通信裝置、通信系統及通信方法

通信裝置、通信系統及通信方法
【專利摘要】一種通信裝置，其經由OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第1無線通信標準的第1無線網絡、以及依照第2無線通信標準的第2無線網絡中的任一個進行無線通信，該通信裝置具有識別控制部，該識別控制部設置于所述數據鏈路層，控制為基于在由所述物理層接收到的數據中包含的識別信息，識別將上述數據經由所述第1無線網絡及所述第2無線網絡中的哪一個發送，基于所述識別的結果，將所述數據經由所述第1無線網絡或所述第2無線網絡發送。
【專利說明】通信裝置、通信系統及通信方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及通過無線進行通信的通信裝置、通信系統及通信方法。
[0002]本申請基于2011年7月7日申請的日本國特許出愿第2011-150997號申請的優先權，將其內容引入本說明書中。
【背景技術】
[0003]當前，在車間或工廠中，為了實現高級的自動操作，構筑將現場設備和管理裝置經由通信單元連接的分布控制系統(DCS:Distributed Control System),其中，上述現場設備是測定器、操作器等而被稱為現場(Field)設備，上述管理裝置進行上述現場設備的管理及控制。成為這種分布控制系統的基礎的通信系統，大部分是通過有線進行通信的結構，但近年來還實現了依照ISA100或WirelessHART (注冊商標)等工業無線通信標準進行無線通信的結構。
[0004]上述ISA100是由國際自動化學會(ISA!International Society of Automation)制定的工業自動化無線通信標準。與此相對，上述WirelessHART(注冊商標)是美國的HART(Highway Addressable Remote Transducer)通信協會提倡的無線通信標準。
[0005]在這里，在車間等中構筑的通信系統，大多統一為I個無線通信標準。這是因為在無線通信標準不同的通信系統之間基本不能進行通信。因此，成為在某個車間中構筑依照ISA100的通信系統，在其他車間中構筑依照WirelessHART (注冊商標)的通信系統的情況。也有在I個車間中構筑無線通信標準不同的通信系統的情況，但在該情況下，各通信系統作為分別獨立的系統存在。
[0006]在下述的專利文獻1、2中公開的并不是關于依照工業無線通信標準進行無線通信的通信系統的技術，但公開了能夠在使用不同的通信協議的網絡之間進行通信的技術。具體而言，公開了使用DSTM (DualStack Transition Mechanism:雙棧轉換機制)技術,能夠連接使用IPv4協議的網絡和使用IPv6協議的網絡的技術。
[0007]專利文獻1:日本特表2006-520548號公報
[0008]專利文獻2:日本特開2009-21921號公報

【發明內容】

[0009]上述的ISA100及WirelessHART(注冊商標)，依照OSI參考模型的物理層及數據鏈路層為IEEE802.15.4的無線通信標準，具有較多的共同點。例如，使用相同的頻帶(2.4GHz帶)進行無線通信的無線通信中使用的信道的數量及頻率相同等。然而，雖然具有這些共同點，但依照ISA100的通信系統和依照WirelessHART (注冊商標)的通信系統不能相互進行通信，因此，分別獨立地構筑。
[0010]如上所述，在構筑多種通信系統的情況下，需要分別準備構成各個通信系統的設備，因此，對于利用通信系統的用戶來說，初期費用增多，成本方面的負擔增大。另外，在構筑多種通信系統的情況下，需要對每個通信系統使用不同的工具進行維護?管理，因此，導致方便性和維護性下降，并且，維護?管理所需的成本增大。另外，如果存在上述多種通信系統，則可擴展性下降。
[0011]本發明提供一種通信裝置、通信系統及通信方法，其能夠在不同的通信系統之間進行無線通信，能夠實現成本的降低、方便性及維護性的提升，并且提高可擴展性。
[0012]一種通信裝置，其經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準，，該通信裝置具有識別控制部，該識別控制部設置于所述數據鏈路層，進行下述控制:基于在由所述物理層接收到的數據中包含的識別信息，識別將上述數據經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的哪一個發送，基于所述識別的結果，將所述數據經由所述第I無線網絡或所述第2無線網絡發送。
[0013]所述識別控制部也可以在經由所述第I無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第I識別信息，該第I識別信息表示是應經由所述第I無線網絡發送的數據，在經由所述第2無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第2識別信息，該第2識別信息表示是應經由所述第2無線網絡發送的數據。
