(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記制御部は、前記第1の無線データ通信、及び、前記第2の無線データ通信のうち、所定の集計期間の間に集計された欠損したデータの個数がより多い無線データ通信のデータを、前記第3の無線機を使用して、前記第2の被制御装置に送信するように前記第1の被制御装置を制御する、
請求項4に記載の無線制御システム。
被制御装置に設置され、定期的に無線データ通信をする第1の無線機と、前記被制御装置に設置され、前記第1の無線機とは異なる通信規格を利用して、定期的に無線データ通信をする第2の無線機と、の少なくとも一方からデータを受信する受信部と、
前記受信部により受信されたデータに応じて、前記被制御装置を制御する制御部と、
前記第1の無線機、及び、前記第2の無線機の少なくとも一方から、判定期間内に、同一のデータを2個以上、受信したか否かを判定する判定部と、を備え、
前記制御部は、前記第1の無線機、及び、前記第2の無線機の少なくとも一方から、前記判定期間内に、同一のデータを2個以上、受信した場合、前記同一のデータに応じて、前記被制御装置を制御する、
制御装置。
【発明を実施するための形態】
【0008】
以下に添付図面を参照して、無線制御システム及び制御装置の実施形態を詳細に説明する。
【0009】
(第1実施形態)
はじめに、第1実施形態の無線制御システムの装置構成の例について説明する。第1実施形態では、無線制御システムが、被制御装置を無線データ通信によって正常に制御できている場合について説明する。
【0010】
[装置構成の例]
図1は第1実施形態の無線制御システム100の装置構成の例を示す図である。第1実施形態の無線制御システム100は、制御装置101、被制御装置102A〜102C、無線操作盤103、及び、センサ群104を備える。
【0011】
制御装置101は、被制御装置102A〜102Cを制御する装置である。
【0012】
被制御装置102A〜102Cは、例えば工場等に設置された大型設備である。以下、被制御装置102A〜102Cを特に区別しない場合、単に被制御装置102という。なお被制御装置102の数は、3台に限らず任意でよい。
【0013】
無線操作盤103は、被制御装置102Cを無線データ通信により操作する装置である。
【0014】
センサ群104は、例えば温度、湿度及び加速度等を検出する。センサ群104は、例えば加速度を検出することにより、地震等の発生を検知する。なお、センサ群104は、被制御装置102に備えられていてもよい。
【0015】
制御装置101、被制御装置102A〜102C、無線操作盤103、及び、センサ群104は、無線データ通信により通信する。
【0016】
以下、無線制御システム100内の無線データ通信に使用される無線機について説明する。
【0017】
制御装置101は、第1の無線機105D及び第2の無線機106Dを備える。
【0018】
被制御装置102Aは、第1の無線機105A、第2の無線機106A、及び、第3の無線機107Aを備える。
【0019】
被制御装置102Bは、第1の無線機105B、第2の無線機106B、及び、第3の無線機107Bを備える。
【0020】
被制御装置102Cは、第1の無線機105C、第2の無線機106C、第3の無線機10C、及び、第4の無線機108Aを備える。
【0021】
無線操作盤103は、第4の無線機108Bを備える。
【0022】
センサ群104は、第1の無線機105Eを備える。
【0023】
制御装置101に設置された第1の無線機105Dは、被制御装置102Aに設置された第1の無線機105A、被制御装置102Bに設置された第1の無線機105B、被制御装置102Cに設置された第1の無線機105C、及び、センサ群104に設置された第1の無線機105Eと定期的に無線データ通信(第1の無線データ通信)をする。第1の無線機105A〜105Eの通信規格は、例えば920MHz帯を使用する無線規格(例えばARIB−STD−T108)である。以下、第1の無線機105A〜105Eを特に区別しない場合、単に第1の無線機105という。
【0024】
制御装置101に設置された第2の無線機106Dは、被制御装置102Aに設置された第2の無線機106A、被制御装置102Bに設置された第2の無線機106B、及び、被制御装置102Cに設置された第2の無線機106Cと定期的に無線データ通信(第2の無線データ通信)をする。第2の無線機106A〜106Dの通信規格は、例えば2.4GHz帯を使用する無線規格(例えば無線LAN(Wi−Fi)で使用されるIEEE 802.11n)である。以下、第2の無線機106A〜106Dを特に区別しない場合、単に第2の無線機106という。
