WO2021084616A1

WO2021084616A1 - 通信システム

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Publication number: WO2021084616A1
Application number: PCT/JP2019/042366
Authority: WO
Inventors: 卓也青野; 裕樹 ▲高▼田; 竜三高田
Original assignee: 株式会社パトライト
Priority date: 2019-10-29
Filing date: 2019-10-29
Publication date: 2021-05-06
Also published as: JPWO2021084616A1

Abstract

無線通信ネットワークの通信状況を収集して出力する通信システムを提供する。通信システムは、無線通信ネットワークに接続される複数の通信装置と、前記無線通信ネットワークに接続されるホスト装置とを備える。ホスト装置は、情報収集部と、情報出力部とを有する。情報収集部は、前記複数の通信装置の各々から前記複数の通信装置の各々の通信状況に関する通信情報を収集する。情報出力部は、前記情報収集部が収集した通信情報を出力する。

Description

通信システム

　本発明は、通信システムに関する。

　特許文献１は、生産設備の稼働状況を表示灯の点灯により示す積層信号灯の点灯情報を一元化するシステムを開示する。特許文献１によれば、点灯検知装置がそれぞれの積層信号灯に取り付けられる。点灯検知装置は、表示灯の点灯情報を検出して無線により送受信機へ送信する。

特開２０１８－１９５１０９号公報

　特許文献１に開示されるシステムでは、複数の点灯検知装置と送受信機が無線通信を行うが、無線通信の環境によっては、点灯検知装置のうちいずれかと送受信機との接続が切断されたりすることがある。このような場合、接続が切断された点灯検知装置を特定し、対策を講じることが必要となるが、そもそも接続が切断されたことにユーザが気付かない場合もあり得る。しかし、特許文献１にはそのような問題に対し、対策を講じるための方法が開示されていない。

　本発明は、無線通信ネットワークの通信状況を出力する通信システム及びプログラムを提供することを目的とする。

　本発明の一側面に係る通信システムは、無線通信ネットワークに接続される複数の通信装置と、前記無線通信ネットワークに接続されるホスト装置とを備える。ホスト装置は、情報収集部と、情報出力部とを有する。情報収集部は、前記複数の通信装置の各々から前記複数の通信装置の各々の通信状況に関する通信情報を収集する。情報出力部は、前記情報収集部が収集した通信情報を出力する。

　この構成によれば、集収された複数の通信装置の通信状況に関する通信情報が出力される。

　前記通信システムにおいて、前記無線通信ネットワークは、前記複数の通信装置が互いに通信可能に接続されるメッシュネットワークであってもよく、前記通信情報は、前記複数の通信装置及び前記ホスト装置のうち、前記メッシュネットワーク上で隣接する隣接装置を特定する情報を含んでもよい。

　前記通信システムにおいて、前記通信情報は、前記複数の通信装置の各々と前記隣接装置との間の通信経路の品質に関する品質情報を含んでもよい。

　前記通信システムにおいて、前記ホスト装置は、前記複数の通信装置から収集した前記品質情報に基づいて、前記複数の通信装置の各々と前記ホスト装置との間の通信経路の品質を予め定められたランクに分類する通信診断部をさらに有してもよい。

　前記通信システムにおいて、前記情報出力部は、前記複数の通信装置の各々を特定する識別情報と前記通信診断部により分類されたランクとを関連付けて表示する画面を生成してもよい。

　この構成によれば、複数の通信装置の各々とホスト装置との間の通信経路の品質がランクに分類されて表示されるため、通信分野の専門知識を持たないユーザにとっても容易にネットワークの通信状況を把握することができる。

　前記通信システムにおいて、前記ホスト装置は、前記識別情報と前記分類されたランクとを関連付けて記憶する記憶部をさらに有してもよく、前記情報出力部は、前記記憶部に記憶された前記識別情報と前記分類されたランクとを時系列に沿って表示する画面を生成してもよい。

　この構成によれば、複数の通信装置のランクの時系列的な遷移をユーザが容易に確認することができる。

　前記通信システムにおいて、前記複数の通信装置の各々は、各々が割り当てられた他の装置からの信号が入力される入力部と、光を発する表示器と、前記入力部に入力された信号に応じた光を前記表示器に発させる表示出力部とを有していてもよい。

　この構成によれば、複数の通信装置の各々は、各々が割り当てられた他の装置からの信号を可視化することができる。

　前記通信システムにおいて、前記複数の通信装置の各々は、光を発する表示器と、前記ホスト装置からの要求に応じて前記表示器に光を発させる現地表示出力部を有してもよい。

　この構成によれば、表示器の発する光により、当該通信装置を物理的に特定することが可能となる。

　前記通信システムにおいて、前記複数の通信装置の各々は、光を検知する光検知部を有し、前記光検知部の検知結果を前記ホスト装置に宛てて送信してもよい。

　本発明の一側面に係るプログラムは、以下のステップをコンピュータに実行させる。
・無線通信ネットワークに接続される複数の通信装置の各々から、前記複数の通信装置の各々の通信状況に関する通信情報を収集するステップ。
・前記収集された通信情報を集約して出力するステップ。

