JP5046571B2 - Measuring system - Google Patents
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Description
本発明は、計測対象体についてのパラメータを計測した計測データを出力する複数の計測モジュールが通信回線を介して接続されて構成された計測システムに関するものである。 The present invention relates to a measurement system configured by connecting a plurality of measurement modules that output measurement data obtained by measuring parameters of a measurement object via a communication line.
複数のモジュールが通信回線を介して接続されたシステムにおいて、各モジュールがデータを同時に送信したときには、通信回線上でデータの衝突が発生して通信が困難となるおそれがある。このため、この種システムは、一般的に、データの衝突の発生を防止する手段を備えて構成されている。この種の手段を備えたシステムとして、特開2000−196701号公報に開示された通信制御システムが知られている。この通信制御システムは、通信回線(通信媒体)に接続されると共にその通信回線を介して互いにデータを通信する複数の通信端末を備えて構成されている。この場合、各通信端末は、通信回線を介してデータを送受信する通信手段と、疑似ランダムデータを生成する疑似ランダムデータ生成手段と、通信手段を制御する通信制御手段と、通信回線上のキャリアを検出するキャリア検出手段とを備えて構成されている。この通信制御システムでは、通信回線上にキャリアが存在しないことがキャリア検出手段によって確認されたときに、通信制御手段が、疑似ランダムデータによって特定されるランダムな待機時間だけデータ送信を待機させるように通信手段を制御する。このため、この通信制御システムでは、データ送信の待機時間が各通信端末に対してそれぞれ一意に固定された構成とは異なり、データの衝突の発生を防止しつつ、各通信端末が同等の確率でデータ送信することが可能となっている。
ところが、従来の通信制御システムには、以下の問題点がある。すなわち、この通信制御システムでは、通信手段に対してデータ送信を待機させる待機時間をランダムに規定することにより、通信回線上におけるデータの衝突の発生を防止している。しかしながら、ランダムな待機時間を得るためには、複雑な演算処理が必要なため、例えば、各通信端末が短い周期でデータ送信を繰り返すようなシステムにおいては、通信制御手段による処理の負担が増大して、データの確実な送信が困難となるおそれがある。また、シングルタスクのCPUが上記した通信制御手段として機能し、かつそのCPUが他の処理も行う場合には、待機中に通信処理以外の他の処理を実行することが困難なため、通信端末全体としての処理効率が低下するという問題点も存在する。 However, the conventional communication control system has the following problems. That is, in this communication control system, occurrence of data collision on the communication line is prevented by randomly defining a waiting time for the communication means to wait for data transmission. However, in order to obtain a random waiting time, complicated arithmetic processing is required. For example, in a system in which each communication terminal repeats data transmission in a short cycle, the burden of processing by the communication control means increases. Therefore, there is a risk that reliable transmission of data may be difficult. In addition, when a single task CPU functions as the communication control means described above and the CPU also performs other processes, it is difficult to execute other processes other than the communication process during standby. There is also a problem that the overall processing efficiency is lowered.
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、短い周期でデータの送信を繰り返す状況のときにおいてもデータを確実に送信すると共に処理効率を向上し得る計測システムを提供することを主目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and it is a main object of the present invention to provide a measurement system capable of reliably transmitting data and improving processing efficiency even in a situation where data transmission is repeated in a short cycle. Objective.
上記目的を達成すべく請求項1記載の計測システムは、計測対象体についてのパラメータを計測して計測データを生成する計測部と、通信回線を介して前記計測データを送信するデータ送信部と、当該データ送信部を制御する制御部とを有する複数の計測モジュールが前記通信回線に接続可能に構成された計測システムであって、前記各計測モジュールは、互いに異なる識別番号がそれぞれ付与されて構成され、前記各計測モジュールの前記各制御部は、前記通信回線を介して他の前記計測モジュールと通信することにより、当該通信回線に接続されている前記計測モジュールの数を示す第1数値を特定し、当該特定した第1数値および現在時刻を示す第2数値に基づいて演算した第1演算結果と、前記第1数値および前記識別番号に基づいて演算した第2演算結果とが一致したときに前記データ送信部に対して前記計測データを送信させる。この場合、本発明における通信回線には、有線通信回線および無線通信回線の両者が含まれる。 In order to achieve the above object, the measurement system according to claim 1, a measurement unit that measures a parameter of a measurement object and generates measurement data, a data transmission unit that transmits the measurement data via a communication line, A measurement system having a plurality of measurement modules having a control unit for controlling the data transmission unit is connectable to the communication line, and each measurement module is configured by being given a different identification number. , wherein each controller of each measurement module, via the communication line by communicating with other of the measurement module identifies the first number indicating the number of the measurement module connected to the communication line a first calculation result calculated based on the second number indicating the first numerical value and current time the specified, based on the first numerical value and the identification number Wherein to transmit the measured data to the data transmission unit when the second operation result of calculation is matched. In this case, the communication line in the present invention includes both a wired communication line and a wireless communication line.
