JP2009260778A - Sensor network gateway, and sensor network system - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、センサネットシステムで、センサノードの異常をゲートウェイで検出し、上位計算機からポーリング方式によるセンサノードのデータの収集と二重化可能なゲートウェイによるセンサネットシステムを提供する。
【解決手段】本発明は、ゲートウェイにセンサノードの計測データの周期更新を行うテーブル部とデータを保存するデータ保持部を設け、テーブル部の計測データの更新周期を監視し、周期が遅延した場合、センサノードの異常を判定する構成とともに、上位計算機にノードの接続情報を設定するID設定部とゲートウェイの診断部と切替部を設け、複数のゲートウェイを選択して接続可能とする。また、二重化した場合、ゲートウェイ間でテーブルのデータを相互に交換し、相互にバックアップを可能とする。
【選択図】図1An object of the present invention is to provide a sensor network system using a gateway capable of detecting sensor node anomalies at a gateway in a sensor network system and collecting data of the sensor node by a polling system from a host computer and duplicating the data.
The present invention provides a gateway having a table unit for periodically updating measurement data of a sensor node and a data holding unit for storing data, monitoring the update period of measurement data in the table unit, and the cycle is delayed. In addition to the configuration for determining an abnormality of the sensor node, an ID setting unit for setting node connection information, a gateway diagnosis unit, and a switching unit are provided in the host computer, and a plurality of gateways can be selected and connected. In addition, in the case of duplication, table data is exchanged between gateways so that backups are possible.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、間欠的な動作を行うセンサノードからデータを受信するセンサネットワーク用ゲートウェイ、ならびにセンサネットワークシステムに関する。 The present invention relates to a sensor network gateway that receives data from a sensor node that performs intermittent operation, and a sensor network system.
従来、センサノードと呼ばれる端末で測定した温度、湿度などの計測データを数十秒から数分の計測周期毎に間歇的に動作、サンプリングし、無線通信手段を用いてリアルタイムに上位計算機である情報処理装置に取り込むネットワークシステム(以下、センサネットワークシステムという)が検討されている。 Conventionally, information such as temperature and humidity measured by a terminal called a sensor node is intermittently operated and sampled every measurement cycle of several tens of seconds to several minutes, and is a host computer in real time using wireless communication means A network system (hereinafter referred to as a sensor network system) to be taken into a processing apparatus has been studied.
センサネットワークシステムには、計測データを収集する小型で電池動作し、無線通信を行うセンサノードと、センシングされたデータを無線で収集して、インターネットなどの有線ネットワークに接続するデバイス(以下、ゲートウェイと呼ぶ)とセンサノードとゲートウェイ間に距離がある場合などに無線の中継伝送を行う中継器と呼ぶの3種のデバイス(ノードと呼ぶ)で構成される。 A sensor network system is a small battery-operated sensor node that collects measurement data and wirelessly communicates with a sensor node and a device that collects sensed data wirelessly and connects to a wired network such as the Internet (hereinafter referred to as a gateway). And 3 types of devices (called nodes) called repeaters that perform wireless relay transmission when there is a distance between the sensor node and the gateway.
従来、センサネットワークシステムにおいて、センサノードとゲートウェイのハードウェア構成を共有化し、基地局(ゲートウェイ)にセンサノードへのコマンドを順次、表として保持するメモリを設け、センサノードの低消費電力化を図る特開2006−211439号公報(特許文献1)に示す発明がある。 Conventionally, in a sensor network system, the hardware configuration of a sensor node and a gateway is shared, and a memory for sequentially storing commands to the sensor node as a table is provided in the base station (gateway) to reduce the power consumption of the sensor node. There exists invention shown in Unexamined-Japanese-Patent No. 2006-211439 (patent document 1).
また、上位計算機からの一連のコマンドを簡易言語で記述してスクリプト化し、各ノードであるゲートウェイ、ルータ、センサノードでスクリプトを解析し、実行することにより動的にシステムの動作フローを構築する特開2006−344017号公報(特許文献2)に示される発明や無線の通信規格としてジグビー(ZigBee:登録商標)を利用し、複数のセンサネットワークを情報管理サーバで統合するシステムにおけるサービス情報(信号)の授受に関する特開2007−272399号公報(特許文献3)に示す発明が提示されている。 In addition, a series of commands from a host computer is written in a simple language and scripted, and the system operation flow is dynamically constructed by analyzing and executing the script at each node gateway, router, and sensor node. Service information (signals) in a system in which ZigBee (registered trademark) is used as an invention or wireless communication standard disclosed in Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2006-344017 (Patent Document 2) and a plurality of sensor networks are integrated by an information management server The invention shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-272399 (Patent Document 3) related to the transfer of the above-mentioned is presented.
更に、特開2005−328230号公報(特許文献4)には、ゲートウェイにゲートウェイを備えた内容も示されている。 Furthermore, Japanese Patent Laying-Open No. 2005-328230 (Patent Document 4) also shows the contents of the gateway provided with the gateway.
しかし、上記従来技術では以下の問題があった。 However, the above prior art has the following problems.
上位計算機はゲートウェイを介して、計測周期毎に伝送されてくる複数のセンサノードの計測データを非同期にイベントとして処理する必要があり、リアルタイムな処理性能が求められる。このため、適用できるハードウェアの制限と迅速で同時に複数の非同期処理を可能とするイベント処理ソフトが必要という欠点がある。 The host computer needs to process the measurement data of a plurality of sensor nodes transmitted every measurement cycle via the gateway as events asynchronously, and real-time processing performance is required. For this reason, there is a drawback that there is a limitation of applicable hardware and event processing software that enables a plurality of asynchronous processes at the same time quickly.
上位計算機が異常となったときに、ゲートウェイにセンサノードからの計測データを保持する手段がなく、上位計算機が復帰時には再度センサノードから計測データを読み出す必要があり、この読み出しのために余分な消費電流が消費され、電池動作を行うセンサノードの動作時間が減少するという欠点がある。 When the host computer becomes abnormal, there is no means to hold the measurement data from the sensor node in the gateway, and it is necessary to read the measurement data from the sensor node again when the host computer recovers. There is a disadvantage in that current is consumed and the operation time of the sensor node that performs battery operation is reduced.
センサノードが異常になった場合は無線通信がゲートウェイまたは中継器に計測データが伝送されないがゲートウェイでセンサノードの異常を判別する手段が設けられていないため、上位計算機にてセンサノードの異常を検出する必要があり、上位計算機側の処理が煩雑となるという欠点がある。 When a sensor node becomes abnormal, measurement data is not transmitted to the gateway or repeater in the wireless communication, but there is no means to determine the sensor node abnormality in the gateway, so the host computer detects the sensor node abnormality There is a drawback that the processing on the host computer side becomes complicated.
複数のセンサネットワークシステムに於いても、ゲートウェイは1台であり、ゲートウェイの故障などにより停止した場合の考慮されておらず、センサノードからの計測データが上位計算機に伝送されず、停止したゲートウェイ毎のセンサネットワークシステムの停止となる欠点があった。 Even in a plurality of sensor network systems, there is only one gateway, which is not considered when the gateway is stopped due to a gateway failure, etc., and measurement data from the sensor node is not transmitted to the host computer. There was a drawback that would stop the sensor network system.
