JP6845127B2 - 外形監視システム、および、監視用端末 - Google Patents

Description

本発明は、センサ端末で得られたセンサデータを中継端末を介して上位装置へ収集するセンサシステムを外形監視するための外形監視技術に関する。

すべてのモノがインターネットなどの通信ネットワークに接続されるＩｏＴ（Internet of Things）社会では、各種のセンサ端末が中継端末を介して通信ネットワークに接続され、多種多量のデータを収集し、そのデータを解析することで人間の役に立つ情報を引き出すことが期待されている（例えば、非特許文献１など参照）。
図８は、一般的なセンサシステムの構成例である。このセンサシステムは、加速度センサ、体温センサ、心拍センサなどのセンサ端末からセンサデータを中継端末で取得し、集約端末、ゲートウェイ（ＧＷ）、および通信ネットワークを介して上位装置で収集するシステムである。

このような多種多量なデバイスをシステムとして動作させるためには、監視・運用に関する技術が非常に重要である。なぜならば、センサ端末の種類や量が多ければ多いほどシステムにおける故障点が増加し、それにより監視項目が増えてしまい、全ての案件を人手で対応することが難しくなるためである。

ＩｏＴ社会に至る以前に、インターネットシステムではユーザからサーバまでの疎通を常時監視する方法として外形監視という手法が知られており、これによって故障復旧を自動化するＺａｂｂｉｘ（登録商標）等の監視ツールも実用化されている。（例えば、非特許文献２など参照）。
外形監視に用いるシステムは運用のノウハウも蓄積されてきており、この仕組みをセンサ端末が通信ネットワークに接続されるＩｏＴ社会でも応用し、監視運用を自動化することが期待されている。

松永 賢一ほか、「ＩｏＴに適したマルチセンサ収容データ収集技術の提案」、一般社団法人電子情報通信学会、2016年ソサイエティ大会講演論文集、通信講演論文集２、p420(B-18-56)、2016-09-23 「Zabbix製品カタログ」、Zabbix LLC、https://www.zabbix.com/files/Brochures/zabbix_brochure-201707.pdf、2017 SPRING / SUMMER

しかしながら、このような従来の外形監視技術をＩｏＴ社会におけるセンサシステムにそのまま当てはめると、部分的には監視が可能となるが、外形監視が期待する意味において、センサデータが中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを、正確に監視することはできないという問題点があった。

図９は、従来の監視ツールを利用した外形監視システムの構成例である。図１０は、従来の監視ツールを利用した外形監視システムの他の構成例である。
図９に示すように、従来の監視ツールを搭載した擬似中継端末を通信ネットワークに接続した場合、擬似中継端末から送信された擬似センサデータは、センサ端末からのセンサデータを中継転送する中継端末を通過することなく、通信ネットワークを介して上位装置へ中継転送される。これは、図１０に示すように、擬似中継端末を集約端末に接続した場合でも同様である。

しかし、このような外形監視方法では、通信ネットワークの動作状況については監視できるものの、中継端末と擬似中継端末との動作状況に関連性がないため、中継端末が故障してしまった場合には、いくら擬似中継端末から擬似センサデータが予定通り送信されていても、中継端末の動作状況を正確に監視することはできない。

このような問題を解決する方法として、中継端末上に擬似的なセンサデータであるダミーデータを生成するダミーデータ生成プロセスを搭載しておく方法が考えられる。図１１は、ダミーデータ生成プロセスを搭載した中継端末のプロセス構成例である。
これにより、中継端末が故障してしまった場合に、ダミーデータ生成プロセスが停止することになる。したがって、ダミーデータが予定通り送信されているかを監視すれば、中継端末の故障を検知することが可能である。

しかし、この方法によれば、中継端末において、センサ通信プロセスが正常動作しているものの、ダミーデータ生成プロセスが停止している状況になった場合、その中継端末は故障と検知されてしまう。さらに、センサ通信プロセスが停止しているにも関わらず、ダミーデータ生成プロセスが正常動作している状況も考えられる。このような状況では中継端末の故障を検知することができない上に、実際はセンサ通信が行えていないという状況が生じてしまう。したがって、中継端末上にダミーデータ生成プロセスを搭載する方法では、中継端末の動作状況を正確に監視することができない。

本発明はこのような課題を解決するためのものであり、センサシステムにおいて、センサデータが中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを、正確に外形監視できるシステム監視技術を提供することを目的としている。

このような目的を達成するために、本発明にかかる外形監視システムは、センサ端末で得られたセンサデータを通信回線を介して取得する中継端末と、前記中継端末から中継転送された前記センサデータを通信ネットワークを介して収集する上位装置とを備えるセンサシステムで用いられて、前記センサデータが前記中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視する外形監視システムであって、前記通信回線を介して前記中継端末に接続される前記センサ端末の１つとして動作し、前記中継端末からの前記センサデータの取得要求を検出し、前記取得要求に応じた前記中継端末におけるセンサデータの取得動作に関する正常性が確認された場合、前記センサデータと同様にして前記中継端末から前記上位装置へ中継転送される監視用データを、前記通信回線を介して前記中継端末へ送信する監視用端末と、前記上位装置で収集された前記監視用データの受信状況に基づいて、前記センサデータが前記中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視する外形監視装置とを備えている。

