JP2019029790A - 基地局、制御システム、および、基地局の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させる。【解決手段】基地局１０は、リング状の有線ネットワークに接続される入力用ポート１１及び出力用ポート１２と、無線通信を介して被制御機器により接続される無線ＩＦ１６と、被制御機器へのコマンドを入力用ポート１１により受信した場合に、受信したコマンドを無線ＩＦ１６を通じて被制御機器に送信する機器制御部１４と、無線ＩＦ１６を通じて受信した被制御機器による応答を示す応答データを出力用ポート１２により出力する応答制御部１５とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、基地局、制御システム、および、基地局の制御方法に関する。

工場などに配備される産業機器の制御通信のネットワークは、固定的に配置される機器の他、ロボット又は搬送車などの移動機器に接続し構築される。固定的に配置される機器の接続にはケーブルを用いた有線ネットワークが用いられる。一方、移動機器の接続には、無線リンクを用いた無線ネットワークが有用である。

産業機器のネットワークには、冗長性及び即時性の観点からＥｔｈｅｒＣＡＴ（登録商標）、ＦＬ−ｎｅｔなどのリング方式の通信規格が用いられている。

特許文献１は、産業機器の有線ネットワークのうちの一部のリンクをケーブルレス化つまり無線化することができる通信装置を開示している。

特開２０１５−１０３９２６号公報

工場などにおける機器の配置、及び、移動機器の移動範囲の都合上、リング方式の有線ネットワークを適切に敷設できない場合がある。仮に特許文献１が開示する技術を利用して、リング方式の有線ネットワークの一部のリンクを無線化した場合、配線の敷設を省略することができるものの、有線ネットワークのトポロジ（接続形態又は物理的な配置）の自由度はあまり向上しない。

本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させる基地局など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、本発明の一態様に係る基地局は、リング状の有線ネットワークに接続される入力用ポート及び出力用ポートと、無線通信を介して被制御機器に接続される無線インタフェースと、前記被制御機器へのコマンドを前記入力用ポートにより受信した場合に、受信した前記コマンドを前記無線インタフェースを通じて前記被制御機器に送信する機器制御部と、前記無線インタフェースを通じて受信した前記被制御機器による応答を示す応答データを前記出力用ポートにより出力する応答制御部とを備える。

これによれば、基地局は、リング状の有線ネットワークに直接に接続されていない被制御機器を無線通信を介して制御し、また、無線通信を介して被制御機器による応答を取得して有線ネットワークに送信する。これにより、基地局は、被制御機器が移動機器である場合、及び、被制御機器と物理的に離れて存在するために配線を敷設することが不可能又は困難である場合等にも、無線通信を利用して、被制御機器が有線ネットワークに接続しているかのように制御することができる。よって、基地局は、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

また、前記応答制御部は、前記機器制御部が前記被制御機器による応答を読み取るためのリードコマンドを前記入力用ポートより受信した場合に、前記リードコマンドを含むフレームに前記被制御機器による応答を示す応答データを書き込んで、前記出力用ポートにより出力してもよい。

これによれば、基地局は、無線インタフェースを介して接続されている被制御機器からの応答データを、有線ネットワークから受信したリードコマンドに書き込んで、再び有線ネットワークに送信する。これにより、基地局は、マスタからのリードコマンドに対して機器が適切に応答したように疑似することができる。

また、前記応答制御部は、さらに、前記被制御機器から応答データを受信できない時には、受信した前記コマンドを含むフレームに、当該コマンドに対する応答データがないことを示すデータを書き込んで、前記出力用ポートにより出力してもよい。

これによれば、基地局は、有線ネットワークから受信したコマンドに対する応答がすぐに得られない場合に発生し得る、コマンドの伝送遅延を未然に回避する。よって、基地局は、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させるとともに、有線ネットワークにおけるコマンドの伝送遅延の発生を回避する。

また、前記機器制御部は、複数の前記被制御機器に対する前記コマンドを受信した場合には、受信した前記コマンドを、複数の前記被制御機器のそれぞれに対して順次にユニキャスト送信し、前記応答制御部は、前記被制御機器から順次に応答データを受信してもよい。

これによれば、基地局は、ユニキャスト送信に設けられている到達確認及び再送の制御のしくみを利用して、より信頼性の高い無線通信によりコマンドを送信でき、また、受信できる。

また、前記機器制御部は、複数の前記被制御機器に対する前記コマンドを受信した場合には、受信した前記コマンドを、複数の前記被制御機器に対してブロードキャスト送信してもよい。

これによれば、基地局は、ブロードキャスト送信を用いて、一度の送信で複数の子機にコマンドを受信させることにより無線通信帯域を削減することができる。

また、前記機器制御部は、複数の前記被制御機器それぞれが前記コマンドに対する応答データを送信すべき時刻を示す情報を含む無線フレームを生成して、生成した前記無線フレームをブロードキャスト送信してもよい。

これによれば、基地局がコマンドを含む無線フレームをブロードキャスト送信した後に、複数の子機が応答データを含む無線フレームを送信する時刻に時間差が生ずるように制御することができる。よって、複数の子機が送信する応答データを含む無線フレームが互いに衝突することを抑制することができる。

また、前記機器制御部は、複数の前記被制御機器それぞれが前記コマンドに対する応答データを送信すべき時刻を示す情報を含む無線フレームを生成して、生成した前記無線フレームをブロードキャスト送信してもよい。

これによれば、基地局がコマンドを含む無線フレームをブロードキャスト送信した後に、複数の子機が応答データを含む無線フレームを送信する時刻に時間差が生ずる結果、基地局がこれらの無線フレームを受信する時刻に時間差が生ずる。よって、基地局による受信処理が短時間に集中することを回避できる。

また、前記機器制御部は、被制御機器の識別子と、当該被制御機器との通信に利用すべきＭＡＣアドレス又はＩＰアドレスとを紐付けた機器リストを管理しており、前記機器リストを参照して、前記コマンドを送信する対象である被制御機器との通信に利用すべき前記ＭＡＣアドレス又は前記ＩＰアドレスを宛先として前記コマンドを送信してもよい。

これによれば、基地局は、無線フレームの宛先にＭＡＣアドレス又はＩＰアドレスを用いて無線フレームを送信できる。基地局は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとのうち利用可能なアドレスを用いて被制御機器と通信できる。また、ＩＰアドレスの割り振りが困難である場合には、無線フレームの宛先ＩＰアドレスをブロードキャストとし、被制御機器のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに使用できる。このように、基地局は、ネットワーク環境に応じて適切な送信方法を採用し得る。

また、前記基地局は、前記有線ネットワークに接続される２つの物理ポートを備え、前記基地局は、さらに、（ａ）前記２つの物理ポートの両方がリンクアップ状態であるときには、前記２つの物理ポートのうちの一方を前記入力用ポートとして機能させ、前記２つの物理ポートのうちの他方を前記出力用ポートとして機能させ、（ｂ）前記２つの物理ポートのうちの一方の物理ポートだけがリンクアップ状態であるときには、前記一方の物理ポートを前記入力用ポート及び前記出力用ポートとして機能させる、有線制御部を備えてもよい。

