JP6954942B2 - 制御システム - Google Patents

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本発明は、ユーザ端末からクラウドサーバを介してアクチュエータを制御する制御システムに関するものである。
従来より、IoT(Internet of Things)用のアクチュエータが開発されているが、社会実装に繋がるケースが少ない。その一つの要因として、ネットワークを介してアクチュエータを制御するための制御システム構築の技術面と費用の課題があった。
例えば安価なボードコンピュータであるRaspberry Pi(登録商標)やArduino(登録商標)などを使ったIoT、遠隔監視や制御の事例はあるが(特許文献1)、以下の問題点があった。
(I)コンピュータのプログラムを作成する必要がある。
(II)アクチュエータや通信方式を変更する際にもハードウエアとプログラムを修正する必要がある。
(III)ボードコンピュータに搭載されている、使用されていない不要な機能がある。
(IV)用途ならびにデータがアプリケーション毎に異なるため、システムの流用がし難い。
また、市販の調節計を用いてアクチュエータを制御することも考えられるが、調節計を利用してIoT用のシステムを構築しようとすると、アクチュエータを調節計に接続し、調節計をネットワークに接続して、ネットワーク経由で調節計を監視・制御する必要があり、手間と費用がかかる。このような制御システムを構築するためには、例えばアクチュエータや通信機器など各機器の専門知識が必要なため、システムを簡単に構築することは難しく、また構成機器の部分的な変更も難しいという課題があった。さらには、システムの構成機器の中にバッテリ駆動の機器がある場合、バッテリの選定作業やバッテリの交換時期の確認作業が必要になるという課題があった。
特開2004−295903号公報
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、簡単かつ低コストで汎用性の高く機能更新が簡単で、システムの設定・変更を簡単に行うことができる制御システムを提供することを目的とする。
本発明の制御システム(第1〜第7の実施例)は、アクチュエータと複数の電子回路モジュールとを組み合わせた駆動装置と、前記複数の電子回路モジュールに含まれるネットワークモジュールとネットワークを介して接続されるクラウドサーバと、このクラウドサーバと前記ネットワークを介して接続されるユーザ端末とを備え、前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールとは、それぞれ筐体に付設されたシンボルおよび第1の近距離無線通信部のうち少なくとも一方を備え、前記ネットワークモジュールは、前記アクチュエータを動かすための制御データを前記クラウドサーバから受信するように構成された第1の通信部を備え、前記ユーザ端末は、制御システムの初期設定時に、前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれのシンボルの読み取りにより前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれの情報を取得するように構成された情報取得部、および前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれの第1の近距離無線通信部との通信により前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれの情報を取得するように構成された第2の近距離無線通信部のうち少なくとも一方と、ユーザの操作に従って前記制御データを生成するように構成された制御データ生成部と、前記情報取得部若しくは前記第2の近距離無線通信部によって取得された情報を示すデジタルデータ、または前記制御データを前記クラウドサーバに送信するように構成された第2の通信部とを備え、前記クラウドサーバは、前記ユーザ端末から送信されたデジタルデータを受信するように構成された第3の通信部と、前記ユーザ端末から受信した前記制御データを前記ネットワークモジュールに送信するように構成された第4の通信部と、制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて通信に関する設定を前記第4の通信部に対して行うように構成された通信機能設定部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第1、第3〜第5の実施例)において、前記複数の電子回路モジュールに含まれるDA(Digital-to-Analog)モジュール、DP(Digital-to-Pulse)モジュールまたは復号モジュールは、前記制御データを暗号化した暗号化デジタルデータを暗号化キーを用いて復号するように構成された復号部を備え、前記ネットワークモジュールの第1の通信部は、前記暗号化デジタルデータを前記クラウドサーバから受信し、前記クラウドサーバは、前記ユーザ端末から受信した前記制御データを暗号化するように構成された暗号化部と、制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に含まれる前記暗号化キーを前記暗号化部に対して設定するように構成された暗号化機能設定部とをさらに備え、前記クラウドサーバの第4の通信部は、前記暗号化部によって暗号化された暗号化デジタルデータを前記ネットワークモジュールに送信することを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第1、第3〜第5の実施例)において、前記クラウドサーバは、補正パラメータに基づいて前記制御データを補正するように構成されたデータ補正部と、制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に含まれる前記補正パラメータを前記データ補正部に対して設定するように構成された制御機能設定部とをさらに備え、前記クラウドサーバの第4の通信部は、前記データ補正部によって補正された制御データを前記ネットワークモジュールに送信することを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第2の実施例)において、前記複数の電子回路モジュールに含まれるDAモジュール、DPモジュールまたは復号モジュールは、前記制御データを暗号化した暗号化デジタルデータを第1の暗号化キーを用いて復号し、さらに第2の暗号化キーを用いて復号するように構成された復号部を備え、前記ネットワークモジュールの第1の通信部は、前記暗号化デジタルデータを前記クラウドサーバから受信し、前記ユーザ端末は、前記制御データを暗号化するように構成された第1の暗号化部と、制御システムの初期設定時に、前記情報取得部または前記第2の近距離無線通信部によって取得された情報に含まれる前記第2の暗号化キーを前記第1の暗号化部に対して設定するように構成された第1の暗号化機能設定部とをさらに備え、前記ユーザ端末の第2の通信部は、前記第1の暗号化部によって暗号化された暗号化デジタルデータを前記クラウドサーバに送信し、前記クラウドサーバは、前記ユーザ端末から受信した暗号化デジタルデータをさらに暗号化するように構成された第2の暗号化部と、制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に含まれる前記第1の暗号化キーを前記第2の暗号化部に対して設定するように構成された第2の暗号化機能設定部とをさらに備え、前記クラウドサーバの第4の通信部は、前記第2の暗号化部によって暗号化された暗号化デジタルデータを前記ネットワークモジュールに送信することを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第2の実施例)において、前記ユーザ端末は、補正パラメータに基づいて前記制御データを補正するように構成されたデータ補正部と、制御システムの初期設定時に、前記情報取得部または前記第2の近距離無線通信部によって取得された情報に含まれる前記補正パラメータを前記データ補正部に対して設定するように構成された制御機能設定部とをさらに備え、前記ユーザ端末の第1の暗号化部は、前記データ補正部によって補正された制御データを暗号化することを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第1〜第6の実施例)において、前記クラウドサーバは、前記駆動装置のバッテリの交換時期を推定するように構成されたバッテリ寿命推定部と、制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて、前記アクチュエータおよび各モジュールの定格消費電力の情報と前記バッテリの容量の情報とを前記バッテリ寿命推定部に対して設定するように構成された電力管理機能設定部とをさらに備え、前記クラウドサーバの第3の通信部は、前記バッテリの交換時期を示すデジタルデータを前記ユーザ端末に送信し、前記ユーザ端末は、前記クラウドサーバから受信したデジタルデータが示すバッテリの交換時期の情報を表示するように構成された表示部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第1〜第6の実施例)において、前記クラウドサーバは、前記アクチュエータの点検時期、交換時期を推定するように構成されたアクチュエータ点検/交換時期推定部と、制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて、前記アクチュエータの点検間隔、利用可能期間の情報を前記アクチュエータ点検/交換時期推定部に対して設定するように構成されたアクチュエータ管理機能設定部とをさらに備え、前記クラウドサーバの第3の通信部は、前記アクチュエータの点検時期、交換時期を示すデジタルデータを前記ユーザ端末に送信し、前記ユーザ端末は、前記クラウドサーバから受信したデジタルデータが示すアクチュエータの点検時期、交換時期の情報を表示するように構成された表示部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第1〜第6の実施例)において、前記クラウドサーバは、前記アクチュエータとモジュールの組み合わせが正しいかどうかを確認するように構成された組み合わせ確認部と、制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて組み合わせ確認機能に関する設定を前記組み合わせ確認部に対して行うように構成された組み合わせ確認機能設定部とをさらに備え、前記クラウドサーバの第3の通信部は、前記組み合わせの確認結果を示すデジタルデータを前記ユーザ端末に送信し、前記ユーザ端末は、前記クラウドサーバから受信したデジタルデータが示す組み合わせの確認結果の情報を表示するように構成された表示部をさらに備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第1、第4の実施例)において、前記駆動装置は、前記アクチュエータと、外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバからデジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、このネットワークモジュールによって受信されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDAモジュールとから構成され、前記ネットワークモジュールは、前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、前記DAモジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、前記クラウドサーバから前記デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、前記DAモジュールは、前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、前記アクチュエータと接続される第4の通信・受給電コネクタと、前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信したデジタルデータをアナログ信号に変換して、このアナログ信号を前記第4の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成されたDA変換部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第3、第5の実施例)において、前記駆動装置は、前記アクチュエータと、外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバからデジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、このネットワークモジュールによって受信されたデジタルデータをパルス信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDPモジュールとから構成され、前記ネットワークモジュールは、前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、前記DPモジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、前記クラウドサーバから前記デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、前記DPモジュールは、前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、前記アクチュエータと接続される第4の通信・受給電コネクタと、前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信したデジタルデータをパルス信号に変換して、このパルス信号を前記第4の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成された変調器とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第4の実施例)において、前記駆動装置は、前記アクチュエータと、外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバから暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、このネットワークモジュールによって受信された暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号モジュールと、この復号モジュールによって復号されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDAモジュールとから構成され、前記ネットワークモジュールは、前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、前記復号モジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、前記クラウドサーバから前記暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、前記復号モジュールは、前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、前記DAモジュールの通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第4の通信・受給電コネクタと、前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信した暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号部とを備え、前記DAモジュールは、前記復号モジュールの第4の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第5の通信・受給電コネクタと、前記アクチュエータと接続される第6の通信・受給電コネクタと、前記第5の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第6の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第3の電源線と、前記第5の通信・受給電コネクタを介して前記復号モジュールから受信したデジタルデータをアナログ信号に変換して、このアナログ信号を前記第6の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成されたDA変換部とを備えることを特徴とするものである。
