JP2016208462A - 無線デバイス、ゲートウェイ装置、及び無線通信システム - Google Patents

Abstract

【課題】現場で行われる各種作業の作業性及び作業効率を向上させることが可能な無線デバイス、ゲートウェイ装置、及び無線通信システムを提供する。【解決手段】無線デバイスは、無線ネットワークを介した無線通信を行う無線通信部を有し、設定情報に従った動作を行うものであり、設定情報を記憶するメモリと、メモリに記憶される設定情報の送受信を近距離通信によって行う近距離通信部と、少なくとも無線通信部の制御を行う制御部とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、無線デバイス、ゲートウェイ装置、及び無線通信システムに関する。

近年、プラントや工場等に構築される分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）は無線化されつつある。つまり、無線フィールド機器と呼ばれる無線通信が可能な現場機器（測定器、操作器）と、これらの制御を行う制御装置とが無線ネットワークを介して接続された分散制御システムがプラント等に構築されつつある。このような分散制御システムの基礎をなす無線通信システムで用いられる通信規格としては、例えばＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の産業用無線通信規格が挙げられる。

上記の無線フィールド機器等の無線デバイスは、外部機器（例えば、設定機器）が接続される接続ポートを備えており、接続ポートに接続された外部機器によって各種設定が行われる。例えば、無線デバイスを無線ネットワークに参入させるための設定（プロビジョニング（Provisioning））、或いは、無線デバイスが測定器である場合には測定に関する各種設定（測定レンジの設定等）が行われる。尚、上記の無線デバイスが備える接続ポートは、例えばシリアルポート、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート、赤外線ポート等である。

以下の特許文献１，２には、無線フィールド機器等のプラントに設置される無線デバイスに関するものではないが、ＮＦＣ（Near Field Communication：近距離通信）を行う通信システムが開示されている。具体的に、これら特許文献１，２には、ＮＦＣと、ＢＴ通信（ブルートゥース（Bluetooth：登録商標）等の近距離無線通信）とを切り替え可能な技術が開示されている。

特開２００７−７４５９８号公報 特開２００８−１６０８５６号公報

ところで、上述した外部機器を用いて無線デバイスの各種設定を行うには、外部機器を携帯する作業員が、無線デバイスの設置場所に赴いて外部機器を無線デバイスに接続する必要がある。無線デバイスが、高所等の作業環境が悪い場所に設置されている場合には、作業員が作業環境の悪い場所で作業を行う必要があることから、作業性及び作業効率が悪くなるという問題がある。

また、無線デバイスに対して外部機器を有線接続する必要がある場合には、接続ケーブルを無線デバイスの接続ポートに差し込むという煩雑な作業が必要になるため、作業効率が悪くなるという問題がある。加えて、無線デバイスが屋外に設置されている場合には、接続ケーブルを接続ポートに接続する際に接続ポートが風雨に曝される可能性があるため、防塵や防水の対策が必要になるという問題もある。

また、無線デバイスに故障が生じた場合には、故障が生じた無線デバイスを新たな無線デバイスに交換し、故障が生じた無線デバイスの設定情報を新たな無線デバイスに移行する必要がある。しかしながら、従来の無線デバイスは、一部の回路（例えば、電源回路やＣＰＵ（中央処理装置））に故障が生じた場合であっても、設定情報を読み出すことが困難になることが多く、交換作業に支障を来してしまうという問題がある。尚、バッテリ（電池）を電源とする無線デバイスは、バッテリの残容量が無くなってしまった場合にも、設定情報を読み出すことができなくなる。

尚、バッテリを電源とする無線デバイスは、未使用時（例えば、現場への設置前、或いは設備の点検中）にはバッテリの消耗を防止するため、例えばハードウェアスイッチにより電源が遮断されるのが望ましい。しかしながら、防水、防塵、防爆が要求される環境においては、このようなハードウェアスイッチの操作が困難な場合がある。そこで、未使用時には無線デバイスをスリープ状態（低消費電力状態）にし、使用開始時に無線デバイスを起床させる仕組みを設ければ、ハードウェアスイッチを用いる場合の不具合は生じないと考えられる。しかしながら、スリープ状態では、外部からの起床信号を検知する回路を常時動作させる必要があることから、バッテリの消耗が問題となる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、現場で行われる各種作業の作業性及び作業効率を向上させることが可能な無線デバイス、ゲートウェイ装置、及び無線通信システム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、本発明の無線デバイスは、無線ネットワーク（Ｎ１）を介した無線通信を行う無線通信部（２２、５１）を備えており、設定情報に従った動作を行う無線デバイス（１１〜１３、５０）において、前記設定情報を記憶するメモリ（２３ａ、５７ａ）と、前記メモリに記憶される前記設定情報の送受信を近距離通信によって行う近距離通信部（２３、５７）と、少なくとも前記無線通信部の制御を行う制御部（２５、５５）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、前記近距離通信部が、近距離通信によって外部から供給される電力によって動作することを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、前記メモリが、前記近距離通信部の内部に設けられていることを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、前記近距離通信部が、近距離通信によって受信した情報に応じて、前記制御部をスリープ状態に移行させ、或いは前記制御部のスリープ状態を解除させることを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、外部からの情報の読み込み、及び外部への情報の書き込みの少なくとも一方を近距離通信によって行う読書部（２７）を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、前記読書部が、近距離通信によって外部に電力を供給することを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、前記制御部が、予め規定されたＩＤ情報と制御内容とが対応付けられたテーブルを用い、前記読書部で読み込まれた情報に含まれる前記ＩＤ情報に応じた制御を行うことを特徴としている。
或いは、本発明の無線デバイスは、前記読書部で読み込まれた情報に含まれるＩＤ情報、及び該ＩＤ情報の読み込みが行われた日時を示す日時情報を記憶する第１記憶部（２４）を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、状態量の測定又は操作を行う入出力部（２１）を備えており、前記制御部が、前記メモリに記憶された前記設定情報に基づいて前記入出力部の設定を行うことを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、前記無線ネットワークを介して自装置宛てに送信されてくるデータを、予め設定された転送先に転送する転送制御部（５４）を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線デバイスは、自装置宛てに送信されてきたデータを記憶する第２記憶部（５６）を備えており、前記近距離通信部が、前記第２記憶部に記憶されたデータの送信を行うことを特徴としている。
本発明のゲートウェイ装置は、第１ネットワーク（Ｎ２）に接続される第１通信部（４１）と、第２ネットワーク（Ｎ３）に接続される第２通信部（４２）とを備えるゲートウェイ装置（１６）において、無線デバイスに設定される設定情報を記憶するメモリ（４４ａ）と、前記メモリに記憶される前記設定情報の送受信を近距離通信によって行う近距離通信部（４４）とを備えることを特徴としている。
また、本発明のゲートウェイ装置は、外部からの情報の読み込み、及び外部への情報の書き込みの少なくとも一方を近距離通信によって行う読書部（４７）を備えることを特徴としている。
本発明の無線通信システムは、無線ネットワーク（Ｎ１）を介した無線通信が可能な無線通信システム（１、２）において、前記無線ネットワークに通信可能に接続された上記の何れかに記載の無線デバイス（１１〜１３、５０）を備えることを特徴としている。
また、本発明の無線通信システムは、前記無線ネットワークと第１ネットワーク（Ｎ２）とを通信可能に接続する無線ルータ装置（１４）と、第２ネットワーク（Ｎ３）に通信可能に接続され、前記無線デバイスの監視制御を行う監視制御装置（１７）と、前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとを通信可能に接続する上記のゲートウェイ装置（１６）とを備えることを特徴としている。

