JP6506019B2 - 無線通信装置 - Google Patents

Description

本発明は、箱状の筐体内に無線通信モジュールを収納した無線通信装置に関する。

この種の無線通信装置はテレメトリングやテレマティクスやなどの分野で用いられている。典型的な例としては、自動販売機内に無線通信装置を設置し、自動販売機の主制御装置が自動販売機の販売データや電子マネーの決済情報などを管理サーバに送信する自動販売機管理システムが知られている。その他の例としては、駐車場の管理システム、水道の流量管理システムなどが挙げられる。

無線通信装置は、筐体内に無線通信モジュールと制御回路等が実装された回路基板を内蔵している（特許文献１参照）。この無線通信モジュールは、データ回線終端装置（Data Circuit-terminating Equipment）に相当する装置である。したがって、自動販売機の主制御装置などの利用機器に、無線通信モジュールを直接実装するようにしてもシステム構築は可能である。しかしながら、無線通信の規格・仕様は通信事業者やモジュールの種類毎に様々であるため、ある無線通信モジュールに適合するように利用機器を設計してしまうと、通信事業者・提供サービス・種類に変更等に対応することが困難であるという問題がある。なお、このような変更が生じる理由の１つとしては、無線通信の製品サイクルに比べてシステム全体の寿命等が短いことが挙げられる。一方、システムによっては無線通信に関して独自の機能や仕様が求められる場合がある。そこで、無線通信装置では、無線通信モジュールと制御回路とを内蔵し、該制御回路により通信事業者・提供サービス・種類等の相違を吸収したり、システム独自の機能を付加したりすることにより、コスト低減や利便性の充実を図っている。このように無線通信装置は、データ回線終端装置である無線通信モジュールを内蔵しているが、利用機器からみると無線通信装置全体で１つのデータ回線終端装置にみえるよう構成されている。

特開２００６−１９８０６２号公報

特許文献１に記載の従来の無線通信装置では、それぞれ制御回路が実装された主回路基板と副回路基板とを備え、両者を通信可能に接続している。副回路基板には、無線通信モジュールが実装されており、副回路基板上の制御回路は該無線通信モジュールに適合するように構成されている。副回路基板上の制御回路は、制御プログラムが記憶された記憶部と、該記憶部に記憶されている制御プログラムを実行する演算処理部とを含む。ここで、制御プログラムの記憶部への書き込み作業は、主回路基板への組み付け前に行われる。一方、制御プログラム書き込み工程は副回路基板だけでなく主回路基板においても行う必要があるため作業コストが大きくなるという問題があった。また、従来の無線通信装置では、副回路基板の記憶部に記憶されている制御プログラムを更新する際には、主回路基板から副回路基板を取り外し、副回路基板上の記憶部の交換（ＲＯＭ交換）を行うため、作業が繁雑になるだけでなく誤って異なる種類用のＲＯＭに換装するおそれもあった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、出荷時の作業コストが低く且つ保守性が高い無線通信装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本願発明は、自動販売機内に設置されて使用される、該自動販売機の主制御装置と接続して該自動販売機に無線通信機能を提供する無線通信装置であって、相互に通信可能に接続された主回路基板及び副回路基板を備え、主回路基板は、第１制御プログラムが記憶された第１記憶部と、第１記憶部に記憶された第１制御プログラムを実行可能な第１演算処理部とを備え、副回路基板は、第２制御プログラムが記憶可能な第２記憶部と、第２記憶部に記憶された第２制御プログラムを実行可能な第２演算処理部とを備え、第１記憶部には第２制御プログラムが記憶され、第１制御プログラムは、第１記憶部に記憶されている第２制御プログラムを副回路基板に転送する制御プログラム管理手段を含むことを特徴とするものを提案する。

本発明では、副回路基板で用いられる第２制御プログラムを主回路基板から転送している。すなわち、第２制御プログラムの書き込み或いは書き換え処理は、主回路基板と副回路基板を接続した状態で実施可能である。これにより作業コストが低減するとともに保守性が向上したものとなる。

本発明の好適な態様の一例としては、第１記憶部には、副回路基板の種類に対応する複数の第２制御プログラムが記憶され、制御プログラム管理手段は、主回路基板に接続されている副回路基板の種類を検出し、該副回路基板の種類に対応する第２制御プログラムを第１記憶部から副回路基板に転送することを特徴とするものが挙げられる。本発明によれば、副回路基板の種類に適した第２制御プログラムを副回路基板の第２記憶部に書き込むことが可能となるとともに、誤って他の種類用の第２制御プログラムを副回路基板の第２記憶部に書き込むことを防止できる。