本発明の解決しようとする課題は、上記従来技術のセンサネットワークシステムのゲートウェイはセンサノードからの計測データの収集を行うが、データの保持および異常判断することなく、イベントとして計測データを上位計算機へ伝送する点、かつ単一のゲートウェイで構成されるためゲートウェイの停止でシステム停止となる点にある。 The problem to be solved by the present invention is that the gateway of the above-described prior art sensor network system collects the measurement data from the sensor node, but does not hold the data and judges the abnormality, and sends the measurement data as an event to the host computer. The point of transmission is that the system is stopped when the gateway stops because it is composed of a single gateway.
本発明は、ゲートウェイでセンサノードの計測データの保持、および周期的な更新により、上位計算機の簡素化や高信頼化したセンサネットワークシステムを提供することにある。
と異常判断を行うことにより、上位計算機の簡素化を図るとともに、複数台のゲートウェイを構成可能とする高信頼化したセンサネットワークシステムを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a sensor network system in which a host computer is simplified and highly reliable by holding measurement data of a sensor node and periodically updating the gateway at a gateway.
It is to provide a highly reliable sensor network system capable of simplifying the host computer and configuring a plurality of gateways.
本発明は、複数のセンサノードと、複数のセンサノードが計測する計測データを直接または中継器を介して受信するゲートウェイを有するセンサネットワーク用ゲートウェイにおいて、前記ゲートウェイは、計測時刻情報が含まれる前記計測データを周期的に更新保存するテーブル部を有することを特徴とする。 The present invention relates to a sensor network gateway having a plurality of sensor nodes and a gateway that receives measurement data measured by the plurality of sensor nodes directly or via a relay, wherein the gateway includes the measurement time information. It has a table part which updates and saves data periodically.
本発明によれば、センサネットワーク用ゲートウェイ及びセンサネットワークシステムはセンサノードからの計測データをゲートウェイで処理できる。 According to the present invention, the sensor network gateway and the sensor network system can process measurement data from the sensor node by the gateway.
このため、上位計算機はセンサネットワークシステムのゲートウェイ、中継器、センサノードの各ノード間の伝送手順を意識することなく、ゲートウェイに対するデータ収集などのコマンドの発行と、そのレスポンス受信で処理できるため、上位計算機の負担が軽減され、簡易な上位計算機でデータ収集とノードの異常判定ができる。 For this reason, the host computer can process by issuing commands such as data collection to the gateway and receiving the response without being aware of the transmission procedure between the gateway, repeater, and sensor node of the sensor network system. The burden on the computer is reduced, and it is possible to collect data and determine node abnormalities with a simple host computer.
本発明は、ゲートウェイにセンサノードが計測した計測データを周期的に更新しながら保存するテーブル部と、計測データの更新が周期的に行われらか判定する周期判定部を設け、さらにゲートウェイの上位になる上位計算機にID設定部と診断部と切替部を設けることにより実現した。 The present invention is provided with a table unit for storing measurement data measured by sensor nodes while periodically updating the gateway, a period determination unit for determining whether measurement data is periodically updated, This is realized by providing an ID setting unit, a diagnosis unit, and a switching unit in the upper computer.
以下、図面を用いて、本発明の一実施例について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1において、複数からなるセンサノード2a,2b,2c,2dは電池で動作し、予め設定した計測周期毎に電池による電源で計測作動が駆動される。電池の電力消耗を抑えるため計測作動は、出来だけ短いのが望ましい。通常、電池の寿命は1年程度を目処にしている。
In FIG. 1, a plurality of
センサノードは温度、湿度センサを内蔵し、計測周期毎に温度、湿度を計測し、計測データ(温度、湿度)とステータス(電池残量、電波強度(RSSI)、通信品質(LQI)、自己診断情報)を集合してセンサノードデータとし、一つのデータパケットにして、無線(ZigBee)を用い伝送する。 The sensor node has a built-in temperature and humidity sensor, measures temperature and humidity at each measurement cycle, and measures data (temperature, humidity) and status (remaining battery level, radio wave intensity (RSSI), communication quality (LQI), self-diagnosis) Information) is gathered to form sensor node data, which is transmitted as a single data packet using radio (ZigBee).
中継器3a,3bはゲートウェイとセンサノードの間に設置し、センサノード2a,2b,2c,2dからの計測周期毎に伝送されたデータパケットをゲートウェイ1へ中継伝送する。
The
中継器は通常センサノードとゲートウェイ1の間に距離があり、電波が微弱で直接センサノードとゲートウェイが交信できない場合に設置する。ゲートウェイ1は中継器3a,3bまたはセンサノード2a,2b,2c,2dから無線伝送されるデータパケットをZigBee IF7で受信する。
A repeater is usually installed when there is a distance between the sensor node and the
ゲートウェイ1は、ZigBee・IF7で取り込んだデータパケットをテーブル部5へ格納する。テーブル部5は各ノード毎のID(MACアドレスまたはNWKアドレス)毎に分け、受信したデータパケットから、センサノードデータである計測データ(温度、湿度)とステータスのデータを取り出し、該当するIDへ格納する。
The
テーブル部5に格納されるセンサノードデータはセンサノードからの計測周期毎のデータパケットが来るたびに更新を行う。このため、過去のデータパケットのセンサノードデータがそのままでは消失し、過去のデータを参照可能とするため、周期的にテーブル部5のデータをデータ保持部6に格納保存する手段を設ける。
The sensor node data stored in the
PC、サーバまたはコントローラで構成する上位計算機4と、ゲートウェイ1はETHERNET(登録商標)などのLANを使用して接続する。各センサノードのセンサノードデータを収集するため、上位計算機4にセンサネットデータ処理部10を設ける。センサネットデータ処理部10はLAN・IF9を介して、センサノードの計測周期とは独立して、上位計算機4の更新周期で周期的にゲートウェイ1へポーリングを行い、データ収集コマンドを発行する。
The
ゲートウェイ1はLAN・IF8介してデータ収集コマンドを受け、先にテーブル部5に格納した各センサノードデータ(計測データ、ステータス)を取り出し、レスポンスとしてLAN・IF8を介して上位計算機へ返信する。上位計算機4は返信されたセンサノードデータを一旦内部ファイルへ格納する。
The
上位計算機4はGUIの機能としてファイルに格納された各センサノードデータを取り出し、温度、湿度のトレンドの表示、温度、湿度が規定値を超えた場合にアラーム出力、通信状況の表示を行い、上位計算機を使用するオペレータに知らせる。
The
図2は各ノードと上位計算機の構成を示す。 FIG. 2 shows the configuration of each node and the host computer.
センサノード2aはセンサ部15で温度、湿度を計測する。温度センサはサーミスタ、半導体の順電圧降下の温度依存性を利用したもの、熱電対、測温抵抗体などがある。湿度センサは静電容量変化やインピーダンス変化で捉えるものがある。いずれも温度、湿度の変化を電気信号に変化し、出力する。
The
センサデータ入力部16は温度、湿度データの電気信号を受け、センサ部の出力がアナログ信号で出力するものはAD変換を行い、温度、湿度のデジタル信号に変換する。センサ部でAD変換を行いシリアル通信信号で出力する場合、センサデータ入力部にシリアル通信部を設け、シリアル通信信号から温度、湿度のデジタル信号に変換する。 The sensor data input unit 16 receives electrical signals of temperature and humidity data, and those that output analog signals from the sensor unit perform AD conversion to convert them into digital signals of temperature and humidity. When AD conversion is performed by the sensor unit and a serial communication signal is output, a serial communication unit is provided in the sensor data input unit to convert the serial communication signal into a digital signal of temperature and humidity.
