JP5385821B2

JP5385821B2 - 無線システム及びそれに用いるプログラム

Info

Publication number: JP5385821B2
Application number: JP2010037819A
Authority: JP
Inventors: 雅章木下
Original assignee: パナソニックデバイスＳｕｎｘ竜野株式会社
Priority date: 2010-02-23
Filing date: 2010-02-23
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2030-02-23
Also published as: JP2011176482A

Description

本発明は、親機と子機との間で無線通信を行う無線システム及びそれに用いるプログラムに関する。

従来から、親機と子機との間で無線通信を行う無線システムが普及している。この種の無線システムは、例えばビルや工場等において、電気設備などの電力監視を目的として多数分散配置された計測端末の一括監視や、遠隔地の保安員の呼び出しのために利用される。ところで、無線システムを工場等の敷地内で採用する場合には、親機と子機との間の距離が遠くなって、親機から送信される無線信号が子機に届かなくなることがある。このような場合、他の子機を用いて親機から送信される無線信号を中継することが一般的に行われている。このように子機を中継機としても使用する場合には、従来、親機と子機との間の通信経路の設定を行う必要がある。そして、設定した親機と子機との間の通信経路から構成される無線ネットワークを確認できるように、例えば通信経路をツリー状に表示した通信経路画像を親機及び子機とは別の装置（例えば、パーソナルコンピュータ）に表示することが提案されている。

近年では、設定作業を必要とせずに自動的に親機と子機との間で通信経路を設定して無線ネットワークを構成する技術（例えば、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標））が知られており、例えば特許文献１に開示されている。このような無線ネットワークを自動的に構成する無線システムにおいても、例えば子機の故障等によって一部の通信経路が途絶える等の異常を把握するために、通信経路画像の表示によって無線ネットワークの構成を確認できるようにすることが望ましい。

特開２００７−１７４３０３号公報

しかしながら、上述のような自動的に無線ネットワークを構成する無線システムでは、周囲の電波環境の変化等があれば自動的に無線ネットワークを再構成する。このため、施工時に確認した無線ネットワークと、一定期間が経過した後に確認した無線ネットワークとが互いに異なる構成となる場合がある。この場合、単に通信経路画像を表示するのみでは、過去の無線ネットワークの構成から現在の無線ネットワークの構成への変化を把握することができず、無線ネットワークの再構成に至った原因の推測や、その対策を検討するために要する時間が長くなるという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、無線ネットワークの構成の変化を容易に把握することのできる無線システム及びそれに用いるプログラムを提供することを目的とする。

第１の発明は、上記目的を達成するために、互いに無線通信を行う複数の無線機と、前記各無線機間の通信経路から構成される無線ネットワークを確認するための確認装置とから成る無線システムであって、前記各無線機は、一定の条件を満たすと前記無線ネットワークを自動的に構成する制御部を備え、複数の無線機のうち１つを親機、残りの無線機を子機とし、前記親機は、前記無線ネットワークの最新のデータを記憶する記憶部を備え、前記確認装置は、前記無線ネットワークのデータを記憶する記憶手段と、前記無線ネットワークのデータにおける通信経路を表す通信経路画像を少なくとも表示する画像表示手段と、所定の操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記操作入力受付手段で所定の操作入力を受け付けると前記無線ネットワークを確認する確認処理を実行する演算処理手段とで構成され、前記確認処理は、前記親機に前記無線ネットワークの最新のデータを要求する要求処理と、前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータを前記記憶手段に記憶する記憶処理と、前記要求処理を行う前に前記記憶手段に既に記憶してある前記無線ネットワークのデータのうち最新のデータと前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータとを比較する比較処理と、前記比較処理において変化のあった通信経路の情報を他の変化の無い通信経路の情報と区別した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させる表示処理とを含み、前記表示処理は、前記変化のあった通信経路の情報を抜き出して表した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させることを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明の無線システムにおいてコンピュータから成る前記確認装置の演算処理手段で使用されるプログラムであって、前記演算処理手段に、前記親機に前記無線ネットワークの最新のデータを要求する要求処理と、前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータを前記記憶手段に記憶する記憶処理と、前記要求処理を行う前に前記記憶手段に既に記憶してある前記無線ネットワークのデータのうち最新のデータと前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータとを比較する比較処理と、前記比較処理において変化のあった通信経路の情報を他の変化の無い通信経路の情報と区別した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させる表示処理とを少なくとも実行させ、前記表示処理は、前記変化のあった通信経路の情報を抜き出して表した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させることを特徴とする。

