JP2010056919A - ネットワークシステム - Google Patents

Abstract

【課題】１つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合においても、正常に通信を開始できるネットワークシステムを得る。
【解決手段】エンジンノード１Ｘは、通信サイクルをＮ個に分割したスロットのうち、識別子に基き割り当てられたスロットで、通信線ＡＸ、Ｂを介してスタートアップフレームを送受信し、受信したスタートアップフレームを用いて互いに通信サイクルを同期し、リモコンノード２ＡＸは、通信線ＡＸを介して識別子を受信すると、受信した識別子に予め関連付けられている自身用のスロットを設定して情報の送受信を行い、スタートアップフレームの不足により共通の通信サイクルに同期できないことを検出するスタートアップフレーム不足検出部２４と、スタートアップフレームの不足を検出した場合にスタートアップフレームを通信線ＡＸ及び内通信線Ｂを介して送信する予備スタートアップフレーム送信部２５とを設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、ネットワークに接続された複数のノードが、互いに同期した通信サイクルのうち、ノード毎に所定の送受信領域（スロット）を持つ、船舶などのネットワークシステムに関するものである。

高度な制御の実現を目的として、複数のノードで制御対象の一部、乃至全体の制御を行うようなシステムがある。このようなシステムにおいては、システム全体の連携や、協調した動作を実現するために、各ノード内に通信装置を組み込み、これらを通信線で互いに接続したネットワークを用いることで、各ノードの持つ制御対象の状態やノードの実行機能等の情報（以下、情報）が共有される。

ネットワークでは、ノード間で共通の通信規格を基に情報の送受信が行われる。この通信規格の１つに、全ノードがネットワークの共通時間へ同期し、ネットワークで共通の通信サイクルを所定数に分割した領域のうち、各ノードがあらかじめ割り当てられた送受信領域で情報の送受信を行う時分割多重方式がある。

例えば、通信規格ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標、参照ｗｗｗ．ｆｌｅｘｒａｙ．ｃｏｍ）では、１つの通信サイクルが複数のスロットで構成されており、情報を送信するノード毎に、情報が衝突しないよう異なるスロットが割り当てられていなければならない。また、情報の受信を行う場合にも、スロットの番号を指定しなければならない。

このような通信規格においては、１つのネットワークに対して同一種別のノードが複数接続される場合、なんらかの方法によってこれらのノードに異なるスロットを割り当てる必要がある。

１つのネットワークに同一種別のノードが複数接続されるシステムとして、船舶のネットワークシステムがある。図１１は、従来の船舶のネットワークシステムの構成を示すブロック図である。図１１の船舶１１０に搭載されたネットワークシステムにおいては、２つの船外機１１Ｘ、１１Ｙ用に夫々設けられたエンジンノード１Ｘ、１Ｙと、ユーザによる前後進用のレバー１２Ｘ、１２Ｙの操作情報を入力とし、エンジンノード１Ｘ、１Ｙへ送信するリモコンノード２Ｘ、２Ｙとが接続されている。

このように、船舶のネットワークシステムでは、エンジンノード及びリモコンノードを１つのグループとして、このグループを１つ以上設けている。なお、図１１の例では、グループ数を２つとしているが、３つ以上であってもよい。このようなネットワークシステムの構成によって、１つのグループがなんらかの故障により停止した場合でも、他のグループによって操船することが可能となっている。

図１１に示す例では、異なるグループのノード間で通信を行い、情報を共有し、高度な制御を可能にするために、グループＸのエンジンノード１Ｘと、グループＹのエンジンノード１Ｙのように、同一種別のノードを共通の通信線Ｂに接続している。ネットワークに時分割多重方式の通信規格を用いる場合、各グループの設置位置に応じて、これらの同一種別のノードに対して異なる情報送信用のスロットを割り当てなければならない。

異なる情報送信用のスロットの割り当て方法として、これまで、全てのノードに対して、製品出荷時にスロットを割り当てる方法や、ユーザが手動でスロットを割り当てる方法がある。また、グループ間をハブで接続し、同一スロットで複数のノードが情報を送信し、情報の衝突が発生した場合、ハブに備えられた衝突検出手段により、衝突した情報の送信元となるノードに対して、異なる識別子を設定して送信スロットを変更し、再度通信を試みる、といったネットワークシステムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記の衝突検出手段を備えたネットワークシステムでは、通信開始時に同一種別のノードが同じスロットで情報を送信し、衝突することが前提となっているため、衝突後に情報を送信するスロットを変更し、全ノードが異なるスロットで正常な通信を開始するまでに時間がかかるという欠点があった。