センサデータ伝送IF部17は温度、湿度のデジタル信号から計測データ(温度、湿度)とRTC19から現在の時刻を読込み計測時刻を作成する。またセンサデータ伝送IF部17は電池駆動部19から出力される電池残量信号とZigBee・IF21から出力される電波強度、通信品質のデータとセンサ部の断線、短絡などの自己診断情報からステータスを作成する。
The sensor data
センサデータ伝送IF部17は計測時刻、計測データ(温度、湿度)とステータスを集合してセンサノードデータとし、データパケットを作成して出力する。ZigBee・IF21はセンサデータ伝送IF部17で作成したデータパケットを送り先アドレス(AddressID)をゲートウェイまたは中継器として無線出力し、データパケットを受信したことを示すACKの受信を待つ。
The sensor data
ZigBee・IF21はACKの受信でデータパケットの伝送を終了する。ACKが来ない場合はタイムアウトとなり、ZigBee・IF21はデータパケットの再送を行う。 The ZigBee IF 21 ends the transmission of the data packet upon receipt of the ACK. If no ACK is received, a timeout occurs and the ZigBee IF 21 retransmits the data packet.
センサノードは上記以外に長期間に亘り、電池動作を可能とするため、電池の消費を減らすため、上記計測時の動作以外はセンサ部15、センサデータ入力部16、センサデータ伝送IF部17、ZigBee・IF21を動作停止とし、消費電流を低減させ、間歇的に動作を行う。
In addition to the above, the sensor node enables battery operation for a long period of time, and in order to reduce battery consumption, the
電池駆動部19は電池から電気を受け、センサノードの各部に電気を供給するとともに、電池電圧を基準電圧と比較し、例えば3V電池の場合は基準電圧2.8Vと比較し、これより電池電圧が高い場合は電池残量十分、降下した場合は電池残量小とする電池残量信号を出力する。
The
駆動制御部18は計時動作を行うRTC20から出力される時刻と前回動作した時刻の減算を行い、これが予め設定した計測周期(hh:mm:ss)より以上となった場合、センサ部15、センサデータ入力部16、センサデータ伝送IF部17、ZigBee・IF21を起動し、ZigBee・IF21のデータパケットを送信し、ACKの受信で停止を行う。センサノード2b、2c、2dも同様に構成する。
The drive control unit 18 subtracts the time output from the
中継器3aはZigBee・IF23でセンサノードからのデータパケットを受信し、データパケットを受信したことを示す返信のACKを無線でセンサノードへ返送する。ZigBee・IF23はデータパケットをセンサデータ中継伝送部22へ出力する。センサデータ中継伝送部22はデータパケットの送り先アドレス(AddressID)をゲートウェイにしてデータパケットを作成し、ZigBee・IF23へ出力する。
The
ZigBee・IF23はデータパケットを無線出力する。中継器3aは中継器自身のZigBee・IF23から出力される電波強度、通信品質のデータと自己診断情報をステータスとし、RTC24から現在の時刻を読込み計測時刻として中継器データのデータパケットを作成し、ZigBee・IF23で送信する。中継器3bも同様に構成する。
The ZigBee IF 23 wirelessly outputs a data packet. The
ゲートウェイ1はZigBee・IF7で中継器または直接センサノードからデータパケットを受信し、データパケットを受信したことを示す返信のACKを無線で中継器またはセンサノードへ返送する。ZigBee・IF7は受信したデータパケットを出力する。
The
テーブル部5はデータパケットを受けてセンサノードデータを取り出し、データパケットに含まれる発信元アドレス(Source・Address)をノードのIDとして、テーブル部内の該当するノードIDへ計測時刻、計測データ(温度、湿度)とステータスを格納する。
The
テーブル部5は一定周期のテーブル保存周期毎にテーブルデータを出力する。データ保持部6は出力されたテーブルデータをバッファに格納する。バッファはゲートウェイのデータ保持容量により決まるn個分のテーブルデータを保持し、これを超える場合は一番古い時刻のテーブルデータを破棄する。
The
周期判定部11はノードID毎にテーブル部に格納された計測時刻と計測周期を読出し、計時動作を行うRTC12から出力される時刻を比較し、RTC出力時刻>「計測時刻 + n X 計測周期」(nは2以上で設定する)の判定をする。
The
「計測時刻 + n X 計測周期」がRTC出力時刻を超えた場合、センサノードのセンサデータが更新されないと判定し、センサノードの異常(ERROR)とし、テーブルの各ノードID毎に設けた正常/異常ステータスを異常と出力する。 When “measurement time + n X measurement cycle” exceeds the RTC output time, it is determined that the sensor data of the sensor node is not updated, and an abnormality (ERROR) of the sensor node is detected. The abnormal status is output as abnormal.
RTC出力時刻が超えていない場合は正常/異常ステータスを正常(NORMAL)と出力する。これにより、センサノードの正常/異常が判定される。 When the RTC output time has not exceeded, the normal / abnormal status is output as normal (NORMAL). Thereby, normality / abnormality of the sensor node is determined.
上位計算機4のセンサネットデータ処理部10のセンサデータ収集警報チェック部26は各ノードデータを収集するため、LAN・IF9を介して、収集するノードIDを含むデータ収集コマンドを発行する。ゲートウェイ1はLAN・IF8を介してデータ収集コマンドを受ける。
The sensor data collection
LAN・IF8はコマンド処理部14に上位計算機からのデータ収集コマンドを出力する。コマンド処理部14は上位計算機のコマンドの種類を判定し、テーブル部5より該当するノードIDの計測時刻、計測データ(温度、湿度)とステータスを読み出し、LANIF8を介して上位計算機へ返信する。
The LAN / IF 8 outputs a data collection command from the host computer to the
センサデータ収集警報チェック部26は返信されたセンサノードデータをLAN・IF9を介し受け取り、温湿度記録ファイル27へ格納する。上位計算機4は温湿度記録ファイル27に格納された各センサノードデータを取り出し、温度、湿度のトレンドの表示を行い、正常/異常ステータスが異常の場合、センサノードの故障のアラーム表示を行う。
The sensor data collection
上位計算機4はノードの接続情報を予め登録し、データ収集を行うため、ID設定部28を設ける。ID設定部28は、上位計算機にGUI30(トレンドグラフ、アラーム)、GUI31を設けているGW/ルータ/センサノードのID新規、追加、削除と計測周期設定からシステムとして構成を行う各ノードの種別とノードIDとセンサノードの計測周期を入力し、ノード登録IDファイル29に格納する。
The
センサデータ収集警報チェック部26はデータを収集するノードIDをID設定部28を介して、ノード登録IDファイル29から読み出す。ID設定部28はノード登録IDファイル29をLAN・IF9を介して、ノード登録IDファイルを含むノード登録コマンドを発行する。ゲートウェイ1はLAN・IF8を介してノード登録コマンドを受ける。
The sensor data collection
LAN・IF8はコマンド処理部14に上位計算機からのノード登録コマンドを出力する。コマンド処理部14は上位計算機のコマンドの種類を判定し、テーブル部5へ、ノード種別とノードIDと計測周期を書き込む。これにより、ゲートウェイの電源ON後の初期化時におけるテーブル部5の各ノードのIDを指定可能とする。また、テーブル部5に書き込まれた計測周期はZigBee・IF7を介して、無線で出力する。
The LAN / IF 8 outputs a node registration command from the host computer to the
センサノードは中継器を介してまたは直接ゲートウェイからZigBee・IF21で受ける。ZigBee・IF21は計測周期を駆動制御部18へ出力する。駆動制御部18は計測周期を保存する。 The sensor node receives the ZigBee • IF 21 via a repeater or directly from the gateway. The ZigBee IF 21 outputs the measurement cycle to the drive control unit 18. The drive control unit 18 stores the measurement cycle.