本発明は、変化のあった通信経路の情報と他の変化の無い通信経路の情報とを区別した通信経路画像を見ることで無線ネットワークの構成の変化を容易に把握することができる。したがって、無線ネットワークの再構成に至った原因の推測や、その対策を検討するために要する時間を短縮することができる。

本発明に係る無線システムの実施形態を示す図で、（ａ）はシステム構成図で、（ｂ）は変更前の通信経路画像の説明図で、（ｃ）は変更後の通信経路画像の説明図である。（ａ）は同上の変更前のレイアウト図で、（ｂ）は同上の変更後のレイアウト図で、（ｃ）は従来の変更後の通信経路画像の説明図である。同上の他の表示方法による変更後の通信経路画像の説明図である。同上の新たに子機を追加した場合を示すレイアウト図である。

以下、本発明に係る無線システムの実施形態について図面を用いて説明する。本実施形態は、図１（ａ）に示すように、互いに無線通信を行う無線機のうちの１つである親機１と、当該親機１と無線通信を行う複数（本実施形態では３つ。図４に示す場合のみ４つ）の子機２とを備える。尚、以下の説明では、複数の子機２を区別するために、必要に応じて子機２を符号２Ａ〜２Ｄで表すものとする。

親機１及び子機２は、無線信号の送受信を行う無線送受信部１０と、記憶部１１と、外部機器（例えば、後述する確認装置３や端末装置４）との通信に使用される外部インタフェースである通信部１２と、各部を制御する制御部１３とを備えた無線機から成る。尚、外部インタフェースとしては、例えばＲＳ２３２ＣポートやＵＳＢポート等がある。また、子機２には、例えば温度計や、電力計、ガスメータ等の所定の物理量（温度や消費電力、流量）を計測する計測部１４が設けられている。

無線送受信部１０は、アンテナ（図示せず）より無線信号を送信する送信回路部（図示せず）及びアンテナより無線信号を受信する受信回路部（図示せず）を具備する。尚、この種の無線送受信部１０は従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

記憶部１１は、例えば書換え可能な不揮発性メモリ（一例としてはフラッシュメモリ）より成る。この記憶部１１には、例えば制御部１３で実行されるプログラム等が記憶される。また、本実施形態では、無線機（親機１及び各子機２）にそれぞれ固有のアドレス（ＭＡＣアドレス及びネットワークアドレス）が設定され、当該ＭＡＣアドレス及びネットワークアドレスによって無線信号の送信先及び送信元の無線機を特定可能としている。このため、記憶部１１には各無線機のＭＡＣアドレス及びネットワークアドレスも記憶される。

ここで、親機１の記憶部１１には、親機１と子機２との間で無線通信を行うために必要な親機１と子機２との間の通信経路から構成される無線ネットワークのデータが記憶される。無線ネットワークのデータには、親機１と親機１の配下の全ての子機２との間それぞれの通信経路の情報が含まれる。即ち、親機１と直接無線通信を行う子機２と親機１との間の通信経路の情報と、他の子機２を中継機とした子機２と親機１との間の通信経路の情報である。ここで、他の子機２を中継機とした子機２と親機１との間の通信経路の情報には、無線信号を中継する子機２（中継する子機２が複数ある場合には、中継する順番も含む）に関する情報が含まれている。

具体的には、親機１と直接無線通信を行う子機２と親機１との間の通信経路の情報には、送信先の子機２のＭＡＣアドレス及び送信元の親機１のＭＡＣアドレスが格納されるヘッダ部が含まれている。また、当該通信経路の情報には、送信先の子機２が端末装置４として用いられているか否かの情報と、端末装置４が接続されている場合には当該端末装置４の局番とが含まれている。一方、他の子機２を中継機とした子機２と親機１との間の通信経路の情報には、送信先の他の子機２のＭＡＣアドレス及び送信元の親機１のＭＡＣアドレスから成るヘッダ部と、送信先の子機２のＭＡＣアドレス及び送信元の他の子機２のＭＡＣアドレスから成るサブヘッダ部とが含まれている。また、当該通信経路情報には、各子機２が端末装置４として用いられているか否かの情報と、端末装置４が接続されている場合には当該端末装置４の局番とが含まれている。尚、親機１の記憶部１１に記憶されるデータには、親機１のシリアルナンバーや通信プロトコル等が含まれている。そして、本実施形態では、各無線機のシリアルナンバーをネットワークアドレスとして使用している。これらのデータは、親機１の記憶部１１における書換え可能な記憶領域に記憶され、一旦登録した後でも更新可能となっている。

