JP2008112417A - 測定管理システム及び遠隔管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】配線の省力化及び誤配線の防止を図りつつ、ＬＡＮボードを用いることなくレスポンスの良好な拡張性を担保した安価な測定管理システム等を提供する。
【解決手段】遠隔管理システム１は、測定局３と、測定局３と通信回線を通じて接続したホストコンピュータ２とを備え、測定局３は、メモリを搭載したメモリボード２０を有し、且つ、測定した結果をメモリに記憶する複数の測定装置１０ａ〜１０ｆと、複数の測定装置１０ａ〜１０ｆの各々のメモリと同じ記憶内容を記憶するメモリを搭載すると共に各々のメモリボード２０と通信可能に構成される通信ボード２３を有し、且つ、通信ボード２３のメモリに記憶されている結果を読み出すことが可能なツールボックス１１とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の測定装置を管理する測定管理システム及び遠隔管理システムに関し、特に、拡張性を有する遠隔管理システム等の技術分野に関する。

従来の測定管理システム、例えば、大気汚染総合監視システムでは、各種の測定装置と制御・管理用コンピューターとは、データロガー及びテレメータを介して接続されている。すなわち、測定局に設置された各種の測定装置から出力されるアナログ信号（測定データ等）や接点信号（警報信号等）はデータロガーに伝送され、データロガーに蓄積されたデータはテレメータを経由して中央局に送信され、中央局の制御・管理用コンピューターで様々なデータ処理が行われる。また、中央局の制御・管理用コンピューターからの指令データは、テレメータを経由してデータロガーに送信され、さらに各種測定装置に伝送される（例えば、非特許文献１参照）。
しかし、このようなシステムの場合、各種の測定装置及びデータロガーには、入出力信号毎に入出力端子が設けられ、それぞれの端子毎にケーブルが配線される。したがって、配線に手間がかかり、また、配線を誤りやすいという問題があった。
また、データロガーの接続チャンネル数は、データロガーの仕様によりあらかじめ決まってしまうので、データロガーのチャンネル数以上の測定装置を接続することができないという問題があった。

この問題の解決手段としては、マルチドロップ方式と呼ばれる技術が知られている。すなわち、ＲＳ２３２Ｃ、ＲＳ−４５８あるいはＲＳ−４２２等のインターフェースに応じたレシーバとドライバを備えた中継器を介して、複数の測定装置を接続したグループを形成し、このグループ毎にデータロガーの１のチャンネルに接続することが可能となるものである（例えば、特許文献１参照）。
しかし、この場合には、１の測定装置に対して１の中継器が必要となるため、レスポンスが悪くなるという問題があった。
さらに、前述したような問題を解決する従来技術として、複数の測定装置と各種コンピュータとがＬＡＮネットワークを介して接続された技術が知られていた（例えば、特許文献２参照）。

「大気汚染総合監視装置及びシステム」、「分析機器の手引き（第１４版）」社団法人日本分析機器工業会、平成１８年８月３０日、ｐ１９４ 特開平４−２８６２３９号公報 特開２００５−２４９７２４号公報

しかしながら、ＬＡＮネットワークを形成するためには、個々の測定装置にＬＡＮボードを備える必要があるので、個々の測定装置が高価なものとなっている。また、ＬＡＮボードが大きいため、これを搭載した測定装置の小型化が困難であった。
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、配線の省力化及び誤配線の防止を図りつつ、ＬＡＮボードを用いることなくレスポンスの良好な拡張性を担保した安価な測定管理システム及び遠隔管理システムを提供することにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される測定管理システムは、メモリを搭載した第一通信部を有し、且つ、測定した結果をメモリに記憶する複数の測定装置と、複数の測定装置の各々のメモリと同じ記憶内容を記憶するメモリを搭載すると共に複数の測定装置の各々の第一通信部と通信可能に構成される第二通信部を有し、且つ、第二通信部のメモリに記憶されている結果を読み出すことが可能な制御手段とを含むものである。