また、本発明の制御システムの1構成例(第5の実施例)において、前記駆動装置は、前記アクチュエータと、外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバから暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、このネットワークモジュールによって受信された暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号モジュールと、この復号モジュールによって復号されたデジタルデータをパルス信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDPモジュールとから構成され、前記ネットワークモジュールは、前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、前記復号モジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、前記クラウドサーバから前記暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、前記復号モジュールは、前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、前記DPモジュールの通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第4の通信・受給電コネクタと、前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信した暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号部とを備え、前記DPモジュールは、前記復号モジュールの第4の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第5の通信・受給電コネクタと、前記アクチュエータと接続される第6の通信・受給電コネクタと、前記第5の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第6の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第3の電源線と、前記第5の通信・受給電コネクタを介して前記復号モジュールから受信したデジタルデータをパルス信号に変換して、このパルス信号を前記第6の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成された変調器とを備えることを特徴とするものである。
本発明によれば、アクチュエータと複数の電子回路モジュールとを組み合わせた駆動装置の構成とすることにより、ユーザ端末から送信された制御データを、アクチュエータに出力するアナログ信号に自動的に変換することができ、多様なアクチュエータに対応することができ、汎用性の高い制御システムを簡単かつ低コストで実現することができ、社会実装に繋げることができる。また、本発明では、デジタルデータを別の無線通信規格または有線通信規格で送信したい場合に、その無線通信規格または有線通信規格に対応したネットワークモジュールに交換することで、無線通信規格または有線通信規格を簡単に切り替えることができる。また、本発明では、制御システムの初期設定時に、アクチュエータと複数の電子回路モジュールのそれぞれのシンボルの読み取り、またはアクチュエータと複数の電子回路モジュールのそれぞれの第1の近距離無線通信部との通信により、アクチュエータと複数の電子回路モジュールのそれぞれの情報を取得するだけで、この情報がユーザ端末からクラウドサーバに転送され、制御システムの初期設定が自動的に行われるので、制御システムを短時間で稼働状態とすることができ、制御システムによるアクチュエータの制御を直ちに開始することができる。また、本発明では、駆動装置の構成を変更する場合、変更したアクチュエータやモジュールのシンボルの読み取り、または変更したアクチュエータやモジュールの第1の近距離無線通信部との通信により、変更したアクチュエータやモジュールの情報を取得することができ、制御システムの設定を簡単に変更することができる。また、本発明では、ユーザ端末のユーザに駆動装置のバッテリの交換時期の情報を提供することができるので、ユーザは、駆動装置の電源としてバッテリを使用する場合に、最適なバッテリを選定したり、バッテリの交換時期が迫っているときにバッテリを交換したりすることが可能となる。
図1は、本発明の第1の実施例に係る制御システムの構成を示すブロック図である。 図2は、本発明の第1の実施例に係る駆動装置の構成を示す図である。 図3は、本発明の第1の実施例に係るネットワークモジュールの構成を示すブロック図である。 図4は、本発明の第1の実施例に係るDAモジュールの構成を示すブロック図である。 図5は、本発明の第1の実施例に係るクラウドサーバの構成を示すブロック図である。 図6は、本発明の第1の実施例に係るユーザ端末の構成を示すブロック図である。 図7は、本発明の第1の実施例における制御システムの初期設定時のユーザ端末の動作を説明するフローチャートである。 図8は、本発明の第1の実施例における制御システムの初期設定時のクラウドサーバの動作を説明するフローチャートである。 図9は、本発明の第1の実施例における制御システムの初期設定の方法を説明する図である。 図10は、本発明の第1の実施例に係るユーザ端末の動作を説明するフローチャートである。 図11は、本発明の第1の実施例に係るクラウドサーバのユーザ端末との通信処理を説明するフローチャートである。 図12は、本発明の第1の実施例に係るクラウドサーバのネットワークモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図13は、本発明の第1の実施例に係るネットワークモジュールのクラウドサーバとの通信処理を説明するフローチャートである。 図14は、本発明の第1の実施例に係るネットワークモジュールのDAモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図15は、本発明の第1の実施例に係るDAモジュールのネットワークモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図16は、本発明の第1の実施例に係るDAモジュールのアクチュエータへの出力処理を説明するフローチャートである。 図17は、本発明の第1の実施例に係るアクチュエータの構成の1例を示すブロック図である。 図18は、本発明の第1の実施例における制御システムの初期設定時のユーザ端末の第2の近距離無線通信部を用いた動作を説明するフローチャートである。 図19は、本発明の第1の実施例における制御システムの初期設定時のネットワークモジュールの動作を説明するフローチャートである。 図20は、本発明の第2の実施例における制御システムの初期設定時のユーザ端末の動作を説明するフローチャートである。 図21は、本発明の第2の実施例における制御システムの初期設定時のクラウドサーバの動作を説明するフローチャートである。 図22は、本発明の第2の実施例に係るユーザ端末のクラウドサーバとの通信処理を説明するフローチャートである。 図23は、本発明の第2の実施例に係るクラウドサーバのユーザ端末との通信処理を説明するフローチャートである。 図24は、本発明の第2の実施例に係るクラウドサーバのネットワークモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図25は、本発明の第2の実施例に係るDAモジュールのネットワークモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図26は、本発明の第3の実施例に係る駆動装置の構成を示す図である。 図27は、本発明の第3の実施例に係るDPモジュールの構成を示すブロック図である。 図28は、本発明の第3の実施例に係るDPモジュールのネットワークモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図29は、本発明の第3の実施例に係るDPモジュールのアクチュエータへの出力処理を説明するフローチャートである。 図30は、本発明の第3の実施例に係るアクチュエータの構成の1例を示すブロック図である。 図31は、本発明の第4の実施例に係る駆動装置の構成を示す図である。 図32は、本発明の第4の実施例に係る復号モジュールの構成を示すブロック図である。 図33は、本発明の第4の実施例に係る復号モジュールのNWモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図34は、本発明の第4の実施例に係る復号モジュールのDAモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図35は、本発明の第4の実施例に係るDAモジュールの構成を示すブロック図である。 図36は、本発明の第4の実施例に係るDAモジュールの復号モジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図37は、本発明の第5の実施例に係る駆動装置の構成を示す図である。 図38は、本発明の第5の実施例に係るDPモジュールの構成を示すブロック図である。 図39は、本発明の第5の実施例に係るDPモジュールの復号モジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図40は、本発明の第6の実施例に係る電子回路モジュールであるストレージモジュールを示す図である。 図41は、本発明の第6の実施例に係るストレージモジュールの構成を示すブロック図である。 図42は、通信・受給電メスコネクタ側に接続される他のモジュールと本発明の第6の実施例に係るストレージモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図43は、通信・受給電オスコネクタ側に接続される他のモジュールと本発明の第6の実施例に係るストレージモジュールとの通信処理を説明するフローチャートである。 図44は、本発明の第7の実施例に係るユーザ端末の構成を示すブロック図である。 図45は、本発明の第7の実施例における制御システムの初期設定時のユーザ端末の動作を説明するフローチャートである。 図46は、本発明の第7の実施例における制御システムの初期設定時のユーザ端末の近距離無線通信部を用いた動作を説明するフローチャートである。 図47は、本発明の第7の実施例における制御システムの初期設定時のクラウドサーバの動作を説明するフローチャートである。
[第1の実施例]
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施例に係る制御システムの構成を示すブロック図である。本実施例の制御システムは、アクチュエータと複数の電子回路モジュールとを組み合わせた駆動装置100と、クラウドサーバ101と、駆動装置100のアクチュエータ4を動かすための制御データをクラウドサーバ101を介して駆動装置100に送信するスマートフォンなどのユーザ端末102と、駆動装置100とクラウドサーバ101との間、およびクラウドサーバ101とユーザ端末102との間を接続するネットワーク103とから構成される。
ユーザ端末102は、駆動装置100のアクチュエータ4を動かすためのデジタルデータである制御データを生成し、生成した制御データをネットワーク103を介してクラウドサーバ101に送信する。
クラウドサーバ101は、制御データをネットワーク103を介して駆動装置100に送信することにより、駆動装置100のアクチュエータ4を動作させることができる。また、クラウドサーバ101は、通信パラメータ設定データまたはDA変換パラメータ設定データを送信することにより、駆動装置100のNWモジュール1やDAモジュール2のパラメータを設定することも可能である。
以上のような制御システムを構築するためには、駆動装置100の各構成機器の情報をクラウドサーバ101に送信し、駆動装置100とクラウドサーバ101との間でデータの送受信ができるようにクラウドサーバ101を設定する必要がある。
このようなシステム構築の方法を説明する前に、本実施例の駆動装置100とクラウドサーバ101とユーザ端末102の構成について説明する。
図2(A)〜図2(C)は本発明の第1の実施例に係る駆動装置100の構成を示す図である。図2(A)は駆動装置100を構成する電子回路モジュールであるネットワークモジュール(以下、NWモジュール)1とDAモジュール2の個々の外観を示し、図2(B)はNWモジュール1とDAモジュール2とを接続した状態を示し、図2(C)はさらにNWモジュール1に電源3を接続し、DAモジュール2にアクチュエータ4を接続した状態を示している。
NWモジュール1は、電源3の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する、電源3からの受電用の通信・受給電オスコネクタ10と、DAモジュール2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する、DAモジュール2とのデータ通信および給電用の通信・受給電メスコネクタ11と、無線通信用のアンテナ12と、有線通信用の通信コネクタ18と、NWモジュール1の筐体に付設された2次元シンボルであるQRコード(登録商標)32とを備えている。NWモジュール1は、アンテナ12または通信コネクタ18を介して受信したデータを蓄積する機能と、通信・受給電オスコネクタ10(または通信・受給電メスコネクタ11)から受電する機能と、受電した電力を通信・受給電メスコネクタ11(または通信・受給電オスコネクタ10)を介して外部へ給電する機能とを有している。
DAモジュール2は、NWモジュール1の通信・受給電メスコネクタ11と着脱自在に嵌合する、NWモジュール1とのデータ通信および受電用の通信・受給電オスコネクタ20と、アクチュエータ4の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する、アクチュエータ4への信号出力および給電用の通信・受給電メスコネクタ21と、DAモジュール2の筐体に付設されたQRコード28とを備えている。DAモジュール2は、通信・受給電オスコネクタ20に接続されたモジュール(NWモジュール1)から暗号化デジタルデータを読み出して復号し、復号後のデジタルデータをDA変換して、DA変換後のアナログ信号を出力する機能と、通信・受給電オスコネクタ20(または通信・受給電メスコネクタ21)から受電する機能と、受電した電力を通信・受給電メスコネクタ21(または通信・受給電オスコネクタ20)を介して外部へ給電する機能とを有している。
このように、NWモジュール1とDAモジュール2とは、それぞれ同一規格のオスとメスのコネクタを備えており、DAモジュール2の通信・受給電オスコネクタ20をNWモジュール1の通信・受給電メスコネクタ11に挿入することで、図2(B)に示すようにNWモジュール1とDAモジュール2とを接続することが可能である。
さらに、図2(C)に示すように、NWモジュール1の通信・受給電オスコネクタ10を電源3の通信・受給電メスコネクタ30に挿入することで、NWモジュール1と電源3とを接続することが可能であり、アクチュエータ4の通信・受給電オスコネクタ40をDAモジュール2の通信・受給電メスコネクタ21に挿入することで、DAモジュール2とアクチュエータ4とを接続することが可能である。電源3の筐体には、QRコード31が付設されている。アクチュエータ4の筐体には、QRコード43が付設されている。
NWモジュール1は、電源3から電力供給を受けて動作すると共に、電源3から受電した電力を通信・受給電メスコネクタ11を介してDAモジュール2に供給する。電源3としては、通信・受給電メスコネクタ30を備え、NWモジュール1とDAモジュール2(あるいはNWモジュール1とDAモジュール2とアクチュエータ4)の動作に必要な電力容量を備えるものであれば、特に制限なく使用することができる。
通信・受給電オスコネクタ10,20,40および通信・受給電メスコネクタ11,21,30の例としては、例えばUSBコネクタがある。
こうして、電源3とNWモジュール1とDAモジュール2とアクチュエータ4とを接続することにより、駆動装置100を組み立てることができる。
次に、NWモジュール1とDAモジュール2の構成と動作をより詳細に説明する。図3はNWモジュール1の構成を示すブロック図である。NWモジュール1は、通信・受給電オスコネクタ10と、通信・受給電メスコネクタ11と、アンテナ12と、通信・受給電オスコネクタ10または通信・受給電メスコネクタ11を通じた信号の送受信を制御するUSBコントローラ13と、CPU(Central Processing Unit)14と、メモリ15と、無線通信用の通信回路16と、通信コネクタ18と、有線通信用の通信回路19と、NFC(Near Field Communication)またはBluetooth(登録商標)等の近距離無線通信用のアンテナ33と、近距離無線通信用の通信回路34とを備えている。
NWモジュール1の電源線には、通信・受給電オスコネクタ10のプラス側の電源端子(VBUS)と通信・受給電メスコネクタ11のプラス側の電源端子(VBUS)とを接続するプラス側の電源線17と、通信・受給電オスコネクタ10のGND端子と通信・受給電メスコネクタ11のGND端子とを接続するマイナス側の電源線とがあるが、図3ではマイナス側の電源線の記載を省略している。
CPU14は、メモリ15に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、通信部140とデータ書込部141とデータ送信部142とパラメータ設定部143と近距離無線通信部144とデータ受信部145として機能する。USBコントローラ13とCPU14とメモリ15と通信回路16,19,34とは、通信・受給電オスコネクタ10または通信・受給電メスコネクタ11から電力供給を受けて動作する。
次に、DAモジュール2の構成を図4を参照して説明する。DAモジュール2は、通信・受給電オスコネクタ20と、通信・受給電メスコネクタ21と、通信・受給電オスコネクタ20または通信・受給電メスコネクタ21を通じた信号の送受信を制御するUSBコントローラ22と、CPU23と、メモリ24と、DA変換部25と、増幅回路26と、近距離無線通信用のアンテナ35と、近距離無線通信用の通信回路36とを備えている。
NWモジュール1の場合と同様に、DAモジュール2の電源線には、通信・受給電オスコネクタ20のプラス側の電源端子(VBUS)と通信・受給電メスコネクタ21のプラス側の電源端子(VBUS)とを接続するプラス側の電源線27と、通信・受給電オスコネクタ20のGND端子と通信・受給電メスコネクタ21のGND端子とを接続するマイナス側の電源線とがあるが、図4ではマイナス側の電源線の記載を省略している。