　本発明によれば、無線通信ネットワークの通信状況を出力する通信システム及びプログラムが提供される。

一実施形態に係る通信システムの全体図。一実施形態に係る通信システムの電気的構成を示すブロック図。一実施形態に係る通信システムの表示画面の一例を示す図。一実施形態に係る通信システムのネットワークの一例を示す図。一実施形態に係るネットワーク診断処理の一例を示す図。一実施形態に係るネットワーク診断処理の流れを示すフローチャート。一実施形態に係る通信システムの表示画面の一例を示す図。一実施形態に係るネットワーク診断処理の流れを示すフローチャート。一実施形態に係る通信システムの表示画面の一例を示す図。変形例に係る通信装置等の電気的構成を示すブロック図。

　以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る通信システム及びプログラムについて説明する。

　＜１．通信システムの全体構成＞
　図１は、本実施形態に係る通信システム１の全体構成図であり、図２は、通信システム１の電気的な構成を示すブロック図である。通信システム１は、例えば工場設備に適用可能である。より具体的には、通信システム１は、設備装置の稼働状況や、生産ラインでのトラブル等を報知する際に作業従事者が手動で操作する装置の出力情報等を一元的にモニタリングするのに適用され得る。

　通信システム１は、無線通信ネットワーク１０（以下、単にネットワーク１０と称することがある）に接続される複数の通信装置２及びホスト装置３を備えている。複数の通信装置２は、工場設備等を構成する設備装置５にそれぞれ割り当てられ、設備装置５の稼働状況をその場で表示出力するとともに、ネットワーク１０を介してホスト装置３に送信する。本実施形態のネットワーク１０は、メッシュネットワークであり、ネットワーク１０に接続された通信装置２は、ホスト装置３と通信する際に、他の通信装置２を介してマルチホップ通信をすることが可能である。ホスト装置３は、ネットワーク１０を介して複数の通信装置２に信号を送信したり、複数の通信装置２から情報を収集したりする。ホスト装置３は、情報処理端末４と有線で通信可能に接続されている。ユーザは、情報処理端末４を介して設備装置５の稼働状況をモニタリングしたり、稼働状況をモニタリングするためのネットワーク１０の通信経路の品質を把握したりすることができる。

　図１に示すように、設備装置５は工場設備の建屋等に配置される機械である。設備装置５の種類は特に限定されず、それぞれが同じ種類の機械であってもよいし、異なる種類の機械であってもよい。設備装置５には、各々に割り当てられた通信装置２が設置されている。設備装置５は、設置された通信装置２に電源を供給する。

　図２を参照して、設備装置５は、それぞれ制御部５０を備える。制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等から構成され、後述する通信装置２の入力部２５と電気的に接続されている。制御部５０は、設備装置５の各部位の動作を制御する。また、制御部５０は、設備装置５の稼働状況に応じて、稼働状況を表すステータス信号を生成し、通信装置２の入力部２５に入力する。ステータス信号の種類は、特に限定されず、例えば設備装置５が正常に稼働していることを示す「正常」、設備装置５の動作にトラブル発生が発生したこと示す「異常」、設備装置５の緊急停止が必要であることを示す「停止」等であり得る。

　制御部５０が設備装置５のステータス信号を入力部２５に入力するタイミングは、特に限定されない。タイミングは、例えば所定の周期ごとであってもよいし、通信装置２がホスト装置３から発信されたステータスリクエスト信号を受信したときであってもよいし、設備装置５の稼働状況が変化したときであってもよい。ここで、ステータスリクエスト信号とは、設備装置５の稼働状況をホスト装置３に送信するように要求する信号である。ステータスリクエスト信号は、例えばユーザが情報処理端末４のウェブブラウザを通じてホスト装置３にステータスリクエスト信号の送信を指示することにより、ホスト装置３により生成され、各通信装置２に送信される。

　図１に示すように、通信装置２は、全体として略円筒形状の外観を有する。通信装置２は、それぞれ円筒形状の下部分にある基台部分２４と、基台部分２４の上に積層された表示器２３とを備える。基台部分２４には制御部２０と、通信モジュール２１と、記憶部２２とが収納されており、これらの要素はバス線を介して互いに接続されている（図２参照）。また、制御部２０と表示器２３とは電気的に接続されている。記憶部２２は、ハードディスクやフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶装置であり、通信装置２を動作させるためのプログラムが格納されている。また、記憶部２２には、ネットワーク１０上で当該通信装置を特定するためのＩＤ情報（識別情報）が格納されている。

　制御部２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される。制御部２０は、記憶部２２からプログラムを読み出して実行することにより、入力部２５、表示出力部２６、現地表示出力部２７、点灯情報生成部２８及び通信情報生成部２９として動作する。入力部２５は、設備装置５の制御部５０と入力信号線等を介して電気通信可能に接続されており、制御部５０からの信号が入力される。表示出力部２６及び現地表示出力部２７は、後述するように表示器２３の動作を制御する。点灯情報生成部２８及び通信情報生成部２９の動作については、後述する。