また、本発明にかかる上記外形監視システムは、前記監視用端末が、前記中継端末におけるセンサデータの取得動作に関する正規の取得処理内容を示す取得処理情報を予め記憶する端末記憶部と、前記中継端末からの取得要求を検出する取得要求検出部と、検出された前記取得要求に応じた前記中継端末におけるセンサデータの取得動作に関する正常性を前記取得処理情報に基づき検証することにより、前記中継端末で実際の取得動作が正常か否かを確認する取得動作確認部と、前記取得動作確認部により前記中継端末の取得動作が正常であることが確認された場合、前記監視用データを前記取得要求に対する擬似的なセンサデータとして、前記通信回線を介して前記中継端末へ送信する監視用データ送信部とを備えている。

また、本発明にかかる上記外形監視システムの一構成例は、前記端末記憶部が、前記中継端末で用いられる複数種の取得処理内容に関する取得処理情報を予め記憶し、前記取得動作確認部は、前記複数種の取得処理情報のうちから前記取得要求と対応する取得処理情報を用いて前記取得要求を検証することにより、前記中継端末における前記取得動作の正常性を確認するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記外形監視システムの一構成例は、前記取得要求検出部が、監視対象となる前記中継端末が予め複数設定されている場合、これら中継端末のうちから前記取得要求を検出する対象となる中継端末を、順次切替選択するようにしたものである。

また、本発明にかかる上記外形監視システムの一構成例は、前記端末記憶部が、監視対象となる前記中継端末ごとに、当該中継端末に関する監視動作の処理に用いる処理領域を独立して備え、前記取得要求検出部は、前記中継端末を切り替える際、監視動作の処理に用いる前記端末記憶部の処理領域を、前記中継端末と対応する前記端末記憶部の処理領域に切り替えるようにしたものである。

また、本発明にかかる上記外形監視システムの一構成例は、前記外形監視装置が、前記中継端末から前記上位装置へ中継転送された前記監視用データの受信状況に基づいて、前記センサデータが前記中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを確認する外形監視確認部と、前記外形監視確認部により前記通信経路に関する正常収集が確認できなかった場合、予め設定されている通知先へ前記中継端末に関する異常を通知する異常通知部とを備えている。

また、本発明にかかる上記外形監視システムの一構成例は、前記外形監視装置が、前記通信ネットワークを介して前記監視用端末へ制御メッセージを送信することにより、前記監視用端末での端末監視動作を遠隔制御する端末制御部をさらに備え、前記端末制御部は、前記監視用端末で用いる任意の処理情報を前記監視用端末へ送信する前後のタイミングで、前記制御メッセージにより前記監視用端末での端末監視動作の一時停止および再開を指示し、前記監視用端末は、前記制御メッセージに基づいて実行中の前記端末監視動作を一時停止して、前記外形監視装置から前記処理情報を受信した後、前記制御メッセージに基づいて前記端末監視動作を再開する動作制御部をさらに備えている。

また、本発明にかかる監視用端末は、上記外形監視システムのいずれかで用いられる監視用端末である。

本発明によれば、監視用端末から送信された監視用データは、必ず中継端末でのセンサデータの取得動作により取得されて上位装置へ中継転送されるため、中継端末での取得動作の正常性が監視用データの受信状況に反映されることになる。このため、センサシステムにおいて、センサデータが中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを、正確に外形監視することが可能となる。

第１の実施の形態にかかる外形監視システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態にかかる端末監視処理を示すフローチャートである。 第１の実施の形態にかかる外形監視処理を示すフローチャートである。 第２の実施の形態にかかる外形監視システムの概略図である。 第２の実施の形態にかかる外形監視システムの他の概略図である。 第３の実施の形態にかかる外形監視システムの構成を示すブロック図である。 端末監視動作の遠隔制御例を示すシーケンス図である 一般的なセンサシステムの構成例である。 従来の監視ツールを利用した外形監視システムの構成例である。 従来の監視ツールを利用した外形監視システムの他の構成例である。 ダミーデータ生成プロセスを搭載した中継端末のプロセス構成例である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
まず、図１を参照して、本発明の第１の実施の形態にかかる外形監視システム１について説明する。図１は、第１の実施の形態にかかる外形監視システムの構成を示すブロック図である。

この外形監視システム１は、センサ端末３０で得られたセンサデータを通信回線Ｌを介して取得する中継端末３１と、中継端末３１から中継転送されたセンサデータを通信ネットワークＮＷを介して収集する上位装置５０とを備えるセンサシステム３で用いられて、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視するシステムである。

［センサシステム］
センサシステム３は、主な構成として、センサ端末３０、中継端末３１、および上位装置５０を備えている。
センサ端末３０は、任意の物理量を検出し、得られた検出結果をセンサデータとして中継端末３１へ送信するデバイスである。
中継端末３１は、センサ端末３０から送信されたセンサデータを通信ネットワークＮＷを介して上位装置５０へ中継転送する端末装置である。