制御部１３は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）から成り、メモリに格納されたプログラムを実行することによって各種の機能を実現する。また、制御部１３は、一定の条件を満たすと無線ネットワークを自動的に構成するようになっている。一定の条件としては、例えば各子機２において親機１から送信される無線信号を定期監視し、何れかの子機２において受信する無線信号の電界強度が零となる条件が考えられる。当該条件を満たした子機２では、親機１の探索を開始して、当該子機２と親機１との間で新たな通信経路を設定する。このように無線ネットワークが自動的に構成された場合には、新たに設定された通信経路の情報を含む最新の無線ネットワークのデータが親機１の記憶部１１に記憶される。尚、本実施形態では、無線ネットワークを自動的に構成する技術としては、家電向けの短距離無線通信規格であるＺｉｇＢｅｅによる技術を採用しているが、当該技術は従来周知であるので、ここでは詳細な説明を省略する。

本実施形態は、上述した親機１及び複数の子機２に加えて、無線ネットワークを確認するための確認装置３と、種々のデータを収集する端末装置４とを備える。

確認装置３は、演算処理手段３０と、画像表示手段３１と、操作入力受付手段３２とを備える。演算処理手段３０は、例えばＣＰＵや、ＣＰＵで実行するプログラムが記憶された記憶領域及びＣＰＵの作業領域となる記憶領域を有したメモリ、親機１の通信部１２に接続される外部インタフェース等を備え、所定のプログラムを実行するパーソナルコンピュータ（パソコン）である。この演算処理手段３０に、任意の画像を表示する液晶ディスプレイ等の画像表示装置である画像表示手段３１と、キーボードやマウス等のユーザインタフェースから成り種々のデータの入力に使用される操作入力受付手段３２とが接続される。また、演算処理手段３０は、書換え可能な不揮発性メモリから成り、無線ネットワークのデータ等が記憶される記憶手段３３を備える。

端末装置４は、例えば温度計や、電力計、ガスメータ等の所定の物理量（温度や消費電力、流量）を計測する計測機器である。本実施形態では、端末装置４は子機２の通信部１２に接続される。この端末装置４は、子機２からの要求に応じて計測データを子機２に送信する。この種の端末装置４としては従来周知のものを採用することができるため、詳細な説明を省略する。尚、本実施形態では、端末装置４として計測機器を例に挙げているが、端末装置４としては、通信端末器（一例としてはＰＬＣ（Programmable Logic Controller））等を採用することができる。また、本実施形態では、子機２が計測部１４を備えているため、子機２を端末装置４と兼用することもできるようになっている。

上述のように、本実施形態は、親機１と、親機１と無線通信を行う複数の子機２と、親機１に接続された確認装置３と、子機２に接続された端末装置４とで構成される。本実施形態は、主として、端末装置４及び端末装置４として機能する子機２が保有する計測データを確認装置３で収集するために使用される。

確認装置３の演算処理手段３０は、操作入力受付手段３２の入力内容に応じて、親機１に所定の処理を行わせるための制御信号を送信する。例えば、演算処理手段３０は、端末装置４及び端末装置４として機能する子機２より計測データを取得するための制御信号（データ取得信号）を親機１に送信する。親機１は、データ取得信号を受信すると、測定データを親機１に送るように要求するデータ要求信号を子機２に送信する。そして、当該データ要求信号を受信した子機２は、端末装置４と通信することで端末装置４から計測データを取得し、当該計測データを含む無線信号を親機１に向けて送信する。また、端末装置４として機能する子機２では、データ要求信号を受信すると自身の記憶部１１から計測データを読み出し、当該計測データを含む無線信号を親機１に向けて送信する。

ここで、本実施形態の確認装置３は、上述のような計測データの収集のみならず、親機１と子機２との間で構成される無線ネットワークの確認も行うことができる。以下、確認装置３における無線ネットワークの確認について説明する。確認装置３の演算処理手段３０のメモリには、無線ネットワークを確認する確認処理を行うための確認用プログラムが記憶される。このため、演算処理手段３０は、操作入力受付手段３２で所定の操作入力を受け付けると、確認用プログラムによって確認処理を実行する。尚、確認用プログラムは、例えば当該確認用プログラムが記録された記録媒体（例えば、ＣＤ−ＲＯＭ等）や、ネットワークサーバからのダウンロード等によって演算処理手段３０であるパソコンにインストールされる。