また、請求項2記載の計測システムは、請求項1記載の計測システムにおいて、前記制御部は、前記第2数値としての前記現在時刻における秒を示す数値を前記第1数値で除算して求めた前記第1演算結果としての第1剰余値と、前記識別番号を前記第1数値で除算して求めた前記第2演算結果としての第2剰余値とが一致したときに前記データ送信部に対して前記計測データを送信させる。 Further, in the measurement system according to claim 2, in the measurement system according to claim 1, the control unit obtains the numerical value indicating the second at the current time as the second numerical value by dividing by the first numerical value. When the first remainder value as the first computation result matches the second remainder value as the second computation result obtained by dividing the identification number by the first numerical value, the data transmission unit The measurement data is transmitted.
請求項1記載の計測システムによれば、制御部が、計測モジュールの数を示す第1数値および現在時刻を示す第2数値に基づいて演算した第1演算結果と、第1数値および識別番号に基づいて演算した第2演算結果とが一致したときにデータ送受信部に対して計測データを送信させることにより、ランダムな待機時間を得るための複雑な演算を必要とする従来のシステムと比較して、制御部に対する負担を十分に軽減することができる。このため、短い周期で計測データの送信を繰り返す状況のときにおいても計測データを確実に送信することができる。また、データ送信部に対する制御の非実行時において制御部に他の処理を実行させることができるため、待機状態において他の処理の実行が困難な従来のシステムと比較して、計測システム全体としての処理効率を十分に向上させることができる。 According to the measurement system of the first aspect, the control unit calculates the first calculation result calculated based on the first numerical value indicating the number of measurement modules and the second numerical value indicating the current time, and the first numerical value and the identification number. Compared with a conventional system that requires a complicated calculation to obtain a random waiting time by transmitting measurement data to the data transmitter / receiver when the second calculation result calculated based on The burden on the control unit can be sufficiently reduced. For this reason, measurement data can be reliably transmitted even in a situation where transmission of measurement data is repeated in a short cycle. In addition, since the control unit can execute other processes when the control for the data transmission unit is not executed, the measurement system as a whole can be compared with a conventional system that is difficult to execute other processes in the standby state. Processing efficiency can be sufficiently improved.
また、請求項2記載の計測システムによれば、制御部が、現在時刻における秒を示す数値を第1数値で除算して求めた第1演算結果としての第1剰余値と、識別番号を第1剰余値で除算して求めた第2演算結果としての第2剰余値とが一致したときにデータ送受信部に対して計測データを送信させることにより、両演算結果(両剰余値)を求める演算式が簡易な分、計測データを送信させる処理を短時間で実行することができる。 According to the measurement system of claim 2, the control unit obtains the first remainder value as the first calculation result obtained by dividing the numerical value indicating the second at the current time by the first numerical value, and the identification number. An operation for obtaining both operation results (both residue values) by causing the data transmitter / receiver to transmit measurement data when the second residue value as a second operation result obtained by dividing by one residue value matches. Since the formula is simple, the process of transmitting measurement data can be executed in a short time.