本発明によれば、設定情報を記憶するメモリを設け、メモリに記憶される設定情報の送受信を近距離通信によって行うようにしたため、現場で行われる各種作業の作業性及び作業効率を向上させることができるという効果がある。

本発明の第１実施形態によ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。 本発明の第１実施形態による無線デバイスとしてのセンサ機器の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態によるゲートウェイ装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態において設定情報を更新する際の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態において予め用意されている設定情報を設定する際の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態において必要な設定情報を自動生成して設定する際の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態においてセンサ機器毎に異なる設定情報を設定する際の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態においてセンサ機器を交換する際の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態による無線デバイスとしてのセンサ機器の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態によるゲートウェイ装置の要部構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態によ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。 本発明の第３実施形態による無線デバイスとしての無線アダプタの要部構成を示すブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態による無線デバイス、ゲートウェイ装置、及び無線通信システムについて詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
〈無線通信システム〉
図１は、本発明の第１実施形態によ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、本実施形態の無線通信システム１は、センサ機器１１（無線デバイス）、アクチュエータ機器１２（無線デバイス）、無線ルータ１３（無線デバイス）、バックボーンルータ１４（無線ルータ装置）、システムマネージャ１５、ゲートウェイ１６（ゲートウェイ装置）、及び監視制御装置１７を備える。かかる構成の無線通信システム１は、無線ネットワークＮ１を介したＴＤＭＡ（Time Division Multiple Access：時分割多元接続）方式による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、上記のプラントとしては、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等がある。

上記の無線ネットワークＮ１は、プラントの現場に設置された無線デバイス（センサ機器１１、アクチュエータ機器１２、及び無線ルータ１３）及びバックボーンルータ１４によって形成されて、システムマネージャ１５によって管理される無線ネットワークである。尚、図１においては、図示を簡略化しているが、無線ネットワークＮ１を形成するセンサ機器１１、アクチュエータ機器１２、及び無線ルータ１３、並びにバックボーンルータ１４の数は任意である。

また、無線通信システム１が構築されるプラントには、上記の無線ネットワークＮ１に加えて、バックボーンネットワークＮ２（第１ネットワーク）及び制御ネットワークＮ３（第２ネットワーク）が設けられている。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１４、システムマネージャ１５、及びゲートウェイ１６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１６及び監視制御装置１７が接続される。尚、これらバックボーンネットワークＮ２及び制御ネットワークＮ３は、無線通信ネットワークで実現されていても良い。

センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２は、プラントの現場に設置されて監視制御装置１７の制御の下でプロセス制御に必要な測定や操作等を行うフィールド機器（無線フィールド機器）である。例えば、センサ機器１１は、流量計や温度センサ等であり、アクチュエータ機器１２は、開閉弁やモータ等である。これらセンサ機器１１及びアクチュエータ機器１２は、電池を電源として省電力動作（例えば、間欠動作）を行い、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠したＴＤＭＡ方式による無線通信が可能である。

これらセンサ機器１１及びアクチュエータ機器１２には、セキュリティを確保するために、互いに異なる暗号鍵がそれぞれ配布されている。具体的に、センサ機器１１には暗号鍵Ｋ１が配布されており、アクチュエータ機器１２には暗号鍵Ｋ２が配布されている。暗号鍵Ｋ１は、センサ機器１１とゲートウェイ１６との間で暗号化通信を行うために用いられる暗号鍵である。暗号鍵Ｋ２は、アクチュエータ機器１２とゲートウェイ１６との間で暗号化通信を行うために用いられる暗号鍵である。これら暗号鍵Ｋ１，Ｋ２は、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２が無線ネットワークＮ１に参入する際に、システムマネージャ１５によってそれぞれ配布される。

また、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２は、上述した無線通信に加えてＮＦＣ（Near Field Communication：近距離通信）が可能である。ここで、ＮＦＣとは、例えば通信する装置間の距離が、数十ｃｍ以下である場合に可能となる通信（非接触通信）を意味し、通信する装置の筐体が接触した状態で行われる通信も含まれる。このＮＦＣでは、通信を行う一方の装置から他方の装置に非接触で給電を行うことが可能である。このようなＮＦＣが可能なセンサ機器１１及びアクチュエータ機器１２は、ＮＦＣが可能なスマートフォン、タブレット型のコンピュータ、ノート型のコンピュータ等の情報端末装置ＴＭ（外部機器）と通信可能である。尚、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２並びに情報端末装置ＴＭの詳細については後述する。

無線ルータ１３は、上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能であり、無線ネットワークＮ１に通信可能に接続され、無線ネットワークＮ１を介するデータの中継を行う。例えば、無線ルータ１３は、センサ機器１１から送信されてくるデータを、ゲートウェイ１６に向けて転送し、監視制御装置１７から出力されてゲートウェイ１６及びバックボーンルータ１４を順に介したデータを、アクチュエータ機器１２に転送する。尚、無線ルータ１３は、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２と同様にＮＦＣが可能に構成されていても良い。

バックボーンルータ１４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。このバックボーンルータ１４も、上記の無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。尚、バックボーンルータ１４も、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２等と同様にＮＦＣが可能に構成されていても良い。

システムマネージャ１５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、センサ機器１１、アクチュエータ機器１２、無線ルータ１３、バックボーンルータ１４、及びゲートウェイ１６に対する通信リソース（タイムスロット及び通信チャネル）の割り当て制御を行って、無線ネットワークＮ１を介したＴＤＭＡによる無線通信を実現する。また、システムマネージャ１５は、センサ機器１１、アクチュエータ機器１２、無線ルータ１３、及びバックボーンルータ１４を無線ネットワークＮ１に参入させるか否かの処理（参入処理）を行う。尚、システムマネージャ１５は、センサ機器１１、アクチュエータ機器１２、無線ルータ１３、及びバックボーンルータ１４を無線ネットワークＮ１に参入させる際に、暗号鍵（例えば、前述した暗号鍵Ｋ１，Ｋ２）の配布を行う。

ゲートウェイ１６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、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２等と監視制御装置１７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１６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。尚、ゲートウェイ１６には、セキュリティを確保するために、前述した暗号鍵Ｋ１，Ｋ２が配布されている。ゲートウェイ１６は、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２等と同様にＮＦＣが可能に構成されており、情報端末装置ＴＭ（外部機器）と通信可能である。尚、ゲートウェイ１６の詳細については後述する。

監視制御装置１７は、センサ機器１１及びアクチュエータ機器１２等の監視及び管理を行う。具体的に、監視制御装置１７は、ゲートウェイ１６を介してセンサ機器１１から送信されてくる各種データを収集することによってセンサ機器１１の監視を行う。また、監視制御装置１７は、収集した各種データに基づいてアクチュエータ機器１２の制御量を求め、この制御量を示す制御データを、ゲートウェイ１６を介して一定の時間間隔で送信することによってアクチュエータ機器１２を制御する。

