JP3630418B2 - ネットワーク通信装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワーク通信装置に関し、特に、船舶等に搭載されるネットワーク通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車分野などにおいては、機器のモジュール化・インテリジェント化及びハーネス削減の流れを受け、ＣＡＮを始めとするシリアル通信による機器の制御が急速に導入されつつある。
【０００３】
自動車分野においては、開発段階より、通信線で接続されて制御される機器は固定され、少なくとも製品として出荷後に機器接続が改変されることは無い。
【０００４】
図５は、自動車ＣＡＮシステムの従来の一例を示したブロック図である。図５において、１１１はアクセルポジションＥＣＵであり、アクセル開度を計測するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃１である。１１２はスロットルアクチュエータＥＣＵであり、電子制御スロットルを駆動するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃２である。１１３はエンジンＥＣＵであり、エンジンを制御するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃３である。１１４はシフトレバーＥＣＵであり、オートマチックレバー位置を検知するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃５である。１１５はＡＴＥＣＵであり、自動変速機を制御するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃４である。１０８は通信線Ａであり、ＣＡＮによるネットワークを構成している。１１６は、これら全ての要素で構成されるネットワークＡである。
【０００５】
図５において設定されているＩＤ＃１〜ＩＤ＃５は設計段階に固定され、例えば自動車として販売後にシフトレバーＥＣＵ１１４が取り外されるような機器接続の改変はありえない。
【０００６】
よって自動車に搭載されるＣＡＮを始めとするシリアル通信において、各々の機器（ノード）を識別したり、機能の特定を行ったり、あるいは、システムとしての成立可否を判断する手順は、設計段階において決定することができる。
【０００７】
ところが、船舶分野においては、上述の自動車分野と異なり、例えばエンジンのメーカーはエンジンのみを供給するのみであり、船舶としての組み立てはボートビルダーが行う。また、複数エンジン搭載や複数操船席設置など、同じエンジンであってもユーザーによって完成船舶としての仕様は異なる。このため、エンジンメーカーが完成船舶の仕様をコントロールすることは難しい。
【０００８】
しかしながら、エンジンメーカーが完成船舶の仕様をコントロールすることは難しくとも、各々の装置が独立した制御手段や故障警告手段を持ち、システムとしての成立には問題はなかった。
【０００９】
図９は従来の船舶システムを模式的に表した図である。図９において、１２１はリモコン右、１２２はリモコン左、１２３はメーター表示盤、１２４は右スロットルワイヤー、１２５は左スロットルワイヤー、１２６は右エンジン回転数信号線、１２７は左エンジン回転数信号線、１２８は右エンジン警告信号線、１２９は左エンジン警告信号線、１３０は右エンジン、１３１は左エンジン、１３２はキースイッチ（キーＳＷ）、１３３は、キースイッチ１３２とメーター表示盤１２３、右エンジン１３０および左エンジン１３１とを接続しているキースイッチ信号線である。
【００１０】
図９において、リモコン右１２１は、右スロットルワイヤー１２４によって右エンジン１３０に接続され、ワイヤー張力によって右エンジン１３０内のスロットル開度を駆動している。リモコン左１２２は、左スロットルワイヤー１２５によって左エンジン１３１に接続され、ワイヤー張力によって左エンジン１３１内のスロットル開度を駆動している。メーター表示盤１２３はエンジン回転数やエンジン警告状態を表示する装置で、右エンジン回転数信号線１２６によって右エンジン１３０の回転数を取得し、左エンジン回転数信号線１２７によって左エンジン１３１の回転数を取得し、右エンジン警告信号線１２８によって右エンジン１３０の警告状態を取得し、左エンジン警告信号線１２９によって左エンジン１３１の警告状態を取得し、それぞれをメーター表示盤１２３に表示している。キースイッチ１３２は、エンジン始動のための装置でキースイッチＥＣＵ（図示せず）にキーが挿入され回転されると、キースイッチ信号線１３３に通電され、メーター表示盤１２３、右エンジン１３０、左エンジン１３１が始動される。
【００１１】
図９においてエンジン回転数と警告信号はエンジン毎に信号線が備わっているので、１機のみしか接続しなければ１機掛け、２機接続すれば２機掛けというように単純にシステムとして成立する。
【００１２】
ＣＡＮによるネットワークは、ＣＡＮ仕様に沿ったＨ／Ｗ（ハードウエア）によってＢＵＳ状のネットワークを構成し、ＣＡＮ−ＩＤによる優先順位にて調停が行われ通信される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
各装置をネットワーク化する場合、従来例では各々の装置で独立していた制御情報や故障情報等を統合的に扱うことになる。船舶分野では、ボートビルダーによって組み立てられることに変わりは無いので、各装置が全てネットワーク化されるか、あるいは、一部のみネットワーク化され、残りは従来装置を用いるかはボートビルダーやユーザーの判断に依存する。このため、ネットワークに接続されている装置を特定する手段が必要となるが、ＣＡＮの仕様では各ノードは平等であり、名前（すなわち、ノードＩＤ等の識別子）を持たない。
【００１４】
図８はＣＡＮのみの仕様に沿って、ＢＵＳ状のネットワークによって図９と同様の船舶システムを構築した例である。図８では、リモコン右１４１、リモコン左１４２、メーター表示盤１４３、右エンジン１５０、左エンジン１５１が、１ｃｈのＣＡＮ−ｂｕｓ１４４によって接続されている。キースイッチ（キーＳＷ）１５２はエンジン始動のための装置で、キースイッチＥＣＵ（図示せず）にキーが挿入され、回転されるとキースイッチ信号線１５３に通電され、メーター表示盤１４３、リモコン右１４１、リモコン左１４２、右エンジン１５０、左エンジン１５１が始動される。
【００１５】
自動車のようなあらかじめＩＤが固定されたシステムであれば、このようなネットワークは成立する。しかしながら、船舶システムでは、エンジンが１機掛けか２機掛けかは不定であり、ボートビルダーが組み立てるときにいずれにも決定される可能性があるので、例えば、左エンジン１５１が始動時に存在しない場合、最初から１機掛けのシステムであるのか、ネットワークの一部が断線してデータが到達しないのかが判別できない。すなわち、システムとして成立しているかどうかを判別することができない。また、左右エンジンと左右リモコンの対応関係も特定できない。さらに、左右エンジンからエンジン回転数や警告情報が送信されてもメーター表示盤１４３で表示するときに左右どちらの値かを判別できない。
【００１６】
また、船舶分野ではサバイバビリティが高く要求される。しかし従来例のようなバス（ＢＵＳ）状のネットワークであると、その一部が故障しただけでも船舶の操船機能が失われる可能性が高い。このため、帰港を果たす最低限の手段が必要となる。
【００１７】