　表示器２３は、光を発する機器であり、本実施形態の表示器２３は、それぞれ異なる色の光を発する円筒形のランプが鉛直方向に積層された積層信号灯である。本実施形態の表示器２３は、上から順に積層された赤・黄・緑の３色のランプ２３０～２３２と、それらとは下方に離れて設置されたランプ２３３とを有する。表示器２３の３色のランプ２３０～２３２は、それぞれが設備装置５のステータス信号と対応付けられており、例えば赤ランプ２３０が点灯すると「停止」、黄ランプ２３１が点灯すると「異常」、緑ランプ２３２が点灯すると「正常」を示す。表示出力部２６は、入力部２５に入力された設備装置５のステータス信号に応じて、ステータス信号に対応する色のランプを点灯させる。なお、表示器２３の有するランプの数や色は、これに限られず、適宜変更することができる。

　ランプ２３３は、ユーザが通信装置２の物理的な位置を特定するために使用される。現地表示出力部２７は、現地表示リクエスト信号を受信した場合に、ランプ２３３を点灯させる。ここで、現地表示リクエスト信号とは、ユーザが情報処理端末４のウェブブラウザを通じてホスト装置３から特定の通信装置２に宛てて送信される信号である。ユーザは、情報処理端末４のウェブブラウザ上で指定した通信装置２にランプ２３３を点灯させることで、工場設備等における当該通信装置２の物理的な位置を照会することができる。

　点灯情報生成部２８は、表示出力部２６がランプ２３０～２３２のいずれかを点灯させると、これに連動して、表示出力部２６によって点灯しているランプの色を特定する点灯情報を生成する。点灯情報生成部２８は、生成した点灯情報を通信モジュール２１に出力し、ホスト装置３に宛てて送信させる。点灯情報は、設備装置５のステータス信号に基づいた情報であるため、点灯情報が生成及び送信されるタイミングは、ステータス信号が入力部２５に入力されるタイミングに連動する。また、点灯情報と設備装置５の稼働状況とは１対１に対応しており、点灯情報は設備装置５の稼働状況を示している。

　通信情報生成部２９は、通信状況に関する通信情報を生成し、通信モジュール２１にホスト装置３に宛てて送信させる。通信情報は、通信装置２とネットワーク１０上で隣接する隣接装置を特定する情報と、隣接装置との間の通信経路の品質に関する品質情報を含んでもよい。隣接装置は、通信装置２とネットワーク１０上で直接通信ができる装置であり、他の通信装置２及びホスト装置３であり得る。本実施形態では、隣接装置を特定する情報は、隣接装置のＩＤ情報である。品質情報は、本実施形態では、ＬＱＩ値であり、ＬＱＩ値及び隣接装置のＩＤ情報は、通信モジュール２１が通信時に保持している。ＬＱＩ値は、０から２５５までの数値で表され、数値が大きい程通信の品質が高く、数値が小さいほど通信の品質が低いことを表している。

　通信情報生成部２９は、後述するネットワーク品質診断が開始されたときに通信情報を生成し、生成した通信情報を通信モジュール２１を介してホスト装置３に宛てて送信する。後述するように、ネットワーク品質診断にはリアルタイム診断と長期診断とがあり、リアルタイム診断では、ホスト装置３から送信される通信情報リクエスト信号を受信すると通信情報生成部２９が通信情報を生成する。長期診断では、ホスト装置３から所定の周期ごとに送信される通信情報リクエスト信号を受信すると、その度に通信情報生成部２９が通信情報を生成する。ここで、通信情報リクエスト信号とは、通信装置２の通信情報をホスト装置３に送信するように要求する信号である。なお、通信情報生成部２９は、通信情報リクエスト信号の受信に関わらず、所定の周期又は所定の時刻に自発的に通信情報を生成し、ホスト装置３に送信するように構成されてもよい。

　通信モジュール２１は、無線通信用のアンテナを備えた通信用のモジュール基板等からなる。これにより、通信装置２はネットワーク１０を構成する要素として機能し、他の通信装置２及びホスト装置３との通信が可能になる。なお、本実施形態の通信モジュール２１は、ZigBee（登録商標）通信規格に準拠しており、記憶部２２に格納されているＩＤ情報は、IEEE規格に準拠した固有のアドレスである。通信モジュール２１は、点灯情報生成部２８によって生成された点灯情報と当該通信装置２のＩＤ情報とを合わせてホスト装置３に宛てて送信する。また、通信モジュール２１は、通信情報生成部２９によって生成された通信情報と当該通信装置２のＩＤ情報とを合わせてホスト装置３に宛てて送信する。さらに、通信モジュール２１は、ホスト装置３から送信されてくる各種リクエスト信号を受信する。なお、通信モジュール２１は、制御部２０及び記憶部２２の一部又は全部を含んでいてもよい。

　通信装置２の電源は、設備装置５から供給されている。従って、通信装置２の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態は、設備装置５の電源ＯＮ／ＯＦＦ状態に依存している。設備装置５の電源がＯＦＦであるとき、これに設置されている通信装置２の電源もＯＦＦとなり、通信装置２はオフライン状態、つまりネットワーク１０に参加していない状態となる。

