JP7279556B2 - 通信装置、方法およびプログラム - Google Patents

Description

本発明は通信装置、通信方法および通信プログラムに関する。

特許文献１には、複数の通信ノードの各々において、所定の事象が発生したか否かを検出し、所定の事象が発生した場合に所定の事象に基づく事象データの変化量を算出し、事象データの変化量が所定値を超えない場合に事象データを有する通信フレームの送信を禁止する技術が開示されている。

特開平０８－２２３１９３号公報

特許文献１に記載の技術では、或る通信ノードから規定期間を過ぎても通信フレームが送信されない場合に、通信フレームの受信側において、データが変化していないから通信フレームが送信されないのか、それとも通信ノードが故障しているのかを区別できない、という課題がある。

本発明は上記事実を考慮して成されたもので、データが変化していない場合と送信側が故障した場合とを受信側が区別可能としつつ、通信帯域を削減できる通信装置、通信方法および通信プログラムを得ることが目的である。

第１の態様に係る通信装置は、センサから前回取得したデータを記憶する記憶部と、前記センサから今回取得したデータを前記前回取得したデータと比較する比較部と、前記比較部による比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成する作成部と、前記作成部が作成した送信フレームを送信する送信部と、を含んでいる。
第１の態様では、センサから今回取得したデータがセンサから前回取得したデータと同一である場合、及び、今回取得したデータが前回取得したデータと一部同一である場合にも、送信フレームが作成されて送信される。これにより、送信フレームを受信する受信側において、送信フレームを受信している間は、送信側が故障していないと判断することができ、データが変化していない場合と送信側が故障した場合とを受信側が区別することが可能となる。
また、今回取得したデータが前回取得したデータと同一である場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、今回取得したデータが前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成する。これにより、送信フレームの長さが短くなるので通信帯域を削減することができる。

第２の態様は、第１の態様において、前記作成部は、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含みかつ前記今回取得したデータを含まない送信フレームを作成する。
第２の態様によれば、今回取得したデータが前回取得したデータと同一である場合に、送信フレームの長さをより短くすることができ、通信帯域をより削減することができる。
第３の態様は、第１の態様または第２の態様において、前記送信部は、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達するまでの間は、送信フレームの送信をキャンセルする。
第３の態様によれば、通信帯域を削減できると共に、送信フレームを受信する受信ノードの処理負荷を軽減することができる。
第４の態様は、第３の態様において、前記送信フレームを受信する受信ノードにおける故障判定期間は、前記通信装置における前記送信フレームの送信周期のｎ倍の期間とされている。
第４の態様によれば、送信フレームを送信する通信装置が送信フレームの送信をキャンセルすることで、受信ノードにおいて、前記通信装置の故障と誤判定されることを回避することができる。

第５の態様に係る通信方法は、センサから前回取得したデータを記憶部に記憶させ、前記センサから今回取得したデータを前記前回取得したデータと比較し、前記比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、作成した送信フレームを送信することを含む処理をコンピュータによって実行させる。
第５の態様では、第１の態様と同様に、データが変化していない場合と送信側が故障した場合とを受信側が区別可能としつつ、通信帯域を削減することができる。
第６の態様に係る通信プログラムは、コンピュータに、センサから前回取得したデータを記憶部に記憶させ、前記センサから今回取得したデータを前記前回取得したデータと比較し、前記比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、作成した送信フレームを送信することを含む処理を実行させる。
第６の態様では、第１の態様と同様に、データが変化していない場合と送信側が故障した場合とを受信側が区別可能としつつ、通信帯域を削減することができる。

本発明は、データが変化していない場合と送信側が故障した場合とを受信側が区別可能としつつ、通信帯域を削減できる、という効果を有する。

実施形態に係る通信システムの概略構成を示すブロック図である。 送信ノードで実行される、第１実施形態に係るデータ送信処理を示すフローチャートである。 送信フレームの一例を示す図である。 送信フレームの一例を示す図である。 送信フレームの一例を示す図である。 第２実施形態に係るデータ送信処理を示すフローチャートである。 送信フレームの他の例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。