CPU23は、メモリ24に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、データ読出部230と復号部231とデータ出力部232とパラメータ設定部233とデータ読出部234とデータ補正部235と近距離無線通信部236と換算部237として機能する。USBコントローラ22とCPU23とメモリ24とDA変換部25と増幅回路26と通信回路36とは、通信・受給電オスコネクタ20または通信・受給電メスコネクタ21から電力供給を受けて動作する。
次に、クラウドサーバ101の構成を図5を参照して説明する。クラウドサーバ101は、CPU1000と、メモリ1001と、無線通信または有線通信用の通信回路1002とを備えている。CPU1000は、メモリ1001に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、通信部1003と通信機能設定部1004と暗号化機能設定部1005と制御機能設定部1006と復号部1007と暗号化部1008と換算部1009とデータ補正部1010と通信部1011とパラメータ設定部1012と電力管理機能設定部1013とバッテリ寿命推定部1014と復号部1015と暗号化部1016とアクチュエータ管理機能設定部1017とアクチュエータ点検/交換時期推定部1018と組み合わせ確認機能設定部1019と組み合わせ確認部1060として機能する。
次に、ユーザ端末102の構成を図6を参照して説明する。ユーザ端末102は、CPU1020と、メモリ1021と、クラウドサーバ101との通信用のアンテナ1022と、クラウドサーバ101との通信用の通信回路1023と、タッチパネル機能付きの表示器1024と、カメラ1025と、NFCまたはBluetooth等の近距離無線通信用のアンテナ1035と、近距離無線通信用の通信回路1036とを備えている。CPU1020は、メモリ1021に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、通信部1026と復号部1027と暗号化部1028と換算部1029とデータ補正部1030と表示部1031と画像取得部1032と情報取得部1033と制御データ生成部1034と近距離無線通信部1037と暗号化機能設定部1038と制御機能設定部1039として機能する。
次に、本実施例の制御システムの初期設定の方法について説明する。上記のとおり、電源3の筐体にはQRコード31が付設され、NWモジュール1の筐体にはQRコード32が付設され、DAモジュール2の筐体にはQRコード28が付設され、アクチュエータ4の筐体にはQRコード43が付設されている。
電源3のQRコード31が示す情報としては、電源3(バッテリ)のID、容量などがある。
NWモジュール1のQRコード32が示す情報としては、NWモジュール1のID、通信プロトコル、NWモジュール1のネットワークアドレス、読出しデータビット数、転送間隔、NWモジュール1の定格消費電力などがある。
DAモジュール2のQRコード28が示す情報としては、DAモジュール2のID、DAモジュール2の出力信号の種類(パルス、電圧、電流)を示す出力信号タイプ、出力範囲(ゼロスパン)、DA変換周期、分解能、入力データビット数、補正パラメータ(ゼロスパン、レシオ、バイアス、温度特性など)、暗号化キー(複合化キー)、DAモジュール2の定格消費電力などがある。
アクチュエータ4のQRコード43が示す情報としては、アクチュエータ4のID、アクチュエータ4によって制御される制御量(物理量)の種類(温度、湿度、圧力、加速度など)を示す制御量タイプ、アクチュエータ4の入力信号の種類(パルス、電圧、電流)を示す入力信号タイプ、センシング換算式、入力信号範囲、補正パラメータ(ゼロスパン、レシオ、バイアス、温度特性など)、アクチュエータ4の定格消費電力(アクチュエータ4がDAモジュール2から電力供給を受ける場合の消費電力)、点検間隔、利用可能期間などがある。
図7は制御システムの初期設定時のユーザ端末102の動作を説明するフローチャート、図8は制御システムの初期設定時のクラウドサーバ101の動作を説明するフローチャートである。
なお、ユーザ端末102とクラウドサーバ101との間では事前に通信設定が完了し、接続が確立しているものとする。この接続の確立に必要な、クラウドサーバ101によるユーザ端末102の認証等の処理は周知の技術であるので、詳細に説明は省略する。
制御システムを構築しようとするユーザは、図9に示すように、電源3のQRコード31にユーザ端末102を近づけて、QRコード31をユーザ端末102のカメラ1025によって読み取る(図7ステップS10)。
ユーザ端末102の画像取得部1032は、カメラ1025によって撮影された画像を取得する(図7ステップS11)。
ユーザ端末102の情報取得部1033は、画像取得部1032が取得した画像を解読して、QRコード31が示す情報を取得する(図7ステップS12)。
ユーザ端末102の暗号化部1028は、情報取得部1033が取得した情報を所定の暗号化キーKa(ユーザ端末102とクラウドサーバ101との間の暗号化通信用の暗号化キー)を用いて暗号化し、暗号化デジタルデータをメモリ1021に書き込む(図7ステップS13)。
ユーザ端末102の通信部1026は、暗号化デジタルデータの送信タイミングになったときに(図7ステップS14においてYES)、メモリ1021から暗号化デジタルデータを取り出して通信回路1023に渡す。
ユーザ端末102の通信回路1023は、通信部1026から渡された暗号化デジタルデータを無線信号に変換して、アンテナ1022からネットワーク上のクラウドサーバ101宛に無線送信する(図7ステップS15)。通信回路1023の無線通信規格としては、例えばLPWA(Low Power Wide Area)、4Gなどがあるが、本発明はこれら無線通信規格に限定されるものではない。
以上のようなステップS10〜S15の処理が、電源3のQRコード31、NWモジュール1のQRコード32、DAモジュール2のQRコード28、アクチュエータ4のQRコード43のそれぞれについて行なわれる。
なお、本実施例のQRコード28,31,32,43は、一般のQRリーダで読み取っても情報が読み取りできないことが望ましい。そこで、QRコード28,31,32,43が示す情報は、所定のQRコード暗号化キーを用いて暗号化されていることが望ましい。この場合、ユーザ端末102の情報取得部1033は、画像取得部1032が取得した画像から得られたデータを、QRコード暗号化キーを用いて復号して情報を得ることになる。
次に、クラウドサーバ101の通信部1003は、ネットワーク103および通信回路1002を介してユーザ端末102から暗号化デジタルデータを受信したときに(図8ステップS20においてYES)、この暗号化デジタルデータをメモリ1001に書き込む(図8ステップS21)。
クラウドサーバ101の復号部1007は、通信部1003によって受信されメモリ1001に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKaを用いて復号し(図8ステップS22)、復号した情報をメモリ1001に書き込む(図8ステップS23)。暗号化キーKaは、事前に復号部1007と暗号化部1008とに設定されているものとする。
クラウドサーバ101の通信機能設定部1004は、復号部1007によって復号された情報の中に、NWモジュール1のQRコード32から読み取られた情報が含まれている場合(図8ステップS24においてYES)、この情報に基づいてNWモジュール1との通信に関する設定を、通信部1011と通信回路1002とに対して行う(図8ステップS25)。この設定により、NWモジュール1との通信を行うことが可能になる。
また、クラウドサーバ101の暗号化機能設定部1005は、復号部1007によって復号された情報の中に、DAモジュール2のQRコード28から読み取られた暗号化キーKb(クラウドサーバ101およびDAモジュール2で暗号化/復号するためのDA変換後デジタルデータ用暗号化キー)が含まれている場合(図8ステップS26においてYES)、この暗号化キーKbを復号部1015と暗号化部1016とに対して設定する(図8ステップS27)。この設定により、駆動装置100とクラウドサーバ101との間でデータの暗号化/復号を行うことが可能になる。
また、クラウドサーバ101の制御機能設定部1006は、復号部1007によって復号された情報の中に、DAモジュール2のQRコード28から読み取られた情報(ID、出力信号タイプ、出力範囲、DA変換周期、分解能、入力データビット数、補正パラメータなど)、アクチュエータ4のQRコード43から読み取られた情報(ID、制御量タイプ、入力信号タイプ、センシング換算式、入力信号範囲、補正パラメータなど)が含まれている場合(図8ステップS28においてYES)、これらの情報に基づいて制御機能に関する設定を、換算部1009とデータ補正部1010とに対して行う(図8ステップS29)。
制御機能としては、ユーザ端末102から送られた制御データを、DAモジュール2やアクチュエータ4の動作特性に応じて補正する機能などがある。
また、クラウドサーバ101の電力管理機能設定部1013は、復号部1007によって復号された情報の中に、アクチュエータ4および各モジュールの定格消費電力の情報と電源3(バッテリ)の容量の情報とが含まれている場合(図8ステップS30においてYES)、これらの情報をバッテリ寿命推定部1014に対して設定する(図8ステップS31)。
また、クラウドサーバ101のアクチュエータ管理機能設定部1017は、復号部1007によって復号された情報の中に、アクチュエータ4の点検間隔、利用可能期間の情報が含まれている場合(図8ステップS32においてYES)、これらの情報をアクチュエータ点検/交換時期推定部1018に対して設定する(図8ステップS33)。
また、クラウドサーバ101の組み合わせ確認機能設定部1019は、復号部1007によって復号された情報の中に、アクチュエータ4と各モジュールの情報が含まれている場合(図8ステップS34においてYES)、これらの情報を組み合わせ確認部1060に対して設定する(図8ステップS35)。
以上で、制御システムの初期設定が終了し、ユーザ端末102からの制御データをクラウドサーバ101を介して駆動装置100に送信することが可能になる。
駆動装置100の構成を変更する場合、すなわち電源3、NWモジュール1、DAモジュール2およびアクチュエータ4のうち少なくとも1つを交換する場合、ユーザは、交換した電源3やモジュールあるいはアクチュエータ4のQRコードにユーザ端末102を近づけて、QRコードをユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るようにすればよい。
これにより、図7、図8で説明した処理が再度行われ、制御システムの設定が変更される。
次に、本実施例の制御システムの動作について説明する。図10はユーザ端末102の動作を説明するフローチャートである。
ユーザは、アクチュエータ4を動作させたい場合、例えばタッチパネル機能付きの表示器1024の画面上でのなぞり操作、あるいは数値や方向などの入力操作により、アクチュエータ4の所望の動作を指定する。
ユーザ端末102の制御データ生成部1034は、ユーザのアクチュエータ動作指定操作に従って、アクチュエータ4を動作させるための制御データを生成する(図10ステップS40,S41)。
ユーザ端末102の暗号化部1028は、制御データ生成部1034によって生成された制御データを暗号化キーKaを用いて暗号化し(図10ステップS42)、暗号化デジタルデータをメモリ1021に書き込む(図10ステップS43)。
ユーザ端末102の通信部1026は、暗号化デジタルデータの送信タイミングになったときに(図10ステップS44においてYES)、ステップS42で暗号化された暗号化デジタルデータをメモリ1021から取り出して通信回路1023に渡す。ユーザ端末102の通信回路1023は、通信部1026から渡された暗号化デジタルデータを無線信号に変換して、アンテナ1022からネットワーク上のクラウドサーバ101宛に無線送信する(図10ステップS45)。
また、ユーザは、例えばDAモジュール2のDA変換周期を変更したい場合、タッチパネル機能付きの表示器1024に触れて、パラメータ設定データを入力する。
ユーザ端末102の暗号化部1028は、タッチパネル機能付きの表示器1024を通じてパラメータ設定データが入力された場合(図10ステップS46においてYES)、入力されたパラメータ設定データを暗号化キーKaを用いて暗号化し(図10ステップS47)、暗号化デジタルデータをメモリ1021に書き込む(図10ステップS48)。このとき、パラメータ設定データには、設定対象のモジュール(DAモジュール2やNWモジュール1)のIDが付加される。上記のとおりモジュールのIDは、QRコードから取得することができる。したがって、パラメータ設定データを受信したモジュールは、受信したパラメータ設定データに付加されているIDによって、パラメータ設定データが自身宛のデータかどうかを認識することができる。
ユーザ端末102の通信部1026は、暗号化デジタルデータの送信タイミングになったときに(図10ステップS49においてYES)、ステップS47で暗号化された暗号化デジタルデータをメモリ1021から取り出して通信回路1023に渡す。通信回路1023は、通信部1026から渡された暗号化デジタルデータを無線信号に変換して、アンテナ1022からネットワーク上のクラウドサーバ101宛に無線送信する(図10ステップS50)。
また、ユーザ端末102の通信部1026は、アンテナ1022および通信回路1023を介してネットワーク上のクラウドサーバ101から暗号化デジタルデータを受信したときに(図10ステップS51においてYES)、この暗号化デジタルデータをメモリ1021に書き込む(図10ステップS52)。
ユーザ端末102の復号部1027は、通信部1026によって受信されメモリ1021に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKaを用いて復号し(図10ステップS53)、復号したデジタルデータをメモリ1021に書き込む(図10ステップS54)。
ユーザ端末102の表示部1031は、復号部1027によって復号されメモリ1021に格納されたデジタルデータの中に、電源3(バッテリ)の交換時期を示すデジタルデータが含まれている場合(図10ステップS55においてYES)、バッテリの交換時期の情報を表示器1024に表示させる(図10ステップS56)。こうして、ユーザは、電源3としてバッテリが使用されている場合に、バッテリの交換時期を知ることができる。
ユーザ端末102の表示部1031は、復号部1027によって復号されメモリ1021に格納されたデジタルデータの中に、後述するアクチュエータ4の点検時期、交換時期を示すデジタルデータが含まれている場合(図10ステップS120においてYES)、アクチュエータ4の点検時期、交換時期の情報を表示部1024に表示させる(図10ステップS121)。こうして、ユーザは、アクチュエータ4の点検時期、交換時期を知ることができる。
ユーザ端末102の表示部1031は、復号部1027によって復号されメモリ1021に格納されたデジタルデータの中に、後述するアクチュエータ4とモジュールの組み合わせの確認結果を示すデジタルデータが含まれている場合(図10ステップS122においてYES)、アクチュエータ4とモジュールの組み合わせの確認結果の情報を表示部1024に表示させる(図10ステップS123)。こうして、ユーザは、アクチュエータ4とモジュールの組み合わせが正しいかどうかを確認することができる。
ユーザ端末102は、例えば電源が切断されて動作が終了するまで(図10ステップS124においてYES)、ステップS40〜S56,S120〜S123の処理を繰り返し行う。
図11はクラウドサーバ101のユーザ端末102との通信処理を説明するフローチャートである。
クラウドサーバ101の通信部1003は、ネットワーク103および通信回路1002を介してユーザ端末102から暗号化デジタルデータを受信したときに(図11ステップS60においてYES)、この暗号化デジタルデータをメモリ1001に書き込む(図11ステップS61)。
クラウドサーバ101の復号部1007は、通信部1003によって受信されメモリ1001に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKaを用いて復号し(図11ステップS62)、復号したデジタルデータをメモリ1001に書き込む(図11ステップS63)。
クラウドサーバ101のデータ補正部1010は、復号部1007によって復号されメモリ1001に格納されたデジタルデータの中に、ユーザ端末102から送信された制御データが含まれる場合、制御機能設定部1006によって設定された補正パラメータに基づいて、制御データの補正を行う(図11ステップS64)。
補正処理としては、補正対象の制御データが示す値に、レシオ・バイアスデータによって得られたレシオ(比率)を掛けてバイアスを加算する処理、あるいは補正対象の制御データが示す値を補正パラメータに基づいて直線補正する処理などがある。この補正処理は本発明において必須の処理ではない。
また、DAモジュール2あるいはユーザ端末102側でこのような補正処理を行う場合には、クラウドサーバ101でステップS64の補正処理を行う必要はない。
クラウドサーバ101の換算部1009は、復号部1007によって復号されメモリ1001に格納されたデジタルデータの中に、ユーザ端末102から送信された制御データが含まれる場合、制御機能設定部1006によって設定された換算式により、制御データの補正を行う(図11ステップS65)。ステップS64,S65の処理はいずれも制御データの補正処理であるが、ステップS65のように換算式を用いた方がより詳細な補正が可能である。
なお、DAモジュール2あるいはユーザ端末102側で補正処理を行う場合には、クラウドサーバ101でステップS65の補正処理を行う必要はない。