〈無線デバイス〉
図２は、本発明の第１実施形態による無線デバイスとしてのセンサ機器の要部構成を示すブロック図である。尚、図２では、センサ機器１１に加えて、情報端末装置ＴＭも図示している。図２に示す通り、センサ機器１１は、センサ部２１（入出力部）、無線通信部２２、ＮＦＣタグ２３（近距離通信部）、記憶部２４（第１記憶部）、制御部２５、及び電源部２６を備えており、ＮＦＣタグ２３に記憶された設定情報に従った動作を行う。

センサ部２１は、電源部２６から供給される電力によって動作し、制御部２５の制御の下で測定対象（例えば、流量や温度）の測定を行う。無線通信部２２は、センサ部２１と同様に電源部２６から供給される電力によって動作し、制御部２５の制御の下で、無線ネットワークＮ１を介した無線通信を行う。例えば、無線通信部２２は、センサ部２１の測定結果（例えば、流量や温度の測定結果）を、無線ネットワークＮ１を介して監視制御装置１７に向けて送信する。尚、無線通信部２２は、前述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。

ＮＦＣタグ２３は、アンテナ（図示省略）及びメモリ２３ａを備えており、外部（例えば、情報端末装置ＴＭ）からの給電により動作し、外部との間でＮＦＣを行う。ＮＦＣタグ２３に設けられるメモリ２３ａは、例えばＩＣチップとして実装される不揮発性のメモリであり、外部からの給電により動作する。このメモリ２３ａには、センサ機器１１に設定される各種設定情報が記憶される。ここで、メモリ２３ａに記憶される設定情報は、例えば無線ネットワークＮ１に参入するために必要な情報（プロビジョニング情報）や、センサ部２１の測定レンジを設定するための情報等である。尚、メモリ２３ａは、ＮＦＣタグ２３の外部に設けられていても良い。

具体的に、ＮＦＣタグ２３は、近接配置（数十ｃｍ程度以下の距離に配置）された情報端末装置ＴＭから供給される電力によって動作する。ＮＦＣタグ２３は、近接配置された情報端末装置ＴＭからデータの読み出し要求が送信されてきた場合には、メモリ２３ａに記憶されたデータを読み出して情報端末装置ＴＭに送信する。また、ＮＦＣタグ２３は、近接配置された情報端末装置ＴＭからデータの書き込み要求が送信されてきた場合には、情報端末装置ＴＭから送信されてくるデータ（書き込むべきデータ）をメモリ２３ａに書き込む。

また、ＮＦＣタグ２３は、ＮＦＣによって受信したデータに応じて、制御部２５をスリープ状態（低消費電力状態）に移行させ、或いは制御部２５のスリープ状態を解除させる。具体的に、ＮＦＣタグ２３は、受信したデータに応じてスリープ信号或いはスリープ解除信号を制御部２５に出力することで、制御部２５をスリープ状態に移行させ、或いは制御部２５のスリープ状態を解除する。制御部２５のスリープ状態を解除させる場合には、ＮＦＣタグ２３は、情報端末装置ＴＭから供給された電力の一部を制御部２５に供給した上で、上記のスリープ解除信号を制御部２５に出力する。尚、制御部２５は、スリープ状態への移行に伴って、センサ部２１と無線通信部２２と記憶部２４との少なくとも何れか１つをスリープ状態にしても良く、また、スリープ解除に伴って、センサ部２１と無線通信部２２と記憶部２４との少なくとも何れか１つをスリープ解除にしても良い。

記憶部２４は、例えばフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）或いはＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ＲＯＭ）等の不揮発性のメモリを備えており、各種情報を記憶する。例えば、記憶部２４は、センサ部２１の測定結果を一時的に記憶する。尚、ＮＦＣタグ２３のメモリ２３ａが外部に設けられる場合には、記憶部２４は、メモリ２３ａを兼ね備えていても良い。

制御部２５は、電源部２６から供給される電力によって動作し、センサ機器１１の動作を統括して制御する。例えば、制御部２５は、センサ部２１を制御して測定対象の測定を行わせ、無線通信部２２を制御してセンサ部２１の測定結果を送信させる。また、制御部２５は、例えばＮＦＣタグ２３のメモリ２３ａに記憶された設定情報を用いて、各種設定を行う。例えば、制御部２５は、センサ機器１１を無線ネットワークＮ１に参入させるための設定、或いはセンサ部２１に対する測定レンジの設定等を行う。また、制御部２５は、センサ部２１及び無線通信部２２を制御して、省電力動作（例えば、間欠動作）をさせる。また、制御部２５は、例えばＮＦＣタグ２３からの制御信号に基づいて、スリープ状態に移行する。

電源部２６は、給電を行う電源（図示省略）と、電源からの電力をセンサ部２１、無線通信部２２、記憶部２４、及び制御部２５で用いる電力に適したものに変換する電源回路（図示省略）とを備えており、制御部２５の制御の下で、センサ機器１１の各部に電力を供給する。ここで、上記の電源としては、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。

尚、アクチュエータ機器１２は、図２に示すセンサ部２１を除いてセンサ機器１１とおおむね同様の構成である。つまり、アクチュエータ機器１２は、図２に示すセンサ機器１１が備えるセンサ部２１に代えて各種操作を行うアクチュエータ部を設けた構成である。かかる構成のアクチュエータ機器１２は、センサ機器１１と同様に、無線ネットワークＮ１を介した無線通信に加えてＮＦＣが可能である。尚、アクチュエータ機器１２は、周囲の状態量（例えば、開閉弁の場合、弁に供給される空気の圧力）を測定するセンサ部２１を備えていても良い。

ここで、情報端末装置ＴＭは、図２に示す通り、操作表示部３１、ＮＦＣリーダライタ３２、記憶部３３、及び制御部３４を備える。操作表示部３１は、例えば表示機能と操作機能とを兼ね備えるタッチパネル式の液晶表示装置を備えており、制御部３４から出力される各種情報を表示し、液晶表示装置の表示面に対する操作が行われた場合には、その操作に応じた操作信号を制御部３４に出力する。尚、操作表示部３１は、例えば液晶表示装置とキーボードとのように、表示機能と操作機能とが物理的に分離されているものであっても良い。

ＮＦＣリーダライタ３２は、アンテナ（図示省略）を備えており、外部の機器（例えば、近接配置されたセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３）に対して非接触で給電を行う。また、ＮＦＣリーダライタ３２は、外部の機器との間でＮＦＣを行って、外部の機器からのデータの読み出し、或いは外部の機器に対するデータの書き込みを行う。

記憶部３３は、センサ機器１１の記憶部２４と同様に、例えばフラッシュＲＯＭ或いはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリを備えており、各種情報を記憶する。例えば、記憶部３３は、センサ機器１１に設定させるべき設定情報を記憶する。制御部３４は、操作表示部３１に対する制御（表示制御及び入力制御）を行うとともに、ＮＦＣリーダライタ３２を制御して、外部の機器からのデータの読み出し、或いは外部の機器に対するデータの書き込みを制御する。

