JP7782467B2

JP7782467B2 - 産業用無線通信システム

Info

Publication number: JP7782467B2
Application number: JP2022576955A
Authority: JP
Inventors: 智彦阿木; 憲正尾崎
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2021-01-25
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2025-12-09
Anticipated expiration: 2041-08-20
Also published as: CN116803151A; TW202236815A; JPWO2022158015A1; EP4258757A1; KR20230134580A; EP4258757A4; US12301278B2; US20240072842A1; IL304641A; WO2022158015A1

Description

本発明は、産業用無線通信システムに関する。

特許第５４９７７３０号公報には、ＰＣとコントローラとがフィールドネットワークを介して接続され、コントローラがマスターとして機能し、マスターとスレーブとの間で無線メッセージが送受信されるＦＡシステムが開示されている。

しかしながら、従来のシステムでは、必ずしも迅速に同期接続を行い得ない。

本発明の目的は、同期接続を迅速に行い得る産業用無線通信システムを提供することにある。

本発明の一態様による産業用無線通信システムは、産業設備の監視制御を行うコンピュータと、フィールドバスによって前記コンピュータに接続されたベース無線装置と、前記産業設備を構成する複数の機器の各々に備えられ、前記ベース無線装置と無線通信を行う複数のリモート無線装置と、を備え、同期接続された前記ベース無線装置と前記リモート無線装置とが、予め決められたホッピング周期でホッピング周波数を切り替えてデータの送受信を行う産業用無線通信システムであって、前記ベース無線装置は、前記リモート無線装置との同期接続がされていない場合に、前記リモート無線装置に対して同期接続するための同期接続信号を、前記ホッピング周期の整数倍の単一の同期接続周期でのみ送信する送信処理をブロードキャストで行う同期接続送信部を有し、前記同期接続送信部は、同期用の通信周波数である同期用通信周波数を順次切り替えることで、１つの前記ホッピング周期内で複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号を送信し、前記リモート無線装置は、前記ベース無線装置と同期接続がされていない場合に、前記ホッピング周期よりも長く、且つ、前記ホッピング周期の２倍の周期よりも短い切り替え周期で前記同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号の受信待ち処理を行う同期接続受信部を有する。

本発明によれば、同期接続を迅速に行い得る産業用無線通信システムを提供することができる。

図１は、一実施形態による産業用無線通信システムの構成を示す図である。図２は、一実施形態による産業用無線通信システムを示すブロック図である。図３は、同期接続信号の送受信を概念的に示す図である。図４は、タイムチャートの例を示す図である。図５Ａ及び図５Ｂは、同期用通信周波数の切り替え順序の例を示すタイムチャートである。図６は、一実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。図７は、一実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。図８は、一実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。図９は、一実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。図１０は、割り込み周期Ｔｉｒの例を示すタイムチャートである。

本発明による産業用無線通信システムについて、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

［一実施形態］
一実施形態による産業用無線通信システムについて図１～図９を用いて説明する。図１は、本実施形態による産業用無線通信システムの構成を示す図である。図２は、本実施形態による産業用無線通信システムを示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態による産業用無線通信システム１０には、コンピュータ１２と、ベース無線装置１４と、リモート無線装置１６とが備えられている。産業用無線通信システム１０には、複数のベース無線装置１４が備えられている。１つのコンピュータ１２と複数のベース無線装置１４とがフィールドバス１７を介して接続され得る。１つのベース無線装置１４には、複数のリモート無線装置１６が同期接続され得る。ベース無線装置１４毎に複数のリモート無線装置１６が同期接続されることで、複数のネットワーク４３が構成され得る。

コンピュータ１２は、産業設備の監視制御を行い得る。かかるコンピュータ１２は、例えば、ＰＬＣ（プログラマブル・ロジック・コントローラ）によって構成され得るが、これに限定されるものではない。図２に示すように、コンピュータ１２には、例えば、演算部（処理部）１８と、記憶部１９とが備えられている。

演算部１８は、例えば、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）等のプロセッサ（ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって構成され得る。即ち、演算部１８は、処理回路（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）によって構成され得る。演算部１８には、制御部２０が備えられている。演算部１８には、制御部２０以外の構成要素も備えられ得るが、ここでは、説明の簡略化のため、制御部２０以外の構成要素を省略している。制御部２０は、コンピュータ１２の全体の制御を司る。制御部２０は、産業設備の監視制御を行い得る。制御部２０は、記憶部１９に記憶されているプログラムが演算部１８によって実行されることによって実現され得る。なお、制御部２０の少なくとも一部が、ＡＳＩＣ（ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎＳｐｅｃｉｆｉｃＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＧａｔｅＡｒｒａｙ）等の集積回路によって実現されてもよい。また、制御部２０の少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されてもよい。

記憶部１９は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとによって構成され得る。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）等が挙げられ得る。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）、フラッシュメモリ等が挙げられ得る。データ等が、例えば揮発性メモリに記憶され得る。プログラム、テーブル、マップ等が、例えば不揮発性メモリに記憶され得る。記憶部１９の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられていてもよい。

コンピュータ１２には、フィールドバス接続を実現するための入出力インターフェース２１が備えられている。コンピュータ１２は、フィールドバス１７を介してベース無線装置１４との間で通信を行い得る。

ベース無線装置１４、即ち、マスター無線装置には、例えば、演算部（処理部）２２と、記憶部２３とが備えられている。

演算部２２は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ（処理回路）によって構成され得る。演算部２２には、制御部２４と、同期接続送信部２５と、送受信処理部２６と、接続状態判定部２７と、強制切断信号送信部２８とが備えられている。演算部２２には、これらの構成要素以外の構成要素も備えられ得るが、ここでは、説明の簡略化のため、これらの構成要素以外の構成要素を省略している。制御部２４と、同期接続送信部２５と、送受信処理部２６と、接続状態判定部２７と、強制切断信号送信部２８とは、記憶部２３に記憶されているプログラムが演算部２２によって実行されることによって実現され得る。なお、制御部２４、同期接続送信部２５、送受信処理部２６、接続状態判定部２７、強制切断信号送信部２８の少なくとも一部が、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路によって実現されてもよい。また、制御部２４、同期接続送信部２５、送受信処理部２６、接続状態判定部２７、強制切断信号送信部２８の少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されてもよい。

記憶部２３は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとによって構成され得る。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ等が挙げられ得る。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられ得る。データ等が、例えば揮発性メモリに記憶され得る。プログラム、テーブル、マップ等が、例えば不揮発性メモリに記憶され得る。記憶部２３の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられていてもよい。

ベース無線装置１４には、フィールドバス接続を実現するための入出力インターフェース２９が備えられている。ベース無線装置１４は、上述したように、フィールドバス１７によってコンピュータ１２に接続され得る。

ベース無線装置１４には、無線通信を行うための通信部３０が備えられている。ベース無線装置１４は、通信部３０を用いて、リモート無線装置１６との間で無線通信を行い得る。

リモート無線装置１６、即ち、スレーブ無線装置は、産業設備を構成する複数の機器４４（図１参照）の各々に備えられ得る。かかる機器４４としては、センサ、バルブ等が挙げられ得るが、これに限定されるものではない。リモート無線装置１６には、例えば、演算部（処理部）３２と、記憶部３４とが備えられている。

