JP6779667B2 - 無線通信装置、無線通信方法、制御システム及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、無線通信装置、無線通信方法、制御システム及びコンピュータプログラムに関する。

オフィスビル、ホテル、工場又は商業施設等の建物（以下、総称して「ビル」という。）の中の設備の統合的な管理（監視や制御等）を実現するためには、管理対象の設備に加え、ビル内外の状態を計測する各種センサや、管理対象設備を操作するための設定器等の機器から設備管理に必要な情報を収集する必要がある。例えば空調設備の管理には、居室内の温度や湿度等の情報や、設定器に入力される設定温度等の情報が必要となる。そのため、統合的なビル管理の実現には、設備管理に必要な情報を通信するためのネットワークが不可欠であり、この設備管理に関する通信は、従来有線通信で実現されるのが一般的であった。

特開２００８−１５８３７号公報 特開平７−２７３７７０号公報 特開平７−３０７７４０号公報

しかしながら、このようなビル管理に関連する通信機器は非常に多く、よって通信配線が煩雑となることから、配線工事や配線管理に多くの労力を要する可能性があった。一方、近年、ビルの建設や改築における機器制御システムの構築に対しては、より工期の短縮化が要求されてきており、この要求に対応できる制御システムが開発検討されてきた。
本発明は、上記課題を解決することができる無線通信装置、無線通信方法、制御システム及びコンピュータプログラムを提供することである。

実施形態の無線通信装置は、機器の制御に係るデータを、前記データに付加された宛先情報に基づき、複数の転送経路で宛先に転送可能な制御システムにおいて、前記転送経路の一部又は全部を構成する無線通信装置である。前記無線通信装置は、記憶部と、送信部と、を持つ。記憶部は、前記複数の無線通信装置と前記機器との対応関係を示す対応情報を記憶する。送信部は、前記データの宛先情報に基づいて識別される宛先が前記対応情報によって自装置に対応づけられている機器である場合、前記宛先情報が付加されたデータを前記機器に送信する。

第１の実施形態の制御システム１００のシステム構成の具体例を示す図。 第１の実施形態におけるゲートウェイ装置１の機能構成の具体例を示す図。 第１の実施形態における対応情報の具体例を示す図。 第１の実施形態における対応情報の具体例を示す図。 ゲートウェイ装置１が行う中継処理の流れを示すフローチャート。 第１の実施形態の制御システム１００の動作例を示す図。 図６の動作例において送受信されるフレームの具体例を示す図。 第１の実施形態の制御システム１００の動作例を示すシーケンス図。 第１の実施形態の制御システム１００の動作例を示すシーケンス図。 第２の実施形態におけるゲートウェイ装置１ａの機能構成の具体例を示す図。 第２の実施形態における対応情報の具体例を示す図。 第２の実施形態における対応情報の具体例を示す図。 論理パスの具体例を示す図。 論理パスの具体例を示す図。 第２の実施形態の制御システム１００の動作例を示す図。 図１５の動作例において送受信されるフレームの具体例を示す図。 第３の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｂの機能構成の具体例を示す図。 対応情報が生成される処理の流れを示すフローチャート。 第４の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｃの機能構成の具体例を示す図。 第４の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｃの機能構成の具体例を示す図。

以下、実施形態の無線通信装置、無線通信方法、制御システム及びコンピュータプログラムを、図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態の制御システム１００のシステム構成の具体例を示す図である。第１の実施形態の制御システム１００は、ビルの監視制御室に設置された上位制御装置１０が、第１フロア〜第Ｎフロアの各フロア及び機械室に設置された各種設備（以下、「管理対象設備」という。）を管理するシステムである。図１の例には、管理対象設備の一例として、空調設備２１、照明設備３１、熱源設備としての熱源用ポンプ４１及び熱源用バルブ４２が示されている。空調設備２１及び照明設備３１は第１フロア〜第Ｎフロアの各フロアに設置され、熱源用ポンプ４１及び熱源用バルブ４２は機械室に設置される。なお、監視制御室に設置された管理端末１０１は制御システム１００のオペレーションに用いられる端末であって、例えば制御システム１００に関する情報の表示や、制御システム１００に対する操作の入力に用いられる端末である。

各フロア及び機械室には管理対象設備に加え、管理対象設備の管理に必要な各種機器が設置される。例えば、各フロアには空調設備２１の管理に必要な機器として空調用設定器２２、空調用センサ２３及び空調制御装置２４が設置される。空調用設定器２２は、ユーザが空調設備２１のＯＮ／ＯＦＦや温度設定等を入力するために用いられる機器である。空調用センサ２３は、空調設備２１の制御に必要な情報（例えば室温等）を取得するセンサである。空調制御装置２４は、空調制御処理を行う装置である。

空調制御処理は空調設備２１の制御に関する処理である。例えば空調制御処理には、空調設備２１の動作条件を決定する処理や決定した動作条件を通知する処理、動作条件の決定に必要な情報を送受信する処理などが含まれる。例えば、空調制御装置２４は、空調用センサ２３から取得される室温や湿度等のセンサ情報を上位制御装置１０に送信する。上位制御装置１０は、センサ情報に基づいて第１フロアの設定温度を決定し、空調制御装置２４に通知する。空調制御装置２４は、通知された設定温度に基づいて空調設備２１の動作条件を決定する。以下では、空調設備２１、空調用設定器２２、空調用センサ２３及び空調制御装置２４を総称して空調系機器２０と称する。

また例えば、各フロアには照明設備３１の管理に必要な機器として照明用設定器３２、照明用センサ３３及び照明制御装置３４が設置される。照明用設定器３２は、ユーザが照明設備３１のＯＮ／ＯＦＦや調光率等を入力するために用いられる機器である。照明用センサ３３は、照明設備３１の制御に必要な情報（例えば部屋の明るさや人の分布、外光の入射状況等）を取得するセンサである。照明制御装置３４は、照明制御処理を行う装置である。

照明制御処理は照明設備３１の制御に関する処理である。例えば照明制御処理には、照明設備３１の動作条件を決定する処理や決定した動作条件を通知する処理、動作条件の決定に必要な情報を送受信する処理などが含まれる。例えば、照明制御装置３４は、照明用センサ３３から取得される明るさ等のセンサ情報を上位制御装置１０に送信する。上位制御装置１０は、センサ情報に基づいて第１フロアの設定照度を決定し、照明制御装置３４に通知する。照明制御装置３４は、通知された設定照度に基づいて照明設備３１の動作条件を決定する。以下では、照明設備３１、照明用設定器３２、照明用センサ３３及び照明制御装置３４を総称して照明系機器３０と称する。

また例えば、機械室には熱源用ポンプ４１及び熱源用バルブ４２の管理に必要な機器としてポンプ用センサ４３、バルブ用センサ４４及び熱源制御装置４５が設置される。熱源用ポンプ４１は冷媒を圧縮する圧縮機であり、熱源用バルブ４２は冷媒を減圧する膨張弁である場合、例えばポンプ用センサ４３及びバルブ用センサ４４は、熱源用ポンプ４１や熱源用バルブ４２の動作状態を示す電流や電圧、冷媒の温度等を計測するセンサである。熱源制御装置４５は、熱源制御処理を行う装置である。

熱源制御処理は熱源用ポンプ４１及び熱源用バルブ４２の制御に関する処理である。例えば熱源制御処理には、熱源用ポンプ４１及び熱源用バルブ４２の動作条件を決定する処理や決定した動作条件を通知する処理、動作条件の決定に必要な情報を送受信する処理などが含まれる。例えば、熱源制御装置４５は、ポンプ用センサ４３及びバルブ用センサ４４から取得される熱源用ポンプ４１及び熱源用バルブ４２の動作情報を示すセンサ情報を上位制御装置１０に送信する。上位制御装置１０は、センサ情報に基づいて熱源用ポンプ４１の出力強度や熱源用バルブ４２の開度を決定し、熱源制御装置４５に通知する。熱源制御装置４５は、通知された出力強度や開度に基づいて熱源用ポンプ４１及び熱源用バルブ４２の動作条件を決定する。以下では、熱源用ポンプ４１、熱源用バルブ４２、ポンプ用センサ４３、バルブ用センサ４４及び熱源制御装置４５を総称して熱源系機器４０と称する。

一般に、上記の管理対象設備及びその関連機器は、空調系や照明系、熱源系、制御系といった機器の種別ごとに通信プロトコルが異なる。そのため、従来の制御システムでは、
各フロアや機械室に、各種機器の種別毎に中間処理を行うローカルサーバが設置されていた。ここでいう中間処理とは、上位制御装置と下位側の制御装置（例えば空調制御装置等）との間で、通信の中継（例えばプロトコル変換）や、送受信される情報の変換や集約等を行う処理である。各ローカルサーバは、上位のネットワークを介して上位制御装置と通信可能に構成され、下位のネットワークを介して下位側の制御装置と通信可能に構成される。

