JP6866872B2 - 通信装置、通信装置の制御方法、外部機器、外部機器の制御方法、及び制御システム - Google Patents

通信装置、通信装置の制御方法、外部機器、外部機器の制御方法、及び制御システム Download PDF

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Description

本発明は、センサ信号に基づくデータを処理する通信装置、通信装置の制御方法、外部機器、外部機器の制御方法、及び制御システムに関する。
従来、ロボットや加工機といった測定対象の機械にセンサを後付し、センサからのセンサ値を収集して解析することで、測定対象の機械の故障の予兆検知を行う技術が知られている。センサと、センサからのデータを収集する収集装置との間の通信は、有線によって行われる形態と無線によって行われる形態とがある。
通信が有線で行われる場合、通信速度は高速となるが、ロボットの動作によっては配線が障害になることがあるという問題がある。よって、通信は無線で行われる形態の方が好ましい。
特開２００１−２４１９７５号公報（２００１年９月７日公開） 特開２０００−２４１４５９号公報（２０００年９月９日公開）
しかしながら、無線通信の場合、通信速度は、例えば９２０Ｍｈｚ帯を利用した通信で１００ｋｂｐｓ、２．５ＧＨｚ帯を利用した通信で２５０ｋｂｐｓ程度となり、通信帯域としては比較的狭いことになる。よって、無線通信の場合には、センサの分解能を落としてデータ量を小さくするなどの対応が行われることがあった。すなわち、精度の高いセンサ値を収集したいというニーズに対応することが困難であるという問題があった。
なお、特許文献１には、センサの測定値と、センサの前回測定値との差を記録することで記録容量を少なくする技術が開示されている。しかしながら、測定値が、例えば±に振れるなど、変化が大きい場合には、センサの測定値と、センサの前回測定値との差が大きくなり、結果としてデータ量が大きくなるという問題がある。
また、特許文献１に記載のように、センサの測定値と、センサの前回測定値との差を記録した場合には、連続してデータを取得できないと、元のセンサ値を復元することができなくなる。無線通信は、有線通信に比べて通信状態が不安定なため、センサ値を送受信する場合に、データの取得飛ばしが発生する場合があり、連続してデータを取得できない可能性がある。
また、特許文献２には、繰り返し波形の波形異常を検出するために、入力波形を、予め設定された基準波形データと比較する構成について開示されているが、課題が異常波形の検出であり、対象となる波形が繰り返し波形に限られている。そのため、センサのセンサ値のように、変化が±に不規則に振れるような値の異常検出には適用することができない。
本発明の一態様は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、センサからのセンサ値を、通信帯域の狭い無線通信においても十分な情報量で効率よく外部機器に送信する技術を提供することを目的とする。
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置は、測定対象の機械の動作時に所定の物理量を測定するセンサのセンサ値を外部機器に無線通信によって送信する通信装置であって、前記センサ値を取得するセンサ値取得部と、取得したセンサ値を参照して、時系列データとしての基本データを生成する基本データ生成部と、前記基本データと、前記センサから取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成する差分データ生成部と、前記差分データを、前記外部機器に送信する通信部と、を備えた構成である。
前記の構成によれば、時系列データとしての基本データと、時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成して、外部機器に送信するため、送信するデータのデータ量を削減することができる。よって、センサ値に応じたデータを、通信帯域の狭い無線通信においても十分な情報量で効率よく外部機器に送信することができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記通信部は、前記差分データを、前記外部機器に可変長なデータフレームを用いて送信してもよい。
前記の構成によれば、差分データのデータ量に応じた長さのデータフレームを用いて差分データを送信することができ、差分が小さい場合には、送信するデータを削減することができる。また、固定長フレームを用いた場合、差分が大きいと、データを復調できないリスクがあるが、可変長なデータフレームを用い差分データを送信することで、差分が大きくてもデータを復調できないということがない。よって、差分データを効率よく外部機器に送信することができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記基本データは、前記機械が所定の動作を正常に実行している時に測定されるセンサ値を参照して生成された時系列データであってもよい。
前記の構成によれば、測定対象の機械が所定の動作を正常に実行している時に測定されるセンサ値を参照して生成された時系列データとしての基本データと、センサから取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを外部機器に送信する。これにより、差分データは、測定対象の機械が所定の動作を正常に実行している時のセンサ値との差分を示すため、測定対象の機械の動作の状態を示す情報を、通信帯域の狭い無線通信においても十分な情報量で外部機器に効率よく送信することができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記基本データ生成部は、前記機械の所定の動作に対応する、前記センサのセンサ値の時系列データを複数回取得し、該複数の時系列データに基づいて前記基本データを生成してもよい。
前記の構成によれば、センサのセンサ値の時系列データを複数回取得し、該複数の時系列データに基づいて基本データを生成するため、センサの測定誤差等の影響を低減し、機械の所定の動作に対して正確に基本データを生成することができる。よって、基本データと、測定データとの差分を示す差分データのデータ量を削減することができ、当該差分データを効率よく外部機器に送信することができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記基本データ生成部は、前記機械の複数種類の動作毎に前記基本データを生成してもよい。
前記の構成によれば、測定対象の機械の複数種類の動作毎に基本データを生成するため、測定データとの差分を示す差分データのデータ量を削減することができ、当該差分データを効率よく外部機器に送信することができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記測定データを参照して、前記測定対象の機械の動作の種類を判定する動作判定部を備え、前記差分データ生成部は、前記動作判定部が判定した動作の種類に応じた前記基本データを用いて、前記差分データを生成してもよい。
前記の構成によれば、測定対象の機械の動作の種類を判定し、判定した動作の種類に応じた基本データを用いて、差分データを生成するため、差分データのデータ量を削減することができ、当該差分データを効率よく外部機器に送信することができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記基本データ生成部は、前記差分データの生成に用いられる前記センサ値を参照して、前記基本データを更新してもよい。
