JP7056014B2

JP7056014B2 - 無線ゲートウェイシステム及びその通信方法

Info

Publication number: JP7056014B2
Application number: JP2017102696A
Authority: JP
Inventors: 直之藤本
Original assignee: Yokogawa Electric Corp
Current assignee: Yokogawa Electric Corp
Priority date: 2017-05-24
Filing date: 2017-05-24
Publication date: 2022-04-19
Anticipated expiration: 2037-05-24
Also published as: JP2018198394A; CN108965116A; US20180343147A1; US10887133B2; CN108965116B; EP3407551A1; EP3407551B1

Description

本発明は、無線ゲートウェイシステム及びその通信方法に関する。

下記特許文献１には、アンテナで受信した無線フィールド機器からの無線信号を、有線プロトコルに変換して外部コントローラに転送する、いわゆるゲーウェイ機能を有する無線ゲートウェイ装置が記載されている。この無線ゲートウェイ装置は、外部電源から供給された電力によって駆動することで、ゲートウェイ機能を実行することができる。

ところで、無線ゲートウェイ装置の設置場所は、下記の（１）と（２）が考えられる。
（１）無線ゲートウェイ装置は、無線フィールド機器との通信特性を良好に得るために、アンテナを含めて高所に設置することが好ましいことがある。
（２）無線ゲートウェイ装置は、保守性を考慮して外部コントローラとともに低所に設置し、アンテナのみを高所に設置することが好ましいことがある。

特開２０１３－１５２５３８号公報

ここで、無線ゲートウェイ装置は、電源回路を有し、且つ工業プラント用では防爆要件に従う必要があるため、サイズが大きく重量が重いことが一般的である。そのため、このような無線ゲートウェイ装置を、上記（１）の設置方法のように高所に固定するには、重厚な留め金を使用する等、高価な部材が必要になる。また、高所に設置するための作業負担が大きい。

一方、上記（２）の設置方法のように、アンテナのみを高所に設置するために、ケーブルを延長すると、そのケーブルを流れる高周波の無線信号が劣化してしまい、アンテナと無線フィールド機器との無線通信の性能が低下してしまう。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、低コスト、設置のための作業負担の低減且つ無線フィールド機器との無線通信の性能の低下を抑制する無線ゲートウェイシステム及びその通信方法を提供することである。

本発明の一態様は、ゲートウェイ機能を有し、無線フィールド機器と無線通信するアンテナを備えたゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置とは別体に構成された電源供給装置と、を備える無線ゲートウェイシステムであって、前記電源供給装置は、外部電源からの電圧を所定の内部電圧に変換して、前記内部電圧を前記ゲートウェイ装置に供給するとともに、外部コントローラと前記ゲートウェイ装置との間において第１の有線通信プロトコルに対応した有線信号を伝送し、前記ゲートウェイ装置は、前記電源供給装置から供給された前記内部電圧を電源として動作し、前記無線フィールド機器から受信した無線通信プロトコルに対応した無線信号を前記有線信号に変換して前記電源供給装置に送信する、ことを特徴とする無線ゲートウェイシステムである。

本発明の一態様は、上述の無線ゲートウェイシステムであって、前記電源供給装置と前記ゲートウェイ装置との間には、内部電圧を供給するためのケーブルが配線されており、前記電源供給装置は、前記ケーブルに過電流が流れたことを検出した場合に前記内部電圧の供給を停止する過電流保護回路を更に備える。

本発明の一態様は、上述の無線ゲートウェイシステムであって、前記電源供給装置は、前記外部コントローラと前記ゲートウェイ装置との間を電気的に絶縁しながら前記有線信号を双方向に伝送可能にする絶縁回路を更に備える。

本発明の一態様は、上述の無線ゲートウェイシステムであって、前記ゲートウェイ装置は、前記電源供給装置から受信した前記有線信号を前記無線信号に変換して前記無線フィールド機器に送信する。