また、グループ数が増加し、同一種別ノード数が増加すると、情報を送信するスロットの変更回数も増加するため、正常な通信を開始するまでの時間が増加するという欠点があった。

さらに、衝突検出手段を備えたハブを用いるため、コストが増大するという欠点があった。

これらの欠点を解消するために、同一種別のノードに対するスロットの割り当てにかかる時間を減らし、システムの起動から短時間で、各ノードが異なるスロットで情報を送信できるネットワークシステムを、本出願人が提案している（平成１９年１１月２日出願：特願２００７−２８５８１４号）。

図１２は、先の出願で提案したネットワークシステムの構成を示すブロック図である。この図１２を用いて先の出願のネットワークシステムについて説明する。

図１２において、船舶１２０は、船体の船尾側に、エンジンである船外機１１Ｘ、１１Ｙと、船首側に、ユーザが前後進用に操作するレバー１２Ｘ、１２Ｙとが設けられている。

また、図１２において、ネットワークシステムは、船外機１１Ｘ、１１Ｙの制御を夫々行うエンジンノード１Ｘ、１Ｙと、レバー１２Ｘ、１２Ｙの操作情報を夫々入力とするリモコンノード２Ｘ、２Ｙとが設けられている。

エンジンノード１Ｘとリモコンノード２Ｘは、通信線ＡＸにより接続され、グループＸを構成している。また、エンジンノード１Ｙとリモコンノード２Ｙは、通信線ＡＹにより接続され、グループＹを構成している。さらに、全ノードは、通信線ＡＸ、ＡＹとは異なる通信線Ｂで接続されている。

エンジンノード１Ｘ、１Ｙは、夫々が属するグループの識別子Ｘ、Ｙが設定され、これらの識別子Ｘ、Ｙに基づいて送受信スロットを割り当てる。また、エンジンノード１Ｘ、１Ｙは、各通信線ＡＸ、ＡＹ、Ｂを介して同期取得用の情報を送信することで全ノードにおいて共通時間の同期を行い、通信線ＡＸ、ＡＹを介してリモコンノード２Ｘ、２Ｙへ識別子Ｘ、Ｙを送信する。このようにして、リモコンノード２Ｘ、２Ｙは、受信した識別子Ｘ、Ｙを基に送受信スロットの割り当てを行うことにより、情報の衝突を起こすことなく通信が可能になり、全ノードが通信を開始するまでの時間を短くすることができる。

特開２００６−１４０１５号公報

しかしながら、船舶においては、先の出願に示すような複数グループではなく、１つのグループでネットワークシステムが構築される場合がある。そのため、先の出願の方法に従って動作するノードを使用して、１つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合においても、正常な通信を開始できる必要がある。しかし、例えばＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）のように、通信確立時に同期取得用の情報を送信するノードが複数必要な時分割多重方式の通信規格を用いて、１つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合には、識別子を持ち且つ同期取得用の情報を送信するノードがグループ内に１つしか存在しないため、同期取得用の情報が不足し、正常に通信を開始できないという問題点があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数のグループから成るネットワークシステムを構築した場合に加え、１つのグループから成るネットワークシステムを構築した場合においても、正常に通信を開始することができるネットワークシステムを得るものである。

この発明に係るネットワークシステムは、ノードは通信線を介した通信機能と対象の機器を制御する制御機能を持ち、所定の制御を実現する複数のノードをまとめて１つのグループとし、グループ内の各ノードはグループ内通信線を介して接続され、前記グループにはグループを識別するための識別子を持つノードが１つ以上含まれ、前記識別子の異なるグループが１つ以上存在し、ネットワークシステム内の全てのノードはシステム内通信線を介して接続され、識別子を持つ第１のノードは、共通の通信サイクルを所定数に分割した送受信領域のうち、前記識別子に基づいて割り当てられた送受信領域を使用して、前記システム内通信線及び前記グループ内通信線を介して同期取得用情報を送受信し、受信した前記同期取得用情報を用いて互いに通信サイクルを同期し、識別子を持たない第２のノードは、前記グループ内通信線もしくは前記システム内通信線を介して前記第１のノードから送信される前記同期取得用情報を受信することにより、前記第１のノードと共通の通信サイクルに同期し、前記第１のノードは、前記識別子を、夫々前記グループ内通信線を介して夫々前記第２のノードに対して送信するとともに、前記第２のノードは、前記グループ内通信線を介して前記識別子を受信すると、受信した識別子にあらかじめ関連付けられている自身用の送受信領域を設定して情報の送受信を行うネットワークシステムにおいて、前記第２のノードの少なくとも１つは、前記同期取得用情報の不足により共通の通信サイクルに同期できないことを検出する同期取得用情報不足検出手段と、前記同期取得用情報不足検出手段が前記同期取得用情報の不足を検出した場合に前記同期取得用情報を前記グループ内通信線及び前記システム内通信線を介して送信する予備同期取得用情報送信手段とを設けたものである。