なお、上位のネットワークを構成する通信媒体や通信プロトコルは任意であるが、現在ではイーサネット（登録商標）とＢＡＣｎｅｔ（Building Automation and Control Networking protocol）プロトコルとを組み合わせた構成が広く普及している。このように、ローカルサーバが行う中間処理によって、上位制御装置が異なる種別の管理対象設備を統合的に管理することができる構成となっている。このような従来の制御システムは、上位制御装置や下位側の制御装置、各種センサ及び設定器等の通信が有線で構成されるのが一般的であった。このような従来の構成に対して、図１に示す実施形態の制御システム１００は、各フロアや機械室ごとに第１無線ネットワーク６３及び第２無線ネットワーク６４を構成することによって、各種装置及び機器の通信の無線化を実現する。

第１無線ネットワーク６３は、無線メッシュネットワークである。無線メッシュネットワークは、アクセスポイントや基地局を必要とせず、ネットワークを構成するノードが他の複数のノードと直接接続することによって構成されるメッシュ状のネットワークのことである。このような無線メッシュネットワークでは、ネットワークに参加するノードの状態に応じて動的に通信経路が構築される。そのため、無線メッシュネットワークを用いることにより、物理的な配線を省略しつつ耐障害性の高い無線通信ネットワークを構築することができる。

第１無線ネットワーク６３は、ビル内の各制御エリアのそれぞれに１つずつ設けられる。制御エリアとは、ビル内において管理対象設備が設置される可能性のある空間が所定の基準で分割された各区域を意味する。図１は、第１フロア〜第Ｎフロア及び機械室のそれぞれを１つの制御エリアとした場合の例である。この場合、第１フロア〜第Ｎフロア及び機械室のそれぞれに１つの第１無線ネットワーク６３が設けられる。図１では、第ｎフロア（１≦ｎ≦Ｎ）のそれぞれに第１無線ネットワーク６３−ｎが、機械室に第１無線ネットワーク６３−Ｍが設けられている。各制御エリアの第１無線ネットワーク６３には、無線メッシュネットワークのエッジを構成するゲートウェイ装置１が配置される。ゲートウェイ装置１（無線通信装置）は、自装置が直接的又は間接的に収容する他の装置やネットワークを第１無線ネットワーク６３に接続する。

例えば、図１では、第１無線ネットワーク６３−１にゲートウェイ装置１−１（第２のゲートウェイ装置）及びゲートウェイ装置１−１１〜１−１４が配置されている。ゲートウェイ装置１−１は、上位ネットワーク６１を第１無線ネットワーク６３−１に接続する。ゲートウェイ装置１−１１は、空調制御装置２４を第１無線ネットワーク６３−１に接続する。ゲートウェイ装置１−１２は、第２無線ネットワーク６４−１−１を第１無線ネットワーク６３−１に接続する。ゲートウェイ装置１−１３は、照明制御装置３４を第１無線ネットワーク６３−１に接続する。ゲートウェイ装置１−１４は、第２無線ネットワーク６４−１−２を第１無線ネットワーク６３−１に接続する。

第２無線ネットワーク６４は、制御エリア内の各機器を無線収容するネットワークである。例えば、図１では、第２無線ネットワーク６４−１−１は、空調用設定器２２、空調用センサ２３及び照明用センサ３３を収容する。また、第２無線ネットワーク６４−１−２は、空調設備２１、照明設備３１及び照明用設定器３２を収容する。この場合、第２無線ネットワーク６４を介して第１無線ネットワーク６３に接続される各機器は、第２無線ネットワーク６４に接続するための無線通信機能を備えている。

第２無線ネットワーク６４は、収容対象の各機器を無線収容するネットワークであればどのような構成のネットワークで実現されてもよい。例えば、第２無線ネットワーク６４は、第１無線ネットワーク６３と同様にメッシュネットワークとして構成されてもよいし、アクセスポイントや基地局によって構成されるネットワークのようにツリー状のネットワークとして構成されてもよい。なお、収容対象の機器が多い場合、メッシュネットワークのような通信制御の処理負荷が高いネットワークではなく、比較的に処理負荷の低いツリー状のネットワークが第２無線ネットワーク６４に採用されてもよい。例えば、この場合、ゲートウェイ装置１−１２がアクセスポイントとしての機能を備え、空調用設定器２２、空調用センサ２３及び照明用センサ３３を収容する第２無線ネットワーク６４−１−１を構成してもよい。

ところで、第１の実施形態の制御システム１００では、各制御エリアのいずれかのゲートウェイ装置１が、各制御エリアのローカルサーバとして機能するように構成される。例えば第１フロアにおいては、ゲートウェイ装置１−１及びゲートウェイ装置１−１１〜１−１４のうちのいずれかのゲートウェイ装置１が中間処理を実行する機能を有する。この場合、例えば従来構成と同様に、上位ネットワーク６１と第１無線ネットワーク６３−１との接続点となるゲートウェイ装置１−１が空調用及び照明用の両方の中間処理を実行する機能を有してもよい。また、空調制御装置２４が接続されるゲートウェイ装置１−１１が空調用の中間処理を実行する機能を有し、照明制御装置３４が接続されるゲートウェイ装置１−１３が照明用の中間処理を実行する機能を有してもよい。なお、通信経路の長さにシステム上の制限がない場合には、ゲートウェイ装置１−１２やゲートウェイ装置１−１３が中間処理を実行する機能を有してもよい。

また、ここでは簡単のため、第２フロア〜第Ｎフロアについての機器構成の図示を省略しているが、第２フロア〜第Ｎフロアも、基本的には第１フロアと同様の機器構成を有している。機械室についても、第２無線ネットワーク６４の数や収容対象の機器の種別は異なるものの、基本的には第１フロアと同様の機器構成を有している。

このような構成の制御システム１００における制御通信の流れは、従来の制御システムと同様である。しかしながら、第１の実施形態の制御システム１００は、制御エリア内の各機器が第１無線ネットワーク６３又は第２無線ネットワーク６４を介して他の機器と通信する点で従来の制御システムと異なる。例えば、空調制御装置２４が空調設備２１に対してデータを送信する場合、ゲートウェイ装置１−１１は、宛先である空調設備２１を収容するゲートウェイ装置１−１４に受信データを転送する必要がある。この場合、ゲートウェイ装置１−１１は、ゲートウェイ装置１−１１〜１−１４の中から、宛先の空調設備２１を収容しているゲートウェイ装置１を識別する必要がある。そこで、第１の実施形態におけるゲートウェイ装置１は、データ送信の宛先となる機器と、宛先の機器を収容するゲートウェイ装置１との対応関係を識別可能に構成される。

図２は、第１の実施形態におけるゲートウェイ装置１の機能構成の具体例を示す図である。ゲートウェイ装置１は、バスで接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリや補助記憶装置等を備え、ゲートウェイ装置プログラムを実行する。ゲートウェイ装置１は、ゲートウェイ装置プログラムの実行によって、第１通信部１１、第２通信部１２、記憶部１３、第１プロトコル処理部１４、第２プロトコル処理部１５及び中継処理部１６を備える装置として機能する。なお、ゲートウェイ装置１の各機能の全て又は一部は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されてもよい。ゲートウェイ装置プログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されてもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、例えばフレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置である。ゲートウェイ装置プログラムは、電気通信回線を介して送信されてもよい。

第１通信部１１は、自装置を第１無線ネットワーク６３に接続するための無線通信インタフェースを含んで構成される。また、第２通信部１２は、自装置を第２ネットワークに接続するための通信インタフェースを含んで構成される。第２ネットワークは、ゲートウェイ装置１によって第１無線ネットワーク６３に接続されるネットワークであって、第１無線ネットワーク６３を第１のネットワークとした場合における第２のネットワークのことである。例えば、ゲートウェイ装置１−１では上位ネットワーク６１が第２ネットワークとなり、ゲートウェイ装置１−１１では空調制御装置２４との間の有線ネットワークが第２ネットワークとなる。また、ゲートウェイ装置１−１２では第２無線ネットワーク６４が第２ネットワークとなる。

なお、図２は、ゲートウェイ装置１の一例としてゲートウェイ装置１−１２の機能構成を例示したものであるが、他のゲートウェイ装置１も基本的には図２と同様の機能構成を有している。そのため、第２通信部１２が接続される第２無線ネットワーク６４を他の第２ネットワークに置き換えることで、図２を他のゲートウェイ装置１の機能構成図として読み替えることができる。

記憶部１３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成される。記憶部１３は、通信の宛先となる機器と、宛先の機器が接続されたゲートウェイ装置１との対応関係を示す対応情報を予め記憶している。

第１プロトコル処理部１４は、第１無線ネットワーク６３の通信プロトコル（以下、「第１プロトコル」という。）に応じた通信処理（以下、「第１プロトコル処理」という。）を実行する。この第１プロトコル処理の実行によって、第１無線ネットワーク６３におけるフレームの送受信が実現される。

