JP6859677B2

JP6859677B2 - 端末装置

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Publication number: JP6859677B2
Application number: JP2016229636A
Authority: JP
Inventors: 俊幸興津
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2016-11-28
Filing date: 2016-11-28
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2036-11-28
Also published as: JP2018088564A

Description

本発明は発呼信号に基づき動作する端末装置に関する。

移動体通信網を介して遠隔の端末を操作する遠隔制御するシステムとしては例えば特許文献１に開示の監視システムがある。本システムにおいては、移動体通信網を介して、通信モジュールを搭載した端末（モニタリング装置、計測装置など）を通常はスリープ状態にしておく一方で定期的に起動させて遠隔地での事象の計測、通信処理を行う。

上述の監視システムの端末としては、低消費型のマイクロコンピュータが適用され、このマイクロコンピュータのソフト機能で低消費化して、外部からの起動信号により、起動する。したがって、前記端末は、正常であれば、所定の周期で起動して所定の処理を行い、その後、スリープ状態となる。

特開２００５−２１６１２１号公報

従来の監視システムは、端末のソフト処理の一過性の不具合などで、端末が正常にスリープ状態を維持できない場合や外部からの起動信号により起動できない場合、端末を復旧する必要がある。

しかしながら、遠隔からの端末の操作が容易に行えない環境（例えば、端末がマンホール等の特殊な環境）に設置された場合、端末の復旧操作を容易に行えないのが実情である。

本発明は、以上の事情に鑑み、遠隔からの端末装置の復旧を容易に行うことを課題とする。

そこで、本発明の端末装置の一態様は、発呼信号に基づき起動する中央演算部と、前記発呼信号に基づき起動するタイマーと、このタイマーの作動時間が所定時間を経過しても前記中央演算部が起動しない場合に当該中央演算部を再起動させるリセットパルス信号を出力するリセットパルス発信部を備える。

前記端末装置の一態様は、前記タイマーの作動時間が所定時間を経過しても前記中央演算部が起動しない場合に当該中央演算部への電源の供給を一時的に遮断させる電源遮断パルス信号を出力する電源遮断パルス発信部をさらに備える。

本発明の端末装置の一態様は、発呼信号に基づき起動する中央演算部と、前記発呼信号に基づき起動するタイマーと、このタイマーの作動時間が所定時間を経過しても前記中央演算部が起動しない場合に当該中央演算部への電源の供給を一時的に遮断させる電源遮断パルス信号を出力する電源遮断パルス発信部とを備える。

前記端末装置の一態様は、前記発呼信号に基づき前記中央演算部のエラー情報をログ情報として保存する記憶部をさらに備える。

前記端末装置の一態様は、前記中央演算部のエラー情報をログ情報として保存する記憶部をさらに備え、前記発呼信号に基づき前記記憶部への前記ログ情報の保存が実行される一方で、前記中央演算部の起動に異常があれば前記リセットパルス発信部による当該中央演算部の再起動が実行され、この再起動に異常があれば前記電源遮断パルス発信部による当該中央演算部の再起動が実行される。

前記端末装置の一態様は、次回の前記発呼信号に基づく前記中央演算部の起動時に前記記憶部から前記ログ情報が引き出される。

以上の本発明によれば、遠隔からの端末装置の復旧を容易に行える。

本発明の端末装置の基本構成を示したブロック構成図。本発明の第一実施形態である端末装置のブロック構成図。（ａ）は第一実施形態における正常時のパルス信号のタイミングチャート、（ｂ）は当該実施形態における異常時のパルス信号のタイミングチャート。本発明の第二実施形態である端末装置のブロック構成図。（ａ）は第二実施形態における正常時のパルス信号のタイミングチャート、（ｂ）は当該実施形態における異常時のパルス信号のタイミングチャート。本発明の第三実施形態である端末装置のブロック構成図。（ａ）は第三実施形態において発呼信号を受信時の動作フロー図、（ｂ）は当該実施形態において端末が起動時の動作フロー図、（ｃ）は当該実施形態におけるログ情報の収集時の動作フロー図。本発明の第四実施形態である端末装置のブロック構成図。（ａ）は第四実施形態における正常時のパルス信号のタイミングチャート、（ｂ）は当該実施形態における異常時のパルス信号のタイミングチャート。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１に示された本発明の端末装置１０は移動体通信網の通信モジュール１を介した遠隔の中央監視室のサーバからの発呼信号により図示省略の監視機器から無線回線または優先回線を介して定期的に監視データを取得して当該サーバに送信する端末装置である。