〈ゲートウェイ装置〉
図３は、本発明の第１実施形態によるゲートウェイ装置の要部構成を示すブロック図である。尚、図３では、図２と同様に、ゲートウェイ１６に加えて、情報端末装置ＴＭも図示している。図３に示す通り、ゲートウェイ１６は、下位インターフェイス部４１（第１通信部）、上位インターフェイス部４２（第２通信部）、ゲートウェイ部４３、ＮＦＣタグ４４、記憶部４５、及び制御部４６を備える。

下位インターフェイス部４１は、バックボーンネットワークＮ２に接続され、制御部４６の制御の下で、バックボーンネットワークＮ２を介した通信を行う。上位インターフェイス部４２は、制御ネットワークＮ３に接続され、制御部４６の制御の下で、制御ネットワークＮ３を介した通信を行う。ゲートウェイ部４３は、ゲートウェイ１６宛てに送信されてきたデータの転送処理を行う。また、ゲートウェイ部４３は、図１に示す暗号鍵Ｋ１，Ｋ２等を用いて送信されてきたデータの復号、及び転送するデータの暗号化も行う。

ＮＦＣタグ４４は、センサ機器１１に設けられるＮＦＣタグ２３と同様のものであり、アンテナ（図示省略）及びメモリ４４ａを備えており、外部（例えば、情報端末装置ＴＭ）からの給電により動作し、外部との間でＮＦＣを行う。記憶部４５は、例えばフラッシュＲＯＭ或いはＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性のメモリを備えており、各種情報を記憶する。例えば、記憶部４５は、センサ機器１１から送信されてくるデータ（センシング情報）やログ情報を記憶する。尚、ＮＦＣタグ４４のメモリ４４ａが外部に設けられる場合には、記憶部４５は、メモリ４４ａを兼ね備えていても良い。制御部４６は、ゲートウェイ１６の動作を統括して制御する。

〈センサ機器の動作〉
次に、情報端末装置ＴＭを用いてセンサ機器１１に対する設定作業を行う際の動作について説明する。以下では、以下に示す第１〜第５動作について順に説明する。
第１動作：センサ機器１１に記憶されている設定情報を更新する際の動作
第２動作：予め用意されている設定情報をセンサ機器１１に設定する際の動作
第３動作：必要な設定情報を自動生成してセンサ機器１１に設定する際の動作
第４動作：センサ機器１１毎に異なる設定情報を設定する際の動作
第５動作：センサ機器１１を新たなセンサ機器に交換する際の動作
上述した第１〜第５動作の何れが行われるかは、例えば情報端末装置ＴＭの設定によって決定される。尚、アクチュエータ機器１２に対する設定作業を行う場合にも、センサ機器１１に対する設定作業を行う場合と同様の動作が行われる。

《第１動作》
図４は、本発明の第１実施形態において設定情報を更新する際の動作を示すフローチャートである。尚、図４に示すフローチャートは、作業員が、ＮＦＣが可能となる距離まで情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１に近接させる（以下、「タッチさせる」というが、必ずしも接触させる必要は無い点に注意されたい）ことにより開始される。

作業員が情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３に給電が開始される。そして、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３にデータの読み出し要求が送信される。この読み出し要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、メモリ２３ａに記憶された設定情報が読み出されて、情報端末装置ＴＭに向けて送信される（ステップＳ１１）。

センサ機器１１から送信された設定情報が情報端末装置ＴＭで受信されると、受信した設定情報を記憶部３３に保存するとともに、操作表示部３１に表示させる処理が制御部３４によって行われる（ステップＳ１２）。操作表示部３１に表示された設定情報が作業員によって参照されると、作業員の指示に応じて設定情報を編集する処理が行われる（ステップＳ１３）。尚、設定情報の編集は、作業員が、情報端末装置ＴＭの操作表示部３１を操作することによって行われる。作業員による編集が終了すると、編集された設定情報は、情報端末装置ＴＭの記憶部３３に保存される（ステップＳ１４）。

以上の作業が終了し、作業員が情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３に給電が開始される。そして、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３にデータの書き込み要求と書き込むべきデータ（編集された設定情報）とが送信される（ステップＳ１５）。この書き込み要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、書き込むべきデータ（編集された設定情報）が、ＮＦＣタグ２３のメモリ２３ａに保存される（ステップＳ１６）。

このように、センサ機器１１に記憶されている設定情報を更新する場合には、作業員は、まず情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせて、センサ機器１１の設定情報を情報端末装置ＴＭに読み出させる。次に、作業員は、情報端末装置ＴＭを操作して、読み出された設定情報を編集する。最後に、作業員は、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせて、編集された設定情報をセンサ機器１１に書き込ませる。以上の作業を行うことで、センサ機器１１の設定情報が更新される。

《第２動作》
図５は、本発明の第１実施形態において予め用意されている設定情報を設定する際の動作を示すフローチャートである。尚、図５に示すフローチャートも、作業員が、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせることにより開始される。作業員が情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３に給電が開始される。

そして、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３にデータの書き込み要求と書き込むべきデータ（予め用意されている設定情報）とが送信される（ステップＳ２１）。この書き込み要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、書き込むべきデータ（予め用意されている設定情報）が、ＮＦＣタグ２３のメモリ２３ａに保存される（ステップＳ２２）。

このように、予め用意されている設定情報をセンサ機器１１に設定する場合には、作業員は、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１に１回だけタッチさせる作業が行われる。このような作業は、例えば過去に設定が行われていない工場出荷状態（初期値のままの状態）のセンサ機器１１に対し、予め規定された設定情報を設定する場合に行われる。尚、センサ機器１１に既に設定されているか否かを確認する必要がある場合には、第１動作と同様に、センサ機器１１からの設定情報の読み出しを行ってから、センサ機器１１に対する設定情報の書き込みを行うようにしても良い。

《第３動作》
図６は、本発明の第１実施形態において必要な設定情報を自動生成して設定する際の動作を示すフローチャートである。尚、図６に示すフローチャートも、作業員が、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせることにより開始される。作業員が情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３に給電が開始される。そして、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３にデータの読み出し要求が送信される。この読み出し要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、メモリ２３ａに記憶された設定情報が読み出されて、情報端末装置ＴＭに向けて送信される（ステップＳ３１）。

センサ機器１１から送信された設定情報が情報端末装置ＴＭで受信されると、その設定情報に基づいて新たな設定情報を自動生成する処理が情報端末装置ＴＭで行われる（ステップＳ３２）。新たな設定情報が生成されると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３にデータの書き込み要求と書き込むべきデータ（新たな設定情報）とが送信される（ステップＳ３３）。この書き込み要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、書き込むべきデータ（新たな設定情報）が、ＮＦＣタグ２３のメモリ２３ａに保存される（ステップＳ３４）。

このように、必要な設定情報を自動生成してセンサ機器１１に設定する場合には、作業員は、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１に１回だけタッチさせる作業が行われる。このような作業は、例えば情報端末装置ＴＭがセンサ機器１１毎のセキュリティーキーを自動生成してセンサ機器１１毎に設定する場合に行われる。尚、かかる作業においては、第１動作とは異なり、センサ機器１１から読み出した設定情報を作業員が確認する必要は無い。このため、情報端末装置ＴＭの操作表示部３１が省略可能である。