図３はＣＡＮ仕様のみに従ったバス（ＢＵＳ）状のネットワークの船舶システムのブロック図である。１０５は、リモコンＥＣＵ（ノードＤ）であり、スロットル目標開度とシフト（前進／後退）を指示するユーザーインターフェースの役目を果たす。１０６は、ステアリングＥＣＵ（ノードＥ）であり、ステアリング（舵）目標角度を指示するユーザーインタフェースの役目を果たす。１０２は、管理ノードキースイッチＥＣＵ（ノードＡ）であり、キースイッチ状態を検知するＥＣＵである。１０３は、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ（ノードＢ）であり、スロットル目標開度とシフト目標位置に従って該アクチュエータを制御するＥＣＵである。１０４は、ステアリングアクチュエータＥＣＵ（ノードＣ）であり、目標ステアリング角度に従って舵アクチュエータを制御するＥＣＵである。１６８は、ＣＡＮ１ｃｈのハードウエアであり、１０１は、通信線Ａ（ＣＡＮ１ｃｈ）であり、１０１ａは、通信線Ａ１０１上の断線箇所である。１０７は、これら全ての要素で構成するネットワークＢである。
【００１８】
図３において、断線個所１０１ａが発生すると、リモコンＥＣＵ１０５とステアリングＥＣＵ１０６の情報は、キースイッチＥＣＵ１０２，シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１０３及びステアリングアクチュエータＥＣＵ１０４に到達せず、一切の操船が不可能になる。
【００１９】
耐障害性を増すためには、例えば、ＣＡＮ−ｂｕｓ１０１を２重化するなどが考えられる。しかし、ＣＡＮ機能は多くの場合、各ノードのＣＰＵに内臓されており、たとえ２チャンネルのＣＡＮ−ｂｕｓ機能をＣＰＵが持っていても、ＣＰＵの故障や一方のＣＡＮ−ｂｕｓの短絡故障などにより他方のＣＡＮ機能も害してしまい、ネットワーク全体がエラー状態になる可能性がある。
【００２０】
図３において、このネットワークは１ｃｈのＣＡＮネットワークによって構成されており、図３の三角印で示しているＣＡＮｌｃｈのハードウェア１６８のいずれかが短絡故障などを生じると、通信線Ａ１０１はその全ての機能を失ってしまう。
【００２１】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、船舶分野のようなネットワークに接続されるノードが不定であるような場合においても、ノードの接続状態を容易に管理することができるネットワーク通信装置を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ネットワーク上に接続された１以上のノードと、前記ネットワーク上に接続され前記ノードの管理を行う管理ノードとを備えたネットワーク通信装置であって、各前記ノードは、データの内容を表すＩＤフィールドとデータの実体を表すデータフィールドとを含むデータを送受信するデータ送受信手段と、前記データを受信したときに、前記データのＩＤフィールドとデータフィールドの内容を解析する解析手段とを有し、前記管理ノードは、各前記ノードの属性情報を収集する属性情報収集手段と、収集した前記属性情報に基づいて、各前記ノードに対してノードＩＤ番号を採番して付与するノードＩＤ番号付与手段とを有しているネットワーク通信装置である。
【００２３】
また、前記管理ノードは、前記ネットワークがシステムとして成立するために構成要素として必要なノードを示したシステム構成データベースを格納したシステム構成データベース格納手段と、前記属性情報収集手段によって収集された前記属性情報をデータベース化するデータベース生成手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記システム構成データベースとを照合して、前記ネットワークがシステムとして成立するかどうかを判定するシステム成立判定手段とをさらに備えている。
【００２４】
また、前記管理ノードは、前記ネットワーク上に接続し得る機能を備えたノードを示す利用可能装置データベースを格納している利用可能装置データベース格納手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記利用可能装置データベースとを照合して、各ノードが前記ネットワーク上に接続可能か否かを判定する利用可能ノード判定手段とをさらに備えている。
【００２５】
また、前記ネットワークは、少なくとも３つの通信線Ａ，Ｂ，Ｃを有するとともに、前記ノードとして少なくとも３つのノード１，２，３が接続されており、前記ノード１は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへのデータ送受信手段を備え、前記ノード２は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ノード３は、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ネットワークは、前記ノード１，２，３を前記通信線Ａ，Ｂ，Ｃによってループ状に結線することにより構成されている。
【００２６】
また、前記通信線Ａ、前記通信線Ｂおよび前記通信線Ｃは異なるハードウェアによって構成されている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１におけるＣＡＮ通信装置の構成を示すものである。図１において、８は通信線Ａ（ＣＡＮ１ｃｈ）、９は通信線Ｂ（ＣＡＮ２ｃｈ）、１０は通信線Ｃ（ＲＳ−４８５シリアル）、１１は管理ノードキースイッチＥＣＵ（ノードＡ）、１２はシフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ（ノードＢ）、１３はステアリングアクチュエータＥＣＵ（ノードＣ）、１５はリモコンＥＣＵ（ノードＤ）、１４はステアリングＥＣＵ（ノードＥ）、１７はＣＡＮ１ｃｈハードウエア（図中の三角印）、１８はＣＡＮ２ｃｈハードウエア（図中の台形印）、１９はＲＳ−４８５ハードウエア（図中の五角形印）、１６はこれら全ての要素で構成するネットワークＡである。
【００２８】
動作について説明する。通信線Ａ（符号８）、通信線Ｂ（符号９）、通信線Ｃ（符号１０）を持つネットワークＡ（符号１６）において、これらの通信線はそれぞれ複数のノードが接続され、ネットワークＡ（符号１６）は、キースイッチＥＣＵ１１、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、リモコンＥＣＵ１５、ステアリングＥＣＵ１４を有している。また、これらのキースイッチＥＣＵ１１、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、リモコンＥＣＵ１５、ステアリングＥＣＵ１４は、それぞれ、データの内容を表すＩＤフィールドとデータの実体を表すデータフィールドとを含むデータを送受信するデータ送受信手段と、当該データを受信したときに、受信データのＩＤフィールドとデータフィールドの内容（意味）を解析する解析手段とを有している。
【００２９】
また、図１に示すように、キースイッチＥＣＵ１１は、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｂ（符号９）へ接続され、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｂ（符号９）へのデータ送受信手段を備えている。シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２は、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｃ（符号１０）へ接続され、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｃ（符号１０）へのデータ送受信手段を備えている。ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３は、通信線Ｂ（符号９）及び通信線Ｃ（符号１０）へ接続され、通信線Ｂ（符号９）及び通信線Ｃ（符号１０）へのデータ送受信手段を備えている。ネットワークＡ（符号１６）は、リモコンＥＣＵ１５、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３によってループ状に結線されている。また、キースイッチＥＣＵ１１は、管理ノードである。リモコンＥＣＵ１５は、通信線Ａ（符号８）の一ノード、ステアリングＥＣＵ１４は、通信線Ｂ（符号９）の一ノードである。