この発明に係るネットワークシステムは、複数のグループが存在する場合には、グループに夫々属する同一種別のノードが、同じスロットで情報を送信することが無いため、全ノードが通信を開始するまでの時間を短縮しながら、正常に通信を開始することができ、一方で、グループが１つだけ存在し、識別子を持つノードが送信する同期取得用の情報の不足により同期できない場合においても、同期取得用の情報の不足を解消し、正常に通信を開始することができるという効果を奏する。

実施の形態１．
この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムについて図１から図５までを参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の形態１に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

図１において、船舶１０は、船体の船尾側に、エンジンである船外機１１Ｘと、船首側に、ユーザが前後進用に操作するレバー１２Ｘとが設けられている。

この発明の実施の形態１に係る船舶に搭載されるネットワークシステムは、図１に示す通り、１つのグループから構成される。これは、図１２に示す２つのグループで構成されるネットワークシステムからグループＹを取り外したものと同等のネットワーク構成である。

図１において、この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムは、船外機１１Ｘの制御を行うエンジンノード１Ｘと、レバー１２Ｘの操作情報を入力するリモコンノード２ＡＸとが設けられている。

エンジンノード１Ｘとリモコンノード２ＡＸは、通信線ＡＸ（グループ内通信線）で接続されることにより、グループＸを構成する。さらに、通信線Ｂ（システム内通信線）で接続され、１つのグループから成るシステムを構築している。また、システム内通信線である通信線Ｂは、ネットワークシステムが複数グループで構成される場合に全ノードを接続できるよう、他のグループのシステム内通信線とのインタフェース３を持つ。

また、エンジンノード１Ｘとリモコンノード２ＡＸは、通信線ＡＸ及び通信線Ｂを介して、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）通信規格に準拠した通信を行う。エンジンノード１Ｘには、グループの識別子Ｘが予め設定されている。

図２は、この発明の実施の形態１に係る船舶に搭載されるネットワークシステムのリモコンノードの構成を示すブロック図である。

図２において、本実施の形態１に係るリモコンノード２ＡＸは、送信部２１と、受信部２２と、同期通信部２３と、スタートアップ（Ｓｔａｒｔｕｐ）フレーム不足検出部（同期取得用情報不足検出手段）２４と、予備スタートアップ（Ｓｔａｒｔｕｐ）フレーム送信部（予備同期取得用情報送信手段）２５と、トランシーバ２６とが設けられている。

ここで、リモコンノード２ＡＸの各部の動作について説明する。

送信部２１は、スタートアップ（Ｓｔａｒｔｕｐ）フレームを除く、送信フレームを生成し、送信フレームの送信要求を行う。受信部２２は、フレームの受信処理を行い、受信フレームを取り込む。同期通信部２３は、受信したフレームを解析してネットワーク上の他のノードとの同期を取り、通信を行い、正常に同期している間は、送信部２１が生成した送信フレームを設定されている送信スロットに従って送信し、また、設定されている受信スロットに従ってフレームを受信し、受信部２２へ渡す。

スタートアップフレーム不足検出部２４は、ネットワークシステムの特徴的な部分であり、規定時間が経過してもネットワーク上の他のノードとの同期を確保するために必要なスタートアップフレームを受信することができなければ、スタートアップフレームが不足していると判断する。なお、同期取得用情報（スタートアップフレーム）の不足を検出する方法はこれに限らず、ネットワーク上の信号を監視して不足を検知する等の方法であってもよい。

