JP6291337B2 - データ収集システムおよびデータ収集方法 - Google Patents
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Description
要に応じて制御したりするため、それら対象を複数に分けてそれぞれを個別に機器の監視
データを収集する複数の従データ収集装置と、それら従データ収集装置から情報を収集し
集中的に管理する主データ収集装置とからなる構成を取るシステムが多い。
、制御対象として、複数の監視装置で分担して監視データを収集し、中央監視装置へ収集
した情報を送信したり、収集した情報に基づいて特定の機器を制御するためにそれを監視
する監視装置へ命令を送信したりするシステムとしている。
ルを制御・監視するシステムにおいて、それら電池モジュールそれぞれに搭載された電池
モジュールの監視基板と、監視基板を統合的に管理する監視制御装置とすると、監視制御
装置は、多くの監視基板とデータをやり取りしている。
の間でデータ同士の衝突など無く、安定的に通信を行えることが重要となる。
収集装置にて各従データ収集装置とのやり取りのタイミングを制御する通信方式が用いら
れることがあった。
ンと呼ばれるデータ送信権となる信号を巡回させ、各装置はトークンを取り込んだ時だけ
、トークンとともにデータを付与し、トークンに設定される宛先の装置だけトークンに付
与されたデータを取り込むことができるという、トークンパッシング方式が用いられるこ
ともあった。
収集装置とそれぞれ個別にケーブル接続することが必要となるため、接続ポート数に制約
がある場合に問題があった。
が可能であるから送受信のタイミングはトークンの周回状況に依存するため、主データ収
集装置がデータの送受信のタイミングをコントロールができず、その結果定点観測が必要
な監視には不向きであった。
且つ、主データ収集装置と複数の従データ収集装置間でのデータのやり取りの際に、デー
タ衝突が起こることなく主データ収集装置が送受信のタイミングをコントロールできるデ
ータ収集システムおよびデータ収集方法を提供する。
ータを主データ収集装置で収集するデータ収集システムにおいて、主データ収集装置は、
従データ収集装置がそれぞれ収集したデータを書き込むための少なくともn個のデータ記
録フレームと、前記n個のデータ記録フレームのそれぞれの書き込みの有無を示す占有識
別フレームとからなる固定長のデータパケットを生成し送信するとともに、受信したデー
タパケットを読みだしてn個の従データ収集装置の全データを収集するよう構成し、従デ
ータ収集装置のそれぞれは、受信した前記データパケット内の前記占有識別フレームを確
認し、空いているデータ記録フレームの一つを予め定められたルールに基づいて選択し、
選択したデータ記録フレームへ取得したデータを書込むとともに、このデータ記録フレー
ムに対応する占有識別フレームの位置に書き込み有りを示す情報を書き込み、データパケ
ットを送信するよう構成し、主データ収集装置から送信したデータパケットは、1からn
の固定順で互いに独立して接続される従データ収集装置間で転送され、n番目の従データ
収集装置から主データ収集装置で受信されることを特徴とする。
接続される従データ収集装置でそれぞれ収集されたデータを主データ収集装置で収集する
データ収集方法であって、前記主データ収集装置に、前記従データ収集装置がそれぞれ収
集したデータを書き込むための少なくともn個のデータ記録フレームと、前記n個のデー
タ記録フレームのそれぞれの書き込みの有無を示す占有識別フレームとからなる固定長の
データパケットを生成させ送信させ、前記従データ収集装置のそれぞれに、受信した前記
データパケット内の前記占有識別フレームを確認させ、空いている前記データ記録フレー
ムの一つを予め定められたルールに基づいて選択させ、選択されたデータ記録フレームへ
取得したデータを書込ませるとともに、このデータ記録フレームに対応する前記占有識別
フレームの位置に書き込み有りを示す情報を書き込ませ、前記データパケットを送信させ
、前記主データ収集装置に、n番目の前記従データ収集装置からの前記データパケットを
受信させ、該データパケットのn個の前記データ記録フレームを読みださせ、n個の前記
従データ収集装置が収集した全データを収集させるようにしたことを特徴とする。
