CN110554935A - 设施监视***、以及设施监视***中的通信方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种设施监视***、以及该设施监视***中的通信方法，在利用BACnet的设施监视***中，能够对连接设施内的设备的控制器采用冗余构造。监视***包含监视装置、第1控制器(11)以及第2控制器(12)，且至少2个控制器经由BACnet相互连接，第1控制器(11)以及第2控制器(12)中的一方作为工作***的控制器动作，另一方作为备用***的控制器动作，对第1控制器(11)以及第2控制器(12)分配共通的虚拟IP地址，第1控制器(11)以及第2控制器(12)中的作为工作***的控制器动作的控制器使用虚拟IP地址与监视装置(2)进行通信。

Description

设施监视***、以及设施监视***中的通信方法

技术领域

该发明涉及一种设施监视***、以及该设施监视***中的通信方法，该设施监视***中，与设置在设施内的设备连接的至少2台控制器、和通过该控制器进行设置在设施内的设备的监视或控制的监视装置相互经由BACnet(Building Automation and ControlNetwork：楼宇自动化与控制网络)连接。

背景技术

以往，已知有一种将多个装置分成工作***的装置与备用***的装置而冗余的技术。

例如，在专利文献1中公开了如下技术：在以网络连接客户终端与2台服务器的服务器客户端***中，将一个服务器设为工作***的服务器，将另一个设为备用***的服务器，且在判断为工作***的服务器中发生异常时，以客户终端访问备用***的服务器的方式进行服务器切换。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2010-9462号公报

发明内容

发明要解决的问题

以往，在监视装置通过与设施内的设备连接的控制器来进行该设备的监视或控制等的设施监视***中，无法对控制器采用在由上述专利文献1所公开的那样的技术所代表的现有技术中服务器所采用的那样的冗余构造。

在设施监视***中，若想对控制器采用现有技术中服务器所采用的冗余构造，则对于进行该控制器的监视或控制的监视装置，必须具备判断哪个控制器为工作***的功能。

另一方面，在设施监视***中，普遍利用BACnet，例如，在BACnet中，若想对控制器采用冗余构造，可以对其它公司的监视装置进行一些开发以具备上述功能。但是，对其它公司的产品进行开发较为困难。如此一来，在对自身公司的控制器采用冗余构造时，会发生该控制器与其它公司的监视装置变得无法通信的事态。

像这样，尤其是在利用BACnet的设施监视***中，生存无法对控制器采用冗余构造的课题。

该发明是为了解决如上课题而完成的，目的在于提供一种设施监视***、以及设施监视***中的通信方法，能够在利用BACnet的设施监视***中，对与设施内的设备连接的控制器采用冗余构造。

解决问题的技术手段

该发明所涉及的设施监视***包含监视装置、第1控制器以及第2控制器，且至少2个控制器经由BACnet相互连接，该设施监视***的特征在于，第1控制器以及第2控制器中的一方作为工作***的控制器动作，另一方作为备用***的控制器动作，对第1控制器以及第2控制器分配共通的虚拟IP地址，第1控制器以及第2控制器中的作为工作***的控制器动作的控制器使用虚拟IP地址进行与监视装置的通信。

发明的效果

依据该发明，在利用BACnet的设施监视***中，能够对与设施内的设备连接的控制器采用冗余构造。

附图说明

图1是表示实施方式1所涉及的设施监视***的构成例的图。

图2A和图2B是表示实施方式1所涉及的控制器的构成例的框图，图2A表示作为工作***的控制器的第1控制器的构成例，图2B表示作为备用***的控制器的第2控制器的构成例。

图3是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的控制器与监视装置的通信相关的动作进行说明的流程图。

图4是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的作为备用***的第2控制器的动作进行说明的流程图。

图5是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的作为工作***的第1控制器的动作进行说明的流程图。

图6是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的由作为工作***的第1控制器所进行的自身异常检测的动作进行说明的流程图。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边对该发明的实施方式进行详细说明。

实施方式1.