【００３０】
なお、上述したように、通信線Ａ（符号８）は、ＣＡＮ１ｃｈハードウエア（図中の三角印）１７から構成され、通信線Ｂ（符号９）は、ＣＡＮ２ｃｈハードウエア（図中の台形印）１８から構成され、通信線Ｃ（符号１０）は、ＲＳ−４８５ハードウエア（図中の五角形印）１９から構成されている。このように、通信線Ａ、通信線Ｂおよび通信線Ｃの物理層は異なるハードウエアによって実現されている。これにより、例えば、ＣＡＮ１ｃｈハードウエア（図中の三角印）１７が何らかの理由で短絡故障し、通信線Ａがエラー状態になったとしても、通信線ＢおよびＣは異なるハードウエアで構成されているため、影響を受けず、これらの通信線をとおしてデータを迂回させて管理ノードまで到達させることができる。
【００３１】
管理ノード１１内には、予め、図１のネットワークＡ１６がシステムとして成立するために構成要素として必要なノードの情報を含むシステム構成データベースが格納されている。システム構成データベースの一例を示す。
【表１】
【００３２】
また、管理ノード１１内には、さらに、ネットワークＡ１６に参加し得る機能を有するノードの一覧を示す利用可能装置データベースを有している。利用可能データベースの構成は、上記のシステム構成データベースと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３３】
図２にネットワークの始動手順を示す。まず、ステップＳ１において、各ノード１１〜１５を起動させる。次に、ノード起動２５０ｍｓ経過後、管理ノード（キースイッチＥＣＵ）１１は、全ノード１２〜１５に向けて、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｂ（符号９）に、「ノードＩＤ送信要求」信号を送信する（ステップＳ２）。一方、ノード起動後に受信待機（ステップＳ３）していたリモコンＥＣＵ１５、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、ステアリングＥＣＵ１４は、当該「ノードＩＤ送信要求」信号を受信すると、自身の属性情報を「ノードＩＤ応答」として応答する（ステップＳ５）。なお、ここで属性情報とは、例えば、製造番号、メーカー番号、部品番号等を含むものである。このとき、ステップＳ５の「ノードＩＤ応答」を受信するまで管理ノード１１はステップＳ４のように待機している。
【００３４】
次に、符号１２〜１５の各ノードからのステップＳ５「ノードＩＤ応答」を受信した管理ノード１１は、ステップＳ５により受信した属性情報により管理ノード１１内にデータベースを作成し、このデータベースを元にノードＩＤを生成・採番し、各ノード１２〜１５にノードＩＤを付与するための「ノードＩＤ指示」信号を送信する（ステップＳ６）。
【００３５】
受信した属性情報から生成したデータベースの一例を示す。
【表２】
【００３６】
ステップＳ７のように、ステップＳ６の「ノードＩＤ指示」信号の受信まで待機していた１２〜１５ノードは、付与されたノードＩＤを自身のＩＤとして確認後、問題がないと判断した場合には、ステップＳ８として通常の通信動作を開始する。
【００３７】
ステップＳ９として、管理ノード１１は管理ノード１１内のシステム構成データベースとステップＳ５の「ノードＩＤ応答」受信により作成したデータベースとを照合し、ネットワークがシステムとして成立するかどうかを判定する。ここでシステムとして成立しているか否かの信号をランプ等の手段によりユーザに告知する。すなわち、システムとして成立していない場合には、ランプを点灯させて、警告する。これによりユーザはシステムの成立性を装置を接続するだけで判断することができる。
【００３８】
ステップＳ９におけるもう１つの処理として、管理ノード１１は管理ノード１１内の利用可能装置データベースとステップＳ５の「ノードＩＤ応答」受信により作成したデータベースとを照合し、各ノードがネットワークに参加できる仕様を満たすかどうかを判定する。ここで各ノードがネットワークに参加できるか否かの信号をランプ等の手段によりユーザに告知する。これによりユーザはシステムの成立性を装置を接続するだけで判断することができる。
【００３９】
すなわち、図４のように固定ＩＤを用いたシステムならば、管理ノードが存在しなくともシステムとして成立するが、船舶特有の接続される装置が不定という場合は、図２に示すような管理ノードが存在し、当該管理ノードが各ノードにＩＤを付与することによって、ノードＩＤを管理し、システムとして成立することを保証することができる。
【００４０】
図７は、図８の管理ノードの無いシステムに、上述した本発明の管理ノードを追加したシステムである。管理ノードは、キースイッチ７２内に設定する。なぜなら、キースイッチ７２は全ての船舶システムに存在しうる装置と考えられるためである。
【００４１】
図７のシステムでは、本発明の管理ノードが存在することにより、１機掛けか２機掛けかの判別が可能になり、最初から１機掛けのシステムであるのか、ネットワークの一部が断線してデータが到達しないのかが判別できる。すなわち、システムとして成立しているかどうかを判別することができる。また、左右エンジンと左右リモコンの対応関係も特定することができる。さらに、左右エンジンからエンジン回転数や警告情報が送信されるとメーター表示盤６３で表示するときに左右を区別して表示できる。
【００４２】
図１の構成において、通常時は、リモコンＥＣＵ１５のデータは通信線Ａ（符号８）を経由し、キースイッチＥＣＵ１１及びシフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２に送信される。ここで、図４のように、通信線Ａ（符号８）が何らかの理由により断線個所８ａにて断線したとすると、この断線をリモコンＥＣＵ１５がシフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２からの定期通信が断絶したことにより検知し、リモコンＥＣＵ１５が送信するデータは、一点鎖線で示されるデータ送信迂回路８ｂ（すなわち、リモコンＥＣＵ１５、管理ノード１１、通信線Ｂ（符号９）、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３および通信線Ｃ（符号１０）を経由し、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２に到達するように送信される。このように、本実施の形態においては、各ノードをループ状に予め結線しておくことにより、何らかの理由で一箇所が断線しても、データを迂回させて送信することができるので、ユーザは高い耐障害性を得ることができる。
【００４３】
また、図４において、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２内のＣＡＮ通信部（三角印）１７が何らかの理由で短絡故障し、通信線Ａ（符号８）がエラー状態になったとしても通信線Ｂ（符号９）及び通信線Ｃ（符号１０）は異なるハードウェア（台形印及び五角形印）によって実装されているので、通信線Ｂ（符号９）、通信線Ｃ（符号１０）による通信は影響を受けず、例えば、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２の送信するデータは、通信線Ｃ（符号１０）、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、通信線Ｂ（符号９）を経由し、管理ノード１１に到達できる。これによりユーザは高い耐障害性を得ることができる。