確認用プログラムが実行されると、最初に、親機１に無線ネットワークの最新のデータを要求するための要求信号を送信する要求処理が実行される。この要求信号を受信した親機１では、自身の記憶部１１から無線ネットワークの最新のデータを読み出し、当該データを含む信号を通信部１２を介して演算処理手段３０に返信する。次に、演算処理手段３０では、要求処理で得られた無線ネットワークの最新のデータを記憶手段３３に記憶する記憶処理が実行される。

そして、要求処理を行う前に記憶手段３３に既に記憶してある無線ネットワークのデータのうち最新のデータと、要求処理で得られた無線ネットワークの最新データとを比較する比較処理が実行される。この比較処理において何れかの通信経路で変化があった場合、当該変化があった通信経路の情報を差分情報として記憶手段３３に記憶させる。

最後に、演算処理手段３０では、要求処理で得られた無線ネットワークの最新のデータを記憶手段３３から読み出し、当該データにおける親機１と子機２との間の各通信経路を表す通信経路画像を画像表示手段３１に表示させる表示処理が実行される。ここで、比較処理において差分情報を記憶手段３３に記憶させていた場合には、当該差分情報を他の変化の無い通信経路の情報と区別した通信経路画像を画像表示手段３１に表示させる。

以下、具体例として、図２（ａ）に示すレイアウトから図２（ｂ）に示すレイアウトに変更された後に確認用プログラムが実行された場合について説明する。図２（ａ）に示すレイアウトでは、親機１と子機２Ａとの間、及び親機１と子機２Ｂとの間では、何れも中継機を介さずに直接無線通信を行っている。また、親機１と子機２Ｃとの間では、無線通信を妨げる設備５が存在するため、子機２Ｂを中継機として無線通信を行っている。尚、子機２Ａ，２Ｃはそれぞれ端末装置４として機能しており、子機２Ｂには端末装置４が接続されている。

この図２（ａ）のレイアウトにおける通信経路画像を図１（ｂ）に示す。尚、通信経路画像においては、親機１は、親機１専用のアイコンと「MASTER S/N:00000014」の文字列とで表示される。また、子機２Ａは、子機２専用のアイコンと「SLAVE S/N:00000019-No.001」の文字列とで表示され、子機２Ｂは、子機２専用のアイコンと「SLAVE S/N:00000021」の文字列とで表示され、子機２Ｃは、子機２専用のアイコンと「SLAVE S/N:00000024-No.003」の文字列とで表示される。また、端末装置４は、端末装置４専用のアイコンと「No.002」の文字列とで表示される。そして、通信経路画像では、各無線機及び端末装置４の無線ネットワークが一目で判るように通信経路がツリー状に表示される。即ち、図１（ｂ）に示す例では、親機１のアイコンと、親機１との間で直接無線通信を行う子機２のアイコンとを枝で接続している。また、中継機を介して親機１との間で無線通信を行う子機２のアイコンと、中継機となる子機２のアイコンとを枝で接続している。尚、「S/N:」で表される文字列は、各無線機のシリアルナンバーを示し、「No.」で表される文字列は端末装置４及び端末装置４として機能する子機２の局番を示す。

ここで、図２（ｂ）に示すように、設備５が親機１と子機２Ｃとの間から、子機２と子機３との間に移動すると、子機２と子機３との間で無線通信を行うことができないため、無線ネットワークが自動的に再構成される。すると、子機２Ｂを中継機としていた親機１と子機２Ｃとの間の通信経路が、中継機を介さずに直接無線通信を行う通信経路に変更される。この状態で確認用プログラムが実行されると、従来であれば図２（ｃ）に示すような通信経路画像が画像表示手段３１に表示される。この通信経路画像では、各無線機及び端末装置４の接続が一目で判るものの、現在の無線ネットワークの構成が過去の無線ネットワークの構成からどのように変化したかを確認することができない。

一方、本実施形態では、上述のように変化のあった通信経路の情報を他の変化の無い通信経路の情報と区別した通信経路画像を画像表示手段３１に表示させる。具体的には、図１（ｃ）に示すように、変化のあった通信経路の子機２Ｃを示すアイコン及び文字列を枠で囲み、枠内を文字列の色とは異なる色で色分けした通信経路画像を画像表示手段３１に表示させる。このため、現在の無線ネットワークの構成が過去の無線ネットワークの構成からどのように変化したかを一目で確認することができる。