[0014]所述通信裝置還可以具有:第I路徑控制部，其進行所述第I無線網絡中的第I路徑控制；以及第2路徑控制部，其進行所述第2無線網絡中的第2路徑控制，所述識別控制部，在識別到經由所述第I無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第I路徑控制部，在識別到經由所述第2無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第2路 徑控制部。
[0015]所述通信裝置還可以具有:第I轉送控制部，其按照由所述第I路徑控制部進行的所述第I路徑控制，在所述第I無線網絡中進行所述數據的第I轉送控制；以及第2轉送控制部，其按照由所述第2路徑控制部進行的所述第2路徑控制，在所述第2無線網絡中進行所述數據的第2轉送控制。
[0016]還可以是所述第I路徑控制部及第2路徑控制部設置于OSI參考模型的網絡層，所述第I轉送控制部及第2轉送控制部設置于OSI參考模型的傳輸層。
[0017]還可以是所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為 WirelessHART。
[0018]所述識別信息可以是包含在所述數據的MHR (MAC Header)中的幀版本的值。
[0019]一種通信系統，其具有多個通信裝置，該通信裝置經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準，在該通信系統中，所述通信裝置中的至少I個，具有識別控制部，該識別控制部設置于所述數據鏈路層，進行下述控制:基于在由所述物理層接收到的數據中包含的識別信息，識別將上述數據經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的哪一個發送，基于所述識別的結果，將所述數據經由所述第I無線網絡或所述第2無線網絡發送。
[0020]所述識別控制部還可以在經由所述第I無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第I識別信息，該第I識別信息表示是應經由所述第I無線網絡發送的數據，在經由所述第2無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第2識別信息，該第2識別信息表示是應經由所述第2無線網絡發送的數據。
[0021]所述通信裝置中的至少I個，還可以具有:第I路徑控制部，其進行所述第I無線網絡中的第I路徑控制；以及第2路徑控制部，其進行所述第2無線網絡中的第2路徑控制，所述識別控制部在識別到經由所述第I無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第I路徑控制部，在識別到經由所述第2無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第2路徑控制部。
[0022]所述通信裝置中的至少I個，還可以具有:第I轉送控制部，其按照由所述第I路徑控制部進行的所述第I路徑控制，在所述第I無線網絡中進行所述數據的第I轉送控制；以及第2轉送控制部，其按照由所述第2路徑控制部進行的所述第2路徑控制，在所述第2無線網絡中進行所述數據的第2轉送控制。
[0023]還可以是所述第I路徑控制部及第2路徑控制部設置于OSI參考模型的網絡層，所述第I轉送控制部及第2轉送控制部設置于OSI參考模型的傳輸層。
[0024]還可以是所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為 WirelessHART。
[0025]所述識別信息還可以是在所述數據的MHR (MAC Header)中包含的幀版本的值。
[0026]一種通信方法，其經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準，該通信方法，包含:基于在由所述物理層接收到的數據中包含的識別信息，識別將上述數據經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的哪一個發送的步驟；以及基于所述識別的結果，將所述數據經由所述第I無線網絡或所述第2無線網絡發送的步驟。
[0027]所述的通信方法，還可以包含:經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的至少I個接收數據的步驟；在經由所述第I無線網絡接收到所述數據的情況下，對該數據附加第I識別信息的步驟，該第I識別信息表示是應經由所述第I無線網絡發送的數據；以及在經由所述第2無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第2識別信息的步驟，該第2識別信息表示是應經由所述第2無線網絡發送的數據。
[0028]還可以是所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為 WirelessHART。
[0029]所述識別信息還可以是在所述數據的MHR (MAC Header)中包含的幀版本的值。
