本發(fā)明涉及無線中繼儀器、處理裝置、無線通信系統(tǒng)以及無線通信方法。

本申請針對2015年8月20日申請的日本專利申請第2015-162455號而主張優(yōu)先權(quán)，并在此引用其內(nèi)容。

背景技術(shù)：

當前，在車間、工廠等中構(gòu)建有分散控制系統(tǒng)(DCS：Distributed Control System)，實現(xiàn)了高級的自動操作。該分散控制系統(tǒng)是經(jīng)由通信單元而將被稱為現(xiàn)場儀器的當場設(shè)備(測定器、操作器)、與對這些儀器進行控制的控制裝置連接的系統(tǒng)。構(gòu)成這種分散控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)的大部分通過有線的方式進行通信。近年來，還實現(xiàn)了進行以ISA100.11a、WirelessHART(注冊商標)等工業(yè)用無線通信標準為基準的無線通信的無線通信系統(tǒng)。

在這種無線通信系統(tǒng)中，經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)而對過程控制所涉及的各種數(shù)據(jù)進行發(fā)送接收。例如，在以上述ISA100.11a為基準的無線通信系統(tǒng)中，由能夠進行無線通信的現(xiàn)場儀器(無線現(xiàn)場儀器)、無線路由器以及基干路由器形成無線網(wǎng)絡(luò)，從無線現(xiàn)場儀器對包含傳感器數(shù)據(jù)在內(nèi)的數(shù)據(jù)包(發(fā)布(Publish)數(shù)據(jù)包)進行發(fā)送，并按順序經(jīng)由無線路由器以及基干路由器而將其發(fā)送至上級系統(tǒng)。

日本特開2014-86852號公報(下面稱為“專利文獻1”)中公開有以上述ISA100.11a、WirelessHART(注冊商標)等為基準的無線通信系統(tǒng)的一個例子。具體而言，專利文獻1中公開了下述發(fā)明，即，使發(fā)送向無線網(wǎng)絡(luò)的加入要求的無線設(shè)備加入無線網(wǎng)絡(luò)，并在經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)的無線通信完畢的情況下使其從無線網(wǎng)絡(luò)脫離，由此能夠使比當前更多的無線設(shè)備加入無線網(wǎng)絡(luò)。

設(shè)置于車間等的現(xiàn)場儀器的數(shù)量大致根據(jù)車間等的規(guī)模而增減，在大規(guī)模的車間等有時超過1萬臺。因此，在大規(guī)模的車間等中考慮將來構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)(例如，連接有超過1萬臺的無線現(xiàn)場儀器等的無線網(wǎng)絡(luò))的可能性。然而，當前主要因下面的2個理由而不容易構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)。

(1)通信負荷的增大

在大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)中，無線現(xiàn)場儀器的數(shù)量較多，因此設(shè)置于通信路徑的無線中繼儀器的通信負荷增大。例如，在以上述ISA100.11a為基準的無線通信系統(tǒng)中，如果無線路由器下轄的無線現(xiàn)場儀器的數(shù)量增加，則無線路由器的通信負荷增大，如果基干路由器下轄的無線路由器的數(shù)量增加，則基干路由器的通信負荷增大。為了防止這種通信負荷的增大，如果限制下轄的儀器(無線路由器下轄的無線現(xiàn)場儀器、或者基干路由器下轄的無線路由器)的數(shù)量，則結(jié)果難以構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)。

(2)無線頻帶資源的不足

如果與無線網(wǎng)絡(luò)連接的儀器的數(shù)量增加，則經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包的數(shù)量與此成正比地增加，因此數(shù)據(jù)包的發(fā)送接收所需的無線頻帶增大。在無線通信系統(tǒng)中能夠發(fā)布的無線頻帶有限，因此無線頻帶資源隨著與無線網(wǎng)絡(luò)連接的儀器的數(shù)量增加而變得不足。因這種無線頻帶資源的不足而限制了能夠與無線網(wǎng)絡(luò)連接的儀器的數(shù)量，結(jié)果難以構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個方式提供能夠構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)的無線中繼儀器、處理裝置、無線通信系統(tǒng)以及無線通信方法。

本發(fā)明的第1方式的進行經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包的中繼的無線中繼儀器可以具備：匯集部，其對從加入至所述無線網(wǎng)絡(luò)的、下轄的多個無線儀器發(fā)送給本機地址的多個第1數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行匯集而生成第2數(shù)據(jù)包；以及轉(zhuǎn)送控制部，其將所述第2數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送目標。

在本發(fā)明的第1方式的無線中繼儀器中，所述匯集部可以對所述第1數(shù)據(jù)包的頭部中包含的時刻數(shù)據(jù)、所述第1數(shù)據(jù)包的頭部中包含的對所述無線儀器進行識別的識別數(shù)據(jù)、以及所述第1數(shù)據(jù)包的有效載荷部的數(shù)據(jù)進行匯集而生成所述第2數(shù)據(jù)包。

在本發(fā)明的第1方式的無線中繼儀器中，所述匯集部可以使表示基準時刻的基準時刻數(shù)據(jù)包含于所述第2數(shù)據(jù)包中，并將所述第1數(shù)據(jù)包的頭部中包含的所述時刻數(shù)據(jù)作為表示相對于所述基準時刻錯開的時間的偏差數(shù)據(jù)而進行匯集。

本發(fā)明的第1方式的無線中繼儀器可以還具備：儲存部，其對所述第1數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行儲存；以及定時控制部，其對所述匯集部利用所述儲存部中儲存的數(shù)據(jù)而生成所述第2數(shù)據(jù)包的定時、以及所述轉(zhuǎn)送控制部轉(zhuǎn)送由所述匯集部生成的所述第2數(shù)據(jù)包的定時進行控制。

本發(fā)明的第1方式的無線中繼儀器可以還具備控制部，該控制部在應(yīng)當儲存于所述儲存部的新數(shù)據(jù)的發(fā)送源、與已儲存于所述儲存部的數(shù)據(jù)的發(fā)送源相同的情況下，將已儲存于所述儲存部的該數(shù)據(jù)覆寫為所述新數(shù)據(jù)。

在本發(fā)明的第1方式的無線中繼儀器中，可以對所述無線儀器設(shè)定優(yōu)先級。所述匯集部可以優(yōu)先將從所述無線儀器發(fā)送來的所述第1數(shù)據(jù)包中的、從設(shè)定了更高優(yōu)先級的所述無線儀器發(fā)送來的所述第1數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)匯集于所述第2數(shù)據(jù)包。

在本發(fā)明的第1方式的無線中繼儀器中，所述匯集部可以以不超過最大匯集數(shù)的方式對所述第1數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行匯集。

在本發(fā)明的第1方式的無線中繼儀器中，經(jīng)由所述無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包可以是加密后的數(shù)據(jù)包?？梢赃€具備加密處理部，該加密處理部對發(fā)送給本機地址的所述第1數(shù)據(jù)包進行解密，并對轉(zhuǎn)送至所述轉(zhuǎn)送目標的所述第2數(shù)據(jù)包進行加密。

本發(fā)明的第2方式的以能夠通信的方式與進行經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包的中繼的無線中繼儀器連接的處理裝置可以具備：分離部，其對由第1方式的無線中繼儀器轉(zhuǎn)送的所述第2數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行分離而生成第3數(shù)據(jù)包；以及轉(zhuǎn)送部，其將所述第3數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至轉(zhuǎn)送目標。