演算部３２は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサ（処理回路）によって構成され得る。演算部３２には、制御部３５と、同期接続受信部３６と、送受信処理部３７と、受信完了通知送信部３８と、強制切断信号送信部３９と、診断情報送信部４０と、電源監視部４１とが備えられている。演算部３２には、これらの構成要素以外の構成要素も備えられ得るが、ここでは、説明の簡略化のため、これらの構成要素以外の構成要素を省略している。制御部３５と、同期接続受信部３６と、送受信処理部３７と、受信完了通知送信部３８とは、記憶部３４に記憶されているプログラムが演算部３２によって実行されることによって実現され得る。また、強制切断信号送信部３９と、診断情報送信部４０と、電源監視部４１とは、記憶部３４に記憶されているプログラムが演算部３２によって実行されることによって実現され得る。なお、制御部３５、同期接続受信部３６、送受信処理部３７、受信完了通知送信部３８、強制切断信号送信部３９、診断情報送信部４０、電源監視部４１の少なくとも一部が、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ等の集積回路によって実現されてもよい。また、制御部３５、同期接続受信部３６、送受信処理部３７、受信完了通知送信部３８、強制切断信号送信部３９、診断情報送信部４０、電源監視部４１の少なくとも一部が、ディスクリートデバイスを含む電子回路によって構成されてもよい。

記憶部３４は、不図示の揮発性メモリと、不図示の不揮発性メモリとによって構成され得る。揮発性メモリとしては、例えばＲＡＭ等が挙げられ得る。不揮発性メモリとしては、例えばＲＯＭ、フラッシュメモリ等が挙げられ得る。データ等が、例えば揮発性メモリに記憶され得る。プログラム、テーブル、マップ等が、例えば不揮発性メモリに記憶され得る。記憶部３４の少なくとも一部が、上述したようなプロセッサ、集積回路等に備えられていてもよい。

リモート無線装置１６には、無線通信を行うための通信部４２が備えられている。リモート無線装置１６は、通信部４２を用いて、ベース無線装置１４との間で無線通信を行い得る。

ベース無線装置１４とリモート無線装置１６との間では、周波数ホッピング方式の通信が行われ得る。即ち、ベース無線装置１４とリモート無線装置１６との間では、予め決められたホッピング周期Ｔｆｈでホッピング周波数を切り替えてデータの送受信が行われ得る。ホッピング周波数の切り替えは、予め決められたホッピングパターンに基づいて行われ得る。互いに同期接続されたベース無線装置１４とリモート無線装置１６とで同じホッピングパターンが用いられるため、当該ベース無線装置１４と当該リモート無線装置１６との間で通信周波数を切り替えながら通信が行われ得る。通信周波数は、搬送波の周波数である。周波数ホッピング方式の通信の処理は、ベース無線装置１４に備えられた送受信処理部２６と、リモート無線装置１６に備えられた送受信処理部３７とによって司られる。即ち、周波数ホッピング方式でのデータの送受信の処理は、ベース無線装置１４に備えられた送受信処理部２６と、リモート無線装置１６に備えられた送受信処理部３７とによって司られる。

周波数ホッピング方式での無線通信には、例えば、２．４ＧＨｚ帯が用いられ得る。最小周波数を２４０３ＭＨｚ、最大周波数を２４８１ＭＨｚ、各々のチャンネルの占有周波数帯域を１ＭＨｚ幅とすると、チャンネル数は７９となる。

ベース無線装置１４とリモート無線装置１６との間では、ペアリングが予め行われ得る。ベース無線装置１４とリモート無線装置１６とがペアリング済みであっても、ベース無線装置１４とリモート無線装置１６とが同期接続されていなければ、ベース無線装置１４とリモート無線装置１６との間で周波数ホッピング方式の通信を行い得ない。このため、周波数ホッピング方式の通信を行うに先立って、同期接続を行うための同期接続信号の送受信がベース無線装置１４とリモート無線装置１６との間で行われる。

同期接続信号には、ベース無線装置１４の識別情報と、当該同期接続信号の送信先となるリモート無線装置１６の識別情報と、時刻情報とが含まれ得る。ベース無線装置１４の識別情報は、例えば、ベース無線装置１４のプロダクトＩＤであるが、これに限定されるものではない。リモート無線装置１６の識別情報は、例えば、リモート無線装置１６のプロダクトＩＤであるが、これに限定されるものではない。

同期接続を行うための同期接続信号の送受信は、例えば、以下のような際に行われ得る。例えば、立ち上がっていないネットワーク４３が立ち上げられる際には、当該ネットワーク４３を構成する複数のリモート無線装置１６の全てとベース無線装置１４との間で同期接続信号の送受信が行われる。ネットワーク４３の運用中に、あるリモート無線装置１６が何らかの要因で非接続状態になった場合には、当該リモート無線装置１６とベース無線装置１４との間で同期接続信号の送受信が行われ得る。非接続状態とは、リモート無線装置１６がベース無線装置１４に同期接続されていない状態である。

ベース無線装置１４には、上述したように、同期接続送信部２５が備えられている。ネットワーク４３を構成する複数のリモート無線装置１６のうちの少なくともいずれかがベース無線装置１４との間で同期接続されていない場合、当該ベース無線装置１４に備えられた同期接続送信部２５は、以下のような処理を行う。即ち、かかる場合、当該同期接続送信部２５は、同期接続されていないリモート無線装置１６との間で同期接続するための同期接続信号を送信する送信処理を行う。かかる送信処理は、当該ネットワーク４３を構成する複数のリモート無線装置１６に対してブロードキャストで行われ得る。かかる送信処理は、ホッピング周期Ｔｆｈの整数倍の単一の同期接続周期Ｔｓｃでのみ行われる。即ち、かかる送信処理は、予め決められた同期接続周期Ｔｓｃにおいてのみ行われる。換言すれば、かかる送信処理は、予め決められた割り込み周期で行われ得る。同期接続周期Ｔｓｃは、例えば２５０ｍｓｅｃに設定され得るが、これに限定されるものではない。

なお、同期接続がされているベース無線装置１４とリモート無線装置１６との間では、同期接続を維持するための信号の送受信も行われ得る。同期接続を維持するための信号の送受信は、周波数ホッピング方式での無線通信によって行われ得る。同期接続を維持するための信号の送受信は、例えば１００ｍｓｅｃの周期で行われ得るが、これに限定されるものではない。同期接続を維持するための信号には、時刻情報が含まれ得る。このため、同期接続を維持するための信号の送受信によって、ベース無線装置１４の時刻情報とリモート無線装置１６の時刻情報との間のずれが解消され得る。

同期接続周期Ｔｓｃにおいてのみ同期接続信号を送信するのは、同期接続周期Ｔｓｃ以外においては、同期接続が既にされているリモート無線装置１６とベース無線装置１４との間で、周波数ホッピング方式でのデータの送受信が行われるためである。即ち、周波数ホッピング方式でのデータの送受信に支障をきたすことを防止すべく、同期接続を行うための同期接続信号は、予め決められた同期接続周期Ｔｓｃにおいてのみ送信される。

同期接続送信部２５は、同期用の通信周波数である同期用通信周波数を順次切り替えることで、１つのホッピング周期Ｔｆｈ内で複数の同期用通信周波数で同期接続信号を送信する。同期接続信号を送信する際に、複数の同期用通信周波数を用いるのは、以下のような理由によるものである。即ち、ある同期用通信周波数での同期接続信号の送受信が、電波干渉等によって妨げられる場合あっても、当該同期用通信周波数とは異なる同期用通信周波数であれば、同期接続信号を送受信し得る場合があるためである。このような理由により、同期接続信号を送信する際には、複数の同期用通信周波数が用いられる。

