JP5314365B2 - Wireless communication system and equipment for construction machinery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の無線周波数の中から利用可能な一つの無線周波数を選択し、1台または複数台の親無線機と、1台または複数台の子無線機との間でデータ送受信を行う油圧ショベル等の建設機械の無線通信方式及び装置に関する。 The present invention selects one radio frequency from a plurality of radio frequencies, and performs data transmission / reception between one or a plurality of parent radio devices and one or a plurality of sub radio devices. The present invention relates to a wireless communication system and apparatus for construction machines such as hydraulic excavators.
従来の建設機械の無線通信方式として、特許文献1に示されるものがある。図7は、この従来の建設機械の無線通信方式を示す説明図である。
As a conventional wireless communication system for construction machines, there is one disclosed in
この図7に示すように従来技術では、まず親無線機が複数の無線周波数を順次切り替えて利用可能な一つの周波数を探索し、利用可能と判定された周波数において、通信相手となる子無線機に対して接続要求信号を送信する。一方、子無線機も同様に複数の無線周波数を順次切り替えて利用可能な一つの周波数を探索する。子無線機の探索は親無線機の探索とは無関係に行われる。探索した利用可能な一つの周波数において、親無線機からの接続要求信号を受信し識別した場合、その周波数において親無線機と子無線機との間でデータ通信を行うこととなっている。
上述した従来技術では、1台の親無線機と複数台の子無線機との間で無線通信を行う場合、通信相手とされなかった子無線機は、複数の無線周波数を順次切り替えて利用可能な一つの周波数を探索する動作を継続するため、データ取得等の通信を行っている親無線機と子無線機との間の通信に、周期的にノイズとして影響を及ぼすことになる。このことは、この通信方式を油圧ショベル等の建設機械の遠隔操作に使用する際に、建設機械の誤動作につながる虞がある。 In the above-described prior art, when wireless communication is performed between one master radio device and a plurality of slave radio devices, a slave radio device that is not a communication partner can be used by sequentially switching a plurality of radio frequencies. Since the operation of searching for a single frequency is continued, the communication between the master radio device and the slave radio device performing communication such as data acquisition is periodically affected as noise. This may lead to a malfunction of the construction machine when this communication method is used for remote operation of a construction machine such as a hydraulic excavator.
また上述した従来技術では、利用可能な一つの周波数において接続要求信号と接続応答信号を送受信する際に、周辺から発生するノイズ、例えば周辺で使用されている別の無線通信機器や高圧線、他の建設機械が出すノイズなどにより接続要求信号と接続応答信号の送受信が不可となる場合が考えられる。その際に、子無線機が次の周波数探索に移行することが考えられる。そうすると再度、親無線機と同じ周波数に来るまで、親無線機は待機状態となり、余計な時間がかかってしまうことになる。 In the above-described prior art, when transmitting / receiving a connection request signal and a connection response signal at one available frequency, noise generated from the periphery, for example, another wireless communication device or high-voltage line used in the periphery, etc. There may be a case where transmission / reception of the connection request signal and the connection response signal becomes impossible due to noise generated by the construction machine. At that time, it is conceivable that the sub radio moves to the next frequency search. If it does so, until it will come to the same frequency as a parent radio again, a parent radio will be in a standby state and will take extra time.
なお、上述した従来技術では、親無線機と子無線機がそれぞれ無関係に複数周波数の探索を行うため、子無線機の数が多くなると、その分だけ無線通信経路の確立に時間がかかってしまうことになる。 In the above-described prior art, since the parent radio device and the child radio device search for a plurality of frequencies independently of each other, if the number of child radio devices increases, it takes time to establish a wireless communication path. It will be.
本発明は、上記従来技術における実状からなされたもので、その目的は、不要な子無線機および別の通信経路にある親無線機・子無線機からのノイズの影響を受けない無線通信経路を確立することができる建設機械の無線通信方式及び装置を提供することにある。 The present invention was made from the actual situation in the above-described prior art, and its purpose is to establish a wireless communication path that is not affected by noise from an unnecessary child radio apparatus and a parent radio apparatus / child radio apparatus in another communication path. It is an object of the present invention to provide a construction machine wireless communication system and apparatus that can be established.
この目的を達成するために、本発明に係る建設機械の無線通信方式は、複数の無線周波数の中から、利用可能な一つの無線周波数を選択し、1台または複数台の親無線機と、1台または複数台の子無線機との間でデータ送受信を行う建設機械の無線通信方式において、前記親無線機は、複数の無線周波数の中の一つである基準周波数にて起動し、複数の無線周波数を順次切り替えて前記基準周波数以外で利用可能な一つまたは複数の周波数を探索し、前記基準周波数に戻った後、前記子無線機の存在を確認するための確認信号を送信し、前記子無線機は、複数の無線周波数の中の一つである前記基準周波数にて起動し、前記基準周波数のまま、前記親無線機からの前記確認信号を待受しており、前記確認信号を受信したとき、前記親無線機に対して確認応答信号を送信し、前記親無線機は、前記確認信号を送信後、前記子無線機からの前記確認応答信号の受信待ち状態となり、前記子無線機からの前記確認応答信号を受信し識別できたときに、その中から通信相手とすべき子無線機に対してのみ接続要求信号を送信し、前記子無線機は、前記確認応答信号を送信後、前記親無線機からの前記接続要求信号の受信待ち状態となり、前記接続要求信号が送信された当該子無線機は、前記親無線機に対し接続応答信号を送信し、前記接続要求信号が送信されなかった子無線機は、一定時間経過後、前記親無線機からの前記確認信号の待受状態に戻り、これにより前記基準周波数において前記親無線機と通信相手とすべき当該子無線機との間で無線通信経路を一度確立させた後、前記親無線機は当該子無線機に対し、前記基準周波数以外で利用可能な一つまたは複数の特定周波数へ移行する指示を送信し、自らもその特定周波数に移行し、前記親無線機は、前記特定周波数において、移行指示した当該子無線機と再度、無線通信経路を確立してデータの送受信を行うことを特徴としている。 In order to achieve this object, the radio communication system of the construction machine according to the present invention selects one available radio frequency from among a plurality of radio frequencies, and one or a plurality of parent radio devices, In a radio communication system of a construction machine that transmits / receives data to / from one or more slave radios, the master radio starts up at a reference frequency that is one of a plurality of radio frequencies, Sequentially switching one of the radio frequencies to search for one or a plurality of frequencies other than the reference frequency, and after returning to the reference frequency, transmits a confirmation signal for confirming the presence of the child radio, The slave radio is activated at the reference frequency, which is one of a plurality of radio frequencies, and is waiting for the confirmation signal from the parent radio while maintaining the reference frequency. To the parent radio Then, after transmitting the confirmation signal, the master radio enters a reception waiting state for the confirmation response signal from the slave radio, and receives the confirmation response signal from the slave radio. When the mobile station is identified, it transmits a connection request signal only to the slave radio device to be a communication partner, and the slave radio device transmits the confirmation response signal and then transmits the confirmation response signal. The child radio device that is in a state of waiting for reception of a connection request signal and has transmitted the connection request signal transmits a connection response signal to the parent radio device, and the child radio device to which the connection request signal has not been transmitted is After a certain period of time, the confirmation signal from the parent radio device is returned to the standby state, whereby a radio communication path is once established between the parent radio device and the child radio device to be a communication partner at the reference frequency. After the establishment, the parent radio Transmits an instruction to shift to one or a plurality of specific frequencies that can be used other than the reference frequency to the child radio, and also shifts to the specific frequency. The wireless communication path is established again with the child radio apparatus instructed to transfer, and data is transmitted / received.
