JP5186421B2 - ワイヤレス計測システムおよびワイヤレス通信機器の動作モード変更方法 - Google Patents

ワイヤレス計測システムおよびワイヤレス通信機器の動作モード変更方法 Download PDF

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本発明は、状態量を計測し、計測したデータを情報処理機器に無線回線を介して送信するワイヤレス通信機器と、ワイヤレス通信機器から受信したデータに基づいて状態量の管理を行う情報処理機器と、前記状態量を制御する制御機器とからなるワイヤレス計測システムに関するものである。
流量計や温湿度計などのセンサ機器では、省配線によるコストダウンや遠隔地からの監視・制御を行うために、従来の有線接続に替わって、電波を利用したワイヤレス通信機能が利用されることがある(例えば特許文献1参照)。図10はこのようなワイヤレス通信機能を利用した従来のワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図である。ワイヤレス計測システムは、一般に、リレーノードやゲートウェイノードなどの親ノードである情報処理機器101と、末端のリーフノードであるワイヤレス通信機器102とから構成される。ワイヤレス通信機器102から無線送信されるデータは、情報処理機器101を通じてデータベース103へ蓄積される。
ワイヤレス通信機器102は、ネットワークの末端にあるノードで、通信を行う回数も情報処理機器101に比べて少ない。そのため、電力消費量も情報処理機器101に比べて小さいことが特長である。また、ワイヤレス計測機器に対しては信号線と同時に給電線もなくすことが望まれている。したがって、ワイヤレス通信機器102は、電源として電池を利用する構成となる場合が多い。図11(A)、図11(B)はワイヤレス通信機器102の具体例を示す図である。図11(A)の例では、センサ104と電池式ワイヤレス通信機器102aとが別体となっている。図11(B)の例では、ワイヤレス通信機器はセンサを内部に備えたセンサ一体型電池式ワイヤレス通信機器102bとなっている。
このように、ワイヤレス通信機器は、電源として電池を利用していることが多い。このため、動作可能な時間に制約があった。そこで、特許文献1に開示されたワイヤレス通信機器では、計測対象の測定データを第1の周期で測定し、通常は第1の周期より長い第2の周期毎に測定データを情報処理機器に送信する低速送信制御を行い、測定データが変動したときには第1の周期より長く第2の周期より短い第3の周期毎に測定データを情報処理機器に送信する高速送信制御を行うことにより、ワイヤレス通信機器の消費電力を抑制し、情報処理機器との間で適切な測定データ通信ができるようにしていた。
特開2007−334465号公報
特許文献1に開示されたワイヤレス通信機器の高速送信制御のように、動作周期を短くする場合、以下のような問題点が考えられる。
第1の問題点は、本当に必要なときのみ動作周期を短くすることが難しく、本来は動作周期の変更が不要な状況でも動作周期を短くしてしまう可能性があることである。特許文献1に開示されたワイヤレス通信機器では、測定データの変化率が設定変化率を超えるとき、低速送信制御から高速送信制御に変更するようにしている。このような動作周期の変更制御では、計測ノイズの影響などにより測定データの変化率が設定変化率を上回るような状況が発生しただけでも、高速送信制御に変更してしまう可能性がある。
第2の問題点は、動作周期を短くする必要性がなくなったときには元の長い動作周期に確実に戻さなければならないが、長い動作周期への復帰が遅れる可能性があることである。特許文献1に開示されたワイヤレス通信機器では、測定データの変化率が設定変化率を下回るとき、高速送信制御から低速送信制御に戻すようにしている。このような動作周期の変更制御では、計測ノイズの影響などにより測定データの変化率が設定変化率を下回らない状況が発生すると、高速送信制御が想定よりも長時間継続する可能性がある。
第1、第2の問題点の結果として、特許文献1に開示されたワイヤレス通信機器では、電池寿命が想定外で短くなる可能性があった。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、情報処理機器のオペレータに余計な手間をかけさせずに必要なときのみワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更することができるワイヤレス計測システムおよびワイヤレス通信機器の動作モード変更方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、高速送信モードへの変更後にワイヤレス通信機器を通常の動作モードに確実に戻すことができるワイヤレス計測システムおよびワイヤレス通信機器の動作モード変更方法を提供することを目的とする。
本発明のワイヤレス計測システムは、状態量を計測し、計測したデータを上位の情報処理機器に無線回線を介して送信するワイヤレス通信機器と、このワイヤレス通信機器から受信したデータに基づいて状態量の管理を行う前記情報処理機器と、前記状態量を制御する制御機器とを有し、前記情報処理機器は、制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手段を備え、前記ワイヤレス通信機器は、前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手段と、前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手段とを備え、前記ワイヤレス通信機器の動作モード変更手段は、前記高速送信モードへの変更後に自機器の動作回数が規定動作回数に達したときに、自機器の動作モードを通常時の動作モードに戻すことを特徴とするものである。
