JP2023107629A - 通信システム、通信端末、および、通信方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
機器からのデータをクラウド上のサーバに送信するにあたって、効率の良いデータの送信を容易に行うことができる通信システム、通信機器、および、通信方法を提供することを目的とする。
【解決手段】
通信システムは、機器と、クラウド上のサーバと、前記機器のデータを受信して前記サーバに送信する通信機器と、を備える。前記通信機器は、プロセッサと、記憶部と、を備える。前記プロセッサは、受信する前記機器のデータから、前記機器の稼働中において更新される情報を取得して前記記憶部に記憶する。前記プロセッサは、前記記憶部に記憶された前記情報と、前記機器の稼働中に取得する前記情報と、を比較する判定を行う。前記プロセッサは、前記判定の結果が不一致の場合に、前記サーバへデータを送信する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、通信システム、通信端末、および、通信方法に関する。

従来より、各種の機器からのデータを収集し、該データをクラウド上のサーバに送信する技術について知られている。特許文献１～４は、この種の技術を開示する。

特許文献１は、対象設備・機械と、該対象設備・機械に設置されたセンサと、センサから送信されるデータ（生データ）を受信するＩｏＴゲートウェイと、ＩｏＴゲートウェイから送信されるデータを伝送するためのモバイル回線と、モバイル回線を介してＩｏＴゲートウェイから送信されたデータを受信して故障予兆検知のための分析処理、判定処理等を行うサーバを含むクラウドと、を含む故障予兆検知システムを開示する。

特許文献２は、データ収集診断圧縮部と格納部より構成されるデータ収集格納装置を開示する。ここで、データ収集格納装置の入力データは、機器に設置されたセンサによる時系列センシング情報群とされている。そして、データ収集格納装置は、入力データをバッファに格納する。

特許文献３は、ローカル環境からクラウド環境へ転送するデータ量を削減することが可能な情報処理システムを開示する。詳細には、情報処理システムは、ローカル環境に設けられるフローサイトメータおよび第１の情報処理装置と、クラウド環境に設けられる第２の情報処理装置と、を含んで構成される。そして、この情報処理システムでは、ローカル環境の第１の情報処理装置からクラウド環境の第２の情報処理装置に対して蛍光色素量とスペクトラルリファレンスとが転送され、クラウド環境の第２の情報処理装置において、蛍光色素量とスペクトラルリファレンスとを用いたアンミキシングの逆変換が行われることで、蛍光スペクトルが復元されて復元蛍光スペクトルが生成される。

これにより、ローカル環境の第１の情報処理装置からクラウド環境の第２の情報処理装置に対してデータサイズの大きい蛍光スペクトルを転送することなく、クラウド環境の第２の情報処理装置において、蛍光色素量と復元蛍光スペクトルとを用いた分析処理が可能となり、情報処理システムは、ローカル環境からクラウド環境へ転送するデータ量を削減できるとともに、クラウド環境に保存するデータ量を削減し、ストレージコストを削減することを可能にする。

特許文献４は、工作機械に格納されている秘匿性の高い情報の流出リスクを低減しつつ、工作機械の稼働状況を工場外の遠隔地でも確認することができるようにする機械稼働情報提供システムを開示する。詳細には、機械稼働情報提供システムは、工作機械と、工作機械に第１のネットワーク（社内ネットワーク）を介して接続されたオンプレミスサーバと、オンプレミスサーバに第２のネットワーク（インターネット）を介して接続されたクラウドサーバとを備えている。そして、オンプレミスサーバは、工作機械の機械稼働情報を取得してそれを電子メールにてクラウドサーバのメールアドレスに送信し、クラウドサーバは、電子メールを受信することによって工作機械の機械稼働情報を取得し、当該取得した機械稼働情報に対して所定のアプリケーション処理を実行するようにしている。

このように構成した機器稼働情報提供システムによれば、工作機械は、インターネットを介してクラウドサーバに直接接続される形態ではなく、社内ネットワークを介してオンプレミスサーバに接続されているので、外部からインターネットを介して工作機械に侵入するという不正アクセスを防ぐことができる。