これにより、センサノードの上位からの計測周期を設定可能とする。また、ID設定部28はRTC25より出力される時刻をLAN・IF9を介して、RTC時刻を含む時刻登録コマンドを発行する。
As a result, the measurement cycle from the upper level of the sensor node can be set. The
ゲートウェイ1はLAN・IF8を介して時刻登録コマンドを受ける。LAN・IF8はコマンド処理部14に上位計算機からの時刻登録コマンドを出力する。コマンド処理部14は上位計算機のコマンドの種類を判定し、RTC12へ時刻を設定する。
The
また、ゲートウェイ1はZigBee・IF7を介して、時刻データを無線で出力する。中継器またはセンサノードはZigBee・IF23またはZigBee・IF21を介して受けてRTC24またはRTC20へ時刻データを設定する。これにより、センサノードの初期起動が行なわれるともにシステムで統一した時刻をもつことを可能とする。
Further, the
図3は無線のデータパケットとテーブル部5の関係図を示す。
FIG. 3 shows the relationship between the wireless data packet and the
無線のデータパケットは制御フィールドとデータフィールドで構成される。制御フィールドは同期をとるためのPreamblesとパケットの開始を示すSD(Start
of Frame Delimiter)と以下のパケット長を示すFrame Lengthとパケットの種類を示すFrame Controlとパケットの番号を示すSequence Noと送り先アドレスを示すAddress IDとパケットの末尾に付けてFrame Controlからデータフィールドまでのビット誤りチェックを行うためのFCS(frame check sequence)からなる。
A wireless data packet is composed of a control field and a data field. The control field includes preambles for synchronization and SD (Start) indicating the start of the packet.
of Frame Delimiter), Frame Length indicating the following packet length, Frame Control indicating the packet type, Sequence No indicating the packet number, Address ID indicating the destination address, and Frame Control to the data field from the end of the packet. It consists of FCS (frame check sequence) for bit error check.
データフィールドはデータフィールドの以下の長さを示すData Lengthと最終の受け取り手のアドレスを示すTarget Addressとデータパケットの送信元のアドレスを示すSource Addressとデータパケットの種別を示すData Typeと送信元の種別を示すノード種別とセンサデータである計測時刻と計測データ 温度と計測データ 湿度と電池残量と電波強度_通信品質と計測周期と自己診断情報のデータ群とノード種別から自己診断情報までのチェックを行うため、バイト加算または排他的論理和の演算結果のデータを示すSum_checkで構成する。 The data field includes a data length indicating the following length of the data field, a target address indicating the address of the last receiver, a source address indicating the address of the data packet source, a data type indicating the type of the data packet, and the source address Node type indicating sensor type, measurement time and measurement data as sensor data Temperature, measurement data Humidity, remaining battery level, radio wave intensity_communication quality, measurement cycle, data group of self-diagnosis information, check from node type to self-diagnosis information Therefore, Sum_check indicating data of the operation result of byte addition or exclusive OR is formed.
上位計算機のID設定部よりLAN・IFを介してノード登録IDファイル29のノードIDとノード種別と計測周期がテーブル部5に書き込まれる。(1)で無線データパケットの受信でデータパケットのSource Addressと一致するテーブル部5のノードIDを検索する。(2)で一致したノードIDの項番のノード種別と計測周期を確認する。(3)で(2)で一致した項番にデータフィールドの計測時刻から自己診断情報までを書き込む。以下同様に無線データパケットが来る度に処理を実行する。
The node ID, node type, and measurement cycle of the node
周期判定部11はノードID毎にテーブル部に格納された計測時刻と計測周期を読出し、計時動作を行うRTC12から出力される時刻を比較し、計測時刻の更新チェックを実行する。更新されない場合は正常/異常ステータスを異常(ERROR)に設定する。
The
図4は伝送手順(フロー)を示す。 FIG. 4 shows a transmission procedure (flow).
上位計算機は(1)の起動でイニシャルを実行する。(2)でイニシャル終了後、LANを介して、GWリセットを発行する。ゲートウェイ(以下、図中GWとする)は(1)の電源ONまたは上位計算機からのGWリセットでイニシャルを実行する。中継器は(1)の電源ONでイニシャルを実行する。 The host computer executes the initial by starting (1). After completion of the initial in (2), a GW reset is issued via the LAN. The gateway (hereinafter referred to as GW in the figure) executes the initial by turning on the power of (1) or resetting the GW from the host computer. The repeater executes initial when the power is turned on in (1).
センサノードは(1)の電源ONでイニシャルを実行する。GWは(1)のイニシャル時にテーブル部のクリアを行い、正常/異常ステータスをクリア(Null)とする。GWは(2)でイニシャル終了後、ZigBee・IFで保持しているPAN(Personal Area Netowk)をリセットを行うため、デストロイPANを実行する。 The sensor node executes initialization when the power is turned on in (1). The GW clears the table portion at the initial of (1) and clears the normal / abnormal status (Null). The GW executes the destroy PAN in order to reset the PAN (Personal Area Network) held in the ZigBee • IF after the initial end in (2).
GWは(3)のPAN構築でZigBee・IFで保持するPANを再構築する。PAN構築はGWから中継器またはセンサノードに無線でネットワーク加入コマンドを発行し、これを受けた中継器またはセンサノードは加入応答を返す。GWから無線で直接伝送できないセンサノードは中継器で中継伝送を行う。 The GW reconstructs the PAN held by the ZigBee • IF in the PAN construction of (3). In the PAN construction, a network join command is wirelessly issued from the GW to the repeater or the sensor node, and the repeater or sensor node receiving the reply returns a join response. A sensor node that cannot directly transmit wirelessly from the GW performs relay transmission using a repeater.
GWは中継器またはセンサノードの加入応答から、どの中継器とセンサノードが接続しているかをZigBee・IFで保持し、PANを構築する。GWはGW自身およびこの加入応答のあった中継器またはセンサノードの正常/異常ステータスをINITに設定する。 The GW holds which ZigBee · IF is connected to which repeater and sensor node from the join response of the repeater or sensor node, and constructs a PAN. The GW sets the normal / abnormal status of the GW itself and the repeater or sensor node that has made the join response to INIT.
これにより、上位計算機のノード登録IDファイルの内容とPAN応答で繋がる中継器またはセンサノードとの差異を確認する。また、センサノードが無線で接続可能となったが、まだ計測を開始していないことを判別可能とする。上位計算機は(3)でGWステータス確認をLANを介して行う。 Thereby, the difference between the contents of the node registration ID file of the host computer and the repeater or sensor node connected by the PAN response is confirmed. It is also possible to determine that the sensor node can be connected wirelessly but has not yet started measurement. The host computer confirms the GW status in (3) via the LAN.