　図１に示すように、ホスト装置３は、略直方体状の外見形状を有する。ホスト装置３は、複数の通信装置２との間を物理的に遮られることのない位置に取り付けられて使用されることが好ましく、例えば建屋の天井又は壁面に取り付けられる。図１に示す例では、ホスト装置３が建屋の天井に取り付けられている。本実施形態のホスト装置３は、電源ケーブル等によって電力源と接続されており、主として常時電源がＯＮされた状態で使用される。

　ホスト装置３は、略直方体状の筐体の内部に収容された制御部３１と、通信モジュール３２と、通信インターフェース３３と、記憶部３４とを備えており、これらの要素はバス線を介して互いに接続されている。制御部３１は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される。通信インターフェース３３は、情報処理端末４との通信を行うためのインターフェースである。本実施形態では、ホスト装置３と情報処理端末４との通信は、Ethernet（登録商標）規格に準拠して行われる。ユーザは、情報処理端末４が備えるウェブブラウザを介して、ホスト装置３との通信を行うことができる。

　通信モジュール３２は、無線通信用のアンテナを備えた通信用のモジュール基板等からなる。これにより、ホスト装置３はネットワーク１０を構成する要素として機能し、通信装置２との通信が可能になる。本実施形態の通信モジュール３２は、ZigBee（登録商標）通信規格に準拠している。通信モジュール３２は、隣接装置のＩＤ情報及び隣接装置との通信経路の品質を表すＬＱＩ値を通信時に保持している。隣接装置は、ネットワーク１０上の１つ又は複数の通信装置２であり得る。なお、通信モジュール３２は、制御部３１及び記憶部３４の一部又は全部を含んでいてもよい。

　記憶部３４は、ハードディスクやフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶装置であり、ホスト装置３を動作させるためのプログラム３４４及びネットワーク１０上でホスト装置３を特定するためのＩＤ情報（識別情報）が書き込まれている。本実施形態のホスト装置３のＩＤ情報は、IEEE規格に準拠した固有のアドレスである。また、記憶部３４には、閾値データ３４５が保存されている。閾値データ３４５は、後述するネットワーク品質診断の処理においてＬＱＩ値の品質を分類するための閾値であり、閾値は適宜設定することができる。

　記憶部３４には、ＩＤ情報保存領域３４２が確保されている。ＩＤ情報保存領域３４２には、ネットワーク１０に接続させる通信装置としてユーザが登録した全ての通信装置２のＩＤ情報が保存される。通信装置２のＩＤ情報は、ユーザが予め情報処理端末４を介して登録することができる。ＩＤ情報保存領域３４２には、ユーザが通信装置２にそれぞれ名付けたユーザーネームがＩＤ情報と関連付けられて登録されてもよい。また、ユーザは新たな通信装置２をネットワーク１０に追加したり、ネットワーク１０から既存の通信装置２を削除したりするのに伴い、ＩＤ情報保存領域３４２を適宜書き換えることができる。記憶部３４には、通信情報保存領域３４０と、診断結果保存領域３４１と、点灯情報保存領域３４３とがさらに確保されている。これらの領域については、後述する。

　制御部３１は、記憶部３４からプログラム３４４を読み出して実行することにより、信号生成部３１０、通信診断部３１１、情報出力部３１２及び情報収集部３１３として動作する。信号生成部３１０は、ユーザからの指示により、各種リクエスト信号を生成する。リクエスト信号は、ステータスリクエスト信号、現地表示リクエスト信号及び通信情報リクエスト信号である。通信情報リクエスト信号は、各通信装置２の通信状況に関する通信情報をホスト装置３に送信するように要求する信号である。ユーザは、情報処理端末４を介して信号生成部３１０にリクエスト信号を生成するように指示することができる。

　情報収集部３１３は、通信装置２から点灯情報が送信されてくると、これらの情報に付随する当該通信装置２のＩＤ情報と、ＩＤ情報保存領域３４２に登録されている通信装置２のＩＤ情報とを照合し、通信装置２のＩＤ情報と点灯情報とを関連付けて点灯情報保存領域３４３に保存する。なお、ＩＤ情報と点灯情報とは、点灯情報が生成された時刻等、時刻情報と関連付けられて点灯情報保存領域３４３に保存されてもよい。

　情報収集部３１３は、ＩＤ情報保存領域３４２に登録されている通信装置２のうち、点灯情報が所定の制限時間内に送信されて来なかった通信装置２を、オフライン状態であると判断する。通信装置２のオフライン状態は、当該通信装置２が設置された設備装置５の電源がＯＦＦになっているか、設備装置５の電源はＯＮになっているが、通信環境によりネットワーク１０に接続されていない可能性があることを示している。また、情報収集部３１３は、点灯情報を送信してきたが、点灯情報に付随するＩＤ情報がＩＤ情報保存領域３４２に登録されていない通信装置２を検出した場合、これを未登録の通信装置２と判断する。情報収集部３１３は、同期間内に検出された未登録の通信装置２のＩＤ情報及び点灯情報も併せて点灯情報保存領域３４３に保存してもよい。

　所定の周期で繰り返し点灯情報を収集する場合、情報収集部３１３は、通信装置２の点灯情報とＩＤ情報とのセットを、１周期ごとに区別して点灯情報保存領域３４３に蓄積することができる。情報収集部３１３は、蓄積された点灯情報とＩＤ情報とのセットから、各表示器２３において、各ランプが点灯した回数をカウントし、点灯情報保存領域３４３に保存する。

