WO2016163015A1 - 通信中継装置および空調冷熱システム - Google Patents

通信中継装置および空調冷熱システム Download PDF

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WO2016163015A1
WO2016163015A1 PCT/JP2015/061161 JP2015061161W WO2016163015A1 WO 2016163015 A1 WO2016163015 A1 WO 2016163015A1 JP 2015061161 W JP2015061161 W JP 2015061161W WO 2016163015 A1 WO2016163015 A1 WO 2016163015A1
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WO
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transmission
buffer
unit
relay
data
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/061161
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English (en)
French (fr)
Inventor
一生 前田
浩司 陸川
染谷　潤
Original Assignee
三菱電機株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L12/00—Data switching networks
    • H04L12/28—Data switching networks characterised by path configuration, e.g. LAN [Local Area Networks] or WAN [Wide Area Networks]
    • H04L12/46—Interconnection of networks

Definitions

  • the present invention relates to a communication relay device and an air conditioning cooling / heating system.
  • a repeater that physically connects and disconnects communication lines as a communication relay device between a plurality of centralized controllers and a plurality of indoor units and outdoor units.
  • a repeater When a repeater is used as the communication relay device, communication of all nodes connected to the repeater flows on the same communication line when the communication line is connected, so communication traffic is congested.
  • communication of other segments that are originally unnecessary is mixed.
  • a bridge As a communication relay device (for example, Patent Document 1).
  • a bridge is used as the communication relay device, the communication of the air-conditioning cooling / heating system is separated for each segment, and unnecessary communication can be prevented from being mixed in the segment. Thereby, compared with the case where a repeater is used, communication traffic can be reduced.
  • the bridge also has a relay buffer so that a relay frame can be received even when relay destination communication traffic is congested and relay transmission is not possible.
  • the relay buffer is full, the bridge cannot store received frames in the buffer. Therefore, it is known that when a relay buffer is full, a specific frame (for example, the oldest frame) is discarded to secure an empty buffer so that the next frame can be received (for example, Patent Documents). 2).
  • the probability of occurrence of a communication abnormality may increase in communication between nodes in different segments for the following reasons.
  • the transmission source node since the communication line between segments is physically blocked in the bridge, the transmission source node performs transmission without grasping the traffic of the relay destination segment.
  • the transmission source node determines success or failure for transmission in the segment to which the transmission source node is connected. Therefore, if transmission within the segment to which it is connected is performed normally, it is determined that transmission has succeeded even if relay transmission at the relay destination segment has failed. That is, in the case of a bridge, a transmission source node cannot grasp transmission traffic of a relay destination segment like a repeater, and cannot perform transmission control spontaneously so as not to cause a communication abnormality.
  • the bridge retransmits until transmission is completed normally.
  • the bridge stores the transmission frame from the transmission source node received during this retransmission in the relay buffer. Further, the next transmission scheduled frame stored in the relay buffer is not transmitted until the retransmission is normally completed. Therefore, transmission frames from the transmission source node received during retransmission are accumulated in the relay buffer.
  • the relay buffer is full, the bridge cannot store the received frame in the buffer, so the received frame from the source node is discarded and no response is returned to the source node.
  • the transmission source node manages the response to the transmission and detects a communication abnormality because there is no response from the bridge. Then, since the transmission source node cannot receive a response, it performs retransmission for no response. This also causes communication traffic congestion.
  • the present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a communication relay device and an air conditioning cooling / heating system that can suppress the occurrence of communication abnormality and reduce traffic congestion.
  • a communication relay device is a communication relay device that relays data between a plurality of segments, which receives and receives data from a plurality of segments, and controls the transmission / reception unit.
  • a transmission / reception control unit a storage unit having a relay buffer for temporarily storing data received by the transmission / reception unit, and a buffer monitoring unit for calculating a usage rate of the relay buffer.
  • the use rate of the relay buffer calculated by the unit is equal to or greater than a predetermined reference value, data transmission or reception by the transmission / reception unit is controlled so as to reduce traffic congestion.
  • the buffer monitoring unit determines that the relay buffer usage rate is equal to or higher than the reference value and the relay buffer can be full, data transmission or By controlling reception so that traffic congestion is reduced, overflow of the relay buffer can be suppressed without deleting frames in the relay buffer. As a result, the occurrence of communication abnormality can be suppressed and traffic congestion can be reduced.
  • FIG. 1 is a block diagram of a communication relay device in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of a first transmission / reception unit in the first embodiment. 3 is a diagram showing a frame configuration in Embodiment 1.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a priority level of a frame in the first embodiment.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of a buffer monitoring unit according to Embodiment 1.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram of a first relay buffer and a second relay buffer stored in a storage unit in Embodiment 1.
  • FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the communication relay device in the first embodiment.
  • 3 is a flowchart showing a transmission process in the first embodiment.
  • 10 is an explanatory diagram of a first transmission / reception control unit in Embodiment 2.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a transmission process in the second embodiment.
  • 10 is a flowchart showing a transmission process in the fourth embodiment.
  • FIG. 10 is an explanatory diagram of a buffer monitoring unit in a fifth embodiment. 10 is a flowchart showing a transmission process in the fifth embodiment. It is explanatory drawing of the buffer for relay in a modification. It is a table
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an air-conditioning cooling / heating system 100 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • the air conditioning cooling / heating system 100 includes a communication relay device 1, an outdoor unit 2, an indoor unit 3, and a centralized controller 4.
  • the communication relay device 1 includes a communication relay device 1, an outdoor unit 2, an indoor unit 3, and a centralized controller 4.
  • one outdoor unit 2, three indoor units 3, and two centralized controllers 4 are connected to the communication relay device 1.
  • the present invention is not limited to this, and an arbitrary number of devices can be connected to the communication relay device 1.
  • the communication relay device 1 is a bridge, and the network is separated into a segment A including the centralized controller 4 and a segment B including the outdoor unit 2 and the indoor unit 3 by the communication relay device 1.
  • the communication relay device 1 includes a communication port A and a communication port B, and relays data (frames) between the segment A and the segment B via the communication port A and the communication port B.
  • the communication relay device 1 uses a CSMA / CD winning remaining transmission control method. Note that the number of segments connected to the communication relay device 1 and the number of communication ports may be three or more.
  • FIG. 2 is a block diagram of the communication relay device 1 in the present embodiment.
  • the communication relay device 1 includes a transmission / reception unit 10, a control unit 20, a buffer monitoring unit 30, and a storage unit 40.
  • Each of the above-described units can be configured by hardware such as a circuit device that realizes the function, or can be configured by an arithmetic device such as a microcomputer or a CPU and software executed thereon.
  • the transmission / reception unit 10 transmits and receives frames.
  • the transmission / reception unit 10 receives a frame from the segment A via the communication port A and transmits a frame to the segment A.
  • the transmission / reception unit 10 receives a frame from the segment B via the communication port B and goes to the segment B.
  • a second transmitting / receiving unit 12 for transmitting a frame.
  • the control unit 20 controls frame transmission / reception in the transmission / reception unit 10. Specifically, the control unit 20 temporarily stores the frame received by the transmission / reception unit 10 in the storage unit 40, and reads and transmits the frame from the transmission / reception unit 10 according to the availability of the communication line.
  • the control unit 20 includes a first transmission / reception control unit 21 that controls transmission / reception of frames in the first transmission / reception unit 11 and a second transmission / reception control unit 22 that controls transmission / reception of frames in the second transmission / reception unit 12.
  • the buffer monitoring unit 30 monitors the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 in the storage unit 40 and determines the state. Specifically, the buffer monitoring unit 30 calculates the buffer usage rate of the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44, and the determination criterion of the buffer state determination data 42 in which the calculation result is stored in the storage unit 40. If it is greater than or equal to the value, it is determined that the buffer can be full.
  • the storage unit 40 is composed of, for example, a rewritable RAM (Random Access Memory), and stores various data including received frames.
  • the storage unit 40 includes an address table 41, buffer state determination data 42, a first relay buffer 43, and a second relay buffer 44.
  • the address table 41 is a table for performing relay determination at the time of frame reception.
  • the buffer status determination data 42 stores a determination reference value for determining the status of the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44.
  • the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 temporarily store a relay frame.
  • the relay operation of the communication relay device 1 will be described by taking as an example a case where a frame from the segment A is received.
  • the first transmission / reception unit 11 receives the frame via the communication port A. Then, the first transmission / reception unit 11 checks whether the data in the received frame is normal. When the data in the frame is normal, the frame is passed to the first transmission / reception control unit 21. On the other hand, if the data in the frame is abnormal, the frame is discarded.
  • the first transmission / reception control unit 21 determines whether to relay the received frame based on the address table 41 of the storage unit 40. Here, when relaying, data is stored in the first relay buffer 43 of the storage unit 40.
  • the second transmission / reception control unit 22 confirms the transmission state of the second transmission / reception unit 12, and confirms the presence / absence of a frame in the first relay buffer 43 when transmission is not being performed. If there is a frame in the first relay buffer 43, the frame is read out.
  • the buffer monitoring unit 30 determines the state of the first relay buffer 43 based on the buffer state determination data 42 stored in the storage unit 40.
  • the second transmission / reception control unit 22 sets the priority level of the read frame according to the determination result of the buffer monitoring unit 30 and passes the frame to the second transmission / reception unit 12.
  • the second transmitting / receiving unit 12 transmits the frame to the segment B via the communication port B with the set priority level.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram of the first transmission / reception unit 11 in the present embodiment.
  • the second transmission / reception unit 12 has the same function as the first transmission / reception unit 11, and here, the first transmission / reception unit 11 will be described as a representative.
  • the first transmission / reception unit 11 includes a frame determination unit 111 and a collision detection unit 112.
  • the frame determination unit 111 determines whether the frame received via the communication port A is normal or abnormal.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the frame in the present embodiment.
  • the frame includes a PR including a priority level at the time of frame collision, an SA including a transmission source address, a DA including a transmission destination address, a CC including a control code, and a BC including a message length code.
  • DATA including data
  • FCC including a frame check code for confirming whether the frame is normal or abnormal
  • ACK including an acknowledgment.
  • the frame determination unit 111 confirms the FCC in the frame and determines whether the frame is normal or abnormal.
  • the frame determination unit 111 discards the frame when it is determined that the frame is abnormal, and passes the frame to the first transmission / reception control unit 21 when it is determined that the frame is normal.