センサ端末３０の具体例としては、加速度センサのほか、体温、呼吸、心拍、体動、脳波などを検出する生体情報センサがある。また、気温、湿度、気圧、照度、騒音などの室内外の環境状況を検出する環境センサでもよい。本実施の形態では、センサ端末３０と中継端末３１とが、例えばＢＬＥ（Bluetooth（登録商標） Low Energy）などの近距離無線通信方式を用いた無線回線で接続されている場合を例として説明するが、これに限定されるものではなく、有線回線で接続されていてもよい。

中継端末３１の具体例としては、非特許文献１に示されているような、より多くの無線通信規格に対応した、マルチセンサシステム対応のＩｏＴゲート端末がある。本実施の形態では、中継端末３１と通信ネットワークＮＷの無線基地局（図示せず）とが、例えばＷｉ−Ｆｉ、Ｚｉｇｂｅｅ（２．４ＧＨｚ）、９２０ＭＨｚ帯無線などの無線方式を用いた無線回線で接続されている場合を例として説明するが、これに限定されるものではなく、有線回線で接続されていてもよい。

上位装置５０は、全体としてサーバ装置やＰＣなどの情報処理装置からなり、各センサ端末３０で検出されたセンサデータを、中継端末３１、通信ネットワークＮＷを介して収集して一旦蓄積する機能と、これらセンサデータに基づいて予め設定されているアプリケーションを実行する機能とを有している。

［外形監視システム］
次に、図１を参照して、本実施の形態にかかる外形監視システム１について詳細に説明する。
図１に示すように、本実施の形態にかかる外形監視システム１は、主な構成として、監視用端末１０と外形監視装置２０とを備えている。

監視用端末１０は、通信回線Ｌを介して中継端末３１に接続されるセンサ端末３０の１つとして動作する端末装置であり、中継端末３１からのセンサデータの取得要求を検出し、取得要求に応じた中継端末３１におけるセンサデータの取得動作に関する正常性が確認された場合、センサデータと同様にして中継端末３１から上位装置５０へ中継転送される監視用データを、通信回線Ｌを介して中継端末３１へ送信する機能を有している。

外形監視装置２０は、全体としてサーバ装置やＰＣなどの情報処理装置からなり、上位装置５０と接続されて、センサデータと同様にして上位装置５０で収集された監視用データを取得し、監視用データの受信状況に基づいて、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視する機能を有している。

［監視用端末］
監視用端末１０には、主な機能部として、通信Ｉ／Ｆ部１１、端末記憶部１２、および端末処理部１３が設けられている。

通信Ｉ／Ｆ部１１は、通信回線Ｌを介して中継端末３１とデータ通信を行う機能を有しており、複数の通信モジュール１１Ａを備えている。中継端末３１が各種のセンサ端末３０からセンサデータを取得可能なマルチセンサ対応であることを想定して、各種の通信方式に対応した複数種の通信モジュール１１Ａが、通信Ｉ／Ｆ部１１に設けられている。

端末記憶部１２は、半導体メモリなどの記憶装置からなり、端末処理部１３での端末監視動作に用いる各種の処理データやプログラムを記憶する機能を有している。
端末記憶部１２で記憶する主な処理データとして取得処理情報１２Ａがある。取得処理情報１２Ａは、中継端末３１がセンサ端末３０からセンサデータを取得する際に用いる正規の取得処理内容が記述された情報である。中継端末３１がマルチセンサ対応であることを想定して、各種の通信方式に対応した複数種の取得処理情報１２Ａが予め端末記憶部１２に設定されている。

この際、端末記憶部１２は、１つの監視用端末１０で複数の中継端末３１に関する端末監視動作を行う場合、端末記憶部１２内に端末監視動作の処理に用いる処理領域を中継端末３１ごとに独立して備え、これら処理領域ごとに端末監視動作に用いる取得処理情報１２Ａや中継端末３１から受信した取得動作に関する処理情報を保存して、使用するようにしてもよい。これにより、中継端末３１によって異なる取得動作が行われる場合でも、中継端末３１に対応する処理領域に切り替えるだけで、端末監視動作を容易に実行することができる。

端末処理部１３は、ＣＰＵとその周辺回路を有し、端末記憶部１２のプログラムを実行することにより、ハードウェアとソフトウェアとを協働させて、中継端末３１の端末監視動作に用いる各種の処理部を実現する機能を有している。
端末処理部１３で実現される主な処理部として、取得要求検出部１３Ａ、取得動作確認部１３Ｂ、および監視用データ送信部１３Ｃがある。

取得要求検出部１３Ａは、監視対象となる中継端末３１からセンサデータを取得する取得動作時に送信される取得要求を、通信回線Ｌを介して検出する機能を有している。

取得動作確認部１３Ｂは、取得要求検出部１３Ａで検出された取得要求に応じた中継端末３１におけるセンサデータの取得動作に関する正常性を、端末記憶部１２の取得処理情報１２Ａに基づき検証する機能と、得られた検証結果に基づいて中継端末３１で実際の取得動作が正常か否かを確認する機能とを有している。