また、本発明の好適な態様の他の例としては、制御プログラム管理手段は、第２制御プログラムが第２記憶部に記憶されているか否かを検出し、第２記憶部に第２制御プログラムが記憶されていない場合に第２制御プログラムを第１記憶部から副回路基板に転送することを特徴とするものが挙げられる。本発明によれば、副回路基板の第２記憶部に第２制御プログラムが記憶されていないという事態を防止できる一方、副回路基板の第２記憶部に第２制御プログラムが既に記憶されている場合には書き込み処理を重複して実施することを防止できる。

また、本発明の好適な態様の他の例としては、制御プログラム管理手段は、第２記憶部に記憶されている第２制御プログラムのバージョンを検出し、該検出バージョンが第１記憶部に記憶されている第２制御プログラムのバージョンよりも古い場合に第２制御プログラムを第１記憶部から副回路基板に転送することを特徴とするものが挙げられる。本発明によれば、第２制御プログラムを最新のものに維持することができる。

以上詳述したように、本発明では、副回路基板で用いられる第２制御プログラムを主回路基板から転送している。すなわち、第２制御プログラムの書き込み或いは書き換え処理は、主回路基板と副回路基板を接続した状態で実施可能である。これにより作業コストが低減するとともに保守性が向上したものとなる。

無線通信装置のブロック図 主回路基板の記憶部の構成図 拡張回路基板の記憶部の構成図 副制御プログラムの書き換え処理を説明するシーケンスチャート

本発明の一実施の形態に係る無線通信装置について図面を参照して説明する。図１は無線通信装置のブロック図、図２は主回路基板の記憶部の構成図、図３は拡張回路基板の記憶部の構成図である。

本実施の形態に係る無線通信装置１は、筐体内に主回路基板１００と副回路基板としての拡張回路基板２００とを備えている。なお、本実施の形態に係る無線通信装置１は、拡張回路基板２００を接続せず、主回路基板１００のみで動作が可能である。一方、拡張回路基板２００は、主回路基板１００に対して所定の機能を拡張させることを目的としている。このため、本実施の形態では、主回路基板１００と着脱自在に接続する副回路基板を拡張回路基板と呼ぶものとする。

主回路基板１００は、制御部１１０と、シリアルポートインタフェイス１２１と、ＬＡＮ（Local Area Network）インタフェイス１２２と、通信モジュール用インタフェイス１２３と、無線通信モジュール１３１と、基板間インタフェイス１４１と、アクセスポートインタフェイス１５１と、拡張回路基板用アクセスポート１６１とを備えている。

シリアルポートインタフェイス１２１は、無線通信装置１をデータ回線終端装置（Data Circuit-terminating Equipment）として機能させる際に、利用機器が接続される。ＬＡＮインタフェイス１２２は、無線通信モジュール１３１により接続した無線通信網をＷＡＮ（Wide Area Network）側として、ＬＡＮとＷＡＮを中継するルータ又はゲートウェイ装置として無線通信装置１を機能させる際に、ＬＡＮに接続される。

通信モジュール用インタフェイス１２３は、無線通信モジュール１３１を接続するためのインタフェイスである。無線通信モジュール１３１は、データ回線終端装置に相当する装置であり、例えば、ＧＳＭ（Global System for Mobile communications）網，Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband Code Division Multiple Access）網，ＬＴＥ（Long Term Evolution）網など広域無線データ通信網に接続可能な通信モジュールである。

基板間インタフェイス１４１は、副回路基板である拡張回路基板２００との通信用インタフェイスである。基板間インタフェイス１４１としては、例えばシリアル・ペリフェラル・インタフェース（ＳＰＩ）などが挙げられる。

アクセスポートインタフェイス１５１は、主回路基板１００や、主回路基板１００に実装された集積回路の検査・デバック・メンテナンスなどを主目的として、主回路基板１００にアクセスするためのポートを有するインタフェイスである。アクセスポートインタフェイス１５１の規格としては、例えばＪＴＡＧ（Joint Test Action Group）などが挙げられる。本実施の形態では、ＪＴＡＧに準拠したアクセスポートインタフェイス１５１を用いた。なお、アクセスポートインタフェイス１５１で用いられるＪＴＡＧをはじめとする各種規格は、本来的には前述のようにテスト等を主目的としたものであるが、当該規格を拡張して接続機器との間で各種通信を行うことができるように実装することが可能である。