且つ、主データ収集装置と複数の従データ収集装置間でのデータのやり取りの際に、デー
タ衝突が起こることなく主データ収集装置が送受信のタイミングをコントロールできるデ
ータ収集システムおよびデータ収集方法を提供できる。
図1は、第1実施形態に係るデータ収集システムの全体の概略構成を示している。
00でそれぞれ収集されたデータを主データ収集装置100で収集する。
込む少なくともn個のデータ記録フレームと、前記n個のデータ記録フレームのそれぞれ
の書き込みの有無を示す占有識別フレームとからなる固定長のデータパケットを生成し送
信するとともに、受信したデータパケットを読みだしてn個の従データ収集装置200で
収集された全データを収集するよう構成される。
を確認し、空いているデータ記録フレームの一つを予め定められたルールで選択し、選択
したデータ記録フレームへ取得したデータを書込むとともに、このデータ記録フレームに
対応する占有識別フレームの位置に書き込み有りを示す情報を書き込み、データパケット
を送信するよう構成される。
立して接続される従データ収集装置200間で転送され、n番目の従データ収集装置20
0から主データ収集装置100で受信されるように接続される。
全てのデータを得るにあたり、固定長のデータパケットを固定順にデータ転送を行うから
、主データ収集装置100に多数の接続ポートを設けることなく、且つ、主データ収集装
置100と複数の従データ収集装置200間でのデータのやり取りの際に、データ衝突が
起こることなく主データ収集装置100が送受信のタイミングをコントロールできる。
ケーブルで順次(リング状)配線接続するのが好ましいが、これに限るものではない。
や、空いているデータ記録フレームの一番後ろを選択するなどが想定される。
りする別系統と接続されても良い。これにより、外部へ収集したデータを送信したり、収
集したデータと外部からの入力データとでデータ編集を行ったり、外部からデータ収集シ
ステムへの制御命令などを受け付けることができる。
等に基づいて、各従データ収集装置200を制御する構成とすることもできる。この場合
、データパケットは、更に少なくともn個の固定長の制御フレームを含む。
00からの収集データを用いて、予め定められた制御ロジックによって、各従データ収集
装置200への制御データを算出し、予め定められた各従データ収集装置200に対応す
る各制御フレームへそれぞれ命令を書き込む。従データ収集装置200は、データパケッ
トの自身宛の制御フレームを読み出して、命令を実行する。
ムを想定できる。この場合、直流電源盤内に多数設置された電池モジュールを監視し、そ
の充電状態に応じて、電池モジュールから外部への供給や充電器の駆動/停止などの外部
装置を制御及び電池残量を算出し表示する制御装置が主データ収集装置100に相当し、
各電池モジュールそれぞれに搭載された、電池モジュールに搭載され、セルの電圧と温度
の状態を監視し伝送する基板が従データ収集装置200に相当する。
なく、例えば、電池モジュールに搭載された基板は、制御装置からの制御命令に応じて、
セルの放電開始/放電停止を実行するなどの、主データ収集装置100から送信されるデ
ータに応じて、監視対象の装置を制御するようにしてもよい。
ムを想定できる。放射線を測定するセンサ、バルブ、ポンプ、流量計、圧力計等の監視対
象の装置の状態を取得し、主データ収集装置100へ送信する伝送装置が従データ収集装
置200に相当し、従データ収集装置200から送信される装置の状態を用いてあらかじ
め記録された制御ロジックに従い状態を表示する監視制御部1が主データ収集装置100
に相当する。
表示するだけでなく、従データ収集装置200から受信した制御データに応じて、従デー
タ収集装置200が監視対象の装置へ制御命令、例えば従データ収集装置200が監視対
象の装置がバルブであれば開/閉、ポンプであれば駆動/停止を示す制御命令を送信したり
、ブザーやランプ等の外部装置を接続し、受信した制御命令に応じて外部装置への制御信
号を出力してもよい。
2、パケット受信部3を有する。
全体の制御を司る。
。)以上のデータ記録フレームと、各データ記録フレームにデータが書き込まれているか
否かを示すn個の識別情報を書き込む占有識別フレームを含む固定長のデータパケットを
生成する。