本発明の一態様は、上述の無線ゲートウェイシステムであって、前記電源供給装置は、前記ゲートウェイ装置から受信した前記有線信号を前記第１の有線通信プロトコルとは異なる第２の有線通信プロトコルに変換して前記外部コントローラに伝送する信号変換部を備える。

本発明の一態様は、ゲートウェイ機能を有し、無線フィールド機器と無線通信するゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置とは別体に構成された電源供給装置と、を備える無線ゲートウェイシステムの通信方法であって、外部電源からの電圧を所定の内部電圧に変換して、前記内部電圧を前記電源供給装置から前記ゲートウェイ装置に供給するステップと、前記無線フィールド機器から受信した無線通信プロトコルに対応した無線信号を、第１の有線通信プロトコルに対応した有線信号に変換して前記ゲートウェイ装置から前記電源供給装置に送信するステップと、前記ゲートウェイ装置から前記電源供給装置に送信された前記有線信号を、外部コントローラに向けて伝送するステップと、を含むことを特徴とする無線ゲートウェイシステムの通信方法である。

以上説明したように、本発明によれば、低コスト、設置のための作業負担の低減且つ無線フィールド機器との無線通信の性能の低下を抑制することができる。

第１の実施形態に係る無線ゲートウェイシステムが用いられる無線通信システムＡの概略構成の一例を示す図である。第１の実施形態に係る無線フィールド機器１が測定した測定値を外部コントローラ５に送信する場合の動作について説明する図である。第１の実施形態に係る無線フィールド機器１を制御する場合の動作について説明する図である。第２の実施形態に係る無線ゲートウェイシステムが用いられる無線通信システムＢの概略構成の一例を示す図である。第２の実施形態に係る無線フィールド機器１が測定した測定値を外部コントローラ５に送信する場合の動作を説明する図である。

以下、本発明の一実施形態に係る無線ゲートウェイシステムを、図面を用いて説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る無線ゲートウェイシステムが用いられる無線通信システムＡの概略構成の一例を示す図である。

この無線通信システムＡは、例えばプラントや工場等（以下、これらを総称する場合には、単に「プラント」という）に構築される。ここで、上記のプラントとしては、化学等の工業プラントの他、ガス田や油田等の井戸元やその周辺を管理制御するプラント、水力・火力・原子力等の発電を管理制御するプラント、太陽光や風力等の環境発電を管理制御するプラント、上下水やダム等を管理制御するプラント等がある。

図１に示すように、無線通信システムＡは、無線フィールド機器１、ゲートウェイ装置２、電源供給装置３、外部電源４、及び外部コントローラ５を備える。なお、ゲートウェイ装置２及び電源供給装置３は、本発明の「無線ゲートウェイシステム」を構成する。

無線フィールド機器１は、外部コントローラ５の制御の下でプロセス制御に必要な測定や操作等を行う。具体的に、無線フィールド機器１は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、プラント内の状況や対象物を撮影するカメラやビデオ等の撮像機器、プラント内の異音等を収集したり警報音等を発したりするマイクやスピーカ等の音響機器、各機器の位置情報を出力する位置検出機器、その他の機器である。

この無線フィールド機器１は、ゲートウェイ装置２と無線通信することで無線信号を送受する。ここで、無線信号とは、無線通信プロトコルに対応した制御信号である。例えば、無線通信プロトコルとは、ＩＳＡ１００やＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等である。
例えば、無線フィールド機器１は、電池を電源として省電力動作（例えば、間欠動作）を行い、ゲートウェイ装置２に対して無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠したＴＤＭＡ方式による無線通信が可能である。なお、ゲートウェイ装置２と無線通信する無線フィールド機器１の数は任意である。