このように構成した本発明に係る建設機械の無線通信方式は、子無線機は通常は、複数の無線周波数の中の一つである基準周波数に固定された親無線機からの確認信号を待受しており、親無線機のみが、利用可能な一つまたは複数の周波数を探索し、基準周波数において通信すべき子無線機との通信経路を一度確立した後、利用可能な一つまたは複数の周波数への移行を指示しデータ送受信を行うようになっている。つまり、親無線機と、通信すべき子無線機のみを、基準周波数以外の周波数にて無線通信を行うようにし、残された子無線機は基準周波数のままとすることにより、残された子無線機からの通信信号によるノイズの影響、または別の親無線機と子無線機との通信信号によるノイズの影響、すなわち不要な子無線機および別の通信経路にある親無線機・子無線機からのノイズの影響を受けない無線通信経路を、当該親無線機と、通信すべき子無線機との間に確立することができる。 In the construction machine radio communication system according to the present invention configured as described above, the slave radio usually waits for a confirmation signal from the master radio fixed to a reference frequency which is one of a plurality of radio frequencies. One or more available only after the parent radio device searches for one or more available frequencies and establishes a communication path with the child radio device to communicate at the reference frequency. It is designed to send and receive data by instructing a shift to the frequency of the data. In other words, only the child radio device to be communicated with the parent radio device performs wireless communication at a frequency other than the reference frequency, and the remaining child radio device remains at the reference frequency, thereby remaining child devices. Influence of noise due to communication signal from radio, or influence of noise due to communication signal between another master radio and slave radio, that is, unnecessary slave radio and master / slave radio in another communication path A wireless communication path that is not affected by noise from the wireless communication device can be established between the parent wireless device and the child wireless device to be communicated.
また、親無線機と、通信すべき子無線機を識別するための確認信号、及び確認応答信号の送受信を、上述した基準周波数に固定して行い、かつ基準周波数において一度無線通信経路を確立させるようにしてあるので、ノイズ等により確認信号及び確認応答信号の送受信が一時的に不可となった場合でも、親無線機が待機状態となる無駄な時間を極力無くすことが可能となる。また、通信すべき子無線機に対し、利用可能な周波数の指示送信を確実に行うことができる。さらに、通信すべき子無線機を探索、識別する周波数を基準周波数に限定するようにしてあるので、無線通信経路を比較的短時間のうちに確立させることができる。 Also, transmission / reception of a confirmation signal and confirmation response signal for identifying a child wireless device to be communicated with the parent wireless device is fixed to the reference frequency described above, and a wireless communication path is established once at the reference frequency. Therefore, even when transmission / reception of the confirmation signal and the confirmation response signal is temporarily disabled due to noise or the like, it is possible to eliminate as much as possible the useless time for the parent radio device to be in a standby state. Further, with respect to Kona winding machine to be communicated, it can be reliably instruction transmission of frequencies available. Furthermore, since the frequency for searching and identifying the child radio devices to be communicated is limited to the reference frequency, the radio communication path can be established in a relatively short time.
また、本発明に係る建設機械の無線通信方式は、上記発明において、前記基準周波数において、前記親無線機からの前記確認信号に対し複数の前記子無線機から一斉に前記確認応答信号を送信するとき、前記子無線機各々が持つ固有アドレスに応じて前記確認応答信号の送信タイミングを生成し送信することを特徴としている。このように構成した本発明は、同一周波数における無線通信の混線を避けることができる。 The radio communication system for a construction machine according to the present invention, in the above invention, in the reference frequency, and transmits the acknowledgment signal simultaneously from a plurality of the terminal radio against the acknowledgment signal from the master radio set The transmission timing of the acknowledgment signal is generated and transmitted according to the unique address of each of the slave radio devices. The present invention configured as described above can avoid crosstalk of wireless communication at the same frequency.
また、本発明に係る建設機械の無線通信方式は、上記発明において、前記親無線機は、複数の無線周波数を順次切り替えて前記基準周波数以外で利用可能な一つまたは複数の周波数を探索するとき、探索された当該周波数において、先ずは自らは電波を発信せずに当該周波数に他の電波が有るかどうかを一定時間監視し、無ければ当該周波数において電波の発信を始め、他の電波が有れば、別の周波数の探索に移行することを特徴としている。このように構成した本発明は、該当する親無線機とは異なる親無線機と、子無線機とが既に通信中の場合でも、その通信周波数に影響を与えることがない。 In the construction machine radio communication system according to the present invention, in the above invention, the master radio unit sequentially switches a plurality of radio frequencies and searches for one or a plurality of frequencies other than the reference frequency. At the searched frequency, first, it does not transmit a radio wave, but monitors whether there is another radio wave at the frequency for a certain period of time. Then, it is characterized by shifting to a search for another frequency. The present invention configured as described above does not affect the communication frequency even when a parent wireless device different from the corresponding parent wireless device and a child wireless device are already communicating.
