JP2020098990A - 無線通信機器、無線通信方法、及び繊維機械操業支援システム - Google Patents

Abstract

【課題】アクセスポイント装置、中継器、及び携帯端末を含むシステムにおいて、アクセスポイント装置又は中継器と携帯端末との通信状態が良好でない場合に、携帯端末に他のアクセスポイント装置又は中継器に接続することを促す構成を提供する。【解決手段】中継器１２又はアクセスポイント装置１４は、設置位置が固定されており、通信部と、検出部と、切断部と、を備える。通信部は、アクセスポイント装置１４に接続される中継器１２として通信を行うか、中継器１２に接続されるアクセスポイント装置１４として通信を行う。中継器１２及びアクセスポイント装置１４は、携帯端末１３と接続可能であり、接続された当該携帯端末１３と通信を行う。検出部は、接続中の携帯端末１３の電波強度を検出する。切断部は、検出部が検出した電波強度が閾値を下回った場合に、携帯端末１３との接続を切断する。【選択図】図７

Description

本発明は、主として、携帯端末と無線で接続して通信を行う無線通信機器に関する。

特許文献１は、無線基地局装置と、通信端末と、で構成される無線通信システムを開示する。無線基地局装置はアクセスポイントとして機能し、通信端末と無線で接続して通信を行う。無線基地局装置は、接続中の通信端末からの電波の受信信号強度が閾値未満であることを検出した場合に、他の無線基地局装置へ引継情報を送信することで、当該他の無線基地局装置と通信端末との接続を促す。

特許文献２は、アクセスポイントと、ユーザ端末と、で構成される無線通信ネットワークを開示する。アクセスポイントは、ユーザ端末との無線通信の品質が低下した場合、別の接続候補であるターゲットアクセスポイントを判定する。アクセスポイントは、ターゲットアクセスポイントが所定の条件を満たした場合、ユーザ端末とターゲットアクセスポイントを接続するためのメッセージをユーザ端末へ送信する。

特開２０１５−８８７８２号公報 特表２０１７−５０７５６５号公報

特許文献１及び２は、アクセスポイントが携帯端末（通信端末、ユーザ端末）の新たな接続先を指定する。この場合、アクセスポイントの指示に応じて接続先を切り替えるためのアプリケーション等を携帯端末にインストールする必要がある。また、特許文献１及び２は、アクセスポイントと携帯端末とで構成されるシステム（ネットワーク）における接続管理方法については記載されているが、更に中継器を含むシステムについては記載されていない。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、アクセスポイント装置、中継器、及び携帯端末を含むシステムにおいて、アクセスポイント装置又は中継器と携帯端末との通信状態が良好でない場合に、携帯端末に他のアクセスポイント装置又は中継器に接続することを促すことにある。

課題を解決するための手段及び効果

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の第１の観点によれば、以下の構成の無線通信機器が提供される。即ち、この無線通信機器は、設置位置が固定されており、通信部と、検出部と、切断部と、を備える。前記通信部は、アクセスポイント装置に接続される中継器として通信を行うか、中継器に接続されるアクセスポイント装置として通信を行い、携帯端末と接続可能であり、接続された当該携帯端末と通信を行う。前記検出部は、接続中の前記携帯端末の電波強度を検出する。前記切断部は、前記検出部が検出した電波強度が閾値を下回った場合に、前記携帯端末との接続を切断する。

これにより、通信状態が良好でない携帯端末を無線通信機器が切断することで、携帯端末に、通信状態が良好な別の無線通信機器との接続を促すことができる。また、携帯端末を切断するだけであれば、携帯端末の動作を制御する必要がないため、無線通信機器と携帯端末との接続を管理・変更するためのアプリケーションが不要となり、様々な携帯端末に簡単に適用できる。

前記の無線通信機器においては、前記切断部は、接続中の前記中継器と前記携帯端末とを区別可能であり、前記中継器と前記携帯端末のうち前記携帯端末のみを自動的に切断することが好ましい。

これにより、無線通信機器と中継器は基本的には通信状態が変化しにくく、更に、中継器には通信状態が良好な別の接続先が存在するとも限らない。従って、中継器に対しては自動切断を行わないことが好ましい。一方で、無線通信機器と携帯端末は、携帯端末の移動に伴って通信状態が頻繁に悪化する可能性がある。従って、携帯端末に対しては自動切断を行うことが好ましい。

前記の無線通信機器においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この無線通信機器は、前記中継器のＭＡＣアドレスを記憶する記憶装置を備える。前記切断部は、接続中の前記中継器又は前記携帯端末のＭＡＣアドレスと、前記記憶装置が記憶した前記中継器のＭＡＣアドレスと、を比較することで、前記中継器と前記携帯端末とを区別する。

これにより、簡単な処理で中継器と携帯端末を区別できる。

前記の無線通信機器においては、所定回連続して行った計測の全てで前記携帯端末の電波強度が閾値を下回るか、又は、所定時間連続して前記携帯端末の電波強度が閾値を下回った場合に前記携帯端末との接続を切断することが好ましい。

これにより、電波強度が何らかの原因で一時的に低下して即座に良好な状態に戻った場合には携帯端末が切断されないため、不要な切断を抑制できる。

前記の無線通信機器においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、設置位置が固定された産業機械と有線で接続される。前記通信部は、前記産業機械と前記アクセスポイント装置との接続を中継することで、前記中継器として通信を行う。

これにより、産業機械とアクセスポイント装置の接続を中継するだけでなく、携帯端末とアクセスポイント装置の接続も中継できる。

前記の無線通信機器においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記産業機械が繊維機械である。前記通信部は、前記繊維機械の稼動に伴って取得された情報を前記アクセスポイント装置へ送信する。