[0030]一種通信裝置中的數據的識別方法，該通信裝置經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準，該數據的識別方法，包含:對在由所述物理層接收到的數據的MHR (MAC Header)中包含的幀版本的值進行識別的步驟；所述識別的結果，在所述幀版本的值為第I值的情況下，將所述數據經由所述第I無線網絡發送的步驟；以及所述識別結果，在所述幀版本的值為第2值的情況下，將所述數據經由所述第2無線網絡發送的步驟。
[0031]還可以是所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為 WirelessHART。
[0032]發明的效果[0033]根據本發明，設在數據鏈路層上的識別控制部對由物理層接收到的數據進行識另IJ，基于其識別結構，將數據傳遞至在第I無線網絡中進行路徑控制的第I路徑控制部、和在第2無線網絡中進行路徑控制的第2路徑控制部中的某一方。因此，能夠在不同的通信系統之間進行無線通信，能夠實現成本的降低、方便性及維護性的提高，并且能夠提高可擴展性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是表示本發明的第I實施方式涉及的通信系統的整體結構的圖。
[0035]圖2是表示在本發明的第I實施方式涉及的通信系統中使用的無線通信標準的OSI參考模型的圖。
[0036]圖3是表示本發明的第I實施方式涉及的通信系統中的物理層的幀格式的一部分的圖。
[0037]圖4是表示本發明的第I實施方式涉及的通信系統中的數據鏈路層的幀格式的一部分的圖。
[0038]圖5是用于說明本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備的基本結構的圖。
[0039]圖6A是用于說明本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備的要部結構的圖。
[0040]圖6B是用于說明本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備的要部結構的圖。
[0041]圖7是表示在本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備中的通信方法的流程圖。
[0042]圖8是表示在本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備中的通信方法的流程圖。
[0043]圖9是表示本發明的第2實施方式涉及的通信裝置的要部結構的模塊圖。
[0044]圖1OA是用于具體說明本發明的實施方式的效果的圖。
[0045]圖1OB是用于具體說明本發明的實施方式的效果的圖。
[0046]圖11是用于具體說明本發明的實施方式的效果的圖。
【具體實施方式】
[0047]以下，參照附圖，詳細說明本發明的實施方式涉及的通信裝置、通信系統、及通信方法。本發明的實施方式的以下說明僅是在附加的權利要求書中限定的發明及其等同物的具體說明，基于該公開內容，本領域的技術人員可知，其目的并不是將本發明限定于該實施方式。
[0048](第I實施方式)
[0049]圖1是表示本發明的第I實施方式涉及的通信系統的整體結構的圖。如圖1所示，本發明的第I實施方式涉及的通信系統CS具有依照不同的無線通信標準的2個通信系統CS1、CS2。在本發明的第I實施方式中，通信系統CSl是依照WirelessHART (注冊商標)(第I無線通信標準)進行無線通信的通信系統，通信系統CS2是依照ISA100 (第2無線通信標準)進行無線通信的通信系統。此外，在圖1中，為了容易理解，將通信系統CSl用實線圖示，將通信系統CS2用虛線圖示。
[0050]通信系統CSl具有現場設備Ila?lid、網關裝置12、系統管理器13及通信主機
14。通信系統CSl可經由無線網絡Nll (第I無線網絡)及通信網絡N12進行通信。通信系統CS2是與通信系統CSl相同的結構，具有現場設備21a?21d、網關裝置22、系統管理器23及通信主機24。通信系統CS2可經由無線網絡N21 (第2無線網絡)及通信網絡N22進行通信。此外，在圖1中，圖示了通信系統CSl具有4個現場設備Ila?lld，通信系統CS2具有4個現場設備21a?21d的例子，但通信系統CS1、CS2所具有的現場設備的數量為任意的。
[0051]現場設備Ila?Ild是例如流量計或溫度傳感器等傳感器設備、流量控制閥或開閉閥等閥設備、風扇或電動機等致動器設備等在車間或工廠中設置的設備，依照WirelessHART (注冊商標)進行無線通信。在此，現場設備Ila?Ild中的現場設備11c、Ild是不僅能依照WirelessHART (注冊商標)進行無線通信的設備，還能依照ISA100進行無線通信的設備(以下稱為雙棧設備)。
[0052]這些現場設備Ila?Ild的動作基于從例如系統管理器13或通信主機14經由網關裝置12發送來的控制數據進行控制。另外，由現場設備Ila?Ild獲得的測定數據例如經由網關裝置12收集至通信主機14。此外，現場設備IlcUld的詳細內容將后述。
[0053]網關裝置12連接無線網絡Nll和通信網絡N12，例如是進行在現場設備Ila?Ild和系統管理器13等之間發送或接收的各種數據等的中繼的裝置。此外，網關裝置12兼具無線接入點的功能，依照WirelessHART (注冊商標)進行無線通信。