また、本発明のワイヤレス計測システムは、状態量を計測し、計測したデータを上位の情報処理機器に無線回線を介して送信するワイヤレス通信機器と、このワイヤレス通信機器から受信したデータに基づいて状態量の管理を行う前記情報処理機器と、前記状態量を制御する制御機器とを有し、前記情報処理機器は、制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手段を備え、前記ワイヤレス通信機器は、前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手段と、前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手段とを備え、前記情報処理機器の動作モード変更指示手段は、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる指示を前記ワイヤレス通信機器に送信すると同時に、前記ワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数の指示値を前記ワイヤレス通信機器に送信し、前記ワイヤレス通信機器の動作モード変更手段は、前記高速送信モードへの変更後に自機器の動作回数が前記動作回数指示値で指定された動作回数に達したときに、自機器の動作モードを通常時の動作モードに戻すことを特徴とするものである。
また、本発明のワイヤレス計測システムの1構成例において、前記情報処理機器は、さらに、前記設定値SPの変更幅に応じた前記ワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数を算出する動作回数算出手段を備え、前記情報処理機器の動作モード変更指示手段は、前記動作回数算出手段で算出された動作回数の指示値を前記ワイヤレス通信機器に送信することを特徴とするものである
また、本発明のワイヤレス通信機器の動作モード変更方法は、ワイヤレス通信機器から受信したデータを管理する情報処理機器が、制御機器による状態量制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手順と、状態量を計測し、計測したデータを前記情報処理機器に無線回線を介して送信する前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手順と、前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手順とを備え、前記動作モード変更手順は、前記高速送信モードへの変更後に前記ワイヤレス通信機器の動作回数が規定動作回数に達したときに、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを通常時の動作モードに戻す手順を含むことを特徴とするものである。
また、本発明のワイヤレス通信機器の動作モード変更方法は、ワイヤレス通信機器から受信したデータを管理する情報処理機器が、制御機器による状態量制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手順と、状態量を計測し、計測したデータを前記情報処理機器に無線回線を介して送信する前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手順と、前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手順とを備え、前記動作モード変更指示手順は、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる指示を前記ワイヤレス通信機器に送信すると同時に、前記ワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数の指示値を前記ワイヤレス通信機器に送信する手順を含み、前記動作モード変更手順は、前記高速送信モードへの変更後に前記ワイヤレス通信機器の動作回数が前記動作回数指示値で指定された動作回数に達したときに、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを通常時の動作モードに戻す手順を含むことを特徴とするものである。
本発明によれば、制御の設定値SPの変更に応じてワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させるようにしたので、実質的にオペレータの意図を反映して、かつオペレータに余計な手間をかけさせずにワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更することができる。本発明では、従来のように、計測ノイズの影響などによりワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更してしまう可能性がなくなる。その結果、本発明では、ワイヤレス通信機器の電池寿命が想定外で短くなる可能性を低減することができる。
また、本発明では、情報処理機器が設定値SPの変更幅に応じたワイヤレス通信機器の動作周期を算出し、動作周期の指示値をワイヤレス通信機器に送信することにより、設定値SPの変更幅に応じた動作周期でワイヤレス通信機器を動作させることができる。
また、本発明では、高速送信モードへの変更後にワイヤレス通信機器の動作回数が規定動作回数に達したときに、ワイヤレス通信機器が自機器の動作モードを通常時の動作モードに戻すようにしたので、ワイヤレス通信機器を通常の動作モードに確実に戻すことができる。