取得処理情報１２Ａの具体例としては、センサデータの取得動作に用いる暗号キーや端末ＩＤなどの認証情報がある。一般に、中継端末３１がセンサ端末３０からセンサデータを取得する場合、中継端末３１の取得動作において、予め取り決めた暗号キーや端末ＩＤなどの認証情報をやり取りすることにより、通信相手の正当性を確認する認証処理が行われる。この際、センサ端末３０は、中継端末３１から通知された認証情報に基づいて、通信相手すなわち中継端末３１の正当性が確認された時点で、センサデータを送信することになる。

このため、中継端末３１から実際に通知された認証情報からなる取得処理内容を、正規の認証情報を示す取得処理情報１２Ａと比較することにより、中継端末３１における取得動作の正常性を確認することができる。なお、取得動作の正常性を確認するための取得処理情報１２Ａについては、前述した認証情報に限定されるものではない。例えば、取得動作時に中継端末３１とセンサ端末３０との間でやり取りされる、認証情報以外の処理データの内容や処理データの送受信順序など、取得動作を特徴づける他の取得処理情報を用いてもよい。

監視用データ送信部１３Ｃは、取得動作確認部１３Ｂにより監視対象である中継端末３１の取得動作が正常であることが確認された場合、センサデータと同様にして中継端末３１から上位装置５０へ中継転送される監視用データを、取得要求に対する擬似的なセンサデータとして取得処理内容により通信回線Ｌを介して監視対象である中継端末３１へ送信する機能を有している。

本実施の形態において、監視用データは、センサデータと同じデータフォーマットを有している。これにより、中継端末３１は、監視用端末１０から送信された監視用データと、センサ端末３０から送信されたセンサデータを区別することなく、センサデータと同様にして中継端末３１から上位装置５０へ中継転送することになる。このため、外形監視システム１の導入に際し、センサシステム３側の中継端末３１に対する機能の追加・変更を行う必要はない。

［外形監視装置］
外形監視装置２０には、主な機能部として、入出力Ｉ／Ｆ部２１、操作入力部２２、画面表示部２３、記憶部２４、および演算処理部２５が設けられている。

入出力Ｉ／Ｆ部２１は、上位装置５０とデータ通信を行うことにより、監視用データなどの各種データをやり取りする機能を有している。
操作入力部２２は、キーボード、マウス、タッチパネルなどの操作入力装置からなり、オペレータの操作を検出して演算処理部２５へ出力する機能を有している。
画面表示部２３は、ＬＣＤなどの画面表示装置からなり、操作メニュー画面、設定画面、外形監視結果画面などの各種画面データを画面表示する機能を有している。

記憶部２４は、ハードディスクや半導体メモリなどの記憶装置からなり、演算処理部２５での外形監視動作に用いる各種の処理データやプログラムを記憶する機能を有している。
記憶部２４で記憶する主な処理データとしては、上位装置５０から入出力Ｉ／Ｆ部２１を介して取得した監視用データがある。

演算処理部２５は、ＣＰＵとその周辺回路を有し、記憶部２４のプログラムを実行することにより、ハードウェアとソフトウェアとを協働させて、センサシステム３において、収集センサデータが各中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視するための外形監視動作に用いる各種の処理部を実現する機能を有している。
演算処理部２５で実現される主な処理部として、監視用データ取得部２５Ａ、外形監視確認部２５Ｂ、および異常通知部２５Ｃがある。

監視用データ取得部２５Ａは、上位装置５０で収集された監視用データを入出力Ｉ／Ｆ部２１を介して逐次取得して記憶部２４へ保存する機能を有している。
外形監視確認部２５Ｂは、記憶部２４に保存されている監視用データのうち、監視対象となる中継端末３１から上位装置５０へ中継転送された監視用データの受信状況に基づいて、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを確認する機能を有している。

異常通知部２５Ｃは、外形監視確認部２５Ｂにより、監視対象となる中継端末３１を含む通信経路に関する正常収集が確認できなかった場合、予め設定されている通知先へ、メール、メッセージ、音声ガイダンス、ポップアップ画面などの通知媒体を用いて、監視対象である中継端末３１に関する異常を通知する機能を有している。

［第１の実施の形態の動作］
次に、本実施の形態にかかる外形監視システム１の監視用端末１０および外形監視装置２０動作について説明する。

［端末監視動作］
まず、図２を参照して、監視用端末１０における中継端末３１の端末監視動作について説明する。図２は、第１の実施の形態にかかる端末監視処理を示すフローチャートである。
ここでは、センサ端末３０の１つとして監視用端末１０が動作し、中継端末３１から予め設定された周期で、センサデータの取得要求が送信されるものとする。

まず、取得要求検出部１３Ａは、通信Ｉ／Ｆ部１１の任意の通信モジュール１１Ａにより、中継端末３１との通信回線Ｌをモニタし、中継端末３１から送信された取得要求が検出されるまで待機する（ステップＳ１００：ＮＯ）。

