JP3594876B2 - 無線網と端末装置とに接続される遠隔監視制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ量に応じて課金を行う無線網と、無手順でデータをシリアル回線を介して送受する端末装置とに接続される遠隔監視制御装置に関し、特に無手順でデータを送受する端末装置と無線網との制御を行って親局との通信をスムーズに行わせる遠隔監視制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年は、インターネットを用いて端末と親局とが通信を行うような方式が構築されている。
【０００３】
このインターネットは、商用インターネット、学術関連インターネット、ＰＣーＶＡＮ、ＮＩＦＴＹーＳｅｒｖｅ等のパソコン通信ネットワークが相互接続したグローバルネットワークであり、それぞれ独自の通信プロトコルである。
【０００４】
また、無手順でデータを送出する既存の装置（例えばポンプ制御装置等）にコンピュータを取り込んだ端末を構築し、この端末とインターネット、ＬＡＮ等のネットワークを介して親局と通信を行うシステムにされる場合もある。
【０００５】
つまり、このようなシステムにおいても有線を用いたコンピュータ間通信であるから独自の通信プロトコルを使用している。
【０００６】
このため、多種のシステムとスムーズに通信を行うために、プロトコル変換装置をネットワークと端末に設けていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年はＰＨＳ、携帯電話等の無線網（ＤｏＰａ網）を用いたネットワークシステムが注目されてきている。
【０００８】
これは、データ量に応じた従量制課金であるから時間や距離を気にしないでつなぎっぱなしで通信ができることや、無線網であっても高速データ伝送が可能になったことによる。
【０００９】
しかしながら、上記のようなプロトコル変換装置は、互いに互換性のない通信プロトコルを有する端末と親局とが有線で接続された場合において、端末と親局とがスムーズに通信を行うためのプロトコル変換を行うものであるからネットワークが無線網になると、使用できないという課題があった。
【００１０】
また、無線網に接続された親局、端末は独自の通信プロトコルを有するものであるから、ネットワークを無線網にしても変換器を個別に備えなければならないという課題があった。
【００１１】
さらに、一般には親局は親局としての機能のみであり、子局は子局の機能のみである。
【００１２】
しかし、親局は、構築されたシステムのさまざまな子局と通信を行わなければならないので、親局側が過負荷状態になるという課題があった。
【００１３】
また、端末側が様々な制御装置、センサー等に接続されている場合は、これらの制御装置、センサの状況を監視して所定の制御を行わなければならないが、この制御の都度、親局にデータを送っていたのでは端末が過負荷状態になるという課題があった。
【００１４】
特に、小規模下水道の効率的な整備のため、下水の圧送装置として用いられるマンホールポンプ設備においては、近年は、図８に示すように、マンホール施設でのポンプセンサーからのシリアルデータを制御盤で受信し、これを公衆網を介して中央監視装置に送り、この中央監視装置からの公衆網を介して制御データをマンホール施設のポンプ等に送る。
【００１５】
このようなシステムにおいては、制御盤に有線のネットワークを介して中央監視装置との通信ができるようなコンピュータが取り付けられる。つまり、シリアルデータでマンホール施設を制御する従来の設備を使って、故障発生時刻、内容、データの保存、流量の管理等のデータを中央監視装置に送っている。
【００１６】
このような、システムにおいても通信プロトコルは制御盤を配置したＡ社の仕様の通信プロトコルとなっていた。また、プロトコル変換装置を用いたとしても、そのプロトコル変換装置は有線対応であるから、Ｄｏｐａ網のような無線網には使用できないという課題があった。
【００１７】
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、広域無線網を利用するシステムであっても、特別な設備等を必要とせずに容易に、端末及び親局の負荷を低減できる遠隔制御装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、データ量に応じて課金を行う無線網と、無手順でデータをシリアル回線を介して送受する端末装置と、親局とからなるネットワークに携帯電話機を用いて回線を接続する遠隔監視制御装置である。
【００１９】
前記遠隔監視制御装置は、前記携帯電話機と前記端末装置との間に設けられてなる。この遠隔監視制御装置は、前記端末装置から送るデータがあるか又は前記親局からの回線接続要求があるかどうかを監視する手段と、前記送るデータがあるときは、ＡＴコマンドのプロトコルで前記携帯電話機と回線を結んだ後に、ｐｐｐプロトコルで前記無線網を介して前記親局と回線を接続する手段と、前記親局と回線を結んだ後に、前記親局に対して同期セグメントの要求を行ってＴＣＰコネクションの確立を行うクライアントモードとなり、前記端末装置からのデータをＴＣＰ／ＩＰプロトコルのパケット形式で送信する手段と、前記ＴＣＰコネクションの確立後に、前記親局からＴＣＰ／ＩＰプロトコルのパケット形式のデータを受信すると、このデータをバイト単位に分割し、該バイト単位のデータを無手順で前記端末装置に送出する手段と、当該装置側から前記携帯電話機、無線網、親局と回線を接続しているとき、前記端末装置から前記親局へ送るデータが所定時間経過しても存在しないときは、前記ＴＣＰコネクションを切断する手段と、
前記ＴＣＰコネクションの切断後に直ちに、当該装置を前記同期セグメントの受信待ち状態となるサーバモードとなって、前記ＴＣＰコネクションを再度確立する手段とを備えたことを要旨とする。
【００２１】
さらに、前記端末装置は、ポンプユニットの各センサからのデータ又は前記親局からのデータを受信して前記ポンプユニットの各バルブを制御するポンプ監視盤であることを要旨とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態における端末は、マンホール施設のポンプ制御盤、プリンタ、監視カメラ、ハンディーターミナル等のシリアル回線で無手順でデータを送受するものである。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る遠隔監視制御装置の概略構成図である。
