WO2015060291A1 - 無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法 - Google Patents

無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法 Download PDF

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WO2015060291A1
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interface module
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靖通 尾添
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Yokogawa Electric Corp
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    • H04W4/80—Services using short range communication, e.g. near-field communication [NFC], radio-frequency identification [RFID] or low energy communication

Definitions

  • the present invention relates to a wireless device, a wireless communication system, a wireless module, an interface module, and a communication method.
  • field devices measuring instruments, operating devices
  • control devices for controlling these devices
  • DCS distributed control system
  • Field devices that constitute such a distributed control system perform wired communication.
  • field wireless devices that perform wireless communication conforming to industrial wireless communication standards such as ISA100.11a and WirelessHART (registered trademark) have been realized.
  • the wireless field device generally includes an input / output unit that measures or manipulates state quantities (for example, pressure, temperature, flow rate, etc.) in an industrial process, and wireless communication that performs wireless communication in accordance with the industrial wireless communication standard. And a control unit that controls the operation of the field wireless device in an integrated manner.
  • each part in the field wireless device operates by power supplied from a single power source.
  • the wireless field device does not need to be connected to a communication line or a communication bus unlike a conventional field device, and is basically installed alone in a plant or the like. For this reason, the wireless field device incorporates a battery as the single power source.
  • Patent Document 1 discloses a wireless device that is attached to a conventional field device that does not have a wireless communication unit and can operate the conventional field device as the above-described wireless field device.
  • a wireless device disclosed in Patent Document 1 below includes an interface unit connected to a conventional field device, a wireless communication unit that performs wireless communication, and power to the conventional field device via the interface unit. And a power supply unit to supply.
  • the wireless device transmits the signal from the wireless communication unit to a transmission destination (for example, a host controller).
  • the wireless device receives a signal addressed to the field device by the wireless communication unit, the wireless device outputs the received signal to the field device via the interface unit.
  • the wireless device disclosed in the above-mentioned Patent Document 1 is installed near the field device. This is because the installation work of piping (conduit) for protecting the connection line connecting the wireless device and the field device is omitted to reduce the cost.
  • field devices are often installed in an environment where a large number of pipes, production facilities, and the like are installed and radio waves are likely to be reflected and shielded. For this reason, in the configuration in which the interface unit and the wireless communication unit are integrated as in the wireless device disclosed in Patent Document 1 described above, stable wireless communication may be difficult.
  • this wireless device in which the interface unit and the wireless communication unit are separated has been developed.
  • this wireless device is configured by being divided into two modules, an interface module including the above-described interface unit and a wireless module including the above-described wireless communication unit. These two modules are connected by a communication cable.
  • the wireless device having such a configuration can separate the wireless module from the interface module connected to the field device, and can increase the degree of freedom of the installation position of the wireless module. For this reason, if the wireless module is installed at a position where the radio wave condition is good, stable wireless communication can be realized.
  • the wireless device disclosed in Patent Document 1 described above is manufactured by a single manufacturer, in which an interface unit and a wireless communication unit are integrated. For this reason, the control protocol (control protocol used between the interface unit and the field device) used to control the field device is compliant with the specifications of the field device, but the control protocol used for internal control. A unique specification (for example, a control protocol used between the interface unit and the wireless communication unit) is used.
  • each module may be manufactured separately by different manufacturers.
  • control protocol used for internal control control protocol used between modules
  • design errors due to the difficulty. If a design error appears during actual operation of the device, there is a possibility that the field device cannot be operated as a wireless field device that performs the above-described stable wireless communication.
  • a wireless device of the present invention includes a wireless module that wirelessly transmits a signal from a field device and wirelessly receives a signal to the field device, and the wireless module and the field device.
  • a first message in a predefined format including the first message is transmitted to one of the wireless module and the interface module, and the other of the wireless module and the interface module is ,
  • the first message In accordance with the type information included in the page, the data in the same format as the first message including the data to be sent back to either the wireless module or the interface module and the type information indicating the type of the data
  • a second message is generated, and the second message is returned to one of the wireless module and the interface module.
  • the other of the wireless module and the interface module uses the type information as a processing response. It may be included in the second message.
  • either one of the wireless module and the interface module may respond to the processing request when the type information included in the first message is a processing request for the own module.
  • the processing result of the processing performed in this manner may be included in the second message as the data to be returned.
  • the processing request as the type information included in the first message transmitted from the wireless module to the interface module includes a control request to the field device
  • the processing response as the type information included in the second message returned from the interface module to the wireless module may include a control response from the field device.
  • the type information included in the first message is a notification or a command
  • the other of the wireless module and the interface module responds to the notification or the command. It is not necessary to perform processing and send a reply to either the wireless module or the interface module.
  • the interface module includes a display unit, and the processing request as the type information included in the first message transmitted from the wireless module to the interface module includes the wireless module.
  • a wireless state display notification for displaying information indicating the wireless state on the display unit is included, and the interface module receives the first message about the wireless state display notification even if it receives the first message.
  • the second message may not be returned.
  • the interface module includes a battery, and the battery request is left in the processing request as the type information included in the first message transmitted from the interface module to the wireless module.
  • a battery remaining amount notification for notifying the amount is included, and the wireless module does not return the second message to the interface module even if the wireless module receives the first message regarding the remaining battery amount notification. Also good.
  • the wireless module controls a wireless communication unit that communicates wirelessly, a first communication unit that communicates with the interface module, the wireless communication unit, and the first communication unit. And a first controller.
  • the first controller includes information indicating a transmission source and a transmission destination of the first message, the type information, and information indicating a size of data to be transmitted to the interface module. And data to be transmitted to the interface module.
  • the first communication unit includes, in the data generated by the first controller, information indicating a start of the first message, an ID of the first message, and The first message is generated by adding information used for error check of transmission / reception and information indicating the end of the first message, and the generated first message is transmitted to the interface module.
  • the interface module includes a sensor I / F that communicates with the field device, a second communication unit that communicates with the wireless module, the sensor I / F, and the second communication. And a second controller for controlling the unit.
  • the second communication unit may receive information indicating the start of the first message and the end of the first message from the first message received from the wireless module.
  • the second communication unit may determine whether there is an error based on information used for the transmission / reception error check included in the first message received from the wireless module. Also good.
  • the second controller analyzes the type information included in the first message, and the analysis result You may perform the process according to.
  • the interface module includes a first interface module that communicates with the first field device, and a second field device that has a communication protocol different from that of the first field device.
  • a second interface module that communicates the wireless module comprising: a first wireless module that communicates with the first interface module; and a second wireless module that communicates with the second interface module; You may prepare.
  • the wireless module of the present invention receives a first message wirelessly from the outside, and transmits a second message wirelessly to the outside, data to be transmitted to the outside, and a type of the data
  • a control unit configured to transmit the second message in a predetermined format including the type information from the communication unit to the outside.
  • the control unit includes data to be returned to the outside according to the type information included in the first message, and type information indicating a type of the data.
  • the second message having the same format as that of the first message may be returned from the communication unit to the outside.
  • the interface module of the present invention receives a first message wirelessly from a wireless module, and wirelessly transmits a second message to the wireless module, and type information included in the first message
  • the data to be returned to the wireless module and the type information indicating the type of the data are included, and the second message having the same format as the first message is returned from the communication unit to the wireless module.
  • a control unit In the interface module of the present invention, the control unit sends a third message in a predetermined format including data to be transmitted to the wireless module and type information indicating a type of the data from the communication unit. You may make it transmit to a wireless module.
  • the communication method of the present invention is a communication method between a wireless module that wirelessly transmits and receives a signal and an interface module that is interposed between the wireless module and a field device, the wireless module and the interface.
  • Either one of the modules generates a first message in a predetermined format including data to be transmitted to the other of the wireless module and the interface module and type information indicating the type of the data
  • Either one of the wireless module and the interface module transmits the first message to one of the wireless module and the interface module, and the other of the wireless module and the interface module receives the first message.
  • data to be returned to one of the wireless module and the interface module and type information indicating the type of the data are included, and a second of the same format as the first message A message may be generated, and one of the wireless module and the interface module may return the second message to either the wireless module or the interface module.
  • a wireless device it is possible to provide a wireless device, a wireless communication system, a wireless module, and an interface module that are easy to design and develop and can perform stable wireless communication.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an overall configuration of a wireless communication system in which a wireless device according to an embodiment of the present invention is used. It is a block diagram which shows the principal part structure of the radio
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a message transmitted / received by a request / response type sequence in an embodiment of the present invention. In one Embodiment of this invention, it is a figure which shows an example of the message transmitted by a 1st request type
  • FIG. 6 is a timing chart illustrating an example of an operation of the wireless device 12 when a request / response type sequence is performed in an embodiment of the present invention.
  • 6 is a flowchart illustrating message processing at the time of transmission performed by the wireless device according to the embodiment of the present invention.
  • 6 is a flowchart illustrating message processing at the time of reception performed by the wireless device according to the embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the detail of the data transfer process performed by step S28 in FIG.
  • it is a timing chart which shows an example of operation
  • mold sequence is implemented.
  • it is a timing chart which shows an example of operation
  • It is a figure which shows the application example of the radio
  • Some embodiments of the present invention provide a wireless device, a wireless communication system, a wireless module, an interface module, and a communication method that are easy to design and develop and capable of performing stable wireless communication.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a wireless communication system in which a wireless device according to an embodiment of the present invention is used.
  • the wireless communication system 1 includes a field device 11, a wireless device 12, a backbone router 13, a system manager 14, a gateway 15, and a monitoring control device 16.
  • the wireless communication system 1 can perform wireless communication via the wireless network N1.
  • the wireless communication system 1 is constructed in, for example, a plant, a factory, or the like (hereinafter simply referred to as “plant” when collectively referred to).
  • a wireless network N1 is realized by a wireless device 12 and a backbone router 13 connected to a field device 11 installed on the plant site.
  • the wireless network N1 is a network managed by the system manager 14. Note that the number of the wireless devices 12 and the backbone routers 13 constituting the wireless network N1 is arbitrary.
  • the backbone network N2 is a wired network that is the backbone of the wireless communication system 1.
  • a backbone router 13, a system manager 14, and a gateway 15 are connected to the backbone network N2.
  • the control network N3 is a wired network that is positioned above the backbone network N2.
  • a gateway 15 and a monitoring control device 16 are connected to the control network N3.
  • the field device 11 is installed at the plant site.
  • the field device 11 performs at least one of measurement and operation necessary for controlling the industrial process under the control of the monitoring control device 16.
  • the field device 11 is, for example, a sensor device such as a flow meter or a temperature sensor, a valve device such as a flow control valve or an on-off valve, an actuator device such as a fan or a motor, a camera for photographing a situation or an object in a plant.
  • Imaging devices such as video and video, acoustic devices such as microphones and speakers that collect abnormal sounds in the plant and generate alarm sounds, position detection devices that output position information of each device, and other devices.
  • the field device 11 will be described as a sensor device that measures the flow rate of fluid.
  • the wireless device 12 includes an interface module 20 connected to the field device 11, and a wireless module 30 that is connected to the interface module 20 and transmits / receives a wireless signal via the wireless network N1.
  • the wireless module 30 can perform wireless communication in conformity with ISA100.11a.
  • the wireless device 12 is connected to a field device 11 that does not have a wireless communication function, and transmits a signal from the field device 11 as a wireless signal to the wireless network N1.
  • the wireless device 12 receives a signal to the field device 11 transmitted as a wireless signal via the wireless network N1.
  • the details of the interface module 20 and the wireless module 30 included in the wireless device 12 will be described later.
  • the backbone router 13 connects the wireless network N1 and the backbone network N2.
  • the backbone router 13 relays data transmitted and received between the wireless network N1 and the backbone network N2.
  • the backbone router 13 is capable of wireless communication in conformity with the wireless communication standard ISA100.11a, similarly to the wireless module 30 included in the wireless device 12 described above.
  • the system manager 14 controls wireless communication performed via the wireless network N1. Specifically, the wireless module 30, the backbone router 13, and the gateway 15 provided in the wireless device 12 are assigned communication resources (time slots and channels) to realize wireless communication via the wireless network N 1. . Note that the system manager 14 also performs processing for causing the wireless device 12 to enter the wireless network N1.
  • the gateway 15 connects the backbone network N2 and the control network N3.
  • the gateway 15 relays various data transmitted and received between the field device 11, the system manager 14, and the like and the monitoring control device 16. By providing the gateway 15, the backbone network N2 and the control network N3 can be connected to each other while maintaining security.
  • the monitoring control device 16 is operated by a plant operator, for example, and monitors and manages the field device 11 and the like. Specifically, the monitoring control device 16 monitors the field device 11 and the like by collecting measurement data (flow rate value) from the field device 11 via the gateway 15. Moreover, the monitoring control apparatus 16 calculates
  • FIG. 2 is a block diagram showing a main configuration of a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the interface module 20 includes a sensor I / F (interface) 21, a controller 22 (control unit), a communication unit 23, a diagnosis unit 24, a display unit 25, a setting unit 26, a power supply control unit 27, a storage unit 28, and a power supply 29.
  • the interface module 20 having such a configuration is interposed between the wireless module 30 and the field device 11.
  • the interface module 20 is an interface for connecting the wireless module 30 and the field device 11.
  • Sensor I / F 21 is connected to field device 11.
  • the sensor I / F 21 receives a signal from the field device 11 under the control of the controller 22.