で値を書き込み、ケーブルで接続された1番目の従データ収集装置200のパケット受信
部4(後述)に送信する。送信方法としては、例えば、主データ収集装置100は送信用
メモリを備えており、監視制御部1が送信用メモリにデータパケットを書き込み、送信用
メモリに書き込まれたデータパケットをパケット送信部2が送信する方法がある。
ト送信部6(後述)から送信されるデータパケットを受信する。受信方法としては、例え
ば、主データ収集装置100は受信用メモリを備えており、主データ収集装置100のパ
ケット受信部3は従データ収集装置200のデータ送信部6から送信されるデータパケッ
トを受信し、受信用メモリに格納し、格納されたデータパケットを監視制御部1が読み出
す方法がある。
集装置200が4つで、各従データ収集装置200がそれぞれ収集情報が6つまでである
場合のデータパケットを示している。ここでは、データパケットは、1つの占有識別フレ
ームと4つのデータ記録フレームを備えている。
記録フレームに収集情報が記録されているか否かを、2番目のデータ記録フレームに収集
情報が記録されているか否かを、3番目のデータ記録フレームに収集情報が記録されてい
るか否かを、4番目のデータ記録フレームに収集情報が記録されているか否かを、それぞ
れ表す。格納されている場合には“1”を、格納されていない場合には“0”を記憶する
4つのデータ記録フレームはそれぞれ6つの収集情報(例えば、各4バイト)を格納で
き、各従データ収集装置200はそれぞれ一つのデータ記録フレームを使用する。各従デ
ータ収集装置200は、取得した6つ(まで)の収集情報を、それぞれデータ記録フレー
ム内の何番目に書き込むかを予め取り決めている。一つの収集情報とは、例えば、温度、
電圧、流量、放射線線量、放射線濃度、圧力、等の値や、バルブ開度、運転状態等を示す
監視データである。なお、収集情報を格納するサイズは、収集情報のサイズに応じて、予
め取り決めておく。
込んだ際のデータパケットを示している。この場合、占有識別フレームには、何れのデー
タフレームもデータが書き込まれていないことを示す「0、0、0、0」を、各データ記
録フレームには、何れも初期値を表す値、ここでは「0、0、0、0、0、0」を格納し
ている。
ータ収集装置200への制御命令を格納する制御フレームを含むデータパケットを生成す
るようにしてもよい。この場合、制御フレームは少なくとも従データ収集装置200の個
数を用意する。主データ収集装置100の監視制御部1は、以前にパケット受信部3で受
信したデータパケットで得た収集情報や、外部からの取得データや制御命令を元に、予め
定められた制御ロジックによって、各従データ収集装置200への制御データを算出し、
各従データ収集装置200に対応する各制御フレームへそれぞれ命令を書き込む。
かじめ定められたルールによって決定されるが、データ記録フレームにデータを書込む手
順と一致させてもよい。例えば、1番目の制御フレームから順番に格納していく、n番目
の制御フレームから逆順番に格納していく等が考えられる。
ットの終端に、更に4つの制御フレームを備え、各従データ収集装置200への命令が3
つまで格納可能なデータパケットを示している。そして、同図は、パケット生成部1aで
生成されたデータパケットに、制御部1が制御データを書き込んだ際、すなわち従データ
収集装置200へデータパケットを送信開始する直前のデータパケットを示している。
aを含む制御部5、パケット送信部6を備える。
集装置200から送信されるデータパケットを受信する。
ケットの占有識別フレームを参照し、書き込まれていないデータ記録フレームを確認する
。データが書き込まれていないデータ記録フレーム中から、自分が書き込むデータ記録フ
レームを選択する。選択方法として、例えば書き込まれていないデータ記録フレームの中
から一番目のデータ記録フレームを選択する方法や、一番最後のデータ記録フレームを選
択する方法などがある。
位置に書き込む。一連の収集情報をセットとして予め用意しておき、一括で書きこんでも
良い。書込み後に、書き込んだデータ記録フレームを識別する情報を占有識別フレームに
書き込む。収集情報書込み部5aによって書き込まれた収集情報をデータ送信部6に出力
する。
ームの4つのビットのなかで一番左側のビットは、1番目のデータ記録フレームにデータ