【0025】
被制御装置102Aに設置された第3の無線機107A、被制御装置102Bに設置された第3の無線機107B、及び、被制御装置102Cに設置された第3の無線機107Cは、互いに設備間通信(第3の無線データ通信)をする。第3の無線機107A〜107Cの通信規格は、例えば第2の無線機106A〜106Dの通信規格と同じである。以下、第3の無線機107A〜107Cを特に区別しない場合、単に第3の無線機107という。
【0026】
無線操作盤103の第4の無線機108Bは、被制御装置102Cに設置された第3の無線機108Aと、操作用通信(第4の無線データ通信)をする。第4の無線機108A及び108Bの通信規格は、例えばBluetooth(登録商標)で使用されるIEEE 802.15.4である。以下、第4の無線機108A及び108Bを特に区別しない場合、単に第4の無線機108という。
【0027】
なお、上述の第1乃至第4の無線機105〜108の通信規格は、一例であり、無線制御システム100に使用される無線機を、これらの通信規格の無線機に限定するものではない。
【0028】
[機能構成の例]
図2は第1実施形態の制御装置101の機能構成の例を示す図である。第1実施形態の制御装置101は、送信部1、受信部2、判定部3及び制御部4を備える。
【0029】
送信部1は、第1の無線機105、及び、第2の無線機106の少なくとも一方を使用して、データを送信する。
【0030】
受信部2は、第1の無線機105、及び、第2の無線機106の少なくとも一方を使用して、データを受信する。
【0031】
判定部3は、第1の無線機105、及び、第2の無線機106の少なくとも一方から、判定期間内に、同一のデータを2個以上、受信したか否かを判定する。制御部4は、第1の無線機105、及び、第2の無線機106の少なくとも一方から、判定期間内に、同一のデータを2個以上、受信した場合、当該同一のデータに応じて、被制御装置102を制御する。なお、同一のデータの個数の判定は、2個以上に限らず、3個以上等にして、データの信頼性をより向上させてもよい。
【0032】
図3は第1実施形態の制御方法の例を説明するための図である。
図3の説明では、制御装置101が、被制御装置102Aを制御する場合を例にして説明する。
【0033】
制御装置101の第1の無線機105Dは、被制御装置102Aの第1の無線機105Aと、
図3に示すように、定期的に無線データ通信をする。また、制御装置101の第2の無線機106Dは、被制御装置102Aの第2の無線機106Aと、
図3に示すように、定期的に無線データ通信をする。
【0034】
制御装置101は、通信環境が正常な場合、各判定期間で、被制御装置102Aから最大4つのデータを受信する。被制御装置102Aから受信されるデータは、例えば被制御装置102Aの運転に関わるデータである。具体的には、被制御装置102Aから受信されるデータは、被制御装置102Aが、例えば製品を加工する大型設備の場合、当該大型設備の状態等を示す。
【0035】
判定期間11aは、制御装置101で4つのデータが受信されている場合を示す。判定期間11bは、制御装置101で3つのデータが受信されている場合を示す。
【0036】
制御部4は、第1の無線機105、及び、第2の無線機106の少なくとも一方から、判定期間内に、同一のデータを2個以上、受信した場合、当該同一のデータに応じて、被制御装置102を制御する。これにより無線による制御の信頼性を向上させることができる。
【0037】
また、判定期間11bのように、一部のデータが欠損した場合でも、当該判定期間11bに同一のデータが2個以上あれば、当該同一のデータに応じて、被制御装置102を制御することができる。これにより無線による制御の可用性を向上させることができる。また、誤り訂正をせずに、同一のデータが2個以上あれば、当該同一のデータに応じて、被制御装置102を制御することで、誤り訂正をする場合に比べて、無線通信の遅延時間を抑えることができる。
【0038】
以上、説明したように、第1実施形態の無線制御システム100では、第1の無線機105は、被制御装置102に設置され、定期的に第1の無線データ通信をする。第2の無線機106は、被制御装置102に設置され、第1の無線機105とは異なる通信規格を利用して、定期的に第2の無線データ通信をする。そして、制御装置101が、第1の無線機105、及び、第2の無線機106の少なくとも一方を使用して、被制御装置101を制御する。