前記の構成によれば、基本データがセンサ値を参照して更新されるため、例えばセンサの経年劣化によってセンサ値が変化した場合に、基本データと、測定データとの差分が大きくなることが無い。よって、差分データのデータ量を削減することができ、当該差分データを効率よく外部機器に送信することができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記通信部は、前記測定対象の機械の動作が停止している期間において、前記差分データの生成に用いられる前記センサ値を参照して更新された前記基本データを前記外部機器に送信してもよい。
前記の構成によれば、更新された基本データを測定対象の機械の動作が停止している期間において外部機器に送信するため、測定対象の機械の稼働時にセンサ値に応じたデータを外部機器に送信するのを妨げることがなく、基本データの更新を行うことができる。
また、本発明の一態様に係る通信装置は、前記通信部は、前記差分データの生成に用いられる前記センサ値を参照して更新された前記基本データを分割し、前記差分データの送信の合間に複数回に分けて前記外部機器に送信してもよい。
前記の構成によれば、更新された基本データを分割し、差分データの送信の合間に複数回に分けて外部機器に送信するため、センサ値に応じたデータを外部機器に送信するのをできるだけ妨げることなく基本データを更新することができるとともに、基本データを迅速に更新することができる。
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る通信装置の制御方法は、測定対象の機械の動作時に所定の物理量を測定するセンサのセンサ値を外部機器に無線通信によって送信する通信装置の制御方法であって、前記センサ値を取得し、該センサ値を参照して学習することにより、時系列データとしての基本データを生成する学習フェーズと、前記基本データと、前記センサから前記測定対象の機械の稼働時に取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成し、該差分データを、前記外部機器に送信する稼働フェーズと、を含む構成である。
前記の構成によれば、時系列データとしての基本データと、時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成して、外部機器に送信するため、送信するデータのデータ量を削減することができる。よって、センサ値に応じたデータを、通信帯域の狭い無線通信においても十分な情報量で効率よく外部機器に送信することができる。
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る外部機器は、前記通信装置から、前記基本データと、前記差分データとを受信する受信部と、前記基本データおよび前記差分データに基づいて、前記センサ値を再構成する再構成部とを備える構成である。
前記の構成によれば、外部機器は、基本データと差分データとに基づいて、センサ値を再構成するため、通信装置と外部機器との間のデータ転送容量を削減することができるとともに、外部機器では、測定対象の機械の動作状態を判定するためのセンサ値を再構成して利用することができる。
また、本発明の一態様に係る外部機器は、前記再構成部によって再構成された前記センサ値を、前記機械の動作を制御するコントローラに通信ネットワークを介して送信する送信部をさらに備えていてもよい。
前記の構成によれば、再構成されたセンサ値を、機械の動作を制御するコントローラに送信するため、通信装置と外部機器との間のデータ転送容量を削減することができるとともに、コントローラには正確なセンサ値を送信することができる。
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る外部機器の制御方法は、通信装置から、前記基本データを受信する基本データ受信ステップと、前記差分データを受信し、前記基本データおよび前記差分データに基づいて、前記センサ値を再構成する再構成ステップと、を含む構成である。
前記の構成によれば、再構成されたセンサ値を、機械の動作を制御するコントローラに送信するため、通信装置と外部機器との間のデータ転送容量を削減することができるとともに、コントローラには正確なセンサ値を送信することができる。
また、前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る制御システムは、前記通信装置と、請求項１１に記載の外部機器と、を備えた構成である。
前記の構成によれば、通信装置と外部機器との間のデータ転送容量を削減することができ、通信帯域の狭い無線通信においても十分な情報量で、測定対象の機械の動作の状態を示す情報を収集することができる。
本発明の一態様によれば、センサからのセンサ値を、効率よく外部機器に送信することができる。
制御システムの概略構成を模式的に示す図である。 制御システム要部構成を示すブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）基本データの例を示す図 （ａ）は基本データの基本波形を示し、（ｂ）は測定データの測定波形を示し、（ｃ）は差分データを示す図である。 （ａ）〜（ｃ）は、差分データの例を示す図である。 ＰＬＣ、リーダライタ、及び通信装置間での処理の流れを示すシーケンス図である。 通信装置の処理の流れを示すフローチャートである。 通信装置の処理の流れを示すフローチャートである。 （ａ）は、測定波形を示し、（ｂ）は基本波形を示し、（ｃ）は測定波形と、基本波形との差分を示す図である。 通信装置の処理の流れを示すフローチャートである。 通信装置の処理の流れを示すフローチャートである。 通信装置が基本データをリーダライタに送信するタイミングを示した図である。 通信装置が基本データをリーダライタに送信するタイミングを示した図である。 基本データの基本波形と、測定データの測定波形との相関関係を示す図である。
以下、本発明の一側面に係る実施形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。
§１ 適用例
まず、図１及び図２を用いて、本発明が適用される場面の一例について説明する。図１は、本実施形態に係る制御システム１００の概略構成の一例を示している。図２は、制御システム１００の要部構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る制御システム１００は、例えば、図１、及び図２に示されるとおり、ロボットや加工機といった測定対象の機械（以下、対象機器４０という）を制御するシステムである。制御システム１００は、ワイヤレスセンサ３０と、リーダライタ２０と、を含み、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）５０と通信する。ワイヤレスセンサ３０は、１つ又は複数のセンサ３１と、通信装置１０と、を備えている。
ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）５０は、対象機器４０、及び制御システム１００の全体を制御する。ワイヤレスセンサ３０は、対象機器４０の動作時に所定の物理量を測定し、センサ値を外部機器であるリーダライタ２０に対して出力する。センサ３１は、対象機器４０に取り付けられ、通信装置１０は、センサ３１のセンサ値を取得して所定の処理をする。リーダライタ２０は、通信装置１０からセンサ３１のセンサ値に基づくデータを取得して、対象機器４０の稼働状態に係る稼働データを生成する。
