JP4513506B2 - 機器管理システムおよびゲートウェイ装置 - Google Patents

Description

本発明は、異なる通信プロトコルを有するネットワークを接続する機器管理システムおよびゲートウェイ装置に関するものである。

近年、ビル内等に設置されている空調機器等の設備機器を所定の監視装置で管理、制御するビル管理システムの開発が進められている。従来のビル管理システムは、ＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等の上位ネットワークに接続された監視装置がゲートウェイ装置を介して、下位ネットワークによって接続された複数の設備機器を管理（監視）・制御している。ゲートウェイ装置は、監視装置が接続された上位ネットワークと設備機器が接続された下位ネットワークに配置されており、監視装置から送信されるデータ（パケット）を設備機器で処理可能なデータに変換するとともに、設備機器から送信されるデータを監視装置で処理可能なデータに変換する。すなわち、ゲートウェイ装置は監視装置で処理する上位ネットワーク側のプロトコルと設備機器で処理する下位ネットワーク側のプロトコルの相互変換を行っている。これにより、監視装置はゲートウェイ装置を介して設備機器に制御情報等を送信し、ゲートウェイ装置を介して設備機器から管理情報等を受信している。

しかしながら、複数の設備機器を接続する下位ネットワークにおいては、ネットワーク仕様等によって接続可能な設備機器の数が制限される。例えば下位ネットワークがＬｏｎＷｏｒｋｓ（登録商標）等の場合、１つのサブネットを構成する設備機器の数が制限されることとなる。このため、ビル管理システムにおいて所定数より多くの設備機器を管理する際には、複数のゲートウェイ装置が必要となる。

特許文献１のゲートウェイは、中央監視装置からの指令の通信プロトコルをＬｏｎＷｏｒｋｓの通信プロトコルに変換し且つ機器から得た情報の通信プロトコルを上位ネットワークの通信プロトコルに変換するプロトコル変換手段と、中央監視装置からの指令を蓄積し且つプロトコル変換手段を介して各機器へ送信するコントロール手段とを備えている。そして、複数のＬｏｎＷｏｒｋｓ回線のそれぞれに対してプロトコル変換手段を設けている。

特開２００２−３６９２６５号公報

しかしながら、上記従来の技術では、複数のＬｏｎＷｏｒｋｓ回線のそれぞれに対してプロトコル変換手段を設ける必要があり、ゲートウェイが複雑な構成になるといった問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で多くの機器を管理・制御可能な機器管理システムおよびゲートウェイ装置得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１の発明に係る機器管理システムは、第１の通信プロトコルで情報の送受信を行う上位通信ネットワークと、第２の通信プロトコルで情報の送受信を行う複数の下位通信ネットワークとの間に配置されて前記上位ネットワークと前記下位ネットワークを接続するゲートウェイ装置と、前記各下位ネットワーク上に接続される１〜複数の管理対象の機器と、前記上位ネットワーク上で前記各機器の管理を行う機器管理装置と、を有する機器管理システムにおいて、前記ゲートウェイ装置は、前記第１の通信プロトコルを前記第２の通信プロトコルに変換するとともに、前記第２の通信プロトコルを前記第１の通信プロトコルに変換するプロトコル変換部と、前記下位通信ネットワーク毎に前記各下位通信ネットワークと接続して、前記下位通信ネットワーク上の各機器と情報の送受信を行う複数の通信接続部と、前記機器管理装置が前記各機器に送信する情報に含まれる前記各機器を識別する識別情報に基づいて、前記複数の通信接続部のうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位通信ネットワークの機器と通信を行う接続切替部と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２の発明に係る機器管理システムは、請求項１の発明において、前記通信接続部は、ＵＳＢポートであることを特徴とする。

また、請求項３の発明に係る機器管理システムは、請求項１または２の発明において、前記識別情報は、前記各機器毎に設定される機器のアドレスであることを特徴とする。

また、請求項４の発明に係るゲートウェイ装置は、第１の通信プロトコルで情報の送受信を行う上位通信ネットワークと、第２の通信プロトコルで情報の送受信を行う複数の下位通信ネットワークとの間に配置されて、前記各下位ネットワーク上に接続される１〜複数の管理対象の機器と、前記上位ネットワーク上で前記各機器の管理を行う機器管理装置とを前記上位ネットワークおよび前記下位ネットワークを介して接続するゲートウェイ装置において、前記第１の通信プロトコルを前記第２の通信プロトコルに変換するとともに、前記第２の通信プロトコルを前記第１の通信プロトコルに変換するプロトコル変換部と、前記下位通信ネットワーク毎に前記各下位通信ネットワークと接続して、前記下位通信ネットワーク上の各機器と情報の送受信を行う複数の通信接続部と、前記機器管理装置が前記各機器に送信する情報に含まれる前記各機器を識別する識別情報に基づいて、前記複数の通信接続部のうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位通信ネットワークの機器と通信を行う接続切替部と、を備えることを特徴とする。