  • the collision detection unit 112 detects the collision of the transmitted frame when transmitting the frame via the communication port A. In the case of a frame collision, the remaining frame win is determined by the priority level (PR in FIG. 4) in the frame. Specifically, when two frames collide, a frame with a high priority level wins and is transmitted over the network. When the collision detection unit 112 detects a collision loss of a frame with a low priority level, the collision detection unit 112 temporarily stops transmission of the frame and performs retransmission at the next transmittable timing.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a frame priority level. If the transmission of the priority level 1 frame and the priority level 2 frame collide, the priority level 1 frame remains unsuccessful and is transmitted over the network.
  • Frames with priority level 2 are not transmitted, but are retransmitted at the next transmittable timing. Further, the collision detection unit 112 notifies the control unit 20 of the transmission state. Specifically, when a frame is transmitted from the first transmission / reception unit 11, the collision detection unit 112 notifies the control unit 20 that transmission is in progress. When the transmission is normally completed, the transmission completion is notified. On the other hand, when the frame is being retransmitted due to a collision loss or the like, since the transmission is not completed, the transmission state of the first transmission / reception unit 11 remains being transmitted.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of the first transmission / reception control unit 21 in the present embodiment.
  • a solid line arrow indicates a data flow
  • a broken line arrow indicates data reference (monitor).
  • the second transmission / reception control unit 22 has the same function as the first transmission / reception control unit 21, and here, the first transmission / reception control unit 21 will be described as a representative.
  • the first transmission / reception control unit 21 includes a table generation unit 211, a relay determination unit 212, a frame reading unit 213, and a priority level setting unit 214.
  • the table generation unit 211 generates the address table 41 and stores it in the storage unit 40.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the address table 41 stored in the storage unit 40 according to the present embodiment.
  • the address table 41 includes an address storage area 411 for each communication port and a connected number storage area 412 of connected nodes.
  • the address storage area 411 of the communication port A stores the address of the node connected to the communication port A (that is, the centralized controller 4).
  • the address storage area 411 of the communication port B stores the addresses of the nodes (that is, the outdoor unit 2 and the indoor unit 3) connected to the communication port B.
  • the total number of addresses connected to the communication ports A and B (6 in the present embodiment) is stored in the connected number storage area 412.
  • the table generation unit 211 When receiving the frame from the communication port A, the table generation unit 211 stores the address of the transmission source node of the frame in the address storage area 411 of the communication port A. For example, in the air conditioning / cooling system 100 of FIG. 1, when the node at address 000 transmits a frame to the node at address 001, the address storage area 411 of the communication port A stores the address 000 of the transmission source node. When a frame is transmitted from the communication port A and a response is received, the address of the transmission source node of the response frame is stored in the address storage area 411 of the communication port A. Similarly, the address of the transmission source node is stored in the address storage area 411 of the communication port B by a table generation unit (not shown) of the second transmission / reception control unit 22. Further, the table generation unit 211 obtains the number of devices connected to the communication relay device 1 based on the number of addresses in the created address table 41 and stores it in the connected number storage area 412.
  • the table generation unit 211 transmits an existence confirmation frame for all addresses connected to the communication ports A and B in the initial processing after the communication relay device 1 is powered on, and the response The address table 41 may be created by As a result, the communication relay device 1 is connected to the air conditioning cooling / heating system 100 through the communication port A and the communication port B.
  • the relay determination unit 212 performs relay determination on the received frame based on the address table 41 (FIG. 7). Specifically, the relay determination unit 212 determines not to relay when the transmission destination address of the received frame is stored in the address table 41 of the received communication port (that is, communication port A). That is, in this case, since the transmission destination node is in the same segment as the transmission source node, there is no need for relaying, so relaying is not performed.
  • the relay determination unit 212 performs relay. Determine to do. When relaying, the received frame is stored in the first relay buffer 43.
  • the frame reading unit 213 determines whether or not there is a frame for the second relay buffer 44 according to the transmission state notified from the first transmission / reception unit 11. Specifically, the frame reading unit 213 determines whether there is a frame stored in the second relay buffer 44 when the transmission state of the first transmission / reception unit 11 is transmission complete (that is, when transmission is not being performed). If there is a frame, the oldest frame is read and transmitted to the first transmission / reception unit 11. On the other hand, when the transmission state of the first transmission / reception unit 11 is transmitting, the frame reading unit 213 does not determine whether or not there is a frame in the second relay buffer 44 and does not read the frame.
  • the priority level setting unit 214 sets the priority level of the frame read from the second relay buffer 44 based on the determination result by the buffer monitoring unit 30 described later. Specifically, the priority level setting unit 214 sets the highest priority level of a frame when the determination result by the state determination unit 32 of the buffer monitoring unit 30 is a caution state. In the example of FIG. 5, priority level 1 is set as the highest priority level. The priority level set by the priority level setting unit 214 is stored in the PR of the frame shown in FIG.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram of the buffer monitoring unit 30 in the present embodiment.
  • the buffer monitoring unit 30 includes a usage rate calculation unit 31 and a state determination unit 32.
  • the usage rate calculation unit 31 monitors the number of frames stored in the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 (that is, the buffer usage), and uses the usage rate A of the first relay buffer 43 and the second relay buffer. 44 usage rates B are calculated.
  • the usage rate of each buffer is calculated by the following equation (1).
  • Ur is the buffer usage rate
  • Fn is the number of accumulated frames
  • Tc is the total buffer capacity
  • the state determination unit 32 determines the states of the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 based on the usage rates A and B calculated by the usage rate calculation unit 31. The state determination unit 32 determines whether or not the calculated usage rates A and B are equal to or greater than the determination reference value of the buffer state determination data 42 stored in the storage unit 40, respectively. When the buffer usage rate is lower than the determination reference value, it is determined as a normal state. On the other hand, when the buffer usage rate is equal to or higher than the determination reference value, the buffer can be full, and it is determined that the state needs attention. The state determination unit 32 holds the determination result A of the first relay buffer 43 and the determination result B of the second relay buffer 44, respectively.
  • FIG. 9 is an explanatory diagram of the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 stored in the storage unit 40 according to the present embodiment.
  • the storage unit 40 includes a first relay buffer 43 and a second relay buffer 44 corresponding to the communication ports A and B, respectively.
  • the first transmission / reception control unit 21 stores the frame received from the communication port A in the first relay buffer 43
  • the second transmission / reception control unit 22 receives the frame received from the communication port B in the second relay buffer 44. Is remembered.
  • the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 store the frames in the order received, read them in order from the oldest frame, and transmit them from other ports.
  • the next transmission schedule stored in the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 is scheduled. The frame remains stored in the buffer.
  • the buffer status determination data 42 stored in the storage unit 40 is a determination criterion value of the usage rate at which the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44 can be full.
  • the determination reference value is determined in advance according to the number of nodes in the air conditioning cooling / heating system 100 and stored as buffer state determination data 42.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the operation of the communication relay device 1 in the present embodiment.
  • the address table 41 is created by initial processing (S1). And it is judged whether the 2nd transmission / reception part 12 is transmitting (S2). When the 2nd transmission / reception part 12 is transmitting (S2: YES), it transfers to step S5. On the other hand, when the second transmitting / receiving unit 12 is not transmitting (S2: NO), it is determined whether or not there is a frame in the first relay buffer 43 (S3). If there is a frame (S3: YES), the frame is read from the first relay buffer 43 and transmission processing is performed (S4).
  • FIG. 11 is a flowchart showing a transmission process of the communication relay device 1 in the present embodiment.
  • the process first, it is determined whether or not the determination result A of the first relay buffer 43 by the buffer monitoring unit 30 is in a state of caution (S41). If the determination result A of the first relay buffer 43 is in a state of caution (S41: YES), it is determined that the buffer usage rate of the first relay buffer 43 is equal to or greater than the determination reference value. The priority level is changed to 1 (S42). On the other hand, when the determination result A of the first relay buffer 43 is normal (S41: NO), the priority level is changed assuming that the buffer usage rate of the first relay buffer 43 is lower than the determination reference value. Instead, the process proceeds to step S43. Then, the read frame is transmitted through the communication port B at the set priority level (S43). Thereafter, the transmission process is terminated, and the process proceeds to step S5 in FIG.
  • step S10 it is determined whether a frame is received from the communication port A (S8). If a frame is received (S8: YES), a reception process is performed (S9). In the reception process, relay determination based on the address table 41 is performed. When relaying, the received frame is stored in the first relay buffer 43. On the other hand, when not relaying, the received frame is discarded. After completion of the reception process, the process proceeds to step S10.
  • the buffer monitoring unit 30 determines that the usage rate of the relay buffer is equal to or higher than the reference value and the relay buffer can be full (attention required state). If it is determined that the traffic is congested, the priority level of the transmission frame is set high. As a result, the transmission frame is preferentially transmitted, and retransmission due to loss of collision can be reduced. As a result, overflow of the relay buffer can be suppressed, occurrence of communication abnormality can be suppressed, and traffic congestion can be reduced.
  • a low-capacity relay buffer can be used, which leads to cost reduction. Furthermore, even if the communication volume increases due to the number of connected units and functions added in the future, it becomes possible to cope without changing the capacity of the relay buffer.
  • Embodiment 2 a second embodiment of the present invention will be described.
  • the second embodiment is different from the first embodiment in that a transmission stop command is transmitted to a node connected to each communication port based on a determination result by the buffer monitoring unit 30.
  • the other configuration of the second embodiment is the same as that of the first embodiment, and the same components and processing steps are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram of the first transmission / reception control unit 21A in the present embodiment.
  • solid arrows indicate the flow of data, and broken arrows indicate data reference (monitor).
  • the first transmission / reception control unit 21 ⁇ / b> A of the present embodiment includes a transmission restriction command unit 215 instead of the priority level setting unit 214 of the first embodiment.
  • storage part 40 of this Embodiment memorize
  • the transmission restriction state 45 indicates whether each communication port A and B is in a transmission stop command or a transmission stop cancellation.
  • the transmission restriction command unit 215 transmits a transmission stop command or a release command to each node connected to the communication port A or B based on the determination result by the state determination unit 32 of the buffer monitoring unit 30, and the storage unit 40 The transmission restriction state 45 is changed.
  • the outdoor unit 2, the indoor unit 3, and the centralized controller 4 perform frame transmission stop or stop release based on the transmission stop command or release command from the communication relay device 1.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the transmission processing in the present embodiment.
  • the determination result A of the first relay buffer 43 determined by the buffer monitoring unit 30 is in a state of caution (S41). If the determination result A of the first relay buffer 43 is in a state of caution (S41: YES), it is stored in the first relay buffer 43 based on the transmission restriction state 45 stored in the storage unit 40. It is determined whether or not the communication port A that is the frame transmission source is instructing to stop transmission (S411).