〔第１実施形態〕
図１には、実施形態に係る通信システム１０が示されている。通信システム１０は、通信バス１２に各々接続された送信ノード１４と受信ノード２４とを含んでいる。送信ノード１４は後述する送信フレームを定期的に送信するノードであり、受信ノード２４は送信ノード１４から送信された送信フレームを受信するノードである。図１は送信ノード１４と受信ノード２４を１つずつ示しているが、送信ノード１４及び受信ノード２４は複数設けられていてもよい。

送信ノード１４にはセンサ２６が接続されており、センサ２６は送信ノード１４へセンサデータを出力する。センサ２６は１個のセンサから構成されていてもよいし、複数個のセンサを含んでいてもよい。また、センサ２６は、センサ値を演算し、複数のセンサデータとして出力する構成であってもよい。

なお、通信システム１０の一例は、車両に搭載された通信システムであり、この場合、センサ２６としては、車両に搭載された各種のセンサの何れかを適用することができるが、これに限定されるものではない。

送信ノード１４は、前回データ記憶部１６、データ比較部１８、送信フレーム作成部２０及び送信部２２を含んでいる。前回データ記憶部１６は、送信ノード１４がセンサ２６から前回取得したセンサデータを記憶する。データ比較部１８は、センサ２６からセンサデータを取得し、今回取得したセンサデータを、前回データ記憶部１６に記憶されている前回取得したデータと比較する。

送信フレーム作成部２０は、データ比較部１８による比較の結果、今回取得したセンサデータが前回取得したセンサデータと同一である場合は、変化したセンサデータが無いことを示すインデックスを含む送信フレームを作成する。また、送信フレーム作成部２０は、今回取得したセンサデータが前回取得したセンサデータと一部同一である場合は、変化したセンサデータ及び変化したセンサデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成する。送信部２２は、送信フレーム作成部２０が作成した送信フレームを、通信バス１２を介して受信ノード２４へ送信する。

なお、送信ノード１４は本発明に係る通信装置の一例であり、前回データ記憶部１６は記憶部の一例である。また、データ比較部１８は比較部の一例であり、送信フレーム作成部２０は作成部の一例である。

次に図２を参照し、第１実施形態に係るデータ送信処理を説明する。データ送信処理のステップ５０において、データ比較部１８は、送信周期タイマがタイムアウトしたタイミングで、センサ２６からセンサデータを取得する。このとき取得するセンサデータは、１つの送信フレームに載る１つ以上のセンサデータを含んでいる。

ステップ５２において、データ比較部１８は、今回取得したセンサデータを、前回データ記憶部１６に記憶されている前回のセンサデータと比較し、今回取得したセンサデータが前回のセンサデータから変化しているかを確認する。ステップ５４において、送信フレーム作成部２０は、ステップ５２におけるセンサデータの比較結果に応じて分岐する。

今回取得したセンサデータの全てが前回のセンサデータから変化している場合には、ステップ５２からステップ５６へ移行する。ステップ５６において、送信フレーム作成部２０は、例として図３に示すように、全てのセンサデータのインデックスの値＝"1"に設定し、今回取得したセンサデータを全て含む送信フレームを作成する。

図３は、データ比較部１８がセンサ２６から各々１バイトのセンサデータを８個取得する場合の送信フレームの一例を示している。なお、センサデータのサイズ及び個数はこれに限定されるものではない。図３に示すように、本実施形態に係る送信フレームはヘッダ部とデータ部とを含んでおり、送信フレームのヘッダ部にはデータ部の長さを示す情報が少なくとも設定される。なお、ヘッダ部は、送信フレームの宛先を示す情報、或いは送信フレームの種別を示す情報などが含まれていてもよい。また、今回取得したセンサデータの全てが前回のセンサデータから変化している場合、送信フレームのデータ部には、１バイトのインデックスと８個のセンサデータとが各々設定される。

インデックスは、１バイト＝８ビットの個々のビットが、互いに異なるセンサデータに対応し、対応するセンサデータが送信フレームのデータ部に含まれているか否かを"1"／"0"の値で表している。図３に示す例では、送信フレームのデータ部に、８個のセンサデータが全て含まれているので、インデックスの値は"11111111"に設定される。この場合、送信フレームを受信した受信ノード２４は、インデックスを参照することで、送信フレームのデータ部に、８個のセンサデータが全て含まれていることを認識することができる。