在本發(fā)明的第2方式的處理裝置中，所述分離部可以基于所述第2數(shù)據(jù)包的有效載荷部的數(shù)據(jù)中包含的、對所述無線儀器進行識別的識別數(shù)據(jù)，而對所述第2數(shù)據(jù)包的有效載荷部的數(shù)據(jù)進行分離。

在本發(fā)明的第2方式的處理裝置中，可以對所述識別數(shù)據(jù)設(shè)定優(yōu)先級。所述分離部可以優(yōu)先對所述第2數(shù)據(jù)包的有效載荷部的數(shù)據(jù)中包含的所述識別數(shù)據(jù)中的、設(shè)定了更高優(yōu)先級的所述識別數(shù)據(jù)進行所述分離。

在本發(fā)明的第2方式的處理裝置中，可以對所述無線中繼儀器設(shè)定所述第1數(shù)據(jù)包的最大匯集數(shù)。

本發(fā)明的第3方式的能夠進行經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)的無線通信的無線通信系統(tǒng)可以具備第1方式的無線中繼儀器、以及第2方式的處理裝置。

本發(fā)明的第4方式的無線通信系統(tǒng)可以具備：第1方式的無線中繼儀器；網(wǎng)關(guān)，其對由所述無線中繼儀器轉(zhuǎn)送的所述第2數(shù)據(jù)包進行解密；以及第2方式的處理裝置。

本發(fā)明的第5方式的進行經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)的無線通信的無線通信方法可以具有：對經(jīng)由所述無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來的第1數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行匯集而生成第2數(shù)據(jù)包的第1步驟；經(jīng)由所述無線網(wǎng)絡(luò)而將所述第2數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先設(shè)定的轉(zhuǎn)送目標的第2步驟；對所述第2數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行分離而生成第3數(shù)據(jù)包的第3步驟；以及將所述第3數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先規(guī)定的轉(zhuǎn)送目標的第4步驟。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明的一個方式，對經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送來的本機地址的第1數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行匯集而生成第2數(shù)據(jù)包，經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)而將所生成的第2數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先設(shè)定的轉(zhuǎn)送目標。由此，能夠使經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)包的數(shù)量(數(shù)據(jù)包的總數(shù)據(jù)量)減少，因此能夠構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)。

附圖說明

圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的無線通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。

圖2是表示作為本發(fā)明的第1實施方式所涉及的無線中繼儀器的無線適配器的要部結(jié)構(gòu)的框圖。

圖3是表示在本發(fā)明的第1實施方式中從無線設(shè)備發(fā)送至無線適配器的數(shù)據(jù)包的格式的概要的圖。

圖4是表示作為本發(fā)明的第1實施方式所涉及的處理裝置的數(shù)據(jù)包處理裝置的要部結(jié)構(gòu)的框圖。

圖5是表示在本發(fā)明的第1實施方式所涉及的處理裝置中使用的無線設(shè)備信息的一個例子的圖。

圖6是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的無線通信方法的概要的流程圖。

圖7是表示在本發(fā)明的第1實施方式中所發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包的具體例的圖。

圖8是表示在本發(fā)明的第2實施方式中所發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包的具體例的圖。

圖9是表示在本發(fā)明的第3實施方式中由無線適配器進行的處理的流程圖。

圖10是表示在本發(fā)明的第5實施方式中使用的無線設(shè)備信息的一個例子的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖對本發(fā)明的幾個實施方式所涉及的無線中繼儀器、處理裝置、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方法進行詳細說明。

[第1實施方式]

<無線通信系統(tǒng)>

圖1是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的無線通信系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的框圖。如圖1所示，本實施方式的無線通信系統(tǒng)1具有無線設(shè)備11a～11c(無線儀器)、無線適配器12(無線中繼儀器)、無線路由器13、基干路由器14a、14b、系統(tǒng)管理器15、網(wǎng)關(guān)16、數(shù)據(jù)包處理裝置17(處理裝置)、以及監(jiān)視控制裝置18。上述結(jié)構(gòu)的無線通信系統(tǒng)1能夠通過經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1的TDMA(Time Division Multiple Access：時分多址連接)方式而進行無線通信。

例如在車間、工廠等(下面，在對它們進行統(tǒng)稱的情況下，簡稱為“車間”)處構(gòu)建該無線通信系統(tǒng)1。這里，作為上述車間，除化學等工業(yè)車間以外，還存在對氣田、油田等的井場及其周圍進行管理控制的車間；對水力、火力、核能等的發(fā)電進行管理控制的車間；對陽光、風力等的環(huán)境能源發(fā)電進行管理控制的車間；對給排水、堤壩等進行管理控制的車間等。

上述無線網(wǎng)絡(luò)N1是由在車間現(xiàn)場設(shè)置的儀器(無線設(shè)備11a～11c、無線適配器12、無線路由器13、以及基干路由器14a、14b)形成，且由系統(tǒng)管理器15進行管理的無線網(wǎng)絡(luò)。圖1中，將圖示簡化，但形成無線網(wǎng)絡(luò)N1的無線設(shè)備11a～11c、無線適配器12、無線路由器13、以及基干路由器14a、14b的數(shù)量是任意的。也可以設(shè)為下述方式，即，形成多個由在無線適配器12下轄而連接為可進行通信的無線設(shè)備11a～11c構(gòu)成的子網(wǎng)絡(luò)。

在構(gòu)建有無線通信系統(tǒng)1的車間，除上述無線網(wǎng)絡(luò)N1以外，還設(shè)置有基干網(wǎng)絡(luò)N2以及控制網(wǎng)絡(luò)N3。基干網(wǎng)絡(luò)N2是成為無線通信系統(tǒng)1的基干的有線網(wǎng)絡(luò)，與基干路由器14a、14b、系統(tǒng)管理器15、以及網(wǎng)關(guān)16連接?？刂凭W(wǎng)絡(luò)N3是處于基干網(wǎng)絡(luò)N2的上級位置的有線網(wǎng)絡(luò)，與網(wǎng)關(guān)16、數(shù)據(jù)包處理裝置17、以及監(jiān)視控制裝置18連接。這些基干網(wǎng)絡(luò)N2以及控制網(wǎng)絡(luò)N3也可以通過無線通信網(wǎng)絡(luò)而實現(xiàn)。

無線設(shè)備11a～11c是設(shè)置在車間現(xiàn)場且在監(jiān)視控制裝置18的控制下進行過程控制所需的測定、操作等的現(xiàn)場儀器(無線現(xiàn)場儀器)。無線設(shè)備11a～11c例如是流量計、溫度傳感器等傳感器儀器、流量控制閥、開閉閥等閥儀器、風扇、電動機等致動器儀器、對車間內(nèi)的狀況、對象物進行拍攝的照相機、攝像機等拍攝儀器、收集車間內(nèi)的異常聲音等并發(fā)出警報聲等的麥克風、揚聲器等音響儀器、將各儀器的位置信息輸出的位置檢測儀器、及其他儀器。該無線設(shè)備11a～11c以電池為電源進行省電動作(例如，間歇動作)，能夠通過以無線通信標準ISA100.11a為基準的TDMA方式進行無線通信。

在本實施方式中，為了簡化說明，將圖1所示的無線設(shè)備11a～11c設(shè)為分別對流量、溫度、以及壓力進行測定的傳感器設(shè)備。為了確保安全性，對無線設(shè)備11a～11c分別發(fā)布互不相同的密鑰。具體而言，對無線設(shè)備11a發(fā)布密鑰K1，對無線設(shè)備11b發(fā)布密鑰K2，對無線設(shè)備11c發(fā)布密鑰K3。