リモート無線装置１６には、上述したように、同期接続受信部３６が備えられている。リモート無線装置１６とベース無線装置１４との間で同期接続がされていない場合に、同期接続受信部３６は同期接続信号の受信待ち処理を行う。同期接続信号の受信待ち処理は、予め決められた切り替え周期Ｔｃｇで同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の同期用通信周波数で行われる。同期接続信号を送信する際に用いられる複数の同期用通信周波数と、受信待ち処理の際に用いられる複数の同期用通信周波数とは、同様に設定される。例えば、一のベース無線装置１４が同期接続信号を送信する際に用いる複数の同期用通信周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３である場合、リモート無線装置１６が受信待ち処理の際に用いる複数の同期用通信周波数もｆ１、ｆ２、ｆ３に設定される。

リモート無線装置１６が受信待ち処理を行っている際に設定した同期用通信周波数と、ベース無線装置１４が同期接続信号を送信する際に用いた同期用通信周波数とが一致しない際には、当該同期接続信号がリモート無線装置１６によって受信され得ない。リモート無線装置１６が受信待ち処理を行っている際に設定した同期用通信周波数と、ベース無線装置１４が同期接続信号を送信する際に用いた同期用通信周波数とが一致した際に、当該同期接続信号がリモート無線装置１６によって受信され得る。

かかる切り替え周期Ｔｃｇは、ホッピング周期Ｔｆｈよりも長く、且つ、ホッピング周期Ｔｆｈの２倍の周期よりも短い周期に設定される。切り替え周期Ｔｃｇをこのように設定するのは、以下のような理由によるものである。即ち、切り替え周期Ｔｃｇをこのように設定すると、同期接続信号の送信処理のタイミングと、受信待ち処理の同期用通信周波数の切り替えのタイミングとの相対的な時間関係が、時間の経過に伴って徐々に変化する。そうすると、送信処理に用いられる同期用通信周波数と受信待ち処理に用いられる同期用通信周波数が速やかに一致する。このような理由により、切り替え周期Ｔｃｇは、ホッピング周期Ｔｆｈよりも長く、且つ、ホッピング周期Ｔｆｈの２倍の周期よりも短い周期に設定される。

ホッピング周期Ｔｆｈは、例えば５ｍｓｅｃ以下であるがこれに限定されるものではない。但し、ホッピング方式での高速な通信を実現する観点からは、ホッピング周期Ｔｆｈが５ｍｓｅｃ以下であることが好ましい。ここでは、ホッピング周期Ｔｆｈが５ｍｓｅｃである場合を例に説明する。ホッピング周期Ｔｆｈが５ｍｓｅｃである場合、かかる切り替え周期Ｔｃｇは、例えば６ｍｓｅｃとし得るが、これに限定されるものではない。

ホッピング周期Ｔｆｈが５ｍｓｅｃである場合、送信処理及び受信待ち処理において用いられる同期用通信周波数の数は、例えば３とし得るがこれに限定されるものではない。送信処理及び受信待ち処理において用いられる同期用通信周波数の数が、例えば、２であってもよいし、４であってもよい。ここでは、送信処理及び受信待ち処理において用いられる同期用通信周波数の数が３である場合を例に説明する。

リモート無線装置１６に備えられた制御部３５は、同期接続信号が送受信処理部３７によって受信された場合、以下のような処理を行う。即ち、かかる場合、制御部３５は、当該同期接続信号が当該リモート無線装置１６に対してベース無線装置１４から送信された同期接続信号であるか否かを、同期接続信号に含まれる情報に基づいて判定する。具体的には、制御部３５は、当該ベース無線装置１４の識別情報と、当該リモート無線装置１６の識別情報とに基づいて、当該同期接続信号が当該リモート無線装置１６に対してベース無線装置１４から送信された同期接続信号であるか否かを判定する。

図３は、同期接続信号の送受信を概念的に示す図である。図３における上下方向は、あるタイミングからの経過時間を示している。

上述したように、ベース無線装置１４は、同期接続周期Ｔｓｃで同期接続信号を送信する。同期接続周期Ｔｓｃが２５０ｍｓｅｃである場合の例が図３には示されている。

上述したように、同期接続信号の送信処理は、ホッピング周期Ｔｆｈ内で行われる。ホッピング周期Ｔｆｈが５ｍｓｅｃである場合の例が図３には示されている。

上述したように、リモート無線装置１６は、受信待ち処理における同期用通信周波数を予め決められた切り替え周期Ｔｃｇで切り替える。切り替え周期Ｔｃｇが６ｍｓｅｃである場合の例が図３には示されている。

図３に示す例においては、１つのホッピング周期Ｔｆｈ内において、同期用通信周波数がｆ１である同期接続信号と、同期用通信周波数がｆ２である同期接続信号と、同期用通信周波数がｆ３である同期接続信号とが、ベース無線装置１４から送信される。また、図３に示す例においては、経過時間が０ｍｓｅｃの際のホッピング周期Ｔｆｈにおいて、ベース無線装置１４からの同期接続信号の送信処理が行われる。また、図３に示す例においては、経過時間が２５０ｍｓｅｃの際のホッピング周期Ｔｆｈにおいて、ベース無線装置１４からの同期接続信号の送信処理が行われる。また、図３に示す例においては、経過時間が５００ｍｓｅｃの際のホッピング周期Ｔｆｈにおいて、ベース無線装置１４からの同期接続信号の送信処理が行われる。同期接続がされていないリモート無線装置１６が存在する場合には、この後も同様にして例えば２５０ｍｓｅｃが経過する毎に、ベース無線装置１４からの同期接続信号の送信処理は行われ得るが、ここでは、説明を省略する。

図３に示す例においては、受信待ち処理における同期用通信周波数の切り替えのタイミングが、複数のリモート無線装置１６Ａ～１６Ｐ間において、互いに１ｍｓｅｃずつずれている。リモート無線装置一般について説明する際には、符号１６を用い、個々のリモート無線装置１６について説明する際には、符号１６Ａ～１６Ｐを用いる。リモート無線装置１６同士で同期がされているわけではないため、受信待ち処理における同期用通信周波数の切り替えの実際のタイミングは、複数のリモート無線装置１６間で必ずしも１ｍｓｅｃずつずれているわけではない。ここでは、説明の便宜のため、受信待ち処理における同期用通信周波数の切り替えのタイミングを、複数のリモート無線装置１６Ａ～１６Ｐにおいて、互いに１ｍｓｅｃずつずらして示している。

図３に示す例においては、経過時間が０ｍｓｅｃ、６ｍｓｅｃ、１２ｍｓｅｃ、・・・の際に、受信待ち処理における同期用通信周波数がリモート無線装置１６Ａによって切り替えられる。図３に示す例においては、経過時間が０ｍｓｅｃ以上、６ｍｓｅｃ未満の際に、受信待ち処理における同期用通信周波数がリモート無線装置１６Ａによってｆ１に設定される。また、図３に示す例においては、経過時間が６ｍｓｅｃ以上、１２ｍｓｅｃ未満の際に、受信待ち処理における同期用通信周波数がリモート無線装置１６Ａによってｆ２に設定される。また、図３に示す例においては、経過時間が１２ｍｓｅｃ以上、１８ｍｓｅｃ未満の際に、受信待ち処理における同期用通信周波数がリモート無線装置１６Ａによってｆ３に設定される。リモート無線装置１６Ａは、ベース無線装置１４との間で同期接続がされるまで、受信待ち処理における同期用通信周波数を上記と同様にしてｆ１、ｆ２、ｆ３の順に切り替え続ける。