  • the sensor I / F 21 transmits a signal to the field device 11 under the control of the controller 22.
  • the sensor I / F 21 is mounted with the same communication protocol as the communication protocol mounted on the field device 11 in order to enable communication with the field device 11.
  • the controller 22 controls the operation of the interface module 20 in an integrated manner. For example, the controller 22 controls the sensor I / F 21 based on a control signal (control signal from the monitoring control device 16) included in a message transmitted from the wireless module 30, and the measurement obtained by the field device 11 is performed. Get data (flow rate). Further, the controller 22 controls the communication unit 23 to transmit / receive messages to / from the wireless module 30. For example, the controller 22 causes the wireless module 30 to transmit the measurement result acquired by the sensor I / F 21. Although details will be described later, a message transmitted and received between the interface module 20 and the wireless module 30 is a message in a predetermined format.
  • the communication unit 23 receives a message transmitted from the wireless module 30. In addition, the communication unit 23 transmits a message to the wireless module 30.
  • the communication unit 23 performs a predetermined message process (message process at reception) on the received message.
  • the communication unit 23 performs message processing (transmission message processing) defined in advance on the data. The details of the message processing at reception and the message processing at transmission will be described later.
  • the diagnosis unit 24 has a self-diagnosis function and diagnoses the state of the own module (interface module 20) under the control of the controller 22. For example, the diagnosis unit 24 diagnoses whether there is a failure in the interface module 20, the connection status of the field device 11, the remaining amount of the power supply 29, and the like.
  • the display unit 25 includes a display device such as a liquid crystal display device. The display unit 25 displays various information under the control of the controller 22. For example, the display unit 25 displays measurement data (flow rate value) obtained from the field device 11 and information indicating the state of the interface module 20 or the wireless module 30.
  • the setting unit 26 includes an external interface (for example, an infrared communication unit) to which an external device is connected.
  • the setting unit 26 sets information to be set in the wireless device 12 based on an instruction from the external device.
  • the external device is, for example, a provisioning device.
  • the setting unit 26 sets provisioning information (information necessary for entering the wireless network N1) transmitted from the provisioning device by infrared communication.
  • the power supply control unit 27 includes a power supply circuit (not shown) that converts power from the power supply 29 into power suitable for the field device 11, the interface module 20, and the wireless module 30.
  • the power control unit 27 supplies power to the field device 11, each unit of the interface module 20, and the wireless module 30 under the control of the controller 22.
  • the power supply control unit 27 does not supply power to the field device 11.
  • the storage unit 28 stores identification information for identifying the interface module 20 and information indicating the remaining amount of the power supply 29.
  • the storage unit 28 is a non-volatile memory such as a flash ROM (Read OnlyEMemory) or an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable ROM).
  • the power source 29 supplies power as a power source for operating the field device 11, the interface module 20, and the wireless module 30.
  • a battery for example, a primary battery or a secondary battery such as a thionyl lithium chloride battery that has very little self-discharge
  • a fuel cell for example, a fuel cell, a capacitor, or energy harvesting (so-called energy harvest such as a solar cell) is used.
  • a power generation circuit or the like can be used.
  • the wireless module 30 includes a communication unit 31, a controller 32 (control unit), a wireless communication unit 33, a diagnosis unit 34, a power supply control unit 35, a storage unit 36, and an antenna AT.
  • the wireless module 30 having such a configuration is connected to the interface module 20.
  • the wireless module 30 transmits and receives wireless signals via the wireless network N1.
  • the communication unit 31 receives a message transmitted from the interface module 20. In addition, the communication unit 31 transmits a message to the interface module 20.
  • the communication unit 31 performs the same processing as the communication unit 23 of the interface module 20. That is, when the communication unit 31 receives a message from the interface module 20, the communication unit 31 performs a predefined message process (details will be described later) on the received message.
  • the communication unit 31 performs a message processing at the time of transmission (details will be described later) on the data.
  • the controller 32 controls the overall operation of the wireless module 30. For example, the controller 32 controls each unit of the wireless module 30 based on data (for example, control data for controlling the wireless module 30) included in a message from the interface module 20. In addition, the controller 32 controls the communication unit 31 to send and receive messages to and from the interface module 20.
  • data for example, control data for controlling the wireless module 30
  • the controller 32 controls the communication unit 31 to send and receive messages to and from the interface module 20.
  • the wireless communication unit 33 transmits a wireless signal to the wireless network N1 through the antenna AT under the control of the controller 32.
  • the wireless communication unit 33 receives a wireless signal transmitted via the antenna AT and transmitted via the wireless network N1 under the control of the controller 32.
  • the wireless communication unit 33 performs wireless communication conforming to the ISA100.11a described above.
  • the antenna AT may be an internal antenna housed in the wireless module 30 or an external antenna provided outside the wireless module 30.
  • the diagnosis unit 34 has a self-diagnosis function.
  • the diagnosis unit 34 diagnoses the state of the own module (wireless module 30) under the control of the controller 32. For example, the diagnosis unit 34 diagnoses the presence or absence of a failure of the wireless module 30.
  • the power control unit 35 controls whether or not the power from the interface module 20 is supplied to each unit of the wireless module 30 under the control of the controller 32. The reason why the power supply control unit 35 performs such control is to suppress the power consumption of the power supply 29 provided in the interface module 20.
  • the storage unit 36 stores information set in the wireless module 30.
  • the storage unit 36 is a nonvolatile memory similar to the storage unit 28 provided in the interface module 20.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a format of a message transmitted and received by a wireless device according to an embodiment of the present invention.
  • the messages transmitted and received between the interface module 20 and the wireless module 30 of the wireless device 12 include a data message M0, an ACK message M11, and a NACK message M12, as shown in FIG.
  • the data message M0 is a message for exchanging data between the interface module 20 and the wireless module 30.
  • the data message M0 has eight fields in which “STX”, “MID”, “S / D”, “M / H”, “D / S”, “DATA”, “CRC”, and “ETX” are stored. including.
  • the ACK message M11 is a message for the reception side module to notify the transmission side module of normal reception (acknowledgment).
  • the ACK message M11 includes six fields excluding two fields in which “D / S” and “DATA” are stored from the data message M0.
  • the NACK message M12 is a message for the receiving module to notify the transmitting module of abnormal reception (negative response).
  • the NACK message M12 includes seven fields provided with a field for storing “ErrCode” instead of the field for storing “D / S” and “DATA” of the data message M0.
  • STX Information indicating the start of the message “MID”: Identifier (message ID) attached to each message “S / D”: information indicating the source and destination of the message “M / H”: information indicating “DATA” type or ACK / NACK (type information) “D / S”: Information indicating the size of “DATA” “DATA”: Data to be transmitted to the counterpart module “CRC”: Information used for transmission / reception error check (cyclic redundancy check) “ETX”: Message end Information to be displayed “ErrCode”: Error code
  • the top three fields of data message M0, ACK message M11, and NACK message M12 (fields in which “STX”, “MID”, and “S / D” are stored) and the last two fields (“CRC”, “ The field “ETX” is stored) is added by the message processing at the time of transmission performed by the communication unit 23 of the interface module 20 or the communication unit 31 of the wireless module 30 at the time of message transmission. These fields are deleted by the message processing at the time of reception performed by the communication unit 23 of the interface module 20 or the communication unit 31 of the wireless module 30 when a message is received.
  • the sequence (message processing sequence) for transmitting and receiving the message between the interface module 20 and the wireless module 30 includes the following sequences (1) to (3).
  • the response (response) of either the interface module 20 or the wireless module 30 to the request (request) transmitted from either the interface module 20 or the wireless module 30 is obtained.
  • the first request type sequence shown in the above (2) is a sequence that does not involve a response (response) from the interface module 20 although a request (request) from the wireless module 30 to the interface module 20 is transmitted.
  • the second request type sequence shown in (3) above is a sequence that does not involve a response (response) from the wireless module 30 although a request (request) from the interface module 20 to the wireless module 30 is transmitted.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a message transmitted / received by a request / response type sequence in the embodiment of the present invention.
  • a message whose message type (“M / H” in FIG. 3) is “field device control request” is a message for requesting control of the field device 11.
  • the transmission source of this message is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30, and the transmission destination of this message is the sensor I / F 21 of the interface module 20.
  • the field device control request includes reading of a flow rate value measured by the field device 11, an opening operation of a valve that is the field device 11, adjustment of the field device 11 itself, and the like.
  • a message whose message type is “field device control response” is a response message to “field device control request”.
  • the transmission source of this message is the sensor I / F 21 of the interface module 20, and the transmission destination of this message is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30.
  • the message whose message type is “setting request” is a message for requesting setting of information to be set in the wireless module 30 (for example, provisioning information).
  • the transmission source of this message is the setting unit 26 of the interface module 20, and the transmission destination of this message is the wireless communication unit 33 of the wireless module.
  • a message whose message type is “setting response” is a response message to “setting request”.
  • the transmission source of this message is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30, and the transmission destination of this message is the setting unit 26 of the interface module 20.
  • the message whose message type is “firmware identifier acquisition request” is a message requesting acquisition of the identifier of the firmware used in the interface module 20.
  • the message whose message type is “firmware identifier acquisition response” is a message indicating a response to the “firmware identifier acquisition request”. For example, if the identifier of the firmware attached according to the type of the diagnostic function executed in the diagnosis unit 24 is confirmed by this message, the type of the diagnostic function executed in the interface module 20 can be confirmed.
  • a message whose message type is “storage unit read / write request” is a message requesting reading or writing of data to the storage unit 28 of the interface module 20.
  • a message whose message type is “storage unit read / write response” is a message indicating the response.
  • the message whose message type is “sensor I / F firmware update request” is a message requesting the update of the firmware used in the sensor I / F 21 of the interface module 20.
  • a message whose message type is “sensor I / F firmware update response” is a message indicating the response.
  • the communication protocol implemented in the sensor I / F 21 is updated (for example, updated to HART (registered trademark) or the like), or the firmware used in the sensor I / F 21 is changed to the revision number of the communication protocol. You can update to a compliant one.
  • the source and destination of these messages are as shown in FIG.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of a message transmitted by the first request type sequence in the embodiment of the present invention.
  • a message whose message type is “radio module initialization completion notification” is a message that notifies the interface module 20 of the completion of initialization performed by the radio module 30.
  • the message whose message type is “wireless module stop preparation completion notification” is a message for notifying the interface module 20 of completion of stop preparation performed in the wireless module 30.
  • the transmission source of these messages is the communication unit 31 of the wireless module 30, and the transmission destination of these messages is the communication unit 23 of the interface module 20.
  • the message whose message type is “field device power on / off notification” is a message for notifying (commanding) the power on / off of the field device 11 to the interface module 20.
  • a message whose message type is “notification of power supply setting for field device” is a message for notifying (commanding) the setting of power supply to the field device 11 to the interface module 20.
  • the message whose message type is “sensor I / F reset notification” is a message that notifies (commands) the reset of the sensor I / F 21 to the interface module 20.
  • the transmission source of these messages is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30, and the transmission destination of these messages is the sensor I / F 21 of the interface module 20.
  • the message whose message type is “reset notification of battery remaining amount information” is a message for notifying the interface module 20 of the reset of remaining amount information of the power source 29 (battery).
  • the message whose message type is “notification of battery usage” is a message for notifying the interface module 20 of the power usage in the wireless module 30.
  • the transmission source of these messages is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30, and the transmission destination of these messages is the diagnostic unit 24 of the interface module 20.
  • the message types are “radio state display notification”, “display unit common setting change notification”, “process value display setting notification”, “alert display notification”, “process value display notification”, “device search state display notification”,
  • the messages “display unit test state display notification” and “write prohibition state display notification” indicate that the wireless module 30 indicates various information such as the wireless state, measurement data (process value) of the field device 11, alerts, etc. This is a notification (command) to be displayed on the display unit 25.
  • the transmission source of these messages is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30, and the transmission destination of these messages is the display unit 25 of the interface module 20.
  • the message whose message type is “radio module status notification” is a message for notifying the interface module 20 of the status of the radio module 30.
  • the transmission source of this message is the diagnostic unit 34 of the wireless module 30, and the transmission destination of this message is the diagnostic unit 24 of the interface module 20.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of a message transmitted by the second request type sequence in the embodiment of the present invention.
  • a message whose message type is “diagnosis information notification” is a message for notifying the wireless module 30 of diagnosis information that is a diagnosis result of the interface module 20.
  • the message whose message type is “Notification of remaining battery level” is a message for notifying the wireless module 30 of the remaining battery level of the power source 29.
  • the source of these messages is the diagnostic unit 24 of the interface module 20, and the destination of these messages is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30.
  • the messages whose message types are “factory shipment state notification”, “DIP Switch state change notification”, and “display unit full display state notification” indicate various states of each part of the interface module 20 that can be displayed on the display unit 25 as wireless modules.
  • 30 is a message to be notified.
  • the transmission source of these messages is the display unit 25 of the interface module 20, and the transmission destination of these messages is the wireless communication unit 33 of the wireless module 30.
  • the message processing sequence between the interface module 20 and the wireless module 30 provided in the wireless device 12 is (1) request / response type sequence, (2) first request type sequence, and (3) second. Contains a request type sequence. For this reason, below, operation
  • FIG. 7 is a timing chart showing an example of the operation of the wireless device 12 when a request / response type sequence is performed in an embodiment of the present invention. Note that the timing chart shown in FIG. 7 shows an operation when the wireless device 12 acquires the measurement data of the field device 11. This operation is started when a control signal (control signal for instructing acquisition of measurement data) transmitted from the monitoring control device 16 via the wireless network N1 is received by the wireless communication unit 33 of the wireless module 30. .
