JP7291391B2 - Wireless communication system and slave station control program - Google Patents
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Description
本発明は、無線通信システムおよび子局制御プログラムに関する。さらに詳しくは、計測データなどを子局から親局へ無線送信する無線通信システムおよび子局制御プログラムに関する。 The present invention relates to a radio communication system and a slave station control program. More specifically, the present invention relates to a wireless communication system and a slave station control program for wirelessly transmitting measurement data from a slave station to a master station.
LPWA(Low Power Wide Area)は、数km~数十km程度の広い通信エリアを確保しつつ、通信端末の消費電力を低く抑えることが可能な無線通信技術の規格の総称であり、乾電池などの少量の電力で長期間動作することが求められる通信機器を対象としている。このLPWAを用いた無線通信システムでは、通信端末への電力の供給として、電線を使わずに、乾電池などを使用してフレキシブルに設置できる通信端末が使用される。これにより、例えば、電力、水などのスマートメータリング(遠隔自動検針)、プラントにおける故障などの設備監視など極めて広い範囲への応用されている。 LPWA (Low Power Wide Area) is a general term for wireless communication technology standards that can keep communication terminal power consumption low while ensuring a wide communication area of several kilometers to several tens of kilometers. It is intended for communication equipment that requires long-term operation with a small amount of power. In a wireless communication system using this LPWA, a communication terminal that can be flexibly installed using a dry battery or the like without using an electric wire is used to supply power to the communication terminal. As a result, for example, smart metering (remote automatic meter reading) of electricity, water, etc., equipment monitoring such as failures in plants, etc., are applied to an extremely wide range.
上記のLPWAで2以上の子局が採用される場合、これらの子局同士の間での送信タイミングの重なりが生じないようにする必要がある。ここで、LPWAでは、ポーリング呼び出しを行う通信システムと、イベント駆動型通信システムとが、主に採用される。この通信システムのうち、ポーリング呼び出しを行う通信システムでは、この重なりは生じない。しかしポーリング呼び出しを行う通信システムの場合、親局の指令電波を受信するために、子局の受信機に常に通電しておくことが必要となり、これにより子局の消費電力が大きくなるという問題がある。合わせて、ポーリング呼び出しを行う通信システムでは、親局から子局への問い合わせ通信と、子局から親局への応答通信が必要となり、通信時間が長くかかるという問題がある。 When two or more child stations are employed in the above LPWA, it is necessary to prevent overlapping of transmission timings between these child stations. Here, in LPWA, a communication system with polling calls and an event-driven communication system are mainly adopted. This overlap does not occur in those communication systems that use polling calls. However, in the case of a communication system that uses polling calls, it is necessary to keep the receiver of the slave station constantly energized in order to receive the command signal from the master station, which increases the power consumption of the slave station. be. In addition, in a communication system that performs polling calls, inquiry communication from the master station to the slave station and response communication from the slave station to the master station are required, resulting in a problem of long communication times.
特許文献1には、1以上の子局と、これらの子局から送信されるデータを受信する親局とを含んで構成される無線通信システムが開示されている。このシステムは、イベント駆動型通信システムである。LPWAを用いた無線通信システムでは、特許文献1に開示されているイベント駆動型通信システムが採用される場合が多い。なぜなら、イベント駆動型通信システムでは子局の受信機を常に通電する必要がなく、子局の消費電力を抑えることができるからである。加えて、親局から子局への問い合わせ通信の時間が不要となり通信時間が短くできるからである。このイベント駆動型通信システムが開示されている特許文献1では、子局同士の間での送信タイミングの重なりが生じないようにするために、子局が電波時計を受信するアンテナを備えている。
しかるに、特許文献1に記載の無線通信システムは、電波時計を受信するアンテナを備えていることにより、このアンテナに対して通電を行う必要があり、この部分での電力の消費があるという問題がある。この電力の消費があることにより、データ送信のタイミングによっては数日程度で乾電池などを交換する必要が生じたり、データ送信のタイミングを数十分という長さにしたりする必要があるという問題がある。
However, since the wireless communication system described in
本発明は上記事情に鑑み、子局での消費電力を極力抑制し、さらに一定時間内の通信回数を多くすることが可能な無線通信システムを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a wireless communication system capable of minimizing power consumption in slave stations and increasing the number of times of communication within a certain period of time.