図３に示す例においては、受信待ち処理における同期用通信周波数がリモート無線装置１６Ｂにおいて切り替えられるタイミングは、受信待ち処理における同期用通信周波数がリモート無線装置１６Ａにおいて切り替えられるタイミングに対して、１ｍｓｅｃ遅れている。即ち、図３に示す例においては、経過時間が１ｍｓｅｃ、７ｍｓｅｃ、１３ｍｓｅｃ、・・・の際に、受信待ち処理における同期用通信周波数がｆ１、ｆ２、ｆ３の順にリモート無線装置１６Ｂによって切り替えられる。リモート無線装置１６Ｂも、リモート無線装置１６Ａと同様に、ベース無線装置１４との間で同期接続がされるまで、受信待ち処理における同期用通信周波数を上記と同様にしてｆ１、ｆ２、ｆ３の順に切り替え続ける。

上述したように、図３に示す例においては、受信待ち処理における同期用通信周波数の切り替えのタイミングが、複数のリモート無線装置１６Ａ～１６Ｐ間において、互いに１ｍｓｅｃずつずれている。リモート無線装置１６Ｃ～１６Ｐも、リモート無線装置１６Ａ、１６Ｂと同様に、ベース無線装置１４との間で同期接続がされるまで、受信待ち処理における同期用通信周波数を上記と同様にしてｆ１、ｆ２、ｆ３の順に切り替え続ける。

経過時間が０ｍｓｅｃの際のホッピング周期Ｔｆｈにおいてベース無線装置１４から送信される同期接続信号の宛先がリモート無線装置１６Ａである場合には、図３に示す例においては、以下のようになる。即ち、図３に示す例においては、経過時間が０ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号が送信される。経過時間が０ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ａにおいてｆ１に設定されている。従って、経過時間が０ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で送信される同期接続信号が、リモート無線装置１６Ａにおいて受信される。図３に示す例においては、経過時間が２ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で同期接続信号が送信される。経過時間が２ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ａにおいてｆ１に設定されている。従って、経過時間が２ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ａにおいて受信されない。図３に示す例においては、経過時間が４ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号が送信される。経過時間が４ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ａにおいてｆ１に設定されている。従って、経過時間が４ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ａにおいて受信されない。

経過時間が２５０ｍｓｅｃの際のホッピング周期Ｔｆｈにおいてベース無線装置１４から送信される同期接続信号の宛先がリモート無線装置１６Ｋである場合には、図３に示す例においては、以下のようになる。即ち、図３に示す例においては、経過時間が２５０ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号が送信される。経過時間が２５０ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ｋにおいてｆ２に設定されている。従って、経過時間が２５０ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ｋにおいて受信されない。図３に示す例においては、経過時間が２５２ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で同期接続信号が送信される。経過時間が２５２ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ｋにおいてｆ２に設定されている。従って、経過時間が２５２ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ｋにおいて受信される。図３に示す例においては、経過時間が２５４ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号が送信される。経過時間が２５４ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ｋにおいてｆ２に設定されている。従って、経過時間が２５４ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ｋにおいて受信されない。

経過時間が５００ｍｓｅｃの際のホッピング周期Ｔｆｈにおいてベース無線装置１４から送信される同期接続信号の宛先がリモート無線装置１６Ｄである場合には、図３に示す例においては、以下のようになる。即ち、図３に示す例においては、経過時間が５００ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号が送信される。経過時間が５００ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ｄにおいてｆ２に設定されている。従って、経過時間が５００ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ｄにおいて受信されない。図３に示す例においては、経過時間が５０２ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で同期接続信号が送信される。経過時間が５０２ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ｄにおいてｆ３に設定されている。従って、経過時間が５０２ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ｄにおいて受信されない。図３に示す例においては、経過時間が５０４ｍｓｅｃの際に、ベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号が送信される。経過時間が５０４ｍｓｅｃの際には、受信待ち処理における同期用通信周波数は、リモート無線装置１６Ｄにおいてｆ３に設定されている。従って、経過時間が５０４ｍｓｅｃの際にベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で送信される同期接続信号は、リモート無線装置１６Ｄにおいて受信される。

リモート無線装置１６には、上述したように、受信完了通知送信部３８が備えられている。受信完了通知送信部３８は、同期接続受信部３６によって同期接続信号が受信された場合に、当該同期接続信号が受信されたホッピング周期Ｔｆｈの次のホッピング周期Ｔｆｈで、ベース無線装置１４に対して受信完了通知Ａｃｋを送信し得る。即ち、当該リモート無線装置１６宛に送信された同期接続信号であることが制御部３５によって判定された場合、受信完了通知送信部３８は、以下のような処理を行う。かかる場合、受信完了通知送信部３８は、当該同期接続信号が受信されたホッピング周期Ｔｆｈの次のホッピング周期Ｔｆｈで、ベース無線装置１４に対して受信完了通知Ａｃｋを送信する。なお、かかる受信完了通知Ａｃｋは、周波数ホッピング方式でのデータの送受信において行われ得る。かかる受信完了通知Ａｃｋがベース無線装置１４によって受信されることで、当該ベース無線装置１４と当該リモート無線装置１６との間の同期接続の処理が完了する。

図４は、タイムチャートの例を示す図である。ベース無線装置１４から送信される同期接続信号Ｔｘと、当該同期接続信号Ｔｘの宛先となるリモート無線装置１６から返信される受信完了通知Ａｃｋとが、図４には示されている。

図４に示すように、ホッピング周期Ｔｆｈ（１）において、同期用通信周波数をｆ１、ｆ２、ｆ３の順で切り替えて同期接続信号が送信される。ホッピング周期一般について説明する際には、符号Ｔｆｈを用い、個々のホッピング周期について説明する際には、符号Ｔｆｈ（１）、Ｔｆｈ（２）、・・・、Ｔｆｈ（ｎ）を用いる。

当該同期接続信号の宛先となるリモート無線装置１６において、当該同期接続信号が受信された場合、ホッピング周期Ｔｆｈ（１）の次のホッピング周期Ｔｆｈ（２）において、当該リモート無線装置１６から受信完了通知Ａｃｋが返信される。

上述したように、周波数ホッピング方式での無線通信に例えば２．４ＧＨｚ帯を用いた場合、チャンネル数は例えば７９である。チャンネル数、即ち、同期用通信周波数の数が例えば７９に限られるため、ベース無線装置１４が多数備えられた産業用無線通信システム１０においては、以下のようなことが生じ得る。即ち、同期接続信号を送信する際に用いられる複数の同期用通信周波数の組み合わせが、一のベース無線装置１４と他のベース無線装置１４との間で互いに一致することが生じ得る。同期接続信号を送信する送信処理において用いられる複数の同期用通信周波数が一のベース無線装置１４と他のベース無線装置１４とで互いに一致する場合には、同期接続信号の伝送が電波干渉によって妨げられる可能性が増加する。このような場合には、複数の同期用通信周波数の切り替え順序をこれらのベース無線装置１４間で互いに異ならせることで、同期接続信号の伝送が電波干渉によって妨げられるのを抑制する。