【００２４】
この遠隔監視制御装置１は、無線網２（Ｄｏｐａ網）に回線を接続する携帯電話機３と、無手順でデータを送受する端末４とに接続され、センタ５に対してデータを送信するときは、無線網２への発呼、着信機能を持たせてクライアント機となってデータを送信し、センタ５からのデータを受信したときは、サーバとなってそのデータを端末４に無手順で送信する。
【００２５】
センター５は無線網２に接続されたルータ６にＬＡＮ７を介して接続されている。
【００２６】
前述の端末４は、ＲＳ２３２Ｃで遠隔監視制御装置１に接続されたものであり、イントラネット環境に接続するための通信プロトコルを持たないポンプ制御盤、プリンタ、監視カメラ、ハンディターミナル又はセンサ等である。
【００２７】
遠隔監視制御装置１は、図１に示すように、端末４からの無手順のデータを波形整形してこれを受信バッファ１１に順次記憶するデータ受信処理部１０と、受信バッファ１１に記憶された複数の無手順のデータを所定個のデータを分割してこれを後述するＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０に送出するデータ分割処理部１２と、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０からのデータを復元して送信バッファ１４に記憶するデータ送信処理部１３と、送信バッファ１４にデータが送出される毎に、これを１バイト毎に分割する無手順変換部１５と、送信バッファ１４の１バイトのデータを端末４に送出するデータ送信処理部１６とを備えている。
【００２８】
ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０は、通信の開始から終了間での通信路の信頼性を保持してデータの正常な制御及びコネクションオリエンティドな仮想通信路を設定して上位層のユーザに全二重／双方向のストリームサービス（単なるビット列と考えてバイト単位にそのまま送ること）を行うＴＣＰ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｏｒｏｌ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と、ネットワーク内及びネットワーク間のデータパケットの送受を制御（ＩＰアドレス、ＩＰデータの分解及び組み立て、データが相手へ到達するまでの通信路の制御）するＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とを備えている。
【００２９】
また、クライアントモード処理部１７と、サーバモード処理部１８と、クライアント／サーバ選択処理部１９とを備えている。
【００３０】
このクライアント／サーバ選択処理部１９は、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０を監視し、サーバ側にデータを送るときは、クライアントモード処理部１７を起動する。
【００３１】
また、クライアント／サーバ選択処理部１９は、端末側に送るデータがあるときは、サーバモード処理部１８を起動する。
【００３２】
クライアントモード処理部１７は、クライアント／サーバ選択処理部１９によって選択されると、同期セグメントを送信し、受信側からこの同期セグメントの確認応答を受けた後に、ＴＣＰコネクションの確立として接続するべきＩＰアドレスのサーバにログインする。
【００３３】
サーバモード処理部１８は、クライアント／サーバ選択処理部１９によって選択されると、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０をＴＣＰセッション要求待ち状態にする。そして、ＴＣＰセッション要求があると、確認応答を返させて、データを受信し、その受信データに応じた処理結果のデータを端末側に送出する。
【００３４】
ＡＴコマンド接続処理部２２は、ＡＴコマンドのプロトコルで携帯電話機３、無線網２と回線を結ぶ。
【００３５】
ｐｐｐ接続処理部２３（ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、無線網２との回線確立を行う。
【００３６】
このＡＴコマンド接続処理部２２、ｐｐｐ接続処理部２３を総称して回線接続処理部２５と称する。また、この回線接続処理部２５は、一定時間毎にＡＴコマンド接続処理部２２、ｐｐｐ接続処理部２３を起動させてセンタ側と回線を結ばせる処理を備えている。
【００３７】
無手順変換処理部１５は、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０からのデータ（本実施の形態ではＴＣＰデータと称する）からＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダ、ｐｐｐフレームを抜き取り、１バイト毎に分割して送信バッファ１４に記憶する。
【００３８】
上記のように構成された遠隔監視制御装置の動作を図２のシーケンス図を用いて以下に説明する。
【００３９】
遠隔制御装置１（単に本装置ともいう）の回線接続処理部２５は、一定時間毎にＡＴコマンド接続処理部２２を起動させて、このＡＴコマンド接続処理部２２にセンターの電話番号を設定する。
【００４０】
ＡＴコマンド接続処理部２２は、設定された電話番号で携帯電話機３を用いてダイヤル発呼させ（ｄ１）、無線網２を介してセンター５と回線接続を行わせる（ｄ２）。そして、携帯電話機３から応答コード（ＣＤコード）が送出されると（ｄ３）、無線網２との回線接続と判定する。次に、ＰＰＰ接続処理部２３を起動させて、無線網２とｐｐｐリンク確立を行う（ｄ４）。
【００４１】
そして、端末４であるポンプ制御盤からの無手順のデータがデータ受信処理部１０、受信バッファ１１、データ分割処理部１２を介してＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０に送られてくると（ｄ５）、クライアント／サーバ切換処理部１９はクライアントモード処理部１７を起動させる。
【００４２】