《第４動作》
図７は、本発明の第１実施形態においてセンサ機器毎に異なる設定情報を設定する際の動作を示すフローチャートである。尚、図７に示すフローチャートも、作業員が、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせることにより開始される。ここで、本動作で用いられる情報端末装置ＴＭには、センサ機器１１のＩＤ情報（センサ機器１１毎に一意に定まるＩＤ情報）とセンサ機器１１に設定すべき設定情報とが対応付けられたテーブルが記憶部３３に記憶されている。

作業員が、このような情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３に給電が開始されるとともに、データの読み出し要求が送信される。この読み出し要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、メモリ２３ａに記憶された設定情報が読み出されて、情報端末装置ＴＭに向けて送信される（ステップＳ４１）。

センサ機器１１から送信された設定情報が情報端末装置ＴＭで受信されると、その設定情報に含まれるＩＤ情報（センサ機器１１のＩＤ情報）を抽出し（ステップＳ４２）、抽出したＩＤ情報をキーとして記憶部３３に記憶されたテーブルを検索する処理が制御部３４で行われる（ステップＳ４３）。そして、キーとしたＩＤ情報に対応する設定情報が得られると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３にデータの書き込み要求と書き込むべきデータ（検索で得られた設定情報）とが送信される（ステップＳ４４）。この書き込み要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、書き込むべきデータ（検索で得られた設定情報）が、ＮＦＣタグ２３のメモリ２３ａに保存される（ステップＳ４５）。

このように、センサ機器１１毎に異なる設定情報を設定する場合には、作業員は、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１に１回だけタッチさせる作業が行われる。このような作業は、例えばセンサ機器１１毎に設定する設定情報を変えたい場合、或いは、特定のセンサ機器１１のみ設定情報を設定したい場合に行われる。尚、上記のＩＤ情報としては、例えばセンサ機器１１を一意に識別するためにセンサ機器１１の各々に予め割り当てられている６４ビットの識別情報である「ＥＵＩ６４」を用いることができる。

《第５動作》
図８は、本発明の第１実施形態においてセンサ機器を交換する際の動作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も、作業員が、情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせることにより開始される。作業員が情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２からセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３に給電が開始されるとともに、データの読み出し要求が送信される。

この読み出し要求がセンサ機器１１のＮＦＣタグ２３で受信されると、メモリ２３ａに記憶された設定情報が読み出されて、情報端末装置ＴＭに向けて送信される（ステップＳ５１）。センサ機器１１から送信された設定情報が情報端末装置ＴＭで受信されると記憶部３３に保存される（ステップＳ５２）。尚、設定情報の読み取りを行った後に、情報端末装置ＴＭは、センサ機器１１に対して無効化処理（センサ機器１１を無線ネットワークＮ１に参入できなくする処理）を行っても良い。

次に、作業員が、情報端末装置ＴＭを新たなセンサ機器（上記センサ機器１１と交換される新たなセンサ機器）にタッチさせると、新たなセンサ機器に対する給電が行われるとともに、データの読み出し要求が送信される。これにより、新たなセンサ機器の設定情報が情報端末装置ＴＭに送信されて（ステップＳ５３）、情報端末装置ＴＭの記憶部３３に保存される（ステップＳ５４）。以上の処理が終了すると、センサ機器１１から得られた設定情報と、新たなセンサ機器から得られた設定情報とを統合し、必要に応じて新たな設定情報（例えば、セキュリティーキー）を追加する処理が情報端末装置ＴＭの制御部３４で行われる（ステップＳ５５）。

以上の処理が終了した後に、作業員が、情報端末装置ＴＭを新たなセンサ機器にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２から新たなセンサ機器のＮＦＣタグ２３に給電が開始される。そして、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２から新たなセンサ機器のＮＦＣタグ２３にデータの書き込み要求と書き込むべきデータ（制御部３４で処理された設定情報）とが送信される（ステップＳ５６）。この書き込み要求が新たなセンサ機器のＮＦＣタグ２３で受信されると、書き込むべきデータ（制御部３４で処理された設定情報）が、ＮＦＣタグ２３のメモリ２３ａに保存される（ステップＳ５７）。

このように、センサ機器１１を新たなセンサ機器に交換する場合には、作業員は、まず情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせて、センサ機器１１の設定情報を情報端末装置ＴＭに読み出させる。次に、作業員は、情報端末装置ＴＭを新たなセンサ機器にタッチさせて、新たなセンサ機器の設定情報を情報端末装置ＴＭに読み出させる。最後に、作業員は、情報端末装置ＴＭを新たなセンサ機器にタッチさせて、情報端末装置ＴＭで処理された設定情報を新たなセンサ機器に書き込まれる。以上の作業を行うことで、センサ機器１１の設定情報が新たなセンサ機器に引き継がれる。尚、以上説明した例では、新たなセンサ機器に対して情報端末装置ＴＭを２回タッチさせているが、１回のタッチで設定情報の読み出し及び書き込みを行っても良い。尚、故障したセンサ機器１１を新たなセンサ機器に交換する場合、ステップＳ５５での統合処理を省略して、故障したセンサ機器１１の情報をそのまま引き継ぐ形態も可能である。

〈ゲートウェイの動作〉
ゲートウェイ１６は、例えばセンサ機器１１から送信されてくるデータを、暗号鍵Ｋ１を用いて復号して記憶部４５に記憶させるとともに、復号したデータを再度暗号化した上で監視制御装置１７に転送する動作を常時行っている。また、ゲートウェイ１６は、監視制御装置１７から送信されてくるデータを復号し、復号したデータを、暗号鍵Ｋ２を用いて再度暗号化した上でアクチュエータ機器１２に転送する動作を常時行っている。

作業員が情報端末装置ＴＭをゲートウェイ１６にタッチさせれば、ゲートウェイ１６の記憶部４５に記憶されたデータを読み出すことができる。また、作業員が情報端末装置ＴＭをゲートウェイ１６にタッチさせれば、前述した第１〜第５動作と同様の動作をゲートウェイ１６に行わせることも可能である。尚、例えば、前述した第１動作が行われて、ゲートウェイ１６のＮＦＣタグ４４に設けられたメモリ４４ａの設定情報が更新された場合には、更新された設定情報が必要に応じてセンサ機器１１及びアクチュエータ機器１２等に通知される。

以上の通り、本実施形態では、センサ機器１１等がＮＦＣを行うＮＦＣタグ２３を備えており、メモリ２３ａに記憶される設定情報の送受信をＮＦＣによって行うようにしている。また、本実施形態では、ゲートウェイ１６がＮＦＣを行うＮＦＣタグ４４を備えており、メモリ４４ａに記憶される設定情報及びセンサ機器１１から得られたデータの送受信をＮＦＣによって行うようにしている。このため、現場で行われる各種作業の作業性及び作業効率を向上させることができる。

また、本実施形態において、設定情報を記憶するメモリ２３ａ，４４ａは、外部からの給電によって動作するＮＦＣタグ２３，４４に設けられている。このため、センサ機器１１やゲートウェイ１６に故障が生じたとしても、ＮＦＣタグ２３，４４が動作可能である限り、メモリ２３ａ，４４ａに記憶された設定情報の読み出しを行うことができる。加えて、本実施形態では、センサ機器１１のスリープ状態への移行及び解除を容易に制御することができる。更に、センサ機器１１の制御部２５等がスリープ状態でもＮＦＣタグ２３がＮＦＣを行うことができるため、センサ機器１１を省電力化することができ、これにより電源部２６に電源として電池が用いられている場合には、電池の消耗を減らすことができる。