本発明の請求項１に係る機器管理システムは、ゲートウェイ装置が第１の通信プロトコルと第２の通信プロトコルの間でプロトコル変換を行うとともに、複数の通信接続部のうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位通信ネットワークの機器と通信を行うので、機器管理装置は上位通信ネットワークにおける第１の通信プロトコルと、下位通信ネットワークにおける第２の通信プロトコルを意識することなく機器の管理・制御を行うことができるとともに、ゲートウェイ装置は簡易な構成で多くの機器と接続することが可能になるという効果を奏する。機器管理システムは多くの機器と接続するので、機器管理システムは少ないトラフィックで機器の管理・制御を行うことが可能になるという効果を奏する。

本発明の請求項４に係るゲートウェイ装置は、第１の通信プロトコルと第２の通信プロトコルの間でプロトコル変換を行うとともに、複数の通信接続部のうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位通信ネットワークの機器と通信を行うので、ゲートウェイ装置は簡易な構成で多くの機器と接続することが可能になるという効果を奏する。機器管理システムは多くの機器と接続するので、少ないトラフィックで機器と通信を行うことが可能になるという効果を奏する。

以下に、本発明に係る機器管理システムおよびゲートウェイ装置の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例に係るゲートウェイ装置が適用される機器管理システムの構成を示す図である。機器管理システムは、上位ネットワーク回線６に接続された中央監視装置（機器管理装置）５、下位ネットワーク回線７Ａに接続された１〜複数の機器１Ａ、下位ネットワーク回線７Ｂに接続された１〜複数の機器１Ｂ、下位ネットワーク回線７Ｃに接続された１〜複数の機器１Ｃ、下位ネットワーク回線７Ｄに接続された１〜複数の機器１Ｄ、上位ネットワーク回線６および下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄに接続されたゲートウェイ装置２０を備えている。

機器管理システムは、例えばビル内に配置される空調機器を管理・制御するシステムであり、機器１Ａ〜１Ｄは例えば室外機や室内機などの管理対象の機器であり、中央監視装置５は例えば室外機や室内機を管理・制御する管理サーバである。中央監視装置５は、ゲートウェイ装置２０を介して機器１Ａ〜１Ｄの管理・制御を行う。

下位ネットワーク回線７Ａに接続された１〜複数の機器１Ａはサブネット（サブネットワーク）システム（上位通信ネットワーク）１０Ａを構成し、下位ネットワーク回線７Ｂに接続された１〜複数の機器１Ｂはサブネットシステム（下位通信ネットワーク）１０Ｂを構成し、下位ネットワーク回線７Ｃに接続された１〜複数の機器１Ｃはサブネットシステム１０Ｃを構成し、下位ネットワーク回線７Ｄに接続された１〜複数の機器１Ｄはサブネットシステム１０Ｄを構成している。

中央監視装置５とゲートウェイ装置２０は、例えばＢＡＣｎｅｔ（Building Automation and Control Network）等などの上位ネットワーク回線６によって接続されている。また、ゲートウェイ装置２０と機器１Ａ〜１Ｄは、例えばＬｏｎＷｏｒｋｓ（登録商標）等の下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄによって接続されている。

ゲートウェイ装置２０は、下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄと接続する通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを備えており、中央監視装置５からの制御情報等を通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを介して機器１Ａ〜１Ｄに送信するとともに、機器１Ａ〜１Ｄからの管理情報等を通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを介して受信し中央監視装置５に送信する。

図２は、実施例に係るゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。ゲートウェイ装置２０は、複数の通信接続部２１Ａ〜２１Ｄ、プロトコル変換部２２、接続判別部（接続切替部）２３、通信接続部２５、制御部２９を備えている。

通信接続部２１Ａは、下位ネットワーク回線７Ａを介してサブネットシステム１０Ａ内の１〜複数の機器１Ａと通信を行うＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポート等の通信インタフェースである。通信接続部２１Ｂは、下位ネットワーク回線７Ｂを介してサブネットシステム１０Ｂ内の１〜複数の機器１Ｂと通信を行うＵＳＢポート等の通信インタフェースである。通信接続部２１Ｃは、下位ネットワーク回線７Ｃを介してサブネットシステム１０Ｃ内の１〜複数の機器１Ｃと通信を行うＵＳＢポート等の通信インタフェースである。通信接続部２１Ｄは、下位ネットワーク回線７Ｄを介してサブネットシステム１０Ｄ内の１〜複数の機器１Ｄと通信を行うＵＳＢポート等の通信インタフェースである。