第２プロトコル処理部１５は、第２ネットワーク（図２の例では第２無線ネットワーク６４に対応する）の通信プロトコル（以下、「第２プロトコル」という。）に応じた通信処理（以下、「第２プロトコル処理」という。）を実行する。この第２プロトコル処理の実行によって、第２ネットワークにおけるフレームの送受信が実現される。

中継処理部１６（送信部）は、第１無線ネットワーク６３と第２無線ネットワーク６４との間でフレームを中継する中継処理を行う。具体的には、中継処理部１６は、第２無線ネットワーク６４側の受信フレームを第１無線ネットワーク６３側に中継するとともに、第１無線ネットワーク６３側の受信フレームを第２無線ネットワーク６４側に中継する。このとき、中継処理部１６は、受信フレームに含まれる宛先情報に基づいて中継処理の要否を判断する。具体的には、宛先情報はフレームの宛先及び送信元を示す情報である。中継処理部１６は、第２無線ネットワーク６４側の受信フレームの宛先が他の第２ネットワークに存在する場合に中継処理を実行し、受信フレームを第１無線ネットワーク６３側に中継する。

このとき、中継処理部１６は、第１無線ネットワーク６３において受信フレームの転送先となるゲートウェイ装置１（以下、「転送先ゲートウェイ」という。）を対応情報に基づいて決定する。具体的には、受信フレームの宛先が所属する第２ネットワークに接続されたゲートウェイ装置１が転送先ゲートウェイとして決定される。中継処理部１６は、受信フレームから取得されたデータ及び宛先情報と、転送先ゲートウェイとして決定されたゲートウェイ装置１を示す情報（以下、「転送情報」という。）と、を第１プロトコル処理部１４に出力する。

一方、第１無線ネットワーク６３側から受信されたフレームの宛先が自装置の所属する第２無線ネットワーク６４側に存在する場合、中継処理部１６は、受信フレームを第２無線ネットワーク６４側に中継する。具体的には、中継処理部１６は、受信フレームから取得されたデータ及び宛先情報を第２プロトコル処理部１５に出力する。

図３及び図４は、第１の実施形態における対応情報の具体例を示す図である。第１の実施形態における対応情報は、例えば、図３及び図４に示す対応情報テーブル１３１として保持される。図３の対応情報テーブル１３１−１、対応情報テーブル１３１−１１及び対応情報テーブル１３１−１２は、それぞれゲートウェイ装置１−１、ゲートウェイ装置１−１１及びゲートウェイ装置１−１２によって保持される対応情報の例である。また、図４の対応情報テーブル１３１−Ｍ、対応情報テーブル１３１−Ｍ１及び対応情報テーブル１３１−Ｍ２は、それぞれゲートウェイ装置１−Ｍ、ゲートウェイ装置１−Ｍ１及びゲートウェイ装置１−Ｍ２によって保持される対応情報の例である。

対応情報テーブル１３１は、宛先識別子ごとの対応情報レコードを有する。対応情報レコードは、宛先識別子、宛先アドレス及び宛先ＧＷアドレスの各値を有する。宛先識別子は、データの宛先となる機器や装置等（以下、「宛先装置」という。）の識別情報である。宛先アドレスは、宛先識別子が示す宛先装置のネットワークアドレスを表す。宛先ＧＷ識別子は、宛先装置を第２ネットワーク側に収容する転送先ゲートウェイの識別情報である。宛先ＧＷアドレスは、転送先ゲートウェイのネットワークアドレスを表す。

図５は、ゲートウェイ装置１が行う中継処理の流れを示すフローチャートである。まず、ゲートウェイ装置１は、第２ネットワーク側から送信されたフレームを受信する（ステップＳ３０１）。ゲートウェイ装置１は対応情報を参照し、受信フレームが示す宛先装置に対応するゲートウェイ装置１を転送先ゲートウェイとして決定する（ステップＳ３０２）。ゲートウェイ装置１は、決定された転送先ゲートウェイを示す転送情報を受信データに付加する（ステップＳ３０３）。ゲートウェイ装置１は、転送情報が付加された受信データを、第１通信部１１を介して第１無線ネットワーク６３側に送出する（ステップＳ３０４）。第１無線ネットワーク６３側に送出された受信データは無線メッシュネットワークによって転送先ゲートウェイまで転送される。

図６は、第１の実施形態の制御システム１００の動作例を示す図である。図６は、空調用センサ２３が空調制御装置２４に対してデータを送信する場合の例を示している。上述のとおり、第１無線ネットワーク６３では２点間の通信経路がネットワークの状態に応じて動的に決定される。ここでの説明では、空調用センサ２３から空調制御装置２４へのデータ送信において、第１無線ネットワーク６３上の転送経路がゲートウェイ装置１−１２、ゲートウェイ装置１−１３、ゲートウェイ装置１−１４の順列に決定された場合を想定している。

また、図７は、図６の動作例において送受信されるフレームの具体例を示す図である。図７のフレーム５１１は、空調用センサ２３からゲートウェイ装置１−１２に送信されるフレームを表す。フレーム５１２は、ゲートウェイ装置１−１２からゲートウェイ装置１−１３に送信されるフレームを表す。フレーム５１３は、ゲートウェイ装置１−１３からゲートウェイ装置１−１４に送信されるフレームを表す。フレーム５１４は、ゲートウェイ装置１−１４から空調制御装置２４に送信されるフレームを表す。

各フレームはデータ部、宛先情報格納部及びプロトコル情報格納部を備える。データ部は送信データが格納される領域である。宛先情報格納部は、送信データの宛先情報が格納される領域である。プロトコル情報格納部は、使用するネットワークでの通信に必要な情報（以下、「プロトコル情報」という。）が格納される領域である。プロトコル情報には、少なくとも送信元及び宛先となる装置の識別情報が含まれる。プロトコル情報は使用されるプロトコルに応じた形式でプロトコル情報格納部に格納される。図７では、動作例の説明を簡単にするため、送信元及び宛先となる装置の識別情報のみをプロトコル情報として記載している。

この場合、送信元である空調用センサ２３は、例えば、データ送信部２３１、第２プロトコル処理部２３２及び無線通信部２３３を備える。まず、データ送信部２３１が送信データを生成（又は取得）する。ここで、データ送信部２３１は、生成された送信データの種別に応じて、送信データの送信先となる宛先装置（ここでは空調制御装置２４）を識別可能に構成されている。例えば、データ送信部２３１は、送信データの種別と宛先装置との対応表を予め記憶していてもよい。データ送信部２３１は、生成された送信データと、当該送信データの宛先装置を示す情報とを第２プロトコル処理部２３２に出力する（ステップＳ４０１）。

第２プロトコル処理部２３２は、第２プロトコル処理の実行によって、送信データを宛先装置宛てに送信するためのフレーム５１１を生成する。具体的には、第２プロトコル処理部２３２は、まず、送信データをデータ部に格納するとともに、送信元が自装置（“０ｘ１０４３”）であって宛先が空調制御装置２４（“０ｘ１０４４”）であることを示す宛先情報を宛先情報格納部に格納する。続いて第２プロトコル処理部２３２は第２プロトコルのプロトコル情報（以下、「第２プロトコル情報」という。）を生成してプロトコル情報格納部に格納する。具体的には、第２プロトコル処理部２３２は、宛先情報に基づいて、宛先装置が第２無線ネットワーク６４−１−１に所属する機器ではないことを識別する。この場合、第２プロトコル処理部２３２は、送信元が自装置（“０ｘ１０４３”）であって、送信先がゲートウェイ装置１−１２（“０ｘ１００２”）であることを示す第２プロトコル情報を生成する。第２プロトコル処理部２３２は、このように生成されたフレーム５１１を無線通信部２３３に出力する（ステップＳ４０２）。無線通信部２３３は、第２プロトコル処理部２３２から出力された送信フレーム５１１を無線電波に変調して第２無線ネットワーク６４−１−１側に送出する（ステップＳ４０３）。

空調用センサ２３から送出されたフレーム５１１は、第２無線ネットワーク６４−１−１を介してゲートウェイ装置１−１２に受信される。ゲートウェイ装置１−１２の第２通信部１２は、受信フレームを第２プロトコル処理部１５に出力する（ステップＳ４０４）。第２プロトコル処理部１５は、第２プロトコル処理の実行により、受信フレーム５１１から第２プロトコル情報を除去し、中継処理部１６に出力する（ステップＳ４０５）。具体的には、第２プロトコル処理部１５は、受信フレーム５１１の第２プロトコル情報に基づいて当該フレームの送信先が自装置であるか否かを判定する。受信フレームの送信先が自装置でない場合、第２プロトコル処理部１５は受信フレームを廃棄する。一方、受信フレームが自装置宛てである場合、第２プロトコル処理部１５は、受信フレームから第２プロトコル情報を除去して、上位の機能部（ここでは中継処理部１６）に出力する。

