JP6618574B1 - 制御装置、通信システムおよび制御プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】機器を制御するための電文を送信する際に、制御対象機器までの接続構成に柔軟に対応する。【解決手段】通信システム１０は、機器１１と、制御装置２０とを備える。制御装置２０が備える複数のモジュール３１は、互いに異なる機種に対応しており、それぞれ対応する機種に応じた形式の電文を生成する機能を持っている。制御装置２０の電文構築部３４は、制御対象機器までの制御経路上に制御対象機器とは別の機器１１がある場合、複数のモジュール３１の中から、当該別の機器１１の機種に対応するモジュール３１を選択して利用することで、当該別の機器１１を介して制御対象機器を制御するための電文を構築する。制御装置２０の電文送信部３５は、電文構築部３４により構築された電文を送信する。【選択図】図１

Description

本発明は、制御装置、通信システムおよび制御プログラムに関するものである。

特許文献１には、１つのゲートウェイ装置に接続された１つのデバイスに情報を送信する際、当該１つのデバイスに対応する制御プロトコルの電文を含む、当該１つのゲートウェイ装置に対応する通信プロトコルの電文を生成して当該１つのゲートウェイ装置に送信する技術が記載されている。

特開２０１５−２１１３４２号公報

機器の状態の見える化または遠隔からの制御を行うために、クラウドに様々な機器が接続されるとする。その場合、機器およびクラウド間の接続構成は直接接続またはゲートウェイ装置等を介した間接接続である。後者の構成において機器の制御を行うには、制御対象機器が解釈できる制御電文をゲートウェイ装置が中継することになる。ゲートウェイ装置の中継の際に、接続されている機器によって処理するネットワークレイヤが異なる可能性がある。

制御対象機器までの経路に複数の中継機器が存在する構成、すなわち、中継機器が多段に接続された構成の場合、クラウド環境または各中継機器は、制御対象機器までの接続構成に応じた制御電文構築ロジックを持つ必要があり、システム個別対応が必要になる。

特許文献１に記載の技術では、中継機器が多段に接続された構成に対応できない。

本発明は、機器を制御するための電文を送信する際に、制御対象機器までの接続構成に柔軟に対応することを目的とする。

本発明の一態様に係る制御装置は、
それぞれ対応する機種に応じた形式の電文を生成する機能を持ち、互いに異なる機種に対応する複数のモジュールと、
制御対象機器までの制御経路上に前記制御対象機器とは別の機器がある場合、前記複数のモジュールの中から、前記別の機器の機種に対応するモジュールを選択して利用することで、前記別の機器を介して前記制御対象機器を制御するための電文を構築する電文構築部と、
前記電文構築部により構築された電文を送信する電文送信部と
を備える。

本発明では、制御対象機器までの制御経路上に制御対象機器とは別の機器がある場合、複数のモジュールの中から、当該別の機器の機種に対応するモジュールを選択して利用することで、当該別の機器を介して制御対象機器を制御するための電文が構築される。そのため、本発明によれば、制御対象機器までの接続構成に柔軟に対応することができる。

実施の形態１に係る通信システムの構成を示すブロック図。 実施の形態１に係る制御装置が備えるデータベースのテーブルの例を示す表。 実施の形態１に係る制御装置の動作を示すフローチャート。 実施の形態１に係る電文の例を示す図。 実施の形態１の変形例に係る通信システムの構成を示すブロック図。 実施の形態２に係る制御装置が備えるデータベースのテーブルの例を示す表。 実施の形態２に係る制御装置の動作を示すフローチャート。 実施の形態２に係る電文の例を示す図。 実施の形態３に係る通信システムの構成を示すブロック図。 実施の形態３に係る制御装置が備えるデータベースのテーブルの例を示す表。 実施の形態３に係る制御装置の動作を示すフローチャート。 実施の形態４に係る通信システムの構成を示すブロック図。

以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。各図中、同一または相当する部分には、同一符号を付している。実施の形態の説明において、同一または相当する部分については、説明を適宜省略または簡略化する。なお、本発明は、以下に説明する実施の形態に限定されるものではなく、必要に応じて種々の変更が可能である。例えば、以下に説明する実施の形態のうち、２つ以上の実施の形態が組み合わせられて実施されても構わない。あるいは、以下に説明する実施の形態のうち、１つの実施の形態または２つ以上の実施の形態の組み合わせが部分的に実施されても構わない。

実施の形態１．
本実施の形態について、図１から図４を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１を参照して、本実施の形態に係る通信システム１０の構成を説明する。

通信システム１０は、機器１１と、制御装置２０とを備える。

機器１１は、インターネット等のネットワークを介して制御装置２０と接続される。本実施の形態では、機器Ａ１、機器Ｂ１、機器Ｂ２、機器Ｃ１および機器Ｃ２といった機器１１によってフィールド環境が構築され、制御装置２０によってクラウド環境が構築される。

クラウド環境においてアプリケーション５０からの機器１１に対する制御要求が受け付けられると、制御装置２０により制御用の電文が生成されてフィールド環境へ送信される。機器Ａ１のように、フィールド環境において送信される電文に対応する制御経路上に１つの機器１１しかなければ、その機器１１に電文が直接送信される。機器Ｂ１および機器Ｂ２のように、フィールド環境において送信される電文に対応する制御経路上に２つ以上の機器１１があれば、制御経路上で制御装置２０の隣の機器１１に電文が送信され、その後、制御経路上の末端の機器１１まで電文が順番に転送されていく。