次に、クライアントモード処理部１７は、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０を用いてセンター５側に、ＴＣＰコネクションの要求を行わせてコネクション確立を行う（ｄ６）。つまり、本装置がクライアント機となる。
【００４３】
そして、端末４からの無手順のデータを受信する毎に、そのデータをＴＣＰ／ＩＰで送る（ｄ７）。このとき、受信バッファ１１の無手順のデータが蓄積され、これらのデータが所定個単位に分割されてＩＰアドレスが付加されて送信される。
【００４４】
前述のデータの送信処理（ｄ７）を図３及び図４を用いて以下に詳細に説明する。
【００４５】
例えば、図３に示すように、端末からの無手順のデータがＡ／Ｄ変換器（図示せず）でデジタル変換され、この無手順のデータを受信処理部１０が受信バッファ１１に順次記憶する（Ｓ２０）。
【００４６】
すなわち、図４に示すように受信バッファ１０には無手順の１バイトのデータが順次記憶される。
【００４７】
次に、回線接続処理部２５がｐｐｐリンクが確立しているかどうかの判定を行い（Ｓ３０）、確立されていなければ回線接続処理部２５がＡＴコマンド処理、ｐｐｐ接続処理を用いて自動的に携帯電話機３、無線網２、センター５との回線接続を確立し（Ｓ４０）、その後にクライアントモードとなって（クライアントモード処理部の起動）、上記説明のようにＴＣＰコネクション確立を行う（Ｓ５０）。
【００４８】
また、ステップＳ３０において、ｐｐｐリンクが確立していると判定したときは処理を直ちにステップＳ５０に移してＴＣＰコネクション確立を行う。
【００４９】
そして、ＲＯＭ（図示せず）から予め設定されているサーバのＩＰアドレスを読み出す（Ｓ６０）。
【００５０】
次に、データ分割処理部１２は、受信バッファ１０に記憶された複数の無手順のデータを図４の（ｂ）に示すように、所定個を一組として分割する（Ｓ７０）。 図４の（ｂ）においては、８個の無手順のデータを１組としている。
【００５１】
そして、図４の（ｃ）に示すように、読み込んだＩＰアドレスに基づくＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダを所定個の無手順データに付加したパケットを生成し（Ｓ８０）、これをモービルアーク、無線網２を介してセンター５に送信する（Ｓ９０）。
【００５２】
また、本装置１がクライアント機となっているときに、センター５側から無線網２、携帯電話機３を介してＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０がＴＣＰデータを受信すると（ｄ８）、このデータは、無手順処理部１５によって、ＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダ、ｐｐｐフレームが取り除かれて、１バイト単位にされて送信バッファ１４、データ送信処理部１６を介して端末４に送られる。
【００５３】
例えば、図５の（ａ）に示すように、無線網２、携帯電話機３を介してセンター５側からＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダが付加されたＴＣＰデータを受信すると、データ復元処理部が図５の（ｂ）に示すようにＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダを抜き取って復元し、図５の（ｃ）に示すようにこれを送信バッファ１４に記憶する。
【００５４】
無手順変換部１５は、送信バッファ１４に記憶された複数のデータを、図５の（ｄ）に示すように１バイト毎に取り出して端末側に無手順のデータとして送出する。
【００５５】
そして、端末４からデータが一定期間送信されないと、自動的に回線接続処理部２５の切断監視タイマー（図示せず）が働き、センター５とのＴＣＰコネクションは切断される（ｄ９）。
【００５６】
この時点で、センター５側がクライアントに、本装置１がサーバになるようにＴＣＰコネクションが自動的に確立される（ｄ１０）。
【００５７】
つまり、携帯電話機３、無線網２を介して本装置１とセンター５側とは回線を接続したままで、ＴＣＰコネクションを切断して、新たに本装置１がサーバとなり、センター５側がクライアントとなって、ＴＣＰコネクションを確立する。
【００５８】
すなわち、クライアント／サーバ選択処理部１９がサーバモード処理部１８を選択してＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０をＴＣＰセッション要求待ち状態にしてサーバ機となる。
【００５９】
また、センター５側は同期セグメントを無線網２を介して携帯電話機３に送信し、本装置１から同期セグメントの確認応答を受けた後に、ＴＣＰコネクションの確立としてログインするクライアント機となる。
【００６０】
以下同様にして、センター５からのＴＣＰデータは、ＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダ、ｐｐｐフレームが取り除かれて、１バイト単位にされて送信バッファ１４、データ送信処理部１６を介して端末４に送られる（ｄ１１）。
【００６１】
一方、センター側から本装置と回線を結ぶ場合は、図６に示すように、センター側がクライアントとなり、本装置がサーバとなる。
【００６２】
そして、センター５側から無線網２へＴＣＰコネクション要求を行い（ｄ２０）、無線網から携帯電話機３に電話回線接続がなされ（ｄ２１）、携帯電話機３から本装置１に対して電話呼び出しが行われて、回線を結ぶ（ｄ２２、ｄ２３）。
【００６３】
そして、本装置１はＰＰＰリンクを確立した後に（ｄ２４）、本装置１とセンター５との間のＴＣＰコネクションを自動的に確立させる（ｄ２５）。つまり、センター５側はクライアントに、遠隔監視制御装置１がサーバになる。
【００６４】
この後、センター５側からＴＣＰデータが送信され（ｄ２６）、本装置１はこのデータを１バイト毎（無手順）に端末に送出する（ｄ２７）。
【００６５】
一方、図７に示すように、ポンプユニット側とセンター側との間のデータ交換で、電話回線の切断という障害が発生する場合がある。
【００６６】
本装置１とセンター側５とでＴＣＰコネクションが確立され、例えば端末４からの無手順のデータをＴＣＰデータでセンター５に送信しているときに、途中で、本装置１と無線網２との間の電話回線が切断されて障害が発生すると（ｄ３０）、サーバとなったセンター５はタイマー監視を行い（ｄ３１）、一定時間以上がたったらＴＣＰコネクションを切断させる（ｄ３１）。