これによれば、基地局は、１つだけの物理ポートを備える基地局として構成され、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

また、前記基地局は、前記有線ネットワークに接続され、前記入力用ポート及び前記出力用ポートとして機能する１つの物理ポートを備えてもよい。

これによれば、基地局は、２つの物理ポートを備える基地局として構成され、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

また、本発明の一態様に係る制御システムは、上記の基地局と、前記基地局の前記無線インタフェースに無線通信により接続される子機とを備え、前記子機は、前記基地局の前記無線インタフェースと無線通信により接続され、前記基地局の前記機器制御部が送信した前記コマンドを受信する子機側無線インタフェースと、前記被制御機器と有線リンクにより接続される子機側有線インタフェースと、前記子機側無線インタフェースにより受信した前記コマンドを前記子機側有線インタフェースを介して前記被制御機器に送信し、送信した前記コマンドに応じて前記被制御機器が送信した応答データを取得して、前記子機側無線インタフェースを介して前記基地局に送信する、子機側制御部とを備える。

これによれば、上記基地局と同様の効果を奏する。

また、本発明の一態様に係る基地局の制御方法において、前記基地局は、リング状の有線ネットワークに接続される入力用ポート及び出力用ポートと、無線通信を介して被制御機器に接続される無線インタフェースとを備え、前記制御方法は、前記被制御機器へのコマンドを前記入力用ポートにより受信した場合に、受信した前記コマンドを前記無線インタフェースを通じて前記被制御機器に送信する機器制御ステップと、前記無線インタフェースを通じて受信した前記被制御機器による応答を示す応答データを前記出力用ポートにより出力する応答制御ステップとを含む。

これによれば、上記基地局と同様の効果を奏する。

なお、本発明は、装置として実現できるだけでなく、その装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現したり、それらステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したり、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体として実現したり、そのプログラムを示す情報、データ又は信号として実現したりすることもできる。そして、それらプログラム、情報、データ及び信号は、インターネット等の通信ネットワークを介して配信してもよい。

本発明により、基地局は、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

図１は、実施の形態に係る基地局を含む通信システムの構成を示す模式図である。 図２は、実施の形態に係る基地局及び子機の機能ブロックを示すブロック図である。 図３は、実施の形態に係る基地局が１つだけの物理ポートを有する場合の入力用ポート及び出力用ポートの機能の割り当てを示す説明図である。 図４は、実施の形態に係る基地局が２つの物理ポートを有する場合の入力用ポート及び出力用ポートの機能の割り当てを示す説明図である。 図５は、実施の形態に係る機器制御部が記憶している機器リストの第一例の説明図である。 図６は、実施の形態に係る機器制御部が記憶している機器リストの第二例の説明図である。 図７は、実施の形態に係るコマンドを含む無線フレームの第一の説明図である。 図８は、実施の形態に係るコマンドを含む無線フレームの第二の説明図である。 図９は、実施の形態に係る無線フレームへの書き込み処理の説明図である。 図１０は、実施の形態に係る基地局がコマンドを受信したときの処理を示すフロー図である。 図１１は、実施の形態に係る基地局がリードコマンドを受信したときの処理を示すフロー図である。 図１２は、実施の形態に係る子機がコマンドを受信したときの処理を示すフロー図である。 図１３は、実施の形態に係る子機が応答データを受信したときの処理を示すフロー図である。 図１４は、実施の形態の変形例に係る基地局が送信する、時刻情報を含む無線フレームの説明図である。

以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。

以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。

なお、同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

（実施の形態）
本実施の形態において、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させる基地局及び通信システムなどについて説明する。

図１は、本実施の形態に係る基地局１０を含む通信システム１の構成を示す模式図である。

図１に示されるように、通信システム１は、マスタＭと、機器Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１３と、基地局１０と、子機２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃとを備える。マスタＭと、機器Ｓ１、Ｓ２及びＳ３と、基地局１０とは、リング状の有線のネットワークＮによって通信可能に接続されている。ここで、基地局１０と、子機２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃとを制御システムともいう。

マスタＭは、ネットワークＮに接続されており、同じくネットワークＮに接続された機器Ｓ１、Ｓ２及びＳ３を制御し、また、機器Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１３を基地局１０を介して制御する、制御装置である。ネットワークＮは、例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴに従うネットワークであり、以降ではこの場合を例として説明するが、他にＦＬ−ｎｅｔなどのリング方式の通信規格も採用し得る。

マスタＭは、リング状の有線のネットワークＮにＥｔｈｅｒＣＡＴフレーム（単にフレームともいう）を送信する。マスタＭにより送信されたフレームは、ネットワークＮを一巡して再びマスタＭに戻る。例えば、マスタＭがＤ方向にフレームを送信すると、このフレームは、機器Ｓ１、基地局１０、機器Ｓ２及びＳ３をこの順に経由してマスタＭに戻る。機器Ｓ１等及び基地局１０を経由するときに、機器Ｓ１等及び基地局１０によりコマンド又はデータの読み出し又は応答データの書き込みがなされる。

機器Ｓ１は、マスタＭによる制御に基づいて動作するスレーブに相当する被制御機器である。機器Ｓ１は、ネットワークＮに接続されている。機器Ｓ１は、マスタＭが送信するフレームをネットワークＮから受信し、受信したフレームに含まれるコマンドの読み出し、又は、受信したフレームへのデータの書き込みをして、ネットワークＮに送信する。

機器Ｓ１は、コマンドを含むフレームを受信した場合には、受信したフレームに含まれるコマンドに従って動作する。ここで、コマンドは、被制御機器にデータを書き込むライトコマンド、および、被制御機器に応答データを要求するリードコマンドなどが含まれる。機器Ｓ１は、ライトコマンドを含むフレームを受信した場合には、当該ライトコマンドに従って所定のデータを書き込む。また、機器Ｓ１は、リードコマンドを含むフレームを受信した場合には、受信したフレームの中の所定のフィールドに応答データを書き込んで、ネットワークＮにフレームを送信する。

また、機器Ｓ１は、原則、２つの物理ポートを備えており、２つの物理ポートの両方がリンクアップ状態であるときには２つの物理ポートのうちの一方を入力用ポートとして機能させ、２つの物理ポートのうちの他方を出力用ポートとして機能させる。なお、機器Ｓ１は、１つだけの物理ポートを備えている場合もある。この場合には、１つの物理ポートを入力用ポート及び出力用ポートとして用いる。なお、機器Ｓ１は、２つの物理ポートを備えている場合であっても、そのうちの１つの物理ポートだけがリンクアップ状態である場合には、１つだけの物理ポートを備えている場合と同じように機能させる。