制御システム１００は、センサ３１のセンサ値により、センサ３１が取り付けられた対象機器４０の異常や故障の予兆検知を行うためのデータを収集するシステムである。センサ３１としては、例えば、対象機器４０の動作時の振動を測定する振動センサ、温度を測定する温度センサ、音を測定する音センサなどがあげられる。
通信装置１０は、リーダライタ２０からの指令に応じて、対象機器４０に取り付けられたセンサ３１から、対象機器４０が所定の動作を正常に実行している時に測定されるセンサ値を取得し、時系列データとしての基本データを生成して、リーダライタ２０に提供する。また、通信装置１０は、リーダライタ２０からの指令に応じて、対象機器４０に取り付けられたセンサ３１のセンサ値を取得し、対象機器４０の実稼働時のセンサ値に応じた時系列データとしての測定データを生成する。更に、通信装置１０は、基本データと、測定データとの差分を示す差分データを生成して、差分データをリーダライタ２０に提供する。
このように、通信装置１０は、基本データと、測定データとの差分を示す差分データをリーダライタ２０に提供することで、リーダライタ２０に送信するデータ量を削減する。よって、センサ３１が測定するデータの分解能を落とすことなく、無線通信を介して通信装置１０からリーダライタ２０に、対象機器４０の動作時の所定の物理量を示すデータを送信することができる。
なお、通信装置１０は、制御システム１００の機能ユニットとして用いられる構成に限らず、対象機器４０に取り付けられたセンサ３１からのセンサ値を取得して、処理を行い、ＩＰＣ（Industrial PC）等の制御対象の対象機器４０を制御するための外部機器にデータを転送する装置である構成であってもよい。
§２ 構成例
以下、本発明の実施形態に係る制御システム１００の構成について、図１から図１４に基づいて詳細に説明する。
〔実施形態１〕
以下、本発明の実施形態１について、詳細に説明する。
図１は、制御システム１００の概略構成を模式的に示す図であり、図２は、制御システム１００の要部構成を示すブロック図である。
図１、及び図２に示すように、制御システム１００は、ワイヤレスセンサ３０と、リーダライタ（外部機器）２０と、を含み、ＰＬＣ（コントローラ）５０と通信ネットワークを介して通信する。制御システム１００は、ロボットや加工機といった制御対象の機械である対象機器４０を制御するためのデータを収集するシステムである。制御システム１００は、対象機器４０に取り付けられたセンサ３１のセンサ値を参照して、対象機器４０を適宜に制御するためのデータを収集する。対象機器４０は、複数種類の動作を実行可能な機械である。
ワイヤレスセンサ３０は、１又は複数のセンサ３１と、通信装置１０とを含んでいる。
センサ３１は、対象機器４０の動作時に所定の物理量を測定するセンサである。センサ３１は、１つ又は複数のセンサであってもよく、例えば、対象機器４０の動作時の振動を検出する振動センサ、対象機器４０の動作時の温度を検出する温度センサ、対象機器４０の動作時の音を検出する音センサなどを含んでいてもよい。センサ３１は、ワイヤレスセンサであり、通信装置１０に、無線通信を介してセンサ値を送信する。
（ＰＬＣ５０）
ＰＬＣ５０は、対象機器４０の各動作の開始、及び停止を制御する。また、ＰＬＣ５０は、リーダライタ２０に対して、対象機器４０に取り付けられたセンサ３１による測定の開始、及び停止を指示する。ＰＬＣ５０は、リーダライタ２０から提供される、対象機器４０の動作量を示すデータを参照して、対象機器４０の異常や故障の予兆を検知して、対象機器４０の駆動制御を行う。
（リーダライタ２０）
リーダライタ２０は、受信部２１と、再構成部２２と、送信部２３と、を備えている。リーダライタ２０は、受信部２１を介して、通信装置３２無線通信を行う。また、リーダライタ２０は、受信部２１を介して、ＰＬＣ５０と、有線通信を行う。また、リーダライタ２０は、受信部２１を介して、ＰＬＣ５０からの指示を受信し、ＰＬＣ５０からの指示に応じて、対象機器４０に取り付けられたセンサ３１のセンサ値に基づくデータの収集と保持とを行う。リーダライタ２０は、詳細については後述するが、対象機器４０が所定の動作を正常に実行している時に測定されるセンサ値を参照して生成された時系列データである基本データを、対象機器４０複数種類の動作毎に保持している。
再構成部２２は、受信部２１を介して通信装置１０から受信した基本データと、差分データと、に基づいて、センサ３１のセンサ値を再構成する。リーダライタ２０は、再構成部２２によって再構成されたセンサ値を、送信部２３によって、対象機器４０の動作を制御するＰＬＣ５０に通信ネットワークを介して送信する。
（通信装置１０の構成）
通信装置１０は、対象機器４０に取り付けられた１つ又は複数のセンサ３１と通信し、センサ３１のセンサ値を取得し適宜の処理を行う装置である。通信装置１０は、リーダライタ２０から送信される、対象機器４０の状態測定の指令に応じて、センサ３１からセンサ値を取得して、当該センサ値を処理し、当該センサ値に基づくデータを無線通信によってリーダライタ２０に送信する。
通信装置１０は、通信部１１、センサ値取得部１２、基本データ生成部１３、差分データ生成部１４、及び動作判定部１５を含んでいる。通信装置１０は、例えば１つ以上のプロセッサ（例えばＣＰＵなど）と、１つ以上のメモリ（例えばＲＡＭやＲＯＭなど）とを備え、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを実行することで、各部の機能を実行する演算装置である。
通信部１１は、リーダライタ２０と無線通信を行う。
センサ値取得部１２は、センサ３１からセンサ値を取得する。センサ値取得部１２は、アナログ信号であるセンサ値をデジタル信号に変換するＡＤ変換回路を備えている。
基本データ生成部１３は、センサ値取得部１２が取得したセンサ値を参照して、時系列データとしての基本データを生成する。基本データは、対象機器４０が所定の動作を正常に実行している時に測定されるセンサ値を参照して生成された時系列データであり、対象機器４０の複数種類の動作毎に生成される。通信装置１０は、例えば、センサ３１の対象機器４０への取り付け設定時に、対象機器４０の複数種類の動作毎にセンサ３１のセンサ値を取得し学習する学習フェーズを実行し、基本データ生成部１３の機能よって基本データを生成する。
基本データ生成部１３は、当該学習フェーズにおいて、対象機器４０の複数種類の動作毎に、当該動作に対応する、センサ３１のセンサ値の時系列データを複数回取得し、当該複数の時系列データに基づいて基本データを生成する。例えば、基本データ生成部１３は、センサ３１のセンサ値の時系列データを複数回取得し、複数回分の時系列データの平均値を求めることで、基本データを生成してもよい。
なお、学習フェーズは、対象機器４０の実稼働時よりも前に、対象機器の複数種類の動作毎のセンサ値を取得して、取得したセンサ値に基づく基本データを生成するフェーズを示すものである。学習フェーズに対して、対象機器４０の実稼働時に、対象機器４０が実行している動作の種類に応じた測定データを生成するフェーズを稼働フェーズと定義する。