第1発明の無線通信システムは、2以上の子局と、該2以上の子局から送信されるデータを受信する親局とを含んで構成され、前記2以上の子局は、前記2以上の子局を制御する子局制御部をそれぞれ備え、該子局制御部は、あらかじめ定められた定期周期ごとに前記親局へデータを送信し、前記子局制御部は、該子局制御部が制御する子局から第1データおよび該第1データに続く第2データの送信ができなかったと判断すると、前記子局制御部が制御する子局からの、前記第2データの後の第3データ以降のデータ送信のタイミングを、あらかじめ定められた遅れ時間だけ遅らせて送信することを特徴とする。
第2発明の無線通信システムは、第1発明において、前記子局制御部は、前記2以上の子局からのデータの送信を、前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ異なるタイミングで行うことを特徴とする。
第3発明の無線通信システムは、第2発明において、前記子局制御部は、前記2以上の子局にそれぞれ備えられている子局用時計を、前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることにより、前記2以上の子局からのデータの送信を、それぞれ異なるタイミングで行うことを特徴とする。
第4発明の無線通信システムは、第1発明から第3発明のいずれかにおいて、前記2以上の子局と前記親局との間の伝送速度が50bps以上2000bps以下であり、
前記2以上の子局の個数が、4以上24以下であることを特徴とする。
第5発明の子局制御プログラムは、2以上の子局と、該2以上の子局から送信されるデータを受信する親局とを含んで構成される無線通信システムの子局制御プログラムであって、前記2以上の子局にそれぞれ設けられた子局制御部に、あらかじめ定められた定期周期ごとに前記親局へデータを送信する場合に、前記2以上の子局から前記親局へ、前記子局制御部が制御する子局から第1データおよび該第1データに続く第2データが送信できなかったと前記子局制御部が判断すると、前記子局制御部が制御する子局からの、前記第2データの後の第3データ以降のデータ送信のタイミングを、あらかじめ定められた遅れ時間だけ遅らせて送信させることを特徴とする。
第6発明の子局制御プログラムは、第5発明において、前記子局制御部に、前記2以上の子局から前記親局へのデータの送信を、前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることを特徴とする。
第7発明の子局制御プログラムは、第6発明において、子局制御部に、前記2以上の子局に備えられている子局用時計を、前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることにより、前記2以上の子局から前記親局へのデータの送信を、それぞれ遅らせることを特徴とする。
A wireless communication system according to a first invention includes two or more slave stations and a master station that receives data transmitted from the two or more slave stations, and the two or more slave stations the child station control units for controlling the child stations, the child station control units transmitting data to the parent station at predetermined periodic intervals, the child station control units comprising the child station control units When it is determined that the first data and the second data following the first data could not be transmitted from the child station controlled by the child station control unit, the third data after the second data from the child station controlled by the child station control unit It is characterized by delaying the timing of data transmission after the data by a predetermined delay time.
A wireless communication system according to a second aspect of the invention is the wireless communication system according to the first aspect, wherein the child station control unit controls transmission of data from the two or more child stations based on ID numbers assigned to the two or more child stations. They are characterized by being performed at different timings.
A wireless communication system according to a third aspect of the invention is the wireless communication system according to the second aspect, wherein the slave station control unit controls the slave station clocks provided in the two or more slave stations by the IDs assigned to the two or more slave stations, respectively. The transmission of data from the two or more slave stations is performed at different timings by delaying them based on the numbers.
A wireless communication system according to a fourth aspect of the invention is the wireless communication system according to any one of the first aspect to the third aspect, wherein a transmission rate between the two or more slave stations and the master station is 50 bps or more and 2000 bps or less,
The number of the two or more child stations is 4 or more and 24 or less.
A slave station control program according to a fifth aspect of the present invention is a slave station control program for a wireless communication system including two or more slave stations and a master station that receives data transmitted from the two or more slave stations. and transmitting data to the parent station at predetermined regular intervals to the child station controllers respectively provided in the two or more child stations, from the two or more child stations to the parent station, When the slave station control unit determines that the first data and the second data subsequent to the first data could not be transmitted from the slave station controlled by the slave station control unit, the slave station controlled by the slave station control unit and transmitting the third data after the second data with a predetermined delay time.
A child station control program according to a sixth aspect of the invention is the child station control program in the fifth aspect of the invention, which causes the child station control unit to transmit data from the two or more child stations to the parent station by IDs assigned to the two or more child stations, respectively. It is characterized by delaying each based on the number.
A slave station control program according to a seventh aspect of the invention is the slave station control program according to the sixth aspect, wherein the slave station control unit controls the slave station clocks provided in the two or more slave stations by ID numbers assigned to the two or more slave stations, respectively. The data transmission from the two or more slave stations to the master station is delayed by delaying each based on the following.
第1発明によれば、子局制御部が、この子局制御部が制御する子局から第1データおよび第2データの送信ができなかったと判断すると、その後の第3データ以降のデータ送信のタイミングをあらかじめ定められた遅れ周期だけ遅らせて送信することにより、第1データなどは他の子局との送信のタイミングが重なっても、その後の第3データからは他の子局との送信のタイミングをずらすことができ、イベント駆動型通信システムにおいてシンプルな構成で子局の送信のタイミングが重ならないようにできる。すなわち、この構成により、データの再送回数が抑えられ、子局での電力を消費することを抑制でき、乾電池などを電源とするフレキシブルなシステムでありながら、その乾電池など子局の電源の交換のメンテナンス作業の頻度を少なくすることができる。また、イベント駆動型通信システムであるので、親局から子局への問い合わせ通信の時間が不要となり、一定時間内の通信回数を多くすることができる。
第2発明によれば、子局制御部が、子局からのデータの送信を、子局に割り振られるID番号に基づいて、それぞれ異なるタイミングで行うことにより、子局立ち上げ時において、それぞれの子局からの送信のタイミングをずらすことができ、無線通信システムの使用者は、システム立ち上げ時に早期にすべての子局からのデータを取得できる。
第3発明によれば、子局用時計を遅らせることで、データの送信をそれぞれ異なるタイミングで行うことにより、子局制御部で使用される送信のためのソフトウェアの共通化を図ることができる。
第4発明によれば、子局と親局の間の伝送速度が50bps以上2000bps以下であることにより、いわゆるLPWAを用いた無線通信システムが構築できるため、広範囲の通信エリアを確保し、子局の消費電力をより抑えたシステムが構築できる。また、子局の個数が4以上24以下であることにより、親局台数と1台当たりの端子数の観点からシステムの大きさを最適化できる。