【００６７】
一方、携帯電話機３は電話回線が切断すると、ノーキャリア信号を本装置１に送出する（ｄ３３）。
【００６８】
これによって、本装置１の回線接続処理２５は、ＡＴコマンドで再びモービルアークである携帯電話機３に電話をかけて無線網２、センター５と電話回線及びｐｐｐリンクを確立する（ｄ３４、ｄ３５、ｄ３６、ｄ３７）。
【００６９】
そして、再び本装置１がクライアントとなって、センター５側とＴＣＰコネクションを確立し（ｄ３８）、その後に端末４からの無手順のデータをセンター５側に送信させる（ｄ３９）。
【００７０】
このように、本装置１は、定期的にＤｏｐａ網を用いて端末４とセンター５側とが回線を結んだ状態で、端末４からの無手順のデータ（ポンプユニットに付随する水位センサー、流量センサー、圧力センサー等の各種センサーからのデータ）を収集し、この無手順データを、ＴＣＰ／ＩＰ、ＰＰＰフレーム化を行ってデータ変換し、無線網２を通じてセンター５へ送信することを可能としている。
【００７１】
また、センター５側からのＴＣＰデータは、１バイトの無手順のデータにして端末側に送信している。
【００７２】
従って、Ｄｏｐａ網を介する事から、データの送受信がない場合は回線を接続したままでも課金されないので、回線を維持したままの逐次データ通信ができる。 また、パケット当りの通信料金が安く済む。また、子局側の電話回線工事等が不要になる。
【００７３】
さらに、インターネットに接続して遠隔制御する場合は、インターネット上のＷＷＷや電子メール等のサービスを受ける事が可能になる。更に、ＩＰアドレスと電話番号による認証を行うため、データのセキュリティが高い。
【００７４】
また、データの送信及び無手順データのＴＣＰ／ＩＰプロトコルへの変換が全て自動化されるため、迅速なデータ送信が可能となる。
【００７５】
また、双方からデータの送信制御が可能となり、親局側及び子局側の状態に応じて、柔軟なデータ送信ができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、データ量に応じて課金を行う無線網と、無手順でデータを送受する端末装置との間に遠隔監視制御装置を設け、この遠隔監視制御装置が端末装置から送るデータがあるときに自動的にＡＴコマンド、ｐｐｐプロトコルで携帯無線機、無線網、親局と回線を確立した後に、自動的にクライアント機能となってＴＣＰコネクションを確立し、端末装置からのデータをＴＣＰ／ＩＰプロトコルで送信する。
【００７７】
また、親局からパケット形式のデータが送られてきたときには、そのデータを１バイト毎に分割した無手順のデータにして端末装置に送る。
【００７８】
従って、既存の端末装置と無線網の間に本装置を設けるだけで、自動的にその端末からの無手順データのＴＣＰ／ＩＰプロトコルへの変換がなされて無線網を介してデータを送信することができるという効果が得られている。
【００７９】
また、親局からパケット形式のデータが１バイト単位の無手順データに変換されるので、既存の端末装置の改造、電話回線工事等が不要となるという効果が得られている。
【００８０】
また、遠隔制御監視装置は、データ量に応じた課金を行う無線網を介して親局と回線を接続したままで、親局からデータの送受を行うので、パケット当りの通信料金を気にせずに親局からのデータを受信できるという効果が得られている。
【００８１】
さらに、遠隔制御監視装置は、データ量に応じた課金を行う無線網を介して親局と回線を接続したままで、ＴＣＰコネクションを切断し、再度自動的にＴＣＰコネクションの確立を行ってサーバ機能となるので、パケット当りの通信料金を気にせずに親局からのデータを受信できるという効果が得られている。
【００８２】
さらに、無線網を介しての親局へのプロトコル変換及び無線網を介しての端末装置へのプロトコル変換は、本装置が自動的に行うので、端末装置及び親局が過負荷状態にならないという効果が得られている。
【００８３】
特に、ポンプユニットを制御監視する制御盤に本装置を接続した場合は、回線の使用料金を気にせずデータの送受のプロトコル変換ができるという効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の携帯の遠隔監視制御装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態の端末装置、遠隔監視制御装置、携帯電話機、無線網、センターとのシーケンス図である。
【図３】本実施の形態の遠隔監視制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】端末装置からのデータのパケット変換を説明する説明図である。
【図５】センターからのデータの無手順データへの変換を説明する説明図である。
【図６】本実施の形態のセンター側からの要求での端末装置、遠隔監視制御装置、携帯電話機、無線網、センターとのシーケンス図である。
【図７】本実施の形態のデータ送受中における電話回線切断時のシーケンス図である
【図８】課題を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 遠隔監視制御装置
２ 無線網
３ 携帯電話機
４ 端末
５ センター
６ ルータ
７ ＬＡＮ
１１ 受信バッファ
１２ データ分割処理部
１５ 無手順変換部
１７ クライアントモード処理部
１８ サーバモード処理部
１９ クライアント／サーバ選択処理部
２０ ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、データ量に応じて課金を行う無線網と、無手順でデータをシリアル回線を介して送受する端末装置とに接続される遠隔監視制御装置に関し、特に無手順でデータを送受する端末装置と無線網との制御を行って親局との通信をスムーズに行わせる遠隔監視制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年は、インターネットを用いて端末と親局とが通信を行うような方式が構築されている。
【０００３】
このインターネットは、商用インターネット、学術関連インターネット、ＰＣーＶＡＮ、ＮＩＦＴＹーＳｅｒｖｅ等のパソコン通信ネットワークが相互接続したグローバルネットワークであり、それぞれ独自の通信プロトコルである。