中継端末３１から送信された取得要求が検出された場合（ステップＳ１００：ＹＥＳ）、取得動作確認部１３Ｂは、検出された取得要求に応じた中継端末３１におけるセンサデータの取得動作に関する正常性を、端末記憶部１２の取得処理情報１２Ａに基づき検証することにより、当該中継端末３１での実際の取得動作が正常か否かを監視する（ステップＳ１０１）。

ここで、中継端末３１での実際の取得動作に関する正常性が取得動作確認部１３Ｂにより確認された場合（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）、監視用データ送信部１３Ｃは、センサデータと同様にして中継端末３１から上位装置５０へ中継転送される監視用データを、取得要求に対する擬似的なセンサデータとして、通信回線Ｌを介して監視対象である中継端末３１へ送信し（ステップＳ１０３）、ステップＳ１００へ戻る。

一方、中継端末３１での実際の取得動作に関する正常性が確認できなかった場合（ステップＳ１０２：ＮＯ）、監視用データを送信することなく、ステップＳ１００へ戻る。

［外形監視動作］
次に、図３を参照して、外形監視装置２０での外形監視動作について説明する。図３は、第１の実施の形態にかかる外形監視処理を示すフローチャートである。
外形監視装置２０は、予め設定されている周期で、監視対象となる中継端末３１ごとに、図３の外形監視処理を実行する。なお、上位装置５０で収集された監視用データは、監視用データ取得部２５Ａにより入出力Ｉ／Ｆ部２１を介して上位装置５０から逐次取得されて記憶部２４へ保存されるものとする。

まず、外形監視確認部２５Ｂは、記憶部２４に保存されている監視用データのうち、監視対象となる中継端末３１から中継転送された監視用データを、例えば監視用データに付与されている中継端末３１のアドレス情報に基づいて選択し（ステップＳ１１０）、選択した監視用データの受信状況に基づいて、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されているか確認する（ステップＳ１１１）。

通常、センサシステム３では、通信トラフィックを緩和する目的で、各センサ端末３０から取得したセンサデータを中継端末３１のバッファに一旦蓄積し、ある程度蓄積された時点で複数のセンサデータをまとめて中継端末３１から上位装置５０へ中継転送される。このため、監視用データもこれらセンサデータに混在した状態で、例えば数秒間隔で上位装置５０へ中継転送されることになる。したがって、監視用データの受信状況については、監視用データに付与されている送信時刻あるいは受信時刻から計算される受信間隔や、監視用データに付与されている送信順を示すシーケンス番号など、一般的なデータの受信状況と同様の指標に基づいて確認すればよい。

監視対象となる中継端末３１から中継転送された監視用データの受信状況に基づいて、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることが確認できなかった場合（ステップＳ１１２：ＮＯ）、異常通知部２５Ｃは、記憶部２４に予め設定されている通知先へ、中継端末３１または中継端末３１を含む通信経路に関する異常を通知し（ステップＳ１１３）、一連の外形監視処理を終了する。
また、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることが確認された場合（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、一連の外形監視処理を終了する。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、監視用端末１０が、中継端末３１からの取得要求を検出し、取得要求に応じた中継端末３１における取得動作に関する正常性が確認された場合、センサデータと同様にして中継端末３１から上位装置５０へ中継転送される監視用データを、通信回線Ｌを介して中継端末３１へ送信し、外形監視装置２０が、上位装置５０で収集された監視用データの受信状況に基づいて、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視するようにしたものである。

前述したように、監視用データは、センサデータと同じデータフォーマットを有している。このため、中継端末３１は、センサ端末３０から送信されたセンサデータを区別することなく、監視用端末１０から送信された監視用データを、センサデータと同様にして中継端末３１から上位装置５０へ中継転送することになる。
これにより、中継端末３１におけるセンサデータの取得動作が正常であれば、監視用端末１０から送信された監視用データが、センサデータとともに上位装置５０まで中継転送されることになる。

したがって、中継端末３１が故障して取得要求が送信できない場合、監視用端末１０から監視用データが送信されないため、監視用データは上位装置５０まで中継転送されなくなり、結果として、外形監視装置２０で中継端末３１が異常であると判定される。
また、中継端末３１から取得要求が送信されていても、中継端末３１におけるセンサデータの取得動作が正常でない場合、監視用端末１０から監視用データが送信されないため、監視用データは上位装置５０まで中継転送されなくなり、結果として、外形監視装置２０で中継端末３１が異常であると判定される。

このため、監視用端末１０から送信された監視用データは、必ず中継端末３１でのセンサデータの取得動作により取得されて上位装置５０へ中継転送されるため、前述した図９や図１０に示した外形監視方法とは異なり、中継端末３１での取得動作の正常性が監視用データの受信状況に反映されることになる。このため、センサシステム３において、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを、正確に外形監視することが可能となる。

また、監視用データは、中継端末３１とは独立した異なるデバイスである監視用端末１０から送信されるため、前述した図１１のように中継端末内に搭載したセンサ通信プロセスとは異なるダミーデータ生成プロセスで監視用データが生成されるものとは異なり、中継端末３１での取得動作の正常性が監視用データの受信状況に反映されることになる。このため、センサシステム３において、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを、正確に外形監視することが可能となる。