また、本発明に係る建設機械の無線通信方式は、上記発明において、前記親無線機からの前記接続要求信号が送信されなかった子無線機は、前記基準周波数のまま、待機状態を継続することを特徴としている。 Further, in the radio communication system for a construction machine according to the present invention, in the above invention, the slave radio device to which the connection request signal from the master radio device has not been transmitted continues the standby state with the reference frequency. It is characterized by.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る建設機械の無線通信装置は、複数の無線周波数の中から、利用可能な一つの無線周波数を選択し、データ送受信を行う1台または複数台の親無線機と、1台または複数台の子無線機とを備えた建設機械の無線通信装置において、前記親無線機は、複数の無線周波数の中の一つである基準周波数にて起動し、複数の無線周波数を順次切り替えて前記基準周波数以外で利用可能な一つまたは複数の周波数を探索し、前記基準周波数に戻った後、前記子無線機の存在を確認するための確認信号を送信し、前記子無線機は、複数の無線周波数の中の一つである前記基準周波数にて起動し、前記基準周波数のまま、前記親無線機からの前記確認信号を待受しており、前記確認信号を受信したとき、前記親無線機に対して確認応答信号を送信し、前記親無線機は、前記確認信号を送信後、前記子無線機からの前記確認応答信号の受信待ち状態となり、前記子無線機からの前記確認応答信号を受信し識別できたときに、その中から通信相手とすべき子無線機に対してのみ接続要求信号を送信し、前記子無線機は、前記確認応答信号を送信後、前記親無線機からの前記接続要求信号の受信待ち状態となり、前記接続要求信号が送信された当該子無線機は、前記親無線機に対し接続応答信号を送信し、前記接続要求信号が送信されなかった子無線機は、一定時間経過後、前記親無線機からの前記確認信号の待受状態に戻り、これにより前記基準周波数において前記親無線機と通信相手とすべき当該子無線機との間で無線通信経路を一度確立させた後、前記親無線機は当該子無線機に対し、前記基準周波数以外で利用可能な一つまたは複数の特定周波数へ移行する指示を送信し、自らもその特定周波数に移行し、前記親無線機は、前記特定周波数において、移行指示した当該子無線機と再度、無線通信経路を確立してデータの送受信を行う建設機械の無線通信方式の実施に際して用いられるとともに、前記親無線機と前記子無線機は、互いに同じ機器構成から成ることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the wireless communication device for a construction machine according to the present invention selects one or more available radio frequencies from a plurality of radio frequencies, and performs data transmission / reception. In a radio communication device for a construction machine including a master radio device and one or a plurality of slave radio devices, the master radio device is activated at a reference frequency that is one of a plurality of radio frequencies. , Sequentially switching a plurality of radio frequencies to search for one or a plurality of frequencies other than the reference frequency, and after returning to the reference frequency, transmit a confirmation signal for confirming the presence of the child radio The slave radio is activated at the reference frequency that is one of a plurality of radio frequencies, and remains on the reference frequency, waiting for the confirmation signal from the parent radio, When the confirmation signal is received, An acknowledgment signal is transmitted to the line device, and after the master radio transmits the confirmation signal, the master radio enters a state of waiting for reception of the acknowledgment response signal from the slave radio, and the acknowledgment response from the slave radio When a signal is received and identified, a connection request signal is transmitted only to a child radio device to be a communication partner, and the child radio device transmits the confirmation response signal, and then transmits the confirmation response signal. The slave radio that has been in a state of waiting to receive the connection request signal from the transmitter and that has transmitted the connection request signal transmits a connection response signal to the master radio, and the slave radio that has not received the connection request signal. The machine returns to the standby state for the confirmation signal from the parent radio device after a certain period of time, whereby wireless communication is performed between the parent radio device and the child radio device to be a communication partner at the reference frequency. After establishing the route once, before The master radio transmits an instruction to shift to one or more specific frequencies that can be used other than the reference frequency to the slave radio, and the master radio also shifts to the specific frequency. At a specific frequency, it is used when implementing a wireless communication system of a construction machine that establishes a wireless communication path and transmits / receives data again with the child wireless device instructed to shift, and the parent wireless device and the child wireless device are: It is characterized by comprising the same equipment configuration.
このように構成した本発明に係る建設機械の無線通信装置は、上述した無線通信方式に用いられることにより、上述した無線通信方式で述べたのと同じ作用効果が得られる他、親無線機と子無線機とが同じ機器構成であることから、内部ソフトウエアの切り替えによって、どちらのものも親無線機あるいは子無線機として活用することができる。 The construction machine wireless communication apparatus according to the present invention configured as described above can be used in the above-described wireless communication system, and can obtain the same effects as described in the above-described wireless communication system. Since the slave radio device has the same device configuration, both can be used as a master radio device or a slave radio device by switching internal software.