  • a control signal control signal for instructing acquisition of measurement data
  • a control signal received by the wireless communication unit 33 of the wireless module 30 is output to the controller 32.
  • the controller 32 generates data consisting of the third to sixth fields from the top of the data message M0 in FIG. Specifically, data in which the following information is stored in the third to sixth fields from the top of the data message M0 is generated.
  • the created data is output from the controller 32 to the communication unit 31.
  • a request field device control request
  • the wireless communication unit 33 as a transmission source is transferred to the communication unit 31 as shown in FIG. It becomes.
  • the communication unit 31 performs the above-described transmission message processing.
  • FIG. 8 is a flowchart showing message processing at the time of transmission performed by the wireless device according to the embodiment of the present invention.
  • the program for executing this flowchart may be stored in the storage unit 36, for example, or may be stored in another storage medium. 8 is performed each time data is output from the controller 32 to the communication unit 31, for example.
  • the communication unit 31 executes the process shown in the flowchart shown in FIG.
  • the transmission message process is started, the communication unit 31 first adds “MID” (message ID: see FIG. 3) to the head of the data from the controller 32 (step S11).
  • the communication unit 31 performs special character processing (step S12).
  • special character processing means that special data used in “STX” or “ETX”, which is information indicating the start or end of a message, is included in the data from the controller 32. This process replaces a character with another character.
  • the communication unit 31 adds “STX” to the head of the data (step S13).
  • the communication unit 31 calculates CRC information using the data before the “STX” is added, and the data of which the process of step S13 has been performed (the data with “STX” added to the head) is performed. “CRC” is added to the end (step S14).
  • the communication unit 31 adds “ETX” to the end of the data subjected to the process of step S14 (data with “CRC” added to the end) (step S15).
  • the message type “field device control request” is stored in the fourth field “M / H”, and the control signal from the monitoring controller 16 is stored in the sixth field “DATA”.
  • a message (message having the same format as the data message M0 shown in FIG. 3) is generated.
  • the communication unit 31 transmits the generated message to the communication unit 23 of the interface module 20 (step S16).
  • a request having the wireless communication unit 33 as a transmission source is transmitted from the communication unit 31 to the communication unit 23 (transmission step).
  • the communication unit 31 determines whether there is a transmission error (step S17). Specifically, the communication unit 31 determines whether or not there is an error such as an error in the physical layer or a retransmission failure.
  • the communication unit 31 When it is determined that there is no transmission error (when the determination result is “NO”), the communication unit 31 ends the series of message processing during transmission illustrated in FIG. On the other hand, when it is determined that there is a transmission error (when the determination result is “YES”), the communication unit 31 performs error processing (step S18). Specifically, the communication unit 31 interrupts the transmission process and returns to the initial state (the state before the process of step S11 is performed).
  • FIG. 9 is a flowchart showing message processing at the time of reception performed by the wireless device according to the embodiment of the present invention.
  • the program for executing this flowchart may be stored in the storage unit 28, for example, or may be stored in another storage medium.
  • the flowchart shown in FIG. 9 is performed each time a message from the communication unit 31 is received, for example.
  • the communication unit 23 When the message processing at the time of reception is started, the communication unit 23 first determines whether there is a reception error (step S21). Specifically, the communication unit 23 determines whether there is an error in the physical layer such as a framing error, an error between characters, a frame reception timeout, or the like. When it is determined that there is no reception error (when the determination result is “NO”), the communication unit 23 deletes “STX” added to the head of the received message (step S22). Subsequently, the communication unit 23 deletes “ETX” added to the end of the received message (step S23).
  • the communication unit 23 determines whether there is a CRC error (step S24). Specifically, the communication unit 23 first calculates CRC information using data (see data message M0 in FIG. 3) stored in the second to sixth fields from the beginning of the received message. Then, the communication unit 23 collates the calculated CRC information with the CRC information stored in the seventh field of the received message.
  • the communication unit 23 When it is determined that there is no CRC error (when the determination result in step S24 is “NO”), the communication unit 23 performs special character processing (step S25).
  • the special character process is a process of restoring the character replaced in the special character process performed in the transmission message process described with reference to FIG. 8 to the original special character.
  • the communication unit 23 stores “MID” (message ID) added to the received message (step S26).
  • step S26 is performed differently when a request is received and when a response is received.
  • the communication unit 23 since it is a case where the request from the wireless module 30 is received, the communication unit 23 stores the message ID as described above.
  • the communication unit 23 collates the message ID added to the response message with the message ID previously stored at the time of request transmission.
  • the communication unit 23 omits the process of Step S27 (the process of determining the collation error).
  • the communication part 23 performs the process of step S27, when a response is received.
  • step S28 processing for transferring data obtained by the above processing (data consisting of the third to sixth fields from the top of the data message M0 in FIG. 3) is performed (step S28). If it is determined in step S21 that there is a reception error, if it is determined in step S24 that there is a CRC error, or if it is determined in step S27 that there is a collation error (any of steps S21, S24, S27). If the determination result is “YES”), the communication unit 23 performs error processing (step S29). Specifically, the communication unit 23 interrupts the process and returns to the initial state (the state before the process of step S21 is performed).
  • FIG. 10 is a flowchart showing details of the data transfer process performed in step S28 in FIG.
  • the program for executing this flowchart may be stored in the storage unit 28, for example, or may be stored in another storage medium.
  • the flowchart shown in FIG. 10 is performed each time data processed by the communication unit 23 is input to the controller 22, for example.
  • the controller 22 first stores “S / D” included in the data from the communication unit 23 (step S31). This process is performed to prepare for a response to a request from the wireless module 30.
  • step S32 the controller 22 analyzes “M / H” included in the data from the communication unit 23 and determines the type of data included in the message from the wireless module 30 (step S32). Subsequently, the controller 22 performs processing according to the analysis result of step S32 (step S33).
  • step S33 since the message type “field device control request” is stored in the message from the wireless module 30, the controller 22 transfers the data from the communication unit 23 to the sensor I / F 21 (see FIG. 4). ).
  • a request (field device control request) with the wireless communication unit 33 as a transmission source is transferred to the sensor I / F 21.
  • the request transferred to the sensor I / F 21 is transmitted to the field device 11 as shown in FIG. Then, measurement data as a response to the request is transmitted from the field device 11 to the sensor I / F 21. Measurement data (response) received by the sensor I / F 21 is input to the controller 22.
  • the controller 22 generates data consisting of the third to sixth fields from the top of the data message M0 in FIG. 3 (step S34). Specifically, the controller 22 generates data in which the following information is stored in the third to sixth fields from the top of the data message M0.
  • the information stored in the third field shown below is the transmission source of “S / D” stored in preparation for the response to the request from the wireless module 30 in the process of step S31 in FIG. This is information in which the transmission destination is replaced.
  • the controller 22 When the above data is created, the controller 22 outputs the created data to the communication unit 23.
  • a response (field device control response) having the sensor I / F 21 as a transmission source is transferred to the communication unit 23 as shown in FIG. It becomes.
  • the communication unit 23 When data from the controller 22 is input, the communication unit 23 performs processing similar to the transmission message processing described with reference to FIG. 8, and a message to be returned to the wireless module 30 is generated. As a result, a message having the same format as the message transmitted from the wireless module 30 and received by the communication unit 23 is generated.
  • the communication unit 23 transmits the generated message to the communication unit 31 of the wireless module 30 (reply step).
  • a response having the sensor I / F 21 as a transmission source is transmitted from the communication unit 23 to the communication unit 31.
  • the communication unit 31 receives a message from the communication unit 23, the communication unit 31 performs processing similar to the message processing at the time of reception described with reference to FIG.
  • the reception message processing performed here is reception message processing for a response. For this reason, the communication unit 31 performs collation processing (step S26) and determines the presence or absence of a collation error (step S27).
  • Data obtained by the message processing at the time of reception is output from the communication unit 31 to the controller 32.
  • the controller 32 since the message type “field device control response” is stored in the data input from the communication unit 31 to the controller 32, the controller 32 sends data from the communication unit 31 to the wireless communication unit 33. Is transferred (see FIG. 4). Thereby, as shown in FIG. 7, the response received by the communication unit 31 is transferred to the wireless communication unit 33.
  • the data transferred to the wireless communication unit 33 (data including the measurement data of the field device 11) is transmitted to the monitoring control device 16 via the wireless network N1. In this way, the measurement data of the field device 11 is collected by the monitoring control device 16 based on the control signal from the monitoring control device 16.
  • the wireless module 30 transmits a request to the interface module 20 and the interface module 20 returns a response to the wireless module 30 has been described. Contrary to this example, when the interface module 20 transmits a request to the wireless module 30 and the wireless module 30 returns a response to the interface module 20, the same operation as described above is performed.
  • the interface module 20 and the wireless module 30 set the message type included in the returned message as a processing response. Further, when the message type included in the received message is a processing request for the own module, the interface module 20 and the wireless module 30 include the processing result of the processing performed in response to the processing request in the message to be returned. .
  • FIG. 11 is a timing chart illustrating an example of the operation of the wireless device 12 when the first request type sequence is performed in an embodiment of the present invention. Note that the timing chart shown in FIG. 11 shows an operation in the case where, for example, the wireless module 30 issues a display notification to the interface module 20 (here, “radio state display notification”).
  • the created data is output from the controller 32 to the communication unit 31.
  • a request radio state display notification
  • the wireless communication unit 33 as a transmission source is transferred to the communication unit 31.
  • processing similar to the transmission message processing described with reference to FIG. 8 is performed by the communication unit 31, and a message to be transmitted to the interface module 20 is generated.
  • processing for transmitting the generated message to the communication unit 23 of the interface module 20 is performed.
  • a request having the wireless communication unit 33 as a transmission source is transmitted from the communication unit 31 to the communication unit 23.
  • the communication unit 23 performs the same processing as the message processing at the time of reception described with reference to FIG.
  • the ACK message M11 (see FIG. 3) is sent from the communication unit 23 to the communication unit 31 in the case of normal reception.
  • a NACK message M12 (see FIG. 3) is returned from the communication unit 23 to the communication unit 31.
  • the communication unit 31 receives the ACK message M11 or the NACK message M12, the wireless communication unit 33 is notified to that effect.
  • Data obtained by the message processing at the time of reception is output from the communication unit 23 to the controller 22.
  • the controller 22 since the message type “radio state display notification” is stored in the data input from the communication unit 23 to the controller 22, the controller 22 sends the data from the communication unit 23 to the display unit 25. It transfers to the display part 25 (refer FIG. 5). Thereby, as shown in FIG. 11, the request received by the communication unit 23 is transferred to the display unit 25. In this way, information indicating the wireless state of the wireless module 30 is displayed on the display unit 25 of the interface module 20. As shown in FIG. 11, in the first request type sequence, the interface module 20 that has received a request from the wireless module 30 does not return a response to the wireless module 30.
  • FIG. 12 is a timing chart illustrating an example of the operation of the wireless device 12 when the second request type sequence is performed in an embodiment of the present invention. Note that the timing chart shown in FIG. 12 shows an operation when the interface module 20 notifies the wireless module 30 of the remaining battery level, for example.
  • the controller 22 When the above data is created by the controller 22, the controller 22 outputs the created data to the communication unit 23. As a result, as shown in FIG. 12, a request (notification of remaining battery power) having the diagnosis unit 24 as a transmission source is transferred to the communication unit 23.
  • the communication unit 23 When data from the controller 22 is input, the communication unit 23 performs processing similar to the message processing at the time of transmission described with reference to FIG. 8, and a message to be transmitted to the wireless module 30 is generated.
  • processing for transmitting the generated message to the communication unit 31 of the wireless module 30 is performed.
  • a request having the diagnosis unit 24 as a transmission source is transmitted from the communication unit 23 to the communication unit 31.
  • the communication unit 31 receives a message from the communication unit 23, the communication unit 31 performs processing similar to the message processing at the time of reception described with reference to FIG.
  • Data obtained by the message processing at the time of reception is output from the communication unit 31 to the controller 32.
  • the controller 32 since the data input from the communication unit 31 to the controller 32 stores a message type “notification of remaining battery power”, the controller 32 sends a message from the communication unit 31 to the wireless communication unit 33. Data is transferred (see FIG. 6). Thereby, as shown in FIG. 12, the request received by the communication unit 31 is transferred to the wireless communication unit 33. In this way, information indicating the remaining amount of the power source 29 (battery) of the interface module 20 is transmitted to the wireless module 30. As shown in FIG. 12, in the second request type sequence, the wireless module 30 that has received a request from the interface module 20 does not return a response to the interface module 20.
  • the wireless module 30 generates a message in a predetermined format including data to be transmitted to the interface module 20 and a message type, and transmits the generated message to the interface module 20. Then, the interface module 20 includes data and a message type to be returned to the wireless module 30 according to the message type included in the received message, generates a message in the same format as the received message, and sends it to the wireless module 30. I try to reply.
  • the interface module 20 generates a message in a predetermined format including the data and message type to be transmitted to the wireless module 30 and transmits them to the wireless module 30. Then, the wireless module 30 includes data and message type to be returned to the interface module 20 according to the message type included in the received message, generates a message in the same format as the received message, and sends it to the interface module 20. I try to reply.