通信接続部２５は、上位ネットワーク回線６を介して中央監視装置５と通信を行う通信インタフェースである。通信接続部２５は、中央監視装置５と後述の上位データフレーム４１によって通信を行う。

プロトコル変換部２２は、中央監視装置５から送信されるデータ（パケット）を機器１Ａ〜１Ｄで処理可能なデータに変換するとともに、機器１Ａ〜１Ｄから送信されるデータを中央監視装置５で処理可能なデータに変換する。すなわち、ゲートウェイ装置２０のプロトコル変換部２２は、中央監視装置５で処理する上位ネットワーク回線６側のプロトコル（第１の通信プロトコル）を機器１Ａ〜１Ｄで処理する下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄ側のプロトコル（第２の通信プロトコル）に変換し、機器１Ａ〜１Ｄで処理する下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄ側のプロトコルを中央監視装置５で処理する上位ネットワーク回線６側のプロトコルに変換する。プロトコル変換部２２は、後述するオブジェクト識別子情報５０、オブジェクト情報５５、データ変換テーブル（ルーティングテーブル）６０を記憶しており、このオブジェクト識別子情報５０、オブジェクト情報５５、データ変換テーブル６０に基づいてデータ変換を行う。

接続判別部２３は、中央監視装置５から機器１Ａ〜１Ｄへのデータを受信した際に、受信したデータをいずれの通信接続部２１Ａ〜２１Ｄから送信するかを判断（選択）する。接続判別部２３は、中央監視装置５から受信したデータに含まれる各機器１Ａ〜１Ｄのアドレスに基づいて通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを選択する。換言すると、接続判別部２３は
中央監視装置５から機器１Ａ〜１Ｄへのデータに含まれる各機器１Ａ〜１Ｄのアドレスに基づいて、複数の通信接続部２１Ａ〜２１Ｄのうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位ネットワーク回線上の機器と通信を行う。

制御部２９は、通信接続部２１Ａ〜２１Ｄ、プロトコル変換部２２、接続判別部２３、通信接続部２５を制御する。制御部２９は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）を含んで構成されている。ＣＰＵが、ＲＯＭに格納されるゲートウェイ装置２０用の各種制御プログラムやアプリケーションプログラムなどを読み出してＲＡＭ内のプログラム格納領域に展開して各種処理を実行し、この処理に際して生じる各種データをＲＡＭ内に形成されるデータ格納領域に一時的に記憶して、ゲートウェイ装置２０の各処理部を制御する機能を有する。

なお、接続判別部２３は、中央監視装置５から受信したデータに含まれる各機器１Ａ〜１Ｄのアドレスに基づいて通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを選択する場合に限られず、各機器１Ａ〜１Ｄを識別することが可能な情報（識別子）であればこの識別子に基づいて通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを選択してもよい。

つぎに、ゲートウェイ装置によるデータの送受信の手順を説明する。図３は、ゲートウェイ装置のデータの送受信の手順を示すフローチャートである。中央監視装置５は、機器を管理・制御するための指示情報（指令）を上位ネットワーク回線６に送信する（ステップＳ１００）。ここでの、指示情報は上位データフレーム４１によって構成されている。

ここで、中央監視装置５が上位ネットワーク回線６上で送受信する上位データフレーム４１の構成を説明する。図４は、上位データフレームの構成の一例を示す図である。上位データフレーム４１は、例えば一般的なイーサネット（登録商標）のデータフレームであり、ＭＡＣ（Media Access Control）ヘッダ、ＢＡＣｎｅｔＩＰ（Internet Protocol）、ＢＶＬＣＩ（BACnet Virtual Link Control Information）、ＮＰＣＩ（Network Protocol Control Information）、ＡＰＤＵ（Application Protocol Data Unit）で構成される。

ＭＡＣヘッダには、宛先ＭＡＣアドレス、送信元ＭＡＣアドレス、およびデータ長が設定される。ＢＡＣｎｅｔＩＰは、ＩＰヘッダおよびＵＤＰ（User Datagram Protocol）ヘッダで構成され、ＩＰヘッダには、バージョン、ヘッダ長、サービスタイプ、トータル長、識別子、フラグ、フラグメントオフセット、生存時間、プロトコルタイプ、ヘッダ・チェックサム、送信元アドレス、および宛先アドレスが設定され、ＵＤＰヘッダには、送信元ポート番号、宛先ポート番号、データ長、およびチェックサムが設定される。