また、クラウドサーバ101の通信部1003は、ユーザ端末102に送信すべき暗号化デジタルデータの送信タイミングになったときに(図11ステップS66においてYES)、ユーザ端末102に送信すべき暗号化デジタルデータをメモリ1001から取り出し、この暗号化デジタルデータを通信回路1002およびネットワーク103を介してユーザ端末102に送信する(図11ステップS67)。
クラウドサーバ101は、例えば電源が切断されて動作が終了するまで(図11ステップS68においてYES)、ステップS60〜S67の処理を繰り返し行う。
図12はクラウドサーバ101のNWモジュール1との通信処理を説明するフローチャートである。
クラウドサーバ101の暗号化部1016は、ステップS60〜S65の処理により、NWモジュール1に送信すべき制御データやパラメータ設定データがメモリ1001に格納されている場合(図12ステップS80においてYES)、これらの制御データやパラメータ設定データを暗号化キーKbを用いて暗号化し(図12ステップS81)、暗号化デジタルデータをメモリ1001に書き込む(図12ステップS82)。
クラウドサーバ101の通信部1011は、NWモジュール1に送信すべき暗号化デジタルデータ(制御データやパラメータ設定データ)の送信タイミングになったときに(図12ステップS83においてYES)、NWモジュール1に送信すべき暗号化デジタルデータをメモリ1001から取り出し、この暗号化デジタルデータを通信回路1002およびネットワーク103を介してNWモジュール1に送信する(図12ステップS84)。暗号化デジタルデータの送信タイミングとは、例えばメモリ1001に暗号化デジタルデータが格納され、送信が可能になったタイミングである。メモリ1001からの取り出しが行われた時点で、取り出された分の暗号化デジタルデータがメモリ1001上から無くなることは言うまでもない。
クラウドサーバ101のバッテリ寿命推定部1014は、電力管理機能設定部1013によって設定されたアクチュエータ4および各モジュールの定格消費電力の情報と電源3(バッテリ)の容量の情報とに基づいて、電源3(バッテリ)の交換時期を推定し、推定した交換時期の情報をメモリ1001に書き込む(図12ステップS85)。
クラウドサーバ101のアクチュエータ点検/交換時期推定部1018は、アクチュエータ管理機能設定部1017によって設定されたアクチュエータ4の点検間隔、利用可能期間の情報に基づいて、アクチュエータ4の点検時期、交換時期を推定し、推定した点検時期、交換時期の情報をメモリ1001に書き込む(図12ステップS86)。
クラウドサーバ101の組み合わせ確認部1060は、組み合わせ確認機能設定部1019によって設定された情報に基づいて、アクチュエータ4とモジュールの組み合わせが正しいかどうかを確認し、確認結果の情報をメモリ1001に書き込む(図12ステップS87)。
組み合わせ確認部1060は、例えばアクチュエータ4の入力信号タイプが電圧で、DAモジュール2の出力信号タイプも電圧であれば、アクチュエータ4とDAモジュール2の組み合わせが正しいと判定し、アクチュエータ4の入力信号タイプが電流で、DAモジュール2の出力信号タイプが電圧であれば、アクチュエータ4とDAモジュール2の組み合わせが誤っていると判定する。
クラウドサーバ101の暗号化部1008は、ユーザ端末102に送信すべきデジタルデータ(電源3(バッテリ)の交換時期を示すデジタルデータ、アクチュエータ4の点検時期、交換時期を示すデジタルデータ、アクチュエータ4とモジュールの組み合わせの確認結果を示すデジタルデータ)がメモリ1001に格納されている場合(図12ステップS88においてYES)、これらのデジタルデータを暗号化キーKaを用いて暗号化し(図12ステップS89)、暗号化デジタルデータをメモリ1001に書き込む(図12ステップS90)。
上記のとおり、ユーザ端末102に送信すべき暗号化デジタルデータは、ステップS66,S67の処理によりユーザ端末102に送信される。
クラウドサーバ101は、例えば電源が切断されて動作が終了するまで(図12ステップS91においてYES)、ステップS80〜S90の処理を繰り返し行う。
図13はNWモジュール1のクラウドサーバ101との通信処理を説明するフローチャートである。
NWモジュール1の通信部140は、アンテナ12および通信回路16を介した無線通信によりネットワーク上のクラウドサーバ101から暗号化デジタルデータを受信したときに(図13ステップS100においてYES)、受信した暗号化デジタルデータをデータ書込部141に渡す。通信回路16の無線通信規格としては、例えばLPWA、4Gなどがあるが、本発明はこれら無線通信規格に限定されるものではない。
NWモジュール1のデータ書込部141は、通信部140から渡された暗号化デジタルデータをメモリ15に書き込む(図13ステップS101)。暗号化デジタルデータのメモリ15への書き込みは、過去の暗号化デジタルデータを、最新の暗号化デジタルデータで更新する上書き保存でもよいし、最新の暗号化デジタルデータを追加していく追加保存でもよい。
NWモジュール1は、例えばNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図13ステップS102においてYES)、ステップS100,S101の処理を繰り返し行う。
図14はNWモジュール1のDAモジュール2との通信処理を説明するフローチャートである。
NWモジュール1のデータ送信部142は、通信・受給電メスコネクタ11およびUSBコントローラ13を介してDAモジュール2からデータ転送要求を受信したときに(図14ステップS200においてYES)、データ書込部141によって書き込まれた暗号化デジタルデータをメモリ15から読み出し(図14ステップS201)、読み出した暗号化デジタルデータをUSBコントローラ13および通信・受給電メスコネクタ11を介してDAモジュール2に送信する(図14ステップS202)。なお、送信後に、メモリ15に保存されていたデータが削除されるようにしてもよい。
NWモジュール1のパラメータ設定部143は、通信・受給電メスコネクタ11およびUSBコントローラ13を介してDAモジュール2からNWモジュール1宛の通信パラメータ設定データを受信したときに(図14ステップS203においてYES)、通信部140と通信回路16,19とに対して通信パラメータ設定を行う(図14ステップS204)。
NWモジュール1のデータ受信部145は、通信・受給電メスコネクタ11およびUSBコントローラ13を介して他のモジュール(例えばDAモジュール2、後述するDAモジュール2a、後述するDPモジュール5,5a、後述する復号モジュール9、後述するストレージモジュール200)から設定値を読み出す(図14ステップS205)。そして、データ受信部145は、読み出した設定値をメモリ15に書き込む(図14ステップS206)。
NWモジュール1は、例えばDAモジュール2の通信・受給電オスコネクタ20が通信・受給電メスコネクタ11から外されてDAモジュール2との接続が解除されるまで、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図14ステップS207においてYES)、ステップS200〜S206の処理を繰り返し行う。
なお、本実施例では、クラウドサーバ101から受信した暗号化デジタルデータをいったんメモリ15に書き込んだ後で送信するようにしているが、これに限るものではなく、暗号化デジタルデータをメモリ15に溜めずに送信するようにしてもよい。
図15はDAモジュール2のNWモジュール1との通信処理を説明するフローチャートである。DAモジュール2のデータ読出部230は、データ転送要求の送信タイミングになると(図15ステップS300においてYES)、USBコントローラ22および通信・受給電オスコネクタ20を介してNWモジュール1にデータ転送要求を送信する(図15ステップS301)。上記で説明したとおり、NWモジュール1からはデータ転送要求に応じて暗号化デジタルデータが送信される。
データ読出部230は、通信・受給電オスコネクタ20およびUSBコントローラ22を介してNWモジュール1から暗号化デジタルデータを受信すると(図15ステップS302においてYES)、この暗号化デジタルデータをメモリ24に書き込む(図15ステップS303)。
続いて、DAモジュール2の復号部231は、メモリ24に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKbを用いて復号し(図15ステップS304)、復号後のデジタルデータをメモリ24に書き込む(図15ステップS305)。
次に、DAモジュール2のパラメータ設定部233は、復号部231によって復号されメモリ24に格納されたデジタルデータの中に、DAモジュール2宛のDA変換パラメータ設定データが含まれている場合(図15ステップS306においてYES)、DA変換パラメータ設定を行う(図15ステップS307)。このときのDA変換パラメータとしては、例えばDA変換部25のDA変換周期などがある。また、パラメータ設定部233は、復号部231によって復号されメモリ24に格納されたデジタルデータの中に、通信パラメータ設定データが含まれている場合(ステップS306においてYES)、USBコントローラ22および通信・受給電オスコネクタ20を介してNWモジュール1に通信パラメータ設定データを送信する(ステップS307)。
DAモジュール2は、例えばDAモジュール2がNWモジュール1から外されて、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図15ステップS308においてYES)、ステップS300〜S307の処理を繰り返し行う。
図16はDAモジュール2のアクチュエータ4への出力処理を説明するフローチャートである。最初に、DAモジュール2のデータ読出部234は、通信・受給電メスコネクタ21およびUSBコントローラ22を介してアクチュエータ4から、アクチュエータID、補正パラメータ(ゼロスパン、レシオ、バイアス、温度特性など)、換算式を読み出す(図16ステップS400)。なお、このアクチュエータID、補正パラメータ、換算式の読み出しは、本発明において必須の処理ではない。
次に、DAモジュール2のデータ補正部235は、復号部231によって復号されメモリ24に格納されたデジタルデータの中に、制御データが含まれていて(図16ステップS401においてYES)、かつ補正パラメータによるデータ補正が必要な場合に(図16ステップS402においてYES)、制御データの補正を行う(図16ステップS403)。補正パラメータによるデータ補正が必要な場合とは、例えばデータ読出部234によってアクチュエータ4から読み出された補正パラメータが存在する場合である。
補正処理としては、補正対象の制御データが示す値に、レシオ・バイアスデータによって得られたレシオ(比率)を掛けてバイアスを加算する処理がある。また、別の補正処理として、補正対象の制御データが示す値を補正パラメータに基づいて補正することにより、アクチュエータ4の動作の非線形性を補正する処理がある。
同様に、DAモジュール2の換算部237は、復号部231によって復号されメモリ24に格納されたデジタルデータの中に、制御データが含まれていて、かつ換算式によるデータ補正が必要な場合に(図16ステップS404においてYES)、制御データの補正を行う(図16ステップS405)。換算式によるデータ補正が必要な場合とは、例えばデータ読出部234によってアクチュエータ4から読み出された換算式が存在する場合である。
ステップS403,S405の処理はいずれも制御データの補正処理であるが、ステップS405のように換算式を用いた方がより詳細な補正が可能である。上記の説明から明らかなように、これらの補正処理は本発明において必須の処理ではない。また、クラウドサーバ101あるいはユーザ端末102側でこのような補正処理を行う場合には、DAモジュール2でステップS403,S405の補正処理を行う必要はない。
DAモジュール2のデータ出力部232は、データ補正部235若しくは換算部237によって補正された制御データ、またはメモリ24に格納されている、データ補正が不要な制御データを、DA変換部25に出力する。DA変換部25は、データ出力部232から受け取った制御データをアナログ信号に変換する(図16ステップS406)。
DAモジュール2の増幅回路26は、DA変換部25によって変換されたアナログ信号を増幅したアナログ信号(例えば4−20mA電流信号)を、通信・受給電メスコネクタ21を介してアクチュエータ4に出力する(図16ステップS407)。
DAモジュール2は、例えばアクチュエータ4の通信・受給電オスコネクタ40が通信・受給電メスコネクタ21から外されてアクチュエータ4との接続が解除されるまで、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図16ステップS408においてYES)、ステップS401〜S407の処理を繰り返し行う。
図17はアクチュエータ4の構成の1例を示すブロック図である。アクチュエータ4は、通信・受給電オスコネクタ40と、コントローラ41と、モータ42と、USBコントローラ44と、CPU45と、メモリ46と、近距離無線通信用のアンテナ47と、近距離無線通信用の通信回路48と、電源線49とを備えている。
CPU45は、メモリ46に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、近距離無線通信部450として機能する。DAモジュール2から電力供給を受ける場合、コントローラ41とUSBコントローラ44とCPU45とメモリ46と通信回路48とは、通信・受給電オスコネクタ40から電力供給を受けて動作する。
コントローラ41は、通信・受給電オスコネクタ40を介して受信したアナログ信号(例えば4−20mA電流信号)に応じたモータ駆動電圧を生成し、このモータ駆動電圧をモータ42に出力する。これにより、アナログ信号に応じた速度でモータ42が回転する。
本発明において、通信・受給電オスコネクタ40を介したアクチュエータ4への給電は必須の構成ではなく、アクチュエータ4はアクチュエータ自身の電源で動作してもよい。
また、本実施例では、アクチュエータ4の例としてモータ42を備える電磁アクチュエータを例に挙げて説明しているが、これに限るものではなく、例えば圧電アクチュエータや油空圧アクチュエータなどでもよいことは言うまでもない。
こうして、本実施例では、ユーザ端末102からクラウドサーバ101を介して駆動装置100に制御データを送信することにより、アクチュエータ4を動かすことができる。
本実施例では、電源3、NWモジュール1、DAモジュール2およびアクチュエータ4のQRコードをユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るだけで、QRコードが示す情報がユーザ端末102からクラウドサーバ101に転送され、制御システムの初期設定が自動的に行われるので、制御システムを短時間で稼働状態とすることができ、制御システムによるアクチュエータ4の制御を直ちに開始することができる。本実施例は、特に通信機能、暗号化機能、制御機能をクラウドサーバ101に設定するのに好適である。
また、本実施例では、駆動装置100の構成を変更する場合、変更した電源3やモジュールあるいはアクチュエータ4のQRコードをユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るだけで、制御システムの設定を簡単に変更することができ、制御システムによるアクチュエータ4の制御を短時間で再開することができる。
また、本実施例では、ユーザ端末102のユーザに電源3(バッテリ)の交換時期の情報を提供することができるので、ユーザは、電源3としてバッテリを使用する場合に、最適なバッテリを選定したり、電源3の交換時期が迫っているときに電源3を交換したりすることが可能となる。
なお、アクチュエータ4の制御対象の制御量(例えばアクチュエータ4で動かす物体の移動量や回転量)に基づいて制御データを演算する必要がある場合には、センサで計測した制御量のデータをネットワーク103を介して収集し、収集したデータに基づいてユーザ端末102が制御データを演算する必要がある。ただし、本発明は、このような制御データの生成・演算方法に限定されるものではなく、制御データの生成・演算方法の如何を問わず適用が可能である。
また、本実施例では、NWモジュール1が無線通信を行う例を説明しているが、有線通信を行ってもよい。この場合、通信コネクタ18を介してNWモジュール1をネットワーク103と接続すればよい。NWモジュール1の通信部140は、通信コネクタ18および通信回路19を介してネットワーク上のクラウドサーバ101からパケットを受信したときに、このパケットから暗号化デジタルデータを取り出す(図13ステップS100)。通信回路19の有線通信規格としては、例えばイーサネット(登録商標)などがあるが、本発明はこのような有線通信規格に限定されるものではない。
また、本実施例では、NWモジュール1、DAモジュール2およびアクチュエータ4のQRコードを読み取るが、QRコードの代わりにNFCやBluetoothなどの近距離無線通信も利用可能である。
QRコードの代わりに近距離無線通信を利用する場合の制御システムの初期設定時のユーザ端末102の動作を図18に示し、NWモジュール1の動作を図19に示す。
制御システムを構築しようとするユーザは、NWモジュール1にユーザ端末102を近づける。ユーザ端末102の近距離無線通信部1037は、通信回路1036およびアンテナ1035を介してデータ転送要求を近距離無線送信する(図18ステップS17)。
近距離無線通信部1037は、通信回路1036およびアンテナ1035を介して通信相手からデジタルデータを受信すると(図18ステップS18においてYES)、受信したデジタルデータから情報を取り出す(図18ステップS19)。ステップS13〜S15の処理は、図7で説明したとおりである。