〔第２実施形態〕
〈無線通信システム〉
本実施形態の無線通信システムの全体構成は、図１に示す第１実施形態による無線通信システムと同様である。このため、無線通信システムの詳細な説明については省略する。

〈無線デバイス〉
図９は、本発明の第２実施形態による無線デバイスとしてのセンサ機器の要部構成を示すブロック図である。図９に示す通り、本実施形態のセンサ機器１１は、図２に示す第１実施形態によるセンサ機器１１にＮＦＣリーダライタ２７（読書部）を追加した構成である。ＮＦＣリーダライタ２７は、図２に示すＮＦＣリーダライタ３２と同様にアンテナ（図示省略）を備えており、電源部２６から供給される電力によって動作する。具体的に、ＮＦＣリーダライタ２７は、制御部２５の制御の下で、外部の機器に対して非接触で給電を行うとともに、外部の機器との間でＮＦＣを行って、外部の機器からのデータの読み出し、或いは外部の機器に対するデータの書き込みを行う。

〈ゲートウェイ装置〉
図１０は、本発明の第２実施形態によるゲートウェイ装置の要部構成を示すブロック図である。図１０に示す通り、本実施形態のゲートウェイ１６は、図３に示す第１実施形態によるゲートウェイ１６にＮＦＣリーダライタ４７（読書部）を追加した構成である。ＮＦＣリーダライタ４７は、図９に示すＮＦＣリーダライタ２７と同様のものである。具体的に、ＮＦＣリーダライタ４７は、制御部４６の制御の下で、外部の機器に対して非接触で給電を行うとともに、外部の機器との間でＮＦＣを行って、外部の機器からのデータの読み出し、或いは外部の機器に対するデータの書き込みを行う。

〈センサ機器の動作〉
次に、本実施形態の無線デバイスとしてのセンサ機器１１の動作について説明する。本実施形態のセンサ機器１１は、ＮＦＣタグ２３に加えてＮＦＣリーダライタ２７を備えるため、センサ機器１１の交換を行う際に、センサ機器１１と新たなセンサ機器とをタッチさせるだけで、センサ機器１１の設定情報を新たなセンサ機器に引き継ぐことが可能である。但し、センサ機器１１と新たなセンサ機器とをタッチさせたときに、センサ機器１１と新たなセンサ機器との間で、図８を用いて説明した処理と同様の処理が行われることが前提となる。

また、本実施形態では、ＮＦＣタグ２３に加えてＮＦＣリーダライタ２７を備えているため、以下に示す応用が可能である。

《センサ機器の動作制御》
センサ機器１１の記憶部２４に、一意に定められたＩＤ情報とセンサ機器１１の動作を規定するコマンド（制御内容）とが対応付けられたテーブルを予め記憶しておき、センサ機器１１の制御部２５が、ＮＦＣリーダライタ２７によって読み込まれたＩＤ情報に対応するコマンドに応じた制御を行うようにする。これにより、作業員は、ＩＤ情報が格納されたＮＦＣカードをセンサ機器１１にタッチさせるだけで、センサ機器１１の動作を制御することができる。

例えば、あるＮＦＣカードをタッチさせた場合にはセンサ機器１１を再起動させ、他のＮＦＣカードをタッチさせた場合には特定の通信モードでセンサ機器１１を動作させるといった使い方が可能である。また、あるＮＦＣカードをタッチさせた場合にはセンサ機器１１をスリープ状態に移行させ、他のＮＦＣカードをタッチさせた場合にはセンサ機器１１のスリープ状態を解除するといった使い方も可能である。

また、複数のＮＦＣカードを読み込ませることで、更に高度な処理が可能になる。例えば、上述したＩＤ情報（センサ機器１１の動作を制御するためのＩＤ情報）が格納されたＮＦＣカードと、作業員を識別するためのＩＤ情報が格納されたＮＦＣカードとを同時に（或いは、連続して）タッチさせることで、どの作業員がどの動作をさせたのかといった情報をセンサ機器１１に記憶させることが可能である。

《巡回点検作業の記録》
作業員を識別するためのＩＤ情報がＮＦＣリーダライタ２７によって読み込まれた場合には、センサ機器１１の制御部２５が、そのＩＤ情報とＩＤ情報の読み込みが行われた日時を示す日時情報とを記憶部２４に記憶するようにする。これにより、プラントの現場を巡回点検する作業員は、ＩＤ情報が格納されたＮＦＣカードをセンサ機器１１にタッチさせるだけで、どの作業員がいつ作業を行ったのかといった情報をセンサ機器１１に記憶させることが可能である。

尚、この巡回点検作業の記録は、第１実施形態でも行うことが可能である。つまり、ＩＤ情報が格納された情報端末装置ＴＭを、図１，図２に示すセンサ機器１１にタッチさせ、ＩＤ情報と日時情報とをセンサ機器１１のメモリ２３ａに書き込ませる。これにより、どの作業員がいつ作業を行ったのかといった情報がセンサ機器１１に記録される。

《ファームウェアのダウンロード》
センサ機器１１で用いられるファームウェアを、例えば図１，図２に示す情報端末装置ＴＭの記憶部３３に記憶しておき、センサ機器１１の制御部２５が、ＮＦＣリーダライタ２７によってファームウェアが読み込まれた場合には、そのファームウェアを記憶部２４に記憶するようにする。これにより、作業員は、ファームウェアが記憶された情報端末装置ＴＭをセンサ機器１１にタッチさせるだけで、ファームウェアをセンサ機器１１にダウンロードさせることができる。

〈ゲートウェイの動作〉
本実施形態のゲートウェイ１６は、ＮＦＣタグ４４に加えてＮＦＣリーダライタ４７を備える。このため、ゲートウェイ１６の交換を行う際に、センサ機器１１の交換を行う場合と同様に、ゲートウェイ１６と新たなゲートウェイとをタッチさせるだけで、ゲートウェイ１６の設定情報を新たなゲートウェイに引き継ぐことも可能である。但し、ゲートウェイ１６と新たなゲートウェイとをタッチさせたときに、ゲートウェイ１６と新たなゲートウェイとの間で、図８を用いて説明した処理と同様の処理が行われることが前提となる。

また、本実施形態のゲートウェイ１６は、上述した本実施形態のセンサ機器１１と同様の応用が可能である。例えば、作業員が、ＮＦＣカードをゲートウェイ１６にタッチさせて、ゲートウェイ１６の動作を制御することが可能であり、或いは、ＮＦＣカードをゲートウェイ１６にタッチさせて、どの作業員がいつ作業を行ったのかといった情報をゲートウェイ１６に記録させることが可能である。