　情報出力部３１２は、情報収集部３１３により各通信装置２から収集された情報を出力する。本実施形態の情報出力部３１２は、画面の形態で収集された情報を出力するように構成され、より具体的には、カウントされた点灯情報を可視化するウェブ画面を生成する。ユーザは、情報処理端末４のウェブブラウザからネットワーク１０にアクセスし、情報出力部３１２が生成したウェブ画面を表示装置４０２上で閲覧することができる。情報出力部３１２は、情報処理端末４から点灯情報の閲覧要求が行われると、点灯情報保存領域３４３に蓄積されている点灯情報データにアクセスし、これを一覧表示するウェブ画面を生成することができる。

　ウェブ画面は、例えば図３に示すように、通信装置２ごとに表示器２３の各ランプの点灯回数を表示する一覧ページとすることができる。図３に示す例では、「ユーザーネーム：」及び「IEEEアドレス：」の下のテキストボックスに、ＩＤ情報保存領域３４２に予め登録されたユーザーネーム及びＩＤ情報がそれぞれ表示される。その下には表示器２３を表したグラフィックが描画され、各ランプを表したグラフィックの側方のテキストボックスには、各ランプがこれまでの期間内に点灯した回数が表示される。情報出力部３１２は、表示器２３を示すグラフィックの下に、「現地表示リクエスト信号」ボタングラフィックをさらに描画してもよい。ユーザが情報処理端末４の操作部４０４を介して「現地表示リクエスト信号」ボタングラフィックを押下すると、信号生成部３１０が現地表示リクエスト信号を生成し、指定された通信装置２に宛てて送信する。

　情報出力部３１２は、ＩＤ情報保存領域３４２に登録されているが、情報収集部３１３によりオフライン状態であると判断された通信装置２については、当該通信装置２の欄をグレーアウトして表示するようにしてもよい。また、図３には示されていないが、未登録と判断された通信装置２については、ユーザーネームのテキストボックスを空白にしたまま、ＩＤ情報と点灯回数とを表示するようにしてもよい。

　情報処理端末４は、例えば汎用のパーソナルコンピュータであり、制御部４００、記憶部４０１、表示装置４０２、通信インターフェース４０３、及び操作部４０４を備え、これらの要素は、バス線を介して互いに接続されている。制御部４００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等から構成される。記憶部４０１は、ハードディスクやフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶装置である。表示装置４０２は、汎用のディスプレイであってよく、液晶ディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイ等から構成されている。通信インターフェース４０３は、ホスト装置３と通信を行うためのインターフェースである。操作部４０４は、キーボード、マウス、及びタッチパネル等から構成されており、ユーザからの指示を受け付ける。ユーザは、操作部４０４を介してシステム１の動作の設定を行ったり、ＩＤ情報保存領域３４２を書き換えたり、リクエスト信号の送信を行ったり、ホスト装置３が有する情報にアクセスしたりすることができる。

　記憶部４０１には、プログラム４１０が格納されている。制御部４００は、プログラム４１０を読み出して実行することにより、情報出力部３１２が生成するウェブ画面を取り込んで表示装置４０２上に表示させたり、操作部４０４を介してユーザの指示を受け付けたりすることができる。

　＜２．ネットワーク品質診断処理＞
　以下では、図４に示すネットワーク１０を例に、通信システム１のネットワーク品質診断処理について説明する。本実施形態では、指示入力時点での通信の品質を診断するリアルタイム診断と、ユーザが指定した期間にわたって所定の周期で通信の品質を診断する長期診断とがある。ユーザは、情報処理端末４の表示装置４０２上に表示されるウェブ画面から、リアルタイム診断と長期診断のいずれを行うかを選択する。ユーザが情報処理端末４を介してリアルタイム診断を選択し、診断開始の指示を入力すると、その指示がホスト装置３に受け付けられた時点でリアルタイム診断がスタートする。ユーザが長期診断を選択し、診断を行う期間を指定した上で診断開始の指示を入力すると、その指示がホスト装置３に受け付けられた時点で長期診断がスタートする。以下では、リアルタイム診断の処理を例に説明する。

　図４に示す例では、１台のホスト装置３と、６台の通信装置２（以下、それぞれを区別するために２ａ～２ｆと称する）が、ネットワーク１０に接続されている。通信装置２ａ～２ｆのＩＤ情報は、既にホスト装置３のＩＤ情報保存領域３４２に登録されているものとする。

　図４中の線は、通信の際に現時点で利用可能な経路を示している。線で繋がれている装置は、ネットワーク１０上で互いに隣接する装置であることを表している。例えば、図４の例では、ホスト装置３には通信装置２ａ～２ｃが隣接している。

　図６は、ネットワーク品質診断処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１では、ホスト装置３の情報収集部３１３が、通信装置２ａ～２ｆから各々が有するＬＱＩ値と、隣接装置のＩＤ情報とを収集し、これらの通信情報を送信した通信装置２のＩＤ情報と対応付けて、通信情報保存領域３４０に保存する。ここで、情報収集部３１３は、ＩＤ情報保存領域３４２に登録されているのにも関わらず、所定の制限時間内に通信情報の受信が確認されなかった通信装置２があれば、その通信装置２をオフライン状態と判断する。