なお、QRコードの場合と同様に、デジタルデータは所定の近距離無線通信用暗号化キーを用いて暗号化されていることが望ましい。したがって、近距離無線通信部1037は、通信回路1036およびアンテナ1035を介して受信した暗号化デジタルデータを、近距離無線通信用暗号化キーを用いて復号して情報を得ることになる。
一方、NWモジュール1の近距離無線通信部144は、アンテナ33および通信回路34を介してユーザ端末102からデータ転送要求を受信したときに(図19ステップS90においてYES)、メモリ15から暗号化デジタルデータ(NWモジュール1のID、通信プロトコル、NWモジュール1のネットワークアドレス、読出しデータビット数、転送間隔、NWモジュール1の定格消費電力などの情報)を読み出す(図19ステップS91)。上記で説明したとおり、メモリ15から読み出す暗号化デジタルデータは、所定の近距離無線通信用暗号化キーを用いて予め暗号化されている。
そして、近距離無線通信部144は、メモリ15から読み出した暗号化デジタルデータを、通信回路34およびアンテナ33を介して通信相手のユーザ端末102に近距離無線送信する(図19ステップS92)。
こうして、NWモジュール1のQRコード32が示す情報と同じものを近距離無線通信によりユーザ端末102に送信することができる。
DAモジュール2とアクチュエータ4についても同様である。DAモジュール2の場合には、図19の説明における近距離無線通信部144、アンテナ33、通信回路34、メモリ15をそれぞれ近距離無線通信部236、アンテナ35、通信回路36、メモリ24に置き換えるようにすればよい。また、アクチュエータ4の場合には、図19の説明における近距離無線通信部144、アンテナ33、通信回路34、メモリ15をそれぞれ近距離無線通信部450、アンテナ47、通信回路48、メモリ46に置き換えるようにすればよい。
[第2の実施例]
第1の実施例では、クラウドサーバ101がユーザ端末102から受信した暗号化デジタルデータを復号して、さらに駆動装置100のNWモジュール1用に暗号化した上でNWモジュール1に送信しているが、ユーザ端末102から受信した暗号化デジタルデータをクラウドサーバ101で復号せずにそのままNWモジュール1に送信してもよい。本実施例においても、制御システムの構成は第1の実施例と同様であるので、第1の実施例の符号を用いて説明する。
図20は本実施例の制御システムの初期設定時のユーザ端末102の動作を説明するフローチャートである。
図20のステップS10〜S12の処理は、図7で説明したとおりである。なお、第1の実施例で説明したように、QRコードの代わりに近距離無線通信を利用してもよい。
第1の実施例の場合、ユーザ端末102の情報取得部1033または近距離無線通信部1037が取得するDAモジュール2の情報に含まれる暗号化キーはKbである。
一方、本実施例の場合、ユーザ端末102の情報取得部1033または近距離無線通信部1037が取得するDAモジュール2の情報に含まれる暗号化キーは、暗号化キーKbと、暗号化キーKc(ユーザ端末102で暗号化/復号するためのAD変換後デジタルデータ用暗号化キー)の2種類がある。
ユーザ端末102の暗号化部1028は、情報取得部1033または近距離無線通信部1037が取得した情報を暗号化キーKaを用いて暗号化するが(図20ステップS13a)、この暗号化の対象となるのは、電源3のIDと容量の情報、DAモジュール2のIDと、暗号化キーKb、DAモジュール2の定格消費電力の情報、およびNWモジュール1の全ての情報、アクチュエータ4のIDと定格消費電力と点検間隔と利用可能期間の情報である。すなわち、暗号化キーKc、および制御機能に関わる情報はクラウドサーバ101に送信しない。
図20のステップS14,S15の処理は、図7で説明したとおりである。ユーザ端末102の暗号化機能設定部1038は、情報取得部1033または近距離無線通信部1037が取得した情報の中に暗号化キーKcが含まれている場合(図20ステップS70においてYES)、この暗号化キーKcを復号部1027と暗号化部1028とに対して設定する(図20ステップS71)。この設定により、駆動装置100とユーザ端末102との間でデータの暗号化/復号を行うことが可能になる。
また、ユーザ端末102の制御機能設定部1039は、情報取得部1033または近距離無線通信部1037が取得した情報の中に、DAモジュール2の情報(ID、出力信号タイプ、出力範囲、DA変換周期、分解能、入力データビット数、補正パラメータなど)、アクチュエータ4の情報(ID、制御量タイプ、入力信号タイプ、センシング換算式、入力信号範囲、補正パラメータなど)が含まれている場合(図20ステップS72においてYES)、これらの情報に基づいて制御機能に関する設定を、換算部1029とデータ補正部1030とに対して行う(図20ステップS73)。
図21は本実施例の制御システムの初期設定時のクラウドサーバ101の動作を説明するフローチャートである。図21のステップS20〜S25,S30〜S35の処理は、図8と同じである。
クラウドサーバ101の暗号化機能設定部1005は、復号部1007によって復号された情報の中に含まれる暗号化キーKbを、復号部1015と暗号化部1016とに対して設定する(図21ステップS27a)。
なお、ユーザ端末102から受信して復号した情報の中に、制御機能に関わる情報が含まれていないため、図8のステップS28,S29の処理は行われない。
図22は本実施例のユーザ端末102のクラウドサーバ101との通信処理を説明するフローチャートである。図22のステップS40,S41,S43〜S46,S48〜S56,S120〜S123の処理は、図10と同じである。
ユーザ端末102のデータ補正部1030は、制御機能設定部1039によって設定された補正パラメータに基づいて、制御データの補正を行う(図22ステップS58)。この補正処理は、図11のステップS64と同様である。
また、ユーザ端末102の換算部1029は、制御機能設定部1039によって設定された換算式により、制御データの補正を行う(図22ステップS59)。この補正処理は、図11のステップS65と同様である。
ユーザ端末102の暗号化部1028は、制御データを暗号化キーKcを用いて暗号化し、さらに暗号化キーKaを用いて暗号化する(図22ステップS42a)。
また、暗号化部1028は、入力されたパラメータ設定データを暗号化キーKcを用いて暗号化し、さらに暗号化キーKaを用いて暗号化する(図22ステップS47a)。
図23は本実施例のクラウドサーバ101のユーザ端末102との通信処理を説明するフローチャートである。図23のステップS60〜S63,S66,S67の処理は、図11と同様である。ただし、クラウドサーバ101の復号部1007がユーザ端末102からの暗号化デジタルデータを復号した場合でも(図23ステップS62)、復号で得られるのは、暗号化キーKcを用いて暗号化された暗号化デジタルデータである。
図24は本実施例のクラウドサーバ101のNWモジュール1との通信処理を説明するフローチャートである。図24のステップS82〜S91の処理は、図12と同じである。
クラウドサーバ101の暗号化部1016は、図23のステップS60〜S63の処理により、NWモジュール1に送信すべき暗号化デジタルデータ(制御データやパラメータ設定データ)がメモリ1001に格納されている場合(図24ステップS80aにおいてYES)、これらの暗号化デジタルデータを暗号化キーKbを用いて暗号化する(図24ステップS81a)。
NWモジュール1の動作は、第1の実施例で説明したとおりである。
図25は本実施例のDAモジュール2のNWモジュール1との通信処理を説明するフローチャートである。図25のステップS300〜S303,S305〜S308の処理は、図15と同じである。
DAモジュール2の復号部231は、メモリ24に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKbを用いて復号し、さらに暗号化キーKcを用いて復号する(図25ステップS304a)。
本実施例のDAモジュール2のアクチュエータ4への出力処理は、第1の実施例と同様である。ただし、図22のステップS58,S59で説明したように、ユーザ端末102において制御データの補正処理を行う場合には、図16のステップS402〜S405の補正処理を行う必要はない。
こうして、本実施例では、クラウドサーバ101を経由してユーザ端末102とNWモジュール1との間でやりとりされるデータを暗号化キーKcを用いて暗号化しており、この暗号化キーKcがクラウドサーバ101に蓄積されていないので、通信の安全性をさらに高めることができる。
[第3の実施例]
次に、本発明の第3の実施例について説明する。図26(A)〜図26(C)は本実施例に係る駆動装置100aの構成を示す図であり、図2(A)〜図2(C)と同一の構成には同一の符号を付してある。図26(A)は駆動装置100aを構成する電子回路モジュールであるNWモジュール1とDPモジュール5の個々の外観を示し、図26(B)はNWモジュール1とDPモジュール5とを接続した状態を示し、図26(C)はさらにNWモジュール1に電源3を接続し、DPモジュール5にアクチュエータ4aを接続した状態を示している。
DPモジュール5は、NWモジュール1の通信・受給電メスコネクタ11と着脱自在に嵌合する、NWモジュール1とのデータ通信および受電用の通信・受給電オスコネクタ50と、アクチュエータ4aの通信・受給電オスコネクタ40と着脱自在に嵌合する、アクチュエータ4aへの信号出力および給電用の通信・受給電メスコネクタ51と、DPモジュール5の筐体に付設されたQRコード57とを備えている。DPモジュール5は、通信・受給電オスコネクタ50に接続されたモジュール(NWモジュール1)から暗号化デジタルデータを読み出して復号し、復号後のデジタルデータをDP変換して、DP変換後のパルス信号を出力する機能と、通信・受給電オスコネクタ50(または通信・受給電メスコネクタ51)から受電する機能と、受電した電力を通信・受給電メスコネクタ51(または通信・受給電オスコネクタ50)を介して外部へ給電する機能とを有している。
NWモジュール1とDPモジュール5とは、それぞれ同一規格のオスとメスのコネクタを備えており、DPモジュール5の通信・受給電オスコネクタ50をNWモジュール1の通信・受給電メスコネクタ11に挿入することで、図26(B)に示すようにNWモジュール1とDPモジュール5とを接続することが可能である。
さらに、図26(C)に示すように、NWモジュール1の通信・受給電オスコネクタ10を電源3の通信・受給電メスコネクタ30に挿入することで、NWモジュール1と電源3とを接続することが可能であり、アクチュエータ4aの通信・受給電オスコネクタ40をDPモジュール5の通信・受給電メスコネクタ51に挿入することで、DPモジュール5とアクチュエータ4aとを接続することが可能である。
通信・受給電オスコネクタ50および通信・受給電メスコネクタ51の例としては、第1の実施例と同様にUSBコネクタがある。
NWモジュール1の構成と動作は第1の実施例で説明したとおりである。次に、DPモジュール5の構成と動作をより詳細に説明する。図27はDPモジュール5の構成を示すブロック図である。DPモジュール5は、通信・受給電オスコネクタ50と、通信・受給電メスコネクタ51と、通信・受給電オスコネクタ50または通信・受給電メスコネクタ51を通じた信号の送受信を制御するUSBコントローラ52と、CPU53と、メモリ54と、PWM変調器55と、近距離無線通信用のアンテナ58と、近距離無線通信用の通信回路59とを備えている。
DAモジュール2の場合と同様に、DPモジュール5の電源線には、通信・受給電オスコネクタ50のプラス側の電源端子(VBUS)と通信・受給電メスコネクタ51のプラス側の電源端子(VBUS)とを接続するプラス側の電源線56と、通信・受給電オスコネクタ50のGND端子と通信・受給電メスコネクタ51のGND端子とを接続するマイナス側の電源線とがあるが、図27ではマイナス側の電源線の記載を省略している。
CPU53は、メモリ54に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、データ読出部530と復号部531とデータ出力部532とパラメータ設定部533とデータ読出部534とデータ補正部535と近距離無線通信部536と換算部537として機能する。USBコントローラ52とCPU53とメモリ54とPWM変調器55と通信回路59とは、通信・受給電オスコネクタ50または通信・受給電メスコネクタ51から電力供給を受けて動作する。
制御システムの初期設定時には、第1の実施例と同様に、ユーザは、DPモジュール5のQRコード57にユーザ端末102を近づけて、QRコード57をユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るようにすればよい(図7ステップS10)。これにより、第1の実施例と同様に制御システムの初期設定を行うことができる。
DPモジュール5のQRコード57が示す情報としては、DPモジュール5のID、出力範囲(ゼロスパン)、分解能、入力データビット数、補正パラメータ(ゼロスパン、レシオ、バイアス、温度特性など)、暗号化キー(複合化キー)Kb、DPモジュール5の定格消費電力などがある。第1の実施例と同様に、QRコード57が示す情報は、所定のQRコード暗号化キーを用いて暗号化されていることが望ましい。
第1の実施例で説明したとおり、QRコード57の代わりに近距離無線通信も利用可能である。DPモジュール5の場合には、図19の説明における近距離無線通信部144、アンテナ33、通信回路34、メモリ15をそれぞれ近距離無線通信部536、アンテナ58、通信回路59、メモリ54に置き換えるようにすればよい。第1の実施例で説明したとおり、メモリ54から読み出す暗号化デジタルデータは、所定の近距離無線通信用暗号化キーを用いて予め暗号化されている。
図28はDPモジュール5のNWモジュール1との通信処理を説明するフローチャートである。DPモジュール5のデータ読出部530は、データ転送要求の送信タイミングになると(図28ステップS500においてYES)、USBコントローラ52および通信・受給電オスコネクタ50を介してNWモジュール1にデータ転送要求を送信する(図28ステップS501)。第1の実施例で説明したとおり、NWモジュール1からはデータ転送要求に応じて暗号化デジタルデータが送信される。
データ読出部530は、通信・受給電オスコネクタ50およびUSBコントローラ52を介してNWモジュール1から暗号化デジタルデータを受信すると(図28ステップS502においてYES)、この暗号化デジタルデータをメモリ54に書き込む(図28ステップS503)。
続いて、DPモジュール5の復号部531は、メモリ54に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKbを用いて復号し(図28ステップS504)、復号後のデジタルデータをメモリ54に書き込む(図28ステップS505)。
なお、本実施例に第2の実施例を適用する場合には、復号部531は、メモリ54に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKbを用いて復号し、さらに暗号化キーKcを用いて復号する(ステップS504)。
次に、DPモジュール5のパラメータ設定部533は、復号部531によって復号されメモリ54に格納されたデジタルデータの中に、DP変換パラメータ設定データが含まれている場合(図28ステップS506においてYES)、DP変換パラメータ設定を行う(図28ステップS507)。このときのDP変換パラメータとしては、例えば制御周期(PWM変調器55のクロック周期)などがある。また、パラメータ設定部533は、復号部531によって復号されメモリ54に格納されたデジタルデータの中に、通信パラメータ設定データが含まれている場合(ステップS506においてYES)、USBコントローラ52および通信・受給電オスコネクタ50を介してNWモジュール1に通信パラメータ設定データを送信する(ステップS507)。
DPモジュール5は、例えばDPモジュール5がNWモジュール1から外されて、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図28ステップS508においてYES)、ステップS500〜S507の処理を繰り返し行う。
図29はDPモジュール5のアクチュエータ4aへの出力処理を説明するフローチャートである。DPモジュール5のデータ読出部534とデータ補正部535と換算部537の動作(図29ステップS600〜S605)は、第1の実施例のステップS400〜S405で説明した動作と同様なので、説明は省略する。
次に、DPモジュール5のデータ出力部532は、データ補正部535若しくは換算部537によって補正された制御データ、またはメモリ54に格納されている、データ補正が不要な制御データを、PWM変調器55に出力する。PWM変調器55は、データ出力部532から受け取った制御データが示す信号の大きさに比例したパルス幅を有する、振幅一定のパルス信号(PWM信号)を生成して、このパルス信号を通信・受給電メスコネクタ51を介してアクチュエータ4aに出力する(図29ステップS606)。
DPモジュール5は、例えばアクチュエータ4aの通信・受給電オスコネクタ40が通信・受給電メスコネクタ51から外されてアクチュエータ4aとの接続が解除されるまで、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図29ステップS607においてYES)、ステップS601〜S606の処理を繰り返し行う。
図30はアクチュエータ4aの構成の1例を示すブロック図であり、図17と同一の構成には同一の符号を付してある。アクチュエータ4aは、通信・受給電オスコネクタ40と、コントローラ41aと、モータ42と、USBコントローラ44と、CPU45と、メモリ46と、アンテナ47と、通信回路48と、電源線49と、フィルタ回路70とを備えている。なお、フィルタ回路70の代わりに、PA(Pulse-to-Analog)部を設けるようにしてもよい。