予備スタートアップフレーム送信部２５は、ネットワークシステムの特徴的な部分であり、スタートアップフレームの生成及び送信要求を行う。

トランシーバ２６は、同期通信部２３が通信線ＡＸ及び通信線Ｂでフレームを送受信するために、ノードと通信線のインタフェースとして存在し、電気信号の変換を行う。

図３は、この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの通信サイクルの構成を示す図である。

ＦｌｅｘＲａｙ通信規格に準拠した通信を行う場合、全ノードが共通の時間を持ち、図３に示すような予め定められた構成の通信サイクルを持つ。通信サイクルは、スロットＮ個と、ネットワークアイドルタイム（ＮＩＴ）を含む。この「スロット」とは、ノードが情報を送受信する時間領域であり、１つのスロットでは１つのノードのみが情報を送信することができる。１つのスロットにおいて、２つ以上のノードが情報の送信を行った場合には、情報の衝突が起こり、ノードはこれらの情報を受信できなくなる。また、「ネットワークアイドルタイム」とは、各ノードが同期をとるための調整を行う時間である。通信中は、この通信サイクルを繰り返すことによって、通信が行われる。

このような通信サイクルにおいて、エンジンノード１Ｘには、自身が持つ識別子Ｘに応じて、エンジンの情報送信用にスロット１が割り当てられる。識別子Ｘに応じてスロットを割り当てる理由は、２つ以上のグループによりシステムが構成され、他の識別子を持つエンジンノードが複数存在した場合に、夫々が衝突しない送信スロットを割り当てるためである。一方、リモコンノード２ＡＸには、ノード起動時には情報送受信用のスロットは割り当てられていないが、予め設定された、識別子と情報送受信用のスロットの対応関係を示すスロット割当テーブルを保持している。

図４は、この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムのリモコンノードが保持するスロット割当テーブルの構成を示す図である。

この実施の形態１に係るネットワークシステムでは、グループはＸのみであるが、リモコンノード２ＡＸは、グループＹが存在する構成である場合にも対応できるよう、識別子Ｙに対応する送受信用スロットもスロット割当テーブルで保持する。

リモコンノード２ＡＸは、識別子Ｘを受信した場合、図４に示すスロット割当テーブルに従って、情報送信用のスロットを「５」、情報受信用のスロットを「１」と「２」に設定する。また、当該スロット割当テーブルにより、スロット１で受信する情報は自身の属するグループＸのエンジンノード１Ｘからの情報であり、スロット２で受信する情報はグループＹのエンジンノードからの情報であると分かる。

また、リモコンノード２ＡＸが識別子を受信できない場合には、図４の「受信無し」で示すスロットを送受信スロットとして設定する。

続いて、ＦｌｅｘＲａｙ通信規格におけるノードの共通時間への同期開始方法について説明する。

当該通信規格では、全ノードが通信サイクル及びスロットの開始時間を一致させるため、共通時間を持つ方法が定められている。この方法では、同期取得用情報（スタートアップフレーム）を送信するノードであるコールドスタート（Ｃｏｌｄｓｔａｒｔ）ノードが１つのネットワークシステムに２つ以上存在し、各コールドスタートノードが夫々１つのスロットでスタートアップフレームを送信する必要がある。このスタートアップフレームは、毎通信サイクル送信されなければならない。

２つ以上のコールドスタートノードがスタートアップフレームの送信を開始すると、スタートアップフレームを受信したコールドスタートノードは時間の調整を行い、全コールドスタートノードが共通時間を持つ。コールドスタートノードでない他のノード（非コールドスタートノード）は、共通時間を持ったコールドスタートノードから送信されるスタートアップフレームを受信し、コールドスタートノードの共通時間に同期することにより、通常のフレーム送信を開始する。このようにして、通信サイクル及びスロットの開始時間を全ノードで一致させることができる。

スタートアップフレームは、同期取得用情報であると同時に、通常のフレームと同様に制御情報等の情報を含むことができる。本実施の形態１では、予め識別子を持つエンジンノード１Ｘがコールドスタートノードであり、識別子Ｘという情報を保持したスタートアップフレームをスロット１で送信する。

ここで、リモコンノード２ＡＸのスタートアップフレーム不足検出部２４が備える規定時間について説明する。

この規定時間は、コールドスタートノードが同期を確立するために十分な数存在するネットワークシステムが起動した場合に、リモコンノード２ＡＸが起動後に時間の計測を開始してから同期を確立することができるまでの時間を設定する。つまり、この規定時間が経過したならば、ネットワークシステムは同期の確立に失敗したということであり、スタートアップフレームが不足していると判断することができる。ただし、実際にはノード毎の起動時間及び初期化時間のばらつき等により同期が確立される時間は変動するため、誤ってスタートアップフレームの不足を検出しないよう、余裕を持たせて規定時間を設定する。