また、本発明では、情報処理機器がワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数の指示値をワイヤレス通信機器に送信し、高速送信モードへの変更後にワイヤレス通信機器の動作回数が動作回数指示値で指定された動作回数に達したときに、ワイヤレス通信機器が自機器の動作モードを通常時の動作モードに戻すようにしたので、ワイヤレス通信機器を通常の動作モードに確実に戻すことができる。
また、本発明では、情報処理機器が設定値SPの変更幅に応じたワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数を算出し、動作回数の指示値をワイヤレス通信機器に送信することにより、設定値SPの変更に伴う制御の過渡状態が継続する時間だけ、ワイヤレス通信機器を高速送信モードで動作させることができる。
また、本発明では、情報処理機器から送信された動作周期指示値に応じてワイヤレス通信機器の動作周期を通常時の標準動作周期より長い低速動作周期に変更した場合は、情報処理機器からの指示によってのみ動作周期の再変更を行うようにしたことにより、オペレータの意図に合致したワイヤレス通信機器の動作モード設定を実現することができる。
本発明の第1の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第1の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの情報処理機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施の形態に係るワイヤレス計測システムのワイヤレス通信機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第2の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの情報処理機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の第2の実施の形態に係るワイヤレス計測システムのワイヤレス通信機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図である。 本発明の第3の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの情報処理機器の動作を示すフローチャートである。 本発明の第3の実施の形態に係るワイヤレス計測システムのワイヤレス通信機器の動作を示すフローチャートである。 従来のワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図である。 図10のワイヤレス計測システムのワイヤレス通信機器の具体例を示す図である。
[発明の原理1]
ワイヤレス計測システムを状態量の計測とその状態量の制御を行う制御系に適用するのであれば、設定値SPの変更に伴って状態量に過渡状態が発生する。通常の設定値SPの変更というものは、予めオペレータにより設計されている場合や、オペレータの臨機応変な操作など、オペレータの意思が何らかの形で反映されているはずである。したがって、設定値SPの変更に連動した親ノード(情報処理機器)からの指示により自動的にワイヤレス通信機器を高速送信モードに変更させるように構成すれば、実質的にオペレータの意図を反映して、かつオペレータに余計な手間をかけさせずに高速送信モードに変更できることに、発明者は着眼した。
[発明の原理2]
上記のように、実質的にオペレータの意図を反映してワイヤレス通信機器を高速送信モードに変更するのであれば、親ノードからの指示でワイヤレス通信機器が動作するように構成されなければならない。この場合、低速送信モードに戻す指示も親ノードから行うのが自然な形と考えられるが、誤操作や誤動作あるいは電波障害などにより、低速送信モードに戻し損なう危険性も考えられる。そこで、高速送信モードの場合(標準の動作周期より短い動作周期で動作する場合)、規定された動作回数を実行するだけに留め、ワイヤレス通信機器側で積極的に低速送信モード(標準の動作周期)に自動復帰させるように構成すれば、確実に低速送信モードに戻せることに想到した。
なお、このようにワイヤレス通信機器が自動復帰する場合でも、自動復帰よりも早いタイミングで親ノードからの指示により低速送信モードに戻せるように構成するのが好ましい。ワイヤレス通信機器の自動復帰機能は、低速送信モードに戻すためのバックアップ機能であり、親ノードから指示する機能と併せて、事実上、構成を二重化していることになる。
[発明の原理3]
ワイヤレス計測システムを状態量の計測とその状態量の制御を行う制御系に適用するのであれば、設定値SPの変更幅に応じて、過渡状態が継続する時間を大雑把に予測できる。したがって、設定値SPの変更に連動してワイヤレス通信機器を高速送信モードに変更させるのと同時に、高速送信モードでの動作回数をワイヤレス通信機器に送信することで、必要な時間だけ高速送信モードを維持できるようになる。
[第1の実施の形態]
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図である。本実施の形態は、上記発明の原理1、発明の原理2に基づくものである。
ワイヤレス計測システムは、親ノードである情報処理機器1と、リーフノードであるワイヤレス通信機器2と、制御機器3と、オペレータが設定値SPを設定するためのHMI(ヒューマンマシンインターフェース)4とから構成される。なお、本実施の形態では、ワイヤレス通信機器2では状態量を計測しながらも、制御機器3では状態量を制御するのであるから、本システムはワイヤレス計測システムであると同時に、状態量の制御システムであることは言うまでもない。
情報処理機器1は、HMI4から制御の設定値SPを受け取る設定値入力部10と、ワイヤレス通信機器2の動作すべきモードを判定する動作モード判定部11と、ワイヤレス通信機器2と無線回線を介して通信を行う通信部12とから構成される。通信部12はデータ受信手段を構成し、さらに通信部12と動作モード判定部11とは動作モード変更指示手段を構成している。