上記の例であれば、子機２Ｃにおいて通信経路に変化があった事が判るため、この情報に基づいて実際の設置箇所を確認すると、設備５のレイアウトの変更が原因で子機２Ｂと子機２Ｃとの間で無線通信が行えなくなっていることが判る。また、無線ネットワークの再構成の結果、親機１と子機２Ｃとの間で中継機を介さずに無線通信を行うようになっているが、実際の設置箇所を確認すれば、親機１と子機２Ｃとの間の距離が長く、通信が不安定になることを予測できる。この場合、例えば図４に示すように、親機１と子機２Ｃとの間に新たに子機２Ｄを設置し、子機２Ｄを中継機として親機１と子機２Ｃとの間で無線通信を行うようにすることで、通信の安定化を図るといった対策を容易に検討することができる。

上述のように、変化のあった通信経路の情報と他の変化の無い通信経路の情報とを区別した通信経路画像を見ることで無線ネットワークの構成の変化を容易に把握することができる。したがって、無線ネットワークの再構成に至った原因の推測や、その対策を検討するために要する時間を短縮することができる。

ところで、通信経路画像において変化のあった通信経路の情報を他の変化の無い通信経路の情報と区別する方法は、上記の色分けに限定されるものではない。例えば、変化のあった通信経路の子機２の文字列を反転させる等、変化のあった通信経路の情報を他の変化の無い通信経路の情報とは異なる表示形態で表せばよい。また、変化のあった通信経路の情報を抜き出して表した通信経路画像を画像表示手段３１に表示させてもよい。具体的には、図３に示すように、通信経路がツリー表示された通信経路画像において、変化のあった通信経路の子機２Ｃの文字列を抜き出し、差分としてリスト表示させる。この場合でも、変化のあった通信経路の情報を容易に把握することができる。

尚、本実施形態の無線システムは、あくまでも本発明の一実施形態に過ぎないものであって、本発明の技術的範囲を本実施形態のものに限定する趣旨ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲での変更は当然に行える。例えば、子機２の数は３，４つに限定されず、また、端末装置４も上述の計測機器に限定されるものではない。即ち、本実施形態の無線システムは、データ収集を行うシステムに適用することに限定されず、遠隔地の人（例えば、保安員）の呼出のためのシステムや、警報システム、遠隔操作用のシステム等の種々のシステムに適用可能である。また、本実施形態では、確認装置３は親機１と別体のものであるが、確認装置３を親機１と一体に設けてもよい。更に、無線ネットワークを自動的に構成する技術としては、IEEE802.15.4の技術等、他の技術を用いてもよい。

１親機
１１記憶部
１３制御部
２子機
３確認装置
３０演算処理手段
３１画像表示手段
３２操作入力受付手段
３３記憶手段

Claims

互いに無線通信を行う複数の無線機と、前記各無線機間の通信経路から構成される無線ネットワークを確認するための確認装置とから成る無線システムであって、前記各無線機は、一定の条件を満たすと前記無線ネットワークを自動的に構成する制御部を備え、複数の無線機のうち１つを親機、残りの無線機を子機とし、前記親機は、前記無線ネットワークの最新のデータを記憶する記憶部を備え、前記確認装置は、前記無線ネットワークのデータを記憶する記憶手段と、前記無線ネットワークのデータにおける通信経路を表す通信経路画像を少なくとも表示する画像表示手段と、所定の操作入力を受け付ける操作入力受付手段と、前記操作入力受付手段で所定の操作入力を受け付けると前記無線ネットワークを確認する確認処理を実行する演算処理手段とで構成され、前記確認処理は、前記親機に前記無線ネットワークの最新のデータを要求する要求処理と、前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータを前記記憶手段に記憶する記憶処理と、前記要求処理を行う前に前記記憶手段に既に記憶してある前記無線ネットワークのデータのうち最新のデータと前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータとを比較する比較処理と、前記比較処理において変化のあった通信経路の情報を他の変化の無い通信経路の情報と区別した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させる表示処理とを含み、
前記表示処理は、前記変化のあった通信経路の情報を抜き出して表した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させることを特徴とする無線システム。
請求項１に記載の無線システムにおいてコンピュータから成る前記確認装置の演算処理手段で使用されるプログラムであって、前記演算処理手段に、前記親機に前記無線ネットワークの最新のデータを要求する要求処理と、前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータを前記記憶手段に記憶する記憶処理と、前記要求処理を行う前に前記記憶手段に既に記憶してある前記無線ネットワークのデータのうち最新のデータと前記要求処理で得られた前記無線ネットワークの最新のデータとを比較する比較処理と、前記比較処理において変化のあった通信経路の情報を他の変化の無い通信経路の情報と区別した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させる表示処理とを少なくとも実行させ、前記表示処理は、前記変化のあった通信経路の情報を抜き出して表した前記通信経路画像を前記画像表示手段に表示させることを特徴とするプログラム。