が記録されていることを示す「1」であり、それ以外のビットはデータ記録フレームにデ
ータが記録されていないことを示す「0」であることから、1番目のデータ記録フレーム
にのみデータを書込まれていることを表している。データ記録フレーム1には、「2.5
」、「2.2」、「2.3」、「25」、「24」、「23」のデータが格納されている
ことを表している。
100とすべての従データ収集装置200間で一致するようにあらかじめ取り決めておく
ことで、例えば、電池モジュール基板で測定した3つのセル電圧(セル電圧1(V)、セ
ル電圧2(V)、セル電圧3(V))と3か所の電池モジュールの温度(電池モジュール温
度1(℃)、電池モジュール温度2(℃)、電池モジュール温度3(℃))を順番に格納
すると取り決めた場合は、図6の例ではセル電圧1が2.5V、セル電圧2が2.2V、
セル電圧3が2.3V、電池モジュール温度1が25℃、電池モジュール2 が24℃、
電池モジュール3が23℃であることがわかる。
接続された従データ収集装置200のパケット受信部4又は主データ収集装置100のパ
ケット受信部3に送信する。
記録フレームに従データ収集装置200の収集情報が格納されていき、格納されたデータ
記録フレームに格納されていることを示す識別子が占有識別フレームに格納される。これ
を接続されたすべての従データ収集装置200を通過するたびに繰り返すことで、接続さ
れている従データ収集装置200の収集情報をデータパケットに格納して、データパケッ
トは再び主データ収集装置100に戻り、主データ収集装置100は、接続されている従
データ収集装置200の収集情報、すなわち従データ収集装置200が監視する装置の状
態を取得することができる。
で収集される全てのデータを得るにあたり、固定長のデータパケットを固定順にデータ転
送を行うから、主データ収集装置100に多数の接続ポートを設けることなく、且つ、主
データ収集装置100と複数の従データ収集装置200間でのデータのやり取りの際に、
データ衝突が起こることなく主データ収集装置100が送受信のタイミングをコントロー
ルできる。
次に、第2の実施形態を説明する。図7は、第2の実施形態に係る情報収集システムの
全体概要を示す図である。本実施形態は、第1の実施形態に加え、主データ収集装置10
0と従データ収集装置200間に、状態確認部7と表示部8を含む状態表示装置を有する
。以下の各実施例は、互いに同一または類似の部分には、共通の符号を付して、重複説明
は省略する。
00のパケット送信部6のデータパケットの伝送状態、すなわちデータパケットが伝送さ
れているか否かを判定し、その結果を表示部8に出力する。状態監視部7は、伝送路に信
号形成のためのバッファ、信号を増幅するための信号増幅部、信号波形を整形するための
信号波形整形部のいずれか一つ以上を含んでいてもよい。
て、例えば、LEDランプでデータパケットが伝送時には所定期間点滅させるなどが考え
られる。
パケットが転送されているか否かを確実に知ることができる。
次に第3の実施形態を説明する。第3の実施形態は、第1の実施形態の、主データ収集
装置100の監視制御部1と各従データ収集装置200の監視制御部5にデータ誤り判定
機能(図示しない)を付加したものである。
を出力する際に、データパケット送受信の際に発生するノイズの混入や読み取りミスなど
から発生するデータの誤りを検出するための情報を算出して、データパケットに付加する
。誤りを検出するための情報として、例えば、既存の技術である、パリティチェックやハ
ミングコードチェック、CRC(巡回冗長検査)などで行えば良い。
れた誤りを検出するための情報を取り外したデータパケットに対して、同じデータ誤りを
検出するための方法を用いてデータ誤りを検出するための情報を算出し、この算出結果と
データパケットから取り外されたデータ誤りを検出するための情報とを比較し、一致して
いるか否かでデータ誤りが発生しているかどうかを判定する。
0で受信したデータパケットに誤りを含んでいるかいないかを判別できる。
次に第4の実施形態を説明する。第4の実施形態は、第3の実施形態と比較して、主デ
ータ収集装置100のパケット生成部1aが生成するデータパケットが異なる。第4の実
施形態のデータパケットは、データパケットに更にデータ誤り発生フレームを付加したも
のである。