監視機器としては、例えば、組立マンホール内の事象（例えば、水位）を計測する計装機器が挙げられる。この計装機器で得られた計測データは端末装置１０を介して監視データとして前記中央監視室のサーバに送信される。

端末装置１０は、ＲＴＣ（リアルタイムクロック）８の設定時間に基づく割り込み（ｓ２１２）によりＣＰＵ（中央演算部）２を起動させる。ＣＰＵ２は、監視対象の計測データの収集と送信を行った後、スリープ状態となり、電源供給部９のバッテリー消費の抑制が図られる。ＲＴＣ（リアルタイムクロック）８は、ＣＰＵ２内部にあるＲＴＣ機能であってもよい。

また、端末装置１０は、ＣＰＵ２の動作が正常の場合、定期的に監視対象のデータの収集を行うが、一過性暴走等のＣＰＵ２に異常が発生した場合の復旧の際に「ハードリセット」または「電源再起動」によるＣＰＵ２の再起動を実行させる。

さらに、端末装置１０は、通信モジュール１を介して中央監視室のサーバから供されたＳＭＳの発呼のタイミングで、ＣＰＵ２及びハードウェアタイマー（後述のタイマー４，電源遮断タイマー４１）を起動させる。そして、ＣＰＵ２が正常に起動すれば、ソフトウェア処理により前記ハードウェアタイマーの起動を解除させる。次いで、通常の処理（例えば、監視対象の計測、計測データの送信）を実行させる。一方、ＣＰＵ２が正常に起動しない場合、前記ハードウェアタイマーの所定時間のタイムアップにより生成されたパルス信号に基づき「ハードリセット」または「電源再起動」によりＣＰＵ２を再起動させる。

以下に本発明の端末装置の具体的な態様例について説明する。

［第一実施形態］
図２に例示された第一実施形態の端末装置１０は、定期的に起動して前記監視機器から定期的に計測データを取得する一方で起動異常時に「ハードリセット」により再起動する。

端末装置１０は、通信モジュール１，ＣＰＵ２，周辺ロジック部３，タイマー４，リセットパルス発信部４Ａ，ＡＩ（アナログ入力）回路５，ＤＩ（デジタル入力）回路６，ＤＯ（デジタル出力）回路７，ＲＴＣ８，論理和回路ＯＲ，電源供給部９を備える。

タイマー４は、図示省略の遠隔の中央監視室のサーバから通信モジュール１を介して受けた発呼信号に基づき一定の監視時間Ｔ４（ウォッチドッグ監視）となるタイマーを起動する。

タイマー４には、ＣＰＵ２の起動が異常である場合のタイマー４のタイムアップ時間（Ｔ２）が設定されている。Ｔ１は、ＣＰＵ２が起動してタイマー４の解除を行うまでの所要時間であり、タイムアップ時間（Ｔ２）は、解除所要時間（Ｔ１）よりも長く設定される（例えば、Ｔ２：１５秒または３０秒、Ｔ１：１０秒）。

リセットパルス発信部４Ａは、タイマー４の作動時間がタイムアップ時間（Ｔ２）を経過してもＣＰＵ２が起動しない場合にＣＰＵ２を再起動させるリセットパルス信号を出力する。リセットパルス発信部４Ａは、前述のリセットパルス信号を出力する回路構成を採らなくてもよい。例えば、論理和回路ＯＲに電源リセットパルス化回路が実装された態様、または、リセットパルス発信部４Ａのリセット発信部をディアサートさせる態様を採ってもよい。

