JP5027445B2 - 設備監視制御装置、データ中継器 - Google Patents
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設備監視制御装置は、例えば、設備系機器とRS−485コネクタにより接続される。
しかしながら、プロセッサの通信用端子の数には限りがあるという問題がある。
これを解決するためには、プロセッサを変更することも考えられるが、コスト面から望ましくない。
また、データ中継器は、外部装置から送信されたデータに、当該データを受信した通信ポートを識別するための識別情報を付加し、前記プロセッサに送信するので、データを受信した前記プロセッサは、どの通信ポートから受信されたデータであるかを識別することができる。したがって、複数の外部装置と適切にデータ通信を行うことができる。また、スイッチ等を用いて手動により回路を切り換え、通信相手となる外部装置を選択する場合には、手動のため高速に切り換えるのは難しく、また、一の外部装置としか通信できないという問題があるが、本発明では、ほぼ同時に複数の外部装置と通信することができる。
ここで、前記識別情報付加手段は、所定サイズのデータ毎に前記識別情報を付加し、前記識別情報を付加した前記所定サイズのデータを、前記複数の通信ポートから前記所定サイズ分のデータを受信した順に前記プロセッサに送信するとしても良い。
これにより、複数の外部装置からデータが送信された場合に、一の通信ポートから受信したデータのみを連続して前記プロセッサに送信するということはないので、前記プロセッサに複数の外部装置からのデータをあまり遅延させることなく送信することができる。
これにより、受信の不具合によりタイミングがずれたとき、1バイトずらす事により、容易に復旧することができる。また、1バイト受信する毎に識別情報を付加し、前記プロセッサに送信するので、データの遅延を軽減することができる。
ここで、前記プロセッサは、前記複数の外部装置の何れかに送信すべきデータに、前記データ中継器における当該データを送信する通信ポートを識別するための識別情報を付加する識別情報付加手段と、前記識別情報が付加されたデータを前記データ中継器に送信する送信手段と、を含み、前記データ中継器は、さらに、前記プロセッサから、前記識別情報が付加されたデータを受信する受信手段と、前記識別情報を取り除いたデータを当該識別情報により識別される通信ポートから、当該通信ポートと接続される外部装置に送信するデータ送信手段と、を含むとしても良い。
ここで、前記データ中継器は、前記プロセッサより受信したデータ、及び前記複数の外部装置より受信したデータを格納するためのバッファメモリと、半二重通信、及び全二重通信の何れかを選択する切り換え手段とを含み、前記全二重通信が選択されている場合には、前記プロセッサより受信したデータと、前記複数の外部装置より受信したデータとを、前記バッファメモリの領域を分けて格納し、前記半二重通信が選択されている場合には、前記プロセッサより受信したデータと、前記外部装置より受信したデータとを前記バッファメモリに時分割で格納するとしても良い。
ここで、前記プロセッサは、前記データ中継器における各通信ポートと、前記各通信ポートを識別するための識別情報との対応を示す対応情報を保持する保持手段を含み、前記送信手段は、さらに、前記対応情報を前記データ中継器に送信し、前記データ中継器における前記データ送信手段は、前記識別情報を取り除いたデータを、前記対応情報に基づいて、当該識別情報に対応する通信ポートからデータを送信し、前記データ中継器における前記識別情報付加手段は、前記受信したデータに、前記対応情報に基づいて、当該データを受信した通信ポートに対応する前記識別情報を付加するとしても良い。
<概要>
先ず始めに、本発明に係る設備監視制御装置の概要について説明する。本発明に係る設備監視制御装置は、図1に示すようなシステムで用いられる。図1に示すシステムは、設備監視制御装置300、クライアントPC400、照明制御設備500、及び電力計測端末600を含んで構成される。設備監視制御装置300は、データ中継器100およびプロセッサ200を含んで構成される。
データ中継器100は、シリアルポートを3つ備え、そのうちの1つはプロセッサ200と接続され、残りは照明制御設備500、および電力計測端末600と接続される。例えば、プロセッサ200、照明制御設備500、および電力計測端末600とはRS485コネクタにより接続される。
クライアントPC400は、インターネットまたはイントラネットを介して設備監視制御装置300にアクセス可能であり、Webブラウザを通じて照明制御設備500や電力計測端末600の状態監視および制御を行うことが可能である。これにより、クライアントPC400に係るユーザは、簡単に、照明制御設備の点灯状況を把握したり、照明の点滅や調光などの設定を変更したりできる。
電力計測端末600は、データ中継器100とシリアル接続される外部装置である。例えば、データ中継器100から送信されたコマンドデータを受信し、計測した電力量を示すデータを定期的にデータ中継器100に送信する。
続いて、本発明に係る設備監視制御装置300について図面を参照しながらさらに詳細に説明する。