制御装置２０は、コンピュータである。制御装置２０は、プロセッサ２１を備えるとともに、メモリ２２および通信デバイス２３といった他のハードウェアを備える。プロセッサ２１は、信号線を介して他のハードウェアと接続され、これら他のハードウェアを制御する。

制御装置２０は、機能要素として、複数のモジュール３１と、要求受付部３２と、構成解決部３３と、電文構築部３４と、電文送信部３５とを備える。複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能は、ソフトウェアにより実現される。具体的には、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能は、制御プログラムにより実現される。制御プログラムは、それぞれソフトウェア部品である複数のモジュール３１を含むとともに、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４により行われる処理をそれぞれ要求受付処理、構成解決処理および電文構築処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。制御プログラムは、コンピュータ読取可能な媒体に記録されて提供されてもよいし、記録媒体に格納されて提供されてもよいし、プログラムプロダクトとして提供されてもよい。電文送信部３５の機能は、通信デバイス２３により実現される。具体的には、電文送信部３５の機能は、後述するトランスミッタにより実現される。

プロセッサ２１は、制御プログラムを実行する装置である。プロセッサ２１は、例えば、ＣＰＵである。「ＣＰＵ」は、Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔの略語である。

メモリ２２は、制御プログラムをあらかじめまたは一時的に記憶する装置である。メモリ２２は、例えば、ＲＡＭ、フラッシュメモリまたはこれらの組み合わせである。「ＲＡＭ」は、Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙの略語である。メモリ２２には、データベース２４が構築されている。データベース２４には、制御経路の機器構成を定義する構成情報４１が格納されている。

通信デバイス２３は、制御プログラムに入力されるデータを受信するレシーバと、制御プログラムから出力されるデータを送信するトランスミッタとを備える。通信デバイス２３は、例えば、通信チップまたはＮＩＣである。「ＮＩＣ」は、Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ Ｃａｒｄの略語である。

制御プログラムは、メモリ２２からプロセッサ２１に読み込まれ、プロセッサ２１によって実行される。メモリ２２には、制御プログラムだけでなく、ＯＳも記憶されている。「ＯＳ」は、Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍの略語である。プロセッサ２１は、ＯＳを実行しながら、制御プログラムを実行する。なお、制御プログラムの一部または全部がＯＳに組み込まれていてもよい。

制御プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されていてもよい。補助記憶装置は、例えば、ＨＤＤ、フラッシュメモリまたはこれらの組み合わせである。「ＨＤＤ」は、Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅの略語である。制御プログラムおよびＯＳは、補助記憶装置に記憶されている場合、メモリ２２にロードされ、プロセッサ２１によって実行される。

データベース２４は、補助記憶装置に構築されていてもよい。

制御装置２０は、プロセッサ２１を代替する複数のプロセッサを備えていてもよい。これら複数のプロセッサは、制御プログラムの実行を分担する。それぞれのプロセッサは、例えば、ＣＰＵである。

制御プログラムにより利用、処理または出力されるデータ、情報、信号値および変数値は、メモリ２２、補助記憶装置、または、プロセッサ２１内のレジスタまたはキャッシュメモリに記憶される。

制御装置２０は、１台のコンピュータで構成されていてもよいし、複数台のコンピュータで構成されていてもよい。制御装置２０が複数台のコンピュータで構成されている場合は、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および電文送信部３５の機能が、各コンピュータに分散されて実現されてもよい。

図２を参照して、データベース２４のテーブルの例を説明する。

本実施の形態では、構成情報４１は、テーブル形式でデータベース２４に格納されている。具体的には、構成情報４１は、「機器ＩＤ」、「親機器ＩＤ」および「機種」といったカラムで構成されたテーブルとしてデータベース２４にあらかじめ格納されている。「ＩＤ」は、Ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒの略語である。「機器ＩＤ」は、機器１１の識別子である。「親機器ＩＤ」は、「機器ＩＤ」の機器１１の親機器、すなわち、制御経路上で「機器ＩＤ」の機器１１から制御装置２０の側に１台分遡った位置にある機器１１の識別子である。「機種」は、「機器ＩＤ」の機器１１の機種である。

図２の例では、機器Ａ１は、テレビであり、制御装置２０に直接接続されている。機器Ｂ１は、ゲートウェイ装置であり、制御装置２０に直接接続されている。機器Ｂ２は、テレビであり、機器Ｂ１を介して制御装置２０に接続されている。機器Ｃ１は、ゲートウェイ装置であり、制御装置２０に直接接続されている。機器Ｃ２は、機器Ｃ１とは異なる機種のゲートウェイ装置であり、機器Ｃ１を介して制御装置２０に接続されている。機器Ｃ３は、テレビであり、機器Ｃ２および機器Ｃ１を介して制御装置２０に接続されている。

制御装置２０が備える複数のモジュール３１は、互いに異なる機種に対応しており、それぞれ対応する機種に応じた形式の電文を生成する機能を持っている。図２の例では、制御装置２０は、テレビに対応するモジュール３１、ゲートウェイ装置に対応するモジュール３１および別のゲートウェイ装置に対応するモジュール３１といった少なくとも３つのモジュール３１を備えている。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置２０の動作を説明する。制御装置２０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ１０１において、要求受付部３２は、アプリケーション５０からの制御要求を受け付ける。この制御要求には、制御対象機器の機器ＩＤと、制御コマンドと、制御パラメータとが含まれている。

ステップＳ１０２において、構成解決部３３は、データベース２４にある構成情報４１を取得する。図２の例のように、構成情報４１には、制御対象機器の機種と、クラウド環境から制御対象機器までの中継機器の機器ＩＤおよびその機種とを示す情報が含まれている。図２の例では、機器Ａ１、機器Ｂ２および機器Ｃ３が制御対象機器に該当し、機器Ｂ１、機器Ｃ１および機器Ｃ２が中継機器に該当する。