これにより、繊維機械の稼動に伴って取得された情報を集約して管理できる。

本発明の第２の観点によれば、以下の無線通信方法が提供される。即ち、この無線通信方法では、設置位置が固定されているアクセスポイント装置と、当該アクセスポイント装置に接続されるとともに設置位置が固定されている中継器と、前記アクセスポイント装置及び前記中継器の少なくとも何れかに接続される携帯端末と、で通信を行う。この無線通信方法は、検出工程と、切断工程と、を含む。前記検出工程では、前記アクセスポイント装置又は前記中継器に接続中の前記携帯端末の電波強度を前記アクセスポイント装置又は前記中継器が検出する。前記切断工程では、前記検出工程で検出した電波強度が閾値を下回った場合に、前記アクセスポイント装置又は前記中継器が前記携帯端末との接続を切断する。

これにより、通信状態が良好でない携帯端末を無線通信機器が切断することで、携帯端末に、通信状態が良好な別の無線通信機器との接続を促すことができる。また、携帯端末を切断するだけであれば、携帯端末の動作を制御する必要がないため、無線通信機器と携帯端末との接続を管理・変更するためのアプリケーションが不要となり、様々な携帯端末に簡単に適用できる。

本発明の第３の観点によれば、以下の構成の繊維機械操業支援システムが提供される。即ち、この繊維機械操業支援システムは、複数の繊維機械と、複数の前記繊維機械の稼動に関する稼動情報を分析する管理装置と、を備え、前記繊維機械のそれぞれの制御部から前記管理装置に向けて前記稼動情報が送信されるともに、前記管理装置で分析された結果が携帯端末に送信される。この繊維機械操業支援システムは、複数の第１無線通信機器と、複数の第２無線通信機器と、を備える。前記第１無線通信機器は、前記管理装置に接続され、それぞれがアクセスポイント装置として機能し、設置位置が固定されている。前記第２無線通信機器は、前記繊維機械の前記制御部にそれぞれ接続され、それぞれが中継器として機能し、設置位置が固定されている。複数の前記第１無線通信機器及び前記第２無線通信機器の少なくとも一方は、それぞれ、通信部と、検出部と、切断部と、を備える。前記通信部は、携帯端末と接続可能であり、接続された当該携帯端末と通信を行う。前記検出部は、接続中の前記携帯端末の電波強度を検出する。前記切断部は、前記検出部が検出した電波強度が閾値を下回った場合に、前記携帯端末との接続を切断する。

これにより、無線通信機器と携帯端末の通信状態が良好となるように維持できる。そのため、オペレータは携帯端末に表示された分析結果を遅滞なく取得して、当該分析結果に基づいて、繊維機械の稼動を最適化したり、問題箇所をメンテナンスしたりすることができる。以上により、繊維機械の操業性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係る無線通信システムの全体的な構成を示す概念図。 精紡機の全体的な構成を示す正面図。 自動ワインダの全体的な構成を示す正面図。 中継器、アクセスポイント装置、及び携帯端末の機能ブロック図。 従来例において携帯端末が移動した際の電波強度の変化を示す図。 電波強度が弱い携帯端末を切断する処理を示すフローチャート。 本実施形態においてアクセスポイント装置に接続中の携帯端末が移動した際に、このアクセスポイント装置から携帯端末が切断されて別のアクセスポイント装置に接続する流れを示す図。 本実施形態において中継器に接続中の携帯端末が移動した際に、この中継器装置から携帯端末が切断されて別の中継器に接続する流れを示す図。 変形例の無線通信システムについて説明する図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。初めに、図１を参照して、本実施形態の無線通信システム１００について説明する。図１は、本発明の無線通信システム（繊維機械操業支援システム）１００の全体的な構成を示す概念図である。

無線通信システム１００は、ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）等のネットワーク規格により、構築されている。具体的には、無線通信システム１００は、有線ＬＡＮ及び無線ＬＡＮを含んで構成されている。なお、ＬＡＮに加えて、例えば工場用のＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）が一部に含まれていてもよい。

無線通信システム１００は、例えば繊維工場１に配置された複数の繊維機械（産業機械）１１の情報を集約して管理するために用いられる。繊維機械１１の情報とは、繊維機械１１の稼動に伴って生じる複数種類の情報（稼動情報）である。更に具体的には、繊維機械１１の情報とは、１つの繊維機械１１を構成する複数種類の装置のそれぞれの状態を示す情報（即ち、複数種類の情報）である。また、繊維機械１１の情報とは、例えば、繊維機械１１に設置されたセンサが取得する情報である。また、無線通信システム１００は、インターネット２を介して、例えば外部サーバ３に接続されている。そのため、繊維工場１及び他の繊維工場の情報を外部サーバ３に集めて統計処理を行うこともできる。なお、無線通信システム１００は、インターネット等のＷＡＮ（ＷＩＤＥ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）に接続されていないクローズドネットワークであってもよい。

初めに、無線通信システム１００を構成する機器について簡単に説明する。繊維工場１には、無線ネットワークを構築する機器として、複数の中継器（第２無線通信機器）１２と、複数の携帯端末１３と、複数のアクセスポイント装置（第１無線通信機器）１４と、が配置されている。アクセスポイント装置１４は親機として機能し、中継器１２は子機（ステーション）として機能する。なお、本実施形態の無線ネットワークの一部を有線ネットワークに置換してもよい。例えば、一部の中継器１２をアクセスポイント装置１４又は後述の第１ネットワークハブ１５等に有線で接続してもよい。

複数の繊維機械１１にはそれぞれ中継器１２が接続されており、繊維機械１１と中継器１２は有線により通信可能である。また、中継器１２は、無線通信機能を有しており、中継器１２の周囲（通信可能範囲）に存在する機器と無線により接続可能である。従って、中継器１２は、産業機械としての繊維機械１１を無線ネットワークに接続する。これにより、上述の繊維機械１１の情報を無線で他機器へ送信させることができる。中継器１２には、基本的に携帯端末１３及びアクセスポイント装置１４が無線で接続される。なお、本実施形態の中継器１２は他の中継器１２とは通信しない設定であるが、中継器１２同士で互いに通信することもできる。複数のアクセスポイント装置１４は、無線通信機能に加え、有線通信機能をそれぞれ有する。また、アクセスポイント装置１４は、携帯端末１３と無線により直接接続されることもある。また、隣接する中継器１２は、通信可能範囲が重複するように設置されている。同様に、隣接するアクセスポイント装置１４は、通信可能範囲が重複するように設置されている。