　ステップＳ２では、通信診断部３１１が、通信情報保存領域３４０に保存されたデータと、ホスト装置３の有する隣接装置のＩＤ情報及びＬＱＩ値とに基づいて、各経路のＬＱＩ値を特定する。ここで、各経路について隣接装置の双方がＬＱＩ値を保持しているため、１つの経路につき２通りのＬＱＩ値が得られる。本実施形態の通信診断部３１１は、１つの経路に対する２通りのＬＱＩ値のうち、より高いものをその経路について特定されたＬＱＩ値として採用する。

　ステップＳ３では、通信診断部３１１が、ネットワーク１０の経路の中から高品質経路を特定する。通信診断部３１１は、閾値データ３４５を参照して、所定の閾値より高いＬＱＩ値を有する経路を高品質経路として特定することができる。図５に示す例では、太線で強調された経路が高品質経路を表している。

　ステップＳ４では、通信診断部３１１が、ホスト装置３から高品質経路のみを介して通信装置２ａ～２ｆに至るまでの経路距離をそれぞれ算出する。経路距離とは、ホスト装置３から特定の通信装置２に至るまでの経路の数であり、経路距離が「１」であれば、その通信装置２はホスト装置３と隣接していることを示している。また、経路距離が「２」であれば、ホスト装置３からその通信装置２に至るまでに、他の通信装置２が１つ介在していることを示している。図５に示す例では、ホスト装置３から通信装置２ａ又は通信装置２ｃに至るまでの経路距離は「１」であり、ホスト装置３から通信装置２ｂ又は通信装置２ｄに至るまでの経路距離は「２」である。通信装置２のうち、後述するステップＳ６において、高品質経路のみの経路距離が「１」であるものはランクＡに、「２」以上であるものはランクＢ又はランクＣに、高品質経路がないものはランクＤに分類される。

　続くステップＳ５では、通信診断部３１１が、通信経路の品質に関わらず、ホスト装置３との経路距離が「１」である通信装置２を特定する。つまり、通信診断部３１１は、ホスト装置３と隣接している通信装置２と、ホスト装置３と隣接していない通信装置２とを区別する。

　続くステップＳ６では、通信診断部３１１が、各々の通信装置２を、当該通信装置２からホスト装置３までの通信経路の距離及び品質に応じて、ランクＡ～Ｅに分類する。図５の例を参照すると、通信装置２ａ及び２ｃは、ランクＡに分類される。また、ステップＳ４において高品質経路のみの経路距離が「２」以上であり、かつステップＳ５においてホスト装置３と隣接していると判定された通信装置２ｂは、ランクＢに分類される。これに対して、ステップＳ４において高品質経路のみの経路距離が「２」以上であり、かつステップＳ５においてホスト装置３と隣接していないと判定された通信装置２ｄは、ランクＣに分類される。高品質経路のみを介してホスト装置３に到達することができない通信装置２ｅ及び２ｆは、ランクＤに分類される。また、通信装置２ｅ及び２ｆは、ホスト装置３に隣接していない為、ランクＤに分類されるが、ホスト装置３に隣接していても高品質経路のみでホスト装置３に到達できなければ当該通信装置２はランクＤに分類される。なお、オフライン状態と判断された通信装置２があれば、当該通信装置２はランクＥに分類される。

　各ランクは、以下のような情報を示している。
　ランクＡ：ホスト装置３と充分な品質で直接通信ができており、設置環境に問題がない
　ランクＢ：ホスト装置３との直接通信の品質は充分ではないが、マルチホッピング通信の品質は充分であり、設置環境に問題がない
　ランクＣ：ホスト装置３とは直接通信ができていないが、マルチホッピング通信の品質は充分であり、設置環境に問題がない
　ランクＤ：マルチホッピング通信の品質が充分ではなく、設置環境の調整が推奨される
　ランクＥ：通信不可

　ステップＳ７では、情報出力部３１２が、通信診断部３１１の診断結果を一覧化して表示する結果表示画面を生成する。図７にリアルタイム診断の結果表示画面の一例を示す。図７の例では、表の１行目に「ユーザー名」「IEEEアドレス」及び「ランク」等の項目があり、「ユーザー名」及び「IEEEアドレス」の列には、予めＩＤ情報保存領域３４２に保存されたユーザーネームとＩＤ情報とが表示される。「ランク」の列には、各通信装置２が分類されたランクが示される。ユーザは、情報処理端末４の表示装置４０２に表示される結果表示画面により、診断結果を確認することができる。

　結果表示画面の「確認」の列には、「現地表示リクエスト」ボタングラフィックが描画される。ユーザは、操作部４０４を介してこれをクリックすることにより、そのボタングラフィックがある行の通信装置２に対して、現地表示リクエスト信号を送信することができる。また、画面右下には、「ダウンロード」ボタングラフィックが描画される。ユーザは、操作部４０４を介してこれをクリックすることにより、診断結果を表形式データ等で情報処理端末４の記憶部４０１にダウンロードし、保存することができる。