つぎに、この実施の形態１に係るネットワークシステムの動作について図面を参照しながら説明する。

図５は、この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。

まず、ステップ１０１において、起動後、初期化が行われる。ここで、エンジンノード１Ｘはコールドスタートノードであり、リモコンノード２ＡＸは非コールドスタートノードである。

次に、ステップ１０２において、リモコンノード２ＡＸのスタートアップフレーム不足検出部２４が、時間の計測を開始する。

次に、ステップ１０３において、エンジンノード１Ｘは、自身の持つ識別子Ｘに従って送受信スロットを設定し、各ノード間で同期を取るためにスタートアップを開始する。このとき、エンジンノード１Ｘは、通信線ＡＸ及び通信線Ｂを介し、スロット１でスタートアップフレームを送信する。

次に、ステップ１０４において、リモコンノード２ＡＸは、通信線ＡＸ、通信線Ｂで送信されているスタートアップフレームが不足しているか否かの判定を行う。スタートアップフレーム不足検出部２４が規定時間の経過を確認したとき、同期を確保するために十分な数のスタートアップフレームを受信できていなければ、スタートアップフレームが不足していると判定する。

ここで、ネットワークシステムのグループが２つであり、エンジンノードが２つ存在する場合には、スタートアップフレームの不足を検出せず、ステップ１０５へ進む。しかし、本実施の形態１に係るネットワークシステムでは、スタートアップフレームを送信するコールドスタートノードはエンジンノード１Ｘだけであるため、リモコンノード２ＡＸのスタートアップフレーム不足検出部２４はスタートアップフレームが不足していると判定し、ステップ１１０へ進む。

まず、従来と同様に問題なく通信が確立された場合を説明する。

ステップ１０５において、エンジンノードの間でスタートアップフレームが通信され、互いに共通時間を取得し、同期した通信サイクルを開始する。

次に、ステップ１０６において、エンジンノードは、夫々グループ内通信線を介して識別子を含むスタートアップフレームを送信し、システム内通信線で識別子を含まないスタートアップフレームを送信する。

次に、ステップ１０７において、リモコンノードは、エンジンノードが送信するスタートアップフレームを受信し、共通の通信サイクルへ同期する。

次に、ステップ１０８において、リモコンノードは、グループ内通信線を介して受信したスタートアップフレームから、夫々が対応するグループの識別子を得る。

次に、ステップ１０９において、リモコンノードは、受信した識別子を基に、図４に示すスロット割当テーブルに従って、送受信スロットを設定する。

そして、ステップ１１２において、全ノードが、同期を確立し、情報を送受信する通常の通信状態となる。

続いて、同期確立のためのスタートアップフレームが不足している場合の動作について説明する。ステップ１０１〜１０３は同じ処理のため、説明は省略する。

ステップ１０４において、スタートアップフレームの不足を検出し、ステップ１１０へ進む。

ステップ１１０において、リモコンノード２ＡＸの予備スタートアップフレーム送信部２５は、スタートアップフレーム不足検出部２４からのスタートアップフレーム不足の判定を受け、スタートアップフレームを生成し、同期通信部２３に対してスタートアップフレーム送信要求を出す。このとき、リモコンノード２ＡＸは識別子を受信していないため、図４に示すスロット割当テーブルのうち、「受信無し」で示す送信スロットであるスロット５を使用してスタートアップフレームを送信する。

次に、ステップ１１１において、エンジンノード１Ｘ及びリモコンノード２ＡＸからスタートアップフレームが送信されるため、互いに共通時間を取得し、同期した通信サイクルを開始する。そして、ステップ１１２へ進み、全ノードが同期を確立し、情報を送受信する通常の通信状態となる。

なお、図５で示したフローチャートでは、識別子を含んだスタートアップフレームの送信は同期を確立した後としているが、これに限らず、スタートアップフレーム送信時に識別子を付加して送信するものであってもよい。例えば、ステップ１０６において、エンジンノードは識別子を含んだスタートアップフレームを送信しているが、ステップ１０３の時点で識別子を含んだスタートアップフレームを送信するものであってよい。

本実施の形態１によれば、複数のグループが存在する場合には、グループに夫々属する同一種別のノードが、同じスロットで情報を送信することのないよう送信スロットを設定することで、短い時間で全ノードが通信を開始し、さらに、グループが１つだけ存在する場合には、識別子を持つノードが送信する同期取得用情報が不足して同期できないとしても、同期取得用情報の不足を解消し、正常に通信を開始することができる。