图1是表示实施方式1所涉及的设施监视***的构成例的图。

实施方式1所涉及的设施监视***例如应用于楼宇监视***等。

设施监视***具备第1控制器11、第2控制器12、以及监视装置2。

第1控制器11、第2控制器12、以及监视装置2经由网络连接，且使用BACnet作为通信网络。利用BACnet，例如能够容易地将其它公司制造的监视装置2组装到自己公司制造的设施监视***中。另外，BACnet为已知的网络通信协议，因而省略详细说明。

在以下的说明中，也将第1控制器11以及第2控制器12统一简称为“控制器1”。

另外，虽然在图1中省略记载，但控制器1不仅与监视装置2连接，例如也可同其它***的控制器连接。

控制器1经由下层网络而与设施内的设备(省略图示)连接，并基于监视装置2的控制，监视或控制该设备。所谓设备，是指传感器、照明、开关、马达等，它们设置在设施内。

另外，控制器1按照预先设定的周期，从设备收集该设备所取得的计测值。

在实施方式1中，将控制器1所监视或控制的设备称为监视点，将该监视点所取得的计测值称为监视点数据。

监视装置2对控制器1进行监视或控制。监视装置2通过控制器1进行监视点的监视或控制。具体而言，例如，监视装置2从控制器1取得监视点数据，并使显示装置(省略图示)显示与所取得的监视点数据相关的信息。管理人等通过确认显示装置，来进行监视点的监视或控制。

在设施监视***中，第1控制器11或第2控制器12中的某一个作为工作***的控制器动作，另一个作为备用***的控制器动作。

另外，对第1控制器11以及第2控制器12分配共通的虚拟IP地址，第1控制器11以及第2控制器12中的作为工作***的控制器动作的控制器1使用虚拟IP地址进行与监视装置2的通信，从而进行监视点的监视或控制。

在监视装置2中，存储虚拟IP地址，作为用于与控制器1进行通信的IP地址。

另外，第1控制器11与第2控制器12相互进行生存监视，对哪一个变成工作***的控制器进行切换。

另外，第1控制器11以及第2控制器12具有已对各自赋予的固定地址。第1控制器11与第2控制器12之间的通信可使用固定地址进行。

关于控制器1与监视装置2的通信相关的动作、以及控制器1间的生存监视和切换相关的动作，将于后详细叙述。

图2是表示实施方式1所涉及的控制器1的构成例的框图。

在图2中，设为第1控制器11是工作***的控制器，第2控制器12是备用***的控制器，图2A表示第1控制器11的构成例，图2B表示第2控制器12的构成例。

另外，在图2中，为了便于说明，对于第1控制器11以及第2控制器12，分别仅示出在为工作***的控制器时发挥功能的构成部、以及在为备用***的控制器时发挥功能的构成部，但第1控制器11与第2控制器12基本上具有相同构成。第1控制器11也具有如图2B所示的第2控制器12的构成部，第2控制器12也具有如图2A所示的第1控制器11的构成部。在以下，以第1控制器11为工作***的控制器、第2控制器12为备用***的控制器的情况来加以说明，但也可将第1控制器11设为备用***的控制器，将第2控制器12设为工作***的控制器。

控制器1由基于软件的、利用CPU(Central Processing Unit：中央处理器)的程序处理来执行。另外，控制器1具有：输入接口装置(省略图示)以及输出接口装置(省略图示)，它们进行与其它控制器1或监视装置2等外部设备的通信。

如图2A所示，第1控制器11具备生存确认指令接收部111、响应发送部112、通信控制部113、检测部114、以及通知部115。

生存确认指令接收部111接收从第2控制器12发送的生存确认指令。在实施方式1中，所谓生存确认指令，是用于监视工作***的控制器发生异常与否的指令。

响应发送部112对第2控制器12发送对生存确认指令接收部111所收到的生存确认指令进行响应的响应指令。

通信控制部113将虚拟IP地址有效化。具体而言，通信控制部113使用虚拟IP地址，进行与监视装置2的通信。另外，通信控制部113对监视装置2发送用于使其与第1控制器11通信的信息。详情见后述。

检测部114对第1控制器11自身的异常进行检测。所谓第1控制器11自身的异常，例如为第1控制器11所具有的通信功能的异常、或第1控制器11的软件的故障等。而且，检测部114例如也可将第1控制器11的电源即将切断的情况检测为异常。