機器Ｓ２及びＳ３は、それぞれ、機器Ｓ１と同様の被制御機器である。

基地局１０は、無線通信を介して機器Ｓ１１等を制御する基地局装置である。基地局１０は、ネットワークＮに接続されており、また、無線通信により子機２０Ａ等と接続している。基地局１０は、マスタＭが送信する、機器Ｓ１１等に対するコマンドを含むフレームを子機２０Ａを介して機器Ｓ１１に送信する。また、基地局１０は、機器Ｓ１１が送信した応答データを子機２０Ａを介して受信し、マスタＭに送信する。

子機２０Ａは、基地局１０と機器Ｓ１１との通信を中継する無線装置である。子機２０Ａは、無線リンクＬ１を通じて基地局１０と無線通信可能に接続している。また、子機２０Ａは、有線リンクＬ４により機器Ｓ１１に接続している。子機２０Ａは、基地局１０からコマンドを含む無線フレームを受信した場合には、当該無線フレームを機器Ｓ１１に送信する。また、機器Ｓ１１から応答データを受信した場合には、当該応答データを基地局１０に送信する。

子機２０Ｂ及び２０Ｃは、子機２０Ａと同様の無線装置である。子機２０Ｂ及び２０Ｃは、それぞれ、無線リンクＬ２及びＬ３を通じて基地局１０と接続されており、また、有線リンクＬ５及びＬ６を通じて機器Ｓ１２及びＳ１３に接続されている。

機器Ｓ１１は、マスタＭによる制御を受けて動作するスレーブに相当する被制御機器である。機器Ｓ１１は、有線リンクＬ４を介して子機２０Ａに接続されている。機器Ｓ１１は、子機２０Ａを介して基地局１０からコマンドを受信し、受信したコマンドに従って動作する。また、機器Ｓ１１は、応答データを子機２０Ａへ送信する。なお、機器Ｓ１１は、機器Ｓ１等と同等の機能を有する機器であってよい。

機器Ｓ１２及びＳ１３は、それぞれ、機器Ｓ１１と同様の被制御機器である。

なお、子機２０Ａ及び機器Ｓ１１は、これらが一体となって移動する移動機器として実現されてもよい。基地局１０と子機２０Ａとの間は無線通信で接続されているので、通信線による移動の制約がないからである。

通信システム１において、マスタＭは、ネットワークＮに直接に接続されている機器Ｓ１、Ｓ２及びＳ３だけでなく、ネットワークＮに直接に接続されていない機器Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１３をも制御することができる。マスタＭと、ネットワークＮに直接に接続されていない機器Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１３との接続には、基地局１０及び子機２０Ａ等による無線通信が用いられる。このように、通信システム１によれば、機器Ｓ１１等が移動機器である場合、及び、基地局１０が機器Ｓ１１等と物理的に離れて存在するために配線を敷設することが不可能又は困難である場合等にも、機器Ｓ１１等を制御できる利点がある。このように、通信システム１は、制御システム（基地局１０及び子機２０Ａ等）を用いることで、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

以降において、基地局１０及び子機２０Ａの機能ブロック及び動作について詳細に説明する。なお、子機２０Ａ、２０Ｂ及び２０Ｃについては子機２０Ａを代表として、機器Ｓ１１、Ｓ１２及びＳ１３については機器Ｓ１１を代表として説明するが、他の子機及び他の機器についても同様の説明が成立する。

図２は、本実施の形態に係る基地局１０及び子機２０Ａの機能ブロックを示すブロック図である。

図２に示されるように、基地局１０は、入力用ポート１１と、出力用ポート１２と、有線制御部１３と、機器制御部１４と、応答制御部１５と、無線ＩＦ（インタフェース）１６とを備える。

入力用ポート１１は、ネットワークＮに接続され、ネットワークＮからフレームを受信するポートである。入力用ポート１１は、１つの物理ポートに割り当てられる。

出力用ポート１２は、ネットワークＮに接続され、ネットワークＮへフレームを送信するポートである。出力用ポート１２は、１つの物理ポートに割り当てられる。なお、入力用ポート１１が割り当てられたポートに、出力用ポート１２がさらに割り当てられることもある。

有線制御部１３は、入力用ポート１１及び出力用ポート１２の機能の物理ポートへの割り当て、及び、入力用ポート１１及び出力用ポート１２によるフレームの送受信を制御する処理部である。有線制御部１３は、入力用ポート１１及び出力用ポート１２の制御モジュールとして実現される。

機器制御部１４は、入力用ポート１１が受信したフレームに基づく機器Ｓ１１の制御をする処理部である。機器制御部１４は、子機２０Ａ等を介して制御し得る機器のリストである機器リスト１４Ａを記憶している。機器制御部１４は、入力用ポート１１により機器Ｓ１１等を制御するためのコマンドを受信した場合に、受信したコマンドの対象である機器（対象機器ともいう）の識別子を取得する。そして、機器制御部１４は、当該コマンドを所定の形式でカプセル化して、対象機器に無線ＩＦ１６を通じて送信する。機器制御部１４は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現され得る。

機器制御部１４は、対象機器が複数ある場合、コマンドを複数の対象機器のそれぞれに対して順次にユニキャスト送信してもよい。ユニキャスト送信には到達確認及び再送の制御のしくみが設けられているので、より信頼性の高い無線通信によりコマンドを送信できる利点がある。

また、機器制御部１４は、対象機器が複数ある場合、コマンドを複数の対象機器に対してブロードキャスト送信してもよい。ブロードキャスト送信を用いれば、一度の送信で複数の子機２０Ａ等にコマンドを受信させることにより無線通信帯域の削減の利点が得られる。

応答制御部１５は、機器Ｓ１１等により送信される応答データのフレームへの書込みの制御を行う処理部である。応答制御部１５は、無線ＩＦ１６を通じて受信した機器Ｓ１１による応答を示す応答データを出力用ポート１２により出力する。より具体的には、応答制御部１５は、機器Ｓ１１による応答を読み取るためのリードコマンドを入力用ポート１１により受信した場合に、リードコマンドを含むフレームに、機器Ｓ１１による応答を示す応答データを書き込んで出力用ポート１２により出力する。ここで、応答データとは、機器制御部１４が送信したコマンドに係る制御に基づく機器Ｓ１１による応答を示すデータである。応答制御部１５は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現され得る。

応答制御部１５は、応答データを所定の形式でカプセル化した無線フレームを、機器Ｓ１１等から無線ＩＦ１６により受信する。また、応答制御部１５は、機器Ｓ１１等から受信する応答データを一時的に記憶する記憶装置（メモリ又はストレージ）であるバッファ１５Ａを備えており、機器Ｓ１１から応答データを受信した場合には、応答データをバッファ１５Ａに一時的に記憶し、その後に入力用ポート１１により受信したフレームに書き込む。