中継処理部１６は、第２プロトコル処理部１５から出力されたフレーム５１１から宛先情報及び送信データを取得する。中継処理部１６は、取得された宛先情報に基づいて中継処理を実行する。この中継処理の実行により、受信フレームの転送先となる転送先ゲートウェイが決定される。具体的には、中継処理部１６は、対応情報テーブル１３１−１２を参照し、宛先情報が示す宛先アドレスの値を持つ対応情報レコードを選択する。中継処理部１６は、選択された対応情報レコードから宛先ＧＷアドレスの値（“０ｘ１００４”）を取得する。中継処理部１６は、取得された宛先ＧＷアドレスの値が示すゲートウェイ装置１−１４を転送先ゲートウェイとして決定する。中継処理部１６は、このように決定された転送先ゲートウェイを示す転送情報を、送信データ及び宛先情報とともに第１プロトコル処理部１４に出力する（ステップＳ４０６）。

第１プロトコル処理部１４は、第１プロトコル処理の実行によって、送信データを、転送先ゲートウェイに決定されたゲートウェイ装置１−１４に転送するためのフレーム５１２を生成する。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、まず、送信データをデータ部に格納するとともに、宛先情報を宛先情報格納部に格納する。続いて第１プロトコル処理部１４は第１プロトコルに関するプロトコル情報（以下、「第１プロトコル情報」という。）を生成してプロトコル情報格納部に格納する。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、送信元が自装置（“０ｘ１００２”）であって宛先が転送情報の示す転送先ゲートウェイ（“０ｘ１００４”）であることを示す第１プロトコル情報を生成する。このように転送先ゲートウェイを宛先とする第１プロトコル情報が付加されたフレームは、転送経路上の各ゲートウェイ装置１の第１プロトコル処理によって、転送経路の順に転送先ゲートウェイまで転送されていく。以下では、このように第１プロトコル処理部１４が転送先ゲートウェイ宛てに受信フレームを転送する処理を転送処理という。第１プロトコル処理部１４は、このように生成されたフレーム５１２を第１通信部１１に出力する（ステップＳ４０７）。第１通信部１１は、第１プロトコル処理部１４から出力された送信フレーム５１２を無線電波に変調して第１無線ネットワーク６３−１側に送出する（ステップＳ４０８）。

ゲートウェイ装置１−１２から送出されたフレーム５１２は、転送経路上でゲートウェイ装置１−１２の次に位置するゲートウェイ装置１−１３によって受信される。ゲートウェイ装置１−１３の第１通信部１１は、受信フレーム５１２を第１プロトコル処理部１４に出力する（ステップＳ４０９）。第１プロトコル処理部１４は、第１プロトコル処理の実行によって、送信データを、転送経路上で自装置の次に位置するゲートウェイ装置１に転送するためのフレーム５１３を生成する。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、受信フレーム５１２の第１プロトコル情報に基づいて転送先ゲートウェイがゲートウェイ装置１−１４であることを識別する。この場合、第１プロトコル処理部１４は、送信元が自装置（“０ｘ１００３”）であって宛先が転送経路上で自装置の次に位置するゲートウェイ装置１−１４（“０ｘ１００４”）であることを示す第１プロトコル情報を生成する。第１プロトコル処理部１４は、受信フレーム５１２の第１プロトコル情報を新たに生成した第１プロトコル情報で置き換えることにより、送信フレーム５１３を生成する。第１プロトコル処理部１４は、このように生成されたフレーム５１３を第１通信部１１に出力する（ステップＳ４１０）。第１通信部１１は、第１プロトコル処理部１４から出力された送信フレーム５１３を無線電波に変調して第１無線ネットワーク６３−１側に送出する（ステップＳ４１１）。

ゲートウェイ装置１−１３から送出されたフレーム５１３は、転送経路上でゲートウェイ装置１−１３の次に位置するゲートウェイ装置１−１４によって受信される。ゲートウェイ装置１−１４の第１通信部１１は、受信フレーム５１３を第１プロトコル処理部１４に出力する（ステップＳ４１２）。第１プロトコル処理部１４は、第１プロトコル処理の実行により、受信フレーム５１３から第１プロトコル情報を除去し、中継処理部１６に出力する（ステップＳ４１３）。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、受信フレーム５１３の第１プロトコル情報に基づいて当該フレームが自装置宛てであるか否かを判定する。受信フレームが自装置宛てでない場合、第１プロトコル処理部１４は受信フレームを廃棄する。一方、受信フレームが自装置宛てである場合、第１プロトコル処理部１４は、受信フレームから第１プロトコル情報を除去して、上位の機能部（ここでは中継処理部１６）に出力する。

中継処理部１６は、第１プロトコル処理部１４から出力されたフレーム５１３から宛先情報及び送信データを取得する。中継処理部１６は、取得された宛先情報に基づいて中継処理を実行する。具体的には、中継処理部１６は、宛先情報に基づいて受信フレームの宛先装置が自装置の収容する空調制御装置２４であることを識別する。中継処理部１６は、取得された宛先情報及び送信データを第２プロトコル処理部１５に出力する（ステップＳ４１４）。

第２プロトコル処理部１５は、第２プロトコル処理の実行によって、送信データを宛先装置宛てに送信するためのフレーム５１４を生成する。具体的には、第２プロトコル処理部１５は、まず、送信データをデータ部に格納するとともに、宛先情報を宛先情報格納部に格納する。続いて第２プロトコル処理部１５は第２プロトコル情報を生成してプロトコル情報格納部に格納する。具体的には、第２プロトコル処理部１５は、送信元が自装置（“０ｘ１００４”）であって宛先が空調制御装置２４（“０ｘ１０４４”）であることを示す第２プロトコル情報を生成する。第２プロトコル処理部１５は、このように生成されたフレーム５１４を第２通信部１２に出力する（ステップＳ４１５）。第２通信部１２は、第２プロトコル処理部１５から出力された送信フレーム５１４を第２ネットワーク側に送出する（ステップＳ４１６）。

ゲートウェイ装置１−１４から送出されたフレーム５１４は、有線の第２ネットワークを介して空調制御装置２４に受信される。この場合、宛先である空調制御装置２４は、例えば、通信部２４１、第２プロトコル処理部２４２及びデータ受信部２４３を備える。通信部２４１は、受信フレームを第２プロトコル処理部２４２に出力する（ステップＳ４１７）。第２プロトコル処理部２４２は、第２プロトコル処理の実行により、受信フレーム５１４から第２プロトコル情報を除去し、データ受信部２４３に出力する（ステップＳ４１８）。具体的には、第２プロトコル処理部２４２は、受信フレーム５１４の第２プロトコル情報に基づいて当該フレームが自装置宛てであるか否かを判定する。受信フレームが自装置宛てでない場合、第２プロトコル処理部２４２は受信フレームを廃棄する。一方、受信フレームが自装置宛てである場合、第２プロトコル処理部２４２は、受信フレームから第２プロトコル情報を除去して、上位の機能部（ここではデータ受信部２４３）に出力する。データ受信部２４３は、第２プロトコル処理部２４２から出力されたフレーム５１４から送信データを取得する。

図８及び図９は、第１の実施形態の制御システム１００の動作例を示すシーケンス図である。図８及び図９に示す動作例は、各機器間の通信が第１無線ネットワーク６３又は第２ネットワークを介して行われる点で従来の制御システムと異なる。また、第１の実施形態の制御システム１００では、第１無線ネットワーク６３に接続されたいずれかのゲートウェイ装置１がローカルサーバの役割を担う点で従来の制御システムと異なる。

図８では、上位制御装置１０の制御指示に応じて空調制御装置２４が空調設備２１を制御する例について説明する。まず、上位制御装置１０が第１フロアの設定温度を指示するための第１制御情報を生成する（ステップＳ１０１）。上位制御装置１０は生成した第１制御情報を、第２ネットワーク側に空調制御装置２４が接続されているゲートウェイ装置１−１１に送信する（ステップＳ１０２）。図８の動作例では、このゲートウェイ装置１−１１が空調用のローカルサーバとしての役割を担う。この場合、上位制御装置１０から送信される第１制御情報は、ゲートウェイ装置１−１の転送処理及び中継処理によってゲートウェイ装置１−１１に転送される（ステップＳ１０３）。

ゲートウェイ装置１−１１は、上位制御装置１０から送信された第１制御情報を受信する（ステップＳ１０４）。ゲートウェイ装置１−１１は、受信された第１制御情報に基づいて中間処理を実行する（ステップＳ１０５）。この中間処理の実行により、受信された第１制御情報が空調制御装置２４向けの制御情報である第２制御情報に変換される。ゲートウェイ装置１−１１は、生成された第２制御情報を空調制御装置２４に送信する（ステップＳ１０６）。空調制御装置２４は、ゲートウェイ装置１−１１から送信された第２制御情報を受信する（ステップＳ１０７）。空調制御装置２４は、受信された第２制御情報に基づいて空調制御処理を実行する（ステップＳ１０８）。