繊維工場１には、有線ネットワークを構築する機器として、アクセスポイント装置１４と、第１ネットワークハブ１５と、内部サーバ１６と、第２ネットワークハブ１７と、管理装置１８と、が配置されている。なお、アクセスポイント装置１４の配置数は１又は複数である。その他の装置の配置数は、基本的には１以上であるが、省略することもできる。なお、本実施形態の有線ネットワークの少なくとも一部を無線ネットワークに置換してもよい。

複数のアクセスポイント装置１４は、第１ネットワークハブ１５を介して、有線により内部サーバ１６に接続されている。また、内部サーバ１６は、第２ネットワークハブ１７を介して、有線により管理装置１８及びインターネット２に接続されている。なお、管理装置１８は、繊維工場１の別の部屋（無線通信システム１００の無線通信範囲外）に設置されていてもよい。

次に、無線通信システム１００を構成する各装置の詳細について説明する。繊維機械１１は設置位置が固定されている。言い換えれば、繊維機械１１を移動させることは不可能ではないが、繊維機械１１を移動させずに作業を行うことが想定されている。以下、繊維機械１１の一例である、精紡機１１ａ及び自動ワインダ１１ｂについて、図２及び図３を参照して説明する。図２は、精紡機１１ａの全体的な構成を示す正面図である。図３は、自動ワインダ１１ｂの全体的な構成を示す正面図である。

図２に示す精紡機１１ａは、並設された複数の紡績ユニット８１と、糸継台車８２と、機台制御装置（制御部）８３と、を備える。

それぞれの紡績ユニット８１は、ドラフト装置８４と、空気紡績装置８５と、糸品質測定器８６と、糸貯留装置８７と、巻取装置８８と、を備える。ドラフト装置８４は、複数組のローラ対を有しており、当該ローラ対でスライバを引き延ばして繊維束にする。空気紡績装置８５は、旋回空気流を発生させるノズル機構を有しており、旋回空気流を繊維束に作用させて糸を生成する。糸品質測定器８６は、走行する糸の品質（例えば糸太さ又はその変化量等）を光学式センサ等で測定する。糸貯留装置８７は、外周面に糸を巻き付けて一時的に貯留する。糸を一時的に貯留することで、空気紡績装置８５における紡績速度と、巻取速度と、が何らかの理由により一致しない不具合を解消できる。巻取装置８８は、糸を綾振りしつつ、当該糸を巻取管に巻き取ってパッケージを形成する。

糸継台車８２は、紡績ユニット８１の並列方向に沿って走行可能である。ある紡績ユニット８１で糸が分断状態となった場合、糸継台車８２は、図略のレール上を走行して当該紡績ユニット８１まで走行して停止する。また、糸継台車８２は、捕捉装置と、糸継装置と、を備える。捕捉装置は、空気紡績装置８５から送出される糸と、パッケージの糸と、を吸引空気流等によってそれぞれ捕捉して糸継装置へ案内する。糸継装置は、案内された糸同士の糸継ぎを行う。

機台制御装置８３は、複数の紡績ユニット８１を集中的に管理する装置である。機台制御装置８３は、ＣＰＵ等の演算装置と、フラッシュメモリ又はハードディスク等の記憶装置と、通信機と、を備える。演算装置は、記憶装置に記憶されているプログラムを実行することで、複数の紡績ユニット８１及び糸継台車８２等を制御する。通信機は、それぞれの紡績ユニット８１及び中継器１２等と通信を行う。また、機台制御装置８３には、オペレータが操作を行う操作装置と、様々な情報を表示する表示装置と、が設けられている。

図３に示す自動ワインダ１１ｂは、並設された複数のワインダユニット９１と、玉揚装置９２と、機台制御装置（制御部）９３と、を備える。

それぞれのワインダユニット９１は、給糸部９４と、糸解舒補助装置９５と、テンション付与装置９６と、糸継装置９７と、糸品質測定器９８と、巻取部９９と、を備える。給糸部９４には、給糸ボビンが支持されている。糸解舒補助装置９５は、給糸ボビンから解舒される糸が遠心力によって振り回されて外側に膨らんだ部分（バルーン）に対して接触することで、糸が過度に振り回されることを抑制し、糸の解舒を一定のテンションで行うことができる。テンション付与装置９６は、走行する糸に所定のテンションを付与する。糸継装置９７には、給糸ボビンから解舒される糸と、パッケージの糸と、がそれぞれ案内される。糸継装置９７は、案内された糸同士の糸継ぎを行う。糸品質測定器９８は、走行する糸の品質（例えば糸太さ又はその変化量等）を光学式センサ等で測定する。巻取部９９は、糸を綾振りしつつ、当該糸を巻取管に巻き取ってパッケージを形成する。

玉揚装置９２は、ワインダユニット９１の並列方向に沿って走行可能である。あるワインダユニット９１においてパッケージが満巻となった場合、玉揚装置９２は、当該ワインダユニット９１まで走行して停止する。玉揚装置９２は、当該ワインダユニット９１の満巻のパッケージを取り外すとともに糸が巻かれていない新たな巻取管をワインダユニット９１に供給する。

機台制御装置９３は、制御対象が紡績ユニット８１ではなくワインダユニット９１である点以外は、基本的に機台制御装置８３と同じ構成である。

なお、上述した繊維機械１１は一例であり、精紡機１１ａ又は自動ワインダ１１ｂとは異なる構成の繊維機械１１に対しても無線通信システム１００を適用することができる。例えば、リング紡績機、オープンエンド紡績機、粗紡機、練条機、カード機、織機、及び編機等に対して無線通信システム１００を適用することができる。また、異なる種類の繊維機械１１（例えば精紡機１１ａと自動ワインダ１１ｂの両方）を、共通の無線通信システム１００で管理することもできる。

次に、図４を参照して、中継器１２及びアクセスポイント装置１４について説明する。図４は、中継器１２、アクセスポイント装置１４、及び携帯端末１３の機能ブロック図である。本実施形態の中継器１２及びアクセスポイント装置１４は、同じ構成の無線通信機器であり、中継器として動作する状態と、アクセスポイント装置として動作する状態と、を切替可能である。