更に、システムマネージャ１５の機能を本実施形態のゲートウェイ１６に設ければ、センサ機器１１に対してプロビジョニング情報の設定を行うこともできる。具体的に、プロビジョニング情報の設定は、ゲートウェイ１６をセンサ機器１１にタッチさせることで行う。ゲートウェイ１６をセンサ機器１１にタッチさせると、センサ機器１１の設定情報がゲートウェイ１６に読み出されてプロビジョニング情報が生成され、生成されたプロビジョニング情報がセンサ機器１１に書き込まれることで、センサ機器１１に対するプロビジョニング情報の設定が完了する。

以上の通り、本実施形態においても、センサ機器１１及びゲートウェイ１６等がＮＦＣを行うＮＦＣタグ２３，４４をそれぞれ備えており、メモリ２３ａ，４４ａに記憶される設定情報の送受信をＮＦＣによって行うようにしている。このため、現場で行われる各種作業の作業性及び作業効率を向上させることができる。また、本実施形態においても、ＮＦＣタグ２３，４４が動作可能である限りメモリ２３ａ，４４ａに記憶された設定情報の読み出しを行うことができ、更にセンサ機器１１のスリープ状態への移行及び解除を容易に制御することができる。

加えて、本実施形態では、センサ機器１１がＮＦＣタグ２３に加えてＮＦＣリーダライタ２７を備えており、ゲートウェイ１６がＮＦＣタグ４４に加えてＮＦＣリーダライタ４７を備えている。このため、ＮＦＣタグ２３，４４のみを備える第１実施形態のセンサ機器１１及びゲートウェイ１６に比べて種々の応用が可能である。

〔第３実施形態〕
〈無線通信システム〉
図１１は、本発明の第３実施形態によ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１１に示す通り、本実施形態の無線通信システム２は、図１に示す無線通信システム１が備える無線ルータ１３を無線アダプタ５０（無線デバイス）に代えた構成である。

無線アダプタ５０は、前述した無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能であり、無線ネットワークＮ１に通信可能に接続され、無線ネットワークＮ１を介するデータ（暗号化されたデータ）の中継を行う。具体的に、無線アダプタ５０は、無線ネットワークＮ１を介して自機宛てに送信されてくるデータを、無線ネットワークＮ１を介して予め設定された転送先に転送する。例えば、無線アダプタ５０は、センサ機器１１から自機宛てに送信されてくるデータを、無線ネットワークＮ１を介してゲートウェイ１６に転送する。

無線アダプタ５０は、上記の転送処理を行う際に、自機宛てに送信されてくるデータを復号し、復号したデータを再び暗号化して新たなデータとしてから予め設定された転送先に転送する。このような復号及び暗号化を行うのは、セキュリティを確保しつつ、無線ネットワークＮ１を介して通信される暗号化されたデータを、プラントの現場で参照可能にするためである。尚、無線アダプタ５０で復号されたデータは、無線アダプタ５０内に蓄積される。

図１１に示す通り、無線アダプタ５０には、セキュリティを確保するために、互いに異なる暗号鍵がそれぞれ配布されている。具体的には、前述した暗号鍵Ｋ１，Ｋ２に加えて、暗号鍵Ｋ３が配布されている。暗号鍵Ｋ３は、無線アダプタ５０とゲートウェイ１６との間で暗号化通信を行うために用いられる暗号鍵である。これら暗号鍵Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３は、無線アダプタ５０が無線ネットワークＮ１に参入する際に、システムマネージャ１５によって配布される。また、無線アダプタ５０は、例えば情報端末装置ＴＭとＮＦＣが可能である。

〈無線デバイス〉
図１２は、本発明の第３実施形態による無線デバイスとしての無線アダプタの要部構成を示すブロック図である。図１２に示す通り、無線アダプタ５０は、無線通信部５１、パケット処理部５２、暗号処理部５３、ゲートウェイ部５４（転送制御部）、制御部５５、記憶部５６（第２記憶部）、及びＮＦＣタグ５７を備えており、無線ネットワークＮ１を介する暗号化されたデータの中継を行う。

無線通信部５１は、制御部５５の制御の下で、無線信号の送受信を行う。パケット処理部５２は、制御部５５の制御の下で、無線通信部５１で送受信されるパケットの中継処理を行う。具体的に、パケット処理部５２は、無線通信部５１で受信されたパケットが自機宛て（無線アダプタ５０のゲートウェイ部５４宛て）である場合には暗号処理部５３に出力し、自機宛てでない場合には無線通信部５１に出力する。また、パケット処理部５２は、暗号処理部５３から出力されるデータ（無線ネットワークＮ１を介して送信すべきデータ）を無線通信部５１に出力する。

暗号処理部５３は、制御部５５の制御の下で、図１に示す暗号鍵Ｋ１〜Ｋ３を用いて暗号処理を行う。具体的に、暗号処理部５３は、パケット処理部５２から出力されるデータを復号してゲートウェイ部５４に出力し、ゲートウェイ部５４から出力されるデータを暗号化してパケット処理部５２に出力する。

ゲートウェイ部５４は、自機宛てに送信されてきたデータの転送処理を行う。例えば、ゲートウェイ部５４は、センサ機器１１から自機宛てに送信されてきたデータを、ゲートウェイ１６に転送する。制御部５５は、無線アダプタ５０の動作を統括して制御する。例えば、制御部５５は、情報端末装置ＴＭからの要求に基づいて、記憶部５６に記憶されたデータを読み出して情報端末装置ＴＭに出力する制御を行う。

記憶部５６は、例えば不揮発性の半導体メモリであり、暗号処理部５３で復号されたデータ（例えば、センサ機器１１から送信されてきたデータ）を記憶する。ＮＦＣタグ５７は、図２に示すＮＦＣタグ２３と同様のものであり、アンテナ（図示省略）及びメモリ５７ａを備えており、外部（例えば、情報端末装置ＴＭ）からの給電により動作し、外部との間でＮＦＣを行う。

〈無線アダプタの動作〉
センサ機器１１から無線アダプタ５０宛てのデータが送信されたとすると、このデータは、無線アダプタ５０の無線通信部５１で受信される。無線通信部５１で受信されたデータは、パケット処理部５２に出力される。センサ機器１１から送信されてきたデータは、無線アダプタ５０宛て（無線アダプタ５０のゲートウェイ部５４宛て）のデータである。このため、パケット処理部５２に出力されたデータは、暗号処理部５３に出力される。すると、暗号処理部５３において、センサ機器１１から送信されてきたデータを、暗号鍵Ｋ１（図１１参照）を用いて復号する処理が行われる。復号されたデータは、暗号処理部５３から制御部５５に出力されて記憶部５６に記憶される。

予め規定された転送条件（例えば、転送タイミングの到来）が満たされると、記憶部５６に記憶されたデータが読み出されてゲートウェイ部５４に出力され、ゲートウェイ１６に対するデータの転送処理が行われる。この転送処理が行われると、ゲートウェイ１６に転送されるべきデータが、ゲートウェイ部５４から暗号処理部５３に順次出力され、暗号鍵Ｋ３を用いて暗号化される。暗号化されたデータは、暗号処理部５３からパケット処理部５２を介して無線通信部５１に出力され、無線信号として無線ネットワークＮ１に送信される。

無線アダプタ５０から無線信号として送信されたデータは、バックボーンルータ１４で受信され、バックボーンネットワークＮ２を介してゲートウェイ１６で受信され、ゲートウェイ１６に配布されている暗号鍵Ｋ３を用いて復号される。この復号されたデータが、ゲートウェイ１６から制御ネットワークＮ３を介して監視制御装置１７に収集される。