<構成>
図2は、設備監視制御装置300に含まれるデータ中継器100の構成を示す機能ブロック図である。データ中継器100は、インタフェース部101、受信処理部102、識別情報解析部103、対応情報記憶部104、バッファ105、106、送信処理部107、108、インタフェース部109、110、受信処理部111、112、バッファ113、114、識別情報付加部115、および送信処理部116を含んで構成される。
インタフェース部101は、プロセッサ200との間でシリアルでのデータ通信を行う。通信の際は、一度に 1 ビットずつビットストリームを送る。プロセッサ200からデータが送信されると、それを受信し、インタフェース部101のバッファに格納する。送信処理部116からデータを受け取ると、インタフェース部101のバッファに格納し、プロセッサ200に送信する。
識別情報解析部103は、受信処理部102により伝送されるデータを1バイト単位で読み込み、対応情報記憶部104に記憶されている対応情報に基づき、識別情報を解析する。そして、解析された識別情報に基づき、識別情報を取り除いたデータをバッファ105、あるいはバッファ106に格納する。より具体的には、識別情報として、インタフェース部109に対応する識別情報が付加されているデータは、バッファ105に格納し、インタフェース部110に対応する識別情報が付加されているデータは、バッファ106に格納する。
バッファ106には、識別情報解析部103により識別情報が取り除かれたデータが格納される。より具体的には、格納されるデータは、識別情報として、インタフェース部110に対応する識別情報が付加されているデータである。
送信処理部107は、バッファ105に格納されているデータサイズと、インタフェース部109における送信状況とを判断し、バッファ105がオーバーフローしないよう処理を行う。
インタフェース部109は、具体的にはシリアルポートであり、ドライバICを含む通信回路と外部接続用のコネクタ、例えば、RS485コネクタを含んで構成される。
インタフェース部110は、電力計測端末600とシリアル接続され、データの送受信を行う。通信の際は、一度に 1 ビットずつビットストリームを送る。電力計測端末600からデータが送信されると、それを受信し、インタフェース部110のバッファに格納する。送信処理部108からデータを受け取ると、インタフェース部110のバッファに格納し、電力計測端末600に送信する。
受信処理部112は、インタフェース部110により受信されたデータをバイトデータに変換し、バッファ114に格納する。より具体的には、受信したデータにおけるスタートビットを検出し、後に続く8ビットをバッファ114に格納する。
バッファ114には、インタフェース部110により受信されたデータが格納される。
識別情報付加部115は、バッファ113、またはバッファ114に1バイト分のデータが格納されているか否かを判断し、バッファ113、またはバッファ114に1バイト分のデータが格納されていると判断した場合には、それを取り出し、対応情報記憶部104に記憶されている対応情報に基づき、取り出したデータに識別情報を付加し、送信処理部116に伝送する。より具体的には、バッファ113からデータを取り出した場合には、インタフェース部109に対応する識別情報を付加し、バッファ114からデータを取り出した場合には、インタフェース部110に対応する識別情報を付加する。
以上がデータ中継器100の構成である。なお、本実施形態は、全二重通信を対象としているため、アドレス毎にバッファ領域を分けて使用される。
続いてプロセッサ200の構成について説明する。図3は、プロセッサ200の構成を示す機能ブロック図である。プロセッサ200は、インタフェース部201、および処理部210を含んで構成される。処理部210は、識別情報付加部211、対応情報記憶部212、および識別情報解析部213を含んで構成される。処理部210に含まれる識別情報付加部211、対応情報記憶部212、および識別情報解析部213により、本発明における特徴的な処理が行われる。
インタフェース部201は、データ中継器100との間でシリアルでのデータ通信を行う。通信の際は、一度に 1 ビットずつビットストリームを送る。データ中継器100からデータを受信すると、インタフェース部201のバッファに格納する。その後、バイトデータに変換し、識別情報解析部213に送信する。識別情報付加部211からデータを受け取ると、インタフェース部201のバッファに格納し、シリアル信号に変換した後、データ中継器100に送信する。
続いて、本発明における特徴的な処理をより具体的に説明する。
識別情報付加部211は、対応情報記憶部212に記憶されている対応情報に基づき、1バイト単位でコマンドデータに識別情報を付加し、インタフェース部201に送信する。より具体的には、照明制御設備500にデータを送信する場合には、照明制御設備500とシリアル接続されるデータ中継器100に係るインタフェース部109に対応する識別情報を付加する。また、電力計測端末600にデータを送信する場合には、電力計測端末600とシリアル接続されるデータ中継器100に係るインタフェース部110に対応する識別情報を付加する。
