JP5583476B2 - ノード装置、ノードシステム、および情報処理方法 - Google Patents
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Description
・センサの管理機能(センサデータの取得・送出条件の設定)
・センサデータの取得と振り分け機能(センサ種別毎にバッファリング)
・センサデータに対する演算の起動機能(起動のタイミング、起動する演算器の制御)
・演算結果に対する送出制御機能(上位へ送出する・しない、演算結果 or バッファリングしたセンサデータ or イベント情報の送出)
・演算結果による、特定のセンサデータに対する演算起動条件(演算の種類、起動するタイミング)変更機能、である。
センサID・・・センサ101を指定する物理的なIDである。さらに、センサ管理テーブル204を引くことで、センサ101の種別や属性(データ取得・送信時間)を取得することができる。なお、演算起動設定テーブル500の3行目に例示された”GR”はグループ指定されていることを示す。
センサグループID・・・対象センサが複数、グループ指定によりグループ化されていることを示す。この場合は、グループ化された各センサに対して、同じ演算を行う。
起動タイプ・・・演算器311、212、213の起動を行うトリガ条件の種別を指定する。例えば、図5に示すように、「時間」か「データ数」を用いることができる。次に述べる起動条件で、対応する値を指定する。
起動条件・・・演算器を起動するトリガ条件を数値で指定する。例えば、時間の場合は100[ms]毎に、データ個数では50[個]のデータが到着したら演算器を起動する。
送信ID・・・演算の結果に対する処理を規定するIDである。さらに、後で説明する送信条件テーブル217を引く。
送信ID・・・送信を指定するIDである。
送信先・・・自CPUへ送信か、外部へ送信かを選択する。単純な比較による検出で無い場合は、そのままCPUへサービスIDと共に送信し、ソフトウェア処理にて送出条件を計算することもできる。
送信条件ID・・・送信判定を行うための条件を示す。
送信先IPアドレス・・・送信先のIPアドレスを指定する。
送信先ポート・・・送信先のポートを指定する。
送信条件ID・・・条件式を区別するためのIDである。
比較子・・・算術比較子を表す。同図において、LTは、”less than”, MTは”more than”, EQは”equal”, LTEは”less than or equal, NEQは”not equal”, MTEは”more than or equal”を示している。
設定値・・・比較値を表す。
センサID・・・各センサに対し、一意で指定されるIDである。
センサ種別・・・各センサの機能を表す。
送出頻度・・・各センサにおけるデータの取得と送出の頻度を指定する。
センサ状態・・・センサの休止を指定できる。
バッファID・・・バッファ識別IDを示す。
サイズ・・・確保しているバッファ容量を示す。
先頭位置・・・対象バッファの先頭アドレスを示す。
末尾位置・・・対象バッファの末尾アドレスを示す。
最新データポインタ・・・最新のデータを格納すべきポインタアドレスを示す。
最新データタイムスタンプ・・・格納されている最新データのタイムスタンプを表す。
末尾データタイムスタンプ・・・格納されている最古のデータのタイムスタンプを表す。
空調管理アプリケーション
当該スペースの空調管理を行うために、温度センサSN1〜5で30秒毎に温度を測定し、1分間分の各センサの全体平均を算出する。ネットワーク105を経由して、上位のインテリジェントノード106またはサーバへは1分間の当該スペースの平均値を送付し、その結果を用いて空調装置を制御する。
(2)機械装置保守監視アプリケーション
当該装置の異常傾向を温度から監視する。2秒毎に測定した温度を100点分(200秒間)蓄積し、100点分の温度分布を、予め定めた異常傾向パタンと比較し、その類似度を上位に送出する。計算は、注目点の前3点分を含めた計4点分のデータの平均値を当該の注目点データとする(ノイズ除去のための平滑化)。次に、各点の微分値を計算する。さらに、微分値の計算結果と予め定めた異常傾向パタンデータとの距離を求めることで、類似度を導出する。この平均値と微分計算は上述したエントランスノード302のFPGA1 307、FPGA1 308のハードで行い、距離計算はCPU1 309で行う。
(3)機械装置異常監視アプリケーション
機械異常を温度判定で監視する。2秒毎に温度を測定し、一定以上の温度を検出した場合は、上位のインテリジェントノード306またはサーバに対しイベントを送出する。
*平均値算出(演算ブロックID=0)
入力された複数個のデータの平均値を計算し、出力する。応用(1)空調管理に使用する。
*フィルタ処理(演算ブロックID=1)