コントローラ41aは、通信・受給電オスコネクタ40を介して受信したパルス信号をフィルタ回路70(またはPA部)でアナログ信号に変換したデータに応じたモータ駆動電圧を生成し、このモータ駆動電圧をモータ42に出力する。これにより、パルス信号に応じた速度でモータ42が回転する。
本発明において、通信・受給電オスコネクタ40を介したアクチュエータ4aへの給電は必須の構成ではなく、アクチュエータ4aはアクチュエータ自身の電源で動作してもよい。また、本実施例では、アクチュエータ4aの例としてモータ42を備える電磁アクチュエータを例に挙げて説明しているが、第1の実施例と同様に、例えば圧電アクチュエータや油空圧アクチュエータなどでもよいことは言うまでもない。
本実施例の制御システムは、図1においてDAモジュール2をDPモジュール5に置き換え、アクチュエータ4をアクチュエータ4aに置き換えたものに相当するので、説明は省略する。
[第4の実施例]
第1〜第3の実施例では、DAモジュール2に復号機能が搭載されていることを前提としているが、復号機能をモジュール化してもよい。図31(A)〜図31(C)は本発明の第4の実施例に係る駆動装置100bの構成を示す図であり、図2(A)〜図2(C)、図26(A)〜図26(C)と同一の構成には同一の符号を付してある。図31(A)は駆動装置100bを構成する電子回路モジュールであるDAモジュール2aと復号モジュール9の個々の外観を示し、図31(B)はDAモジュール2aと復号モジュール9とを接続した状態を示し、図31(C)はさらに復号モジュール9にNWモジュール1を接続し、NWモジュール1に電源3を接続し、DAモジュール2aにアクチュエータ4を接続した状態を示している。
DAモジュール2aは、通信・受給電オスコネクタ20と、通信・受給電メスコネクタ21と、DAモジュール2aの筐体に付設されたQRコード28aとを備えている。DAモジュール2aは、通信・受給電オスコネクタ20に接続されたモジュール(復号モジュール9)からデータを読み出してDA変換し、DA変換後のアナログ信号を出力する機能と、通信・受給電オスコネクタ20(または通信・受給電メスコネクタ21)から受電する機能と、受電した電力を通信・受給電メスコネクタ21(または通信・受給電オスコネクタ20)を介して外部へ給電する機能とを有している。
復号モジュール9は、NWモジュール1の通信・受給電メスコネクタ11と着脱自在に嵌合する、NWモジュール1とのデータ通信および受電用の通信・受給電オスコネクタ90と、DAモジュール2aの通信・受給電オスコネクタ20と着脱自在に嵌合する、DAモジュール2aとのデータ通信および給電用の通信・受給電メスコネクタ91と、復号モジュール9の筐体に付設されたQRコード96とを備えている。復号モジュール9は、通信・受給電オスコネクタ90に接続されたモジュール(NWモジュール1)からデータを読み出し、データを復号して蓄積する機能と、通信・受給電オスコネクタ90(または通信・受給電メスコネクタ91)から受電する機能と、受電した電力を通信・受給電メスコネクタ91(または通信・受給電オスコネクタ90)を介して外部へ給電する機能とを有している。
次に、DAモジュール2aと復号モジュール9の構成と動作をより詳細に説明する。図32は復号モジュール9の構成を示すブロック図である。復号モジュール9は、通信・受給電オスコネクタ90と、通信・受給電メスコネクタ91と、通信・受給電オスコネクタ90または通信・受給電メスコネクタ91を通じた信号の送受信を制御するUSBコントローラ92と、CPU93と、メモリ94と、近距離無線通信用のアンテナ97と、近距離無線通信用の通信回路98とを備えている。
NWモジュール1の場合と同様に、復号モジュール9の電源線には、通信・受給電オスコネクタ90のプラス側の電源端子(VBUS)と通信・受給電メスコネクタ91のプラス側の電源端子(VBUS)とを接続するプラス側の電源線95と、通信・受給電オスコネクタ90のGND端子と通信・受給電メスコネクタ91のGND端子とを接続するマイナス側の電源線とがあるが、図32ではマイナス側の電源線の記載を省略している。
CPU93は、メモリ94に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、データ読出部930と復号部931とデータ送信部932とデータ転送部933と近距離無線通信部934として機能する。
USBコントローラ92とCPU93とメモリ94と通信回路98とは、通信・受給電オスコネクタ90または通信・受給電メスコネクタ91から電力供給を受けて動作する。
制御システムの初期設定時には、第1の実施例と同様に、ユーザは、復号モジュール9のQRコード96にユーザ端末102を近づけて、QRコード96をユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るようにすればよい(図7ステップS10)。これにより、第1の実施例と同様に制御システムの初期設定を行うことができる。
復号モジュール9のQRコード96が示す情報としては、復号モジュール9のID、暗号化キーKb、暗号化キーKc、復号モジュール9の定格消費電力などがある。第1の実施例と同様に、QRコード96が示す情報は、所定のQRコード暗号化キーを用いて暗号化されていることが望ましい。
第1の実施例で説明したとおり、QRコード96の代わりに近距離無線通信も利用可能である。復号モジュール9の場合には、図19の説明における近距離無線通信部144、アンテナ33、通信回路34、メモリ15をそれぞれ近距離無線通信部934、アンテナ97、通信回路98、メモリ94に置き換えるようにすればよい。第1の実施例で説明したとおり、メモリ94から読み出す暗号化デジタルデータは、所定の近距離無線通信用暗号化キーを用いて予め暗号化されている。
図33は復号モジュール9のNWモジュール1との通信処理を説明するフローチャートである。復号モジュール9のデータ読出部930は、データ転送要求の送信タイミングになると(図33ステップS1000においてYES)、USBコントローラ92および通信・受給電オスコネクタ90を介してNWモジュール1にデータ転送要求を送信する(図33ステップS1001)。上記で説明したとおり、NWモジュール1からはデータ転送要求に応じて暗号化デジタルデータが送信される。
データ読出部930は、通信・受給電オスコネクタ90およびUSBコントローラ92を介してNWモジュール1から暗号化デジタルデータを受信すると(図33ステップS1002においてYES)、この暗号化デジタルデータをメモリ94に書き込む(図33ステップS1003)。
続いて、復号モジュール9の復号部931は、メモリ94に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKbを用いて復号し(図33ステップS1004)、復号後のデジタルデータをメモリ94に書き込む(図33ステップS1005)。デジタルデータのメモリ94への書き込みは、過去のデジタルデータを、最新のデジタルデータで更新する上書き保存でもよいし、最新のデジタルデータを追加していく追加保存でもよい。
なお、本実施例に第2の実施例を適用する場合には、復号部931は、メモリ94に格納された暗号化デジタルデータを暗号化キーKbを用いて復号し、さらに暗号化キーKcを用いて復号する(ステップS1004)。
復号モジュール9のデータ転送部933は、データ転送が必要な場合に(図33ステップS1006においてYES)、転送すべきデータをUSBコントローラ92および通信・受給電オスコネクタ90を介してNWモジュール1に送信する(図33ステップS1007)。データ転送が必要な場合とは、例えば復号部931によって復号され、メモリ94に格納されたデジタルデータの中にNWモジュール1宛の通信パラメータ設定データが含まれる場合である。
復号モジュール9は、例えば復号モジュール9がNWモジュール1から外されて、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図33ステップS1008においてYES)、ステップS1000〜S1007の処理を繰り返し行う。
図34は復号モジュール9のDAモジュール2aとの通信処理を説明するフローチャートである。復号モジュール9のデータ送信部932は、通信・受給電メスコネクタ91およびUSBコントローラ92を介してDAモジュール2aからデータ転送要求を受信したときに(図34ステップS1100においてYES)、復号部931によって書き込まれたデジタルデータをメモリ94から読み出し(図34ステップS1101)、読み出したデジタルデータをUSBコントローラ92および通信・受給電メスコネクタ91を介してDAモジュール2aに送信する(図34ステップS1102)。なお、送信後に、メモリ94に保存されていたデータが削除されるようにしてもよい。
復号モジュール9は、例えばDAモジュール2aの通信・受給電オスコネクタ20が通信・受給電メスコネクタ91から外されてDAモジュール2aとの接続が解除されるまで、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図34ステップS1103においてYES)、ステップS1100〜S1102の処理を繰り返し行う。
図35はDAモジュール2aの構成を示すブロック図であり、図4と同一の構成には同一の符号を付してある。DAモジュール2aは、通信・受給電オスコネクタ20と、通信・受給電メスコネクタ21と、USBコントローラ22と、CPU23aと、メモリ24と、DA変換部25と、増幅回路26と、アンテナ35と、通信回路36とを備えている。
CPU23aは、メモリ24に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、データ読出部230とデータ出力部232とパラメータ設定部233とデータ読出部234とデータ補正部235と近距離無線通信部236と換算部237として機能する。USBコントローラ22とCPU23aとメモリ24とDA変換部25と増幅回路26と通信回路36とは、通信・受給電オスコネクタ20または通信・受給電メスコネクタ21から電力供給を受けて動作する。
制御システムの初期設定時には、第1の実施例と同様に、ユーザは、DAモジュール2aのQRコード28aにユーザ端末102を近づけて、QRコード28aをユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るようにすればよい(図7ステップS10)。これにより、第1の実施例と同様に制御システムの初期設定を行うことができる。
DAモジュール2aのQRコード28aが示す情報としては、DAモジュール2aのID、出力信号タイプ、出力範囲(ゼロスパン)、DA変換周期、分解能、入力データビット数、補正パラメータ(ゼロスパン、レシオ、バイアス、温度特性など)、DAモジュール2aの定格消費電力となり、QRコード28が示す情報から暗号化キーを除いたものとなる。第1の実施例と同様に、QRコード28aが示す情報は、所定のQRコード暗号化キーを用いて暗号化されていることが望ましい。
第1の実施例で説明したとおり、QRコード28aの代わりに近距離無線通信も利用可能である。DAモジュール2aの場合には、図19の説明における近距離無線通信部144、アンテナ33、通信回路34、メモリ15をそれぞれ近距離無線通信部236、アンテナ35、通信回路36、メモリ24に置き換えるようにすればよい。第1の実施例で説明したとおり、メモリ24から読み出す暗号化デジタルデータは、所定の近距離無線通信用暗号化キーを用いて予め暗号化されている。
図36はDAモジュール2aの復号モジュール9との通信処理を説明するフローチャートである。DAモジュール2aのデータ読出部230は、データ転送要求の送信タイミングになると(図36ステップS1200においてYES)、USBコントローラ22および通信・受給電オスコネクタ20を介して復号モジュール9にデータ転送要求を送信する(図36ステップS1201)。上記で説明したとおり、復号モジュール9からはデータ転送要求に応じてデジタルデータが送信される。
データ読出部230は、通信・受給電オスコネクタ20およびUSBコントローラ22を介して復号モジュール9からデジタルデータを受信すると(図36ステップS1202においてYES)、このデジタルデータをメモリ24に書き込む(図36ステップS1203)。
次に、DAモジュール2aのパラメータ設定部233は、メモリ24に格納されたデジタルデータの中に、DA変換パラメータ設定データが含まれている場合(図36ステップS1204においてYES)、DA変換パラメータ設定を行う(図36ステップS1205)。第1の実施例で説明したとおり、DA変換パラメータとしては、例えばDA変換部25のDA変換周期などがある。
DAモジュール2aは、例えばDAモジュール2aが復号モジュール9から外されて、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図36ステップS1206においてYES)、ステップS1200〜S1205の処理を繰り返し行う。
DAモジュール2aのアクチュエータ4への出力処理は、第1の実施例の図16で説明した処理と同じなので、説明は省略する。こうして、本実施例では、第1の実施例と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、クラウドサーバ101側でデジタルデータを別の暗号化方式で暗号化して送信したい場合に、その暗号化方式に対応した復号モジュール9に交換することで、暗号化方式を簡単に切り替えることができる。
[第5の実施例]
次に、本発明の第5の実施例について説明する。本実施例は、第4の実施例で説明した復号モジュール9に対応するDPモジュールについて説明するものである。図37(A)〜図37(C)は本発明の第5の実施例に係る駆動装置100cの構成を示す図であり、図2(A)〜図2(C)、図26(A)〜図26(C)、図31(A)〜図31(C)と同一の構成には同一の符号を付してある。図37(A)は駆動装置100cを構成する電子回路モジュールであるDPモジュール5aの外観を示し、図37(B)はDPモジュール5aと復号モジュール9とを接続した状態を示し、図37(C)はさらに復号モジュール9にNWモジュール1を接続し、NWモジュール1に電源3を接続し、DPモジュール5aにアクチュエータ4aを接続した状態を示している。
DPモジュール5aは、通信・受給電オスコネクタ50と、通信・受給電メスコネクタ51と、DPモジュール5aの筐体に付設されたQRコード57aとを備えている。DPモジュール5aは、通信・受給電オスコネクタ50に接続されたモジュール(復号モジュール9)からデジタルデータを読み出してDP変換し、DP変換後のパルス信号を出力する機能と、通信・受給電オスコネクタ50(または通信・受給電メスコネクタ51)から受電する機能と、受電した電力を通信・受給電メスコネクタ51(または通信・受給電オスコネクタ50)を介して外部へ給電する機能とを有している。
次に、DPモジュール5aの構成と動作をより詳細に説明する。図38はDPモジュール5aの構成を示すブロック図であり、図27と同一の構成には同一の符号を付してある。DPモジュール5aは、通信・受給電オスコネクタ50と、通信・受給電メスコネクタ51と、USBコントローラ52と、CPU53aと、メモリ54と、PWM変調器55と、アンテナ58と、通信回路59とを備えている。
CPU53aは、メモリ54に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、データ読出部530とデータ出力部532とパラメータ設定部533とデータ読出部534とデータ補正部535と近距離無線通信部536と換算部537として機能する。USBコントローラ52とCPU53aとメモリ54とPWM変調器55と通信回路59とは、通信・受給電オスコネクタ50または通信・受給電メスコネクタ51から電力供給を受けて動作する。
制御システムの初期設定時には、第1の実施例と同様に、ユーザは、DPモジュール5aのQRコード57aにユーザ端末102を近づけて、QRコード57aをユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るようにすればよい(図7ステップS10)。これにより、第1の実施例と同様に制御システムの初期設定を行うことができる。
DPモジュール5のQRコード57aが示す情報としては、DPモジュール5aのID、出力範囲(ゼロスパン)、分解能、入力データビット数、補正パラメータ(ゼロスパン、レシオ、バイアス、温度特性など)、DPモジュール5aの定格消費電力となり、QRコード57が示す情報から暗号化キーを除いたものとなる。第1の実施例と同様に、QRコード57aが示す情報は、所定のQRコード暗号化キーを用いて暗号化されていることが望ましい。
第1の実施例で説明したとおり、QRコード57aの代わりに近距離無線通信も利用可能である。DPモジュール5aの場合には、図19の説明における近距離無線通信部144、アンテナ33、通信回路34、メモリ15をそれぞれ近距離無線通信部536、アンテナ58、通信回路59、メモリ54に置き換えるようにすればよい。第1の実施例で説明したとおり、メモリ54から読み出す暗号化デジタルデータは、所定の近距離無線通信用暗号化キーを用いて予め暗号化されている。
図39はDPモジュール5aの復号モジュール9との通信処理を説明するフローチャートである。DPモジュール5aのデータ読出部530は、データ転送要求の送信タイミングになると(図39ステップS1300においてYES)、USBコントローラ52および通信・受給電オスコネクタ50を介して復号モジュール9にデータ転送要求を送信する(図39ステップS1301)。第4の実施例で説明したとおり、復号モジュール9からはデータ転送要求に応じてデジタルデータが送信される。