また、本実施の形態において、監視用端末１０の端末記憶部１２で、中継端末３１におけるセンサデータの取得動作に関する正規の取得処理内容を示す取得処理情報１２Ａを予め記憶しておき、取得動作確認部１３Ｂが、検出された取得要求に応じた中継端末３１におけるセンサデータの取得動作に関する正常性を取得処理情報１２Ａに基づき検証することにより、中継端末３１で実際の取得動作が正常か否かを確認し、監視用データ送信部１３Ｃが、取得動作が正常であることが確認された場合、センサデータと同様にして中継端末３１から上位装置５０へ中継転送される監視用データを、取得要求に対する擬似的なセンサデータとして通信回線Ｌを介して中継端末３１へ送信するようにしてもよい。
これにより、中継端末３１におけるセンサデータの取得動作の正常性を正確に確認することができる。

また、本実施の形態において、端末記憶部１２において、中継端末３１で用いられる複数種の取得処理内容に関する取得処理情報１２Ａを予め記憶し、取得動作確認部１３Ｂが、複数種の取得処理情報１２Ａのうちから取得要求と対応する取得処理情報１２Ａを用いて取得要求を検証することにより、中継端末３１における取得動作の正常性を確認するようにしてもよい。
これにより、マルチセンサ対応の中継端末３１であっても、中継端末３１におけるセンサデータの取得動作の正常性を正確に確認することができる。

また、本実施の形態において、外形監視装置２０の外形監視確認部２５Ｂが、中継端末３１から上位装置５０へ中継転送された監視用データの受信状況に基づいて、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを確認し、異常通知部２５Ｃが、通信経路に関する正常収集が確認できなかった場合、予め設定されている通知先へ中継端末３１に関する異常を通知するようにしてもよい。
これにより、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていない場合には、管理者に対して自動的に異常が通知されるため、迅速な対応をとることが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施の形態にかかる外形監視システムについて説明する。図４は、第２の実施の形態にかかる外形監視システムの概略図である。

前述した図１では、理解を容易とするため、センサシステム３において、中継端末３１が１つであって通信ネットワークＮＷに直接接続されている例を示したが、一般的には中継端末３１が複数存在するため、これら中継端末３１が集約端末３２を介して通信ネットワークＮＷに中継接続されることになる。

センサシステム３がこのような多段のツリー構造で上位装置５０に接続されている場合、さらにはメッシュ構造で上位装置５０に接続されている場合であっても、監視対象となる中継端末３１に監視用端末１０を接続すれば、図１と同様にして、センサデータが中継端末３１を含む通信経路で正常に収集されていることを、正確に外形監視することが可能となる。

図５は、第２の実施の形態にかかる外形監視システムの他の概略図である。監視対象となる中継端末３１が複数存在する場合、１つの監視用端末１０をこれら中継端末３１の監視に共用してもよい。この際、監視用端末１０の取得要求検出部１３Ａが、これら中継端末３１のうちから取得要求を検出する対象となる中継端末３１を、順次切替選択すればよい。また、監視対象となる中継端末３１や切替順序については、外形監視装置２０から通信ネットワークＮＷを介して監視用端末１０に設定すればよい。

この際、端末記憶部１２が、監視対象となる中継端末３１ごとに、当該中継端末３１に関する監視動作の処理に用いる処理領域を独立して備え、取得要求検出部１３Ａは、中継端末３１を切り替える際、監視動作の処理に用いる端末記憶部１２の処理領域を、中継端末３１と対応する端末記憶部１２の処理領域に切り替えるようにしてもよい。
これにより、中継端末３１によって異なる取得動作が行われる場合でも、中継端末３１に対応する記憶領域に切り替えるだけで、端末監視動作を容易に実行することができる。

なお、以上では、中継端末３１や監視用端末１０の数が１つである場合の構成例について説明したが、これに限定されるものではなく、中継端末３１の数や無線通信距離に応じて、監視用端末１０の数を増やしてもよい。

［第３の実施の形態］
次に、図６を参照して、本発明の第３の実施の形態にかかる外形監視システム１について説明する。図６は、第３の実施の形態にかかる外形監視システムの構成を示すブロック図である。

センサ端末３０や中継端末３１で用いられる通信方式は、取得するセンサデータに応じて新たな通信方式が採用される場合がある。このような場合、中継端末３１の通信プロセスが例えば上位装置５０からの指示に応じて更新される。このため、監視用端末１０の取得処理情報１２Ａもこれに合わせて外形監視装置２０から更新する必要がある。

取得処理情報１２Ａは、監視用データと比べてデータサイズが大きいため、外形監視装置２０から取得処理情報１２Ａを受信する際、中継端末３１に対する端末監視動作を一時的に停止する必要がある。
本実施の形態は、例えば、操作入力部２２で検出したオペレータ操作に応じて、外形監視装置２０から中継端末３１に任意の処理情報を送信する際、掃除前後のタイミングで制御メッセージにより監視用端末１０での端末監視動作の一時停止および再開を指示するようにしたものである。