GWはテーブル部よりGWの正常/異常ステータスをリードしINITを返す。上位計算機はGWのステータスがINITで以下の(4)、(5)、(6)を実行する。(4)でID設定部からノード登録ファイルを読込みGWへ設定する。GWはノード登録ファイルのデータをテーブル部へ設定する。上位計算機は(5)でRTCより時刻を読出し、GW、中継器、センサノードへ設定する。 The GW reads the normal / abnormal status of the GW from the table section and returns INIT. The host computer executes the following (4), (5), and (6) when the GW status is INIT. In (4), the node registration file is read from the ID setting unit and set in the GW. The GW sets the data of the node registration file in the table part. The host computer reads the time from the RTC in (5) and sets it to the GW, repeater, and sensor node.
GWはRTCへ時刻を設定するとともに中継器、センサノードへ時刻設定を行う。中継器はRTCへ時刻設定するとともに中継伝送でセンサノードへ時刻設定の中継伝送を行う。センサノードはRTCへ時刻設定する。GWはGW自身と中継器の正常/異常ステータスをNORMAL(正常)に設定する。 The GW sets the time to the RTC and sets the time to the repeater and the sensor node. The repeater sets the time to the RTC and relays the time to the sensor node by relay transmission. The sensor node sets the time to the RTC. The GW sets the normal / abnormal status of the GW itself and the repeater to NORMAL (normal).
上位計算機は(6)で(4)で読込んだノード登録IDファイルの計測周期を個々のセンサノードへ設定する。GWは(5)でセンサノードへ計測周期の設定を行う。中継器を経由するセンサノードは中継器で中継伝送を行いセンサノードへ伝送する。センサノードは(4)で駆動制御部に計測周期を設定する。 The host computer sets the measurement cycle of the node registration ID file read in (4) in (6) to each sensor node. The GW sets the measurement cycle to the sensor node in (5). The sensor node that passes through the repeater performs relay transmission with the repeater and transmits it to the sensor node. The sensor node sets a measurement cycle in the drive control unit in (4).
センサノードはRTCの時刻設定と計測周期の設定を受けてセンサデータの収集を開始する。以上で上位計算機からのGW、中継器、センサノードへのイニシャルからの起動を終了する。 The sensor node starts collecting sensor data in response to the RTC time setting and measurement cycle setting. The start from the initial to the GW, the repeater, and the sensor node from the host computer is thus completed.
センサノードは計測周期毎に(6)でセンサのデータを取り込みを行う。(7)でセンサデータをゲートウェイへ伝送する。中継器がある場合は中継器で中継伝送を行い、ゲートウェイへ伝送する。GWは(6)でセンサデータから、該当するIDのテーブルデータを更新する。 The sensor node takes in the sensor data at (6) every measurement cycle. In (7), the sensor data is transmitted to the gateway. If there is a repeater, repeat the relay transmission with the repeater and transmit to the gateway. The GW updates the table data of the corresponding ID from the sensor data in (6).
また、更新したIDのセンサノードの正常/異常ステータスをNORMAL(正常)とする。GWは(7)で周期判定を行う。周期判定部でセンサノードの計測時刻とRTCの比較を行い、RTC出力時刻>(計測時刻 + n × 計測周期)でセンサノードの正常/異常ステータスをERROR(異常)に設定する。 In addition, the normal / abnormal status of the sensor node with the updated ID is set to NORMAL (normal). The GW makes a period determination in (7). The cycle determination unit compares the measurement time of the sensor node with the RTC, and sets the normal / abnormal status of the sensor node to ERROR (abnormal) when RTC output time> (measurement time + n × measurement cycle).
GWは(8)で予め定めたテーブル保存周期毎にテーブルデータをデータ保持部に保存する。GWは(9)で追加加入ノードの検索を周期的に実行する。ネットワーク加入コマンドを発行し、中継器またはセンサノードが新たな追加がないかを確認する。センサノードが追加となる場合は追加センサノードが加入応答を返し、中継器が追加となる場合は中継器が加入応答を返す。 The GW stores the table data in the data holding unit at every table storage cycle predetermined in (8). The GW periodically executes the search for additional joining nodes in (9). A network join command is issued, and the repeater or sensor node checks whether there is a new addition. When a sensor node is added, the additional sensor node returns a join response. When a repeater is added, the repeater returns a join response.
GWはセンサノードが追加となる場合はGW内のRTC時刻とテーブルの計測周期を読み出し、引き続き(4)と(5)を実行し、センサノードをセンサデータ収集開始とする。中継器が追加の場合はGW内のRTC時刻を読出し、引き続き(4)を行い、中継器の正常/異常ステータスをNORMAL(正常)とする。 When a sensor node is added, the GW reads the RTC time in the GW and the measurement cycle of the table, continues to execute (4) and (5), and starts sensor data collection for the sensor node. When the repeater is added, the RTC time in the GW is read, and then (4) is performed, and the normal / abnormal status of the repeater is set to NORMAL (normal).
これにより、GWでのノードの追加を可能とする。GWは(6)〜(9)を周期的に実行する。 Thereby, it is possible to add a node in the GW. The GW periodically executes (6) to (9).
上位計算機はGWのテーブルに格納されたセンサデータを以下の手順で読出し、処理を行う。(7)でGWのステータスを確認する。GWはテーブルのGWの正常/異常ステータスを返す。 The host computer reads the sensor data stored in the GW table according to the following procedure and performs processing. (7) Check the GW status. The GW returns the normal / abnormal status of the GW in the table.
上位計算機はステータスがNORMALの時は(8)を行い、INIT時は(4)、(5)、(6)を実行する。(8)でGWのテーブルのセンサデータをリードする。GWは指定されたIDのテーブルのセンサデータを返信する。(9)でGW、中継器、センサノードの正常/異常ステータスがERROR(異常)でないかチェックし、異常の場合はアラームを出力する。(10)でセンサノードのセンサデータを温湿度記録ファイルへデータを保存する。(11)で温湿度のデータから、トレンド/グラフなどの表示を行う。 The host computer executes (8) when the status is NORMAL, and executes (4), (5), and (6) when it is INIT. The sensor data of the GW table is read in (8). The GW returns the sensor data of the specified ID table. In (9), it is checked whether the normal / abnormal status of the GW, repeater, or sensor node is ERROR (abnormal). If abnormal, an alarm is output. In (10), the sensor node sensor data is stored in a temperature and humidity recording file. In (11), a trend / graph is displayed from the temperature / humidity data.
上位計算機は(7)〜(11)を繰り返す。上位計算機が過去のテーブルデータを参照する場合は(12)でGWからデータ保持部に保存されているテーブルデータを読み出す。GWはデータ保持部よりテーブルデータを読出し、返信する。読出したデータは温湿度記録ファイルへ保存する。 The host computer repeats (7) to (11). When the host computer refers to past table data, the table data stored in the data holding unit is read from the GW in (12). The GW reads the table data from the data holding unit and returns it. The read data is saved in a temperature / humidity record file.
図5はゲートウェイをマスタとスレーブの2台とし、二重化した時の構成を示す。 FIG. 5 shows a configuration in which two gateways, a master and a slave, are used.