図３の（ａ）、及び図３の（ｂ）は、基本データ生成部１３によって、生成される基本データの例を示す図である。図３の（ａ）は、基本データの基本波形を示すグラフであり、図３の（ｂ）は、対象機器４０の複数種類の動作毎の基本データが書き込まれたデータテーブルの例を示している。基本データが書き込まれたデータテーブルには、対象機器４０の動作毎に、サンプリング数と、波形データを数値化したデータとが含まれている。基本データ生成部１３は、図３の（ａ）、及び図３の（ｂ）に示した基本データを生成するとともに、生成した基本データを保持する。
また、基本データ生成部１３は、生成した基本データ（基本波形）を、通信部１１を介して、無線通信によってリーダライタ２０に送信する。
差分データ生成部１４は、対象機器４０の実稼働時に、センサ値取得部１２がセンサ３１から取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データ（測定波形）と、基本データ生成部１３によって生成された基本データとの差分を示す差分データを生成する。差分データ生成部１４は、生成した差分データを通信部１１を介して無線通信によってリーダライタ２０に送信する。
基本データ生成部１３によって生成される基本データのデータ長は、例えば６４ｂｉｔの固定長のデータとすることができる。
図４（ａ）は基本データの基本波形を示す図であり、図４の（ｂ）は測定データの測定波形を示す図であり、図４の（ｃ）は、差分データを示す図である。図４の（ａ）〜（ｃ）に示すように、基本データと、測定データとの差分を示す差分データは、基本データ、及び測定データの生データよりもデータ量が小さくなる。
このように、通信装置１０は、差分データ生成部１４の機能により、基本データと、測定データとの差分を示す差分データを生成して、当該差分データをリーダライタ２０に送信する。これにより、通信装置１０は、データ量を削減し、効率よくリーダライタ２０にセンサ３１のセンサ値に応じたデータを送信することができる。よって、通信装置１０は、センサの分解能を落とすことなく、無線通信を介して対象機器４０の稼働状態を示すデータを上位の外部機器に送信することができる。
図５の（ａ）〜（ｃ）は、差分データ生成部１４によって生成され、通信部１１を介して無線通信によってリーダライタ２０に送信される差分データの例を示す図である。図５の（ａ）〜（ｃ）に示すように、差分データ生成部１４によって生成される差分データのフレーム長は可変であり、基本データと、測定データとの差分のデータ量に応じたフレーム長が用いられる。
また、差分データ生成部１４は、差分データにデータ種別と、データｂｉｔ長と、をそれぞれ示す情報を含ませる。データ種別は、例えば１ｂｉｔで示され、「０」を生データ、「１」を差分データとすることができる。このように、差分データ生成部１４は、データ種別を示す情報を差分データに含ませることで、基本データと、測定データとの差分がとれなかった場合には、データ種別を示す情報を「０」として、測定データの生データをリーダライタ２０に送信することができる。
データｂｉｔ長は、データ（ペイロード）の長さを示す情報であり、例えば３ｂｉｔで示され、「０００」を８ｂｉｔ長、「００１」を１６ｂｉｔ長、「０１０」を２４ｂｉｔ長、「０１１」を３２ｂｉｔ長、「１００」を４０ｂｉｔ長、「１０１」を４８ｂｉｔ長、「１１０」を５６ｂｉｔ長、「１１１」を６４ｂｉｔ長とすることができる。
このように通信装置１０の通信部１１は、センサ３１のセンサ値に基づくデータを８ｂｉｔ〜６４ｂｉｔの可変長なデータフレームを用いてリーダライタ２０に送信するため、効率よくリーダライタ２０にデータを送信することができる。
動作判定部１５は、対象機器４０が実行している動作の種類を判定する。動作判定部１５は、リーダライタ２０を介して通知されるＰＬＣ５０が対象機器４０を制御するための制御情報を参照して、対象機器４０が実行している動作の種類を判定する。また、動作判定部１５は、センサ３１から取得したセンサ値に応じた測定データを参照して、対象機器４０の動作の種類を判定する構成であってもよい。
基本データ生成部１３、及び差分データ生成部１４は、動作判定部１５が判定した動作の種類に応じた基本データを用いて、差分データを生成する。
（制御システム１００の処理の流れについて）
図６は、ＰＬＣ５０、リーダライタ２０、及びワイヤレスセンサ３０間での処理の流れを示すシーケンス図である。なお、図６では、基本データを生成する学習フェーズと、稼働データを取得する稼働フェーズとを連続した動作として示しているが、学習フェーズと、稼働フェーズとは連続した動作である必要はない。基本データを生成する学習フェーズは、稼働データを取得する稼働フェーズより前に実行されていれば良く、例えば、センサ３１の取り付け時に実行されてもよいし、対象機器４０のメンテナンス時などに定期的に実行されてもよいし、対象機器４０の所定動作経過時間毎に定期的に実行されてもよい。
（学習フェーズ）
学習フェーズでは、まず、ＰＬＣ５０からリーダライタ２０に対して対象機器４０の特定の動作Ａの開始通知が送信される（ステップＳ１）。
リーダライタ２０は、ＰＬＣ５０から送信された対象機器４０の動作Ａの開始通知を受信して（ステップＳ２）、動作Ａの基本データを測定する旨の指令をワイヤレスセンサ３０に対して送信する（ステップＳ３）。
ワイヤレスセンサ３０は、動作Ａの基本データを測定する旨の指令を受信して（ステップＳ４）、動作Ａの基本データの測定を開始し、動作Ａに係るセンサ値を出力するセンサ３１からセンサ値を取得する（ステップＳ５）。ワイヤレスセンサ３０は、センサ３１からのセンサ値の取得を、動作Ａの基本データの測定を停止する旨の指令を受信するまで継続して複数回行う。
ＰＬＣ５０からリーダライタ２０に対して対象機器４０の動作Ａの終了通知が送信される（ステップＳ６）。
リーダライタ２０は、ＰＬＣ５０から送信された対象機器４０の動作Ａの終了通知を受信して（ステップＳ７）、動作Ａの基本データの測定を停止する旨の指令をワイヤレスセンサ３０に対して送信する（ステップＳ８）。
ワイヤレスセンサ３０は、動作Ａの基本データの測定を停止する旨の指令を受信して、動作Ａの基本データの測定を終了する（ステップＳ９）。
ワイヤレスセンサ３０は、動作Ａの基本データを保持するとともに、当該基本データをリーダライタ２０に送信する（ステップＳ１０）。
リーダライタ２０は、対象機器４０の動作Ａの基本データを受信して、当該基本データを保持する（ステップＳ１１）。
なお、学習フェーズにおいて、ＰＬＣ５０は、対象機器４０の複数種類の動作毎に、基本データの生成を行うために、上記ステップＳ１からＳ１１の処理を対象機器４０の各動作について行う。
（稼働フェーズ）
稼働フェーズでは、まず、ＰＬＣ５０からリーダライタ２０に対して対象機器４０の所定の動作Ａの開始通知が送信される（ステップＳ２１）。
リーダライタ２０は、ＰＬＣ５０から送信された対象機器４０の動作Ａの開始通知を受信して（ステップＳ２２）、動作Ａの稼働データを測定する旨の指令をワイヤレスセンサ３０に対して送信する（ステップＳ２３）。
ワイヤレスセンサ３０は、動作Ａの稼働データを測定する旨の指令を受信して（ステップＳ２４）、動作Ａに係るセンサ３１のセンサ値の取得を開始する（ステップＳ２５）。ワイヤレスセンサ３０は、センサ３１からのセンサ値の取得を、動作Ａの稼働データの測定を停止する旨の指令を受信するまで継続して行う。
ＰＬＣ５０からリーダライタ２０に対して対象機器４０の動作Ａの終了通知が送信される（ステップＳ２６）。