この無線通信機器（中継器１２及びアクセスポイント装置１４）は、演算装置２１と、記憶装置２２と、通信機２３と、切替操作装置２４と、を備える。演算装置２１は、例えばＣＰＵであり、所定のプログラムを実行することで様々な処理を行う。記憶装置２２は、例えばフラッシュメモリ又はハードディスクであり、演算装置２１が実行するプログラム及びオペレータが設定した設定値等が記憶されている。通信機２３は、無線通信を行うためのアンテナ、及び、有線通信用のケーブルが接続されるコネクタ等である。切替操作装置２４は、ハードウェアスイッチ（ディップスイッチ）である。切替操作装置２４を操作することで、中継器１２として動作する状態と、アクセスポイント装置１４として動作する状態と、を切り替えることができる。

中継器１２（切替操作装置２４への操作により中継器１２として動作する無線通信機器）は、繊維機械１１に取り付けられている。本実施形態の中継器１２は、機台制御装置８３又は機台制御装置９３の上面に取り付けられているが、異なる位置に取り付けられていてもよい。繊維機械１１は設置位置が固定されているので、中継器１２も設置位置が固定されている。また、アクセスポイント装置１４は繊維工場１の壁又は天井等に取り付けられているため、アクセスポイント装置１４も設置位置が固定されている。従って、繊維機械１１、中継器１２、及びアクセスポイント装置１４のそれぞれの位置関係は変化しない。従って、例えば中継器１２とアクセスポイント装置１４の距離は変化しない。また、中継器１２同士の距離、アクセスポイント装置１４同士の距離についても変化しない。中継器１２は、繊維機械１１から取得した稼動情報をアクセスポイント装置１４及び内部サーバ１６等を介して管理装置１８へ送信する。中継器１２が管理装置１８へ送信する稼動情報は、例えば、ユニット毎の生産量、アラーム回数、アラームの発生箇所、及び糸品質の測定結果等である。なお、中継器１２及びアクセスポイント装置１４は、繊維機械１１及び壁等から取り外して移動させることもできる。

また、中継器１２又はアクセスポイント装置１４として動作する無線通信機器の演算装置２１は、プログラムを実行することにより、通信部３１、検出部３２、及び切断部３３として機能する。通信部３１は、主に通信機２３を制御することで、有線又は無線による通信を行う。検出部３２は、通信機２３が携帯端末１３から受信した電波の電波強度等に基づいて、携帯端末１３との通信状態を検出する。切断部３３は、検出部３２が検出した通信状態に基づいて、接続中の携帯端末１３を切断する処理を行う（詳細は後述）。

携帯端末１３は、繊維機械１１のオペレータが携帯して持ち歩く端末（例えば、スマートフォン、タブレット端末、ノートＰＣ、又はスマートウォッチ等のウェアラブルデバイス）である。従って、オペレータが移動することで、携帯端末１３の位置が変化する。携帯端末１３は、演算装置４１と、記憶装置４２と、通信機４３と、操作装置４４と、表示装置４５と、を備える。演算装置４１は、例えばＣＰＵであり、所定のプログラムを実行することで様々な処理を行う。記憶装置４２は、例えばフラッシュメモリであり、演算装置４１が実行するプログラム等が記憶されている。通信機４３は、無線通信を行うためのアンテナ等である。操作装置４４は、オペレータが操作を行うハードウェアキー又はタッチパネルである。表示装置４５は、オペレータの操作に応じて、例えば内部サーバ１６等から受信した情報を表示する。

複数の中継器１２及び複数のアクセスポイント装置１４は、共通のＢＳＳＩＤ（Ｂａｓｉｃ Ｓｅｒｖｉｃｅ Ｓｅｔ Ｉｎｄｅｎｔｉｆｉｅｒ）を有するとともに、それぞれ異なる周波数チャネルが設定されている。この構成により、携帯端末１３は、周波数チャネルを変更するだけで、接続先の中継器１２又はアクセスポイント装置１４を変更することができる。

内部サーバ１６は、繊維工場１に配置される繊維機械１１の稼動情報を集約し、携帯端末１３又は管理装置１８からの指示に応じた情報を、それぞれ管理装置１８又は携帯端末１３に送信する。内部サーバ１６が携帯端末１３へ送信する情報としては、例えば、稼動中の繊維機械１１及び各ユニットの情報、アラームが発生している繊維機械１１及びユニットを特定する情報、繊維機械１１に対して行う保全の内容及び実施時期、及び繊維機械１１の取扱説明書等である。内部サーバ１６が管理装置１８へ送信する情報（稼動情報）としては、例えば、所定期間での繊維機械１１の稼動状況（稼動時間、生産量等）を示す情報、糸品質を統計処理した結果を示す情報である。また、管理者が管理装置１８に所定の操作を行うことで、内部サーバ１６及びアクセスポイント装置１４等を介して、繊維機械１１の設定を個別又は一括に変更したり、繊維工場１のオペレータに指示を出したりすることもできる。また、管理者が管理装置１８に所定の操作を行うことで、管理装置１８は、稼動情報を分析して分析結果を携帯端末１３等に送信する。また、管理者は、管理装置１８を介して外部サーバ３に指示を送信することで、複数の繊維工場１の稼動情報の分析が外部サーバ３で行われる。管理装置１８は、複数の繊維工場１の分析結果を管理装置１８に表示又は携帯端末１３に送信する。また、複数の繊維工場１の分析結果と繊維工場１の実績を比較した情報を管理装置１８に表示又は携帯端末１３に送信することもできる。