通知部115在检测部114检测到第1控制器11自身的异常时，对第2控制器12通知该异常的发生。

如图2B所示，第2控制器12具备生存确认指令发送部121、响应接收部122、切换部123、通信控制部124、以及警报部125。

生存确认指令发送部121对第1控制器11发送生存确认指令。生存确认指令发送部121按照预先设定的周期发送生存确认指令。

响应接收部122从第1控制器11接收对生存确认指令发送部121所发送的生存确认指令进行响应的响应指令。

切换部123进行控制器1的切换，使自身(第2控制器12)作为工作***的控制器动作。切换部123具备第1切换部1231与第2切换部1232。

第1切换部1231在响应接收部122未收到响应指令时，判断为在第1控制器11发生异常，并进行控制器1的切换，以将第2控制器12设为工作***的控制器，并使用虚拟IP地址来与监视装置2通信。

第2切换部1232在从第1控制器11的通知部115通知了第1控制器11中发生异常时，判断为在第1控制器11发生异常，并进行控制器1的切换，以将第2控制器12设为工作***的控制器，并使用虚拟IP地址来与监视装置2通信。

另外，在图2B中，切换部123虽然设为具备第1切换部1231以及第2切换部1232，但这仅为一例，切换部123也可具备第1切换部1231或第2切换部1232的任意一个。

在切换部123已进行了控制器1的切换时，通信控制部124将虚拟IP地址设为有效，并使用虚拟IP地址进行与监视装置2的通信。

另外，通信控制部124基于来自切换部123的控制，对监视装置2发送用于使其与第2控制器12通信的信息。详情见后述。

在切换部123已进行了控制器1的切换时，警报部125对监视装置2输出通知第1控制器11的异常的警报信息。

对实施方式1所涉及的设施监视***中的控制器1的动作进行说明。

以下的动作说明中，也以最初第1控制器11作为工作***的控制器，第2控制器12作为备用***的控制器动作的情况来加以说明。

首先，对实施方式1所涉及的设施监视***中的控制器1与监视装置2的通信相关的动作进行说明。

图3是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的控制器1与监视装置2的通信相关的动作进行说明的流程图。

控制器1启动时，控制器1判断自身是否为工作***的控制器(步骤ST301)。

在实施方式1中，第1控制器11以及第2控制器12当中哪一个控制器1成为工作***的控制器例如由是否已先启动来决定。具体而言，先启动的控制器1成为工作***的控制器。控制器1启动时，控制部(省略图示)对对方的控制器1发送是否启动的确认信号。在对方的控制器1中，收到确认信号时，对发送确认信号的控制器1发送自身启动这一内容的响应信号。在发送确认信号的控制器1中，判断为对方的控制器1比自身先启动，而自身作为备用***的控制器启动。另一方面，在对方的控制器1未启动时，不会发送响应信号。发送确认信号的控制器1判断为自身比对方的控制器1先启动，而自身作为工作***的控制器启动。

另外，从第1控制器11来看，第2控制器12为对方的控制器1，从第2控制器12来看，第1控制器11为对方的控制器1。

在实施方式1中，例如管理人等也可适当决定将第1控制器11与第2控制器12中的哪一个控制器1设为工作***的控制器。该情况下，管理人等使工作***的控制器先启动。

在这里，第1控制器11因为是工作***的控制器(步骤ST301的“是”时)，所以使用虚拟IP地址进行与监视装置2的通信(步骤ST302)。然后，第1控制器11例如进行基于来自监视装置2的控制的处理、或对监视装置2发送从监视点收集到的监视点数据等。另外，第1控制器11与监视点通信，而进行监视点的监视或控制、以及监视点数据的收集等。

作为工作***的控制器的第1控制器11对监视装置2发送用于使其与自身通信的信息，作为控制器1的地址。具体而言，例如，第1控制器11的通信控制部113对监视装置2发送GARP(Gratuitous Address Resolution Protocol：免费地址解析协议)，使其更新ARP高速缓存。在监视装置2中，收到GARP时，更新ARP表，且对该ARP表的IP地址设定第1控制器11的MAC地址。由此，监视装置2无需意识到第1控制器11或第2控制器12，就能利用虚拟IP地址进行与作为工作***的控制器的第1控制器11的通信。