【0039】
これにより第1実施形態の無線制御システム100によれば、無線通信の遅延時間を抑えながら、当該無線通信の信頼性及び可用性を担保する無線制御ができる。
【0040】
(第2実施形態)
次に第2実施形態について説明する。第2実施形態の説明では、第1実施形態と同様の説明については省略する。第2実施形態では、何らかの事象で第1の無線機105Cが通信不能の場合になった場合について説明する。
【0041】
[装置構成の例]
図4は第2実施形態の無線制御システム100の装置構成の例を示す図である。第2実施形態の無線制御システム100の装置構成は、第1実施形態の無線制御システム100の装置構成と同じである。第2実施形態では、第1の無線機105Cが通信不能になっている。
【0042】
図5は第1実施形態の制御方法の例を説明するための図である。
図5の説明では、制御装置101が、被制御装置102Cを制御する場合を例にして説明する。
【0043】
第2実施形態では、第1の無線機105Cが無線通信できないので、制御装置101は、第2の無線機106Cのみから、
図5の判定期間11cのように、最大3つのデータを受信する。
【0044】
制御部4は、第1の無線機105、及び、第2の無線機106の少なくとも一方から、判定期間内に、同一のデータを2個以上、受信した場合、当該同一のデータに応じて、被制御装置102を制御する。これにより、無線による制御の信頼性を向上させることができる。
【0045】
判定期間11cは、第1の無線機105Cが無線通信できない状態なので、3つのデータを含む。制御部4は、3つのデータのうち、同一のデータが2個以上ある場合、当該同一のデータに応じて、被制御装置102を制御する。
【0046】
判定期間11dは、第1の無線機105Cが無線通信できない状態で、第2の無線機106Cから受信するはずのデータが1つ欠損し、制御装置101で2つのデータが受信されている場合を示す。制御部4は、判定期間11dのように、一部のデータが欠損した場合でも、当該判定期間11dに同一のデータが2個以上あれば、当該同一のデータに応じて、被制御装置102を制御することができる。これにより無線による制御の可用性を向上させることができる。
【0047】
第2実施形態の無線制御システム100によれば、第1の無線機105Cが通信不能になった場合でも、第1実施形態と同様の効果が得られる。
【0048】
なお、制御装置101が、判定期間内に、同一のデータが2個以上、受信できなくなった場合の制御方法については、第3実施形態で説明する。
【0049】
(第3実施形態)
次に第3実施形態について説明する。第3実施形態の説明では、第1実施形態と同様の説明については省略する。第3実施形態では、何らかの事象で第2の無線機106Cが通信不能の場合になった場合について説明する。なお、通信不能の状態、及び、一部のデータが欠損する受信状態は、例えば原因となる事象が一時的なものであれば、正常な通信状態に回復する場合もある。
【0050】
[装置構成の例]
図6は第3実施形態の無線制御システム100の装置構成の例を示す図である。第3実施形態の無線制御システム100の装置構成は、第1実施形態の無線制御システム100の装置構成と同じである。第3実施形態では、第2の無線機106Cが通信不能になっている。
【0051】
図7は第3実施形態の制御方法の例を説明するための図である。
図7の説明では、制御装置101が、被制御装置102Cを制御する場合を例にして説明する。
【0052】
第3実施形態では、第2の無線機106Cが無線通信できないので、制御装置101は、第1の無線機105Cのみから、
図7の判定期間11e及び11fのように、最大1つのデータを受信する。
【0053】
以下、判定期間内に同一のデータが2個以上、受信できない受信状態になった場合の制御方法の例について、
図8を参照して説明する。
【0054】
図8は第3実施形態の制御方法の例を説明するためのフローチャートである。
図8の説明では、制御装置101が、被制御装置102Cを制御する場合を例にして説明する。
【0055】
はじめに、判定部3が、判定期間内に、同一のデータが2個以上あるか否かを判定する(ステップS1)。同一のデータが2個以上ある場合(ステップS1,Yes)、判定部3が、次の判定期間を対象として、ステップS1の判定処理を継続する。
【0056】
同一のデータが2個以上ない場合(ステップS1,No)、制御部4が、被制御装置102Cの運転(動作)を停止させる制御をする(ステップS2)。なお、ステップS2により被制御装置102Cの運転を停止させても、被制御装置102Cに設置された第1の無線機105C、及び、第2の無線機106Cの動作は継続する。