ゲートウェイ装置２は、無線フィールド機器１との通信特性を得るために、例えば高所に設置される。ゲートウェイ装置２は、ゲートウェイ機能を有し、無線フィールド機器１と無線通信する。
例えば高所に設置されたゲートウェイ装置２と、例えば低所に設置された電源供給装置３とは、ケーブルＣＢを介して接続されている。ゲートウェイ装置２は、このケーブルＣＢを介して電源供給装置３と有線通信を行う。ここで、ケーブルＣＢは、例えば電源線、信号線、及びグランド線を有する多芯のシールドケーブルである。このケーブルＣＢは、差動信号による通信（例えば、半二重通信）が可能なケーブルであることが望ましい。ケーブルＣＢとしては、例えばＲＳ－４８５に準拠したシリアル通信ケーブル等を用いることができる。

また、ゲートウェイ装置２は、電源供給装置３からケーブルＣＢを介して供給された電圧（以下、「内部電圧」という。）によって動作し、上記ゲートウェイ機能を実行することができる。以下に、第１の実施形態に係るゲートウェイ装置２の概略構成について、具体的に説明する。

図１に示すように、ゲートウェイ装置２は、アンテナ２１、ゲートウェイ機能部２２、及びコネクタ部２３を備える。

アンテナ２１は、無線フィールド機器１と無線信号を送受信する。具体的には、アンテナ２１は、ゲートウェイ機能部２２からの無線信号を送信するとともに、無線フィールド機器１から送信された無線信号を受信してゲートウェイ機能部２２に出力する。

ゲートウェイ機能部２２は、電源供給装置３から供給された内部電圧を電源として動作し、無線フィールド機器１から受信した無線通信プロトコルに対応した制御信号（無線信号）を、有線通信プロトコルに対応した制御信号（以下、「有線信号」という。）に変換して、コネクタ部２３及びケーブルＣＢを介して電源供給装置３に送信する。なお、この有線通信プロトコルとは、例えば、Ｍｏｄｂｕｓ（登録商標）プロトコル、やＨＡＲＴ（登録商標）プロトコル、ＦｏｕｎｄａｔｉｏｎＦｉｅｌｄＢｕｓ（登録商標）プロトコルである。

一方、ゲートウェイ機能部２２は、電源供給装置３から供給された内部電圧を電源として動作し、電源供給装置３から受信した有線信号を無線信号に変換してアンテナ２１に出力する。

コネクタ部２３は、ゲートウェイ装置２をケーブルＣＢに接続する接続部であり、ゲートウェイ装置２の筐体の他端部に接合されている。具体的に、コネクタ部２３が、外部のコネクタ（ケーブルＣＢの一端に設けられているコネクタ）と螺合又は嵌合されることにより、ゲートウェイ装置２は、ケーブルＣＢに固定され、且つ電気的に接続される。

このコネクタ部２３は、複数の接続端子２３０，２３１を備えている。
接続端子２３０は、ゲートウェイ装置２と電源供給装置３との間で送受信される有線信号を入出力する端子である。
接続端子２３１は、電源供給装置３からの内部電圧の受電する端子である。
なお、このコネクタ部２３は、ゲートウェイ装置２が屋外に設置されることが考えられるため、ＩＰ（International Protection）規格やＮＥＭＡ（National Electrical Manufacturers Association）規格等の防水防塵規格に適合するものを用いるのが望ましい。

電源供給装置３は、保守性を考慮して低所に設置される。電源供給装置３は、接続端子３１，３２、電源回路３３、及びコネクタ部３４を備える。
接続端子３１は、外部コントローラ５とケーブルＣＤを介して電気的に接続されている。この接続端子３１は、電源供給装置３と外部コントローラ５との間で送受信される有線信号を入出力する端子である。

接続端子３２は、外部電源４とケーブルＣＥを介して電気的に接続されている。この接続端子３２は、ケーブルＣＥを介して外部電源４から外部電圧を受電する端子である。

電源回路３３は、接続端子３２で受電した外部電源を所定の電圧に変換することで、内部電圧を生成する。この所定の電圧への変換とは、昇圧又は高圧のいずれかであってもよいし、交流から直流に整流してもよい。この所定の電圧とは、ゲートウェイ装置２が動作することができる電圧であって、例えば数Ｖ程度の直流電圧である。