  • the notification / command from the wireless module 30 to the interface module 20 and the notification / command from the interface module 20 to the wireless module 30 are performed using a message having the same format as the above message. I have to.
  • messages in a unified format are transmitted and received between the interface module 20 and the wireless module 30.
  • the interface module 20 and the wireless module 30 can be easily designed and developed.
  • the field device 11 can be operated as a wireless field device that performs stable wireless communication.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an application example of a wireless communication system in which a wireless device according to an embodiment of the present invention is used.
  • a wireless communication system 2 shown in FIG. 13 is a communication system capable of allowing field devices 11a and 11b mounted with different communication protocols to enter the wireless network N1.
  • the field devices 11a and 11b are similar to the field device 11 shown in FIG. 1, but different communication protocols are mounted on the field devices 11a and 11b.
  • the field device 11a is implemented with a communication protocol compliant with HART (registered trademark).
  • a communication protocol compliant with MODBUS (registered trademark) is implemented in the field device 11b.
  • the interface modules 20a and 20b are the same as the interface module 20 shown in FIG.
  • a communication protocol capable of communicating with the field device 11a is installed in the interface module 20a.
  • a communication protocol capable of communicating with the field device 11b is mounted on the interface module 20b.
  • a communication protocol compliant with HART registered trademark
  • MODBUS registered trademark
  • the monitoring control device 17 is the same as the monitoring control device 16 shown in FIG. 1, but can communicate with both the field devices 11a and 11b. That is, the supervisory control device 17 can transmit a control signal defined by HART (registered trademark) and a control signal defined by MODBUS (registered trademark).
  • HART registered trademark
  • MODBUS registered trademark
  • various field devices 11a and 11b can enter the wireless network N1.
  • the field devices 11a and 11b can be controlled without being aware of the route to the field devices 11a and 11b.
  • the wireless device, the wireless communication system, the wireless module, the interface module, and the communication method according to the embodiment of the present invention have been described above.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment and is within the scope of the present invention. It can be changed freely.
  • a wireless device that performs wireless communication conforming to ISA100.11a has been described as an example.
  • the present invention is also applicable to a wireless communication device that performs wireless communication conforming to WirelessHART (registered trademark). be able to.

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Abstract

無線機器（１２）は、無線モジュール（３０）と、インターフェイスモジュール（２０）とを備える。無線モジュール（３０）及びインターフェイスモジュール（２０）の何れか一方は、無線モジュール（３０）及びインターフェイスモジュール（２０）の何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第１のメッセージを生成し、第１のメッセージを無線モジュール（３０）及びインターフェイスモジュール（２０）の何れか他方へ送信する。無線モジュール（３０）及びインターフェイスモジュール（２０）の何れか他方は、第１のメッセージに含まれる種別情報に応じて、無線モジュール（３０）及びインターフェイスモジュール（２０）の何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれた第１のメッセージと同じフォーマットの第２の メッセージを生成し、第２のメッセージを無線モジュール（３０）及び前記インターフェイスモジュール（２０）の何れか一方へ返信する。

Description

無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法
　本発明は、無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法に関する。
　本願は、２０１３年１０月２４日に、日本に出願された特願２０１３－２２１４４２号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来から、プラントや工場等においては、高度な自動操業を実現すべく、フィールド機器と呼ばれる現場機器（測定器、操作器）と、これらの制御を行う制御装置とが通信手段を介して接続された分散制御システム（ＤＣＳ：Distributed Control System）が構築されている。このような分散制御システムを構成するフィールド機器は、有線通信を行っていた。しかし、近年においては、ＩＳＡ１００．１１ａやＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）等の産業用無線通信規格に準拠した無線通信を行う無線フィールド機器が実現されている。
　上記の無線フィールド機器は、概して工業プロセスにおける状態量（例えば、圧力、温度、流量等）の測定又は操作を行う入出力部と、上記の産業用無線通信規格に準拠した無線通信を行う無線通信部と、無線フィールド機器の動作を統括して制御する制御部とが筐体内に組み込まれている。また、無線フィールド機器は、単一の電源から供給される電力によって、上記の無線フィールド機器内部の各部が動作する。ここで、無線フィールド機器は、従来のフィールド機器のように通信線又は通信バスに接続する必要がなく、基本的に単独でプラント等に設置される。このことから、無線フィールド機器は、上記の単一の電源として電池を内蔵している。
　以下の特許文献１には、無線通信部を有しない従来のフィールド機器に取り付けられて、従来のフィールド機器を上記の無線フィールド機器として動作させることが可能な無線機器が開示されている。具体的に、以下の特許文献１に開示された無線機器は、従来のフィールド機器に接続されるインターフェイス部と、無線通信を行う無線通信部と、インターフェイス部を介して従来のフィールド機器に電力を供給する電源部とを備える。この無線機器は、フィールド機器からの信号がインターフェイス部を介して入力されてきた場合には、その信号を無線通信部から送信先（例えば、上位のコントローラ）に向けて送信する。また、無線機器は、フィールド機器宛ての信号を無線通信部で受信した場合には、受信した信号をインターフェイス部を介してフィールド機器に出力する。
米国特許出願公開第２００８／０２１１６６４号明細書
　ところで、上述した特許文献１等に開示された無線機器は、フィールド機器の近くに設置される。これは、無線機器とフィールド機器とを接続する接続線を保護するための配管（コンジット）の設置工事を省略してコストの発生を抑える等の理由からである。しかしながら、フィールド機器は、パイプや生産設備等が多数設置されて電波の反射や遮蔽が生じやすい環境下に設置されることが多い。このため、上述した特許文献１に開示された無線機器のように、インターフェイス部と無線通信部とが一体化された構成では、安定した無線通信が困難になる可能性がある。
　そこで、近年では、安定した無線通信を実現すべく、上記のインターフェイス部と無線通信部とを分離した無線機器の開発が行われている。具体的に、この無線機器は、上記のインターフェイス部を備えるインターフェイスモジュールと、上記の無線通信部を備える無線モジュールとの２つのモジュールに分けて構成される。また、これら２つのモジュールは、通信ケーブルによって接続される。このような構成の無線機器は、フィールド機器に接続されるインターフェイスモジュールから無線モジュールを離間させることができ、無線モジュールの設置位置の自由度を高めることができる。このため、無線モジュールを電波状況が良好な位置に設置すれば、安定した無線通信を実現することができる。
　ここで、上述した特許文献１に開示された無線機器は、インターフェイス部及び無線通信部が一体化されており、１つのメーカーで製造されるものである。このため、フィールド機器を制御するために用いられる制御プロトコル（インターフェイス部とフィールド機器との間で用いられる制御プロトコル）は、フィールド機器の仕様に準拠したものであるが、内部制御に用いられる制御プロトコル（例えば、インターフェイス部と無線通信部との間で用いられる制御プロトコル）は独自の仕様のものが用いられている。
　しかしながら、上述した２つのモジュールから構成される無線機器は、各々のモジュールが異なるメーカーにより別々に製造されることもある。このため、特許文献１に開示された無線機器のように、内部制御に用いられる制御プロトコル（モジュール間で用いられる制御プロトコル）が独自の仕様のものであると、各モジュールの設計・開発が困難になるとともに、困難であるがゆえに設計ミスが生じる虞がある。設計ミスが機器の実際の運用中に現れた場合、フィールド機器を上述の安定した無線通信を行う無線フィールド機器として動作させることができなくなる虞がある。
　上記課題を解決するために、本発明の無線機器は、フィールド機器からの信号を無線で送信し、前記フィールド機器への信号を無線で受信する無線モジュールと、前記無線モジュールと前記フィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュールとを備えており、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方は、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第１のメッセージを生成し、前記第１のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれた前記第１のメッセージと同じフォーマットの第２のメッセージを生成し、前記第２のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信する。
　また、本発明の無線機器において、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報が処理要求である場合には、前記種別情報を処理応答として前記第２のメッセージに含ませてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報が自モジュールに対する処理要求である場合には、該処理要求に応じて行った処理の処理結果を前記返信すべきデータとして前記第２のメッセージに含ませてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記無線モジュールから前記インターフェイスモジュールへ送信される前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記フィールド機器への制御要求が含まれ、前記インターフェイスモジュールから前記無線モジュールへ返信される前記第２のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理応答には、前記フィールド機器からの制御応答が含まれてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報が通知又は指令である場合には、該通知又は指令に応じた処理を行って、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方への返信を行わなくてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記インターフェイスモジュールは表示部を備え、前記無線モジュールから前記インターフェイスモジュールへ送信される前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記無線モジュールの無線状態を示す情報を前記表示部に表示させるための無線状態表示通知が含まれ、前記インターフェイスモジュールは、前記無線状態表示通知についての前記第１のメッセージを受信しても、前記無線モジュールへ前記第２のメッセージを返信しなくてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記インターフェイスモジュールは電池を備え、前記インターフェイスモジュールから前記無線モジュールへ送信される前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記電池の残量を知らせるための電池残量通知が含まれ、前記無線モジュールは、前記電池残量通知についての前記第１のメッセージを受信しても、前記インターフェイスモジュールへ前記第２のメッセージを返信しなくてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記無線モジュールは、無線で通信する無線通信部と、前記インターフェイスモジュールと通信する第１の通信部と、前記無線通信部及び前記第１の通信部を制御する第１のコントローラと、を更に備えてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記第１のコントローラは、前記第１のメッセージの送信元及び送信先を示す情報と、前記種別情報と、前記インターフェイスモジュールへ送信すべきデータのサイズを示す情報と、前記インターフェイスモジュールへ送信すべきデータと、を含むデータを生成してもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記第１の通信部は、前記第１のコントローラによって生成された前記データに、前記第１のメッセージの開始を示す情報と、前記第１のメッセージのＩＤと、送受信のエラーチェックに用いられる情報と、前記第１のメッセージの終了を示す情報と、を付加することにより前記第１のメッセージを生成し、生成した前記第１のメッセージを前記インターフェイスモジュールへ送信してもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記インターフェイスモジュールは、前記フィールド機器と通信するセンサＩ／Ｆと、前記無線モジュールと通信する第２の通信部と、前記センサＩ／Ｆ及び前記第２の通信部を制御する第２のコントローラと、を更に備えてもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記第２の通信部は、前記無線モジュールから受信した前記第１のメッセージから、前記第１のメッセージの開始を示す情報と、前記第１のメッセージの終了を示す情報と、を削除してもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記第２の通信部は、前記無線モジュールから受信した前記第１のメッセージに含まれる前記送受信のエラーチェックに用いられる情報に基づき、エラーの有無を判断してもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記第２の通信部によって前記エラーが無いと判断された場合、前記第２のコントローラは、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報を解析し、解析結果に応じた処理を行ってもよい。
