JP2021122082A - パケット通信システム、これを用いたインフラストラクチャーシステム、ビルディングオートメーションシステム、及び、ファクトリーオートメーションシステム - Google Patents
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Abstract
Description
第1制御対象に接続された第1端末装置と、
第2制御対象に接続された第2端末装置と、
前記第1制御対象から出力された情報を入力して当該情報に基づく指示を第2制御対象に出力する中央装置と、がマルチドロップで相互接続されていて、
前記第2端末装置は、前記第1端末装置から所定の情報が送信された場合に、前記中央装置からの指示を待つことなく当該情報に基づく処理を実行する装置である。
前記各装置に設定された設定情報の複製が格納された格納部と、
前記各装置のいずれかが交換されたことを検知する検知部と、
前記検知部が前記各装置のいずれかの交換を検知した場合に前記格納部に格納されている交換前の前記各装置の設定情報の複製に基づいて交換後の装置に当該設定情報を設定する設定部と、
を備える。
前記N台の中央装置と前記M台の端末装置との幾つかは、
送信するパケット内のペイロードに含まれる情報を暗号化鍵を用いて暗号化する暗号化部と、
受信したパケット内のペイロードに含まれる暗号化された情報を復号化鍵を用いて復号化する復号化部と、を備え、
さらに、
前記暗号化部及び前記復号化部で用いられる暗号化鍵及び復号化鍵を生成及び更新する鍵管理部と、
前記通信ケーブルに新たに接続された装置は前記鍵管理部で更新された最新の暗号化鍵及び復号化鍵を要求する要求部と、を備える。
200,200A〜200D 中央装置
210 通信部
220 生成部
230 処理部
240 暗号化部
250 復号化部
260 鍵管理部
270 要求部
300,300A〜300D 端末装置
310 通信部
320 生成部
330 処理部
340 暗号化部
350 復号化部
360 鍵管理部
370 要求部
400 デバイス
本発明のパケット通信システムは、コンピュータが相互にLANケーブルにて1:1接続されてTCP/IPプロトコルに従って通信を行う、いわゆるイーサネットとは全く異なる通信システムであるため、始めに本発明のパケット通信システムの概要について説明しておく。
(1)一般的に多く採用されている手法であるが、中央装置の主導により全ての端末装置に対して、逐次、パケットの送信時期を指示するというもの、
(2)以下、本明細書において主として説明する、パケットの送信スケジュールを予め全ての中央装置及び端末装置において設定しておくというもの、
(3)上記の(1)と(2)との手法を組み合わせたもの、
という3つに大別される。
(1)端末装置300Aとの間で一往復のパケット送受信をし、
(2)端末装置300Bとの間で一往復のパケット送受信をし、
(3)端末装置300Cとの間で一往復のパケット送受信をし、
(4)端末装置300Dとの間で一往復のパケット送受信をする。
(1-1)端末装置300A向けを意図したパケットを送信し、
(1-2)これによって、端末装置300Aからパケットを受信し、
(2-1)端末装置300B向けを意図したパケットを送信し、
(2-2)これによって、端末装置300Bからパケットを受信し、
(3-1)端末装置300C向けを意図したパケットを送信し、
(3-2)これによって、端末装置300Cからパケットを受信し、
(4-1)端末装置300D向けを意図したパケットを送信し、
(4-2)これによって、端末装置300Dからパケットを受信する。
・実施形態1では、火災などの緊急事態の発生時に、即座に警報発令するなどの対応ができるようにし、
・実施形態2では、端末装置300の修理、交換又は増設を要する場合に、人手を介さずに端末装置300、パケット通信システムの諸設定をできるようにし、
・実施形態3では、中央装置200と端末装置300との間で秘匿情報を通信可能とし、実施形態2の状況があっても、秘匿情報の通信をできるようにする、
ことについて、それぞれ説明する。
<パケット通信システムの全体構成の説明>
再び、図1に戻る。中央装置200は、端末装置300に接続されるデバイス(制御対象)に関する情報を端末装置300に対して送信するとともに、これに応じて、端末装置300から送信されるデバイスに関する情報を受信するものである。
(1)火災検知センサから出力される火災検知情報を端末装置300Cに入力させ、
(2)端末装置300Cによって入力された火災検知情報を中央装置200に送信させ、
(3)中央装置200によって受信された火災検知情報に基づく警報発令指示を端末装置300Dに送信させ、
(4)端末装置300Dで受信された警報発令指示に従って警報器から火災警報音を出力させる、
といった制御プログラムを、パケット通信システムに格納しておけば、工場から離れた事務所にいる管理者に火災を報知することができる。
図2は、図1に示す中央装置200及び端末装置300C〜300Dと、端末装置300Cに接続された火災検知センサ400Cと、端末装置300Dに接続された火災報知器400Dとの模式的な構成を示すブロック図である。ここでは、説明の簡略化のため、端末装置300のうち端末装置300C〜300Dのみ示している。
通信部310によって受信されたパケットのうち少なくとも端末装置300Cから送信されたパケットを取り込む取込手段と、
取込手段によって取り込まれたパケットのペイロードに火災検知情報が含まれているか否かを判定する判定手段と、
判定手段によってパケットのペイロードに火災検知情報が含まれていると判定された場合に火災報知器400Dに火災警報音を出力させるなどの処理を命令する命令手段と、
判定手段によってパケットのペイロードに火災検知情報が含まれていないと判定された場合に当該パケットを廃棄する廃棄手段と、