【0057】
次に、判定部3が、被制御装置102Cの運転の停止後、判定期間内に同一のデータが2個以上ある状態が、所定の期間、継続しているか否かを判定する(ステップS3)。
【0058】
判定期間内に同一のデータが2個以上ある状態が、所定の期間、継続している場合(ステップS3,Yes)、制御部4が、被制御装置102Cの運転(動作)を再開させる制御をする(ステップS6)。次に、処理はステップS1に戻る。
【0059】
判定期間内に同一のデータが2個以上ある状態が、所定の期間、継続していない場合(ステップS3,No)、制御部4が、無線データ通信の経路を切り替える(ステップS4)。具体的には、制御部4は、第3の無線機107Cを使用して、被制御装置102Bにデータを送信するように、第1の無線機105を介して被制御装置102Cを制御する。そして、制御部4は、被制御装置102Cから受信されたデータを、第1の無線機105B、及び、第2の無線機106Bのいずれかを使用して、制御装置101へ送信するように被制御装置102Bを制御する。
【0060】
ステップS4の処理により切り替えの対象となる経路は、例えば第1の無線機105Cを使用した無線データ通信(第1の無線データ通信)と、第2の無線機106Cを使用した無線データ通信(第2の無線データ通信)とのうち、所定の集計期間の間に集計された欠損したデータの個数がより多い無線データ通信の経路である。
【0061】
なお、所定の集計期間は任意でよい。所定の集計期間は、例えば連続する2つの判定期間を合算した期間でもよい。この場合、
図7の例では、第1の無線機105Cを使用した無線データ通信では、欠損したデータの個数は0個であり、第2の無線機106Cを使用した無線データ通信では、欠損したデータの個数が6個である。
【0062】
したがって、
図7の例では、ステップS4の処理により、無線データ通信の経路が、第2の無線機106C及び第2の無線機106Dを使用した経路(第1の経路)から、第3の無線機107C、第3の無線機107B、第2の無線機106B(または第1の無線機105B)、及び、第2の無線機106D(または第1の無線機105D)を使用した経路(第2の経路)に切り替えられる。
【0063】
次に、判定部3は、判定期間内に同一のデータが2個以上ある状態が、所定の期間、継続しているか否かを判定する(ステップS5)。判定期間内に同一のデータが2個以上ある状態が、所定の期間、継続していない場合(ステップS5,No)、判定部3が、次の判定期間を対象として、ステップS5の判定処理を継続する。
【0064】
判定期間内に同一のデータが2個以上ある状態が、所定の期間、継続している場合(ステップS5,Yes)、制御部4が、被制御装置102Cの運転(動作)を再開させる制御をする(ステップS6)。次に、処理はステップS1に戻る。
【0065】
以上説明したように、第3実施形態によれば、第2の無線機106Cが通信不能となった場合でも、無線データ通信の経路を切り替える制御をすることで、信頼性と可用性を併せ持った無線制御をすることが可能となる。
【0066】
(第3実施形態の変形例1)
次に第3実施形態の変形例1について説明する。変形例1の説明では、第3実施形態と同様の説明については省略する。変形例1では、無線データ通信の経路を切り替える際の判定方法の別の例について説明する。
【0067】
変形例1では、制御装置101は、データの欠損が連続して発生する経路を切り替える。
【0068】
上述の
図6のように、何らかの事象で第2の無線機106Cが通信不能の場合になった場合を具体例にして説明する。まず判定部3が、被制御装置102Cに設置された、第1の無線機105Cからデータを受信できない期間、又は、第2の無線機106Cからデータを受信できない期間が、閾値より大きいか否かを判定する。閾値は任意でよい。閾値が、例えば2つの判定期間の長さの場合、
図7の例では、第2の無線機106C及び第2の無線機106Dを使用した経路が、切り替え対象の経路と判定される。
【0069】
次に、制御部4が、被制御装置102Cに設置された、第1の無線機105Cからデータを受信できない期間、又は、第2の無線機106Cからデータを受信できない期間が、閾値より大きい場合、第3の無線機107Cを使用して、被制御装置102Bにデータを送信するように被制御装置102Cを制御する。そして、制御部4は、被制御装置102Cから受信されたデータを、第1の無線機105B、及び、第2の無線機106Bのいずれかを使用して、制御装置101へ送信するように被制御装置102Bを制御する。