  • step S43 If the communication port A is in the transmission stop command (S411: YES), the process proceeds to step S43. On the other hand, if the communication port A is not in the transmission stop command (S411: NO), a transmission stop command is transmitted to each node connected to the communication port A (S412) and stored in the storage unit 40. The transmission restriction state 45 of the port A is changed during the transmission stop command (S413).
  • the determination result A of the first relay buffer 43 is normal (S41: NO)
  • the communication port A is not in the transmission stop command (S414: NO)
  • the process proceeds to step S43.
  • the communication port A is in the transmission stop command (S414: YES)
  • the release command is transmitted to each node connected to the communication port A (S415), and the communication stored in the storage unit 40 is stored.
  • the transmission restriction state 45 of the port A is changed while the transmission suspension is being released (S416). Thereafter, the frame is transmitted in step S43.
  • a transmission stop command or cancellation to the communication port B is performed based on the determination result of the second relay buffer 44.
  • the buffer monitoring unit 30 determines that the usage rate of the relay buffer is equal to or higher than the reference value and the relay buffer can be full (attention required state). In such a case, the transmission of the frame of the communication port that is the frame transmission source can be stopped. Accordingly, accumulation of further frames in the relay buffer is suppressed, and overflow of the relay buffer can be suppressed without deleting frames in the relay buffer. As a result, the occurrence of communication abnormality can be suppressed and traffic congestion can be reduced.
  • Embodiment 3 FIG. Subsequently, Embodiment 3 of the present invention will be described.
  • a transmission stop command is transmitted to the node connected to each communication port based on the determination result by the buffer monitoring unit 30.
  • a transmission stop command is transmitted to the communication port of the transmission source of the frame stored in the relay buffer, whereas in the third embodiment, the frame stored in the relay buffer is transmitted.
  • the second embodiment is different from the second embodiment in that a transmission stop command is transmitted to the destination communication port.
  • Other configurations of the third embodiment are the same as those of the second embodiment.
  • the first relay buffer 43 stores it based on the transmission restriction state 45 stored in the storage unit 40. It is determined whether or not the communication port B that is the transmission destination of the frame to be transmitted is in the transmission stop command. If the communication port B is not in the transmission stop command, a transmission stop command is transmitted to the node connected to the communication port B, and the communication port B transmission restriction state 45 stored in the storage unit 40 is transmitted. Changed during stop command.
  • the determination result A of the first relay buffer 43 it is determined whether or not the communication port B is in a transmission stop command.
  • a release command is transmitted to the node connected to the communication port B, and the transmission restriction state 45 of the communication port B stored in the storage unit 40 is transmitted. It is changed during stop cancellation.
  • a transmission stop command to the communication port A or cancellation is performed based on the determination result of the second relay buffer 44.
  • the buffer monitoring unit 30 determines that the usage rate of the relay buffer is equal to or higher than the reference value and the relay buffer can be full (attention required state). In such a case, it is possible to suppress retransmission due to collision at the time of frame transmission by stopping frame transmission at the communication port of the transmission destination. As a result, the frame accumulation amount can be reduced and the overflow of the relay buffer can be suppressed without deleting the frame in the relay buffer. As a result, the occurrence of communication abnormality can be suppressed and traffic congestion can be reduced.
  • Embodiment 4 FIG. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
  • the fourth embodiment is different from the second embodiment in that the release command is not transmitted to the node in the transmission process and the transmission restriction state 45 is not stored in the storage unit 40.
  • Other configurations of the fourth embodiment are the same as those of the second embodiment, and the same components and processing steps are denoted by the same reference numerals.
  • the outdoor unit 2, the indoor unit 3, and the centralized controller 4 that are nodes automatically cancel the transmission stop command in response to the transmission stop command from the communication relay device 1.
  • FIG. 14 is a flowchart showing transmission processing in the present embodiment.
  • the determination result A of the first relay buffer 43 determined by the buffer monitoring unit 30 is in a state of caution (S41).
  • S41 state of caution
  • each node connected to the communication port A that is the transmission source of the frame stored in the first relay buffer 43 In response to this, a transmission stop command is transmitted (S421).
  • a transmission stop command may be transmitted to each node connected to the communication port B that is the transmission destination of the frame stored in the first relay buffer 43. .
  • Each node that has received the transmission stop command from the communication relay device 1 automatically cancels the command after a predetermined time has elapsed. If the transmission stop command is received again before the fixed time has elapsed, the command is canceled again after the fixed time has elapsed from the time of reception. On the other hand, when the determination result A of the first relay buffer 43 is normal (S41: NO), the process proceeds to step S43 without transmitting a transmission stop command, and the frame is transmitted (S43).
  • the same effect as in the second or third embodiment can be obtained.
  • the node that has received the transmission stop command from the communication relay device 1 cancels the transmission stop command after a predetermined time has elapsed. Therefore, even when the communication relay device 1 cannot transmit the release command due to a failure or the like after transmitting the transmission stop command, each node can return the transmission.
  • Embodiment 5 FIG. Next, a fifth embodiment of the present invention will be described.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in that the buffer state determination data 42A includes a plurality of determination reference values, and the state determination unit 32 of the buffer monitoring unit 30 makes a determination for each determination reference value.
  • Other configurations in the fifth embodiment are the same as those in the first embodiment, and the same components and processing steps are denoted by the same reference numerals.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram of the buffer monitoring unit 30A in the present embodiment.
  • the first determination reference value a and the second determination reference value b are stored as the buffer state determination data 42A. Different values for the first determination reference value a and the second determination reference value b are predetermined and stored. For example, the first determination reference value a is set to a value larger than the second determination reference value.
  • the state determination unit 32A of the buffer monitoring unit 30A determines whether the calculated buffer usage rate is greater than or equal to the first determination reference value a and the second determination reference value b, and holds the result for each relay buffer. In the example of FIG. 15, the state determination unit 32A holds the determination result Aa and the determination result Ba for the first determination reference value a, and the determination result Ab and the determination result Bb for the second determination reference value b.
  • the first transmission / reception control unit 21 in the control unit 20 of the present embodiment has both the priority level setting unit 214 in the first embodiment and the transmission restriction command unit 215 in the second embodiment. Furthermore, the storage unit 40 of the present embodiment stores the transmission restriction state 45 in the second embodiment.
  • FIG. 16 is a flowchart showing transmission processing in the present embodiment.
  • this process first, it is determined whether or not the determination result Aa of the first relay buffer 43 by the buffer monitoring unit 30A is in a state of caution (S431). If the determination result Aa of the first relay buffer 43 is in a state of caution (S431: YES), the buffer usage rate A of the first relay buffer 43 is read as being greater than or equal to the first determination reference value a. The priority level of the frame thus changed is changed to 1 (S432), and the process proceeds to step S433.
  • the buffer usage rate A of the first relay buffer 43 is considered to be lower than the first determination reference value a, and therefore priority is given.
  • the process proceeds to step S436 without changing the level.
  • step S433 it is determined whether or not the determination result Ab of the first relay buffer 43 determined by the buffer monitoring unit 30A is in a state of caution (S433). If the determination result Ab of the first relay buffer 43 is in a state of caution (S433: YES), it is determined that the buffer usage rate A of the first relay buffer 43 is greater than or equal to the second determination reference value b. A transmission stop command is transmitted to each node connected to A (S434), and the transmission restriction state 45 of the communication port A stored in the storage unit 40 is changed to the transmission stop command (S435). Thereafter, the process proceeds to step S43.
  • step S436 based on the transmission restriction state 45 stored in the storage unit 40, it is determined whether or not the communication port A is in a transmission stop command (S436).
  • the communication port A is not in the transmission stop command (S436: NO)
  • the process proceeds to step S43.
  • the communication port A is in a transmission stop command (S436: YES)
  • a release command is transmitted to each node connected to the communication port A (S437), and the communication port stored in the storage unit 40
  • the transmission limit state 45 of A is changed while the transmission stop is being released (S438).
  • the frame is transmitted at the priority level set in step S43.
  • the transmission stop command or the release command is transmitted to each node connected to the communication port B according to the determination result Ab of the first relay buffer 43, and the storage unit 40
  • the transmission limit state 45 of the stored communication port B may be changed.
  • the same effect as in the first and second embodiments can be obtained.
  • transmission / reception control according to the usage rate of the relay buffer can be performed, and traffic can be optimized. .
  • the embodiment of the present invention has been described based on the drawings, the specific configuration is not limited to this and can be changed without departing from the gist of the invention.
  • the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to the communication relay device of other systems. can do.
  • the communication relay apparatus 1 is good also as a structure mounted in the outdoor unit 2 connected between each segment.
  • FIG. 17 is an explanatory diagram of the relay buffer 46 in a modified example.
  • the relay determination unit 212 of the control unit 20 adds the received communication port identification information to the frame and stores it. Then, the buffer monitoring unit 30 calculates the frame accumulation amount at each communication port from the stored identification information in the relay buffer 46. By configuring in this way, the buffer can be efficiently used when the difference in communication amount between the communication ports is large, for example, when the usage rate of one buffer is low.
  • the calculation of the buffer usage rate in the usage rate calculation unit 31 of the buffer monitoring unit 30 can be further improved by using the following calculation method.
  • the number of devices connected to the air conditioning / cooling system 100 varies depending on the scale.
  • the number of connected devices is large, the number of frame collisions increases due to an increase in traffic, so that the speed stored in the buffer (speed to reach the judgment reference value) is also increased. Therefore, the buffer usage rate may be calculated according to the number of connected devices in consideration of the speed accumulated in the buffer.
  • FIG. 18 is a table showing the buffer usage rate according to the number of connected devices in this modification.
  • the determination reference value in FIG. 18 is a value stored as the buffer state determination data 42, and the number of connected devices is a value obtained from the address table 41.
  • the buffer usage rate is a value calculated by the usage rate calculation unit 31 of the buffer monitoring unit 30.
  • the buffer usage rate in this modification will be described in the case where the number of connected units in FIG. 18 is 50 units and 70 units.
  • the buffer usage rate is calculated based on the case where the number of connected devices is 50.
  • the buffer usage rate Ur in this case is calculated by the following equation (2).
  • Ur is the buffer usage rate
  • Fn is the number of stored frames
  • Tc is the total buffer capacity
  • N is the number of connected nodes.
  • the buffer usage rate when the number N of connected units is 70 is 1.4 times the buffer usage rate when 50 units are connected.
  • the buffer monitoring unit 30 calculates the buffer usage rate according to the number of connected devices, and determines whether or not the determination criterion value is exceeded.
  • standard of the number of connections is not limited to 50 units, It determines arbitrarily according to the structure of a system and the buffer to be used. Further, a coefficient may be determined in advance according to the number of connected devices, and the coefficient may be multiplied to the buffer usage rate calculated in the first embodiment.