第5発明によれば、子局制御プログラムが、子局制御部に、あらかじめ定められた定期周期ごとに親局へデータを送信する場合に、第1データおよび第2データが送信できなかったと判断すると、その後の第3データ以降のデータ送信のタイミングを遅れ周期だけ遅らせて送信させることにより、この子局制御プログラムを実施した無線通信システムは、第1データなどは他の子局との送信のタイミングが重なっても、その後の第3データからは他の子局との送信のタイミングをずらすことができ、イベント駆動型通信システムにおいてシンプルな構成で子局の送信のタイミングが重ならないようにできる。すなわち、無線通信システムを、子局での電力を消費することを抑制でき、乾電池などを電源とするフレキシブルなシステムでありながら、その乾電池の交換のメンテナンス作業の頻度を少なくすることができるシステムにすることができる。
第6発明によれば、子局制御プログラムは、子局制御部に、子局から親局へのデータの送信を、子局に割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることにより、この子局制御プログラムを実施した無線通信システムは、子局立ち上げ時において、それぞれの子局からの送信のタイミングをずらすことができ、無線通信システムの使用者は、システム立ち上げ時に早期にデータを取得できる。
第7発明によれば、子局制御プログラムは、子局に備えられている子局用時計を、子局に割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることで、子局からのデータの送信を、それぞれ遅らせるので、子局制御部で使用される送信のためのソフトウェアの共通化を図ることができる。
According to the first invention, when the child station control section determines that the transmission of the first data and the second data from the child station controlled by the child station control section has failed, the subsequent data transmission of the third and subsequent data is performed. By delaying the timing by a predetermined delay period for transmission, even if the timing of transmission with other slave stations overlaps with the first data, etc., the transmission with other slave stations from the third data after that is delayed. Timing can be shifted, and transmission timings of slave stations can be prevented from overlapping with a simple configuration in an event-driven communication system. That is, with this configuration, the number of data retransmissions can be suppressed, power consumption in the slave station can be suppressed, and although it is a flexible system that uses dry batteries as a power supply, it is not necessary to replace the power supply of the slave station such as the dry battery. The frequency of maintenance work can be reduced. In addition, since the communication system is an event-driven communication system, the time required for inquiry communication from the master station to the slave station is eliminated, and the number of times of communication within a certain period of time can be increased.
According to the second aspect of the invention, the slave station control unit transmits data from the slave station at different timings based on the ID numbers assigned to the slave stations. Transmission timings from the slave stations can be shifted, and users of the wireless communication system can acquire data from all the slave stations at an early stage when the system is started up.
According to the third invention, by delaying the slave station clock and transmitting data at different timings, it is possible to share the software for transmission used in the slave station controllers.
According to the fourth invention, since the transmission rate between the slave station and the master station is 50 bps or more and 2000 bps or less, a wireless communication system using so-called LPWA can be constructed, so that a wide communication area can be secured and the slave station A system that consumes less power can be constructed. Also, by setting the number of child stations to be 4 or more and 24 or less, the size of the system can be optimized from the viewpoint of the number of master stations and the number of terminals per unit.
According to the fifth invention, when the slave station control program causes the slave station control unit to transmit data to the master station at predetermined periodic intervals, it is determined that the first data and the second data could not be transmitted. Then, by delaying the transmission timing of the third and subsequent data by the delay period, the radio communication system implementing this child station control program can prevent the transmission of the first data and the like to other child stations. Even if the timings overlap, the timing of transmission with other child stations can be shifted from the subsequent third data, and the transmission timings of the child stations can be prevented from overlapping with a simple configuration in an event-driven communication system. . In other words, the wireless communication system can reduce the power consumption of slave stations, and is a flexible system using dry batteries as a power source, while reducing the frequency of maintenance work such as replacing the dry batteries. can do.
According to the sixth invention, the slave station control program causes the slave station control unit to delay transmission of data from the slave station to the master station based on the ID number assigned to the slave station. A wireless communication system that implements a control program can shift the timing of transmission from each slave station when starting up a slave station, and the user of the wireless communication system can acquire data early at the time of system start-up. .
According to the seventh invention, the slave station control program delays the slave station clock provided in the slave station based on the ID number assigned to the slave station, thereby preventing data transmission from the slave station. , are delayed respectively, so that software for transmission used in the slave station controllers can be shared.
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するための無線通信システムおよび子局制御プログラムを例示するものであって、本発明は無線通信システムおよび子局制御プログラムを以下のものに特定しない。なお、各図面が示す部材の大きさまたは位置関係などは、説明を明確にするため誇張していることがある。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the embodiment shown below exemplifies a radio communication system and a slave station control program for embodying the technical idea of the present invention. not specific to Note that the sizes and positional relationships of members shown in each drawing may be exaggerated for clarity of explanation.