具体的には、ステップＳ１０２において、構成解決部３３は、ステップＳ１０１で受け付けられた制御要求に含まれる機器ＩＤでデータベース２４を検索することで、制御経路の機器構成を特定する。

ステップＳ１０３からステップＳ１０７において、電文構築部３４は、制御対象機器までの制御経路上に制御対象機器とは別の機器１１がある場合、複数のモジュール３１の中から、当該別の機器１１の機種に対応するモジュール３１を選択して利用することで、当該別の機器１１を介して制御対象機器を制御するための電文を構築する。電文構築部３４は、特に、制御対象機器を制御する電文が制御装置２０で得られる場合、得られた電文を含み、その電文を制御経路上で制御対象機器まで順番に転送させるための電文を、当該別の機器１１を介して制御対象機器を制御するための電文として構築する。本実施の形態では、電文構築部３４は、個別のモジュール３１を使い、制御対象機器からクラウド環境へ遡る順で電文を生成し、生成した電文を組み合わせて入れ子構造の電文を構築する。なお、電文構築部３４により構築される電文の構造は、入れ子構造でなくてもよく、制御対象機器を制御する電文を制御経路上で順番に転送することができるようなものであればよい。電文構築部３４は、制御経路上に制御対象機器しかない場合は、単に、制御対象機器を制御する電文を構築する。

具体的には、ステップＳ１０３において、電文構築部３４は、ステップＳ１０２で特定された機器構成に含まれる制御対象機器を選択する。ステップＳ１０２で特定された機器構成に１つの機器１１しか含まれていない場合は、その機器１１が制御対象機器である。ステップＳ１０２で特定された機器構成に複数の機器１１が含まれている場合は、それら複数の機器１１からなる制御経路上の末端の機器１１が制御対象機器である。ステップＳ１０４において、電文構築部３４は、ステップＳ１０３で選択した機器１１の機種に対応するモジュール３１に、ステップＳ１０１で受け付けられた制御要求に含まれる制御コマンドと制御パラメータとを入力して制御電文を生成する。ステップＳ１０５において、電文構築部３４は、ステップＳ１０２で特定された機器構成に、ステップＳ１０３で選択した機器１１の上位の機器１１、すなわち、親機器が含まれているかどうかを確認する。親機器が含まれていなければ、ステップＳ１０８の処理が行われる。親機器が含まれていれば、ステップＳ１０６において、電文構築部３４は、親機器を選択する。ステップＳ１０７において、電文構築部３４は、ステップＳ１０６で選択した機器１１の機種に対応するモジュール３１に、中継用の制御コマンドと中継用の制御パラメータとを入力して中継電文を生成する。中継用の制御コマンドとは、直前のステップＳ１０６で選択した機器１１が制御対象機器の親機器であれば、ステップＳ１０４で生成した制御電文を転送することを命令するコマンドのことであり、直前のステップＳ１０６で選択した機器１１が制御対象機器以外の機器１１の親機器であれば、直前のステップＳ１０７で生成した中継電文を転送することを命令するコマンドのことである。中継用の制御パラメータには、中継機器の機器ＩＤと、ステップＳ１０４で生成した制御電文または直前のステップＳ１０７で生成した中継電文とが含まれる。再びステップＳ１０５において、電文構築部３４は、ステップＳ１０２で特定された機器構成に、直前のステップＳ１０６で選択した機器１１の親機器が含まれているかどうかを確認する。親機器が含まれていなければ、ステップＳ１０８の処理が行われる。親機器が含まれていれば、再びステップＳ１０６において、電文構築部３４は、親機器を選択する。その後、ステップＳ１０７以降の処理が再び行われる。

このように、本実施の形態では、電文構築部３４は、ステップＳ１０４において、複数のモジュール３１の中から、制御対象機器の機種に対応するモジュール３１を選択して利用することで、第１電文を生成する。第１電文は、制御対象機器を制御する電文である。なお、第１電文がモジュール３１を利用して生成されることは必須ではない。第１電文は、制御装置２０で得られる代わりに、制御装置２０の外部から与えられてもよい。

ｎを２以上の整数として、制御経路上に制御対象機器を含めてｎ個の機器１１があるとする。制御対象機器を１番目の機器１１として制御経路上でｉ番目の機器１１に転送される電文を第ｉ電文とする。この場合、本実施の形態では、電文構築部３４は、ステップＳ１０５からステップＳ１０７において、複数のモジュール３１の中から、制御経路上でｉ＋１番目の機器１１の機種に対応するモジュール３１を選択して利用することで、第ｉ＋１電文を生成する。第ｉ＋１電文は、第ｉ電文を含み、第ｉ電文をｉ番目の機器１１に転送することをｉ＋１番目の機器１１に命令する電文である。電文構築部３４は、ｉを１からｎ−１になるまで１ずつインクリメントして得られる第ｎ電文を前述した入れ子構造の電文として構築する。

ステップＳ１０８において、電文送信部３５は、電文構築部３４により構築された電文を送信する。すなわち、電文送信部３５は、電文をクラウド環境から直接接続される中継機器または制御対象機器へ送信する。

図２の例を用いて、制御装置２０の動作の具体例を説明する。

ステップＳ１０１において、機器Ｂ２の機器ＩＤと、機器Ｂ２の電源オンを命令するための制御コマンドおよび制御パラメータとを含む要求が要求受付部３２により受け付けられたとする。