ここで、複数の測定装置の各々の第一通信部及び制御手段の第二通信部は、互いに同じ記憶内容を記憶するメールメモリを更に有し、制御手段が複数の測定装置のいずれかにメールを送るとき、制御手段はメールの宛先及びメール本文をメールメモリに書き込み、複数の測定装置は、メールメモリに書き込まれたメールの宛先を判別し、当該メールが自己宛であることを認識したときには、メール本文の内容に応じた動作を開始することを特徴とすることができる。

他の観点から捉えると、本発明が適用される遠隔管理システムは、測定管理システムと、測定管理システムと通信回線を通じて接続した管理用コンピュータとを備えた遠隔管理システムであって、測定管理システムは、メモリを搭載した第一通信部を有し、且つ、測定した結果をメモリに記憶する複数の測定装置と、複数の測定装置の各々のメモリと同じ記憶内容を記憶するメモリを搭載すると共に複数の測定装置の各々の第一通信部と通信可能に接続される第二通信部を有し、且つ、第二通信部のメモリに記憶されている結果を読み出すことが可能な制御手段と、制御手段から結果を取得し、管理用コンピュータに伝送する伝送手段とを含むものである。

本発明によれば、配線の省力化及び誤配線の防止を図りつつ、ＬＡＮボードを用いることなくレスポンスの良好な拡張性を担保した安価な遠隔管理システム等を提供することが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る遠隔管理システム１の概略構成図である。
図１に示すように、遠隔管理システム１は、中央局のホストコンピュータ２及び測定局３を有する。ホストコンピュータ２は、例えばパソコン及びプリンタ、ハードディスク等を備え、通信回線の一例としての電話回線を介して測定局３と接続されている。なお、本実施の形態では、遠隔管理システムの一例としての遠隔管理システム１を大気汚染総合監視システムに適用した例を説明する。管理用コンピュータの一例としての中央局のホストコンピュータ２が用いられ、測定管理システムの一例としての測定局３が用いられる。

測定局３は、中央局のホストコンピュータ２とは離れた場所に設置される。測定局３は、順列に接続した６台の測定装置１０ａ〜１０ｆと、このうちの１台の測定装置１０ｆと接続したツールボックス１１とを有する。また、測定局３は、ツールボックス１１及びツールボクス１１を介さないで接続される測定装置３０ａ〜３０ｇから測定結果を取得し保管するデータロガー１２と、データロガー１２から測定結果を取得し後述するホストコンピュータ２に伝送するテレメータ１３とを有する。
なお、本実施の形態では、測定装置の一例としての測定装置１０ａ〜１０ｆが用いられ、制御手段の一例としてのツールボックス１１が用いられる。また、伝送手段の一例としてのテレメータ１３が用いられる。

測定装置１０ａ〜１０ｆは、二酸化硫黄（ＳＯ_２）濃度、窒素酸化物（ＮＯ_ｘ）濃度等を測定分析する測定装置である。また、測定装置３０ａ〜３０ｇは、温度、湿度、風速、風向き等の気象観測装置や日射量等の測定装置等である。測定装置の種類は、測定項目によって適宜選択される。測定装置１０ａ〜１０ｆはいずれも、内部にメモリボード２０を有し、測定結果をメモリボード２０に出力する。メモリボード２０はメモリを搭載した通信ボードであり、出力された測定結果を記録する。メモリボード２０については後述する。

ツールボックス１１は、測定装置１０ａ〜１０ｆとの間で通信を行う通信ボード２３と、データロガー１２からの指令を受信し判断する制御部（ＣＰＵ）（図示省略）と、測定結果をデータロガー１２に送信するＲＳ２３２Ｃポート（図示省略）とを有する。通信ボード２３は、メモリを搭載した通信ボードである。通信ボード２３についても後述する。

測定装置１０ａ〜１０ｆ間はメモリボード２０を介して接続されている。測定装置１０ａ〜１０ｆとツールボックス１１との間も、メモリボード２０と通信ボード２３を介して接続している。測定装置１０ａ〜１０ｆ及びツールボックス１１間で通信を繰り返すことで、メモリに記録された記録内容を互いに同一に維持している。