【００４４】
以上に述べたように、この発明によれば、管理ノードを設けて、管理ノード以外の２つ以上のノードを結線することによりループ状のネットワークを形成し、管理ノードに、ネットワークの属性情報を収集させる手段と、ネットワーク成立のためのデータベースとを保持させ、収集した属性情報とデータベースとを照合することにより、ネットワークの接続手順の早期化を図り、ネットワークの成立可否の判断を可能にするとともに、ループ状にネットワークを結線しておくことにより非常時の迂回路を確保して耐障害性を高めることができる。
【００４５】
【発明の効果】
この発明は、ネットワーク上に接続された１以上のノードと、前記ネットワーク上に接続され前記ノードの管理を行う管理ノードとを備えたネットワーク通信装置であって、各前記ノードは、データの内容を表すＩＤフィールドとデータの実体を表すデータフィールドとを含むデータを送受信するデータ送受信手段と、前記データを受信したときに、前記データのＩＤフィールドとデータフィールドの内容を解析する解析手段とを有し、前記管理ノードは、各前記ノードの属性情報を収集する属性情報収集手段と、収集した前記属性情報に基づいて、各前記ノードに対してノードＩＤ番号を採番して付与するノードＩＤ番号付与手段とを有しているネットワーク通信装置であるので、船舶分野のように接続されるノードが不定の場合においても、ノードの接続状態を容易に管理でき、これにより始動時の装置情報収集手順を短時間で済ますことができる。
【００４６】
また、前記管理ノードは、前記ネットワークがシステムとして成立するために構成要素として必要なノードを示したシステム構成データベースを格納したシステム構成データベース格納手段と、前記属性情報収集手段によって収集された前記属性情報をデータベース化するデータベース生成手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記システム構成データベースとを照合して、前記ネットワークがシステムとして成立するかどうかを判定するシステム成立判定手段とをさらに備えているので、収集した属性情報とシステム構成データベースとを照合してそのネットワークがシステムとして成立するか否かを容易に判定することができる。
【００４７】
また、前記管理ノードは、前記ネットワーク上に接続し得る機能を備えたノードを示す利用可能装置データベースを格納している利用可能装置データベース格納手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記利用可能装置データベースとを照合して、各ノードが前記ネットワーク上に接続可能か否かを判定する利用可能ノード判定手段とをさらに備えているので、収集した属性情報と利用可能装置データベースとを照合してそのノードが利用可能かどうかを判定することができる。
【００４８】
また、前記ネットワークは、少なくとも３つの通信線Ａ，Ｂ，Ｃを有するとともに、前記ノードとして少なくとも３つのノード１，２，３が接続されており、前記ノード１は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへのデータ送受信手段を備え、前記ノード２は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ノード３は、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ネットワークは、前記ノード１，２，３を前記通信線Ａ，Ｂ，Ｃによってループ状に結線することにより構成されているので、ネットワークの一部が断線等の故障をしても、データ送信の迂回路を有するため、耐障害性を高めることができる。
【００４９】
また、前記通信線Ａ、前記通信線Ｂおよび前記通信線Ｃは異なるハードウェアによって構成されているので、各ノードのいずれかの通信ハードウエアが短絡故障などを生じてそのハードウエアの属する通信線がエラー状態になったとしても、他方のハードウエアの障害が生じていない通信線を通じてデータを迂回させることができるため、耐障害性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワーク通信装置の構成を示したブロック図である。
【図２】図１の本発明のネットワーク通信装置の始動時の処理の流れを示す説明図である。
【図３】ＣＡＮのみの仕様に沿ったバス状のネットワークを有する従来の船舶システムの構成を示した模式図である。
【図４】図１の本発明のネットワーク通信装置においてネットワークの一部が断線した場合を示した説明図である。
【図５】従来の自動車ＣＡＮシステムの一例を示したブロック図である。
【図６】図１の本発明のネットワーク通信装置において、管理ノードが各ノードに対してＩＤを付与する動作を示した説明図である。
【図７】図１の本発明のネットワーク通信装置を用いた船舶システムの構成を示した模式図である。
【図８】ＣＡＮのみの仕様に沿った従来の船舶システムの構成を示した模式図である。
【図９】従来の船舶システムの構成を示した模式図である。
【符号の説明】
８，１０１，１０８ 通信線Ａ、８ａ 断線箇所、９ 通信線Ｂ、１０ 通信線Ｃ、１１，１０２ キースイッチＥＣＵ（管理ノード）、１２，１０３ シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ、１３，１０４ ステアリングアクチュエータＥＣＵ、１４，１０６ ステアリングＥＣＵ、１５，１０５ リモコンＥＣＵ、１６，１１６ ネットワークＡ、１７ ＣＡＮ１ｃｈハードウエア、１８ ＣＡＮ２ｃｈハードウエア、１９ ＲＳ−４８５ハードウエア、６１，１２１，１４１ リモコン右、６２，１２２，１４２ リモコン左、６３，１２３，１４３ メーター表示盤、６４，１４４ ＣＡＮバス、７０，１３０，１５０ 右エンジン、７１，１３１，１５１ 左エンジン、７２，１３２，１５２ キースイッチ、７３，１３３，１５３ キースイッチ信号線、１０１ａ 断線箇所、１０７ ネットワークＢ、１６８ ＣＡＮ１ｃｈハードウエア、１１１ アクセルポジションＥＣＵ、１１２ スロットルアクチュエータＥＣＵ、１１３ エンジンＥＣＵ、１１４ シフトレバーＥＣＵ、１１５ ＡＴＥＣＵ、１２４ 右スロットルワイヤー、１２５ 左スロットルワイヤー、１２６ 右エンジン回転数信号線、１２７ 左エンジン回転数信号線、１２８ 右エンジン警告信号線、１２９
左エンジン警告信号線。
【発明の属する技術分野】
本発明はネットワーク通信装置に関し、特に、船舶等に搭載されるネットワーク通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車分野などにおいては、機器のモジュール化・インテリジェント化及びハーネス削減の流れを受け、ＣＡＮを始めとするシリアル通信による機器の制御が急速に導入されつつある。
【０００３】
自動車分野においては、開発段階より、通信線で接続されて制御される機器は固定され、少なくとも製品として出荷後に機器接続が改変されることは無い。
【０００４】
図５は、自動車ＣＡＮシステムの従来の一例を示したブロック図である。図５において、１１１はアクセルポジションＥＣＵであり、アクセル開度を計測するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃１である。１１２はスロットルアクチュエータＥＣＵであり、電子制御スロットルを駆動するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃２である。１１３はエンジンＥＣＵであり、エンジンを制御するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃３である。１１４はシフトレバーＥＣＵであり、オートマチックレバー位置を検知するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃５である。１１５はＡＴＥＣＵであり、自動変速機を制御するＥＣＵで、ノードＩＤはＩＤ＃４である。１０８は通信線Ａであり、ＣＡＮによるネットワークを構成している。１１６は、これら全ての要素で構成されるネットワークＡである。