パケットは、占有識別フレーム、データ記録フレームに加え、データ誤りを発見した従デ
ータ収集装置200を示す情報を格納するためのデータ誤り発生フレームを含む。
0を格納するための情報とは、同図では従データ収集装置200の数以上ビット列を用意
しそのビットを従データ収集装置200に対応づけ、データ誤りを発見した従データ収集
装置200を示すビットを反転するとしたが、例えば、データ誤りを発見した従データ収
集装置200の番号(順番)を記憶するなどとして実現しても良い。
誤り発生フレームに、何れの従データ収集装置200にもデータ誤りが発生していないこ
とを表す値を入力してパケット送信部2にデータパケットを出力する。更に主データ収集
装置100の監視制御部1のデータ誤り判定機能は、データパケットをもとに、誤り判定
のための付加情報を算出し、データパケットに付与し、従データ収集装置200へ送信す
る。
データ誤り判定のための付加情報を取り外し、残りのデータパケットに対して、データ誤
りを検出するため方法を用いて再度データ誤りを検出するための情報を算出し、この算出
結果と取り外されたデータ誤り判定のための付加情報とを比較し、一致しているか否かで
データ誤りが発生しているかどうかを判定する。
ータ誤り判定結果をデータ誤りフレームに書込み、パケット送信部6に出力する。図8は
、このデータパケットの例で誤りがあったと判定した場合には、データ誤りフレームの対
応する位置のビットを反転(1と)し、誤りが無かった場合には、何もしない(0のまま
)。
、誤りがあった場合には、データ誤りフレームの対応する位置にビットを反転する。
ト受信部3から出力されたデータのデータ誤り判定フレームに格納された値を参照し、デ
ータ誤りを発見した従データ収集装置200より前に記憶されたデータ記録フレームの値
に格納された値はデータ誤りがある可能性があると判断し、それらのデータ記録フレーム
の値は使用せず、前回受信したデータパケットで取得した誤りの無い値を使用し、また、
データ誤りが発見された以降でその後誤りが発見されていない場合には、それらのデータ
記録フレームに記載される値については誤りがないと判断でき、それら値はそのまま用い
る。
録フレームを除外し、誤りの無いと判断できるデータ記録フレームの収集情報は利用でき
るから、できるだけ新しい収集情報を提供できる。
ても良い。第2の実施形態の状態表示装置において、状態確認部7は、データ誤り判定機
能を有し、データパケットの誤りを検出するための情報を算出し、データパケットに付与
されているデータの誤りを検出するための情報と比較し、一致または及び不一致結果を表
示部8に出力してもよい。
提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、
その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種
々の省略、置き換え、変更、組み合わせを行うことができる。これら実施形態は、発明の
範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含
まれるものである。
3、4・・・パケット受信部、5a・・・収集情報書込み部、7・・・状態確認部、
8・・・表示部、100・・・主データ収集装置、200・・・従データ収集装置。
Claims (5)
- n個(nは1以上の整数)の従データ収集装置でそれぞれ収集されたデータを主データ収集装置で収集するデータ収集システムであって、
前記主データ収集装置は、前記従データ収集装置がそれぞれ収集したデータを書き込むための少なくともn個のデータ記録フレームと、前記n個のデータ記録フレームのそれぞれの書き込みの有無を示す占有識別フレームとからなる固定長のデータパケットを生成し送信するとともに、受信した前記データパケットを読みだして前記n個の従データ収集装置の全データを収集するよう構成し、
前記従データ収集装置のそれぞれは、受信した前記データパケット内の前記占有識別フレームを確認し、空いている前記データ記録フレームの一つを予め定められたルールに基づいて選択し、選択した前記データ記録フレームへ取得したデータを書込むとともに、このデータ記録フレームに対応する前記占有識別フレームの位置に書き込み有りを示す情報を書き込み、前記データパケットを送信するよう構成し、