データロガー１２は、内部に測定装置１０ａ〜１０ｆ及び測定装置３０ａ〜３０ｇの測定結果を保管する。ハードディスク（図示省略）と、ツールボックス１１及びテレメータ１３との通信を行うＲＳ２３２Ｃポート（図示省略）と、制御部（ＣＰＵ）（図示省略）とを有する。テレメータ１３は、一般公衆電話回線をダイヤルアップで利用して、データロガー１２とホストコンピュータ２との通信を行う。データロガー１２及びホストコンピュータ２との通信を行うＲＳ２３２Ｃ等のポート（図示省略）と、電話送受信機能（図示省略）とを有する。

かかる構成を有する遠隔管理システム１の動作を以下に説明する。
ホストコンピュータ２は、テレメータ１３を介して測定局３に対して測定結果を送信するよう指示を出す。一方、データロガー１２は、所定間隔で測定装置１０ａ〜１０ｆの測定結果をツールボックス１１から取得し保管している。

テレメータ１３を介してホストコンピュータ２から測定結果送信の指示を受けたとき、データロガー１２は指示の内容を判断し、データロガー１２自身が保管している測定結果の中から該当する測定結果を抽出し、テレメータ１３に送信する。測定結果を受信したテレメータ１３は、ホストコンピュータ２に対して測定結果を送信する。測定結果を受信したホストコンピュータ２は、受信した測定結果を記録媒体に記録する。以上に説明した各部の動作により、ホストコンピュータ２は測定局３から測定結果を入手している。

〔メモリボード２０及び通信ボード２３〕
次に、測定装置１０ａ〜１０ｆのメモリボード２０及びツールボックス１１の通信ボード２３との間で繰り返される通信について図２を用いて以下に説明する。
図２は、測定装置１０ａ〜１０ｆのメモリボード２０とツールボックス１１の通信ボード２３との間で測定結果を共有する方法を説明するための概念図である。

測定装置１０ａ〜１０ｆ及びツールボックス１１との間の通信は、メモリボード２０及び通信ボード２３にステップテクニカ（株）製『ＭＫＹ４０』というＩＣ（以下、「ＭＫＹ」とする）を採用することで実現している。

測定装置１０ａ〜１０ｆに搭載されたメモリボード２０は、制御部（ＣＰＵ）２１とＭＫＹ２２とを有する。測定装置１０ａ〜１０ｆが有する測定ユニット（図示省略）から出力された測定結果を制御部２１がＭＫＹ２２へ伝え、ＭＫＹ２２が内部に有するＭＫＹ２２データライトエリアに書き込む（データライトする）。

ＭＫＹ２２は、５１２バイトの共有メモリエリアを有する。測定装置１０ａ〜１０ｆが有する各メモリボード２０は、ＭＫＹ２２データライトエリア（メモリエリア）に対してデータの書き込み（データライト）が認められる。ＭＫＹ２２データライトエリアは、測定装置毎に予め指定される。一方、データの読み込み（データリード）は、すべての共有メモリエリアに対して認められる。

ツールボックス１１の通信ボード２３もまた、制御部（ＣＰＵ）２４とＭＫＹ２５とを有して構成される。ＭＫＹ２５も５１２バイトの共有メモリエリアを有する。ツールボックス１１の通信ボード２３は、ＭＫＹ２５データライトエリア（メモリエリア）に対してデータの書き込み（データライト）が認められる。ＭＫＹ２５データライトエリアは、予め指定される。一方、データの読み込み（データリード）はすべての共有メモリエリアに対して認められる。

測定装置１０ａ〜１０ｆ間、及び、測定装置１０ｆとツールボックス１１との間のＭＫＹ間の通信は、６Ｍｂｐｓ（１サイクルタイムは約３ｍｓｅｃ）で行われる。そして、ＭＫＹの共有メモリエリアの内容が同じになるように相互に通信が繰り返されている。即ち、測定装置１０ａ〜１０ｆ及びツールボックス１１の間で、ＭＫＹの共有メモリエリアはあたかも仮想の共有メモリとして機能している。