リーダライタ２０は、ＰＬＣ５０から送信された対象機器４０の動作Ａの終了通知を受信して（ステップＳ２７）、動作Ａの稼働データの測定を停止する旨の指令をワイヤレスセンサ３０に対して送信する（ステップＳ２８）。
ワイヤレスセンサ３０は、動作Ａの稼働データの測定を停止する旨の指令を受信して（ステップＳ２９）、動作Ａに係るセンサ３１のセンサ値の取得を終了する（ステップＳ３０）。
ワイヤレスセンサ３０は、センサ３１から取得した、動作Ａに係るセンサ３１のセンサ値に応じた測定データと、ステップＳ１０において保持しておいた基本データとの差分を示す差分データを生成して、当該差分データをリーダライタ２０に送信する（ステップＳ３１）。
リーダライタ２０は、ワイヤレスセンサ３０から受信した基本データおよび差分データに基づいてセンサ値を再構成し、対象機器４０の稼働状態を示す稼働データを生成する（ステップＳ３２）。
リーダライタ２０は、再構成したセンサ値をＰＬＣ５０に対して送信する（ステップＳ３３）。
ＰＬＣ５０は、再構成されたセンサ値を受信して（ステップＳ３４）、当該センサ値を参照することで、対象機器４０の状態を判定してもよい。
このように、制御システム１００では、ワイヤレスセンサ３０とリーダライタ２０との間で送受信されるデータを差分データとし、データ量を削減することができるため、ワイヤレスセンサ３０とリーダライタ２０との間の通信を無線通信によって効率良く行うことができる。
（通信装置１０の処理について）
図７、及び図８は、通信装置１０の処理の流れを示すフローチャートであり、稼働フェーズにおいて、差分データを生成する処理の流れを示している。
図７は、リーダライタ２０から測定を停止する旨の指令を受信する場合の処理の流れを示し、図８は、リーダライタ２０から測定を停止する旨の指令を受信しない場合の処理の流れを示している。
図７に示すように、リーダライタ２０から稼働データの測定指令を受信すると、通信装置１０は、まず、動作判定部１５の機能により、対象機器４０の動作の種類を判定する。通信装置１０は、対象機器４０の動作の種類を認識して、予め保持している当該動作の種類に応じた基本データを読み込み、以下の処理で利用する（ステップＳ４１）。
通信装置１０は、データサンプリングのカウンタをリセット（Ｃ＝０）する（ステップＳ４２）。
通信装置１０は、センサ値取得部１２の機能により、センサ３１のセンサ値を取得し、取得したセンサ値を絶対値化する（ステップＳ４３）。
通信装置１０は、データサンプリングのカウンタを更新（Ｃ＋＋）する（ステップＳ４４）。
通信装置１０は、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）以下か否か（Ｃ≦Ｎ）を判定する（ステップＳ４５）。通信装置１０は、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）以下であると判定すると、ステップＳ４６に進む。通信装置１０は、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）を超えたと判定すると、ステップＳ４７に進む。
ステップＳ４５において、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）以下であると判定すると、通信装置１０は、差分データ生成部１４の機能により、ステップＳ４１で読み込んだ基本データを用いて、ステップＳ４３で取得したセンサ値の差分データを算出し、バッファに保持する（ステップＳ４６）。
ステップＳ４５において、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）を超えたと判定すると、通信装置１０は、ステップＳ４３で取得したセンサ値の生データをバッファに保持する（ステップＳ４７）。このように、通信装置１０は、保持していう基本データのサンプリング数（Ｎ）以上のセンサ値がサンプリングされた場合には、当該センサ値を生データで保持する。
ステップＳ４６、又はステップＳ４７に続いて、通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ４８）。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したと判定すると、処理を終了する。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信していないと判定するとサンプリング周期分待機したのち（ステップＳ４９）、ステップＳ４３に戻り、処理を継続する。
なお、サンプリング周期は時間で決まっており、通信装置１０は、センサ値取得部１２の機能により、当該サンプリング周期でセンサ値を取得（サンプリング）し、サンプリング周期においてサンプリングした回数分の数のセンサ値（サンプル）に応じて、時系列データを生成する。
このように、通信装置１０は、学習フェーズにおいて一定間隔でサンプリングしセンサ３１のセンサ値に応じた時系列データである基本データを用いて、稼働フェーズでセンサ３１から取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成する。通信装置１０は、稼働データの測定停止の指令を受信するまで一定間隔のサンプリング周期毎の差分データを取りためる。
リーダライタ２０から測定を停止する旨の指令を受信しない場合には、図８に示すように、通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定指令を受信すると、まず、動作判定部１５の機能により、対象機器４０の動作の種類を判定する。通信装置１０は、対象機器４０の動作の種類を認識して、予め保持している当該動作の種類に応じた基本データを読み込み、以下の処理で利用する（ステップＳ５１）。
通信装置１０は、データサンプリングのカウンタをリセット（Ｃ＝０）する（ステップＳ５２）。
通信装置１０は、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）以下か否か（Ｃ≦Ｎ）を判定する（ステップＳ５３）。通信装置１０は、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）以下であると判定すると、ステップＳ５４に進む。通信装置１０は、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）を超えたと判定すると、処理を終了する。このように通信装置１０は、データサンプリングのカウンタ（Ｃ）が、基本データのサンプリング数（Ｎ）を超えたと判定すると、自律的に稼働データの測定を終了する。
通信装置１０は、センサ値取得部１２の機能により、センサ３１のセンサ値を取得し、取得したセンサ値を絶対値化する（ステップＳ５４）。
通信装置１０は、データサンプリングのカウンタを更新（Ｃ＋＋）する（ステップＳ５５）。
通信装置１０は、差分データ生成部１４の機能により、ステップＳ５１で読み込んだ基本データを用いて、ステップＳ５４で取得したセンサ値の差分データを算出し、バッファに保持する（ステップＳ５６）。
通信装置１０は、サンプリング周期分待機したのち（ステップＳ５７）、ステップＳ５３に戻り処理を継続する。
このように、通信装置１０は、学習フェーズにおいて一定間隔でサンプリングしセンサ３１のセンサ値に応じた時系列データである基本データを用いて、稼働フェーズでセンサ３１から取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成する。通信装置１０は、基本データのサンプリング間隔に応じたサンプリング周期毎に、時系列データである基本データと、時系列データとしての測定データと、の差分を示す差分データを生成し、当該差分データを取りためる。