[0054]系統管理器13對無線網絡Nll及通信網絡N12進行管理。例如，系統管理器13通過向現場設備Ila?Ild (還包括現場設備21c、21d)及網關裝置12發送控制信號，在現場設備Ila?Ild (現場設備21c、21d)和網關裝置12之間建立無線路徑。并且，系統管理器13進行是否使新的現場設備加入至無線網絡Nll的加入處理等。此外，該系統管理器13進行無線網絡Nll等的管理，因此，還稱為網絡管理器。
[0055]另外，通信主機14經由網關裝置12與現場設備Ila?Ild (現場設備21c、21d)進行通信。具體而言，通信主機14進行對與無線網絡Nll連接的現場設備Ila?Ild (現場設備21c、21d)的控制(例如閥的開閉等控制)、以及由與無線網絡Nll連接的現場設備Ila?Ild (現場設備21c、21d)測定的測定數據的收集等。
[0056]設在通信系統CS2中的現場設備21a?21d、網關裝置22、系統管理器23以及通信主機24，分別與設在通信系統CSl中的現場設備Ila?lid、網關裝置12、系統管理器13以及通信主機14具有相同的功能。其中，現場設備21a?21d中的現場設備21c、21d是雙棧設備，其不僅能依照ISA100進行無線通信的設備，還能依照WirelessHART (注冊商標)進行無線通信。
[0057]此外，系統管理器23進行在現場設備21a?21d (還包括現場設備11c、Ild)和網關裝置22之間建立無線路徑的處理等。另外，通信主機24進行對與無線網絡N21連接的現場設備21a?21d (現場設備IlcUld)的控制、以及由與無線網絡N21連接的現場設備21a?21d (現場設備IlcUld)測定的測定數據的收集等。
[0058]如上所述，在本發明的第I實施方式中，可與無線網絡Nll連接的現場設備11c、lld，還可與無線網絡N21連接，另外，可與無線網絡N21連接的現場設備21c、21d，還可與無線網絡Nll連接。設置這種現場設備lla、lld、21c、21d，是為了能夠在不同的通信系統CS1、CS2之間進行無線通信，實現通信系統CS的成本降低，方便性以及維護性的提高，并且，提高可擴展性。
[0059]在這里，對WirelessHART (注冊商標)和ISA100進行比較，其中，WirelessHART(注冊商標)是通信系統CSl依照的無線通信標準，ISA100是通信系統CS2依照的無線通信標準。圖2是表示在本發明的第I實施方式涉及的通信系統中使用的無線通信標準的OSI參考模型的圖。如圖2所示，通信系統CSl依照的無線通信標準即WirelessHART (注冊商標)的OSI參考模型Ml、以及通信系統CS2依照的無線通信標準即ISA100的OSI參考模型M2，均由物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層以及應用層構成。
[0060]這些OSI參考模型M1、M2的物理層以及數據鏈路層具有如下述的共同點。
[0061](I)物理層
[0062]?依照 IEEE802.15.4。
[0063]?使用 2.4GHz 頻帶。
[0064]?使用16信道,各信道的頻率相同。
[0065](2)數據鏈路層
[0066]?使用 EUI64 地址。
[0067]?支持信道跳頻方式。
[0068]?作為媒體訪 問方式而使用TDMA (Time Division Multiple Access:時分多址)。
[0069]如上所述，WirelessHART (注冊商標)及ISA100的OSI參考模型，依照物理層及數據鏈路層成為IEEE802.15.4的無線通信標準，具有較多的共同點。因此，物理層的幀格式及數據鏈路層的幀格式在通信系統CS1、CS2分別具有下述的共同點。
[0070]圖3是表示本發明的第I實施方式涉及的通信系統中的物理層的幀格式的一部分的圖。通信系統CSl、CS2中的物理層的幀格式由PPDU (Physical Layer Protocol DataUnit)構成。該PPDU如圖3所不,具有5個八位字節(octet)的SHR(Synchronize Header)>I 個八位字節的 PHR (Physical Layer Header)以及 PSDU (Physical Layer Service DataUnit)這一點，在通信系統CS1、CS2之間通用。
[0071]圖4是表示本發明的第I實施方式涉及的通信系統中的數據鏈路層的幀格式的一部分的圖。通信系統CS1、CS2中的數據鏈路層的幀格式由DLPDU (Data-Link LayerProtocol Data Unit)構成。該DLPDU如圖 4所示，具有MHR(MAC Header),DLSDUCData-LinkLayer Service Data Unit)以及2個八位字節的MFR(MAC Footer Frame Check Sequence)這一點，在通信系統CS1、CS2之間通用。