密鑰K1是用于在無線設(shè)備11a與無線適配器12之間進行加密通信的密鑰。密鑰K2是用于在無線設(shè)備11b與無線適配器12之間進行加密通信的密鑰。密鑰K3是用于在無線設(shè)備11c與無線適配器12之間進行加密通信的密鑰。上述這些密鑰K1～K3在無線設(shè)備11a～11c加入至無線網(wǎng)絡(luò)N1時由系統(tǒng)管理器15分別發(fā)布。

無線設(shè)備11a～11c進行數(shù)據(jù)包的發(fā)送設(shè)定。具體而言，針對無線設(shè)備11a～11c設(shè)定有無線適配器12作為數(shù)據(jù)包的發(fā)送目標，并且設(shè)定有數(shù)據(jù)包向無線適配器12的發(fā)送定時(timing)(發(fā)送間隔)。在無線設(shè)備11a～11c加入至無線網(wǎng)絡(luò)N1以后由網(wǎng)關(guān)16進行上述這些設(shè)定。

無線適配器12能夠進行以上述無線通信標準ISA100.11a為基準的無線通信，以能夠進行通信的方式與無線網(wǎng)絡(luò)N1連接，進行經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1的數(shù)據(jù)包的中繼。具體而言，無線適配器12將在從加入至無線網(wǎng)絡(luò)N1的、下轄的無線設(shè)備11a～11c發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包(第1數(shù)據(jù)包)中包含的數(shù)據(jù)匯集而新生成匯集數(shù)據(jù)包(第2數(shù)據(jù)包)，將所生成的匯集數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先設(shè)定的轉(zhuǎn)送目標。在本實施方式中，假設(shè)由無線適配器12生成的匯集數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)送目標設(shè)定于網(wǎng)關(guān)16。

無線適配器12將從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包解密，并且在對所生成的匯集數(shù)據(jù)包進行加密之后轉(zhuǎn)送至預先設(shè)定的轉(zhuǎn)送目標(網(wǎng)關(guān)16)。為了對數(shù)據(jù)包所包含的數(shù)據(jù)進行匯集而需要將從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包解密，將匯集數(shù)據(jù)包加密是為了確保安全性。

如圖1所示，為了確保安全性，對無線適配器12分別發(fā)布互不相同的密鑰。具體而言，在前述密鑰K1～K3的基礎(chǔ)上，還發(fā)布密鑰K10。密鑰K10是用于在無線適配器12與網(wǎng)關(guān)16之間進行加密通信的密鑰。上述這些密鑰K1～K3、K10在無線適配器12加入至無線網(wǎng)絡(luò)N1時由系統(tǒng)管理器15發(fā)布。無線適配器12的詳細內(nèi)容后述。

基干路由器14a、14b將無線網(wǎng)絡(luò)N1和基干網(wǎng)絡(luò)N2連接，對在無線網(wǎng)絡(luò)N1與基干網(wǎng)絡(luò)N2之間發(fā)送接收的數(shù)據(jù)進行中繼?；陕酚善?4a、14b也進行以上述無線通信標準ISA100.11a為基準的無線通信。

系統(tǒng)管理器15對經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1而進行的無線通信進行控制。具體而言，針對無線設(shè)備11a～11c、無線適配器12、無線路由器13、基干路由器14a、14b、以及網(wǎng)關(guān)16而進行通信資源(時隙以及通信信道)的分配控制，通過經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1的TDMA而實現(xiàn)無線通信。系統(tǒng)管理器15進行是否使無線設(shè)備11a～11c、無線適配器12、無線路由器13、以及基干路由器14a，14b加入至無線網(wǎng)絡(luò)N1的處理(加入處理)。系統(tǒng)管理器15在使無線設(shè)備11a～11c、無線適配器12、無線路由器13、以及基干路由器14a、14b加入至無線網(wǎng)絡(luò)N1時，進行密鑰(例如，前述的密鑰K1～K3、K10)的發(fā)布。

網(wǎng)關(guān)16將基干網(wǎng)絡(luò)N2和控制網(wǎng)絡(luò)N3連接，對在無線設(shè)備11a～11c以及系統(tǒng)管理器15等與監(jiān)視控制裝置18之間發(fā)送接收的各種數(shù)據(jù)進行中繼。通過設(shè)置該網(wǎng)關(guān)16而能夠維持安全性，并且能夠?qū)⒒删W(wǎng)絡(luò)N2和控制網(wǎng)絡(luò)N3相互連接。網(wǎng)關(guān)16針對已加入至無線網(wǎng)絡(luò)N1的無線設(shè)備11a～11c，進行前述的數(shù)據(jù)包的發(fā)送設(shè)定。為了確保安全性，對該網(wǎng)關(guān)16發(fā)布前述的密鑰K10。網(wǎng)關(guān)16使用密鑰K10而對從無線適配器12轉(zhuǎn)送來的匯集數(shù)據(jù)包進行解密并輸出至數(shù)據(jù)包處理裝置17。

數(shù)據(jù)包處理裝置17對從網(wǎng)關(guān)16輸出的匯集數(shù)據(jù)包進行處理。具體而言，數(shù)據(jù)包處理裝置17將在從網(wǎng)關(guān)16輸出的匯集數(shù)據(jù)包中包含的解密后的數(shù)據(jù)分離而新生成分離數(shù)據(jù)包(第3數(shù)據(jù)包)，將生成后的分離數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先規(guī)定的轉(zhuǎn)送目標。在本實施方式中，設(shè)為在監(jiān)視控制裝置18中對由數(shù)據(jù)包處理裝置17所生成的分離數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)送目標進行規(guī)定。即，數(shù)據(jù)包處理裝置17以能夠進行通信的方式與無線適配器12連接，為了使在無線適配器12被匯集的數(shù)據(jù)分離而設(shè)置。

數(shù)據(jù)包處理裝置17針對無線設(shè)備11a～11c的每一個而分別進行識別數(shù)據(jù)(用于識別無線設(shè)備11a～11c的每一個的標識符)的設(shè)定。數(shù)據(jù)包處理裝置17針對無線適配器12，設(shè)定對由無線適配器12所生成的匯集數(shù)據(jù)包進行轉(zhuǎn)送的定時?？紤]監(jiān)視控制裝置18對無線設(shè)備11a～11c等進行監(jiān)視的時間間隔等而設(shè)定上述定時。數(shù)據(jù)包處理裝置17的詳細內(nèi)容后述。

監(jiān)視控制裝置18進行無線設(shè)備11a～11c等的監(jiān)視以及管理。具體而言，監(jiān)視控制裝置18通過對在從數(shù)據(jù)包處理裝置17轉(zhuǎn)送來的分離數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行收集而進行無線設(shè)備11a～11c等的監(jiān)視。監(jiān)視控制裝置18基于收集到的各種數(shù)據(jù)而求出在圖1中省略了圖示的、進行各種控制處理的無線設(shè)備(例如，閥儀器)的控制量，將表示該控制量的控制數(shù)據(jù)經(jīng)由網(wǎng)關(guān)16而以恒定的時間間隔進行發(fā)送，由此控制該無線設(shè)備。

<無線中繼儀器>

圖2是表示作為本發(fā)明的第1實施方式所涉及的無線中繼儀器的無線適配器的要部結(jié)構(gòu)的框圖。如圖2所示，無線適配器12具備無線通信部21、數(shù)據(jù)包中繼部22、加密處理部23、轉(zhuǎn)送控制部24、匯集部25、控制部26、以及存儲器27(儲存部)。無線適配器12對在發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行匯集而生成匯集數(shù)據(jù)包，將生成的匯集數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先設(shè)定的轉(zhuǎn)送目標(網(wǎng)關(guān)16)。