特開２０１９－６７１９７号公報 国際公開第２０１１／１３５６０６号公報 特開２０２１－８１３４２号公報 特開２０２０－６７８４１号公報

対象となる機械等のデータをクラウド上のサーバに効率良く送信するためには、一例として、送信するデータ量を適切に削減することが挙げられる。ここで、特許文献１－２、４は、送信するデータ量を適切に削減する技術を開示しないと考えられる。その一方で、特許文献３は、送信するデータ量を削減する技術を開示するが、特許文献３の技術は、データの送信にあたってデータを変換したり、受信したデータを復元するので、データ処理の負担が発生することが考えられる。

そこで、本発明は、機器からのデータをクラウド上のサーバに送信するにあたって、効率の良いデータの送信を容易に行うことができる通信システム、通信機器、および、通信方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様によれば、下記の通信システムが提供される。すなわち、この通信システムは、機器と、クラウド上のサーバと、機器のデータを受信してサーバに送信する通信機器と、を備える。通信機器は、プロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサは、受信する機器のデータから、機器の稼働中において更新される情報を取得して記憶部に記憶する。プロセッサは、記憶部に記憶された前記情報と、機器の稼働中に取得する前記情報と、を比較する判定を行う。プロセッサは、判定の結果が不一致の場合に、サーバへデータを送信する。

本発明の第２の態様によれば、下記の通信機器が提供される。すなわち、この通信機器は、機器のデータを受信してクラウド上のサーバに送信する通信機器である。通信機器は、プロセッサと、記憶部と、を備える。プロセッサは、受信する機器のデータから、機器の稼働中において更新される情報を取得して記憶部に記憶する。プロセッサは、記憶部に記憶された前記情報と、機器の稼働中に取得する前記情報と、を比較する判定を行う。プロセッサは、判定の結果が不一致の場合に、サーバへデータを送信する。

本発明の第３の態様によれば、下記の通信方法が提供される。すなわち、この通信方法は、プロセッサと、記憶部と、を備え、機器のデータを受信してクラウド上のサーバに送信する通信機器を用いて行う通信方法である。この通信方法は、（１）受信する機器のデータから、機器の稼働中において更新される情報を取得して記憶部に記憶し、（２）記憶部に記憶された前記情報と、機器の稼働中に取得する前記情報と、を比較する判定を行い、（３）判定の結果が不一致の場合に、サーバへデータを送信する。

本発明によれば、機器からのデータをクラウド上のサーバに送信するにあたって、効率の良いデータの送信を容易に行うことができる通信システム、通信機器、および、通信方法が提供される。なお、上記以外の課題、構成、及び効果は、以下の発明を実施するための形態の説明により明らかにされる。

通信システムの構成の一例を示す図である。 通信機器のハードウェア構成の一例を示す図である。 通信システムにおけるデータの送信の一例について説明するためのタイミングチャートである。

先ず、図１を参照しながら、通信システムの構成の一例を説明する。通信システム１０１は、機器１０２と、通信機器１０３と、サーバ１０４（図１において、受信サーバ）と、を備え、機器１０２のデータをサーバ１０４に蓄積するシステムである。なお、本実施形態では、通信プロトコルとして、モドバス（Ｍｏｄｂｕｓ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）を実装したネットワークを用いて通信が行われるが、他の種類の通信プロトコルを用いた通信が行われてもよい。

機器１０２は、例えば、産業用機械とすることができ、該産業用機械の動作などに関するデータを通信機器１０３に送信する。なお、本実施形態の説明において、機器１０２が送信するデータを稼働情報と呼ぶことがある。

通信機器１０３は、機器１０２から稼働情報を取得し、一例としてバッファを用いて構成される記憶部に、稼働情報に関するデータを適宜に記憶する。また、通信機器１０３は、機器１０２から取得した稼働情報をサーバ１０４へ適宜に送信する。

サーバ１０４は、クラウド上に配置され、通信機器１０３を介して機器１０２のデータを受信し、該データを蓄積するデータベースを構築する。

次に、図２を参照しながら、通信機器のハードウェア構成について詳しく説明する。図２に示すように、通信機器１０３は、プロセッサ２０１と、記憶部２０２と、受信部２０３と、送信部２０４と、を備える。