[0072]在此，如圖4所示，包含在DLPDU中的MHR，包含有2個八位字節的幀控制(FrameControl),向該幀控制的第12、13位(bit)分配幀版本(Frame Version)。該幀版本的值在WirelessHART (注冊商標)的情況下成為“0b00”，在ISA100的情況下成為“0b01”。該幀版本的值由WirelessHART (注冊商標)及ISA100的標準確定。本發明的第I實施方式著眼于該幀版本的值的不同，通過進行與所設定的幀版本的值對應的適當的處理，或者設定對于版本來說適當的值，從而能夠在通信系統CS1、CS2之間接收和發送數據(數據包)。此外，標注標號“0b”的數值(2位的數值)是指二進制標記。[0073]下面，詳細說明在通信系統CS1、CS2中設置的作為雙棧設備的現場設備llc、lld、21c、21d。圖5是用于說明本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備的基本結構的圖。如圖5所示，現場設備llc、lld、21c、21d具有物理層L1、數據鏈路層L2、第I上位層LlO以及第2上位層L20。
[0074]如使用圖2說明所示，物理層LI的結構為，實現在通信系統CSl所依照的無線通信標準即WirelessHART (注冊商標)的OSI參考模型Ml的物理層、和通信系統CS2所依照的無線通信標準即ISA100的OSI參考模型M2的物理層中通用的物理層的功能。另外，數據鏈路層L2的結構為，實現在該OSI參考模型M1、M2的數據鏈路層中通用的數據鏈路層的功能。
[0075]在這里，在數據鏈路層L2中設有識別控制部DC (識別控制部)。該識別控制部DC對在由物理層LI接收到的數據中包含的幀版本(參照圖4)進行識別，基于該識別結果，控制將接收到的數據傳遞給第I上位層LlO和第2上位層L20中的哪一個。具體而言，在幀版本的值為“ObOO”的情況下，將接收到的數據傳遞給第I上位層L10，在幀版本的值為“ObOl”的情況下，將接收到的數據傳遞給第2上位層L20。S卩，識別控制部DC將經由無線網絡Nll接收到的數據傳遞給第I上位層L10，將經由無線網絡N21接收到的數據傳遞給第2上位層L20。本發明的特征在于，利用設在數據鏈路層L2中的識別控制部DC對接收到的數據進行識別，基于識別結果，控制將接收到的數據傳遞給第I上位層LlO和第2上位層L20中哪一個。
[0076]另外，該識別控制部DC在從第I上位層LlO傳遞過來數據的情況下，將該數據的幀版本的值設定為“0b00”(第I識別信息)，在從第2上位層L20傳遞來數據的情況下，將該數據的幀版本的值設定為“ObOl”(第2識別信息)。即，識別控制部DC針對來自第I上位層LlO的數據，附加表示是應經由無線網絡Nll發送的數據的信息，針對來自第2上位層L20的數據，附加表示是應經由無線網絡N21發送的數據的信息。
[0077]第I上位層LlO的結構為，實現在通信系統CSl所依據的無線通信標準即WirelessHART (注冊商標)的OSI參考模型Ml (參照圖2)中位于數據鏈路層的上位的層的功能。另外，第2上位層L20的結構為，實現在通信系統CS2所依照的無線通信標準即ISA100的OSI參考模型M2 (參照圖2)中位于數據鏈路層的上位的層的功能。如上所述，現場設備llc、lld、21c、21d是雙棧結構，具有能夠經由無線網絡Nll進行通信的功能(物理層L1、數據鏈路層L2及第I上位層L10)、和能夠經由無線網絡N21進行通信的功能(物理層L1、數據鏈路層L2及第2上位層L20)。
[0078]圖6A及圖6B是用于說明本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備的要部結構的圖。圖6A是表示現場設備IlcUld的要部結構的圖。圖6B是表示現場設備21c、21d的要部結構的圖。如圖6A所示，現場設備llc、lld具有:圖5所示的物理層LI及數據鏈路層L2 ;作為第I上位層LlO的網絡層Lll (第I路徑控制部)、傳輸層L12及應用層L13 ;和作為第2上位層L20的網絡層L21 (第2路徑控制部)。
[0079]如上所述，現場設備IlcUld在具有實現進行無線網絡Nll中的路徑控制功能的網絡層Lll的基礎上，還具有實現進行無線網絡N21中的路徑控制功能的網絡層L21。因此，現場設備IlcUld從通信系統CSl中的系統管理器13和通信系統CS2中的系統管理器23、以及相鄰的現場設備中，獲取無線網絡Nil、N21的構成信息，分別生成路徑選擇表TBl1、TB12，能夠按照這些路徑選擇表TB11、TB12中繼?轉送數據(數據包)。
[0080]另外，如圖6B所示，現場設備21c、21d具有:圖5所示的物理層LI及數據鏈路層L2 ;作為第I上位層LlO的網絡層Lll (第I路徑控制部)；和作為第2上位層L20的網絡層L21 (第2路徑控制部)、傳輸層L22及應用層L23。如上所述，現場設備21c、21d在具有實現進行無線網絡N21中的路徑控制功能的網絡層L21的基礎上，還具有實現進行無線網絡Nll中的路徑控制功能的網絡層LU。
[0081]因此，現場設備21c、21d從通信系統CSl中的系統管理器13和通信系統CS2中的系統管理器23、以及相鄰的現場設備中，獲取無線網絡N11、N21的構成信息，分別生成路徑選擇表表TB21、TB22，能夠按照這些路徑選擇表TB21、TB22中繼?轉送數據(數據包)。