無線通信部21在控制部26的控制下對無線信號進行發(fā)送接收。具體而言，無線通信部21經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1而接收以無線信號的方式發(fā)送來的數(shù)據(jù)包，并且經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1而將應(yīng)當發(fā)送的匯集數(shù)據(jù)包變換為無線信號而進行發(fā)送。數(shù)據(jù)包中繼部22在控制部26的控制下，對由無線通信部21發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包(包含匯集數(shù)據(jù)包在內(nèi))進行中繼處理。具體而言，數(shù)據(jù)包中繼部22在由無線通信部21接收到的數(shù)據(jù)包為本機地址的情況下將該數(shù)據(jù)包輸出至加密處理部23，在不是本機地址的情況下將該數(shù)據(jù)包輸出至無線通信部21。數(shù)據(jù)包中繼部22將從加密處理部23輸出的匯集數(shù)據(jù)包輸出至無線通信部21。

加密處理部23在控制部26的控制下，使用圖1所示的密鑰K1～K3、K10進行加密處理。具體而言，加密處理部23對從數(shù)據(jù)包中繼部22輸出的數(shù)據(jù)包進行解密并輸出至控制部26，對從轉(zhuǎn)送控制部24輸出的匯集數(shù)據(jù)包進行加密并輸出至數(shù)據(jù)包中繼部22。例如，加密處理部23分別使用密鑰K1～K3而將經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送來的本機地址的數(shù)據(jù)包解密并輸出至控制部26。加密處理部23使用密鑰K10而將從轉(zhuǎn)送控制部24輸出的匯集數(shù)據(jù)包加密并輸出至數(shù)據(jù)包中繼部22。

轉(zhuǎn)送控制部24在控制部26的控制下，進行將由匯集部25生成的匯集數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先設(shè)定的轉(zhuǎn)送目標(網(wǎng)關(guān)16)的轉(zhuǎn)送處理。該轉(zhuǎn)送控制部24在由設(shè)置于控制部26的定時控制部26a規(guī)定的定時進行上述轉(zhuǎn)送處理。匯集部25在控制部26的控制下，將存儲在存儲器27的數(shù)據(jù)(從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù))匯集，生成應(yīng)當轉(zhuǎn)送至網(wǎng)關(guān)16的匯集數(shù)據(jù)包。該匯集部25在由設(shè)置于控制部26的定時控制部26a規(guī)定的定時，生成應(yīng)當轉(zhuǎn)送至網(wǎng)關(guān)16的匯集數(shù)據(jù)包。

圖3是表示在本發(fā)明的第1實施方式中從無線設(shè)備發(fā)送至無線適配器的數(shù)據(jù)包的格式的概要的圖。如圖3所示，數(shù)據(jù)包P1由頭部H和有效載荷部PL構(gòu)成。在頭部H設(shè)置有對發(fā)送目標地址進行儲存的字段F1、對發(fā)送源地址進行儲存的字段F2、對表示生成了數(shù)據(jù)包的時刻的時刻數(shù)據(jù)進行儲存的字段F3、以及對識別數(shù)據(jù)(對無線設(shè)備11a～11c的每一個進行識別的標識符)進行儲存的字段F4等。在有效載荷部PL對傳感器數(shù)據(jù)(表示由無線設(shè)備11a～11c分別測定出的流量、溫度、以及壓力等的數(shù)據(jù))進行儲存。

數(shù)據(jù)包P1的頭部H的大小為幾十字節(jié)左右，數(shù)據(jù)包P1的有效載荷部PL的大小為幾字節(jié)～十字節(jié)左右。即，通常與有效載荷部PL相比，數(shù)據(jù)包P1能夠稱為頭部H較大的數(shù)據(jù)包。在頭部H的字段F3儲存的時刻數(shù)據(jù)的大小為4字節(jié)左右，在頭部H的字段F4儲存的識別數(shù)據(jù)的大小為2字節(jié)左右。

匯集部25對在從無線設(shè)備11a～11c分別發(fā)送來的數(shù)據(jù)包P1中包含的時刻數(shù)據(jù)(在頭部H的字段F3儲存的時刻數(shù)據(jù))、識別數(shù)據(jù)(在頭部H的字段F4儲存的識別數(shù)據(jù))、以及傳感器數(shù)據(jù)(在有效載荷部PL儲存的傳感器數(shù)據(jù))進行匯集。進行這種匯集的原因在于，在使進行無線設(shè)備11a～11c等的監(jiān)視及管理所需的數(shù)據(jù)保留的同時，使經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1而發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包的數(shù)量(數(shù)據(jù)包的總數(shù)據(jù)量)減少，由此構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)N1。

控制部26對無線適配器12的動作進行集中控制。例如，控制部26對無線通信部21、數(shù)據(jù)包中繼部22、加密處理部23、轉(zhuǎn)送控制部24、以及匯集部25進行控制，而進行針對發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包的匯集、以及針對匯集數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)送處理。在該控制部26設(shè)置有對轉(zhuǎn)送控制部24以及匯集部25的動作定時進行控制的定時控制部26a。定時控制部26a對轉(zhuǎn)送控制部24以及匯集部25進行控制，以使得應(yīng)當轉(zhuǎn)送至網(wǎng)關(guān)16的匯集數(shù)據(jù)包在由數(shù)據(jù)包處理裝置17設(shè)定的定時被轉(zhuǎn)送。存儲器27例如是非易失性的半導體存儲器，在控制部26的控制下，對從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)等進行存儲。

<處理裝置>

圖4是表示作為本發(fā)明的第1實施方式所涉及的處理裝置的數(shù)據(jù)包處理裝置的要部結(jié)構(gòu)的框圖。如圖4所示，數(shù)據(jù)包處理裝置17具備通信部31、儲存裝置32、分離部33、轉(zhuǎn)送部34、以及控制部35。數(shù)據(jù)包處理裝置17將在從網(wǎng)關(guān)16輸出的匯集數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)分離而生成分離數(shù)據(jù)包，將生成的分離數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先規(guī)定的轉(zhuǎn)送目標(監(jiān)視控制裝置18)。

通信部31在控制部35的控制下對數(shù)據(jù)包進行發(fā)送接收。具體而言，通信部31接收從網(wǎng)關(guān)16輸出的匯集數(shù)據(jù)包，并且將由數(shù)據(jù)包處理裝置17生成的分離數(shù)據(jù)包向監(jiān)視控制裝置18發(fā)送。儲存裝置32例如具備非易失性的半導體存儲器。儲存裝置32對無線設(shè)備信息Q1進行儲存，并且對在控制部35的控制下從網(wǎng)關(guān)16輸出的匯集數(shù)據(jù)包進行儲存。

圖5是表示在本發(fā)明的第1實施方式所涉及的處理裝置中使用的無線設(shè)備信息的一個例子的圖。如圖5所示，無線設(shè)備信息Q1是使無線設(shè)備11a～11c的標簽名與識別數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)而得到的信息，在分離部33對在從網(wǎng)關(guān)16輸出的匯集數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)進行分離時使用。在圖5所示的例子中，“TagA”是對無線設(shè)備11a設(shè)定的標簽名，“TagB”是對無線設(shè)備11b設(shè)定的標簽名，“TagC”是對無線設(shè)備11c設(shè)定的標簽名。在圖5所示的例子中，“AA”是對無線設(shè)備11a設(shè)定的識別數(shù)據(jù)，“BB”是對無線設(shè)備11b設(shè)定的識別數(shù)據(jù)，“CC”是對無線設(shè)備11c設(shè)定的識別數(shù)據(jù)。