【０００４】
また、無手順でデータを送出する既存の装置（例えばポンプ制御装置等）にコンピュータを取り込んだ端末を構築し、この端末とインターネット、ＬＡＮ等のネットワークを介して親局と通信を行うシステムにされる場合もある。
【０００５】
つまり、このようなシステムにおいても有線を用いたコンピュータ間通信であるから独自の通信プロトコルを使用している。
【０００６】
このため、多種のシステムとスムーズに通信を行うために、プロトコル変換装置をネットワークと端末に設けていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年はＰＨＳ、携帯電話等の無線網（ＤｏＰａ網）を用いたネットワークシステムが注目されてきている。
【０００８】
これは、データ量に応じた従量制課金であるから時間や距離を気にしないでつなぎっぱなしで通信ができることや、無線網であっても高速データ伝送が可能になったことによる。
【０００９】
しかしながら、上記のようなプロトコル変換装置は、互いに互換性のない通信プロトコルを有する端末と親局とが有線で接続された場合において、端末と親局とがスムーズに通信を行うためのプロトコル変換を行うものであるからネットワークが無線網になると、使用できないという課題があった。
【００１０】
また、無線網に接続された親局、端末は独自の通信プロトコルを有するものであるから、ネットワークを無線網にしても変換器を個別に備えなければならないという課題があった。
【００１１】
さらに、一般には親局は親局としての機能のみであり、子局は子局の機能のみである。
【００１２】
しかし、親局は、構築されたシステムのさまざまな子局と通信を行わなければならないので、親局側が過負荷状態になるという課題があった。
【００１３】
また、端末側が様々な制御装置、センサー等に接続されている場合は、これらの制御装置、センサの状況を監視して所定の制御を行わなければならないが、この制御の都度、親局にデータを送っていたのでは端末が過負荷状態になるという課題があった。
【００１４】
特に、小規模下水道の効率的な整備のため、下水の圧送装置として用いられるマンホールポンプ設備においては、近年は、図８に示すように、マンホール施設でのポンプセンサーからのシリアルデータを制御盤で受信し、これを公衆網を介して中央監視装置に送り、この中央監視装置からの公衆網を介して制御データをマンホール施設のポンプ等に送る。
【００１５】
このようなシステムにおいては、制御盤に有線のネットワークを介して中央監視装置との通信ができるようなコンピュータが取り付けられる。つまり、シリアルデータでマンホール施設を制御する従来の設備を使って、故障発生時刻、内容、データの保存、流量の管理等のデータを中央監視装置に送っている。
【００１６】
このような、システムにおいても通信プロトコルは制御盤を配置したＡ社の仕様の通信プロトコルとなっていた。また、プロトコル変換装置を用いたとしても、そのプロトコル変換装置は有線対応であるから、Ｄｏｐａ網のような無線網には使用できないという課題があった。
【００１７】
本発明は以上の課題を解決するためになされたもので、広域無線網を利用するシステムであっても、特別な設備等を必要とせずに容易に、端末及び親局の負荷を低減できる遠隔制御装置を得ることを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１は、データ量に応じて課金を行う無線網と、無手順でデータをシリアル回線を介して送受する端末装置と、親局とからなるネットワークに携帯電話機を用いて回線を接続する遠隔監視制御装置である。
【００１９】
前記遠隔監視制御装置は、前記携帯電話機と前記端末装置との間に設けられてなる。この遠隔監視制御装置は、前記端末装置から送るデータがあるか又は前記親局からの回線接続要求があるかどうかを監視する手段と、前記送るデータがあるときは、ＡＴコマンドのプロトコルで前記携帯電話機と回線を結んだ後に、ｐｐｐプロトコルで前記無線網を介して前記親局と回線を接続する手段と、前記親局と回線を結んだ後に、前記親局に対して同期セグメントの要求を行ってＴＣＰコネクションの確立を行うクライアントモードとなり、前記端末装置からのデータをＴＣＰ／ＩＰプロトコルのパケット形式で送信する手段と、前記ＴＣＰコネクションの確立後に、前記親局からＴＣＰ／ＩＰプロトコルのパケット形式のデータを受信すると、このデータをバイト単位に分割し、該バイト単位のデータを無手順で前記端末装置に送出する手段と、当該装置側から前記携帯電話機、無線網、親局と回線を接続しているとき、前記端末装置から前記親局へ送るデータが所定時間経過しても存在しないときは、前記ＴＣＰコネクションを切断する手段と、
前記ＴＣＰコネクションの切断後に直ちに、当該装置を前記同期セグメントの受信待ち状態となるサーバモードとなって、前記ＴＣＰコネクションを再度確立する手段とを備えたことを要旨とする。
【００２１】
さらに、前記端末装置は、ポンプユニットの各センサからのデータ又は前記親局からのデータを受信して前記ポンプユニットの各バルブを制御するポンプ監視盤であることを要旨とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態における端末は、マンホール施設のポンプ制御盤、プリンタ、監視カメラ、ハンディーターミナル等のシリアル回線で無手順でデータを送受するものである。
【００２３】
図１は、本発明の実施の形態に係る遠隔監視制御装置の概略構成図である。
【００２４】
この遠隔監視制御装置１は、無線網２（Ｄｏｐａ網）に回線を接続する携帯電話機３と、無手順でデータを送受する端末４とに接続され、センタ５に対してデータを送信するときは、無線網２への発呼、着信機能を持たせてクライアント機となってデータを送信し、センタ５からのデータを受信したときは、サーバとなってそのデータを端末４に無手順で送信する。
【００２５】
センター５は無線網２に接続されたルータ６にＬＡＮ７を介して接続されている。
【００２６】
前述の端末４は、ＲＳ２３２Ｃで遠隔監視制御装置１に接続されたものであり、イントラネット環境に接続するための通信プロトコルを持たないポンプ制御盤、プリンタ、監視カメラ、ハンディターミナル又はセンサ等である。
【００２７】