論理和回路ＯＲは、リセットパルス発信部４Ａからリセットパルス信号（ｓ１３）、または、手動操作等による電源供給部９から電源リセット信号（ｓ１４）の入力を受ける。

通信モジュール１の上流システム例えば中央監視室のサーバからは、基地局経由で電話番号によるＳＭＳ発呼が行われる。通信モジュール１には前記ＳＭＳ発呼により応動する制御信号が用意されている。図３（ａ）の事例によれば、ＣＤＭＡ方式や、ＬＴＥ方式の通信モジュールの場合、前記制御信号としては「ＲＩ信号（被呼表示信号）」が挙げられる。ＲＩ信号は、ＳＭＳの着信によりハイレベル（Ｈ）に変化となる信号（例えば、ＡＴ＠０２コマンドの投入若しくは６０秒後自動消去によりローレベル（Ｌ）に変化する信号）が適用される。端末装置１０のＣＰＵ２は、ＲＩ信号（発呼信号（ｓ１０））に基づきスリープ状態からアクティブ状態となる外部割込信号により、前記サーバからの発呼、ＳＭＳ着信に基づきスリープ状態から起動する。このように中央監視室のサーバからの遠隔操作により端末装置１０が再起動する。

図２，３を参照しながら第一実施形態の端末装置１０の動作例について説明する。

ＣＰＵ２は、通常、ＲＴＣ８からの定期的な割り込み信号（ｓ２１２）により起動し、前記監視機器にて検出される監視対象（例えば水位）の計測処理（ＡＩ回路５の信号線を経由した割り込み（ｓ２５）によるデータ処理）を行う。また、監視処理（ＤＩ回路６の信号線を経由した割り込み（ｓ２６）によるデータ処理）を行う。そして、この計測処理及び監視処理に基づくデータの前記サーバへの送信処理を実行する。また、ＲＴＣ８による定期的な動作でなく、ＡＩ回路５からの割り込み（ｓ２５）によるＣＰＵ２内部での敷居値の判定に基づき、ＣＰＵ２が起動して計測処理を行うようにしてもよい。若しくは、ＤＩ回路６からの割り込み（ｓ２６）によるＣＰＵ２内部でのＯＮ，ＯＦＦ判定により、ＣＰＵ２が起動して監視処理を行うようにしてもよい。また、ＣＰＵ２からは外部の機器を制御するための指令（ｓ２７）がＤＯ回路７に出力されるようにしてもよい。以上の起動、及び所定の処理が終了した後、端末装置１０はスリープ状態となる。

端末装置１０は、前述の定期的な処理、イベント処理とは、別に、前記サーバからの起動要求によって動作をさせることができる。ＣＰＵ２は通信モジュール１から発呼信号（ｓ１０）に基づく外部割込みにより起動信号がハイレベル（Ｈ）となると共にタイマー４が起動する。ＣＰＵ２が正常に起動すると、図３（ａ）に示したように、タイマー４がタイムアップ（ｓ１２）する前（Ｔ１、例えば１０秒）を経過した後にウォッチドッグ監視が解除（ｓ１１）される。一方、リセットパルス発信部４Ａからのリセットパルス信号（ｓ１３）はローレベル（Ｌ）のままとなる。

そして、ＣＰＵ２は前記サーバからの起動による所定の処理（例えば、現在時点の監視対象（監視機器）の計測処理及び計測データの送信処理）を完了させ、再びＣＰＵ２は、スリープ状態となる。

ＣＰＵ２が正常に起動しない場合、図３（ｂ）に示したように、タイマー４のタイムアップ時間（Ｔ２、例えば１５秒）を経過した後（ｓ１２）、リセットパルス発信部４Ａからのリセットパルス信号（ｓ１３）は所定時間（Ｔ３）だけハイレベル（Ｈ）となる。このリセットパルス信号（ｓ１３）が遠隔リセット信号となる。そして、この遠隔リセット信号が論理和回路ＯＲを介してＣＰＵ２，周辺ロジック部３，ＲＴＣ８に出力される。

以上のようにＣＰＵ２の起動異常があった場合でも中央監視室のサーバからの発呼によるハードリセットによりＣＰＵ２の再起動が実行される。したがって、本実施形態の端末装置１０によれば、遠隔からの発呼信号により復旧が容易となる。