また、応答制御部１５は、入力用ポート１１によりコマンドを受信した場合に、受信したコマンドを含むフレームに、当該制御に対する応答データがないことを示すデータを書き込んで、出力用ポート１２により出力してもよい。コマンドを受信した時点では、当該コマンドに基づく機器Ｓ１１等に対する制御の結果としての応答が得られないことがある。その場合、上記のように当該制御に対する応答データがないことを示すデータを書き込んで出力することで、フレームの伝送遅延を小さくすることができる利点がある。なお、上記応答に係る応答データは、その後に入力用ポート１１により受信するリードコマンドを含むフレームに書き込まれる。つまり、バッファ１５Ａに記憶されている応答データがリードコマンドを含むフレームに書き込まれる。

無線ＩＦ１６は、子機２０Ａと無線リンクＬ１を通じた無線通信をする通信インタフェースである。無線ＩＦ１６は、例えば、ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎなどの通信規格に準拠した無線通信により子機２０Ａと接続される。

また、子機２０Ａは、無線ＩＦ２１と、制御部２２と、有線ＩＦ２３とを備える。

無線ＩＦ２１は、基地局１０と無線リンクＬ１を通じた無線通信をする通信インタフェースである。無線ＩＦ２１は、基地局１０に適合する無線規格（例えばＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎなどの通信規格）に準拠した無線通信により基地局１０と接続される。無線ＩＦ２１は、基地局１０の機器制御部１４が無線ＩＦ１６により送信したコマンドを受信する。無線ＩＦ２１を子機側無線インタフェースともいう。

制御部２２は、基地局１０と機器Ｓ１１との間でのコマンド及び応答データのやりとりを中継する処理部である。制御部２２は、無線ＩＦ２１により受信したコマンドを有線ＩＦ２３を介して機器Ｓ１１に送信する。また、制御部２２は、機器Ｓ１１が送信した応答データを取得して、無線ＩＦ２１を介して基地局１０に送信する。制御部２２を子機側制御部ともいう。制御部２２は、プロセッサがメモリ等を用いてプログラムを実行することで実現され得る。

有線ＩＦ２３は、機器Ｓ１１と有線リンクＬ４により接続される有線通信インタフェースである。有線リンクＬ４は、例えばＥｔｈｅｒＣＡＴに従うリンクである。有線ＩＦ２３を子機側有線インタフェースともいう。

なお、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームをＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）データグラム又はＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）パケットにカプセル化する場合（後述）、無線ＩＦ１６及び無線ＩＦ２１には、ＩＰアドレスが設定されていることを要する。

なお、フレームの送信元である無線ＩＦ１６には、個別にＩＰアドレスが設定されるが、無線ＩＦ２１には個別のＩＰアドレスが設定されていてもよいし、設定されていなくてもよい。無線ＩＦ２１に個別にＩＰアドレスが設定されていない場合、無線ＩＦ１６からブロードキャストで無線通信が実行される。この場合、子機２０Ａは、ＰＳＤＵ内のＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ヘッダの宛先ＭＡＣアドレス、または、ＩＰヘッダ内の宛先ＩＰアドレスを解析することで、自分宛のデータであることを判別する。

なお、無線ＩＦ１６及び２１の無線通信がＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎなどの通信規格に準拠した無線通信に限定されないのは言うまでもない。

以降において、入力用ポート１１と出力用ポート１２との物理ポートへの機能の割り当ての態様について、（１）基地局１０が１つだけの物理ポート３１を備える場合と、（２）基地局１０が２つの物理ポート３２及び３３を備える場合のそれぞれについて説明する。

（１）図３は、基地局１０が１つだけの物理ポート３１を有する場合の入力用ポート１１及び出力用ポート１２の機能の割り当てを示す説明図である。

図３に示されるように、基地局１０が１つだけの物理ポート３１を有する場合には、有線制御部１３は、物理ポート３１を入力用ポート１１及び出力用ポート１２として機能させる。この場合、基地局１０は、１つの物理ポート３１を利用してフレームの送受信を行う。

（２）図４は、基地局１０が２つの物理ポートを有する場合の入力用ポート１１及び出力用ポート１２の機能の割り当てを示す説明図である。

図４の（ａ）に示されるように、基地局１０が２つの物理ポート３２及び３３を有する場合であって、２つの物理ポート３２及び３３の両方がリンクアップ状態である場合には、有線制御部１３は、２つの物理ポート３２及び３３のうちの一方（例えば物理ポート３２）を入力用ポート１１として機能させ、他方（例えば物理ポート３３）を出力用ポート１２として機能させる。基地局１０は、例えば、物理ポート３２によりフレームを受信し、物理ポート３３によりフレームを送信することで、フレームの送受信を行う。

なお、基地局１０が２つの物理ポート３２及び３３を有する場合であっても、２つの物理ポート３２及び３３の一方がリンクダウン状態である場合（図４の（ｂ）参照）には、リンクアップ状態である一方（例えば物理ポート３２）を入力用ポート１１及び出力用ポート１２として機能させる。

有線制御部１３は、物理ポート３２及び３３それぞれがリンクアップ状態であるか否かに応じて、入力用ポート１１及び出力用ポート１２の機能を上記のように制御する。

図５及び図６は、本実施の形態に係る機器制御部１４が記憶している機器リスト１４Ａ及び１４Ｂの説明図である。機器制御部１４は、機器リスト１４Ａ及び１４Ｂの両方を記憶していてもよいし、いずれか一方のみを記憶していてもよい。

図５に示されるように、機器リスト１４Ａは、１つの機器に対応するエントリ（行）を複数有するリストである。機器リスト１４Ａの各エントリは、機器ＩＤとＩＰアドレスとを互いに対応付けた情報を含む。このＩＰアドレスは、ＰＳＤＵに格納されるＩＰヘッダの宛先ＩＰアドレスとして用いられ得る。なお、図５に示される機器リスト１４Ａは、基地局１０（機器制御部１４及び応答制御部１５）と子機２０Ａとの無線通信が、ＵＤＰデータグラム又はＩＰパケットにカプセル化したフレームを用いる場合の例を示している。

機器ＩＤは、当該エントリに対応する機器の識別子である。ここでは、説明の便宜上、機器Ｓ１１等の機器ＩＤが、その符号と同じ「Ｓ１１」等であるとする。

ＩＰアドレスは、当該エントリに対応する機器の制御に用いるＩＰアドレスを示す。このＩＰアドレスは、当該機器に接続されている子機のＩＰアドレスと同一である。

例えば、図５に示される機器リスト１４Ａは、基地局１０が、機器ＩＤが「Ｓ１１」である機器（つまり機器Ｓ１１）と、機器ＩＤが「Ｓ１２」である機器（つまり機器Ｓ１２）とに接続されていることを示している。そして、機器Ｓ１１の制御に用いるＩＰアドレス、つまり、子機２０ＡのＩＰアドレスが１９２．１６８．０．１であり、機器Ｓ１２の制御に用いるＩＰアドレス、つまり、子機２０ＢのＩＰアドレスが１９２．１６８．０．２であることが示されている。