ゲートウェイ(マスタ)1aとゲートウェイ(スレーブ)1bは図2で示したゲートウェイ1と同様に構成する。また、ゲートウェイはZigBee・IF7a(マスタ)、ZigBee・IF7b(スレーブ)、周期判定部11a(マスタ)、周期判定部11b(スレーブ)、RTC12a(マスタ)、RTC12b(スレーブ)を有する。
The gateway (master) 1a and the gateway (slave) 1b are configured similarly to the
ゲートウェイ(マスタ)1aとゲートウェイ(スレーブ)1bは無線部のアドレスを識別するため、テーブル部5aと5bのGW(マスタ)とGW(スレーブ)のノードIDを変えて設定する。また、LANも同様にGW(マスタ)とGW(スレーブ)と識別するため、(マスタ)1aのLAN IF8aとゲートウェイ(スレーブ)1bのLAN IF8bのIPアドレスを変えて設定する。
The gateway (master) 1a and the gateway (slave) 1b are set by changing the node IDs of the GW (master) and GW (slave) in the
無線の伝送異常が発生した場合、図5において例えばセンサノード2aから中継器3aへ伝送中に再送を含め失敗した場合、センサノード2aは他の中継器3bにアドレスを切替える。これに成功した場合はセンサノード2aは送り先を中継器3aから中継器3bに切替えを実行する。
When a wireless transmission abnormality occurs, in FIG. 5, for example, when a failure including retransmission occurs during transmission from the
中継器3aも同様にゲートウェイ(マスタ)1aへ伝送中に再送を含め失敗した場合、中継器3aは他のゲートウェイ(スレーブ)1bにアドレスを切替える。これに成功した場合は中継器3aは送り先をゲートウェイ(マスタ)1からゲートウェイ(スレーブ)1bに切替えを実行する。
Similarly, if the
これにより、中継器及びゲートウェイが1台故障しても別の中継器及びゲートウェイに切替えることにより、センサノードのセンサデータを伝送可能とする。 As a result, even if one repeater and gateway fail, the sensor data of the sensor node can be transmitted by switching to another repeater and gateway.
上位計算機は複数に設けたゲートウェイに対応するため、センサネットデータ処理部にLAN・IF9とセンサデータ収集警報チェック部26及びID設定部28間に切替部34と診断部32および接続IDファイル33を設ける。
Since the host computer corresponds to a plurality of gateways, a switching
診断部32はID設定部28からゲートウェイへ伝送するノード登録IDファイルを受け、ゲートウェイへLAN・IF9を介して伝送するとともに、接続IDファイル33のノード種類、ノードIDへ書き込み、ゲートウェイ、センサノード、中継器の接続情報を登録する。診断部32は周期的にゲートウェイ(マスタ)1aとゲートウェイ(スレーブ)1bへ診断コマンドをLAN・IF9を介して伝送する。
The
ゲートウェイ(マスタ)1aとゲートウェイ(スレーブ)1bはLAN・IF8aまたはLAN・IF8bを介してデータ収集コマンドを受ける。LAN・IF8aまたはLAN IF8bはコマンド処理部14aまたはコマンド処理部14bに上位計算機からの診断コマンドを出力する。
The gateway (master) 1a and the gateway (slave) 1b receive a data collection command via the LAN /
コマンド処理部14aまたはコマンド処理部14bは上位計算機のコマンドの種類を判定し、テーブル部5aまたはテーブル部5bより診断データである全ノードの正常/異常ステータスを一括して読み出し、LAN・IF8aまたはLAN・IF8bを介して上位計算機へ返信する。
The
上位計算機の診断部32はLAN・IF9を介して診断データを受ける。ゲートウェイ(マスタ)1aの診断データで正常(NORMAL)のものはGW(マスタ)を接続IDファイルの接続IDに書き込む。またゲートウェイ(スレーブ)1bの診断データで正常(NORMAL)のものはGW(スレーブ)を接続IDファイルの接続IDに書き込む。
The
ゲートウェイ(マスタ)1aとゲートウェイ(スレーブ)1bとも正常(NORMAL)でない場合はゲートウェイ(マスタ)を優先し、GW(マスタ)を書き込む。 If neither the gateway (master) 1a nor the gateway (slave) 1b is normal (NORMAL), the gateway (master) is prioritized and the GW (master) is written.
図5に接続IDファイル構成を示す。 FIG. 5 shows the connection ID file structure.
(1)ゲートウェイ(マスタ)のみで動作していることを示し、(2)ゲートウェイ(スレーブ)はゲートウェイ(マスタ)が故障などにより、停止した場合にゲートウェイ(スレーブ)で動作していることを示し、(3)ゲートウェイ(マスタ/スレーブ)は各ノード間で無線状況が変わり、ゲートウェイ(マスタ/スレーブ)両方で動作していることを示す。 (1) Indicates that the gateway (master) is operating only, (2) Gateway (slave) indicates that the gateway (master) is operating on the gateway (slave) when the gateway (master) stops due to failure, etc. (3) The gateway (master / slave) has a wireless status that changes between the nodes, indicating that both gateways (master / slave) are operating.
これによりこの接続IDにより、各ノードがゲートウェイ(マスタ)1aまたはゲートウェイ(スレーブ)1bのどちらに接続しているのかを示し、接続しているゲートウェイからテーブルのセンサデータの読出しを行う。 Thus, the connection ID indicates whether each node is connected to the gateway (master) 1a or the gateway (slave) 1b, and the sensor data in the table is read from the connected gateway.
上位計算機のセンサデータ収集警報チェック部26は各ノードデータを収集するため、収集するノードIDを含むデータ収集コマンドを発行する。切替部34は診断部32を介して接続IDファイル33を読出し、接続IDファイル33の接続IDから、データ収集コマンドの発行先をゲートウェイ(マスタ)1aまたはゲートウェイ(スレーブ)1bへ切替える。これにより、ゲートウェイが故障や停止時に切替えて動作可能とする。
The sensor data collection
図6はゲートウェイを二重化したときに、ゲートウェイ同士でテーブルのセンサデータの授受を可能とする構成を示す。 FIG. 6 shows a configuration in which the gateway sensor data can be exchanged between the gateways when the gateways are duplicated.
上位計算機4は図5と同様に構成する。テーブルのセンサデータの交換を可能とするため、ゲートウェイ(マスタ)1aとゲートウェイ(スレーブ)1bにデータ交換部35aとデータ交換部35bを設ける。
The
ゲートウェイ(マスタ)1a又はゲートウェイ(スレーブ)1bは図2の構成で示したとおり、テーブル部5aまたはテーブル部5bのデータを一定周期のテーブル保存周期毎にデータ保持部6aまたはデータ保持部6bに格納する。
As shown in the configuration of FIG. 2, the gateway (master) 1a or the gateway (slave) 1b stores the data in the
このときにデータ交換部35aまたはデータ交換部35bはテーブル部5aまたはテーブル部5bの保存するテーブルデータをデータ保持部6aまたはデータ保持部6bを介して読出し、ゲートウェイ(マスタ)1aはゲートウェイ(スレーブ)1bへ、ゲートウェイ(スレーブ)1bはゲートウェイ(マスタ)1aへLAN・IF8aまたはLAN・IF8bを介して伝送する。
At this time, the
受取側のデータ交換部35aまたはデータ交換部35bは送られたテーブルデータの各ノードの正常/異常ステータスを判別し、正常(NORAML)のノードのセンサデータをデータ保存部6aまたはデータ保存部6bに格納している保存した最新のテーブルデータに書き込む。
The
これにより、ゲートウェイ(マスタ)1aまたはゲートウェイ(スレーブ)1bのいずれかが故障などにより停止しても、停止以前のテーブルデータはデータ保持部に保存されるため、残りのゲートウェイにて、間欠することなく、データのバックアップを可能とする。 As a result, even if either the gateway (master) 1a or the gateway (slave) 1b is stopped due to a failure or the like, the table data before the stop is stored in the data holding unit, so that the remaining gateways are intermittent. Data backup is possible.