ＢＶＬＣＩには、上位ネットワーク回線６の仮想リンク制御情報が設定され、ＮＰＣＩには上位ネットワーク回線６のプロトコル制御情報が設定される。ＡＰＤＵにはアプリケーションデータが設定される。ここでのＡＰＤＵには、後述するオブジェクト識別子およびオブジェクトのデータが設定される。オブジェクト識別子は、オブジェクトタイプとインスタンスナンバを含んで構成されている。

中央監視装置５から上位ネットワーク回線６に指示情報（上位データフレーム４１）を送信すると、ゲートウェイ装置２０の通信接続部２５が上位データフレーム４１を受信する（ステップＳ１１０）。

ゲートウェイ装置２０のプロトコル変換部２２は、中央監視装置５から受信した上位データフレーム４１を機器１Ａ〜１Ｄで処理可能なデータに変換（プロトコル変換）する。すなわち、プロトコル変換部２２は、中央監視装置５で処理する上位ネットワーク回線６側のプロトコルを機器１Ａ〜１Ｄで処理する下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄ側のプロトコルに変換する。プロトコル変換部２２は、オブジェクト識別子情報５０、オブジェクト情報５５、データ変換テーブル６０に基づいてプロトコル変換を行う。

オブジェクト識別子情報５０は、下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄ上のオブジェクト（オブジェクト識別コード）や機器１Ａ〜１Ｄのアドレスと、上位ネットワーク回線６上でのオブジェクト識別子のインスタンスナンバの対応関係を定義する情報である。すなわち、オブジェクト識別子は、下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄ内のどの機器１Ａ〜１Ｄに対して、どのような指令を行なうかの情報を含んでいる。中央監視装置５は、初期設定時にオブジェクト識別子情報５０に基づいて各機器１Ａ〜１Ｄにオブジェクト識別子（インスタンスナンバ）を割り付ける。オブジェクト識別子情報５０は、新たな初期設定を行うまでゲートウェイ装置２０のプロトコル変換部２２によって記憶しておく。

データ変換テーブル６０には、下位データフレーム４２のコマンドコードと当該コマンドコードのデータ値とに対応付けて、上位データフレーム４１のオブジェクトコードと当該オブジェクトコードのデータ値とが登録されている。

ここで、オブジェクト識別子情報５０、オブジェクト情報５５、データ変換テーブル６０の構成について説明する。図５は、オブジェクト識別子情報の構成の一例を示す図である。オブジェクト識別子は、オブジェクト識別コード、サブネットシステム系統、ユニットアドレスで構成される。

サブネットシステム系統は、機器１Ａ〜１Ｄが接続されているサブネットシステムを示す。例えば、サブネットシステム系統が「１」の場合はサブネットシステム１０Ａを構成する機器１Ａを示し、サブネットシステム系統が「２」の場合はサブネットシステム１０Ｂを構成する機器１Ｂを示し、サブネットシステム系統が「３」の場合はサブネットシステム１０Ｃを構成する機器１Ｃを示し、サブネットシステム系統が「４」の場合はサブネットシステム１０Ｄを構成する機器１Ｄを示す。

ユニットアドレスは、機器１Ａ〜１Ｄのユニットアドレスを示す。例えば、機器１Ａ〜１Ｄが空調機器である場合ユニットアドレスは冷媒系統アドレス、ノードアドレスによって構成される。

オブジェクト識別コードには、中央監視装置５が処理可能なオブジェクト（コマンド）を識別するオブジェクトの識別コードが設定される。オブジェクト識別コードは、オブジェクト情報５５に基づいて設定される。オブジェクト情報５５は、機器１Ａ〜１Ｄに対するオブジェクト、このオブジェクトの内容、オブジェクト識別コードの対応関係を示す情報である。

図６は、オブジェクト情報の構成の一例を示す図である。オブジェクト情報５５のオブジェクトタイプとしては例えば「Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｐｕｔ」、「Ａｎａｌｏｇ Ｏｕｔｐｕｔ」、「Ｂｉｎａｒｙ Ｉｎｐｕｔ」、「Ｂｉｎａｒｙ Ｏｕｔｐｕｔ」がある。

「Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｐｕｔ」、「Ｂｉｎａｒｙ Ｉｎｐｕｔ」は、機器１Ａ〜１Ｄ側から中央監視装置５へ機器１Ａ〜１Ｄの設定状態等の情報を送信する際のオブジェクトである。したがって、「Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｐｕｔ」、「Ｂｉｎａｒｙ Ｉｎｐｕｔ」は、機器１Ａ〜１Ｄからの上位データフレーム４１によってゲートウェイ装置２０に入力される。

「Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｐｕｔ」には、機器１Ａ〜１Ｄの温度設定の状態を示す「温度設定状態」と機器１Ａ〜１Ｄが設置される室内の温度を示す「室内温度状態」がある。ここでは、「Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｐｕｔ」の「温度設定状態」のオブジェクト識別コードが「１０」であり、「Ａｎａｌｏｇ Ｉｎｐｕｔ」の「室内温度状態」のオブジェクト識別コードが「１１」である場合を示している。「Ｂｉｎａｒｙ Ｉｎｐｕｔ」には、機器１Ａ〜１Ｄが運転状態か停止状態かを示す「運転／停止状態」があり、オブジェクト識別コードが「１０」で示される。

「Ａｎａｌｏｇ Ｏｕｔｐｕｔ」、「Ｂｉｎａｒｙ Ｏｕｔｐｕｔ」は、中央監視装置５が機器１Ａ〜１Ｄの設定や制御を行う際のオブジェクト（指示情報）である。したがって、「Ａｎａｌｏｇ Ｏｕｔｐｕｔ」、「Ｂｉｎａｒｙ Ｏｕｔｐｕｔ」は、中央監視装置５からの上位データフレーム４１によってゲートウェイ装置２０に入力される。

「Ａｎａｌｏｇ Ｏｕｔｐｕｔ」には、機器１Ａ〜１Ｄの温度設定を行うための「温度設定」がある。ここでは、「Ａｎａｌｏｇ Ｏｕｔｐｕｔ」の「温度設定」のオブジェクト識別コードが「１０」である場合を示している。「Ｂｉｎａｒｙ Ｏｕｔｐｕｔ」には、機器１Ａ〜１Ｄを運転状態か停止状態に設定するための「運転／停止設定」があり、オブジェクト識別コード「１０」で示される。

このように、オブジェクト識別子に含まれるオブジェクトタイプおよびオブジェクト識別コードによって機器の状態や機器への設定を指定することが可能となる。なお、図６に示したオブジェクト、オブジェクト識別コードは一例であり、これに限られるものではない。

例えば、機器１Ａ〜１Ｄへのオブジェクトのオブジェクト識別コードが「ＩＩ」、機器１Ａ〜１Ｄのサブネットシステム系統が「Ｊ」、機器１Ａ〜１Ｄのユニットアドレスが「ＫＫＬＬ」の場合、上位ネットワーク回線６側ではこれらの情報をインスタンスナンバ「ＩＩＪＫＫＬＬ」のオブジェクト識別子として扱う。

一方、上位ネットワーク回線６側でのインスタンスナンバが「ＩＩＪＫＫＬＬ」の場合、下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄ側では機器１Ａ〜１Ｄへのオブジェクトのオブジェクト識別コードを「ＩＩ」、機器１Ａ〜１Ｄのサブネットシステム系統を「Ｊ」、機器１Ａ〜１Ｄのユニットアドレスを「ＫＫＬＬ」として扱う。

図７は、データ変換テーブルの構成の一例を示す図である。上位データフレームで運転／停止の状態設定を示すオブジェクト「Ｂｉｎａｒｙ Ｏｕｔｐｕｔ」のオブジェクトコード「１０」と、下位データフレームで運転／停止の状態設定を示すコマンドコード「１」が対応付けられている。また、上位データフレームでの運転／停止の状態設定のデータ値「１」と下位データフレームでの運転／停止の状態設定のデータ値「１」が対応付けられ、上位データフレームでの運転／停止の状態設定のデータ値「０」と下位データフレームでの運転／停止の状態設定のデータ値「０」が対応付けられている。

上位データフレームにおいてデータ値「０」が運転／停止の状態設定のうち停止の状態設定を示す場合、下位データフレームにおいてデータ値「０」が運転／停止の状態設定のうち停止の状態設定を示す。同様に、上位データフレームにおいてデータ値「１」が運転／停止の状態設定のうち運転の状態設定を示す場合、下位データフレームにおいてデータ値「１」が運転／停止の状態設定のうち運転の状態設定を示す。

したがって、プロトコル変換部２２は中央監視装置５からオブジェクト「Ｂｉｎａｒｙ Ｏｕｔｐｕｔ」（オブジェクトコード「１０」、データ値「１」）の上位データフレームを受信すると、運転／停止の状態設定コマンド（コマンドコード「１」、データ値「１」）の下位データフレームに変換する。