また、本発明に係る建設機械の無線通信装置は、上記無線通信装置に係る発明において、前記親無線機及び前記子無線機のそれぞれは、無線通信手段と、建設機械内の通信ラインに接続可能であって、建設機械の稼動データの取得を行う第1通信手段と、取得した稼動データを一時的に保管する保管手段と、建設機械から離れた場所において活用され、建設機械の稼動データの取得を行うためのデータ制御装置に接続可能な第2通信手段と、前記無線通信手段、前記第1通信手段、前記保管手段、及び前記第2通信手段を制御する制御部とを備えていることを特徴とする Further, the construction machine wireless communication apparatus according to the present invention is the wireless communication apparatus according to the invention, wherein each of the master radio and the slave radio can be connected to a radio communication means and a communication line in the construction machine. The first communication means for acquiring construction machine operating data, the storage means for temporarily storing the acquired operating data, and the construction machine operating data being used at a location away from the construction machine. A second communication means connectable to a data control device for performing the control, and a wireless communication means, the first communication means, the storage means, and a control unit for controlling the second communication means. Characterize
本発明に係る建設機械の無線通信方式および装置は、不要な子無線機および別の通信経路にある親無線機・子無線機からのノイズの影響を受けない無線通信経路を確立することができ、送受信するデータの信頼性を従来に比べて向上させることができる。これにより、建設機械の遠隔操作における無線通信に活用した場合に、建設機械の誤動作を生じさせる懸念がなく、遠隔操作される建設機械に対する精度の高い無線通信を実現させることができる。また、短時間で建設機械の各種稼動データの精度の高い収集を実現できる。また、通信不可に際してのデータの再送を減らすことができ、これによって従来に比べて通信時間を短縮させることができる。また、通信すべき子無線機を探索・識別する周波数を基準周波数に限定するようにしてあるので、無線通信経路を確立するまでの時間を従来に比べて短縮することができる。 The construction machine wireless communication system and apparatus according to the present invention can establish a wireless communication path that is not affected by noise from an unnecessary child wireless apparatus and a parent wireless apparatus / child wireless apparatus in another communication path. Therefore, the reliability of data to be transmitted / received can be improved as compared with the conventional case. Thereby, when utilized for wireless communication in remote operation of a construction machine, there is no fear of causing a malfunction of the construction machine, and high-accuracy wireless communication for a remotely operated construction machine can be realized. In addition, it is possible to collect various operation data of construction machines with high accuracy in a short time. In addition, it is possible to reduce retransmission of data when communication is not possible, thereby shortening the communication time compared to the conventional case. In addition, since the frequency for searching and identifying the child radio devices to be communicated is limited to the reference frequency, the time until the radio communication path is established can be shortened compared to the conventional case.
また、本発明に係る建設機械の無線通信装置は、上述した効果に加えて、親無線機と子無線機とが同じ機器構成であることから、内部ソフトウエアの切り替えによって、どちらのものも親無線機あるいは子無線機として活用することができ、これらの無線機の設置場所に対する汎用性を確保することができ、実用的である。 In addition to the above-described effects, the radio communication device for a construction machine according to the present invention has the same device configuration as the parent radio device and the child radio device. It can be used as a wireless device or a slave wireless device, and can be used for practical purposes because it can ensure versatility with respect to the installation location of these wireless devices.
以下、本発明に係る建設機械の無線通信方式及び装置を実施するための最良の形態を図に基づいて説明する。 The best mode for carrying out the wireless communication system and apparatus for construction machines according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明に係る建設機械の無線通信方式の一実施形態において、親無線機1から確認信号が送信されたときの状態を示すブロック図、図2は本実施形態における各信号の送受信の流れを示すタイミングチャートである。図3は本実施形態において、親無線機1と特定の子無線機3,4,5が特定周波数3にてデータ送受信を行っているとともに、他の子無線機1,2,・・・N(3,4,5を除く)が親無線機1からの確認信号の待受状態となっていることを示すブロック図、図4は本実施形態において、親無線機1とは異なる別の親無線機2と図3に示すように待受状態となっていた他の子無線機1,2,・・・N(3,4,5を除く)が、親無線機1と子無線機3,4,5がデータ送受信を行っている周波数3とは別の、特定周波数Mにてデータ送受信を行っている状態を示すブロック図である。図5は本発明に係る建設機械の無線通信方式の一実施形態を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a block diagram showing a state when a confirmation signal is transmitted from a
子無線機は、例えば建設現場で稼動している油圧ショベル、クレーン、道路機械などの建設機械に搭載され、例えば一定の作業領域内に複数台存在している。親無線機1は、例えば建設機械メーカのサービスマンが建設機械の稼動データを取得するため等に使用する機器に接続して使用される。この機器は、例えば専用のデータ制御ツールとかパソコンである。
For example, a plurality of slave radio devices are mounted on a construction machine such as a hydraulic excavator, a crane, or a road machine that is operating at a construction site. The
子無線機は図示しない建設機械に搭載された装置であるため、親無線機1よりも先に起動している。そのために子無線機は、図1に示すように、通常は親無線機1からの信号、すなわち呼びかけを待受している状態である(図5のS2)。このとき使用される周波数は、複数の無線周波数の中の一つである基準周波数1のみである。
Since the slave radio is a device mounted on a construction machine (not shown), it is activated before the
サービスマンが稼動データの取得等のために親無線機1が起動されると、親無線機1は複数の無線周波数の中の一つである基準周波数1にて起動し、複数の無線周波数を1からNまで順次切り替えて基準周波数1以外で利用可能な一つまたは複数の特定周波数を探索する(図5のS1)。例えば図2に示すように、周波数3と周波数Mとが利用可能な特定周波数を形成している。
When the
複数の周波数を探索する理由は、一つのみ探索した場合だと、後から子無線機と共にこの周波数へ移行してきた際に、他の親無線機が既に使用している可能性が考えられるからである。複数の利用可能な特定周波数を探索しておけば、1番目の利用可能な特定周波数が万一使用できなくなっていたとしても、2番目、3番目の利用可能な特定周波数へスムーズに移行できるからである。なお例えば、親無線機が、複数の予め設定された無線周波数を順次切り替えて基準周波数1以外で利用可能な一つまたは複数の特定周波数を探索するとき、探索された当該周波数において、先ずは自らは当該周波数の電波を発信せずに当該周波数に他の電波が有るかどうかを一定時間監視し、無ければ当該周波数において電波の発信を始め、他の電波が有れば、別の周波数の探索に移行するようにする。
The reason for searching for multiple frequencies is that if only one is searched, there is a possibility that another parent radio device is already using it when it moves to this frequency later with the child radio device. It is. If you search for multiple available specific frequencies, even if the first available specific frequency cannot be used, you can smoothly transition to the second and third available specific frequencies. It is. For example, when the parent radio device searches for one or a plurality of specific frequencies that can be used other than the
利用可能な一つまたは複数の周波数を探索し、基準周波数1に戻った後(図5のS3)、周辺に子無線機が存在するかどうかを確認するため、確認信号を送信する(図5のS4)。子無線機は、親無線機1からの確認信号を受信すると(図5のS5)、自分の存在を知らせるための確認応答信号を親無線機1に送信する(図5のS6)。 After searching for one or a plurality of available frequencies and returning to the reference frequency 1 (S3 in FIG. 5), a confirmation signal is transmitted in order to confirm whether or not there is a child radio device in the vicinity (FIG. 5). S4). When the slave radio device receives the confirmation signal from the master radio device 1 (S5 in FIG. 5), the slave radio device transmits a confirmation response signal for notifying its own existence to the parent radio device 1 (S6 in FIG. 5).