本発明に係る無線通信システム10は、2以上の子局21と、これらの2以上の子局21から送信されるデータを受信する親局11とを含んで構成され、2以上の子局21は、2以上の子局21を制御する子局制御部22をそれぞれ備えている。そして、これらの子局制御部22は、あらかじめ定められた定期周期T1ごとに親局11へデータを送信し、子局制御部22は、この子局制御部22が制御する子局21から第1データおよび第1データに続く第2データの送信ができなかったと判断すると、子局制御部22が制御する子局21からの、第2データの後の第3データ以降のデータ送信のタイミングを、あらかじめ定められた遅れ時間T3だけ遅らせて送信する。以下、無線通信システム10の構成について説明した後、その構成による無線通信システム10の動作フローを説明し、その動作フローによる通信状況について説明する。
A
(無線通信システム10の構成)
図2には本発明の第1実施形態に係る無線通信システム10のブロック構成図を示す。本実施形態では無線通信システム10は、1つの親局11と、4つの子局21と、を含んで構成されている。図2では、4つの子局21のうち1つのみについて詳細を示している。なお、子局21の数は特に4つに限定されるものではなく2以上であれば問題ない。子局の個数の上限は制限されない。しかし、子局21の個数が増えるごとに親局11の信号出力部13に設けられる接点の数が増え、親局11の躯体が不必要に大きくなることを考慮すると子局21の個数は、4以上24以下であることが好ましい。このように、子局の個数が4以上24以下であることにより、親局台数と1台当たりの端子数の観点からシステムの大きさを最適化できる。
(Configuration of wireless communication system 10)
FIG. 2 shows a block configuration diagram of the
本実施形態では、親局11は、親局制御部12と、信号出力部13と、親局用通信モジュール14と、親局用記憶部15と、GPS受信機16と、を含んで構成されている。親局制御部12は、親局11に設けられている、これらの他の要素と電気的に接続され、これらを制御する。なお、親局11の構成は、この構成に限定されることはなく、他の要素が加えられたり、親局用記憶部15などの要素がなかったりする場合もある。なお、図には示されていないが、親局11の電源は、電線により供給される。加えて、親局制御部12には、親局用時計が設けられている場合がある。
In this embodiment, the
信号出力部13は、親局11とは別に設けられたPC、PLCなどの外部機器17に接続されている。親局制御部12は、子局21から送付されてきたデータを、信号出力部13を通して、外部機器17へ出力する。
The
親局用通信モジュール14は、子局21に設けられている子局用通信モジュール24と、無線通信により接続している。この無線通信はいわゆるLPWAが用いられることが好ましい。具体的には、伝送速度が50bps以上2000bps以下であることが好ましい。
The master
子局21と親局11の間の伝送速度が50bps以上2000bps以下であることにより、広範囲の通信エリアを確保し、子局21の消費電力を抑えた、いわゆるLPWAを用いた無線通信システム10が構築できる。
A
親局用記憶部15は、親局制御部12を制御するための親局制御プログラムが格納される場合がある。また、親局用記憶部15には、子局21から送信されてきたデータを、外部機器17に送信する前に一時的に記憶する場合がある。
The master
GPS受信機16は、GPSから、GPS受信機16の位置情報に合わせて、時刻情報を受信する。そして親局制御部12は、GPS受信機16からの時刻情報と、子局21から送信されたデータとを関連付ける。
The
本実施形態では、それぞれの子局21は、子局制御部22と、信号入力部23と、子局用通信モジュール24と、子局用記憶部25と、を含んで構成されている。子局制御部22は、子局21に設けられている、これらの要素と電気的に接続され、これらを制御する。なお、子局21の構成は、この構成に限定されることはなく、他の要素が加えられたり、子局用記憶部25などの要素が無かったりする場合もある。また、複数ある子局21のすべてが同じ構成である必要はない。なお、図には示されていないが、子局21は、子局21を動作するための電源が備えられている。加えて、子局制御部22には、子局用時計が設けられている場合がある。
In this embodiment, each
信号入力部23は、子局21とは別に設けられたセンサ26に接続されている。子局制御部22は、ここで得られたデータを、子局用通信モジュール24を通して親局11へ送信する。信号入力部23は、アナログ電流、アナログ電圧、デジタルの各信号のデータを取得することが可能である。
The
子局用記憶部25は、子局制御部22を制御するための子局制御プログラムが格納される場合がある。また、子局用記憶部25には、信号入力部23で取得したデータを、子局用通信モジュール24から送信する前に一時的に記憶する場合がある。
The child
本実施形態に係る無線通信システム10は、親局11から子局21に対しポーリング呼び出しを行わないイベント駆動型通信システムである。すなわち、子局21は、親局11からのポーリング呼び出しのために通電を継続して行う必要がない。このイベント駆動型通信システムは、親局11から子局21に対し、全く送信を行わない通信システムを意味するのではなく、後述するように親局11から時刻データを送信したり、親局11において子局21から送信したデータが受信されたことの送信が行われたりする。
The
(無線通信システム10の動作フロー)
図3には、本発明の第1実施形態に係る無線通信システム10の動作フロー図を示す。図3の紙面において左側が親局11における動作フローであり、右側が子局21における動作フローである。本実施形態にかかる無線通信システム10は、子局21は2以上あるが、動作フローの理解を容易にするため、図3では子局21の動作フローは1つのみを記載している。なお動作フローの各ステップについては、例えばステップ01はS01のような形で記載する。
(Operation flow of wireless communication system 10)
FIG. 3 shows an operation flow diagram of the
S01において、親局11では、親局初期処理が行われる。この親局初期処理では、無線通信システム10の使用者が、まず親局11の電源を入れる。親局11の電源が入れられると、親局制御部12は、親局用記憶部15に格納されている親局制御プログラムを読み込む。そして、親局制御部12は親局用通信モジュール14を初期化し、子局21からの送信データの受信を可能とする。
In S01, master station initial processing is performed in the
S02において、親局11ではGPS時刻同期処理が行われる。すなわち、親局11に設けられたGPS受信機16により、親局制御部12は、GPSからの時刻データを取得し、親局制御部12に設けられている親局用時計をその時刻データに同期させる。
In S02, the
S03において、親局11では、親局制御部12が、子局21のいずれかからの時刻データの要求があったかどうかを判断する。この時刻データの要求は、親局用通信モジュール14を通して、親局制御部12が確認する。時刻データの要求があると親局制御部12が判断した場合、親局制御部12は、S04へ進む。時刻データの要求がないと親局制御部12が判断した場合、親局制御部12は、S05へ進む。
In S<b>03 , in the