ステップＳ１０２において、構成解決部３３は、機器Ｂ２の機器ＩＤでデータベース２４を検索することで、機器Ｂ２を制御経路上の末端の機器１１である制御対象機器、機器Ｂ１を制御経路上の、制御対象機器とは別の機器１１である中継機器として特定する。制御経路上にある機器１１の数は２個である。すなわち、この例では、ｎ＝２である。機器Ｂ２を制御経路上で１番目の機器１１とすると、機器Ｂ１は制御経路上で２番目の機器１１である。構成解決部３３は、機器Ｂ２の機種がテレビであり、機器Ｂ１の機種がゲートウェイ装置であることも認識する。

ステップＳ１０３において、電文構築部３４は、機器Ｂ２を選択する。ステップＳ１０４において、電文構築部３４は、複数のモジュール３１の中から、機器Ｂ２の機種であるテレビに対応するモジュール３１を選択して利用することで、機器Ｂ２に電源オンを命令する第１電文を生成する。第１電文は、例えば、図４に示すような信号データである。ステップＳ１０５において、機器Ｂ２の親機器として機器Ｂ１が存在するため、ステップＳ１０６において、電文構築部３４は、機器Ｂ１を選択する。ステップＳ１０７において、電文構築部３４は、複数のモジュール３１の中から、機器Ｂ１の機種であるゲートウェイ装置に対応するモジュール３１を選択して利用することで、第１電文を含み、第１電文を機器Ｂ２に転送することを機器Ｂ１に命令する第２電文を生成する。第２電文は、例えば、図４に示すようなＨＴＴＰメッセージである。「ＨＴＴＰ」は、Ｈｙｐｅｒｔｅｘｔ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｐｒｏｔｏｃｏｌの略語である。ステップＳ１０５において、機器Ｂ１の親機器は存在しないため、ステップＳ１０８において、電文送信部３５は、第２電文を機器Ｂ１に送信する。

機器Ｂ１は、第２電文から第１電文を取り出すとともに、第２電文の命令に従って第１電文を機器Ｂ２に転送する。機器Ｂ２は、第１電文の命令に従って電源オンとなる。

なお、制御装置２０は、制御経路上のいずれかの機器１１から応答が送信された場合には、その応答を適宜加工した上でアプリケーション５０に出力する。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、制御対象機器までの制御経路上に制御対象機器とは別の機器１１がある場合、複数のモジュール３１の中から、当該別の機器１１の機種に対応するモジュール３１を選択して利用することで、当該別の機器１１を介して制御対象機器を制御するための電文が構築される。そのため、本実施の形態によれば、制御対象機器までの接続構成に柔軟に対応することができる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能がソフトウェアにより実現されるが、変形例として、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能がハードウェアにより実現されてもよい。この変形例について、主に本実施の形態との差異を説明する。

図５を参照して、本実施の形態の変形例に係る制御装置２０の構成を説明する。

制御装置２０は、電子回路２７および通信デバイス２３といったハードウェアを備える。

電子回路２７は、それぞれハードウェア部品である複数のモジュール３１を含むとともに、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能を実現する専用のハードウェアである。電子回路２７は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、または、これらのうちいくつか、もしくは、すべての組み合わせである。「ＩＣ」は、Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。「ＧＡ」は、Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＦＰＧＡ」は、Ｆｉｅｌｄ−Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略語である。「ＡＳＩＣ」は、Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略語である。

制御装置２０は、電子回路２７を代替する複数の電子回路を備えていてもよい。これら複数の電子回路は、複数のモジュール３１を含むとともに、全体として要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能を実現する。それぞれの電子回路は、例えば、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、または、これらのうちいくつか、もしくは、すべての組み合わせである。

別の変形例として、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。すなわち、複数のモジュール３１がそれぞれハードウェア部品またはソフトウェア部品であり、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の機能の一部が専用のハードウェアにより実現され、残りがソフトウェアにより実現されてもよい。

プロセッサ２１および電子回路２７は、いずれも処理回路である。すなわち、制御装置２０の構成が図１および図５のいずれに示した構成であっても、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３および電文構築部３４の動作は、処理回路により行われる。

実施の形態２．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図６から図８を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
本実施の形態に係る制御装置２０の構成については、図１に示した実施の形態１に係る制御装置２０のものと同じであるため、説明を省略する。

なお、本実施の形態では、機器Ｄ１および機器Ｄ２といった機器１１によってフィールド環境が構築され、制御装置２０によってクラウド環境が構築される。

図６を参照して、データベース２４のテーブルの例を説明する。

本実施の形態では、構成情報４１は、「機器ＩＤ」、「親機器ＩＤ」、「機種」および「中継用コマンド」といったカラムで構成されたテーブルとしてデータベース２４にあらかじめ格納されている。「機器ＩＤ」、「親機器ＩＤ」および「機種」については、図２に示した実施の形態１に係る構成情報４１のものと同じであるため、説明を省略する。「中継用コマンド」は、「機器ＩＤ」の機器１１の親機器が「機器ＩＤ」の機器１１に送信される電文を生成する必要のある制御コマンドである。

図６の例では、機器Ｄ１は、コントローラであり、制御装置２０に直接接続されている。機器Ｄ２は、スマートメータであり、機器Ｄ１を介して制御装置２０に接続されている。機器Ｄ２に電源オンまたは電源オフを命令する電文は、制御装置２０では生成されず、機器Ｄ１で生成されることになっている。