プロセッサ２０１は、所定の処理を実行する主体であり、一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）により構成することができる。ただし、所定の処理を実行することができればよく、他の半導体デバイスが用いられてもよい。記憶部２０２は、適宜の記憶装置を用いて構成され、プロセッサ２０１が処理するデータやプログラム等のデータが適宜に記憶される。記憶部２０２は、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、バッファなどを用いて構成することができる。受信部２０３及び送信部２０４は、通信インタフェースとして構成される。受信部２０３は、機器１０２からのデータを受信する構成であり、送信部２０４は、サーバ１０４へデータを送信する構成である。なお、通信機器１０３は、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などを適宜に備えてもよい。

本実施形態では、機器１０２は、重量物を持ち上げることに用いるホイストとされ、ホイストに関する稼働情報が通信機器１０３およびサーバ１０４に送信される。そして、サーバ１０４は、ホイストに関する稼働情報を蓄積する。

なお、本実施形態では、稼働情報は、通信機器１０３と通信可能に構成される通信装置を介して送信される。この通信装置は、適宜に設けられ、一例として、機器１０２に取り付けられる。また、通信装置は、一例として、機器１０２と近距離無線通信可能に構成され、機器１０２と離れた位置に設置されてもよい。

本実施形態での稼働情報には、様々な種類のデータが含まれている。その一例として、稼働情報には、機器１０２の移動方向（本実施形態では、ホイストの移動方向）、機器１０２の稼働状態（本実施形態では、ホイストが稼働可能な状態であるかどうかに関する情報）などのデータが含まれる。

また、稼働情報には、アラートの発生、エラーの発生、などの種類の情報が含まれる。アラート情報としては、機器１０２のアラートの発生の有無に関し、一例として、機器１０２の動作の不具合に関する情報や、機器１０２の故障に関する情報が挙げられる。

また、稼働情報には、機器１０２の稼働中においてリアルタイムで更新されるタイマーに相当する情報が含まれる。

ところで、機器１０２からクラウド上に配置されるサーバ１０４にデータを送信するにあたって、通信データ量を削減して効率化を図ることが望まれている。例えば、通信機器１０３や機器１０２が通電中であっても、機器１０２が稼働中でない場合などには、サーバ１０４に送信するデータを削減してもよいと考えられる。そこで、本実施形態では、下記で説明する処理が一例として実行され、通信の効率化が図られる。次に、図３を参照しながら、この処理の一例について説明する。図３は、通信システムにおけるデータの送信の一例について説明するためのタイミングチャートである。

図３に示すように、本実施形態では、サーバ１０４への所定の送信タイミングであって、設定される所定の間隔（例えば、ミリ秒間隔や数秒間隔）ごとに、データの送信が行われる。ここで、機器１０２側の通信装置には、機器１０２の稼働中において送信する稼働情報におけるタイマー相当のデータを記憶（更新）するレジスタが設けられる。なお、このレジスタは、機器１０２の稼働中において、高頻度にデータを更新することができる。

通信機器１０３は、受信する稼働情報を記憶部２０２に記憶する。ここで、通信機器１０３は、機器１０２側のレジスタに記憶（更新）される稼働情報におけるタイマー相当のデータも併せて記憶部２０２に記憶する。

そして、通信機器１０３は、サーバ１０４への送信タイミングに一致する所定の間隔ごとに、前回に送信した時に記憶した稼働情報のタイマー相当の情報と、今回受信した稼働情報のタイマー相当の情報と、の比較を行い、不一致であると判定した場合に、今回受信した稼働情報をサーバ１０４に送信し、記憶領域のタイマー相当の情報を、今回受信した稼働情報のタイマー相当の情報に変更する。なお、通信機器１０３は、機器１０２からの稼働情報の受信の間隔と、サーバ１０４への送信の間隔を異ならせて処理を繰り返す場合もある。なお、以降の説明において、この稼働情報におけるタイマー相当の情報を、単に判定情報と呼ぶことがある。