具体的には、空調制御装置２４は、第２制御情報によって示される制御条件を実現するために必要な空調設備２１の動作条件を決定する。例えば、空調制御装置２４は、空調用センサ２３の計測値に基づいて第１フロアの状態を把握し、空調設備２１の動作条件（例えば出力される空気の温度や強度、動作時間等）をフロアの状態に応じて決定する。空調制御装置２４は、決定した動作条件で空調設備２１を動作させるための第３制御情報を生成して空調設備２１に送信する。空調設備２１は、空調制御装置２４から送信された第３制御情報を受信し、第３制御情報によって示される動作条件に基づいて自装置を動作させる。このような空調制御処理が実行されることにより、第１フロアの温度が上位制御装置１０によって指示された設定温度に調整される。

続いて、空調制御装置２４は、空調設備２１に対して行った制御に関する情報を空調用設定器２２に反映させるための第４制御情報を生成する。例えば、第４制御情報は、空調設備２１に対して設定された設定温度を示す情報である。空調制御装置２４は、生成された第４制御情報を空調用設定器２２に送信する（ステップＳ１０９）。この場合、空調制御装置２４から送信される第４制御情報は、ゲートウェイ装置１−１１及びゲートウェイ装置１−１２の転送処理及び中継処理によって空調用設定器２２に転送される（ステップＳ１１０）。

空調用設定器２２は、空調制御装置２４から送信された第４制御情報を受信する（ステップＳ１１１）。空調用設定器２２が第１フロアの室温や設定温度を表示する表示部を備える場合、空調用設定器２２は、空調制御処理の実行結果に応じてこれらの表示を更新する必要がある。そのため、空調用設定器２２は、受信された第４制御情報に基づいて、例えば設定温度の表示を更新する（ステップＳ１１２）。

続いて図９では、上位制御装置１０が、空調用センサ２３の計測値に基づいて行われた空調制御処理の処理結果を取得して、自装置が把握している第１フロアの状態を更新する例について説明する。上位制御装置１０は、以下に説明するような処理を行うことによって各フロアの最新状態を把握することができる。このように把握される各フロアの状態は、フロア状態に応じた空調設備２１の制御に必要な情報である。

まず、空調用センサ２３が第１フロアの室温を計測し、計測された室温を示す第５制御情報を生成する。空調用センサ２３は、生成された第５制御情報を空調制御装置２４に送信する（ステップＳ２０１）。この場合、空調用センサ２３から送信される第５制御情報は、ゲートウェイ装置１−１１及びゲートウェイ装置１−１２の転送処理及び中継処理によって空調制御装置２４に転送される（ステップＳ２０２）。空調制御装置２４は、空調用センサ２３から送信された第５制御情報を受信する（ステップＳ２０３）。空調制御装置２４は、受信された第５制御情報に基づいて空調制御処理を実行する（ステップＳ２０４）。

具体的には、空調制御装置２４は、室温が設定温度より高い場合には室温を低下させるように空調設備２１を制御し、室温が設定温度より低い場合には室温を上昇させるように空調設備２１を制御する。このように、空調制御処理は上位制御装置１０の指示に応じて実行されるだけでなく、各フロアの室温等の変化に応じて適応的に実行される場合もある。空調制御装置２４は、空調設備２１に対して行った制御に関する情報を上位制御装置１０に通知するための第６制御情報を生成する。空調制御装置２４は、生成された第６制御情報を、空調用のローカルサーバとしての役割を担うゲートウェイ装置１−１１に送信する（ステップＳ２０５）。例えば、第６制御情報は、空調制御処理によって変化した第１フロアの室温を示す情報である。

ゲートウェイ装置１−１１は、空調制御装置２４から送信された第６制御情報を受信する（ステップＳ２０６）。ゲートウェイ装置１−１１は、受信された第６制御情報を自装置に記録する（ステップＳ２０７）とともに、自装置に蓄積された第６制御情報に基づいて第１フロアの状態変化を示す第７制御情報を生成する（ステップＳ２０８）。なお、第７制御情報は、空調制御処理の結果として得られる第１フロアの状態を示す情報であればどのような情報であってもよい。例えば、第７制御情報は室温の変化を示す情報であってもよいし、空調用センサ２３によって計測された室温そのものを示す情報であってもよい。ゲートウェイ装置１−１１は、生成された第７制御情報を上位制御装置１０に送信する（ステップＳ２０９）。この場合、空調用のローカルサーバとしての役割を担うゲートウェイ装置１−１１から送信される第７制御情報は、ゲートウェイ装置１−１の中継処理によって上位制御装置１０に転送される（ステップＳ２１０）。

上位制御装置１０は、ゲートウェイ装置１−１１から送信された第７制御情報を受信する（ステップＳ２１１）。上位制御装置１０は、受信された第７制御情報を自装置に記録する（ステップＳ２１２）。上位制御装置１０は、このようにして自装置に蓄積される第７制御情報に基づいて各フロアの制御目標（例えば設定温度等）を決定し、決定された制御目標を各ゲートウェイ装置１（ローカルサーバ）に通知することによって、管理対象設備の制御を指示する。

このように構成された第１の実施形態の制御システム１００は、制御エリア内の各機器を無線通信又は有線通信で収容し、各機器間の情報の送受信を、第１無線ネットワーク６３を介して実現するゲートウェイ装置１を備える。具体的には、ゲートウェイ装置１は、対応情報に基づく第１無線ネットワーク６３及び第２ネットワークの間の中継処理と、転送情報に基づく第１無線ネットワーク６３での転送処理とによって各機器間の送受信を実現する。このような構成を備えることにより、制御システム１００では、システム内の通信の大部分を無線化することができ、システムの管理負荷を低減することが可能となる。

以下、第１の実施形態の制御システム１００の変形例について説明する。

一般に無線通信において、ある端末は無線通信範囲内に存在する他の端末から送信された自装置を宛先としないフレームも受信可能である。端末は、受信フレームの宛先に基づいてフレームを取捨選択することによってデータを受信する。そのため、ゲートウェイ装置１は、自装置宛てでないフレームが受信された場合に、当該フレームを他のゲートウェイ装置１に中継するように構成されてもよい。例えばこの中継機能は、ゲートウェイ装置１の中継処理部１６に備えられても良い。

例えば、ゲートウェイ装置１−１１からゲートウェイ装置１−１４を宛先とするフレームが送信され、このフレームの転送経路がゲートウェイ装置１−１１、ゲートウェイ装置１−１２、ゲートウェイ装置１−１４の順列に決定されたと仮定する。この場合、ゲートウェイ装置１−１１が送信したフレームをゲートウェイ装置１−１３が受信した場合、ゲートウェイ装置１−１３が受信フレームをゲートウェイ装置１−１４に中継してもよい。また例えば、空調用設定器２２から空調設備２１を宛先とするフレームが送信され、そのフレームがゲートウェイ装置１−１によって受信された場合、ゲートウェイ装置１−１が受信フレームを転送先ゲートウェイであるゲートウェイ装置１−１４に中継してもよい。このような中継機能によれば、制御システム１００に係る制御通信の耐障害性を向上させることが可能となる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態の制御システム１００は、ゲートウェイ装置１に代えてゲートウェイ装置１ａを備える点で第１の実施形態の制御システム１００と異なる。第２の実施形態の制御システム１００のシステム構成は、図１に示した第１の実施形態の制御システム１００と同様である。

図１０は、第２の実施形態におけるゲートウェイ装置１ａの機能構成の具体例を示す図である。ゲートウェイ装置１ａは、記憶部１３に代えて記憶部１３ａを備える点、転送処理部１７をさらに備える点で第１の実施形態におけるゲートウェイ装置１と異なる。他の機能部は、第１の実施形態におけるゲートウェイ装置１と同様である。そのため、第１の実施形態におけるゲートウェイ装置１と同様の機能部については、図２と同じ符号を付すことにより説明を省略する。

記憶部１３ａは、第１の実施形態と異なる態様の対応情報を記憶する。具体的には、第２の実施形態における対応情報は、ゲートウェイ装置１ａと、ゲートウェイ装置１ａに収容される機器との対応関係が、ゲートウェイ装置１ａ間の転送経路で表される。

図１１及び図１２は、第２の実施形態における対応情報の具体例を示す図である。第２の実施形態における対応情報は、例えば、図１１に示す対応情報テーブル１３２として保持される。図１１の対応情報テーブル１３２−１、対応情報テーブル１３２−１１及び対応情報テーブル１３２−１２は、それぞれゲートウェイ装置１ａ−１、ゲートウェイ装置１ａ−１１及びゲートウェイ装置１ａ−１２によって保持される対応情報の例である。また、図１２の対応情報テーブル１３２−Ｍ、対応情報テーブル１３２−Ｍ１及び対応情報テーブル１３２−Ｍ２は、それぞれゲートウェイ装置１−Ｍ、ゲートウェイ装置１−Ｍ１及びゲートウェイ装置１−Ｍ２によって保持される対応情報の例である。