分離部33使用在儲存裝置32儲存的無線設(shè)備信息Q1，將在從網(wǎng)關(guān)16輸出并儲存于儲存裝置32的匯集數(shù)據(jù)包中包含的數(shù)據(jù)分離而生成分離數(shù)據(jù)包。詳細內(nèi)容后述，對于在儲存裝置32儲存的匯集數(shù)據(jù)包的有效載荷部的數(shù)據(jù)，分離部33基于在該數(shù)據(jù)中包含的識別數(shù)據(jù)而對其進行分離。

轉(zhuǎn)送部34進行將由分離部33生成的分離數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)送至預先規(guī)定的轉(zhuǎn)送目標(監(jiān)視控制裝置18)的轉(zhuǎn)送處理?？刂撇?5對數(shù)據(jù)包處理裝置17的動作進行集中控制。例如，控制部35將由通信部31接收到的來自網(wǎng)關(guān)16的匯集數(shù)據(jù)包儲存于儲存裝置32?？刂撇?5對分離部33以及轉(zhuǎn)送部34進行控制而使它們進行針對在儲存裝置32儲存的匯集數(shù)據(jù)包的分離、以及針對分離數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)送處理。

<無線通信方法>

圖6是表示本發(fā)明的第1實施方式所涉及的無線通信方法的概要的流程圖。圖7是表示在本發(fā)明的第1實施方式中發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包的具體例的圖。為了容易理解，假設(shè)從無線設(shè)備11a、11b、11c分別發(fā)送的數(shù)據(jù)包是圖7中示出的數(shù)據(jù)包P11、P12、P13。

具體而言，從無線設(shè)備11a發(fā)送的數(shù)據(jù)包P11是時刻數(shù)據(jù)“T1”以及識別數(shù)據(jù)“AA”包含于頭部、且傳感器數(shù)據(jù)“aa”儲存于有效載荷部的數(shù)據(jù)包。從無線設(shè)備11b發(fā)送的數(shù)據(jù)包P12是時刻數(shù)據(jù)“T2”以及識別數(shù)據(jù)“BB”包含于頭部、且傳感器數(shù)據(jù)“bbbbb”儲存于有效載荷部的數(shù)據(jù)包。從無線設(shè)備11c發(fā)送的數(shù)據(jù)包P13是時刻數(shù)據(jù)“T3”以及識別數(shù)據(jù)“CC”包含于頭部、且傳感器數(shù)據(jù)“cccc”儲存于有效載荷部的數(shù)據(jù)包。

如果圖7所示的數(shù)據(jù)包P11被從無線設(shè)備11a向無線適配器12發(fā)送，則被無線適配器12的無線通信部21接收并輸出至數(shù)據(jù)包中繼部22(參照圖2)。從無線設(shè)備11a發(fā)送來的數(shù)據(jù)包是以無線適配器12為目標的數(shù)據(jù)包，因此輸出至數(shù)據(jù)包中繼部22的數(shù)據(jù)包被輸出至加密處理部23。然后，在加密處理部23中，進行使用密鑰K1(參照圖1)將從無線設(shè)備11a發(fā)送來的數(shù)據(jù)包解密的處理。解密后的數(shù)據(jù)包被從加密處理部23輸出至控制部26并存儲于存儲器27。

在圖7中示出的數(shù)據(jù)包P12被從無線設(shè)備11b向無線適配器12發(fā)送的情況下、以及圖7中示出的數(shù)據(jù)包P13被從無線設(shè)備11c向無線適配器12發(fā)送的情況下，在無線適配器12中均進行與上述處理相同的處理。但是，從無線設(shè)備11b發(fā)送的數(shù)據(jù)包P12是使用密鑰K2進行解密的，從無線設(shè)備11c發(fā)送的數(shù)據(jù)包P13是使用密鑰K3進行解密的。

在以上的處理結(jié)束之后，如果控制信號被從定時控制部26a輸出至匯集部25，則進行將在存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)(下面，有時簡稱為“存儲于存儲器27的數(shù)據(jù)包”)匯集而生成匯集數(shù)據(jù)包的處理(步驟S11：第1步驟)。具體而言，匯集部25進行將在圖7中示出的數(shù)據(jù)包P11中包含的時刻數(shù)據(jù)“T1”、識別數(shù)據(jù)“AA”以及傳感器數(shù)據(jù)“aa”、在數(shù)據(jù)包P12中包含的時刻數(shù)據(jù)“T2”、識別數(shù)據(jù)“BB”以及傳感器數(shù)據(jù)“bbbbb”、以及在數(shù)據(jù)包P13中包含的時刻數(shù)據(jù)“T3”、識別數(shù)據(jù)“CC”以及傳感器數(shù)據(jù)“cccc”匯集的處理。然后，匯集部25生成將所匯集的數(shù)據(jù)被儲存在有效載荷部的匯集數(shù)據(jù)包P20(參照圖7)。

如果以上的處理結(jié)束，則所生成的匯集數(shù)據(jù)包P20被從匯集部25輸出至轉(zhuǎn)送控制部24，進行將匯集數(shù)據(jù)包P20向網(wǎng)關(guān)16轉(zhuǎn)送的轉(zhuǎn)送處理(步驟S12：第2步驟)。具體而言，進行將網(wǎng)關(guān)16的地址作為目標地址而儲存于圖7所示的匯集數(shù)據(jù)包P20的頭部等的處理。如果以上的轉(zhuǎn)送處理結(jié)束，則匯集數(shù)據(jù)包P20被從轉(zhuǎn)送控制部24輸出至加密處理部23。然后，由加密處理部23進行使用密鑰K10(參照圖1)將匯集數(shù)據(jù)包P20加密的處理。加密后的匯集數(shù)據(jù)包P20從加密處理部23經(jīng)由數(shù)據(jù)包中繼部22而被輸出至無線通信部21，并發(fā)送至無線網(wǎng)絡(luò)N1。

從無線適配器12發(fā)送的匯集數(shù)據(jù)包P20經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1而例如被基干路由器14b接收。由基干路由器14b接收到的匯集數(shù)據(jù)包P20經(jīng)由基干網(wǎng)絡(luò)N2而被網(wǎng)關(guān)16接收。使用對網(wǎng)關(guān)16發(fā)布的密鑰K10而將由網(wǎng)關(guān)16接收到的匯集數(shù)據(jù)包P20解密并輸出至數(shù)據(jù)包處理裝置17。

從網(wǎng)關(guān)16輸出的匯集數(shù)據(jù)包P20被數(shù)據(jù)包處理裝置17的通信部31接收，并經(jīng)由控制部35而儲存于儲存裝置32。在匯集數(shù)據(jù)包P20中包含的數(shù)據(jù)中的被儲存于儲存裝置32的數(shù)據(jù)是匯集數(shù)據(jù)包P20的有效載荷部的數(shù)據(jù)。如果以上的處理結(jié)束，則由分離部33進行使用在儲存裝置32儲存的無線設(shè)備信息Q1對在儲存裝置32儲存的數(shù)據(jù)進行分離而生成分離數(shù)據(jù)包的處理(步驟S13：第3步驟)。