[0082]圖7及圖8是表示本發明的第I實施方式涉及的作為通信裝置的現場設備中的通信方法的流程圖。在上述結構中，首先考慮從網關裝置12向現場設備Ild輸出數據的情況。在圖7的步驟SI中，從網關裝置12輸出的數據經由無線網絡Nll向現場設備Ild發送，由現場設備Ild的物理層LI (參照圖6A)接收并向數據鏈路層L2傳遞。如果數據傳遞至數據鏈路層L2，則在圖7的步驟S2中，利用識別控制部DC識別在該數據中包含的幀版本(參照圖4)。從網關裝置12輸出的數據，幀版本的值設定為“ObOO”，因此，在圖7的步驟S3中，來自物理層LI的數據通過識別控制部DC傳遞至構成第I上位層LlO的網絡層L11，通過例如網絡層Lll的路徑控制進行轉送處理等處理。
[0083]下面，考慮從網關裝置22向現場設備Ild輸出數據的情況。在圖7的步驟SI中，從網關裝置22輸出的數據經由無線網絡N21向現場設備Ild發送，由現場設備Ild的物理層LI接收。由物理層LI接收到的數據與接收到來自網關裝置12的數據的情況同樣地，傳遞至數據鏈路層L2，在圖7的步驟S2中，利用識別控制部DC識別在該數據中包含的幀版本。從網關裝置22輸出的數據，幀版本的值設定為“ObOl”，因此，在圖7的步驟S4中，來自物理層LI的數據通過識別控制部DC傳遞至構成第2上位層L20的網絡層L21，通過例如網絡層L21的路徑控制進行轉送處理等處理(第I步驟)。
[0084]下面，考慮通過現場設備Ild進行數據的發送處理(例如接收到的數據的轉送處理)的情況。在該情況下，在步驟SlO中，應發送的數據從構成第I上位層LlO的網絡層Lll或構成第2上位層L20的網絡層L21向數據鏈路層L2傳遞。在從構成第I上位層LlO的網絡層Lll傳遞數據的情況下，在步驟Sll中，通過識別控制部DC進行將該數據的幀版本的值設定為“0b00”并傳遞至物理層LI的處理。與此相對，在從構成第2上位層L20的網絡層L21傳遞數據的情況下，在步驟S12中，通過識別控制部DC進行將該數據的幀版本的值設定為“ObOl”并傳遞至物理層LI的處理。
[0085]幀版本的值設定為“0b00”的數據經由無線網絡Nll向發送目標的現場設備(或者網關裝置12)發送。與此相對，幀版本的值設定“ObOl”的數據經由無線網絡N21向發送目標的現場設備(或者網關裝置22)發送。此外，與以上說明的現場設備Ild同樣的動作，在現場設備llc、21c、21d中也進行。
[0086]如上所述 ，在本發明的第I實施方式中，在對WirelessHART (注冊商標)及ISA100通用的物理層LI及數據鏈路層L2的基礎上，還支持WirelessHART (注冊商標)及ISA100這兩者中的網絡層L11、L21。另外，對應于在接收到的數據中包含的幀版本，控制將接收到的數據傳遞至網絡層LU、L21中的某一個。[0087]由此，能夠進行無線網絡Nil、N21的路徑選擇表的生成以及使用了路徑選擇表的數據(數據包)的轉送，假設收到不是發送給本機的數據(數據包)，也能正確地進行經由無線網絡Nll或無線網絡N21的路徑控制，能夠在通信系統CS1、CS2之間進行數據的發送和接收。作為其結果，能夠使在通信系統CS1、CS2中使用的設備或用于維護的工具通用化，能夠實現成本的降低、方便性及維護性的提高，并且，提高可擴展性。另外，由于使通信路徑具有冗余，因此，提高可靠性，并且擴大通信范圍。
[0088](第2實施方式)
[0089]圖9是表示本發明的第2實施方式涉及的通信裝置的要部結構的框圖。此外，本發明的第2實施方式的通信系統的整體結構與第I實施方式相同。如圖9所示，本發明的第2實施方式的作為通信裝置的現場設備具有:圖5所示的物理層LI及數據鏈路層L2 ;作為第I上位層LlO的網絡層Lll (第I路徑控制部)、傳輸層L12 (第I轉送控制部)以及應用層L13 ;和作為第2上位層L20的網絡層L21 (第2路徑控制部)、傳輸層L22 (第2轉送控制部)以及應用層L23。
[0090]S卩，本發明的第2實施方式的現場設備構成為，具有:通信系統CSl所依照的無線通信標準即WirelessHART (注冊商標)的OSI參考模型Ml (參照圖2)的全部層；以及通信系統CS2所依照的無線通信標準即ISA100的OSI參考模型M2 (參照圖2)的全部層。因此，在本發明的第2實施方式的現場設備中，也是通過網絡層Lll生成無線網絡Nll的路徑選擇表TB31，并且，通過網絡層L21生成無線網絡N21的路由表TB32，能夠使用這些路徑選擇表進行數據(數據包)的轉送。
[0091]另外，本發明的第2實施方式的現場設備具有:傳輸層L12，其按照由網絡層Lll進行的路徑控制，進行無線網絡Nll中的數據的轉送控制；以及傳輸層L22，其按照由網絡層L21進行的路徑控制，進行無線網絡N21中的數據的轉送控制。因此，不僅能進行橫跨無線網絡Nil、N21的數據(數據包)的路徑控制，還能夠進行無線網絡Nil、N21之間的通信。此外，本發明的第2實施方式的現場設備例如還可以作為無線網絡Nll和無線網絡N21的網關使用。
[0092]下面，具體說明以上說明的第1、第2實施方式的效果。圖10A、圖10B、圖11是用于具體說明本發明的實施方式的效果的圖。此外，在這些圖10A、圖10B、圖11中，對相當于圖1所示結構的結構標注相同的標號。首先，如圖1OA所示，考慮在通信系統CSl中現場設備11a、Ilb及網關裝置12相鄰配置，在通信系統CS2中現場設備21b遠離網關裝置22配置的情況。在上述配置的情況下，在通信系統CSl中能夠經由無線網絡Nll進行無線通信，但在通信系統CS2中不能經由無線網絡N21進行無線通信。