  • nodes connected to the air conditioning / cooling system 100 have attributes such as the outdoor unit 2, the indoor unit 3, and the centralized controller 4, and the transmission frequency (occupied traffic) varies depending on the node attributes. Therefore, the buffer usage rate may be calculated according to the transmission frequency of the node connected to the communication relay device 1. Specifically, the transmission frequency may be held as a coefficient for each attribute of the node, and the buffer usage rate may be calculated by multiplying the number of connections per node by the coefficient.
  • the buffer usage rate Ur is (3).
  • the standard for the number of connected units is calculated as 50 units.
  • Ur is the buffer usage rate
  • Fn is the number of accumulated frames
  • Tc is the total buffer capacity.
  • the number and coefficient for each node are values held by the buffer monitoring unit 30.
  • information regarding the node attributes may be acquired when the presence confirmation is performed for all addresses connected to the air conditioning cooling / heating system 100 in the initial process of the communication relay device 1.
  • the coefficient may be determined by inputting the attribute of each node in the communication relay device 1 or confirming the transmission frequency in relay communication.
  • the buffer usage rate may be calculated by calculating the number of collisions of transmission frames per unit time and multiplying by a coefficient.
  • the buffer usage rate Ur is calculated by the following equation (4).
  • Ur is the buffer usage rate
  • Fn is the number of accumulated frames
  • Tc is the total buffer capacity
  • Ca is the number of transmission frame collisions per unit time
  • Cs is the standard number of transmission frame collisions.
  • the standard number of transmission frame collisions Cs is, for example, the number of transmission frame collisions per unit time when 50 devices are connected.
  • (Fn / Tc) is a value calculated from the relay buffer on the communication port side that received the frame
  • (Ca / Cs) is the transmission per unit time in the relay destination segment. This is a value calculated from the number of frame collisions.
  • the buffer usage rate may be calculated by calculating the number of received frames per unit time and multiplying by the coefficient.
  • the buffer usage rate Ur is calculated by the following equation (5).
  • Ur is the buffer usage rate
  • Fn is the number of accumulated frames
  • Tc is the total buffer capacity
  • Ra is the number of received frames per unit time
  • Rs is the standard number of received frames.
  • the standard number of received frames Rs is, for example, the number of received frames per unit time when 50 devices are connected.
  • (Fn / Tc) is a value calculated from the received relay buffer on the communication port side
  • (Ra / Rs) is the number of received frames per unit time in the relay destination segment. It is a value calculated from
  • the buffer monitoring unit 30 monitors the number of frames stored in the first relay buffer 43 and the second relay buffer 44, calculates the usage rate of each buffer, and determines the state of each buffer.
  • the state determination may be performed by monitoring the remaining amount of memory in each buffer, the number of frames that can be accumulated, or the frame length.
  • Embodiments 2 to 5 when it is determined that the first relay buffer 43 or the second relay buffer 44 is in a state of caution, transmission is stopped for each node connected to the communication port.
  • a command for stopping only transmission of a specific frame may be transmitted to each node.
  • the specific frame is, for example, a frame with a low priority level.
  • a command for delaying transmission for a predetermined time may be transmitted.
  • a command for changing the command length of the frame to be short or a command for changing the scheduled transmission interval may be transmitted.
  • the transmission stop command may be transmitted only to a node having a specific address among the plurality of nodes.
  • the transmission restriction state 45 is stored for each node of the address.
  • a transmission stop and release command may be transmitted to each node connected to both communication ports A and B according to the determination result of the relay buffer.
  • 1 communication relay device 2 outdoor unit, 3 indoor unit, 4 centralized controller, 10 transmission / reception unit, 11 first transmission / reception unit, 12 second transmission / reception unit, 20 control unit, 21, 21A first transmission / reception control unit, 22 second transmission / reception Control unit, 30, 30A buffer monitoring unit, 31 usage rate calculation unit, 32, 32A state determination unit, 40 storage unit, 41 address table, 42, 42A buffer state determination data, 43 first relay buffer, 44 second relay Buffer, 45 transmission limit state, 46 relay buffer, 100 air conditioning cooling / heating system, 111 frame determination unit, 112 collision detection unit, 211 table generation unit, 212 relay determination unit, 213 frame reading unit, 214 priority level setting unit, 215 Transmission restriction command section, 411 address storage area, 412 connection Number storage area.

Landscapes

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Abstract

　複数のセグメント間でデータを中継する通信中継装置であって、複数のセグメントからデータを受信し、複数のセグメントへデータを送信する送受信部と、送受信部を制御する送受信制御部と、送受信部が受信したデータを一時記憶する中継用バッファを有する記憶部と、中継用バッファの使用率を算出するバッファ監視部と、を有する。また、送受信制御部は、バッファ監視部によって算出された中継用バッファの使用率が予め定められた基準値以上である場合に、送受信部によるデータの送信または受信をトラフィックの混雑が軽減されるように制御するものである。

Description

通信中継装置および空調冷熱システム