対応情報テーブル１３２は、宛先識別子ごとの対応情報レコードが、宛先ＧＷアドレスに代えて論理パス識別子の値を有する点で対応情報テーブル１３１と異なる。論理パス識別子は、論理パスの識別情報である。ここでいう論理パスとは、第１無線ネットワーク６３において、送信データが転送元のゲートウェイ装置１ａから転送先ゲートウェイに転送されるまでの転送経路のことである。

図１３は、論理パスの具体例を示す図である。論理パスは、論理パス識別子と転送経路情報とで表される。論理パス識別子は、論理パスの識別情報である。転送経路情報は、転送経路を構成するゲートウェイ装置１ａの順列を表す情報である。例えば、図１３において、“０ｘ１２”の論理パス識別子で識別される論理パスは、ゲートウェイ装置１−１（“０ｘ１００Ｆ”）を始点として、ゲートウェイ装置１ａ−１４（“０ｘ１００４”）を終点とする転送経路を表している。このような論理パスは、ユーザによって任意に設定されてもよいし、無線メッシュネットワークのプロトコルによって決定される経路情報に基づいて設定されてもよい。経路情報に基づく論理パスの設定方法は第３の実施形態にて後述する。

図１０の説明に戻る。転送処理部１７は、対応情報に基づいて受信データの宛先に応じた論理パスで受信データの転送処理を行う。具体的には、転送処理部１７が行う転送処理は、第１プロトコル処理部１４が行う転送処理の上位レイヤで行われる。以下では、これらの転送処理を区別するため、第１プロトコル処理部１４が行う転送処理を第１転送処理と称し、転送処理部１７が行う転送処理を第２転送処理と称する。上述のとおり、第１転送処理は、無線メッシュネットワークのプロトコルに基づいて決定された転送経路で受信フレームを転送先ゲートウェイに転送する処理である。これに対して、第２転送処理は、経路の一部又は全部が予め論理パスとして設定された転送経路で受信データを転送する処理である。なお、第２転送処理において論理パスとして設定されていない経路の転送は第１転送処理によって行われる。

図１４は、論理パスの具体例を示す図である。図１４には、論理パス７０１〜７０７の７つの論理パスが示されている。各論理パスを示す矢印の始点は論理パスの始点を表し、矢印の終点は論理パスの終点を表している。図１４には、第１無線ネットワーク６３を構成するゲートウェイ装置１ａとして、ゲートウェイ装置１ａ−１及びゲートウェイ装置１ａ−１１〜１ａ−１４が示されているが、実際には第１無線ネットワーク６３は、エッジを構成するゲートウェイ装置１ａ以外の通信装置を含んで構成される。そのため、各論理パスの始点及び終点となるゲートウェイ装置１ａの間にはこれらの通信装置や他のゲートウェイ装置１ａが介在する場合がある。論理パスには、介在する全ての通信装置やゲートウェイ装置１ａが設定されてもよいし、その一部のみが設定されてもよい。

例えば、図１４の論理パス７０１の経路上に、Ａ、Ｂ及びＣの３つの通信装置が介在する場合“ゲートウェイ装置１ａ−１→通信装置Ａ→通信装置Ｂ→通信装置Ｃ→ゲートウェイ装置１ａ−１１”のように介在する全ての装置が論理パスに設定されてもよいし、“ゲートウェイ装置１ａ−１→通信装置Ｂ→ゲートウェイ装置１ａ−１１”のように介在する一部の装置のみが設定されてもよい。前者の場合、第１転送処理による転送経路と、第２転送処理による転送経路とは同じ経路となる。これに対して後者の場合は、ゲートウェイ装置１ａ−１及びゲートウェイ装置１ａ−１１と通信装置Ｂとの間の転送経路に、通信装置Ａ及びＣが介在しない経路が選択される可能性がある。いずれの場合であっても、転送経路が予め論理パスとして設定されることによって、ある程度転送経路を固定することができる。

図１５は、第２の実施形態の制御システム１００の動作例を示す図である。図１５は、図６と同様に、空調用センサ２３が空調制御装置２４に対してデータを送信する場合の例を示している。なおここでは、図６と同様の処理には図６と同じ符号を付すことにより説明を省略する。またこの場合の論理パスには、転送元（始点）であるゲートウェイ装置１ａ−１２と、転送先（終点）であるゲートウェイ装置１ａ−１４との間の転送経路としてゲートウェイ装置１ａ−１３が設定されているものと仮定する。

また、図１６は、図１５の動作例において送受信されるフレームの具体例を示す図である。図１６のフレーム５２１は、空調用センサ２３からゲートウェイ装置１ａ−１２に送信されるフレームを表す。フレーム５２２は、ゲートウェイ装置１ａ−１２からゲートウェイ装置１ａ−１３に送信されるフレームを表す。フレーム５２３は、ゲートウェイ装置１ａ−１３からゲートウェイ装置１ａ−１４に送信されるフレームを表す。フレーム５２４は、ゲートウェイ装置１ａ−１４から空調制御装置２４に送信されるフレームを表す。

この場合、ゲートウェイ装置１−１２の中継処理部１６は、第２プロトコル処理部１５から出力された宛先情報に基づいて中継処理を実行する。この中継処理の実行により、受信フレームの転送に用いられる論理パスが決定される。具体的には、中継処理部１６は、対応情報テーブル１３２−１２を参照し、宛先情報が示す宛先アドレスの値を持つ対応情報レコードを選択する。中継処理部１６は、選択された対応情報レコードから論理パス識別子の値（“０ｘ１９”）を取得する。中継処理部１６は、取得された論理パス識別子の値を送信データ及び宛先情報とともに第１プロトコル処理部１４に出力する（ステップＳ５０１）。

第１プロトコル処理部１４は、第１プロトコル処理の実行によって、送信データを、指定された論理パスの終点のゲートウェイ装置１−１４に転送するためのフレーム５２２を生成する。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、まず、送信データ、宛先情報及び論理パス識別子を、それぞれデータ部、宛先情報格納部及び論理パス格納部に格納する。続いて第１プロトコル処理部１４は第１プロトコル情報を生成してプロトコル情報格納部に格納する。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、送信元が自装置（“０ｘ１００２”）であって、宛先が論理パス上で自装置の次に位置するゲートウェイ装置１−１３（“０ｘ１００３”）であることを示す第１プロトコル情報を生成する。第１プロトコル処理部１４は、このように生成されたフレーム５２３を第１通信部１１に出力する（ステップＳ５０２）。

ゲートウェイ装置１−１３の第１プロトコル処理部１４は、第１プロトコル処理の実行によって、受信フレーム５２２から第１プロトコル情報を除去し、転送処理部１７に出力する（ステップＳ５０３）。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、受信フレーム５２２の第１プロトコル情報に基づいて当該フレームが自装置宛てであるか否かを判定する。受信フレームが自装置宛てでない場合、第１プロトコル処理部１４は受信フレームを廃棄する。一方、受信フレームが自装置宛てである場合、第１プロトコル処理部１４は、受信フレームから第１プロトコル情報を除去して、上位の機能部（ここでは転送処理部１７）に出力する。

転送処理部１７は、第１プロトコル処理部１４から出力されたフレーム５２２から宛先情報、送信データ及び論理パス識別子を取得する。転送処理部１７は、取得された論理パス識別子が示す論理パスにおいて、自装置が論理パスの終点であるか否かを判定する。自装置が論理パスの終点である場合、転送処理部１７は、宛先情報及び送信データを上位の機能部（例えば、中継処理部１６など）に出力する。一方、自装置が論理パスの終点でない場合、転送処理部１７は、論理パス識別子に基づいて第２転送処理を実行する。この第２転送処理の実行により、転送処理部１７は、論理パス上で自装置の次に位置するゲートウェイ装置１ａ−１４を送信データの次の転送先として決定する。転送処理部１７は、このように決定された次の転送先となるゲートウェイ装置１ａを示す転送情報を、送信データ、宛先情報及び論理パス識別子とともに第１プロトコル処理部１４に出力する（ステップＳ５０４）。

第１プロトコル処理部１４は、第１プロトコル処理の実行によって、送信データを、次の転送先に決定されたゲートウェイ装置１ａ−１４に転送するためのフレーム５２４を生成する。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、まず、送信データ、宛先情報及び論理パス識別子を、それぞれデータ部、宛先情報格納部及び論理パス格納部に格納する。続いて第１プロトコル処理部１４は、第１プロトコル情報を生成してプロトコル情報格納部に格納する。具体的には、第１プロトコル処理部１４は、送信元が自装置（“０ｘ１００３”）であって宛先が転送情報の示すゲートウェイ装置１ａ−１４（“０ｘ１００４”）であることを示す第１プロトコル情報を生成する。第１プロトコル処理部１４は、このように生成されたフレーム５２４を第１通信部１１に出力する（ステップＳ５０５）。