図５Ａ及び図５Ｂは、同期用通信周波数の切り替え順序の例を示すタイムチャートである。図５Ａには、本実施形態の場合の例が示されている。即ち、図５Ａには、複数の同期用通信周波数の切り替え順序を互いに異ならせる場合の例が示されている。図５Ｂには、比較例の場合の例が示されている。即ち、図５Ｂには、複数の同期用通信周波数の切り替え順序を互いに同じに設定されている場合の例が示されている。一のベース無線装置１４における同期接続周期Ｔｓｃ１と、他のベース無線装置１４における同期接続周期Ｔｓｃ２とが互いに重なり合った場合の例が、図５Ａ及び図５Ｂには示されている。図５Ａ及び図５Ｂに示す例においては、同期接続信号を送信する際に用いられる複数の同期用通信周波数の組み合わせが、一のベース無線装置１４においても他のベース無線装置１４においても、ｆ１、ｆ２、ｆ３に設定されている。図５Ａ及び図５ＢにおけるＴｘ１は、一のベース無線装置１４から送信される同期接続信号を示している。図５Ａ及び図５ＢにおけるＴｘ２は、他のベース無線装置１４から送信される同期接続信号を示している。

図５Ｂに示すように、比較例の場合には、一のベース無線装置１４は、同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数をｆ１、ｆ２、ｆ３の順で切り替える。他のベース無線装置１４も、同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数をｆ１、ｆ２、ｆ３の順で切り替える。このような順序で同期用通信周波数を切り替えた場合には、一のベース無線装置１４における同期接続周期Ｔｓｃ１と、他のベース無線装置１４における同期接続周期Ｔｓｃ２とが互いに重なり合った場合、以下のようになる。即ち、一のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号が送信される際には、他のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号が送信される。同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数が同じであるため、同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号を送信する際には、電波干渉が生じてしまう。また、一のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で同期接続信号が送信される際に、他のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ２で同期接続信号が送信される。同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数が同じであるため、同期用通信周波数ｆ２で同期接続信号を送信する際にも、電波干渉が生じてしまう。また、一のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号が送信される際に、他のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号が送信される。同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数が同じであるため、同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号を送信する際にも、電波干渉が生じてしまう。

これに対し、本実施形態では、図５Ａに示すように、一のベース無線装置１４は、同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数を例えばｆ１、ｆ２、ｆ３の順で切り替える。また、本実施形態では、図５Ａに示すように、他のベース無線装置１４は、同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数を例えばｆ３、ｆ２、ｆ１の順で切り替える。このような順序で同期用通信周波数を切り替えた場合には、一のベース無線装置１４における同期接続周期Ｔｓｃ１と、他のベース無線装置１４における同期接続周期Ｔｓｃ２とが互いに重なり合ったとしても、以下のようになる。即ち、一のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号が送信される際には、他のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号が送信される。同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数が互いに異なるため、これらの間で電波干渉は生じない。また、一のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ３で同期接続信号が送信される際には、他のベース無線装置１４から同期用通信周波数ｆ１で同期接続信号が送信される。同期接続信号を送信する際の同期用通信周波数が互いに異なるため、これらの間で電波干渉は生じない。電波干渉が生ずるのは、一のベース無線装置１４と他のベース無線装置１４とから同期用通信周波数ｆ２で同期接続信号が送信される際のみである。

このように、本実施形態では、同期接続信号を送信する際に用いられる複数の同期用通信周波数の組み合わせが、複数のベース無線装置１４間で互いに一致する場合には、複数の同期用通信周波数の切り替え順序をこれらのベース無線装置１４間で互いに異ならせる。このようにすることで、同期接続信号の伝送が電波干渉によって妨げられるのを抑制することができる。

同期接続されていたリモート無線装置１６の電源がオフになる場合もある。リモート無線装置１６が非接続状態であるか否かは、例えば以下のようにして判定され得る。即ち、ベース無線装置１４とリモート無線装置１６とが同期接続されている場合には、当該リモート無線装置１６が接続状態であることを示すためのデータが例えば２秒毎に当該リモート無線装置１６から当該ベース無線装置１４に対して送信される。当該リモート無線装置１６が非接続状態になった場合には、当該リモート無線装置１６が接続状態であることを示すためのデータが当該リモート無線装置１６から当該ベース無線装置１４に対して送信されなくなる。本実施形態では、かかるデータの受信が行われたタイミングからの経過時間が時間閾値ＴＴＨに達したにもかかわらず、当該リモート無線装置１６からのデータが新たに受信されない場合、以下のような処理が行われる。即ち、当該リモート無線装置１６が非接続状態であることが、接続状態判定部２７によって判定される。時間閾値ＴＴＨは、例えば５秒とすることができるが、これに限定されるものではない。このように、本実施形態では、同期接続がされていたリモート無線装置１６からのデータを受信していない時間が予め決められた時間閾値ＴＴＨに達したことに基づいて、当該リモート無線装置１６が非接続状態であることが判定される。従って、本実施形態では、リモート無線装置１６の電源がオフ等になった場合には、リモート無線装置１６が非接続状態であることが的確に判定され得る。なお、当該リモート無線装置１６が備えられた機器４４に異常が生じているか否かを示す情報である後述する診断情報が、当該リモート無線装置１６が接続状態であることを示すためのデータとともに送信されてもよい。

図６は、本実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。リモート無線装置１６からのデータを受信していない時間が時間閾値ＴＴＨに達したことに基づいて、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定される場合の例が図６には示されている。

ステップＳ１において、接続状態判定部２７は、リモート無線装置１６からのデータを当該ベース無線装置１４が受信したか否かを判定する。リモート無線装置１６からのデータをベース無線装置１４が受信した場合（ステップＳ１においてＹＥＳ）、図６に示す処理が完了する。リモート無線装置１６からのデータをベース無線装置１４が受信しなかった場合（ステップＳ１においてＮＯ）、ステップＳ２に遷移する。

ステップＳ２において、接続状態判定部２７は、リモート無線装置１６からのデータを受信したタイミングからの経過時間が時間閾値ＴＴＨに達したか否かを判定する。リモート無線装置１６からのデータを受信したタイミングからの経過時間が時間閾値ＴＴＨに達した場合には（ステップＳ２においてＹＥＳ）、ステップＳ３に遷移する。リモート無線装置１６からのデータを受信したタイミングからの経過時間が時間閾値ＴＴＨに達していない場合には（ステップＳ２においてＮＯ）、ステップＳ１以降の処理が繰り返される。

ステップＳ３において、接続状態判定部２７は、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定する。こうして、図６に示す処理が完了する。

リモート無線装置１６が非接続状態であることが以下のようにして判定されてもよい。即ち、ベース無線装置１４からリモート無線装置１６に対してデータが送信されたにもかかわらず、受信完了通知Ａｃｋが当該リモート無線装置１６から送信されない場合には、当該ベース無線装置１４は、以下のような処理を行う。かかる場合、当該ベース無線装置１４は、当該リモート無線装置１６に対してのデータの再送を行う。即ち、かかる場合、当該ベース無線装置１４は、リトライを行う。当該リモート無線装置１６からの受信完了通知Ａｃｋを受信しない場合であっても、当該ベース無線装置１４は、回数閾値ＮＴＨに達するまではデータを再送する。本実施形態では、データの送信の繰り返しが回数閾値ＮＴＨに達したにもかかわらず、当該リモート無線装置１６からの受信完了通知Ａｃｋを受信しない場合には、当該リモート無線装置１６が非接続状態であることが接続状態判定部２７によって判定される。かかる回数閾値ＮＴＨは、例えば３２回とすることができるが、これに限定されるものではない。このように、同期接続がされていたリモート無線装置１６へのデータの送信の繰り返しが回数閾値ＮＴＨに達したにもかかわらず、受信完了通知Ａｃｋを受信していないことに基づいて、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定されてもよい。