　本発明は、通信中継装置および空調冷熱システムに関するものである。
　従来、空調冷熱システムにおいて、複数の集中コントローラと複数の室内機および室外機との間の通信中継装置として、物理的に通信線の接続および遮断を行うリピーターを用いることが知られている。通信中継装置としてリピーターを用いる場合、通信線が接続されることでリピーターに接続される全てのノードの通信が同一の通信線上に流れるため、通信トラフィックが混雑する。また、セグメント内において、本来は不要な他のセグメントの通信が混入した状態となる。
　また、通信中継装置としてブリッジを用いることも知られている（例えば特許文献１）。通信中継装置としてブリッジを用いる場合、空調冷熱システムの通信をセグメント毎に分離し、セグメント内に不要な通信の混入を防ぐことができる。これにより、リピーターを用いる場合に比べ、通信トラフィックを削減することができる。また、ブリッジは中継先の通信トラフィックが混雑し中継送信ができない場合にも中継用のフレームを受信できるように、中継用のバッファを保有している。しかしながら、中継用バッファが一杯になると、ブリッジは受信フレームをバッファに記憶できなくなる。そこで、中継用バッファが一杯になった場合に特定のフレーム（例えば最も古いフレーム）を破棄してバッファの空きを確保し、次フレームを受信できるようにすることが知られている（例えば特許文献２）。
特開平５－１５３１２２号公報 特開平４－５８６４６号公報
　ここで、通信中継装置としてブリッジを用いる場合、以下の理由により、異なるセグメントにあるノード間での通信において通信異常の発生確率が高くなることがある。まず、ブリッジではセグメント間の通信線が物理的に遮断されるため、送信元ノードは中継先セグメントのトラフィックを把握せずに送信を行う。また、送信元ノードは自身が接続されているセグメント内での送信に対して成功または失敗を判断する。そのため、自身が接続されているセグメント内での送信が正常に行われた場合、中継先セグメントでの中継送信が失敗していても送信は成功したと判断する。すなわち、ブリッジの場合、リピーターのように送信元ノードが中継先セグメントの通信トラフィックを把握し、通信異常とならないように自発的に送信制御を行なうことができない。
　また、ブリッジでは、送信フレームが衝突負けなどで正常に送信されない場合、正常に送信が完了するまで再送を行う。ブリッジはこの再送の間に受信する送信元ノードからの送信フレームを中継用バッファに記憶していく。また、再送が正常に完了するまでは中継用バッファに記憶されている次送信予定のフレームは送信されない。そのため、再送中に受信した送信元ノードからの送信フレームは中継用バッファに蓄積していくことになる。中継用バッファが一杯になると、ブリッジは受信フレームをバッファに記憶することができないため送信元ノードからの受信フレームを破棄し、送信元ノードに対して応答を返さなくなる。送信元ノードでは送信に対する応答管理を行っており、ブリッジからの応答が無いため通信異常を検知することになる。そして、送信元ノードは応答を受信できなくなるため、応答無しに対する再送を行う。これにより、通信トラフィックの混雑も発生してしまう。
　また、近年、空調冷熱システムにおいては、各機器の状態を監視するためのモニタが増えてきており、定期的なモニタ通信が増えることでトラフィックが混雑してきている。また、今後、機能の追加および接続台数の拡張によりさらにトラフィックが混雑していくことが考えられる。
　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、通信異常の発生を抑制し、トラフィックの混雑を軽減することができる通信中継装置および空調冷熱システムを提供することを目的とする。
　本発明に係る通信中継装置は、複数のセグメント間でデータを中継する通信中継装置であって、複数のセグメントからデータを受信し、複数のセグメントへデータを送信する送受信部と、送受信部を制御する送受信制御部と、送受信部が受信したデータを一時記憶する中継用バッファを有する記憶部と、中継用バッファの使用率を算出するバッファ監視部と、を有し、送受信制御部は、バッファ監視部によって算出された中継用バッファの使用率が予め定められた基準値以上である場合に、送受信部によるデータの送信または受信をトラフィックの混雑が軽減されるように制御するものである。
　本発明の通信中継装置によれば、バッファ監視部によって、中継用バッファの使用率が基準値以上であり、中継用バッファが一杯になり得る状態であると判定された場合に、データの送信または受信をトラフィックの混雑が軽減されるように制御することで、中継用バッファ内のフレームを削除することなく、中継用バッファのオーバーフローを抑制することができる。その結果、通信異常の発生を抑制し、トラフィックの混雑を軽減することができる。
実施の形態１における空調冷熱システムの概略構成図である。 実施の形態１における通信中継装置のブロック図である。 実施の形態１における第１送受信部の説明図である。 実施の形態１におけるフレームの構成を示す図である。 実施の形態１におけるフレームの優先レベルの一例を示す図である。 実施の形態１における第１送受信制御部の説明図である。 実施の形態１における記憶部に記憶されるアドレステーブルの一例を示す図である。 実施の形態１におけるバッファ監視部の説明図である。 実施の形態１における記憶部に記憶される第１中継用バッファおよび第２中継用バッファの説明図である。 実施の形態１における通信中継装置の動作を示すフローチャートである。 実施の形態１における送信処理を示すフローチャートである。 実施の形態２における第１送受信制御部の説明図である。 実施の形態２における送信処理を示すフローチャートである。 実施の形態４における送信処理を示すフローチャートである。 実施の形態５におけるバッファ監視部の説明図である。 実施の形態５における送信処理を示すフローチャートである。 変形例における中継用バッファの説明図である。 変形例における接続台数に応じたバッファ使用率を示す表である。
　以下、本発明の通信中継装置の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
　実施の形態１．
　図１は、本発明の実施の形態１における空調冷熱システム１００の概略構成図である。図１に示すように、空調冷熱システム１００は、通信中継装置１と、室外機２と、室内機３と、集中コントローラ４とを備えている。なお、図１では、１台の室外機２と、３台の室内機３と、２台の集中コントローラ４とが通信中継装置１に接続される構成となっているが、各機器の台数はこれに限定されるものではなく、任意の数の機器を通信中継装置１に接続することができる。
　通信中継装置１はブリッジであり、通信中継装置１によって、集中コントローラ４を含むセグメントＡと、室外機２および室内機３を含むセグメントＢとにネットワークが分離される。通信中継装置１は、通信ポートＡおよび通信ポートＢを備え、通信ポートＡおよび通信ポートＢを介してセグメントＡおよびセグメントＢ間のデータ（フレーム）の中継を行う。また、通信中継装置１では、ＣＳＭＡ／ＣＤ勝ち残り方式の伝送制御方式が用いられる。なお、通信中継装置１に接続されるセグメントの数および通信ポートの数は、３以上であってもよい。
　図２は、本実施の形態における通信中継装置１のブロック図である。図２に示すように、通信中継装置１は、送受信部１０と、制御部２０と、バッファ監視部３０と、記憶部４０とを有する。上記各部は、その機能を実現する回路デバイスのようなハードウェアで構成することもできるし、マイコンやＣＰＵのような演算装置と、その上で実行されるソフトウェアとにより構成することもできる。
　送受信部１０は、フレームの送受信を行う。送受信部１０は、通信ポートＡを介してセグメントＡからフレームを受信するとともにセグメントＡへフレームを送信する第１送受信部１１と、通信ポートＢを介してセグメントＢからフレームを受信するとともにセグメントＢへフレームを送信する第２送受信部１２とを有する。
　制御部２０は、送受信部１０におけるフレームの送受信を制御する。詳しくは、制御部２０は、送受信部１０が受信したフレームを一旦記憶部４０に記憶するとともに、通信線の空きに応じて読み出して送受信部１０から送信する。制御部２０は、第１送受信部１１におけるフレームの送受信を制御する第１送受信制御部２１と、第２送受信部１２におけるフレームの送受信を制御する第２送受信制御部２２とを有する。
　バッファ監視部３０は、記憶部４０の第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４を監視し、状態の判定を行う。具体的には、バッファ監視部３０は、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４のバッファ使用率を算出し、算出結果が記憶部４０に記憶されるバッファ状態判定データ４２の判定基準値以上である場合、バッファが一杯になり得ると判定する。
　記憶部４０は、例えば、書換え可能なＲＡＭ（Random Access Memory）で構成され、受信フレームを含む各種データを記憶するものである。記憶部４０は、アドレステーブル４１と、バッファ状態判定データ４２と、第１中継用バッファ４３と、第２中継用バッファ４４とを有する。アドレステーブル４１は、フレーム受信時の中継判定を行うためのテーブルである。バッファ状態判定データ４２は、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４の状態判定を行うための判定基準値を記憶する。第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４は、中継用のフレームを一時的に記憶する。
　次に、通信中継装置１の中継動作を、セグメントＡからのフレームを受信した場合を例に説明する。セグメントＡからフレームが送信されると、通信ポートＡを介して第１送受信部１１にてフレームが受信される。そして、第１送受信部１１は、受信したフレーム内のデータが正常か否かを確認する。そして、フレーム内のデータが正常な場合は、第１送受信制御部２１にフレームが渡される。一方、フレーム内のデータが異常な場合、フレームは破棄される。第１送受信制御部２１は、受信したフレームを中継するか否かを記憶部４０のアドレステーブル４１に基づき判定する。ここで、中継する場合は、記憶部４０の第１中継用バッファ４３にデータが記憶される。一方、中継しない場合は、受信フレームは破棄される。第２送受信制御部２２は、第２送受信部１２の送信状態を確認し、送信中でない場合は、第１中継用バッファ４３におけるフレームの有無を確認する。そして、第１中継用バッファ４３にフレームが有る場合はフレームを読み出す。バッファ監視部３０は、記憶部４０に記憶されているバッファ状態判定データ４２に基づいて、第１中継用バッファ４３の状態を判定する。第２送受信制御部２２は、バッファ監視部３０の判定結果に応じて、読み出したフレームの優先レベルを設定し、第２送受信部１２にフレームを渡す。第２送受信部１２は、設定された優先レベルで、通信ポートＢを介してセグメントＢにフレームを送信する。
　次に通信中継装置１の各部の詳細について説明する。
（送受信部１０）
　まず、送受信部１０について説明する。図３は、本実施の形態における第１送受信部１１の説明図である。なお、第２送受信部１２は、第１送受信部１１と同様の機能を有しており、ここでは、第１送受信部１１を代表として説明する。図３に示すように、第１送受信部１１は、フレーム判定部１１１と、衝突検知部１１２とを有する。
　フレーム判定部１１１は、通信ポートＡを介して受信したフレームが正常か異常かを判定する。図４は、本実施の形態におけるフレームの構成を示す図である。図４に示すように、フレームは、フレーム衝突時の優先レベルを含むＰＲと、送信元アドレスを含むＳＡと、送信先アドレスを含むＤＡと、制御コードを含むＣＣと、電文長コードを含むＢＣと、データを含むＤＡＴＡと、フレームが正常か異常かを確認するためのフレームチェックコードを含むＦＣＣと、肯定応答を含むＡＣＫとから構成される。フレーム判定部１１１は、フレームを受信した場合に、フレーム内のＦＣＣを確認し、フレームが正常か異常かの判定を行う。そして、フレーム判定部１１１は、フレームが異常と判定した場合はフレームを破棄し、フレームが正常と判定した場合は第１送受信制御部２１にフレームを渡す。
　衝突検知部１１２は、通信ポートＡを介してフレームを送信する際に、送信したフレームの衝突を検知する。フレーム衝突時は、フレーム内の優先レベル（図４のＰＲ）によってフレームの勝ち残りが決まる。具体的には、二つのフレームが衝突した場合、優先レベルが高いフレームが勝ち残り、ネットワーク上に送信される。衝突検知部１１２は、優先レベルが低いフレームの衝突負けを検知した場合、当該フレームの送信を一旦停止し、次の送信可能なタイミングで再送を行う。図５は、フレームの優先レベルの一例を示す図である。優先レベル１のフレームと優先レベル２のフレームとの送信が衝突した場合は、優先レベル１のフレームが勝ち残り、ネットワーク上に送信される。優先レベル２のフレームは送信されず、次の送信可能なタイミングで再送される。また、衝突検知部１１２は制御部２０に送信状態の通知を行う。詳しくは、第１送受信部１１からフレームが送信される場合、衝突検知部１１２は、制御部２０に送信中であることを通知する。そして、送信が正常に完了した場合、送信完了を通知する。一方、衝突負け等により、フレームが再送中の場合は、送信が完了していないため、第１送受信部１１の送信状態は送信中のままとなる。