【０００５】
図５において設定されているＩＤ＃１〜ＩＤ＃５は設計段階に固定され、例えば自動車として販売後にシフトレバーＥＣＵ１１４が取り外されるような機器接続の改変はありえない。
【０００６】
よって自動車に搭載されるＣＡＮを始めとするシリアル通信において、各々の機器（ノード）を識別したり、機能の特定を行ったり、あるいは、システムとしての成立可否を判断する手順は、設計段階において決定することができる。
【０００７】
ところが、船舶分野においては、上述の自動車分野と異なり、例えばエンジンのメーカーはエンジンのみを供給するのみであり、船舶としての組み立てはボートビルダーが行う。また、複数エンジン搭載や複数操船席設置など、同じエンジンであってもユーザーによって完成船舶としての仕様は異なる。このため、エンジンメーカーが完成船舶の仕様をコントロールすることは難しい。
【０００８】
しかしながら、エンジンメーカーが完成船舶の仕様をコントロールすることは難しくとも、各々の装置が独立した制御手段や故障警告手段を持ち、システムとしての成立には問題はなかった。
【０００９】
図９は従来の船舶システムを模式的に表した図である。図９において、１２１はリモコン右、１２２はリモコン左、１２３はメーター表示盤、１２４は右スロットルワイヤー、１２５は左スロットルワイヤー、１２６は右エンジン回転数信号線、１２７は左エンジン回転数信号線、１２８は右エンジン警告信号線、１２９は左エンジン警告信号線、１３０は右エンジン、１３１は左エンジン、１３２はキースイッチ（キーＳＷ）、１３３は、キースイッチ１３２とメーター表示盤１２３、右エンジン１３０および左エンジン１３１とを接続しているキースイッチ信号線である。
【００１０】
図９において、リモコン右１２１は、右スロットルワイヤー１２４によって右エンジン１３０に接続され、ワイヤー張力によって右エンジン１３０内のスロットル開度を駆動している。リモコン左１２２は、左スロットルワイヤー１２５によって左エンジン１３１に接続され、ワイヤー張力によって左エンジン１３１内のスロットル開度を駆動している。メーター表示盤１２３はエンジン回転数やエンジン警告状態を表示する装置で、右エンジン回転数信号線１２６によって右エンジン１３０の回転数を取得し、左エンジン回転数信号線１２７によって左エンジン１３１の回転数を取得し、右エンジン警告信号線１２８によって右エンジン１３０の警告状態を取得し、左エンジン警告信号線１２９によって左エンジン１３１の警告状態を取得し、それぞれをメーター表示盤１２３に表示している。キースイッチ１３２は、エンジン始動のための装置でキースイッチＥＣＵ（図示せず）にキーが挿入され回転されると、キースイッチ信号線１３３に通電され、メーター表示盤１２３、右エンジン１３０、左エンジン１３１が始動される。
【００１１】
図９においてエンジン回転数と警告信号はエンジン毎に信号線が備わっているので、１機のみしか接続しなければ１機掛け、２機接続すれば２機掛けというように単純にシステムとして成立する。
【００１２】
ＣＡＮによるネットワークは、ＣＡＮ仕様に沿ったＨ／Ｗ（ハードウエア）によってＢＵＳ状のネットワークを構成し、ＣＡＮ−ＩＤによる優先順位にて調停が行われ通信される。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
各装置をネットワーク化する場合、従来例では各々の装置で独立していた制御情報や故障情報等を統合的に扱うことになる。船舶分野では、ボートビルダーによって組み立てられることに変わりは無いので、各装置が全てネットワーク化されるか、あるいは、一部のみネットワーク化され、残りは従来装置を用いるかはボートビルダーやユーザーの判断に依存する。このため、ネットワークに接続されている装置を特定する手段が必要となるが、ＣＡＮの仕様では各ノードは平等であり、名前（すなわち、ノードＩＤ等の識別子）を持たない。
【００１４】
図８はＣＡＮのみの仕様に沿って、ＢＵＳ状のネットワークによって図９と同様の船舶システムを構築した例である。図８では、リモコン右１４１、リモコン左１４２、メーター表示盤１４３、右エンジン１５０、左エンジン１５１が、１ｃｈのＣＡＮ−ｂｕｓ１４４によって接続されている。キースイッチ（キーＳＷ）１５２はエンジン始動のための装置で、キースイッチＥＣＵ（図示せず）にキーが挿入され、回転されるとキースイッチ信号線１５３に通電され、メーター表示盤１４３、リモコン右１４１、リモコン左１４２、右エンジン１５０、左エンジン１５１が始動される。
【００１５】
自動車のようなあらかじめＩＤが固定されたシステムであれば、このようなネットワークは成立する。しかしながら、船舶システムでは、エンジンが１機掛けか２機掛けかは不定であり、ボートビルダーが組み立てるときにいずれにも決定される可能性があるので、例えば、左エンジン１５１が始動時に存在しない場合、最初から１機掛けのシステムであるのか、ネットワークの一部が断線してデータが到達しないのかが判別できない。すなわち、システムとして成立しているかどうかを判別することができない。また、左右エンジンと左右リモコンの対応関係も特定できない。さらに、左右エンジンからエンジン回転数や警告情報が送信されてもメーター表示盤１４３で表示するときに左右どちらの値かを判別できない。
【００１６】
また、船舶分野ではサバイバビリティが高く要求される。しかし従来例のようなバス（ＢＵＳ）状のネットワークであると、その一部が故障しただけでも船舶の操船機能が失われる可能性が高い。このため、帰港を果たす最低限の手段が必要となる。
【００１７】
図３はＣＡＮ仕様のみに従ったバス（ＢＵＳ）状のネットワークの船舶システムのブロック図である。１０５は、リモコンＥＣＵ（ノードＤ）であり、スロットル目標開度とシフト（前進／後退）を指示するユーザーインターフェースの役目を果たす。１０６は、ステアリングＥＣＵ（ノードＥ）であり、ステアリング（舵）目標角度を指示するユーザーインタフェースの役目を果たす。１０２は、管理ノードキースイッチＥＣＵ（ノードＡ）であり、キースイッチ状態を検知するＥＣＵである。１０３は、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ（ノードＢ）であり、スロットル目標開度とシフト目標位置に従って該アクチュエータを制御するＥＣＵである。１０４は、ステアリングアクチュエータＥＣＵ（ノードＣ）であり、目標ステアリング角度に従って舵アクチュエータを制御するＥＣＵである。１６８は、ＣＡＮ１ｃｈのハードウエアであり、１０１は、通信線Ａ（ＣＡＮ１ｃｈ）であり、１０１ａは、通信線Ａ１０１上の断線箇所である。１０７は、これら全ての要素で構成するネットワークＢである。
【００１８】
図３において、断線個所１０１ａが発生すると、リモコンＥＣＵ１０５とステアリングＥＣＵ１０６の情報は、キースイッチＥＣＵ１０２，シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１０３及びステアリングアクチュエータＥＣＵ１０４に到達せず、一切の操船が不可能になる。
【００１９】
耐障害性を増すためには、例えば、ＣＡＮ−ｂｕｓ１０１を２重化するなどが考えられる。しかし、ＣＡＮ機能は多くの場合、各ノードのＣＰＵに内臓されており、たとえ２チャンネルのＣＡＮ−ｂｕｓ機能をＣＰＵが持っていても、ＣＰＵの故障や一方のＣＡＮ−ｂｕｓの短絡故障などにより他方のＣＡＮ機能も害してしまい、ネットワーク全体がエラー状態になる可能性がある。
【００２０】