　図８は長期診断処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ１からステップＳ６までの処理はリアルタイム診断と共通であるが、処理はステップＳ６の後にステップＳ８へと進む。ステップＳ８では、通信診断部３１１が通信装置２のＩＤ情報、ステップＳ６で分類したランク及び時刻情報を関連付けて、診断結果保存領域３４１に保存する。ステップＳ１からステップＳ８までの処理は、ユーザが指定した期間中、所定の周期で繰り返される。つまり、１周期が経過するごとに診断結果保存領域３４１には新たな診断結果のデータが蓄積される。

　ユーザが指定した期間が終了すると、処理はステップＳ９に進み、情報出力部３１２が診断結果保存領域３４１に蓄積されたデータを読み出し、各通信装置２のＩＤ情報とランクとを時系列に沿って一覧表示する結果表示画面を生成する。図９に長期診断の結果表示画面の一例を示す。図９に示す例では、表の１行目に「ユーザー名」「ＩＥＥＥアドレス」及び「ランク」等の項目があり、「ランク」の下には、時刻で区切られたセルが表示されている。なお、図９に示す例では、１時間の時間単位を表すセルの下に、ランクが表示されるセルが５個形成されており、１２分ごとにステップＳ１～Ｓ８の処理が行われたことが分かる。なお、結果表示画面は、時系列に沿った横スクロール動作によって、指定した期間の開始から終了までの診断結果が閲覧できるように生成されてもよい。

　ユーザは、指定した期間の終了後、情報処理端末４のウェブブラウザを介して、表示装置４０２に結果表示画面を表示するように指示を入力する。ユーザは、表示装置４０２に表示される結果表示画面により、指定した期間における、各通信装置２のランクの遷移を確認することができる。なお、情報出力部３１２は、長期診断の結果表示画面においても、「現地表示リクエスト」ボタングラフィック及び「ダウンロード」ボタングラフィックを描画するように構成されてもよい。

　ユーザは、図９に例示するような結果表示画面により、各通信装置２の通信状況の遷移を容易に把握することができる。そして、ユーザは通信装置２がランクＤ及びランクＥであった時間帯を特定し、その時間帯における通信環境を検証することで、通信が不安定となる原因を探ることが可能である。例えば、ある時間帯に設備装置５の電源がＯＦＦされていれば、当該設備装置５に設置された通信装置２は同じ時間帯にランクＥに分類される。このことから、ユーザは、通信装置２がランクＥであった原因が設備装置５の電源ＯＦＦによるものなのか、通信環境によるものなのかを推定することができる。

　＜３．特徴＞
　上記実施形態に係る通信システム１は、設備装置５の稼働状況をモニタリングするためのネットワーク１０の状態を診断し、診断結果を可視化することができる。従来の通信システムでは、ネットワークに接続されている各装置が、自己の通信状況が安定しているか否かを、自身が有するランプの点灯等により表示することがあった。しかし、このような構成では、ユーザが各装置の設置場所まで移動してランプの表示を確認しなければ、通信状況の安定性を確認することができない。上記実施形態に係る通信システム１では、ホスト装置３が各通信装置２の通信情報を収集し、診断結果を可視化する。これにより、ユーザは、各通信装置２の通信状況を現地で確認することなく、一元的に把握することができる。また、各装置自体が自己の通信状況を表示する従来の構成では、時系列の通信状況が保存されていなかったが、上記実施形態に係る通信システム１では、各通信装置２のランクが時系列順に保存され、ランクの遷移を確認することができる。

　上記実施形態に係る通信システム１では、各通信装置２とホスト装置３との関係において、通信経路についての診断が行われる。従って、通信装置２とホスト装置３との直接通信の品質のみならず、マルチホップ通信の品質までも考慮した診断が行われ、ネットワーク１０の状況をより詳細に把握することができる。

　＜４．変形例＞
　以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。例えば、以下の変更が可能である。また、以下の変形例の要旨は、適宜組み合わせることができる。

　（１）
　図２に図示するように、通信装置２及びホスト装置３の制御部は、それぞれ複数の部に区分されている。しかし、これらの区分は概念的な区分であり、物理的に区別される必要はない。同様に、ホスト装置３の記憶部３４に確保される各保存領域３４０～３４３は概念的な区分であり、物理的に区別される必要はない。

　（２）
　上記実施形態では、ホスト装置３と情報処理端末４との通信規格はEthernet（登録商標）であったが、他の通信規格に変更されてもよい。また、ホスト装置３と情報処理端末４との通信は、有線ではなく無線により行われてもよい。さらに、情報処理端末４は、汎用のパーソナルコンピュータではなく、タブレット端末、スマートフォン、ノートＰＣ等のポータブルなデバイスであってもよい。

　（３）
　設備装置５は、生産等に使用される機械の他に、作業従事者が手動で操作するスイッチであり、表示器２３は、スイッチに入力された信号を表示するアンドン装置等であってもよい。この場合、ステータス信号は、スイッチに入力された信号となる。スイッチは、プッシュボタン式、切り替えレバー式、ダイヤル式等、どのような形態であってもよい。また、表示器２３の構成を省略してもよい。