　（制御部２０）
　次に制御部２０について説明する。図６は、本実施の形態における第１送受信制御部２１の説明図である。図６において、実線矢印はデータの流れを示し、破線矢印はデータの参照（モニタ）を示す。なお、第２送受信制御部２２は、第１送受信制御部２１と同様の機能を有しており、ここでは、第１送受信制御部２１を代表として説明する。図６に示すように、第１送受信制御部２１は、テーブル生成部２１１と、中継判定部２１２と、フレーム読み出し部２１３と、優先レベル設定部２１４とを有する。
　テーブル生成部２１１は、アドレステーブル４１を生成し、記憶部４０に記憶する。図７は、本実施の形態における記憶部４０に記憶されるアドレステーブル４１の一例を示す図である。図７に示すように、アドレステーブル４１は、通信ポート毎のアドレス記憶領域４１１と、接続されるノードの接続台数記憶領域４１２とを含む。通信ポートＡのアドレス記憶領域４１１には、通信ポートＡに接続されているノード（すなわち集中コントローラ４）のアドレスが記憶される。通信ポートＢのアドレス記憶領域４１１には、通信ポートＢに接続されているノード（すなわち室外機２および室内機３）のアドレスが記憶される。接続台数記憶領域４１２には通信ポートＡおよびＢに接続されているアドレスの総数（本実施の形態の場合は６）が記憶される。
　テーブル生成部２１１は、通信ポートＡからフレームを受信すると、フレームの送信元ノードのアドレスを通信ポートＡのアドレス記憶領域４１１に記憶する。例えば、図１の空調冷熱システム１００において、アドレス０００のノードがアドレス００１のノードにフレームの送信を行った場合、通信ポートＡのアドレス記憶領域４１１には送信元ノードのアドレス０００が記憶される。また、通信ポートＡからフレームを送信し応答があった場合、応答フレームの送信元ノードのアドレスを通信ポートＡのアドレス記憶領域４１１に記憶する。同様に、第２送受信制御部２２のテーブル生成部（図示せず）によって、通信ポートＢのアドレス記憶領域４１１に送信元ノードのアドレスが記憶される。また、テーブル生成部２１１は、作成したアドレステーブル４１のアドレス数により、通信中継装置１に接続される機器の台数を求め、接続台数記憶領域４１２に記憶する。
　なお、テーブル生成部２１１は、通信中継装置１に電源が投入された後のイニシャル処理において、各通信ポートＡおよびＢに接続される全アドレスを対象に存在確認用のフレームを送信し、その応答によってアドレステーブル４１を作成してもよい。これにより、通信中継装置１が通信ポートＡおよび通信ポートＢにより空調冷熱システム１００に接続される。
　中継判定部２１２は、アドレステーブル４１（図７）に基づいて、受信したフレームの中継判定を行う。具体的には、中継判定部２１２は、受信したフレームの送信先アドレスが、受信した通信ポート（すなわち通信ポートＡ）のアドレステーブル４１に記憶されている場合、中継を行わないと判定する。すなわち、この場合は、送信先ノードが、送信元ノードと同一のセグメント内にあるため中継の必要がないため、中継は行わない。
　一方、中継判定部２１２は、受信したフレームの送信先アドレスが受信した通信ポートのアドレステーブル４１に記憶されておらず、他の通信ポート（すなわち通信ポートＢ）に記憶されている場合、中継を行うと判定する。そして、中継を行う場合は、受信したフレームを第１中継用バッファ４３に記憶する。
　フレーム読み出し部２１３は、第１送受信部１１から通知される送信状態に応じて、第２中継用バッファ４４に対するフレーム有無の判断を行う。具体的には、フレーム読み出し部２１３は、第１送受信部１１の送信状態が送信完了の場合（すなわち送信中でない場合）、第２中継用バッファ４４に記憶されるフレームの有無を判断する。そして、フレームがある場合には、最も古いフレームを読み出して、第１送受信部１１に送信する。一方、フレーム読み出し部２１３は、第１送受信部１１の送信状態が送信中の場合は、第２中継用バッファ４４に対するフレーム有無の判断を行わず、フレームの読み出しも行わない。
　優先レベル設定部２１４は、後述するバッファ監視部３０による判定結果に基づいて、第２中継用バッファ４４から読み出したフレームの優先レベルを設定する。詳しくは、優先レベル設定部２１４は、バッファ監視部３０の状態判定部３２による判定結果が要注意状態である場合、フレームの優先レベルを最も高く設定する。図５の例の場合、最も高い優先レベルとして、優先レベル１が設定される。優先レベル設定部２１４で設定された優先レベルは、図４に示すフレームのＰＲに保存される。
（バッファ監視部３０）
　次にバッファ監視部３０について説明する。図８は、本実施の形態におけるバッファ監視部３０の説明図である。図８に示すように、バッファ監視部３０は、使用率算出部３１と状態判定部３２とを有する。使用率算出部３１は、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４のフレーム蓄積数（すなわちバッファ使用量）をモニタし、第１中継用バッファ４３の使用率Ａおよび第２中継用バッファ４４の使用率Ｂをそれぞれ算出する。各バッファの使用率は、以下の式（１）で算出される。
［数１］
　Ｕｒ＝Ｆｎ／Ｔｃ　・　・　・　（１）
　ここで、Ｕｒはバッファ使用率であり、Ｆｎはフレーム蓄積数であり、Ｔｃは総バッファ容量である。
　状態判定部３２は、使用率算出部３１によって算出された使用率ＡおよびＢに基づいて、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４の状態を判定する。状態判定部３２は、算出した使用率ＡおよびＢがそれぞれ記憶部４０に記憶されるバッファ状態判定データ４２の判定基準値以上であるか否かを判定する。そして、バッファ使用率が判定基準値を下回っている場合は、正常状態と判定する。一方、バッファ使用率が判定基準値以上である場合は、バッファが一杯になり得る状態であり、要注意状態と判定する。状態判定部３２は、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａおよび第２中継用バッファ４４の判定結果Ｂをそれぞれ保有する。
（記憶部４０）
　次に記憶部４０について説明する。図９は、本実施の形態における記憶部４０に記憶される第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４の説明図である。記憶部４０は、通信ポートＡおよびＢにそれぞれ対応する第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４を有する。そして、第１送受信制御部２１によって、通信ポートＡから受信したフレームが第１中継用バッファ４３に記憶され、第２送受信制御部２２によって、通信ポートＢから受信したフレームが第２中継用バッファ４４に記憶される。また、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４には受信した順にフレームが記憶され、古いフレームより順に読み出され、他ポートから送信される。また、送受信部１０からの送信でフレームが衝突負けした場合、送信が成功するまで再送が行われるため、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４に記憶されている次の送信予定のフレームはバッファに蓄積されたままとなる。
　記憶部４０に記憶されるバッファ状態判定データ４２は、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４が一杯になり得る使用率の判定基準値である。判定基準値は、空調冷熱システム１００におけるノードの台数などに応じて予め定められ、バッファ状態判定データ４２として記憶される。
　続いて、通信中継装置１の動作について詳細に説明する。図１０は、本実施の形態における通信中継装置１の動作を示すフローチャートである。通信中継装置１では、まず、イニシャル処理にてアドレステーブル４１が作成される（Ｓ１）。そして、第２送受信部１２が送信中であるか否かが判断される（Ｓ２）。第２送受信部１２が送信中の場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、ステップＳ５へ移行する。一方、第２送受信部１２が送信中でない場合（Ｓ２：ＮＯ）、第１中継用バッファ４３内にフレームがあるか否かが判断される（Ｓ３）。そして、フレームがある場合は（Ｓ３：ＹＥＳ）、第１中継用バッファ４３からフレームが読み出され、送信処理が行われる（Ｓ４）。
　図１１は、本実施の形態における通信中継装置１の送信処理を示すフローチャートである。本処理では、まず、バッファ監視部３０による第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが要注意状態であるか否かが判断される（Ｓ４１）。そして、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが要注意状態である場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、第１中継用バッファ４３のバッファ使用率が判定基準値以上であるとして、読み出されたフレームの優先レベルが１に変更される（Ｓ４２）。一方、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが正常状態である場合（Ｓ４１：ＮＯ）、第１中継用バッファ４３のバッファ使用率は判定基準値を下回っているとして、優先レベルを変更することなく、ステップＳ４３へ移行する。そして、読み出されたフレームが設定された優先レベルで通信ポートＢを介して送信される（Ｓ４３）。その後、送信処理を終了し、図１０のステップＳ５に移行する。
　図１０に戻って、第１中継用バッファ４３内にフレームがない場合は（Ｓ３：ＮＯ）、第１送受信部１１が送信中であるか否かが判断される（Ｓ５）。そして、第１送受信部１１が送信中の場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、ステップＳ８へ移行する。一方、第１送受信部１１が送信中でない場合（Ｓ５：ＮＯ）、第２中継用バッファ４４内にフレームがあるか否かが判断される（Ｓ６）。そして、フレームがある場合は（Ｓ６：ＹＥＳ）、第２中継用バッファ４４からフレームが読み出され、送信処理が行われる（Ｓ７）。この場合の送信処理の詳細については、図１１と同様である。ただし、ここでは第２中継用バッファ４４の判定結果Ｂに基づいて優先レベルが設定され、通信ポートＡを介してフレームが送信される。
　一方、第２中継用バッファ４４内にフレームがない場合は（Ｓ６：ＮＯ）、通信ポートＡからフレームを受信したか否かが判断される（Ｓ８）。そして、フレームを受信した場合は（Ｓ８：ＹＥＳ）、受信処理が行われる（Ｓ９）。受信処理では、アドレステーブル４１に基づく中継判定が行われ、中継する場合には受信したフレームが第１中継用バッファ４３に記憶される。一方、中継しない場合は受信したフレームが破棄される。受信処理の終了後は、ステップＳ１０に移行する。
　また、通信ポートＡからフレームを受信していない場合（Ｓ８：ＮＯ）通信ポートＢからフレームを受信したか否かが判断される（Ｓ１０）。そして、フレームを受信した場合は（Ｓ１０：ＹＥＳ）、受信処理が行われる（Ｓ１１）。受信処理では、アドレステーブル４１に基づく中継判定が行われ、中継する場合には受信したフレームが第２中継用バッファ４４に記憶される。一方、中継しない場合は受信したフレームが破棄される。その後、ステップＳ２に戻り、以降のステップが繰り返される。
　以上のように、本実施の形態によれば、バッファ監視部３０によって、中継用バッファの使用率が基準値以上であり、中継用バッファが一杯になり得る状態（要注意状態）であると判定された場合に、トラフィックが混雑していると判断され、送信フレームの優先レベルが高く設定される。これにより、送信フレームが優先的に送信され、衝突負けによる再送信を減らすことができる。その結果、中継用バッファのオーバーフローを抑制することができ、通信異常の発生を抑制し、トラフィックの混雑を軽減することができる。
　また、上記のように構成することで、低容量の中継用バッファを使用することができ、コストの削減にもつながる。さらに、将来接続台数および機能追加によって通信量が増える場合も、中継用バッファの容量を変更することなく、対応することが可能となる。
　実施の形態２．