ここで、作業員が、無線アダプタ５０の設置場所の近くにおいて、情報端末装置ＴＭを無線アダプタ５０にタッチさせると、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２（図２，図３参照）から無線アダプタ５０のＮＦＣタグ７５に給電が開始される。そして、情報端末装置ＴＭのＮＦＣリーダライタ３２から無線アダプタ５０のＮＦＣタグ７５にデータの読み出し要求が送信される。この読み出し要求が無線アダプタ５０のＮＦＣタグ７５で受信されると、メモリ５７ａに記憶された設定情報、或いは記憶部５６に記憶されたデータが読み出されて、情報端末装置ＴＭに向けて送信される。このようにして、無線アダプタ５０に記憶された設定情報、或いはセンサ機器１１から無線アダプタ５０に送信されたデータを取得することができる。

以上の通り、本実施形態においては、無線アダプタ５０がＮＦＣを行うＮＦＣタグ５７を備えており、メモリ５７ａに記憶される設定情報、或いは記憶部５６に記憶されたデータの送受信をＮＦＣによって行うようにしている。このため、センサ機器１１の設置場所に赴かなくとも、センサ機器１１から得られるデータを取得することができる。これにより、現場で行われる各種作業の作業性及び作業効率を向上させることができる。また、本実施形態においても、ＮＦＣタグ５７が動作可能である限りメモリ５７ａに記憶された設定情報の読み出しを行うことができ、更に無線アダプタ５０のスリープ状態への移行及び解除も容易に制御することができる。

以上、本発明の実施形態による無線デバイス、ゲートウェイ装置、及び無線通信システム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、上述した実施形態では、主にＮＦＣによってセンサ機器１１の設定情報を取得する例について説明した。しかしながら、センサ機器１１の測定結果を示すデータ、アクチュエータ機器１２の操作量を示すデータ、或いはこれらに付随するステータス情報をＮＦＣによって取得するようにしても良い。

また、上述した実施形態では、無線ネットワークＮ１を介した無線通信に用いる通信プロトコルは、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した通信プロトコルであった。しかしながら、例えば、無線ネットワークＮ１を介した無線通信に用いる通信プロトコルは、ＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）或いはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）に準拠した通信プロトコルであっても良い。

また、上述した実施形態では、バックボーンルータ１４、システムマネージャ１５、及びゲートウェイ１６がそれぞれ別々の装置として実現されている例について説明した。しかしながら、これらのうちの任意の２つ以上の装置を１つの装置として実現することも可能である。例えば、システムマネージャ１５とゲートウェイ１６とが１つの装置として実現されていても良く、バックボーンルータ１４、システムマネージャ１５、及びゲートウェイ１６の全てが１つの装置として実現されていても良い。

１，２ 無線通信システム
１１ センサ機器
１２ アクチュエータ機器
１３ 無線ルータ
１４ バックボーンルータ
１６ ゲートウェイ
１７ 監視制御装置
２１ センサ部
２２ 無線通信部
２３ ＮＦＣタグ
２３ａ メモリ
２４ 記憶部
２５ 制御部
２７ ＮＦＣリーダライタ
４１ 下位インターフェイス部
４２ 上位インターフェイス部
４４ ＮＦＣタグ
４４ａ メモリ
４７ ＮＦＣリーダライタ
５０ 無線アダプタ
５１ 無線通信部
５４ ゲートウェイ部
５５ 制御部
５６ 記憶部
５７ ＮＦＣタグ
５７ａ メモリ
Ｎ１ 無線ネットワーク
Ｎ２ バックボーンネットワーク
Ｎ３ 制御ネットワーク

Claims (15)

1. 無線ネットワークを介した無線通信を行う無線通信部を備えており、設定情報に従った動作を行う無線デバイスにおいて、
   前記設定情報を記憶するメモリと、
   前記メモリに記憶される前記設定情報の送受信を近距離通信によって行う近距離通信部と、
   少なくとも前記無線通信部の制御を行う制御部と
   を備えることを特徴とする無線デバイス。
2. 前記近距離通信部は、近距離通信によって外部から供給される電力によって動作することを特徴とする請求項１記載の無線デバイス。
3. 前記メモリは、前記近距離通信部の内部に設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の無線デバイス。
4. 前記近距離通信部は、近距離通信によって受信した情報に応じて、前記制御部をスリープ状態に移行させ、或いは前記制御部のスリープ状態を解除させる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デバイス。
5. 外部からの情報の読み込み、及び外部への情報の書き込みの少なくとも一方を近距離通信によって行う読書部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の無線デバイス。
6. 前記読書部は、近距離通信によって外部に電力を供給することを特徴とする請求項５記載の無線デバイス。
7. 前記制御部は、予め規定されたＩＤ情報と制御内容とが対応付けられたテーブルを用い、前記読書部で読み込まれた情報に含まれる前記ＩＤ情報に応じた制御を行うことを特徴とする請求項５又は請求項６記載の無線デバイス。
8. 前記読書部で読み込まれた情報に含まれるＩＤ情報、及び該ＩＤ情報の読み込みが行われた日時を示す日時情報を記憶する第１記憶部を備えることを特徴とする請求項５又は請求項６記載の無線デバイス。
9. 状態量の測定又は操作を行う入出力部を備えており、
   前記制御部は、前記メモリに記憶された前記設定情報に基づいて前記入出力部の設定を行う
   ことを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の無線デバイス。
10. 前記無線ネットワークを介して自装置宛てに送信されてくるデータを、予め設定された転送先に転送する転送制御部を備えることを特徴とする請求項１から請求項８の何れか一項に記載の無線デバイス。
11. 自装置宛てに送信されてきたデータを記憶する第２記憶部を備えており、
    前記近距離通信部は、前記第２記憶部に記憶されたデータの送信を行う
    ことを特徴とする請求項１から請求項１０の何れか一項に記載の無線デバイス。
12. 第１ネットワークに接続される第１通信部と、第２ネットワークに接続される第２通信部とを備えるゲートウェイ装置において、
    無線デバイスに設定される設定情報を記憶するメモリと、
    前記メモリに記憶される前記設定情報の送受信を近距離通信によって行う近距離通信部と
    を備えることを特徴とするゲートウェイ装置。
13. 外部からの情報の読み込み、及び外部への情報の書き込みの少なくとも一方を近距離通信によって行う読書部を備えることを特徴とする請求項１２記載のゲートウェイ装置。
14. 無線ネットワークを介した無線通信が可能な無線通信システムにおいて、
    前記無線ネットワークに通信可能に接続された請求項１から請求項１１の何れか一項に記載の無線デバイスを備えることを特徴とする無線通信システム。
15. 前記無線ネットワークと第１ネットワークとを通信可能に接続する無線ルータ装置と、
    第２ネットワークに通信可能に接続され、前記無線デバイスの監視制御を行う監視制御装置と、
    前記第１ネットワークと前記第２ネットワークとを通信可能に接続する請求項１２又は請求項１３記載のゲートウェイ装置と
    を備えることを特徴とする請求項１４記載の無線通信システム。

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