なお、基地局１０と子機２０Ａ等との無線通信がＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した通信にカプセル化したフレームを用いる場合には、機器リスト１４Ｂに示すようにＩＰアドレスの代わりにＭＡＣ（Ｍｅｄｉａ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アドレスが用いられる。

例えば、図６に示される機器リスト１４Ｂは、機器リスト１４Ａと同様に、１つの機器に対応するエントリ（行）を複数有するリストである。機器リスト１４Ｂの各エントリは、機器ＩＤと、ＭＡＣアドレスとを互いに対応付けた情報を含む。このＭＡＣアドレスは、ＰＳＤＵに格納されるＥｔｈｅｒｎｅｔヘッダの宛先ＭＡＣアドレスとして用いられ得る。機器リスト１４Ｂに示される内容は、機器リスト１４Ａに示される内容から容易に類推可能であるので詳細な説明を省略する。

図７及び図８は、本実施の形態に係るコマンドを含む無線フレーム４０の説明図である。

図７の（ａ）は、コマンド又は応答データを含む無線フレーム４０の全体を示す説明図である。

図７の（ａ）に示されるように、無線フレーム４０は、ＰＬＣＰ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｌａｙｅｒ Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）プリアンブル４１と、ＰＬＣＰヘッダ４２と、ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ４３と、データ４４と、ＦＣＳ（Ｆｒａｍｅ Ｃｈｅｃｋ Ｓｅｑｕｅｎｃｅ）４５とを含む。無線フレーム４０は、既存のＩＥＥＥ８０２．１１規格に準拠した無線フレームである。

ＰＬＣＰプリアンブル４１は、ＩＥＥＥ８０２．１１フレームの先頭に付加される同期信号を含むフィールドである。

ＰＬＣＰヘッダ４２は、当該ＩＥＥＥ８０２．１１フレームの変調方式及び伝送速度、データ長などの情報を含むフィールドである。

ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ４３は、当該ＩＥＥＥ８０２．１１フレームのフレーム種別、宛先ＭＡＣアドレス及び送信元ＭＡＣアドレスなどの情報を含むフィールドである。無線フレーム４０がコマンドを含む場合、宛先ＭＡＣアドレスを子機２０Ａとし、送信元ＭＡＣアドレスを基地局１０とする。無線フレーム４０が応答データを含む場合、宛先ＭＡＣアドレスを基地局１０とし、送信元ＭＡＣアドレスを子機２０Ａとする。

データ４４は、当該ＩＥＥＥ８０２．１１フレームが運ぶデータを含むフィールドである。データ４４は、コマンド又は応答データを含むＥｔｈｅｒＣＡＴフレームを含む。

ＦＣＳ４５は、ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ４３及びデータ４４のフィールドにより算出されるチェックサムを含むフィールドである。

データ４４に含まれるフィールドについてさらに詳細に説明する。データ４４には、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームが含まれている。言い換えれば、データ４４には、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームがカプセル化されている。カプセル化の方法は、さまざまな方法を採用し得る。例えば、ＵＤＰデータグラムにカプセル化する方法、ＩＰパケットにカプセル化する方法、又は、ＩＥＥＥ８０２．１１フレームにカプセル化する方法等を採用し得る。

図７の（ｂ）は、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームをＵＤＰデータグラムにカプセル化する場合のデータ４４を示している。図７の（ｂ）に示されるように、データ４４は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ５０と、ＩＰヘッダ５１と、ＵＤＰヘッダ５２と、ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３と、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４とを含む。

Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ５０は、送信元ＭＡＣアドレス、宛先ＭＡＣアドレス及びタイプを含むフィールドである。無線フレーム４０がコマンドを含む場合、子機２０ＡのＭＡＣアドレスを宛先とし、基地局１０のＭＡＣアドレスを送信元とする。無線フレーム４０が応答データを含む場合、基地局１０のＭＡＣアドレスを宛先とし、子機２０ＡのＭＡＣアドレスを送信元とする。タイプは、ＩＰを意味する「０ｘ０８００」である。

ＩＰヘッダ５１は、送信元ＩＰアドレス及び宛先ＩＰアドレスを含むフィールドである。無線フレーム４０がコマンドを含む場合、子機２０ＡのＩＰアドレスを宛先とし、基地局１０のＩＰアドレスを送信元とする。無線フレーム４０が応答データを含む場合、基地局１０のＩＰアドレスを宛先とし、子機２０ＡのＩＰアドレスを送信元とする。

ＵＤＰヘッダ５２は、送信元ポート番号及び宛先ポート番号等を含むフィールドである。ＵＤＰポート番号は、予め定められた値を採用し得る。

ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３は、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームのヘッダであり、当該ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームのデータ長等を含む。

ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４は、当該ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームが運ぶデータを含むフィールドである。ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４は、複数の機器宛てのデータを含むことができる。複数の機器宛てのデータを含む場合には、その宛先となる機器の識別子と、当該機器へ送信するデータとを含むデータグラムが複数連結された構成を有する。例えば、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４は、機器Ｓ１１宛てのデータグラム（図８におけるデータグラム５６）、機器Ｓ１２宛てのデータグラム（図８におけるデータグラム５７）が連結された構成を有する。

図８は、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４の全体を示す説明図である。

図８に示されるように、データグラム５６は、コマンド５６Ａ、機器ＩＤ５６Ｂ、及び、データ長５６Ｃの各フィールドを含んでいる。また、さらに、データ５６Ｄを含んでもよい。

コマンド５６Ａは、当該データグラム５６が含むコマンドの種別を示すフィールドであり、ライトコマンド又はリードコマンドなどのコマンド種別を示す。

機器ＩＤ５６Ｂは、当該データグラム５６の宛先を示すフィールドであり、機器Ｓ１１の機器ＩＤを含む。

データ長５６Ｃは、当該データグラム５６に含まれるデータ５６Ｄのデータ長を示す。データ長５６Ｃは、例えば、バイト単位である。

データ５６Ｄは、当該データグラム５６に含まれるデータである。なお、データ５６Ｄは、必須ではない。データ５６Ｄがない場合、データ長５６Ｃをゼロとし、データ５６Ｄを省くことができる。

データグラム５７は、上記と同様、コマンド５７Ａ、機器ＩＤ５７Ｂ、及び、データ長５７Ｃの各フィールドを含んでいる。また、さらに、データ５７Ｄを含んでもよい。機器ＩＤ５７Ｂは、機器Ｓ１２の機器ＩＤを含む。