なお、ＭＫＹでは共有メモリエリアが５１２バイトに限られているため、接続される測定装置の数が増えれば個々の測定装置にとって書き込みが認められるメモリエリアは狭くなり、伝えることができる測定結果のデータ量も少なくなる。よって、接続される測定装置の数は伝えるべき測定結果のデータサイズとの関係から決定される。

また、本実施の形態では、第一通信部の一例としてメモリボード２０が用いられ、測定装置のメモリの一例としてＭＫＹ２２が用いられる。また、第二通信部の一例として通信ボード２３が用いられ、制御手段のメモリの一例としてＭＫＹ２５が用いられる。

かかる構成を有する遠隔管理システム１の動作を以下に説明する。
今、１台の測定装置１０ａが、制御部２１の指示のもと測定結果をＭＫＹ２２へ伝えたとする。測定結果を受け取ったＭＫＹ２２は、内部に有する測定装置１０ａのＭＫＹ２２データライトエリアに測定結果を書き込む。

測定装置１０ａ〜１０ｆ間及び測定装置１０ｆとツールボックス１１との間で、６Ｍｂｐｓの通信速度でＭＫＹは相互に通信を繰り返している。よって、所定サイクルタイム経過後には、他の測定装置１０ｂ〜１０ｆのＭＫＹ２２及びツールボックス１１のＭＫＹ２５は測定装置１０ａが書き込んだ測定結果を読むことができる。したがって、測定装置１０ａのＭＫＹ２２データライトエリアを、ツールボックス１１のＭＫＹ２５がデータリードすることにより、ツールボックス１１は測定装置１０ａの測定結果を入手することができる。

〔専用ネットワーク〕
次に、上記ＭＫＹを用いて構築される専用ネットワークＣＵｎｅｔ（登録商標）について以下に説明する。
測定装置においてＭＫＹ２２に入力された測定結果がツールボックスのＭＫＹ２５から読み込むことができる点は上述した通りである。

一方、ツールボックス１１がＭＫＹ２５のＭＫＹ２５データライトエリアに情報を書き込んだとき、書き込まれた情報は測定装置側のＭＫＹ２２から読むことができる。即ち、ツールボックス１１からＭＫＹ２５，２２を介して測定装置１０ａ〜１０ｆに対して指令を送ることも可能である。測定装置１０ａ〜１０ｆからツールボックス１１に測定結果を伝えること、及び、ツールボックス１１から測定装置１０ａ〜１０ｆに指令を伝えることのいずれも可能であるから、ＭＫＹを介して専用ネットワークを構築しているといえる。

図３は、ＭＫＹが構築する専用ネットワークＣＵｎｅｔにおいてＭＫＹへ書き込むデータの例を示す図である。
ＭＫＹへ書き込むデータは、基本的には、状態が煩雑に変化し常時監視が必要な測定項目に関連するデータが好ましい。例えば、測定装置１０ａ〜１０ｆのＭＫＹ２２からは測定結果が書き込まれることで、ツールボックス１１のＭＫＹ２５では測定結果を迅速に入手することが可能となる。一方、ツールボックス１１のＭＫＹ２５からは測定条件を書き込むことで、測定パラメータの変更を測定装置１０ａ〜１０ｆのＭＫＹ２２に対して迅速に伝えることが可能となる。このように、ＭＫＹによって構築される専用ネットワークを使って迅速なデータ送受の利益が享受できる。

〔メール機能〕
次に、ＭＫＹが有するメール機能を以下に説明する。図４は、測定装置１０ａ〜１０ｆのメモリボード２０とツールボックス１１の通信ボード２３との間で実行されるメール送受を説明するための説明図である。

ＭＫＹはメール送受信機能を有する。一度に送信できるメールのメールメモリ容量は２５６バイトである。メール送受のためのこのメールメモリの容量は、上記した仮想の共有メモリが有するメモリエリアの５１２バイトとは別個にメールメモリエリアとして確保されている。上記した専用ネットワークＣＵｎｅｔにおいて、ツールボックス１１から各測定装置１０ａ〜１０ｆに対してメールを送ることができる。ここでは、ツールボックス１１が測定装置１０ｂにメールを送信する場合を例として以下に説明する。