また、下位データフレームで運転／停止の状態出力を示すコマンドコード「１」と、上位データフレームで運転／停止の状態設定を示すオブジェクト「Ｂｉｎａｒｙ Ｉｎｐｕｔ」のオブジェクトコード「１０」が対応付けられている。下位データフレームでの運転／停止の状態出力のデータ値「１」と上位データフレームでの運転／停止の状態出力のデータ値「１」が対応付けられ、上位データフレームでの運転／停止の状態出力のデータ値「０」と下位データフレームでの運転／停止の状態出力のデータ値「０」が対応付けられている。

したがって、プロトコル変換部２２は機器１Ａ〜１Ｄから運転／停止の状態出力コマンド（コマンドコード「１」、データ値「１」）の下位データフレームを受信すると、オブジェクト「Ｂｉｎａｒｙ Ｉｎｐｕｔ」（オブジェクトコード「１０」、データ値「１」）の上位データフレームの下位データフレームに変換する。

このように、データ変換テーブル６０には、下位データフレームの全てのコマンドと当該コマンドのデータ値に対応付けて、上位データフレームのオブジェクトコードと当該オブジェクトコードのデータ値とが登録される。

ゲートウェイ装置２０のプロトコル変換部２２は、オブジェクト識別子情報５０、オブジェクト情報５５、データ変換テーブル６０に基づいて、中央監視装置５から受信したデータ（上位データフレーム）を機器１Ａ〜１Ｄで処理可能なデータ（下位データフレーム）に変換する（ステップＳ１２０）。

具体的には、プロトコル変換部２２は、上位データフレーム４１内のＡＰＤＵに含まれるオブジェクト識別子を抽出する。プロトコル変換部２２は、オブジェクト識別子情報５０に基づいて、抽出したオブジェクト識別子のインスタンスナンバに対応するオブジェクト識別コードを抽出するとともに、当該オブジェクト識別コードのデータ値を抽出する。プロトコル変換部２２は、データ変換テーブル６０に基づいて、抽出したオブジェクト識別コードおよびデータ値に対応する下位データフレームのコマンドおよびデータ値を取得する。

例えば、中央監視装置５からゲートウェイ装置２０へ送信された上位データフレームのオブジェクトタイプが「Ｂｉｎａｒｙ Ｏｕｔｐｕｔ」であり、インスタンスナンバが「１００００００」であり、データ値が「１」である場合、プロトコル変換部２２は下位データフレームのコマンド「１」（運転／停止の状態設定）、運転の設定を示すデータ値「１」を取得する。

図８は、下位データフレームの構成の一例を示す図である。下位データフレーム４２は、送信元アドレスおよび送信先アドレスが設定されるフレームヘッダ、コマンドが設定されるコマンド種別、機器１Ａ〜１Ｄを識別するためのユニットアドレス、コマンドに付加されるデータ値（たとえば、機器１Ａ〜１Ｄの設定コマンドであれば運転／停止、運転モード、設定温度などを示すデータ）が設定されるデータ部、およびデータフレームのデータ誤りを検出するためのコードが設定されるチェックサムで構成される。

プロトコル変換部２２は、抽出したオブジェクト識別コードおよびデータ値に対応する下位データフレーム４２のコマンドおよびデータ値を取得すると、取得したコマンドを下位データフレームのコマンド種別に設定し、取得したデータ値をデータ部の所定の位置に設定する。プロトコル変換部２２は、オブジェクト識別子のユニットアドレスを下位データフレーム４２のユニットアドレスとして設定し、予め定められた演算によって算出したコードをチェックサムに設定する。例えば、機器の運転／停止状態を設定する場合、プロトコル変換部２２は機器の運転／停止状態を設定するための所定のビットを「１」にする。

ゲートウェイ装置２０の接続判別部２３は、プロトコル変換部２２で変換されたデータ（下位データフレーム）を、どの通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを介して機器１Ａ〜１Ｄに送信するかを判断していずれかの通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを選択する（ステップＳ１３０）。具体的には、接続判別部２３は、上位データフレーム４１内のＡＰＤＵに含まれるオブジェクト識別子を抽出する。接続判別部２３は、オブジェクト識別子情報５０に基づいて、抽出したオブジェクト識別子に対応するサブネットシステム系統を抽出する。

例えば、サブネットシステム系統が「１」の場合、接続判別部２３はプロトコル変換部２２で変換されたデータ（下位データフレーム４２）を通信接続部２１Ａを介して機器１Ａに送信すると判断（通信接続部２１Ａの選択）する。また、サブネットシステム系統が「２」の場合、接続判別部２３はプロトコル変換部２２で変換されたデータを通信接続部２１Ｂを介して機器１Ｂに送信すると判断する。また、サブネットシステム系統が「３」の場合、接続判別部２３はプロトコル変換部２２で変換されたデータを通信接続部２１Ｃを介して機器１Ｃに送信すると判断する。また、サブネットシステム系統が「４」の場合、接続判別部２３はプロトコル変換部２２で変換されたデータを通信接続部２１Ｄを介して機器１Ｄに送信すると判断する。