［第二実施形態］
図４に例示された第二実施形態の端末装置１０は、定期的に起動して前記監視機器から定期的に監視データを取得する一方で起動異常時に「電源再起動」により再起動する。

本実施形態の端末装置１０は、電源遮断パルス発信部４１Ａ，電源遮断部４Ｂを備えたこと以外は、第一実施形態の端末装置１０と同様の構成となっている。

電源遮断パルス発信部４１Ａは、タイマー４の作動時間がタイムアップ時間（Ｔ２）を経過してもＣＰＵ２が起動しない場合に電源遮断パルス信号（ｓ１３１）を出力する。

電源遮断部４Ｂは、電源遮断パルス発信部４１Ａから電源遮断パルス信号（ｓ１３１）を受けてＣＰＵ２への電源の供給を一時的に遮断させる電源遮断パルス信号を電源供給部９に出力する。尚、図示省略されているが、電源遮断パルス発信部４１Ａ，電源供給部９からの電源遮断パルス信号（ｓ１３１），電源リセット信号（ｓ１４）のいずれかを受ける論理和回路ＯＲが本実施形態の端末装置１０に実装される。この論理和回路ＯＲは、例えば、電源供給部９に実装される。

図４，５を参照しながら第二実施形態の端末装置１０の動作例について説明する。

ＣＰＵ２は、第一実施形態と同様の定期的な処理及びイベント処理を行う。また、これらと別に、前記サーバからの起動要求により、第二実施形態の再起動を行うことができる。

ＣＰＵ２は通信モジュール１から発呼信号（ｓ１０）に基づく外部割込みにより起動信号がハイレベル（Ｈ）となると共にタイマー４（ウォッチドッグ監視）が起動する。ＣＰＵ２が正常に起動した場合、第一実施形態の監視対象の計測処理及び計測データの送信処理が実行される。また、図５（ａ）に示したように、タイマー４がタイムアップ（ｓ１２）する前（Ｔ１、例えば１０秒）を経過した後にウォッチドッグ監視が解除（ｓ１１）される。さらに、電源９Ａの動作信号（ｓ１５）はハイレベル（Ｈ）のままとなる。一方、電源遮断パルス発信部４１Ａからの電源遮断パルス信号（ｓ１３１）はローレベル（Ｌ）のままとなる。そして、第一実施形態と同様に、ＣＰＵ２は、前記サーバからの起動による所定の処理（例えば、現在時点の監視対象（監視機器）の計測処理及び計測データの送信処理）を行い、その後、スリープ状態となる。

ＣＰＵ２が正常に起動しない場合、図５（ｂ）に示したようにタイマー４の作動時間がタイムアップ時間（Ｔ２、例えば３０秒）を経過した後（ｓ１２）、電源遮断パルス発信部４１Ａからの電源遮断パルス信号（ｓ１３１）が所定時間だけハイレベル（Ｈ）となる。電源遮断部４Ｂは、電源遮断パルス信号（ｓ１３１）を受けて電源供給部９への電源９Ａの供給を遮断する。以上のようにＣＰＵ２の起動異常があった場合でも中央監視室のサーバからの発呼による電源再起動によりＣＰＵ２の再起動が実行される。したがって、本実施形態の端末装置１０は遠隔からの発呼信号により復旧が容易となる。

［第三実施形態］
図６に例示された第三実施形態の端末装置１０は、第一実施形態または第二実施形態の態様において、中央監視室のサーバからの発呼信号に基づくＣＰＵ２の起動時にＣＰＵ２のエラー情報をログ情報として保存する。

通信モジュール１からの発呼信号（ｓ１０）は、通常、ＣＰＵ２の起動割込信号に接続されるが、本実施形態においては、起動割り込み信号のみならず、ログ情報を収集させるＮＭＩ（マスク不可割り込み）信号にも接続される。通信モジュール１からの発呼信号（ｓ１０）は起動のみの処理とした場合、ＮＭＩ信号は、起動したＣＰＵ２が明示的にＣＰＵ処理で、ＮＭＩ信号を生成させることにより、ログ収集のためのＮＭＩ信号としてもよい。または、発呼信号（ｓ１０）を、起動割込信号と、ＮＭＩ信号に並列に接続した場合、発呼信号（ｓ１０）によるＣＰＵ２の起動が一時的な誤りにより実行できない場合であっても、ＮＭＩ信号によりＣＰＵ２のログ情報の収集が行える構成としてもよい。