　（４）
　図１０に一例を示すように、表示器２３、入力部２５及び表示出力部２６は、通信装置２とは別体として構成される他の装置６に備えられていてもよい。各通信装置２は、割り当てられた表示器２３のランプ２３０～２３２の発する光を検知する光検知部２００を有し、光検知部２００によって表示器２３の発する光を検知可能なように設置されてもよい。点灯情報生成部２８は、光検知装置の検知結果に基づいていずれの色のランプが点灯したかの点灯情報を生成し、生成した点灯情報をホスト装置３に送信するように構成されてもよい。

　（５）
　信号生成部３１０、通信診断部３１１及び情報出力部３１２は、ホスト装置３ではなく情報処理端末４に備えられてもよい。つまり、ホスト装置３が収集した通信情報や点灯情報を情報処理端末４に出力し、情報処理端末４が各種リクエスト信号を生成したり、ネットワーク診断処理を行ったり、点灯情報を可視化する画面及び診断結果表示画面を生成したりする構成としてもよい。同様に、通信情報保存領域３４０、診断結果保存領域３４１、ＩＤ情報保存領域３４２、点灯情報保存領域３４３及び閾値データ３４５のうち少なくとも一部は、ホスト装置３ではなく情報処理端末４の記憶部４０１に備えられてもよい。

　（６）
　情報出力部３１２が点灯情報、通信情報及びネットワーク品質診断結果を出力する態様は、上記実施形態のようにウェブ画面に限られない。情報出力部３１２は、点灯情報、通信情報及びネットワーク品質診断結果を画面データ以外のデータ形式で、情報処理端末４や外部の装置に出力してもよい。

　（７）
　ネットワーク診断処理の方法は、上記実施形態のものに限られず、各通信装置２とホスト装置３との通信経路の品質を診断できる方法であれば、適宜変更することができる。

　（８）
　上記実施形態では、複数の通信装置２とホスト装置３との通信はZigBee（登録商標）に準拠していたが、通信方式はこれに限られず、例えばWi-Fi（登録商標）及びBluetooth（登録商標）等であってもよい。また、ネットワーク１０上で通信装置２及びホスト装置３を特定するＩＤ情報は、装置が一意に特定される物理アドレスであれば、上記実施形態とは異なる識別子であってもよい。さらに、品質情報はＬＱＩ値に限定されず、例えば電波強度を表す値であってもよい。

　１　通信システム
　２　通信装置
　３　ホスト装置
　４　情報処理端末
　５　設備装置
　１０　無線通信ネットワーク
　２３　表示器
　２５　入力部
　２６　表示出力部
　２７　現地表示出力部
　２００　光検知部
　３１０　信号生成部
　３１１　通信診断部
　３１２　情報出力部
　３１３　情報収集部

Claims

　無線通信ネットワークに接続される複数の通信装置と、
　前記無線通信ネットワークに接続されるホスト装置と
を備え、
　前記ホスト装置は、前記複数の通信装置の各々から前記複数の通信装置の各々の通信状況に関する通信情報を収集する情報収集部と、前記情報収集部が収集した通信情報を出力する情報出力部とを有する、
通信システム。
　前記無線通信ネットワークは、前記複数の通信装置が互いに通信可能に接続されるメッシュネットワークであり、
　前記通信情報は、前記複数の通信装置及び前記ホスト装置のうち、前記メッシュネットワーク上で隣接する隣接装置を特定する情報を含む、
請求項１に記載の通信システム。
　前記通信情報は、前記複数の通信装置の各々と前記隣接装置との間の通信経路の品質に関する品質情報を含む、
請求項２に記載の通信システム。
　前記ホスト装置は、前記複数の通信装置から収集した前記品質情報に基づいて、前記複数の通信装置の各々と前記ホスト装置との間の通信経路の品質を予め定められたランクに分類する通信診断部をさらに有する、
　請求項３に記載の通信システム。
　前記情報出力部は、前記複数の通信装置の各々を特定する識別情報と前記通信診断部により分類されたランクとを関連付けて表示する画面を生成する、
請求項４に記載の通信システム。
　前記ホスト装置は、前記識別情報と前記分類されたランクとを関連付けて記憶する記憶部をさらに有し、前記情報出力部は、前記記憶部に記憶された前記識別情報と前記分類されたランクとを時系列に沿って表示する画面を生成する、
請求項５に記載の通信システム。
　前記複数の通信装置の各々は、各々が割り当てられた他の装置からの信号が入力される入力部と、光を発する表示器と、前記入力部に入力された信号に応じた光を前記表示器に発させる表示出力部とを有する、
請求項１から６のいずれかに記載の通信システム。
　前記複数の通信装置の各々は、光を発する表示器と、前記ホスト装置からの要求に応じて前記表示器に光を発させる現地表示出力部とを有する、
請求項１から７のいずれかに記載の通信システム。
　前記複数の通信装置の各々は、光を検知する光検知部を有し、前記光検知部の検知結果を前記ホスト装置に宛てて送信する、
請求項１から８のいずれかに記載の通信システム。
　無線通信ネットワークに接続される複数の通信装置の各々から、前記複数の通信装置の各々の通信状況に関する通信情報を収集するステップと、
　前記収集された通信情報を集約して出力するステップと、
をコンピュータに実行させる、
プログラム。