ツールボックス１１がメールを送信するとき、ツールボックス１１のＭＫＹ２５は、メールの宛先が測定装置１０ｂであること及びメール本文を上記２５６バイトのメールメモリエリアに書き込む。メールの送受のためのメールメモリエリアはＭＫＹ間で相互に通信して記憶内容を同じに維持している。メールメモリエリアに書き込まれたメールの宛先を読み（リードし）、メールの宛先が自己であることを認識した測定装置１０ｂのＭＫＹ２２は、さらにメールメモリエリアに記載されているメール本文の内容を読む（リードする）ことで、情報を取得しメールの受信を行う。

ツールボックス１１がメール送信時に返信を必要とすると指定したとき、ツールボックス１１からのメールに対して測定装置１０ｂのＭＫＹ２２は返信メールを送信することが可能である。ツールボックス１１のメール送信の場合と同様に、測定装置１０ｂのＭＫＹ２２は返信メールの宛先がツールボックス１１であること及びメール本文をメールメモリエリアに書き込む。メールメモリエリアに書き込まれたメールの宛先を読み（リードし）、メールの宛先が自己であることを認識したツールボックス１１のＭＫＹ２５は、さらにメールメモリエリアに記載されているメール本文の内容を読む（リードする）ことで、情報を取得し返信メールの受信を行う。即ち、メールの送受のためのメールメモリエリアの記憶内容をＭＫＹ間で相互に通信することで、メール機能を実現している。
例えば、測定装置１０ｂの測定値の挙動が不審な場合には、測定装置１０ｂに校正動作を行わせることによって正常な測定状態に戻すことが可能な場合がある。このような場合、中央局のホストコンピュータ２から、テレメータ１３及びデータロガー１２を介して、ツールボックス１１のＭＫＹ２５のメールメモリエリアに、測定装置１０ｂを宛先とした校正指令を書き込む。測定装置１０ｂは、メールメモリエリアの書き込み内容を読み（リードし）、自己宛のメールが校正を指令するものであることを認識すると、現在行っている通常測定を停止し、校正動作を開始する。

また、例えば、中央局のホストコンピュータ２から、テレメータ１３及びデータロガー１２を介して、ツールボックス１１のＭＫＹ２５のメールメモリエリアに、測定装置１０ｂを宛先として、部品（例えばファン）の状態（例えばオン・オフ状態）を通知するよう指令を書き込む。測定装置１０ｂは、メールメモリエリアの書き込み内容を読み（リードし）、自己宛のメールがファンの状態の通知指令を示すものであることを認識すると、ファンのオン・オフ状態を検出し、その結果を通知する内容のメールをメールメモリエリアに書き込む。
さらに、例えば、中央局のホストコンピュータ２から、テレメータ１３及びデータロガー１２を介して、ツールボックス１１のＭＫＹ２５のメールメモリエリアに、測定装置１０ｂを宛先として、演算パラメータ（例えば、スパン係数）を更新するよう指令を書き込む。測定装置１０ｂは、メールメモリエリアの書き込み内容を読み（リードし）、自己宛のメールがスパン係数の更新を指令するものであることを認識すると、メール本文の通りにスパン係数を書き換える。

通常の測定結果の報告ではメール機能は使われない。メモリエリアの効率的な運用の観点から、常時監視が必要な測定結果の報告は上記した仮想の共有メモリを使うからである。校正やパラメータ変更など状態変化が生じた場合等イレギュラーな処理に活用される。

このように、本実施の形態では、ＲＳ２３２Ｃの通信速度（最高通信速度１１５．２ｋｂｐｓ）に比して格段に速い通信速度（６Ｍｂｐｓ）でＭＫＹは仮想の共有メモリの内容を更新しているので、ＲＳ２３２Ｃ等によるマルチドロップ方式を採用した従来のシステム構成よりも測定結果を早くツールボックス１１に伝えることができる。また、測定結果の送受信に必要な処理時間を考慮する必要がないので、システム開発の負担を軽減できる。