　また、本発明の無線機器において、前記インターフェイスモジュールは、第１のフィールド機器と通信する第１のインターフェイスモジュールと、前記第１のフィールド機器とは異なる通信プロトコルが実装された第２のフィールド機器と通信する第２のインターフェイスモジュールと、を備え、前記無線モジュールは、前記第１のインターフェイスモジュールと通信する第１の無線モジュールと、前記第２のインターフェイスモジュールと通信する第２の無線モジュールと、を備えてもよい。
　また、本発明の無線モジュールは、第１のメッセージを外部から無線で受信するとともに、第２のメッセージを外部へ無線で送信する通信部と、外部へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの前記第２のメッセージを前記通信部から外部へ送信させる制御部とを備える。
　また、本発明の無線モジュールにおいて、前記制御部は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、外部へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記第１のメッセージと同じフォーマットの前記第２のメッセージを前記通信部から外部へ返信させてもよい。
　また、本発明のインターフェイスモジュールは、第１のメッセージを無線モジュールから無線で受信するとともに、第２のメッセージを前記無線モジュールへ無線で送信する通信部と、前記第１のメッセージに含まれる種別情報に応じて、前記無線モジュールへ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記第１のメッセージと同じフォーマットの前記第２のメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ返信させる制御部とを備える。
　また、本発明のインターフェイスモジュールにおいて、前記制御部は、前記無線モジュールへ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第３のメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ送信させてもよい。
　また、本発明の通信方法は、無線で信号の送受信を行う無線モジュールと、該無線モジュールとフィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュールとの間の通信方法であって、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方が、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第１のメッセージを生成し、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方が、前記第１のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方が、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記第１のメッセージと同じフォーマットの第２のメッセージを生成し、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方が、前記第２のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信してもよい。
　本発明によれば、設計・開発が容易であって安定した無線通信を行うことが可能な無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュールを提供することができるという効果がある。
本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による無線機器の要部構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による無線機器で送受信されるメッセージのフォーマットを示す図である。 本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスにより送受信されるメッセージの一例を示す図である。 本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。 本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。 本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態による無線機器で行われる送信時メッセージ処理を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による無線機器で行われる受信時メッセージ処理を示すフローチャートである。 図９中のステップＳ２８で行われるデータ転送処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの応用例を示す図である。
　本発明のいくつかの実施形態は、設計・開発が容易であって安定した無線通信を行うことが可能な無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法を提供することを目的とする。
　以下、図面を参照して本発明の一実施形態による無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法について詳細に説明する。
　〈無線通信システム〉
　図１は、本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの全体構成を示すブロック図である。図１に示す通り、無線通信システム１は、フィールド機器１１、無線機器１２、バックボーンルータ１３、システムマネージャ１４、ゲートウェイ１５、及び監視制御装置１６を備えている。無線通信システム１は、無線ネットワークＮ１を介した無線通信が可能である。この無線通信システム１は、例えばプラントや工場等（以下、これらを総称する場合には、単に「プラント」という）に構築される。
　ここで、無線通信システム１が構築されるプラントには、無線ネットワークＮ１、バックボーンネットワークＮ２、及び制御ネットワークＮ３が設けられている。無線ネットワークＮ１は、プラントの現場に設置されたフィールド機器１１に接続される無線機器１２及びバックボーンルータ１３によって実現される。無線ネットワークＮ１は、システムマネージャ１４によって管理されるネットワークである。尚、無線ネットワークＮ１を構成する無線機器１２及びバックボーンルータ１３の数は任意である。
　バックボーンネットワークＮ２は、無線通信システム１の基幹となる有線ネットワークである。バックボーンネットワークＮ２には、バックボーンルータ１３、システムマネージャ１４、及びゲートウェイ１５が接続される。制御ネットワークＮ３は、バックボーンネットワークＮ２の上位に位置づけられる有線ネットワークである。制御ネットワークＮ３には、ゲートウェイ１５及び監視制御装置１６が接続される。
　フィールド機器１１は、プラントの現場に設置される。フィールド機器１１は、監視制御装置１６の制御の下で工業プロセスの制御に必要な測定及び操作の少なくとも一方を行う。具体的に、フィールド機器１１は、例えば流量計や温度センサ等のセンサ機器、流量制御弁や開閉弁等のバルブ機器、ファンやモータ等のアクチュエータ機器、プラント内の状況や対象物を撮影するカメラやビデオ等の撮像機器、プラント内の異音等を収集したり警報音等を発したりするマイクやスピーカ等の音響機器、各機器の位置情報を出力する位置検出機器、その他の機器である。尚、以下では理解を容易にするために、フィールド機器１１が流体の流量を測定するセンサ機器であるものとして説明する。
　無線機器１２は、フィールド機器１１に接続されるインターフェイスモジュール２０と、インターフェイスモジュール２０に接続されて無線ネットワークＮ１を介した無線信号の送受信を行う無線モジュール３０とを備える。尚、無線モジュール３０は、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能である。この無線機器１２は、無線通信機能を有しないフィールド機器１１に接続されて、フィールド機器１１からの信号を無線信号にして無線ネットワークＮ１に送信する。また、無線機器１２は、無線ネットワークＮ１を介して無線信号で送信されてくるフィールド機器１１への信号を受信する。尚、無線機器１２が備えるインターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の詳細については後述する。
　バックボーンルータ１３は、無線ネットワークＮ１とバックボーンネットワークＮ２とを接続する。また、バックボーンルータ１３は、無線ネットワークＮ１とバックボーンネットワークＮ２との間で送受信されるデータの中継を行う。尚、このバックボーンルータ１３は、上述した無線機器１２が備える無線モジュール３０と同様に、無線通信規格ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信が可能である。
　システムマネージャ１４は、無線ネットワークＮ１を介して行われる無線通信の制御を行う。具体的には、無線機器１２に設けられた無線モジュール３０、バックボーンルータ１３、及びゲートウェイ１５に対する通信リソース（タイムスロット及びチャネル）の割り当て制御を行って、無線ネットワークＮ１を介した無線通信を実現する。尚、システムマネージャ１４は、無線ネットワークＮ１に対して無線機器１２を参入させる処理も行う。
　ゲートウェイ１５は、バックボーンネットワークＮ２と制御ネットワークＮ３とを接続する。また、ゲートウェイ１５は、フィールド機器１１及びシステムマネージャ１４等と、監視制御装置１６との間で送受信される各種データの中継を行う。このゲートウェイ１５を設けることで、セキュリティを維持しつつ、バックボーンネットワークＮ２と制御ネットワークＮ３とを相互に接続することができる。
　監視制御装置１６は、例えばプラントの運転員によって操作され、フィールド機器１１等の監視及び管理を行う。具体的に、監視制御装置１６は、ゲートウェイ１５を介してフィールド機器１１から測定データ（流量値）を収集することによってフィールド機器１１等の監視を行う。また、監視制御装置１６は、収集した測定データに基づいて不図示の他のフィールド機器の制御量（例えば、バルブ機器の弁開度）を求める。また、監視制御装置１６は、求められたフィールド機器の制御量をゲートウェイ１５を介して不図示の他のフィールド機器に設定し、操作することによって、フィールド機器１１を制御する。
　〈無線機器〉
　図２は、本発明の一実施形態による無線機器の要部構成を示すブロック図である。以下、図２を参照して無線機器１２に設けられたインターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の内部構成を順に説明する。インターフェイスモジュール２０は、センサＩ／Ｆ（インターフェイス）２１、コントローラ２２（制御部）、通信部２３、診断部２４、表示部２５、設定部２６、電源制御部２７、格納部２８、及び電源２９を備える。かかる構成のインターフェイスモジュール２０は、無線モジュール３０とフィールド機器１１との間に介在する。インターフェイスモジュール２０は、無線モジュール３０とフィールド機器１１とを接続するためのインターフェイスである。
　センサＩ／Ｆ２１は、フィールド機器１１に接続される。センサＩ／Ｆ２１は、コントローラ２２の制御の下で、フィールド機器１１からの信号を受信する。また、センサＩ／Ｆ２１は、コントローラ２２の制御の下で、フィールド機器１１に向けて信号を送信する。つまり、センサＩ／Ｆ２１には、フィールド機器１１との間の通信を可能とするために、フィールド機器１１に実装されている通信プロトコルと同じ通信プロトコルが実装されている。
　コントローラ２２は、インターフェイスモジュール２０の動作を統括して制御する。例えば、コントローラ２２は、無線モジュール３０から送信されてくるメッセージに含まれる制御信号（監視制御装置１６からの制御信号）に基づいてセンサＩ／Ｆ２１を制御して、フィールド機器１１で得られた測定データ（流量値）を取得させる。また、コントローラ２２は、通信部２３を制御して無線モジュール３０との間でメッセージの送受信を行わせる。例えば、コントローラ２２は、センサＩ／Ｆ２１で取得された測定結果を無線モジュール３０に送信させる。尚、詳細は後述するが、インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で送受信されるメッセージは、予め規定されたフォーマットのメッセージである。
　通信部２３は、無線モジュール３０から送信されてくるメッセージを受信する。また、通信部２３は、無線モジュール３０へメッセージを送信する。ここで、通信部２３は、無線モジュール３０からのメッセージを受信した場合には、受信したメッセージに対して予め規定されたメッセージ処理（受信時メッセージ処理）を行う。一方、通信部２３は、無線モジュール３０に送信すべきデータがコントローラ２２から出力された場合には、そのデータに対して予め規定されたメッセージ処理（送信時メッセージ処理）を行う。尚、これら受信時メッセージ処理及び送信時メッセージ処理の詳細については後述する。
　診断部２４は、自己診断機能を備えており、コントローラ２２の制御の下で自モジュール（インターフェイスモジュール２０）の状態を診断する。例えば、診断部２４は、インターフェイスモジュール２０の故障の有無、フィールド機器１１の接続状況、電源２９の残量等を診断する。表示部２５は、例えば液晶表示装置等の表示装置を備えている。表示部２５は、コントローラ２２の制御の下で各種情報を表示する。例えば、表示部２５は、フィールド機器１１から得られた測定データ（流量値）や、インターフェイスモジュール２０或いは無線モジュール３０の状態を示す情報を表示する。
　設定部２６は、外部機器が接続される外部インターフェイス（例えば、赤外線通信部）を備えている。設定部２６は、外部機器からの指示に基づいて無線機器１２に設定すべき情報の設定を行う。ここで、上記外部機器は、例えばプロビジョニングデバイスである。設定部２６は、赤外線通信によってプロビジョニングデバイスから送信されてくるプロビジョニング情報（無線ネットワークＮ１に参入するために必要となる情報）の設定を行う。
　電源制御部２７は、電源２９からの電力を、フィールド機器１１、インターフェイスモジュール２０、及び無線モジュール３０に適した電力に変換する電源回路（図示省略）を備えている。電源制御部２７は、コントローラ２２の制御の下で、フィールド機器１１、インターフェイスモジュール２０の各部、及び無線モジュール３０に電力を供給する。尚、フィールド機器１１が電源を内蔵していたり、他の経路から電力供給を受ける場合には、電源制御部２７はフィールド機器１１に電力を供給しない。格納部２８は、インターフェイスモジュール２０を識別するための識別情報や、電源２９の残量を示す情報を格納する。この格納部２８は、例えばフラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable ＲＯＭ）等の不揮発性メモリである。
　電源２９は、フィールド機器１１、インターフェイスモジュール２０、及び無線モジュール３０を動作させるための電力源として、電力を供給する。ここで、電源２９としては、電池（例えば、塩化チオニルリチウム電池等の自己放電が極めて少ない一次電池や二次電池）、燃料電池、キャパシタ、或いは環境発電（所謂、太陽電池等のエナジーハーベスト）を行う発電回路等を用いることができる。
　無線モジュール３０は、通信部３１、コントローラ３２（制御部）、無線通信部３３、診断部３４、電源制御部３５、格納部３６、及びアンテナＡＴを備える。かかる構成の無線モジュール３０は、インターフェイスモジュール２０に接続される。無線モジュール３０は、無線ネットワークＮ１を介した無線信号の送受信を行う。
　通信部３１は、インターフェイスモジュール２０から送信されてくるメッセージを受信する。また、通信部３１は、メッセージをインターフェイスモジュール２０へ送信する。ここで、通信部３１は、インターフェイスモジュール２０の通信部２３と同様の処理を行う。つまり、通信部３１は、インターフェイスモジュール２０からのメッセージを受信した場合には、受信したメッセージに対して予め規定された受信時メッセージ処理（詳細は後述する）を行う。一方、通信部３１は、インターフェイスモジュール２０に送信すべきデータがコントローラ３２から出力された場合には、そのデータに対して予め規定された送信時メッセージ処理（詳細は後述する）を行う。
　コントローラ３２は、無線モジュール３０の動作を統括して制御する。例えば、コントローラ３２は、インターフェイスモジュール２０からのメッセージに含まれるデータ（例えば、無線モジュール３０を制御するための制御データ）に基づいて、無線モジュール３０の各部を制御する。また、コントローラ３２は、通信部３１を制御してインターフェイスモジュール２０との間でメッセージの送受信を行わせる。