これらの構成によれば、通信装置１０は、対象機器４０に取り付けられたセンサ３１からのセンサ値を取得して基本データを生成し、生成した基本データを保持するとともに、リーダライタ２０に送信する。そして、通信装置１０は、対象機器４０の稼働時には、センサ３１から取得したセンサ値に応じた測定データと、基本データとの差分を示す差分データを生成してリーダライタ２０に送信する。リーダライタ２０は、受信した差分データと、予め通信装置１０から提供され保持している基本データとを用いてセンサ値を再構成する。
このように、対象機器４０の稼働時には、通信装置１０から、リーダライタ２０に、生データに比べてデータ量の小さい差分データが送信されるため、無線通信によって効率よく通信装置１０から、リーダライタ２０に、データを送信することができる。また、通信装置１０は、差分データを可変長のフレームを用いてリーダライタ２０に送信するため、データ量が小さいデータに関しては、短いフレームを用いてデータを送信することができ、更に効率よくデータを送信することができる。
〔実施形態２〕
本発明の実施形態２について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、図１、及び図２を用いて説明した制御システム１００の構成については、実施形態１と同様であり、その説明を省略する。
図９の（ａ）〜（ｃ）は、対象機器４０の稼働中に通信装置１０によって参照されるデータを示す図である。図９の（ａ）は、対象機器４０の稼働中にセンサ３１から取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データの測定波形を示している。図９の（ｂ）は予め保持している基本データの基本波形を示す図である。図９の（ｃ）は、測定波形と、基本波形との差分を示す図である。
通信装置１０は、基本データ生成部１３の機能により、差分データの生成に用いられるセンサ値を参照して、基本データを更新する。通信装置１０は、対象機器４０の稼働中にセンサ３１のセンサ値を取得して、図９の（ａ）に示すように、時系列データとしての測定波形のデータを生成する。そして、通信装置１０は、測定波形と、図９（ｂ）に示した予め保持している時系列データとしての基本データの波形との差分をとる。測定波形と、基本波形との差分が、図９（ｃ）に示したように、一定期間以上連続して閾値の範囲を外れた場合に、通信装置１０は、基本データの追加学習が必要であると判定し、基本データの更新や追加を行う。
なお、通信装置１０は、所定のサンプリング期間中にサンプリングした測定値の差分の総計が一定の閾値を超えた場合に、基本データの追加学習が必要であると判定し、基本データの更新や追加を行ってもよい。
通信装置１０は、対象機器４０の稼働中に自律的に生成した基本データを、予め保持している基本データに上書きして保持することで、基本データを更新してもよい。また、通信装置１０は、対象機器４０の稼働中に自律的に生成した基本データを、予め保持している基本データの派生データ（別パターンのデータ）として、追加して保持してもよい。
（通信装置１０の処理について）
図１０、及び図１１は、通信装置１０が基本データの追加学習が必要であると判定し、基本データの更新や追加を行う処理の流れを示すフローチャートである。図１０は、測定波形と、基本波形との差分が、一定期間以上連続して閾値の範囲を外れた場合に、基本データの更新や追加を行う通信装置１０の処理の流れを示している。図１１は、所定のサンプリング期間中にサンプリングした測定値の差分の総計が一定の閾値を超えた場合に、基本データの更新や追加を行う通信装置１０の処理の流れを示している。
図１０に示すように、通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定指令を受信すると、まず、動作判定部１５の機能により、対象機器４０の動作パターンを判定する。通信装置１０は、対象機器４０の動作パターンを認識して、予め保存されている当該動作パターンの基本データを読み込み、以下の処理で利用する（ステップＳ６１）。
通信装置１０は、閾値を超えたデータサンプルのカウンタをリセット（Ｃ＝０）する（ステップＳ６２）。
通信装置１０は、ステップＳ６１で認識した動作パターンに応じたセンサ３１のセンサ値を、センサ値取得部１２の機能により、取得する（ステップＳ６３）。
通信装置１０は、ステップＳ６３で所得したセンサ３１のセンサ値の生データをバッファに保持する（ステップＳ６４）。
通信装置１０は、更にステップＳ６３で所得したセンサ３１のセンサ値と、基本データとの差分を算出し、算出した差分をバッファに保持する（ステップＳ６５）。
通信装置１０は、ステップＳ６５で算出した差分が閾値の範囲を超えているか否かを判定する（ステップＳ６６）。通信装置１０は、差分が閾値の範囲を超えていると判定する（ステップＳ６６でＹＥＳ）と、ステップＳ６７に進む。通信装置１０は、差分が閾値の範囲を超えていないと判定する（ステップＳ６６でＮＯ）と、ステップＳ６９に進む。
通信装置１０は、ステップＳ６６において差分が閾値の範囲を超えていると判定するすると、閾値を超えたデータサンプルのカウンタ（Ｃ）を更新（Ｃ＋＋）する（ステップＳ６７）。
続いて、通信装置１０は、閾値を超えたデータサンプルのカウンタ（Ｃ）が所定数（Ｎ）を超えたか否か（Ｃ＞Ｎ）を判定する（ステップＳ６８）。通信装置１０は、閾値を超えたデータサンプルのカウンタ（Ｃ）が所定数（Ｎ）を超えていない（ステップＳ６８でＮＯ）と判定すると、ステップＳ７０に進む。通信装置１０は、閾値を超えたデータサンプルのカウンタ（Ｃ）が所定数（Ｎ）を超えた（ステップＳ６８でＹＥＳ）と判定すると、ステップＳ７２に進む。
通信装置１０は、ステップＳ６６において差分が閾値の範囲を超えていないと判定すると、閾値を超えたデータサンプルのカウンタをリセット（Ｃ＝０）する（ステップＳ６９）。
通信装置１０は、ステップＳ６８、又はステップＳ６９に続いて、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ７０）。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したと判定すると（ステップＳ７０でＹＥＳ）、処理を終了する。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信していないと判定すると（ステップＳ７０でＮＯ）、サンプリング周期分待機したのち（ステップＳ７１）、ステップＳ６３に戻り、処理を継続する。
通信装置１０は、ステップＳ６８で閾値を超えたデータサンプルのカウンタ（Ｃ）が所定数（Ｎ）を超えたと判定すると、再び、ステップＳ６１で認識した動作パターンに応じたセンサ３１のセンサ値を、センサ値取得部１２の機能により、取得する（ステップＳ７２）。
続いて、通信装置１０は、ステップＳ７２で所得したセンサ３１のセンサ値の生データをバッファに保持する（ステップＳ７３）。
通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ７４）。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したと判定すると（ステップＳ７４でＹＥＳ）、ステップＳ７５に進む。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信していないと判定すると（ステップＳ７４でＮＯ）、サンプリング周期分待機したのち（ステップＳ７６）、ステップＳ７２に戻り、処理を継続する。