図7はゲートウェイ二重化時において、LANの回線がa回線、b回線と二重化されている場合のゲートウェイ同士でテーブルのセンサデータの授受を可能とする構成を示す。 FIG. 7 shows a configuration in which the sensor data of the table can be exchanged between the gateways when the LAN line is duplicated with the a line and the b line when the gateway is duplicated.
ゲートウェイ(マスタ)1aとゲートウェイ(スレーブ)1bは図6と同様に構成する。上位計算機を介してテーブルのセンサデータの授受を可能とするため、上位計算機4にa回線、b回線の各々にLAN・IF9aとLAN・IF9bを設け、かつテーブルデータ中継部36を設ける。
The gateway (master) 1a and the gateway (slave) 1b are configured in the same manner as in FIG. In order to make it possible to exchange the sensor data of the table via the host computer, the
ゲートウェイ(マスタ)1aまたはゲートウェイ(スレーブ)1bはデータ交換部35aまたはデータ交換部35bで、相手側へテーブルデータをLAN・IF8aまたはLAN IF8bを介して伝送するが、回線が二重化されている場合は直接接続されていないため、上位計算機4のテーブルデータ中継部36はデータ交換部35aまたはデータ交換部35bで送られてくるテーブルデータをLAN・IF9aまたはLAN・IF9bを介して受ける。
The gateway (master) 1a or the gateway (slave) 1b is a
テーブルデータ中継部36はa回線で受けたテーブルデータはb回線にb回線で受けたテーブルデータはa回線に各々LAN・IF9aまたはLAN・IF9bを介して送信する。
The table
ゲートウェイ(マスタ)1aまたはゲートウェイ(スレーブ)1bのデータ交換部35aまたはデータ交換部35bは図6で示した構成と同様に受けたテーブルデータをデータ保持部6aまたはデータ保持部6bへ書き込む。これにより、回線が二重化された場合でも間歇することなくバックアップを可能とする。ゲートウェイが3個のときは3回線にする。ゲートウェイの増加にともない、3回線を増すことが望まれる。
The
上述した実施例の主な特徴を列挙する。
(1).ゲートウェイには、計測時刻情報が含まれる計測データを周期的に更新保存するテーブル部を備えたことを特徴とする。
The main features of the embodiment described above are listed.
(1). The gateway includes a table unit that periodically updates and saves measurement data including measurement time information.
ゲートウェイが計測データを周期的に更新保存するので、上位計算機はセンサノードの計測データ更新管理の負担が除かれるため上位計算機を簡易な計算機にすることができる。
(2).ゲートウェイには、更新される以前の計測データを保持するデータ保持部を備えたことを特徴とする。ゲートウェイは、上位計算機の要請に応じて過去の計測データを提供できるようにした。
(3).ゲートウェイには、計測時刻情報が含まれる計測データを周期的に更新保存するテーブル部と、計測データが適正に更新されているか判定する周期判定部を備えたことを特徴とする。
Since the gateway periodically updates and saves measurement data, the host computer is free from the burden of sensor data measurement data update management, so that the host computer can be a simple computer.
(2). The gateway includes a data holding unit that holds measurement data before being updated. The gateway can provide past measurement data according to the request of the host computer.
(3). The gateway includes a table unit that periodically updates and saves measurement data including measurement time information, and a cycle determination unit that determines whether the measurement data is properly updated.
計測データの更新は、周期判定部による適正管理のもとで実行されるので、上位計算機側に適正な計測データを提供できる。
(4).上記周期判定部には、テーブル部が保存する計測データの時刻情報と計時動作をするRTCを備え、RTCに時刻精度の更新管理ができるようにした。
Since the measurement data is updated under proper management by the cycle determination unit, it is possible to provide appropriate measurement data to the host computer side.
(4). The period determination unit is provided with time information of measurement data stored in the table unit and an RTC that performs a timekeeping operation, so that the RTC can perform update management of time accuracy.
計測データの更新管理はRTCの時刻に則って行われるので、更新の時刻精度が向上する。
(5).個々のセンサノードは、複数の接続先の中継器、または複数の接続先のゲートウェイを選択切り替えする切替機能を有し、個々の中継器は、複数の接続先のゲートウェイを選択切り替えする切替機能を備えた。
Since the update management of measurement data is performed according to the RTC time, the time accuracy of the update is improved.
(5). Each sensor node has a switching function for selecting and switching a plurality of connection destination relays or a plurality of connection destination gateways, and each relay node has a switching function for selecting and switching a plurality of connection destination gateways. Prepared.
上記の選択切り替えにより、通信不通等の障害を速やかに解消できる。
(6).上位計算機は、ゲートウェイ、センサノード、中継器の接続情報であるIDを登録するID設定部と、診断フレームを流してゲートウェイに接続しているセンサノード、中継器の接続情報を収集する診断部と、診断部からの切替信号によりデータ収集先のゲートウェイを切替える切替部を備え、ゲートウェイまたは中継器の故障や停止時に切替えて動作可能とした。
By the above selection switching, troubles such as communication interruption can be quickly resolved.
(6). The host computer includes an ID setting unit that registers IDs that are connection information of gateways, sensor nodes, and repeaters, a sensor node that is connected to the gateway through a diagnostic frame, and a diagnosis unit that collects connection information of relays A switching unit that switches the gateway of the data collection destination by a switching signal from the diagnostic unit is provided, and the switching can be performed when the gateway or the repeater fails or is stopped.
故障や停止時の特定診断を的確にして故障や停止時を速やかに解消できる。
(7).複数のゲートウェイは、テーブル部に保存するテーブル情報を互いに相手側でも保存するためのデータ交換部を備え、相手側が故障などにより停止しても間欠することなくバックアップ可能とした。
A specific diagnosis at the time of failure or stop can be accurately performed to quickly resolve the failure or stop.
(7). The plurality of gateways are provided with a data exchanging unit for storing table information stored in the table unit even on the other side, so that backup can be performed without interruption even if the other side stops due to a failure or the like.
データ交換部により計測データのバックアップが行われているので、故障などが生じたときは、他方のゲートウェイに保存したバックアップが速やかに解消できる。
(8)・個々のゲートウェイは、個々の回線を介して上位計算機に接続され、上位計算機はテーブル部データ交換部を設け、回線を介して前記ゲートウェイからテーブル部データ交換部に送られるテーブル部のテーブルデータは、別の回線を介して別のゲートウェイに送信されるようにした。
Since the measurement data is backed up by the data exchange unit, when a failure occurs, the backup stored in the other gateway can be quickly resolved.
(8) Each gateway is connected to a host computer via an individual line, the host computer is provided with a table part data exchange part, and a table part sent from the gateway to the table part data exchange part via the line The table data was sent to another gateway via another line.