図３に基づいて具体的に説明すると、通信機器１０３は、前回「１」で示す判定情報を受信して記憶し、今回「３」で示す判定情報を受信した場合、これらの判定情報を比較して不一致を判定する。そして、通信機器１０３は、「３」のタイミングで受信した稼働情報をサーバ１０４に送信する。なお、今回「１」で示す判定情報を受信し、記憶部２０２に記憶された判定情報がない場合には、通信機器１０３は、不一致を判定して「１」のタイミングで受信する稼働情報をサーバ１０４に送信する。

その一方で、通信機器１０３は、上記と同様に判定を行い、タイマー相当の情報が一致すると判定した場合には、稼働情報をサーバ１０４に送信しない。

図３の一例では、通信機器１０３は、「７」で示す判定情報を受信して記憶する。その後、機器１０２の稼働が停止した場合、レジスタの値が読み取れず、リードエラーが発生する。この場合、通信機器１０３は、前回の判定情報と一致すると判定し（つまり、今回の判定情報を「７」として判定し）、受信する稼働情報をサーバ１０４に送信しない。

このようにすることで、機器１０２の稼働中ではないデータの送信回数を適切に削減し、クラウド上のサーバ１０４に効率的にデータを送信することができるシステムが実現される。また、このシステムによれば、データを変換したり、受信したデータを復元することを必要としないので、効率の良いデータの送信を容易に行うことができる。

また、通信システム１０１では、下記のような処理が行われてもよい。すなわち、サーバ１０４が適宜に即時情報送信の指令を出力することが考えられる。そこで、サーバ１０４が通信機器１０３に即時情報送信の指令を出力した場合、通信機器１０３は、上記した判定に関わらず、受信した稼働情報をサーバ１０４に送信する。なお、例えば、機器１０２の静止中や機器１０２の電源がオフの状態であり、稼働情報を取得できない状況では、通信機器１０３は、記憶部２０２に記憶された稼働情報を送信する。このようにすることで、データ通信量の削減を図りつつ、即時情報送信の指令を受信した時においては適切に対応することができるシステムが実現される。

また、機器１０２にアラートが発生している情報が稼働情報に含まれていれば、この情報をサーバ１０４に保存することが必要であると考えられる。そこで、通信機器１０３は、受信する稼働情報にアラートの発生を確認した場合、上記の判定に関わらず、該稼働情報をサーバ１０４に送信する。このようにすることで、データ通信量の削減を図りつつ、機器１０２にアラートが発生した情報をサーバ１０４に保存することができる。

また、稼働情報がエラーデータである場合、該稼働情報をサーバ１０４に送信する必要がないと考えられる。そこで、通信機器１０３は、受信した稼働情報がエラーデータであると確認した場合、上記の判定に関わらず、該稼働情報をサーバ１０４に送信しない処理を行ってもよい。このようにすることで、エラーデータの送信を削減することで、データ送信の効率化を図ることができる。

以上実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、実施形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることが可能である。

稼働情報のデータ形式は、一例として、テーブル形式のデータとすることができる。

レジスタは、適宜の構成とすることができるが、一例として、１ｂｉｔ～１６ｂｉｔのデータを処理する構成とすることができる。また、レジスタの個数は、適切な処理を行うことができれば、特に限定されない。

本発明は、稼働中においてリアルタイムで更新されるタイマーに相当する情報を用いて、上記で説明されたものとは異なる他の種類の産業用機械についても適用することができる。ここで、タイマー相当の情報は、一例として、機器１０２の運転時間などの情報とされてもよい。

通信プロトコルとしては、一例として、イーサネット／ＩＰ、ＣＣ－Ｌｉｎｋ ＩＥに関するプロトコル、機器固有のプロトコルを用いることができる。なお、ＣＣ－Ｌｉｎｋ ＩＥは、オープンネットワークの一例として知られている。

１０１ 通信システム
１０２ 機器
１０３ 通信機器
１０４ サーバ

Claims (13)