[0093]下面，如圖1OB所示，考慮通信系統CSl中現場設備Ilb遠離網關裝置12配置，在通信系統CS2中現場設備21a、21b及網關裝置22接近配置的情況。在上述配置的情況下，在通信系統CSl中不能經由無線網絡Nll進行無線通信，但在通信系統CS2中能夠經由無線網絡N21進行無線通信。
[0094]在成為圖1OA所示的配置的情況下，如果取代構成通信系統CSl的現場設備Ila而設置作為雙棧設備的現場設備30 (例如，圖1所示現場設備llc、lld、21c、21d)，則能成為圖11所示的結構。另外，在成為圖1OB所示的配置的情況下，通過取代構成通信系統CS2的現場設備21a而設置作為雙棧設備的現場設備30，也能成為圖11所示的結構。[0095]如圖11所示，現場設備30能夠經由無線網絡Nil、N21進行無線通信，因此，在構成通信系統CSl的現場設備Ilb和網關裝置12之間、以及構成通信系統CS2的現場設備21b和網關裝置22之間，作為所謂中繼器起作用。因此，如圖1OA所示，在現場設備21b和網關裝置22分離而配置的情況、或如圖1OB所示現場設備Ilb和網關裝置12分離而配置的情況的任一種情況下，都能夠經由無線通信網絡N11、N12進行無線通信。
[0096]以上，針對本發明的實施方式涉及的通信裝置、通信系統以及通信方法進行了說明，但本發明并不限定于上述實施方式，可以在本發明的范圍內自由地變更。例如，在上述實施方式中，舉例說明了通信系統CSl是依照WirelessHART (注冊商標)進行無線通信的通信系統，通信系統CS2是依照ISA100進行無線通信的通信系統的情況。但是，本發明能夠適用于依照OSI參考模型的物理層和數據鏈路層通用的多個無線通信標準進行通信的通信裝置及通信系統。
[0097]另外，在上述實施方式中，針對構成通信系統CSl的網關裝置12、系統管理器13以及通信主機14、和構成通信系統CS2的網關裝置22、系統管理器23以及通信主機24分別作為不同的裝置而實現的例子進行了說明。然而，也可以將這些中的任意大于或等于2個的裝置作為I個裝置實現。而且，在上述實施方式中，舉例說明了通信裝置為現場設備的情況，但本發明的通信裝置并不現定于現場設備。
[0098]工業實用性
[0099]根據本發明，能夠在不同的通信系統之間進行無線通信，能夠實現成本的降低、方便性及維護性的提高，并且，提高可擴展性。
[0100]標號的說明
[0101]IlcUld現場設備
[0102]21c、2 Id 現場設備
[0103]30現場設備
[0104]CS通信系統
[0105]DC識別控制部
[0106]LI物理層
[0107]L2數據鏈路層
[0108]L1UL21 網絡層
[0109]L12、L22 傳輸層
[0110]N1UN21無線網絡
【權利要求】
1.一種通信裝置，其經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準， 該通信裝置具有識別控制部，該識別控制部設置于所述數據鏈路層，進行下述控制:基于在由所述物理層接收到的數據中包含的識別信息，識別將上述數據經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的哪一個發送，基于所述識別的結果，將所述數據經由所述第I無線網絡或所述第2無線網絡發送。
2.根據權利要求1所述的通信裝置，其中， 所述識別控制部， 在經由所述第I無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第I識別信息，該第I識別信息表示是應經由所述第I無線網絡發送的數據， 在經由所述第2無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第2識別信息，該第2識別信息表示是應經由所述第2無線網絡發送的數據。
3.根據權利要求1所述的通信裝置，還具有: 第I路徑控制部，其進行所述第I無線網絡中的第I路徑控制；以及 第2路徑控制部，其進行所述第2無線網絡中的第2路徑控制， 所述識別控制部， 在識別到經由所述第I無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第I路徑控制部， 在識別到經由所述第2無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第2路徑控制部。
4.根據權利要求3所述的通信裝置，還具有: 第I轉送控制部，其按照由所述第I路徑控制部進行的所述第I路徑控制，在所述第I無線網絡中進行所述數據的第I轉送控制；以及 第2轉送控制部，其按照由所述第2路徑控制部進行的所述第2路徑控制，在所述第2無線網絡中進行所述數據的第2轉送控制。
5.根據權利要求4所述的通信裝置，其中， 所述第I路徑控制部及第2路徑控制部設置于OSI參考模型的網絡層， 所述第I轉送控制部及第2轉送控制部設置于OSI參考模型的傳輸層。
6.根據權利要求1所述的通信裝置，其中， 所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為WirelessHART。