この時、親無線機1は、複数の子無線機から確認応答信号を受信することになるため、そのタイミングが同時になる子無線機が存在することが起こり得る。その場合、同一の周波数上で互いの信号の干渉により各々の確認応答信号が親無線機1に認識されないことになる。これを回避するために、子無線機それぞれが持つ固有のアドレスを元に応答信号の送信タイミングを生成し、その送信タイミングに基づいて送信する。固有アドレスは、例えばその子無線機が搭載されている建設機械の機種コードと製造番号とから構成されている。このため固有アドレスが同じとなる子無線機は存在せず、したがって固有アドレスを元に生成する送信タイミングも各子無線機に固有のものとなる。送信タイミングの生成方法としては、機種コードと製造番号の一部を数値と見做して、その数値に一定の時間値、例えば1msや2ms,10msを乗算した値を送信タイミングとしてもよい。また、子無線機それぞれに乱数表を持たせ、その乱数表と固有アドレスを元に送信タイミングを生成してもよい。
At this time, since the
親無線機1は確認信号を送信後、子無線機からの確認応答信号を一定時間、受信待ちする(図5のS7,S8)。ここで言う一定時間は、例えば3〜4秒程度とすると都合がよい。短すぎると子無線機からの確認応答信号を親無線機1が受信しきれない虞があり、長すぎると受信待ちしているのか動作していないのか分からなくなるからである。またこの場合、周囲環境のノイズ等の影響により、子無線機からの確認応答信号が一回で受信できない可能性が考えられる。このような状況を考慮し、確認信号送信と確認応答信号受信待ちを複数回繰り返すようにすることが望ましい。
After transmitting the confirmation signal, the
親無線機1は、子無線機からの確認応答信号を受信し識別した後、その中から通話相手とすべき子無線機に対してのみ、接続要求信号を送信する(図5のS9)。
After receiving and identifying the confirmation response signal from the child wireless device, the
子無線機は確認応答信号を送信後、親無線機1からの接続要求信号を一定時間、受信待ちする(図5のS10,S11)。ここで言う一定時間は、例えば5〜6秒程度とすると都合がよい。前述した親無線機1が子無線機からの確認応答信号を受信待ちする時間に、親無線機1が受信した確認応答信号を解析し、接続要求信号を送信する時間が加わるからである。またこの場合、周囲環境のノイズ等の影響により、親無線機1からの接続要求信号が一回で受信できない可能性が考えられる。このような状況を考慮し、確認応答信号送信と接続要求信号受信待ちを複数回繰り返すようにすることが望ましい。
After transmitting the confirmation response signal, the slave radio device waits to receive a connection request signal from the
接続要求信号を受信した子無線機は、親無線機1に対して接続応答信号を送信する(図5のS18)。接続要求信号が送信されなかった子無線機は、親無線機1から通信不要と判断されたと見做し、起動時の状態である、親無線機1からの確認信号の待受状態に戻る(図5のS15−No)。
The child radio device that has received the connection request signal transmits a connection response signal to the parent radio device 1 (S18 in FIG. 5). The slave radio device to which the connection request signal has not been transmitted assumes that communication is unnecessary from the
接続要求信号を受信した子無線機は接続応答信号を送信後、親無線機1からの移行指示を一定時間、受信待ちする(図5のS19,S20)。ここで言う一定時間は、例えば5〜6秒程度とすると都合がよい。親無線機1が子無線機からの接続応答信号を受信待ちする時間に、親無線機1が受信した接続応答信号を解析し、移行指示を送信する時間が加わるからである。
After receiving the connection request signal, the slave radio device that has received the connection request signal waits for a predetermined time to receive a transition instruction from the master radio device 1 (S19 and S20 in FIG. 5). The certain time referred to here is convenient, for example, about 5 to 6 seconds. This is because the time when the
またこの場合、周囲環境のノイズ等の影響により、親無線機からの移行指示が一回で受信できない可能性が考えられる。このような状況を考慮し、接続応答信号送信と移行指示受信待ちを複数回繰り返すようにすることが望ましい。 Further, in this case, there is a possibility that the transition instruction from the parent wireless device cannot be received at one time due to the influence of noise in the surrounding environment. Considering such a situation, it is desirable to repeat the connection response signal transmission and the transition instruction reception waiting a plurality of times.