通信装置１０は、ステップＳ７４においてリーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したと判定すると、続いて、Ｓ７３でバッファに保持した生データを、基本データとして、基本データの更新、又は追加保持し、処理を終了する。
このように、通信装置１０は、測定波形と、基本波形との差分が、一定期間以上連続して閾値の範囲を外れた場合に、基本データの更新や追加を行うため、例えばセンサ３１の経年変化等によって測定値が変化した場合に、基本波形と、測定波形との差分が大きくなるのを防ぐことができる。よって、通信装置１０から、リーダライタ２０に送信されるデータの容量が、大きくなるのを防ぐことができ、効率よくデータを送信することができる。
通信装置１０は、図１１に示すように、所定のサンプリング期間中にサンプリングした測定値の差分の総計が一定の閾値を超えた場合に、基本データの更新や追加を行ってもよい。
通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定指令を受信すると、まず、動作判定部１５の機能により、対象機器４０の動作パターンを判定する。通信装置１０は、対象機器４０の動作パターンを認識して、予め保存されている当該動作パターンの基本データを読み込み、以下の処理で利用する（ステップＳ８１）。
通信装置１０は、差分の総計のカウンタ（Ｓｕｍ）をリセット（Ｓｕｍ＝０）する（ステップＳ８２）。
通信装置１０は、ステップＳ８１で認識した動作パターンに応じたセンサ３１のセンサ値を、センサ値取得部１２の機能により、取得する（ステップＳ８３）。
通信装置１０は、ステップＳ８３で所得したセンサ３１のセンサ値の生データをバッファに保持する（ステップＳ８４）。
通信装置１０は、更にステップＳ８３で所得したセンサ３１のセンサ値と、基本データとの差分を算出し、算出した差分をバッファに保持する（ステップＳ８５）。
通信装置１０は、ステップＳ８５で算出した差分を、差分の総計に加えて（Ｓｕｍ＝Ｓｕｍ＋差分）、差分の総計のカウンタ（Ｓｕｍ）を更新する（ステップＳ８６）
通信装置１０は、ステップＳ８６で算出した差分の総計のカウンタ（Ｓｕｍ）が閾値を超えているか否かを判定する（ステップＳ８７）。通信装置１０は、差分の総計のカウンタ（Ｓｕｍ）が閾値を超えていると判定する（ステップＳ８７でＹＥＳ）と、ステップＳ９０に進む。通信装置１０は、差分の総計のカウンタ（Ｓｕｍ）が閾値を超えていないと判定する（ステップＳ８７でＮＯ）と、ステップＳ８８に進む。
通信装置１０は、差分の総計のカウンタ（Ｓｕｍ）が閾値を超えていないと判定すると、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ８８）。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したと判定すると（ステップＳ８８でＹＥＳ）、処理を終了する。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信していないと判定すると（ステップＳ８８でＮＯ）、サンプリング周期分待機したのち（ステップＳ８９）、ステップＳ８３に戻り、処理を継続する。
通信装置１０は、ステップＳ８７で差分の総計のカウンタ（Ｓｕｍ）が閾値を超えと判定すると、再び、ステップＳ８１で認識した動作パターンに応じたセンサ３１のセンサ値を、センサ値取得部１２の機能により、取得する（ステップＳ９０）。
続いて、通信装置１０は、ステップＳ９０で所得したセンサ３１のセンサ値の生データをバッファに保持する（ステップＳ９１）。
通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したか否かを判定する（ステップＳ９２）。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したと判定すると（ステップＳ９２でＹＥＳ）、ステップＳ９３に進む。通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信していないと判定すると（ステップＳ９２でＮＯ）、サンプリング周期分待機したのち（ステップＳ９４）、ステップＳ９０に戻り、処理を継続する。
通信装置１０は、ステップＳ９２においてリーダライタ２０から稼働データの測定停止指令を受信したと判定すると、続いて、Ｓ９１でバッファに保持した生データを、基本データとして、基本データの更新、又は追加保持し、処理を終了する。
このように、通信装置１０は、測定波形と、基本波形との差分の総計が閾値を超えた場合に、基本データの更新や追加を行うため、例えばセンサ３１の経年変化等によって測定値が変化した場合に、基本波形と、測定波形との差分が大きくなるのを防ぐことができる。よって、通信装置１０から、リーダライタ２０に送信されるデータの容量が、大きくなるのを防ぐことができ、効率よくデータを送信することができる。
（基本データの更新について）
通信装置１０は、対象機器４０の稼働中に、自律的に、自ら保持する基本データの更新や追加を行うと共に、当該基本データをリーダライタ２０に送信して、リーダライタ２０が保持する基本データのアップデートをさせる必要がある。基本データは、差分データと比較してデータ量が大きくなるため、通信装置１０は、生成した基本データをいくつかに分割してリーダライタ２０に送信してもよい。
図１２、及び図１３は、通信装置１０が自律的に学習して生成した基本データをリーダライタ側に送信してアップデートさせるタイミングを示した図である。
図１２に示すように、ＰＬＣ５０から対象機器４０の動作停止を示す制御情報を受信すると、リーダライタ２０は、通信装置１０に対して基本データの更新確認を行う指令を送信する。通信装置１０は、リーダライタ２０から基本データの更新確認を行う指令を受信すると、新しく基本データとして更新、又は追加した基本データを、いくつかに分割して、リーダライタ２０に送信する。このように、通信装置１０は、通信部１１の機能により、対象機器４０の動作が停止している期間において、差分データの生成に用いられるセンサ値を参照して更新され基本データをリーダライタ２０に送信する。
また、図１３に示すように、通信装置１０は、リーダライタ２０から稼働データの測定指令を受信すると、差分データを生成してリーダライタ２０に送信する処理を繰り返し行う。通信装置１０は、差分データを生成してリーダライタ２０に送信する処理において、通信部１１の機能により、差分データの生成に用いられるセンサ値を参照して更新された基本データを分割し、差分データの送信の合間に複数回に分けてリーダライタ２０に送信してもよい。そして、通信装置１０は、分割した基本データの全てを送信した後に、差分データの送信の合間に、基本データの同期完了の通知をリーダライタ２０に送信してもよい。
このように、通信装置１０は、対象機器４０の動作が停止している期間において、差分データの生成に用いられるセンサ値を参照して更新され基本データをリーダライタ２０に送信する。よって、稼働時のデータ送受信の妨げとなることなく、基本データのアップデートを行うことができる。また、通信装置１０は、差分データの生成に用いられるセンサ値を参照して更新された基本データを分割し、差分データの送信の合間に複数回に分けてリーダライタ２０に送信。よって、基本データのアップデートが必要な場合に、できるだけ稼働時のデータ送受信の妨げとなることなく、且つ迅速にリーダライタ２０との間で基本データの同期をはかることができる。