S04において、親局11では、親局制御部12が、時刻要求があった子局21に対し、親局制御部12の親局用時計内の時刻データを送信する。
In S04, in the
S05において、親局11では、親局制御部12が、子局21のいずれかからデータの送信があったかどうかを判断する。このデータの送信は、親局用通信モジュール14を通して、親局制御部12が確認する。データの受信があると親局制御部12が判断した場合、親局制御部12は、S06へ進む。データの受信がないと親局制御部12が判断した場合、親局制御部12は、S02の前段階まで戻る。
In S<b>05 , in the
S06において、親局11では、親局制御部12が、データの送信があった子局21に対し、データが受信されたことを送信する。この際、一の子局21からの送信のタイミングと、他の子局21からの送信のタイミングが重なると、データの受信が先に行われた子局21についてはデータが受信され、S06において、その受信があったことを送信するが、データの受信が後で行われた子局21については、データが受信されず、S06において、その受信があったことは送信されない。
In S06, in the
S07において、親局11では、親局制御部12が、親局用記憶部15に送信があったデータを保存する。またS08において、親局11では、親局制御部12が、通信のエラーがあったかどうかを確認する。この通信エラーは、所定時間内に、一の子局21からデータが届かない場合に、親局11がエラーとして検知するものである。例えば、子局21の一つが故障して子局21からのデータが送信されない場合に、親局11がエラーと判断する。そして、S08の後、親局制御部12は、S02の前に戻り、このフローを繰り返す。
In S<b>07 , in the
続いて子局21の動作フローを説明する。この際、図3に合わせて、図1を用いて動作フローを説明する。図1は、本実施形態に係る無線通信システム10の通信状況の説明図である。具体的には、子局21が4つある場合の子局21からの送信状態を示した図である。図1(A)は、4つある子局21からの送信が、すべて親局11に受信されているときの通信状況である。図1(B)は、4つある子局21のうち、一つの子局21ともう一つの子局21の送信のタイミングが重複しているときの通信状況である。具体的に送信タイミングが重複しているのは、ID番号2の子局21とID番号3の子局21であり、重複を符号Cで記載している。図1(C)は、図1(B)の状態から、重複した子局21の一つの送信タイミングを遅らせたときの通信状況である。
Next, the operational flow of the
S11において、子局21では、子局初期処理が行われる。この子局初期処理では、無線通信システム10の使用者が、子局21の電源を入れる。この際、この子局21の電源を入れる処理は、親局11の電源を入れる処理の後であることが好ましい。子局21の電源が入れられると、子局制御部22は、子局用記憶部25に格納されている子局制御プログラムを読み込む。また、子局制御部22は、使用者が子局21において設定しているID番号などの情報を取得する。そして、子局制御部22は、子局用通信モジュール24を初期化し、子局制御部22がデータをこの子局用通信モジュール24を通して送信することを可能とする。
In S<b>11 , slave station initial processing is performed in the
S12において、子局21では、その子局21の時刻同期処理が行われる。すなわち、子局制御部22は、親局11に対し、現在時刻を送信する要求を親局11に向けて送信する。この要求を受けた親局11は、親局制御部12内の親局用時計の時刻データを子局21に向けて送信する。そして子局制御部22は、その送付されてきた時刻データに基づいて、子局制御部22が備えている子局用時計の時刻をその時刻データに同期させる。
In S12, the
S13において、子局21では、子局制御部22が内部の時刻を読み出す。S12において、子局制御部22内の子局用時計は、親局用時計の時刻データと同期されており、この時刻データに基づいた時刻を子局制御部22は読み出す。
In S13, in the
S14において、子局21では、子局制御部22が、送信タイミングであるかどうかを判断する。ここで、送信タイミングについて図1を用いて詳細に説明する。
In S14, the
図1の各図は、4つの子局21が設けられ、その子局21のデータ送信の状態が示されている。図1では、X軸が時間軸(図1の紙面において左から右へ時間が経過する)、Y軸が子局21に割り当てられえたID番号を示している。そして、ハッチングされている矩形の部分がそのID番号の子局21が、そのデータを送信するタイミング、すなわちデータ送信の時間を表している。
Each diagram in FIG. 1 shows four
図1(A)に示すように、ID番号0の子局21では、あらかじめ定められた定期周期T1ごとに、送信時間T2の時間を使用してデータの送信が行われている。そしてID番号1の子局21では、定期周期T1および送信時間T2の長さはID番号0の子局21と同じであるが、送信時間T2が始まる時間が、ID番号0の子局21よりも遅くなっている。このように、子局21の子局制御部22は、ID番号に応じて定期周期T1の始まる時間から、送信時間T2が始まる時間までの長さをそれぞれ変更する。そして、例えば、ID番号1の子局21の子局制御部22は、ID番号1の子局21の送信時間T2が始まる時間が、ID番号0の子局21の送信時間T2の終わる時間よりも遅くなるように制御する。ID番号2および3の子局制御部22も同じように、定期周期T1が始まる時間から送信時間T2の始まるまでの時間の長さを制御している。そして、図1(A)に示すように、各子局21の送信タイミングが互いに重ならないようにする。
As shown in FIG. 1(A), the
すなわち、図1(A)に示すように、各子局21の各子局制御部22は、各子局21からのデータの送信を、各子局21に割り振られたID番号に基づいて、それぞれ異なるタイミングで行い、各子局21の送信タイミングが互いに重ならないようにする。このようにすることにより、親局11は、すべての子局21からの送信データを受信することが可能となる。ID番号は、S11において、各子局21に割り振られるので、子局21立ち上げ時において、それぞれの子局21からの送信のタイミングをずらすことができ、無線通信システム10の使用者は、システム立ち上げ時に早期にすべての子局21からのデータを取得できる。
That is, as shown in FIG. 1A, each child
子局制御部22が、子局21からのデータの送信を、子局21に割り振られるID番号に基づいて、それぞれ異なるタイミングで行うことにより、子局21立ち上げ時において、それぞれの子局21からの送信のタイミングをずらすことができ、無線通信システム10の使用者は、システム立ち上げ時に早期にすべての子局21からのデータを取得できる。
The slave
なお、上記のように各子局21の送信タイミングをずらす方法として、本実施形態では、子局制御部22は、子局21に備えられている子局用時計を、その子局21に割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることにより、子局21からのデータの送信を、それぞれ異なるタイミングで行うようにしている。
As a method for shifting the transmission timing of each
子局用時計を遅らせることで、データの送信をそれぞれ異なるタイミングで行うことにより、子局制御部22で使用される送信のためのソフトウェアの共通化を図ることができる。