拡張回路基板用アクセスポート１６１は、後述する拡張回路基板２００のアクセスポートインタフェイスと接続するためのポートである。主回路基板１００は、該拡張回路基板用アクセスポート１６１と拡張回路基板２００のアクセスポートインタフェイスとを接続することにより、拡張回路基板２００や、拡張回路基板２００に実装された集積回路の検査・デバック・メンテナンスなどが可能となる。拡張回路基板用アクセスポート１６１の規格としては種々のものを用いることができるが、本実施の形態ではＪＴＡＧを用いた。

制御部１１０は、演算処理部１１１と、記憶部１１２とを備えている。記憶部１１２は、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）と呼ばれる電気的に書き換え可能な不揮発性記憶媒体からなる。記憶部１１２には、図２に示すように、主回路基板１００用の制御プログラムである主制御プログラム１８０と、拡張回路基板２００用の１つ以上の副制御プログラム１９１，１９２…が記憶されている。無線通信装置１は、演算処理部１１１が主制御プログラム１８０を実行することにより動作する。

主制御プログラム１８０は、通信制御プログラム１８１と、管理用プログラム１８２とを含む。通信制御プログラム１８１は、シリアルポートインタフェイス１２１に接続した又はＬＡＮインタフェイス１２２を介して接続した外部装置（利用機器）に対して各種通信機能等を提供する。より具体的には、通信制御プログラム１８１は、シリアルポートインタフェイス１２１に外部装置が接続されている場合には、該外部装置に対して無線通信装置１が１つのデータ回線終端装置としてみえるように動作する。この場合、通信制御プログラム１８１は、外部装置と無線通信モジュール１３１とのデータを中継したり、必要に応じてデータのアドレス変換をしたり、外部装置を代理して無線通信網への接続処理をしたりする。一方、ＬＡＮインタフェイス１２２を利用する場合、通信制御プログラム１８１は無線通信網との接続処理をしたり、ゲートウェイやルータとしての処理をしたりする。

管理用プログラム１８２は、主回路基板１００及び拡張回路基板２００の機能を管理する。より具体的には、管理用プログラム１８２は、電源投入時やリセット動作時等に初期チェック動作を行ったり、主回路基板１００の記憶部１１２に記憶されている通信制御プログラム１８１の書き換え処理をしたり、拡張回路基板２００に記憶されている副制御プログラムの書き換え処理をしたりする。副制御プログラムの書き換え処理については後述する。

制御部１１０の記憶部１１２には、拡張回路基板２００の種類に対応して複数の副制御プログラム１９１，１９２…が記憶されている。ここで、各副制御プログラム１９１，１９２…は、そのバージョン情報が含まれる。バージョン情報としては、日付情報であってもよい。複数の副制御プログラム１９１，１９２は、無線通信装置１の工場出荷時などに予め記憶部１１２に記憶しておいてもよいし、前述の管理用プログラム１８２により任意のタイミングで所定のサーバからダウンロードして記憶部１１２に記憶するようにしてもよい。

拡張回路基板２００は、無線通信装置１に対して、主回路基板１００だけでは実現できない種々の拡張機能を提供するものであり、その種類によって種々の形態が考えられる。例えば、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信機能を提供するもの、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）などの近距離無線通信機能を提供するもの、温度センサや湿度センサなどの各種センサ機能を提供するもの、その他の特殊なインタフェイスを提供するもの、これらの機能を組み合わせたものなどが挙げられる。本実施の形態では、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）通信機能を提供するものを例にとって説明する。

拡張回路基板２００は、少なくとも、制御部２１０と、基板間インタフェイス２２１と、アクセスポートインタフェイス２２２と、種類情報保持部２２３とを備えている。これらは拡張回路基板２００の種類で共通である。一方、本実施の形態に係る拡張回路基板２００は種類独自の構成として、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）モジュール用インタフェイス２３１と、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）モジュール２３２とを備えている。

基板間インタフェイス２２１は、主回路基板１００との通信用インタフェイスであり、主回路基板１００の基板間インタフェイス１４１と適合する。基板間インタフェイス２２１は、例えばシリアル・ペリフェラル・インタフェースなどが挙げられる。

アクセスポートインタフェイス２２２は、拡張回路基板２００や、拡張回路基板２００に実装された集積回路の検査・デバック・メンテナンスなどを主目的として、主回路基板２００にアクセスするためのポートを有するインタフェイスである。該アクセスポートインタフェイス２２２は、主回路基板１００の拡張回路基板用アクセスポート１６１と接続する。本実施の形態では、ＪＴＡＧに準拠したアクセスポートインタフェイス２２２を用いた。