このように構成された第２の実施形態の制御システム１００は、論理パスに基づいて第２転送処理を行うゲートウェイ装置１ａを備える。このような構成を備えることにより、制御システム１００では、システム内の通信の大部分を無線化することができ、システムの管理負荷を低減することが可能となる。さらに、第２の実施形態の制御システム１００では、論理パスを予め設定しておくことにより、送信データの転送経路をある程度事前に設計しておくことが可能となる。このような設計が可能となれば、第１無線ネットワーク６３において障害が発生した場合に、障害部位をより容易に特定することが可能となる。また、障害の影響範囲を予め設計した範囲内に局所化することも可能となる。また、送信データの転送経路をある程度事前に設計しておくことで、ゲートウェイ装置１ａの通信負荷を通信の状況や負荷に応じて複数のゲートウェイ装置１ａに分散させることも可能となる。

なお、一の宛先識別子に対する論理パスは複数設定されてもよい。この場合、中継処理部１６ａは、複数の論理パスから一の論理パスを選択してデータを送信してもよいし、複数の論理パスを選択し、選択された論理パスの全てに対して同じデータを送信してもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態の制御システム１００は、ゲートウェイ装置１ａに代えてゲートウェイ装置１ｂを備える点で第２の実施形態の制御システム１００と異なる。第３の実施形態の制御システム１００のシステム構成は、図１に示した第２の実施形態の制御システム１００と同様である。

図１７は、第３の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｂの機能構成の具体例を示す図である。第３の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｂは、対応情報生成部１８をさらに備える点で第２の実施形態のゲートウェイ装置１ａと異なる。対応情報生成部１８は、他のゲートウェイ装置１ｂの対応情報生成部１８と通信することにより、対応情報を生成する。

図１８は、対応情報が生成される処理の流れを示すフローチャートである。まず、ゲートウェイ装置１ｂの第１プロトコル処理部１４が他のゲートウェイ装置１ｂの第１プロトコル処理部１４と通信することによって第１無線ネットワーク６３を構成する（ステップＳ６０１）。具体的には、第１無線ネットワーク６３が構成されることにより、各ゲートウェイ装置１ｂにおいて、他のゲートウェイ装置１ｂを宛先とする通信の経路情報が生成される。対応情報生成部１８は、生成された経路情報によって示される全ての経路に論理パス識別子を付与する（ステップＳ６０２）。この論理パス識別子の付与により、例えば図１３に示されるような論理パスが形成される。

なお、第１プロトコル処理部１４によって生成される経路情報には、第１無線ネットワーク６３のエッジを構成するゲートウェイ装置１ｂ以外の通信装置も含まれる可能性がある。一方で、中継処理又は転送処理に必要となる論理パスは端点がゲートウェイ装置１ｂである経路を示す経路情報によって示される。そのため、対応情報生成部１８は、経路情報によって示される経路から端点がゲートウェイ装置１である経路を選択して論理パス識別子を付与してもよい。

続いて、対応情報生成部１８は、論理パス識別子ごとの各経路（すなわち論理パス）について、各論理パスの端点となっているゲートウェイ装置１ｂから、当該ゲートウェイ装置１ｂの第２通信部１２側に接続されている機器（以下、「収容機器」という。）のアドレス情報を取得する（ステップＳ６０３）。対応情報生成部１８は、論理パス情報と、自装置以外のゲートウェイ装置１ｂから取得された収容機器のアドレス情報とに基づいて、図１１及び図１２に示されるような対応情報を生成する（ステップＳ６０４）。

このように構成された第３の実施形態の制御システム１００は、自装置が所属する論理パスの終点に位置するゲートウェイ装置１ｂから収容機器のアドレス情報を収取して対応情報を生成する対応情報生成部１８を備える。このような機能を備えることにより、制御システム１００では、それぞれのゲートウェイ装置１ｂに予め対応情報を設定しておく必要がなくなるため、制御システムに係る管理負荷を低減することが可能となる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態の制御システム１００は、ゲートウェイ装置１に代えてゲートウェイ装置１ｃを備える点で第１の実施形態の制御システム１００と異なる。第４の実施形態の制御システム１００のシステム構成は、図１に示した第１の実施形態の制御システム１００と同様である。

図１９は、第４の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｃの機能構成の具体例を示す図である。第４の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｃは、第２プロトコル処理部１５に代えて第２プロトコル処理部１５ｃを備える点、プロトコル選択部１９をさらに備える点で第１の実施形態のゲートウェイ装置１と異なる。第２プロトコル処理部１５ｃは、異なるプロトコルで第２プロトコル処理を実行する複数のプロトコル処理部を備える。図１９の例の第２プロトコル処理部１５ｃは、異なるプロトコルで第２プロトコル処理を実行する複数のプロトコル処理部として第３プロトコル処理部１５１及び第４プロトコル処理部１５２を備えている。第２プロトコル処理部１５ｃは、フレームが第２無線ネットワーク６４側から受信された場合には、自身が備える全てのプロトコル処理部に対して第２プロトコル処理を実行させ、フレームを第２無線ネットワーク６４側に送信する場合には、プロトコル選択部１９によって指定されたプロトコル処理部に第２プロトコル処理を実行させる。

プロトコル選択部１９は、受信フレーム又は送信フレームに対して第２プロトコル処理を実行するプロトコル処理部を、第２プロトコル処理部１５ｃが備える複数のプロトコル処理部から選択する。具体的には、フレームが第２無線ネットワーク６４側から受信された場合、プロトコル選択部１９は同じ受信フレームに対する複数のプロトコル処理部の処理結果から、受信データの種別に応じた第２プロトコル処理が実行された処理結果を選択して上位層に提供する。この場合、受信データの種別はどのような方法で識別されてもよい。例えば、各プロトコル処理部が想定外の受信フレームに対してエラーを出力するような場合には、各プロトコル処理におけるエラーの有無に基づいて受信データの種別が識別されてもよい。また、例えば、受信フレームに予めデータの種別を示す情報（以下、「種別情報」という。）が含められる場合には、受信フレームの内容に基づいてデータの種別が識別されてもよい。この場合、種別情報はデータを送信する機器側で受信フレームに含められてもよい。一方、フレームを第２無線ネットワーク６４側に送信する場合、データ送信部（図示せず）は、データの種別を示す情報を付加した送信データを第２プロトコル処理部１５ｃに出力する。

一般に、第２プロトコルは、通信相手となる機器の種別に応じて異なる場合が多い。例えば、空調関連の機器は空調用の第２プロトコルで通信し、照明関連の機器は照明用の第２プロトコルで通信する。このように機器の種別に応じて通信プロトコルが異なる場合、通信相手の機器の種別ごとに第２通信部１２を設け、各第２通信部１２に対してそれぞれが通信する機器の種別に応じた第２プロトコル処理部を１対１に対応させる必要がある。しかしながら、物理層の通信方式が同じであれば、通信相手の機器の種別ごとに第２通信部１２を設けることは機器のハードウェア構成を複雑化させ、種々のコスト増を生じる要因となりうる。

第４の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｃは、第２通信部１２が送受信するフレームについて通信相手となる機器の種別に応じた第２プロトコル処理を選択するプロトコル選択部１９を備えることにより、種別の異なる複数の機器との通信を同一の無線通信インタフェースで行うことができる。

また、第４の実施形態におけるゲートウェイ装置１では、異なる全ての第２プロトコル処理の結果の中から機器やデータの種別に応じた１つの処理結果が選択される。このような受信処理によれば、フレームの受信処理を優先して第２プロトコル処理を実行することができる。具体的には、第２通信部１２と第２プロトコル処理部１５ｃとの間で、実行すべき第２プロトコル処理の種別を判定する必要がない。このような構成を備えることにより、無線通信インタフェースの共用による受信処理性能の低下を抑制することができる。

（第５の実施形態）
第５の実施形態の制御システム１００は、ゲートウェイ装置１に代えてゲートウェイ装置１ｄを備える点で第１の実施形態の制御システム１００と異なる。第４の実施形態の制御システム１００のシステム構成は、図１に示した第１の実施形態の制御システム１００と同様である。

図２０は、第５の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｄの機能構成の具体例を示す図である。第５の実施形態におけるゲートウェイ装置１ｄは、第２通信部１２に代えて第２通信部１２ｄを備える点、第２プロトコル処理部１５に代えて第２プロトコル処理部１５ｄを備える点、ＩＦ通知部１Ａをさらに備える点で第１の実施形態におけるゲートウェイ装置１と異なる。