親無線機1は接続要求信号を送信後、子無線機からの接続応答信号を一定時間、受信待ちする(図5のS16,S17)。ここで言う一定時間は、例えば3〜4秒程度とすると都合がよい。短すぎると子無線機からの接続応答信号を親無線機1が受信しきれない虞があり、長すぎると受信待ちしているのか動作していないのか分からないからである。またこの場合、周囲環境のノイズ等の影響により、子無線機からの接続応答信号が一回で受信できない可能性が考えられる。このような状況を考慮し、接続要求信号送信と接続応答信号受信待ちを複数回繰り返すようにすることが望ましい。あるいはこの場合は、親無線機1は接続要求信号を送信した相手がどの子無線機かを把握しているため、その子無線機からの応答が帰ってくるまで、接続要求信号を複数回送信するようにしてもよい。親無線機1が通信相手とすべき子無線機からの接続応答信号を受信した時点で、必要な無線通信経路が一旦確立される。
After transmitting the connection request signal, the
その後、親無線機1は通信経路が確立した子無線機に対し、先に探索した利用可能な特定周波数、例えば図2に示す周波数3へ移行する指示を送信し(図5のS25)、自らも周波数3へ移行する(図5のS26)。基準周波数1において一旦通信経路を確立することにより、利用可能な特定周波数への移行指示を、例えば多少のノイズが存在するような環境下でも子無線機に対し確実に行うことができる。
Thereafter, the
移行した周波数3において、移行指示を送信した子無線機と再度、無線通信経路を確立し、データ送受信を行う(図5のS27)。
At the shifted
これにより、親無線機1と、データ送受信が必要な子無線機、例えば図3に示す子無線機3,4,5のみが利用可能な周波数3において無線通信を行うことができる。一方、その他の子無線機、例えば図3に示す子無線機1,2,・・・N(3,4,5を除く)は基準周波数1のままであるため、親無線機1と子無線機3,4,5との無線通信は、これらの子無線機1,2,・・・N(3,4,5を除く)の状態に影響されることなく、安定した無線通信を行うことができる。
As a result, wireless communication can be performed with the
また、この時、別のサービスマンが同一作業領域内の建設機械に対し稼動データの取得等のために、図4に示すように別の親無線機2を起動させた場合、上述した親無線機1の場合と同様に、複数の無線周波数を1からNまで順次切り替えて、基準周波数1以外で利用可能な周波数を探索する。周波数3は親無線機1で使用中のため、この場合は例えば図2で示す周波数Mが利用可能な周波数として探索される。その後、基準周波数1にて通信相手とすべき子無線機を探索・識別し、利用可能な周波数Mへ移行する。周波数Mにおいて、通信相手とすべき子無線機との無線通信経路を確立し、データ送受信を行う。
At this time, when another serviceman activates another
これにより、同図4に示すように、親無線機1と子無線機3,4,5は周波数3で、親無線機2と子無線機1,2,・・・N(3,4,5を除く)は周波数Mで、それぞれ互いの無線通信に影響を与えることなく、データ送受信を行うことができる。
Accordingly, as shown in FIG. 4, the
周波数3または周波数Mでのデータ送受信が完了した後、子無線機は基準周波数1へ戻り、親無線機1,2からの確認信号の待受状態となる。
After the data transmission / reception at the
このようにして親無線機と子無線機間の通信を行う本実施形態によれば、子無線機は通常は、複数の無線周波数の中の一つである基準周波数1に固定された親無線機からの確認信号を待受しており、親無線機のみが、利用可能な一つまたは複数の周波数を探索し、基準周波数1において通信すべき子無線機との通信経路を一度確立した後、利用可能な一つまたは複数の周波数への移行を指示しデータ送受信を行うようになっている。つまり、親無線機と、通信すべき子無線機のみを、基準周波数1以外の周波数にて無線通信を行うようにし、残された子無線機は基準周波数1のままとすることにより、残された子無線機からの通信信号によるノイズの影響、または別の親無線機と子無線機との通信信号によるノイズの影響、すなわち不要な子無線機および別の通信経路にある親無線機・子無線機からのノイズの影響を受けない無線通信経路を、当該親無線機と、通信すべき子無線機との間に確立することができる。これにより、本実施形態に係る無線通信方式を建設機械の遠隔操作における無線通信に活用した場合に、建設機械の誤動作を生じさせる懸念がなく、遠隔操作される建設機械に対する精度の高い無線通信を実現させることができる。
According to the present embodiment in which communication is performed between the parent radio device and the child radio device in this manner, the child radio device is normally set to the parent radio frequency fixed to the
また、親無線機と、通信すべき子無線機を識別するための確認信号、及び確認応答信号の送受信を、上述した基準周波数1に固定して行い、かつ基準周波数1において一度無線通信経路を確立させるようにしてあるので、ノイズ等により確認信号及び確認応答信号の送受信が一時的に不可となった場合でも、親無線機が待機状態となる無駄な時間を極力無くすことが可能となる。これによって通信時間を短縮させることができる。また、通信すべき子無線機に対し、利用可能な周波数の指示送信を確実に行うことができる。さらに、通信すべき子無線機を探索、識別する周波数を基準周波数1に限定するようにしてあるので、無線通信経路を比較的短時間のうちに確立させることができ、無線通信経路を確立するまでの時間を短縮することができる。
Further, transmission / reception of a confirmation signal for identifying a child wireless device to communicate with a parent wireless device and a confirmation response signal is performed with the
また、親無線機からの確認信号に対し複数の子無線機から一斉に確認応答信号を送信するとき、子無線機各々が持つ固有アドレスに応じて確認応答信号の送信タイミングを生成し送信するようにしてあることから、同一周波数における無線通信の混線を避けることができ、送受信するデータの信頼性の向上に貢献する。 Furthermore, when transmitting an acknowledgment signal simultaneously from a plurality of slave radios against the confirmation signal from the main radio, to send generates a transmission timing of the acknowledgment signal in response to the unique address of the child wireless device respectively Therefore, it is possible to avoid crosstalk of wireless communication at the same frequency, which contributes to improving the reliability of data to be transmitted and received.
また、親無線機は、複数の無線周波数を順次切り替えて基準周波数1以外で利用可能な一つまたは複数の周波数を探索するとき、探索された当該周波数において、先ずは自らは電波を発信せずに当該周波数に他の電波が有るかどうかを一定時間監視し、無ければ当該周波数において電波の発信を始め、他の電波が有れば、別の周波数の探索に移行するようにしたことから、該当する親無線機とは異なる親無線機と、子無線機とが既に通信中の場合でも、その通信周波数に影響を与えることがなく、他の無線通信経路における無線通信の保護を実現できる。
Further, when the parent radio device searches for one or a plurality of frequencies that can be used other than the
図6は、図1〜5に示した無線通信方式の実施に用いられる無線通信装置の一実施形態を示すブロック図である。この図6に示す無線通信装置の一実施形態では、親無線機Aと子無線機Bとが互いに同じ機器構成から成っている。 FIG. 6 is a block diagram showing an embodiment of a wireless communication apparatus used for implementing the wireless communication system shown in FIGS. In one embodiment of the wireless communication apparatus shown in FIG. 6, the parent wireless device A and the child wireless device B have the same device configuration.