種類情報保持部２２３は、拡張回路基板２００の種類情報を保持する手段である。種類情報保持部２２３の実装形態としては種々の形態が考えられる。例えば、不揮発性メモリに種類情報に対応するコードを記憶する形態や、ディップスイッチやロータリスイッチなどにより物理的に種類情報に対応するコードを記憶する形態などが挙げられる。主回路基板１００は、種類情報保持部２２３に保持されている種類情報に対して、アクセスポートインタフェイス２２２を介して或いは基板間インタフェイス２２１を介してアクセス可能になっている。本実施の形態では、アクセスポートインタフェイス２２２を介して主回路基板に種類情報を送信可能になっている。

制御部２１０は、演算処理部２１１と、記憶部２１２とを備えている。記憶部２１２は、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）と呼ばれる電気的に書き換え可能な不揮発性記憶媒体からなる。記憶部２１２には、図３に示すように、拡張回路基板２００用の制御プログラムである副制御プログラム２４１と、管理用プログラム２４２とが記憶されている。拡張回路基板２００は、演算処理部２１１が副制御プログラム２４１を実行することにより主回路基板１００に対して所定の拡張機能を提供するよう動作する。

副制御プログラム２４１は、自身の種類に応じて主回路基板１００に対して所定の拡張機能を提供するよう設定されている。副制御プログラム２４１には、自身のバージョン情報が含まれる。

管理用プログラム２４２は、拡張回路基板２００の機能を管理する。より具体的には、管理用プログラム２４２は、電源投入時やリセット動作時等に初期チェック動作を行ったり、主回路基板１００と共働して副制御プログラム２４１の書き換え処理をしたりする。副制御プログラムの書き換え処理については後述する。

本実施の形態に係る無線通信装置１は、主回路基板１００から拡張回路基板２００に副制御プログラムを転送し、該副制御プログラムで拡張回路基板２００の副制御プログラムを書き換えることを特徴としている。以下、副制御プログラムの書き換え処理について図４のシーケンスチャートを参照して説明する。

主回路基板１００に拡張回路基板２００が装着されると、主回路基板１００の管理用プログラム１８２は、拡張回路基板用アクセスポート１６１及び副回路基板２００のアクセスポートインタフェイス２２２を介して拡張回路基板２００の種類情報を取得する（ステップＳ１）。ここで拡張回路基板２００から主回路基板１００への種類情報の送信処理は、拡張回路基板２００の管理用プログラム２４２による処理でも副制御プログラム２４１による処理でもなく、拡張回路基板２００による回路実装により処理されている点に留意されたい。

以降は、主回路基板１００の管理用プログラム１８２と副回路基板２００の管理用プログラム２４２との間で、基板間インタフェイス１４１及び基板間インタフェイス２２１を介した通信が行われる。

まず、主回路基板１００の管理用プログラム１８２は、副回路基板２００の管理用プログラム２４２に対して、副回路基板２００の記憶部２１２に記憶されている副制御プログラム２４１のバージョン情報の送信を要求する（ステップＳ２）。副回路基板２００の管理用プログラム２４２は、該要求に対して副制御プログラム２４１のバージョン情報を送信する（ステップＳ３）。ここで、副回路基板２００の記憶部２１２に副制御プログラム２４１が記憶されていない場合、副回路基板２００の管理用プログラム２４２は、バージョン情報に代えて「記憶無し」の旨を送信する（ステップＳ３）。

次に主回路基板１００の管理用プログラム１８２は、副回路基板２００の記憶部２１２に記憶されている副制御プログラム２４１の書き換え要否を判定する（ステップＳ４）。具体的には、主回路基板１００の管理用プログラム１８２は、前記ステップＳ１で取得した種類情報に対応する副制御プログラム１９１，１９２…が記憶部１１２に記憶されているか判定し、記憶されている場合更に当該副制御プログラム１９１，１９２…のバージョン情報を取得し、前記ステップＳ３で取得したバージョン情報と比較する。副回路基板２００の副制御プログラム２４１のバージョンが、記憶部１１２に記憶されている副制御プログラム１９１，１９２…のバージョンよりも古い場合には、「書き換え要」であると判定する。また、副回路基板２００から「記憶無し」を受信した場合にも、「書き換え要（書き込み要）」であると判定する。