遠隔監視制御装置１は、図１に示すように、端末４からの無手順のデータを波形整形してこれを受信バッファ１１に順次記憶するデータ受信処理部１０と、受信バッファ１１に記憶された複数の無手順のデータを所定個のデータを分割してこれを後述するＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０に送出するデータ分割処理部１２と、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０からのデータを復元して送信バッファ１４に記憶するデータ送信処理部１３と、送信バッファ１４にデータが送出される毎に、これを１バイト毎に分割する無手順変換部１５と、送信バッファ１４の１バイトのデータを端末４に送出するデータ送信処理部１６とを備えている。
【００２８】
ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０は、通信の開始から終了間での通信路の信頼性を保持してデータの正常な制御及びコネクションオリエンティドな仮想通信路を設定して上位層のユーザに全二重／双方向のストリームサービス（単なるビット列と考えてバイト単位にそのまま送ること）を行うＴＣＰ（ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｃｏｎｔｏｒｏｌ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）と、ネットワーク内及びネットワーク間のデータパケットの送受を制御（ＩＰアドレス、ＩＰデータの分解及び組み立て、データが相手へ到達するまでの通信路の制御）するＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｐｒｏｔｏｃｏｌ）とを備えている。
【００２９】
また、クライアントモード処理部１７と、サーバモード処理部１８と、クライアント／サーバ選択処理部１９とを備えている。
【００３０】
このクライアント／サーバ選択処理部１９は、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０を監視し、サーバ側にデータを送るときは、クライアントモード処理部１７を起動する。
【００３１】
また、クライアント／サーバ選択処理部１９は、端末側に送るデータがあるときは、サーバモード処理部１８を起動する。
【００３２】
クライアントモード処理部１７は、クライアント／サーバ選択処理部１９によって選択されると、同期セグメントを送信し、受信側からこの同期セグメントの確認応答を受けた後に、ＴＣＰコネクションの確立として接続するべきＩＰアドレスのサーバにログインする。
【００３３】
サーバモード処理部１８は、クライアント／サーバ選択処理部１９によって選択されると、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０をＴＣＰセッション要求待ち状態にする。そして、ＴＣＰセッション要求があると、確認応答を返させて、データを受信し、その受信データに応じた処理結果のデータを端末側に送出する。
【００３４】
ＡＴコマンド接続処理部２２は、ＡＴコマンドのプロトコルで携帯電話機３、無線網２と回線を結ぶ。
【００３５】
ｐｐｐ接続処理部２３（ｐｏｉｎｔ ｔｏ ｐｏｉｎｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）は、無線網２との回線確立を行う。
【００３６】
このＡＴコマンド接続処理部２２、ｐｐｐ接続処理部２３を総称して回線接続処理部２５と称する。また、この回線接続処理部２５は、一定時間毎にＡＴコマンド接続処理部２２、ｐｐｐ接続処理部２３を起動させてセンタ側と回線を結ばせる処理を備えている。
【００３７】
無手順変換処理部１５は、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０からのデータ（本実施の形態ではＴＣＰデータと称する）からＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダ、ｐｐｐフレームを抜き取り、１バイト毎に分割して送信バッファ１４に記憶する。
【００３８】
上記のように構成された遠隔監視制御装置の動作を図２のシーケンス図を用いて以下に説明する。
【００３９】
遠隔制御装置１（単に本装置ともいう）の回線接続処理部２５は、一定時間毎にＡＴコマンド接続処理部２２を起動させて、このＡＴコマンド接続処理部２２にセンターの電話番号を設定する。
【００４０】
ＡＴコマンド接続処理部２２は、設定された電話番号で携帯電話機３を用いてダイヤル発呼させ（ｄ１）、無線網２を介してセンター５と回線接続を行わせる（ｄ２）。そして、携帯電話機３から応答コード（ＣＤコード）が送出されると（ｄ３）、無線網２との回線接続と判定する。次に、ＰＰＰ接続処理部２３を起動させて、無線網２とｐｐｐリンク確立を行う（ｄ４）。
【００４１】
そして、端末４であるポンプ制御盤からの無手順のデータがデータ受信処理部１０、受信バッファ１１、データ分割処理部１２を介してＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０に送られてくると（ｄ５）、クライアント／サーバ切換処理部１９はクライアントモード処理部１７を起動させる。
【００４２】
次に、クライアントモード処理部１７は、ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０を用いてセンター５側に、ＴＣＰコネクションの要求を行わせてコネクション確立を行う（ｄ６）。つまり、本装置がクライアント機となる。
【００４３】
そして、端末４からの無手順のデータを受信する毎に、そのデータをＴＣＰ／ＩＰで送る（ｄ７）。このとき、受信バッファ１１の無手順のデータが蓄積され、これらのデータが所定個単位に分割されてＩＰアドレスが付加されて送信される。
【００４４】
前述のデータの送信処理（ｄ７）を図３及び図４を用いて以下に詳細に説明する。
【００４５】
例えば、図３に示すように、端末からの無手順のデータがＡ／Ｄ変換器（図示せず）でデジタル変換され、この無手順のデータを受信処理部１０が受信バッファ１１に順次記憶する（Ｓ２０）。
【００４６】