By delaying the slave station clock and transmitting data at different timings, the software for transmission used in the
定期周期T1の長さは、無線通信システム10の使用者が任意で決定することができ、例えば子局21の子局制御プログラム内の数値を変更したり、子局21の躯体のスイッチを変更したりすることで変更することが可能である。定期周期T1の長さは、すべての子局21で同じである必要はないが、あらかじめ定められた周期の整数倍である必要がある。例えばあらかじめ定められた周期が10秒である場合は、各子局21の定期周期T1は、10秒、20秒、30秒という数値の中から選択される。定期周期T1は、例えば工場設備など比較的頻繁にデータが変位する場合は、20秒以下とすることが好ましく、10秒以下とすることがさらに好ましい。また、自然現象など比較的データの変位が少ない場合は20秒以上とすることが好ましい。
The length of the periodic cycle T1 can be arbitrarily determined by the user of the
子局21の個数が4以上24以下であり、定期周期T1が5秒以上60秒以下である場合、対応に緊急を要する機器類の動作状態監視から比較的時間裕度のある気温などの監視用途に幅広く適用できるとともにシステムの大きさを最適化できる。
When the number of
送信時間T2の長さは、子局21から親局11へ送信されるデータの大きさおよび子局21と親局11との間の伝送速度により決定される。例えば980bps前後の伝送速度で、時刻データと合わせた計測データを送付する場合、送信時間T2の長さは1秒前後となる。
The length of the transmission time T2 is determined by the size of the data transmitted from the
例えば、定期周期T1が始まる時間から、ID番号1の子局21の送信時間T2が始まる時間までの長さは、ID番号0の子局21の送信時間T2の長さの1.2倍以上2.0倍以下が好ましい。
For example, the length from the start of the periodic cycle T1 to the start of the transmission time T2 of the
S14において、子局21では、子局制御部22は、現在の時刻が、その子局21が割り当てられたID番号に従って算出された、データ送信が行われ始めるタイミングであるかどうかを判断する。子局制御部22が、そのタイミングでないと判断すると、子局制御部22はS13の前に戻る。子局制御部22が、そのタイミングであると判断すると、子局制御部22はS15へ進む。
In S14, the slave
S15において、子局21では、子局制御部22は、センサ26に接続している信号入力部23から計測データを取得する。そしてS16において、子局21では、子局制御部22は、その取得したデータを、子局用通信モジュール24から親局11へ向けて送信する。
In S<b>15 , in the
S17において、子局21では、子局制御部22は、S16において送信したデータが親局11で受信されたかを確認する。この点について図1を用いて詳細に説明する。
In S17, in the
ポーリング呼び出しを行わないイベント駆動型通信システムでは、複数の子局21から信号が送信され、その送信のタイミングが重なると、後から送信されたデータは親局11では受信されない。例えば子局21が配置される環境が異なる場合、子局制御部22に設けられている子局用時計は、1日で1秒といった単位で遅れたり進んだりする。図1(B)では、ID番号2の子局21からの送信時間T2と、ID番号3の子局21からの送信時間T2とが重なり、重複Cが存在している。この場合、先に送信されているID番号2の子局21の送信データは親局11で受信されるが、後から送信されているID番号3の子局21の送信データは、親局11で受信されない。
In an event-driven communication system that does not perform polling calls, when signals are transmitted from a plurality of
なお、図1は、「データを送信しているタイミング」についての図ではなく、「データを送信するタイミング」についての図である。すなわち、図1(B)において、ID番号3の子局21から送信データは送信されない場合がある。例えば、図3には図示していないが、それぞれの子局21が送信前に極短時間電波受信モードになり、他の子局21から電波が出ているかどうかを確認する。そしてこの他の子局21からの電波が出ていることを検知すると、その子局21は電波を送信せずに電波を送信しない。この際、子局21の送信データは、親局11で受信されない。
It should be noted that FIG. 1 is not a diagram of "data transmission timing" but a diagram of "data transmission timing". That is, in FIG. 1(B), transmission data may not be transmitted from the
S18において、子局21では、子局制御部22は、親局11から受信があったとの送信があると判断すると、S13の前段階まで戻る。子局制御部22は、親局11から受信があったとの送信がないと判断すると、S19へ進む。
In S18, when the
S19において、子局21では、子局制御部22は、次に送付するデータをあらかじめ定められた遅れ時間T3だけ遅らせる遅らせ処理をする。この点について図1(C)を用いて詳細に説明する。
In S19, the
S17で説明したように、図1(B)のように重複Cが生じると、ID番号3の子局21からの送信データは、親局11で受信されない。このような重複Cが生じた場合、S18において、子局制御部22は、その子局21からのデータの送信が成功していないと判断する。図1(C)では、ID番号3の最も左に位置するデータ送信は、親局11で受信されないことを示している。また、次のデータ送信も、親局11で受信されないことを示している。そして、左から3番目のデータについては、S19にてID番号3の子局制御部22が、あらかじめ定められた遅れ時間T3だけ、送信時間T2を遅らせる。なお、図1(C)において、左から1番目のT1内のID番号3のデータが、特許請求の範囲に記載の「第1データ」に該当し、左から2番目のT1内のID番号3のデータが、特許請求の範囲に記載の「第2データ」に該当し、左から3番目のT1内のID番号3のデータが、特許請求の範囲の「第3データ」に該当する。ただし、図1(C)は、時系列のデータの中の一部を取り出したものであり、図1(C)の左側および右側には、連続してデータの送信が行われている。
As described in S17, when duplication C occurs as shown in FIG. When such duplication C occurs, in S18, the child
本実施形態では、図1(C)に示すように子局21のデータの送信が2回連続してできなかったと子局制御部22が判断する、すなわち、重複Cが2回連続して生じたと子局制御部22が判断すると、その次にその子局21がデータを送付する際に、その子局制御部22は、あらかじめ定められた遅れ時間T3だけ送信時間T2を遅らせる。なお重複Cは、2回連続して生じた場合に、送信時間T2を遅らせることが好ましい。1度である場合は、障害物が横切ったり、妨害電波があったりした場合に、散発する場合がある。また、3度以上連続した場合とすると、通信の回復が遅くなるからである。