図６の例では、制御装置２０は、コントローラに対応するモジュール３１を備えているが、スマートメータに対応するモジュール３１は備えていない。なお、制御装置２０は、スマートメータに対応するモジュール３１を備えていてもよいが、そのモジュール３１は、電源オンを命令する電文を生成したり、電源オフを命令する電文を生成したりする機能を持っている必要はない。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図７を参照して、本実施の形態に係る制御装置２０の動作を説明する。制御装置２０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ２０１の処理については、図３に示したステップＳ１０１の処理と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ２０２において、構成解決部３３は、データベース２４にある構成情報４１を取得する。図６の例のように、構成情報４１では、特定の制御コマンドである中継用コマンドに対し、制御対象機器の親機器が制御対象機器への制御電文を生成する機能を持っていることが示されている場合がある。

ステップＳ２０３において、構成解決部３３は、ステップＳ２０１で受け付けられた制御要求に含まれる制御コマンドが中継用コマンドに該当するかどうかを確認する。中継用コマンドに該当しない場合、ステップＳ２０４の処理が行われる。一方、ステップ中継用コマンドに該当する場合、ステップＳ２０５の処理が行われる。

ステップＳ２０４の処理については、図３に示したステップＳ１０３の処理と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ２０５において、電文構築部３４は、ステップＳ２０２で特定された機器構成に含まれる制御対象機器の親機器を選択する。ステップＳ２０２で特定された機器構成に制御対象機器を除いて１つの機器１１しか含まれていない場合は、その機器１１が制御対象機器の親機器である。ステップＳ１０２で特定された機器構成に制御対象機器を除いても複数の機器１１が含まれている場合は、それら複数の機器１１のうち、制御経路上で制御対象機器の隣にある機器１１が制御対象機器の親機器である。

ステップＳ２０６において、電文構築部３４は、ステップＳ２０４またはステップＳ２０５で選択した機器１１の機種に対応するモジュール３１に、ステップＳ２０１で受け付けられた制御要求に含まれる制御コマンドと制御パラメータとを入力して制御電文を生成する。ステップＳ２０１で受け付けられた制御要求に含まれる制御コマンドが中継用コマンドに該当する場合は、制御対象機器を制御する電文を生成して制御対象機器に送信することを制御対象機器の親機器に命令する電文が生成される。ステップＳ２０７において、電文構築部３４は、ステップＳ２０２で特定された機器構成に、ステップＳ２０４またはステップＳ２０５で選択した機器１１の親機器が含まれているかどうかを確認する。親機器が含まれていなければ、ステップＳ２１０の処理が行われる。親機器が含まれていれば、ステップＳ２０８において、電文構築部３４は、親機器を選択する。ステップＳ２０９において、電文構築部３４は、ステップＳ２０８で選択した機器１１の機種に対応するモジュール３１に、中継用の制御コマンドと中継用の制御パラメータとを入力して中継電文を生成する。再びステップＳ２０７において、電文構築部３４は、ステップＳ２０２で特定された機器構成に、直前のステップＳ２０８で選択した機器１１の親機器が含まれているかどうかを確認する。親機器が含まれていなければ、ステップＳ２１０の処理が行われる。親機器が含まれていれば、再びステップＳ２０７において、電文構築部３４は、親機器を選択する。その後、ステップＳ２０９以降の処理が再び行われる。

このように、本実施の形態では、電文構築部３４は、特定の制御対象機器を間接的に制御することができる。すなわち、電文構築部３４は、制御対象機器を制御する第１電文が制御対象機器の親機器で得られる場合、当該親機器で得られる第１電文を当該親機器から制御対象機器に送信させるための電文を構築する。

図６の例では、中継機器が１つしかないが、中継機器が２つ以上ある場合は、実施の形態１と同様の入れ子構造の電文が構築される。

ｍを３以上の整数として、制御経路上に制御対象機器を含めてｍ個の機器１１があるとする。制御対象機器を１番目の機器１１、制御対象機器の親機器を２番目の機器１１として制御経路上でｊ番目の機器１１に転送される電文を第ｊ電文とする。この場合、本実施の形態では、電文構築部３４は、ステップＳ２０７からステップＳ２０９において、複数のモジュール３１の中から、制御経路上でｊ＋１番目の機器１１の機種に対応するモジュール３１を選択して利用することで、第ｊ＋１電文を生成する。第ｊ＋１電文は、第ｊ電文を含み、第ｊ電文をｊ番目の機器１１に転送することをｊ＋１番目の機器１１に命令する電文である。電文構築部３４は、ｊを２からｍ−１になるまで１ずつインクリメントして得られる第ｍ電文を入れ子構造の電文として構築する。第２電文は、第１電文を生成して制御対象機器に送信することを制御対象機器の親機器に命令する電文である。

ステップＳ２１０において、電文送信部３５は、電文構築部３４により構築された電文を送信する。

図６の例を用いて、制御装置２０の動作の具体例を説明する。

ステップＳ２０１において、機器Ｄ２の機器ＩＤと、機器Ｄ２の電源オンを命令するための制御コマンドおよび制御パラメータとを含む要求が要求受付部３２により受け付けられたとする。

ステップＳ２０２およびステップＳ２０３において、構成解決部３３は、機器Ｄ２の機器ＩＤでデータベース２４を検索することで、要求に含まれる制御コマンドが中継用コマンドに該当することを認識し、機器Ｄ２を制御対象機器、機器Ｄ１を制御対象機器の親機器として特定する。構成解決部３３は、機器Ｄ１の機種がコントローラであることも認識する。