第２通信部１２ｄは、第２通信部１２が単一の無線通信部を備えたのに対して、複数の無線通信部を備える点で第２通信部１２と異なる。図２０の例では、第２通信部１２ｄは、複数の無線通信部の一例として無線通信部１２１−１及び無線通信部１２１−２を備えている。各無線通信部１２１は、無線ＩＦ部１２２及び方式情報記憶部１２３を含んで構成される。各無線通信部１２１が備える無線ＩＦ部１２２は、それぞれ異なる無線周波数帯域で通信するものであってもよいし、それぞれ異なるプロトコルで通信するものであってもよい。

無線ＩＦ部１２２は、自装置を第２無線ネットワーク６４に接続するための無線通信インタフェースを含んで構成される。方式情報記憶部１２３は、磁気ハードディスク装置や半導体記憶装置等の記憶装置を用いて構成され、方式情報を予め記憶している。方式情報は、同じ無線通信部１２１に備えられた無線ＩＦ部１２２の無線通信方式を示す情報である。

ＩＦ通知部１Ａは、第２通信部１２ｄが備える無線通信部１２１ごとに設けられ、対応する無線通信部１２１の方式情報記憶部１２３から方式情報を取得する。ＩＦ通知部１Ａは、取得された方式情報を第２プロトコル処理部１５ｄに出力する。

第２プロトコル処理部１５ｄは、複数のＩＦ通知部１Ａから通知される方式情報に基づいて第２プロトコル処理を実行する。具体的には、第２プロトコル処理部１５ｄは、各無線通信部１２１から出力される受信フレームに対して、その無線通信部１２１の通信方式に応じた第２プロトコル処理を選択して実行する。例えば、無線通信部１２１−１が照明関連の機器と通信し、無線通信部１２１−２が空調関連の機器と通信する場合、第２プロトコル処理部１５ｄは、受信フレームに対して実行すべき第２プロトコル処理が照明用の第２プロトコル処理であるか、又は空調用の第２プロトコル処理であるかを方式情報に基づいて判断する。このように、第２プロトコル処理部１５ｄは、受信フレームに対して、各無線通信部１２１と通信する機器に応じた第２プロトコル処理を選択して実行する。

このように構成された第５の実施形態の制御システム１００は、通信相手の機器に応じた第２プロトコル処理を選択して実行可能なゲートウェイ装置１ｄを備える。このような構成を備えることにより、１台のゲートウェイ装置１ｄで種別の異なる複数の機器を無線収容することが可能となる。

以上説明した少なくともひとつの実施形態によれば、ゲートウェイ装置と収容機器との対応関係を示す対応情報に基づいて、受信データを宛先の機器を収容するゲートウェイ装置に転送する転送処理部と、受信データの宛先に応じて、第２のネットワークと第１の無線ネットワークとの間で受信データを中継する中継処理部と、を持つことにより、制御システムの管理負荷を低減することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１００…制御システム、１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ…ゲートウェイ装置、１１…第１通信部、１２，１２ｄ…第２通信部、１２１…無線通信部、１２２…無線ＩＦ部、１２３…方式情報記憶部、１３，１３ａ…記憶部、１３１，１３２…対応情報テーブル、１４…第１プロトコル処理部、１５，１５ｃ，１５ｄ…第２プロトコル処理部、１５１…第３プロトコル処理部、１５２…第４プロトコル処理部、１６，１６ａ…中継処理部、１７…転送処理部、１８…対応情報生成部、１９…プロトコル選択部、１Ａ…通知部、６３…第１無線ネットワーク、６４…第２無線ネットワーク、１０１…管理端末、５１１〜５１４…フレーム、５２１〜５２４…フレーム、７０１〜７０７…論理パス、１０…上位制御装置、２０…空調系機器、２１…空調設備、２２…空調用設定器、２３…空調用センサ、２３１…データ送信部、２３２…第２プロトコル処理部、２３３…無線通信部、２４…空調制御装置、２４１…通信部、２４２…第２プロトコル処理部、２４３…データ受信部、３０…照明系機器、３１…照明設備、３２…照明用設定器、３３…照明用センサ、３４…照明制御装置、４０…熱源系機器、４１…熱源用ポンプ、４２…熱源用バルブ、４３…ポンプ用センサ、４４…バルブ用センサ、４５…熱源制御装置

Claims (8)

1. 機器の制御に係るデータを参加ノードの状態に応じて動的に構成された経路で宛先に転送可能な無線メッシュネットワークを第１無線ネットワークとして構成する複数の無線通信装置のそれぞれであって、
   他の複数の無線通信装置のそれぞれと、各無線通信装置が所属する第２無線ネットワークに収容される機器との対応関係を示す対応情報を記憶する記憶部と、
   第１無線ネットワーク側で受信されたデータの宛先機器が自装置の所属する第２無線ネットワークに存在する場合、前記データを前記第２無線ネットワーク側に中継するとともに、第２無線ネットワーク側で受信されたデータの宛先機器が他の無線通信装置の所属する第２無線ネットワークに存在する場合、前記対応情報により前記宛先機器に対応づけられている他の無線通信装置を転送先として前記データを前記第１無線ネットワーク側に中継する中継処理部と、
   第１無線ネットワークの他の無線通信装置から受信されたデータを転送先の無線通信装置に転送する転送処理部と、
   備える無線通信装置。
2. 前記対応情報は、前記複数の無線通信装置の間におけるデータの転送経路を前記データの宛先機器ごとに示す情報であり、
   前記転送処理部は、受信されたデータの宛先機器に対応づけられた転送経路上において自装置の次に位置する無線通信装置を前記対応情報に基づいて特定し、特定した前記無線通信装置を前記データの転送先として決定する、
   請求項１に記載の無線通信装置。
3. 前記無線メッシュネットワークのプロトコル処理を実行することにより他の無線通信装置との間の通信経路を構成するプロトコル処理部と、
   前記他の無線通信装置との間の通信経路と、前記通信経路上の無線通信装置が収容する機器とを対応づけることにより前記対応情報を生成する対応情報生成部をさらに備える、
   請求項１又は２に記載の無線通信装置。
4. 自装置と同じ第２無線ネットワークに収容される機器と通信するための通信部であって、
   プロトコルの異なる通信処理を行う複数のプロトコル処理部と、
   前記複数のプロトコル処理部から通信先の前記機器に応じたプロトコル処理部を選択するプロトコル選択部と、
   を備える前記通信部をさらに備える、
   請求項１から３のいずれか一項に記載の無線通信装置。
5. プロトコルの異なる複数の通信インタフェースを用いて自装置と同じ第２無線ネットワークに収容される機器と通信するための通信部をさらに備え、
   前記中継処理部は、前記複数の通信インタフェースのうち通信先の機器のプロトコルに応じた通信インタフェースで前記機器宛てのデータを送信する、
   請求項１から４のいずれか一項に記載の無線通信装置。
6. 機器の制御に係るデータを参加ノードの状態に応じて動的に構成された経路で宛先に転送可能な無線メッシュネットワークを第１無線ネットワークとして構成する複数の無線通信装置のそれぞれが、
   他の複数の無線通信装置のそれぞれと、各無線通信装置が所属する第２無線ネットワークに収容される機器との対応関係を示す対応情報を記憶し、
   前記第１無線ネットワーク側で受信されたデータの宛先機器が自装置の所属する第２無線ネットワークに存在する場合、前記データを前記第２無線ネットワーク側に中継するとともに、第２無線ネットワーク側で受信されたデータの宛先機器が他の無線通信装置の所属する第２無線ネットワークに存在する場合、前記対応情報により前記宛先機器に対応づけられている他の無線通信装置を転送先として前記データを前記第１無線ネットワーク側に中継し、
   第１無線ネットワークの他の無線通信装置から受信されたデータを転送先の無線通信装置に転送する、
   無線通信方法。
7. 請求項１から５のいずれか一項に記載の無線通信装置としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
8. 機器の制御に係るデータを参加ノードの状態に応じて動的に構成された経路で宛先に転送可能な無線メッシュネットワークを第１無線ネットワークとして構成する複数の無線通信装置と、
   前記無線通信装置を介して前記機器との間で前記データの送受信を行う制御装置と、
   を備え、
   前記複数の無線通信装置のそれぞれは、
   他の複数の無線通信装置のそれぞれと、各無線通信装置が所属する第２無線ネットワークに収容される機器との対応関係を示す対応情報を記憶する記憶部と、
   第１無線ネットワーク側で受信されたデータの宛先である制御装置又は機器が自装置の所属する第２無線ネットワークに存在する場合、前記データを前記第無線ネットワーク側に中継するとともに、第２無線ネットワーク側で受信されたデータの宛先機器が他の無線通信装置の所属する第２無線ネットワークに存在する場合、前記対応情報により前記宛先機器に対応づけられている他の無線通信装置を転送先として前記データを前記第１無線ネットワーク側に中継する中継処理部と、
   第１無線ネットワークの他の無線通信装置から受信されたデータを転送先の無線通信装置に転送する転送処理部と、
   を備える制御システム。

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