　続いて、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２では、バッファ監視部３０による判定結果に基づいて、各通信ポートに接続されるノードに対して送信停止指令を送信する点において実施の形態１と相違する。実施の形態２のその他の構成については実施の形態１と同様であり、同じ構成要素および処理ステップについては同じ符号を付す。
　図１２は、本実施の形態における第１送受信制御部２１Ａの説明図である。図１２において、実線矢印はデータの流れを示し、破線矢印はデータの参照（モニタ）を示す。図１２に示すように、本実施の形態の第１送受信制御部２１Ａは、実施の形態１における優先レベル設定部２１４に替えて、送信制限指令部２１５を有する。また、本実施の形態の記憶部４０は、通信ポートごとに、送信制限状態４５を記憶する。送信制限状態４５は、各通信ポートＡおよびＢがそれぞれ送信停止指令中または送信停止解除中の何れであるかを示す。送信制限指令部２１５は、バッファ監視部３０の状態判定部３２による判定結果に基づいて、通信ポートＡまたはＢにそれぞれ接続される各ノードに送信停止指令または解除指令を送信するとともに、記憶部４０の送信制限状態４５を変更する。
　また、本実施の形態の室外機２、室内機３および集中コントローラ４は、通信中継装置１からの送信停止指令または解除指令に基づいて、フレームの送信停止または停止解除を行う。
　図１３は、本実施の形態における送信処理を示すフローチャートである。本処理では、まず、実施の形態１と同様に、バッファ監視部３０によって判定された第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが要注意状態であるか否かが判断される（Ｓ４１）。そして、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが要注意状態である場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、記憶部４０に記憶される送信制限状態４５に基づいて、第１中継用バッファ４３に記憶されるフレームの送信元である通信ポートＡが送信停止指令中であるか否かが判断される（Ｓ４１１）。
　そして、通信ポートＡが送信停止指令中である場合は（Ｓ４１１：ＹＥＳ）、ステップＳ４３に移行する。一方、通信ポートＡが送信停止指令中でない場合は（Ｓ４１１：ＮＯ）、通信ポートＡに接続される各ノードに対して送信停止の指令が送信され（Ｓ４１２）、記憶部４０に記憶される通信ポートＡの送信制限状態４５が送信停止指令中に変更される（Ｓ４１３）。
　一方、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが正常状態である場合（Ｓ４１：ＮＯ）、通信ポートＡが送信停止指令中であるか否かが判断される（Ｓ４１４）。そして、通信ポートＡが送信停止指令中でない場合は（Ｓ４１４：ＮＯ）、ステップＳ４３に移行する。一方、通信ポートＡが送信停止指令中である場合は（Ｓ４１４：ＹＥＳ）、通信ポートＡに接続される各ノードに対して解除指令が送信され（Ｓ４１５）、記憶部４０に記憶されている通信ポートＡの送信制限状態４５が送信停止解除中に変更される（Ｓ４１６）。その後、ステップＳ４３にてフレームが送信される。なお、第２中継用バッファ４４の送信処理においても、第２中継用バッファ４４の判定結果に基づいて、通信ポートＢへの送信停止指令または解除が行われる。
　以上のように、本実施の形態によれば、バッファ監視部３０によって、中継用バッファの使用率が基準値以上であり、中継用バッファが一杯になり得る状態（要注意状態）であると判定された場合に、フレームの送信元である通信ポートのフレームの送信を停止させることができる。これにより、中継用バッファへのさらなるフレームの蓄積が抑制され、中継用バッファ内のフレームを削除することなく、中継用バッファのオーバーフローを抑制することができる。その結果、通信異常の発生を抑制し、トラフィックの混雑を軽減することができる。
　実施の形態３．
　続いて、本発明の実施の形態３について説明する。実施の形態３では、上記実施の形態２と同様に、バッファ監視部３０による判定結果に基づいて、各通信ポートに接続されるノードに対して送信停止指令を送信する。ただし、上記実施の形態２では、中継用バッファに記憶されるフレームの送信元の通信ポートに送信停止指令が送信されるのに対し、実施の形態３では、中継用バッファに記憶されるフレームの送信先の通信ポートに送信停止指令が送信される点において、実施の形態２と相違する。実施の形態３のその他の構成については実施の形態２と同様である。
　本実施の形態の送信処理では、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが要注意状態である場合、記憶部４０に記憶される送信制限状態４５に基づいて、第１中継用バッファ４３に記憶されるフレームの送信先である通信ポートＢが送信停止指令中であるか否かが判断される。そして、通信ポートＢが送信停止指令中でない場合は、通信ポートＢに接続されるノードに対して送信停止の指令が送信され、記憶部４０に記憶される通信ポートＢの送信制限状態４５が送信停止指令中に変更される。
　また、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが正常状態である場合、通信ポートＢが送信停止指令中であるか否かが判断される。そして、通信ポートＢが送信停止指令中である場合は、通信ポートＢに接続されるノードに対して解除指令が送信され、記憶部４０に記憶されている通信ポートＢの送信制限状態４５が送信停止解除中に変更される。なお、第２中継用バッファ４４の送信処理においても、第２中継用バッファ４４の判定結果に基づいて、通信ポートＡへの送信停止指令または解除が行われる。
　以上のように、本実施の形態によれば、バッファ監視部３０によって、中継用バッファの使用率が基準値以上であり、中継用バッファが一杯になり得る状態（要注意状態）であると判定された場合に、送信先の通信ポートにおけるフレームの送信を停止させることで、フレーム送信時の衝突による再送を抑制することができる。これにより、中継用バッファ内のフレームを削除することなく、フレームの蓄積量を軽減させ、中継用バッファのオーバーフローを抑制することができる。その結果、通信異常の発生を抑制し、トラフィックの混雑を軽減することができる。
　実施の形態４．
　続いて、本発明の実施の形態４について説明する。実施の形態４では、送信処理においてノードに対して解除指令の送信を行わない点、および記憶部４０に送信制限状態４５を記憶しない点において、実施の形態２と相違する。実施の形態４のその他の構成については実施の形態２と同様であり、同じ構成要素および処理ステップについては同じ符号を付す。
　本実施の形態では、ノードである室外機２、室内機３および集中コントローラ４が、通信中継装置１からの送信停止指令に対し、自動的に送信停止指令解除を行う。
　図１４は、本実施の形態における送信処理を示すフローチャートである。本処理では、まず、実施の形態１と同様に、バッファ監視部３０によって判定された第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが要注意状態であるか否かが判断される（Ｓ４１）。そして、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが要注意状態である場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、第１中継用バッファ４３に記憶されるフレームの送信元である通信ポートＡに接続される各ノードに対して、送信停止指令が送信される（Ｓ４２１）。なお、ここでは、実施の形態３と同様に、第１中継用バッファ４３に記憶されるフレームの送信先である通信ポートＢに接続される各ノードに対して送信停止指令が送信されてもよい。通信中継装置１から送信停止指令を受信した各ノードは一定時間経過後に指令を自動解除する。一定時間が経過する前に再び送信停止指令を受信した場合は、受信した時点から再度一定時間経過後に指令を解除する。一方、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａが正常状態である場合（Ｓ４１：ＮＯ）、送信停止指令が送信されることなく、ステップＳ４３に移行し、フレームが送信される（Ｓ４３）。
　以上のように、本実施の形態においても、実施の形態２または３と同様の効果を得ることができる。また、通信中継装置１から送信停止指令を受信したノードは、一定時間経過後に送信停止指令を解除する。そのため、通信中継装置１が送信停止指令を送信後に故障等により解除指令を送信できなくなった場合でも、各ノードが送信を復帰させることができる。
　実施の形態５．
　続いて、本発明の実施の形態５について説明する。実施の形態５では、バッファ状態判定データ４２Ａが複数の判定基準値を含み、バッファ監視部３０の状態判定部３２がそれぞれの判定基準値に対して判定を行う点において実施の形態１と相違する。実施の形態５におけるその他の構成については、実施の形態１と同様であり、同じ構成要素および処理ステップについては同じ符号を付す。
　図１５は、本実施の形態におけるバッファ監視部３０Ａの説明図である。本実施の形態では、バッファ状態判定データ４２Ａとして第１判定基準値ａおよび第２判定基準値ｂが記憶される。第１判定基準値ａと第２判定基準値ｂは、それぞれ異なる値が予め定められて記憶される。例えば、第１判定基準値ａは、第２判定基準値より大きい値が設定される。バッファ監視部３０Ａの状態判定部３２Ａは、算出したバッファ使用率が第１判定基準値ａおよび第２判定基準値ｂ以上であるかをそれぞれ判定し、中継用バッファ毎に結果を保有する。図１５の例では、状態判定部３２Ａは、第１判定基準値ａに対する判定結果Ａａおよび判定結果Ｂａならびに第２判定基準値ｂに対する判定結果Ａｂおよび判定結果Ｂｂを保有する。
　また、本実施の形態の制御部２０における第１送受信制御部２１は、実施の形態１における優先レベル設定部２１４および実施の形態２における送信制限指令部２１５の両方を有する。さらに、本実施の形態の記憶部４０は、実施の形態２における送信制限状態４５を記憶する。
　図１６は、本実施の形態における送信処理を示すフローチャートである。本処理では、まず、バッファ監視部３０Ａによる第１中継用バッファ４３の判定結果Ａａが要注意状態であるか否かが判断される（Ｓ４３１）。そして、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａａが要注意状態である場合（Ｓ４３１：ＹＥＳ）、第１中継用バッファ４３のバッファ使用率Ａが第１判定基準値ａ以上であるとして、読み出されたフレームの優先レベルが１に変更され（Ｓ４３２）、ステップＳ４３３へ移行する。一方、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａａが正常状態である場合（Ｓ４３１：ＮＯ）、第１中継用バッファ４３のバッファ使用率Ａは、第１判定基準値ａを下回っているとして、優先レベルを変更せずにステップＳ４３６へ移行する。
　ステップＳ４３３では、バッファ監視部３０Ａによって判定された第１中継用バッファ４３の判定結果Ａｂが要注意状態であるか否かが判断される（Ｓ４３３）。そして、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａｂが要注意状態である場合（Ｓ４３３：ＹＥＳ）、第１中継用バッファ４３のバッファ使用率Ａが第２判定基準値ｂ以上であるとして、通信ポートＡに接続される各ノードに対して送信停止指令が送信され（Ｓ４３４）、記憶部４０に記憶される通信ポートＡの送信制限状態４５が送信停止指令中に変更される（Ｓ４３５）。その後、ステップＳ４３に移行する。
　一方、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａｂが正常状態である場合（Ｓ４３３：ＮＯ）、ステップＳ４３６へ移行する。ステップＳ４３６では、記憶部４０に記憶される送信制限状態４５に基づいて、通信ポートＡが送信停止指令中であるか否かが判断される（Ｓ４３６）。そして、通信ポートＡが送信停止指令中でない場合は（Ｓ４３６：ＮＯ）、ステップＳ４３に移行する。一方、通信ポートＡが送信停止指令中である場合は（Ｓ４３６：ＹＥＳ）、通信ポートＡに接続される各ノードに対して解除指令が送信され（Ｓ４３７）、記憶部４０に記憶される通信ポートＡの送信制限状態４５が送信停止解除中に変更される（Ｓ４３８）。その後、ステップＳ４３にて設定された優先レベルにてフレームが送信される。なお、実施の形態３のように、第１中継用バッファ４３の判定結果Ａｂに応じて、通信ポートＢに接続される各ノードに対して送信停止指令または解除指令の送信、および記憶部４０に記憶される通信ポートＢの送信制限状態４５の変更がなされてもよい。