なお、データ４４は、ＥｔｈｅｒｃａｔＣＡＴフレームをＥｔｈｅｒｎｅｔフレームにカプセル化する形式をとることもできる（図７の（ｃ）参照）。この場合、データ４４は、Ｅｔｈｅｒｎｅｔヘッダ５０と、ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３と、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４とを含む。この構成は、図７の（ｂ）におけるＩＰヘッダ５１及びＵＤＰヘッダ５２が省略されたフレーム構成に相当する。各フィールドの意味は、図７の（ｂ）におけるものと同じであるので説明を省略する。

なお、データ４４は、ＥｔｈｅｒＣＡＴフレームをＩＥＥＥ８０２．１１フレームにカプセル化する形式をとることもできる（図７の（ｄ）参照）。この場合、データ４４は、ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ５３と、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４とを含む。この構成は、図７の（ｂ）におけるＥｔｈｅｒｎｅｔヘッダ５０、ＩＰヘッダ５１及びＵＤＰヘッダ５２が省略されたフレーム構成に相当する。各フィールドの意味は、図７の（ｂ）におけるものと同じであるので説明を省略する。

図９は、本実施の形態に係る無線フレームへの書き込み処理の説明図である。図９は、ライトコマンド及びリードコマンドそれぞれを含むデータグラム５６に対して応答制御部１５がデータを書き込んだ状態を示している。

図９の（ａ）は、ネットワークＮから受信したライトコマンドを含むデータグラム５６に対して応答制御部１５がデータを書き込んだ状態を示している。図９の（ａ）に示されるように、応答制御部１５は、ライトコマンドを含むフレームに、機器からの応答がないことを示すデータを書き込む。応答制御部１５は、具体的には、データ長５６Ｃにゼロを書き込む。

図９の（ｂ）は、ネットワークＮから受信したリードコマンドを含むデータグラム５６に対して応答制御部１５がデータを書き込んだ状態の一例を示している。図９の（ｂ）に示されるように、応答制御部１５は、リードコマンドを含むフレームに機器から受信した応答データを書き込む。応答制御部１５は、例えば、データ５６Ｄに５バイトの応答データを書き込み、また、この応答データのデータ長である５バイトを意味する「５」をデータ長５６Ｃに書き込む。

なお、図９の（ａ）及び（ｂ）には、それぞれ、コマンドの一例としてのライトコマンド及びリードコマンドを含むデータグラム５６に対して応答制御部１５がデータを書き込んだ状態を示しているが、これらのコマンド種別はあくまで一例であり、その他のコマンドについても同様である。

以上のように構成された基地局１０及び子機２０Ａの処理について詳細に説明する。

図１０は、本実施の形態に係る基地局１０がコマンド（例えばライトコマンド）を受信したときの処理を示すフロー図である。

ステップＳ１０１において、有線制御部１３は、ネットワークＮからコマンドを受信したか否かを判定する。コマンドを受信した場合（ステップＳ１０１でＹｅｓ）には、ステップＳ１０２に進み、そうでない場合（ステップＳ１０１でＮｏ）には、再びステップＳ１０１を実行する。言い換えれば、機器制御部１４は、ネットワークＮからコマンドを受信するまで待機状態を取っている。

ステップＳ１０２において、機器制御部１４は、ステップＳ１０１で受信したコマンドの対象機器、つまり、コマンドに含まれる機器ＩＤ５６Ｂが、機器リスト１４Ａに含まれているか否かを判定する。対象機器が機器リスト１４Ａに含まれていると判定した場合（ステップＳ１０２でＹｅｓ）、ステップＳ１０３に進み、そうでない場合（ステップＳ１０２でＮｏ）、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０３において、応答制御部１５は、ステップＳ１０１で有線制御部１３が受信したコマンドを含むフレームに、応答がないことを示すデータを書き込む。

ステップＳ１０４において、有線制御部１３は、ステップＳ１０３で応答制御部１５による書き込みがなされた後のフレームをネットワークＮに送信する。

ステップＳ１０５において、機器制御部１４は、ステップＳ１０１で受信したコマンドを含む無線フレームを無線ＩＦ１６により、対象機器に接続されている子機に送信する。対象機器に接続されている子機は、機器リスト１４Ａを参照して選択され得る。例えば、対象機器が機器Ｓ１１である場合には、機器リスト１４Ａを参照してＩＰアドレス１９２．１６８．０．１すなわち子機２０Ａを宛先としてコマンドを送信することになる。

ステップＳ１０６において、応答制御部１５は、無線ＩＦ１６により応答データを受信したか否かを判定する。応答データを受信した場合（ステップＳ１０６でＹｅｓ）には、ステップＳ１０７に進み、そうでない場合（ステップＳ１０６でＮｏ）には、再びステップＳ１０６を実行する。言い換えれば、応答制御部１５は、子機２０Ａから応答データを受信するまで待機状態を取る。

ステップＳ１０７において、応答制御部１５は、ステップＳ１０６で受信した応答データをバッファ１５Ａに格納し、一時的に記憶する。ステップＳ１０７を終えたら図１０に示される一連の処理を終了する。

ステップＳ１０８において、有線制御部１３は、ステップＳ１０１で受信したコマンドを含むフレームをネットワークＮに送信する。ステップＳ１０８を終えたら図１０に示される一連の処理を終了する。

図１０に示される一連の処理により、基地局１０は、機器Ｓ１１に対するコマンドをネットワークＮから受信した場合に、当該コマンドを機器Ｓ１１へ送信し、機器Ｓ１１からの応答データをバッファ１５Ａに格納した状態となる。

図１１は、本実施の形態に係る基地局１０がリードコマンドを受信したときの処理を示すフロー図である。

ステップＳ２０１において、有線制御部１３は、ネットワークＮからリードコマンドを受信したか否かを判定する。リードコマンドを受信した場合（ステップＳ２０１でＹｅｓ）には、ステップＳ２０２に進み、そうでない場合（ステップＳ２０１でＮｏ）には、再びステップＳ２０１を実行する。言い換えれば、機器制御部１４は、ネットワークＮからリードコマンドを受信するまで待機状態を取っている。

ステップＳ２０２において、応答制御部１５は、バッファ１５Ａに応答データが格納されているか否かを判定する。バッファ１５Ａに応答データが格納されている場合（ステップＳ２０２でＹｅｓ）には、ステップＳ２０３に進み、そうでない場合（ステップＳ２０２でＮｏ）には、ステップＳ２１１に進む。

ステップＳ２０３において、応答制御部１５は、バッファ１５Ａから応答データを読み出す。そして、ステップＳ１０１で有線制御部１３が受信したリードコマンドを含むフレームに、バッファ１５Ａから読み出した応答データを書き込む。

ステップＳ２０４において、有線制御部１３は、ステップＳ２０３で応答制御部１５による書き込みがなされた後のフレームをネットワークＮに送信する。ステップＳ２０４を終えたら図１１に示される一連の処理を終了する。