コネクタ部３４は、電源供給装置３をケーブルＣＢに接続する接続部であり、電源供給装置３の筐体の他端部に接合されている。具体的に、コネクタ部３４が、外部のコネクタ（ケーブルＣＢの他端に設けられているコネクタ）と螺合又は嵌合されることにより、ゲートウェイ装置２は、ケーブルＣＢに固定され、且つ電気的に接続される。

このコネクタ部３４は、複数の接続端子３４０，３４１を備えている。
接続端子３４０は、接続端子２３０と電気的に接続されている。この接続端子３４０は、ゲートウェイ装置２と電源供給装置３との間で送受信される有線信号を入出力する端子である。

接続端子３４１は、電源回路３３で変換された内部電圧をゲートウェイ装置２に出力する接続端子で、接続端子２３１と電気的に接続される。

外部電源４は、低所に設置されており、ケーブルＣＥを介して電源供給装置３に外部電圧を供給する。例えば、外部電源４とは、ＡＣ１００Ｖを出力する商用電源であってもよいし、商用電源からのＡＣ１００をＤＣ２４Ｖに変換して、そのＤＣ２４Ｖを出力する、例えば、電源アダプタであってもよい。

外部コントローラ５は、低所に設置されており、ケーブルＣＤを介して電源供給装置３と有線信号を送受する。この外部コントローラ５は、有線信号を取得することで、無線フィールド機器１の各種情報を収集するとともに、有線信号を送信することで電源供給装置３及びゲートウェイ装置２を介して無線フィールド機器１の制御を行う。この外部コントローラ５は、例えば分散制御システム（ＤＣＳ）、スキャダ（ＳＣＡＤＡ：Supervisory Control And Data Acquisition）、又はＰＬＣ（Programmable Logic Controller）である。

以下に、無線通信システムＡの動作について、説明する。
まず、無線フィールド機器１が測定した測定値を外部コントローラ５に送信する場合について、図２をも参照して、具体的に説明する。

外部電源４は、ケーブルＣＥを介して電源供給装置３に外部電圧を供給する（ステップＳ１０１）。そして、外部電源４から供給された外部電圧は、接続端子３２に入力する。電源回路３３は、接続端子３２に入力した外部電圧を所定の電圧に降圧することで内部電圧を生成する。そして、電源回路３３で生成された内部電圧は、接続端子３４１から出力される（ステップＳ１０２）。

接続端子３４１から出力された内部電圧は、ケーブルＣＢを介して高所に設置されているゲートウェイ装置２の接続端子２３１に入力する。そして、ゲートウェイ装置２は、接続端子２３１に入力した内部電圧によって動作を開始する（ステップＳ１０３）。ここで、ゲートウェイ装置２は、電源回路を含まないため、サイズや重量が従来よりも小さい。そのため、ゲートウェイ装置２を高所に設置する場合には、比較的安価な固定方法を採用することができる。また、より少ない作業員で設置作業を行うことができる。このように、より低コストで設置のための作業負担が少なく、ゲートウェイ装置２を高所に設置することができる。

無線フィールド機器１は、外部コントローラ５の制御の下でプロセス制御に必要な測定を行う（ステップＳ１０４）。そして、無線フィールド機器１は、測定値を無線通信プロトコルにフォーマットして無線でゲートウェイ装置２に送信する（ステップＳ１０５）。

アンテナ２１は、無線フィールド機器１から送信された無線信号、すなわち無線通信プロトコルにフォーマットされた測定値を受信してゲートウェイ機能部２２に出力する。

ゲートウェイ機能部２２は、アンテナ２１で受信した無線通信プロトコルにフォーマットされた測定値を、有線通信プロトコルにフォーマット変換する（ステップＳ１０６）。そして、ゲートウェイ機能部２２により有線通信プロトコルにフォーマット変換された測定値（有線信号）は接続端子２３０から出力される。