データ読出部530は、通信・受給電オスコネクタ50およびUSBコントローラ52を介して復号モジュール9からデジタルデータを受信すると(図39ステップS1302においてYES)、このデジタルデータをメモリ54に書き込む(図39ステップS1303)。
次に、DPモジュール5aのパラメータ設定部533は、メモリ54に格納されたデジタルデータの中に、DP変換パラメータ設定データが含まれている場合(図39ステップS1304においてYES)、DP変換パラメータ設定を行う(図39ステップS1305)。第3の実施例で説明したとおり、DP変換パラメータとしては、例えば制御周期(PWM変調器55のクロック周期)などがある。
DPモジュール5aは、例えばDPモジュール5aが復号モジュール9から外されて、あるいはNWモジュール1が電源3から外されて電力供給がなくなるまで(図39ステップS1306においてYES)、ステップS1300〜S1305の処理を繰り返し行う。
DPモジュール5aのアクチュエータ4aへの出力処理は、第3の実施例の図29で説明した処理と同じなので、説明は省略する。こうして、本実施例では、第3の実施例と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例では、クラウドサーバ101側でデジタルデータを別の暗号化方式で暗号化して送信したい場合に、その暗号化方式に対応した復号モジュール9に交換することで、暗号化方式を簡単に切り替えることができる。
[第6の実施例]
次に、本発明の第6の実施例について説明する。図40は本発明の第6の実施例に係る電子回路モジュールであるストレージモジュールを示す図である。ストレージモジュール200は、他のモジュールの通信・受給電メスコネクタと着脱自在に嵌合する、データ通信および受電用の通信・受給電オスコネクタ201と、他のモジュールの通信・受給電オスコネクタと着脱自在に嵌合する、データ通信および給電用の通信・受給電メスコネクタ202と、ストレージモジュール200の筐体に付設されたQRコード209とを備えている。ストレージモジュール200は、他のモジュール(NWモジュール1)からのデータを蓄積する機能と、通信・受給電オスコネクタ201(または通信・受給電メスコネクタ202)から受電する機能と、受電した電力を通信・受給電メスコネクタ202(または通信・受給電オスコネクタ201)を介して外部へ給電する機能とを有している。
図41はストレージモジュール200の構成を示すブロック図である。ストレージモジュール200は、通信・受給電オスコネクタ201と、通信・受給電メスコネクタ202と、通信・受給電オスコネクタ201または通信・受給電メスコネクタ202を通じた信号の送受信を制御するUSBコントローラ203と、CPU204と、メモリ205と、近距離無線通信用のアンテナ210と、近距離無線通信用の通信回路211とを備えている。
ストレージモジュール200の電源線には、通信・受給電オスコネクタ201のプラス側の電源端子(VBUS)と通信・受給電メスコネクタ202のプラス側の電源端子(VBUS)とを接続するプラス側の電源線206と、通信・受給電オスコネクタ201のGND端子と通信・受給電メスコネクタ202のGND端子とを接続するマイナス側の電源線とがあるが、図41ではマイナス側の電源線の記載を省略している。
CPU204は、メモリ205に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、データ受信部207とデータ送信部208と近距離無線通信部212と時間管理部213と時計部214として機能する。USBコントローラ92とCPU204とメモリ205と通信回路211とは、通信・受給電オスコネクタ201または通信・受給電メスコネクタ202から電力供給を受けて動作する。
制御システムの初期設定時には、第1の実施例と同様に、ユーザは、ストレージモジュール200のQRコード209にユーザ端末102を近づけて、QRコード209をユーザ端末102のカメラ1025によって読み取るようにすればよい(図7ステップS10)。これにより、第1の実施例と同様に制御システムの初期設定を行うことができる。
ストレージモジュール200のQRコード209が示す情報としては、ストレージモジュール200のID、ストレージモジュール200のデータ蓄積フォーマット、ストレージモジュール200の定格消費電力などがある。 第1の実施例と同様に、QRコード209が示す情報は、所定のQRコード暗号化キーを用いて暗号化されていることが望ましい。
第1の実施例で説明したとおり、QRコード209の代わりに近距離無線通信も利用可能である。ストレージモジュール200の場合には、図19の説明における近距離無線通信部144、アンテナ33、通信回路34、メモリ15をそれぞれ近距離無線通信部212、アンテナ210、通信回路211、メモリ205に置き換えるようにすればよい。第1の実施例で説明したとおり、メモリ205から読み出す暗号化デジタルデータは、所定の近距離無線通信用暗号化キーを用いて予め暗号化されている。
図42は通信・受給電オスコネクタ201側に接続される他のモジュール(例えばNWモジュール1)とストレージモジュール200との通信処理を説明するフローチャートである。
ストレージモジュール200のデータ受信部207は、通信・受給電オスコネクタ201およびUSBコントローラ92を介して他のモジュール(例えばNWモジュール1)からデジタルデータを受信すると(図42ステップS1500においてYES)、このデジタルデータをメモリ205に書き込む(図42ステップS1501)。こうして、例えばクラウドサーバ101からNWモジュール1を介して送られてくる時系列の制御データがストレージモジュール200のメモリ205に蓄積される。
ストレージモジュール200は、例えば通信・受給電オスコネクタ201あるいは通信・受給電メスコネクタ202が他のモジュールから外されて電力供給がなくなるまで(図42ステップS1502においてYES)、ステップS1500〜S1501の処理を繰り返し行う。なお、他の実施例と同様に、他のモジュールにデータ転送要求を送信して、このデータ転送要求に応じて送られてくるデジタルデータを受信するようにしてもよい。
図43は通信・受給電メスコネクタ202側に接続される他のモジュール(例えばDAモジュール2,2a、DPモジュール5,5a)とストレージモジュール200との通信処理を説明するフローチャートである。
ストレージモジュール200の時間管理部213は、時計部214が示す所定の時刻に達したとき、あるいは直前のデータ転送からの経過時間がデータ転送周期に達したとき、データ転送のタイミングになったと判断して(図43ステップS1600においてYES)、メモリ205に蓄積されたデータを他のモジュール(例えば例えばDAモジュール2,2a、DPモジュール5,5a)に転送するよう、データ送信部208に対して指示する。
時間管理部213からの指示を受けたデータ送信部208は、メモリ205からデジタルデータを読み出し(図43ステップS1601)、読み出したデジタルデータをUSBコントローラ92および通信・受給電メスコネクタ202を介して他のモジュール(例えばDAモジュール2,2a、DPモジュール5,5a)に送信する(図43ステップS1602)。
ストレージモジュール200は、例えば通信・受給電オスコネクタ201あるいは通信・受給電メスコネクタ202が他のモジュールから外されて電力供給がなくなるまで(図43ステップS1603においてYES)、ステップS1600〜S1602の処理を繰り返し行う。
こうして、本実施例では、例えばNWモジュール1からのデジタルデータをストレージモジュール200にいったん蓄積し、蓄積したデジタルデータを予め決められた時刻毎にまたはデータ転送周期毎に読み出して他のモジュールに転送することができる。
[第7の実施例]
第1〜第6の実施例では、クラウドサーバ101において電源3(バッテリ)の交換時期の推定、アクチュエータ4の点検時期、交換時期の推定、およびアクチュエータ4とモジュールの組み合わせの確認を行っているが、これらの処理をユーザ端末で行うようにしてもよい。
図44は本実施例のユーザ端末102aの構成を示すブロック図であり、図6と同一の構成には同一の符号を付してある。ユーザ端末102aは、CPU1020aと、メモリ1021と、アンテナ1022と、通信回路1023と、表示器1024と、カメラ1025と、アンテナ1035と、通信回路1036とを備えている。
CPU1020aは、メモリ1021に格納されたプログラムに従って本実施例で説明する処理を実行し、通信部1026と復号部1027と暗号化部1028と換算部1029とデータ補正部1030と表示部1031と画像取得部1032と情報取得部1033と制御データ生成部1034と近距離無線通信部1037と暗号化機能設定部1038と制御機能設定部1039と電力管理機能設定部1040とバッテリ寿命推定部1041とアクチュエータ管理機能設定部1042とアクチュエータ点検/交換時期推定部1043と組み合わせ確認機能設定部1044と組み合わせ確認部1045として機能する。
図45は制御システムの初期設定時のユーザ端末102aの動作を説明するフローチャートである。図45のステップS10〜S15の処理は図7と同じである。
ユーザ端末102aの電力管理機能設定部1040は、情報取得部1033が取得した情報の中に、アクチュエータおよび各モジュールの定格消費電力の情報と電源3(バッテリ)の容量の情報とが含まれている場合(図45ステップS140においてYES)、これらの情報をバッテリ寿命推定部1041に対して設定する(図45ステップS141)。
ユーザ端末102aのバッテリ寿命推定部1041は、電力管理機能設定部1040によって設定された各モジュールの定格消費電力および電源3(バッテリ)の容量の情報に基づいて、電源3(バッテリ)の交換時期を推定する(図45ステップS142)。
ユーザ端末102aの表示部1031は、バッテリ寿命推定部1041によって推定されたバッテリの交換時期の情報を表示部1024に表示させる(図45ステップS143)。こうして、ユーザは、電源3としてバッテリが使用されている場合に、バッテリの交換時期を知ることができ、クラウドサーバ101に情報を転送する前に、バッテリの選定を行うことができる。
ユーザ端末102aのアクチュエータ管理機能設定部1042は、情報取得部1033が取得した情報の中に、アクチュエータ4の点検間隔、利用可能期間の情報が含まれている場合(図45ステップS144においてYES)、これらの情報をアクチュエータ点検/交換時期推定部1043に対して設定する(図45ステップS145)。
ユーザ端末102aのアクチュエータ点検/交換時期推定部1043は、アクチュエータ管理機能設定部1042によって設定されたアクチュエータ4の点検間隔、利用可能期間の情報に基づいて、アクチュエータ4の点検時期、交換時期を推定する(図45ステップS146)。
ユーザ端末102aの表示部1031は、アクチュエータ点検/交換時期推定部1043によって推定されたアクチュエータ4の点検時期、交換時期の情報を表示部1024に表示させる(図45ステップS147)。こうして、ユーザは、クラウドサーバ101に情報を転送する前に、アクチュエータ4の点検時期、交換時期を知ることができる。
ユーザ端末102aの組み合わせ確認機能設定部1044は、情報取得部1033が取得した情報の中に、アクチュエータ4と各モジュールの情報が含まれている場合(図45ステップS148においてYES)、これらの情報を組み合わせ確認部1045に対して設定する(図45ステップS149)。
ユーザ端末102aの組み合わせ確認部1045は、組み合わせ確認機能設定部1044によって設定された情報に基づいて、アクチュエータ4とモジュールの組み合わせが正しいかどうかを確認する(図45ステップS150)。
ユーザ端末102aの表示部1031は、組み合わせ確認部1045によって得られたアクチュエータ4とモジュールの組み合わせの確認結果の情報を表示部1024に表示させる(図45ステップS151)。こうして、ユーザは、クラウドサーバ101に情報を転送する前に、アクチュエータ4とモジュールの組み合わせが正しいかどうかを確認することができる。
QRコードの代わりに近距離無線通信を利用する場合の制御システムの初期設定時のユーザ端末102aの動作を図46に示す。
図46のステップS17〜S19の処理は、図18で説明したとおりであり、ステップS13〜S15の処理は、図7で説明したとおりである。
図46のステップS140〜S151の処理は、図45と同様であるが、情報取得部1033の代わりに、近距離無線通信部1037が取得した情報が使用される。
図47は本実施例の制御システムの初期設定時のクラウドサーバ101の動作を説明するフローチャートである。本実施例では、電源3(バッテリ)の交換時期の推定、アクチュエータ4の点検時期、交換時期の推定、およびアクチュエータ4とモジュールの組み合わせの確認をユーザ端末102aで行うため、図8で説明したステップS30〜S35の処理は省いてよい。図21においても同様である。
また、図12においては、ステップS85〜S87の処理を省いてよい。図24においても同様である。
なお、第1〜第7の実施例では、各モジュールの通信・受給電コネクタとCPUとの間の通信にUSBコントローラを用いているが、これに限るものではなく、USBコントローラを経由することなく、あるいはUSBコントローラ以外の手段を用いて、通信・受給電コネクタとCPUとの間の通信を実現してもよい。
また、第1〜第7の実施例では、DAモジュール2,2aあるいはDPモジュール5,5aを直接または間接的にNWモジュール1に接続する例を説明したが、これに限るものではなく、DAモジュール2,2aあるいはDPモジュール5,5aを直接コンピュータに接続したり、DAモジュール2aあるいはDPモジュール5aを復号モジュール9を介してコンピュータに接続したりして、暗号化デジタルデータまたはデジタルデータをコンピュータからDAモジュール2,2aあるいはDPモジュール5,5aに直接書き込めるようにしてもよい。
また、第1〜第7の実施例では、各モジュールとアクチュエータ4のそれぞれにQRコードと近距離無線通信部の両方を設けるようにしたが、QRコードと近距離無線通信部のうちいずれか一方を設けるようにしてもよい。同様に、ユーザ端末102には、情報取得部1033と近距離無線通信部1037のうちいずれか一方を設けるようにしてもよい。
本発明は、アクチュエータを制御する制御システムに適用することができる。
1…ネットワークモジュール、2,2a…DAモジュール、3…電源、4,4a,4b…アクチュエータ、5,5a…DPモジュール、9…復号モジュール、200…ストレージモジュール、10,20,40,50,90,202…通信・受給電オスコネクタ、11,21,30,51,91,201…通信・受給電メスコネクタ、12,33,35,47,58,97,210,1035…アンテナ、13,22,44,52,92…USBコントローラ、14,23,23a,45,53,53a,93,1000,1020,1020a…CPU、15,24,46,54,94,1001,1021…メモリ、16,19,34,36,48,59,98,211,1002,1036…通信回路、17,27,49,56,95…電源線、25…DA変換部、26…増幅回路、28,28a,31,32,43,57,57a,96,209…QRコード、41,41a…コントローラ、42…モータ、55…PWM変調器、70…フィルタ回路、100,100a,100b,100c…駆動装置、101…クラウドサーバ、102,102a…ユーザ端末、103…ネットワーク、140,1003,1011,1026,1037…通信部、141…データ書込部、142,932…データ送信部、143…パラメータ設定部、144,212,236,450,536,934…近距離無線通信部、145…データ受信部、213…時間管理部、214…時計部、230,234,530,534,930…データ読出部、231,531,931,1007,1015,1027…復号部、232,532…データ出力部、233,533,1012…パラメータ設定部、235,535,1010,1030…データ補正部、237,537,1009,1029…換算部、933…データ転送部、1004…通信機能設定部、1005,1038…暗号化機能設定部、1006,1039…制御機能設定部、1008,1016,1028…暗号化部、1013,1040…電力管理機能設定部、1014,1041…バッテリ寿命推定部、1017,1042…アクチュエータ管理機能設定部、1018,1043…アクチュエータ点検/交換時期推定部、1019,1044…組み合わせ確認機能設定部、1031…表示部、1032…画像取得部、1033…情報取得部、1034…制御データ生成部、1045,1060…組み合わせ確認部。

Claims (12)

  1. アクチュエータと複数の電子回路モジュールとを組み合わせた駆動装置と、
    前記複数の電子回路モジュールに含まれるネットワークモジュールとネットワークを介して接続されるクラウドサーバと、
    このクラウドサーバと前記ネットワークを介して接続されるユーザ端末とを備え、
    前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールとは、それぞれ筐体に付設されたシンボルおよび第1の近距離無線通信部のうち少なくとも一方を備え、
    前記ネットワークモジュールは、前記アクチュエータを動かすための制御データを前記クラウドサーバから受信するように構成された第1の通信部を備え、
    前記ユーザ端末は、
    制御システムの初期設定時に、前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれのシンボルの読み取りにより前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれの情報を取得するように構成された情報取得部、および前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれの第1の近距離無線通信部との通信により前記アクチュエータと前記複数の電子回路モジュールのそれぞれの情報を取得するように構成された第2の近距離無線通信部のうち少なくとも一方と、