另一方面，第2控制器12因为是备用***的控制器(步骤ST301的“否”时)，所以将虚拟IP地址无效化(步骤ST303)。即，不进行与监视装置2的通信。

接着，对实施方式1所涉及的设施监视***中的、与第1控制器11以及第2控制器12间的生存监视、以及工作***的控制器的切换相关的动作进行说明。

首先，对作为备用***的控制器的第2控制器12的动作进行说明。

图4是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的作为备用***的第2控制器12的动作进行说明的流程图。

生存确认指令发送部121在到达预先设定的生存确认指令发送时间之前(步骤ST401的“否”时)待机。

在到达生存确认指令发送时间时(步骤ST401的“是”时)，生存确认指令发送部121对第1控制器11发送生存确认指令(步骤ST402)。

然后，第2控制器12等待从第1控制器11接收对在步骤ST402发送的生存确认指令进行响应的响应指令。

响应接收部122判断在设定时间以内从第1控制器11有无响应(步骤ST403)。具体而言，响应接收部122判断是否在设定时间内从第2控制器12收到对在步骤ST402生存确认指令发送部121所发送的生存确认指令进行响应的响应指令。另外，设定时间为预先设定的。

响应接收部122在判断为在设定时间以内有响应时(步骤ST403的“是”时)，返回步骤ST401。

响应接收部122在判断为在设定时间以内无响应时(步骤ST403的“否”时)，将通知该情况的信息输出到切换部123。

切换部123的第1切换部1231判断为在第1控制器11发生异常，进行控制器1的切换，以将第2控制器12设为工作***的控制器，并使用虚拟IP地址来与监视装置2通信(步骤ST404)。

此时，第1切换部1231通过通信控制部124对监视装置2发送用于使其与第2控制器12通信的信息，作为控制器1的地址。具体而言，例如，通信控制部124基于来自第1切换部1231的指示，对监视装置2发送GARP(Gratuitous ARP)，使其更新ARP高速缓存。在监视装置2中，收到GARP时，更新ARP表，且对该ARP表的虚拟IP地址设定第2控制器12的MAC地址。借此，通信控制部124将虚拟IP地址有效化，而监视装置2无需意识到工作***的控制器切换成了第2控制器12，以后，就能够将第2控制器12当作工作***的控制器，进行与该第2控制器12的通信。

在步骤ST404第1切换部1231进行控制器1的切换，通信控制部124对监视装置2发送用于使监视装置2与第2控制器12通信的信息，从而确立第2控制器12与监视装置2的通信时，警报部125对监视装置2输出通知第1控制器11的异常的警报信息(步骤ST405)。

在监视装置2中，收到警报信息时，例如，使显示装置显示“控制器存在异常”等消息。另外，也可设为例如，在警报信息中包含与不能通信或电源切断等异常的原因相关的信息，监视装置2使显示装置显示与该原因相关的信息。管理人等能检测到在控制器1发生了某些异常，从而能够迅速地进行控制器1的检修等。

像这样，第2控制器12进行第1控制器11的生存监视，且在判断第1控制器11发生了异常时，进行控制器1的切换以将自身设为工作***的控制器。即使进行了控制器1的切换，监视装置2与切换前一样，在与控制器1的通信中使用虚拟IP地址，因此，不必意识到进行了该切换。

另外，第1控制器11在恢复后重新启动时，作为备用***的控制器发挥功能。具体而言，第1控制器11启动时，对第2控制器12发送是否启动的确认信号。此处，从第2控制器12对于确认信号发送内容为启动中的响应信号，因此，第2控制器11将自身判断为备用***的控制器。

如此，进行切换而成为工作***的控制器的第2控制器12在第1控制器11恢复后仍作为工作***的控制器发挥功能。由此，能够避免控制器1的不必要的切换。

另外，在使用上述图4的说明中，在响应接收部122在设定时间以内未收到响应指令时，生存确认指令发送部121也可将生存确认指令的发送重试预先设定的次数。

接着，对作为工作***的控制器的第1控制器11的动作进行说明。

图5是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的作为工作***的第1控制器11的动作进行说明的流程图。