を備える。
図3は、図1に示すパケット通信システムの動作について説明するタイミング図である。図3に示すように、既述の各期間(1-1)〜(4-2) のうち期間(3-2)において、火災検知センサ400Cが接続された端末装置300Cから送信されたパケットは、端末装置300Dでも受信される。なお、図3には、中央装置200及び端末装置300におけるパケットの送信機能の有無を示している。具体的には、パケットの送信機能がアクティブとなる期間をハイレベル、パッシブとなる期間をローレベルで示している。
<概要及び構成の説明>
本実施形態のパケット通信システムは、中央装置2000及び端末装置300の修理、交換又は増設を要する場合に、人手を介さずに端末装置300、パケット通信システムの諸設定をできるようにするものである。
図4は、本発明の実施形態2に係る中央装置200及び端末装置300の模式的な構成を示すブロック図である。図4Aには中央装置200の構成を示し、図4Bには端末装置300の構成を示している。
(1)これまで使用されていた端末装置を修理した修理後の端末装置と、
(2)これまで使用されていた端末装置を交換した交換後の別の端末装置と、
(3)パケット通信システムに初めて増設する端末装置と、
を含むものである。
(1)端末装置300のそれぞれに接続された制御対象(火災検知センサ、火災報知器等)に対する制御プログラム、
(2)端末装置300のそれぞれを特定可能な情報(例えば、端末装置300のそれぞれに固有に割り当てられるアドレス)、
(3)端末装置300のそれぞれの過去の動作のログ情報、
(4)制御対象の過去の動作のログ情報、
などが挙げられる。
つぎに、本実施形態のパケット通信システムの動作について、これまで使用されていた端末装置を新たな端末装置に交換した場合を例に説明する。ここでは、中央装置200及び端末装置300Aのみが、図4A及び図4Bに示す構成を採用し、端末装置300B〜300Dについては実施形態1で説明した図2Bに示す構成を採用しているものとする。
<概要及び構成の説明>
本実施形態のパケット通信システムは、中央装置200と端末装置300との間における通信対象の情報を暗号化するために、中央装置200と端末装置300とに共通する暗号化鍵及び復号化鍵を付与する。そして、実施形態2で説明したように通信ケーブル100に新たな端末装置が接続される場合であっても、当該新たな端末装置と既存の中央装置200及び端末装置300との間でも暗号化された情報の送受信ができるものである。
図5は、本発明の実施形態3のパケット通信システムの模式的な構成を示すブロックである。図5に示すパケット通信システムは、図1に示したものと対比すると、1台の中央装置200が2台の中央装置200A及び中央装置200Bに変更された点が異なる。なお、本実施形態では、中央装置200A及び200Bの総称を、中央装置200と称する。
図6は、図5に示す中央装置200及び端末装置300の模式的な構成を示すブロック図である。図6Aには中央装置200の構成を示し、図6Bには端末装置300の構成を示している。
つづいて、本実施形態のパケット通信システムの動作について説明する。まず、本来のパケット通信システムにおいて行われる通信動作、すなわち、制御対象の制御開始に先だって行われる、一時鍵の配布完了までの動作について説明する。
これにより、中央装置200と端末装置300との間では、実施形態1で説明したような手順によってパケット通信をする際に、パケット送信時には暗号化部240,340によってパケットのペイロードに含まれる情報を共通鍵を用いて暗号化し、パケット受信時には復号化部250,350によって暗号化されたペイロードに含まれる情報を共通鍵を用いて復号化する。
期間(1-1)と第1グループ、
期間(2-1)と第1グループ、
期間(3-1)と第2グループ、
期間(4-1)と第2グループ、
という対応関係を暗号化部240に設定しておく。
図7は、本発明の実施例1のインフラストラクチャーシステムの説明図である。本実施例では、実施形態1〜3で説明したパケット通信システムを、インフラストラクチャーシステムであるところの道路設備に適用した例について説明する。
図8は、本発明の実施例2のファクトリーオートメーションシステムの説明図である。本実施例では、実施形態1〜3で説明したパケット通信システムを、ファクトリーオートメーションであるところのロボットアームに適用した例について説明する。
図9は、本発明の実施例3のビルディングオートメーションシステムの説明図である。本実施例では、実施形態1〜3で説明したパケット通信システムを、ビルディングオートメーションシステムであるところの商業施設に適用した例について説明する。
Claims (5)
- 第1制御対象に接続された第1端末装置と、
第2制御対象に接続された第2端末装置と、
前記第1制御対象から出力された情報を入力して当該情報に基づく指示を第2制御対象に出力する中央装置と、がマルチドロップで相互接続されていて、
前記第2端末装置は、前記第1端末装置から所定の情報が送信された場合に、前記中央装置からの指示を待つことなく当該情報に基づく処理を実行する装置である、パケット通信システム。 - 前記第2端末装置は、前記第1端末装置から送信された所定の情報に基づく処理を実行した後に、前記中央装置からの指示を受信した場合に当該中央装置に対して前記情報に基づく処理を実行済みであることを返信する、請求項1記載のパケット通信システム。
- 請求項1記載のパケット通信システムを備える、インフラストラクチャーシステム。
- 請求項1記載のパケット通信システムを備える、ビルディングオートメーションシステム。
- 請求項1記載のパケット通信システムを備える、ファクトリーオートメーションシステム。
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