ワイヤレス通信機器2は、情報処理機器1と無線回線を介して通信を行う通信部20と、自機器の動作すべきモードを判定する動作モード判定部21と、図示しないセンサ部から計測データを取得する動作処理部22と、ワイヤレス通信機器2の高速送信モードにおける動作回数を記憶する動作回数記憶部23と、ワイヤレス通信機器2の各構成に電力を供給する電池24とから構成される。通信部20はデータ送信手段と動作指示受信手段とを構成し、動作モード判定部21は動作モード変更手段を構成している。
図1では、温度や湿度、流量などの状態量を計測するセンサ部について明示していないが、センサ部はワイヤレス通信機器2の動作処理部22の内部にあってもよいし、ワイヤレス通信機器2の外部にあってもよい。
動作処理部22は、センサ部から動作周期毎に計測データを取得し、取得した計測データを通信部20を介して情報処理機器1に無線送信する。
ここで、本実施の形態で述べるワイヤレス通信機器2の動作周期とは、より具体的には、ワイヤレス通信機器2の主要処理部の動作周期のことを意味する。主要処理部とは、ワイヤレス通信機器2にとって重要で、消費電力も大きい処理を行う手段のことを意味し、図1の例では通信部20と動作処理部22とが主要処理部となる。動作モード判定部21は、主要処理部の動作周期よりも短い周期で動作してもよい。
動作モード判定部21は、後述のようにワイヤレス通信機器2の動作モード、すなわち動作周期を設定する。動作周期の具体的な設定方法としては、設定した動作周期の駆動信号(クロック)を生成すればよい。通信部20と動作処理部22とは、クロックに応じて動作周期毎に動作する。クロックを供給する代わりに、電池24から通信部20と動作処理部22に供給する電源電圧を駆動信号に応じてオン/オフし、通信部20と動作処理部22とを動作周期毎に動作させるようにしてもよい。
制御機器3は、設定値SPに基づいて、制御周期毎に例えば温度制御、湿度制御、流量制御などを行う。制御機器3の制御アルゴリズムとしては一般にPIDが知られている。なお、PIDが利用される場合、制御機器3は、図示しないセンサ部から計測データを取得する。この制御機器3の動作は周知技術であるので、詳細な説明は省略する。
次に、情報処理機器1からの指示およびワイヤレス通信機器2の自律的な処理により行われる、ワイヤレス通信機器2の動作周期変更処理について説明する。図2は情報処理機器1の動作を示すフローチャート、図3はワイヤレス通信機器2の動作を示すフローチャートである。
情報処理機器1の動作モード判定部11は、例えばオペレータの操作によって設定値入力部10に入力される設定値SPが変更された場合(図2ステップS100においてYES)、ワイヤレス通信機器2の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示情報を、通信部12を介してワイヤレス通信機器2に無線送信する(ステップS101)。
ワイヤレス通信機器2の動作モード判定部21は、通常時は、自機器の消費電力を抑制するため、自機器の動作モードを低速送信モードに設定している。低速送信モードの場合、動作処理部22と通信部20とは、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1に送信することを規定の低速動作周期毎に行う(図3ステップS201)。
次に、動作モード判定部21は、通信部20を介して情報処理機器1から動作モード変更指示情報を受信すると(ステップS200においてYES)、この動作モード変更指示情報が高速送信モードへの変更を指示しているかどうかを判定する(ステップS202)。動作モード変更指示情報が高速送信モードへの変更を指示している場合、動作モード判定部21は、自機器の動作モードを高速送信モードに変更する。高速送信モードの場合、動作処理部22と通信部20とは、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1に送信することを、低速動作周期より短い規定の高速動作周期毎に行う(ステップS203)。
高速送信モードの場合、動作モード判定部21は、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1に送信する度に、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を1カウントアップする(ステップS204)。続いて、動作モード判定部21は、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数が規定動作回数に達したかどうかを判定する(ステップS205)。動作モード判定部21は、動作回数が規定動作回数に達していない場合、情報処理機器1から動作モード変更指示情報を受信したかどうかを判定する(ステップS206)。動作モード判定部21は、動作モード変更指示情報を受信していない場合、ステップS203に戻る。こうして、ワイヤレス通信機器2の動作回数が規定動作回数に達するまで、ステップS203〜S206の処理が高速動作周期毎に行われる。
動作モード判定部21は、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数が規定動作回数に達した場合(ステップS205においてYES)、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を0にリセットした上で(ステップS207)、自機器の動作モードを低速送信モードに変更する(ステップS201)。