ゲートウェイ装置２０は、接続判別部２３が選択した通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを介して下位データフレーム４２によって構成される指示情報を機器１Ａ〜１Ｄに送信する（ステップＳ１４０）。例えば、接続判別部２３が通信接続部２１Ａを選択した場合、指示情報を通信接続部２１Ａを介して下位ネットワーク回線７Ａに送信する。下位ネットワーク回線７Ａに送信された指示情報はサブネットシステム１０Ａ内の機器１Ａによって受信される。指示情報を受信した機器１Ａのうち、下位データフレーム４２のユニットアドレスで指定された機器１Ａのみが指示情報に対応した処理を行う。

機器１Ａ〜１Ｄは所定のタイミングで中央監視装置５に状態情報（下位データフレーム４２）を送信する。例えば、機器１Ｂから中央監視装置５に状態情報（温度設定状態など）を送信する場合、下位ネットワーク回線７Ｂを介してゲートウェイ装置２０に状態情報が送信される。ゲートウェイ装置２０は機器１Ｂからの状態情報を通信接続部２１Ｂによって受信する。通信接続部２１Ｂによって受信した状態情報はプロトコル変換部２２によってプロトコル変換される。

下位データフレーム４２を上位データフレーム４１に変換する場合、下位データフレーム４２のコマンドコードおよび当該コマンドコードのデータ値を抽出し、抽出したコマンドコードおよびデータ値を検索キーとしてデータ変換テーブル６０を検索して上位データフレーム４１のオブジェクトコードおよびデータ値を取得する。そして、取得したオブジェクトコードをオブジェクト識別子のオブジェクトコードに設定し、下位データフレーム４２を送信したサブネットシステム１０Ａ〜１０Ｄ（下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｂ）を識別する識別子をオブジェクト識別子のサブネットシステム系統に設定する。プロトコル変換部２２は、下位データフレーム４２のユニットアドレスをオブジェクト識別子のインスタンスナンバのユニットアドレスに設定する。プロトコル変換部２２は、オブジェクト識別子とデータ変換テーブル６０から取得したデータ値とを上位データフレーム４１のＡＰＤＵに設定する。ゲートウェイ装置２０は、プロトコル変換部２２が変換した下位データフレーム４２によって構成される状態情報を通信接続部２５を介して中央監視装置５に送信する。

なお、本実施例においては、プロトコル変換部２２が上位ネットワーク回線６からのデータをプロトコル変換した後、接続判別部２３がどの通信接続部２１Ａ〜２１Ｄから下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄにデータを送信するかを判断したが、接続判別部２３がどの通信接続部２１Ａ〜２１Ｄから下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄにデータを送信するかを判断した後、プロトコル変換部２２が上位ネットワーク回線６からのデータをプロトコル変換してもよい。

なお、本実施例においては、下位ネットワーク回線が下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄである場合について説明したが、下位ネットワーク回線は４つに限られず、２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。この場合、ゲートウェイ装置２０は下位ネットワーク回線の数と同数の通信接続部を備えればよい。すなわち、ゲートウェイ装置２０の通信接続部は４つに限られず、２つ、３つまたは５つ以上であってもよい。

なお、機器管理システムのゲートウェイ装置２０をパーソナルコンピュータやワークステーションなどのコンピュータシステムによって構成してもよい。例えばパーソナルコンピュータによってゲートウェイ装置２０の機能を達成する場合、パーソナルコンピュータのマルチポートが複数の通信接続部２１Ａ〜２１Ｄに対応する。

なお、本実施例においては、通信接続部２１Ａ〜２１ＤがＵＳＢポートである場合について説明したが、通信接続部２１Ａ〜２１ＤはＵＳＢポートに限定されるものではなく、シリアルポート、パラレルポート、ＬＡＮ（Local Area Network）ポート、ＭＳ−ＴＰポート等、ポートを増設することによって通信接続部２１Ａ〜２１Ｄを構成してもよい。