具體而言，分離部33基于無線設(shè)備信息Q1中包含的識別數(shù)據(jù)“AA”(參照圖5)，將由時刻數(shù)據(jù)“T1”、識別數(shù)據(jù)“AA”、以及傳感器數(shù)據(jù)“aa”構(gòu)成的數(shù)據(jù)分離而生成分離數(shù)據(jù)包。分離部33基于無線設(shè)備信息Q1中包含的識別數(shù)據(jù)“BB”(參照圖5)，將由時刻數(shù)據(jù)“T2”、識別數(shù)據(jù)“BB”、以及傳感器數(shù)據(jù)“bbbbb”構(gòu)成的數(shù)據(jù)分離而生成分離數(shù)據(jù)包。分離部33基于無線設(shè)備信息Q1中包含的識別數(shù)據(jù)“CC”(參照圖5)，將由時刻數(shù)據(jù)“T3”、識別數(shù)據(jù)“CC”、以及傳感器數(shù)據(jù)“cccc”構(gòu)成的數(shù)據(jù)分離而生成分離數(shù)據(jù)包。

由分離部33生成的分離數(shù)據(jù)包是與圖7所示的數(shù)據(jù)包P11～P13相同的數(shù)據(jù)包。即，由基于識別數(shù)據(jù)“AA”分離出的數(shù)據(jù)而生成的分離數(shù)據(jù)包與圖7所示的數(shù)據(jù)包P11相同，是時刻數(shù)據(jù)“T1”以及識別數(shù)據(jù)“AA”包含于頭部、且傳感器數(shù)據(jù)“aa”儲存于有效載荷部的數(shù)據(jù)包。由基于識別數(shù)據(jù)“BB”分離出的數(shù)據(jù)而生成的分離數(shù)據(jù)包與圖7所示的數(shù)據(jù)包P12相同，是時刻數(shù)據(jù)“T2”以及識別數(shù)據(jù)“BB”包含于頭部、且傳感器數(shù)據(jù)“bbbbb”儲存于有效載荷部的數(shù)據(jù)包。由基于識別數(shù)據(jù)“CC”分離出的數(shù)據(jù)而生成的分離數(shù)據(jù)包與圖7所示的數(shù)據(jù)包P13相同，是時刻數(shù)據(jù)“T3”以及識別數(shù)據(jù)“CC”包含于頭部、且傳感器數(shù)據(jù)“cccc”儲存于有效載荷部的數(shù)據(jù)包。

但是，對于由分離部33所生成的分離數(shù)據(jù)包與圖7所示的數(shù)據(jù)包P11～P13而言，除時刻數(shù)據(jù)以及識別數(shù)據(jù)之外，頭部的內(nèi)容基本不同。由分離部33所生成的分離數(shù)據(jù)包的頭部中包含圖5所示的標簽名。例如，在由基于識別數(shù)據(jù)“AA”分離出的數(shù)據(jù)而生成的分離數(shù)據(jù)包的頭部，包含圖5所示的標簽名“TagA”，在由基于識別數(shù)據(jù)“BB”分離出的數(shù)據(jù)而生成的分離數(shù)據(jù)包的頭部，包含圖5所示的標簽名“TagB”，在由基于識別數(shù)據(jù)“CC”分離出的數(shù)據(jù)而生成的分離數(shù)據(jù)包的頭部，包含圖5所示的標簽名“TagC”。

如果以上的處理結(jié)束，則所生成的分離數(shù)據(jù)包被從分離部33輸出至轉(zhuǎn)送部34，進行將分離數(shù)據(jù)包向監(jiān)視控制裝置18轉(zhuǎn)送的轉(zhuǎn)送處理(步驟S14：第4步驟)。具體而言，進行將監(jiān)視控制裝置18的地址作為目標地址而儲存于分離數(shù)據(jù)包的頭部等的處理。如果以上的轉(zhuǎn)送處理結(jié)束，則分離數(shù)據(jù)包從轉(zhuǎn)送部34經(jīng)由控制部35而被輸出至通信部31，并從通信部31發(fā)送至控制網(wǎng)絡(luò)N3。從數(shù)據(jù)包處理裝置17發(fā)送的分離數(shù)據(jù)包經(jīng)由控制網(wǎng)絡(luò)N3而被收集至監(jiān)視控制裝置18。

如上所述，在本實施方式中，將無線適配器12設(shè)置于無線網(wǎng)絡(luò)N1內(nèi)，將數(shù)據(jù)包處理裝置17設(shè)置于無線網(wǎng)絡(luò)N1外，該無線適配器12將在從下轄的無線設(shè)備11a～11c發(fā)送給本機地址的數(shù)據(jù)包P11～P13中包含的數(shù)據(jù)匯集而生成匯集數(shù)據(jù)包P20，該數(shù)據(jù)包處理裝置17對匯集數(shù)據(jù)包P20進行分離。由此，能夠減少經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1而發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包的數(shù)量，能夠降低通信負荷，并且消除了無線頻帶資源的不足。其結(jié)果，能夠構(gòu)建大規(guī)模的無線網(wǎng)絡(luò)。

[第2實施方式]

下面，對本發(fā)明的第2實施方式進行說明。在上述的第1實施方式中，將在從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送的數(shù)據(jù)包P11～P13(參照圖7)的頭部包含的時刻數(shù)據(jù)直接匯集為匯集數(shù)據(jù)包P20。在本實施方式中，使匯集為匯集數(shù)據(jù)包P20的時刻數(shù)據(jù)的大小減小，由此使匯集數(shù)據(jù)包P20整體的大小減小。

圖8是表示在本發(fā)明的第2實施方式中發(fā)送接收的數(shù)據(jù)包的具體例的圖。如圖8所示，在本實施方式中，使表示基準時刻的基準時刻數(shù)據(jù)“T0”包含于匯集數(shù)據(jù)包P20，將數(shù)據(jù)包P11～P13的頭部中包含的時刻數(shù)據(jù)“T1”、“T2”、“T3”作為表示相對于基準時刻錯開的時間(偏差)的偏差數(shù)據(jù)“t1”、“t2”、“t3”而進行匯集，由此使匯集數(shù)據(jù)包P20整體的大小進一步減小。

在本實施方式中，數(shù)據(jù)包P11～P13的頭部中包含的時刻數(shù)據(jù)“T1”、“T2”、“T3”、匯集數(shù)據(jù)包P20中包含的基準時刻數(shù)據(jù)“T0”、以及匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20的偏差數(shù)據(jù)“t1”、“t2”、“t3”的關(guān)系由下式表示。

T1＝T0+t1

T2＝T0+t2

T3＝T0+t3

這里，時刻數(shù)據(jù)“T1”、“T2”、“T3”以及基準時刻數(shù)據(jù)“T0”的大小為4字節(jié)左右，偏差數(shù)據(jù)“t1”、“t2”、“t3”的大小為1字節(jié)左右。因此，在第1實施方式中，匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20的時刻數(shù)據(jù)“T1”、“T2”、“T3”的合計大小為12字節(jié)左右，與此相對，在本實施方式中，匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20的時刻數(shù)據(jù)(基準時刻數(shù)據(jù)“T0”以及偏差數(shù)據(jù)“t1”、“t2”、“t3”)的合計大小為7字節(jié)左右，能夠使所匯集的時刻數(shù)據(jù)的大小減小。