すなわち、親無線機Aは、無線通信手段Aaと、建設機械内の通信ラインCに接続可能であって、建設機械の稼動データの取得を行う第1通信手段Abと、取得した稼動データを一時的に保管する保管手段Acと、建設機械から離れた場所において活用され、建設機械の稼動データの取得を行うためのデータ制御装置Dに接続可能な第2通信手段Adと、無線通信手段Aa、第1通信手段Ab、保管手段Ac、及び第2通信手段Adを制御する制御部Aeとを備えた構成にしてある。 That is, the master radio device A can be connected to the radio communication unit Aa, the communication line C in the construction machine, the first communication unit Ab that obtains the operation data of the construction machine, and the acquired operation data temporarily. A storage means Ac for storing the data, a second communication means Ad that is used in a place away from the construction machine and can be connected to a data control device D for obtaining operation data of the construction machine, and a wireless communication means Aa, The first communication unit Ab, the storage unit Ac, and the control unit Ae that controls the second communication unit Ad are provided.
同様に、子無線機Bも、無線通信手段Baと、建設機械内の通信ラインCに接続可能であって、建設機械の稼動データの取得を行う第1通信手段Bbと、取得した稼動データを一時的に保管する保管手段Bcと、建設機械から離れた場所において活用され、建設機械の稼動データの取得を行うためのデータ制御装置Dに接続可能な第2通信手段Bdと、無線通信手段Ba、第1通信手段Bb、保管手段Bc、及び第2通信手段Bdを制御する制御部Beとを備えた構成にしてある。 Similarly, the slave radio B can also be connected to the radio communication means Ba and the communication line C in the construction machine, the first communication means Bb for obtaining the operation data of the construction machine, and the obtained operation data. Temporary storage means Bc, second communication means Bd that is used in a place away from the construction machine and that can be connected to the data control device D for acquiring operation data of the construction machine, and wireless communication means Ba The first communication unit Bb, the storage unit Bc, and the control unit Be for controlling the second communication unit Bd.
このように構成した本発明に係る無線通信装置の一実施形態によれば、上述した無線通信方式に用いられることにより、上述した無線通信方式で述べたのと同じ作用効果が得られる他、親無線機Aと子無線機Bとが同じ機器構成であることから、内部ソフトウエアの切り替えによって、どちらのものも親無線機Aあるいは子無線機Bとして活用することができ、これらの無線機の設置場所に対する汎用性を確保することができ、実用的である。 According to one embodiment of the wireless communication apparatus according to the present invention configured as described above, the same operation and effect as described in the above-described wireless communication method can be obtained by using the wireless communication method described above. Since the wireless device A and the child wireless device B have the same device configuration, both of them can be used as the parent wireless device A or the child wireless device B by switching the internal software. The versatility with respect to the installation location can be ensured and is practical.
A 親無線機
Aa 無線通信手段
Ab 第1通信手段
Ac 保管手段
Ad 第2通信手段
Ae 制御部
B 親無線機
Ba 無線通信手段
Bb 第1通信手段
Bc 保管手段
Bd 第2通信手段
Be 制御部
A parent wireless device Aa wireless communication device Ab first communication device Ac storage device Ad second communication device Ae control unit B parent wireless device Ba wireless communication device Bb first communication device Bc storage device Bd second communication device Be control device
Claims (2)
前記親無線機は、複数の無線周波数の中の一つである基準周波数にて起動し、複数の無線周波数を順次切り替えて前記基準周波数以外で利用可能な複数の周波数を探索し、探索された当該周波数において、先ずは自らは当該周波数の電波を発信せずに当該周波数に他の電波が有るかどうかを一定時間監視し、無ければ当該周波数を利用可能な周波数として選択し、他の電波が有れば、別の周波数の探索に移行し、前記基準周波数に戻った後、前記子無線機の存在を確認するための確認信号を送信し、
前記子無線機は、複数の無線周波数の中の一つである前記基準周波数にて起動し、前記基準周波数のまま、前記親無線機からの前記確認信号を待受しており、前記確認信号を受信したとき、前記親無線機に対して確認応答信号を送信し、
前記親無線機は、前記確認信号を送信後、前記子無線機からの前記確認応答信号の受信待ち状態となり、前記子無線機からの前記確認応答信号を受信し識別できたときに、その中から通信相手とすべき子無線機に対してのみ接続要求信号を送信し、
前記子無線機は、前記確認応答信号を送信後、前記親無線機からの前記接続要求信号の受信待ち状態となり、前記接続要求信号が送信された当該子無線機は、前記親無線機に対し接続応答信号を送信し、前記接続要求信号が送信されなかった子無線機は、一定時間経過後、前記親無線機からの前記確認信号の待受状態に戻り、
前記親無線機は、前記基準周波数において前記親無線機と通信相手とすべき当該子無線機との間で無線通信経路を一度確立させた後、当該子無線機に対し、前記基準周波数以外で利用可能な特定周波数へ移行する指示を送信し、自らもその特定周波数に移行し、前記特定周波数において、移行指示した当該子無線機と再度、無線通信経路を確立して、親無線機と、通信すべき子無線機のみを、基準周波数以外の周波数にて無線通信を行い、残された子無線機は基準周波数のままとしてデータの送受信を行い、
前記子無線機のそれぞれは、前記基準周波数において、前記親無線機からの前記確認信号に対し確認応答信号を送信するとき、前記子無線機各々が持つ固有アドレスに応じて前記確認応答信号の送信タイミングを生成して送信することを特徴とする建設機械の無線通信方式。 In a radio communication system of a construction machine that selects one available radio frequency from a plurality of radio frequencies, and transmits and receives data between the master radio and a plurality of slave radios,
The master radio, starts at a reference frequency, which is one of a plurality of radio frequencies, by sequentially switching a plurality of radio frequencies to search a plurality of frequencies available in other than the reference frequency, is searched At that frequency, first of all, it does not transmit the radio wave of that frequency and monitors whether there is another radio wave at that frequency for a certain period of time. If not, it selects that frequency as an available frequency. If there is, move to search for another frequency, and after returning to the reference frequency, transmit a confirmation signal for confirming the presence of the slave radio,
The slave radio is activated at the reference frequency, which is one of a plurality of radio frequencies, and is waiting for the confirmation signal from the parent radio while maintaining the reference frequency. Is transmitted to the parent radio device when an acknowledgment signal is received,
After the master radio transmits the confirmation signal, the master radio enters a state of waiting for the confirmation response signal from the slave radio, and when the acknowledgment signal from the slave radio is received and identified, Send a connection request signal only to the child radio that should be
After transmitting the confirmation response signal, the slave radio enters a state of waiting for reception of the connection request signal from the master radio, and the slave radio to which the connection request signal is transmitted is sent to the master radio A slave radio that has transmitted a connection response signal and the connection request signal has not been transmitted returns to the standby state of the confirmation signal from the master radio after a predetermined time has elapsed,
The master radio unit establishes a radio communication path between the master radio unit and the child radio unit to be a communication partner at the reference frequency, and then sets the slave radio unit other than the reference frequency. Sending an instruction to shift to a specific frequency that can be used, itself also shifts to the specific frequency, and establishes a wireless communication path again with the child radio device instructed to shift at the specific frequency, Only the slave radio to be communicated is wirelessly communicated at a frequency other than the reference frequency, and the remaining slave radio is sent and received while maintaining the reference frequency.