また、本実施の形態１によれば、識別子を持たないノードが通常の通信で使用するスロットを用いて同期取得用情報を送信することにより、他の情報の送信に利用可能なスロットを多く残すことができる。

本実施の形態１においては、各ノードは情報の送信用に夫々１つのスロットを割り当てる設定となっているが、他のノードと重複しなければ、複数のスロットを情報の送信に用いるよう、設定してもよい。

また、本実施の形態１では、エンジンノードが識別子を持つとしているが、これに限らず、グループ内で１つ以上のノードが識別子を保持しているならば、同期取得用情報が不足している場合に、正常に通信を開始することができる。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムについて図６から図１０までを参照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態２に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。

図６において、図１２及び図１と符合が同じものは、同じ構成であるため説明は省略する。また、リモコンノード２ＡＸとリモコンノード２ＡＹは同じ構成であるが、夫々グループＸ及びグループＹに属している。

図６に示すネットワークシステムは、図１２に示すネットワークシステムの通信線Ｂに障害が発生し、通信線Ｂを介した通信が不可能になっている状態を示す。

図７は、この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムのリモコンノードが保持するスロット割当テーブルの構成を示す図である。

リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、図７に示すスロット割当テーブルを保持し、受信する識別子に対応する情報送受信用スロットを設定する。リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、識別子Ｘを受信した場合、図７に示すスロット割当テーブルに従い、通常の通信での情報送信用のスロットを「５」、ダイアグ情報送信用のスロットを「７」、情報受信用のスロットを「１」と「２」に設定する。また、当該スロット割当テーブルにより、スロット１で受信する情報は自身の属するグループＸのエンジンノード１Ｘからの情報であり、スロット２で受信する情報はグループＹのエンジンノード１Ｙからの情報であると分かる。

また、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、識別子を受信できない場合には、図７の「受信無し」で示すスロットを送受信スロットとして設定し、ダイアグ情報を送信するスロットを用いてスタートアップフレームを送信する。

つぎに、この実施の形態２に係るネットワークシステムの動作について図面を参照しながら説明する。

図８は、この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。

まず、ステップ２０１において、起動後、初期化が行われる。ここで、エンジンノード１Ｘ、１Ｙはコールドスタートノード、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは非コールドスタートノードと予め設定しておく。

次に、ステップ２０２において、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹのスタートアップフレーム不足検出部２４が、時間の計測を開始する。

次に、ステップ２０３において、エンジンノード１Ｘ、１Ｙは自身の持つ識別子Ｘ、Ｙに従って送受信スロットを設定し、各ノード間で同期を取るためにスタートアップを開始する。このとき、エンジンノード１Ｘは、通信線ＡＸ及び通信線Ｂを介し、スロット１でスタートアップフレームを送信する。また、エンジンノード１Ｙは、通信線ＡＹ及び通信線Ｂを介し、スロット２でスタートアップフレームを送信する。ここで、通信線Ｂへのフレーム送信を行っているが、本実施の形態２において通信線Ｂを介した通信は不可能であるため、いかなるノードもフレームを受信することはできない。

次に、ステップ２０４において、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、夫々が接続されている通信線から受信するスタートアップフレームが不足しているか否かの判定を行う。スタートアップフレーム不足検出部２４が規定時間の経過を確認したとき、同期を確保するために十分な数のスタートアップフレームを受信できていなければ、スタートアップフレームが不足していると判定する。

ここで、通信線Ｂが通信可能であったならば、通信線Ｂを介してエンジンノード１Ｘ、１Ｙからのスタートアップフレームが送信されるため、スタートアップフレームの不足を検出せず、ステップ２０５へ進む。しかし、本実施の形態２に係るネットワークシステムでは、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、夫々通信線ＡＸ、ＡＹを介して１つのスタートアップフレームしか受信できず、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹのスタートアップフレーム不足検出部２４はスタートアップフレームが不足していると判定し、ステップ２１０へ進む。

従来と同様に問題なく通信が確立された場合には、ステップ２０５〜２０９、及び２１７は、上記の実施の形態１の図５のステップ１０５〜１０９、及び１１２と同じ処理のため説明は省略する。