前記主データ収集装置から送信した前記データパケットは、1からnの固定順で互いに独立して接続される前記従データ収集装置間で転送され、n番目の前記従データ収集装置から前記主データ収集装置で受信されるデータ収集システムにおいて、
前記主データ収集装置及び前記従データ収集装置のそれぞれは、誤り判定機能を具備し、送信する前記データパケットにデータ誤りを検出するための情報を付与するとともに、受信した前記データパケットから前記データ誤りを検出するための情報を取り外し、該情報を取り外したデータパケットのデータ誤りを算出し比較することでデータ誤りの有無を検出するようにし、
前記主データ収集装置は、さらにデータ誤りを検出した従データ収集装置を示す情報を格納するための固定長のデータ誤り発生フレームを含むデータパケットを生成するようにし、
前記主データ収集装置は、受信した前記データパケットの前記データ誤り発生フレームを参照し、データ誤りを検出した従データ収集装置およびそれよりも前に書き込まれた前記データ記録フレームは使用せず、データ誤りを検出した従データ収集装置以降に書き込まれた前記データ記録フレームは読み出して、収集したデータとするようにしたことを特徴とするデータ収集システム。 - 前記データパケットは、前記主データ収集装置から前記従データ収集装置それぞれへの制御命令を書込む、少なくともn個の制御フレームを含む固定長である請求項1に記載のデータ収集システム。
- 前記データパケットの伝送状態を確認する状態確認部と、該確認された状態を示す表示を行う表示部とを備えた状態表示装置を、前記主データ収集装置及び前記n個の従データ収集装置との各接続の間のうちの少なくとも一つに備える請求項1または請求項2に記載のデータ収集システム。
- 前記状態表示装置は、更に、送信された前記データパケットのデータ誤りを検出するための情報を取り外し、取り外した前記データパケットをもとにデータ誤りを算出し、算出結果と前記取り外した情報とを比較することでデータ誤りの有無を検出するようにしたことを特徴とする請求項3に記載のデータ収集システム。
- 1からn(nは1以上の整数)の固定順で互いに独立して接続される従データ収集装置
でそれぞれ収集されたデータを主データ収集装置で収集させるデータ収集方法であって、
前記主データ収集装置に、前記従データ収集装置がそれぞれ収集したデータを書き込む
ための少なくともn個のデータ記録フレームと、前記n個のデータ記録フレームのそれぞ
れの書き込みの有無を示す占有識別フレームとからなる固定長のデータパケットを生成さ
せ送信させ、
前記従データ収集装置のそれぞれに、受信した前記データパケット内の前記占有識別フ
レームを確認させ、空いている前記データ記録フレームの一つを予め定められたルールに
基づいて選択させ、選択されたデータ記録フレームへ取得したデータを書込ませるととも
に、このデータ記録フレームに対応する前記占有識別フレームの位置に書き込み有りを示
す情報を書き込ませ、前記データパケットを送信させ、
前記主データ収集装置に、n番目の前記従データ収集装置からの前記データパケットを
受信させ、該データパケットのn個の前記データ記録フレームを読みださせ、n個の前記
従データ収集装置が収集した全データを収集させるデータ収集方法において、
前記主データ収集装置及び前記従データ収集装置のそれぞれに、
送信する前記データパケットにデータ誤りを検出するための情報を付与させるとともに、受信した前記データパケットから前記データ誤りを検出するための情報を取り外させ、該情報を取り外したデータパケットのデータ誤りを算出させ比較させることでデータ誤りの有無を検出させるようにし、
前記主データ収集装置に、データ誤りを検出した従データ収集装置を示す情報を格納するための固定長のデータ誤り発生フレームを含むデータパケットを生成させるようにし、
前記主データ収集装置に、受信した前記データパケットの前記データ誤り発生フレームを参照させ、データ誤りを検出した従データ収集装置およびそれよりも前に書き込まれた前記データ記録フレームは使用せず、データ誤りを検出した従データ収集装置以降に書き込まれた前記データ記録フレームは読み出させ、収集したデータとするようにしたことを特徴とするデータ収集方法。
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