識別情報解析部213は、インタフェース部201より送信されるデータを1バイト単位で読み込み、対応情報記憶部212に記憶されている対応情報に基づき、識別情報を解析する。
なお、インタフェース部101の通信速度は、バッファがオーバーフローしないように、例えば、インタフェース部109およびインタフェース部110の通信速度の和とする。
<データ>
続いて、対応情報記憶部104により記憶されている対応情報について説明する。図4は、対応情報を示す。図4に示すように、対応情報は、識別情報401と、シリアルポート情報402とから構成される。
シリアルポート情報402は、インタフェース部109およびインタフェース部110の番号を示す。ここで、“0”はインタフェース部109を示し、“1”はインタフェース部110を示すものとする。
<動作>
続いて、設備監視制御装置300の動作について説明する。
まず、インタフェース部109が照明制御設備500からデータを受信すると、受信処理部111はバッファ113に受信したデータを格納し、インタフェース部110が電力計測端末600からデータを受信すると、受信処理部112はバッファ114に受信したデータを格納する。
識別情報付加処理を経ると、送信処理部116は、識別情報付加処理により識別情報が付加されたデータをシリアル信号に変換し、インタフェース部101に送る。
そして、インタフェース部101は、受け取ったシリアル信号を1ビットずつプロセッサ200に送信する。
識別情報付加部115は、バッファ113に1バイト分のデータが格納されているか否かを判断する(ステップS601)。
1バイト分のデータが格納されている場合には(ステップS601でYes)、バッファ113からデータを取り出し、対応情報記憶部104に記憶されている対応情報に基づき、識別情報を付加する(ステップS602)。具体的には、バッファ113にはインタフェース部109から受信されたデータが格納されるので、図4に示すように、識別情報“0x23”を付加する。
ステップS603の処理が終了すると、または、1バイト分のデータが格納されていない場合には(ステップS601でNo)、続いて識別情報付加部115は、バッファ114に1バイト分のデータが格納されているか否かを判断する(ステップS604)。
ステップS606の処理が終了すると、または、1バイト分のデータが格納されていない場合には(ステップS604でNo)、ステップS601に移行し、同様の処理を繰り返す。
まず、インタフェース部101、受信処理部102、および識別情報解析部103による識別情報解析処理を行う。識別情報解析処理についての詳細は後述する。
識別情報解析処理を経ると、送信処理部107はバッファ105にデータが格納されている場合は、データを取り出し、シリアル信号に変換し、インタフェース部109に送信する。送信処理部108はバッファ106にデータが格納されている場合は、データを取り出し、シリアル信号に変換し、インタフェース部110に送信する。
以下に、識別情報解析処理について図7に示すフローチャートを用いて説明する。
インタフェース部101は、プロセッサ200からのデータの受信があるまで(ステップS702でNo)、受信待ちの状態である(ステップS701)。
識別情報解析部103は、さらに次の1バイト分のデータを読み込み、保存したシリアルポート情報に基づき、バッファ105、あるいはバッファ106にデータを格納する(ステップS704)。データを格納すると、ステップS702に移行する。
以上のように本実施形態によれば、プロセッサ200は、一つしかシリアルポートを備えていない場合であっても、3つのシリアルポートを備えるデータ中継器100を介することにより、照明制御設備500および電力計測端末600という2つの外部装置とデータのやり取りを行うことができる。
第一実施形態では、全二重通信を対象としているため、データ中継器100はアドレス毎にバッファ領域を分けて、プロセッサ200から受信したデータと、照明制御設備500および電力計測端末600から受信したデータとをバッファに格納していた。そのため、アドレス毎に区別されたそれぞれのバッファ領域は非常に小さいという問題があった。そこで、第二実施形態は、全二重通信と半二重通信とを切り換える切り換え手段を含み、バッファ領域を区別する必要のない半二重通信時には、データを時分割でバッファに格納するとし、バッファを有効活用できる実施形態である。その場合のデータ中継器100aの機能ブロック図を図8に示す。データ中継器100aは、第一実施形態におけるデータ中継器100の構成要素に加え、さらに、全二重/半二重切り換え部117を含んで構成される。また、識別情報解析部103、バッファ105、106、送信処理部107、108、受信処理部111、112、バッファ113、114、および識別情報付加部115に代え、識別情報解析部103a、バッファ105a、106a、送信処理部107a、108a、受信処理部111a、112a、および識別情報付加部115aを備える。