【0070】
次に、制御部4は、何らかの事象で通信不能になった第2の無線機106Cに対しては、復旧のための制御(例えば再起動等)をする。
【0071】
(第3実施形態の変形例2)
次に第3実施形態の変形例2について説明する。変形例2の説明では、第3実施形態と同様の説明については省略する。変形例2では、判定期間内に、データを1つも受信できなくなった場合の制御例について説明する。
【0072】
制御装置101は、判定期間内に、第1の無線機105C、及び、第2の無線機106Cの両方から、データを1つも受信できなくなった場合、被制御装置102の動作を停止させる制御をする。具体的には、判定部3は、判定期間内に、1以上のデータを受信できたか否かを判定する。次に、制御部4は、判定期間内に、1以上のデータを受信できなかった場合、被制御装置102の動作を停止させる制御をする。
【0073】
最後に、第1乃至第3実施形態の制御装置101のハードウェア構成の例について説明する。
【0074】
[ハードウェア構成の例]
図9は第1乃至第3実施形態の制御装置101のハードウェア構成の例を示す図である。
【0075】
第1乃至第3実施形態の制御装置101は、プロセッサ301、主記憶装置302、補助記憶装置303、表示装置304、入力装置305及び通信装置306を備える。プロセッサ301、主記憶装置302、補助記憶装置303、表示装置304、入力装置305及び通信装置306は、バス310を介して接続されている。
【0076】
プロセッサ301は、補助記憶装置303から主記憶装置302に読み出されたプログラムを実行する。主記憶装置302は、ROM(Read Only Memory)、及び、RAM(Random Access Memory)等のメモリである。補助記憶装置303は、HDD(Hard Disk Drive)、及び、メモリカード等である。
【0077】
表示装置304は表示情報を表示する。表示装置304は、例えば液晶ディスプレイ等である。入力装置305は、制御装置101を操作するためのインタフェースである。入力装置305は、例えばキーボードやマウス等である。制御装置101がタブレット型端末等のスマートデバイスの場合、表示装置304及び入力装置305は、例えばタッチパネルである。通信装置306は、他の装置と通信するためのインタフェースである。
【0078】
第1乃至第3実施形態の制御装置101で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、メモリカード、CD−R及びDVD(Digital Versatile Disc)等のコンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記録されてコンピュータ・プログラム・プロダクトとして提供される。
【0079】
また第1乃至第3実施形態の制御装置101で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また第1乃至第3実施形態の制御装置101で実行されるプログラムをダウンロードさせずにインターネット等のネットワーク経由で提供するように構成してもよい。
【0080】
また第1乃至第3実施形態の制御装置101のプログラムを、ROM等に予め組み込んで提供するように構成してもよい。
【0081】
第1乃至第3実施形態の制御装置101で実行されるプログラムは、上述の機能ブロックのうち、プログラムによっても実現可能な機能ブロックを含むモジュール構成となっている。当該各機能ブロックは、実際のハードウェアとしては、プロセッサ301が記憶媒体からプログラムを読み出して実行することにより、上記各機能ブロックが主記憶装置302上にロードされる。すなわち上記各機能ブロックは主記憶装置302上に生成される。
【0082】
なお上述した各機能ブロックの一部又は全部をソフトウェアにより実現せずに、IC(Integrated Circuit)等のハードウェアにより実現してもよい。
【0083】
また複数のプロセッサを用いて各機能を実現する場合、各プロセッサは、各機能のうち1つを実現してもよいし、各機能のうち2以上を実現してもよい。
【0084】
また第1乃至第3実施形態の制御装置101の動作形態は任意でよい。第1乃至第3実施形態の制御装置101を、例えばネットワーク上のクラウドシステムとして動作させてもよい。
【0085】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。