この収集されたログ情報は、例えば、周辺ロジック部３の不揮発性の記憶部に保存される。そして、次回の前記発呼信号に基づくＣＰＵ２の起動時に前記記憶部から前記ログ情報が引き出される。この引き出されたログ情報は通信モジュール１を介して中央監視室のサーバに送信される。

図６，７を参照しながら第三実施形態の端末装置１０の動作例について説明する。

端末装置１０において、ＣＰＵ２は、中央監視室のサーバから通信モジュール１を介した発呼信号（ｓ１０）を受けると（Ｓ１０１）、ＣＰＵ２は起動割込信号を受ける一方で（Ｓ１０２）、ＮＭＩ割込信号を受ける（Ｓ１０３）。

ＣＰＵ２が正常に起動すると、端末装置１０は、第一実施形態または第二実施形態と同様の計測、送信処理を行い、その後、スリープ状態に移行する（Ｓ１０４）。

また、ＣＰＵ２はステップＳ１０３でＮＭＩ信号を受けているので、ＣＰＵ２が正常に起動できない場合、ＣＰＵ２の起動異常を示すログ情報を周辺ロジック部３の記憶部に保存する（Ｓ１０５）。この場合、タイマー４の解除を行うまでの時間は、ログ処理のための時間を含んだ時間であることは言うまでもない。その後、ＣＰＵ２は、第一実施形態または第二実施形態と同様の再起動処理を行う。以上のように本実施形態の端末装置１０は、遠隔からの発呼信号により復旧が容易となると共に端末のログ情報を取得できる。

［第四実施形態］
図８に例示した第四実施形態の端末装置１０は、第一実施形態〜第三実施形態の機能を有する。すなわち、ＣＰＵ２の起動に異常があれば、発呼信号（ｓ１０）に基づき周辺ロジック部３の記憶部への前記ログ情報の保存が実行された後に、リセットパルス発信部４ＡによるＣＰＵ２の再起動を実行させる。さらに、この再起動に異常があれば電源遮断部４ＢによるＣＰＵ２の再起動を実行させる。尚、本実施形態の端末装置１０には、発呼信号（ｓ１０）に基づき起動して電源遮断部４Ｂの機能を待機する電源遮断タイマー４１が具備されている。

図８，９を参照しながら第四実施形態の端末装置１０の動作例について説明する。

ＣＰＵ２は、第一実施形態と同様の定期的な処理及びイベント処理を行う。また、これらとは別に前記サーバからの起動要求により第四実施形態の再起動を行うことができる。

ＣＰＵ２は通信モジュール１から発呼信号（ｓ１０）に基づく外部割込みにより起動信号がハイレベル（Ｈ）となると共にタイマー４，電源遮断タイマー４１（ウォッチドッグ監視）が起動する。ＣＰＵ２が正常に起動した場合、第一実施形態の監視対象の計測処理及び計測データの送信処理が実行される。すなわち、図９（ａ）に示したように、タイマー４，電源遮断タイマー４１の作動時間がタイムアップする前（Ｔ１、例えば１０秒）にウォッチドッグ監視が解除（ｓ１１）される。また、電源９Ａの動作信号（ｓ１５）はハイレベル（Ｈ）のままとなる。一方、リセットパルス発信部４Ａからのリセットパルス信号（ｓ１３）はローレベル（Ｌ）のままとなる。そして、第一実施形態と同様に、ＣＰＵ２は、前記サーバからの起動による所定の処理（例えば、現在時点の監視対象（監視機器）の計測処理及び計測データの送信処理）を行い、その後、スリープ状態となる。

また、ＣＰＵ２は発呼信号（ｓ１０）に基づくＮＭＩ信号を受けているので、ＣＰＵ２が正常に起動できない場合、ＣＰＵ２の起動異常を示すログ情報を周辺ロジック部３の記憶部に保存する。その後、ＣＰＵ２は、リセットパルス発信部４ＡによるＣＰＵ２の再起動処理を行い、さらに、この再起動に異常があれば電源遮断部４ＢによるＣＰＵ２の再起動処理が実行される。