すなわち、図４に示すように受信バッファ１０には無手順の１バイトのデータが順次記憶される。
【００４７】
次に、回線接続処理部２５がｐｐｐリンクが確立しているかどうかの判定を行い（Ｓ３０）、確立されていなければ回線接続処理部２５がＡＴコマンド処理、ｐｐｐ接続処理を用いて自動的に携帯電話機３、無線網２、センター５との回線接続を確立し（Ｓ４０）、その後にクライアントモードとなって（クライアントモード処理部の起動）、上記説明のようにＴＣＰコネクション確立を行う（Ｓ５０）。
【００４８】
また、ステップＳ３０において、ｐｐｐリンクが確立していると判定したときは処理を直ちにステップＳ５０に移してＴＣＰコネクション確立を行う。
【００４９】
そして、ＲＯＭ（図示せず）から予め設定されているサーバのＩＰアドレスを読み出す（Ｓ６０）。
【００５０】
次に、データ分割処理部１２は、受信バッファ１０に記憶された複数の無手順のデータを図４の（ｂ）に示すように、所定個を一組として分割する（Ｓ７０）。 図４の（ｂ）においては、８個の無手順のデータを１組としている。
【００５１】
そして、図４の（ｃ）に示すように、読み込んだＩＰアドレスに基づくＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダを所定個の無手順データに付加したパケットを生成し（Ｓ８０）、これをモービルアーク、無線網２を介してセンター５に送信する（Ｓ９０）。
【００５２】
また、本装置１がクライアント機となっているときに、センター５側から無線網２、携帯電話機３を介してＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０がＴＣＰデータを受信すると（ｄ８）、このデータは、無手順処理部１５によって、ＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダ、ｐｐｐフレームが取り除かれて、１バイト単位にされて送信バッファ１４、データ送信処理部１６を介して端末４に送られる。
【００５３】
例えば、図５の（ａ）に示すように、無線網２、携帯電話機３を介してセンター５側からＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダが付加されたＴＣＰデータを受信すると、データ復元処理部が図５の（ｂ）に示すようにＩＰヘッダ、ＴＣＰヘッダを抜き取って復元し、図５の（ｃ）に示すようにこれを送信バッファ１４に記憶する。
【００５４】
無手順変換部１５は、送信バッファ１４に記憶された複数のデータを、図５の（ｄ）に示すように１バイト毎に取り出して端末側に無手順のデータとして送出する。
【００５５】
そして、端末４からデータが一定期間送信されないと、自動的に回線接続処理部２５の切断監視タイマー（図示せず）が働き、センター５とのＴＣＰコネクションは切断される（ｄ９）。
【００５６】
この時点で、センター５側がクライアントに、本装置１がサーバになるようにＴＣＰコネクションが自動的に確立される（ｄ１０）。
【００５７】
つまり、携帯電話機３、無線網２を介して本装置１とセンター５側とは回線を接続したままで、ＴＣＰコネクションを切断して、新たに本装置１がサーバとなり、センター５側がクライアントとなって、ＴＣＰコネクションを確立する。
【００５８】
すなわち、クライアント／サーバ選択処理部１９がサーバモード処理部１８を選択してＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部２０をＴＣＰセッション要求待ち状態にしてサーバ機となる。
【００５９】
また、センター５側は同期セグメントを無線網２を介して携帯電話機３に送信し、本装置１から同期セグメントの確認応答を受けた後に、ＴＣＰコネクションの確立としてログインするクライアント機となる。
【００６０】
以下同様にして、センター５からのＴＣＰデータは、ＴＣＰヘッダ、ＩＰヘッダ、ｐｐｐフレームが取り除かれて、１バイト単位にされて送信バッファ１４、データ送信処理部１６を介して端末４に送られる（ｄ１１）。
【００６１】
一方、センター側から本装置と回線を結ぶ場合は、図６に示すように、センター側がクライアントとなり、本装置がサーバとなる。
【００６２】
そして、センター５側から無線網２へＴＣＰコネクション要求を行い（ｄ２０）、無線網から携帯電話機３に電話回線接続がなされ（ｄ２１）、携帯電話機３から本装置１に対して電話呼び出しが行われて、回線を結ぶ（ｄ２２、ｄ２３）。
【００６３】
そして、本装置１はＰＰＰリンクを確立した後に（ｄ２４）、本装置１とセンター５との間のＴＣＰコネクションを自動的に確立させる（ｄ２５）。つまり、センター５側はクライアントに、遠隔監視制御装置１がサーバになる。
【００６４】
この後、センター５側からＴＣＰデータが送信され（ｄ２６）、本装置１はこのデータを１バイト毎（無手順）に端末に送出する（ｄ２７）。
【００６５】
一方、図７に示すように、ポンプユニット側とセンター側との間のデータ交換で、電話回線の切断という障害が発生する場合がある。
【００６６】
本装置１とセンター側５とでＴＣＰコネクションが確立され、例えば端末４からの無手順のデータをＴＣＰデータでセンター５に送信しているときに、途中で、本装置１と無線網２との間の電話回線が切断されて障害が発生すると（ｄ３０）、サーバとなったセンター５はタイマー監視を行い（ｄ３１）、一定時間以上がたったらＴＣＰコネクションを切断させる（ｄ３１）。
【００６７】
一方、携帯電話機３は電話回線が切断すると、ノーキャリア信号を本装置１に送出する（ｄ３３）。
【００６８】
これによって、本装置１の回線接続処理２５は、ＡＴコマンドで再びモービルアークである携帯電話機３に電話をかけて無線網２、センター５と電話回線及びｐｐｐリンクを確立する（ｄ３４、ｄ３５、ｄ３６、ｄ３７）。
【００６９】
そして、再び本装置１がクライアントとなって、センター５側とＴＣＰコネクションを確立し（ｄ３８）、その後に端末４からの無手順のデータをセンター５側に送信させる（ｄ３９）。
【００７０】
このように、本装置１は、定期的にＤｏｐａ網を用いて端末４とセンター５側とが回線を結んだ状態で、端末４からの無手順のデータ（ポンプユニットに付随する水位センサー、流量センサー、圧力センサー等の各種センサーからのデータ）を収集し、この無手順データを、ＴＣＰ／ＩＰ、ＰＰＰフレーム化を行ってデータ変換し、無線網２を通じてセンター５へ送信することを可能としている。