図３において、このネットワークは１ｃｈのＣＡＮネットワークによって構成されており、図３の三角印で示しているＣＡＮｌｃｈのハードウェア１６８のいずれかが短絡故障などを生じると、通信線Ａ１０１はその全ての機能を失ってしまう。
【００２１】
本発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、船舶分野のようなネットワークに接続されるノードが不定であるような場合においても、ノードの接続状態を容易に管理することができるネットワーク通信装置を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
この発明は、ネットワーク上に接続された１以上のノードと、前記ネットワーク上に接続され前記ノードの管理を行う管理ノードとを備えたネットワーク通信装置であって、各前記ノードは、データの内容を表すＩＤフィールドとデータの実体を表すデータフィールドとを含むデータを送受信するデータ送受信手段と、前記データを受信したときに、前記データのＩＤフィールドとデータフィールドの内容を解析する解析手段とを有し、前記管理ノードは、各前記ノードの属性情報を収集する属性情報収集手段と、収集した前記属性情報に基づいて、各前記ノードに対してノードＩＤ番号を採番して付与するノードＩＤ番号付与手段とを有しているネットワーク通信装置である。
【００２３】
また、前記管理ノードは、前記ネットワークがシステムとして成立するために構成要素として必要なノードを示したシステム構成データベースを格納したシステム構成データベース格納手段と、前記属性情報収集手段によって収集された前記属性情報をデータベース化するデータベース生成手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記システム構成データベースとを照合して、前記ネットワークがシステムとして成立するかどうかを判定するシステム成立判定手段とをさらに備えている。
【００２４】
また、前記管理ノードは、前記ネットワーク上に接続し得る機能を備えたノードを示す利用可能装置データベースを格納している利用可能装置データベース格納手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記利用可能装置データベースとを照合して、各ノードが前記ネットワーク上に接続可能か否かを判定する利用可能ノード判定手段とをさらに備えている。
【００２５】
また、前記ネットワークは、少なくとも３つの通信線Ａ，Ｂ，Ｃを有するとともに、前記ノードとして少なくとも３つのノード１，２，３が接続されており、前記ノード１は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへのデータ送受信手段を備え、前記ノード２は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ノード３は、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ネットワークは、前記ノード１，２，３を前記通信線Ａ，Ｂ，Ｃによってループ状に結線することにより構成されている。
【００２６】
また、前記通信線Ａ、前記通信線Ｂおよび前記通信線Ｃは異なるハードウェアによって構成されている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１におけるＣＡＮ通信装置の構成を示すものである。図１において、８は通信線Ａ（ＣＡＮ１ｃｈ）、９は通信線Ｂ（ＣＡＮ２ｃｈ）、１０は通信線Ｃ（ＲＳ−４８５シリアル）、１１は管理ノードキースイッチＥＣＵ（ノードＡ）、１２はシフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ（ノードＢ）、１３はステアリングアクチュエータＥＣＵ（ノードＣ）、１５はリモコンＥＣＵ（ノードＤ）、１４はステアリングＥＣＵ（ノードＥ）、１７はＣＡＮ１ｃｈハードウエア（図中の三角印）、１８はＣＡＮ２ｃｈハードウエア（図中の台形印）、１９はＲＳ−４８５ハードウエア（図中の五角形印）、１６はこれら全ての要素で構成するネットワークＡである。
【００２８】
動作について説明する。通信線Ａ（符号８）、通信線Ｂ（符号９）、通信線Ｃ（符号１０）を持つネットワークＡ（符号１６）において、これらの通信線はそれぞれ複数のノードが接続され、ネットワークＡ（符号１６）は、キースイッチＥＣＵ１１、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、リモコンＥＣＵ１５、ステアリングＥＣＵ１４を有している。また、これらのキースイッチＥＣＵ１１、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、リモコンＥＣＵ１５、ステアリングＥＣＵ１４は、それぞれ、データの内容を表すＩＤフィールドとデータの実体を表すデータフィールドとを含むデータを送受信するデータ送受信手段と、当該データを受信したときに、受信データのＩＤフィールドとデータフィールドの内容（意味）を解析する解析手段とを有している。
【００２９】
また、図１に示すように、キースイッチＥＣＵ１１は、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｂ（符号９）へ接続され、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｂ（符号９）へのデータ送受信手段を備えている。シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２は、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｃ（符号１０）へ接続され、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｃ（符号１０）へのデータ送受信手段を備えている。ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３は、通信線Ｂ（符号９）及び通信線Ｃ（符号１０）へ接続され、通信線Ｂ（符号９）及び通信線Ｃ（符号１０）へのデータ送受信手段を備えている。ネットワークＡ（符号１６）は、リモコンＥＣＵ１５、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３によってループ状に結線されている。また、キースイッチＥＣＵ１１は、管理ノードである。リモコンＥＣＵ１５は、通信線Ａ（符号８）の一ノード、ステアリングＥＣＵ１４は、通信線Ｂ（符号９）の一ノードである。
【００３０】
なお、上述したように、通信線Ａ（符号８）は、ＣＡＮ１ｃｈハードウエア（図中の三角印）１７から構成され、通信線Ｂ（符号９）は、ＣＡＮ２ｃｈハードウエア（図中の台形印）１８から構成され、通信線Ｃ（符号１０）は、ＲＳ−４８５ハードウエア（図中の五角形印）１９から構成されている。このように、通信線Ａ、通信線Ｂおよび通信線Ｃの物理層は異なるハードウエアによって実現されている。これにより、例えば、ＣＡＮ１ｃｈハードウエア（図中の三角印）１７が何らかの理由で短絡故障し、通信線Ａがエラー状態になったとしても、通信線ＢおよびＣは異なるハードウエアで構成されているため、影響を受けず、これらの通信線をとおしてデータを迂回させて管理ノードまで到達させることができる。
【００３１】
管理ノード１１内には、予め、図１のネットワークＡ１６がシステムとして成立するために構成要素として必要なノードの情報を含むシステム構成データベースが格納されている。システム構成データベースの一例を示す。
【表１】
また、管理ノード１１内には、さらに、ネットワークＡ１６に参加し得る機能を有するノードの一覧を示す利用可能装置データベースを有している。利用可能データベースの構成は、上記のシステム構成データベースと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３３】