ステップＳ２０５において、電文構築部３４は、機器Ｄ１を選択する。ステップＳ２０６において、電文構築部３４は、複数のモジュール３１の中から、機器Ｄ１の機種であるコントローラに対応するモジュール３１を選択して利用することで、機器Ｄ２に電源オンを命令するための第１電文を生成して機器Ｄ２に送信することを機器Ｄ１に命令するための第２電文を生成する。第２電文は、例えば、図８に示すようなＨＴＴＰメッセージである。ステップＳ２０７において、機器Ｄ１の親機器は存在しないため、ステップＳ２１０において、電文送信部３５は、第１電文を機器Ｄ１に送信する。

機器Ｄ１は、第２電文の命令に従って第１電文を生成して機器Ｄ２に送信する。機器Ｄ２は、第１電文の命令に従って電源オンとなる。

なお、データベース２４のテーブルにおいて、中継用コマンドを指定する代わりに、全コマンドを指定する意味でフラグを設定してもよい。すなわち、構成情報４１において、制御対象機器の親機器が制御対象機器への制御電文を生成する機能を持っているかどうかがフラグによって示されていてもよい。フラグがオンであれば、ステップＳ２０１で受け付けられた制御要求に含まれる制御コマンドに関わらず、ステップＳ２０５の処理が行われる。

あるいは、データベース２４のテーブルにおいて、中継用コマンドの指定を省略するとともに、制御対象機器のエントリを省略してもよい。図６の例では、機器Ｄ２のエントリを省略してもよい。すなわち、構成情報４１において、制御対象機器の親機器が制御対象機器への制御電文を生成する機能を持っている場合は、制御対象機器に関する情報が省略されていてもよい。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、ある機器１１を制御する電文の構造が不明であっても、その機器１１を制御する電文を生成できる機器１１に電文を生成させることで、制御対象機器までの接続構成により柔軟に対応することができる。

実施の形態３．
本実施の形態について、主に実施の形態２との差異を、図９から図１１を用いて説明する。

＊＊＊構成の説明＊＊＊
図９を参照して、本実施の形態に係る制御装置２０の構成を説明する。

制御装置２０は、機能要素として、複数のモジュール３１と、要求受付部３２と、構成解決部３３と、電文構築部３４と、電文送信部３５とのほかに、順序制御部３６を備える。複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および順序制御部３６の機能は、ソフトウェアにより実現される。具体的には、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および順序制御部３６の機能は、制御プログラムにより実現される。制御プログラムは、それぞれソフトウェア部品である複数のモジュール３１を含むとともに、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および順序制御部３６により行われる処理をそれぞれ要求受付処理、構成解決処理、電文構築処理および順序制御処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。電文送信部３５の機能は、通信デバイス２３により実現される。具体的には、電文送信部３５の機能は、トランスミッタにより実現される。

本実施の形態では、機器Ｄ１、機器Ｄ２および機器Ｅ１といった機器１１によってフィールド環境が構築され、制御装置２０によってクラウド環境が構築される。

本実施の形態では、データベース２４には、構成情報４１のほかに、互いに異なる制御対象機器間での制御の依存関係を定義する関係情報４２が格納されている。

図１０を参照して、データベース２４のテーブルの例を説明する。

本実施の形態では、構成情報４１および関係情報４２は、「機器ＩＤ」、「親機器ＩＤ」、「機種」、「中継用コマンド」および「前提コマンド」といったカラムで構成されたテーブルとしてデータベース２４にあらかじめ格納されている。「機器ＩＤ」、「親機器ＩＤ」、「機種」および「中継用コマンド」については、図６に示した実施の形態２に係る構成情報４１のものと同じであるため、説明を省略する。「前提コマンド」のカラムは、関係情報４２に相当する。「前提コマンド」は、「機器ＩＤ」の機器１１の制御コマンドを実行する前に実行されている必要のある制御コマンドである。

図１０の例では、機器Ｅ１は、テレビであり、制御装置２０に直接接続されている。機器Ｅ１に対する制御の前に機器Ｄ２が電源オンとなっていなければならない。機器Ｄ１および機器Ｄ２については、図６の例と同じであるため、説明を省略する。

図１０の例では、制御装置２０は、テレビに対応するモジュール３１およびコントローラに対応するモジュール３１といった少なくとも２つのモジュール３１を備えている。

＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１１を参照して、本実施の形態に係る制御装置２０の動作を説明する。制御装置２０の動作は、本実施の形態に係る制御方法に相当する。

ステップＳ３０１の処理については、図７に示したステップＳ２０１の処理と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ３０２において、順序制御部３６は、ステップＳ３０１で受け付けられた制御要求または後述するステップＳ３０４で生成された制御要求をスタックに入れる。

ステップＳ３０３において、構成解決部３３は、データベース２４にある構成情報４１を取得する。順序制御部３６は、データベース２４にある関係情報４２を取得する。図１０の例のように、関係情報４２では、制御対象機器の制御の前提となる制御コマンドである前提コマンドが示されている場合がある。

ステップＳ３０４において、順序制御部３６は、ステップＳ３０２でスタックに入れた制御要求に含まれる機器ＩＤに対応する前提コマンドがあるかどうかを確認する。前提コマンドがある場合、順序制御部３６は、前提コマンドの制御対象機器の機器ＩＤと、前提コマンドと、制御パラメータとが含まれている制御要求を生成する。そして、その制御要求について、ステップＳ３０２以降の処理が行われる。前提コマンドがない場合は、ステップＳ３０５の処理が行われる。

ステップＳ３０５において、順序制御部３６は、制御要求をスタックから取り出す。

ステップＳ３０５で取り出された制御要求について行われるステップＳ３０６からステップＳ３１３の処理については、図７に示したステップＳ２０３からステップＳ２１０の処理と同じであるため、説明を省略する。