図７は、本実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。リモート無線装置１６へのデータの送信の繰り返しの回数が回数閾値ＮＴＨに達したことに基づいて、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定する場合の例が図７には示されている。

ステップＳ１１において、送受信処理部２６は、周波数ホッピング方式でのデータの送信をリモート無線装置１６に対して行う。この後、ステップＳ１２に遷移する。

ステップＳ１２において、接続状態判定部２７は、リモート無線装置１６からの受信完了通知Ａｃｋが送受信処理部２６によって受信されたか否かを判定する。リモート無線装置１６からの受信完了通知Ａｃｋが送受信処理部２６によって受信された場合には（ステップＳ１２においてＹＥＳ）、図７に示す処理が完了する。リモート無線装置１６からの受信完了通知Ａｃｋが送受信処理部２６によって受信されていない場合には（ステップＳ１２においてＮＯ）、ステップＳ１３に遷移する。

ステップＳ１３において、接続状態判定部２７は、当該リモート無線装置１６へのデータの送信の繰り返しの回数が回数閾値ＮＴＨに達したか否かを判定する。当該リモート無線装置１６へのデータの送信の繰り返しの回数が回数閾値ＮＴＨに達していない場合には（ステップＳ１３においてＮＯ）、ステップＳ１１以降の処理が繰り返される。当該リモート無線装置１６へのデータの送信の繰り返しの回数が回数閾値ＮＴＨに達した場合には（ステップＳ１３においてＹＥＳ）、ステップＳ１４に遷移する。

ステップＳ１４において、接続状態判定部２７は、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定する。こうして、図７に示す処理が完了する。

ベース無線装置１４には、同期接続されているリモート無線装置１６との間の接続状態を強制的に切断する機能が備えられている。即ち、ベース無線装置１４には、上述したように、強制切断信号送信部２８が備えられている。強制切断信号送信部２８は、同期接続がされている一のリモート無線装置１６との間の接続を強制的に切断するための強制切断信号を当該一のリモート無線装置１６に対して送信し得る。強制切断信号送信部２８によって強制切断信号が一のリモート無線装置１６に対して送信された場合、ベース無線装置１４に備えられた接続状態判定部２７は、当該一のリモート無線装置１６が非接続状態であると判定し得る。

図８は、本実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。強制切断信号送信部２８によって強制切断信号がリモート無線装置１６に対して送信された場合に、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定する場合の例が図８には示されている。

ステップＳ２１において、接続状態判定部２７は、強制切断信号送信部２８によって強制切断信号がリモート無線装置１６に対して送信されたか否かを判定する。強制切断信号送信部２８によって強制切断信号がリモート無線装置１６に対して送信された場合（ステップＳ２１においてＹＥＳ）、ステップＳ２２に遷移する。強制切断信号送信部２８によって強制切断信号がリモート無線装置１６に対して送信されていない場合（ステップＳ２１においてＮＯ）、図８に示す処理が完了する。

ステップＳ２２において、接続状態判定部２７は、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定する。こうして、図８に示す処理が完了する。

リモート無線装置１６には、同期接続されているベース無線装置１４との間の接続状態を強制的に切断する機能が備えられている。即ち、リモート無線装置１６には、上述したように、強制切断信号送信部３９と、電源監視部４１とが備えられている。強制切断信号送信部３９は、リモート無線装置１６とベース無線装置１４との間の同期接続を強制的に切断するための強制切断信号を当該一のベース無線装置１４に対して送信し得る。例えば、電源監視部４１によって監視されている電源電圧が電圧閾値未満になった場合、強制切断信号送信部３９は、同期接続を強制的に切断するための強制切断信号をベース無線装置１４に対して送信し得る。強制切断信号をリモート無線装置１６から受信した場合、ベース無線装置１４に備えられた接続状態判定部２７は、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定し得る。

なお、ここでは、電源監視部４１によって監視されている電源電圧が電圧閾値未満になった場合に、強制切断信号がリモート無線装置１６から送信される場合の例を説明したが、これに限定されるものではない。現在同期接続がされている一のベース無線装置１４とは異なる他のベース無線装置１４との間で同期接続がされるようにしたい場合、リモート無線装置１６から当該一のベース無線装置１４に対して強制切断信号が送信されてもよい。

図９は、本実施形態による産業用無線通信システムの動作の例を示す図である。強制切断信号をリモート無線装置１６から受信した場合に、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定する場合の例が図９には示されている。

ステップＳ３１において、接続状態判定部２７は、リモート無線装置１６からの強制切断信号が送受信処理部２６によって受信されたか否かを判定する。強制切断信号が送受信処理部２６によって受信された場合（ステップＳ３１においてＹＥＳ）、ステップＳ３２に遷移する。強制切断信号が送受信処理部２６によって受信されていない場合（ステップＳ３１においてＮＯ）、図９に示す処理が完了する。

ステップＳ３２において、接続状態判定部２７は、当該リモート無線装置１６が非接続状態であると判定する。こうして、図９に示す処理が完了する。

ベース無線装置１４は、同期接続されていたリモート無線装置１６との間の接続が切断された場合に、当該リモート無線装置１６との間で再び同期接続するための同期接続信号の送信処理を行う。即ち、ベース無線装置１４に備えられた同期接続送信部２５は、同期接続がされていたリモート無線装置１６との間の接続が切断された場合に、以下のような処理を行う。かかる場合、同期接続送信部２５は、同期接続がされていた当該リモート無線装置１６との間で再び同期接続するための同期接続信号を同期接続周期Ｔｓｃで送信する送信処理をブロードキャストで行う。

上述したように、リモート無線装置１６には、診断情報送信部４０が備えられている。診断情報送信部４０は、リモート無線装置１６が備えられた機器４４の診断情報をベース無線装置１４に送信し得る。診断情報としては、例えば、当該リモート無線装置１６が備えられた機器４４に異常が生じているか否かを示す情報等が挙げられ得る。かかる診断情報の送受信は、周波数ホッピング方式でのデータの送受信において行われ得る。かかる診断情報の送受信は、周波数ホッピング方式でのデータの送受信において行われるとともに、予め決められた割り込み周期Ｔｉｒにおいても行われてもよい。図１０は、割り込み周期Ｔｉｒの例を示すタイムチャートである。割り込み周期Ｔｉｒは、例えば５００ｍｓｅｃとすることができるが、これに限定されるものではない。

このように、本実施形態では、リモート無線装置１６に対して同期接続するための同期接続信号が、ホッピング周期Ｔｆｈの整数倍の単一の同期接続周期Ｔｓｃでのみベース無線装置１４からブロードキャストでリモート無線装置１６に送信される。同期接続信号の送信処理においては、同期用通信周波数を順次切り替えることで、１つのホッピング周期Ｔｆｈ内で複数の同期用通信周波数で同期接続信号が送信される。また、本実施形態では、ホッピング周期Ｔｆｈよりも長く、且つ、ホッピング周期Ｔｆｈの２倍の周期よりも短い切り替え周期Ｔｃｇで同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の同期用通信周波数で同期接続信号の受信待ち処理が行われる。このため、本実施形態によれば、同期接続を迅速に行い得る産業用無線通信システム１０を提供することができる。