なお、情報処理機器1のオペレータは、ワイヤレス通信機器2の動作周期を任意に変更することが可能である。情報処理機器1の通信部12は、オペレータからの指示に応じて動作モード変更指示情報をワイヤレス通信機器2に送信する。このようなオペレータの指示により、ワイヤレス通信機器2の動作回数が規定動作回数に達する以前に、情報処理機器1の通信部12が、低速送信モードに変更させる動作モード変更指示情報をワイヤレス通信機器2に送信する場合がある。ワイヤレス通信機器2の動作モード判定部21は、動作回数が規定動作回数に達する以前であっても、高速送信モードで動作中に情報処理機器1から動作モード変更指示情報を受信し(ステップS206においてYES)、この動作モード変更指示情報が低速送信モードへの変更を指示している場合(ステップS202においてYES)、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を0にリセットした上で(ステップS208,S209)、自機器の動作モードを低速送信モードに変更する(ステップS201)。
以上のように、本実施の形態によれば、設定値SPの変更に応じてワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させるようにしたので、実質的にオペレータの意図を反映して、かつオペレータに余計な手間をかけさせずにワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更することができる。本実施の形態では、従来のように、計測ノイズの影響などによりワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更してしまう可能性がなくなる。また、本実施の形態では、高速送信モードへの変更後にワイヤレス通信機器の動作回数が規定動作回数に達したときに、ワイヤレス通信機器が自機器の動作モードを通常時の動作モードに戻すようにしたので、ワイヤレス通信機器を通常の動作モードに確実に戻すことができる。その結果、本実施の形態では、ワイヤレス通信機器の電池寿命が想定外で短くなる可能性を低減することができる。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。図4は本発明の第2の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理1、発明の原理2、発明の原理3に基づくものである。
本実施の形態のワイヤレス計測システムは、情報処理機器1aと、ワイヤレス通信機器2aと、制御機器3と、HMI4とから構成される。
情報処理機器1aは、設定値入力部10と、動作モード判定部11aと、通信部12と、設定値SPの変更幅に応じたワイヤレス通信機器2aの高速送信モードにおける動作回数を算出する動作回数算出部13とから構成される。
ワイヤレス通信機器2aは、通信部20と、動作モード判定部21aと、動作処理部22と、動作回数記憶部23と、電池24とから構成される。
次に、情報処理機器1aからの指示およびワイヤレス通信機器2aの自律的な処理により行われる、ワイヤレス通信機器2aの動作周期変更処理について説明する。図5は情報処理機器1aの動作を示すフローチャート、図6はワイヤレス通信機器2aの動作を示すフローチャートである。
情報処理機器1aの動作モード判定部11aは、例えばオペレータの操作によって設定値入力部10に入力される設定値SPが変更された場合(図5ステップS300においてYES)、この設定値SPを動作回数算出部13に渡し、動作回数算出部13にワイヤレス通信機器2aの高速送信モードにおける動作回数Kxを決定させる。
動作回数算出部13には、単位設定値変更幅SP0あたりのワイヤレス通信機器2aの動作回数K0が予め登録されている。この動作回数K0は、状態量計測(ワイヤレス通信機器2aでのモニタリング)に対する要求仕様に応じて、オペレータにより予め設計されて動作回数算出部13に登録される。動作回数算出部13は、動作モード判定部11aから受け取った変更後の設定値SPから変更前の設定値SPを引いて設定値変更幅ΔSPを算出し、動作回数Kxを以下のように算出する(ステップS301)。
Kx=K0|ΔSP|/SP0 ・・・(1)
動作モード判定部11aは、ワイヤレス通信機器2aの動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示情報と、動作回数算出部13が算出した動作回数Kxを示す動作回数指示値とを、通信部12を介してワイヤレス通信機器2に無線送信する(ステップS302)。
第1の実施の形態と同様に、ワイヤレス通信機器2aの動作モード判定部21aは、通常時は、自機器の動作モードを低速送信モードに設定している(図6ステップS401)。次に、動作モード判定部21aは、通信部20を介して情報処理機器1aから動作モード変更指示情報と動作回数指示値とを受信すると(ステップS400においてYES)、この動作モード変更指示情報が高速送信モードへの変更を指示しているかどうかを判定する(ステップS402)。動作モード変更指示情報が高速送信モードへの変更を指示している場合、動作モード判定部21aは、自機器の動作モードを高速送信モードに変更する(ステップS403)。
高速送信モードの場合、動作モード判定部21aは、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1aに送信する度に、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を1カウントアップする(ステップS404)。続いて、動作モード判定部21aは、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数が動作回数指示値で指定された動作回数Kxに達したかどうかを判定する(ステップS405)。動作モード判定部21aは、動作回数が動作回数Kxに達していない場合、情報処理機器1aから動作モード変更指示情報を受信したかどうかを判定する(ステップS406)。動作モード判定部21aは、動作モード変更指示情報を受信していない場合、ステップS403に戻る。こうして、ワイヤレス通信機器2aの動作回数が動作回数Kxに達するまで、ステップS403〜S406の処理が高速動作周期毎に行われる。