ステップＳ３１４において、順序制御部３６は、スタックに制御要求があるかどうかを確認する。制御要求がなくなるまで、ステップＳ３０５以降の処理が再び行われる。

このように、本実施の形態では、順序制御部３６は、関係情報４２に基づいて、電文送信部３５により電文が送信される順序を制御する。電文構築部３４は、制御対象機器ごとに、電文送信部３５により送信される電文を生成する。

図１０の例を用いて、制御装置２０の動作の具体例を説明する。

ステップＳ３０１において、機器Ｅ１の機器ＩＤと、機器Ｅ１の電源オンを命令するための制御コマンドおよび制御パラメータとを含む要求Ｒ１が要求受付部３２により受け付けられたとする。

ステップＳ３０２において、順序制御部３６は、要求Ｒ１をスタックに入れる。

ステップＳ３０３およびステップＳ３０４において、順序制御部３６は、機器Ｅ１の機器ＩＤでデータベース２４を検索することで、要求Ｒ１に含まれる制御コマンドに対応する前提コマンドがあることを認識する。前提コマンドとして、機器Ｄ２を電源オンとすることが指定されているため、順序制御部３６は、機器Ｄ２の機器ＩＤと、機器Ｄ２の電源オンを命令するための制御コマンドおよび制御パラメータとを含む要求Ｒ２を生成する。

ステップＳ３０２において、順序制御部３６は、要求Ｒ２をスタックに入れる。

ステップＳ３０３およびステップＳ３０４において、順序制御部３６は、機器Ｄ２の機器ＩＤでデータベース２４を検索することで、要求Ｒ１に含まれる制御コマンドに対応する前提コマンドがないことを認識する。

ステップＳ３０５において、順序制御部３６は、要求Ｒ２をスタックから取り出す。

ステップＳ３０６において、構成解決部３３は、要求Ｒ２に含まれる機器Ｄ２の機器ＩＤでデータベース２４を検索することで、要求Ｒ２に含まれる制御コマンドが中継用コマンドに該当することを認識し、機器Ｄ２を制御対象機器、機器Ｄ１を制御対象機器の親機器として特定する。構成解決部３３は、機器Ｄ１の機種がコントローラであることも認識する。

ステップＳ３０８において、電文構築部３４は、機器Ｄ１を選択する。ステップＳ３０９において、電文構築部３４は、複数のモジュール３１の中から、機器Ｄ１の機種であるコントローラに対応するモジュール３１を選択して利用することで、機器Ｄ２に電源オンを命令する第１電文を生成して機器Ｄ２に送信することを機器Ｄ１に命令する第２電文を生成する。第２電文は、例えば、図８に示したようなＨＴＴＰメッセージである。ステップＳ３１０において、機器Ｄ１の親機器は存在しないため、ステップＳ３１３において、電文送信部３５は、第２電文を機器Ｄ１に送信する。

機器Ｄ１は、第２電文の命令に従って第１電文を生成して機器Ｄ２に送信する。機器Ｄ２は、第１電文の命令に従って電源オンとなる。

ステップＳ３１４において、スタックに要求Ｒ１が残っているため、ステップＳ３０５の処理が再び行われる。

ステップＳ３０５において、順序制御部３６は、要求Ｒ１をスタックから取り出す。

ステップＳ３０６において、構成解決部３３は、要求Ｒ１に含まれる機器Ｅ１の機器ＩＤでデータベース２４を検索することで、機器Ｅ１を制御対象機器として特定する。構成解決部３３は、機器Ｅ１の機種がテレビであることも認識する。

ステップＳ３０７において、電文構築部３４は、機器Ｅ１を選択する。ステップＳ３０９において、電文構築部３４は、複数のモジュール３１の中から、機器Ｅ１の機種であるテレビに対応するモジュール３１を選択して利用することで、機器Ｅ１に電源オンを命令する第１電文を生成する。第１電文は、例えば、図４に示したような信号データである。ステップＳ３１０において、機器Ｅ１の親機器は存在しないため、ステップＳ３１３において、電文送信部３５は、第１電文を機器Ｅ１に送信する。

機器Ｅ１は、第１電文の命令に従って電源オンとなる。

なお、図１１に示したフローは、電文を一通り生成してから、順序を考慮して送信するフローに変更されてもよい。

＊＊＊実施の形態の効果の説明＊＊＊
本実施の形態では、機器１１の制御コマンドと、その前提となる制御コマンドとの関係、すなわち、制御の依存関係が管理される。依存する制御コマンドを分解し、電文を構築する処理の呼び出し順序および並列実行が制御される。依存する制御コマンドがある場合は、その依存関係に従ってシーケンシャルな呼び出しを行い、依存関係がない制御コマンドは並列実行するといったことが可能となる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同じように、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および順序制御部３６の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および順序制御部３６の機能がハードウェアにより実現されてもよい。あるいは、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および順序制御部３６の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。

実施の形態４．
本実施の形態について、主に実施の形態１との差異を、図１２を用いて説明する。

図１２に示すように、本実施の形態では、制御装置２０は、機能要素として、複数のモジュール３１と、要求受付部３２と、構成解決部３３と、電文構築部３４と、電文送信部３５とのほかに、情報収集部３７を備える。複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および情報収集部３７の機能は、ソフトウェアにより実現される。具体的には、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および情報収集部３７の機能は、制御プログラムにより実現される。制御プログラムは、それぞれソフトウェア部品である複数のモジュール３１を含むとともに、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および情報収集部３７により行われる処理をそれぞれ要求受付処理、構成解決処理、電文構築処理および情報収集処理としてコンピュータに実行させるプログラムである。電文送信部３５の機能は、通信デバイス２３により実現される。具体的には、電文送信部３５の機能は、トランスミッタにより実現される。