ステップＳ２１１において、応答制御部１５は、ステップＳ２０１で有線制御部１３が受信したリードコマンドを含むフレームに、応答がないことを示すデータを書き込む。

ステップＳ２１２において、有線制御部１３は、ステップＳ２１１で応答制御部１５による書き込みがなされた後のフレームをネットワークＮに送信する。ステップＳ２１２を終えたら図１１に示される一連の処理を終了する。

図１１に示される一連の処理により、基地局１０は、リードコマンドをネットワークＮから受信した場合に、リードコマンドを含むフレームに機器Ｓ１１からの応答データを書き込んでネットワークＮに送信することができる。

次に、子機２０Ａの処理について説明する。

図１２は、本実施の形態に係る子機２０Ａがコマンドを受信したときの処理を示すフロー図である。

ステップＳ３０１において、制御部２２は、基地局１０からコマンドを無線ＩＦ２１により受信したか否かを判定する。コマンドを受信したと判定した場合（ステップＳ３０１でＹｅｓ）には、ステップＳ３０２に進み、そうでない場合（ステップＳ３０１でＮｏ）には、再びステップＳ３０１を実行する。言い換えれば、制御部２２は、基地局１０からコマンドを受信するまで待機状態を取っている。

ステップＳ３０２において、制御部２２は、ステップＳ３０１で受信したコマンドを有線ＩＦ２３を通じて対象機器である機器Ｓ１１に送信する。この後、機器Ｓ１１がコマンドを受信し、コマンドに従った動作をする。

図１３は、本実施の形態に係る子機２０Ａが応答データを受信したときの処理を示すフロー図である。

ステップＳ４０１において、制御部２２は、対象機器である機器Ｓ１１等から応答データを受信したか否かを判定する。応答データは、例えば、上記ステップＳ３０２で送信したコマンドに基づいて機器Ｓ１１が動作した結果を示す情報を含んでいる。応答データを受信したと制御部２２が判定した場合（ステップＳ４０１でＹｅｓ）には、ステップＳ４０２に進み、そうでない場合（ステップＳ４０１でＮｏ）には、ステップＳ４０１を再び実行する。言い換えれば、制御部２２は、機器Ｓ１１等から応答データを受信するまで待機状態を取っている。

ステップＳ４０２において、制御部２２は、ステップＳ４０１で受信した応答データを無線ＩＦ２１を通じて基地局１０に送信する。

（実施の形態の変形例）
本変形例において、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させる基地局及び通信システムなどについて、無線フレームの衝突を抑制する技術について説明する。より具体的には、基地局１０の機器制御部１４がコマンドを含む無線フレームをブロードキャスト送信する場合に、子機２０Ａ等が送信する応答データを含む無線フレームが互いに衝突することを抑制する技術を説明する。

図１４は、本変形例に係る基地局１０が送信する、時刻情報を含む無線フレームの説明図である。図１４は、より具体的には、無線フレームに含まれるＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４を示している。

図１４に示されるように、無線フレームのＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４が含むデータグラム７６は、上記で説明したコマンド５６Ａ等に加えて、送信時刻５６Ｆと応答時刻５６Ｇとを含む。また、データグラム７７は、コマンド５７Ａ等に加えて、送信時刻５７Ｆと応答時刻５７Ｇとを含む。

送信時刻５６Ｆは、基地局１０が当該無線フレームを送信した時刻を示す情報である。応答時刻５６Ｇは、当該無線フレームに含まれるコマンドに対する応答を含む応答データを含む無線フレームを、子機２０Ａが送信すべき時刻を示す情報である。

送信時刻５７Ｆは、送信時刻５６Ｆと同じである。応答時刻５７Ｇは、無線フレームに含まれるコマンドに対する応答を含む応答データを含む無線フレームを、子機２０Ｂが送信すべき時刻を示す情報である。応答時刻５７Ｇには、応答時刻５６Ｇとは異なる時刻が設定される。例えば、応答時刻５７Ｇと応答時刻５６Ｇとの時間差を５００μｓｅｃ又は１ｍｓｅｃ程度となるように設定する。

基地局１０が図１４に示されるＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４を含む無線フレームをブロードキャスト送信すると、子機２０Ａ及び２０Ｂを含む全ての子機が無線フレームを受信する。

子機２０Ａは、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４を含む無線フレームを受信した場合、自装置の現在時刻に送信時刻５６Ｆを設定する。そして、上記実施の形態における場合と同様、コマンドを有線ＩＦ２３を通じて機器Ｓ１１に送信し、機器Ｓ１１からの応答データを取得する。そして、子機２０Ａは、現在時刻が応答時刻５６Ｇに至ったときに、基地局１０に対して応答データを送信する。

子機２０Ｂは、ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム５４を含む無線フレームを受信した場合、子機２０Ａと同様の処理を行う。応答時刻５６Ｇと応答時刻５７Ｇとに時間差があるので、子機２０Ａが送信する応答データと、子機２０Ｂが送信する応答データとが送信される時刻に時間差が生ずる。これにより、上記の２つの応答データの衝突することが抑制される。

以上のように、本実施の形態、及び、本変形例における基地局は、リング状の有線ネットワークに直接に接続されていない被制御機器を無線通信を介して制御し、また、無線通信を介して被制御機器による応答を取得して有線ネットワークに送信する。これにより、基地局は、被制御機器が移動機器である場合、及び、被制御機器と物理的に離れて存在するために配線を敷設することが不可能又は困難である場合等にも、無線通信を利用して、被制御機器が有線ネットワークに接続しているかのように制御することができる。よって、基地局は、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

また、基地局は、無線インタフェースを介して接続されている被制御機器からの応答データを、有線ネットワークから受信したリードコマンドに書き込んで、再び有線ネットワークに送信する。これにより、基地局は、マスタからのリードコマンドに対して機器が適切に応答したように疑似することができる。

また、基地局は、有線ネットワークから受信したコマンドに対する応答がすぐに得られない場合に発生し得る、コマンドの伝送遅延を未然に回避する。よって、基地局は、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させるとともに、有線ネットワークにおけるコマンドの伝送遅延の発生を回避する。

また、基地局は、ユニキャスト送信に設けられている到達確認及び再送の制御のしくみを利用して、より信頼性の高い無線通信によりコマンドを送信でき、また、受信できる。

また、基地局は、ブロードキャスト送信を用いて、一度の送信で複数の子機にコマンドを受信させることにより無線通信帯域を削減することができる。

また、基地局がコマンドを含む無線フレームをブロードキャスト送信した後に、複数の子機が応答データを含む無線フレームを送信する時刻に時間差が生ずるように制御することができる。よって、複数の子機が送信する応答データを含む無線フレームが互いに衝突することを抑制することができる。

また、基地局がコマンドを含む無線フレームをブロードキャスト送信した後に、複数の子機が応答データを含む無線フレームを送信する時刻に時間差が生ずる結果、基地局がこれらの無線フレームを受信する時刻に時間差が生ずる。よって、基地局による受信処理が短時間に集中することを回避できる。