識別情報解析部103aは、受信処理部102により伝送されるデータを1バイト単位で読み込み、対応情報記憶部104に記憶されている対応情報に基づき、識別情報を解析する。ここで、全二重通信が選択されている場合には、解析された識別情報に基づき、バッファ105aにおけるプロセッサ200から照明制御設備500へのデータを格納する領域、あるいはバッファ106aにおけるプロセッサ200から電力計測端末600へのデータを格納する領域にデータを格納する。ここで、バッファ105aにおいて、照明制御設備500からプロセッサ200へのデータを格納する領域、およびプロセッサ200から照明制御設備500へのデータを格納する領域は予め設定されているものとする。同様に、バッファ106aにおいて、電力計測端末600からプロセッサ200へのデータを格納する領域、およびプロセッサ200から電力計測端末600へのデータを格納する領域も予め設定されているものとする。領域の設定は、例えば、2等分である。また、半二重通信が選択されている場合は、解析された識別情報に基づき、バッファ105a、あるいはバッファ106aにデータを格納する。すなわち、半二重通信が選択されている場合は、バッファ105a、106aにおいて、データ領域を区別せずに時分割でバッファの全領域を使用する。
ここで、データ転送方向フラグは、バッファ105a、106aに格納されているデータが、プロセッサ200に送信すべきデータであるのか、あるいは照明制御設備500または電力計測端末600に送信すべきデータであるのかを区別するために用いるフラグである。全二重通信では、データの通信方向により予めバッファ領域は区別されているが、半二重通信の場合では、バッファ105a、106aにデータが時分割で格納されるため、格納されているデータの通信方向を認識する必要がある。データ転送方向フラグが立っている場合には、照明制御設備500または電力計測端末600に送信すべきデータであることを示し、データ転送方向フラグが下りている場合には、プロセッサ200に送信すべきデータであることを示す。
<動作>
続いて、動作について説明する。全体的な動作の流れは、第一実施形態と同様であるので、ここでは主に差異点について説明する。
識別情報付加部115aは、全二重/半二重切り換え部117により全二重通信が選択されている場合には、基本的には図6に示される識別情報付加部115と同様の動作を行う。すなわち、バッファ105a中の照明制御設備500からプロセッサへのデータを格納する領域、あるいはバッファ106a中の電力計測端末600からプロセッサへのデータを格納する領域に1バイト分のデータが格納されているか否かを交互に判断し、1バイト分のデータが格納されていると判断した場合には、そのデータを取り出し、識別情報を付加した後、送信処理部116に伝送する。
インタフェース部101、受信処理部102、および識別情報解析部103aは、全二重/半二重切り換え部117により全二重通信が選択されている場合には、基本的には図7に示される処理と同様の処理を行う。ただし、全二重/半二重切り換え部117により半二重通信が選択されている場合には、以下の点が異なる。すなわち、図7に示されるステップS704の処理において、第一実施形態における識別情報解析部103はデータを格納するだけであったが、識別情報解析部103aは、データを格納する際にデータ転送方向フラグを立てる。
(変形例)回復処理
第一実施形態では、識別情報解析部103はデータを受信すると最初の1バイトを識別情報と判断し、次の1バイトをデータと判断していた。
図9は、インタフェース部101、受信処理部102、および識別情報解析部103bによる回復処理を示すフローチャートである。
インタフェース部101は、プロセッサ200からのデータの受信があるまで(ステップS902でNo)、受信待ちの状態である(ステップS901)。
読み込んだデータが識別情報であると判断すると(ステップS904でYes)、識別情報を解析する(ステップS907)。そして、識別情報に対応するシリアルポート情報を保存する。
データを格納すると、ステップS902に移行する。
インタフェース部101が、プロセッサ200からのデータを受信すると(ステップS902でYes)、同様の処理を繰り返す。
(補足)
以上、本発明に係る設備監視制御装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限られないことは勿論である。
上記実施の形態では、データ中継器100、100aと接続される外部装置を照明制御設備500、電力計測端末600としたが、接続される外部装置はこれらに限らず、例えば、空調設備等であっても良い。
上記実施の形態では、識別情報付加部115はバッファ113、114に1バイト分のデータが格納されているか否かを交互に判断するとしたが、受信処理部111、112が1バイトのデータを受信した毎に識別情報付加部115に対して割り込みを通知するとしても良い。これにより、識別情報付加部115は、データを受信した順に当該データを送信することができる。また、識別情報付加部115aについても同様である。