すなわち、ＣＰＵ２が正常に起動しない場合、図９（ｂ）に示したように、タイマー４のタイムアップ時間（Ｔ２、例えば１５秒）を経過した後（ｓ１２）、リセットパルス発信部４Ａからのリセットパルス信号（ｓ１３）は所定時間だけハイレベル（Ｈ）となる。このリセットパルス信号（ｓ１３）が遠隔リセット信号となる。そして、この遠隔リセット信号が論理和回路ＯＲにあるリセットパルス化回路を介してＣＰＵ２，周辺ロジック部３に出力されて、ＣＰＵ２の再起動が実行される。そして、この再起動が正常に実行された場合、ＣＰＵ２は、次の電源遮断タイマー４１のタイムを解除する。

そして、リセットパルス信号（ｓ１３）による再起動により復旧できない場合、電源遮断タイマー４１のタイムアップ時間（Ｔ３、例えば３０秒）の経過後（ｓ１２１）、電源遮断パルス発信部４１Ａからの電源遮断パルス信号（ｓ１３１）が所定時間だけハイレベル（Ｈ）となる。電源遮断部４Ｂは、電源遮断パルス信号（ｓ１３１）を受けてＣＰＵ２への電源９Ａの供給を遮断する。このようにＣＰＵ２の起動異常があった場合でも中央監視室のサーバからの発呼による電源再起動により端末装置１０の再起動が実行される。

以上のように、本実施形態の端末装置１０は、第三実施形態の効果に加えて「ハードリセット」のみならず「電源再起動」により復旧する。

１…通信モジュール
２…ＣＰＵ（中央演算部）
３…周辺ロジック部
４…タイマー、４Ａ…リセットパルス発信部
４１…電源遮断タイマー、４１Ａ…電源遮断パルス発信部
４Ｂ…電源遮断部
９…電源供給部
１０…端末装置

Claims

発呼信号を受けて起動する中央演算部と、
この中央演算部を介さないで前記発呼信号を受けて起動するハードウェアタイマーからなるタイマーと、
前記中央演算部を介さずに前記タイマーと接続され、当該タイマーの作動時間が所定時間を経過しても当該中央演算部が起動しない場合に、当該中央演算部を介さないで、当該中央演算部を再起動させるリセットパルス信号を出力するリセットパルス発信部と
を備えた端末装置。
前記中央演算部を介さずに前記タイマーと接続され、当該タイマーの作動時間が所定時間を経過しても当該中央演算部が起動しない場合に、当該中央演算部を介さないで、当該中央演算部への電源の供給を一時的に遮断させる電源遮断パルス信号を出力する電源遮断パルス発信部をさらに備えた請求項１に記載の端末装置。
発呼信号を受けて起動する中央演算部と、
この中央演算部を介さないで前記発呼信号を受けて起動するハードウェアタイマーからなるタイマーと、
前記中央演算部を介さずに前記タイマーと接続され、当該タイマーの作動時間が所定時間を経過しても当該中央演算部が起動しない場合に、当該中央演算部を介さないで、当該中央演算部への電源の供給を一時的に遮断させる電源遮断パルス信号を出力する電源遮断パルス発信部と
を備えた端末装置。
前記発呼信号に基づき前記中央演算部のエラー情報をログ情報として保存する記憶部をさらに備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の端末装置。
前記中央演算部のエラー情報をログ情報として保存する記憶部をさらに備え、
前記発呼信号に基づき前記記憶部への前記ログ情報の保存が実行される一方で、前記中央演算部の起動に異常があれば前記リセットパルス発信部による当該中央演算部の再起動が実行され、この再起動に異常があれば前記電源遮断パルス発信部による当該中央演算部の再起動が実行される請求項２に記載の端末装置。
次回の前記発呼信号に基づく前記中央演算部の起動時に前記記憶部から前記ログ情報が引き出される請求項４または５に記載の端末装置。