7.根據權利要求1所述的通信裝置，其中， 所述識別信息是在所述數據的MHR (MAC Header)中包含的幀版本的值。
8.一種通信系統，其具有多個通信裝置，該通信裝置經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準， 在該通信系統中，所述通信裝置中的至少I個，具有識別控制部，該識別控制部設置于所述數據鏈路層，進行下述控制:基于在由所述物理層接收到的數據中包含的識別信息，識別將上述數據經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的哪一個發送，基于所述識別的結果，將所述數據經由所述第I無線網絡或所述第2無線網絡發送。
9.根據權利要求8所述的通信系統，其中， 所述識別控制部， 在經由所述第I無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第I識別信息，該第I識別信息表示是應經由所述第I無線網絡發送的數據， 在經由所述第2無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第2識別信息，該第2識別信息表示是應經由所述第2無線網絡發送的數據。
10.根據權利要求8所述的通信系統，其中， 所述通信裝置中的至少I個，還具有: 第I路徑控制部，其進行所述第I無線網絡中的第I路徑控制；以及 第2路徑控制部，其進行所述第2無線網絡中的第2路徑控制， 所述識別控制部， 在識別到經由所述第I無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第I路徑控制部， 在識別到經由所述 第2無線網絡發送所述數據的情況下，將所述數據傳遞至所述第2路徑控制部。
11.根據權利要求10所述的通信系統，其中， 所述通信裝置的至少I個，還具有: 第I轉送控制部，其按照由所述第I路徑控制部進行的所述第I路徑控制，在所述第I無線網絡中進行所述數據的第I轉送控制；以及 第2轉送控制部，其按照由所述第2路徑控制部進行的所述第2路徑控制，在所述第2無線網絡中進行所述數據的第2轉送控制。
12.根據權利要求11所述的通信系統，其中， 所述第I路徑控制部及第2路徑控制部設置于OSI參考模型的網絡層， 所述第I轉送控制部及第2轉送控制部設置于OSI參考模型的傳輸層。
13.根據權利要求8所述的通信系統，其中， 所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為WirelessHART。
14.根據權利要求8所述的通信系統，其中， 所述識別信息是在所述數據的MHR (MAC Header)中包含的幀版本的值。
15.一種通信方法，其經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準， 該通信方法，包含: 基于在由所述物理層接收到的數據中包含的識別信息，識別將上述數據經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的哪一個發送的步驟；以及基于所述識別的結果，將所述數據經由所述第I無線網絡或所述第2無線網絡發送的步驟。
16.根據權利要求15所述的通信方法，還包含: 經由所述第I無線網絡及所述第2無線網絡中的至少I個接收數據的步驟； 在經由所述第I無線網絡接收到所述數據的情況下，對該數據附加第I識別信息的步驟，該第I識別信息表示是應經由所述第I無線網絡發送的數據；以及 在經由所述第2無線網絡接收到數據的情況下，對該數據附加第2識別信息的步驟，該第2識別信息表示是應經由所述第2無線網絡發送的數據。
17.根據權利要求15所述的通信方法，其中， 所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為WirelessHART。
18.根據權利要求15所述的通信方法，其中， 所述識別信息是在所述數據的MHR (MAC Header)中包含的幀版本的值。
19.一種通信裝置中的數據的識別方法，該通信裝置經由第I無線網絡及第2無線網絡中的至少一個進行無線通信，該第I無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第I無線通信標準，該第2無線網絡的OSI參考模型的物理層和數據鏈路層依照第2無線通信標準， 該數據的識別方法，包含: 對在由所述物理層接收到的數據的MHR (MAC Header)中包含的幀版本的值進行識別的步驟； 所述識別的結果，在所述幀版本的值為第I值的情況下，將所述數據經由所述第I無線網絡發送的步驟；以及 所述識別結果，在所述幀版本的值為第2值的情況下，將所述數據經由所述第2無線網絡發送的步驟。
20.根據權利要求19所述的數據的識別方法，其中， 所述第I無線通信標準和所述第2無線通信標準中的一個為ISA100，另一個為WirelessHART。
【文檔編號】H04Q9/00GK103609194SQ201280030517
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2012年7月6日 優先權日:2011年7月7日
【發明者】陳華軍 申請人:橫河電機株式會社