以下、本発明に係る計測システムの最良の形態について、添付図面を参照して説明する。 Hereinafter, the best mode of a measurement system according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
最初に、計測システム1の構成について、図面を参照して説明する。図1,2に示す計測システム1は、本発明に係る計測システムの一例であって、計測対象機器100(本発明における計測対象体)についてのパラメータを測定可能に構成されている。この場合、計測対象機器100としては、一例として、電源装置や換気装置等が該当し、電源装置における出力電圧や、換気装置における駆動モータに流れる電流等が計測対象のパラメータに該当する。
First, the configuration of the measurement system 1 will be described with reference to the drawings. A measurement system 1 shown in FIGS. 1 and 2 is an example of a measurement system according to the present invention, and is configured to be able to measure parameters of a measurement target device 100 (measurement target body in the present invention). In this case, as the
また、計測システム1は、図1,2に示すように、複数(例えば3つ)の計測モジュール11a〜11c(以下、区別しないときには「計測モジュール11」ともいう)、通信モジュール12、電源モジュール13およびモジュールバス14を備えて構成されている。計測モジュール11は、モジュールバス14のスロットに装着(着脱)可能に構成されている。また、計測モジュール11は、モジュールバス14に装着された状態において、背面に配設された図外のコネクタとモジュールバス14のコネクタ41(図1参照)とが接続されて、モジュールバス14を介して通信モジュール12および電源モジュール13に接続される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the measurement system 1 includes a plurality of (for example, three)
また、計測モジュール11は、図3に示すように、計測部21、制御部22、データメモリ23、クロック24、データ送受信部25およびROM26を備えて構成されている。計測部21は、例えばA/D変換回路を備えて構成され、計測対象機器100についてのパラメータ(例えば電流)を所定の周期でサンプリングして計測データDmを出力する。制御部22は、計測部21から出力された計測データDmをデータメモリ23に記憶させる。また、制御部22は、後述するデータ送信処理50を実行することにより、データ送受信部25による計測データDm等の送受信を制御する。
As shown in FIG. 3, the
データメモリ23は、制御部22の制御に従って計測データDmを記憶する。クロック24は、時刻(現在時刻)tを示す時刻データDtを出力する。この場合、各計測モジュール11における各々のクロック24および後述する通信モジュール12のクロック31は互いに同期可能に構成されている。データ送受信部25は、本発明におけるデータ送信部に相当し、制御部22の制御に従い、データメモリ23に記憶されている計測データDmをモジュールバス14を介して通信モジュール12に送信する。また、データ送受信部25は、モジュールバス14を介して通信モジュール12との間で時刻データDtの送受信を行う。ROM26は、各計測モジュール11に付与されている識別番号Niを示す識別番号データDiを記憶する。この場合、この計測システム1では、互いに異なる整数(一例として連続する整数)が各計測モジュール11に付与される識別番号Niとして用いられている。
The
通信モジュール12は、LANや公衆回線網を介してパソコン等の機器との間で計測データDmを含む各種データの送受信を行う。また、通信モジュール12は、各計測モジュール11のクロック24と同期可能なクロック31を備えている。また、通信モジュール12は、モジュールバス14のスロットに装着可能に構成されている。この場合、通信モジュール12は、モジュールバス14に装着された状態において、背面に配設された図外のコネクタとモジュールバス14のコネクタ41(図1参照)とが接続されて、モジュールバス14を介して計測モジュール11から送信される計測データDmを入力する。
The
電源モジュール13は、例えば、商用交流電源に接続されて、モジュールバス14に装着されている計測モジュール11および通信モジュール12に対してモジュールバス14を介して電力を供給する。モジュールバス14は、本発明における通信回線に相当し、各モジュール11〜13を装着するための複数のスロット、各モジュール11〜13のコネクタ(図示せず)に接続される複数のコネクタ41(図1参照:同図では1つだけを図示する)、および各コネクタ41同士を接続する図外のバスラインを備えて構成されている。
For example, the
次に、計測システム1の動作について、図面を参照して説明する。なお、計測システム1の各計測モジュール11a〜11cには、連続する整数(一例として「1」、「2」および「3」)で構成された識別番号Niが付与されているものとする。
Next, the operation of the measurement system 1 will be described with reference to the drawings. It is assumed that each
この計測システム1では、各計測モジュール11が計測処理を実行する。具体的には、計測モジュール11の計測部21が、制御部22の制御に従い、計測対象機器100についてのパラメータを所定の周期でサンプリングして計測データDmを出力する。また、計測モジュール11の制御部22が、計測部21から出力された計測データDmをデータメモリ23に記憶させる。また、制御部22は、クロック24およびデータ送受信部25を制御して、通信モジュール12との間で時刻データDtを所定時間間隔で送受信させることにより、例えば、通信モジュール12のクロック31を基準クロックとして、クロック24をクロック31に同期させる。この処理により、各計測モジュール11のクロック24と通信モジュール12のクロック31とが互いに同期した状態に維持される。