平滑化フィルタであり、入力された各データと、ブロック内のバッファに保持されている前の3点のデータと当該入力データの計4点の平均値を計算し、その結果を出力する。複数の入力データに対し連続で計算し、結果を出力する。応用(2)機械装置保守監視に使用する。
*微分値計算(演算ブロックID=2)
(2)機械装置保守監視で出力した結果に対し、微分値(傾き)を計算して出力する。応用(2)機械装置保守監視に使用する。
ID0=(1)空調管理
ID1=(2)機械装置保守監視
ID2=(3)機械装置異常監視
同図において、センサIDは、各サービスが用いるセンサを示す。サービスID0ではSN1〜5をグループとして扱う。センサグループIDは、グループ化するセンサの場合、センサグループテーブルのID(“0”)を指定する。演算IDは、演算ルートテーブルで指定する演算機能を指定する。ID0は、平均値計算、ID1は平滑化フィルタ+微分値計算、ID2は演算なしスルーを示す。
102…アクチュエータ
103…エントランスノード
104…端末
105、107…ネットワーク
106…インテリジェントノード
108…データセンタ
109…管理ノード
110…フィルタ処理
111…情報処理・通信処理
112…情報処理・蓄積処理
113…運用管理
201…センサ種別判別部
202…センサデータバッファリング部
203…センサ管理部
204、1000…センサ管理テーブル
205、1100、1600…バッファ管理テーブル
206…起動判定部
207、700、2000…演算ルートテーブル
208、600、1800…センサグループテーブル
209、500、1900…演算起動設定テーブル
210…デマルチプレクサ
211、212、213…演算器
214、218…マルチプレクサ
215…送信条件判定部
216、900、2200…送信条件比較テーブル
217、800…送信条件テーブル
219、309、317…CPU
301…センサ・アクチュエータ接続部
302…フィルタリング処理部
303…管理・制御部
304…デジタル入出力部
305、319…イーサネットコントローラ
306、315、320…バス
307、308…FPGA
310、312…PROM
311、313、314、318…SDRAM
316…割り込み線
401、419…PCI Express
402,411…クロスバ
403、413…演算制御部
404、412…各種テーブル
405、414…起動判定部
406、415…CPU I/F
407…センサ種別判別部
408、417…ROM I/F
409、418…SDRAM I/F
410…LVDS I/F
416…送信条件判定部
1400…屋内スペース
1401…温度センサ
1402…機械装置(MC)
1403…無線ゲートウェイ(WGW)
1500…温度センサ管理テーブル
1700…メモリマップ
2100…送信先指定テーブル。
Claims (14)
- ネットワークを介して、複数のアプリケーションに対応するデータを送信するノード装置であって、
複数のセンサからのセンサデータを受信し、複数の前記センサの種別を判別するセンサ種別判別部と、
前記センサ種別判別部の判別結果に基づき、前記センサデータを種別に応じて蓄積するバッファリング部と、
要求される前記アプリケーションに対応した演算種類と演算起動条件に従い、前記バッファリング部に蓄積された前記センサデータに対する演算処理を実行する、複数の演算器を有する演算部と、
前記演算種類に対応し、前記演算器の起動順序を蓄積する演算ルートテーブルと、
前記演算ルートテーブルに基づき、前記演算種類に対応する前記演算器を順次起動する起動判定部と、
前記演算部の演算結果に基づき、前記演算結果の送信条件を判定する送信条件判定部と、
前記演算結果が、前記送信条件を満たすか否かを判定する判定演算を蓄積する送信条件比較テーブルを備え、
前記送信条件判定部は、前記送信条件比較テーブル基づき、前記演算結果の送信を判定する、
ことを特徴とするノード装置。 - 請求項1に記載のノード装置であって、
前記アプリケーション毎の前記センサデータに対する演算種類と、当該演算種類を実行するための演算起動条件を蓄積する演算起動設定テーブルを更に備え、
前記起動判定部は、前記演算起動設定テーブルに基づき、前記バッファリング部に蓄積された前記センサデータ各々に対する演算起動を判定する、
ことを特徴とするノード装置。 - 請求項2に記載のノード装置であって、
前記起動判定部は、前記演算結果に基づき、前記演算起動条件を変更する、
ことを特徴とするノード装置。 - 請求項3に記載のノード装置であって、
前記ネットワークを介して管理ノードから、複数の前記テーブルの蓄積情報が配信された際、
前記演算部の演算を停止し、前記蓄積情報に基づき、複数の前記テーブルを更新する、
ことを特徴とするノード装置。 - 請求項3に記載のノード装置であって、
前記ネットワークを介して管理ノードから、前記演算部の前記演算器のコンフィグレーションデータが配信された際、