求出上述偏差數(shù)據(jù)“t1”、“t2”、“t3”、并與基準時刻數(shù)據(jù)“T0”一起匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20的處理，是在對數(shù)據(jù)包P11～P13中所包含的數(shù)據(jù)進行匯集時由無線適配器12的匯集部25(參照圖2)進行的。在數(shù)據(jù)包處理裝置17的分離部33中，在對匯集數(shù)據(jù)包P20中所包含的數(shù)據(jù)進行分離時，進行根據(jù)匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20的基準時刻數(shù)據(jù)“T0”以及偏差數(shù)據(jù)“t1”、“t2”、“t3”而求出時刻數(shù)據(jù)“T1”、“T2”、“T3”的處理。

如上所述，在本實施方式中，使表示基準時刻的基準時刻數(shù)據(jù)“T0”包含于匯集數(shù)據(jù)包P20，將數(shù)據(jù)包P11～P13的頭部中包含的時刻數(shù)據(jù)“T1”、“T2”、“T3”作為表示相對于基準時刻錯開的時間(偏差)的偏差數(shù)據(jù)“t1”、“t2”、“t3”而進行匯集。由此，與第1實施方式相比，能夠使匯集數(shù)據(jù)包P20的整體的大小進一步減小。

[第3實施方式]

下面，對本發(fā)明的第3實施方式進行說明。在上述的第1實施方式中，將無線適配器12的存儲器27(參照圖2)中存儲的數(shù)據(jù)包P11～P13全部匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20。在本實施方式中，能夠?qū)υ跓o線適配器12的存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包進行覆寫，從而減少所匯集的數(shù)據(jù)包的數(shù)量而提高無線頻帶的利用效率。是否能夠進行在無線適配器12的存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包的覆寫的設(shè)定，例如通過圖1所示的數(shù)據(jù)包處理裝置17而進行。

圖9是表示在本發(fā)明的第3實施方式中由無線適配器進行的處理的流程圖。每當將解密后的數(shù)據(jù)包從無線適配器12的加密處理部23向控制部26輸出時均進行圖9所示的流程圖的處理。如果開始處理，則首先由控制部26判斷是否許可對存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包進行覆寫(步驟S21)。在判斷為不許可對數(shù)據(jù)包進行覆寫的情況(步驟S21的判斷結(jié)果為“NO”的情況)下，與第1實施方式相同，由控制部26進行將由加密處理部23解密后的數(shù)據(jù)包重新存儲于存儲器27的處理(步驟S22)。

與此相對，在判斷為許可對數(shù)據(jù)包進行覆寫的情況(步驟S21的判斷結(jié)果為“YES”的情況)下，由控制部26判斷與從加密處理部23輸出的數(shù)據(jù)包為相同發(fā)送源的數(shù)據(jù)包是否存儲于存儲器27(步驟S23)。在判斷為發(fā)送源相同的數(shù)據(jù)包未存儲于存儲器27的情況(步驟S23的判斷結(jié)果為“NO”的情況)下，由控制部26進行將從加密處理部23輸出的數(shù)據(jù)包重新存儲至存儲器27的處理(步驟S22)。

另一方面，在判斷為發(fā)送源相同的數(shù)據(jù)包存儲于存儲器27的情況(步驟S23的判斷結(jié)果為“YES”的情況)下，由控制部26進行利用從加密處理部23輸出的數(shù)據(jù)包將存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包(與從加密處理部23輸出的數(shù)據(jù)包為相同發(fā)送源的數(shù)據(jù)包)覆寫的處理(步驟S24)。這樣，對存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包進行覆寫。在本實施方式中，存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包在匯集之后被刪除。

如上所述，在本實施方式中，能夠?qū)υ跓o線適配器12的存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包進行覆寫。因此，例如在由于無線環(huán)境的惡化等而從相同的無線設(shè)備發(fā)送的多個數(shù)據(jù)包被無線適配器12接收到的情況下，無線適配器12中已存儲的的數(shù)據(jù)包被最新的數(shù)據(jù)包覆寫。由此，能夠減少由無線適配器12匯集的數(shù)據(jù)包的數(shù)量，其結(jié)果，能夠提高無線頻帶的利用效率。由于是否設(shè)為能夠?qū)o線適配器12的存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包進行覆寫是能夠切換的，因此能夠與無線設(shè)備11a～11c的用途、特性匹配地進行運用。

[第4實施方式]

下面，對本發(fā)明的第4實施方式進行說明。在上述的第1實施方式中，將在無線適配器12的存儲器27(參考圖2)中存儲的數(shù)據(jù)包P11～P13全部匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20。在本實施方式中，通過設(shè)定對數(shù)據(jù)包的匯集數(shù)的上限進行規(guī)定的最大匯集數(shù)，能夠調(diào)整是使無線頻帶的利用效率優(yōu)先、還是使數(shù)據(jù)包的收集時間(直至從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送的數(shù)據(jù)包被收集至監(jiān)視控制裝置18為止的時間)的縮短優(yōu)先。最大匯集數(shù)的設(shè)定例如通過圖1所示的數(shù)據(jù)包處理裝置17而進行。

上述最大匯集數(shù)設(shè)定為使得對由無線適配器12生成的匯集數(shù)據(jù)包P20進行發(fā)送所需的時間不超過1個時隙的時間(1msec)。該最大匯集數(shù)還取決于從無線設(shè)備11a～11c發(fā)送的數(shù)據(jù)包P11～P13的有效載荷部中儲存的數(shù)據(jù)的大小，例如設(shè)定為“5”～“10”左右的范圍。

在對無線適配器12設(shè)定了最大匯集數(shù)的情況下，在對存儲器27中所存儲的數(shù)據(jù)包進行匯集時，無線適配器12的匯集部25首先判斷存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包的數(shù)量是否超過最大匯集數(shù)。在判斷為存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包的數(shù)量未超過最大匯集數(shù)的情況下，與第1實施方式相同地，匯集部25將存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包全部匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20。

與此相對，在判斷為存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包的數(shù)量超過最大匯集數(shù)的情況下，匯集部25以使得不超過最大匯集數(shù)的方式對數(shù)據(jù)包進行匯集。例如，將存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包中的、由時刻數(shù)據(jù)表示的時刻最早的最大匯集數(shù)的量的數(shù)據(jù)包匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20。通過上述方式對匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20的數(shù)據(jù)包的數(shù)量進行限制。對存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包中的、此次未被匯集的數(shù)據(jù)包在下次及以后進行匯集。

如上所述，在本實施方式中，設(shè)定最大匯集數(shù)而限制數(shù)據(jù)包的匯集數(shù)。這里，如果將最大匯集數(shù)設(shè)定為較大的值，則能夠?qū)⒏嗟臄?shù)據(jù)包匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20，因此能夠進一步提高無線頻帶的利用效率。相反，如果將最大匯集數(shù)設(shè)定為較小的值，則匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20的數(shù)據(jù)包的數(shù)量減少，能夠縮短直至得到匯集為匯集數(shù)據(jù)包P20的數(shù)據(jù)包為止的等待時間(匯集數(shù)據(jù)包生成時間)，因此能夠縮短數(shù)據(jù)包的收集時間。由此，在本實施方式中，能夠調(diào)整是使無線頻帶的利用效率優(yōu)先、還是使數(shù)據(jù)包的收集時間的縮短優(yōu)先。

[第5實施方式]