次に、繊維工場１における無線通信環境について説明する。初めに、繊維工場１で生じ得る電波障害及びその対策について説明する。繊維工場１は、敷地が非常に大きい建屋であり、内部は風綿等の粉塵が多い環境となっている。なお、繊維工場１には、繊維機械１１を仕切る壁等が設けられることは少ないが、繊維機械１１自体が電波障害の原因となり得る。具体的には、繊維機械１１は金属製のフレーム及び筐体等を含んでいるため電波が透過しにくい。更に、繊維機械１１には隙間無く又は短い隙間で各ユニットが並べられているため、電波が繊維機械１１を回り込みにくいので、電波障害が発生し易い。また、繊維工場１には、同一の繊維機械１１内を移動する移動体、又は、異なる繊維機械１１間を移動する移動体等が配置されている。前者の移動体としては、例えば、上述した玉揚装置９２及び糸継台車８２に加え、ブロークリーナが該当する。ブロークリーナとは、ドラフト装置８４及び糸継装置９７等の風綿を吹き飛ばす装置である。ブロークリーナは、繊維機械１１よりも高さが高く、金属製の部材を含んでいるため、電波障害の原因となり易い。また、後者の移動体としては、例えばケンス（スライバを収容する容器）、及び、パッケージの搬送車がある。また、オペレータは、繊維工場１内を移動する。移動体又はオペレータは不規則に移動するため、移動体又はオペレータが電波障害となる場合は、通信不良が不定期に発生する。通信不良が発生した場合、オペレータが所持する携帯端末１３に必要な情報が表示されなかったり、繊維機械１１から内部サーバ１６等へ必要な情報が送信されなかったりする。この影響を緩和するために、例えば、電波障害を発生しにくくすること、又は、電波障害が発生しても通信不良から回復した後に安定した通信環境を即座に構築できること等が望まれている。

この電波障害を発生しにくくするために、例えばアクセスポイント装置１４は、繊維機械１１の高さより高い位置に設置されている。中継器１２は、繊維機械１１の上面に設置されている。アクセスポイント装置１４及び中継器１２の位置を高くすることで、繊維機械１１等によって電波が遮蔽されにくくなるので、通信可能距離を広くすることができる。また、アクセスポイント装置１４と中継器１２とを接続する直線上に障害物（特に金属製の障害物）が存在しないように、アクセスポイント装置１４及び中継器１２が設置されていることが更に好ましい。更に、中継器１２は、繊維機械１１のユニットの並列方向の端部（特にアクセスポイント装置１４に近い側の端部）に配置されている（図１）。以上により、繊維工場１で生じる電波障害を発生しにくくすることができる。なお、ここで挙げたアクセスポイント装置１４及び中継器１２の配置は一例であり、異なっていてもよい。また、アクセスポイント装置１４又は中継器１２と、携帯端末１３との間の通信環境を良好にすることによっても、電波障害を発生しにくくすることができる。

次に、繊維工場１で生じ得る電波干渉及びその対策について説明する。例えば繊維工場１内に他の無線機器が設置されている場合、電波干渉が生じる可能性がある。また、中継器１２等が配置されない別の繊維機械１１が繊維工場１に設置されている場合、この繊維機械１１が送信する電波の周波数帯及びチャネル等（即ち、繊維機械１１自身が備える無線回路から送信される電波）によっては、アクセスポイント装置１４及び中継器１２等に電波干渉が生じる可能性がある。また、同じ無線通信システム１００を構成する機器同士であっても、使用可能なチャネルには限りがあるため、電波干渉が生じる可能性がある。

この電波干渉を緩和するために、アクセスポイント装置１４及び中継器１２は、送信タイミングができる限り重ならないように電波を送信してもよい。例えば、アクセスポイント装置１４及び中継器１２毎にそれぞれ異なる期間が指定されており、アクセスポイント装置１４及び中継器１２は該当する期間においてのみ電波を送信する。これにより、電波干渉を緩和できる。また、アクセスポイント装置１４及び中継器１２は、通信速度が遅い場合に通信に用いるチャネルを変更することもできる。チャネルの変更は、装置側で行ってもよいし、オペレータ側で行ってもよい。装置側で行う場合、例えば通信速度が所定以下となったこと等を条件として、自動的にチャネルを変更する。また、オペレータ側で行う場合、例えば通信速度を測定するためのアプリケーションの検出結果等に基づいてチャネルの変更が必要と判断したときに、オペレータは、アクセスポイント装置１４又は中継器１２にログインを行って、チャネルの設定を変更する。

次に、繊維工場１で生じ得る電源断に伴う通信切れについて説明する。例えば中継器１２の電力が繊維機械１１から供給されている場合、繊維機械１１のメンテナンス、設定変更、装置変更等によって、繊維機械１１からの電力供給が不定期に停止することがある。また、地域及び環境によっては、停電（瞬時停電及び瞬時電圧低下を含む）が不定期に発生することもある。電源断が生じた場合、通信切れが生じる。通信切れが発生した場合、例えば繊維機械１１のエネルギー（電力、空気）の消費情報及び繊維機械１１の予知保全に必要な情報が内部サーバ１６等へ送信されなくなる。その結果、繊維機械１１の生産性及び生産品質に影響を及ぼす可能性がある。特に、繊維機械１１の台数（即ち、中継器１２等の台数）が多い場合は、通信切れ中に蓄積される情報が多くなる。この影響を緩和するために、通信切れから回復した後に安定した通信環境を即座に構築できることが望まれている。

次に、図５から図８を参照して、携帯端末１３の移動に伴って、携帯端末１３と中継器１２又はアクセスポイント装置１４との通信状態が悪化すること、及び、それを解決するために携帯端末１３を切断する処理について説明する。また、複数のアクセスポイント装置１４を区別してＡＰｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）と記載し、複数の中継器１２を区別してＲＰｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）と記載することがある。

初めに、図５を参照して、従来の無線通信システムにおいて、携帯端末がオペレータとともに移動した場合の通信状態の変化について説明する。図５では、携帯端末の接続先のアクセスポイント装置又は中継器とその電波強度を記号で示している。例えば図５の上側の図では、携帯端末はアクセスポイント装置ＡＰ１に接続されており、アクセスポイント装置ＡＰ１からの電波の電波強度は５段階中の５である。

次に、図５の下側の図に示すように、オペレータとともに携帯端末が移動し、アクセスポイント装置ＡＰ１から離れた状況を考える。この状況では、アクセスポイント装置ＡＰ１までの距離が遠くなるため、アクセスポイント装置ＡＰ１の電波強度が弱くなる（言い換えれば、アクセスポイント装置ＡＰ１から見た携帯端末１３の電波強度が弱くなる）。しかし、携帯端末とアクセスポイント装置ＡＰ１との通信は可能であるため、携帯端末は他のアクセスポイント装置に接続する処理を行わない。従って、通信速度が低い又は不安定な状況が継続することとなる。