　無線通信部３３は、コントローラ３２の制御の下で、アンテナＡＴを介して無線信号を無線ネットワークＮ１に送信する。また、無線通信部３３は、コントローラ３２の制御の下で、無線ネットワークＮ１を介して送信されてきてアンテナＡＴを介した無線信号を受信する。この無線通信部３３は、前述したＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う。尚、アンテナＡＴは無線モジュール３０に収容される内部アンテナであっても、無線モジュール３０の外部に設けられる外部アンテナであっても良い。診断部３４は、自己診断機能を備えている。診断部３４は、コントローラ３２の制御の下で自モジュール（無線モジュール３０）の状態を診断する。例えば、診断部３４は、無線モジュール３０の故障の有無等を診断する。
　電源制御部３５は、コントローラ３２の制御の下で、インターフェイスモジュール２０からの電力を無線モジュール３０の各部に供給するか否かを制御する。電源制御部３５がこのような制御を行うのは、インターフェイスモジュール２０に設けられた電源２９の電力消費を抑えるためである。格納部３６は、無線モジュール３０に設定される情報を格納する。この格納部３６は、インターフェイスモジュール２０に設けられる格納部２８と同様の不揮発性メモリである。
　〈メッセージのフォーマット〉
　次に、無線機器１２に設けられたインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で送受信されるメッセージのフォーマットについて説明する。図３は、本発明の一実施形態による無線機器で送受信されるメッセージのフォーマットを示す図である。ここで、無線機器１２のインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で送受信されるメッセージは、図３に示す通り、データメッセージＭ０、ＡＣＫメッセージＭ１１、及びＮＡＣＫメッセージＭ１２を含む。
　データメッセージＭ０は、インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間でデータの授受を行うためのメッセージである。データメッセージＭ０は、「ＳＴＸ」、「ＭＩＤ」、「Ｓ／Ｄ」、「Ｍ／Ｈ」、「Ｄ／Ｓ」、「ＤＡＴＡ」、「ＣＲＣ」、及び「ＥＴＸ」が格納される８つのフィールドを含む。これに対し、ＡＣＫメッセージＭ１１は、受信側モジュールが送信側モジュールに対して正常受信（肯定応答）を知らせるためのメッセージである。ＡＣＫメッセージＭ１１は、データメッセージＭ０から「Ｄ／Ｓ」及び「ＤＡＴＡ」が格納される２つのフィールドを除いた６つのフィールドを含む。また、ＮＡＣＫメッセージＭ１２は、受信側モジュールが送信側モジュールに対して異常受信（否定応答）を知らせるためのメッセージである。ＮＡＣＫメッセージＭ１２は、データメッセージＭ０の「Ｄ／Ｓ」及び「ＤＡＴＡ」が格納されるフィールドに代えて「ＥｒｒＣｏｄｅ」が格納されるフィールドが設けられた７つのフィールドを含む。
　尚、図３中の「ＳＴＸ」、「ＭＩＤ」、「Ｓ／Ｄ」、「Ｍ／Ｈ」、「Ｄ／Ｓ」、「ＤＡＴＡ」、「ＣＲＣ」、「ＥＴＸ」、及び「ＥｒｒＣｏｄｅ」の意味は以下の通りである。
　　「ＳＴＸ」：メッセージの開始を示す情報
　　「ＭＩＤ」：メッセージの各々に付される識別子（メッセージＩＤ）
　　「Ｓ／Ｄ」：メッセージの送信元及び送信先を示す情報
　　「Ｍ／Ｈ」：「ＤＡＴＡ」の種別又はＡＣＫ／ＮＡＣＫを示す情報（種別情報）
　　「Ｄ／Ｓ」：「ＤＡＴＡ」のサイズを示す情報
　　「ＤＡＴＡ」：相手方モジュールに送信すべきデータ
　　「ＣＲＣ」：送受信のエラーチェック（巡回冗長検査）に用いられる情報
　　「ＥＴＸ」：メッセージの終了を示す情報
　　「ＥｒｒＣｏｄｅ」：エラーコード
　データメッセージＭ０、ＡＣＫメッセージＭ１１、及びＮＡＣＫメッセージＭ１２の先頭の３つのフィールド（「ＳＴＸ」、「ＭＩＤ」、「Ｓ／Ｄ」が格納されるフィールド）及び末尾の２つのフィールド（「ＣＲＣ」、「ＥＴＸ」が格納されるフィールド）は、メッセージの送信時にインターフェイスモジュール２０の通信部２３又は無線モジュール３０の通信部３１で行われる送信時メッセージ処理で付加される。また、これらのフィールドは、メッセージの受信時にインターフェイスモジュール２０の通信部２３又は無線モジュール３０の通信部３１で行われる受信時メッセージ処理で削除される。
　〈メッセージ処理シーケンス〉
　インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で、上述したメッセージを送受信するシーケンス（メッセージ処理シーケンス）は、以下の（１）～（３）に示すシーケンスを含む。
　（１）リクエスト／レスポンス型シーケンス
　（２）第１リクエスト型シーケンス
　（３）第２リクエスト型シーケンス
　上記（１）に示すリクエスト／レスポンス型シーケンスは、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の何れか一方から送信された要求（リクエスト）に対するインターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の何れか他方の応答（レスポンス）を伴うシーケンスである。これに対し、上記（２）に示す第１リクエスト型シーケンスは、無線モジュール３０からインターフェイスモジュール２０への要求（リクエスト）は送信されるものの、インターフェイスモジュール２０からの応答（レスポンス）を伴わないシーケンスである。また、上記（３）に示す第２リクエスト型シーケンスは、インターフェイスモジュール２０から無線モジュール３０への要求（リクエスト）は送信されるものの、無線モジュール３０からの応答（レスポンス）を伴わないシーケンスである。
　図４は、本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスにより送受信されるメッセージの一例を示す図である。図４に示す例において、メッセージタイプ（図３中の「Ｍ／Ｈ」）が「フィールド機器制御要求」であるメッセージは、フィールド機器１１の制御を要求するメッセージである。このメッセージの送信元は無線モジュール３０の無線通信部３３であり、このメッセージの送信先はインターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１である。例えば、フィールド機器制御要求には、フィールド機器１１で測定された流量値の読み込み、フィールド機器１１であるバルブの開度操作、フィールド機器１１自体の調整等が含まれる。また、メッセージタイプが「フィールド機器制御応答」であるメッセージは、「フィールド機器制御要求」に対する応答のメッセージである。このメッセージの送信元はインターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１であり、このメッセージの送信先は無線モジュール３０の無線通信部３３である。
　また、メッセージタイプが「設定要求」であるメッセージは、無線モジュール３０に設定すべき情報（例えば、プロビジョニング情報）の設定を要求するメッセージである。このメッセージの送信元はインターフェイスモジュール２０の設定部２６であり、このメッセージの送信先は無線モジュールの無線通信部３３である。また、メッセージタイプが「設定応答」であるメッセージは、「設定要求」に対する応答のメッセージである。このメッセージの送信元は無線モジュール３０の無線通信部３３であり、このメッセージの送信先はインターフェイスモジュール２０の設定部２６である。
　尚、メッセージタイプが「ファームウェア識別子取得要求」であるメッセージは、インターフェイスモジュール２０で用いられているファームウェアの識別子の取得を要求するメッセージである。メッセージタイプが「ファームウェア識別子取得応答」であるメッセージは、「ファームウェア識別子取得要求」に対する応答を示すメッセージである。このメッセージによって、例えば診断部２４において実行される診断機能の種類に応じて付されたファームウェアの識別子を確認すれば、インターフェイスモジュール２０で実行される診断機能の種類を確認することができる。また、メッセージタイプが「格納部リード／ライト要求」であるメッセージは、インターフェイスモジュール２０の格納部２８に対するデータの読み出しや書き込みを要求するメッセージである。メッセージタイプが「格納部リード／ライト応答」であるメッセージは、その応答を示すメッセージである。
　また、メッセージタイプが「センサＩ／Ｆファームウェア更新要求」であるメッセージは、インターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１で用いられているファームウェアの更新を要求するメッセージである。メッセージタイプが「センサＩ／Ｆファームウェア更新応答」であるメッセージは、その応答を示すメッセージである。このメッセージによって、例えばセンサＩ／Ｆ２１に実装されている通信プロトコルを更新（例えば、ＨＡＲＴ（登録商標）等に更新）し、或いはセンサＩ／Ｆ２１で用いられているファームウェアを通信プロトコルのリビジョン番号に準拠したものに更新することができる。尚、これらのメッセージの送信元及び送信先は、図４に示す通りである。
　図５は、本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。図５に示す例において、メッセージタイプが「無線モジュールの初期化完了通知」であるメッセージは、無線モジュール３０で行われる初期化の完了をインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。また、メッセージタイプが「無線モジュールの停止準備完了通知」であるメッセージは、無線モジュール３０で行われる停止準備の完了をインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。これらのメッセージの送信元は無線モジュール３０の通信部３１であり、これらのメッセージの送信先はインターフェイスモジュール２０の通信部２３である。
　また、メッセージタイプが「フィールド機器の電源Ｏｎ／Ｏｆｆ通知」であるメッセージは、フィールド機器１１の電源オン／オフをインターフェイスモジュール２０に通知（指令）するメッセージである。メッセージタイプが「フィールド機器の供給電源設定通知」であるメッセージは、フィールド機器１１への電源供給の設定をインターフェイスモジュール２０に通知（指令）するメッセージである。メッセージタイプが「センサＩ／Ｆのリセット通知」であるメッセージは、センサＩ／Ｆ２１のリセットをインターフェイスモジュール２０に通知（指令）するメッセージである。これらのメッセージの送信元は無線モジュール３０の無線通信部３３であり、これらのメッセージの送信先はインターフェイスモジュール２０のセンサＩ／Ｆ２１である。
　また、メッセージタイプが「電池残量情報のリセット通知」であるメッセージは、電源２９（電池）の残量情報のリセットをインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。メッセージタイプが「電池使用量の通知」であるメッセージは、無線モジュール３０における電力使用量をインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。これらのメッセージの送信元は無線モジュール３０の無線通信部３３であり、これらのメッセージの送信先はインターフェイスモジュール２０の診断部２４である。
　また、メッセージタイプが「無線状態表示通知」、「表示部共通設定変更通知」、「プロセス値表示設定通知」、「アラート表示通知」、「プロセス値表示通知」、「機器探索状態表示通知」、「表示部テスト状態表示通知」、「書き込み禁止状態表示通知」であるメッセージは、無線モジュール３０が、無線状態、フィールド機器１１の測定データ（プロセス値）、アラート等の各種情報を、インターフェイスモジュール２０の表示部２５に表示させる通知（指令）である。これらのメッセージの送信元は無線モジュール３０の無線通信部３３であり、これらのメッセージの送信先はインターフェイスモジュール２０の表示部２５である。
　また、メッセージタイプが「無線モジュール状態通知」であるメッセージは、無線モジュール３０の状態をインターフェイスモジュール２０に通知するメッセージである。このメッセージの送信元は無線モジュール３０の診断部３４であり、このメッセージの送信先はインターフェイスモジュール２０の診断部２４である。
　図６は、本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスにより送信されるメッセージの一例を示す図である。図６に示す例において、メッセージタイプが「診断情報通知」であるメッセージは、インターフェイスモジュール２０の診断結果である診断情報を無線モジュール３０に通知するメッセージである。メッセージタイプが「電池残量の通知」であるメッセージは、電源２９の電池残量を無線モジュール３０に通知するメッセージである。これらのメッセージの送信元はインターフェイスモジュール２０の診断部２４であり、これらのメッセージの送信先は無線モジュール３０の無線通信部３３である。
　また、メッセージタイプが「工場出荷状態通知」、「ＤＩＰ Ｓｗｉｔｃｈ状態変更通知」、「表示部全表示状態通知」であるメッセージは、表示部２５に表示可能なインターフェイスモジュール２０各部の各種状態を無線モジュール３０に通知するメッセージである。これらのメッセージの送信元はインターフェイスモジュール２０の表示部２５であり、これらのメッセージの送信先は無線モジュール３０の無線通信部３３である。
　〈無線機器の動作〉
　次に、無線機器１２の動作について説明する。上述の通り、無線機器１２に設けられたインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間におけるメッセージ処理シーケンスは、（１）リクエスト／レスポンス型シーケンス、（２）第１リクエスト型シーケンス、（３）第２リクエスト型シーケンスを含む。このため、以下ではこれら各メッセージ処理シーケンスが実施される場合の動作を順に説明する。
　　《リクエスト／レスポンス型シーケンスが実施される場合の動作》
　図７は、本発明の一実施形態において、リクエスト／レスポンス型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。尚、図７に示すタイミングチャートは、無線機器１２がフィールド機器１１の測定データを取得する場合の動作を示す。この動作は、監視制御装置１６から無線ネットワークＮ１を介して送信されてきた制御信号（測定データの取得を指示する制御信号）が無線モジュール３０の無線通信部３３で受信されることにより開始される。
　動作が開始されると、まず無線モジュール３０の無線通信部３３で受信された制御信号がコントローラ３２に出力される。すると、コントローラ３２において、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドからなるデータが生成される。具体的には、データメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータが生成される。
　　第３番目「Ｓ／Ｄ」：送信元が無線通信部３３であり送信先がセンサＩ／Ｆ２１である情報
　　第４番目「Ｍ／Ｈ」：「フィールド機器制御要求」なるメッセージタイプ
　　第５番目「Ｄ／Ｓ」：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
　　第６番目「ＤＡＴＡ」：監視制御装置１６からの制御信号
　以上のデータがコントローラ３２で作成されると、作成されたデータは、コントローラ３２から通信部３１に出力される。尚、上記のデータがコントローラ３２から通信部３１に出力されることによって、図７に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエスト（フィールド機器制御要求）が通信部３１に転送されることとなる。コントローラ３２からのデータが入力されると、通信部３１は、前述した送信時メッセージ処理を行う。
　図８は、本発明の一実施形態による無線機器で行われる送信時メッセージ処理を示すフローチャートである。このフローチャートを実行するためのプログラムは、例えば格納部３６に記憶されていてもよいし、別の記憶媒体に記憶されていてもよい。尚、図８に示すフローチャートは、例えばコントローラ３２から通信部３１にデータが出力される度に行われる。通信部３１は、図８に示されるフローチャートに示す処理を実行する。送信時メッセージ処理が開始されると、まず通信部３１は、コントローラ３２からのデータの先頭に「ＭＩＤ」（メッセージＩＤ：図３参照）を付加する（ステップＳ１１）。続いて、通信部３１は、特殊文字の処理を行う（ステップＳ１２）。ここで、特殊文字の処理とは、コントローラ３２からのデータにメッセージの開始又は終了を示す情報である「ＳＴＸ」又は「ＥＴＸ」で用いられている特殊文字が含まれている場合に、その特殊文字を別の文字に置換する処理である。
　次に、通信部３１は、データの先頭に「ＳＴＸ」を付加する（ステップＳ１３）。次いで、通信部３１は、上記の「ＳＴＸ」が付加される前のデータを用いてＣＲＣ情報を算出し、ステップＳ１３の処理が行われたデータ（先頭に「ＳＴＸ」が付されたデータ）の末尾に「ＣＲＣ」を付加する（ステップＳ１４）。続いて、通信部３１は、ステップＳ１４の処理が行われたデータ（末尾に「ＣＲＣ」が付加されたデータ）の末尾に「ＥＴＸ」を付加する（ステップＳ１５）。以上の処理によって、第４番目のフィールド「Ｍ／Ｈ」に「フィールド機器制御要求」なるメッセージタイプが格納され、第６番目のフィールド「ＤＡＴＡ」に監視制御装置１６からの制御信号が格納されたメッセージ（図３に示すデータメッセージＭ０と同じフォーマットのメッセージ）が生成される。
　以上の処理が終了すると、通信部３１は、生成したメッセージをインターフェイスモジュール２０の通信部２３に送信する（ステップＳ１６）。これにより、図７に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエストが、通信部３１から通信部２３に送信されることとなる（送信ステップ）。メッセージが送信されると、通信部３１は送信エラーの有無を判断する（ステップＳ１７）。具体的には通信部３１は、物理層でのエラーや再送失敗等のエラーの有無を判断する。