作为图5所说明的动作的前提，第1控制器11使用虚拟IP地址与监视装置2进行通信。具体而言，通信控制部113使用虚拟IP地址，进行与监视装置2的通信。

生存确认指令接收部111判断是否收到从第2控制器12的生存确认指令发送部121发送的生存确认指令(步骤ST501)。

在步骤ST501中，未收到生存确认指令时(步骤ST501的“否”时)，重复步骤ST501。

在步骤ST501中，收到生存确认指令时(步骤ST501的“是”时)，响应发送部112对第2控制器12发送对在步骤ST501生存确认指令接收部111所收到的生存确认指令进行响应的响应指令(步骤ST502)。

如此，在第1控制器11与第2控制器12间进行生存监视。

在实施方式1所涉及的设施监视***中，不必为了在冗余的第1控制器11与第2控制器12间进行生存监视，而另外具备用于检测工作***的控制器是否发生异常的装置等。另外，能够在检测到工作***的控制器发生异常时迅速进行控制器1的切换。

另外，在实施方式1中，也可设为作为工作***的控制器的第1控制器11检测到自身发生异常，并通知给第2控制器12，以下，具体地进行说明。

图6是用于对实施方式1所涉及的设施监视***中的由作为工作***的第1控制器11所进行的自身异常检测的动作进行说明的流程图。

检测部114检测第1控制器11自身是否发生了异常(步骤ST601)。

在步骤ST601中，自身未发生异常时(步骤ST601的“否”时)，重复步骤ST601。

在步骤ST601中，自身发生异常时(步骤ST601的“是”时)，检测部114对通知部115输出发生异常这一内容的信息。

在步骤ST601检测部114检测到第1控制器11自身的异常时，通知部115对第2控制器12通知该异常的发生(步骤ST602)。

在第2控制器12中，收到第1控制器11发生异常的通知时，第2切换部1232判断为第1控制器11发生了异常，而进行控制器1的切换。第2切换部1232所进行的控制器1的切换的具体动作因为与图4的步骤ST404所说明的第1切换部1231所进行的控制器1的切换的具体动作相同，所以省略重复说明。

另外，在以上的实施方式1中，控制器1设为第1控制器11与第2控制器12这2个，但这仅为一例，也可在网络上连接3个以上的控制器1。在设施监视***中，只要构成为具备至少1个工作***的控制器、和与该工作***的控制器冗余的至少1个备用***的控制器即可。

如上，依据实施方式1，在设施监视***中，以如下方式构成：第1控制器11以及第2控制器12中的一个作为工作***的控制器动作，另一个作为备用***的控制器动作，对第1控制器11以及第2控制器12分配共通的虚拟IP地址；第1控制器11以及第2控制器12中的作为工作***的控制器动作的控制器1使用虚拟IP地址进行与监视装置2的通信。在第1控制器11或第2控制器12中的任一控制器1作为工作***的控制器动作时，监视装置2均使用虚拟IP地址进行通信，因此，不必意识到哪一个为工作***的控制器。因此，在监视装置2，也不必具备判断哪一个控制器1为工作***的功能。因而，在利用BACnet的设施监视***中，能够对与设施内的设备连接的控制器1采用冗余构造。

另外，工作***的控制器构成为，具备：生存确认指令接收部111，其接收从备用***的控制器发送的生存确认指令；以及响应发送部112，其发送对生存确认指令接收部111所收到的生存确认指令进行响应的响应指令，备用***的控制器构成为，具备：生存确认指令发送部121，其对工作***的控制器发送生存确认指令；响应接收部122，其从工作***的控制器接收对生存确认指令发送部121所发送的生存确认指令进行响应的响应指令；以及切换部123(第1切换部1231)，其在响应接收部122未收到响应指令时，进行控制器1的切换，以将备用***的控制器设为工作***的控制器，并使用虚拟IP地址来与监视装置2通信。