In this embodiment, as shown in FIG. 1(C), the child
遅れ時間T3の長さは特に限定されないが、定期周期T1、送信時間T2などを考慮してあらかじめ定められている。また、図1(C)には、重複Cが2回生じたと子局制御部22が判断した場合を示したが、他の場合も考えられる。例えば、重複Cが1回生じたと判断した場合、または3回連続して生じたと判断した場合に遅れ処理を子局制御部22が行うことも可能である。
Although the length of the delay time T3 is not particularly limited, it is determined in advance in consideration of the periodic period T1, the transmission time T2, and the like. Also, FIG. 1(C) shows the case where the slave
子局制御部22が、第1データおよび第2データの送信ができなかったと判断すると、その後の第3データ以降のデータ送信のタイミングをあらかじめ定められた遅れ時間T3だけ遅らせて送信することにより、第1データなどは他の子局21との送信のタイミングが重なっても、その後の第3データからは他の子局21との送信のタイミングをずらすことができ、イベント駆動型通信システムにおいてシンプルな構成で子局21の送信のタイミングが重ならないようにできる。すなわち、この構成により、データの再送回数が抑えられ、子局21での電力を消費することを抑制でき、乾電池などを電源とするフレキシブルなシステムでありながら、その乾電池など子局21の電源の交換のメンテナンス作業の頻度を少なくすることができる。また、イベント駆動型通信システムであるので、親局11から子局21への問い合わせ通信の時間が不要となり、一定時間内の通信回数を多くすることができる。
When the slave
(無線通信システム10を構成する子局21の子局制御プログラム)
本実施形態に係る無線通信システム10を構成する子局21の子局制御プログラムは、S11において、子局用記憶部25から子局制御部22に読みだされる。そして、この子局制御プログラムは、上記のS11からS19のフローを実施することができる。
(Child station control program of
The slave station control program of the
この子局制御プログラムは、子局21に設けられた子局制御部22に、あらかじめ定められた定期周期T1ごとに親局11へデータを送信する場合に、子局21から親局11へ、第1データが送信できなかったと、その子局制御部22が判断すると、第1データの後の第2データの送信を、あらかじめ定められた遅れ時間T3だけ遅らせて送信させる。
This slave station control program is used to transmit data to the
子局制御プログラムが、子局制御部22に、あらかじめ定められた定期周期T1ごとに親局11へデータを送信する場合に、第1データが送信できなかったと子局制御部22が判断すると、第1データの後の第2データの送信を、遅れ時間T3だけ遅らせて送信させることにより、この子局制御プログラムを実施した無線通信システム10は、第1データは他の子局21との送信のタイミングが重なっても、その後の第2データからは他の子局21との送信のタイミングをずらすことができ、イベント駆動型通信システムにおいてシンプルな構成で子局21の送信のタイミングが重ならないようにできる。すなわち、無線通信システム10を、子局21での電力を消費することを抑制でき、乾電池などを電源とするフレキシブルなシステムでありながら、その乾電池の交換のメンテナンス作業の頻度を少なくすることができるシステムにすることができる。
When the slave station control program transmits data to the
また子局制御プログラムは、子局制御部22に、子局21から親局11へのデータの送信を、子局21に割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせる。
The slave station control program causes the slave
これにより、この子局制御プログラムを実施した無線通信システム10は、子局21立ち上げ時において、それぞれの子局21からの送信のタイミングをずらすことができ、無線通信システム10の使用者は、システム立ち上げ時に早期にデータを取得できる。
As a result, the
また子局制御プログラムは、子局制御部22に、子局21に備えられている子局用時計を、その子局21に割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることで、子局21から親局11へのデータの送信を、それぞれ遅らせる。
In addition, the slave station control program causes the slave
これにより、子局制御部22で使用される送信のためのソフトウェアの共通化を図ることができる。
As a result, it is possible to standardize software for transmission used in the child
10 無線通信システム
11 親局
21 子局
22 子局制御部
T1 定期周期
T3 遅れ時間
REFERENCE SIGNS
Claims (7)
前記2以上の子局は、前記2以上の子局を制御する子局制御部をそれぞれ備え、
該子局制御部は、あらかじめ定められた定期周期ごとに前記親局へデータを送信し、
前記子局制御部は、該子局制御部が制御する子局から第1データおよび該第1データに続く第2データの送信が連続してできなかったと判断すると、
前記子局制御部が制御する子局からの、前記第2データの後の第3データ以降のデータ送信のタイミングを、あらかじめ定められた遅れ時間だけ遅らせて送信する、
ことを特徴とする無線通信システム。 comprising two or more slave stations and a master station that receives data transmitted from the two or more slave stations,
each of the two or more child stations includes a child station control unit that controls the two or more child stations;
The slave station control unit transmits data to the master station at predetermined periodic intervals,
When the child station control unit determines that the child station controlled by the child station control unit cannot continuously transmit the first data and the second data following the first data,
Delaying the timing of data transmission from the slave station controlled by the slave station control unit for the third data after the second data by a predetermined delay time and transmitting the data;