同期確立のためのスタートアップフレームが不足している場合での動作について説明する。

ステップ２１０において、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹの予備スタートアップフレーム送信部２５は、スタートアップフレーム不足検出部２４からのスタートアップフレーム不足の判定を受け、スタートアップフレームを生成し、同期通信部２３に対してスタートアップフレーム送信要求を出す。このとき、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹはいずれも識別子を受信していないため、図７に示すスロット割当テーブルのうち、「受信無し」で示すダイアグ情報送信用スロットであるスロット７を使用してスタートアップフレームを送信する。

次に、ステップ２１１において、エンジンノード１Ｘとリモコンノード２ＡＸは通信線ＡＸを介してスタートアップフレームを送信するため、互いに共通時間を取得し、同期した通信サイクルを開始することができる。また、エンジンノード１Ｙとリモコンノード２ＡＹは通信線ＡＹを介してスタートアップフレームを送信し、同期した通信サイクルを開始する。このとき、通信線ＡＸ、ＡＹの通信サイクルの構成を図９に示す。

図９に示すように、通信線ＡＸ、ＡＹの夫々で２つのスタートアップフレームが送信されており、同期を確立することができる。ただし、このときリモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは識別子を受信していないため、いずれも識別子を受信していない場合に設定するスロットを用いてスタートアップフレームを送信している。

次に、ステップ２１２において、エンジンノード１Ｘ、１Ｙは、夫々通信線ＡＸ、ＡＹを介して識別子Ｘ、Ｙを含むスタートアップフレームを送信し、通信線Ｂで識別子を含まないスタートアップフレームを送信する。

次に、ステップ２１３において、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、通信線Ｂを介した通信が不能である等のダイアグ情報をスタートアップフレームに含めて送信する。このように、通常の通信で使用されていないスロットを使用し、障害の内容を含めたフレームを送信することにより、エンジンノード１Ｘ、１Ｙはリモコンノード２ＡＸ、２ＡＹで起こっている障害に関する情報を得ることができる。

次に、ステップ２１４において、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは夫々通信線ＡＸ、ＡＹを介して、エンジンノード１Ｘ、１Ｙからの識別子Ｘ、Ｙを含むスタートアップフレームを受信し、夫々が対応するグループの識別子を得る。

次に、ステップ２１５において、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、受信した識別子を基に、図７に示すスロット割当テーブルに従って、送受信スロットを設定する。このとき、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは、識別子に基づいたスロットへ再設定するため、各ノードで確立された同期は解除される。

次に、ステップ２１６において、リモコンノード２ＡＸ、２ＡＹは夫々識別子Ｘ、Ｙに基づいて設定したスロットのうち、ダイアグ情報送信用のスロットを用いてスタートアップフレームを送信し、再びエンジンノード１Ｘ、１Ｙとの同期を確立する。

次に、ステップ２１７において、情報を送受信する通常の通信状態となる。このときの通信線ＡＸ、ＡＹの通信サイクルの構成を、図１０に示す。

図１０の通信サイクルでは、通信線ＡＸ、ＡＹの夫々において、図７のスロット割当テーブルに示したスロットで通信が行われている。このように、通信線Ｂが障害により通信不可能であったとしても、グループ内で同期を確立し、船外機を動作させるために最低限必要であるリモコンノードとエンジンノードの通信を確保している。

なお、図８に示したフローチャートでは、何らかの情報を含んだスタートアップフレームの送信は同期を確立した後としているが、これに限らず、スタートアップフレーム送信時に情報を付加して送信するものであってもよい。例えば、ステップ２１３においてリモコンノードはダイアグ情報を含んだスタートアップフレームを送信しているが、ステップ２１０の時点でダイアグ情報を含んだスタートアップフレームを送信するものであってよい。

本実施の形態２によれば、識別子を持たないノードが同期取得用情報を送信する場合に、通常の通信で使用しないスロットを用いることにより、コールドスタートノードの不足といったネットワークの状態を他のノードへ知らせることが可能になる。

また、本実施の形態２によれば、障害が発生し、あるグループが他のグループと通信不可能になったとしても、孤立したグループ内で同期を確立し、通常の通信のために定められているスロットを使用して通信を行うことができる。さらに、障害から回復して他のノードがネットワークに参加する場合、識別子で定められている送信領域を用いて情報を送信しているので、他のノードの送信領域と衝突することなく、通信が可能である。

本実施の形態２においては、エンジンノードが識別子を持つとしているが、これに限らず、一方のグループではエンジンノードが識別子を持ち、他方のグループではリモコンノードが識別子を持つ、というように、グループ内で１つ以上のノードが識別子を保持していればよい。