　以上のように、本実施の形態においても、実施の形態１および２と同様の効果を得ることができる。また、複数の判断基準値に応じて、優先レベルの設定または送信停止指令を行うことで、中継用バッファの使用率に応じた送受信制御を行うことができ、トラフィックの最適化を図ることができる。
　以上、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成はこれに限られるものでなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、上記実施の形態では、空調冷熱システム１００の通信中継装置１に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、その他のシステムの通信中継装置に本発明を適用することができる。また、通信中継装置１は、各セグメント間に接続される室外機２に搭載される構成としてもよい。
　また、上記実施の形態では、通信ポートＡおよびＢにそれぞれ対応する第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４を備える構成としたが、全通信ポート共通で１つの中継用バッファを備えてもよい。図１７は、変形例における中継用バッファ４６の説明図である。図１７に示すように、共通の中継用バッファ４６を備える場合、制御部２０の中継判定部２１２は、フレームに対して受信した通信ポートの識別情報を付加して記憶する。そして、バッファ監視部３０は、中継用バッファ４６のうち、記憶した識別情報から各通信ポートにおけるフレーム蓄積量を算出する。このように構成することで、通信ポート間で通信量の差が大きい場合、例えば一方のバッファの使用率が低くい場合などに効率的にバッファを使用することができる。
　また、バッファ監視部３０の使用率算出部３１におけるバッファ使用率の算出については、以下の算出方法を用いることで、より精度を上げることができる。
　まず、空調冷熱システム１００の機器の接続台数は規模によって様々である。接続台数が多い場合はトラフィックの増加によりフレームの衝突発生回数も多くなるため、バッファに蓄積される速さ（判定基準値に達する速さ）も早くなる。そこで、バッファに蓄積される速さを考慮し、機器の接続台数に応じてバッファ使用率を算出してもよい。図１８は、本変形例における接続台数に応じたバッファ使用率を示す表である。図１８の判定基準値はバッファ状態判定データ４２として記憶される値であり、機器の接続台数はアドレステーブル４１より入手される値である。また、バッファ使用率はバッファ監視部３０の使用率算出部３１で算出される値である。
　本変形例におけるバッファ使用率の一例を、図１８の接続台数が５０台と７０台の場合において説明する。ここでは、接続台数が５０台の場合を基準にバッファ使用率が算出される。この場合のバッファ使用率Ｕｒは、以下の式（２）で算出される。
　［数２］
　Ｕｒ＝（Ｆｎ／Ｔｃ）×（Ｎ／５０）　・　・　・（２）
　ここで、Ｕｒはバッファ使用率であり、Ｆｎはフレーム蓄積数であり、Ｔｃは総バッファ容量であり、Ｎはノードの接続台数である。ここで、接続台数Ｎが７０台の場合、接続台数が１．４倍となり、バッファに蓄積される速さ（衝突発生回数）も１．４倍となる。そのため、接続台数Ｎが７０台の場合のバッファ使用率は、５０台の場合のバッファ使用率に対して１．４倍の値となる。バッファ監視部３０では、接続台数に応じてバッファ使用率を算出し判定基準値を超えていないかバッファ状態の判定を行う。なお、接続台数の基準は５０台に限定されるものではなく、システムの構成および使用するバッファに応じて任意に決定される。また、接続台数に応じて予め係数を定め、上記実施の形態１で算出されたバッファ使用率に当該係数をかけてもよい。
　また、空調冷熱システム１００に接続されるノードは室外機２、室内機３および集中コントローラ４などの属性を有し、ノードの属性により送信頻度（占有するトラフィック）が異なる。そこで、通信中継装置１に接続されるノードの送信頻度に応じてバッファ使用率を算出してもよい。具体的には、ノードの属性毎に送信頻度を係数として保有し、ノード毎の接続台数に上記係数を乗算してバッファ使用率を算出しても良い。
　例えば、送信頻度の多いノードＡの接続台数をＮ１、係数を１．０とし、送信頻度の少ないノードＢの接続台数をＮ２、係数を０．５とした場合、バッファ使用率Ｕｒは次の式（３）で算出される。なお、下記の式では、接続台数の基準は５０台として算出している。
　［数３］
　Ｕｒ＝（Ｆｎ／Ｔｃ）×（（Ｎ１×１．０＋Ｎ２×０．５）／５０）　・　・　・（３）
　ここで、Ｕｒはバッファ使用率であり、Ｆｎはフレーム蓄積数であり、Ｔｃは総バッファ容量である。ノード毎の台数および係数はバッファ監視部３０で保有する値である。また、ノードの属性については、通信中継装置１のイニシャル処理において空調冷熱システム１００に接続される全アドレスを対象に存在確認を行うときに、ノードの属性に関する情報を取得すればよい。または通信中継装置１において各ノードの属性を入力する、または中継通信での送信頻度を確認して係数を決定してもよい。
　さらに、単位時間当たりの送信フレームの衝突数を算出し、係数として乗算してバッファ使用率を算出してもよい。この場合は、バッファ使用率Ｕｒは次式（４）で算出される。
　［数４］
　Ｕｒ＝（Ｆｎ／Ｔｃ）×（Ｃａ／Ｃｓ）・　・　・（４）
　ここで、Ｕｒはバッファ使用率であり、Ｆｎはフレーム蓄積数であり、Ｔｃは総バッファ容量であり、Ｃａは単位時間当たりの送信フレーム衝突数であり、Ｃｓは標準の送信フレーム衝突数である。標準の送信フレーム衝突数Ｃｓは、一例として５０台接続時の単位時間当たりの送信フレーム衝突数としている。また、上記式（４）において、（Ｆｎ／Ｔｃ）はフレームを受信した通信ポート側の中継用バッファから算出する値であり、（Ｃａ／Ｃｓ）は中継送信先のセグメントにおける単位時間当たりの送信フレーム衝突数から算出される値である。
　また、単位時間当たりの受信フレーム数を算出し、係数として乗算してバッファ使用率を算出してもよい。この場合は、バッファ使用率Ｕｒは次式（５）で算出される。
　［数５］
　Ｕｒ＝（Ｆｎ／Ｔｃ）×（Ｒａ／Ｒｓ）・　・　・（５）
　ここで、Ｕｒはバッファ使用率であり、Ｆｎはフレーム蓄積数であり、Ｔｃは総バッファ容量であり、Ｒａは単位時間当たりの受信フレーム数であり、Ｒｓは標準の受信フレーム数である。標準の受信フレーム数Ｒｓは、一例として５０台接続時の単位時間当たりの受信フレーム数としている。また、上記式（５）において、（Ｆｎ／Ｔｃ）は受信した通信ポート側の中継用バッファから算出する値であり、（Ｒａ／Ｒｓ）は中継送信先のセグメントにおける単位時間当たりの受信フレーム数から算出される値である。
　さらに、上記実施の形態においては、バッファ監視部３０は、第１中継用バッファ４３および第２中継用バッファ４４のフレーム蓄積数をモニタし、各バッファの使用率を算出し、各バッファの状態判定を行っていたが、各バッファのメモリの残量、残蓄積可能フレーム数、またはフレーム長を監視して状態判定を行ってもよい。
　また、上記実施の形態２～５において、第１中継用バッファ４３または第２中継用バッファ４４が要注意状態であると判定された場合に、通信ポートに接続される各ノードに対して送信停止指令を送信する構成としたが、これに限定されるものではない。例えば、各ノードに対して、特定のフレームの送信のみを停止させる指令を送信してもよい。特定のフレームとは、例えば優先レベルの低いフレームである。また、送信停止指令ではなく、送信を予め定められた時間遅延させる指令を送信してもよい。また、フレームのコマンド長を短く変更する指令、または定時送信間隔を変更する指令を送信してもよい。さらに、複数のノードのうち、特定のアドレスのノードに対してのみ、送信停止指令を送信してもよい。この場合、アドレスのノードごとに送信制限状態４５を記憶する。また、中継用バッファの判定結果に応じて、通信ポートＡおよびＢの両方に接続される各ノードに対して、送信停止および解除の指令を送信してもよい。
　１　通信中継装置、２　室外機、３　室内機、４　集中コントローラ、１０　送受信部、１１　第１送受信部、１２　第２送受信部、２０　制御部、２１、２１Ａ　第１送受信制御部、２２　第２送受信制御部、３０、３０Ａ　バッファ監視部、３１　使用率算出部、３２、３２Ａ　状態判定部、４０　記憶部、４１　アドレステーブル、４２、４２Ａ　バッファ状態判定データ、４３　第１中継用バッファ、４４　第２中継用バッファ、４５　送信制限状態、４６　中継用バッファ、１００　空調冷熱システム、１１１　フレーム判定部、１１２　衝突検知部、２１１　テーブル生成部、２１２　中継判定部、２１３　フレーム読み出し部、２１４　優先レベル設定部、２１５　送信制限指令部、４１１　アドレス記憶領域、４１２　接続台数記憶領域。

Claims (14)

  1. 　複数のセグメント間でデータを中継する通信中継装置であって、
    　前記複数のセグメントから前記データを受信し、前記複数のセグメントへ前記データを送信する送受信部と、
    　前記送受信部を制御する送受信制御部と、
    　前記送受信部が受信した前記データを一時記憶する中継用バッファを有する記憶部と、
    　前記中継用バッファの使用率を算出するバッファ監視部と、を有し、
    　前記送受信制御部は、
    　前記バッファ監視部によって算出された前記中継用バッファの使用率が予め定められた基準値以上である場合に、前記送受信部による前記データの送信または受信をトラフィックの混雑が軽減されるように制御するものである通信中継装置。
  2. 　前記送受信制御部は、前記バッファ監視部によって算出された前記中継用バッファの使用率が予め定められた基準値以上である場合に、前記送受信部から送信するデータの優先レベルを高く設定する優先レベル設定部を有するものである請求項１に記載の通信中継装置。
  3. 　前記送受信制御部は、前記バッファ監視部によって算出された前記中継用バッファの使用率が予め定められた基準値以上である場合に、前記複数のセグメントに含まれるノードに対して、データの送信を制限する指令を送信する送信制限指令部を有するものである請求項１または２に記載の通信中継装置。
  4. 　前記送受信制御部は、
    　前記バッファ監視部によって算出された前記中継用バッファの使用率が予め定められた第１基準値以上である場合に、前記送受信部から送信するデータの優先レベルを高く設定する優先レベル設定部と、
    　前記バッファ監視部によって算出された前記中継用バッファの使用率が予め定められた第２基準値以上である場合に、前記複数のセグメントに含まれるノードに対して、データの送信を制限する指令を送信する送信制限指令部と、を有するものである請求項１に記載の通信中継装置。
  5. 　前記データの送信を制限する指令は、データの送信を停止する指令、優先レベルの低いデータの送信を停止する指令またはデータの送信を一定時間遅延する指令である請求項３または４に記載の通信中継装置。
  6. 　前記記憶部は、前記複数のセグメントにそれぞれ対応する複数の前記中継用バッファを有するものである請求項１～５の何れか一項に記載の通信中継装置。
  7. 　前記記憶部は、前記複数のセグメントに共通する１つの前記中継用バッファを有するものであり、
    　前記送受信制御部は、前記送受信部が受信した前記データと、当該データの送信元である前記セグメントの識別情報とを前記中継用バッファに記憶するものである請求項１～５の何れか一項に記載の通信中継装置。
  8. 　前記バッファ監視部は、前記複数のセグメントに接続されるノードの数に応じて前記中継用バッファの使用率を算出するものである請求項１～７の何れか一項に記載の通信中継装置。
  9. 　前記バッファ監視部は、前記複数のセグメントに接続されるノードの送信頻度に応じて前記中継用バッファの使用率を算出するものである請求項１～７の何れか一項に記載の通信中継装置。
  10. 　前記バッファ監視部は、単位時間当たりの送信データの衝突数に応じて前記中継用バッファの使用率を算出するものである請求項１～７の何れか一項に記載の通信中継装置。
  11. 　前記バッファ監視部は、単位時間当たりの受信データ数に応じて前記中継用バッファの使用率を算出するものである請求項１～７の何れか一項に記載の通信中継装置。
  12. 　請求項１～１１の何れかに記載の通信中継装置と、
    　前記通信中継装置に接続される室外機、室内機および集中コントローラと、を備える空調冷熱システム。
  13. 　前記通信中継装置は前記室外機に搭載されるものである請求項１２に記載の空調冷熱システム。
  14. 　請求項３に記載の通信中継装置と、
    　前記通信中継装置に接続される室外機、室内機および集中コントローラと、を備え、
    　前記室外機、前記室内機および前記集中コントローラは、前記送信制限指令部からの指令に応じて、データの送信を制限し、予め定められた時間が経過した場合、前記制限を解除するものである空調冷熱システム。
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