図２にネットワークの始動手順を示す。まず、ステップＳ１において、各ノード１１〜１５を起動させる。次に、ノード起動２５０ｍｓ経過後、管理ノード（キースイッチＥＣＵ）１１は、全ノード１２〜１５に向けて、通信線Ａ（符号８）及び通信線Ｂ（符号９）に、「ノードＩＤ送信要求」信号を送信する（ステップＳ２）。一方、ノード起動後に受信待機（ステップＳ３）していたリモコンＥＣＵ１５、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、ステアリングＥＣＵ１４は、当該「ノードＩＤ送信要求」信号を受信すると、自身の属性情報を「ノードＩＤ応答」として応答する（ステップＳ５）。なお、ここで属性情報とは、例えば、製造番号、メーカー番号、部品番号等を含むものである。このとき、ステップＳ５の「ノードＩＤ応答」を受信するまで管理ノード１１はステップＳ４のように待機している。
【００３４】
次に、符号１２〜１５の各ノードからのステップＳ５「ノードＩＤ応答」を受信した管理ノード１１は、ステップＳ５により受信した属性情報により管理ノード１１内にデータベースを作成し、このデータベースを元にノードＩＤを生成・採番し、各ノード１２〜１５にノードＩＤを付与するための「ノードＩＤ指示」信号を送信する（ステップＳ６）。
【００３５】
受信した属性情報から生成したデータベースの一例を示す。
【表２】
ステップＳ７のように、ステップＳ６の「ノードＩＤ指示」信号の受信まで待機していた１２〜１５ノードは、付与されたノードＩＤを自身のＩＤとして確認後、問題がないと判断した場合には、ステップＳ８として通常の通信動作を開始する。
【００３７】
ステップＳ９として、管理ノード１１は管理ノード１１内のシステム構成データベースとステップＳ５の「ノードＩＤ応答」受信により作成したデータベースとを照合し、ネットワークがシステムとして成立するかどうかを判定する。ここでシステムとして成立しているか否かの信号をランプ等の手段によりユーザに告知する。すなわち、システムとして成立していない場合には、ランプを点灯させて、警告する。これによりユーザはシステムの成立性を装置を接続するだけで判断することができる。
【００３８】
ステップＳ９におけるもう１つの処理として、管理ノード１１は管理ノード１１内の利用可能装置データベースとステップＳ５の「ノードＩＤ応答」受信により作成したデータベースとを照合し、各ノードがネットワークに参加できる仕様を満たすかどうかを判定する。ここで各ノードがネットワークに参加できるか否かの信号をランプ等の手段によりユーザに告知する。これによりユーザはシステムの成立性を装置を接続するだけで判断することができる。
【００３９】
すなわち、図４のように固定ＩＤを用いたシステムならば、管理ノードが存在しなくともシステムとして成立するが、船舶特有の接続される装置が不定という場合は、図２に示すような管理ノードが存在し、当該管理ノードが各ノードにＩＤを付与することによって、ノードＩＤを管理し、システムとして成立することを保証することができる。
【００４０】
図７は、図８の管理ノードの無いシステムに、上述した本発明の管理ノードを追加したシステムである。管理ノードは、キースイッチ７２内に設定する。なぜなら、キースイッチ７２は全ての船舶システムに存在しうる装置と考えられるためである。
【００４１】
図７のシステムでは、本発明の管理ノードが存在することにより、１機掛けか２機掛けかの判別が可能になり、最初から１機掛けのシステムであるのか、ネットワークの一部が断線してデータが到達しないのかが判別できる。すなわち、システムとして成立しているかどうかを判別することができる。また、左右エンジンと左右リモコンの対応関係も特定することができる。さらに、左右エンジンからエンジン回転数や警告情報が送信されるとメーター表示盤６３で表示するときに左右を区別して表示できる。
【００４２】
図１の構成において、通常時は、リモコンＥＣＵ１５のデータは通信線Ａ（符号８）を経由し、キースイッチＥＣＵ１１及びシフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２に送信される。ここで、図４のように、通信線Ａ（符号８）が何らかの理由により断線個所８ａにて断線したとすると、この断線をリモコンＥＣＵ１５がシフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２からの定期通信が断絶したことにより検知し、リモコンＥＣＵ１５が送信するデータは、一点鎖線で示されるデータ送信迂回路８ｂ（すなわち、リモコンＥＣＵ１５、管理ノード１１、通信線Ｂ（符号９）、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３および通信線Ｃ（符号１０）を経由し、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２に到達するように送信される。このように、本実施の形態においては、各ノードをループ状に予め結線しておくことにより、何らかの理由で一箇所が断線しても、データを迂回させて送信することができるので、ユーザは高い耐障害性を得ることができる。
【００４３】
また、図４において、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２内のＣＡＮ通信部（三角印）１７が何らかの理由で短絡故障し、通信線Ａ（符号８）がエラー状態になったとしても通信線Ｂ（符号９）及び通信線Ｃ（符号１０）は異なるハードウェア（台形印及び五角形印）によって実装されているので、通信線Ｂ（符号９）、通信線Ｃ（符号１０）による通信は影響を受けず、例えば、シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ１２の送信するデータは、通信線Ｃ（符号１０）、ステアリングアクチュエータＥＣＵ１３、通信線Ｂ（符号９）を経由し、管理ノード１１に到達できる。これによりユーザは高い耐障害性を得ることができる。
【００４４】
以上に述べたように、この発明によれば、管理ノードを設けて、管理ノード以外の２つ以上のノードを結線することによりループ状のネットワークを形成し、管理ノードに、ネットワークの属性情報を収集させる手段と、ネットワーク成立のためのデータベースとを保持させ、収集した属性情報とデータベースとを照合することにより、ネットワークの接続手順の早期化を図り、ネットワークの成立可否の判断を可能にするとともに、ループ状にネットワークを結線しておくことにより非常時の迂回路を確保して耐障害性を高めることができる。
【００４５】
【発明の効果】
この発明は、ネットワーク上に接続された１以上のノードと、前記ネットワーク上に接続され前記ノードの管理を行う管理ノードとを備えたネットワーク通信装置であって、各前記ノードは、データの内容を表すＩＤフィールドとデータの実体を表すデータフィールドとを含むデータを送受信するデータ送受信手段と、前記データを受信したときに、前記データのＩＤフィールドとデータフィールドの内容を解析する解析手段とを有し、前記管理ノードは、各前記ノードの属性情報を収集する属性情報収集手段と、収集した前記属性情報に基づいて、各前記ノードに対してノードＩＤ番号を採番して付与するノードＩＤ番号付与手段とを有しているネットワーク通信装置であるので、船舶分野のように接続されるノードが不定の場合においても、ノードの接続状態を容易に管理でき、これにより始動時の装置情報収集手順を短時間で済ますことができる。
【００４６】