接続端子２３０から出力された有線信号は、ケーブルＣＢを介して低所に設置された電源供給装置３の接続端子３４０に入力する。ここで、ケーブルＣＢを通るのは、内部電源とデジタル信号の有線信号であるため、ケーブルＣＢを延長してゲートウェイ装置２が高所に設置された場合であっても、この有線信号は劣化しない。そのため、アンテナ２１と無線フィールド機器１との無線通信の性能を低下させることなく、ケーブルＣＢを延長しアンテナ２１を高所に設置できるようになる。

接続端子３４０と接続端子３１とは電気的に接続されているため、接続端子３４０に入力した有線信号は接続端子３１に伝送され、ケーブルＣＤを介して外部コントローラ５に送信される。すなわち、電源供給装置３は、接続端子３４０に入力した有線信号を、外部コントローラ５に伝送する（ステップＳ１０７）。そして、外部コントローラ５は、伝送された有線信号、すなわち有線通信プロトコルにフォーマット変換された測定値に基づいて、予め設定された動作を実行する（ステップＳ１０８）。

次に、無線ゲートウェイシステムを用いて、無線フィールド機器１を制御する場合の動作について、図３をも参照して、具体的に説明する。ただし、以下に、ゲートウェイ装置２は、既に、接続端子２３１に入力した内部電圧によって動作を開始している場合を例とした説明する。

外部コントローラ５は、無線フィールド機器１の制御値を有線通信プロトコルにフォーマットする。そして、外部コントローラ５は、有線通信プロトコルにフォーマットした制御値（有線信号）を、ケーブルＣＤを介して電源供給装置３に送信する（ステップＳ２０１）。

外部コントローラ５から送信された有線信号は、接続端子３１に入力する。そして、接続端子３１に入力した有線信号は接続端子３４０に伝送され、ケーブルＣＢを介してゲートウェイ装置２の接続端子２３０に送信される。すなわち、電源供給装置３は、接続端子３１に入力した有線信号を、ゲートウェイ装置２に伝送する（ステップＳ２０２）。

ゲートウェイ機能部２２は、接続端子２３０に入力した有線信号、すなわち有線通信プロトコルにフォーマットされた制御値を、無線通信プロトコルにフォーマット変換する。そして、ゲートウェイ機能部２２により無線通信プロトコルにフォーマット変換された制御値（無線信号）は、アンテナ２１により無線フィールド機器１に無線で送信される（ステップＳ２０３）。

無線フィールド機器１は、アンテナ２１から無線信号を受信し、その受信した無線信号が示す制御値に基づいて、所定の動作を実行する（ステップＳ２０４）。

上述したように、第１の実施形態に係る無線ゲートウェイシステムは、ゲートウェイ機能を有し、無線フィールド機器と無線通信するアンテナ２１を備えたゲートウェイ装置２と、ゲートウェイ装置２とは別体に構成された電源供給装置３と、を備える。そして、電源供給装置３は、外部電源４からの電圧を所定の内部電圧に変換して、内部電圧をゲートウェイ装置２に供給するとともに、外部コントローラ５とゲートウェイ装置２との間において有線信号を伝送する。一方、ゲートウェイ装置２は、電源供給装置３から供給された内部電圧を電源として動作し、無線フィールド機器１から受信した無線信号を有線信号に変換して電源供給装置３に送信する。

これにより、ゲートウェイ装置２と電源供給装置３とを別体に構成したので、ゲートウェイ装置２を小型し且つ重量を小さくすることが可能となる。したがって、ゲートウェイ装置２を低コストで且つ容易に高所に対して設置することができる。

また、高所に設置されたゲートウェイ装置２と、低所に設置された電源供給装置３との間に配線されたケーブルＣＢには、高周波の無線信号ではなく、デジタル信号である有線信号が通るため、ケーブルＣＢを延長しても有線信号は劣化しない。したがって、無線フィールド機器１との無線通信の性能に影響を及ぼすことなく、ケーブルＣＢを延長し、ゲートウェイ装置２を高所に設置することができる。