動作モード判定部21aは、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数が動作回数Kxに達した場合(ステップS405においてYES)、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を0にリセットした上で(ステップS407)、自機器の動作モードを低速送信モードに変更する(ステップS401)。
なお、動作モード判定部21aは、動作回数が動作回数Kxに達する以前であっても、高速送信モードで動作中に情報処理機器1aから動作モード変更指示情報を受信し(ステップS406においてYES)、この動作モード変更指示情報が低速送信モードへの変更を指示している場合(ステップS402においてYES)、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を0にリセットした上で(ステップS408,S409)、自機器の動作モードを低速送信モードに変更する(ステップS401)。
こうして、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、情報処理機器が設定値SPの変更幅に応じたワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数を算出し、動作回数の指示値をワイヤレス通信機器に送信することにより、設定値SPの変更に伴う制御の過渡状態が継続する時間だけ、ワイヤレス通信機器を高速送信モードで動作させることができる。
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3の実施の形態について説明する。第1、第2の実施の形態では、ワイヤレス通信機器2,2aの動作モードを高速送信モード、低速送信モードというように規定したが、標準の動作周期を予め規定しておいて、設定値SPの変更に連動して任意の動作周期を情報処理機器から指示するように構成してもよい。すなわち、標準の動作周期である標準送信モードがあり、標準の動作周期よりも短い任意の動作周期になっている場合を高速送信モードとし、標準の動作周期よりも長い任意の動作周期になっている場合を低速送信モードとする。図7は本発明の第3の実施の形態に係るワイヤレス計測システムの構成を示すブロック図であり、図1と同一の構成には同一の符号を付してある。本実施の形態は、上記発明の原理1、発明の原理2に基づくものである。
本実施の形態のワイヤレス計測システムは、情報処理機器1bと、ワイヤレス通信機器2bと、制御機器3と、HMI4とから構成される。
情報処理機器1bは、設定値入力部10と、動作モード判定部11bと、通信部12と、設定値SPの変更幅に応じたワイヤレス通信機器2bの動作周期を算出する動作周期算出部14とから構成される。
ワイヤレス通信機器2bは、通信部20と、動作モード判定部21bと、動作処理部22と、動作回数記憶部23と、電池24とから構成される。
次に、情報処理機器1bからの指示およびワイヤレス通信機器2bの自律的な処理により行われる、ワイヤレス通信機器2bの動作周期変更処理について説明する。図8は情報処理機器1bの動作を示すフローチャート、図9はワイヤレス通信機器2bの動作を示すフローチャートである。
情報処理機器1bの動作モード判定部11bは、例えばオペレータの操作によって設定値入力部10に入力される設定値SPが変更された場合(図8ステップS500においてYES)、この設定値SPを動作周期算出部14に渡し、動作周期算出部14にワイヤレス通信機器2bの動作周期Txを決定させる。
動作周期算出部14には、単位設定値変更幅SP0あたりのワイヤレス通信機器2bの動作周期T0が予め登録されている。この動作周期T0は、状態量計測(ワイヤレス通信機器2bでのモニタリング)に対する要求仕様に応じて、オペレータにより予め設計されて動作周期算出部14に登録される。動作周期算出部14は、動作モード判定部11bから受け取った変更後の設定値SPから変更前の設定値SPを引いて設定値変更幅ΔSPを算出し、動作周期Txを以下のように算出する(ステップS501)。
Tx=T0SP0/|ΔSP| ・・・(2)
動作モード判定部11bは、動作周期算出部14が算出した動作周期Txを示す動作周期指示値を、通信部12を介してワイヤレス通信機器2に無線送信する(ステップS502)。
ワイヤレス通信機器2bの動作モード判定部21bは、通常時は、自機器の動作モードを標準送信モードに設定している。標準送信モードの場合、動作処理部22と通信部20とは、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1bに送信することを規定の標準動作周期毎に行う(図9ステップS601)。
次に、動作モード判定部21bは、通信部20を介して情報処理機器1bから動作周期指示値を受信すると(ステップS600においてYES)、この動作周期指示値で指定された動作周期Txが標準動作周期と等しいかどうかを判定する(ステップS602)。動作モード判定部21bは、動作周期Txが標準動作周期と等しい場合、標準送信モードを維持する(ステップS601)。
また、動作モード判定部21bは、動作周期Txが標準動作周期と等しくない場合、動作周期Txが標準動作周期より長いかどうかを判定する(ステップS603)。動作周期Txが標準動作周期より短い場合(ステップS603においてNO)、動作モード判定部21bは、自機器の動作モードを動作周期Txの高速送信モードに変更する。高速送信モードの場合、動作処理部22と通信部20とは、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1bに送信することを、標準動作周期より短い動作周期Tx毎に行う(ステップS604)。