［変形実施形態］
本発明についての好適な実施形態を上述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能である。

例えば、上記実施形態では、ホッピング周期Ｔｆｈが５ｍｓｅｃである場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。ホッピング周期Ｔｆｈが例えば２ｍｓｅｃであってもよい。この場合、送信処理及び受信待ち処理において用いられる複数の同期用通信周波数の数は、例えば２とし得るが、これに限定されるものではない。送信処理及び受信待ち処理において用いられる同期用通信周波数の数が、例えば、例えば３であってもよい。ホッピング周期Ｔｆｈが例えば２ｍｓｅｃである場合、同期接続受信部３６は、例えば３ｍｓｅｃの周期で同期用通信周波数を順次切り替え得るが、これに限定されるものではない。

上記実施形態をまとめると以下のようになる。

産業用無線通信システム（１０）は、産業設備の監視制御を行うコンピュータ（１２）と、フィールドバス（１７）によって前記コンピュータに接続されたベース無線装置（１４）と、前記産業設備を構成する複数の機器（４４）の各々に備えられ、前記ベース無線装置と無線通信を行う複数のリモート無線装置（１６）と、を備え、同期接続された前記ベース無線装置と前記リモート無線装置とが、予め決められたホッピング周期（Ｔｆｈ）でホッピング周波数を切り替えてデータの送受信を行う産業用無線通信システムであって、前記ベース無線装置は、前記リモート無線装置との同期接続がされていない場合に、前記リモート無線装置に対して同期接続するための同期接続信号を、前記ホッピング周期の整数倍の単一の同期接続周期（Ｔｓｃ）でのみ送信する送信処理をブロードキャストで行う同期接続送信部（２５）を有し、前記同期接続送信部は、同期用の通信周波数である同期用通信周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）を順次切り替えることで、１つの前記ホッピング周期内で複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号を送信し、前記リモート無線装置は、前記ベース無線装置と同期接続がされていない場合に、前記ホッピング周期よりも長く、且つ、前記ホッピング周期の２倍の周期よりも短い切り替え周期（Ｔｃｇ）で前記同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号の受信待ち処理を行う同期接続受信部（３６）を有する。このような構成によれば、リモート無線装置に対して同期接続するための同期接続信号が、ホッピング周期の整数倍の単一の同期接続周期でのみベース無線装置からブロードキャストでリモート無線装置に送信される。同期接続信号の送信処理においては、同期用通信周波数を順次切り替えることで、１つのホッピング周期内で複数の同期用通信周波数で同期接続信号が送信される。また、ホッピング周期よりも長く、且つ、ホッピング周期の２倍の周期よりも短い切り替え周期で同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の同期用通信周波数で同期接続信号の受信待ち処理が行われる。このため、同期接続を迅速に行い得る産業用無線通信システムを提供することができる。

前記ベース無線装置を複数有し、前記ベース無線装置毎に複数の前記リモート無線装置が同期接続されることで、複数のネットワーク（４３）が構成されてもよい。

前記同期接続周期は、２５０ｍｓｅｃ以下であってもよい。

前記ホッピング周期は、５ｍｓｅｃ以下であってもよい。

前記ホッピング周期は、５ｍｓｅｃであり、前記送信処理及び前記受信待ち処理において用いられる複数の前記同期用通信周波数の数は、２～４のいずれかであってもよい。

前記同期接続受信部は、６ｍｓｅｃの周期で前記同期用通信周波数を順次切り替えてもよい。

前記ホッピング周期は、２ｍｓｅｃであり、前記送信処理及び前記受信待ち処理において用いられる複数の前記同期用通信周波数の数は、２又は３であってもよい。

前記同期接続受信部は、３ｍｓｅｃの周期で前記同期用通信周波数を順次切り替えてもよい。

前記同期接続信号は、前記ベース無線装置の識別情報と、同期接続の対象となる前記リモート無線装置の識別情報と、時刻情報とを含んでもよい。

前記リモート無線装置は、前記同期接続受信部によって前記同期接続信号が受信された場合に、前記同期接続信号が受信されたホッピング周期の次のホッピング周期で、前記ベース無線装置に対して受信完了通知（Ａｃｋ）を送信する受信完了通知送信部（３８）を更に備えてもよい。

前記送信処理において用いられる複数の前記同期用通信周波数の組み合わせが互いに一致する複数の前記ベース無線装置の間で、複数の前記同期用通信周波数の切り替え順序を互いに異ならせてもよい。このような構成によれば、同期接続信号の伝送が電波干渉によって妨げられるのを抑制することができる。

前記ベース無線装置は、同期接続がされていた一の前記リモート無線装置からのデータを受信していない時間が予め決められた時間閾値（ＴＴＨ）に達したことに基づいて、前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部（２７）を更に備えてもよい。このような構成によれば、リモート無線装置が非接続状態になったことを的確に判定することができる。

前記ベース無線装置は、同期接続がされていた一の前記リモート無線装置へのデータの送信の繰り返しの回数が回数閾値（ＮＴＨ）に達したにもかかわらず、前記一のリモート無線装置からの受信完了通知を受信していないことに基づいて、前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部を更に備えてもよい。このような構成によれば、リモート無線装置が非接続状態になったことを的確に判定することができる。

前記ベース無線装置は、同期接続がされている一の前記リモート無線装置との間の接続を強制的に切断するための強制切断信号を前記一のリモート無線装置に対して送信する強制切断信号送信部（２８）と、前記強制切断信号送信部によって前記強制切断信号が前記一のリモート無線装置に対して送信された場合に、前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部とを更に備えてもよい。このような構成によれば、リモート無線装置との同期接続を強制的に切断することができるとともに、リモート無線装置が非接続状態になったことを的確に判定することができる。

前記リモート無線装置は、同期接続がされていた前記ベース無線装置との間の接続を強制的に切断するための強制切断信号を前記ベース無線装置に対して送信する強制切断信号送信部（３９）を更に備え、前記ベース無線装置は、前記強制切断信号を一の前記リモート無線装置から受信した場合に前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部を更に備えてもよい。このような構成によれば、ベース無線装置との同期接続をリモート無線装置側から強制的に切断することができるとともに、リモート無線装置が非接続状態になったことをベース無線装置側で的確に判定することができる。

前記同期接続送信部は、同期接続がされていた前記リモート無線装置との間の接続が切断された場合に、同期接続がされていた前記リモート無線装置との間で再び同期接続するための前記同期接続信号を前記同期接続周期で送信する送信処理をブロードキャストで行う。このような構成によれば、同期接続を速やかに再開させることができる。

前記リモート無線装置は、前記リモート無線装置が備えられた機器の診断情報を、前記ホッピング周期で前記ホッピング周波数を切り替えて行われるデータの送受信において前記ベース無線装置に送信する診断情報送信部（４０）を更に備えてもよい。このような構成によれば、診断情報が速やかにリモート無線装置からベース無線装置に伝達され得る。