すなわち、本実施の形態において、外形監視装置２０の演算処理部２５は、通信ネットワークＮＷを介して監視用端末１０へ制御メッセージを送信することにより、監視用端末１０での端末監視動作を遠隔制御する端末制御部２５Ｄを備えている。
端末制御部２５Ｄは、監視用端末１０で用いる任意の処理情報を監視用端末１０へ送信する前後のタイミングで、制御メッセージにより監視用端末１０での端末監視動作の一時停止および再開を指示する機能を有している。

監視用端末１０の端末処理部１３は、外形監視装置２０からの制御メッセージに基づいて実行中の端末監視動作を一時停止した後、外形監視装置２０から受信した処理情報を端末記憶部１２に保存し、その後の制御メッセージに基づいて端末監視動作を再開する動作制御部１３Ｄを備えている。

［第３実施の形態の動作］
次に、図７を参照して、本実施の形態にかかる外形監視システム１の動作について説明する。図７は、端末監視動作の遠隔制御例を示すシーケンス図である。

監視用端末１０が中継端末３１の動作を監視する端末監視動作を実行中である場合に、外形監視装置２０の操作入力部２２において、オペレータからの処理情報送信操作が検出された場合（ステップＳ３００）、端末制御部２５Ｄは、監視用端末１０での端末監視動作の停止を指示する停止指示を制御メッセージにより監視用端末１０へ送信する（ステップＳ３０１）。

監視用端末１０の動作制御部１３Ｄは、通信Ｉ／Ｆ部１１を介して外形監視装置２０からの制御メッセージを受信し、制御メッセージに停止指示が含まれている場合には、中継端末３１に対する端末監視動作を一時停止し（ステップＳ３０２）、停止完了を示す制御メッセージを外形監視装置２０へ返送する（ステップＳ３０３）。

この際、外形監視装置２０側では、入出力Ｉ／Ｆ部２１から上位装置５０および通信ネットワークＮＷ経由で制御メッセージを送受信してもよく、入出力Ｉ／Ｆ部２１から、直接、通信ネットワークＮＷ経由で制御メッセージを送受信してもよい。また、監視用端末１０側では、通信Ｉ／Ｆ部１１および中継端末３１経由で制御メッセージを送受信してもよく、通信Ｉ／Ｆ部１１から、直接、通信ネットワークＮＷ経由で制御メッセージを送受信してもよい。

端末制御部２５Ｄは、中継端末３１からの停止完了を示す制御メッセージに応じて、指示された送信すべき処理情報を、制御メッセージまたは所定のデータ転送プロトコルにより中継端末３１へ送信する（ステップＳ３０４）。
動作制御部１３Ｄは、外形監視装置２０からの処理情報を受信して端末記憶部１２へ保存し（ステップＳ３０５）、受信完了を示す制御メッセージを外形監視装置２０へ返送する（ステップＳ３０６）。

端末制御部２５Ｄは、中継端末３１からの受信完了を示す制御メッセージに応じて、監視用端末１０での端末監視動作の再開を指示する再開指示を制御メッセージにより監視用端末１０へ送信する（ステップＳ３０７）。
動作制御部１３Ｄは、外形監視装置２０からの制御メッセージを受信し、制御メッセージに再開指示が含まれている場合には、中継端末３１に対する端末監視動作を再開し（ステップＳ３０８）、再開完了を示す制御メッセージを外形監視装置２０へ返送する（ステップＳ３０９）。

［第３の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態は、端末制御部２５Ｄが、監視用端末１０で用いる任意の処理情報を監視用端末１０へ送信する前後のタイミングで、制御メッセージにより監視用端末１０での端末監視動作の一時停止および再開を指示し、動作制御部１３Ｄは、外形監視装置２０からの制御メッセージに基づいて実行中の端末監視動作を一時停止した後、外形監視装置２０から受信した処理情報を端末記憶部１２に保存し、その後の制御メッセージに基づいて端末監視動作を再開するようにしたものである。

これにより、外形監視装置２０から監視用端末１０へ処理情報へ送信する場合には、その送信する前後のタイミングで、監視用端末１０での端末監視動作に関する停止・再開が外形監視装置２０から遠隔制御されることになる。したがって、監視用端末１０において、監視用データと比べてデータサイズが大きい取得処理情報１２Ａなどの処理データを受信する場合でも、端末監視動作と重複することなく、スムーズに受信して保存することが可能となる。

また、本実施の形態では、制御メッセージを用いて外形監視装置２０の端末制御部２５Ｄが監視用端末１０を遠隔制御する場合を例として説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、監視用端末１０に代えて中継端末３１を遠隔制御するようにしてもよい。これにより、異常と判定された中継端末３１に対して、センサデータの取得動作に関するプロセス立ち上げ、さらにはＯＳの再起動を、制御メッセージにより指示することができ、オペレータ指示に応じて、さらには異常判定に応じて自律的に、中継端末３１の復旧を遠隔制御することが可能となる。