上記実施の形態では、対応情報記憶部104は、予め決められている対応情報を記憶しているとしたが、対応情報をユーザ設定により決定するとしても良いし、対応情報を更新するとしても良い。その場合には、例えば、データ中継器100にかかる受信処理部102がプロセッサ200から新たな対応情報を受信し、対応情報記憶部104に新たな対応情報を記録することにより、対応情報を更新するとしても良い。また、他の対応情報を記録している記録装置と取り替えることにより、対応情報を変更するとしても良い。
上記実施の形態では、インタフェース部は、RS485としたが、それに限らず、例えば、RS−232C、RS−422、USB(Universal Serial Bus)、IrDA(Infrared Data Association)、IEEE1394でも良い。
200 プロセッサ
300 設備監視制御装置
400 クライアントPC
500 照明制御設備
600 電力計測端末
101、109、110、201 インタフェース部
102、111、111a、112、112a 受信処理部
103、103a、213 識別情報解析部
104、212 対応情報記憶部
105、105a、106、106a、113、114 バッファ
107、107a、108、108a、116 送信処理部
115、115a、211 識別情報付加部
117 全二重/半二重切り換え部
Claims (6)
- 複数の外部装置の監視制御を行うプロセッサを有する設備監視制御装置であって、
前記プロセッサと、前記複数の外部装置との間にデータ中継を行うデータ中継器を介在させ、
前記データ中継器は、
前記複数の外部装置と1対1に対応する形態で接続するための複数の通信ポートと、
前記複数の外部装置と接続される前記複数の通信ポートのうち、一の通信ポートから受信したデータに、当該データを受信した通信ポートを識別するための識別情報を付加し、前記プロセッサに送信する識別情報付加手段と含み、
前記識別情報付加手段は、受信したデータについて所定サイズの部分データ毎に前記識別情報を付加し、前記識別情報を付加した前記所定サイズの部分データを、前記複数の通信ポートから前記所定サイズ分の部分データを受信した順に前記プロセッサに送信する
ことを特徴とする設備監視制御装置。 - 前記所定サイズは、1バイトである
ことを特徴とする請求項1記載の設備監視制御装置。 - 前記プロセッサは、
前記複数の外部装置の何れかに送信すべきデータに、前記データ中継器における当該データを送信する通信ポートを識別するための識別情報を付加する識別情報付加手段と、
前記識別情報が付加されたデータを前記データ中継器に送信する送信手段と、を含み、
前記データ中継器は、さらに、
前記プロセッサから、前記識別情報が付加されたデータを受信する受信手段と、
前記識別情報を取り除いたデータを当該識別情報により識別される通信ポートから、当該通信ポートと接続される外部装置に送信するデータ送信手段と、
を含むことを特徴とする請求項1記載の設備監視制御装置。 - 前記データ中継器は、
前記プロセッサより受信したデータ、及び前記複数の外部装置より受信したデータを格納するためのバッファメモリと、
半二重通信、及び全二重通信の何れかを選択する切り換え手段とを含み、
前記全二重通信が選択されている場合には、前記プロセッサより受信したデータと、前記複数の外部装置より受信したデータとを、前記バッファメモリの領域を分けて格納し、
前記半二重通信が選択されている場合には、前記プロセッサより受信したデータと、前記外部装置より受信したデータとを前記バッファメモリに時分割で格納する
ことを特徴とする請求項3記載の設備監視制御装置。 - 前記プロセッサは、
前記データ中継器における各通信ポートと、前記各通信ポートを識別するための識別情報との対応を示す対応情報を保持する保持手段を含み、
前記送信手段は、さらに、前記対応情報を前記データ中継器に送信し、
前記データ中継器における前記データ送信手段は、前記識別情報を取り除いたデータを、前記対応情報に基づいて、当該識別情報に対応する通信ポートからデータを送信し、
前記データ中継器における前記識別情報付加手段は、前記受信したデータに、前記対応情報に基づいて、当該データを受信した通信ポートに対応する前記識別情報を付加する
ことを特徴とする請求項4記載の設備監視制御装置。 - 複数の外部装置からデータを受信し、受信したデータをプロセッサへ送信するデータ中継器であって、
前記複数の外部装置と1対1に対応する形態で接続するための複数の通信ポートと、
前記複数の外部装置と接続される前記複数の通信ポートのうち、一の通信ポートから受信したデータに、当該データを受信した通信ポートを識別するための識別情報を付加し、前記プロセッサに送信する識別情報付加手段とを含み、
前記識別情報付加手段は、受信したデータについて所定サイズの部分データ毎に前記識別情報を付加し、前記識別情報を付加した前記所定サイズの部分データを、前記複数の通信ポートから前記所定サイズ分の部分データを受信した順に前記プロセッサに送信する
ことを特徴とするデータ中継器。
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JP2007316909A (ja) | 2007-12-06 |
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