In this measurement system 1, each
一方、制御部22は、クロック24から出力される時刻データDtに基づいて時刻tを取得すると共に、取得した時刻tに基づいて所定の時間間隔で図4に示すデータ送信処理50を実行する。この場合、データ送信処理50を実行する間隔は、データ送受信部25が計測データDmを送信するのに必要な時間(例えば0.7秒程度)よりもやや長い時間(例えば1秒程度)に規定されている。このデータ送信処理50では、制御部22は、識別番号データDiをROM26から読み出して、識別番号データDiに基づいて計測モジュール11の識別番号Niを特定する(ステップ51)。次いで、制御部22は、データ送受信部25およびモジュールバス14を介して他の計測モジュール11と通信することにより、モジュールバス14に接続されている計測モジュール11の数(計測モジュール数)を特定する(ステップ52)。
On the other hand, the
続いて、制御部22は、時刻tにおける秒を示す数値Nsを計測モジュール数を示す数値Nm(本発明における第1数値:この例では、「3」)で除算して剰余値S1(本発明における第1演算結果および第1剰余値に相当する)を算出する(ステップ53)。この場合、数値Nsは、本発明における第2数値に相当し、例えば、時刻tが10時35分11秒(以下、この時刻tを「時刻t1」ともいう)であった場合において、秒を示す「11秒」の部分に対応する値(つまり「11」)を意味する。したがって、この例では、制御部22は、上記の除算(11÷3)により、剰余値S1としての「2」を算出する。
Subsequently, the
次いで、制御部22は、識別番号Niを数値Nm(「3」)で除算して剰余値S2(本発明における第2演算結果および第2剰余値に相当する)を算出する(ステップ54)。この場合、この例では、計測モジュール11a〜11cに対して識別番号Niとしての「1」、「2」および「3」がそれぞれ付与されているため、各計測モジュール11a〜11cの制御部22は、上記の除算(1÷3、2÷3および3÷3)により、剰余値S1としての「1」、「2」および「0」をそれぞれ算出する。
Next, the
続いて、制御部22は、剰余値S1と剰余値S2とが一致するか否かを判別する(ステップ55)。この場合、剰余値S1が「2」のため、計測モジュール11a,11cの制御部22は、両剰余値S1,S2が一致しないと判別して、データ送信処理50を終了する。また、計測モジュール11bの制御部22は、両剰余値S1,S2が一致するため、データ送受信部25を制御して、計測データDmを送信させて(ステップ56)、データ送信処理50を終了する。
Subsequently, the
次に、制御部22は、上記した時刻t1(10時35分11秒)から1秒が経過した時刻(10時35分12秒:以下、この時刻tを「時刻t2」ともいう)においてデータ送信処理50を実行する。この場合、制御部22は、ステップ53において、数値Nsとしての「12」を「3」で除して、剰余値S1としての「0」を算出する。次いで、制御部22は、ステップ55を実行する。この場合、剰余値S1が「0」のため、計測モジュール11a,11bの制御部22は、両剰余値S1,S2が一致しないと判別して、データ送信処理50を終了する。また、計測モジュール11cの制御部22は、両剰余値S1,S2が一致するため、データ送受信部25を制御して、計測データDmを送信させて(ステップ56)、データ送信処理50を終了する。
Next, the
次に、制御部22は、上記した時刻t2(10時35分12秒)から1秒が経過した時刻(10時35分13秒の時点:以下、この時刻tを「時刻t3」ともいう)においてデータ送信処理50を実行する。この場合、制御部22は、ステップ53において、数値Nsとしての「13」を「3」で除して、剰余値S1としての「1」を算出する。次いで、制御部22は、ステップ55を実行する。この場合、剰余値S1が「1」のため、計測モジュール11b,11cの制御部22は、両剰余値S1,S2が一致しないと判別して、データ送信処理50を終了する。また、計測モジュール11aの制御部22は、両剰余値S1,S2が一致するため、データ送受信部25を制御して、計測データDmを送信させて(ステップ56)、データ送信処理50を終了する。
Next, the
以下、制御部22は、1秒間隔でデータ送信処理50を実行する。この場合、上記したように、両剰余値S1,S2が一致したときに制御部22が計測データDmを出力させることにより、図5に示すように、各計測モジュール11から計測データDmがそれぞれ3秒間隔で送信され、計測システム1全体としては、各計測モジュール11から送信された計測データDmがモジュールバス14を介して1秒間隔で通信モジュール12に送信される。また、計測モジュール11からの計測データDmの送信は、0.7秒程度で終了する。したがって、各計測モジュール11a〜11cから送信された計測データDmがモジュールバス14上において互いに衝突する事態が確実に防止される。
Thereafter, the
この場合、この計測システム1では、識別番号Ni、数値Nmおよび時刻tを用いた簡易な演算処理で算出した剰余値S1,S2に基づき、計測データDmを送信するタイミングが制御されている。このため、演算処理が簡易な分だけ計測データDmの出力に要する制御部22の処理負担が軽減されている。したがって、短い周期で計測データDmの送信を繰り返す状況のときにおいてもデータ送信処理50が確実に実行されて、計測データDmが確実に送信される。
In this case, in the measurement system 1, the timing of transmitting the measurement data Dm is controlled based on the remainder values S1 and S2 calculated by a simple calculation process using the identification number Ni, the numerical value Nm, and the time t. For this reason, the processing load of the