本実施の形態１及び２で示したネットワークシステムでは、ＦｌｅｘＲａｙ（登録商標）通信規格に従って通信を行うものであったが、これに限らず、同期を確立するために同期取得用情報を送信するノードが複数必要な時分割多重方式の通信規格であればよい。

この発明の実施の形態１に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムのリモコンノードの構成を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの通信サイクルの構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムのリモコンノードが保持するスロット割当テーブルの構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係るネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係る船舶に搭載されるネットワークシステムの構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムのリモコンノードが保持するスロット割当テーブルの構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムの動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムが共通時間を取得した直後の通信線ＡＸ、ＡＹの通信サイクルの構成を示す図である。 この発明の実施の形態２に係るネットワークシステムの通常の通信状態の通信線ＡＸ、ＡＹの通信サイクルの構成を示す図である。 従来の船舶のネットワークシステムの構成を示す図である。 先の出願の船舶のネットワークシステムの構成を示す図である。

符号の説明

１Ｘ エンジンノード、１Ｙ エンジンノード、２ＡＸ リモコンノード、２ＡＹ リモコンノード、３ インタフェース、１１Ｘ 船外機、１２Ｘ レバー、２１ 送信部、２２ 受信部、２３ 同期通信部、２４ スタートアップフレーム不足検出部、２５ 予備スタートアップフレーム送信部、２６ トランシーバ、ＡＸ 通信線、ＡＹ 通信線、Ｂ 通信線。

Claims (4)

1. ノードは通信線を介した通信機能と対象の機器を制御する制御機能を持ち、所定の制御を実現する複数のノードをまとめて１つのグループとし、グループ内の各ノードはグループ内通信線を介して接続され、前記グループにはグループを識別するための識別子を持つノードが１つ以上含まれ、前記識別子の異なるグループが１つ以上存在し、ネットワークシステム内の全てのノードはシステム内通信線を介して接続され、
   識別子を持つ第１のノードは、共通の通信サイクルを所定数に分割した送受信領域のうち、前記識別子に基づいて割り当てられた送受信領域を使用して、前記システム内通信線及び前記グループ内通信線を介して同期取得用情報を送受信し、受信した前記同期取得用情報を用いて互いに通信サイクルを同期し、
   識別子を持たない第２のノードは、前記グループ内通信線もしくは前記システム内通信線を介して前記第１のノードから送信される前記同期取得用情報を受信することにより、前記第１のノードと共通の通信サイクルに同期し、
   前記第１のノードは、前記識別子を、夫々前記グループ内通信線を介して夫々前記第２のノードに対して送信するとともに、前記第２のノードは、前記グループ内通信線を介して前記識別子を受信すると、受信した識別子にあらかじめ関連付けられている自身用の送受信領域を設定して情報の送受信を行うネットワークシステムにおいて、
   前記第２のノードの少なくとも１つは、
   前記同期取得用情報の不足により共通の通信サイクルに同期できないことを検出する同期取得用情報不足検出手段と、
   前記同期取得用情報不足検出手段が前記同期取得用情報の不足を検出した場合に前記同期取得用情報を前記グループ内通信線及び前記システム内通信線を介して送信する予備同期取得用情報送信手段とを備える
   ことを特徴とするネットワークシステム。
2. 前記同期取得用情報不足検出手段及び前記予備同期取得用情報送信手段を備えた第２のノードは、全てのグループの識別子の夫々に関連付けられている自身用の送信領域のうち、通常の通信を行う送信領域を使用して、前記予備同期取得用情報送信手段から前記同期取得用情報を送信する
   ことを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
3. 前記同期取得用情報不足検出手段及び前記予備同期取得用情報送信手段を備えた第２のノードは、全てのグループの識別子の夫々に関連付けられている自身用の送信領域のうち、通常の通信を行わない送信領域を使用して、前記予備同期取得用情報送信手段から前記同期取得用情報を送信する
   ことを特徴とする請求項１記載のネットワークシステム。
4. 前記同期取得用情報不足検出手段及び前記予備同期取得用情報送信手段を備えた第２のノードは、前記予備同期取得用情報送信手段から前記同期取得用情報を送信し、通信サイクルに同期した後、前記グループ内通信線を介して識別子を受信すると、受信した識別子にあらかじめ関連付けられている自身用の送受信領域を設定して情報の送受信を行う
   ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載のネットワークシステム。

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