「書き換え要」である判定した場合、主回路基板１００の管理用プログラム１８２は、記憶部２１２に記憶されている副制御プログラム１９１，１９２…のうち副回路基板２００の種類に対応するものを副回路基板２００の管理用プログラム２４２に送信する（ステップＳ５）。副回路基板２００の管理用プログラム２４２は、副制御プログラム１９１，１９２…の受信（ダウンロード）に失敗した場合には、主回路基板１００の管理用プログラム１８２に対して再送を要求する（ステップＳ６，Ｓ７）。次に、副回路基板２００の管理用プログラム２４２は、受信した副制御プログラム１９１，１９２…を記憶部２１２に書き込む（ステップＳ８）。最後に、主回路基板１００の管理用プログラム１８２は書き換えられた副制御プログラムに制御を移す。

このように本実施の形態に係る無線通信装置１によれば、拡張回路基板２００で用いられる副制御プログラム２４１を主回路基板１００から転送して書き込んでいるので、作業コストが低減するとともに保守性が向上したものとなる。また本実施の形態に係る無線通信装置１によれば、拡張回路基板２００の副制御プログラム２４１が最新のものに維持されるので更に作業コストが低減するとともに保守性が向上したものとなる。さらに本実施の形態に係る無線通信装置１によれば、拡張回路基板２００の種類に対応した副制御プログラム１９１，１９２…により書き換え処理が行われるので、誤って他の種類用の副制御プログラムに書き換えてしまう事故を未然に防止できる。

以上本発明の一実施の形態について詳述したが本発明はこれに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態では、主回路基板１００と拡張回路基板２００間の通信インタフェイスとしてＳＰＩを用いるとともに、拡張回路基板２００の種類情報の送信にはＪＴＡＧを用いたが、他の仕様を用いてもよい。

また、上記実施の形態では、拡張回路基板２００の種類情報の送信にはＪＴＡＧを用いるとともに、その後の通信、特に副制御プログラムの送信はＳＰＩを用いたが、ＪＴＡＧのみを用いるようにしてもよい。この場合、拡張回路基板２００の実装形態によっては、拡張回路基板２００には副制御プログラムの書き換えのための管理用プログラム２４２は不要とすることもできる。

また、上記実施の形態では、主回路基板１００に拡張回路基板２００を装着しなくても動作可能としたが、両者を装着している状態でのみ動作可能にするよう構成してもよい。

また、上記実施の形態ではＬＡＮ接続機能を有する無線通信装置について説明したがＬＡＮ機能を省略してもよい。

１…無線通信装置、１００…主回路基板、１１２…記憶部、１４１…基板間インタフェイス、１６１…拡張基板用アクセスポートインタフェイス、１８０…主制御プログラム、１８２…管理用プログラム、１９１，１９２…副制御プログラム、２００…拡張回路基板、２１２…記憶部、２２１…基板間インタフェイス、２２２…アクセスポートインタフェイス、２２３…種類情報保持部、２４１…副制御プログラム、２４２…管理用プログラム

Claims (4)

1. 自動販売機内に設置されて使用される、該自動販売機の主制御装置と接続して該自動販売機に無線通信機能を提供する無線通信装置であって、
   相互に通信可能に接続された主回路基板及び副回路基板を備え、
   主回路基板は、第１制御プログラムが記憶された第１記憶部と、第１記憶部に記憶された第１制御プログラムを実行可能な第１演算処理部とを備え、
   副回路基板は、第２制御プログラムが記憶可能な第２記憶部と、第２記憶部に記憶された第２制御プログラムを実行可能な第２演算処理部とを備え、
   第１記憶部には第２制御プログラムが記憶され、
   第１制御プログラムは、第１記憶部に記憶されている第２制御プログラムを副回路基板に転送する制御プログラム管理手段を含む
   ことを特徴とする無線通信装置。
2. 第１記憶部には、副回路基板の種類に対応する複数の第２制御プログラムが記憶され、
   制御プログラム管理手段は、主回路基板に接続されている副回路基板の種類を検出し、該副回路基板の種類に対応する第２制御プログラムを第１記憶部から副回路基板に転送する
   ことを特徴とする請求項１記載の無線通信装置。
3. 制御プログラム管理手段は、第２制御プログラムが第２記憶部に記憶されているか否かを検出し、第２記憶部に第２制御プログラムが記憶されていない場合に第２制御プログラムを第１記憶部から副回路基板に転送する
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の無線通信装置。
4. 制御プログラム管理手段は、第２記憶部に記憶されている第２制御プログラムのバージョンを検出し、該検出バージョンが第１記憶部に記憶されている第２制御プログラムのバージよりも古い場合に第２制御プログラムを第１記憶部から副回路基板に転送する
   ことを特徴とする請求項１乃至３何れか１項記載の無線通信装置。

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