また、携帯端末がアクセスポイント装置ではなく、中継器に接続する場合であっても同様の状況が発生する。

これに対し、本実施形態の中継器１２又はアクセスポイント装置１４は、図６に示すフローチャートの処理を行って、通信状態が良好でない（電波強度が弱い）携帯端末１３との接続を切断する。また、接続が切断された携帯端末１３は再接続先を探索する。ここで、無線機能を有する機器は、一般的な機能として、接続先の探索時において電波強度が強い機器を選択して接続するという機能を有する。本実施形態の携帯端末１３もこの機能を有している。従って、携帯端末１３は、電波強度が強い中継器１２又はアクセスポイント装置１４に接続する。その結果、携帯端末１３の通信状態を改善できる可能性がある。なお、以下では、説明を単純にするために、携帯端末１３との接続を切断する処理をアクセスポイント装置１４が行う状況を説明するが、同じ処理を中継器１２が行うこともできる。

初めに、アクセスポイント装置１４の検出部３２は、接続中の機器の電波強度を検出する（Ｓ１０１、検出工程）。接続中の機器とは、中継器１２及び携帯端末１３である。また、ステップＳ１０１の処理は、所定秒に１回の頻度で行われる。

次に、アクセスポイント装置１４は、携帯端末１３の電波強度が所定回連続して閾値を下回るか否かを判定する（Ｓ１０２、電波強度条件）。この閾値は、携帯端末１３との接続を切断するか否かを決定するための閾値である。本実施形態の閾値は電波強度が３であるため、電波強度が３を下回るか否か（即ち、電波強度が１又は２であるか３以上であるか）を判定する。なお、電波強度は測定誤差及び干渉等により上下するため、所定回連続して閾値を下回るという条件を設けることで、通信状態が本当に悪い場合にのみ携帯端末１３を切断することができる。

また、ステップＳ１０１において、携帯端末１３の電波強度を連続的に検出してもよい。この場合、アクセスポイント装置１４は、ステップＳ１０２において、携帯端末１３の電波強度が所定時間連続して閾値を下回ったときに電波強度条件を満たすと判定する。

アクセスポイント装置１４は、電波強度条件を満たすと判定した機器が携帯端末１３であるか否かを判定する（Ｓ１０３、切断対象条件）。即ち、アクセスポイント装置１４には、携帯端末１３だけでなく中継器１２が接続されているため、中継器１２が電波強度条件を満たす可能性もある。ここで、中継器１２とアクセスポイント装置１４は、設定位置が固定されているので基本的には通信状態が変化しにくく、更に、仮に中継器１２を切断しても中継器１２には通信状態が良好な別の接続先が存在するとも限らない。従って、中継器１２との接続は切断しないことが好ましい。一方で、上述したように通信状態が悪い携帯端末１３との接続は切断することが好ましい。更に、基本的に繊維工場１では、オペレータが存在し得る範囲が全て通信可能範囲となるように、中継器１２又はアクセスポイント装置１４が配置される。その際、ある程度の通信品質を確保するために、上述のように隣接する中継器１２又はアクセスポイント装置１４の通信可能範囲を十分に重複させる。以上により、携帯端末１３との接続を切断した場合であっても、この携帯端末１３は別の中継器１２又はアクセスポイント装置１４に接続される可能性が高い。この点においても、通信状態が悪い携帯端末１３を切断することが好ましい。

また、アクセスポイント装置１４は、接続される機器が携帯端末１３であるかアクセスポイント装置１４であるかを判定するために、ＭＡＣアドレスを用いる。詳細には、中継器１２及びアクセスポイント装置１４は、無線通信システム１００の構築時及び更新時等において、同じシステムを構築する機器を把握するために、他の中継器１２又はアクセスポイント装置１４のＭＡＣアドレスを記憶装置２２に記憶する。従って、アクセスポイント装置１４は、電波強度条件を満たす機器のＭＡＣアドレスが、記憶装置２２に記憶されているＭＡＣアドレスに含まれていない場合、当該機器が携帯端末１３であると判定する。一方、アクセスポイント装置１４は、電波強度条件を満たす機器のＭＡＣアドレスが、記憶装置２２に記憶されているＭＡＣアドレスに含まれている場合、当該機器が携帯端末１３でない（即ち中継器１２である）と判定する。

アクセスポイント装置１４の切断部３３は、電波強度条件と切断対象条件を満たした場合、アラームを発生させるとともに（Ｓ１０４）、これらの条件を満たした携帯端末１３との接続を当該アクセスポイント装置１４側から切断する（Ｓ１０５、切断工程）。なお、具体的なアラームの発生態様としては、例えばアクセスポイント装置１４が有するランプを点滅させたり、アラーム音を発生させたりすることが挙げられる。また、アラームの発生に伴い、異常が発生が発生したことがログに記録される。なお、アラームを省略してもよい。

一方、アクセスポイント装置１４は、電波強度を満たし切断対象条件を満たさない機器（即ち中継器１２）に対しては、当該中継器１２との接続を維持する（Ｓ１０６）。また、図６に示す処理は全てのアクセスポイント装置１４で繰返し実行されるため、再びオペレータが移動して切断条件と切替対象条件の両方を満たすようになった場合、現在接続中のアクセスポイント装置１４によって、携帯端末１３の接続が切断される。

このように、本実施形態のアクセスポイント装置１４は、電波強度が弱い携帯端末１３との接続を自動的に切断するため、この携帯端末１３の近くに別の中継器１２又はアクセスポイント装置１４が存在する場合は、携帯端末１３の通信状態を改善できる。以下、図５と同じ状況が発生したときに本実施形態のアクセスポイント装置１４が行う処理について、図７を参照して説明する。