情報収集部３７は、構成情報４１を収集する。

本実施の形態では、電文構築部３４は、電文送信部３５により送信される電文を構築した後に、情報収集部３７により収集された構成情報４１によって制御経路の機器構成が変更されたことが示されている場合、変更後の機器構成に合わせて電文を構築し直す。

本実施の形態では、フィールド環境の機器構成、すなわち、クラウド環境から末端機器までの制御経路に関する情報を収集し、データベース２４を最新の状態に保つことでフィールド環境内の構成変更に応じて電文を構築することができる。すなわち、フィールド環境内の接続構成の変化に柔軟に対応できる。

＊＊＊他の構成＊＊＊
本実施の形態では、実施の形態１と同じように、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および情報収集部３７の機能がソフトウェアにより実現されるが、実施の形態１の変形例と同じように、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および情報収集部３７の機能がハードウェアにより実現されてもよい。あるいは、複数のモジュール３１、要求受付部３２、構成解決部３３、電文構築部３４および情報収集部３７の機能がソフトウェアとハードウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。

１０ 通信システム、１１ 機器、２０ 制御装置、２１ プロセッサ、２２ メモリ、２３ 通信デバイス、２４ データベース、２７ 電子回路、３１ モジュール、３２ 要求受付部、３３ 構成解決部、３４ 電文構築部、３５ 電文送信部、３６ 順序制御部、３７ 情報収集部、４１ 構成情報、４２ 関係情報、５０ アプリケーション。

Claims (9)

1. それぞれ対応する機種に応じた形式の電文を生成する機能を持ち、互いに異なる機種に対応する複数のモジュールと、
   制御対象機器までの制御経路上に前記制御対象機器とは別の機器がある場合、前記複数のモジュールの中から、前記別の機器の機種に対応するモジュールを選択して利用することで、前記別の機器を介して前記制御対象機器を制御するための電文を構築する電文構築部と、
   前記電文構築部により構築された電文を送信する電文送信部と
   を備え、
   前記電文構築部は、前記制御対象機器を制御する電文が前記制御経路上で前記制御対象機器の隣にある親機器で得られる場合、前記親機器で得られる電文を前記親機器から前記制御対象機器に送信させるための電文を、前記別の機器を介して前記制御対象機器を制御するための電文として構築する制御装置。
2. 前記電文構築部は、前記制御対象機器を制御する電文が前記制御装置で得られる場合、得られた電文を含み、その電文を前記制御経路上で前記制御対象機器まで順番に転送させるための電文を、前記別の機器を介して前記制御対象機器を制御するための電文として構築する請求項１に記載の制御装置。
3. 前記電文構築部は、ｎを２以上の整数として、前記制御経路上に前記制御対象機器を含めてｎ個の機器があり、前記制御対象機器を制御する電文を第１電文、前記制御対象機器を１番目の機器として前記制御経路上でｉ番目の機器に転送される電文を第ｉ電文として、前記第１電文が前記制御装置で得られる場合、前記複数のモジュールの中から、前記制御経路上でｉ＋１番目の機器の機種に対応するモジュールを選択して利用することで、前記第ｉ電文を含み、前記第ｉ電文を前記ｉ番目の機器に転送することを前記ｉ＋１番目の機器に命令する第ｉ＋１電文を生成し、ｉを１からｎ−１になるまで１ずつインクリメントして得られる第ｎ電文を構築する請求項２に記載の制御装置。
4. 前記電文構築部は、前記複数のモジュールの中から、前記制御対象機器の機種に対応するモジュールを選択して利用することで、前記第１電文を生成する請求項３に記載の制御装置。
5. 互いに異なる制御対象機器間での制御の依存関係を定義する関係情報に基づいて、前記電文送信部により電文が送信される順序を制御する順序制御部をさらに備え、
   前記電文構築部は、制御対象機器ごとに、前記電文送信部により送信される電文を構築する請求項１から４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記制御経路の機器構成を定義する構成情報を収集する情報収集部をさらに備え、
   前記電文構築部は、前記電文送信部により送信される電文を構築した後に、前記情報収集部により収集された構成情報によって前記制御経路の機器構成が変更されたことが示されている場合、変更後の機器構成に合わせて前記電文送信部により送信される電文を構築し直す請求項１から５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記電文構築部は、前記制御対象機器までの前記制御経路上に前記別の機器がない場合、前記制御対象機器を制御する電文を構築する請求項１から６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の制御装置と、
   前記制御経路上の機器と
   を備える通信システム。
9. それぞれ対応する機種に応じた形式の電文を生成する機能を持ち、互いに異なる機種に対応する複数のモジュールを含み、
   コンピュータに、
   制御対象機器までの制御経路上に前記制御対象機器とは別の機器があり、前記複数のモジュールの中から、前記別の機器の機種に対応するモジュールを選択して利用することで、前記別の機器を介して前記制御対象機器を制御するための電文を構築するにあたり、前記制御対象機器を制御する電文が前記制御経路上で前記制御対象機器の隣にある親機器で得られる場合、前記親機器で得られる電文を前記親機器から前記制御対象機器に送信させるための電文を、前記別の機器を介して前記制御対象機器を制御するための電文として構築する電文構築処理を実行させる制御プログラム。

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