When each of the slave radios transmits an acknowledgment signal in response to the confirmation signal from the parent radio at the reference frequency, transmission of the confirmation response signal according to a unique address of each of the slave radios A construction machine wireless communication system characterized by generating and transmitting timing .
前記親無線機は、複数の無線周波数の中の一つである基準周波数にて起動し、複数の無線周波数を順次切り替えて前記基準周波数以外で利用可能な複数の周波数を探索し、探索された当該周波数において、先ずは自らは当該周波数の電波を発信せずに当該周波数に他の電波が有るかどうかを一定時間監視し、無ければ当該周波数を利用可能な周波数として選択し、他の電波が有れば、別の周波数の探索に移行し、前記基準周波数に戻った後、前記子無線機の存在を確認するための確認信号を送信し、
前記子無線機は、複数の無線周波数の中の一つである前記基準周波数にて起動し、前記基準周波数のまま、前記親無線機からの前記確認信号を待受しており、前記確認信号を受信したとき、前記親無線機に対して確認応答信号を送信し、
前記親無線機は、前記確認信号を送信後、前記子無線機からの前記確認応答信号の受信待ち状態となり、前記子無線機からの前記確認応答信号を受信し識別できたときに、その中から通信相手とすべき子無線機に対してのみ接続要求信号を送信し、
前記子無線機は、前記確認応答信号を送信後、前記親無線機からの前記接続要求信号の受信待ち状態となり、前記接続要求信号が送信された当該子無線機は、前記親無線機に対し接続応答信号を送信し、前記接続要求信号が送信されなかった子無線機は、一定時間経過後、前記親無線機からの前記確認信号の待受状態に戻り、
前記親無線機は、前記基準周波数において前記親無線機と通信相手とすべき当該子無線機との間で無線通信経路を一度確立させた後、当該子無線機に対し、前記基準周波数以外で利用可能な特定周波数へ移行する指示を送信し、自らもその特定周波数に移行し、前記特定周波数において、移行指示した当該子無線機と再度、無線通信経路を確立して、親無線機と、通信すべき子無線機のみを、基準周波数以外の周波数にて無線通信を行い、残された子無線機は基準周波数のままとしてデータの送受信を行い、
前記子無線機のそれぞれは、前記基準周波数において、前記親無線機からの前記確認信号に対し確認応答信号を送信するとき、前記子無線機各々が持つ固有アドレスに応じて前記確認応答信号の送信タイミングを生成して送信することを特徴とする建設機械の無線通信装置。 In a radio communication device of a construction machine that selects one available radio frequency from a plurality of radio frequencies, and transmits and receives data between a master radio and a plurality of slave radios,
The master radio, starts at a reference frequency, which is one of a plurality of radio frequencies, by sequentially switching a plurality of radio frequencies to search a plurality of frequencies available in other than the reference frequency, is searched At that frequency, first of all, it does not transmit the radio wave of that frequency and monitors whether there is another radio wave at that frequency for a certain period of time. If not, it selects that frequency as an available frequency. If there is, move to search for another frequency, and after returning to the reference frequency, transmit a confirmation signal for confirming the presence of the slave radio,
The slave radio is activated at the reference frequency, which is one of a plurality of radio frequencies, and is waiting for the confirmation signal from the parent radio while maintaining the reference frequency. Is transmitted to the parent radio device when an acknowledgment signal is received,
After the master radio transmits the confirmation signal, the master radio enters a state of waiting for the confirmation response signal from the slave radio, and when the acknowledgment signal from the slave radio is received and identified, Send a connection request signal only to the child radio that should be
After transmitting the confirmation response signal, the slave radio enters a state of waiting for reception of the connection request signal from the master radio, and the slave radio to which the connection request signal is transmitted is sent to the master radio A slave radio that has transmitted a connection response signal and the connection request signal has not been transmitted returns to the standby state of the confirmation signal from the master radio after a predetermined time has elapsed,
The master radio unit establishes a radio communication path between the master radio unit and the child radio unit to be a communication partner at the reference frequency, and then sets the slave radio unit other than the reference frequency. Sending an instruction to shift to a specific frequency that can be used, itself also shifts to the specific frequency, and establishes a wireless communication path again with the child radio device instructed to shift at the specific frequency, Only the slave radio to be communicated is wirelessly communicated at a frequency other than the reference frequency, and the remaining slave radio is sent and received while maintaining the reference frequency.
When each of the slave radios transmits an acknowledgment signal in response to the confirmation signal from the parent radio at the reference frequency, transmission of the confirmation response signal according to a unique address of each of the slave radios A wireless communication apparatus for a construction machine, which generates and transmits timing .
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