（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る無線ゲートウェイシステムが用いられる無線通信システムＢの概略構成の一例を示す図である。なお、図面において、同一又は類似の部分には同一の符号を付して、重複する説明を省く場合がある。
第２の実施形態に係る無線ゲートウェイシステムは、第１の実施形態に比較して、電源供給装置３に、過電流保護回路３５、信号変換部３６及び絶縁回路３７を備える。

図４に示すように、無線通信システムＢは、無線フィールド機器１、ゲートウェイ装置２、電源供給装置３Ｂ、外部電源４、及び外部コントローラ５を備える。なお、ゲートウェイ装置２及び電源供給装置３Ｂは、本発明の「無線ゲートウェイシステム」を構成する。

電源供給装置３Ｂは、保守性を考慮して低所に設置される。電源供給装置３Ｂは、接続端子３１，３２、電源回路３３、コネクタ部３４、過電流保護回路３５、信号変換部３６、及び絶縁回路３７を備える。

過電流保護回路３５は、電源回路３３からケーブルＣＢに過電流が流れたことを検出した場合に内部電圧の供給を停止する。ケーブルＣＢに過電流が流れる原因とは、例えば、高所に設置されたゲートウェイ装置２と、低所に設置された電源供給装置３との間に接続するケーブルＣＢが正しく配線されていない場合があり得る。

この過電流保護回路３５は、電源回路３３の出力と接続端子３４１との間に設けられている。過電流保護回路３５は、電源回路３３から出力される電流が所定値以上の電流が流れた場合に、ゲートウェイ装置２（或いはケーブルＣＢ）に対する過電流を検出する。そして、例えば、過電流保護回路３５は、過電流を検出した場合には、電源回路３３の出力と接続端子３４１との間の電気的接続を開放することで、内部電圧の供給を停止する。

信号変換部３６は、接続端子３１と接続端子３４０との間に接続されている。信号変換部３６は、ゲートウェイ装置２から受信した有線信号を、ゲートウェイ機能部２２で変換される有線通信プロトコル（第１の有線通信プロトコル）とは異なる有線通信プロトコル（第２の有線通信プロトコル）に変換して、外部コントローラ５に伝送する。ここで、第２の有線通信プロトコルは、第１の有線通信プロトコルと同様に、例えば、Ｍｏｄｂｕｓ（登録商標）プロトコル、やＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルを採用することができるが、第１の有線通信プロトコルと異なるプロトコルであって、外部コントローラ５で使用されている通信プロトコルである。

絶縁回路３７は、信号変換部３６と接続端子３４０との間に接続されている。絶縁回路３７は、ゲートウェイ装置２と電源供給装置３Ｂの信号変換部３６との間を電気的に絶縁しながら有線信号を双方向に伝送可能にする。これにより、絶縁回路３７は、外部コントローラ５からゲートウェイ装置２にノイズが回り込むことを防止することができる。例えば、絶縁回路３７は、フォトカプラ等の素子を用いて構成される。

以下に、第２の実施形態に係る無線フィールド機器１が測定した測定値を外部コントローラ５に送信する場合の動作について、図５をも参照して、具体的に説明する。以下に説明する例では、外部コントローラ５で使用されている通信プロトコルがＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルであり、第１の有線通信プロトコルがＭｏｄｂｕｓ（登録商標）プロトコルである場合について説明する。

外部電源４は、ケーブルＣＥを介して電源供給装置３Ｂに外部電圧を供給する（ステップＳ３０１）。そして、外部電源４から供給された外部電圧は、接続端子３２に入力する。電源回路３３は、接続端子３２に入力した外部電圧を所定の電圧に降圧することで内部電圧を生成する。そして、電源回路３３で生成された内部電圧は、過電流保護回路３５を経由して接続端子３４１から出力される（ステップＳ３０２）。ここで、過電流保護回路３５を流れる電流が所定値以上である場合には、過電流保護回路３５は、電源回路３３の出力と接続端子３４１との間の電気的接続を開放することで、内部電圧の供給を停止する。