　送信エラーが無いと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、通信部３１は、図８に示す一連の送信時メッセージ処理を終了する。これに対し、送信エラーがあると判断された場合（判断結果が「ＹＥＳ」の場合）には、通信部３１はエラー処理を行う（ステップＳ１８）。具体的には、通信部３１は、送信処理を中断して初期状態（ステップＳ１１の処理が行われる前の状態）に戻す。
　尚、通信部３１からのメッセージが通信部２３で受信されると、図７に示す通り、正常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信される。一方、異常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部３１で受信されると、その旨が無線通信部３３に通知される。
　通信部３１からのメッセージを正常受信すると、通信部２３は、前述した受信時メッセージ処理を行う。図９は、本発明の一実施形態による無線機器で行われる受信時メッセージ処理を示すフローチャートである。このフローチャートを実行するためのプログラムは、例えば格納部２８に記憶されていてもよいし、別の記憶媒体に記憶されていてもよい。尚、図９に示すフローチャートは、例えば通信部３１からのメッセージを受信する度に行われる。
　受信時メッセージ処理が開始されると、まず通信部２３は受信エラーの有無を判断する（ステップＳ２１）。具体的には、通信部２３は、フレーミングエラー等の物理層でのエラー、文字間タイムアウト、フレーム受信タイムアウト等のエラーの有無を判断する。受信エラーが無いと判断された場合（判断結果が「ＮＯ」の場合）には、通信部２３は、受信したメッセージの先頭に付加されている「ＳＴＸ」を削除する（ステップＳ２２）。続いて、通信部２３は、受信したメッセージの末尾に付加されている「ＥＴＸ」を削除する（ステップＳ２３）。
　次に、通信部２３は、ＣＲＣエラーの有無を判断する（ステップＳ２４）。具体的には、通信部２３は、まず受信したメッセージの先頭から第２～６番目のフィールドに格納されているデータ（図３のデータメッセージＭ０参照）を用いてＣＲＣ情報を算出する。そして、通信部２３は、算出したＣＲＣ情報と受信したメッセージの第７番目のフィールドに格納されているＣＲＣ情報とを照合する。
　ＣＲＣエラーが無いと判断された場合（ステップＳ２４判断結果が「ＮＯ」の場合）には、通信部２３は特殊文字の処理を行う（ステップＳ２５）。ここで、特殊文字の処理とは、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理で行われる特殊文字の処理で置換された文字を元の特殊文字に復元する処理である。次いで、通信部２３は、受信したメッセージに付加されている「ＭＩＤ」（メッセージＩＤ）を記憶する（ステップＳ２６）。
　尚、ステップＳ２６の処理は、リクエストを受信した場合と、レスポンスを受信した場合とで異なる処理が行われる。ここでは、無線モジュール３０からのリクエストを受信した場合であるため、通信部２３は上述の通りメッセージＩＤを記憶する。一方、レスポンスを受信した場合には、通信部２３は、レスポンスのメッセージに付加されているメッセージＩＤと、先にリクエスト送信時に記憶したメッセージＩＤとを照合する。また、通信部２３は、リクエストを受信した場合にはステップＳ２７の処理（照合エラーの判断処理）を省略する。一方、通信部２３は、レスポンスを受信した場合にはステップＳ２７の処理を行う。
　以上の処理が終了すると、以上の処理によって得られたデータ（図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドからなるデータ）を転送する処理が行われる（ステップＳ２８）。尚、ステップＳ２１において受信エラーがあると判断された場合、ステップＳ２４においてＣＲＣエラーがあると判断された場合、又はステップＳ２７において照合エラーがあると判断された場合（ステップＳ２１，Ｓ２４，Ｓ２７の何れかの判断結果が「ＹＥＳ」である場合）には、通信部２３はエラー処理を行う（ステップＳ２９）。具体的には、通信部２３は、処理を中断して初期状態（ステップＳ２１の処理が行われる前の状態）に戻す。
　図１０は、図９中のステップＳ２８で行われるデータ転送処理の詳細を示すフローチャートである。このフローチャートを実行するためのプログラムは、例えば格納部２８に記憶されていてもよいし、別の記憶媒体に記憶されていてもよい。尚、図１０に示すフローチャートは、例えば通信部２３で処理されたデータがコントローラ２２に入力される度に行われる。データ転送処理が開始されると、コントローラ２２は、まず通信部２３からのデータに含まれる「Ｓ／Ｄ」を記憶する（ステップＳ３１）。かかる処理を行うのは、無線モジュール３０からのリクエストに対するレスポンスに備えるためである。
　次に、コントローラ２２は、通信部２３からのデータに含まれる「Ｍ／Ｈ」を解析して、無線モジュール３０からのメッセージに含まれるデータの種別を判定する（ステップＳ３２）。続いて、コントローラ２２は、ステップＳ３２の解析結果に応じた処理を行う（ステップＳ３３）。ここでは、無線モジュール３０からのメッセージに「フィールド機器制御要求」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ２２は、センサＩ／Ｆ２１に対して通信部２３からのデータを転送する（図４参照）。これにより、図７に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエスト（フィールド機器制御要求）がセンサＩ／Ｆ２１に転送されることとなる。
　センサＩ／Ｆ２１に転送されたリクエストは、図７に示す通り、フィールド機器１１に送信される。そして、上記のリクエストに対するレスポンスとしての測定データが、フィールド機器１１からセンサＩ／Ｆ２１に対して送信される。センサＩ／Ｆ２１で受信された測定データ（レスポンス）は、コントローラ２２に入力される。
　すると、コントローラ２２は、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドからなるデータを生成する（ステップＳ３４）。具体的には、コントローラ２２は、データメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータを生成する。尚、以下に示す第３番目のフィールドに格納される情報は、図１０中のステップＳ３１の処理において、無線モジュール３０からのリクエストに対するレスポンスに備えるために記憶した「Ｓ／Ｄ」の送信元と送信先とを入れ替えた情報である。
　　第３番目「Ｓ／Ｄ」：送信元がセンサＩ／Ｆ２１であり送信先が無線通信部３３である情報
　　第４番目「Ｍ／Ｈ」：「フィールド機器制御応答」なるメッセージタイプ
　　第５番目「Ｄ／Ｓ」：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
　　第６番目「ＤＡＴＡ」：フィールド機器１１からの測定データ
　以上のデータが作成されると、コントローラ２２は、作成されたデータを通信部２３に出力する。尚、上記のデータがコントローラ２２から通信部２３に出力されることによって、図７に示す通り、センサＩ／Ｆ２１を送信元とするレスポンス（フィールド機器制御応答）が通信部２３に転送されることとなる。コントローラ２２からのデータが入力されると、通信部２３は、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理と同様の処理を行い、無線モジュール３０に返信すべきメッセージが生成される。これにより、無線モジュール３０から送信されてきて通信部２３で受信されたメッセージと同じフォーマットのメッセージが生成される。
　以上の処理が終了すると、通信部２３は、生成されたメッセージを無線モジュール３０の通信部３１に送信する（返信ステップ）。これにより、図７に示す通り、センサＩ／Ｆ２１を送信元とするレスポンスが、通信部２３から通信部３１に送信されることとなる。通信部３１は、通信部２３からのメッセージを受信すると、図９を用いて説明した受信時メッセージ処理と同様の処理を行う。尚、ここで行われる受信時メッセージ処理は、レスポンスに対する受信時メッセージ処理である。このため、通信部３１は、照合処理を行うとともに（ステップＳ２６）、照合エラーの有無を判断する（ステップＳ２７）。
　尚、通信部２３からのメッセージが通信部３１で受信されると、図７に示す通り、正常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信される。一方、異常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部２３で受信されると、その旨がセンサＩ／Ｆ２１に通知される。
　受信時メッセージ処理により得られたデータは、通信部３１からコントローラ３２に出力される。ここで、通信部３１からコントローラ３２に入力されたデータには、「フィールド機器制御応答」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ３２は、無線通信部３３に対して通信部３１からのデータを転送する（図４参照）。これにより、図７に示す通り、通信部３１で受信されたレスポンスが無線通信部３３に転送されることとなる。
　無線通信部３３に転送されたデータ（フィールド機器１１の測定データが含まれるデータ）は、無線ネットワークＮ１を介して監視制御装置１６に向けて送信される。このようにして、監視制御装置１６からの制御信号に基づいて、フィールド機器１１の測定データが監視制御装置１６に収集される。
　尚、上述した例では、無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０にリクエストを送信し、インターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０に対してレスポンスを返信する例について説明した。この例とは逆に、インターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０に対してリクエストを送信し、無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０にレスポンスを返信する場合も、上述した動作と同様の動作が行われる。
　また、上述した例では、フィールド機器１１に対する制御要求やフィールド機器１１からの制御応答がメッセージタイプとして含まれるメッセージが、無線モジュール３０とインターフェイスモジュール２０との間で送受信される例について説明した。インターフェイスモジュール２０に対する処理要求やインターフェイスモジュール２０からの処理応答がメッセージタイプとして含まれるメッセージ、或いは無線モジュール３０に対する処理要求や無線モジュール３０からの処理応答がメッセージタイプとして含まれるメッセージが送受信される場合も、上述した動作と同様の動作が行われる。
　ここで、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０は、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプが処理要求である場合には、返信するメッセージに含まれるメッセージタイプを処理応答にする。また、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０は、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプが自モジュールに対する処理要求である場合には、その処理要求に応じて行った処理の処理結果を返信するメッセージに含ませる。
　　《第１リクエスト型シーケンスが実施される場合の動作》
　図１１は、本発明の一実施形態において、第１リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。尚、図１１に示すタイミングチャートは、例えば無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０に対して表示通知（ここでは、「無線状態表示通知」であるとする）を行う場合の動作を示す。
　動作が開始されると、まず通知すべき無線状態を示す情報が無線通信部３３からコントローラ３２に出力される。すると、コントローラ３２において、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドからなるデータが生成される。具体的には、データメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータが生成される。
　　第３番目「Ｓ／Ｄ」：送信元が無線通信部３３であり送信先が表示部２５である情報
　　第４番目「Ｍ／Ｈ」：「無線状態表示通知」なるメッセージタイプ
　　第５番目「Ｄ／Ｓ」：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
　　第６番目「ＤＡＴＡ」：無線状態を示す情報
　以上のデータがコントローラ３２で作成されると、作成されたデータは、コントローラ３２から通信部３１に出力される。これにより、図１１に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエスト（無線状態表示通知）が通信部３１に転送されることとなる。コントローラ３２からのデータが入力されると、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理と同様の処理が通信部３１で行われて、インターフェイスモジュール２０に送信すべきメッセージが生成される。
　以上の処理が終了すると、生成されたメッセージをインターフェイスモジュール２０の通信部２３に送信する処理が行われる。これにより、図１１に示す通り、無線通信部３３を送信元とするリクエストが、通信部３１から通信部２３に送信されることとなる。通信部３１からのメッセージを受信すると、図９を用いて説明した受信時メッセージ処理と同様の処理が通信部２３で行われる。
　尚、通信部３１からのメッセージが通信部２３で受信されると、図１１に示す通り、正常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信され、異常受信である場合には通信部２３から通信部３１に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部３１で受信されると、その旨が無線通信部３３に通知される。
　受信時メッセージ処理により得られたデータは、通信部２３からコントローラ２２に出力される。ここで、通信部２３からコントローラ２２に入力されたデータには、「無線状態表示通知」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ２２は、表示部２５に対して通信部２３からのデータを表示部２５に転送する（図５参照）。これにより、図１１に示す通り、通信部２３で受信されたリクエストが表示部２５に転送されることとなる。このようにして、無線モジュール３０の無線状態を示す情報が、インターフェイスモジュール２０の表示部２５に表示される。尚、図１１に示す通り、第１リクエスト型シーケンスでは、無線モジュール３０からのリクエストを受信したインターフェイスモジュール２０は、無線モジュール３０へのレスポンスを返信しない。
　　《第２リクエスト型シーケンスが実施される場合の動作》
　図１２は、本発明の一実施形態において、第２リクエスト型シーケンスが実施される場合の無線機器１２の動作の一例を示すタイミングチャートである。尚、図１２に示すタイミングチャートは、例えばインターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０に対して電池残量通知を行う場合の動作を示す。
　動作が開始されると、まず通知すべき電池残量を示す情報が診断部２４からコントローラ２２に出力される。すると、コントローラ２２において、図３中のデータメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドからなるデータが生成される。具体的には、データメッセージＭ０の先頭から第３～６番目のフィールドに以下の情報が格納されたデータが生成される。
　　第３番目「Ｓ／Ｄ」：送信元が診断部２４であり送信先が無線通信部３３である情報
　　第４番目「Ｍ／Ｈ」：「電池残量の通知」なるメッセージタイプ
　　第５番目「Ｄ／Ｓ」：第６番目のフィールドに格納されたデータのサイズを示す情報
　　第６番目「ＤＡＴＡ」：電池残量を示す情報
　以上のデータがコントローラ２２で作成されると、コントローラ２２は、作成されたデータを通信部２３に出力する。これにより、図１２に示す通り、診断部２４を送信元とするリクエスト（電池残量の通知）が通信部２３転送されることとなる。コントローラ２２からのデータが入力されると、通信部２３は、図８を用いて説明した送信時メッセージ処理と同様の処理を行い、無線モジュール３０に送信すべきメッセージが生成される。
　以上の処理が終了すると、生成されたメッセージを無線モジュール３０の通信部３１に送信する処理が行われる。これにより、図１２に示す通り、診断部２４を送信元とするリクエストが、通信部２３から通信部３１に送信されることとなる。通信部３１は、通信部２３からのメッセージを受信すると、図９を用いて説明した受信時メッセージ処理と同様の処理を行う。
　尚、通信部２３からのメッセージが通信部３１で受信されると、図１２に示す通り、正常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＡＣＫメッセージＭ１１（図３参照）が返信される。一方、異常受信である場合には通信部３１から通信部２３に対してＮＡＣＫメッセージＭ１２（図３参照）が返信される。尚、ＡＣＫメッセージＭ１１又はＮＡＣＫメッセージＭ１２が通信部２３で受信されると、その旨が診断部２４に通知される。