また、今回取得したセンサデータの一部が前回のセンサデータから変化している場合には、ステップ５２からステップ５８へ移行する。ステップ５８において、送信フレーム作成部２０は、例として図４に示すように、前回のセンサデータから変化したセンサデータのみインデックスの値＝"1"に設定し、変化したセンサデータのみを含む送信フレームを作成する。

図４に示す例は、２番目と４番目のセンサデータのみが前回のセンサデータから変化している場合を示しており、送信フレームのデータ部に、２番目と４番目のセンサデータのみが含まれている。また、インデックスの値は２番目と４番目のセンサデータに対応するビットのみが"1"とされることで"01010000"に設定される。

この場合、送信フレームを受信した受信ノード２４は、インデックスを参照することで、送信フレームのデータ部に、２番目と４番目のセンサデータのみが含まれていることを認識することができる。また、図４に示す例は、送信フレームに８個のセンサデータを全て含める場合よりも送信フレームの長さを短くすることができるので、通信バス１２の通信帯域を削減することができる。

また、今回取得したセンサデータの全てが前回のセンサデータと同一である場合には、ステップ５２からステップ６０へ移行する。ステップ６０において、送信フレーム作成部２０は、例として図５に示すように、全てのセンサデータについてインデックスの値＝"0"に設定し、今回取得したセンサデータを含まない送信フレームを作成する。図４に示す例では、送信フレームのデータ部にセンサデータが全て含まれていないので、インデックスの値は"00000000"に設定される。

この場合、送信フレームを受信した受信ノード２４は、インデックスを参照することで、送信フレームのデータ部にセンサデータが含まれていない（今回のセンサデータの全てが前回のセンサデータから変化していない）ことを認識することができる。また、図５に示す例は、送信フレームに８個のセンサデータを全て含める場合よりも送信フレームの長さを短くすることができるので、通信バス１２の通信帯域を削減することができる。

ステップ５６又はステップ５８又はステップ６０の処理を行うとステップ６２へ移行し、ステップ６２において、送信部２２は、ステップ５６又はステップ５８又はステップ６０で作成した送信フレームを、通信バス１２を介して受信ノード２４へ送信する。

ステップ６４において、送信部２２は、今回取得した全てのセンサデータを次の送信周期での比較用に前回データ記憶部１６に記憶させる。ステップ６６において、送信部２２は、送信周期タイマをスタートさせ、送信周期タイマがタイムアウトする迄待機する。送信周期タイマがタイムアウトすると、ステップ５０に戻る。

このように、第１実施形態では、センサ２６から今回取得したデータがセンサ２６から前回取得したデータと同一である場合、及び、センサ２６から今回取得したデータがセンサ２６から前回取得したデータと一部同一である場合にも、送信フレームが作成されて送信される。これにより、送信フレームを受信する受信側において、送信フレームを受信している間は、送信ノード１４が故障していないと判断することができ、データが変化していない場合と送信ノード１４が故障した場合とを受信側が区別することが可能となる。

また、センサ２６から今回取得したデータがセンサ２６から前回取得したデータと同一である場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、センサ２６から今回取得したデータがセンサ２６から前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成する。これにより、送信フレームの長さが短くなるので通信バス１２の通信帯域を削減することができる。

〔第２実施形態〕
次に本発明の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態は第１実施形態と同一の構成であるので、各部分に同一の符号を付して構成の説明を省略し、以下、第２実施形態の作用について、第１実施形態と異なる部分を説明する。

図６に示すように、第２実施形態に係るデータ送信処理では、ステップ５２におけるデータの比較において、今回取得したセンサデータの全てが前回のセンサデータと同一である場合に、ステップ５４からステップ７０へ移行する。ステップ７０において、送信部２２は、今回取得したセンサデータの全てが前回のセンサデータと同一であるために、送信フレームの送信をキャンセルした回数が閾値ｎ未満であるか否かを判定する。

なお、第２実施形態において、受信ノード２４は、送信ノード１４における送信フレームの送信周期のｎ倍の期間を故障判定期間としており、故障判定期間を超えて送信ノード１４から送信フレームを受信しなかった場合に、送信ノード１４の故障と判定する。ステップ７０の判定に用いる閾値ｎは、受信ノード２４における故障判定期間に応じて定められている。