また、前記管理ノードは、前記ネットワークがシステムとして成立するために構成要素として必要なノードを示したシステム構成データベースを格納したシステム構成データベース格納手段と、前記属性情報収集手段によって収集された前記属性情報をデータベース化するデータベース生成手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記システム構成データベースとを照合して、前記ネットワークがシステムとして成立するかどうかを判定するシステム成立判定手段とをさらに備えているので、収集した属性情報とシステム構成データベースとを照合してそのネットワークがシステムとして成立するか否かを容易に判定することができる。
【００４７】
また、前記管理ノードは、前記ネットワーク上に接続し得る機能を備えたノードを示す利用可能装置データベースを格納している利用可能装置データベース格納手段と、前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記利用可能装置データベースとを照合して、各ノードが前記ネットワーク上に接続可能か否かを判定する利用可能ノード判定手段とをさらに備えているので、収集した属性情報と利用可能装置データベースとを照合してそのノードが利用可能かどうかを判定することができる。
【００４８】
また、前記ネットワークは、少なくとも３つの通信線Ａ，Ｂ，Ｃを有するとともに、前記ノードとして少なくとも３つのノード１，２，３が接続されており、前記ノード１は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへのデータ送受信手段を備え、前記ノード２は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ノード３は、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、前記ネットワークは、前記ノード１，２，３を前記通信線Ａ，Ｂ，Ｃによってループ状に結線することにより構成されているので、ネットワークの一部が断線等の故障をしても、データ送信の迂回路を有するため、耐障害性を高めることができる。
【００４９】
また、前記通信線Ａ、前記通信線Ｂおよび前記通信線Ｃは異なるハードウェアによって構成されているので、各ノードのいずれかの通信ハードウエアが短絡故障などを生じてそのハードウエアの属する通信線がエラー状態になったとしても、他方のハードウエアの障害が生じていない通信線を通じてデータを迂回させることができるため、耐障害性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のネットワーク通信装置の構成を示したブロック図である。
【図２】図１の本発明のネットワーク通信装置の始動時の処理の流れを示す説明図である。
【図３】ＣＡＮのみの仕様に沿ったバス状のネットワークを有する従来の船舶システムの構成を示した模式図である。
【図４】図１の本発明のネットワーク通信装置においてネットワークの一部が断線した場合を示した説明図である。
【図５】従来の自動車ＣＡＮシステムの一例を示したブロック図である。
【図６】図１の本発明のネットワーク通信装置において、管理ノードが各ノードに対してＩＤを付与する動作を示した説明図である。
【図７】図１の本発明のネットワーク通信装置を用いた船舶システムの構成を示した模式図である。
【図８】ＣＡＮのみの仕様に沿った従来の船舶システムの構成を示した模式図である。
【図９】従来の船舶システムの構成を示した模式図である。
【符号の説明】
８，１０１，１０８ 通信線Ａ、８ａ 断線箇所、９ 通信線Ｂ、１０ 通信線Ｃ、１１，１０２ キースイッチＥＣＵ（管理ノード）、１２，１０３ シフト＆スロットルアクチュエータＥＣＵ、１３，１０４ ステアリングアクチュエータＥＣＵ、１４，１０６ ステアリングＥＣＵ、１５，１０５ リモコンＥＣＵ、１６，１１６ ネットワークＡ、１７ ＣＡＮ１ｃｈハードウエア、１８ ＣＡＮ２ｃｈハードウエア、１９ ＲＳ−４８５ハードウエア、６１，１２１，１４１ リモコン右、６２，１２２，１４２ リモコン左、６３，１２３，１４３ メーター表示盤、６４，１４４ ＣＡＮバス、７０，１３０，１５０ 右エンジン、７１，１３１，１５１ 左エンジン、７２，１３２，１５２ キースイッチ、７３，１３３，１５３ キースイッチ信号線、１０１ａ 断線箇所、１０７ ネットワークＢ、１６８ ＣＡＮ１ｃｈハードウエア、１１１ アクセルポジションＥＣＵ、１１２ スロットルアクチュエータＥＣＵ、１１３ エンジンＥＣＵ、１１４ シフトレバーＥＣＵ、１１５ ＡＴＥＣＵ、１２４ 右スロットルワイヤー、１２５ 左スロットルワイヤー、１２６ 右エンジン回転数信号線、１２７ 左エンジン回転数信号線、１２８ 右エンジン警告信号線、１２９
左エンジン警告信号線。
Claims (5)
- ネットワーク上に接続された１以上のノードと、前記ネットワーク上に接続され前記ノードの管理を行う管理ノードとを備えたネットワーク通信装置であって、
各前記ノードは、
データの内容を表すＩＤフィールドとデータの実体を表すデータフィールドとを含むデータを送受信するデータ送受信手段と、
前記データを受信したときに、前記データのＩＤフィールドとデータフィールドの内容を解析する解析手段とを
有し、
前記管理ノードは、
各前記ノードの属性情報を収集する属性情報収集手段と、
収集した前記属性情報に基づいて、各前記ノードに対してノードＩＤ番号を採番して付与するノードＩＤ番号付与手段と
を有している
ことを特徴とするネットワーク通信装置。 - 前記管理ノードは、
前記ネットワークがシステムとして成立するために構成要素として必要なノードを示したシステム構成データベースを格納したシステム構成データベース格納手段と、
前記属性情報収集手段によって収集された前記属性情報をデータベース化するデータベース生成手段と、
前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記システム構成データベースとを照合して、前記ネットワークがシステムとして成立するかどうかを判定するシステム成立判定手段と
をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１に記載のネットワーク通信装置。 - 前記管理ノードは、
前記ネットワーク上に接続し得る機能を備えたノードを示す利用可能装置データベースを格納している利用可能装置データベース格納手段と、
前記データベース生成手段によって生成されたデータベースと前記利用可能装置データベースとを照合して、各ノードが前記ネットワーク上に接続可能か否かを判定する利用可能ノード判定手段と
をさらに備えている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のネットワーク通信装置。 - 前記ネットワークは、少なくとも３つの通信線Ａ，Ｂ，Ｃを有するとともに、前記ノードとして少なくとも３つのノード１，２，３が接続されており、
前記ノード１は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｂへのデータ送受信手段を備え、
前記ノード２は、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ａ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、
前記ノード３は、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへ接続され、前記通信線Ｂ及び前記通信線Ｃへのデータ送受信手段を備え、
前記ネットワークは、前記ノード１，２，３を前記通信線Ａ，Ｂ，Ｃによってループ状に結線することにより構成されていることを特徴とする前記請求項１ないし３のいずれかに記載のネットワーク通信装置。 - 前記通信線Ａ、前記通信線Ｂおよび前記通信線Ｃは異なるハードウェアによって構成されていることを特徴とする請求項４に記載のネットワーク通信装置。
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