また、基地局は、無線フレームの宛先にＭＡＣアドレス又はＩＰアドレスを用いて無線フレームを送信できる。基地局は、ＭＡＣアドレスとＩＰアドレスとのうち利用可能なアドレスを用いて被制御機器と通信できる。また、ＩＰアドレスの割り振りが困難である場合には、無線フレームの宛先ＩＰアドレスをブロードキャストとし、被制御機器のＭＡＣアドレスを宛先ＭＡＣアドレスに使用できる。このように、基地局は、ネットワーク環境に応じて適切な送信方法を採用し得る。

また、基地局は、１つだけの物理ポートを備える基地局として構成され、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

また、基地局は、２つの物理ポートを備える基地局として構成され、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させることができる。

以上、本発明の基地局、制御システム、および、基地局の制御方法について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の範囲内に含まれる。

本発明は、制御通信のネットワークトポロジの自由度を向上させる基地局等に適用され得る。より具体的には、産業機器の制御通信のネットワークを構成する基地局等に適用され得る。

１ 通信システム
１０ 基地局
１１ 入力用ポート
１２ 出力用ポート
１３ 有線制御部
１４ 機器制御部
１４Ａ、１４Ｂ 機器リスト
１５ 応答制御部
１５Ａ バッファ
１６、２１ 無線ＩＦ
２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 子機
２２ 制御部
２３ 有線ＩＦ
３１、３２、３３ 物理ポート
４０ 無線フレーム
４１ ＰＬＣＰプリアンブル
４２ ＰＬＣＰヘッダ
４３ ＩＥＥＥ８０２．１１ヘッダ
４４、５６Ｄ、５７Ｄ データ
４５ ＦＣＳ
５１ ＩＰヘッダ
５２ ＵＤＰヘッダ
５３、６１ ＥｔｈｅｒＣＡＴヘッダ
５４、６２ ＥｔｈｅｒＣＡＴデータグラム
５６、５７、７６、７７ データグラム
５６Ａ、５７Ａ コマンド
５６Ｂ、５７Ｂ 機器ＩＤ
５６Ｃ、５７Ｃ データ長
５６Ｆ、５７Ｆ 送信時刻
５６Ｇ、５７Ｇ 応答時刻
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３ 無線リンク
Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６ 有線リンク
Ｍ マスタ
Ｎ ネットワーク
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３ 機器

Claims (12)

1. リング状の有線ネットワークに接続される入力用ポート及び出力用ポートと、
   無線通信を介して被制御機器に接続される無線インタフェースと、
   前記被制御機器へのコマンドを前記入力用ポートにより受信した場合に、受信した前記コマンドを前記無線インタフェースを通じて前記被制御機器に送信する機器制御部と、
   前記無線インタフェースを通じて受信した前記被制御機器による応答を示す応答データを前記出力用ポートにより出力する応答制御部とを備える
   基地局。
2. 前記応答制御部は、前記機器制御部が前記被制御機器による応答を読み取るためのリードコマンドを前記入力用ポートより受信した場合に、前記リードコマンドを含むフレームに前記被制御機器による応答を示す応答データを書き込んで、前記出力用ポートにより出力する
   請求項１に記載の基地局。
3. 前記応答制御部は、さらに、前記被制御機器から応答データを受信できない時には、受信した前記コマンドを含むフレームに、当該コマンドに対する応答データがないことを示すデータを書き込んで、前記出力用ポートにより出力する
   請求項２に記載の基地局。
4. 前記機器制御部は、複数の前記被制御機器に対する前記コマンドを受信した場合には、受信した前記コマンドを、複数の前記被制御機器のそれぞれに対して順次にユニキャスト送信し、前記応答制御部は、前記被制御機器から順次に応答データを受信する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の基地局。
5. 前記機器制御部は、複数の前記被制御機器に対する前記コマンドを受信した場合には、受信した前記コマンドを、複数の前記被制御機器に対してブロードキャスト送信する
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の基地局。
6. 前記機器制御部は、
   複数の前記被制御機器それぞれが前記コマンドに対する応答データを送信すべき時刻を示す情報を含む無線フレームを生成して、生成した前記無線フレームをブロードキャスト送信する
   請求項５に記載の基地局。
7. 前記応答制御部は、複数の前記被制御機器それぞれが前記コマンドに対する応答データを送信すべき時刻を示す情報に従って送信する応答データを、順次に受信する
   請求項５又は６に記載の基地局。
8. 前記機器制御部は、被制御機器の識別子と、当該被制御機器との通信に利用すべきＭＡＣアドレス又はＩＰアドレスとを紐付けた機器リストを管理しており、前記機器リストを参照して、前記コマンドを送信する対象である被制御機器との通信に利用すべき前記ＭＡＣアドレス又は前記ＩＰアドレスを宛先として前記コマンドを送信する
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の基地局。
9. 前記基地局は、前記有線ネットワークに接続される２つの物理ポートを備え、
   前記基地局は、さらに、
   （ａ）前記２つの物理ポートの両方がリンクアップ状態であるときには、前記２つの物理ポートのうちの一方を前記入力用ポートとして機能させ、前記２つの物理ポートのうちの他方を前記出力用ポートとして機能させ、
   （ｂ）前記２つの物理ポートのうちの一方の物理ポートだけがリンクアップ状態であるときには、前記一方の物理ポートを前記入力用ポート及び前記出力用ポートとして機能させる、有線制御部を備える
   請求項１〜８のいずれか１項に記載の基地局。
10. 前記基地局は、前記有線ネットワークに接続され、前記入力用ポート及び前記出力用ポートとして機能する１つの物理ポートを備える
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の基地局。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項の基地局と、
    前記基地局の前記無線インタフェースに無線通信により接続される子機とを備え、
    前記子機は、
    前記基地局の前記無線インタフェースと無線通信により接続され、前記基地局の前記機器制御部が送信した前記コマンドを受信する子機側無線インタフェースと、
    前記被制御機器と有線リンクにより接続される子機側有線インタフェースと、
    前記子機側無線インタフェースにより受信した前記コマンドを前記子機側有線インタフェースを介して前記被制御機器に送信し、送信した前記コマンドに応じて前記被制御機器が送信した応答データを取得して、前記子機側無線インタフェースを介して前記基地局に送信する、子機側制御部とを備える
    制御システム。
12. 基地局の制御方法であって、
    前記基地局は、
    リング状の有線ネットワークに接続される入力用ポート及び出力用ポートと、
    無線通信を介して被制御機器に接続される無線インタフェースとを備え、
    前記制御方法は、
    前記被制御機器へのコマンドを前記入力用ポートにより受信した場合に、受信した前記コマンドを前記無線インタフェースを通じて前記被制御機器に送信する機器制御ステップと、
    前記無線インタフェースを通じて受信した前記被制御機器による応答を示す応答データを前記出力用ポートにより出力する応答制御ステップとを含む
    制御方法。

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