下面，對本發(fā)明的第5實施方式進行說明。在上述的第1實施方式中，將在無線適配器12的存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包P11～P13(參照圖7)按照為了對上述數(shù)據(jù)包的每一個進行指示而標注的符號(P11、P12、P13)的數(shù)值從小到大的順序(數(shù)據(jù)包P11、數(shù)據(jù)包P12、數(shù)據(jù)包P13的順序)匯集為匯集數(shù)據(jù)包P20。在上述的第1實施方式中，未提及利用數(shù)據(jù)包處理裝置17的分離部33(圖4參照)生成分離數(shù)據(jù)包的順序。在本實施方式中，對無線設(shè)備11a～11c設(shè)定優(yōu)先級，對從設(shè)定了高優(yōu)先級的無線設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包優(yōu)先進行匯集及分離。優(yōu)先級的設(shè)定例如由圖1所示的數(shù)據(jù)包處理裝置17進行。

圖10是表示在本發(fā)明的第5實施方式中使用的無線設(shè)備信息的一個例子的圖。如圖10所示，在本實施方式中，數(shù)據(jù)包處理裝置17中所使用的無線設(shè)備信息Q1(表格)是使優(yōu)先級與圖5所示的表格相關(guān)聯(lián)而得到的。在圖10所示的例子中，使優(yōu)先級“1”與對無線設(shè)備11a設(shè)定的標簽名“TagA”以及識別數(shù)據(jù)“AA”相關(guān)聯(lián)，使優(yōu)先級“3”與對無線設(shè)備11b設(shè)定的標簽名“TagB”以及識別數(shù)據(jù)“BB”相關(guān)聯(lián)，使優(yōu)先級“2”與對無線設(shè)備11c設(shè)定的標簽名“TagC”以及識別數(shù)據(jù)“CC”相關(guān)聯(lián)。

對無線適配器12也設(shè)定與圖10所示的優(yōu)先級相同的優(yōu)先級。但是，對數(shù)據(jù)包處理裝置17設(shè)定的優(yōu)先級和對無線適配器12設(shè)定的優(yōu)先級無需一定相同，也可以不同。在本實施方式中，為了簡化說明，假設(shè)對數(shù)據(jù)包處理裝置17以及無線適配器12這雙方設(shè)定圖10所示的優(yōu)先級。

無線適配器12的匯集部25(參照圖2)在對存儲器27中存儲的數(shù)據(jù)包進行匯集時，將從設(shè)定了高優(yōu)先級的無線設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包優(yōu)先匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20。在設(shè)定了圖10所示的優(yōu)先級的情況下，按照從無線設(shè)備11a發(fā)送的數(shù)據(jù)包、從無線設(shè)備11c發(fā)送的數(shù)據(jù)包、以及從無線設(shè)備11b發(fā)送的數(shù)據(jù)包的順序匯集于匯集數(shù)據(jù)包P20。

數(shù)據(jù)包處理裝置17的分離部33(參照圖4)在基于無線設(shè)備信息Q1中包含的識別數(shù)據(jù)而對匯集數(shù)據(jù)包P20進行分離時，優(yōu)先對與更高優(yōu)先級相關(guān)聯(lián)的識別數(shù)據(jù)進行分離。在圖10所示的無線設(shè)備信息Q1的情況下，分離部33首先基于與最高優(yōu)先級相關(guān)聯(lián)的識別數(shù)據(jù)“AA”，從匯集數(shù)據(jù)包P20將由時刻數(shù)據(jù)“T1”、識別數(shù)據(jù)“AA”、以及傳感器數(shù)據(jù)“aa”構(gòu)成的數(shù)據(jù)分離(參照圖7)。然后，分離部33基于與第二高的優(yōu)先級相關(guān)聯(lián)的識別數(shù)據(jù)“CC”，從匯集數(shù)據(jù)包P20將由時刻數(shù)據(jù)“T3”、識別數(shù)據(jù)“CC”、以及傳感器數(shù)據(jù)“cccc”構(gòu)成的數(shù)據(jù)分離。最后，分離部33基于與最低優(yōu)先級相關(guān)聯(lián)的識別數(shù)據(jù)“BB”而使由時刻數(shù)據(jù)“T2”、識別數(shù)據(jù)“BB”、以及傳感器數(shù)據(jù)“bbbbb”構(gòu)成的數(shù)據(jù)從匯集數(shù)據(jù)包P20分離。然后，分離部33利用分離的數(shù)據(jù)并按照分離的順序而生成分離數(shù)據(jù)包。

如上所述，在本實施方式中，對無線設(shè)備11a～11c設(shè)定優(yōu)先級，并優(yōu)先對從設(shè)定了高優(yōu)先級的無線設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包進行匯集及分離。由此，能夠縮短從設(shè)定了高優(yōu)先級的無線設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)包的收集時間。

以上對本發(fā)明的實施方式所涉及的無線中繼儀器、處理裝置、無線通信系統(tǒng)、以及無線通信方法進行了說明，但本發(fā)明不局限于上述實施方式，在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠自由地變更。例如，在上述實施方式中，對經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1的數(shù)據(jù)包進行加密，因此利用網(wǎng)關(guān)16對經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1以及基干網(wǎng)絡(luò)N2而轉(zhuǎn)送至控制網(wǎng)絡(luò)N3的數(shù)據(jù)包進行解密。然而，如果未對經(jīng)由無線網(wǎng)絡(luò)N1的數(shù)據(jù)包進行加密，則無需利用網(wǎng)關(guān)16進行解密。

在上述實施方式中，對系統(tǒng)管理器15集中管理無線網(wǎng)絡(luò)N1的例子進行了說明。然而，可以形成為，對無線適配器12設(shè)置系統(tǒng)管理器15的功能，劃分為由系統(tǒng)管理器15管理的無線網(wǎng)絡(luò)、以及由無線適配器12管理的無線網(wǎng)絡(luò)(由無線適配器12下轄的無線設(shè)備11a～11c形成的無線網(wǎng)絡(luò))。在進行這種管理的情況下，可以對數(shù)據(jù)包處理裝置17設(shè)置系統(tǒng)管理器15的一部分功能，由數(shù)據(jù)包處理裝置17進行密鑰K1～K3的管理。

上述的第1～第5實施方式并非各自獨立，還能夠?qū)λ鼈冞M行組合。例如，還能夠?qū)Φ?實施方式和第5實施方式進行組合，不超過最大匯集數(shù)地基于優(yōu)先級對數(shù)據(jù)包進行匯集。在上述實施方式中，對基干路由器14a、14b、系統(tǒng)管理器15、網(wǎng)關(guān)16、數(shù)據(jù)包處理裝置17分別作為不同的裝置而實現(xiàn)的例子進行了說明。然而，還能夠使這些裝置中任意的大于或等于2個的裝置作為1個裝置(例如，使網(wǎng)關(guān)16和數(shù)據(jù)包處理裝置17實現(xiàn)一體化)而實現(xiàn)。

不局限于上述的幾個實施方式的無線通信系統(tǒng)，可以具有1個或多個軟件組件、以及在執(zhí)行該軟件組件的情況下構(gòu)成為實現(xiàn)無線通信系統(tǒng)的各功能的1個或多個硬件處理器?；蛘撸梢杂呻娐穼崿F(xiàn)無線通信系統(tǒng)的各功能。

“硬件處理器”可以由1個或多個硬件組件實現(xiàn)。硬件處理器構(gòu)成為執(zhí)行1個或多個軟件組件，在執(zhí)行1個或多個軟件組件的情況下，根據(jù)1個或多個軟件組件中包含的代碼或指示而執(zhí)行1個或多個動作。

“電路”是指構(gòu)成為執(zhí)行1個或多個動作的電路的系統(tǒng)。“電路”由硬件及軟件組件實現(xiàn)。