図７の上側の図は、図５と同じである。その後、図７の中央の図に示すように、オペレータとともに携帯端末１３が移動した場合、アクセスポイント装置ＡＰ１が受信する携帯端末１３の電波強度は５段階中の２となるため、切断条件及び切替対象条件を満たすこととなる。従って、アクセスポイント装置ＡＰ１は携帯端末１３を切断する。その後、図７の下側の図に示すように、携帯端末１３は電波強度が強いアクセスポイント装置ＡＰ２に接続する。これにより、携帯端末１３の通信状態が改善される。なお、図７の下側の図の状況において、携帯端末１３は、中継器１２に接続する可能性もある。

ここで、例えば所定のアプリケーションを携帯端末１３にインストールすることで、アクセスポイント装置１４が携帯端末１３の再接続先を具体的に指定することが可能となる。しかし、この場合は、全ての携帯端末１３に所定のアプリケーションをインストールする手間が生じ、更に携帯端末１３を追加する毎に所定のアプリケーションのインストールが必要となる。更に、携帯端末１３のＯＳのバージョンによっては、この所定のアプリケーションがインストールできない又はインストールしても正常に動作しない可能性がある。なお、内部サーバ１６からの情報を携帯端末１３に表示する機能は、あらゆる携帯端末１３にプリインストールされているブラウザにより実現されるため、別途アプリケーションをインストールする必要はない。従って、導入の手間を軽減しつつ確実に携帯端末１３を自動的に切断するためには、本実施形態のようにアクセスポイント装置１４が携帯端末１３を切断する方法が優れている。

上述したように、図６に示す処理は、アクセスポイント装置１４だけでなく中継器１２によっても行われる。以下、図６に示す処理を中継器１２が行う例について図８を参照して簡単に説明する。

図８の上側の図では、携帯端末１３は中継器ＲＰ５に接続されており、電波強度は５段階中の５である。その後、図８の中央の図に示すように、オペレータとともに携帯端末１３が移動し、中継器ＲＰ５の電波強度が５段階中の２まで低下した状況を考える。この場合、切断条件及び切替対象条件を満たすため、中継器ＲＰ５は、携帯端末１３を切断する。その後、携帯端末１３は、電波強度が強い他の中継器ＲＰ３に接続する。これにより、携帯端末１３の通信状態が改善される。なお、図８の下側の図の状況において、携帯端末１３は、アクセスポイント装置１４に接続する可能性もある。

また、携帯端末１３との接続を自動的に切断する機能は有効及び無効を切り替える設定を行うことができる。また、この設定は、全ての中継器１２及びアクセスポイント装置１４に対して一括して行うことも可能であるし、あるいは、オペレータが選択した中継器１２又はアクセスポイント装置１４のみに対して行うことも可能である。

次に、上記実施形態の変形例を説明する。なお、本変形例の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。

上記実施形態では、全ての中継器１２がアクセスポイント装置１４に直接接続されていたのに対し、本変形例の一部の中継器１２は、他の中継器１２を経由して、アクセスポイント装置１４に接続される。また、アクセスポイント装置１４に接続するまでに経由する中継器１２の数をホッピング数（ＨＯＰ）と称する。図９に示す中継器ＲＰ１，ＲＰ２はアクセスポイント装置１４に直接接続されている（ＨＯＰ＝１）。中継器ＲＰ３，ＲＰ４は、中継器ＲＰ１，ＲＰ２を介して、アクセスポイント装置１４に接続されている（ＨＯＰ＝２）。また、更に別の中継器ＲＰ５，ＲＰ６は、中継器ＲＰ１，ＲＰ２と、中継器ＲＰ３，ＲＰ４と、の両方を介して、アクセスポイント装置１４に接続されている（ＨＯＰ＝３）。本変形例では、中継器１２とアクセスポイント装置１４の距離が遠い場合であっても、これらの中継器１２とアクセスポイント装置１４で通信を行うことができる。また、携帯端末１３は、ホッピング数に関係なく任意の中継器１２に接続可能である。

以上に説明したように、中継器１２又はアクセスポイント装置１４は、設置位置が固定されており、通信部３１と、検出部３２と、切断部３３と、を備える。通信部３１は、アクセスポイント装置１４に接続される中継器１２として通信を行うか、中継器１２に接続されるアクセスポイント装置１４として通信を行う。中継器１２及びアクセスポイント装置１４は、携帯端末１３と接続可能であり、接続された当該携帯端末１３と通信を行う。検出部３２は、接続中の携帯端末１３の電波強度を検出する（検出工程）。切断部３３は、検出部３２が検出した電波強度が閾値を下回った場合に、携帯端末１３との接続を切断する（切断工程）。このようにして、中継器１２又はアクセスポイント装置１４によって本実施形態の無線通信方法が行われる。

これにより、通信状態が良好でない携帯端末１３を中継器１２又はアクセスポイント装置１４が切断することで、携帯端末１３に、通信状態が良好な別の中継器１２又はアクセスポイント装置１４との接続を促すことができる。また、携帯端末１３を切断するだけであれば、携帯端末１３の動作を制御する必要がないため、中継器１２又はアクセスポイント装置１４と携帯端末１３との接続を管理・変更するためのアプリケーションが不要となり、様々な携帯端末１３に簡単に適用できる。

また、上記実施形態の中継器１２又はアクセスポイント装置１４において、切断部３３は、接続中の中継器１２と携帯端末１３とを区別可能であり、中継器１２と携帯端末１３のうち携帯端末１３のみを自動的に切断する。

これにより、中継器１２又はアクセスポイント装置１４と、中継器１２と、は基本的には通信状態が変化しにくく、更に、中継器１２には通信状態が良好な別の接続先が存在するとも限らない。従って、中継器１２に対しては自動切断を行わない。一方で、中継器１２又はアクセスポイント装置１４と、携帯端末１３と、は携帯端末１３の移動に伴って通信状態が頻繁に悪化する可能性がある。従って、携帯端末１３に対しては自動切断を行う。

また、上記実施形態の中継器１２又はアクセスポイント装置１４は、中継器１２のＭＡＣアドレスを記憶する記憶装置２２を備える。切断部３３は、接続中の中継器１２又は携帯端末１３のＭＡＣアドレスと、記憶装置２２が記憶した中継器１２のＭＡＣアドレスと、を比較することで、中継器１２と携帯端末１３とを区別する。