いずれかの回線が通信不良になったときは、残りの回線に通信を集約して通信の継続維持ができる。また、回線、テーブル部データ交換部を通じて別のゲートウェイにバックアップを保管したり、取り出したりできる。 When one of the lines fails in communication, the communication can be concentrated on the remaining lines and the communication can be continuously maintained. In addition, backups can be stored and retrieved in another gateway through the line and table data exchange units.
無線を利用し、有線にはない、無線の特徴である配線コストがない、自由な場所に設置可能であることなどを活かして現場の温湿度をセンサで測るセンサネットワークシステムにおいて、簡易に上位計算機と接続および変更可能で二重化により高信頼化したネットワークを構築することが可能となる。 In a sensor network system that measures the temperature and humidity of the site with sensors using wireless, there is no wiring cost, which is a feature of wireless, there is no wiring cost, and it can be installed in a free place, it is simply a host computer It is possible to construct a highly reliable network by duplication and connection and change.
また、センサの種類は温湿度だけだなく、例えば4/20mAの電流信号、加速度センサなど各種センサにもセンサノードのセンサ部を対応することにより適用可能となる。 Further, the sensor type is applicable not only to temperature and humidity but also to various sensors such as a 4/20 mA current signal and an acceleration sensor by corresponding the sensor unit of the sensor node.
1…ゲートウェイ、1a…ゲートウェイ(マスタ)、1b…ゲートウェイ(スレーブ)、2a…センサノード、2b…センサノード、2c…センサノード、2d…センサノード、3a…中継器、3b…中継器、4…上位計算機、5…テーブル部、5a…テーブル部(マスタ)、5b…テーブル部(スレーブ)、6…データ保持部、6a…データ保持部(マスタ)、6b…データ保持部(スレーブ)、7…ZigBee・IF、7a…ZigBee・IF(マスタ)、7b…ZigBee・IF(スレーブ)、8…LAN・IF、8a…LAN・IF・IF(マスタ)、8b…LAN・IF・IF(スレーブ)、9…LAN・IF、9a…LAN・IF(a回線)、9b…LAN・IF・IF(b回線)、10…センサネットデータ処理部、11…周期判定部、11a…周期判定部(マスタ)、11b…周期判定部(スレーブ)、12…RTC、12a…RTC(マスタ)、12b…RTC(スレーブ)、14…コマンド処理部、14a…コマンド処理部(マスタ)、14b…コマンド処理部(スレーブ)、15…センサ部、16…センサデータ入力部、17…センサデータ伝送IF部、18…駆動制御部、19…電池駆動部、20…RTC、21…ZigBee・IF、22…センサデータ中継伝送部、23…ZigBee・IF、24…RTC、25…RTC、26…センサデータ収集警報チェック部、27…温湿度記録ファイル、28…ID設定部、29…ノード登録IDファイル、30…GUI(トレンドグラフ、アラーム)、31…GUI(GW/ルータ/センサノード:ID新規、追加、削除:計測周期設定)、32…診断部、33…接続IDファイル、34…切替部、35…データ交換部、35a…データ交換部(マスタ)、35b…データ交換部(スレーブ)、36…テーブルデータ中継部。
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記ゲートウェイは、計測時刻情報が含まれる前記計測データを周期的に更新保存するテーブル部を有することを特徴とするセンサネットワーク用ゲートウェイ。 In a sensor network gateway having a plurality of sensor nodes and a gateway for receiving measurement data measured by the plurality of sensor nodes directly or via a relay,
The gateway for a sensor network, wherein the gateway includes a table unit that periodically updates and stores the measurement data including measurement time information.
前記ゲートウェイは、更新される以前の前記計測データを保持するデータ保持部を有することを特徴とするセンサネットワーク用ゲートウェイ。 The gateway for sensor networks according to claim 1,
The gateway for a sensor network, wherein the gateway includes a data holding unit that holds the measurement data before being updated.
前記ゲートウェイは計時動作をするRTCを有し、
前記周期判定部は、前記テーブル部が保存する前記計測データの時刻情報と前記RTCの時刻情報を基に前記計測データの更新が適正に行われているか判定することを特徴とするセンサネットワーク用ゲートウェイ。 In the sensor network gateway according to claim 3,
The gateway has an RTC for clocking operation,
The period determining unit determines whether the measurement data is properly updated based on time information of the measurement data stored in the table unit and time information of the RTC. .
個々の前記センサノードは、複数の接続先の前記中継器、または複数の接続先の前記ゲートウェイを選択切り替えする切替機能を有し、
個々の前記中継器は、複数の接続先の前記ゲートウェイを選択切り替えする切替機能を有することを特徴とするセンサネットワークシステム。 In a sensor network system having a host computer including a personal computer, a server, a controller, a plurality of gateways connected to the host computer, and a plurality of sensor nodes connected to each of the gateways directly or via a relay ,
Each of the sensor nodes has a switching function of selectively switching the relays of a plurality of connection destinations or the gateways of a plurality of connection destinations,
Each of the repeaters has a switching function for selecting and switching the gateways of a plurality of connection destinations.
上位計算機は、前記ゲートウェイ、前記センサノード、前記中継器の接続情報であるIDを登録するID設定部と、診断フレームを流して前記ゲートウェイに接続している前記センサノード、前記中継器の接続情報を収集する診断部と、前記診断部からの切替信号によりデータ収集先の前記ゲートウェイを切替える切替部を備え、
前記ゲートウェイまたは前記中継器の故障や停止時に切替えて動作可能とすることを特徴とするセンサネットワークシステム。 In a sensor network system having a host computer including a personal computer, a server, a controller, a plurality of gateways connected to the host computer, and a plurality of sensor nodes connected to each of the gateways directly or via a relay ,
The host computer includes an ID setting unit that registers an ID that is connection information of the gateway, the sensor node, and the repeater, and the sensor node that is connected to the gateway through a diagnostic frame and connection information of the repeater And a switching unit that switches the gateway of the data collection destination by a switching signal from the diagnostic unit,
A sensor network system, which can be switched and operated when the gateway or the repeater fails or stops.
前記複数のゲートウェイは、テーブル部に保存するテーブル情報を互いに相手側でも保存するためのデータ交換部を備え、
相手側が故障などにより停止しても間欠することなくバックアップ可能とすることを特徴とするセンサネットワークシステム。 In a sensor network system having a host computer including a personal computer, a server, a controller, a plurality of gateways connected to the host computer, and a plurality of sensor nodes connected to each of the gateways directly or via a relay ,
The plurality of gateways include a data exchange unit for storing table information stored in the table unit on the other side as well,
A sensor network system that enables backup without interruption even if the other party stops due to a failure or the like.
個々の前記ゲートウェイは、個々の回線を介して前記上位計算機に接続され、
前記上位計算機はテーブル部データ交換部を設け、
前記回線を介して前記ゲートウェイからテーブル部データ交換部に送られるテーブル部のテーブルデータは、別の前記回線を介して別の前記ゲートウェイに送信されることを特徴とするセンサネットワークシステム。 The sensor network system according to claim 7,
The individual gateways are connected to the host computer via individual lines,
The host computer is provided with a table data exchange unit,
The table data of the table unit sent from the gateway to the table unit data exchange unit via the line is transmitted to another gateway via another line.
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