無線モジュールと、該無線モジュールとフィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュールとの間の通信方法であって、
    前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方が、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信する送信ステップと、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方が、受信した前記メッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、受信した前記メッセージと同じフォーマットのメッセージを生成して前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信する返信ステップと
    を有することを特徴とする通信方法。

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