前記センサからの前記センサデータの受信、及び前記演算部の演算を停止し、前記コンフィグレーションデータに基づく、再コンフィグレーションを実行する、
ことを特徴とするノード装置。 - 請求項1に記載のノード装置であって、
前記演算部における演算結果に基づき、前記演算結果の送信先と送信データタイプを含む送信条件を蓄積する送信条件テーブルを更に備え、
前記送信条件判定部は、前記送信条件テーブルに基づき、前記送信先に前記送信データタイプに対応するデータを送信するよう制御する、
ことを特徴とするノード装置。 - 請求項1に記載のノード装置であって、
複数の前記センサの種別、及び前記センサデータの取得と送出頻度を蓄積するセンサ管理テーブルと、
前記センサ管理テーブルに基づき、複数の前記センサの管理を行うセンサ管理部を更に備えた、
ことを特徴とするノード装置。 - 複数のアプリケーションに対応するデータを送信するエントランスノード装置と、ネットワークを介して、前記エントランスノード装置に接続される管理ノード装置を含むノードシステムであって、
前記エントランスノード装置は、
複数のセンサからのセンサデータを受信し、複数の前記センサの種別を判別するセンサ種別判別部と、
前記センサ種別判別部の判別結果に基づき、前記センサデータを種別に応じて蓄積するバッファリング部と、
要求される前記アプリケーションに対応した演算種類と演算起動条件に従い、前記バッファリング部に蓄積された前記センサデータに対する演算処理を実行する、複数の演算器を有する演算部と、
前記演算種類に対応し、前記演算器の起動順序を蓄積する演算ルートテーブルと、
前記演算ルートテーブルに基づき、前記演算種類に対応する前記演算器を順次起動する起動判定部と、
前記演算部の演算結果に基づき、前記演算結果の送信条件を判定する送信条件判定部と、
前記演算結果が、前記送信条件を満たすか否かを判定する判定演算を蓄積する送信条件比較テーブルを備え、
前記送信条件判定部は、前記送信条件比較テーブル基づき、前記演算結果の送信を判定し、
前記管理ノード装置は、
前記エントランスノード装置から、前記演算結果を受信し、前記エントランスノード装置に対し、前記演算部のコンフィグレーションデータを配信する、
ことを特徴とするノードシステム。 - 請求項8に記載のノードシステムであって、
前記管理ノード装置は、
前記エントランスノード装置の前記演算起動設定テーブルの蓄積情報を前記エントランスノード装置に配信する、
ことを特徴とするノードシステム。 - ネットワークを介して、上位ノードと接続され、複数のセンサからのセンサデータを受信し、複数のアプリケーションに対応するデータを送信するノード装置における情報処理方法であって、
前記ノード装置は、
複数の前記センサからの前記センサデータに基づき、複数の前記センサの種別を判別し、
要求されたアプリケーションに対応した演算種類と演算起動条件に従い、種別が判別された前記センサからの前記センサデータ各々に対する演算処理を、前記演算種類に対応し、複数の演算器の起動順序を蓄積する演算ルートテーブルに基づき、複数の前記演算器を順次起動して実行し、
前記演算処理の演算結果が、送信条件を満たすか否かを判定する判定演算を蓄積する送信条件比較テーブルに従い、前記演算結果の送信条件を満たすか否か判定し、
判定された前記送信条件に応じて、前記演算結果を送信する、
ことを特徴とする情報処理方法。 - 請求項10に記載の情報処理方法であって、
前記ノード装置は、
前記アプリケーション毎の、前記センサデータに対する演算種類と、当該演算種類を実行するための演算起動条件を蓄積する演算起動設定テーブルに基づき、蓄積された前記センサデータ各々に対する演算処理の起動を判定する、
ことを特徴とする情報処理方法。 - 請求項11に記載の情報処理方法であって、
前記ノード装置は、
前記ネットワークを介して前記上位ノードから、前記演算起動設定テーブルの情報が配信された際、
前記演算処理を停止し、前記情報に基づき、前記演算起動設定テーブルを更新する、
ことを特徴とする情報処理方法。 - 請求項10に記載の情報処理方法であって、
前記ノード装置は、
前記ネットワークを介して前記上位ノードから、前記演算処理を実行する前記演算器のコンフィグレーションデータが配信された際、
前記センサからの前記センサデータの受信、及び前記演算器の演算処理を停止し、前記コンフィグレーションデータに基づく、再コンフィグレーションを実行する、
ことを特徴とする情報処理方法。 - 請求項10に記載の情報処理方法であって、
前記ノード装置は、
前記演算処理の演算結果に基づき、前記演算結果の送信先と送信データタイプに対応するデータを、前記ノード装置から外部に送信するよう制御する、
ことを特徴とする情報処理方法。
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