高速送信モードの場合、動作モード判定部21bは、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1bに送信する度に、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を1カウントアップする(ステップS605)。続いて、動作モード判定部21bは、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数が規定動作回数に達したかどうかを判定する(ステップS606)。動作モード判定部21bは、動作回数が規定動作回数に達していない場合、情報処理機器1bから動作周期指示値を受信したかどうかを判定する(ステップS607)。動作モード判定部21bは、動作周期指示値を受信していない場合、ステップS604に戻る。こうして、ワイヤレス通信機器2bの動作回数が規定動作回数に達するまで、ステップS604〜S607の処理が動作周期Tx毎に行われる。
動作モード判定部21bは、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数が規定動作回数に達した場合(ステップS606においてYES)、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を0にリセットした上で(ステップS608)、自機器の動作モードを標準送信モードに変更する(ステップS601)。
なお、動作モード判定部21bは、動作回数が規定動作回数に達する以前であっても、高速送信モードで動作中に情報処理機器1bから動作周期指示値を受信し(ステップS607においてYES)、この動作周期指示値で指定された動作周期Txが標準動作周期と等しい場合(ステップS602においてYES)、動作回数記憶部23に記憶されている動作回数を0にリセットした上で(ステップS611,S612)、自機器の動作モードを標準送信モードに変更する(ステップS601)。
また、動作モード判定部21bは、標準送信モードまたは高速送信モードで動作中に情報処理機器1bから動作周期指示値を受信し(ステップS600またはS607においてYES)、この動作周期指示値で指定された動作周期Txが標準動作周期より長い場合(ステップS603においてYES)、自機器の動作モードを動作周期Txの低速送信モードに変更する。低速送信モードの場合、動作処理部22と通信部20とは、センサ部から計測データを取得して情報処理機器1bに送信することを、標準動作周期より長い動作周期Tx毎に行う(ステップS609)。
低速送信モードにおいては、情報処理機器1bから新たな動作周期指示値を受信した場合のみ(ステップS610においてYES)、動作周期の再変更が行われる。つまり、高速送信モードの場合のように、ワイヤレス通信機器2bが自動的に標準送信モードに復帰する処理は行われない。その理由は、標準動作周期よりも長い動作周期が設定された場合は、電池寿命を重視する動作になるので、あえて元の動作周期に戻さないのがオペレータの意図に合致しやすいからである。すなわち、設定値SPの変更に伴って算出された動作周期Txは、過渡状態において必要十分な動作周期であり、過渡状態よりも状態量の変化が緩やかになる定常状態においては、過渡状態よりも動作周期を短くする必要はないと判断するのが妥当という意味である。
こうして、本実施の形態では、第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施の形態では、情報処理機器が設定値SPの変更幅に応じたワイヤレス通信機器の動作周期を算出し、動作周期の指示値をワイヤレス通信機器に送信することにより、設定値SPの変更幅に応じた動作周期でワイヤレス通信機器を動作させることができる。
第1〜第3の実施の形態の情報処理機器1,1a,1bの通信部12を除く構成は、CPU、記憶装置およびインタフェースを備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。情報処理機器1,1a,1bのCPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1〜第3の実施の形態で説明した処理を実行する。
同様に、第1〜第3の実施の形態のワイヤレス通信機器2,2a,2bの通信部20および電池24を除く構成は、CPUおよび記憶装置を備えたコンピュータと、これらのハードウェア資源を制御するプログラムによって実現することができる。ワイヤレス通信機器2,2a,2bのCPUは、記憶装置に格納されたプログラムに従って第1〜第3の実施の形態で説明した処理を実行する。
本発明は、状態量を計測し、計測したデータを情報処理機器に無線回線を介して送信するワイヤレス通信機器と、ワイヤレス通信機器から受信したデータに基づいて状態量の管理を行う情報処理機器と、前記状態量を制御する制御機器とからなるワイヤレス計測システムに適用することができる。
1,1a,1b…情報処理機器、2,2a,2b…ワイヤレス通信機器、3…制御機器、4…HMI、10…設定値入力部、11,11a,11b…動作モード判定部、12…通信部、13…動作回数算出部、14…動作周期算出部、20…通信部、21,21a,21b…動作モード判定部、22…動作処理部、23…動作回数記憶部、24…電池。

Claims (6)

  1. 状態量を計測し、計測したデータを上位の情報処理機器に無線回線を介して送信するワイヤレス通信機器と、このワイヤレス通信機器から受信したデータに基づいて状態量の管理を行う前記情報処理機器と、前記状態量を制御する制御機器とを有し、