［実施の形態の拡張］
以上、実施形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解しうる様々な変更をすることができる。また、各実施形態については、矛盾しない範囲で任意に組み合わせて実施することができる。

１…外形監視システム、３…センサシステム、１０…監視用端末、１１…通信Ｉ／Ｆ部、１１Ａ…通信モジュール、１２…端末記憶部、１２Ａ…取得処理情報、１３…端末処理部、１３Ａ…取得要求検出部、１３Ｂ…取得動作確認部、１３Ｃ…監視用データ送信部、１３Ｄ…動作制御部、２０…外形監視装置、２１…入出力Ｉ／Ｆ部、２２…操作入力部、２３…画面表示部、２４…記憶部、２５…演算処理部、２５Ａ…監視用データ取得部、２５Ｂ…外形監視確認部、２５Ｃ…異常通知部、２５Ｄ…端末制御部、３０…センサ端末、３１…中継端末、３２…集約端末、Ｌ…通信回線、ＮＷ…通信ネットワーク。

Claims (7)

1. センサ端末で得られたセンサデータを通信回線を介して取得する中継端末と、前記中継端末から中継転送された前記センサデータを通信ネットワークを介して収集する上位装置とを備えるセンサシステムで用いられて、前記センサデータが前記中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視する外形監視システムであって、
   前記通信回線を介して前記中継端末に接続される前記センサ端末の１つとして動作し、前記中継端末からの前記センサデータの取得要求を検出し、前記取得要求に応じた前記中継端末におけるセンサデータの取得動作に関する正常性が確認された場合、前記センサデータと同様にして前記中継端末から前記上位装置へ中継転送される監視用データを、前記通信回線を介して前記中継端末へ送信する監視用端末と、
   前記上位装置で収集された前記監視用データの受信状況に基づいて、前記センサデータが前記中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを外形監視する外形監視装置と
   を備え、
   前記監視用端末は、
   前記中継端末におけるセンサデータの取得動作に関する正規の取得処理内容を示す取得処理情報を予め記憶する端末記憶部と、
   前記中継端末からの取得要求を検出する取得要求検出部と、
   検出された前記取得要求に応じた前記中継端末におけるセンサデータの取得動作に関する正常性を前記取得処理情報に基づき検証することにより、前記中継端末で実際の取得動作が正常か否かを確認する取得動作確認部と、
   前記取得動作確認部により前記中継端末の取得動作が正常であることが確認された場合、前記監視用データを前記取得要求に対する擬似的なセンサデータとして、前記通信回線を介して前記中継端末へ送信する監視用データ送信部と
   を備えることを特徴とする外形監視システム。
2. 請求項１に記載の外形監視システムにおいて、
   前記端末記憶部は、前記中継端末で用いられる複数種の取得処理内容に関する取得処理情報を予め記憶し、
   前記取得動作確認部は、前記複数種の取得処理情報のうちから前記取得要求と対応する取得処理情報を用いて前記取得要求を検証することにより、前記中継端末における前記取得動作の正常性を確認する
   ことを特徴とする外形監視システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の外形監視システムにおいて、
   前記取得要求検出部は、監視対象となる前記中継端末が予め複数設定されている場合、これら中継端末のうちから前記取得要求を検出する対象となる中継端末を、順次切替選択することを特徴とする外形監視システム。
4. 請求項３に記載の外形監視システムにおいて、
   前記端末記憶部は、監視対象となる前記中継端末ごとに、当該中継端末に関する監視動作の処理に用いる処理領域を独立して備え、
   前記取得要求検出部は、前記中継端末を切り替える際、監視動作の処理に用いる前記端末記憶部の処理領域を、前記中継端末と対応する前記端末記憶部の処理領域に切り替える
   ことを特徴とする外形監視システム。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の外形監視システムにおいて、
   前記外形監視装置は、
   前記中継端末から前記上位装置へ中継転送された前記監視用データの受信状況に基づいて、前記センサデータが前記中継端末を含む通信経路で正常に収集されていることを確認する外形監視確認部と、
   前記外形監視確認部により前記通信経路に関する正常収集が確認できなかった場合、予め設定されている通知先へ前記中継端末に関する異常を通知する異常通知部とを備える
   ことを特徴とする外形監視システム。
6. 請求項５に記載の外形監視システムにおいて、
   前記外形監視装置は、前記通信ネットワークを介して前記監視用端末へ制御メッセージを送信することにより、前記監視用端末での端末監視動作を遠隔制御する端末制御部をさらに備え、
   前記端末制御部は、前記監視用端末で用いる任意の処理情報を前記監視用端末へ送信する前後のタイミングで、前記制御メッセージにより前記監視用端末での端末監視動作の一時停止および再開を指示し、
   前記監視用端末は、前記制御メッセージに基づいて実行中の前記端末監視動作を一時停止して、前記外形監視装置から前記処理情報を受信した後、前記制御メッセージに基づいて前記端末監視動作を再開する動作制御部をさらに備える
   ことを特徴とする外形監視システム。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載の外形監視システムで用いられる監視用端末。

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