　受信時メッセージ処理により得られたデータは、通信部３１からコントローラ３２に出力される。ここで、通信部３１からコントローラ３２に入力されたデータには、「電池残量の通知」なるメッセージタイプが格納されているため、コントローラ３２は、無線通信部３３に対して通信部３１からのデータを転送する（図６参照）。これにより、図１２に示す通り、通信部３１で受信されたリクエストが無線通信部３３に転送されることとなる。このようにして、インターフェイスモジュール２０の電源２９（電池）の残量を示す情報が、無線モジュール３０に送信される。尚、図１２に示す通り、第２リクエスト型シーケンスでは、インターフェイスモジュール２０からのリクエストを受信した無線モジュール３０は、インターフェイスモジュール２０へのレスポンスを返信しない。
　以上の通り、本実施形態では、無線モジュール３０がインターフェイスモジュール２０へ送信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成してインターフェイスモジュール２０へ送信している。そして、インターフェイスモジュール２０が、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプに応じて、無線モジュール３０へ返信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれ、受信したメッセージと同じフォーマットのメッセージを生成して無線モジュール３０に返信するようにしている。
　これとは逆に、インターフェイスモジュール２０が無線モジュール３０へ送信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれる予め規定されたフォーマットのメッセージを生成して無線モジュール３０へ送信している。そして、無線モジュール３０が、受信したメッセージに含まれるメッセージタイプに応じて、インターフェイスモジュール２０へ返信すべきデータ及びメッセージタイプが含まれ、受信したメッセージと同じフォーマットのメッセージを生成してインターフェイスモジュール２０に返信するようにしている。加えて、本実施形態では、無線モジュール３０からインターフェイスモジュール２０への通知・指令、及びインターフェイスモジュール２０から無線モジュール３０への通知・指令が、上記のメッセージと同一のフォーマットのメッセージを用いて行うようにしている。
　このように、本実施形態では、インターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０との間で統一したフォーマットのメッセージが送受信される。このため、インターフェイスモジュール２０及び無線モジュール３０の設計・開発を容易に行うことができる。これにより、例えインターフェイスモジュール２０と無線モジュール３０とが別々のメーカーで開発、製造されたとしても、フィールド機器１１を安定した無線通信を行う無線フィールド機器として動作させることができる。
　図１３は、本発明の一実施形態による無線機器が用いられる無線通信システムの応用例を示す図である。尚、図１３において、図１に示すブロックと同じブロックについては同一の符号を付してある。図１３に示す無線通信システム２は、互いに異なる通信プロトコルが実装されたフィールド機器１１ａ，１１ｂを無線ネットワークＮ１参入させることが可能な通信システムである。
　フィールド機器１１ａ，１１ｂは、図１に示すフィールド機器１１と同様のものであるが、これらフィールド機器１１ａ，１１ｂには互いに異なる通信プロトコルが実装されている。例えば、フィールド機器１１ａには、ＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されている。一方、フィールド機器１１ｂには、ＭＯＤＢＵＳ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されている。
　インターフェイスモジュール２０ａ，２０ｂは、図１に示すインターフェイスモジュール２０と同様のものである。インターフェイスモジュール２０ａには、フィールド機器１１ａと通信が可能な通信プロトコルが実装されている。また、インターフェイスモジュール２０ｂには、フィールド機器１１ｂと通信が可能な通信プロトコルが実装されている。例えば、インターフェイスモジュール２０ａには、ＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されており、インターフェイスモジュール２０ｂには、ＭＯＤＢＵＳ（登録商標）に準拠した通信プロトコルが実装されている。
　監視制御装置１７は、図１に示す監視制御装置１６と同様のものであるが、フィールド機器１１ａ，１１ｂの双方と通信可能である。つまり、監視制御装置１７は、ＨＡＲＴ（登録商標）で規定された制御信号、及びＭＯＤＢＵＳ（登録商標）で規定された制御信号の送信等を行うことができる。
　このような無線通信システム２においては、フィールド機器１１ａ，１１ｂに無線機器１２を接続することで、多様なフィールド機器１１ａ，１１ｂを無線ネットワークＮ１に参入させることができる。また、フィールド機器１１ａ，１１ｂまでの経路を意識することなくフィールド機器１１ａ，１１ｂの制御が可能である。
　以上、本発明の一実施形態による無線機器、無線通信システム、無線モジュール、インターフェイスモジュール、及び通信方法について説明したが、本発明は上述した実施形態に制限されることなく、本発明の範囲内で自由に変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ＩＳＡ１００．１１ａに準拠した無線通信を行う無線機器を例に挙げて説明したが、本発明はＷｉｒｅｌｅｓｓＨＡＲＴ（登録商標）に準拠した無線通信を行う無線通信機器にも適用することができる。
　１１　フィールド機器
　１１ａ　フィールド機器
　１１ｂ　フィールド機器
　１２　無線機器
　２０　インターフェイスモジュール
　２０ａ　インターフェイスモジュール
　２０ｂ　インターフェイスモジュール
　２２　コントローラ
　２３　通信部
　３０　無線モジュール
　３１　通信部
　３２　コントローラ

Claims (20)

  1. 　フィールド機器からの信号を無線で送信し、前記フィールド機器への信号を無線で受信する無線モジュールと、
    　前記無線モジュールと前記フィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュールと
    　を備えており、
    　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方は、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第１のメッセージを生成し、前記第１のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、
    　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれた前記第１のメッセージと同じフォーマットの第２のメッセージを生成し、前記第２のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信する
    　無線機器。
  2. 　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報が処理要求である場合には、前記種別情報を処理応答として前記第２のメッセージに含ませる請求項１記載の無線機器。
  3. 　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報が自モジュールに対する処理要求である場合には、該処理要求に応じて行った処理の処理結果を前記返信すべきデータとして前記第２のメッセージに含ませる請求項２記載の無線機器。
  4. 　前記無線モジュールから前記インターフェイスモジュールへ送信される前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記フィールド機器への制御要求が含まれ、
    　前記インターフェイスモジュールから前記無線モジュールへ返信される前記第２のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理応答には、前記フィールド機器からの制御応答が含まれる
    　請求項２記載の無線機器。
  5. 　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報が通知又は指令である場合には、該通知又は指令に応じた処理を行って、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方への返信を行わない請求項１から請求項３の何れか一項に記載の無線機器。
  6. 　前記インターフェイスモジュールは表示部を備え、
    　前記無線モジュールから前記インターフェイスモジュールへ送信される前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記無線モジュールの無線状態を示す情報を前記表示部に表示させるための無線状態表示通知が含まれ、
    　前記インターフェイスモジュールは、前記無線状態表示通知についての前記第１のメッセージを受信しても、前記無線モジュールへ前記第２のメッセージを返信しない請求項５記載の無線機器。
  7. 　前記インターフェイスモジュールは電池を備え、
    　前記インターフェイスモジュールから前記無線モジュールへ送信される前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報としての処理要求には、前記電池の残量を知らせるための電池残量通知が含まれ、
    　前記無線モジュールは、前記電池残量通知についての前記第１のメッセージを受信しても、前記インターフェイスモジュールへ前記第２のメッセージを返信しない請求項５記載の無線機器。
  8. 　前記無線モジュールは、
    　無線で通信する無線通信部と、
    　前記インターフェイスモジュールと通信する第１の通信部と、
    　前記無線通信部及び前記第１の通信部を制御する第１のコントローラと、を更に備える
    　請求項１記載の無線機器。
  9. 　前記第１のコントローラは、前記第１のメッセージの送信元及び送信先を示す情報と、前記種別情報と、前記インターフェイスモジュールへ送信すべきデータのサイズを示す情報と、前記インターフェイスモジュールへ送信すべきデータと、を含むデータを生成する請求項８記載の無線機器。
  10. 　前記第１の通信部は、前記第１のコントローラによって生成された前記データに、前記第１のメッセージの開始を示す情報と、前記第１のメッセージのＩＤと、送受信のエラーチェックに用いられる情報と、前記第１のメッセージの終了を示す情報と、を付加することにより前記第１のメッセージを生成し、生成した前記第１のメッセージを前記インターフェイスモジュールへ送信する請求項９記載の無線機器。
  11. 　前記インターフェイスモジュールは、
    　前記フィールド機器と通信するセンサＩ／Ｆと、
    　前記無線モジュールと通信する第２の通信部と、
    　前記センサＩ／Ｆ及び前記第２の通信部を制御する第２のコントローラと、を更に備える
    　請求項１０記載の無線機器。
  12. 　前記第２の通信部は、前記無線モジュールから受信した前記第１のメッセージから、前記第１のメッセージの開始を示す情報と、前記第１のメッセージの終了を示す情報と、を削除する請求項１１記載の無線機器。
  13. 　前記第２の通信部は、前記無線モジュールから受信した前記第１のメッセージに含まれる前記送受信のエラーチェックに用いられる情報に基づき、エラーの有無を判断する請求項１２記載の無線機器。
  14. 　前記第２の通信部によって前記エラーが無いと判断された場合、前記第２のコントローラは、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報を解析し、解析結果に応じた処理を行う請求項１３記載の無線機器。
  15. 　第１のフィールド機器からの信号を無線で送信し、前記第１のフィールド機器への信号を無線で受信する第１の無線モジュールと、
    　第１の通信プロトコルが実装され、前記第１の無線モジュールと前記第１のフィールド機器との間に介在する第１のインターフェイスモジュールと、
    　第２のフィールド機器からの信号を無線で送信し、前記第２のフィールド機器への信号を無線で受信する第２の無線モジュールと、
    　前記第１の通信プロトコルとは異なる第２の通信プロトコルが実装され、前記第２の無線モジュールと前記第２のフィールド機器との間に介在する第２のインターフェイスモジュールと
    　を備えており、
    　前記第１の無線モジュール及び前記第１のインターフェイスモジュールの何れか一方は、前記第１の無線モジュール及び前記第１のインターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第１のメッセージを生成し、前記第１のメッセージを前記第１の無線モジュール及び前記第１のインターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、
    　前記第１の無線モジュール及び前記第１のインターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記第１の無線モジュール及び前記第１のインターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれた前記第１のメッセージと同じフォーマットの第２のメッセージを生成し、前記第２のメッセージを前記第１の無線モジュール及び前記第１のインターフェイスモジュールの何れか一方へ返信し、
    　前記第２の無線モジュール及び前記第２のインターフェイスモジュールの何れか一方は、前記第２の無線モジュール及び前記第２のインターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第３のメッセージを生成し、前記第３のメッセージを前記第２の無線モジュール及び前記第２のインターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、
    　前記第２の無線モジュール及び前記第２のインターフェイスモジュールの何れか他方は、前記第３のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記第２の無線モジュール及び前記第２のインターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれた前記第３のメッセージと同じフォーマットの第４のメッセージを生成し、前記第４のメッセージを前記第２の無線モジュール及び前記第２のインターフェイスモジュールの何れか一方へ返信する
    　無線通信システム。
  16. 　第１のメッセージを外部から無線で受信するとともに、第２のメッセージを外部へ無線で送信する通信部と、
    　外部へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの前記第２のメッセージを前記通信部から外部へ送信させる制御部と
    　を備える無線モジュール。
  17. 　前記制御部は、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、外部へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記第１のメッセージと同じフォーマットの前記第２のメッセージを前記通信部から外部へ返信させる請求項１６記載の無線モジュール。
  18. 　第１のメッセージを無線モジュールから無線で受信するとともに、第２のメッセージを前記無線モジュールへ無線で送信する通信部と、
    　前記第１のメッセージに含まれる種別情報に応じて、前記無線モジュールへ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記第１のメッセージと同じフォーマットの前記第２のメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ返信させる制御部と
    　を備えるインターフェイスモジュール。
  19. 　前記制御部は、前記無線モジュールへ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第３のメッセージを前記通信部から前記無線モジュールへ送信させる請求項１８記載のインターフェイスモジュール。
  20. 　無線で信号の送受信を行う無線モジュールと、該無線モジュールとフィールド機器との間に介在するインターフェイスモジュールとの間の通信方法であって、
    　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方が、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれる予め規定されたフォーマットの第１のメッセージを生成し、
    　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方が、前記第１のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方へ送信し、
    　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方が、前記第１のメッセージに含まれる前記種別情報に応じて、前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信すべきデータ及び該データの種別を示す種別情報が含まれ、前記第１のメッセージと同じフォーマットの第２のメッセージを生成し、
    　前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか他方が、前記第２のメッセージを前記無線モジュール及び前記インターフェイスモジュールの何れか一方へ返信する
    　通信方法。
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