このように実施例によれば、ゲートウェイ装置２０が上位ネットワーク回線６の通信プロトコルと下位ネットワーク回線７Ａ〜７Ｄの通信プロトコルのプロトコル変換を行うとともに、複数の通信接続部２１Ａ〜２１Ｄのうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位通信ネットワーク回線上の機器と通信を行うので、中央監視装置５は上位ネットワーク回線６における通信プロトコルと、下位ネットワーク回線における通信プロトコルを意識することなく機器１Ａ〜１Ｄの管理・制御を行うことができるとともに、ゲートウェイ装置は簡易な構成で多くの機器１Ａ〜１Ｄと接続することが可能となる。機器管理システムは多くの機器１Ａ〜１Ｄと接続するので、機器管理システムは少ないトラフィックで機器１Ａ〜１Ｄの管理・制御を行うことが可能となる。また、パーソナルコンピュータには複数ポートが搭載されていることが通常であり、ポートの増設がハブによって容易に行えるため、通信接続部２１Ａ〜２１ＤをＵＳＢポートで構成することによって簡易な構成でゲートウェイ装置２０の通信接続部２１Ａ〜２１Ｄの機能を達成することが可能となる。

以上のように、本発明にかかる機器管理システムおよびゲートウェイ装置は、機器の管理・制御に適している。

実施例に係るゲートウェイ装置が適用される機器管理システムの構成を示す図である。 実施例に係るゲートウェイ装置の構成を示すブロック図である。 ゲートウェイ装置のデータの送受信の手順を示すフローチャートである。 上位データフレームの構成の一例を示す図である。 オブジェクト識別子情報の構成の一例を示す図である。 オブジェクト情報の構成の一例を示す図である。 データ変換テーブルの構成の一例を示す図である。 下位データフレームの構成の一例を示す図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｄ 機器
５ 中央監視装置
６ 上位ネットワーク回線
７Ａ〜７Ｄ 下位ネットワーク回線
１０Ａ〜１０Ｄ サブネットシステム
２０ ゲートウェイ装置
２１Ａ〜２１Ｄ，２５ 通信接続部
２２ プロトコル変換部
２３ 接続判別部
２９ 制御部
４１ 上位データフレーム
４２ 下位データフレーム
５０ オブジェクト識別子情報
５５ オブジェクト情報
６０ データ変換テーブル

Claims (4)

1. 第１の通信プロトコルで情報の送受信を行う上位通信ネットワークと、第２の通信プロトコルで情報の送受信を行う複数の下位通信ネットワークとの間に配置されて前記上位ネットワークと前記下位ネットワークを接続するゲートウェイ装置と、
   前記各下位ネットワーク上に接続される１〜複数の管理対象の機器と、
   前記上位ネットワーク上で前記各機器の管理を行う機器管理装置と、を有する機器管理システムにおいて、
   前記ゲートウェイ装置は、
   前記第１の通信プロトコルを前記第２の通信プロトコルに変換するとともに、前記第２の通信プロトコルを前記第１の通信プロトコルに変換するプロトコル変換部と、
   前記下位通信ネットワーク毎に前記各下位通信ネットワークと接続して、前記下位通信ネットワーク上の各機器と情報の送受信を行う複数の通信接続部と、
   前記機器管理装置が前記各機器に送信する情報に含まれる前記各機器を識別する識別情報に基づいて、前記複数の通信接続部のうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位通信ネットワークの機器と通信を行う接続切替部と、
   を備えることを特徴とする機器管理システム。
2. 前記通信接続部は、ＵＳＢポートであることを特徴とする請求項１に記載の機器管理システム。
3. 前記識別情報は、前記各機器毎に設定される機器のアドレスであることを特徴とする請求項１または２に記載の機器管理システム。
4. 第１の通信プロトコルで情報の送受信を行う上位通信ネットワークと、第２の通信プロトコルで情報の送受信を行う複数の下位通信ネットワークとの間に配置されて、前記各下位ネットワーク上に接続される１〜複数の管理対象の機器と、前記上位ネットワーク上で前記各機器の管理を行う機器管理装置とを前記上位ネットワークおよび前記下位ネットワークを介して接続するゲートウェイ装置において、
   前記第１の通信プロトコルを前記第２の通信プロトコルに変換するとともに、前記第２の通信プロトコルを前記第１の通信プロトコルに変換するプロトコル変換部と、
   前記下位通信ネットワーク毎に前記各下位通信ネットワークと接続して、前記下位通信ネットワーク上の各機器と情報の送受信を行う複数の通信接続部と、
   前記機器管理装置が前記各機器に送信する情報に含まれる前記各機器を識別する識別情報に基づいて、前記複数の通信接続部のうちの１つを有効とし、有効とした通信接続部を用いて下位通信ネットワークの機器と通信を行う接続切替部と、
   を備えることを特徴とするゲートウェイ装置。

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