一方、制御部22は、データ送信処理50の非実行時(データ送信処理50の終了時から次のデータ送信処理50の開始時までの間)において、計測部21による計測データDmの出力を制御する処理や、データメモリ23に計測データDmを記憶させる処理等の各処理を実行する。このため、待機状態を維持している間、その待機時間を算出するための処理を実行し続けることに起因して他の処理の実行が困難な従来のシステムと比較して、制御部22ひいては計測システム1全体としての処理効率が十分に向上される。
On the other hand, the
このように、この計測システム1によれば、制御部22が、計測モジュール11の数を示す数値Nmおよび時刻tを示す数値Nsに基づいて演算した剰余値S1と、数値Nmおよび計測モジュール11の識別番号Niに基づいて演算した第2演算結果とが一致したときにデータ送受信部25に対して計測データDmを送信させることにより、ランダムな待機時間を得るための複雑な演算を必要とする従来のシステムと比較して、制御部22に対する負担を十分に軽減することができる。このため、短い周期で計測データDmの送信を繰り返す状況のときにおいても計測データDmを確実に送信することができる。また、データ送信処理50の非実行時において制御部22に対して他の処理を実行させることができるため、待機状態において他の処理の実行が困難な従来のシステムと比較して、計測システム1全体としての処理効率を十分に向上させることができる。
As described above, according to the measurement system 1, the
また、この計測システム1によれば、制御部22が、時刻tにおける秒を示す数値Nsを計測モジュール11の数を示す数値Nmで除算して求めた剰余値S1と、識別番号Niを数値Nmで除算して求めた剰余値S2とが一致したときにデータ送受信部25に対して計測データDmを送信させることにより、計測データDmを送信するタイミングを確定するために必要な両剰余値S1,S2を求める演算式が簡易な分、データ送信処理50を短時間で実行することができる。
Further, according to the measurement system 1, the
なお、本発明は、上記の構成に限定されない。例えば、3台の計測モジュール11を備えた例について上記したが、計測モジュール11の数はこれに限定されず、任意に規定することができる。この場合、計測モジュール11の制御部22が、データ送信処理50において、計測モジュール11の数に対応する数値Nmに基づいて剰余値S1を算出することで、上記した計測システム1と同様の効果を実現することができる。
In addition, this invention is not limited to said structure. For example, although an example in which three
1 計測システム
11,11a〜11c 計測モジュール
21 計測部
22 制御部
14 モジュールバス
24 クロック
25 データ送受信部
100 計測対象機器
Dm 計測データ
Ni 識別番号
Nm 数値
Ns 数値
S1,S2 剰余値
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記各計測モジュールは、互いに異なる識別番号がそれぞれ付与されて構成され、
前記各計測モジュールの前記各制御部は、前記通信回線を介して他の前記計測モジュールと通信することにより、当該通信回線に接続されている前記計測モジュールの数を示す第1数値を特定し、当該特定した第1数値および現在時刻を示す第2数値に基づいて演算した第1演算結果と、前記第1数値および前記識別番号に基づいて演算した第2演算結果とが一致したときに前記データ送信部に対して前記計測データを送信させる計測システム。 A plurality of measurement units each including a measurement unit that measures parameters of a measurement object and generates measurement data, a data transmission unit that transmits the measurement data via a communication line, and a control unit that controls the data transmission unit A measurement system configured such that a module is connectable to the communication line,
Each of the measurement modules is configured with different identification numbers from each other,
The control units of the measurement modules identify a first numerical value indicating the number of the measurement modules connected to the communication line by communicating with the other measurement modules via the communication line, When the first calculation result calculated based on the specified first numerical value and the second numerical value indicating the current time matches the second calculation result calculated based on the first numerical value and the identification number, the data A measurement system that transmits the measurement data to a transmission unit.
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