これにより、簡単な処理で中継器１２と携帯端末１３を区別できる。

また、上記実施形態の中継器１２又はアクセスポイント装置１４において、所定回連続して行った計測の全てで携帯端末１３の電波強度が閾値を下回るか、又は、所定時間連続して携帯端末１３の電波強度が閾値を下回った場合に携帯端末１３との接続を切断する。

これにより、電波強度が何らかの原因で一時的に低下して即座に良好な状態に戻った場合には携帯端末１３が切断されないため、不要な切断を抑制できる。

また、上記実施形態の中継器１２は、設置位置が固定された繊維機械１１と有線で接続される。通信部３１は、繊維機械１１とアクセスポイント装置１４との接続を中継することで、中継器１２として通信を行う。

これにより、中継器１２は、繊維機械１１とアクセスポイント装置１４の接続を中継するだけでなく、携帯端末１３とアクセスポイント装置１４の接続も中継できる。また、繊維機械１１の稼動に伴って取得された情報を集約して管理できる。

以上に本発明の好適な実施の形態及び変形例を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、携帯端末１３の切断を実行するタイミングは特に規定していないが、例えば、携帯端末１３と、中継器１２又はアクセスポイント装置１４と、の間における単位時間あたりの通信量を計測し、当該単位時間あたりの通信量が小さくなったタイミングで携帯端末１３の切断を実行してもよい。また、緊急性が高い情報を通信している場合、又は、携帯端末１３からの操作に基づく情報を通信している場合は、当該通信が完了した後に携帯端末１３を切断してもよい。これにより、緊急性が高い情報を遅延なく送信したり、オペレータ又は管理者の待ち時間を減らすことができる。

上記実施形態では、繊維工場１に無線通信システム１００を適用する例を説明したが、他の工場に無線通信システム１００を適用することもできる。その場合、中継器１２は、繊維機械１１に代えて、他の工場で用いる産業機械をネットワークに接続することとなる。また、無線通信システム１００は、工場以外、例えばオフィス又は商業施設等にも適用することができる。

１ 繊維工場
１１ 繊維機械（産業機械）
１２ 中継器（無線通信機器、第２無線通信機器）
１３ 携帯端末
１４ アクセスポイント装置（無線通信機器、第１無線通信機器）
３１ 通信部
３２ 検出部
３３ 変更部
１００ 無線通信システム（繊維機械操業支援システム）

Claims (8)

1. 設置位置が固定されている無線通信機器において、
   アクセスポイント装置に接続される中継器として通信を行うか、中継器に接続されるアクセスポイント装置として通信を行い、携帯端末と接続可能であり、接続された当該携帯端末と通信を行う通信部と、
   接続中の前記携帯端末の電波強度を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した電波強度が閾値を下回った場合に、前記携帯端末との接続を切断する切断部と、
   を備えることを特徴とする無線通信機器。
2. 請求項１に記載の無線通信機器であって、
   前記切断部は、接続中の前記中継器と前記携帯端末とを区別可能であり、前記中継器と前記携帯端末のうち前記携帯端末のみを自動的に切断することを特徴とする無線通信機器。
3. 請求項２に記載の無線通信機器であって、
   前記中継器のＭＡＣアドレスを記憶する記憶装置を備え、
   前記切断部は、接続中の前記中継器又は前記携帯端末のＭＡＣアドレスと、前記記憶装置が記憶した前記中継器のＭＡＣアドレスと、を比較することで、前記中継器と前記携帯端末とを区別することを特徴とする無線通信機器。
4. 請求項１から３までの何れか一項に記載の無線通信機器であって、
   所定回連続して行った計測の全てで前記携帯端末の電波強度が閾値を下回るか、又は、所定時間連続して前記携帯端末の電波強度が閾値を下回った場合に前記携帯端末との接続を切断することを特徴とする無線通信機器。
5. 請求項１から４までの何れか一項に記載の無線通信機器であって、
   設置位置が固定された産業機械と有線で接続され、
   前記通信部は、前記産業機械と前記アクセスポイント装置との接続を中継することで、前記中継器として通信を行うことを特徴とする無線通信機器。
6. 請求項５に記載の無線通信機器であって、
   前記産業機械が繊維機械であり、
   前記通信部は、前記繊維機械の稼動に伴って取得された情報を前記アクセスポイント装置へ送信することを特徴とする無線通信機器。
7. 設置位置が固定されているアクセスポイント装置と、当該アクセスポイント装置に接続されるとともに設置位置が固定されている中継器と、前記アクセスポイント装置及び前記中継器の少なくとも何れかに接続される携帯端末と、で通信を行う無線通信方法において、
   前記アクセスポイント装置又は前記中継器に接続中の前記携帯端末の電波強度を前記アクセスポイント装置又は前記中継器が検出する検出工程と、
   前記検出工程で検出した電波強度が閾値を下回った場合に、前記アクセスポイント装置又は前記中継器が前記携帯端末との接続を切断する切断工程と、
   を含むことを特徴とする無線通信方法。
8. 複数の繊維機械と、複数の前記繊維機械の稼動に関する稼動情報を分析する管理装置と、を備え、前記繊維機械のそれぞれの制御部から前記管理装置に向けて前記稼動情報が送信されるともに、前記管理装置で分析された結果が携帯端末に送信される繊維機械操業支援システムにおいて、
   前記管理装置に接続され、それぞれがアクセスポイント装置として機能する、設置位置が固定された複数の第１無線通信機器と、
   前記繊維機械の前記制御部にそれぞれ接続され、それぞれが中継器として機能する、設置位置が固定された複数の第２無線通信機器と、
   を備え、
   複数の前記第１無線通信機器及び前記第２無線通信機器の少なくとも一方は、それぞれ、
   携帯端末と接続可能であり、接続された当該携帯端末と通信を行う通信部と、
   接続中の前記携帯端末の電波強度を検出する検出部と、
   前記検出部が検出した電波強度が閾値を下回った場合に、前記携帯端末との接続を切断する切断部と、
   を備えることを特徴とする繊維機械操業支援システム。

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