    ユーザの操作に従って前記制御データを生成するように構成された制御データ生成部と、
    前記情報取得部若しくは前記第2の近距離無線通信部によって取得された情報を示すデジタルデータ、または前記制御データを前記クラウドサーバに送信するように構成された第2の通信部とを備え、
    前記クラウドサーバは、
    前記ユーザ端末から送信されたデジタルデータを受信するように構成された第3の通信部と、
    前記ユーザ端末から受信した前記制御データを前記ネットワークモジュールに送信するように構成された第4の通信部と、
    制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて通信に関する設定を前記第4の通信部に対して行うように構成された通信機能設定部とを備えることを特徴とする制御システム。
  2. 請求項1記載の制御システムにおいて、
    前記複数の電子回路モジュールに含まれるDAモジュール、DPモジュールまたは復号モジュールは、前記制御データを暗号化した暗号化デジタルデータを暗号化キーを用いて復号するように構成された復号部を備え、
    前記ネットワークモジュールの第1の通信部は、前記暗号化デジタルデータを前記クラウドサーバから受信し、
    前記クラウドサーバは、
    前記ユーザ端末から受信した前記制御データを暗号化するように構成された暗号化部と、
    制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に含まれる前記暗号化キーを前記暗号化部に対して設定するように構成された暗号化機能設定部とをさらに備え、
    前記クラウドサーバの第4の通信部は、前記暗号化部によって暗号化された暗号化デジタルデータを前記ネットワークモジュールに送信することを特徴とする制御システム。
  3. 請求項1または2記載の制御システムにおいて、
    前記クラウドサーバは、
    補正パラメータに基づいて前記制御データを補正するように構成されたデータ補正部と、
    制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に含まれる前記補正パラメータを前記データ補正部に対して設定するように構成された制御機能設定部とをさらに備え、
    前記クラウドサーバの第4の通信部は、前記データ補正部によって補正された制御データを前記ネットワークモジュールに送信することを特徴とする制御システム。
  4. 請求項1記載の制御システムにおいて、
    前記複数の電子回路モジュールに含まれるDAモジュール、DPモジュールまたは復号モジュールは、前記制御データを暗号化した暗号化デジタルデータを第1の暗号化キーを用いて復号し、さらに第2の暗号化キーを用いて復号するように構成された復号部を備え、
    前記ネットワークモジュールの第1の通信部は、前記暗号化デジタルデータを前記クラウドサーバから受信し、
    前記ユーザ端末は、
    前記制御データを暗号化するように構成された第1の暗号化部と、
    制御システムの初期設定時に、前記情報取得部または前記第2の近距離無線通信部によって取得された情報に含まれる前記第2の暗号化キーを前記第1の暗号化部に対して設定するように構成された第1の暗号化機能設定部とをさらに備え、
    前記ユーザ端末の第2の通信部は、前記第1の暗号化部によって暗号化された暗号化デジタルデータを前記クラウドサーバに送信し、
    前記クラウドサーバは、
    前記ユーザ端末から受信した暗号化デジタルデータをさらに暗号化するように構成された第2の暗号化部と、
    制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に含まれる前記第1の暗号化キーを前記第2の暗号化部に対して設定するように構成された第2の暗号化機能設定部とをさらに備え、
    前記クラウドサーバの第4の通信部は、前記第2の暗号化部によって暗号化された暗号化デジタルデータを前記ネットワークモジュールに送信することを特徴とする制御システム。
  5. 請求項4記載の制御システムにおいて、
    前記ユーザ端末は、
    補正パラメータに基づいて前記制御データを補正するように構成されたデータ補正部と、
    制御システムの初期設定時に、前記情報取得部または前記第2の近距離無線通信部によって取得された情報に含まれる前記補正パラメータを前記データ補正部に対して設定するように構成された制御機能設定部とをさらに備え、
    前記ユーザ端末の第1の暗号化部は、前記データ補正部によって補正された制御データを暗号化することを特徴とする制御システム。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御システムにおいて、
    前記クラウドサーバは、
    前記駆動装置のバッテリの交換時期を推定するように構成されたバッテリ寿命推定部と、
    制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて、前記アクチュエータおよび各モジュールの定格消費電力の情報と前記バッテリの容量の情報とを前記バッテリ寿命推定部に対して設定するように構成された電力管理機能設定部とをさらに備え、
    前記クラウドサーバの第3の通信部は、前記バッテリの交換時期を示すデジタルデータを前記ユーザ端末に送信し、
    前記ユーザ端末は、前記クラウドサーバから受信したデジタルデータが示すバッテリの交換時期の情報を表示するように構成された表示部をさらに備えることを特徴とする制御システム。
  7. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御システムにおいて、
    前記クラウドサーバは、
    前記アクチュエータの点検時期、交換時期を推定するように構成されたアクチュエータ点検/交換時期推定部と、
    制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて、前記アクチュエータの点検間隔、利用可能期間の情報を前記アクチュエータ点検/交換時期推定部に対して設定するように構成されたアクチュエータ管理機能設定部とをさらに備え、
    前記クラウドサーバの第3の通信部は、前記アクチュエータの点検時期、交換時期を示すデジタルデータを前記ユーザ端末に送信し、
    前記ユーザ端末は、前記クラウドサーバから受信したデジタルデータが示すアクチュエータの点検時期、交換時期の情報を表示するように構成された表示部をさらに備えることを特徴とする制御システム。
  8. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の制御システムにおいて、
    前記クラウドサーバは、
    前記アクチュエータとモジュールの組み合わせが正しいかどうかを確認するように構成された組み合わせ確認部と、
    制御システムの初期設定時に、前記ユーザ端末から送信された情報に基づいて組み合わせ確認機能に関する設定を前記組み合わせ確認部に対して行うように構成された組み合わせ確認機能設定部とをさらに備え、
    前記クラウドサーバの第3の通信部は、前記組み合わせの確認結果を示すデジタルデータを前記ユーザ端末に送信し、
    前記ユーザ端末は、前記クラウドサーバから受信したデジタルデータが示す組み合わせの確認結果の情報を表示するように構成された表示部をさらに備えることを特徴とする制御システム。
  9. 請求項1記載の制御システムにおいて、
    前記駆動装置は、
    前記アクチュエータと、
    外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバからデジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、
    このネットワークモジュールによって受信されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDAモジュールとから構成され、
    前記ネットワークモジュールは、
    前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、
    前記DAモジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、
    前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、
    前記クラウドサーバから前記デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、
    前記DAモジュールは、
    前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、
    前記アクチュエータと接続される第4の通信・受給電コネクタと、
    前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、
    前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信したデジタルデータをアナログ信号に変換して、このアナログ信号を前記第4の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成されたDA変換部とを備えることを特徴とする制御システム。
  10. 請求項1記載の制御システムにおいて、
    前記駆動装置は、
    前記アクチュエータと、
    外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバからデジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、
    このネットワークモジュールによって受信されたデジタルデータをパルス信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDPモジュールとから構成され、
    前記ネットワークモジュールは、
    前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、
    前記DPモジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、
    前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、
    前記クラウドサーバから前記デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、
    前記DPモジュールは、
    前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、
    前記アクチュエータと接続される第4の通信・受給電コネクタと、
    前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、
    前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信したデジタルデータをパルス信号に変換して、このパルス信号を前記第4の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成された変調器とを備えることを特徴とする制御システム。
  11. 請求項1記載の制御システムにおいて、
    前記駆動装置は、
    前記アクチュエータと、
    外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバから暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、
    このネットワークモジュールによって受信された暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号モジュールと、
    この復号モジュールによって復号されたデジタルデータをアナログ信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDAモジュールとから構成され、
    前記ネットワークモジュールは、
    前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、
    前記復号モジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、
    前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、
    前記クラウドサーバから前記暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、
    前記復号モジュールは、
    前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、
    前記DAモジュールの通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第4の通信・受給電コネクタと、
    前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、
    前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信した暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号部とを備え、
    前記DAモジュールは、
    前記復号モジュールの第4の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第5の通信・受給電コネクタと、
    前記アクチュエータと接続される第6の通信・受給電コネクタと、
    前記第5の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第6の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第3の電源線と、
    前記第5の通信・受給電コネクタを介して前記復号モジュールから受信したデジタルデータをアナログ信号に変換して、このアナログ信号を前記第6の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成されたDA変換部とを備えることを特徴とする制御システム。
  12. 請求項1記載の制御システムにおいて、
    前記駆動装置は、
    前記アクチュエータと、
    外部の電源から受電した電力を他のモジュールに供給し、前記クラウドサーバから暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記ネットワークモジュールと、
    このネットワークモジュールによって受信された暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号モジュールと、
    この復号モジュールによって復号されたデジタルデータをパルス信号に変換して前記アクチュエータに出力するように構成されたDPモジュールとから構成され、
    前記ネットワークモジュールは、
    前記電源と着脱自在に嵌合する第1の通信・受給電コネクタと、
    前記復号モジュールと着脱自在に嵌合する第2の通信・受給電コネクタと、
    前記第1の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第2の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第1の電源線と、
    前記クラウドサーバから前記暗号化デジタルデータを受信するように構成された前記第1の通信部とを備え、
    前記復号モジュールは、
    前記ネットワークモジュールの第2の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第3の通信・受給電コネクタと、
    前記DPモジュールの通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第4の通信・受給電コネクタと、
    前記第3の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第4の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第2の電源線と、
    前記第3の通信・受給電コネクタを介して前記ネットワークモジュールから受信した暗号化デジタルデータを復号するように構成された復号部とを備え、
    前記DPモジュールは、
    前記復号モジュールの第4の通信・受給電コネクタと着脱自在に嵌合する第5の通信・受給電コネクタと、
    前記アクチュエータと接続される第6の通信・受給電コネクタと、
    前記第5の通信・受給電コネクタの電源端子と前記第6の通信・受給電コネクタの電源端子間を接続するように構成された第3の電源線と、
    前記第5の通信・受給電コネクタを介して前記復号モジュールから受信したデジタルデータをパルス信号に変換して、このパルス信号を前記第6の通信・受給電コネクタを介して前記アクチュエータに出力するように構成された変調器とを備えることを特徴とする制御システム。
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