A wireless communication system characterized by:
前記2以上の子局からのデータの送信を、
前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ異なるタイミングで行う、
ことを特徴とする請求項1に記載の無線通信システム。 The slave station control unit
transmission of data from the two or more slave stations;
performed at different timings based on the ID numbers assigned to the two or more slave stations;
The wireless communication system according to claim 1, characterized by:
前記2以上の子局にそれぞれ備えられている子局用時計を、
前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることにより、
前記2以上の子局からのデータの送信を、それぞれ異なるタイミングで行う、
ことを特徴とする請求項2に記載の無線通信システム。 The slave station control unit
a slave station clock provided in each of the two or more slave stations,
By delaying each based on the ID number assigned to each of the two or more child stations,
transmitting data from the two or more slave stations at different timings;
3. The radio communication system according to claim 2, characterized by:
前記2以上の子局の個数が、4以上24以下である、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の無線通信システム。 a transmission rate between the two or more slave stations and the master station is 50 bps or more and 2000 bps or less;
The number of the two or more slave stations is 4 or more and 24 or less.
4. The wireless communication system according to any one of claims 1 to 3, characterized by:
前記2以上の子局にそれぞれ設けられた子局制御部に、
あらかじめ定められた定期周期ごとに前記親局へデータを送信する場合に、
前記2以上の子局から前記親局へ、前記子局制御部が制御する子局から第1データおよび該第1データに続く第2データが送信できなかったと前記子局制御部が判断すると、
前記子局制御部が制御する子局からの、前記第2データの後の第3データ以降のデータ送信のタイミングを、あらかじめ定められた遅れ時間だけ遅らせて送信させる、
ことを特徴とする子局制御プログラム。 A slave station control program for a wireless communication system including two or more slave stations and a master station that receives data transmitted from the slave stations,
In the child station control unit provided in each of the two or more child stations,
When transmitting data to the master station at regular intervals determined in advance,
When the slave station controller determines that the first data and the second data following the first data cannot be transmitted from the two or more slave stations to the master station from the slave station controlled by the slave station controller,
delaying the timing of data transmission from the slave station controlled by the slave station control unit by a predetermined delay time for the transmission of the third data after the second data;
A slave station control program characterized by:
前記2以上の子局から前記親局へのデータの送信を、
前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせる、
ことを特徴とする請求項5に記載の子局制御プログラム。 In the slave station control unit,
transmission of data from the two or more slave stations to the master station;
each delaying based on the ID number assigned to each of the two or more child stations;
6. The slave station control program according to claim 5, characterized by:
前記2以上の子局にそれぞれ割り振られるID番号に基づいて、それぞれ遅らせることにより、
前記2以上の子局から前記親局へのデータの送信を、それぞれ遅らせる、
ことを特徴とする請求項6に記載の子局制御プログラム。 a slave station clock provided in the two or more slave stations in the slave station control unit;
By delaying each based on the ID number assigned to each of the two or more child stations,
respectively delaying the transmission of data from the two or more child stations to the master station;
7. The slave station control program according to claim 6, characterized by:
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