送信キャンセル回数が閾値ｎ未満の場合には、ステップ７０からステップ６６へ移行する。この場合、送信フレームの送信はキャンセルされる。また、今回取得したセンサデータの全てが前回のセンサデータと同一である状態がｎ回連続した場合には、送信キャンセル回数が閾値ｎ以上となることで、ステップ７０からステップ６０へ移行する。この場合には、今回取得したセンサデータを含まない送信フレーム（図５参照）が作成・送信される。

このように、第２実施形態では、今回取得したセンサデータの全てが前回のセンサデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達する迄の間は、送信フレームの作成・送信をキャンセルする。これにより、受信ノード２４において送信ノード１４の故障と誤判定されることを回避しつつ、通信バス１２の通信帯域を削減し、受信ノード２４の処理負荷を軽減することができる。

なお、図３～図５では、送信フレームのデータ部の先頭にインデックスを追加することで、データ部の一部をインデックスとして使用する例を示した。この手法は、実装は容易ではあるものの、データ部の最大サイズが小さく、かつセンサデータによってその最大サイズを利用している場合（例えば、データ部が最大８バイトで、かつ８バイト全てを使用している場合）には、実施困難である。

このような場合、第１の態様として、送信フレームを２つ以上に分けて送信することが考えられる。また、第２の態様として、例として図７に示すように、ヘッダ部などのデータ部の外にインデックスを設けることも考えられる。第１の態様又は第２の態様を採用することで、データ部の最大サイズが小さく、かつセンサデータによってその最大サイズを利用している場合にも、送信フレームにインデックスを追加することが可能となる。

１４ 送信ノード（通信装置）
１６ 前回データ記憶部（記憶部）
１８ データ比較部（比較部）
２０ 送信フレーム作成部（作成部）
２２ 送信部

Claims (4)

1. センサから前回取得したデータを記憶する記憶部と、
   前記センサから今回取得したデータを前記前回取得したデータと比較する比較部と、
   前記比較部による比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達するまでの間は、送信フレームの作成を行わず、前記送信キャンセル回数が前記閾値ｎに達した場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含みかつ前記今回取得したデータを含まない送信フレームを作成し、前記比較部による比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成する作成部と、
   前記作成部が作成した送信フレームを送信する送信部と、
   を含み、
   前記送信部は、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達するまでの間は、送信フレームの送信をキャンセルし、前記送信キャンセル回数が前記閾値ｎに達した場合は、前記変化したデータが無いことを示すインデックスを含みかつ前記今回取得したデータを含まない送信フレームを送信する通信装置。
2. 前記送信フレームを受信する受信ノードにおける故障判定期間は、前記通信装置における前記送信フレームの送信周期のｎ倍の期間とされている請求項１記載の通信装置。
3. センサから前回取得したデータを記憶部に記憶させ、
   前記センサから今回取得したデータを前記前回取得したデータと比較し、
   前記比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達するまでの間は、送信フレームの作成を行わず、前記送信キャンセル回数が前記閾値ｎに達した場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含みかつ前記今回取得したデータを含まない送信フレームを作成し、前記比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、
   作成した送信フレームを送信する
   ことを含む処理をコンピュータによって実行させる通信方法であって、
   前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達するまでの間は、送信フレームの送信をキャンセルし、前記送信キャンセル回数が前記閾値ｎに達した場合は、前記変化したデータが無いことを示すインデックスを含みかつ前記今回取得したデータを含まない送信フレームを送信する通信方法。
4. コンピュータに、
   センサから前回取得したデータを記憶部に記憶させ、
   前記センサから今回取得したデータを前記前回取得したデータと比較し、
   前記比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達するまでの間は、送信フレームの作成を行わず、前記送信キャンセル回数が前記閾値ｎに達した場合は、変化したデータが無いことを示すインデックスを含みかつ前記今回取得したデータを含まない送信フレームを作成し、前記比較の結果、前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと一部同一である場合は、変化したデータ及び変化したデータを示すインデックスを含む送信フレームを作成し、
   作成した送信フレームを送信する
   ことを含む処理を実行させるための通信プログラムであって、
   前記今回取得したデータが前記前回取得したデータと同一である場合に、送信キャンセル回数が閾値ｎに達するまでの間は、送信フレームの送信をキャンセルし、前記送信キャンセル回数が前記閾値ｎに達した場合は、前記変化したデータが無いことを示すインデックスを含みかつ前記今回取得したデータを含まない送信フレームを送信する通信プログラム。

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