1. 機器と、
   クラウド上のサーバと、
   前記機器のデータを受信して前記サーバに送信する通信機器と、
   を備え、
   前記通信機器は、
   プロセッサと、
   記憶部と、
   を備え、
   前記プロセッサは、
   受信する前記機器のデータから、前記機器の稼働中において更新される情報を取得して前記記憶部に記憶し、
   前記記憶部に記憶された前記情報と、前記機器の稼働中に取得する前記情報と、を比較する判定を行い、
   前記判定の結果が不一致の場合に、前記サーバへデータを送信する、
   ことを特徴とする通信システム。
2. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記プロセッサは、
   前記サーバへの所定の送信タイミングで、前記情報を取得して前記判定を行う、
   ことを特徴とする通信システム。
3. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記プロセッサは、
   即時情報送信の指令があった場合、前記判定に関わらずに受信する前記機器のデータを前記サーバへ送信する、
   ことを特徴とする通信システム。
4. 請求項１に記載の通信システムであって、
   前記プロセッサは、
   受信する前記機器のデータを前記記憶部に記憶し、
   即時情報送信の指令があり、且つ、前記機器からの前記情報を取得できない場合、前記判定に関わらずに前記記憶部に記憶された前記機器のデータを前記サーバへ送信する、
   ことを特徴とする通信システム。
5. 請求項１に記載の通信システムであって、
   受信する前記機器のデータは、
   前記機器のアラート発生の有無を示すアラート情報を含み、
   前記プロセッサは、
   前記アラート情報に基づいて、アラートの発生を確認した場合、前記判定に関わらずに、アラートの発生を確認した前記機器のデータを前記サーバへ送信する、
   ことを特徴とする通信システム。
6. 請求項１に記載の通信システムであって、
   受信する前記機器のデータは、
   エラーデータであるかどうかに関するエラー情報を含み、
   前記プロセッサは、
   前記エラー情報に基づいて、前記機器のデータにエラーの発生を確認した場合、前記判定に関わらずに、前記機器のデータを前記サーバへ送信しない、
   ことを特徴とする通信システム。
7. 機器のデータを受信してクラウド上のサーバに送信する通信機器であって、
   プロセッサと、
   記憶部と、
   を備え、
   前記プロセッサは、
   受信する前記機器のデータから、前記機器の稼働中において更新される情報を取得して前記記憶部に記憶し、
   前記記憶部に記憶された前記情報と、前記機器の稼働中に取得する前記情報と、を比較する判定を行い、
   前記判定の結果が不一致の場合に、前記サーバへデータを送信する、
   ことを特徴とする通信機器。
8. 請求項７に記載の通信機器であって、
   前記プロセッサは、
   前記サーバへの所定の送信タイミングで、前記情報を取得して前記判定を行う、
   ことを特徴とする通信機器。
9. 請求項７に記載の通信機器であって、
   前記プロセッサは、
   即時情報送信の指令があった場合、前記判定に関わらずに受信する前記機器のデータを前記サーバへ送信する、
   ことを特徴とする通信機器。
10. 請求項７に記載の通信機器であって、
    前記プロセッサは、
    受信する前記機器のデータを前記記憶部に記憶し、
    即時情報送信の指令があり、且つ、前記機器からの前記情報を取得できない場合、前記判定に関わらずに前記記憶部に記憶された前記機器のデータを前記サーバへ送信する、
    ことを特徴とする通信機器。
11. 請求項７に記載の通信機器であって、
    受信する前記機器のデータは、
    前記機器のアラート発生の有無を示すアラート情報を含み、
    前記プロセッサは、
    前記アラート情報に基づいて、アラートの発生を確認した場合、前記判定に関わらずに、アラートの発生を確認した前記機器のデータを前記サーバへ送信する、
    ことを特徴とする通信機器。
12. 請求項７に記載の通信機器であって、
    受信する前記機器のデータは、
    エラーデータであるかどうかに関するエラー情報を含み、
    前記プロセッサは、
    前記エラー情報に基づいて、前記機器のデータにエラーの発生を確認した場合、前記判定に関わらずに、前記機器のデータを前記サーバへ送信しない、
    ことを特徴とする通信機器。
13. プロセッサと、記憶部と、を備え、機器のデータを受信してクラウド上のサーバに送信する通信機器を用いて行う通信方法であって、
    受信する前記機器のデータから、前記機器の稼働中において更新される情報を取得して前記記憶部に記憶し、
    前記記憶部に記憶された前記情報と、前記機器の稼働中に取得する前記情報と、を比較する判定を行い、
    前記判定の結果が不一致の場合に、前記サーバへデータを送信する、
    ことを特徴とする通信方法。

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