また、データロガー１２において、測定装置１０ｂ〜１０ｆからの測定結果の受信に必要とされるポートの数を、ツールボックス１１との通信のためのＲＳ２３２Ｃポート１つにできるので、ポートの不足という問題も解消される。

更に、測定装置１０ｂ〜１０ｆは測定結果の送信に必要なＬＡＮボードや入出力信号毎の配線を必要としないので、小型で安価の測定装置を採用でき、配線も少なくてすむ。また、ＭＫＹの仮想の共有メモリに書きこまれたデータは、他の測定装置やツールボックス１１からでも参照（表示）することができ、さらには、ツールボックス１１からデータを受け取ったデータロガー１２やホストコンピュータ２からでも参照（表示）することができるため、表示機能を有しない測定装置も採用できる。異なる種類の測定装置も接続が可能である。
なお、データロガー１２に通信ボード２３を組み込み、データロガー１２にツールボックス１１の機能を担わせることもできる。また、中央局とのデータの送受信を行う遠隔管理を必要としない場合には、テレメータ１３やデータロガー１２を用いず、中央局のホストコンピュータ２の代わりとなるパソコン等に、ツールボックス１１からデータを送信するように構成してもよい。

本実施の形態に係る遠隔管理システムの概略構成図である。 図１に示すメモリボードと通信ボードとの間で測定結果を共有する方法を説明するための概念図である。 ＭＫＹが構築する専用ネットワークにおいてＭＫＹへ書き込むデータの例を示す図である。 図１に示すメモリボードと通信ボードとの間で実行されるメール送受を説明するための図である。

符号の説明

１…遠隔管理システム（遠隔管理システム）、２…ホストコンピュータ（管理用コンピュータ）、３…測定局（測定管理システム）、１０ａ〜１０ｆ…測定装置（測定装置）、１１…ツールボックス（制御手段）、１２…データロガー、１３…テレメータ（伝送手段）、２０…メモリボード（第一通信部）、２３…通信ボード（第二通信部）、３０ａ〜３０ｇ…測定装置

Claims (3)

1. メモリを搭載した第一通信部を有し、且つ、測定した結果を当該メモリに記憶する複数の測定装置と、
   前記複数の測定装置の各々の前記メモリと同じ記憶内容を記憶するメモリを搭載すると共に当該複数の測定装置の各々の前記第一通信部と通信可能に構成される第二通信部を有し、且つ、当該第二通信部のメモリに記憶されている前記結果を読み出すことが可能な制御手段と
   を含む測定管理システム。
2. 前記複数の測定装置の各々の前記第一通信部及び前記制御手段の前記第二通信部は、互いに同じ記憶内容を記憶するメールメモリを更に有し、
   前記制御手段が前記複数の測定装置のいずれかにメールを送るとき、当該制御手段は当該メールの宛先及びメール本文を前記メールメモリに書き込み、
   前記複数の測定装置は、前記メールの宛先を判別し、
   前記メールが自己宛であることを認識したときには、前記メール本文の内容に応じた動作を開始することを特徴とする請求項１に記載の測定管理システム。
3. 測定管理システムと、当該測定管理システムと通信回線を通じて接続した管理用コンピュータとを備えた遠隔管理システムであって、
   前記測定管理システムは、
   メモリを搭載した第一通信部を有し、且つ、測定した結果を当該メモリに記憶する複数の測定装置と、
   前記複数の測定装置の各々の前記メモリと同じ記憶内容を記憶するメモリを搭載すると共に当該複数の測定装置の各々の前記第一通信部と通信可能に接続される第二通信部を有し、且つ、当該第二通信部のメモリに記憶されている前記結果を読み出すことが可能な制御手段と、
   前記制御手段から前記結果を取得し、前記管理用コンピュータに伝送する伝送手段と
   を含む遠隔管理システム。

Images