Claims

産業設備の監視制御を行うコンピュータ（１２）と、
フィールドバス（１７）によって前記コンピュータに接続されたベース無線装置（１４）と、
前記産業設備を構成する複数の機器（４４）の各々に備えられ、前記ベース無線装置と無線通信を行う複数のリモート無線装置（１６）と、
を備え、
同期接続された前記ベース無線装置と前記リモート無線装置とが、予め決められたホッピング周期（Ｔｆｈ）でホッピング周波数を切り替えてデータの送受信を行う産業用無線通信システムであって、
前記ベース無線装置は、前記リモート無線装置との同期接続がされていない場合に、前記リモート無線装置に対して同期接続するための同期接続信号を、前記ホッピング周期の整数倍の単一の同期接続周期（Ｔｓｃ）でのみ送信する送信処理をブロードキャストで行う同期接続送信部（２５）を有し、
前記同期接続送信部は、同期用の通信周波数である同期用通信周波数（ｆ１、ｆ２、ｆ３）を順次切り替えることで、１つの前記ホッピング周期内で複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号を送信し、
前記リモート無線装置は、前記ベース無線装置と同期接続がされていない場合に、前記ホッピング周期よりも長く、且つ、前記ホッピング周期の２倍の周期よりも短い切り替え周期（Ｔｃｇ）で前記同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号の受信待ち処理を行う同期接続受信部（３６）を有し、
前記送信処理において用いられる複数の前記同期用通信周波数の組み合わせが互いに一致する複数の前記ベース無線装置の間で、複数の前記同期用通信周波数の切り替え順序を互いに異ならせる、産業用無線通信システム（１０）。
産業設備の監視制御を行うコンピュータと、
フィールドバスによって前記コンピュータに接続されたベース無線装置と、
前記産業設備を構成する複数の機器の各々に備えられ、前記ベース無線装置と無線通信を行う複数のリモート無線装置と、
を備え、
同期接続された前記ベース無線装置と前記リモート無線装置とが、予め決められたホッピング周期でホッピング周波数を切り替えてデータの送受信を行う産業用無線通信システムであって、
前記ベース無線装置は、前記リモート無線装置との同期接続がされていない場合に、前記リモート無線装置に対して同期接続するための同期接続信号を、前記ホッピング周期の整数倍の単一の同期接続周期でのみ送信する送信処理をブロードキャストで行う同期接続送信部を有し、
前記同期接続送信部は、同期用の通信周波数である同期用通信周波数を順次切り替えることで、１つの前記ホッピング周期内で複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号を送信し、
前記リモート無線装置は、前記ベース無線装置と同期接続がされていない場合に、前記ホッピング周期よりも長く、且つ、前記ホッピング周期の２倍の周期よりも短い切り替え周期で前記同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号の受信待ち処理を行う同期接続受信部を有し、
前記ベース無線装置は、
同期接続がされている一の前記リモート無線装置との間の接続を強制的に切断するための強制切断信号を前記一のリモート無線装置に対して送信する強制切断信号送信部（２８）と、
前記強制切断信号送信部によって前記強制切断信号が前記一のリモート無線装置に対して送信された場合に、前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部とを更に備える、産業用無線通信システム。
産業設備の監視制御を行うコンピュータと、
フィールドバスによって前記コンピュータに接続されたベース無線装置と、
前記産業設備を構成する複数の機器の各々に備えられ、前記ベース無線装置と無線通信を行う複数のリモート無線装置と、
を備え、
同期接続された前記ベース無線装置と前記リモート無線装置とが、予め決められたホッピング周期でホッピング周波数を切り替えてデータの送受信を行う産業用無線通信システムであって、
前記ベース無線装置は、前記リモート無線装置との同期接続がされていない場合に、前記リモート無線装置に対して同期接続するための同期接続信号を、前記ホッピング周期の整数倍の単一の同期接続周期でのみ送信する送信処理をブロードキャストで行う同期接続送信部を有し、
前記同期接続送信部は、同期用の通信周波数である同期用通信周波数を順次切り替えることで、１つの前記ホッピング周期内で複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号を送信し、
前記リモート無線装置は、前記ベース無線装置と同期接続がされていない場合に、前記ホッピング周期よりも長く、且つ、前記ホッピング周期の２倍の周期よりも短い切り替え周期で前記同期用通信周波数を順次切り替えることで、複数の前記同期用通信周波数で前記同期接続信号の受信待ち処理を行う同期接続受信部を有し、
前記リモート無線装置は、同期接続がされていた前記ベース無線装置との間の接続を強制的に切断するための強制切断信号を前記ベース無線装置に対して送信する強制切断信号送信部を更に備え、
前記ベース無線装置は、前記強制切断信号を一の前記リモート無線装置から受信した場合に前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部を更に備える、産業用無線通信システム。
請求項１～３のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムであって、
前記ベース無線装置を複数有し、
前記ベース無線装置毎に複数の前記リモート無線装置が同期接続されることで、複数のネットワーク（４３）が構成される、産業用無線通信システム。
請求項１～４のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記同期接続周期は、２５０ｍｓｅｃ以下である、産業用無線通信システム。
請求項１～５のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記ホッピング周期は、５ｍｓｅｃ以下である、産業用無線通信システム。
請求項６に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記ホッピング周期は、５ｍｓｅｃであり、
前記送信処理及び前記受信待ち処理において用いられる複数の前記同期用通信周波数の数は、２～４のいずれかである、産業用無線通信システム。
請求項７に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記同期接続受信部は、６ｍｓｅｃの周期で前記同期用通信周波数を順次切り替える、産業用無線通信システム。
請求項６に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記ホッピング周期は、２ｍｓｅｃであり、
前記送信処理及び前記受信待ち処理において用いられる複数の前記同期用通信周波数の数は、２又は３である、産業用無線通信システム。
請求項９に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記同期接続受信部は、３ｍｓｅｃの周期で前記同期用通信周波数を順次切り替える、産業用無線通信システム。
請求項１～１０のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記同期接続信号は、前記ベース無線装置の識別情報と、同期接続の対象となる前記リモート無線装置の識別情報と、時刻情報とを含む、産業用無線通信システム。
請求項１～１１のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記リモート無線装置は、前記同期接続受信部によって前記同期接続信号が受信された場合に、前記同期接続信号が受信されたホッピング周期の次のホッピング周期で、前記ベース無線装置に対して受信完了通知（Ａｃｋ）を送信する受信完了通知送信部（３８）を更に備える、産業用無線通信システム。
請求項１～１２のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記ベース無線装置は、同期接続がされていた一の前記リモート無線装置からのデータを受信していない時間が予め決められた時間閾値（ＴＴＨ）に達したことに基づいて、前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部（２７）を更に備える、産業用無線通信システム。
請求項１～１２のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記ベース無線装置は、同期接続がされていた一の前記リモート無線装置へのデータの送信の繰り返しの回数が回数閾値（ＮＴＨ）に達したにもかかわらず、前記一のリモート無線装置からの受信完了通知を受信していないことに基づいて、前記一のリモート無線装置が非接続状態であると判定する接続状態判定部を更に備える、産業用無線通信システム。
請求項１～１４のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記同期接続送信部は、同期接続がされていた前記リモート無線装置との間の接続が切断された場合に、同期接続がされていた前記リモート無線装置との間で再び同期接続するための前記同期接続信号を前記同期接続周期で送信する送信処理をブロードキャストで行う、産業用無線通信システム。
請求項１～１５のいずれか１項に記載の産業用無線通信システムにおいて、
前記リモート無線装置は、前記リモート無線装置が備えられた機器の診断情報を、前記ホッピング周期で前記ホッピング周波数を切り替えて行われるデータの送受信において前記ベース無線装置に送信する診断情報送信部（４０）を更に備える、産業用無線通信システム。