另外，工作***的控制器构成为，具备：检测部114，其对工作***的控制器自身的异常进行检测；以及通知部115，其在检测部114检测到异常时，对备用***的控制器通知该异常的发生，备用***的控制器构成为，具备：切换部123(第2切换部1232)，其在从通知部通知了异常的发生时，进行上述的控制器1的切换。

因此，在冗余的控制器1中，不必另外具备用于检测工作***的控制器是否发生异常的装置，冗余的控制器1彼此间相互进行生存监视，能够在检测到在工作***的控制器发生异常时迅速进行控制器1的切换。

另外，备用***的控制器构成为，具备警报部125，该警报部125在切换部123已进行控制器1的切换时，对监视装置2输出通知工作***的控制器的异常的警报信息。因此，管理人等能检测到在控制器1发生了某些异常，从而能够迅速地进行控制器1的检修等。

另外，本专利申请的发明在其发明的范围内，可进行实施方式的任意构成要素的变形、或者实施方式的任意构成要素的省略。

[符号说明]

1 控制器

2 监视装置

11 第1控制器

12 第2控制器

111 生存确认指令接收部

112 响应发送部

113、124 通信控制部

114 检测部

115 通知部

121 生存确认指令发送部

122 响应接收部

123 切换部

125 警报部

1231 第1切换部

1232 第2切换部。

Claims (6)

1.一种设施监视***，其包含监视装置、第1控制器以及第2控制器，且至少2个控制器经由BACnet相互连接，该设施监视***的特征在于，

所述第1控制器以及所述第2控制器中的一方作为工作***的控制器动作，另一方作为备用***的控制器动作，对所述第1控制器以及所述第2控制器分配共通的虚拟IP地址，

所述第1控制器以及所述第2控制器中的作为所述工作***的控制器动作的控制器使用所述虚拟IP地址进行与所述监视装置的通信。

2.根据权利要求1所述的设施监视***，其特征在于，

所述工作***的控制器具备：

生存确认指令接收部，其接收从所述备用***的控制器发送的生存确认指令；以及

响应发送部，其发送对所述生存确认指令接收部所收到的所述生存确认指令进行响应的响应指令，

所述备用***的控制器具备：

生存确认指令发送部，其对所述工作***的控制器发送所述生存确认指令；

响应接收部，其从所述工作***的控制器接收对所述生存确认指令发送部所发送的所述生存确认指令进行响应的所述响应指令；以及

切换部，其在所述响应接收部未收到所述响应指令时，进行控制器的切换，以将所述备用***的控制器设为工作***的控制器，并使用所述虚拟IP地址来与所述监视装置通信。

3.根据权利要求1或2所述的设施监视***，其特征在于，

所述工作***的控制器具备：

检测部，其对所述工作***的控制器自身的异常进行检测；以及

通知部，其在所述检测部检测到所述异常时，对所述备用***的控制器通知该异常的发生，

所述备用***的控制器具备切换部，所述切换部在从所述通知部已通知所述异常的发生时，进行控制器的切换，以将所述备用***的控制器设为工作***的控制器，并使用所述虚拟IP地址来与所述监视装置通信。

4.根据权利要求2所述的设施监视***，其特征在于，

所述备用***的控制器具备警报部，所述警报部在所述切换部已进行所述控制器的切换时，对所述监视装置输出通知所述工作***的控制器的异常的警报信息。

5.根据权利要求3所述的设施监视***，其特征在于，

所述备用***的控制器具备警报部，所述警报部在所述切换部已进行所述控制器的切换时，对所述监视装置输出通知所述工作***的控制器的异常的警报信息。

6.一种设施监视***中的通信方法，该监视***包含监视装置、第1控制器以及第2控制器，且至少2个控制器经由BACnet相互连接，该监视***中的通信方法的特征在于，

所述第1控制器以及所述第2控制器中的一方作为工作***的控制器动作，另一方作为备用***的控制器动作，对所述第1控制器以及所述第2控制器分配共通的虚拟IP地址，

所述第1控制器以及所述第2控制器中的作为所述工作***的控制器动作的控制器使用所述虚拟IP地址进行与所述监视装置的通信。