【００７１】
また、センター５側からのＴＣＰデータは、１バイトの無手順のデータにして端末側に送信している。
【００７２】
従って、Ｄｏｐａ網を介する事から、データの送受信がない場合は回線を接続したままでも課金されないので、回線を維持したままの逐次データ通信ができる。 また、パケット当りの通信料金が安く済む。また、子局側の電話回線工事等が不要になる。
【００７３】
さらに、インターネットに接続して遠隔制御する場合は、インターネット上のＷＷＷや電子メール等のサービスを受ける事が可能になる。更に、ＩＰアドレスと電話番号による認証を行うため、データのセキュリティが高い。
【００７４】
また、データの送信及び無手順データのＴＣＰ／ＩＰプロトコルへの変換が全て自動化されるため、迅速なデータ送信が可能となる。
【００７５】
また、双方からデータの送信制御が可能となり、親局側及び子局側の状態に応じて、柔軟なデータ送信ができる。
【００７６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、データ量に応じて課金を行う無線網と、無手順でデータを送受する端末装置との間に遠隔監視制御装置を設け、この遠隔監視制御装置が端末装置から送るデータがあるときに自動的にＡＴコマンド、ｐｐｐプロトコルで携帯無線機、無線網、親局と回線を確立した後に、自動的にクライアント機能となってＴＣＰコネクションを確立し、端末装置からのデータをＴＣＰ／ＩＰプロトコルで送信する。
【００７７】
また、親局からパケット形式のデータが送られてきたときには、そのデータを１バイト毎に分割した無手順のデータにして端末装置に送る。
【００７８】
従って、既存の端末装置と無線網の間に本装置を設けるだけで、自動的にその端末からの無手順データのＴＣＰ／ＩＰプロトコルへの変換がなされて無線網を介してデータを送信することができるという効果が得られている。
【００７９】
また、親局からパケット形式のデータが１バイト単位の無手順データに変換されるので、既存の端末装置の改造、電話回線工事等が不要となるという効果が得られている。
【００８０】
また、遠隔制御監視装置は、データ量に応じた課金を行う無線網を介して親局と回線を接続したままで、親局からデータの送受を行うので、パケット当りの通信料金を気にせずに親局からのデータを受信できるという効果が得られている。
【００８１】
さらに、遠隔制御監視装置は、データ量に応じた課金を行う無線網を介して親局と回線を接続したままで、ＴＣＰコネクションを切断し、再度自動的にＴＣＰコネクションの確立を行ってサーバ機能となるので、パケット当りの通信料金を気にせずに親局からのデータを受信できるという効果が得られている。
【００８２】
さらに、無線網を介しての親局へのプロトコル変換及び無線網を介しての端末装置へのプロトコル変換は、本装置が自動的に行うので、端末装置及び親局が過負荷状態にならないという効果が得られている。
【００８３】
特に、ポンプユニットを制御監視する制御盤に本装置を接続した場合は、回線の使用料金を気にせずデータの送受のプロトコル変換ができるという効果が得られている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の携帯の遠隔監視制御装置の概略構成図である。
【図２】本実施の形態の端末装置、遠隔監視制御装置、携帯電話機、無線網、センターとのシーケンス図である。
【図３】本実施の形態の遠隔監視制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図４】端末装置からのデータのパケット変換を説明する説明図である。
【図５】センターからのデータの無手順データへの変換を説明する説明図である。
【図６】本実施の形態のセンター側からの要求での端末装置、遠隔監視制御装置、携帯電話機、無線網、センターとのシーケンス図である。
【図７】本実施の形態のデータ送受中における電話回線切断時のシーケンス図である
【図８】課題を説明する説明図である。
【符号の説明】
１ 遠隔監視制御装置
２ 無線網
３ 携帯電話機
４ 端末
５ センター
６ ルータ
７ ＬＡＮ
１１ 受信バッファ
１２ データ分割処理部
１５ 無手順変換部
１７ クライアントモード処理部
１８ サーバモード処理部
１９ クライアント／サーバ選択処理部
２０ ＴＣＰ／ＩＰ伝送処理部
Claims (2)
- データ量に応じて課金を行う無線網と、無手順でデータをシリアル回線を介して送受する端末装置と、親局とからなるネットワークに携帯電話機を用いて回線を接続する遠隔監視制御装置であって、
前記携帯電話機と前記端末装置との間に設けられ、
前記端末装置から送るデータがあるか又は前記親局からの回線接続要求があるかどうかを監視する手段と、
前記送るデータがあるときは、ＡＴコマンドのプロトコルで前記携帯電話機と回線を結んだ後に、ｐｐｐプロトコルで前記無線網を介して前記親局と回線を接続する手段と、
前記親局と回線を結んだ後に、前記親局に対して同期セグメントの要求を行ってＴＣＰコネクションの確立を行うクライアントモードとなり、前記端末装置からのデータをＴＣＰ／ＩＰプロトコルのパケット形式で送信する手段と、
前記ＴＣＰコネクションの確立後に、前記親局からＴＣＰ／ＩＰプロトコルのパケット形式のデータを受信すると、このデータをバイト単位に分割し、該バイト単位のデータを無手順で前記端末装置に送出する手段と、
当該装置側から前記携帯電話機、無線網、親局と回線を接続しているとき、前記端末装置から前記親局へ送るデータが所定時間経過しても存在しないときは、前記ＴＣＰコネクションを切断する手段と、
前記ＴＣＰコネクションの切断後に直ちに、当該装置を前記同期セグメントの受信待ち状態となるサーバモードとなって、前記ＴＣＰコネクションを再度確立する手段と
を有することを特徴とする無線網と端末装置とに接続される遠隔監視制御装置。 - 前記端末装置は、
ポンプユニットの各センサからのデータ又は前記親局からのデータを受信して前記ポンプユニットの各バルブを制御するポンプ監視盤であることを特徴とする請求項１記載の無線網と端末装置とに接続される遠隔監視制御装置。
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