接続端子３４１から出力された内部電圧は、ケーブルＣＢを介して高所に設置されているゲートウェイ装置２の接続端子２３１に入力する。そして、ゲートウェイ装置２は、接続端子２３１に入力した内部電圧によって動作を開始する（ステップＳ３０３）。

無線フィールド機器１は、外部コントローラ５の制御の下でプロセス制御に必要な測定を行う（ステップＳ３０４）。そして、無線フィールド機器１は、測定値を無線通信プロトコルにフォーマットして無線でゲートウェイ装置２に送信する（ステップＳ３０５）。

ゲートウェイ機能部２２は、アンテナ２１で受信した無線通信プロトコルにフォーマットされた測定値を、第１の有線通信プロトコルにフォーマット変換する（ステップＳ３０６）。そして、ゲートウェイ機能部２２により第１の有線通信プロトコルにフォーマット変換された測定値は接続端子２３０から出力され、ケーブルＣＢを介して低所に設置された電源供給装置３Ｂの接続端子３４０に入力する。ここで、ケーブルＣＢを通るのは、第１の実施形態と同様、内部電源とデジタル信号の有線信号であるため、ゲートウェイ装置２が高所に設置された場合であっても、この有線信号は劣化しない。そのため、アンテナ２１と無線フィールド機器１との無線通信の性能を低下させることなく、ケーブルＣＢを延長し、ゲートウェイ装置２を高所に設置できるようになる。

接続端子３４０に入力された第１の有線通信プロトコルに基づく測定値は、絶縁回路３７を介して信号変換部３６に送信される。なお、絶縁回路３７は、ゲートウェイ装置２と電源供給装置３Ｂの信号変換部３６との間を電気的に絶縁しながら、接続端子３４０に入力された第１の有線通信プロトコルに基づく測定値を信号変換部３６へ伝送する。

信号変換部３６は、第１の有線通信プロトコルに基づく測定値を、第２の有線通信プロトコルに変換して、外部コントローラ５に送信する（ステップＳ３０７）。ここで、第２の有線通信プロトコルは、外部コントローラ５で使用されている通信プロトコルと同様、ＨＡＲＴ（登録商標）プロトコルである。したがって、第１の有線通信プロトコルと、外部コントローラ５で使用されている通信プロトコルとが異なる場合には、信号変換部３６で第１の有線通信プロトコルにフォーマットされた測定値を外部コントローラ５で使用されている通信プロトコルである第２の有線通信プロトコルに変換する。これにより、第２の実施形態に係る無線ゲートウェイシステムは、第１の有線通信プロトコルと、外部コントローラ５で使用されている通信プロトコルとが異なる場合であっても、無線フィールド機器１が測定した測定値を外部コントローラ５に送信することができる。

外部コントローラ５は、第２の有線通信プロトコルにフォーマット変換された測定値に基づいて、予め設定された動作を実行する（ステップＳ３０８）。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような変形例が考えられる。
（１）上記実施形態において、ゲートウェイ装置２は、内部電圧を監視する電源監視部を備えてもよい。この電源監視部は、内部電圧が所定範囲外の値になった場合に、ゲートウェイ装置２を介して外部コントローラ５に異常を通知する。この異常の通知は、ケーブルＣＢを介して電源供給装置３に送信される。そして、電源供給装置３は、その異常の通知を外部コントローラ５に伝送する。これにより、電源回路３３が何らかの原因で内部電圧をゲートウェイ装置２に供給できない場合には、ゲートウェイ装置２は、その異常をケーブルＣＢを介して外部コントローラ５に通知することができる。

（２）上記実施形態において、ゲートウェイ装置２は、外形形状が円柱形状又は多角柱形状（例えば、四角柱形状）のモジュールであってもよい。この場合には、アンテナ２１は、柱形状であるゲートウェイ装置２の筐体の一端部に配置されている。ここで、ゲートウェイ装置２の筐体の一端部は、ゲートウェイ装置２の筐体の他端部に設けられているコネクタ部２３とは反対側の端部である。