    前記情報処理機器は、
    制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手段を備え、
    前記ワイヤレス通信機器は、
    前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手段と、
    前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手段とを備え
    前記ワイヤレス通信機器の動作モード変更手段は、前記高速送信モードへの変更後に自機器の動作回数が規定動作回数に達したときに、自機器の動作モードを通常時の動作モードに戻すことを特徴とするワイヤレス計測システム。
  2. 状態量を計測し、計測したデータを上位の情報処理機器に無線回線を介して送信するワイヤレス通信機器と、このワイヤレス通信機器から受信したデータに基づいて状態量の管理を行う前記情報処理機器と、前記状態量を制御する制御機器とを有し、
    前記情報処理機器は、
    制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手段を備え、
    前記ワイヤレス通信機器は、
    前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手段と、
    前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手段とを備え、
    前記情報処理機器の動作モード変更指示手段は、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる指示を前記ワイヤレス通信機器に送信すると同時に、前記ワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数の指示値を前記ワイヤレス通信機器に送信し、
    前記ワイヤレス通信機器の動作モード変更手段は、前記高速送信モードへの変更後に自機器の動作回数が前記動作回数指示値で指定された動作回数に達したときに、自機器の動作モードを通常時の動作モードに戻すことを特徴とするワイヤレス計測システム。
  3. 請求項記載のワイヤレス計測システムにおいて、
    前記情報処理機器は、さらに、前記設定値SPの変更幅に応じた前記ワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数を算出する動作回数算出手段を備え、
    前記情報処理機器の動作モード変更指示手段は、前記動作回数算出手段で算出された動作回数の指示値を前記ワイヤレス通信機器に送信することを特徴とするワイヤレス計測システム。
  4. ワイヤレス通信機器から受信したデータを管理する情報処理機器が、制御機器による状態量制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手順と、
    状態量を計測し、計測したデータを前記情報処理機器に無線回線を介して送信する前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手順と、
    前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手順とを備え
    前記動作モード変更手順は、前記高速送信モードへの変更後に前記ワイヤレス通信機器の動作回数が規定動作回数に達したときに、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを通常時の動作モードに戻す手順を含むことを特徴とするワイヤレス通信機器の動作モード変更方法。
  5. ワイヤレス通信機器から受信したデータを管理する情報処理機器が、制御機器による状態量制御の設定値SPの変更に応じて前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる動作モード変更指示手順と、
    状態量を計測し、計測したデータを前記情報処理機器に無線回線を介して送信する前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器から無線回線を介して指示を受ける動作指示受信手順と、
    前記ワイヤレス通信機器が、前記情報処理機器からの指示に応じて自機器の動作モードを高速送信モードに変更する動作モード変更手順とを備え、
    前記動作モード変更指示手順は、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを高速送信モードに変更させる指示を前記ワイヤレス通信機器に送信すると同時に、前記ワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数の指示値を前記ワイヤレス通信機器に送信する手順を含み、
    前記動作モード変更手順は、前記高速送信モードへの変更後に前記ワイヤレス通信機器の動作回数が前記動作回数指示値で指定された動作回数に達したときに、前記ワイヤレス通信機器の動作モードを通常時の動作モードに戻す手順を含むことを特徴とするワイヤレス通信機器の動作モード変更方法。
  6. 請求項記載のワイヤレス通信機器の動作モード変更方法において、
    前記情報処理機器が、さらに、前記設定値SPの変更幅に応じた前記ワイヤレス通信機器の高速送信モードにおける動作回数を算出する動作回数算出手順を備え、
    前記動作モード変更指示手順は、前記動作回数算出手順で算出された動作回数の指示値を前記ワイヤレス通信機器に送信する手順を含むことを特徴とするワイヤレス通信機器の動作モード変更方法。
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