〔実施形態３〕
本発明の実施形態３について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態１、及び実施形態２にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。また、図１、及び図２を用いて説明した制御システム１００の構成については、実施形態１と同様であり、その説明を省略する。
この実施形態３の制御システム１００では、通信装置１０が、基本データの基本波形と、測定データの測定波形との相関をとる機能を備えている。
図１４は、通信装置１０によって行われる、基本データの基本波形と、測定データの測定波形とのパターンマッチングを模式的に示した図である。
時系列データとしての基本データと、時系列データとしての測定データとの開始タイミングがずれると、基本データと、測定データとの差分が大きくなり、差分データのデータ量が拡大してしまう。通信装置１０は、図１４に示すように、基本データのデータ先頭からＮ個のデータサンプルを抽出し、これらのデータサンプルのパターンを基本データの開始パターンとする。
通信装置１０は、基本データの開始パターンと、測定波形のパターンとのパターンマッチングを行う。通信装置１０は、パターンマッチングによって、基本データと、測定データとの相関度が所定の閾値を超える（基本データと測定データとの差異が所定の閾値以内となった）位置を、測定波形の開始位置と判定して、基本データと、測定データとの開始位置を一致させ、差分データを生成するためのデータ開始位置の同期をとる。
このように、通信装置１０は、測定データの開始位置を、基本データの開始パターンとの相関が一致した位置として、基本データと、測定データとの差分を算出する。よって、基本データと、測定データとの同期をはかり、差分データを生成することができ、差分データの容量を削減して、効率良くデータをリーダライタ２０に送信することができる。
〔ソフトウェアによる実現例〕
通信装置１０の制御ブロック（特にセンサ値取得部１２、基本データ生成部１３、差分データ生成部１４、および動作判定部１５）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
後者の場合、通信装置１０は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば１つ以上のプロセッサを備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
１０ 通信装置
１１ 通信部
１２ センサ値取得部
１３ 基本データ生成部
１４ 差分データ生成部
１５ 動作判定部
２０ リーダライタ（外部機器）
２２ 再構成部
３０ ワイヤレスセンサ
３１ センサ
４０ 対象機器（測定対象の機械）
５０ ＰＬＣ（コントローラ）
１００ 制御システム

Claims (14)

  1. 測定対象の機械の動作時に所定の物理量を測定するセンサのセンサ値を外部機器に無線通信によって送信する通信装置であって、
    前記センサ値を取得するセンサ値取得部と、
    取得したセンサ値を参照して、時系列データとしての基本データを生成する基本データ生成部と、
    前記基本データと、前記センサから取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成する差分データ生成部と、
    前記差分データを、前記外部機器に送信する通信部と、を備えた
    ことを特徴とする通信装置。
  2. 前記通信部は、前記差分データを、前記外部機器に可変長なデータフレームを用いて送信することを特徴とする請求項１に記載の通信装置。
  3. 前記基本データは、前記機械が所定の動作を正常に実行している時に測定されるセンサ値を参照して生成された時系列データであることを特徴とする請求項１又は２に記載の通信装置。
  4. 前記基本データ生成部は、前記機械の所定の動作に対応する、前記センサのセンサ値の時系列データを複数回取得し、該複数の時系列データに基づいて前記基本データを生成する
    ことを特徴とする請求項３に記載の通信装置。
  5. 前記基本データ生成部は、前記機械の複数種類の動作毎に前記基本データを生成する
    ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の通信装置。
  6. 前記測定データを参照して、前記測定対象の機械の動作の種類を判定する動作判定部を備え、
    前記差分データ生成部は、前記動作判定部が判定した動作の種類に応じた前記基本データを用いて、前記差分データを生成する
    ことを特徴とする請求項５に記載の通信装置。
  7. 前記基本データ生成部は、前記差分データの生成に用いられる前記センサ値を参照して、前記基本データを更新することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の通信装置。
  8. 前記通信部は、前記測定対象の機械の動作が停止している期間において、前記差分データの生成に用いられる前記センサ値を参照して更新された前記基本データを前記外部機器に送信することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
  9. 前記通信部は、前記差分データの生成に用いられる前記センサ値を参照して更新された前記基本データを分割し、前記差分データの送信の合間に複数回に分けて前記外部機器に送信することを特徴とする請求項７に記載の通信装置。
  10. 測定対象の機械の動作時に所定の物理量を測定するセンサのセンサ値を外部機器に無線通信によって送信する通信装置の制御方法であって、
    前記センサ値を取得し、該センサ値を参照して学習することにより、時系列データとしての基本データを生成する学習フェーズと、
    前記基本データと、前記センサから前記測定対象の機械の稼働時に取得したセンサ値に応じた時系列データとしての測定データとの差分を示す差分データを生成し、該差分データを、前記外部機器に送信する稼働フェーズと、を含む
    ことを特徴とする通信装置の制御方法。
  11. 請求項１から９の何れか一項に記載の通信装置から、前記基本データと、前記差分データとを受信する受信部と、
    前記基本データおよび前記差分データに基づいて、前記センサ値を再構成する再構成部とを備えることを特徴とする外部機器。
  12. 前記再構成部によって再構成された前記センサ値を、前記機械の動作を制御するコントローラに通信ネットワークを介して送信する送信部をさらに備えることを特徴とする請求項１１記載の外部機器。
  13. 請求項１から９の何れか一項に記載の通信装置から、前記基本データを受信する基本データ受信ステップと、
    前記差分データを受信し、前記基本データおよび前記差分データに基づいて、前記センサ値を再構成する再構成ステップと、を含む
    ことを特徴とする外部機器の制御方法。
  14. 請求項１から９の何れか一項に記載の通信装置と、請求項１１に記載の外部機器と、を備えた制御システム。
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