（３）上記実施形態において、ゲートウェイ装置２は、本質安全防爆規格を満たすべく、その内部に樹脂が充填されていてもよい。つまり、ゲートウェイ装置２の筐体の内部に収容されるゲートウェイ機能部２２の各構成部品は、筐体の内部に充填された樹脂によって封止されている。ここで、筐体の内部に樹脂を充填してしまうとゲートウェイ装置２のコスト及び重量の増大を招いてしまう場合には、筐体の内部に樹脂を充填せずにゲートウェイ機能部２２の表層のみを樹脂でコーティングするように部分的に充填するものであっても良い。

Ａ無線通信システム
１無線フィールド機器
２ゲートウェイ装置
３電源供給装置
４外部電源
５外部コントローラ
２１アンテナ
２２ゲートウェイ機能部
２３コネクタ
３１，３２接続端子
３３電源回路
３５過電流保護回路
３６信号変換部
３７絶縁回路

Claims

ゲートウェイ機能を有し、無線フィールド機器と無線通信するアンテナを備えたゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置とは別体に構成され、電源線及び信号線を介して前記ゲートウェイ装置と一対一に接続される電源供給装置と、を備える無線ゲートウェイシステムであって、
前記電源供給装置は、外部電源からの電圧を前記ゲートウェイ装置の内部において電源電圧として用いられる内部電圧に変換して、前記内部電圧を前記ゲートウェイ装置に前記電源線を介して供給するとともに、外部コントローラと前記ゲートウェイ装置との間において第１の有線通信プロトコルに対応した有線信号を前記信号線を介して伝送し、
前記ゲートウェイ装置は、前記電源線を介して前記電源供給装置から供給された前記内部電圧を電源として動作し、前記無線フィールド機器から受信した無線通信プロトコルに対応した無線信号を前記有線信号に変換して前記信号線を介して前記電源供給装置に送信し、
前記電源供給装置は、前記ゲートウェイ装置から受信した前記有線信号を前記第１の有線通信プロトコルとは異なる第２の有線通信プロトコルに変換して前記外部コントローラに伝送する信号変換部を備える、
ことを特徴とする無線ゲートウェイシステム。
前記電源供給装置は、前記電源線に過電流が流れたことを検出した場合に前記内部電圧の供給を停止する過電流保護回路を更に備える請求項１に記載の無線ゲートウェイシステム。
前記電源供給装置は、前記外部コントローラと前記ゲートウェイ装置との間を電気的に絶縁しながら前記有線信号を双方向に伝送可能にする絶縁回路を更に備える請求項１又は請求項２に記載の無線ゲートウェイシステム。
前記ゲートウェイ装置は、前記電源供給装置から受信した前記有線信号を前記無線信号に変換して前記無線フィールド機器に送信する、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の無線ゲートウェイシステム。
ゲートウェイ機能を有し、無線フィールド機器と無線通信するゲートウェイ装置と、前記ゲートウェイ装置とは別体に構成され、電源線及び信号線を介して前記ゲートウェイ装置と一対一に接続される電源供給装置と、を備える無線ゲートウェイシステムの通信方法であって、
外部電源からの電圧を前記ゲートウェイ装置の内部において電源電圧として用いられる内部電圧に変換して、前記内部電圧を前記電源供給装置から前記ゲートウェイ装置に前記電源線を介して供給するステップと、
前記無線フィールド機器から受信した無線通信プロトコルに対応した無線信号を、第１の有線通信プロトコルに対応した有線信号に変換して前記ゲートウェイ装置から前記電源供給装置に前記信号線を介して送信するステップと、
前記ゲートウェイ装置から受信した前記有線信号を、前記第１の有線通信プロトコルとは異なる第２の有線通信プロトコルに変換するステップと、
変換された前記有線信号を、前記電源供給装置から外部コントローラに向けて伝送するステップと、
を含むことを特徴とする無線ゲートウェイシステムの通信方法。